(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界印加用コイルを備えた信号生成手段を有し、被筆記体への筆記内容に対応したデータ入力を行うための位置検出用の筆記信号を前記信号生成手段により生成して送信する電子筆記具から送信された前記筆記信号を受信し、前記筆記信号により誘導された出力値を出力可能な、所定方向に沿ってｎ個（ｎは３以上の奇数）配列されたコイルを備え、当該ｎ個のコイルが、前記所定方向に沿ったｎ個の配列のうち偶数番目に配列され位置検出の基準となるピーク出力値を検出するための少なくとも１つの主検出コイル、及び、前記所定方向に沿ったｎ個の配列のうち奇数番目に配列され前記所定方向の寸法が前記主検出コイルよりも小さい複数の補助検出コイル、を含む、検出コイル部と、
前記筆記信号の出力値を含む前記検出コイル部における受信結果に基づき前記電子筆記具の位置情報を算出するための演算手段と、
前記偶数番目に配列された前記少なくとも１つの主検出コイルの出力値を取得する１次出力取得手段と、
前記１次出力取得手段によって出力値が取得された前記少なくとも１つの主検出コイルのうち、最大の前記出力値である前記ピーク出力値を検出した主検出コイルをピークコイルとして特定するピークコイル特定手段と、
前記ピークコイル特定手段により特定されたピークコイルの前記所定方向に沿った両側にそれぞれ隣接する２つの補助検出コイルをピーク補助コイルとして特定するピーク補助コイル特定手段と、
前記ピーク補助コイル特定手段により特定された前記２つのピーク補助コイルの出力値を取得する２次出力取得手段と、
を有し、
前記演算手段は、
前記ピークコイル特定手段により特定された前記ピークコイルからの前記ピーク出力値、及び、前記ピーク補助コイル特定手段により特定された前記２つのピーク補助コイルからのピーク補助出力値、を用いて、前記電子筆記具の前記位置情報を取得する、電子筆記装置であって、
前記出力値を一方軸に前記位置情報を他方軸にとり、前記ピークコイルの前記ピーク出力値及び前記２つのピーク補助コイルの前記ピーク補助出力値のそれぞれと前記位置情報との相関特性を表す複数の特性曲線を適宜に合成した１つの合成曲線、若しくは、当該合成曲線に対応するデータ群、であって、前記ピークコイルの中心位置から前記電子筆記具の位置までの前記所定方向における離間距離と、前記電子筆記具が当該離間距離に位置した際に
計算式（Ｅｐ−Ｅ１）／（Ｅｐ−Ｅ２）
但し、
Ｅｐ：ピーク電圧値
Ｅ１：大きい方のピーク補助出力値
Ｅ２：小さい方のピーク補助出力値
により算出される参照値との相関特性を表す当該１つの合成曲線又は当該データ群、を含む相関情報を記憶した、相関記憶手段を有し、
前記検出コイル部は、前記ｎ個のコイルが配置されたコイル位置範囲の内部において適用される前記合成曲線上でＥｐ＞Ｅ２となるよう当該ｎ個のコイルが配置されている
ことを特徴とする電子筆記装置。
【請求項２】
前記検出コイル部は、
前記合成曲線に対応する前記データ群のうち、前記位置情報が前記コイル位置範囲の両端部近傍となるデータ群の前記出力値が所定値以下に収束するように、前記ｎ個のコイルが配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の電子筆記装置。
【請求項３】
前記補助検出コイルの前記所定方向の寸法は、前記主検出コイルの前記所定方向の寸法の１／３以上１／２以下である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子筆記装置。
【請求項４】
前記所定方向の寸法は前記コイルの幅方向の寸法であり、
前記主検出コイルの前記幅方向の寸法はそれぞれ全て同じであり、前記補助検出コイルの前記幅方向の寸法はそれぞれ全て同じである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子筆記装置。
【請求項５】
前記演算手段は、
実際に検出した前記ピーク出力値と２つの前記ピーク補助出力値とを用いて前記計算式から前記参照値を算出する参照値算出手段と、
前記相関情報に基づいて、前記参照値算出手段が算出した前記参照値を前記離間距離に換算する離間距離換算手段と、
前記ピークコイルの中心から、大きい方のピーク補助出力値を検出したピーク補助コイルへ向けて前記離間距離換算手段が換算した前記離間距離だけ離間した位置を前記電子筆記具の前記位置情報として決定する位置情報決定手段と、
を有する
ことを特徴とする請求項４記載の電子筆記装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の手書きによる筆記内容に対応したデータを入力可能な電子筆記装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用者の手書きによる筆記内容に対応したデータを入力可能な電子筆記装置が開発され、普及している。このような電子筆記装置には、互いに直行するＸ方向とＹ方向のそれぞれに平行に配置されたループコイル群が設けられている。そして、位置指示器として機能する電子筆記具の位置を検出する検出コイル部の位置検出エリアが、上記ループコイル群により構成されている。電子筆記具は、電子筆記装置上の位置検出エリア内に置かれた際に、その先端から交番磁力線を発生させる。電子筆記装置のＣＰＵは、ループコイル群の中から電子筆記具が置かれている近傍の複数本のループコイルにおいて上記交番磁力線により発生した信号レベルを検出し、検出されたこれらの信号レベルの分布により電子筆記具が指示する位置のＸＹ座標値を位置情報として求める。
【０００３】
このような電子筆記装置においては、一般的に、電子筆記具に最も近くて最も大きな信号レベルを検出した１つのループコイル（以下、ピークコイルという）と、その両隣に位置する２つのループコイルとの、３つのコイルを用いて精度の高い位置情報を求める。しかしこの位置情報の算出アルゴリズムは、Ｘ方向又はＹ方向の最も外側のループコイルがピークコイルとなった場合、それより外側のループコイルが存在しないので適用できない。この結果、上記位置検出エリアの外縁部では、ループコイルが配置されていながら電子筆記具の位置情報を正確に検出できない無効領域が生じてしまう。
【０００４】
このような無効領域を解消するための手法が、従来、既に提唱されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、多数備えられるループコイルのうち、外縁部及びその近傍に位置するループコイルは、他のループコイルよりも幅が小さくなっている。そして、それらを含んだ外側の所定数のループコイルで検出した信号レベルの分布から、電子筆記具の位置情報が求められる。これにより、外縁部に位置するループコイルがそれより内側のループコイルと上記交番磁力線を共有する範囲を拡大させ、上記無効領域を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２０１０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記従来技術では、同一の位置検出エリア内でありながらその中央部と外縁部とで異なる位置検出アルゴリズムを用意する必要がある。この場合、アルゴリズムの切り替えによる処理が複雑になるばかりでなく、同一のノイズに対してもそれぞれのアルゴリズムで受ける影響が異なるので、中央部と外縁部との境界近傍で補正が困難な誤差が生じてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、検出コイル部の広い範囲で高精度な位置検出を行うことができ、かつ、演算処理の簡素化及び迅速化を図ることができる電子筆記装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明は、磁界印加用コイルを備えた信号生成手段を有し、被筆記体への筆記内容に対応したデータ入力を行うための位置検出用の筆記信号を前記信号生成手段により生成して送信する電子筆記具から送信された前記筆記信号を受信し、前記筆記信号により誘導された出力値を出力可能な、所定方向に沿ってｎ個（ｎは３以上の奇数）配列されたコイルを備え、当該ｎ個のコイルが、前記所定方向に沿ったｎ個の配列のうち偶数番目に配列され位置検出の基準となるピーク出力値を検出するための少なくとも１つの主検出コイル、及び、前記所定方向に沿ったｎ個の配列のうち奇数番目に配列され前記所定方向の寸法が前記主検出コイルよりも小さい複数の補助検出コイル、を含む、検出コイル部と、前記筆記信号の出力値を含む前記検出コイル部における受信結果に基づき前記電子筆記具の位置情報を算出するための演算手段と、前記偶数番目に配列された前記少なくとも１つの主検出コイルの出力値を取得する１次出力取得手段と、前記１次出力取得手段によって出力値が取得された前記少なくとも１つの主検出コイルのうち、最大の前記出力値である前記ピーク出力値を検出した主検出コイルをピークコイルとして特定するピークコイル特定手段と、前記ピークコイル特定手段により特定されたピークコイルの前記所定方向に沿った両側にそれぞれ隣接する２つの補助検出コイルをピーク補助コイルとして特定するピーク補助コイル特定手段と、前記ピーク補助コイル特定手段により特定された前記２つのピーク補助コイルの出力値を取得する２次出力取得手段と、を有し、前記演算手段は、前記ピークコイル特定手段により特定された前記ピークコイルからの前記ピーク出力値、及び、前記ピーク補助コイル特定手段により特定された前記２つのピーク補助コイルからのピーク補助出力値、を用いて、前記電子筆記具の前記位置情報を取得する、電子筆記装置であって、前記出力値を一方軸に前記位置情報を他方軸にとり、前記ピークコイルの前記ピーク出力値及び前記２つのピーク補助コイルの前記ピーク補助出力値のそれぞれと前記位置情報との相関特性を表す複数の特性曲線を適宜に合成した１つの合成曲線、若しくは、当該合成曲線に対応するデータ群、であって、前記ピークコイルの中心位置から前記電子筆記具の位置までの前記所定方向における離間距離と、前記電子筆記具が当該離間距離に位置した際に
