JP6487694B2 - 位置指示器及び信号処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、ペン形状の位置指示器（スタイラス）及びこの位置指示器と静電容量結合するセンサ上での当該位置指示器の状態を検出する信号処理装置に関する。

例えばペン形状の位置指示器は、文字や絵などを入力する用途に用いられるが、この場合に、座標値による入力だけではなく、使用者の手のひねり具合や個人的癖等に基づく位置指示器の回転角や傾き角などの角度情報をデータとして入力したいという要求がある。

この要求に答えるために、位置指示器の、位置検出装置のセンサ面上での傾き角や、センサ面に垂直な方向を軸とした回転角を検出することができるようにする発明が、例えば特許文献１（特開２０１４‐３５６３１号公報）や特許文献２（米国特許第８，６３８，３２０Ｂ２明細書）などに提案されている。

特許文献１では、位置指示器の回転角を検出するために、芯体に第１の電極と第２の電極を設けて、それを交互に選択して交流信号を送出する電極を切り替える。この際に、第１の電極と第２の電極のどちらから交流信号を送出するのかを示す信号送出のパターン情報を位置指示器から送出される交流信号に含めるようにする。そして、位置検出装置は、位置指示器から受信したパターン情報に対応して求められる、位置指示器からの交流信号を受信したセンサ面上の複数の座標位置により、位置指示器のセンサ面に垂直な方向を軸とした回転角を計算する。

また、特許文献１においては、位置指示器の傾き角を検出するためには、筐体（ハウジング）に、筐体の一方の側の先端部が筐体の開口から突出した芯体を囲むように、３個の電極を設けると共に、予め決められたパターンに基づき選択された一つの電極に交流信号を供給する切替回路を設ける。そして、位置指示器は、切替回路によってパターンが切り替えられた際にそのパターンの種類を示すパターン情報を位置検出装置に送出する。そして、位置検出装置は、受信する少なくとも３通りのパターン情報に対応して求められる、少なくとも３つの座標位置及び３つの信号強度から、位置指示器のセンサ面に対する傾き角を計算するようにする。

また、特許文献２では、先端電極（tip electrode 414,714）と、その周辺の電極（ring electrode 416、segment electrode 716-A〜716-C）とに信号を供給し、タッチパネルにおける先端電極からの信号の受信パターンと、周辺の電極からの信号の受信パターンとから位置指示器（スタイラス）の回転角や傾き角を検出するようにしている。

特開２０１４‐３５６３１号公報 米国特許第８，６３８，３２０Ｂ２明細書

上記の特許文献１や特許文献２に示されるように、位置検出装置のセンサと静電容量結合することによってセンサ上で位置指示する静電結合方式の位置指示器においても、センサ面上における位置指示器自体の回転状況（回転角）や、センサ面に対する位置指示器の傾き角を検出するようにすることが要求されている。そして、最近は、この種の静電結合方式の位置指示器においても、センサ面に芯体（電極）の先端が当接した際に指示した位置を検出できればよいといった基本的性能を超えて、位置指示器の芯体（電極）の先端がセンサ面から離れている、いわゆるホバーの状態においても、位置指示器が指示するセンサ面上の位置を検出したいという要求がある。

しかしながら、特許文献１の位置指示器では、位置検出装置のセンサ面から離れた位置にある状態、すなわちホバー状態では、芯体に設けられた第１の電極と第２の電極は使用されず、芯体を囲むように設けられた３個の電極からセンサに対して信号が送出されるため、位置指示器からはセンサに対して必ずしも効率良く信号が送出されていない。このため、位置検出装置において、センサ面から離れたホバー状態にある位置指示器を感度良く検出することが困難であるという問題がある。

特許文献２の位置指示器の場合には、周辺の電極のみならず先端電極からも信号を送出するため、センサに対して位置指示器から効率良く信号を送出することができる。しかしながら、特許文献２の位置指示器においては、位置指示器がセンサ面に当接した状態であっても、センサ面から離れたホバー状態であっても、常に先端電極と全ての周辺の電極とから同時に信号をセンサに送出する構成であるため、電力消費が大きくなるという問題がある。この種の位置指示器はバッテリー駆動とされるものであり、電力消費の問題は重要である。

この発明は、以上の問題点に鑑み、長時間駆動あるいは低消費電力を考慮して、傾き角や回転角を検出可能と成すとともにホバー状態を感度良く検出可能と成すなどの、高度な機能の要求に対応した位置指示器を提供すると共に、センサ上におけるこの位置指示器の傾きや回転などの角度情報を効率良く、ホバー状態であるか否かの状態情報を感度良く検出可能とする信号処理装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明による位置指示器は、
ペン形状のハウジング内に所定の信号を生成する信号生成回路を備え、前記信号生成回路によって生成された信号を位置検出装置が備えるセンサに送出する位置指示器において、
前記信号生成回路は、第１の信号レベルを有する第１の信号と、前記第１の信号レベルよりも大きい第２の信号レベルを有する第２の信号を生成可能に構成されており、
前記ハウジングの前記ペン形状の軸心方向の一方の端部から突出するように配置された第１の電極と、
前記ハウジングの中心軸を囲むように前記第１の電極の近傍に配設された第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極に対して前記信号生成回路によって生成された信号の供給を制御する信号供給制御回路と、
外部から供給される制御信号を受信する制御信号受信回路と、
を備え、
前記信号供給制御回路は、前記制御信号受信回路によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第１の信号レベルを有する前記第１の信号を前記第１の電極に供給する信号供給制御と、前記第１の信号レベルよりも大きい前記第２の信号レベルを有する前記第２の信号を前記第２の電極に供給する信号制御が可能に構成されている
ことを特徴とする。

また、この発明による信号処理装置は、
ペン形状のハウジングの軸心方向の一方の端部から突出するように配置された第１の電極と、前記第１の電極の近傍であって前記ペン形状のハウジングの中心軸を囲むように配設された第２の電極を備えた位置指示器の前記第１の電極及び前記第２の電極のそれぞれと、グリッド構成に配置された電極を備えるセンサとの間での静電容量結合によって、前記センサ上での前記位置指示器の状態を検出する、前記センサに接続された信号処理装置であって、
前記位置指示器に配設された前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方の電極が前記センサとの間での静電容量結合によって形成されるオブジェクト領域を検出するオブジェクト領域検出回路と、
前記オブジェクト領域検出回路によって検出されたオブジェクト領域の出現状態を判定するオブジェクト領域出現状態判定回路と、
前記オブジェクト領域出現状態判定回路による判定結果を前記位置指示器に指示する判定結果指示回路と、
を備えたことを特徴とする。

上述の構成の位置指示器の発明においては、信号生成回路からの信号が、ペン形状のハウジングの軸心方向の一方の端部から突出するように配設された第１の電極と、前記ペン形状のハウジングの中心軸を囲むように前記第１の電極の近傍に配設された互いに電気的に分離された少なくとも３つの電極片から構成される第２の電極とに対して選択的に供給されることで、位置検出装置を構成する信号処理装置で、位置指示器の回転角及び傾き角を検出することができる。

この場合に、この発明によれば、ペン形状のハウジングの中心軸を囲むように配設された互いに電気的に分離された少なくとも３つの電極片からのみならず、ペン形状のハウジングの軸心方向の一方の端部から突出する、センサに対してより近い位置関係にある第１の電極からも信号がセンサに送出可能とされるので、センサにおける位置指示器からの信号の受信強度が向上する。

そして、少なくとも３つの電極片からなる第２の電極の全てから同時に信号が供給される制御に加えて、少なくとも３つの電極片の内の選択された電極片から信号がセンサに送出される制御を行うことで、電力消費量が低減され、バッテリー駆動の位置指示器に好適な構成を備える。

また、少なくとも３つの電極片の内の選択された電極片から信号がセンサに送出される制御が行われるため、位置指示器から送出された信号を受信する位置検出装置では、当該選択されて信号が送出されている電極片からの信号についてのみ位置検出処理及び信号レベル検出処理を行えばよい。このため、信号処理の負担が軽減されると共に、隣接する電極片のそれぞれによる指示位置領域が互いに干渉するのを防止でき、隣接する電極片のそれぞれからの信号レベルの検出処理及び指示位置検出処理が適切に行えるという効果を奏する。

信号供給制御回路が、第１の電極及び少なくとも３つの電極片のそれぞれに対して同時に信号を供給する信号供給制御を行っている場合には、ホバー状態においては、第１の電極及び少なくとも３つの電極片のそれぞれに対して同時に信号を供給することで、位置検出装置側では、位置指示器からの信号の受信強度が大きくなり、位置指示器のホバー状態を感度良く検出可能となる。

この発明によれば、消費電力を抑えながら、受信側での位置検出処理及び傾き角や回転角などの角度情報の検出及びホバー状態の検出などの高度な機能の要求に対応した位置指示器を提供すると共に、センサ上におけるこの位置指示器の傾きや回転などの角度情報、ホバー状態、あるいはホバー状態での指示位置などの状態を、効率良く、感度良く検出可能とする信号処理装置を提供することができる。

この発明による位置指示器の実施形態を、位置検出装置を備える電子機器と共に示す図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態の構造的構成例を説明するための断面図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態の信号処理回路の構成例を示すブロック図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態の要部の処理動作例の流れを説明するためのフローチャートを示す図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態の要部の処理動作例の説明のためのタイミングチャートを示す図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態の要部の処理動作例の説明のためのタイミングチャートを示す図である。 この発明による位置指示器の第１の実施形態の要部の処理動作例の説明のためのタイミングチャートを示す図である。 この発明による位置指示器の実施形態と共に使用する位置検出装置の概要を説明するための図である。 図８の例の位置検出装置を説明するために用いる図である。 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信号処理装置の実施形態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の実施形態と共に使用する信号処理装置の実施形態の要部の処理動作を説明するために用いる図である。 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信号処理装置の実施形態の要部の処理動作を説明するために用いる図である。 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信号処理装置の実施形態の要部の処理動作を説明するために用いる図である。 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信号処理装置の実施形態の要部の処理動作を説明するために用いる図である。 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信号処理装置の実施形態の要部の処理動作例の流れを説明するためのフローチャートを示す図である。 この発明による位置指示器の第２の実施形態の信号処理回路の構成例を示すブロック図である。 この発明による位置指示器の第３の実施形態の信号処理回路の構成例を示すブロック図である。 この発明による位置指示器の第３の実施形態の信号処理回路の動作説明に用いるタイミングチャートを示す図である。 この発明による位置指示器の第４の実施形態の信号処理回路の構成例を示すブロック図である。 この発明による位置指示器の第４の実施形態の信号処理回路の動作説明に用いるタイミングチャートを示す図である。 この発明による位置指示器の第５の実施形態の信号処理回路の構成例を示すブロック図である。 この発明による位置指示器の第５の実施形態の信号処理回路の動作説明に用いるタイミングチャートを示す図である。

以下、この発明による位置指示器及び位置検出装置の幾つかの実施形態を、図を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
図１は、この発明の実施形態の位置指示器１００を用いる電子機器の例としてのタブレット型情報端末２００の一例を示すものである。この例では、タブレット型情報端末２００は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置の表示画面２００Ｄを備え、表示画面２００Ｄの上部（表面側）に、静電容量方式の位置検出装置２０１を備えている。

使用者は、位置指示器１００や指などの指示体によりタブレット型情報端末２００の位置検出装置２０１のセンサ上において、位置指示の入力をする。位置検出装置２０１は、位置指示器１００や指による位置検出装置２０１のセンサ上での指示位置を検出すると共に、位置指示器１００の当該指示位置における回転角及び傾き角などの角度情報を検出する。

［実施形態の位置指示器１００の構造的な構成］
この実施形態の位置指示器１００は、ペン形状の外観を有するハウジング（筐体）１を備える。図２は、この実施形態の位置指示器１００の構造的な構成の概要を示す。図２（Ａ）は、位置指示器１００のハウジング１の一部を破断して、その内部を示したもの、また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

ハウジング１は、絶縁材料例えば樹脂からなる中空の円筒状形状の絶縁体部により構成されている。なお、ハウジング１の絶縁体部の外表周面の少なくとも操作者が当該位置指示器１００を把持する部分は、例えば金属からなる導電体部で覆われていてもよい。

ハウジング１の中空部内には、図２（Ａ）に示すように、基板ホルダー２と、図示を省略した駆動電源としての電池が収納される。基板ホルダー２は、絶縁性の樹脂、例えば液晶ポリマーにより構成され、筆圧検出モジュール保持部２ａと、プリント基板保持部２ｂとを備える。基板ホルダー２は、ハウジング１内においては軸心方向に移動しないように位置規制されている。

基板ホルダー２の筆圧検出モジュール保持部２ａには、後述する中心電極Ａを構成する芯体３に印加される筆圧を検出する筆圧検出モジュール４が保持されている。基板ホルダー２のプリント基板保持部２ｂには、プリント基板５が保持されている。

プリント基板５上には、この実施形態の信号処理回路が形成されている。すなわち、プリント基板５上には、抵抗やコンデンサ、スイッチ回路、ＩＣ（Integrated Circuit）、無線信号通信回路などからなる複数個の電子部品と、配線パターンが形成されており、信号処理回路は、これらにより構成されている。

