JP4078764B2 - 座標読取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、座標読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図２０（Ａ）に示す座標読取装置が知られている。図２０（Ａ）は、従来の座標読取装置の構成を示す説明図である。
図２０（Ａ）に示す座標読取装置は、Ｘ座標を検出するためのＸ１〜Ｘｍのセンスコイル（導線）およびＹ座標を検出するためのＹ１〜Ｙｎのセンスコイル（導線）を有する座標入力シート９１と、この座標入力シート９１のセンスコイルを順次走査する走査回路９２と、センスコイルに発生する誘導信号を検出して位置座標の演算を行う検出回路９０とを備える。
【０００３】
そして、交番磁界を発生するコイル１０１を有するペン（筆記手段）１００が座標入力シート９１に接触すると、ペン１００が接触した付近のセンスコイルには、コイル１０１から発生した交番磁界との磁気結合により誘導信号９７が誘起され、その誘導信号９７は、検出回路９０に入力される。検出回路９０に入力された誘導信号９７は、増幅器９３によって増幅され、検波回路９４によって例えば振幅検波される。次にＡ／Ｄ変換回路９５は、上記検波された誘導信号の振幅を計測し、その計測値をＣＰＵ９６に出力する。そして、ＣＰＵ９６は、入力されたデジタル値に基づいてペン１００の位置座標を演算する。たとえば、デジタル値と位置座標とを対応付けた位置座標テーブルを参照し、デジタル値に対応する位置座標を選択するという演算手法を用いる。
【０００４】
ところで、上述したような座標読取装置のうち、複数種類のペンを使用する場合において、ペンの種類などの属性を示す属性情報を符号列によってペンから送信し、その属性情報を座標入力シート側で認識するものが知られている（特開平５−２３３１２７号公報）。図２０（Ｂ）は、ペンから送信する符号列を示す説明図である。
符号Ｇは、２ビットのスタートビット、ペンの属性情報を示す７ビットの属性情報ビットおよび１ビットのストップビットの計１０ビットから構成されており、動作クロックＦにしたがってペンから交番磁界に重畳されて出力される。
そして、座標入力シート側は、ペンから送信された交番磁界によってセンスコイルに発生した信号に重畳されている符号列を読取り、ペンの属性情報を認識する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の座標読取装置（特開平５−２３３１２７号公報）は、スタートビットからストップビットまでの複数の周期を受信しなければペンの属性情報を認識することができない。
また、ペン側の動作クロックおよび座標入力シート側の動作クロックの同期をとらなければペンの属性情報を認識することができない。
さらに、スタートビットからストップビットの途中からセンスコイルで検出開始された場合は、次のスタートビットが送信されるまで待機し、再度スタートビットからストップビットまでを受信しなければ、ペンの属性情報を認識することができない。
つまり、上記従来の座標読取装置は、ペンの属性情報を認識するために時間がかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、情報を識別するために要する時間を短縮することができる座標読取装置を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用および発明の効果】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１および請求項２に記載の発明では、交番磁界と磁気結合可能な複数の導線が筆記面の下部に敷設された座標入力シートを有する本体と、前記交番磁界を発生する筆記手段とを備え、前記各導線をスキャンすることにより、信号を発生した導線を検出し、その検出した導線に発生した信号に基づいて前記筆記面上の前記筆記手段の位置座標を読取る座標読取装置において、前記筆記手段は、所定の周期の交番磁界を発生するコイルと、前記筆記手段が有する属性情報ごとに設定された単一の周期を有する信号を用いて、前記コイルから発生する交番磁界を角度変調して送信する送信手段とを備えており、前記本体は、前記検出した導線に発生した信号に基づいて前記筆記面上の前記筆記手段の位置座標を読取り、かつ、その読取りに用いた信号を復調することにより、前記筆記手段から送信された信号の１周期分の長さを半周期ごとに検出し、その検出された１周期分の長さに基づいて、前記筆記手段の属性情報を認識する受信手段を備えたという技術的手段を用いる。
【００１２】
つまり、筆記手段から本体へ送信する信号の周期は単一であり、筆記手段の属性情報によって周期が異なるため、本体は、信号の１周期分を検出するだけで、筆記手段の属性情報を認識することができる。
したがって、従来のようにスタートビットからストップビットまでの複数の周期を利用して示される属性情報を認識するものよりも、属性情報を認識するために要する時間を短縮することができる。
特に、筆記手段から送信された信号の１周期分の長さを半周期ごとに検出し、その検出された１周期分の長さに基づいて、筆記手段の属性情報を認識することができる。
つまり、導線に発生した信号の１周期の途中で、その導線がスキャンされた場合であっても、その１周期の次の１周期の開始を待つ必要がなく、次の半周期からの１周期分の長さに基づいて、筆記手段の属性情報を認識できるため、属性情報の認識を高速に行うことができる。
また、信号の周期が僅かに異なるだけで、属性情報を認識することができる。たとえば、周期が、本体のシステムクロックの少なくとも１周期分異なるだけで属性情報を認識することができる。
したがって、非常に多くの種類の属性情報を送信することができるとともに、短時間で属性情報を認識することができる。
さらに、筆記手段のコイルから発生する交番磁界を角度変調することによって属性情報を送信し、座標入力シートに敷設された導線に発生する信号を復調することにより、筆記手段から送信された信号の単一の周期を検出し、その検出された周期に基づいて属性情報を認識するため、交番磁界の強度が変化した場合であっても、属性情報を示している部分である周期または位相は影響を受けないので、属性情報を正確に送受信することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の座標読取装置において、前記送信手段は、前記信号を所定時間繰り返して送信するという技術的手段を用いる。
【００１４】
つまり、筆記手段から信号を所定時間繰り返して送信することにより、筆記手段から交番磁界が発生したタイミングと、座標入力シート側が導線に発生する信号を検出するタイミングとが一致しなかった場合であっても、座標入力シート側は所定時間後に導線に発生する信号を検出することができるため、属性情報を認識することができる。
なお、上記座標入力シートには、可撓性を有していないシート状または板状のもの、あるいは可撓性を有するシート状または板状のものを含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、この発明に係る座標読取装置の第１実施形態について図を参照して説明する。
なお、この第１実施形態では、この発明に係る座標読取装置として、座標入力シート上に描かれる手書き文字や図形などを電気的に読み取る、いわゆる電子黒板を例に挙げて説明する。また、角度変調の一種である周波数変調を用いた例で説明する。
［主要構成］
最初に、第１実施形態に係る電子黒板の主要構成について図１および図２を参照して説明する。
図１は、電子黒板の主要構成を示す外観斜視説明図であり、図２は、図１に示す電子黒板にパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略称する）およびプリンタを接続した状態を示す説明図である。
【００１６】
電子黒板１には、筆記パネル１０と、筆記面２１ａに筆記を行うためのペン６０と、筆記された軌跡およびその軌跡を示すデータを消去するためのイレーサ４０とが備えられている。筆記パネル１０には、枠状のフレーム１１が備えられており、そのフレーム１１には、筆記パネル本体２０が組み込まれている。フレーム１１の前面下端には、その下端に沿って板状の台１２が前面に張り出す形で取り付けられている。台１２の上面には、ペン６０を収容するための断面半円形状の凹部１２ａが形成されており、その凹部１２ａの右側には、イレーサ４０などを置くための平面部１２ｂが形成されている。
【００１７】
フレーム１１の前面右側には、操作部３０が設けられている。操作部３０には、操作音や警告音などの音を再生するスピーカ３１と、筆記面２１ａに筆記された内容を示すデータ（以下、筆記データと略称する）を記憶したページ数を７セグメントのＬＥＤによって表示するページ数表示ＬＥＤ３２と、押すごとに１ページずつ戻るページ戻りボタン３３と、押すごとに１ページずつ送るページ送りボタン３４と、記憶されている筆記データを押すごとに１ページずつ消去する消去ボタン３５と、記憶されている筆記データをプリンタ２００（図２）へ出力するために押すプリンタ出力ボタン３６と、記憶されている筆記データをＰＣ１００（図２）へ出力するために押すＰＣ出力ボタン３７と、ペン６０の電池切れを報知する電池切れ報知用ＬＥＤ３９と、この電子黒板１を起動あるいは停止するために押す電源ボタン３８とが設けられている。
【００１８】
フレーム１１の前面下部には、この電子黒板１の電源となる単２乾電池１４ａを４本収容するバッテリケース１４が設けられており、そのバッテリケース１４の前面には、蓋１４ｂが開閉可能に取付けられている。バッテリケース１４の右側には、スピーカ３１のボリュームを調節するボリューム調節つまみ１３ｃが設けられており、その右側には、コネクタ１３ｂ、１３ａが設けられている。図２に示すように、コネクタ１３ｂには、プリンタ２００と接続された接続ケーブル２０１のプラグ２０２が接続され、コネクタ１３ａには、ＰＣ１００と接続された接続ケーブル１０１のプラグ１０２が接続される。
つまり、電子黒板１の筆記面２１ａに筆記された内容を示す筆記データをＰＣ１００へ出力し、ＰＣ１００に備えられたモニタ１０３により、電子黒板１に筆記された内容を見ることができる。また、筆記データをプリンタ２００へ出力し、電子黒板１に筆記された内容を印刷用紙２０３に印刷することもできる。
【００１９】
また、フレーム１１の裏面上端の両端部には、この電子黒板１を壁に掛けるための金具１５、１５が取付けられている。
この第１実施形態では、筆記面２１ａの高さＨ１は９００ｍｍであり、幅Ｗ１は６００ｍｍである。また、フレーム１１および台１２は、ポリプロピレンなどの合成樹脂により軽量に形成されており、電子黒板１の総重量は１０ｋｇ以下である。さらに、イレーサ４０には交番磁界を発生するコイル、発振回路および電池などが内蔵されている。
【００２０】
［ネットワークの構成］
次に、電子黒板１と他の電子黒板１との間でデータの通信を行う場合のネットワークの構成について、それをブロックで示す図３を参照して説明する。
なお、ここでは、企業内において電子黒板１を備えた複数の部屋間、あるいは、企業間で通信を行う場合を例に挙げて説明する。
企業２内の部屋３には、電子黒板１と、この電子黒板１と接続されたＰＣ１００と、このＰＣ１００と接続されたＬＡＮボード１０３とが備えられており、部屋４には、電子黒板１と、この電子黒板１と接続されたＰＣ１００と、このＰＣ１００と接続されたモデム１０８とが備えられている。各部屋３に備えられたＬＡＮボード１０３は、ＬＡＮケーブル１０４によりＨＵＢ１０５に接続されている。また、ＨＵＢ１０５は、サーバ１０６に接続されており、サーバ１０６は、インターネット３００を介して他の企業５に接続可能になっている。また、部屋４に備えられたモデム１０８は、電話回線１０９から公衆通信交換網３０１を介して他の企業５に接続可能になっている。
なお、図示しないが、他の企業５内には、企業２内と同様に、ＰＣを介して通信可能な電子黒板１が備えられている。
【００２１】
ここで、上記ネットワークにおけるデータの流れについて説明する。
ある部屋３に備えられた電子黒板１に記憶された筆記データは、ＰＣ１００からＬＡＮボード１０３およびＨＵＢ１０５を介して指定された部屋３のＰＣ１００へ送信される。そして、そのデータを受信した者は、ＰＣ１００に備えられたモニタ１０３に受信データを表示することにより（図２）、あるいは、受信データをＰＣ１００に接続されたプリンタ２００により用紙２０３に印刷することにより（図２）、受信データの内容を見ることができる。
また、筆記データを、たとえばＴＩＦＦ（Ｔａｇ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）形式で電子メールに画像ファイルとして添付し、サーバ１０６からインターネット３００を介して他の企業５へ送信することもできる。これにより、他の企業５は、企業２から送信された電子メールに添付されている画像ファイルをデコードすることにより、筆記データの内容を見ることができる。
【００２２】
［筆記パネル本体２０の構造］
次に、筆記パネル本体２０の構造について図４を参照して説明する。
図４は、筆記パネル本体２０の各構成部材を示す説明図である。
筆記パネル本体２０は、筆記面２１ａを有する筆記シート２１と、板状のパネル２２と、センスコイル２３が敷設された枠形状の取付パネル２４と、板状のバックパネル２５とを順に積層した構造である。
