KR102243535B1 - 위치 지시기 - Google Patents

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Abstract

복수의 타입의 위치 검출 시스템에 대해서 공통의 1개의 위치 지시기를 이용할 수 있도록 한다. 제1 송신부와, 제2 송신부와, 외부로부터의 입력을 접수하는 입력부와, 위치 검출용 신호를 발생시키는 수단과, 서로 종류가 상이한 부가 정보를 각각 발생시키는 복수 개의 부가 정보 발생 수단과, 제어 수단을 구비한다. 제어 수단은 입력부에서 접수한 입력에 기초하여, 제1 송신부를 통한 위치 검출용 신호의 송출을 제어함과 아울러, 복수 개의 부가 정보 발생 수단으로부터의 부가 정보의 제1 송신부 또는 제2 송신부로부터의 송출을 제어한다.

Description

위치 지시기{POSITION INDICATOR}
이 발명은 위치 검출 센서와 함께 사용되는 위치 지시기(스타일러스)에 관한 것이다.
위치 검출 센서와, 전자 펜이라고 불리는 위치 지시기로 이루어지는 위치 입력 장치는, 위치 검출 센서와 전자 펜의 사이에서의 결합 방식의 차이에 의해, 예를 들면 전자 결합 방식이나 정전 결합 방식 등 다양한 방식의 것이 있다.
그리고 같은 방식의 위치 입력 장치라도, 위치 검출 시스템과 위치 지시기의 사이에서의 위치 검출용 신호의 수수(授受) 방법과, 위치 지시기에 마련되어 있는 스위치의 조작 정보, 필압 정보, 위치 지시기의 식별 정보, 내부 기억 데이터 등의 부가 정보의 수수나, 위치 지시기의 동작을 변경하는 지시 정보의 수수의 방법의 차이에 의해 다양한 구성 타입이 있다. 종래는 위치 검출 시스템에 대응하는 위치 지시기는, 특정의 위치 검출용 신호의 방법과 부가 정보의 수수의 방법으로 한정하여 사용자에게 제공되고 있었다. 그 때문에, 비슷한 위치 검출 센서 수단을 가진 위치 검출 시스템을 구비하는 위치 입력 장치에 대해서도, 이용자는 전용의 위치 지시기를 가질 필요가 있기 때문에, 복수의 위치 지시기를 휴대하고, 각각의 위치 입력 장치마다 적절한 위치 지시기를 선택할 필요가 있었다.
예를 들면, 정전 결합 방식의 위치 지시기로서는, 다음과 같은 복수의 구성 타입이 있다. 즉, 제1 구성 타입은, 위치 지시기로부터는 위치 검출용 신호는 송출하지 않고, 위치 검출 시스템의 센서부로부터 송출되는 교류 전계(電界) 에너지를, 위치 지시기 및 인체를 통해서 대지(그라운드)에 흘림으로써, 위치 지시기가 존재하는 위치의 위치 검출 시스템의 센서부의 도체에 유도되는 에너지(또는 전압)의 변화를 검출하여, 위치 검출하는 방식(패시브 방식)의 위치 지시기이다(예를 들면 특허 문헌 1(일본 특개 2011－3035호 공보) 등 참조).
또, 정전 결합 방식의 제2 구성 타입은, 상술한 제1 구성 타입이 위치 검출의 감도가 낮은 것을 개선한 것으로, 위치 검출 시스템의 센서부로부터의 신호를 수신하고, 그 수신한 신호를 신호 증강하는 등의 신호 처리를 한 후, 센서부에 귀환하는 방식(패시브 방식의 개량 방식)의 위치 지시기이다(예를 들면 특허 문헌 2(일본 특허 4683505호) 등 참조). 제1 및 제2 구성 타입의 위치 지시기의 경우, 부가 정보는 예를 들면 무선 통신 수단을 이용하여 위치 검출 센서에 송신 또는 수수된다.
정전 결합 방식의 제3 구성 타입은, 상술한 제1 및 제2 구성 타입과는 상이하게, 위치 지시기가 발신 회로를 구비하고, 이 발신 회로로부터의 발신 신호를 위치 검출용 신호로서 위치 검출 센서에 공급하는, 이른바 액티브 방식의 위치 지시기이다(예를 들면 특허 문헌 3(일본 특개평 07－295722호 공보) 등 참조). 위치 검출 시스템은 위치 검출 수단의 센서 패널을 사용하지만, 이 액티브 방식의 위치 지시기로부터의 발신 신호를 수신한 개개의 도체의 신호 강도로부터, 위치 지시기에 의해 지시된 위치로서 위치 검출을 행한다.
그리고 이 제3 구성 타입의 위치 지시기의 경우, 부가 정보의 전부를 위치 검출용 신호와 함께 위치 검출 시스템에 송수하는 구성 타입과, 부가 정보의 일부를 위치 검출용 신호와 함께 송수하고, 그 이외의 부가 정보를 별개로 무선 통신 수단을 통해서 위치 검출 시스템이 구비하는 무선 통신 수단에 송신하는 구성 타입의 복수 종(種)으로, 더 나뉘고 있다.
또한, 상세한 설명은 생략하지만, 전자 결합 방식에 있어서도, 위치 지시기는 위치 검출 시스템의 센서부로부터의 신호를 공진 회로에서 수신하고, 그 수신한 신호를 위치 검출 시스템의 센서부에 귀환시키는 구성 타입, 발신 회로를 구비하고, 당해 발신 회로로부터의 발신 신호를 공진 회로를 통해서 위치 검출 시스템의 센서부에 송신하는 구성 타입 등이 존재함과 아울러, 부가 정보를 위치 검출 시스템이 구비하는 무선 통신 수단에 송신하는 구성 타입이 존재하고, 복수의 구성 타입이 존재하는 것은, 상술한 정전 결합 방식의 경우와 마찬가지이다.
특허 문헌 1: 일본 특개 2011－3035호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허 4683505호 특허 문헌 3: 일본 특개 평07-295722호 공보
그런데, 상술한 것처럼, 종래는, 같은 정전 결합 방식이나 전자 유도 방식의 위치 입력 장치라도, 구성 타입이 상이할 때마다, 그 구성 타입에 대응하는 위치 지시기를 준비하지 않으면 안 되었다. 그러나 그처럼 구성 타입이 상이할 때마다 위치 지시기를 준비하지 않으면 안 되는 것은, 코스트적으로 사용자에게 부담을 줌과 아울러, 사용자는 복수의 구성 타입의 위치 지시기를, 위치 검출 시스템과 대응시켜 관리하지 않으면 안 되어, 번거로웠다.
이 발명은 이상의 문제점을 해결하여, 하나의 위치 지시기로 복수의 구성 타입을 이용할 수 있도록 한 위치 지시기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 이 발명은
제1 송신부와,
제2 송신부와,
입력을 접수하는 입력부와,
상기 제1 송신부로부터 송출되는 위치 검출용 신호를 발생시키는 수단과,
부가 정보를 발생시키는 부가 정보 발생 수단과,
상기 위치 검출용 신호를 상기 제1 송신부로부터 송출시킴과 아울러, 상기 입력부에서 접수된 입력에 기초하여 상기 부가 정보 발생 수단으로부터의 상기 부가 정보를 상기 제1 송신부로부터 송출시킬지, 또는 상기 제2 송신부로부터 송출시킬지를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기를 제공한다.
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상술한 구성의 이 발명에 의한 위치 지시기에 있어서는, 제어 수단은 입력부에서 접수한 입력에 기초하여, 제1 송신부를 통한 위치 검출용 신호의 송출을 제어함과 아울러, 복수 개의 부가 정보 발생 수단으로부터의 부가 정보의 제1 또는 제2 송신부로부터의 송출을 제어한다.
이것에 의해, 이 발명에 의한 위치 지시기는 다양한 구성 타입(모드)의 위치 검출 시스템에 대응하는 위치 지시기를 구성할 수 있다.
이 발명에 의한 위치 지시기는, 위치 검출 시스템의 구성 타입에 따라서, 당해 구성 타입에 따른 구성(모드)을 채용할 수 있으므로, 상이한 구성 타입의 위치 검출 시스템마다 위치 지시기를 준비할 필요가 없어, 사용자의 코스트적인 부담을 경감시킬 수 있음과 아울러, 사용자는 복수의 구성 타입의 위치 검출 시스템에 대해서 공통의 1개의 위치 지시기를 준비하면 되기 때문에, 위치 검출 시스템과 대응시킨 번거로운 관리가 불필요해진다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 개념적 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 기구적 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 기구적 구성의 일부의 상세 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 개념적 구성 및 그 처리 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 개념적 구성예의 일부를 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 6은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 처리 동작의 흐름의 예를 설명하기 위한 순서도의 일부를 나타내는 도면이다.
도 7은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 처리 동작의 흐름의 예를 설명하기 위한 순서도의 일부를 나타내는 도면이다.
도 8은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태에 의해 구성 가능한 구성 타입의 위치 지시기의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태에 의해 구성 가능한 구성 타입의 위치 지시기의 일례와, 대응하는 위치 검출 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태에 의해 구성 가능한 구성 타입의 위치 지시기의 다른 일례와, 대응하는 위치 검출 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 예를 설명하기 위해서 이용하는 타이밍 차트이다.
도 12는 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태에 의해 구성 가능한 구성 타입의 위치 지시기의 다른 일례와, 대응하는 위치 검출 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12의 예를 설명하기 위해서 이용하는 타이밍 차트이다.
도 14는 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태에 의해 구성 가능한 구성 타입의 위치 지시기의 다른 일례와, 대응하는 위치 검출 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14의 예를 설명하기 위해서 이용하는 타이밍 차트이다.
도 16은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태에 의해 구성 가능한 구성 타입의 위치 지시기의 다른 일례에 대응하는 위치 검출 시스템의 처리 동작의 흐름의 예를 설명하기 위해서 이용하는 순서도를 나타내는 도면이다.
도 17은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태에 의해 구성 가능한 구성 타입의, 또 다른 예를 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 18은 이 발명에 의한 위치 지시기의 다른 실시 형태의 개념적 구성을 나타내는 도면이다.
도 19는 이 발명에 의한 위치 지시기의 다른 실시 형태에 의해 구성 가능한 구성 타입의 위치 지시기의 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 이 발명의 실시 형태의 위치 지시기(1)의 개념적 구성 및 그 처리 동작을 개괄적으로 설명하기 위한 도면이며, 위치 지시기(1)가 정전 용량식의 위치 검출 시스템(2)의 센서 입력면(2a)상에 위치되어 있는 상태를 나타내는 도면이다. 또, 도 2는 위치 지시기(1)의 기구적 구성예를 설명하기 위한 도면으로, 도 2의 (A)는 그 일부 종단면도이고, 도 2의 (B)는 그 외관의 일부를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태에서는, 위치 지시기(1)는 외관이 봉상(棒狀)의 스타일러스 형상을 가지는 것으로서 형성되어 있다.
［실시 형태의 위치 지시기의 기계적 구성예의 설명］
이 실시 형태의 위치 지시기(1)는 봉상의 케이스(3)를 구비한다. 이 케이스(3)는 도 2의 (A)에 도시하는 것처럼, 절연 재료 예를 들면 합성 수지로 이루어지는 중공(中空)의 원통상(圓筒狀) 형상의 절연체부(31)에 의해 구성되어 있다. 그리고 이 실시 형태에서는, 케이스(3)의 절연체부(31)의 외표주면(外表周面) 중 적어도 조작자가 당해 위치 지시기(1)를 잡은 부분은, 예를 들면 금속으로 이루어지는 도전체부(32)로 덮여 있다.
케이스(3) 내에는, 도 2의 (A)에 도시하는 것처럼, 프린트 배선 기판(40)과, 배터리(5)와, 필압 검출 유닛(9)이 배치되어 있다. 케이스(3)의 외표주면을 가리는 도전체부(32)는 도시는 생략하지만, 이 프린트 배선 기판(40)의 어스 도체에 전기적으로 접속되어 있다.
프린트 배선 기판(40)상에는, 도 1 및 도 2의 (A)에 도시하는 것처럼, 제어 수단의 예를 구성하는 신호 송신 제어 회로(41)와, 무선 통신 모듈(42)과, 누름버튼 스위치로 이루어지는 사이드 스위치(43)와, 당해 위치 지시기(1)의 식별 정보(ID)를 기억하는 ID 메모리(44)와, 서로 상이한 주파수 f1, f2의 발진 신호를 출력하는 발진기(45, 46)와, 도전 패턴(47a~47e) 등의 배선 패턴 등의 외, 이 예에서는, 전원 스위치(48) 및 LED(Light Emitting Diode)(49) 등이 배치되어 있다. 또한, 도 2의 (A)에서는, 도전 패턴(47a~47e)은 설명의 간략화를 위해 모식적으로 한 개의 도체 패턴으로서 나타내고 있지만, 도전 패턴(47a~47e)은 필요에 따라서, 복수 개의 도체 패턴으로 이루어지는 경우도 물론 있다.
배터리(5)는 프린트 배선 기판(40)상에 구성되어 있는 전자 회로 및 전자 부품으로의 전원의 공급원이다. 필압 검출 유닛(9)은 후술하는 것처럼, 이 실시 형태에서는, 심체(芯體)를 구성하는 중심 전극(7)에 인가되는 필압에 따른 정전 용량을 나타내는 가변 용량 콘덴서의 구성으로 되어 있다.
무선 통신 모듈(42)은 이 발명의 부가 정보의 송신부(제2 송신부)의 예가 되는 송신 기능부와, 위치 검출 시스템으로부터의 신호를 수신하는 수신부(제1 수신부)의 예가 되는 수신 기능부를 가지는 것으로, 이 실시 형태에서는, 근거리 무선 통신 규격의 블루투스(Bluetooth)(등록상표) 규격의 무선 통신 모듈의 구성으로 되어 있다. 무선 통신 모듈(42)은 신호 송신 제어 회로(41)와 접속되어 있다. 또한, 이 무선 통신 모듈(42)로서는, 블루투스(Bluetooth)로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 적외선 통신에 의한 것이어도 되고, 혹은 Wi－Fi(등록상표) 규격의 무선 통신 모듈을 이용해도 된다.
