JPH0772967A

JPH0772967A - 位置入力装置

Info

Publication number: JPH0772967A
Application number: JP21757293A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Morita; 芳行森田; Shinji Saeki; 真治佐伯; Toshiaki Watanabe; 俊顕渡邉
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ワイヤレス位置入力装置において、回路の簡
素化を計るとともに、位置指示器を無調整化して、製造
工程を簡素化し、同時に長期的な安定動作を可能とす
る。【構成】位置指示器５は共振回路を有する。第１およ
び第２の走査回路２１、２２は第１および第２のセンス
ライン群Ｓ１、Ｓ２を順次選択する。増幅回路３ａの入
出力には、これら第１及び第２の走査回路２１、２２が
接続される。ＡＧＣ回路９は入力信号１０２によって増
幅回路３ａの増幅度を制御する。位置指示器５がセンス
ライン群に近接すると、これらと増幅回路３ａとによっ
て正帰還ループ回路が構成され発振信号１０１が発生す
る。発振信号１０１の振幅は位置指示器５の指示位置情
報を有するので、位置検出手段６ｂはこれを入力し指示
位置を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の電子
機器へ位置情報を入力する位置入力装置に関し、特に電
磁誘導現象を応用したワイヤレス位置入力装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５に従来の位置入力装置の構成図を
示す。この図を基に、従来の位置入力装置の位置を検出
する動作について説明する。励磁ライン９０３とセンス
ライン９０２をそれぞれ複数本直交して敷設し、それぞ
れを第１の走査回路９０８および第２の走査回路９０９
に接続して順次選択するように構成する。第１の走査回
路９０８には励磁回路９１５から励磁信号ｓ９０６が供
給されているので、これにより選択された励磁ラインは
交流磁界を発生する。位置指示器９０６は前記励磁信号
ｓ９０６の周波数に共振する共振回路（図示していな
い）を有するので、これをセンスライン上に置くと、励
磁ライン９０３、位置指示器９０６、センスライン９０
２の三者間の結合によってセンスライン９０２には誘導
信号ｓ９０１が発生する。この誘導信号ｓ９０１を第２
の走査回路９０９によって順次選択し、信号処理回路９
０４に導いて振幅信号ｓ９０５とし、さらにこの信号を
位置検出回路９０５に入力して誘導信号ｓ９０１の分布
状態から位置を算出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
式による従来の位置入力装置では、励磁ラインからあら
かじめ定められた周波数の交流磁界を常に発生させてお
く必要があるため、専用の励磁回路が必要であった。ま
た、位置指示器の共振回路の共振周波数は励磁回路が発
生する交流磁界の周波数近傍に合わせる必要があるた
め、位置指示器にトリマコンデンサを設けるなどして調
整する必要があり、これが製造コストを上げる要因の一
つとなっていた。また長期的に共振周波数を安定に保つ
ことも困難な課題であった。

【０００４】さらに、位置指示器に備えたスイッチ等の
状態設定手段の設定状態を本体側で検出するために、位
置指示器の共振回路の共振周波数を状態設定手段によっ
て僅かに変化させ、それを位置入力装置本体側で基準と
なる励磁信号とセンスラインからの検出信号との位相差
を検出することによって設定状態の検出を実現してい
た。したがって、スイッチを多数搭載したり筆圧検出機
能を設けるなど、状態設定の拡張を必要とする場合に
は、本体側に僅かな位相の変化を精度よく、しかも安定
して検出することのできる検出回路を搭載して検出精度
を確保するとともに、位置指示器の製造時においても、
共振回路の共振周波数を精度よく調整し、調整後におい
ても温度変化、経時変化等、周囲環境変化に対して高い
安定性を得られるように安定度の良い部品を使用するな
どしなければならなかった。

【０００５】このように従来の位置入力装置では、回路
規模、製造コスト、また製品の安定性などの面で解決す
べき課題を有していた。本発明は上記課題を解決するた
めになされたもので、その第１の目的は、励磁信号など
の基準信号によって共振回路を励磁し、その応答を検出
するという従来の方法によらず、励磁回路を排除して回
路の簡素化を計った位置入力装置を提供することであ
る。

