KR102308385B1 - 위치 검출 장치 및 위치 지시기 - Google Patents

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Abstract

펜 형상의 위치 지시기로부터의 교류 신호를 센서에서 수신하고, 위치 지시기가 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 장치이다. 위치 지시기는, 하우징의 선단부에서 서로 전기적으로 분리되어, 하우징의 축심 방향의 소정의 위치를 둘러싸도록 배설된 적어도 3개의 전극을 구비함과 더불어, 3개의 전극에는 교류 신호를 선택적으로 공급함과 함께, 교류 신호가 선택적으로 공급되는 전극을 식별하는 식별 정보를 생성하여 교류 신호를 송출하도록 제어를 행하는 제어 회로를 구비한다. 센서에 의해서 수신된 위치 지시기로부터 송출된 교류 신호와 식별 정보에 기초하여 센서 상에서의 위치 지시기의 회전각 및 경사각의 적어도 한쪽의 정보를 산출하는 각도 정보 산출 회로를 구비한다. 이를 통해, 위치 지시기의 회전각이나 경사각을 양호하게 검출한다.

Description

위치 검출 장치 및 위치 지시기{POSITION DETECTOR AND POSITION POINTER}
본 발명은 예를 들면, 펜 형상의 위치 지시기의 기울기 및 회전각이 검출 가능한 위치 검출 장치 및 해당 위치 검출 장치의 위치 지시기에 관한 것이다.
예를 들면, 펜 형상의 위치 지시기는, 문자나 그림 등을 입력하는 용도로 이용되지만, 이 경우에, 좌표값에 의한 입력뿐 아니라, 사용자의 손의 비틀린 상태나 개인적인 습관 등에 기초한 펜의 회전이나 기울기를 데이터로서 입력하고자 하는 요구가 있다.
이 요구에 답하기 위해서, 위치 지시기의, 위치 검출 장치의 센서면 상에서의 경사각이나, 센서면에 수직인 방향을 축으로 한 회전각을 검출할 수 있도록 한 발명이, 예를 들면, 특허문헌 1(일본 특개2014­35631호 공보)등으로서 제안되어 있다.
특허문헌 1에서는, 위치 지시기의 회전각을 검출하기 위해서, 심체에 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 그것을 번갈아 선택하여 교류 신호를 송출하는 전극을 바꾼다. 이 때에, 제1 전극과 제2 전극의 어느 쪽에서 교류 신호를 송출하는지를 나타내는 신호 송출의 패턴 정보를 위치 지시기로부터 송출되는 교류 신호에 포함시키도록 한다.
위치 검출 장치는, 위치 지시기로부터 수신한 패턴 정보에 대응해서 구해지는, 위치 지시기로부터의 교류 신호를 수신한 센서면 상의 복수의 좌표 위치에 의해, 위치 지시기의, 센서면에 수직인 방향을 축으로 한 회전각을 계산한다.
또한, 특허문헌 1에서, 위치 지시기의 경사각을 검출하기 위해서는, 케이스(하우징)에 3개의 전극을 구비함과 더불어, 미리 결정된 패턴에 기초하여 선택된 하나의 전극에 교류 신호를 공급하는 전환 회로를 구비한다. 그리고, 위치 지시기는, 전환 회로에 의해서 패턴이 전환되었을 때에 그 패턴의 종류를 나타내는 패턴 정보를 위치 검출 장치에 송출한다.
위치 검출 장치는, 수신하는 적어도 3 종류의 패턴 정보에 대응해서 구해지는, 적어도 3개의 좌표 위치 및 3개의 신호 강도로부터, 위치 지시기의 센서면에 대한 경사각을 계산하도록 한다.
이 경우에, 특허문헌 1에서는, [0114] 단락에 기재된 바와 같이, 「본 실시예의 위치 지시기에서는, 전극(40)만을 선택하는 제1 패턴과, 전극(41)만을 선택하는 제2 패턴과, 전극(42)만을 선택하는 제3 패턴을 마련하여, … 제1 패턴을 선택했을 때에는, 스타트 신호에 이어지는 「부호」를 "0"으로 하고, 제2 패턴 및 제3 패턴을 선택했을 때에는, 스타트 신호에 이어지는 「부호」를 "1"로 하고 있다. 이 때문에, 태블릿측에서는 전술한 송출의 순번을 고려하여, 위치 지시기의 어느 전극으로부터 송출된 신호인지를 식별할 수 있다」라고 하고 있다.
일본 특개2014­35631호 공보
상술한 바와 같이, 특허 문헌 1에서의 위치 지시기의 경사각의 검출 방법에 있어서는, 위치 지시기는, 3개의 전극의 각각에 대응하는 식별 정보를 송출하는 것은 아니다. 이 때문에, 만약, 위치 지시기의 3개의 전극의 어느 것인가로부터의 교류 신호를 위치 검출 장치에서 검출할 수 없을 때에는, 3개의 패턴을 구별하여 인식할 수 없게 되고, 어떠한 회전각이 되어 있는지, 또한, 어떠한 경사각이 되어 있는지를 올바르게 검출할 수 없는 우려가 있다.
본 발명은, 이상의 문제점을 해결할 수 있도록 한 위치 지시기 및 위치 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 제1 실시 형태에 나타낸 발명은,
펜 형상의 하우징 내에 교류 신호 생성 회로를 구비하여 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 송출하는 위치 지시기와, 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호를 수신하는 센서를 구비하고, 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 장치에 있어서,
상기 위치 지시기는, 상기 펜 형상의 하우징의 선단부에서 서로 전기적으로 분리되어 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치를 둘러싸도록 배설된 적어도 3개의 전극을 구비함과 더불어, 상기 적어도 3개의 전극에는 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 상기 교류 신호를 선택적으로 공급하는 것과 더불어 상기 교류 신호가 선택적으로 공급되는 전극을 식별하는 식별 정보를 생성하여 상기 센서에 송출하는 제어를 행하는 제어 회로를 구비하고 있고,
상기 센서는, 제1 방향으로 복수의 도체가 배설됨과 더불어 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 복수의 도체가 배설된 구성을 구비하고 있고,
상기 센서에 의해서 수신된 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호에 기초하여 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 회로와, 상기 센서에 의해서 수신된 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호와 상기 식별 정보에 기초하여 상기 센서 상에서의 상기 위치 지시기의 회전각 및 경사각의 적어도 한 쪽의 정보를 산출하는 각도 정보 산출 회로를 구비하고,
상기 위치 지시기는, 상기 펜 형상의 하우징의 선단부로부터 돌출된 심체와, 상기 심체에 인가된 압력을 검출하는 압력 검출 센서를 구비하고 있고, 상기 압력 검출 센서로 검출된 상기 심체에 인가된 압력이 소정의 값 이하인 경우에는, 상기 제어 회로는 상기 적어도 3개의 전극 중에 복수의 전극을 동시에 선택하여 상기 교류 신호를 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치를 제공한다.
상술한 구성의 위치 검출 장치에 있어서, 위치 지시기는, 펜 형상의 하우징의 선단부에서 서로 전기적으로 분리되어 하우징의 축심 방향의 소정의 위치를 둘러싸도록 배설된 적어도 3개의 전극을 구비한다. 그리고, 위치 지시기의 제어 회로는, 적어도 3개의 전극에, 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 선택적으로 공급하는 제어를 행하는 것과 더불어, 교류 신호가 선택적으로 공급되는 전극을 식별하는 식별 정보를 생성하여 센서에 송출하는 제어를 행한다.
그리고, 위치 검출 장치의 각도 정보 산출 회로는, 센서에 의해 위치 지시기로부터 수신한 교류 신호와 상기 식별 정보에 기초하여, 센서 상에서의 위치 지시기의 회전각 및 경사각의 적어도 한 쪽의 정보를 산출한다. 즉, 교류 신호를 송출하고 있는 전극을 식별하기 위한 식별 정보를 수반하여 교류 신호가 위치 검출 장치의 센서에 대해서 송출된다. 따라서, 위치 검출 장치에서는, 위치 지시기의 복수 개의 전극 중 어느 전극으로부터의 교류 신호를 수신했는지를 인식할 수 있으므로, 위치 지시기의 회전각이나 경사각을, 올바르게 검출하는 것이 용이하게 된다.
또한, 제2 실시 형태에 나타낸 발명은,
펜 형상의 하우징 내에 교류 신호 생성 회로를 구비하여 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 송출하는 위치 지시기와, 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호를 수신하는 센서를 구비하고, 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 장치에 있어서,
상기 위치 지시기는, 상기 펜 형상의 하우징의 선단부는, 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치에 배설된 제1 전극과, 서로 전기적으로 분리되어 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치를 둘러싸도록 배설된 적어도 3개의 전극편으로 이루어진 제2 전극을 구비하고 있고, 상기 제1 전극에 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 공급하는 것과 함께 상기 적어도 3개의 전극편을 선택적으로 소정의 전위로 설정하는 제어와, 상기 소정의 전위가 선택적으로 설정되는 상기 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보를 생성하여 상기 센서에 송출하는 제어를 행하는 제어 회로를 구비하고 있고,
상기 센서는, 제1 방향으로 복수의 도체가 배설되는 것과 함께 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 복수의 도체가 배설된 구성을 구비하고 있고,
상기 센서에 의해서 수신된 상기 위치 지시기의 상기 제1 전극으로부터 송출된 상기 교류 신호에 기초하여 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 회로와, 상기 센서에 의해서 수신된 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호와 상기 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보에 기초하여 상기 센서 상에서의 상기 위치 지시기의 회전각 및 경사각의 적어도 한쪽의 정보를 산출하는 각도 정보 산출 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치를 제공한다.
상술한 구성의 발명에 따르면, 위치 지시기는, 하우징의 축심 방향의 소정의 위치에 배설되어 교류 신호를 센서에 송출하는 제1 전극 외에, 하우징의 축심 방향의 소정의 위치를 둘러싸도록 배설되어 제어 회로에 의해 선택적으로 소정의 전위가 설정되는 적어도 3개의 전극편으로 이루어진 제2 전극을 구비하고 있다. 제어 회로는, 또한, 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보를 생성하여 센서에 송출하는 제어를 행한다.
본 발명에 있어서는, 소정의 고정 전위가 인가되는 전극편이 교체되는 것에 의해, 제1 전극으로부터의 교류 신호의 송출 분포 패턴을 바꿀 수 있다. 즉, 전극편이 소정의 고정 전위, 예를 들면, 접지 전위 또는 전원 전압의 전위로 설정되면, 그 소정의 고정 전위가 설정된 전극편에 의해서, 제1 전극으로부터의 교류 신호의 송출 분포 패턴이 영향을 받는다. 따라서, 본 발명에 있어서도, 소정의 고정 전위가 설정된 제2 전극을 구성하는 전극편이 교체됨으로써, 교류 신호의 송출 분포 패턴을, 제1 실시 형태에서 나타낸 발명과 마찬가지로 하여 바꿀 수 있다.
그리고, 어느 것의 송출 분포 패턴인지는, 교류 신호와 함께 위치 지시기로부터 보내져 오는, 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보로부터 확인할 수 있다. 따라서, 위치 검출 장치는, 위치 지시기로부터, 복수개의 전극편 중 어느 것이 소정 전위로 되었을 때의 교류 신호를 수신했는지를 인식할 수 있어 위치 지시기의 회전각이나 경사각을, 올바르게 검출하는 것이 용이하게 된다.
제1 실시 형태에 나타낸 발명에 따른 위치 지시기에 의하면, 3개 이상의 전극의 각각을 식별하는 식별 정보를 수반하여, 교류 신호가 위치 검출 장치의 센서에 송출된다. 따라서, 본 발명에 따른 위치 검출 장치는, 위치 지시기의 복수 개의 전극 중 어느 전극으로부터의 교류 신호를 수신했는지를 인식할 수 있으므로, 위치 지시기의 회전각이나 경사각을, 올바르게 검출하는 것이 용이하게 된다.
또한, 제2 실시 형태에 나타낸 발명에 따른 위치 지시기에 의하면, 소정의 고정 전위가 설정된 제2 전극을 바꾸는 것으로, 교류 신호의 송출 분포 패턴을 바꿀 수 있음과 더불어, 어느 것의 송출 분포 패턴인지는, 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보가 교류 신호와 함께 위치 검출 장치의 센서에 송출된다. 위치 검출 장치에서는, 위치 지시기로부터 송출된 교류 신호를 수신하여, 제2 전극을 구성하는 복수 개의 전극편 중 어느 것이 소정 전위로 되었는지를 인식할 수 있어, 이것에 의해서 위치 지시기의 회전각이나 경사각을, 올바르게 검출하는 것이 용이하게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 내부 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 처리 동작례를 설명하기 위한 순서도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 처리 동작례를 설명하기 위한 타이밍 차트를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 구성예의 개략을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 처리 동작의 개략을 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치에 있어서 위치 지시기의 회전각의 계측 원리를 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 검출 장치에 있어서 위치 지시기의 경사각의 계측 원리를 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 내부 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 처리 동작례를 설명하기 위한 타이밍 차트를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 처리 동작례를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 변형 례의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제3 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기의 내부 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 위치 검출 장치의 몇 개의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.
［제1 실시 형태］
<위치 지시기의 구성예>
도 1은, 본 발명의 제1의 실시 형태의 위치 검출 장치에서 위치 지시기(1)의 위치 지시부(심체측)의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는, 당해 위치 지시기(1)를, 심체측에서 본 도면이다.
위치 지시기(1)는, 전체적으로 펜 형상을 나타내는 관(管) 형태의 케이스(하우징)(2)의 위치 지시부측(펜 끝측)에 개구(2a)를 구비하여, 이 개구(2a)로부터 하우징(2)의 밖으로 돌출하도록, 심체(3)가, 본 예시에서는 삽탈(揷脫)이 자유자재로 되도록 배설되어 있다. 심체(3)는, 위치 지시기(1)의 펜 끝에 가해지는 압력(필압)을 전달하는 역할을 하는 것으로, 본 예시에서는, 플라스틱 등의 절연 재료에 의해 성형되어 있다.
