JP2011164801A - 指示体、位置検出装置及び位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】静電結合方式の位置検出装置において、複数の符号を用いて、指示体の指示位置だけでなく、例えば筆圧、サイドスイッチ情報など位置情報以外の情報の検出を可能にする。
【解決手段】指示体側は、ペンチップに印加された圧力を２つの符号間の時間差に対応づけて送信し、位置検出器は、受信導体に生起した信号と前記２つの符号に対応した相関演算用符号との相関演算を行うことで少なくとも１つの符号に基づく相関演算結果から前記指示体によって指示されたセンサ部上の位置を検出し、前記相関演算によって算出された２つの符号に基づく相関演算結果から前記２つの符号間の時間差に対応して前記指示体に印加された圧力を検出する筆圧算出回路を備える。更には、受信の際の符号の有無、あるいは指示体内に備えられた複数の電極片のそれぞれから送信された符号を受信し信号レベルを比較することで位置情報以外の情報の検出を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は指示体、位置検出装置及び位置検出方法に関し、より詳細には、静電結合方式における指示体、位置検出装置及び位置検出方法に関する。

従来、コンピュータ装置上で描画やイラスト作成などに用いられるポインティングデバイスの一つとして、タブレットと呼ばれる位置検出装置が開発されている。このような位置検出装置は、通常、略平板状の位置検出器と、ユーザが位置検出器上で操作するペン形状の指示体とで構成される。

上述のような位置検出装置において、従来、静電結合方式を採用した位置検出装置が提案されている。静電結合方式の位置検出装置は、主に、集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）を含む指示体と、所定パターンで配列された導体群を有するセンサ部を備える位置検出器とで構成される。そして、センサ部上の指示体から導体群に所定の信号を送信し、位置検出器でその送信信号の受信位置を特定することにより指示体の指示位置を検出する。

特開平８−５０５３５号公報

静電結合方式の位置検出装置において、通常、指示体からセンサ部に送信される信号は指示体が指示する位置を検出するために用いられる。それゆえ、このような位置検出装置では、指示体が指示する位置の検出は可能であるが、例えば指示体の筆圧情報、指示体が位置検出器にコンタクトしたことを示すペンダウン情報等の、位置情報以外の情報を検出することができないという課題があった。更には、ペン形状の指示体と指示体としての指など、複数種類の指示体を同時に検出できないという課題もあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、静電結合方式を採用した位置検出装置において、相関演算処理が行われる符号を用いることで、指示体が指示する位置だけでなく、例えば筆圧情報、あるいは指示体のペンチップを回転の中心点として指示体を位置検出器上で回転させた場合のその回転位置、あるいは傾きなど、位置情報以外の情報を検出可能とすることである。更には、指示体としての指による位置指示情報など、複数種類の指示体による情報をも同時に検出可能とする。

上記問題を解決するために、本発明の位置検出装置は、指示体に印加された圧力を２つの符号間の時間差に対応づけて送信するための送信信号生成部を備え前記送信信号生成部によって生成された信号を送信するための指示体と、所定方向に配置された複数の第１の導体と前記所定方向と交差する方向に配置された複数の第２の導体を備え前記指示体から送信された信号を受信するためのセンサ部と、前記複数の第１の導体を構成する導体と前記複数の第２の導体を構成する導体にそれぞれ生起した信号と前記２つの符号に対応した相関演算用符号との相関演算を行うための相関演算回路と、前記相関演算回路によって算出された少なくとも１つの符号に基づく相関演算結果から前記指示体によって指示されたセンサ部上の位置を検出するための位置算出回路と、前記相関演算回路によって算出された２つの符号に基づく相関演算結果から前記２つの符号間の時間差に対応して前記指示体に印加された圧力を検出する筆圧算出回路と、を備える。また、指示体のペンチップを回転の中心点として指示体を位置検出器上で回転させた場合のその回転位置、あるいは傾きなど、位置情報以外の情報を検出可能とするために、指示体にはその中心軸の周囲に電気的に分割された複数の電極片が配置され、それぞれの電極片に、種類の異なる符号を供給する。更には、指による指示操作をも同時検出可能とするために、位置検出器内に符号生成部とセンサ部を構成する導体を信号受信用と信号送信用に切り替えるための切替部を備える。

なお、上記２つの符号は、符号パターンが同一の符号であっても良いし、互いに異なる符号パターンを用いることもできる。なお、同一の符号パターンを使用する場合には、この符号パターンに対応した同一の相関演算用符号を使用することができる。

また、本発明の指示体は、位置を指示するための先端部（ペンチップ）が筐体から突出して備えられた指示体であって、符号パターンが互いに異なる第１の符号及び第２の符号が生成されるとともに前記指示体の先端部に印加された圧力に対応して、斯かる２つの符号が生成されるタイミングすなわち符号間の時間差（位相差）を制御し、あるいは所定の符号パターンを有する１つの符号が生成されるとともに前記指示体の先端部に印加された圧力に対応して、斯かる符号の最初の生成に対する次の生成のタイミングすなわち符号間の時間差（位相差）を制御する符号生成回路と、前記符号生成回路によって生成された符号を送信するための送信信号生成部と、を備える。

本発明は、位置検出装置に静電結合方式を採用した場合に好適な発明であり、指示体から時間差を有して送信された、同一の符号パターンを有する、あるいは符号パターンが互いに異なる、第１及び第２の符号を受信し、第１の符号を用いて指示体の位置検出を行い、更には、第２の符号との間の時間差に基づいて、例えば筆圧情報、あるいは指示体の回転位置情報などの位置情報以外の情報を得る。

上述のように、本発明では、指示体から、互いの符号パターンが同一、あるいは異なる、第１の符号および第２の符号を送信し、信号受信時には受信信号と、第１および第２の符号に対応したそれぞれの相関演算用符号との間の相関演算を行うことで、指示体の指示位置だけでなく、例えば筆圧情報等の位置情報以外の情報を検出することができる。

本発明の実施形態に係る位置検出装置の外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る指示体の概略構成図である。 図３（ａ）及び（ｂ）は、指示体内の送信符号生成部の回路構成図である。 本発明の実施形態に係る位置検出器の概略構成図である。 相関演算部の概略構成図である。 相関器の概略構成図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、相関器の動作を説明するための図である。 指示体の動作手順を示すフローチャートである。 位置検出器の動作手順を示すフローチャートである。 図１０（ａ）〜（ｃ）は、第１及び第２の符号を時間多重させて送信する場合における指示体の位置検出及び筆圧検出の原理を説明するための図である。 変形例１の指示体の概略構成図である。 図１２（ａ）及び（ｂ）は、変形例２の指示体の概略構成図である。 図１３（ａ）は、変形例３の指示体で送信する信号のＰＳＫ変調前の符号の波形図であり、図１３（ｂ）は、ＰＳＫ変調後の信号波形図である。 変形例３の指示体の概略構成図である。 変形例３の位置検出器の受信系回路群の概略構成図である。 図１６（ａ）は、変形例４の指示体で送信する信号のＦＳＫ変調前の符号の波形図であり、図１６（ｂ）は、ＦＳＫ変調後の信号波形図である。 変形例４の指示体の概略構成図である。 変形例４の位置検出器の受信系回路群の概略構成図である。 変形例５における指示体の回転検出、傾き検出を説明するための図である。 変形例５の指示体の概略構成図である。 変形例６の位置検出器の概略構成図である。 変形例７の位置検出器の概略構成図である。 変形例７の位置検出器の動作を説明するための図である。

以下、本発明の位置検出装置の一実施形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。

本実施形態では、互いに符号パターンが異なる２つの符号、あるいは互いが同一の符号パターンを有する２つの符号を用いて指示体の位置及び筆圧、すなわち指示体に印加した圧力を検出する。使用する符号としては、例えば８ビットコードであれば、「１１１１００００」、「１１００１１００」、及び「１０１０１０１０」の中から必要に応じて１つあるいは複数の符号パターンを使用する。また、「００１０１１０１」、「１１００１１００」、及び「１０１０１０１０」の符号パターンも使用し得る。

これらの符号パターンを使用すれば、受信時の相関演算処理によって互いの符号パターンを識別できる。他の符号としては、例えばＭ系列、ゴールド符号系列等を含む拡散符号や、例えばアダマール符号、ウォルシュ符号等の直交符号を用いてもよい。なお、直交符号を用いることで、受信時の相関演算処理によって互いの符号パターンの識別感度を高めることができる。

［位置検出装置の構成］
図１に、本実施形態の位置検出装置の外観斜視図を示す。なお、本実施形態では、位置検出装置としてタブレットを用いた例を説明する。位置検出装置１は、ペン形状の指示体２と、平板形状の位置検出器３とで構成され、外部機器接続ケーブル４を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの外部機器に接続される。

指示体２は、位置検出器３のスキャン可能領域３ａ上で使用する。このスキャン可能領域３ａ上では、位置検出器３により指示体２の指示位置（座標）や筆圧などが検出できるようになっている。

位置検出器３は、指示体２が指示した位置の座標を検出し、その座標情報を外部機器に出力する。そして、外部機器の表示画面（不図示）上では、位置検出器３から入力された座標情報に対応する位置にポインタ等が表示される。

［指示体の構成］
図２に、本実施形態の指示体２の概略構成を示す。指示体２は、第１電極２０と、第２電極２１と、可変容量コンデンサ２２と、集積回路２３と、コイル２４と、電源生成回路２５と、これらの構成部材を内包する筐体１２９とを備える。可変容量コンデンサ２２は、印加される圧力に応じて容量値を変化させるコンデンサである。筐体１２９は金属などの導電性を有する材質で構成される。

第１電極２０は、棒形状を有しており、その一方の先端部は筐体１２９の一方の端部から突き出るように配置される。また、その先端部は、導電性を備えることでペンチップとして機能する。すなわち、筐体１２９から突き出た先端部は、指示体２のペンチップとして機能すると共に第１電極２０としても機能する。一方、第２電極２１は、この例では略円筒状の電極であり、第１電極２０を取り囲むように配置される。すなわち、棒形状の第１電極２０を中心として筐体１２９の内周面に沿って配置される。また、集積回路２３から出力される符号（Ｃ１、Ｃ２）は、抵抗（Ｒ１、Ｒ２）を介して信号加算された後、第１電極２０及び第２電極２１に供給される。従って、集積回路２３から出力された２つの符号パターンにそれぞれ対応した信号が信号加算された形態で第１電極２０及び第２電極２１に印加されることにより、第１電極２０及び第２電極２１を介して位置検出器３に信号が送信される。

圧力検出素子として配置された可変容量コンデンサ２２は、ペンチップに加えられた圧力、いわゆる筆圧により容量が変化する構成を備える。具体的には、可変容量コンデンサ２２を構成する一対の電極（不図示）のうち一方の電極が、第１電極２０の端部と係合するように構成される。それゆえ、指示体２を位置検出器３に接触させて第１電極２０がスキャン可能領域３ａ上で押されると、可変容量コンデンサ２２の一方の電極も押圧される。これにより可変容量コンデンサ２２の一対の電極間の電気的特性が変化することで、コンデンサの容量が変化する。すなわち、可変容量コンデンサ２２の容量変化量は筆圧と対応することになる。なお、圧力検出素子としては、筆圧に応じてインダクタンスが変化するように構成されたインダクタンス可変コイルまたは筆圧に応じて抵抗値が変化するように構成された可変抵抗を用いてもよい。また、可変容量コンデンサ、インダクタンス可変コイル及び可変抵抗のいずれかを含む共振回路を用いてもよい。要は、圧力検出素子は、指示体２の先端部（ペンチップ）に印加された圧力（筆圧）が送信符号生成部２８から出力される符号信号の生成開始タイミング（位相）に作用する構成を備えていればよい。

