CN110998494B - 位置指示器 - Google Patents

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Abstract

即使位置指示器相对于位置检测装置的传感器的输入面倾斜，也能够进行准确的位置指示。一种位置指示器，具有笔形状，与位置检测装置的传感器之间以静电方式交互。具备：具有导电性的芯体，以使前端部从笔形状的壳体的轴心方向的一端侧的开口突出的方式配置；环状导体，包围芯体；及信号发送控制电路，生成用于与传感器之间以静电方式交互的信号，将该生成的信号向芯体供给。而且，信号发送控制电路具备使得与从芯体对传感器送出的交流信号反相的交流信号从环状导体送出的结构。

Description

位置指示器
技术领域
本发明涉及与位置检测装置的传感器之间以静电方式交互的静电电容方式的位置指示器。
背景技术
作为这种静电电容方式的位置指示器，已知有位置指示器具备信号发送电路且将来自该信号发送电路的信号通过导电性的芯体而利用静电耦合对位置检测装置的传感器发送的主动静电笔。在该情况下，在位置检测装置中，利用配设有多个传感器导体的传感器来接收来自主动静电笔的信号。并且，在位置检测装置中，根据来自接收到信号的传感器导体的信号电平来检测由主动静电笔的芯体的笔尖指示的传感器上的位置。
在位置检测装置中，在芯体的轴心方向相对于传感器的输入面垂直的状态时，能够大致正确地检测由芯体的笔尖指示的位置，但在芯体的轴心方向相对于传感器的输入面倾斜的状态时，存在无法正确地检测由芯体的笔尖指示的位置这一问题。
图11示出位置指示器的芯体的轴心方向相对于传感器的输入面的倾斜角与位置检测装置的传感器处的来自位置指示器的接收信号的信号电平的关系。在图11中，示出了在传感器的X轴方向(例如横向)上排列的多个导体(在图11的例中是导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2)处的接收信号的信号电平。需要说明的是，在传感器中，在Y轴方向上也同样地排列有多个导体，关于在该Y轴方向上排列的多个导体也是同样。
图11(A)示出了位置指示器的芯体100的轴心方向相对于位置检测装置的传感器的输入面垂直的状态且芯体100(的笔尖)存在于导体Xi的正上方时的各导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平。在该情况下，来自芯体100的信号成为从大致芯体的前端部向传感器发送的状态，因此各导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平如图11(A)所示，在导体Xi处成为最大值，且以该导体Xi为中心而在其左侧的导体Xi-2、Xi-1和右侧的导体Xi+1、Xi+2处呈现以左右对称的状态逐渐变低的值。
在位置检测装置中，通过使用各导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平进行运算来检测由芯体100指示的传感器上的位置，但在该图11(A)的情况下，由芯体100指示的位置P0(X坐标)被正确地检测为导体Xi的位置。
相对于此，图11(B)示出了位置指示器的芯体100的笔尖存在于导体Xi的正上方但芯体100相对于位置检测装置的传感器的输入面以规定的角度θ(θ<90度)在X轴方向上倾斜的状态时的各导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平。在该情况下，成为“不仅来自芯体100的信号从其前端部向传感器发送，来自根据倾斜而接近传感器的部分的信号也成为有效而向传感器发送”的状态，各导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平如图11(B)所示，在导体Xi处成为最大值，但以该导体Xi为中心，在其左侧的导体Xi-2、Xi-1和右侧的导体Xi+1、Xi+2处呈现以根据芯体100的倾斜而左右不对称的状态逐渐变低的值。
在位置检测装置中，使用该图11(B)的状态的各导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平进行运算来检测芯体100的指示位置。因而，如图11(B)所示，其结果的芯体100的指示位置被检测为在芯体100倾斜的方向上偏离了与其倾斜角对应的量的位置P1，成为相对于芯体100的前端部的指示位置P0偏离了ΔP的位置P1。
为了解决该位置指示器的芯体的笔尖的指示位置的与位置指示器的倾斜对应的偏离的问题，例如在专利文献1(日本特开2014-35631号公报)、专利文献2(日本特开2016-126503号公报)所公开的检测方法中提出了，检测位置指示器相对于传感器的输入面的倾斜角(芯体的轴心方向的倾斜角)，使用该检测结果来修正位置指示器的芯体的笔尖的指示位置的检测结果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-35631号公报
