JPS63278126A - 位置検出装置 - 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−１一の利用分野） 本発明は、コードレスの位置指示器の指定位置を検出す
る位置検出装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の位置検出装置としては、磁歪伝達媒体の一端又は
位置指示器の先端に設けた駆動コイルにパルス電流を印
加して前記磁歪伝達媒体に磁歪振動波を生起させた時点
より、位置指示器の先端又は磁歪伝達媒体の一端に設け
た検出コイルに前記磁歪振動波に基づく誘導電圧を検出
するまでの時間を処理装置等で測定し、これより位置指
示器の指定位置を算出する如くなしたものがあった。

また、従来の他の位置検出装置としては、複数の駆動線
と検出線とを互いに直交して配置し、駆動線に順次電流
を流すとともに検出線を順次選択して誘導電圧を検出し
、フェライトのような磁性体を有する位置指示器で指定
した位置を大きな誘導電圧が誘起された検出線の位置よ
り検出するようになしたものがあった。

（発明が解決しようとする問題点） 前者の装置では位置検出精度は比較的良好であるが、タ
イミング信号等を授受するために位置指示器と処理装置
等との間にコードを必要とし、その取扱いが著しく制限
されるとともに、位置指示器を磁歪伝達媒体に対して垂
直に保持し、且つかなり近接させて使用しなければなら
なかった。

また、後者の装置では位置指示器をコードレスとするこ
とはできるが、座標位置の分解能が線の間隔で決まり、
分解能を上げるために線の間隔を小さくするとＳＮ比及
び安定度が悪くなり、従って分解能を」二げることか困
難であり、また、駆動線と検出線の交点の真上の位置検
出が困難であり、さらに位置指示器を線に極く接近させ
なければならないという問題点があった。

本発明は位置指示器がどこにも接続されず操作性が良く
、高精度な位置検出が可能であり、しかも所定距離以内
であれば位置指示器と位置検出部とが離れていても使用
可能な装置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） 前記問題点を解決するため、第１発明として多数のルー
プコイルを位置検出方向に並設してな＝　　４　− る位置検出部と、前記多数のループコイルより一のルー
プコイルを順次選択する選択回路と、前記選択された一
のループコイルを所定の周波数の交流信号で駆動する送
信回路と、コイルとコンデンサを含み、前記所定の周波
数を同調周波数とする位置指示器と、前記選択された一
のループコイルに発生する電圧中、前記所定の周波数と
ほぼ同一周波数の誘導電圧を検出し、その最大の電圧値
が所定の範囲の値となるよう増幅する受信回路と、前記
選択された一のループコイルを前記送信回路及び受信回
路に交互に接続する送受切替回路と、各ループコイルに
発生する前記誘導電圧より位置指示器の指定位置を算出
する処理装置とからなる位置検出装置を提案し、また、
第２発明として多数のループコイルをＸ方向及びＹ方向
にそれぞれ並設してなるＸ方向及びＹ方向の位置検出部
と、前記Ｘ方向及びＹ方向の多数のループコイルより、
Ｘ方向及びＹ方向の一のループコイルを順次選択するＸ
方向及びＹ方向の選択回路と、前記選択されたＸ方向及
びＹ方向の一のループコイルを所定の周波数の交流信号
で駆動する送信回路と、コイルとコンデンサを含み、前
記所定の周波数を同調周波数とする位置指示器と、前記
選択されたＸ方向及びＹ方向の一のループコイルに発生
する電圧中、前記所定の周波数とほぼ同一周波数の誘導
電圧を検出し、その最大の電圧値が所定の範囲の値とな
るよう増幅する受信回路と、前記選択されたＸ方向及び
Ｙ方向の一のループコイルを前記送信回路及び受信回路
に交互に接続するＸ方向及びＹ方向の送受切替回路と、
Ｘ方向及びＹ方向の各ループコイルに発生する前記誘導
電圧より位置指示器のＸ方向及びＹ方向の指定位置を算
出する処理装置とからなる位置検出装置を提案する。