第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７を含む送信符号生成部２８は、集積回路２３を構成する。本実施形態では、第１符号生成部２６から出力される第１符号Ｃ１を用いて位置検出を行い、更には第２符号生成部２７から出力される第２符号Ｃ２をも用いて筆圧検出を行う。

また、集積回路２３の各出力端子は、抵抗（Ｒ１、Ｒ２）を介して第１電極２０及び第２電極２１にそれぞれ接続されており、所定のタイミングで第１符号Ｃ１及び／又は第２符号Ｃ２に対応した送信信号を第１電極２０及び第２電極２１に出力する。なお、本実施形態では、第１符号生成部２６から出力される第１符号Ｃ１と、第２符号生成部２７から出力される第２符号Ｃ２とは、符号パターンが互いに異なるものとする。ただし、本発明はこれに限定されず、後述するように、同じ符号パターンを使用し、互いの符号間の信号生成開始タイミング（位相）を制御することにより、２つの符号を生成してもよい。

第２符号生成部２７は、可変容量コンデンサ２２に接続される。そして、第２符号生成部２７は、筆圧に対応した可変容量コンデンサ２２の容量変化に基づいて、第２符号Ｃ２の信号生成開始タイミング（位相）を変化させる。すなわち、本実施形態では、第１符号生成部２６から出力される第１符号Ｃ１の生成タイミングと、第２符号Ｃ２の生成タイミングとの間の時間差（位相差）が、指示体２に印加された筆圧に対応するように構成される。

さらに、集積回路２３は、送信符号生成部２８の動作を制御する制御回路（不図示）を備え、その制御に必要なクロック信号等は制御回路により生成される。なお、集積回路２３は、後述するコイル２４及び電源生成回路２５により生成される電圧により駆動される。

コイル２４は、位置検出器３に備えられた、後述のセンサ部３０の励磁コイル３５から送出される励磁信号を受信する。これにより、コイル２４に高周波信号が誘起される。そして、この誘起された高周波信号は、電源生成回路２５に入力される。電源生成回路２５は、整流回路（不図示）を有し、コイル２４から供給された高周波信号を、整流回路により、整流して直流電圧に変換する。そして、電源生成回路２５は、変換された直流電圧を集積回路２３の駆動用電源として集積回路２３に供給する。

なお、本実施形態では、集積回路２３内に第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２をそれぞれ生成する第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７を設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されない。集積回路２３内に例えばＲＯＭ（Read Only Memory）を設け、このＲＯＭに予め第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２を記憶しておき、符号送信時にこのＲＯＭからこれらの符号パターンを読み出して送信する構成にしてもよい。なお、この場合、可変容量コンデンサ２２の容量変化量ΔＣと、第１符号Ｃ１の信号生成開始タイミングと第２符号Ｃ２の信号生成開始タイミングとの対応関係を予めテーブル化してＲＯＭに記憶しておく。

図３（ａ）及び（ｂ）は、図２に示す指示体２内の送信符号生成部２８の回路構成例を示す。図３（ａ）は、第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２の符号パターンが互いに異なる場合の送信符号生成部２８の回路構成例である。第１電極２０を介して印加される圧力に応じて容量が変化する可変容量コンデンサ２２の一端は、グラウンドに接続される。その他端は、抵抗１４４を介して電源生成回路２５に接続されて所定の電圧Ｖｃｃが供給される。

タイミング制御回路１４１は、所定の周期ｔ１でスイッチ１４３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。すなわち、スイッチ１４３は、タイミング制御回路１４１により、一旦ＯＮとされて可変容量コンデンサ２２の電荷を放電し、その後、ＯＦＦとされる。また、タイミング制御回路１４１は、スイッチ１４３をＯＦＦにするとともに、第１符号生成部２６に作用して第１符号Ｃ１の生成を指示する。スイッチ１４３がＯＦＦされると、可変容量コンデンサ２２は抵抗１４４を介して次第に充電される。この際、可変容量コンデンサ２２の両端での電位は、筆圧に対応して変化した容量値に依存して、次第に上昇する。

遅延設定回路１４２は、タイミング制御回路１４１からの制御信号の供給に対応して、可変容量コンデンサ２２の電位と所定の電位Ｖｔｈとの比較を行う。可変容量コンデンサ２２の電位が所定の電位Ｖｔｈに達すると第２符号生成部２７に作用して第２符号Ｃ２の生成を指示する。この構成により、ペンチップに印加された筆圧に対応して変化した容量値に基づいて、第１符号生成部２６による第１符号Ｃ１の符号生成タイミングと第２符号生成部２７による第２符号Ｃ２の符号生成タイミングとの間の差、すなわち第１符号Ｃ１と第２符号Ｃ２との間の位相が変化することになる。この位相変化を検出することで筆圧が検出可能となる。

図３（ｂ）は、第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２に同じ符号パターンを使用する場合の送信符号生成部２８の回路構成例である。すなわち、１種類の符号を使用する場合の回路構成例を示す。この例では、図３（ａ）における第２符号生成部２７に代えて、第１符号生成部２６を使用するものであり、それ以外の構成は同一である。この例のように第１符号Ｃ１と第２符号Ｃ２が同一の符号パターンであっても、両者の間の位相は筆圧に応じて変化するので、この位相変化を検出することで筆圧が検出可能となる。

［位置検出器の構成］
図４に、位置検出器３の概略構成を示す。位置検出器３は、主に、指示体２の指示位置を検出するためのセンサ部３０と、センサ部３０を構成する複数の導体を選択する選択回路４０と、位置検出回路５０とで構成される。なお、図４では、受信信号の処理の流れを実線矢印で示し、制御信号、クロック信号等の流れは破線矢印で示す。ただし、図４では、説明を簡略化するため、受信系回路群５１の制御信号、クロック信号等の流れを示す破線矢印は省略する。

センサ部３０は、図４中のｘ方向（所定方向）に延在した複数の第１導体３１からなる第１導体群３２と、第１導体３１の延在方向と交差する方向、すなわち、図４中のｙ方向に延在した複数の第２導体３３からなる第２導体群３４と、それらの導体群の周囲に設けられた励磁コイル３５とを備える。第１導体群３２を構成する複数の第１導体３１は、所定間隔で図４中のｙ方向に並列配置される。一方、第２導体群３４を構成する複数の第２導体３３は、所定間隔で図４中のｘ方向に並列配置される。

なお、第１導体３１及び第２導体３３は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる透明電極膜や、銅箔等で形成される。また、第１導体群３２及び第２導体群３４は、樹脂材料等からなるスペーサやガラス基板等（不図示）を介して積層される。また、第１導体群３２及び第２導体群３４の各導体は、選択回路４０に接続される。励磁コイル３５は、位置検出回路５０内の後述するドライブ回路６１に接続される。

第１導体３１及び第２導体３３の本数及びピッチは、センサ部３０のサイズや必要とする検出精度等に応じて適宜設定される。また、本実施形態では、第１導体３１及び第２導体３３として直線状の導体を例示しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１導体３１及び第２導体３３がともに延在方向に対して交差する方向に蛇行していてもよい。また、例えば、第１導体３１及び第２導体３３の一方をリング状の導体で構成し、他方をリング状導体の中心から半径方向に延在する導体で構成してもよい。

選択回路４０は、第１導体群３２及び第２導体群３４から所定の導体を、例えば順次選択するなど、所定の順序で選択する。この選択回路４０による導体選択制御は、後述する中央演算処理部６２と協働する制御部６３から出力される制御信号（図４中の破線矢印）により制御される。なお、この実施態様においては、センサ部３０は少なくとも指示体２から送信された所定の信号を受信する構成を備えるものである。また、本実施形態は、受信系回路群５１を時分割動作させるために、選択回路４０によって第１導体群３２及び第２導体群３４から、それぞれ所定の導体を選択することで指示体２が指示する位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を検出する構成を備える。なお、センサ部３０を構成する導体の数に対応した複数の受信系回路群５１を備える構成を採用すれば、選択回路４０を省略することができることは明らかである。

位置検出回路５０は、受信系回路群５１と、発振器６０と、ドライブ回路６１と、中央演算処理部６２（ＣＰＵ：Central Processing Unit）と、制御部６３とを備える。

発振器６０は、所定周波数の交流信号又はパルス信号をドライブ回路６１に出力する。ドライブ回路６１は、発振器６０から入力された信号を電流に変換して励磁コイル３５に出力する。

制御部６３は、中央演算処理部６２と協働して、位置検出回路５０内の各部に制御信号（図４中の破線矢印）を出力するとともに、受信系回路群５１内の後述する位置及び筆圧算出部５８の算出結果を外部機器に出力する。また、中央演算処理部６２は、ソフトウェアプログラムを含み、制御部６３の動作を制御する。

受信系回路群５１は、主に、受信アンプ５２と、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路５３と、シリアルパラレル変換部５４と、シフトレジスタ５５と、相関演算部５６と、メモリ５７と、位置及び筆圧算出部５８（検出部）とで構成される。そして、受信アンプ５２、Ａ／Ｄ変換回路５３、シリアルパラレル変換部５４、シフトレジスタ５５、相関演算部５６、メモリ５７、並びに、位置及び筆圧算出部５８は、選択回路４０側からこの順で接続される。

受信アンプ５２は、選択回路４０で選択された所定の導体から入力される受信信号を増幅する。そして、受信アンプ５２は、この増幅された受信信号をＡ／Ｄ変換回路５３に出力する。Ａ／Ｄ変換回路５３は、増幅された受信信号をアナログデジタル変換して、変換したデジタル信号をシリアルパラレル変換部５４に出力する。

シリアルパラレル変換部５４は、例えば、直列入力並列出力型のシフトレジスタで構成されており、使用する符号の符号長に対応した段数のフリップフロップを有する。シリアルパラレル変換部５４は、実行プログラムが収納された中央演算処理部６２と協働する、制御部６３によってその動作が制御される。なお、シリアルパラレル変換部５４を構成する各段のフリップフロップは、１ビットの情報を保持できるフリップフロップを用いてもよいし、マルチビット（例えば１０ビット等）の情報を保持できるフリップフロップを用いてもよい。

シリアルパラレル変換部５４を構成する各段のフリップフロップは、入力された受信信号を順次次段のフリップフロップにシフトする。また、各フリップフロップの出力端子は、多段フリップフロップで構成される後述のシフトレジスタ５５内の対応するフリップフロップの入力端子に接続される。その結果、シリアルパラレル変換部５４からは、使用する符号の符号長と同じ数の出力信号がシフトレジスタ５５にパラレル出力される。

シフトレジスタ５５は、並列入出力型のシフトレジスタであり、使用する符号の符号長と同じ段数のフリップフロップにて構成される。なお、シフトレジスタ５５を構成する各段のフリップフロップには、１ビットの情報を保持できるフリップフロップを用いてもよいし、マルチビット（例えば１０ビット等）の情報を保持できるフリップフロップを用いてもよい。

シフトレジスタ５５内の各フリップフロップは、中央演算処理部６２と協働する制御部６３によってその動作が制御される。また、シフトレジスタ５５を構成する各フリップフロップは、入力された信号を次段のフリップフロップに巡回的にシフトさせるとともに、その信号を後述する相関演算部５６内の対応する積算器５６ｄに出力する。