この実施形態では、筆記シート２１は、貼り合わされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムにより厚さ０．１ｍｍに形成されており、パネル２２は、アクリル樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＰＣ（ポリカーボネート）などにより厚さ３．０ｍｍに形成されている。また、取付パネル２４は、発泡スチロールなどの発泡樹脂製材料により厚さ４０ｍｍに形成されており、バックパネル２５は、アルミニウムなどの導電性材料により厚さ１．０ｍｍに形成されている。さらに、筆記パネル本体２０の各端部を挾持するフレーム１１の全体の厚さは５０ｍｍである。
【００２３】
［センスコイル２３の構成］
次に、センスコイル２３の構成について図５を参照して説明する。
図５（Ａ）は、図４に示すセンスコイル２３の構成を一部を省略して示す説明図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示すセンスコイル２３の幅および重ねピッチを示す説明図である。
なお、以下の説明では、センスコイル２３のうちＸ軸方向に配列されたセンスコイルをＸコイルと称し、Ｙ軸方向に配列されたセンスコイルをＹコイルと称する。
図５（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向には、ペン６０およびイレーサ４０の（Ｘ，Ｙ）座標のＸ座標を検出するためのＸ１〜ＸｍのＸコイルがｍ本配置されており、Ｙ軸方向には、Ｙ座標を検出するためのＹ１〜ＹｎのＹコイルがＸコイルと直交してｎ本配置されている。ＸコイルおよびＹコイルは、それぞれ略矩形状に形成されており、矩形部分の長辺の長さはそれぞれＰ２Ｘ，Ｐ２Ｙである。
【００２４】
図５（Ｂ）に示すように、Ｘコイルは、それぞれ幅（矩形部分の短辺の長さ）Ｐ１に形成されており、隣接するＸコイルは、Ｐ１／２のピッチでそれぞれ重ねられている。各Ｙコイルもそれぞれ幅Ｐ１に形成されており、隣接するＹコイルは、Ｐ１／２のピッチでそれぞれ重ねられている。また、Ｘコイルの各端子２３ａは、Ｘコイル切替え回路５０ａに接続されており、Ｙコイルの各端子２３ｂは、Ｙコイル切替え回路５０ｂに接続されている（図９）。
この第１実施形態では、Ｐ１＝５０ｍｍであり、Ｐ２Ｘ＝６８０ｍｍであり、Ｐ２Ｙ＝９８０ｍｍである。また、ｍ＝２２であり、ｎ＝３３である。さらに、ＸコイルおよびＹコイルは、共に表面に絶縁被膜層（たとえば、エナメル層）を有する直径０．３５ｍｍの銅線により形成されている。
なお、図５（Ａ）では、コイルの配置を分かり易くするために各コイルの辺が重ならないように描かれているが、実際には、たとえばＸコイルＸ１の長辺部には各ＹコイルＹ１，Ｙ２，Ｙ３・・・の短辺部が重なって配置されている。また、端子２３ａ，２３ｂは、その間隔を最小として構成されている。
【００２５】
［位置座標テーブル］
次に、筆記面２１ａ上のペン６０の位置座標を検出するための位置座標テーブルについて図６および図７を参照して説明する。
図６（Ａ）はＸコイルＸ１〜Ｘ３の一部を示す説明図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３に発生する電圧と幅方向の距離との関係を示すグラフであり、図６（Ｃ）は図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３の相互に隣接するセンスコイル間の電圧差を示すグラフである。図７（Ａ）は位置座標テーブルをグラフ化して示す説明図であり、図７（Ｂ）は位置座標テーブルの説明図であり、図７（Ｃ）は各Ｘコイルから検出した検出値の記憶状態を示す説明図である。
【００２６】
図６においてＸコイルＸ１，Ｘ２，Ｘ３の中心線をそれぞれＣ１，Ｃ２，Ｃ３とし、ＸコイルＸ１，Ｘ２，Ｘ３に発生する電圧をそれぞれｅｘ１，ｅｘ２，ｅｘ３とする。図６（Ｂ）に示すように、電圧ｅｘ１〜ｅｘ３は、それぞれセンスコイルの中心Ｃ１〜Ｃ３において最大となり、長手方向の端部に近づくにつれて小さくなる単峰性を示す。なお、各コイルは、自己のヌル点、すなわち電圧ｅｘ１〜ｅｘ３がそれぞれ０となる点が隣接するコイルの中心の外側となるようにＰ１／２で重ねられる。
また、図６（Ｃ）に示すようにＸコイルＸ１〜Ｘ３の相互に隣接するセンスコイル間の電圧差は、センスコイルの中心Ｃ１〜Ｃ３上にそれぞれ最大値を有し、センスコイルの中心とセンスコイルの長辺部分との中間点、つまり隣接するセンスコイルが重なった部分の中間点で零となるグラフとなる。
【００２７】
たとえば、図６（Ｃ）において（ｅｘ１−ｅｘ２）を示すグラフの右半分（実線で示す部分）は、ＸコイルＸ１の中心Ｃ１から、ＸコイルＸ２が重ねられた部分の中間点Ｑ２までの距離（重ねピッチの１／２、つまりＰ１／４）と（ｅｘ１−ｅｘ２）との関係を示す。今、仮にペン６０が点Ｑ２に存在する場合、（ｅｘ１−ｅｘ２）を検出すれば中心Ｃ１からＱ２点までの距離ΔＸ１を検出できるため、Ｑ２点のＸ座標を求めることができる。
この実施形態では、コイル幅Ｐ１が５０ｍｍであるから、Ｐ１／４＝１２．５ｍｍである。たとえば、図６（Ｃ）において（ｅｘ１−ｅｘ２）の特性を示す部分（実線で描いた部分）を８ｂｉｔのデジタルデータに変換すると、図７（Ａ）に示すグラフを得る。このグラフをテーブル形式に変換すると、図７（Ｂ）に示す位置座標テーブル５８ａを得る。この位置座標テーブル５８ａは、ＲＯＭ５８（図９）などに記憶され、ペン６０の位置座標の演算に用いられる。
【００２８】
次に、ペン６０の主要構成について図８を参照して説明する。
図８（Ａ）は、ペン６０の内部構造を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すペン６０の電気的構成を示す説明図である。
［ペン６０の内部構造］
ペン６０には円筒形状の胴体部６１ａと、この胴体部６１ａの後端に着脱可能に取付けられた蓋６１ｃとが備えられている。胴体部６１ａの内部には、コイルＬ１と、矢印Ｆ２で示す方向へ取り出し可能なインクカートリッジ６３と、このインクカートリッジ６３に挿入されたペン先６２と、コイルＬ１から交番磁界を発生させるための発振回路などが実装された回路基板６９と、この回路基板６９に電源を供給する電池７０とが設けられている。
また、インクカートリッジ６３と回路基板６９との間には、上記発振回路などへの電源の供給および遮断を行うための押しボタン式のスイッチ６７が設けられている。スイッチ６７は、ペン先６２を筆記面２１ａ（図１）に押し付け、インクカートリッジ６３が矢印Ｆ１で示す方向へ移動するとＯＮし、矢印Ｆ２で示す方向へ戻るとＯＦＦする。つまり、ペン６０によって筆記面２１ａに筆記を行っているときにコイルＬ１から交番磁界が発生する。
【００２９】
［ペン６０の電気的構成］
図８（Ｂ）に示すように、回路基板６９に実装された回路は、インクの色やペン先の太さなどのペンの属性ごとに異なる変調周波数が設定されたＣＲ発振回路６９ｅと、このＣＲ発振回路６９ｅから発振された信号を搬送する搬送波を発振するＬＣ発振回路６９ｃと、このＬＣ発振回路６９ｃの発振周波数をＣＲ発振回路６９ｅの変調周波数によってＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調するＦＳＫ回路６９ｄとから構成される。搬送波の発振周波数は、ＬＣ発振回路６９ｃを構成するインダクタンスＬ１およびコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３によって決定し、変調周波数は、ＣＲ発振回路６９ｅを構成するコンデンサＣ５および抵抗Ｒ２，Ｒ３によって決定する。また、搬送波の発振周波数の周波数偏位は、ＦＳＫ回路６９ｄのコンデンサＣ４の容量によって決定する。
【００３０】
ペン６０の属性と変調周波数ｆｍとの関係は、その関係を説明する図１０（Ａ）に示すように設定されている。図１０（Ａ）において、「細」とはペン先６２（図８（Ａ））が細いことを示しており、「太」とはペン先６２が太いことを示す。たとえば、黒太とはペン先が太く黒色インクを使用するペンを示す。
なお、イレーサ４０もコイルを内蔵しており、そのコイルから発生した交番磁界によってセンスコイルに発生した信号に基づいてイレーサ４０による消去範囲を演算するため、イレーサ４０にも変調周波数ｆｍを割り当て、ペン６０と識別する。
【００３１】
そして、スイッチ６７がＯＮすると、電池７０の電源が各回路に供給され、ＣＲ発振回路６９ｅの集積回路ＩＣ３の出力がＦＳＫ回路６９ｄのＭＯＳ ＦＥＴのゲートをスイッチングし、ＬＣ発振回路６９ｃから発振した搬送波がＣＲ発振回路６９ｅから発振された信号によって周波数変調される。
この第１実施形態では、搬送波の中心周波数は４１０ｋＨｚであり、周波数偏位は±２０ｋＨｚである。また、この第１実施形態では、集積回路ＩＣ１は東芝製のＴＣ７ＳＬＵ０４Ｆであり、集積回路ＩＣ２およびＩＣ３は共に東芝製のＵ０４である。また、ＭＯＳ ＦＥＴは２ＳＫ２１５８である。抵抗Ｒ１およびＲ２は共に１ＭΩであり、可変抵抗Ｒ３の可変範囲は０Ω〜１ＭΩである。コンデンサＣ１，Ｃ４，Ｃ５は、それぞれ０．１μＦ，０．００１５μＦ，１００ｐＦであり、コンデンサＣ２，Ｃ３は共に０．００３３μＦである。さらに、電池７０はＬＲ４４であり、電圧は約１．５Ｖである。
【００３２】
［電子黒板１の主な電気的構成および制御内容］
次に、電子黒板１の主な電気的構成および制御内容について図９、図１０（Ｂ）および図１１を参照して説明する。
図９は電子黒板１の電気的構成をブロックで示す説明図であり、図１０（Ｂ）は図９の中のＡ、Ｂ、Ｃ点における信号を示す説明図であり、図１１は図９に示すＣＰＵ５６が実行する主な制御内容を示すフローチャートである。
図９に示す制御装置５０に備えられたＣＰＵ５６は、電源ボタン３８（図１）がＯＮしたことを検出すると（ステップ（以下、Ｓと略す）１００：Ｙｅｓ）、ＲＯＭ５８に記憶されている制御プログラムや位置座標テーブル５８ａ（図７（Ｂ））をＲＡＭ５９のワークエリアにロードするなどの初期設定を行い（Ｓ２００）、座標読取・ペン情報検出処理を実行する（Ｓ３００）。
【００３３】
［座標読取処理］
ここで座標読取処理について、その流れを示す図１２のフローチャートを参照して説明する。
ＣＰＵ５６は、ＸコイルＸ１〜Ｘｍを順に選択するコイル選択信号Ａ（図１０（Ｂ））を入出力回路（Ｉ／Ｏ）５３を介してＸコイル切替え回路５０ａに出力することにより、ＸコイルＸ１〜Ｘｍのスキャンを行う（Ｓ３０２）。続いてペン６０のコイルＬ１から発生した交番磁界と、いずれかのＸコイルとの磁気結合によって発生した信号は、増幅器５０ｃ（図９）によって増幅され、その増幅信号（図１０（Ｂ））は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０ｄによって不要な帯域が濾波され、振幅検波回路５１によって振幅検波される。続いてその振幅検波された信号（図１０（Ｂ））は、Ａ／Ｄ変換回路５２によって振幅、つまり電圧値に対応したデジタル信号に変換され、入出力回路５３を介してＣＰＵ５６に入力される。
【００３４】
続いてＣＰＵ５６は、ペン６０を検出したと判定し（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、ＸコイルＸ１〜Ｘｍをスキャンして入力されたデジタル信号によって示される電圧値ｅ１〜ｅｍを図７（Ｃ）に示すように、Ｘコイルのコイル番号と対応付けてＲＡＭ５９の電圧値記憶エリア５９ａに順次記憶して行く（Ｓ３０６）。続いてＣＰＵ５６は、電圧値記憶エリア５９ａに記憶された各電圧値に基づいて以下の手順によってペン６０のＸ座標を演算する（Ｓ３０８）。
まず、電圧値記憶エリア５９ａに記憶されている電圧値ｅ１〜ｅｍの中で最大の電圧値ｅｍａｘを選択し、その電圧値ｅｍａｘを発生したＸコイルのコイル番号（以下、ｍａｘと称する）をＲＡＭ５９に記憶する。
たとえば、図６に示すように、ペン６０は位置Ｑ３に存在し、図６（Ｂ）に示すように、ＸコイルＸ１，Ｘ２，Ｘ３からそれぞれ電圧値ｅ１，ｅ２，ｅ３が発生したとすると、最大の電圧値ｅ２を選択し、その電圧値ｅ２を発生したＸコイルのコイル番号２をｍａｘとしてＲＡＭ５９に記憶する。
そして、ＣＰＵ５６はｅｍａｘの両隣の電圧値ｅｍａｘ±１のうち大きい方を決定し、その決定した電圧値を発生したＸコイルのコイル番号（以下、ｍａｘ２と称する）をＲＡＭ５９に記憶する。
【００３５】
図６に示す例では、ｅ２の両隣の電圧値ｅ３，ｅ１のうち大きい方のｅ３を決定し、そのｅ３を発生したＸコイルのコイル番号３をｍａｘ２としてＲＡＭ５９に記憶する。
続いてＣＰＵ５６は、ＲＡＭ５９に記憶されたコイル番号ｍａｘおよびｍａｘ２を比較して、コイル番号ｍａｘ２はコイル番号ｍａｘからＸ軸の＋方向または−方向のどちらに存在しているかを判定する。そして、ｍａｘ２≧ｍａｘである場合は、変数ＳＩＤＥを１に設定し、ｍａｘ２＜ｍａｘである場合は、変数ＳＩＤＥを−１に設定する。図６に示す例では、ｍａｘ＝２でｍａｘ２＝３であるから、ｍａｘ２＞ｍａｘとなり、変数ＳＩＤＥを１に設定する。
続いてＣＰＵ５６は、
【００３６】
ＤＩＦＦ＝ｅ（ｍａｘ）−ｅ（ｍａｘ２）・・・（１）
【００３７】
を演算し、その演算されたＤＩＦＦに最も近い位置座標をＲＯＭ５８に記憶されている位置座標テーブル５８ａから読出し、それをＯＦＦＳＥＴとする。続いてＣＰＵ５６は、
【００３８】
Ｘ１＝（Ｐ１／２）×ｍａｘ＋ＯＦＦＳＥＴ×ＳＩＤＥ・・・（２）
