(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置指示器にコイルが巻かれた磁性体コアを設け、タブレットとの電磁誘導を利用して位置指示器の座標位置を検出する位置検出装置において、
前記位置指示器に、
各々にコイルが巻かれた前記磁性体コアを少なくとも２つ近接して並置し、該コイルの内の一つの選択したコイルを除いて他の前記コイルを閉路するように制御する制御手段を設け、
前記タブレットに、
前記制御手段に前記一つの選択したコイルを除いた他の前記コイルを閉路するための制御信号を送信する手段と、
前記選択された一つのコイルから出力される信号を検出する手段と、を備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
少なくともコイルとコンデンサとからなる共振回路を有する位置指示器と、前記位置指示器に対して前記共振回路の共振周波数に対応する所定の周波数を有する送信信号を送信することにより該位置指示器の座標位置を求めるタブレットと、からなる位置検出装置において、
前記位置指示器に、
各々にコイルが巻かれた磁性体コアを少なくとも２つ近接して並置し、該コイルのうち一つのコイルを選択して共振状態にし、該選択されたコイル以外の他のコイルを閉路状態にするように制御する制御手段とを設け、
前記タブレットに、
前記制御手段に対して、前記一つの選択したコイルを共振状態として他のコイルを閉路状態とするための制御信号を送信する手段と、
前記選択された一つのコイルから出力される信号を検出する手段と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
前記タブレットが、前記検出する手段の検出結果に基づいて前記位置指示器の該タブレット面に垂直方向を軸とした回転角を検出する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記タブレットが、前記検出する手段の検出結果に基づいて前記位置指示器の該タブレット面に対する傾斜角を検出する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記位置指示器に、前記各々のコイルと対応して更に設けられた共振回路を構成するためのコンデンサと、前記制御手段内に設けられた前記一つの選択したコイルを除いた他の前記コイルを閉路するためのスイッチ手段とを設けたことを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項６】
少なくともコイルとコンデンサとからな共振回路を有する位置指示器と、前記位置指示器に対して前記共振回路の共振周波数に対応する所定の周波数を有する送信信号を送信することにより該位置指示器の座標位置を求めるタブレットと、からなる位置検出装置において、
前記位置指示器に、
各々にコイルが巻かれた磁性体コアを少なくとも２つ接近して並置し、該コイルの内一つのコイルを選択して共振可能状態にし、該選択されたコイル以外の他のコイルを閉路状態にするように制御する制御手段とを設けたことを特徴とする位置指示器。
【請求項７】
少なくともコイルとコンデンサとからなる共振回路を有する位置指示器と、前記位置指示器に対して前記共振回路の共振周波数に対応する所定の周波数を有する送信信号を送信することにより該位置指示器の座標位置を求めるタブレットと、からなる位置検出装置において、
前記位置指示器に、
近接された２本の棒状磁性体コアと、該磁性体コアにそれぞれ巻かれた第１および第２のコイルと、
前記タブレツトから送信される動作モード指示信号に応答して前記第１または第２のコイルのうち一方のコイルを閉路するように制御する制御手段と、
を設け、
前記タブレットに、
前記制御手段が前記第２のコイルを閉路するように動作する第１の動作モードを指示する第１の動作モード指示信号を発生・送信する手段と、
前記第１の動作モード下での前記位置指示器からの受信信号に基づいて第１の座標値を決定する手段と、
前記制御手段が前記第１のコイルを閉路するように動作する第２の動作モードを指示する第２の動作モード指示信号を発生・送信する手段と、
前記第２の動作モード下での前記位置指示器からの受信信号に基づいて第２の座標値を決定する手段と、
を備えた、
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項８】
少なくともコイルとコンデンサとからなる共振回路を有する位置指示器と、前記位置指示器に対して前記共振回路の共振周波数に対応する所定の周波数を有する送信信号を送信することにより該位置指示器の座標位置を求めるタブレットと、からなる位置検出装置において、
前記位置指示器に、
近接された２本の棒状磁性体コアと、該磁性体コアにそれぞれ巻かれた第１および第２のコイルと、
前記タブレツトから送信される動作モード指示信号に応答して前記第１または第２のコイルのうち一方のコイルを閉路するように制御する制御手段と、を設けたことを特徴とする位置指示器。
【請求項９】
少なくともコイルとコンデンサとからなる共振回路を有する位置指示器と、前記位置指示器に対して前記共振回路の共振周波数に対応する所定の周波数を有する送信信号を送信することにより該位置指示器の座標位置を求めるタブレツトと、からなる位置検出装置において、
前記位置指示器に、
接近して配置された３本の棒状磁性体コアと、該磁性体コアにそれぞれ巻かれた第１、第２および第３のコイルと、
前記タブレツトから送信される動作モード指示信号に応答して前記第１、第２または第３のコイルのうち一つのコイルを選択して共振可能状態にし、該選択されたコイル以外の他のコイルを閉路状態にするように制御する制御手段と、
を設け、
前記タブレットに、
前記制御手段が前記第１のコイル選択し、他のコイルを閉路状態にするように動作する第１の動作モードを指示する第１の動作モード指示信号を発生・送信する手段と、
前記第１の動作モード下での前記位置指示器からの受信信号強度分布を検出する第１の手段と、
前記制御手段が前記第２のコイル選択し、他のコイルを閉路状態にするように動作する第２の動作モードを指示する第２の動作モード指示信号を発生・送信する手段と、
前記第２の動作モード下での前記位置指示器からの受信信号強度分布を検出する第２の手段と、
前記制御手段が前記第３のコイル選択し、他のコイルを閉路状態にするように動作する第３の動作モードを指示する第３の動作モード指示信号を発生・送信する手段と、
前記第３の動作モード下での前記位置指示器からの受信信号強度分布を検出する第３の手段と、
前記第１、第２及び第３の手段の検出結果に基づいて前記位置指示器の該タブレット面に対する傾斜角を決定する手段と、
を備えた、
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１０】
前記第１、第２及び第３の手段の検出結果に基づいて前記位置指示器の中心座標値を決定する手段を含むことを特徴とする請求項９記載の位置検出装置。
【請求項１１】
少なくともコイルとコンデンサとからなる共振回路を有する位置指示器と、前記位置指示器に対して前記共振回路の共振周波数に対応する所定の周波数を有する送信信号を送信することにより該位置指示器の座標位置を求めるタブレツトと、からなる位置検出装置において、
前記位置指示器に、
接近して配置された３本の棒状磁性体コアと、該磁性体コアにそれぞれ巻かれた第１、第２および第３のコイルと、
前記タブレツトから送信される動作モード指示信号に応答して前記第１、第２または第３のコイルのうち一つのコイルを選択して共振可能状態にし、該選択されたコイル以外の他のコイルを閉路状態にするように制御する制御手段と、
を設けたことを特徴とする位置指示器。請求項１および７を削除した。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電磁誘導作用を利用した位置検出装置及びその位置指示器に関するものである、特に、ペン形状の位置指示器の傾き、またはタブレット面に対する垂直方向を軸とした回転角が検出できる位置検出装置及びその位置指示器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置は、ペン形状の位置指示器により文字や絵などを入力する用途に用いられるが、この場合に座標値による入力だけでなく、使用者の手のひねり具合や個人的癖等に基づくペンの回転や傾きをデータとして入力したいという要求がある。
【０００３】
この要求に答えるために種々の位置検出装置及び位置指示器が従来改良されている（例えば、特開平５−２１０４５０、特公昭５８−１６５０６、特公昭６１−１７６４、特開平３−６７３２０）。