計算式（Ｅｐ−Ｅ１）／（Ｅｐ−Ｅ２）
但し、
Ｅｐ：ピーク電圧値
Ｅ１：大きい方のピーク補助出力値
Ｅ２：小さい方のピーク補助出力値
により算出される参照値との相関特性を表す当該１つの合成曲線又は当該データ群、を含む相関情報を記憶した、相関記憶手段を有し、前記検出コイル部は、前記ｎ個のコイルが配置されたコイル位置範囲の内部において適用される前記合成曲線上でＥｐ＞Ｅ２となるよう当該ｎ個のコイルが配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本願第１発明の電子筆記装置において、ユーザが電子筆記具を用いて被筆記体へ筆記を行うと、信号生成手段により生成して電子筆記具から送信される筆記信号に基づき、当該筆記動作に対応した移動軌跡が検出される。すなわち、本願第１発明の電子筆記装置には、複数のコイルからなる検出コイル部が設けられている。これら複数のコイルにおける電子筆記具からの筆記信号の受信結果に基づき、演算手段が所定の演算を行い、電子筆記具の位置情報を算出する。
【００１０】
上記位置情報の算出のために、検出コイル部には、少なくとも１つの主検出コイルと、複数の補助検出コイルとが、含まれている。検出コイル部には、３以上の奇数であるｎ個のコイルが所定方向に沿って配列されており、主検出コイルは偶数番目、補助検出コイルは奇数番目に配列されている。まず、１次接続手段によって、演算手段は、主検出コイルに接続される。そして、ピークコイル特定手段が、接続された主検出コイルのうち最大のピーク出力値を与えるピークコイルを特定する。これにより、電子筆記具に最も近い主検出コイルがピークコイルとして特定される。その後、ピーク補助コイル特定手段が、上記特定されたピークコイルの両側に隣接する２つのピーク補助コイルを特定する。その後、２次接続手段によって、当該２つのピーク補助コイルに対し演算手段が接続される。これにより、演算手段は、上記特定された１つのピークコイル、及び、隣接する２つのピーク補助コイル、の合計３つのコイルからの出力値に基づき、電子筆記具の位置情報を算出する。
【００１１】
ここで、本願第１発明では、相関記憶手段が、上記位置情報の算出において用いるための相関情報を記憶している。まず、出力値を一方軸にとり位置情報を他方軸にとって表される、出力値と位置情報との相関特性を表す特性曲線が、上記主検出コイルや補助検出コイル等の各コイル毎に予め算出されている。そして、上記相関情報には、上記複数の特性曲線を適宜に合成した１つの合成曲線が含まれている。この合成曲線は、ピークコイルの中心位置から電子筆記具の位置までの上記所定方向における離間距離と、電子筆記具が当該離間距離に位置した際に
計算式（Ｅｐ−Ｅ１）／（Ｅｐ−Ｅ２）
但し、
Ｅｐ：ピーク電圧値
Ｅ１：大きい方のピーク補助出力値
Ｅ２：小さい方のピーク補助出力値
により算出される参照値との相関特性を表す曲線である。これにより、演算手段は、上記ピークコイル、及び、隣接する２つのピーク補助コイル、の合計３つのコイルに係わる特性曲線を合成した合成曲線を用いて、電子筆記具の位置情報を算出する。なお、相関記憶手段が、上記相関情報として、上記合成曲線に代えてそれらに対応するデータ群を記憶し、演算手段はそれらデータ群を利用して演算するようにしてもよい。
【００１２】
以上のように、本願第１発明においては、偶数番目の主検出コイルと奇数番目の補助検出コイルとを、所定方向に沿って交互に配置し、位置情報を算出する。このとき、上記所定方向における補助検出コイルの寸法が上記主検出コイルの寸法よりも小さくなっている。配列の両端部に配置される補助検出コイルの寸法を小さくすることにより、検出コイル部の両端部における検出不能範囲を小さくし、広い範囲で高精度な位置検出を行うことができる。また、配列の両端部に配列される補助検出コイルのみならず、それ以外の配列の中間部に位置する補助検出コイルがある場合には、それらについても両端部の補助検出コイルと同様に寸法を小さくする。すなわち、全ての補助検出コイルの上記所定方向の寸法を共通化することにより、両端部のコイルのみを小さくする従来手法と異なり、相関記憶手段に記憶される合成曲線を全補助検出コイルで共通の態様とすることができる。
【００１３】
ここで、本願第１発明においては、上記合成曲線や対応するデータ群が発散しないように、すなわち、１つの位置情報に対して不定数の出力値が対応付けられるような発散部が生じないように、検出コイル部のｎ個のコイルが配置されている。つまり、上記検出コイル部は、ｎ個のコイルが配置されたコイル位置範囲の内部において適用される前記合成曲線上でＥｐ＞Ｅ２となるよう当該ｎ個のコイルが配置されている。これにより、演算手段が当該合成曲線を用いて演算を行うとき、上記１つのピークコイルからのピーク出力値や２つのピーク補助コイルからのピーク補助出力値に対して、対応する位置情報を必ず一意的に求めることができる。しかもそのとき、上記従来手法のように配列の両端部とそれ以外とで別々のアルゴリズムを用いる必要がなく、共通の１つのアルゴリズムのみを用いて演算を行うことができる。この結果、演算手段の演算における処理の簡素化及び迅速化を図ることができる。
【００１４】
以上の結果、本願第１発明においては、検出コイル部の広い範囲で高精度な位置検出を行うことができ、かつ、演算処理の簡素化及び迅速化を図ることができる。
【００１５】
第２発明は、上記第１発明において、前記検出コイル部は、前記合成曲線に対応する前記データ群のうち、前記位置情報が前記コイル位置範囲の両端部近傍となるデータ群の前記出力値が所定値以下に収束するように、前記ｎ個のコイルが配置されていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、上記合成曲線や対応するデータ群の発散を防止し、１つの主検出コイルからの出力値や２つの補助検出コイルからの出力値に対して、対応する位置情報を必ず一意的に求めることができる。
【００１７】
第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記補助検出コイルの前記所定方向の寸法は、前記主検出コイルの前記所定方向の寸法の１／３以上１／２以下であることを特徴とする。
【００１８】
これにより、検出コイル部の両端部における検出不能範囲を確実に小さくし、広い範囲で高精度な位置検出を行うことができる。
【００１９】
第４発明は、上記第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記所定方向の寸法は前記コイルの幅方向の寸法であり、前記主検出コイルの前記幅方向の寸法はそれぞれ全て同じであり、前記補助検出コイルの前記幅方向の寸法はそれぞれ全て同じであることを特徴とする。
【００２０】
このように、全ての主検出コイル同士、全ての補助検出コイル同士、でそれぞれ上記所定方向としての幅方向の寸法を共通化することにより、電子筆記装置側の出力変化や装置周囲環境の変化等、何らかの事情により検出コイル部からの出力値が変動した場合も、その変動による影響の出方が全補助検出コイルにおいて同等に生じる。この結果、両端部のコイルのみを小さくする従来手法のように、上記の変動の影響が両端部と中間部とで異なり全体の検出精度が低下することがない。そして、共通の１つのアルゴリズムのみを用いて演算を行うことができるため、演算手段の演算における処理の簡素化及び迅速化を図ることができる。
【００２１】
第５発明は、上記第４発明において、前記演算手段は、実際に検出した前記ピーク出力値と２つの前記ピーク補助出力値とを用いて前記計算式から前記参照値を算出する参照値算出手段と、前記相関情報に基づいて、前記参照値算出手段が算出した前記参照値を前記離間距離に換算する離間距離換算手段と、前記ピークコイルの中心から、大きい方のピーク補助出力値を検出したピーク補助コイルへ向けて前記離間距離換算手段が換算した前記離間距離だけ離間した位置を前記電子筆記具の前記位置情報として決定する位置情報決定手段と、を有することを特徴とする。