사이드 스위치(43), ID 메모리(44) 및 필압 검출 유닛(9)은, 각각 부가 정보 발생 수단을 구성한다. 사이드 스위치(43)는 그 온 또는 오프의 정보를, 부가 정보의 일례로서 신호 송신 제어 회로(41)에 공급한다. ID 메모리(44)는 신호 송신 제어 회로(41)로부터의 판독 요구에 따라서, 기억하고 있는 당해 위치 지시기(1)의 식별 정보(ID：Identification)를, 부가 정보의 일례로서, 신호 송신 제어 회로(41)에 출력한다. 필압 검출 유닛(9)에 의해 구성되는 가변 용량 콘덴서는, 심체를 구성하는 중심 전극(7)에 인가되는 필압치에 따른 정전 용량 변화를 나타내고, 신호 송신 제어 회로(41)는 그 정전 용량에 기초하여, 부가 정보의 일례로서의 필압 정보를 생성한다.
발진기(45 및 46)는 이 실시 형태의 위치 지시기(1)로부터 송출하는 위치 검출용 신호를 형성하기 위한 교류 신호를 발생시키고, 그 발생시킨 교류 신호를 신호 송신 제어 회로(41)에 공급한다. 이 실시 형태에서는 발진기(45)는 주파수 f1의 교류 신호를 발생시키고, 발진기(46)는 주파수 f1과는 상이한 주파수 f2의 교류 신호를 발생시킨다. 신호 송신 제어 회로(41)는 발진기(45) 및 발진기(46)에 기초하여, 상이한 위치 검출용 신호를 생성한다. 즉, 신호 송신 제어 회로(41)는 발진기(45) 및 발진기(46)와 함께, 위치 검출용 신호를 발생시키는 수단을 구성하고, 2개의 발신부를 구성한다. 그리고 신호 송신 제어 회로(41)는 생성한 2종(種)의 위치 검출용 신호 중 어느 것을, 위치 지시기(1)로부터 송출하는 위치 검출용 신호로 한다. 또한, 발진기(45, 46) 대신에, 후술하는 액티브 방식의 복수 종의 구성 타입의 위치 지시기용의 각각 용의 위치 검출용 신호를 생성하여 발신하는 복수 개의 발신부를 마련하고, 신호 송신 제어 회로(41)에서 선택 제어하도록 구성해도 된다.
그리고 이 실시 형태에서는, 배터리(5)는 케이스(3) 내에, 도 1 및 도 2의 (A)에 도시하는 것처럼 수납되도록 구성되어 있고, 프린트 배선 기판(40)상의 신호 송신 제어 회로(41) 등의 전자 회로부의 전원 전압은, 이 배터리(5)에서 생성된다. 도 2의 (A)에 있어서, 단자(52)는 프린트 배선 기판(40)상의 전원 회로부에 전기적으로 접속되어 있는 단자이다. 배터리(5)의 양극측 전극(51)은 이 단자(52)에 접촉하여 전기적으로 접속되어 있다. 도시는 생략하지만, 배터리(5)의 음극측 전극은, 프린트 배선 기판(40)의 어스 도체에 직접 접속되고, 혹은 케이스(3)의 도전체부(32)를 경유하여 프린트 배선 기판(40)의 어스 도체에 접속되어 있는 탄성 변위하는 단자에 압압(押壓) 접촉하도록 되어 있다.
프린트 배선 기판(40)상에 배치되어 있는 전원 스위치(48)의 조작자(48a)는 도 2의 (B)에 도시하는 것처럼, 케이스(3)에 마련된 개구부를 통해서, 외부로부터 조작 가능하게 마련되어 있다. 사용자가 이 조작자(48a)를 슬라이드 이동시킴으로써, 전원 스위치(48)를 온·오프시킬 수 있다. 또한, 프린트 배선 기판(40)상에는, 전원 스위치(48)가 온으로 되었을 때, 배터리(5)로부터의 전압으로부터 전원 전압을 생성하는 전원 회로부도 형성되어 있지만, 도 1 및 도 2에서는, 설명을 간단히 하기 위하여 생략했다.
케이스(3)를 구성하는 중공의 원통상 형상의 절연체부(31)의 중심선 방향의 일방의 단부(端部)측은, 도 2의 (A)에 도시하는 것처럼, 서서히 끝이 가늘어지는 테이퍼부(33)로 되어 있다. 이 테이퍼부(33)의 외주(外周)측에는, 예를 들면 환상(環狀)의 도전 금속으로 이루어지는 주변 전극(6)이 장착된다. 주변 전극(6)과 케이스(3)의 외주 표면의 도전체부(32)는, 양자의 사이에 절연체부(31)가 개재(介在)됨으로써, 절연되어 있다.
주변 전극(6)은, 도 1에 모식적으로 도시하는 것처럼, 위치 검출 시스템(2)과 정전 결합함으로써, 이 실시 형태에서는, 위치 검출 시스템으로부터의 신호의 수신부(제2 수신부)를 구성한다. 그리고 이 주변 전극(6)은, 절연체부(31)를 관통하는 리드 도체 부재(61)에 의해, 프린트 배선 기판(40)의 도체 패턴(47a)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 도체 패턴(47a)은 이 예에서는, 신호 송신 제어 회로(41)의 입력단에 접속되어 있다.
또, 이 실시 형태에서는, 케이스(3)의 테이퍼부(33)의 중공부로부터 일단측이 외부로 돌출되도록, 도전성을 가지는 봉상체(棒狀體)로 이루어지는 중심 전극(7)이 배치된다. 이 중심 전극(7)은, 펜 형상의 위치 지시기(1)의 펜 끝을 구성하는 심체가 되는 것이다.
중심 전극(7)은 이 실시 형태에 있어서는, 위치 검출용 신호를 송출하기 위한 제1 송신부를 구성하는 것으로, 그 외부로 돌출되는 측과는 반대측의 단부는, 프린트 배선 기판(40)에 형성되어 있는 도전 패턴(47b)에 전기적으로 접속되도록 구성되어 있다. 이 도전 패턴(47b)은 신호 송신 제어 회로(41)의 출력단에 접속되어 있다. 이하, 이 실시 형태에서는, 위치 지시기(1)는 위치 검출용 신호를 송출하지 않는 패시브 방식의 위치 지시기로서도 동작하는 것으로, 그 경우에는, 중심 전극(7)은 위치 검출 시스템(2)의 도체로부터의 전하를 정전 결합부를 통해서 흡수하는 역할을 하게 된다.
주변 전극(6)은 이 중심 전극(7)의 주위에 마련된다. 주변 전극(6)과 중심 전극(7)의 조합은, 전술한 패시브 방식의 개량 방식의 위치 지시용이다. 이 실시 형태에서는, 주변 전극(6)과 중심 전극(7)의 사이에는, 서로의 전기적 간섭을, 효과적으로 방지하기 위한 쉴드 부재(8)가 마련된다. 이 실시 형태의 쉴드 부재(8)는 중심 전극(7)을 둘러싸도록 마련되고, 이것에 의해, 쉴드 부재(8)가 주변 전극(6)과 중심 전극(7)의 사이에 개재되어, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이의 결합 용량을 가능한 한 작게 하도록 하고 있다.
이 심체로서의 중심 전극(7)은, 그 외부로 돌출되는 측과는 반대측의 단부가, 케이스(3)의 중공부 내에 배치되어 있는 필압 검출 유닛(9)에 감합(嵌合, 끼워 맞춤)됨으로써, 위치 지시기(1)의 케이스(3)의 중공부 내에 걸린다. 이하, 후술하는 것처럼, 중심 전극(7)은 뽑아 냄으로써, 필압 검출 유닛(9)과의 감합이 해제되도록 구성되어 있다. 즉, 심체로서의 중심 전극(7)은, 위치 지시기(1)에 대해서 교환 가능하다.
필압 검출 유닛(9)은 이 예에서는, 심체로서의 중심 전극(7)에 가해지는 압력(필압)에 따른 정전 용량을 나타내는 가변 용량 콘덴서(예를 들면 일본 특개 2011-186803호 공보 등 참조)로 구성되어 있다. 이 필압 검출 유닛(9)으로 구성되는 가변 용량 콘덴서의 양단의 전극은, 도 2의 (A)에서는, 도전 패턴(47c)에 의해, 신호 송신 제어 회로(41)에 접속되어 있다.
신호 송신 제어 회로(41)는 무선 통신 모듈(42)을 통해서 외부로부터 수신한 정보 또는 주변 전극(6)을 통해서 수신한 정보에 기초하여, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)를, 복수 종의 구성 타입(모드) 중 어느 것으로 할지를 결정 제어함과 아울러, 그 결정 제어에 기초하여, 위치 검출용 신호의 중심 전극(7)을 통한 송출의 제어를 하고, 추가로, 부가 정보의 중심 전극(7) 또는 무선 통신 모듈(42)을 통한 송출의 제어를 행한다.
다음에, 도 3을 참조하여, 중심 전극(7), 쉴드 부재(8) 및 필압 검출 유닛(9)의 부분의 상세한 구성에 대해 설명한다. 도 3은 중심 전극(7), 쉴드 부재(8)및 필압 검출 유닛(9)의 부분의 단면도를 나타내는 것이다.
중심 전극(7)은 도 3에 도시하는 것처럼, 직경이 예를 들면 1.9mm로 형성된 도전성 재료, 예를 들면 금속으로 이루어지는 심체(71)를 구비하고, 이 실시 형태에서는, 심체(71)의 펜 끝측의 약 절반이 절연성 재료로 이루어지는 보호 부재(72)에 의해 덮여 있다. 보호 부재(72)는 위치 검출 시스템(2)의 센서 입력면(2a)을 손상시키지 않도록 함과 아울러 센서 입력면(2a)과의 접촉 면적을 크게 하는 역할과, 쉴드 부재(8) 및 주변 전극(6)에 대한 절연을 보다 강고하게 하는 역할을 가진다.
도 3에 도시하는 것처럼, 쉴드 부재(8)는 이 실시 형태에서는, 도전성 재료로 구성되어 있는 통상체(81)가, 그 외벽면 및 내벽면을 포함하는 전(全) 표면이 절연층(82)으로 덮인 구성으로 되어 있다.
필압 검출 유닛(9)은 중심 전극(7)에 인가되는 필압을, 압력 전달 부재(10)를 통하여 받아, 정전 용량이 가변하는 가변 용량 콘덴서의 구성으로 되어 있다. 도 3에 도시하는 것처럼, 중심 전극(7)과 압력 전달 부재(10)는 결합되고, 쉴드 부재(8)의 통상체(81)의 중공부 내에, 슬라이딩 가능한 상태로 수용된다. 압력 전달 부재(10)는 중심 전극(7)의 심체(71)의 단부(71b)가 감합되는 심체 감합부(11)와, 필압 검출 유닛(9)에 감합하는 돌출부(12)를 가진다.
그리고 압력 전달 부재(10)의 오목부(11a) 내에는, 도 3에 도시하는 것처럼, 중심 전극(7)과, 프린트 배선 기판(40)의 신호 송신 제어 회로(41)의 전기적인 접속을 행하기 위한 단자편(13)이 배치되어 있고, 당해 단자편(13)으로부터의 연장부(13a)가 프린트 배선 기판(40)의 도체 패턴에 접속되는 리드 전극(14)에 접속되어 있다.
중심 전극(7)의 심체(71)는, 그 단부(71a)가 압력 전달 부재(10)의 심체 감합부(11)의 오목부(11a) 내의 단자편(13)에 삽입(압입(壓入))됨으로써, 압력 전달 부재(10)와 결합되고, 심체(71)에 인가되는 필압이 압력 전달 부재(10)를 매개로 하여 후술하는 필압 검출 유닛(9)에 전달되도록 되어 있다.
또한, 도 3에 도시하는 것처럼, 필압 검출 유닛(9)과 쉴드 부재(8)의 충합부(衝合部)에는, 프린트 배선 기판(40)의 어스 도체에 전기적으로 접속되어 있는 도전성 금속판(86)이 마련되어 있고, 쉴드 부재(8)의 통상체(81)의 면이 노출되어 있는 단자부(83)와, 이 도전성 금속판(86)이 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의해, 중심 전극(7)은 쉴드 부재(8)에 의해 전계 쉴드되어 있다.
또한, 압력 전달 부재(10)의 심체 감합부(11)는 쉴드 부재(8)의 통상체(81)의 중공부의 단차부(84)에 계합하기 때문에, 중심 전극(7) 및 압력 전달 부재(10)가, 펜 끝측으로 빠지지 않도록 되어 있다. 또, 쉴드 부재(8)의 외주면의 단차부(85)가, 도시는 생략하는 케이스(3)의 절연체부(31)의 중공부의 내벽에 형성되어 있는 단부에 맞물림으로써, 쉴드 부재(8)가 케이스(3)의 절연체부(31)의 중공부 내에 있어서, 축심 방향으로 이동하지 않도록 구성되어 있다.
필압 검출 유닛(9)에 대해서, 이하에 설명한다. 이 예의 필압 검출 유닛(9)은, 예를 들면 특허 문헌：일본 특개 2011－186803호 공보에 기재되어 있는 주지의 구성의 필압 검출 수단을 사용한 것으로, 중심 전극(7)에 인가되는 필압에 따라 정전 용량이 변화하는 가변 용량 콘덴서를 구성한다.
이 예의 필압 검출 유닛(9)은, 도 3에 도시하는 것처럼, 절연성 재료, 예를 들면 수지로 이루어지는 하우징 부재(91) 내에, 유전체(92)와, 도전 부재(93)와, 탄성 부재(94)와, 유지 부재(95)와, 단자 부재(96)의 복수 개의 부품이 수납되어 구성되어 있다. 단자 부재(96)는 필압 검출 유닛(9)을 구성하는 가변 용량 콘덴서의 제1 전극을 구성한다. 또, 도전 부재(93)와 탄성 부재(94)는 전기적으로 접속되어, 가변 용량 콘덴서의 제2 전극을 구성한다.
이 필압 검출 유닛(9)에 있어서는, 중심 전극(7)에 필압이 인가되면, 당해 필압은 압력 전달 부재(10)를 매개로 하여 필압 검출 유닛(9)의 유지 부재(95)에 전달되고, 유지 부재(95)는 인가된 필압에 따라서, 도전 부재(93)를 유전체(92)측으로 이동시킨다. 그러면, 도전 부재(93)와 유전체(92)의 접촉 면적이 인가된 필압에 따라 변화하여, 제1 전극과 제2 전극의 사이에 형성되는 가변 용량 콘덴서의 정전 용량이, 인가된 필압에 따라 가변된다.