위치 지시기(1)의 하우징(2) 내에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 프린트 기판(4)이 배설되어 있음과 더불어, 압력 검출 센서의 예로서의 가변 용량 콘덴서(5)가 배설되어 있고, 가변 용량 콘덴서(5)의 양단의 전극(5a, 5b)은, 프린트 기판(4)에 접속되어 있다. 가변 용량 콘덴서(5)는, 심체(3)의 그 펜 끝측과는 반대측의 단부가 삽입되어 결합되는 결합부를 구비하고, 이 결합부가, 심체(3)에 가해지는 압력(필압)에 따라 심체(3)와 함께 조금 이동하고, 이 이동에 응답하여, 심체(3)를 통해서 가해지는 압력(필압)에 의해, 가변 용량 콘덴서(5)의 용량이 변화하도록 구성되어 있다. 심체(3)는, 본 실시 형태에서는, 가변 용량 콘덴서(5)의 결합부에 대해서, 삽탈이 자유자재로 되도록 결합된다. 가변 용량 콘덴서(5)는, 예를 들면, 일본 특개평04－96212호 공보에 개시되어 있는 것을 이용할 수 있으며, 그 상세한 구성의 설명은 여기에서는 생략한다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 위치 지시기(1)의 하우징(2)의 적어도 위치 지시부측은, 예를 들면, 수지 등의 절연성 재료에 의해 구성되어 있음과 더불어, 본 예시에서는, 하우징(2)의 개구(2a)의 근방의 원뿔대 형상 부분의 위치에는, 하우징(2)의 축심 방향의 주위를 둘러싸도록, 원주 방향에 대해 서로 전기적으로 분리된 3개의 전극편(이하, 전극편은 전극으로 약칭함)(6, 7, 8)이 형성되어 있다. 본 예시의 경우에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 3개의 전극(6, 7, 8)은, 심체(3)의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있다.
이 경우에, 3개의 전극(6, 7, 8)은, 예를 들면, 도전성 금속 재료나 도전성 수지 등으로 구성되고, 서로 동일 형상 및 동일한 크기로 됨과 더불어, 원주 방향으로 서로 동일한 거리만큼 떨어져서 형성되어 있다. 따라서, 3개의 전극(6, 7, 8)은, 본 실시 형태에서는 서로 120도 각(角) 간격으로 떨어진 위치에 배치된다.
이 3개의 전극(6, 7, 8)은, 하우징(2)의 개구(2a)의 근방의 원뿔대 형상의 외주 부분에, 예를 들면, 전극(6, 7, 8)에 대응하는 형상의 오목부(凹部)를 각각 형성해 두고, 그 오목부 내에 전극(6, 7, 8)을 감합(嵌合, 끼워 맞춤)시켜서 접착 혹은 피착(被着, 코팅)하는 것으로부터 형성된다. 그리고, 3개의 전극(6, 7, 8)의 각각은, 도시를 생략하는 결선에 의해서, 프린트 기판(4)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 3개의 전극(6, 7, 8)은, 하우징(2)의 개구(2a)의 근방의 원뿔대 형상의 외주면 부분에 피착하여 형성하거나, 인쇄에 의해 형성하거나 해도 좋다. 또한, 3개의 전극(6, 7, 8)은, 하우징(2)의 개구(2a)의 근방의 내벽면측에 형성하도록 해도 좋다. 또한, 3개의 전극(6, 7, 8)의 재료는, 도전성 금속 재료에 한정되지 않고, 도전성 고무 등의 도전성 수지 재료로 구성해도 좋다.
도 3은, 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)의 회로 구성도이다. 즉, 위치 지시기(1)는, 컨트롤러(10)와, 건전지 또는 충전 가능한 2차 전지 등의 전지(11)와, 발진 회로(12)와, 스위치 회로(13, 14, 15)와, DC/DC 컨버터(16)를 구비한다. 그리고, 컨트롤러(10)에는, 가변 용량 콘덴서(5)가 접속되어 있다.
컨트롤러(10)는, 예를 들면, 마이크로 프로세서로 구성되어 있고, 위치 지시기(1)의 후술하는 바와 같은 처리 동작을 제어하는 제어 회로를 구성하는 것으로, 구동 전원의 예로서의 전지(11)로부터의 전원 전압 VDD가 공급되고 있다. 컨트롤러(10)는, 후술하듯이, 발진 회로(12)를 제어하거나, 스위치 회로(13, 14, 15)의 각각을 온, 오프 제어하거나 하는 것과 더불어, 가변 용량 콘덴서(5)의 용량을 감시함으로써, 위치 지시기(1)의 심체(3)를 통해서 인가되는 필압을 검출한다. 본 실시 형태에서는, 컨트롤러(10)는, 후술하듯이 가변 용량 콘덴서(5)의 방전 시간부터 필압을 검출한다.
발진 회로(12)는, 소정 주파수 f1, 예를 들면, 주파수 f1=1.8MHz의 교류 신호를 발생한다. 즉, 발진 회로(12)는, 교류 신호 발생 회로를 구성한다. 컨트롤러(10)는, 이 발진 회로(12)의 인에이블 단자 EN에 제어 신호(인에이블 신호 CT)를 공급함으로써, 당해 발진 회로(12)를 온, 오프 제어한다. 따라서, 발진 회로(12)는, 컨트롤러(10)로부터의 인에이블 신호 CT에 따라, 발생하는 교류 신호를 단속(斷續))시키고, 이것에 의해, 발진 회로(12)는, ASK(Amplitude Shift Keying) 변조 신호를 발생한다. 즉, 컨트롤러(10)에 의한 발진 회로(12)의 인에이블 제어에 의해, ASK 변조 신호를 생성하는 것이 가능하다. 본 실시 형태에서는, 위치 지시기(1)는 이 ASK 변조 신호에 의하여, 후술하듯이 위치 지시기(1)가 지시하는 위치를 검출하기 위한 것뿐만 아니라 위치 지시기(1)로부터 송출되는 신호의 신호 송출 타이밍에 동기시켜 컨트롤러(10)에서 신호 복조를 가능하게 하기 위해서의 연속 송신 신호(버스트 신호)와, 전극(6, 7, 8)의 각각을 식별하기 위한 식별 정보와, 필압 정보를 송출한다.
발진 회로(12)로부터의 교류 신호는, 본 실시 형태에서는, 스위치 회로(13, 14, 15)의 각각을 통해서, 전극(6, 7, 8)의 각각에 공급된다. 스위치 회로(13, 14, 15)는, 컨트롤러(10)로부터의 전환 제어 신호 SW1, SW2, SW3에 의해 온, 오프 제어된다.
DC/DC 컨버터(16)는, 전지(11)의 전압을 승압하여, 높은 전압 VP의 전원을 생성한다. 전압 VP는, 스위치 회로(13, 14, 15)를 동작시키는 전원으로 이용되어, 발진 회로(12)로부터 공급되는 교류 신호의 진폭보다도 높은 전압으로 할 필요가 있다. 이 때문에, 전지(11)의 전압을 DC/DC 컨버터(16)에 의해 승압하여, 당해 전압 VP를 생성한다.
＜위치 지시기(1)의 처리 동작예＞
도 4는, 본 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)의 컨트롤러(10)의 처리 동작의 흐름의 예를 설명하기 위한 순서도이다.
컨트롤러(10)는, 필압을 검출한다(스텝 S1). 본 예시에서는, 필압은, 가변 용량 콘덴서(5)를 충전하고, 그 충전 전압 Ec가 소정의 임계치가 될 때까지 방전될 때의 시간에 기초하여 산출한다. 즉, 가변 용량 콘덴서(5)는, 필압에 따른 용량을 가지지만, 그 충전 전압 Ec는 그 때의 용량에 따른 전압이 되어, 충전 전압 Ec가 소정의 임계치가 될 때까지 방전될 때의 시간은 필압에 따른 것이 된다. 이 필압의 검출에 대해서는, 뒤에서 상술한다.
다음으로, 컨트롤러(10)는, 스텝 S1에서 구한 필압이, 소정의 임계치 th0 이상인지 아닌지를 판별한다(스텝 S2). 여기서, 임계치 th0는, 예를 들면, 위치 지시기(1)의 심체(3)가 위치 검출 장치의 센서면과 접촉하여 약간 센서면을 프레스(押?) 했을 때의 필압의 값으로 설정된다.
스텝 S2에서, 구한 필압의 값이 임계치 th0 미만이라고 판별했을 때에는, 컨트롤러(10)는, 스위치 회로(13, 14, 15)의 전부에 대해서 온으로 제어하는 전환 제어 신호 SW1, SW2, SW3를 공급하여, 발진 회로(12)로부터의 교류 신호를, 전극(6, 7, 8)의 전부로부터 송출하도록 제어한다(스텝 S3).
이 스텝 S3에 있어서는, 컨트롤러(10)는, 발진 회로(12)를 제어하여, 교류 신호를 소정 기간 연속하여 송신하는 연속 송신 기간을, 간헐적으로 반복하도록 한다. 또, 컨트롤러(10)는, 발진 회로(12)로부터 연속 송신 기간에 이어서, 필압 데이터를 송신하는 필압 데이터 송신 기간을 생성하도록 하고, 이들 연속 송신 기간과 필압 데이터 송신 기간으로 이루어진 구간을, 간헐적으로 행하도록 제어하도록 해도 좋다. 위치 지시기(1)로부터 송출되는 연속 송신 신호는, 소정의 시간을 갖는 버스트 신호이며, 위치 검출 장치에서, 센서에 의해서 수신되어 위치 지시기(1)가 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하기 위해서 사용됨과 더불어, 이 연속 송신 신호에 이어서 송출되는 필압 데이터 등의 부호화 데이터를 수신하여 복호화할 때의 타이밍 동기를 위치 지시기(1)로부터 송출된 신호의 타이밍을 기준으로서 행하기 위한 동기 신호로서 사용된다. 위치 검출 장치에서의 신호 처리는 이 버스트 신호의 타이밍에 동기시켜 실행된다. 그리고, 컨트롤러(10)는, 이 스텝 S3의 다음에는, 처리를 스텝 S1로 되돌려, 그 스텝 S1 이후의 처리를 반복한다.
이상의 스텝 S1~S3의 처리는, 위치 지시기(1)가 위치 검출 장치의 센서 상에서 위치 지시 입력을 하기 전의 상태에서의 처리이며, 위치 검출 장치의 센서 상에 위치 지시기(1)가 가까워진 상태(이른바 호버(hovering) 상태)에서 실시되고, 또한 그 호버 상태로부터 센서면에의 위치 지시기(1)의 접촉을 양호하게 위치 검출 장치에서 검출하도록 하기 위한 처리이다. 즉, 위치 지시기(1)로부터의 교류 신호를, 3개의 전극(6, 7, 8)의 어느 것인가로부터 송출하는 것보다도, 3개의 전극(6, 7, 8)의 전부로부터 교류 신호를 동시에 송출하는 편이, 교류 신호의 송출 에너지가 커지고, 위치 검출 장치의 센서에서, 위치 지시기(1)로부터의 교류 신호를 검출하는 것이 용이하게 되기 때문이다.
스텝 S2에서, 구한 필압의 값이 임계치 th0 이상이라고 판별했을 때에는, 컨트롤러(10)는, 위치 지시기(1)에 의한 지시 위치를 검출하는 것과 더불어, 위치 지시기(1)의 회전각 및 경사각을 검출할 수 있도록 하기 위해서, 본 실시 형태에서는, 스위치 회로(13, 14, 15)를 순차로 온으로 하는 전환을 행하여, 발진 회로(12)로부터의 교류 신호를, 전극(6, 7, 8)의 각각으로부터 순차로 송출하도록 제어한다(스텝 S4). 그리고, 컨트롤러(10)는, 이 스텝 S4에서는, 각 스위치 회로(13, 14, 15)의 각각의 온 기간에 대응하여, 발진 회로(12)를 인에이블 제어하는 인에이블 신호 CT를 생성하여, 발진 회로(12)에 공급한다.
이 때의 컨트롤러(10)에서의 처리 동작을, 도 5의 타이밍 차트를 참조하면서 설명한다.
즉, 도 5(A)에 나타낸 바와 같이, 컨트롤러(10)는, 먼저 스위치 회로(13)를 온으로 하고, 그 외의 스위치 회로(14, 15)는 오프로 하여, 3개의 전극(6, 7, 8) 중에 전극(6)만을 선택하는 상태로 한다. 그리고, 이 전극(6)의 선택 상태에서, 컨트롤러(10)는, 도 5(B)에 나타낸 바와 같이, 단자 P1의 인에이블 신호 CT를, 일정 기간 하이 레벨을 유지하도록 제어하여, 발진 회로(12)로부터 교류 신호 Sc를 일정 기간 연속해서 출력하도록 한다. 이것에 의해, 전극(6)은, 일정 기간 연속해서 교류 신호 Sc를 방사하는 상태가 된다(도 5(D)의 연속 송신 기간(6) 참조).
이 연속 송신 기간(6) 중에, 컨트롤러(10)는, 단자 P5를 제어하여 가변 용량 콘덴서(5)에 가해진 필압을 구한다. 즉, 컨트롤러(10)는, 가변 용량 콘덴서(5)가 접속되어 있는 단자 P5를 하이 레벨로 함으로써 가변 용량 콘덴서(5)를 충전한다. 이어서, 컨트롤러(10)는, 단자 P5를 입력 상태로 전환한다. 이 때, 가변 용량 콘덴서(5)에 축적된 전하는 이것과 병렬로 접속된 저항(17)에 의해 방전되어, 가변 용량 콘덴서(5)의 전압 Ec(도 5(C) 참조)는 서서히 저하한다. 컨트롤러(10)는, 단자 P5를 입력 상태로 전환하고 나서, 가변 용량 콘덴서(5)의 전압 Ec가, 미리 정한 임계치 전압 이하로 저하할 때까지의 시간 Tp를 구한다. 이 시간 Tp는, 구하는 필압에 상당하는 것으로, 컨트롤러(10)는, 이 시간 Tp로부터, 예를 들면, 필압을 10비트의 값으로 해서 구한다.
