JP5848589B2 - 位置検出装置および位置検出方法 - Google Patents

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Description

この発明は、第1の指示体による位置指示を電磁誘導方式で検出するための第1のセンサを備えると共に、電磁誘導方式以外の検出方式で第2の指示体の位置指示を検出するための第2のセンサとを備え、第1の指示体と第2の指示体とによる位置指示を同時に検出することが可能な位置検出装置に関する。
指やペンなどの指示体によって指示された位置を検出する位置検出装置が知られている。この位置検出装置で用いられる位置検出方式としては、抵抗膜方式、電磁誘導方式、静電容量方式など種々のものが提供されている。
このうち、電磁誘導方式の位置検出装置は、例えば特許文献1(特開2004−212973号公報)に開示されているように、センサと、指示体としての位置指示器とから構成されている。位置指示器は、電磁誘導信号を発生する例えば電子ペンからなる。電磁誘導方式の位置検出用のセンサは、基板上に、X軸方向およびY軸方向の各々に細長いループコイルが多数個並べられて構成され、位置指示器からの電磁誘導信号を、この基板上のループコイルで検出することにより、位置指示器により指示された位置を検出する。
この電磁誘導方式の位置検出装置は、指示体としての電子ペンにより比較的高精細に位置入力することができ、広く用いられている。
また、近年、タッチパネル等に用いられる指示体(指やペン型の位置指示器(静電ペン)等)の位置検出の方式として静電容量方式の位置検出装置の開発が盛んに行われている。静電容量方式には、表面型(Surface Capacitive Type)と投影型(Projected Capacitive Type)の2種類の方式があり、両方式ともセンサ電極と指示体との間の静電結合状態の変化を検出して、指示体の位置を検出する。投影型の静電容量方式を発展させたクロスポイント静電結合方式と呼ばれる方式の位置検出装置も提案されている(例えば特許文献2(特開2011−3034号公報)参照)。
図14は、クロスポイント静電容量方式の位置検出装置のセンサの一例の構成を示すものである。このクロスポイント静電容量方式の位置検出装置のセンサは、図14に示すように、指示入力面の例えばY軸方向(縦方向)の上部電極Exと、X軸方向(横方向)の下部電極Eyとを、X軸方向およびY軸方向に、それぞれ所定間隔で複数本並べ、互いが直交するとともに僅かな隙間を空けて配列させることにより構成されている。この場合、上部電極Exと下部電極Eyとの間の重なり部分(クロスポイント)には所定の静電容量Co(固定容量)が形成される。
そして、使用者が把持した位置指示器や使用者の指などの指示体100が、指示入力面に近づくあるいは接触した位置においては、その位置の電極Ex、Eyと指示体との間に静電容量Cfが形成される。そして、指示体100は人体を通じてグラウンドに所定の静電容量Cgを介して接続されている。この結果、その静電容量CfおよびCgのために、その指示体100が指示する位置において、上部電極Exと下部電極Eyとの間の電荷が変化する。クロスポイント静電容量方式の位置検出装置では、この電荷の変化を検出することで、指示入力面内において指示体100により指示された位置が特定される。
この電荷の変化は、位置検出回路101で検出する。位置検出回路101は、例えば、下部電極Eyを送信電極として、これに所定の送信信号を供給すると共に、上部電極Exを受信電極として、この受信電極から受信信号を受信し、受信信号の電流変化を検出することにより、前記電荷の変化を検出する。位置検出回路101は、送信信号を供給する送信電極を切り替えると共に、受信電極からの受信信号の電流変化の検出処理を順次に行うことにより、指示体により指示された位置を検出する。
特開2004−212973号公報 特開2011−3034号公報
上述した電磁誘導方式の位置検出用のセンサが位置検出する対象の指示体は電子ペンであり、一方、静電容量方式の位置検出用のセンサが位置検出する対象の指示体は、指や静電ペンであり、検出すべき対象が全く異なる。そこで、一つの位置検出装置に、電磁誘導方式の位置検出用のセンサと、静電容量方式の位置検出用のセンサとを搭載することが考えられる。この位置検出装置によれば、例えば指での位置指示を静電容量方式の位置検出用のセンサを用いて検出しながら、同時に、電子ペンによる位置指示を電磁誘導方式の位置検出用のセンサを用いて検出することができる。したがって、指による位置指示に応じて、電子ペンによる位置指示に応じた制御対象を変更するなどの操作が可能となり、便利である。
ところで、電磁誘導方式の位置検出回路では、電子ペンからの電磁誘導信号をセンサで検出し、その検出位置を検出することにより、電子ペンにより指示された位置を検出することができる。このため、位置指示器とセンサとの間で送受される電磁誘導信号は、比較的低レベルであっても、位置検出回路で、電子ペンにより指示された位置を検出することができる。
これに対して、静電容量方式の位置検出回路では、上述したように、センサの受信電極からの受信信号について、指や静電ペンにより指示された位置における電流変化を検出するものであり、電磁誘導方式に比較して位置検出感度が低い。このため、静電容量方式の位置検出回路では、センサに供給する送信信号のレベルは比較的大きくする必要があり、特に、指示体により指示された位置の検出性能を上げるためには、センサに供給する送信信号のレベルを更に大きくする必要がある。
このため、電磁誘導方式の位置検出用のセンサと、静電容量方式の位置検出用のセンサとを備えて、両センサにより、同時に指示体による位置指示を検出することができる位置検出装置においては、静電容量方式の位置検出用のセンサに供給する送信信号により、電磁誘導方式の位置検出回路から得られる位置検出信号にジッタが発生しまう等の悪影響が生じるおそれがあった。ここで、位置検出信号に発生するジッタとは、指示体が同じ位置を指示していても、位置検出回路から得られる位置検出信号が、同じ位置を示すものとならずに、変動してしまうことを言う。
以上の問題は、電磁誘導方式の位置検出用のセンサと組み合わせる他の位置検出用のセンサが静電容量方式のセンサである場合に限られるものではなく、当該センサに供給する送信信号により、電磁誘導方式の位置検出回路からの位置検出信号に悪影響を与えるような全てセンサに当てはまる。
この発明は、以上の点にかんがみ、電磁誘導方式の位置検出用のセンサと、電磁誘導方式以外の他の方式の位置検出用のセンサとを備え、両センサで、同時に指示体による位置指示を検出することができる位置検出装置において、電磁誘導方式以外の検出方式のセンサに供給する送信信号による電磁誘導方式の位置検出回路への悪影響を軽減することができるようにすることを目的とする。
上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、
電磁誘導方式によって第1の指示体による位置指示を検出するための第1のセンサと、前記第1のセンサに近接して配置されると共に、前記電磁誘導方式以外の検出方式で第2の指示体による位置指示を検出するための第2のセンサとを備え、前記第1の指示体および前記第2の指示体による位置指示を同時に検出可能な位置検出装置であって、
前記第2のセンサに前記第2の指示体による位置指示を検出するための送信信号を供給する信号供給回路と、
前記第1の指示体による位置指示に対応して前記第1のセンサから出力される信号と、前記第2の指示体による位置指示に対応して前記第2のセンサから出力される信号が供給されて、前記第1の指示体と前記第2の指示体とによる位置指示状況を判別する位置指示状況判別回路と、
前記位置指示状況判別回路による前記位置指示状況の判別結果に対応して、前記信号供給回路から前記第2のセンサに供給される前記送信信号の信号レベルを制御する信号レベル制御回路と、
を備えており、
前記位置指示状況判別回路によって判別された前記位置指示状況に基づいて、前記第1の指示体と前記第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況から、前記第1の指示体と前記第2の指示体が同時的位置指示の状況に遷移した際には、前記信号レベル制御回路によって、前記第1の指示体と前記第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況において前記第2のセンサに供給される送信信号の信号レベルよりも信号レベルが異なる送信信号を前記第2のセンサに供給して前記第2の指示体による位置指示を検出するようにした
ことを特徴とする位置検出装置を提供する。
上述の構成の請求項1の発明においては、位置指示状況判別回路は、第1の位置検出回路からの第1の指示体の位置指示の検出出力と、第2の位置検出回路からの第2の指示体の位置指示の検出出力とに基づいて、第1の指示体と第2の指示体とによる位置指示状況を判別する。そして、信号レベル制御回路は、この位置指示状況判別回路によって判別された位置指示状況に基づいて、第1の指示体と第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況から、第1の指示体と第2の指示体が同時的位置指示の状況に遷移した際には、第1の指示体と第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況において第2のセンサに供給される送信信号の信号レベルよりも信号レベルが異なる送信信号を第2のセンサに供給するようにして、第2のセンサに供給する送信信号の信号レベルを制御する。