专利文献2：日本特开2016-126503号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在检测位置指示器的芯体的轴心方向相对于传感器的输入面的倾斜角且使用该检测结果来修正芯体的笔尖的指示位置的方法中，需要用于检测该倾斜角的结构，存在位置指示器的结构变得复杂并且位置指示器的制造成本上升这一问题。
本发明的目的在于提供解决了以上的问题点的位置指示器。
用于解决课题的方案
为了解决上述的课题，提供一种位置指示器，具有笔形状的壳体，在所述壳体的一端侧在所述壳体的轴心方向上配置有第一电极和第二电极，并且所述第二电极以所述第一电极在所述壳体的轴心方向上局部露出的方式包围所述第一电极而配置，从信号发送控制电路向所述第一电极及所述第二电极供给信号而与位置检测装置的传感器之间以静电方式交互，其特征在于，
所述信号发送控制电路构成为，以使从所述第一电极和所述第二电极送出的各信号互相消除的方式向所述第一电极及所述第二电极供给信号。
根据上述的结构的位置指示器，即使芯体的轴心方向相对于传感器的输入面倾斜，在位置检测装置中，也能够防止由芯体的笔尖指示的位置的检测坐标偏离。
附图说明
图1是示出作为使用本发明的位置指示器的第一实施方式的电子设备的例的平板型信息终端的一例的图。
图2是用于说明本发明的位置指示器的第一实施方式的结构例的图。
图3是示出本发明的位置指示器的第一实施方式的信号发送控制电路的结构例的框图。
图4是示出图3的信号发送控制电路的等效电路的图。
图5是用于说明从本发明的位置指示器的第一实施方式送出的信号与位置检测装置的关系的图。
图6是用于说明与本发明的位置指示器一起使用的位置检测装置的结构例的图。
图7是用于说明使用了本发明的位置指示器的第一实施方式的情况下的位置检测装置的接收信号的图。
图8是用于说明本发明的位置指示器的主要部分的变形例的图。
图9是用于说明本发明的位置指示器的主要部分的变形例的图。
图10是用于说明本发明的位置指示器的另一实施方式的主要部分的图。
图11是用于说明使用了以往的位置指示器的情况下的位置检测装置的接收信号的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边说明本发明的位置指示器的实施方式。
[第一实施方式]
图1示出作为使用本发明的实施方式的位置指示器1的电子设备的例的平板型信息终端200的一例。在该例中，平板型信息终端200具备例如LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等显示装置的显示画面200D，在显示画面200D的上部(表面侧)具备静电电容方式的位置检测装置201的传感器。
操作者利用位置指示器1在平板型信息终端200的位置检测装置201的传感器上的输入面201S上指示位置。位置检测装置201检测位置指示器1在位置检测装置201的传感器上的指示位置。
[实施方式的位置指示器1的机构性结构例的说明]
图2是用于说明本发明的第一实施方式的位置指示器1的结构例的图，主要是笔尖侧的局部纵剖视图。在该实施方式中，位置指示器1形成为外观具有笔形状的位置指示器。
[第一实施方式的位置指示器的构造的结构例的说明]
该实施方式的位置指示器1具备笔形状的壳体2。该壳体2由利用绝缘材料(例如合成树脂)构成的中空的圆筒状形状的绝缘体部21构成。并且，在该实施方式中，壳体2的绝缘体部21的外表周面的至少操作者把持该位置指示器1的部分被例如由金属构成的导电体部22覆盖。
在壳体2内配设有印制布线基板3、作为电源电路的蓄电池4及笔压检测单元5。虽然图示省略，但覆盖壳体2的外表周面的导电体部22电连接于该印制布线基板3的接地导体。需要说明的是，蓄电池4也可以是包括干电池、能够充电的蓄电池或后述的双电层电容器等电容器的电源电路。
在印制布线基板3上配置有信号发送控制电路30和省略了图示的其他电子部件及布线图案等。信号发送控制电路30生成位置检测用信号及附加信息，将生成的位置检测用信号及附加信息从位置指示器1送出。
蓄电池4是向在印制布线基板3上构成的电子电路及电子部件的电源的供给源。端子42是电连接于印制布线基板3上的电源电路部的端子。蓄电池4的正极侧电极41与该端子42接触而电连接。虽然图示省略，但蓄电池4的负极侧电极与直接连接于印制布线基板3的接地导体或经由壳体2的导电体部22而连接于印制布线基板3的接地导体的弹性位移的端子按压接触。
在该实施方式中，笔压检测单元5被设为呈现与向芯体6施加的笔压对应的静电电容的可变容量电容器的结构。在图2中，由该笔压检测单元5构成的可变容量电容器的两端的电极通过导电图案31c而连接于信号发送控制电路30。
芯体6通过与向壳体2的外部突出的笔尖侧相反一侧的端部向配设于壳体2的中空部内的笔压检测单元5嵌合而卡定于位置指示器1的壳体2的中空部内。需要说明的是，芯体6构成为通过抽拔而与笔压检测单元5的嵌合松脱。即，芯体能够相对于位置指示器1更换。