【０００４】
しかし、これらの従来装置はペン先がタブレット上の座標検出の有効エリア（座標検出が可能である範囲）の周辺付近に位置するときにはペンの傾き、回転角を検出できない欠点がある。
【０００５】
更に、従来の装置においては回転角を検出するために、２つの磁性体コアにそれぞれ巻かれたコイルを互いに干渉しないように離して配置したためペンが太くなり使い勝手が悪化し実用に供しない欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこの点を改良するもので、位置指示器の傾きや位置検出装置のタブレット面に対する垂直方向を軸とした回転角を位置検出装置の有効エリアの周辺付近でも正確に検出でき、磁性体コアの干渉を防止して並置可能として位置指示器も太くなることがない位置検出装置および位置指示器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、位置指示器の位置指示部には２本の磁性体コアを設け、それらの磁性体コアにはそれぞれにコイルが巻かれている。また、位置指示器にはこれらの２個のコイルのうち一方を選択する手段が設けられており、選択されたコイルはタブレットとの電磁誘導作用によりその位置をタブレット側で検出するために用いられる。また選択されたコイルによる信号検出の際に、選択されていないもう一方のコイルが巻かれた磁性体コアによる影響を抑えるために選択されていないほうのコイルの両端を短絡する手段が設けられている。このため２本の磁性体コアを接近して配置しても互いに干渉することなく２点の座標位置を検出でき、位置指示器のコアの軸方向に対する回転角を検出することのできる位置指示器があまり太くなることなく実現できる。
【０００８】
他の発明は、位置指示器の位置指示部には２本の磁性体コアを設け、それらの磁性体コアにはそれぞれにコイルが巻かれている。また、位置指示器にはこれらの２個のコイルのうち一方を選択する手段が設けられており、選択されたコイルはコンデンサとの接続により共振回路を構成しタブレットとの電磁誘導作用によりその位置をタブレット側で検出するために用いられる。また選択されたコイルによる信号検出の際に、選択されていないもう一方のコイルが巻かれた磁性体コアによる影響を抑えるために選択されていないほうのコイルの両端を短絡する手段が設けられている。このため２本の磁性体コアを接近して配置しても互いに干渉することなく２点の座標位置を検出でき、位置指示器のコアの軸方向に対する回転角を検出することのできる位置指示器があまり太くなることなく実現できる。
【０００９】
他の本発明は、位置指示器の位置指示部には３本の磁性体コアを設け、それらの磁性体コアにはそれぞれにコイルが巻かれている。また、位置指示器にはこれらの３個のコイルのうちの一つを選択する手段が設けられており、選択されたコイルはコンデンサとの接続により共振回路を構成しタブレットとの電磁誘導作用によりその位置をタブレット側で検出するために用いられる。また選択されたコイルによる信号検出の際に、選択されていないその他のコイルが巻かれた磁性体コアによる影響を抑えるために選択されていないその他の２個のコイルの両端をそれぞれ短絡する手段が設けられている。このため３本の磁性体コアを接近して配置しても互いに干渉することなく３個のコイルによる信号を検出でき、位置指示器のコアの軸方向に対する回転角やタブレット面に対する傾斜角を検出することのできる位置指示器があまり太くなることなく実現できる。
【００１０】
【作用】
したがって、コイル同士の干渉をおこすことなく接近した点の座標位置を検出することができる。
【００１１】
また、位置指示器の傾きや位置検出装置のタブレット面に対する垂直方向を軸とした回転角を位置指示器を太くすることなく、検出できる。
【００１２】
また、位置指示器に対する制御情報を２進コードとして送るようにしたため位置指示器の回路構成を簡単にすることができる。
【００１３】
【実施例】
本発明の第一実施例を図に基づいて説明する。
【００１４】
この第一実施例は位置指示器の回転角を検出できる場合の実施例である。
【００１５】
図１は本発明第一実施例の位置検出装置としてのタブレット１の要部回路構成図を示す。即ち、図１において、Ｘ軸に４０本のループコイルＸ1〜Ｘ40が配置され、Ｙ軸に４０本のループコイルＹ1〜Ｙ40が検出方向に互いに平行に図示の如く配置されている。このループコイルは各々のループコイルを選択する選択回路２に接続されいる。この選択回路２は送受切替回路３に接続され、この送受切替回路３の受信側にはアンプ５が接続され、このアンプ５は検波回路６に接続されている。この検波回路６はローパス・フィルター７に接続され、このローパス・フィルター７はサンプルホールド回路８に接続され、このサンプルホールド回路８がＡ／Ｄ回路（アナログ・デジタル変換回路）９に接続され、このＡ／Ｄ回路９はＣＰＵ（中央処理装置）１０に接続されている。このＣＰＵ１０から制御信号が前記選択回路２、サンプルホールド回路８、Ａ／Ｄ回路９および送受切替回路３にそれぞれ接続されている。また、図中１１は位置指示器の共振回路の共振周波数に等しい周波数の正弦波交流信号を発生する発信器を示し、１２は該交流信号を電流に変換する電流ドライバを示す。
【００１６】
図２は、本発明第一実施例の位置指示器の要部回路構成図を示す。
【００１７】
図３は該位置指示器の共振回路部分の説明図を示す。
【００１８】
即ち、位置指示器１５のペン先付近に２本の磁性体コア１６および１７を２つの磁性体コアの中間点がペン先位置と一致するように並設し、磁性体コア１６にはコイル１８を巻きコンデンサ１９と接続して共振回路２０を構成し、磁性体コア１７にはコイル２１を巻きコンデンサ２２と接続して共振回路２３を構成している。またこれらの共振回路の共振周波数はタブレットから送信する電波の周波数と一致している。
【００１９】
この共振回路２０および２３はスイッチ３２を介して電源回路２４、検波回路２５、検波回路２６にそれぞれ接続されている。該検波回路２５は時定数の大きい積分回路２７に接続され、検波回路２６は時定数の小さい積分回路２８に接続されている。該積分回路２７はコンパレータ２９に、積分回路２８はコンパレータ３０にそれぞれ接続されている。このコンパレータ２９はラッチ回路３１のデータ端子Ｄに接続され、コンパレータ３０は該ラッチ回路３１のトリガ端子Ｔにそれぞれ接続されている。
【００２０】
また、共振回路２０および２３のどちらか一方はスイッチ３３を介して該コイル１８又は２１を短絡されるようになっている。この点は本発明の特徴の一つである。
【００２１】
更に、スイッチ３２と３３とはラッチ回路３１の出力により制御されて連動するように構成されており、本実施例ではラッチ回路３１が“Ｏ”出力のときはＴ1側を選択して、共振回路２０が検波回路２５、２６と接続されるように構成される。これも本発明の特徴の一つである。
【００２２】
ここで、前記ラッチ回路３１のデータ端子Ｄにその出力が供給される第１の経路３４を形成する積分回路２７およびコンパレータ２９は、該積分回路２７の時定数と該コンパレータ２９の基準値との関係を前記タブレット１からの送信電磁波が第１の所定時間（本実施例では、３００μｓよりも十分長い時間）送信された場合に出力信号を出力する様に構成されている。また、前記ラッチ回路３１のトリガー端子Ｔにその出力が供給される第２の経路３５を形成する積分回路２８およびコンパレータ３０は、該積分回路２８の時定数と該コンパレータ３０の基準値との関係を前記タブレット１からの送信電磁波が前記第１の所定時間より短い時間である第２の所定時間（本実施例では、１００μｓよりも十分長い時間）送信された場合に出力信号を出力する様に構成されている。この第１および第２の経路は本発明の特徴の一つである。
【００２３】
図２の具体的な回路構成は図４に示され、図４で図２と同一の符号はそれぞれ図２と同一のものを示す。但し、Ｃ１Ｒ１＞Ｃ２Ｒ２の様に構成されている。
【００２４】
図５は前記ＣＰＵ１０内に記憶された動作制御プログラムのフローチャートを示す。
【００２５】
図６、図７、図８及び図９は、図１及び図２に×印で示した点の出力を示す出力波形図。ただし、図６および図７は図面の寸法上図１０に示す如く１つの図面を２つに分けて示し、図８および図９も図面の寸法上図１１に示す如く１つの図面を２つに分けて示している。また、図中、コイル番号とは選択されたループコイルを示し、Ｔは送信モード（位置検出装置からの送信期間）を示し、Ｒは受信モード（位置検出装置の受信期間）を示す。
【００２６】
図１０は、図６と図７との結合関係を示す図。
