JP6355471B2 - 入力装置、位置指示器及び位置検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えばパーソナルコンピュータなどの電子機器の入力デバイスとして用いられる入力装置、当該入力装置を構成する位置指示器及び位置検出装置に関する。

タブレットＰＣ（Personal Computer）などの電子機器に対して情報を入力するための入力デバイスの１つとして電磁誘導方式の入力装置がある。この入力装置は、ペン形状の位置指示器と、この位置指示器を用いたポインティング操作や文字及び図等の入力を受け付ける操作面を有する位置検出装置とから成る。位置指示器は、後に記す特許文献１にも記載されているように、コイルとコンデンサからなる共振回路を備え、この共振回路に対して並列に筆圧検出用の可変容量コンデンサなどが設けられている。そして、可変容量コンデンサによって検出される筆圧の変化を、当該共振回路の共振周波数の変化として位置検出装置に送信する構成になっていた。

その後、電子機器に対してより詳細な情報の入力を行えるようにし、電子機器において当該入力情報に応じた詳細な処理を行えるようにしたいする要求が高くなってきた。そこで、後に記す特許文献２などに記載されているように、位置指示器にデジタルデータを処理する集積回路（ＩＣ）を搭載し、位置指示器の識別ＩＤや筆圧などの情報をデジタルデータとして位置検出装置に送信することが考えられた。この場合、筆圧検出用の可変容量コンデンサを共振回路から切り離して、集積回路に接続し、ＩＣ制御で筆圧を検出するようになった。

しかし、近年の高精度の処理が可能な電子機器においては、筆圧などのデータについては、より精度の高いデータ（情報量の大きなデータ）が求められるようになった。この場合、データの精度が高くなればなるほどデータ量が大きくなるので送信するのに時間がかかり、位置情報のサンプリングレートが下がる。すなわち、位置指示器からの送信信号に基づいて検出する位置指示器によって指示された指示位置の検出間隔が長くなってしまうという問題が生じる。

このため、ペンに内蔵されたＩＣで全てを制御する方式ではなく、筆圧等の連続的な変化量を検出する素子を用いる場合においては、当該素子を共振回路に対して並列に接続し、これにより、筆圧等の変化を当該共振回路の共振周波数の変化として位置検出装置に送信する。そして、位置検出装置側において、当該周波数の変化に基づき、筆圧等の変化量を詳細かつ高速に算出できるようにする方式が考えられた。

特開平０５−２３３１２６号公報 特開２０００−０９９２５６号公報

しかし、位置検出装置側で筆圧等を検出する方式はペン側の負担を減らして、筆圧等のより正確な検出を可能とするが、周辺環境の影響を受けやすい。電磁誘導方式では、磁束密度の変化が信号の強度などに影響を及ぼすが、信号を送信する共振回路の近傍に金属等が存在する場合には磁束密度が変化してしまう。特に近年は、タブレットＰＣなどの電子機器の小型化、表示画面の大型化が進み、例えば液晶ユニットなどの表示素子を固定する金属製フレームの幅も狭くなった。

そして、表示素子の表示画面の表示可能エリアのすぐそばに、当該表示素子を固定する金属性フレームが位置するようになってきた。上述した電磁誘導方式の入力装置の場合、位置指示器と位置検出装置との間では、電磁誘導作用によって信号の送受信をしている。この場合、電磁誘導を行っている傍に金属があると、電磁誘導作用を及ぼすコイルのインダクタンスに変化が生じ、その影響で位置指示器と位置検出装置との間で送受される信号の共振周波数が変化してしまう。

このため、位置指示器の共振回路から送信される信号の共振周波数の変化として検出される筆圧の値が、位置指示器からの信号を受信する位置検出装置において正常な値として検出できなくなってしまう場合がある。また、比較的に強い磁界を発生させる機器が近傍にあるなどの入力装置の周辺環境、あるいは、位置指示器や位置検出装置の経年変化によっても、筆圧を共振周波数の変化として正確に伝達できない場合があると考えられる。

以上のことに鑑み、この発明は、位置指示器の共振回路から送信される信号の共振周波数や位相により位置検出装置に通知される筆圧などの情報を、どのような状況においても適切に通知できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、この出願に係る発明の入力装置は、
位置指示器と位置検出装置とからなる入力装置であって、
前記位置指示器は、
少なくともコイルとコンデンサとを備え、自機からの信号を送信する共振回路と、
前記共振回路に対して接続される変化素子と、
前記共振回路に対する前記変化素子の接続／非接続を切り換えることにより、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号を送信する区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号を送信する区間とを設ける制御回路と、
送信用の信号を発生させて前記共振回路に供給する信号発生回路と、
前記信号発生回路で発生させる送信用の信号の変動パターンを制御する変動パターン制御回路と
を備え、
前記位置検出装置は、
前記位置指示器から送信された信号を受信する受信回路と、
前記受信回路を通じて受信した信号に基づいて、前記位置指示器による操作面上の指示位置を検出するとともに、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない区間で送信された第１の信号と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した区間で送信された第２の信号とを比較することで前記変化素子の変化値を検出する検出回路と
を備え、
前記位置検出装置の前記検出回路は、前記受信回路を通じて受信した前記変動パターンを含む信号により生成されるタイミング信号に基づいて、前記位置指示器からの前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号が送信された区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号が送信された区間とを特定する
ことを特徴とする。

この出願に係る上記の入力装置によれば、位置指示器と位置検出装置とからなり、位置指示器は、自機からの信号を送信する共振回路に対して変化素子が接続された構成を有している。当該変化素子は、位置指示器に対する使用者の操作に応じた状態を検出するためのものであり、具体的には、筆圧を検出するための可変容量コンデンサなどである。そして、位置指示器においては、制御回路の機能によって、共振回路に対して変化素子の接続／非接続を切り換え、共振回路に対して、変化素子を接続しない状態で信号を送信する区間と、変化素子を接続した状態で信号を送信する区間とを設ける。共振回路に対しては、信号発生回路において発生させる送信用の信号が供給され、この送信用の信号の変動パターンは、変動パターン制御回路によって制御される。

一方、位置検出装置は、位置指示器からの信号を受信する受信回路と検出回路とを備えている。検出回路は、受信回路を通じて受信した位置指示器からの信号に基づいて、位置指示器によって指示された位置検出装置の操作面上の指示位置を検出する。さらに、検出回路は、位置指示器からの共振回路に対して変化素子を接続しない区間で送信された第１の信号と、共振回路に対して変化素子を接続した区間で送信された第２の信号との周波数又は位相の差分を算出することで変化素子の変化値を検出する。この場合、検出回路は、受信回路を通じて受信した変動パターンを含む信号により生成されるタイミング信号に基づいて、位置指示器からの共振回路に対して変化素子を接続しない状態で信号が送信された区間と、共振回路に対して変化素子を接続した状態で信号が送信された区間とを特定する。

このように、共振回路への変化素子の接続、切断のタイミング制御を制御回路によって行い、変化素子が寄与している場合といない場合の周波数又は位相の差分を算出する。これにより、位置指示器の周囲に存在する金属の影響、位置指示器や位置検出装置の経年変化の影響などにより、位置指示器から位置検出装置に送信される信号の共振周波数や位相が所定の値からずれてしまっていても、その影響を除去して、変化素子の変化値を適切に検出できる。