なお、シリアルパラレル変換部５４とシフトレジスタ５５との間にシリアルパラレル変換部５４から出力される信号を一時的に保持するバッファとして機能するレジスタを設けてもよい。この場合には、シフトレジスタ５５に保持された受信信号を巡回させながら相関値を演算する間に、次の相関値演算に必要な信号をそのレジスタに一時的に保持させることができる。

相関演算部５６は、シフトレジスタ５５から出力された受信信号と、所定の符号パターンを有する符号（以下、相関演算用符号という）との相関値を演算して、受信信号の相関特性を出力する。

図５に、指示体２から送信される符号として、互いの符号パターンが異なる２種類の符号を使用する場合の相関演算部５６の概略構成を示す。相関演算部５６は、２つの相関器（第１相関器５６ａ及び第２相関器５６ｂ）で構成される。

第１相関器５６ａは、指示体２の第１符号生成部２６から出力される第１符号Ｃ１に対応する相関演算用符号（第１相関演算用符号）を用いて相関値を算出する。この際、例えば、拡散符号を代表するＰＮ符号を用いる場合には、第１符号Ｃ１と同じ符号パターンを有する相関演算用符号を用いる。一方、第２相関器５６ｂは、指示体２の第２符号生成部２７から出力される第２符号Ｃ２に対応する相関演算用符号（第２相関演算用符号）を用いて相関値を算出する。この際、例えば、ＰＮ符号を用いる場合には、第２符号Ｃ２と同じ符号パターンを有する相関演算用符号を用いる。

なお、指示体２から送信される２つの符号が同一の符号パターンを有する場合、第１相関器５６ａ及び第２相関器５６ｂでは、同一の相関演算用符号が使用される。また、この場合には、１つの相関器を用いて信号処理することもできる。更に、２種類の符号を使用する場合、指示体２によって指示される位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を求めるための位置算出処理において、第１導体３１からの出力信号に基づく位置（Ｙ座標）の算出処理には一方の符号を使用し、第２導体３３からの出力信号に基づく位置（Ｘ座標）の算出処理には他方の符号を使用する構成を採用することもできる。

図６に、第１相関器５６ａの概略構成を示す。なお、第２相関器５６ｂの構成は、用いる相関演算用符号が異なること以外は、図６に示す第１相関器５６ａの構成と同様である。それゆえ、ここでは、第２相関器５６ｂの構成の説明は省略する。

第１相関器５６ａは、相関演算用符号生成部５６ｃと、相関演算用符号の符号長に対応した数の積算器５６ｄと、加算器５６ｅとを備える。なお、本実施形態では、各積算器５６ｄは、シフトレジスタ５５内の対応する一つのフリップフロップの出力端子に接続される。また、図６に示す例では、相関演算用符号の符号長が１１の場合を示す。それゆえ、図６に示す例では、１１個の積算器５６ｄ（図６中の積算器Ｉ_１〜Ｉ_１１）が設けられる。

図６に示す例では、ＰＮ符号を使用する例を示しており、シフトレジスタ５５から出力される符号長１１の受信信号（ＰＳ_１〜〜ＰＳ_１１）が、積算器Ｉ_１〜Ｉ_１１にそれぞれ入力される。さらに、積算器Ｉ_１〜Ｉ_１１には、相関演算用符号生成部５６ｃから出力される符号長１１の相関演算用符号（ＰＮ_１〜ＰＮ_１１）がそれぞれ入力される。積算器Ｉ_１〜Ｉ_１１は、シフトレジスタ５５から出力される信号ＰＳ_１〜ＰＳ_１１と、相関演算用符号生成部５６ｃから出力される符号ＰＮ_１〜ＰＮ_１１とをそれぞれ積算して、その結果を加算器に出力する。

加算器５６ｅは、それぞれの積算器５６ｄからの出力信号を加算して、その値を相関値として出力する。この際、シフトレジスタ５５から出力される受信信号ＰＳ_１〜ＰＳ_１１の信号列パターンと、相関演算用符号生成部５６ｃから出力される符号ＰＮ_１〜ＰＮ_１１の符号パターンとが一致した場合、すべての積算器５６ｄから同じ極性の信号が出力され、加算器５６ｅから最大の相関値が出力される。それ以外の場合には、積算器５６ｄ毎に出力される信号の極性が異なるため、加算器５６ｅからは、非相関を示す低い値が出力される。

なお、この例のようにシフトレジスタ５５に保持された受信信号の符号長が１１の場合、第１相関器５６ａでは、シフトレジスタ５５に保持された受信信号ＰＳ_１〜ＰＳ_１１を１０回巡回的にシフトさせて、相関演算用符号生成部５６ｃから出力される符号ＰＮ_１〜ＰＮ_１１の符号パターンとの一致が検証される。ただし、本発明はこれに限定されず、シフトレジスタ５５からの受信信号ＰＳ_１〜ＰＳ_１１を巡回的にシフトさせて各積算器５６ｄに供給する代わりに、相関演算用符号生成部５６ｃから出力される符号ＰＮ_１〜ＰＮ_１１の符号パターンを巡回的にシフトさせて各積算器５６ｄに供給する構成にしても良い。

図７（ａ）〜（ｃ）に、上述した第１相関器５６ａの動作内容及び相関特性の算出原理を具体的に示す。いま、シフトレジスタ５５から出力される受信信号が、相関演算用符号に対して例えば８チップ長（８τ）に相当する時間差（位相差）を有する場合を考える（図７（ａ）及び（ｂ）参照）。

この場合、相関値の算出開始から８チップ長に対応する時刻８τ（τ：符号処理のための単位時間）までは、シフトレジスタ５５から出力される受信信号の符号パターンと、相関演算用符号生成部５６ｃから出力される相関演算用符号の符号パターンとが異なるため、非相関を示す低い値が第１相関器５６ａから出力される（図７（ｃ）参照）。そして、時間８τが経過すると、両者の符号パターンが一致する。この際、上述のように、すべての積算器５６ｄから同じ極性の信号が出力されることとなり、相関値が最大となる。その後（時間８τ経過後）は、両者の符号パターンが異なるので、再び相関値は低い値で推移する。それゆえ、相関器において受信信号と相関演算用符号との相関をとると、図７（ｃ）に示すように、両者の符号パターンが所定の位相関係を満たした時点で、両者の間の相関値がピーク（特異値）となる相関特性が得られる。

相関演算部５６では、信号検出のために選択された導体毎に、上述した相関特性（相関値）の算出原理に基づいて、位置検出用の第１符号Ｃ１に対する相関特性を第１相関器５６ａで求め、筆圧検出用の第２符号Ｃ２に対する相関特性を第２相関器５６ｂで求める。そして、それらの相関特性をメモリ５７に出力する。なお、位置検出用の第１符号Ｃ１と筆圧検出用の第２符号Ｃ２の符号パターンを同一とした場合には、１つの相関器でそれぞれの相関特性を求めることもできる。

また、位置及び筆圧算出部５８は、メモリ５７に記憶された、各導体に生起した信号に基づいて算出された相関特性から指示体２の指示位置（座標）及び筆圧を算出する。具体的には、位置及び筆圧算出部５８は、位置検出用の第１符号Ｃ１に対する相関特性から相関値のピークを検出して、指示体２の位置検出を行う。この際、位置検出回路５０で使用される相関演算用符号の符号パターンに対応した符号パターンを送信する指示体２が識別されるとともに、選択回路４０における導体選択制御と協働して指示体２が指示する位置（Ｘ座標、Ｙ座標）が求められる。

また、本実施形態では、上述のように、指示体２は、筆圧に応じて位置検出用の第１符号Ｃ１と筆圧検出用の第２符号Ｃ２との間の時間差（位相差）が変化する構成を備えている。すなわち、本実施形態では、第１符号Ｃ１の生成時刻に対し、筆圧に応じて第２符号Ｃ２の生成タイミングが制御されて送信される。それゆえ、筆圧に応じて、第２符号Ｃ２に対する相関特性で得られる相関値のピーク位置（時間）と、第１符号Ｃ１に対する相関特性で得られる相関値のピーク位置（時間）とが異なる。本実施形態では、両者の相関値のピーク位置の時間差（位相差）に基づいて、筆圧を求める。なお、指示体２の位置及び筆圧の算出原理については、後でより具体的に説明する。

［位置検出装置の動作］
次に、本実施形態の位置検出装置１の動作、並びに、位置及び筆圧検出の原理を図８〜図１０を参照しながら説明する。図８は、本実施形態の指示体２の動作を示すフローチャートである。図９は、位置検出器３の動作を示すフローチャートである。また、図１０（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の位置検出装置１の動作時における送信動作、受信信号の波形及び相関特性をそれぞれ示す図である。

最初に、指示体２の動作を、図８及び図１０（ａ）を参照しながら説明する。まず、指示体２は、第１符号生成部２６から位置検出用の第１符号Ｃ１を、第１電極２０及び第２電極２１を介して送信する（ステップＳ１）。次いで、指示体２は、筆圧に応じた時間（位相）が経過した時点で、第２符号生成部２７から筆圧検出用の第２符号Ｃ２を、第１電極２０及び第２電極２１を介して送信する（ステップＳ２）。

次いで、指示体２は、第１符号Ｃ１の送信開始（ステップＳ１）からの処理時間が、第２符号Ｃ２の符号パターンを送信するに十分な所定の時間ｔ１に達したか否かを判定する（ステップＳ３）。第１符号Ｃ１の送信開始からの処理時間が、第２符号Ｃ２の符号パターンを送信するに十分な所定の時間ｔ１に達していない場合、すなわち、ステップＳ３がＮＯ判定の場合には、所定の時間ｔ１の経過を待つ。一方、第１符号Ｃ１の送信開始からの処理時間が、所定の時間ｔ１が経過した場合、すなわち、ステップＳ３がＹＥＳ判定の場合には、ステップＳ１に戻る。

指示体２内では、上述のように、第１符号Ｃ１の送信後、筆圧に応じた時間経過した時点で第２符号Ｃ２を送信するという一連の処理が繰り返し実行される。この動作の様子を示したのが、図１０（ａ）である。この例では、図１０（ａ）に示すように、指示体２からは、指示体が指示する位置を求めるための第１符号Ｃ１と、第１符号Ｃ１の送信開始時刻から筆圧に応じた所定の時間（位相）Ｔｄが経過した時点にて送信開始される第２符号Ｃ２とが、第１電極２０および第２電極２１を介して、時間的に多重化されて送信される。

なお、第２符号Ｃ２の送信が完了した後、第１符号Ｃ１の送信開始からの処理時間が所定の時間（ｔ２）の経過を待って再び第１符号Ｃ１の送信（ステップＳ１）が開始される。

なお、第１符号Ｃ１の符号パターンと第２符号Ｃ２の符号パターンを同一とすることもできることは既述した通りである。

次に、位置検出器３の動作を、図９並びに図１０（ｂ）及び（ｃ）を参照しながら説明する。位置検出器３は、最初に指示体２の位置及び筆圧検出を次のようにして行う。まず、選択回路４０は、センサ部３０の導体群から所定の導体を選択する（ステップＳ１１）。次いで、受信系回路群５１は、受信信号を検出する（ステップＳ１２）。次いで、受信系回路群５１は、受信信号を増幅及びアナログデジタル変換する。次いで、図４に示す相関演算部５６を用いて、第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２にそれぞれ対応した相関演算用符号と受信信号との相関値をそれぞれ算出して相関特性（第１及び第２の相関特性）を求め、メモリ５７に記憶する（ステップＳ１３）。

