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    公开号:WO1990006549A1
    申请号:PCT/JP1989/001228
    申请日:1989-12-07
    公开日:1990-06-14
    发明作者:Azuma Murakami；Yasuhiro Fukuzaki；Yukiyoshi Nakayama
    申请人:Wacom Co., Ltd.；
    IPC主号:G06F3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 位置指示器および情報入力方法 技術分野
    [0003] 本発明は、 位置検出装置に対して位置指示器により位 置情報とともに他の何らかの特定された情報を指示する ようにした位置指示器および情報入力方法に関するもの でめ Ο o
    [0004] 背景技術
    [0005] この出願に先立ち、 出願人は特願昭 6 1 - 2 1 5 6 6号 （昭和 6 1年 9月 1 6日出願） （以下、 先願 1 と称 す。 ） において、 タブレツ トと位置指示器との間で電波 をやりとりすることにより位置指示器の状態、 例えば入 力すべき座標を指定した位置指示器の状態を識別 （検出） する方式について提案し、 また、 特願昭 6 1 - 2 1 3 7 0号 （昭和 6 1年 9月 1 2日出願） （以下、 先願 2と 称す。 ） において、 タブレツ 卜と位置指示器との間で電 波をやりとりすることにより位置指示器の指示位置を検 出するとともにその状態を識別する位置検出装置につい て提案した。
    [0006] 先願 1の内容を簡単に説明すると、 タブレツ 卜の位置 検出範囲の周囲に設けたアンテナコィルに所定の周波数 の信号を加えて電波を発信させ、 該電波を位置指示器に 設けた同調回路に受信させ、 この時、 共振 （同調） した 前記同調回路の.コイルより発信される電波を、 前記信号 の供給を停止したアンテナコイルに受信させる。 これに よって、 該アンテナコイルに誘導電圧を発生させるとと もに、 前記同調回路の同調周波数を位置指示器の状態の 変化に伴ってわずかに変化させるようになし、 該同調回 路の同調周波数の変化を前記誘導電圧の位相の変化とし て検出し、 位置指示器の状態を識別するようになしたも のである。
    [0007] また、 先願 2の内容を簡単に説明すると、 多数のルー プコイルを位置検出方向に並設してなるタブレツ トのう ちの一のループコイルに所定の周波数の信号を加えて該 一のループコイルより電波を発信させ、 該電波を位置指 示器に設けた同調回路に受信させ、 この時、 共振 （同調） した前記同調回路のコイルより発信される電波を、 前記 信号の供給を停止した前記一のループコィルに受信させ る。 これによつて、 該一のループコイルに誘導電圧を発 生させ、 これらを前記多数のループコイルの全てに対し て繰返し、 各ループコイルに発生した多数の誘導電圧よ りその電圧値が最大となる位置、 即ち位置指示器の指定 位置を検出するとともに、 前記同調回路の同調周波数を 位置指示器の状態の変化に伴ってわずかに変化させるよ うになし、 該同調回路の同調周波数の変化を前記誘導電 圧の位相の変化として検出し、 位置指示器の状態を識別 するようになしたものである。
    [0008] 前記同調回路の同調周波数を変化させる場合、 周波数 を高くする場合と、 周波数を低くする場合とがあり、 い ずれの場合でも該周波数の変化を誘導電圧の位相の変化、 即ち周波数が高く なることを位相の進みと して、 また、 周波数が低く なることを位相の遅れと して検出し、 位置 指示器の状態を識別することが可能である。
    [0009] ところで、 前述した状態識別方式や位置検出装置の位 置指示器は 1つの位置指示器が前述した位相の変化範囲 の全てを含んでいた。
    [0010] このため、 複数の指示内容、 例えば入力位置、 消去位 置、 表示色、 表示画面の背景色等がある場合、 前記位置 指示器を用いて指示内容を選択した上で、 さ らに該位置 指示器を用いて指示内容を特定しなければならず、 作業 に手間がかかるという問題点があつた。
    [0011] 発明の開示
    [0012] 本発明の主たる目的は、 指示内容のいずれを指示する ものであるかを位置指示器の態様から特定でき、 作業を 簡易に且効率良く行なう ことのできる位置指示器を提供 することにある。
    [0013] 本発明では前記目的を達成するため、 位置検出装置に 対して位置等を指示する位置指示器において、 前記位置 指示器の態様を該位置指示器による指示内容に関連付け た置検出装置側に特定して入力できるようにした。 これ によれば、 特定の指示内容に対応した特徴の態様を持つ 位置指示器を用いることにより、 位置検出装置に対する 指示内容のいずれを指示するものであるかを特定して位 置情報とともに入力でき、 入力作業を効率良く しかも正 確に行う ことができる。 本発明の第 2の目的は、 視覚的に或は触覚的にも簡単 に指示内容に対応するものを選択できるようにした位置 指示器を提供することにある。
    [0014] この目的を達成するため、 位置指示器の筐体の外形を、 該位置指示器による特定情報と関連付けられた特定の特 徵を持つようにした。 これによれば、 位置措示器の筐体 の外形から、 視覚的に或は触覚的にも簡単に指示内容に 対応するものを選択して入力作業に供することがでぎる。
    [0015] 本発明の第 3の目的は、 位置指示器と位置検出装置と の間における、 位置指示器の指示内容とその態様の特徴 付けとを適確に行えるにした位置指示器を提供すること め 。
    [0016] この目的を達成するため、 同調回路と、 該同調回路を 収納する筐体とを有し、 位置検出装置との間で電波によ り信号を授受し、 前記位置検出装置に対して位置等を指 示する位置指示器において、 筐体の態様を、 指示する内 容に関連付けるとともに、 同調回路より送出する信号の 範囲を前記指示内容に関連付けた所定の範囲となした。 これによれば、 指示内容に対応した態様を有する位置指 示器を用いると、 該指示内容に関連付けられた信号の範 囲内で位置検出装置と信号の授受が行なわれ、 これによ つて、 指示内容の種類が特定されるので、 位置指示器の 態様とその指示内容の対応付けを適確に行える。