この出願の発明によれば、位置指示器の共振回路から送信される信号の共振周波数や位相により位置検出装置に通知される情報を、どのような状況においても適切に通知できる。

位置指示器と位置検出装置からなる入力装置の外観を説明するための斜視図である。 位置指示器と位置検出装置とからなる入力装置の構成例を説明するためのブロック図である。 位置指示器と位置検出装置での処理を説明するためのタイミングチャートである。 信号生成回路の具体例を説明するための図である。 図４に示した信号生成回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 位置指示器と位置検出装置とからなる入力装置の他の構成例（第２の実施の形態）を説明するためのブロック図である。 図６に示した入力装置の位置指示器での処理を説明するためのタイミングチャートである。 位置指示器と位置検出装置とからなる入力装置の他の構成例（第２の実施の形態の変形例）を説明するためのブロック図である。 スライダスイッチとホイールスイッチの例を説明するための図である。 位置指示器の他の構成例を説明するための図である。

以下、この発明の入力装置、当該入力装置を構成する位置指示器及び位置検出装置の一実施の形態について図を参照しながら説明する。

［入力装置の外観の一例］
図１は、この実施の形態の入力装置の外観図である。図１に示すように、この実施の形態の入力装置は、位置指示器１００と位置検出装置２００とから構成される。位置検出装置２００は、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の図示しない外部の電子機器にケーブル２０５を介して接続することによって、外部の電子機器の入力装置として用いられる。なお、かかる位置検出装置２００をタブレットＰＣなどの電子機器に内蔵して用いることも可能である。

位置検出装置２００は、後述する位置指示器１００を通じた操作入力を受け付ける操作面２０１と、この操作面２０１を有する中空の薄い略直方体をなす筐体２０２とから構成されている。筐体２０２は、操作面２０１を露出させるための開口部２０３を有する上部筐体２０４と、この上部筐体２０４に重ね合わされる図示しない下部筐体を有している。当該筐体２０２の内部には、操作面２０１の全面に対して電波の送受信用の複数のループコイル（送受信部）が設けられているとともに、必要となる回路部が搭載されている。

位置指示器１００は、図１に示したようにペン型に形成されるものである。位置指示器１００のケース１１内には、その一方の先端部分がケース１１から突出するようにされる芯体７１と、芯体７１用の位置指示コイル、可変容量コンデンサ、プリント基板等が設けられている。そして、図１に示したようにタブレットの構成とされた位置検出装置２００とペン型の構成とされた位置指示器１００との間で信号（電波）をやりとりする。

これにより、位置検出装置２００側において、位置指示器１００による指定位置を検出するとともに、位置指示器１００に対する例えば筆圧などの使用状態の変化を検出し、これをパーソナルコンピュータなどの外部装置に供給する構成になっている。なお、この実施の形態の位置指示器と位置検出装置とからなる電磁誘導方式の入力装置の動作原理等については、本願の出願人が先にした出願に係る特開昭６４−５３２２３号公報などに詳しく説明されている。

［第１の実施の形態の入力装置の構成例］
図２は、位置指示器１００と位置検出装置２００とからなる第１の実施の形態の入力装置の構成例を説明するための図である。この実施の形態の入力装置は、電磁誘導方式のものである。

［位置検出装置２００の構成例］
図２に示すように、位置検出装置２００は、送受信部２１１と、制御回路２１２と、送信処理回路２１３と、検出処理回路２１４とを備える。送受信部２１１は、電波の送受信用の複数のループコイルからなる部分である。制御回路２１２は、送信処理回路２１３や検出処理回路２１４の処理タイミングなどを制御する。送信処理回路２１３は、制御回路２１２の制御に応じて所定の変動パターンの信号を発生させて送受信部２１１に供給し、当該所定の変動パターンの信号を位置指示器１００に送信する。

検出処理回路２１４は、送信処理回路２１３が送受信部２１１を通じて信号を送信していない区間において、位置指示器１００から送信された信号を受信したループコイルの位置に応じて、位置指示器１００により指示された操作面上の位置（Ｘ，Ｙ）と検出する。また、検出処理回路２１４は、制御回路２１２の制御に応じて、受信した信号の周波数に応じて、位置指示器１００に加えられた筆圧（Ｐ）を検出する処理を行う。

［位置指示器１００の構成例］
図２に示すように、位置指示器１００は、ＬＣ共振回路１１１と、変化素子１１２と、スイッチ回路（以下、ＳＷ回路と記載する。）１１３と、制御回路１１４と、電源回路１１５とを備える。ＬＣ共振回路１１１は、図２に示すようにコイルＬとコンデンサＣとが並列に接続されて構成されたものであり、自機からの信号を送信し、また、位置検出装置２００からの信号を受信する送受信回路として機能する。変化素子１１２は、ＬＣ共振回路１１１に対して並列に接続されたものであり、この第１の実施の形態では筆圧に応じてのその静電容量が変化する可変容量コンデンサである。変化素子１１２としての可変容量コンデンサの具体例としては、例えば、特開平４−９６２１２号公報に開示されたものがある。

当該可変容量コンデンサは、誘電体の一の面に取り付けられた第１の電極と、当該誘電体の当該一の面と対向する他の面側に配置された可撓性を有する第２の電極を有するものである。そして、当該可変容量コンデンサは、第２の電極と誘電体の他の面との間をその一部を除いてわずかな間隔だけ離隔する手段と、第２の電極と誘電体との間に相対的な圧力または変位を加える手段を備えたものである。このような可変容量コンデンサを利用することにより、第２の電極と誘電体とが筆圧に応じて接近し静電容量を変化させるので、当該静電容量の変化に応じて加えられた筆圧を正確に検出できる。

ＳＷ回路１１３は、制御回路１１４の制御に応じて、変化素子１１２のＬＣ共振回路１１１への接続／非接続を切り替える。これにより、ＬＣ共振回路１１１に対して、変化素子１１２を接続した状態で信号の受信、送信を行う区間と、変化素子１１２を接続しない状態で信号の受信、送信を行う区間とを設けることができるようにしている。

なお、ＳＷ回路１１３は、例えば、ダイオードあるいはＦＥＴ（Field effect transistor）などにより構成できる。この実施の形態において、変化素子１１２は可変容量コンデンサであり、ＬＣ共振回路１１１とともに共振回路を構成し、順方向及び逆方向に電流が流れる。そこで、ＳＷ回路１１３としてダイオードを用いた場合には、バイアスをかけて順方向電圧降下よりも小さな振幅の高周波信号を通過・停止させることができる。また、ＳＷ回路１１３としてＦＥＴを用いた場合には、ソース・ドレイン間で順方向・逆方向の電流を流すことができるので、その通過・停止を当該ＦＥＴのゲートを通じて制御できる。

制御回路１１４は、ＬＣ共振回路１１１を通じて受信する位置検出装置２００からの所定の変動パターンの信号に応じて、種々のタイミング信号を形成する。制御回路１１４は、形成した種々のタイミング信号に基づいて、ＳＷ回路１１３のオン／オフ（変化素子１１２のＬＣ共振回路１１１への接続／非接続）を切り替える制御を行う。

電源回路１１５は、ＬＣ共振回路１１１を通じて受信する位置検出装置２００からの交流信号を整流して直流信号（直流電源）を形成し、これを制御回路１１４等に供給する。このように、位置指示器１００は、位置検出装置２００から電源の供給を受けることができるため、電池を搭載する必要がなく、電池切れにより位置指示器１００と位置検出装置２００とからなる入力装置が機能しなくなるといったことが生じることがない構成になっている。

