KR102184579B1 - 위치 지시기, 신호 처리 회로, 신호 공급 제어 방법 및 신호 처리 방법 - Google Patents

위치 지시기, 신호 처리 회로, 신호 공급 제어 방법 및 신호 처리 방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 장시간 구동 혹은 저소비 전력을 고려하여, 센서상에 있어서의 호버 상태인지 여부에 대한 상태 정보를 감도 좋게 검출 가능하게 하는 위치 지시기를 제공한다.
[해결 수단] 펜 형상의 하우징의 축심 방향의 한쪽의 단부로부터 돌출되도록 배치된 제1 전극과, 이 제1 전극의 근방으로서 펜 형상의 하우징의 중심축을 둘러싸도록 배치된 제2 전극과, 소정의 신호를 생성하는 신호 생성 회로를 구비하고, 이 신호 생성 회로에 의해서 생성된 신호를 위치 검출 장치가 구비하는 센서에 송출하는 위치 지시기이다. 신호 생성 회로는 제1 신호 레벨의 신호와, 이 제1 신호 레벨보다도 낮은 제2 신호 레벨의 신호를 각각 생성 가능하다. 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 제1 신호 레벨의 신호와 제2 신호 레벨의 신호를 제2 전극에 선택적으로 공급하는 신호 공급 제어 회로를 구비한다.

Description

위치 지시기, 신호 처리 회로, 신호 공급 제어 방법 및 신호 처리 방법{POSITION POINTER, SIGNAL PROCESSING CIRCUIT, SIGNAL SUPPLY CONTROLLING METHOD AND SIGNAL PROCESSING METHOD}
이 발명은 펜 형상의 위치 지시기(스타일러스(stylus)) 및 이 위치 지시기를 센서상에서 정전적(靜電的)으로 검출하는 신호 처리 회로에 관한 것이다. 또, 이 발명은 위치 지시기에 있어서의 신호 공급 제어 방법 및 이 위치 지시기를 센서상에서 정전적으로 검출하는 신호 처리 방법에 관한 것이다.
터치 패널 등의 위치 검출 장치가 널리 이용되게 되어, 위치 검출 장치에 관한 여러 가지의 발명이 이루어지고 있다. 또, 정전 용량 방식의 위치 검출 장치와 함께 사용되는 지시체로서 액티브 정전 펜이라고 불리는 위치 지시기가 주목받고 있다. 이 액티브 정전 펜은, 그 하우징(housing) 내에 구동 전원과 이 구동 전원으로 구동되는 발진기를 구비하고, 그 발진 신호를 위치 검출 장치에 대해서 송출하는 타입의 것이나, 위치 검출 장치로부터의 신호를 수신하고, 그것을 증폭하여, 위치 검출 장치에 송출하는 타입의 것이 알려져 있다. 이들 타입의 위치 지시기로부터 송출된 신호를 수신하는 위치 검출 장치에서는, 액티브 정전 펜으로부터의 신호를 정전 결합(정전 펜과 상호 작용(interaction))에 의해 센서의 제1 방향의 제1 도체 및 제2 방향의 제2 도체의 각각에서 수신함으로써, 액티브 정전 펜에 의해 지시된 위치를 검출하도록 하고 있다.
이런 종류의 액티브 정전 펜에서는, 좌표치 입력만이 아니라, 위치 지시기의 경사각(inclination angle) 등의 각도 정보를 데이터로서 입력하고 싶다고 하는 요구가 있다.
이 요구를 충족시키기 위해서, 위치 검출 장치의 센서면상에서의 위치 지시기의 경사각 등을 검출할 수 있도록 하는 발명이, 예를 들면 특허 문헌 1(일본 특개 2014-35631호 공보)이나 특허 문헌 2(미국 특허 제8,638,320 B2 명세서) 등에 제안되어 있다.
특허 문헌 1에서는, 위치 지시기의 경사각을 검출하기 위해서, 심체(芯體)에 제1 전극과 제2 전극을 마련하고, 교류 신호를 송출하는 전극을 교호(交互)로 선택하거나, 하우징에, 하우징의 한쪽측의 선단부(先端部, end portion)에, 하우징의 개구(開口)로부터 돌출된 심체를 둘러싸도록, 3개의 전극을 마련하고, 미리 결정된 패턴에 기초하여 선택된 하나의 전극에 교류 신호를 공급한다.
그리고 위치 검출 장치는, 위치 지시기로부터 수신한 패턴 정보에 대응해서 구해지는, 위치 지시기로부터의 교류 신호를 수신한 센서면상의 복수의 좌표 위치나 신호 강도에 의해, 위치 지시기의 센서면에 대한 경사각 등을 계산하도록 한다.
또, 특허 문헌 2에서는, 선단 전극(tip electrode(414,714))과, 그 주변의 전극(ring electrode(416), segment electrode(716-A~716-C))에 신호를 공급하고, 터치 패널에 있어서의 선단 전극으로부터의 신호의 수신 패턴과, 주변의 전극으로부터의 신호의 수신 패턴으로부터 위치 지시기(스타일러스)의 경사각 등을 검출하도록 하고 있다.
특허 문헌 1: 일본 특개 2014-35631호 공보 특허 문헌 2: 미국 특허 제8,638,320 B2 명세서
그런데, 이런 종류의 액티브 정전 펜에서는 고도(高度)한 성능이 요구되고 있고, 센서면상에서의 경사각 등의 각도 정보의 검출뿐만 아니라, 센서면으로부터 떨어진 거리(높이)에 있어서도 액티브 정전 펜(active capacitive pen)을 검출하고 싶다고 하는, 이른바 호버링 거리(hovering distance)(높이)를 가능한 한 확보하고 싶다고 하는 요구가 있다. 이에 더하여, 소비 전력을 최대한 억제함으로써 액티브 정전 펜의 구동 시간을 길게 하고 싶다고 하는 요구도 있다.
특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 기재되어 있는 것과 같은 정전 용량 방식의 위치 검출 장치에 있어서는, 액티브 정전 펜이지만, 위치 지시기의 경사각 등의 각도 정보의 검출만 하고 있고, 호버링에 대한 언급은 없으며, 나아가서는 호버링 성능도 동시에 향상시키는 것에 대한 언급은 없다.
한편, 종래의 액티브 정전 펜에서는, 위치 검출 장치의 센서면으로부터 떨어진 위치에 있는 상태에서도 센서에 근접한 상태에서도, 송출하는 신호 및 그 송출 방법은 같다. 나아가서는, 센서면상에서의 경사각 등의 각도 정보의 검출, 및 액티브 정전 펜의 소비 전력을 고려한 신호 제어는 행해지고 있지 않다.
이 발명은 이상의 과제를 감안하여, 장시간 구동 혹은 저소비 전력을 고려하고, 센서상에 있어서의 호버 거리를 가능한 한 크게 확보하는 것이 가능한 위치 지시기를 제공한다. 추가로는, 센서면상에서의 경사각 등의 각도 정보도 또한 검출 가능한 신호 처리 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 이 발명에 의한 위치 지시기는,
펜 형상의 하우징의 축심 방향의 한쪽의 단부로부터 돌출되도록 배치된 제1 전극과, 상기 제1 전극의 근방으로서 상기 펜 형상의 하우징의 중심축을 둘러싸도록 배치된 제2 전극과, 소정의 신호를 생성하는 신호 생성 회로를 구비하고, 상기 신호 생성 회로에 의해서 생성된 신호를 위치 검출 장치가 구비하는 센서에 송출하는 위치 지시기로서,
상기 신호 생성 회로는, 제1 신호 레벨의 신호와, 상기 제1 신호 레벨보다도 낮은 제2 신호 레벨의 신호를 각각 생성 가능하고,
상기 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 제1 신호 레벨의 신호와 상기 제2 신호 레벨의 신호를 상기 제2 전극에 선택적으로 공급하는 신호 공급 제어 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.
또, 이 발명에 의한 신호 처리 회로는,
제1 방향으로 배치된 복수의 제1 도체와 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 배치된 복수의 제2 도체로 구성된 센서에 접속되어, 펜 형상의 하우징의 축심 방향의 한쪽의 단부로부터 돌출되도록 배치된 제1 전극과 상기 제1 전극의 근방으로서 상기 하우징의 중심축을 둘러싸도록 배치된 제2 전극을 구비한 위치 지시기를 상기 센서상에서 정전적으로 검출하는 신호 처리 회로로서,
상기 위치 지시기에는, 제1 신호 레벨의 신호와, 상기 제1 신호 레벨보다도 낮은 제2 신호 레벨의 신호를 각각 생성 가능한 신호 생성 회로와, 상기 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 제1 신호 레벨의 신호와 상기 제2 신호 레벨의 신호를 상기 제2 전극에 선택적으로 공급하는 신호 공급 제어 회로와, 상기 신호 처리 회로로 생성된 신호를 수신하는 수신 회로가 구비되어 있고,
상기 위치 지시기에 구비된 상기 신호 공급 제어 회로를 제어하는 신호를 상기 위치 지시기에 마련된 상기 수신 회로를 통해서 공급하는 송신 회로를 구비함으로써, 상기 위치 지시기에 구비된 상기 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 제1 신호 레벨의 신호와 상기 제2 신호 레벨의 신호가, 상기 신호 공급 제어 회로를 통해서, 상기 제2 전극에 선택적으로 공급되도록 한 것을 특징으로 한다.
상술한 구성의 이 발명의 위치 지시기에 있어서는, 펜 형상의 하우징의 축심 방향의 한쪽의 단부로부터 돌출하도록 배설된 제1 전극의 근방에, 펜 형상의 하우징의 중심축을 둘러싸도록 제2 전극이 배설되어 있다. 그리고 이 발명의 위치 지시기에 있어서는, 신호 공급 제어 회로에 의해, 신호 생성 회로로부터의 제1 신호 레벨의 신호와 제1 신호 레벨보다도 낮은 제2 신호 레벨의 신호가, 제2 전극에 대해서, 선택적으로 공급됨으로써, 수신측에서의 위치 검출 처리 및 경사각의 검출 및 호버 상태의 검출 등의 고도한 기능의 요구에 대응할 수 있다.
예를 들면 호버 상태에 있어서는, 신호 공급 제어 회로가, 제2 전극에 대해서 제2 신호 레벨보다도 높은 신호 레벨의 제1 신호를 공급함으로써, 위치 검출 장치측에서는, 위치 지시기로부터의 신호의 수신 강도가 커져, 위치 지시기의 호버 상태(호버링 거리)를 감도 좋게 검출 가능해진다.
또, 위치 지시기가 센서에 근접해 있을 때, 혹은 센서에 닿아 있을 때, 제2 전극에 대해서, 제2 레벨의 신호가 공급되면, 센서측에서는, 위치 지시기의 경사각에 따른 패턴으로 제2 전극으로부터의 신호를 수신하므로, 센서측에 있어서 위치 지시기의 경사각을 검출할 수 있다.
그리고 신호 레벨이 큰 제1 신호는, 호버 상태일 때 제2 전극에 공급하도록 함과 아울러, 위치 지시기의 위치 혹은 경사각을 검출하는 경우에는, 제1 신호보다도 신호 레벨이 낮은 제2 신호 레벨의 신호를 제2 전극에 공급하도록 신호 공급 제어를 함으로써, 전력 소비가 저감되어, 배터리 구동의 위치 지시기에 바람직한 구성으로 할 수 있다.
이 발명에 의하면, 소비 전력을 억제하면서, 수신측에서의 위치 검출 처리 및 경사각의 검출 및 호버 상태의 검출 등의 고도한 기능의 요구에 대응한 위치 지시기를 제공함과 아울러, 센서상에 있어서의 이 위치 지시기의 기울기 등의 각도 정보, 호버 상태, 혹은 호버 상태에서의 지시 위치의 상태를, 감도 좋게 검출 가능하게 하는 신호 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태를, 위치 검출 장치를 구비하는 전자기기와 함께 나타내는 도면이다.
도 2는 이 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태의 기구적 구성예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 이 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태의 신호 처리 회로의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 이 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태의 주요부의 처리 동작예의 흐름을 설명하기 위한 순서도를 나타내는 도면이다.
도 5는 이 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태의 주요부의 처리 동작예의 설명을 위한 타이밍 차트를 나타내는 도면이다.
도 6은 이 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태의 주요부의 처리 동작예의 설명을 위한 타이밍 차트를 나타내는 도면이다.
도 7은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태와 함께 사용하는 위치 검출 장치의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 예의 위치 검출 장치의 펜 검출 기간과, 손가락 터치 검출 기간을 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 9는 이 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태와 함께 사용하는 신호 처리 장치의 실시 형태의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 10은 이 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태와 함께 사용하는 신호 처리 장치의 실시 형태의 주요부의 처리 동작을 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 11은 이 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태와 함께 사용하는 신호 처리 장치의 실시 형태의 주요부의 처리 동작을 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 12는 이 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태와 함께 사용하는 신호 처리 장치의 실시 형태의 주요부의 처리 동작예의 흐름을 설명하기 위한 순서도를 나타내는 도면이다.
도 13은 이 발명에 의한 위치 지시기의 제2 실시 형태의 신호 처리 회로의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 14는 이 발명에 의한 위치 지시기의 제3 실시 형태의 신호 처리 회로의 구성예를 나타내는 블록도이다.
이하, 이 발명에 의한 위치 지시기 및 위치 검출 장치의 몇 개의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.
[제1 실시 형태］
도 1은 이 발명의 실시 형태의 위치 지시기(100)를 이용하는 전자기기의 예로서의 태블릿형 정보 단말(200)의 일례를 나타내는 것이다. 이 예에서는, 태블릿형 정보 단말(200)은, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시장치의 표시 화면(200D)을 구비하고, 표시 화면(200D)의 상부(표면측)에, 정전 용량 방식의 위치 검출 장치(201)를 구비하고 있다.
사용자는 위치 지시기(100)나 손가락 등의 지시체에 의해 태블릿형 정보 단말(200)의 위치 검출 장치(201)의 센서상에 있어서, 위치를 지시한다. 위치 검출 장치(201)는, 위치 지시기(100)나 손가락에 의한 위치 검출 장치(201)의 센서상에서의 지시 위치를 검출함과 아울러, 위치 지시기(100)의 당해 지시 위치에 있어서의 경사각 등의 각도 정보를 검출한다.
[실시 형태의 위치 지시기(100)의 기구적 구성예의 설명］
도 2는 위치 지시기(100)의 기구적 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 이 실시 형태의 위치 지시기(100)는, 펜 형상(막대 모양의 스타일러스 형상)의 외관(外觀)을 가지는 하우징(1)을 구비한다. 도 2 (A)는 하우징(1)의 일부를 파단(破斷)하여, 그 내부를 나타낸 것이며, 또, 도 2 (B)는 위치 지시기(100)의 외관의 일부를 나타내는 도면이다.
하우징(1)은, 도 2 (A)에 도시하는 것처럼, 절연 재료 예를 들면 합성 수지로 이루어지는 중공(中空)의 원통모양 형상의 절연체부(1a)에 의해 구성되어 있다. 그리고 이 실시 형태에서는, 하우징(1)의 절연체부(1a)의 외표주면(外表周面)의 적어도 조작자가 당해 위치 지시기(100)를 움켜 잡는(grasp) 부분은, 예를 들면 금속으로 이루어지는 도전체부(1b)로 덮여 있다.
하우징(1) 내에는, 도 2 (A)에 도시하는 것처럼, 프린트 배선 기판(2)과, 배터리(3)와, 필압 검출 모듈(4)이 배설되어 있다. 하우징(1)의 외표주면을 덮는 도전체부(1b)는, 도시는 생략하지만, 이 프린트 배선 기판(2)의 어스 도체에 전기적으로 접속되어 있다.
