JPS63108426A

JPS63108426A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPS63108426A
Application number: JP61255269A
Authority: JP
Inventors: Tsugunari Yamanami; 山並　嗣也; Takahiko Funahashi; 舟橋　孝彦; Toshiaki Senda; 仙田　聡明
Original assignee: Wacom Co Ltd
Current assignee: Wacom Co Ltd
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1988-05-13
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: JPH07111671B2

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、複数のコードレスの位置指示器を同時に使用
可能な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、且つかなり近接さけ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比お
よ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
なければならなかった。また、前述したいずれの装置で
も２つ又はそれ以上の位置指示器を同時に用いて、その
指定位置を検出することができないという問題点があっ
た。

本発明はこのような従来の問題点を改善したものであり
、位置指示器がどこにも接続されず操作性が良く、且つ
複数の位置指示器を同時に用いることができ、しかも高
精度な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）本発明では前記問題点を解決するため、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周波
数の異なる複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、前記複数の交流信号の各周波数
のうちの一の周波数を同調周波数とする同調回路をそれ
ぞれ有する複数の位置指示器と、前記選択された一のル
ープコイルに発生する電圧中、前記複数の交流信号の各
周波数とほぼ同一周波数の誘導電圧を、前記周波数毎に
検出する受信回路と、前記選択された一のループコイル
を前記送信回路および受信回路に交互に接続する接続切
替回路と、各ループコイルに発生する前記各誘導電圧よ
り、複数の位置指示器の指定位置をそれぞれ算出する処
理装置とから第１発明を構成し、複数のループコイルを
Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ並設してなるＸ方向およ
びＹ方向の位置検出部と、前記Ｘ方向およびＹ方向の複
数のループコイルより、Ｘ方向およびＹ方向の一のルー
プコイルを順次選択するＸ方向およびＹ方向の選択回路
と、前記選択されたＸ方向およびＹ方向の一のループコ
イルを周波数の異なる複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、前記複数の交流信号
の各周波数のうちの一の周波数を同調周波数とする同調
回路をそれぞれ有する複数の位置指示器と、前記選択さ
れたＸ方向およびＹ方向の一のループコイルに発生する
電圧中、前記複数の交流信号の各周波数とほぼ同一周波
数の誘導電圧を、前記周波数毎に検出する受信回路と、
前記選択されたＸ方向およびＹ方向の一のループコイル
を前記送信回路および受信回路に交互に接続するＸ方向
およびＹ方向の接続切替回路と、Ｘ方向およびＹ方向の
各ループコイルに発生する前記各誘導電圧より、複数の
位置指示器のＸ方向およびＹ方向の指定位置をそれぞれ
算出する処理装置とから第２発明を構成した。

（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、これに接続切替
回路により送信回路が接続され、周波数の異なる複数の
交流信号が流されると、該ループコイルより複数の電波
が発生する。該複数の電波は位置検出部上で位置指定を
行なう複数の位置指示器内のコイルをそれぞれ励撮し、
各同調回路に前記複数の交流信号の各周波数にそれぞれ
同期した誘導電圧を発生する。その後、接続切替回路に
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複数の交流信号が切断されると、前
記複数の電波は消滅する。一方、各位置指示器の同調回
路には前記発生した電圧に基づいて前記一のループコイ
ルに加えられた複数の交流信号の各周波数と同一周波数
の電流が流れ、この電流は各同調回路内のコイルより電
波をそれぞれ発生させる。各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複数の交流信号の各周波数と同一周
波数の誘導電圧が合成されて発生する。前記複数の電波
の送受信は、ループコイルを切替えて順次繰返されるが
、該ループコイルと各位置指示器のコイルとの共振によ
って行なわれるため、ループコイルと各位置指示器のコ
イルとの距離が小さい程、前記誘導電圧の電圧値は大き
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値と
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Ｓ電圧が、各位置指示器毎に各ループコイルに発生す
る。前記各誘導電圧の電圧値は受信回路により前記周波
数毎に検出され、さらに処理装置により演埠処理され、
電圧値が極大値となる位置、即ち各位置指示器の指定位
置の座標値がそれぞれ求められる。

