JPS63132324A - Reflection type position indicator - Google Patents

Reflection type position indicator

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JPS63132324A
JPS63132324A JP61278881A JP27888186A JPS63132324A JP S63132324 A JPS63132324 A JP S63132324A JP 61278881 A JP61278881 A JP 61278881A JP 27888186 A JP27888186 A JP 27888186A JP S63132324 A JPS63132324 A JP S63132324A
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radio waves
voltage
coil
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Tsugunari Yamanami
山並 嗣也
Takahiko Funahashi
舟橋 孝彦
Toshiaki Senda
仙田 聡明
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Abstract

PURPOSE:To send strong radio waves to a tablet side, to improve an SN ratio and to reduce the influence of radio waves applied from a reflection type position indicator to its periphery by providing the indicator with a circuit to be positively fed back to a tuning circuit built in the indicator itself. CONSTITUTION:Radio waves radiated from an unshown table are received by a coil 152 wound around a ferrite core 13 in the reflection type position indicator 1. A received signal is inputted to the tuning circuit 15 to detect tuning. The detected signal is amplified by an amplifier circuit 16 and positively fed back to the tuning circuit 15 through coils 161, 152. Thereby, an approximately constant inductive voltage is generated in the tuning circuit 15.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、タブレットと位置指示器との間で電波をやり
とりして位置を検出する位置検出装置−の位置指示器に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a position indicator of a position detection device that detects a position by exchanging radio waves between a tablet and a position indicator.

(従来の技術) この出願に先立ち、本件出願人は特願昭61−2139
70号(昭和61年9月12日出願)(以下、先願と称
す。)において、タブレットと位置指示器との間で電波
をやりとりして位置指示器の指定位置を検出する位置検
出装置について提案した。
(Prior art) Prior to filing this application, the applicant filed the patent application No. 61-2139.
No. 70 (filed on September 12, 1986) (hereinafter referred to as the prior application) relates to a position detection device that detects the specified position of a position indicator by exchanging radio waves between a tablet and a position indicator. Proposed.

先願の内容を簡単に説明すると、多数のループコイルを
位置検出方向に並設してなる位置検出部(タブレット)
のうちの−のループコイルに所定の周波数の信号を加え
て該−のループコイルより電波を発信させ、該電波を、
位置指示器に設けたコイルとコンデンサを含み前記信号
の周波数とほぼ同一の同調周波数を有する同調回路で受
信させ、この時、共振した該同調回路のコイルより再度
発信される電波を、前記信号の供給を停止した前記−の
ループコイルに受信させ、該−のループコイルに発生す
る誘導電圧を検出し、これらを前記多数のループコイル
に対して全て繰返し、得られた多数の誘導電圧値より該
誘導電圧が最大となる位置、即ち位置指示器の指定位置
を検出するようになしたものです。
To briefly explain the content of the earlier application, it is a position detection unit (tablet) consisting of a large number of loop coils arranged in parallel in the position detection direction.
A signal of a predetermined frequency is applied to the negative loop coil to cause the negative loop coil to emit radio waves, and the radio waves are
The signal is received by a tuned circuit that includes a coil and a capacitor provided in the position indicator and has a tuning frequency that is almost the same as the frequency of the signal. The - loop coil whose supply has been stopped receives the signal, detects the induced voltage generated in the - loop coil, repeats this for all the loop coils, and calculates the induced voltage from the obtained large number of induced voltage values. It is designed to detect the position where the induced voltage is maximum, that is, the specified position of the position indicator.

(発明が解決しようとする問題点) 前記装置における位置指示器の同調回路は、コイル、コ
ンデンサ等の受動素子のみからなっており、該同調回路
に発生した信号は時間とともに減衰し、且つそのコイル
はループコイルから発信された電波より出力の小さい電
波しか発信することができなかったため、電波障害の多
い環境等では外部よりループコイル側に混入するノイズ
等によって誤動作し、正確な位置検出ができないことが
あった。また、該同調回路のコイルから発信される電波
を強くするため、ループコイル側から発信する電波を強
くすると、タブレットの周囲に発信される電波が強くな
り、特にタブレットが電子黒板装置のように大きい場合
、逆にこの装置の電波が他の装置に悪影響を与える恐れ
があり、また、消費電力が大きくなるという問題点があ
った。
(Problems to be Solved by the Invention) The tuned circuit of the position indicator in the above device consists only of passive elements such as a coil and a capacitor, and the signal generated in the tuned circuit attenuates over time and the coil could only transmit radio waves with a lower output than the radio waves emitted from the loop coil, so in environments with a lot of radio wave interference, noise entering the loop coil from the outside could cause malfunctions, making accurate position detection impossible. was there. In addition, in order to strengthen the radio waves emitted from the coil of the tuned circuit, if the radio waves emitted from the loop coil side are strengthened, the radio waves emitted around the tablet will become stronger, especially if the tablet is large such as an electronic whiteboard device. In this case, the radio waves from this device may adversely affect other devices, and there are also problems in that power consumption increases.

本発明は前記従来の問題点を除去し、受信した電波を増
幅してタブレット側に伝送し得る反射型の位置指示器を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional problems and provide a reflective position indicator capable of amplifying received radio waves and transmitting the amplified radio waves to the tablet side.