【０００６】また第２の目的は位置指示器を無調整とし
て製造コストを削減するとともに、長期的に安定して使
用できる位置入力装置を提供することである。さらに第
３の目的は位置指示器に設けた状態設定手段の設定状態
を容易に検出でき、しかも容易に拡張できる位置入力装
置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では前記課題を解
決するために、増幅度可変の増幅回路と、増幅回路の出
力に接続された第１の結合手段と、増幅回路の入力に接
続された第２の結合手段と、増幅回路の増幅度を制御す
るＡＧＣ回路と、位置検出手段とによって位置検出装置
本体を構成し、位置指示器には共振回路を設け、共振回
路が、第１及び第２の結合手段の双方と電磁結合をし
て、増幅回路と第１及び第２の結合手段とともに正帰還
ループによる発振回路を形成したときに、位置検出手段
は、この発振回路が発生する発振信号の振幅情報から位
置指示器の位置情報を得るように構成して、これを本発
明による位置入力装置の第１の構成とした。

【０００８】また、第１の構成における第１の結合手段
を、ＸＹ直交座標軸の一方の軸に平行に複数のセンスラ
インを敷設した第１のセンスライン群と、これらを順次
選択する回路であって増幅回路の出力に接続される第１
の走査回路とで構成し、同様に第２の結合手段を、他方
の軸に平行に複数のセンスラインを敷設した第２のセン
スライン群と、これらを順次選択する回路であって増幅
回路の入力に接続される第２の走査回路とで構成し、位
置検出手段は、第１及び第２の走査回路を走査して得ら
れた発振信号の振幅情報から位置指示器の位置情報を得
るように構成して、これを本発明による位置入力装置の
第２の構成とした。

【０００９】さらに、第１あるいは第２の構成に、さら
に共振回路の共振周波数を変化させる状態設定手段と、
発振信号の周波数情報から状態設定手段によって設定し
た状態を検出する状態検出手段とを加え、これを本発明
による位置入力装置の第３の構成とした。

【００１０】

【作用】第１の構成による位置入力装置によれば、第１
及び第２の結合手段と共振回路との間に距離がある場
合、すなわち互いに磁気結合がない状態においては、増
幅回路の入出力間で帰還は発生せず発振は発生しない。
しかし第１及び第２の結合手段と共振回路との距離を小
さくし、互いに磁気結合が生じると、増幅器の出力、第
１の結合手段、共振回路、第２の結合手段、増幅器の入
力を一連の経路とした正帰還ループが構成され、共振回
路の共振周波数による発振が発生する。この正帰還ルー
プに現れる発振振幅は、第１及び第２の結合手段と共振
回路との距離で決まる帰還量に応じて変化する。距離が
近いほど帰還量は増加するので増幅回路及びＡＧＣ回路
への入力信号は大きくなり、このためＡＧＣ回路は増幅
回路の増幅度を下げるように制御するため発振振幅は小
さくなる。また、距離が遠いほど帰還量は減少するので
入力信号は小さくなり、ＡＧＣ回路は増幅回路の増幅度
を上げるように制御するため発振振幅は大きくなる。従
って位置検出手段はこの発振振幅から共振回路を備えた
位置指示器の位置情報を得ることができる。

【００１１】また第２の構成による位置入力装置によれ
ば、共振回路は、第１の走査回路によって順次選択され
るセンスラインと、第２の走査回路によって順次選択さ
れるセンスラインとの双方と結合することによって正帰
還ループをなし、発振が発生する。たとえば第１の走査
回路によって選択されたセンスライン及び第２の走査回
路によって選択されたセンスラインが共振回路の真下に
位置した場合に最大の発振振幅が得られ、選択されるセ
ンスラインが共振回路から遠くなるに従って発振振幅は
小さくなる。位置検出手段は、第１及び第２の走査回路
を走査して得られた発振信号の振幅情報から位置指示器
の位置情報を得ることができる。

【００１２】また第３の構成による位置入力装置によれ
ば、状態設定手段によって共振回路の共振周波数を変化
させると、これに伴って発振周波数も同様に変化する。
従って状態検出手段はこの周波数情報を検出し、状態設
定手段によって設定した状態を検出することができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の基本原理を図１に基づき説明す
る。図１は本発明の基本原理図である。図において、３
は増幅回路、１は増幅回路３の出力に接続される第１の
結合手段、２は増幅回路３の入力に接続される第２の結
合手段、４は第１及び第２の結合手段の双方と電磁結合
する共振回路、５は共振回路４を有する位置指示器、６
は位置指示器５の位置情報を検出する位置検出手段であ
る。また、１０１は増幅回路３から出力される発振信
号、１０２は増幅回路３への入力信号である。

