JPH09251340A - 位置検出装置及びその位置指示器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置指示器の構成や共振周波数の調整が簡単
で、しかも広い周波数領域を必要とすることなく情報を
入力し得る位置検出装置及びその位置指示器を提供す
る。 【構成】 位置指示器Ａの共振回路１１に、スイッチ１
２を介してダイオード１３を接続すると、前記スイッチ
１２をオンしたときには共振回路１１に発生する信号の
振幅がダイオードの順方向電圧によって制限されるた
め、前記スイッチの操作によってセンス部２１から少な
くとも２種類の送信継続時間をもって電波を送信した後
に受信される受信信号のそれぞれのレベルの差又は比を
変化させ、これらのレベルの差又は比から前記スイッチ
１２に対する操作を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電波を利用した位置検
出装置及びその位置指示器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この出願に先立ち、出願人は特願昭６１
−２１３９７０号（特開昭６３−７０３２６号公報参
照）（以下、先願１と称す。）において、位置指示器と
タブレットとの間で電波をやりとりすることにより、該
位置指示器による指示位置の座標値を求める位置検出装
置について提案した。

【０００３】先願１の内容を簡単に説明すると、タブレ
ットのループコイルより所定の周波数の電波を送信さ
せ、該電波を位置指示器に設けた共振回路に受信させ
る。この際、該電波を受信した共振回路より発信される
電波を前記ループコイルに受信させ、誘導電圧を発生さ
せる。これをタブレットの複数のループコイルについて
順次切替えて繰返し、各ループコイルに発生した誘導電
圧のレベルに基づいて指示位置の座標値を求める如くな
していた。

【０００４】ところで、この種の位置検出装置では指示
位置の座標値の外、実際に入力すべき指示位置を特定し
た状態（ペンダウン状態）を表す情報や、位置指示器の
種別、例えばペンかカーソルかを表す情報、あるいはソ
フトウェアに応じて座標値以外のパラメータ、例えば線
の太さ、指示位置あるいは指示領域の色相や濃度（明
度）等を変化させるための情報を、前記指示位置の座標
値とともに入力したいという要求がある。

【０００５】前記先願１では、共振回路を構成するコイ
ル及びコンデンサに手動のスイッチを介して他のコンデ
ンサを接続することにより、該スイッチに対する操作に
応じて共振周波数がわずかに変化するようになし、この
共振周波数のわずかな変化を位相角の変化として検出
し、前述した各種の情報となしていた。

【０００６】しかしながら、前述した先願１の装置では
検出可能な位相角の範囲が−６０°〜＋６０°程度に限
られること、並びに周囲の温度変化等によりコイルのイ
ンダクタンスやコンデンサのキャパシタンスが変化する
ため該検出の際の位相角にある程度の幅をもたせなけれ
ばならないこと等の問題より、入力可能な情報の数をあ
まり多くすることができず、特に、筆圧に応じて共振周
波数が連続的に変化するようになした場合には筆圧情報
以外の情報を全く入力できないという問題があった。

【０００７】また、出願人は、先願１の応用として特願
昭６３−３０８７１２号（特開平２−１５５０１９号公
報参照）（以下、先願２と称す。）において、筆圧に応
じて共振周波数を所定の周波数領域内で連続的に変化さ
せることができるとともに、該周波数領域をサイドスイ
ッチのオン・オフに応じて複数の異なる周波数領域のい
ずれかに変更し得る共振回路を備えた位置指示器を用
い、目的の異なる複数の筆圧情報又は筆圧情報とその他
の情報を入力し得る装置について提案した。

【０００８】しかしながら、前述した先願２の装置では
所定の周波数に対する位相角の範囲を分割してサイドス
イッチのオン・オフに応じた複数の異なる周波数領域と
なしていたため、筆圧を検出し得るレンジが小さくなる
とともに、サイドスイッチをオンした際の一の筆圧に対
する位相角と、オフした際の該一の筆圧に対する位相角
とが全く異なることにより、位相角に対する筆圧情報の
補正にそれぞれ別々の補正値が必要になるという問題が
あった。

【０００９】さらにまた、出願人は、先願２の応用とし
て特願平４−３６５０８号（以下、先願３と称す。）に
おいて、スイッチ操作に応じて共振周波数の中心が予め
設定された複数の周波数のいずれかに変化するとともに
筆圧に応じて共振周波数が該複数の周波数のうちの少な
くとも２つのいずれかを中心として連続的に変化する共
振回路を有する位置指示器を用い、該位置指示器に対し
て複数の周波数の電波を送信し、この際、共振回路から
反射された電波を受信し、これから指示位置の座標値及
び位相角を検出するとともに共振回路の共振周波数が前
記複数の周波数のいずれであるかを判定することによ
り、複数の筆圧情報又は筆圧情報とその他の情報とを入
力し得るとともに、筆圧を検出し得るレンジを小さくす
ることなく、しかも位相角に対する筆圧情報を簡単に補
正し得る装置について提案した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た先願３の装置ではスイッチ操作に応じて変化する複数
の共振周波数の中心周波数を、筆圧に応じて変化した際
の共振周波数が互いに重ならない程度に離れた複数の周
波数にそれぞれ設定しなければならないため、複数の共
振周波数に対する調整が必要になるとともに、広い周波
数領域を必要とするという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、共振周波数の正確な調整
を必要とせず、また、位相角の変化を検出するためのハ
ードウェア構成を全く必要とせず簡単な情報、例えばペ
ンダウン情報を入力し得る位置検出装置及びその位置指
示器を提供することにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、位置指示器の
構成や共振周波数の調整が簡単で、しかも広い周波数領
域を必要とすることなく情報、特に筆圧情報とその他の
情報とを入力し得る位置検出装置及びその位置指示器を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、少なくともコイルとコンデンサを含む
共振回路を有する位置指示器の指示位置をタブレット上
で検出する位置検出装置において、位置指示器には、共
振回路を構成するコンデンサと並列にスイッチ手段を介
してダイオードを接続して、タブレットには、少なくと
も２種類の送信継続時間をもって前記共振回路を励振す
る間欠的な電波を送信する電波送信手段と、該電波送信
手段から送信された電波に起因して前記共振回路から反
射される電波を受信する電波受信手段と、前記電波送信
手段から電波が前記少なくとも２種類の送信継続時間を
もって送信された際にそれぞれ前記電波受信手段で受信
される電波の強度の差または比を検出し、これより前記
スイッチ手段に対する操作を識別する操作情報識別手段
とを設けた位置検出装置を提案する。（請求項１に対
応）