【００２２】
これにより、ピーク出力値と２つのピーク補助出力値の実測値を検出できれば、これらに基づいて算出した参照値を相関情報を用いて離間距離に換算でき、
電子筆記具の位置情報を容易かつ高い精度で算出できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、検出コイル部の広い範囲で高精度な位置検出を行うことができ、かつ、演算処理の簡素化及び迅速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態の手書き入力装置の使用時の様子を表す、外観斜視図、概念的平面図、及び概念的側面図である。
【図２】手書き入力装置の機能的構成を表す機能ブロック図である。
【図３】実施形態におけるＸ検出コイル部の配置構成を表す概念的平面図である。
【図４】センスコイルにおける検出電圧の変化特性を表す図である。
【図５】コイル間の幅方向寸法の比を１としたＸ検出コイル部の比較例における、各特性曲線及び合成曲線を表す概念的平面図である。
【図６】図３に示すＸ検出コイル部の配置構成例における、各特性曲線及び合成曲線を表す概念的平面図である。
【図７】座標検出装置のＣＰＵで行われる制御処理の内容を表すフローチャートである。
【図８】コイル間の幅方向寸法の比を１／４としたＸ検出コイル部の配置構成例における、各特性曲線及び合成曲線を表す概念的平面図である。
【図９】Ｘ主検出コイルに対するＸ補助検出コイルの幅方向寸法の比と無効領域幅の関係を表す図である。
【図１０】コイル間の幅方向寸法の比を１／３としたＸ検出コイル部の配置構成例における、各特性曲線及び合成曲線を表す概念的平面図である。
【図１１】コイル間の幅方向寸法の比の最適値を説明する概念的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
本実施形態の電子筆記装置である手書き入力装置１は、図１（ａ）に示すように、座標検出装置３を有する。使用者は、電子筆記具としての電子ペン２を持つ。電子ペン２は、筆記具としての機能に加え、入力される位置情報すなわち座標データの入力手段として機能する。
【００２７】
図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図１（ｃ）に示すように、座標検出装置３は、被筆記体であるノート３０を略覆うように所定の方向（図１（ｂ）中左右方向）に見開き可能な形状に構成されたシート体１０を有している。なお、以下の説明においては、上記の見開き形状にシート体１０が設置された状態（図１（ｂ）の状態）を基準として、見開き方向をＸ軸方向（図１（ｂ）中左右方向）とし、このＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（図１（ｂ）中上下方向）として、Ｘ−Ｙ座標系を定義する。なお、Ｘ軸方向が各請求項記載の所定方向に相当する。
【００２８】
シート体１０は、上記Ｘ軸方向の中央部で上記Ｙ軸方向に沿った折り曲げ部１０Ｔを備えている。折り曲げ部１０Ｔは、使用者により折り曲げ可能な部分である。シート体１０は、この折り曲げ部１０Ｔを挟んで一方側（図１（ｂ）中左側）に位置する左側シート部１０Ｌと、他方側（図１（ｂ）中右側）に位置する右側シート部１０Ｒとに区分けされている。左側シート部１０Ｌと右側シート部１０Ｒには、それぞれ内部に左側コイルシート１００Ｌと右側コイルシート１００Ｒが収納されている。
【００２９】
そして、上記Ｘ軸方向に見開き可能な形状のノート３０が、上記シート体１０に重なるように配置されている。なお、上記左側シート部１０Ｌ及び右側シート部１０Ｒに、図１（ａ）に示すようなノート保持部１１をそれぞれ設けてもよい。これにより、座標検出装置３を容易かつ確実にノート３０と一体化することができ、使用者による取り扱い性を向上することができる。
【００３０】
使用者は、電子ペン２を用いてノート３０の左筆記面３１Ｌや右筆記面３１Ｒに手書きの所望の文字列等を筆記する。この筆記動作に対応した電子ペン２の移動により、筆記された文字列等に対応したストロークデータが電子ファイルに保存される。その際、電子ペン２に備えられたインクを用いて、ノート３０の左筆記面３１Ｌや右筆記面３１Ｒにおいても実際の筆記が行われる。
【００３１】
使用者が手書き入力装置１を使用する際には、電子ペン２に備えられた図示しない電源スイッチがオンされる。電子ペン２は、筆記面３１への筆記内容に対応したデータ入力を行うための、位置検出用の筆記信号として、この例では所定の周波数の交番磁界を発生して送信する。この電子ペン２は、図２に示すように、先端スイッチ４２と、ＬＣ発振回路４１と、電池４３とを有する。
【００３２】
先端スイッチ４２は、使用者が、電子ペン２を用いて、文字等を筆記するために電子ペン２の先端２ａを筆記面３１に押しつけたときにオンとなり、ＬＣ発振回路４１に対して指令信号Ｓ０を出力する。一方、先端スイッチ４２は、使用者が、文字等の筆記を止め、電子ペン２の先端２ａを筆記面３１から離したときにオフとなる。この場合には、上記指令信号Ｓ０は出力されない。
【００３３】
ＬＣ発振回路４１は信号生成手段に相当し、図示しないコンデンサ及びコイル（磁界印可用コイル；特に図示せず）を含んでいる。コンデンサは、先端スイッチ４２のオン、オフ状態によってその静電容量が変化する。このＬＣ発振回路には常に電力が供給されている、先端スイッチ４２がオン状態となることでコンデンサの静電容量が変化し、ＬＣ発振回路４１は後述のセンスコイルが誘導起電力を発生可能な上記所定の周波数の交番磁界（以下適宜、単に「磁界」と称する）を発生する。
【００３４】
電池４３は、上述したように、常にＬＣ発振回路４１に電力を供給する。
【００３５】
座標検出装置３は、図２に示すように、上記左側コイルシート１００Ｌ及び右側コイルシート１００Ｒと、マイコン８０と、マルチプレクサ６２（以下適宜、「ＭＵＸ６２」と称する）と、増幅回路６４と、整流回路６６と、フラッシュメモリ７２と、通信インターフェース７４と、電池２１とを有する。
【００３６】
左側コイルシート１００Ｌ及び右側コイルシート１００Ｒは、ほぼ同一の構成であり、どちらもＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれに対して複数のセンスコイル（後述の図３参照）を平行に配置している。各センスコイルは、上記電子ペン２が発生する磁界を受信可能なループコイルであり、電子ペン２との相対位置に応じたレベルの信号Ｓ１を出力する。
【００３７】
マイコン８０は、ＣＰＵ８０ａと、ＲＯＭ８０ｂと、ＲＡＭ８０ｃと、その他のＡ／Ｄ変換機能部や割り込み機能部等とを、一つの集積回路として構成されている。マイコン８０は、座標検出装置３で実行される各種の処理を制御する。
【００３８】
ＭＵＸ６２は、マイコン８０からのコイル選択信号Ｓ３に基づき、左側コイルシート１００Ｌ及び右側コイルシート１００Ｒが備える複数のセンスコイルのうちの一つを順番に選択する。そして、ＭＵＸ６２は、選択されたループコイルにおいて、電子ペン２のＬＣ発振回路４１から発生される磁界との磁気誘導によって発生した上記信号Ｓ１を入力し、対応する信号Ｓ１１を増幅回路６４へ出力する。なお、電子ペン２から発生された磁界と磁気誘導することが、実質的には、磁界を受信することに相当する。
【００３９】
増幅回路６４は、ＭＵＸ６２から入力される信号Ｓ１１を増幅する。増幅回路６４で増幅された信号Ｓ１３は、整流回路６６に入力される。
【００４０】
整流回路６６は、増幅回路６４から入力された信号Ｓ１３を振幅検波した後、平滑化して直流信号に変換する。整流回路６６で振幅検波された信号Ｓ１４は、マイコン８０に入力される。
【００４１】
マイコン８０は、前述したようにＡ／Ｄ変換機能を備えており、上記入力された振幅検波後の信号Ｓ１４をデジタル信号に変換する。このとき、マイコン８０の上記ＣＰＵ８０ａは、位置座標テーブル（後述）を予め算出して相関記憶手段であるＲＯＭ８０ｂに記憶している。マイコン８０は、上記デジタル信号に対し、算出してある位置座標テーブルを適用することにより、電子ペン２の座標データ、すなわち、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの座標位置の位置情報を算出する。なお、算出された座標データはフラッシュメモリ７２に記憶される。この座標データの算出手法の詳細は、後述する。
【００４２】
フラッシュメモリ７２には、電子ファイルが予め用意されており、マイコン８０で算出された座標データ等が、上記電子ファイルに書き込まれ、保存される。
【００４３】
電池２１は、座標検出装置３に備えられた図示しない電源スイッチがオンにされることで、マイコン８０等に電力を供給する。
【００４４】
