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JPH10171583A - 位置検出装置およびその位置指示器 - Google Patents

位置検出装置およびその位置指示器

Info

Publication number
JPH10171583A
JPH10171583A JP34049596A JP34049596A JPH10171583A JP H10171583 A JPH10171583 A JP H10171583A JP 34049596 A JP34049596 A JP 34049596A JP 34049596 A JP34049596 A JP 34049596A JP H10171583 A JPH10171583 A JP H10171583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
position indicator
frequency
tablet
resonance
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34049596A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuuji Katsuradaira
勇次 桂平
Yasushi Sekizawa
康史 関澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacom Co Ltd
Original Assignee
Wacom Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacom Co Ltd filed Critical Wacom Co Ltd
Priority to JP34049596A priority Critical patent/JPH10171583A/ja
Priority to US08/840,617 priority patent/US6005555A/en
Priority to DE19752453A priority patent/DE19752453B4/de
Priority to GB9725667A priority patent/GB2320096B/en
Publication of JPH10171583A publication Critical patent/JPH10171583A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

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  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の位置指示器中の任意の組み合わせで同
時検出を行うことができ、使い勝手の良い位置検出装置
を提供する。 【解決手段】 位置指示器内に設けられた共振回路の周
波数をタブレットからの指示信号により設定するように
して、同一タブレット上に複数の位置指示器が置かれて
も、それぞれの位置指示器が異なる共振周波数となるよ
うに指示することにより位置指示器相互の電磁気的干渉
を押さえて同時検出を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置検出装置に関
し、特に同一タブレット上で複数個の位置指示器を同時
に検出することのできる位置検出装置およびその位置指
示器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(先願1)において、位置指示器内に
共振回路を設けることによって位置指示器とタブレット
間をコードレスとして操作性の良い位置検出装置を提案
している。また、出願人は先願1を改良した特願平01
−282852号(先願2)において、それぞれ共振周
波数の異なる共振回路を設けた複数の位置指示器を用意
することによって同一タブレット上でこれら複数の位置
指示器を同時に検出することのできる位置検出装置を提
案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先願2
で示された従来の位置検出装置では、あらかじめ異なる
周波数の共振回路を設けることによって電磁気的に干渉
しにくい組み合わせの場合においてのみ同一タブレット
上で複数の位置指示器を検出することができるというも
のであった。この場合、ユーザーはどの位置指示器がい
くらの周波数であるというような認識を一般的に持たな
いため、同一周波数の共振回路を備えた2つの位置指示
器をそれぞれ手に取って同時動作できるものと間違える
ことがしばしばあった。
【0004】本発明の目的はこのような問題点に対し
て、あるタブレット上で動作可能な位置指示器ならどの
ような組み合わせであっても2個あるいはそれ以上の複
数の位置指示器を同一タブレット上で検出することがで
き、使い勝手の良い位置検出装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、位置指示器
内に設けられた共振回路を少なくとも2つの周波数に設
定可能とし、また共振回路の周波数を前記少なくとも2
つの共振周波数のうちのいずれかに設定するためにタブ
レットから指示信号を出し、位置指示器側ではこの指示
信号を受信して共振周波数を設定するように構成した。
【0006】また他の本発明では、位置指示器を、位置
指示器内に設けられた共振回路が初期状態では所定の共
振周波数を有し、またタブレットから前記所定の周波数
の電波による指示信号によって共振周波数を他の所定値
に変更できるように構成した。
【0007】また本発明では、タブレットから位置指示
器に対して2種類の送信継続時間で2進コードを表すよ
うな電波を送信し、位置指示器では複数組の積分回路と
コンパレータとを設けて該積分回路の時定数と該コンパ
レータのしきい値電圧に基づいて共振回路に発生する誘
導電圧の発生期間を検出するようにして、さらにこれを
2進コードに変換するとともに変換された2進コードに
基づき共振回路の共振周波数を変更できるように構成し
た。このため、タブレット上に同一構成の位置指示器が
複数個置かれても、それぞれの位置指示器が持つ共振回
路を異なる周波数とするような指示信号2進コードとし
てそれぞれに対して送信して、位置指示器ではこの2進
コードを検出してさらに検出された2進コードに基づき
共振周波数を切り替えるように構成した。
【0008】
【作用】このため、タブレット上に同一構成の位置指示
