(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出し、これを前記多数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、この際、得られた最大の誘導電圧を含む必要な数の誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値を検出する位置検出方法において、
一のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りず、且つ、一端から他端に向けて走査・選択する時は一端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りず、且つ、他端から一端に向けて走査・選択する時は他端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択する
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】
位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出するに際し、位置指示器の位置が不明の時は前記多数のループコイルについて一のループコイルを走査・選択して繰り返し、また、位置指示器の位置が既知の時は前記多数のループコイルのうち最大の誘導電圧を検出した時のループコイルを中心とする所定の数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、これを走査・選択方向を入れ替えて少なくとも２回行い、この際、得られた走査・選択方向毎の最大の誘導電圧を含む少なくとも２つの誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値をそれぞれ検出し、さらにこれらを平均化する位置検出方法において、
前記所定の数のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りず、且つ、一端から他端に向けて走査・選択する時は一端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りず、且つ、他端から一端に向けて走査・選択する時は他端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択する
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項３】
一端もしくは他端のループコイルを重複して選択した際の誘導電圧のうち、本来の選択タイミング以外の時の誘導電圧は検出値より小さい値とする
ことを特徴とする請求項１又は２記載の位置検出方法。
【請求項４】
一端もしくは他端のループコイルを２回以上重複して選択した場合、これらの誘導電圧を平均化する
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の位置検出方法。
【請求項５】
位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出し、これを前記多数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、この際、得られた最大の誘導電圧を含む必要な数の誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値を検出する位置検出方法において、
一のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りない時は他端から一端に向けてのみループコイルを走査・選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りない時は一端から他端に向けてのみループコイルを走査・選択する
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項６】
位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出するに際し、位置指示器の位置が不明の時は前記多数のループコイルについて一のループコイルを走査・選択して繰り返し、また、位置指示器の位置が既知の時は前記多数のループコイルのうち最大の誘導電圧を検出した時のループコイルを中心とする所定の数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、この際、得られた最大の誘導電圧を含む少なくとも２つの誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値を検出する位置検出方法において、
前記所定の数のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りない時は他端から一端に向けてのみループコイルを走査・選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りない時は一端から他端に向けてのみループコイルを走査・選択する
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項７】
位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出し、これを前記多数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、この際、得られた最大の誘導電圧を含む必要な数の誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値を検出する位置検出装置において、
一のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りず、且つ、一端から他端に向けて走査・選択する時は一端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りず、且つ、他端から一端に向けて走査・選択する時は他端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択する選択手段を備えた
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項８】
位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出するに際し、位置指示器の位置が不明の時は前記多数のループコイルについて一のループコイルを走査・選択して繰り返し、また、位置指示器の位置が既知の時は前記多数のループコイルのうち最大の誘導電圧を検出した時のループコイルを中心とする所定の数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、これを走査・選択方向を入れ替えて少なくとも２回行い、この際、得られた走査・選択方向毎の最大の誘導電圧を含む少なくとも２つの誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値をそれぞれ検出し、さらにこれらを平均化する位置検出装置において、
前記所定の数のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りず、且つ、一端から他端に向けて走査・選択する時は一端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りず、且つ、他端から一端に向けて走査・選択する時は他端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択する選択手段を備えた
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項９】
一端もしくは他端のループコイルを重複して選択した際の誘導電圧のうち、本来の選択タイミング以外の時の誘導電圧は検出値より小さい値とする制御手段を備えた
ことを特徴とする請求項７又は８記載の位置検出装置。
【請求項１０】
一端もしくは他端のループコイルを２回以上重複して選択した場合、これらの誘導電圧を平均化する制御手段を備えた
ことを特徴とする請求項７乃至９いずれか記載の位置検出装置。
【請求項１１】
位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出し、これを前記多数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、この際、得られた最大の誘導電圧を含む必要な数の誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値を検出する位置検出装置において、
一のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りない時は他端から一端に向けてのみループコイルを走査・選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りない時は一端から他端に向けてのみループコイルを走査・選択する選択手段を備えた
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１２】
位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出するに際し、位置指示器の位置が不明の時は前記多数のループコイルについて一のループコイルを走査・選択して繰り返し、また、位置指示器の位置が既知の時は前記多数のループコイルのうち最大の誘導電圧を検出した時のループコイルを中心とする所定の数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、この際、得られた最大の誘導電圧を含む少なくとも２つの誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値を検出する位置検出装置において、
前記所定の数のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りない時は他端から一端に向けてのみループコイルを走査・選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りない時は一端から他端に向けてのみループコイルを走査・選択する選択手段を備えた
ことを特徴とする位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導または電磁結合を利用した位置指示器による指示位置の検出方法及びその装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この出願に先立ち、出願人は特願昭６１−２１３９７０号（特開昭６３−７０３２６号公報参照）（以下、先願１と称す。）において、多数のループコイルを位置検出方向に並設してなるセンス部と共振回路を有する位置指示器との間で交番磁界をやりとりすることにより、該位置指示器による指示位置の座標値を求める位置検出装置を提案した。
【０００３】