信号レベル制御回路は、例えば、第1の指示体による位置指示のみが検出されているときに、第2の指示体による位置指示が検出されて同時的位置指示の状況に遷移した際、または、第2の指示体による位置指示のみが検出されているときに、第1の指示体による位置指示が検出されて同時的位置指示の状況に遷移した際には、第2のセンサに供給する送信信号の信号レベルを低くするように制御することができる。この結果、請求項1の発明によれば、電磁誘導方式の位置検出回路から得られる位置検出信号のジッタ性能が悪化する等の問題を軽減することができる。
また、第1の指示体による位置指示は検出されずに、第2の指示体による位置指示のみが検出される状況においては、信号レベル制御回路は、第2のセンサに供給される送信信号の信号レベルを高くするように制御することができる。この結果、第2の位置検出回路は、第2のセンサから出力される信号から、第2の指示体の位置指示を良好なS/Nの状態で検出することができるようになる。
この発明によれば、電磁誘導方式の位置検出用のセンサと、電磁誘導方式以外の他の方式の位置検出用のセンサとを備え、両センサで、同時に指示体による位置指示を検出することができる位置検出装置において、電磁誘導方式以外の検出方式のセンサに供給する送信信号による電磁誘導方式の位置検出回路への悪影響を軽減することができる。また、第1および第2の指示体の位置指示状況に対応して、第1の指示体または第2の指示体を良好なS/Nの状態で検出することができるようにすることが可能である。
この発明による位置検出装置の実施形態が適用された電子機器の構成例を示す分解斜視図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における信号処理部の構成の一部を示すブロック図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における信号処理部の構成の一部を示すブロック図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における第1の指示体と第2の指示体の位置指示状況の遷移図を示す図である。 この発明による位置検出装置の第1の実施形態における要部を説明するために用いる図である。 この発明による位置検出装置の第1の実施形態における要部の処理動作例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検出装置の第2の実施形態における要部を説明するために用いる図である。 この発明による位置検出装置の第2の実施形態における要部の処理動作例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検出装置の第3の実施形態の要部の構成例を示すブロック図である。 この発明による位置検出装置の第3の実施形態における要部の処理動作例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検出装置の第4の実施形態における要部を説明するために用いる図である。 この発明による位置検出装置に用いられる電磁誘導方式のセンサの他の例を説明するための図である。 この発明による位置検出装置に搭載される第1のセンサと第2のセンサの他の配置例を説明するための図である。 静電容量方式のセンサを説明するための図である。
[第1の実施形態]
図1は、この発明による位置検出装置の第1の実施形態を搭載する電子機器の構成例を示す分解構成図である。この図1の例では、電子機器は、例えば電子ペンなどの位置指示器からなる電磁誘導方式用の指示体(以下、第1の指示体という)によって指示された位置を電磁誘導方式の位置検出用のセンサ(以下、第1のセンサと称する)で検出する機能を備えると共に、表示デバイスの表示画面への指や位置指示器(静電ペン)などの指示体(以下、第2の指示体という)よって指示された位置を静電容量方式の位置検出用のセンサ(以下、第2のセンサと称する)で検出する機能を備え、両センサで、同時に第1および第2の指示体による位置指示を検出することができるパッド型端末である。
このパッド型端末の一例である電子機器10は、電磁誘導方式の位置検出用の第1のセンサ20と、表示デバイス30と、静電容量方式の位置検出用の第2のセンサ40と、制御回路基板50と、平面部材60と、筐体70とで構成されている。
表示デバイス30は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどのフラットディスプレイからなり、ディスプレイ基板31上に、表示画素32が、X軸方向(横方向)に多数個配列されていると共に、X軸方向に直交するY軸方向(縦方向)に多数個配列された表示画面33を備えている。第1のセンサ20は、この表示デバイス30の表示画面33の裏面側に、表示デバイス30と重畳するように配置される。また、第2のセンサ40は、この表示デバイス30の表示画面33の表面側において、表示デバイス30の表示画面33と重畳するように配置される。したがって、第1のセンサ20と第2のセンサ40も、重畳して配置される関係となっている。
そして、第1の指示体が指示する位置の検出が可能である第1のセンサ20の検出領域と、第2の指示体が指示する位置の検出が可能である第2のセンサ40の検出領域と、表示デバイス30の表示画面33の表示領域とが、ほぼ等しい大きさとされると共に、重畳して配置される関係となっている。
図1では、図示を省略するが、第1のセンサ20に対して電磁誘導方式の位置検出回路(第1の位置検出回路)が接続され、第2のセンサ40に対しては静電容量方式の位置検出回路(第2の位置検出回路)が接続される。これら、第1および第2の位置検出回路は、制御回路基板50上に設けられており、第1のセンサ20および第2のセンサ40とは、例えばフレキシブルケーブルにより接続される。制御回路基板50には、電子機器10を制御するためのマイクロコンピュータ、表示デバイス30の表示制御回路、その他の電子部品、銅箔配線パターンが搭載されている。
平面部材60は、例えばガラスや樹脂などの透明材料からなり、その一方の面60aの側は、電子ペンからなる第1の指示体および指や指示ペンなどの第2の指示体による位置指示のための操作面とされている。そして、この平面部材60の一方の面60aとは反対側の面の側には、第2のセンサ40および表示デバイス30が配置されている。
この例では、平面部材60は、第1のセンサ20および第2のセンサ40の指示体の検出領域よりも若干大きい形状を有する。すなわち、図1の平面部材60において、点線で囲んで示す領域61は、第1のセンサ20および第2のセンサ40の指示体の検出領域に対応する領域であり、この領域61の周囲には、枠領域62が形成されている。図示は省略するが、平面部材60は、枠領域62に、例えばシルクスクリーン印刷などを施して、この枠領域62を不透明状態にして、領域61のみを透明状態に保持するように形成しても良い。
筐体70は、例えば合成樹脂により構成されている。この筐体70には、第1のセンサ20、表示デバイス30、第2のセンサ40および制御回路基板50を収納するための凹部71が形成されている。この凹部71内に、第1のセンサ20、表示デバイス30、第2のセンサ40および制御回路基板50が収納された後、平面部材60の枠領域62が筐体70の枠領域72に、例えば接着材によって、結合されることにより、凹部71が閉塞されて、電子機器10が組み立てられる。
次に、電磁誘導方式の第1のセンサ20およびその位置検出回路200の構成例を、図2を参照して説明する。この例の第1のセンサ20と共に使用する第1の指示体の例としての電子ペン23は、コイル23Lと、このコイル23Lに並列に接続されるコンデンサ23Cとから構成される共振回路を内蔵している。
この第1のセンサ20は、X軸方向ループコイル群22Xが配線基板21(図1参照)の一方の面に配置されると共に、Y軸方向ループコイル群22Yが、配線基板21の他方の面に配置されて構成される。X軸方向ループコイル群22XおよびY軸方向ループコイル群22Yは、それぞれ複数本の矩形のループコイルからなっている。この例では、X軸方向にn本、Y軸方向にm本のループコイルが配置されている。X軸方向ループコイル群22XおよびY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルは互いに重畳されて配置されている。
X軸方向ループコイル群22Xを構成する各ループコイルは、電子ペン23による位置指示を検出するための検出領域の横方向(X軸方向)に、等間隔に並んで順次重なり合うように配置されている。また、Y軸方向ループコイル群22Yを構成する各ループコイルは、検出領域の縦方向(Y軸方向)に、等間隔に並んで順次重なり合うように配置されている。
この第1のセンサ20に対して、位置検出回路200が接続されている。この位置検出回路200は、選択回路201、発振器202、送信アンプを構成する電流ドライバ203、送受信切り替え回路204、受信アンプ205、検波回路206、ローパスフィルタ207、サンプルホールド回路208、A/D(Analog to Digital)変換回路209および制御回路210を備えている。