［실시 형태의 위치 지시기(1)의 내부 전자 회로의 구성예의 설명］
이 실시 형태에 있어서는, 위치 지시기(1)와 함께 사용되는 위치 검출 시스템(2)으로서는, 전술한 것처럼 패시브 방식, 패시브 방식의 개량 방식, 액티브 방식 등 복수의 구성 타입의 것이 존재한다. 이 실시 형태에서는, 위치 검출 시스템(2)은 위치 지시기(1)의 무선 통신 모듈(42)과 통신 가능한 무선 통신 모듈을 구비하는 경우, 당해 무선 통신 모듈에 의해, 위치 검출 시스템이 동작 가능한 구성 타입을 나타내는 펜종 정보를, 위치 지시기(1)에 송신하도록 한다. 위치 지시기(1)는 무선 통신 모듈(42)의 수신 기능(제1 수신부)에 의해, 당해 위치 검출 시스템으로부터의 펜종 정보를 수신하고, 당해 수신한 펜종 정보에 기초하여, 어느 구성 타입(모드)의 위치 지시기로 해야 할지를 결정하고, 그 결정한 구성 타입의 위치 지시기의 구성이 되도록 제어한다.
위치 검출 시스템(2)측으로부터의 송신 신호를 받는 패시브 방식 혹은 패시브 방식의 개량 방식의 구성 타입의 위치 지시기의 경우에는, 위치 지시기(1)는 주변 전극(6)(제2 수신부)을 통해서, 당해 위치 검출 시스템으로부터의 신호를 수신함으로써, 어느 구성 타입의 위치 지시기로 해야 할지를 결정하고, 그 결정한 타입의 위치 지시기의 구성이 되도록 제어할 수 있다.
이 경우에, 패시브 방식과 패시브 방식의 개량 방식에서는, 위치 검출 시스템으로부터의 신호의 주파수의 차이나, 신호 내용의 차이(확산 부호의 차이나 변조 방식의 차이 등)가 있기 때문에, 위치 지시기(1)는 그러한 차이를 판별하여, 그 판별 결과에 의해 어느 구성 타입의 위치 지시기로 해야 할지를 결정한다. 이 경우에는, 무선 통신 모듈을 통해서, 위치 검출 시스템으로부터, 구성 타입의 정보를 얻을 수 없을 때에도, 어느 구성 타입(모드)의 위치 지시기로 해야 할지를 판정할 수 있다.
위치 지시기(1)의 신호 송신 제어 회로(41)는, 상술한 위치 검출 시스템(2)으로부터 무선 통신 모듈(42)을 통해서 수신한 정보, 혹은, 주변 전극(6)을 통해서 수신한 신호에 기초한 위치 지시기(1)의 구성 타입(모드)의 결정 처리를 행함과 아울러, 위치 지시기(1)를 결정한 구성 타입(모드)이 되도록 제어하는 처리도 행한다.
도 4는 이 실시 형태의 위치 지시기(1)의 케이스(3) 내의 프린트 배선 기판(40)상에 형성되어 있는 전자 회로의 구성을 나타내는 블록도이며, 주로, 신호 송신 제어 회로(41)의 내부 상세 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시하는 것처럼, 신호 송신 제어 회로(41)는 예를 들면 IC(Integrated Circuit)로 이루어지는 제어부(410)와, 펜종 판단부(411)와, 중심 전극 송신 신호 생성부(412)와, 무선 송신 신호 생성부(413)와, 위치 검출용 신호 선택용의 스위치 회로(414)와, 귀환 신호 생성 회로(415)와, 패시브 방식의 위치 지시기와, 패시브 방식의 개량 방식 및 액티브 방식의 위치 지시기를 전환하기 위한 스위치 회로(416, 417)를 포함하여 구성되어 있다.
제어부(410)에는, 필압 검출 유닛(9)에서 구성되는 가변 용량 콘덴서가 접속되어 있고, 제어부(410)는 필압 검출 유닛(9)에서 구성되는 가변 용량 콘덴서의 정전 용량으로부터, 중심 전극(7)에 인가되는 압력(필압치)을 산출한다. 또, 사이드 스위치(43)의 온, 오프의 상태 신호가 제어부(410)에 공급된다. 제어부(410)는 이 사이드 스위치(43)의 온, 오프의 상태 신호로부터, 사이드 스위치(43)에 관한 부가 정보인 사이드 스위치 정보를 생성한다. 또, ID 메모리(44)가 제어부(410)에 접속되어 있고, 제어부(410)는 필요에 따라서 이 ID 메모리(44)로부터 위치 지시기(1)의 식별 정보(ID)를 읽어내어 취득하도록 한다. 또한, ID 메모리(44)는 미리 식별 정보를 기억한 것을 위치 지시기(1)에 수납하도록 해도 되고, 기억 ID 메모리(44)의 기억 내용인 식별 정보를, 예를 들면 무선 통신 모듈(42)을 통해서 수신되는, 위치 검출 시스템(2)으로부터의 커멘드에 의해 고쳐쓸 수 있도록 구성해도 된다.
제어부(410)는 펜종 판단부(411)로부터의 펜종 판단 결과에 기초한 정보에 따라서, 복수 종의 부가 정보, 이 예에서는, 필압 정보, 사이드 스위치 정보, 식별 정보의 각각에 대해서, 중심 전극(7)으로부터 송출할지, 무선 통신 모듈(42)로부터 무선 송신할지를 제어하도록 한다.
제어부(410)는 중심 전극(7)을 통해서 송출하는 부가 정보는, 중심 전극 송신 신호 생성부(412)에 공급하고, 무선 통신 모듈(42)을 통해서 송출하는 부가 정보는, 무선 송신 신호 생성부(413)에 공급한다.
중심 전극 송신 신호 생성부(412)는 중심 전극(7)에 접속되어 있고, 후술하는 것처럼, 송출해야 할 부가 정보는, 위치 검출용 신호와 함께 중심 전극(7)을 통해서 위치 검출 시스템(2)에 송출하도록 한다. 무선 송신 신호 생성부(413)는 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)에 접속되어 있고, 송출해야 할 부가 정보는 이 송신부(421)를 통해서 위치 검출 시스템(2)에 무선 송신된다.
중심 전극 송신 신호 생성부(412)에는, 스위치 회로(414)의 제어부(410)에 의한 전환 선택에 따라서, 발진기(45)로부터의 주파수 f1의 교류 신호, 발진기(46)로부터의 주파수 f2의 교류 신호가, 송출해야 할 위치 검출용 신호를 생성하기 위한 신호로서 공급됨과 아울러, 귀환 신호 생성 회로(415)로부터의 귀환 신호가, 송출해야 할 위치 검출용 신호로서 공급된다. 귀환 신호 생성 회로(415)는 주변 전극(6)을 통해서 위치 검출 시스템(2)으로부터 수신한 신호를, 이 예에서는, 증폭하여 신호 증강하고, 추가로 위상 반전하도록 한다. 이 귀환 신호 생성 회로(415)의 구성예 및 처리예에 대해서는, 다음에 상술한다. 제어부(410)는 펜종 판단부(411)로부터의 펜종 판단 결과에 기초한 정보에 기초하여 스위치 회로(414)의 전환 선택 신호를 생성한다.
또, 중심 전극 송신 신호 생성부(412)와 중심 전극(7)의 접속부는, 스위치 회로(416)를 통해서, 케이스(3)의 도전체부(32)에 접속되어 있다. 또, 주변 전극(6)은 스위치 회로(417)를 통해서 케이스(3)의 도전체부(32)에 접속되어 있다. 그리고 이들 스위치 회로(416, 417)는 제어부(410)로부터의 온·오프 제어 신호에 의해 전환된다. 제어부(410)는 펜종 판단부(411)로부터의 펜종 판단 결과에 기초한 정보에 기초하여 스위치 회로(416, 417)의 온·오프 제어 신호를 생성한다.
펜종 판단부(411)는 펜종 테이블 메모리(4111)와, 판단 처리부(4112)로 구성되어 있다. 펜종 판단부(411)의 판단 처리부(4112)에는, 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422)에서 수신한 위치 검출 시스템(2)으로부터의 정보가 공급됨과 아울러, 주변 전극(6)을 통해서 위치 검출 시스템(2)으로부터 수신한 신호가 공급된다.
펜종 테이블 메모리(4111)에는, 위치 지시기(1)의 복수 종의 구성 타입과, 각각의 구성 타입의 위치 지시기에 있어서, 위치 검출용 신호의 송출의 유무 및 송출하는 위치 검출용 신호를 생성하기 위한 발진기의 주파수, 또, 부가 정보를 중심 전극(7)으로부터 송출할지, 무선 통신 모듈(42)을 통해서 송시할지에 대한 펜종 테이블 정보가 기억되어 있다. 이 펜종 테이블 정보는 미리 펜종 테이블 메모리(4111)에 기억되어 있어도 되지만, 이 예에서는, 무선 통신 모듈(42)을 통해서, 위치 검출 시스템(2)으로부터의 커멘드에 의해 기입 및 고쳐쓸 수 있도록 구성되어 있다.
판단 처리부(4112)는 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422)에서 수신한 위치 검출 시스템(2)으로부터의 정보, 혹은, 주변 전극(6)을 통해서 위치 검출 시스템(2)의 센서부로부터 수신한 신호를 판별함과 아울러, 펜종 테이블 메모리(4111)의 펜종 테이블 정보를 참조하여, 위치 지시기(1)와 함께 사용하려고 하는 위치 검출 시스템(2)에 적합한 위치 지시기의 구성 타입을 판단한다. 그리고 그 판단 결과에 기초하여, 중심 전극(7)으로부터의 신호 송출의 유무, 중심 전극(7)으로부터 송출하는 위치 검출용 신호 및 부가 정보가 무엇인지에 대한 정보, 무선 통신 모듈(42)을 통해서 송신하는 부가 정보가 무엇인지에 대한 정보를 생성하고, 그 생성한 정보를 제어부(410)에 공급한다.
제어부(410)는 펜종 판단부(411)로부터의 정보에 기초하여, 스위치 회로(414)의 전환 선택 신호 및 스위치 회로(416, 417)의 온·오프 제어 신호를 생성하여, 그 스위치 회로(414 및 416, 417)에 공급함과 아울러, 중심 전극 송신 신호 생성부(412)에 공급하는 부가 정보, 무선 송신 신호 생성부(413)에 공급하는 부가 정보를 결정하여, 각각 공급한다.
도 5는 펜종 판단부(411)의 펜종 테이블 정보의 일례를 나타내는 것이다. 이 도 5의 예는, 구성 타입 1~구성 타입 5(모드 1~모드 5)의 5종의 위치 지시기에 대한 테이블 정보이다. 펜종 판단부(411)는 위치 지시기의 구성 타입(모드)을 판정한 후, 이 펜종 테이블 정보를 참조하여, 제어부(410)에 공급하는 제어 정보를 생성한다. 이하에, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)에 있어서, 각 구성 타입(모드)이, 제어부(410)에 의한 제어에 의해 전환 구성되는 것을 설명한다.
구성 타입 1(모드 1)은 패시브 방식의 위치 지시기이며, 중심 전극(7)으로부터는 신호는 송신하지 않고, 부가 정보는 모두 무선 통신 모듈(42)을 통해서 송신한다. 즉, 위치 지시기(1)의 신호 송신 제어 회로(41)에 있어서, 펜종 판단부(411)에서 이 구성 타입 1(모드 1)이라고 판단하면, 제어부(410)는 스위치 회로(416, 417)를 온으로 하고, 또 중심 전극 송신 신호 생성부(412)를 비동작의 상태로 한다. 스위치 회로(417)는, 오프여도 된다. 그리고 제어부(410)는, 모든 부가 정보를 무선 송신 신호 생성부(413)를 통해서 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)를 통해서 위치 검출 시스템(2)에 송신하도록 제어한다. 또한, 식별 정보는 부가 정보로서 송신할 필요가 없는 경우도 있다.
구성 타입 2(모드 2)는 패시브 방식의 개량 방식의 위치 지시기이다. 펜종 판단부(411)에서 이 구성 타입 2(모드 2)라고 판단되었을 경우에는, 펜종 판단부(411)로부터의 정보에 기초하여, 제어부(410)는 스위치 회로(416, 417)는 오프로 하고, 스위치 회로(414)는 귀환 신호 생성 회로(415)로부터의 신호를 선택하는 상태로 전환한다. 그리고 부가 정보는, 모두 제어부(410)로부터 무선 송신 신호 생성부(413)를 통해서 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)를 통해서 위치 검출 시스템(2)에 송신하도록 제어한다. 또한, 식별 정보는 부가 정보로서 송신할 필요가 없는 경우도 있다.
구성 타입 3(모드 3)은 액티브 방식의 위치 지시기의 제1 타입이다. 펜종 판단부(411)에서 이 구성 타입 3(모드 3)이라고 판단되었을 경우에는, 펜종 판단부(411)로부터의 정보에 기초하여, 제어부(410)는 스위치 회로(416)는 오프, 스위치 회로(417)는 온으로 하고, 스위치 회로(414)는, 이 예에서는, 주파수 f1의 발진기(45)로부터의 교류 신호를 선택하는 상태로 전환한다. 그리고 부가 정보는, 모두 제어부(410)로부터 무선 송신 신호 생성부(413)를 통해서 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)를 통해서 위치 검출 시스템(2)에 송신하도록 제어한다. 또한, 식별 정보는 부가 정보로서 송신할 필요가 없는 경우도 있다.
구성 타입 4(모드 4)는 액티브 방식의 위치 지시기의 제2 타입이다. 펜종 판단부(411)에서 이 구성 타입 4(모드 4)라고 판단되었을 경우에는, 펜종 판단부(411)로부터의 정보에 기초하여, 제어부(410)는 스위치 회로(416)는 오프, 스위치 회로(417)는 온으로 하고, 스위치 회로(414)는, 이 예에서는, 주파수 f2의 발진기(46)로부터의 교류 신호를 선택하는 상태로 전환한다. 그리고 부가 정보 중 필압 정보와 사이드 스위치 정보는 중심 전극(7)으로부터 위치 검출용 신호와 함께 송출되고, 식별 정보 ID는 무선 송신 신호 생성부(413)를 통해서 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)를 통해서 위치 검출 시스템(2)에 송신하도록 제어한다.