（作　用） 第１発明によれば、多数のループコイルのうちの一のル
ープコイルが選択回路により選択され、これに送受切替
回路により送信回路が接続され、所定の周波数の交流信
号が加えられると、該ループコイルより電波が発生する
。該電波は位置検出部上で位置指定を行なう位置指示器
の同調回路内のコイルを励振し、該同調回路に前記交流
信号に同期した誘導電圧を発生させる。その後、送受切
替回路により前記選択された一のループコイルに受信回
路が接続されるとともに前記交流信号が切断されると前
記電波は消滅するが、位置指示器の同調回路に発生した
誘導電圧は該回路内に電流を流すとともに内部の損失に
基づいて徐々に減衰する。該同調回路を流れる電流は前
記一のループコイルに加えられた交流信号の周波数とほ
ぼ同一周波数の電波を同調回路内のコイルより発生させ
る。

該電波は受信回路に接続された前記一のループコイルを
逆に励振するため、該一のループコイルには前記同調回
路における誘導電圧に相似な誘導電圧が発生する。前記
電波の送受信はループコイルを切替えて順次繰返される
が、該ループコイルと位置指示器のコイルとの共振によ
って行なわれるため、前記誘導電圧の電圧値はループコ
イルと位置指示器のコイルとの距離のみに依存し、該距
離が小さい程、大きくなる。従って、位置指示器を置い
た位置（指定位置）に最も近いループコイルに発生する
誘導電圧を最大として、該指定位置から離れるに従って
徐々に小さくなる誘導電圧が各ループコイルに発生する
。この際、位置指示器と位置検出部とが離れていると、
最大の電圧値を示す誘導電圧でもその値は小さくなり、
その前後の誘導電圧の電圧値はさらに小さくなり、前記
指定位置の検出が困難となる。そこで、これらの誘導電
圧はその最大の電圧値が所定の範囲の値となるよう増幅
され、さらに該各誘導電圧の電圧値は処理装置により演
算処理され、電圧値が極大値となる位置、即ち位置指示
器の指定位置の座標値が求められる。

なお、位置指示器を位置検出方向に直交する方向に沿っ
て動かしても、各ループコイルと位置指示器との距離は
変わらないので、同一の座標値が得られる。

また、第２発明によれば、Ｘ方向及びＹ方向において、
ループコイルと位置指示器のコイルとの間の共振に基づ
く誘導電圧が求められ、これより位置指示器のＸ方向及
びＹ方向のいわゆる２次元の指定位置の座標値が求めら
れる。

（実施例） 第１図は本発明の位置検出装置の第１の実施例を示すも
ので、図中、１は位置検出部、２は選択回路、３は送受
切替回路、４は位置指示器、５は送信回路、６は受信回
路、７は処理装置である。

位置検出部１は、互いに平行な導体を有する多数、例え
ば４８本のループコイル１１−１゜１１−２．・・・・
・・１１−４８が、図中、矢印イ方向（以下、位置検出
方向と称す。）に並設されてなっている。また、各ルー
プコイル１１−１〜１１−４８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１１−１〜１１−４８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１
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。

選択回路２は、前記多数のループコイル１１−１〜１１
−４８より一のループコイルを順次選択するものであり
、前記ループコイル１１−１〜１１−４８の一端は一の
端子群２１にそれぞれ接続され、また、他端は他の端子
群２２にそれぞれ接続されている。端子群２１に対応す
る選択接点２３及び端子群２２に対応する選択接点２４
は互いに連動し、処理装置７からの情報に基づいて動作
し、一のループコイルを選択する如くなっている。該選
択回路２は、周知のマルチプレクサを多数組合せること
によって実現される。

送受切替回路３は、前記選択回路２によって選択された
一のループコイルを送信回路５及び受信回路６に交互に
接続するものであり、前記選択回路２の選択接点２３及
び２４は、選択接点３１及び３２にそれぞれ接続されて
いる。また、送信回路５の２つの出力端子は端子３３．
３５に接続され、また、受信回路６の２つの入力端子は
端子３４．３６に接続されている。前記端子３３゜３４
に対応する選択接点３１及び端子３５．３６に対応する
選択接点３２は互いに連動し、後述する送受切替信号に
基づいて動作し、送信及び受信を切替える如くなってい
る。なお、該送受切替回路３も周知のマルチプレクサに
よって実現される。