【００１４】図１において、位置指示器５が第１の結合
手段１及び第２の結合手段２から離れた位置にあって、
共振回路４と第１の結合手段１及び第２の結合手段２と
の間に電磁結合がないときは帰還は発生せず発振は起こ
らない。しかし、位置指示器５が第１の結合手段１及び
第２の結合手段２の近傍にあって、共振回路４と第１の
結合手段１及び第２の結合手段２との間に電磁結合が発
生すると、増幅回路３の出力、第１の結合手段１、共振
回路４、第２の結合手段２、増幅回路３の入力を一連の
経路とした正帰還ループが構成され、共振回路４の共振
周波数において発振が起こる。発振は増幅回路３が発生
する雑音、自然雑音等により励起され、この種の発振作
用において周知の現象である。

【００１５】ここで共振回路４と第１の結合手段１及び
第２の結合手段２とがさらに近づくと、発振周波数は変
化しないが、その距離に応じて帰還量が変化し、距離が
近いほど帰還量は増加し大きな発振振幅が得られ、距離
が遠いほど帰還量は減少し発振振幅は小さくなる。この
ようにして増幅回路３の出力には位置指示器５の位置に
応じた振幅の発振信号１０１が得られ、位置検出手段６
はこの発振信号１０１の振幅から位置情報を得ることが
できる。

【００１６】なお、第１と第２の結合手段は、共振回路
との結合が無いときには直接帰還がかからないようにし
たものであればどのような形態であっても良い。次に本
発明の第１の実施例を図２ないし図５に基づき説明す
る。図２は、本実施例の構成図である。１ａは第１のセ
ンスライン、２ａは第２のセンスラインであり、それぞ
れ図１の原理図における第１の結合手段１、第２の結合
手段２に対応している。これらのセンスラインは矩形形
状のコイルであり、互いに直交して敷設されている。３
ａは増幅度可変の増幅回路であり、制御信号１０５によ
って増幅度が変化するようになっている。このような回
路は、たとえばＴＩ社製ＴＬ０２６のようなＶＣＡ（電
圧制御アンプ）によって実現できる。増幅回路３ａの入
力は第２のセンスライン２ａに、また出力は第１のセン
スライン１ａに接続されている。９は増幅回路３ａの増
幅度を制御するＡＧＣ回路である。このＡＧＣ回路９の
入力は第２のセンスライン２ａに接続され、入力信号１
０２を基に制御信号１０５を発生するようになってい
る。６ａは位置検出手段であり、発振信号１０１を基に
位置を検出する。以上の各部によって位置検出装置の本
体が構成されている。

【００１７】一方、位置指示器５は内部に共振回路４を
有しており、入力位置を指示するために用いられる。図
３は、位置検出手段６ａの詳細な構成図である。６１は
整流回路、６２は平滑回路、６３はＡ／Ｄ変換回路、６
４ａは一般的なＣＰＵ回路で構成される制御回路であ
る。発振信号１０１は整流回路６１と平滑回路６２とに
よって包絡線信号１５１に変換される。Ａ／Ｄ変換回路
６３はこの信号の大きさをデジタル値に変換する。制御
回路６４ａはこの値を入力し位置を算出する。

【００１８】図４はＡＧＣ回路の詳細な構成図であり、
９１は整流回路、９２は積分回路である。入力信号１０
２を入力し、この信号の振幅に応じた制御信号１０５を
増幅回路３に出力するようになっている。次に本実施例
の動作について説明する。

【００１９】すでに説明したように、第１のセンスライ
ン１ａ及び第２のセンスライン２ａは、互いに平面上で
直交した状態に敷設されているため、位置指示器５が無
ければ帰還は発生せず発振は起こらない。この状態では
ＡＧＣ回路９は増幅回路３ａの増幅度が最も大きくなる
ように制御信号１０５を発生する。

【００２０】ここで、第１のセンスライン１ａと第２の
センスライン２ａとの交差点の近傍に位置指示器５を近
づけると、共振回路４はこれらのセンスライン双方と結
合し、正帰還によって発振が起こり、発振信号１０１が
発生する。発振信号１０１が発生すると、ＡＧＣ回路９
は増幅回路３ａの増幅度を制御し発振信号１０１の振幅
を制御する。具体的には入力信号１０２の振幅が小さい
ときは増幅回路３ａの増幅度を上げ、逆に振幅が大きい
ときは増幅度を下げる。こうして、入力信号１０２の振
幅が一定となるように制御信号１０５を増幅回路３ａに
出力する。ＡＧＣ回路９による制御を行うことによっ
て、発振は安定し、入力信号１０２の振幅は共振回路４
の位置が変化しても一定となる。一方、発振信号１０１
の振幅または制御信号１０５は、位置指示器５と第１及
び第２のセンスラインとの距離に応じて大小するので、
これらの振幅情報から位置情報を得ることができる。