    [0017] 本発明の第 4の目的は、 入力作業をタイ ミ ング良く よ り簡易に行える位置指示器を提供することにある。 この目的を達成するため、 位置指示器と、 同調回路と、 該同調回路を収納する筐体とを有し、 位置検出装置との 間で電波により信号を授受し、 前記位置検出装置に対し て位置等を指示する位置指示器において、 筐体の被保持 部を保持したことを検出して同調回路を動作させるセン サ回路を設けた。 これによれば、 センサ回路により、 位 置指示器の筐体の被保持部を保持したことが検出され、 この検出結果に基づいて、 位置指示器の同調回路が動作 し、 位置検出装置との間で信号の授受を行う。 位置指示 器の被保持部を保持していない時は前記同調回路は動作 せず、 位置検出装置との間での信号の授受は行われない。 したがって、 位置指示器の筐体の非保持部を保持するの みで動作が開始し、 しかも、 他の位置指示器をタブレツ ト上に置いておく ことができるため、 入力作業をタイ ミ ング良くかつ効率良く行なうことができる等の利点があ o
    [0018] 本発明の第 5の目的は、 指示内容の入力と位置情報の 入力作業をタイ ミ ング良くかつ効率良く簡易に行える位 置指示器を提供するこ とにある。
    [0019] この目的を達成するため、 位置指示器と、 同調回路と、 該同調回路を収納する筐体とを有し、 位置検出装置との 間で電波により信号を授受し、 前記位置検出装置に対し て位置等を指示する位置指示器において、 筐体の態様を、 指示する内容と関連付け、 筐体の被保持部を保持したこ とを検出して同調回路を動作させるセンサ回路を設けた。 これによれば、 指示内容に対応した態様を有する位置指 示器の筐体の非保持部を保持した時のみ、 該指示内容に 関連付けられた信号の範囲内で位置検出装置と信号の授 受が行なわれ、 これによつて、 指示内容の種類が特定さ れる。 したがって、 指示内容に対応した態様を有する位 置指示器の筐体の非保持部を保持するのみで、 複数の指 示内容のいずれを指示しようとしているのかを位置検出 装置側に特定でき、 しかもこの際、 他の位置指示器を夕 ブレツ ト上に置いておく ことができるため、 指示内容の 入力とともに位置入力作業を簡易に且効率良く、 しかも タイ ミ ング良く行える。
    [0020] 本発明の第 6の目的は、 複数の指示内容のいずれを指 示するものであるかを位置指示器の態様から特定でき、 作業を効率良く行なうことのできる情報入力方法を提供 することにある。
    [0021] 本発明では前記目的を達成するため、 複数の位置指示 器を備え、 各位置指示器は、 位置検出装置に対して位置 情報とともに他の何らかの特定された情報を指示する如 く対応付けられ、 かつその位置指示器の筐体の態様を、 該位置指示器による特定情報と関連付けられた特定の特 徴を持つように形成されており、 情報入力に際し、 入力 しょうとする特定の指示内容に対応した特徴の態様を持 つ位置指示器を用いることにより、 位置検出装置に対す る各種指示内容のいずれを指示するものであるかを位置 検出装置側に特定して入力できるようにした。 これによ れば、 複数の位置指示器を用いて、 指示内容の入力とと もに位置入力作業を簡易に且効率良く、 しかもタイ ミ ン グ良く行える。
    [0022] 前述した以外の目的、 構成、 効果については以下の説 明中において明らかにする。
    [0023] 図面の簡単な説明
    [0024] 第 1図は本発明の位置指示器の同調回路及びセンサ回 路のー実施例を示す図、 第 2図（a) 〜（d) は位置指示器 の例を示す概略構成図、 第 3図は各指示内容に対応して 設定した位相の範囲の一例を示す説明図、 第 4図は本発 明の位置指示器を用いる座標入力装置の一実施例を示す 構成図、 第 5図はタブレツ トの X方向及び Y方向のル— プコイル群の詳細な構成図、 第 6図は第 4図の各部の信 号波形図、 第 7図は制御回路における処理の流れ図、 第
    [0025] 8図（ a ) ( b ) ( c ) は制御回路における基本的な座標検出動 作を示すタイ ミ ング図、 第 9図は第 1回目の座標検出動 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 1 0図は第 2回目以降の座標検出動作及び状態識別動 作を示すタイ ミ ング図である。
    [0026] 発明を実施するための最良の形態
    [0027] 第 1図は本発明の位置指示器の電気回路の一実施例を 示すものである。 図において、 1 1 0は同調回路、 1 2 0はセンサ回路である。
    [0028] 前記同調回路 1 1 0は、 コイル 1 1 1 、 コ ンデンサ 1 1 2 , 1 1 3、 抵抗器 1 1 4及びモーメ ンタ リの押しボ タンスィ ッチ （以下、 スイ ツチと称す。 ） 1 1 5からな つている。 コイル 1 1 1の一端側は、 コ ンデンサ 1 1 2, 1 1 3及び抵抗器 1 14の一端側にそれぞれ接続されて いる。 コ ンデンサ 1 1 3の他端側はスィ ツチ 1 1 5の一 端側に接続されている。 また、 コンデンサ 1 1 2、 抵抗 器 1 14、 スィ ッチ 1 1 5のそれぞれの他端側は後述す るセンサ回路 1 20のリ レー 1 28の常開接点に、 コィ ル 1 1 1の他端侧はリ レー 1 28の接片にそれぞれ接続 されている。
    [0029] 前記センサ回路 1 20は、 薄いアルミニウムの板から なる検出板 1 2 1、 抵抗器 1 22 a〜 1 22 c、 O T 回路 1 23 a〜 1 23 c、 コ ンデンサ 1 24、 可変抵抗 器 1 2 5、 N P N型の トラ ンジスタ 1 26、 電解コンデ ンサ 1 27、 リ レー 1 28及び電池 1 29からなつてい る。 検出板 1 2 1は抵抗器 1 22 aとコ ンデンサ 1 24 の一端側にそれぞれ接続され、 コンデンサ 1 24の他端 側は抵抗器 122 bの一端側と N O T回路 1 23 aの入 力側に接続されている。 抵抗器 1 22 bの他端側は N 0 T回路 1 23 aの出力側と可変抵抗器 1 2 5の一端側に 接続され、 可変抵抗器 12 5の可動端子は N 0 T回路 1 23 bの入力側に接続されている。 NO T回路 1 23 b の出力側は N O T回路 1 23 cの入力側に接続され、 N 0 T回路 1 23 cの出力側は抵抗器 1 22 cを介してト ラ ンジスタ 1 26のベースに接続されている。 電解コ ン デンサ 1 27とリ レー 1 28の駆動部は並列に接続され、 電解コンデンサ 1 27の負極は トラ ンジスタ 1 26のコ レクタに、 電解コンデンサ 1 27の正極は電池 1 29の 正極にそれぞれ接続されている。 また、 抵抗器 1 22 a と可変抵抗器 1 25のそれぞれの他端側と トランジスタ 1 26のェミ ッタはそれぞれ電池 1 29の負極に接続さ れている。