구성 타입 5(모드 5)는 액티브 방식의 위치 지시기의 제3 타입이다. 펜종 판단부(411)에서 이 구성 타입 5(모드 5)라고 판단되었을 경우에는, 펜종 판단부(411)로부터의 정보에 기초하여, 제어부(410)는 스위치 회로(416)는 오프, 스위치 회로(417)는 온으로 하고, 스위치 회로(414)는, 이 예에서는, 주파수 f2의 발진기(46)로부터의 교류 신호를 선택하는 상태로 전환한다. 그리고 부가 정보의 모두는 중심 전극(7)으로부터 위치 검출용 신호와 함께 송출하도록 제어한다.
이상과 같이 하여, 신호 송신 제어 회로(41)는 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422) 및 주변 전극(6)을 통해서 위치 검출 시스템(2)의 센서부로부터 수신한 정보 및 신호에 기초하여, 위치 지시기의 구성 타입을 판단하여, 위치 지시기(1)를, 판단한 구성 타입의 위치 지시기의 구성으로 하도록 한다. 따라서 이 실시 형태의 위치 지시기(1)는, 다양한 방식의 위치 검출 시스템(2)에 대응한 다양한 구성 타입의 위치 지시기를 자동적으로 구성하여, 사용할 수 있다. 즉, 다양한 방식의 복수의 위치 검출 시스템(2)에 대해서, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)만으로, 위치 지시 입력할 수 있다. 이 때문에, 다양한 방식의 복수의 위치 검출 시스템(2)에 각각 마다 따로따로 위치 지시기를 준비할 필요가 없어, 매우 편리함과 아울러, 사용자에 있어서, 코스트적인 부담도 경감되게 된다.
또한, 무선 통신 모듈(42)을 통해서 수신하는 위치 검출 시스템(2)으로부터의 펜종 정보로서는, 구성 타입 1~5의 각각을 직접적으로 식별하는 구성 타입의 정보로 하는 경우로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 펜종 테이블 정보의, 각각의 구성 타입 1~5의 번호나, 펜종 테이블 메모리(4111)의 각 구성 타입의 어드레스 등을 간접적으로 나타내는 정보여도 된다.
또한, 도 4에 있어서, 펜종 판단부(411)의 판단 처리부(4112), 중심 전극 송신 신호 생성부(412), 무선 송신 신호 생성부(413)의 각 처리 기능은, 제어부(410)가 소프트웨어 처리 기능 수단으로서 구성하는 것도 가능하다. 귀환 신호 생성 회로(415)도 마찬가지이다.
［신호 송신 제어 회로(41)에 있어서의 처리 동작예］
다음에, 전원 스위치(48)가 온으로 된 후에 있어서의 신호 송신 제어 회로(41)가 실행하는 처리 동작예를, 도 6 및 도 7의 순서도를 참조하면서 설명한다.
신호 송신 제어 회로(41)에서는, 우선, 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422)에서 정보를 수신했는지 여부를 판별하여(스텝 S1), 수신했다고 판별했을 때에는, 수신 정보는 펜종 정보인지 여부를 판별한다(스텝 S2). 이 스텝 S2에서, 수신 정보는 펜종 정보라고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 당해 수신한 펜종 정보에 기초하여 위치 지시기의 구성 타입(펜종)을 판단하고, 펜종 테이블 메모리(4111)를 참조하여, 중심 전극(7) 및 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)로부터 송신하는 신호를 결정한다(스텝 S3). 이 결정에는, 전술한 것처럼, 중심 전극(7)으로부터 위치 검출용 신호를 송신할지 여부에 대한 결정도 포함된다.
스텝 S3의 다음에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 중심 전극(7) 및 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)를 통한 스텝 S3에서 판단된 구성 타입에 따른 신호 송출을 실행한다(스텝 S4).
그리고 신호 송신 제어 회로(41)는 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422)를 통한 위치 검출 시스템(2)으로부터의 정보를, 수신할 수 없게 되었는지 여부를 판별하고(스텝 S5), 수신할 수 없게 되지는 않았다고 판별했을 때에는, 처리를 스텝 S4로 되돌려, 판단한 구성 타입에 따른 신호 송신을 속행(續行)한다.
스텝 S5에서, 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422)를 통한 위치 검출 시스템(2)으로부터의 정보를, 수신할 수 없게 되었다고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 수신할 수 없게 되고 나서 소정 시간 이상 경과했는지 여부를 판별한다(스텝 S6). 이 스텝 S6에서, 소정 시간 이상 경과하지는 않다고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 처리를 스텝 S4로 되돌려, 판단한 구성 타입에 따른 신호 송신을 속행한다.
스텝 S6에서, 소정 시간 이상 경과했다고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 중심 전극(7) 및 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)로부터의 신호 송출을 휴지하여, 위치 지시기(1)를 슬립 상태로 한다(스텝 S7). 이 슬립 상태에 있어서는, 가능한 한 배터리(5)의 소모를 경감시켜 절전(節電)화를 도모하기 위해서, 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422), 신호 송신 제어 회로(41)의 제어부(410), 펜종 판단부(411)로의 전원의 공급은 유지해도, 그 외의 부분에의 쓸데없는 전압 공급을 정지시키도록 한다.
그리고 이 스텝 S7의 다음에는, 신호 송신 제어 회로(41)는, 처리를 스텝 S1로 되돌려, 상술한 스텝 S1 이후의 처리를 반복한다.
스텝 S1에서 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422)에서 정보를 수신하고 있지는 않다고 판별했을 때, 또, 스텝 S2에서, 수신 정보는 펜종 정보는 아니라고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는, 주변 전극(6)을 통해서 신호를 수신했는지 여부를 판별한다(도 7의 스텝 S11). 이 스텝 S11에서, 주변 전극(6)을 통해서 신호를 수신하고 있지는 않다고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 스위치 회로(416)를 온으로 하여, 중심 전극(7)을 도전체부(32)를 통해서 프린트 배선 기판(40)의 어스 도체(그라운드)에 접속하도록 하여, 구성 타입 1의 상태로 한다(스텝 S18). 그리고 이 스텝 S18의 다음에는, 신호 송신 제어 회로(41)는, 처리를 도 6의 스텝 S1로 되돌려, 이 스텝 S1 이후의 처리를 반복한다.
그리고 스텝 S11에서, 주변 전극(6)을 통해서 신호를 수신했다고 판별했을 때에는, 수신 신호로부터 펜종의 판단은 가능한지 여부를 판별한다(스텝 S12). 이 스텝 S12에서, 펜종의 판단은 가능하지 않다고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 스위치 회로(416)를 온으로 하여, 중심 전극(7)을 도전체부(32)를 통해서 프린트 배선 기판(40)의 어스 도체(그라운드)에 접속하도록 하여, 구성 타입 1의 상태로 한다(스텝 S18). 그리고 이 스텝 S18의 다음에는, 신호 송신 제어 회로(41)는, 처리를 도 6의 스텝 S1로 되돌려, 이 스텝 S1 이후의 처리를 반복한다.
스텝 S12에서, 펜종의 판단이 가능하다고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 당해 수신한 신호에 기초하여 위치 지시기의 구성 타입(펜종)을 판단하고, 펜종 테이블 메모리(4111)를 참조하여, 중심 전극(7) 및 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)로부터 송신하는 신호를 결정한다(스텝 S13). 이 결정에는, 전술한 것처럼, 중심 전극(7)으로부터 위치 검출용 신호를 송신할지 여부에 대한 결정도 포함된다.
스텝 S13의 다음에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 중심 전극(7) 및 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)를 통한 스텝 S13에서 판단된 구성 타입에 따른 신호 송출을 실행한다(스텝 S14).
그리고 신호 송신 제어 회로(41)는, 주변 전극(6)을 통한 신호의 수신을 할 수 없게 되었는지 여부를 판별하고(스텝 S15), 수신을 할 수 없게 되지는 않았다고 판별했을 때에는, 처리를 스텝 S14로 되돌려, 판단한 구성 타입에 따른 신호 송신을 속행한다.
스텝 S15에서, 주변 전극(6)을 통한 신호의 수신을 할 수 없게 되었다고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 수신할 수 없게 되고 나서 소정 시간 이상 경과했는지 여부를 판별한다(스텝 S16). 이 스텝 S16에서, 소정 시간 이상 경과하지는 않다고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 처리를 스텝 S14로 되돌려, 판단한 구성 타입에 따른 신호 송신을 속행한다.
스텝 S16에서, 소정 시간 이상 경과했다고 판별했을 때에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 중심 전극(7) 및 무선 통신 모듈(42)의 송신부(421)로부터의 신호 송출을 휴지하여, 위치 지시기(1)를 슬립 상태로 한다(스텝 S17). 그리고 이 스텝 S17의 다음에는, 신호 송신 제어 회로(41)는 처리를 스텝 S1로 되돌려, 상술한 스텝 S1 이후의 처리를 반복한다.
［각종 구성 타입의 위치 지시기와, 대응하는 위치 검출 시스템의 동작 설명］
＜구성 타입 2의 위치 지시기(1A)와, 대응하는 위치 검출 시스템(2A)＞
도 8은 구성 타입 2의 위치 지시기(1A)의 주요부의 회로예를 나타내는 도면이며, 특히 귀환 신호 생성 회로(415)의 회로 구성예와, 상기에서는 생략한 전원 회로부(50)의 회로 구성예를 도시한 것이다.
전원 회로부(50)는 DC/DC 컨버터(501)를 구비하고, 배터리(5)의 전압으로부터 전원 전압 ＋Vcc를 생성하여, 신호 송신 제어 회로(41)나 그 외에 공급한다.
그리고 전원 회로부(50)에 있어서는, DC/DC 컨버터(501)와 배터리(5)의 사이에 전원 스위치(48)가 마련되어 있다. 또, DC/DC 컨버터(501)의 출력단과 어스 도체의 사이에는, 저항(502) 및 LED(49)의 직렬 회로가 접속되어 있다. 추가로, DC/DC 컨버터(501)의 출력단은 저항(503) 및 저항(504)의 직렬 접속을 통해서 어스 도체에 접속되어, 저항(503) 및 저항(504)의 접속점으로부터 기준 전압 Vref(=Vcc/2)가 출력된다.
귀환 신호 생성 회로(415)는 이 예에서는 신호 증강 처리 회로로서 구성되는 것으로, 센스 증폭기(510)와, 신호 증폭률 가변 회로(520)와, 트랜스(530)로 이루어진다.
이 예에서는, 센스 증폭기(510)는 OP AMP(511)와, 이 OP AMP(511)의 반전 입력 단자와 출력 단자의 사이에 접속되는 콘덴서(512)로 이루어진다. OP AMP(511)의 반전 입력 단자는, 주변 전극(6)에 접속되어 있는 접속 단자(513)에 접속되어 있다. 또, OP AMP(511)의 비반전 입력 단자에는, 전술한 기준 전압 Vref가 공급된다.
위치 지시기(1A)가 위치 검출 시스템(2A)상에 있을 때는, 도 1에 도시하는 것처럼, 위치 지시기(1A)의 주변 전극(6)과 위치 검출 시스템(2A)은, 정전 용량 C1을 통해서 결합하고 있다. 후술하는 것처럼, 위치 검출 시스템(2A)에는, 교류 신호가 흐르고 있으므로, 이 교류 신호가 정전 용량 C1 및 주변 전극(6)을 통해서 전류 신호로서 접속 단자(513)에 공급되어, 센스 증폭기(510)에 입력된다. 콘덴서(512)는 정전 용량 C1을 통해서 입력되는 전류 신호를 검출하기 위한 것이다.
그리고 센스 증폭기(510)는 접속 단자(513)를 통해서 전류 신호로서 입력된 교류 신호를 위상 반전하여, 신호 증폭률 가변 회로(520)에 출력한다.
신호 증폭률 가변 회로(520)는 OP AMP(521)와, 당해 OP AMP(521)의 반전 입력 단자와 출력 단자의 사이에 접속되는 가변 저항기(522)로 이루어진다. 이 가변 저항기(522)의 저항값을 가변 설정함으로써, 이 신호 증폭률 가변 회로(520)의 증폭률이 가변 설정되고, 그 결과로서 위치 지시기(1A)의 신호 검출 감도가 제어된다.
이 신호 증폭률 가변 회로(520)에서 증폭된 교류 신호는, 트랜스(530)의 일차 권선(530a)에 공급된다. 이 트랜스(530)의 일차 권선(530a)의 권선수 n1과, 이차 권선(530b)의 권선수 n2의 비는, 예를 들면, n1：n2=1：10과 같이 이차 권선(530b)측의 권선수가 크게(n1＜n2) 설정되어 있다. 따라서 트랜스(530)의 이차 권선(530b)측에는, 신호 증폭률 가변 회로(520)의 출력 신호의 진폭이 권선수비에 따라 체배(遞倍)되어, 대(大)진폭으로 된 교류 신호(전압 신호)가 얻어진다.
트랜스(530)의 이차 권선(530b)의 일단은, 쉴드 부재(8)에 의해 쉴드된 중심 전극(7)의 봉상 도체로 이루어지는 심체(71)에 접속되어 있는 접속 단자(523)에 접속되고, 트랜스(530)의 이차 권선(530b)의 타단은, 프린트 배선 기판(40)의 어스 도체에 접속된다. 따라서 귀환 신호 생성 회로(415)에 의해 대진폭의 교류 신호 전압으로 된 출력 신호는, 접속 단자(523)를 통해서 중심 전극(7)에 공급된다.
위치 지시기(1A)가 위치 검출 시스템(2A)상에 있을 때는, 위치 지시기(1A)의 중심 전극(7)과 위치 검출 시스템(2A)은 정전 용량을 통해서 결합되어 있기 때문에, 위치 지시기(1A)의 중심 전극(7)을 통해서 위치 지시기(1A)로부터 위치 검출 시스템(2A)에 교류 신호가 귀환된다.