器が複数個置かれても、それぞれの位置指示器が持つ共
振回路を異なる周波数とするような指示信号をそれぞれ
に対して送信することにより、複数個の位置指示器の共
振周波数が互いに異なるようにすることができる。この
ため位置指示器間の電磁気的干渉を押さえて同時検出が
可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明による第1実施例を図に基
づいて説明する。
【0010】この第1実施例は位置指示器がタブレット
からの指示によりその共振回路を初期周波数と他の周波
数との2つの値に設定できるようにして、同時に2つの
位置指示器を同一タブレット上で検出することができる
ものの実施例である。
【0011】図1は本発明による第1実施例の位置検出
装置としてのタブレットの回路構成図を示す。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 が位
置検出方向に互いに平行に図示のごとくに配置されてい
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に接続されている。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
増幅器5が接続され、この増幅器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変換回路(アナログ/デジタル変換回路)9に接続
され、このA/D変換回路9はCPU(中央処理装置)
10に接続されている。また、送受切替回路3の送信側
には電流ドライバ11が接続され、電流ドライバ11の
入力端には周波数切替用スイッチ12が接続され、周波
数切替用スイッチ12にはそれぞれ異なる周波数の発振
器13および14が接続されてCPU10からの制御信
号によってタブレットから送信する電波の周波数がf0
またはf1 のいずれか一方を選択できるようになってい
る。この周波数f0 は後述する位置指示器の初期状態に
おける共振周波数に等しく、周波数f1 は後述する位置
指示器が所定の指示信号を受信して共振周波数を変更し
た際の共振周波数と等しくなるように選定されている。
また、CPU10から他の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変換回路9および送受
切替回路3にそれぞれ接続されている。
【0012】図2は本発明による第1実施例の位置指示
器の回路構成図を示す。
【0013】図2において、19はコイル、20はコン
デンサでこれらは共振回路21を構成している。この共
振回路21にはスイッチ32を介してコンデンサ22が
接続されている。このスイッチ32がオフの時、即ち、
初期状態では共振回路21の共振周波数は前記f0 とな
り、スイッチ32がオンの時には共振回路21の共振周
波数が前記f1 と一致するようにコイル19、コンデン
サ20およびコンデンサ22の値が選択されている。
【0014】この共振回路21は電源回路24、検波回
路25、検波回路26にそれぞれ接続されている。
【0015】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3
1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。また、該ラッチ回路31の出力は前記スイッチ32
に接続されている。
【0016】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のしきい値との関係を図
1に示した前記タブレットからの電波が第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ように構成されてい
る。また、前記ラッチ回路31のトリガ端子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のしきい値との関係を前記タブレッ
トからの電波が前記第1の所定時間よりも短い第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ように構成さ
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。
【0017】図2の具体的な回路構成は図3に示され、
図3において図2と同一の符号はそれぞれ図2と同一の
ものを示す。ただし、C1 R1 >C2 R2 のように構成
されている。
【0018】次に、図2のように構成された2つの位置
指示器が図1のように構成されたタブレット上で同時に
検出できることを説明する。
【0019】図4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。
【0020】図5、図6、図7は図1および図2に×印
で示した点の出力を示す出力波形図である。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
は送信期間(位置検出装置からの送信期間)を示し、R
は受信期間(位置検出装置の受信期間)を示す。
【0021】まず、初期設定として、図1に示したタブ
レット上に置かれた位置指示器の数を0としておく。即
ち、N=0とする(ステップ40)。
【0022】次に、N=0の場合には、図2のように構
成された位置指示器がタブレット上にあるかどうかを検
出するための全面スキャン動作(ステップ42〜47)
を行う(ステップ41)。全面スキャン動作は位置指示
器の初期周波数であるf0 の周波数を用いて行う必要が
あるため、まずCPU10から制御信号を出して周波数
切替用スイッチ12をf0 の発振器が接続されている側
に接続する(ステップ42)。次にX軸全面スキャンが
行われる(ステップ40)。この全面スキャンは従来装
置と同様に行われる。
【0023】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 に周波数f0 の信号を供給す
る。これによりループコイルX1 からf0 の周波数の電
波(a)が送信される。
【0024】CPU10は、この送信を所定時間(例え
ばT=100μS)実行すると、次に選択回路2をルー
プコイルX1 を保持した状態で送受切替回路3を受信側
に切り替えて位置指示器からの信号を所定時間(例えば
T=100μS)受信する。
【0025】この動作が図5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(ステ
ップ43)、どれかのループコイルから所定レベル以上