【００２１】このようにして発生する発振信号１０１
は、位置検出手段６ａの整流回路６１で整流され、平滑
回路６２で平滑され、Ａ／Ｄ変換回路６３でデジタル化
され、制御回路６４ａで処理される。ここで、図２にお
いて各センスラインから位置指示器５までの高さを一定
とし、位置指示器５をたとえば位置Ａから位置Ｃまで動
かしたときの発振信号の変化の一例を、図３に示す発振
信号１５１すなわちＡ／Ｄ変換前の発振信号の振幅によ
って説明する。図５はその説明図である。図のように、
振幅は位置Ａからセンスラインの交差点の中心である位
置Ｂにかけて減少し、位置Ｂで最小となって、位置Ｂか
ら位置Ｃにかけて増加するという対称な変化が得られ
る。したがって制御回路６４ａは、振幅と距離とを対応
させるテーブルをあらかじめ用意しておけば、発振信号
の振幅をこのテーブルと対応させることによって、位置
Ｂから位置指示器５までの距離を求めることができる。

【００２２】本実施例は、以上説明した他に種々変化さ
せた構成で実現することができる。増幅回路３ａはすで
に述べたものの他に周知のオペレーショナルアンプなど
で実現でき、センスラインの巻き方向と接続極性とによ
って正帰還ループを構成可能なものであれば反転型、非
反転型どちらでも良い。また共振回路が無いときに互い
に結合が無く、共振回路が近傍にある時にそれぞれが共
振回路と結合するという条件を満たす結合手段として
は、図６に示したように一方のセンスライン２ｂを途中
で反転させた構成、また図７に示すように双方のセンス
ライン１ｃ、２ｃを立体的に交差させた構成なども考え
られる。

【００２３】次に本発明の第２の実施例として、第１及
び第２の結合手段を複数のセンスライン及び走査回路か
ら構成したものについて図８ないし図１２に基づき説明
する。図８は本実施例の構成図である。図において、Ｓ
１はセンスラインｙ１〜ｙｎを有する第１のセンスライ
ン群、２１はこれら第１のセンスライン群Ｓ１を順次選
択する第１の走査回路であり、両者によって第１の結合
手段を構成する。またＳ２はセンスラインｘ１〜ｘｍを
有する第２のセンスライン群、２２は第２のセンスライ
ン群Ｓ２を順次選択する第２の走査回路であり、両者に
よって第２の結合手段を構成する。６ｂは位置検出手段
であり、発振信号１０１を入力してこれから位置を算出
するとともに、第１の走査回路２１に選択信号１０３
を、また第２の走査回路２２に選択信号１０４を出力す
るようになっている。その他の回路は第１の実施例と同
様である。

【００２４】図９は第１の走査回路２１と第１のセンス
ライン群Ｓ１の詳細な構成図である。２１は第１の走査
回路であり、デコーダ２０１とこれに接続された複数の
アナログスイッチ２１１〜２１ｎによって構成されてい
る。選択信号１０３によってアナログスイッチの一回路
を閉じ、増幅回路３ａの出力を選択されたセンスライン
の一本に接続するようになっている。第２の走査回路２
２と第２のセンスラインＳ２の構成も同様であり、選択
されたセンスラインを増幅回路３ａの入力に接続する点
が異なっている。

【００２５】図１０は位置検出手段６ｂの詳細な構成図
である。６１ないし６３は第１の実施例による位置検出
手段と同様である。６４ｂは一般的なＣＰＵ回路で構成
される制御回路であり、選択信号１０３及び１０４を第
１及び第２の走査回路に出力する機能を持つ。

【００２６】次に本実施例の動作について説明する。第
１の走査回路２１は位置検出手段６ｂより出力される選
択信号１０３により、まず第１のセンスライン群Ｓ１の
センスラインｙ１を選択する。すなわち、図９において
デコーダ２０１は選択信号１０３によりアナログスイッ
チ２１１をオンし、増幅回路３ａの出力を第１のセンス
ラインｙ１へ接続する。一方、第２の走査回路２２は、
この間に位置検出手段６ｂより出力される選択信号１０
４により第２のセンスライン群Ｓ２をｘ１，ｘ２・・・
ｘｍと順次選択していく。

