WO2024018809A1 - 位置検出装置及び位置検出システム - Google Patents

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幸治 野口
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    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Definitions

  • the present invention relates to a position detection device and a position detection system.
  • Patent Document 1 discloses an example of this type of position detection device.
  • the position detection device described in the document has a plurality of X-side loop coils arranged in parallel along the X-axis and a plurality of Y-side loop coils arranged in parallel along the Y-axis, and each Y-side loop It is configured to sequentially drive the X-side loop coils one by one (to flow a predetermined drive current) while detecting the induced current appearing in the coils.
  • the electromagnetic induction pen described in the same document is configured to have a resonant circuit including a coil and a capacitor.
  • the position detection device When the position detection device drives an X-side loop coil, a significant induced current is detected in the Y-side loop coil where the electromagnetic induction pen is located near the intersection with the X-side loop coil.
  • the position detection device described in Patent Document 1 is configured to derive the coordinates of an electromagnetic induction pen by utilizing the properties of such induced current.
  • Patent Document 1 it is necessary to sequentially drive the X-side loop coils one by one, so it takes time to detect the position. Therefore, there was a need for a technology that could detect the position of an electromagnetic induction pen in a shorter time.
  • one of the objects of the present invention is to provide a position detection device and a position detection system that can detect the position of an electromagnetic induction pen in a shorter time than conventional ones.
  • the position detection device includes a plurality of first loop coils arranged in a first direction, and an amplitude of a first AC signal generated in each of the plurality of first loop coils. detecting while supplying a second AC signal to each of the plurality of loop coils, and determining the position of the electromagnetic induction pen in the first direction based on the amplitude detected in each of the plurality of first loop coils.
  • a position detection device including a sensor controller for detecting the position.
  • a position detection system includes an electromagnetic induction pen and a position detection device, wherein the electromagnetic induction pen includes a resonant circuit including a coil and a capacitor, and the position detection device is arranged in a first direction.
  • the electromagnetic induction pen includes a resonant circuit including a coil and a capacitor, and the position detection device is arranged in a first direction.
  • a plurality of first loop coils arranged in parallel, and a first AC signal generated in each of the plurality of first loop coils, and a second AC signal generated in each of the plurality of first loop coils.
  • a sensor controller that detects while supplying and detects a position of the electromagnetic induction pen in the first direction based on the amplitude detected in each of the plurality of first loop coils. It is a system.
  • the position of the electromagnetic induction pen in the first direction can be detected by simultaneously supplying an AC signal to each of the plurality of first loop coils. It becomes possible to detect the position of
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a position detection system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a diagram illustrating a method of position detection by a sensor controller 31.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the amplitude of the received signal Rx detected in each loop coil LCx.
  • 3 is a diagram showing internal circuits of a sensor controller 31 and an electromagnetic induction pen 2.
  • FIG. 2 is a waveform diagram showing simulation results of signals related to the electromagnetic induction pen 2 and the loop coil LC near the coil L of the electromagnetic induction pen 2.
  • FIG. 6 is a waveform diagram obtained by enlarging FIG. 5 in the time direction.
  • FIG. 3 is a process flow diagram showing a process performed by the sensor controller 31 to derive the position of the electromagnetic induction pen 2 and to acquire data transmitted by the electromagnetic induction pen 2.
  • FIG. 3 is a process flow diagram showing a process performed by the sensor controller 31 to derive the position of the electromagnetic induction pen 2 and to acquire data
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a position detection system 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the position detection system 1 includes an electromagnetic induction pen 2 and a position detection device 3, each of which is compatible with the EMR method.
  • the electromagnetic induction pen 2 is a pen-shaped device including a core body 20, a pressure sensor 21, a side switch 22, a processing circuit 23, a coil L, a capacitor Cp, and a switch element SW. Coil L and capacitor Cp are connected in series, and switch element SW is connected in parallel with capacitor Cp.
  • the position detection device 3 is a device including a plurality of loop coils LC, a switch section 30, a sensor controller 31, and a host processor 32.
  • the plurality of loop coils LC include a plurality of loop coils LCx (first loop coils) arranged in the x direction (first direction) and a plurality of loop coils LCx (first loop coils) arranged in the y direction (second direction) orthogonal to the x direction.
  • a plurality of loop coils LCy (second loop coils) arranged are included.
  • a typical example of the position detecting device 3 is a tablet terminal or a notebook computer whose display screen also serves as a touch screen, but the position detecting device 3 may be configured with a digitizer or the like that does not have a display screen.
  • the sensor controller 31 supplies an alternating current signal Tx (second alternating current signal) to each of the plurality of loop coils LCx, an alternating current signal i 1 (first alternating current signal) flows to each loop coil LCx, and an alternating magnetic field is generated from the touch surface. AM is sent out.
  • the coil L enters this alternating magnetic field AM while the switch element SW is off, an electromotive force is generated in the coil L, and an alternating current signal (third AC signal) flows.
  • the alternating current signal Tx is a signal having a constant amplitude. Therefore, from equation (1), it is understood that when the AC signal i 2 is generated, the amplitude of the AC signal i 1 decreases by that amount. Also, considering that the closer the distance between the loop coil LCx and the coil L is, the larger the mutual inductance M becomes, from equation (1), the shorter the distance between the loop coil LCx and the coil L, the more the AC signal i It is understood that the amount of decrease in the amplitude of 1 becomes large.
  • the amplitude of the AC signal i1 detected in the loop coil LCx which is relatively close to the coil L, is the same as the amplitude of the AC signal i1 detected in the loop coil LCx, which is relatively far from the coil L. It is understood that the amplitude of the signal i1 is small compared to the amplitude of the signal i1 . These mean that the position of the coil L in the x direction can be determined from the amount of decrease in the amplitude of the AC signal i1 .
  • the amplitude of the AC signal i1 generated in each loop coil LCx is detected, and based on the detected amplitude, the electromagnetic induction pen in the x direction is
  • the sensor controller 31 is configured to detect the position of 2. The same applies to the y direction, and in this embodiment, the amplitude of the AC signal i1 generated in each loop coil LCy is detected when the AC signal Tx is supplied to each loop coil LCy, and the amplitude is calculated based on the detected amplitude.
  • the sensor controller 31 is configured to detect the position of the electromagnetic induction pen 2 in the y direction.
  • the electromagnetic induction pen 2 is controlled in the x direction (or y direction) by simultaneously supplying the AC signal Tx to each of the plurality of loop coils LCx (or the plurality of loop coils LCy). Since the position can be detected, the position of the electromagnetic induction pen 2 can be detected in a shorter time than with a conventional sensor controller that sequentially drives the loop coils LCx one by one while detecting the induced current appearing in each loop coil LCy. becomes possible.
  • data is also transmitted from the electromagnetic induction pen 2 to the sensor controller 31 using the above principle. That is, when the switch element SW is on, the capacitor Cp is short-circuited, so that the resonant circuit is not formed in the electromagnetic induction pen 2. Then, the AC signal i 2 is not generated, and as a result, the amplitude of the AC signal i 1 is not decreased.