【００１４】また、本発明では、少なくともコイルとコ
ンデンサを含む共振回路を有する位置指示器の指示位置
をタブレット上で検出する位置検出装置において、位置
指示器には、共振回路を構成するコンデンサと並列にス
イッチ手段を介してダイオードを接続して、タブレット
には、少なくとも２種類の送信パワーをもって前記共振
回路を励振する間欠的な電波を送信する電波送信手段
と、 該電波送信手段から送信された電波に起因して前
記共振回路から反射される電波を受信する電波受信手段
と、前記電波送信手段から電波が前記少なくとも２種類
の送信パワーをもって送信された際にそれぞれ前記電波
受信手段で受信される電波の強度の差または比を検出
し、これより前記スイッチ手段に対する操作を識別する
操作情報識別手段とを設けたことを特長とする位置検出
装置を提案する。（請求項２に対応）

【００１５】また、本発明では、少なくともコイルとコ
ンデンサを含み筆圧に応じて共振周波数が変化する共振
回路を有する位置指示器の指示位置をタブレット上で検
出する位置検出装置において、位置指示器には、共振回
路を構成するコンデンサと並列にスイッチ手段を介して
ダイオードを接続して、タブレットには、少なくとも２
種類の送信継続時間をもって前記共振回路を励振する間
欠的な電波を送信する電波送信手段と、該電波送信手段
から送信された電波に起因して前記共振回路から反射さ
れる電波を受信する電波受信手段と、前記電波送信手段
から電波が前記少なくとも２種類の送信継続時間をもっ
て送信された際にそれぞれ前記電波受信手段で受信され
る電波の強度の差または比を検出し、これより前記スイ
ッチ手段に対する操作を識別する操作情報識別手段と、
前記電波送信手段から送信する電波と電波受信手段で受
信された電波との位相差を検出する位相差検出手段と、
該位相差検出手段で検出した位相差から筆圧を検出する
筆圧情報識別手段とを設けたことを特長とする位置検出
装置を提案する。（請求項３）

【００１６】また、本発明では、少なくともコイルとコ
ンデンサを含み筆圧に応じて共振周波数が変化する共振
回路を有する位置指示器の指示位置をタブレット上で検
出する位置検出装置において、位置指示器には、共振回
路を構成するコンデンサと並列にスイッチ手段を介して
ダイオードを接続して、タブレットには、少なくとも２
種類の送信パワーをもって前記共振回路を励振する間欠
的な電波を送信する電波送信手段と、該電波送信手段か
ら送信された電波に起因して前記共振回路から反射され
る電波を受信する電波受信手段と、前記電波送信手段か
ら電波が前記少なくとも２種類の送信パワーをもって送
信された際にそれぞれ前記電波受信手段で受信される電
波の強度の差または比を検出し、これより前記スイッチ
手段に対する操作を識別する操作情報識別手段と、前記
電波送信手段から送信する電波と電波受信手段で受信さ
れた電波との位相差を検出する位相差検出手段と、該位
相差検出手段で検出した位相差から筆圧を検出する筆圧
情報識別手段とを設けたことを特長とする位置検出装置
を提案する。（請求項４）

【００１７】

【作用】図７は本発明における位置指示器の基本的回路
構成を示したものである。この回路において、コンデン
サＣとコイルＬとは共振回路を構成してタブレットから
の電波の周波数に対して共振している。この点は従来方
法と同じである。

【００１８】課題を解決するための第１の方法として２
種類の送信時間で電波を送信する方法について説明す
る。

【００１９】（１） 図７においてスイッチＳがＯＦＦ
の場合についての動作を説明する。

【００２０】まず、タブレットから電波を一定時間Ｔ1
（共振回路に発生する誘導電圧が十分飽和する時間）継
続して送信する。電波の送信を開始すると共振回路には
誘導電圧が発生するが、そのレベルは共振回路の特性に
より電波の送信を開始した直後では小さく、時間の経過
とともに大きくなり、電波の送信を開始してから一定時
間後に飽和レベルＶ0 に達する。

【００２１】前記Ｔ1 の期間電波を送信した後、電波の
送信を停止すると、共振回路両端の誘導電圧も減衰す
る。この誘導電圧が減衰してなくなるまで待った後、前
記一定時間より短い時間Ｔ2 だけ継続して電波の送信を
行うと、誘導電圧は前記飽和レベルに達しない。

【００２２】このため、共振回路から反射される電波を
タブレット側で受信した時の信号強度は、前記一定時間
以上継続した時間Ｔ1 だけ電波を送信した場合の方が、
一定時間に満たない時間Ｔ2 だけ継続して電波を送信し
た場合より大きくなる。

【００２３】（２） 次に、図７においてスイッチＳが
ＯＮの時に、前述したのと同じタイミングで電波が送信
された場合についての動作を説明する。

【００２４】まず、タブレットから電波を前述したＴ1
の期間継続して送信する。電波の送信を開始すると共振
回路には誘導電圧が発生し、そのレベルはしだいに大き
くなり、ある電圧Ｖ1 で飽和する。この電圧Ｖ1 はダイ
オードＤの順方向電圧に相当するものでシリコンダイオ
ードでは一般に０．４Ｖ〜０．７Ｖ程度である。