【００２７】
図１１は、図８と図９との結合関係を示す図。
【００２８】
この様に構成した本発明第一実施例の動作を説明する。
【００２９】
まず、位置指示器１５がタブレット１のどの位置に置かれたかを検出する為のＸ軸全面スキヤンが行われる（ステップ４０）。この全面スキヤンは従来装置と同様に行われる。
【００３０】
ＣＰＵ１０はループコイルＸ1を選択回路２に選択させ、送受切替回路３を送信側端子Ｔに接続させ、前記ループコイルＸ1に前記発信器１１の正弦波交流信号を供給する。これにより、ループコイルＸ1から位置指示器１５に送信電磁波（イ）が送信される。この時、ラッチ回路３１の出力端には信号が発生していないので（“０”出力）、スイッチ３２は共振回路２０の側（Ｔ1端子と接続）を選択して検波回路２５および２６と接続しスイッチ３３は共振回路２２の両端を短絡（Ｔ2端子と接続）して共振回路２０のみがタブレットからの電波に反応するようになる。
【００３１】
ここで、共振回路を短絡する（即ち、コイルを閉回路にする）と、該コイルに交流磁界が印加される場合にコイルに逆起電力を生じコイル内部にある磁性体コアに磁束が通らなくなる。これにより、近接して配置されたもうもう一方の磁性体コア１６から出力される磁束分布への影響をなくすることができる。
【００３２】
ＣＰＵ１０は、この送信モードを所定時間（例えばＴ＝１００μｓ）実行すると、次に選択回路２がループコイルＸ1を保持した状態で送受切替回路３を受信側に切替えて位置指示器１５からの信号を受信する受信モードを所定時間（例えばＲ＝１００μｓ）実行する。
【００３３】
この動作が図６に示す如くＸ軸方向のループコイルＸ1からＸ40の全部について各々行われ、どのループコイルを選択した時に位置指示器１５からの受信信号が最大になるかに基づいて位置指示器１５のタブレット１上の位置を決定する。
【００３４】
他方、 位置指示器１５は全面スキャンモードのときは、前述したようにラッチ回路３１の出力に信号が発生せず、該送信電磁波（イ）により共振回路２０が励振され誘導電圧が発生される。受信モード中は、送信電磁波（イ）は停止されるが、該誘導電圧によりコイル１８から電磁波が発生され、この電磁波がタブレット１の選択されているループコイルを逆に励振するため、該ループコイルに誘導電圧を発生させる。この誘導電圧はコイル１８に最も近いループコイルにおいて最大値となるのでコイル１８の座標値すなわち位置指示器１５のおよその指定位置が求まる。
【００３５】
本実施例では、位置指示器１５がループコイルＸ7、Ｙ5の位置を指示している場合であり、これを例とし全面スキャン動作を説明する。
【００３６】
ＣＰＵ１０が送信モードおよび受信モードを各ループコイルについて繰り返し、ループコイルＸ7を選択回路２に選択させる。ループコイルＸ7から送信電磁波（イ）が位置指示器１５に送信される。この送信電磁波（イ）により位置指示器１５の共振回路２０が励振され誘導電圧（ロ）が共振回路２０に発生される。該所定時間後に、タブレット１は受信モードになり、送信電磁波（イ）は消滅する。
【００３７】
しかし、該誘導電圧（ロ）が減衰するまでこの誘導電圧（ロ）により位置指示器１５から電磁波が送出され、この電磁波がループコイルＸ7により受信される。ループコイルＸ7はこの電磁波で励振され、ループコイルＸ7に誘導電圧が発生する。この誘導電圧がアンプ５で増幅される。アンプ５で増幅された受信信号（ａ）は検波回路６で検波され、ローパスフィルター７に送出される。ローパスフィルター７は共振回路２１の共振周波数より充分低い遮断周波数を有しており、検波回路６の出力信号を直流信号に変換し、この直流信号がサンプルホールド回路７において信号（ｂ）の如くサンプルホールドされ、Ａ／Ｄ回路９によりアナログ・デイジタル変換され、ＣＰＵ１０に送出される。ＣＰＵ１０は、このデイジタル値に変換された各受信信号のレベル分布に基づいて位置指示器１５の位置を検出するが、本実施例ではループコイルＸ7からの受信信号レベルが最大値となり、位置指示器１５のＸ軸方向の位置が検出される。ＣＰＵ１０はループコイルＸ7を位置指示器１５のＸ軸方向の位置として記憶する（ステップ４２）。
【００３８】
Ｘ軸全面スキャンにおいて、タブレット１での受信信号レベルがいずれも所定のしきい値以下である場合にはＣＰＵ１０は位置指示器１５はタブレット１上にないと判別してＸ軸全面スキャンを繰り返す（ステップ４１）。
【００３９】
このＸ軸全面スキャンと同様な動作が、Ｙ軸方向に於てもおこわれる。即ち、図７に示す如くＹ軸全面スキャンがＸ軸全面スキャンと同様な動作でおこなわれ、ＣＰＵ１０は位置指示器１５のタブレット１上のＹ軸方向の位置としてループコイルＹ5を記憶する（ステップ４３〜４４）。
【００４０】
位置指示器１５の指示したタブレット１上のコイルＮＯ．（本実施例ではＸ7およびＹ5）が決定されると、このコイルの前後５本のループコイルについての部分スキャンが行われる。この部分スキャンは、タブレット１上に置かれた位置指示器１５の位置を検出するためのものであり、位置指示器１５がタブレット１上で移動された場合はその軌跡を検出するためのものである。
【００４１】
まず、充電動作が開始される（ステップ４５）。即ち、ＣＰＵ１０は選択回路２にループコイルＸ7を選択させ、送受切替回路３を送信端子Ｔ側に接続させる（図８）。この状態で、ＣＰＵ１０は所定時間（本実施例では、Ｔ＝３００μｓ）ループコイルＸ7から送信電磁波（イ）を位置指示器１５に送信する。これにより、共振回路２０に誘導電圧（ロ）が発生し、この誘導電圧（ロ）により電源回路２４が充電される。この誘導電圧（ロ）は、検波回路２５および２６にそれぞれ入力され、検波回路２５および２６からそれぞれ検波出力（へ）および（ハ）が出力される。
【００４２】
この検波出力（ハ）により第２の経路からは積分出力（ニ）、コンパレータ出力（ホ）が図示の如く出力される。しかし、ＣＰＵ１０が送信時間を３００μｓとしているため、第１の経路３４からは該コンパレータ出力（チ）は出力されない。これは、本発明の特徴の一つである。
【００４３】
ＣＰＵ１０は充電のための送信時間Ｔ＝３００μｓ後に、所定の受信時間（本実施例では、Ｒ＝１００μｓ）経過後に部分スキャンに移行する（ステップ４６）。
【００４４】
ＣＰＵ１０はループコイルＸ7を選択回路２に選択させ、送受切替回路３を送信側端子Ｔに接続する。この状態で、ループコイルＸ7は送信電磁波（イ）を位置指示器１５に送出する。この送信電磁波（イ）により位置指示器１５の共振回路２０が励振され誘導電圧（ロ）が共振回路２０に発生される。この誘導電圧（ロ）は検波回路２５および２６でそれぞれ検波され検波出力（ヘ）および（ハ）が出力される。この検波出力（ハ）は積分回路２８で積分され、この積分出力（ニ）がコンパレータ３０で基準値と比較される。また、検波出力（ヘ）は積分回路２７で積分され、この積分出力（ト）がコンパレータ２９で基準値と比較される。
【００４５】
ＣＰＵ１０による送信モード期間はＴ＝１００μｓであるので、前述の如く第１の経路３４および第２の経路３５からは出力（ホ）および（チ）は出力されず、ラッチ回路３１の出力（リ）は出力されず、スイッチ３２および３３の状態は変化しない。
【００４６】
ラッチ回路３１の出力（リ）が出力されない状態では、共振回路２０のみが共振状態となる。この結果、タブレット１でコイル１８の座標値（第１の座標値）が検出される。
【００４７】
ＣＰＵ１０は送信モード時間を経過すると、選択回路２にループコイルＸ5を選択させ、送受切替回路３を受信端子Ｒ側に切替える。このループコイルＸ5の受信モードにおいて、前記ステップ４０で説明したと同様な動作でタブレット１で受信信号（ａ）、（ｂ）が得られる。
【００４８】
この部分スキャン動作が、送信モードではループコイルＸ7を選択し、受信モードではループコイルＸ6、Ｘ7、Ｘ8およびＸ9をそれぞれ選択して順次行われる（ステップ４６）。
【００４９】
前述の様に、本実施例では位置指示器１５がループコイルＸ7、Ｙ5を指示しているので、Ｘ軸方向の部分スキャンではループコイルＸ7の受信モードで最大受信電圧Ｖp1を得、その前後のループコイルＸ6、Ｘ8の受信モードで受信電圧Ｖa1、Ｖb1をそれぞれ得る。
【００５０】
このＸ軸方向の部分スキャンに続いてＹ軸方向の部分スキャンが行われる。
【００５１】
即ち、送信モードではループコイルＹ5を選択し、受信モードではループコイルＹ3、Ｙ4、Ｙ5、Ｙ6およびＹ7をそれぞれ選択してＹ軸方向の部分スキャンが上述のＸ軸方向の部分スキャンと同様に行われる（ステップ４６）。
【００５２】
このＹ軸方向の部分スキャンではループコイルＹ5の受信モードで最大受信電圧Ｖ’p1を得、その前後のループコイルＹ4、Ｙ6の受信モードで受信電圧Ｖ’a1、Ｖ’b1をそれぞれ得る。