なお、各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、各ループコイルと各位置指示器との距
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およびＹ方向において、ル
ープコイルと各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、これより各位置指示器毎のＸお
よび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は接続
切替回路、４．５は位置指示器、６は送信回路、７は受
信回路、８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複数、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、前記複
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、前記複数のループコイル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、および端子群２２に対応する選択接点
２４は互いに連動し、処理装置８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
ことによって実現できる。

接続切替回路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６および受信回路７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
および２４は、選択接点３１および３２にそれぞれ接続
されている。また、送信回路６の２つの出力端子は端子
３３．３５に接続され、また、受信回路７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、および端子３５゜３６
に対応する選択接点３２は互いに連動し、後）ホする送
受切替信号に基づいて動作し、送信および受信を切替え
る如くなっている。

なお、該接続切替回路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（以下、入力ペンと称す。）４および位置指
示器（以下、カーソルと称す。）５は、コイルとコンデ
ンサを含む同調回路４１および５１をそれぞれ内蔵して
いる。

第２図は入力ペン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を情
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４１
３および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４図にも示
すように互いに並列に接続され、周知の並列共振回路を
構成する如くなっており、該コイル４１２およびコンデ
ンサ４１３の数値は後述する第１の交流信号の周波数ｆ
１において、電圧と電流の位槍が同相で共振（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を介してコイル４１２およびコンデンサ４１
３の両端に接続されており、スイッチ４１１がオンした
時、前述した並列共振回路における電流の位相を所定角
度、例えば９０°遅らＶる作用を行なう。なお、スイッ
チ４１１は、芯体４３の先端を位置検出８１１１の入力
可（図示せず）に押付けることによって、該芯体４３を
ペン軸４２内に押込むと、その後端によりコイルバネ４
５を介して押圧され、オンする如くなっている。

・第３図はカーソル５の詳細な構造を示ザもので、合成
樹脂等の非金属素材からなる筐体５２の一端には底面に
「＋」の指標が設けられたプラスチック等の透明な円柱
体５３が取付けられ、また、略中央付近の側面にはスイ
ッチ５１１が設けられている。また、前記円柱体５３の
周囲にはこれを取巻くようにコイル５１２が設けられ、
さらにコンデンサ５１３および５１４が内蔵されている
。なお、図面上、コイル５１２が２ターンのコイルで示
されているが、実際には数百クーラのコイルからなって
いる。前記スイッチ５１１．コイル５１２．コンデンサ
５１３１５よび５１４から同調回路５１が溝底される。

前記コイル５１２とコンデンサ５１３は、第４１１７１
にも示すように互いに並列に接続され、周知の並列共振
回路を構成する如くなっており、該コイル５１２および
コンデンサ５１３の数値は後述する第２の交流信号の周
波数ｆ２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５１４
はスイッチ５１１を介してコイル５１２およびコンデン
サ５１３の両端に接続されており、スイッチ５１１がオ
ンした時、前述した並列共振回路における電流の位相を
所定角度。

例えば９０’遅らせる作用を行なう。

第４図は同調回路４１．５Ｌ送信回路６および受信回路
７の詳細とともに装置全体の構成を示すものである。同
図において、６０１　、６０２は波形整形回路、６０３
　、６０４は移相器、６０５は駆動回路であり、これら
は送信回路６を構成する。また、７０１は増幅器、７０
２　、７０３は帯域フィルタ（ＢＰＦ　）　、７０４　
、７０５　、７０６　、７０７は位相検波器（ＰＳＤ）
　、　７０８　、７０９　、７１０　、７１１は低域フ
ィルタ（ＬＰＦ）　、７１２　、７１３　、７１４　、
７１５はアナログ・ディジタル変換器（ＡＤコンバータ
）であり、これらは受信回路７を構成する。

処理装置８は周知のマイクロプロセッサ等より構成され
、第１．第２の交流信号および送受切替信号を発生する
とともに、受信回路７の出力に基づいて各ループコイル
の切替を制御し、指定位置の座標値を算出する。