    [0030] 次に前記同調回路 1 1 0及びセンサ回路 1 20の動作 を説明する。
    [0031] 検出板 1 2 1に人体が触れていないときは、 N O T回 路 1 23 aの出力側及び N 0 T回路 1 23 bの入力側は 可変抵抗器 1 25を介して電池 1 29の負極に接続され ているため、 ローレベルに保たれている。 このため、 N 0 T回路 1 23 bの出力はハイ レベルになり、 また、 N 0 T回路 1 23 cの出力はローレベルになる。 N 0 T回 路 1 23 cの出力信号は抵抗器 1 22 cを介して トラ ン ジス夕 1 26のベースに入力される。 従って、 トランジ スタ 1 26はオフの状態になり リ レー 1 28の駆動部に 電流が流れないため、 リ レー 1 28はオフの状態になり、 同調回路 1 1 0は動作しない。
    [0032] 検出板 1 2 1に人体が触れると、 電灯線を流れている 交流 1 0 0 V電圧の誘導電圧が人体を通して検出板 1 2 1に誘起される。 N O T回路 1 23 aは、 その入出力を 抵抗器 1 22 bによって接続され、 出力レベルは不安定 な状態になつている。 この N O T回路 1 23 aの入力側 に検出板 1 2 1に誘起された誘導電圧がコンデンサ 1 2 4を介して入力される。 N 0 T回路 1 2 3 aの出力側に は前記誘導電圧に対応した交流信号が出力され、 この交 流信号は N 0 T回路 1 2 3 b , 1 2 3 c により、 矩形波 信号に変換された後、 抵抗器 1 2 2 cを介して トランジ スタ 1 2 6のベースに入力される。 これにより トラ ンジ スタ 1 2 6はオン · オフを繰り返す。 トラ ンジスタ 1 2 6がオンのときは、 電解コ ンデンサ 1 2 7が充電される と共に、 リ レー 1 2 8の駆動部に電流が流れ、 リ レー 1 2 8はオンになる。 また、 トラ ンジスタ 1 2 6がオフの ときは電解コンデンサ 1 2 7に充電された電荷が放電さ れて、 リ レー 1 2 8はオンになる。 従って、 検出板 1 2 1に人体が触れている間は、 リ レー 1 2 8はオンの状態 に保持される。 これにより、 同調回路 1 1 0が動作する。
    [0033] 同調回路 1 1 0は、 スィ ッチ 1 1 5がオフのときはコ ィル 1 1 1 とコンデンサ 1 1 2の値で決まる同調周波数 を有し、 スィ ッチ 1 1 5がォンのときは、 コンデンサ 1 1 3がコンデンサ 1 1 2に並列に接続されて前記同調周 波数がややずらされるようになつている。 これにより位 置指示器の状態が変化する。
    [0034] 第 2図（a) 〜（d) は前述した同調回路 1 1 0及びセン サ回路 1 2 0を設けた位置指示器の例を示す概略構成図 である。
    [0035] 第 2図（a) は、 一旦入力した座標を消去するィ レーザ 1 0の概略構成図である。 このィ レ一サ 1 0は、 合成樹 脂等の非金属材料からなり、 一般に知られているィ レー サ （消しゴム） の形状をした筐体 1 1の周囲側面に前記 検出板 1 2 1が設けられている。 また、 筐体 1 1内には 同調回路 1 1 0とセンサ回路 1 2 0が設けられている。 さらに、 筐体 1 1内の後端部に前記スィ ツチ 1 1 5が配 設され、 中空の円筒状のフヱライ トコァ 1 2の周囲に巻 回されたコイル 1 1 1の中心を貫通する磁性材からなる 支軸 1 3により、 筐体 1 1の先端が押されたときにスィ ツチ 1 1 5がオンになるようになっている。 このィ レー サ 1 0による指示位置は筐体 1 1の先端となる。
    [0036] 第 2図（b) は、 入力ペンにより入力する座標のデイ ス プレイ表示色を指示する力一ソル 2 0の概略構成である。 このカーソル 2 0は、 合成樹脂等の非金属材料からなり、 一般に知られているィ ンク壷の形状をした筐体 2 1の周 囲側面に前記検出板 1 2 1が設けられている。 また、 筐 体 2 1内には同調回路 1 1 0とセンサ回路 1 2 0が設け られている。 さ らに前記コイル 1' 1 1 は、 その中心軸が 筐体 2 1の底面に垂直になるように配設され、 筐体 2 1 の本体と蓋との間にはスィ ツチ 1 1 5が配設され、 蓋を 押すことによりスィ ッチ 1 1 5をオン ♦ オフできるよう になっている。
    [0037] 第 2図（c) は、 ディ スプレイの背景色を指示するカー ソル 3 0の概略構成図である。 このカーソル 3 0は、 合 成樹脂等の非金属材料からなり、 小箱の前面に引出しを 備えたような形状をした筐体 3 1の側面、 背面及び上面 に亘つて前記検出板 1 2 1が設けられている。 また、 筐 体 3 1内には同調回路 1 1 0とセンサ回路 1 2 0が設け られている。 さ らに前記コィル 1 1 1は、 その中心軸が 筐体 3 1の底面に垂直になるように配設され、 筐体 3 1 の前面にはスィ ツチ 1 1 5が配設されている。
    [0038] 第 2図（d) は、 ディ スプレイ画面の消去を指示する力 一ソル 4 0の概略構成図である。 このカーソル 4 0は、 合成樹脂等の非金属材料からなり、 一般に知られている 円筒形のゴミ箱の形状をした筐体 4 1の周囲側面に前記 検出板 1 2 1が設けられている。 また、 筐体 4 1内には 同調回路 1 1 0とセンサ回路 1 2 0が設けられている。 さらに前記コイル 1 1 1は、 その中心軸が筐体 4 1の底 面に垂直になるように配設され、 筐体 4 1の上部にはス イ ッチ 1 1 5が配設され、 蓋を押すことによりスィ ッチ 1 1 5をオン ·オフできるようになっている。
