JPS63247814A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、座標入力装置における位置指示器の状態、特
に複数の位置指示器のうちの使用しているものを識別す
るのに適した状態検出方式に関するものである。

（従来の技術） 座標入力装置、特に電子黒板においては色の異なるマー
カを備えた複数の位置指示器を使用目的に応じて使い分
ける場合があるが、位置検出のために位置指示器よりタ
ブレット側（又はタブレット側より位置指示器）に与え
る信号、例えば電波や磁気バイアス等は、通常、いずれ
の位置指示器においても同一であるため、これらの信号
がら位置検出回路側で使用している位置指示器を識別す
ることはできなかった。

そこで、従来は位置指示器を使用する前にその種別、例
えばマーカの色を位置検出回路側にキ−ボード等から入
力することにより、又は複数の各位置指示器毎にその収
納状況の検出手段を備えた収納部を設けて各位置指示器
の収納状況を該°各収納状況の検出手段の出力から位置
検出回路側で認識することにより、あるいは各位置指示
器に設けたスイッチ等のオン・オフをコードを介して位
置検出回路側に送出することにより、もしくは各位置指
示器に設けたスイッチ等のオン・オフを赤外線等の無線
信号を介して位置検出回路側に送出することにより、位
置検出回路側で使用中の位置指示器を識別するようにな
していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、第１の方式では位置指示器を替える度に
その種別の入力操作が必要となり、作業が極めて繁雑と
なるとともにその種別を誤入力する確率が高く、また、
第２の方式では使用している位置指示器以外は全て対応
する収納部に収納しなければならないため、位置指示器
を替える度に前記収納部に対する位置指示器の収納及び
取出し作業が必要となり、作業が極めて繁雑となり、複
数の位置指示器を一括して所持し、次々に取替えて用い
るようなことが全くできず、また、第３の方式では位置
指示器と位置検出回路との間にコードが必要となり、該
コードが位置指示器の操作性を著しく悪くし、さらにま
た、第４の方式では位置指示器自体に無線信号の送信機
や信号発生器。

電池等を設けなければならず、構成が複雑化し、大型且
つ大重量となり、これによって位置指示器の操作性が悪
くなるという問題点があった。

未発明は複数の位置指示器のうちのいずれを用いている
かを、該各位置指示器の操作性を落すことなく検出し得
る方式を提供することを目的とする。

（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、座標入力部を構
成するタブレットと、スタイラスペン等の位置指示器と
、タブレットを駆動し且つ位置指示器による座標入力位
置を検出する位置検出回路とを備えた座標入力装置にお
いて、タブレットの座標入力範囲の周囲にアンテナコイ
ルを設けるとともに、複数の位置指示器のそれぞれにコ
イルとコンデンサとを含み且つ所定の周波数を同調周波
数とし、該同調周波数に対する電圧と電流との位相差が
異なる同調回路を設け、前記アンテナコイルに前記所定
の周波数の交流信号を加えて電波を発信させ、該電波の
発信を停止した際に前記位置指示器の同調回路より反射
される電波をアンテナコイルに受信させ、該反射信号の
位相を検出していずれの同調回路よりの反射信号かを判
別し、使用している位置指示器を識別するようになした
。

（作　用） 本発明によれば、複数の位置指示器のうちの−の位置指
示器を用いた場合、アンテナコイルより発信された電波
は該−の位置指示器の同調回路に受信され、この際、該
−の位置指示器の同調回路には前記アンテナコイルに加
えられた信号とほぼ同一の周波数で且つ該信号の電圧に
対して予め設定された所定の位相差を有する電流が流れ
る。

該電流に基づいて前記同調回路から発信される反射電波
は前記電波の発信を停止したアンテナコイルに受信され
るが、該反射電波に基づいてアンテナコイルに発生する
反射信号と前記アンテナコイルに加えられる信号との間
には前記所定の位相差がある。この位相差は各位置指示
器の同調回路毎に異なり、この位相差を検出することに
より、前記反射電波を発信した同調回路、即ち位置指示
器の種別が識別される。

（実施例） 第１図は本発明方式を適用した座標入力装置の概要を示
すもので、図中、１はタブレット、２及び３は位置指示
器（以下、入力ペンと称す。）、４は位置検出回路、５
はタイミング制御回路である。