次に動作について説明するが、まず、位置検出部１と入
力ベン４．カーソル５との間で電波が送受信されるよう
す並びにこの除骨られる信号について、第５図に従って
説明する。

処理装置８は、図示しない発振器からのクロックに基づ
いて周波数ｆ１、例えば５００ｋｌ−ＩＺの第１の交流
信号、例えば矩形波信号へを発生し、また、周波数ｆ２
．例えば６２５　ｋ　Ｈｚの第２の交流信号、例えば矩
形波信号Ｂを発生し、さらに、周波数１５．６２５ｋ　
Ｈｚの送受切替信号Ｃを発生する。

前記矩形波信号Ａ、Ｂは波形整形回路６０１゜６０２に
それぞれ送出され波形整形され、ざらに移相器６０３　
、６０４にそれぞれ送出される。移相器６０３は前記矩
形波信号△の位相をそのまま（Ｏｏ）とした信号、およ
び９０°遅らせた信号Ａ−（図示せず）を作成し、これ
らを位相検波器７０４および７０５にそれぞれ送出し、
また、移相器６０４は前記矩形波信号Ｂの位相をそのま
ま（０°）とした信号、および９０’遅らゼた信号Ｂ１
図示せず）を作成し、これらを位相検波器７０６および
７０１にそれぞれ送出する。

また一方、矩形波信号ＡおよびＢは駆動回路６０５によ
って平衡信号に変換され接続切替回路３に送出されるが
、該接続切替回路３は前記信号Ｃにより切替制御されて
いるため、接続切替回路３より選択回路２に出力される
信号は、３２μｓｅｃ毎に５００ｋＨ２のパルス信号を
出したり出さなかったりする信号Ｄ、および３２μｓｅ
ｃ毎に６２５ｋＨｚのパルス信号を出したり出さなかっ
たりする信号Ｅとなる。

該信号りおよびＥ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、例えば１１−１に送出されるが、こ
の時、該ループコイル１１−１は前記信号りおよびＥに
基づく゛４彼を発生する。

この際、位置検出部１のループコイル１１−１付近にて
入力ベン４が略直立状態に保持されていると、前記信号
りによる電波は入力ベン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Ｆを発
生する。また、一方、前記信号Ｅに基づいてループコイ
ル１１−１より発生する電波は、位置検出部１上の他の
位置に間かれたカーソル５のコイル５１２を励振し、そ
の同調回路５１に前記信号Ｅに同期した誘導電圧Ｇを発
、生する。

その後、信号りおよびＥ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７側に切替えられると、該ループコイル１１−１よ
りの４１波は直ちに消滅するが、入力ベン４の同調回路
４１およびカーソル５の同調回路５１においては回路的
イ≧変化はないため、前記誘導電圧ＦおよびＧ　ＬＪ徐
々に減衰覆る。

一方、前記誘導電圧Ｆ　１Ｊ−３よびＧに基づいて同調
回路１１１おＪ：び５１を流れる電流は、コイル４１２
および５１２より電波をそれぞれ発信させる。

該電波は受信回路７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とコイル５１２から
の電波による誘導電圧とが合成された誘導電圧Ｈが発生
する。

接続切替回路３は、前記送受切替信号Ｃにより切替えら
れているため、送信停止期間の間のみ、ループコイル１
１−１よりの誘導電圧Ｈを取入れる。該誘導電圧Ｈは増
幅器７０１により増幅され、さらに帯域フィルタ７０２
および７０３に送出される。

帯域フィルタ７０２は周波数ｆ１を中心とする通過帯域
を有するフィルタであるため、その出力Ｉには信号Ｈ中
の同調回路４１による誘導電圧成分のみが現われ、また
、同様に帯域フィルタ７０３は周波数ｆ２を中心とする
通過帯域を有するフィルタであるため、その出力Ｊには
信号Ｈ中の同調回路５１による誘導電圧成分のみが現わ
れる。