    [0039] なお、 前述したィ レーザ 1 0、 カーソル 2 0 , 3 0 , 4 0におけるコンデンサ 1 1 2及び 1 1 3の値はスイ ツ チ 1 1 5がオフ並びにオンの時の周波数が所定の周波数 f 0 に対して、 前述した各指示内容に対応して予め設定 された複数の位祖の範囲内に該当する如く、 それぞれ選 択される。 なお、 各指示内容に対応して設定した位相の 範囲の例を第 3図に示す。
    [0040] 第 4図は前記位置指示器 1 0〜4 0を用いる座標入力 装置の一実施例を示すもので、 図中、 2 2 0はタブレツ ト、 2 3 0は制御回路、 2 3 1は信号発生回路、 2 3 2 及び 2 3 3は X方向及び Y方向の選択回路、 2 3 4 , 2 3 5は送受切替回路、 236は XY切替回路、 237は 受信タイ ミ ング切替回路、 238は帯域フ ィ ルタ （B P F ) 、 239は検波器、 24 0は低域フィ ルタ （L P F) 、 24 1 , 242は位相検波器 （P S D) 、 24 3, 2
    [0041] 44は低域フィ ルタ （L P F) 、 24 5, 24 6は駆動 回路、 247, 248は増幅器、 249はホス ト コ ンビ ユ ータ、 250は表示装置である。
    [0042] なお、 第 4図では位置指示器と してィ レーザ 1 0のみ を示しているが、 該ィ レーザ 1 0中の符号： L 1 0 , 1 2 0は第 1図に示す同調回路 1 1 0及びセンサ回路 1 20 を表わすものとする。
    [0043] 第 5図はタブレツ ト 220を構成する X方向のループ コイル群 22 1及び Y方向のループコイル群 222の詳 細を示すものである。 X方向のループコイル群 22 1 は X方向に沿って互いに平行で且つ重なり合う如く配置さ れた多数、 例えば 48本のループコイル 22 1— 1 , 2 2 1 — 2, …… 22 1 — 48からなり、 また、 Y方向の ループコイル群 222は Y方向に沿って互いに平行で且 つ重なり合う如く配置された多数、 同じく 48本のルー プコイル 222— 1 , 222 - 2, …… 222— 48力、 らなり、 該 X方向のループコィル群 22 1 と Y方向のル —プコイル群 222とは互いに密接して重ね合わされ (但し、 図面では理解し易いように両者を離して描いて いる。 ） 、 さ らに図示しない非金属素材からなるケース に収容されている。 なお、 こ こでは各ループコイルを 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。
    [0044] 次に前記装置の動作をその構成とともに説明するが、 まず、 タブレツ ト 2 2 0とオペレータによって保持され たィ レーザ 1 0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 6図に従って説明 する。
    [0045] 前記制御回路 2 3 0は周知のマイクロプロセッサ等よ り構成され、 信号発生回路 2 3 1を制御するとともに、 第 7図に示すフローチヤ 一 トに従って選択回路 2 3 2及 び 2 3 3を介してタブレッ ト 2 2 0の各ループコィルの 切替を制御し、 また、 X Y切替回路 2 3 6及び受信タイ ミ ング切替回路 2 3 7に対して座標検出方向の切替を制 御し、 さらにまた、 低域フィ ルタ 2 4 0 , 2 4 3 , 2 4 4からの出力値をアナログ · ディ ジタル （A / D ) 変換 し、 後述する演算処理を実行してィ レーサ 1 0による入 力座標を求め、 さらに受信信号の位相を検出し、 スイ ツ チ 1 1 5の操作状態、 即ちィ レ一サ 1 0の状態を識別し、 これらをホス ト コ ンピュータ 2 4 9に送出する。
    [0046] 選択回路 2 3 2は前記 X方向のループコイル群 2 2 1 より一のループコィルを順次選択するものであり、 また、 選択回路 2 3 3は前記 Y方向のループコイル群 2 2 2よ り一のループコィルを順次選択するものであり、 それぞ れ制御回路 2 3 0からの情報に従って動作する。
    [0047] ' 送受切替回路 2 3 4は前記選択された X方向の一.のル ープコイルを駆動回路 2 4 5並びに増幅器 2 4 7に交互 に接続するものであり、 また、 送受切替回路 2 3 5は前 記選択された Y方向の一のル-プコイルを駆動回路 2 4 6並びに増幅器 2 4 8に交互に接続するものであり、 こ れらは後述する送受切替信号に従って動作する。
    [0048] 信号発生回路 2 3 1 は前記周波数 f 0 、 例えば 500 k H z の矩形波信号 A、 該矩形波信号 Aの位相を 9 0 ° 遅 らせた信号 B、 所定の周波数 f k 、 例えば 15 . 625 k H z の送受切替信号 C及び受信タイ ミ ング信号 Dを発生する。 前記矩形波信号 Aはそのまま位相検波器 2 4 1 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 Eに変換され、 さ らに X Y切替回路 2 3 6を介して駆 動回路 2 4 5又は 2 4 6のいずれか一方に送出され、 ま た、 矩形波信号 Bは位相検波器 2 4 2に送出され、 また、 送受切替信号 Cは送受切替回路 2 3 4及び 2 3 5に送出 され、 さ らにまた、 受信タイ ミ ング信号 Dは受信タイ ミ ング切替回路 2 3 7に送出される。
    [0049] 今、 制御回路 2 3 0より X方向を選択する情報が X Y 切替回路 2 3 6及び受信タイ ミ ング切替回路 2 3 7に入 力されているとすると、 前記正弦 ¾信号 Eは駆動回路 2 4 5に送出され平衡信号に変換され、 さ らに送受切替回 路 2 3 4に送出されるが、 該送受切替回路 2 3 4は送受 切替信号 Cに基づいて駆動回路 2 4 5又は増幅器 2 4 7 のいずれか一方を切替接続するため、 送受切替回路 2 3 4より選択回路 2 3 2に出力される信号は時間 T ( = 1 Z2 f k ) 、 ここでは sec 毎に 500 k Hz の信号を 出したり出さなかったりする信号 Fとなる。