信号処理回路を駆動する駆動電源の電圧は、図示を省略した電池から生成される。この電池は、この例では、充電式の２次電池が用いられる。なお、電池の代わりに、充電可能な電気二重層コンデンサを用いるようにしてもよい。

この例の筆圧検出モジュール４は、芯体３に印加される筆圧に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサの構成とされている。この実施形態における筆圧検出モジュール４は、例えば特開２０１１‐１８６８０３号公報に記載されている周知の可変容量コンデンサを用いて構成される。

この例の筆圧検出モジュール４を構成する感圧用部品は、図２（Ａ）に示すように、誘電体４１と、端子部材４２と、保持部材４３と、導電部材４４と、弾性部材４５との複数個の部品からなり、筒状体４６の中空部内に、軸心方向に並べられて収納されている。

この例の筆圧検出モジュール４として構成される可変容量コンデンサは、その一方の電極を構成する端子部材４２と、他方の電極を構成する導電部材４４との間に、誘電体４１が挟まれて構成される。端子部材４２と導電部材４４とは、図示は省略するが、プリント基板５の配線パターンに接続される。

そして、導電部材４４を保持する保持部材４３が、筒状体４６内を軸心方向に移動可能となるように構成されている。そして、導電性材料からなるコイルばねで構成される弾性部材４５により、保持部材４３が常時、芯体３側に付勢される。導電部材４４と弾性部材４５とは電気的に接続されており、弾性部材４５を構成するコイルばねの一端が可変容量コンデンサの他方の電極として、プリント基板５の配線パターンに接続される。

芯体３は、この例では、芯体ホルダー６により保持される。そして、この芯体ホルダー６の棒状部６ａが、筆圧検出モジュール４の保持部材４３の凹穴４３ａに圧入嵌合され、これにより芯体ホルダー６が芯体３側に抜け落ちないように保持部材４３に係合される。芯体３に印加される圧力は、芯体ホルダー６を介して筆圧検出モジュール４に伝達される。

すなわち、芯体３の先端３ａに圧力が印加されると、その圧力に応じて、芯体３及び芯体ホルダー６は、芯体３の先端３ａ側とは反対側に変位し、この変位により、筆圧検出モジュール４の保持部材４３が弾性部材４５の弾性偏倚力に抗して誘電体４１側に変位する。その結果、保持部材４３に嵌合されている導電部材４４が、誘電体４１側に変位し、導電部材４４と誘電体４１との間の距離、さらには、導電部材４４と誘電体４１との接触面積が、芯体３に印加される圧力に応じて変化する。これにより、筆圧検出モジュール４を構成する可変容量コンデンサの静電容量が、芯体３に印加される圧力に応じて変化する。よって、この筆圧検出モジュール４を構成する可変容量コンデンサの静電容量を検出することで、筆圧が検出される。

芯体３は、この例では、第１の電極の例としての中心電極Ａを構成するもので、導電性を有する材料、例えば金属で構成されている。なお、芯体３は、導電性金属粉が混入された樹脂で構成してもよいし、導電性を有するように構成されたフェルトからなるものであってもよい。

芯体３は、その先端３ａとは反対側の端部３ｂが芯体ホルダー６の嵌合凹部６ｂ内に嵌合されることにより、芯体ホルダー６に保持される。芯体３は、芯体ホルダー６に嵌合保持されている状態において、所定の力で引っ張ることで、芯体ホルダー６から引き抜くことができるように構成されている。この時、芯体ホルダー６は、基板ホルダー２の筆圧検出モジュール保持部２ａとプリント基板保持部２ｂとの間の段差部の壁により係止されて、芯体３の先端３ａ側に脱落しないように構成されている。

なお、芯体３と芯体ホルダー６とが嵌合してハウジング１内に収納されている状態においては、芯体３の中心軸位置と、芯体ホルダー６の中心軸位置は、ハウジング１の中空部の中心軸位置と一致するような状態となる。そして、この状態において、芯体３の先端３ａは、ハウジング１の軸心方向の一方の端部１ｂに形成されている開口１ａから外部に突出するようになる。基板ホルダー２のプリント基板保持部２ｂは、図２（Ａ）に示すように、ハウジング１の中空部の中心軸位置に、芯体３を挿通するための空間を備え、プリント基板５を、ハウジング１の中空部の中心軸位置からずれた位置において保持するように構成されている。

この実施形態では、芯体３を保持する芯体ホルダー６も導電性材料で構成されており、導電性の芯体３は、以下に説明するように、芯体ホルダー６を介して、プリント基板５に形成されている信号処理回路と電気的に接続されている。

すなわち、芯体ホルダー６の棒状部６ａには、導電性金属などの導電性材料からなるコイルばね７が装着されており、芯体ホルダー６は、このコイル７により、基板ホルダー２に対して常に芯体３側に付勢されるように構成されている。

そして、この実施形態では、図２（Ａ）に示すように、基板ホルダー２の筆圧検出モジュール保持部２ａには、導電性を有する芯体ホルダー６及びコイル７を介して、導電性を有する芯体３を、プリント基板５の信号処理回路に電気的に接続するための導体端子部材８が設けられている。この導体端子部材８は、コイルばね７の一端が当接する当接板部８ａと、当該当接板部８ａとプリント基板５の信号処理回路に接続されている配線パターンに接続される延伸部８ｂとからなる。信号処理回路からの信号は、この導体端子部材８、コイルばね７、芯体ホルダー６を介して、中心電極Ａを構成する芯体３に供給される。

ハウジング１の開口１ａ側の中空部内には、当該筐体の中心軸を囲むようにして、第２の電極を構成する３個の電極片９１，９２，９３が配設されている。これら３個の電極片９１，９２，９３は、例えば導電性金属材料や、導電性ゴムなどの導電性樹脂などで構成され、図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図である図２（Ｂ）に示すように、芯体３とは、絶縁部材９０により電気的に分離され、かつ、互いが電気的に分離されて配設されている。

この場合に、３個の電極片９１，９２，９３は、互いに同一形状及び同一の大きさとされると共に、円周方向に互いに同じ距離だけ離れて形成されている。したがって、３個の電極片９１，９２，９３は、この実施形態では互いに１２０度角間隔離れた位置に配置される。

絶縁部材９０は、芯体３が挿入される貫通孔を有する円筒状の部材であり、この例では、基板ホルダー２のプリント基板保持部２ｂの、ハウジング１の開口１ａ側の端部に設けられている。この絶縁部材９０の外周側面は、当該外周側面の径が開口１ａに近づくにしたがって徐々に小さくなるようにされてテーパー状となる円錐台形状とされている。

そして、電極片９１，９２，９３は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、絶縁部材９０の円錐台形状の外周側面の周囲の所定角度範囲をそれぞれ覆うようにして、互いに分離して、例えば接着あるいは被着されて配設されている。すなわち、電極片９１，９２，９３のそれぞれは、絶縁部材９０の外周側面の周囲の１２０度より小さい角範囲を覆うものとされ、互いに同じ角範囲分だけ隔てられて配設される。この場合に、電極片９１，９２，９３のそれぞれは、絶縁部材９０の外周側面の周囲の６０度〜９０度の角範囲を覆うものが好ましく、この例では、９０度の角範囲を覆うものとされている。したがって、この例では、電極片９１，９２，９３のそれぞれは、３０度の角範囲分だけ隔てられている。

これら電極片９１，９２，９３は、図示を省略した結線部において、プリント基板５の信号処理回路に接続されている配線パターンのそれぞれに接続されている。

なお、３個の電極片９１，９２，９３は、ハウジング１の開口１ａの近傍に配置された絶縁部材９０における円錐台形状の外周面部分に被着形成したり、印刷により形成したりしてもよい。

この実施形態では、以上のようにして、基板ホルダー２の筆圧検出モジュール保持部２ａに、芯体ホルダー６を筆圧検出モジュール４を保持すると共に、プリント基板保持部２ｂに、プリント基板５と絶縁部材９０及び３個の電極片９１，９２，９３とを保持したものを、一つのモジュール部品として構成している。そして、このモジュール部品の筆圧検出モジュール保持部２ａ側に対して、電池収納部を連結し、それらを開口１ａとは反対側の開口からハウジング１の中空部内に収納し、開口１ａとは反対側の開口を、蓋部により閉塞する。そして、芯体３を開口１ａから挿入して、芯体ホルダー６に嵌合させるようにすることで、位置指示器１００を構成する。

なお、ハウジング１の開口１ａ側を、キャップ部として、ハウジング１の本体とは分離するようにし、当該キャップ部を、ハウジング１の本体にねじ込むように構成してもよい。

［位置指示器１００の信号処理回路の構成例］
図３は、第１の実施形態の位置指示器１００の信号処理回路の構成例を示すブロック図である。すなわち、位置指示器１００の信号処理回路は、コントローラ１０と、駆動電源としての、充電可能な２次電池などの電池１１と、信号生成回路１２と、スイッチ回路１３，１４，１５，１６，１７，１８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９と、無線信号通信回路２０を備える。そして、コントローラ１０には、筆圧検出モジュール４を構成する可変容量コンデンサ４Ｃが接続されている。

図３に示すように、位置指示器１００は電源スイッチ２１を備え、電源スイッチ２１がオンとされたときに、コントローラ１０に電池１１の電圧が、電源電圧ＶＤＤとして印加される。電源スイッチ２１は、図２には示さなかったが、ハウジング１の外周側面に露呈して設けられている押釦が、使用者に押されることによりオンとされる。

コントローラ１０は、例えばマイクロプロセッサで構成されており、位置指示器１００の後述のような処理動作を制御する制御回路を構成するもので、駆動電源の例としての電池１１からの電源電圧ＶＤＤが供給されている。コントローラ１０は、後述するように、信号生成回路１２を制御したり、スイッチ回路１３，１４，１５，１６，１７，１８のそれぞれをオン、オフ制御したりすると共に、可変容量コンデンサ４Ｃの容量を監視することで、位置指示器１００の芯体３を介して印加される筆圧を検出する。この実施形態では、コントローラ１０は、後述するように可変容量コンデンサ４Ｃの放電時間から筆圧を検出する。

信号生成回路１２は、この第１の実施形態では、所定周波数ｆ１、例えば周波数ｆ１＝１．８ＭＨｚの交流信号を発生する発振回路を備える。コントローラ１０は、この信号生成回路１２を構成する発振回路に制御信号ＣＴを供給することで、当該発振回路をオン、オフ制御する。したがって、信号生成回路１２を構成する発振回路は、コントローラ１０からの制御信号ＣＴに応じて、発生する交流信号を断続させ、これにより、信号生成回路１２は、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調信号からなる信号Ｓｃを発生する。つまり、コントローラ１０による信号生成回路１２を構成する発振回路を制御することにより、信号生成回路１２はＡＳＫ変調信号を生成する。ＡＳＫ変調に代えて信号生成回路１２で生成される信号をＯＯＫ（On Off Keying）変調信号とするようにしてもよい。

そして、この実施形態では、コントローラ１０は、信号生成回路１２において、このＡＳＫ変調信号により、後述するように、電極片９１，９２，９３の選択状態を識別するための識別情報（ＩＤ（Identification））を出力信号に付加する制御を行う。すなわち、信号生成回路１２は、機能としてＩＤ付加部１２０を備える。また、信号生成回路１２は、コントローラ１０からの制御信号ＣＴによる制御により、ＡＳＫ変調信号として、位置指示器１００が指示する位置を位置検出装置２０１で検出させるためのみならず、位置指示器１００から送出される信号の信号送出タイミングに同期させて位置検出装置２０１で信号復調を可能にさせるための連続送信信号（バースト信号）及び必要な付加情報とを含めた信号Ｓｃを生成するようにする。

信号生成回路１２からの信号Ｓｃは、図示を省略したアンプで増幅された後、この実施形態では、芯体３を構成する中心電極Ａに供給されると共に、スイッチ回路１３，１４，１５のそれぞれを通じて、電極片９１，９２，９３のそれぞれに供給される。スイッチ回路１３，１４，１５は、コントローラ１０からの切替制御信号ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３によりオン、オフ制御される。これにより、信号生成回路１２からの信号Ｓｃは、電極片９１，９２，９３に選択的に供給される。

また、電極片９１，９２，９３は、この実施形態では、スイッチ回路１６，１７，１８のそれぞれを通じてグランドに接続される。これらスイッチ回路１６，１７，１８は、コントローラ１０からの切替制御信号ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６によりオン、オフ制御され、電極片９１，９２，９３に信号Ｓｃが供給されていないときには、例えばグランドに接続されるように制御される。

この場合に、切替制御信号ＳＷ４は、切替制御信号ＳＷ１の逆相の信号とされ、切替制御信号ＳＷ５は、切替制御信号ＳＷ２の逆相の信号とされ、切替制御信号ＳＷ６は、切替制御信号ＳＷ３の逆相の信号とされる。

すなわち、スイッチ回路１３，１４，１５は、電極片９１，９２，９３のうち、信号Ｓｃが供給されている電極片に接続されている１個のスイッチ回路がオンとされ、スイッチ回路１６，１７，１８は、電極片９１，９２，９３のうち、信号Ｓｃが供給されている電極片以外の２個の電極片に接続されている２個のスイッチ回路がオンとされる。