の信号が検出されたかを判定する(ステップ44)。ス
テップ44において、所定レベル以上の信号が検出され
なかった場合には、タブレット上に位置指示器が無かっ
たものと判定してステップ45〜49を省略してステッ
プ41に戻ることによりX軸全面スキャンの動作(ステ
ップ43、44)を、位置指示器が検出されるまで繰り
返す。
【0026】ステップ44において、所定レベル以上の
信号が検出された場合には、タブレット上に位置指示器
が有ると判断し、Y軸全面スキャンを行う(ステップ4
5)。
【0027】Y軸全面スキャンもX軸全面スキャンと同
様に行われる。即ち、CPU10はループコイルY1 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Y1 に周波数f0 の信号
を供給する。これによりループコイルY1 からf0 の周
波数の電波(a)が送信される。
【0028】CPU10は、この送信を所定時間(例え
ばT=100μS)実行すると、次に選択回路2をルー
プコイルY1 を保持した状態で送受切替回路3を受信側
に切り替えて位置指示器からの信号を所定時間(例えば
T=100μS)受信する。
【0029】この動作が図6に示す如くY軸方向のルー
プコイルY1 からY40の全部について各々行われ(ステ
ップ45)、どれかのループコイルから所定レベル以上
の信号が検出されたかを判定する(ステップ46)。ス
テップ46において、所定レベル以上の信号が検出され
なかった場合には、タブレット上に位置指示器が無かっ
たものと判定してステップ41に戻すことにより全面ス
キャン動作(ステップ43〜46)を繰り返す(ステッ
プ46)。 ステップ46において、所定レベル以上の
信号が検出された場合には、タブレット上に位置指示器
が有ると判断し、次のステップ47へ移行する。
【0030】即ち、ステップ46において検出された位
置指示器が最初の位置指示器の場合には該位置指示器に
対してその共振周波数をf0 からf1 へ変更するための
コマンドを送信して、さらに別の位置指示器が置かれて
もその初期周波数f0 と干渉しないようにする(ステッ
プ47、ステップ48)。また、位置指示器数Nを1繰
り上げる(ステップ49)。
【0031】以上説明したステップ42からステップ4
9までの全面スキャン動作が終了すると。ステップ41
へ戻る。
【0032】ステップ41では位置指示器が検出されて
いるかどうかによって処理を分岐する。位置指示器が検
出されていない場合(N=0)にはステップ42からス
テップ49までの全面スキャン動作を繰り返し行う。ま
た、位置指示器が1個または2個検出されている場合、
まずステップ48によってその共振周波数がf1 に変更
された方の位置指示器の座標を検出するステップ50か
らステップ52までの動作が行われる。
【0033】図7は、位置指示器に対してその共振周波
数をf0 からf1 へ変更するためのコマンドを送信し
て、さらに周波数がf1 に変更された後、座標検出され
るまでの動作(ステップ48、ステップ50、ステップ
51)における各部の波形図である。なお図7では、ス
テップ43およびステップ45においてループコイルX
7 およびループコイルY5 から最大信号が検出された場
合についての動作を示している。
【0034】まず、CPU10は位置指示器に最も近い
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に接続させ、前記ループコイルX7
に周波数f0 の信号を供給する。この状態で、CPU1
0は前述した第1の所定時間(本実施例ではT=700
μS)ループコイルX7 からf0 の周波数の電波(a)
を位置指示器に対して送信する。これにより共振回路2
1に誘導電圧(b)が発生し、この誘導電圧(b)は電
源回路24、検波回路25、検波回路26にそれぞれ供
給される。検波回路25および検波回路26からはそれ
ぞれ検波出力(f)および(c)が出力される。
【0035】この検波出力(c)により第2の経路から
は積分出力(d)、コンパレータ出力(e)が図示のご
とく出力される。また第1の経路からは積分出力
(g)、コンパレータ出力(h)が図示のごとく出力さ
れる。
【0036】ここで、CPUが送信時間を700μSと
しているので、この送信期間中にコンパレータ出力
(e)および(h)が立ち上がる。
【0037】700μSの送信期間が終了するとコンパ
レータ出力(e)および(h)は共に立ち下がるが、時
定数の小さい第2の経路からの出力(e)のほうが先に
立ち下がるので、この信号(e)の立ち下がりタイミン
グでラッチ回路31はハイレベルを信号(i)として出
力する。この信号(i)によりスイッチ32がオンする
と、共振回路21にコンデンサ22が接続され共振回路
21の共振周波数はf0 からf1 へと変更される(ステ
ップ48)。
【0038】位置指示器の共振周波数がf1 に変更され
るとその位置指示器は周波数f1 の電波についてのみ応
答するようになる。このため引き続き位置指示器の座標
値を継続して求めるためにCPU10はスイッチ12に
対して制御信号を出し周波数をf0 からf1 へと切り替
える(ステップ50)。
【0039】CPU10は位置指示器に最も近いループ
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X
7 は周波数f1 の電波(a)を位置指示器に送信する。
これにより位置指示器の共振回路21に誘導電圧(b)
が発生し、この誘導電圧(b)は検波回路25、検波回
路26にそれぞれ供給される。検波回路25および検波
回路26からはそれぞれ検波出力(f)および(c)が
出力される。ここでCPU10が指定する送信期間はT
=100μSであるので、第2の経路35からの出力
(e)は出力されず、従ってラッチ回路31の出力
(i)も変化せず、共振回路21はf1 の共振周波数を
維持する。
【0040】CPU10は100μSの送信期間を経過
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を受信側端子R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43で説
明したと同様な動作でタブレット側では受信信号が得ら
れる。
【0041】この部分スキャン動作が図7のごとく、送
信時にはループコイルX7 を選択し、受信時にはループ
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51)。
【0042】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図7に示したように行われる。即