(問題点を解決するための手段) 本発明では前記問題点を解決するため、コイルとコンデ
ンサを含み、所定の同調周波数を有する同調回路を備え
、タブレット側より発信された電波を該同調回路で受信
し、この時、該同調回路に発生する信号に基づいて前記
コイルより電波を発生させ、タブレット側に返送する反
射型位置指示器において、同調回路に発生する信号を増
幅し、これを該同調回路に正帰還する増幅回路を設けた
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is equipped with a tuning circuit that includes a coil and a capacitor and has a predetermined tuning frequency, and uses the tuning circuit to transmit radio waves emitted from the tablet side. At this time, the coil generates radio waves based on the signal generated in the tuning circuit, and the reflective position indicator amplifies the signal generated in the tuning circuit and sends it back to the tablet side. An amplifier circuit was installed to provide positive feedback to the circuit.

(作 用) 本発明によれば、タブレット側より発信された電波は、
位置指示器の同調回路に受信されるが、この時、同調回
路中に発生した信号は増幅回路により増幅されて該同調
回路に正帰還され、コイルより電波としてタブレット側
に返送される。
(Function) According to the present invention, the radio waves transmitted from the tablet side are
The signal is received by the tuning circuit of the position indicator, but at this time, the signal generated in the tuning circuit is amplified by an amplifier circuit, positively fed back to the tuning circuit, and sent back to the tablet side as a radio wave from the coil.

(実施例) 第1図は本発明の反射型位置指示器(以下、人力ペンと
称す。)の一実施例を示すものである。
(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment of a reflective position indicator (hereinafter referred to as a manual pen) of the present invention.

図中、11は合成樹脂等の非金属素材からなるペン状の
軸体であって、その内部に先端寄りから、ボールペン等
の芯体12と、該芯体12を摺動自在に収容し得る透孔
を備えたフェライトコア13と、コイルバネ14と、ス
イッチ151 、  フェライトコア13の周囲に巻回
されたコイル152を含む同調回路15と、フェライト
コア13の周囲に巻回されたコイル181を含む増幅回
路16と、電池17とが一体的に組合されて内蔵され、
その後端にキャップ18が取付けられて入力ベン1を構
成する如くなっている。
In the figure, reference numeral 11 denotes a pen-shaped shaft made of a non-metallic material such as synthetic resin, into which a core 12 of a ballpoint pen or the like can be slidably housed. It includes a ferrite core 13 with a through hole, a coil spring 14, a switch 151, a tuning circuit 15 including a coil 152 wound around the ferrite core 13, and a coil 181 wound around the ferrite core 13. An amplifier circuit 16 and a battery 17 are integrally combined and built-in,
A cap 18 is attached to the rear end to constitute the input vent 1.

第2図は同調回路15および増幅回路16の詳細を示す
ものである。
FIG. 2 shows details of the tuning circuit 15 and the amplifier circuit 16.

同調回路15は、スイッチェ51 、コイル152、コ
ンデンサ153 、154 、および半固定コンデンサ
155からなっており、前記コイル152とコンデンサ
153.半固定コンデンサ155とは互いに並列に接続
され、周知の並列共振回路を構成する如くなっており、
該コイル152およびコンデンサ153゜155の数値
は後述する交流信号の周波数fOにおいて、電圧と電流
の位相が同相で共振(同調)する値に設定されている。
The tuning circuit 15 includes a switch 51, a coil 152, capacitors 153, 154, and a semi-fixed capacitor 155. The semi-fixed capacitors 155 are connected in parallel with each other to form a well-known parallel resonant circuit.
The values of the coil 152 and the capacitors 153 and 155 are set to values such that the phases of the voltage and current resonate (synchronize) in the same phase at a frequency fO of an AC signal, which will be described later.

また、コンデンサ154はスイッチ151を介してコイ
ル152およびコンデンサ153 、155の両端に接
続されており、スイッチ151がオンした時、前述した
並列共振回路における電流の位相を所定角度、例えば9
0″遅らせる容量を有する。なお、スイッチ151は、
芯体12の先端をタブレットの人力面に押付けることに
よって、該芯体12を軸体11内に押込むと、その後端
によりコイルバネ14を介して押圧され、オンする如く
なっている。
Further, the capacitor 154 is connected to both ends of the coil 152 and the capacitors 153 and 155 via the switch 151, and when the switch 151 is turned on, the phase of the current in the parallel resonant circuit described above is changed by a predetermined angle, for example, 9
The switch 151 has a capacity to delay 0''.
When the core 12 is pushed into the shaft 11 by pressing the tip of the core 12 against the manual surface of the tablet, the core 12 is pressed by the rear end via the coil spring 14 and turned on.

また、増幅回路16はコイル181、FET162、ト
ランジスタ163、およびその他のコンデンサ、抵抗素
子、チョークコイル等からなっている。前記F E T
 Lfi2は、第3図に示すようにその動作点がC級動
作範囲の点aに設定されており、同調回路15が周波数
fOの電波を受信し、該同調回路15に所定レベル以上
の信号が発生した時のみ、該信号を該FET182.ト
ランジスタ163等により増幅し、これをコイル181
 、 152を介して同調回路15に正帰還する如くな
っている。
Further, the amplifier circuit 16 includes a coil 181, a FET 162, a transistor 163, and other capacitors, resistive elements, choke coils, and the like. Said FET
As shown in FIG. 3, the operating point of Lfi2 is set at point a in the class C operating range, and when the tuning circuit 15 receives a radio wave of frequency fO, the tuning circuit 15 receives a signal of a predetermined level or higher. Only when the signal is generated, the signal is passed to the FET 182. It is amplified by a transistor 163, etc., and then connected to a coil 181.
, 152, positive feedback is made to the tuning circuit 15.

