CN105094380A - 位置检测装置以及位置指示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及位置检测装置以及位置指示器,良好地检测位置指示器的旋转角或倾斜角。位置检测装置通过传感器接收来自笔形状的位置指示器的交流信号,检测位置指示器在传感器上指示的位置。位置指示器具有以在外壳的前端部中相互电分离而包围外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3个电极,并且,包括进行以下控制的控制电路:对3个电极选择性地供应交流信号,且生成用于识别选择性地供应交流信号的电极的识别信息而送出交流信号。包括角度信息计算电路,该角度信息计算电路基于由传感器接收到的从位置指示器送出的交流信号和识别信息,计算在传感器上的位置指示器的旋转角以及倾斜角中的至少一个信息。

Description

位置检测装置以及位置指示器
技术领域
本发明涉及能够检测例如笔形状的位置指示器的倾斜以及旋转角的位置检测装置以及该位置检测装置的位置指示器。
背景技术
例如,笔形状的位置指示器用于输入字符或图画等的用途,但此时,有除了基于坐标值的输入之外,还想要以基于使用者的手的扭转程度或个人的习惯等的笔的旋转或倾斜为数据而输入的要求。
为了答复这个要求,能够检测位置指示器在位置检测装置的传感器面上的倾斜角或以与传感器面垂直方向为轴的旋转角的发明,例如作为专利文献1(特开2014-35631号公报)等而提出。
在专利文献1中,为了检测位置指示器的旋转角,在芯体中设置第一电极和第二电极,将其交替选择而切换要送出交流信号的电极。此时,将表示是从第一电极和第二电极中的哪一个送出交流信号的信号送出的模式信息包含在从位置指示器送出的交流信号中。
位置检测装置根据与从位置指示器接收到的模式信息对应地求出的、接收到来自位置指示器的交流信号的传感器面上的多个坐标位置,计算位置指示器的以与传感器面垂直的方向为轴的旋转角。
此外,在专利文献1中,为了检测位置指示器的倾斜角,在框体(外壳)中设置3个电极,且设置对基于预先确定的模式而选择的1个电极供应交流信号的切换电路。并且,位置指示器在由切换电路切换了模式时,将表示其模式的种类的模式信息向位置检测装置送出。
位置检测装置根据与接收的至少3组模式信息对应地求出的、至少3个坐标位置以及3个信号强度,计算位置指示器相对于传感器面的倾斜角。
此外,在专利文献1中,如在0114段落中所记载,“在本实施例的位置指示器中,设置只选择电极40的第一模式、只选择电极41的第二模式、只选择电极42的第三模式,……在选择了第一模式时,将接着开始信号的“符号”设为“0”,在选择了第二模式以及第三模式时,将接着开始信号的“符号”设为“1”。因此,在平板侧,能够考虑前述的送出的顺序而识别是从位置指示器的哪个电极送出的信号”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2014-35631号公报
发明内容
如上所述,在专利文献1中的位置指示器的倾斜角的检测方法中,位置指示器并不是送出与3个电极的每个对应的识别信息的器件。因此,假设在位置检测装置中不能检测来自位置指示器的3个电极中的任一个的交流信号时,无法区分识别3个模式,存在无法准确地检测成为什么样的旋转角和成为什么样的倾斜角的顾虑。
本发明的目的在于,提供一种能够解决以上的问题点的位置指示器以及位置检测装置。
为了解决上述的课题,第一实施方式所示的发明提供一种位置检测装置,
该位置检测装置包括在笔形状的外壳内具备交流信号生成电路且送出由所述交流信号生成电路生成的交流信号的位置指示器、和接收从所述位置指示器送出的所述交流信号的传感器,检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置,其特征在于,
所述位置指示器具有以在所述笔形状的外壳的前端部中相互电分离而包围所述外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3个电极,并且,包括进行以下控制的控制电路:对所述至少3个电极选择性地供应由所述交流信号生成电路生成的所述交流信号,且生成用于识别选择性地供应所述交流信号的电极的识别信息而向所述传感器送出,
所述传感器具有沿着第一方向配置有多个导体且沿着与所述第一方向不同的第二方向配置有多个导体的结构,
所述位置检测装置包括:位置检测电路,基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器送出的所述交流信号,检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置;以及角度信息计算电路,基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器送出的所述交流信号和所述识别信息,计算在所述传感器上的所述位置指示器的旋转角以及倾斜角中的至少一个信息。
在上述的结构的发明的实施方式的位置检测装置中,位置指示器具有以在笔形状的外壳的前端部中相互电分离而包围外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3个电极。并且,位置指示器的控制电路进行对至少3个电极选择性地供应由交流信号生成电路生成的交流信号的控制,且进行生成用于识别选择性地供应交流信号的电极的识别信息而向传感器送出的控制。
并且,位置检测装置的角度信息计算电路基于由传感器从位置指示器接收到的交流信号和所述识别信息,计算在传感器上的位置指示器的旋转角以及倾斜角中的至少一个信息。即,伴随着用于识别送出交流信号的电极的识别信息,交流信号对位置检测装置的传感器送出。因此,在位置检测装置中,由于能够识别接收到来自位置指示器的多个电极中的哪个电极的交流信号,所以容易准确地检测位置指示器的旋转角或倾斜角。
此外,第二实施方式所示的发明提供一种位置检测装置,
该位置检测装置包括在笔形状的外壳内具备交流信号生成电路且送出由所述交流信号生成电路生成的交流信号的位置指示器、和接收从所述位置指示器送出的所述交流信号的传感器,检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置,其特征在于,
所述位置指示器在所述笔形状的外壳的所述前端部中具有配置在所述外壳的轴心方向的预定的位置的第一电极、和以相互电分离而包围所述外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3个第二电极,并且,包括进行以下控制的控制电路:对所述第一电极供应由所述交流信号生成电路生成的交流信号,且将所述至少3个第二电极选择性地设定为预定的电位,且生成用于识别选择性地设定所述预定的电位的所述第二电极的识别信息而向所述传感器送出,
所述传感器具有沿着第一方向配置有多个导体且沿着与所述第一方向不同的第二方向配置有多个导体的结构,
所述位置检测装置包括:位置检测电路,基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器的所述第一电极送出的所述交流信号,检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置;以及角度信息计算电路,基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器送出的所述交流信号和所述识别信息,计算在所述传感器上的所述位置指示器的旋转角以及倾斜角中的至少一个信息。
根据上述的结构的发明,位置指示器除了配置在外壳的轴心方向的预定的位置且将交流信号向传感器送出的第一电极之外,还包括以包围外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置且由控制电路选择性地设定预定的电位的至少3个第二电极。控制电路还进行生成用于识别选择性地设定预定的电位的第二电极的识别信息而向传感器送出的控制。
在本发明中,通过切换被施加预定的固定电位的第二电极,来自第一电极的交流信号的送出分布模式发生变化。即,若第二电极设定为预定的固定电位、例如接地电位或者电源电压的电位,则通过被设定了该预定的固定电位的第二电极,来自第一电极的交流信号的送出分布模式受到影响。因此,在本发明中,也通过切换被设定了预定的固定电位的第二电极,与第一实施方式所示的发明同样地,交流信号的送出分布模式发生变更。
并且,能够根据与交流信号一同从位置指示器送来的、被设定了预定的固定电位的第二电极是哪个的识别信息,认定是哪个送出分布模式。因此,位置检测装置能够认识从位置指示器接收到在多个第二电极中的哪个被设为预定电位时的交流信号,容易准确地检测位置指示器的旋转角或倾斜角。
根据第一实施方式所示的发明的位置指示器,伴随着分别识别3个以上的电极的识别信息,交流信号对位置检测装置的传感器送出。因此,本发明的位置检测装置由于能够识别接收到来自位置指示器的多个电极中的哪个电极的交流信号,所以容易准确地检测位置指示器的旋转角或倾斜角。
此外,根据第二实施方式所示的发明的位置指示器,通过切换被设定了预定的固定电位的第二电极,交流信号的送出分布模式发生变化,且通过被设定预定的固定电位的第二电极是哪个的识别信息与交流信号一同对位置检测装置的传感器送出,能够认定是哪个送出分布模式。在位置检测装置中,能够接收从位置指示器送出的交流信号而认识多个第二电极中的哪个被设为预定电位,由此,容易准确地检测位置指示器的旋转角或倾斜角。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的结构例的图。
图2是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的结构例的图。
图3是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的内部电路结构例的图。
图4是表示用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的处理动作例的流程图的图。