［位置指示器１００と位置検出装置２００で行われる処理の詳細］
図３は、位置指示器１００と位置検出装置２００で行われる処理の詳細を説明するための制御フロー（タイミングチャート）である。図３（Ａ）は、位置検出装置２００において生成されて位置指示器１００に対して送信されてくる所定の変動パターンの送信信号を示している。図３（Ａ）に示すように、位置検出装置２００からの送信信号は、１サイクル中に比較的に長い１つのオン区間と、比較的に短い２つのオン区間とが、オフ区間を挟んで配設された信号である。このような１サイクルの信号が連続して送信されることにより、位置検出装置２００からの送信信号が形成される。

この第１の実施の形態では、１サイクル中のオン区間の長い部分をバースト信号と呼ぶ。当該バースト信号は、これを受信する位置指示器１００の電源回路１１５において、主に直流電源の形成に用いられる。また、１サイクル中のオン区間の短い部分は、位置指示器１００による指示位置を通知したり、筆圧などを通知したりするために、ＬＣ共振回路１１１を電磁誘導により共振させて位置指示器１００からの送信信号を発生させる、いわゆる誘導用信号である。

なお、この実施の形態においては、図３（Ａ）に示したように、１サイクルは１つのバースト信号と、２つの誘導用信号とからなる場合として示した。しかし、１つのバースト信号によって、位置指示器１００の電源回路１１５において、位置指示器１００を機能させるために十分な直流電源が形成できる場合には、バースト信号間に３つ以上の誘導用信号を配置することも可能である。また、バースト信号がオン状態となる区間の時間長や誘導用信号がオンとなる区間の時間長も、指示位置の検出制度や筆圧の検出タイミングの精度などの観点から定められる。

そして、図３（Ａ）に示すように、誘導用信号が存在する部分（１サイクル中のオン区間の短い部分）は、位置検出装置２００において位置指示器１００に対して信号を送信する信号送信区間である。一方、信号送信区間の後の誘導用信号が存在しない部分（オン信号が存在しない部分）は、位置検出装置２００において位置指示器１００からの信号を受信する信号受信区間となる。

位置指示器１００の制御回路１１４は、ＬＣ共振回路１１１を通じて受信した位置検出装置２００からの図３（Ａ）に示した送信信号に基づいて、当該送信信号のオン／オフに対応したクロック信号（図３（Ｂ））を形成する。さらに、制御回路１１４は、位置検出装置２００の送信信号のバースト信号に基づいて、１サイクルごとにリセットタイミングを提供するリセット信号（図３（Ｃ））を形成する。当該リセット信号は、簡単には、バースト信号が発生した後にオンとなり、当該バースト信号がオフになったらオフになるものである。

位置指示器１００の制御回路１１４は、リセット信号（図３（Ｃ））でステート値（状態値）を０（ゼロ）にリセットし、クロック信号（図３（Ｂ））の立ち上がりのタイミングでステート値をカウントアップする。これにより、リセット信号から次のリセット信号までの間において、ステート値を「０→１→２→３」のように変化させられる。そして、制御回路１１４は、当該ステート値が「２」の状態にあるときに、オンになり、それ以外の場合（ステート値が０、１、３の場合）には、オフとなるＳＷ回路１１３用のオン／オフ信号（図３（Ｅ））を形成する。このＳＷ回路１１３用のオン／オフ信号によって、制御回路１１４は、ＳＷ回路１１３のオン／オフ制御を行う。

これにより、バースト信号の後の最初の信号送信区間及び信号受信区間では、変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１に接続しない状態で、位置指示器１００は位置検出装置２００からの誘導用信号を受信して、これに応じた信号を位置検出装置２００側に送信できる。そして、次の信号送信区間及び信号受信区間では、変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１に接続した状態で、位置指示器１００は位置検出装置２００からの誘導用信号を受信して、これに応じた信号を位置検出装置２００側に送信できる。

一方、図３（Ａ）に示した送信信号を送信する位置検出装置２００は、当該送信信号の変動パターンにしたがって、図３（Ｆ）に示すように、変化素子１１２がＬＣ共振回路１１１に接続されていない状態の時に信号が送信されてきた区間（ａ）はどこかを正確に特定できる。また、位置検出装置２００では、当該変動パターンにしたがって、変化素子１１２がＬＣ共振回路１１１に接続された状態の時に信号が送信されてきた区間（ｂ）はどこかを正確に特定できる。

そこで、位置検出装置２００においては、図３（Ｆ）に示した区間（ａ）で受信した信号の共振周波数ｆ１と区間（ｂ）で受信した信号の共振周波数ｆ２との差分を取る。これにより、ＬＣ共振回路１１１のコイルのインダクタンスが、近傍の金属の存在により変化した場合でも、その変化分を相殺し、変化素子１１２の変化分に応じた共振周波数が把握できる。すなわち、変化素子１１２がどれだけ変化しているのかを正確に把握できる。

そして、この第１の実施の形態において、変化素子１１２は、筆圧検出用の可変容量コンデンサである。このため、位置指示器１００のＬＣ共振回路１１１が近傍に位置する金属の影響を受けて、その共振周波数が変化しても、その影響を除去して、ＬＣ共振回路１１１を通じて送信される信号の共振周波数により伝達される筆圧を正確に検出することが可能となる。

なお、位置検出装置２００側で位置指示器１００の変化素子１１２である可変容量コンデンサにより検出された筆圧を特定する場合には、上述したように、区間（ａ）で受信した信号の共振周波数ｆ１と区間（ｂ）で受信した信号の共振周波数ｆ２との差分を取る。そして、この得られた差分と、位置検出装置２００における送信周波数との差から、位置指示器１００に対して加えられた筆圧が特定できる。

また、位置検出装置２００における位置指示器１００により操作面２０１上の指示位置の検出は、図３（Ｆ）に示した区間（ａ）において行うことにより、指示位置の検出も適切に行うことができる。

［クロック信号やリセット信号を生成する信号生成回路の具体例］
次に、この実施の形態において、図３を用いて説明したクロック信号やリセット信号を形成するために制御回路１１４に構成される信号生成回路の構成例について説明する。図４は、制御回路１１４に形成される信号生成回路の一例を説明するための回路図である。また、図５は、図４に示した信号生成回路への入力信号や生成信号について説明するための図である。

図４に示すように、この例の信号生成回路は、図２を用いて説明したＬＣ共振回路１１１に対して、検波回路４１、コンパレータ４２、積分回路４３、コンパレータ４４が接続されて構成される。検波回路４１は、図４に示したように、ダイオードとコンデンサと抵抗とにより構成された部分であり、積分回路４３は、抵抗とコンデンサとにより構成された部分ある。

図４において矢印ａが示すように、位置検出装置２００から送信されてくる送信信号（５（Ａ））は、位置指示器１００のＬＣ共振回路１１１で受信される。これにより、ＬＣ共振回路１１１の両端には誘導電圧が発生し、図４の位置ｂには、当該誘導電圧に応じた信号（図５（Ｂ））が現れ、これが検波回路４１に供給される。検波回路４１では、入力された信号（図５（Ｂ））について包絡線検波を行い、検波信号（図５（Ｃ））を形成し、これをコンパレータ４２に供給する。すなわち、図４の位置ｃにおける信号が、図５（Ｃ）に示した検波信号である。

コンパレータ４２では、これに入力された検波信号（図５（Ｃ））と規定値とを比較し、検波信号の値が規定値以上であればオンとなり、規定値未満であればオフとなるクロック信号（図５（Ｄ））を形成して出力し、これを積分回路４３に供給する。すなわち、図４の位置ｄにおける信号が、図５（Ｄ）に示したクロック信号である。積分回路４３は、クロック信号（図５（Ｄ））を積分処理することにより、鋸歯状の積分信号（図５（Ｅ））を形成し、これをコンパレータ４４に供給する。図４の位置ｅにおける積分信号が、図５（Ｅ）に示した積分信号である。

