JPS63307522A - 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】 （産業上の利用分野） 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、従って分解能を上げることが困難
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、しかも精度の良い位置検出が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
する同調回路を有する位置指示器と、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するとともに、前記多
数のループコイルの切替に同期した所定のタイミングの
電圧値を保持する受信回路と、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誘導電圧の
うちの前記保持された電圧値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同調回路
を有する位置指示器と、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するとともに、
前記Ｘ方向及びＹ方向の多数のループコイルの切替に同
期した所定のタイミングの電圧値を保持する受信回路と
、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誘導電圧のうちの前記保持された電
圧値より位置指示器の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
一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、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及び電波の送受
信の時間に依存し、該距離が小さい程大きくなり、また
、該時間が長い程大きくなる（但し、時間については所
定時間以上経過すると、収束してほぼ一定値となる。）
。従って、前記多数のループコイルの切替に同期した所
定のタイミングにおける前記誘導電圧の電圧値をとると
、前記距離のみに依存し、位置指示器を置いた位！（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より得られる。前記各
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〜・１
１−４８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２
４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、単にベンと称す
。）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４１２．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４６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４１
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の入
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、６０１は増幅器、６０２は受信
タイミング切替回路５．６０３は帯域フィルタ（ＢＰＦ
）、６０４は検波器、６０５　、　Ｈｅは位相検波器（
ＰＳＤ）　、６０７　、６０８　。

６０９は低域フィルタ（ＬＰＦ）　、６１０　、６１１
　。

６１２はサンプルホールド（ＳＨ）回路であり、これら
は受信回路６を構成する。また、８１はＤ−フリップフ
ロップ（ＦＦ）、８２はインバータである。

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選択回路２に
対する選択情報をＤ−ＦＦ８１に送出し、また、ＳＨ回
路６１Ｏ〜８１２に保持される電圧値をアナログ・ディ
ジタル（Ａ’／Ｄ）変換し、この値に後述する演算処理
を実行してベン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際得
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ｆＤの矩形波信号Ａ
、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ｆ１の送受
切替信号Ｂ、受信タイミング信号Ｃ及び後述する所定の
タイミング信号を発生する。

前記矩形波信号Ａは位相検波器６０５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ＢＯＢ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６０２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　ｆｌ　）毎に周波数ｆＯの正弦波信号を出したり
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８０２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は帯域フィルタ６０３に送出され
る。

帯域フィルタ６０３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Ｇ中の周波数ｆＯ酸
成分エネルギーに応じた振幅りを有する信号Ｈ（当初、
信号Ｈの振幅は信号Ｇが加わる度に増加するが、ここで
は所定数、例えば７〜８個の同一エネルギー、即ち同一
振幅の信号Ｇが入力されることによってほぼ収束し、一
定の振幅りとなった状態を示す。）を検波器８０４及び
位相検波器８０５　、６０８に送出する。

前記検波器６０４に入力された信号Ｈは検波・整流され
、信号Ｉとされた後、遮断周波数の充分低い低域フィル
タ６０７にて前記振幅りのほぼ１／２に対応する電圧値
ＶＸを有する直流信号Ｊに変換され、後述する如＜ＳＲ
回路ＢｌＯに一時保持され、処理装置７に送出される。

前記信号Ｊ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
−ｉが切替えられると変化するため、各ループコイル毎
に得られる電圧値Ｖｘをディジタル値に変換し、これら
に後述する演算処理を実行することにより、ペン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６０５には前記矩形波信号Ａが検
波信号として人力されており、この時、スイッチ４１１
がオフであって、信号Ｈ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Ｈを正側に反
転した信号（実質的に信号Ｉと同一）を出力する。この
信号は前記同様の低域フィルタ６０Ｂにて振幅りのほぼ
ｌ／２に対応する電圧値を有する直流信号（実質的に信
号Ｊと同一）に変換され、ＳＨ回路６１１に一時保持さ
れて処理装置７に送出される。

また、位相検波器［ｉｏＢ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４
１１がオフであって、信号Ｈの位）目が矩形波信号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８０９にて直流信号に変換され、ＳＨ
回路８１２に一時保持されて処理装置７に送出されるが
、位相検波器６０６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Ｂ０９、即ちＳＲ回路
６１２の出力の電圧値は低域フィルタ８０８、即ちＳＨ
回路８１１の出力の電圧値に比べてかなり小さい値とな
る。

