CN107015716B - 位置指示器和位置指示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及位置指示器和位置指示方法，提供一种同时满足对于谐振电路来说相互冲突的要素、即减少能量损失以及使信号传递速度高速化的位置指示器。位置指示器具备谐振电路，将根据通过谐振电路接收到的、按照第1持续时间和比所述第1持续时间短的第2持续时间从位置检测装置间歇地发送的电磁波来生成的电磁波回送给位置检测装置。具备负载电阻值控制电路，该负载电阻值控制电路以将谐振电路具有的负载电阻的值设定成与第1持续时间和所述第2持续时间分别对应地不同的值、并且将与第2持续时间对应地设定的负载电阻的值设定成小于与第1持续时间对应地设定的负载电阻的值的方式，控制负载电阻的值。

Description

位置指示器和位置指示方法
技术领域
本发明涉及与利用电磁感应耦合来检测位置指示器的指示位置的位置检测装置一起使用的电磁感应方式的位置指示器和位置指示方法。
背景技术
作为这种位置指示器，广泛使用具备由线圈与电容器的并联电路构成的谐振电路、并且使从位置检测装置侧发送来的电磁波经由该谐振电路返回到位置检测装置侧的位置指示器。并且，在这种位置指示器中，以往以来，按与从位置检测装置间歇地发送来的电磁波同步的定时，根据笔压等发送数据而控制谐振电路的特性，从而能够将上述笔压等发送数据回送给位置检测装置(参照例如专利文献1(日本特开2005-10844号公报)等)。
图10是示出这种位置指示器的结构例的图，另外，图11是示出图10的位置指示器的结构例中的各部的信号波形的时序图。
该图10的例子的位置指示器1具备由线圈2L与电容器2C的并联电路构成的谐振电路2。在该例的谐振电路2中，与线圈2L和电容器2C并联地连接开关2S。在该例子中，使谐振电路2的线圈2L的一端侧接地，在线圈2L的另一端侧得到与从位置检测装置间歇地发送来的电磁波a(参照图11(A))相应的感应信号b(参照图11(B))。
此外，从位置检测装置作为电磁波a而发送的信号是与位置指示器1的谐振电路2的谐振频率相等的频率的交流信号，该交流信号包括在例如500微秒的时间内持续的信号(以下称为突发信号)以及数据传送同步用信号，该数据传送同步用信号是用于位置指示器1发送对位置指示器1的前端部(笔尖)施加的压力、所谓的笔压等发送数据的、个数与上述发送数据的比特数相对应并且在例如50微秒等比突发信号短的时间内持续的信号。数据传送用同步信号是在位置指示器1与位置检测装置之间对数据进行发送接收时的同步信号，在位置检测装置侧，用于对来自位置指示器1的发送数据进行采样并检测。在该情况下，位置检测装置周期性地重复发送突发信号以及在该突发信号之后的、个数与从位置指示器1发送的数据的比特数相当的数据传送同步用信号。
通过从位置检测装置发送的电磁波a，将在谐振电路2的线圈2L的另一端侧得到的感应信号b供给到检波电路3。在该检波电路3中，通过对感应信号b的包络线检波输出与规定的阈值进行比较，生成与来自位置检测装置的电磁波a同步的定时信号c(参照图11(C))。将由检波电路3生成的定时信号c供给到例如由微处理器构成的控制电路4。
另外，将在谐振电路2的线圈2L的另一端侧得到的感应信号b供给到整流电路5而进行整流，通过该整流信号，对例如双电层电容器等蓄电用电容器6进行充电。蓄电用电容器6构成形成用于驱动控制电路4的电源电压的电源电路，控制电路4是将该蓄电用电容器6的输出电压作为电源电压Vcc而进行动作的。
该图10的例子的位置指示器1具备根据笔压而电阻值可变的可变电阻器7，控制电路4通过探测与该可变电阻器7的电阻值相应的电压来检测笔压。然后，控制电路4将检测出的笔压转换成多个比特的数字数据，将与该数字数据的各比特的“0”、“1”相应的控制信号d(参照图11(D))供给到开关2S，对该开关2S的接通、断开进行切换控制。
即，在图10的例子中，在笔压的数字数据的比特是“1”时，使开关2S接通，使线圈2L的两端短路(short)，从而使在谐振电路2的线圈2L中蓄积的电磁波能量消失，不从位置指示器1向位置检测装置回送电磁波。另外，在笔压的数字数据的比特是“0”时，使开关2S保持断开，通过由线圈2L与电容器2C构成的谐振电路2，从位置指示器1向位置检测装置回送电磁波。这样，从位置指示器1，对笔压等数字数据进行ASK(Amplitude Shift Keying，振幅偏移键控)调制或者OOK(On·Off·Keying，开关键控)并回送给位置检测装置侧。
在位置检测装置中，当在基于所发送的电磁波a的采样定时对从位置指示器1回送来的经ASK调制或者OOK调制的电磁波进行采样、并且在该采样定时不从位置指示器1回送电磁波(使其为零)的时候，将数字数据的比特判定为“1”，当在该采样定时从位置指示器1回送的电磁波具有规定的阈值以上的信号电平时，将数字数据的比特判定为“0”，对数字数据进行解调。
如上所述，图10的例子的位置指示器1通过来自位置检测装置的电磁波生成控制电路4用的电源电压，并且通过将要发送的数字数据，对从位置检测装置接收到的电磁波进行ASK调制或者OOK调制，并回送给位置检测装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-10844号公报