프린트 배선 기판(2)상에는, 도 2 (A)에 도시하는 것처럼, 신호 송신 제어 회로(21)와, 무선 통신 모듈(22)과, 푸시버튼(pushbutton) 스위치(23a)로 이루어지는 사이드 스위치(23)와, 도체 패턴(24a~24e) 등의 배선 패턴 등의 외, 이 예에서는, 전원 스위치(25) 및 LED(Light Emitting Diode)(41) 등이 배치되어 있다. 또한, 도 2 (A)에서는, 도체 패턴(24a~24e)은, 설명의 간략화를 위해 모식적으로 한 개의 도체 패턴으로서 도시하고 있지만, 도체 패턴(24a~24e)은, 필요에 따라서, 복수 라인의 도체 패턴으로 이루어지는 경우도 물론 있다.
배터리(3)는 프린트 배선 기판(2)상에 구성되어 있는 전자 회로 및 전자 부품으로 전원을 공급하고 있고, 드라이 셀 배터리, 충전 가능한 배터리, 혹은 캐패시터 등으로 구성된다. 필압 검출 모듈(4)은, 이 실시 형태에서는, 심체를 구성하는 중심 전극(5)에 인가되는 필압에 따른 정전 용량을 나타내는 가변 용량 콘덴서의 구성으로 되어 있다.
무선 통신 모듈(22)은, 이 실시 형태에서는, 근거리 무선 통신 규격인 블루투스(Bluetooth)(등록상표) 규격의 무선 통신 모듈의 구성으로 되어 있다. 무선 통신 모듈(22)은 신호 송신 제어 회로(21)에 접속되어 있다. 또한, 이 무선 통신 모듈(22)로서는, 블루투스로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 Wi－Fi(등록상표) 규격의 무선 통신 모듈을 이용해도 되고, 이것으로 한정하지 않고, 적외선 통신, 광 통신 등을 이용한 무선 통신을 이용해도 된다.
사이드 스위치(23)는 그 온 또는 오프의 정보를, 부가 정보의 일례로서 신호 송신 제어 회로(21)에 공급한다. 필압 검출 모듈(4)에 의해 구성되는 가변 용량 콘덴서는, 심체를 구성하는 중심 전극(5)에 인가되는 필압치에 따른 정전 용량 변화를 나타내고, 신호 송신 제어 회로(21)는 그 정전 용량에 기초하여, 부가 정보의 일례로서의 필압 정보를 생성한다. 중심 전극(5)은 제1 전극의 일례이다.
또한, 도 2에서는 도시는 생략했지만, 이 실시 형태에서는, 위치 지시기(100)는 자 기기(自器)의 식별 정보(ID)를 구비하고 있고, 그 식별 정보도 부가 정보로서, 위치 검출 장치에 공급하도록 한다.
그리고 이 실시 형태에서는, 배터리(3)는 하우징(1) 내에, 도 2 (A)에 도시하는 것처럼 수납되어 있고, 프린트 배선 기판(2)상의 신호 송신 제어 회로(21) 등의 전자 회로부로의 구동 전압은, 이 배터리(3)에서 생성된다. 도 2 (A)에 있어서, 단자(32)는, 프린트 배선 기판(2)상의 전원 회로부에 전기적으로 접속된다. 배터리(3)의 양극측(positive side) 전극(31)은, 이 단자(32)에 전기적으로 접속되어 있다. 도시는 생략하지만, 배터리(3)의 음극측(negative side) 전극은, 프린트 배선 기판(2)의 어스 도체에 직접 접속되거나, 혹은 하우징(1)의 도전체부(1b)를 경유하여 프린트 배선 기판(2)의 어스 도체에 접속된다.
프린트 배선 기판(2)상에 배치되어 있는 전원 스위치(25)의 조작자(25a)는 도 2 (B)에 도시하는 것처럼, 하우징(1)에 마련된 개구부를 통해서, 외부로부터 조작 가능하게 마련되어 있다. 사용자가, 이 조작자(25a)를 슬라이드 이동시킴으로서, 전원 스위치(25)를 온·오프 시킬 수 있다.
하우징(1)을 구성하는 중공의 원통모양 형상의 절연체부(1a)의 중심선 방향의 한쪽의 단부측은, 도 2 (A)에 도시하는 것처럼, 서서히 끝이 얇아지는 테이퍼부(1c)로 되어 있다. 이 테이퍼부(1c)의 외주(外周)측에는 예를 들면 환상(環狀)의 도전 금속으로 이루어지는 주변 전극(6)이 장착된다. 주변 전극(6)은 제2 전극의 일례이다. 주변 전극(6)과 하우징(1)의 외주 표면의 도전체부(1b)는, 양자 사이에 절연체부(1a)(테이퍼부(1c)를 포함함)가 개재(介在)됨으로써, 전기적으로 절연되어 있다.
주변 전극(6)은, 도 1에 모식적으로 도시하는 것처럼, 위치 검출 장치(201)의 센서와 정전 결합함으로써, 이 실시 형태에서는, 위치 검출 장치(201)에 대해 신호를 송신한다. 그리고 이 주변 전극(6)은, 절연체부(1a)를 관통하는 리드 도체 부재(6a)에 의해, 프린트 배선 기판(2)의 도체 패턴(24a)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 도체 패턴(24a)은, 이 예에서는, 신호 송신 제어 회로(21)의 입력단에 접속되어 있다.
또, 이 실시 형태에서는, 하우징(1)의 테이퍼부(1c)의 중공부로부터 일단측이 외부로 돌출되도록, 도전성을 가지는 봉상체(棒狀體)로 이루어지는 중심 전극(5)이 배치된다. 이 중심 전극(5)은, 펜 형상의 위치 지시기(100)의 펜 끝을 구성하는 심체가 되는 것이다.
중심 전극(5)은, 이 실시 형태에 있어서는, 위치 지시용 신호를 송출한다. 중심 전극(5)의 외부로 돌출되는 측과는 반대측의 단부는, 프린트 배선 기판(2)에 형성되어 있는 도체 패턴(24b)에 전기적으로 접속되도록 구성되어 있다. 이 도체 패턴(24b)은, 신호 송신 제어 회로(21)의 출력단에 접속되어 있다.
주변 전극(6)은 이 중심 전극(5)의 주위에 마련된다. 이 실시 형태에서는, 주변 전극(6)과 중심 전극(5)의 사이에는, 서로의 전기적 간섭을, 효과적으로 방지하기 위한 쉴드 부재(쉴드 전극)(7)가 마련된다. 이 실시 형태의 쉴드 부재(7)는, 중심 전극(5)을 둘러싸도록 마련되고, 이것에 의해, 쉴드 부재(7)가 주변 전극(6)과 중심 전극(5)의 사이에 개재되어, 주변 전극(6)과 중심 전극(5) 사이의 정전 결합 용량을 가능한 한 저감시키도록 하고 있다.
이 심체로서의 중심 전극(5)은, 그 외부로 돌출되는 측과는 반대측의 단부가, 하우징(1)의 중공부 내에 배설되어 있는 필압 검출 모듈(4)에 감합됨으로써, 위치 지시기(100)의 하우징(1)의 중공부 내에 고정된다. 또한, 후술하는 것처럼, 중심 전극(5)은 뽑아냄(pull off)으로써, 필압 검출 모듈(4)과의 감합이 해제되도록 구성되어 있다. 즉, 심체로서의 중심 전극(5)은, 위치 지시기(100)에 대해서 교환 가능하다.
필압 검출 모듈(4)은, 이 예에서는, 심체로서의 중심 전극(5)에 가해지는 압력(필압)을 검출하는 압력 검출 회로의 예를 구성하는 것으로, 이 예에서는, 중심 전극(5)에 가해지는 압력(필압)에 따른 정전 용량을 나타내는 가변 용량 콘덴서로 구성되어 있다. 이 필압 검출 모듈(4)로 구성되는 가변 용량 콘덴서의 반대측 단부의 전극은, 도 2 (A)에서는, 도체 패턴(24c)에 의해, 신호 송신 제어 회로(21)에 접속되어 있다.
신호 송신 제어 회로(21)는, 이 실시 형태에서는, 무선 통신 모듈(22)을 통해서 위치 검출 장치(201)로부터 수신한 정보에 기초하여, 위치 지시기(100)의 모드를, 후술하는 호버 모드와 위치 지시 모드 중 어느 모드로 할지를 결정 제어함과 아울러, 그 결정 제어에 기초하여, 주변 전극(6)을 통한 신호의 송출의 제어를 함과 아울러, 송출하는 신호의 신호 레벨을 제어한다.
[위치 지시기(100)의 신호 처리 회로의 구성예］
도 3은 제1 실시 형태의 위치 지시기(100)의 신호 송신 제어 회로(21)를 포함하는 신호 처리 회로의 구성예를 나타내는 블록도이다. 즉, 위치 지시기(100)의 신호 처리 회로는, 도 3에 도시하는 것처럼, 컨트롤러(11)와, 구동 전원으로서의, 충전 가능한 2차 전지 등의 배터리(3)와, 신호 생성 회로(12)와, 스위치 회로(13), 스위치 회로(14)와, 복수의 신호 레벨의 전압을 생성하는 DC/DC 컨버터(15)를 구비한다. 그리고 컨트롤러(11)에는, 무선 통신 모듈(22)과, 사이드 스위치(23)와, 식별 정보를 유지하는 식별 정보 메모리(26)와, 필압 검출 모듈(4)을 구성하는 가변 용량 콘덴서(4C) 등이 접속되어 있다. 식별 정보 메모리(26)에는, 이 예에서는, 위치 지시기(100)에 할당된, 각각의 위치 지시기를 서로 식별하기 위한 식별 정보가 기억되어 있다.
조작자(25a)가 슬라이드 이동됨으로써 전원 스위치(25)가 온으로 되었을 때, 도 3에 도시하는 것처럼, 컨트롤러(11)에 배터리(3)의 전압이, 전원 전압 VDD로서 인가된다.
컨트롤러(11)는, 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되어 있고, 위치 지시기(100)의 후술과 같은 처리 동작을 제어하는 제어 회로를 구성하는 것으로, 구동 전원의 예로서의 배터리(3)로부터의 전원 전압 VDD가 공급되고 있다. 컨트롤러(11)는, 신호 공급 제어 회로의 기능을 구비하는 것으로, 후술하는 것처럼, 신호 생성 회로(12)를 제어하거나, 스위치 회로(13), 스위치 회로(14)의 각각을 온, 오프 제어하거나 함과 아울러, 가변 용량 콘덴서(4C)의 용량 변화를 감시함으로써, 위치 지시기(100)의 심체로서의 중심 전극(5)을 통해서 인가되는 필압을 검출한다. 이 실시 형태에서는, 컨트롤러(11)는, 후술하는 것처럼 가변 용량 콘덴서(4C)의 방전 시간으로부터 필압을 검출한다.
신호 생성 회로(12)는, 이 제1 실시 형태에서는, 소정 주파수 f1, 예를 들면 주파수 f1=1.8MHz의 교류 신호를 발생시키는 발진 회로를 구비한다. 컨트롤러(11)는, 이 신호 생성 회로(12)를 구성하는 발진 회로에 제어 신호 CT를 공급함으로써, 당해 발진 회로를 온, 오프 제어한다. 따라서 신호 생성 회로(12)를 구성하는 발진 회로는, 컨트롤러(11)로부터의 제어 신호 CT에 따라서, 발생하는 교류 신호를 단속(斷續)시키고, 이것에 의해, 신호 생성 회로(12)는 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조 신호로 이루어지는 신호 Sc를 발생시킨다. 즉, 컨트롤러(11)에 의해서 신호 생성 회로(12)를 구성하는 발진 회로를 제어함으로써, 신호 생성 회로(12)는 ASK 변조 신호를 생성한다. ASK 변조를 대신하여 신호 생성 회로(12)로 생성되는 신호를 OOK(On Off Keying) 변조 신호, FSK(Frequency Shift Keying) 변조 신호, 혹은 그 외의 변조 신호로 하도록 해도 된다.
그리고 이 실시 형태에서는, 컨트롤러(11)는, 신호 생성 회로(12)에 있어서, 이 ASK 변조 신호에 의해, 후술하는 것처럼, 심체를 구성하는 중심 전극(5)과 주변 전극(6)의 선택 상태를 식별하기 위한 식별 정보(ID(Identification))를 출력 신호에 부가하는 제어를 행한다. 즉, 신호 생성 회로(12)는 기능으로서 ID 부가부(120)를 구비한다. 또, 신호 생성 회로(12)는 컨트롤러(11)로부터의 제어 신호 CT에 의한 제어에 의해, ASK 변조 신호로서, 위치 지시기(100)가 지시하는 위치를 위치 검출 장치(201)로 검출시키기 위한 것 만이 아니라, 위치 지시기(100)로부터 송출되는 신호의 신호 송출 타이밍에 동기시켜 위치 검출 장치(201)로 신호 복조를 가능하게 하기 위한 연속 송신 신호(버스트 신호(burst signal)) 및 필요한 부가 정보를 포함한 신호 Sc를 생성하도록 한다.
신호 생성 회로(12)로부터의 신호 Sc는, 도시를 생략한 앰프로 증폭된 후, 이 실시 형태에서는, 위치 지시기(100)의 심체를 구성하는 중심 전극(5)에 공급됨과 아울러, 스위치 회로(13)를 통해서, 주변 전극(6)에 공급된다. 스위치 회로(13)는, 컨트롤러(11)로부터의 전환 제어 신호 SW1에 의해 온, 오프 제어된다. 이것에 의해, 신호 생성 회로(12)로부터의 신호 Sc는, 주변 전극(6)에 선택적으로 공급된다.
또, 주변 전극(6)은, 이 실시 형태에서는, 스위치 회로(14)를 통해서 그라운드에 접속된다. 이 스위치 회로(14)는 컨트롤러(11)로부터의 전환 제어 신호 SW2에 의해 온, 오프 제어되고, 주변 전극(6)에 신호 Sc가 공급되고 있지 않을 때는, 주변 전극(6)은, 예를 들면 그라운드(예를 들면 프린트 배선 기판(2)의 어스 도체)에 접속되도록 제어된다. 이 경우, 전환 제어 신호 SW2는, 전환 제어 신호 SW1의 역상(逆相)의 신호로 된다. 즉, 주변 전극(6)에 신호 Sc가 공급될 때는, 스위치 회로(13)는 온, 스위치 회로(14)는 오프로 되고, 주변 전극(6)에 신호 Sc가 공급되지 않을 때는, 스위치 회로(13)는 오프, 스위치 회로(14)가 온으로 된다.
이것에 의해, 위치 검출 장치(201)의 센서가, 신호 Sc가 공급되고 있는 중심 전극(5) 및/또는 주변 전극(6)과 정전 결합하여, 신호 Sc가 공급되고 있지 않을 때의 주변 전극(6)에 의한 악영향을 저해함으로써, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)으로부터의 신호를 식별하기 쉽게 하고 있다.
또한, 스위치 회로(14)를 마련하지 않고, 스위치 회로(13)가 오프가 되어 주변 전극(6)에 신호 Sc가 공급되고 있지 않을 때는, 주변 전극(6)을 플로팅 상태로 해도 좋다.
DC/DC 컨버터(15)는 배터리(3)의 전압을 승압(昇壓)함으로써 복수의 신호 레벨의 신호 VP를 생성 가능하다. DC/DC 컨버터(15)로부터 복수의 신호 레벨의 신호 VP가 신호 생성 회로(12)에 공급된다. 이 실시 형태에서는, DC－DC 컨버터(15)는 컨트롤러(11)에 의해 제어되어, 예를 들면 9V와 30V와 같은, 2가지 신호 레벨의 출력전압 VP를 생성한다. 신호 생성 회로(12)로부터 출력되는 신호의 신호 레벨은 출력전압 VP에 의존하여 결정된다. 또한, 신호 생성 회로(12)로부터 출력되는 신호의 신호 레벨을 가변 제어하기 위해서, 컨트롤러(11)로 DC/DC 컨버터(15)를 제어함으로써 출력전압 VP를 변화시키도록 해도 된다. 신호 생성 회로(12)는, 이와 같이 복수의 신호 레벨을 구비하는 전압 VP를 구동 전압으로서 받음으로서, 신호 Sc의 신호 레벨은 전압 VP에 따른 신호 레벨로 된다.