다음에, 이 예의 위치 검출 시스템(2A)에 대해서, 도 9를 참조하여 설명한다. 이 예의 위치 검출 시스템(2A)은 센서 전극이 입력 전극과 출력 전극으로 구성되어 있고, 위치 지시기(1A)가 접촉한 터치 포인트의 결합 용량의 변화를 검출하는 상호 용량 방식의 위치 검출 시스템의 구성이다.
도 9에 도시하는 것처럼, 이 예의 위치 검출 시스템(2A)은 센서부(20A)와, 송신부(21)와, 수신부(22)와, 무선 통신부(25)와, 제어부(전극으로 구성A)를 구비하고 있다. 센서부(20A)는 센서 입력면의 가로 방향(X축 방향)으로 연신(延伸)하는 직선 모양의 복수 개, 이 예에서는 m개의 송신 도체(23Y1, 23Y2, …, 23Ym)(m은 1 이상의 정수)와, 이 송신 도체(23Y1~23Ym)와 직교하는, 센서 입력면의 세로 방향(Y축 방향)으로 연신하는 복수 개, 이 예에서는 n개의 수신 도체(24X1, 24X2, …, 24Xn)(n은 1 이상의 정수)를 구비한다. 복수 개의 송신 도체(23Y1~23Ym)는 Y축 방향으로 등간격으로 배치되어, 송신부(21)에 접속되어 있다. 또, 복수 개의 수신 도체(24X1~24Xn)는 X축 방향으로 등간격으로 배치되어, 수신부(22)에 접속되어 있다.
또한, 이 명세서의 이하의 설명에 있어서, 송신 도체(23Y1~23Ym) 및 수신 도체(24X1~24Xn)에 대해서, 어느 것인지를 구별할 필요가 없을 때에는, 각각 송신 도체(23Y) 및 수신 도체(24X)라고 칭하기로 한다.
복수 개의 송신 도체(23Y)와 복수 개의 수신 도체(24X)는, 소정의 간격을 두고 배치되어, 서로 직교한 배치 관계를 구비하고, 복수 개의 교점(크로스포인트)을 형성한다. 그리고 각 크로스포인트에서는, 송신 도체(23Y)와 수신 도체(24X)는, 소정의 정전 용량을 통해서 결합하고 있다고 볼 수 있다.
송신부(21)는 제어 회로(220A)의 제어에 기초하여, 송신 도체(23Y)에 소정의 교류 신호를 공급한다. 이 경우, 송신부(21)는 동일한 교류 신호를 복수 개의 송신 도체(23Y1, 23Y2, …, 23Ym)에, 순차적으로 1개씩 전환하면서 공급해도 되고, 서로 상이한 복수 개의 교류 신호를 복수 개의 송신 도체(23Y1, 23Y2, …, 23Ym)에 동시에 공급하도록 해도 된다. 또, 복수 개의 송신 도체(23Y1, 23Y2, …, 23Ym)를 복수 개의 그룹으로 나누고, 그룹마다 다른 교류 신호를 이용하도록 해도 된다.
수신부(22)는 제어 회로(220A)의 제어에 기초하여, 수신 도체(24X1, 24X2, …, 24Xn)의 각각에, 송신 도체(23Y)에 공급된 교류 신호가 상기 소정의 정전 용량을 통해서 전달되는 신호 성분을 검출한다. 송신 도체(23Y)와 수신 도체(24X) 사이의 결합 정전 용량이 전(全) 크로스포인트에 있어서 동등하다고 하면, 위치 지시기(1)가 센서부(20A)상에 존재하고 있지 않을 때에는, 센서부(20A)의 모든 수신 도체(24X1, 24X2, …, 24Xn)로부터는 소정 레벨의 수신 신호가 수신부(22)에 있어서 검출된다.
이것에 대해서, 위치 지시기(1A)가 센서부(20A)에 접촉하면, 그 접촉 위치의 크로스포인트를 구성하는 송신 도체(23Y)와 수신 도체(24X), 및 당해 위치 지시기(1A)는 정전 용량을 통해서 결합한다. 즉, 당해 위치 지시기(1A)에 의해서 정전 용량이 변화하게 되어, 위치 지시기(1A)가 존재하는 크로스포인트의 수신 도체(24X)로부터 얻어지는 수신 신호 레벨이 다른 크로스포인트의 수신 신호 레벨과 비교하여 변화하게 된다.
수신부(22)는 복수의 수신 도체(24X1, 24X2, …, 24Xn) 중, 그 수신 신호의 레벨의 변화가 있던 수신 도체(24X)를 검지함으로써, 위치 지시기(1A)에 의한 지시 위치를 검출한다. 그리고 도시를 생략한 위치 검출 시스템(2A)의 제어부는, 송신부(21)로부터 교류 신호를 공급하고 있는 송신 도체(23Y)와, 수신부(22)에서 수신 신호 레벨의 변화가 있던 수신 도체(24X)를 검출함으로써, 위치 지시기(1A)가 접촉하고 있는 크로스포인트를 검출한다.
위치 지시기(1A)가 아니라, 손가락이 센서부(20A)상에 접근 또는 접촉했을 때에도, 위치 검출 시스템(2A)은, 마찬가지의 원리에 의해, 그 손가락이 접근 또는 접촉한 크로스포인트를 검출한다. 그 경우, 송신 도체(23Y)에 공급된 교류 신호의 일부가 손가락을 통해서 또, 사용자의 인체를 통해서 그라운드에 흐른다. 그 때문에, 손가락이 존재하는 크로스포인트를 구성하는 수신 도체(24X)의 수신 신호 레벨이 변화한다. 수신부(22)는 이 수신 신호 레벨의 변화를 검출함으로써, 손가락이 존재하는 크로스포인트를 구성하는 수신 도체(24X)를 검출한다.
구성 타입 1의 위치 지시기의 경우에는, 손가락의 위치 검출의 원리와 마찬가지로 하여, 위치 검출 시스템(2A)은 센서부(20A)에 있어서의 지시 위치의 검출을 행할 수 있다. 그러나 구성 타입 1의 위치 지시기의 경우에는, 손가락의 경우와 같이 위치 검출 시스템(2A)과의 사이의 접촉 면적이 크지 않기 때문에, 결합 용량이 작아, 위치 검출 시스템(2A)은 검출 감도가 낮다. 이 때문에, 구성 타입 1의 위치 지시기에 대응하는 위치 검출 시스템은, 위치 지시기에 송신하는 교류 신호로서 확산 부호를 이용하여, 송신 신호와 수신 신호의 상관을 취함으로써 위치 지시기의 지시 위치를 검출하는 등 하여, 검출 감도의 저하를 보완하고 있다.
이것에 대해서, 이 구성 타입 2의 위치 지시기(1A) 및 위치 검출 시스템(2A)의 경우에는, 확산 부호 등을 이용하지 않아도, 위치 지시기(1A)와 위치 검출 시스템(2A)의 친화성이 높고, 그에 더하여 범용성이 높고, 추가로는 입력 신호와 출력 신호의 사이에서 소정의 파형 상관성이 확보되어, 고감도로 센서부(20A)상에 있어서의 위치 검출이 가능해진다.
즉, 위치 검출 시스템(2A)의 센서부(20A)상에, 위치 지시기(1A)를 접근 또는 접촉시켰을 경우, 송신 도체(23Y)에 공급된 교류 신호는, 도 1에 도시한 것처럼 정전 용량 C1을 통하고, 또, 주변 전극(6)을 통해서, 전류 신호로서 접속 단자(513)를 통해서 귀환 신호 생성 회로(415)에 입력된다.
귀환 신호 생성 회로(415)에 입력된 교류 신호(전류 신호)는, 센스 증폭기(510)에서 위상 반전된 후, 신호 증폭률 가변 회로(520)에 있어서 증폭됨과 아울러, 트랜스(530)에 의해 승압(체배)되어 신호 증강되어, 전압 신호로서 접속 단자(523)를 통해서 중심 전극(7)에 공급된다. 즉, 주변 전극(6)을 통해서 센서부(20A)로부터 귀환 신호 생성 회로(415)에 입력된 교류 신호는, 귀환 신호 생성 회로(415)에 있어서, 역상이 되고, 또 대진폭의 신호로 되어 중심 전극(7)을 통해서, 센서부(20A)에 귀환된다.
이 경우에, 위치 지시기(1A)의 중심 전극(7)으로부터 위치 검출 시스템(2A)의 센서부(20A)에 귀환되는 교류 신호는, 송신 도체(23Y)에 공급되는 교류 신호와는 역상의 증강된 신호이므로, 위치 지시기(1A)는 수신 도체(24X)의 수신 신호에 있어서의 교류 신호의 변화를, 보다 증대시키도록 기능한다. 이 때문에, 위치 검출 시스템(2A)은 위치 지시기(1A)의 접촉 위치를 고감도로 검출하는 것이 가능해진다. 또한, 위치 지시기(1A)의 어스 도체가 인체와 접속됨으로써 검출 동작이 한층 안정화된다. 즉, 이 실시 형태에서는, 위치 지시기(1A)의 케이스(3)는 프린트 배선 기판(40)의 어스 도체에 접속되어 있는 도전체부(32)로 덮여 있다. 이 때문에, 위치 검출 시스템(2A)에 있어서 송신 도체(23Y)에 공급된 교류 신호는, 위치 지시기(1A)를 통하고, 사용자의 인체를 통해서 그라운드로 흐름으로써, 신호 검출 동작의 한층 더한 안정화를 도모할 수 있다.
또, 위치 검출 시스템(2A)의 센서부(20A)의 송신 도체(23Y)에서의 전압을 V라고 하고, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)의 중심 전극(7)의 전압을 e라고 하고, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이의 정전 용량을 C2(도 1 참조)라고 하면,
e≤C1/C2·V
되는 관계를 갖는다. 이 때문에, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이의 정전 용량 C2는, 가능한 한 작은 쪽이, 중심 전극(7)의 전압 e를 높게 하는데 유리하다.
이 때문에, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)에 있어서는, 주변 전극(6)과 중심 전극(7)의 사이에는 쉴드 부재(8)를 개재시킴으로써, 양자의 결합을 가능한 한 작게 하도록 하고 있다. 따라서 이 실시 형태의 위치 지시기(1)에서는, 쉴드 부재(8)를 개재시키는 것에 의해서, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이의 정전 용량 C2는 작아져, 전압 e를 크게 할 수 있어, 효율적으로 감도를 높일 수 있다.
상술한 실시 형태의 위치 지시기(1)는, 주변 전극(6)에서, 위치 검출 시스템(2A)으로부터의 교류 신호를 수신하고, 중심 전극(7)으로부터, 신호 증강한 출력 교류 신호를 위치 검출 시스템(2A)에 귀환시키는 구성이다. 그러나 위치 검출 시스템(2A)으로부터의 교류 신호를 수신하기 위한 전극을 중심 전극(7)으로 하고, 신호 증강한 교류 신호를 위치 검출 시스템(2A)에 귀환시키기 위한 전극을 주변 전극(6)으로 해도 된다.
또한, 도 9에 도시하는 것처럼, 이 구성 타입 2의 위치 지시기(1A)는, 필압 정보, 사이드 스위치 정보 및 식별 정보는, 무선 통신 모듈(42)로부터 위치 검출 시스템(2A)의 무선 통신부(25)에 무선 송신되는 것이다. 무선 통신부(25)에서 수신된 필압 정보, 사이드 스위치 정보 및 식별 정보는, 제어 회로(220A)에 공급되고, 검출된 위치 정보와 함께, 예를 들면 호스트 컴퓨터 등에 송신된다. 구성 타입 1의 위치 지시기로부터의 부가 정보도 마찬가지로 하여, 무선 통신 모듈(42)로부터 위치 검출 시스템에 송신된다.
＜구성 타입 3의 위치 지시기(1B)와, 대응하는 위치 검출 시스템(2B)＞
도 10은 구성 타입 3의 위치 지시기(1B)와, 대응하는 위치 검출 시스템(2B)의 주요부의 회로예를 나타내는 도면이다. 구성 타입 3의 위치 지시기(1B)는, 위치 검출용 신호로서 주파수 f1의 교류 신호를 송출함과 아울러, 부가 정보인 필압 정보, 사이드 스위치 정보 및 식별 정보는, 모두 무선 통신 모듈(42)로부터 위치 검출 시스템(2B)의 무선 통신부(25B)에 송출한다.
위치 검출 시스템(2B)은, 도 10에 도시하는 것처럼, 센서부(20B)와, 이 센서부(20B)에 접속되는 펜 지시 검출 회로(26B)와, 무선 통신부(25B)로 구성되어 있다.
센서부(20B)는 하층측에서부터 차례로, 제1 도체 그룹(211), 절연층(도시는 생략), 제2 도체 그룹(212)을 적층하여 형성된 것이다. 제1 도체 그룹(211)은 가로 방향(X축 방향)으로 연장되어 있는 복수의 제1 도체(211Y1, 211Y2, … , 211Ym)(m은 1 이상의 정수)를 서로 소정 간격을 두고 병렬로, Y축 방향으로 배치한 것이다.
또, 제2 도체 그룹(212)은 제1 도체(211Y1, 211Y2, … , 211Ym)의 연장 방향에 대해서 교차하는 방향, 이 예에서는 직교하는 세로 방향(Y축 방향)으로 연장되어 있는 복수의 제2 도체(212X1, 212X2, … , 212Xn)(n은 1 이상의 정수)를 서로 소정 간격을 두고 병렬로, X축 방향으로 배치한 것이다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 도체(211Y1, 211Y2, … , 211Ym)에 대해서, 각각의 도체를 구별할 필요가 없을 때에는, 그 도체를, 제1 도체(211Y)라고 칭한다. 마찬가지로, 제2 도체(212X1, 212X2, … , 212Xn)에 대해서, 각각의 도체를 구별할 필요가 없을 때에는, 그 도체를, 제2 도체(212X)라고 칭하는 것으로 한다.
펜 지시 검출 회로(26B)는 센서부(20B)와의 입출력 인터페이스가 되는 선택 회로(221)와, 증폭 회로(222)와, 밴드 패스 필터(223B)와, 검파 회로(224)와, 샘플 홀드 회로(225)와, AD(Analog to Digital) 변환 회로(226)와, 제어 회로(220B)로 이루어진다.