さらに、位置検出回路200は、送信アンプを構成する電流ドライバ203に供給する電源電圧を制御するためのDC−DCコンバータ211を備えている。このDC−DCコンバータ211の制御端FBには、D/A(Digital to Analog)変換回路212を介して制御回路210から出力された制御コードCP1が供給される。この制御コードCP1は、電流ドライバ203に供給する電源電圧を制御するために使用される。この制御コードCP1は、D/A変換回路212においてアナログ値に変換されてDC−DCコンバータ211に供給される。
DC−DCコンバータ211は、その直流入力電圧Vinを、制御コードCP1に対応した直流出力電圧Voutに変換し、電流ドライバ203の電源電圧PW1として供給する。そして、第1のセンサ20から電子ペン23に供給される電磁誘導信号の信号レベルは電源電圧PW1に応じて定まる。制御コードCP1は、当該電子ペン23からの電磁誘導信号を受けた第1のセンサ20から出力される信号に基づいて、位置検出回路200で電子ペン23により指示された位置を、十分にジッタの発生を抑えた状態で検出することができるような値とされる。
X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yは、選択回路201に接続される。この選択回路201は、2つのループコイル群22X,22Yのうちの1つのループコイルを、制御回路210の制御に従って順次選択する。
発振器202は、周波数f0の交流信号を発生する。この交流信号は、電流ドライバ203に供給されて電流に変換された後に、送受信切り替え回路204へ送出される。送受信切り替え回路204は、制御回路210の制御により、選択回路201によって選択されたループコイルが接続される接続先(送信側端子T、受信側端子R)を、所定時間毎に切り替える。送信側端子Tには電流ドライバ203が、受信側端子Rには受信アンプ205が、それぞれ接続されている。
したがって、送信時には、電流ドライバ203において電流に変換された交流信号が、送受信切り替え回路204の送信側端子Tを介して、選択回路201で選択されているループコイルに供給される。また、受信時には、選択回路201で選択されたループコイルに発生する誘導電圧が、選択回路201及び送受信切り替え回路204の受信側端子Rを介して受信アンプ205に供給されて増幅され、検波回路206へ送出される。
受信アンプ205において増幅された誘導電圧は、検波回路206によって検波され、低域フィルタ207およびサンプルホールド回路208を介してA/D変換回路209に供給される。A/D変換回路209は、供給された信号を、アナログ信号からディジタル信号に変換し、制御回路210に供給する。
制御回路210は、位置検出のため制御を行う。すなわち、制御回路210は、選択回路201におけるループコイルの選択、送受信切り替え回路204における信号切り替え、サンプルホールド回路208のタイミングなどを制御する。
制御回路210は、送受信切り替え回路204を送信側端子Tに接続するように切り替えることにより、X軸方向ループコイル群22XあるいはY軸方向ループコイル群22Yのうち、選択回路201で選択されているループコイルを通電制御して電磁波(電磁誘導信号)を送出させる。電子ペン23の共振回路は、このループコイルから送出された電磁波を受けて、エネルギーを蓄え、その蓄えたエネルギーに基づく電磁波を第1のセンサ20に送信するように働く。
次に、制御回路210は、送受信切り替え回路204を受信側端子Rに接続するように切り替える。すると、X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルには、位置指示器である電子ペン23から送信される電磁波によって誘導電圧が発生する。
制御回路210は、この各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値に基づいて、第1のセンサ20の検出領域におけるX軸方向およびY軸方向の指示位置の座標値を算出する。そして、制御回路210は、算出した座標値から電子ペン23により指示された位置を検出し、その検出結果に応じて表示デバイス30に表示される画面を制御する。
また、制御回路210は、第1の指示体としての電子ペン23により指示された位置の座標値が算出されたか否かにより、電子ペン23が第1のセンサ20で検出されているかどうかを示す指示体有無信号(以下、第1の指示体有無信号という)Dmを生成し、後述するように、第2のセンサ40の位置検出回路400の制御回路410に供給する。
次に、図3を参照して、第2のセンサ40およびその位置検出回路400の構成例を説明する。この第2のセンサ40は、この例では、複数の指を同時に検出するマルチタッチを検出するために、クロスポイント静電容量方式のセンサの構成とされている。
第2のセンサ40は、例えば透明基板41の一面(表示デバイス30の表示画面33に対向する面とは反対側の面)に、光透過性を有する複数の電極からなる透明電極群が形成されて構成される。透明基板41は、例えばガラス基板あるいは樹脂フィルム基板からなる。
透明電極群は、それぞれがY軸方向に形成された複数本の第1の透明電極42Xと、それぞれがY軸方向に直交するX軸方向に形成された複数本の第2の透明電極42Yとからなる。第1の透明電極42Xは、X軸方向に、所定間隔ずつ隔てて配置されている。また、第2の透明電極42Yは、Y軸方向に、所定間隔ずつ隔てて配置されている。これら第1の透明電極42Xおよび第2の透明電極42Yは、光透過性の導電材料、例えばITO膜からなる導体で構成されている。
そして、第1の透明電極42Xと第2の透明電極42Yとは、この例においては、透明基板41の同じ一面側に形成されている。このため、互いに直交する第1の透明電極42Xと第2の透明電極42Yとの交差点であるクロスポイントの領域においては、第1の透明電極42Xと第2の透明電極42Yとの間に絶縁材が配置されることで互いが電気的に絶縁されている。
この第2のセンサ40には、位置検出回路400が接続されている。この位置検出回路400は、送信信号発生回路401、送信電極選択回路402、送信信号増幅回路403、受信電極選択回路404、受信信号処理回路405、位置情報出力回路406、制御回路410を備えている。
図3では、便宜上、送信信号増幅回路403は1個の送信アンプ403Aを備える構成を示したが、実際には、複数本の第2の透明電極42Yのそれぞれに対して送信アンプ403Aが設けられており、送信信号増幅回路403は複数個の送信アンプ403Aを備えて構成されている。
さらに、位置検出回路400は、送信信号増幅回路403に供給する電源電圧を制御するためのDC−DCコンバータ407を備えている。このDC−DCコンバータ407の制御端FBには、D/A変換回路408を介して制御回路410から出力された制御コードCP2が供給される。この制御コードCP2は、第2のセンサ40に供給される電源電圧が所定の信号レベルで供給されるように制御するために使用される。この制御コードCP2は、D/A変換回路408によりアナログ値に変換される。この制御コードCP2により、後述する送信アンプ403Aから第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルが設定されるようになっている。
DC−DCコンバータ407は、その直流入力電圧Vinを、制御コードCP2に対応して直流出力電圧Voutに変換する。このDC−DCコンバータ407の直流出力電圧Voutは、送信信号増幅回路403の複数個の送信アンプ403Aのそれぞれに、電源電圧PW2として供給される。
この第1の実施形態では、制御回路410は、位置指示状況判別回路411を備えている。この位置指示状況判別回路411は、電子機器10に搭載された位置検出装置における第1の指示体(電子ペン23)と第2の指示体(指や静電ペンなどの位置指示器)による位置指示状況を判別する。
そして、制御回路410は、この位置指示状況判別回路411の判別結果に対応して、D/A変換回路408を通じてDC−DCコンバータ407に供給する制御コードCP2を可変制御する。したがって、送信信号増幅回路403の複数個の送信アンプ403Aに供給される電源電圧PW2は、第1の指示体と第2の指示体による位置指示状況に対応して可変制御され、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルは、その電源電圧PW2の可変制御に応じた信号レベルとなる。この送信信号の信号レベルの可変制御については、後で詳述する。
この第1の実施形態では、位置検出回路400は、制御回路410の制御に基づいて、所定の時間間隔、例えば10msec毎に位置検出処理を離散的に実行することで、第2のセンサ40上の第2の指示体による複数の位置指示を個々に検出し、それぞれの位置検出結果を得るようにする。
送信信号発生回路401および送信電極選択回路402は、送信信号供給回路を構成し、受信電極選択回路404および受信信号処理回路405は、信号受信回路を構成する。そして、この例では、第1の透明電極42Xは、受信電極とされると共に、第2の透明電極42Yは、送信電極とされている。
送信信号発生回路401は、制御回路410の制御に従った所定のタイミングで、所定の送信信号を送信電極選択回路402に供給する。所定の送信信号としては、例えば直交拡散符号などを用いることができる(例えば、特開2003−22158号公報参照)。