芯体6由导体(例如混合有金属或导体粉的硬质的树脂)构成，通过导电图案31a而与信号发送控制电路30电连接。并且构成为，由信号发送控制电路30生成的位置检测用信号及附加信息通过该由导体构成的芯体6(中心电极)而对位置检测装置201的传感器送出。
构成壳体2的中空的圆筒状形状的绝缘体部21的中心线方向的一方的端部侧被设为逐渐变得尖细的筒状的锥部21a。在该筒状的锥部21a的内壁面上，沿着锥部21a的内壁面逐渐变得尖细的筒状的圆锥状形状的环电极7作为包围中心电极的周边电极而以在壳体2的轴心方向上局部包围芯体6的方式安装。换言之，以使芯体6的前端部局部露出的方式，环电极7以包围芯体2的方式配置。该环电极7例如由导电性构件构成，构成环状导体。在该情况下，环电极7通过由壳体2的绝缘体部21的锥部21a覆盖而使得位置指示器1的操作者无法直接接触。需要说明的是，作为周边电极的环导体7不限于圆锥状形状，也可以是圆筒状形状或环状形状。
并且，环电极7通过贯通绝缘体部21的引线导体构件71而电连接于印制布线基板3的导体图案31b。在该例中，该导体图案31b连接于信号发送控制电路30。在信号发送控制电路30中，构成为从环电极7送出与来自芯体6的信号反相的信号，在该实施方式中，如后所述，环电极7经由电感元件(在该例中是线圈303)而连接于印制布线基板3的得到基准电位的部位(在该例中是接地导体)(参照图3)。
在该实施方式中，芯体6以前端部6a从壳体2的绝缘体部21的锥部21a的开口部21b向外部突出并且与前端部6a相反的一侧嵌合于笔压检测单元5的方式配置于绝缘体部21的中空部内。即，中心电极(芯体6)和周边电极(环电极7)在壳体2的轴心方向上配置，并且中心电极以由周边电极在轴心方向上局部包围的方式配置。
在图2的例中，环电极7配置于绝缘体部21的锥部21a的内壁面，因此芯体6的笔尖部6a不被环电极7包围而向外部突出。
也就是说，环电极7虽然以包围芯体6的周围的方式设置，但在该实施方式中，在芯体6的轴心方向上，包围除了笔尖部6a和与笔压检测单元5的结合侧之外的周围。
信号发送控制电路30具备生成通过芯体6而向位置检测装置201的传感器送出的信号的电路和通过环电极7而对位置检测装置201的传感器生成与从芯体6送出的信号反相的信号的电路。
[第一实施方式的位置指示器1的信号发送控制电路30的结构例的说明]
图3是该实施方式的位置指示器1的信号发送控制电路30的电路结构图。即，在该例中，信号发送控制电路30具备控制器301、用于生成向芯体6供给的信号的振荡电路302及用于使得相对于从芯体6送出的信号从环电极7送出相反相位的信号的线圈303。即，由振荡电路302生成的信号向芯体6供给，并且经由形成于芯体6与环电极7之间的寄生电容304而也向环电极7供给。因此，在该实施方式中，以使从环电极7送出的信号相对于从芯体6送出的信号成为相反相位的方式具备线圈303。
控制器301例如由微处理器构成，构成控制位置指示器1的信号发送控制电路30的如后所述的处理动作的控制电路，被供给着来自作为驱动电源的例的蓄电池4的电源电压VDD。控制器301控制振荡电路302。来自蓄电池4的电源电压VDD经由电源开关Psw而被设为信号发送控制电路30及其他电路的电源电压。虽然在图1及图2中省略图示，但电源开关Psw通过在壳体2的侧面设置的操作件被按下操作而接通、断开。
另外，在控制器301上连接有由笔压检测单元5构成的可变容量电容器5C，通过监视该可变容量电容器5C的容量来检测向位置指示器1的芯体6施加的笔压。即，在该实施方式中，对可变容量电容器5C连接有放电用电阻器Rd，控制器301通过计测从可变容量电容器5C为满充电的状态到成为规定的两端电压为止的放电时间来检测可变容量电容器5C的静电电容，根据该检测到的静电电容来检测笔压。
振荡电路302产生例如频率f1＝1.8MHz的交流信号，经由电源开关Psw而被供给着来自蓄电池4的电源电压VDD。来自该振荡电路302的交流信号的规定时间的连续波即脉冲串信号成为通过芯体6而对传感器送出的位置检测用信号。
控制器301通过向该振荡电路302的使能端子EN供给控制信号(使能信号CT)而对该振荡电路302进行接通、断开控制来从振荡电路302产生所述脉冲串信号及ASK(Amplitude Shift Keying：幅移键控)调制信号。振荡电路302根据来自控制器301的使能信号CT而使产生的交流信号断续，由此，振荡电路302能够产生脉冲串信号及ASK调制信号。在该实施方式中，控制器301将如前述那样检测到的笔压的值的信息变换为数字信号，根据该数字信号而控制振荡电路302，由此将笔压值的信息作为ASK调制信号而从振荡电路302输出。
振荡电路302的输出端在该实施方式中连接于导电性的芯体6，来自振荡电路302的交流信号通过芯体6而对位置检测装置201的传感器送出。