【００３９】
を演算し、Ｘ座標Ｘ１を求める。ここで、（Ｐ１／２）×ｍａｘは、コイル番号ｍａｘの中心のＸ座標を示す。図６に示す例では、（２）式は、Ｘ＝（Ｐ１／２）×２＋（ｅ２−ｅ３）×１となり、位置Ｑ３のＸ座標は、ＸコイルＸ２の中心線Ｃ２からＸ軸の＋方向に（ｅ２−ｅ３）に対応する距離、たとえばΔＸ２離れた座標となる。
そしてＣＰＵ５６は、各Ｙコイルのスキャンを実行し（Ｓ３１０）、各Ｙコイルから検出した電圧値をＲＡＭ５９のＹコイル用の電圧値記憶エリアに記憶する（Ｓ３１２）。続いてＣＰＵ５６は、前述のＳ３０８におけるＸ座標の演算と同じ手法を用いてペン６０のＹ座標を演算する（Ｓ３１４）。
【００４０】
［ペン属性の判定］
次に、ＣＰＵ５６がペン属性を判定するための電気的構成および制御について図１３ないし図１８を参照して説明する。
図１３はＦＳＫ復調回路５５（図９）の電気的構成を示す説明図であり、図１４は図１３に示すＦＳＫ復調回路５５の各部位に表れる信号波形を示す説明図である。
図１５（Ａ）はＣＲ発振回路６９ｅの出力信号（以下、ＣＲ信号と称する）と、ＬＣ発振回路６９ｃの出力信号（以下、キャリア信号と称する）と、リミッタ回路５４の出力信号（以下、リミッタ出力信号と称する）と、カウント回路５５ａ（図１３）によるカウント値との関係を示す説明図である。図１５（Ｂ）はシフトレジスタ５５ｂ（図１３）に格納されたカウント値がシフトする様子を示す説明図である。
図１６（Ａ）は絶対値コンパレータ５５ｆ（図１３）によるしきい値判定出力と、ＣＰＵ５６の判定周期との関係を示す説明図であり、図１６（Ｂ）はカウンタ５５ｇによるカウント値が移動する様子を示す説明図である。図１７はＦＳＫ復調回路５５を構成するカウント回路５５ａから絶対値コンパレータ５５ｆまでの処理（ペン属性検出処理１）の流れを示すフローチャートであり、図１８はカウンタ５５ｇおよび加算器５５ｉの処理（ペン属性検出処理２）の流れを示すフローチャートである。
なお、図１５（Ａ）に示すキャリア信号は、たとえば前述したように中心周波数が４１０ｋＨｚであり、周波数偏移が±２０ｋＨｚであるが、説明を分かり易くするために、図１５（Ａ）では周波数偏移を誇張して示している。
【００４１】
最初に、ペン属性を検出するためのＦＳＫ復調回路５５の特徴について図１５を参照して説明する。
図１５（Ａ）に示す例では、ＣＲ信号のローレベルの間は、キャリア信号は高い周波数（たとえば４３０ｋＨｚ）に変調されており、ハイレベルの間は低い周波数（たとえば３９０ｋＨｚ）に変調されている。このため、ＣＲ信号がローレベルの間のリミッタ出力信号の周期をＴＢとすると、ＣＲ信号がハイレベルの間のリミッタ出力信号の周期はＴＢより長いＴＣとなる。
したがって、カウント回路５５ａによるリミッタ出力信号の１周期分のカウント値ｋは、ＣＲ信号がローレベルからハイレベルに変化したときに増加し、ハイレベルからローレベルに変化したときに減少する。
【００４２】
つまり、カウント回路５５ａによるカウント値ｋが変化したタイミングを検出することにより、ＣＲ信号の立上がりまたは立ち下がりのタイミングを検出することができる。そして、カウント値ｋが変化してから次に変化するまでの時間はＣＲ信号の半周期に対応するため、カウント値ｋの変化している時間の１周期分を計測すれば、ＣＲ信号の周期を求めることができるので、ペン属性を検出することができる。
ここで、ＦＳＫ復調回路５５の各構成要素の作用の概略を説明すると、カウント回路５５ａはカウント値ｋを計測し、シフトレジスタ５５ｂ、第１加重平均回路５５ｃ、第２加重平均回路５５ｄ、減算器５５ｅおよび絶対値コンパレータ５５ｆはカウント値ｋの変化タイミングを検出し、カウンタ５５ｇ、レジスタ５５ｈおよび加算器５５ｉはカウント値ｋが変化する周期を計測する。そして、ＣＰＵ５６は、加算器５５ｉから出力された加算値に基づいてペン属性を判定する（Ｓ３１８）。
【００４３】
次に、ＦＳＫ復調回路５５の動作を詳細に説明する。
バンドパスフィルタ５０ｄから出力された信号は、リミッタ回路５４によって図１５（Ａ）に示す方形波のリミッタ出力信号に変換され、ＦＳＫ復調回路５５に出力される。そして、ＦＳＫ復調回路５５は、リミッタ出力信号の立上がりを検出すると（図１７のＳ１０：Ｙｅｓ）、システムクロック（ＣＬＫ）を用いてリミッタ出力信号の周期のカウントを開始し（Ｓ１２）、リミッタ出力信号の次の立上がりを検出すると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、カウント値ｋをシフトレジスタ５５ｂに出力し（Ｓ１６）、カウント値ｋをリセットする（Ｓ１８）。
つまり、カウント回路５５ａはリミッタ出力信号の１周期の長さＴＢまたはＴＣを計測する。
【００４４】
この実施形態では、シフトレジスタ５５ｂは、図１５（Ｂ）に示すように、リミッタ出力信号の１周期分のカウント値ｋをｋ１〜ｋ８の８周期分格納し、最も新しいカウント値ｋを取り込むごとに最も古いカウント値ｋを破棄し、各カウント値ｋを１つずつシフトして行く。
第１加重平均回路５５ｃは、シフトレジスタ５５ｂに格納されている最も新しいカウント値から３番目に新しいカウント値までの加重平均値を演算し、その加重平均値（以下、第１加重平均値と称する）を減算器５５ｅに出力する。また、第２加重平均回路５５ｄは、シフトレジスタ５５ｂに格納されている最も古いカウント値から３番目に古いカウント値までの加重平均値を演算し、その加重平均値（以下、第２加重平均値と称する）を減算器５５ｅに出力する。
【００４５】
このように、時間的に離れてカウントされたカウント値を加重平均回路によって加重平均するため、あるカウント値がノイズの影響を受けても、その影響を小さくすることができる。
減算器５５ｅは、第１加重平均値と第２加重平均値との差Δｍを演算し、その差Δｍを絶対値コンパレータ５５ｆに出力する（図１７のＳ２０）。
たとえば、図１５（Ａ）において、第１加重平均回路５５ｃがカウント値ｋ１〜ｋ３の加重平均値を演算し、第２加重平均回路５５ｄがカウント値ｋ６〜ｋ８の加重平均値を演算した場合、カウント値ｋ６〜ｋ８のうち、カウント値ｋ７およびｋ８は、リミッタ出力信号の周期ＴＢよりも長い周期ＴＣをカウントしたものであるから、第２加重平均値は第１加重平均値よりも大きくなる。
したがって、第２加重平均値が第１加重平均値よりも大きくなったことを検出すれば、ＣＲ信号の周期の変化点を検出することができる。
つまり、ＣＲ信号の周期の変化点の周期を検出すれば、ＣＲ信号の周期を検出できるため、ペン６０の属性情報を認識することができる。
なお、第１加重平均回路５５ｃおよび第２加重平均回路５５ｄは、それぞれ搬送波の周波数（ＬＣ発振回路６９ｃの発振周波数）と変調周波数の比と、回路の複雑さとに基づいて決定する。また、シフトレジスタ５５ｂが保持するカウント値、つまりリミッタ出力信号の周期の数はシステムクロック周波数と、搬送波の周波数の比で決定され、システムクロック周波数は、周波数の変化を十分弁別できる大きさに設定する。
【００４６】
次に、絶対値コンパレータ５５ｆから加算器５５ｉまでの処理について図１６を参照しながら説明する。
図１６において(1)〜(8)はカウンタ５５ｇによるカウント値を示す。
絶対値コンパレータ５５ｆは、差Δｍと、予め設定されているしきい値ｍ１とを比較し、差Δｍがしきい値ｍ１以上であるか否かを判定し（図１７のＳ２２）、差Δｍがしきい値ｍ１以上であると判定すると（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、しきい値判定出力をローレベルからハイレベルに変化させる（Ｓ２４）。
つまり、リミッタ出力信号の周期が変化した（ＣＲ信号の立上がりエッジを検出した）と判定する。
たとえば、図１５（Ａ）に示すリミッタ信号の短い方の周期ＴＢのカウント回路５５ａによるカウント値を１０、周期ＴＣのカウント値を１６、しきい値ｍ１を２とすると、カウント値ｋ１〜ｋ６はいずれも１０であるから、第１加重平均値＝（ｋ１＋ｋ２＋ｋ３）／３＝１０となる。また、カウント値ｋ７およびｋ８は共に１６であるから、第２加重平均値＝（ｋ６＋ｋ７＋ｋ８）／３＝４２／３＝１４となり、差Δｍ＝１０−１４＝−４となる。
【００４７】
したがって、（差Δｍの絶対値＝４）＞（しきい値ｍ１＝２）となるため、しきい値判定出力がローレベルからハイレベルに変化する（Ｓ２４）。このハイレベルの状態は、次に絶対値コンパレータ５５ｆが差Δｍの絶対値がしきい値ｍ１以上であると判定するまで維持される。
そして、第１加重平均回路５５ｃおよび第２加重平均回路５５ｄの演算範囲が、ＣＲ信号のエッジを通過した部分に到達すると、リミッタ出力信号の周期は一定になるため、両加重平均回路は共に同じ周期のカウント値の加重平均値を演算するので、減算器５５ｅによる減算値は０になり、しきい値判定出力はハイレベル状態が続く。
【００４８】
一方、カウンタ５５ｇは、しきい値判定出力がローレベルからハイレベルに変化したことを検出すると（図１８のＳ３０：Ｙｅｓ）、判定出力がハイレベルになっている時間、つまり判定出力の半周期をシステムクロック（ＣＬＫ）を用いてカウントする（Ｓ３２）。そのカウント値を(1)とする（図１６（Ｂ）の（Ｂ１））。
そして、再び絶対値コンパレータ５５ｆが差Δｍがしきい値ｍ１以上であると判定すると（図１７のＳ２２：Ｙｅｓ）、しきい値判定出力をハイレベルからローレベルに変化させる（Ｓ２４）。
つまり、リミッタ出力信号の周期が変化した（ＣＲ信号の立下がりエッジを検出した）と判定する。
これにより、カウンタ５５ｇは、しきい値判定出力がハイレベルからローレベルに変化したことを検出し（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、図１６（Ｂ）の（Ｂ２）に示すように、カウント値(1)をレジスタ５５ｈへ出力する（Ｓ３６）。続いてカウンタ５５ｇは、カウント値(1)をリセットし（Ｓ３８）、しきい値判定出力がローレベルになっている時間、つまりしきい値判定出力の半周期をカウントする（Ｓ３２）。そのカウント値を(2)とする。
【００４９】
続いて加算器５５ｉは、カウンタ５５ｇおよびレジスタ５５ｈに共にカウント値が保持されたタイミング、つまり加算タイミングであると判定すると（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、カウンタ５５ｇが保持しているカウント値(2)およびレジスタ５５ｈが保持しているカウント値(1)を加算し（Ｓ５２）、加算値(1)(2)をＣＰＵ５６へ出力する（Ｓ５４）。このとき、カウンタ５５ｇは、図１６（Ｂ）の（Ｂ３）に示すようにカウント値(2)をレジスタ５５ｈへ出力する（図１８のＳ３６）。
そして、ＣＰＵ５６は、加算値(1)(2)を読込み（図１２のＳ３１６）、その読込んだ加算値(1)(2)に基づいてペン属性を判定する（Ｓ３１８）。たとえば、加算値(1)(2)が２４５である場合は、図１０（Ａ）に示すようにペン属性は黒太であると判定する。また、ＣＰＵ５６は、ペン属性とＸＹ座標とを対応付けてＲＡＭ５９に記憶する。このような形で記憶された筆記データは、たとえばプリンタ２００（図２）へ出力され、黒太で印刷される。また、ＰＣ１００へ出力され、モニタ１０３（図２）に黒太で表示される。
つまり、ペン６０の属性の通りに筆記データを再生することができる。
【００５０】
続いて加算器５５ｉは、レジスタ５５ｈのカウント値(2)およびカウンタ５５ｇのカウント値(3)を加算し、ＣＰＵ５６へ出力する（図１６（Ｂ）の（Ｂ３））。
以降、しきい値判定出力が変化するごとに、カウンタ５５ｇによるカウント値は、レジスタ５５ｈに出力され、加算器５５ｉは、カウンタ５５ｇによるカウント値およびレジスタ５５ｈに保持されたカウント値を加算し、その加算値をＣＰＵ５６へ出力するというサイクルを繰り返す。
つまり、図１６（Ｂ）に示すように、加算器５５ｉは、カウンタ５５ｇによってカウントされた最新のカウント値と、レジスタ５５ｈに保持されている１つ前のカウント値とを加算し、それをＣＰＵ５６へ出力するため、図１６（Ａ）に示すように、ＣＰＵ５６は、しきい値判定出力の半周期ごとに、最新のカウント値および１つ前のカウント値の加算値に基づいてペン属性を判定する。
したがって、しきい値判定出力の途中、たとえば図１６（Ａ）の時刻ｔ０とｔ１との間でセンスコイル２３のスキャンが行われた場合であっても、しきい値判定出力の次の１周期（ｔ２〜ｔ４）の加算値を取り込まなくても、時刻ｔ０から半周期後の時刻ｔ１〜ｔ３の１周期の加算値を取り込めばよいため、ペン属性の判定を高速に行うことができる。
【００５１】
ここで図１１の説明に戻り、また、ＣＰＵ５６は、ページ戻りボタン３３、ページ送りボタン３４および消去ボタン３５が押されたときに、記憶されている筆記データのページ単位での戻し、送り、あるいは消去などのページ処理を行う（Ｓ４００）。さらに、ＣＰＵ５６は、操作部３０に設けられた各種ボタン（図１）の操作により発生するスイッチング信号をＩ／Ｆ回路５７（図９）を介して取り込み、ＲＡＭ５９に格納されている位置座標データを記憶するページをページ単位で送ったり、戻したり、あるいは位置座標データをページ単位で消去するなどのページ処理を実行する（Ｓ４００）。また、ＣＰＵ５６は、ＲＡＭ５９に格納されている位置座標データのうち、目的のページの位置座標データを適当なフォーマットに変換してＰＣ１００やプリンタ２００（図２）へ出力するデータ出力処理を実行する（Ｓ５００）。
【００５２】