コンパレータ４４は、積分回路４３からの積分信号（図５（Ｅ））と規定値とを比較し、積分信号の値が規定値以上であればオンとなり、規定未満であればオフとなるリセット信号（図５（Ｆ））を形成して出力する。図４の位置ｆにおける信号が、図５（Ｆ）に示したリセット信号である。

このようにして生成されるクロック信号（図５（Ｄ））とリセット信号（図５（Ｆ））とから、図３を用いて説明したように、ＳＷ回路１１３のオン／オフ制御を行うオン／オフ信号が形成できる。このように、ＳＷ回路１１３をオン／オフ制御するためのオン／オフ信号は、比較的に簡単な構成の回路により形成できる。

上述したように、この第１の実施の形態の入力装置は、位置指示器１００と位置検出装置２００との間においては、電磁誘導方式で信号の送受信を行う。そして、位置指示器１００は、位置検出装置２００からの送信信号に基づいて、変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１に接続しない状態で信号を送受信する区間と、変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１に接続した状態で信号を送受信する区間とを適切に設定できる。

したがって、位置検出装置２００では、自機からの送信信号の変動パターンにしたがって、変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１に接続しない状態で信号を送受信する区間と、変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１に接続した状態で信号を送受信する区間とを特定できる。そして、両区間における受信信号の共振周波数の差分を求めることで、変化素子１１２の変化に応じた周波数を正確に特定でき、変化素子が検知した筆圧を正確に把握できる。

［第２の実施の形態の入力装置の構成例］
図６は、位置指示器１００Ａと位置検出装置２００Ａとからなる第２の実施の形態の入力装置の構成例を説明するための図である。この第２の実施の形態の入力装置は、電磁誘導方式により位置指示器１００Ａから位置検出装置２００Ａに対して信号を送信するものである。そして、位置指示器１００Ａが１次電池あるいは充電池（２次電池）を備え、自発的に信号を形成して送信するいわゆるアクティブ型のものである。

このため、この第２の実施の形態の位置検出装置２００Ａは、位置指示器１００Ａに対して信号を送信することはない。そして、当該位置検出装置２００Ａは、電磁誘導方式のアクティブ型の位置指示器１００Ａからの送信信号に基づいて、位置指示器１００Ａによる指示位置の検出と、位置指示器１００Ａにかけられた筆圧の検出とを行う。

そして、この第２の実施の形態の入力装置は、上述した第１の実施の形態の入力装置の場合とは異なり、位置指示器１００Ａ自身が送信信号を発生させて、位置検出装置２００Ａに送信する。この場合、位置検出装置２００Ａでは、位置指示器１００Ａからの信号をＬＣ共振回路で受信しているわけではないので、位置指示器１００Ａから送信された信号の周波数が位置検出装置２００Ａ側で大きく変化することはない。

また、位置指示器１００Ａに設けられた筆圧検出用の変化素子は、位置指示器１００Ａから位置検出装置２００Ａへの信号の位相の変化に寄与する。このため、この第２の実施の形態において、位置検出装置２００Ａ側では、位置指示器１００Ａに筆圧が加えられていない場合に、位置指示器１００Ａから送信されてくる送信信号の位相を基準位相とする。そして、位置指示器１００Ａに筆圧が加えられている場合に送信されて来る信号の位相が基準位相に対してどの位ずれているかに基づいて、位置指示器１００Ａに加えられた筆圧を検出できる。

しかし、位置指示器１００Ａから位置検出装置２００Ａに送信される信号の位相は、近傍に金属が存在していたり、近傍に強い磁界を発生させる機器が存在したり、或いは、位置指示器１００Ａ自体の経年変化などによっても変化してしまう場合がある。そこで、この第２の実施の形態の入力装置においては、位置指示器１００Ａの筆圧検出用の変化素子が、ＬＣ共振回路に接続されている場合といない場合との位相差を検出することにより、この位相差に応じて筆圧を適切に検出できるようにしている。以下、位置指示器１００Ａと位置検出装置２００Ａの構成と動作について説明する。

［位置指示器１００Ａの構成例］
図６に示すように、位置指示器１００Ａは、ＬＣ共振回路１１１と、変化素子１１２と、ＳＷ回路１１３と、制御回路１１４Ａと、電源回路１１５Ａと、信号発生回路１１６とを備える。図６に示した位置指示器１００Ａにおいて、図２に示した第１の実施の形態の位置指示器１００と同様に構成される部分には同様の参照符号を付している。

図６に示すように、この第２の実施の形態の位置指示器１００Ａにおいても、第１の実施の形態の位置指示器１００と同様に、ＬＣ共振回路１１１に対して並列に変化素子１１２として筆圧検出用の可変容量コンデンサが設けられている。さらに、変化素子１１２のＬＣ共振回路１１１への接続／非接続を切り替えるＳＷ回路１１３が設けられている点も、第１の実施の形態の位置指示器１００の場合と同じである。

そして、この第２の実施の形態の位置指示器１００Ａの場合には、ＬＣ共振回路１１１に対して、信号発生回路１１６が接続されている。信号発生回路１１６は、マルチバイブレータなどから構成され、制御回路１１４Ａの制御に基づき、所定の変動パターンの信号を発生させ、これをＬＣ共振回路１１１に供給する。これにより、ＬＣ共振回路１１１からは、信号発生回路１１６から供給された所定の変動パターンの信号が、位置検出装置２００Ａに対して送信される。

制御回路１１４Ａは、所定の変動パターンに従った信号を発生させるように、信号発生回路１１６を制御する。また、制御回路１１４Ａは、信号発生回路１１６で発生される信号についての所定の変動パターンに従って、ＳＷ回路１１３の接続／非接続を制御する。すなわち、制御回路１１４Ａは、当該所定の変動パターンに従って、ＬＣ共振回路１１１に対して、変化素子１１２を接続する区間と接続しない区間とを設けるようにＳＷ回路１１３のオン／オフ制御を行う。電源回路１１５Ａは、１次電池を備え、制御回路１１４Ａや信号発生回路１１６などに対して駆動電源を供給する。

［位置検出装置２００Ａの構成例］
図６に示すように、位置検出装置２００Ａは、受信部２２１と、制御回路２２２と、指示位置検出回路２２３と、信号抽出回路２２４と、筆圧演算回路２２５とを備える。受信部２２１は、電波受信用の複数のループコイルからなる部分である。制御回路２２２は、受信部２２１を通じて受信した位置指示器１００Ａからの送信信号に基づいて、種々のタイミング信号を形成し、この形成したタイミング信号に基づいて、指示位置検出回路２２３や信号抽出回路２２４での処理を制御する。

指示位置検出回路２２３は、制御回路２２２の制御の下、位置指示器１００Ａから送信された信号を受信したループコイルの位置に応じて、位置指示器１００Ａにより指示された操作面上の位置（Ｘ，Ｙ）を検出して出力する。信号抽出回路２２４は、制御回路２２２の制御の下、受信部２２１で受信された位置指示器１００Ａからの送信信号から、位置指示器１００Ａに加えられた筆圧（Ｐ）を算出する区間の信号を抽出する。