前記信号■は位相検波器７０４および７０５にそれぞれ
入力され、また、信号Ｊは位相検波器７０６および７０
７にそれぞれ入力される。

位相検波器７０４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、信号Ｉの位相が矩形波信号
Ａの位相と一致していれば、ちょうど信号■をプラス側
に反転した信号Ｋを出力する。該信号には遮断周波数の
充分低い低域フィルタ１０８にて電圧ＶＬの平坦な信号
しに変換される。

また、位相検波器７０５には矩形波信号へ−が検波信号
として入力されており、この時、信号Ｉの位相が矩形波
信号Ａ′の位相と一致していれば、前記同様、信号■を
プラス側に反転した信号を出力する。該信号は前記同様
の低域フィルタ７０９にて平坦な信号に変換される。

一方、位相検波器７０６には前記矩形波信号Ｂが検波信
号として入力されており、この時、信号Ｊの位相が矩形
波信＠Ｂの位相と一致していれば、ちょうど信号Ｊをプ
ラス側に反転した信号Ｍを出力する。該信号Ｍは遮断周
波数の充分低い低域フィルタ７１０にて電圧ＶＮの平坦
な信号Ｎに変換される。

また、位相検波器７０５には矩形波信＠Ｂ′が検波信号
として入力されており、この時、信号Ｊの位相が矩形波
信号Ｂ一の位相と一致していれば、前記同様、信号Ｊを
プラス側に反転した信号を出力する。該信号は前記同様
の低域フィルタ７１１にて平坦な信号に変換される。

ここで、入力ベン４およびカーソル５において、スイッ
チ４１１および５１１がオフとなっている場合は、前述
したように同調回路４１および５１の共振周波数におけ
る電圧と電流の位相がそれぞれ一致しており、受信信号
ＩおよびＪと矩形波信号ＡおよびＢの位相もそれぞれ一
致する。従って、この時は低域フィルタ７０８および７
１０の出力のみに電圧が現われ、低域フィルタ７０９お
よび７１１の出力には電圧は現われない。

また、入力ペン４において、スイッチ４１１がオンとな
っている場合は、前述したように同調回路４１の共振周
波数における電流の位相が電圧の位相に対して９０’遅
れることになり、受信信号■の位相も矩形波信号Ａの位
相に対して９０°遅れることになる。従って、この時は
低域フィルタ７０９の出力のみに電圧が現われることに
なる（なお、この際の位相遅れが９０°未満であれば、
低域フィルタ７０８および７０９の出力の両方に、該位
相遅れ母に対応した値の電圧値が現われることになる。

）。

同様にカーソル５において、スイッチ５１１がオンとな
っている場合は、前述したように同調回路５１の共振周
波数における電流の位相が電圧の位相に対して９０°遅
れることになり、受信信号Ｊの位相も矩形波信号Ｂの位
相に対して９０°遅れることになる。従って、この時は
低域フィルタ７１１の出力のみに電圧が現われることに
なる（なお、この際の位相遅れが９０’未満であれば、
低域フィルタ７１０および７１１の出力の両方に、該位
相遅れ巾に対応した値の電圧値が現われることになる。

）。

前記低域フィルタ７０８〜７１１の出力はそれぞれＡＤ
シコンータ７１２〜７１５にてディジタル値に変換され
、処理装置８に送出される。処理装置８は前記ＡＤ−１
ンバータ７１２　、７１３の出力値、並びにＡＤシコン
ータ７１４　、７１５の出力値に対して、下記式（１）
　、　（２）に示す演算処理を施す。

ＶＲ＝　（ＶＰ　　＋ＶＱ　２）　１／２・・・−（１
）Ｖ　　＝ｊａｎ　　（ＶＱ　／ＶＰ　）　　　　・・
・・・・（２）θ ここで、ｖｐはＡＤコンバータ７１２（又は７１４）の
出力値、ＶＱはＡＤコンバーター１３（又は７１５）の
出力値である。また、電圧ＶＲは入力ペン４（又はカー
ソル５）とループコイル１１−１との距離に比例した値
を示し、電圧■。は入力ペン４の同調回路４１（又はカ
ーソル５の同調回路５１）における電圧と電流の位相差
に比例した値を示す。