선택 회로(221)는 제어 회로(220B)로부터의 제어 신호에 기초하여, 제1 도체 그룹(211) 및 제2 도체 그룹(212) 중에서 각각 1개의 도체를 선택한다. 선택 회로(221)에 의해 선택된 도체는 증폭 회로(222)에 접속되고, 위치 지시기(1B)로부터의 신호가, 선택된 도체에 의해 검출되어 증폭 회로(222)에 의해 증폭된다. 이 증폭 회로(222)의 출력은 밴드 패스 필터(223B)에 공급되어, 위치 지시기(1B)로부터 송신되는 신호의 주파수 f1의 성분만이 추출된다.
밴드 패스 필터(223B)의 출력 신호는 검파 회로(224)에 의해서 검파된다. 이 검파 회로(224)의 출력 신호는 샘플 홀드 회로(225)에 공급되고, 제어 회로(220B)로부터의 샘플링 신호에 의해, 소정의 타이밍에서 샘플 홀드된 후, AD 변환 회로(226)에 의해서 디지털값으로 변환된다. AD 변환 회로(226)로부터의 디지털 데이터는 제어 회로(220B)에 의해서 판독되어, 처리된다.
제어 회로(220B)는 내부의 ROM에 격납된 프로그램에 의해서, 샘플 홀드 회로(225), AD 변환 회로(226), 및 선택 회로(221)에, 각각 제어 신호를 송출하도록 동작한다. 또, 제어 회로(220B)는 AD 변환 회로(226)로부터의 디지털 데이터로부터, 위치 지시기(1B)에 의해서 지시된 센서부(20B)상의 위치 좌표를 산출한다.
도 11은 이 구성 타입 3의 위치 지시기(1B)로부터, 대응하는 위치 검출 시스템(2B)에 송신되는 신호를 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 상술한 것처럼, 이 구성 타입 3의 위치 지시기(1B)로부터는, 예를 들면 주파수 f1의 교류 신호에 기초한 신호가, 연속적으로, 위치 검출용 신호로서 중심 전극(7)을 통해서 송출된다.
그러나 이 예의 이 구성 타입 3의 위치 지시기(1B)는, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)가 위치 검출용 신호로서 주파수 f1의 교류 신호와, 주파수 f2의 교류 신호를 송출하는 것이 가능한 구성을 가지고 있는 이점을 이용하여, 위치 검출용 신호와 같은 주파수의 노이즈가 존재할 경우에는, 위치 검출용 신호의 주파수를 전환할 수 있도록 하고 있다.
즉, 이 실시 형태의 구성 타입 3의 위치 지시기(1B)에 있어서는, 도 11의 (A)에 도시하는 것처럼, 위치 검출용 신호는 소정 기간 길이 Ta의 연속 송신 기간과 소정 기간 길이 Tb의 휴지 기간을 1주기로 하고, 당해 1주기를 반복하는 것으로 된다.
그리고 위치 검출 시스템(2B)의 제어 회로(220B)에서는, 도 11의 (B)에 도시하는 것처럼, 소정 기간 길이 Tb의 휴지 기간을, 노이즈의 유무를 검출하기 위한 윈도우 구간으로 하고, 당해 윈도우 구간에 있어서, 위치 검출용 신호와 같은 주파수의 노이즈가 존재하는지 여부를 검출하도록 한다. 그리고 윈도우 구간에 있어서, 위치 검출용 신호와 같은 주파수의 노이즈가 존재하는 것을 검출했을 때에는, 위치 검출 시스템(2B)의 제어 회로(220B)는, 무선 통신부(25B)를 통해서, 그 취지를 위치 지시기(1B)에 통지한다.
위치 지시기(1B)의 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422)는, 위치 검출 시스템(2B)으로부터의 이 통지를 받으면, 신호 송신 제어 회로(41)의 제어부(410)에 전송한다. 신호 송신 제어 회로(41)의 제어부(410)는, 이 통지에 따라, 스위치 회로(414)를 전환 제어하여, 주파수 f1의 발진기(45)로부터 주파수 f2의 발진기(46)를 선택하는 상태로 전환한다. 또한, 상기 위치 검출 시스템(2B)으로부터의 통지를 받았을 때의 위치 지시기(1B)로부터의 위치 검출용 신호가, 주파수 f2의 발진기(46)로부터의 신호에 기초한 것이었을 경우에는, 상기 위치 검출 시스템(2B)으로부터의 통지에 의해, 제어부(410)는 스위치 회로(414)를 전환 제어하여, 주파수 f2의 발진기(46)로부터 주파수 f1의 발진기(45)를 선택하는 상태로 전환한다.
예를 들면, 도 11의 (A)에 도시하는 것처럼, 위치 지시기(1B)로부터의 위치 검출용 신호가 주파수 f1의 신호였을 때, 도 11의 (C)에 도시하는 것처럼, 같은 주파수 f1의 노이즈 NR이 존재하고 있었을 경우에는, 위치 검출 시스템(2B)의 제어 회로(220B)는, 도 11의 (B)에 도시하는 윈도우 구간에 있어서, 당해 노이즈 NR를 검출하고, 그 취지를 무선 통신부(25B)를 통해서, 위치 지시기(1B)에 보낸다.
위치 지시기(1B)에서는, 제어부(410)가, 이 위치 검출 시스템(2B)으로부터의 통지를 무선 통신 모듈(42)의 수신부(422)를 통해서 받아, 위치 검출용 신호의 주파수를, 도 11의 (D)에 도시하는 것처럼, 주파수 f1로부터 주파수 f2로 전환하도록 스위치 회로(414)를 전환 제어한다. 따라서 위치 검출용 신호의 주파수와 같은 주파수의 노이즈가 위치 검출 시스템(2B)의 부근에 존재했다고 해도, 위치 검출용 신호의 주파수의 전환에 의해, 당해 노이즈의 영향을 받는 일이 없도록 할 수 있다.
이하, 위치 검출 시스템(2B)에 있어서는, 주파수 f1과 주파수 f2의 위치 검출용 신호의 양방에 대응할 수 있도록, 밴드 패스 필터(223B)는 주파수 f1을 중심 주파수로 하는 통과 주파수 대역으로 하는 상태와, 주파수 f2를 중심 주파수로 하는 통과 주파수 대역으로 하는 상태를 구비하는 것으로 되어, 제어 회로(220B)로부터의 제어에 의해, 어느 통과 주파수 대역을 이용할지가 전환되도록 구성되어 있다.
＜구성 타입 4의 위치 지시기(1C)와, 대응하는 위치 검출 시스템(2C)＞
도 12는 구성 타입 4의 위치 지시기(1C)와, 대응하는 위치 검출 시스템(2C)의 주요부의 회로예를 나타내는 도면이다. 구성 타입 4의 위치 지시기(1C)는, 위치 검출용 신호로서 주파수 f2의 교류 신호를 송출함과 아울러, 위치 지시기로서 중요한 부가 정보의 예인 필압 정보 및 사이드 스위치 정보는, 위치 검출용 신호와 함께, 중심 전극(7)을 통해서 위치 검출 시스템(2C)에 송출한다. 그리고 위치 지시기(1C)는, 부가 정보의 식별 정보는 무선 통신 모듈(42)로부터 위치 검출 시스템(2C)의 무선 통신부(25C)에 송출한다.
위치 검출 시스템(2C)은, 도 12에 도시하는 것처럼, 센서부(20C)와 이 센서부(20C)에 접속되는 펜 지시 검출 회로(26C)와, 무선 통신부(25C)로 구성되어 있다. 센서부(20C)는, 이 예에서는, 위치 검출 시스템(2B)의 센서부(20B)와 동일한 구성으로 되어 있다. 또, 펜 지시 검출 회로(26C)는 밴드 패스 필터(223C)와 제어 회로(220C)를 제외하고, 펜 지시 검출 회로(26B)와 동일한 구성으로 되어 있다.
이 구성 타입 4의 위치 지시기(1C)의 밴드 패스 필터(223C)는, 이 예에서는, 주파수 f2를 중심 주파수로 하는 통과 주파수 대역으로 하는 것으로 되어 있다. 또, 제어 회로(220C)는 위치 검출용 신호와 함께 보내져 오는 필압 정보 및 사이드 스위치 정보를 검출하는 기능을 구비하는 것으로 되어 있다.
이 예의 구성 타입 4의 위치 지시기(1C)에 있어서는, 중심 전극 송신 신호 생성부(412)는 제어부(410)로부터의 제어를 받아, 연속 송신 기간과 송신 데이터 기간을 1주기로 하는 패턴의 신호를 반복하여 출력하도록 한다. 도 13의 (A)는 위치 지시기(1C)의 제어부(410)로부터 중심 전극 송신 신호 생성부(412)에 공급되는 제어 신호의 예를 나타내는 것이다. 중심 전극 송신 신호 생성부(412)는, 이 도 13의 (A)의 제어 신호의 하이 레벨을 유지하는 일정 기간에서는, 도 13의 (B)에 도시하는 것처럼, 주파수 f2의 발진 신호를 버스트 신호로서 연속 송신한다(도 13의 (C)의 연속 송신 기간).
이 연속 송신 기간의 길이는, 위치 검출 시스템(2C)의 펜 지시 검출 회로(26C)에 있어서, 위치 지시기(1C)에 의한 센서부(20C)상의 지시 위치를 검출하는 것이 가능한 시간 길이로 되고, 예를 들면 제1 도체(211Y) 및 제2 도체(212X)의 모두를 1회 이상, 바람직하게는 복수 회 이상 스캔할 수 있는 시간 길이로 된다.
이 연속 송신 기간 중에, 위치 지시기(1C)의 제어부(410)는, 중심 전극(7)에 인가되는 필압을, 필압 검출 유닛(9)의 가변 용량 콘덴서의 정전 용량에 기초하여 산출하고, 그 산출한 필압치의 정보를 복수 비트의 값(2진 코드)으로서 구한다. 또, 제어부(410)는 사이드 스위치(43)의 온·오프 정보를 사이드 스위치 정보로서, 1비트 혹은 복수 비트의 정보로서 생성한다.
그리고 제어부(410)는, 도 13의 (A)에 도시하는 것처럼, 연속 송신 기간의 종료 후, 송신 데이터 기간에 있어서, 제어 신호를 소정의 주기(Td)로 하이 레벨 또는 로우 레벨로 제어함으로써, 주파수 f2의 교류 신호를 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조한다. ASK 변조 대신에, OOK(On Off Keying) 신호로 하도록 해도 된다.
이때, 연속 송신 기간 후의 소정의 주기(Td)의 첫회는 반드시 하이 레벨로 하고, 그것을 도 13의 (C)의 스타트 신호로 한다. 이 스타트 신호는, 이후의 데이터 송출 타이밍을 위치 검출 시스템(2C)의 펜 지시 검출 회로(26C)에서 정확하게 판정할 수 있도록 하기 위한 타이밍 신호이다. 또한, 이 스타트 신호를 대신하여, 연속 송신 기간의 버스트 신호를 타이밍 신호로서 이용할 수도 있다.
위치 지시기(1C)의 중심 전극 송신 신호 생성부(412)는, 이상의 제어부(410)로부터의 제어를 받아, 송신 데이터 기간에 있어서, 스타트 신호에 이어서, 복수 비트의 필압 정보 및 1 또는 복수 비트의 사이드 스위치 정보를 순차적으로 송신한다. 이 경우에, 도 13의 (A) 및 (B)에 도시하는 것처럼, 송신 데이터(2진 코드)가 「0」일 때는, 제어 신호(도 13의 (A))를 로우 레벨로 하여 교류 신호의 송출은 하지 않고, 송신 데이터(2진 코드)가 「1」일 때는 제어 신호를 하이 레벨로 하여 교류 신호를 송출하도록 제어하여, ASK 변조를 행하도록 한다.
위치 검출 시스템(2C)의 펜 지시 검출 회로(26C)에 있어서는, 제어 회로(220C)는 연속 송신 기간의 수신 신호로부터, 전술한 위치 검출 시스템(2B)과 마찬가지로 하여, 위치 지시기(1C)에 의한 지시 위치를 검출한다. 그리고 제어 회로(220C)는 연속 송신 기간의 종료를 대기하고, 연속 송신 기간의 종료 후의 스타트 신호를 검출하면, 송신 데이터 기간의 필압 정보 및 사이드 스위치 정보의 데이터를 검출하여, 그것들을 복원하는 동작을 행한다. 그리고 제어 회로(220C)는 무선 통신부(25C)를 통해서 수신한 식별 정보와 함께, 위치 지시기(1C)에 의한 지시 위치의 검출 정보와, 필압 정보와, 사이드 스위치 정보를, 호스트 컴퓨터 등에 출력하도록 한다.
또한, 이 구성 타입 4의 위치 지시기(1C)에 있어서도, 위치 검출용 신호의 주파수를, 노이즈의 영향을 경감시킬 수 있도록, 구성 타입 3의 위치 지시기(1B)와 마찬가지로 전환하는 구성으로 해도 된다. 그 경우에는, 위치 검출 시스템(2C)의 밴드 패스 필터(223C) 및 제어 회로(220C)도, 구성 타입 3에 대응하는 위치 검출 시스템(2B)의 밴드 패스 필터(223B) 및 제어 회로(220B)와 마찬가지의 기능을 가지도록 구성한다.
＜구성 타입 5의 위치 지시기(1D)와, 대응하는 위치 검출 시스템(2D)＞
도 14는 구성 타입 5의 위치 지시기(1D)와, 대응하는 위치 검출 시스템(2D)의 주요부의 회로예를 나타내는 도면이다. 구성 타입 5의 위치 지시기(1D)는, 위치 검출용 신호로서 주파수 f2의 교류 신호를 송출함과 아울러, 모든 부가 정보, 이 예에서는 필압 정보, 사이드 스위치 정보 및 식별 정보 ID1은, 위치 검출용 신호와 함께, 중심 전극(7)을 통해서 위치 검출 시스템(2D)에 송출한다.