이 연속 송신 기간(6)을 종료하면, 컨트롤러(10)는 소정의 주기 Td로 단자 P1을 하이 레벨 또는 로우 레벨로 하여 발진 회로(12)를 제어하는 것에 의해, 교류 신호 Sc에 기초하여 ASK 변조를 행한다. 이 때, 컨트롤러(10)는, 첫회는 인에이블 신호 CT를 하이 레벨로 하여 소정의 시간, 신호를 송출한다(도 5(D)의 스타트 신호 참조). 이 스타트 신호는, 이후의 데이터 송출 타이밍을 위치 검출 장치측에서 정확하게 판정할 수 있도록 하기 위해서 마련되어 있는 것이다. 즉, 위치 검출 장치가 수신한 위치 지시기(1)로부터의 스타트 신호의 신호 송출 타이밍에 위치 검출 장치에서의 ASK 복조 등의 신호 처리를 동기시키기 위해서 마련되어 있다. 연속 송신 기간(6)에서 연속 송신 신호를 위치 지시기(1)로부터 방출되는 신호의 송출 타이밍으로서 이용하여 위치 검출 장치에서의 신호 처리를 동기시킬 수 있는 것에 대해서는 기술한 대로이지만, 이 스타트 신호를 이용하여도 위치 검출 장치에서의 ASK 복조 등의 신호 처리를 동기시킬 수 있다.
이 스타트 신호에 이어지는 2Td의 기간은, 당해 교류 신호 Sc를 공급하는 전극(6)을 식별하기 위한 식별 정보의 송출 구간이며, 컨트롤러(10)는, 본 예시에서는, 도 5(D)에 나타낸 바와 같이, 전극(6)에 대해서 2비트의 식별 정보로서 부호 "00"을 부여하도록 단자 P1을 제어한다. 2비트의 부호로 한 것은, 3개의 전극(6, 7, 8)의 각각을 식별하기 위해서이다.
전극(6)의 식별 정보에 이어서, 컨트롤러(10)는, 전술한 동작에 따라 구한 10비트의 필압 데이터를 순차로 송신한다. 즉, 컨트롤러(10)는, 송신 데이터가 "0"일 때는 단자 P1을 로우 레벨로 해서 발진 회로(12)로부터의 교류 신호의 발생을 정지하고, 송신 데이터가 "1"일 때는 단자 P1을 하이 레벨로 해서 발진 회로(12)로부터 교류 신호를 발생시키도록 제어함으로써 ASK 변조를 행한다(도 5(D)의 필압 데이터 송신 기간 참조). 도 5(B)는, 도 5(A)에 나타낸 전극(6)의 선택 기간에서는, 송신하는 필압이 "0101110101"인 것을 예시하고 있다.
10비트의 필압 데이터의 송신을 종료하면, 컨트롤러(10)는, 전극(6)의 선택 기간을 종료하고, 전극(7)의 선택 기간으로 전환하도록 하기 위해서, 스위치 회로(13) 및 스위치 회로(15)를 오프로 하고, 스위치 회로(14)만을 온으로 하도록 전환 제어 신호 SW1, SW2, SW3에 의해 전환 제어한다.
그리고, 이 전극(7)의 선택 기간에서는, 컨트롤러(10)는, 전극(6)의 선택 기간과 마찬가지로 해서, 도 5(B)에 나타낸 바와 같이, 단자 P1의 인에이블 신호 CT를, 일정 기간 하이 레벨을 유지하도록 제어하여, 발진 회로(12)로부터 교류 신호 Sc를 일정 기간 연속해서 출력하도록 한다. 이것에 의해, 전극(7)은, 일정 기간 연속해서 교류 신호 Sc를 송출하는 상태가 된다(도 5(D)의 연속 송신 기간(7) 참조).
이 연속 송신 기간(7)을 종료하면, 컨트롤러(10)는, 단자 P1을 하이 레벨로 해서 스타트 신호를 송출한 후, 전극(7)을 식별하기 위한 식별 정보의 2비트분의 부호로서 본 예시에서는 "10"을 부여하도록 단자 P1을 제어한다. 본 예시에서는, 전극(7)의 선택 기간에서는, 필압 검출 동작은 행하지 않고, 필압 데이터의 송신도 하지 않는다. 덧붙여, 전극(7)의 선택 기간에 있어서도, 필압 검출 동작을 행하고, 필압 데이터의 송신을 하도록 해도 좋음은 물론이다.
전극(7)의 선택 기간에서 연속 송신 기간(7)에 이어서, 전극(7)의 식별 정보의 송출을 종료하면, 컨트롤러(10)는, 전극(7)의 선택 기간을 종료하고, 전극(8)의 선택 기간으로 전환하도록 하기 위해서, 스위치 회로(13) 및 스위치 회로(14)를 오프로 하고, 스위치 회로(15)만을 온으로 하도록 전환 제어 신호 SW1, SW2, SW3에 의해 전환 제어한다.
이 전극(8)의 선택 기간에서는, 컨트롤러(10)는, 전극(7)의 선택 기간과 마찬가지로 하여, 도 5(B)에 나타낸 바와 같이, 단자 P1의 인에이블 신호 CT를, 일정 기간 하이 레벨을 유지하도록 제어하여, 발진 회로(12)로부터 교류 신호 Sc를 일정 기간 연속해서 출력하는 연속 송신 기간(8)의 상태로 한다.
그리고, 연속 송신 기간(8)을 종료하면, 컨트롤러(10)는, 단자 P1을 하이 레벨로 해서 스타트 신호를 송출한 후, 전극(8)을 식별하기 위한 식별 정보의 2비트분의 부호로서 본 예시에서는 "01"을 부여하도록 단자 P1을 제어한다. 본 예시에서는, 전극(8)의 선택 기간에도, 필압 검출 동작은 행하지 않고, 필압 데이터의 송신도 하지 않는다. 덧붙여, 전극(8)의 선택 기간에 있어서도, 필압 검출 동작을 행하고, 필압 데이터의 송신을 하도록 해도 좋음은 물론이다.
전극(8)의 선택 기간에서 연속 송신 기간(8)에 이어서, 전극(8)의 식별 정보의 송출을 종료하면, 컨트롤러(10)는, 전극(8)의 선택 기간을 종료하고, 전극(6)의 선택 기간으로 돌아오도록, 단자 P2, P3, P4로부터 출력하는 전환 제어 신호 SW1, SW2, SW3를 제어하여, 스위치 회로(13)를 온으로 하고, 그 외의 스위치 회로(14, 15)는 오프로 한다. 스텝 S4에서는, 이하 마찬가지로 하여, 전극(6)의 선택 기간, 전극(7)의 선택 기간, 전극(8)의 선택 기간을 순차로 순회적으로 전환하는 제어를 실시한다.
이상에서와 같이 하여, 스텝 S4에서는, 위치 지시기(1)로부터는 전극(6, 7, 8)을 통해서, 각 전극의 식별 정보를 포함하는 것과 함께, 필압 데이터를 포함하는 교류 신호가 ASK 변조되어 위치 검출 장치에 송출된다. 위치 검출 장치에서는, 후술하듯이 하여, 이 위치 지시기(1)로부터 송출된 교류 신호를 수신하고, 위치 지시기(1)에 인가되고 있는 필압을 검지함과 더불어, 위치 지시기(1)의 회전각 및 경사각을 산출하도록 한다.
이 스텝 S4의 다음에는, 컨트롤러(10)는, 위치 지시기(1)에 인가되고 있는 필압이 소정의 임계치 th0 미만인지 아닌지를 판별한다(스텝 S5). 이 스텝 S5에서, 필압은 임계치 th0 이상이라고 판별했을 때에는, 컨트롤러(10)는, 처리를 스텝 S4로 되돌려, 이 스텝 S4의 동작을 반복한다.
또한, 스텝 S5에서, 필압이 임계치 th0 미만이라고 판별했을 때에는, 컨트롤러(10)는, 그것이 소정 시간 계속된 것인지 아닌지를 판별한다(스텝 S6). 그리고, 스텝 S6에서, 필압이 임계치 th0 미만의 상태가 소정 시간 이하라고 판별했을 때에는, 컨트롤러(10)는, 처리를 스텝 S4로 되돌려, 이 스텝 S4의 동작을 반복한다.
스텝 S6에서, 필압이 임계치 th0 미만의 상태가 소정 시간 이상 계속됐다고 판별했을 때에는, 컨트롤러(10)는, 처리를 스텝 S3로 되돌려, 발진 회로(12)로부터의 교류 신호를, 3개의 전극(6, 7, 8)의 전부로부터 송출하는 상태로 하여, 이 스텝 S3 이후의 처리를 반복한다.
＜위치 검출 장치의 구성예＞
다음으로, 이상에서 설명한 위치 지시기(1)와 함께 사용되는, 본 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 구성예에 대하여 설명한다.
도 6은, 본 실시 형태의 위치 검출 장치(20)의 개략 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 본 예시의 위치 검출 장치(20)는, 정전 용량 방식의 위치 검출 장치의 구성이며, 이른바, 크로스포인트(cross-point)(상호 용량) 구성의 센서부를 구비하고 있어, 손가락 등의 정전 터치, 특히, 멀티 터치를 검출하는 경우는, 제1 방향으로 배치된 도체에 송신 신호를 공급함과 더불어, 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 배치된 도체로부터 신호를 수신하도록 구성되어 있다. 또한, 지시체가, 상술한 위치 지시기(1)와 같은, 위치 지시 신호를 송출하기 위한 전기 회로와, 이 전기 회로를 구동하는 구동 전원을 구비한 액티브 정전 펜의 경우에는, 제1 방향 및 제2 방향으로 배치된 각각의 도체로부터 신호를 수신하는 구성이 된다. 덧붙여, 크로스포인트형 정전 용량 방식의 위치 검출 장치의 원리 등에 대해서는, 본 출원의 출원인과 관련되는 출원의 공개 공보인 일본 특개2011－3035호 공보, 일본 특개2011－3036호 공보, 일본 특개2012－123599호 공보 등에 상세하게 설명되어 있다.
본 실시 형태의 위치 검출 장치(20)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 터치 패널(위치 검출 센서)을 구성하는 센서부(100)와, 제어 장치부(200)로 구성되어 있다.
센서부(100)는, 본 예시에서는, 하층측으로부터 차례로, Y도체군(102), 절연층, X도체군(101)을 적층해서 형성된 것이다. Y도체군(102)은, 도 6 및 후술하는 도 8에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 횡방향(X축 방향)으로 연장(延在) 된 복수의 Y도체(102Y1, 102Y2, … , 102Yn)(n은 1이상의 정수)를 서로 소정 간격으로 떨어뜨려 병렬 배치한 것이다. 또한, X도체군(101)은, Y도체(102Y1, 102Y2, … , 102Yn)에 대하여 교차, 본 예시에서는 직교하는 종방향(Y축 방향)으로 연장된 복수의 X도체(101X1, 101X2, … , 101Xm)(m은 1이상의 정수)를 서로 소정 간격으로 떨어뜨려 병렬 배치한 것이다.
본 실시 형태의 센서부(100)에서는, X도체군(101)을 구성하는 복수의 X도체(101X1, 101X2, … , 101Xm)가 제1 도체이며, Y도체군(102)을 구성하는 복수의 Y도체(102Y1, 102Y2, … , 102Yn)가 제2의 도체이다. 이와 같이, 위치 검출 장치(20)에서는, X도체와 Y도체를 교차시켜 형성한 센서 패턴을 이용하여, 손가락(fg)이나 액티브 정전 펜을 구성하는 위치 지시기(1) 등의 지시체가 지시하는 위치를 검출하는 구성을 갖추고 있다.
그리고, 본 실시 형태의 위치 검출 장치(20)는, 예를 들면, 스마트 폰으로 불리는 휴대 기기 등의 전자 기기에 탑재되어 사용된다. 이 때문에, 센서부(100)는, 전자 기기가 구비하는 표시 화면의 크기에 대응한 사이즈를 가지고 있다. 화면 사이즈가, 예를 들면, 4인치 전후의 크기의 지시 입력면(100S)은, 광 투과성을 가지는, X도체군(101)과 Y도체군(102)에 의해서 형성되어 있다.
덧붙여, X도체군(101)과 Y도체군(102)은, 센서 기판의 동일면측에 각각이 배치되는 구성이어도 좋고, 센서 기판의 일면측에 X도체군(101)을 배치하고, 다른 면측에 Y도체군(102)을 배치하는 구성이어도 좋다.
제어 장치부(200)는, 센서부(100)와의 입출력 인터페이스가 되는 멀티플렉서(201)와, 손가락 터치/펜 지시 검출 회로(202)와, 제어 회로(203)로 이루어진다.
제어 회로(203)는, 위치 검출 장치(20)의 전체의 동작을 제어하기 위한 것으로, 본 예시에서는, MPU(microprocessor unit)로 구성되어 있다. 본 실시 형태의 위치 검출 장치(20)는, 손가락 터치의 검출과, 펜 지시의 검출을 시분할로 행하도록 제어한다. 즉, 본 실시 형태의 위치 검출 장치(20)에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 펜 지시의 검출을 실행하는 펜 지시 검출 기간 PP와 손가락 터치의 검출을 실행하는 손가락 터치 검출 기간 PF를 번갈아 시분할로 실행하도록 하고 있다.
본 실시 형태에서는, 손가락 터치 검출 기간 PF에서 취급하는 신호의 주파수 f2는, 50kHz ~ 200kHz로 되고, 펜 지시 검출 기간 PP에서 취급하는 신호의 주파수(위치 지시기(1)로부터의 교류 신호의 주파수 f1=1.8MHz)와 사용 주파수 대역이 크게 다른 것으로 되어 있다. 따라서, 손가락 터치 검출 기간 PF와 펜 지시 검출 기간 PP에서 취급하는 신호를, 예를 들면, 밴드 패스 필터로 대역 분리 함으로써, 각각의 신호를 변별할 수 있다.
제어 회로(203)는, 멀티플렉서(201) 및 손가락 터치/펜 지시 검출 회로(202)를, 손가락 터치 검출 기간 PF와 펜 지시 검출 기간 PP에서, 후술 하듯이, 필요한 부위를 전환 제어하도록 한다.
즉, 제어 장치부(200)는, 손가락 터치 검출 기간 PF에서는, X도체와 Y도체를 교차시켜 형성한 센서부(100)의 센서 패턴의 각각의 교점에서의 정전 용량이, 손가락이 터치된 위치에서 변화하므로, 그 정전 용량의 변화를 검출하는 것으로써 손가락 터치의 위치를 검출하도록 한다.