タブレット１は、非磁性金属の筐体１１にタブレット本
体１２およびアンテナコイル１３を取付けてなるもので
、タブレット本体１２は位置検出回路４に接続され、ま
た、アンテナコイル１３はタイミング制御回路５に接鴫
されている。

タブレット本体１２は、位置検出回路４に駆動され、入
力ベン２又は３により指定された位置を検出する検出部
を構成するもので、該タブレット本体１２は筐体１１の
ほぼ中央に収納されている。なお、筐体１１の上面パネ
ルｌｌａに描かれている枠１４はその座標入力範囲を示
す。

該タブレット本体１２および位置検出回路４としては、
例えば本件出願人の出願にかかる特願昭５９−３２２４
４号の「位置検出装置」　（特開昭６０−１７６１３３
号公報参照）、又は特願昭５８−２３８５３２号の「座
標位置検出装置」（特開昭６０−１２９６１６号公報参
照）を用いることができる。

アンテナコイル１３は、絶縁被覆された導体をタブレッ
ト本体１２の座標入力範囲、即ち前記枠１４の周囲の筐
体１１の上面パネルｌｌａの表面に配設してなるもので
ある。なお、図示例では１ターンとなしているが、必要
に応じて複数ターンとしても良い。

入力ペン２及び３は位置指定用の磁気発生器、例えば棒
磁石２１及び３１と、コイルとコンデンサを含む同調回
路２２及び３２と、色の異なるマーカ（図示せず）とを
それぞれ内蔵している。

第２図は入力ペン２及び３の同調回路２２及び３２、並
びにタイミング制御回路５の詳細な構成を示すものであ
る。

同調回路２２は、第２図に示すようにコア入りコイル２
２１とコンデンサ２２２とが互いに直列に接続され、周
知の共振回路を構成する如くなっている。該コイル２２
１及びコンデンサ２２２の数値は後述する交流信号の周
波数ｆＯにおいて、電圧と電擁の位相が同相で共振（同
調）する値に設定されている。前記コイル２２１は入力
ペン２において１、その軸方向がペン本体の軸方向と一
致する如く配置されている。また、同調回路３２も同様
に、コア入りコイル３２１とコンデンサ３２２とが互い
に直列に接続され、周知の共振回路を構成する如くなっ
ており、該コイル３２１及びコンデンサ３２２の数値は
前記周波数ｆＯにおいて、電流の位相が電圧の位相より
所定角度、例えば９０°遅れる値に設定されている。前
記コイル３２１は入力ペン３において、その軸方向がペ
ン本体の軸方向と一致する如く配置されている。

また、第２図において、５０１は制御回路、５０２は波
形整形回路、５０３は移相器、５０４は駆動回路、５０
５は送受切替回路、５０Ｂは増幅器、５０７は帯域フィ
ルタ（Ｂ　Ｐ　Ｆ）　、５０８　、５０９は位相検波器
（Ｐ　Ｓ　Ｄ）　、５１０　、５１１は低域フィルタ（
ＬＰ　Ｆ）　、５１２　、５１３はアナログ・ディジタ
ル変換回路（ＡＤコンバータ）である。

第３図は第２図の各部における信号波形図である。以下
、動作について詳細に説明する。

制御回路５０１は周知のマイクロプロセッサ等より構成
され、所定の周波数ｆｏの矩形波信号Ａ及び所定の周波
数ｆｋの送受切替信号Ｂを発生する。

前記矩形波信号Ａは波形整形回路５０２に送出され、波
形整形され、さらに移相器５０３に送出される。移相１
５０３は矩形波信号Ａの位相をそのまま（０’　）とし
た信号及び９０＠遅らせた信号Ｃを作成し、これらを位
相検波器５０８及び５０９にそれぞれ送出する。

また一方、移相角０１の矩形波信号Ａは駆動回路５０４
にも送出されており、ここで平衡信号に変換され、さら
に送受切替回路５０５に送出される。

また、送受切替回路５０５には送受切替信号Ｂが入力さ
れており、該送受切替信号Ｂに基づいて駆動回路５０４
及び増幅器５０Ｇのいずれか一方が交互にアンテナコイ
ル１３に切替接続されるため、アンテナコイル１３には
周波数ｆｋ毎に周波数ｆＯの矩形波信号を出したり、出
さなかったりする信号りが゛入力され、該信号りはアン
テナコイル１３より電波として発信される。