【００２５】前記Ｔ1 の期間の電波の送信後、電波の送
信を停止すると、共振回路両端の誘導電圧も減衰する。
この誘導電圧が減衰してなくなるまで待った後、前述と
同様にＴ1 よりも十分短い時間Ｔ2 の期間継続して電波
の送信を行うが、後述するように共振回路自体による飽
和電圧Ｖ0 が、ダイオードＤの順方向電圧に相当する値
Ｖ1 よりも十分高くなるように電波の強度を設定してお
けば、Ｔ1 よりも十分短いＴ2 の期間継続して電波の送
信を行った際にも共振回路両端の誘導電圧は前記飽和電
圧Ｖ1 に達する。

【００２６】このため、共振回路から反射される電波を
タブレット側で受信した時の信号強度は、Ｔ1 の期間継
続して電波を送信した場合と、Ｔ1 よりも十分短い時間
Ｔ2だけ継続して電波を送信した場合とでほぼ同一とな
る。

【００２７】（３） 前述したように動作させるために
は、図７の回路構成の位置指示器が次の３つの条件を満
たしていることが好ましい。

【００２８】 時間Ｔ2 は、共振回路の誘導電圧がダ
イオードＤの順方向電圧に相当する電圧Ｖ1 に達する時
間よりも多少長い時間であること。

【００２９】 時間Ｔ1 は、スイッチＳがＯＦＦの時
共振回路の誘導電圧が飽和電圧Ｖ0に達する時間よりも
十分長い時間であること。

【００３０】 上記飽和電圧Ｖ0 は電波の強さに依存
するが、これが電圧Ｖ1 よりも十分大きくなるように電
波の強度が設定されていること。

【００３１】（４） 図８は上述した基本的動作を示し
たものである。（イ）はタブレットからの電波送信のタ
イミングを示したもので、（ロ）は共振回路両端の信号
波形を示したものであり、スイッチＳがＯＮの場合には
電波の送信をＴ1 だけ継続した時とＴ2 だけ継続した時
とで共振回路に発生する電圧はほぼ同一となり、スイッ
チＳがＯＦＦの場合には電波の送信をＴ1 だけ継続した
時のほうがＴ2 だけ継続した時よりも大きな電圧が発生
する。

【００３２】従って、電波の送信をＴ1 だけ継続した時
とＴ2 だけ継続した時とでタブレット側で受信される信
号強度を比較して、ほぼ同一レベルであればスイッチＳ
がＯＮ状態てあり、受信信号のレベルが電波の送信をＴ
1 だけ継続した時のほうがＴ2 だけ継続した時よりも十
分大きければスイッチＳがＯＦＦ状態であると検出する
ことができる。

【００３３】次に、第２の方法として２種類の送信パワ
ーで電波を送信する方法について説明する。

【００３４】（５） 図７においてスイッチＳがＯＦＦ
の場合についての動作を説明する。

【００３５】まず、タブレットから電波を第１の送信パ
ワーＰ1 で一定時間Ｔ（共振回路に発生する誘導電圧が
十分飽和する時間）だけ継続してで送信する。電波の送
信を開始すると共振回路には誘導電圧が発生するが、そ
のレベルは共振回路の特性により電波の送信を開始した
直後では小さく、時間の経過とともに大きくなり、電波
の送信を開始してから一定時間後に第１の飽和レベルＶ
0 に達する。

【００３６】前記Ｔの期間電波を送信した後、電波の送
信を停止すると、共振回路両端の誘導電圧も減衰する。
この誘導電圧が減衰してなくなるまで待った後、前記第
１の送信パワーよりも弱い第２の送信パワーで前記Ｔの
時間だけ継続して電波の送信を行うと、誘導電圧は前記
第１の飽和レベルよりも弱い第２の飽和レベルＶ1 に達
する。

【００３７】このため、共振回路から反射される電波を
タブレット側で受信した時の信号強度は、前記第１の送
信パワーＰ1 で電波を送信した場合の方が、第２の送信
パワーＰ2 で電波を送信した場合より大きくなる。

【００３８】（６） 次に、図７においてスイッチＳが
ＯＮの時に、前述したのと同じように電波が送信された
場合についての動作を説明する。

【００３９】まず、タブレットから電波を前記一定時間
Ｔだけ継続して第１の送信パワーＰ1 で送信する。電波
の送信を開始すると共振回路には誘導電圧が発生し、そ
のレベルはしだいに大きくなり、前記第１の飽和レベル
Ｖ0 および第２の飽和レベルＶ1 よりも低い電圧Ｖ2 で
飽和する。この電圧Ｖ2 はダイオードＤの順方向電圧に
相当するものでシリコンダイオードでは一般に０．４Ｖ
〜０．７Ｖ程度である。

【００４０】前記Ｔの期間電波を送信した後、電波の送
信を停止すると、共振回路両端の誘導電圧も減衰する。
この誘導電圧が減衰してなくなるまで待った後、前記第
１の送信パワーよりも弱い第２の送信パワーで前記Ｔの
時間だけ継続して電波の送信を行うが、第２の送信パワ
ーによる前記飽和レベルＶ1 がダイオードＤの順方向電
圧に相当する値Ｖ2 よりも多少高くなるように電波の強
度を設定しておけば、Ｖ0、 Ｖ1、 Ｖ2、 の関係は Ｖ0 ＞ Ｖ1 ＞ Ｖ2 となるため、第１の送信パワーＰ1 よりも十分弱い第２
の送信パワーＰ2 で電波の送信を行った際にも共振回路
両端の誘導電圧は前記飽和電圧Ｖ2 となる。