【００２７】第２のセンスライン群の走査が一通り終了
したならば、次に第１の走査回路２１は第１のセンスラ
イン群Ｓ１のセンスラインｙ２を選択し、第２の走査回
路２２は前回同様に第２のセンスライン群Ｓ２をｘ１，
ｘ２・・・ｘｍと順次選択していく。

【００２８】以下同様にこの走査を繰り返し、最後に第
１の走査回路２１は第１のセンスライン群Ｓ１のセンス
ラインｙｎを選択し、第２の走査回路２２はこの間に第
２のセンスライン群Ｓ２をｘ１，ｘ２・・・ｘｍと順次
選択していく。位置検出手段６ｂは、このように走査す
ることによって得られた発振信号１０１を、図１０に示
す整流回路６１及び平滑回路６２にて波形整形し、その
大きさ（振幅）をＡ／Ｄ変換回路６３で順次デジタル化
し、さらに制御回路６４ｂにより順次処理する。

【００２９】ここで、上記発振信号１０１の大きさにつ
いての詳細を図１１を基に説明する。図１１は、位置指
示器５が図８のＡ部に位置しているときの波形図で、第
１の走査回路２１および第２の走査回路２２へ入力され
る選択信号１０３、１０４と位置検出手段６ｂにおいて
Ａ／Ｄ変換される前の発振信号（図１０の信号１５１）
を示す。

【００３０】ａは、Ａ部の真下すなわち第１のセンスラ
インｙ４と第２のセンスラインｘ４が選択されたときの
発振信号であり、走査の中で発生した信号のうち最も小
さな信号となる。これは次の理由による。第１のセンス
ラインｙ４と第２のセンスラインｘ４は、ともに位置指
示器５と最も距離の近いセンスラインである。したがっ
て、共振回路との結合度は走査中最も大きく、最も大き
な帰還量が得られる。このため増幅回路３ａへの入力信
号１０２は大きくなろうとするため、ＡＧＣ回路９は増
幅回路３ａの増幅度を小さくなるように制御する。こう
して発振信号１０１の振幅は最も小さくなるように制御
される。

【００３１】ｂおよびｃは、Ａ部の左右すなわち第１の
センスラインｙ４と第２のセンスラインｘ３が選択され
たとき、および第１のセンスラインｙ４と第２のセンス
ラインｘ５が選択されたときの発振信号である。この場
合、位置指示器５の共振回路と第１のセンスラインｙ４
の結合度は同じであるが、第２のセンスラインの距離が
離れている分、発振信号ｂおよび発振信号ｃの大きさは
発振信号ａより大きくなる。

【００３２】またｄおよびｅは、Ａ部の上下すなわち第
１のセンスラインｙ３と第２のセンスラインｘ４が選択
されたとき、および第１のセンスラインｙ５と第２のセ
ンスラインｘ４が選択されたときの発振信号である。こ
の場合、位置指示器５の共振回路と第２のセンスライン
ｘ４の結合度は同じであるが、第１のセンスラインの距
離が離れている分、発振信号ｄおよび発振信号ｅの大き
さは発振信号ａより大きくなる。

【００３３】以上、発振信号ａ〜ｅについて説明した
が、他の信号についても第１のセンスライン群Ｓ１およ
び第２のセンスライン群Ｓ２の中から選択されるセンス
ラインの位置と位置指示器５の位置関係によりその大き
さは決まる。ここで上記５つの発振信号ａ〜ｅに着目
し、座標算出の方法について説明する。

【００３４】まず、一定レベルの基準電圧値から、上記
発振信号の大きさを減算した信号を求める。図１１にお
いてＶｒｅｆはあらかじめ定められた基準電圧値であ
り、発生する発振電圧よりも大きな値を設定しておく。
差信号１５２は基準電圧値Ｖｒｅｆから発振信号１５１
を減算したものである。上記発振信号ａ〜ｅは、それぞ
れ差信号ａ’〜ｅ’に変換される。

【００３５】次にこれらの差信号ａ’、ｂ’、ｃ’に着
目してＸ座標を算出する方法について図１２を基に説明
する。図１２（１）は、図８に示すＡ部周辺を拡大した
ものである。今、位置指示器５がセンスラインｙ４の中
心上をセンスラインｘ４の中心Ｌ０からセンスラインｘ
４とセンスラインｘ５の中間Ｌ１へ移動する場合を考え
る。図１２（２）および（３）は、位置指示器５がＬ０
およびＬ１に位置しているときの差信号ａ’、ｂ’、
ｃ’について示したものである。