位置指示器４はスタイラスペン（以下、単にペンと称す
。）であり、コイルとコンデンサを含む同調回路４１を
内蔵している。

第２図はペン４の詳細な構造を示すもので、合成樹脂等
の非金属素材からなるペン軸４２の内部にその先端寄り
から、ボールペン等の芯体４３と、該芯体４３を摺動自
在に収容し得る透孔を備えたフェライトコア４４と、コ
イルバネ４５と、スイッチ４１１．フェライトコア４４
の周囲に巻回されたコイル４】２．コンデンサ４１３及
び４１４からなる同調回路４１とが一体的に組合されて
内蔵され、その後端にはキャップ４Ｂが取付けられてな
っている。

前記コイル４１２とコンデンサ４１３は第３図にも示す
ように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４１２及びコンデンサ４↑
３の数値は所定の周波数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。また
、コンデンサ４１４はスイッチ４１１を介してコンデン
サ４１３の両端に並列に接続されており、該スイッチ４
１１がオンとなった時、前述した共振回路における電流
の位相を遅らせ、後述する受信信号の位相を所定角度遅
らせる作用を行なう。なお、スイッチ４１１はペン軸４
２を手等で保持し、芯体４３の先端を位置検出部１の人
力面（図示せず）に押付けることによってペン軸４２内
に押込むと、その後端によりコイルバネ４５を介して押
圧され、オンとなる如くなっている。

第３図は同調回路４１、送信回路５及び受信回路６の詳
細とともに装置全体の構成を示すもので、図中、５１は
タイミング回路、５２は駆動回路であり、これらは送信
回路５を構成し、また、８０１は増幅器、６０２は受信
タイミング切替回路、６０３は可変利得増幅器（ＰＧＡ
）、６０４は帯域フィルタ（Ｂ　Ｐ　Ｆ）　、８０５は
検波器、８０６　、６０７は位相検波器（Ｐ　Ｓ　Ｄ）
　、８０８　、６０９　、８１［）は低域フィルタ（Ｌ
　Ｐ　Ｆ）であり、これらは受信回路６を構成する。

処理装置７は周知のマイクロプロセッサ等より構成され
、タイミング回路５１を制御するとともに位置検出＠５
１の各ループコイルの切替を制御し、また、低域フィル
タ６０８〜６１０からの出力値をアナログ・ディジタル
（Ａ／Ｄ）変換し、低域フィルタ６０８の出力値に対応
するディジタル値のうちの最大のディジタル値が所定の
範囲の値となるよう可変利得増幅器６０３を制御し、ま
た、後述する演算処理を実行してペン４による指定位置
の座標値を算出し、さらにそのスイッチ等の状態を識別
し、これに応じた処理を行なう。

次に動作について説明するが、まず、位置検出部１とペ
ン４との間で電波が送受信されるようす並びにこの除害
られる信号について、第４図に従って説明する。

タイミング回路５１は所定の周波数ｆＯ１例えば５００
ｋＨ２の矩形波信号Ａ１該矩形波信号Ａの位相を所定角
度遅らせた信号Ａ−（図示せず）、所定の周波数ｆｋ、
例えば１５．６２５ｋ　Ｈｚの送受切替信号Ｂ及び受信
タイミング信号Ｃを発生する。

前記矩形波信号Ａは位相検波器６０Ｇに送出されるとと
もに図示しない低域フィルタにより正弦波信号に変換さ
れて駆動回路５２に送出され、また、矩形波信号Ａ−は
位相検波器６０７に送出され、また、送受切替信号Ｂは
送受切替回路３に送出され、さらにまた、受信タイミン
グ信号Ｃは受信タイミング切替回路８０２に送出される
。

駆動回路５２に送出された正弦波信号は平衡信号に変換
され、送受切替回路３に送出されるが、該送受切替回路
３は送受切替信号Ｂに基づいて駆動回路５２及び増幅器
６０１のいずれか一方を切替接続するため、送受切替回
路３より選択回路２に出力される信号は時間Ｔ　（−１
／２　ｆｋ　）　、ここでは３２μｓｅｃ毎に５００ｋ
Ｈｚの信号を出したり出さなかったりする信号りとなる
。

前記信号りは選択回路２を介して位置検出部１の一のル
ープコイル１１−ｉ　　（ｉ−１，２，・・・・・・４
８）に送出されるが、この時、該ループコイル１１−１
は前記信号りに基づく電波を発生する。

この際、位置検出部１のループコイル１１−１付近にて
ペン４が略直立状態、即ち使用状態に保持されていると
、該電波はペン４のコイル４１２を励振し、その同調回
路４１に前記信号りに同期した誘導電圧Ｅを発生させる
。