위치 검출 시스템(2D)은, 도 14에 도시하는 것처럼, 센서부(20D)와, 이 센서부(20D)에 접속되는 펜 지시 검출 회로(26D)와, 무선 통신부(25D)를 구비하여 구성되어 있다. 센서부(20D)는 이 예에서는, 위치 검출 시스템(2B)의 센서부(20B)와 동일한 구성으로 되어 있다. 또, 펜 지시 검출 회로(26D)는 제어 회로(220D)를 제외하고, 밴드 패스 필터(223D)도 포함하며, 펜 지시 검출 회로(26C)와 동일한 구성으로 되어 있다. 즉, 밴드 패스 필터(223D)는 이 예에서는, 주파수 f2를 중심 주파수로 하는 통과 주파수 대역으로 하는 것으로 되어 있다. 그리고 제어 회로(220D)는 위치 검출용 신호와 함께 보내져 오는 필압 정보, 사이드 스위치 정보 및 식별 정보 ID1을 검출하는 기능을 구비하는 것으로 되어 있다.
이 예의 구성 타입 5의 위치 지시기(1D)에 있어서도, 전술한 구성 타입 4의 위치 지시기(1C)와 마찬가지로 하여, 중심 전극 송신 신호 생성부(412)는, 제어부(410)로부터의 제어를 받아, 도 15에 도시하는 것처럼, 연속 송신 기간과 송신 데이터 기간을 1주기로 하는 패턴의 신호를 반복하여 출력하도록 한다.
도 15의 (A)는 위치 지시기(1D)의 제어부(410)로부터 중심 전극 송신 신호 생성부(412)에 공급되는 제어 신호의 예를 나타내는 것이다. 이 예의 위치 지시기(1D)의 중심 전극 송신 신호 생성부(412)는, 이 도 15의 (A)의 제어 신호에 의한 제어를 받아, 연속 송신 기간에서는, 도 15의 (B)에 도시하는 것처럼, 주파수 f2의 발진 신호를 버스트 신호로서 연속 송신하고, 또, 송신 데이터 기간에서는, 도 15의 (B) 및 (C)에 도시하는 것처럼, 필압 정보와, 사이드 스위치 정보와, 식별 정보 ID1을 ASK 신호로 하여, 중심 전극(7)을 통해서 위치 검출 시스템(2D)에 송신한다.
위치 검출 시스템(2D)의 제어 회로(220D)는, 연속 송신 기간의 버스트 신호에 기초하여, 위치 지시기(1D)에 의해 지시된 센서부(20D)상의 위치를 검출함과 아울러, 송신 데이터 기간에 있어서, 필압 정보, 사이드 스위치 정보 및 식별 정보 ID1을 검출하여 복원한다.
그리고 이 예에서는, 위치 지시기(1D)와 위치 검출 시스템(2D) 사이의 신호의 수수를, 보다 안전하게 하기 위해서, 위치 지시기(1D)는 식별 정보 ID2를 무선 통신 모듈(42)로부터 위치 검출 시스템(2D)의 무선 통신부(25D)에 송출한다. 이 경우에, 식별 정보 ID1과 식별 정보 ID2는, 동일한 정보(ID1=ID2)로 된다. 제어 회로(220D)는 무선 통신부(25D)를 통해서 취득한 식별 정보 ID2와 중심 전극(7)을 통해서 수신하여 검출한 식별 정보 ID1을 대조하여, 양자가 일치했을 때만, 위치 지시기(1D)로부터 취득한 신호를 유효로서 처리한다.
그리고 제어 회로(220D)는, 위치 지시기(1D)로부터 취득한 신호를 유효로 했을 때에는, 위치 지시기(1D)에 의한 지시 위치의 검출 정보와, 필압 정보와, 사이드 스위치 정보 및 식별 정보 ID1을, 호스트 컴퓨터 등에 출력하도록 한다.
도 16은 위치 검출 시스템(2D)의 제어 회로(220D)에 있어서의 식별 정보 ID1과 ID2를 이용한 시큐어 처리의 흐름을 나타내는 순서도이다.
제어 회로(220D)는 무선 통신부(25D)를 통해서 수신한 식별 정보 ID2를 일시적으로 유지한다(스텝 S21). 다음에, 제어 회로(220D)는 위치 지시기(1D)의 중심 전극(7)을 통해서 송신되어 온 정보에 포함되는 식별 정보 ID1을 취득한다(스텝 S22). 그리고 제어 회로(220D)는, 식별 정보 ID1과 식별 정보 ID2가 일치하고 있는지 여부를 판별하여(스텝 S23), 양 식별 정보 ID1, ID2가 일치하고 있다고 판별했을 때에는, 위치 지시기(1D)로부터의 신호를 유효로서 처리하고(스텝 S24), 그 후, 처리를 스텝 S21로 되돌려, 이 스텝 S21 이후의 처리를 반복한다. 또, 스텝 S23에서, 식별 정보 ID1과 식별 정보 ID2가 일치하고 있지 않다고 판별했을 때에는, 제어 회로(220D)는 위치 지시기(1D)로부터의 신호는 무효로서 처리하고(스텝 S25), 그 후, 처리를 스텝 S21로 되돌려, 이 스텝 S21 이후의 처리를 반복한다.
또한, 위치 검출 시스템(2D)에 있어서의, 무선 통신 모듈(42)로부터의 식별 정보 ID2와, 중심 전극(7)을 통해서 취득한 식별 정보 ID1의 대조를 이용한 시큐어 처리는, 필수는 아니므로, 행하지 않아도 된다.
［다른 실시 형태］
＜정전 결합 방식의 다른 예＞
상술한 위치 지시기의 복수의 구성 타입은, 일례로서, 여기에 접속한 구성 타입의 것으로 한정되는 것은 아닌 것은 말할 필요도 없다. 예를 들면, 상술의 액티브 방식의 위치 지시기에 있어서는, 중심 전극(7)으로부터만 신호를 송출하도록 했지만, 위치 지시기의 위치 검출 시스템상에서의 경사각이나 회전각을 검출할 수 있도록 하기 위해서, 주변 전극(6)을, 복수 개로 분할하고, 그 분할한 복수 개의 주변 분할 전극의 각각으로부터, 그러한 주변 분할 전극을 식별할 수 있도록 하기 위한 신호를 송출하는 구성의 위치 지시기를, 하나의 구성 타입으로 해도 된다.
도 17은 그러한 구성 타입의 위치 지시기도 구성하는 것이 가능한 위치 지시기(1E)의 주요부를 나타내는 도면으로, 도 17의 (A)는 중심 전극(7)측의 구성 부분을 설명하기 위한 도면이고, 도 17의 (B)은 당해 위치 지시기(1E)를, 중심 전극(7)의 선단측으로부터, 그 축심 방향으로 보았을 때의 도면이다.
이 위치 지시기(1E)에 있어서는, 케이스(3)의, 중심 전극(7)이 삽입되는 개구(3a)의 주위에 마련되는 도전체로 이루어지는 주변 전극은, 3분할된 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)으로서 마련된다. 이들 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)은, 도 17의 (A) 및 (B)에 도시하는 것처럼, 서로 전기적으로 절연되어 분리되어 마련되어 있다.
그리고 상술의 패시브 방식의 구성 타입 1의 경우 및 액티브 방식의 구성 타입 3, 4, 5의 경우에는, 이들 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)은 이용하지 않는다. 패시브 방식의 개량 방식의 구성 타입 2의 경우에는, 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)을 전기적으로 접속하여, 그들 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)의 모두에서 수신한 신호를 합성하여, 귀환 신호 생성 회로(415)에 공급하도록 구성한다.
그리고 위치 지시기(1E)에서, 위치 검출 시스템상에서의 경사각이나 회전각을 검출할 수 있도록 하는 구성 타입의 위치 지시기를 구성하는 경우에는, 중심 전극(7)으로부터는, 위치 검출용 신호 및 구성 타입에 따라 선택된 부가 정보를 송신하도록 함과 아울러, 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)의 각각으로부터, 그들 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)의 각각을, 위치 검출 시스템에서 검출할 수 있는 신호를 송출하도록 구성한다.
예를 들면, 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)의 각각으로부터, 각각에 대응하는 식별 정보(예를 들면 2비트의 신호)를 송출하도록 구성한다. 혹은, 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)의 각각으로부터, 서로 상이한 주파수나 위상의 신호를 송출하도록 한다. 혹은, 중심 전극(7)으로부터의 신호의 송출을 종료한 후, 하나의 주파수의 신호를, 주변 분할 전극 6A, 6B, 6C의 순서로, 소정 기간씩 송출하도록 구성한다.
위치 검출 시스템상에서의 경사각이나 회전각을 검출할 수 있도록 하는 구성 타입의 위치 지시기에 대응하는 위치 검출 시스템은, 주변 분할 전극(6A, 6B, 6C)의 각각으로부터의 신호의 수신 강도나 수신 신호의 확산 분포 패턴 등으로부터, 위치 지시기(1E)의 회전각이나 경사각을 검출하는 기능을 가지는 것이다.
＜전자 결합 방식의 예＞
또, 상술한 실시 형태는, 정전 결합 방식의 위치 지시기 및 위치 검출 시스템의 경우였지만, 전자 결합 방식의 위치 지시기 및 위치 검출 시스템의 경우에도, 이 발명은 적용 가능하다.
도 18은 이 발명에 의한 전자 결합 방식의 위치 지시기(100)의 구성예를 나타냄으로써, 상술한 실시 형태의 위치 지시기(1)에 대해 도시한 도 1의 개념적 구성도에 대응하는 것이다.
이 도 18에 도시하는 것처럼, 이 실시 형태의 위치 지시기(100)는, 절연물 예를 들면 수지로 이루어지는 통상의 케이스(103) 내에, 신호 송신 제어 회로(141)와, 무선 통신 모듈(142)과, 사이드 스위치(143)와, ID 메모리(144)와, 발진기(145)를 구비함과 아울러, 필압 검출 유닛(109)을 구비한다. 또, 배터리(105)가 신호 송신 제어 회로(141), 무선 통신 모듈(142), 사이드 스위치(143), ID 메모리(144), 발진기(145) 등으로의 전원 전압의 공급원으로서 케이스(103) 내에 마련되어 있다. 신호 송신 제어 회로(141)는, 펜종 판별부(1411)를 구비하고 있다.
그리고 필압 검출 유닛(109)에는, 페라이트 코어(110)를 관통하는 심체(107)가 결합되어 있고, 필압 검출 유닛(109)은 이 심체(107)에 인가되는 필압을, 당해 필압 검출 유닛(109)으로 구성되는 가변 용량 콘덴서의 정전 용량으로서 검출한다. 페라이트 코어(110)에는 코일(111)이 감겨 있고, 이 코일(111)의 양단이 신호 송신 제어 회로(141)에 접속되어 있다. 또, 코일(111)의 양단의 사이에는, 당해 코일(111)과 공진 회로를 구성하는 콘덴서(112)가 접속되어 있다.
신호 송신 제어 회로(141)에는, 상술한 실시 형태의 위치 지시기(1)와 마찬가지로, 무선 통신 모듈(142)과, 사이드 스위치(143)와, ID 메모리(144)와, 발진기(145)가 접속되어 있음과 아울러, 필압 검출 유닛(109)으로 구성되는 가변 용량 콘덴서도, 이 신호 송신 제어 회로(141)에 접속되어 있다.
신호 송신 제어 회로(141)는, 이 위치 지시기(100)에 있어서는, 코일(111)과 콘덴서(112)를 포함하는 공진 회로를 통해서 송신하는 신호를 선택 제어함과 아울러, 필압 정보, 사이드 스위치 정보, 식별 정보 등의 부가 정보를, 무선 통신 모듈(142)로부터 송신할지, 공진 회로로부터의 신호로서 송신할지를 선택 제어한다.
즉, 이 실시 형태의 위치 지시기(100)의 경우, 공진 회로가 제1 송신부를 구성하고, 무선 통신 모듈(142)의 송신 기능부가 제2 송신부를 구성한다. 또, 무선 통신 모듈(142)의 수신 기능부가, 위치 검출 시스템으로부터의 펜종 정보를 수신하는 수신부를 구성한다. 무선 통신 모듈(142)의 수신 기능부에서, 위치 검출 시스템으로부터 수신한 펜종 정보는, 신호 송신 제어 회로(141)의 펜종 판별부(1411)에 공급된다. 펜종 판별부(1411)는, 도시는 생략하지만, 이 실시 형태에 있어서도 펜종의 판단 처리부와, 펜종 테이블 메모리로 구성할 수 있다.
이 실시 형태의 위치 지시기(100)의 신호 송신 제어 회로(141)는, 위치 검출 시스템으로부터의 펜종 정보를 수신하여, 펜종 판별부(1411)에서 판단하여, 펜종을 결정하고, 예를 들면 도 19의 (A), (B), (C)에 도시하는 것 같은 3종의 구성 타입 6, 7, 8의 위치 지시기(100A, 100B, 100C)를 구성할 수 있도록 하고 있다.
위치 지시기(100)의 무선 통신 모듈(142)의 수신 기능부를 통해서 위치 검출 시스템으로부터 수신한 펜종 정보가, 구성 타입 6이었을 경우에는, 신호 송신 제어 회로(141)에 의해, 도 19의 (A)에 도시하는 것 같은 위치 지시기(100A)가 구성된다. 즉, 이 구성 타입 6에 있어서는, 코일(111)과 콘덴서(112)로 이루어지는 병렬 공진 회로에 병렬로, 필압 검출 유닛(109)으로 구성되는 가변 용량 콘덴서가 접속되고, 추가로, 사이드 스위치(143)와 콘덴서(113)의 직렬 회로가 접속된다.
그리고 이 구성 타입 6의 위치 지시기(100A)와 함께 사용되고, 구성 타입 6을 펜종 정보로서 위치 지시기(100A)에 보내는 위치 검출 시스템(200A)의 센서부는, 도시는 생략하지만, 복수 개의 루프 코일이 서로 직교하는 X방향 및 Y방향으로 배열되어 구성되어 있어, 루프 코일로부터 주파수 fa의 송신 신호(교류 신호)가 위치 지시기(100A)에 송신된다.
위치 지시기(100A)에서는, 전자 결합에 의해 위치 검출 시스템(200A)으로부터의 교류 신호를 공진 회로에서 수신하고, 그 후, 당해 공진 회로로부터 위치 검출 시스템(200A)에 교류 신호를 귀환시킨다. 위치 검출 시스템(200A)에서는, 교류 신호를 송신한 루프 코일의 위치와, 위치 지시기(100A)로부터의 귀환 신호를 수신한 루프 코일의 위치로부터, 위치 지시기(100A)에 의해 지시된 위치를 검출하도록 한다.