图5是表示用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的处理动作例的定时图的图。
图6是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的结构例的概略的图。
图7是用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置的处理动作的概略的图。
图8是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的电路结构例的图。
图9是用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置中的位置指示器的旋转角的测量原理的图。
图10是用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置中的位置指示器的倾斜角的测量原理的图。
图11是表示本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的结构例的图。
图12是表示本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的结构例的图。
图13是表示本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的内部电路结构例的图。
图14是表示用于说明本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的处理动作例的定时图的图。
图15是用于说明本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的处理动作例的图。
图16是表示本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的变形例的主要部分的结构例的图。
图17是表示本发明的第三实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的结构例的图。
图18是表示本发明的第三实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的结构例的图。
图19是表示本发明的第四实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的结构例的图。
图20是表示本发明的第四实施方式的位置检测装置的位置指示器的内部电路结构例的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的位置检测装置的几个实施方式。
[第一实施方式]
<位置指示器的结构例>
图1是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置中的位置指示器1的位置指示部(芯体侧)的构造的图,图2是从芯体侧观察该位置指示器1的图。
位置指示器1在整体上呈笔形状的筒状的框体(外壳)2的位置指示部侧(笔尖侧)具有开口2a,以从该开口2a向外壳2的外部突出的方式,在该例中插拔自如地配置有芯体3。芯体3起到传递对位置指示器1的笔尖施加的压力(笔压)的作用,在该例中,由塑料等的绝缘材料成型。
在位置指示器1的外壳2内,如图1所示,配置有印制电路板4,且配置有作为压力检测传感器的例的可变电容电容器5,可变电容电容器5的两端的电极5a、5b连接到印制电路板4。可变电容电容器5包括被插入芯体3的与其笔尖侧相反侧的端部而结合的结合部,该结合部根据对芯体3施加的压力(笔压)而与芯体3一同稍微移动,对应于该移动,根据经由芯体3而被施加的压力(笔压),可变电容电容器5的电容发生变化。在该实施方式中,芯体3对可变电容电容器5的结合部插拔自如地结合。可变电容电容器5能够使用例如在特开平04-96212号公报中公开的电容器,在这里省略其详细的结构的说明。
并且,在该实施方式中,位置指示器1的外壳2的至少位置指示部侧例如由树脂等的绝缘性材料构成,且在该例中,在外壳2的开口2a的附近的圆锥台形状部分位置,以包围外壳2的轴心方向的周围的方式,形成有在圆周方向上相互电分离的3个电极6、7、8。在该例的情况下,如图1以及图2所示,3个电极6、7、8以包围芯体3的周围的方式形成。
此时,3个电极6、7、8例如由导电性金属材料或导电性树脂等构成,且相互成为相同的形状以及相同的大小,且沿着圆周方向相互距离相同的距离而形成。因此,在该实施方式中,3个电极6、7、8配置在相互距离120度角间隔的位置。
该3个电极6、7、8在外壳2的开口2a的附近的圆锥台形状的外周部分,分别形成例如与电极6、7、8对应的形状的凹部,通过使电极6、7、8在该凹部内嵌合并粘结或者沉积而形成。并且,3个电极6、7、8的每个通过省略图示的接线,与印制电路板4进行电连接。
另外,3个电极6、7、8也可以在外壳2的开口2a的附近的圆锥台形状的外周面部分沉积形成,或者通过印刷而形成。此外,3个电极6、7、8也可以形成在外壳2的开口2a的附近的内壁面侧。此外,3个电极6、7、8的材料并不限定于导电性金属材料,也可以由导电性橡胶等的导电性树脂材料构成。
图3是第一实施方式的位置指示器1的电路结构图。即,位置指示器1包括控制器10、干电池或者可充电的二次电池等的电池11、振荡电路12、开关电路13、14、15、DC/DC变流器16。并且,在控制器10上,连接有可变电容电容器5。
控制器10例如由微处理器构成,构成对位置指示器1的如后述的处理动作进行控制的控制电路,被供应来自作为驱动电源的例的电池11的电源电压VDD。如后所述,控制器10对振荡电路12进行控制或者对开关电路13、14、15的每个进行接通、断开控制,且通过监视可变电容电容器5的电容来检测经由位置指示器1的芯体3而被施加的笔压。在该实施方式中,如后所述,控制器10根据可变电容电容器5的放电时间来检测笔压。
振荡电路12产生预定频率f1、例如频率f1=1.8MHz的交流信号。即,振荡电路12构成交流信号产生电路。控制器10通过对该振荡电路12的使能端子EN供应控制信号(使能信号CT),对该振荡电路12进行接通、断开控制。因此,振荡电路12根据来自控制器10的使能信号CT,使产生的交流信号断续,由此,振荡电路12产生ASK(幅移键控(AmplitudeShiftKeying))调制信号。即,通过基于控制器10的振荡电路12的使能控制,能够生成ASK调制信号。在该实施方式中,位置指示器1通过该ASK调制信号,如后所述,送出除了用于检测位置指示器1指示的位置之外还用于使同步于从位置指示器1送出的信号的信号送出定时而在控制器10中能够进行信号解调的连续发送信号(脉冲信号)、用于识别电极6、7、8的每个的识别信息、笔压信息。
在该实施方式中,来自振荡电路12的交流信号通过开关电路13、14、15的每个而供应给电极6、7、8的每个。开关电路13、14、15通过来自控制器10的切换控制信号SW1、SW2、SW3而被接通、断开控制。
DC/DC变流器16将电池11的电压进行升压,生成高的电压VP的电源。电压VP用作使开关电路13、14、15动作的电源,需要设为比从振荡电路12被供应的交流信号的振幅高的电压。因此,将电池11的电压通过DC/DC变流器16而升压,生成该电压VP。
<位置指示器1的处理动作例>
图4是用于说明该第一实施方式的位置指示器1的控制器10的处理动作的流程的例的流程图。
控制器10检测笔压(步骤S1)。在该例中,基于对可变电容电容器5进行充电,该充电电压Ec被放电至成为预定的阈值时的时间,计算笔压。即,可变电容电容器5具有对应于笔压的电容,但该充电电压Ec成为与此时的电容对应的电压,充电电压Ec被放电至成为预定的阈值时的时间成为对应于笔压的时间。关于该笔压的检测,在后面详细叙述。
接着,控制器10判别在步骤S1中求出的笔压是否为预定的阈值th0以上(步骤S2)。这里,阈值th0被设定为例如位置指示器1的芯体3与位置检测装置的传感器面接触且稍微按压了传感器面时的笔压的值。
在步骤S2中,判别为求出的笔压的值小于阈值th0时,控制器10对开关电路13、14、15的全部供应控制为接通的切换控制信号SW1、SW2、SW3,控制为从电极6、7、8的全部送出来自振荡电路12的交流信号(步骤S3)。
在该步骤S3中,控制器10控制振荡电路12,使得间歇性地重复将交流信号在预定期间连续发送的连续发送期间。此外,控制器10也可以进行控制,使得从振荡电路12接着连续发送期间而生成发送笔压数据的笔压数据发送期间,从而间歇性地进行由这些连续发送期间和笔压数据发送期间构成的区间。从位置指示器1送出的连续发送信号是具有预定的时间的脉冲信号,在位置检测装置中,由传感器接收而用于检测位置指示器1在传感器上指示的位置,且用作如下的同步信号:用于将接收接着该连续发送信号而送出的笔压数据等的编码数据而解码时的定时同步,以从位置指示器1送出的信号的定时为基准而进行。在位置检测装置中的信号处理同步于该脉冲信号的定时而执行。并且,控制器10接着该步骤S3,将处理返回到步骤S1,重复该步骤S1以后的处理。
以上的步骤S1~S3的处理是位置指示器1在位置检测装置的传感器上进行位置指示输入前的状态下的处理,且是用于在位置指示器1接近了位置检测装置的传感器上的状态(所谓的盘旋状态)下实施以及从该盘旋状态在位置检测装置中良好地检测对于传感器面的位置指示器1的接触的处理。即,这是因为与将来自位置指示器1的交流信号从3个电极6、7、8中的任一个送出相比,从3个电极6、7、8的全部同时送出交流信号时交流信号的送出能量更大,在位置检测装置的传感器中更容易检测来自位置指示器1的交流信号。
在步骤S2中,判别为求出的笔压的值为阈值th0以上时,控制器10为了能够检测位置指示器1的指示位置且检测位置指示器1的旋转角以及倾斜角,进行控制,使得在该实施方式中,进行将开关电路13、14、15顺次接通的切换,将来自振荡电路12的交流信号从电极6、7、8的每个顺次送出(步骤S4)。并且,控制器10在该步骤S4中,对应于各开关电路13、14、15的每个的接通期间,生成对振荡电路12进行使能控制的使能信号CT,并供应给振荡电路12。
参照图5的定时图,说明此时的控制器10中的处理动作。