并且，环电极7通过线圈303而连接于接地导体(接地)。在该情况下，环电极7设置于芯体6的周围，因此芯体6与环电极7之间通过寄生电容304而容量耦合。因而，信号发送控制电路30的等效电路成为在图4中由虚线包围而示出的结构，由振荡电路302生成的信号向芯体6供给，并且经由基于寄生电容304的容量耦合而也向环电极7供给。从芯体6送出的交流信号Sa成为通过线圈303而作为反相的交流信号Sb从环电极7送出的状态。
即，信号发送控制电路30具备振荡电路302，由振荡电路302生成的第一信号及第二信号向芯体6(中心电极)及环电极7(周边电极)的各自供给。信号发送控制电路30以使从芯体6送出的信号和从环电极7送出的信号成为互相消除的规定的关系(反相的关系)的方式控制发送信号的相位。另外，以使相位被控制的各个信号互相有效地消除的方式，各个信号的振幅水平也以成为规定的关系的方式被控制。
因此，如图5所示，在位置指示器1中，来自振荡电路302的输出信号从芯体6的前端部6a以大致原样的强度对位置检测装置201的传感器的输入面201S送出，但在芯体6的由环电极7包围的部分及前端部6a的环电极7附近的部分处，由来自环电极7的反相的信号消除，因此不被传感器接收。其结果，如图5所示，即使位置指示器1的芯体6的轴心方向相对于位置检测装置201的传感器的输入面201S倾斜，在位置检测装置201中，也能够无偏离地正确检测由芯体6的前端部6a指示的位置。
在该情况下，线圈303的电感值被调整成即使位置指示器1的芯体6的轴心方向相对于位置检测装置201的传感器的输入面201S倾斜也能够在位置检测装置201中正确检测芯体6的前端部6a的指示位置的值。
换言之，通过调整线圈303的电感值，能够调整从环电极7送出的与从芯体6送出的信号反相的信号的强度。因而，无需将环电极7以延长至芯体6的前端部6a附近的方式配设，能够任意选定环电极7的配置位置，因此位置指示器的外观设计的制约变少。需要说明的是，当然也可以是，为了调整从环电极7送出的与从芯体6送出的信号反相的信号的强度，也调整使芯体6的前端部6a比环电极7突出多少。
需要说明的是，在图4的等效电路中，设为寄生电容304假想地连接于芯体6与环电极7之间，但也可以在芯体6与环电极7之间实际地连接电容器，将该电容器的静电电容调整为在位置检测装置中能够正确检测芯体6的前端部6a的指示位置的值。在该情况下，在芯体6与环电极7之间实际地连接电容器的电容器的静电电容也可以取代调整线圈303的电感值而调整，或者与线圈303的电感值的调整一起调整。
需要说明的是，在上述的位置指示器1中，壳体2的绝缘体部21的外表周面的至少操作者把持该位置指示器1的部分由导电体部22覆盖，但该导电体部22不是必需的，也可以没有。
[位置检测装置201的结构例的说明]
如图6所示，该实施方式的位置检测装置201由构成该位置检测装置201的传感器202和连接于该传感器202的笔指示检测电路203构成。
在该例中，虽然剖视图省略，但传感器202通过从下层侧起依次层叠第一导体群211、绝缘层(图示省略)、第二导体群212而形成。第一导体群211例如将在横向(X轴方向)上延伸的多个第一导体211Y1、211Y2、…、211Ym(m是1以上的整数)互相隔开规定间隔而并列地在Y轴方向上配置。
另外，第二导体群212将在相对于第一导体211Y1、211Y2、…、211Ym的延伸方向交叉的方向(在该例中是正交的纵向)(Y轴方向)上延伸的多个第二导体212X1、212X2、…、212Xn(n是1以上的整数)互相隔开规定间隔而并列地在X轴方向上配置。
这样，在位置检测装置201的传感器202中，具备使用使第一导体群211和第二导体群212交叉而形成的传感器图案来检测位置指示器1指示的位置的结构。
需要说明的是，在以下的说明中，关于第一导体211Y1、211Y2、…、211Ym，在无需区分各导体时，将该导体称作第一导体211Y。同样，关于第二导体212X1、212X2、…、212Xn，在无需区分各导体时，将该导体称作第二导体212X。
在该实施方式的位置检测装置201中，传感器202具备与例如平板型信息终端等电子设备的显示画面的大小对应的大小的传感器面(指示输入面)200，由具有光透过性的第一导体群211和第二导体群212形成。
需要说明的是，第一导体群211和第二导体群212可以是分别配置于传感器基板的同一面侧的结构，也可以是在传感器基板的一面侧配置第一导体群211且在另一面侧配置第二导体群212的结构。
笔指示检测电路203由被设为相对于传感器202的输入输出接口的选择电路221、放大电路222、带通滤波器223、检波电路224、采样保持电路225、AD(Analog to Digital：模拟到数字)变换电路226及控制电路220构成。
选择电路221基于来自控制电路220的控制信号而从第一导体群211及第二导体群212中分别选择1根导体。由选择电路221选择出的导体连接于放大电路222，来自位置指示器1的信号由选择出的导体检测并由放大电路222放大。该放大电路222的输出向带通滤波器223供给，仅从位置指示器1发送的信号的频率的成分被提取。