  • the loop coil LCx near the coil L can be switched between a state in which the amplitude of the AC signal i1 decreases and a state in which it does not decrease by turning on and off the switch element SW.
  • the electromagnetic induction pen 2 is configured to turn on and off the switch element SW according to the content of the data to be transmitted, and by demodulating the AC signal i1 in each loop coil LCx based on its amplitude.
  • the sensor controller 31 is configured to acquire the data transmitted by the electromagnetic induction pen 2. According to these configurations, it becomes possible to transmit data from the electromagnetic induction pen 2 to the sensor controller 31 in parallel with the detection of the position of the electromagnetic induction pen 2 by the sensor controller 31.
  • the core body 20 is a rod-shaped member that constitutes the pen tip of the electromagnetic induction pen 2, and is configured to be movable in the pen axis direction.
  • the rear end of the core body 20 is in contact with the pressure sensor 21 .
  • the pressure sensor 21 is a sensor that detects the pressure applied to the pen tip by detecting the pressing force from the rear end of the core body 20, and supplies a value indicating the detected pressure (pen pressure value) to the processing circuit 23. It is configured like this.
  • the side switch 22 is an on/off type switch provided on the surface of the electromagnetic induction pen 2, and is configured to supply information indicating its on/off state (on/off information) to the processing circuit 23.
  • FIG. 2 shows an example in which the electromagnetic induction pen 2 has one side switch 22, the electromagnetic induction pen 2 may have a plurality of side switches 22. Further, a similar switch may be provided on a surface other than the side surface of the electromagnetic induction pen 2 (for example, at the end).
  • the coil L is an inductor provided near the pen tip and magnetically coupled to the loop coil LC in the position detection device 3.
  • the coil L is connected in series with the capacitor Cp, and forms a resonant circuit together with the capacitor Cp.
  • the inductance of the coil L and the capacitance of the capacitor Cp are set so that the resonant frequency of this resonant circuit is substantially equal to the frequency of the alternating current signal Tx.
  • the switch element SW is a single-pole, single-throw switch connected in series to the capacitor Cp.
  • the coil L and the capacitor Cp function as a resonant circuit when the switch element SW is off, but do not function as a resonant circuit when the switch element SW is on because the capacitor Cp is short-circuited. If the coil L and capacitor Cp do not function as a resonant circuit, the above-mentioned alternating current signal i2 will not be generated even if the coil L enters the alternating magnetic field AM.
  • the processing circuit 23 is an integrated circuit that transmits data to the position detection device 3 by executing on/off control of the switch element SW based on the data transmitted to the position detection device 3.
  • Examples of the data to be transmitted include the pen pressure value and on/off information described above, as well as a pen ID uniquely assigned to the electromagnetic induction pen 2.
  • the processing circuit 23 turns off the switch element SW and performs an operation of detecting the alternating current signal i2 generated in the resonant circuit by the alternating magnetic field AM sent out by the position detection device 3.
  • the data is stored for a predetermined period of time from the timing at which the AC signal i2 is generated (that is, the timing at which the sensor controller 31 starts supplying the AC signal Tx to the loop coil LC).
  • the transmitter is configured to perform on/off control of the switch element SW for transmitting.
  • the processing circuit 23 controls the switch element SW to turn on when transmitting data "0", and controls the switch element SW to turn off when transmitting data "1". This is nothing but on/off modulation of the AC signal i2 by on/off control of the switch element SW.
  • the position detection device 3 receives the data transmitted by the processing circuit 23 by detecting this on-off modulation as the presence or absence of a decrease in the amplitude of the AC signal i1 .
  • the plurality of loop coils LC are coils arranged within the touch surface, and are configured to include the plurality of loop coils LCx and LCy described above.
  • One end of each loop coil LC is connected to the switch section 30, and the other end is grounded.
  • the switch unit 30 is a circuit that serves to connect one or more of the plurality of loop coils LC to the sensor controller 31 under the control of the sensor controller 31.
  • the sensor controller 31 has a function of detecting the position of the electromagnetic induction pen 2 within the touch surface, acquiring data transmitted by the electromagnetic induction pen 2, and sequentially supplying the detected position and the acquired data to the host processor 32. It is an integrated circuit. In order to perform these processes, the sensor controller 31 simultaneously supplies the AC signal Tx to the plurality of loop coils LCx, and performs a process of detecting the amplitude of the AC signal i1 generated in each loop coil LCx at that time. Further, the sensor controller 31 simultaneously supplies the AC signal Tx to the plurality of loop coils LCy, and performs a process of detecting the amplitude of the AC signal i1 generated in each loop coil LC at that time.
  • FIG. 2 is a diagram showing the internal circuit of the sensor controller 31.
  • the figure also illustrates one of the plurality of loop coils LC provided in the position detection device 3 and a circuit (the same as that shown in FIG. 1) in the electromagnetic induction pen 2.
  • the sensor controller 31 includes a circuit shown in the figure for each loop coil LC.
  • the sensor controller 31 includes a signal source 40 that generates an alternating current signal Tx that vibrates at a constant frequency and amplitude, a high-pass filter 41, and a capacitor Cs that forms a resonant circuit together with a loop coil LC.
  • the pressure circuit 42 is configured to include a pressure circuit 42.
  • the alternating current signal Tx generated by the signal source 40 has low frequency noise removed by a high-pass filter 41, and then is supplied to a resonant circuit constituted by a loop coil LC and a capacitor Cs.
  • the illustrated alternating current signal i 1 is then generated in the resonant circuit, resulting in the illustrated alternating magnetic field AM.
  • the voltage dividing circuit 42 is connected between a ground terminal and a resonant circuit constituted by a loop coil LC and a capacitor Cs, and its output signal reflects the amplitude of the alternating current signal i1 .
  • the sensor controller 31 thus detects the output signal of the voltage dividing circuit 42 reflecting the amplitude of the AC signal i1 as the received signal Rx. Note that the voltage dividing circuit 42 is used to adjust the amplitude of the received signal Rx in accordance with the dynamic range of a subsequent stage circuit (not shown).
  • the amplitude of the AC signal i 1 when the coil L of the electromagnetic induction pen 2 exists near the loop coil LC and the AC signal i 2 is flowing there, the amplitude of the AC signal i 1 is , the amplitude is smaller than the amplitude when the coil L of the electromagnetic induction pen 2 does not exist near the loop coil LC, or when the AC signal i 2 does not flow there even if it exists.
  • the sensor controller 31 detects the amplitude of the AC signal i1 by detecting the amplitude of the received signal Rx in a subsequent circuit (not shown), and based on the result, detects the position of the electromagnetic induction pen 2 and detects the amplitude of the electromagnetic induction pen 2. It is configured to demodulate the data transmitted by the pen 2.
  • the frequency of the alternating current signal Tx is often set to 666 kHz, but in this embodiment, it is preferable that the frequency of the alternating current signal Tx is set to a value higher than 666 kHz. In a typical example, the frequency of the alternating current signal Tx is set to 13.56 MHz.