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１１−１が受信回路６側に
切替えられると、該ループコイル１１−１よりの電波は
直ちに消滅するが、前記誘導電圧Ｅは同調回路４１内の
損失に応じて徐々に減衰する。

一方、前記誘導電圧Ｅに基づいて同調回路４１を流れる
電流は、コイル４１２より電波を発信させる。該電波は
受信回路６に接続されたループコイル１１−１を逆に励
振するため、該ループコイル１１−１にはコイル４１２
からの電波による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３より増幅器８０１に送出
され増幅されて受信信号Ｆとなり、さらに受信タイミン
グ切替回路６０２に送出される。

受信タイミング切替回路６０２には実質的に送受切替信
号Ｂの反転信号である受信タイミング信号Ｃが入力され
ており、該信号Ｃがハイ（Ｈ）レベルの期間は受信信号
Ｆを出力し、ロー（Ｌ）レベルの期間は何も出力しない
ため、その出力には信号Ｇ（実質的に受信信号Ｆと同一
）が得られ、該信号Ｇは可変利得増幅器６０３に送出さ
れる。

可変利得増幅器８０３は、第５図に示すように複数、こ
こでは８個の利得制御用の抵抗Ｒと、周知のマルチプレ
クサＮＰＸと、増幅器ＡＭＰとからなり、処理装置７よ
り送出される制御信号に従ってマルチプレクサＭＰＸが
切替えられ、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間の利
得が制御される如くなっている。

前記可変利得増幅器６０３は当初、利得が一番小さくな
るよう、即ちマルチプレクサＭＰＸにおいて一番下の端
子が選択される如く制御されており、この時の利得（最
大利得の１／８）で前記信号Ｇを増幅し、信号Ｈ（振幅
以外は信号Ｇと同一）として帯域フィルタ８０４に送出
する（なお、第４図において、信号Ｆ、Ｇ、Ｈを一つの
波形で示しているが、実際には信号Ｈの振幅は信号Ｇ又
はＦの振幅と異なる。）。

帯域フィルタ６０４は周波数ｆＯを中心とする通過帯域
を有するフィルタであり、前記信号Ｈ中の周波数ｆＯ酸
成分エネルギーに応じた振幅ｉを有する信号Ｉ　（厳密
には、数個の信号Ｈが帯域フィルタ６０４に入力され収
束した状態において）を検波器６０５及び位相検波器ｅ
ｏｅ　、　８０７に送出する。

前記検波器６０５に入力された信号Ｉは検波・整流され
、信号Ｊとされた後、遮断周波数の充分低い低域フィル
タ６０８にて前記振幅ｉのほぼｌ／２に対応する電圧値
Ｖｘを有する直流信号Ｋに変換され、処理装置７に送出
される。

処理装置７は前記直流信号ＫをＡ／Ｄ変換しディジタル
値とするが、該信号にの電圧値Ｖｘはペン４とループコ
イル１１−１との間の距離に比例した値を示し、ループ
コイル１１−１が切替えられると変化するため、後述す
るようにしてループコイル１１−１を切替え、各ループ
コイル毎に得られる電圧値Ｖｘのディジタル値を一時記
憶し、この時、得られた電圧値ＶＸのうちで最大の電圧
値に対応するディジタル値、例えばＤＫが予め設定した
所定の範囲、例えばディジタル値ＤａとＤｂ　　（Ｄａ
　＞Ｄｂ　）との間の値であるかどうかを判定する。

前記ディジタル値Ｄａ及びＤｂは、可変利得増幅器６０
３における利得が一番小さい状態において、ベン４の同
調回路４１と該ベン４に最も近いループコイル１１−１
との間の電磁結合が最も強い状態、即ちベン４の芯体４
３の先端が位置検出部１の入力面に接している状態で得
られるディジタル値を含む値に設定されている。

この時、処理装置７が前記ディジタル値ＤＫを前記ディ
ジタル値ＤａとＤｂとの間の値でない、即ちディジタル
値Ｄｂ以下であると判定すると、該ディジタル値ＤＫが
ディジタル値ＤａとＤｂとの間の値となるよう、可変利
得増幅器６０３のマルチプレクサＭＰＸへの制御信号を
変更する。