これにより、電極片９１，９２，９３のうち、位置検出装置２０１のセンサが、信号Ｓｃが供給されている電極片とのみ静電結合し、信号Ｓｃが供給される電極片以外の２個の電極片による悪影響を阻害することで、当該電極片からの信号を識別し易くしている。

なお、スイッチ回路１６，１７，１８を設けずに、電極片９１，９２，９３のうち、信号Ｓｃが供給されていない電極片は、フローティング状態（スイッチ回路１３，１４，１５のうち、信号Ｓｃが供給されていない電極片に接続されているスイッチ回路はオフとなっている）としてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、電池１１の電圧を昇圧して、電圧ＶＰの電源を生成する。この実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１９は、コントローラ１０により制御されて、例えば９Ｖと３０Ｖというように、複数の信号レベルの出力電圧ＶＰを生成する。なお、信号レベルを９Ｖから３０Ｖまで可変制御させることようにしてもよい。信号生成回路１２は、このように複数の信号レベルを備える電圧ＶＰを駆動電圧として受けることで、信号Ｓｃの振幅を電圧ＶＰに応じた振幅とする。

無線信号通信回路２０は、位置検出装置２０１との間で、無線により信号を通信する回路であり、この例では、ブルートゥース（登録商標）規格の近距離無線通信を用いている。なお、無線信号通信回路２０は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）規格の無線通信を用いてもよいし、これに限らず、赤外線通信、光通信などを用いた無線通信を用いてもよい。

無線信号通信回路２０は、この例では、位置指示器１００に割り当てられた、それぞれの位置指示器を互いに識別するための識別情報を位置検出装置２０１に送信する。また、無線信号通信回路２０は、位置検出装置２０１から送られてくるホバーモード及び位置指示モードから成るモード指示信号を受信する。コントローラ１０は、この位置検出装置２０１から送られてくるモード指示信号に基づいて位置指示器１００のモードがホバーモードと位置指示モードとの間で切り替えられて位置指示器１００からの交流信号の送出制御が行われる。このコントローラ１０による位置指示器１００の交流信号送出制御のためのモード切替の設定動作については、以下に説明する。

＜位置指示器１００の処理動作例＞
この第１の実施形態の位置指示器１００のコントローラ１０は、電源スイッチ２１がオンとされて、コントローラ１０に電源が投入されている状態において、位置検出装置２０１との無線信号の通信に基づいて、位置指示器１００のモード切替設定動作を行うことで、交流信号の送出制御が行われる。図４は、この第１の実施形態の位置指示器１００のコントローラ１０による交流信号送出の切替設定動作の流れの例を説明するためのフローチャートである。また、図５〜図７は、位置指示器１００の動作説明のために用いるタイムチャートである。

なお、以下の説明においては、芯体３は中心電極Ａと称し、また、電極片９１，９２，９３は、それぞれ周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄと称することとする。

この実施形態では、位置指示器１００の電源スイッチ２１がオンとされると、無線信号通信回路２０に電源電圧が供給されて、この無線信号通信回路２０を通じて位置検出装置２０１との間での無線信号通信の動作が開始されて（ステップＳ１０１）、位置検出装置２０１との間での無線信号通信が可能であるか否か判別する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２で、位置検出装置２０１との間での無線信号通信が可能ではないと判別したときには、コントローラ１０は、信号生成回路１２を構成する発振回路の発振動作を停止させるため、信号Ｓｃは送出されない（ステップＳ１０３）。そして、コントローラ１０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Ｓ１０２で、位置検出装置２０１との間での無線信号通信が可能であると判別すると、コントローラ１０は、位置指示器１００をホバーモードでの信号送出状態に設定する（ステップＳ１０４）。

このホバーモードにおいては、コントローラ１０は、無線信号通信回路２０を通じて位置指示器１００の識別情報を、位置検出装置２０１に無線送信すると共に、信号生成回路１２で生成した交流信号を、中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの全てから位置検出装置２０１のセンサに対して送出するように信号送出制御する（図５（Ａ）参照）。

すなわち、このホバーモードにおいては、コントローラ１０は、切替制御信号ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３により、スイッチ回路１３，１４，１５を常時オンとし、切替制御信号ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６により、スイッチ回路１６，１７，１８を常時オフとする。そして、コントローラ１０は、制御信号ＣＴにより信号生成回路１２を構成する発振回路を間欠的に駆動して、中心電極Ａ、周辺電極Ｂ、周辺電極Ｃ、周辺電極Ｄのそれぞれから、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すように、周期ＴＨで間欠的に、信号Ｓｃをバースト信号状に送出するようにする。

このホバーモードの処理は、位置指示器１００が位置検出装置２０１のセンサ面に当接して特定の位置を指示する位置指示モードの処理とは異なり、位置検出装置２０１のセンサ上に位置指示器が近づいた状態（いわゆるホバー状態）を良好に位置検出装置２０１で検出するようにするための処理である。このホバーモードの処理では、位置指示器１００からの交流信号を、中心電極Ａのみからの送出に換えて、第１の導体を構成する中心電極Ａ及び第２の導体を構成する３個の周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの全てから交流信号を同時に送出することで、交流信号の送出エネルギーを大きくし、位置検出装置２０１のセンサでの、位置指示器１００からの交流信号の検出を容易と成す。

ホバーモードにおいては、コントローラ１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１９を制御して電圧ＶＰを、第１の信号レベル、例えば３０Ｖとして、信号生成回路１２から出力される信号Ｓｃの振幅を大きくする。一方、周期ＴＨにおける信号Ｓｃの信号送出期間のデューティー比を制御して信号Ｓcを間欠的に送出することで、時間平均したときの消費電力が、後述する位置指示モードの際における第１の信号レベルよりも信号レベルが低い第２の信号レベルに設定された信号Ｓｃの送出時と同等となるようにする。すなわち、大きな信号レベルの信号Ｓｃを送出する際には、短い時間にて間欠的に信号を送出することで電力消費の増大を防止するようにしている。

このように、中心電極Ａ、周辺電極Ｂ、周辺電極Ｃ、周辺電極Ｄの全てから交流信号を送出すると共に、信号Ｓｃの振幅を大きくすることにより、位置指示器１００が、位置検出装置２０１のセンサ面よりも離れた、センサ面の上空位置（ホバー状態）にあっても、位置指示器１００から送出される信号Ｓｃの送出エネルギーが、より大きくなって、位置検出装置２０１では、ホバー状態にある位置指示器１００を、容易に検出することができるようにしている。

なお、上述の説明では、ホバーモードにおいては、各周期ＴＨで、中心電極Ａ、周辺電極Ｂ、周辺電極Ｃ、周辺電極Ｄの全てから信号Ｓｃを送出するようにした。しかし、図６（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）に示すように、中心電極Ａから各周期ＴＨで信号Ｓｃをバースト信号状に送出すると共に、周辺電極Ｂ、周辺電極Ｃ、周辺電極Ｄは、１周期ＴＨごとに切り替えて、選択的に信号Ｓｃを送出するようにしてもよい。また、中心電極Ａには交流信号は供給せず、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄに対してのみ、図６（Ｂ）〜（Ｄ）または図６（Ｆ）〜（Ｈ）に示すように、交流信号を供給するようにしてもよい。更には、電池などの駆動電源の残存電力量に制限が生じた場合には、中心電極Ａのみに交流信号を供給することも考えられる。

位置検出装置２０１は、このホバーモードに設定された位置指示器１００からの信号Ｓｃを受信すると、後述するように、位置指示器１００の芯体３の先端３ａの位置が、位置検出装置２０１のセンサ面に対して予め定められている近接距離、例えば５ｍｍ〜１ｃｍ以下の近接状態になったか否かを検出する。そして、位置検出装置２０１は、位置指示器１００が近接状態にはないと判別すると、ホバーモードを設定する指示を位置指示器１００に無線送信する。位置検出装置２０１は、位置指示器１００が近接状態にあることを判別すると、位置指示モードの設定指示（位置指示モードへの変更指示）を位置指示器１００に無線送信する。

なお、後述するように、この実施形態では、位置検出装置２０１が位置指示器１００に対してモードの設定指示を行った後には、位置指示器１００が位置検出装置２０１のセンサから、所定時間（例えば１秒）以下の短時間、近接状態を逸脱するように遠ざかったとしても、位置指示器１００に即座にホバーモードへのモード変更指示を送信しない。これは、例えば１秒以下の短時間であれば、使用者は、引き続き位置指示器１００による位置指示の入力操作をする意思が存在していると考えられるためである。すなわち、ホバーモードと位置指示モードとの間でのモード切替は、所定時間の切替ヒステリシスを設けている。

ステップＳ１０４でホバーモードでの交流信号送出状態になった位置指示器１００のコントローラ１０は、無線信号通信回路２０で受信する位置検出装置２０１からの信号を監視して、位置検出装置２０１から位置指示モードの指示を受信したか否か判別する（ステップＳ１０５）。

このステップＳ１０５で、位置指示モードの指示は受信しておらず、ホバーモードの指示を受信していると判別したときには、コントローラ１０は、処理をステップＳ１０４に戻し、ホバーモードでの信号送出状態を維持する。

また、ステップＳ１０５で、位置指示モードの指示を受信したと判別したときには、コントローラ１０は、位置指示器１００を位置指示モードの信号送出状態に切り替える（ステップＳ１０６）。

この位置指示モードにおいても、コントローラ１０は、無線信号通信回路２０を通じて位置指示器１００の識別情報を、位置検出装置２０１に無線送信するように制御する。そして、この位置指示モードにおいては、位置検出装置２０１で位置指示器１００による指示位置を検出させるようにすると共に、位置指示器１００の回転角及び傾き角を検出させるようにするために、コントローラ１０は、中心電極Ａからは信号生成回路１２で生成した交流信号を常に送出すると共に、周辺電極Ｂ、周辺電極Ｃ、周辺電極Ｄを順次に切り替えて選択的に信号Ｓｃを送出するようにする（図５（Ｂ）〜（Ｅ）参照）。

なお、位置指示モードにおいては、コントローラ１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１９を制御して、電圧ＶＰを第１の信号レベルよりも信号レベルが低い第２の信号レベル、例えば９Ｖとする。このような低電圧となっても、位置指示モードとなっている位置指示器１００は、位置検出装置２０１のセンサ面に当接し、あるいは十分に近接しているので、位置検出装置２０１では、位置指示器１００からの送出信号を感度良く受信することが可能である。

この実施形態においては、位置指示モードにおいては、コントローラ１０は、図５（Ｂ）及び図７（Ａ）に示すように、中心電極Ａと周辺電極Ｂとから信号Ｓｃを送出する期間ＴＢと、中心電極Ａと周辺電極Ｃとから信号Ｓｃを送出する期間ＴＣと、中心電極Ａと周辺電極Ｄとから信号Ｓｃを送出する期間ＴＤとを順次に切り替える。そして、コントローラ１０は、期間ＴＢと期間ＴＣと期間ＴＤの総和の時間長の期間Ｔ（図７（Ａ）参照）を１周期として、当該期間Ｔを繰り返すようにスイッチ回路１３〜１８を制御する。

すなわち、コントローラ１０は、図７（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、信号Ｓｃを送出するために、期間ＴＢでは切替制御信号ＳＷ１により周辺電極Ｂが接続されているスイッチ回路１３をオン、期間ＴＣでは切替制御信号ＳＷ２により周辺電極Ｃが接続されているスイッチ回路１４をオン、期間ＴＤでは切替制御信号ＳＷ３により周辺電極Ｄが接続されているスイッチ回路１５をオン、にそれぞれ制御する。

また、コントローラ１０は、図７（Ｅ）〜（Ｇ）に示すように、期間ＴＢでは切替制御信号ＳＷ５及びＳＷ６によりスイッチ回路１７，１８をオンにして、信号Ｓｃを供給しない周辺電極Ｃ，Ｄをグランドに接続し、期間ＴＣでは切替制御信号ＳＷ４及びＳＷ６によりスイッチ回路１６，１８をオンにして、信号Ｓｃを供給しない周辺電極Ｂ，Ｄをグランドに接続し、期間ＴＤでは切替制御信号ＳＷ４及びＳＷ５によりスイッチ回路１６，１７をオンにして、信号Ｓｃを供給しない周辺電極Ｂ，Ｃをグランドに接続するように、それぞれ制御する。

そして、この実施形態では、コントローラ１０は、期間ＴＢ、期間ＴＣ，期間ＴＤのそれぞれにおいては、信号生成回路１２において、発振回路からの交流信号に、中心電極Ａと周辺電極Ｂとによる送信期間であることを示す識別情報、中心電極Ａと周辺電極Ｃとによる送信期間であることを示す識別情報、中心電極Ａと周辺電極Ｄとによる送信期間であることを示す識別情報、を付加する制御を行う。さらに、この実施形態では、期間ＴＢにおいては、筆圧検出モジュール４を構成する可変容量コンデンサ４Ｃの静電容量に基づいて芯体３に印加される筆圧を検出して、その検出した筆圧の情報（筆圧データ）をも付加するように制御する。したがって、この第１の実施形態においては、期間ＴＢは、他の期間ＴＣ，ＴＤよりも期間長が長いものとされる。