ここで、各コイルシート１００Ｌ，１００Ｒの構成について詳しく説明する。各コイルシート１００Ｌ，１００Ｒは、全体が長方形の薄板状に形成された樹脂シートである。上述したように、各コイルシート１００Ｌ，１００Ｒの表面には、それぞれ図３に示すように、複数のセンスコイルが設けられている。センスコイルは、配設方向の違いによりＸセンスコイルとＹセンスコイルの２種類に大別される。なお、図３中においては、図示の煩雑を避けるためにＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４のみを示し、Ｙセンスコイルの図示を省略している。それらセンスコイルは、例えば表面に絶縁被膜層が形成された銅線によって形成されている。なお、図３にはコイルシート１００Ｌの例を示しているが、特に図示しないコイルシート１００Ｒにも同じ配置構成でセンスコイルが設けられている。
【００４５】
各ＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４は、それぞれ全体がＹ軸方向（図中の上下方向）に長い略矩形形状に形成されている。これらＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４は、電子ペン２から送信された磁界を受信して主としてＸ軸方向における電子ペン２の位置検出を行う。また図示していないが、Ｙセンスコイルは、全体がＸ軸方向に長い略矩形形状に形成されており、主としてＹ軸方向における電子ペン２の位置検出を行う。
【００４６】
ＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４は、３以上の奇数であるｎ個が備えられている。そして、それらｎ個のＸセンスコイルがＸ軸方向に沿って配列され、全体がＸ検出コイル部１０１を構成している。すなわち、図３を用いた上述の説明では、ｎ＝７の場合を例にとって説明している。上記ｎ個のＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４は、配置構成と機能の違いにより、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３とＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４の２種類に大別されている。Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３はＸ軸方向順の偶数番目に配列され、Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４は奇数番目に配列されている。図示する例では、Ｘ検出コイル部１０１に３つのＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３と４つのＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４がＸ軸方向に並設されている。すなわち、Ｘ補助検出コイルＸｓ１、Ｘ主検出コイルＸｋ１、Ｘ補助検出コイルＸｓ２、Ｘ主検出コイルＸｋ２、Ｘ補助検出コイルＸｓ３、Ｘ主検出コイルＸｋ３、Ｘ補助検出コイルＸｓ４の順序で、交互に合計７個が設けられている。
【００４７】
Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４のＸ軸方向に沿った幅方向寸法は、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３のそれよりも狭く設定されている。Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３同士及びＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４同士はそれぞれ同じ大きさ、同じ形状に形成されている。特にこの例では、各Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４の幅方向寸法Ｗｓは、各Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅寸法Ｗｋの半分に設定されている。隣接するＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３同士は、それらの幅方向寸法Ｗｋの半分のピッチ間隔ＰｋでＸ軸方向に重ねられるように配列されている。なお、図３において、隣接するＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３同士、Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４同士の、Ｙ軸方向位置は互いに同一である。しかしながら、図３では、図示の煩雑を避け見やすくするために、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３とＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４とを適宜少しずらして示している（以下の各図においても同様）。さらに、各Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４、及び、各Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の、Ｙ軸方向に沿った長手方向寸法は、略同一である。しかしながら、図３では、図示の煩雑を避け見やすくするために、各Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４の長手方向寸法を、各Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３よりも適宜長く示している（以下の各図においても同様）。また、図３では、２種類のＸセンスコイルの形状を容易に見分けることができるよう、それぞれ最も左側のものだけ太い実線で示し、他のＸセンスコイルを破線で示している（以下の各図においても同様）。
【００４８】
中央の２つのＸ補助検出コイルＸｓ２，Ｘｓ３それぞれの幅方向中心位置Ｃｓ２，Ｃｓ３は、各Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅方向中心位置Ｃｋ１，Ｃｋ２，Ｃｋ３の間の中間位置に配置されている。外側の２つのＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ４それぞれの幅方向中心位置Ｃｓ１，Ｃｓ４は、外側の２つのＸ主検出コイルＸｋ１，Ｘｋ３の幅方向中心位置Ｃｋ１，Ｃｋ３よりそれぞれ外側に、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３のピッチ間隔Ｐｋの半分の距離だけ離間して配置されている。以上により、各Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４同士は、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３のピッチ間隔Ｐｋと同じ距離のピッチ間隔Ｐｓで配列されている。
【００４９】
また、以下においては、上述した配置構成のＸ検出コイル部１０１を用いて電子ペン２のＸ座標位置を検出する手法について説明するが、図示しないＹセンスコイルにおいても同様の配置構成とＹ座標位置の検出手法を適用できる。
【００５０】
＜検出電圧の変化特性＞
まず、各センスコイルにおける検出電圧の変化特性について説明する。上述したように全体が略矩形形状に形成されたセンスコイルＬａ，Ｌｂに対し、その幅方向に沿って電子ペン２を移動させた場合には、図４に示すように上記信号Ｓ１としての検出電圧ｅが変化する。この検出電圧ｅは、センスコイルＬａ，Ｌｂの幅方向の中心位置で最大となり、その中心位置から離間するにしたがって急速に減少する。そして、センスコイルＬａ，Ｌｂの配線上より少し外側に電子ペン２が位置した際には磁気誘導が作用せず、局所的に検出電圧ｅがほぼ０となる。この点がヌル点Ｎである。そしてそのヌル点Ｎから外側では、比較的弱い検出電圧ｅが発生し、センスコイルＬａ，Ｌｂから離間するにしたがって緩やかに増加した後、緩やかに減少する。また、図４（ａ）と図４（ｂ）とを比較して分かるように、センスコイルＬｂの幅寸法が小さくなると、中心位置での最大電圧ｅも小さくなるとともに検出電圧の変化を示す特性曲線の全体の幅も小さくなる。
【００５１】
なお、特に図示しないが、センスコイルＬａ，Ｌｂの内側においてその長手方向（図中の上下方向）に沿って電子ペン２を移動させた場合には、そのときの幅方向位置に対応する検出電圧ｅを維持するだけとなる。このようにして得られる検出電圧を利用して、座標データを算出する。以下、その詳細を順次説明する。
【００５２】
＜比較例＞