컨트롤러(11)는 위치 지시기(100)와 위치 검출 장치(201)의 사이에서, 무선 통신 모듈(22)을 통해서 무선으로 통신한다. 컨트롤러(11)는, 이 예에서는, 사이드 스위치(23)의 온·오프 정보나, 식별 정보 메모리(26)로부터의 위치 지시기(100)에 할당된 식별 정보를, 무선 통신 모듈(22)을 통해서 위치 검출 장치(201)에 송신하도록 제어한다.
또, 컨트롤러(11)는 무선 통신 모듈(22)을 통해서 위치 검출 장치(201)로부터 송신된 호버 모드 및 위치 지시 모드로 이루어지는 모드 지시 신호를 수신한다. 컨트롤러(11)는 이 위치 검출 장치(201)로부터 송신된 모드 지시 신호에 기초하여 위치 지시기(100)의 모드를 호버 모드와 위치 지시 모드의 사이에서 전환하여, 위치 지시기(100)로부터의 교류 신호의 송출 제어를 행한다. 이 컨트롤러(11)에 의한 위치 지시기(100)의 교류 신호 송출 제어를 위한 모드 전환의 설정 동작에 대해서는, 이하에 설명한다.
＜위치 지시기(100)의 처리 동작예＞
이 제1 실시 형태의 위치 지시기(100)의 컨트롤러(11)는, 전원 스위치(25)가 온으로 되고, 컨트롤러(11)에 전원이 투입되고 있는 상태에 있어서, 위치 검출 장치(201)와의 사이에서의 무선 통신에 기초하여, 위치 지시기(100)의 모드 전환 설정 동작을 행함으로써, 교류 신호의 송출 제어가 행해진다.
도 4는 이 제1 실시 형태의 위치 지시기(100)의 컨트롤러(11)에 의한 교류 신호 송출의 전환 설정 동작의 흐름의 예를 설명하기 위한 순서도이다. 또, 도 5, 도 6은 위치 지시기(100)의 동작 설명을 위해서 이용하는 타임 차트이다.
이 실시 형태에서는, 위치 지시기(100)의 전원 스위치(25)가 온으로 되면, 무선 통신 모듈(22)에 전원 전압이 공급되어, 이 무선 통신 모듈(22)을 통해서 위치 검출 장치(201)와의 사이에서 무선 통신의 동작이 개시된다(스텝 S101). 그러면, 컨트롤러(11)는 위치 검출 장치(201)와의 사이에서 무선 통신이 가능한지 여부를 판별하여(스텝 S102), 위치 검출 장치(201)와의 사이에서 무선 통신이 가능하지 않다고 판별했을 때는, 컨트롤러(11)는 신호 생성 회로(12)를 구성하는 발진 회로의 발진 동작을 정지시키기 위해, 신호 Sc는 송출하지 않는다(스텝 S103). 그리고 컨트롤러(11)는, 처리를 스텝 S101로 되돌려, 이 스텝 S101 이후의 처리를 반복한다.
또, 스텝 S102에서, 위치 검출 장치(201)와의 사이에서 무선 통신이 가능하다고 판별하면, 컨트롤러(11)는, 위치 지시기(100)를 호버 모드에서의 신호 송출 상태로 설정한다(스텝 S104).
이 호버 모드에 있어서는, 컨트롤러(11)는, 무선 통신 모듈(22)을 통해서 위치 지시기(100)의 식별 정보나 사이드 스위치(23)의 온·오프 정보를, 위치 검출 장치(201)에 무선 송신함과 아울러, 신호 생성 회로(12)로 생성한 교류 신호를, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 위치 검출 장치(201)의 센서에 대해서 송출하도록 신호 송출 제어한다(도 5 (A) 참조).
이 호버 모드에 있어서는, 컨트롤러(11)는, 전환 제어 신호 SW1에 의해, 스위치 회로(13)를 온으로 하고, 전환 제어 신호 SW2에 의해, 스위치 회로(14)를 오프로 하도록 제어한다. 그리고 컨트롤러(11)는, 제어 신호 CT에 의해 신호 생성 회로(12)를 구성하는 발진 회로를 간헐적으로 구동하여, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)으로부터, 도 6 (A), (B)에 도시하는 것처럼, 주기 TH로 간헐적으로, 신호 Sc를 버스트 상태(burst state)로 송출하도록 한다.
이 호버 모드의 처리는, 위치 지시기(100)가 위치 검출 장치(201)의 센서면에 맞닿아서 특정의 위치를 지시하는 위치 지시 모드의 처리와는 달리, 위치 검출 장치(201)의 센서상에 위치 지시기가 가까워진 상태(이른바 호버 상태)를 위치 검출 장치(201)로 감도 좋게 검출하도록 하기 위한 처리이다. 이 호버 모드의 처리에서는, 위치 지시기(100)로부터의 교류 신호를, 중심 전극(5)에서만의 송출을 대신하여, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 교류 신호를 동시에 송출함으로써, 교류 신호의 송출 에너지를 크게 하여, 위치 검출 장치(201)의 센서로의, 위치 지시기(100)로부터의 교류 신호의 검출을 용이하게 이룬다.
그리고 호버 모드에 있어서는, 컨트롤러(11)는, DC－DC 컨버터(15)를 제어하여 전압 VP를 고전압 레벨, 예를 들면 30V로 함으로써, 신호 생성 회로(12)로부터 출력되는 신호 Sc의 신호 레벨을, 제2 신호 레벨 GN2(도 5 (E) 참조)보다도 큰 제1 신호 레벨 GN1(도 6 (A), (B) 참조)로 한다. 추가로, 신호 생성 회로(12)로부터 호버 모드에 있어서 출력되는 신호 Sc의 주기 TH에 있어서의 신호 Sc의 신호 송출 기간의 듀티비를 제어하여 신호 Sc를 간헐적으로 송출함으로써, 이 예에서는, 시간 평균했을 때의 소비 전력이, 후술하는 위치 지시 모드일 때에 있어서의, 제1 신호 레벨보다도 신호 레벨이 낮은 제2 신호 레벨로 설정된 신호 Sc의 송출시와 동등하게 되도록 한다. 즉, 큰 신호 레벨의 신호 Sc를 송출할 때는, 짧은 시간에서 간헐적으로 신호를 송출함으로써 전력 소비의 증대를 방지하도록 하고 있다.
이와 같이, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 교류 신호를 송출함과 아울러, 신호 Sc의 신호 레벨을 크게 함으로써, 위치 지시기(100)가, 위치 검출 장치(201)의 센서면으로부터 멀어진, 센서면의 상공(上空) 위치(호버 상태)에 있어서도, 위치 지시기(100)로부터 송출되는 신호 Sc를 감도 좋게 검출할 수 있도록 함과 아울러, 신호 레벨을 크게 설정했던 것에 대응하여 주기 TH에 있어서의 신호 Sc의 신호 송출 기간의 듀티비를 작게 설정함으로써 전력 소비를 억제하도록 하고 있다.
또한, 상술의 설명에서는, 호버 모드에 있어서는, 각 주기 TH로, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 신호 Sc를 송출하도록 했다. 그러나 중심 전극(5)에는 교류 신호는 공급하지 않고, 주변 전극(6)에 대해서만, 도 6 (B)에 도시한 것처럼, 교류 신호를 공급하도록 해도 된다. 추가로는, 배터리 등의 구동 전원의 잔존(殘存) 전력 용량에 제한이 생겼을 경우 등에는, 중심 전극(5)에만 교류 신호를 공급하는 것도 생각할 수 있다.
위치 검출 장치(201)는, 이 호버 모드로 설정된 위치 지시기(100)로부터의 신호 Sc를 수신하면, 후술하는 것처럼, 위치 지시기(100)의 심체로서의 중심 전극(5)의 선단(5a)이, 위치 검출 장치(201)의 센서면에 대해서 미리 정해져 있는 근접 거리, 예를 들면 1cm 이하의 근접 상태가 되었는지 여부를 검출한다. 그리고 위치 검출 장치(201)는, 위치 지시기(100)가 근접 상태는 아니라고 판별하면, 호버 모드에 대한 설정 지시를 위치 지시기(100)에 무선 송신한다. 위치 검출 장치(201)는, 위치 지시기(100)가 근접 상태에 있는 것을 판별하면, 위치 지시 모드에 대한 설정 지시(위치 지시 모드로의 변경 지시)를 위치 지시기(100)에 무선 송신한다.
또한, 후술하는 것처럼, 이 실시 형태에서는, 위치 검출 장치(201)가 위치 지시기(100)에 대해서 모드에 대한 설정 지시를 행한 후에는, 위치 지시기(100)가 위치 검출 장치(201)의 센서로부터, 소정 시간(예를 들면 5초) 이하의 단시간, 근접 상태를 일탈하도록 멀어졌다고 하더라도, 위치 지시기(100)에 즉석으로 호버 모드로의 모드 변경 지시를 송신하지 않는다. 이것은, 예를 들면 5초 이하의 단시간이면, 사용자는, 계속 위치 지시기(100)에 의한 위치 지시의 입력 조작을 할 의사가 존재하고 있다고 생각할 수 있기 때문이다. 즉, 호버 모드로부터 위치 지시 모드로의 모드 전환은 즉석으로 행해짐과 아울러, 위치 지시 모드로부터 호버 모드로의 모드 전환은, 소정 시간의 전환 히스테리시스(changeover hysteresis)를 마련하고 있다.
스텝 S104에서, 호버 모드에서의 교류 신호 송출 상태가 된 위치 지시기(100)의 컨트롤러(11)는, 무선 통신 모듈(22)로 수신하는 위치 검출 장치(201)로부터의 신호를 감시하여, 위치 검출 장치(201)로부터 위치 지시 모드에 대한 지시를 수신했는지 여부를 판별한다(스텝 S105).
이 스텝 S105에서, 위치 지시 모드에 대한 지시를 수신하지 않은 경우에는, 컨트롤러(11)는, 처리를 스텝 S102로 되돌려서, 무선 통신 모듈(22)을 통한 무선 통신이 가능한지 여부를 판별하여, 무선 통신이 가능하면, 호버 모드에서의 신호 송출 상태를 유지한다.
또, 스텝 S105에서, 위치 지시 모드에 대한 지시를 수신했을 때는, 컨트롤러(11)는, 위치 지시기(100)를 즉석으로 위치 지시 모드의 신호 송출 상태로 전환한다(스텝 S106).
이 위치 지시 모드에 있어서도, 컨트롤러(11)는, 무선 통신 모듈(22)을 통해서 위치 지시기(100)의 식별 정보나 사이드 스위치(23)의 온·오프 정보를, 위치 검출 장치(201)에 무선 송신하도록 제어한다. 그리고 이 위치 지시 모드에 있어서는, 위치 검출 장치(201)로 위치 지시기(100)에 의한 지시 위치를 검출시키도록 함과 아울러, 위치 검출 장치(201)의 센서의 센서면에 대한 위치 지시기(100)의 경사각 검출을 위해서, 컨트롤러(11)는 중심 전극(5)으로부터는 신호 생성 회로(12)로 생성한 교류 신호를 항상 송출함과 아울러, 주변 전극(6)에는 스위치 회로(13)를 통해서 단속적으로 신호 Sc를 송출하도록 한다(도 5 (B)~(E) 참조).
또한, 위치 지시 모드에 있어서는, 컨트롤러(11)는, DC－DC 컨버터(15)를 제어하여, 전압 VP를, 신호 생성 회로(12)로부터의 신호 Sc를 제1 신호 레벨 GN1보다도 신호 레벨이 낮은 제2 신호 레벨 GN2로 하도록, 예를 들면 9V로 한다. 신호 Sc의 신호 레벨이 이러한 저레벨 GN2가 되어도, 위치 지시 모드로 되어 있는 위치 지시기(100)는, 위치 검출 장치(201)의 센서면에 맞닿거나, 혹은 충분히 근접하고 있으므로, 위치 검출 장치(201)에서는, 위치 지시기(100)로부터의 송출 신호를 감도 좋게, 또한 효율 좋게 수신하는 것이 가능하다.
이 실시 형태에 있어서는, 위치 지시 모드에서는, 컨트롤러(11)는, 도 5 (B) 및 도 6 (C)에 도시하는 것처럼, 중심 전극(5)에서만 신호를 송출하는 기간 TA와, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)으로부터 신호 Sc를 송출하는 기간 TB를 순차로 전환한다. 그리고 컨트롤러(11)는, 기간 TA와 기간 TB의 총합의 시간 길이인 기간 T(도 6 (C) 참조)를 1주기로 하여, 당해 기간 T를 반복하도록 스위치 회로(13) 및 스위치 회로(14)를 제어한다.
즉, 컨트롤러(11)는, 도 6 (C)에 도시하는 것처럼, 중심 전극(5)에서만 신호 Sc를 송출하기 위해서, 기간 TA에서는 전환 제어 신호 SW1에 의해 스위치 회로(13)는 오프(도 6 (D) 참조)로 하고, 스위치 회로(14)는 온(도 6 (E) 참조)으로 하도록 제어한다.
또, 컨트롤러(11)는, 도 6 (D) 및 (E)에 도시하는 것처럼, 기간 TB에서는 전환 제어 신호 SW1 및 SW2에 의해 스위치 회로(13)는 온, 스위치 회로(14)를 오프로, 각각 제어한다.
그리고 이 실시 형태에서는, 컨트롤러(11)는, 기간 TA, 기간 TB의 각각에 있어서는, 신호 생성 회로(12)에 있어서, 발진 회로로부터의 교류 신호에, 중심 전극(5)에서만의 신호 Sc의 송신 기간과, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)에 의한 송신 기간을 서로 식별하기 위한 식별 정보를 부가하는 제어를 행한다. 추가로, 이 실시 형태에서는, 기간 TA에 있어서는, 필압 검출 모듈(4)을 구성하는 가변 용량 콘덴서(4C)의 정전 용량에 기초하여 심체를 구성하는 중심 전극(5)에 인가되는 필압을 검출하고, 그 검출한 필압의 정보(필압 데이터)를 발진 회로로부터의 교류 신호에 부가하도록 신호 생성 회로(12)를 제어한다. 따라서 이 제1 실시 형태에 있어서는, 기간 TA는 다른 기간 TB보다도 기간 길이가 긴 것으로 된다.
이때의 기간 TA, TB에 있어서의 컨트롤러(11)에 있어서의 처리 동작을, 도 5 및 도 6의 타이밍 차트를 참조하면서 설명한다.
즉, 기간 TA에 있어서는, 도 5 (D) 및 (E)에 도시하는 것처럼, 컨트롤러(11)는, 우선 스위치 회로(13)를 오프로 하고, 스위치 회로(14)를 온으로 하여, 중심 전극(5)만을 선택하는 상태로 한다. 그리고 이 선택 상태에 있어서, 컨트롤러(11)는, 도 5 (C)에 도시하는 것처럼, 제어 신호 CT를, 일정기간 하이 레벨을 유지하는 상태로 하고, 신호 생성 회로(12)를 구성하는 발진 회로로부터의 교류 신호를 일정기간 연속하여 출력하도록 제어한다. 이것에 의해, 이 기간 TA에서는, 중심 전극(5)은, 주파수 f1의 교류 신호가 일정기간 연속하는 버스트 신호가 송출되는 상태가 된다(도 5 (E)의 버스트 신호 송신 기간(A) 참조).