次いで、位置検出器３は、受信導体の選択処理（ステップＳ１１）からの処理時間が、受信導体の選択の開始から指示体２の指示位置及び筆圧の検出までに至る一連の処理のために必要とされる所定の時間ｔ２を経過したか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、所定の時間ｔ２は、上述した指示体２における所定時間ｔ１よりも長い時間で設定される。

なお、受信導体の選択処理からの処理時間が、所定の時間ｔ２を経過していない場合（ステップＳ１４がＮＯ判定の場合）には、該処理時間が所定の時間ｔ２を経過するまで待機する。

処理時間が、所定期間ｔ２経過した場合、すなわち、ステップＳ１４がＹＥＳ判定となった場合、全受信導体が選択されたかどうかを判定する（ステップ１５）。そして、ステップＳ１５においてＮＯ判定の場合には、ステップ１１の受信導体選択に戻る。一方、ステップＳ１５においてＹＥＳ判定の場合には、受信系回路群５１内の位置及び筆圧算出部５８は、メモリ５７に記憶された第１の相関特性、具体的にはその相関値のピークに基づいて指示体２が指示する位置（座標）を算出する。また、第１の相関特性と第２の相関特性の間の位相差、具体的には、それぞれの相関値のピークの間の時間差に基づいて、指示体２に印加された圧力、いわゆる筆圧を算出する（ステップＳ１６）。

ここで、上記ステップＳ１６における指示体２の位置及び筆圧の検出の原理を図１０（ｂ）及び（ｃ）を参照しながら具体的に説明する。上記ステップＳ１１で選択した導体上に指示体２が存在する場合、位置検出及び筆圧検出のための所定期間ｔ１において、指示体２からは、第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２を含む信号が送信され、選択された受信導体ではこの送信信号に対応した受信信号Ｓｐ１が生起する（図１０（ｂ）参照）。

相関演算部５６に供給された受信信号Ｓｐ１は、第１相関器５６ａ及び第２相関器５６ｂに並列的に入力される。第１相関器５６ａでは、第１符号Ｃ１に対応した相関演算用符号を用いて受信信号Ｓｐ１との間での相関特性ｐ１が算出される。なお、この例では、第１符号Ｃ１としてＰＮ符号を用いる。従って、第１相関演算用符号としては第１符号Ｃ１と同じＰＮ符号が用いられる。第１相関器５６ａからは、受信信号Ｓｐ１と第１相関演算用符号との符号パターンが一致する時点で相関値が最大（図１０（ｃ）中のピークｐ１）となり、それ以外の時間では低い相関値が出力される。

一方、第２相関器５６ｂでは、第２符号Ｃ２に対応した相関演算符号を用いて受信信号Ｓｐ１との間での相関特性ｐ２が算出される。第１相関器５６ａの場合と同様に、この例では、第２符号Ｃ２としてＰＮ符号を用いているので、第２相関演算用符号としては第２符号Ｃ２と同じＰＮ符号が用いられる。第２相関器５６ｂからは、受信信号Ｓｐ１と第２相関演算用符号との符号パターンが一致する時点で相関値が最大（図１０（ｃ）中のピークｐ２）となり、それ以外の時間では低い相関値が出力される。

なお、選択した導体上に指示体２が存在しない場合には相関値のピークは現れない。また、２つの相関値のピークｐ１及びｐ２間の時間差、すなわち位相差（図１０（ｃ）中のΔＣ）は筆圧に対応して変化する。従って、図１０（ｃ）に示す相関特性において、相関値のピークｐ１あるいはピークｐ２から指示体２の位置を検出することができ、更には、２つの相関値のピークｐ１及びｐ２間との間の時間差ΔＣを検出することにより指示体２に印加された筆圧を検出することができる。

そして、本実施形態では、位置及び筆圧算出部５８は、相関特性ｐ１における相関値のピークレベルを求めることで、選択した導体上に指示体２が存在するか否かを判定する。また、相関特性ｐ１における相関値のピークレベルと相関特性ｐ２における相関値のピークレベルとの間の時間差（ΔＣ）を求めることで、指示体２に印加された圧力、すなわち筆圧を求める。

上述したように、本実施形態では、指示体２から第１及び第２の符号を送信することで、第１の符号に基づいて指示体の位置検出を行い、第１の符号と第２の符号との間の時間差（位相差）に基づいて、例えば筆圧情報などの、位置情報以外の情報を検出する。なお、第１及び第２の符号は、符号パターンが互いに異なる符号であっても、同じ符号パターンであってもよい。

同じ符号パターンを使用する場合においても、指示体２は、一方の符号の信号送出開始タイミングに対して他方の符号の信号送出タイミングを筆圧に対応して変化させる。それゆえ、この場合においても相関演算処理を行うことで、相関特性に２つにピークが現れ、指示体２の位置のみならず筆圧をも検出することができる。なお、指示体２から送信する２つの符号の符号パターンを同じにした場合、１種類の相関器を設ければよいので、相関演算部５６の構成がより簡易になる。また、符号としては、相関演算処理によって所望の相関演算結果が算出されれば良く、例えばＰＮ符号（拡散符号）が適用可能である。

［変形例１］
上記実施形態では、指示体２から送信される２つの符号（第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２）を用いて、指示体２の位置及び筆圧を求める例を説明したが、本発明はこれに限定されない。指示体から送信される２つの符号を用いて、指示体の位置だけでなく、例えば指示体がセンサ部に接しているか否かの情報（以下、ペンダウン情報という）を検出することができる。変形例１では、指示体から送信される２つの符号を用いて、指示体の位置、指示体がセンサ部に近接している状態（ホバリング状態）及び指示体がセンサ部に接している状態（ペンダウン状態）を検出する例について説明する。

最初に、図２を参照して第１の例を説明する。この第１の例では、既述した筆圧検出の構成を適用する。すなわち、指示体に所定値以上の筆圧が印加されたか否かを検出することによって、指示体がセンサ部に近接している状態（ホバリング状態）か、あるいは指示体がセンサ部に接している状態（ペンダウン状態）かを検出する。この第１の例においても、指示体から送信される２つの符号は、互いに異なる符号パターンであっても、同一の符号パターンであっても適用可能であることは明らかである。

次に、第２の例を説明する。図１１に、この第２の例の指示体の概略構成を示す。なお、図１１において、上記実施形態（図２）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。また、第１符号及び第２符号としては、例えば、ＰＮ符号（拡散符号）が使用される。

この例の指示体１００は、棒形状の第１電極２０と、スイッチ１０１（第１スイッチ）と、集積回路１０２と、コイル２４と、電源生成回路２５と、これらの構成部材を内包する筐体１２９とを備える。スイッチ１０１及び集積回路１０２以外の構成は、上記実施形態と同様であるので、ここでは、スイッチ１０１及び集積回路１０２の構成についてのみ説明する。

スイッチ１０１は、筐体１２９と集積回路１０２内の後述する切替スイッチ１０３との間に設けられる。また、スイッチ１０１は、第１電極２０に係合され、ペンチップとしての第１電極２０がスキャン可能領域３ａ上で押されると、スイッチ１０１がＯＮ状態となるように構成される。

集積回路１０２は、第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７を含む送信符号生成部２８と、切替スイッチ１０３（第２スイッチ）とを備える。なお、送信符号生成部２８は、上記実施形態と同様の構成である。

切替スイッチ１０３は、その入力端子が第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７の出力端子に接続され、出力端子が第１電極２０に接続される。そして、切替スイッチ１０３は、第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２のいずれの符号を送信するかを選択する。この切替スイッチ１０３の切替動作は、スイッチ１０１の接続状態（ＯＮまたはＯＦＦ状態）により制御される。具体的には、スイッチ１０１がＯＦＦ状態の場合（指示体１００がセンサ部上に浮いているホバリング状態の場合）には、切替スイッチ１０３は第２符号生成部２７に接続され、スイッチ１０１がＯＮ状態の場合（指示体１００がセンサ部に接しているペンダウン状態となった場合）には、切替スイッチ１０３は第１符号生成部２６に接続される。

すなわち、指示体１００がセンサ部上に浮いている場合には、指示体１００からは第２符号Ｃ２がセンサ部に送信される。この場合、センサ部は、第２符号Ｃ２に対応する受信信号から相関値のピークを検出することで、指示体１００がホバリング状態にあること、及びホバリング状態における指示体１００の位置を検出する。一方、指示体１００がセンサ部に接している場合には、指示体１００からは第１符号Ｃ１がセンサ部に送信される。この場合、センサ部は、第１符号Ｃ１に対応する受信信号から相関値のピークを検出して位置検出を行う。このように、送信される符号の種類（Ｃ１、Ｃ２）を識別することにより、指示体１００がセンサ部に接しているペンダウンの状態にあるか、あるいはホバリング状態にあるかを判定することができる。これは、例えば、受信系回路群内の相関演算部の第１相関器及び第２相関器のいずれの出力から相関値のピークが得られたかを判定することにより行うことができる。

なお、この例においても、集積回路１０２内に第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７を設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されない。集積回路１０２内に例えばＲＯＭを設け、このＲＯＭに予め第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２を記憶しておき、拡散符号の送信時にこのＲＯＭから符号を読み出して送信する構成にしてもよい。

［変形例２］
変形例２では、指示体から送信される複数の符号を用いて、指示体の位置、筆圧の他に、サイドスイッチの操作有無情報を検出することのできる指示体の構成例を説明する。

図１２（ａ）及び（ｂ）に、この例の指示体の概略構成を示す。なお、図１２（ａ）及び（ｂ）において、上記実施形態（図２）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

図１２（ａ）に例示する指示体１１０は、棒形状の第１電極２０と、円筒状の第２電極２１と、可変容量コンデンサ２２と、集積回路１１１と、コイル２４と、電源生成回路２５と、これらの構成部材を内包する筐体１２９とを備える。さらに、指示体１１０は、筐体１２９の側面の一部に設けられた、指などで設定の操作が可能な操作スイッチ、いわゆるサイドスイッチ１１３を備える。集積回路１１１及びサイドスイッチ１１３以外の構成は、上記実施形態と同様であるので、ここでは、集積回路１１１及びサイドスイッチ１１３の構成についてのみ説明する。

集積回路１１１は、第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７を含む送信符号生成部１１５と、切替スイッチ１１４と、インバータ回路１２８とを備える。

第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７は、上記実施形態と同様の構成であり、それぞれ、第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２を生成して出力する。また、生成される符号としては、ＰＮ符号で代表される拡散符号を適用することができる。なお、既述したように、指示体１１０が指示するセンサ部上の位置は第１符号生成部２６によって生成される第１符号Ｃ１によって検出される。また、指示体１１０に印加される圧力、いわゆる筆圧の検出は、棒形状の第１電極２０が筆圧に応じて可変容量コンデンサ２２を押圧することにより生じるコンデンサの容量値変化を検出して行う。具体的には、図３（ａ）及び（ｂ）に示したように、可変容量コンデンサ２２の容量に対応して、第２符号生成部２７によって生成される第２符号Ｃ２の生成開始タイミング、すなわち、位相を変化させる。従って、第２符号Ｃ２と第１符号Ｃ１との間の符号生成開始タイミングの時間差（位相）を位置検出回路５０で検出することで筆圧を求めることができる。