さらに、ＣＰＵ５６は、各種ボタンが押された際に発生するスイッチング信号に基づいて音声回路３１ａを動作させてスピーカ３１から「ピー」、「ピッ」などの操作音を発生する音声出力処理を実行する（Ｓ６００）。またＣＰＵ５６は、イレーサ４０に内蔵されたコイルから発生する交番磁界によってＸコイルおよびＹコイルに発生する電圧に基づいてイレーサ４０の払拭軌跡を演算し、その演算した払拭軌跡内の位置座標データをＲＡＭ５９（図９）から消去するイレーサ処理を実行する（Ｓ７００）。
【００５３】
以上のように、第１実施形態の電子黒板１を使用すれば、ペン６０からペン６０の属性に対応した周期のＣＲ信号を筆記パネル本体２０へ送信し、そのＣＲ信号の１周期を計測することにより、ペン６０の属性を認識することができるため、従来のように、符号列を複数周期で送信するものよりも、ペン６０の属性を認識するために要する時間を短縮することができる。
たとえば、ＣＲ発振回路６９ｅの変調周波数が５ｋＨｚである場合は、ＣＲ信号の１周期、つまり、ペン属性の認識に要する時間は、最短で１／５，０００＝２００（μｓ）となる。また、図２０に示した従来の座標読取装置において符号列を送信する周波数が５ｋＨｚであるとすると、１ｂｉｔを送信するために２００（μｓ）必要であり、計１０ｂｉｔ送信するから、ペン属性を示す符号列を送信するために要する時間は、２００（μｓ）×１０＝２，０００（μｓ）となる。
つまり、第１実施形態の電子黒板１を使用すれば、ペン属性を認識するために要する時間を従来の２００／２，０００＝１／１０に短縮することができる。
【００５４】
しかも、ＣＲ信号の周期が小さく変化しても、その変化はリミッタ出力信号の周期の変化となって表れ、その変化はＦＳＫ復調回路５５によって検出され、さらにＣＰＵ５６によって検出できるため、ペン６０の属性ごとにＣＲ信号の周期を細かく設定した場合であってもペン６０の属性を認識することができる。
たとえば、上述した第１実施形態のように、リミッタ出力信号の周期ＴＢ，ＴＣをシステムクロックを用いてカウントする場合は、リミッタ出力信号の周期がシステムクロックの少なくとも１周期以上変化すれば、カウント値が変化してペン属性を認識可能となるため、ＣＲ信号の周期が少なくともシステムクロックの１周期以上異なるようにペン６０ごとに属性を設定すればよい。
したがって、非常に多くのペン属性を設定することができる。
さらに、ＣＲ信号の周期の計測結果に基づいてペン属性を認識できるため、従来のように、ペン側の動作クロックおよび座標入力シート側の動作クロックの同期をとる必要もないし、ペン側に動作クロックを発生する分周器などを設ける必要もないため、ペン６０の回路構成を簡易なものにすることができる。
【００５５】
また、ＣＲ信号を単一の周期で繰り返し送信できるため、ＣＲ信号の１周期の途中でスキャンされた場合であっても、次の１周期を計測することにより、ペン属性を認識することができるため、従来のように、次のスタートビットが送信されるまで待機し、そのスタートビットからストップビットまでの複数周期を受信する必要がないので、ペン属性の認識に要する時間を短縮できる。
さらに、ＬＣ発振回路６９ｃによる搬送波をＣＲ信号によって周波数変調しているため、搬送波の振幅が変化した場合であっても、ＣＲ信号の周期は変化しないため、ＣＲ信号の周期によって示されるペン属性が変化してしまうことがない。たとえば、ペン６０に内蔵の電池７０の電圧が低下し、コイルＬ１から発生する交番磁界の強度が低下した場合であっても、ペン６０の属性情報を正確に送信することができる。
【００５６】
［第２実施形態］
次に、この発明の第２実施形態について図１９を参照して説明する。
この第２実施形態の電子黒板は、ＸコイルおよびＹコイルを１つおきにスキャンすることにより、ＸＹ座標を高速に読取ることができることを特徴とする。
図１９は、この第２実施形態の電子黒板に備えられたＣＰＵ５６が実行する座標読取処理の流れを示すフローチャートである。なお、この第２実施形態では、座標読取処理以外のＣＰＵ５６が実行する処理および他の構成は、前述の第１実施形態の電子黒板と同じであるため、その同じ部分の説明を省略し、座標読取処理の流れについてのみ説明する。また、第１実施形態の電子黒板と同じ構成については同一の符号を用いる。
【００５７】
ＣＰＵ５６は、Ｘコイルを１つおきにスキャンし（Ｓ３３０）、ペン６０を検出すると（Ｓ３３２：Ｙｅｓ）、各Ｘコイルの電圧値をＲＡＭ５９の電圧値記憶エリア５９ａに順次記憶して行く（Ｓ３３４）。続いてＣＰＵ５６は、電圧値記憶エリア５９ａに記憶されている電圧値ｅ１〜ｅｍの中で最大の電圧値ｅｍａｘを発生したＸコイルＸｉを検出し（Ｓ３３６）、ＸコイルＸｉの両隣のＸコイル（Ｘｉ−１）および（Ｘｉ＋１）をスキャンする（Ｓ３３８）。
つまり、Ｘコイルを１つおきにスキャンしているため、ＸコイルＸｉの両隣のＸコイル（Ｘｉ−１）および（Ｘｉ＋１）の一方が、ＸコイルＸｉよりも電圧値が高い可能性があるため、ＸコイルＸｉの両隣のＸコイル（Ｘｉ−１）および（Ｘｉ＋１）をスキャンする。
【００５８】
続いてＣＰＵ５６は、Ｘコイル（Ｘｉ−１）、Ｘｉおよび（Ｘｉ＋１）の３つのＸコイルの中で最大電圧のＸコイルを求め、そのＸコイルのコイル番号（以下、ｍａｘと称する）をＲＡＭ５９に記憶する（Ｓ３４０）。続いてＣＰＵ５６はｍａｘの両隣のＸコイルの電圧値のうち大きい方を選択し、その選択した電圧値を発生したＸコイルのコイル番号（以下、ｍａｘ２と称する）をＲＡＭ５９に記憶する。
続いてＣＰＵ５６は、ＲＡＭ５９に記憶されたコイル番号ｍａｘおよびｍａｘ２を比較して、コイル番号ｍａｘ２はコイル番号ｍａｘからＸ軸の＋方向または−方向のどちらに存在しているかを判定する。そして、ｍａｘ２≧ｍａｘである場合は、変数ＳＩＤＥを１に設定し、ｍａｘ２＜ｍａｘである場合は、変数ＳＩＤＥを−１に設定する。
【００５９】
続いてＣＰＵ５６は、第１実施形態において記載した式（１）を用いてＤＩＦＦを演算し、その演算されたＤＩＦＦに最も近い位置座標をＲＯＭ５８に記憶されている位置座標テーブル５８ａから読出し、それをＯＦＦＳＥＴとする。続いてＣＰＵ５６は、式（２）を用いてＸ座標Ｘ１を求める。
そして、ＣＰＵ５６は、Ｙコイルについても１つおきにスキャンし、上述したＸ座標の演算と同じ手法（Ｓ３３２〜Ｓ３４４）により、Ｙ座標Ｙ１を演算する。
たとえば、Ｘコイルが２２本である場合は、Ｘコイルを１つおきにスキャンすると、Ｓ３３０におけるスキャン回数は２２／２＝１１回となり、Ｓ３３８におけるスキャン回数が２回であるから、スキャン回数の合計は１１回＋２回＝１３回となる。
したがって、２２回スキャンするところを１３回のスキャンで済むため、９回（＝２２回−１３回）分のスキャン時間を短縮することができる。
なお、スキャン時間を短縮した場合も、
【００６０】
以上のように、第２実施形態の電子黒板を使用すれば、ペン属性の認識のために要する時間を短縮できることに加えて、センスコイル２３のスキャン時間をも短縮できるため、より一層の高速化を実現することができる。
【００６１】
また、上述した各実施形態では、ＣＲ信号の１周期の長さに基づいてペン属性を認識したが、ＣＲ信号のデューティ比が５０％一定である場合は、ＣＲ信号の半周期に基づいてペン属性を認識することもできる。この場合、ペン属性の認識に要する時間を各実施形態の場合の１／２に短縮できる。
さらに、ペン属性ごとにＣＲ信号の１周期の長さを変えて設定することに加えて、デューティ比を変えるようにすることにより、より一層多くのペン情報を設定することができる。
また、ペン６０の使用者別にＣＲ信号のデューティ比を設定し、使用者名およびデューティ比を対応付けてＥＥＰＲＯＭなどに記憶しておくことにより、使用者名を付して筆記データを印刷したり表示したりすることができる。なお、周波数変調に代えて位相変調を用いることもできる。
【００６２】
さらに、上述の各実施形態に記載の技術は、たとえば、セキュリティ装置に適用することもできる。たとえば、建物の出入り口や窓などの監視を行う箇所に取付けらセンサの出力にペン６０と同じ機能を有する送信装置を取付け、管理室などに受信装置を設ける。この場合、送信装置に備えられたＣＲ発振回路の周期は、センサごとに異なる周期を設定する。そして、あるセンサがＯＮすると、そのセンサに接続された送信装置が作動し、信号を受信装置へ送信する。続いて受信装置は、送信された信号を前述した各実施形態において述べた復調手段によって復調し、信号を送信したセンサが、どのセンサであるかを識別する。
したがって、ＣＲ発振回路の周期を少し異ならせるだけでセンサを識別することができるため、非常に多くのセンサを取付けることができる。
【００６３】
ところで、ペン６０がこの発明の筆記手段に対応し、センスコイル２３が導線に対応し、取付パネル２４が座標入力シートに対応する。また、図８（Ｂ）に示すペン６０の電気的構成が、送信手段として機能し、図９に示す電子黒板１の電気的構成が受信手段として機能する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施形態に係る電子黒板の主要構成を示す外観斜視説明図である。
【図２】 図１に示す電子黒板にＰＣおよびプリンタを接続した状態を示す説明図である。
【図３】 電子黒板１と他の電子黒板１との間でデータの通信を行う場合のネットワークの構成をブロックで示す説明図である。
【図４】 筆記パネル本体２０の各構成部材を示す説明図である。
【図５】 図５（Ａ）は図５に示すセンスコイル２３の構成を一部を省略して示す説明図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示すセンスコイル２３の幅および重ねピッチを示す説明図である。
【図６】 図６（Ａ）はＸコイルＸ１〜Ｘ３の一部を示す説明図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３に発生する電圧と幅方向の距離との関係を示すグラフであり、図６（Ｃ）は図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３の相互に隣接するセンスコイル間の電圧差を示すグラフである。
【図７】 図７（Ａ）は位置座標テーブルをグラフ化して示す説明図であり、図７（Ｂ）は位置座標テーブルの説明図であり、図７（Ｃ）は各Ｘコイルから検出した電圧値の記憶状態を示す説明図である。
【図８】 図８（Ａ）は、ペン６０の内部構造を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すペン６０の電気的構成を示す説明図である。
【図９】 電子黒板１の電気的構成をブロックで示す説明図である。
【図１０】 図１０（Ａ）はペン６０の属性と変調周波数ｆｍとの関係を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は図９の中のＡ、Ｂ、Ｃ点における信号を示す説明図である。
【図１１】 図９に示すＣＰＵ５６が実行する主な制御内容を示すフローチャートである。
【図１２】 第１実施形態における座標読取処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】 ＦＳＫ復調回路５５（図９）の電気的構成を示す説明図である。
【図１４】 ＦＳＫ復調回路５５の各部位に表れる信号波形を示す説明図である。
【図１５】 図１５（Ａ）はＣＲ信号と、キャリア信号と、リミッタ出力信号と、カウント回路５５ａ（図１３）によるカウント値との関係を示す説明図であり、図１５（Ｂ）はシフトレジスタ５５ｂ（図１３）に格納されたカウント値がシフトする様子を示す説明図である。
【図１６】 図１６（Ａ）は絶対値コンパレータ５５ｆ（図１３）によるしきい値判定出力と、ＣＰＵ５６の判定周期との関係を示す説明図であり、図１６（Ｂ）はカウンタ５５ｇによるカウント値が移動する様子を示す説明図である。
【図１７】 図１７はＦＳＫ復調回路５５を構成するカウント回路５５ａから絶対値コンパレータ５５ｆまでの処理（ペン属性検出処理）の流れを示すフローチャートである。
【図１８】 カウンタ５５ｇおよび加算器５５ｉの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】 第２実施形態における座標読取処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】 図２０（Ａ）は、従来の座標読取装置の構成を示す説明図であり、図２０（Ｂ）は、ペンから送信する符号列を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 電子黒板（座標読取装置）
２１ａ 筆記面（座標入力面）
２３ センスコイル（導線）
２４ 取付パネル（座標入力シート）
３０ 操作部
５５ ＦＳＫ復調回路
５６ ＣＰＵ
５８ａ 位置座標テーブル
６０ ペン（筆記手段）
６９ｃ ＬＣ発振回路
６９ｄ ＦＳＫ回路
６９ｅ ＣＲ発振回路
Ｌ１ コイル
【発明の属する技術分野】
この発明は、座標読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図２０（Ａ）に示す座標読取装置が知られている。図２０（Ａ）は、従来の座標読取装置の構成を示す説明図である。
図２０（Ａ）に示す座標読取装置は、Ｘ座標を検出するためのＸ１〜Ｘｍのセンスコイル（導線）およびＹ座標を検出するためのＹ１〜Ｙｎのセンスコイル（導線）を有する座標入力シート９１と、この座標入力シート９１のセンスコイルを順次走査する走査回路９２と、センスコイルに発生する誘導信号を検出して位置座標の演算を行う検出回路９０とを備える。