前記電圧ＶＲの値は、入力ペン４（又はカーソル５）と
電波を送受信するループコイル１１−１が切替えられる
と変化し、これより後述する如くして入力ペン４（又は
カーソル５）の位置が検出される。

前記電圧■、の値はスイッチ４１１（又は５１１）のオ
ン・オフのみによって変化するため、該電圧■、を所定
の閾値電圧と比較することによって、該スイッチ４１１
（又は５１１）のオン・オフが識別される。

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８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を接続切替回路３に接続する。接続切替回路３は前述
した送受切替信号Ｃに基づいて、ループコイル１１−１
を送信回路６および受信回路７に交互に切替制御する。

この際、送信回路６は３２μｓｅｃの送信期間において
、第６図（ａ）に示すような５００ｋＨ７の１６個のパ
ルス信号（なお、第５図では図面の都合上、そのうちの
４個のみを示している。）を該ループコイル１１−１へ
送るとともに、図示しないが、６２５　ｋ　ＨＺの２０
個のパルス信号（なお、第５図では図面の都合上、その
うちの５個のみを示している。）を送る。

前記送信および受信の切替は第６図（１））に示ずよう
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回の送信およ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７の位相検波器７０４〜７０７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低域フィル
タ７０８−．７１１にて平均化され、ＡＤコンバータ７
１２〜７１５にてディジタル値に変換され、処理装置８
に送出される。この時、ＡＤコンバータ７１２　、７１
３の出力値は、前記（１）式の演算処理により、入力ペ
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Ｖ旧に変換され、一時記憶される。

なお、この際、同時にＡＤシコンータ７１４゜７１５の
出力値は前記（１）式の演算処理により、カーソル５と
ループコイル１１−１との距離に比例した電圧に変換さ
れるが、該電圧はこの時点では記憶しない。

次に処理装置８はループコイル１１−２を選択する情報
を選択回路２に送り、該ループコイル１１−２を接続切
替回路３に接続し、前記同様にして入力ペン４とループ
コイル１１−２との距離に比例した検出電圧ＶＲ２を得
てこれを記憶する。

以下、同様にループコイル１１−３〜１１−４８を順次
、接続切替回路３に接続し、第６図（Ｃ）に示すような
各ループコイル毎の入力ペン４との距離に比例した検出
電圧■Ｒ１〜ＶＲ４８（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図に示すように入力ペン４が置
かれた位ａ（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８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
くして入力ペン４の位置を表わす座標値を算出し、これ
を図示しない記憶部に転送する。

次に処理装置８は、前記同様にして選択回路２を切替え
た時のＡＤシコンータ７１４　、７１５の出力値に前記
（１）式の演算処理を施すことによって得られる各ルー
プコイル毎のカーソル５との距離に比例した検出電圧を
一時記憶し、カーソル５の位置を表わす座標値を算出し
、これを前記記憶部に転送する。

このようにして第１回目の位置検出が終了すると、処理
装置８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
力値を得て入力ペン４およびカーソル５に対する位置検
出を行ない、得られた座標値を前記記憶部に転送し、そ
の値を更新する。

なお、第８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か否か、および最大値の
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座標
計算を停止し、また、次回の検出動作において選択する
ループコイルの中心を設定する。

一方、処理装置８は入力ペン４（又はカーソル５）に対
する前記各検出電圧ＶＲ１〜Ｖ　１１４８とともに、入
力ペン４の同調回路４１（又はカーソル５の同調回路５
１）における電圧と電流の位相差に比例した検出電圧■
。を前記（２）式の演算処理より算出し、該検出電圧Ｖ
。を常に所定の閾値電圧と比較している。従って、この
際、入力ペン４のスイッチ４１１（又はカーソル５のス
イッチ５１１）をオンすると、処理装置８は前記比較結
果よりこれを検出し、この時点における前記座標値を指
定位置の座標値として、図示しない他の電子計算機等に
送出する。

