JP2018206093A5 - - Google Patents

Description

また、図１６（Ｄ）は、位置指示器の芯体１０１の軸心方向がセンサ面に対して所定の傾き角で傾斜している状態を示しており、このときには、センサ面１０３において芯体１０１からの信号を所定の信号レベル以上で検出する領域は、図１６（Ｅ）に示す楕円形領域１１３となり、また、電極１０２からの信号を所定の信号レベル以上で検出する領域は、図１６（Ｅ）に示す変形したドーナツ状領域１１４となる。このとき、芯体１０１からの受信信号のレベルのピーク値が得られるＸ座標値Ｘ５と、筒状電極１０２からの受信信号のレベルのピーク値が得られるＸ座標位置Ｘ４との距離と、Ｘ座標位置Ｘ６との距離との関係は、図１６（Ｆ）に示すように、芯体１０１の傾斜に応じたものとなる。また、Ｙ座標も、傾いた方向及び傾き角に応じたものとなる。

この発明による位置指示器の第１の実施形態の構成例を説明するための図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態の要部の構成例を説明するための図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態の信号送信制御回路の回路構成例を示す図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態における傾き角の検出方法を説明するための図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態と共に使用する位置検出装置の構成例を示す図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態における信号送信制御方法の第１の例を説明するためのタイミングチャートである。 この発明による位置指示器の第１の実施形態における信号送信制御方法の第２の例を説明するためのタイミングチャートである。 この発明による位置指示器の第２の実施形態の要部の構成例を説明するための図である。 この発明による位置指示器の第２の実施形態の信号送信制御回路の構成例を示す図である。 この発明による位置指示器の第２の実施形態の要部の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明による位置指示器の第２の実施形態の変形例を説明するための図である。 この発明による位置指示器の第３の実施形態の要部の構成例を説明するための図である。 この発明による位置指示器の第３の実施形態の信号送信制御回路の構成例を示す図である。 この発明による位置指示器の第３の実施形態の要部の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明による位置指示器の第３の実施形態の要部の動作を説明するためのタイミングチャートである。 従来の位置指示器の傾き角の検出方法を説明するための図である。

図２は、芯体６、シールド用部材７及び筆圧検出ユニット５の部分の詳細な構成例を示す図である。図２は、芯体６、シールド用部材７及び筆圧検出ユニット５の部分の断面図である。

この例では、シールド状態情報ＳＨは、当該シールド状態情報ＳＨが含まれる周期Ｔの次の周期Ｔａにおける信号送出が、シールド用部材７による芯体６の静電シールドが実行されている状態であるか、解除状態であるかを示すようにしている。コントローラ３０１は、シールド状態情報ＳＨに対応させて、各周期Ｔにおけるスイッチ回路３０３の切り替えを行うように切替制御信号ＳＷ（図６（Ｅ）参照）を生成する。

位置指示器１の信号送信制御回路３０の発振回路３０２は、以上のような位置検出用信号の送信期間とデジタルデータからなる付加情報の送信期間とからなる周期Ｔａの信号を、コントローラ３０１からの制御に基づいて、図６（Ｄ）に示すように、繰り返し送出するようにする。そして、コントローラ３０１は、切替制御信号ＳＷにより、スイッチ回路３０３の可動端子ａを、１周期Ｔａ毎に、固定端子ｂと固定端子ｃとに交互に切り替えるようにする（図６（Ｅ）参照）。これにより、位置指示器１は、１周期Ｔａ毎に、芯体６の芯体本体部６１をシールド用部材７により静電シールドする状態と、その静電シールドを解除する状態とを繰り返す。

そして、コントローラ３０１は、可変容量キャパシタ５Ｃの静電容量の値から、芯体６に筆圧が印加されたと判別したときには、位置検出用信号及び付加情報を送出するように発振回路３０２を制御すると共に、スイッチ回路３０３は、可動端子ａを固定端子ｂと固定端子ｃとの１周期Ｔａ毎に交互に切り替える切り替え制御を行うようにする。