【０００３】
そして、交番磁界を発生するコイル１０１を有するペン（筆記手段）１００が座標入力シート９１に接触すると、ペン１００が接触した付近のセンスコイルには、コイル１０１から発生した交番磁界との磁気結合により誘導信号９７が誘起され、その誘導信号９７は、検出回路９０に入力される。検出回路９０に入力された誘導信号９７は、増幅器９３によって増幅され、検波回路９４によって例えば振幅検波される。次にＡ／Ｄ変換回路９５は、上記検波された誘導信号の振幅を計測し、その計測値をＣＰＵ９６に出力する。そして、ＣＰＵ９６は、入力されたデジタル値に基づいてペン１００の位置座標を演算する。たとえば、デジタル値と位置座標とを対応付けた位置座標テーブルを参照し、デジタル値に対応する位置座標を選択するという演算手法を用いる。
【０００４】
ところで、上述したような座標読取装置のうち、複数種類のペンを使用する場合において、ペンの種類などの属性を示す属性情報を符号列によってペンから送信し、その属性情報を座標入力シート側で認識するものが知られている（特開平５−２３３１２７号公報）。図２０（Ｂ）は、ペンから送信する符号列を示す説明図である。
符号Ｇは、２ビットのスタートビット、ペンの属性情報を示す７ビットの属性情報ビットおよび１ビットのストップビットの計１０ビットから構成されており、動作クロックＦにしたがってペンから交番磁界に重畳されて出力される。
そして、座標入力シート側は、ペンから送信された交番磁界によってセンスコイルに発生した信号に重畳されている符号列を読取り、ペンの属性情報を認識する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の座標読取装置（特開平５−２３３１２７号公報）は、スタートビットからストップビットまでの複数の周期を受信しなければペンの属性情報を認識することができない。
また、ペン側の動作クロックおよび座標入力シート側の動作クロックの同期をとらなければペンの属性情報を認識することができない。
さらに、スタートビットからストップビットの途中からセンスコイルで検出開始された場合は、次のスタートビットが送信されるまで待機し、再度スタートビットからストップビットまでを受信しなければ、ペンの属性情報を認識することができない。
つまり、上記従来の座標読取装置は、ペンの属性情報を認識するために時間がかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、情報を識別するために要する時間を短縮することができる座標読取装置を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用および発明の効果】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１および請求項２に記載の発明では、交番磁界と磁気結合可能な複数の導線が筆記面の下部に敷設された座標入力シートを有する本体と、前記交番磁界を発生する筆記手段とを備え、前記各導線をスキャンすることにより、信号を発生した導線を検出し、その検出した導線に発生した信号に基づいて前記筆記面上の前記筆記手段の位置座標を読取る座標読取装置において、前記筆記手段は、所定の周期の交番磁界を発生するコイルと、前記筆記手段が有する属性情報ごとに設定された単一の周期を有する信号を用いて、前記コイルから発生する交番磁界を角度変調して送信する送信手段とを備えており、前記本体は、前記検出した導線に発生した信号に基づいて前記筆記面上の前記筆記手段の位置座標を読取り、かつ、その読取りに用いた信号を復調することにより、前記筆記手段から送信された信号の１周期分の長さを半周期ごとに検出し、その検出された１周期分の長さに基づいて、前記筆記手段の属性情報を認識する受信手段を備えたという技術的手段を用いる。
【００１２】
つまり、筆記手段から本体へ送信する信号の周期は単一であり、筆記手段の属性情報によって周期が異なるため、本体は、信号の１周期分を検出するだけで、筆記手段の属性情報を認識することができる。
したがって、従来のようにスタートビットからストップビットまでの複数の周期を利用して示される属性情報を認識するものよりも、属性情報を認識するために要する時間を短縮することができる。
特に、筆記手段から送信された信号の１周期分の長さを半周期ごとに検出し、その検出された１周期分の長さに基づいて、筆記手段の属性情報を認識することができる。
つまり、導線に発生した信号の１周期の途中で、その導線がスキャンされた場合であっても、その１周期の次の１周期の開始を待つ必要がなく、次の半周期からの１周期分の長さに基づいて、筆記手段の属性情報を認識できるため、属性情報の認識を高速に行うことができる。
また、信号の周期が僅かに異なるだけで、属性情報を認識することができる。たとえば、周期が、本体のシステムクロックの少なくとも１周期分異なるだけで属性情報を認識することができる。
したがって、非常に多くの種類の属性情報を送信することができるとともに、短時間で属性情報を認識することができる。
さらに、筆記手段のコイルから発生する交番磁界を角度変調することによって属性情報を送信し、座標入力シートに敷設された導線に発生する信号を復調することにより、筆記手段から送信された信号の単一の周期を検出し、その検出された周期に基づいて属性情報を認識するため、交番磁界の強度が変化した場合であっても、属性情報を示している部分である周期または位相は影響を受けないので、属性情報を正確に送受信することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の座標読取装置において、前記送信手段は、前記信号を所定時間繰り返して送信するという技術的手段を用いる。
【００１４】
つまり、筆記手段から信号を所定時間繰り返して送信することにより、筆記手段から交番磁界が発生したタイミングと、座標入力シート側が導線に発生する信号を検出するタイミングとが一致しなかった場合であっても、座標入力シート側は所定時間後に導線に発生する信号を検出することができるため、属性情報を認識することができる。
なお、上記座標入力シートには、可撓性を有していないシート状または板状のもの、あるいは可撓性を有するシート状または板状のものを含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、この発明に係る座標読取装置の第１実施形態について図を参照して説明する。
なお、この第１実施形態では、この発明に係る座標読取装置として、座標入力シート上に描かれる手書き文字や図形などを電気的に読み取る、いわゆる電子黒板を例に挙げて説明する。また、角度変調の一種である周波数変調を用いた例で説明する。
［主要構成］
最初に、第１実施形態に係る電子黒板の主要構成について図１および図２を参照して説明する。
図１は、電子黒板の主要構成を示す外観斜視説明図であり、図２は、図１に示す電子黒板にパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略称する）およびプリンタを接続した状態を示す説明図である。
【００１６】
電子黒板１には、筆記パネル１０と、筆記面２１ａに筆記を行うためのペン６０と、筆記された軌跡およびその軌跡を示すデータを消去するためのイレーサ４０とが備えられている。筆記パネル１０には、枠状のフレーム１１が備えられており、そのフレーム１１には、筆記パネル本体２０が組み込まれている。フレーム１１の前面下端には、その下端に沿って板状の台１２が前面に張り出す形で取り付けられている。台１２の上面には、ペン６０を収容するための断面半円形状の凹部１２ａが形成されており、その凹部１２ａの右側には、イレーサ４０などを置くための平面部１２ｂが形成されている。
【００１７】
フレーム１１の前面右側には、操作部３０が設けられている。操作部３０には、操作音や警告音などの音を再生するスピーカ３１と、筆記面２１ａに筆記された内容を示すデータ（以下、筆記データと略称する）を記憶したページ数を７セグメントのＬＥＤによって表示するページ数表示ＬＥＤ３２と、押すごとに１ページずつ戻るページ戻りボタン３３と、押すごとに１ページずつ送るページ送りボタン３４と、記憶されている筆記データを押すごとに１ページずつ消去する消去ボタン３５と、記憶されている筆記データをプリンタ２００（図２）へ出力するために押すプリンタ出力ボタン３６と、記憶されている筆記データをＰＣ１００（図２）へ出力するために押すＰＣ出力ボタン３７と、ペン６０の電池切れを報知する電池切れ報知用ＬＥＤ３９と、この電子黒板１を起動あるいは停止するために押す電源ボタン３８とが設けられている。
【００１８】
フレーム１１の前面下部には、この電子黒板１の電源となる単２乾電池１４ａを４本収容するバッテリケース１４が設けられており、そのバッテリケース１４の前面には、蓋１４ｂが開閉可能に取付けられている。バッテリケース１４の右側には、スピーカ３１のボリュームを調節するボリューム調節つまみ１３ｃが設けられており、その右側には、コネクタ１３ｂ、１３ａが設けられている。図２に示すように、コネクタ１３ｂには、プリンタ２００と接続された接続ケーブル２０１のプラグ２０２が接続され、コネクタ１３ａには、ＰＣ１００と接続された接続ケーブル１０１のプラグ１０２が接続される。
つまり、電子黒板１の筆記面２１ａに筆記された内容を示す筆記データをＰＣ１００へ出力し、ＰＣ１００に備えられたモニタ１０３により、電子黒板１に筆記された内容を見ることができる。また、筆記データをプリンタ２００へ出力し、電子黒板１に筆記された内容を印刷用紙２０３に印刷することもできる。
【００１９】
また、フレーム１１の裏面上端の両端部には、この電子黒板１を壁に掛けるための金具１５、１５が取付けられている。
この第１実施形態では、筆記面２１ａの高さＨ１は９００ｍｍであり、幅Ｗ１は６００ｍｍである。また、フレーム１１および台１２は、ポリプロピレンなどの合成樹脂により軽量に形成されており、電子黒板１の総重量は１０ｋｇ以下である。さらに、イレーサ４０には交番磁界を発生するコイル、発振回路および電池などが内蔵されている。
【００２０】
［ネットワークの構成］
次に、電子黒板１と他の電子黒板１との間でデータの通信を行う場合のネットワークの構成について、それをブロックで示す図３を参照して説明する。
なお、ここでは、企業内において電子黒板１を備えた複数の部屋間、あるいは、企業間で通信を行う場合を例に挙げて説明する。
企業２内の部屋３には、電子黒板１と、この電子黒板１と接続されたＰＣ１００と、このＰＣ１００と接続されたＬＡＮボード１０３とが備えられており、部屋４には、電子黒板１と、この電子黒板１と接続されたＰＣ１００と、このＰＣ１００と接続されたモデム１０８とが備えられている。各部屋３に備えられたＬＡＮボード１０３は、ＬＡＮケーブル１０４によりＨＵＢ１０５に接続されている。また、ＨＵＢ１０５は、サーバ１０６に接続されており、サーバ１０６は、インターネット３００を介して他の企業５に接続可能になっている。また、部屋４に備えられたモデム１０８は、電話回線１０９から公衆通信交換網３０１を介して他の企業５に接続可能になっている。
なお、図示しないが、他の企業５内には、企業２内と同様に、ＰＣを介して通信可能な電子黒板１が備えられている。
【００２１】
ここで、上記ネットワークにおけるデータの流れについて説明する。
ある部屋３に備えられた電子黒板１に記憶された筆記データは、ＰＣ１００からＬＡＮボード１０３およびＨＵＢ１０５を介して指定された部屋３のＰＣ１００へ送信される。そして、そのデータを受信した者は、ＰＣ１００に備えられたモニタ１０３に受信データを表示することにより（図２）、あるいは、受信データをＰＣ１００に接続されたプリンタ２００により用紙２０３に印刷することにより（図２）、受信データの内容を見ることができる。
また、筆記データを、たとえばＴＩＦＦ（Ｔａｇ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）形式で電子メールに画像ファイルとして添付し、サーバ１０６からインターネット３００を介して他の企業５へ送信することもできる。これにより、他の企業５は、企業２から送信された電子メールに添付されている画像ファイルをデコードすることにより、筆記データの内容を見ることができる。
【００２２】
［筆記パネル本体２０の構造］
次に、筆記パネル本体２０の構造について図４を参照して説明する。
図４は、筆記パネル本体２０の各構成部材を示す説明図である。
筆記パネル本体２０は、筆記面２１ａを有する筆記シート２１と、板状のパネル２２と、センスコイル２３が敷設された枠形状の取付パネル２４と、板状のバックパネル２５とを順に積層した構造である。
この実施形態では、筆記シート２１は、貼り合わされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムにより厚さ０．１ｍｍに形成されており、パネル２２は、アクリル樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＰＣ（ポリカーボネート）などにより厚さ３．０ｍｍに形成されている。また、取付パネル２４は、発泡スチロールなどの発泡樹脂製材料により厚さ４０ｍｍに形成されており、バックパネル２５は、アルミニウムなどの導電性材料により厚さ１．０ｍｍに形成されている。さらに、筆記パネル本体２０の各端部を挾持するフレーム１１の全体の厚さは５０ｍｍである。