【００５３】
このステップ４６で検出される座標値はコイル１８の位置に対応した位置（以下、第１の座標値Ｘ1、Ｙ1という）を示す。
【００５４】
この部分スキャン動作で受信信号レベルが所定のしきい値以下であれば、ＣＰＵ１０は位置指示器１５はタブレット１上にないと判別して、処理動作をステップ４０に戻す（ステップ４７）。
【００５５】
ＣＰＵ１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の座標検出の為の上記部分スキャンが終了すると（ステップ４６）、次いで共振回路２０を短絡してコイル２１の座標値（第２の座標値）を求めるための部分スキャンを行う（ステップ４８、図９）。
【００５６】
まず、ＣＰＵ１０は共振回路２０を短絡し、共振回路２３を検波回路２５、２６と接続するため所定時間（本実施例ではＴ＝７００μｓ）タブレット１から送信電磁波を送信させる。
【００５７】
即ち、ＣＰＵ１０は選択回路２にループコイルＸ7を選択させ、送受切替回路３を送信端子Ｔ側に接続させる。この状態で、ＣＰＵ１０は所定時間（本実施例では、Ｔ＝７００μｓ）ループコイルＸ7から送信電磁波（イ）を位置指示器１５に送信する。これにより、共振回路２０に誘導電圧（ロ）が発生する。この誘導電圧（ロ）は、検波回路２５および２６にそれぞれ入力され、検波回路２５および２６からそれぞれ検波出力（へ）および（ハ）が出力される。
【００５８】
第２の経路３５は１００μｓより十分長い時間送信電磁波（イ）が送出された場合に（例えば、２００μｓ経過後）コンパレータ出力（ホ）をラッチ回路３１に出力する様に構成されており、タブレット１の送信時間が７００μｓなので、この送信期間中にコンパレータ出力が出力される。
【００５９】
即ち、検波出力（ハ）により積分回路２８からは所定の時定数で立ち上がる図示の様な積分出力（ニ）が出力され、コンパレータ３０の基準値を越えたときにコンパレータ出力（ホ）が図示の如く出力される。
【００６０】
第１の経路３４は３００μｓより十分長い時間送信電磁波（イ）が送出された場合に（例えば、４００μｓ経過後）コンパレータ出力（チ）をラッチ回路３１に出力する様に構成されており、タブレット１の送信時間が７００μｓなので、この送信期間中にコンパレータ出力が出力される。
【００６１】
即ち、検波出力（ヘ）により積分回路２７からは所定の時定数で立ち上がる図示の様な積分出力（ト）が出力され、コンパレータ２９の基準値を越えたときにコンパレータ出力（チ）が図示の如く出力される。
【００６２】
ラッチ回路３１はコンパレータ出力（ホ）の立ち下がりに応答して動作し、この時のコンパレータ出力（チ）をラッチ出力（リ）として出力する。このラッチ出力（リ）がスイッチ３２およびスイッチ３３に入力されることにより、共振回路２３が検波回路２５、２６と接続され（Ｔ2端子と接続）、共振回路２０が短絡される（Ｔ2端子と接続）。
【００６３】
ＣＰＵ１０は共振回路２０を短絡し、共振回路２３を検波回路２５、２６と接続するための送信時間Ｔ＝７００μｓ後に、所定の受信時間（本実施例では、Ｒ＝１００μｓ）経過後に該第２の座標値検出のための部分スキャンに移行する（ステップ４８）。
【００６４】
即ち、ＣＰＵ１０はループコイルＸ7を選択回路２に選択させ、送受切替回路３を送信側端子Ｔに接続する。この状態で、ループコイルＸ7は送信電磁波（イ）を位置指示器１５に送出する。この送信電磁波（イ）により位置指示器１５の共振回路２３が励振され誘導電圧（ロ）が共振回路２３に発生される。
【００６５】
ＣＰＵ１０は送信モード時間を経過すると、選択回路２にループコイルＸ5を選択させ、送受切替回路３を受信端子Ｒ側に切替える。このループコイルＸ5の受信モードにおいて、前記ステップ４０で説明したと同様な動作でタブレット１で受信信号（ａ）、（ｂ）が得られる。
【００６６】
この部分スキャン動作が、送信モードではループコイルＸ7を選択し、受信モードではループコイルＸ6、Ｘ7、Ｘ8およびＸ9をそれぞれ選択して順次行われる（ステップ４８）。
【００６７】
前述の様に、本実施例では位置指示器１５がループコイルＸ7、Ｙ5を指示しているので、Ｘ軸方向の部分スキャンではループコイルＸ7の受信モードで最大受信電圧Ｖp2を得、その前後のループコイルＸ6、Ｘ8の受信モードで受信電圧Ｖa2、Ｖb2をそれぞれ得る。
【００６８】
このＸ軸方向の部分スキャンに続いてＹ軸方向の部分スキャンが行われる。
【００６９】
即ち、送信モードではループコイルＹ5を選択し、受信モードではループコイルＹ3、Ｙ4、Ｙ5、Ｙ6およびＹ7をそれぞれ選択してＹ軸方向の部分スキャンが上述のＸ軸方向の部分スキャンと同様に行われる（ステップ４８）。
【００７０】
このＹ軸方向の部分スキャンではループコイルＹ5の受信モードで最大受信電圧Ｖ’p2を得、その前後のループコイルＹ4、Ｙ6の受信モードで受信電圧Ｖ’ａ2、Ｖ’b2をそれぞれ得る。
【００７１】
この位置指示器１５の座標値（Ｘ7、Ｙ5）はコイル２１の位置に対応した位置（以下、第２の座標値Ｘ2，Ｙ2と言う）を示す。
【００７２】
ＣＰＵ１０は、ステップ４６の部分スキャンで最大電圧ＶP1およびＶ’p1を検出したループコイルのＮＯ．をそれぞれ記憶する（ステップ４９）。この記憶されたループコイルＮＯ．は位置指示器１５のタブレット１上の移動軌跡を求めるために、次の部分スキャンの時の位置指示器１５の位置を示すために使用される。
【００７３】
次に、ＣＰＵ１０は座標値および回転角度の演算を行う（ステップ５０）。
【００７４】
第１の座標値（Ｘ1、Ｙ1）は
【数１】
0003540048.tif 000002
但し、ＰXは最大電圧が得られたタブレットのループコイルの中心位置、Ｄ1はＸ軸方向ループコイルの中心位置間の距離を表す。
【００７５】
【数２】
0003540048.tif 000003
但し、ＰYは最大電圧が得られたタブレットのループコイルの中心位置、Ｄ2はＹ軸方向ループコイルの中心位置間の距離を表す。
【００７６】
第２の座標値（Ｘ2、Ｙ2）は
【数３】
0003540048.tif 000004
但し、ＰXは最大電圧が得られたタブレットのループコイルの中心位置、Ｄ1はＸ軸方向ループコイルの中心位置間の距離を表す。
【００７７】
【数４】
0003540048.tif 000005
但し、ＰYは最大電圧が得られたタブレットのループコイルの中心位置、Ｄ2はＹ軸方向ループコイルの中心位置間の距離を表す。
【００７８】
ここで、（１）式から（４）式は位置指示器１５の第１および第２座標値を、最大電圧が得られたループコイルの中心座標とこのループコイルで検出された最大電圧、該ループコイルの前後のループコイルで検出された検出電圧に基づいて、受信信号強度の分布を２次曲線に近似させ、この２次曲線に基づいて該中心座標を補間して求めるものである。
【００７９】
図１２は、上述の座標補間の原理の説明図である。
【００８０】
図１２において、Ｘ軸上に各コイルの中心位置、Ｙ軸に受信信号強度を取つたものである。各コイルから検出された受信信号強度の分布は図示する如き２次曲線に近似でき、Ｖa，Ｖb，Ｖpは３つのコイルから検出される受信検出電圧を示している。ｄはコイル間の距離に相当し、ａ，ｂ，ｃを定数として図示の曲線は（５）式であらわされ、この（５）式から最大電圧が検出されたループコイルの中心座標値の補正値ｂが求まる。
【００８１】
【数５】
0003540048.tif 000006
また、この第１および第２の座標値に基づいて図１３に示される回転角測定の原理により、ＣＰＵ１０は位置指示器１５の回転角を検出する。
【００８２】
即ち、検出した第２座標を原点として、タブレット１上のＸ軸およびＹ軸に平行なＸ・Ｙ座標系を設定し、このＹ軸の正方向を基準（Θ＝０）としてΘの範囲を−１８０°＜Θ≦＋１８０°として、
【数６】
0003540048.tif 000007
として決定される（ステップ５０）。
【００８３】
ＣＰＵ１０はステップ５０を終了すると、タブレット１から３００μｓの送信電磁波（イ）を送信する。この送信電磁波（イ）により第１の経路３４および第２の経路３５は上述の様に動作し、ラッチ回路３１はリセットされ、前記ステップ４５乃至５０が繰り返される。
【００８４】
次に、本発明の第二実施例を図に基づいて説明する。
【００８５】
本第二実施例においても、位置検出装置は図１に示したものを使用する。
【００８６】
図１４は、本発明第二実施例の位置指示器の要部回路構成図を示す。
【００８７】
図１５は該位置指示器の共振回路部分の説明図を示す。
【００８８】