  • the reason for setting the frequency of the AC signal Tx to a high value in this way is that the higher the frequency of the AC signal Tx, the greater the amplitude change of the AC signal i 1 due to the presence or absence of the AC signal i 2 , and the amplitude change in the sensor controller 31. This is because the detection accuracy increases.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method of detecting the position of the electromagnetic induction pen 2 using detection of the amplitude of the received signal Rx.
  • the figure shows a case where the position of the electromagnetic induction pen 2 in the x direction is detected.
  • the figure also shows a case where the coil L of the electromagnetic induction pen 2 is present above the loop coil LCx n among the plurality of loop coils LCx including the seven loop coils LCx n-3 to LCx n+3 shown.
  • the sensor controller 31 first supplies an AC signal Tx to each loop coil LCx, and at the same time detects a received signal Rx in each loop coil LCx n .
  • FIG. 4 is a diagram showing the amplitude of the received signal Rx detected in each loop coil LCx shown in FIG. 3.
  • the amplitude of the received signal Rx is smallest at the loop coil LCx n closest to the coil L, and becomes smaller as it moves away from the loop coil LCx n .
  • the sensor controller 31 detects the amplitude of the received signal Rx in each loop coil LCx, the sensor controller 31 approximates the value using a predetermined approximate curve, and derives the position in the x direction corresponding to the apex thereof. Then, the derived position is detected as the position of the electromagnetic induction pen 2 in the x direction. The same applies to the position in the y direction.
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing the simulation results of each signal related to the electromagnetic induction pen 2 and the loop coil LC located near the coil L of the electromagnetic induction pen 2. The figure shows the waveforms of each signal when the switch element SW of the electromagnetic induction pen 2 is turned on and off at regular intervals.
  • FIG. 6 is a waveform diagram obtained by enlarging FIG. 5 in the time direction.
  • FIG. 5A shows a simulation result of the SW control signal generated within the processing circuit 23 to control the switch element SW.
  • the processing circuit 23 turns on the switch element SW when the value of the SW control signal changes from a value smaller than 0 to a value larger than 0, and when the value of the SW control signal changes from a value larger than 0 to a value smaller than 0.
  • the switch element SW is sometimes turned off.
  • 5(b), (c), and (d) show the simulation results of the voltage V L (voltage between both ends of the coil L), the received signal Rx, and the AC signal Tx shown in FIG. 2, respectively.
  • the switch element SW when the switch element SW is off, a voltage VL is generated, resulting in the generation of the AC signal i2 shown in FIG. 2, while the switch element SW is on. In this case, the voltage VL is not generated and the AC signal i2 shown in FIG. 2 does not flow.
  • the amplitude of the received signal Rx is smaller than when the voltage V L is not generated.
  • the sensor controller 31 modulates the received signal Rx that changes in this way using a modulation method similar to on-off modulation (for example, a method that assigns "0" when the amplitude is relatively large and "1" when the amplitude is relatively small). ) to obtain the data transmitted by the electromagnetic induction pen 2 using on/off modulation by turning on/off the switch element SW.
  • FIG. 7 is a process flow diagram showing the process performed by the sensor controller 31 to derive the position of the electromagnetic induction pen 2 and to acquire the data transmitted by the electromagnetic induction pen 2.
  • the sensor controller 31 is configured to periodically execute the process shown in the figure.
  • the sensor controller 31 first starts supplying the AC signal Tx to each loop coil LCx (step S1), and while supplying the AC signal Tx, detects the amplitude of the received signal Rx in each loop coil LCx. and stored in chronological order (step S2). Specifically, the received signal Rx may be sampled at a predetermined sampling frequency, and a series of digital values obtained as a result of sampling may be stored. After a predetermined period of time has passed since the start of supply in step S1, the sensor controller 31 stops supplying the AC signal Tx to each loop coil LCx (step S3). The sensor controller 31 then performs similar processing regarding the loop coil LCy (steps S4 to S6).
  • the sensor controller 31 determines the amplitude of the received signal Rx in each loop coil LC when the AC signal i2 is flowing, based on the series of stored amplitudes (step S7). That is, when the electromagnetic induction pen 2 transmits data by turning on and off the switch element SW, the amplitude of the received signal Rx fluctuates between relatively large and small amplitudes, as shown in FIG. 5(c). It turns out. In this case, since the period during which the amplitude of the received signal Rx is relatively small corresponds to the period during which the AC signal i 2 is flowing, the sensor controller 31 adjusts the amplitude of this period to the period during which the AC signal i 2 is flowing.
  • the stored amplitude (amplitude that is a constant value) may be determined as the amplitude of the received signal Rx in each loop coil LC when the AC signal i2 is flowing.
  • the sensor controller 31 derives the position of the electromagnetic induction pen 2 based on the amplitude of the received signal Rx determined in step S7 (step S8). Specifically, the sensor controller 31 approximates the amplitude of the received signal Rx in each loop coil LCx by a predetermined approximate curve, derives the position corresponding to the apex as the position of the electromagnetic induction pen 2 in the x direction, and The amplitude of the received signal Rx in each loop coil LCy may be approximated by a predetermined approximate curve, and the position corresponding to the apex thereof may be derived as the position of the electromagnetic induction pen 2 in the y direction.
  • the sensor controller 31 selects one loop coil LC based on the position derived in step S9 (step S9). Specifically, the loop coil LCx closest to the x-direction position derived in step S9 (or the loop coil LCy closest to the y-direction position derived in step S9) may be selected. Then, the sensor controller 31 demodulates the received signal Rx detected by the selected loop coil LC (the signal indicated by the series of amplitudes stored in step S2 or step S5), thereby converting the data transmitted by the electromagnetic induction pen 2. Acquire (step S10). In a specific example, the sensor controller 31 may demodulate the received signal Rx by assigning "0" when the amplitude of the received signal Rx is relatively large and "1" when the amplitude is relatively small. .
  • the sensor controller 31 outputs the position derived in step S9 and the data acquired in step S9 to the host processor 32, and ends the series of processing (step S11).
  • the position of the electromagnetic induction pen 2 can be detected without sequentially driving the loop coils LCx one by one. It becomes possible to transmit data from the guiding pen 2 to the sensor controller 31.
  • the host processor 32 uses the position and data supplied from the sensor controller 31 to perform processing such as moving the cursor displayed on the display surface and generating stroke data indicating the trajectory of the electromagnetic induction pen 2 within the touch surface. conduct. Regarding the stroke data, the host processor 32 performs a process of rendering and displaying the generated stroke data, a process of generating and recording digital ink including the generated stroke data, and a process of generating and recording the generated digital ink according to user instructions. It also performs processing such as sending the data to an external device.
  • the position of the electromagnetic induction pen 2 in the x direction can be detected by simultaneously supplying the AC signal Tx to each of the plurality of loop coils LCx. Can be done. The same applies to the y direction. Therefore, the position of the electromagnetic induction pen 2 can be detected in a shorter time than the conventional method of sequentially driving the loop coils LCx one by one while detecting the induced current appearing in each loop coil LCy.