【００４１】このため、共振回路から反射される電波を
タブレット側で受信した時の信号強度は、前記第１の送
信パワーＰ1 で電波を送信した場合と、第２の送信パワ
ーＰ2 で電波を送信した場合とでほぼ同一となる。

【００４２】（７） 図９は上述した基本的動作を示し
たものである。（イ）はタブレットからの電波送信のタ
イミングを示したもので、（ロ）は共振回路両端の信号
波形を示したものであり、スイッチＳがＯＮの場合には
電波の送信をＴ1 だけ継続した時とＴ2 だけ継続した時
とで共振回路に発生する電圧はほぼ同一となり、スイッ
チＳがＯＦＦの場合には電波の送信をＴ1 だけ継続した
時のほうがＴ2 だけ継続した時よりも大きな電圧が発生
する。

【００４３】従って、電波の送信をＴ1 だけ継続した時
とＴ2 だけ継続した時とでタブレット側で受信される信
号強度を比較して、ほぼ同一レベルであればスイッチＳ
がＯＮ状態てあり、受信信号のレベルが電波の送信をＴ
1 だけ継続した時のほうがＴ2 だけ継続した時よりも十
分大きければスイッチＳがＯＦＦ状態であると検出する
ことができる。

【００４４】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示すもので、
図中、１１ａはコイル、１１ｂはコンデンサ、１２はス
イッチ、１３はダイオードであり、これらは位置指示器
Ａを構成する。また、２１ａはＸ軸方向ループコイル
群、２１ｂはＹ軸方向ループコイル群、２２は選択回
路、２３は発振器、２４は電流ドライバ、２５は切替接
続回路、２６は受信アンプ、２７は検波器、２８は低域
フィルタ（ＬＰＦ）、２９はサンプル・ホールド（Ｓ／
Ｈ）回路、３０はアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
回路、３１は処理装置（ＣＰＵ）であり、これらはタブ
レットＢを構成する。

【００４５】コイル１１ａおよびコンデンサ１１ｂは互
いに直列に接続され、所定の周波数ｆ0 を有する周知の
共振回路１１を構成するごとくなっている。また、ダイ
オード１３はスイッチ１２を介して共振回路１１と接続
されている。このダイオード１３の接続は図示したのと
反対向きであっても良い。

【００４６】Ｘ軸方向ループコイル群２１ａはＸ軸方向
に互いにほぼ平行に並設された複数、ここでは４０本の
ループコイルからなっており、その各一端は選択回路２
２に接続され、また、その各他端は共通に接地されてい
る。Ｙ軸方向ループコイル群２１ｂはＹ軸方向に互いに
ほぼ平行に並設された複数、ここでは４０本のループコ
イルからなっており、その各一端は選択回路２２に接続
され、また、その各他端は共通に接地されている。前記
Ｘ軸方向ループコイル群２１ａ及びＹ軸方向ループコイ
ル群２１ｂはセンス部２１を構成する。

【００４７】選択回路２２は処理装置３１から加えられ
る所定の選択信号に従って、Ｘ軸方向ループコイル群２
１ａ及びＹ軸方向ループコイル群２１ｂから一のループ
コイルを選択する。

【００４８】発振器２３は前述した周波数ｆo の交流信
号を発生して、これを電流ドライバ２４に送出する。電
流ドライバ２４は前記交流信号を電流に変換して切替接
続回路２５へ送出する。切替接続回路２５は処理装置３
１から加えられる所定の切替信号に従って、前記選択回
路２２によって選択された一のループコイルを電流ドラ
イバ２４及び受信アンプ２６に切替接続する。受信アン
プ２６は前記選択された一のループコイルに発生し、選
択回路２２及び切替接続回路２５を介して送られてくる
誘導電圧を増幅し、これを検波器２７へ送出する。

【００４９】検波器２７は前記一のループコイルに発生
した誘導電圧、即ち受信信号を検波し、低域フィルタ２
８へ送出する。低域フィルタ２８は前述した周波数ｆo
より充分低い遮断周波数を有しており、検波器２７の出
力信号を直流信号に変換し、Ｓ／Ｈ回路２９へ送出す
る。Ｓ／Ｈ回路２９は処理装置３１から加えられるサン
プリング信号に従って、前述した低域フィルタ２８の出
力信号の所定のタイミング、具体的には受信期間中の所
定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ変換回
路３０へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路３０は前記Ｓ／Ｈ回
路２９の出力をアナログ・ディジタル変換して処理装置
３１へ送出する。

【００５０】処理装置３１はタブレットＢの各部を制御
し、一定の送信継続時間をもって電波を送信した際にＸ
軸方向ループコイル群２１ａ及びＹ軸方向ループコイル
群２１ｂの各ループコイルから得られる誘導電圧の電圧
値のレベルに基づいて位置指示器ＡのＸ軸方向及びＹ軸
方向の指示位置の座標値を算出するとともに、後述する
２種類の送信継続時間をもって電波を送信した際にＸ軸
方向ループコイル群２１ａ又はＹ軸方向ループコイル群
２１ｂの一のループコイルから得られる誘導電圧の電圧
値のレベルの変化に基づいて位置指示器Ａのスイッチ１
４ａがオンされたかどうかを識別する。

【００５１】図２は前記処理装置３１における処理の流
れを示すものであり、以下、これに従って前記装置の動
作を説明する。

【００５２】まず、処理装置３１は選択回路２２にＸ軸
方向ループコイル群２１ａのうちの１番目のループコイ
ル、例えばＸ1 を選択する情報を送出するとともに、送
受切替回路２５に送信側を選択する信号を送出し、前記
ループコイルＸ1 に発振器２３から周波数ｆ0 の正弦波
信号を供給して周波数ｆ0 の電波を発生させる。この
時、タブレットＢ上に位置指示器Ａが載置されていると
前記電波はその共振回路１１を励振し、これに周波数ｆ
0 の誘導電圧を発生させる。