その後、処理装置７は再度、ループコイル１１−１を切
替え、各ループコイル毎に得られる電圧値ＶｘをＡ／Ｄ
変換し、そのディジタル値を一時記憶し、この際、得ら
れた電圧値Ｖｘのうちで最大の電圧値に対応するディジ
タル値ＤＫが前記ディジタル値ＤａとＤｂとの間の値と
なれば、該一時記憶したディジタル値に後述する演算処
理を実行することにより、ベン４による指定位置の座標
値を算出する。

また一方、位相検波器６０６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、スイッチ４１１
がオフであって、信号■の位相が矩形波信号Ａの位相と
ほぼ一致しているとすると、ちょうど信号Ｉを正側に反
転した信号（実質的に信号Ｊと同一）を出力する。この
信号は前記同様の低域フィルタ６０９にて振幅ｉのほぼ
１／２に対応する電圧値を有する直流信号（実質的に信
号にと同一）に変換され、処理装置７に送出される。

また、位相検波器６０７には矩形波信号Ａ′が検波信号
として入力されているが、前述したようにスイッチ４１
１がオフであって、信号Ｉの位相が矩形波信号Ａ′の位
相に対して所定角度進んでいるとすると、正側及び負側
に成分を有する信号を出力する。この信号は前記同様の
低域フィルタ６１０にて直流信号に変換され処理装置７
に送出されるが、位相検波器６０７の出力信号において
正側及び負側に成分を有するため、低域フィルタ６１０
の出力の電圧値は低域フィルタ６０９の出力の電圧値に
比べてかなり小さい値となる。

ここで、ベン４のスイッチ４１１がオンになると、同調
回路４１を流れる電流の位相は誘導電圧Ｅに対して遅れ
、受信信号Ｆの位相も所定角度遅れる、即ち矩形波信号
Ａ′の位相とほぼ一致することになる。従って、この時
の帯域フィルタ６０４の出力■は位相検波器６０Ｂによ
って正側及び負側に成分を有する信号とされ、低域フィ
ルタ６０９の出力は前述したスイッチ４１１がオフの場
合の低域フィルタ６１０の出力とほぼ同じ電圧値となる
が、位相検波器６０７によって正側に反転した信号とさ
−２０＝ れ、低域フィルタ６１０の出力は前記同様、振幅ｉのほ
ぼ１／２に対応する所定の電圧値を有する直流信号とな
る。

このようにスイッチ４１１がオフの場合は低域フィルタ
６０９の出力に所定の電圧値が得られ、また、スイッチ
４１１がオンであれば低域フィルタ６１０の出力に所定
の電圧値が得られるため、処理装置７において、低域フ
ィルタ６０９及び６１０の出力値を監視することにより
、スイッチ４１１がオフであるか又はオンであるかを検
出することができる。

なお、ここで識別されたスイッチ４１１のオン（又はオ
フ）の状態を示す情報は、ベン４による指定位置の座標
値のうちで実際に入力すべき値を指定する情報等として
使用される。

前述したように当初、各ループコイルより得られた誘導
電圧のうちで最大の電圧値が予め設定した所定の範囲の
値でない場合、即ち位置検出部１とベン４とが接してお
らず、所定距離（通常、２〜３　ｃｍ）以内で離れてい
るような場合でも、該最大の電圧値が前記所定の範囲の
値となるよう可変利得増幅器６０３を制御するようにな
したので、位置検出部１の入力面上に厚みのあるもの、
例えば書物等を置き、その上からペン４を用いて座標入
力するような時でも正確にペン４の指定位置の座標値を
求め、且つ、そのス・ｒフチ４１１のオン・オフを識別
することができる。

次に第６図乃至第８図に従って、本発明の装置における
位置検出及びペン４の状態、ここではスイッチ４１１の
オン・オフ状態の識別のようすを説明する。

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７は位置検出部１のループコイル１１−１
〜１１−４８のうち、最初のループコイル１１−１を選
択する情報を選択回路２に送り、該ループコイル１１−
１を送受切替回路３に接続する。送受切替回路３は前述
した送受切替信号Ｂに基づいて、ループコイル１１−１
を送信回路５及び受信回路６に交互に切替制御する。