  • the electromagnetic induction pen 2 transmits data using on/off modulation by turning on and off the switch element SW, and the sensor controller 31 demodulates the change in the amplitude of the received signal Rx. In parallel with position detection, data can be transmitted from the electromagnetic induction pen 2 to the sensor controller 31.
  • Position detection system Electromagnetic induction pen 3 Position detection device 20 Core body 21 Pressure sensor 22 Side switch 23 Processing circuit 30 Switch unit 31 Sensor controller 32 Host processor 40 Signal source 41 High-pass filter 42 Voltage dividing circuit L Coil Cp, Cs Capacitor LC , LCx, LCy Loop coil SW Switch element

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Abstract

【課題】従来に比べて短い時間で電磁誘導ペンの位置を検出できるようにする。 【解決手段】位置検出装置３は、ｘ方向に並べて配置される複数のループコイルＬＣｘと、複数のループコイルＬＣｘそれぞれに生じる交流信号ｉ１の振幅を複数のループコイルＬＣｘのそれぞれに交流信号Ｔｘを供給しながら検出し、複数のループコイルＬＣｘのそれぞれにおいて検出された交流信号ｉ１の振幅に基づいて、ｘ方向における電磁誘導ペン２の位置を検出するセンサコントローラ３１と、を含む。

Description

位置検出装置及び位置検出システム
　本発明は、位置検出装置及び位置検出システムに関する。
　電磁誘導方式（ＥＭＲ方式）によって電磁誘導ペンの位置検出を行う位置検出装置が知られている。特許文献１には、この種の位置検出装置の一例が開示されている。同文献に記載される位置検出装置は、Ｘ軸に沿って並置された複数のＸ側ループコイルと、Ｙ軸に沿って並置された複数のＹ側ループコイルとを有し、各Ｙ側ループコイルに現れる誘導電流の検出を行いつつＸ側ループコイルを１つずつ順に駆動する（所定の駆動電流を流す）よう構成される。また、同文献に記載される電磁誘導ペンは、コイル及びコンデンサを含む共振回路を有して構成される。
　位置検出装置があるＸ側ループコイルを駆動するとき、そのＸ側ループコイルとの交点の近傍に電磁誘導ペンが存在するＹ側ループコイルにおいて、有意な誘導電流が検出される。特許文献１に記載の位置検出装置は、このような誘導電流の性質を利用して、電磁誘導ペンの座標を導出するよう構成されている。
特公平０５－０１９１６４号公報
　しかしながら、特許文献１の技術によれば、Ｘ側ループコイルを１つずつ順に駆動する必要があるため、位置検出に時間がかかってしまう。そこで、より短い時間で電磁誘導ペンの位置を検出できる技術が必要とされていた。
　したがって、本発明の目的の一つは、従来に比べて短い時間で電磁誘導ペンの位置を検出できる位置検出装置及び位置検出システムを提供することにある。
　本発明による位置検出装置は、第１の方向に並べて配置される複数の第１のループコイルと、前記複数の第１のループコイルそれぞれに生じる第１の交流信号の振幅を前記複数の第１のループコイルのそれぞれに第２の交流信号を供給しながら検出し、前記複数の第１のループコイルのそれぞれにおいて検出された前記振幅に基づいて、前記第１の方向における電磁誘導ペンの位置を検出するセンサコントローラと、を含む、位置検出装置である。
　本発明による位置検出システムは、電磁誘導ペン及び位置検出装置を含む位置検出システムであって、前記電磁誘導ペンは、コイル及びコンデンサを含む共振回路を含み、前記位置検出装置は、第１の方向に並べて配置される複数の第１のループコイルと、前記複数の第１のループコイルそれぞれに生じる第１の交流信号の振幅を前記複数の第１のループコイルのそれぞれに第２の交流信号を供給しながら検出し、前記複数の第１のループコイルのそれぞれにおいて検出された前記振幅に基づいて、前記第１の方向における前記電磁誘導ペンの位置を検出するセンサコントローラと、を含む、位置検出システムである。
　本発明によれば、複数の第１のループコイルのそれぞれに同時に交流信号を供給することにより第１の方向における電磁誘導ペンの位置を検出できるので、従来に比べて短い時間で、電磁誘導ペンの位置を検出することが可能になる。
本発明の実施の形態による位置検出システム１の構成を示す図である。 センサコントローラ３１による位置検出の方法を説明する図である。 各ループコイルＬＣｘにおいて検出される受信信号Ｒｘの振幅の例を示す図である。 センサコントローラ３１及び電磁誘導ペン２の内部回路を示す図である。 電磁誘導ペン２及び該電磁誘導ペン２のコイルＬの近傍にあるループコイルＬＣに関連する各信号のシミュレーション結果を示す波形図である。 図５を時間方向に拡大してなる波形図である。 電磁誘導ペン２の位置を導出するとともに、電磁誘導ペン２が送信したデータを取得するためにセンサコントローラ３１が行う処理を示す処理フロー図である。
　以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　図１は、本発明の第１の実施の形態による位置検出システム１の構成を示す図である。同図に示すように、位置検出システム１は、それぞれＥＭＲ方式に対応する電磁誘導ペン２及び位置検出装置３を有して構成される。このうち電磁誘導ペン２は、芯体２０と、圧力センサ２１と、サイドスイッチ２２と、処理回路２３と、コイルＬと、コンデンサＣｐと、スイッチ素子ＳＷとを含むペン型のデバイスである。コイルＬとコンデンサＣｐとは直列に接続され、スイッチ素子ＳＷはコンデンサＣｐと並列に接続される。
　一方、位置検出装置３は、複数のループコイルＬＣと、スイッチ部３０と、センサコントローラ３１と、ホストプロセッサ３２とを含む装置である。複数のループコイルＬＣには、ｘ方向（第１の方向）に並べて配置される複数のループコイルＬＣｘ（第１のループコイル）と、ｘ方向と直交するｙ方向（第２の方向）に並べて配置される複数のループコイルＬＣｙ（第２のループコイル）とが含まれる。典型的な例による位置検出装置３は、表示面がタッチ面を兼ねるタブレット端末又はノートパソコンであるが、表示面を有しないデジタイザなどにより位置検出装置３を構成してもよい。