【００３６】まず、図１２（２）に示した位置指示器５
がＬ０に位置する場合について説明する。前述したよう
に差信号ａ’は、センスラインｙ４を選択している間に
センスラインｘ４を、差信号ｂ’はセンスラインｘ３
を、差信号ｃ’はセンスラインｘ５を選択したときの信
号である。このとき、差信号ａ’が最も大きな値にな
り、差信号ｂ’とｃ’は、位置指示器５とセンスライン
ｘ３の距離および位置指示器５とセンスラインｘ５の距
離が同じため等しくなる。

【００３７】次に、図１２（３）に示した位置指示器５
がＬ１に位置する場合について説明する。このとき差信
号ａ’とｃ’は、位置指示器５とセンスラインｘ４の距
離および位置指示器５とセンスラインｘ５の距離が同じ
ため等しくなる。ここで、本出願人が提案した方式（特
開昭５５−９６４１１号）を適用し座標を算出すること
ができる。すなわち上記差信号を基に次式で定義される
計算を行う。

【００３８】Ｑ＝（Ｖ_p −Ｖ_p+1 ）／（Ｖ_p −Ｖ_p-1 ）式−１ただし、Ｖ_p+1 ＞Ｖ_p-1 上式において、差信号ａ’をＶpに、差信号ｂ’をＶp-1
に、差信号ｃ’をＶp+1に代入する。位置指示器５をＬ
０からＬ１へ移動させたとき、式−１で求められるＱの
変化は図１２（４）のようになる。位置指示器５がＬ０
の位置にあるときＱ＝１となり、位置指示器５がＬ１の
位置にあるときＱ＝０となる事は上述した説明より明ら
かである。また、位置指示器５がＬ０とＬ１の間に位置
するときＱは、この位置と１対１に対応した０＜Ｑ＜１
の範囲の値をとる。したがって、このＱの特性をあらか
じめ実験的に求めておくことにより、差信号ａ’、
ｂ’、ｃ’からＱを算出し、このＱからセンスライン上
のＬ０−Ｌ１間における位置指示器５の詳細な位置を求
めることができる。さらに、このＱと発振信号ａを検出
したセンスラインの位置によりＸ座標を求めることがで
きる。なお、この座標算出方式の詳細については、特開
昭５５−９６４１１号に述べられているのでここでは省
略する。

【００３９】Ｙ座標についても上述したＸ座標と同様に
求めることができる。図１２（１）において、位置指示
器５がセンスラインｘ４の中心上をセンスラインｙ４の
中心Ｌ０からセンスラインｙ４とセンスラインｙ５の中
間Ｌ２へ移動する場合を考える。図１２（５）および
（６）は、位置指示器５がＬ０およびＬ２に位置してい
るときの差信号ａ’、ｄ’、ｅ’について示したもので
ある。

【００４０】まず、位置指示器５がＬ０に位置する場合
については、前記Ｘ座標の算出方法で説明した通りであ
る。位置指示器５がＬ２に位置する場合、このときの差
信号ｄ’とｅ’は、位置指示器５とセンスラインｙ４の
距離および位置指示器５とセンスラインｙ５の距離が同
じため等しくなる。

【００４１】したがって、前述したＸ座標の場合と同様
に位置指示器５をＬ０からＬ２へ移動させたときのＱの
特性は、図１２（７）に示したようになる。Ｘ座標の場
合と同様に、このＱの特性を用いてＹ座標を求めること
ができる。なお、以上の処理は、一般的なＣＰＵ回路で
構成される制御回路６４ｂ（図１０記載）において行わ
れる。

【００４２】さて、第２の実施例では位置検出手段６ｂ
は発振信号１０１を基に位置を算出していた。しかしす
でに説明したように、制御信号１０５も位置情報を有す
る信号であった。したがって制御信号１０５を位置検出
手段６ｂに導き、この信号を基に位置を算出するように
構成することもできる。

【００４３】次に本発明の第３の実施例として、状態設
定手段と状態検出手段とを設けた実施例について図１３
及び図１４に基づき説明する。図１３は本実施例の構成
図である。図において、座標指示器５ａの共振回路４に
は状態設定手段７が接続されている。状態設定手段７は
本実施例ではスイッチＳＷ１、ＳＷ２にコンデンサがそ
れぞれ直列接続された回路であり、スイッチを閉じるこ
とによって共振周波数が変化するように構成されてい
る。