即,如图5(A)所示,控制器10首先将开关电路13接通,将其他的开关电路14、15断开,从而设为只选择3个电极6、7、8内的电极6的状态。并且,在该电极6的选择状态下,如图5(B)所示,控制器10进行控制,使得将端子P1的使能信号CT在恒定期间维持高电平,从振荡电路12在恒定期间连续输出交流信号Sc。由此,电极6成为在恒定期间连续放射交流信号Sc的状态(参照图5(D)的连续发送期间(6))。
在该连续发送期间(6)中,控制器10控制端子P5而求出对可变电容电容器5施加的笔压。即,控制器10通过将可变电容电容器5所连接的端子P5设为高电平,对可变电容电容器5进行充电。接着,控制器10将端子P5切换为输入状态。此时,在可变电容电容器5中蓄积的电荷通过与其并联连接的电阻17而被放电,可变电容电容器5的电压Ec(参照图5(C))缓慢地降低。控制器10在将端子P5切换为输入状态之后,求出可变电容电容器5的电压Ec降低至预先确定的阈值电压以下为止的时间Tp。该时间Tp是相当于求出的笔压的时间,控制器10根据该时间Tp,将例如笔压作为10比特的值而求出。
若结束该连续发送期间(6),则控制器10以预定的周期Td将端子P1设为高电平或者低电平而控制振荡电路12,从而基于交流信号Sc来进行ASK调制。此时,控制器10第一次将使能信号CT设为高电平而在预定的时间送出信号(参照图5(D)的开始信号)。该开始信号是用于能够在位置检测装置侧准确地判定以后的数据送出定时而设置的信号。即,用于使在位置检测装置中的ASK解调等的信号处理同步于位置检测装置接收到的来自位置指示器1的开始信号的信号送出定时而设置。关于将连续发送期间(6)中的连续发送信号利用作为从位置指示器1放出的信号的送出定时而能够使位置检测装置中的信号处理同步,如已经叙述那样,但即使利用该开始信号,也能够使位置检测装置中的ASK解调等的信号处理同步。
接着该开始信号的2Td的期间是用于识别供应该交流信号Sc的电极6的识别信息的送出区间,在该例中,如图5(D)所示,控制器10控制端子P1,使得对电极6作为2比特的识别信息而赋予符号“00”。作为2比特的符号是为了识别3个电极6、7、8的每个。
接着电极6的识别信息,控制器10顺次发送通过前述的动作而求出的10比特的笔压数据。即,控制器10通过控制为在发送数据为“0”时将端子P1设为低电平而停止从振荡电路12产生交流信号,在发送数据为“1”时将端子P1设为高电平而从振荡电路12产生交流信号,从而进行ASK调制(参照图5(D)的笔压数据发送期间)。图5(B)例示在图5(A)所示的电极6的选择期间,发送的笔压为“0101110101”的情况。
若结束10比特的笔压数据的发送,则控制器10为了结束电极6的选择期间而切换到电极7的选择期间,通过切换控制信号SW1、SW2、SW3进行切换控制,使得断开开关电路13以及开关电路15,只接通开关电路14。
并且,在该电极7的选择期间,与电极6的选择期间相同地,如图5(B)所示,控制器10进行控制,使得将端子P1的使能信号CT在恒定期间维持高电平,从振荡电路12在恒定期间连续输出交流信号Sc。由此,电极7成为在恒定期间连续送出交流信号Sc的状态(参照图5(D)的连续发送期间(7))。
若结束该连续发送期间(7),则控制器10控制端子P1,使得在将端子P1设为高电平而送出开始信号之后,作为用于识别电极7的识别信息的2比特量的符号,在该例中赋予“10”。在该例中,在电极7的选择期间,不进行笔压检测动作,也不发送笔压数据。另外,在电极7的选择期间,当然也可以进行笔压检测动作,发送笔压数据。
在电极7的选择期间,接着连续发送期间(7),若结束电极7的识别信息的送出,则控制器10为了结束电极7的选择期间而切换到电极8的选择期间,通过切换控制信号SW1、SW2、SW3进行切换控制,使得断开开关电路13以及开关电路14,只接通开关电路15。
在该电极8的选择期间,与电极7的选择期间相同地,如图5(B)所示,控制器10进行控制,使得将端子P1的使能信号CT在恒定期间维持高电平,设为从振荡电路12在恒定期间连续输出交流信号Sc的连续发送期间(8)的状态。
并且,若结束连续发送期间(8),则控制器10控制端子P1,使得在将端子P1设为高电平而送出开始信号之后,作为用于识别电极8的识别信息的2比特量的符号,在该例中赋予“01”。在该例中,在电极8的选择期间,也不进行笔压检测动作,也不发送笔压数据。另外,在电极8的选择期间,当然也可以进行笔压检测动作,发送笔压数据。
在电极8的选择期间,接着连续发送期间(8),若结束电极8的识别信息的送出,则控制器10对从端子P2、P3、P4输出的切换控制信号SW1、SW2、SW3进行控制,从而接通开关电路13,断开其他的开关电路14、15,使得结束电极8的选择期间而返回到电极6的选择期间。在步骤S4中,以下,相同地,进行将电极6的选择期间、电极7的选择期间、电极8的选择期间顺次循环地切换的控制。
如以上,在步骤S4中,从位置指示器1通过电极6、7、8,包括各电极的识别信息且包括笔压数据的交流信号进行ASK调制并向位置检测装置送出。在位置检测装置中,如后所述,接收从该位置指示器1送出的交流信号,检测对位置指示器1施加的笔压,且计算位置指示器1的旋转角以及倾斜角。
接着该步骤S4,控制器10判别对位置指示器1施加的笔压是否小于预定的阈值th0(步骤S5)。在该步骤S5中,判别为笔压是阈值th0以上时,控制器10将处理返回到步骤S4,重复该步骤S4的动作。
此外,在步骤S5中,判别为笔压小于阈值th0时,控制器10判别其是否持续了预定时间(步骤S6)。然后,在步骤S6中,判别为笔压小于阈值th0的状态为预定时间以下时,控制器10将处理返回到步骤S4,重复该步骤S4的动作。
在步骤S6中,判别为笔压小于阈值th0的状态持续了预定时间以上时,控制器10将处理返回到步骤S3,设为将来自振荡电路12的交流信号从3个电极6、7、8的全部送出的状态,并重复该步骤S3以后的处理。
<位置检测装置的结构例>
接着,说明与以上说明的位置指示器1一同使用的、该第一实施方式的位置检测装置的结构例。
图6是用于说明该实施方式的位置检测装置20的概略结构例的图。该例的位置检测装置20是静电电容方式的位置检测装置的结构,包括所谓的交叉点(互电容)结构的传感器部,构成为在检测手指等的静电触摸、尤其多触摸的情况下,对沿着第一方向配置的导体供应发送信号且从沿着与第一方向不同的第二方向配置的导体接收信号。此外,在指示体为如上述的位置指示器1那样的、包括用于送出位置指示信号的电路和驱动该电路的驱动电源的有源静电笔的情况下,成为从沿着第一方向以及第二方向配置的各个导体接收信号的结构。另外,关于交叉点型静电电容方式的位置检测装置的原理等,在作为本申请的申请人的申请的公开公报的特开2011-3035号公报、特开2011-3036号公报、特开2012-123599号公报等中详细说明。
如图6所示,本实施方式的位置检测装置20由构成触摸面板(位置检测传感器)的传感器部100和控制装置部200构成。
在该例中,传感器部100从下层侧顺次将Y导体群102、绝缘层、X导体群101进行层叠而形成。如图6以及后述的图8所示,Y导体群102是例如将沿着横方向(X轴方向)延伸的多个Y导体102Y1、102Y2、…、102Yn(n为1以上的整数)相互隔开预定间隔而并列配置的群。此外,X导体群101是将沿着相对于Y导体102Y1、102Y2、…、102Yn交叉、在该例中为正交的纵方向(Y轴方向)延伸的多个X导体101X1、101X2、…、101Xm(m为1以上的整数)相互隔开预定间隔而并列配置的群。
在该实施方式的传感器部100中,构成X导体群101的多个X导体101X1、101X2、…、101Xm是第一导体,构成Y导体群102的多个Y导体102Y1、102Y2、…、102Yn是第二导体。这样,在位置检测装置20中,具有如下结构:使用使X导体和Y导体交叉而形成的传感器模式,检测手指fg或构成有源静电笔的位置指示器1等的指示体指示的位置。
并且,该实施方式的位置检测装置20搭载在例如被称为智能手机的便携设备等的电子设备中使用。因此,传感器部100具有与电子设备具备的显示画面的大小对应的尺寸。画面尺寸为例如4英寸前后的大小的指示输入面100S由具有透光性的、X导体群101和Y导体群102形成。
另外,X导体群101和Y导体群102既可以是在传感器基板的同一面侧分别配置的结构,也可以是在传感器基板的一面侧配置X导体群101、在另一面侧配置Y导体群102的结构。
控制装置部200由成为与传感器部100的输入输出接口的多路器201、手指触摸/笔指示检测电路202、控制电路203构成。
控制电路203是用于控制位置检测装置20的整体的动作的电路,在该例中,由MPU(微处理器(microprocessorunit))构成。该实施方式的位置检测装置20进行控制,使得以时分方式进行手指触摸的检测和笔指示的检测。即,在该实施方式的位置检测装置20中,如图7所示,使得交替地以时分方式执行执行笔指示的检测的笔指示检测期间PP和执行手指触摸的检测的手指触摸检测期间PF。
在该实施方式中,在手指触摸检测期间PF处理的信号的频率f2被设为50kHz~200kHz,被设为使用频带与在笔指示检测期间PP处理的信号的频率(来自位置指示器1的交流信号的频率f1=1.8MHz)大不相同。因此,将在手指触摸检测期间PF和笔指示检测期间PP处理的信号例如通过带通滤波器进行频带分离,能够辨别各自的信号。
控制电路203在手指触摸检测期间PF和笔指示检测期间PP,如后所述,对多路器201以及手指触摸/笔指示检测电路202,将必要的部位进行切换控制。
即,控制装置部200在手指触摸检测期间PF,由于使X导体和Y导体交叉而形成的传感器部100的传感器模式的各个交点中的静电电容在手指触摸到的位置发生变化,所以通过检测该静电电容的变化来检测手指触摸的位置。
即,控制装置部200在手指触摸检测期间PF,将例如50kHz~200kHz左右的频率f2的发送信号供应给Y导体,将X导体的接收信号供应给信号处理电路。在信号处理电路中,通过检测与在手指fg触摸到的位置上的静电电容的变化对应地接收信号的电平发生变化的情况,检测手指触摸位置。