送信電極選択回路402は、制御回路410の選択制御にしたがって、所定の第2の透明電極42Yを選択する。送信電極選択回路402によって選択された第2の透明電極42Yには、送信信号発生回路401からの送信信号が、送信信号増幅回路403の送信アンプ403Aを通じて供給される。
受信電極選択回路404は、制御回路410の制御にしたがって、順次、第1の透明電極42Xを選択し、選択した第1の透明電極42Xからの受信信号を受信信号処理回路405に供給する。
受信信号処理回路405は、制御回路410による制御に基づいて、指や位置指示器などの第2の指示体が第2のセンサ40上で位置を指示することで生じる受信信号の信号変化を第1の透明電極42Xで検出し、その検出出力を位置情報出力回路406に供給する。
位置情報出力回路406は、制御回路410による制御に基づいて、受信信号処理回路405の検出出力から、前記信号変化が生じた第1の透明電極42Xと、そのときに送信信号が供給されている第2の透明電極42Yとから、指または位置指示器などの第2の指示体によって指示された位置に対応した指示位置検出信号である座標出力を位置検出結果として生成して制御回路410に出力する。
制御回路410は、位置情報出力回路406からの位置検出結果の座標出力を受けて、第1の指示体により指示された位置や、移動操作(ジェスチャー操作)を検出し、その検出結果に応じて表示デバイス30に表示される画面を制御する。また、制御回路410は、第2の指示体としての指や位置指示器により指示された位置の座標値が算出されたか否かにより、第2の指示体による位置指示が第2のセンサ40で検出されているかどうかを示す指示体有無信号(以下、第2の指示体有無信号という)Dcを生成する。そして、制御回路410は、生成した第2の指示体有無信号Dcを、制御回路410の位置指示状況判別回路411に出力する。
以上のようにして、この実施形態の位置検出装置は、電磁誘導方式の第1のセンサ20およびその位置検出回路200を備えると共に、静電容量方式の第2のセンサ40およびその位置検出回路400を備え、第1の指示体(例えば電子ペン)と、第2の指示体(例えば指や位置指示器)とによる位置指示を同時に検出することが可能である。電子機器10は、これら第1の指示体の検出結果と第2の指示体の検出結果とに応じて、表示デバイス30の表示画像を変更制御するなどの処理が可能となる。
[第2のセンサ40への送信信号の送信レベル制御]
この第1の実施形態の位置検出装置では、静電容量方式の第2のセンサ40に供給する送信信号が電磁誘導方式の第1のセンサ20の位置検出回路200へ及ぼす悪影響を、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを位置指示状況判別回路411による位置指示状況の判別結果に対応して制御することにより軽減する。
すなわち、この第1の実施形態では、第2のセンサ40は、表示デバイス30の例としての液晶ディスプレイ上に重畳して配置されているが、この液晶ディスプレイによって発生するノイズによって、第2のセンサ40および位置検出回路400を用いた第2の指示体の検出出力のS/Nが悪化してしまうことがある。そこで、この第1の実施形態では、第2のセンサ40への送信信号の信号レベルを高くして、第2の指示体の検出出力のS/Nの改善を図るようにしている。
しかしながら、第2のセンサ40への送信信号の信号レベルを高くすると、第1のセンサ20および位置検出回路200を用いた第1の指示体の位置検出信号にジッタが発生してしまうおそれがある。そこで、この実施形態では、第2のセンサ40へ供給する送信信号の信号レベルを常時高くするのではなく、第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況に対応して、第2のセンサ40への送信信号の信号レベルを制御するようにする。
前述したように、第2のセンサ40に接続される位置検出回路400の制御回路410は、位置指示状況判別回路411を備えている。この位置指示状況判別回路411には、第1のセンサ20に接続されている位置検出回路200の制御回路210から、第1の指示体としての電子ペン23による位置指示が第1のセンサ20で検出されているかどうかを示す第1の指示体有無信号Dmが供給されている。また、位置指示状況判別回路411は、制御回路410で生成された第2の指示体有無信号Dcを取得する。
そして、位置指示状況判別回路411は、制御回路210から供給された第1の指示体有無信号Dmと、第2の指示体有無信号Dcとから、位置検出装置における第1の指示体と第2の指示体の位置指示状況を判別する。制御回路410は、この位置指示状況判別回路411の判別結果に対応した制御コードCP2を生成し、DC−DCコンバータ407に供給する。
DC−DCコンバータ407は、その入力直流電圧Vinを、制御コードCP2に応じた出力直流電圧Voutに変換し、その出力直流電圧Voutを送信信号増幅回路403の各送信アンプの電源電圧PW2として供給する。これにより、第2のセンサ40の第2の透明電極42Yに供給される送信信号の信号レベルは、位置指示状況判別回路411の判別結果に対応して制御された信号レベルとなる。
この第1の実施形態による位置検出装置における第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況の遷移図を、図4に示す。そして、この第1の実施形態における第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況と、第2のセンサに供給する送信信号の信号レベルの大きさとの対応表を、図5に示す。
すなわち、図4の遷移図に示すように、第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況は、第1の指示体と第2の指示体との両方が検出されていない非検出の状況501、第1の指示体のみが検出されている状況502、第2の指示体のみが検出されている状況503、第1の指示体と第2の指示体とが同時に検出されている同時検出の状況504、の4つの状況がある。そして、図4において矢印にて示すように、それぞれの状況間において遷移がある。
なお、第1の指示体のみが検出されている状況502と、第2の指示体のみが検出されている状況503との間での遷移の矢印を破線にしたのは、これらの状況502と状況503との間の遷移は、非検出の状況501や、同時検出の状況504を経由して生じるのが通常であって、直接的に生じるのは、稀であると考えられることを考慮したものである。
そして、以上のように遷移をする第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況に対応して、第2のセンサ40への送信信号の信号レベルは、図5に示すように、制御される。
すなわち、位置指示状況が、第1の指示体および第2の指示体の両方が検出されていない非検出の状況501あるいは第1の指示体のみが検出されている状況502では、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルは、低いレベルELに設定される。また、位置指示状況が、第2の指示体のみが検出されている状況503では、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルは、高レベルEHに設定される。更に、位置指示状況が、第1の指示体および第2の指示体の両方が同時に検出されている同時検出の状況504では、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルは、前記低レベルELと前記高レベルEHとの間の中レベルEMに設定される。
なお、図5中の「第2のセンサへの送信信号レベル」の欄に記載された各信号レベルは、制御回路410からDC−DCコンバータ407を制御するための制御コードCP2により設定される。
ここで、図5において、送信信号の信号レベルのうち、高レベルEHは、静電容量方式の第2のセンサ40および位置検出回路400により、第2の指示体の位置指示の検出を、良好なS/Nの状態で行うことができるようにする信号レベルとされる。このときにDC−DCコンバータ407から送信信号増幅回路403に供給される電源電圧PW2は、例えば12〜24V(ボルト)程度に、その電圧値が制御される。
また、送信信号の信号レベルのうち、中レベルEMは、静電容量方式の第2のセンサ40および位置検出回路400により、第2の指示体の位置指示の良好な検出を維持しつつ、電磁誘導方式の第1のセンサ20および位置検出回路200の位置検出信号のジッタの発生を軽減することができるようにする信号レベルとされる。このときにDC−DCコンバータ407から送信信号増幅回路403に供給される電源電圧PW2は、例えば3.3〜5V(ボルト)程度に、その電圧値が制御される。
また、送信信号の信号レベルのうち、低レベルELは、静電容量方式の第2のセンサ40および位置検出回路400により、第2の指示体の位置指示の検出は可能であって、電磁誘導方式の第1のセンサ20および位置検出回路200の位置検出信号のジッタの発生を最小限に抑えることができる信号レベルとされる。このときに送信信号増幅回路403に供給する電源電圧PW2は、例えば3.3V(ボルト)程度に設定される。