ここで、ペン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８０３の出力Ｈは位相検波器８０５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８０８、即ちＳＨ回路６１１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６０９、即ちＳ
Ｈ回路６［２の出力とほぼ同じ電圧値となるが、位相検
波器６０６によって正側に反転した信号とされ、低域フ
ィルタ６０９、即ちＳＨ回路６１２の出力は前記同様、
振幅りのほぼ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ＳＨ回路６１
１の出力に所定の電圧値が得られ、また、スイッチ４１
１がオンであればＳＨ回路８１２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、ＳＨ回路８１１
及び８１２の出力値を監視することにより、スイッチ４
１１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、ペン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。

次に第５図乃至第７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、ＳＩｉ回路６１０〜
８１２　、Ｄ−ＦＦ　８１、インバータ８２の動作とと
もに説明する。

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のループコイルの選択情報１０
０をＤ−ＦＦ８１に送出する。Ｄ−ＦＦ８１にはタイミ
ング回路５１より出力される周波数ｆ２　　（−ｆｌ／
４）のタイミング信号１０１をインバータ８２によって
反転したタイミング信号１０２がストローブ信号として
入力されており、その立上がりで前記情報１００をラッ
チし、情報１０３として選択回路２に送出する。選択回
路２は前記情報１０３を受け、ループコイル１１−１〜
１１−４８のうちの一のループコイル、ここではループ
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は時間Ｔの送信期間において、前述
したような周波数ｆＯの正弦波信号を該ループコイル１
１−１へ送る。前記送信及び受信の切替は一のループコ
イル、ここでは１１−１に対して４回繰返される。この
４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、即ち前記タイミング信号１００又は１０１
の一周期に相当する。

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４回の受信期間毎に同一振
幅の誘導電圧１０４が得られる。該誘導電圧１０４は帯
域フィルタ６０３に送出され、その周波数ｆＯ酸成分エ
ネルギーに応じた出力電圧１０５とされ、検波器６０４
にて検波・整流され、さらに低域フィルタ６０７にてそ
の包路線成分からなる信号１０６とされる。

ところで、前記信号１０６、言替えれば出力電圧１０５
は当初、同一振幅の誘導電圧１０４が加わる度に徐々に
増加し、その後、帯域フィルタ６０３の過渡応答特性に
従って、該同一振幅の誘導電圧１０４が７〜８個入力さ
れた時にほぼ収束し一定の一電圧値となるが、ここでは
同一振幅、即ち同一のループコイルに対する誘導電圧１
０４は４個に限られているため、充分に収束しない。

一方、処理装置７が一のループコイルに対する誘導電圧
を受信回路６より読取り、Ａ／Ｄ変換するタイミングは
内部の処理状況によって異なり、各ループコイルに対し
て常に一定とは限らない。

このため、低域フィルタ８０７の出力をそのまま処理装
置７に送出し、該処理装置７にその内部の処理状況に応
じたタイミングで読取らせ、Ａ／Ｄ変換させると、ペン
４と各ループコイルとの距離に比例しない電圧が得られ
る恐れがある。

そこで、本実施例では一のループコイルを選択し、電波
の送受信を開始させてから一定の時間が経過した時点に
おける低域フィルタ８０７の出力１０６をＳＨ回路６１
Ｏに保持させ、その後、処理装置７に読取らせるように
することにより、ペン４と各ループコイルとの距離に比
例した電圧を得るようになした（なお、電波の送受信の
回数を増やし、誘導電圧が充分収束した後、処理装置７
に読取らせるようになしても、ペン４と各ループコイル
との距離に比例した電圧を得ることができるが、この場
合は一のループコイルを選択している時間が長くなり、
その分、位置検出速度が低下することになる。）。

ＳＨ回路６１０にはタイミング信号１０１がサンプルホ
ールド信号として入力されており、該タイミング信号１
０１が立下がった時点、即ちループコイルが切替えられ
る直前における前記信号１０Ｂの電圧値をローレベルの
期間ｔ　（−１／２　ｆ２　）の間、保持する。

前記タイミング信号１０１は処理装置７に対する割込み
信号としても入力されており、処理装置７は該タイミン
グ信号１０１がローレベルの期間中、即ちＳＨ回路６１
Ｏが信号ｌＯＢの電圧値を保持している間にその出力１
０７を読取り、Ａ／Ｄ変換し、ペン４と一のループコイ
ル、ここでは１１−１との距離に比例した検出電圧、例
えばＶｘｌとして一時記憶する。