　電磁誘導ペン２及び位置検出装置３の構成を詳しく説明する前に、本発明の概要を説明する。センサコントローラ３１が複数のループコイルＬＣｘのそれぞれに交流信号Ｔｘ（第２の交流信号）を供給すると、各ループコイルＬＣｘに交流信号ｉ１（第１の交流信号）が流れ、タッチ面から交番磁界ＡＭが送出される。スイッチ素子ＳＷがオフであるときにコイルＬがこの交番磁界ＡＭの中に入ると、コイルＬに起電力が発生し、コイルＬ及びコンデンサＣｐによって構成される共振回路内に交流信号（第３の交流信号）が流れる。この交流信号をｉ２とすると、交流信号Ｔｘ及び交流信号ｉ１，ｉ２の間には、以下の式（１）に示す関係が成立する。ただし、Ｌ１はループコイルＬＣｘの自己インダクタンスであり、ＭはループコイルＬＣｘとコイルＬの間の相互インダクタンスである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　交流信号Ｔｘは、一定の振幅を有する信号である。したがって式（１）より、交流信号ｉ２が発生すると、その分、交流信号ｉ１の振幅が減少することが理解される。また、ループコイルＬＣｘとコイルＬとの間の距離が近いほど相互インダクタンスＭが大きくなることを考慮すると、式（１）から、ループコイルＬＣｘとコイルＬとの間の距離が近いほど交流信号ｉ１の振幅の減少幅が大きくなることが理解される。別の言い方をすれば、コイルＬとの距離が相対的に近いループコイルＬＣｘにおいて検出される交流信号ｉ１の振幅は、コイルＬとの距離が相対的に遠いループコイルＬＣｘにおいて検出される交流信号ｉ１の振幅に比べて小さくなることが理解される。これらのことは、交流信号ｉ１の振幅の減少幅から、ｘ方向におけるコイルＬの位置を判別できることを意味する。
　そこで本実施の形態では、各ループコイルＬＣｘに交流信号Ｔｘを供給しているときに各ループコイルＬＣｘに生じる交流信号ｉ１の振幅を検出し、検出した振幅に基づいてｘ方向における電磁誘導ペン２の位置を検出するように、センサコントローラ３１を構成する。ｙ方向についても同様であり、本実施の形態では、各ループコイルＬＣｙに交流信号Ｔｘを供給しているときに各ループコイルＬＣｙに生じる交流信号ｉ１の振幅を検出し、検出した振幅に基づいてｙ方向における電磁誘導ペン２の位置を検出するように、センサコントローラ３１を構成する。このように構成したセンサコントローラ３１によれば、複数のループコイルＬＣｘ（又は複数のループコイルＬＣｙ）のそれぞれに同時に交流信号Ｔｘを供給することによりｘ方向（又はｙ方向）における電磁誘導ペン２の位置を検出できるので、各ループコイルＬＣｙに現れる誘導電流の検出を行いつつループコイルＬＣｘを１つずつ順に駆動する従来のセンサコントローラに比べて短い時間で、電磁誘導ペン２の位置を検出することが可能になる。
　また、本実施の形態では、上記の原理を利用して、電磁誘導ペン２からセンサコントローラ３１へのデータ送信も行う。すなわち、スイッチ素子ＳＷがオンであるとき、コンデンサＣｐが短絡されることから、電磁誘導ペン２内に上記共振回路は形成されない。すると、交流信号ｉ２が発生せず、その結果として、交流信号ｉ１の振幅の減少も発生しないことになる。このことは、スイッチ素子ＳＷのオンオフにより、コイルＬに近いループコイルＬＣｘにおいて、交流信号ｉ１の振幅が減少する状態と、減少しない状態とを切り替えられることを意味する。
　そこで本実施の形態では、送信するデータの内容に応じてスイッチ素子ＳＷのオンオフを行うよう電磁誘導ペン２を構成し、各ループコイルＬＣｘにおける交流信号ｉ１をその振幅に基づいて復調することにより電磁誘導ペン２が送信したデータを取得するようセンサコントローラ３１を構成する。これらの構成によれば、センサコントローラ３１による電磁誘導ペン２の位置の検出と並行して、電磁誘導ペン２からセンサコントローラ３１に対してデータを送信することが可能になる。
　以下、以上のような位置検出及びデータ送信を実現するための電磁誘導ペン２及び位置検出装置３それぞれの構成について、詳しく説明する。初めに電磁誘導ペン２に着目すると、芯体２０は電磁誘導ペン２のペン先を構成する棒状の部材であり、ペン軸方向に移動可能に構成される。芯体２０の後端は、圧力センサ２１に当接している。圧力センサ２１は、芯体２０の後端からの押圧力を検出することによってペン先に加わる圧力を検出するセンサであり、検出した圧力を示す値（筆圧値）を処理回路２３に供給するよう構成される。
　サイドスイッチ２２は電磁誘導ペン２の表面に設けられるオンオフ式のスイッチであり、自身のオンオフ状態を示す情報（オンオフ情報）を処理回路２３に供給するよう構成される。なお、図２には電磁誘導ペン２が１つのサイドスイッチ２２を有する例を示しているが、電磁誘導ペン２は複数のサイドスイッチ２２を有していてもよい。また、電磁誘導ペン２の側面以外の表面（例えば、末端部）に同様のスイッチを設けることとしてもよい。
　コイルＬは、ペン先の近傍に設けられ、位置検出装置３内のループコイルＬＣと磁界結合するインダクタである。コイルＬはコンデンサＣｐと直列に接続されており、コンデンサＣｐとともに共振回路を構成する。コイルＬのインダクタンス及びコンデンサＣｐの容量は、この共振回路の共振周波数が交流信号Ｔｘの周波数と実質的に等しくなるように設定される。位置検出装置３が送出している交番磁界ＡＭの中にコイルＬが入ると、電磁誘導によってコイルＬに起電力が励起され、共振回路内に交流信号ｉ２が発生するとともに、コンデンサＣｐに電力が蓄積される。
　スイッチ素子ＳＷは、コンデンサＣｐに対して直列に接続された単極単投式のスイッチである。コイルＬ及びコンデンサＣｐは、スイッチ素子ＳＷがオフである場合には共振回路として機能する一方、スイッチ素子ＳＷがオンである場合には、コンデンサＣｐが短絡されるために共振回路として機能しない。コイルＬ及びコンデンサＣｐが共振回路として機能しない場合、コイルＬが交番磁界ＡＭの中に入っても、上述した交流信号ｉ２は発生しない。
　処理回路２３は、位置検出装置３に対して送信するデータに基づいてスイッチ素子ＳＷのオンオフ制御を実行することにより、位置検出装置３に対してデータの送信を行う集積回路である。送信するデータの例としては、上述した筆圧値やオンオフ情報の他、電磁誘導ペン２に一意に割り当てられるペンＩＤなどが挙げられる。
　処理回路２３は、初期状態ではスイッチ素子ＳＷをオフにしておき、位置検出装置３が送出する交番磁界ＡＭにより共振回路内に発生する交流信号ｉ２の検出動作を行う。そして、交流信号ｉ２の発生を検出した場合に、交流信号ｉ２の発生したタイミング（すなわち、センサコントローラ３１がループコイルＬＣへの交流信号Ｔｘの供給を開始したタイミング）から所定時間にわたり、データの送信を行うためのスイッチ素子ＳＷのオンオフ制御を実行するよう構成される。