    [0050] 前記信号 Fは選択回路 232を介してタブレツ ト 22 0の X方向の一のループコィノレ 22 1— i ( i = l , 2, …… 48) に送出されるが、 該ループコイル 22 1— i は前記信号 Fに基づく電波を発生する。
    [0051] この際、 夕ブレッ ト 220上に位置するィ レーサ 1 0 の筐体の被保持部がオペレータによつて保持されている と、 該電波はィレ一サ 1 0のコイル 1 1 1を励振し、 そ の同調回路 1 1 0に前記信号 Fに同期した誘導電圧 Gを 発生させる。
    [0052] その後、 信号 F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 22 1 - iが増幅器 24 7側に切替えられると、 該ループコイル 22 1— i より の電波は直ちに消滅するが、 前記誘導電圧 Gは同調回路 1 1 0内の損失に応じて徐々に減衰する。
    [0053] 一方、 前記誘導電圧 Gに基づいて同調回路 1 1 0を流 れる電流はコイル 1 1 1より電波を発信させる。 該電波 は増幅器 247に接続されたループコィル 221— iを 逆に励振するため、 該ループコイル 22 1― i にはコィ ル 1 1 1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 234より増幅器 247に送出され増幅されて受信信号 Hとなり、 さらに 受信タイ ミ ング切替回路 237に送出される。
    [0054] 受信タイ ミ ング切替回路 237には X方向又は Y方向 の選択情報のいずれか一方、 こ :では X方向の選択情報 と、 実質的に送受切替信号 cの反転信号である受信タイ ミ ング信号 Dとが入力されており、 該信号 Dがハイ （H ) レベルの期間は受信信号 Hを出力し、 口— （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 I (実 質的に受信信号 Hと同一） が得られる。
    [0055] 前記信号 I は帯域フィ ルタ 2 3 8に送出されるが、 該 帯域フィ ルタ 2 3 8は周波数 f 0 を固有の振動数とする セラ ミ ッ クフィ ルタであり、 前記信号 I 中の周波数 f 0 成分のエネルギーに応じた振幅を有する信号 J (厳密に は、 数個の信号 Iが帯域フィ ルタ 2 3 8に入力され収束 した状態において） を検波器 2 3 9及び位相検波器 2 4 1 , 2 4 2に送出する。
    [0056] 前記検波器 2 3 に入力された信号 J は検波 ·整流さ れ、 信号 Kとされた後、 遮断周波数の充分低い低域フィ ルタ 2 4 ◦にて前記振幅のほぼ 1/2 に対応する電圧値、 例えば V x を有する直流信号 Mに変換され、 制御回路 2 3 0に送出される。
    [0057] 前記信号 Mの電圧値 V x はィ レ一サ 1 0とループコィ ル 2 2 1— i との間の距離に依存した値を示し、 ループ コイル 2 2 1— i が切替えられると変化するため、 制御 回路 2 3 0において、 各ループコィル毎に得られる電圧 値 V x 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、 ィ レ一サ 1 0による X方向 の入力座標が求められる。 なお、 ィ レ一サ 1 0による Y 方向の入力座標についても同様にして求められる。
    [0058] 一方、 位相検波器 24 1及び 242には前記矩形波信 号 A及び 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 Aの位相とほぼ一致している とすると、 位相検波器 24 1はちょ うど信号 Jを正側に 反転した信号 N1 (実質的に信号 Kと同一） を出力し、 また、 位相検波器 242は正側及び負側に対称な波形を 有する信号 N2 を出力する。
    [0059] 前記信号 N1 は前記同様の低域フィ ルタ 243にて信 号 Jの振幅のほぽ 1/2 に対応する電圧値、 即ち Vx を有 する直流信号 01 (実質的に信号 Mと同一） に変換され 制御回路 230に送出され、 また、 信号 N2 は同様の低 域フィルタ 244にて直流信号 02 に変換され制御回路 230に送出されるが、 ここでは位相検波器 242の信 号 N 2 において正側及び負側の成分が同一であるため、 低域フィルタ 244の出力の電圧値は 0 [V] となる。
    [0060] 制御回路 230では低域フィルタ 243及び 244の 出力値、 ここでは信号 01 及び 02 をディ ジタル値に変 換し、 さらにこのディ ジタル値を用いて下記（1) 式の演 算処理を行ない、 位相検波器 24 1及び 242に加わつ た信号、 ここでは J と矩形波信号 Aとの位相差 を求め o
    [0061] 0 =— tan 一丄 （VQ ノ VP ) ······ (1) 但し、 VP は低域フィルタ 243の出力に対応するディ ジタル値を、 また、 VQ は低域フィルタ 244の出力に 対応するディ ジタル値を示す。 例えば、 前述した信号 J の場合、 信号 01 の電圧値は Vx である力 、 信号 02 の 電圧値は 0 [V] 、 即ち VQ = 0であるから位相差 = 00 となる。
    [0062] ところで、 前記信号 Jの位相は各位置指示器の同調回 路 1 1 0における同調周波数に対応して変化する。 即ち、 同調回路 1 1 0における同調周波数が周波数 f 0 である 場合、 同調回路 1 1 0には信号の送信期間及び受信期間 とも周波数 f 0 の誘導電圧が発生し、 また、 これに同期 した誘導電流が流れるため、 前記受信信号 H (又は I ) の周波数及び位相は矩形波信号 Aと一致することになり、 前記信号 Jの位相も矩形波信号 Aと一致する。