即ち、位置指示器４０のペン先４１の付近に３本の磁性体コア４２、４３および４４を３つの磁性体コアの中心点がペン先位置と一致するように並置し、この各磁性体コア４２〜４４にそれぞれコイル４５、４６および４７を巻き、これらのコイル４５〜４７はコンデンサ４８、４９および５０と接続してそれぞれ図示のごとく共振回路５１、５２および５３を構成している。またこれらの共振回路の共振周波数はタブレットから送信する電波の周波数と一致している。
【００８９】
この共振回路５１はスイッチ５４を介して電源回路７２、検波回路７４、検波回路７５、検波回路７６にそれぞれ接続されている。また、共振回路５２はスイッチ５５を介して電源回路７２、検波回路７４、検波回路７５、検波回路７６にそれぞれ接続されている。また、共振回路５３はスイッチ５６を介して電源回路７２、検波回路７４、検波回路７５、検波回路７６にそれぞれ接続されている。該検波回路７４は時定数が大の積分回路７８に接続され、検波回路７５は時定数が中の積分回路７９に接続され、該検波回路７６は時定数が小の積分回路８０に接続されている。該積分回路７８はコンパレータ８２に、積分回路７９はコンパレータ８３に、積分回路８０はコンパレータ８４にそれぞれ接続されている。このコンパレータ８２はシリアルパラレル変換回路８６のリセット端子Ｒに接続され、コンパレータ８３は該シリアルパラレル変換回路８６のデータ端子Ｄに接続され、コンパレータ８４はシリアルパラレル変換回路８６のクロック端子ＣＬに接続されている。
【００９０】
このシリアルパラレル変換回路８６のＱB出力およびＱC出力は、デコーダ（２進１０進デコーダ）８７の入力端子ＡおよびＢにそれぞれ接続されている。このデコーダ８７のＱ1出力はスイッチ５５の制御端子、スイッチ６１の制御端子およびオア回路９０の一方の端子に接続され、Ｑ2出力はスイッチ５６の制御端子、スイッチ６２の制御端子およぴオア回路９０の他方の端子に接続されている。また、オア回路９０の出力は、スイッチ６０の制御端子およびスイッチ５７の制御端子に接続されている。また、スイッチ５４、５８および５９の制御端子は、それぞれ抵抗６４、６５および６６を介して電池６３に接続されるとともに、スイッチ６０、６１および６２を介してそれぞれスイッチ５４、５８および５９の制御端子の電位を零ボルトに制御できるようになっている。
【００９１】
即ち、これらの構成によればデコーダ８７のＱ1およびＱ2のいづれからも出力が無い場合にはスイッチ５４、５８、５９が電池６３によりオンとなり、その他のスイッチはオフとなるため共振回路５１が電源回路７２、検波回路７４、検波回路７５および検波回路７６に接続され、共振回路５２および５３は短絡される。
【００９２】
また、デコーダ８７のＱ1のみから出力が発生している場合にはスイッチ５５、６１、５７、６０、５９がオンとなり、その他のスイッチはオフとなるため共振回路５２が電源回路７２、検波回路７４、検波回路７５および検波回路７６に接続され、共振回路５１および５３は短絡される。
【００９３】
また、デコーダ８７のＱ2のみから出力が発生している場合にはスイッチ５６、６２、５７、６０、５８がオンとなり、その他のスイッチはオフとなるため共振回路５３が電源回路７２、検波回路７４、検波回路７５および検波回路７６に接続され、共振回路５１および５２は短絡される。
【００９４】
これらの構成は、本発明の特徴の一つである。
【００９５】
ここで、前記検波回路７４、積分回路７８およびコンパレータ８２は、前記シリアルパラレル変換回路８６の端子Ｒに出力を供給する第１の経路１００を形成し、該積分回路７８の時定数と該コンパレータ８２の基準値との関係は前記タブレット１からの送信電磁波が第１の所定時間（本実施例では、３５０μｓ程度の時間）送信された場合に出力信号を出力する様に構成されている。
【００９６】
前記検波回路７５、積分回路７９およびコンパレータ８３は、前記シリアルパラレル変換回路８６の端子Ｄに出力を供給する第２の経路１０１を形成し、該積分回路７９の時定数と該コンパレータ８３の基準値との関係は前記タブレット１からの送信電磁波が第２の所定時間（本実施例では、１５０μｓ程度の時間）送信された場合に出力信号を出力する様に構成されている。
【００９７】
前記検波回路７６、積分回路８０およびコンパレータ８４は、前記シリアルパラレル変換回路８６の端子ＣＬに出力を供給する第３の経路１０２を形成し、該積分回路８０の時定数と該コンパレータ８４の基準値との関係は前記タブレット１からの送信電磁波が第３の所定時間（本実施例では、４０〜５０μｓ程度の時間）送信された場合に出力信号を出力する様に構成されている。
【００９８】
この第１〜第３の経路は、本発明の特徴の一つである。
【００９９】
図１６および１７は、前記ＣＰＵ１０内に記憶された動作制御プログラムのフローチャートを示す。
【０１００】
図１８、図１９、図２０、図２１、図２２は、図１及び図１４に×印で示した点の出力を示す出力波形図。ただし、図１８および図１９は図面の寸法上図２３に示す如く１つの図面を２つに分けて示し、図２０〜図２２も図面の寸法上図２４に示す如く１つの図面を３つに分けて示している。また、図中、コイル番号とは選択されたループコイルを示し、Ｔは送信モード（位置検出装置からの送信期間）を示し、Ｒは受信モード（位置検出装置の受信期間）を示す。
【０１０１】
図２３は、図１８と図１９との結合関係を示す図。
【０１０２】
図２４は、図２０〜図２２との結合関係を示す図。
【０１０３】
この様に構成した本発明第二実施例の動作を説明する。
【０１０４】
まず、位置指示器４０がタブレット１のどの位置に置かれたかを検出する為のＸ軸全面スキヤンが行われる（ステップ１０４）。この全面スキヤンは第一実施例と同様に行われる。
【０１０５】
図１８および図１９を参照して、ＣＰＵ１０はループコイルＸ1を選択回路２に選択させ、送受切替回路３を送信側端子Ｔに接続させ、前記ループコイルＸ1に前記発信器１１の正弦波交流信号を供給する。これにより、ループコイルＸ1から位置指示器４０に送信電磁波（イ）が送信される。
【０１０６】
ＣＰＵ１０は、この送信モードを所定時間（例えばＴ＝１００μｓ）実行すると、次に選択回路２はループコイルＸ1を保持した状態で送受切替回路３を受信側に切替えて位置指示器４０からの信号を受信する受信モードを所定時間（例えばＲ＝１００μｓ）実行する。
【０１０７】
他方、 位置指示器４０は全面スキャンモードのときは、共振回路５１のみが共振状態となり、該送信電磁波（イ）により共振回路５１が励振され誘導電圧が発生される。受信モード中は、送信電磁波（イ）は停止されるが、該誘導電圧によりコイル４５から電磁波が発生され、この電磁波はタブレット１の選択されているループコイルを逆に励振するため、該ループコイルに誘導電圧を発生させる。この誘導電圧はコイル４５に最も近いループコイルにおいて最大値となるのでコイル４５の座標値すなわち位置指示器４０のおよその指定位置が上述の第一実施例と同様に求まる。
【０１０８】
この動作がＸ軸方向のループコイルＸ1からＸ40の全部について各々行われ、どのループコイルを選択した時に位置指示器４０からの受信信号が最大になるかに基づいて位置指示器４０のタブレット１上の位置を決定し、このループコイルのＮＯ．を記憶する（ステップ１０４、１０６）。本実施例では、Ｘ7とする。
【０１０９】
このＸ軸の全面スキャンで所定値以上の受信信号レベルが検出されない場合には位置指示器４０はタブレット１上に無いものと判別されＸ軸方向の全面スキャンが繰り返される（ステップ１０５）。
【０１１０】
ＣＰＵ１０はＸ軸全面スキャンが終了すると、同様な動作でＹ軸方向の全面スキャンを実施する。即ち、図１９に示す如くＹ軸全面スキャンがＸ軸全面スキャンと同様な動作でおこなわれ、ＣＰＵ１０は位置指示器４０のタブレット１上のＹ軸方向の位置としてループコイルＹ5を記憶する（ステップ１０７〜１０８）。
【０１１１】
位置指示器４０の指示したタブレット１上のコイルＮＯ．（本実施例ではＸ7およびＹ5）が決定されると、このコイルの前後５本のループコイルについての部分スキャンが行われる。この部分スキャンは、タブレット１上に置かれた位置指示器４０の位置を検出するためのものであり、位置指示器４０がタブレット１上で移動された場合はその軌跡を検出するためのものである。
【０１１２】
ＣＰＵ１０は選択回路２にループコイルＸ7を選択させ、送受切替回路３を送信端子Ｔ側に接続させる（図２０）。
【０１１３】
この状態で、ＣＰＵ１０は共振回路５１のみを共振状態にする為のモード信号を位置指示器４０に送信し、“００”モード設定ステップを実行する。
【０１１４】