　一例による処理回路２３は、データ「０」を送信する場合にスイッチ素子ＳＷをオンに制御し、データ「１」を送信する場合にスイッチ素子ＳＷをオフに制御する。これは、スイッチ素子ＳＷのオンオフ制御により、交流信号ｉ２のオンオフ変調を行うことに他ならない。位置検出装置３は、このオンオフ変調を交流信号ｉ１の振幅の減少の有無として検出することにより、処理回路２３が送信したデータを受信することになる。
　次に位置検出装置３に着目すると、複数のループコイルＬＣはタッチ面内に配置されたコイルであり、上述した各複数のループコイルＬＣｘ，ＬＣｙを含んで構成される。各ループコイルＬＣの一端はスイッチ部３０に接続され、他端は接地される。スイッチ部３０は、センサコントローラ３１の制御に応じて、複数のループコイルＬＣのうちの１つ以上をセンサコントローラ３１に接続する役割を果たす回路である。
　センサコントローラ３１は、タッチ面内における電磁誘導ペン２の位置を検出するとともに、電磁誘導ペン２が送信したデータを取得し、検出した位置及び取得したデータをホストプロセッサ３２に逐次供給する機能を有する集積回路である。これらの処理を行うためにセンサコントローラ３１は、複数のループコイルＬＣｘに対して同時に交流信号Ｔｘを供給し、そのときに各ループコイルＬＣｘに生じる交流信号ｉ１の振幅を検出する処理を行う。また、センサコントローラ３１は、複数のループコイルＬＣｙに対して同時に交流信号Ｔｘを供給し、そのときに各ループコイルＬＣに生じる交流信号ｉ１の振幅を検出する処理を行う。
　図２は、センサコントローラ３１の内部回路を示す図である。同図には、位置検出装置３内に設けられる複数のループコイルＬＣのうちの１つと、電磁誘導ペン２内の回路（図１に示したものと同じもの）とについても図示している。センサコントローラ３１は、同図に示す回路をループコイルＬＣごとに有して構成される。
　図２に示すように、センサコントローラ３１は、一定の周波数及び振幅で振動する交流信号Ｔｘを生成する信号源４０と、ハイパスフィルタ４１と、ループコイルＬＣとともに共振回路を構成するコンデンサＣｓと、分圧回路４２とを有して構成される。信号源４０によって生成された交流信号Ｔｘは、ハイパスフィルタ４１によって低周波ノイズが除去された後、ループコイルＬＣとコンデンサＣｓとによって構成される共振回路に供給される。すると、図示した交流信号ｉ１が共振回路内に発生し、その結果として、図示したような交流磁界ＡＭが発生する。この交流磁界ＡＭの中にコイルＬが入ったとき、スイッチ素子ＳＷがオフになっていれば、コイルＬ及びコンデンサＣｐによって構成される共振回路に交流信号ｉ２が生じる一方、スイッチ素子ＳＷがオンになっていると、交流信号ｉ２が生じることはない。
　分圧回路４２は、ループコイルＬＣとコンデンサＣｓとによって構成される共振回路と接地端との間に接続されており、その出力信号には交流信号ｉ１の振幅が反映される。センサコントローラ３１は、こうして交流信号ｉ１の振幅を反映した分圧回路４２の出力信号を受信信号Ｒｘとして検出する。なお、分圧回路４２を用いているのは、図示しない後段の回路のダイナミックレンジに合わせて受信信号Ｒｘの振幅を調整するためである。
　上掲した式（１）から理解されるように、ループコイルＬＣの近傍に電磁誘導ペン２のコイルＬが存在し、そこに交流信号ｉ２が流れているときの交流信号ｉ１の振幅は、ループコイルＬＣの近傍に電磁誘導ペン２のコイルＬが存在しないときや、存在してもそこに交流信号ｉ２が流れていないときの振幅に比べて小さくなる。センサコントローラ３１は、図示しない後段の回路において受信信号Ｒｘの振幅を検出することによって交流信号ｉ１の振幅を検出し、その結果に基づいて、電磁誘導ペン２の位置を検出するとともに、電磁誘導ペン２が送信したデータを復調するように構成される。
　ここで、従来の位置検出装置３においては、交流信号Ｔｘの周波数を６６６ｋＨｚとすることが多いが、本実施の形態においては、交流信号Ｔｘの周波数を６６６ｋＨｚより高い値とすることが好ましい。典型的な例では、交流信号Ｔｘの周波数は１３．５６ＭＨｚに設定される。このように交流信号Ｔｘの周波数を高い値に設定するのは、交流信号Ｔｘの周波数が高いほど、交流信号ｉ２の有無による交流信号ｉ１の振幅変化が大きくなり、センサコントローラ３１における振幅変化の検出精度が高まるためである。
　図３は、受信信号Ｒｘの振幅の検出を利用して電磁誘導ペン２の位置を検出する方法を説明する図である。同図には、ｘ方向における電磁誘導ペン２の位置を検出する場合を示している。また、同図には、図示した７つのループコイルＬＣｘｎ－３～ＬＣｘｎ＋３を含む複数のループコイルＬＣｘのうち、ループコイルＬＣｘｎの上方に電磁誘導ペン２のコイルＬが存在する場合を示している。センサコントローラ３１はまず、各ループコイルＬＣｘに対して交流信号Ｔｘを供給し、それと同時に、各ループコイルＬＣｘｎにおいて受信信号Ｒｘの検出を行う。
　図４は、図３に示した各ループコイルＬＣｘにおいて検出される受信信号Ｒｘの振幅を示す図である。同図に示すように、受信信号Ｒｘの振幅は、コイルＬに最も近いループコイルＬＣｘｎにおいて最も小さく、ループコイルＬＣｘｎから離れるにつれて小さくなる。センサコントローラ３１は、各ループコイルＬＣｘにおける受信信号Ｒｘの振幅を検出すると、その値を所定の近似曲線によって近似し、その頂点に相当するｘ方向の位置を導出する。そして、導出した位置をｘ方向における電磁誘導ペン２の位置として検出する。ｙ方向の位置についても、同様である。
　図５は、電磁誘導ペン２及び該電磁誘導ペン２のコイルＬの近傍にあるループコイルＬＣに関連する各信号のシミュレーション結果を示す波形図である。同図には、電磁誘導ペン２のスイッチ素子ＳＷを一定周期でオンオフした場合における各信号の波形を示している。図６は、図５を時間方向に拡大してなる波形図である。
　図５（ａ）には、スイッチ素子ＳＷを制御するために処理回路２３内で生成されるＳＷ制御信号のシミュレーション結果を示している。処理回路２３は、ＳＷ制御信号の値が０より小さい場合から０より大きい値に変化するときにスイッチ素子ＳＷをオンとし、ＳＷ制御信号の値が０より大きい場合から０より小さい値に変化するときにスイッチ素子ＳＷをオフとするよう構成される。図５（ｂ）（ｃ）（ｄ）には、それぞれ図２に示した電圧ＶＬ（コイルＬの両端間の電圧）、受信信号Ｒｘ、交流信号Ｔｘのシミュレーション結果を示している。
　図５及び図６から理解されるように、スイッチ素子ＳＷがオフである場合には電圧ＶＬが発生し、その結果として図２に示した交流信号ｉ２が生じる一方、スイッチ素子ＳＷがオンである場合には電圧ＶＬが発生せず、図２に示した交流信号ｉ２も流れない。そして、電圧ＶＬが発生する場合には、電圧ＶＬが発生しない場合に比べて受信信号Ｒｘの振幅が小さくなる。センサコントローラ３１は、このように変化する受信信号Ｒｘをオンオフ変調に類似の変調方式（例えば、振幅が相対的に大きいときを「０」、振幅が相対的に小さいときを「１」に割り当てる方式）を用いて復調することにより、電磁誘導ペン２がスイッチ素子ＳＷのオンオフによるオンオフ変調を用いて送信したデータを取得する。