【００５３】処理装置３１は送受切替回路２５に送信側
を選択する信号を所定の一定時間送出すると、受信側を
選択する信号を送出し、ループコイルＸ1 より発生する
電波を消滅させる。この際、位置指示器Ａの共振回路１
１に発生した誘導電圧はその損失に応じて徐々に減衰す
るとともに周波数ｆ0 の電波を発信するが、該電波は前
述したループコイルＸ1 を逆に励振し、誘導電圧を発生
させる。

【００５４】処理装置３１は送受切替回路２５に受信側
を選択する信号を一定時間送出すると、選択回路２２に
Ｘ軸方向ループコイル群２１ａのうちの２番目のループ
コイル、例えばＸ2 を選択する情報を送出し、前記同様
の電波の送受信を行い、以下、Ｘ軸方向ループコイル群
２１ａのうちの３番目から４０番目までのループコイ
ル、例えばＸ3 〜Ｘ40を順次走査・選択（オールスキャ
ン）して前記同様の電波の送受信を行う（ステップＳ
１）。

【００５５】なお、この際、Ｘ軸方向ループコイル群２
１ａの全てのループコイルを選択することなく、１つ置
き、２つ置き、というように適当に間引いて選択しても
良い。また、一のループコイルに対する電波の送受信を
複数回行うようになしても良い。さらにまた、各ループ
コイルに対する送信時間、並びに各ループコイルに対す
る受信時間は等しくなければならないが、送信時間と受
信時間は必ずしも同一でなくても良い。

【００５６】前述した受信期間中にＸ軸方向ループコイ
ル群２１ａのループコイルに発生した誘導電圧、即ち受
信信号は検波器２７で検波されて直流信号に変換され、
低域フィルタ２８で平滑化され、Ｓ／Ｈ回路２９で所定
のタイミングにてホールドされ、さらにＡ／Ｄ変換回路
３０を介して電圧値として処理装置３１へ送出される。

【００５７】図３は前述したＸ軸オールスキャン動作に
おける各部の波形の一例を示すもので、図中、(イ) はセ
ンス部２１から送信される電波、(ロ) は共振回路１１に
発生した誘導電圧、(ハ) は受信信号、(ニ) はＳ／Ｈ回路
２９の出力信号である。

【００５８】前記Ｓ／Ｈ回路２９の出力レベルは位置指
示器Ａとループコイルとの間の距離に依存した値となる
から、処理装置３１はその最大値が予め設定した一定値
以上か否かを判別することにより位置指示器Ａがタブレ
ットＢの有効読取り高さ内にあるか否かを判定する（ス
テップＳ２）。

【００５９】処理装置３１は前記高さ内に位置指示器Ａ
があると判定した場合、前記得られた各ループコイル毎
の信号より最大値が得られたＸ軸方向のループコイル
（以下、ピークコイルと称す。）を抽出し、その番号、
ここではＸ7 を記憶する（ステップＳ３）。なお、前記
高さ内に位置指示器Ａがないと判定された場合には前記
ステップＳ１，Ｓ２の処理を繰返す。

【００６０】次に、処理装置３１はＹ軸方向ループコイ
ル群２１ｂの各ループコイルを順次走査・選択して前記
同様の電波の送受信を行い（ステップＳ４）、さらに前
記同様にＹ軸方向のピークコイルを抽出し、その番号、
ここではＹ5 を記憶する（ステップＳ５）。図４は前述
したＹ軸オールスキャン動作における各部の波形の一例
を示すもので、各信号は図３の場合と同様である。

【００６１】次に、処理装置３１は選択回路２２にＸ軸
方向（又はＹ軸方向）のピークコイルを選択する情報Ｘ
7 （又はＹ5 ）を送出するとともに、送受切替回路２５
に送信側を選択する信号を前述した十分長い時間Ｔ1 送
出し、位置指示器Ａの共振回路１１に周波数ｆ0 の誘導
電圧を発生させ、その後、送受切替回路２５に受信側を
選択する信号を一定時間送出して、前記ピークコイルに
誘導電圧を発生させる。さらに、処理装置３１は送受切
替回路２５に送信側を選択する信号を前記時間Ｔ1 より
十分短い時間Ｔ2 送出し、位置指示器Ａの共振回路１１
に周波数ｆ0 の誘導電圧を発生させ、その後、送受切替
回路２５に受信側を選択する信号を一定時間送出して、
前記ピークコイルに誘導電圧を発生させる。

【００６２】処理装置３１は前記送信時間Ｔ1 の後に得
られた受信信号のレベル、例えばＶ1 と送信時間Ｔ2 の
後に得られた受信信号のレベル、例えばＶ2 とを比較
し、前述したようにスイッチ１２のオン・オフを判定す
る（ステップＳ６）。

【００６３】次に、処理装置３１はＸ軸方向ループコイ
ル群２１ａのうちのピークコイルを中心とする所定の
数、例えば５つのループコイルについて電波の送受信を
行うが、この際、電波の送信時、即ち送受切替回路２５
で送信側を選択する時は常にピークコイル（ここではコ
イル番号Ｘ7 ）を選択し、受信時、即ち送受切替回路２
５で受信側を選択する時のみ番号の小さい方から大きい
方（又は大きい方から小さい方）へ順次走査・選択（セ
クタスキャン）して行う（ステップＳ７）。

【００６４】また、Ｘ軸セクタスキャン動作が終了する
と、処理装置３１はＹ軸方向ループコイル群２１ｂのう
ちのピークコイルを中心とする所定の数、例えば５つの
ループコイルについて電波の送受信を行うが、この際、
電波の送信時、即ち送受切替回路２５で送信側を選択す
る時は常にピークコイル（ここではコイル番号Ｙ5 ）を
選択し、受信時、即ち送受切替回路２５で受信側を選択
する時のみ番号の小さい方から大きい方（又は大きい方
から小さい方）へ順次走査・選択（セクタスキャン）し
て行う（ステップＳ８）。