ち、送信時にはループコイルY5 を選択し、受信時には
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51)。
【0043】このX7 を中心とする5本のループコイル
からの受信信号レベルによって位置指示器のX軸方向の
位置が従来と同様にして求められる。また、Y5 を中心
とする5本のループコイルからの受信信号レベルによっ
て位置指示器のY軸方向の位置が従来と同様にして求め
られる(ステップ51)。
【0044】この時、受信信号レベルが所定値以上得ら
れなかった場合には位置指示器がタブレット上から取り
去られたものと判断して(ステップ52)、位置指示器
数Nを1だけ減少させる(ステップ54)。位置指示器
が他に無ければNは0となるのでステップ41に動作を
戻して上述した全面スキャン動作を行うようになる(ス
テップ55)。
【0045】ステップ52において信号レベルが所定以
上あった場合には、他の位置指示器がタブレット上に新
たに置かれていないかを検出するための全面スキャン動
作を周波数f0 にて行う。このためCPU10の制御を
ステップ42に戻す。
【0046】以下、周波数f1 に設定された位置指示器
がタブレット上に置かれていて、さらに他の位置指示器
がタブレット上に新たに置かれていないかを検出するた
めの全面スキャン動作について説明する。
【0047】全面スキャン動作は位置指示器の初期周波
数であるf0 の周波数を用いて行う必要があるため、ま
ずCPU10から制御信号を出して周波数切替用スイッ
チ12をf0 の発振器が接続されている側に接続する
(ステップ42)。次にX軸全面スキャンおよびY軸全
面スキャン動作が前述したように行われる(ステップ4
3〜46)。これらの全面スキャン動作において、所定
レベル以上の信号が検出されなかった場合には、タブレ
ット上に位置指示器が無かったものと判定してCPU1
0の制御をステップ41に戻して、既にf1 の周波数に
設定されている位置指示器に対する座標検出を繰り返し
行う(ステップ41〜51)。
【0048】ステップ43〜46の全面スキャン動作に
おいて所定レベル以上の信号が検出された場合には、タ
ブレット上に第2の位置指示器が有ると判断する。この
場合、この第2の位置指示器は周波数f0 のまま後述す
る部分スキャン動作を行う必要があるのでステップ48
を省略して、さらに位置指示器数を繰り上げN=2とす
る(ステップ47〜49)。
【0049】前述したような過程により、一方は周波数
f1 で動作し、もう一方は周波数f0 で動作する2つの
位置指示器が認識された。この2つの位置指示器は互い
に異なる共振周波数を有しているので干渉の影響は殆ど
なく2点の座標位置として検出することができる。即
ち、これら2つの位置指示器がタブレット上に置かれて
いる場合には、CPU10はステップ50からステップ
60までの動作を繰り返し行うことにより2つの位置指
示器の座標位置を継続して検出する。
【0050】周波数f1 に設定された第1の位置指示器
に対してはステップ50〜52による動作を行う。この
場合、位置指示器は既に周波数f1 に設定されているの
で図7において700μSの送信期間を除いた、100
μSの送信を周波数f1 にてX軸、Y軸それぞれ5回繰
り返す上述した部分スキャン動作のみ行うことにより座
標位置を検出する。
【0051】周波数f0 に設定された第2の位置指示器
に対してはステップ56〜58による動作を行う。この
場合も図7において700μSの送信期間を除いた、1
00μSの送信を周波数f0 にてX軸、Y軸それぞれ5
回繰り返す上述した部分スキャン動作のみ行うことによ
り座標位置を検出する。
【0052】ここで、周波数f1 および周波数f0 で動
作する2つの位置指示器の座標を交互に検出するステッ
プ50〜ステップ60までの動作中、ステップ52にお
いて、周波数f1 で動作していた位置指示器が取り去ら
れたと判断した場合には、後のステップ61において残
された周波数f0 で動作している位置指示器に対してそ
の共振周波数をf0 からf1 へ変更するためのコマンド
を送信して、さらに別の位置指示器が再度置かれてもそ
の初期周波数f0 と干渉しないようにする(ステップ6
1)。このステップ61は前述したステップ48と同様
に行われる。
【0053】以上説明したように、本実施例では一つの
タブレット上に同一構成の位置指示器が2個置かれて
も、一方の位置指示器の共振周波数をタブレットからの
信号によって変更するため、互いに干渉することなく2
個の指示位置を検出することができる。また、多数の位
置指示器の中から任意の2個を取る場合、どのような組
み合わせであっても同時使用が可能となる。
【0054】図8は本発明による第2実施例の位置指示
器の回路構成図を示す。第2実施例ではタブレットから
位置指示器に対する制御信号を2進コードで表し、この
2進コードが所定の値として検出された際に共振回路の
共振周波数を変更し、また他の値の場合には位置指示器
の操作に応じたスイッチ情報や位置指示器内に設定され
たIDコードをタブレットに返すように構成した位置指
示器の例を示している。本実施例に用いるタブレットは
図1に示したものと同じもので良いが、CPU10に記
憶されている動作制御プログラムのフローチャートは第
1実施例の場合とは多少異なっている。即ち、ステップ
48およびステップ61における位置指示器の対して共
振周波数をf0 からf1 に変更するためのコマンド送信
の方法が異なっている。
【0055】図9は共振周波数をf0 からf1 に変更す
るためのコマンドを受信したときの図8の×印で示した
部分の波形図である。図8および図9を用いて位置指示
器の共振周波数がどのようにして変更されるかを以下に
説明する。
【0056】図8において、68はコイル、69はコン
デンサでこれらは共振回路70を構成している。この共
振回路70にはスイッチ71を介してコンデンサ72が
接続されている。このスイッチ71およびコンデンサ7
2は第1実施例と同様に共振周波数をf0 からf1 に変
更するためのものである。即ち、初期状態ではスイッチ
71はオフであるから共振回路70の共振周波数は前記
f0 となり、スイッチ71がオンとなった時には共振回
路70の共振周波数が前記f1 となるようにコイル6
8、コンデンサ69およびコンデンサ72の値が選択さ
れている。
【0057】また、共振回路70の両端にはスイッチ7
3が接続されており、このスイッチ73の制御によって
位置指示器の操作に応じたスイッチ情報や位置指示器内