　図７は、電磁誘導ペン２の位置を導出するとともに、電磁誘導ペン２が送信したデータを取得するためにセンサコントローラ３１が行う処理を示す処理フロー図である。センサコントローラ３１は、同図に示す処理を周期的に実行するよう構成される。
　図７に示すように、センサコントローラ３１はまず、各ループコイルＬＣｘに対する交流信号Ｔｘの供給を開始し（ステップＳ１）、供給している間に、各ループコイルＬＣｘにおいて受信信号Ｒｘの振幅を検出し、時系列で記憶する（ステップＳ２）。具体的には、受信信号Ｒｘを所定のサンプリング周波数でサンプリングし、サンプリングの結果として得られる一連のデジタル値を記憶すればよい。ステップＳ１の供給開始から所定時間が経過した後、センサコントローラ３１は、各ループコイルＬＣｘに対する交流信号Ｔｘの供給を停止する（ステップＳ３）。センサコントローラ３１はその後、ループコイルＬＣｙに関しても同様の処理を行う（ステップＳ４～Ｓ６）。
　次にセンサコントローラ３１は、記憶した一連の振幅に基づき、交流信号ｉ２が流れているときの各ループコイルＬＣにおける受信信号Ｒｘの振幅を決定する（ステップＳ７）。すなわち、電磁誘導ペン２がスイッチ素子ＳＷのオンオフによりデータを送信する場合、図５（ｃ）に示したように、相対的に大きい場合と小さい場合との間で受信信号Ｒｘの振幅が変動することになる。この場合、受信信号Ｒｘの振幅が相対的に小さくなっている期間が交流信号ｉ２の流れている期間に相当するので、センサコントローラ３１は、この期間の振幅を、交流信号ｉ２が流れているときの受信信号Ｒｘの振幅として決定する。電磁誘導ペン２がデータを送信していない場合、及び、対応するループコイルＬＣの近傍に電磁誘導ペン２が存在しない場合の受信信号Ｒｘの振幅は変動しないが、その場合のセンサコントローラ３１は、記憶した振幅（一定値である振幅）を、交流信号ｉ２が流れているときの各ループコイルＬＣにおける受信信号Ｒｘの振幅として決定すればよい。
　続いてセンサコントローラ３１は、ステップＳ７で決定した受信信号Ｒｘの振幅に基づき、電磁誘導ペン２の位置を導出する（ステップＳ８）。具体的には、センサコントローラ３１は、各ループコイルＬＣｘにおける受信信号Ｒｘの振幅を所定の近似曲線によって近似し、その頂点に相当する位置をｘ方向における電磁誘導ペン２の位置として導出するとともに、各ループコイルＬＣｙにおける受信信号Ｒｘの振幅を所定の近似曲線によって近似し、その頂点に相当する位置をｙ方向における電磁誘導ペン２の位置として導出すればよい。
　次にセンサコントローラ３１は、ステップＳ９で導出した位置に基づき、１つのループコイルＬＣを選択する（ステップＳ９）。具体的には、ステップＳ９で導出したｘ方向の位置に最も近いループコイルＬＣｘ（又は、ステップＳ９で導出したｙ方向の位置に最も近いループコイルＬＣｙ）を選択すればよい。そしてセンサコントローラ３１は、選択したループコイルＬＣで検出された受信信号Ｒｘ（ステップＳ２又はステップＳ５で記憶した一連の振幅により示される信号）を復調することにより、電磁誘導ペン２が送信したデータを取得する（ステップＳ１０）。具体的な例では、センサコントローラ３１は、受信信号Ｒｘの振幅が相対的に大きいときを「０」、相対的に小さいときを「１」に割り当てることにより、受信信号Ｒｘの復調を行えばよい。
　最後に、センサコントローラ３１は、ステップＳ９で導出した位置及びステップＳ９で取得したデータをホストプロセッサ３２に出力し、一連の処理を終了する（ステップＳ１１）。以上のように、本実施の形態によるセンサコントローラ３１によれば、ループコイルＬＣｘを１つずつ順に駆動することなく電磁誘導ペン２の位置を検出でき、しかも、そのための処理と並行して、電磁誘導ペン２からセンサコントローラ３１に対してデータを送信することが可能になる。
　図１に戻る。ホストプロセッサ３２は、センサコントローラ３１から供給された位置及びデータを用いて、表示面に表示しているカーソルの移動、タッチ面内における電磁誘導ペン２の軌跡を示すストロークデータの生成などの処理を行う。このうちストロークデータに関して、ホストプロセッサ３２は、生成したストロークデータをレンダリングして表示する処理、生成したストロークデータを含むデジタルインクを生成して記録する処理、ユーザの指示に応じて、生成したデジタルインクを外部装置に送信する処理なども行う。
　以上説明したように、本実施の形態による位置検出システム１によれば、複数のループコイルＬＣｘのそれぞれに同時に交流信号Ｔｘを供給することにより、ｘ方向における電磁誘導ペン２の位置を検出することができる。ｙ方向についても同様である。したがって、各ループコイルＬＣｙに現れる誘導電流の検出を行いつつループコイルＬＣｘを１つずつ順に駆動する従来の方法に比べて短い時間で、電磁誘導ペン２の位置を検出することが可能になる。
　また、電磁誘導ペン２がスイッチ素子ＳＷのオンオフによるオンオフ変調を用いてデータを送信し、センサコントローラ３１が受信信号Ｒｘの振幅の変化を復調しているので、センサコントローラ３１による電磁誘導ペン２の位置の検出と並行して、電磁誘導ペン２からセンサコントローラ３１に対してデータを送信することが可能になる。
　以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
　例えば、上記実施の形態では、各ループコイルＬＣｘへの交流信号Ｔｘの供給と、各ループコイルＬＣｙへの交流信号Ｔｘの供給とを時分割で行う例を説明したが、これらを同時に行うこととしてもよい。また、各ループコイルＬＣｘにおける受信信号Ｒｘの振幅の検出と、各ループコイルＬＣｙにおける受信信号Ｒｘの振幅の検出とについても、同時に行うこととしてもよい。こうすれば、上記実施の形態よりもさらに短い時間で、電磁誘導ペン２の位置を検出することが可能になる。
１　　　　　位置検出システム
２　　　　　電磁誘導ペン
３　　　　　位置検出装置
２０　　　　芯体
２１　　　　圧力センサ
２２　　　　サイドスイッチ
２３　　　　処理回路
３０　　　　スイッチ部
３１　　　　センサコントローラ
３２　　　　ホストプロセッサ
４０　　　　信号源
４１　　　　ハイパスフィルタ
４２　　　　分圧回路
Ｌ　　　　　コイル
Ｃｐ，Ｃｓ　コンデンサ
ＬＣ，ＬＣｘ，ＬＣｙ　ループコイル
ＳＷ　　　　スイッチ素子

Claims (14)

  1. 　第１の方向に並べて配置される複数の第１のループコイルと、
    　前記複数の第１のループコイルそれぞれに生じる第１の交流信号の振幅を前記複数の第１のループコイルのそれぞれに第２の交流信号を供給しながら検出し、