이 기간 TA에 있어서의 버스트 신호 송신 기간(A) 중에, 컨트롤러(11)는, 도 3에 도시하는 가변 용량 콘덴서(4C)가 접속되어 있는 단자 Pc를 제어하여, 필압 검출 모듈(4)을 구성하는 당해 가변 용량 콘덴서(4C)에 가해진 필압을 구한다. 즉, 컨트롤러(11)는 단자 Pc를 하이 레벨로 함으로써 가변 용량 콘덴서(4C)를 충전한다. 그 다음으로, 컨트롤러(11)는 단자 Pc를 입력 상태로 전환한다. 이때, 가변 용량 콘덴서(4C)에 축적된 전하는 이것과 병렬로 접속된 저항 R에 의해서 방전되어, 가변 용량 콘덴서(4C)의 전압 Ec(도 5 (D) 참조)는 서서히 저하된다. 컨트롤러(11)는, 단자 Pc를 입력 상태로 전환하고 나서, 가변 용량 콘덴서(4C)의 전압 Ec가, 미리 정한 임계치 전압 이하로 저하될 때까지의 시간 Tp를 구한다. 이 시간 Tp는, 구하는 필압에 상당하는 것이고, 컨트롤러(11)는 이 시간 Tp로부터, 필압을 복수 비트, 예를 들면 10비트의 값으로 해서 구한다.
그리고 컨트롤러(11)는, 기간 TA에 있어서는, 버스트 신호 송신 기간(A)이 종료되면, 제어 신호 CT(도 5 (C) 참조)를, 소정의 주기 Td로 하이 레벨 또는 로우 레벨로 하여, 신호 생성 회로(12)를 제어함으로써, 발진 회로로부터의 교류 신호에 대해 ASK 변조를 행한다. 이때, 컨트롤러(11)는, 첫회는 제어 신호 CT를 하이 레벨로 하여 소정의 시간, 신호를 송출한다(도 5 (E)의 스타트 신호 참조). 이 스타트 신호는, 이후의 데이터 송출 타이밍을 위치 검출 장치(201)측에서 정확하게 판정할 수 있도록 하기 위한 동기 신호의 역할을 완수한다. 즉, 위치 검출 장치(201)가 수신한 위치 지시기(100)로부터의 스타트 신호의 신호 송출 타이밍에 위치 검출 장치(201)로의 ASK 복조 등의 신호 처리를 동기시키기 위해서 마련되어 있다. 위치 검출 장치(201)에서는, 이 스타트 신호를 이용하여, 위치 지시기(100)로부터 수신한 신호의 ASK 복조 등의 신호 처리를 동기시킬 수 있다.
또한, 버스트 신호 송신 기간(A) 및 후술하는 버스트 신호 송신 기간(B)에 있어서의 버스트 신호를, 위치 지시기(100)로부터 송출시키는 신호의 송출 타이밍, 즉 동기 신호로서 이용하여 위치 검출 장치(201)로의 신호 처리를 동기시킬 수도 있다.
이 스타트 신호에 이어지는 2Td의 기간은, 위치 지시기(100)로부터 신호 Sc를 송출하는 전극을 식별하기 위한 식별 정보의 송출 구간이다. 즉, 이 기간 TA는, 중심 전극(5)에서만 신호 Sc를 송출하는 송출 구간이므로, 컨트롤러(11)는 이 기간 TA에 있어서의 식별 정보의 송출 구간에는, 이 예에서는, 도 5 (E)에 도시하는 것처럼, 중심 전극(5)에 대해서 2비트의 식별 정보로서, 부호 "00"을 부여하도록 제어 신호 CT를 제어한다.
중심 전극(5)의 식별 정보에 이어서, 컨트롤러(11)는, 전술한 동작에 의해 구한 예를 들면 10비트의 필압 데이터를 차례로 송신한다. 즉, 컨트롤러(11)는, 송신 데이터가 "0"일 때는 제어 신호 CT(도 5 (C) 참조)를 로우 레벨로 하여 신호 생성 회로(12)를 구성하는 발진 회로로부터의 교류 신호의 발생을 정지하고, 송신 데이터가 "1"일 때는 제어 신호 CT(도 5 (C) 참조)를 하이 레벨로 하여 신호 생성 회로(12)의 발진 회로로부터 교류 신호를 발생시키도록 제어함으로써 ASK 변조를 행한다(도 5 (E)의 필압 데이터 송신 기간 참조). 도 5 (C)에서는, 송신하는 필압이 "0101110101"인 것을 예시하고 있다.
10비트의 필압 데이터의 송신을 종료하면, 컨트롤러(11)는 중심 전극(5)에만 신호 Sc를 송출하는 기간 TA를 종료하고, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)의 양쪽에 신호 Sc를 공급하는 기간 TB로 전환하기 위해서, 스위치 회로(13)를 온, 스위치 회로(14)를 오프로 하도록 전환 제어 신호 SW1, SW2에 의해 전환 제어한다(도 6 (D), (E) 참조).
그리고 이 중심 전극(5)과 주변 전극(6)의 양쪽에 신호 Sc를 공급하는 기간 TB가 되면, 컨트롤러(11)는 기간 TA와 마찬가지로 하여, 도 5 (C)에 도시하는 것처럼, 제어 신호 CT를, 일정기간 하이 레벨을 유지하도록 제어하고, 신호 생성 회로(12)의 발진 회로로부터의 교류 신호를 일정기간 연속하여, 신호 Sc로서 출력하도록 한다. 이것에 의해, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)은, 일정기간 연속하여 버스트 신호를 송출하는 상태가 된다(도 5 (E)의 버스트 신호 송신 기간(B) 참조).
기간 TB는, 중심 전극(5)뿐만 아니라, 주변 전극(6)으로부터도 신호 Sc를 송출하는 송출 구간이므로, 이 버스트 신호 송신 기간(B)이 종료되면, 컨트롤러(11)는 제어 신호 CT(도 5 (C) 참조)를 하이 레벨로 하여 스타트 신호를 송출한 후, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)으로부터 신호 Sc가 송출되는 것을 나타내는, 2비트의 식별 정보를 부여한다. 이 예에서는 "10"을 부여하도록, 제어 신호 CT를 제어한다. 전술한 것처럼, 기간 TB에서는, 필압 검출 동작은 행하지 않고, 필압 데이터의 송신도 하지 않는다. 또한, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)의 양쪽에 신호 Sc를 공급하는 기간 TB에 있어서도, 필압 검출 동작을 행하고, 필압 데이터의 송신을 하도록 해도 물론 된다.
기간 TB에 있어서, 식별 정보의 송출을 종료하면, 컨트롤러(11)는 기간 TB를 종료하여 송신 구간 TA로 돌아가는 전환 제어를 행하기 위해서, 전환 제어 신호 SW1, SW2에 의해서 스위치 회로(13)는 오프, 스위치 회로(14)는 온으로 한다.
이하 마찬가지로 하여, 스텝 S106의 위치 지시 모드에 있어서는, 컨트롤러(11)는 기간 TA, 기간 TB를 순차로 순회적으로 전환하는 제어를 행한다.
이 스텝 S106의 다음에는, 컨트롤러(11)는 무선 통신 모듈(22)을 통해서 무선 통신이 가능한지 여부를 판별하여(스텝 S107), 무선 통신이 가능하면, 무선 통신 모듈(22)로 수신하는 위치 검출 장치(201)로부터의 신호를 감시하여, 위치 검출 장치(201)로부터 호버 모드에 대한 설정 지시(호버 모드로의 변경 지시)의 신호를 수신했는지 여부를 판별한다(스텝 S108). 이 스텝 S108에서, 호버 모드에 대한 지시를 수신하지 않았다고 판별했을 때는, 컨트롤러(11)는, 처리를 스텝 S106으로 되돌려서, 이 스텝 S106의 처리를 반복한다.
그리고 스텝 S108에서, 호버 모드에 대한 지시를 수신했다고 판별했을 때는, 컨트롤러(11)는, 처리를 스텝 S104로 되돌려서, 호버 모드에 있어서의 처리를 실행하도록 하고, 그 후, 상술한 스텝 S104 이후의 처리를 반복한다.
그리고 스텝 S107에서, 무선 통신 모듈(22)을 통해서 무선 통신이 가능하지 않다고 판별했을 때는, 컨트롤러(11)는 처리를 스텝 S103으로 진행하여, 이 스텝 S103 이후의 처리를 실행한다.
＜위치 검출 장치(201)의 구성예＞
다음으로, 이상 설명한 위치 지시기(100)와 함께 사용되는, 이 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(201)의 구성예에 대해서 설명한다.
도 7은 이 실시 형태의 위치 검출 장치(201)의 개략 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 이 예의 위치 검출 장치(201)는 정전 용량 방식의 위치 검출 장치의 구성이며, 이른바 크로스포인트(상호 용량) 구성의 센서를 구비하고 있고, 손가락 등의 정전 터치, 특히 멀티 터치를 검출하는 경우는, 제1 방향으로 배치된 도체에 송신 신호를 공급함과 아울러, 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 배치된 도체로부터 신호를 수신하도록 구성되어 있다. 또, 지시체가, 상술한 위치 지시기(100)와 같이, 위치 지시 신호를 송출하기 위한 전기 회로와, 이 전기 회로를 구동하는 구동 전원을 구비한 액티브 정전 펜인 경우에는, 제1 방향 및 제2 방향으로 배치된 각각의 도체로부터 신호를 수신하는 구성이 된다. 또한, 크로스포인트형 정전 용량 방식의 위치 검출 장치의 원리 등에 대해서는, 이 출원의 출원인과 관련되는 출원의 공개 공보인 일본 특개 2011－3035호 공보, 일본 특개 2011－3036호 공보, 일본 특개 2012－123599호 공보 등에 상세하게 설명되어 있다.
이 실시 형태의 위치 검출 장치(201)는, 도 7에 도시하는 것처럼, 터치 패널(위치 검출 센서)을 구성하는 센서(300)와, 제어 장치부(400)로 구성되어 있다.
센서(300)는, 이 예에서는, 하층측에서부터 차례로, Y 도체 그룹(302), 절연층, X 도체 그룹(301)을 적층하여 형성된 것으로, X 도체 그룹(301)과 Y 도체 그룹(302)이 서로 직교하는 방향으로 교차한 그리드 구성(grid configuration)을 구비한다. Y 도체 그룹(302)은, 도 7 및 후술하는 도 9에 도시하는 것처럼, 예를 들면, 가로 방향(X축 방향)으로 연장되어 있는 복수의 Y 도체(302Y1, 302Y2,…, 302Yn)(n은 1 이상의 정수)를 서로 소정 간격 떨어뜨려 병렬 배치한 것이다. 또, X 도체 그룹(301)은 Y 도체(302Y1, 302Y2,…, 302Yn)에 대해서 교차, 이 예에서는 직교하는 세로 방향(Y축방향)으로 연장되어 있는 복수의 X 도체(301X1, 301X2,…, 301Xm)(m은 1 이상의 정수)를 서로 소정 간격 떨어뜨려 병렬 배치한 것이다.
이 실시 형태의 센서(300)에서는, X 도체 그룹(301)을 구성하는 복수의 X 도체(301X1, 301X2,…, 301Xm)가 제1 도체이고, Y 도체 그룹(302)을 구성하는 복수의 Y 도체(302Y1, 302Y2,…, 302Yn)가 제2 도체이다. 이와 같이, 위치 검출 장치(201)에서는, X 도체와 Y 도체를 교차시켜 형성한 센서 패턴을 이용하여, 손가락 fg이나 액티브 정전 펜을 구성하는 위치 지시기(100) 등의 지시체가 지시하는 위치를 검출하는 구성을 구비하고 있다.
그리고 이 실시 형태의 위치 검출 장치(201)는, 예를 들면 스마트 폰이라고 불리는 휴대 기기 등의 전자기기에 탑재되어 사용된다. 이 때문에, 센서(300)는 전자기기가 구비하는 표시 화면의 크기에 대응한 사이즈를 가지고 있다. 화면 사이즈가 예를 들면 4인치 전후의 크기의 지시 입력면(센서면)(300S)은, 광 투과성을 가지는, X 도체 그룹(301)과 Y 도체 그룹(302)에 의해서 형성되어 있다.
또한, X 도체 그룹(301)과 Y 도체 그룹(302)은, 센서 기판의 동일면측에 각각이 배치되는 구성이어도 좋고, 센서 기판의 일면측에 X 도체 그룹(301)을 배치하고, 다른 면측에 Y 도체 그룹(302)을 배치하는 구성이어도 좋다.
제어 장치부(400)는 센서(300)와의 입출력 인터페이스가 되는 멀티플렉서(401)와, 손가락 터치/펜 검출 회로(402)와, 제어 회로(403)로 이루어진다.
제어 회로(403)는 위치 검출 장치(201)의 전체의 동작을 제어하기 위한 것으로, 이 예에서는, MPU(microprocessor unit)로 구성되어 있다. 이 실시 형태의 위치 검출 장치(201)는 손가락 터치의 검출과, 위치 지시기(100) 등에 의한 펜 터치의 검출을 시분할로 행하도록 제어한다. 즉, 이 실시 형태의 위치 검출 장치(201)에서는, 도 8에 도시하는 것처럼, 펜 터치의 검출을 실행하는 펜 검출 기간 PP와, 손가락 터치의 검출을 실행하는 손가락 터치 검출 기간 PF를 교호로 시분할로 실행하도록 하고 있다.
제어 회로(403)는 멀티플렉서(401) 및 손가락 터치/펜 검출 회로(402)를, 손가락 터치 검출 기간 PF와 펜 검출 기간 PP로 전환 제어한다.
제어 장치부(400)는 손가락 터치 검출 기간에서는, X 도체와 Y 도체를 교차시켜 형성한 그리드 구성의 센서(300)의 센서 패턴의 각각의 교점에 있어서의 정전 용량이, 손가락이 터치된 위치에서 변화하므로, 그 정전 용량의 변화를 검출함으로써 손가락 터치의 위치를 검출하도록 한다.
또, 제어 장치부(400)는, 펜 검출 기간 PP에서는, 위치 지시기(100)로부터 송출된 신호 Sc를 센서(300)로 검출한다. 그리고 제어 장치부(400)는, 이 위치 지시기(100)로부터의 신호 Sc의 수신 정보에 기초하여, 위치 지시기(100)가 센서(300)의 센서면(300S)으로부터 어느 정도 이상 떨어진 거리, 예를 들면 1cm 이상 떨어진 거리에 있는 호버 상태에 있는지, 센서(300)의 센서면(300S)에 대해서 1cm 이내의 거리에 근접한 상태에 있는지를 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여, 위치 지시기(100)에 대한 모드 지시 신호를 생성하여, 무선 통신 회로를 통해서, 위치 지시기(100)에 송신한다.
그리고 위치 지시기(100)가 센서(300)의 센서면(300S)에 대해서 예를 들면 1cm 이내의 거리에 근접한 상태에 있을 때는, 위치 검출 장치(201)에서는, 이 위치 지시기(100)로부터의 신호 Sc를, 센서(300)의 X 도체 그룹(301)(제1 도체：X 도체)뿐만 아니라, Y 도체 그룹(302)(제2 도체：Y 도체)로도 수신한다. 그리고 제어 장치부(400)는, 제1 도체 및 제2 도체를 구성하는 각각의 도체에 대해서, 위치 지시기(100)로부터 송출된 신호 Sc의 레벨을 측정하여, 수신 신호가 고레벨이 되어 있는 제1 도체 및 제2 도체의 각각을 특정함으로써 위치 지시기(100)에 의한 센서(300) 상에서의 지시를 검출하도록 한다.
또, 센서(300)의 센서면(300S)에 맞닿은 상태에 있을 때는, 위치 검출 장치(201)에서는, 위치 지시기(100)에 의한 센서(300) 상에서의 지시 위치를 검출함과 아울러, 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)에 인가된 필압에 대응한 데이터를 수신하여 당해 필압을 검지함과 아울러, 센서(300)의 센서면(300S)에 대한 위치 지시기(100)의 경사각을 검출하도록 한다.
＜위치 검출 장치(201)의 제어 장치부(400)의 구성예＞
도 9는 위치 검출 장치(201)의 제어 장치부(400)의 구성도의 일례를 도시한 것으로, 주로 펜 검출 회로(402P)의 부분을 중심으로 하여 추출한 구성예를 나타낸 것이다. 따라서 이 도 9의 구성예의 회로는, 펜 검출 기간 PP에 있어서 동작하는 것이다. 이 펜 검출 회로(402P)는 신호 처리 장치의 제1 실시 형태를 구성한다.