に設定されたIDコードを信号の有無としてタブレット
に返すことができるようになっている。
【0058】共振回路70は電源回路74に接続され電
源を得ている。また、共振回路70はダイオード75、
抵抗76(R1)とコンデンサ77(C1)とからなる第1
の積分回路、およびコンパレータ78とによって構成さ
れる検波回路に接続されている。このコンパレータ78
の出力には共振回路70に誘導される信号bの大きさが
所定レベル以上であるかどうかを検出した結果が現れ
る。即ち、タブレットからの電波が図9 のaに示すよ
うに間欠的に送信されるとその送信時間に対応してハイ
レベルを維持するような信号cが現れる。ここで抵抗7
6(R1)とコンデンサ77(C1)とからなる第1の積分
回路の時定数は、タブレットからの電波が所定時間(本
実施例では50μS程度の時間)継続して送信された場
合にコンパレータ78から出力が発生するように決定さ
れている。
【0059】コンパレータ78の出力はさらに時定数の
異なる2つの積分回路とシリアルパラレル変換回路85
のクロック入力端子、およびフリップフロップ90のク
ロック入力端子に接続されている。抵抗79(R2)とコ
ンデンサ80(C2)とで構成される第2の積分回路はコ
ンパレータ81に接続され、コンパレータ81の出力は
シリアルパラレル変換回路85のデータ端子Dに接続さ
れている。また、抵抗82(R3)とコンデンサ84(C
3)とで構成される第3の積分回路はコンパレータ84
に接続され、コンパレータ84の出力はシリアルパラレ
ル変換回路85のリセット端子Rおよびデコーダ86の
ラッチ用クロック入力端子に接続されている。ここで抵
抗79(R2)とコンデンサ80(C2)とからなる第2の
積分回路の時定数は第1の積分回路の時定数よりも十分
大きく、タブレットからの電波が所定時間(本実施例で
は150μS程度の時間)継続して送信された場合にコ
ンパレータ81から出力が発生するように決定されてい
る。また、抵抗82(R3)とコンデンサ83(C3)とか
らなる第3の積分回路の時定数は第2の積分回路の時定
数よりも十分大きく、タブレットからの電波が所定時間
(本実施例では350μS程度の時間)継続して送信さ
れた場合にコンパレータ84から出力が発生するように
決定されている。
【0060】このように構成した第1、第2、および第
3の積分回路およびコンパレータとによってタブレット
からの電波の送信時間を検出し、シリアルパラレル変換
回路85によってこれを2ビットの2進コードとして再
生している。シリアルパラレル変換回路85の2ビット
の出力端子QA 、QB はそれぞれデコーダ86の入力端
子A、Bに接続され、デコーダ86はラッチ用クロック
(信号e)の立ち下がりタイミングにおける2ビットの
入力端子A、Bの入力値をデコードした結果をQ0 〜Q
3 として出力する。このデコーダ86の入力(B、A)
が(0、0)の時にはQ0 のみハイレベルとなり、
(0、1)の時にはQ1 のみハイレベルとなり、(1、
0)の時にはQ2 のみハイレベルとなり、(1、1)の
時にはQ3 のみハイレベルとなるように動作する。
【0061】デコーダ86のQ0 〜Q3 の各出力端子は
対応する2進コードに応じた動作をするための制御信号
となる。
【0062】即ち、タブレットから(0、0)の制御コ
マンドが送信された時にはQ0 が信号hとして出力され
る。この信号hはパラレルシリアル変換回路87のリセ
ット端子Rに入力されており、信号hがハイレベルとな
るとパラレルシリアル変換回路87が動作する。パラレ
ルシリアル変換回路87はクロック信号gの立ち上がり
タイミングごとに位置指示器の操作情報であるSW1〜
SW4のデジタルデータを順次送出する。これによりス
イッチ73を介して共振回路70が制御され、タブレッ
トではSW1〜SW4の操作が信号の有無として検出さ
れる。
【0063】ここでクロック信号gは、フリップフロッ
プ90、抵抗91およびコンデンサ92とからなる周知
のワンショットモノマルチ回路によって一定パルス幅
(本実施例では100μS程度)の信号として作成して
いる。これは、スイッチ73によって共振回路が短絡さ
れると信号bおよび信号cはすみやかに消滅するが、タ
ブレットからの電波の送信が終了するまではスイッチ7
3を継続して制御するための構成である。
【0064】タブレットから(0、1)の制御コマンド
が送信された時にはQ1 が信号iとして出力される。こ
の信号iはシリアルROM88のリセット端子Rに入力
されており、信号iがハイレベルとなるとシリアルRO
M88は動作を開始する。シリアルROM88はクロッ
ク信号gの立ち上がりタイミングごとにあらかじめシリ
アルROM88内に書き込まれた位置指示器固有のID
コードを順次送出する。タブレット側ではこのIDコー
ドを信号の有無として検出する。
【0065】タブレットから(1、0)の制御コマンド
が送信された時にはQ2 が信号jとして出力される。こ
の信号jはフリップフロップ89のクロック入力端子に
入力されており、信号jの立ち上がりタイミングでフリ
ップフロップ89はハイレベルを出力する。この出力信
号lにより共振回路70にはスイッチ71を介してコン
デンサ72が接続され、共振周波数はf1 に変化する。
【0066】タブレットから(1、1)の制御コマンド
が送信された時にはQ3 が信号kとして出力される。こ
の信号kはフリップフロップ89のリセット端子Rに入
力されており、信号kの立ち上がりタイミングでフリッ
プフロップ89はロウレベルを出力する。これにより共
振回路70の共振周波数はf0 に戻される。この(1、
1)の制御コマンドは本実施例においては必ずしも必要
としないが、タブレットからの(1、0)の制御コマン
ドを受けて周波数がいったんf1 に変更された位置指示
器がこの(1、1)の制御コマンドを受信すると周波数
はf0 に戻される。また、位置指示器をタブレット上か
ら取り去っても位置指示器の周波数はf0 に戻される。
【0067】図9ではタブレットからの送信時間によっ
てデジタルコードを表し、(1、0)の制御コマンドが
受信された際に位置指示器の共振周波数がf0 からf1
に変更されるまでの動作を示している。
【0068】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=100μSの送受信を位置指示器とタブレット間
で行わせる(図9)。
【0069】CPU10が選択回路2で位置指示器に最
も近いループコイル(ここでは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
間電波(a)を位置指示器に送信する。これにより、共