【００２３】
［センスコイル２３の構成］
次に、センスコイル２３の構成について図５を参照して説明する。
図５（Ａ）は、図４に示すセンスコイル２３の構成を一部を省略して示す説明図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示すセンスコイル２３の幅および重ねピッチを示す説明図である。
なお、以下の説明では、センスコイル２３のうちＸ軸方向に配列されたセンスコイルをＸコイルと称し、Ｙ軸方向に配列されたセンスコイルをＹコイルと称する。
図５（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向には、ペン６０およびイレーサ４０の（Ｘ，Ｙ）座標のＸ座標を検出するためのＸ１〜ＸｍのＸコイルがｍ本配置されており、Ｙ軸方向には、Ｙ座標を検出するためのＹ１〜ＹｎのＹコイルがＸコイルと直交してｎ本配置されている。ＸコイルおよびＹコイルは、それぞれ略矩形状に形成されており、矩形部分の長辺の長さはそれぞれＰ２Ｘ，Ｐ２Ｙである。
【００２４】
図５（Ｂ）に示すように、Ｘコイルは、それぞれ幅（矩形部分の短辺の長さ）Ｐ１に形成されており、隣接するＸコイルは、Ｐ１／２のピッチでそれぞれ重ねられている。各Ｙコイルもそれぞれ幅Ｐ１に形成されており、隣接するＹコイルは、Ｐ１／２のピッチでそれぞれ重ねられている。また、Ｘコイルの各端子２３ａは、Ｘコイル切替え回路５０ａに接続されており、Ｙコイルの各端子２３ｂは、Ｙコイル切替え回路５０ｂに接続されている（図９）。
この第１実施形態では、Ｐ１＝５０ｍｍであり、Ｐ２Ｘ＝６８０ｍｍであり、Ｐ２Ｙ＝９８０ｍｍである。また、ｍ＝２２であり、ｎ＝３３である。さらに、ＸコイルおよびＹコイルは、共に表面に絶縁被膜層（たとえば、エナメル層）を有する直径０．３５ｍｍの銅線により形成されている。
なお、図５（Ａ）では、コイルの配置を分かり易くするために各コイルの辺が重ならないように描かれているが、実際には、たとえばＸコイルＸ１の長辺部には各ＹコイルＹ１，Ｙ２，Ｙ３・・・の短辺部が重なって配置されている。また、端子２３ａ，２３ｂは、その間隔を最小として構成されている。
【００２５】
［位置座標テーブル］
次に、筆記面２１ａ上のペン６０の位置座標を検出するための位置座標テーブルについて図６および図７を参照して説明する。
図６（Ａ）はＸコイルＸ１〜Ｘ３の一部を示す説明図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３に発生する電圧と幅方向の距離との関係を示すグラフであり、図６（Ｃ）は図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３の相互に隣接するセンスコイル間の電圧差を示すグラフである。図７（Ａ）は位置座標テーブルをグラフ化して示す説明図であり、図７（Ｂ）は位置座標テーブルの説明図であり、図７（Ｃ）は各Ｘコイルから検出した検出値の記憶状態を示す説明図である。
【００２６】
図６においてＸコイルＸ１，Ｘ２，Ｘ３の中心線をそれぞれＣ１，Ｃ２，Ｃ３とし、ＸコイルＸ１，Ｘ２，Ｘ３に発生する電圧をそれぞれｅｘ１，ｅｘ２，ｅｘ３とする。図６（Ｂ）に示すように、電圧ｅｘ１〜ｅｘ３は、それぞれセンスコイルの中心Ｃ１〜Ｃ３において最大となり、長手方向の端部に近づくにつれて小さくなる単峰性を示す。なお、各コイルは、自己のヌル点、すなわち電圧ｅｘ１〜ｅｘ３がそれぞれ０となる点が隣接するコイルの中心の外側となるようにＰ１／２で重ねられる。
また、図６（Ｃ）に示すようにＸコイルＸ１〜Ｘ３の相互に隣接するセンスコイル間の電圧差は、センスコイルの中心Ｃ１〜Ｃ３上にそれぞれ最大値を有し、センスコイルの中心とセンスコイルの長辺部分との中間点、つまり隣接するセンスコイルが重なった部分の中間点で零となるグラフとなる。
【００２７】
たとえば、図６（Ｃ）において（ｅｘ１−ｅｘ２）を示すグラフの右半分（実線で示す部分）は、ＸコイルＸ１の中心Ｃ１から、ＸコイルＸ２が重ねられた部分の中間点Ｑ２までの距離（重ねピッチの１／２、つまりＰ１／４）と（ｅｘ１−ｅｘ２）との関係を示す。今、仮にペン６０が点Ｑ２に存在する場合、（ｅｘ１−ｅｘ２）を検出すれば中心Ｃ１からＱ２点までの距離ΔＸ１を検出できるため、Ｑ２点のＸ座標を求めることができる。
この実施形態では、コイル幅Ｐ１が５０ｍｍであるから、Ｐ１／４＝１２．５ｍｍである。たとえば、図６（Ｃ）において（ｅｘ１−ｅｘ２）の特性を示す部分（実線で描いた部分）を８ｂｉｔのデジタルデータに変換すると、図７（Ａ）に示すグラフを得る。このグラフをテーブル形式に変換すると、図７（Ｂ）に示す位置座標テーブル５８ａを得る。この位置座標テーブル５８ａは、ＲＯＭ５８（図９）などに記憶され、ペン６０の位置座標の演算に用いられる。
【００２８】
次に、ペン６０の主要構成について図８を参照して説明する。
図８（Ａ）は、ペン６０の内部構造を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すペン６０の電気的構成を示す説明図である。
［ペン６０の内部構造］
ペン６０には円筒形状の胴体部６１ａと、この胴体部６１ａの後端に着脱可能に取付けられた蓋６１ｃとが備えられている。胴体部６１ａの内部には、コイルＬ１と、矢印Ｆ２で示す方向へ取り出し可能なインクカートリッジ６３と、このインクカートリッジ６３に挿入されたペン先６２と、コイルＬ１から交番磁界を発生させるための発振回路などが実装された回路基板６９と、この回路基板６９に電源を供給する電池７０とが設けられている。
また、インクカートリッジ６３と回路基板６９との間には、上記発振回路などへの電源の供給および遮断を行うための押しボタン式のスイッチ６７が設けられている。スイッチ６７は、ペン先６２を筆記面２１ａ（図１）に押し付け、インクカートリッジ６３が矢印Ｆ１で示す方向へ移動するとＯＮし、矢印Ｆ２で示す方向へ戻るとＯＦＦする。つまり、ペン６０によって筆記面２１ａに筆記を行っているときにコイルＬ１から交番磁界が発生する。
【００２９】
［ペン６０の電気的構成］
図８（Ｂ）に示すように、回路基板６９に実装された回路は、インクの色やペン先の太さなどのペンの属性ごとに異なる変調周波数が設定されたＣＲ発振回路６９ｅと、このＣＲ発振回路６９ｅから発振された信号を搬送する搬送波を発振するＬＣ発振回路６９ｃと、このＬＣ発振回路６９ｃの発振周波数をＣＲ発振回路６９ｅの変調周波数によってＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調するＦＳＫ回路６９ｄとから構成される。搬送波の発振周波数は、ＬＣ発振回路６９ｃを構成するインダクタンスＬ１およびコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３によって決定し、変調周波数は、ＣＲ発振回路６９ｅを構成するコンデンサＣ５および抵抗Ｒ２，Ｒ３によって決定する。また、搬送波の発振周波数の周波数偏位は、ＦＳＫ回路６９ｄのコンデンサＣ４の容量によって決定する。
【００３０】
ペン６０の属性と変調周波数ｆｍとの関係は、その関係を説明する図１０（Ａ）に示すように設定されている。図１０（Ａ）において、「細」とはペン先６２（図８（Ａ））が細いことを示しており、「太」とはペン先６２が太いことを示す。たとえば、黒太とはペン先が太く黒色インクを使用するペンを示す。
なお、イレーサ４０もコイルを内蔵しており、そのコイルから発生した交番磁界によってセンスコイルに発生した信号に基づいてイレーサ４０による消去範囲を演算するため、イレーサ４０にも変調周波数ｆｍを割り当て、ペン６０と識別する。
【００３１】
そして、スイッチ６７がＯＮすると、電池７０の電源が各回路に供給され、ＣＲ発振回路６９ｅの集積回路ＩＣ３の出力がＦＳＫ回路６９ｄのＭＯＳ ＦＥＴのゲートをスイッチングし、ＬＣ発振回路６９ｃから発振した搬送波がＣＲ発振回路６９ｅから発振された信号によって周波数変調される。
この第１実施形態では、搬送波の中心周波数は４１０ｋＨｚであり、周波数偏位は±２０ｋＨｚである。また、この第１実施形態では、集積回路ＩＣ１は東芝製のＴＣ７ＳＬＵ０４Ｆであり、集積回路ＩＣ２およびＩＣ３は共に東芝製のＵ０４である。また、ＭＯＳ ＦＥＴは２ＳＫ２１５８である。抵抗Ｒ１およびＲ２は共に１ＭΩであり、可変抵抗Ｒ３の可変範囲は０Ω〜１ＭΩである。コンデンサＣ１，Ｃ４，Ｃ５は、それぞれ０．１μＦ，０．００１５μＦ，１００ｐＦであり、コンデンサＣ２，Ｃ３は共に０．００３３μＦである。さらに、電池７０はＬＲ４４であり、電圧は約１．５Ｖである。
【００３２】
［電子黒板１の主な電気的構成および制御内容］
次に、電子黒板１の主な電気的構成および制御内容について図９、図１０（Ｂ）および図１１を参照して説明する。
図９は電子黒板１の電気的構成をブロックで示す説明図であり、図１０（Ｂ）は図９の中のＡ、Ｂ、Ｃ点における信号を示す説明図であり、図１１は図９に示すＣＰＵ５６が実行する主な制御内容を示すフローチャートである。
図９に示す制御装置５０に備えられたＣＰＵ５６は、電源ボタン３８（図１）がＯＮしたことを検出すると（ステップ（以下、Ｓと略す）１００：Ｙｅｓ）、ＲＯＭ５８に記憶されている制御プログラムや位置座標テーブル５８ａ（図７（Ｂ））をＲＡＭ５９のワークエリアにロードするなどの初期設定を行い（Ｓ２００）、座標読取・ペン情報検出処理を実行する（Ｓ３００）。
【００３３】
［座標読取処理］
ここで座標読取処理について、その流れを示す図１２のフローチャートを参照して説明する。
ＣＰＵ５６は、ＸコイルＸ１〜Ｘｍを順に選択するコイル選択信号Ａ（図１０（Ｂ））を入出力回路（Ｉ／Ｏ）５３を介してＸコイル切替え回路５０ａに出力することにより、ＸコイルＸ１〜Ｘｍのスキャンを行う（Ｓ３０２）。続いてペン６０のコイルＬ１から発生した交番磁界と、いずれかのＸコイルとの磁気結合によって発生した信号は、増幅器５０ｃ（図９）によって増幅され、その増幅信号（図１０（Ｂ））は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０ｄによって不要な帯域が濾波され、振幅検波回路５１によって振幅検波される。続いてその振幅検波された信号（図１０（Ｂ））は、Ａ／Ｄ変換回路５２によって振幅、つまり電圧値に対応したデジタル信号に変換され、入出力回路５３を介してＣＰＵ５６に入力される。
【００３４】
続いてＣＰＵ５６は、ペン６０を検出したと判定し（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、ＸコイルＸ１〜Ｘｍをスキャンして入力されたデジタル信号によって示される電圧値ｅ１〜ｅｍを図７（Ｃ）に示すように、Ｘコイルのコイル番号と対応付けてＲＡＭ５９の電圧値記憶エリア５９ａに順次記憶して行く（Ｓ３０６）。続いてＣＰＵ５６は、電圧値記憶エリア５９ａに記憶された各電圧値に基づいて以下の手順によってペン６０のＸ座標を演算する（Ｓ３０８）。
まず、電圧値記憶エリア５９ａに記憶されている電圧値ｅ１〜ｅｍの中で最大の電圧値ｅｍａｘを選択し、その電圧値ｅｍａｘを発生したＸコイルのコイル番号（以下、ｍａｘと称する）をＲＡＭ５９に記憶する。
たとえば、図６に示すように、ペン６０は位置Ｑ３に存在し、図６（Ｂ）に示すように、ＸコイルＸ１，Ｘ２，Ｘ３からそれぞれ電圧値ｅ１，ｅ２，ｅ３が発生したとすると、最大の電圧値ｅ２を選択し、その電圧値ｅ２を発生したＸコイルのコイル番号２をｍａｘとしてＲＡＭ５９に記憶する。
そして、ＣＰＵ５６はｅｍａｘの両隣の電圧値ｅｍａｘ±１のうち大きい方を決定し、その決定した電圧値を発生したＸコイルのコイル番号（以下、ｍａｘ２と称する）をＲＡＭ５９に記憶する。
【００３５】
図６に示す例では、ｅ２の両隣の電圧値ｅ３，ｅ１のうち大きい方のｅ３を決定し、そのｅ３を発生したＸコイルのコイル番号３をｍａｘ２としてＲＡＭ５９に記憶する。
続いてＣＰＵ５６は、ＲＡＭ５９に記憶されたコイル番号ｍａｘおよびｍａｘ２を比較して、コイル番号ｍａｘ２はコイル番号ｍａｘからＸ軸の＋方向または−方向のどちらに存在しているかを判定する。そして、ｍａｘ２≧ｍａｘである場合は、変数ＳＩＤＥを１に設定し、ｍａｘ２＜ｍａｘである場合は、変数ＳＩＤＥを−１に設定する。図６に示す例では、ｍａｘ＝２でｍａｘ２＝３であるから、ｍａｘ２＞ｍａｘとなり、変数ＳＩＤＥを１に設定する。
続いてＣＰＵ５６は、
【００３６】
ＤＩＦＦ＝ｅ（ｍａｘ）−ｅ（ｍａｘ２）・・・（１）
【００３７】
を演算し、その演算されたＤＩＦＦに最も近い位置座標をＲＯＭ５８に記憶されている位置座標テーブル５８ａから読出し、それをＯＦＦＳＥＴとする。続いてＣＰＵ５６は、
【００３８】
Ｘ１＝（Ｐ１／２）×ｍａｘ＋ＯＦＦＳＥＴ×ＳＩＤＥ・・・（２）
【００３９】
を演算し、Ｘ座標Ｘ１を求める。ここで、（Ｐ１／２）×ｍａｘは、コイル番号ｍａｘの中心のＸ座標を示す。図６に示す例では、（２）式は、Ｘ＝（Ｐ１／２）×２＋（ｅ２−ｅ３）×１となり、位置Ｑ３のＸ座標は、ＸコイルＸ２の中心線Ｃ２からＸ軸の＋方向に（ｅ２−ｅ３）に対応する距離、たとえばΔＸ２離れた座標となる。
そしてＣＰＵ５６は、各Ｙコイルのスキャンを実行し（Ｓ３１０）、各Ｙコイルから検出した電圧値をＲＡＭ５９のＹコイル用の電圧値記憶エリアに記憶する（Ｓ３１２）。続いてＣＰＵ５６は、前述のＳ３０８におけるＸ座標の演算と同じ手法を用いてペン６０のＹ座標を演算する（Ｓ３１４）。