まず、本実施形態の前提を説明するために、比較例として、図５に示すように、いずれの幅方向寸法Ｗｃも同じである５つのＸセンスコイルＸｃ１，Ｘｃ２，Ｘｃ３，Ｘｃ４，Ｘｃ５を、一定のピッチ間隔ＰｃでＸ軸方向に重ねて配列したＸ検出コイル部１０１ｃの場合を説明する。なお、図５中、出力値を一方軸、この例では縦軸にとっている。また位置情報すなわちＸ座標位置を、他方軸、この例では横軸にとっている。また、図５中の特性曲線Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，Ｔｃ５は、上記５つのＸセンスコイルＸｃ１，Ｘｃ２，Ｘｃ３，Ｘｃ４，Ｘｃ５のそれぞれに対応して、Ｘ座標位置と検出電圧値との相関特性を表している。
【００５３】
まず前提として、座標データを十分高い精度で算出するためには、少なくとも連続して隣り合う３つのセンスコイルの検出電圧を用いる必要がある。したがって、図５に示すＸセンスコイルＸｃ１〜Ｘｃ５の配置構成の場合には、最初に、２番目と４番目の２つのＸセンスコイルＸｃ２，Ｘｃ４のうち、検出電圧が最も高い方がピークコイルとして特定される。その後に、特定された１つのピークコイルと、そのＸ軸方向の両側に隣接する２つのＸセンスコイルとを合わせた３つのＸセンスコイルそれぞれの検出電圧を用いて、Ｘ軸方向の座標データが算出される。
【００５４】
一例として、図中に示すように、電子ペン２が、ＸセンスコイルＸｃ２の幅方向中心位置Ｃｃ２からＸ軸原点に向かう方向に離間距離Ｄｓだけ離間した位置Ｘｓにある場合、を例にとって説明する。この場合には、上述した特定対象の２つのＸセンスコイルＸｃ２，Ｘｃ４のうちで幅方向中心位置が位置Ｘｓに最も近いＸセンスコイルＸｃ２が、ピークコイルとして特定される。このピークコイルＸｃ２が検出した電圧が、ピーク電圧値Ｅｐとされる。また、ピークコイルＸｃ２の両隣に位置する２つのＸセンスコイルＸｃ１，Ｘｃ３のそれぞれが検出した電圧のうち、大きい方をピーク補助電圧値Ｅ１、小さい方をピーク補助電圧値Ｅ２とされる。
【００５５】
なお、上記ピーク電圧値Ｅｐが各請求項記載にピーク出力値に相当し、各ピーク補助電圧値Ｅ１，Ｅ２がピーク補助出力値に相当する。また、ピークコイル及びピーク補助コイルの特定結果、及び、ピーク出力値とピーク補助出力値の検出結果が、各請求項記載の筆記信号の受信結果に相当している。
【００５６】
次に、本実施形態の例では、計算式１０００×（Ｅｐ−Ｅ１）／（Ｅｐ−Ｅ２）により参照値Ｒｓを求める。なお、この計算式における係数の１０００は単なる拡大倍率の値であり、他の数値を適宜かけてもよい。次に、上記位置座標テーブルを用いて、この参照値Ｒｓを離間距離Ｄｓに換算する（詳細は後述）。これにより、ピークコイルＸｃ２の幅方向中心位置Ｃｃ２から、ピーク補助電圧値Ｅ１を検出したＸセンスコイルＸｃ１へ向けて離間距離Ｄｓだけ離間したＸ座標位置が、その時点における電子ペン２の位置として決定される。
【００５７】
＜位置座標テーブル＞
ここで、上記位置座標テーブルについて説明する。この位置座標テーブル（特に図示せず）は、ピークコイルの幅方向中心位置からの離間距離Ｄと、上記参照値Ｒとの相関特性を記憶した相関情報である。言い換えると、図５中に示す、検出電圧値を縦軸にＸ座標位置を横軸にとった座標系における、ピーク電圧値ＥｐとＸ座標位置との相関特性を表す特性曲線Ｔｃ２、及び、ピーク電圧値Ｅｐの両側２つのピーク補助電圧値Ｅ１，Ｅ２とＸ座標位置との相関特性を表す特性曲線Ｔｃ１，Ｔｃ３のそれぞれは、上記計算式を用いることで、離間距離Ｄ及び参照値Ｒの座標系における１つの合成曲線Ｇｃとして合成できる。位置座標テーブルのデータ内容は、この合成曲線Ｇｃを構成する各線素点の座標データの集合である。
【００５８】
この位置座標テーブルのデータ内容は、Ｘ検出コイル部１０１ｃにおけるＸセンスコイルＸｃ１〜Ｘｃ５の配置構成や、電子ペン２が出力する交番磁力線の周波数などの多様なパラメータから影響を受ける。位置座標テーブルのデータ内容は、例えば、予め具体的な仕様構成が既知となっている手書き入力装置１においてなされた実測結果、又は、各Ｘセンスコイルの特性曲線を考慮したシミュレーション結果によって算出され、上述したようにＲＯＭ８０ｂに記憶されている。電子ペン２の座標位置データを算出する際には、ピーク電圧値Ｅｐ及びその両側２つのピーク補助電圧値Ｅ１，Ｅ２の実測値を用いて算出した参照値Ｒに対し、上述した位置座標テーブルを適用することで、離間距離Ｄに換算できる。
【００５９】
＜参照値の発散＞
ここで、例えば２番目のＸセンスコイルＸｃ２がピークコイルである場合のその幅方向中心位置Ｃｃ２においては、両側２つのＸセンスコイルＸｃ１，Ｘｃ３の特性曲線Ｔｃ１，Ｔｃ３が、ピークコイルＸｃ２の幅方向中心位置Ｃｃ２上で交差している。つまり、両側のＸセンスコイルＸｃ１，Ｘｃ３のピーク補助電圧値が同じ値Ｅ１＝Ｅ２となる。この結果、幅方向中心位置Ｃｃ２上で上記計算式中の分数（Ｅｐ−Ｅ１）／（Ｅｐ−Ｅ２）の値が１となり、参照値Ｒは最大値となる。そして図示するように、幅方向中心位置Ｃｃ２から離間するに従って、参照値Ｒが減少する。この参照値Ｒの変化は、Ｘ方向座標値の増加方向と減少方向の両方で同じ挙動となるので、参照値Ｒの変化を示す合成曲線Ｇｃは幅方向中心位置Ｃｃ２を中心とした鏡像関係となる。また、この合成曲線Ｇｃは、他のピークコイルの特定対象である４番目のＸセンスコイルＸｃ４の幅方向中心位置ＣＣ４に対しても同様な鏡像関係で変化する。
【００６０】
しかしこの合成曲線Ｇｃは、図中の離間距離Ｄｓを増加し続けた先のＥｐ＝Ｅ２となるＸ座標位置の近傍、つまり図示する例のピークコイルＸｃ２の特性曲線Ｔｃ２とピーク補助電圧値Ｅ２を検出するＸセンスコイルＸｃ３の特性曲線Ｔｃ３とが交差する点Ｐａの、Ｘ軸方向位置Ｘａの近傍においては、上記計算式中の分数（Ｅｐ−Ｅ１）／（Ｅｐ−Ｅ２）の分母が０に近づき、参照値Ｒｓの値が発散してしまう。詳細には、図示するように離間距離Ｄｓの小さい側から位置Ｘａへ近づくほど−∞に発散する。また特に図示してないが、離間距離Ｄｓの大きい側から位置Ｘａへ近づくほど＋∞に発散する。またそれらの間の位置Ｘａそのものの上においては、参照値Ｒの符号を逆転させるとともに、上記計算式中の分数（Ｅｐ−Ｅ１）／（Ｅｐ−Ｅ２）の分母が０となるので、参照値Ｒの値が不定数となってしまう。
【００６１】
相関情報である位置座標テーブルの内容は、上述したように、この合成曲線Ｇｃを構成する各線素点の座標データである離間距離Ｄと参照値Ｒとの組み合わせの集合である。そして、この位置座標テーブルを用いて、実測電圧値から算出した参照値Ｒから離間距離Ｄを確実に換算するためには、当該位置座標テーブルにおける離間距離Ｄと参照値Ｒとの対応が一意的、つまり一対一で対応していなければならない。しかし、位置座標テーブルに記憶される参照値Ｒの内容が、上述した位置Ｘａに対応する不定数まで含まれると、離間距離Ｄとの一意性を損なって適切な換算ができなくなる。つまり、位置Ｘａを超える離間距離Ｄｓの範囲では、電子ペン２の位置を適切に決定できない。
【００６２】
これに対して、Ｘ検出コイル部１０１ｃにおける位置Ｘａから外側の範囲部分Ａを、電子ペン２の位置検出を行わない無効領域に設定することも考えられる。しかし図示するように、この無効領域Ａが占める面積は、Ｘ検出コイル部１０１ｃの面積全体で見て比較的大きく、Ｘ検出コイル部１０１ｃ全体において大きなムダが生じてしまう。また、この無効領域Ａだけ算出アルゴリズムを変えることは、処理を複雑化させる原因となるのでできるだけ避けたい。
【００６３】
このような無効領域をなくすために、上記交差点ＰａをＸ検出コイル部１０１ｃの配置範囲外へ外す最も簡単な方法は、全てのＸセンスコイルＸｃ１〜Ｘｃ５のピッチ間隔Ｐｃを狭めることである。しかしこの場合には、Ｘ検出コイル部１０１ｃの有効領域を同等に得ようとすると、Ｘセンスコイルの必要設置数が増加してしまう。したがって、その分だけ消費電力が増大するとともに、各センスコイルの信号接続線なども増加してコイルシート全体の面積も増大してしまう。
【００６４】
＜本実施形態の手法＞
そこで本実施形態では、上記図３に示したように、Ｘ軸方向順の奇数番目に位置するＸセンスコイルＸｓ１〜Ｘｓ４の幅方向寸法Ｗｓを、偶数番目に位置するＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅方向寸法Ｗｋより適宜短く設定したことにより、上記を解決している。すなわち、図６に示すように、各ＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４の検出電圧の特性曲線Ｔｋ１〜Ｔｋ３，Ｔｓ１〜Ｔｓ４を配置できる。この結果、例えば図中の最も左側のＸ主検出コイルＸｋ１がピークコイルとなった場合のその特性曲線Ｔｋ１と、その両側のうち低い方のピーク補助電圧値Ｅ２を検出するＸ補助検出コイルＸｓ２の特性曲線Ｔｓ２との、交差点ＰｂのＸ軸方向位置Ｘｂが、Ｘ検出コイル部１０１の配置範囲から外れている。
【００６５】