第4図は前記人力ベン1を用いた座標人力装置の主要な
構成を示すもので、図中、2はタブレット、3は位置検
出回路であり、これらが装置本体を構成する。
FIG. 4 shows the main structure of a coordinate human-powered device using the human-powered Ben 1. In the figure, 2 is a tablet, 3 is a position detection circuit, and these constitute the main body of the device.

第5図はタブレット2および位置検出回路3の詳細を示
すもので、図中、21は位置検出部、22.23は選択
回路、24.25は接続切替回路であり、これらはタブ
レット2を構成し、また、301は処理装置、302は
波形整形回路、303は移相器、304はXY切替回路
、305 、308は駆動回路、307 、308は増
幅器、309は帯域フィルタ(B P F) 、310
 、311は位相検波器(PSD)、312 、313
は低域フィルタ(LPF) 、314 。
FIG. 5 shows details of the tablet 2 and the position detection circuit 3. In the figure, 21 is a position detection section, 22.23 is a selection circuit, and 24.25 is a connection switching circuit, which constitute the tablet 2. In addition, 301 is a processing device, 302 is a waveform shaping circuit, 303 is a phase shifter, 304 is an XY switching circuit, 305 and 308 are drive circuits, 307 and 308 are amplifiers, 309 is a bandpass filter (BPF), 310
, 311 is a phase detector (PSD), 312 , 313
is a low pass filter (LPF), 314.

315はアナログ・ディジタル変換器(ADコンバータ
)であり、これらは位置検出回路3を構成する。
315 is an analog-to-digital converter (AD converter), which constitutes the position detection circuit 3.

前記位置検出部21は、第6図に示すようにX方向に沿
って並設してなる多数、例えば48本のループコイル2
1−xi、  21−x2.・・・・・・2l−x48
と、Y方向に沿って並設してなる多数、例えば48本の
ループコイル21−yl、  21−y2.・・・・・
・21−74gとが互いに極く接近して重ね合わされて
いる(但し、図面上では理解し易いように両者を離して
示している。)。ループコイル2l−x1〜2l−x4
8および21”−yl〜zi−74gにおいて、各ルー
プコイルは互いに平行で且つ重なり′合う如く配置され
ている。なお、ここでは各ループコイルを1ターンで構
成したが、必要に応じて複数ターンとなしても良い。該
位置検出部21としては、例えば周知のプリント基板に
エツチング加工を施すこと等によって形成した多数の平
行な導体をジャンパ線等で接続することにより、前記多
数のループコイルとなしたものを用いることができる。
The position detection unit 21 includes a large number of loop coils 2, for example, 48 loop coils 2 arranged in parallel along the X direction as shown in FIG.
1-xi, 21-x2.・・・・・・2l-x48
and a large number, for example, 48 loop coils 21-yl, 21-y2, arranged in parallel along the Y direction.・・・・・・
- 21-74g are superimposed very close to each other (however, they are shown separated in the drawing for ease of understanding). Loop coil 2l-x1 ~ 2l-x4
8 and 21"-yl to zi-74g, each loop coil is arranged parallel to each other and overlapping each other. Note that each loop coil is configured with one turn here, but multiple turns may be used as necessary. The position detection unit 21 may be formed by connecting a large number of parallel conductors formed by etching a well-known printed circuit board with jumper wires, etc., to connect the above-mentioned large number of loop coils. You can use what you have created.

選択回路22は、前記ループコイル21−x、1〜21
−x4gより−のループコイルを順次選択するものであ
り、また、選択回路23は前記ループコイル2l−y1
〜2l−y48より一のループコイルを順次選択するも
のであり、これらは処理装置301からの情報に基づい
て動作する。
The selection circuit 22 selects the loop coils 21-x, 1 to 21.
The selection circuit 23 sequentially selects the loop coils from -x4g to -x4g, and the selection circuit 23 selects the loop coils 2l-y1
~2l-y48 are selected in sequence, and these operate based on information from the processing device 301.

接続切替回路24は、前記選択回路22によって選択さ
れたーのループコイルを駆動回路305および増幅器3
07に交互に接続するものであり、また、接続切替回路
25は、前記選択回路23によって選択されたーのルー
プコイルを駆動回路306および増幅器308に交互に
接続するものであり、これらは後述する送受切替信号に
基づいて動作する。
The connection switching circuit 24 connects the loop coil selected by the selection circuit 22 to the drive circuit 305 and the amplifier 3.
07, and the connection switching circuit 25 alternately connects the loop coils selected by the selection circuit 23 to the drive circuit 306 and the amplifier 308, which will be described later. It operates based on the transmission/reception switching signal.

次に動作について説明するが、まず、位置検出部21と
入力ペン1との間で位置検出のための電波が送受信され
るようす並びにこの際得られる信号について、第7図に
従って説明する。
Next, the operation will be described. First, the manner in which radio waves for position detection are transmitted and received between the position detection section 21 and the input pen 1, and the signals obtained at this time will be described with reference to FIG.

処理装置301は、図示しない発振器からのクロックに
基づいて周波数fO1例えば500kHzの交流信号、
例えば矩形波信号Aを発生し、また、周波数15.[1
25k Hzの送受切替信号Bを発生する。
The processing device 301 generates an AC signal with a frequency fO1 of, for example, 500 kHz based on a clock from an oscillator (not shown).
For example, a square wave signal A is generated, and a frequency of 15. [1
Generates a 25kHz transmission/reception switching signal B.