前記先願１の内容を簡単に説明すると、多数のループコイルより一のループコイルを選択し、これに所定の周波数の交流信号を供給して交番磁界を送信させ、該交番磁界を位置指示器に設けた共振回路に受信させる。この際、該交番磁界によるエネルギーを受けた共振回路から発生される交番磁界を前記一のループコイルに受信させ、誘導電圧を発生させる。これを多数のループコイルについて順次、走査・選択して繰返し、各ループコイルに発生した誘導電圧の大きさに基づいて共振回路の位置、即ち指示位置の座標値を求める如くなしたものである。
【０００４】
図１は前記先願の位置検出装置における動作波形の一例を示すもので、図中、Ｔ1 ，Ｔ2 ，……Ｔ6 は交番磁界の送信期間、Ｒ1 ，Ｒ2 ，……Ｒ6 は交番磁界の受信期間、(イ) はセンス部側の送信交番磁界、(ロ) ，(ロ)'は共振回路内の誘導電圧、(ハ) ，(ハ)'はセンス部側の受信信号、(ニ) ，(ニ)'は前記受信信号を整流し高周波成分を取り除いた信号（以下、受信誘導電圧と称す。）である。
【０００５】
ここでは、送信期間Ｔ1 及び受信期間Ｒ1 に一のループコイルを選択し、送信期間Ｔ2 及び受信期間Ｒ2 に該一のループコイルに隣接するループコイルを選択し、以下、同様に隣接するループコイルを一方向に順次走査・選択した場合であって、特に送信期間Ｔ3 及び受信期間Ｒ3 に選択したループコイルの真上に位置指示器、即ち共振回路が存在する場合の例を示している。
【０００６】
ところで、一の送信期間中に一のループコイルから送信される交番磁界によって共振回路内に発生した誘導電圧は、送信交番磁界が停止する受信期間中に徐々に減少するが、次の送信期間に次のループコイルから交番磁界が送信されるまでに全てが消滅するわけではなく、該次のループコイルによる交番磁界の送受信に影響を及ぼす。
【０００７】
即ち、送信交番磁界の周波数と共振回路の共振周波数とが一致している場合、図１中の(ロ) ，(ハ) に示すように、共振回路内の残留誘導電圧と次の送信期間における送信交番磁界との位相がほぼ一致し、これらは互いに相加されることになるため、各受信期間Ｒ1 ，Ｒ2 ，……Ｒ6 に対応して得られる受信誘導電圧(ニ) のレベルＶ1 ，Ｖ2 ，……Ｖ6 は、全体的にループコイルの走査・選択の進行方向寄り（図１では右側）のレベルが前記影響がない場合に比べて大きくなる。
【０００８】
また、指示位置の座標値以外の情報を入力するため、共振回路を構成するコイル及びコンデンサに他のコンデンサをスイッチ等の操作に応じて接続して共振回路における共振周波数を変化させた場合、図１中の(ロ)'，(ハ)'に示すように、受信期間中の共振回路内の誘導電圧の位相がずれる（ここでは遅れる）ため、共振回路内の残留誘導電圧と次の送信期間における送信交番磁界との位相は必ずしも一致せず、これらは互いに相殺し合うこともある。その結果、各受信期間Ｒ1 ，Ｒ2 ，……Ｒ6 に対応して得られる受信誘導電圧(ニ)'のレベルＶ1'，Ｖ2'，……Ｖ6'は、前記位相のずれの量（位相角の変化量）に応じて様々な変化を示すことになる。
【０００９】
位置指示器による指示位置の座標値は、通常、最もレベルの大きな受信誘導電圧を含む２〜４個の受信誘導電圧のレベルを所定の式に代入して演算処理することにより求められるため、前述した共振回路内の残留誘導電圧による受信誘導電圧のレベルの変化は指示位置の座標値に誤差をもたらすことになる。
【００１０】
そこで、出願人は特願平６−１７５７９４号（特開平８−４４４８０号公報参照）（以下、先願２と称す。）において、ループコイルを順次走査・選択して誘導電圧を検出する動作を、走査・選択方向を入れ替えて少なくとも２回行い、この際、得られた走査・選択方向毎の少なくとも２つの誘導電圧に基づいて指示位置の座標値をそれぞれ算出し、これらを平均化することにより、前述した共振回路内の残留誘導電圧による誤差を相殺するようになした位置検出装置を提案した。
【００１１】
さらに、出願人は前記先願２において、位置指示器が位置検出方向の端付近にあり、ループコイルの走査・選択方向によっては前記演算処理に用いられる受信誘導電圧を発生するループコイル以前に選択可能なループコイルが存在しないような場合、即ち共振回路内の残留誘導電圧がない場合は、前記同様な理由によって、位置指示器が位置検出方向の端付近以外にある場合、即ちループコイルの走査・選択方向に拘わらず共振回路内の残留誘導電圧がある場合に比べて、該演算処理に用いられる受信誘導電圧のレベルが低くなり、これによって指示位置の座標値に誤差が生ずるという問題を指摘した。
【００１２】
前述した位置指示器が位置検出方向の端付近にある場合の走査・選択方向による受信誘導電圧のレベルの差は、位置指示器の共振回路のＱが高い場合、特に顕著に現れる。なぜなら、共振回路のＱが高いと、ループコイルからの交番磁界によって共振回路内に誘起される誘導電圧の上昇が鈍くなり、この際、共振回路から発生する交番磁界も必然的に弱いものになるからである。
【００１３】
この問題に対処するため、先願２では、端部のループコイルを選択する以前に最もレベルの大きな受信誘導電圧を検出した時のループコイルを中心として対称位置にあるループコイルを選択することにより、位置指示器が位置検出方向の端付近にあっても、選択可能なループコイルが存在する状態を擬似的に作り上げ、位置指示器が位置検出方向の端付近以外にある場合と同様な残留誘導電圧を生じせしめて誤差の少ない座標値を求めることを可能とした位置検出装置を提案した。
【００１４】
【特許文献１】
特開昭６３−７０３２６号公報
【００１５】
【特許文献２】