この際、送信回路５は３２μｓｅｃの送信期間において
、第６図（ａ）に示すような５００ｋＨｚの１６個の正
弦波信号を該ループコイル１１−１へ送る。前記送信及
び受信の切替は第６図（ｂ）に示すように一のループコ
イル、ここでは１１−１に対して７回繰返される。この
７回の送信及び受信の繰返し期間が、一のループコイル
の選択期間（４４８μｓｅｃ　）に相当する。

受信回路６の受信タイミング切替回路６０２の出力には
、一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帯域フ
ィルタ６０４にて平均化され、検波器６０５、位相検波
器６０８　、６０７及び低域フィルタ８０８〜６１０を
経て処理装置７に送出される。

この時、低域フィルタ６０８の出力値はＡ／Ｄ変換され
、ペン４とループコイル１１−１との距離に比例した検
出電圧、例えばＶｘｌとして一時記憶される（なお、実
際には低域フィルタ６０９及び１３１０の出力値もＡ／
Ｄ変換されるが、この時点の値は採用されない。）。

次に処理装置７はループコイル１１−２を選一　　２３
　　＝ 択する情報を選択回路２に送り、該ループコイル１１−
２を送受切替回路３に接続し、ペン４とループコイル１
１−２との距離に比例した検出電圧Ｖｘ２を得てこれを
記憶し、以後、同様にループコイル１１−３〜１１−４
８を順次送受切替回路３に接続し、第６図（Ｃ）に示す
ような各ループコイル毎のペン４との距離に比例した検
出電圧Ｖｘｌ〜ＶＸ４ｇ　　（但し、第６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
。

実際の検出電圧は、第７図に示すようにペン４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。

処理装置７は前記記憶した検出電圧の電圧値のうち、最
大の電圧値が前記所定の範囲の値であれば、これらの電
圧値より後述する如くしてペン４の指定位置を表わす座
標値を算出し、また、最大の電圧値が前記所定の範囲の
値でなければ、可変利得増幅器６０３を制御し、再度、
前述した動作を繰返し、各ループコイル毎のペン４との
距離に比例した検出電圧Ｖｘｌ−Ｖｘ４Ｂを得て、ペン
４の指定位置を表わす座標値を算出する。

次に、処理装置７は前記ループコイル１１−１〜１１−
４８のうち、最大の検出電圧が得られたループコイルを
選択する情報を選択回路２に送出し、前記電波の送受信
を複数回、例えば７回繰返させ、その時、低域フィルタ
６０９及び６１０より得られた出力値をＡ／Ｄ変換し、
前述したようにこれらの値のいずれが所定の値以上であ
るかを検出し、スイッチ４１１のオン・オフを識別する
。

前記スイッチ４１１のオン・オフの識別結果は前述した
ペン４の指定位置を表わす座標値とともに図示しない上
位装置に転送される。

このようにして第１回目の位置検出及び状態識別が終了
すると、処理装置７は第８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１１−１〜１１−
４８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２に送出し、前記
同様にして出力値を得てペン４に対する位置検出及びス
イッチ４１１のオン・オフ状態の識別を行ない、得られ
た座標値及び識別結果を転送し更新し、以下、これらを
繰返す。

従って、ペン４を位置検出部１上で操作すると、その間
のペン４による指定位置の座標値は全て」二位装置に転
送され、また、この際、スイッチ４１１をオンにすると
、該オン状態の識別情報が上位装置に転送され、該」二
値装置側ではこの時点の座標値を入力すべき座標値とし
て認識することが可能となる。

また、第８図中、レベルチェックとは検出電圧の最大値
が前記所定の範囲の値であるか否か及び最大値の検出電
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、所定の範囲の値でなければ以後の座標計算
等を停止し、可変利得増幅器６０３への制御信号を変更
し、また、次回の位置検出動作及び状態識別動作におい
て選択するループコイルの中心を設定する。

座標値ｘｐを求める算出方法の一つとして、前記検出電
圧Ｖｘｌ〜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
。

例えば第６図（ｅ）において、最大値の検出電圧Ｖｘ３
と、その両側の検出電圧Ｖｘ２及び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１１−１〜１１−４８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）　　　＋ｂ　　　　−・−（
１）Ｖｘ３−ａ　（ｘ３−ｘｐ　）　　　＋ｂ　　　　
・−・−・−（２）Ｖｘ４＝ａ　　（ｘ４−ｘｐ　）　
　　＋ｂ　　　　−＝−（３）となる。ここで、ａ、ｂ
は定数（ａｇｏ）である。