すなわち、ＣＰＵ１０は送信時間Ｔ＝１００μｓ、受信時間Ｒ＝１００μｓ、送信時間Ｔ＝１００μｓ、受信時間Ｒ＝１００μｓ、送信時間Ｔ＝６００μｓ、受信時間Ｒ＝６００μｓの送受信を位置指示器４０とタブレット１との間で行わせる（ステップ１１０、図２０のI）。
【０１１５】
ＣＰＵ１０が選択回路２でループコイルＸ7を選択し、送受切替回路３を送信端子Ｔ側に切替えて、Ｔ＝１００μｓの間送信電磁波（イ）を位置指示器４０に送信する。これにより、共振回路５１に誘導電圧（ロ）が発生する。この送信時間Ｔ＝１００μｓの送信動作を２回繰り返す。これにより、第３の経路１０２から出力（ハ）が出力され、この出力（ハ）の立ち下がりで第２の経路１０１の出力（ニ）を取り込む。これにより、シリアルパラレル変換回路８６からのデコーダ８７への出力（チ）および（ト）は“０”“０”となる。
【０１１６】
次いで、ＣＰＵ１０はこの“００”データをスイッチ制御信号に変換させるために、送信時間Ｔ＝６００μｓの間送信電磁波（イ）を位置指示器４０に送信する。
【０１１７】
送信電磁波（イ）が６００μｓ継続されると、第３の経路１０２、第２の経路１０１、第１の経路１００の順で出力（ハ）、（ニ）、（ホ）が図示の如く発生する。続いて、ＣＰＵ１０は受信時間Ｒ＝６００μｓの受信モードを実行する。これにより、誘導電圧（ロ）は減衰し、出力（ハ）（ニ）（ホ）も“Ｌ”レベルとなる。出力（ホ）の立ち下がりでシリアルパラレル変換回路８６の出力（チ）、（ト）に相当する“００”がデコーダ８７に取り込まれ、デコーダ８７は“０”を出力し、スイッチ５４、５８、５９がオンとなり、その他のスイッチはオフとなって共振回路５１のみが引き続き共振状態を維持する。また出力（ホ）の立ち下がりでシリアルパラレル変換回路８６はリセットされる。この動作により位置指示器４０の共振回路５１のみを共振状態としてコイル４６、４７を短絡するための“００”モード設定が終了する（ステップ１１０）。
【０１１８】
ＣＰＵ１０は位置指示器４０が“００”モードとなると、位置指示器４０のコイル４５の位置に相当する座標値（第１の座標値）およびコイル４５による信号強度（第１の信号強度）を求めるため部分スキャンに移行する（ステップ１１１）。
【０１１９】
この部分スキャンはタブレット１側から位置指示器４０に対して、送信時間Ｔ＝１００μｓ、受信時間Ｒ＝１００μｓの送受信を行い第一実施例と同様な動作で行われる。即ち、ＣＰＵ１０はループコイルＸ7を選択回路２に選択させ、送受切替回路３を送信側端子Ｔに接続する。この状態で、ループコイルＸ7は送信電磁波（イ）を位置指示器４０に送出する。
【０１２０】
この送信電磁波（イ）により位置指示器４０の共振回路５１が励振され誘導電圧（ロ）が共振回路５１に発生される。この誘導電圧（ロ）によりコイル４５から交流磁界が発生される。この結果、タブレット１で位置指示器４０の第１の座標値が判別される。
【０１２１】
ＣＰＵ１０は送信モード時間を経過すると、選択回路２にループコイルＸ5を選択させ、送受切替回路３を受信端子Ｒ側に切替える。このループコイルＸ5の受信モードにおいて、前記ステップ１０４で説明したと同様な動作でタブレット１で受信信号（ａ）、（ｂ）が得られる。
【０１２２】
この部分スキャン動作が、送信モードではループコイルＸ7を選択し、受信モードではループコイルＸ6、Ｘ7、Ｘ8およびＸ9をそれぞれ選択して順次行われる（ステップ１１１）。
【０１２３】
前述の様に、本実施例では位置指示器４０がループコイルＸ7、Ｙ5を指示しているので、Ｘ軸方向の部分スキャンではループコイルＸ7の受信モードで最大受信電圧Ｖp1を得、その前後のループコイルＸ6、Ｘ8の受信モードで受信電圧Ｖa1、Ｖb1をそれぞれ得る。
【０１２４】
このＸ軸方向の部分スキャンに続いてＹ軸方向の部分スキャンが行われる。
【０１２５】
即ち、送信モードではループコイルＹ5を選択し、受信モードではループコイルＹ3、Ｙ4、Ｙ5、Ｙ6およびＹ7をそれぞれ選択してＹ軸方向の部分スキャンが上述のＸ軸方向の部分スキャンと同様に行われる（ステップ１１１）。
【０１２６】
このＹ軸方向の部分スキャンではループコイルＹ5の受信モードで最大受信電圧Ｖ’p1を得、その前後のループコイルＹ4、Ｙ6の受信モードで受信電圧Ｖ’a1、Ｖ’b1をそれぞれ得る。
【０１２７】
この位置指示器４０の第１の座標値はコイル４５の位置に対応した位置（以下、第１の座標値Ｘ1，Ｙ1と言う）を示す。
【０１２８】
ＣＰＵ１０は、この受信信号電圧（受信信号強度）により前記（１）式および（２）式により位置指示器４０の第１の座標値（Ｘ1、Ｙ1）を決定する（ステップ１１１）。
【０１２９】
更に、ＣＰＵ１０は、位置指示器４０の傾きを決定するためのコイル４５からの受信信号強度が最大となるような受信信号強度補正値Ｖ1をもとめる。
【０１３０】
ここで、再び図１２を参照して、受信信号強度の分布近似２次曲線で受信信号強度が最大になるのは補正値Ｃであるので、この受信信号強度の分布近似２次曲線について前記（５）式をＣについて解くと
【数７】
0003540048.tif 000008
として求まる。
【０１３１】
ＣＰＵ１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の第１の座標値検出のための上記部分スキャンが終了すると（ステップ１１１）、共振回路５２のみを共振状態にする“０１”モード設定動作を開始する（ステップ１１２）。
【０１３２】
即ち、ＣＰＵ１０は共振回路５２を共振状態とし、コイル４５、４７を短絡とする為の“０１”モード信号を位置指示器４０に送信し、“０１”モード設定ステップを実行する（ステップ１１２）。
【０１３３】
ＣＰＵ１０は送信時間Ｔ＝１００μｓ、受信時間Ｒ＝１００μｓ、送信時間Ｔ＝２００μｓ、受信時間Ｒ＝２００μｓ、送信時間Ｔ＝６００μｓ、受信時間Ｒ＝６００μｓの送受信を位置指示器４０とタブレット１間で行わせる（ステップ１１２、図２１のII）。
【０１３４】
ＣＰＵ１０が選択回路２でループコイルＸ7を選択し、送受切替回路３を送信端子Ｔ側に切替えて、Ｔ＝１００μｓの間送信電磁波（イ）を位置指示器４０に送信する。これにより、共振回路５１に誘導電圧（ロ）が発生する。この送信時間Ｔ＝１００μｓの送信動作により、第３の経路１０２から出力（ハ）が出力され、この出力（ハ）の立ち下がりで第２の経路１０１の出力（ニ）を取り込む。これにより、シリアルパラレル変換回路８６の出力（ヘ）および（ト）は共に“０”“０”となる。
【０１３５】
次に、ＣＰＵ１０はＴ＝２００μｓの送信をタブレット１から位置指示器６０に行わせる。これにより、共振回路５１に誘導電圧（ロ）が発生する。この送信時間Ｔ＝２００μｓの送信動作により、第３の経路１０２および第２の経路１０１から順に出力（ハ）、出力（ニ）が出力され、この出力（ハ）の立ち下がりで第２の経路１０１の出力（ニ）をシリアルパラレル変換回路８６に取り込む。これにより、シリアルパラレル変換回路８６の出力（ト）および（ヘ）は“０”“１”となる。
【０１３６】
次いで、ＣＰＵ１０はこの“０１”データをスイッチ制御信号に変換させるために、送信時間Ｔ＝６００μｓのあいだ送信電磁波（イ）を位置指示器４０に送信する。
【０１３７】
送信電磁波（イ）が６００μｓ継続されると、第３の経路１０２、第２の経路１０１、第１の経路１００の順で出力（ハ）、（ニ）、（ホ）を図示の如く発生する。続いて、ＣＰＵ１０は受信時間Ｒ＝６００μｓの受信モードを実行する。これにより、誘導電圧（ロ）は減衰し、出力（ハ）（ニ）（ホ）も“Ｌ”レベルとなる。この時、出力（ハ）の立ち下がりで第２の経路１０１の出力（ニ）をシリアルパラレル変換回路８６に取り込み。“０１”モード設定のためのデータは出力（チ）および出力（ト）として現れる。次いで、出力（ホ）の立ち下がりでシリアルパラレル変換回路８６の出力（チ）および（ト）に現われた“０１”がデコーダ８７に取り込まれ、デコーダ８７は“１”を出力し、デコーダ８７のＱ1出力が“Ｈ”レベルとなり、出力（リ）および出力（ル）が“Ｈ”レベルとなる。これにより、スイッチ５５、６１、５７、６０、５９がオンとなりその他のスイッチはオフとなって共振回路５２のみが共振状態となり、コイル４５、４７が短絡される。また出力（ホ）の立ち下がりでシリアルパラレル変換回路８６はリセットされる。この動作により位置指示器４０の共振回路５２のみを共振状態とし、コイル４５、４７を短絡するための“０１”モード設定が終了する（ステップ１１２）。
【０１３８】
ＣＰＵ１０は位置指示器４０が“０１”モードとなと、位置指示器４０のコイル４６の位置に相当する座標値（第２の座標値）およびコイル４６による信号強度（第２の信号強度）を求めるための部分スキャンに移行する（ステップ１１３）。
【０１３９】