즉, 제어 장치부(200)는, 손가락 터치 검출 기간 PF에서는, 예를 들면, 50kHz ~ 200kHz 정도의 주파수 f2의 송신 신호를 Y도체에 공급하고, X도체에 의한 수신 신호를 신호 처리 회로에 공급한다. 신호 처리 회로에서는, 손가락(fg)이 터치된 위치에서의 정전 용량의 변화에 대응하여 수신 신호의 레벨이 변화하는 것을 검지 함으로써, 손가락 터치 위치를 검출한다.
또한, 제어 장치부(200)는, 펜 지시 검출 기간 PP에서는, 위치 지시기(1)로부터 송출된 교류 신호를 센서부(100)에서 검출한다. 위치 검출 장치(20)에서는, 이 위치 지시기(1)로부터의 주파수 f1의 교류 신호를, 센서부(100)의 X도체군(101)(제1 도체： X도체)뿐만 아니라, 도 8에 상술하듯이, Y도체군(102)(제2 도체： Y도체)에서도 수신한다. 그리고, 제어 장치부(200)는, 제1 도체 및 제2 도체를 구성하는 각각의 도체에 대해서, 위치 지시기(1)로부터 송출된 1.8MHz의 신호의 레벨을 측정하여, 1.8MHz의 신호가 고레벨이 되어 있는 제1 도체 및 제2 도체의 각각을 특정함으로써 위치 지시기(1)에 의한 센서부(100) 상에서의 지시 위치를 검출하도록 한다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 펜 지시 검출 기간 PP에 대해서는, 제어 장치부(200)의 제어 회로(203)는, 위치 지시기(1)의 심체(3)에 인가된 필압 데이터를 수신하고, 당해 필압을 검지함과 더불어, 위치 지시기(1)의 회전각 및 경사각을 검출하도록 한다.
＜위치 검출 장치(20)의 제어 장치부(200)의 구성예＞
도 8은, 위치 검출 장치(20)의 구성도의 일례를 나타낸 것으로, 주로 제어 장치부(200)의 구성예를 나타낸 것이다. 즉, 본 예시의 제어 장치부(200)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, X도체 선택 회로(211)와, Y도체 선택 회로(212)와, 전환 회로(213) 및 전환 회로(214)와, 발진기(221)와, 증폭 회로(222)와, 게인 컨트롤 회로(223)와, 밴드 패스 필터 회로(224)와, 검파 회로(225)와, 아날로그-디지털 변환 회로(이하, AD 변환 회로라고 한다)(226)와, 컨트롤 회로(220)를 구비함과 더불어, 전술한 제어 회로(203)를 구비한다.
X도체군(101)으로부터 소정의 X도체를 선택하는 X도체 선택 회로(211)와, Y도체군(102)으로부터 소정의 Y도체를 선택하는 Y도체 선택 회로(212)와, 전환 회로(213) 및 전환 회로(214)가, 전술한 멀티플렉서(201)를 구성한다. 발진기(221)와 증폭 회로(222)와, 게인 컨트롤 회로(223)와, 밴드 패스 필터 회로(224)와, 검파 회로(225)와, 아날로그-디지털 변환 회로(226)와, 컨트롤 회로(220)가, 전술한 손가락 터치/펜 지시 검출 회로(202)를 구성한다. 컨트롤 회로(220)는, 제어 회로(203)로부터의 제어 신호 i를 받아, 멀티플렉서(201)를 구성하는 X도체 선택 회로(211), Y도체 선택 회로(212), 전환 회로(213) 및 전환 회로(214)에 전환 제어 신호를 공급함과 더불어, 손가락 터치/펜 지시 검출 회로(202)를 구성하는 전술한 각부에 제어 신호를 공급한다.
X도체 선택 회로(211)는, 컨트롤 회로(220)로부터의 선택 제어 신호 h에 의해, X도체군(101) 중에서 1개의 X도체를 선택한다. Y도체 선택 회로(212)는, 컨트롤 회로(220)로부터의 선택 제어 신호 g에 의해, Y도체군(102) 중에서 1개의 Y도체를 선택한다.
발진기(221)는, 제어 장치부(200)의 손가락 터치 검출 기간 PF에서, 주파수 f2의 발진 신호를, 구동 신호로서 Y도체군(102)을 구성하는 Y도체에 공급하기 위한 발진기이다. 전환 회로(213)는, Y도체 선택 회로(212)에 의해 선택된 Y도체를, 발진기(221) 또는 후술하는 증폭 회로(222)측의 어느 쪽에 접속할지를 전환한다.
컨트롤 회로(220)는, 제어 신호 a에 의해, 전환 회로(213)를, 손가락 터치 검출 기간 PF에 있어서는, Y도체 선택 회로(212)에 의해 선택된 Y도체를 발진기(221)에 접속하도록 전환하고, 펜 지시 검출 기간 PP에 있어서는, Y도체 선택 회로(212)에 의해 선택된 Y도체를 증폭 회로(222)에 접속하도록 전환한다.
전환 회로(214)는, X도체 선택 회로(211)에 의해 선택된 X도체와 전환 회로(213)를 경유하여 Y도체 선택 회로(212)에 의해 선택된 Y도체와의 어느 쪽을 증폭 회로(222)의 입력단에 접속할지를 전환한다. 컨트롤 회로(220)는, 손가락 터치 검출 기간 PF에 있어서는, 제어 신호 b에 의해, 전환 회로(214)를, X도체 선택 회로(211)에 의해 선택된 X도체를 증폭 회로(222)에 접속하도록 전환한다.
또한, 컨트롤 회로(220)는, 펜 지시 검출 기간 PP에서, 위치 지시기(1)의 지시 위치의 X축 좌표를 구할 때는, 제어 신호 b에 의해, 전환 회로(214)를, X도체 선택 회로(211)를 증폭 회로(222)에 접속하도록 전환한다. 또, 위치 지시기(1)의 지시 위치의 Y축 좌표를 구할 때는, Y도체 선택 회로(212)를 증폭 회로(222)에 접속하도록 제어 신호 b에 의해 전환 회로(214)를 전환한다.
증폭 회로(222)의 출력은, 게인 컨트롤 회로(223)에 접속된다. 게인 컨트롤 회로(223)는, 증폭 회로(222)의 출력을, 컨트롤 회로(223)로부터의 제어 신호 c에 의해 이득 제어하여, 적절한 레벨의 출력 신호가 되도록 설정한다.
밴드 패스 필터 회로(224)는, 주파수 f1 및 주파수 f2를 중심으로 한 소정의 대역폭을 가지는 밴드 패스 필터 회로이다. 이 밴드 패스 필터 회로(224)의 중심 주파수는, 컨트롤 회로(220)로부터의 제어 신호 d에 의해 전환되며, 손가락 터치 검출 기간 PF에 있어서는, 중심 주파수를 f2로 하고, 펜 지시 검출 기간 PP에 있어서는 주파수가 f1가 되도록 전환된다.
밴드 패스 필터 회로(224)의 출력 신호는 검파 회로(225)에 의해 검파되어, 그 검파 출력이 AD 변환 회로(226)에 공급되고, 컨트롤 회로(220)로부터의 제어 신호 e에 기초하여 AD 변환 회로(226)에 의해 디지털 값으로 변환된다. AD 변환 회로(226)로부터의 디지털 데이터 f는 제어 회로(203)에 의해서 독취되어서, 위치 지시기(1)가 센서부(100) 상에서 지시하는 위치 좌표, 위치 지시기(1)의 회전각, 및 위치 지시기(1)의 센서부(100)의 센서면(100S)에 대한 경사각을 구하기 위한 신호 처리가 행해진다.
제어 회로(203)를 구성하는 마이크로 프로세서는, 내부에 ROM 및 RAM을 구비함과 더불어 ROM에 격납된 프로그램에 의해서 동작한다. 그리고, 제어 회로(203)는, 컨트롤 회로(220)가 소정의 타이밍으로 제어 신호 a~e 및 g, h를 출력하도록, 제어 신호 i를 출력하여 컨트롤 회로(220)를 제어한다.
이상에서와 같이 구성한 위치 검출 장치(20)의 손가락 터치 검출 기간 PF에서의 동작에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 손가락 터치 검출 기간 PF에 있어서는, 전환 회로(213)는 발진기(221)에 접속되어, Y도체 선택 회로(212)에 의해 선택된 Y도체에 구동 신호가 공급된다. 또한, X도체 선택 회로(211)에 의해 선택된 X도체는, 전환 회로(214)를 경유하여 증폭 회로(222)에 접속되고, 이 증폭 회로(222)로부터의 신호 레벨은, 게인 컨트롤 회로(223), 밴드 패스 필터 회로(224), 검파 회로(225)를 경유하여 AD 변환 회로(226)에 의해 디지털 값으로 변환된다.
이 때, X도체 선택 회로(211) 및 Y도체 선택 회로(212)에 의해 선택된 각 도체의 교점에 손가락이 터치되면, 검출되는 신호 레벨은 손가락이 없을 때의 레벨 보다도 저하한다. 따라서, X도체군(101)을 구성하는 각각의 X도체와 Y도체군(102)을 구성하는 각각의 Y도체의 모든 교점에 대해서 손가락이 없을 때의 신호 레벨을 미리 구해 두면, 신호 레벨이 저하한 위치로부터 손가락 터치 위치를 구할 수 있다.
다음으로, 위치 검출 장치(20)의 펜 지시 검출 기간 PP에서의, 위치 지시기(1)의 지시 위치, 회전각 및 경사각을 검출할 때의 동작에 대해 이하에 설명한다.
제어 회로(203)로부터의 제어 신호 i에 기초하여 컨트롤 회로(220)는, Y도체 선택 회로(212)에 의해서 선택된 Y도체가 전환 회로(214)를 통해서 증폭 회로(222)에 접속되도록 제어 신호 a에 의해 전환 회로(213)를 전환한다. 또한, X도체 선택 회로(211)에서 선택된 X도체가 증폭 회로(222)에 접속되도록 제어 신호 b에 의해 전환 회로(214)를 전환한다. 덧붙여, X도체 선택 회로(211)에 의해 선택된 X도체가 증폭 회로(222)에 접속된 상태에서는, Y도체 선택 회로(212)에 의해 선택된 Y도체는 증폭 회로(222)에도 발진기(221)에도 접속되지 않는다.
다음으로, 제어 회로(203)는, 위치 지시기(1)가 지시하는 X방향 위치를 구하기 위한 X도체에 대한 스캔 동작을 시키기 위해서, 컨트롤 회로(220)에 대해서, X도체 선택 회로(211)가 X도체(101X1)를 선택하는 제어 신호 h를 출력시키고, 그 때의 신호 레벨인 AD 변환 회로(226)로부터의 디지털 데이터 f를 독취한다. 그리고, 제어 회로(203)의 컨트롤 회로(220)에 대한 지시에 의해 X도체 선택 회로(211)는 X도체(101X2, 101X3, 101X4, … )로 X도체를 순차로 전환하면서, AD 변환 회로(226)로부터의 각각의 신호 레벨의 디지털 데이터 f를 독취한다.
이 때, 모든 X도체(101X1 ~ 101Xm)에서 검출된 각각의 신호 레벨이 소정치에 도달해 있지 않으면, 위치 지시기(1)는 센서부(100) 상에 없는 것으로 판단하고, 상술의 동작을 반복한다. X도체(101X1 ~ 101Xm)의 어느 것인가의 X도체로부터 소정치 이상의 레벨의 신호가 검출되었을 경우에는, 제어 회로(203)는, 가장 높은 신호 레벨이 검출된 X도체의 번호 101Xi를, 위치 지시기(1)가 당해 X도체(101Xi)부근에 있다고 하여 기억한다.
다음으로, 제어 회로(203)는, 위치 지시기(1)가 지시하는 Y방향 위치를 구하기 위한 Y도체에 대한 스캔 동작을 시키기 위해서, 컨트롤 회로(220)에 대해서, Y도체 선택 회로(212)가 Y도체(102Y1)를 선택하는 제어 신호 g를 출력시킨다. 그 다음은, 상술한 X방향 위치를 구하는 프로세스와 마찬가지의 프로세스를 행하는 것에 의해, 위치 지시기(1)가 센서부(100)에서 지시한 Y방향 위치를 구한다.
도 9는, 2개의 좌표값 (X0, Y0) 및 (X1, Y1)이 획득되었을 때에 위치 지시기(1)의 센서면(100S)에 수직 방향을 축으로 한 회전 각도 θ를 계산하기 위한 원리도이다. 이 도면에서는, Y축의 정방향을 기준(θ=0)으로 하여, θ의 범위를 -180°<θ≤+180°로 하여, 좌표값 (X1, Y1)에 대응하는 전극(6)의 방향을 정의하는 것이다. 이 때, 위치 지시기(1)의 회전각 θ은, X0, Y0, X1, Y1로부터 다음의 (1)식 ~ (5)식과 같이 계산된다.
Figure 112015048437871-pat00001
그리고, 본 실시 형태에서는, 위치 지시기(1)의 3개의 전극(6, 7, 8)으로부터 송출된 교류 신호를 수신하여 획득된 각 수신 신호 강도에 의해, 위치 지시기(1)의 경사각을 구한다. 수신 신호 강도로서, X축 좌표 검출 시의 레벨을 이용해도 좋고, Y축 좌표 검출 시의 레벨을 이용해도 좋지만, 여기에서는, X축 좌표 검출 시의 레벨을 이용하기로 한다.
도 10은, 3개의 전극(6, 7, 8)으로부터 송출된 교류 신호를 수신하여 획득된 각 수신 신호 강도 V1, V2, V3를 이용하여 위치 지시기(1)의 경사각을 구하기 위한 원리도이다. 도 10에서는, 위치 검출 장치(20)의 센서면(100S)으로부터의 높이 방향을 z축으로 취하고, 위치 지시기(1)의 전극(6, 7, 8)의 선단에 상당하는 점을 각각 A, B, C로 하여 구성되는 정삼각형의 중심 G가 yz면 상에, 또 전극(6)의 선단에 상당하는 점 A가 z축 상에 오도록 좌표축을 설정하고 있다. 이 때의 각 점의 좌표를, A점(0, 0, z1), B점(x2, y2, z2), C점(x3, y3, z3), G점(0, yg, zg)으로서 표현하면, 위치 지시기(1)의 경사각(θx, θy)은 다음의 (6)식, (7)식에 나타낸 바와 같이 구할 수 있다.