これにより、ピークコイルＸｋ１の幅方向中心位置Ｃｋ１からそのＸ軸方向端部（図中の左側の端部）までの範囲において合成曲線Ｇは不定数となる参照値Ｒをとることがなくなり、当該範囲全体において一意性を確保できる。つまり、このような合成曲線Ｇを反映した位置座標テーブル、すなわち、各請求項記載の合成曲線に対応するデータ群を用いることで、１つの参照値Ｒを算出すれば確実に１つの離間距離Ｄを対応させて換算でき、これに基づいて電子ペン２の位置を決定できる。このように、最も外側に位置するＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ４の配置範囲全体で電子ペン２の位置を決定できるので、無効領域を設定する必要がなくなる。
【００６６】
また、本実施形態では、Ｘ検出コイル部１０１のうちのＸ軸方向両端に位置する２つのＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ４のみならず、奇数番目に位置する全てのＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ２，Ｘｓ３，Ｘｓ４が同様に幅方向寸法Ｗｓを狭く設定している。そして、偶数番目に位置する幅方向寸法Ｗｋの広いＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３のうちから、１つだけ最初のピークコイルの特定を行っている。これらにより、特定したピークコイルとその両側のＸ補助検出コイルとを含んだ３つのＸセンスコイルの組み合わせは、必ずＸ軸方向に沿う一定のピッチ間隔で幅狭、幅広、幅狭の順に配置される同じパターンで選択される。この結果、上記合成曲線Ｇを反映させた位置座標テーブルを、このパターンの中心位置であるＸ主検出コイルの幅方向中心位置から一方側のＸ補助検出コイルのＸ軸方向端部までの範囲全体で一意的に設定できれば、他方側の端部までの範囲においても同じ位置座標テーブルを適用できる。
【００６７】
また、どのＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３がピークコイルに特定されても、それに基づいて選択される３つのＸセンスコイルの幅方向寸法パターンはいずれも幅狭、幅広、幅狭で同じである。この結果、ピークコイルの幅方向中心位置からＸ軸方向に対称的に振り分けて同じ位置座標テーブルを適用することができる。つまり、Ｘ検出コイル部１０１の配置範囲全体に渡って、共通の位置座標テーブルを用いた同じ算出アルゴリズムで電子ペン２の位置を算出することができる。
【００６８】
なお、位置座標テーブルが記憶するデータ数、つまり離間距離Ｄと参照値Ｒの組み合わせの数については、図６に示すピークコイルＸｋ１の幅方向中心位置Ｃｋ１からＸ軸方向端部までの範囲に、対応する分だけ記憶すればよい。図６に示す２つのＸ軸方向位置Ｃｓ２，Ｃｓ３は、それぞれ、隣り合う２つのＸ主検出コイルの間の中間位置に一致している。したがって、これらＸ軸方向位置Ｃｓ２，Ｃｓ３を境に、電子ペン２がどちらの側に位置しているかで、ピークコイルに特定されるＸ主検出コイルが切り替わる。この結果、位置Ｃｋ１〜位置Ｃｓ２の範囲、位置Ｃｋ２〜位置Ｃｓ２の範囲、位置Ｃｋ２〜位置Ｃｓ３の範囲、及び、位置Ｃｋ３〜位置Ｃｓ３の各範囲においては、それぞれ位置座標テーブルが記憶するデータ群のうち離間距離Ｄが少ない方の一部だけを利用する。結局、Ｘ検出コイル部１０１の配置範囲全体で、共通の位置座標テーブルと算出アルゴリズムとを利用できる。
【００６９】
また、上述したように、参照値Ｒが不定数となるＸ軸方向位置Ｘｂが、Ｘ検出コイル部１０１の配置範囲から外れているとこから、位置座標テーブルが記憶する参照値Ｒの下限値は−∞に発散することなく、その絶対値は必ず所定値以内に収束する。
【００７０】
以上のような位置検出機能を実現するために、座標検出装置３のＣＰＵ８０ａが行う制御処理の内容を、図７により順を追って説明する。なお、この図７ではＸ軸方向での位置検出に係わる手順だけを示しており、特に図示しないがＹ軸方向についても同様の手順を実行すればよい。
【００７１】
図７において、この処理は、使用者が座標検出装置３の電源をオンした場合に開始される。まず、ＣＰＵ８０ａは、ステップＳＳ５で、ＭＵＸ６２に選択信号Ｓ３を順次送信して、電子ペン２から発生する磁界を全ての偶数番目のＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３で受信し電圧を検出する。
【００７２】
そして、ステップＳＳ１０に移り、ＣＰＵ８０ａは、上記ステップＳＳ５でＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の少なくとも１つから所定の閾値以上の電圧を検出したか否かを判定する。いずれのＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３からも上記所定の閾値以上の電圧を検出していない場合、判定は満たされず、上記ステップＳＳ５へ戻って同様の手順を繰り返す。一方、いずれか１つでも上記所定の閾値以上の電圧を検出した場合、判定が満たされ、ステップＳＳ１５へ移る。
【００７３】
ステップＳＳ１５では、ＣＰＵ８０ａは、上記ステップＳＳ５で検出した電圧のうち最も高い電圧を検出したＸ主検出コイルをピークコイルとして特定し、その最大電圧をピーク電圧値Ｅｐとする。
【００７４】
その後、ステップＳＳ２０に移り、ＣＰＵ８０ａは、ＭＵＸ６２に選択信号Ｓ３を順次送信して、上記ステップＳＳ１５で特定したピークコイルのＸ軸方向両側に隣接する２つのＸ補助検出コイルで電子ペン２から発生する磁界を受信し、電圧を検出する。
【００７５】
そして、ステップＳＳ２５に移り、ＣＰＵ８０ａは、上記ステップＳＳ２０で検出した電圧のうち大きい方をピーク補助電圧値Ｅ１、小さい方をピーク補助電圧値Ｅ２とする。
【００７６】
その後、ステップＳＳ３０に移り、ＣＰＵ８０ａは、計算式（Ｅｐ−Ｅ１）／（Ｅｐ−Ｅ２）から参照値Ｒを算出する。
【００７７】
そして、ステップＳＳ３５に移り、ＣＰＵ８０ａは、前述の位置座標テーブルを用いて、上記ステップＳＳ３０で算出した参照値Ｒを、離間距離Ｄに変換する。
【００７８】
その後、ステップＳＳ４０に移り、ＣＰＵ８０ａは、ピークコイルの幅方向中心位置から、ピーク補助電圧値Ｅ１を検出したＸ補助検出コイルへ向けて、上記ステップＳＳ３５で換算した離間距離Ｄだけ離間した位置を、電子ペン２のＸ座標位置として決定する。そして、そのＣＰＵ８０ａは、その決定したＸ座標位置をフラッシュメモリ７２に記憶する。
【００７９】
そして、ステップＳＳ４５に移り、ＣＰＵ８０ａは、適宜の操作手段を介してこのフローを終了するよう指示する操作が入力されたか否かを判定する。終了操作が入力されていない場合、判定は満たされず、ステップＳＳ５へ戻って同様の手順を繰り返す。終了操作が入力されている場合、判定が満たされ、このフローを終了する。
【００８０】
以上において、上記図７のフロー中におけるステップＳＳ５が各請求項記載の１次出力取得手段として機能し、ステップＳＳ１５がピークコイル特定手段として機能する。また、ステップＳＳ２０がピーク補助コイル特定手段として機能するとともに、２次出力取得手段としても機能する。
【００８１】
また、ステップＳＳ３０が参照値演算手段として機能し、ステップＳＳ３５が離間距離換算手段として機能し、ステップＳＳ４０が位置情報決定手段として機能し、これら３つのステップが、演算手段として機能する。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態の手書き入力装置１においては、偶数番目のＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３と奇数番目のＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４とを、Ｘ軸方向に沿って交互に配置し、電子ペン２の位置情報を算出する。このとき、Ｘ軸方向におけるＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４の幅方向寸法ＷｓがＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅方向寸法Ｗｋよりも小さくなっている。Ｘ軸方向配列の両端部に配置されるＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ４の幅方向寸法Ｗｓを小さくすることにより、Ｘ検出コイル部１０１の両端部における検出不能範囲を小さくし、広い範囲で高精度な位置検出を行うことができる。また、Ｘ軸方向配列の両端部に配列されるＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ４のみならず、それ以外の配列の中間部に位置するＸ補助検出コイルＸｓ２，Ｘｓ３についても両端部のＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ４と同様に幅方向寸法Ｗｓを小さくする。すなわち、全てのＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４のＸ軸方向の幅方向寸法Ｗｓを共通化することにより、ＲＯＭ８０ｂに記憶される合成曲線Ｇに対応した位置座標テーブルを全てのＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４で共通の態様とすることができる。