이 예의 펜 검출 회로(402P)는, 도 9에 도시하는 것처럼, 센서(300)에 대해서 마련되는 도체 선택 회로(411)와, 증폭 회로(412)와, 밴드 패스 필터 회로(413)와, 검파 회로(414)와, 샘플 홀드 회로(415)와, 아날로그-디지털 변환 회로(이하, AD 변환 회로라고 함)(416)를 구비함과 아울러, 전술한 제어 회로(403)를 구비한다.
추가로, 펜 검출 회로(402P)에는, 무선 통신 회로를 구성하는 무선 통신 모듈(417)이, 제어 회로(403)에 접속되어 있다. 이 무선 통신 모듈(417)은, 위치 지시기(100)의 무선 통신 모듈(22)과 무선 통신을 행하기 위한 것으로, 이 실시 형태에서는, 블루투스(Bluetooth)(등록상표) 규격의 근거리 무선 통신이 이용되고 있다.
도체 선택 회로(411)는 전술한 멀티플렉서(401)의 일부를 구성한다. 증폭 회로(412)와, 밴드 패스 필터 회로(413)와, 검파 회로(414)와, 샘플 홀드 회로(415)와, AD 변환 회로(416)는, 전술한 손가락 터치/펜 검출 회로(402) 중 펜 검출 회로의 부분을 구성한다.
도체 선택 회로(411)는 제어 회로(403)로부터의 제어 신호 CM에 기초하여, 제1 도체(301X1~301Xm) 및 제2 도체(302Y1~302Yn) 중에서 각각 1개의 도체를 선택한다. 도체 선택 회로(411)에 의해 선택된 도체는 증폭 회로(412)에 선택적으로 접속되고, 위치 지시기(100)로부터의 신호가 증폭 회로(412)에 의해 증폭된다. 이 증폭 회로(412)의 출력은 밴드 패스 필터 회로(413)에 공급되어, 위치 지시기(100)로부터 송신되는 신호의 주파수의 성분만이 추출된다.
밴드 패스 필터 회로(413)의 출력 신호는 검파 회로(414)에 의해서 검파된다. 이 검파 회로(414)의 출력 신호는 샘플 홀드 회로(415)에 공급되고, 제어 회로(403)로부터의 샘플링 신호에 의해, 소정의 타이밍에서 샘플 홀드된 후, AD 변환 회로(416)에 의해서 디지털 값으로 변환된다. AD 변환 회로(416)로부터의 디지털 데이터는 제어 회로(403)에 의해서 판독되고, 제어 회로(403)의 내부의 ROM에 격납된 프로그램에 의해서, 처리된다.
즉, 제어 회로(403)는 샘플 홀드 회로(415), AD 변환 회로(416), 및 도체 선택 회로(411)에, 각각 제어 신호를 송출하도록 동작한다. 그리고 제어 회로(403)는, AD 변환 회로(416)로부터의 디지털 데이터로부터, 위치 지시기(100)의 호버 상태의 검출, 위치 지시기(100)가 센서(300)상에서 지시하는 위치 좌표의 검출, 위치 지시기(100)의 센서(300)의 센서면(300S)에 대한 경사각의 검출을 위한 신호 처리를 행한다.
다음으로, 제어 회로(403)에 있어서의 위치 지시기(100)의 호버 상태의 검출 처리에 대해서 설명한다.
전술한 것처럼, 위치 지시기(100)는, 호버 상태에 있어서는, 상대적으로 큰 신호 레벨의 신호 Sc를 간헐적으로, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 송출하도록 한다. 그리고 위치 검출 장치(201)에서는, 이 호버 상태의 검출 처리에 있어서는, 센서(300)로 위치 지시기(100)로부터 송출되는 신호를 수신하고, 제어 회로(403)가, 당해 센서면(300S)에 있어서의 위치 지시기(100)의 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)으로부터의 신호의 수신 상태를 판정함으로써, 위치 지시기(100)가, 센서면(300S)에 근접하는 소정의 거리(높이) 이내의 호버 위치에 있는지 여부를 판정한다. 이 예에서는, 전술한 것처럼, 근접하는 소정의 거리 이내란, 센서면(300S)과 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)의 선단(5a)의 거리가, 예를 들면 1cm 이내로 된다.
제어 회로(403)는, 이 실시 형태에서는, 호버 상태의 검출 처리를 위해서, 소프트웨어 프로그램에 의한 소프트웨어 처리 기능으로서, 도 9에 도시하는 것처럼, 오브젝트 영역(object region) 검출 회로(4031)와, 오브젝트 영역 출현 상태 판정 회로(4032)와, 판정 결과 지시 회로(4033)를 구비한다.
여기서, 오브젝트 영역이란, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 각각으로부터 송출되는 신호에 의해서 센서(300)상에서 형성되는 감응 영역이다. 이하의 설명에 있어서는, 설명의 간단화를 위하여, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 각각으로부터 송출되는 신호에 의해서 센서(300)상에서 형성되는 오브젝트 영역의 각각을, 중심 전극(5)의 오브젝트 영역 및 주변 전극(6)의 오브젝트 영역이라고 부르기로 한다.
도 10은 위치 지시기(100)의 심체를 구성하는 중심 전극(5)의 선단(5a)의 센서면(300S)으로부터의 거리의 차이에 따른 센서상의 오브젝트 영역의 출현 상태의 변화를 설명하기 위한 도면이며, 편의상, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 대해서 직립(直立)한 상태로 되어 있는 경우이다. 이 도 10의 좌측에는, 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)의 선단(5a)의, 센서면(300S)으로부터의 거리(높이)를 나타내고, 중앙에는, 그때의 센서면(300S)상에 형성되는 오브젝트 영역의 출현 상태를 나타내고, 우측에는, 그때에 제어 회로(403)로 검출되는 센서(300)의 도체로부터의 신호 레벨을 나타내고 있다. 또한, 도 10에서는, 신호 레벨은, 센서면(300S)의 특정의 Y좌표 위치 Yi에 있어서의 X좌표 방향의 변화를 나타내고 있다.
도 10 (A)는, 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)의 선단(5a)이, 센서면(300S)보다도 비교적 멀리 떨어진 높이 h1의 위치에 있는 상태(제3 호버 상태), 예를 들면 5cm 이상 떨어진 상태를 나타내고 있고, 센서면(300S)상에는, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 각각의 오브젝트 영역이 서로 분리되지 않고 전체적으로 한 덩어리도 된 듯한 오브젝트 영역 OB1이 형성된다. 그리고 이때에 제어 회로(403)로 검출되는 센서(300)의 도체로부터의 신호 레벨은, 전체적으로 낮은 상태가 된다.
도 10 (B)는, 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)의 선단(5a)의 센서면(300S)으로부터의 높이가, 상기 높이 h1보다는 작지만 근접 상태의 높이 h3(예를 들면 2cm)보다도 큰 높이 h2의 위치에 있는 상태(제2 호버 상태)를 나타내고 있다. 이때에도, 센서면(300S)상에는, 중심 전극(5)의 오브젝트 영역과 주변 전극(6)의 오브젝트 영역이 서로 명확하게 분리되는 일 없이 전체적으로 한 덩어리로 되어 있는 오브젝트 영역 OB2가 형성된다. 다만, 이때는, 제어 회로(403)로 검출되는 센서(300)의 도체로부터의 신호 레벨에 의해, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)이 서로 식별 가능해지는 경우도 있다.
도 10 (C)는, 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)의 선단(5a)의 센서면(300S)으로부터의 높이가, 상기 높이 h2보다는 작은 근접 상태의 높이 h3(예를 들면 1cm) 이내의 위치에 있는 상태(제1 호버 상태) 경우를 나타내고 있다. 이때는, 센서면(300S)상에는, 중심 전극(5)의 오브젝트 영역 OBa와, 주변 전극(6)의 오브젝트 영역 OBb가, 서로 분리되어 얻어진다. 그리고 이때에 제어 회로(403)로 검출되는 센서(300)의 도체로부터의 신호 레벨은, 각 오브젝트 영역 OBa, OBb의 각각에 따른 것이 된다.
또한, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 대해서 직립이 아니라, 소정의 각도, 기울어져 있을 때는, 주변 전극(6)에 대응하여 형성되는 오브젝트 영역 OBb의 일부는, 중심 전극(5)의 오브젝트 영역 OBa와 겹치는 경우가 있지만, 적어도 경사진 방향에 있어서는, 주변 전극(6)의 오브젝트 영역 OBb는, 중심 전극(5)의 오브젝트 영역 OBa와는 겹치지 않고, 서로 분리된 상태가 된다(도 11 (D) 참조).
이 실시 형태에서는, 제어 회로(403)는, 이 도 10 (C)에 도시한 것처럼, 중심 전극(5)에 대응하는 오브젝트 영역 OBa가, 주변 전극(6)의 오브젝트 영역 OBb의 적어도 일부와 겹치지 않고, 서로 분리된 상태가 되었을 때, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 근접한 상태가 되었다고 판정하도록 한다.
또한, 제어 회로(403)는 중심 전극(5)의 오브젝트 영역 OBa가, 주변 전극(6)의 오브젝트 영역 OBb의 적어도 일부와 겹치지 않고, 서로 분리된 상태가 된 것에만 기초하여, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 근접한 상태가 되었다고 판정하는 것이 아니라, 중심 전극의 오브젝트 영역 OBa에서 얻어지는 신호 레벨이 소정의 임계치 레벨 Lth 이상이 된 것을 함께 검출했을 때, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 근접한 상태가 되었다고 판정하도록 해도 된다. 그 경우에는, 임계치 레벨 Lth를 변화시킴으로써, 근접 상태로서 검출하는 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)의 선단(5a)의 높이 h3의 설정을 바꿀 수 있다.
제어 회로(403)에서는, 오브젝트 영역 검출 회로(4031)로, 위치 지시기(100)로부터 송출되는 신호에 의해서 형성되는 오브젝트 영역의 검출을 행한다. 그리고 오브젝트 영역 출현 상태 판정 회로(4032)에 있어서, 검출된 오브젝트 영역의 출현 상태가, 도 10 (A), (B), (C) 중 어느 상태에 있는지를 체크하고, 검출된 오브젝트 영역이, 도 10 (C)의 출현 상태가 되어 있는지 여부를 판정한다. 그리고 오브젝트 영역 출현 상태 판정 회로(4032)는, 그 판정 결과를, 판정 결과 지시 회로(4033)에 건네준다. 판정 결과 지시 회로(4033)는 오브젝트 영역 출현 상태 판정 회로(4032)로부터 수취한 판정 결과에 따라서, 호버 모드 혹은 위치 지시 모드 중 어느 지시 정보를, 무선 통신 모듈(417)을 통해서 위치 지시기(100)에 송신한다.
또한, 전술한 것처럼, 판정 결과 지시 회로(4033)에서는, 위치 지시기(100)에 대해서 위치 지시 모드에 대한 지시를 하고 있던 상태로부터, 위치 지시기(100)가 호버 모드에 대한 지시를 송신하는 상태가 되었다고 판정했다고 해도, 즉석으로는 호버 모드에 대한 지시를 위치 지시기(100)에 대해서 송신하지 않고, 위치 지시 모드에 대한 지시를 하고 있던 상태로부터, 호버 모드에 대한 지시를 송신하는 상태가 되었다고 판정하는 상태가 소정 시간 이상, 예를 들면 5초 이상 연속했다고 판별했을 때, 위치 지시기(100)에 대해서 호버 모드에 대한 지시를 송신하도록 한다.
다음으로, 위치 검출 장치(201)의 펜 검출 회로(402P)에 있어서의, 위치 지시기(100)의 지시 위치 및 경사각을 검출할 때의 동작에 대해서 이하에 설명한다.
제어 회로(403)는, 이 실시 형태에서는, 소프트웨어 프로그램에 의한 소프트웨어 처리 기능으로서, 도 9에 도시하는 것처럼, 지시 위치 검출 회로(4034)와, 경사각 검출 회로(4035)를 구비한다. 지시 위치 검출 회로(4034)와, 경사각 검출 회로(4035)는, 위치 지시기(100)에 위치 지시 모드를 지시한 상태, 즉, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 대해서 높이 h3 이내에 근접한 제1 호버 상태가 검출되었을 경우에 있어서 동작하도록 제어된다.
이때, 위치 지시기(100)는, 전술한 것처럼, 위치 검출 장치(201)로부터의 위치 지시 모드에 대한 설정 지시에 따라서, 기간 TA에서는 중심 전극(5)으로부터만 신호 Sc를 송출하고, 기간 TB에서는 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 신호 Sc를 송출한다. 그리고 위치 검출 장치(201)의 센서면(300S)에 있어서는, 도 10 (C)에 도시한 것처럼, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)에 의해서 형성되는 오브젝트 영역 OBa 및 OBb가 서로 분리되어 검출 가능한 상태로 되어 있다.
그리고 위치 지시 모드에 있어서는, 위치 지시기(100)로부터의 신호 Sc에는, 당해 신호 Sc를 공급하는 전극을 식별하는 식별 정보가 포함되어 있으므로, 펜 검출 회로(402P)의 제어 회로(403)에서는, 그 식별 정보를 검출함으로써, 각 오브젝트 영역 OBa, OBb로부터의 수신 신호를 각각 식별하여 취득할 수 있다. 즉, 위치 지시기(100)로부터는, 도 5에 도시한 기간 TA에 있어서는, 중심 전극(5)으로부터만 도 5 (E)에 도시한 것 같은 신호 Sc(식별 정보 "00")가 송출되고, 오브젝트 영역 OBa만이 센서(300)로 검출된다. 또, 기간 TB에 있어서는, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 도 5 (E)에 도시한 것 같은 신호 Sc(식별 정보 "10")가 송출되고, 센서(300)에서는, 오브젝트 영역 OBa에 더하여, 오브젝트 영역 OBb가 검출된다.
제어 회로(403)의 지시 위치 검출 회로(4034)에서는, 중심 전극(5)의 오브젝트 영역 OBa의 중심 위치를, 위치 지시기(100)에 의한 센서(300)상의 지시 위치로서 검출한다. 여기서, 오브젝트 영역 OBa의 중심 위치란, 오브젝트 영역 OBa 내의 센서(300)상의 복수의 도체에 얻어지는 신호 레벨을 이용하여 산출되는 위치이다.
즉, 도 11 (A)에 도시하는 것처럼, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 수직이 되어 있을 때는, 도 11 (B)에 도시하는 것처럼, 오브젝트 영역 OBa는 정원 형상이 되고, 위치 지시기(100)의 심체를 구성하는 중심 전극(5)에 의한 지시 위치 Pt는, 오브젝트 영역 OBa의 중심 위치와 일치한다. 이에 반해, 도 11 (C)에 도시하는 것처럼, 위치 지시기(100)가 기울어져 있는 경우에는, 센서면(300S)상의 오브젝트 영역 OBa는, 도 11 (D)에 도시하는 것처럼 타원이 되고, 이에 더하여, 위치 지시기(100)에 의한 지시 위치 Pt는, 오브젝트 영역 OBa의 중심 위치로부터 벗어난(displace) 상태가 된다.
그러나 오브젝트 영역 OBa 내에 포함되는 센서(300)상의 도체에 얻어지는 신호의 레벨은, 중심 전극(5)의 선단(5a)의 지시 위치에 따른 신호 레벨로 되어 있어, 위치 지시기(100)에 의해 지시된 위치로서, 거의 정확하게 얻어진다.
다음으로, 이 실시 형태에서는, 제어 회로(403)의 경사각 검출 회로(4035)는, 이 예에서는, 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)에 대응하는 오브젝트 OBa와, 주변 전극(6)에 대응하는 오브젝트 영역 OBb의 형상 및 양자의 관계로부터, 위치 지시기(100)의 경사각을 구한다. 즉, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 대해서 수직이 되어 있을 때는, 오브젝트 영역 OBa는 정원이고, 또, 오브젝트 영역 OBb는 오브젝트 OBa와 중심 위치가 일치하는 도너츠 형상(doughnut shape)이 된다.