前記矩形波信号Aは波形整形回路302に送出され波形
整形され、さらに移相器303に送出される。移相器3
02は前記矩形波信号Aの位相をそのまま(0’ )と
した信号、および90°遅らせた信号Cを作成し、これ
らを位相検波器310および311にそれぞれ送出する
The rectangular wave signal A is sent to a waveform shaping circuit 302, where the waveform is shaped, and further sent to a phase shifter 303. Phase shifter 3
02 creates a signal with the phase of the rectangular wave signal A unchanged (0') and a signal C delayed by 90 degrees, and sends these to phase detectors 310 and 311, respectively.

また一方、矩形波信号AはXY切替回路304を介して
駆動回路305又は30Bのいずれか一方、例えば駆動
回路305に送出され、ここで平衡信号に変換され接続
切替回路24に送出されるが、該接続切替回路24は前
記信号Bにより切替制御されているため、接続切替回路
24より選択回路22に出力される信号は32μsec
毎に500kHzのパルス信号を出したり出さなかった
りする信号りとなる。
On the other hand, the rectangular wave signal A is sent via the XY switching circuit 304 to either the drive circuit 305 or 30B, for example, the drive circuit 305, where it is converted into a balanced signal and sent to the connection switching circuit 24. Since the connection switching circuit 24 is switched and controlled by the signal B, the signal output from the connection switching circuit 24 to the selection circuit 22 is 32 μsec.
It is a signal that outputs or does not output a 500kHz pulse signal every time.

該信号りは選択回路22を介して位置検出部21の−の
ループコイル、例えば2l−xi(i−1,2,3,・
・・・・・48)に送出されるが、この時、該ループコ
イル2l−xlは前記信号りに基づく電波を発生する。
The signal is passed through the selection circuit 22 to the - loop coil of the position detection unit 21, for example 2l-xi (i-1, 2, 3, . . .
...48), but at this time, the loop coils 2l-xl generate radio waves based on the signal.

この際、位置検出部21のループコイル2l−xi付近
にて入力ペン1が略直立状態に保持されていると、該電
波は入力ペン1のコイル152を励振し、その同調回路
15に前記信号りに同期した誘導電圧を発生する。
At this time, if the input pen 1 is held in a substantially upright state near the loop coil 2l-xi of the position detection section 21, the radio wave excites the coil 152 of the input pen 1, and the tuned circuit 15 receives the signal. It generates an induced voltage that is synchronized with the current.

その後、信号りにおいて、信号無しの期間、即ち受信期
間に入るとともにループコイル21−×1が増幅器30
T側に切替えられると、該ループコイル2l−xiより
の電波は直ちに消滅するが、該電圧Eは増幅回路16で
増幅され、コイル161゜152を介して同調回路15
に正帰還されるため、該同調回路15中にはほぼ一定電
圧の誘導電圧Eが発生する。
Thereafter, as the signal enters a no-signal period, that is, a reception period, the loop coil 21-x1 is connected to the amplifier 30.
When switched to the T side, the radio waves from the loop coil 2l-xi disappear immediately, but the voltage E is amplified by the amplifier circuit 16 and sent to the tuning circuit 15 via the coils 161 and 152.
As a result, an induced voltage E of approximately constant voltage is generated in the tuned circuit 15.

一方、前記誘導電圧Eに基づいて同調回路15を流れる
電流は、コイル152より電波を発信させる。該電波は
増幅器307に接続されたループコイル2l−xlを逆
に励振するため、該ループコイル2l−xiにはコイル
152からの電波による誘導電圧Fが発生する。
On the other hand, the current flowing through the tuned circuit 15 based on the induced voltage E causes the coil 152 to emit radio waves. Since the radio wave reversely excites the loop coil 2l-xl connected to the amplifier 307, an induced voltage F due to the radio wave from the coil 152 is generated in the loop coil 2l-xi.

接続切替回路24は、前記送受切替信号Bにより切替え
られているため、送信停止期間の間のみ、ループコイル
2l−xiよりの誘導電圧Fを取入れる。該誘導電圧F
は増幅器307により増幅され、周波数fOを中心とす
る通過帯域を有する帯域フィルタ309に送出されノイ
ズ成分が除去され、さらに位相検波器310および31
1にそれぞれ送出される。
Since the connection switching circuit 24 is switched by the transmission/reception switching signal B, it receives the induced voltage F from the loop coil 2l-xi only during the transmission stop period. The induced voltage F
is amplified by an amplifier 307 and sent to a bandpass filter 309 having a passband centered at the frequency fO to remove noise components, and then passed through phase detectors 310 and 31.
1, respectively.

位相検波器310には前記矩形波信号Aが検波信号とし
て入力されており、この時、信号Fの位相が矩形波信号
Aの位相と一致していれば、ちょうど信号Fをプラス側
に反転した信号Gを出力する。該信号Gは遮断周波数の
充分低い低域フィルタ312にて電圧VHの平坦な信号
Hに変換される。
The rectangular wave signal A is input to the phase detector 310 as a detection signal, and at this time, if the phase of the signal F matches the phase of the rectangular wave signal A, the signal F has just been inverted to the positive side. Outputs signal G. The signal G is converted into a flat signal H of voltage VH by a low-pass filter 312 having a sufficiently low cutoff frequency.