【００４０】
［ペン属性の判定］
次に、ＣＰＵ５６がペン属性を判定するための電気的構成および制御について図１３ないし図１８を参照して説明する。
図１３はＦＳＫ復調回路５５（図９）の電気的構成を示す説明図であり、図１４は図１３に示すＦＳＫ復調回路５５の各部位に表れる信号波形を示す説明図である。
図１５（Ａ）はＣＲ発振回路６９ｅの出力信号（以下、ＣＲ信号と称する）と、ＬＣ発振回路６９ｃの出力信号（以下、キャリア信号と称する）と、リミッタ回路５４の出力信号（以下、リミッタ出力信号と称する）と、カウント回路５５ａ（図１３）によるカウント値との関係を示す説明図である。図１５（Ｂ）はシフトレジスタ５５ｂ（図１３）に格納されたカウント値がシフトする様子を示す説明図である。
図１６（Ａ）は絶対値コンパレータ５５ｆ（図１３）によるしきい値判定出力と、ＣＰＵ５６の判定周期との関係を示す説明図であり、図１６（Ｂ）はカウンタ５５ｇによるカウント値が移動する様子を示す説明図である。図１７はＦＳＫ復調回路５５を構成するカウント回路５５ａから絶対値コンパレータ５５ｆまでの処理（ペン属性検出処理１）の流れを示すフローチャートであり、図１８はカウンタ５５ｇおよび加算器５５ｉの処理（ペン属性検出処理２）の流れを示すフローチャートである。
なお、図１５（Ａ）に示すキャリア信号は、たとえば前述したように中心周波数が４１０ｋＨｚであり、周波数偏移が±２０ｋＨｚであるが、説明を分かり易くするために、図１５（Ａ）では周波数偏移を誇張して示している。
【００４１】
最初に、ペン属性を検出するためのＦＳＫ復調回路５５の特徴について図１５を参照して説明する。
図１５（Ａ）に示す例では、ＣＲ信号のローレベルの間は、キャリア信号は高い周波数（たとえば４３０ｋＨｚ）に変調されており、ハイレベルの間は低い周波数（たとえば３９０ｋＨｚ）に変調されている。このため、ＣＲ信号がローレベルの間のリミッタ出力信号の周期をＴＢとすると、ＣＲ信号がハイレベルの間のリミッタ出力信号の周期はＴＢより長いＴＣとなる。
したがって、カウント回路５５ａによるリミッタ出力信号の１周期分のカウント値ｋは、ＣＲ信号がローレベルからハイレベルに変化したときに増加し、ハイレベルからローレベルに変化したときに減少する。
【００４２】
つまり、カウント回路５５ａによるカウント値ｋが変化したタイミングを検出することにより、ＣＲ信号の立上がりまたは立ち下がりのタイミングを検出することができる。そして、カウント値ｋが変化してから次に変化するまでの時間はＣＲ信号の半周期に対応するため、カウント値ｋの変化している時間の１周期分を計測すれば、ＣＲ信号の周期を求めることができるので、ペン属性を検出することができる。
ここで、ＦＳＫ復調回路５５の各構成要素の作用の概略を説明すると、カウント回路５５ａはカウント値ｋを計測し、シフトレジスタ５５ｂ、第１加重平均回路５５ｃ、第２加重平均回路５５ｄ、減算器５５ｅおよび絶対値コンパレータ５５ｆはカウント値ｋの変化タイミングを検出し、カウンタ５５ｇ、レジスタ５５ｈおよび加算器５５ｉはカウント値ｋが変化する周期を計測する。そして、ＣＰＵ５６は、加算器５５ｉから出力された加算値に基づいてペン属性を判定する（Ｓ３１８）。
【００４３】
次に、ＦＳＫ復調回路５５の動作を詳細に説明する。
バンドパスフィルタ５０ｄから出力された信号は、リミッタ回路５４によって図１５（Ａ）に示す方形波のリミッタ出力信号に変換され、ＦＳＫ復調回路５５に出力される。そして、ＦＳＫ復調回路５５は、リミッタ出力信号の立上がりを検出すると（図１７のＳ１０：Ｙｅｓ）、システムクロック（ＣＬＫ）を用いてリミッタ出力信号の周期のカウントを開始し（Ｓ１２）、リミッタ出力信号の次の立上がりを検出すると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、カウント値ｋをシフトレジスタ５５ｂに出力し（Ｓ１６）、カウント値ｋをリセットする（Ｓ１８）。
つまり、カウント回路５５ａはリミッタ出力信号の１周期の長さＴＢまたはＴＣを計測する。
【００４４】
この実施形態では、シフトレジスタ５５ｂは、図１５（Ｂ）に示すように、リミッタ出力信号の１周期分のカウント値ｋをｋ１〜ｋ８の８周期分格納し、最も新しいカウント値ｋを取り込むごとに最も古いカウント値ｋを破棄し、各カウント値ｋを１つずつシフトして行く。
第１加重平均回路５５ｃは、シフトレジスタ５５ｂに格納されている最も新しいカウント値から３番目に新しいカウント値までの加重平均値を演算し、その加重平均値（以下、第１加重平均値と称する）を減算器５５ｅに出力する。また、第２加重平均回路５５ｄは、シフトレジスタ５５ｂに格納されている最も古いカウント値から３番目に古いカウント値までの加重平均値を演算し、その加重平均値（以下、第２加重平均値と称する）を減算器５５ｅに出力する。
【００４５】
このように、時間的に離れてカウントされたカウント値を加重平均回路によって加重平均するため、あるカウント値がノイズの影響を受けても、その影響を小さくすることができる。
減算器５５ｅは、第１加重平均値と第２加重平均値との差Δｍを演算し、その差Δｍを絶対値コンパレータ５５ｆに出力する（図１７のＳ２０）。
たとえば、図１５（Ａ）において、第１加重平均回路５５ｃがカウント値ｋ１〜ｋ３の加重平均値を演算し、第２加重平均回路５５ｄがカウント値ｋ６〜ｋ８の加重平均値を演算した場合、カウント値ｋ６〜ｋ８のうち、カウント値ｋ７およびｋ８は、リミッタ出力信号の周期ＴＢよりも長い周期ＴＣをカウントしたものであるから、第２加重平均値は第１加重平均値よりも大きくなる。
したがって、第２加重平均値が第１加重平均値よりも大きくなったことを検出すれば、ＣＲ信号の周期の変化点を検出することができる。
つまり、ＣＲ信号の周期の変化点の周期を検出すれば、ＣＲ信号の周期を検出できるため、ペン６０の属性情報を認識することができる。
なお、第１加重平均回路５５ｃおよび第２加重平均回路５５ｄは、それぞれ搬送波の周波数（ＬＣ発振回路６９ｃの発振周波数）と変調周波数の比と、回路の複雑さとに基づいて決定する。また、シフトレジスタ５５ｂが保持するカウント値、つまりリミッタ出力信号の周期の数はシステムクロック周波数と、搬送波の周波数の比で決定され、システムクロック周波数は、周波数の変化を十分弁別できる大きさに設定する。
【００４６】
次に、絶対値コンパレータ５５ｆから加算器５５ｉまでの処理について図１６を参照しながら説明する。
図１６において(1)〜(8)はカウンタ５５ｇによるカウント値を示す。
絶対値コンパレータ５５ｆは、差Δｍと、予め設定されているしきい値ｍ１とを比較し、差Δｍがしきい値ｍ１以上であるか否かを判定し（図１７のＳ２２）、差Δｍがしきい値ｍ１以上であると判定すると（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、しきい値判定出力をローレベルからハイレベルに変化させる（Ｓ２４）。
つまり、リミッタ出力信号の周期が変化した（ＣＲ信号の立上がりエッジを検出した）と判定する。
たとえば、図１５（Ａ）に示すリミッタ信号の短い方の周期ＴＢのカウント回路５５ａによるカウント値を１０、周期ＴＣのカウント値を１６、しきい値ｍ１を２とすると、カウント値ｋ１〜ｋ６はいずれも１０であるから、第１加重平均値＝（ｋ１＋ｋ２＋ｋ３）／３＝１０となる。また、カウント値ｋ７およびｋ８は共に１６であるから、第２加重平均値＝（ｋ６＋ｋ７＋ｋ８）／３＝４２／３＝１４となり、差Δｍ＝１０−１４＝−４となる。
【００４７】
したがって、（差Δｍの絶対値＝４）＞（しきい値ｍ１＝２）となるため、しきい値判定出力がローレベルからハイレベルに変化する（Ｓ２４）。このハイレベルの状態は、次に絶対値コンパレータ５５ｆが差Δｍの絶対値がしきい値ｍ１以上であると判定するまで維持される。
そして、第１加重平均回路５５ｃおよび第２加重平均回路５５ｄの演算範囲が、ＣＲ信号のエッジを通過した部分に到達すると、リミッタ出力信号の周期は一定になるため、両加重平均回路は共に同じ周期のカウント値の加重平均値を演算するので、減算器５５ｅによる減算値は０になり、しきい値判定出力はハイレベル状態が続く。
【００４８】
一方、カウンタ５５ｇは、しきい値判定出力がローレベルからハイレベルに変化したことを検出すると（図１８のＳ３０：Ｙｅｓ）、判定出力がハイレベルになっている時間、つまり判定出力の半周期をシステムクロック（ＣＬＫ）を用いてカウントする（Ｓ３２）。そのカウント値を(1)とする（図１６（Ｂ）の（Ｂ１））。
そして、再び絶対値コンパレータ５５ｆが差Δｍがしきい値ｍ１以上であると判定すると（図１７のＳ２２：Ｙｅｓ）、しきい値判定出力をハイレベルからローレベルに変化させる（Ｓ２４）。
つまり、リミッタ出力信号の周期が変化した（ＣＲ信号の立下がりエッジを検出した）と判定する。
これにより、カウンタ５５ｇは、しきい値判定出力がハイレベルからローレベルに変化したことを検出し（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、図１６（Ｂ）の（Ｂ２）に示すように、カウント値(1)をレジスタ５５ｈへ出力する（Ｓ３６）。続いてカウンタ５５ｇは、カウント値(1)をリセットし（Ｓ３８）、しきい値判定出力がローレベルになっている時間、つまりしきい値判定出力の半周期をカウントする（Ｓ３２）。そのカウント値を(2)とする。
【００４９】
続いて加算器５５ｉは、カウンタ５５ｇおよびレジスタ５５ｈに共にカウント値が保持されたタイミング、つまり加算タイミングであると判定すると（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、カウンタ５５ｇが保持しているカウント値(2)およびレジスタ５５ｈが保持しているカウント値(1)を加算し（Ｓ５２）、加算値(1)(2)をＣＰＵ５６へ出力する（Ｓ５４）。このとき、カウンタ５５ｇは、図１６（Ｂ）の（Ｂ３）に示すようにカウント値(2)をレジスタ５５ｈへ出力する（図１８のＳ３６）。
そして、ＣＰＵ５６は、加算値(1)(2)を読込み（図１２のＳ３１６）、その読込んだ加算値(1)(2)に基づいてペン属性を判定する（Ｓ３１８）。たとえば、加算値(1)(2)が２４５である場合は、図１０（Ａ）に示すようにペン属性は黒太であると判定する。また、ＣＰＵ５６は、ペン属性とＸＹ座標とを対応付けてＲＡＭ５９に記憶する。このような形で記憶された筆記データは、たとえばプリンタ２００（図２）へ出力され、黒太で印刷される。また、ＰＣ１００へ出力され、モニタ１０３（図２）に黒太で表示される。
つまり、ペン６０の属性の通りに筆記データを再生することができる。
【００５０】
続いて加算器５５ｉは、レジスタ５５ｈのカウント値(2)およびカウンタ５５ｇのカウント値(3)を加算し、ＣＰＵ５６へ出力する（図１６（Ｂ）の（Ｂ３））。
以降、しきい値判定出力が変化するごとに、カウンタ５５ｇによるカウント値は、レジスタ５５ｈに出力され、加算器５５ｉは、カウンタ５５ｇによるカウント値およびレジスタ５５ｈに保持されたカウント値を加算し、その加算値をＣＰＵ５６へ出力するというサイクルを繰り返す。
つまり、図１６（Ｂ）に示すように、加算器５５ｉは、カウンタ５５ｇによってカウントされた最新のカウント値と、レジスタ５５ｈに保持されている１つ前のカウント値とを加算し、それをＣＰＵ５６へ出力するため、図１６（Ａ）に示すように、ＣＰＵ５６は、しきい値判定出力の半周期ごとに、最新のカウント値および１つ前のカウント値の加算値に基づいてペン属性を判定する。
したがって、しきい値判定出力の途中、たとえば図１６（Ａ）の時刻ｔ０とｔ１との間でセンスコイル２３のスキャンが行われた場合であっても、しきい値判定出力の次の１周期（ｔ２〜ｔ４）の加算値を取り込まなくても、時刻ｔ０から半周期後の時刻ｔ１〜ｔ３の１周期の加算値を取り込めばよいため、ペン属性の判定を高速に行うことができる。
【００５１】
ここで図１１の説明に戻り、また、ＣＰＵ５６は、ページ戻りボタン３３、ページ送りボタン３４および消去ボタン３５が押されたときに、記憶されている筆記データのページ単位での戻し、送り、あるいは消去などのページ処理を行う（Ｓ４００）。さらに、ＣＰＵ５６は、操作部３０に設けられた各種ボタン（図１）の操作により発生するスイッチング信号をＩ／Ｆ回路５７（図９）を介して取り込み、ＲＡＭ５９に格納されている位置座標データを記憶するページをページ単位で送ったり、戻したり、あるいは位置座標データをページ単位で消去するなどのページ処理を実行する（Ｓ４００）。また、ＣＰＵ５６は、ＲＡＭ５９に格納されている位置座標データのうち、目的のページの位置座標データを適当なフォーマットに変換してＰＣ１００やプリンタ２００（図２）へ出力するデータ出力処理を実行する（Ｓ５００）。
【００５２】
さらに、ＣＰＵ５６は、各種ボタンが押された際に発生するスイッチング信号に基づいて音声回路３１ａを動作させてスピーカ３１から「ピー」、「ピッ」などの操作音を発生する音声出力処理を実行する（Ｓ６００）。またＣＰＵ５６は、イレーサ４０に内蔵されたコイルから発生する交番磁界によってＸコイルおよびＹコイルに発生する電圧に基づいてイレーサ４０の払拭軌跡を演算し、その演算した払拭軌跡内の位置座標データをＲＡＭ５９（図９）から消去するイレーサ処理を実行する（Ｓ７００）。
【００５３】
以上のように、第１実施形態の電子黒板１を使用すれば、ペン６０からペン６０の属性に対応した周期のＣＲ信号を筆記パネル本体２０へ送信し、そのＣＲ信号の１周期を計測することにより、ペン６０の属性を認識することができるため、従来のように、符号列を複数周期で送信するものよりも、ペン６０の属性を認識するために要する時間を短縮することができる。