【００８３】
ここで、本実施形態においては、上記合成曲線Ｇに対応する位置座標テーブルの参照値Ｒが発散しないように、すなわち、１つの離間距離Ｄに対して不定数の参照値Ｒが対応付けられるような交差点Ｐａが生じないように、Ｘ検出コイル部１０１の７つのＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４が配置されている。あるいは、仮に交差点Ｐｂが生じたとしても、その交差点Ｐｂが７つのＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４が配置される範囲外となるように、７つのＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４が配置されている。言い換えれば、１つの離間距離Ｄに対して不定数の参照値Ｒが対応付けられるような交差点Ｐａが生じないような、かつ、仮に交差点Ｐｂが生じたとしても、その交差点Ｐｂが７つのＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４が配置される範囲外となるような、合成曲線Ｇｃに対応するデータ群が、位置座標テーブルとして帰欧されている。つまり、具体的には、上記Ｘ検出コイル部１０１は、７つのＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４が配置されたコイル位置範囲の内部において適用される前記合成曲線Ｇ上でＥｐ＞Ｅ２となるよう当該７つのＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４が配置されている。これにより、上記図７のフローにおけるステップＳＳ３０〜ＳＳ４０で当該合成曲線Ｇを用いて演算を行うとき、上記１つのピークコイルからのピーク電圧値Ｅｐや２つのピーク補助コイルからのピーク補助電圧値Ｅ１，Ｅ２に対して、対応する離間距離Ｄを必ず一意的に求めることができる。しかもそのとき、配列の両端部とそれ以外とで別々のアルゴリズムを用いる必要がなく、共通の１つのアルゴリズムのみを用いて演算を行うことができる。この結果、演算における処理の簡素化及び迅速化を図ることができる。
【００８４】
以上の結果、本実施形態においては、Ｘ検出コイル部１０１の広い範囲で高精度な位置検出を行うことができ、かつ、演算処理の簡素化及び迅速化を図ることができる。また、上記のように、本実施形態では、センスコイルを、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３とＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４とに分け、位置検出のために使用する補助コイルは、ピークコイルとして特定されたＸ主検出コイルの両側２つのコイルのみに絞っている。これにより、上記のように主検出コイルと補助検出コイルとを分けない場合に比べ、スキャンするコイル本数を低減できる効果もある。
【００８５】
なお、上記実施形態では、図３、図６に示すようにＸ検出コイル部１０１において７つのＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４を配列した例を示したが、これに限られない。Ｘ検出コイル部１０１には、上述したように、奇数であるｎ個のＸセンスコイルを配列させればよい。したがって、特に図示しないが、例えば全部で３つのＸセンスコイルを配列して、そのうちの中央の１つをＸ主検出コイルとし、その両側の２つをＸ補助検出コイルとしてＸ主検出コイルより幅方向寸法を短く設定した構成としてもよい。この場合には、１つしかないＸ主検出コイルが必ずピークコイルとなる。
【００８６】
また、上記実施形態では、相関情報である合成曲線Ｇを位置座標テーブルのデータ群として記憶していたが、これに限られない。例えば、合成曲線Ｇを近似多項式で記憶して利用してもよい。
【００８７】
また、本実施形態では特に、Ｘ検出コイル部１０１が、合成曲線Ｇに対応する位置座標テーブルのうち、離間距離Ｄがコイル位置範囲の両端部近傍となる参照値Ｒが所定値以下に収束するように、７つのＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４が配置されている。これにより、前述したように、上記合成曲線Ｇに対応する位置座標テーブルの参照値Ｒの発散を防止し、１つのピークコイルからのピーク電圧値Ｅｐや２つのピーク補助コイルからのピーク補助電圧値Ｅ１，Ｅ２に対して、対応する離間距離Ｄを必ず一意的に求めることができる。
【００８８】
また、本実施形態では特に、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３のＸ軸方向の幅方向寸法Ｗｋはそれぞれ全て同じであり、Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４のＸ軸方向の幅方向寸法Ｗｓはそれぞれ全て同じである。このように、全てのＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３同士、全てのＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４同士、でそれぞれＸ軸方向の幅方向寸法Ｗｋ，Ｗｓを共通化することにより、電子ペン２側の出力変化や装置周囲環境の変化等、何らかの事情によりＸ検出コイル部１０１からの電圧値が変動した場合も、その変動による影響の出方が全てのＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３、Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４において同等に生じる。この結果、例えば両端部のＸセンスコイルのみを小さくする配置構成の場合のように、上記の変動の影響が両端部と中間部とで異なり全体の検出精度が低下することがない。そして、共通の１つのアルゴリズムのみを用いて演算を行うことができるため、電子ペン２の位置情報の演算における処理の簡素化及び迅速化を図ることができる。
【００８９】
また、本実施形態では特に、電子ペン２の位置を算出する演算手段が、実際に検出したピーク電圧値Ｅｐと２つのピーク補助電圧値Ｅ１，Ｅ２とを用いて上記計算式から参照値Ｒを算出するステップＳＳ３０の手順と、位置座標テーブルに基づいて参照値Ｒを離間距離Ｄに換算するステップＳＳ３５の手順と、ピークコイルの幅方向中心位置から、大きい方のピーク補助電圧値Ｅ１を検出したピーク補助コイルへ向けて離間距離Ｄだけ離間した位置を電子ペン２の位置として決定するステップＳＳ４０の手順とを実行している。これにより、ピーク電圧値Ｅｐと２つのピーク補助電圧値Ｅ１，Ｅ２の実測値を検出できれば、これらに基づいて算出した参照値Ｒを位置座標テーブルを用いて離間距離Ｓに換算でき、電子ペン２の位置を容易かつ高い精度で算出できる。
【００９０】
なお、上記実施形態においては、Ｘ検出コイル部１０１の奇数番目に配置されるＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４の幅方向寸法Ｗｓを、偶数番目に配置されるＸ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅方向寸法Ｗｋよりも狭く設定することで、Ｘ軸方向の両端部における無効領域をなくすことができた。しかし、Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４の幅方向寸法Ｗｓは狭くしすぎても、Ｘ検出コイル部１０１の検出性能を低下させてしまう。そこで、以下においては、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３とＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４との間の、幅方向寸法の比率が、Ｘ検出コイル部１０１の検出性能に及ぼす影響について検証する。
【００９１】
＜Ｘ補助検出コイルの幅方向寸法が小さすぎる場合＞
例えば、上記実施形態の図３、図６に示したＸ検出コイル部１０１において、各ＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｓ１〜Ｘｓ４同士の配置関係をそのままとし、Ｘ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４の幅方向寸法Ｗｓだけをさらに半分に設定した場合を検証する。言い換えれば、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３に対するＸ補助検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅方向寸法の比率Ｗｓ／Ｗｋを１／４とした場合である。この場合には、各ＸセンスコイルＸｋ１〜Ｘｋ３，Ｘｕ１〜Ｘｕ４の特性曲線Ｔｋ１〜Ｔｋ３，Ｔｕ１〜Ｔｕ４、及び、合成曲線Ｇｕは、図８に示す関係となる。