なお、上述の例では、3つの信号レベルEH,EM,ELの大小関係は、EH>EM≧ELとされている。
また、この図5に示す例では、第1のセンサ20に位置検出回路200から供給される送信信号(電子ペン23へ電磁誘導信号を送るための交流信号)の信号レベルは、第1のセンサ20と位置検出回路200とにより、第1の指示体の位置指示を良好に行える固定値の信号レベルに設定されている。図5の例では、後述する図7、図11を用いた説明との関係から、第1のセンサ20への送信信号の信号レベルを中レベルとした。なお、後述するように、第1のセンサ20への送信信号の信号レベルを可変とすることもできる。
次に、位置検出回路400の制御回路410における、位置指示状況判別回路411の機能を含む送信信号の信号レベルの制御処理動作の例を、図6のフローチャートを参照して説明する。
すなわち、制御回路410の位置指示状況判別回路411は、位置情報出力回路406からの第2のセンサ40の座標出力から生成した第2の指示体有無信号Dcと、位置検出回路200の制御回路210からの第1の指示体有無信号Dmとを監視し、先ず、第2の指示体有無信号Dcに基づき、第2の指示体が検出されている状況(状況503または状況504)であるか否か判別する(ステップS101)。
このステップS101において、第2の指示体が検出されてはいない状況(状況501または状況502)と判別されたときには、制御回路410は、制御コードCP2によりDC−DCコンバータ407を制御して、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルを、前述の低レベルELに設定する(ステップS102)。その後、制御回路410は、処理をステップS101に戻し、このステップS101以降の処理を繰り返す。
また、ステップS101で、第2の指示体が検出されている状況(状況503または状況504)であると判別したときには、制御回路410の位置指示状況判別回路411は、第1の指示体有無信号Dmに基づき、第2の指示体のみでなく第1の指示体も検出されている状況(状況504)であるか否か判別する(ステップS103)。このステップS103で、第1の指示体と第2の指示体とが同時に検出されている状況(状況504)であると判別されたときには、制御回路410は、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを、前述の中レベルEMとするような制御コードCP2を、D/A変換回路408を通じてDC−DCコンバータ407に出力する(ステップS104)。その後、制御回路410は、処理をステップS101に戻し、このステップS101以降の処理を繰り返す。
また、ステップS103で、第2の指示体は検出されているが、第1の指示体が検出されていない状況(状況503)であると判別されたときには、制御回路410は、送信信号レベルを、前述の高レベルEHとするような制御コードCP2を、D/A変換回路408を通じてDC−DCコンバータ407に出力する(ステップS105)。その後、制御回路410は、処理をステップS101に戻し、このステップS101以降の処理を繰り返す。
なお、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルは、図4に示した状況の遷移が発生したときに、その状況の遷移後の信号レベルとなるように変更制御されるものであり、状況の遷移がないときには、その状況における信号レベルを維持するものであることは言うまでもない。
以上の処理ルーチンにより、この第1の実施形態では、図5に示したように、第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況に応じて、第2のセンサ40への送信信号の信号レベルが制御される。これにより、第2のセンサに供給する送信信号による電磁誘導方式の位置検出回路200への悪影響を軽減しながら、第1の指示体および第2の指示体の指示位置の検出を良好に行うことができる。
すなわち、第2のセンサ40により第2の指示体が検出されていない状況のときには、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルは、低レベルELに設定され、第1のセンサ20および位置検出回路200における第1の指示体の位置検出信号におけるジッタが最小限となるように抑制される。
また、第2のセンサ40により第2の指示体が検出されている状況であっても、第1のセンサ20により第1の指示体が検出された状況のときには、第2の指示体のみが検出されるときの送信信号の信号レベルが高レベルEHよりも低い中レベルEMになるように、送信信号の信号レベルが制御されるので、第1のセンサ20および位置検出回路200における第1の指示体の位置検出信号におけるジッタが軽減される。
そして、この実施形態では、第1のセンサ20で第1の指示体が検出されずに、第2の指示体が第2のセンサ40で検出された状況のときには、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルは、高レベルEHに設定されているので、表示デバイスからのノイズに拘わらず、指などの第2の指示体は、第2のセンサ40および位置検出回路400により、良好なS/Nの状態で検出することができる。
なお、この第1の実施形態では、電流ドライバ203から第1のセンサ20に供給される交流信号の信号レベルは固定値とされるので、DC−DCコンバータ211を設けずに、当該固定値の電源電圧が電流ドライバ203に供給されるように構成しても良い。
[第2の実施形態]
上述の第1の実施形態では、電磁誘導方式の第1のセンサ20および位置検出回路200におけるジッタを軽減させるために、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルのみを制御するようにした。
しかし、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルを制御すると共に、第1の指示体を構成する位置指示器としての電子ペン23に第1のセンサ20から供給される電磁誘導信号の信号レベルを制御することで、より効果的に、静電容量方式の第2のセンサ40に供給される送信信号による電磁誘導方式の位置検出回路200への悪影響を軽減することができる。
この第2の実施形態における位置検出装置のハードウエア構成は、上述した第1の実施形態と同様である。また、この第2の実施形態においても、位置検出回路400の制御回路410は、上述した第1の実施形態と同様にして、送信信号の信号レベルを制御するように構成される。
そして、この第2の実施形態では、電子ペン23に第1のセンサ20から供給される電磁誘導信号の信号レベルを可変制御するために、第1のセンサ20の位置検出回路200の制御回路210は、第1のセンサ20に供給する送信信号(交流信号)の信号レベルを、固定値ではなく、可変制御する。すなわち、図示は省略するが、例えば図2に示した位置検出回路200の制御回路210も、位置指示状況判別回路を備えるようにする。そして、この制御回路210の位置指示状況判別回路には、位置検出回路400の制御回路410から、第2の指示体有無信号Dcを供給する。さらに、この制御回路210の位置指示状況判別回路には、当該制御回路210で生成した第1の指示体有無信号Dmを供給する。
制御回路210の位置指示状況判別回路は、第1の指示体有無信号Dmと第2の指示体有無信号Dcとから、第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況を判別する。そして、制御回路210は、D/A変換回路212を通じてDC−DCコンバータ211に供給する制御コードP1を、その位置指示状況判別回路の判別結果に対応して可変制御することで、第1のセンサ20に供給される送信信号(交流信号)の信号レベルを制御する。その他の構成は、上述した第1の実施形態と同様とする。
図7は、この第2の実施形態の場合における第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況と、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルの大きさおよび第1のセンサ20に供給される送信信号(交流信号)の信号レベルの大きさを示すための対応表である。
この図7において、第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況に対する、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルの大きさは、前述した図5と同様である。この図7と図5との相違点は、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルの大きさが、固定値ではなく、第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況に対応して可変となっている点である。この例では、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルは、図5で設定した中レベルに加えて、当該中レベルよりも低い低レベル、および当該中レベルよりも高い高レベルを採用している。