振回路70に誘導電圧(b)が発生する。この送信時間
T=200μSは第2の積分回路の時定数よりも十分長
いため、この送信動作により、コンパレータ78の出力
およびコンパレータ81の出力が立ち上がる。T=20
0μSの送信時間を経過すると、CPU10は送受切替
回路3を受信端子R側に切替えて、R=200μSの間
電波の送信を停止する。この間にコンパレータ78およ
びコンパレータ81の出力はロウレベルに変化するが、
まずコンパレータ78の出力が立ち下がった後続いてコ
ンパレータ81の出力が立ち下がる。このコンパレータ
78の立ち下がりでコンパレータ81の出力値がシリア
ルパラレル変換回路85に取り込まれる。これにより、
デコーダ86への信号(g)および(f)は”0”、”
1”となる。
【0070】次に、CPU10はT=100μSの送信
を行わせる。これにより、共振回路70に誘導電圧
(b)が発生する。この送信時間T=100μSは第2
の積分回路の時定数よりも十分短く第1の積分回路の時
定数よりも十分長いため、この送信時間T=100μS
の送信動作により、コンパレータ78の出力は立ち上が
るがコンパレータ81の出力はロウレベルを維持したま
まとなる。T=100μSの送信時間を経過すると、C
PU10は送受切替回路3を受信端子R側に切替えて、
R=100μSの間電波の送信を停止する。この間にコ
ンパレータ78の出力はロウレベルに変化するが、この
時コンパレータ80の出力値である”0”がシリアルパ
ラレル変換回路85に取り込まれると同時に、前回の2
00μSの送受信によって取り込まれた値”1”が信号
(g)として現れるため、デコーダ86への信号(g)
および(f)は”1”、”0”となる。
【0071】次いで、CPU10はこの”1”、”0”
データを制御信号に変換させるために、送信時間T=6
00μSの間電波を位置指示器に対して送信する。この
送信時間T=600μSは第3の積分回路の時定数より
も十分長いため、この送信時間T=600μSの送信動
作により、コンパレータ78の出力(c)、コンパレー
タ81の出力(d)、コンパレータ84の出力(e)が
図示の如く立ち上がる。T=600μSの送信時間を経
過すると、CPU10は送受切替回路3を受信端子R側
に切替えて、R=100μSの間電波の送信を停止す
る。この間にコンパレータ78の出力(c)、コンパレ
ータ81の出力(d)、コンパレータ84の出力(e)
は共に立ち下がるが、信号(e)の立ち下がりでシリア
ルパラレル変換回路85から出力されている(1、0)
データがデコーダ86に取り込まれ、(1、0)データ
を示すQ2 出力のみがハイレベルとなり信号(j)がハ
イレベルとなる。この信号(j)の立ち上がりでフリッ
プフロップ89の出力(l)がハイレベルとなる。信号
(l)がハイレベルとなることによって、共振回路70
の共振周波数はf0 からf1 へと変更される。
【0072】抵抗82と並列にダイオードが挿入されて
いるのは信号(c)が立ち下がると直ちに信号(e)も
立ち下がるようにして、周波数の切り替えを早く行うよ
うにするためであるが、このダイオードは無くてもよ
い。
【0073】本実施例でも第1実施例と同様に、図4に
示したフローチャートに基づいて、複数の位置指示器
中、任意の2個が図1に示したタブレット上に置かれた
とき、これらを同時に検出することができる。
【0074】本実施例ではタブレットから位置指示器に
対して2進コードを送信しているので、周波数を切替え
るだけでなくスイッチ等の操作情報や位置指示器固有の
IDコードなどの情報を検出することができる。即ち、
図4のステップ51あるいはステップ57の座標検出の
際に予め所定のコードをタブレットから送信することに
より必要な情報を得ることができる。
【0075】図9において、CPU10が送信時間T=
100μS、受信時間R=100μS、送信時間T=1
00μS、受信時間R=100μS、送信時間T=60
0μS、受信時間R=100μSの送受信を位置指示器
とタブレット間で行わせてコード(0、0)を送信すれ
ば、これに続く4回の送受信においてそれぞれスイッチ
1〜SW4までの操作情報がタブレット側で検出され
る。即ち、スイッチがオフの際にはタブレット側で信号
が検出されて、スイッチがオンの際にはタブレット側で
信号が検出されない。なお、位置指示器の操作情報とし
ては本実施例のようなスイッチデータだけでなく筆圧の
ようなアナログ値をデジタル変換したようなものを返す
ようにしてもよい。
【0076】また、CPU10が送信時間T=100μ
S、受信時間R=100μS、送信時間T=200μ
S、受信時間R=200μS、送信時間T=600μ
S、受信時間R=100μSの送受信を位置指示器とタ
ブレット間で行わせてコード(0、1)を送信すれば、
これに続く送受信においてシリアルROM88に書き込
まれたデータが1ビットづつ順次タブレット側で検出さ
れる。即ち、データが”0”の際にはタブレット側で信
号が検出されて、データが”1”の際にはタブレット側
で信号が検出されない。
【0077】本実施例では2つの周波数f0 およびf1
を用いることにより、複数の位置指示器中の任意の2個
を取って同一タブレット上で同時に検出することができ
る例を示したが、タブレットからのコマンドによってさ
らに多くの周波数に設定できるようにすれば、3個以上
の位置指示器を同時検出することもできる。
【0078】
【発明の効果】本発明では、位置指示器内に設けられた
共振回路を少なくとも2つの周波数に設定可能とし、ま
た共振回路の周波数を設定するためにタブレットから指
示信号を出し、位置指示器側ではこの指示信号を受信し
て共振周波数を設定するように構成した。従って、タブ
レット上に位置指示器が複数個置かれても、それぞれの
位置指示器が持つ共振回路を異なる周波数とするような
指示信号をそれぞれに対して送信することにより、複数
個の位置指示器の共振周波数が互いに異なるようにする
ことができ、このため位置指示器間の電磁気的干渉を押
さえて同時検出が可能となる。
【0079】また、本発明では、位置指示器内に設けら
れた共振回路が初期状態では所定の共振周波数を有し、
またタブレットから前記所定の周波数の電波による指示
信号によって共振周波数を他の所定値に変更できるよう
に構成した。このため、複数の位置指示器中、任意の組
み合わせであても2個あるいはそれ以上の数の位置指示
器を同一タブレット上で検出することができ、使い勝手
の良い位置検出装置を実現することができる。
【0080】また本発明では、タブレットから位置指示
器に対して2進コードを電波として送信し、位置指示器