このときの期間ＴＢ，ＴＣ，ＴＤにおけるコントローラ１０における処理動作を、図５及び図７のタイミングチャートを参照しながら説明する。

すなわち、期間ＴＢにおいては、図７（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、コントローラ１０は、まずスイッチ回路１３をオンにし、その他のスイッチ回路１４，１５はオフとして、３個の周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの内の周辺電極Ｂを選択する状態にする。そして、この選択状態において、コントローラ１０は、図５（Ｃ）に示すように、制御信号ＣＴを、一定期間ハイレベルを維持する状態とし、信号生成回路１２を構成する発振回路からの交流信号を一定期間連続して出力するように制御する。これにより、この期間ＴＢでは、中心電極Ａと周辺電極Ｂとは、周波数ｆ１の交流信号が一定期間連続するバースト信号を放射する状態になる（図５（Ｅ）のバースト信号送信期間（ＡＢ）参照）。

この期間ＴＢにおけるバースト信号送信期間（ＡＢ）中に、コントローラ１０は、可変容量コンデンサ４Ｃが接続されている端子Ｐｃを制御して、筆圧検出モジュール４を構成する当該可変容量コンデンサ４Ｃに加えられた筆圧を求める。すなわち、コントローラ１０は、端子Ｐｃをハイレベルとすることで可変容量コンデンサ４Ｃを充電する。次いで、コントローラ１０は、端子Ｐｃを入力状態に切り替える。このとき、可変容量コンデンサ４Ｃに蓄えられた電荷はこれと並列に接続された抵抗Ｒによって放電され、可変容量コンデンサ４Ｃの電圧Ｅｃ（図５（Ｄ）参照）は徐々に低下する。コントローラ１０は、端子ｃを入力状態に切り替えてから、可変容量コンデンサ４Ｃの電圧Ｅｃが、予め定めた閾値電圧以下に低下するまでの時間Ｔｐを求める。この時間Ｔｐは、求める筆圧に相当するものであり、コントローラ１０は、この時間Ｔｐから、筆圧を複数ビット、例えば１０ビットの値として求める。

そして、コントローラ１０は、期間ＴＢにおいては、バースト信号送信期間（ＡＢ）を終了すると、制御信号ＣＴ（図５（Ｃ）参照）を、所定の周期Ｔｄでハイレベルまたはロウレベルとして、信号生成回路１２を制御することにより、発振回路からの交流信号についてＡＳＫ変調を行う。このとき、コントローラ１０は、初回は制御信号ＣＴをハイレベルとして所定の時間、信号を送出する（図５（Ｅ）のスタート信号参照）。このスタート信号は、以降のデータ送出タイミングを位置検出装置２０１側で正確に判定することができるようにするために設けられているものである。すなわち、位置検出装置２０１が受信した位置指示器１００からのスタート信号の信号送出タイミングに位置検出装置２０１でのＡＳＫ復調などの信号処理を同期させるために設けられている。すなわち、位置検出装置２０１では、このスタート信号を利用して、位置指示器１００から受信した信号のＡＳＫ復調などの信号処理を同期させることができる。

なお、バースト信号送信期間（ＡＢ）及び後述するバースト信号送信期間（ＡＣ）、バースト信号送信期間（ＡＤ）におけるバースト信号を、位置指示器１００から送出させる信号の送出タイミングとして利用して位置検出装置２０１での信号処理を同期させることもできる。

このスタート信号に続く２Ｔｄの期間は、位置指示器１００から信号Ｓｃを送出する電極、すなわち、この期間ＴＢにおいては、中心電極Ａと共に信号Ｓｃを送出する周辺電極Ｂを識別するための識別情報の送出区間である。コントローラ１０は、この識別情報の送出区間には、この例では、図５（Ｅ）に示すように、周辺電極Ｂに対して２ビットの識別情報として、符号“００”を付与するように制御信号ＣＴを制御する。２ビットの符号としたのは、３つの周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれを識別するためである。

周辺電極Ｂの識別情報に続いて、コントローラ１０は、前述した動作により求めた１０ビットの筆圧データを順次送信する。即ち、コントローラ１０は、送信データが“０”のときは制御信号ＣＴ（図５（Ｃ）参照）をロウレベルとして信号生成回路１２を構成する発振回路からの交流信号の発生を停止し、送信データが“１”のときは制御信号ＣＴ（図５（Ｃ）参照）をハイレベルとして信号生成回路１２の発振回路から交流信号を発生させるように制御することでＡＳＫ変調を行う（図５（Ｅ）の筆圧データ送信期間参照）。図５（Ｃ）では、送信する筆圧が“０１０１１１０１０１”であることを例示している。

１０ビットの筆圧データの送信を終了すると、コントローラ１０は、中心電極Ａと周辺電極Ｂの選択期間を終了して、中心電極Ａと周辺電極Ｃの選択期間ＴＣに切り替えるようにするために、スイッチ回路１３及びスイッチ回路１５をオフにし、スイッチ回路１４のみをオンにするように切替制御信号ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３により切替制御する（図７（Ｂ）〜（Ｄ）参照）。

そして、この中心電極Ａと周辺電極Ｃの選択期間ＴＣになると、コントローラ１０は、期間ＴＢと同様にして、図５（Ｃ）に示すように、制御信号ＣＴを、一定期間ハイレベルを維持するように制御し、信号生成回路１２の発振回路からの交流信号を一定期間連続して、信号Ｓｃとして出力するようにする。これにより、中心電極Ａと周辺電極Ｃは、一定期間連続してバースト信号を送出する状態になる（図５（Ｅ）のバースト信号送信期間（ＡＣ）参照）。

期間ＴＣにおいて、このバースト信号送信期間（ＡＣ）を終了すると、コントローラ１０は、制御信号ＣＴ（図５（Ｃ）参照）をハイレベルとしてスタート信号を送出した後、中心電極Ａと共に信号Ｓｃを送出する周辺電極Ｃを識別するための識別情報の２ビット分の符号としてこの例では“１０”を付与するように、制御信号ＣＴを制御する。この例では、前述したように、中心電極Ａと周辺電極Ｃの選択期間ＴＣでは、筆圧検出動作は行わず、筆圧データの送信もしない。なお、中心電極Ａと周辺電極Ｃの選択期間ＴＣにおいても、筆圧検出動作を行なって、筆圧データの送信をするようにしても勿論よい。

期間ＴＣにおいて、中心電極Ａと共に信号Ｓｃを送出する周辺電極Ｃの識別情報の送出を終了すると、コントローラ１０は、期間ＴＣを終了して、中心電極Ａと周辺電極Ｄの選択期間ＴＤに切り替えるようにするために、スイッチ回路１３及びスイッチ回路１４をオフにし、スイッチ回路１５のみをオンにするように切替制御信号ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３により切替制御する。

この中心電極Ａと周辺電極Ｄの選択期間ＴＤにおいては、コントローラ１０は、中心電極Ａと周辺電極Ｃの選択期間ＴＣと同様にして、制御信号ＣＴ（図５（Ｃ）参照）を、一定期間ハイレベルを維持するように制御し、信号生成回路１２を構成する発振回路からの交流信号を一定期間連続して、信号Ｓｃとして出力するようにする。これにより、中心電極Ａと周辺電極Ｄは、一定期間連続してバースト信号を送出する状態になる（図５（Ｅ）のバースト信号送信期間（ＡＤ）参照）。

そして、バースト信号送信期間（ＡＤ）を終了すると、コントローラ１０は、制御信号ＣＴをハイレベルとしてスタート信号を送出した後、中心電極Ａと共に信号Ｓｃを送出する周辺電極Ｄを識別するための識別情報の２ビット分の符号としてこの例では“０１”を付与するように、制御信号ＣＴを制御する。この例では、中心電極Ａと周辺電極Ｄの選択期間ＴＤでも、筆圧検出動作は行わず、筆圧データの送信もしない。なお、この期間ＴＤにおいても、筆圧検出動作を行なって、筆圧データの送信をするようにしても勿論よい。

期間ＴＤにおいてバースト信号送信期間（ＡＤ）に続いて、中心電極Ａと共に信号Ｓｃを送出する周辺電極Ｄの識別情報の送出を終了すると、コントローラ１０は、期間Ｔｄを終了して、中心電極Ａと周辺電極Ｂの選択期間ＴＢに戻るように、切替制御信号ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を制御して、スイッチ回路１３をオンにし、その他のスイッチ回路１４，１５はオフに制御する。そして、コントローラ１０は、期間ＴＢにおける上述した制御処理を行う。以下同様にして、ステップＳ１０６の位置指示モードにおいては、コントローラ１０は、期間ＴＢ、期間ＴＣ、期間ＴＤを順次に巡回的に切り替える制御を行う。

このステップＳ１０６の次には、コントローラ１０は、無線信号通信回路２０で受信する位置検出装置２０１からの信号を監視して、位置検出装置２０１からホバーモードの設定指示（ホバーモードへの変更指示）の信号を受信したか否か判別する（ステップＳ１０７）。このステップＳ１０７で、ホバーモードの指示を受信してはおらず、位置指示モードの指示を受信していると判別したときには、コントローラ１０は、処理をステップＳ１０５に戻して、このステップＳ１０５の処理を繰り返す。

そして、ステップＳ１０７で、ホバーモードの指示を受信したと判別したときには、コントローラ１０は、処理をステップＳ１０４に戻し、ホバーモードにおける処理を実行するようにし、その後、上述したステップＳ１０４以降の処理を繰り返す。

＜位置検出装置２０１の構成例＞
次に、以上説明した位置指示器１００と共に使用される、この第１の実施形態の位置検出装置２０１の構成例について説明する。

図８は、この実施形態の位置検出装置２０１の概略構成例を説明するための図である。この例の位置検出装置２０１は、静電容量方式の位置検出装置の構成であり、いわゆるクロスポイント（相互容量）構成のセンサを備えており、指などの静電タッチ、特にマルチタッチを検出する場合は、第１の方向に配置された導体に送信信号を供給すると共に、第１の方向とは異なる第２の方向に配置された導体から信号を受信するように構成されている。また、指示体が、上述した位置指示器１００のような、位置指示信号を送出のための電気回路と、この電気回路を駆動する駆動電源を備えたアクティブ静電ペンの場合には、第１の方向及び第２の方向に配置されたそれぞれの導体から信号を受信する構成となる。なお、クロスポイント型静電容量方式の位置検出装置の原理等については、この出願の出願人に係る出願の公開公報である特開２０１１−３０３５号公報、特開２０１１−３０３６号公報、特開２０１２−１２３５９９号公報等に詳しく説明されている。

この実施形態の位置検出装置２０１は、図８に示すように、タッチパネル（位置検出センサ）を構成するセンサ３００と、制御装置部４００とで構成されている。

センサ３００は、この例では、下層側から順に、Ｙ導体群３０２、絶縁層、Ｘ導体群３０１を積層して形成されたもので、Ｘ導体群３０１とＹ導体群３０２とを互いに直交する方向に交差したグリッド構成を備える。Ｙ導体群３０２は、図８及び後述する図１０に示すように、例えば、横方向（Ｘ軸方向）に延在した複数のＹ導体３０２Ｙ１、３０２Ｙ２、…、３０２Ｙｎ（ｎは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列配置したものである。また、Ｘ導体群３０１は、Ｙ導体３０２Ｙ１、３０２Ｙ２、…、３０２Ｙｎに対して交差、この例では直交する縦方向（Ｙ軸方向）に延在した複数のＸ導体３０１Ｘ１、３０１Ｘ２、…、３０１Ｘｍ（ｍは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列配置したものである。

この実施形態のセンサ３００では、Ｘ導体群３０１を構成する複数のＸ導体３０１Ｘ１、３０１Ｘ２、…、３０１Ｘｍが第１の導体であり、Ｙ導体群３０２を構成する複数のＹ導体３０２Ｙ１、３０２Ｙ２、…、３０２Ｙｎが第２の導体である。このように、位置検出装置２０１では、Ｘ導体とＹ導体を交差させて形成したセンサパターンを用いて、指ｆｇやアクティブ静電ペンを構成する位置指示器１００などの指示体が指示する位置を検出する構成を備えている。

そして、この実施形態の位置検出装置２０１は、例えばスマートフォンと呼ばれる携帯機器などの電子機器に搭載されて使用される。このため、センサ３００は、電子機器が備える表示画面の大きさに対応したサイズを有している。画面サイズが例えば４インチ前後の大きさの指示入力面（センサ面）３００Ｓは、光透過性を有する、Ｘ導体群３０１とＹ導体群３０２とによって形成されている。

なお、Ｘ導体群３０１とＹ導体群３０２は、センサ基板の同一面側にそれぞれが配置される構成であってもよいし、センサ基板の一面側にＸ導体群３０１を配置し、他面側にＹ導体群３０２を配置する構成でもよい。

制御装置部４００は、センサ３００との入出力インターフェースとなるマルチプレクサ４０１と、指タッチ／ペン検出回路４０２と、制御回路４０３とからなる。

制御回路４０３は、位置検出装置２０１の全体の動作を制御するためのもので、この例では、ＭＰＵ（microprocessor unit）で構成されている。この実施形態の位置検出装置２０１は、指タッチの検出と、位置指示器１００などによるペンタッチの検出とを時分割で行うように制御する。すなわち、この実施形態の位置検出装置２０１では、図９に示すように、ペンタッチの検出を実行するペン検出期間ＰＰと、指タッチの検出を実行する指タッチ検出期間ＰＦとを交互に時分割で実行するようにしている。