すなわち、位置指示状況が、第1の指示体が検出されない状況(第2の指示体のみが検出される状況503あるいは第1の指示体および第2の指示体の両方が検出されない非検出の状況501)では、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルは、第1の指示体を検出することが可能である低レベルに設定される。また、位置指示状況が、第1の指示体のみが検出される状況502では、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルは、第1の指示体を、第2のセンサ40へ送信信号が供給されることにより生じる悪影響を十分に避けて検出することができるような高レベルに設定される。更に、位置指示状況が、第1の指示体および第2の指示体の両方が同時に検出される同時検出の状況504では、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルは、前記低レベルと前記高レベルとの間の中間の中レベルに設定される。
次に、位置検出回路200の制御回路210が、位置指示状況判別回路の機能を含む場合における送信信号の信号レベルの制御処理動作の例を、図8のフローチャートを参照して説明する。
すなわち、制御回路210の位置指示状況判別回路は、第1の指示体有無信号Dmと第2の指示体有無信号Dcとを監視し、先ず、第1の指示体有無信号Dmに基づき、第1の指示体が検出されている状況(状況502または状況504)であるか否か判別する(ステップS201)。
このステップS201において、第1の指示体が検出されてはいない状況(状況501または状況503)であると判別されたときには、制御回路210は、制御コードCP1によりDC−DCコンバータ211を制御して、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルを、前述の低レベルに設定する(ステップS202)。その後、制御回路210は、処理をステップS201に戻し、このステップS201以降の処理を繰り返す。
また、ステップS201で、第1の指示体が検出されている状況(状況502または状況504)であると判別したときには、制御回路210の位置指示状況判別回路は、第2の指示体有無信号Dcに基づき、第1の指示体に加えて第2の指示体が検出されている状況(状況504)であるか否か判別する(ステップS203)。
このステップS203で、第1の指示体に加えて第2の指示体が検出されている状況(状況504)であると判別されたときには、制御回路210は、制御コードCP1によりDC−DCコンバータ211を制御して、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルを、前述の中レベルEMに設定する(ステップS204)。その後、制御回路210は、処理をステップS201に戻し、このステップS201以降の処理を繰り返す。
また、ステップS203で、第1の指示体は検出されているが、第2の指示体は検出されていない状況(状況502)であると判別されたときには、制御回路210は、制御コードCP1によりDC−DCコンバータ211を制御して、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルを、前述の高レベルに設定する(ステップS205)。その後、制御回路210は、処理をステップS201に戻し、このステップS201以降の処理を繰り返す。
なお、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルは、図4に示した状況の遷移が発生したときに、その状況の遷移後の信号レベルとなるように変更制御されるものであり、状況の遷移がないときには、その状況における送信信号の信号レベルを維持するものであることは言うまでもない。
上述した第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同様の効果が得られると共に、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルのみならず、第1のセンサ20に供給される送信信号の信号レベルが制御されることで、より効果的に、第2のセンサに供給される送信信号による電磁誘導方式の位置検出回路200への悪影響を軽減することができる。
すなわち、第2の実施形態においては、第1の指示体のみが検出される状況では、第2のセンサ40に供給される送信信号の信号レベルが低レベルに設定されると共に、第1のセンサ20に供給される送信信号(交流信号)の信号レベルが高レベルに設定されるので、第2のセンサに供給される送信信号により電磁誘導方式の位置検出回路200に生じる悪影響を、より軽減することができるという効果がある。
また、第1のセンサ20に供給される送信信号(交流信号)の信号レベルが高レベルに設定されるので、第1のセンサ20および位置検出回路200は、第1の指示体を、よりS/Nの良好な状態で検出することができるという効果もある。
[第3の実施形態]
この第3の実施形態は、第2の実施形態の変形例である。すなわち、上述した第2の実施形態では、位置検出回路200の制御回路210と位置検出回路400の制御回路410のそれぞれが、位置指示状況判別回路の機能を備え、それぞれ、制御コードCP1、CP2を別個に生成するようにした。
これに対して、この第3の実施形態においては、位置検出回路200と位置検出回路400とは別個に位置指示状況判別回路を備える制御コード生成回路を設けて、制御回路210と制御回路410の処理負担を軽減するようにする。
図9は、この第3の実施形態の電子機器10の位置検出回路のハードウエア構成例の要部を示すものである。この要部に示す部分以外は、上述した第1の実施形態および第2の実施形態と同様の構成とされる。
すなわち、図9に示すように、第3の実施形態における位置検出回路200の制御回路210Aは、第1の指示体有無信号Dmを生成する機能は有するが、位置指示状況判別回路の機能および制御コードCP1を生成する機能は有しない。また、第3の実施形態における位置検出回路400の制御回路410Aは、第2の指示体有無信号Dcを生成する機能は有するが、位置指示状況判別回路の機能および制御コードCP2を生成する機能は有しない。
そして、第3の実施形態の位置検出装置においては、制御コード発生回路600が設けられる。この制御コード発生回路600は、位置指示状況判別回路601と、制御コード発生回路602とを備える。
位置指示状況判別回路601には、位置検出回路200の制御回路210Aから、第1の指示体有無信号Dmが供給されると共に、位置検出回路400の制御回路410Aから、第2の指示体有無信号Dcが供給される。位置指示状況判別回路601は、これら第1の指示体有無信号Dmおよび第2の指示体有無信号Dcから、第1の指示体と第2の指示体の、電子機器10の位置検出装置における位置指示状況を判別し、その判別結果を制御コード発生回路602に供給する。
制御コード発生回路602は、位置指示状況判別回路601からの第1の指示体と第2の指示体の位置指示状況の判別結果に対応して、制御コードCP1および制御コードCP2を生成する。そして、制御コード発生回路602は、制御コードCP1をD/A変換回路212を通じて、DC−DCコンバータ211の制御端FBに供給して、第1のセンサ20に供給する送信信号の信号レベルを制御する。また、制御コード発生回路602は、制御コードCP2をD/A変換回路408を通じてDC−DCコンバータ407に供給して、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを制御する。
この制御コード生成回路600における処理動作例のフローチャートを図10に示す。
制御コード生成回路600の位置指示状況判別回路601は、第1の指示体有無信号Dmと第2の指示体有無信号Dcとを監視し、第1の指示体と第2の指示体とが検出されていない状況501であるか否か判別する(ステップS301)。このステップS301で、状況501であると判別されたときには、制御コード生成回路602は、第1のセンサ20に供給する送信信号の信号レベルを低レベルとするように、制御コードCP1を生成してD/A変換回路212に出力すると共に、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを低レベルELとするように、制御コードCP2を生成してD/A変換回路408に出力する(ステップS302)。そして、制御コード生成回路600は、処理をステップS301に戻し、このステップS301以降の処理を繰り返す。
ステップS301で、第1の指示体も第2の指示体も検出されない非検出状況501ではないと判別したときには、位置指示状況判別回路601は、第1の指示体と第2の指示体とが同時に検出される同時検出504の状況であるか否か判別する(ステップS303)。このステップS303で、同時検出の状況504であると判別されたときには、制御コード生成回路602は、第1のセンサ20に供給する送信信号の信号レベルを中レベルとするように、制御コードCP1を生成してD/A変換回路212に出力すると共に、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを中レベルEMとするように、制御コードCP2を生成してD/A変換回路408に出力する(ステップS304)。そして、制御コード生成回路600は、処理をステップS301に戻し、このステップS301以降の処理を繰り返す。