发明内容
如上所述，位置检测装置是与位置指示器1的谐振电路2的谐振频率相等的频率的交流信号，周期性地重复发送持续较长时间的突发信号以及在该突发信号之后的、个数与来自位置指示器1的发送数据的比特数相当的持续较短时间的数据传送同步用信号。在位置指示器1侧，主要通过来自位置检测装置的电磁波中的突发信号，对蓄电用电容器6进行蓄电，针对数据传送同步用信号，通过笔压等发送数据进行ASK调制或者OOK调制，并将该发送数据传送给位置检测装置。
在该情况下，在位置指示器1中，根据重视在蓄电用电容器6中进行蓄电的观点，谐振电路2构成为针对来自位置检测装置的电磁波而使能量损失尽可能变少，这很重要。另外，如果考虑从位置指示器1向位置检测装置传送发送数据，则为了应对最近的多比特化，做成能够使信号传递速度变快的结构，这很重要。
然而，减少能量损失与使信号传递速度高速化是相互冲突的要素，以往，难以这样构成位置指示器的谐振电路。
即，在图10中，在开关2S断开时，谐振电路2的负载电阻能够视为无限大，大的负载电阻连接到谐振电路2。这样在谐振电路2的负载电阻大的情况下，能量损失变小，但谐振电路2的Q(谐振锐度)变大，所以信号传递速度变慢。另一方面，在谐振电路2的负载电阻小时，谐振电路2的Q变小，所以，信号传递速度变快，但能量损失变大。
本发明鉴于以上情况，其目的在于提供一种能够同时满足对于谐振电路来说相互冲突的要素、即减少能量损失以及使信号传递速度高速化的位置指示器。
为了解决上述课题，本发明提供一种位置指示器，具备谐振电路，将根据通过所述谐振电路接收到的、按照第1持续时间和比所述第1持续时间短的第2持续时间从位置检测装置间歇地发送的电磁波来生成的电磁波回送给所述位置检测装置，
所述位置指示器的特征在于，
具备负载电阻值控制电路，该负载电阻值控制电路以将所述谐振电路具有的负载电阻的值与所述第1持续时间和所述第2持续时间分别对应地设定成不同的值、并且将与所述第2持续时间对应地设定的所述负载电阻的值设定成小于与所述第1持续时间对应地设定的所述负载电阻的值的方式，控制所述负载电阻的值。
在上述结构的本发明的位置指示器中，在具有第1持续时间的电磁波的接收期间，谐振电路的负载电阻的值比具有被设定成短于第1持续时间的第2持续时间的电磁波的接收期间大。因此，在具有第1持续时间的电磁波的接收期间，能量损失变小，受电效率提高。
并且，在本发明的位置指示器中，在接收具有时间比第1持续时间短的第2持续时间的电磁波的接收期间，谐振电路的负载电阻的值被设定成比具有第1持续时间的电磁波的接收期间小，所以，信号传递速度变快。由此，能够使将要从位置指示器发送给位置检测装置侧的信息的每规定时间的传送量增多。
根据本发明的位置指示器，与从位置检测装置间歇地发送的电磁波的第1持续时间和比上述第1持续时间短的持续时间对应地控制谐振电路的负载电阻的值，从而能够同时满足对于谐振电路来说相互冲突的要素、即减少能量损失以及使信号传递速度高速化。因此，根据本发明的位置指示器，起到能够提高来自位置检测装置的电磁波的受电效率、并且能够提高从位置指示器发送给位置检测装置的信息的传送速率这样的效果。
附图说明
图1是示出本发明的位置指示器的实施方式的电路结构例的图。
图2是示出图1的一部分的电路结构例的图。
图3是示出与本发明的位置指示器的实施方式一起使用的位置检测装置的结构例的图。
图4是用于说明本发明的位置指示器的实施方式的动作的图。
图5是用于说明本发明的位置指示器的实施方式的动作的图。
图6是示出用于说明本发明的位置指示器的实施方式的动作的流程图的一部分的图。
图7是示出用于说明本发明的位置指示器的实施方式的动作的流程图的一部分的图。
图8是示出用于说明本发明的位置指示器的实施方式的动作的流程图的一部分的图。
图9是示出用于说明本发明的位置指示器的实施方式的动作的流程图的一部分的图。
图10是用于说明以往的位置指示器的结构例的图。
图11是用于说明以往的位置指示器的动作的图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的位置指示器的实施方式。
图1示出本实施方式的位置指示器10的电路结构例。本实施方式的位置指示器10如图1所示，具备由线圈11L与电容器11C的并联电路构成的谐振电路11。并且，在本实施方式的位置指示器10中，与谐振电路11的线圈11L和电容器11C并联地连接开关电路12，并且作为负载电阻值控制电路，进一步地连接电阻器13与开关电路14的串联电路。
通过来自后述的控制电路40的切换控制信号SW1对开关电路12进行接通、断开控制，在使该开关电路12接通时，使线圈11L的两端短路(short)。即，通过使开关电路12接通，控制成使在线圈11L中蓄积的电磁波能量消失。
开关电路14用于切换谐振电路11的负载电阻的值(负载电阻值)，通过来自后述的控制电路40的切换控制信号SW2来进行接通、断开控制。即，在该开关电路14断开时，谐振电路11的负载电阻值变得无限大，变成大的电阻值。另外，当使该开关电路14接通时，电阻器13成为与谐振电路11并联连接的状态，谐振电路11的负载电阻值变成该电阻器13的电阻值，变成比开关电路14断开时小的值。