特開平８−４４４８０号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した先願２では、本来、存在しないループコイルの代わりに選択すべきループコイルを、最もレベルの大きな受信誘導電圧を検出した時のループコイルの位置に応じて切り替える必要があり、制御が複雑になるという問題があった。
【００１７】
なお、前述した残留誘導電圧による座標値のずれの問題は、共振回路内の残留誘導電圧に限らず、受信信号の検出回路内における残留誘導電圧、例えば受信信号より高周波成分を除去するフィルタにおける残留誘導電圧によっても引き起こされる問題であるから、先願のような共振回路を有する位置指示器を用いた位置検出装置に限らず、多数のループコイルを走査・選択し、その時に検出される誘導電圧から指示位置の座標値を求めるタイプの全ての位置検出装置において共通に生じ得る問題である。
【００１８】
本発明の目的は、座標検出範囲の周辺部においても座標値の誤差を生じることなく、ループコイルの切替制御が容易な位置検出方法及びその装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出し、これを前記多数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、この際、得られた最大の誘導電圧を含む必要な数の誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値を検出する位置検出方法において、一のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りず、且つ、一端から他端に向けて走査・選択する時は一端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りず、且つ、他端から一端に向けて走査・選択する時は他端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択する位置検出方法及びその装置（請求項１及び７）を提案する。
【００２０】
また、前記目的を達成するため、本発明では、位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出するに際し、位置指示器の位置が不明の時は前記多数のループコイルについて一のループコイルを走査・選択して繰り返し、また、位置指示器の位置が既知の時は前記多数のループコイルのうち最大の誘導電圧を検出した時のループコイルを中心とする所定の数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、これを走査・選択方向を入れ替えて少なくとも２回行い、この際、得られた走査・選択方向毎の最大の誘導電圧を含む少なくとも２つの誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値をそれぞれ検出し、さらにこれらを平均化する位置検出方法において、前記所定の数のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りず、且つ、一端から他端に向けて走査・選択する時は一端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りず、且つ、他端から一端に向けて走査・選択する時は他端のループコイルを該足りないループコイルの数を最大として少なくとも１回、重複して選択する位置検出方法及びその装置（請求項２及び８）を提案する。
【００２１】
本発明によれば、位置指示器が位置検出方向の端付近にある場合でも、座標値算出の演算処理に用いる誘導電圧を検出する時に選択すべきループコイル以前に選択可能なループコイルを疑似的に存在するようにでき、これによって位置指示器が位置検出方向の端付近以外にある場合と同様な残留誘導電圧を生じせしめることができ、誤差の少ない座標値を求めることが可能になるとともに、最もレベルの大きな受信誘導電圧を検出した時のループコイルの位置に応じて代わりに選択すべきループコイルを切り替える必要がなく、制御が容易となる。
【００２２】
なお、ここで、一端もしくは他端のループコイルを重複して選択した際の誘導電圧のうち、本来の選択タイミング以外の時の誘導電圧は検出値より小さい値とすれば（請求項３及び９）、最大の誘導電圧が２つ以上検出されるようなことがなくなり、より正確な位置検出が可能となる。また、一端もしくは他端のループコイルを２回以上重複して選択した場合、これらの誘導電圧を平均化すれば（請求項４及び１０）、ノイズの影響を減らすことができ、より正確な位置検出が可能となる。
【００２３】
また、前記目的を達成するため、本発明では、位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出し、これを前記多数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、この際、得られた最大の誘導電圧を含む必要な数の誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値を検出する位置検出方法において、一のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りない時は他端から一端に向けてのみループコイルを走査・選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記必要な数の誘導電圧を得るのに足りない時は一端から他端に向けてのみループコイルを走査・選択する位置検出方法及びその装置（請求項５及び１１）を提案する。
【００２４】