また、位相検波器311には矩形波信号Cが検波信号と
して入力されており、この時、信号Fの位相が矩形波信
号Cの位相と一致していれば、前記同様、信号Fをプラ
ス側に反転した信号Iを出力する。該信号Iは前記同様
の低域フィルタ313にて電圧VJの平坦な信号Jに変
換される。
Further, the rectangular wave signal C is inputted to the phase detector 311 as a detection signal, and at this time, if the phase of the signal F matches the phase of the rectangular wave signal C, the signal F is shifted to the positive side as described above. The inverted signal I is output. The signal I is converted into a flat signal J of voltage VJ by a low-pass filter 313 similar to the above.

ここで、入力ベン1において、スイッチ151がオフと
なっている場合は、前述したように同調回路15の共振
周波数における電圧と電流の位相がそれぞれ一致してお
り、受信信号Fと矩形波信号Aの位相もそれぞれ一致す
る。従って、この時は低域フィルタ312の出力のみに
電圧が現われ、低域フィルタ313の出力には電圧は現
われない。
Here, when the switch 151 is off at the input bench 1, the phases of the voltage and current at the resonant frequency of the tuning circuit 15 match, as described above, and the received signal F and the rectangular wave signal A The phases of the two also match. Therefore, at this time, a voltage appears only at the output of the low-pass filter 312, and no voltage appears at the output of the low-pass filter 313.

また、入力ベン1において、スイッチ151がオンとな
っている場合は、前述したように同調回路15の共振周
波数における電流の位相が電圧の位相に対して90”遅
れることになり、受信信号Fの位相も矩形波信号Aの位
相に対して90@遅れる、即ち矩形波信号Cの位相と一
致することになる。従って、この時は低域フィルタ31
3の出力のみに電圧が現われることになる(なお、この
際の位相遅れが90°未満であれば、低域フィルタ31
2および313の出力の両方に、該位相遅れ量に対応し
た値の電圧値が現われることになる。)。
In addition, when the switch 151 is on in the input Ben 1, the phase of the current at the resonant frequency of the tuned circuit 15 will lag the phase of the voltage by 90'' as described above, and the received signal F will be delayed by 90''. The phase also lags behind the phase of the rectangular wave signal A by 90 @, that is, it matches the phase of the rectangular wave signal C. Therefore, at this time, the low-pass filter 31
A voltage appears only at the output of 3 (note that if the phase delay at this time is less than 90°, the low-pass filter 31
A voltage value corresponding to the phase delay amount appears at both the outputs of 2 and 313. ).

前記低域フィルタ312 、313の出力はそれぞれA
Dコンバータ314 、315にてディジタル値に変換
され、処理装置301に送出される。処理装置301は
前記ADコンバータ814 、315の出力値に対して
、下記式(L) 、 (2)に示す演算処理を施す。
The outputs of the low-pass filters 312 and 313 are A
The data are converted into digital values by D converters 314 and 315, and sent to the processing device 301. The processing device 301 performs arithmetic processing shown in the following equations (L) and (2) on the output values of the AD converters 814 and 315.

Vx−(VP  +VQ2)l12  −=(L)−1
・・・・・・(2) V o−wt a n   (V Q / VP )こ
こで、VPはADコンバータ314の出力値、VQはA
Dコンバータ315の出力値である。また、電圧Vxは
入力ベン1とループコイル2l−xiとの距離に比例し
た値を示し、電圧V、は入力ベン1の同調回路15にお
ける電圧と電流の位相差に比例した値を示す。
Vx-(VP +VQ2)l12-=(L)-1
......(2) V o-wt a n (V Q / VP) Here, VP is the output value of the AD converter 314, and VQ is the A
This is the output value of the D converter 315. Further, the voltage Vx shows a value proportional to the distance between the input bend 1 and the loop coil 2l-xi, and the voltage V shows a value proportional to the phase difference between the voltage and current in the tuning circuit 15 of the input bend 1.

前記電圧VXの値は、ループコイル2l−xiが切替え
られ、該ループコイル2l−xiと入力ベン1との距離
が変わると変化し、これより後述する如くして入力ベン
1の位置が検出される。
The value of the voltage VX changes when the loop coil 2l-xi is switched and the distance between the loop coil 2l-xi and the input vent 1 changes, and from this, the position of the input vent 1 is detected as described later. Ru.

前記電圧V。の値はスイッチ151のオン・オフのみに
よって変化するため、該電圧V。を所定の閾値電圧と比
較することによって、該スイッチ151のオン・オフが
識別される。
The voltage V. Since the value of V changes only depending on whether the switch 151 is turned on or off, the voltage V. By comparing the voltage with a predetermined threshold voltage, whether the switch 151 is on or off is identified.

次に第8図乃至第10図に従って、本発明の装置におけ
る座標入力のようすを説明する。
Next, the manner of inputting coordinates in the apparatus of the present invention will be explained according to FIGS. 8 to 10.

まず、装置全体の電源が投入され、測定開始状態になる
と、処理装置301はXY切替回路304にX方向の選
択信号を送出し、さらに位置検出部21のX方向のルー
プコイル2l−xl〜2l−x48のうち、最初のルー
プコイル2l−xiを選択する情報を選択回路22に送
り、該ループコイル2l−xiを接続切替回路24に接
続する。接続切替回路24は前述した送受切替信号Bに
基づいて、ループコイル2l−xiを駆動回路305お
よび増幅器307に交互に切替制御する。
First, when the entire device is powered on and enters the measurement start state, the processing device 301 sends an X direction selection signal to the XY switching circuit 304, and further the -x48, information for selecting the first loop coil 2l-xi is sent to the selection circuit 22, and the loop coil 2l-xi is connected to the connection switching circuit 24. The connection switching circuit 24 alternately controls switching of the loop coils 2l-xi to the drive circuit 305 and the amplifier 307 based on the transmission/reception switching signal B described above.