【００６５】図５はスイッチ１２をオフとした際の前述
したスイッチ判定動作、Ｘ軸セクタスキャン動作及びＹ
軸セクタスキャン動作における各部の波形の一例を、ま
た、図６はスイッチ１２をオンとした際の前述したスイ
ッチ判定動作、Ｘ軸セクタスキャン動作及びＹ軸セクタ
スキャン動作における各部の波形の一例を示すもので、
各信号は図３の場合と同様である。

【００６６】前述したＸ軸セクタスキャン動作及びＹ軸
セクタスキャン動作が終了すると、処理装置３１は再
度、得られた誘導電圧の最大値が予め設定した一定値以
上か否かを判別し、位置指示器ＡがタブレットＢの有効
読取り高さ内にあるか否かを判定し（ステップＳ９）、
前記高さ内に位置指示器Ａがある場合、再度、最大の誘
導電圧が得られたＸ軸方向及びＹ軸方向のピークコイル
を抽出して記憶し（ステップＳ１０）、さらにＸ軸方向
及びＹ軸方向のセクタスキャン毎にレベルの大きい順に
複数、例えば３つの誘導電圧をそれぞれ抽出し、これら
の信号に基づいて先願で述べているような周知の座標計
算を実行し、位置指示器Ａによる指示位置のＸ軸方向及
びＹ軸方向の座標値を求める（ステップＳ１１）。

【００６７】以下、位置指示器Ａが前記高さ内にあり続
ける限り、ステップＳ６〜Ｓ１１の処理を繰り返し、前
記高さ内にないと判定された場合には前記ステップＳ１
の処理に復帰する。

【００６８】なお、前述したＸ軸及びＹ軸セクタスキャ
ン動作の際に、電波の送信時のループコイルをピークコ
イルに固定しているのは、常に位置指示器に最も近いル
ープコイルから電波を送信することにより、毎回の電波
の送信毎に共振回路１１に発生する電圧をほぼ一定に
し、これによって位置指示器Ａ内のダイオード１３の影
響を排除し、指示位置の座標値を先願の場合と同様に正
確に検出できるようにするためである。

【００６９】即ち、本実施例のようにＸ軸及びＹ軸セク
タスキャン動作を、電波の送信時はループコイルを固定
し、受信時のみ走査するようにして行った場合、共振回
路１１には常に同じ強さの信号が発生することになる。
このため、この信号に基づく反射電波がループコイルに
受信された時の信号強度は、共振回路１１とループコイ
ルとの距離に依存したものとなって、共振回路１１に最
も近いループコイルが選択された時に最大となる。従っ
て、先願と同様な方法でピーク値が得られたループコイ
ルの番号とその前後のループコイルを選択した時の受信
信号強度を用いてループコイル間を補間することによ
り、指示位置の座標値を正確に求めることができる。

【００７０】本実施例ではダイオードが一定の順方向電
圧を持つという性質を利用しているが、このような特性
を持つ他の素子（トランジスタ、ツエナーダイオード、
ＦＥＴ、等）を用いてもよい。

【００７１】このように本実施例によれば、位置指示器
にはダイオードとスイッチを追加するのみで良く、ま
た、これらは共振回路の共振周波数に影響を与えないか
ら、位置指示器の構成や共振周波数の調整が簡単とな
り、また、１つの周波数についてのレベル変化を検出す
るのみで良いから、広い周波数領域を必要とせず、しか
も位相角の変化を検出するためのハードウェア構成を全
く必要とすることなく、位置指示器のスイッチに対する
操作を識別できる。

【００７２】図１０は本発明の第２の実施例を示すもの
で、ここでは第１の実施例においてスイッチ情報ととも
に筆圧情報を入力可能となした例を示す。即ち、図中、
１１ｃは可変容量コンデンサ、３２は同期検波器、３３
は低域フィルタ、３４はサンプル・ホールド（Ｓ／Ｈ）
回路、３５はアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回
路、３６は処理装置である。

【００７３】可変容量コンデンサ１１ｃは位置指示器Ａ
に加わる筆圧に応じて容量値が変化するものであり、コ
イル１１ａと互いに直列に接続され、共振回路１１’を
構成する如くなっている。ここで、共振回路１１’は筆
圧を全く加えない状態において周波数ｆo の位相角６０
°として検出される周波数に設定されており、例えば最
大５００ｇの筆圧を徐々に加えることにより位相角を−
６０°まで連続的に変化させることができるように設定
されているものとする。

【００７４】同期検波器３２は受信アンプ２６の出力信
号を発振器２３からの交流信号で同期検波し、それらの
間の位相差に応じたレベルの信号を低域フィルタ３３に
送出する。低域フィルタ３３は周波数ｆo より充分低い
遮断周波数を有しており、同期検波器３２の出力信号を
直流信号に変換し、Ｓ／Ｈ回路３４に送出する。Ｓ／Ｈ
回路３４は処理装置３６より加えられるサンプリング信
号に従って、前記低域フィルタ３３の出力信号の所定の
タイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ変換回路３
５へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路３５は前記Ｓ／Ｈ回路３
４の出力をアナログ・ディジタル変換して処理装置３６
へ送出する。

【００７５】処理装置３６はタブレットＢの各部を制御
し、一定の送信継続時間をもって電波を送信した際にＸ
軸方向ループコイル群２１ａ及びＹ軸方向ループコイル
群２１ｂの各ループコイルから得られる誘導電圧の電圧
値のレベルに基づいて位置指示器ＡのＸ軸方向及びＹ軸
方向の指示位置の座標値を算出するとともに、後述する
２種類の送信継続時間をもって電波を送信した際にＸ軸
方向ループコイル群２１ａ又はＹ軸方向ループコイル群
２１ｂの一のループコイルから得られる誘導電圧の電圧
値のレベルの変化に基づいて位置指示器Ａのスイッチ１
４ａがオンされたかどうかを識別し、さらに前記位相差
に応じた信号のレベルに基づいて筆圧を検出する。