制御回路４０３は、マルチプレクサ４０１及び指タッチ／ペン検出回路４０２を、指タッチ検出期間ＰＦとペン検出期間ＰＰとで切替制御するようにする。

制御装置部４００は、指タッチ検出期間では、Ｘ導体とＹ導体を交差させて形成したグリッド構成のセンサ３００のセンサパターンのそれぞれの交点における静電容量が、指がタッチされた位置で変化するので、その静電容量の変化を検出することにより指タッチの位置を検出するようにする。

また、制御装置部４００は、ペン検出期間ＰＰでは、位置指示器１００から送出された信号Ｓｃをセンサ３００で検出する。そして、制御装置部４００は、この位置指示器１００からの信号Ｓｃの受信情報に基づいて、位置指示器１００がセンサ３００のセンサ面３００Ｓからある程度以上離れた距離、例えば５ｍｍ以上離れた距離にあるホバー状態にあるか、センサ３００のセンサ面３００Ｓに対して５ｍｍ以内の距離に近接したホバー状態にあるか、あるいはセンサ３００のセンサ面３００Ｓに当接している状態にあるかを判定し、その判定結果に基づいて、位置指示器１００に対するモード指示信号を生成して、無線信号通信回路を通じて、位置指示器１００に送信する。

そして、位置指示器１００がセンサ３００のセンサ面３００Ｓに対して近接する状態にあるとき、及びセンサ３００のセンサ面３００Ｓに当接した状態にあるときには、位置検出装置２０１では、この位置指示器１００からの信号Ｓｃを、センサ３００のＸ導体群３０１（第１の導体：Ｘ導体）のみならず、Ｙ導体群３０２（第２の導体：Ｙ導体）でも受信する。そして、制御装置部４００は、第１の導体及び第２の導体を構成するそれぞれの導体について、位置指示器１００から送出された信号Ｓｃのレベルを測定して、受信信号が高レベルとなっている第１の導体及び第２の導体のそれぞれを特定することで位置指示器１００によるセンサ３００上での指示位置を検出するようにする。

また、センサ３００のセンサ面３００Ｓに当接した状態にあるときには、位置検出装置２０１では、位置指示器１００の芯体３に印加された筆圧データを受信して当該筆圧を検知すると共に、位置指示器１００の回転角及び傾き角を検出するようにする。

＜位置検出装置２０１の制御装置部４００の構成例＞
図１０は、位置検出装置２０１の制御装置部４００の構成図の一例を示したもので、主としてペン検出回路４０２Ｐの部分を中心として抽出した構成例を示したものである。したがって、この図１０の構成例の回路は、ペン検出期間ＰＰにおいて動作するものである。このペン検出回路４０２Ｐは、信号処理装置の第１の実施形態を構成する。

この例のペン検出回路４０２Ｐは、図１０に示すように、センサ３００に対して設けられる導体選択回路４１１と、増幅回路４１２と、バンドパスフィルタ回路４１３と、検波回路４１４と、サンプルホールド回路４１５と、アナログ−デジタル変換回路（以下、ＡＤ変換回路という）４１６とを備えると共に、前述した制御回路４０３を備える。

さらに、ペン検出回路４０２Ｐには、無線信号通信回路４１７が、制御回路４０３に接続されて設けられる。この無線信号通信回路４１７は、位置指示器１００の無線信号通信回路２０と無線通信を行うためのもので、この実施形態では、ブルートゥース（登録商標）規格の近距離無線通信が用いられている。

導体選択回路４１１は、前述したマルチプレクサ４０１の一部を構成する。増幅回路４１２と、バンドパスフィルタ回路４１３と、検波回路４１４と、サンプルホールド回路４１５と、ＡＤ変換回路４１６とは、前述した指タッチ／ペン検出回路４０２の内のペン検出回路の部分を構成する。

導体選択回路４１１は、制御回路４０３からの制御信号に基づいて、第１の導体３０１Ｘ１〜３０１Ｘｍおよび第２の導体３０２Ｙ１〜３０２Ｙｎの中からそれぞれ１本の導体を選択する。導体選択回路４１１により選択された導体は増幅回路４１２に接続され、位置指示器１００からの信号が、選択された導体により検出されて増幅回路４１２により増幅される。この増幅回路４１２の出力はバンドパスフィルタ回路４１３に供給されて、位置指示器１００から送信される信号の周波数の成分のみが抽出される。

バンドパスフィルタ回路４１３の出力信号は検波回路４１４によって検波される。この検波回路４１４の出力信号はサンプルホールド回路４１５に供給されて、制御回路４０３からのサンプリング信号により、所定のタイミングでサンプルホールドされた後、ＡＤ変換回路４１６によってデジタル値に変換される。ＡＤ変換回路４１６からのデジタルデータは制御回路４０３によって読み取られて、制御回路４０３の内部のＲＯＭに格納されたプログラムによって、処理される。

すなわち、制御回路４０３は、サンプルホールド回路４１５、ＡＤ変換回路４１６、および導体選択回路４１１に、それぞれ制御信号を送出するように動作する。そして、制御回路４０３は、ＡＤ変換回路４１６からのデジタルデータから、位置指示器１００のホバー状態の検出、位置指示器１００がセンサ３００上で指示する位置座標の検出、位置指示器１００の回転角及び位置指示器１００のセンサ３００のセンサ面３００Ｓに対する傾き角の検出などの角度情報の検出のための信号処理を行う。

次に、制御回路４０３における位置指示器１００のホバー状態の検出処理について説明する。

前述したように、位置指示器１００は、ホバー状態においては、信号Ｓｃを、中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの全てから送出するようにする。そして、位置検出装置２０１では、このホバー状態の検出処理においては、センサ３００で位置指示器１００から送出される信号を受信し、制御回路４０３が、当該センサ面３００Ｓにおける位置指示器１００の中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄからの信号の受信状態を判定することで、位置指示器１００が、センサ面３００Ｓに近接する所定の高さ（距離）以内のホバー位置に在るか否かを判定する。この例では、前述したように、近接する所定の高さ以内とは、センサ面３００Ｓと位置指示器１００の芯体３の先端との距離が、例えば５ｍｍ〜１ｃｍ以内、この例では、５ｍｍ以内とされる。

制御回路４０３は、この実施形態では、ホバー状態の検出処理のために、ソフトウエアプログラムによるソフトウエア処理機能として、図１０に示すように、オブジェクト領域検出回路４０３１と、オブジェクト領域出現状態判定回路４０３２と、判定結果指示回路４０３３とを備える。

ここで、オブジェクト領域とは、中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれから送出される信号によってセンサ３００上で形成される感応領域である。以下の説明においては、説明の簡単のため、中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれから送出される信号によってセンサ３００上で形成されるオブジェクト領域のそれぞれを、中心電極Ａのオブジェクト領域及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのオブジェクト領域と呼ぶことにする。

図１１は、位置指示器１００の芯体３の先端３ａのセンサ面３００Ｓからの距離の違いに応じたセンサ上のオブジェクト領域の出現状態の変化を説明するための図であり、便宜上、位置指示器１００がセンサ面３００Ｓに対して直立した状態となっている場合である。この図１１の左側には、位置指示器１００の芯体３の先端３ａの、センサ面３００Ｓからの高さ（距離）を示し、中央には、その時のセンサ面３００Ｓ上に形成されるオブジェクト領域の出現状態を示し、右側には、そのときに制御回路４０３で検出されるセンサ３００の導体からの信号レベルを示している。なお、図１１では、信号レベルは、センサ面３００Ｓの特定のＹ座標位置ＹｉにおけるＸ座標方向の変化を示している。

図１１（Ａ）は、位置指示器１００の芯体３の先端３ａが、センサ面３００Ｓよりも比較的遠く離れた高さｈ１の位置にある状態（第３のホバー状態）、例えば１０ｃｍ以上離れた状態を示しており、センサ面３００Ｓ上には、中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれのオブジェクト領域が互いに分離されずに全体として一塊となったようなオブジェクト領域ＯＢ１が形成される。そして、この時に制御回路４０３で検出されるセンサ３００の導体からの信号レベルは、全体として低い状態となる。

図１１（Ｂ）は、位置指示器１００の芯体３の先端３ａのセンサ面３００Ｓからの高さが、前記高さｈ１よりは小さいが近接状態の高さｈ３（例えば５ｍｍ〜１ｃｍ）よりも大きい高さｈ２の位置にある状態（第２のホバー状態）を示している。この時にも、センサ面３００Ｓ上には、中心電極Ａのオブジェクト領域と周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのオブジェクト領域とが互いに明確に分離されることなく全体として一塊となっているオブジェクト領域ＯＢ２が形成される。ただし、このときには、制御回路４０３で検出されるセンサ３００の導体からの信号レベルにより、中心電極Ａと周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄとが互いに識別可能となるような場合もある。

図１１（Ｃ）は、位置指示器１００の芯体３の先端３ａのセンサ面３００Ｓからの高さが、前記高さｈ２よりは小さい近接状態の高さｈ３の位置にある状態（第１のホバー状態）場合を示している。この時には、センサ面３００Ｓ上には、中心電極Ａのオブジェクト領域ＯＢａと、周辺電極Ｂのオブジェクト領域ＯＢｂと、周辺電極Ｃに対応するオブジェクト領域ＯＢｃと、周辺電極Ｄに対応するオブジェクト領域ＯＢｄとが、互いに分離されて得られる。そして、この時に制御回路４０３で検出されるセンサ３００の導体からの信号レベルは、各オブジェクト領域ＯＢａ、ＯＢｂ、ＯＢｃ、ＯＢｄに応じたものとなる。

なお、位置指示器１００がセンサ面３００Ｓに対して直立ではなく、所定の角度、傾いているときには、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄに対応して形成されるオブジェクト領域ＯＢｂ、ＯＢｃ、ＯＢｄの一部は、中心電極Ａのオブジェクト領域ＯＢａと重なる場合があるが、少なくとも、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのオブジェクト領域ＯＢｂ、ＯＢｃ、ＯＢｄの一つは、中心電極Ａのオブジェクト領域ＯＢａとは重ならずに、互いに分離した状態となる。

この実施形態では、制御回路４０３は、この図１１（Ｃ）に示したように、中心電極Ａに対応するオブジェクト領域ＯＢａが、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのオブジェクト領域ＯＢｂ、ＯＢｃ、ＯＢｄの少なくとも一つと重ならずに、互いに分離した状態となった時に、位置指示器１００がセンサ面３００Ｓに近接した状態となったと判定するようにする。

なお、中心電極Ａのオブジェクト領域ＯＢａが、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのオブジェクト領域ＯＢｂ、ＯＢｃ、ＯＢｄの少なくとも一つと重ならずに、互いに分離した状態となったことのみに基づいて、位置指示器１００がセンサ面３００Ｓに近接した状態となったと判定するのではなく、中心電極のオブジェクト領域ＯＢａで得られる信号レベルが所定の閾値レベルＬｔｈ以上となったことを併せて検出したときに、位置指示器１００がセンサ面３００Ｓに近接した状態となったと判定するようにしてもよい。その場合には、閾値レベルＬｔｈを変化させることにより、近接状態として検出する位置指示器１００の芯体３の先端３ａの高さｈ３を変えることができる。

制御回路４０３では、オブジェクト領域検出回路４０３１で、位置指示器１００から送出される信号によって形成されるオブジェクト領域の検出を行う。そして、オブジェクト領域出現状態判定回路４０３２において、検出されたオブジェクト領域の出現状態が、図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のいずれの状態にあるかをチェックし、検出されたオブジェクト領域が、図１１（Ｃ）の出現状態になっているかどうかを判定する。そして、オブジェクト領域出現状態判定回路４０３２は、その判定結果を、判定結果指示回路４０３３に渡す。判定結果指示回路４０３３は、オブジェクト領域出現状態判定回路４０３２から受け取った判定結果に応じて、ホバーモードあるいは位置指示モードのいずれかの指示情報を、無線信号通信回路４１７を通じて位置指示器１００に送信するようにする。

なお、前述もしたように、判定結果指示回路４０３３では、位置指示器１００に対して位置指示モードの指示をしていた状態から、位置指示器１００がホバーモードの指示を送信する状態になったと判定したとしても、即座にはホバーモードの指示を位置指示器１００に対して送信せず、位置指示モードの指示をしていた状態から、ホバーモードの指示を送信する状態になったと判定する状態が所定時間以上、例えば１秒以上連続したと判別したときに、位置指示器１００に対してホバーモードの指示を送信するようにする。

次に、位置検出装置２０１のペン検出回路４０２Ｐにおける、位置指示器１００の指示位置、回転角及び傾き角を検出するときの動作について以下に説明する。

制御回路４０３は、この実施形態では、ソフトウエアプログラムによるソフトウエア処理機能として、図１０に示すように、指示位置検出回路４０３４と、回転角検出回路４０３５と、傾き角検出回路４０３６とを備える。これらの指示位置検出回路４０３４と、回転角検出回路４０３５と、傾き角検出回路４０３６は、位置指示器１００に位置指示モードを指示した状態、つまり、位置指示器１００がセンサ面３００Ｓに対して近接している第１のホバー状態において動作するように制御される。

