(57)【要約】      （修正有）【課題】電子ペンの位置を認識する電子回路を簡単化、低価格し、電子ペンで入力できる操作面に対するタブレットの外枠を小型化し、他の装置に組込みし易くする。【解決手段】電子ペンへ電力を送るコイルと座標を認識するためのコイルを分けることで、必要なだけの電流を送信コイルに送ることができ、また受信専用コイルを用いることにより効率が上がり、装置全体を小型化することができ、受信処理回路も簡素化でき、全体のコストダウンができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信コイルと受信コイルを別々に分けたことを特徴とする、コードレス座標入力装置。
【請求項２】
電子ペンの位置を認識するために、差動コイルの原理を用いたことを特徴とするコードレス座標入力装置。
【請求項３】
送信コイルから電子ペンへ電力を送信中に、受信回路の入力を遮断することを特徴とするコートドレス座標入力装置。
【請求項４】
送信コイルを受信コイルの周囲に配したことを特徴とするコートドレス座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電子ペンを用いて、コンピュータに手書き文字を入力したり、絵などを入力する際に用いる、コードレス座標入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来からコンピュータ座標入力装置は存在するが、高価なものが多かった。また、構造上の制限があり、名刺大ほどに小型化することが難しいなどの応用に限界があった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  従来の製品には次のような欠点があった。
（ア）電子ペンの位置を認識する電子回路が複雑になり、価格も高価なものになった。
（イ）電子ペンで入力できる操作面に対して、タブレットの外枠が大きかった。従って、小型化する際に限界があった。
（ウ）他の装置に組込むなど、応用することが難しく、電子ペン入力の発展を妨げていた。
本発明は以上のような欠点を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  このような欠点を解決するため本発明においては、電子ペンへ電力を送るコイルと座標を認識するためのコイルを分けることで、送信電力を自由に調整し、また座標認識の方法を簡素化することに成功した。そして、コストダウンと、全体を小型化することが出来た。
本発明は、以上の構成よりなるコードレス座標入力装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】  まず、従来の発明では送受ともに同じコイルを使っていたが、図−▲１▼、「送信コイルと受信コイルの関係」に見られるように、本発明においてはこれらを分けた。そして、送信コイルを受信コイルの周囲に配した。さらに、受信用のコイルは最も簡単で効率的な差動コイル方式を採用した。
まず、送信コイルから電子ペンの内部のコイルに対して電磁誘導により、電力が送信される。その場合、効率的に電力を送るために、電子ペン内部のコイルは送信周波数に共振するように、コンデンサーが並列に接続されている。
次に、電力の送信が中止されると、電子ペン内部のコイルから電力が放出される。その電力は磁力線として受信用の差動コイルによって捕えられる。
この場合、送信される信号の波形と、電子ペン内部の波形、及び、受信される信号の波形の関係は図−▲８▼に示すとおりである。
受信された電気信号は、図−▲１▼に示されるように、まずスイッチを通過する。このスイッチは送信中に強い信号が受信回路に入るのを防いでいる。次に、図−▲２▼に示すように、オペアンプでさらに増幅された後に、二つの回路に分けられる。１つは電子ペンからのスイッチ信号を処理するためのものであり、もう１つの回路は、電子ペンの位置を認識するための回路である。図−▲２▼には、Ｓａｍｐｌｅ−Ｈｏｌｄ回路が三回路あるが、上の二つが後で説明するように、スイッチ信号を処理するためのものであり、１番下のＳａｍｐｌｅ−Ｈｏｌｄ回路は電子ペンの位置、すなわち、座標を認識するためのものである。
図−▲５▼に電子ペンの内部の原理を示す。電子ペン内部のスイッチは小容量のコンデンサーと直列に接続されていて、スイッチのオンオフで共振周波数がわずかに変動するようになっている。すなわち、ペンスイッチが押されることによって、ＭＦＳＫ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）の原理を使って電子ペンの共振周波数を変調している。スイッチ信号処理回路はこのＭＦＳＫを復調することによって電子ペンのスイッチ信号を取出す。
図−▲４▼にその処理の手順を示す。タイミング発生回路から出たタイミング信号は、それぞれ９０°差の信号としてサンプルホールド回路へ導かれる。サンプルホールド回路から出た信号は、それぞれｓｉｎ，ｃｏｓの関係にあり、受信した信号の、基準信号からの位相変動を示しており、マイクロコントローラによって処理され、スイッチ信号を認識することが出来る。
図−▲７▼に電子ペンのスイッチ認識の原理を示す。入ってきた信号を９０度位相が違う、入力信号に同期した信号でサンプルホールドして得た電圧をそれぞれＶ１，Ｖ２とすると、Ｖ１／Ｎ２は電子ペンから出てきた信号が、元の信号に対して何度位相が移動したかを示している。この移動角をマイクロプロセッサーで認識して、電子ペンのスイッチ情報を得ることが出来る。この方法はＭＦＳＫ方式の復調として知られていることである。
電子ペンの位置を認識するためには、図−▲２▼に示すように、まず絶対値検波回路によって受信信号が処理され、ローパスフィルターとサンプルホールド回路を通過したのち、マイクロコントローラによって電子ペンの位置が認識される。
図−▲６▼に座標認識の方法と原理を示す。電子ペンの先端にあるコイルから発生した磁力線を受信用の差動コイルで受ける。すなわち、ループアンテナとラインアンテナで受ける。その場合、電子ペンの上下左右で、ラインアンテナに流れる電流の向きが逆転する。従って、ＯＰ−ａｍｐからの出力を絶対値検波すると、図−▲６▼の下図に示すような関係になる。
ここで、各ラインアンテナの電圧の関係から電子ペンの位置を計算することが出来る。例えば、図−▲６▼に示すように、電子ペンが、ラインアンテナ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の、（ｂ）の上の少し（ｃ）寄りにあったとすると、それぞれのラインアンテナからの出力電圧は図−▲６▼の下図に示すようになる。従って、これら三本のラインアンテナからの出力電圧値を使って電子ペンの正確な位置を知ることが出来るのである。
【発明の効果】
【０００６】  コードレス電子ペンは既に存在する。しかし、既存の方式は電子ペンに対して電力を送信するコイルと電子ペンからの信号を受信するコイルに、同一コイルを用いている。そのため、送信電力に制限がある。その理由は、送受の切換に使うスイッチが大きな電流を扱うことが出来ないからである。しかし、今回の発明において、送信コイルと受診コイルを分けることにより、必要なだけの電流を送信コイルに送ることが出来るので、様々な状況に対応した電子ペン入力装置を開発することが可能となる。
さらに、受信専用コイルを用いることにより、最も効率的なコイルを使うことが出来る。それは、既に知られているように、差動コイルを用いたシステムである。受信に差動コイルを用いることによって、装置全体を小型化することが出来る。また、受信処理回路も簡素化することが可能であり、全体のコストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】送信コイルと受信コイル
【図２】受信回路
【図３】システム図
【図４】スイッチ信号処理システム
【図５】電子ペンの内部原理図
【図６】座標認識の方法と原理
【図７】スイッチ認識の原理
【図８】送信波形と受信波形の関係
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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