また、 ｘ３−ｘ２　＝Δｘ　　　　　　　　　　−−−−−−
（４）ｘ４−ｘ２−２ΔＸ　　　　　　　　・・・・・
・（５）となる。（４）、（５）式を（２）　、　（３
）式に代入して整理すると、 ｘｐ−ｘ２＋Δｘ／２　　ｆ　（３ＶＸ２−４Ｖｘ３十
Ｖｘ４）　　／　　（Ｖｘ２−２　Ｖｘ３＋Ｖｘ４）　
　１＝　　２７　− ・・・・・・（６） となる。

従って、各検出電圧ＶＸＩ〜Ｖ　ｘ４ｇ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及びその
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１７た（６）式に相当する演算を
行なうことにより、ペン４の指定位置の座標値ｘｐを算
出できる。

第９図は本発明の第２の実施例を示すもので、ここでは
Ｘ方向及びＹ方向の位置検出を行なう例を示す。即ち、
図中、１ａはＸ方向及びＹ方向の位置検出部で、第１の
実施例における位置検出部１が２組、そのループコイル
が互いに直交する如く重ね合わされたものである。また
、２ａ及び２ｂはＸ方向及びＹ方向の選択回路、３ａ及
び３ｂはＸ方向及びＹ方向の送受切替回路、５２ａ及び
５２ｂはＸ方向及びＹ方向の駆動回路、６０１ａ及び６
０１ｂはＸ方向及びＹ方向の増幅器であり、それぞれ第
１の実施例における選択回路２、送受切替回路３、駆動
回路５２、増幅器６０１と同様な構成を有している。

５３はＸＹ切替回路であり、タイミング回路５１から低
域フィルタ（図示せず）を介して入力される正弦波信号
を駆動回路５２ａ又は５２ｂのいずれか一方に加え、位
置検出する方向を選択するためのものである。また、６
１１は受信タイミング切替回路であり、増幅器６０１ａ
又は６０１ｂからの受信信号を検出する方向とともに受
信タイミングを選択して帯域フィルタ６０４に加えるた
めのものである。また、７ａは処理装置であり、ＸＹ切
替回路５３及び受信タイミング切替回路６１１を制御し
、Ｘ方向及びＹ方向の位置検出を交互に行なわせるよう
にした点を除いて、前記処理装置７と同様である。なお
、処理装置７ａにおける第２回目以降の位置検出動作及
び状態識別動作のタイミングを第１０図に示す。

このように本実施例によれば、ペン４に対するＸ方向及
びＹ方向の２方向の位置（座標）検出が容易にできる。

なお、その他の構成・作用は第１の実施例と同様である
。

なお、第１又は第２の実施例において、低域フィルタ６
０８の出力値はペン４と位置検出部１の各ループコイル
との間の電磁的な結合の強さに対応した値であり、前記
出力値のうちの最大の電圧値はペン４と位置検出部１と
の間の距離、即ちペン４の位置検出部１上における高さ
にほぼ比例した値となる。従って、低域フィルタ６０ｇ
の出力値のうちの最大の電圧値をＡ／Ｄ変換したディジ
タル値又は可変利得増幅器６０８を制御する処理装置７
の制御信号を、ペン４の位置検出部１上の高さを示す情
報として、上位装置に送出することもできる。

また、第１又は第２の実施例において、位置検出部１又
は１ａにマイクロフォン等を増付けるとともに処理装置
７又は７ａに音声認識機能を持たせることにより、各種
の命令を音声にて行なうようにすることもでき、また、
第２の実施例において、処理装置７ａ又はその上位装置
に文字認識機能を持たせて、手書き文字入力用のタブレ
ットとして使用することもできる。