この際、駆動回路305は32μseCの送信期間にお
いて、第8図(a)に示すような500kH2の16個
のパルス信号(なお、第7図では図面の都合上、そのう
ちの4個のみを示している。)を該ループコイル2l−
xiへ送る。前記送信および受信の切替は第8図(b)
に示すように−のループコイル、ここでは2l−xiに
対して7回繰返される。
At this time, the drive circuit 305 sends 16 pulse signals of 500 kHz as shown in FIG. ) is connected to the loop coil 2l-
Send to xi. The switching between transmission and reception is shown in FIG. 8(b).
As shown in the figure, the - loop coil is repeated seven times for 2l-xi.

この7回の送信および受信の繰返し期間が、−のループ
コイルの選択期間(448μsec )に相当する。
This seven-time transmission and reception repetition period corresponds to the - loop coil selection period (448 μsec).

位相検波器310 、311の出力には、−のループコ
イルに対して7回の受信期間毎に誘導電圧が得られるが
、この誘導電圧は前述したように低域フィルタ312 
、313にて平均化され、ADコンノく一夕314 、
315にてディジタル値に変換され、処理装置301に
送出される。この時、ADコンバータ314’、 31
5の出力値は、前記(1)式の演算処理により、入力ベ
ン1とループコイル2l−xiとの距離に比例した検出
電圧、例えばVxlに変換され、一時記憶される。
At the output of the phase detectors 310 and 311, an induced voltage is obtained for the - loop coil every seven reception periods, but this induced voltage is passed through the low-pass filter 312 as described above.
, 313, AD Konnoku Ichiyo 314,
It is converted into a digital value at 315 and sent to the processing device 301. At this time, AD converters 314', 31
The output value of 5 is converted into a detected voltage, for example Vxl, which is proportional to the distance between the input vent 1 and the loop coil 2l-xi, and is temporarily stored.

次に処理装置301はループコイル2l−X2を選択す
る情報を選択回路22に送り、該ループコイル2l−x
2を接続切替回路24に接続し、入力ベン1とループコ
イル2l−x2との距離に比例じた検出電圧Vx2を得
てこれを記憶し、以後、同様にループコイル2l−X3
〜2l−x48を順次接続切替回路24に接続し、第8
図(e)に示すような各ループコイル毎の人力ベン1と
の距離に比例した検出電圧Vxl 〜VX48  (但
し、第8図(c)にはその一部のみをアナログ的な表現
で示す。)を記憶する。
Next, the processing device 301 sends information for selecting the loop coil 2l-X2 to the selection circuit 22, and
2 is connected to the connection switching circuit 24, a detection voltage Vx2 proportional to the distance between the input vent 1 and the loop coil 2l-x2 is obtained, and this is stored.
~2l-x48 are sequentially connected to the connection switching circuit 24, and the 8th
Detection voltages Vxl to VX48 are proportional to the distance between each loop coil and the human-powered bend 1 as shown in FIG. ).

実際の検出電圧は、第9図に示すように入力ベン1が置
かれた位置(xp )を中心として、その前後の数本の
ループコイルのみに得られる。
As shown in FIG. 9, the actual detected voltage is obtained only in several loop coils around the position (xp) where the input vent 1 is placed.

処理装置301は前記記憶した検出電圧の電圧値が一定
の検出レベル以上である時、これらの電圧値より後述す
る如くして入力ベンlのX方向の位置を表わす座標値を
算出し、これを図示しない記憶部に転送する。
When the voltage value of the stored detection voltage is equal to or higher than a certain detection level, the processing device 301 calculates a coordinate value representing the position of the input vent l in the X direction from these voltage values as will be described later. The data is transferred to a storage unit (not shown).

次に処理装置301は、XY切替回路304にY方向の
選択信号を送出し、前記同様にして選択回路23および
接続切替回路25を切替えた時のADコンバータ314
 、315の出力値に前記(1)式の演算処理を施すこ
とによって得られるY方向の各ループコイル2l−yl
〜2l−y48と人力ペン1との距離に比例した検出電
圧を一時記憶し、入力ベン1のY方向の位置を表わす座
標値を算出し、これを前記記憶部に転送する。
Next, the processing device 301 sends a selection signal in the Y direction to the XY switching circuit 304, and the AD converter 314 when switching the selection circuit 23 and the connection switching circuit 25 in the same manner as described above.
, 315, each loop coil 2l-yl in the Y direction is obtained by performing the arithmetic processing of equation (1) above on the output value of 315.
The detected voltage proportional to the distance between ~2l-y48 and the manual pen 1 is temporarily stored, a coordinate value representing the position of the input pen 1 in the Y direction is calculated, and this is transferred to the storage section.

このようにして第1回目の位置検出が終了すると、処理
装置301は第10図に示すように第2回目以降の位置
検出として、前記ループコイル2l−xi〜2l−x4
8および2l−yl〜2l−y48のうち、最大の検出
電圧が得られたループコイルを中心として、その前後の
一定数、例えば10本のループコイルのみを選択する情
報を選択回路22および23に送出し、前記同様にして
出力値を得て入力ベン1に対する位置検出を行ない、得
られた座標値を前記記憶部に転送し、その値を更新する
When the first position detection is completed in this way, the processing device 301 performs the second and subsequent position detection as shown in FIG.
8 and 2l-yl to 2l-y48, the selection circuits 22 and 23 are provided with information for selecting only a certain number of loop coils, for example, 10, around the loop coil from which the maximum detected voltage was obtained. The output value is obtained in the same manner as described above, and the position relative to the input bench 1 is detected.The obtained coordinate value is transferred to the storage section and the value is updated.