한편, 위치 지시기(100)가 도 11 (C)에 도시하는 것처럼 기울지면, 도 11 (D)에 도시하는 것처럼, 오브젝트 영역 OBa는 기울어져 있는 방향을 장축(長軸)으로 하고, 그 기울기에 따른 긴 직경의 길이가 되는 타원 형상이 됨과 아울러, 오브젝트 영역 OBb도, 기울어져 있는 방향으로, 연장된 도너츠 형상이 된다. 따라서 이들 오브젝트 영역 OBa 및 오브젝트 영역 OBb의 형상 및 양자의 관계로부터, 위치 지시기(100)의 기울기를 검출할 수 있다.
다음으로, 이상과 같이 구성되는 제어 회로(403)에 있어서의, 위치 지시기(100)의 기울기를 검출하는 처리의 흐름의 일례를, 도 12의 순서도를 참조하면서 설명한다.
제어 회로(403)는 위치 지시기(100)로부터의 신호 Sc를 센서(300)의 도체 그룹을 통해서 수신하고, 오브젝트 영역 검출 회로(4031)의 기능에 의해 오브젝트 영역의 검출 처리를 실행한다(스텝 S201).
스텝 S201에서, 오브젝트 영역의 검출 처리를 종료하면, 제어 회로(403)는, 오브젝트 영역 출현 상태 판정 회로(4032)의 기능에 의해, 오브젝트 영역의 센서면(300S)상에 있어서의 출현 상태를 체크하여, 오브젝트 영역을 서로 분리하여 검출할 수 있는 상태인지 여부를 판정한다. 오브젝트 영역을 서로 분리하여 검출할 수 있는 상태이면, 각각의 오브젝트 영역에 대해서, 중심 전극(5), 주변 전극(6) 중 어느 오브젝트 영역인지에 대한 영역 속성을 판정한다(스텝 S202).
그리고 제어 회로(403)는, 오브젝트 영역 출현 상태 판정 회로(4032)의 기능에 의해, 중심 전극(5)의 오브젝트 영역이, 주변 전극(6)의 오브젝트 영역과 분리하여 식별 가능한지 여부를 판별한다(스텝 S203).
스텝 S203에서, 중심 전극(5)에 의해서 형성되는 오브젝트 영역을, 주변 전극(6)에 의해서 형성되는 오브젝트 영역과 분리하여 식별할 수 없다고 판별했을 때는, 제어 회로(403)는, 오브젝트 영역 출현 상태 판정 회로(4032)의 기능에 의해, 전에 위치 지시 모드에 대한 지시를 위치 지시기(100)에 송신하고 있던 상태로부터, 소정 시간, 예를 들면 5초가 경과했는지 여부를 판별한다(스텝 S204).
이 스텝 S204에서, 전에 위치 지시 모드에 대한 지시를 송출하고 있던 상태로부터 소정 시간 이상 경과해 있다고 판별했을 때는, 제어 회로(403)는, 판정 결과 지시 회로(4033)의 기능에 의해, 무선 통신 모듈(417)을 통해서, 호버 모드에 대한 설정 지시를, 무선 신호에 의해 위치 지시기(100)에 송신한다(스텝 S205). 제어 회로(403)는, 이 스텝 S205의 다음에는, 처리를 스텝 S201로 되돌리고, 이 스텝 S201 이후의 처리를 반복한다.
또, 스텝 S203에서, 중심 전극(5)에 의해서 형성되는 오브젝트 영역이, 주변 전극(6)에 의해서 형성되는 오브젝트 영역과 분리하여 식별 가능하다고 판별했을 때는, 제어 회로(403)는, 판정 결과 지시 회로(4033)의 기능에 의해, 무선 통신 모듈(417)을 통해서, 위치 지시 모드에 대한 설정 지시를, 무선 신호에 의해 위치 지시기(100)에 송신한다(스텝 S206). 스텝 S204에서, 전에 위치 지시 모드에 대한 지시를 송출하고 있던 상태로부터 소정 시간 이상 경과해 있지 않다고 판별했을 때도, 제어 회로(403)는, 이 스텝 S206으로 진행하여, 무선 통신 모듈(417)을 통해서, 위치 지시 모드에 대한 지시를, 무선 신호에 의해 위치 지시기(100)에 송신한다.
스텝 S206에 의해 위치 지시 모드에 대한 설정 지시를 위치 지시기(100)에 송신한 후에는, 제어 회로(403)는, 지시 위치 검출 회로(4034)의 기능에 의해, 전술한 것처럼 하여, 위치 지시기에 의해 지시된 센서(300)상의 위치를 검출한다(스텝 S207).
다음으로, 제어 회로(403)는, 위치 검출 장치(201), 혹은 위치 검출 장치(201)가 접속되어 있는 전자기기가 위치 지시기(100)의 경사각의 검출을 요구하고 있는지 여부를 판별하여(스텝 S208), 경사각의 검출이 요구되고 있지 않을 때는, 처리를 스텝 S201로 되돌리고, 이 스텝 S201 이후의 처리를 반복한다. 또, 스텝 S208에서, 위치 지시기(100)의 경사각의 검출이 요구되고 있다고 판별했을 때는, 제어 회로(403)는 경사각 검출 회로(4035)의 기능에 의해, 위치 지시기(100)의 경사각을 검출한다(스텝 S209). 그 후, 제어 회로(403)는, 처리를 스텝 S201로 되돌리고, 이 스텝 S201 이후의 처리를 반복한다.
또한, 위치 지시기(100)는, 도 9에 도시하는 위치 검출 장치(201)의 펜 검출 회로(402P)로부터 무선 통신 모듈(417)을 통해서 위치 지시 모드 및 호버 모드에 대한 설정 지시를 모두 수신하지 않은 때는, 자신을 호버 모드의 상태로 설정한다.
[제1 실시 형태의 효과］
상술한 제1 실시 형태의 위치 지시기(100)에 있어서는, 호버 모드시에는, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)에 공급되는 교류 신호의 신호 레벨은, 위치 지시 모드일 때 보다도 큰 신호 레벨이 설정되기 때문에, 위치 검출 장치(201)로의 위치 지시기(100)의 호버 상태를 감도 좋게 검출할 수 있다. 그리고 교류 신호의 신호 레벨을 크게 해도, 교류 신호는 위치 지시기(100)로부터 간헐적으로 송출되기 때문에, 소비 전력을 억제할 수 있다. 또, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 교류 신호를 송출함으로써, 위치 검출 장치(201)의 센서(300)에 효율 좋게 신호를 송출할 수 있고, 위치 검출 장치(201)로의 위치 지시기(100)의 호버 상태의 검출 감도가 향상된다.
그리고 위치 검출 장치(201)에서는, 위치 지시기(100)로부터 수신한 신호에 기초하여, 위치 검출 장치(201)의 센서(300)의 센서면(300S)상에서 위치 지시기(100)가 소정의 호버 상태에 있는지 여부를 식별하여, 위치 지시기(100)가 위치 검출 장치(201)의 센서(300)의 센서면(300S)에 대해서 충분히 근접한 호버 상태에 있는 경우, 위치 지시기(100)에 위치 지시 모드에 대한 설정 지시를 송신하도록 하고 있으므로, 위치 검출 장치(201)에서는, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 맞닿아 있지 않은 호버 상태일 때부터, 지시 위치의 검출을 할 수 있게 됨과 아울러, 필요에 따라서, 위치 지시기(100)의 경사각을 검출할 수 있게 된다.
[제1 실시 형태의 변형예］
또한, 상술의 실시 형태에서는, 호버 모드에 있어서는, 위치 지시기(100)는, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 신호 Sc를 송출하도록 했지만, 주변 전극(6)에서만 신호 Sc를 송출하도록 구성해도 된다.
또, 상술의 제1 실시 형태에서는, 위치 검출 장치(201)의 펜 검출 회로(402P)로부터, 무선 통신 모듈(417)을 통해서 호버 모드에 대한 설정 지시와, 위치 지시 모드에 대한 설정 지시의 양쪽을 위치 지시기(100)에 송신하도록 했지만, 호버 모드에 대한 설정 지시는 송출하지 않고, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 대해서 소정의 거리(높이)까지 근접한 것이 검출된 것에 대응하여, 위치 지시기(100)를 위치 지시 모드로 설정하는 신호를 센서(300)를 통해서 위치 지시기(100)에 반복하여 지시하고, 위치 지시기(100)에서는 위치 지시 모드를 설정하는 신호가 센서(300)를 통해서 소정 시간 예를 들면 5초 계속하여 수신할 수 없을 때는 위치 지시기(100) 스스로가 위치 지시 모드를 해제하도록 구성해도 된다. 추가로는, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 대해서 소정의 거리(높이)까지 근접한 것이 소정 시간 검출되지 않았던 것에 대응하여, 위치 지시기(100)를 호버 모드로 설정하는 지시를, 무선 통신 모듈(417)을 통해서, 위치 검출 장치(201)의 펜 검출 회로(402P)로부터 위치 지시기(100)에 송신해도 된다. 이와 같이 구성하면, 호버 모드와 위치 지시 모드에 있어서의 한쪽 모드만을 설정하는 지시를 행함으로써, 모드의 전환 제어를 행할 수 있다.
또한, 상술의 실시 형태에서는, 위치 지시 모드시에는, 신호 생성 회로(12)로 생성된 신호 Sc가 중심 전극(5)에 공급될 때와, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)에 공급되는 때를 식별하기 위해서 식별 정보를 신호 Sc에 포함시키도록 하여 위치 지시기(100)로부터 송출하도록 했다. 그러나 양자를 식별하는 방법으로서는, 식별 정보를 신호 Sc에 포함시키는 방법으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면 상술의 실시 형태에서는, 중심 전극(5)에만 공급하는 신호 Sc에는, 필압 데이터를 포함시키고, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)에 공급하는 신호 Sc에는, 필압 데이터를 포함시키지는 않았다. 따라서 위치 검출 장치(201)에서는, 필압 데이터가 포함되어 있는 신호 Sc를 수신하고 있을 때는, 위치 지시기(100)에서는 중심 전극(5)에서만 신호 Sc가 송출되고 있는 것을 식별할 수 있고, 그 다음의 기간은, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)으로부터 신호 Sc가 송출되는 것이 식별 가능해진다.
또, 마찬가지의 아이디어로부터, 중심 전극(5)에만 신호 Sc가 송출되는 기간 TA의 기간 길이와, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)으로부터 신호 Sc가 송출되는 기간 TB의 기간 길이의 차이로부터, 위치 지시기(100)로 중심 전극(5)만이 선택되고, 또, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)이 함께 선택되어 있는 것을 식별하도록 할 수도 있다.
또, 예를 들면 중심 전극(5)에서만 신호 Sc가 송출되는 기간 TA 후에만, 소정 길이의 신호 휴지 기간(rest period)을 마련하거나, 휴지 기간을 대신하여, 다른 것과 구별 가능한 소정의 신호를 삽입하거나 하여, 중심 전극(5)에서만 신호 Sc가 송출되는 기간 TA와, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)으로부터 신호 Sc가 송출되는 기간을 식별할 수 있도록 해도 된다.
또, 복수의 주파수의 신호를 생성할 수 있도록 신호 생성 회로(12)에 마련된 발진 회로를 구성하고, 호버 모드에 있어서는, 그 한쪽의 주파수의 신호를 중심 전극(5)과 주변 전극(6)에 공급하도록 하고, 위치 지시 모드에 있어서는, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)에 서로 다른 주파수의 신호를 공급하도록 함으로써, 위치 검출 장치로, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)을 식별할 수 있도록 해도 된다.
또, 상술의 실시 형태에 있어서의 각각의 호버 상태의 검출 처리에 있어서, 오브젝트 영역 출현 상태 판정 회로(4032)는, 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)의 선단(5a)이, 위치 검출 장치(201)의 센서면에 근접하는 상태를, 중심 전극(5)이, 주변 전극(6)과 식별 가능하게 되었는지 여부에 의해 판정하도록 했다. 그러나 이 방법으로 한정하지 않고, 오브젝트 영역 출현 상태 판정 회로(4032)는, 중심 전극(5)의 오브젝트 영역의 크기 및/또는 주변 전극(6)의 오브젝트 영역의 크기가, 소정의 크기인지 여부에 기초하여, 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)의 선단(5a)의, 위치 검출 장치(201)의 센서면으로의 근접 상태를 판정하도록 해도 된다.
또, 상술의 실시 형태에서는, 위치 지시 모드에 있어서는, 위치 지시기(100)의 경사각을 구하기 위해서, 기간 TB를 마련하도록 했지만, 경사각을 검출할 필요가 없는 경우에는, 기간 TA만을 실행하도록 해도 된다.
추가로는, 제1 실시 형태에서는, 위치 지시기(100)는, 호버 모드와 위치 지시 모드의 전환을 위치 검출 장치로부터 무선 통신 모듈을 통해서 수신한 신호에 기초하여 행하도록 했다. 그러나 위치 지시기에 있어서의 호버 모드와 위치 지시 모드의 모드 전환은, 위치 검출 장치로부터 무선 통신 모듈을 통해서 수신한 신호에 기초하여 행하는 것이 아니라, 위치 지시기 자신만으로 행하도록 구성할 수도 있다.
즉, 상술의 제1 실시 형태에서는, 위치 지시기(100)가 센서면(300S)에 대해서 소정의 거리(높이)까지 근접했는지 여부에 대한 판별을, 위치 지시기(100)로부터 송출되는 신호에 의해서 형성되는 오브젝트 영역의 출현 상태의 검출에 기초하여 행하고, 이 검출 결과에 기초하여 호버 모드와 위치 지시 모드 사이의 모드 전환을 행하고 있다. 이에 반해, 위치 지시기(100)가 구비하는 압력 검출 수단으로서의 필압 검출 모듈(4)로의 필압 검출 결과를 이용함으로써, 위치 검출 장치로부터의 신호에 의존하지 않고, 위치 지시기 스스로, 호버 모드와 위치 지시 모드의 전환을 행할 수 있다. 구체적으로는, 호버 모드로 설정되어 있는 위치 지시기(100)가, 위치 지시기(100)의 심체인 중심 전극(5)이 위치 검출 장치(201)의 센서면에 접촉하고, 소정의 압력(제로 이상)이 중심 전극(5)에 인가된 것이 필압 검출 모듈(4)로 검출된 것에 대응하여, 호버 모드로부터 위치 지시 모드로 전환하여 신호를 송출하는 것이다. 그 이외의 동작에 대해서는 전술한 대로이다.
이와 같이 구성했을 경우에는, 필압 검출 모듈(4)로 검출된 필압치에 기초하여, 위치 지시기(100)의 심체로서의 중심 전극(5)이 위치 검출 장치(201)의 센서에 맞닿은 것을 검출하여 호버 모드로부터 위치 지시 모드로 전환하도록 하므로, 사용자에 의한 위치 지시기(100)를 이용한 위치 지시의 의사를 적확하게 반영한 모드의 전환 제어를 행할 수 있다.
[제2 실시 형태］
상술의 제1 실시 형태에서는, 위치 검출 장치(201)의 펜 검출 회로(402P)의 판정 결과 지시 회로(4033)로부터의 판정 결과인 호버 모드에 대한 설정 지시 및 위치 지시 모드에 대한 설정 지시는, 무선 통신 모듈(417) 및 무선 통신 모듈(22)을 통해서 위치 지시기(100)에 송신하도록 했다. 그러나 위치 검출 장치(201)의 펜 검출 회로(402P)로부터의 호버 모드에 대한 설정 지시 및 위치 지시 모드에 대한 설정 지시는, 위치 검출 장치(201)의 센서(300)로부터, 위치 지시기(100)의 중심 전극(5)을 통해서 전송하도록 할 수도 있다. 이 제2 실시 형태는, 그 경우의 일례이다. 이 제2 실시 형태의 위치 지시기(100A)의 기구적 구성은, 도 2 및 도 3에 도시한 제1 실시 형태의 위치 지시기(100)와 같다.