また、前記目的を達成するため、本発明では、位置検出方向に並設してなる多数のループコイルのうちの一のループコイルと少なくともコイルを有する位置指示器との間で電磁作用を及ぼし合わせて誘導電圧を検出するに際し、位置指示器の位置が不明の時は前記多数のループコイルについて一のループコイルを走査・選択して繰り返し、また、位置指示器の位置が既知の時は前記多数のループコイルのうち最大の誘導電圧を検出した時のループコイルを中心とする所定の数のループコイルについて一のループコイルを順次走査・選択して繰り返し、この際、得られた最大の誘導電圧を含む少なくとも２つの誘導電圧に基づいて前記位置指示器による指示位置の座標値を検出する位置検出方法において、前記所定の数のループコイルを順次走査・選択する際、位置指示器が位置検出方向の一端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りない時は他端から一端に向けてのみループコイルを走査・選択し、位置指示器が位置検出方向の他端付近にあって選択可能なループコイルの数が前記所定の数に足りない時は一端から他端に向けてのみループコイルを走査・選択する位置検出方法及びその装置（請求項６及び１２）を提案する。
【００２５】
本発明によれば、位置指示器が位置検出方向の端付近にある場合でも、座標値算出の演算処理に用いる誘導電圧を検出する時に選択すべきループコイル以前に選択可能なループコイルが常に存在するようになり、これによって位置指示器が位置検出方向の端付近以外にある場合と同様な残留誘導電圧を生じせしめることができ、誤差の少ない座標値を求めることが可能となるとともに、最もレベルの大きな受信誘導電圧を検出した時のループコイルの位置に応じて代わりに選択すべきループコイルを切り替える必要がなく、制御が容易となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の第１の実施の形態のハードウェア構成を示すもので、基本的に前述した先願１のものと同一であるが、先願２と同様、これを簡略化した形で示す。図中、１は位置指示器、２はセンス部、３は選択回路、４は送受切替回路、５は発振器、６はレベル検出回路、７は位相検出回路、８は処理装置である。
【００２７】
位置指示器１は、コイル、コンデンサ及びスイッチを含み、スイッチをオフとした状態では所定の周波数ｆ0 を共振周波数とし、また、スイッチをオンとした状態では該周波数ｆ0 よりわずかに低い周波数、例えばｆ1 を共振周波数とする共振回路を内蔵してなるものである。
【００２８】
センス部２は、位置検出方向（ここではＸ軸方向）に並設された多数、例えば４８本のループコイルＣ０，Ｃ１，Ｃ２，……Ｃ４７からなっている。選択回路３はセンス部２の４８本のループコイルより一のループコイルを選択するものであり、処理装置８からの選択情報に基づいて動作する。送受切替回路４は前記選択された一のループコイルを発振器５とレベル検出回路６及び位相検出回路７とに交互に接続するものであり、処理装置８からの切替信号に基づいて動作する。
【００２９】
発振器５は前記所定の周波数ｆ0 の基準クロックを発生し、これを位相検出回路７、処理装置８並びに図示しない低域フィルタ及び電流ドライバを介して送受切替回路４へ供給する。レベル検出回路６は検波器及び前記周波数ｆ0 より十分遮断周波数の低い低域フィルタよりなり、図示しない増幅器により増幅された受信信号中の周波数ｆ0 成分のエネルギーに応じたレベルを有する直流信号を出力する。位相検出回路７は位相検波器及び前記周波数ｆ0 より十分遮断周波数の低い低域フィルタよりなり、図示しない増幅器により増幅された受信信号と前記基準クロックとの位相差に応じたレベルを有する直流信号を出力する。
【００３０】
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、前記周波数ｆ0 の基準クロックより送受切替信号を作成して送受切替回路４に供給するとともに、選択回路３を制御してセンス部２のループコイルを切替え、また、レベル検出回路６の出力レベルをアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換し、所定の演算処理を実行して位置指示器１による指示位置の座標値を求め、さらにまた、位相検出回路７の出力レベルをアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換し、位置指示器１におけるスイッチの状態を検出する。
【００３１】
図３は第１の実施の形態における処理の流れ図であり、以下、これに従って動作を説明する。
【００３２】
まず、処理装置８は選択回路３にセンス部２のうちのループコイルＣ０を選択する情報を送出するとともに、送受切替回路４に送信側を選択する信号を送出し、前記ループコイルＣ０に発振器５の基準クロックに基づく周波数ｆ0 の正弦波信号を供給して周波数ｆ0 の交番磁界を発生させる。この時、センス部２上に位置指示器１が載置されていると前記交番磁界はその共振回路を励振し、これに周波数ｆ0 の誘導電圧を発生させる。
【００３３】
処理装置８は送受切替回路４に送信側を選択する信号を一定時間送出すると、受信側を選択する信号を送出し、ループコイルＣ０より発生する交番磁界を消滅させる。この際、位置指示器１の共振回路に発生した誘導電圧はその損失に応じて徐々に減衰するとともに周波数ｆ0 の交番磁界を発信するが、該交番磁界は前述したループコイルＣ０を逆に励振し、誘導電圧を発生させる。
【００３４】
処理装置８は送受切替回路４に受信側を選択する信号を一定時間送出すると、再び送信側を選択する信号を送出し、以下、前記同様な交番磁界の送受信をループコイルＣ０について複数回、例えば合計４回繰返させる。次に、処理装置８は選択回路３に送出する情報を変更して選択するループコイルをＣ１に切替え、前記同様の交番磁界の送受信を行い、以下、センス部２のループコイルＣ２〜Ｃ４７を順次走査・選択して前記同様の交番磁界の送受信を行う（ステップｓ１）。