此外,控制装置部200在笔指示检测期间PP,在传感器部100中检测从位置指示器1送出的交流信号。在位置检测装置20中,来自该位置指示器1的频率f1的交流信号,除了在传感器部100的X导体群101(第一导体:X导体)中接收之外,如图8中详细叙述那样,还在Y导体群102(第二导体:Y导体)中接收。并且,控制装置部200关于构成第一导体以及第二导体的各个导体,通过测定从位置指示器1送出的1.8MHz的信号的电平,确定1.8MHz的信号成为高电平的第一导体以及第二导体每个来检测位置指示器1在传感器部100上的指示位置。
并且,在该实施方式中,在笔指示检测期间PP中,控制装置部200的控制电路203接收对位置指示器1的芯体3施加的笔压数据,检测该笔压,且检测位置指示器1的旋转角以及倾斜角。
<位置检测装置20的控制装置部200的结构例>
图8是表示了位置检测装置20的结构图的一例的图,是主要表示了控制装置部200的结构例的图。即,如图8所示,该例的控制装置部200包括X导体选择电路211、Y导体选择电路212、切换电路213以及214、振荡器221、放大电路222、增益控制电路223、带通滤波器电路224、检波电路225、模拟数字转换电路(以下,称为AD转换电路)226、控制电路220,且包括前述的控制电路203。
从X导体群101选择预定的X导体的X导体选择电路211、从Y导体群102选择预定的Y导体的Y导体选择电路212、切换电路213以及214构成前述的多路器201。振荡器221、放大电路222、增益控制电路223、带通滤波器电路224、检波电路225、模拟数字转换电路226、控制电路220构成前述的手指触摸/笔指示检测电路202。控制电路220接受来自控制电路203的控制信号i,对构成多路器201的X导体选择电路211、Y导体选择电路212、切换电路213以及214供应切换控制信号,且对构成手指触摸/笔指示检测电路202的前述的各部分供应控制信号。
X导体选择电路211根据来自控制电路220的选择控制信号h,从X导体群101中选择1条X导体。Y导体选择电路212根据来自控制电路220的选择控制信号g,从Y导体群102中选择1条Y导体。
振荡器221是在控制装置部200的手指触摸检测期间PF中,用于将频率f2的振荡信号作为驱动信号而供应给构成Y导体群102的Y导体的振荡器。切换电路213切换将由Y导体选择电路212选择的Y导体连接到振荡器221或者后述的放大电路222侧的哪一个。
控制电路220根据控制信号a而将切换电路213进行切换,使得在手指触摸检测期间PF中,将由Y导体选择电路212选择的Y导体连接到振荡器221,而在笔指示检测期间PP中,将由Y导体选择电路212选择的Y导体连接到放大电路222。
切换电路214切换将由X导体选择电路211选择的X导体和经由切换电路213而由Y导体选择电路212选择的Y导体中的哪一个连接到放大电路222的输入端。控制电路220在手指触摸检测期间PF中,根据控制信号b而将切换电路214进行切换,使得将由X导体选择电路211选择的X导体连接到放大电路222。
此外,控制电路220在笔指示检测期间PP中,求出位置指示器1的指示位置的X轴坐标时,根据控制信号b而将切换电路214进行切换,使得将X导体选择电路211连接到放大电路222。此外,在求出位置指示器1的指示位置的Y轴坐标时,根据控制信号b而将切换电路214进行切换,使得将Y导体选择电路212连接到放大电路222。
放大电路222的输出连接到增益控制电路223。增益控制电路223根据来自控制电路223的控制信号c,对放大电路222的输出进行增益控制,设定为成为适当的电平的输出信号。
带通滤波器电路224是具有以频率f1以及频率f2为中心的预定的带宽的带通滤波器电路。该带通滤波器电路224的中心频率根据来自控制电路220的控制信号d而切换,且切换为在手指触摸检测期间PF中将中心频率设为f2,在笔指示检测期间PP中频率成为f1。
带通滤波器电路224的输出信号通过检波电路225进行检波,其检波输出供应给AD转换电路226,基于来自控制电路220的控制信号e而由AD转换电路226转换为数字值。来自AD转换电路226的数字数据f由控制电路203所读取,进行用于求出位置指示器1在传感器部100上指示的位置坐标、位置指示器1的旋转角以及位置指示器1相对于传感器部100的传感器面100S的倾斜角的信号处理。
构成控制电路203的微处理器在内部具有ROM以及RAM且通过存储在ROM中的程序而动作。并且,控制电路203输出控制信号i而对控制电路220进行控制,使得控制电路220在预定的定时输出控制信号a~e以及g、h。
说明如以上那样构成的位置检测装置20的手指触摸检测期间PF中的动作。如前所述,在手指触摸检测期间PF中,切换电路213连接到振荡器221,对由Y导体选择电路212选择的Y导体供应驱动信号。此外,由X导体选择电路211选择的X导体经由切换电路214连接到放大电路222,来自该放大电路222的信号电平经由增益控制电路223、带通滤波器电路224、检波电路225而由AD转换电路226转换为数字值。
此时,若手指触摸到由X导体选择电路211以及Y导体选择电路212选择的各导体的交点,则检测出的信号电平比没有手指时的电平还降低。因此,若对构成X导体群101的各个X导体和构成Y导体群102的各个Y导体的全部交点预先求出没有手指时的信号电平,能够根据信号电平降低的位置来求出手指触摸位置。
接着,以下,说明位置检测装置20的笔指示检测期间PP中的、检测位置指示器1的指示位置、旋转角以及倾斜角时的动作。
基于来自控制电路203的控制信号i,控制电路220根据控制信号a而将切换电路213进行切换,使得由Y导体选择电路212选择的Y导体经由切换电路214连接到放大电路222。此外,根据控制信号b而将切换电路214进行切换,使得由X导体选择电路211选择的X导体连接到放大电路222。另外,在由X导体选择电路211选择的X导体连接到放大电路222的状态下,由Y导体选择电路212选择的Y导体既不连接到放大电路222,也不连接到振荡器221。
接着,控制电路203为了进行用于求出位置指示器1指示的X方向位置的对于X导体的扫描动作,使控制电路220输出X导体选择电路211选择X导体101X1的控制信号h,读取作为此时的信号电平的来自AD转换电路226的数字数据f。并且,通过控制电路203对于控制电路220的指示,X导体选择电路211顺次切换X导体101X2、101X3、101X4……和X导体的同时,读取来自AD转换电路226的各个信号电平的数字数据f。
此时,若在全部X导体101X1~101Xm中检测出的各个信号电平没有达到预定值,则判断为位置指示器1不在传感器部100上,重复上述的动作。在从X导体101X1~101Xm中的任一个X导体检测出预定值以上的电平的信号的情况下,控制电路203将检测出最高的信号电平的X导体的序号101Xi作为位置指示器1位于该X导体101Xi附近而存储。
接着,控制电路203为了进行用于求出位置指示器1指示的Y方向位置的对于Y导体的扫描动作,使控制电路220输出Y导体选择电路212选择Y导体102Y1的控制信号g。之后,通过进行与上述的求出X方向位置的处理相同的处理,求出位置指示器1在传感器部100中指示的Y方向位置。
图9是用于计算在获得了2个坐标值(X0、Y0)以及(X1、Y1)时,位置指示器1的以与传感器面100S垂直方向为轴的旋转角度θ的原理图。在该图中,将Y轴的正向设为基准(θ=0),将θ的范围设为-180°<θ≤+180°,定义与坐标值(X1、Y1)对应的电极6的朝向。此时,位置指示器1的旋转角θ通过X0、Y0、X1、Y1,如以下的(1)式~(5)式那样计算。
【算式1】
在Y1>Y0时,
θ = tan - 1 ( X 1 - X 0 Y 1 - Y 0 ) . . . . . . ( 1 )
在Y1=Y0且X1>X0时,
θ=90°……(2)
在Y1=Y0且X1<X0时,
θ=-90°……(3)
在Y1<Y0且X1≥X0时,
在Y1<Y0且X1<X0时,
并且,在该实施方式中,根据接收从位置指示器1的3个电极6、7、8送出的交流信号而获得的各接收信号强度,求出位置指示器1的倾斜角。作为接收信号强度,既可以使用X轴坐标检测时的电平,也可以使用Y轴坐标检测时的电平,但在这里,设为使用X轴坐标检测时的电平。
图10是用于使用接收从3个电极6、7、8送出的交流信号而获得的各接收信号强度V1、V2、V3,求出位置指示器1的倾斜角的原理图。在图10中,将坐标轴设定为如下:将位置检测装置20从传感器面100S的高度方向取z轴,将相当于位置指示器1的电极6、7、8的前端的点分别作为A、B、C而构成的正三角形的中心G位于yz面上且相当于电极6的前端的点A位于z轴上。若将此时的各点的坐标表示为A点(0、0、z1)、B点(x2、y2、z2)、C点(x3、y3、z3)、G点(0、yg、zg),则位置指示器1的倾斜角(θx、θy)如以下的(6)式、(7)式所示那样求出。
【算式2】
sin θx = z 2 - z 3 r (r:正三角形的一边的长度)……(6)
sin θy = 2 · z 1 - z 2 - z 3 r 3 . . . . . . ( 7 )
(点A与BC间的中点的斜率)
这里,由于位于位置指示器1的3个电极6、7、8的前端位置的A点、B点、C点和从传感器面100S的距离(z1、z2、z3)与接收信号强度V1、V2、V3大致成反比例,所以将α作为比例系数,如以下的(8)式、(9)式那样表示。
【算式3】
z1=α/V1、z2=α/V2、z3=α/V3
因此,θx、θy为如下。
θx = sin - 1 α ( V 3 - V 2 ) r · V 2 · V 3 . . . . . . ( 8 )
θy = sin - 1 α ( 2 · V 2 · V 3 - V 1 · V 3 - V 1 · V 2 ) r · V 1 · V 2 · V 3 · 3 . . . . . . ( 9 )
这里,由于α/r为常数,所以若预先求出该值,则能够通过所述关系式来求出θx、θy。
另外,在上述的第一实施方式中,送出交流信号的电极6、7、8设置在外壳2的外周面,但也可以形成在外壳2的内周壁面。
[第二实施方式]