具体的には後述もするが、この実施の形態においても、位置指示器１００Ａにおいては、ＬＣ共振回路１１１に対して、筆圧検出用の変化素子１１２である可変容量コンデンサを接続しない区間と接続する区間とを設けている。このため、位置検出装置２００Ａの信号抽出回路２２４は、位置指示器１００ＡのＬＣ共振回路１１１に対して、筆圧検出用の変化素子１１２である可変容量コンデンサを接続しない区間と接続する区間の信号を抽出して、これらを筆圧演算回路２２５に供給する。

筆圧演算回路２２５は、信号抽出回路２２４で抽出されたＬＣ共振回路１１１に対して、筆圧検出用の変化素子１１２である可変容量コンデンサを接続しない区間と接続する区間の信号の位相差を算出する。これにより、位置指示器１００Ａかけられた筆圧（Ｐ）を算出できる。上述もしたように、この第２の実施の形態の入力装置においては、位置指示器１００Ａに加えられた筆圧は、位置指示器１００Ａから送信される信号の基準位相に対する位相差として伝送されるためである。

このように、この第２の実施の形態の入力装置の場合にも、周囲の環境や位置指示器１００Ａの経年変化などによって、位置指示器１００Ａから位置検出装置２００Ａに送信される信号の位相が基準位相に対してずれる場合が起こり得る。位置指示器１００Ａから位置検出装置２００Ａに送信される信号について、筆圧検出用の可変容量コンデンサが、位置指示器１００ＡのＬＣ共振回路１１１に接続されている場合といない場合との位相差を求めることにより、筆圧を適切に把握できる。

［位置指示器１００Ａで行われる処理の詳細］
図７は、位置指示器１００Ａで行われる処理の詳細を説明するための制御フロー（タイミングチャート）である。位置指示器１００Ａの制御回路１１４Ａは、所定の変動パターンの送信信号を発生させて送信するため、図７（Ａ）に示す変動パターンを予め保持している。図７（Ａ）に示すように、当該変動パターンは、１サイクル中に比較的に長い１つのオン区間と、比較的に短い２つのオン区間とが、オフ区間を挟んで配設された信号である。信号発生回路１１６は、制御回路１１４Ａからの制御に応じて、図７（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）に示した所定の変動パターンに対応する送信信号を発生させ、ＬＣ共振回路１１１を通じて位置検出装置２００Ａに送信する。

この場合、制御回路１１４Ａは、図７（Ａ）に示した変動パターンに基づいて、図７（Ｃ）に示すＳＷ制御信号を生成し、これを用いてＳＷ回路１１３のオン／オフ制御し、ＬＣ共振回路１１１への変化素子１１２の接続／非接続を制御する。具体的に図７（Ｃ）に示したＳＷ制御信号は、１サイクル中の比較的に短い２つのオン区間の内の２つ目のオン区間とその後のオフ区間とからなる区間を、ＳＷ回路１１３をオンにし、それ以下の区間ではオフにするものとなる。

ＳＷ回路１１３は、図７（Ｃ）に示したＳＷ制御信号によってオン／オフの制御がなされる。これにより、図７（Ｄ）に示すように、位置指示器１００Ａから信号を送信する区間（ａ）では変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１に接続しない状態で信号を送信し、これに続き位置指示器１００Ａから信号を送信する区間（ｂ）では変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１に接続した状態で信号を送信することが可能となる。

一方、この第２の実施の形態の位置検出装置２００Ａにおいては、位置指示器１００Ａから送信されてくる図７（Ｂ）に示した送信信号を受信する。このため、図３を用いて説明した第１の実施の形態の位置指示器１００で行うようにした処理と同様に、位置検出装置２００Ａの制御回路２２２は、図７（Ｂ）に対応する受信信号（図３（Ａ））からクロック信号（図３（Ｂ））とリセット信号（図３（Ｃ））を形成する。これらの信号に基づき、制御回路２２２は、１サイクルの信号の内、変化素子１１２がＬＣ共振回路１１１に接続されていない状態で信号が送信された区間と、変化素子１１２がＬＣ共振回路１１１に接続された状態で信号が送信された区間を特定する。

制御回路２２２は、その特定した区間の信号を抽出するように信号抽出回路２２４を制御する。信号抽出回路２２４は、制御回路２２２の制御に応じて受信信号から図７（Ｄ）に示した区間（ａ）、区間（ｂ）の信号を抽出して、これを筆圧演算回路２２５に供給する。そして、筆圧演算回路２２５では、区間（ａ）の信号の周波数から区間（ｂ）の信号の位相差を求め、この位相差に従って筆圧（Ｐ）を求めて出力する。

このように、この第２の実施の形態の入力装置は、位置検出装置２００Ａから位置指示器１００Ａに対して信号の送信を行わず、位置指示器１００Ａからの送信信号を用いて位置検出装置２００Ａで指示位置の検出と筆圧の検出を行う。すなわち、アクティブ型の位置指示器１００Ａを用いた入力装置においても、位置指示器１００Ａにかけられた筆圧を外部の要因に左右されることなく検出することができる。

［第２の実施の形態の変形例］
図８は、位置指示器１００Ｂと位置検出装置２００Ｂとからなる第２の実施の形態の変形例の入力装置の構成例を説明するための図である。この変形例の入力装置は、静電容量方式により位置指示器１００Ｂから位置検出装置２００Ｂに対して信号を送信するものである。そして、位置指示器１００Ｂが１次電池あるいは充電池（２次電池）を備え、自発的に信号を形成して送信するいわゆるアクティブ型のものである点は、図６に示した第２の実施の形態の電磁誘導方式の位置指示器１００Ａと同じである。

したがって、この変形例の場合にも位置検出装置２００Ｂは、位置指示器１００Ｂに対して信号を送信することはない。そして、当該位置検出装置２００Ｂは、静電容量方式のアクティブ型の位置指示器１００Ｂからの送信信号に基づいて、位置指示器１００Ｂによる指示位置の検出と、位置指示器１００Ｂにかけられた筆圧の検出とを行う。

この変形例の入力装置においても、図６等を用いて説明した第２の実施の形態の入力装置の場合と同様に、位置指示器１００Ｂから位置検出装置２００Ｂへ送信される信号の基準位相に対する位相差に基づいて位置指示器１００Ｂに加えられた筆圧を検出できる。さらに、この変形例の入力装置においても、位置指示器１００Ａの筆圧検出用の変化素子が、ＬＣ共振回路に接続されている場合といない場合との位相差を検出することにより、位相差に応じた筆圧を適切に検出できるようにしている。以下、位置指示器１００Ｂと位置検出装置２００Ｂとの構成と動作について説明する。

［位置指示器１００Ｂの構成例］
図８に示すように、位置指示器１００Ｂは、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２とによりトランス（変圧器）を構成し、発振器Ｏｓによって発生させた交流信号を所定の電圧値まで昇圧して、芯体Ｓ１とシールドキャップＣｐ１とからなるペン先部に印加する構成になっている。これにより、ペン先部の芯体Ｓ１から所定の周波数の信号が送信できるようになっている。位置指示器１００及び位置指示器１００Ａにおいては、磁界の変化に基づく信号が送信されたが、本実施の形態である位置指示器１００Ｂからは、電界の変化に基づく信号が送信される。

この例の位置指示器１００Ｂにおいて、芯体Ｓ１は導体により構成され、送信用電極として機能するものである。また、シールドキャップＣｐ１は、所定の形状に成型した導体部材を絶縁物で覆うことにより形成され、シールド電極として機能するものである。そして、図８に示したように、芯体Ｓ１をシールドキャップＣｐ１で覆うように配置することによって、芯体Ｓ１から送出される信号の一部をシールドキャップＣｐ１で受け止めるようにしている。