第２の導体２１２Ｘ₁〜２１２Ｘ_nのいずれかから所定値以上のレベルの信号が検出された場合には、制御回路２２０は、最も高い信号レベル（ピーク値。以下同じ）が検出された第２の導体２１２Ｘの番号とその周辺の複数個の第２の導体２１２Ｘの番号を記憶する。そして、制御回路２２０は、選択回路２２１を制御して、第１の導体２１１Ｙ₁〜２１１Ｙ_mを順次選択して、ＡＤ変換回路２２６からの信号レベルを読み取る。このとき制御回路２２０は、最も大きい信号レベルが検出された第１の導体２１１Ｙとその周辺の複数個の第１の導体２１１Ｙの番号を記憶する。

発振回路３０２Ａの出力端は、この実施形態では、導電性の芯体６Ａに接続されており、発振回路３０２Ａからの交流信号は、芯体６Ａを通じて位置検出装置のセンサに対して送出される。

なお、位置検出装置からの要求信号に応じて位置指示器側から芯体の傾き角を検出するための信号を送出する際には、上述の第２の実施形態では、位置指示器は、芯体を静電シールドする状態で信号を送出する状態と、芯体に対する静電シールドを解除する状態で信号を送出する状態の２状態を実行するようにした。しかし、位置指示器では、要求信号を受けていないときには、常に、芯体を静電シールドする状態および芯体に対する静電シールドを解除する状態のいずれか一方の状態で信号を送出するようにしておき、要求信号を受けたときに、芯体を静電シールドする状態あるいは芯体に対する静電シールドを解除する状態の他方の状態で信号を送出するようにしてもよい。この場合には、位置検出装置では、要求信号を送出する前の受信信号と、要求信号を送出した後の受信信号とから位置指示器の芯体の傾き角を検出することができる。

内側ホルダー５８は、図１２（Ａ）に示すように、筆圧検出用素子を構成する圧力センシングデバイス５９を保持している。この圧力センシングデバイス５９は、静電容量方式の圧力感知部を構成する半導体チップで構成されている。この圧力センシングデバイス５９は、例えば特開２０１３−１６１３０７号公報に開示されているような筆圧に応じて静電容量を可変とする、ＭＥＭＳ（Micro Elector Mechanical Systems）素子からなる可変
容量キャパシタとして構成され半導体素子を用いて構成することができる。この圧力センシングデバイス５９の構成は、上記の公報に記載されているので、ここでは、その説明は省略する。この圧力センシングデバイス５９により構成される可変容量キャパシタの２つの電極は、図示は省略するが、プリント配線基板３Ｂに生成されている信号送信制御回路３０Ｂに接続されている。

Claims (21)