在上述的第一实施方式的位置指示器1中,将来自振荡电路12的交流信号通过开关电路13、14、15而顺次切换电极6、7、8而供应。因此,在第一实施方式的位置指示器1中,由于是将交流信号本身通过开关电路13、14、15而切换控制的结构,所以开关电路13、14、15必须使用能够处理大振幅的交流信号的高耐压的开关电路。第二实施方式是改善了这一点的例。
图11是表示第二实施方式的位置检测装置中的位置指示器1A的位置指示部(芯体侧)的构造的图,对于与第一实施方式的位置检测装置中的位置指示器1相同的部分,赋予相同的标号。另外,该第二实施方式中的位置检测装置20的结构成为与第一实施方式完全相同的结构。
该第二实施方式中的位置指示器1A作为用于送出交流信号的电极,使用如图11(A)、(B)所示的筒状的电极9,将该筒状的电极9在外壳2的内部中,以电极9的轴心方向和外壳2的轴心方向一致的状态配置。该筒状的电极9具有将芯体3插通的径的贯通孔9a。即,若将芯体3的外径设为Rc,则电极9的内径Ra成为Rc<Ra。电极9既可以由金属导体构成,也可以由导电性的树脂、其他的导电性材料构成。电极9通过接线9b与印制电路板4的电路部进行电连接,如后所述那样被供应交流信号。以下,将筒状的电极9称为信号电极9。
芯体3的与前端部相反侧的端部将该信号电极9插通,与第一实施方式的位置指示器1相同地,在可变电容电容器5的结合部中,对该可变电容电容器5插拔自如地结合。因此,在该第二实施方式中,芯体3也能够对位置指示器1A进行插拔而能够更换。
并且,在该第二实施方式的位置指示器1A中,位置指示器1A的外壳2的至少位置指示部侧由例如树脂等的绝缘性材料构成,且在外壳2的开口2a的附近的圆锥台形状部分,以包围外壳2的轴心方向的周围的方式,形成有在圆周方向上相互电分离的3个电极6A、7A、8A。
这些3个电极6A、7A、8A由与第一实施方式的位置指示器1的3个电极6、7、8相同的材料以同样的形状构成,但在该实施方式中,尤其以包围来自筒状的电极9的信号的送出路径的方式形成。并且,在该第二实施方式中,3个电极6A、7A、8A的每个也通过省略图示的接线而与印制电路板4进行电连接,如后所述,通过开关电路31连接到预定的电位,在该例中连接到接地电位。如后所述,3个电极6A、7A、8A以分别在被施加了接地电位时,阻碍来自被设为该接地电位的电极侧的交流信号的方式动作。以下,将电极6A、7A、8A的每个称为阻碍电极。
图12(A)是从芯体3的前端侧观察了位置指示器1A的图,在该第二实施方式中,3个阻碍电极6A、7A、8A也以包围芯体3的周围的方式形成。
如图12(B)的位置指示器1A的剖视图所示,筒状的电极9以与在外壳2的内部中设置在开口2a侧的台阶部2b嵌合的方式配置,例如粘结在外壳2的内壁面而固定。如图12(B)所示,信号电极9的贯通孔9a与外壳2的开口2a连通,如前所述,芯体3将信号电极9插通,与可变电容电容器5插拔自如地结合。
另外,信号电极9也可以与外壳2成为朝向开口2a侧变窄的形状相匹配地,如在图12(C)的剖视图中作为信号电极9’所示出,设为筒状体的外径缓慢地减小而变窄的形状。此时,形成在外壳2的内部的台阶部2b具有与图12(C)所示的信号电极9’的筒状部的外形形状相匹配的内壁面的形状。
图13是第二实施方式的位置指示器1A的电路结构图,对于与图3所示的第一实施方式的位置指示器1的电路结构相同的部分赋予相同的参照标号。即,位置指示器1A包括控制器10A、电池11、振荡电路12、开关电路31。并且,在控制器10A上,连接有可变电容电容器5和电阻17。
控制器10A例如由微处理器构成,构成对位置指示器1A的处理进行控制的控制电路,从作为驱动电源的电池11被供应驱动电压。控制器10A对振荡电路12进行控制或者对开关电路31进行切换控制,且通过与第一实施方式相同地监视可变电容电容器5的电容,检测经由位置指示器1A的芯体3而被施加的笔压。
开关电路31是用于将阻碍电极6A、7A、8A中的任一个切换为接地电位的开关电路。即,开关电路31的可动端子s0连接到接地端,且第一端子s1连接到阻碍电极6A,第二端子s2连接到阻碍电极7A,第三端子s3连接到阻碍电极8A。并且,在该例中,开关电路31包括对阻碍电极6A、7A、8A中的任一个也都不施加接地电位的浮动端s4。开关电路31通过来自控制器10A的切换控制信号SWc而被切换选择控制。
与第一实施方式完全相同地,振荡电路12产生频率f1的交流信号。并且,控制器10A将与第一实施方式的控制器10相同的使能信号CT供应给振荡电路12。
在该第二实施方式的位置指示器1A中,由于开关电路31是将阻碍电极6A、7A、8A切换到接地电位而不是切换来自振荡电路12的交流信号的结构,所以不需要使用如开关电路13、14、15这样的高耐压的开关电路。
在该第二实施方式中,与在图5的定时图中所示相同地,在位置指示器1A没有接触到位置检测装置20的传感器部100时,控制器10A交替地重复从振荡电路12连续发送交流信号的连续发送期间和发送由ASK调制信号构成的笔压数据的发送期间。此时,控制器10A切换到开关电路31选择浮动端s4的状态。因此,成为从位置指示器1A的信号电极9送出交流信号而不会被阻碍电极6A、7A、8A阻碍信号送出的状态。因此,与第一实施方式相同地,在位置指示器1A没有接近或者接触传感器部100时,从位置指示器1A以最大的信号强度送出交流信号。
若位置指示器1A接触到传感器部100,成为对芯体3施加预定的笔压的状态,则控制器10A基于可变电容电容器5的电容来检测所述笔压的变化,如图14(A)所示,将开关电路31切换为将阻碍电极6A、7A、8A顺次设为接地电位,且对应于该开关电路31的切换,生成对振荡电路12进行使能控制的使能信号CT(参照图14(B):与图5(B)相同),并供应给振荡电路12。
图15是用于说明此时的阻碍电极6A、7A、8A的切换和来自信号电极9的交流信号的送出位置的关系的图。即,在图15(A)中,在开关电路31连接到端子s1时,如图15(B)所示,阻碍电极6A成为接地电位,来自信号电极9的交流信号的从该阻碍电极6A侧的送出受到阻碍。其结果,来自信号电极9的交流信号以在图15(B)中由黑圈32A表示的阻碍电极7A和8A之间的位置成为最高的信号电平的方式送出。
此时,控制器10A对振荡电路12送出如图14(B)所示的使能信号CT,通过如图14(D)所示那样对交流信号Sc进行控制,从而以生成连续发送期间(32)、开始信号、开始信号之后的识别信息、之后的笔压数据发送期间的方式,送出信号。在该例中,识别信息被设为表示选择了阻碍电极6A的识别信息“00”。
接着,开关电路31切换到端子s2,如图15(C)所示,阻碍电极7A连接到接地电位,来自信号电极9的交流信号的从该阻碍电极7A的附近的送出受到阻碍。其结果,来自信号电极9的交流信号以在图15(C)中由黑圈33A表示的阻碍电极6A和8A之间的位置成为最高的信号电平的方式送出。
此时,控制器10A对振荡电路12送出如图14(B)所示的使能信号CT,通过如图14(D)所示那样对交流信号Sc进行控制,从而以生成连续发送期间(33)、开始信号、开始信号之后的识别信息的方式,送出信号。在该例中,识别信息被设为表示选择了阻碍电极7A的识别信息“10”。
接着,开关电路31切换到端子s3,如图15(D)所示,阻碍电极8A连接到接地电位,来自信号电极9的交流信号的从该阻碍电极8A侧的送出受到阻碍。其结果,来自信号电极9的交流信号以在图15(D)中由黑圈34A表示的阻碍电极6A和7A之间的位置成为最高的信号电平的方式送出。
此时,控制器10A对振荡电路12送出如图14(B)所示的使能信号CT,通过如图14(D)所示那样对交流信号Sc进行控制,从而以生成连续发送期间(34)、开始信号、开始信号之后的识别信息的方式,送出信号。在该例中,识别信息被设为表示选择了阻碍电极8A的识别信息“01”。
在该第二实施方式中,也能够与第一实施方式相同地,进行位置指示器1A的指示位置坐标的检测、旋转角以及倾斜角的检测。但是,不同点在于,相对于在第一实施方式中,坐标(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)对应于电极6、7、8的位置,在第二实施方式中,对应于黑圈32A、33A、34A的位置。
并且,在第二实施方式中,通过识别阻碍电极6A、7A、8A的每个,也能够确定来自位置指示器1A的交流信号的送出位置,能够可靠地取得位置指示器1A的旋转角或倾斜角。
并且,在第二实施方式中,也与第一实施例不同,由于是在开关电路31中不被供应交流信号的结构,所以不需要使用高耐压的开关电路,所以在成本上有利。
[第二实施方式的变形例]
在上述的第二实施方式中,阻碍交流信号的送出的阻碍电极6A、7A、8A设置在外壳2的外周面,但也可以形成在外壳2的内周壁面。
此外,在上述的第二实施方式中,将信号电极9设为由筒状的导电体构成的结构,且将该信号电极9使其轴心方向和外壳2的轴心方向一致而配置在外壳2的内部,且将阻碍电极6A、7A、8A设为通过以在位置指示器1A的外壳2的前端部中包围外壳2的轴心方向的预定位置的方式形成,从而阻碍来自信号电极9的交流信号的结构。但是,作为阻碍来自位置指示器的交流信号的结构,并不限定于上述的例。
图16(A)、(B)是用于说明第二实施方式的位置指示器中的信号电极和阻碍电极的其他的结构例的图,在该图16的例中,也对与第一实施方式相同的部分赋予相同的参照标号。图16(A)是表示该例的位置指示器1B的芯体3侧的结构例的一部分剖视图。此外,图16(B)是表示包括信号电极90以及阻碍电极91、92、93的筒状体9B的图。
该图16的例的位置指示器1B在例如由树脂等的绝缘材料构成的筒状体9B的中空内壁,例如将导电性材料进行印刷或者蒸镀而形成信号电极90。并且,该信号电极90和印制电路板4(省略图示)通过接线90a而连接。
此外,在筒状体9B的外周面,如图16(B)所示,以在分别比120度角范围稍微窄的角度范围中相互电分离的方式,形成有3个阻碍电极91、92、93。这些阻碍电极91、92、93既能够例如将导电性材料进行印刷或者蒸镀而形成,也能够沉积或粘结而形成。这些阻碍电极91、92、93的每个也通过接线91a、92a、93a连接到印制电路板4。