ステップS303で、同時検出の状況504ではないと判別したときには、位置指示状況判別回路601は、第1の指示体のみが検出されている状況502であるか否か判別する(ステップS305)。このステップS305で、第1の指示体のみが検出されている状況502であると判別されたときには、制御コード生成回路602は、第1のセンサ20に供給する送信信号の信号レベルを高レベルとするように、制御コードCP1を生成してD/A変換回路212に出力すると共に、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを低レベルELとするように、制御コードCP2を生成してD/A変換回路408に出力する(ステップS306)。そして、制御コード生成回路600は、処理をステップS301に戻し、このステップS301以降の処理を繰り返す。
また、ステップS305で、第1の指示体のみが検出されている状況502ではなく、第2の指示体のみが検出されている状況503であると判別されたときには、制御コード生成回路602は、第1のセンサ20に供給する送信信号の信号レベルを低レベルとするように、制御コードCP1を生成してD/A変換回路212に出力すると共に、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを高レベルEHとするように、制御コードCP2を生成してD/A変換回路408に出力する(ステップS307)。そして、制御コード生成回路600は、処理をステップS301に戻し、このステップS301以降の処理を繰り返す。
この第3の実施形態においても、第2の実施形態と同様の作用効果が得られる。
なお、上述の第3の実施形態においては、一つの制御コード発生回路602で、制御コードCP1と制御コードCP2とを発生させるようにした。しかし、制御コード発生回路602の代わりに、制御コードCP1を発生する制御コード発生回路と、制御コードCP2を発生する制御コード発生回路とを別々に備えるようにしてもよい。その場合には、制御コードCP1を発生する制御コード発生回路では、位置指示状況判別回路601からの判別結果に対応して、前述した図8に示した処理を実行して制御コードCP1を発生し、また、制御コードCP2を発生する制御コード発生回路では、位置指示状況判別回路601からの判別結果に対応して、前述した図6に示した処理を実行して制御コードCP2を発生するようにすることができる。
[第4の実施形態]
上述の第1の実施形態では、電磁誘導方式の第1のセンサ20および位置検出回路200におけるジッタ性能の悪化を軽減させるために、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを低くするように制御するようにした。
しかし、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを低くする代わりに、第1のセンサ20から第1の指示体を構成する位置指示器としての電子ペンに供給する電磁信号のレベルを高くするように制御することによっても、第2のセンサに供給する送信信号による第1のセンサおよび位置検出回路200での第1の指示体の検出処理への悪影響を軽減するという、所期の目的を達成することができる。
第4の実施形態は、そのように構成した位置検出装置の場合である。この第4の実施形態においても、ハードウエア構成例は、図1および図2に示したものと同様である。ただし、この第4の実施形態においては、図2において、制御回路210は、位置指示状況判別回路を備えると共に、第1の指示体有無信号をその位置指示状況判別回路に供給するようにする。そして、位置検出回路400の制御回路410は、この位置検出回路200の制御回路210の位置指示状況判別回路に、第2の指示体有無信号Dcを供給するようにする。この第4の実施形態では、位置検出回路400の制御回路410は、位置指示状況判別回路411の機能は備えない。
制御回路210の位置指示状況判別回路は、第1の指示体有無信号Dmと第2の指示体有無信号Dcとから、第1の指示体および第2の指示体により位置検出装置における位置指示状況を判別する。そして、制御回路210は、この位置指示状況判別回路の判別結果に対応して、制御コードCP1を生成するようにする。
図11は、この第4の実施形態の場合における第1の指示体および第2の指示体の位置指示状況と、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルの大きさおよび第1のセンサ20に供給する送信信号の信号レベルの大きさを示すための対応表である。この図11の例においては、図5および図7と同様に、送信信号の信号レベルを、低、中、高の、3段階に制御する場合を説明する。
すなわち、この第4の実施形態においては、図11に示すように、第2のセンサ40に供給される送信信号は、表示デバイス30からのノイズに拘わらず、第2の指示体をS/N良く検出することができる中レベルに固定するようにする。
一方、第1のセンサ20から第1の指示体を構成する位置指示器としての電子ペン23に供給する電磁信号の信号レベルを制御するために、この第4の実施形態では、第1のセンサに供給される送信信号の信号レベルを、図11に示すように制御する。すなわち、第1のセンサに供給される送信信号の信号レベルを、第1の指示体のみが検出されていて、第2の指示体が検出されていない状況では、高レベルに設定し、また、第1の指示体に加えて第2の指示体が検出されている状況では、中レベルに設定するようにする。更に、第1の指示体が検出されていない状況では、第2の指示体が検出されているか否かにかかわらず、第1のセンサに供給される送信信号の信号レベルを、低レベルに設定するようにする。
この第4の実施形態においても、静電容量方式の第2のセンサ40に供給される送信信号による電磁誘導方式の位置検出回路200への悪影響を軽減することもできる。
なお、上述の第1の実施形態の位置検出装置が適用された電子機器10では、表示デバイス30が存在し、この表示デバイス30からのノイズに拘わらず、静電容量方式の第2のセンサ40および位置検出回路400の位置検出出力をS/N良く、検出できるようにするため、第2のセンサ40に供給する送信信号の信号レベルを、中レベルに設定するようにした。
しかし、表示デバイス等のノイズ源が存在せずに、第1のセンサ20と第2のセンサ40とが、例えば重畳して配置される電子機器においては、第2のセンサ40に、第1の実施形態の場合のような中レベルの送信信号を供給する必要はない。したがって、その場合には、図11における第2のセンサへの送信信号の信号レベルは、低レベル、好ましくは中レベルEMとするようにしても良い。
[その他の実施形態または変形例]
以上説明した電磁誘導方式の第1のセンサは、X軸方向に配列されたループコイル群と、Y軸方向に配列されたループコイル群の一方を、電子ペンに電磁誘導信号を供給するコイルとして用いるようにしたが、電磁誘導方式の第1のセンサは、このようなタイプのものに限られるものではない。
例えば、図12に示すような電磁誘導方式の第1のセンサ80を用いることもできる。すなわち、この図12の例においては、検出コイル基板81の一方の面上には、X軸方向およびY軸方向に配列されたグリッド形状の検出用ループコイル82Xおよび82Yを備える。そして、この検出コイル基板81の一方の面、あるいは他方の面の周部に、第1の指示体を構成する位置指示器(電子ペン)84に電磁誘導信号を供給する駆動コイルを、図12において点線で示すように、周辺励磁コイル83として配置するようにする。
位置検出回路800は、この周辺励磁コイル83に所定の周波数信号を供給する。これにより、周辺励磁コイル83に電磁誘導信号が発生し、第1の指示体としての位置指示器(電子ペン)84の共振回路841に、その電磁誘導信号に応じたエネルギーが蓄えられる。そして、位置指示器84は、その共振回路841に蓄えた磁界エネルギーを、第1のセンサ80の検出コイル基板81に供給する。
位置検出回路800は、検出用ループコイル82X、82Yで受信された信号に基づいて位置指示器84が指示する位置を検出する。すなわち、位置指示器84の共振回路841による磁界に応じて検出用ループコイル82X、82Yには誘導電流が生じる。位置検出回路800は、検出用ループコイル82X、82Yを切り替えながら、誘導電流が生じた検出用ループコイル82X、82Yの位置を判定し、その判定結果から位置指示器84が指示する位置を算出して出力する。
この図12の電磁誘導方式の第1のセンサの場合には、周辺励磁コイル83に供給される所定の周波数の信号の信号レベルが、位置検出回路の制御回路からの制御コードにより制御されるものである。
また、以上説明した例では、電磁誘導方式の第1のセンサと組み合わされる位置指示器は、共振回路(電磁結合回路)を備え、第1のセンサからの電磁誘導信号の供給を受けて、その誘導磁界に応じたエネルギーを共振回路に蓄え、その蓄えたエネルギーを第1のセンサに供給するようにした。
しかし、位置指示器が、駆動電源としてバッテリーを備えると共に、第1のセンサに電磁誘導信号を供給するための発振器を備える構成を有している場合には、第1のセンサからは、位置指示器に、電磁誘導信号を供給する必要はない。この発明の位置検出装置における電磁誘導方式の第1のセンサは、このような位置指示器に電磁誘導信号を供給しないタイプの電磁誘導方式のセンサであっても良い。