また、第２符号生成部２７によって生成された第２符号Ｃ２は、インバータ回路１２８に供給されて得られた出力反転信号とともに、信号切替回路１１４に供給される。操作スイッチ（サイドスイッチ）１１３の操作に対応して信号切替回路１１４が制御されることで、第２符号生成部２７によって生成された第２符号Ｃ２がインバータ回路１２８を介して第２電極２１に供給される。なお、インバータ回路１２８と信号切替回路１１４は、符号反転回路１１６を構成する。

この構成によれば、操作スイッチ（サイドスイッチ）１１３の操作に対応して、第２符号生成部２７によって生成された第２符号Ｃ２の信号反転を行うインバータ回路１２８の介在が制御されることとなる。位置検出回路５０では、第２符号生成部２７によって生成された第２符号Ｃ２が信号反転されているか否かを相関演算部５６における処理で検出することで、操作スイッチ（サイドスイッチ）１１３が操作されたか否かを検出できる。なお、操作スイッチ１１３は、例えば、パーソナルコンピューターで使用されるマウスの右クリックボタンあるいは左クリックボタンの機能を実現するために設けられている。

図１２（ａ）に示した構成においては、指示体１１０にインバータ回路１２８を設け、操作スイッチ（サイドスイッチ）１１３の操作に対応して、インバータ回路１２８から出力される信号を第２電極に供給することで操作スイッチ（サイドスイッチ）１１３の操作有無を検出するものである。これに対し、図１２（ｂ）に示す指示体１１７の構成においては、第２電極２１を第１の電極片２１ａと第２の電極片２１ｂで構成する。さらに、指示体１１７は、第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７に加えて第３符号生成部２９を備える。なお、第３符号生成部２９によって生成される第３符号Ｃ３の符号パターンを、第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７からそれぞれ生成される第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２とは異なる符号パターンにすることで、位置検出回路５０を構成する相関演算部５６によってそれぞれの符号が識別可能とされる。

第３符号生成部２９によって生成される第３符号Ｃ３は、操作スイッチ（サイドスイッチ）１１３が操作されたことに対応してＯＮとなるスイッチ１１２を介して第２の電極片２１ｂに供給される。第２の電極片２１ｂから送信された第３符号Ｃ３を位置検出回路５０で検出することで、操作スイッチ（サイドスイッチ）１１３が操作されたか否かが検出できる。なお、第２符号生成部２７によって生成された第２符号Ｃ２は第１の電極片２１ａに供給されて、筆圧検出のために使用される。この例では、第２電極２１を第１の電極片２１ａ及び第２の電極片２１ｂに２分割した構成を備えるが、本発明はこれに限定されず、更に細分化することができる。第２電極２１を、偶数個の電極片に分割して略円筒状に配置し、奇数番目の電極片には第２符号Ｃ２を供給し、偶数番目の電極片には第３符号Ｃ３が供給される構成にしてもよい。この場合には、センサ部と指示体の周面との位置関係に関わらず、安定した電気的結合特性を確保することができる。

なお、この例においても、集積回路１１１内に例えばＲＯＭを設け、このＲＯＭに予め第１符号Ｃ１、第２符号Ｃ２、及び第３符号Ｃ３を記憶しておき、符号の送信時にこのＲＯＭから各符号を読み出す構成にしてもよい。また、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明したように、第１符号Ｃ１、第２符号Ｃ２、及び第３符号Ｃ３の各符号は互いに異なる符号パターンであってもよいし、同一の符号パターンであってもよい。ただし、各符号を同一の符号パターンとする場合には、それらの符号間に所定の時間差（位相差）を設ける。更には、この例ではそれぞれの符号を対応する電極に供給する構成を示したが、既述したように、例えば互いの符号を、抵抗などを介する、いわゆる抵抗加算することで、同一の電極に供給することもできる。

［変形例３］
上記実施形態及び変形例１、２では、指示体２から符号そのものを直接に位置検出器３に送信する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。拡散符号に対して所定の変調を施して、その変調した符号（送信符号）を指示体２から位置検出器３に送信してもよい。そこで、変形例３では、第１及び第２の符号として拡散符号を使用し、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調する例を説明する。

図１３（ａ）及び（ｂ）に、拡散符号のＰＳＫ変調前後の波形を示す。なお、図１３（ａ）がＰＳＫ変調前の拡散符号の波形であり、図１３（ｂ）がＰＳＫ変調後の送信符号の波形である。

この例では、変調前の拡散符号の符号周期の２倍のクロック周期の信号でＰＳＫ変調する例を説明する。なお、変調時のクロック周期と符号周期との比は用途等に応じて適宜変更可能である。この例のＰＳＫ変調では、変調前の拡散符号（図１３（ａ））において、レベルがＨｉｇｈからＬｏｗ、または、ＬｏｗからＨｉｇｈに遷移するタイミングで位相を反転させることにより変調信号（図１３（ｂ））を生成する。

図１４に、上記ＰＳＫ変調を可能とする指示体の概略構成を示す。なお、図１４において、上記実施形態（図２）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。指示体１２０は、第１電極２０と、第２電極２１と、可変容量コンデンサ２２と、集積回路１２１と、コイル２４と、電源生成回路２５と、これらの構成部材を内包する筐体１２９とを備える。なお、この例の指示体１２０は、集積回路１２１以外の構成は、上記実施形態と同様であるので、ここでは、集積回路１２１についてのみ説明する。

集積回路１２１は、第１符号生成部２６、第２符号生成部２７及び２つのＰＳＫ変調器１２３，１２４からなる送信符号生成部１２２を備える。そして、一方のＰＳＫ変調器１２３は、第１符号生成部２６の出力側に接続され、他方のＰＳＫ変調器１２４は、第２符号生成部２７の出力側に接続される。第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７は、上記実施形態と同様の構成であり、ＰＳＫ変調器１２３及び１２４は、ともに、通信技術の分野で従来用いられているＰＳＫ変調器で構成することができる。

なお、この例では、集積回路１２１の送信符号生成部１２２内で第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２を生成し且つＰＳＫ変調する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。集積回路１２１内に例えばＲＯＭを設け、このＲＯＭに予めＰＳＫ変調された第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２を記憶しておき、拡散符号の送信時にこのＲＯＭから所定の変調された拡散符号を読み出して送信する構成にしてもよい。なお、この場合、可変容量コンデンサ２２の容量変化量と、ＰＳＫ変調された第２符号Ｃ２の位相の変化量との対応を予めテーブルにしてＲＯＭに記憶しておく。

また、この例では、導体群に供給される信号はＰＳＫ変調されているので、その受信信号の検出時にはＰＳＫ変調された信号を復調する回路が必要になる。図１５に、この例における位置検出器内の受信系回路群の構成を示す。なお、図１５において、上記実施形態（図４）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

受信系回路群１２５は、主に、受信アンプ５２と、Ａ／Ｄ変換回路５３と、ＰＳＫ復調器１２６と、シリアルパラレル変換部５４と、シフトレジスタ５５と、相関演算部５６と、メモリ５７と、位置及び筆圧算出部５８とで構成される。そして、受信アンプ５２、Ａ／Ｄ変換回路５３、ＰＳＫ復調器１２６、シリアルパラレル変換部５４、シフトレジスタ５５、相関演算部５６、メモリ５７、並びに、位置及び筆圧算出部５８は、受信信号の入力側からこの順で接続される。すなわち、この例の受信系回路群１２５では、Ａ／Ｄ変換回路５３と、シリアルパラレル変換部５４との間に、ＰＳＫ復調器１２６を設ける。それ以外は、上記実施形態と同様の構成である。なお、ＰＳＫ復調器１２６は、通信技術の分野で従来用いられているＰＳＫ復調器で構成することができる。

この例のように送信する拡散符号をＰＳＫ変調すると、拡散符号の符号周期より短い周期のクロック信号を用いるので、受信系回路群１２５で検出する拡散符号の立ち上がり及び立ち下がり時の信号遷移の頻度をより多くすることができ、位置及び筆圧検出の誤差をより小さくすることができる。また、拡散符号をＰＳＫ変調することにより、送信信号の帯域幅を広くすることができ、ノイズ耐性を向上させることができる。

［変形例４］
変形例４では、第１及び第２の符号として拡散符号を使用し、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調する例を説明する。図１６（ａ）及び（ｂ）に、拡散符号のＦＳＫ変調前後の波形を示す。なお、図１６（ａ）がＦＳＫ変調前の拡散符号の波形であり、図１６（ｂ）がＦＳＫ変調後の送信符号の波形である。

この例では、変調前の拡散符号の符号周期の２倍及び４倍のクロック周期の信号を用いてＦＳＫ変調する例を説明する。この例のＦＳＫ変調では、変調前の拡散符号（図１６（ａ））中のＨｉｇｈレベル状態を、変調前の拡散符号の４倍の周波数の信号に対応させ、Ｌｏｗレベル状態を変調前の拡散符号の２倍の周波数の信号に対応させて変調信号（図１６（ｂ））を得る。なお、変調時のクロック周期と符号周期との比は用途等に応じて適宜変更可能である。

図１７に、上記ＦＳＫ変調を可能とする指示体の概略構成を示す。なお、図１７において、上記実施形態（図２）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。指示体１３０は、第１電極２０と、第２電極２１と、可変容量コンデンサ２２と、集積回路１３１と、コイル２４と、電源生成回路２５と、これらの構成部材を内包する筐体１２９とを備える。なお、この例の指示体１３０は、集積回路１３１以外の構成は、上記実施形態と同様であるので、ここでは、集積回路１３１についてのみ説明する。

集積回路１３１は、第１符号生成部２６、第２符号生成部２７及び２つのＦＳＫ変調器１３３，１３４からなる送信符号生成部１３２を備える。そして、一方のＦＳＫ変調器１３３は、第１符号生成部２６の出力側に接続され、他方のＦＳＫ変調器１３４は、第２符号生成部２７の出力側に接続される。第１符号生成部２６及び第２符号生成部２７は、上記実施形態と同様の構成であり、ＦＳＫ変調器１３３及び１３４は、ともに、通信技術の分野で従来用いられているＦＳＫ変調器で構成することができる。

なお、この例では、集積回路１３１の送信符号生成部１３２内で第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２を生成し且つＦＳＫ変調する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。集積回路１３１内に例えばＲＯＭを設け、このＲＯＭに予めＦＳＫ変調された第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２を記憶しておき、拡散符号の送信時にこのＲＯＭから所定の変調された拡散符号を読み出して送信する構成にしてもよい。なお、この場合、可変容量コンデンサ２２の容量変化量と、ＦＳＫ変調された第２符号Ｃ２の位相の変化量との対応を予めテーブルにしてＲＯＭに記憶しておく。

また、この例では、導体群に供給される信号はＦＳＫ変調されているので、その受信信号の検出時にはＦＳＫ変調された信号を復調する回路が必要になる。図１８に、この例における位置検出器内の受信系回路群の構成を示す。なお、図１８において、上記実施形態（図４）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

受信系回路群１３５は、主に、受信アンプ５２と、Ａ／Ｄ変換回路５３と、ＦＳＫ復調器１３６と、シリアルパラレル変換部５４と、シフトレジスタ５５と、相関演算部５６と、メモリ５７と、位置及び筆圧算出部５８とで構成される。そして、受信アンプ５２、Ａ／Ｄ変換回路５３、ＦＳＫ復調器１３６、シリアルパラレル変換部５４、シフトレジスタ５５、相関演算部５６、メモリ５７、並びに、位置及び筆圧算出部５８は、受信信号の入力側からこの順で接続される。すなわち、この例の受信系回路群１３５では、Ａ／Ｄ変換回路５３と、シリアルパラレル変換部５４との間に、ＦＳＫ復調器１３６を設ける。それ以外は、上記実施形態と同様の構成である。なお、ＦＳＫ復調器１３６は、通信技術の分野で従来用いられているＦＳＫ復調器で構成することができる。