たとえば、ＣＲ発振回路６９ｅの変調周波数が５ｋＨｚである場合は、ＣＲ信号の１周期、つまり、ペン属性の認識に要する時間は、最短で１／５，０００＝２００（μｓ）となる。また、図２０に示した従来の座標読取装置において符号列を送信する周波数が５ｋＨｚであるとすると、１ｂｉｔを送信するために２００（μｓ）必要であり、計１０ｂｉｔ送信するから、ペン属性を示す符号列を送信するために要する時間は、２００（μｓ）×１０＝２，０００（μｓ）となる。
つまり、第１実施形態の電子黒板１を使用すれば、ペン属性を認識するために要する時間を従来の２００／２，０００＝１／１０に短縮することができる。
【００５４】
しかも、ＣＲ信号の周期が小さく変化しても、その変化はリミッタ出力信号の周期の変化となって表れ、その変化はＦＳＫ復調回路５５によって検出され、さらにＣＰＵ５６によって検出できるため、ペン６０の属性ごとにＣＲ信号の周期を細かく設定した場合であってもペン６０の属性を認識することができる。
たとえば、上述した第１実施形態のように、リミッタ出力信号の周期ＴＢ，ＴＣをシステムクロックを用いてカウントする場合は、リミッタ出力信号の周期がシステムクロックの少なくとも１周期以上変化すれば、カウント値が変化してペン属性を認識可能となるため、ＣＲ信号の周期が少なくともシステムクロックの１周期以上異なるようにペン６０ごとに属性を設定すればよい。
したがって、非常に多くのペン属性を設定することができる。
さらに、ＣＲ信号の周期の計測結果に基づいてペン属性を認識できるため、従来のように、ペン側の動作クロックおよび座標入力シート側の動作クロックの同期をとる必要もないし、ペン側に動作クロックを発生する分周器などを設ける必要もないため、ペン６０の回路構成を簡易なものにすることができる。
【００５５】
また、ＣＲ信号を単一の周期で繰り返し送信できるため、ＣＲ信号の１周期の途中でスキャンされた場合であっても、次の１周期を計測することにより、ペン属性を認識することができるため、従来のように、次のスタートビットが送信されるまで待機し、そのスタートビットからストップビットまでの複数周期を受信する必要がないので、ペン属性の認識に要する時間を短縮できる。
さらに、ＬＣ発振回路６９ｃによる搬送波をＣＲ信号によって周波数変調しているため、搬送波の振幅が変化した場合であっても、ＣＲ信号の周期は変化しないため、ＣＲ信号の周期によって示されるペン属性が変化してしまうことがない。たとえば、ペン６０に内蔵の電池７０の電圧が低下し、コイルＬ１から発生する交番磁界の強度が低下した場合であっても、ペン６０の属性情報を正確に送信することができる。
【００５６】
［第２実施形態］
次に、この発明の第２実施形態について図１９を参照して説明する。
この第２実施形態の電子黒板は、ＸコイルおよびＹコイルを１つおきにスキャンすることにより、ＸＹ座標を高速に読取ることができることを特徴とする。
図１９は、この第２実施形態の電子黒板に備えられたＣＰＵ５６が実行する座標読取処理の流れを示すフローチャートである。なお、この第２実施形態では、座標読取処理以外のＣＰＵ５６が実行する処理および他の構成は、前述の第１実施形態の電子黒板と同じであるため、その同じ部分の説明を省略し、座標読取処理の流れについてのみ説明する。また、第１実施形態の電子黒板と同じ構成については同一の符号を用いる。
【００５７】
ＣＰＵ５６は、Ｘコイルを１つおきにスキャンし（Ｓ３３０）、ペン６０を検出すると（Ｓ３３２：Ｙｅｓ）、各Ｘコイルの電圧値をＲＡＭ５９の電圧値記憶エリア５９ａに順次記憶して行く（Ｓ３３４）。続いてＣＰＵ５６は、電圧値記憶エリア５９ａに記憶されている電圧値ｅ１〜ｅｍの中で最大の電圧値ｅｍａｘを発生したＸコイルＸｉを検出し（Ｓ３３６）、ＸコイルＸｉの両隣のＸコイル（Ｘｉ−１）および（Ｘｉ＋１）をスキャンする（Ｓ３３８）。
つまり、Ｘコイルを１つおきにスキャンしているため、ＸコイルＸｉの両隣のＸコイル（Ｘｉ−１）および（Ｘｉ＋１）の一方が、ＸコイルＸｉよりも電圧値が高い可能性があるため、ＸコイルＸｉの両隣のＸコイル（Ｘｉ−１）および（Ｘｉ＋１）をスキャンする。
【００５８】
続いてＣＰＵ５６は、Ｘコイル（Ｘｉ−１）、Ｘｉおよび（Ｘｉ＋１）の３つのＸコイルの中で最大電圧のＸコイルを求め、そのＸコイルのコイル番号（以下、ｍａｘと称する）をＲＡＭ５９に記憶する（Ｓ３４０）。続いてＣＰＵ５６はｍａｘの両隣のＸコイルの電圧値のうち大きい方を選択し、その選択した電圧値を発生したＸコイルのコイル番号（以下、ｍａｘ２と称する）をＲＡＭ５９に記憶する。
続いてＣＰＵ５６は、ＲＡＭ５９に記憶されたコイル番号ｍａｘおよびｍａｘ２を比較して、コイル番号ｍａｘ２はコイル番号ｍａｘからＸ軸の＋方向または−方向のどちらに存在しているかを判定する。そして、ｍａｘ２≧ｍａｘである場合は、変数ＳＩＤＥを１に設定し、ｍａｘ２＜ｍａｘである場合は、変数ＳＩＤＥを−１に設定する。
【００５９】
続いてＣＰＵ５６は、第１実施形態において記載した式（１）を用いてＤＩＦＦを演算し、その演算されたＤＩＦＦに最も近い位置座標をＲＯＭ５８に記憶されている位置座標テーブル５８ａから読出し、それをＯＦＦＳＥＴとする。続いてＣＰＵ５６は、式（２）を用いてＸ座標Ｘ１を求める。
そして、ＣＰＵ５６は、Ｙコイルについても１つおきにスキャンし、上述したＸ座標の演算と同じ手法（Ｓ３３２〜Ｓ３４４）により、Ｙ座標Ｙ１を演算する。
たとえば、Ｘコイルが２２本である場合は、Ｘコイルを１つおきにスキャンすると、Ｓ３３０におけるスキャン回数は２２／２＝１１回となり、Ｓ３３８におけるスキャン回数が２回であるから、スキャン回数の合計は１１回＋２回＝１３回となる。
したがって、２２回スキャンするところを１３回のスキャンで済むため、９回（＝２２回−１３回）分のスキャン時間を短縮することができる。
なお、スキャン時間を短縮した場合も、
【００６０】
以上のように、第２実施形態の電子黒板を使用すれば、ペン属性の認識のために要する時間を短縮できることに加えて、センスコイル２３のスキャン時間をも短縮できるため、より一層の高速化を実現することができる。
【００６１】
また、上述した各実施形態では、ＣＲ信号の１周期の長さに基づいてペン属性を認識したが、ＣＲ信号のデューティ比が５０％一定である場合は、ＣＲ信号の半周期に基づいてペン属性を認識することもできる。この場合、ペン属性の認識に要する時間を各実施形態の場合の１／２に短縮できる。
さらに、ペン属性ごとにＣＲ信号の１周期の長さを変えて設定することに加えて、デューティ比を変えるようにすることにより、より一層多くのペン情報を設定することができる。
また、ペン６０の使用者別にＣＲ信号のデューティ比を設定し、使用者名およびデューティ比を対応付けてＥＥＰＲＯＭなどに記憶しておくことにより、使用者名を付して筆記データを印刷したり表示したりすることができる。なお、周波数変調に代えて位相変調を用いることもできる。
【００６２】
さらに、上述の各実施形態に記載の技術は、たとえば、セキュリティ装置に適用することもできる。たとえば、建物の出入り口や窓などの監視を行う箇所に取付けらセンサの出力にペン６０と同じ機能を有する送信装置を取付け、管理室などに受信装置を設ける。この場合、送信装置に備えられたＣＲ発振回路の周期は、センサごとに異なる周期を設定する。そして、あるセンサがＯＮすると、そのセンサに接続された送信装置が作動し、信号を受信装置へ送信する。続いて受信装置は、送信された信号を前述した各実施形態において述べた復調手段によって復調し、信号を送信したセンサが、どのセンサであるかを識別する。
したがって、ＣＲ発振回路の周期を少し異ならせるだけでセンサを識別することができるため、非常に多くのセンサを取付けることができる。
【００６３】
ところで、ペン６０がこの発明の筆記手段に対応し、センスコイル２３が導線に対応し、取付パネル２４が座標入力シートに対応する。また、図８（Ｂ）に示すペン６０の電気的構成が、送信手段として機能し、図９に示す電子黒板１の電気的構成が受信手段として機能する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施形態に係る電子黒板の主要構成を示す外観斜視説明図である。
【図２】 図１に示す電子黒板にＰＣおよびプリンタを接続した状態を示す説明図である。
【図３】 電子黒板１と他の電子黒板１との間でデータの通信を行う場合のネットワークの構成をブロックで示す説明図である。
【図４】 筆記パネル本体２０の各構成部材を示す説明図である。
【図５】 図５（Ａ）は図５に示すセンスコイル２３の構成を一部を省略して示す説明図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示すセンスコイル２３の幅および重ねピッチを示す説明図である。
【図６】 図６（Ａ）はＸコイルＸ１〜Ｘ３の一部を示す説明図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３に発生する電圧と幅方向の距離との関係を示すグラフであり、図６（Ｃ）は図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３の相互に隣接するセンスコイル間の電圧差を示すグラフである。
【図７】 図７（Ａ）は位置座標テーブルをグラフ化して示す説明図であり、図７（Ｂ）は位置座標テーブルの説明図であり、図７（Ｃ）は各Ｘコイルから検出した電圧値の記憶状態を示す説明図である。
【図８】 図８（Ａ）は、ペン６０の内部構造を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すペン６０の電気的構成を示す説明図である。
【図９】 電子黒板１の電気的構成をブロックで示す説明図である。
【図１０】 図１０（Ａ）はペン６０の属性と変調周波数ｆｍとの関係を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は図９の中のＡ、Ｂ、Ｃ点における信号を示す説明図である。
【図１１】 図９に示すＣＰＵ５６が実行する主な制御内容を示すフローチャートである。
【図１２】 第１実施形態における座標読取処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】 ＦＳＫ復調回路５５（図９）の電気的構成を示す説明図である。
【図１４】 ＦＳＫ復調回路５５の各部位に表れる信号波形を示す説明図である。
【図１５】 図１５（Ａ）はＣＲ信号と、キャリア信号と、リミッタ出力信号と、カウント回路５５ａ（図１３）によるカウント値との関係を示す説明図であり、図１５（Ｂ）はシフトレジスタ５５ｂ（図１３）に格納されたカウント値がシフトする様子を示す説明図である。
【図１６】 図１６（Ａ）は絶対値コンパレータ５５ｆ（図１３）によるしきい値判定出力と、ＣＰＵ５６の判定周期との関係を示す説明図であり、図１６（Ｂ）はカウンタ５５ｇによるカウント値が移動する様子を示す説明図である。
【図１７】 図１７はＦＳＫ復調回路５５を構成するカウント回路５５ａから絶対値コンパレータ５５ｆまでの処理（ペン属性検出処理）の流れを示すフローチャートである。
【図１８】 カウンタ５５ｇおよび加算器５５ｉの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】 第２実施形態における座標読取処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】 図２０（Ａ）は、従来の座標読取装置の構成を示す説明図であり、図２０（Ｂ）は、ペンから送信する符号列を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 電子黒板（座標読取装置）
２１ａ 筆記面（座標入力面）
２３ センスコイル（導線）
２４ 取付パネル（座標入力シート）
３０ 操作部
５５ ＦＳＫ復調回路
５６ ＣＰＵ
５８ａ 位置座標テーブル
６０ ペン（筆記手段）
６９ｃ ＬＣ発振回路
６９ｄ ＦＳＫ回路
６９ｅ ＣＲ発振回路
Ｌ１ コイル
Claims (2)
- 交番磁界と磁気結合可能な複数の導線が筆記面の下部に敷設された座標入力シートを有する本体と、
前記交番磁界を発生する筆記手段とを備え、前記各導線をスキャンすることにより、信号を発生した導線を検出し、その検出した導線に発生した信号に基づいて前記筆記面上の前記筆記手段の位置座標を読取る座標読取装置において、
前記筆記手段は、
所定の周期の交番磁界を発生するコイルと、
前記筆記手段が有する属性情報ごとに設定された単一の周期を有する信号を用いて、前記コイルから発生する交番磁界を角度変調して送信する送信手段とを備えており、
前記本体は、
前記検出した導線に発生した信号に基づいて前記筆記面上の前記筆記手段の位置座標を読取り、かつ、その読取りに用いた信号を復調することにより、前記筆記手段から送信された信号の１周期分の長さを半周期ごとに検出し、その検出された１周期分の長さに基づいて、前記筆記手段の属性情報を認識する受信手段を備えたことを特徴とする座標読取装置。 - 前記送信手段は、
前記信号を所定時間繰り返して送信することを特徴とする請求項１に記載の座標読取装置。
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