带通滤波器223的输出信号由检波电路224检波。该检波电路224的输出信号向采样保持电路225供给，由来自控制电路220的采样信号在规定的定时下采样保持后，由AD变换电路226变换为数字值。来自AD变换电路226的数字数据由控制电路220读取并处理。
控制电路220利用保存于内部的ROM的程序，以向采样保持电路225、AD变换电路226及选择电路221分别送出控制信号的方式进行动作。另外，控制电路220根据来自AD变换电路226的数字数据而算出由位置指示器1指示的传感器202上的位置坐标，另外，将笔压信息解调而得到。并且，控制电路220将该位置坐标的数据及笔压信息向例如平板型信息终端等电子设备内的其他处理器等输出。
[位置检测装置201中的位置指示器1的芯体6的前端部6a的指示位置检测]
图7示出位置指示器1的芯体6的轴心方向相对于传感器202的输入面201S的倾斜角与位置检测装置201的传感器202中的来自位置指示器1的接收信号的信号电平的关系。在图7中，与前述的图11的情况同样，对关于在传感器202的X轴方向(例如横向)上排列的多个第二导体212X(在图7的例中是导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2)的接收信号的信号电平进行说明。需要说明的是，关于在Y轴方向上排列的第一导体212Y也是同样。
图7(A)示出了位置指示器1的芯体6的轴心方向相对于位置检测装置201的传感器202的输入面201S垂直的状态且芯体6的前端部6a存在于第二导体Xi的正上方时的其附近的第二导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平。
在该情况下，成为来自芯体6的信号从大致芯体6的前端部6a向传感器202发送并且从环电极7将其反相的信号向传感器送出的状态，因此第二导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平与图11(A)的情况同样，在第二导体Xi处成为最大值，且以该第二导体Xi为中心而在其左侧的第二导体Xi-2、Xi-1和右侧的第二导体Xi+1、Xi+2处呈现以左右对称的状态逐渐变低的值。
不过，在该情况下，第二导体Xi左侧的第二导体Xi-2、Xi-1和右侧的第二导体Xi+1、Xi+2通过来自环电极7的反相的信号而成为比图11(A)的情况低的信号电平，与图11所示的以往的位置指示器的情况相比，第二导体Xi的信号电平相对变大。
在位置检测装置中，通过使用各第二导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平进行运算来检测由芯体6的前端部6a指示的传感器上的位置，但由于与该图11(A)的情况相比第二导体Xi处的接收信号的信号电平比其左侧的第二导体Xi-2、Xi-1及右侧的第二导体Xi+1、Xi+2大，所以由芯体6的前端部6a指示的位置作为第二导体Xi的位置P0而被更良好地检测。
另外，图7(B)示出了位置指示器1的芯体6的前端部6a存在于第二导体Xi的正上方但芯体1相对于位置检测装置201的传感器202的输入面201S以规定的角度θ(θ<90度)在X轴方向上倾斜的状态时的各第二导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平。
在该情况下，在位置指示器1倾斜的方向侧，环电极7向位置检测装置201的传感器的输入面201S接近。因此，即使如图11(B)那样成为“不仅来自芯体6的信号从其前端部6a向传感器发送，来自根据位置指示器1的倾斜而接近传感器的部分的信号也成为有效而向传感器发送”的状态，该成分(参照图7(B)中的虚线)也被来自环电极7的反相的信号消除。
因而，各第二导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平如图7(B)的实线所示，在第二导体Xi处成为最大值，但以该第二导体Xi为中心，在其左侧的第二导体Xi-2、Xi-1和右侧的导体Xi+1、Xi+2处呈现左右对称的值。
因此，在位置检测装置中，通过使用各第二导体Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2处的接收信号的信号电平进行运算，由芯体6的前端部6a指示的传感器上的位置与图7(A)的情况同样，作为第二导体Xi的位置P0而以偏离减少的方式被检测。
需要说明的是，在上述的实施方式的说明中，环电极7通过线圈303而连接于接地导体，但也可以连接于得到电源电压VDD的端子。也就是说，环电极7通过线圈303而连接于基准电位即可。
[其他实施方式]
在上述的第一实施方式的信号发送控制电路30中，用于从环电极7送出与从芯体6送出的信号反相的信号的结构设为了将环电极7通过线圈303而连接于基准电位的结构，但不限于该结构。