Figure 112015048437871-pat00002
여기에서, 위치 지시기(1)의 3개의 전극(6, 7, 8)의 선단 위치인 A점, B점, C점과 센서면(100S)으로부터의 거리(z1, z2, z3)는 수신 신호 강도 V1, V2, V3에 거의 반비례 하므로, α를 비례 계수로서 이하의 (8)식, (9)식과 같이 나타낸다.
Figure 112015048437871-pat00003
여기에서, α/r은 상수이기 때문에 이 값을 미리 구해 두면 상기 관계식으로부터 θx, θy를 구할 수 있다.
덧붙여, 상술한 제1 실시 형태에서는, 교류 신호를 송출하는 전극(6, 7, 8)은, 하우징(2)의 외주면에 구비되도록 했지만, 하우징(2)의 내주벽면에 형성하도록 하여도 좋다.
［제2 실시 형태］
상술한 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)에서는, 발진 회로(12)로부터의 교류 신호를, 스위치 회로(13, 14, 15)에 의해 전극(6, 7, 8)을 순차로 전환해서 공급하도록 했다. 따라서, 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)에서는, 교류 신호 그 자체를 스위치 회로(13, 14, 15)에 의해 변환 제어하는 구성이기 때문에, 스위치 회로(13, 14, 15)는 큰 진폭의 교류 신호를 취급할 수 있는 고내압(高耐?)의 스위치 회로를 이용하지 않으면 안 된다. 제2 실시 형태는, 이 점을 개선한 예이다.
도 11은, 제2 실시 형태의 위치 검출 장치에서의 위치 지시기(1A)의 위치 지시부(심체측)의 구조를 나타내는 도면이며, 제1 실시 형태의 위치 검출 장치에 서의 위치 지시기(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 덧붙여, 이 제2 실시 형태에서의 위치 검출 장치(20)의 구성은, 제1 실시 형태와 완전히 동일한 구성이 된다.
이 제2 실시 형태에서의 위치 지시기(1A)는, 교류 신호를 송출하기 위한 전극으로서, 도 11(A), (B)에 나타낸 바와 같은 관 형태(筒狀)의 전극(9)을 이용하고, 이 관 형태의 전극(9)을, 하우징(2)의 내부에 있어서, 전극(9)의 축심 방향과, 하우징(2)의 축심 방향이 일치하는 상태로 배치하도록 한다. 이 관 형태의 전극(9)은, 심체(3)를 삽입 통과(揷通)하는 지름의 관통구(9a)를 구비한다. 즉, 심체(3)의 외경(外徑)을 Rc로 하면, 전극(9)의 내경(內徑) Ra은, Rc＜Ra로 되어 있다. 전극(9)은, 금속 도체로 구성해도 좋고, 도전성의 수지, 그 외의 도전성 재료로 구성해도 좋다. 전극(9)은, 결선(9b)에 의해 프린트 기판(4)의 회로부와 전기적으로 접속되어 있어, 후술하듯이 교류 신호가 공급된다. 관 형태의 전극(9)을, 이하, 신호 전극(9)으로 칭한다.
심체(3)의 선단부와는 반대측의 단부는, 이 신호 전극(9)을 삽입 통과하고, 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)와 동일하게, 가변 용량 콘덴서(5)의 결합부에서, 당해 가변 용량 콘덴서(5)에 대해서 삽탈이 자유자재로 되도록 결합된다. 따라서, 이 제2 실시 형태에 있어서도, 심체(3)는, 위치 지시기(1A)에 대해서 삽탈 가능하게 되어 교환이 가능하게 되어 있다.
그리고, 이 제2 실시 형태의 위치 지시기(1A)에 있어서도, 위치 지시기(1A)의 하우징(2)의 적어도 위치 지시부측은, 예를 들면, 수지 등의 절연성 재료에 의해 구성되어 있음과 더불어, 하우징(2)의 개구(2a)의 근방의 원뿔대 형상 부분에는, 하우징(2)의 축심 방향의 주위를 둘러싸도록, 원주 방향에 대해 서로 전기적으로 분리된 3개의 전극(6A, 7A, 8A)이, 형성되어 있다.
이들 3개의 전극(6A, 7A, 8A)은, 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)의 3개의 전극(6, 7, 8)과 동일한 재료로, 동일한 형상으로 구성되지만, 본 실시 형태에서는, 특히, 관 형태의 전극(9)으로부터의 신호의 송출로를 둘러싸도록 형성된다. 그리고, 이 제2 실시 형태에 대해서도, 3개의 전극(6A, 7A, 8A)의 각각은, 도시를 생략 하는 결선에 의해서, 프린트 기판(4)에 전기적으로 접속되고, 후술하듯이, 스위치 회로(31)를 통해서, 소정의 전위, 본 예시에서는, 접지 전위에 접속되도록 구성된다. 후술하듯이 3개의 전극(6A, 7A, 8A)은, 각각 접지 전위가 인가되었을 때에, 당해 접지 전위로 된 전극측으로부터의 교류 신호를 저해하도록 작용한다. 이하, 전극(6A, 7A, 8A)의 각각을 저해 전극이라고 칭한다.
도 12(A)는, 위치 지시기(1A)를, 심체(3)의 선단측에서 본 도면이며, 이 제2 실시 형태에 있어서도, 3개의 저해 전극(6A, 7A, 8A)은, 심체(3)의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있다.
관 형태의 전극(9)은, 도 12(B)의 위치 지시기(1A)의 단면도에 나타낸 바와 같이, 하우징(2)의 내부에서 개구(2a)측에 마련되어 있는 단부(2b)에 감합하도록 배설되어, 예를 들면, 하우징(2)의 내벽면에 접착되어 고정되어 있다. 도 12(B)에 나타낸 바와 같이, 신호 전극(9)의 관통구(9a)는, 하우징(2)의 개구(2a)와 연통하고 있어, 전술한 것처럼, 심체(3)는, 신호 전극(9)을 삽입 통과하고, 가변 용량 콘덴서(5)와 삽탈이 자유자재로 되도록 결합되어 있다.
덧붙여, 신호 전극(9)은, 하우징(2)이 개구(2a)측을 향하여 오므라드는 형상으로 된 것에 맞추어, 도 12(C)의 단면도에 신호 전극(9')로 나타낸 바와 같이, 관 형상체(筒狀體)의 외경이 서서히 작아져 오므라드는 듯한 형상으로 해도 좋다. 그 경우에는, 하우징(2)의 내부에 형성되는 단부(2b)는, 도 12(C)에 나타낸 신호 전극(9')의 관 형상부의 외형 형상에 맞춘 내벽면의 형상을 구비하는 것이다.
도 13은, 제2 실시 형태의 위치 지시기(1A)의 회로 구성도이며, 도 3에 나타낸 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)의 회로 구성과 동일 부분에는 동일 참조 부호를 부여하고 있다. 즉, 위치 지시기(1A)는, 컨트롤러(10A)와, 전지(11)와, 발진 회로(12)와, 스위치 회로(31)를 구비한다. 그리고, 컨트롤러(10A)에는, 가변 용량 콘덴서(5)와 저항(17)이 접속되어 있다.
컨트롤러(10A)는, 예를 들면, 마이크로 프로세서로 구성되어 있어, 위치 지시기(1A)의 처리를 제어하는 제어 회로를 구성하는 것으로, 구동 전원으로서의 전지(11)로부터 구동 전압이 공급되고 있다. 컨트롤러(10A)는, 발진 회로(12)를 제어하거나, 스위치 회로(31)를 전환 제어하거나 함과 더불어, 제1 실시 형태와 마찬가지로 해서, 가변 용량 콘덴서(5)의 용량을 감시함으로써, 위치 지시기(1A)의 심체(3)를 통해서 인가되는 필압을 검출한다.
스위치 회로(31)는, 저해 전극(6A, 7A, 8A)의 어느 쪽인가를 접지 전위로 전환하기 위한 스위치 회로이다. 즉, 스위치 회로(31)의 가동 단자 s0는 접지단에 접속되어 있음과 더불어, 제1 단자 s1이 저해 전극(6A)에, 제2단자 s2가 저해 전극(7A)에, 제3의 단자 s3가 저해 전극(8A)에, 각각 접속되어 있다. 그리고, 본 예시에서는, 스위치 회로(31)는, 저해 전극(6A, 7A, 8A)의 어느 것에도 접지 전위를 인가하지 않는 유단(遊端) s4를 구비하고 있다. 스위치 회로(31)는, 컨트롤러(10A)로부터의 전환 제어 신호 SWc에 의해 전환 선택 제어된다.
발진 회로(12)는, 제1 실시 형태와 완전히 동일하게 하여, 주파수 f1의 교류 신호를 발생한다. 그리고, 컨트롤러(10A)는, 제1 실시 형태의 컨트롤러(10)와 마찬가지의 인에이블 신호 CT를 발진 회로(12)에 공급한다.
이 제2 실시 형태의 위치 지시기(1A)에 있어서는, 스위치 회로(31)는, 발진 회로(12)로부터의 교류 신호를 전환하는 것이 아니라, 저해 전극(6A, 7A, 8A)을, 접지 전위에 대해서 전환하도록 하는 구성이기 때문에, 스위치 회로(13, 14, 15)와 같은 고내압의 스위치 회로를 이용할 필요는 없다.
이 제2 실시 형태에 있어서는, 도 5의 타이밍 차트에서 나타낸 것과 마찬가지로 하고, 위치 지시기(1A)가 위치 검출 장치(20)의 센서부(100)에 접촉하고 있지 않을 때에는, 컨트롤러(10A)는, 발진 회로(12)로부터 교류 신호를 연속 송신하는 연속 송신 기간과, ASK 변조 신호로 이루어지는 필압 데이터를 송신하는 송신 기간을 번갈아 반복한다. 이 때, 컨트롤러(10A)는, 스위치 회로(31)가 유단 s4를 선택하는 상태로 전환한다. 따라서, 위치 지시기(1A)의 신호 전극(9)로부터는, 저해 전극(6A, 7A, 8A)에 신호 송출이 저해되는 일 없이, 교류 신호가 송출되는 상태가 된다. 이 때문에, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 위치 지시기(1A)가 센서부(100)에 근접 또는 접촉하고 있지 않을 때에는, 위치 지시기(1A)로부터는 최대의 신호 강도로 교류 신호가 송출된다.
위치 지시기(1A)가 센서부(100)에 접촉하여, 심체(3)에 소정의 필압이 인가되는 상태가 되면, 컨트롤러(10A)는, 가변 용량 콘덴서(5)의 용량에 기초하여 상기 필압의 변화를 검출하고, 스위치 회로(31)를 도 14(A)에 나타낸 바와 같이, 저해 전극(6A, 7A, 8A)을 순차로 접지 전위로 하도록 전환함과 더불어, 이 스위치 회로(31)의 전환에 대응하여, 발진 회로(12)를 인에이블 제어하는 인에이블 신호 CT(도 14(B) 참조：도 5(B)와 동일)를 생성하고, 발진 회로(12)에 공급한다.
도 15는, 이 때의 저해 전극(6A, 7A, 8A)과의 전환과, 신호 전극(9)으로부터의 교류 신호의 송출 위치와의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 즉, 도 15(A)에 있어서, 스위치 회로(31)가 단자 s1에 접속되었을 때에는, 도 15(B)에 나타낸 바와 같이, 저해 전극(6A)이 접지 전위가 되어, 신호 전극(9)으로부터의 교류 신호의 당해 저해 전극(6A)측에서의 송출이 저해된다. 그 결과, 신호 전극(9)으로부터의 교류 신호는, 도 15(B)에 있어서 흑점(32A)으로 나타낸 저해 전극(7A)과 저해 전극(8A)과의 사이의 위치에서 최고의 신호 레벨이 되도록 송출된다.
이 때, 컨트롤러(10A)는, 도 14(B)에 나타낸 바와 같은 인에이블 신호 CT를 발진 회로(12)에 대해서 송출하고, 도 14(D)에 나타낸 바와 같이, 교류 신호 Sc를 제어함으로써, 연속 송신 기간(32), 스타트 신호, 스타트 신호의 뒤의 식별 정보, 그 후의 필압 데이터 송신 기간을 생성하도록 신호가 송출된다. 본 예시에서는, 식별 정보는, 저해 전극(6A)이 선택된 것을 나타내는 식별 정보 "00"으로 된다.
다음으로, 스위치 회로(31)가 단자 s2로 전환되어, 도 15(C)에 나타낸 바와 같이, 저해 전극(7A)이 접지 전위에 접속되고, 신호 전극(9)으로부터의 교류 신호의 당해 저해 전극(7A)의 근방에서의 송출이 저해된다. 그 결과, 신호 전극(9)으로부터의 교류 신호는, 도 15(C)에 있어서 흑점(33A)으로 나타낸 저해 전극(6A)과 저해 전극(8A)과의 사이의 위치에서 최고의 신호 레벨이 되도록 송출된다.
이 때, 컨트롤러(10A)는, 도 14(B)에 나타낸 바와 같은 인에이블 신호 CT를 발진 회로(12)에 대해서 송출하고, 도 14(D)에 나타낸 바와 같이, 교류 신호 Sc를 제어함으로써, 연속 송신 기간(33), 스타트 신호, 스타트 신호의 뒤의 식별 정보를 생성하도록 신호가 송출된다. 본 예시에서는, 식별 정보는, 저해 전극(7A)이 선택된 것을 나타내는 식별 정보 "10"으로 된다.
다음으로, 스위치 회로(31)가 단자 s3로 전환되어, 도 15(D)에 나타낸 바와 같이, 저해 전극(8A)이 접지 전위에 접속되고, 신호 전극(9)으로부터의 교류 신호의 당해 저해 전극(8A)측에서의 송출이 저해된다. 그 결과, 신호 전극(9)으로부터의 교류 신호는, 도 15(D)에 있어서 흑점(34A)으로 나타낸 저해 전극(6A)과 저해 전극(7A)과의 사이의 위치에서 최고의 신호 레벨이 되도록 송출된다.