そして、芯体Ｓ１とシールドキャップＣｐ１とからなるペン先部に着目すると、シールドキャップＣｐ１を覆っている絶縁物を、導体である芯体Ｓ１と絶縁物で覆われているシールドキャップＣｐ１の導体部材とで挟み込んだ構成になっている。すなわち、芯体Ｓ１とシールドキャップＣｐ１とからなるペン先部は、コンデンサ（キャパシタ）としての構成を有している。すなわち、ペン先部は、芯体Ｓ１を一方の電極としシールドキャップＣｐ１を他方の電極として構成される一種のコンデンサである。

したがって、図８に示すように、この変形例の位置指示器１００Ｂにおいては、コイルＬ２と、芯体Ｓ１及びシールドキャップＣｐ１からなるコンデンサとにより、ＬＣ共振回路１１１Ｂを構成している。そして、この変形例の位置指示器１００Ｂにおいても、図８に示すように、ＬＣ共振回路１１１Ｂに対して、並列に変化素子１１２とＳＷ回路１１３とが接続されている。すなわち、ＬＣ共振回路１１１Ｂに対して並列に変化素子１１２とＳＷ回路１１３とが接続されている構成は、図２に示した第１の実施の形態の位置指示器１００、図６に示した第２の実施の形態の位置指示器１００Ａと同じである。

そして、この変形例の場合、発振器Ｏｓは、制御回路１１４Ｂの制御に基づき、所定の変動パターンの信号を発生させ、これをＬＣ共振回路１１１Ｂに供給する構成になっている。これにより、ＬＣ共振回路１１１Ｂからは、発振器Ｏｓから供給された所定の変動パターンの信号が、位置検出装置２００Ｂに対して送信される。

制御回路１１４Ｂは、所定の変動パターンに従った信号を発生させるように、発振器Ｏｓを制御する。また、制御回路１１４Ｂは、発振器Ｏｓで発生される信号についての所定の変動パターンに従って、ＳＷ回路１１３の接続／非接続を制御する。すなわち、制御回路１１４Ｂは、当該所定の変動パターンに従って、ＬＣ共振回路１１１Ｂに対して、変化素子１１２を接続する区間と接続しない区間とを設けるようにＳＷ回路１１３のオン／オフ制御を行う。

なお、この変形例の位置指示器１００ＢのＬＣ共振回路１１１Ｂは、コイルＬ２と、芯体Ｓ１及びシールドキャップＣｐ１で構成されるコンデンサＣとからなっているが、ＬＣ共振回路１１１Ｂに並列に他にコンデンサＣ１（図示は無し）が接続されていても良い。当該コンデンサＣのみでは、指などがシールドキャップＣｐ１に接触することで、容量値が不安定になる場合があり、他のコンデンサＣ１が並列に接続されていれば、コンデンサの合成容量とコイルＬ２とでＬＣ共振回路が構成されるので、より安定化する。

また、図８においては、説明を簡単にするため、発振器Ｏｓや制御回路１１４Ｂなどの電源の必要な各部に対して、電源を供給する電源回路については、記載を省略している。

［位置検出装置２００Ｂの構成例］
図８に示すこの変形例の位置検出装置２００Ｂは、その基本的な構成は図６に示した第２の実施の形態の位置検出装置２００Ａと同様のものである。しかし、図６に示した第２の実施の形態の位置検出装置２００Ａが電磁誘導方式のものであるのに対して、図８に示す位置検出装置２００Ｂは静電容量方式のものである点において異なっている。

すなわち、受信部２２１Ｂは、横方向（Ｘ軸方向）に並べた多数の線上の電極と縦方向（Ｙ軸方向）に並べた多数の電極とを重ね合わせて（積層して）網状に形成した受信電極部分である。制御回路２２２Ｂは、受信部２２１Ｂを通じて受信した位置指示器１００Ｂからの送信信号に基づいて、種々のタイミング信号を形成し、この形成したタイミング信号に基づいて、指示位置検出回路２２３Ｂや信号抽出回路２２４Ｂでの処理を制御する。

指示位置検出回路２２３Ｂは、制御回路２２２Ｂの制御の下、位置指示器１００Ｂから送信された信号を受信することにより変化する受信部２２１Ｂを構成するＸ軸方向とＹ軸方向に並べられた線状電極の静電容量の変化に基づいて、位置指示器１００Ｂにより指示された操作面上の位置（Ｘ，Ｙ）を検出して出力する。信号抽出回路２２４Ｂは、制御回路２２２Ｂの制御の下、受信部２２１Ｂで受信された位置指示器１００Ａからの送信信号から、位置指示器１００Ｂに加えられた筆圧（Ｐ）を算出する区間の信号を抽出する。

この変形例においても、上述した第２の実施の形態の場合と同様に、位置指示器１００Ｂの制御回路１１４ＢはＳＷ回路１１３を制御して、ＬＣ共振回路１１１Ｂに対して、筆圧検出用の変化素子１１２である可変容量コンデンサを接続しない区間と接続する区間とを設けている。このため、信号抽出回路２２４Ｂは、位置指示器１００ＢのＬＣ共振回路１１１Ｂに対して、筆圧検出用の変化素子１１２である可変容量コンデンサを接続しない区間と接続する区間の信号を抽出して、これらを筆圧演算回路２２５Ｂに供給する。

筆圧演算回路２２５Ｂは、信号抽出回路２２４Ｂで抽出されたＬＣ共振回路１１１Ｂに対して、筆圧検出用の変化素子１１２である可変容量コンデンサを接続しない区間と接続する区間の信号の位相差を算出する。これにより、位置指示器１００Ｂかけられた筆圧（Ｐ）を算出できる。この変形例の入力装置においても、上述した第２の実施の形態の入力装置の場合と同様に、位置指示器１００Ｂに加えられた筆圧は、位置指示器１００Ｂから送信される信号の基準位相に対する位相差として伝送されるためである。

上述したように、この変形例の静電容量方式のアクティブ型の位置指示器１００Ｂを用いた入力装置の場合にも、周囲の環境や位置指示器１００Ｂの経年変化などによって、位置指示器１００Ｂから位置検出装置２００Ｂに送信される信号の位相が基準位相に対してずれる場合が起こり得る。しかし、位置指示器１００Ｂから位置検出装置２００Ｂに送信される信号について、筆圧検出用の可変容量コンデンサが、位置指示器１００Ａの共振回路１１１に接続されている場合といない場合との位相差を求めることにより、筆圧を適切に把握できる。

なお、この変形例において、位置指示器１００Ｂで行われる処理の詳細は、図７を用いて説明した第２の実施の形態の位置指示器１００Ａで行われる処理の詳細と同様の処理となる。このため、説明が重複するため、この変形例の位置指示器１００Ｂで行われる処理の詳細についての説明は省略する。

［変化素子１１２の他の例］
上述した第１、第２の実施の形態において、変化素子１１２は筆圧検出用の可変容量コンデンサであるものとして説明したが、これに限るものではない。２以上の状態を切り換えるいわゆるメカニカルスイッチや可変インダクタンス素子を用いることができる。そして、可変容量コンデンサやメカニカルスイッチや可変インダクタンス素子を、位置指示器の共振回路に対して、接続状態と非接続状態とを形成できるように回路を構成する。