【００３５】
なお、この際、センス部２のループコイルＣ０〜Ｃ４７の全てを選択することなく、１つ置き、２つ置き、というように適当に間引いて選択しても良い。
【００３６】
前述した４回の受信期間中にセンス部２のループコイルに発生した誘導電圧はレベル検出回路６の帯域フィルタで平均化され、さらに検波されて直流信号に変換され処理装置８に送出される。前記直流信号のレベルは位置指示器１とループコイルとの間の距離に依存した値となるから、処理装置８はその最大値が予め設定した所定の閾値以上か否かを判別することにより位置指示器１がセンス部２の有効読取り高さ内にあるか否かを判定する（ステップｓ２）。
【００３７】
処理装置８は前記高さ内に位置指示器１があると判定した場合、前記得られた各ループコイル毎の信号より最大値が得られたループコイル（以下、ピークコイルと称す。また、図面中ではＰＣとも記す。）を抽出する（ステップｓ３）。なお、前記高さ内に位置指示器１がないと判定された場合には前記ステップｓ１，ｓ２の処理を繰返す。
【００３８】
この際、抽出したピークコイル（の位置）が、該ピークコイルを中心とする所定の数、ここでは７つのループコイルについて番号の小さい方から大きい方へ順次走査・選択して交番磁界の送受信を行う動作（順方向セクタスキャン）と、７つのループコイルについて番号の大きい方から小さい方へ順次走査・選択して交番磁界の送受信を行う動作（逆方向セクタスキャン）との両方において、選択可能なループコイルの数が前記７以上となるものかどうか、即ちピークコイルがループコイルＣ２以下（Ｃ３より番号が小さい）もしくはループコイルＣ４５以上（Ｃ４４より番号が大きい）かを調べる（ステップｓ４，ｓ５）。
【００３９】
ここで、ピークコイルがループコイルＣ２以下でも、ループコイルＣ４５以上でもない場合は、ピークコイルを中心とする７つのループコイルについて、通常の順方向及び逆方向のセクタスキャンを実行する（ステップｓ６，ｓ７）。
【００４０】
図４はピークコイルがＣ３の場合にステップｓ６，ｓ７の処理によって得られる誘導電圧の一例を示すものである。なお、図中、横軸のＣ０，Ｃ１，Ｃ２……はループコイルの選択タイミングを表しており、また、ｅ０，ｅ１，ｅ２……は各選択タイミングにおいて得られる誘導電圧のレベルを表している。
【００４１】
一方、ピークコイルがループコイルＣ２以下の場合は、順方向セクタスキャン及び逆方向セクタスキャンの際に選択可能なループコイルの数が６以下となるため、まず、不足するループコイルの数の分、ループコイルＣ０を重複して（Ｃ２の場合は計２回、Ｃ１の場合は計３回、Ｃ０の場合は計４回）選択する順方向セクタスキャンを行う（ステップｓ８）。
【００４２】
ところで、不足するループコイルの代わりにループコイルＣ０を選択した時に検出される誘導電圧のレベルは、当初、共振回路内に前述した残留誘導電圧がないことに起因して本来のループコイルＣ０選択時のレベルより低めになる。しかし、ピークコイルがループコイルＣ０やＣ１である場合のように不足するループコイルの代わりに重複して選択する回数が多い場合、共振回路内に残留する誘導電圧によって本来のループコイルＣ０選択時のレベルと等しくなる。また、このレベルの差は共振回路のＱによっても異なり、即ちＱが低いとその差が小さくなり、さらにまた、位置指示器がセンス部の上方に離れている場合もその差はほとんどなくなる。
【００４３】
この際、特にピークコイルがループコイルＣ０であると、誘導電圧の最大値が２つ以上得られることになり、後述する座標計算用信号の抽出及び以後のピークコイルの抽出に支障が生じる。そこで、不足するループコイルの代わりにループコイルＣ０を選択した時に検出された誘導電圧のレベルをより小さい値に修正、例えば１／２に修正する（ステップｓ９）。その後、通常の逆方向セクタスキャン（但し、ループコイルが不足する分については交番磁界の送受信を行わない。）を行う（ステップｓ１０）。
【００４４】
図５はピークコイルがＣ０の場合にステップｓ８〜ｓ１０の処理によって得られる誘導電圧の一例を示すものである。図中、Ｃ０'，Ｃ０''，Ｃ０'''はループコイルＣ０を不足するループコイルの代わりに重複選択しているタイミングを表している。また、実線は実測値を表しているが、重複選択時のレベルは一点鎖線で示すように修正される（ｅ０'，ｅ０''，ｅ０'''）。
【００４５】
図６はピークコイルがＣ０の場合に通常の、即ち重複選択をしない順方向及び逆方向セクタスキャンを行った時の誘導電圧の一例を示すものである。この場合、ループコイルＣ０の選択タイミング（本来の選択タイミング）時点において共振回路内に残留誘導電圧がないため、誘導電圧ｅ０のレベルが本来のレベルより低くなる。
【００４６】
また一方、ピークコイルがループコイルＣ４５以上の場合は、順方向セクタスキャン及び逆方向セクタスキャンの際に選択可能なループコイルの数が６以下となるため、通常の順方向セクタスキャン（但し、ループコイルが不足する分については交番磁界の送受信を行わない。）を行った（ステップｓ１１）後、不足するループコイルの数の分、ループコイルＣ４７を重複して（Ｃ４５の場合は計２回、Ｃ４６の場合は計３回、Ｃ４７の場合は計４回）選択する逆方向セクタスキャンを行い（ステップｓ１２）、さらに前記同様、不足するループコイルの代わりにループコイルＣ４７を選択した時に検出された誘導電圧のレベルをより小さい値に修正、例えば１／２に修正する（ステップｓ１３）。
【００４７】