座標値ｘｐを求める算出方法の一つとして、前記検出電
圧ＶＲＩ〜Ｖ　Ｒ４８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（Ｃ）において、最大値の検出電圧ＶＲ３
と、その両側の検出電圧Ｖｒ１２およびＶＲ４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×１〜ｘ４８とし、その間隔をΔＸとする
。）。まず、各電圧と座標値より、ＶＲ２＝ａ（ｘ２−ｘｐ）　　＋ｂ　　　　・−・−（
３）ＶＲ３＝ａ（ｘ３−ｘｐ）　　＋ｂ　　　　−・−
・−Ｃ，４）ＶＲ４＝ａ　（ｘ４−ｘｐ　）　　＋ｂ　
　　　−（５）となる。ここで、ａ、ｂは定数（ａ＜Ｏ
）である。

また、ｘ３−ｘ２　＝　、ｄｘ　　　　　　　　　　・・・・
・（６）ｘ４−Ｘ２　＝２７Ｘ・・・・・・（７）とな
る。（６）、　（７）式を（４）、　（５）式に代入し
て整理すると、Ｘｐ　＝ｘ２＋Δｘ／２　（（３ＶＲ２−４ＶＲ３＋Ｖ
Ｒ４）　／　（ＶＲ２−２ＶＲ３＋ＶＲ４）　）・・・
・・・（８）となる。

従って、各検出電圧ＶＲ１〜Ｖ　Ｒ４８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およびそ
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（８）式に相当する演算を
行なうことにより、入力ペン４の指定位置の座標値ｘｐ
を算出でき、同様にしてカーソル５の指定位置の座標値
を算出できる。

また、前述したように入力ペン４に対する検出電圧はＡ
Ｄコンバータ７１２および７１３から得られ、カーソル
に対する検出電圧はＡＤコンバータ７１４および７１５
から得られるため、前記レベルチェックと合わせて、入
力ペン４又はカーソル５を位置検出部１の位置検出可能
な範囲に接近させた時、その接近とともに入力ペン４又
はカーソル５のいずれが接近したのかを検出でき、これ
を図示しないディスプレイ等に表示することもできる。

また、位置検出部１にマイクロフォン等を取付けるとと
もに処理装置８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、処理装置８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、前記実施例において、同調周波数ｆ１で且つ電圧
と電流の位相差Ｏ°の同調回路、同調周波数ｆ１で且つ
位相差９０°の同調回路、同調周波数ｆ２で且つ位相差
Ｏ°の同調回路、および同調周波数ｆ２で且つ位相差９
０゛の同調回路をそれぞれ有する位置指示器を用意し、
処理装置８において、ＡＤコンバータ７１２〜７１５の
各出力値毎に前記（８）式の演算処理を行なうようにす
れば、送信回路７や受信回路８の構成を変更することな
く、４つの位置指示器の位置検出を同時に行なうことも
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。

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方向およびＹ方向の位置検出を行なう例を示す。即ち
、図中、１ａはＸ方向および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。

２ｂはＸ方向およびＹ方向の選択回路、３ａおよび３ｂ
はＸ方向およびＹ方向の接続切替回路、６０５ａおよび
６０５ｂはＸ方向および方向の駆動回路、７０１ａおよ
び７０１ｂはＸ方向および方向の増幅器で、それぞれ第
１の実施例における選択回路２、接続切替回路３、駆動
回路６０５、増幅器７０１と同様な構成を有している。

また、６０６　、６０７はＸＹ切替回路であって、移相
器６０３　、６０４からの交流信号を駆動回路６０５ａ
又は６０５ｂのいずれか一方のみに加えて、検出する方
向を選択するためのものである。

また、８ａは処理装置で、Ｘ方向および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８と同様である。なお、処理装置８ａにおける第２
回目以降の座標検出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、入力ベン４並びにカー
ソル５に対するＸ方向および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。