ではこれを2進コードに変換する手段を設け、この変換
された2進コードに基づき共振回路の共振周波数を変更
するように構成したため、同時に複数の位置指示器が検
出できるだけでなく、位置指示器の操作に応じた情報や
位置指示器固有のIDコードなどを併せて検出すること
ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 タブレットの回路構成図
【図2】 本発明による第1実施例の位置指示器の回路
構成図
【図3】 本発明による第1実施例の位置指示器の具体
的な回路構成図
【図4】 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
【図5】 図1および図2に×印で示した点の出力を示
す出力波形図
【図6】 図1および図2に×印で示した点の出力を示
す出力波形図
【図7】 図2に×印で示した点の出力を示す出力波形
【図8】 本発明による第2実施例の位置指示器の回路
構成図
【図9】 図2に×印で示した点の出力を示す出力波形
【符号の説明】
2 選択回路 3 送受切替回路 5 増幅器 6 検波回路 7 ローパスフィルター 8 サンプルホールド回路 9 A/D変換回路 10 CPU 11 電流ドライバ 12 周波数切替用スイッチ 13、14 発振器 19、68 コイル 20、22、69、72、77、80、83、91 コ
ンデンサ 21、70 共振回路 24、74 電源回路 25、26 検波回路 27、28 積分回路 29、30、78、81、84 コンパレータ 31 ラッチ回路 32、71、73 スイッチ 34 第1の経路 35 第2の経路 75 ダイオード 76、79、82、92 抵抗 85 シリアルパラレル変換回路 86 デコーダ 87 パラレルシリアル変換回路 88 シリアルROM 89、90 フリップフロップ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年10月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0059
【補正方法】変更
【補正内容】
【0059】コンパレータ78の出力はさらに時定数の
異なる2つの積分回路とシリアルパラレル変換回路85
のクロック入力端子、およびフリップフロップ90のク
ロック入力端子に接続されている。抵抗79(R2)と
コンデンサ80(C2)とで構成される第2の積分回路
はコンパレータ81に接続され、コンパレータ81の出
力はシリアルパラレル変換回路85のデータ端子Dに接
続されている。また、抵抗82(R3)とコンデンサ8
3(C3)とで構成される第3の積分回路はコンパレー
タ84に接続され、コンパレータ84の出力はシリアル
パラレル変換回路85のリセット端子Rおよびデコーダ
86のラッチ用クロック入力端子に接続されている。こ
こで抵抗79(R2)とコンデンサ80(C2)とから
なる第2の積分回路の時定数は第1の積分回路の時定数
よりも十分大きく、タブレットからの電波が所定時間
(本実施例では150μS程度の時間)継続して送信さ
れた場合にコンパレータ81から出力が発生するように
決定されている。また、抵抗82(R3)とコンデンサ
83(C3)とからなる第3の積分回路の時定数は第2
の積分回路の時定数よりも十分大きく、タブレットから
の電波が所定時間(本実施例では350μS程度の時
間)継続して送信された場合にコンパレータ84から出
力が発生するように決定されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位置指示器に共振回路を設けてタブレッ
    トとの電磁誘導を利用して位置指示器の指示位置を検出
    する位置検出装置において、 前記位置指示器に、 少なくとも2つの共振周波数に設定可能な共振回路と、 該共振回路の共振周波数を前記少なくとも2つの共振周
    波数のうちのいずれかに設定する共振周波数設定手段
    と、 該共振周波数設定手段に対する周波数設定情報を受信す
    る情報受信手段とを設けて、 前記タブレットに、 位置指示器中の共振回路の周波数を設定するための周波
    数設定情報を位置指示器に対して送信する情報送信手段
    を設けた、 ことを特徴とする位置検出装置。
  2. 【請求項2】 前記タブレットに、 位置指示器に対して該共振回路を所定の周波数とするた
    めの前記周波数設定情報を送信した後に該所定の周波数
    の成分を含む電磁波を該位置指示器に対して送信する、
    電磁波送信手段を設けたことを特徴とする請求項1記載
    の位置検出装置。
  3. 【請求項3】 位置指示器に共振回路を設けてタブレッ
    トとの電磁誘導を利用して位置指示器の指示位置を検出
    する位置検出装置に用いる位置指示器において、 少なくとも2つの共振周波数に設定可能な共振回路と、 該共振回路の共振周波数を前記少なくとも2つの共振周
    波数のうちのいずれかに設定する共振周波数設定手段
    と、 タブレットから送信される該共振周波数設定手段に対す
    る設定情報を受信する情報受信手段とを設けたことを特
    徴とする位置指示器。
  4. 【請求項4】 位置指示器に共振回路を設けてタブレッ
    トとの電磁誘導を利用して位置指示器の指示位置を検出
    する位置検出装置において、 前記タブレットに、 第1の所定の周波数の成分を含み、前記共振回路を第2
    の所定の周波数とするための周波数設定情報とを含んだ
    電磁波を、位置指示器に対して送信し、かつ、前記周波
    数設定情報を含んだ電磁波を送信した後に、前記第2の
    所定の周波数の成分を含んだ電磁波を位置指示器に対し
    て送信する、 ように構成した電磁波送信手段を設けて、 前記位置指示器に、 初期状態において前記第1の所定の周波数を共振周波数
    とする共振回路と、該共振回路に発生する信号より前記
    周波数設定情報を抽出する情報抽出手段と、前記共振回
    路の共振周波数を該情報抽出手段により抽出された周波
    数設定情報に基づく前記第2の所定の周波数となるよう
    に設定する共振周波数設定手段と、を設けた、 ことを特徴とする位置検出装置。
  5. 【請求項5】 前記タブレットの該電磁波送信手段によ
    って送信される電磁波の送信継続時間を変えることによ
    って前記設定情報を送信するようにして、 前記位置指示器中の前記情報抽出手段が、前記送信継続
    時間に対応して維持される前記共振回路に発生する誘導
    電圧の発生期間を検出する手段で構成されることを特徴
    とする請求項4記載の位置検出装置。