【００７６】図１１は前記処理装置３６における処理の
流れを示すものであり、座標計算を行った後、位相差に
応じた信号のレベルから筆圧を検出する点を除いて第１
の実施例の場合、即ち図２のものと同一である。なお、
送信信号及び受信信号のレベルの変化は第１の実施例の
場合と同様である。

【００７７】このように本実施例によれば、第１の実施
例の場合と同様に、位置指示器にはダイオードとスイッ
チを追加するのみで良く、また、これらは共振回路の共
振周波数に影響を与えないから、位置指示器の構成や共
振周波数の調整が簡単となり、また、１つの周波数につ
いてのレベル変化を検出するのみで良いから広い周波数
領域を必要とせず、位置指示器のスイッチに対する操作
を識別でき、しかも筆圧を同時に検出できる。

【００７８】図１２は本発明による第３の実施例の構成
を示すもので、これは第１実施例において２種類の送信
時間を設けた代わりに、送信時間は固定して２種類の送
信パワーで送信するようにした例である。図において電
流ドライバ２４′は処理装置３１からの設定によりルー
プコイルに流れる電流値を変えることができるようにな
っている。その他の点は第１実施例と共通である。この
処理の流れは図２と同じであり、オールスキャン動作も
図３、図４と同じである。

【００７９】図１３は位置指示器のスイッチがＯＦＦの
時の各部の波形であり、図１４は位置指示器のスイッチ
がＯＮの時の各部の波形である。この図１３および図１
４は第１実施例において２種類の送信時間で電波を送信
している代わりに送信時間は固定して２種類のパワーで
送信した場合の動作を示している。

【００８０】本実施例によれば、第１の実施例と同様
に、位置指示器にはダイオードとスイッチを追加するの
みで良く、また、これらは共振回路の共振周波数に影響
を与えないから、位置指示器の構成や共振周波数の調整
が簡単となり、また、１つの周波数についてのレベル変
化を検出するのみでよいから、広い周波数領域を必要と
せず、しかも位相角の変化を検出するためのハードウェ
ア構成を全く必要とすることなく、位置指示器のスイッ
チに対する操作を識別できる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置指示器の操作に応じて共振回路に発生する信号の最大
振幅が変化する最大振幅制御回路を設けることにより、
タブレットから送信する送信時間または送信パワーを変
えた際の受信信号レベルの変化を検出するようにしたた
め、１つの周波数についてのレベル変化を検出するのみ
で良いから共振周波数の正確な調整を必要とせず、ま
た、位相角の変化を検出するための構成を全く必要とせ
ず簡単な構成で位置指示器に対する操作を識別できる。

【００８２】また、広い周波数領域を必要とすることな
く、筆圧情報とその他の情報とを入力し得る位置検出装
置を実現できる。

【００８３】また、本発明によれば、位置指示器にはダ
イオードとスイッチを追加するのみで良く、また、これ
らは共振回路の共振周波数に影響を与えないから、位置
指示器の構成や共振周波数の調整が簡単となり、また、
１つの周波数についてのレベル変化を検出するのみで良
いから、広い周波数領域を必要とせず、しかも位相角の
変化を検出するためのハードウェア構成を全く必要とす
ることなく、位置指示器のスイッチに対する操作を識別
できる。

【００８４】また、本発明によれば、位置指示器にはダ
イオードとスイッチを追加するのみで良く、また、これ
らは共振回路の共振周波数に影響を与えないから、位置
指示器の構成や共振周波数の調整が簡単となり、また、
１つの周波数についてのレベル変化を検出するのみで良
いから広い周波数領域を必要とせず、位置指示器のスイ
ッチに対する操作を識別でき、しかも筆圧を同時に検出
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置検出装置及びその位置指示器の第
１の実施例を示す構成図