なお、第10図中、レベルチェックとは検出電圧の最大
値およびその前後のいくつかの電圧値が前記検出レベル
に達しているか否か、および最大値の検出電圧を有する
ループコイルがどのループコイルであるかをチェックし
、検出レベルに達していなければ座標計算を停止し、ま
た、次回の検出動作において選択するループコイルの中
心を設定する。
In Fig. 10, the level check refers to whether the maximum value of the detected voltage and several voltage values before and after it have reached the detection level, and which loop coil has the maximum detected voltage. If the detection level has not been reached, the coordinate calculation is stopped, and the center of the loop coil to be selected in the next detection operation is set.

一方、処理装置301は入力ベン1に対する前記各検出
電圧とともに、入力ベンlの同調回路15における電圧
と電流の位相差に比例した検出電圧V、を前記(2)式
の演算処理より算出し、該検出電圧■、を常に所定の閾
値電圧と比較している。従って、この際、入力ベン1の
スイッチ151をオンすると、処理装置301は前記比
較結果よりこれを検出し、この時点における前記Xおよ
びY方向の座標値を指定位置の座標値として、図示しな
い他の電子計算機等に送出する。
On the other hand, the processing device 301 calculates the detection voltage V proportional to the phase difference between the voltage and current in the tuning circuit 15 of the input vent 1, as well as the detection voltages for the input vent 1, by the calculation process of the equation (2), The detected voltage (2) is constantly compared with a predetermined threshold voltage. Therefore, at this time, when the switch 151 of the input bench 1 is turned on, the processing device 301 detects this from the comparison result and uses the coordinate values in the X and Y directions at this point as the coordinate values of the specified position. The data is sent to an electronic computer, etc.

座標値xpを求める算出方法の一つとして、前記検出電
圧VXI〜V X48の極大値付近の波形を適当な函数
で近似し、その函数の極大値の座標を求める方法がある
One calculation method for determining the coordinate value xp is to approximate the waveform near the maximum value of the detected voltages VXI to VX48 by an appropriate function, and then determine the coordinates of the maximum value of the function.

例えば第8図(C)において、最大値の検出電圧Vx3
と、その両側の検出電圧VX2およびVx4を2次函数
で近似すると、次のようにして算出することができる(
但し、各ループコイル2l−xi〜2l−x48の中心
位置の座標値をX1〜x48とし、その間隔をΔXとす
る。)。まず、各電圧と座標値より、 Vx2−a(x2−xp)  十b    −=−(3
)Vx3−a (x3−xp )  +b    ・・
・・・14)Vx4−a(x4−xp)  十b   
 −−−−=<5)となる。ここで、a、bは定数(a
 < O)である。
For example, in FIG. 8(C), the maximum detection voltage Vx3
, and the detection voltages VX2 and Vx4 on both sides thereof can be approximated by a quadratic function, it can be calculated as follows (
However, the coordinate values of the center positions of the loop coils 2l-xi to 2l-x48 are assumed to be X1 to x48, and the interval therebetween is assumed to be ΔX. ). First, from each voltage and coordinate value, Vx2-a(x2-xp) 10b -=-(3
)Vx3-a (x3-xp) +b...
...14) Vx4-a (x4-xp) 10b
-----=<5). Here, a and b are constants (a
< O).

また、 x37x2−Δx          −−−−・−(
8)x4 −x2  =2 ΔX          
  ・・・・・・(7)となる。(6)、(7)式を(
4) 、 (5)式に代入して整理すると゛、 xp−x2+Δx/ 2  ((3Vx2−4 Vxa
十Vx4) / (Vx2−2 VX3+VX4)  
1・・・・・・(8) となる。
Also, x37x2−Δx −−−−・−(
8) x4 - x2 = 2 ΔX
......(7). Expressions (6) and (7) are converted into (
4), Substituting into equation (5) and rearranging, xp-x2+Δx/2 ((3Vx2-4 Vxa
10Vx4) / (Vx2-2 VX3+VX4)
1...(8)

従って、各検出電圧Vxl〜V x48より、前記レベ
ルチェックの際に求められた最大値の検出電圧およびそ
の前後の検出電圧を抽出し、これらと該最大値の検出電
圧が得られたループコイルの1つ前のループコイルの座
標値(既知)とから前述した(8)式に相当する演算を
行なうことにより、入力ベン1の指定位置の座標値を算
出できる。
Therefore, from each detection voltage Vxl to Vx48, extract the maximum detection voltage obtained at the time of the level check and the detection voltages before and after the maximum detection voltage, and extract these and the detection voltage of the loop coil from which the maximum detection voltage was obtained. By performing an operation corresponding to the above-mentioned equation (8) from the coordinate values (known) of the previous loop coil, the coordinate values of the designated position of the input ben 1 can be calculated.