  6. 【請求項6】 タブレット中の前記電磁波送信手段が、
    少なくとも2種類の送信継続時間の組み合わせによって
    2進コードを表し、 位置指示器中の前記情報抽出手段が、前記誘導電圧の発
    生期間より前記2進コードに変換するように構成される
    こと、を特徴とする請求項5記載の位置検出装置。
  7. 【請求項7】 位置指示器中の前記情報抽出手段を、複
    数組の積分回路とコンパレータとを含み、該積分回路の
    時定数と該コンパレータのしきい値電圧に基づいて前記
    誘導電圧より前記2進コードに変換するようにした、 ことを特徴とする請求項6記載の位置検出装置。
  8. 【請求項8】 前記位置指示器に、前記第1の所定の周
    波数を共振周波数とする前記共振回路と、該共振回路と
    直列にアナログスイッチとコンデンサとを接続してなる
    共振周波数設定手段と、該共振回路に発生する信号より
    前記2進コードを抽出する情報抽出手段とを設け、前記
    2進コードが特定のコードと一致した際に前記アナログ
    スイッチをオンするようにしたことを特徴とする請求項
    6または7記載の位置検出装置。
  9. 【請求項9】 前記位置指示器に、前記2進コードが他
    の特定のコードと一致した際に操作に応じた情報をタブ
    レットに返信する操作情報返信手段を設けたことを特徴
    とする請求項8記載の位置検出装置。
  10. 【請求項10】 前記位置指示器に、前記2進コードが
    さらに他の特定のコードと一致した際に位置指示器に記
    憶されたIDコードをタブレットに返信するID情報返
    信手段を設けたことを特徴とする請求項8または9記載
    の位置検出装置。
  11. 【請求項11】 位置指示器に共振回路を設けてタブレ
    ットとの電磁誘導を利用して位置指示器の指示位置を検
    出する装置において、 初期状態において第1の所定の周波数を共振周波数とす
    る共振回路と、該第1の所定の周波数の成分と該共振回
    路の共振周波数を変更するための周波数設定情報とを含
    んだ電磁波を該共振回路が受信した際に該共振回路に発
    生する信号より前記周波数設定情報を抽出する情報抽出
    手段と、前記共振回路の共振周波数を該情報抽出手段に
    より抽出された該周波数設定情報に基づく所定の周波数
    となるように設定する共振周波数設定手段と、を設け
    た、 ことを特徴とする位置指示器。
  12. 【請求項12】 前記情報抽出手段が、タブレットから
    の電磁波の送信継続時間に対応して維持される前記共振
    回路に発生する誘導電圧の発生期間を検出する手段で構
    成されること、 を特徴とする請求項11記載の位置指示器。
  13. 【請求項13】 前記情報抽出手段を、前記誘導電圧の
    発生期間が複数回に渡って検出されることにより2進コ
    ードに変換するように構成したこと、を特徴とする請求
    項12記載の位置指示器。
  14. 【請求項14】 前記情報抽出手段を、複数組の積分回
    路とコンパレータとを含み、該積分回路の時定数と該コ
    ンパレータのしきい値電圧に基づいて前記誘導電圧より
    前記2進コードに変換するようにした、 ことを特徴とする請求項13記載の位置指示器。
  15. 【請求項15】 前記第1の所定の周波数を共振周波数
    とする前記共振回路と、該共振回路と直列にアナログス
    イッチとコンデンサとを接続してなる共振周波数設定手
    段と、該共振回路に発生する信号より前記2進コードを
    抽出する情報抽出手段とを設け、前記2進コードが特定
    のコードと一致した際に前記アナログスイッチをオンす
    るようにしたことを特徴とする請求項13または14記
    載の位置指示器。
  16. 【請求項16】 前記位置指示器に、前記2進コードが
    他の特定のコードと一致した際に操作に応じた情報をタ
    ブレットに返信する操作情報返信手段を設けたことを特
    徴とする請求項15記載の位置指示器。
  17. 【請求項17】 前記位置指示器に、前記2進コードが
    さらに他の特定のコードと一致した際に位置指示器に記
    憶されたIDコードをタブレットに返信するID情報返
    信手段を設けたことを特徴とする請求項15または16
    記載の位置指示器。
  18. 【請求項18】 第1の位置指示器が前記タブレット上
    に置かれた際に、前記第1の位置指示器に対して該共振
    周波数を所定の値とするような周波数設定情報を送信
    し、 さらに、併せて第2の位置指示器がタブレット上に置か
    れた際に、前記第2の位置指示器に対して該共振周波数
    を他の所定の値とするような周波数設定情報を送信し、 前記第1および第2の位置指示器の指示位置を交互に検
    出するようにしたことを特徴とする請求項1、2、4、
    5、6、7、8、9、10のいづれか記載の位置検出装
    置。
  19. 【請求項19】 第1の位置指示器および第2の位置指
    示器に加えて、さらに他の位置指示器がタブレット上に
    置かれた際に、該位置指示器に対してさらに他の共振周
    波数を設定するような周波数設定情報を送信して、タブ
    レット上に存在する位置指示器の指示位置を順次検出す
    るようにしたことを特徴とする請求項18記載の位置検
    出装置。
  20. 【請求項20】 第1の位置指示器が前記タブレット上
    に置かれた際に、前記第1の位置指示器に対して該共振
    周波数を初期状態である前記第1の所定の周波数と異な
    る他の所定値とするような周波数設定情報を送信し、 さらに、併せて第2の位置指示器がタブレット上に置か
    れた際には、前記第1の所定の周波数を維持して、 前記第1および第2の位置指示器の指示位置を交互に検
    出するようにしたことを特徴とする請求項4、5、6、
    7、8、9、10のいづれか記載の位置検出装置。
  21. 【請求項21】 さらに、前記第1の位置指示器が前記
    タブレット上から取り去られた際には、残されている前
    記第2の位置指示器に対して該共振周波数を初期状態で
    ある前記第1の所定の周波数と異なる他の値とするよう
    な周波数設定情報を送信するようにしたことを特徴とす
    る請求項20記載の位置検出装置。
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