    [0063] 一方、 同調回路 1 1 0における同調周波数が周波数 f 0 よりわずかに低い周波数、 例えば f i の場合、 信号の 送信期間において、 同調回路 1 1 0には周波数 f 0 の誘 導電圧が発生するが、 その時、 該同調回路 1 1 0には位 相遅れを伴う誘導電流が流れ、 また、 信号の受信期間に おいてはほぼ周波数 f & の誘導電圧及びこれに同期した 誘導電流が流れるため、 前記受信信号 H (又は I ) の周 波数は矩形波信号 Aの周波数よりわずかに低く 、 また、 その位相もやや遅れたものとなる。 帯域フィ ルタ 238 において、 その入力信号の低い方への周波数のずれは、 前述した場合とは逆に位相遅れと して出力されることに なり、 従って、 前記信号 Jの位相は受信信号 H (又は I ) 'よりさらに遅れたものとなる。 また、 逆に同調回路 1 1 0における同調周波数が周波 数 f 0 よりわずかに高い周波数 f h の場合、 信号の送信 期間において、 同調回路 1 1 0には周波数 f 0 の誘導電 圧が発生するが、 その時、 該同調回路 1 1 0には位相進 みを伴う誘導電流が流れ、 また、 信号の受信期間におい てはほぼ周波数 f h の誘導電圧及びこれに同期した誘導 電流が流れるため、 前記受信信号 H (又は I ) の周波数 は矩形波信号 Aの周波数よりわずかに高く、 また、 その 位相もやや進んだものとなる。 前述したように帯域フィ ル夕 2 38は周波数 f O のみを振動数とするものである から、 その入力信号の高い方への周波数のずれは位相進 みとして出力されることになり、 従って、 前記信号 Jの 位相は受信信号 H (又は I ) よりさらに進んだものとな る o
    [0064] 前述したように同調回路 1 1 0の同調周波数は位置 il 示器毎、 即ちィ レーザ 1 0、 力一ソル 2 0 , 30 , 4 0 毎に異なり、 さらにスィッチ 1 1 5を操作すると、 その 同調周波数がさらに変化するため、 前記（1) 式により求 められる位相差 Θも各位置指示器毎並びにそのスィッチ の状態毎に変化する。
    [0065] 前記位相差 0は使用中の位置指示器の種別及びそのス イ ッチの状態を表わす情報 （以下、 状態識別情報と称す, ) に変換された上で、 X方向及び Υ方向の座標値ととも にホス トコンピュータ 24 9へ送出される。
    [0066] 次に、 第 7図乃至第 1 0図に従って座標検出動作及び 状態識別動作を詳細に説明する。
    [0067] まず、 装置全体の電源が投入され、 測定開始状態にな ると、 制御回路 230は X方向を選択する情報を X Y切 替回路 236及び受信タイ ミ ング切替回路 237に送出 するとともに、 タブレッ ト 220の X方向のループコィ ル 22 1— 1〜 22 1 — 48のうち、 最初のル一プコィ ル 22 1— 1を選択する情報を選択回路 232に送り、 該ループコイル 22 1 — 1を送受切替回路 234に接続 する。
    [0068] 送受切替回路 234は前述した送受切替信号 Cに基づ いて、 ループコイル 22 1 — 1を駆動回路 24 5並びに 増幅器 24 7に交互に接続するが、 この際、 駆動回路 2 4 5は 32 sec の送信期間において、 第 8図（a) に示す ような 500 k Hz の 1 6個の正弦波信号を該ループコィ ル 22 1 — 1へ送る （なお、 第 6図では図面の都合上、 そのうちの 5個のみを表示している。 ） 。
    [0069] 前記送信及び受信の切替は第 8図（b) に示すように一 のル―プコイル、 ここでは 22 1 — 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 （ 448〃 sec ) に相当する。
    [0070] この時、 増幅器 24 7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受信タイ ミ ング切替回路 23 7を介して帯域フィ ルタ 238に送出され平均化され、 検波器 239、 位相検波器 24 1 , 242及び低域フィ ルタ 240, 243, 244を経て制御回路 230に送 出される。
    [0071] 制御回路 230は前記低域フィ ルタ 240の出力値を AZD変換して入力し、 位置指示器、 例えばィ レ一サ 1 0とループコイル 22 1— 1との距離に依存した検出電 圧、 例えば Vxlと して一時記憶する。
    [0072] 次に、 制御回路 230はループコイル 22 1— 2を選 択する情報を選択回路 232に送り、 該ループコイル 2 2 1— 2を送受切替回路 234に接続し、 ィ レーザ 1 0 とル―プコイル 22 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 2 2 1— 3〜 22 1— 48を順次、 送受切替回路 234に 接続し、 第 8図（c) に示すような各ループコイル毎のィ レーサ 1 0との X方向の距離に比例した検出電圧 Vxl〜 Vx48 (但し、 第 8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。
    [0073] 実際の検出電圧は、 第 9図に示すようにィ レーザ 1 0 が置かれた位置 （xp ) を中心として、 その前後の数本 のループコィノレのみに得られる。
    [0074] 制御回路 230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か否かをチヱック し、 一定の 検出レベル以下であれば、 再度、 X方向の各ループコィ ルの選択及び電圧検出を繰返し、 また、 一定の検出レべ ル以上であれば、 次の処理へ進む。
    [0075] 次に、 制御回路 230は XY切替回路 236及び受信 タイ ミ ング切替回路 2 3 7に Y方向の選択情報を送出し、 前記同様にして選択回路 2 3 3及び送受切替回路 2 3 5 を切替え、 電波を送受信した時の低域フ ィ ルタ 24 0の 出力値を A ZD変換して得られるィ レーザ 1 0と Y方向 の各ループコイル 2 2 2— 1〜 2 2 2— 4 8との距離に 依存した検出電圧を一時記憶する。 この後、 前記同様に レベルチヱッ クを行ない、 一定の検出レベル以下であれ ば、 再度、 X方向の各ル-プコイルの選択及び電圧検出 へ戻り、 また、 一定の検出レベル以上であれば、 前記記 憶した電圧値より後述する如く して、 ィ レーザ 1 0の X 方向及び Y方向の座標値を算出する。