该图16的例的位置指示器1B的电路结构能够设为与图13所示的位置指示器1A完全相同的电路结构。并且,如参照图14以及图15所说明,能够与位置指示器1A完全相同地检测位置指示器1B的指示位置、笔压、旋转角以及倾斜角。
[第三实施方式]
图17是用于说明第三实施方式的位置检测装置的位置指示器1C的图。该第三实施方式的位置指示器1C是第一实施方式的变形例,且是作为用于检测笔压的压力检测传感器,使用了包括构成静电电容方式的压力感知部的半导体芯片的笔压检测用模块的结构例。在该图17的例中,也对与第一实施方式的位置指示器1相同的部分赋予相同的参照标号,省略其详细的说明。
图17(A)是用于说明位置指示器1C的芯体3侧的结构的剖视图。在第一实施方式中,送出交流信号的电极6、7、8设置在外壳2的外周部分,但在该第三实施方式的位置指示器1C中,如图17(B)所示,在外壳2的内部配置的筒状体9C的外周面设置3个电极6C、7C、8C。如图17(A)所示,筒状体9C在外壳2的内部中,以其轴心方向和外壳2的轴心方向一致的状态配置。并且,该筒状体9C具有将芯体3插通的径的贯通孔9Ca。
如图17(B)所示,电极6C、7C、8C在筒状体9C的外周面中,以在分别比120度角范围稍微窄的角度范围中相互电分离的方式形成。
并且,在该第三实施方式的位置指示器1C中,在外壳2的内部设置有笔压检测用模块50,芯体3的与前端相反侧的端部与其结合。
笔压检测用模块50包括压力传感设备51、作为第一支架的外侧支架52、作为第二支架的内侧支架53。外侧支架52由硬质的树脂、例如POM(聚甲醛(polyoxymethylene))树脂或聚碳酸酯构成。
该外侧支架52具有将芯体3插通的贯通孔521、由与该贯通孔521连通的中空部构成的容纳空间522。在该容纳空间522内,容纳有内侧支架53和压力传感设备51。此外,在外侧支架52的芯体3侧的端面,设置有与筒状体9C对应的形状的凹部523,筒状体9C在该凹部523内嵌合而结合。
在该凹部523的底面侧的内周面,如图17(C)所示,形成有与在筒状体9C的外周面形成的3个电极6C、7C、8C对应的导体片54、55、56。此外,在筒状体9C上,形成有位置对置用的突起9Cb,且在凹部523的底面,如图17(C)所示,形成有与突起9Cb对应的凹孔57。并且,通过使突起9Cb嵌合到凹孔57内,进行周向的位置对置,将筒状体9C容纳在凹部523内。于是,由于构成为在筒状体9C的外周面形成的3个电极6C、7C、8C与凹部523的对应的导体片54、55、56的每个接触,所以成为电连接的状态。
并且,如图17(A)所示,在由树脂构成的外侧支架52内,通过嵌入成型,设置有一端连接到导体片54、55、56的每个的接线(参照图17(A)的虚线)54a、55a、56a。该接线54a、55a、56a的另一端连接到印制电路板4。由此,若筒状体9C在凹部523内嵌合而容纳,则在筒状体9C的外周面形成的3个电极6C、7C、8C通过导体片54、55、56以及接线54a、55a、56a连接到印制电路板4。
如图17(A)所示,外侧支架52的轴心方向上的芯体3的一侧与外壳2的台阶部2c对接,且与芯体3的相反侧也与轴心方向的位置限制单元对接,使得固定为在外壳2的内部中不会沿着轴心方向移动。
外侧支架52的容纳空间522的、被插入芯体3的一侧的径比内侧支架53的径小,且贯通孔521的径比芯体3的径大。因此,在外侧支架52的容纳空间522中,形成有台阶部524,通过该台阶部524,在容纳空间522内容纳的内侧支架53不会从外侧支架52向芯体3侧脱落。
如图17(A)所示,内侧支架53由以下构件构成:卡定构件531,与芯体3卡合而将芯体3对内侧支架53卡定;以及作为第二构件的例的按压构件532,如后所述那样与压力传感设备51抵接而对压力传感设备51传递施加到芯体3的压力。
卡定构件531的外观成为圆柱形状,由硬质的树脂、例如POM树脂或聚碳酸酯构成。该卡定构件531的圆柱形状部的外径成为比外侧支架52的容纳空间522的径小的值,卡定构件531能够在容纳空间522内沿着轴心方向移动,而不与外侧支架52的容纳空间522的内壁摩擦。
并且,在卡定构件531的轴心方向上的芯体3侧的中心部,沿着轴心方向形成插入芯体3的凹孔5311。该凹孔5311是比芯体3的外径稍微大的圆柱形状。在该圆柱形状的凹孔5311的轴心方向的预定的位置的内壁面,从该内壁面向凹孔5311的空间,形成有在该例中以圆弧状突出的环状突部5312。
另一方面,在芯体3的端部的预定位置,如图17(A)所示,沿着与轴心方向正交的方向,形成有在该例中以圆弧状突出的环状突部3a。凹孔5311的环状突部5312和芯体3的环状突部3a以在芯体3的环状突部3a跨过了凹孔5311的环状突部5312时芯体3的前端面与凹孔5311的底部对接的方式,形成在凹孔5311以及芯体3的预定位置。并且,在芯体3的前端面和凹孔5311的底部的对接状态下,通过环状突部5312和环状突部3a的卡合,芯体3在卡定构件531的凹孔5311内卡定,只要不以预定的力来抽出芯体3,则芯体3维持在卡定构件531的凹孔5311内卡定的状态。
接着,说明作为内侧支架53的第二构件的例的按压构件532。在该实施方式中,按压构件532由弹性构件构成。构成按压构件532的弹性构件由弹性系数(弹性率)比卡定构件531的材料小、即具有高的弹性的例如硅树脂构成,在该例中尤其由硅橡胶构成。
在该按压构件532中,形成有从圆柱状基部的轴心方向的端面以凸形状突出的圆柱状突部532a。并且,按压构件532以其圆柱状基部与形成在卡定构件531的凹部嵌合而对卡定构件531结合。此时,按压构件532的圆柱状突部532a的端面朝向压力传感设备51侧,成为能够与压力传感设备51抵接的状态。此时,成为按压构件532的圆柱状突部532a的端面的中心位置与内侧支架53的中心线位置一致的状态。
如以上所述,通过按压构件532对卡定构件531嵌合而结合,从而形成内侧支架53。该内侧支架53成为与卡定构件531的端面相比,按压构件532的圆柱状突部532a更加以凸形状突出,与后述的压力传感设备51抵接的状态。
接着,说明在外侧支架52的容纳空间522中容纳的压力传感设备51。图18是用于说明该例的压力传感设备51的图。
如图18(A)所示,压力传感设备51由构成静电电容方式的压力感知部的半导体芯片300、容纳该半导体芯片300且具有金属端子片51a、51b的套筒510构成。
图18(C)示出半导体芯片300的剖视图。并且,图18(D)是从图18(C)所示的压力P的施加方向观察了该半导体芯片300的俯视图。图18(C)成为图18(D)中的B-B线剖视图。
该例的半导体芯片300是将被施加的压力作为静电电容的变化来检测的芯片,具有如图18(C)所示的结构。如图18(D)所示,半导体芯片300成为例如纵以及横的长度L为1.5mm、高度H为0.5mm的长方体形状。如图18(C)所示,该例的半导体芯片300由第一电极301、第二电极302、第一电极301以及第二电极302之间的绝缘层(电介质层)303构成。在该例中,第一电极301以及第二电极302以由单晶硅(Si)构成的导体而成。
并且,该绝缘层303的与第一电极301对置的面侧,在该例中,形成有以该面的中央位置为中心的圆形的凹部304。通过该凹部304,在绝缘层303和第一电极301之间形成有空间305。在该例中,凹部304的底面成为平坦的面,其直径D例如成为D=1mm。此外,在该例中,凹部304的深度成为几十微米~几百微米左右。
由于空间305的存在,第一电极301能够产生位移,使得若从与第二电极302对置的面的相反侧的上面301a侧被按压,则向该空间305的方向弯曲。作为第一电极301的例的单晶硅的厚度t成为能够通过被施加的压力P而弯曲的厚度,设为比第二电极302薄。
在作为如以上的结构的压力感知芯片的例的半导体芯片300中,在第一电极301和第二电极302之间形成有静电电容Cd。并且,若从第一电极301的与第二电极302对置的面的相反侧的上面301a侧对第一电极301施加压力,则第一电极301以向空间305侧弯曲的方式产生位移,变化为第一电极301和第二电极302之间的距离缩短,静电电容Cd的值变大。第一电极301的弯曲量根据被施加的压力的大小而变化。因此,静电电容Cd成为与对半导体芯片300施加的压力P的大小对应的可变电容。另外,在作为第一电极301而例示的单晶硅中,根据压力P而产生几微米的弯曲。根据产生该弯曲的压力P,静电电容Cd呈现0~10pF(微微法拉)的变化。
套筒510由例如树脂构成,具有如图18(A)以及(B)所示的扁平形状。在该套筒510中,金属端子片51a、51b通过树脂铸模而固定。
并且,套筒510在与导出金属端子片51a以及51b的面的相反侧的前面部,具有如上述的结构的半导体芯片300的容纳凹部511。在该容纳凹部511的底部,露出在金属端子片51b的、与折弯部的相反侧的端部形成的端子板512。另外,容纳凹部511的底部的端子板512当然也可以不成为金属端子片51b的一部分,而是与金属端子片51b进行电连接。
此外,在套筒510的前面的容纳凹部511的周围的面的一部分,露出在金属端子片51a的、与前述的折弯部的相反侧的端部形成的端子板513。另外,该端子板513当然也可以不成为金属端子片51a的一部分,而是与金属端子片51a进行电连接。
在套筒510的容纳凹部511内,例如导电性粘结材料附着在第二电极302上的半导体芯片300以第二电极302侧成为容纳凹部511的底部侧的方式容纳。在该容纳状态下,半导体芯片300的第二电极302和端子板512进行电连接,即第二电极302和金属端子片51b进行电连接。
并且,在对于容纳凹部511内的容纳状态下,半导体芯片300的第一电极301向前面侧露出。并且,如图18(B)所示,半导体芯片300的该露出的第一电极301和在容纳凹部511的周围的预定位置露出的端子板513通过金属线306相互焊锡而连接。由此,半导体芯片300的第一电极301和金属端子片51a进行电连接。
如以上所述,压力传感设备51通过在套筒510的容纳凹部511容纳有半导体芯片300而构成。
并且,在该例中,在夹持压力传感设备51的套筒510的前面的容纳凹部511的上下的位置,分别形成有具有上方向以及下方向的突出部514a以及515a(在图18中,省略突出部515a)的卡定爪514以及515。