图8是用于从环电极7送出与从芯体6送出的信号反相的信号的结构的第一其他例。在该第一例的信号发送控制电路30A中，不设置连接于环电极7的线圈303。取而代之，在第一实施方式中，将来自振荡电路302的信号向芯体6供给，并且具备作为生成来自振荡电路302的信号的反相信号的反相信号生成电路的极性反转放大器305。利用极性反转放大器305将来自振荡电路302的信号反转后，向环电极7供给。在该第一例的情况下，将极性反转放大器305的放大增益调整为在位置检测装置201中能够正确检测芯体6的前端部6a的指示位置的值。
因此，在该第一例的情况下，也从环电极7送出与从芯体6送出的信号反相的信号，得到与上述的第一实施方式同样的作用效果。
图9是利用变压器306来构成反相信号生成电路的第二其他例。在该例中，不使用线圈303而从环电极7输出与从芯体6送出的信号反相的信号。在该第二例的信号发送控制电路30B中，如图9(A)所示，在第一实施方式中，将来自振荡电路302的信号经由由初级绕组306a和次级绕组306b构成的变压器306而向芯体6供给。另外，将来自振荡电路302的信号从变压器306的初级绕组306a侧供给。
图9(B)示出第二例的变形例。在该第二例的变形例的信号发送控制电路30C中，如图9(B)所示，也可以在初级绕组306a设置中间抽头，构成为来自振荡电路302的信号从该初级绕组306a的中间抽头向环电极7供给，将初级绕组306a中的该中间抽头的位置调整为在位置检测装置201中能够正确检测芯体6的前端部6a的指示位置的位置。
在以上的图9(A)所示的第二例及图9(B)所示的第二例的变形例中，来自振荡电路302的信号从变压器306的次级绕组306b向芯体6供给，并且从变压器306的初级绕组306a侧向环电极7供给，因此从芯体6送出的信号和从环电极7送出的信号互相成为反相，得到与上述的第一实施方式同样的作用效果。
接着，在上述的实施方式的位置指示器1中，在从芯体6送出信号时，从环电极7始终送出与从芯体6送出的信号反相的信号。因而，通过来自环电极7的信号，从芯体6送出的信号的送出输出强度可能会下降。
在位置指示器1的芯体6的前端部6a未与位置检测装置201的传感器的输入面接触而与输入面分离的状态时，在位置检测装置201中，不会准确地检测由位置指示器1的芯体6的前端部6a指示的位置，主要能够检测位置指示器1的芯体6向传感器的输入面接近的大体的位置即可，从位置指示器送出的信号的送出输出强度最好较大。
鉴于以上情况，也可以构成为，从环电极7送出与从芯体6送出的信号反相的信号设为位置指示器1的芯体6的前端部6a与传感器的输入面接触而准确地检测由芯体6的前端部6a指示的位置时，在位置指示器1的芯体6的前端部6a未与传感器的输入面接触时，通过不从环电极7送出反相的信号而避免从位置指示器送出的信号的送出输出强度下降。另外，虽然未图示，但也可以与图8同样，以使从芯体6送出的信号和从环电极7送出的信号之间的振幅水平成为最佳的关系的方式调整互相的振幅水平。
图10是考虑了以上情况的位置指示器1的信号发送控制电路30D的电路结构例的一例。该图10的信号发送控制电路30D是图3所示的前述的信号发送控制电路30的变形例，对于与信号发送控制电路30相同的部分，标注同一附图标记，省略其说明。
在该例中，对环电极7上连接作为控制电路的例的开关电路307。来自振荡电路302的信号向芯体6供给，并且向该开关电路307的一方的固定端供给。另外，该开关电路307的另一方的固定端经由线圈303而接地。并且，该开关电路307的可动端连接于环电极。
并且，该例的控制器301D通过监视由笔压检测单元5构成的可变容量电容器5C的容量来检测向位置指示器1的芯体6施加的笔压，根据该笔压检测结果来判别芯体6的前端部6a是否正与位置检测装置201的传感器的输入面接触。然后，控制器301D基于该判别结果来生成开关电路307的切换控制信号SW1，如以下这样切换控制开关电路307。
即，控制器301D在未向芯体6施加笔压而判别为芯体6的前端部6a未与位置检测装置201的传感器的输入面接触时，利用切换控制信号SW1将开关电路307切换为被供给振荡电路302的信号的固定端侧。此时，成为线圈303被从环电极7切断的状态，因此从环电极7不送出与来自芯体6的信号反相的信号。并且，从环电极7送出与从芯体6送出的信号同相的信号。因此，在位置检测装置201中，能够通过来自芯体6和环电极7的信号而将位置指示器1的芯体6的前端部6a的接近比仅监视来自芯体6的信号的情况高灵敏度地检测。
另外，控制器301D在检测到施加于芯体6的笔压而判别为芯体6的前端部6a正与位置检测装置201的传感器的输入面接触时，利用切换控制信号SW1将开关电路307切换为连接有线圈303的固定端侧。此时，与第一实施方式同样，成为对环电极7连接线圈303的状态，因此从环电极7送出与从芯体6送出的信号反相的信号，即使位置指示器1相对于传感器的输入面倾斜，位置指示器1的芯体6的前端部6a的位置也被良好地检测。