    　前記複数の第１のループコイルのそれぞれにおいて検出された前記振幅に基づいて、前記第１の方向における電磁誘導ペンの位置を検出するセンサコントローラと、を含む、
    　位置検出装置。
  2. 　前記電磁誘導ペン内のコイルとの距離が相対的に近い前記第１のループコイルにおいて検出される前記振幅は、前記電磁誘導ペン内のコイルとの距離が相対的に遠い前記第１のループコイルにおいて検出される前記振幅に比べて小さい、
    　請求項１に記載の位置検出装置。
  3. 　前記センサコントローラは信号源を有し、
    　前記第２の交流信号は、前記信号源から前記複数の第１のループコイルのそれぞれに供給される信号である、
    　請求項１に記載の位置検出装置。
  4. 　前記第１の方向と直交する第２の方向に並べて配置される複数の第２のループコイルをさらに備え、
    　前記センサコントローラは、
    　　前記複数の第２のループコイルそれぞれに生じる前記第１の交流信号の振幅を前記複数の第２のループコイルのそれぞれに前記第２の交流信号を供給しながら検出し、
    　　前記複数の第２のループコイルのそれぞれにおいて検出された前記振幅に基づいて、前記第２の方向における前記電磁誘導ペンの位置を検出する、
    　請求項１に記載の位置検出装置。
  5. 　前記センサコントローラは、
    　　検出した前記第１の方向における電磁誘導ペンの位置に基づいて前記複数の第１のループコイルのうちの１つを選択し、
    　　選択した前記第１のループコイルに生じる前記第１の交流信号を復調することにより、前記電磁誘導ペンが送信したデータを取得する、
    　請求項１に記載の位置検出装置。
  6. 　前記センサコントローラは、
    　　検出した前記複数の第１のループコイルそれぞれに生じる第１の交流信号の振幅を時系列で記憶し、
    　　記憶した一連の前記振幅に基づき、前記電磁誘導ペン内の共振回路に第３の交流信号が生じているときの前記複数の第１のループコイルそれぞれにおける前記第１の交流信号の振幅を決定し、
    　　決定した前記複数の第１のループコイルそれぞれにおける前記第１の交流信号の振幅に基づいて、前記第１の方向における電磁誘導ペンの位置を検出する、
    　請求項１に記載の位置検出装置。
  7. 　前記複数の第１のループコイルのそれぞれに接続された分圧回路を含み、
    　前記センサコントローラは、前記分圧回路の出力信号の振幅を検出することにより、対応する前記第１のループコイルに生じる前記第１の交流信号の振幅を検出する、
    　請求項１に記載の位置検出装置。
  8. 　電磁誘導ペン及び位置検出装置を含む位置検出システムであって、
    　前記電磁誘導ペンは、コイル及びコンデンサを含む共振回路を含み、
    　前記位置検出装置は、
    　　第１の方向に並べて配置される複数の第１のループコイルと、
    　　前記複数の第１のループコイルそれぞれに生じる第１の交流信号の振幅を前記複数の第１のループコイルのそれぞれに第２の交流信号を供給しながら検出し、
    　　前記複数の第１のループコイルのそれぞれにおいて検出された前記振幅に基づいて、前記第１の方向における前記電磁誘導ペンの位置を検出するセンサコントローラと、を含む、
    　位置検出システム。
  9. 　前記共振回路は、前記第１の交流信号の周波数と実質的に等しい周波数を共振周波数とするものであり、
    　前記電磁誘導ペン内のコイルとの距離が相対的に近い前記第１のループコイルにおいて検出される前記振幅は、前記電磁誘導ペン内のコイルとの距離が相対的に遠い前記第１のループコイルにおいて検出される前記振幅に比べて小さい、
    　請求項８に記載の位置検出システム。
  10. 　前記位置検出装置は、前記第１の方向と直交する第２の方向に並べて配置される複数の第２のループコイルをさらに備え、
    　前記センサコントローラは、
    　　前記複数の第２のループコイルそれぞれに生じる前記第１の交流信号の振幅を前記複数の第２のループコイルのそれぞれに前記第２の交流信号を流しながら検出し、
    　　前記複数の第２のループコイルのそれぞれにおいて検出された前記振幅に基づいて、前記第２の方向における前記電磁誘導ペンの位置を検出する、
    　請求項８に記載の位置検出システム。
  11. 　前記電磁誘導ペンは、
    　　前記コンデンサと並列に接続されたスイッチ素子と、
    　　位置検出装置に対して送信するデータに基づいて前記スイッチ素子のオンオフ制御を実行することにより、前記位置検出装置に対して前記データを送信する処理回路と、を含み、
    　前記センサコントローラは、
    　　検出した前記第１の方向における電磁誘導ペンの位置に基づいて前記複数の第１のループコイルのうちの１つを選択し、
    　　選択した前記第１のループコイルに生じる前記第１の交流信号を復調することにより、前記電磁誘導ペンが送信した前記データを取得する、
    　請求項８に記載の位置検出システム。
  12. 　前記処理回路は、前記共振回路内に発生する第３の交流信号の検出動作を行い、前記第３の交流信号の発生したタイミングから所定時間にわたり、前記データを送信するための前記スイッチ素子のオンオフ制御を実行する、
    　請求項１１に記載の位置検出システム。
  13. 　前記センサコントローラは、
    　　検出した前記複数の第１のループコイルそれぞれに生じる第１の交流信号の振幅を時系列で記憶し、
    　　記憶した一連の前記振幅に基づき、前記共振回路に第３の交流信号が生じているときの前記複数の第１のループコイルそれぞれにおける前記第１の交流信号の振幅を決定し、
    　　決定した前記複数の第１のループコイルそれぞれにおける前記第１の交流信号の振幅に基づいて、前記第１の方向における電磁誘導ペンの位置を検出する、
    　請求項８に記載の位置検出システム。
  14. 　前記センサコントローラは、
    　　前記複数の第１のループコイルのそれぞれに接続された分圧回路を含み、
    　　前記分圧回路の出力信号の振幅を検出することにより、対応する前記第１のループコイルに生じる前記第１の交流信号の振幅を検出する、
    　請求項８に記載の位置検出システム。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63307522A (ja) * 1987-06-08 1988-12-15 Wacom Co Ltd 位置検出装置
WO2016121045A1 (ja) * 2015-01-29 2016-08-04 株式会社ワコム 静電ペン

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