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。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、位置検出部のルー
プコイルを所定の周波数の交流信号で駆動し、該所定の
周波数を同調周波数とする位置指示器の同調回路に対し
て電波を送信し、該同調回路より逆に発信される電波を
ループコイルで受信し、この際、発生する誘導電圧を検
出し、これを多数のループコイルの全てについて行なう
とともに、最大の電圧値が所定の範囲の値となるよう各
誘導電圧を増幅し、位置指示器の指定位置を算出するよ
うになしたため、位置検出部と位置指示器との間の距離
が若干前れていても適正レベルの各誘導電圧が得られ、
従って、位置検出部の入力面上に厚みのあるもの、例え
ば書物等を置き、その上から座標入力するような場合で
も、位置指示器の指定位置の座標値を正確に検出するこ
とがで−３１＝ きる。また、位置指示器側にはコイルとコンデンサを主
要な要素とする同調回路を設けるのみで良く、コードが
不要となり且つ電池や磁石等の重量のある部品が不要と
なり、その分、操作性が良くなる。また、位置検出部に
は特別な部品を必要としないため、大型化でき、電子黒
板等への適用が可能となり、また、得られた誘導電圧に
対する演算処理の精度を上げることによって、位置検出
精度を上げることもできる。また、位置検出部をＸ方向
及びＹ方向に設けたものによれば、Ｘ方向及びＹ方向の
２方向の位置検出が可能となる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の位置検出装置の第１の実施例を示す構
成図、第２図はスタイラスペンの断面図、第３図はスタ
イラスペンの同調回路、送信回路及び受信回路の詳細と
ともに装置全体の構成を示す図、第４図は第３図の各部
の信号波形図、第５図は可変利得増幅器の詳細を示す図
、第６図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は第１の実施例におけ
る基本的な位置検出動作を示すタイミング図、第７図は
第１回目の位置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８図は第２回目以降の位置検
出動作及び状態識別動作を示すタイミング図、第９図は
本発明の第２の実施例を示す第３図と同様な図、第１０
図は第２の実施例における第８図と同様な図である。 １・・・位置検出部、１１−１〜１１−４８・・・ルー
プコイル、２・・・選択回路、３・・・送受切替回路、
４・・・スタイラスペン、５・・・送信回路、６・・・
受信回路、７・・・処理装置、４１・・・同調回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数のループコイルを位置検出方向に並設してな
   る位置検出部と、 前記多数のループコイルより一のループコイルを順次選
   択する選択回路と、 前記選択された一のループコイルを所定の周波数の交流
   信号で駆動する送信回路と、 コイルとコンデンサを含み、前記所定の周波数を同調周
   波数とする位置指示器と、 前記選択された一のループコイルに発生する電圧中、前
   記所定の周波数とほぼ同一周波数の誘導電圧を検出し、
   その最大の電圧値が所定の範囲の値となるよう増幅する
   受信回路と、 前記選択された一のループコイルを前記送信回路及び受
   信回路に交互に接続する送受切替回路と、 各ループコイルに発生する前記誘導電圧より位置指示器
   の指定位置を算出する処理装置とからなる位置検出装置
   。
2. （２）受信回路内に可変利得増幅器を用いて誘導電圧を
   増幅するとともに、該可変利得増幅器に対する利得の制
   御信号を位置指示器の位置検出部上の高さを示す情報と
   して使用するようになしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の位置検出装置。
3. （３）多数のループコイルをＸ方向及びＹ方向にそれぞ
   れ並設してなるＸ方向及びＹ方向の位置検出部と、 前記Ｘ方向及びＹ方向の多数のループコイルより、Ｘ方
   向及びＹ方向の一のループコイルを順次選択するＸ方向
   及びＹ方向の選択回路と、前記選択されたＸ方向及びＹ
   方向の一のループコイルを所定の周波数の交流信号で駆
   動する送信回路と、 コイルとコンデンサを含み、前記所定の周波数を同調周
   波数とする位置指示器と、 前記選択されたＸ方向及びＹ方向の一のループコイルに
   発生する電圧中、前記所定の周波数とほぼ同一周波数の
   誘導電圧を検出し、その最大の電圧値が所定の範囲の値
   となるよう増幅する受信回路と、 前記選択されたＸ方向及びＹ方向の一のループコイルを
   前記送信回路及び受信回路に交互に接続するＸ方向及び
   Ｙ方向の送受切替回路と、Ｘ方向及びＹ方向の各ループ
   コイルに発生する前記誘導電圧より位置指示器のＸ方向
   及びＹ方向の指定位置を算出する処理装置と からなる位置検出装置。
4. （４）受信回路内に可変利得増幅器を用いて誘導電圧を
   増幅するとともに、該可変利得増幅器に対する利得の制
   御信号を位置指示器の位置検出部上の高さを示す情報と
   して使用するようになしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の位置検出装置。