이 때, 컨트롤러(10A)는, 도 14(B)에 나타낸 바와 같은 인에이블 신호 CT를 발진 회로(12)에 대해서 송출하고, 도 14(D)에 나타낸 바와 같이, 교류 신호 Sc를 제어함으로써, 연속 송신 기간(34), 스타트 신호, 스타트 신호의 뒤의 식별 정보를 생성하도록 신호가 송출된다. 본 예시에서는, 식별 정보는, 저해 전극(8A)이 선택된 것을 나타내는 식별 정보 "01"로 된다.
이 제2실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 위치 지시기(1A)의 지시 위치 좌표의 검출, 회전각 및 경사각을 검출할 수 있다. 다만, 제1 실시 형태에서는, 좌표(X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3)가, 전극(6, 7, 8)의 위치에 대응한 것인 반면, 제2 실시 형태에서는, 흑점(32A, 33A, 34A)의 위치에 대응하는 것인 점이 다르다.
그리고, 제2 실시 형태에 있어서도, 저해 전극(6A, 7A, 8A)의 각각을 식별 함으로써, 위치 지시기(1A)로부터의 교류 신호의 송출 위치를 특정할 수 있어, 위치 지시기(1A)의 회전각이나 경사각을 확실히 취득할 수 있다.
게다가, 제2 실시 형태에서는, 제1 실시예와는 달리, 스위치 회로(31)에는 교류 신호가 공급되지 않는 구성이기 때문에, 고내압의 스위치 회로를 사용할 필요가 없기 때문에 비용적으로 유리하게 된다.
［제2 실시 형태의 변형례］
상술한 제2 실시 형태에서는, 교류 신호의 송출을 저해하는 저해 전극(6A, 7A, 8A)은, 하우징(2)의 외주면에 마련하도록 했지만, 하우징(2)의 내주벽면에 형성하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 제2 실시 형태에 있어서는, 신호 전극(9)을 관 형태의 도전체로 이루어지는 구성으로 하고, 이 신호 전극(9)을, 그 축심 방향과 하우징(2)의 축심 방향을 일치시키도록 하여, 하우징(2)의 내부에 배치함과 더불어, 저해 전극(6A, 7A, 8A)을, 위치 지시기(1A)의 하우징(2)의 선단부에 두고, 하우징(2)의 축심 방향의 소정 위치를 둘러싸도록 형성함으로써, 신호 전극(9)으로부터의 교류 신호를 저해하도록 구성했다. 그러나, 위치 지시기로부터의 교류 신호를 저해하는 구성으로서는, 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.
도 16(A), (B)는, 제2 실시 형태의 위치 지시기에서의 신호 전극과 저해 전극의 다른 구성예를 설명하기 위한 도면이며, 이 도 16의 예에 대해서도, 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일 참조 부호를 부여하고 있다. 도 16(A)는, 본 예시의 위치 지시기(1B)의 심체(3)측의 구성예를 나타낸 일부 단면도이다. 또한, 도 16(B)는, 신호 전극(90) 및 저해 전극(91, 92, 93)을 구비하는 관 형상체(9B)를 나타낸 것이다.
이 도 16의 예의 위치 지시기(1B)는, 예를 들면, 수지 등의 절연 재료로 이루어지는 관 형상체(9B)의 중공(中空)내벽에 신호 전극(90)을, 예를 들면, 도전성 재료를 인쇄하거나, 증착하거나 함으로써 형성한다. 그리고, 이 신호 전극(90)과 프린트 기판(4)(도시는 생략)과는 결선(90a)를 통해서 접속한다.
또한, 관 형상체(9B)의 외주면에는, 도 16(B)에 나타낸 바와 같이, 각각 120도 각(角) 범위보다도 약간 좁은 각도 범위에서, 서로 전기적으로 분리되도록, 3개의 저해 전극(91, 92, 93)이 형성되어 있다. 이들 저해 전극(91, 92, 93)은, 예를 들면, 도전성 재료를 인쇄하거나 증착하거나 함으로써 형성할 수도 있고, 피착이나 접착하여 형성할 수도 있다. 이들 저해 전극(91, 92, 93)의 각각도, 결선(91a, 92a, 93a)을 통해서 프린트 기판(4)에 접속된다.
이 도 16의 예의 위치 지시기(1B)의 회로 구성은, 도 13에 나타낸 위치 지시기(1A)와 완전히 동일한 회로 구성으로 할 수 있다. 그리고, 도 14 및 도 15를 참조해서 설명한 바와 같이 해서, 위치 지시기(1B)에 의한 지시 위치, 필압, 회전각 및 경사각을, 위치 지시기(1A)와, 완전히 동일하게 하여 검출할 수 있다.
［제3의 실시 형태］
도 17은, 제3 실시 형태의 위치 검출 장치의 위치 지시기(1C)를 설명하기 위한 도면이다. 이 제3 실시 형태의 위치 지시기(1C)는, 제1 실시 형태의 변형례이며, 한편, 필압을 검출하기 위한 압력 검출 센서로서, 정전 용량 방식의 압력 감지부를 구성하는 반도체 칩을 구비하는 필압 검출용 모듈을 이용한 구성예이다. 이 도 17의 예에 대해서도, 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)와 동일 부분에는, 동일 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 17(A)는, 위치 지시기(1C)의 심체(3)측의 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 제1 실시 형태에서는, 교류 신호를 송출하는 전극(6, 7, 8)은, 하우징(2)의 외주 부분에 마련되었지만, 이 제3 실시 형태의 위치 지시기(1C)에 있어서는, 도 17(B)에 나타낸 바와 같이, 하우징(2)의 내부에 배치되는 관 형상체(9C)의 외주면에, 3개의 전극(6C, 7C, 8C)을 마련하도록 한다. 관 형상체(9C)는, 도 17(A)에 나타낸 바와 같이, 하우징(2)의 내부에서, 그 축심 방향과 하우징(2)의 축심 방향이 일치하는 상태로 배치된다. 그리고, 이 관 형상체(9C)는, 심체(3)를 삽입 통과하는 지름의 관통구(9Ca)를 구비한다.
전극(6C, 7C, 8C)은, 도 17(B)에 나타낸 바와 같이, 관 형상체(9C)의 외주면에 있어서, 각각 120도 각(角) 범위보다도 약간 좁은 각도 범위에서, 서로 전기적으로 분리되도록 형성되어 있다.
그리고, 이 제3 실시 형태의 위치 지시기(1C)에 있어서는, 하우징(2)의 내부에 필압 검출용 모듈(50)이 설치되어, 심체(3)의 선단과는 반대측의 단부가 결합된다.
필압 검출용 모듈(50)은, 압력 센싱 디바이스(51)와 제1 홀더로서의 외측 홀더(52)와, 제2 홀더로서의 내측 홀더(53)를 구비한다. 외측 홀더(52)는, 경질(硬質)의 수지, 예를 들면, POM(polyoxymethylene；폴리아세탈) 수지나 폴리카보네이트(polycarbonate)로 구성되어 있다.
이 외측 홀더(52)는, 심체(3)을 삽입 통과하는 관통구(521)와, 이 관통구(521)와 연통하는 중공부(中空部)로 이루어지는 수납 공간(522)을 가진다. 이 수납 공간(522) 내에는, 내측 홀더(53)와, 압력 센싱 디바이스(51)가 수납된다. 또한, 외측 홀더(52)의 심체(3)측의 단면에는, 관 형상체(9C)에 따른 형상의 오목부(凹部)(523)가 마련되어, 이 오목부(523) 내에 관 형상체(9C)가 감합되어 결합된다.
이 오목부(523)의 저면측의 내주면에는, 도 17(C)에 나타낸 바와 같이, 관 형상체(9C)의 외주면에 형성되어 있는 3개의 전극(6C, 7C, 8C)과 대응하는 도체편(片)(54, 55, 56)이 형성되어 있다. 또한, 관 형상체(9C)에는, 위치 맞춤용의 돌기(9Cb)가 형성되어 있음과 더불어, 오목부(523)의 저면에는, 도 17(C)에 나타낸 바와 같이, 돌기(9Cb)에 대응하는 오목구(凹穴)(57)가 형성되어 있다. 그리고, 돌기(9Cb)를 오목구(57) 내에 감합시키는 것으로 원주 방향의 위치 맞춤을 하여, 관 형상체(9C)를 오목부(523) 내에 수납한다. 그러면, 관 형상체(9C)의 외주면에 형성되어 있는 3개의 전극(6C, 7C, 8C)과, 오목부(523)의 대응하는 도체편(54, 55, 56)의 각각이 접촉하도록 구성되어 있기 때문에, 전기적으로 접속되는 상태가 된다.
그리고, 도 17(A)에 나타낸 바와 같이, 수지로 된 외측 홀더(52) 내에는, 인서트 성형(insert molding)에 의해, 도체편(54, 55, 56)의 각각에 일단이 접속되어 있는 결선(도 17(A)의 점선 참조)(54a, 55a, 56a)이 마련되어 있다. 이 결선(54a, 55a, 56a)의 타단은 프린트 기판(4)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 관 형상체(9C)가 오목부(523) 내에 감합되어 수납되면, 관 형상체(9C)의 외주면에 형성되어 있는 3개의 전극(6C, 7C, 8C)은, 도체편(54, 55, 56) 및 결선(54a, 55a, 56a)을 통해서, 프린트 기판(4)에 접속된다.
외측 홀더(52)는, 축심 방향에 있어서의 심체(3)의 측이, 도 17(A)에 나타낸 바와 같이, 하우징(2)의 단차부(2c)와 충합(衝合, 대향)함과 더불어, 심체(3)와는 반대측도 축심 방향의 위치 규제 수단과 충합하여, 하우징(2)의 내부에서 축심 방향으로 이동하지 않도록 고정되어 있다.
외측 홀더(52)의 수납 공간(522)의, 심체(3)가 삽입되는 측은, 내측 홀더(53)의 지름보다도 작은 지름이며, 한편, 관통구(521)는, 심체(3)의 지름보다도 큰 지름으로 되어 있다. 따라서, 외측 홀더(52)의 수납 공간(522)에는 단차부(524)가 형성되고, 이 단차부(524)에 의해, 수납 공간(522) 내에 수납된 내측 홀더(53)가, 외측 홀더(52)로부터 심체(3)측에는 누락되지 않도록 구성되어 있다.
내측 홀더(53)는, 도 17(A)에 나타낸 바와 같이, 심체(3)와 계합(係合, 맞물림)하여 심체(3)를 내측 홀더(53)에 계지(係止, 고정)하는 계지 부재(係止 部材, 고정 부재)(531)와, 후술하듯이, 압력 센싱 디바이스(51)와 맞닿아, 압력 센싱 디바이스(51)에, 심체(3)에 인가된 압력을 전달하는 제2 부재의 예로서의 압압(押?) 부재(532)로 이루어진다.
계지 부재(531)는, 외관이 원주 형상으로 되어 있어, 경질의 수지, 예를 들면, POM 수지나 폴리카보네이트로 구성되어 있다. 이 계지 부재(531)의 원주 형상부의 외경은, 외측 홀더(52)의 수납 공간(522)의 지름보다도 작은 값으로 되어 있어, 계지 부재(531)는, 외측 홀더(52)의 수납 공간(522)의 내벽과 서로 스치는 일 없이, 수납 공간(522) 내를 축심 방향으로 이동 가능하도록 되어 있다.
그리고, 계지 부재(531)의 축심 방향에 있어서의 심체(3)측의 중심부에는, 심체(3)가 삽입되는 오목구(5311)가 축심 방향으로 형성되어 있다. 이 오목구(5311)는, 심체(3)의 외경보다도 약간 큰 원주 형상이다. 이 원주 형상의 오목구(5311)의 축심 방향의 소정의 위치의 내벽면에는, 이 내벽면으로부터 오목구(5311)의 공간으로, 본 예시에서는 원호 형태로 돌출하는 환상(環狀, 고리 형상) 돌출부(5312)가 형성되어 있다.
한편, 심체(3)의 단부의 소정 위치에는, 도 17(A)에 나타낸 바와 같이, 축심 방향에 직교하는 방향으로, 본 예시에서는 원호 형태로 돌출하는 환상 돌출부(3a)가 형성되어 있다. 오목구(5311)의 환상 돌출부(5312)와 심체(3)의 환상 돌출부(3a)와는, 심체(3)의 환상 돌출부(3a)가, 오목구(5311)의 환상 돌출부(5312)를 넘어갔을 때, 심체(3)의 선단면이, 오목구(5311)의 저부에 충합하도록, 오목구(5311) 및 심체(3)의 소정 위치에 형성된다. 그리고, 심체(3)의 선단면과 오목구(5311)의 저부와의 충합 상태에서는, 환상 돌출부(5312)와 환상 돌출부(3a)와의 계합에 의해, 심체(3)는, 계지 부재(531)의 오목구(5311) 내에 계지되어, 심체(3)를 소정의 힘으로 잡아 당기듯이 하지 않는 한, 심체(3)는 계지 부재(531)의 오목구(5311) 내에 계지되는 상태를 유지한다.
다음으로, 내측 홀더(53)의 제2 부재의 예로서의 압압 부재(532)에 대해 설명한다. 압압 부재(532)는, 본 실시 형태에서는, 탄성 부재로 구성되어 있다. 압압 부재(532)를 구성하는 탄성 부재는, 계지 부재(531)의 재료보다도 탄성 계수(탄성률)가 작은, 즉, 높은 탄성을 가지는, 예를 들면, 실리콘 수지, 본 예시에서는 특히 실리콘 고무로 구성되어 있다.
이 압압 부재(532)는, 원주상(圓柱狀, 원주 형상)의 베이스부의 축심 방향의 단면으로부터 볼록상(凸狀)으로 돌출하는 원주상(圓柱狀) 돌출부(532a)가 형성되어 있다. 그리고, 압압 부재(532)는, 그 원주상 베이스부가, 계지 부재(531)에 형성되어 있는 볼록부(凸部)에 감합하여, 계지 부재(531)에 결합된다. 이 때, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)의 단면은, 압력 센싱 디바이스(51)측을 향하고, 압력 센싱 디바이스(51)와 맞닿는 것이 가능한 상태로 된다. 이 경우에, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)의 단면의 중심 위치는, 내측 홀더(53)의 중심선 위치와 일치하는 상태로 되어 있다.