このとき、位置指示器１００は、前述したように、位置検出装置２０１からの位置指示モードの設定指示に応じて、中心電極Ａから常に信号Ｓｃを送出すると共に、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄからは、順次に切替選択されて信号Ｓｃを送出する位置指示モードの状態となっている。そして、位置検出装置２０１のセンサ面３００Ｓにおいては、図１１（Ｃ）に示したように、中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄによって形成されるオブジェクト領域ＯＢａ，ＯＢｂ、ＯＢｃ、ＯＢｄが互いに分離して検出可能な状態となっている。

そして、位置指示モードにおいては、位置指示器１００は、信号Ｓｃには、当該信号Ｓｃを供給する電極を識別する識別情報が含まれているので、ペン検出回路４０２Ｐの制御回路４０３では、その識別情報を検出することで、各オブジェクト領域ＯＢａ，ＯＢｂ、ＯＢｃ、ＯＢｄからの受信信号をそれぞれ識別して取得することができる。

位置指示器１００の制御回路４０３の指示位置検出回路４０３４では、中心電極Ａのオブジェクト領域ＯＢａの重心位置を、位置指示器１００によるセンサ３００上の指示位置として検出する。ここで、オブジェクト領域ＯＢａの重心位置とは、オブジェクト領域内のセンサ３００上の複数の導体に得られる信号レベルを用いて算出される位置である。

すなわち、図１２（Ａ）に示すように、位置指示器１００がセンサ面３００Ｓに垂直となっているときには、図１２（Ｂ）に示すように、オブジェクト領域ＯＢａは真円形状となって、位置指示器１００の芯体３による指示位置Ｐｔは、オブジェクト領域ＯＢａの中心位置に一致する。これに対して、図１２（Ｃ）に示すように、位置指示器１００が傾いている場合には、センサ面３００Ｓ上のオブジェクト領域ＯＢａは、図１２（Ｄ）に示すように楕円となり、しかも、位置指示器１００による指示位置Ｐｔは、オブジェクト領域ＯＢａの中心位置からずれた状態となる。

しかし、オブジェクト領域ＯＢａ内に含まれるセンサ３００上の導体に得られる信号のレベルは、芯体３の先端３ａの指示位置に応じた信号レベルとなっており、位置指示器１００により指示された位置として、ほぼ正しく得られる。なお、オブジェクト領域ＯＢｂ，ＯＢｃ，ＯＢｄから検出される周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの位置についても同様である。

回転角検出回路４０３５は、この例では、例えば周辺電極Ｂのセンサ面３００ＳのＹ軸方向を基準とした向きとして検出する。回転角検出回路４０３５は、指示位置検出回路４０３４で検出された中心電極Ａの位置座標（Ｘ０、Ｙ０）を取得する。次に、周辺電極Ｂの位置座標（Ｘ１，Ｙ１）を、上述の中心電極Ａの位置座標の検出と同様にして検出する。そして、この２つの位置座標（Ｘ０、Ｙ０）及び（Ｘ１，Ｙ１）から、回転角θを検出する。

図１３は、２つの座標値(Ｘ０、Ｙ０)および（Ｘ１、Ｙ１）が得られたときに位置指示器１００のセンサ面３００Ｓに垂直方向を軸とした回転角θを計算するための原理図である。この図１３では、Ｙ軸の正方向を基準（θ＝０）とし、θの範囲を−１８０°＜θ≦＋１８０°として、座標値（Ｘ１、Ｙ１）に対応する周辺電極Ｂの向きを定義するものである。このとき、位置指示器１００の回転角θは、回転角検出回路４０３５において、Ｘ０、Ｙ０、Ｘ１、Ｙ１、より次の（１）式〜（５）式のように計算される。

次に、この実施形態では、制御回路４０３の傾き角検出回路４０３６は、位置指示器１００の３つの周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄから送出された信号Ｓｃを受信して得られた各受信信号強度により、位置指示器１００の傾き角を求める。受信信号強度として、Ｘ軸座標値検出の際のレベルを用いても良いし、Ｙ軸座標値検出の際のレベルを用いても良いが、ここでは、Ｘ軸座標値検出の際のレベルを用いることにする。

図１４は、３つの周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄから送出された信号Ｓｃを受信して得られた各受信信号強度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を用いて位置指示器１００の傾き角を求めるための原理図である。図１４では、位置検出装置２０１のセンサ面３００Ｓからの高さ方向をｚ軸に取り、位置指示器１００の周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの位置に相当する点をそれぞれ、Ｂ，Ｃ，Ｄとして構成される正三角形の中心Ｇがｙｚ面上に、また周辺電極Ｂの位置に相当する点Ｂがｚ軸上にくるように座標軸を設定している。このときの各点の座標を、Ｂ点（０、０、ｚ１）、Ｃ点（ｘ２、ｙ２、ｚ２）、Ｄ点（ｘ３、ｙ３、ｚ３）、Ｇ点（０、ｙｇ、ｚｇ）として表すと、位置指示器１００の傾き角（θｘ、θｙ）は次の（６）式、（７）式に示すように求められる。

ここで、位置指示器１００の３つの周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの先端位置であるＢ点、Ｃ点、Ｄ点とセンサ面３００Ｓからの距離（ｚ１、ｚ２、ｚ３）は受信信号強度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３にほぼ反比例するので、αを比例係数として以下の（８）式、（９）式のように表す。

ここで、位置指示器１００の３つの周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの先端位置であるＢ点、Ｃ点、Ｄ点とセンサ面３００Ｓからの距離（ｚ１、ｚ２、ｚ３）は受信信号強度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３にほぼ反比例するので、αを比例係数として以下の（８）式、（９）式のように表す。

ここで、α/ｒは定数であるからこの値をあらかじめ求めておけば前記関係式よりθｘ、θｙを求めることができる。

次に、以上のように構成される制御回路４０３における処理の流れの一例を、図１５のフローチャートを参照しながら説明する。

制御回路４０３は、位置指示器１００からの信号Ｓｃをセンサ３００の導体群を通じて受信して、オブジェクト領域検出回路４０３１の機能によりオブジェクト領域の検出処理を実行する(ステップＳ２０１)。

ステップＳ２０１で、オブジェクト領域の検出処理を終了したら、制御回路４０３は、オブジェクト領域出現状態判定回路４０３２の機能により、オブジェクト領域のセンサ面３００Ｓ上における出現状態を検査し、オブジェクト領域が互いに分離して検出することできる状態であるか否かを判定する。オブジェクト領域が互いに分離して検出することができる状態であれば、それぞれのオブジェクト領域について、中心電極Ａ、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれのオブジェクト領域であるかの領域属性を判定する(ステップＳ２０２)。

そして、制御回路４０３は、オブジェクト領域出現状態判定回路４０３２の機能により、中心電極Ａのオブジェクト領域が、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのオブジェクト領域と分離して識別可能であるか否か判別する(ステップＳ２０３)。

ステップＳ２０３で、中心電極Ａによって形成されるオブジェクト領域が、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄによって形成されるオブジェクト領域と分離して識別することできないと判別したときには、制御回路４０３は、オブジェクト領域出現状態判定回路４０３２の機能により、前に位置指示モードの指示を位置指示器１００に送信していた状態から、所定時間、例えば１秒が経過したか否か判別する(ステップＳ２０４)。

このステップＳ２０４で、前に位置指示モードの指示を送出していた状態から所定時間以上経過していると判別したときには、制御回路４０３は、判定結果指示回路４０３３の機能により、無線信号通信回路４１７を通じて、ホバーモードの設定指示を、無線信号により位置指示器１００に送る(ステップＳ２０５)。このステップＳ２０５の次には、制御回路４０３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、中心電極Ａによって形成されるオブジェクト領域が、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄによって形成されるオブジェクト領域と分離して識別可能であると判別したときには、制御回路４０３は、判定結果指示回路４０３３の機能により、無線信号通信回路４１７を通じて、位置指示モードの設定指示を、無線信号により位置指示器１００に送る(ステップＳ２０６)。ステップＳ２０４で、前に位置指示モードの指示を送出していた状態から所定時間以上経過していないと判別したときにも、制御回路４０３は、このステップＳ２０６に進んで、無線信号通信回路４１７を通じて、位置指示モードの指示を、無線信号により位置指示器１００に送る。

ステップＳ２０６により位置指示モードの設定指示を位置指示器１００に送った後には、制御回路４０３は、指示位置検出回路４０３４の機能により、前述したようにして、位置指示器により指示されたセンサ３００上の位置の座標を検出する（ステップＳ２０７）。

次に、制御回路４０３は、位置検出装置２０１が設けられている、あるいは位置検出装置２０１が接続されている電子機器の機能として、位置指示器１００の回転角や傾き角の検出が要求されているか否かを判別し(ステップＳ２０８)、要求されていない判別したときには、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Ｓ２０８で、位置指示器１００の回転角や傾き角の検出が要求されていると判別したときには、制御回路４０３は、回転角検出回路４０３５及び傾き角検出回路４０３６の機能により、前述したようにして、位置指示器１００の回転角や傾き角を検出する(ステップＳ２０９)。その後、制御回路４０３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、位置指示器１００は、位置検出装置２０１のペン検出回路４０２Ｐから位置指示モード及びホバーモードの設定指示のいずれも受信しないときには、自身をホバーモードの状態にするようにするものである。

［第１の実施形態の効果］
上述した第１の実施形態の位置指示器１００においては、ホバーモード時には、中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの全てから交流信号を送出するようにするので、位置検出装置２０１のセンサ３００に送出される信号エネルギーは、大きくなり、位置検出装置２０１での位置指示器１００のホバー状態の検出が容易になる。

しかも、上述の実施形態においては、ホバーモード時に中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄに供給される交流信号は、位置指示モードの時よりも振幅が大きくされるので、その点でも位置検出装置２０１での位置指示器１００のホバー状態の検出が容易になる。そして、交流信号の振幅を大きくしても、交流信号は位置指示器１００から間欠的に送出されるため、消費電力の増加を抑えることができる。

そして、位置検出装置２０１では、位置指示器１００からの受信信号に基づいて、位置検出装置２０１のセンサ３００のセンサ面３００Ｓ上での位置指示器１００のホバー状態を識別し、位置指示器１００が位置検出装置２０１のセンサ３００のセンサ面３００Ｓに十分に近接したホバー状態にある場合には、位置指示器１００に位置指示モードの設定指示を送信するようにしているので、位置検出装置２０１では、位置指示器１００がセンサ面３００Ｓに当接していないホバー状態のときから、指示位置の検出ができるようになると共に、位置指示器１００の回転角や傾き角を検出することができるようになる。

［第１の実施形態の変形例］
なお、上述の第１の実施形態では、位置検出装置２０１のペン検出回路４０２Ｐからは、ホバーモードの設定指示と、位置指示モードの設定指示の両方を位置指示器１００に送るようにしたが、ホバーモードの設定指示は送出せずに、位置指示器１００Ａがセンサ面３００Ｓに対して近接した所定の高さ(距離)になったら、位置指示モードの指示をセンサ３００を通じて位置指示器１００Ａに送り、位置指示器１００Ａがセンサ面３００Ｓに対して近接した所定の高さでない状態が、所定時間例えば１秒継続したら、位置指示モード解除指示を位置指示器１００に送るように構成してもよい。

なお、上述の実施形態では、位置指示モード時には、信号生成回路１２で生成された信号Ｓｃが中心電極Ａと共に、供給される周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄを識別するために２ビットの識別情報を信号Ｓｃに含めるようにして位置指示器１００から送出するようにした。しかし、信号Ｓｃが中心電極Ａと共に、供給される周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄを識別する方法としては、この２ビットの識別情報を信号Ｓｃに含める方法に限られるものではない。

例えば上述の実施形態では、中心電極Ａと周辺電極Ｂとに供給する信号Ｓｃには、筆圧データを含め、中心電極Ａと周辺電極Ｃ、また中心電極Ａと周辺電極Ｄとに供給する信号Ｓｃには、筆圧データを含めてはいない。そして、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄは、周辺電極Ｂ→周辺電極Ｃ→周辺電極Ｄの順のように、所定の手順で順次切り替えられるものとされている。したがって、位置検出装置２０１では、筆圧データが含められている信号Ｓｃを受信しているときには、位置指示器１００では中心電極Ａと周辺電極Ｂが選択されていることを識別することができ、そして、その次の期間の信号Ｓｃのバースト信号は、中心電極Ａと周辺電極Ｃから送出されており、その次の期間の信号Ｓｃのバースト信号は、中心電極Ａと周辺電極Ｄから送出されていることを識別可能となる。

また、同様の考えから、中心電極Ａと周辺電極Ｂとから信号Ｓｃが送出される期間の期間長と、中心電極Ａと周辺電極Ｃ、また中心電極Ａと周辺電極Ｄとから信号Ｓｃが送出される期間の期間長との違いから、位置指示器１００で中心電極Ａと周辺電極Ｂが選択されていることを識別し、その識別結果から中心電極Ａと周辺電極Ｃ、また中心電極Ａと周辺電極Ｄが選択されている状態を識別するようにすることもできる。