使谐振电路11的线圈11L的一端侧接地，在线圈11L的另一端侧得到从位置检测装置间歇地发送来的电磁波的感应信号。将在谐振电路11的线圈11L的另一端侧得到的感应信号供给到检波电路30，通过该检波电路30进行包络线检波处理，从该检波电路30得到感应信号的包络线检波输出DET。将来自该检波电路30的包络线检波输出DET供给到控制电路40。
控制电路40在该例子中由微处理器组件构成，对开关电路14进行切换控制的切换控制信号SW2在该例子中由来自检波电路30的包络线检波输出DET形成。另外，在该例子中，控制电路40根据来自检波电路30的包络线检波输出DET和发送数据，生成对开关电路12进行切换控制的切换控制信号SW1。
以如下方式由控制电路40生成发送数据。即，在该例子中，对控制电路40连接笔压检测电路70。在该例的位置指示器10中，作为笔压检测单元，使用根据笔压而静电电容变化的电容可变电容器71，对该电容可变电容器71并联连接电阻器72而构成笔压检测电路70。此外，该笔压检测单元能够使用例如专利文献：日本特开2011-186803号公报所记载的使用公知结构的笔压检测机构的根据笔压而静电电容变化的电容可变电容器的结构、例如如日本特开2013-161307号公报所公开的使用根据笔压而使静电电容可变的半导体元件的电容可变电容器的结构。
控制电路40使电容可变电容器71充电至规定的电位之后，从该充电电压的状态起通过电阻器72放电，计测直至变成规定的阈值电压为止的时间T。该计测出的时间T对应于此时的电容可变电容器71的电容，所以，根据该时间T检测对位置指示器10施加的笔压。然后，控制电路40将检测出的笔压转换成多个比特的数字数据而生成为发送数据并保持。此外，作为发送数据，不限于该笔压的信息，既可以是设置于位置指示器10的侧开关的状态信息、位置指示器10所具备的存储器中存储的该位置指示器10的识别信息等，也可以是它们的组合或者全部。
控制电路40根据所生成的发送数据的各比特的值和来自检波电路30的包络线检波输出DET，生成对开关电路12进行切换控制的切换控制信号SW1。在背景技术这一栏中说明的以往的位置指示器1中，根据所生成的发送数据的各比特的值对开关电路12进行切换控制，在发送数据的比特的值是“1”时使其接通规定时间。在本实施方式的位置指示器10中，也同样地在所生成的发送数据的比特的值是“1”时，控制成接通规定时间，从而将发送数据作为ASK调制信号或者OOK调制信号而发送(回送)给位置检测装置。
在本实施方式的位置指示器10中，进而，监视来自检波电路30的包络线检波输出DET，在发送数据的比特的值是“0”时，也如后面所述，在规定的定时使开关电路12接通规定时间，从而实现发送数据的比特周期的缩短。
还将在谐振电路11的线圈11L的另一端侧得到的感应信号供给到整流电路50而进行整流，通过该整流信号，对例如双电层电容器等蓄电用电容器60进行充电。蓄电用电容器60构成形成用于驱动控制电路40的电源电压的电源电路。控制电路40是将该蓄电用电容器60的输出电压作为电源电压Vcc而进行动作的。
此外，通过控制电路40、开关电路12、开关电路14和电阻器13构成谐振特性控制电路。即，通过来自控制电路40的切换控制信号SW1对开关电路12进行接通、断开控制，通过切换控制信号SW2对开关电路14进行接通、断开控制，从而控制谐振电路11的谐振特性。
图2中示出谐振特性控制电路的实际的结构例。即，在图2的例子中，开关电路12由晶体管121构成，将用于抑制切换时刻下的负侧电位的偏移的电容器122与该晶体管121的源极—漏极间串联连接。将来自控制电路40的切换控制信号SW1供给到晶体管121的栅极。
另外，开关电路14由晶体管141构成，同样地将用于抑制切换时刻下的负侧电位的偏移的电容器142与该晶体管141的源极—漏极间以及电阻器13串联连接。将来自控制电路40的切换控制信号SW2供给到晶体管141的栅极。
接下来，说明与本实施方式的位置指示器10一起使用的位置检测装置的结构例。图3是示出与本实施方式的位置指示器10一起使用的电磁感应方式的位置检测装置20的结构例的图。
该例的位置检测装置20具备位置检测传感器21。在该位置检测传感器21中，如图3所示，构成X轴方向环形线圈群导体的多个矩形的X轴方向环形线圈211X配置成在位置指示器10的指示位置的检测区域的横向(X轴方向)上，等间隔排列并依次相互重叠。另外，构成Y轴方向环形线圈群导体的多个矩形的Y轴方向环形线圈212Y配置成在位置指示器10的指示位置的检测区域的与上述横向正交的纵向(Y轴方向)上，等间隔排列并依次相互重叠。在该例子中，X轴方向环形线圈211X在X轴方向上配置有n根，另外，Y轴方向环形线圈212Y在Y轴方向上配置有m根。
另外，对位置检测传感器21连接传感器电路22。该传感器电路22具备选择电路221、振荡器222、电流驱动器223、发送接收切换电路224、接收放大器225、检波电路226、低通滤波器227、采样保持电路228、A/D(Analog to Digital，模数)转换电路229和处理控制部220。