이상에서와 같이 하여, 계지 부재(531)에 압압 부재(532)가 감합되어 결합되는 것에 의해, 내측 홀더(53)가 형성된다. 이 내측 홀더(53)는, 계지 부재(531)의 단면보다도, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)가 볼록상으로 돌출하여, 후술하는 압력 센싱 디바이스(51)에 맞닿는 상태가 된다.
다음으로, 외측 홀더(52)의 수납 공간(522)에 수납되는 압력 센싱 디바이스(51)에 대해 설명한다. 도 18은, 본 예시의 압력 센싱 디바이스(51)를 설명하기 위한 도면이다.
도 18(A)에 나타낸 바와 같이, 압력 센싱 디바이스(51)는, 정전 용량 방식의 압력 감지부를 구성하는 반도체 칩(300)과, 이 반도체 칩(300)을 수납함과 더불어, 금속 단자편(51a, 51b)을 구비하는 소켓(510)으로 이루어진다.
도 18(C)는, 반도체 칩(300)의 단면도를 나타내고 있다. 그리고, 도 18(D)는, 이 반도체 칩(300)을, 도 18(C)에 나타낸 압력 P의 인가 방향에서 본 평면도이다. 도 18(C)는, 도 18(D)에 있어서의 B－B선 단면도로 되어 있다.
본 예시의 반도체 칩(300)은, 인가되는 압력을, 정전 용량의 변화로서 검출하는 것이며, 도 18(C)에 나타낸 바와 같은 구성을 구비한다. 반도체 칩(300)은, 도 18(D)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 세로 및 가로의 길이 L가 1.5mm, 높이 H가 0.5mm의 직육면체 형상으로 되어 있다. 본 예시의 반도체 칩(300)은, 도 18(C)에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(301)과, 제2 전극(302)과, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)의 사이의 절연층(유전체층)(303)으로 이루어진다. 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)은, 본 예시에서는, 단결정 실리콘(Si)으로 이루어지는 도체로 구성된다.
그리고, 이 절연층(303)의 제1 전극(301)과 대향하는 면측에는, 본 예시에서는, 당해 면의 중앙 위치를 중심으로 하는 원형의 오목부(304)가 형성되어 있다. 이 오목부(304)에 의해, 절연층(303)과 제1 전극(301)과의 사이에 공간(305)이 형성된다. 본 예시에서는, 오목부(304)의 저면은 평탄한 면으로 되어, 그 직경 D는, 예를 들면, D=1mm로 되어 있다. 또한, 오목부(304)의 깊이는, 본 예시에서는, 수십 미크론~수백 미크론 정도로 되어 있다.
공간(305)의 존재에 의해, 제1 전극(301)은, 제2 전극(302)과 대향하는 면과는 반대측의 상면(上面)(301a)측으로부터 프레스되면, 당해 공간(305)의 방향으로 휘도록 변위가 가능해진다. 제1 전극(301)의 예로서의 단결정 실리콘의 두께 t는, 인가되는 압력 P에 의해 휘는 것이 가능한 두께로 되어, 제2 전극(302)보다도 얇게 되어 있다.
이상과 같은 구성의 압력 감지 칩의 예로서의 반도체 칩(300)에 있어서는, 제1 전극(301)과 제2 전극(302)과의 사이에 정전 용량 Cd이 형성된다. 그리고, 제1 전극(301)의 제2 전극(302)과 대향하는 면과는 반대측의 상면(301a)측으로부터 제1 전극(301)에 대해서 압력이 인가되면, 제1 전극(301)은, 공간(305)측으로 휘도록 변위하여, 제1 전극(301)과, 제2 전극(302)과의 사이의 거리가 짧아져, 정전 용량 Cd의 값이 커지도록 변화한다. 제1 전극(301)의 휘는 양은, 인가되는 압력의 크기에 따라 변화한다. 따라서, 정전 용량 Cd은, 반도체 칩(300)에 인가되는 압력 P의 크기에 따른 가변 용량이 된다. 덧붙여, 제1 전극(301)으로서 예시한 단결정 실리콘에서는, 압력 P에 의해 수 미크론의 휨을 일으킨다. 그 휨을 일으키는 압력 P에 의해, 정전 용량 Cd는, 0~10pF(피코 패럿)의 변화를 나타낸다.
소켓(510)은, 예를 들면, 수지로 이루어지는 것으로, 도 18(A) 및 (B)에 나타낸 바와 같은 편평한 형상을 가진다. 이 소켓(510)에는, 금속 단자편(51a, 51b)이 수지 몰드되는 것에 의해, 고정되어 있다.
그리고, 소켓(510)은, 상술한 바와 같은 구성의 반도체 칩(300)의 수납 오목부(511)를, 금속 단자편(51a) 및 단자편(51b)이 도출되는 면과는 반대측의 전면부에 구비한다. 이 수납 오목부(511)의 저부에는, 금속 단자편(51b)의, 절곡부(折曲部)와는 반대측의 단부에 형성되어 있는 단자판(512)이 드러나도록 구성되어 있다. 덧붙여, 수납 오목부(511)의 저부의 단자판(512)은, 금속 단자편(51b)의 일부로 하는 것이 아니라, 금속 단자편(51b)과 전기적으로 접속되어 있어도 좋음은 물론이다.
또한, 소켓(510)의 전면의 수납 오목부(511)의 주위의 면의 일부에는, 금속 단자편(51a)의, 전술한 절곡부와는 반대측의 단부에 형성되어 있는 단자판(513)이 드러나도록 구성되어 있다. 덧붙여, 이 단자판(513)도, 금속 단자편(51a)의 일부로 하는 것이 아니라, 금속 단자편(51a)과 전기적으로 접속되어 있어도 좋음은 물론이다.
소켓(510)의 수납 오목부(511) 내에는, 예를 들면, 도전성 접착재가 제2 전극(302)에 부착된 반도체 칩(300)이, 제2 전극(302)측이, 수납 오목부(511)의 저부측이 되도록 수납된다. 이 수납 상태로, 반도체 칩(300)의 제2 전극(302)과 단자판(512)이 전기적으로 접속, 즉, 제2 전극(302)과 금속 단자편(51b)이 전기적으로 접속된다.
그리고, 수납 오목부(511) 내에서의 수납 상태에서는, 반도체 칩(300)의 제1 전극(301)이 전면측에 드러난다. 그리고, 반도체 칩(300)의, 이 드러나 있는 제1 전극(301)과, 수납 오목부(511)의 주위의 소정 위치에 드러나 있는 단자판(513)이, 도 18(B)에 나타낸 바와 같이, 금속선(306)에 의해 서로 납땜 접속된다. 이것에 의해, 반도체 칩(300)의 제1 전극(301)과 금속 단자편(51a)이 전기적으로 접속된다.
이상에서와 같이 하여, 압력 센싱 디바이스(51)는, 소켓(510)의 수납 오목부(511)에 반도체 칩(300)이 수납되는 것으로 구성된다.
그리고, 본 예시에서는, 압력 센싱 디바이스(51)의 소켓(510)의 전면의 수납 오목부(511)를 사이에 두는 상하의 위치에는, 각각 윗방향 및 아랫방향의 돌출부(514a) 및 돌출부(515a)(도 18에서는, 돌출부(515a)는 생략한다)를 갖는 걸림 클로(claw)(係止爪)(514) 및 걸림 클로(515)가 형성되어 있다.
한편, 도시는 생략하지만, 외측 홀더(52)의 수납 공간(522)의 부분의 상하의 벽면에는, 압력 센싱 디바이스(51)의 소켓(510)의 걸림 클로(514) 및 걸림 클로(515)의 돌출부(514a) 및 돌출부(515a)가 계합하는 개구가 형성되어 있다.
압력 센싱 디바이스(51)는, 외측 홀더(52)의 수납 공간(522)에, 반도체 칩(300)의 제1 전극(301)이, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)와 맞닿도록 삽입된다. 그리고, 소켓(510)의 걸림 클로(514) 및 걸림 클로(515)의 돌출부(514a) 및 돌출부(515a)가, 외측 홀더(52)의 상기 개구에 계합함으로써, 압력 센싱 디바이스(51)는, 외측 홀더(52)의 수납 공간(522) 내에 수납 고정된다. 이 수납 고정 상태일 때, 압력 센싱 디바이스(51)에 수납 유지되고 있는 반도체 칩(300)의 제1 전극(301)의 상면(301a)은, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)의 선단 면과 맞닿는 상태가 된다.
그리고, 이 상태에서는, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)의 선단면의 중심 위치와, 반도체 칩(300)의 제1 전극(301)의 아래쪽의 원형 공간(305)의 중심 위치가 일치한다. 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)의 지름은, 0.7mm이며, 제1 전극(301)의 아래쪽의 원형 공간(305)의 지름은 1mm로서, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)의 지름이, 원형 공간(305)의 지름보다도 작게 되어 있다. 덧붙여, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)의 지름과 원형 공간(305)의 지름의 치수는, 일례이지만, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)의 지름이, 원형 공간(305)의 지름보다도 작게 되는 관계가 유지되도록 구성된다.
덧붙여, 본 실시 형태에 있어서는, 외측 홀더(52)의 수납 공간(522)의 내벽면에는, 축심 방향에 따르는 방향의 복수 개의 리브(rib, 돌출조)가 형성되어 있다. 이들 리브는, 외측 홀더(52)의 수납 공간(522)에서의 압력 센싱 디바이스(51)의 위치 규제용이다. 즉, 이들 리브가, 압력 센싱 디바이스(51)의 소켓(510)의 외주 측면에 맞닿음으로써, 압력 센싱 디바이스(51)에 수납되어 있는 반도체 칩(300) 제1 전극(301)의 아래쪽의 원형 공간(305)의 중심 위치와, 압압 부재(532)의 원주상 돌출부(532a)의 선단면의 중심 위치가 일치하도록, 압력 센싱 디바이스(51)를 위치 규제한다.
그리고, 소켓(510)에 대해서 형성되어 있는 금속 단자편(51a) 및 금속 단자편(51b)의 선단은, 도 17(A)에 나타낸 바와 같이, 프린트 기판(4)에 형성되어 있는 스루홀(4a, 4b)에 감합되어, 납땜되는 것에 의해, 프린트 기판(4)에 형성되어 있는 회로부와 접속된다.
이상과 같은 구성을 가지는 제3 실시 형태의 위치 지시기(1C)에 있어서, 심체(3)에 필압이 인가되면, 필압 검출용 모듈(50)에서는, 심체(3)가 계합되어 있는 내측 홀더(53)의 계지 부재(531)가, 외측 홀더(52) 내에 있어, 인가된 필압에 따라 축심 방향으로, 압력 센싱 디바이스(51)의 반도체 칩(300)을 압압하도록 변위한다. 이 때문에, 계지 부재(531)에 감합되어 있는 압압 부재(532)에 의해, 압력 센싱 디바이스(51)의 반도체 칩(300)의 제1 전극(301)이, 공간(305)을 통해서, 제2 전극(302)측으로 휘고, 이것에 의해, 반도체 칩(300)의 제1 전극(301)과 제2 전극(302)과의 사이에 구성되는 콘덴서의 정전 용량 Cd가, 필압에 따라 변화한다. 그리고, 이 정전 용량 Cd의 변화에 의해, 위치 지시기(1C)는, 심체(3)에 인가되는 필압을 검출하고, 그 검출한 필압 데이터를, 필압 데이터 송신 기간에 ASK 변조 신호로서 배치하여 위치 검출 장치(20)에 송출한다.
그리고, 이 제3 실시 형태의 위치 지시기(1C)에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 전극(6C, 7C, 8C)을 전환하는 것과 더불어, 교류 신호 Sc에 기초하여 ASK 변조 신호를 생성해서 위치 검출 장치(20)에 송출한다. ASK 변조되어 송출되는 교류 신호에, 전극(6C, 7C, 8C)을 식별하기 위한 식별 정보를 포함하는 것으로, 위치 검출 장치(20)에서는, 전술한 바와 같이 하여, 위치 지시기(1C)에 의한 지시 위치를 검출함과 더불어, 위치 지시기(1C)의 회전각 및 경사각을 검출할 수 있다.
［제3 실시 형태의 변형례］
상술한 제3 실시 형태의 위치 지시기(1C)에서는, 관 형상체(9C)의 외주면에 3개의 전극(6C, 7C, 8C)을 형성하도록 했지만, 도 17(D)에 나타낸 바와 같이, 관 형상체(9C)의 내주면에, 3개의 전극(6C', 7C', 8C')을 형성하도록 해도 좋다. 그 경우에는, 외측 홀더(52)의 오목부(523)의 저면에는, 도 17(E)에 나타낸 바와 같이, 관 형상체(9C)가 오목부(523)에 감합되었을 때에, 관 형상체(9C)의 내주면의 3개의 전극(6C', 7C', 8C')과 접촉해서 전기적으로 접속되는 도체편(54', 55', 56')을 형성한다. 덧붙여, 외측 홀더(52) 내에는, 도체편(54', 55', 56')과 프린트 기판(4)을 접속하기 위한 결선이 각각 마련되는 것은, 상술한 실시 형태와 같다.
［제4의 실시 형태］
상술한 제2 실시 형태의 위치 지시기(1A)에서는, 신호 전극(9)은, 관 형태의 형상으로서, 심체(3)를 삽입 통과하는 관통구를 갖는 것으로 하였다. 그러나, 이와 같은 관 형태의 형상의 신호 전극(9)을 이용하는 것이 아니라, 심체를 도전성 금속이나 도전성 수지를 이용할 수도 있다.
도 19는, 신호 전극으로서 도전성 금속이나 도전성 수지로 이루어지는 심체(3D)를 이용한 위치 지시기(1D)를 설명하기 위한 도면이다. 이 도 19의 예의 위치 지시기(1D)는, 심체(3D)에 인가되는 필압을 검출하기 위해서, 전술한 필압 검출용 모듈(50)을 이용한다. 도 19(A)는, 위치 지시기(1D)의 심체(3D)측의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
그리고, 이 도 19의 예의 위치 지시기(1D)에서는, 도 19(A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 3개의 저해 전극(6D, 7D, 8D)을, 심체(3D)가 삽입 통과되는 관 형상체(9D)의 외주면에 형성되도록 한다.