また、上述の実施形態では、第1のセンサと第2のセンサとの間に表示デバイスが設けられる構成であったが、この発明による位置検出装置は、表示デバイスを備えずに、第1のセンサと第2のセンサとを備える構成であってもよいことは言うまでもない。
また、上述の実施形態では、第1のセンサと第2のセンサとは、互いの検出領域が重畳されるように配置されていたが、このような重畳配置に限らず、第1のセンサと第2のセンサのそれぞれの検出領域が一部重畳して配置される場合や、第1センサと第2のセンサとが近接して配置されている場合にも、この発明は適用可能である。すなわち、例えば図13に示すように、第1のセンサ20Aと第2のセンサ40Aとが、水平方向に近接して配置された場合においても、その近接する領域においては、第2のセンサに供給される送信信号による悪影響が、第1のセンサの位置検出出力に現れるおそれがあるので、この図13の例のような配置であっても、この発明は適用可能である。
なお、上述の実施形態では、第1の指示体および第2の指示体により指示された位置の座標値が算出されたか否かにより、第1の指示体および第2の指示体が、第1のセンサ20および第2のセンサ40で検出されているかどうかを示す指示体有無信号DcおよびDmを生成し、位置指示状況判別回路では、この指示体有無信号DcおよびDmに基づいて、位置指示状況を判別するようにした。しかし、第1の指示体および第2の指示体が、第1のセンサ20および第2のセンサ40で検出されているかどうかは、第1のセンサ20および第2のセンサ40からの出力信号を監視することによって判別することが可能である。したがって、位置指示状況判別回路は、上述のような座標値が算出されたか否かに基づいて生成された指示体有無信号DcおよびDmではなく、第1のセンサ20および第2のセンサ40からの出力信号に基づいて生成された指示体有無信号から、位置指示状況を判別するようにしても良い。
また、上述の説明では、第1の指示体および第2の指示体についての指示体有無信号を生成し、位置指示状況判別回路では、その指示体有無信号に基づいて、位置指示状況を判別するようにした。しかし、指示体有無信号を生成することなく、位置指示状況判別回路で、第1のセンサ20および第2のセンサ40についての位置検出回路の座標出力に基づいて、あるいは、第1のセンサ20および第2のセンサ40からのセンサ出力に基づいて、位置指示状況を判別するようにしても良い。
なお、電磁誘導方式以外の検出方式の第2のセンサとしては、上述の実施形態では、静電容量方式のセンサを例にしたが、この第2のセンサとしては、静電容量方式のセンサに限られるものではなく、第2のセンサに送信信号が供給され、その送信信号が、電磁誘導方式の第1のセンサおよび位置検出回路の検出結果に影響を与える場合の全てに、この発明は適用可能である。
また、この発明が適用される電子機器は、上述したパッド型端末などに限られるものではなく、第1のセンサと第2のセンサとを備え、同時に第1の指示体と第2の指示体の検出が可能となる電子機器(例えばタブレット型パソコンや液晶タブレット等)であれば、どのようなものであっても良い。
20…第1のセンサ、40…第2のセンサ、200…電磁誘導方式の位置検出回路(第1の位置検出回路)、210…制御回路、400…静電容量方式の位置検出回路(第2の位置検出回路)、410…制御回路、411,601…位置指示状況判別回路

Claims (7)

  1. 電磁誘導方式によって第1の指示体による位置指示を検出するための第1のセンサと、前記第1のセンサに近接して配置されると共に、前記電磁誘導方式以外の検出方式で第2の指示体による位置指示を検出するための第2のセンサとを備え、前記第1の指示体および前記第2の指示体による位置指示を同時に検出可能な位置検出装置であって、
    前記第2のセンサに前記第2の指示体による位置指示を検出するための送信信号を供給する信号供給回路と、
    前記第1の指示体による位置指示に対応して前記第1のセンサから出力される信号と、前記第2の指示体による位置指示に対応して前記第2のセンサから出力される信号が供給されて、前記第1の指示体と前記第2の指示体とによる位置指示状況を判別する位置指示状況判別回路と、
    前記位置指示状況判別回路による前記位置指示状況の判別結果に対応して、前記信号供給回路から前記第2のセンサに供給される前記送信信号の信号レベルを制御する信号レベル制御回路と、
    を備えており、
    前記位置指示状況判別回路によって判別された前記位置指示状況に基づいて、前記第1の指示体と前記第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況から、前記第1の指示体と前記第2の指示体が同時的位置指示の状況に遷移した際には、前記信号レベル制御回路によって、前記第1の指示体と前記第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況において前記第2のセンサに供給される送信信号の信号レベルよりも信号レベルが異なる送信信号を前記第2のセンサに供給して前記第2の指示体による位置指示を検出するようにした
    ことを特徴とする位置検出装置。
  2. 前記第1の指示体と前記第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況とは、前記第2の指示体が位置指示の状況にあり、前記状況から前記第1の指示体と前記第2の指示体が同時的位置指示の状況に遷移した際には、前記信号レベル制御回路によって、前記第2の指示体が位置指示の状況において前記第2のセンサに供給される送信信号の信号レベルよりも信号レベルが低く設定された送信信号を前記第2のセンサに供給して前記第2の指示体による位置指示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。
  3. 前記第1の指示体と前記第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況とは、前記第1の指示体が位置指示の状況にあり、前記状況から前記第1の指示体と前記第2の指示体が同時的位置指示の状況に遷移した際には、前記信号レベル制御回路によって、前記第1の指示体が位置指示の状況において前記第2のセンサに供給される送信信号の信号レベルよりも信号レベルが高く設定された送信信号を前記第2のセンサに供給して前記第2の指示体による位置指示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。
  4. 前記第1の指示体はコイルを有しており、前記コイルに対してワイヤレスにて電磁誘導信号を供給するための電磁誘導信号供給回路をさらに備え、
    前記信号レベル制御回路は、前記位置指示状況判別回路による前記位置指示状況の判別結果に対応して、前記電磁誘導信号供給回路から第1の指示体に供給される前記電磁誘導信号の信号レベルを制御するようにした
    ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
  5. 前記電磁誘導信号供給回路は、前記第1の指示体が有するコイルに対して前記電磁誘導信号を供給するためのコイルを備えている
    ことを特徴とする請求項4に記載の位置検出装置。
  6. 前記第1のセンサと前記第2のセンサは、互いに重畳されて配置されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
  7. 電磁誘導方式によって第1の指示体による位置指示を検出するための第1のセンサと、前記第1のセンサに近接して配置されると共に、前記電磁誘導方式以外の検出方式で第2の指示体による位置指示を検出するための第2のセンサとを備え、前記第1の指示体および前記第2の指示体による位置指示を同時に検出可能な位置検出方法であって、
    前記第2のセンサに前記第2の指示体による位置指示を検出するための送信信号を供給する信号供給ステップと、
    前記第1の指示体による位置指示に対応して前記第1のセンサから出力される信号と、前記第2の指示体による位置指示に対応して前記第2のセンサから出力される信号が供給されて、前記第1の指示体と前記第2の指示体による位置指示状況を判別する位置指示状況判別ステップと、
    前記位置指示状況判別ステップによる前記位置指示状況の判別結果に対応して、前記信号供給ステップによって前記第2のセンサに供給される前記送信信号の信号レベルを制御する信号レベル制御ステップと、を備えており、
    前記位置指示状況判別ステップによって判別された前記位置指示状況に基づいて、前記第1の指示体と前記第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況から、前記第1の指示体と前記第2の指示体が同時的位置指示の状況に遷移した際には、前記信号レベル制御ステップによって、前記第1の指示体と前記第2の指示体が互いに非同時的位置指示の状況において前記第2のセンサに供給される送信信号の信号レベルよりも信号レベルが異なる送信信号を前記第2のセンサに供給して前記第2の指示体による位置指示を検出するようにした
    ことを特徴とする位置検出方法。
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