なお、前記実施例では指定位置の座標値の特定を、スイ
ッチ151の操作に伴って入力ベン1の同調回路15よ
り位置検出部21へ送出する電波の位相を変えることに
より行なったが、入力ベン1に既知の信号発生器を設け
、前記スイッチ151の操作に伴って該信号発生器より
特定のパターンを有する信号を発生させ、赤外線や超音
波又は電波等を用いて入力ベン1より発信させ、これを
位置検出回路3側で検出するようになしても良い。
In the above embodiment, the coordinate values of the designated position were specified by changing the phase of the radio waves sent from the tuning circuit 15 of the input bench 1 to the position detecting section 21 in accordance with the operation of the switch 151. 1 is provided with a known signal generator, and when the switch 151 is operated, the signal generator generates a signal having a specific pattern, and the signal is transmitted from the input vent 1 using infrared rays, ultrasonic waves, radio waves, etc. This may be detected on the position detection circuit 3 side.

また、前述したように同調回路15における位相差の変
化を用いないで指定位置の座標値を特定する場合、同調
周波数fOで且つ電圧と電流の位相差θ°の同調回路、
同調周波数fOで且つ位相差90″の同調回路をそれぞ
れ有する位置指示器を用意し、処理装置301において
、ADコンバータ314 、315の各出力値毎に前記
(8)式の演算処理を行なうようにすれば、他の構成を
変更することなく、2つの位置指示器の位置検出を同時
に行なうこともできる。
Further, as described above, when specifying the coordinate value of a designated position without using a change in the phase difference in the tuning circuit 15, a tuning circuit with a tuning frequency fO and a phase difference θ° between voltage and current,
Position indicators each having a tuning circuit with a tuning frequency fO and a phase difference of 90'' are prepared, and the processing unit 301 performs the calculation process of equation (8) for each output value of the AD converters 314 and 315. Then, the positions of the two position indicators can be detected simultaneously without changing other configurations.

また、実施例中のループコイルの本数やその並べ方は一
例であり、これに限定されないことはいうまでもない。
Further, the number of loop coils and the arrangement thereof in the embodiments are merely examples, and it goes without saying that the present invention is not limited thereto.

−(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、位置指示器の同調
回路に受信された電波は、増幅回路により増幅されて該
同調回路に正帰還され、該増幅された信号に基づいて同
調回路のコイルより電波として発信されるため、従来の
場合に比べて強い電波をタブレット側に送ることができ
、外部よりの妨害電波に影響されず、常に正確な位置検
出を行なわせることができ、しかもタブレット側の電波
の強度を強くする場合に比べて、周囲に与える電波の影
響を少なくすることができ、しかも消費電力が少なくて
済む等の利点がある。
- (Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the radio wave received by the tuning circuit of the position indicator is amplified by the amplifier circuit and positively fed back to the tuning circuit, and the amplified signal is Since radio waves are transmitted from the coil of the tuned circuit based on the antenna, stronger radio waves can be sent to the tablet side than in the conventional case, allowing accurate position detection to be performed at all times without being affected by external interference radio waves. Furthermore, compared to increasing the strength of the radio waves on the tablet side, it has the advantage of reducing the influence of radio waves on the surroundings and requiring less power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の反射型位置指示器の一実施例を示す構
成図、第2図は反射型位置指示器の電気回路部の詳細を
示す図、第3図は増幅回路中のFETの動作のようすを
示す図、第4図は本発明の反射型位置指示器を用いた座
標入力装置の概要を示す図、第5図はタブレットおよび
位置検出回路の詳細な構成を示す図、第6図は位置検出
部の詳細な構成図、第7図は第5図の各部の波形図、第
8図(a) (b) (c)は基本的な検出動作を示す
タイミング図、第9図は第1回目の検出動作の際に各ル
ープコイルより得られる検出電圧を示す図、第10図は
第2回目以降の検出動作を示すタイミング図である。 1・・・入力ペン、2・・・タブレット、3・・・位置
検出回路、15・・・同調回路、16・・・増幅回路。
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the reflective position indicator of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing details of the electric circuit section of the reflective position indicator, and Fig. 3 is a diagram showing the details of the electric circuit section of the reflective position indicator. 4 is a diagram showing the outline of the coordinate input device using the reflective position indicator of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing the detailed configuration of the tablet and the position detection circuit, and FIG. 6 is a diagram showing the operation state. The figure is a detailed configuration diagram of the position detection section, Figure 7 is a waveform diagram of each part in Figure 5, Figure 8 (a) (b) (c) is a timing diagram showing the basic detection operation, and Figure 9 10 is a diagram showing detection voltages obtained from each loop coil during the first detection operation, and FIG. 10 is a timing diagram showing the second and subsequent detection operations. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Input pen, 2... Tablet, 3... Position detection circuit, 15... Tuning circuit, 16... Amplification circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 コイルとコンデンサを含み、所定の同調周波数を有する
同調回路を備え、タブレット側より発信された電波を該
同調回路で受信し、この時、該同調回路に発生する信号
に基づいて前記コイルより電波を発生させ、タブレット
側に返送する反射型位置指示器において、 同調回路に発生する信号を増幅し、これを該同調回路に
正帰還する増幅回路を設けた ことを特徴とする反射型位置指示器。
[Claims] A tuning circuit including a coil and a capacitor and having a predetermined tuning frequency is provided, and the tuning circuit receives radio waves transmitted from the tablet side, and at this time, based on the signal generated in the tuning circuit. A reflective position indicator that generates radio waves from the coil and sends them back to the tablet side is characterized by being provided with an amplification circuit that amplifies the signal generated in the tuned circuit and positively feeds it back to the tuned circuit. Reflective position indicator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012524308A (en) * 2009-04-16 2012-10-11 台均科技(深▲川▼)有限公司 Electromagnetic pen, electromagnetic signal transmission method and processing method, apparatus and equipment

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