将多个X轴方向环形线圈211X中的各环形线圈和多个Y轴方向环形线圈212Y中的各环形线圈连接到选择电路221。该选择电路221依照来自处理控制部220的控制指示依次选择多个X轴方向环形线圈211X和多个Y轴方向环形线圈212Y中的1个环形线圈。
振荡器222产生与位置指示器10的谐振电路11的谐振频率相等的频率f0的交流信号。将该交流信号供给到电流驱动器223并转换成电流之后，送出给发送接收切换电路224。发送接收切换电路224通过处理控制部220的控制，每隔规定时间地切换由选择电路221选择出的环形线圈211X或212Y所连接的连接目标(发送侧端子T、接收侧端子R)。对发送侧端子T连接电流驱动器223，对接收侧端子R连接接收放大器225。
因此，在发送时，经由发送接收切换电路224的发送侧端子T，将来自电流驱动器223的交流信号供给到由选择电路221选择出的环形线圈211X或212Y。在该发送时，处理控制部220控制电流驱动器223，以按照图4(A)和图5(A)所示的2种持续时间间歇地发送交流信号。
图5是用于说明本实施方式的位置指示器10的动作的时序图。并且，在图4中示出与图5的例子同样地进行关于开关电路14的切换控制动作、并且开关电路12与以往同样地根据发送数据来进行控制时的时序图。图4是为了通过与图5相比较而使得本实施方式的位置指示器10的作用效果更加明确而使用的图。
来自位置检测装置20的发送信号在该例子中，如图4(A)和图5(A)所示，包括例如由500微秒构成的较长时间的第1持续时间T1的突发信号SB以及例如由50微秒构成的较短时间的第2持续时间T2(T2<T1)的数据传送同步用信号SYC的多个。第2持续时间T2的数据传送同步用信号SYC的个数设为与从位置指示器10发送的发送数据的比特数相当。然后，位置检测装置20重复进行送出1个突发信号SB、其后送出个数与从位置指示器10发送的发送数据的比特数相当的数据传送同步用信号SYC的动作。即，将1个突发信号SB与多个数据传送同步用信号SYC设为1个周期量而重复进行该动作。
此外，如图4(B)和图5(B)所示，位置检测装置20的控制处理部220将从数据传送同步用信号SYC各自的持续时间T2的结束时刻起经过很短的时间后的定时时刻设为来自位置指示器10的发送数据的接收信号的采样时刻，根据接收信号对发送数据进行解码。图4(B)所示的周期Pa和图5(A)所示的周期Pb是数据传送同步用信号SYC的送出周期、即来自位置指示器10的发送数据的比特的发送周期(比特周期)。
从位置检测装置20将上述突发信号SB和数据传送同步用信号SYC作为电磁波发送给位置指示器10。在位置指示器10中，在谐振电路11中接收该电磁波。然后，位置指示器10如后面所述进行由谐振特性控制电路实施的处理，从谐振电路11将信号作为电磁波回送给位置检测装置20。图4(C)和图5(C)示出从位置指示器10回送给位置检测装置20的电磁波的波形例。
在位置检测装置20中，在接收从位置指示器10回送的电磁波时，将在由选择电路221选择出的环形线圈211X或212Y中产生的感应电压经由选择电路221和发送接收切换电路224的接收侧端子R供给到接收放大器225并进行放大，并送出给检波电路226。此外，发送接收切换电路224在选择电路221中选择了1个环形线圈211X或212Y的期间的前半部切换到发送侧端子T，在后半部切换到接收侧端子R。
在检波电路226中，对来自接收放大器225的信号进行检波，将其检波输出信号经由低通滤波器227和采样保持电路228供给到A/D转换电路229。在A/D转换电路229中，将模拟信号转换成数字信号，并供给到处理控制部220。
处理控制部220在突发信号SB的持续时间T1的期间中，进行用于检测由位置指示器10指示的位置的控制。即，处理控制部220控制由选择电路221进行的环形线圈211X或212Y的选择、由发送接收切换电路224进行的信号切换控制以及采样保持电路228的定时等。
处理控制部220通过将发送接收切换电路224切换成连接到发送侧端子T，对由选择电路221选择出的环形线圈211X或212Y进行通电控制而使其送出电磁波。位置指示器10的由线圈11L与电容器11C构成的谐振电路11接受从该环形线圈211X或212Y送出的电磁波，贮存能量。
接下来，处理控制部220将发送接收切换电路224切换成连接到接收侧端子R。于是，通过从位置指示器10回送的电磁波，在X轴方向环形线圈群和Y轴方向环形线圈群的各环形线圈211X和212Y中产生和与位置指示器10的距离的远近相对应的感应电压，所以，处理控制部220探测该感应电压的电平。
处理控制部220根据在该各环形线圈211X和212Y中产生的感应电压的电压值的电平，计算位置检测传感器21的检测区域中的位置指示器10的X轴方向和Y轴方向的指示位置的坐标值。
然后，在突发信号SB的持续时间T1的期间结束后，处理控制部220进行接收从位置指示器10发送的数据的处理。在该情况下，在处理控制部220中，当在突发信号SB的持续时间T1的期间检测出位置指示器10的指示位置的情况下，由选择电路221选择该检测出的位置的附近的环形线圈211X或212Y。