、　この際、タブレット１の座標入力範囲１４内におい
て、入力ペン２が略直立状態、即ち使用状態に保持され
ていると、前記電波は入力ペン２のコイル２２１を励振
し、その同調回路２２に前記信号りに同期した誘導電圧
Ｅを発生する。

その後、送受切替回路５０５によりアンテナコイル１３
が増幅器５０Ｂ側に切替えられる、即ち受信期間に入る
と、該アンテナコイル１３よりの電波は直ちに消滅する
。一方、同調回路２２においては回路的な変化はないた
め、前記誘導電圧Ｅは徐々に減衰するが、該誘導電圧Ｅ
に基づいて同調回路２２を流れる同一位相の電流はコイ
ル２２１より電波を発信させる。

前記コイル２２１よりの電波はアンテナコイル１３を逆
に励振させるため、該アンテナコイル１３には誘導電圧
が発生する。該誘導電圧は受信期間の間のみ送受切替回
路５０５より増幅器５０６に送出され増幅されて受信信
号Ｆとなり、さらに周波数ｆＯを中心とする通過帯域を
有する帯域フィルタ５０７にてノイズ等が除去され、位
相検波器５０８及び５０９に人力される。

位相検波器５０８には、前述したように矩形波信号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
は矩形波信号Ａの位相とほぼ一致しているため、ちょう
ど信号Ｆを正側に反転した信号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５１０にて、所
定の正の電圧値を存する直流信号に変換され、さらにＡ
Ｄコンバータ５１２にてディジタル信号に変換され、制
御回路５０１に送出される。

また、位相検波器５０９には前述したように信号Ｃが検
波信号として人力されているが、該信号Ｃの位相は信号
Ｆの位相に対してほぼ９０″遅れているため、正側及び
負側に対称な信号Ｈを出力する。該信号Ｈは前記同様の
低域フィルタ５１１にて直流信号に変換され、さらにＡ
Ｄコンバータ５１３にてディジタル信号に変換され、制
御回路５０１に送出されるが、ここでは信号Ｈにおいて
、正側及び負側の成分が対称であるため、低域フィルタ
５１１の出力の電圧値は０　［Ｖ］　となり、ＡＤコン
バータ５１３の出力も「０」となる。

また一方、タブレット１の座標入力範囲１４内において
、人力ペン２の代りに入力ベン３が使用状態に保持され
ていると、信号りに基づいてアンテナコイル１３より発
信される電波は入力ペン３のコイル３２１を励振し、そ
の同調回路３２に前記信号りに同期した誘導電圧を発生
する。該誘導電圧は前記同様、アンテナコイル１３が増
幅器５００側に切替えられると徐々に減衰するが、該誘
導電圧に基づいて同調回路３２を流れる９０″位相の遅
れた電流Ｅ′はコイル３２１より電波を発信させる。

前記電波はアンテナコイル１３を逆に励振させるため、
アンテナコイル１３にはほぼ９０″位相の遅れた誘導電
圧が発生する。該誘導電圧は前記同様、受信期間の間の
み送受切替回路５０５より増幅器５０Ｇに送出され増幅
されて受信信号Ｆ′となり、さらに帯域フィルタ５０７
にてノイズ等が除去され、位相検波器５０８及び５０９
に入力される。

前述したように信号Ｆ′の位相は矩形波信号Ａの位相に
対してほぼ９０＠遅れているため、位相検波器５０８は
正側及び負側に対称な信号Ｇ′を出力する。該信号Ｇ′
は低域フィルタ５１０にて直流信号に変換され、さらに
ＡＤコンバータ５１２にてディジタル信号に変換され、
制御回路５０１に送出されるが、ここでは信号Ｇ″にお
いて、正側及び負側の成分が対称であるため、低域フィ
ルタ５１０の出力の電圧値は０［ｖ〕となり、ＡＤコン
バータ５１２の出力もｒＯＪとなる。

一方、信号Ｆ′の位相は矩形波信号Ｃの位相とほぼ一致
しているため、位相検波器５０９はちょうど信号Ｆ′を
正側に反転した信号Ｈ゛を出力する。該信号Ｈ−は低域
フィルタ５１１にて、所定の正の電圧値を有する直流信
号に変換され、さらにＡＤコンバータ５１３にてディジ
タル信号に変換され、制御回路５０１に送出される。