另一方面,虽然省略图示,但在外侧支架52的容纳空间522的部分的上下的壁面,形成有压力传感设备51的套筒510的卡定爪514以及515的突出部514a以及515a卡合的开口。
在压力传感设备51中,半导体芯片300的第一电极301以与按压构件532的圆柱状突部532a抵接的方式插入到外侧支架52的容纳空间522。并且,套筒510的卡定爪514以及515的突出部514a以及515a通过与外侧支架52的所述开口卡合,压力传感设备51在外侧支架52的容纳空间522内容纳固定。在该容纳固定状态时,在压力传感设备51中容纳保持的半导体芯片300的第一电极301的上面301a成为与按压构件532的圆柱状突部532a的前端面抵接的状态。
并且,在该状态下,按压构件532的圆柱状突部532a的前端面的中心位置和半导体芯片300的第一电极301的下方的圆形空间305的中心位置一致。按压构件532的圆柱状突部532a的径为0.7mm,第一电极301的下方的圆形空间305的径为1mm,按压构件532的圆柱状突部532a的径成为比圆形空间305的径更小。另外,按压构件532的圆柱状突部532a的径和圆形空间305的径的尺寸是一例,但构成为维持按压构件532的圆柱状突部532a的径比圆形空间305的径更小的关系。
另外,在该实施方式中,在外侧支架52的容纳空间522的内壁面,形成有沿着轴心方向的方向的多个凸缘(突条)。这些凸缘用于外侧支架52的容纳空间522中的压力传感设备51的位置限制。即,通过这些凸缘与压力传感设备51的套筒510的外周侧面抵接,以在压力传感设备51中容纳的半导体芯片300的第一电极301的下方的圆形空间305的中心位置和按压构件532的圆柱状突部532a的前端面的中心位置一致的方式,对压力传感设备51进行位置限制。
并且,如图17(A)所示,对套筒510形成的金属端子片51a以及51b的前端通过与在印制电路板4中形成的通孔4a、4b嵌合并焊锡,从而与在印制电路板4中形成的电路部连接。
在具有如以上的结构的第三实施方式的位置指示器1C中,若对芯体3施加笔压,则在笔压检测用模块50中,芯体3被卡合的内侧支架53的卡定构件531在外侧支架52内,以与被施加的笔压对应地沿着轴心方向按压压力传感设备51的半导体芯片300的方式发生位移。因此,通过与卡定构件531嵌合的按压构件532,压力传感设备51的半导体芯片300的第一电极301经由空间305向第二电极302侧弯曲,由此,在半导体芯片300的第一电极301和第二电极302之间构成的电容器的静电电容Cd根据笔压而变化。并且,根据该静电电容Cd的变化,位置指示器1C检测对芯体3施加的笔压,并将该检测出的笔压数据在笔压数据发送期间配置为ASK调制信号而向位置检测装置20送出。
并且,在该第三实施方式的位置指示器1C中,也与第一实施方式相同地,切换电极6C、7C、8C,且基于交流信号Sc而生成ASK调制信号并向位置检测装置20送出。通过在进行ASK调制而送出的交流信号中包括用于识别电极6C、7C、8C的识别信息,在位置检测装置20中,能够与前述相同地,检测位置指示器1C的指示位置,且检测位置指示器1C的旋转角以及倾斜角。
[第三实施方式的变形例]
在上述的第三实施方式的位置指示器1C中,在筒状体9C的外周面形成了3个电极6C、7C、8C,但也可以如图17(D)所示,在筒状体9C的内周面形成3个电极6C′、7C′、8C′。此时,如图17(E)所示,在外侧支架52的凹部523的底面,形成在筒状体9C与凹部523嵌合时与筒状体9C的内周面的3个电极6C′、7C′、8C′接触而电连接的导体片54′、55′、56′。另外,在外侧支架52内,分别设置有用于连接导体片54′、55′、56′和印制电路板4的接线是与上述的实施方式相同。
[第四实施方式]
在上述的第二实施方式的位置指示器1A中,设为信号电极9作为筒状形状而具有将芯体3插通的贯通孔。但是,也可以不使用这样的筒状形状的信号电极9,而是将芯体使用导电性金属或导电性树脂。
图19是用于说明作为信号电极而使用了由导电性金属或导电性树脂构成的芯体3D的位置指示器1D的图。该图19的例的位置指示器1D为了检测对芯体3D施加的笔压,使用前述的笔压检测用模块50。图19(A)是用于说明位置指示器1D的芯体3D侧的结构的剖视图。
并且,在该图19的例的位置指示器1D中,如图19(A)以及(B)所示,将3个阻碍电极6D、7D、8D形成在芯体3D被插通的筒状体9D的外周面。
并且,如图19(C)所示,在笔压检测用模块50的外侧支架52的、筒状体9D被嵌合的凹部523的底面,形成与筒状体9D的外周面的3个电极6D、7D、8D接触而电连接的导体片54D、55D、56D。并且,在外侧支架52内,分别设置有用于连接导体片54D、55D、56D和印制电路板4的接线54Da、55Da、56Da(在图19(A)中,没有显示接线54Da)。
进一步,在该实施方式中,在外侧支架52的贯通孔521的壁面,通过印刷或蒸镀等而沉积形成导体层58,且从该导体层58形成导电体刷59。并且,如图19(A)所示,在外侧支架52内,用于连接导体层58和印制电路板4的接线58a例如通过嵌入成型而设置。
因此,若作为导电体的芯体3D在外侧支架52的贯通孔521中插通,则如图19(A)所示,芯体3D经由导电体刷59而与导体层58进行电连接。由此,作为导电体的芯体3D连接到印制电路板4的振荡电路的输出端,芯体3D作为信号电极而动作。
如图19(A)所示,在芯体3D的端部的预定位置,沿着与轴心方向正交的方向,形成有在该例中以圆弧状突出的环状突部3Da。凹孔5311的环状突部5312和芯体3D的环状突部3Da以在芯体3D的环状突部3Da跨过了凹孔5311的环状突部5312时芯体3D的前端面与凹孔5311的底部对接的方式,形成在凹孔5311以及芯体3D的预定位置。并且,在芯体3D的前端面和凹孔5311的底部的对接状态下,通过环状突部5312和环状突部3Da的卡合,芯体3D在卡定构件531的凹孔5311内卡定,只要不以预定的力来抽出芯体3D,则芯体3D维持在卡定构件531的凹孔5311内卡定的状态。
并且,该例的位置指示器1D通过阻碍电极6D、7D、8D经由开关电路13D、14D、15D而选择性地接地,与在第二实施方式中的说明相同地,在位置检测装置20中,能够检测位置指示器1D的指示位置以及笔压,且检测位置指示器1D的旋转角以及倾斜角。
图20表示位置指示器1D的电路结构例。即,在该位置指示器1D中,在阻碍电极6D、7D、8D的每个和接地端之间设置有开关电路13D、14D、15D。并且,控制器10D对振荡电路12供应使能信号CT,且对开关电路13D、14D、15D供应切换控制信号SWa、SWb、SWc。通过基于使能信号CT的控制,来自振荡电路12的交流信号Sc进行ASK调制,并供应给由导电体构成的芯体3D。
在位置指示器1D没有接触到位置检测装置20的传感器部100上的状态下,控制器10D进行断开开关电路13D、14D、15D的全部,从芯体3D不阻碍交流信号而送出的控制。
并且,若基于由笔压检测用模块50的半导体芯片300构成的可变电容电容器Cd的电容而检测出位置指示器1D接触到位置检测装置20的传感器部100的状态,则与在前述的第二实施方式中的说明相同,控制器10D顺次切换阻碍电极6D、7D、8D,通过接地的阻碍电极6D、7D、8D而阻碍从芯体3D送出交流信号。并且,控制器10D根据使能信号CT来控制振荡电路12,使得产生包括连接到开关电路13D、14D、15D内被接通的开关电路的阻碍电极的识别信息的交流信号Sc。
由此,在该例中,也与上述的第二实施方式相同地,位置检测装置20检测位置指示器1D的指示位置以及笔压,且检测位置指示器1D的旋转角以及倾斜角。
[其他的实施方式或者变形例]
在上述的第一实施方式以及第三实施方式中,将送出交流信号的电极数设为3个,但也可以是3个以上。此外,在上述的第二实施方式以及第四实施方式中,将阻碍电极设为3个,但也可以是3个以上。
此外,在上述的实施方式中,将识别正在通过开关电路而选择的电极(送出信号的电极以及阻碍信号的送出的电极中的任一个)的识别信息包含在送出的交流信号中,但也可以将识别未正在选择的电极的识别信息包含在送出的交流信号中。
此外,在上述的实施方式中,选择了3个以上的多个电极的每一个,但也可以每次选择多个。此时,将识别信息设为识别这些多个电极的每个的信息。
此外,在上述的实施方式中,检测笔压的压力检测传感器并不限定于在上述的实施方式中使用的传感器,还能够使用光学方式检测位置指示器的芯体的轴心方向的位移的方法等。
另外,在设置阻碍电极而阻碍从信号电极送出交流信号的第二实施方式以及第四实施方式中,也可以使用阻碍电极来控制从位置指示器送出交流信号的断续,而不根据来自控制器10A或者10D的使能信号来使从振荡电路12的交流信号的输出断续。
此时,控制器10A或者10D进行控制,使得从振荡电路12始终送出交流信号。并且,在使从振荡电路12的交流信号的送出停止的期间,控制器10A或者10D将多个阻碍电极的全部设为接地电位,阻碍从信号电极送出交流信号。
即,在位置指示器没有接触到传感器部100的状态下,在送出交流信号的期间,不将全部阻碍电极设为接地电位,在停止送出交流信号时,将全部阻碍电极设为接地电位。此外,在位置指示器接触到传感器部100的状态下,在各个阻碍电极的选择期间进行控制,使得在送出交流信号时,只将该阻碍电极设为接地,且在不送出交流信号时,将全部阻碍电极设为接地电位。
另外,在上述的第二实施方式或第四实施方式中,将阻碍电极设为接地而阻碍交流信号的送出,但即使将阻碍电极设为电源电位等的预定的直流电位,也能够同样地阻碍交流信号的送出。
另外,在上述的第一~第三实施方式中,作为芯体而使用了树脂制的棒状的芯体3,但也可以代替该芯体3而使用所谓的圆珠笔的笔芯。此时,位置指示器还能够作为圆珠笔来使用,所以方便。