    [0076] 次に、 制御回路 2 3 0は前記 X方向のループコイル 2
    [0077] 2 1 — 1〜 2 2 1 — 48 (又は Y方向のループコイル 2
    [0078] 2 2 - 1〜 2 2 2— 48) のうち、 最大の検出電圧が得 られたループコィノレ （ピーク コイル） を選択する情報を 選択回路 2 3 2 (又は 2 3 3 ) 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 24 3及び 244より得られた出力値を A ZD変換 し、 前述したようにして位相差 を算出する。
    [0079] 前記位相差 Θは前述した状態識別情報に変換され、 X 方向及び Y方向の座標値とともにホス ト コ ンピュータ 2 4 9に転送される。
    [0080] このようにして第 1回目の座標検出動作及び状態識別 動作が終了すると、 制御回路 2 3 0は第 1 0図に示すよ 'うに第 2回目以降の座標検出動作と して、 前記 X方向の ループコイル 22 1— 1〜 22 1— 48のうち、 最大の 検出電圧が得られたループコィルを中心と 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 232に送出し、 また、 Y方向のルー プコイル 222.—：！〜 222— 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 —定数、 同じく 1 0本のループコィルのみを選択する情 報を選択回路 233に送出し、 前記同様にして出力値を 得て X方向及び Y方向の座標検出動作並びに状態識別動 作を行ない、 得られた座標値及び状態識別情報をホス ト コンピュータ 249に転送し、 以下、 これらを繰返す。
    [0081] なお、 前述したレベルチェッ クを詳細に説明すると、 検出電圧の最大値が検出レベルに達しているか否か及び 最大値の検出電圧を有するループコィルがどのル-プコ ィルであるかをチヱック 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、 次回の座標検出 動作及び状態識別動作において選択するル-プコイルの 中心を設定する処理である。
    [0082] X方向又は Y方向の座標値、 例えば前記座標値 xp を 求める算出方法の一つとして、 前記検出電圧 Vxl〜 Vx4 8 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。
    [0083] 例えば第 8図（c) 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 —プコイル 221一 1〜 221一 48の中心位置の座標 値を x l 〜 x 48と し、 その間隔を Δ χとする。 ） 。 まず、 各電圧と座標値より、
    [0084] V x2= a ( X 2 - X ρ ) 2 + b (2)
    [0085] Vx3= a (x 3 - x p ) 2 + b …… (3)
    [0086] V x4= a ( x 4 - x p ) 2 + b …… (4) となる o こ こで、 a , bは定数 （ a く 0) である。 また、
    [0087] X 3 — X 2 = Δ X …… (5)
    [0088] X 4 - X 2 = 2 Δ X ……（6) となる o
    [0089] (5). (6) 式を（3), (4) 式に代入して整理すると、
    [0090] X p = 2 +厶 X Z 2 { ( 3 Vx2- 4 Vx3
    [0091] + Vx4) / ( Vx2- 2 Vx3+ Vx4) } …… (7) となる O 従って、 各検出電圧 Vxl〜 Vx48 より、 前記レベルチ エ 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（7) 式に相当する演算を行なう こ とによ り、 位置指示器の座標値 x p を算出できる。
    [0092] —方、 ホス ト コ ンピュータ 249は制御回路 230よ り送出されたデータを一旦、 バッ ファメモ リ等に記憶し、 そのうちの状態識別情報の内容に従って所定のデータ処 理を実行し、 その結果を表示装置 25◦上に表示させる o 例えば、 状態識別情報がスィ ツチオフのィ レーサ 1 0 を示している場合は該当する座標位置に該ィ レーザ 1 0 を示すマ—ク、 例えば 「口」 を表示し、 さ らにスィ ッチ オンのィ レーザ 1 ◦を示せば、 該当する座標位置の画像 を消去する。
    [0093] また、 状態識別情報がスィ ッチオフのカーソル 2 0又 は 3 0を示している場台は複数の色を含むパレッ トを備 えたメニュー画面を表示するとともに該当する座標位置 にカーソルを示すマーク、 例えば 「十」 を表示し、 さら にスィ ツチオンの力—ソル 2 0又は 3 0を示せば、 表示 色又は背景色をパレッ ト中の前記マークの位置に対応す る色に変えて表示する。
    [0094] さ らにまた、 状態識別情報がスィ ツチオフの力—ソル 4 0を示している場合は 「画面消去 O K？」 の文字を表 示し、 さらにスィ ッチオンのカーソル 4 0を示せば、 画 面中の全画像を消去する。
    [0095] 前述の実施例では、 位置指示器の指示内容に対応する 位置指示器の特徴付けと して位置指示器の筐体の外形を 関連付けたが、 これは一例に過ぎず、 他の態様、 例えば 位置指示器の色付け、 模様付け、 文字付けなどの色々の 手段が採用できることはいうまでもない。
    权利要求:
    Claims言青 求 の 範 囲
    1 . 位置検出装置に対して位置等を指示する位置指示器 において、
    前記位置指示器の態様を該位置指示器による指示内 容に関連付けた、
    ことを特徴とする位置指示器。
    2 . 態様が、 位置指示器の筐体であることを特徴とする 請求项 1記載の位置指示器。
    3 . 態様が、 位置指示器の筐体の外形であることを特徵 とする請求項 2記載の位置指示器。