（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
プコイルより、複数の交流信号の各周波数のうちの一の
周波数を同調周波数とする同調回路をそれぞれ有する複
数の位置指示器に対して複数の電波を送信するとともに
、各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前記周波数毎に検出
し、これを多数のループコイルの全てについて行ない、
得られた多数の誘導電圧より各位置指示器の指定位置を
検出するようになしたため、複数の位置指示器をそれぞ
れ検出でき、複数の座標値を同時に入力できるので、例
えば座標入力範囲の周辺に各種の命令の選択エリアを設
けて図形を入力するような場合、一の位置指示器で図形
の形状を入力しながら、他の位置指示器により線分の種
類や色の指定を行なうことができ、従来のように一つの
位置指示器の位置を、前記各種の指定を行なう度に大き
く動かす必要がなく、操作性の良い装置を実現できる。

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、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、操作性が良くなり、また、位置検出部に特別な
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、さらに得られた多数の誘導電圧に対
する演算処理の精度を上げることによって、位置検出精
度を上げることができる。また、位置検出部をＸ方向お
よびＹ方向に設けたものによれば、Ｘ方向および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図は入力ペンの具体的な構成を示す図、第３
図はカーソルの具体的な構成を示す図、第４図は同調回
路、送信回路および受信回路の詳細な構成を示す図、第
５図は第４図の各部の波形図、第６図（ａ）（ｂＨｃ）
は第１の実施例における基本的な検出動作を示すタイミ
ング図、第７図は第１回目の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
以降の検出動作を示ずタイミング図、第９図は本発明の
第２の実施例を示す要部構成図、第１０図は第２の実施
例における第６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・・・接続切替回路、
４・・・入力ペン、５・・・カーソル、６・・・送信回
路、７・・・受信回路、８・・・処理装置、４１゜５１
・・・同調回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（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周波数の異なる複数
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、前記複数の交流信号の各周波数のうちの一の周
波数を同調周波数とする同調回路をそれぞれ有する複数
の位置指示器と、前記選択された一のループコイルに発生する電圧中、前
記複数の交流信号の各周波数とほぼ同一周波数の誘導電
圧を、前記周波数毎に検出する受信回路と、前記選択された一のループコイルを前記送信回路および
受信回路に交互に接続する接続切替回路と、各ループコイルに発生する前記各誘導電圧より、複数の
位置指示器の指定位置をそれぞれ算出する処理装置とからなる位置検出装置。
（２）複数の交流信号の各周波数のうちの一の周波数に
対する電圧と電流との位相差が異なる同調回路を有する
位置指示器を備え、選択された一のループコイルに発生
する誘導電圧を、前記周波数毎並びに位相差毎に検出す
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）複数のループコイルをＸ方向およびＹ方向にそれ
ぞれ並設してなるＸ方向およびＹ方向の位置検出部と、前記Ｘ方向およびＹ方向の複数のループコイルより、Ｘ
方向およびＹ方向の一のループコイルを順次選択するＸ
方向およびＹ方向の選択回路と、前記選択されたＸ方向
およびＹ方向の一のループコイルを周波数の異なる複数
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、前記複数の交流信号の各周
波数のうちの一の周波数を同調周波数とする同調回路を
それぞれ有する複数の位置指示器と、前記選択されたＸ方向およびＹ方向の一のループコイル
に発生する電圧中、前記複数の交流信号の各周波数とほ
ぼ同一周波数の誘導電圧を、前記周波数毎に検出する受
信回路と、前記選択されたＸ方向およびＹ方向の一のループコイル
を前記送信回路および受信回路に交互に接続するＸ方向
およびＹ方向の接続切替回路と、Ｘ方向およびＹ方向の
各ループコイルに発生する前記各誘導電圧より、複数の
位置指示器のＸ方向およびＹ方向の指定位置をそれぞれ
算出する処理装置とからなる位置検出装置。
（４）複数の交流信号の各周波数のうちの一の周波数に
対する電圧と電流との位相差が異なる同調回路を有する
位置指示器を備え、Ｘ方向およびＹ方向の選択された一
のループコイルに発生する誘導電圧を、前記周波数毎並
びに位相差毎に検出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。