另外,在上述的实施方式的说明中,将位置指示器的驱动电源设为电池,但也可以将蓄积电源电压的电容器设置在位置指示器中,将该电容器作为驱动电源来使用。此时,在电容器中蓄积电源电压的结构既可以设为通过电磁感应或电场耦合而从外部获取电能而充电的充电电路的结构,也可以构成为在位置指示器中进一步设置充电端子而从专用的充电装置通过该充电端子而供应充电电流。并且,来自外部的电能(电磁能或电场能)既可以从位置检测装置供应给位置指示器,也可以从专用的电力供应装置供应。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D…位置指示器、2…外壳、3、3D…芯体、4…印制电路板、5…可变电容电容器、6、7、8…电极、6A、7A、8A…阻碍电极、9…信号电极、10、10A、10D…控制器、11…电池、12…振荡电路、50…笔压检测用模块、51…压力传感设备、300…半导体芯片。

Claims (23)

1.一种位置检测装置,包括在笔形状的外壳内具备交流信号生成电路且送出由所述交流信号生成电路生成的交流信号的位置指示器、和接收从所述位置指示器送出的所述交流信号的传感器,检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置,其特征在于,
所述位置指示器具有以在所述笔形状的外壳的前端部中相互电分离而包围所述外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3个电极,并且,包括进行以下控制的控制电路:对所述至少3个电极选择性地供应由所述交流信号生成电路生成的所述交流信号,且生成用于识别选择性地供应所述交流信号的电极的识别信息而向所述传感器送出,
所述传感器具有沿着第一方向配置有多个导体且沿着与所述第一方向不同的第二方向配置有多个导体的结构,
所述位置检测装置包括:位置检测电路,基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器送出的所述交流信号,检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置;以及角度信息计算电路,基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器送出的所述交流信号和所述识别信息,计算在所述传感器上的所述位置指示器的旋转角以及倾斜角中的至少一个信息。
2.如权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述位置指示器包括从所述笔形状的外壳的前端部突出的芯体、和检测对所述芯体施加的压力的压力检测传感器,对应于在所述压力检测传感器中检测出的对所述芯体施加的压力超过预定的值的情况,所述控制电路进行以下控制:对所述至少3个电极选择性地供应由所述交流信号生成电路生成的所述交流信号,且生成用于识别选择性地供应所述交流信号的电极的识别信息。
3.如权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述位置指示器包括从所述笔形状的外壳的前端部突出的芯体、和检测对所述芯体施加的压力的压力检测传感器,在所述压力检测传感器中检测出的对所述芯体施加的压力为预定的值以下的情况下,所述控制电路同时选择所述至少3个电极中的多个电极而供应所述交流信号。
4.如权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述控制电路顺次选择所述至少3个电极内的预定数的电极,且生成用于识别所述选择的电极的识别信息。
5.如权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述控制电路顺次选择或者不选择所述至少3个电极内的1个电极,且生成用于识别所述选择或者不选择的电极的识别信息。
6.如权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述控制电路进行控制,使得经由选择性地供应所述交流信号的电极而送出所述识别信息。
7.如权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述至少3个电极以在所述外壳的前端部中与所述外壳成为一体的方式配置。
8.如权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
在所述外壳的前端部中,容纳有形成有所述至少3个电极的筒状的构件。
9.如权利要求8所述的位置检测装置,其特征在于,
在形成有所述至少3个电极的所述筒状的构件中,设置有所述芯体插通的中空部。
10.如权利要求8所述的位置检测装置,其特征在于,
所述至少3个电极形成在所述筒状的构件的外周部,在所述外壳中设置有使所述筒状的构件卡合的卡合部,且在所述卡合部中设置有用于在使所述筒状的构件卡合到所述卡合部时分别与在所述筒状的构件的所述外周部形成的所述至少3个电极进行电连接的多个接点。
11.一种位置检测装置,包括在笔形状的外壳内具备交流信号生成电路且送出由所述交流信号生成电路生成的交流信号的位置指示器、和接收从所述位置指示器送出的所述交流信号的传感器,检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置,其特征在于,
所述位置指示器在所述笔形状的外壳的所述前端部中具有配置在所述外壳的轴心方向的预定的位置的第一电极、和以相互电分离而包围所述外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3个第二电极,并且,包括进行以下控制的控制电路:对所述第一电极供应由所述交流信号生成电路生成的交流信号,且将所述至少3个第二电极选择性地设定为预定的电位,且生成用于识别选择性地设定所述预定的电位的所述第二电极的识别信息而向所述传感器送出,
所述传感器具有沿着第一方向配置有多个导体且沿着与所述第一方向不同的第二方向配置有多个导体的结构,
所述位置检测装置包括:位置检测电路,基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器的所述第一电极送出的所述交流信号,检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置;以及角度信息计算电路,基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器送出的所述交流信号和所述识别信息,计算在所述传感器上的所述位置指示器的旋转角以及倾斜角中的至少一个信息。
12.如权利要求11所述的位置检测装置,其特征在于,
所述位置指示器包括从所述笔形状的外壳的前端部突出的芯体、和检测对所述芯体施加的压力的压力检测传感器,对应于在所述压力检测传感器中检测出的对所述芯体施加的压力超过预定的值的情况,所述控制电路进行以下控制:将构成所述第二电极的所述至少3个电极选择性地设定为所述预定的电位,且生成用于识别选择性地设定所述预定的电位的所述电极的识别信息而向所述传感器送出。
13.如权利要求11所述的位置检测装置,其特征在于,
所述位置指示器包括从所述笔形状的外壳的前端部突出的芯体、和检测对所述芯体施加的压力的压力检测传感器,在所述压力检测传感器中检测出的对所述芯体施加的压力为预定的值以下的情况下,所述控制电路对所述至少3个第二电极中的哪个电极都不进行设定为所述预定的电位的控制。
14.如权利要求11所述的位置检测装置,其特征在于,
所述控制电路进行控制,使得顺次选择所述至少3个第二电极内的预定数的电极而设定所述预定的电位,且生成用于识别选择性地设定所述预定的电位的所述第二电极的识别信息而送出所述交流信号。
15.如权利要求11所述的位置检测装置,其特征在于,
所述控制电路进行控制,使得顺次选择所述至少3个第二电极内的1个电极而设定所述预定的电位,且生成用于识别设定有所述预定的电位的所述1个第二电极的识别信息而送出所述交流信号。
16.如权利要求11所述的位置检测装置,其特征在于,
所述控制电路进行控制,使得经由选择性地供应所述交流信号的所述第一电极而送出所述识别信息。
17.如权利要求11所述的位置检测装置,其特征在于,
所述至少3个第二电极以在所述外壳的前端部中与所述外壳成为一体的方式配置。
18.如权利要求11所述的位置检测装置,其特征在于,
在所述外壳的前端部中,容纳有形成有所述至少3个第二电极的筒状的构件。
19.如权利要求18所述的位置检测装置,其特征在于,
在形成有所述至少3个第二电极的所述筒状的构件中,设置有所述芯体插通的中空部。
20.如权利要求11所述的位置检测装置,其特征在于,
所述芯体具有导电性,所述芯体构成所述第一电极。
21.如权利要求18所述的位置检测装置,其特征在于,
所述至少3个第二电极形成在所述筒状的构件的外周部,在所述外壳中设置有使所述筒状的构件卡合的卡合部,且在所述卡合部中设置有用于在使所述筒状的构件卡合到所述卡合部时分别与在所述筒状的构件的所述外周部形成的所述至少3个第二电极进行电连接的多个接点。
22.一种位置指示器,在笔形状的外壳内具备交流信号生成电路且将由所述交流信号生成电路生成的交流信号向位置检测装置的传感器送出,其特征在于,
所述位置指示器具有以在所述笔形状的外壳的前端部中相互电分离而包围所述外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3个电极,并且,包括进行以下控制的控制电路:对所述至少3个电极选择性地供应由所述交流信号生成电路生成的所述交流信号,且生成用于识别选择性地供应所述交流信号的电极的识别信息而向所述传感器送出。
23.一种位置指示器,在笔形状的外壳内具备交流信号生成电路且将由所述交流信号生成电路生成的交流信号向位置检测装置的传感器送出,其特征在于,
所述位置指示器在所述笔形状的外壳的所述前端部中具有配置在所述外壳的轴心方向的预定的位置的第一电极、和以相互电分离而包围所述外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3个第二电极,并且,包括进行以下控制的控制电路:对所述第一电极供应由所述交流信号生成电路生成的交流信号,且将所述至少3个第二电极选择性地设定为预定的电位,且生成用于识别选择性地设定所述预定的电位的所述第二电极的识别信息而向所述传感器送出。
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