然后，处理控制部220在图4(B)和图5(B)所示的来自位置指示器10的发送数据的接收信号的采样时刻，对从位置指示器10回送的电磁波的接收电平进行采样并取得。
在该情况下，如使用图10和图11在上面叙述的那样，在位置指示器10中，在谐振特性控制电路中，控制成在发送数据的比特的值是“0”时通过谐振电路11回送从位置检测装置20接收到的数据传送同步用信号SYC的电磁波，并且在发送数据的比特的值是“1”时不回送。
在位置检测装置20中，通过接收从该位置指示器10回送的电磁波，如图4(B)和(C)以及图5(B)和(C)所示，在来自位置指示器10的发送数据的接收信号的采样时刻，从位置指示器10回送的电磁波的接收电平在比特的值是“0”时为高电平，另外，在是“1”时为低电平(零)，能够对图4(F)和图5(G)所示的来自位置指示器10的发送数据进行解调。
在本实施方式的位置指示器10中，如上所述，谐振特性控制电路由控制电路40、开关电路12、开关电路14和电阻器13构成，不仅进行与上述发送数据的比特的值相应的开关电路12的接通、断开控制，还进行谐振电路11的负载电阻值的切换控制和用于提高发送数据的传送速率的控制处理。
参照图6～图9的流程图，进一步说明本实施方式的位置指示器10的以由谐振特性控制电路进行的控制处理为中心的动作。此外，在以下的说明中，图6～图9的流程图的各步骤的处理设为全部由控制电路40执行来进行说明。
位置指示器10的控制电路40首先监视来自位置检测装置20的电磁波的接收(步骤S101)，判别是否变成能够以规定电平以上的信号电平接收来自位置检测装置20的电磁波的电磁耦合状态(步骤S102)。此时，使开关电路12保持断开，并且使开关电路14也断开，设成谐振电路11的负载电阻值大的状态(理论上说，无限大)。
当在步骤S102中判别为未变成与位置检测装置20电磁耦合的状态时，控制电路40使处理返回到步骤S101。另外，当在步骤S102中判别为变成与位置检测装置20电磁耦合的状态时，控制电路40判别是否检测到在谐振电路11中得到的来自位置检测装置20的电磁波的感应信号的上升沿(步骤S103)。
在本实施方式中，控制电路40对来自检波电路30的包络线检波输出DET与预先确定的规定的阈值电平Vth进行比较，在探测到包络线检波输出DET变大而越过阈值电平Vth时，判别为检测到突发信号SB或数据传送同步用信号SYC的上升沿，另外，在探测到包络线检波输出DET变小而越过阈值电平Vth时，判别为检测到突发信号SB或数据传送同步用信号SYC的下降沿。另外，控制电路40根据来自检波电路30的包络线检波输出DET判别频率f0的交流信号的持续时间，从而判别突发信号SB与数据传送同步用信号SYC。
接着该步骤S103，判别交流信号的持续时间是否比规定值、即数据传送同步用信号SYC的情况下的持续时间长(步骤S104)。当在该步骤S104中判别为交流信号的持续时间不比规定值长时，控制电路40使处理返回到步骤S103。
当在步骤S104中判别为交流信号的持续时间比规定值长时，控制电路40辨别为所判别的交流信号是突发信号SB的区间，监视该突发信号SB的下降沿(步骤S105)。然后，当在该步骤S105中判别为检测到突发信号SB的下降沿时，控制电路40通过切换控制信号SW2将开关电路14切换成接通，使电阻器13成为谐振电路11的负载电阻。即，将谐振电路11的负载电阻值切换成小于突发信号SB的持续时间T1的期间的负载电阻值的值(步骤S106)。
从控制电路40供给到开关电路14的切换控制信号SW2如图4(E)和图5(E)所示，在与突发信号SB的持续时间T1对应的期间为高电平，在其他期间为低电平。由此，在与突发信号SB的持续时间T1对应的期间，谐振电路11的负载电阻值大，所以谐振电路11能够在能量损失小的状态下接收来自位置检测装置20的电磁波，并通过整流电路50而蓄电到蓄电用电容器60。
然后，在与突发信号SB的持续时间T1对应的期间之后的、由多个构成的数据传送同步用信号SYC的期间中，谐振电路11的负载电阻值与突发信号SB的持续时间T1的期间的情况相比变小，所以能够按比使用图10和图11来说明的以往的位置指示器1的情况短的周期Pa(参照图4(B))进行发送数据的发送。
即，在使用上述图10和图11来说明的以往的位置指示器1的情况下，谐振电路2的负载电阻值在本实施方式的位置指示器10中，与开关电路14断开时相等地变成大的值。数据传送同步用信号SYC的周期需要设定成该数据传送同步用信号SYC的下降沿区域的信号在接着到来的数据传送同步用信号SYC的上升沿时刻之前消失，在数据传送同步用信号SYC的上升沿时刻达到稳定的状态。但是，在谐振电路2的负载电阻值大的情况下，数据传送同步用信号SYC的下降沿区域的信号长时间残留，因此，将数据传送同步用信号SYC的周期设定得较长。
与此相对地，在本实施方式的位置指示器10中，谐振电路11的负载电阻值被设定成在多个数据传送同步用信号SYC的期间相比与突发信号SB的持续时间T1对应的期间的情况变小，所以，能够缩短数据传送同步用信号SYC的下降沿区域的信号的持续时间，由此能够提高信号传送速度。因此，在与使用本实施方式的位置指示器10的位置检测装置20的组合系统中，能够使数据传送同步用信号SYC的周期Pa比采用使用图10和图11来说明的以往的位置指示器1的系统的情况短。