なお、メカニカルスイッチを用いる場合は、共振回路にメカニカルスイッチを単独で接続すると、ＯＮの時はショートしてしまい、共振をしないこととなるので、メカニカルスイッチに直列にコンデンサが接続されている必要がある。

そして、位置指示器には、例えば、線の太さ、色、陰影、グレースケールといった選択されたグラフィカルパラメータの変化度合を調整するためのスライドスイッチやホイールスイッチが設けられている場合がある。図９は、位置指示器に設けられたスライドスイッチやホイールスイッチの具体例を説明するための図である。

スライドスイッチは、図９（Ａ）に示すように、溝ｂａに沿ってスライダｂｂをスライドさせることにより、そのスライド量に応じた変化を変化素子に生じさせるものである。ホイールスイッチは、図９（Ｂ）に示すように、回動可能にされたホイール１ｃを回動させることにより、その回転量、回転角、回転速度に応じた変化を変化素子に生じさせるものである。

これらスライドスイッチやホイールスイッチの操作量に応じて、変化素子としての可変容量コンデンサの容量を変化させたり、メカニカルスイッチの状態を切り換えたり、また、可変インダクタンス素子のインダクタンスを変化させるようにする。そして、上述した実施の形態の場合と同様に、ＬＣ共振回路に対して、変化素子を接続しないで信号を送信する区間Ａと、変化素子を接続して信号を送信する区間Ｂとを設ける。

位置検出装置では、位置指示器からの信号を受信し、当該区間Ａと区間Ｂとの信号の共振周波数の差分を求めたり、あるいは、位相差を求めたりすることにより、変化素子の変化量を受信信号の共振周波数の差分として、或いは、位相差として、正確に求めることができる。すなわち、位置指示器の近傍に金属が位置し、送受される信号の共振周波数や位相に影響を及ぼしても、その影響を除去して、変化素子の変化量を適切に位置検出装置において把握することができる。

なお、可変インダクタンス素子を用いる場合には、当該可変インダクタンス素子を共振回路のコイル（インダクタンス素子）に対して直列に接続する必要がある。図１０は、当該可変インダクタンス素子を用いる場合の回路構成を説明するための図である。図１０に示すように、可変インダクタンス素子１１２Ａを共振回路１１１のコイル（インダクタンス素子）Ｌに対して直列に接続する。そして、可変インダクタンス素子１１２Ａを共振回路１１１に対して接続する場合とスルーする場合とを切り換えるスイッチ回路１１３Ａを設けるように構成する。このようにすれば、周囲の環境の影響を受けて周波数が変化する場合であっても、可変容量インダクタンス素子の変化量を適切に位置指示器に通知できる。

また、２つ以上の変化素子を用いるようにすることも可能である。例えば、図２、図６に示したように、ＬＣ共振回路１１１に対して、可変容量コンデンサである変化素子１１２及びＳＷ回路１１３を並列に接続する。さらに、ＬＣ共振回路１１１に対して、別の可変容量コンデンサである変化素子１１２Ｘ及びＳＷ回路１１３Ｘを並列に接続する。

そして、位置指示器においては、まず、ＬＣ共振回路１１１に対して、どの変化素子も接続しない状態で信号を送受信（あるいは送信）する区間と、可変容量コンデンサである変化素子１１２だけを接続して信号を送受信（あるいは送信）する区間とを設ける。位置検出装置においては、これらの区間における信号の周波数の差分を算出することにより、可変容量コンデンサの変化量を正確に把握できる。

次に、位置指示器においては、ＬＣ共振回路１１１に対して、どの変化素子も接続しない状態で信号を送受信（あるいは送信）する区間と、別の可変容量コンデンサ１１２Ｘだけを接続して信号を送受信（あるいは送信）する区間とを設ける。位置検出装置においては、これらの区間における信号の周波数の差分を算出することにより、別の可変容量コンデンサの変化量を正確に把握できる。

なお、変化素子としては、可変容量コンデンサ、メカニカルスイッチ、可変インダクタンス素子などが利用可能であるものとして説明した。この他にも、位置指示器の共振回路に対して接続可能であり、送信する信号の周波数や位相に変化を及ぼすことが可能な回路素子を変化素子として利用できることは言うまでもない。

［ＳＷ回路の他の例］
上述した実施の形態では、ＬＣ共振回路１１１に対する変化素子１１２、１１２Ａ、１１２Ｂの接続／非接続を行う部分として、ＳＷ回路１１３を設けるようにした。ＳＷ回路１１３は、ダイオードやＦＥＴにより構成できることを説明した。しかし、これに限るものではない。

例えば、ＳＷ回路１１３を設けた位置に、制御回路１１４のいわゆるオープンドレインの出力に接続する。当該オープンドレインの出力は、ＦＥＴのドレインを、回路内で何も接続しないで外部に引き出した出力に相当する。このため、入力が「Ｌ（ロー）レベル」の場合の出力はハイ・インピーダンス（Ｈｉ−Ｚ）になり、変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１から切り離す（非接続とする）ことができる。これに対して、入力が「Ｈ（ハイレベル）」の場合の出力は「Ｌ（ロー）レベル」になり、変化素子１１２をＬＣ共振回路１１１に対して繋げる（接続する）ことができる。

このように、実際にＳＷ回路１１３を設けるのではなく、回路のインピーダンス制御によって、変化素子１１２、１１２Ａ、１１２ＢのＬＣ共振回路１１１への接続／非接続を制御することもできる。

［実施の形態の効果］
上述した実施の形態の入力装置によれば、位置指示器１００、１００Ａの近傍に金属が位置するなどして、ＬＣ共振回路１１１のコイルＬのインダクタンス等が変化するなどして、変化素子１１２での変化量が適切に位置検出装置２００、２００Ａ、２００Ｂに伝達できないといった不都合を回避できる。

上述した実施の形態の入力装置の実現により、筆圧などの位置指示器の状態の値を位置指示器内でデジタル化して位置検出装置へ送信する方式よりは、少ない部品点数で実現でき、より安価に位置指示器を構成できる。

また、これまで筆圧とサイドスイッチ（スライドスイッチやホイールスイッチなど）のように同時に変化する状態を検出するために異なる基本周波数を使用していた。しかし、順次これらの変化を検出するための変化素子をＬＣ共振回路に接続すれば、同じ基本周波数を使用して、その基本周波数からの変化を検出すればよいので、位置検出側の構成を簡略化することができる。したがって、位置検出装置についてもコストダウンを図ることができるとともに、位置検出装置における処理時間の短縮などの効果をも得ることができる。

［その他の変形例等］
なお、この発明は、上述したように、電磁誘導方式の入力装置にも、また、静電容量方式の入力装置にも、適用できる。すなわち、送信、受信する信号に、近傍の金属などの影響を受けて、本来の信号とは異なる周波数となった信号成分が含まれている場合や本来の信号とは異なる位相差が含まれている場合に、不必要な信号成分を除去する場合にこの発明を適用できる。

また、この発明は、位置検出以外のＬＣ共振回路の共振周波数や位相の変化によって状態を伝達する種々の場合に適用できる。

また、上述した実施の形態では、位置検出装置や位置指示器から送信する信号は、単一周波数の信号を、所定の変動パターンで送信する場合を例にして説明したが、これに限るものではない。例えば、周波数の異なる複数の信号を送信する場合にもこの発明を適用できる。例えば、周波数Ａの信号はバースト信号として用い、周波数Ｂの信号は誘導用信号として用いるといったことが可能である。