即ち、ＣＰＵ１０はループコイルＸ7を選択回路２に選択させ、送受切替回路３を送信側端子Ｔに接続する。この状態で、ループコイルＸ7は送信電磁波（イ）を位置指示器４０に送出する。この送信電磁波（イ）により位置指示器４０の共振回路５２が励振され誘導電圧（ロ）が共振回路５２に発生される。
【０１４０】
また、共振回路５２に発生された前記誘導電圧（ロ）によりコイル４６から交流磁界が発生され、コイル４６の位置から前記タブレット１に電磁波が送出される。この結果、タブレット１で位置指示器４０の第２の座標値が検出される。
【０１４１】
ＣＰＵ１０は送信モード時間を経過すると、選択回路２にループコイルＸ5を選択させ、送受切替回路３を受信端子Ｒ側に切替える。このループコイルＸ5の受信モードにおいて、前記ステップ１０４で説明したと同様な動作でタブレット１で受信信号（ａ）、（ｂ）が得られる。
【０１４２】
この部分スキャン動作が、送信モードではループコイルＸ7を選択し、受信モードではループコイルＸ6、Ｘ7、Ｘ8およびＸ9をそれぞれ選択して順次行われる。
【０１４３】
前述の様に、本実施例では位置指示器４０がループコイルＸ7、Ｙ5を指示しているので、Ｘ軸方向の部分スキャンではループコイルＸ7の受信モードで最大受信電圧Ｖp2を得、その前後のループコイルＸ6、Ｘ8の受信モードで受信電圧Ｖa2、Ｖb2をそれぞれ得る。
【０１４４】
このＸ軸方向の部分スキャンに続いてＹ軸方向の部分スキャンが行われる。
【０１４５】
即ち、送信モードではループコイルＹ5を選択し、受信モードではループコイルＹ3、Ｙ4、Ｙ5、Ｙ6およびＹ7をそれぞれ選択してＹ軸方向の部分スキャンが上述のＸ軸方向の部分スキャンと同様に行われる（ステップ１１３）。
【０１４６】
このＹ軸方向の部分スキャンではループコイルＹ5の受信モードで最大受信電圧Ｖ’p2を得、その前後のループコイルＹ4、Ｙ6の受信モードで受信電圧Ｖ’a2、Ｖ’b2をそれぞれ得る。
【０１４７】
この位置指示器４０の第２の座標値はコイル４６の位置に対応した位置（以下、第２の座標値Ｘ2，Ｙ2と言う）を示す。
【０１４８】
ＣＰＵ１０は、この受信信号電圧により前記（３）式および（４）式により第２の座標値（Ｘ2、Ｙ2）を決定する（ステップ１１３）。
【０１４９】
更に、ＣＰＵ１０は、位置指示器４０の傾きを決定するためのコイル４６からの受信信号強度が最大となるような受信信号強度補正値Ｖ2を下式によりもとめる。
【０１５０】
【数８】
0003540048.tif 000009
ＣＰＵ１０は、位置指示器４０の第２の座標値（Ｘ2、Ｙ2）および受信信号強度補正値Ｖ2を求めると、共振回路５３のみを共振状態とする“１０”モード設定動作を開始する（ステップ１１４）。
【０１５１】
即ち、共振回路５３のみを共振状態として、コイル４５、４６を短絡する為の“１０”モード信号を位置指示器４０に送信し、“１０”モード設定ステップを実行する（ステップ１１４）。
【０１５２】
ＣＰＵ１０は送信時間Ｔ＝２００μｓ、受信時間Ｒ＝２００μｓ、送信時間Ｔ＝１００μｓ、受信時間Ｒ＝１００μｓ、送信時間Ｔ＝６００μｓ、受信時間Ｒ＝６００μｓの送受信を位置指示器４０とタブレット１間で行わせる（ステップ１１４、図２２のIII）。
【０１５３】
ＣＰＵ１０が選択回路２でループコイルＸ7を選択し、送受切替回路３を送信端子Ｔ側に切替えて、Ｔ＝２００μｓの間送信電磁波（イ）を位置指示器４０に送信する。これにより、共振回路５２に誘導電圧（ロ）が発生する。この送信時間Ｔ＝２００μｓの送信動作により、第３の経路１０２および第２の経路１０１から出力（ハ）および（ニ）が出力され、この出力（ハ）の立ち下がりで第２の経路１０１の出力（ニ）がシリアルパラレル変換回路８６に取り込まれる。これにより、シリアルパラレル変換回路８６のの出力（ト）および（ヘ）は“０”“１”となる。
【０１５４】
次に、ＣＰＵ１０はＴ＝１００μｓの送信をタブレット１から位置指示器６０に行わせる。これにより、共振回路５２に誘導電圧（ロ）が発生する。この送信時間Ｔ＝１００μｓの送信動作により、第３の経路１０２から出力（ハ）が出力され、この出力（ハ）の立ち下がりで第２の経路１０１の出力（ニ）がシリアルパラレル変換回路８６に取り込まれるが、出力（ニ）は“Ｌ”レベルであるので、シリアルパラレル変換回路８６の出力（ト）および（ヘ）は“１”“０”となる。
【０１５５】
次いで、ＣＰＵ１０はこの“１０”データをスイッチ制御信号に変換させるために、送信時間Ｔ＝６００μｓのあいだ送信電磁波（イ）を位置指示器４０に送信する。
【０１５６】
送信電磁波（イ）が６００μｓ継続されると、第３の経路１０２、第２の経路１０１、第１の経路１００の順で出力（ハ）、（ニ）、（ホ）を図示の如く発生する。続いて、ＣＰＵ１０は受信時間Ｒ＝６００μｓの受信モードを実行する。
【０１５７】
これにより、誘導電圧（ロ）は減衰し、出力（ハ）（ニ）（ホ）も“Ｌ”レベルとなる。この時、出力（ハ）が立ち下がりで第２の経路１０１の出力（ニ）をシリアルパラレル変換回路８６に取り込み、“１０”モード設定のためのデータは出力（チ）および（ト）として現れる。次いで、出力（ホ）の立ち下がりでシリアルパラレル変換回路８６の出力（チ）および（ト）に現れた“１０”がデコーダ８７に取り込まれ、デコーダ８７の“２”を示すＱ2出力が“Ｈ”レベルとなり、出力（ヌ）および出力（ル）が“Ｈ”レベルとなる。これにより、スイッチ５６、６２、５７、６０、５８がオンとなってその他のスイッチはオフとなって共振回路５３のみが共振状態となり、コイル４５、４６は短絡される。また出力（ホ）の立ち下がりでシリアルパラレル変換回路８６はリセットされる。この動作により位置指示器４０の共振回路５３のみを共振状態として、コイル４５、４６を短絡するための“１０”モード設定が終了する（ステップ１１４）。
【０１５８】
ＣＰＵ１０は位置指示器４０が“１０”モードとなると、位置指示器４０のコイル４７の位置に相当する座標値（第３の座標値）およびコイル４７による信号強度（第３の信号強度）を求めるための部分スキャンに移行する（ステップ１１５）。
【０１５９】
即ち、ＣＰＵ１０はループコイルＸ7を選択回路２に選択させ、送受切替回路３を送信側端子Ｔに接続する。この状態で、ループコイルＸ7は送信電磁波（イ）を位置指示器４０に送出する。この送信電磁波（イ）により位置指示器４０の共振回路５３が励振され誘導電圧（ロ）が共振回路５３に発生される。
【０１６０】
また、共振回路５３に発生された前記誘導電圧（ロ）によりコイル４７から交流磁界が発生され、コイル４７の位置から前記タブレット１に電磁波が送出される。この結果、タブレット１で位置指示器４０の第３の座標値が検出される。
【０１６１】
ＣＰＵ１０は送信モード時間を経過すると、選択回路２にループコイルＸ5を選択させ、送受切替回路３を受信端子Ｒ側に切替える。このループコイルＸ5の受信モードにおいて、前記ステップ１０４で説明したと同様な動作でタブレット１で受信信号（ａ）、（ｂ）が得られる。
【０１６２】
この部分スキャン動作が、送信モードではループコイルＸ7を選択し、受信モードではループコイルＸ6、Ｘ7、Ｘ8およびＸ9をそれぞれ選択して順次行われる。
【０１６３】
前述の様に、本実施例では位置指示器４０がループコイルＸ7、Ｙ5を指示しているので、Ｘ軸方向の部分スキャンではループコイルＸ7の受信モードで最大受信電圧Ｖp3を得、その前後のループコイルＸ6、Ｘ8の受信モードで受信電圧Ｖa3、Ｖb3をそれぞれ得る。ＣＰＵ１０は第３の座標値（Ｘ3，Ｙ3）および位置指示器４０の傾きを決定するめのコイル４７からの受信信号の信号強度の強度補正値Ｖ3を下式により求める（ステップ１１５）。
【０１６４】
【数９】
0003540048.tif 000010
この部分スキャン動作（ステップ１１０〜１１５）で受信信号レベルが所定のしきい値以下であれば、ＣＰＵ１０は位置指示器４０はタブレット１上にないと判別して、処理動作をステップ１０４に戻す（ステップ１１６）。
【０１６５】
更に、ＣＰＵ１０は位置指示器４０のタブレット１上の軌跡を追従するためにステップ１１１において最大受信信号を得たループコイルのＮＯ．を記憶する（ステップ１１７）。
【０１６６】
次に、ＣＰＵ１０は第１の座標値（Ｘ1、Ｙ1）、第２の座標値（Ｘ2、Ｙ2）および第３の座標値（Ｘ3、Ｙ3）を用いて次式により位置指示器４０の中心座標値（Ｘ0、Ｙ0）を求める（ステップ１１８）。
【０１６７】
【数１０】
0003540048.tif 000011
次に、ＣＰＵ１０は前記中心座標値（Ｘ0、Ｙ0）および第１の座標値（Ｘ1、Ｙ1）とを用いて次に示す式（１３’）〜（１７’）により位置指示器４０の回転角度の演算を行う（ステップ１１９）。