然后，在本实施方式的位置指示器10中，如以下说明的那样，能够构成为使多个数据传送同步用信号SYC的周期比周期Pa进一步地缩短。
在说明本实施方式的位置指示器10的突发信号SB的持续时间T1之后的多个数据传送同步用信号SYC的期间中的动作(图5的时序图所示的动作)之前，为了进行比较，说明与以往的数据传送同步用信号SYC的期间相同的动作、即图4的时序图所示的动作。
即，在该情况下，控制电路40当检测到数据传送同步用信号SYC的上升沿时，参照缓冲存储器中保持的以该数据传送同步用信号SYC发送的发送数据的比特(参照图4(F))。
然后，控制电路40在所参照的发送数据的比特是“1”时，控制电路40根据包络线检波输出DET探测该数据传送同步用信号SYC的下降沿的开始，控制成从该探测时刻起使开关电路12在规定时间t内接通，并使谐振电路11中蓄积的数据传送同步用信号SYC的能量消失，从而在位置检测装置20中的接收数据的采样时刻，消除被回送的电磁波(使其为零)(参照图4(B)和(C)的第3个和第5个数据传送同步用信号SYC)。此处，使开关电路12接通的规定时间t是足够使谐振电路11中蓄积的数据传送同步用信号SYC的能量消失的时间，它最好是较短的时间，在经过该规定时间t后，开关电路12返回到断开。
另外，控制电路40在所参照的发送数据的比特是“0”时，开关电路12不进行控制而通过谐振电路11将该数据传送同步用信号SYC的电磁波(参照图4(C)的第1个、第2个和第4个数据传送同步用信号SYC)直接回送给位置检测装置20。
与此相对地，在本实施方式的位置指示器10中，控制电路40如图5所示，在发送数据的比特是“0”的情况下，也在超过位置检测装置20侧的来自位置指示器10的发送数据的接收信号的采样时刻的时刻下，强制性地抑制数据传送同步用信号SYC各自的下降沿区域的信号的信号电平，优选强制性地将其设为零。由此，能够将数据传送同步用信号SYC的周期设为比周期Pa进一步缩短的周期Pb。另外，在本实施方式的位置指示器10中，也同样地强制性地抑制突发信号SB的下降沿区域的信号的信号电平，从而进一步实现数据传送的高速化。
在该例的情况下，控制为强制性地抑制多个数据传送同步用信号SYC各自的下降沿区域的信号的信号电平的定时时刻被设为比位置检测装置20中的来自位置指示器10的发送数据的接收采样时刻靠后的时刻。该位置检测装置20中的来自位置指示器10的发送数据的接收采样时刻是从各数据传送同步用信号SYC的持续时间T2的结束时刻起经过了规定时间的时刻。因此，在控制电路40中，针对比从各数据传送同步用信号SYC的持续时间T2的结束时刻起经过了规定时间的接收采样时刻更迟的时刻进行例如时间计测(对时钟进行计数)并检测，将该时刻设为用于强制性地抑制多个数据传送同步用信号SYC各自的下降沿区域的信号的信号电平的定时时刻即可。
但是，在本实施方式中，简单地将强制性地抑制突发信号SB和各数据传送同步用信号SYC的下降沿区域的信号的信号电平的定时时刻设为突发信号SB和各数据传送同步用信号SYC的下降沿检测时刻。如上所述，将突发信号SB和各数据传送同步用信号SYC的下降沿检测时刻设为包络线检波输出DET降低而越过阈值电平Vth的时刻。因此，如图4(C)和图5(C)所示，阈值电平Vth被选定为在数据传送同步用信号SYC的持续时间T2的结束时刻之后的时刻、即比位置检测装置20中的来自位置指示器10的发送数据的接收采样时刻更迟的时刻检测出数据传送同步用信号SYC的下降沿那样的电平。图4(D)和图5(D)根据来自检波电路30的包络线检波输出DET，示出具有突发信号SB和各数据传送同步用信号SYC的上升沿时刻和下降沿时刻的信息的定时信号TG。
在本实施方式的位置指示器10中，控制电路40如图5(C)～(G)所示，与图5(D)所示的定时信号TG的下降沿同步地，在规定时间t内生成使开关电路12接通的切换控制信号SW1(参照图5(F))，由此，通过将开关电路12切换控制成接通，进行强制性地抑制突发信号SB和数据传送同步用信号SYC的下降沿区域的信号的信号电平的处理。
如果返回到流程图的说明，则控制电路40当在图6的步骤S105中判别为检测到突发信号SB的下降沿时，在步骤S106中，将开关电路14切换成接通，将谐振电路11的负载电阻值设为小的值，并且将切换控制信号SW1(参照图5(F))在规定时间t内设为高电平，使开关电路12在该规定时间t内接通，强制性地抑制谐振电路11中蓄积的突发信号SB的下降沿区域的信号的信号电平(图7的步骤S111)。
接下来，控制电路40等待突发信号SB之后的最初的数据传送同步用信号SYC的上升沿的检测(步骤S112)，在判别为检测到数据传送同步用信号SYC的上升沿时，参照缓冲存储器中保持的发送数据的最初的比特(步骤S113)。然后，控制电路40判别该参照的比特是“0”还是“1”(步骤S114)。