【００４４】８は新規に設けられた状態検出手段であ
り、増幅回路３ａの出力に接続されている。図１４に状
態検出手段８の詳細な構成図を示す。図において、８１
は波形整形回路、８２は周波数カウンタ回路、６４ｃは
一般的なＣＰＵ回路で構成される周波数識別回路であ
る。発振信号１０１は波形整形回路８１で矩形波に整形
され周波数カウンタ回路８２によってカウントされる。
周波数識別回路６４ｃは、このカウント値を入力し状態
設定手段７の設定状態を識別する。なお、この周波数識
別回路６４ｃは位置検出手段６を構成するＣＰＵ回路と
共通化させることができる。その他の回路は基本原理の
構成または第１の実施例と同様である。

【００４５】次に本実施例の動作について説明する。図
１３において、たとえば、第１のスイッチＳＷ１及び第
２のスイッチＳＷ２をＯＦＦとしたときの共振回路４の
共振周波数を３００ｋＨｚ、第１のスイッチＳＷ１をＯ
Ｎとしたときの共振周波数を２８０ｋＨｚ、第２のスイ
ッチＳＷ２をＯＮとしたときの共振周波数を２６０ｋＨ
ｚに設定しておく。位置指示器５ａが第１及び第２の結
合手段に近接すると、前述した基本原理によって増幅回
路３ａの出力には、第１のスイッチＳＷ１及び第２のス
イッチＳＷ２をＯＦＦとしたときに３００ｋＨｚ、第１
のスイッチＳＷ１をＯＮとしたときに２８０ｋＨｚ、第
２のスイッチＳＷ２をＯＮとしたときに２６０ｋＨｚの
発振信号１０１が得られる。この発振信号１０１は状態
検出手段８へ出力される。

【００４６】状態検出手段８に出力された発振信号１０
１は状態検出手段８内の波形整形回路８１によって波形
整形され、周波数カウンタ回路８２によってカウントさ
れる。周波数識別回路６４ｃは、得られたカウント値に
よってどの周波数に該当するかを識別し、第１のスイッ
チＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２の設定状態を検出す
る。このとき周波数の識別において、２７０ｋＨｚから
２９０ｋＨｚの範囲であれば第１のスイッチＳＷ１がＯ
Ｎであるというように、それぞれ範囲を設けて識別を行
えば、温度変化や部品定数のばらつきによる共振周波数
の変動を吸収することができる。

【００４７】本実施例では位置指示器５にスイッチを２
個搭載した例を示したが、発振周波数すなわち共振周波
数は、増幅回路３ａの位相特性、増幅度が保証される範
囲内たとえば１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚであれば任意に設
定することができ、これによってさらに多数のスイッチ
を位置指示器５に搭載し、識別することも可能である。
たとえば３００ｋＨｚから５００ｋＨｚまでの周波数範
囲を１０分割し、２０ｋＨｚごとに１０個のスイッチを
割り当てることも可能であり、これらの周波数割当は温
度変化や部品定数のばらつきなどによる共振周波数の変
動範囲を考慮して設定することができる。

【００４８】また位置指示器を複数とし、それぞれの位
置指示器に特定の周波数範囲を割り当てることによって
状態設定の識別と同時に位置指示器の個体識別を実現す
ることも可能である。本実施例では共振回路の周波数を
変化させる状態設定手段として共振回路に並列にコンデ
ンサを接続し、スイッチを押したときに共振周波数が低
くなるように構成したが、たとえば状態設定手段とし
て、筆圧センサ等によって周波数を連続的に変化させ、
状態検出手段で筆圧を検出するなど、共振回路の共振周
波数を変化させる手段は他にも数多く存在する。また、
状態検出手段の構成も周波数の変化を検出し得るもので
あればどのようなものであってもよく、本実施例に限定
されるものではない。また、状態検出手段は発振回路と
しての閉ループに接続すればいいので、たとえば増幅回
路３ａの入力に接続してもよい。さらに、第１及び第２
の結合手段は前述した第１及び第２の実施例およびその
派生の構成例で説明したようなものであればいずれでも
よい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、増
幅回路の正帰還ループの中に位置指示器の共振回路を挿
入するという簡単な構成によって、位置指示器の位置に
関連した発振信号を得、これより位置を算出するように
位置入力装置を構成した。したがって励磁回路が不要と
なり回路の簡素化を計ることができた。

【００５０】また、共振周波数の設定が任意に行えるこ
とから、位置指示器は無調整とすることができ、製造工
程の簡素化を計ることができた。さらに共振周波数が変
動しても位置算出には影響がないので、長期的に安定し
た位置入力装置を実現することができた。