【００９２】
この図８において、各Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅方向中心位置Ｃｋ１〜Ｃｋ３の近傍における合成曲線Ｇｕの変化は、上記実施形態の場合と異なり、Ｂ部に示すように極大値を有する放物線形状を描いて交差する。つまり、合成曲線Ｇｕの感度が低下してしまう。これは、各Ｘ補助検出コイルＸｕ１〜Ｘｕ４とともに、それぞれ対応する特性曲線Ｔｕ１〜Ｔｕ４の幅方向寸法も小さくなりすぎてしまうからである。その際、Ｃ部に示すように、隣り合う２つのＸ補助検出コイルＸｕ１〜Ｘｕ４の特性曲線Ｔｕ１〜Ｔｕ４同士が、ピーク補助電圧値Ｅ１，Ｅ２の低いヌル点付近で交差してしまう。この場合、この合成曲線Ｇｕに対応する位置座標テーブルの内容は、離間距離Ｄに対する参照値Ｒの一意性が損なわれてしまい、電子ペン２の位置情報を確実に算出できない。つまり、各Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅方向中心位置Ｃｋ１〜Ｃｋ３の近傍においても、無効領域が生じてしまう。
【００９３】
上記実施形態では、参照値Ｒを不定数にする交差点Ｐａ，ＰｂをＸ検出コイル部１０１のＸ軸方向端部から外すよう、上述したように、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３に対するＸ補助検出コイルＸｓ１〜Ｘｓ４の幅方向寸法の比率を、１より小さい１／２に設定した。これに対して、各Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅方向中心位置Ｃｋ１〜Ｃｋ３の近傍における合成曲線Ｇの感度を維持するためには、Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３に対するＸ補助検出コイルＸｕ１〜Ｘｕ４の幅方向寸法の比率を、所定値以上に高く設定する必要がある。
【００９４】
＜コイル間の幅方向寸法の比と無効領域幅との関係＞
本願発明者等は、様々な実験及びシミュレーションを行った結果、図９に示すような関係を新たに知見した。図９においては、Ｘ主検出コイルに対するＸ補助検出コイルの幅方向寸法の比を横軸にとっている。また、Ｘ検出コイル部１０１の両端部において生じる無効領域幅と、各Ｘ主検出コイルの幅方向中心位置（図中では「中央部」と略記）において生じる無効領域幅とを、縦軸にとって示している。なお、各パラメータ条件は、電子ペン２が出力する磁界の周波数が２５０ｋＨｚ、Ｘ主検出コイルの幅方向寸法が２０ｍｍ、Ｘセンスコイル同士のピッチ間隔が７ｍｍである。
【００９５】
図９に示すように、Ｘ検出コイル部１０１の両端部において生じる無効領域幅、つまり上記交差点ＰａがＸ検出コイル部１０１の両端部に入り込む大きさは、幅方向寸法比が１／２以下であればほぼ０に抑えられることが分かる。また、各Ｘ主検出コイルの幅方向中心位置において生じる無効領域幅、つまり合成曲線上の極大値の離間距離は、幅方向寸法比が１／３以上であれば、ほぼ０に抑えられることが分かる。これは、上記図６に対応する図１０を見ても分かるように、幅方向寸法比Ｗｖ／Ｗｋが１／３である場合には、Ｘ検出コイル部１０１ｖの両端部、及び各Ｘ主検出コイルＸｋ１〜Ｘｋ３の幅方向中心位置Ｃｋ１〜Ｃｋ３のそれぞれにおいて無効領域幅が生じない。
【００９６】
これにより、上記実施形態においては、Ｘ補助検出コイルのＸ軸方向の幅方向寸法は、Ｘ主検出コイルのＸ軸方向の幅方向寸法の１／３以上１／２以下とすることが望ましい。これにより、Ｘ検出コイル部１０１の両端部における検出不能範囲を確実に小さくし、広い範囲で高精度な位置検出を行うことができる。
【００９７】
＜コイル間の幅方向寸法の比の最適値＞
次に、Ｘ検出コイル部１０１に無効領域がないことを前提とした、コイル間の幅方向寸法の比の最適値について、図１１を用いて検証する。各Ｘセンスコイル間のピッチ間隔を不変として、Ｘ補助検出コイルの幅方向寸法だけを変更すると、Ｘ検出コイル部１０１の有効領域の大きさが変化する。例えば、中央に１つのＸ主検出コイルＸｋ（図中の破線部）を配置し、その両側に２つのＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ２（図中の実線部）を配置した場合の２つの構成例を図１１に示す。図１１（ａ）の配置構成と、図１１（ｂ）の配置構成とでは、各ＸセンスコイルＸｋ，Ｘｓ１，Ｘｓ２同士のピッチ間隔と中央のＸ主検出コイルＸｋの幅方向寸法が同じであるが、両側のＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ２の幅方向寸法が異なっている。
【００９８】
Ｘ検出コイル部１０１のＸ軸方向の有効領域は、２つのＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ２の幅方向中心位置の間の共通幅と、２つのＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ２のそれぞれの幅方向寸法Ｗｓの半分の幅、との和に等しい。各ＸセンスコイルＸｋ，Ｘｓ１，Ｘｓ２同士のピッチ間隔が不変である限り、上記共通幅の長さはＸ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ２の幅方向寸法Ｗｓの変化に関係なく一定である。したがって、Ｘ検出コイル部１０１のＸ軸方向両端部に無効領域を発生させない限りにおいては、Ｘ補助検出コイルＸｓ１，Ｘｓ２の幅方向寸法Ｗｓが大きいほどＸ検出コイル部１０１の有効領域を大きくできるので好適である。つまり、Ｘ主検出コイルに対するＸ補助検出コイルの幅方向寸法の比は、上述したようにＸ検出コイル部１０１のＸ軸方向両端部に無効領域を発生させない上限値である１／２が最適値である。
【００９９】
なお、以上においては、電子ペン２が自己電源としての電池４３を備え、この電池４３の起電力によりＬＣ発振回路４１が発生した磁界をセンスコイルで受信し、電子ペン２とノート３０との接触点の座標データの算出を行ったが、これに限られない。すなわち、電子ペン側に自己電源を設けず、装置側のコイルからの磁気誘導により電子ペンの共振回路に起電力を誘起して電子ペンのコンデンサに電荷を蓄積し、その蓄積した電荷を用いて電子ペンが発生した磁界を装置側のコイルで受信し、電子ペンとノート３０との接触点の位置座標を取得する構成に本発明を適用してもよい。この場合も同様の効果を得る。
【０１００】
なお、以上において、図２等の各図中に示す矢印は信号の流れの一例を示し、信号の流れ方向を限定しない。また、図７等に示すフローチャートは本発明を上記フローに示す手順に限定するものではなく、発明の趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で手順の追加・削除又は順番の変更等をしてもよい。
【０１０１】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【０１０２】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【０１０３】
１                              手書き入力装置（電子筆記装置）
２                              電子ペン（電子筆記具）
３                              座標検出装置
１０                            シート体
３０                            ノート
６２                            ＭＵＸ
８０ａ                          ＣＰＵ
８０ｂ                          ＲＯＭ（相関記憶手段）
１００Ｌ                        左側コイルシート
１００Ｒ                        右側コイルシート
１０１                          Ｘ検出コイル部
Ｗｋ                            Ｘ主検出コイルの幅方向寸法
Ｗｓ                            Ｘ補助検出コイルの幅方向寸法
Ｘｋ１〜Ｘｋ３                  Ｘ主検出コイル
Ｘｓ１〜Ｘｓ４                  Ｘ補助検出コイル
Ｐａ，Ｐｂ                      交差点
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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