当在步骤S114中判别为所参照的比特是“0”时，控制电路40针对是否检测到该数据传送同步用信号SYC的下降沿进行监视(步骤S115)，在判别为检测到下降沿时，将切换控制信号SW1(参照图5(F))在规定时间t内设为高电平，使开关电路12在该规定时间t内接通，强制性地抑制谐振电路11中蓄积的突发信号SB的下降沿区域的信号的信号电平(参照图5(C)的第1个、第2个和第4个数据传送同步用信号SYC)(步骤S116)。
接着该步骤S116，控制电路40判别关于发送数据的全部的比特的传送处理是否结束(图8的步骤S123)，在判别为未结束时，针对接下来的数据传送同步用信号SYC的上升沿的检测进行监视(步骤S124)，在判别为检测到接下来的数据传送同步用信号SYC的上升沿时，参照缓冲存储器中保持的发送数据的下一比特(步骤S125)。然后，控制电路40接着该步骤S125，使处理返回到图7的步骤S114，重复进行该步骤S114之后的处理。
另外，当在步骤S123中判别为关于发送数据的全部的比特的传送处理结束时，控制电路40针对检测出接着到来的突发信号的上升沿进行监视(图9的步骤S131)。
当在该步骤S131中判别为检测到突发信号SB的上升沿时，控制电路40通过切换控制信号SW2使开关电路14断开，将谐振电路11的负载电阻值设为大的状态(理论上说，无限大)(步骤S132)。
控制电路40在该突发信号SB的持续时间T1中进行笔压检测的处理(步骤S133)。即，如上所述，对具有与笔压值对应的静电电容的电容可变电容器71进行充电之后，通过电阻器72进行放电，计测直至电容可变电容器71的两端电压变成预先确定的规定的电压为止的时间。然后，控制电路40根据该计测出的时间来生成与笔压值对应的发送数据并保持在缓冲存储器中(步骤S134)。
然后，控制电路40接着该步骤S134，使处理返回到图6的步骤S105，重复进行该步骤S105之后的处理。
如上所述，在本实施方式的位置指示器10中，无论发送数据的各比特的值如何，都强制性地抑制数据传送同步用信号SYC的下降沿区域的信号中的、位置检测装置20中的接收采样时刻之后的信号的信号电平，所以，能够将发送数据的每1比特的传送周期设为比图4的情况下的周期Pa(参照图4(B))进一步缩短的周期Pb(参照图5(B))。因此，具有能够容易地应对位置指示器10中的发送数据的多比特化这样的效果。
另外，还强制性地抑制突发信号SB的下降沿区域的信号的信号电平，所以，能够进一步地缩短由突发信号SB与多个数据传送同步用信号SYC构成的1组重复周期。
进一步地，通过抑制突发信号SB和数据传送同步用信号SYC的下降沿区域的信号电平，不需要调整与下降沿区域的信号电平相应的时间，所以，还具有位置指示器10和位置检测装置20的设计的自由度增加这样的效果。
[上述实施方式的变形例]
此外，在上述实施方式中，根据交流信号的持续时间来检测成为基准的突发信号SB，并且基于数据传送同步用信号SYC是与预先确定的发送数据的比特数对应的个数这一点，检测后续的突发信号的上升沿时刻，将该上升沿时刻的包络线检波输出DET超过规定的阈值的时刻设为将谐振电路11的负载电阻值切换成大的值的定时时刻。但是，将谐振电路11的负载电阻值切换成大的值的定时时刻不限于这样的定时时刻。
例如，也可以始终监视交流信号的持续时间，判别该交流信号的持续时间是否比数据传送同步用信号SYC的情况下的交流信号的持续时间长，在判别为比数据传送同步用信号SYC的情况下的交流信号的持续时间长时，判断为该交流信号是突发信号SB的区间的交流信号，在该判别时刻下将谐振电路11的负载电阻值切换成大的值。
另外，关于谐振电路11的负载电阻值从大的值切换成小的值的定时时刻，并非设为突发信号的包络线检波输出DET小于阈值的时刻，只要是能够确认突发信号的下降沿的定时，则可以是任意时刻。
另外，关于抑制突发信号SB和各数据传送同步用信号SYC的下降沿区域的信号电平的定时时刻，在上述实施方式中，针对由谐振电路11接收到的电磁波，通过包络线检波输出DET与规定的阈值的比较来决定。在该情况下，在上述实施方式中，阈值电平Vth在突发信号SB与数据传送同步用信号SYC中相同，但也可以不同。
另外，关于抑制突发信号SB和数据传送同步用信号SYC的下降沿区域的信号的信号电平的定时时刻，如在上面也叙述的那样，也可以对从突发信号SB、数据传送同步用信号SYC的下降沿开始时刻起经过规定时间后的时刻进行时间计测来决定。在该情况下，也可以使从下降沿开始时刻至抑制信号电平的定时时刻的规定时间在突发信号SB与数据传送同步用信号SYC中不同。
另外，在上述实施方式中，关于谐振电路的负载电阻值的切换，设为开关电路14的接通、断开，设为是否将1个电阻器连接到谐振电路11，但也可以构成为通过开关电路来切换电阻值大的第1电阻器和电阻值小于第1电阻器的第2电阻器。
另外，对谐振电路的线圈并联地连接第1电阻器，并且对该第1电阻器并联连接有开关电路与第2电阻器的串联电路，通过开关电路的接通/断开控制，控制是否对第1电阻器并联连接第2电阻器，从而除了构成为能够变更谐振电路的负载电阻的值之外，还可以构成为能够将谐振电路设定成所期望的谐振特性。
另外，作为设置于位置指示器10的蓄电元件，设为蓄电用电容器，但也可以是由锂离子电池等构成的充电式的二次电池。标号说明
10…位置指示器
11…谐振电路
11L…线圈
11C…电容器