이 제2 실시 형태의 위치 지시기(100A)의 신호 처리 회로의 구성예를 도 13에 도시한다. 이 도 13에 있어서, 도 3에 도시한 상술한 제1 실시 형태의 위치 지시기(100)의 신호 처리 회로의 구성예와 동일 부분에는, 동일 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제2 실시 형태에서는, 도 13에 도시하는 것처럼, 전환 스위치 회로(16)를 마련하고, 그 공통 접점 단자를 중심 전극(5)에 접속한다. 그리고 이 전환 스위치 회로(16)의 한쪽 고정 접점 단자 Tc를, 신호 생성 회로(12)의 출력단에 접속하고, 다른 쪽 고정 접점 단자 Rc를 수신 앰프(17)를 통해서 컨트롤러(11)의 신호 수신 단자 Rv에 접속한다. 그리고 컨트롤러(11)는, 이 전환 스위치 회로(16)에 전환 제어 신호 SW3을 공급한다. 그 외는, 도 3에 도시한 제1 실시 형태의 위치 지시기(100)와 같게 구성한다. 또한, 이 제2 실시 형태에서는, 컨트롤러(11)는, 무선 통신 모듈(22)을 통해서, 위치 지시기(100A)의 식별 정보 및 사이드 스위치의 정보를 위치 검출 장치(201)에 송신한다.
이 제2 실시 형태의 위치 지시기(100A)에서는, 컨트롤러(11)는 호버 모드에 있어서는, 전환 제어 신호 SW3을 이용하여, 전환 스위치 회로(16)를, 도 6에 도시한 간헐적인 버스트 신호의 송신 기간에서는, 고정 접점 단자 Tc에 접속하도록 함과 아울러, 이 간헐적인 버스트 신호의 송신 직후에 있어서는, 센서(300)로부터의 신호를 수신하는데 충분한 기간만큼, 고정 접점 단자 Rc에 접속하도록 전환 제어한다.
또, 컨트롤러(11)는, 위치 지시 모드에 있어서는, 전환 제어 신호 SW3을 이용하여, 전환 스위치 회로(16)를, 적당한 간헐적인 타이밍, 예를 들면 도 5 (E)에 도시한 버스트 신호 송신 기간의 직후에 있어서, 센서(300)로부터의 신호를 수신하는데 충분한 기간만큼, 고정 접점 단자 Rc에 접속하도록 함과 아울러, 다른 기간은 고정 접점 단자 Tc에 접속하도록 전환 제어한다.
한편, 위치 검출 장치(201)의 펜 검출 회로(402P)는, 위치 지시기(100A)로부터 수신한 버스트 신호에 기초하여, 당해 버스트 신호의 수신이 끊어진 시점을 스타트 시점으로 하여, 판정 결과 지시 회로(4033)로부터, 호버 모드에 대한 설정 지시 또는 위치 지시 모드에 대한 설정 지시의 정보를, 센서(300)를 통해서 위치 지시기(100A)에 송신한다.
위치 지시기(100A)의 컨트롤러(11)는, 위치 검출 장치(201)로부터 호버 모드에 대한 지시를 수신했을 때와, 위치 검출 장치(201)로부터 아무것도 신호를 수신할 수 없을 때는, 위치 지시기(100A)를 호버 모드의 상태로 한다. 그리고 위치 검출 장치(201)로부터 위치 지시 모드에 대한 지시를 수신했을 때는, 위치 지시기(100A)를 위치 지시 모드로 전환하도록 한다.
또한, 이 제2 실시 형태의 경우에, 위치 검출 장치(201)의 펜 검출 회로(402P)는 호버 모드에 대한 설정 지시는 송출하지 않고, 위치 지시기(100A)가 센서면(300S)에 대해서 소정의 거리까지 근접한 것이 검출되면, 위치 지시 모드의 설정을 센서(300)를 통해서 위치 지시기(100A)에 지시하고, 위치 지시기(100A)가 센서면(300S)에 대해서 소정의 거리까지 근접한 것이 검출되지 않은 상태가 소정 시간 예를 들면 5초 이상 계속된 것이 검출되면, 위치 지시 모드 해제 지시를 위치 지시기(100A)에 지시하도록 해도 된다.
상술의 제2 실시 형태에 있어서는, 위치 지시기(100A)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 호버 모드와 위치 지시 모드의 전환을, 위치 검출 장치(201)로부터의 지시 정보에 의해 행하도록 했지만, 전술한 것처럼, 필압 검출 모듈(4)의 필압치에 따라서 호버 모드와 위치 지시 모드의 사이에서의 모드 전환을 행하도록 해도 물론 된다.
[제3 실시 형태］
상술의 실시 형태에서는, 위치 지시 모드에 있어서는, 신호 생성 회로(12)로 생성된 신호 Sc를 중심 전극(5), 주변 전극(6)을 통해서 송신하도록 했다. 제3 실시 형태의 위치 지시기(100B)에서는, 위치 지시 모드에서는, 위치 검출 장치(201)로부터의 신호를 정전 결합에 의해 수신하고, 그 수신한 신호를 신호 증강하는 등 하여, 위치 검출 장치(201)에 귀환(fed back)시키도록 한다.
이 제3 실시 형태의 위치 지시기(100B)의 기구적 구성은, 도 2 및 도 3에 도시한 제1 실시 형태의 위치 지시기(100)와 같다. 제3 실시 형태의 위치 지시기(100B)는, 신호 처리 회로의 구성이, 상술의 제1~ 제2 실시 형태와는 다르다. 도 14에, 이 제3 실시 형태의 위치 지시기(100B)의 신호 처리 회로의 구성예를 도시한다. 이 도 14에 있어서, 도 3에 도시한 신호 처리 회로의 구성예와 동일 부분에 대해서는, 동일 참조 부호를 부여하고 있다.
이 제3 실시 형태에서는, 신호 생성 회로(12)는, 호버 모드에 있어서는, 도 6 (A)(B)에 도시한 제1 신호 레벨 GN1의 간헐적인 신호(버스트 신호)를, 신호 Sc로서 송출하여, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 송출하도록 한다.
그리고 이 제3 실시 형태에서는, 신호 생성 회로(12)는, 위치 지시 모드의 기간 TA에 있어서는 발진기의 발진을 정지한다. 그리고 이 기간 TA에서는, 주변 전극(6)으로 위치 검출 장치(201)의 센서로부터의 신호를 수신하고, 그 수신 신호에 대해서 소정의 신호 처리를 실시한 신호를, 중심 전극(5)을 통해서, 위치 검출 장치(201)의 센서에 귀환시키도록 한다. 여기서, 소정의 신호 처리는, 이 예에서는, 신호 증강 처리이고, 센서로부터 수신한 신호의 신호 레벨을 소정의 신호 레벨로 증폭하는 처리 외에, 센서로부터 수신한 신호의 파형을 변형시키는 처리, 혹은 입력 신호의 위상을 제어하는 처리도 포함된다.
또한, 이 제3 실시 형태에서는, 필압 검출 모듈(4)로 검출된 필압치의 정보는, 무선 통신 모듈(22)을 통해서 위치 검출 장치(201)에, 사이드 스위치의 정보나 위치 지시기(100B)의 식별 정보와 함께 무선 송신된다.
또, 이 제3 실시 형태에서는, 신호 생성 회로(12)는 위치 지시 모드의 기간 TB에 있어서는, 제2 신호 레벨 GN2의 신호를, 신호 Sc로서 송출하여, 중심 전극(5)과 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 송출하도록 한다. 또한, 이 기간 TB에 송출되는 신호 Sc에는, 전술의 실시 형태와 마찬가지로 식별 정보를 포함한다.
이상과 같이 하기 위해서, 이 제3 실시 형태에서는, 도 14에 도시하는 것처럼, 신호 처리 회로에 있어서는, 스위치 회로(171, 172, 173, 174)와, 송신 신호 처리 회로(175)가 마련된다.
그리고 스위치 회로(171)의 가동 접점 단자는 중심 전극(5)에 접속되고, 한쪽의 고정 접점 단자 H는 신호 생성 회로(12)의 출력단에 접속되고, 다른 쪽의 고정 접점 단자 D는 스위치 회로(173)의 가동 접점 단자에 접속된다. 또, 스위치 회로(172)의 가동 접점 단자는 주변 전극(6)에 접속되고, 한쪽의 고정 접점 단자 H는 신호 생성 회로(12)의 출력단에 접속되고, 다른 쪽의 고정 접점 단자 D는 스위치 회로(174)의 가동 접점 단자에 접속된다.
그리고 스위치 회로(173 및 174)의 한쪽의 고정 접점 단자 SL은, 신호 생성 회로(12)의 출력단에 접속된다. 또, 스위치 회로(174)의 다른 쪽의 고정 접점 단자 P는 송신 신호 처리 회로(175)의 입력단에 접속되고, 스위치 회로(173)의 다른 쪽의 고정 접점 단자 P는 송신 신호 처리 회로(175)의 출력단에 접속된다.
그리고 컨트롤러(11)로부터의 전환 제어 신호 SW4에 의해, 스위치 회로(171 및 172)가, 호버 모드일 때는, 한쪽의 고정 접점 단자 H측으로, 위치 지시 모드일 때는, 다른 쪽의 고정 접점 단자 D측으로, 각각 전환된다. 또, 컨트롤러(11)로부터의 전환 제어 신호 SW5에 의해, 스위치 회로(173 및 174)가, 위치 지시 모드의 기간 TA에서는 다른 쪽의 고정 접점 단자 P측으로, 기간 TB에서는 한쪽의 고정 접점 단자 SL측으로, 각각 전환된다.
이상과 같이 구성되므로, 이 제3 실시 형태의 위치 지시기(100B)에 있어서는, 호버 모드일 때는, 컨트롤러(11)로부터의 전환 제어 신호 SW4에 의해 스위치 회로(171 및 172)가 고정 접점 단자 H측에 접속되므로, 상술의 실시 형태와 마찬가지로, 제1 신호 레벨 GN1의 신호가 간헐적으로, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)의 양쪽으로부터 송출된다.
그리고 위치 검출 장치(201)로부터의 지시 정보에 의해, 위치 지시 모드가 되면, 위치 지시기(100B)에서는, 컨트롤러(11)로부터의 전환 제어 신호 SW4에 의해 스위치 회로(171 및 172)가 고정 접점 단자 D측에 접속된다. 그리고 이 위치 지시 모드에 있어서는, 컨트롤러(11)로부터의 전환 제어 신호 SW5에 의해, 기간 TA에서는, 스위치 회로(173 및 174)가 고정 접점 단자 P에 접속되므로, 주변 전극(6)으로 수신된 위치 검출 장치(201)의 센서로부터의 신호가 송신 신호 처리 회로(175)에 입력되어, 전술한 소정의 신호 처리가 이루어진다. 그리고 송신 신호 처리 회로(175)의 처리 결과의 신호가, 중심 전극(5)을 통해서 위치 검출 장치(201)의 센서에 송신(귀환)된다.
또, 위치 지시 모드의 기간 TB에서는, 컨트롤러(11)로부터의 전환 제어 신호 SW5에 의해, 스위치 회로(173 및 174)가 고정 접점 단자 SL에 접속되므로, 신호 생성 회로(12)로부터의 제2 신호 레벨 GN2의 신호가, 중심 전극(5) 및 주변 전극(6)을 통해서 송출된다. 위치 검출 장치(201)에서는, 이 기간 TB에서의 수신 신호로부터, 전술과 마찬가지로 하여, 위치 지시기(100B)의 센서면에 대한 경사각을 검출할 수 있다.
또한, 이상의 제3 실시 형태의 설명에서는, 위치 지시 모드의 기간 TA에 있어서는, 위치 검출 장치(201)의 센서로부터의 신호를 주변 전극(6)으로 수신하고, 당해 수신 신호를 송신 신호 처리 회로(175)로 처리한 후, 중심 전극(5)을 통해서 송출함으로써, 센서에 귀환시키도록 했지만, 위치 검출 장치(201)의 센서로부터의 신호를 중심 전극(5)으로 수신하고, 당해 수신 신호를 송신 신호 처리 회로(175)로 처리한 후, 주변 전극(6)을 통해서 송출함으로써, 센서에 귀환시키도록 해도 된다.
또, 상술의 제3 실시 형태에 있어서는, 위치 지시기(100B)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 호버 모드와 위치 지시 모드의 전환을, 위치 검출 장치(201)로부터의 지시 정보에 의해 행하도록 했지만, 전술한 것처럼, 필압 검출 모듈(4)의 필압치에 따라서 호버 모드와 위치 지시 모드의 전환을 행하도록 해도 물론 된다.
[그 외의 실시 형태 또는 변형예］
상술의 실시 형태에서는, 호버 모드에 있어서는, 중심 전극과 주변 전극의 양쪽으로부터 송출하도록 했지만, 주변 전극에서만 송출하도록 해도 된다.
또, 상술의 실시 형태에서는, 호버 모드와 위치 지시 모드는, 같은 주파수의 신호를 송출하도록 했지만, 주파수가 다른 신호를 송출하도록 구성해도 된다. 또, 위치 지시 모드의 기간 TA와, 기간 TB에서도, 다른 주파수의 신호를 송출하도록 구성해도 된다. 그 경우에는, 기간 TA와 기간 TB에 있어서 각각 포함시키도록 한 2비트의 식별 정보는, 생략하도록 할 수 있다.