【００５１】さらに、共振周波数の設定が任意に行える
ことから、多スイッチ化や筆圧検出などの状態設定手段
の拡張性が容易な位置入力装置を実現することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置入力装置の基本原理図である。

【図２】本発明による位置入力装置の第１の実施例の構
成図である。

【図３】本発明による位置入力装置の第１の実施例にお
ける位置検出手段の構成図である。

【図４】本発明による位置入力装置の第１の実施例にお
けるＡＧＣ回路の構成図である。

【図５】本発明による位置入力装置の第１の実施例にお
ける発振信号の振幅変化の一例を示す説明図である。

【図６】本発明による位置入力装置の第１の実施例にお
ける第１のセンスラインと第２のセンスラインの他の構
成例を示す説明図である。

【図７】本発明による位置入力装置の第１の実施例にお
ける第１のセンスラインと第２のセンスラインの他の構
成例を示す説明図である。

【図８】本発明による位置入力装置の第２の実施例の構
成図である。

【図９】本発明による位置入力装置の第２の実施例にお
ける第１の走査回路の構成図であるによる。

【図１０】本発明による位置入力装置の第２の実施例に
おける位置検出手段の構成図である。

【図１１】本発明による位置入力装置の第２の実施例に
おける発振信号の分布図である。

【図１２】本発明による位置入力装置の第２の実施例に
おける座標算出のための説明図である。

【図１３】本発明による位置入力装置の第３の実施例の
構成図である。

【図１４】本発明による位置入力装置の第３の実施例に
おける状態検出手段の構成図である。

【図１５】従来の位置入力装置の構成図である。

【符号の説明】

１第１の結合手段１ａ、１ｂ、１ｃ第１のセンスライン２第２の結合手段２ａ、２ｂ、２ｃ第２のセンスライン３、３ａ増幅回路４共振回路５、５ａ位置指示器６、６ａ、６ｂ位置検出手段７状態設定手段８状態検出手段９ＡＧＣ回路２１第１の走査回路２２第２の走査回路６１整流回路６２平滑回路６３Ａ／Ｄ変換回路６４ａ、６４ｂ制御回路６４ｃ周波数識別回路８１波形整形回路８２周波数カウンタ回路９１整流回路９２積分回路１０１発振信号１０２入力信号１０３、１０４選択信号１０５制御信号２０１デコーダ２１１、２１２〜２１ｎアナログスイッチＳ１第１のセンスライン群ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４〜ｙｎ−１、ｙｎ第１のセン
スラインＳ２第２のセンスライン群ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４〜ｘｍ−１、ｘｍ第２のセン
スライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御信号によって増幅度が制御される増
幅回路と、該増幅回路の出力に接続された第１の結合手
段と、前記増幅回路の入力に接続された第２の結合手段
と、前記増幅回路の入力に接続され、入力信号を基に、
前記増幅回路の増幅度を制御する制御信号を出力するＡ
ＧＣ回路と、位置検出手段と、共振回路を有する位置指
示器とによって構成され、前記共振回路が、前記第１及
び第２の結合手段の双方と電磁結合することによって、
前記増幅回路と前記第１及び第２の結合手段とともに正
帰還ループによる発振回路を形成したときに、前記位置
検出手段は、前記発振回路が発生する発振信号の振幅情
報から前記位置指示器の位置情報を得るように構成した
ことを特徴とする位置入力装置。
【請求項２】前記第１の結合手段は、ＸＹ直交座標軸
の一方の軸に平行に敷設した複数のセンスラインからな
る第１のセンスライン群と、該第１のセンスライン群を
順次選択する回路であって前記増幅回路の出力に接続さ
れる第１の走査回路とからなり、前記第２の結合手段
は、他方の軸に平行に敷設した複数のセンスラインから
なる第２のセンスライン群と、該第２のセンスライン群
を順次選択する回路であって前記増幅回路の入力に接続
される第２の走査回路とからなり、前記位置検出手段
は、前記第１及び第２の走査回路を走査して得られた発
振信号の振幅情報から位置指示器の位置情報を得るよう
に構成したことを特徴とする請求項１記載の位置入力装
置。
【請求項３】前記共振回路の共振周波数を変化させる
状態設定手段と、前記発振信号の周波数情報から前記状
態設定手段によって設定した状態を検出する状態検出手
段とを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２
記載の位置入力装置。