【０１６８】
【数１１】
0003540048.tif 000012
即ち、この（１３’）〜（１７’）式は前記（１３）〜（１７）式において前記第１実施例における第２の座標値（Ｘ2、Ｙ2）の代わりに前記中心座標値（Ｘ0、Ｙ0）を置き換えたものである。
【０１６９】
次に、ＣＰＵ１０は前記受信信号強度補正値Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3により位置指示器４０の傾きを決定する（ステップ１１９）。
【０１７０】
まず、この傾き測定の原理を図２５により説明する。
【０１７１】
図２５は、タブレット１中のループコイル面からの高さ方向をｚ軸に取り、各コアー４２、４３、４４の中心位置に相当する点をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとして構成される正三角形の中心Ｇがｙｚ面上に、また位置指示器４０のクリップ１３０（図１５）の方向に相当する点Ａがｚ軸上にくるように座標軸を設定している。
【０１７２】
ここで、３個のコアーのタブレット面側の端面位置を該Ａ点、Ｂ点、Ｃ点すると、各点とタブレット面からの距離は受信信号強度補正値Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3にほぼ反比例するので、Ａ点の座標値を基準にして各点の座標値は、Ａ点（０，０，ｚ1）、Ｂ点（ｘ2，ｙ2，ｚ2）、Ｃ点（ｘ3，ｙ3，ｚ3）、Ｇ点（０，ｙg，ｚg）となる。
【０１７３】
位置指示器４０の傾き（Θx，Θy）は下式から求まる。
【０１７４】
【数１２】
0003540048.tif 000013
（Θx）はクリップ１３０をｙ軸方向とした時のｚ軸に対する傾き（Θz）のｘ軸方向の成分（横方向の傾き）を表し、（Θy）はｙ軸方向（縦方向の傾き）の成分を表す。（Θz）は図２５の上部を参照して次の様に定義される。
【０１７５】
位置指示器の中心軸上の任意の距離Ｌを有する点をＰ点とすると、Ｐ点（ｘp，ｙp，ｚp）はＧ点（０、ｙg，ｘg）から三角形ＡＢＣの面に垂直方向に距離Ｌだけ離れた点として表わされる。
【０１７６】
また、図２５中、ｘ’はＰ点を通りｘ軸に平行な直線、ｚ’はＧ点を通りｚ軸に平行な直線、ｙ’は直線ｘ’および直線ｚ’と交わりｙ軸に平行な直線をそれぞれ示している。この場合、直線ｘ’と直線ｙ’とを含む平面のｚ座標は一定値ｚpとなる。従って、図示したように、直線ｘ’と直線ｙ’との交点の座標値は（０、ｙp，ｚp）となる。また、この交点と点Ｇとの距離をＬ’とする。また、直線ｙ’と直線ｚ’との交点の座標値は（０、ｙg，ｚp）となる。
【０１７７】
直線ｚ’と直線ＧＰとのなす角、即ち位置指示器の中心軸と直線ｚ’との成す角が（Θz）となり、以下の関係が成り立つので（Θz）は下式（３６）となり、（Θx，Θy）から求まる。
【０１７８】
【数１３】
0003540048.tif 000014
ＣＰＵ１０はこの位置検出装置４０の傾きを検出すると部分スキャンを継続するためステップ１１０以下のステップを繰り返す。
【０１７９】
ここで、前記実施例では送信モードにループコイルＸ7を選択回路２で選択する場合を示したが、ループコイルＸとループコイルＹとは交差しているので、Ｘ軸方向の部分スキャンの送信モードでループコイルＹ5を選択し、Ｙ軸方向の部分スキャンの送信モードでループコイルＸ7を選択してもよい。
【０１８０】
また、ステップ１１７において、最大信号のコイル番号を記憶する際にステップ１１１即ち第１の座標値を求めるための部分スキャンを行った時に最大受信信号を得たループコイルの番号として記憶しているが、これを第２の座標値あるいは第３の座標値を求めるための部分スキャンを行った時に最大受信信号を得たループコイルの番号として記憶しても良い。また、ステップ１１１、ステップ１１３およびステップ１１５において部分スキャンを行った際に最大受信信号を得たループコイルの番号をそれぞれ記憶しておき、同一ステップの部分スキャンを実行する時にそれぞれ前回記憶したループコイル番号を基にスキャンするコイル番号を決定するようにしてもよい。
【０１８１】
【発明の効果】
本発明は、電磁誘導を利用した位置検出装置において、位置指示器内に２本あるいは３本のそれぞれにコイルが巻かれた磁性体コアを設け、これらのコイルのうちの一つだけを選択してタブレットとの電磁誘導に用いるようにするとともに、その他のコイルはすべて短絡するようにしたため、選択されていないコイルが巻かれた磁性体コアによる影響を抑えることができる。
【０１８２】
従って、これらの磁性体コアを接近して配置しても互いに干渉することなく効率良く複数箇所の座標値や信号強度を検出することができるため、位置指示器のコアの軸方向に対する回転角やタブレット面に対する傾きなどを位置検出装置として位置指示器をあまり太くすることなく実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第一及び第二実施例の位置検出装置としてのタブレット１の要部回路構成図を示す。
【図２】本発明第一実施例の位置指示器の要部回路構成図を示す。
【図３】位置指示器の共振回路部分の説明図を示す。
【図４】位置指示器の具体的な回路構成図。
【図５】ＣＰＵ１０内に記憶された動作制御プログラムのフローチャートを示す。
【図６】図１及び図２に×印で示した点の出力を示す出力波形図。
【図７】図１及び図２に×印で示した点の出力を示す出力波形図。
【図８】図１及び図２に×印で示した点の出力を示す出力波形図。
【図９】図１及び図２に×印で示した点の出力を示す出力波形図。
【図１０】図６と図７との結合関係を示す図。
【図１１】図８と図９との結合関係を示す図。
【図１２】座標補間の原理の説明図である。
【図１３】回転角の説明図。
【図１４】本発明第二実施例の位置指示器の要部回路構成図を示す。
【図１５】位置指示器の共振回路部分の説明図を示す。
【図１６】ＣＰＵ１０内に記憶された動作制御プログラムのフローチャートを示す。
【図１７】ＣＰＵ１０内に記憶された動作制御プログラムのフローチャートを示す。
【図１８】図１及び図１４に×印で示した点の出力を示す出力波形図。
【図１９】図１及び図１４に×印で示した点の出力を示す出力波形図。
【図２０】図１及び図１４に×印で示した点の出力を示す出力波形図。
【図２１】図１及び図１４に×印で示した点の出力を示す出力波形図。
【図２２】図１及び図１４に×印で示した点の出力を示す出力波形図。
【図２３】図１８と図１９との結合関係を示す図。
【図２４】図２０〜図２１の結合関係を示す図。
【図２５】傾斜角の説明図。
【符号の説明】
１    タブレット
２    選択回路
３    送受切替回路
１０    ＣＰＵ
１５、４０    位置指示器
１６、１７、４２、４３、４４    磁性体コア
１８、２１、４５、４６、４７    コイル
２０、２３、５１、５２、５３    共振回路
２７、２８、７８、７９、８０    積分回路
２９、３０、８２、８３、８４    コンパレータ
【図１】
0003540048.tif 000015
【図２】
0003540048.tif 000016
【図３】
0003540048.tif 000017
【図４】
0003540048.tif 000018
【図５】
0003540048.tif 000019
【図６】
0003540048.tif 000020
【図７】
0003540048.tif 000021
【図８】
0003540048.tif 000022
【図９】
0003540048.tif 000023
【図１０】
0003540048.tif 000024
【図１１】
0003540048.tif 000025
【図１２】
0003540048.tif 000026
【図１３】
0003540048.tif 000027
【図１４】
0003540048.tif 000028
【図１５】
0003540048.tif 000029
【図１６】
0003540048.tif 000030
【図１７】
0003540048.tif 000031
【図１８】
0003540048.tif 000032
【図１９】
0003540048.tif 000033
【図２０】
0003540048.tif 000034
【図２１】
0003540048.tif 000035
【図２２】
0003540048.tif 000036
【図２３】
0003540048.tif 000037
【図２４】
0003540048.tif 000038
【図２５】
0003540048.tif 000039