1… 하우징, 2… 프린트 배선 기판,
3… 배터리, 4… 필압 검출 모듈,
5… 중심 전극(심체), 6… 주변 전극,
11… 컨트롤러, 12… 신호 생성 회로,
100, 100A, 100B… 위치 지시기, 201… 위치 검출 장치,
400… 제어 장치부, 402P… 펜 검출 회로,
403… 제어 회로

Claims (21)

  1. 펜 형상의 하우징의 축심 방향의 한쪽의 단부(端部)로부터 돌출되도록 배치된 제1 전극과, 상기 제1 전극의 근방으로서 상기 펜 형상의 하우징의 중심축을 둘러싸도록 배치된 제2 전극과, 소정의 신호를 생성하는 신호 생성 회로를 구비하고, 상기 신호 생성 회로에 의해서 생성된 신호를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나를 통해 위치 검출 장치가 구비하는 센서에 송출하는 위치 지시기로서,
    상기 신호 생성 회로는, 제1 신호 레벨의 신호와, 상기 제1 신호 레벨보다도 낮은 제2 신호 레벨의 신호를 각각 생성 가능하고,
    상기 위치 지시기가 상기 센서의 센서면에 근접한 근접 상태에 대응하여 상기 제2 신호 레벨의 신호를 공급하고, 상기 센서면과 상기 위치 지시기의 거리가 상기 근접 상태에 있는 거리보다도 큰 거리가 된 호버 상태에 대응하여 상기 제1 신호 레벨의 신호를 공급하는 신호 공급 제어 회로를 구비하고 있고,
    상기 신호 공급 제어 회로는 상기 제2 신호 레벨의 신호가 상기 제1 전극으로 공급되도록 신호 공급이 제어된 상기 근접 상태로부터 상기 호버 상태로의 변경에 대응하여, 상기 제1 신호 레벨의 신호가 상기 제2 전극에 공급되도록 신호 공급이 제어되는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 근접 상태란 상기 위치 지시기가 상기 센서의 센서면에 맞닿은 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극에 인가된 압력을 검지하는 압력 검출 회로를 구비하고, 상기 압력 검출 회로로부터의 출력 신호에 기초하여 상기 신호 공급 제어 회로가 제어됨으로써, 상기 제1 신호 레벨의 신호의 상기 제2 전극으로의 공급 및 상기 제2 신호 레벨의 신호의 상기 제1 전극으로의 공급이 제어되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 압력 검출 회로에 의해서 소정의 압력이 검출되지 않을 때는, 상기 제1 신호 레벨의 신호가 적어도 상기 제2 전극에 공급되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 검출 장치로부터 송신된 지시 신호를 수신하는 수신 회로를 구비하고, 상기 수신 회로로 수신된 지시 신호에 기초하여 상기 신호 공급 제어 회로가 제어됨으로써, 상기 제1 신호 레벨의 신호의 상기 제2 전극으로의 공급 및 상기 제2 신호 레벨의 신호의 상기 제1 전극으로의 공급이 제어되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 수신 회로는, 상기 위치 검출 장치가 구비하는 상기 센서와의 사이의 정전 결합에 의해서 상기 지시 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 수신 회로는, 상기 위치 검출 장치로부터 송신된 무선 신호에 의해서 상기 지시 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 수신 회로를 통해서 상기 지시 신호가 수신되지 않을 때는, 상기 신호 공급 제어 회로를 통해서 적어도 상기 제1 신호 레벨의 신호가 상기 제2 전극에 공급되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 공급 제어 회로를 통해서 상기 제2 전극에 공급되는 상기 제1 신호 레벨의 신호는 간헐적 신호인 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 공급 제어 회로는, 상기 제1 전극에 접속된 전환 회로를 구비하고 있고, 상기 전환 회로를 통해서, 상기 신호 생성 회로에 의해서 생성된 신호의 공급 및 상기 위치 검출 장치의 상기 센서와 정전 결합함으로써 상기 센서로부터 공급된 신호의 수신이 선택적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  11. 제1 방향과, 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 각각 배치된 복수의 도체로 구성된 센서에 접속되고, 펜 형상의 하우징의 축심 방향의 한쪽의 단부로부터 돌출되도록 배치된 제1 전극과 상기 제1 전극의 근방으로서 상기 하우징의 중심축을 둘러싸도록 배치된 제2 전극을 구비한 위치 지시기를 상기 센서상에서 정전적으로 검출하는 신호 처리 회로로서,
    상기 위치 지시기에는, 제1 신호 레벨의 신호와, 상기 제1 신호 레벨보다도 낮은 제2 신호 레벨의 신호를 각각 생성 가능한 신호 생성 회로와, 상기 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 제1 신호 레벨의 신호와 상기 제2 신호 레벨의 신호를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나를 통해 상기 센서로 송출하는 신호 공급 제어 회로와, 상기 신호 처리 회로로 생성된 신호를 수신하는 수신 회로가 구비되어 있고,
    상기 신호 처리 회로에는, 상기 수신 회로를 통해서 상기 신호 공급 제어 회로를 제어하는 신호를 공급하는 송신 회로가 마련되고,
    상기 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 제1 신호 레벨의 신호와 상기 제2 신호 레벨의 신호가, 상기 신호 공급 제어 회로를 통해서 상기 센서에 송출되도록 제어됨과 아울러,
    상기 제2 신호 레벨의 신호의 상기 제1 전극으로의 공급으로부터, 상기 제1 신호 레벨의 신호의 상기 제2 전극으로의 공급으로 신호 공급이 제어되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치 지시기에 배치된 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 각각이 상기 센서와의 사이에서 정전 결합함으로써 상기 센서를 통해서 검출된 신호에 기초하여 생성된, 상기 위치 지시기에 구비된 상기 신호 공급 제어 회로를 제어하는 신호가, 상기 송신 회로를 통해서 상기 위치 지시기에 송신되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치 지시기는 상기 제1 전극에 인가된 압력을 검지하는 압력 검출 회로를 구비함과 아울러, 상기 압력 검출 회로로 검지된 압력의 정보는 상기 신호 처리 회로로 검출 가능하게 되어 있고, 상기 신호 처리 회로에 의해서 검출된 상기 압력의 정보에 기초하여 생성된, 상기 위치 지시기에 구비된 상기 신호 공급 제어 회로를 제어하는 신호가, 상기 송신 회로를 통해서 상기 위치 지시기에 송신되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치 지시기에 배치된 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 각각이 상기 센서와의 사이에서 정전 결합함으로써 상기 센서를 통해서 검출된 신호에 기초하여, 상기 센서의 센서면에 대한 상기 위치 지시기의 기울기를 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 신호 처리 회로에 마련된 상기 송신 회로와 상기 위치 지시기에 마련된 상기 수신 회로는, 정전적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 신호 처리 회로에 마련된 상기 송신 회로와 상기 위치 지시기에 마련된 상기 수신 회로는, 무선 신호에 의해서 결합되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  17. 펜 형상의 하우징의 축심 방향의 한쪽의 단부로부터 돌출되도록 배치된 제1 전극과, 상기 제1 전극의 근방으로서 상기 펜 형상의 하우징의 중심축을 둘러싸도록 배치된 제2 전극과, 소정의 신호를 생성하는 신호 생성 회로를 구비하고, 상기 신호 생성 회로에 의해서 생성된 신호를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나를 통해 위치 검출 장치가 구비하는 센서에 송출하는 위치 지시기에 있어서의, 상기 신호 생성 회로에 의해서 생성된 신호를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 공급하는 신호 공급 제어 회로를 포함하는 위치 지시기에 이용되는 신호 공급 제어 방법으로서,
    상기 신호 생성 회로는 제1 신호 레벨의 신호와, 상기 제1 신호 레벨보다도 낮은 제2 신호 레벨의 신호를 각각 생성 가능하고,
    상기 신호 공급 제어 회로는 상기 위치 지시기가 상기 센서의 센서면에 근접하는 근접 상태에 대응하여 상기 제2 신호 레벨의 신호를 공급하고, 상기 센서면과 상기 위치 지시기의 거리가 상기 근접 상태에 있는 거리보다도 큰 거리가 된 호버 상태에 대응하여 상기 제1 신호 레벨의 신호를 공급함과 아울러, 상기 제2 신호 레벨의 신호가 상기 제1 전극으로 공급되도록 신호 공급이 제어되는 상기 근접 상태로부터 상기 호버 상태로의 변경에 대응하여, 상기 제1 신호 레벨의 신호가 상기 제2 전극에 공급되도록 신호 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 신호 공급 제어 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 위치 지시기는 상기 제1 전극에 인가된 압력을 검출하는 압력 검출 센서를 구비하고 있고, 상기 압력 검출 센서에 의해서 검출되는 압력 정보에 기초하여, 상기 센서면에 대해서 상기 근접 상태 혹은 상기 호버 상태에 있는지 여부에 대한 정보가 취득되는 것을 특징으로 하는 신호 공급 제어 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 구비한 상기 위치 지시기와 상기 센서의 사이에서의 정전 결합에 기초하여, 상기 센서면에 대해서 상기 근접 상태 혹은 상기 호버 상태에 있는지 여부에 대한 정보가 취득되는 것을 특징으로 하는 신호 공급 제어 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 근접 상태란 상기 위치 지시기가 상기 센서의 센서면에 맞닿은 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 공급 제어 방법.
  21. 제1 방향과, 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 각각 배치된 복수의 도체로 구성된 센서에 접속되고, 펜 형상의 하우징의 축심 방향의 한쪽의 단부로부터 돌출되도록 배치된 제1 전극과 상기 제1 전극의 근방으로서 상기 하우징의 중심축을 둘러싸도록 배치된 제2 전극을 구비한 위치 지시기를 상기 센서상에서 정전적으로 검출하는 신호 처리 방법으로서,
    상기 위치 지시기에는, 제1 신호 레벨의 신호와, 상기 제1 신호 레벨보다도 낮은 제2 신호 레벨의 신호를 각각 생성 가능한 신호 생성 회로와, 상기 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 제1 신호 레벨의 신호와 상기 제2 신호 레벨의 신호를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나를 통해 상기 센서로 송출하는 신호 공급 제어 회로와, 상기 신호 처리 회로로 생성된 신호를 수신하는 수신 회로가 구비되어 있고,
    상기 신호 처리 회로에 마련된 송신 회로에 의해서, 상기 신호 공급 제어 회로를 제어하는 신호가 상기 수신 회로를 통해서 상기 위치 지시기에 공급됨으로써,
    상기 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 제1 신호 레벨의 신호와 상기 제2 신호 레벨의 신호가, 상기 신호 공급 제어 회로를 통해서, 상기 센서에 송출되도록 제어됨과 아울러,
    상기 제2 신호 레벨의 신호의 상기 제1 전극으로의 공급으로부터, 상기 제1 신호 레벨의 신호의 상기 제2 전극으로의 공급으로 신호 공급이 제어되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6544791B2 (ja) * 2015-02-20 2019-07-17 株式会社ワコム 位置指示器、信号処理回路、信号供給制御方法及び信号処理方法
US10168804B2 (en) * 2015-09-08 2019-01-01 Apple Inc. Stylus for electronic devices
EP3525069B1 (en) * 2016-10-06 2021-03-17 Wacom Co., Ltd. Stylus and controller
US10073548B2 (en) * 2016-11-08 2018-09-11 Wacom Co., Ltd. Stylus having variable transmit signal strength, and sensor for detecting such stylus
TWI598776B (zh) * 2016-11-10 2017-09-11 翰碩電子股份有限公司 電容筆及其判別傾斜角度的方法
US10331235B2 (en) 2016-11-23 2019-06-25 Wacom Co., Ltd. Stylus tilt detection based on bidirectional communication between stylus and stylus sensor controller
KR102303139B1 (ko) * 2017-03-16 2021-09-17 삼성전자주식회사 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법
JP6908442B2 (ja) 2017-06-06 2021-07-28 株式会社ワコム 位置指示器
TWI630513B (zh) * 2017-08-04 2018-07-21 Waltop International Corporation 可提供傾斜角與方位角偵測訊號的電容筆
WO2019044003A1 (ja) * 2017-09-04 2019-03-07 株式会社ワコム 空間位置指示システム
CN110998494B (zh) * 2017-09-27 2023-08-04 株式会社和冠 位置指示器
JP7171597B2 (ja) * 2017-10-25 2022-11-15 株式会社ワコム 位置指示器及び位置指示装置並びに位置指示器の傾きの検出方法
JP6537759B1 (ja) * 2017-11-14 2019-07-03 株式会社ワコム センサコントローラ
TWI632498B (zh) * 2017-11-24 2018-08-11 意象無限股份有限公司 觸控辨識裝置及其訊號量測方法
EP4080333B1 (en) * 2017-11-29 2024-07-17 Wacom Co., Ltd. Active pen
KR102468750B1 (ko) 2017-12-29 2022-11-18 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치, 터치시스템, 터치구동회로, 펜 및 펜 센싱 방법
KR102227274B1 (ko) * 2018-08-09 2021-03-15 삼성전자주식회사 버튼을 포함하는 전자 펜 장치, 전자 펜 장치에서의 동작 방법 및 시스템
WO2020066160A1 (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社ワコム 座標検出方法
JP7155022B2 (ja) * 2019-01-11 2022-10-18 株式会社ワコム ペン
CN109710094A (zh) * 2019-01-16 2019-05-03 深圳市绘王动漫科技有限公司 位置检测系统及电子手写笔
JP7366067B2 (ja) * 2019-01-17 2023-10-20 株式会社ワコム 静電結合方式の電子ペン
JP7346160B2 (ja) * 2019-08-23 2023-09-19 株式会社ワコム スタイラス及び集積回路
EP4026703A4 (en) * 2019-10-16 2022-11-02 Wacom Co., Ltd. ELECTRONIC PEN AND ELECTRONIC PEN BODY PART
WO2021161701A1 (ja) 2020-02-10 2021-08-19 株式会社ワコム ポインタの位置検出方法及びセンサコントローラ
CN116736991B (zh) * 2022-09-23 2024-05-14 荣耀终端有限公司 一种触控笔的控制方法、触控笔及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130106718A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Atmel Corporation Dynamic Reconfiguration of Electrodes in an Active Stylus

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0793081A (ja) * 1993-09-24 1995-04-07 Toshiba Corp 静電誘導式座標検出装置
US9201556B2 (en) * 2006-11-08 2015-12-01 3M Innovative Properties Company Touch location sensing system and method employing sensor data fitting to a predefined curve
JP4872113B2 (ja) * 2007-09-10 2012-02-08 株式会社ワコム 位置検出装置
GB2466566B (en) * 2008-12-22 2010-12-22 N trig ltd Digitizer, stylus and method of synchronization therewith
TWI521400B (zh) 2009-01-06 2016-02-11 Elan Microelectronics Corp The touch input device and the control method of the touch panel module applied to the touch input device
JP5295008B2 (ja) 2009-06-18 2013-09-18 株式会社ワコム 指示体検出装置
JP5396167B2 (ja) 2009-06-18 2014-01-22 株式会社ワコム 指示体検出装置及び指示体検出方法
JP5295090B2 (ja) * 2009-12-18 2013-09-18 株式会社ワコム 指示体検出装置
JP5345050B2 (ja) * 2009-12-25 2013-11-20 株式会社ワコム 指示体、位置検出装置及び位置検出方法
CN101727218A (zh) * 2010-01-27 2010-06-09 北京爱易玛克科技有限公司 具有压力值检测功能的电子手写笔
JP5442479B2 (ja) * 2010-02-05 2014-03-12 株式会社ワコム 指示体、位置検出装置及び位置検出方法
US9864440B2 (en) 2010-06-11 2018-01-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Object orientation detection with a digitizer
WO2012057888A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Cypress Semiconductor Corporation Synchronizing a stylus with a capacitive sense array
JP5578566B2 (ja) 2010-12-08 2014-08-27 株式会社ワコム 指示体検出装置および指示体検出方法
JP5669263B2 (ja) * 2011-04-11 2015-02-12 株式会社ワコム 位置指示器
US8638320B2 (en) * 2011-06-22 2014-01-28 Apple Inc. Stylus orientation detection
KR20130034765A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 삼성전자주식회사 휴대 단말기의 펜 입력 방법 및 장치
US8933899B2 (en) * 2011-10-28 2015-01-13 Atmel Corporation Pulse- or frame-based communication using active stylus
US9459709B2 (en) 2011-10-28 2016-10-04 Atmel Corporation Scaling voltage for data communication between active stylus and touch-sensor device
US8866767B2 (en) 2011-10-28 2014-10-21 Atmel Corporation Active stylus with high voltage
KR101282430B1 (ko) 2012-03-26 2013-07-04 삼성디스플레이 주식회사 스타일러스, 압력 검출 시스템 및 그의 구동방법
KR101999119B1 (ko) 2012-07-11 2019-07-12 삼성전자 주식회사 펜 입력 장치를 이용하는 입력 방법 및 그 단말
JP6021174B2 (ja) 2012-08-08 2016-11-09 株式会社ワコム 位置検出装置およびその位置指示器
US9563304B2 (en) 2012-08-15 2017-02-07 Atmel Corporation Active stylus with passive mutual measurements
US9690394B2 (en) 2012-09-14 2017-06-27 Apple Inc. Input device having extendable nib
JP5984259B2 (ja) * 2012-09-20 2016-09-06 株式会社ワコム 位置検出装置
KR102065703B1 (ko) * 2013-02-07 2020-02-11 삼성전자주식회사 터치 펜, 터치 펜 인식을 위한 전자 장치 및 그 운용 방법
TW201500981A (zh) * 2013-06-27 2015-01-01 Raydium Semiconductor Corp 觸控輸入裝置
KR101489813B1 (ko) * 2013-06-28 2015-02-04 삼성전기주식회사 능동형 스타일러스 팬을 포함한 터치패널 및 그 제어방법
TWI502459B (zh) * 2013-07-08 2015-10-01 Acer Inc 電子裝置及其觸控操作方法
KR102187843B1 (ko) * 2013-08-19 2020-12-07 삼성전자 주식회사 펜을 갖는 사용자 기기의 화면 제공 방법
JP6487694B2 (ja) * 2014-12-26 2019-03-20 株式会社ワコム 位置指示器及び信号処理装置
JP6544791B2 (ja) * 2015-02-20 2019-07-17 株式会社ワコム 位置指示器、信号処理回路、信号供給制御方法及び信号処理方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130106718A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Atmel Corporation Dynamic Reconfiguration of Electrodes in an Active Stylus

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