前述した順方向及び逆方向のセクタスキャンが終了すると、処理装置８はこの際、レベル検出回路６より得られた誘導電圧より、順方向及び逆方向のセクタスキャン毎にレベルの大きい順に複数、例えば３つの誘導電圧（図４の例ではｅ２，ｅ３，ｅ４）をそれぞれ抽出し（ステップｓ１４）、これらの信号に基づいて先願１で述べているような周知の座標計算を実行し、位置指示器１による指示位置の座標値をループコイルの走査・選択方向別に求め、さらにこれらを平均化（ステップｓ１５）して、先願２で述べたように、共振回路内の残留誘導電圧による誤差を相殺する。
【００４８】
なお、前述した共振回路における共振周波数の変化は位相検出回路７により位相の変化を表す直流信号として出力され、これより処理装置８によって位置指示器１におけるスイッチの状態が識別される（ステップｓ１６）。
【００４９】
前記実施の形態では、重複選択した時の誘導電圧のレベルを実測値の１／２に修正したが、１／２に限られるものではない。
【００５０】
また、実測値を修正する代わりに重複選択する際のループコイルより発生する交番磁界の強度を下げても良い。即ち、例えば図５のＣ０'''，Ｃ０''，Ｃ０'の選択タイミングにおいてループコイルＣ０に流す電流値をそれぞれ本来の値の１／２，２／３，３／４程度に下げてやれば、ループコイルＣ０から発生する交番磁界の強度を、ループコイルＣ０以前に選択すべきループコイルが実際に存在する場合と同様なレベルとすることができ、これによって実測値そのものをループコイルＣ０における信号レベルｅ０より低くすることができる。なお、ループコイルＣ４５を重複選択する場合も同様である。
【００５１】
また、前記実施の形態では、ループコイルＣ０またはＣ４５を、ピークコイルの位置に応じて、不足するループコイルの数に等しい回数だけ重複選択するようになしているが、不足するループコイルの数に拘わらず、１回のみ重複選択（計２回）するようになしても良い。
【００５２】
図７は本発明の第２の実施の形態、ここでは位置指示器が位置検出方向の端付近にある場合は走査方向を限定することにより、選択すべきループコイル以前に選択可能なループコイルが常に存在するようになした形態における処理の流れ図であり、以下、これに従って動作を説明する。なお、ハードウェア構成は第１の実施の形態の場合と同一である。
【００５３】
まず、第１の実施の形態の場合と同様に、処理装置８は選択回路３にセンス部２のループコイルＣ０〜Ｃ４７を順次走査・選択させるとともに送受切替回路４に送信及び受信を切り替えさせることにより、位置指示器１との間で交番磁界の送受信を行わせ（ステップｓ１）、これによって所定の閾値以上の受信信号が得られた時（ステップｓ２）、各ループコイル毎の信号よりピークコイルを抽出する（ステップｓ３）。
【００５４】
次に、第１の実施の形態の場合と同様に、ピークコイル（の位置）が順方向セクタスキャンと逆方向セクタスキャンとの両方において、選択可能なループコイルの数が所定の数、つまり７以上となるものかどうか、即ちピークコイルがループコイルＣ２以下もしくはループコイルＣ４５以上かを調べる（ステップｓ４，ｓ５）。
【００５５】
この際、ピークコイルがループコイルＣ２以下でも、ループコイルＣ４５以上でもない場合は、第１の実施の形態の場合と同様に、ピークコイルを中心とする７つのループコイルについて、通常の順方向及び逆方向のセクタスキャンを実行する（ステップｓ６，ｓ７）。
【００５６】
前述した順方向及び逆方向のセクタスキャンが終了すると、第１の実施の形態の場合と同様に、処理装置８はこの際、レベル検出回路６より得られた誘導電圧より、順方向及び逆方向のセクタスキャン毎にレベルの大きい順に複数、例えば３つの誘導電圧をそれぞれ抽出し（ステップｓ１４）、これらの信号に基づいて先願１で述べているような周知の座標計算を実行し、位置指示器１による指示位置の座標値をループコイルの走査・選択方向別に求め、さらにこれらを平均化（ステップｓ１５）して、先願２で述べたように、共振回路内の残留誘導電圧による誤差を相殺する。
【００５７】
一方、ピークコイルがループコイルＣ２以下の場合は、順方向セクタスキャン及び逆方向セクタスキャンの際に選択可能なループコイルの数が６以下となるため、順方向セクタスキャンを行わず、通常の逆方向セクタスキャン（但し、ループコイルが不足する分については交番磁界の送受信を行わない。）のみを行う（ステップｓ１０）。
【００５８】
図８はピークコイルがＣ０の場合にステップｓ１０の処理によって得られる誘導電圧の一例を示すものである。
【００５９】
また一方、ピークコイルがループコイルＣ４５以上の場合は、順方向セクタスキャン及び逆方向セクタスキャンの際に選択可能なループコイルの数が６以下となるため、逆方向セクタスキャンを行わず、通常の順方向セクタスキャン（但し、ループコイルが不足する分については交番磁界の送受信を行わない。）のみを行う（ステップｓ１１）。
【００６０】
図９はピークコイルがＣ０の場合にステップｓ１１の処理によって得られる誘導電圧の一例を示すものである。
【００６１】
前述した逆方向もしくは順方向のセクタスキャンが終了すると、処理装置８はこの際、レベル検出回路６より得られた誘導電圧より、レベルの大きい順に複数、例えば３つの誘導電圧をそれぞれ抽出し（ステップｓ２１）、これらの信号に基づいて先願１で述べているような周知の座標計算を実行し、位置指示器１による指示位置の座標値を求める（ステップｓ２２）。
【００６２】
なお、前述した共振回路における共振周波数の変化は位相検出回路７により位相の変化を表す直流信号として出力され、これより処理装置８によって位置指示器１におけるスイッチの状態が識別される（ステップｓ１６）点は、第１の実施の形態の場合と同様である。
【００６３】