1. ペン形状を有し、センサとの間で静電的にインタラクションする位置指示器であって、
   ペン形状の筐体と、
   前記筐体の軸心方向の一端側の開口からペン先が突出するように配置された導電性を有する芯体と、
   前記導電性を有する芯体を取り囲む導体と、
   前記センサとの間で前記静電的にインタラクションするための信号を生成して、前記生成した信号を前記芯体に供給する信号発信回路と、
   前記芯体のペン先から前記センサに対して信号が送出される状態で、前記芯体を取り囲む導体を交流的に接地した状態にする第１の制御と、前記芯体を取り囲む導体を前記交流的に接地する状態とは異なる状態にする第２の制御とを行うことで、前記センサとの間で異なる静電的インタラクションを生じさせるようにするための制御回路と、
   を備えることを特徴とする位置指示器。
2. 前記第２の制御は、前記芯体を取り囲む導体を電気的に孤立させる状態にする制御である
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
3. 前記制御回路は、前記芯体を取り囲む導体に前記信号発信回路によって生成された信号を供給する第３の状態にする制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
4. 前記センサに対して、前記センサとの間の静電的インタラクションによって、少なくとも前記第２の制御を行うタイミングを通知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
5. 前記制御回路は、前記センサとの間の静電的インタラクションによって前記センサから送信されてくる信号に基づいて、前記第１の制御と前記第２の制御とを行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
6. 前記制御回路は、前記センサから無線送信された制御信号に対応して、前記第１の制御と前記第２の制御とを行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
7. 無線信号受信回路をさらに備えており、前記センサから無線送信された無線信号が前記無線信号受信回路で受信されて前記制御信号が取得される
   ことを特徴とする請求項６に記載の位置指示器。
8. 前記制御回路は、前記第１の制御がなされた期間と前記第２の制御がなされた期間とが１対となるように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
9. 前記制御回路は、前記第１の制御を第１の時間周期で行い、前記第２の制御を第２の時間周期で行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
10. 前記制御回路は、前記センサから送信された信号の信号レベルに基づいて前記第１の制御及び前記第２の制御を行うようにした
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
11. 前記制御回路は、前記センサから送信された信号の信号レベルに基づいて、静電的インタラクションを可能にする結合状態になったことが検知されたときに、前記第１の制御と前記第２の制御とを実行する
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
12. 前記制御回路は、前記センサから送信された信号の信号レベルに基づいて、前記静電的インタラクションを可能にする結合状態ではないことが検知されたときには、前記芯体を取り囲む導体に前記信号生成回路によって生成された信号を供給する第３の状態にする制御を行う
    ことを特徴とする請求項３に記載の位置指示器。
13. 前記芯体に印加される圧力を検知する圧力センサをさらに備えており、
    前記制御回路は、前記圧力センサからの出力に基づいて、前記芯体が前記センサに当接したことが検知されたときには、前記第１の制御と前記第２の制御とを実行する
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
14. 前記芯体に印加される圧力を検知する圧力センサをさらに備えており、
    前記制御回路は、前記圧力センサからの出力に基づいて、前記芯体が前記センサから離間したことが検知されたときには、前記芯体を取り囲む導体に前記信号発信回路によって生成された信号を供給する第３の状態にする制御を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
15. 前記芯体と取り囲む導体は、複数の分割導体が前記芯体を取り囲むように配置されて構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
16. 前記制御回路は、前記複数の分割導体のそれぞれを所定のシーケンスで順次に、前記交流的に接地する状態とは異なる状態にする第２の制御を行う
    ことを特徴とする請求項１５に記載の位置指示器。
17. 充電素子を有する電源回路をさらに備えるとともに、前記芯体を取り囲む導体はコイル形状を有しており、前記芯体を取り囲む導体を介して受信された電磁誘導起電力によって前記電源回路が有する前記充電素子を充電するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
18. 前記充電素子は、再充電可能な二次電池、またはコンデンサである
    ことを特徴とする請求項１７に記載の位置指示器。
19. 充電素子を有する電源回路をさらに備えるとともに、前記芯体を取り囲む導体はコイル形状を有しており、前記芯体を取り囲む導体を介して受信された電磁誘導起電力による前記電源回路が有する前記充電素子の充電と、前記芯体のペン先から前記センサに対して信号が送出される状態で前記芯体を取り囲む導体を交流的に接地した状態にする第１の制御とが選択されるように構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
20. ペン形状を有する位置指示器と、位置指示器と静電的にインタラクションをするセンサとを備える位置検出装置であって、
    前記位置指示器は、
    ペン形状の筐体と、前記筐体の軸心方向の一端側の開口からペン先が突出するように配置された導電性を有する芯体と、
    前記導電性を有する芯体を取り囲む導体と、
    前記センサとの間で前記静電的にインタラクションするための信号を生成して、前記生成した信号を前記芯体に供給する信号発信回路と、
    前記芯体のペン先から前記センサに対して信号が送出される状態で、前記芯体を取り囲む導体を交流的に接地した状態にする第１の制御と、前記芯体を取り囲む導体を前記交流的に接地する状態とは異なる状態にする第２の制御とを行うことで、前記センサとの間で異なる静電的インタラクションを生じさせるようにするための制御回路と、
    を備え、
    前記第１の制御の状態の前記位置指示器との静電的なインタラクションにより前記センサで検出される信号出力と、前記第２の制御の状態の前記位置指示器との静電的なインタラクションにより前記センサで検出される信号出力とから、前記位置指示器の前記センサに対する傾斜角を検出する
    ことを特徴とする位置検出装置。
21. 前記位置指示器の前記芯体を取り囲む導体は、複数の分割導体が前記芯体を取り囲むように配置されて構成されており、
    前記位置指示器の前記制御回路が、前記複数の分割導体のそれぞれを所定のシーケンスで順次に、前記交流的に接地する状態とは異なる状態にする第２の制御を行い、
    前記第２の制御により前記複数の分割導体のそれぞれが所定のシーケンスで順次に、前記交流的に接地される状態とされる前記位置指示器との静電的なインタラクションにより得られる信号から、前記位置指示器の回転を検出する
    ことを特徴とする請求項２０に記載の位置検出装置。