この例のように送信する拡散符号をＦＳＫ変調すると、拡散符号の符号周期より短い周期のクロック信号を用いるので、受信系回路群１３５で検出する拡散符号の立ち上がり及び立ち下がり時の信号遷移の頻度をより多くすることができ、位置及び筆圧検出の誤差をより小さくすることができる。また、拡散符号をＦＳＫ変調することにより、送信信号の帯域幅を広くすることができ、ノイズ耐性を向上させることができる。

[変形例５]
図１２（ａ）及び（ｂ）を参照して説明した変形例２においては、センサ部と指示体の周面との位置関係に関わらず、センサ部と指示体との間で安定した電気的結合特性を確保するための構成を説明した。変形例５では、図１９を参照して、指示体の操作状態を検出する構成について説明する。具体的には、次の３つの操作状態を検出するための構成について説明する。
（１）指示体１４６のペンチップを回転中心とした周面の回転角ｒの検出
（２）指示体１４６のペンチップを基点としたスキャン可能領域３ａの平面（位置検出回路５０を構成するセンサ部３０が形成される平面）に対する傾きθの検出
（３）指示体１４６がペンチップを基点として所定の傾きθを保持して回転した場合、すなわち、指示体１４６がペンチップを基点として傾きθを保持して円錐体を描くようにして回転した場合の指示体１４６をスキャン可能領域３ａの平面（または該平面と平行な面）に投射したときの指示体１４６の回転角φの検出

なお、既に説明した構成については同様の符号を付してその説明を省略する。また、後述するように、指示体１４６の筐体内に配置された所定の電極片を基準としてそれぞれの情報（ｒ、θ、φ）が設定される。

図１９においては、第１電極２０を構成するペンチップを回転中心として指示体１４６自体が所定の回転角ｒの位置にあるものとする。また、指示体１４６は第１電極２０を構成するペンチップを基点として位置検出器３のスキャン可能領域３ａの平面に対して傾きθにて位置指示するものとする。更には、指示体１４６はペンチップを基点として傾きθを保持してスキャン可能領域３ａの平面上で円を描くように回転させた場合、すなわち指示体１４６の移動軌跡によってペンチップを頂点とした円錐体が形成されるように指示体１４６を回転させた場合、指示体１４６をスキャン可能領域３ａの平面（図１９では、該平面と平行な面）に投射した際に回転角φを有するものとして説明する。

また、図１９に示す複数の受信導体Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、指示体１４６の各情報（ｒ、θ、φ）を検出するために模式的に表現したものである。なお、受信導体Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は、第２導体群３４を構成する第２導体３３に相当する。また、複数の受信導体Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、第１導体群３２を構成する第１導体３１に相当する。理解し易いようにするために、指示体１４６のペンチップは受信導体Ｘ２及びＹ２の交点上に配置され、また、指示体１４６は受信導体Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３とは直交する方向、すなわち、受信導体Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３が延伸する方向に沿って、受信導体Ｙ３の側に角度θで傾いているものとして説明する。

図２０に示す実施態様において、指示体１４６に収納された集積回路７２の送信信号生成部７３は、第１符号生成部２６、第２符号生成部２７、第３符号生成部２９、第４符号生成部６５、及び第５符号生成部６６を備えており、それぞれ第１符号Ｃ１、第２符号Ｃ２、第３符号Ｃ３、第４符号Ｃ４、及び第５符号Ｃ５を生成して出力する。なお、各符号が互いに異なる符号パターンを備えることで各符号が互いに識別可能とされる構成であってもよいし、それぞれの符号が互いに所定の時間差（位相）を有して生成されることで各符号が互いに時間軸上で識別可能とされる構成であっても良い。なお、各符号が所定の時間差（位相）を有して生成される場合には、各符号は複数の符号パターンを備えた構成であってもよいし、同一の符号パターンによる構成であっても良い。要は、それぞれの符号は、位置検出器３の側で互いに識別されて検出できる構成であれば良い。この実施態様では、第１符号Ｃ１，第２符号Ｃ２、第３符号Ｃ３、第４符号Ｃ４、及び第５符号Ｃ５は互いに異なる符号パターンを有するものとして説明する。

第２電極２１１は、電気的に分割された複数の電極片（２１１a、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ）から構成されており、指示体１４６のペンチップの近傍に、筐体１２９の内部の周面に沿って配置されている。電極片２１１ａには第３符号Ｃ３の信号が供給され、電極片２１１ｂには第２符号Ｃ２の信号が供給され、電極片２１１ｃには第４符号Ｃ４が供給され、電極片２１１ｄには第５符号Ｃ５が供給される。また、第１電極２０には第１符号Ｃ１の信号が供給される。第１電極２０に印加される圧力によって可変容量コンデンサ２２が押圧されることでその容量が変化し、その結果として、筆圧が検出できることは記述したとおりである。この実施形態では、第２電極２１１が複数の電極片から構成されており、互いに符号パターンの異なる複数の符号が、複数の電極片にそれぞれ供給される。なお、上述したように、互いに異なる時間差を有し且つ同一の符号パターンを有する複数の符号を、複数の電極片にそれぞれ供給することもできる。

次に、各情報（ｒ、θ、φ）の検出原理について説明する。また、各情報を検出するに際し、指示体１４６の筐体内における電極片２１１ａの配置位置及び電極片２１１ａに供給された符号を各情報（ｒ、θ、φ）の基準として説明する。

まずは、回転角ｒ（回転位置ｒ）の検出に関して説明する。理解し易いように、指示体１４６は、受信導体Ｘ２と受信導体Ｙ２の交点を指示し、スキャン可能領域３ａの平面に対してその垂直方向から位置指示しているものとする。すなわち、傾きθが９０度であるとする。この状態において、指示体１４６を、ペンチップを回転中心としてその周面に沿って回転させると、例えば受信導体Ｙ２と、第２電極２１１を構成するそれぞれの電極片（２１１a、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ）との距離が指示体１４６の回転に対応して変化する。これにより、受信導体Ｙ２で各電極片を介して各符号を受信した際のそれぞれの検出信号レベルが変化する。したがって、この各符号の検出信号レベルの変化を検出することにより、電極片２１１ａからの検出信号を基準として、指示体１４６の回転位置ｒを検出することができる。

なお、回転角ｒの検出する際に用いる受信導体としては、受信導体Ｙ２に代えて、受信導体Ｘ２を使用することもできる。また、複数の受信導体（例えばＹ１、Ｙ２、Ｙ３、あるいはＸ１、Ｘ２、Ｘ３）あるいは全ての受信導体（例えば、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）によって検出される複数の符号の検出信号レベルを使用することで一層詳細な回転位置ｒを求めることができる。

次に、指示体１４６のペンチップを基点としたスキャン可能領域３ａの平面に対する傾きθの検出について説明する。図１９に示すように、回転位置ｒを維持した状態で、指示体１４６を受信導体Ｘ２の延伸方向に沿って、傾きθとなるように傾けたとする。この状態では、受信導体Ｙ３からの検出信号レベルが受信導体Ｙ１からの検出信号レベルよりも大きくなる。従って、指示体１４６の傾きθは、指示体１４６が指示する位置の近傍に配置される複数の受信導体からの検出信号レベルを比較することで求めることができる。なお、指示体１４６を受信導体Ｙ２の延伸方向に沿って傾きθとなるように傾けた場合でも、同様の原理で指示体１４６の傾きを検出できることは容易に理解される。

更には、指示体１４６をペンチップを基軸として傾きθを保持しながら回転させた際の指示体１４６の位置をスキャン可能領域３ａの平面に投射することにより得られる指示体１４６の回転角φは、上記の傾きθの検出原理を発展させることで検出することができる。具体的には、複数の受信導体、例えば受信導体Ｙ１、Ｙ２及びＹ３及び／または受信導体Ｘ１、Ｘ２及びＸ３、からの検出信号レベルを比較することで、指示体１４６の回転角φを検出することができる。

図２０に示すような構成によれば、指示体１４６の筐体内に配置されたそれぞれの電極片と所定の受信導体との距離が異なることにより、その結果として、それぞれの電極片と受信導体との電気的結合関係が異なることになる。従って、所定の受信導体にてそれぞれの符号（Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５）を検出した際の信号レベルを互いに比較することで、指示体１４６の状態を示す各情報（ｒ、θ、φ）を検出することができる。

なお、この実施態様では、４つの電極片から成る第２電極２１１を使用して、各情報（ｒ、θ、φ）の検出原理を説明したが、電極片の数は、この数に限るものではない。また、指示体１４６の指示位置を検出するために使用される符号Ｃ１には、他の符号と同じ符号パターンの符号を使用することができることは既述したとおりである。この実施態様では、複数の電極片（２１１a、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ）は、指示体１４６の筐体１２９の内部に円形状に配置される構造を備えているが、指示体１４６の、例えばペンチップに近い場所の、外周部に配置される構造とすることもできる。

［変形例６］
図４に示す実施形態の位置検出器３では、選択回路４０により、第１導体群３２及び第２導体群３４内から所定の導体を選択する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。選択回路を２つの選択回路で構成し、その一方を第１導体群３２から所定の導体を選択する選択回路として用い、他方を第２導体群３４から所定の導体を選択する選択回路として用いてもよい。この例においても、第１及び第２の符号として拡散符号を使用するものとする。

図２１に、変形例６の位置検出器の概略構成を示す。なお、図２１において、上記実施形態（図４）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。また、図２１では、説明を簡略化するため、選択回路２０１周辺の構成のみを示す。

この例の位置検出器２００の選択回路２０１は、第１導体群３２から所定の第１導体３１を所定の順序で選択する第１選択回路２０２と、第２導体群３４から所定の第２導体３３を所定の順序で選択する第２選択回路２０３で構成される。また、第１選択回路２０２及び第２選択回路２０３は、受信系回路群５１に接続される。なお、この例の位置検出器２００における、選択回路２０１以外の構成は、上記実施形態と同様である。

この例の位置検出器２００では、第１導体群３２から所定の第１導体３１を選択する第１選択回路２０２の動作と、第２導体群３４から所定の第２導体３３を選択する第２選択回路２０３の動作を同時に行う。それゆえ、この例では、第１選択回路２０２の出力信号と第２選択回路２０３の出力信号とが受信系回路群５１に入力される。この場合、２つの拡散符号Ｃ１、Ｃ２に対応したそれぞれの相関演算用符号を用いて相関値を算出することで、指示体の位置検出及び筆圧検出を行う。

また、変形例６の位置検出器２００の構成において、第１選択回路２０２の出力信号を処理する受信系回路群と、第２選択回路２０３の出力信号を処理する受信系回路群とを別個に設けてもよい。ただし、この場合には、両方の受信系回路群で指示体の位置検出及び筆圧検出の両方を行ってもよいし、一方の受信系回路群で指示体の位置検出及び筆圧検出を行い、他方の受信系回路群では指示体の位置検出のみを行うようにしてもよい。前者では高速検出を行うことができる。また、後者を適用した場合、その構成は、前者の構成より簡易になる。更には、第１選択回路２０２の出力信号と第２選択回路２０３の出力信号を切替回路にて選択し、共通の受信系回路群に時分割的に供給することで指示体の位置検出及び筆圧検出を行うこともできる。