また、第１及び第２の実施の形態では、交番磁界の送信及び受信時とも、多数のループコイルを切り替えていくものとしたが、交番磁界の送信時には常に位置指示器に最も近いループコイルより交番磁界を送信するようになしても良い。
【００６４】
図１０は本発明の第３の実施の形態、ここでは共振回路を有せず、発振器及びこれを駆動する電源を有する位置指示器を用いた形態のハードウェア構成を示すもので、図中、第１の実施の形態と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、２はセンス部、３は選択回路、６はレベル検出回路、１０は位置指示器、２１は周波数弁別回路、２２は処理装置である。
【００６５】
位置指示器１０は、可変周波数発振器１１、電源（電池）１２、スイッチ１３及びコイル１４を含み、可変周波数発振器１１が電池１２から供給される電力で動作、即ちスイッチ１３をオフとした状態では所定の周波数ｆ0 の正弦波信号を発生し、また、スイッチ１３をオンとした状態では該周波数ｆ0 よりわずかに低い周波数ｆ1 の正弦波信号を発生し、これらの信号に基づいてコイル１４より交番磁界を発生させる如くなっている。
【００６６】
周波数弁別回路２１は、図示しない増幅器により増幅された受信信号の周波数が前記周波数ｆ0 かｆ1 かを弁別し、これらを識別する信号を出力する。
【００６７】
処理装置２２は第１又は第２の実施の形態の場合と同様、周知のマイクロプロセッサ等より構成され、選択回路３を制御してセンス部２のループコイルを切替え、また、レベル検出回路６の出力レベルをアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換し、所定の演算処理を実行して位置指示器１０による指示位置の座標値を求め、さらにまた、周波数弁別回路２１からの出力信号に応じて位置指示器１０におけるスイッチの状態を検出する。
【００６８】
なお、本実施の形態における処理は、センス部２のループコイルに正弦波信号を供給して交番磁界を発生させる処理がない点を除いて、前述した第１又は第２の実施の形態の場合と同様に行うことができる。
【００６９】
なお、これまでの説明では、一方向（Ｘ方向）の位置検出のみを行う例を示したが、センス部２と同様なセンス部をループコイルが互いに直交するように組合せ、選択回路３と同様な選択回路並びに適当なＸＹ方向の切替回路を組合せることにより、２方向（ＸＹ方向）の位置検出が可能となることはいうまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１，２及び７，８によれば、位置指示器が位置検出方向の端付近にある場合でも、座標値算出の演算処理に用いる誘導電圧を検出する時に選択すべきループコイル以前に選択可能なループコイルを疑似的に存在するようにでき、これによって位置指示器が位置検出方向の端付近以外にある場合と同様な残留誘導電圧を生じせしめることができ、誤差の少ない座標値を求めることが可能になるとともに、最もレベルの大きな受信誘導電圧を検出した時のループコイルの位置に応じて代わりに選択すべきループコイルを切り替える必要がなく、制御が容易となる。
【００７１】
また、本発明の請求項３及び９によれば、最大の誘導電圧が２つ以上検出されるようなことがなくなり、より正確な位置検出が可能となり、また、本発明の請求項４及び１０によれば、ノイズの影響を減らすことができ、より正確な位置検出が可能となる。
【００７２】
さらにまた、本発明の請求項５，６及び１１，１２によれば、位置指示器が位置検出方向の端付近にある場合でも、座標値算出の演算処理に用いる誘導電圧を検出する時に選択すべきループコイル以前に選択可能なループコイルが常に存在するようになり、これによって位置指示器が位置検出方向の端付近以外にある場合と同様な残留誘導電圧を生じせしめることができ、誤差の少ない座標値を求めることが可能となるとともに、最もレベルの大きな受信誘導電圧を検出した時のループコイルの位置に応じて代わりに選択すべきループコイルを切り替える必要がなく、制御が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の位置検出装置における動作波形の一例を示す波形図
【図２】本発明の第１の実施の形態を示すハードウェア構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態のソフトウェア構成を示すフローチャート
【図４】順方向及び逆方向セクタスキャンにより得られた信号の一例を示す図
【図５】ピークコイルがループコイルＣ０の場合の図４と同様な図
【図６】ピークコイルがループコイルＣ０の場合に通常の順方向及び逆方向セクタスキャンを行った時の図４と同様な図
【図７】本発明の第２の実施の形態のソフトウェア構成を示すフローチャート
【図８】ピークコイルがループコイルＣ０の場合のセクタスキャンにより得られた信号の一例を示す図
【図９】ピークコイルがループコイルＣ４７の場合の図８と同様な図
【図１０】本発明の第３の実施の形態を示すハードウェア構成図
【符号の説明】
１，１０…位置指示器、２…センス部、３…選択回路、４…送受切替回路、５…発振器、６…レベル検出回路、７…位相検出回路、８，２２…処理装置、２１…周波数弁別回路。
【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】
0004255717.tif 000008
【図８】
0004255717.tif 000009
【図９】
0004255717.tif 000010
【図１０】
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