    4 . 同調回路と、 該同調回路を収納する筐体とを有し、 位置検出装置との間で電波により信号を授受し、 前記 位置検出装置に対して位置等を指示する位置指示器に おいて、
    筐体の態様を、 指示する内容に関連付けるとと もに、 同調回路より送出する信号の範囲を前記指示内容に 関連付けた所定の範囲となした
    ことを特徴とする位置指示器。
    5. 態様が、 位置指示器の筐体の外形であることを特徴 とする請求項 4記載の位置指示器。
    6 . 筐体の被保持部を保持したことを検出して同調回路 を動作させるセンサ回路を設けた
    ことを特徴とする請求項 4または 5記載の位置指示
    ¾tr o -
    7 . 筐体の外形が、 周知の消しゴム形状を成しているこ とを特徴とする請求項 3または 5記載の位置指示器。
    8 . 筐体の外形が、 周知のイ ンク壺形状を成しているこ とを特徴とする請求項 3または 5記載の位置指示器。
    9 . 筐体の外形が、 周知の引出しを備えた小箱形状を成 していることを特徴とする請求項 3または 5記載の位 ¾■ is ¾ o
    1 0 . 筐体の外形が、 周知の円筒形のゴミ箱形状を成して いることを特徴とする請求项 3または 5記載の位置指
    ¾ o
    11 . 指示内容が情報の消去を表すことを特徴とする請求 項 1または 4記載の位置指示器。
    12 . 指示内容が、 ディスプレイ表示色を表すことを特徴 とする請求項 1または 4記載の位置指示器。
    13 . 指示内容が、 ディスプレイ背景色を表すことを特徴 とする請求頃 1または 4記載の位置指示器。
    14 . 指示内容が、 ディスプレイ画面の消去を表すことを 特徴とする請求項 1または 4記載の位置指示器。
    1 5 . 同調回路と、 該同調回路を収納する筐体とを有し、 位置検出装置との間で電波により信号を授受し、 前記 位置検出装置に対して位置等を指示する位置指示器に おいて、
    筐体の被保持部を保持したことを検出して同調回路 を動作させるセンサ回路を設けた
    ことを特徴とする位置指示器。
    16 . 複数の位置指示器を備え、 各位置指示器は、 位置検 出装置に対して位置情報とともに他の何らかの特定さ れた情報を指示する如く対応付けられ、 かつその位置 指示器の筐体の態様を、 該位置指示器による特定情報 と関連付けられた特定の特徴を持つように形成されて おり、
    情報入力に際し、 入力しょうとする特定の指示内容 に対応した特徴の態様を持つ位置指示器を用いること により、 位置検出装置に対する各種指示内容のいずれ を指示するものであるかを位置検出装置側に特定して 入力できるよう に した、
    情報入力方法。
    17 . 態様が、 位置指示器の筐体の外形であることを特徴 とする請求項 1 7記載の情報入力方法。
    18. 位置指示器のうちの一つの筐体の外形が、 周知の消 しゴム形状を成し、 指示内容が、 情報の消去を表して いることを特徴とする請求 ¾ 1 7記載の情報入力方法。
    19. 位置指示器のうちの一つの筐体の外形が、 周知のィ ンク壺形状を成し、 指示内容が、 ディスプレイ表示色 を表していることを特徴とする請求项 1 7記載の情報 入力方法。
    20. 位置指示器のうちの一つの筐体の外形が、 周知の引 出しを備えた小箱形状を成し、 指示内容が、 ディスプ レイ背景色を表すことを特徴とする請求项 1 7記載の 情報入力方法。
    21. 位置指示器のうちの一つの筐体の外形が、 周知の円 筒形のゴミ箱形状を成し、 指示内容が、 ディスプレイ 画面の消去を表すことを特徴とする請求项 1 7記載の 情報入力方法。
    22 . 位置検出装置と、 該位置検出装置に対して位置等を 指示する位置指示器との組合わせにおいて、
    前記位置指示器はその態様が該位置指示器による指 示内容に関連付けられており、
    前記位置検出装置は該位置指示器の使用によりその 指示内容を特定できる機能を有する、
    ことを特徴とする位置検出装置と位置指示器との組 合わせ。
    23. 態様が、 位置指示器の筐体であることを特徴とする 請求項 2 2記載の位置検出装置と位置指示器との組合 わせ。
    24. 同調回路と、 該同調回路を収納する筐体とを有し、 位置検出装置との間で電波により信号を授受し、 前記 位置検出装置に対して位置等を指示する位置指示器を 用い、
    同調回路より送出する信号の範囲を前記指示内容に 関連付けた所定の範囲となした
    ことを特徴とする請求項 2 3記載の位置検出装置と 位置指示器との組合わせ。
    25. 態様が、 位置指示器の筐体の外形であることを特徴 とする請求項 2 3または 2 4記載の位置検出装置と位 置指示器との組合わせ。
    . 筐体の被保持部を保持したことを検出して同調回路 を動作させるセンサ回路を設けた
    ことを特徴とする請求項 2 5記載の位置検出装置と 位置指示器との組合わせ。
    . 位置指示器の筐体の外形が、 周知の消しゴム形状を 成し、 指示内容が、 情報の消去を表していることを特 徴とする請求項 2 5記載の位置検出装置と位置指示器 との組合わせ。
    . 位置指示器の筐体の外形が、 周知のイ ンク壺形状を 成し、 指示内容が、 ディスプレイ表示色を表している ことを特徴とする請求項 2 5記載の位置検出装置と位 置指示器との組合わせ。
    . 位置指示器の筐体の外形が、 周知の引出しを備えた 小箱形状を成し、 指示内容が、 ディスプレイ背景色を 表すことを特徴とする請求项 2 5記載の位置検出装置 と位置指示器との組合わせ。
    . 位置指示器の筐体の外形が、 周知の円筒形のゴミ箱 形状を成し、 指示内容が、 ディスプレイ画面の消去を 表すことを特徴とする請求項 2 5記載の位置検出装置 と位置指示器との組合わせ。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH02155020A|1990-06-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-06-14| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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