また、処理装置７はタイミング信号１０２が次に立上が
る以前にループコイル１１−２を選択する情報１００を
Ｄ−ＦＦ８１に送出しており、これによってループコイ
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１１−２との距離に比例した検出電圧Ｖｘ２を前
記同様にして得てこれを記憶し、以後、同様にループコ
イル１１−３〜１１−４８を順次、送受切替回路３に接
続し、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−Ｖｘ４ｇ（但し、第５図ではその一部の
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６図に示すようにペン４が置かれ
た位１１（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１００をＤ−ＦＦ８１に送出し、前記電波
の送受信を複数回、例えば４回繰返させ、その時、低域
フィルタ８０ｇ及び６０９より出力され、ＳＨ回路ｅｔ
ｔ及び６１２に前記同様にして保持された出力値を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７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１００をＤ−ＦＦ８１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。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上位装置に転送
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設に転送され、該上位装
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７図中、レベルチェックとは検出電圧の最大値
が前記検出レベルに達しているが否が及び最大値の検出
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、検出レベルに達していなければ以後の座
標計算等を停止し、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５図中の信号１０７において、最大値の検出電
圧Ｖｘ２と、その両側の検出電圧Ｖｘｌ及びＶＸ３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ｘｌ〜ｘ４ｇとし、その間隔をΔＸと
する。）。まず、各電圧と座標値より、 Ｖｘｌ＝ａ　（ｘｉ　−ｘｐ　）　　＋ｂ　　　　−−
−−−−（Ｌ）Ｖｘ２−ａ（ｘ２−ｘｐ）　　十ｂ　　
　　−・−−−−Ｃ２’）Ｖｘ３−ａ　（ｘ３−ｘｐ　
）　　＋ｂ　　　　−−−−−−（３）となる。ここで
、ａ、ｂは定数（ａ＜０）である。

また、 ｘ２−ｘｌ−Δｘ　　　　　　　　　　−・−・−（４
）ｘ３−ｘｉ　−２Δｘ　　　　　　　　　”−・−（
５）となる。（４）　、　（５）式を（２）　、　（３
）式に代入して整理すると、 ｘｐ−ｘｉ＋Δｘ／　２　　（（３Ｖｘｌ　−４Ｖｘ２
＋　Ｖｘｌ）　／　（Ｖｘｌ　−２Ｖｘ２＋　Ｖｘ３）
　１・・・・・・（６） となる。

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）とから前述した（６）式に相当する演算を行
なうことにより、ベン４の指定位置の座標値ｘｐを算出
できる。

第８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、８０１　ａ及び
６０１　ｂ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８０１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
１３は受信タイミング切替回路であり、増幅器６０１　
ａ又はｅｏｔ　ｂが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６０３に加え
るためのものである。また、７ａは処理装置であり、Ｘ
Ｙ切替回路５３及び受信タイミング切替回路８１３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９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、位置検出部１又
は１ａにマイクロフォン等を取付ける−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、多数のループコイルの切替に同期した所定の
タイミングで前記検出電圧の電圧値を保持し、該保持し
た電圧値よりペンの指定位置を算出するようになしたた
め、例えば誘導電圧が充分収束しないような短い間隔で
各ループコイルを切替えるような場合でも、各ループコ
イル毎に一定時間、電波の送受信を行なった時点におけ
る電圧値、即ち位置指示器と位置検出部の各ループコイ
ルとの距離のみに依存した電圧値を得ることができ、従
って、位置検出精度を悪化させることなく、位置検出速
度を上げることができる。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、フ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６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７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８図は本発明の第
２の実施例を示す第３図と同様な図、第９図は第２の実
施例における第７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 (2)

【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
   波数とする同調回路を有する位置指示器と、 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する
   とともに、前記多数のループコイルの切替に同期した所
   定のタイミングの電圧値を保持する受信回路と、 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誘導電圧のうちの前記保持さ
   れた電圧値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）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
   波数とする同調回路を有する位置指示器と、 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
   誘導電圧を検出するとともに、前記Ｘ方向及びＹ方向の
   多数のループコイルの切替に同期した所定のタイミング
   の電圧値を保持する受信回路と、 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
   コイルに発生する誘導電圧のうちの前記保持された電圧
   値より位置指示器の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。