［変形例７］
上記実施形態及び変形例１〜６では、位置検出装置がタブレットである場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。位置検出装置が、タブレットの機能だけでなく、ユーザが指を位置検出器の画面にタッチして所定の操作を行うタッチパネルの機能を備えていてもよい。変形例７では、タブレット及びタッチパネル兼用の位置検出装置について説明する。この例においても、第１及び第２の符号として拡散符号を使用するものとする。

図２２に、この例の位置検出装置における位置検出器の概略構成を示す。なお、この例の位置検出装置では、指示体は、上記実施形態及び変形例１〜５のいずれかを用いることができる。それゆえ、ここでは、位置検出器の構成についてのみ説明する。なお、図２２において、図４に示す実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して示す。また、図２２では、受信信号の処理の流れを実線矢印で示し、制御信号、クロック信号等の流れは破線矢印で示す。ただし、図２２では、説明を簡略化するため、受信系回路群５１の制御信号、クロック信号等の流れを示す破線矢印は省略する。

この例の位置検出器２１０は、主に、ペン形状の指示体１４７、指示体としての複数の指１４８ａ、１４８ｂなど、種類の異なる複数の指示体の指示位置を検出するセンサ部３０と、センサ部３０を構成する複数の導体を選択・切替する選択回路２２０と、位置検出回路２３０とで構成される。なお、センサ部３０は、図４に示す実施形態と同様の構成であるので、ここでは、センサ部３０の構成の説明は省略する。

選択回路２２０は、第１選択回路２２１と、第２選択回路２２２とから構成される。第１選択回路２２１は、図２２中のｙ方向に並列配置された複数の第１導体３１からなる第１導体群３２に接続され、第１導体群３２から所定の第１導体３１を所定の順序で選択する。一方、第２選択回路２２２は、図２２中のｘ方向に並列配置された複数の第２導体３３からなる第２導体群３４に接続され、第２導体群３４から所定の第２導体３３を所定の順序で選択する。なお、第１選択回路２２１及び第２選択回路２２２の切替え制御は、中央演算処理部６２と協働する制御部６３から出力される制御信号により制御される。

位置検出回路２３０は、受信系回路群５１と、発振器６０と、ドライブ回路６１と、中央演算処理部６２と、制御部６３と、拡散符号生成部２３１（符号供給部）と、第１切替部２３２と、第２切替部２３３とを備える。この例の位置検出回路２３０は、上記実施形態（図４）の位置検出回路５０の構成において、さらに拡散符号生成部２３１、第１切替部２３２、及び第２切替部２３３を備える構成である。拡散符号生成部２３１、第１切替部２３２及び第２切替部２３３以外の構成は、上記実施形態と同様である。

拡散符号生成部２３１は、位置検出器２１０を指による操作を受け付けるタッチパネルとして動作させる際に、第１導体群３２内の所定の第１導体３１に拡散符号を供給する。なお、拡散符号生成部２３１では、ペン形状の指示体１４７から送信される第１符号Ｃ１の信号または第２符号Ｃ２の信号とは異なる新たな拡散符号Ｃ３を有する信号を生成することが好ましい。ただし、本発明はこれに限定されず、拡散符号生成部２３１は、ペン操作が同時に認識できる構成、すなわち、指あるいはペンなどの指示体の種類を識別するための所定の符号を生成する構成を備えていればよい。また、位置検出器２１０がタッチパネルとして動作している際、ユーザの指が接している位置では、例えば指を介して電流がアースに分流されることによって、あるいは交差する導体間における電流移動が生じることによって、タッチ位置における導体の交差点を介して得られる受信信号のレベルが変化する。それゆえ、このレベル変化を受信系回路群５１で検出することにより、タッチ位置を２次元的に検出することもできる。

第１切替部２３２は、位置検出器２１０を、ペン操作を受け付けるタブレットとして動作させる際の信号の流れと、指による操作を受け付けるタッチパネルとして動作させる際の信号の流れを切替える。具体的には、位置検出器２１０をタブレットとして動作させる際には、第１導体群３２は受信導体として作用するので、第１選択回路２２１の出力端子は第１切替部２３２のスイッチＳＷ２を介して第２切替部２３３の入力端子に接続される。この時、第１切替部２３２のスイッチＳＷ１は、拡散符号生成部２３１と第１選択回路２２１とを非接続状態とする。また、位置検出器２１０をタッチパネルとして動作させる際には、第１導体群３２は送信導体として作用するので、拡散符号生成部２３１の出力端子は第１切替部２３２のスイッチＳＷ１を介して第１選択回路２２１に接続される。この時、第１切替部２３２のスイッチＳＷ２は、第１選択回路２２１と第２切替部２３３とを非接続状態とする。なお、この第１切替部２３２の切り替え動作は、中央演算処理部６２と協働する制御部６３から出力される制御信号（図２２中の破線矢印）により制御される。

また、指による操作を受け付けるタッチパネルとして動作させる際には、第２切替部２３３は、中央演算処理部６２と協働する制御部６３の制御に従い、第１切替部２３２を介した拡散符号生成部２３１と第１選択回路２２１との接続に連動して、第２選択回路２２２と受信アンプ５２を接続する。第１切替部２３２及び第２切替部２３３がこのように制御されることで、第１選択回路２２１を介して第１導体群３２を構成する第１導体３１に拡散符号生成部２３１によって生成された送信信号が順次供給されるとともに、第２選択回路２２２によって第２導体群３４を構成する第２導体３３が順次選択されて受信アンプ５２に接続されることで、指による操作を２次元的に検出することができる。

一方、ペンの操作を受け付けるタブレットとして動作させる際には、第２切替部２３３は、中央演算処理部６２と協働する制御部６３の制御に従い、第１切替部２３２を介して接続された第１選択回路２２１と、第２選択回路２２２とを交互に受信アンプ５２に接続する。第１切替部２３２及び第２切替部２３３がこのように制御されることで、ペンの操作による指示位置を２次元的に検出することができる。

ここで、この例の位置検出器２１０におけるタッチパネルとしての機能とタブレットとしての機能の動作例を簡単に説明する。図２３に示す例では、タッチパネルの動作とタブレットとしての動作を所定時間毎に切り換える。具体的には、中央演算処理部６２と協働する制御部６３の制御に従い、第１切替部２３２及び第２切替部２３３を所定時間毎に連動させて切り換えることで、指及びペン等の指示体の存在あるいは指示体が指示する位置を検出する。この例では、所定間隔（図２３の例では例えば１０ｍｓ）でペン形状の指示体１４７の位置検出動作（タブレット機能）と、指１４８ａ，１４８ｂによるタッチ位置の検出動作（タッチパネル機能）とを交互に繰り返す。

なお、この例の位置検出装器２１０の動作は、図２３の例に示す時分割動作に限定されない。例えば、時分割動作を採用することなく、センサ部３０上で指及びペンで代表される複数種類の指示体の存在を同時に検出することもできる。この場合、位置検出装器２１０は、次のようにして動作する。なお、以下の動作例では、ペンからは、第１の拡散符号及び該第１の拡散符号とは異なる第２の拡散符号が送信され、図２２における拡散符号生成部２３１からは、ペンに割り当てられた第１及び第２の拡散符号とは異なる第３の拡散符号を備える送信信号を生成して出力される場合を想定する。

まず、拡散符号生成部２３１は、第３の拡散符号を備える送信信号を生成し、その送信信号を第１切替部２３２のスイッチＳＷ１、第１選択回路２２１を介して第１導体群３２を構成する複数の第１の導体３１に所定の順序で繰り返し供給する。この際、受信系回路群５１を構成する受信アンプ５２には、第２選択回路２２２及び第２切替部２３３を介して、選択された導体が接続される。なお、第２選択回路２２２は、第２導体群３４を構成する複数の第２導体３３に対して、所定の順序による選択動作によって所定の導体を選択する。

次いで、Ａ／Ｄ変換回路５３は、受信アンプ５２から出力されたアナログ信号を、１ワードが所定のビット数から成るデジタル信号に変換する。次いで、シリアルパラレル変換部５４及びシフトレジスタ５５は、使用する拡散符号（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の符号長に対応したワード長に直列並列変換し、その変換した信号を相関演算器５６に供給する。

次いで、相関演算器５６は、供給されたデジタル信号と各相関演算用符号との相関演算を行う。これにより、第１、第２、及び第３の拡散符号（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）のそれぞれの有無を検出するとともに、その信号レベルも検出する。

すなわち、上記の動作は、タッチ位置の検出動作（タッチパネル機能）を検出するための動作と同じである。従って、この動作状態における指位置の検出動作は既述した通りである。この動作状態において、ペンが操作された場合には、ペンから送信された第１の拡散符号Ｃ１及び第２の拡散符号Ｃ２の少なくとも一方の拡散符号を相関演算器５６にて検出することでペンの存在の確認あるいはペンの指示位置を認識できる。そして、ペン操作の有無の認識に基づいて位置検出器２１０の機能をタブレットとしての機能に切り換えることで、ペン位置が２次元的に検出できる。

また、位置検出回路２３０において、指及びペンという２つの種類の指示体が同時に検出された場合には、図２３に示したようにタッチパネル機能とタブレット機能を時分割的に切り換えることで、あたかも指とペンの操作を同時に検出しているかのような状態にすることができる。また、ペンと指が同時に検出された場合には、ペンあるいは指の一方を検出するための動作（タッチパネル機能あるいはタブレット機能）に移行するように機能設定を切り換えることもできる。

また、この例において、位置検出器２１０をタッチパネルとして動作させる際、互いに位相の異なる複数の拡散符号を対応する複数の第１導体３１に同時供給して、複数の拡散符号を位相多重送信してもよい。例えば、ｎ本から構成される第１導体３１に対して、拡散符号生成部２３１で１つの符号パターンの拡散符号から互いに位相の異なるｎ本の拡散符号を生成し、第１導体３１の各々に対応させて供給する。あるいは、ｎ本から構成される第１導体３１に対して、互いに符号パターンが異なるｎ種類の符号パターンの拡散符号を生成して、第１導体３１の各々に対応させて供給してもよい。

この場合、受信系回路群５１においては、拡散符号生成部２３１で生成された拡散符号に対応した相関演算用符号を備え、受信された各々の拡散符号との相関演算を同時に行う構成を採用することができる。なお、この構成においては、選択回路２２０を構成する第１選択回路２２１及び第２選択回路２２２の少なくとも一方の回路は必ずしも必要とされない。

また、この例の位置検出器２１０では、指示体としての指を検出するためのタッチパネル機能と、他の種類の指示体としてのペンを検出するためのペンタブレット機能とを時分割で切り替える構成を備えるものであるが、いずれの機能で動作する場合でも第２導体群３４を構成する第２導体３３は常に信号受信に供される。従って、上述したように、受信系回路群５１が、指示体としての指を検出するために使用される拡散符号生成部２３１から供給される送信信号と、他の種類の指示体としてのペンから供給される送信信号とを同時に検出可能な回路構成を備えることで、ｘ方向における指位置を求める際にペン位置も同時に求めることができる。それゆえ、ペン位置を求める次の処理としては、ｘ方向でのペン位置は既に取得されているために、ｙ方向におけるペン位置を求めれば良いことになる。したがって、この例の位置検出器２１０では、上述のような回路構成を備えることで、センサ部３０におけるペンと指の同時検出を高速に行うことができる。