이 경우에, 위치 지시기(100A)로부터의 귀환 신호는, 공진 회로의 공진 주파수가, 필압 검출 유닛(109)으로 구성되는 가변 용량 콘덴서의 정전 용량의 값이 변화함으로써 변화하므로, 위치 검출 시스템(200A)에서는, 그 주파수의 변화(혹은 위상의 변화)에 의해 필압 정보를 검출하도록 한다.
또, 사이드 스위치(143)의 온·오프에 의해 공진 회로에 대해서 콘덴서(113)가 접속 혹은 비접속이 되기 때문에, 당해 사이드 스위치(143)의 온·오프에 따라 공진 회로의 공진 주파수가 변화한다. 위치 검출 시스템(200A)에서는, 위치 지시기(100A)로부터의 귀환 신호의 주파수의 변화(혹은 위상의 변화)에 의해, 사이드 스위치(143)의 온·오프에 따른 사이드 스위치 정보를 검출한다.
또한, 이 구성 타입 6의 위치 지시기(100A)는, 식별 정보는, 무선 통신 모듈(142)의 송신 기능부를 통해서 위치 검출 시스템(200A)의 무선 통신부에 송신된다.
위치 지시기(100)의 무선 통신 모듈(142)의 수신 기능부를 통해서 위치 검출 시스템으로부터 수신한 펜종 정보가, 구성 타입 7이었을 경우에는, 신호 송신 제어 회로(141)에 의해, 도 19의 (B)에 도시하는 것 같은 위치 지시기(100B)가 구성된다. 즉, 이 구성 타입 7에 있어서는, 병렬 공진 회로는 코일(111)과 콘덴서(112)로 이루어지는 것으로 된다. 그리고 필압 정보와, 사이드 스위치 정보와, 식별 정보는, 모두 무선 통신 모듈(142)의 송신 기능부를 통해서 위치 검출 시스템(200B)의 무선 통신부에 송신된다.
이 구성 타입 7의 위치 지시기(100B)와 함께 사용되고, 구성 타입 7을 펜종 정보로서 위치 지시기(100B)에 보내는 위치 검출 시스템(200B)의 센서부는, 위치 검출 시스템(200A)의 센서부와 같은 구성을 구비하여, 루프 코일로부터 주파수 fa의 송신 신호(교류 신호)를 위치 지시기(100B)에 송신한다.
위치 지시기(100B)에서는, 위치 지시기(100A)와 마찬가지로 하여, 전자 결합에 의해 위치 검출 시스템(200B)으로부터의 교류 신호를 공진 회로에서 수신하고, 그 후, 당해 공진 회로로부터 위치 검출 시스템(200B)에 교류 신호를 귀환시킨다. 위치 검출 시스템(200B)에서는, 위치 검출 시스템(200A)과 마찬가지로 하여, 위치 지시기(100B)로부터 지시된 위치를 검출한다.
이 구성 타입 7의 위치 검출 시스템(200B)은, 귀환 신호의 주파수나 위상의 변화를 감시하여, 부가 정보를 검출하는 기능을 구비하지 않는다. 그리고 위치 검출 시스템(200B)은, 무선 통신부를 통해서 수신한 부가 정보를 디코드하여, 필압 정보, 사이드 스위치 정보 및 식별 정보를 취득하도록 한다.
위치 지시기(100)의 무선 통신 모듈(142)의 수신 기능부를 통해서 위치 검출 시스템으로부터 수신한 펜종 정보가, 구성 타입 8이었을 경우에는, 신호 송신 제어 회로(141)에 의해, 도 19의 (C)에 도시하는 것 같은 위치 지시기(100C)가 구성된다. 즉, 이 구성 타입 8의 위치 지시기(100C)에 있어서는, 코일(111)과 콘덴서(112)로 이루어지는 병렬 공진 회로는, 발진기(145)와 결합되어, 발진 회로(145S)가 구성된다. 그리고 이 발진 회로(145S)로부터의 발진 신호가, 코일(111)과 콘덴서(112)로 이루어지는 병렬 공진 회로를 통해서 위치 검출 시스템(200C)에 송신된다.
그리고 필압 정보와, 사이드 스위치 정보와, 식별 정보는, 모두 무선 통신 모듈(142)의 송신 기능부를 통해서 위치 검출 시스템(200C)의 무선 통신부에 송신된다.
그리고 이 구성 타입 8의 위치 지시기(100C)와 함께 사용되고, 구성 타입 8을 펜종 정보로서 위치 지시기(100C)에 보내는 위치 검출 시스템(200C)의 센서부는, 도시는 생략하지만, 복수 개의 루프 코일이 서로 직교하는 X방향 및 Y방향으로 배열되어 구성되어 있다.
그리고 위치 검출 시스템(200C)은, 위치 지시기(100C)로부터 송신되는 교류 신호를, 전자 결합에 의해 루프 코일로 수신한다. 그리고 위치 검출 시스템(200C)은, 교류 신호를 수신한 X방향 및 Y방향의 루프 코일의 위치로부터, 위치 지시기(100C)에 의해 지시된 위치를 검출하도록 한다.
이하, 이상의 구성 타입 6~8도 일례이고, 전자 결합 방식의 위치 지시기와 위치 검출 시스템에 대한 구성 타입은, 그 외 다양한 것이 존재하며, 이 발명의 위치 지시기는 그러한 다양한 구성 타입에도 대응하도록 구성할 수 있는 것도 말할 필요도 없다. 예를 들면, 상술한 구성 타입 6~8의 예에서는, 공진 회로를 통해서 식별 정보는 송신하지는 않았지만, 공진 회로의 공진 동작, 혹은 발진 회로(145S)의 발진 동작의 온·오프를 제어함으로써, ASK 변조 신호나, OOK 신호로서, 식별 정보를 심체(107)측으로부터 송신하는 구성 타입으로 할 수도 있다.
［그 외의 실시 형태 또는 변형예］
상술한 실시 형태의 필압 검출 유닛(9, 109)은, 유전체를 제1 전극과 제2 전극의 사이에 두고, 그 제1 전극과 제2 전극 중, 일방을 필압에 따라 축심 방향으로 이동 가능하게 함으로써, 정전 용량이 필압에 따라 가변으로 되는 가변 용량 콘덴서를 이용하도록 했지만, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 일본 특개 2013－161307호 공보에 개시되어 있는 것 같은 필압에 따라 정전 용량을 가변으로 하는 반도체 소자를 이용하여 필압 검출 유닛(9)을 구성할 수도 있다. 또, 정전 용량이 아니고, 인덕턴스값이나 저항값을 필압에 따라서 가변으로 하는 구조나 소자를 이용함으로써, 필압 검출 유닛을 구성하도록 해도 된다.
또, 부가 정보는, 전술도 한 것처럼, 필압 정보, 사이드 스위치 정보, 식별 정보 등으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 전지의 잔량 정보 등, 그 외 다양한 정보를 부가 정보로 할 수 있다.
또, 상술한 실시 형태의 설명에 있어서는, 위치 지시기의 구동 전원은 전지라고 했지만, 전원 전압을 축적하는 콘덴서를 위치 지시기에 마련하고, 당해 콘덴서를 구동 전원으로서 이용하도록 해도 된다. 그 경우에, 콘덴서에 전원 전압을 축적하는 구성은, 전자 유도나 전계 결합에 의해서 전력 에너지를 외부로부터 수취하여 충전하는 충전 회로의 구성으로 해도 되고, 위치 지시기에 추가로 충전 단자를 마련하고, 전용의 충전 장치로부터 당해 충전 단자를 통해서 충전 전류를 공급하도록 구성해도 된다. 그리고 외부로부터의 전력 에너지(전자 에너지나 전계 에너지)는, 위치 검출 장치로부터 위치 지시기에 공급하도록 해도 되고, 전용의 전력 공급 장치로부터 공급하도록 해도 된다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 위치 지시기는, 송신부는 중심 전극과, 무선 통신 모듈의 2개로 했지만, 3개 이상을 구비하도록 해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태의 위치 지시기의 설명에서는, 위치 지시기를 위치 검출 시스템의 센서부에 근접시키는 등 함으로써, 위치 지시기는, 자동적으로 당해 위치 검출 시스템에 대응하는 구성 타입이 되도록 했다. 그러나 위치 검출 시스템이 아니고, 위치 지시기의 무선 통신 모듈과 통신 가능한 PC 등의 외부 장치와 통신을 함과 아울러, PC 등의 외부 장치로 구성 타입을 선택하는 것에 의해, 위치 지시기를, 당해 선택된 원하는 구성 타입으로 설정할 수 있도록 구성해도 된다.
또, 위치 지시기에 구성 타입의 전환 설정용의 스위치를 마련하고, 그 전환 설정용의 스위치에 의한 전환 조작에 의해, 위치 지시기를, 당해 원하는 구성 타입으로 설정할 수 있도록 구성해도 된다. 즉, 예를 들면 도 18의 예에 있어서, 케이스(103)에, 사용자가 조작 가능한 누름버튼 스위치(146)를 마련하고, 이 누름버튼 스위치(146)의 누름 조작 신호를 신호 송신 제어 회로(141)에 공급하도록 구성한다. 이 경우에는, 신호 송신 제어 회로(141)에서는, 예를 들면, 사용자에 의해 누름버튼 스위치(146)가 눌러질 때마다, 구성 타입을 변경하도록 제어한다. 이하, 도 1의 예에 있어서도, 마찬가지로 누름버튼 스위치를 마련해도 물론 된다.
1, 1A~1E, 100A~100C … 위치 지시기,
2, 2A~2D, 200A~200C … 위치 검출 시스템,
3 … 케이스, 31 … 절연체부,
32 … 도전체부, 5 … 배터리,
6 … 주변 전극, 7 … 중심 전극,
8 … 쉴드 부재, 9 … 필압 검출 유닛,
40 … 프린트 배선 기판, 41 … 신호 송신 제어 회로,
42 … 무선 통신 모듈, 43 … 사이드 스위치,
44 … ID 메모리, 45, 46 … 발진기,
48 … 전원 스위치, 410 … 제어부,
411 … 펜종 판단부.

Claims (21)

  1. 제1 송신부와,
    제2 송신부와,
    입력을 접수하는 입력부와,
    상기 제1 송신부로부터 송출되는 위치 검출용 신호를 발생시키는 수단과,
    부가 정보를 발생시키는 부가 정보 발생 수단과,
    상기 위치 검출용 신호를 상기 제1 송신부로부터 송출시킴과 아울러, 상기 입력부에서 접수된 입력에 기초하여 상기 부가 정보 발생 수단으로부터의 상기 부가 정보를 상기 제1 송신부로부터 송출시킬지, 또는 상기 제2 송신부로부터 송출시킬지를 제어하는 제어 수단을 구비함으로써, 접수된 입력에 기초한 부가 정보의 선택적 송출이 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    통상(筒狀)의 케이스를 가지고 있고,
    상기 제1 송신부는 상기 통상의 케이스의 축심(軸心) 방향의 일방의 단부(端部)에 배치된 도전성의 부재를 통해서, 상기 위치 검출용 신호를 송출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 일방의 단부에 배치된 상기 도전성의 부재는, 상기 케이스의 축심 방향의 일방의 단부로부터 돌출되는 중심 전극과, 상기 중심 전극의 근방에 배치된 주변 전극으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 위치 검출용 신호의 상기 중심 전극 및 상기 주변 전극으로부터의 송출을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    위치 검출 시스템과 함께 사용되고,
    상기 제1 송신부로부터 상기 위치 검출 시스템으로의 상기 부가 정보의 송신은, 상기 제1 송신부와 상기 위치 검출 시스템의 사이에서의 정전 결합에 의해서 행해짐과 아울러, 상기 제2 송신부로부터 상기 위치 검출 시스템으로의 상기 부가 정보의 송신은, 무선 통신에 의해서 행해지는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    위치 검출 시스템과 함께 사용되고,
    상기 제1 송신부로부터 상기 위치 검출 시스템으로의 상기 부가 정보의 송신은, 상기 제1 송신부와 상기 위치 검출 시스템의 사이에서의 전자(電磁) 결합에 의해서 행해짐과 아울러, 상기 제2 송신부로부터 상기 위치 검출 시스템으로의 부가 정보의 송신은, 무선 통신에 의해서 행해지는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    통상의 케이스를 가짐과 아울러, 상기 통상의 케이스의 축심 방향의 일방의 단부에 인가되는 압력을 검출하는 압력 검출 수단을 구비하고,
    상기 부가 정보는 상기 압력 검출 수단에서 검출된 상기 압력의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    식별 정보를 기억하는 기억부를 구비하고,
    상기 부가 정보는 상기 기억부에 기억되어 있는 상기 식별 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    사용자의 조작을 접수하는 스위치 수단을 구비하고,
    상기 부가 정보는 상기 스위치 수단에 의한 스위치 입력 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력부에 의한 입력은, 무선 통신에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  11. 청구항 1에 있어서,
    위치 검출 시스템과 함께 사용되고,
    상기 입력부에 의한 입력은, 상기 위치 검출 시스템과의 사이에서의 정전 결합을 통해서 행해지는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  12. 청구항 1에 있어서,
    위치 검출 시스템과 함께 사용되고,
    상기 입력부에 의한 입력은, 상기 위치 검출 시스템과의 사이에서의 전자 결합을 통해서 행해지는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  13. 청구항 1에 있어서,
    위치 검출 시스템과 함께 사용되고,
    상기 입력부는 무선 통신에 의해서 상기 위치 검출 시스템으로부터의 신호가 입력되는 제1 수신부와, 상기 위치 검출 시스템과의 사이에서의 정전 결합을 통해서 상기 위치 검출 시스템으로부터의 신호가 입력되는 제2 수신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  14. 청구항 1에 있어서,
    통상의 케이스를 가짐과 아울러, 상기 케이스에는 사용자에 의해서 조작되는 스위치가 배치되어 있고,
    상기 제어 수단은, 상기 스위치로부터 취득한 스위치 정보에 기초하여, 상기 부가 정보 발생 수단으로부터의 상기 부가 정보를 상기 제1 송신부로부터 송출할지, 또는 상기 제2 송신부로부터 송출할지를 제어하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
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