すなわち、要は、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄは、例えば周辺電極Ｂ→周辺電極Ｃ→周辺電極Ｄの順に順次に切り替えられるものとされている場合には、中心電極Ａと共に信号Ｓｃが供給されるいずれか一つの周辺電極が識別することができればよい。したがって、例えば中心電極Ａと周辺電極Ｂとから信号Ｓｃが送出される期間の後にのみ、所定長の信号休止期間を設けたり、休止期間の代わりに、他と区別可能の所定の信号を挿入したりして、中心電極Ａと周辺電極Ｂとから信号Ｓｃが送出される期間を識別することができるようにしてもよい。その他、中心電極Ａと共に信号Ｓｃが供給されるいずれか一つの周辺電極が識別する方法としては、どのようなものであってもよい。

また、上述の実施形態におけるそれぞれのホバー状態の検出処理において、オブジェクト領域出現状態判定回路４０３２は、位置指示器１００の芯体３の先端３ａが、位置検出装置２０１のセンサ面に近接する状態を、中心電極Ａが、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄと識別可能となったか否かにより判定するようにしたが、中心電極Ａではなく、あるいは中心電極Ａだけではなく、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄによって形成されるオブジェクト領域のそれぞれが互いに識別可能となったか否かにより判定するようにしてもよい。

また、オブジェクト領域出現状態判定回路４０３２は、中心電極Ａのオブジェクト領域の大きさ及び／または周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのオブジェクト領域の大きさが、所定の大きさか否かに基づいて、位置指示器１００の芯体３の先端３ａの、位置検出装置２０１のセンサ面への近接状態を判定するようにしてもよい。

［第２の実施形態］
上述の第１の実施形態では、位置検出装置２０１のペン検出回路４０２Ｐの判定結果指示回路４０３３からの判定結果であるホバーモードの設定指示及び位置指示モードの設定指示は、無線信号通信回路４１７及び無線信号通信回路２０を通じて位置指示器１００に送るようにした。しかし、位置検出装置２０１のペン検出回路４０２Ｐからのホバーモードの設定指示及び位置指示モードの設定指示は、位置検出装置２０１のセンサ３００から、位置指示器１００の中心電極Ａ(芯体３)を通じて伝送するようにすることもできる。この第２の実施形態は、その場合の一例である。

この第２の実施形態の位置指示器１００Ａの信号処理回路の構成例を図１６に示す。この図１６において、図３に示した上述した第１の実施形態の位置指示器１００と同一部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

この第２の実施形態では、図１６に示すように、切替スイッチ回路２２を設け、その共通接点端子を中心電極Ａ（芯体３）に接続する。そして、この切替スイッチ回路２２の一方の固定接点端子Ｔを、信号生成回路１２の出力端に接続し、他方の固定接点端子Ｒを受信アンプ２３を介してコントローラ１０の信号受信端子に接続する。そして、コントローラ１０は、この切替スイッチ回路２２に切替制御信号ＳＷ７を供給する。その他は、図３に示した第１の実施形態の位置指示器１００と同様に構成する。なお、この第２の実施形態では、コントローラ１０は、無線信号通信回路２０は、位置指示器１００Ａの識別情報のみを位置検出装置２０１に送るようにする。

この第２の実施形態の位置指示器１００Ａでは、コントローラ１０は、ホバーモードにおいては、切替制御信号ＳＷ７により、切替スイッチ回路２２を、図６に示した間欠的なバースト信号の送信期間では、固定接点端子Ｔに接続するようにすると共に、この間欠的なバースト信号の送信直後においては、センサ３００からの信号を受信するのに十分な期間だけ、固定接点端子Ｒに接続するように切り替え制御する。

また、コントローラ１０は、位置指示モードにおいては、切替制御信号ＳＷ７により、切替スイッチ回路２２を、適宜の間欠的なタイミング、例えば図５（Ｅ）に示したバースト信号送信期間の直後において、センサ３００からの信号を受信するのに十分な期間だけ、固定接点端子Ｒに接続するようにすると共に、他の期間は固定接点端子Ｔに接続するように切り替え制御する。

一方、位置検出装置２０１のペン検出回路４０２Ｐは、位置指示器１００Ａから受信したバースト信号に基づいて、当該バースト信号の受信が途絶えた時点をスタート時点として、判定結果指示回路４０３３から、ホバーモードの設定指示または位置指示モードの設定指示の情報を、センサ３００を通じて位置指示器１００Ａに送信するようにする。

位置指示器１００Ａのコントローラ１０は、位置検出装置２０１からホバーモードの指示を受信したときと、位置検出装置２０１から何も信号を受信できないときには、位置指示器１００Ａをホバーモードの状態とする。そして、位置検出装置２０１から位置指示モードの指示を受信したときに位置指示器１００Ａを位置指示モードに切り替えるようにする。

なお、この第２の実施形態の場合には、位置検出装置２０１のペン検出回路４０２Ｐは、ホバーモードの設定指示は送出せずに、位置指示器１００Ａがセンサ面３００Ｓに対して近接した高さ(距離)になったら、位置指示モードの設定指示をセンサ３００を通じて位置指示器１００Ａに送り、位置指示器１００Ａがセンサ面３００Ｓに対して近接した所定の高さ(距離)でない状態が、所定時間例えば１秒以上継続したら、位置指示モード解除指示を位置指示器１００Ａに送るようにしてもよい。

［第３の実施形態］
上述の第１の実施形態の位置指示器１００では、中心電極Ａとしての芯体３には、常時、信号生成回路１２で生成された信号Ｓｃを供給するようにしている。しかし、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄとしての３個の電極片９１，９２，９３のみではなく、中心電極Ａをも含めて、信号Ｓｃを選択的に供給するようにしてもよい。第３の実施形態の位置指示器１００Ｂは、そのように構成した場合の一例である。

図１７は、この第３の実施形態の位置指示器１００Ｂの信号処理回路の構成例を示す図である。この図１７において、図３に示した上述した第１の実施形態の位置指示器１００と同一部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図１７に示すように、この第３の実施形態の位置指示器１００Ｂにおいては、信号生成回路１２からの信号Ｓｃは、スイッチ回路２４を介して中心電極Ａ（芯体３）に供給され、また、中心電極Ａは、スイッチ回路２５を通じてグランドに接続される。そして、スイッチ回路２４及び２５は、コントローラ１０からの切替制御信号ＳＷ８及びこの切替制御信号ＳＷ８と逆相の切替制御信号ＳＷ９により、オン・オフ制御される。その他は、図３に示した第１の実施形態の位置指示器１００と同様に構成される。

この第３の実施形態の位置指示器１００Ｂにおいては、ホバーモード時には、コントローラ１０は、スイッチ回路１３〜１５及びスイッチ回路２４をオン、スイッチ回路１６〜１８及びスイッチ回路２５をオフとして、図１８（Ａ）に示すように、第１の実施形態の位置指示器１００と同様に、中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの全てに、信号生成回路１２で生成されたホバーモード時の交流信号を供給するようにする。この場合に、信号生成回路１２から中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄに供給されるホバーモード時の交流信号は、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すような間欠的に送出される信号である。

また、この場合にも、図６（Ｅ）〜（Ｈ）に示すように、信号生成回路１２から中心電極Ａには常に交流信号を供給すると共に、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄに対しては、順次に切り替えて供給するようにしてもよい。また、中心電極Ａには交流信号は供給せず、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄに対してのみ、図６（Ｂ）〜（Ｄ）または図６（Ｆ）〜（Ｈ）に示すように、交流信号を供給するようにしてもよい。

この第３の実施形態の位置検出装置２０１では、位置指示器１００Ｂからの信号の受信信号に基づいて、ホバー状態の検出処理は、上述した第１の実施形態で説明したのと同様にして、ホバー状態の検出処理が行うことができる。

この第３の実施形態の位置指示器１００Ｂにおいては、位置指示モード時には、コントローラ１０は、切替制御信号ＳＷ１〜ＳＷ３（図１８（Ｅ）〜（Ｇ）参照）及び切替制御信号ＳＷ８（図１８（Ｄ）参照）により、スイッチ回路１３〜１５及びスイッチ回路２４をオン・オフ制御して、図１８（Ｂ）に示すように、信号生成回路１２で生成された信号Ｓｃを送出する期間を、この例では、中心電極Ａの期間ＴＡ、周辺電極Ｂの期間ＴＢ´、周辺電極Ｃの期間ＴＣ´、周辺電極Ｄの期間ＴＤ´の順に、切り替える。

そして、切替制御信号ＳＷ１〜ＳＷ３及び切替制御信号ＳＷ８によって、スイッチ回路２４を介して信号生成回路１２で生成された信号Ｓｃが中心電極Ａに送出する期間ＴＡでは、切替制御信号ＳＷ９によってスイッチ回路２５をオフ制御するとともに、切替制御信号ＳＷ４〜ＳＷ６によってスイッチ回路１６〜１８をオン制御することで中心電極Ａへの信号Ｓｃの送出に同期して全ての周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄをグランドに接続する制御を行う。すなわち、中心電極Ａに信号Ｓｃを送出して位置指示器１００Ｂが指示する位置を指示する際には、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄをグランドに接続する制御を行うことで、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄがセンサ３００との間で静電結合されることで、中心電極Ａが指示する位置がずれて検出されて視認誤差となる影響を抑制することができる。

そして、この第３の実施形態の例では、中心電極Ａの期間ＴＡ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの期間ＴＢ´，ＴＣ´，ＴＤ´のそれぞれにおいて送出される信号Ｓｃは、図１８（Ｃ）に示すように、全て同様に、前述したバースト信号送信期間と筆圧データ送信期間からなるものとし、図５（Ｅ）に示したように、バースト信号送信期間の後には、それぞれ２ビットの識別情報を付加するようにする。

この第３の実施形態における位置検出装置２０１では、上述した第１の実施形態とほぼ同様にして、ホバー状態の検出処理及び指示位置検出処理、回転角検出処理、傾き角検出処理を行うことできるので、その説明は省略する。

なお、上述の第３の実施形態の説明では、中心電極Ａの期間ＴＡ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの期間ＴＢ´，ＴＣ´，ＴＤ´のそれぞれにおいて送出される信号Ｓｃには、識別情報を付加するようにして、位置検出装置２０１で、それらの期間ＴＡ，ＴＢ´，ＴＣ´，ＴＤ´を識別するようにしたが、この第３の実施形態においても、第１の実施形態の変形例で説明したようにすることで、識別情報を信号Ｓｃに付加することなく、位置検出装置２０１で、それらの期間ＴＡ，ＴＢ´，ＴＣ´，ＴＤ´を識別させるようにすることができる。

［第４の実施形態］
上述の第１の実施形態の位置指示器１００では、中心電極Ａと、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄとに同じ周波数ｆ１の信号を供給するようにしていた。しかし、中心電極Ａに供給する信号と、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄとに供給する信号とで、周波数を異ならしてもよい。第４の実施形態の位置指示器１００Ｃは、そのように構成した場合の一例である。

図１９は、この第４の実施形態の位置指示器１００Ｃの信号処理回路の構成例を示す図である。この図１９において、図３に示した上述した第１の実施形態の位置指示器１００と同一部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

この第４の実施形態の信号生成回路１２Ｃが備える発振回路は、周波数ｆ１の信号と、周波数ｆ２の信号を生成する。そして、コントローラ１０は、この信号生成回路１２Ｃに対して、周波数ｆ１の信号の発振を制御する制御信号ＣＮ１と、周波数ｆ２の信号の発振を制御する制御信号ＣＮ２を供給する。

そして、信号生成回路１２Ｃからの周波数ｆ１の信号Ｓｃ（ｆ１）は、常時、中心電極
Ａに供給される。また、信号生成回路１２Ｃからの周波数ｆ２の信号Ｓｃ（ｆ２）は、スイッチ回路１３，１４，１５のそれぞれを介して、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれに供給される。その他の構成は、図３に示した第１の実施形態の位置指示器１００と同様である。

この第４の実施形態の位置指示器１００Ｃにおいては、ホバーモード時には、コントローラ１０は、スイッチ回路１３〜１５をオン、スイッチ回路１６〜１８をオフとして、図２０（Ａ）に示すように、第１の実施形態の位置指示器１００と同様に、中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの全てに、信号生成回路１２で生成されたホバーモード時の交流信号を供給するようにする。

この第４の実施形態の位置検出装置２０１においても、位置指示器１００Ｃからの信号の受信信号に基づいて、ホバー状態の検出処理は、上述した第１の実施形態で説明したのと同様にして、ホバー状態の検出処理が行うことができる。ただし、この第４の実施形態では、中心電極Ａから送出される信号の周波数はｆ１であり、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄから送出される信号の周波数はｆ２であるので、位置検出装置２０１では、周波数の違いを利用して、中心電極Ａから送出される信号の受信信号と、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄから送出される信号の受信信号とを分離して処理することができる。

したがって、位置検出装置２０１では、上述したホバー状態の検出処理における中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ〜Ｄによって形成されるオブジェクト領域の検出処理において、中心電極Ａによるオブジェクト領域と、周辺電極Ｂ〜Ｃによるオブジェクト領域の検出処理を分離して行うことができるようになる。