12…开关电路
13…电阻器
14…开关电路
20…位置检测装置
30…检波电路
40…控制电路
50…整流电路
60…双电层电容器
70…笔压检测电路
SB…突发信号
SYC…数据传送同步用信号
T1…第1持续时间
T2…第2持续时间。

Claims (12)

1.一种位置指示器，包括：
谐振电路，所述谐振电路在操作中接收按照第1持续时间和第2持续时间从所述位置检测装置间歇地发送的电磁波，所述第2持续时间比所述第1持续时间短；以及
负载电阻值控制电路，所述负载电阻值控制电路在操作中控制所述谐振电路的负载电阻，使得针对所述第1持续时间和所述第2持续时间设定所述负载电阻的不同值，针对所述第2持续时间设定的所述负载电阻的值小于针对所述第1持续时间设定的所述负载的值，
其中，所述负载电阻值控制电路包括：
第一开关，所述第一开关在操作中在其中所述谐振电路的线圈的两端被短路的第一状态和其中所述谐振电路的所述线圈的两端不被短路的第二状态之间切换，以及
串联电路，所述串联电路包括电阻器和第二开关，其中所述第二开关在操作中在其中所述电阻器和所述第二开关与所述谐振电路并联连接的第一状态和其中所述电阻器和所述第二开关不与所述谐振电路并联连接的第二状态之间切换，
所述谐振电路在操作中当在所述第二开关被切换到并保持在所述第一状态的同时所述第一开关在所述第一状态和所述第二状态之间切换时发送信号。
2.根据权利要求1所述的位置指示器，其中，所述负载电阻值控制电路在操作中将所述第二开关与所述第1持续时间对应地控制到所述第二状态，与所述第2持续时间对应地控制到所述第一状态。
3.根据权利要求2所述的位置指示器，其中，所述负载电阻值控制电路在操作中在与从所述位置检测装置接收到的所述电磁波的所述第1持续时间对应的定时，将所述第二开关控制到所述第一状态或所述第二状态。
4.根据权利要求1所述的位置指示器，进一步包括：
信息生成电路，所述信息生成电路在操作中生成发送给所述位置检测装置的信息，
其中，所述负载电阻值控制电路在操作中与由所述信息生成电路生成的信息对应地，在与从所述位置检测装置接收到的所述电磁波的所述第2持续时间对应的定时控制所述谐振电路的一个或多个特性，并且使用所述信号将由所述信息生成电路生成的信息发送给所述位置检测装置。
5.根据权利要求4所述的位置指示器，其中，所述负载电阻值控制电路在操作中与由所述信息生成电路生成的信息对应地将所述第一所述开关控制到所述第一状态和所述第二状态，并且使用所述信号将由所述信息生成电路生成的信息发送给所述位置检测装置。
6.根据权利要求5所述的位置指示器，其中，所述负载电阻值控制电路在操作中在由所述位置检测装置接收到由所述信息生成电路生成的信息之后的规定的定时，通过按规定时间将所述第一开关控制到并保持在所述第一状态而使所述线圈的两端短路。
7.根据权利要求6所述的位置指示器，其中，在从所述位置检测装置发送的所述电磁波的所述第1持续时间的发送结束时刻，所述负载电阻值控制电路通过按规定时间将所述第一开关控制到并保持在所述第一状态而使所述线圈的两端短路。
8.根据权利要求4所述的位置指示器，其中，由所述信息生成电路生成的信息是对所述位置指示器的前端部施加的压力的信息。
9.一种位置指示方法，包括：
由谐振电路接收按照第1持续时间和第2持续时间从所述位置检测装置间歇地发送的电磁波，所述第2持续时间比所述第1持续时间短；以及
控制所述谐振电路的负载电阻，所述控制包括针对所述第1持续时间和所述第2持续时间设定所述负载电阻的不同值，针对所述第2持续时间设定的所述负载电阻的值小于针对所述第1持续时间设定的所述负载的值，
其中，所述负载电阻值控制电路包括：
第一开关，所述第一开关在操作中在其中所述谐振电路的线圈的两端被短路的第一状态和其中所述谐振电路的所述线圈的两端不被短路的第二状态之间切换，以及
串联电路，所述串联电路包括电阻器和第二开关，其中所述第二开关在操作中在其中所述电阻器和所述第二开关与所述谐振电路并联连接的第一状态和其中所述电阻器和所述第二开关不与所述谐振电路并联连接的第二状态之间切换，
从所述谐振电路发送信号，所述谐振电路的所述负载电阻的控制包括：将所述第一开关在所述第一状态和所述第二状态之间切换以发送所述信号，并且当执行所述第一开关的切换的同时将所述第二开关切换到所述第二状态并且将所述第二开关保持在所述第一状态。
10.根据权利要求9所述的位置指示方法，其中，所述负载电阻的控制包括：与所述第1持续时间对应地将所述第二开关控制为断开，并且与所述第2持续时间对应地将所述第二开关控制为接通。
11.根据权利要求10所述的位置指示方法，其中，所述负载电阻的控制包括：在与从所述位置检测装置接收到的所述电磁波的所述第1持续时间对应的定时，将所述第二开关控制为接通或断开。
12.根据权利要求9所述的位置指示方法，进一步包括：
使用从所述位置检测装置发送并且由所述谐振电路接收到的所述电磁波来对蓄电电路进行充电；并且
使用来自所述蓄电电路的蓄电电压作为电源电压来操作谐振特性控制电路，所述负载电阻的控制由所述谐振特性控制电路执行。
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