【図２】第１の実施例の処理装置における処理の流れ図

【図３】Ｘ軸オールスキャン動作における各部の波形の
一例を示す図

【図４】Ｙ軸オールスキャン動作における各部の波形の
一例を示す図

【図５】スイッチをオフとした際のスイッチ判定動作、
Ｘ軸セクタスキャン動作及びＹ軸セクタスキャン動作に
おける各部の波形の一例を示す図

【図６】スイッチをオンとした際のスイッチ判定動作、
Ｘ軸セクタスキャン動作及びＹ軸セクタスキャン動作に
おける各部の波形の一例を示す図

【図７】位置指示器の回路構成を示す図

【図８】２種類の送信継続時間で電波の送信を行った時
の図７に示した位置指示器の各部の波形の一例を示す図

【図９】２種類の送信パワーで電波の送信を行った時の
図７に示した位置指示器の各部の波形の一例を示す図

【図１０】本発明の位置検出装置及びその位置指示器の
第２の実施例を示す構成図

【図１１】第２の実施例の処理装置における処理の流れ
図

【図１２】本発明の位置検出装置及びその位置指示器の
第３の実施例を示す構成図

【図１３】第３の実施例でスイッチをオフとした際のス
イッチ判定動作、Ｘ軸セクタスキャン動作及びＹ軸セク
タスキャン動作における各部の波形の一例を示す図

【図１４】第３の実施例でスイッチをオンとした際のス
イッチ判定動作、Ｘ軸セクタスキャン動作及びＹ軸セク
タスキャン動作における各部の波形の一例を示す図

【符号の説明】

１１，１１’ 共振回路 １１ａ コイル １１ｂ コンデンサ １１ｃ 可変容量コンデンサ １２ スイッチ １３ ダイオード ２１ センス部 ２１ａ Ｘ軸方向ループコイル群 ２１ｂ Ｙ軸方向ループコイル群 ２２ 選択回路 ２３ 発振器 ２４，２４’ 電流ドライバ ２５ 切替接続回路 ２６ 受信アンプ ２７ 検波器 ２８，３３ 低域フィルタ ２９，３４ サンプル・ホールド回路 ３０，３５ アナログ・ディジタル変換回路 ３１，３６ 処理装置 ３２ 同期検波器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともコイルとコンデンサを含む共
   振回路を有する位置指示器の指示位置をタブレット上で
   検出する位置検出装置において、 該位置指示器には、該共振回路を構成するコンデンサと
   並列にスイッチ手段を介してダイオードを接続し、 タブレットには、 少なくとも２種類の送信継続時間をもって前記共振回路
   を励振する間欠的な電波を送信する電波送信手段と、 該電波送信手段から送信された電波に起因して前記共振
   回路から反射される電波を受信する電波受信手段と、 前記電波送信手段から電波が前記少なくとも２種類の送
   信継続時間をもって送信された際にそれぞれ前記電波受
   信手段で受信される電波の強度の差または比を検出し、
   これより前記スイッチ手段に対する操作を識別する操作
   情報識別手段とを設けたことを特徴とする位置検出装
   置。
2. 【請求項２】 少なくともコイルとコンデンサを含む共
   振回路を有する位置指示器の指示位置をタブレット上で
   検出する位置検出装置において、 該位置指示器には、該共振回路を構成するコンデンサと
   並列にスイッチ手段を介してダイオードを接続して、 タブレットには、 少なくとも２種類の送信パワーをもって前記共振回路を
   励振する間欠的な電波を送信する電波送信手段と、 該電波送信手段から送信された電波に起因して前記共振
   回路から反射される電波を受信する電波受信手段と、 前記電波送信手段から電波が前記少なくとも２種類の送
   信パワーをもって送信された際にそれぞれ前記電波受信
   手段で受信される電波の強度の差または比を検出し、こ
   れより前記スイッチ手段に対する操作を識別する操作情
   報識別手段とを設けたことを特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】 少なくともコイルとコンデンサを含み筆
   圧に応じて共振周波数が変化する共振回路を有する位置
   指示器の指示位置をタブレット上で検出する位置検出装
   置において、 該位置指示器には、該共振回路を構成するコンデンサと
   並列にスイッチ手段を介してダイオードを接続して、 タブレットには、 少なくとも２種類の送信継続時間をもって前記共振回路
   を励振する間欠的な電波を送信する電波送信手段と、 該電波送信手段から送信された電波に起因して前記共振
   回路から反射される電波を受信する電波受信手段と、 前記電波送信手段から電波が前記少なくとも２種類の送
   信継続時間をもって送信された際にそれぞれ前記電波受
   信手段で受信される電波の強度の差または比を検出し、
   これより前記スイッチ手段に対する操作を識別する操作
   情報識別手段と、 前記電波送信手段から送信する電波と電波受信手段で受
   信された電波との位相差を検出する位相差検出手段と、 該位相差検出手段で検出した位相差から筆圧を検出する
   筆圧情報識別手段とを設けたことを特徴とする位置検出
   装置。
4. 【請求項４】 少なくともコイルとコンデンサを含み筆
   圧に応じて共振周波数が変化する共振回路を有する位置
   指示器の指示位置をタブレット上で検出する位置検出装
   置において、 該位置指示器には、該共振回路を構成するコンデンサと
   並列にスイッチ手段を介してダイオードを接続して、 タブレットには、 少なくとも２種類の送信パワーをもって前記共振回路を
   励振する間欠的な電波を送信する電波送信手段と、 該電波送信手段から送信された電波に起因して前記共振
   回路から反射される電波を受信する電波受信手段と、 前記電波送信手段から電波が前記少なくとも２種類の送
   信パワーをもって送信された際にそれぞれ前記電波受信
   手段で受信される電波の強度の差または比を検出し、こ
   れより前記スイッチ手段に対する操作を識別する操作情
   報識別手段と、 前記電波送信手段から送信する電波と電波受信手段で受
   信された電波との位相差を検出する位相差検出手段と、 該位相差検出手段で検出した位相差から筆圧を検出する
   筆圧情報識別手段とを設けたことを特徴とする位置検出
   装置。
5. 【請求項５】 所定の第１の送信継続時間をもって電波
   送信手段から電波を送信した際に電波受信手段で受信さ
   れる電波の第１の強度と、該第１の送信継続時間よりも
   十分短い第２の送信継続時間をもって電波送信手段から
   電波を送信した際に電波受信手段で受信される電波の第
   ２の強度とを比較し、該第１の強度と第２の強度とがほ
   ぼ同一であるか否かによって操作を識別する操作情報識
   別手段を備えたことを特徴とする請求項１または３記載
   の位置検出装置。
6. 【請求項６】 所定の第１の送信パワーをもって電波送
   信手段から電波を送信した際に電波受信手段で受信され
   る電波の第１の強度と、該第１の送信パワーよりも十分
   弱い第２の送信パワーをもって電波送信手段から電波を
   送信した際に電波受信手段で受信される電波の第２の強
   度とを比較し、該第１の強度と第２の強度とがほぼ同一
   であるか否かによって操作を識別する操作情報識別手段
   を備えたことを特徴とする請求項２または４記載の位置
   検出装置。
7. 【請求項７】 少なくともコイルとコンデンサを含む共
   振回路と、 該共振回路を構成するコンデンサと並列に、スイッチ手
   段を介してダイオードを接続したことを特徴とする位置
   指示器。
8. 【請求項８】 少なくともコイルとコンデンサを含み筆
   圧に応じて共振周波数が変化する共振回路と、 該共振回路を構成するコンデンサと並列に、スイッチ手
   段を介してダイオードを接続したことを特徴とする位置
   指示器。