このように入力ベン２を用いた場合はＡＤコンバータ５
１２の出力に所定のディジタル値が得られ、また、入力
ベン３を用いた場合にはＡＤコンバータ５１３の出力に
所定のディジタル値が得られるため、＠ｒＩ御回路５０
１において、ＡＤコンバータ５１２及び５１３の出力値
を常時監視することにより、使用している入力ベンが入
力ベン２であるか又は入力ベン３であるかを識別でき、
この識別結果を位置検出回路４に送出することができる
。

また、入力ベンの同調回路における電圧と電流との位相
差がθ″より大きく且つ９０’より小さい場合、即ち位
相検波器５０８及び５０９に対する人力信号の位相が信
号Ａより遅く且つ信号Ｃより早い場合、ＡＤコンバータ
５１２及び５１３の出力の両方に前記位相差に対応した
ディジタル値が現われることになる。

ここで、ＡＤコンバータ５１２の出力値をＶＰとし、Ａ
Ｄコンバータ５１３の出力値をＶＱとすると、入力ペン
の同調回路における電圧と電流との位相差、即ち信号Ａ
を基準とした位相検波器５０８及び５０９に対する入力
信号の位相差φは下記式より求めることができる。

φ−ｊ　ａ　ｎ’　（ＶＱ　／　ＶＰ　）従って、同調
回路における電圧と電流の位相差を互いに異なる値とし
ておけば、３つ以上の多数の入力ペンを用いる場合でも
、これら全てを識別することができる。

また、前記同調回路２２（又は３２）において、コイル
２２１（又は３２１）とコンデンサ２２２（又は３２２
）との間にスイッチを設けて、使用しない状態では該ス
イッチを開放状態とし、人力ペンの使用時のみ該スイッ
チを閉成する如くすることにより、入力ペンの種別とと
もに同調回路２２（又は３２）側からの誘導電圧の育無
からその使用、不使用の状態を制御回路５０１側に讃別
させることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、複数の位置指示器
のそれぞれに所定の周波数を同調周波数とし、該同調周
波数に対する電圧と電流の位相差が異なる同調回路を設
け、座標人力範囲の周囲に配設したアンテナコイルより
前記所定の周波数の電波を送受信し、前記同調回路より
反射される信号の位相を検出して、該アンテナコイルに
近接した同調回路、即ち使用中の位置指示器の種別を識
別するようになしたため、従来のように位置指示器の種
別をキーボード等より人力したり、位置指示器を替える
度に収納部に戻したりする必要がなく、また、位置指示
器と他の回路との間にコードが不要であることはもとよ
り、各位（Ｕ指示器にはコイルとコンデンサとを含む同
調回路を設けるのみで良く、複雑な信号発生器や電池等
も不要であり、位置指示器の操作性が極めて良く、しか
もその種別を正確に検出し得る等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式を適用した座標入力装置の概要を示
す斜視図、第２図は入力ペンの同調回路並びにタイミン
グ制御回路の詳細な構成図、第３図は第２図の各部の信
号波形図である。 １・・・タブレット、２，３・・・入力ペン、４・・・
位置検出回路、５・・・タイミング制御回路、１３・・
・アンテナコイル、１４・・・座標入力範囲、２２．３
２・・・同調回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 座標入力部を構成するタブレットと、スタイラスペン等
   の位置指示器と、タブレットを駆動し且つ位置指示器に
   よる座標入力位置を検出する位置検出回路とを備えた座
   標入力装置において、タブレットの座標入力範囲の周囲
   にアンテナコイルを設けるとともに、 複数の位置指示器のそれぞれにコイルとコンデンサとを
   含み且つ所定の周波数を同調周波数とし、該同調周波数
   に対する電圧と電流との位相差が異なる同調回路を設け
   、 前記アンテナコイルに前記所定の周波数の交流信号を加
   えて電波を発信させ、該電波の発信を停止した際に前記
   位置指示器の同調回路より反射される電波をアンテナコ
   イルに受信させ、該反射信号の位相を検出していずれの
   同調回路よりの反射信号かを判別し、使用している位置
   指示器を識別するようになした ことを特徴とする位置指示器の状態検出方式。