そして、その周波数パターンに基づいて、上述したクロック信号、リセット信号、ＳＷ回路のオン／オフを生成するように構成することも可能である。

また、上述した実施の形態では、ＬＣ共振回路に対して、変化素子を接続しないで信号の受信・送信を行う区間と、変化素子を接続して信号の受信・送信を行う区間とを隣接して設けるようにしたが、これに限るものではない。検出精度が許す範囲で、ＬＣ共振回路に対して、変化素子を接続しないで信号の受信・送信を行う区間と、変化素子を接続して信号の受信・送信を行う区間とを時間的に離して設けることもできる。しかし、それらの区間を隣接して設けた場合には、処理を迅速に行えるというメリットがある。

また、上述した実施の形態では、先に変化素子を共振回路に接続しない区間（オフ区間）を設け、次に変化素子を共振回路に接続する区間（オン区間）を設けるようにしたが、これに限るものではない。先に変化素子を共振回路に接続する区間（オン区間）を設け、次に変化素子を共振回路に接続しない区間（オフ区間）を設け、両区間の差分をとるように構成してももちろんよい。

１００，１００Ａ、１００Ｂ…位置指示器、１１…ケース、７１…芯体、１１１、１１１Ｂ…ＬＣ共振回路、１１２、１１２Ａ…変化素子、１１３、１１３Ａ…ＳＷ回路、１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ…制御回路、１１５、１１５Ａ…電源回路、２００、２００Ａ、２００Ｂ…位置検出回路、２０１…操作面、２０２…筐体、２０３…開口部、２０４…上部筐体、２０５…ケーブル、２１１…送受信部、２１２、２２２…制御回路、２１３…送信処理回路、２１４…検出処理回路、２２１…受信部、２２３…指示位置検出回路、２２４…信号抽出回路、２２５…筆圧演算回路、Ｓ１…芯体（導体）、Ｃｐ１…シールドキャップ、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、Ｏｓ…発振器

Claims (9)

1. 位置指示器と位置検出装置とからなる入力装置であって、
   前記位置指示器は、
   少なくともコイルとコンデンサとを備え、自機からの信号を送信する共振回路と、
   前記共振回路に対して接続される変化素子と、
   前記共振回路に対する前記変化素子の接続／非接続を切り換えることにより、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号を送信する区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号を送信する区間とを設ける制御回路と、
   送信用の信号を発生させて前記共振回路に供給する信号発生回路と、
   前記信号発生回路で発生させる送信用の信号の変動パターンを制御する変動パターン制御回路と
   を備え、
   前記位置検出装置は、
   前記位置指示器から送信された信号を受信する受信回路と、
   前記受信回路を通じて受信した信号に基づいて、前記位置指示器による操作面上の指示位置を検出するとともに、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない区間で送信された第１の信号と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した区間で送信された第２の信号とを比較することで前記変化素子の変化値を検出する検出回路と
   を備え、
   前記位置検出装置の前記検出回路は、前記受信回路を通じて受信した前記変動パターンを含む信号により生成されるタイミング信号に基づいて、前記位置指示器からの前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号が送信された区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号が送信された区間とを特定する
   ことを特徴とする入力装置。
2. 位置指示器と位置検出装置とからなる入力装置であって、
   前記位置指示器は、
   少なくともコイルとコンデンサとを備え、自機からの信号を送信する共振回路と、
   前記共振回路に対して接続される変化素子と、
   前記共振回路に対する前記変化素子の接続／非接続を切り換えることにより、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号を送信する区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号を送信する区間とを設ける制御回路と、
   送信用の信号を発生させて前記共振回路に供給する信号発生回路と、
   前記信号発生回路で発生させる送信用の信号の変動パターンを制御する変動パターン制御回路と
   を備え、
   前記位置指示器の前記共振回路を構成する前記コンデンサは、送信用電極とシールド電極とから構成されるものであり、
   前記位置検出装置は、
   前記位置指示器から送信された信号を受信する受信回路と、
   前記受信回路を通じて受信した信号に基づいて、前記位置指示器による操作面上の指示位置を検出するとともに、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない区間で送信された第１の信号と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した区間で送信された第２の信号とを比較することで前記変化素子の変化値を検出する検出回路と
   を備え、
   前記位置検出装置の前記検出回路は、前記受信回路を通じて受信した前記変動パターンを含む信号により生成されるタイミング信号に基づいて、前記位置指示器からの前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号が送信された区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号が送信された区間とを特定する
   ことを特徴とする入力装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の入力装置であって、
   前記位置指示器の前記変化素子は、使用者によって加えられる外圧に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサであることを特徴とする入力装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の入力装置であって、
   前記位置指示器の前記変化素子は、使用者によって加えられる外圧に応じてインダクタンスが変化する可変インダクタンスであることを特徴とする入力装置。
5. 位置指示器と位置検出装置とからなる入力装置の前記位置指示器であって、
   少なくともコイルとコンデンサとを備え、自機からの信号を送信する共振回路と、
   前記共振回路に対して接続される変化素子と、
   前記共振回路に対する前記変化素子の接続／非接続を切り換えることにより、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号を送信する区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号を送信する区間とを設ける制御回路と、
   送信用の信号を発生させて前記共振回路に供給する信号発生回路と、
   前記信号発生回路で発生させる送信用の信号の変動パターンを制御する変動パターン制御回路と
   を備えることを特徴とする位置指示器。
6. 位置指示器と位置検出装置とからなる入力装置の前記位置指示器であって、
   少なくともコイルとコンデンサとを備え、自機からの信号を送信する共振回路と、
   前記共振回路に対して接続される変化素子と、
   前記共振回路に対する前記変化素子の接続／非接続を切り換えることにより、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号を送信する区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号を送信する区間とを設ける制御回路と、
   送信用の信号を発生させて前記共振回路に供給する信号発生回路と、
   前記信号発生回路で発生させる送信用の信号の変動パターンを制御する変動パターン制御回路と
   を備え、
   前記共振回路を構成する前記コンデンサは、送信用電極とシールド電極とから構成されるものであることを特徴とする位置指示器。
7. 請求項５または請求項６に記載の位置指示器であって、
   前記変化素子は、使用者によって加えられる外圧に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサであることを特徴とする位置指示器。
8. 請求項５または請求項６に記載の位置指示器であって、
   前記変化素子は、使用者によって加えられる外圧に応じてインダクタンスが変化する可変インダクタンスであることを特徴とする位置指示器。
9. 少なくともコイルとコンデンサとを備え、自機からの信号を送信する共振回路と、前記共振回路に対して接続される変化素子と、前記共振回路に対する前記変化素子の接続／非接続を切り換えることにより、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号を送信する区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号を送信する区間とを設ける制御回路と、発信信号を発生させて前記共振回路に供給する発信信号発生回路と、前記発信信号発生回路で発生させる発信信号の変動パターンを制御する変動パターン制御回路とを備えた位置指示器と、位置検出装置とからなる入力装置の前記位置検出装置であって、
   前記位置指示器から送信された信号を受信する受信回路と、
   前記受信回路を通じて受信した信号に基づいて、前記位置指示器による操作面上の指示位置を検出するとともに、前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で送信された第１の信号と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で送信された第２の信号とを比較することで前記変化素子の変化値を検出する検出回路と
   を備え、
   前記検出回路は、前記受信回路を通じて受信した信号に応じて生成されるタイミング信号に基づいて、前記位置指示器からの前記共振回路に対して前記変化素子を接続しない状態で信号が送信された区間と、前記共振回路に対して前記変化素子を接続した状態で信号が送信された区間とを特定することを特徴とする位置検出装置。

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