なお、この第４の実施形態の場合においても、信号生成回路１２Ｃから中心電極Ａ及び周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄに供給されるホバーモード時の交流信号は、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すような間欠的に送出される信号となる。

また、この場合にも、図６（Ｅ）〜（Ｈ）に示すように、信号生成回路１２から中心電極Ａには常に交流信号を供給すると共に、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄに対しては、順次に切り替えて供給するようにしてもよい。また、中心電極Ａには交流信号は供給せず、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄに対してのみ、図６（Ｂ）〜（Ｄ）または図６（Ｆ）〜（Ｈ）に示すように、交流信号を供給するようにしてもよい。

この第４の実施形態の位置指示器１００Ｃにおいては、位置指示モード時には、コントローラ１０は、図２０（Ｂ）に示すように、信号生成回路１２Ｃで生成された信号Ｓｃ（ｆ１）は、中心電極Ａに常時供給するようにする。また、コントローラ１０は、切替制御信号ＳＷ１〜ＳＷ３（図２０（Ｃ）〜（Ｄ）参照）により、スイッチ回路１３〜１５をオン・オフ制御して、図２０（Ｂ）に示すように、信号生成回路１２Ｃで生成された信号Ｓｃ（ｆ２）を送出する期間を、この例では、周辺電極Ｂの期間ＴＢ´´、周辺電極Ｃの期間ＴＣ´´、周辺電極Ｄの期間ＴＤ´´の順に、切り替える。

そして、この第４の実施形態の位置指示器１００Ｃでは、位置指示モード時には、中心電極Ａからは、図５（Ｅ）の期間ＴＢの送信信号として示したバースト信号送信期間と筆圧データ送信期間とを、繰り返し送信させるようにする。

位置検出装置２０１は、この位置指示器１００Ｃからの受信信号から、周波数ｆ１の成分を抽出し、その抽出した成分を制御回路４０３における指示位置検出回路４０３４で処理することで、位置指示器１００Ｃによる指示位置の検出を行う。

また、第４の実施形態の位置指示器１００Ｃでは、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの期間ＴＢ´´，ＴＣ´´，ＴＤ´´のそれぞれにおいて、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれに送出する信号Ｓｃ（ｆ２）は、図５（Ｅ）の期間ＴＣ，ＴＤの送信信号として示したバースト信号送信期間の後に２ビットの識別情報を付加したものとする。

位置検出装置２０１は、この位置指示器１００Ｃからの受信信号から、周波数ｆ２の成分を抽出し、その抽出した成分を制御回路４０３における回転角検出回路４０３５及び傾き角検出回路４０３６で処理することで、位置指示器１００Ｃの回転角及び傾き角の検出を行う。

なお、上述の第４の実施形態の説明では、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄの期間ＴＢ´´，ＴＣ´´，ＴＤ´´のそれぞれにおいて送出される信号Ｓｃには、識別情報を付加するようにして、位置検出装置２０１で、それらの期間ＴＢ´´，ＴＣ´´，ＴＤ´´を識別するようにしたが、この第４の実施形態においても、第１の実施形態の変形例で説明したようにすることで、識別情報を信号Ｓｃに付加することなく、位置検出装置２０１で、それらの期間ＴＢ´´，ＴＣ´´，ＴＤ´´を識別させるようにすることができる。

［第５の実施形態］
上述の第４の実施形態の位置指示器１００Ｃでは、中心電極Ａとしての芯体３には、常時、信号生成回路１２で生成された信号Ｓｃ（ｆ１）を供給するようにしていた。しかし、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄとしての３個の電極片９１，９２，９３のみではなく、中心電極Ａをも含めて、信号Ｓｃ（ｆ１）及び信号Ｓｃ（ｆ２）を選択的に供給するようにしてもよい。第５の実施形態の位置指示器１００Ｄは、そのように構成した場合の一例であり、信号Ｓｃの周波数がｆ１のみを用いる第１の実施形態に対する第３の実施形態と同様の関係にある。

図２１は、この第５の実施形態の位置指示器１００Ｄの信号処理回路の構成例を示す図である。この図２１において、図１９に示した上述した第４の実施形態の位置指示器１００Ｃと同一部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

この第５の実施形態の位置指示器１００Ｄの信号処理回路は、図２１に示すように、信号生成回路１２Ｃからの周波数ｆ１の信号Ｓｃ（ｆ１）が、スイッチ回路２６を通じて中心電極Ａ（芯体３）に供給される。そして、中心電極Ａ（芯体３）は、スイッチ回路２７を通じてグランドに接続される。

そして、スイッチ回路２６及び２７は、コントローラ１０からの切替制御信号ＳＷ１０及び、この切替制御信号ＳＷ１０と逆相の切替制御信号ＳＷ１１により、オン・オフ制御される。その他は、図１７に示した第４の実施形態の位置指示器１００Ｃと同様に構成される。

この第５の実施形態の位置指示器１００Ｄの動作は、位置指示器１００Ｄの中心電極Ａから送出される信号の周波数と、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄから送出される信号の周波数が異なる点を除けば、第３の実施形態の位置指示器１００Ｃと同様となるので、ここでは、その説明は省略する。なお、第３の実施形態の位置指示器１００Ｂの場合における図１８のタイミングチャートに対応する第５の実施形態の位置指示器１００Ｄのタイミングチャートを図２２に示す。

そして、同様に、この第５の実施形態においては、位置検出装置２０１では、中心電極Ａからの信号成分と、周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄからの信号成分とを、周波数分離して処理する点を除けば、上述の第３の実施形態の場合と同様となるので、ここでは、その説明は省略する。

［その他の実施形態または変形例］
なお、上述の実施形態の位置指示器では、第２の電極を構成する電極片（周辺電極）は３個としたが、３個以上であってもよい。

また、上述の実施形態の位置指示器では、信号を送出する第２の電極を構成する電極片９１，９２，９３（周辺電極Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、ハウジング１の内周面側に設けるようにしたが、ハウジング１の外周壁面に形成するようにしてもよい。

なお、上述の実施形態の位置指示器では、第２の電極（周辺電極）は、複数個に分割したものとしたが、芯体（中心電極）の周囲をぐるりと囲むように環状に構成した１個としてもよい。

１…ハウジング、３…芯体（中心電極）、４…筆圧検出モジュール、５…プリント基板、６…芯体ホルダー、１２…信号生成回路、９１，９２，９３…電極片、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ…位置指示器、２０１…位置検出装置、４００…制御装置部、４０２Ｐ…ペン検出回路、４０３…制御回路

Claims (21)

1. ペン形状のハウジング内に所定の信号を生成する信号生成回路を備え、前記信号生成回路によって生成された信号を位置検出装置が備えるセンサに送出する位置指示器において、
   前記信号生成回路は、第１の信号レベルを有する第１の信号と、前記第１の信号レベルよりも大きい第２の信号レベルを有する第２の信号を生成可能に構成されており、
   前記ハウジングの前記ペン形状の軸心方向の一方の端部から突出するように配置された第１の電極と、
   前記ハウジングの中心軸を囲むように前記第１の電極の近傍に配設された第２の電極と、
   前記第１の電極と前記第２の電極に対して前記信号生成回路によって生成された信号の供給を制御する信号供給制御回路と、
   外部から供給される制御信号を受信する制御信号受信回路と、
   を備え、
   前記信号供給制御回路は、前記制御信号受信回路によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第１の信号レベルを有する前記第１の信号を前記第１の電極に供給する信号供給制御と、前記第１の信号レベルよりも大きい前記第２の信号レベルを有する前記第２の信号を前記第２の電極に供給する信号制御とが可能に構成されている
   ことを特徴とする位置指示器。
2. 前記第２の電極は少なくとも３つの電極片から構成されており、
   前記信号供給制御回路は、前記信号生成回路によって生成された前記第１の信号を、前記第１の電極に供給すると共に、前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片に対しては選択的に供給する信号供給制御が可能に構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
3. 前記信号供給制御回路は、前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片の選択状況を示す識別情報を前記信号生成回路によって生成された前記第１の信号に付加する制御を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の位置指示器。
4. 前記信号供給制御回路は、前記信号生成回路によって生成された前記第１の信号を前記第１の電極及び前記第２の電極に対して選択的に供給する信号供給制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
5. 前記信号供給制御回路は、前記第１の電極及び前記第２の電極の選択状況を示す識別情報を前記信号生成回路によって生成された信号に付加する制御を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の位置指示器。
6. 前記第２の電極は少なくとも３つの電極片から構成されており、
   前記信号供給制御回路は、前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片の中の複数の電極片に対して前記信号生成回路によって生成された信号を供給する信号供給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。
7. 前記複数の電極片とは、前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片の全ての電極片である
   ことを特徴とする請求項６に記載の位置指示器。
8. 前記信号供給制御回路は、前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片の中の複数の電極片に対して前記第２の信号を供給するとともに、前記第１の電極に対しても前記第２の信号を供給する信号供給制御を行うようにした
   ことを特徴とする請求項６に記載の位置指示器。
9. 前記信号供給制御回路は、前記制御信号受信回路によって受信された前記制御信号に基づいて前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片の中の複数の電極片に対して前記第２の信号を供給する信号供給制御を行う
   ことを特徴とする請求項６に記載の位置指示器。
10. 前記信号供給制御回路は、前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片の中の複数の電極片に対して前記第２の信号を間欠的に供給する信号供給制御を行う
    ことを特徴とする請求項６に記載の位置指示器。
11. 前記制御信号受信回路は、前記位置検出装置が備える前記センサとの間での静電結合を介して前記センサから送出された前記制御信号を受信する
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
12. 前記制御信号受信回路は、無線信号を受信して前記制御信号を受信する
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
13. 前記第２の電極は少なくとも３つの電極片から構成されており、
    前記信号供給制御回路は、前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片のうち前記信号生成回路によって生成された前記第２の信号が非供給の電極片を所定の電位に設定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
14. ペン形状のハウジングの軸心方向の一方の端部から突出するように配置された第１の電極と、前記第１の電極の近傍であって前記ハウジングの中心軸を囲むように配設された第２の電極を備えた位置指示器の前記第１の電極及び前記第２の電極のそれぞれと、グリッド構成に配置された電極を備えるセンサとの間での静電容量結合によって、前記センサ上での前記位置指示器の状態を検出する、前記センサに接続された信号処理装置であって、
    前記位置指示器に配置された前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方の電極が前記センサとの間での静電容量結合によって形成されるオブジェクト領域を検出するオブジェクト領域検出回路と、
    前記オブジェクト領域検出回路によって検出されたオブジェクト領域の出現状態を判定するオブジェクト領域出現状態判定回路と、
    前記オブジェクト領域出現状態判定回路による判定結果を前記位置指示器に指示する判定結果指示回路と、
    を備えた信号処理装置。
15. 前記位置指示器に配置された前記第１の電極及び前記第２の電極のそれぞれに対応したオブジェクト領域が前記オブジェクト領域検出回路によって検出された際には、前記オブジェクト領域出現状態判定回路による前記それぞれのオブジェクト領域が互いに識別可能であるか否かの判定結果が前記判定結果指示回路を介して前記位置指示器に指示される
    ことを特徴とする請求項１４に記載の信号処理装置。
16. 前記位置指示器に配置された前記第１の電極に対応したオブジェクト領域が前記オブジェクト領域検出回路によって検出された際には、前記オブジェクト領域出現状態判定回路による前記オブジェクト領域が所定の大きさか否かの判定結果が前記判定結果指示回路を介して前記位置指示器に指示される
    ことを特徴とする請求項１４に記載の信号処理装置。
17. 前記判定結果指示回路は、前記センサと前記位置指示器との間での静電容量結合によって前記判定結果を前記位置指示器に指示する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の信号処理装置。
18. 前記位置指示器は無線受信回路を備えているとともに、前記判定結果指示回路は無線送信回路を備えており、前記判定結果は無線にて前記位置指示器に指示される
    ことを特徴とする請求項１４に記載の信号処理装置。
19. 前記位置指示器に配置された前記第２の電極には第１の信号レベルの第１の信号と、前記第１の信号レベルよりも大きい信号レベルの第２の信号が選択的に供給可能に構成されており、前記オブジェクト領域出現状態判定回路による判定結果に基づいて前記第１の信号あるいは前記第２の信号が選択されるように前記判定結果指示回路を介して前記位置指示器に指示される
    ことを特徴とする請求項１４に記載の信号処理装置。
20. 前記第２の電極は、互いに電気的に分離された少なくとも３つの電極片から構成されており、前記オブジェクト領域検出回路は、前記位置指示器に配置された前記第１の電極及び前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片が前記センサとの間での静電容量結合によって形成されるそれぞれのオブジェクト領域を検出可能に構成されている
    ことを特徴とする請求項１４に記載の信号処理装置。
21. 前記位置指示器に配置された前記第１の電極及び前記第２の電極を構成する前記少なくとも３つの電極片が前記センサとの間での静電容量結合によって形成されるそれぞれのオブジェクト領域が前記オブジェクト領域検出回路によって検出されたことに対応して、前記位置指示器が前記センサのセンサ面との間で形成する傾き及び前記位置指示器の前記中心軸に対する回転よって形成されるそれぞれの角度の少なくとも一方の角度を算出する処理を実行する
    ことを特徴とする請求項２０に記載の信号処理装置。

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