更には、図１２（変形例２）に示すサイドスイッチ１１３の操作有無の検出に関し、サイドスイッチ１１３からの操作信号を図３の遅延設定回路１４２に供給し、電位Ｖｔｈを切り替える構成を備えることでサイドスイッチ１１３が操作されたことを検出することができる。すなわち、サイドスイッチ１１３が操作されたことに対応して遅延設定回路１４２で設定される電位Ｖｔｈを、例えば高電位に切り替える。電位Ｖｔｈが高電位に設定されると、指示体による押圧力が同一であっても、遅延設定回路１２からの出力される信号が更に所定の時間遅延されて出力されることになる。この構成によって、サイドスイッチ１１３の操作に対応して、第１符号生成部から出力される信号に対する第２符号生成部から出力される信号の生成タイミングが制御されることになり、この結果、サイドスイッチ１１３の操作有無を検出することができる。

更には、図２に示す指示体２、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す指示体１１０及び１１７、図１４に示す指示体１２０、図１７に示す指示体１３０などでは、第１符号生成部２６、第２符号生成部２７、あるいは第３符号生成部２９から出力されるそれぞれの信号を対応する第１電極２０及び第２電極２１に供給する構成が示されているが、この構成に限るものではない。すなわち、各々の信号を、抵抗などを介して信号加算し、第１電極２０あるいは第２電極２１に供給することもできる。この構成によれば、第１電極２０あるいは第２電極２１への信号供給点を少なくすることができ、指示体としての構成を簡単化することができる。

上記実施形態及び変形例１〜７では、センサ部の励磁コイルからの励磁信号を受信して、指示体内の集積回路の駆動電圧を生成する例を説明したが、本発明はこれに限定されず、指示体内部に例えば蓄電池のような電源を備えていてもよい。

１…位置検出装置、２…指示体、３…位置検出器、２０…第１電極、２１…第２電極、２２…可変容量コンデンサ、２３…集積回路、２４…コイル、２５…電源生成回路、２６…第１符号生成部、２７…第２符号生成部、２８…送信符号生成部、３０…センサ部、３１…第１導体、３２…第１導体群、３３…第２導体、３４…第２導体群、４０…選択回路、５０…位置検出回路、５１…受信系回路群、５２…受信アンプ、５３…Ａ／Ｄ変換回路、５４…シリアルパラレル変換部、５５…シフトレジスタ、５６…相関演算部、５６ａ…第１相関器、５６ｂ…第２相関器、５７…記憶部、５８…位置及び筆圧算出部、６０…発振器、６１…ドライブ回路、６２…中央演算処理部、６３…制御部、１２９…筐体

Claims (34)

1. 印加された圧力を２つの符号間の時間差に対応づけて前記２つの符号を送信するための送信信号生成部を備え前記送信信号生成部によって生成された信号を送信するための指示体と、
   所定方向に配置された複数の第１の導体と前記所定方向と交差する方向に配置された複数の第２の導体を備え前記指示体から送信された信号を受信するためのセンサ部と、
   前記複数の第１の導体を構成する導体と前記複数の第２の導体を構成する導体にそれぞれ生起した信号と前記２つの符号に対応した相関演算用符号との相関演算を行うための相関演算回路と、
   前記相関演算回路によって算出された少なくとも１つの符号に基づく相関演算結果から前記指示体によって指示されたセンサ部上の位置を検出するための位置算出回路と、
   前記相関演算回路によって算出された２つの符号に基づく相関演算結果から前記２つの符号間の時間差に対応して前記指示体に印加された圧力を検出する筆圧算出回路と、
   を備えたことを特徴とする位置検出装置。
2. 前記複数の第１の導体から所定の手順で導体を選択するとともに前記複数の第２の導体から所定の手順で導体を選択するための選択回路を備え、該選択回路によって選択されたそれぞれの導体に生起した信号が前記相関演算回路に供給されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記２つの符号は、同一の符号パターンを備えていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
4. 前記２つの符号は、互いに異なる符号パターンを備えていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
5. 前記送信信号生成部に符号を変調するための変調回路を備えるとともに、前記複数の第１の導体を構成する導体と前記複数の第２の導体を構成する導体にそれぞれ生起した信号を復調するための復調回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
6. 前記指示体は筐体から突出した先端部を備えるとともに、前記先端部に印加された圧力を検出するための圧力検出素子を備え、前記圧力検出素子によって検出された信号に対応して前記符号間の時間差が設定されることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
7. 前記圧力検出素子は、前記先端部に印加された圧力に対応して押圧されることで容量が変化する可変容量コンデンサを備え、前記可変容量コンデンサの容量変化に応じて前記符号間の時間差が制御されるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
8. 前記センサ部には励磁コイルが備えられており、前記指示体には前記励磁コイルから送出された励磁信号を受信して前記指示体に備えられた送信信号生成部を駆動するための電源を生成するための電源生成回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
9. 前記筆圧算出回路によって検出された筆圧に対応して前記指示体のホバリング状態及びペンダウン状態を識別可能としたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
10. 前記２つの符号は互いに異なる符号パターンであり、前記指示体から送信された信号が前記相関演算回路に供給されて得られた相関演算結果に基づいて一方の符号から他方の符号へと符号が変化したことが検出されることで、前記指示体のホバリング状態及びペンダウン状態を識別可能としたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
11. 前記指示体の側面には操作スイッチが設けられているとともに、前記指示体には前記操作スイッチの操作に対応して符号を反転させるための符号反転回路が備えられており、前記操作スイッチの操作に対応して生成された符号反転信号が前記相関演算回路によって相関演算されることで前記操作スイッチの操作を検出可能とした請求項１に記載の位置検出装置。
12. 前記指示体の側面には操作スイッチが設けられているとともに、前記送信信号生成部から前記操作スイッチの操作に対応した符号が送信されることで、前記操作スイッチの操作に対応して生成された符号が前記相関演算回路によって相関演算されることで前記操作スイッチの操作を検出可能とした請求項１に記載の位置検出装置。
13. 前記指示体の筐体には、位置指示及び前記指示体に印加される圧力を検出するための先端部が突出して備えられているとともに、前記先端部は導電性を有しており、前記先端部を介して前記送信信号生成部によって生成された信号が送信されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
14. 所定の符号を生成するための符号生成部と、前記符号生成部にて生成された符号の前記所定方向に配置された複数の第１の導体への供給処理、及び、前記所定方向に配置された複数の第１の導体に生起した信号の受信処理を切り替えるための第１切替部とが更に備えられており、前記第１切替部で前記供給処理及び受信処理を交互に切替制御することで前記指示体とは種類が異なる指示体によって指示されたセンサ部上の位置を検出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
15. 前記第１切替部から出力された前記所定方向に配置された第１の導体に生起した信号と、前記所定方向と交差する方向に配置された第２の導体に生起した信号とを時分割で切り替えて前記相関演算回路に供給するための第２切替部を備えたことを特徴とする請求項１４に記載の位置検出装置。
16. 前記符号生成部によって生成される符号は、前記指示体に備えられた送信信号生成部によって生成される符号とは異なっていることを特徴とする請求項１４に記載の位置検出装置。
17. 前記指示体には、前記送信信号生成部によって生成された複数の信号を送信するために、前記複数の信号のそれぞれに対応した複数の電極片が配置されており、前記複数の電極片のそれぞれを介して送信された信号を前記センサ部にて受信することで前記指示体の操作状態を検出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
18. 前記指示体の操作状態の検出とは、前記指示体のペンチップを回転中心とした指示体自体の回転状態、センサ部によって形成される平面に対する前記指示体の傾き、及び、前記指示体のペンチップを基点として操作したした場合の前記センサ部によって形成される平面に投影された前記指示体の回転角の少なくとも１つを検出することであることを特徴とする請求項１７の位置検出装置。
19. 位置を指示するための先端部が筐体から突出して設けられた指示体であって、
    前記先端部に印加された圧力を２つの符号間の時間差に対応づけて前記２つの符号を送信するための送信信号生成部を備え、
    前記送信信号生成部によって生成された複数の符号が送信されるようにしたことを特徴とする指示体。
20. 前記２つの符号は、同一の符号パターンを備えることを特徴とする請求項１９に記載の指示体。
21. 前記２つの符号は、互いに異なる符号パターンを備えていることを特徴とする請求項１９に記載の指示体。
22. 前記送信信号生成部に符号を変調するための変調回路を備えたことを特徴とする請求項１９に記載の指示体。
23. 筐体から突出した先端部に印加される圧力を検出するための圧力検出素子を備え、前記圧力検出素子によって検出された信号に対応して前記符号間の時間差が設定されることを特徴とする請求項１９に記載の指示体。
24. 前記圧力検出素子は、前記先端部に印加された圧力に対応して押圧されることで容量が変化する可変容量コンデンサであり、前記可変容量コンデンサの容量変化に応じて前記符号間の時間差が制御されるようにしたことを特徴とする請求項２３に記載の指示体。
25. 前記指示体の側面には操作スイッチが設けられているとともに、前記指示体には前記操作スイッチの操作に対応して符号を反転させるための符号反転回路が備えられていることを特徴とする請求項１９に記載の指示体。
26. 前記指示体の側面には操作スイッチが設けられているとともに、前記送信信号生成部から前記操作スイッチの操作に対応した符号が送信されるようにしたことを特徴とする請求項１９に記載の指示体。
27. 前記位置を指示するための先端部は導電性を有しており、前記送信信号生成部によって生成された少なくとも１つの符号が前記先端部を介して送信されるようにしたことを特徴とする請求項１９に記載の指示体。
28. 前記送信信号生成部によって生成された複数の符号のそれぞれが前記先端部を介して送信されるようにしたことを特徴とする請求項２７に記載の指示体。
29. 前記先端部の近傍には、前記送信信号生成部によって生成された複数の信号を送信するための、前記複数の信号のそれぞれに対応した複数の電極片が配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の指示体。
30. 位置指示のために指示体に備えられたペンチップに印加された圧力に対応した時間差を有する２つの符号を送信するための符号送信ステップと、
    所定方向に配置された複数の第１の導体と前記所定方向と交差する方向に配置された複数の第２の導体を介して前記指示体から送信された符号を受信する信号受信ステップと、
    前記複数の第１の導体を構成する導体と前記複数の第２の導体を構成する導体にそれぞれ生起した信号を受信し前記２つの符号に対応した相関演算用符号との相関演算を行う相関演算処理ステップと、
    前記相関演算処理ステップによって算出された１つの符号に基づく相関演算結果から前記指示体によって指示されたセンサ部上の位置を検出する位置算出ステップと、
    前記相関演算処理ステップによって算出された２つの符号に基づく相関演算結果から前記指示体に印加された圧力を検出する筆圧算出ステップと、
    を備えたことを特徴とする位置検出方法。
31. 前記２つの符号は、同一の符号パターンを備えることを特徴とする請求項３０に記載の位置検出方法。
32. 前記２つの符号は、互いに異なる符号パターンを備えることを特徴とする請求項３０に記載の位置検出方法。
33. 位置を指示するための先端部が筐体から突出して設けられた指示体の前記先端部に印加された圧力を２つの符号間の時間差に対応づけて前記２つの符号を送信するようにしたことを特徴とする圧力情報送信方法。
34. 複数の符号を生成するための符号生成ステップと、
    前記複数の符号を電気的に分離された対応する複数の電極片にそれぞれ供給するステップと、
    前記複数の電極片からそれぞれ対応する複数の符号を送信するステップと、
    を備えたことを特徴とする指示体信号送信方法。
    

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