需要说明的是，在图10的例子中，控制电路设为了由切换控制信号SW1切换控制的开关电路307的结构，但也可以设为在环电极7与线圈303之间设置第一开关电路并且在振荡电路302与环电极7之间设置第二开关电路的结构。在该情况下，控制器301D在判别为芯体6的前端部6a未与位置检测装置201的传感器的输入面接触时，将第一开关电路控制成接通，将第二开关电路控制成断开，在芯体6的前端部6a接触了位置检测装置201的传感器的输入面时，将第一开关电路控制成断开，将第二开关电路控制成接通。
需要说明的是，图10的例子是在判别为芯体6的前端部6a未与位置检测装置201的传感器的输入面接触时从环电极7不送出反相的信号的结构例的一例，但该图10的例子的技术思想也能够同样应用于从环电极7送出反相的信号的图8所示的例子、图9所示的例子的情况。
[其他实施方式或变形例]
在上述的实施方式中，构成环状导体的环电极7设为了越靠芯体6的前端部6a侧则越变得尖细的圆锥状形状，但作为环状导体的形状，不限于圆锥状形状，总之只要是包围芯体6的周围的形状即可，例如也可以是圆筒状形状、面包圈状形状。
另外，芯体6(中心电极)和环电极7(周边电极)只要具有互相的送出信号互相消除的相位关系的信号即可，即，从各电极送出的信号只要具有互相成为反相的相位关系即可。因此，在例如图4所示的信号发送控制电路的等效电路中，也可以将向芯体6供给的信号和向环电极7供给的信号互相置换。
需要说明的是，在上述的实施方式中，向位置指示器的芯体施加的笔压信息与位置检测用信号一起从芯体6送出，但也可以将例如蓝牙(注册商标)规格的无线通信单元设置于位置指示器及位置检测装置，进行无线通信。
标号说明
1…位置指示器，2…壳体，3…印制布线基板，4…蓄电池，5…笔压检测单元，6…芯体，6a…芯体的前端部，7…环电极，30…信号发送控制电路，301…控制器，302…振荡电路，303…线圈，304…寄生电容，305…极性反转放大器，306…变压器，307、308…开关电路。

Claims (9)

1.一种位置指示器，具有笔形状的壳体，在所述壳体的一端侧在所述壳体的轴心方向上配置有第一电极和第二电极，并且所述第二电极以所述第一电极在所述壳体的轴心方向上局部露出的方式包围所述第一电极而配置，从信号发送控制电路向至少所述第一电极供给信号而与位置检测装置的传感器之间以静电方式交互，其特征在于，
所述信号发送控制电路构成为从所述第二电极送出将从所述第一电极送出的信号消除的信号，
所述信号发送控制电路具备：振荡电路，用于生成向第一电极供给的信号；及反相信号生成电路，将与由所述振荡电路生成的信号反相的信号以从所述第二电极送出的方式生成，
所述信号发送控制电路具备：压力检测电路，检测向配置于所述壳体的所述一端侧的芯体的前端部施加的压力；及控制电路，结合于所述第二电极，
在未由所述压力检测电路检测到向所述芯体的所述前端部施加的压力的状态下，所述信号发送控制电路经由所述控制电路而向所述第二电极供给与向所述第一电极供给的信号同相的信号。
2.根据权利要求1所述的位置指示器，其特征在于，
所述信号发送控制电路以使从所述第一电极及所述第二电极送出的各个信号互相成为反相的关系的方式向所述第一电极及所述第二电极供给信号。
3.根据权利要求1所述的位置指示器，其特征在于，
所述信号发送控制电路以使从所述第一电极及所述第二电极送出的各个信号互相成为反相的关系的方式进行控制，并且以使从所述第一电极及所述第二电极送出的各个信号的振幅水平成为规定的关系的方式进行控制。
4.根据权利要求1所述的位置指示器，其特征在于，
所述信号发送控制电路具备振荡电路，来自所述振荡电路的信号向所述第一电极供给，并且在所述第二电极结合有用于消除从所述第一电极送出的信号的电感元件。
5.根据权利要求1所述的位置指示器，其特征在于，
通过所述控制电路，以使从所述第二电极送出的信号相对于从所述第一电极送出的信号成为同相的信号或反相的信号的方式选择性地进行控制。
6.一种位置指示器的信号发送方法，所述位置指示器具有笔形状的壳体，在所述壳体的一端侧在所述壳体的轴心方向上配置有第一电极和第二电极，并且所述第二电极以所述第一电极在所述壳体的轴心方向上局部露出的方式包围所述第一电极而配置，从信号发送控制电路至少向所述第一电极供给信号而与位置检测装置的传感器之间以静电方式交互，其特征在于，
所述信号发送控制电路从所述第二电极送出将从所述第一电极送出的信号消除的信号，
所述信号发送控制电路具备：振荡电路，用于生成向第一电极供给的信号；及反相信号生成电路，将与由所述振荡电路生成的信号反相的信号以从所述第二电极送出的方式生成，
所述信号发送控制电路具备：压力检测电路，检测向配置于所述壳体的所述一端侧的芯体的前端部施加的压力；及控制电路，结合于所述第二电极，
在未由所述压力检测电路检测到向所述芯体的所述前端部施加的压力的状态下，所述信号发送控制电路经由所述控制电路而向所述第二电极供给与向所述第一电极供给的信号同相的信号。
7.根据权利要求6所述的位置指示器的信号发送方法，其特征在于，
所述信号发送控制电路以使从所述第二电极送出的信号相对于从所述第一电极送出的信号成为反相的信号的方式向所述第二电极供给信号。
8.根据权利要求6所述的位置指示器的信号发送方法，其特征在于，
所述信号发送控制电路经由形成于所述第一电极与所述第二电极之间的静电耦合而将向所述第一电极供给的信号向所述第二电极供给，并且在所述第二电极结合有用于消除从所述第一电极送出的信号的电感元件。
9.根据权利要求6所述的位置指示器的信号发送方法，其特征在于，
所述信号发送控制电路将相对于向所述第一电极供给的信号反相的信号向所述第二电极供给。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7113139B2 (ja) * 2019-05-10 2022-08-04 株式会社ワコム センサコントローラからペンに対して送信データを送信する方法、及び、ペン
KR20230063924A (ko) * 2021-10-29 2023-05-10 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015222518A (ja) * 2014-05-23 2015-12-10 株式会社ワコム 位置検出装置及び位置指示器
JP2016053750A (ja) * 2014-09-02 2016-04-14 株式会社ワコム 位置指示器
CN105912175A (zh) * 2015-02-20 2016-08-31 株式会社和冠 位置指示器、信号处理电路、信号供给控制方法及信号处理方法
WO2017007800A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 3Axisdata, Llc Pen system with internal pressure tilt rotation
TW201732507A (zh) * 2016-03-08 2017-09-16 禾瑞亞科技股份有限公司 偵測傾斜角與筆身軸向的觸控控制裝置與其控制方法及觸控系統

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3145565B2 (ja) * 1994-05-23 2001-03-12 シャープ株式会社 タブレット入力装置
JP5366051B2 (ja) * 2009-04-20 2013-12-11 株式会社ジャパンディスプレイ 情報入力装置、表示装置
JP5442479B2 (ja) 2010-02-05 2014-03-12 株式会社ワコム 指示体、位置検出装置及び位置検出方法
JP6021174B2 (ja) 2012-08-08 2016-11-09 株式会社ワコム 位置検出装置およびその位置指示器
US9817491B2 (en) * 2014-01-07 2017-11-14 3M Innovative Properties Company Pen for capacitive touch systems
JP6487694B2 (ja) 2014-12-26 2019-03-20 株式会社ワコム 位置指示器及び信号処理装置
US10579169B2 (en) * 2016-03-08 2020-03-03 Egalax_Empia Technology Inc. Stylus and touch control apparatus for detecting tilt angle of stylus and control method thereof
US10572063B2 (en) * 2017-01-09 2020-02-25 Microsoft Technology Licensing, Llc Position, tilt, and twist detection for stylus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015222518A (ja) * 2014-05-23 2015-12-10 株式会社ワコム 位置検出装置及び位置指示器
JP2016053750A (ja) * 2014-09-02 2016-04-14 株式会社ワコム 位置指示器
CN105912175A (zh) * 2015-02-20 2016-08-31 株式会社和冠 位置指示器、信号处理电路、信号供给控制方法及信号处理方法
WO2017007800A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 3Axisdata, Llc Pen system with internal pressure tilt rotation
TW201732507A (zh) * 2016-03-08 2017-09-16 禾瑞亞科技股份有限公司 偵測傾斜角與筆身軸向的觸控控制裝置與其控制方法及觸控系統

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