그리고, 필압 검출용 모듈(50)의 외측 홀더(52)의, 관 형상체(9D)가 감합되는 오목부(523)의 저면에는, 도 19(C)에 나타낸 바와 같이, 관 형상체(9D)의 외주면의 3개의 전극(6D, 7D, 8D)과 접촉하여 전기적으로 접속되는 도체편(54D, 55D, 56D)을 형성한다. 그리고, 외측 홀더(52)내에는, 도체편(54D, 55D, 56D)과 프린트 기판(4)을 접속하기 위한 결선(54Da, 55Da, 56Da)(도 19(A)에서는 결선(54Da)은 표시되어 있지 않다)이 각각 마련된다.
추가로, 본 실시 형태에서는, 외측 홀더(52)의 관통구(521)의 벽면에는, 도체층(58)이 인쇄나 증착 등에 의해 피착 형성되어 있음과 더불어, 이 도체층(58)으로부터 도전체 브러쉬(59)가 형성되어 있다. 그리고, 외측 홀더(52) 내에는, 도 19(A)에 나타낸 바와 같이, 도체층(58)과 프린트 기판(4)을 접속하기 위한 결선(58a)이, 예를 들면, 인서트 성형되어서 마련되어 있다.
따라서, 도전체인 심체(3D)가 외측 홀더(52)의 관통구(521)에 삽입 통과되면, 도 19(A)에 나타낸 바와 같이, 심체(3D)는 도전체 브러쉬(59)를 통해서 도체층(58)과 전기적으로 접속된다. 이것에 의해, 도전체인 심체(3D)가 프린트 기판(4)의 발진 회로의 출력단과 접속되어, 심체(3D)는 신호 전극으로서 동작한다.
심체(3D)의 단부의 소정 위치에는, 도 19(A)에 나타낸 바와 같이, 축심 방향에 직교하는 방향으로, 본 예시에서는 원호 형태로 돌출하는 환상 돌출부(3Da)가 형성되어 있다. 오목구(5311)의 환상 돌출부(5312)와, 심체(3D)의 환상 돌출부(3Da)와는, 심체(3D)의 환상 돌출부(3Da)가, 오목구(5311)의 환상 돌출부(5312)를 넘어갔을 때, 심체(3D)의 선단면이, 오목구(5311)의 저부에 충합 하도록, 오목구(5311) 및 심체(3D)의 소정 위치에 형성된다. 그리고, 심체(3D)의 선단면과 오목구(5311)의 저부와의 충합 상태에서는, 환상 돌출부(5312)와 환상 돌출부(3Da)와의 계합에 의해, 심체(3D)는, 계지 부재(531)의 오목구(5311) 내에 계지되어, 심체(3D)를 소정의 힘으로 잡아 당기듯이 하지 않는 한, 심체(3D)는 계지 부재(531)의 오목구(5311) 내에 계지되는 상태를 유지한다.
그리고, 본 예시의 위치 지시기(1D)는, 저해 전극(6D, 7D, 8D)이 스위치 회로(13D, 14D, 15D)를 통해서 선택적으로 접지되는 것으로, 제2 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지로 하여, 위치 검출 장치(20)에서는, 위치 지시기(1D)에 의한 지시 위치 및 필압을 검출함과 더불어, 위치 지시기(1D)의 회전각 및 경사각을 검출할 수 있다.
도 20에, 위치 지시기(1D)의 회로 구성예를 나타낸다. 즉, 이 위치 지시기(1D)에서는, 저해 전극(6D, 7D, 8D)의 각각과 접지단과의 사이에 스위치 회로(13D, 14D, 15D)가 마련된다. 그리고, 컨트롤러(10D)는, 발진 회로(12)에 인에이블 신호 CT를 공급함과 더불어, 스위치 회로(13D, 14D, 15D)에, 전환 제어 신호 SWa, SWb, SWc를 공급한다. 인에이블 신호 CT에 의한 제어에 따른 발진 회로(12)로부터의 교류 신호 Sc는 ASK 변조되어, 도전체로 이루어지는 심체(3D)에 공급된다.
컨트롤러(10D)는, 위치 지시기(1D)가 위치 검출 장치(20)의 센서부(100) 상에 접촉하고 있지 않는 상태에서는, 스위치 회로(13D, 14D, 15D)의 전부를 오프로 하여, 심체(3D)로부터 교류 신호를 저해하는 일 없이 송출하는 제어를 행한다.
그리고, 컨트롤러(10D)는, 필압 검출용 모듈(50)의 반도체 칩(300)으로 이루어지는 가변 용량 콘덴서 Cd의 용량에 기초하여, 위치 지시기(1D)가 위치 검출 장치(20)의 센서부(100)에 접촉한 상태를 검지하면, 전술한 제2 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지로 하여, 저해 전극(6D, 7D, 8D)을 순차로 전환하여, 심체(3D)로부터의 교류 신호의 송출을, 접지한 저해 전극(6D, 7D, 8D)에 의해 저해하도록 한다. 그리고, 컨트롤러(10D)는, 스위치 회로(13D, 14D, 15D) 중, 온으로 된 것에 접속되어 있는 저해 전극의 식별 정보를 포함하는 교류 신호 Sc를 발생하도록, 인에이블 신호 CT에 의해서 발진 회로(12)를 제어하도록 한다.
이것에 의해, 본 예시에 있어서도, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 위치 검출 장치(20)는, 위치 지시기(1D)에 의한 지시 위치 및 필압을 검출함과 더불어, 위치 지시기(1D)의 회전각 및 경사각을 검출하도록 한다.
［그 외의 실시 형태 또는 변형례］
상술한 제1 실시 형태 및 제3 실시 형태에서는, 교류 신호를 송출하는 전극 수는 3개로 했지만, 3개 이상이어도 좋다. 또한, 상술한 제2 실시 형태 및 제4 실시 형태에서는, 저해 전극은 3개로 했지만, 3개 이상이어도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 스위치 회로에 의해 선택 중의 전극(신호를 송출하는 전극 및 신호의 송출을 저해하는 전극의 어느 것이나)을 식별하는 식별 정보를, 송출하는 교류 신호에 포함하도록 했지만, 선택 중이 아닌 전극을 식별하는 식별 정보를, 송출하는 교류 신호에 포함하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 3개 이상의 복수의 전극의 각각 하나를 선택하도록 했지만, 복수 개씩을 선택하도록 해도 좋다. 그 경우에는, 식별 정보는, 그들 복수 개의 전극의 각각을 식별하는 정보로 하도록 한다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 필압을 검출하는 압력 검출 센서는, 상술한 실시 형태로 이용한 것에 한정되는 것이 아니라, 위치 지시기의 심체의 축심 방향의 변위를, 광학적으로 검출하는 방법 등을 이용할 수도 있다.
덧붙여, 저해 전극을 마련하여, 신호 전극으로부터의 교류 신호의 송출을 저해하는 제2 실시 형태 및 제4 실시 형태에서는, 컨트롤러(10A) 또는 컨트롤러(10D)로부터의 인에이블 신호에 의해 발진 회로(12)로부터의 교류 신호의 출력을 단속시키는 것이 아니라, 저해 전극을 이용하여, 위치 지시기로부터의 교류 신호의 송출의 단속을 제어하도록 할 수 있다.
그 경우에는, 컨트롤러(10A) 또는 컨트롤러(10D)는, 발진 회로(12)에서는 항상 교류 신호를 송출시키도록 제어한다. 그리고, 발진 회로(12)로부터의 교류 신호의 송출을 정지시키는 기간에 있어서는, 컨트롤러(10A) 또는 컨트롤러(10D)는, 복수의 저해 전극의 전부를 접지 전위로 하여, 신호 전극으로부터의 교류 신호의 송출을 저해하도록 한다.
즉, 위치 지시기가 센서부(100)에 접촉하고 있지 않는 상태에 있어서, 교류 신호를 송출하는 기간에서는 모든 저해 전극을 접지 전위로 하지 않도록 하고, 교류 신호의 송출을 정지할 때에는, 모든 저해 전극을 접지 전위로 한다. 또한, 위치 지시기가 센서부(100)에 접촉하고 있는 상태에 있어서, 각각의 저해 전극의 선택 기간에서, 교류 신호를 송출할 때에는, 당해 저해 전극만을 접지하도록 함과 아울러, 교류 신호를 송출하지 않을 때에는, 모든 저해 전극을 접지 전위로 하도록 제어한다.
덧붙여, 상술한 제2 실시 형태나 제4 실시 형태에서는, 저해 전극은, 접지로 하도록 해서, 교류 신호의 송출을 저해하도록 했지만, 저해 전극을 전원 전위 등의 소정의 직류 전위로 하여도, 동일하게 교류 신호의 송출을 저해할 수 있다.
덧붙여, 상술한 제1 ~ 제3 실시 형태에 있어서는, 심체로서 수지제의 막대 형태(棒狀)의 심체(3)를 이용하도록 했지만, 이 심체(3) 대신에, 이른바 볼펜의 교환용 심을 이용할 수도 있다. 그 경우에는, 위치 지시기는, 볼펜으로서도 사용할 수 있어 편리하다.
덧붙여, 상술한 실시 형태의 설명에 있어서는, 위치 지시기의 구동 전원은 전지로 했지만, 전원 전압을 축적하는 콘덴서를 위치 지시기에 마련하여, 당해 콘덴서를 구동 전원으로서 이용하도록 해도 좋다. 그 경우에, 콘덴서에 전원 전압을 축적하는 구성은, 전자 유도나 전계 결합에 의해 전력 에너지를 외부로부터 받아서 충전하는 충전 회로의 구성으로 해도 좋고, 위치 지시기에 추가로 충전 단자를 마련하여, 전용의 충전 장치로부터 당해 충전 단자를 통해서 충전 전류를 공급하도록 구성해도 좋다. 그리고, 외부로부터의 전력 에너지(전자 에너지나 전계 에너지)는, 위치 검출 장치로부터 위치 지시기에 공급하도록 해도 좋고, 전용의 전력 공급 장치로부터 공급하도록 해도 좋다.
1, 1A, 1B, 1C, 1D … 위치 지시기
2 … 하우징
3, 3 D … 심체
4 … 프린트 기판
5 … 가변 용량 콘덴서
6, 7, 8 … 전극
6 A, 7 A, 8 A … 저해 전극
9 … 신호 전극
10, 10 A, 10 D … 컨트롤러
11 … 전지
12 … 발진 회로
50 … 필압 검출용 모듈
51 … 압력 센싱 디바이스
300 … 반도체 칩

Claims (23)

  1. 펜 형상의 하우징 내에 교류 신호 생성 회로를 구비하여 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 송출하는 위치 지시기와, 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호를 수신하는 센서를 구비하여, 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 장치에 있어서,
    상기 위치 지시기는, 상기 펜 형상의 하우징의 선단부에 있어서 서로 전기적으로 분리되어 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치를 둘러싸도록 배설된 적어도 3개의 전극을 구비하는 것과 함께, 상기 적어도 3개의 전극에는 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 상기 교류 신호를 선택적으로 공급하는 것과 함께 상기 교류 신호가 선택적으로 공급되는 전극을 식별하는 식별 정보를 생성하여 상기 센서에 송출하는 제어를 행하는 제어 회로를 구비하고 있고,
    상기 센서는, 제1 방향으로 복수의 도체가 배설되는 것과 함께 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 복수의 도체가 배설된 구성을 구비하고 있고,
    상기 센서에 의해서 수신된 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호에 기초하여 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 회로와, 상기 센서에 의해서 수신된 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호와 상기 식별 정보에 기초하여 상기 센서 상에서의 상기 위치 지시기의 회전각 및 경사각의 적어도 한쪽의 정보를 산출하는 각도 정보 산출 회로를 구비하고,
    상기 위치 지시기는, 상기 펜 형상의 하우징의 선단부로부터 돌출된 심체와, 상기 심체에 인가된 압력을 검출하는 압력 검출 센서를 구비하고 있고, 상기 압력 검출 센서로 검출된 상기 심체에 인가된 압력이 소정의 값 이하인 경우에는, 상기 제어 회로는 상기 적어도 3개의 전극 중에 복수의 전극을 동시에 선택하여 상기 교류 신호를 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력 검출 센서로 검출된 상기 심체에 인가된 압력이 소정의 값을 넘는 것에 대응하여, 상기 제어 회로는 상기 적어도 3개의 전극에 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 상기 교류 신호를 선택적으로 공급하는 것과 함께 상기 교류 신호가 선택적으로 공급되는 전극을 식별하는 식별 정보를 생성하는 제어를 행하도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  3. 펜 형상의 하우징 내에 교류 신호 생성 회로를 구비하여 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 송출하는 위치 지시기와, 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호를 수신하는 센서를 구비하여, 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 장치에 있어서,
    상기 위치 지시기는, 상기 하우징의 선단부에, 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치에 배설된 제1 전극과, 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치에서 상기 제1 전극을 둘러싸도록 배설된 제2 전극으로 이루어진 복수의 전극을 구비하고 있고, 상기 제1 전극에 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 공급하는 것과 함께 상기 제2 전극을 선택적으로 소정의 전위로 설정하는 제어를 행하는 제어 회로를 구비하고 있고,
    상기 센서는, 제1 방향으로 복수의 도체가 배설되는 것과 함께 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 복수의 도체가 배설된 구성을 구비하고 있고,
    상기 센서에 의해서 수신된 상기 위치 지시기의 상기 제1 전극으로부터 송출된 상기 교류 신호에 기초하여 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 회로와, 상기 센서의 센서면에 대한 상기 위치 지시기의 적어도 경사각의 정보를 산출하는 각도 정보 산출 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 전극은 복수의 전극편으로 구성되어 있고, 상기 제어 회로에 의해서 상기 제2 전극을 구성하는 상기 복수의 전극편을 선택적으로 소정의 전위로 설정함으로써, 상기 센서면 상에서의 상기 위치 지시기의 상기 축심 방향에 기초하는 상기 위치 지시기의 회전각에 대한 정보가 상기 각도 정보 산출 회로에 의해서 산출 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 제2 전극을 구성하는 상기 복수의 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보를 생성하여 상기 센서에 송출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 위치 지시기는, 상기 하우징의 상기 선단부로부터 돌출된 심체와, 상기 심체에 인가된 압력을 검출하는 압력 검출 센서를 구비하고 있고, 상기 압력 검출 센서로 검출된 상기 심체에 인가된 압력이 소정의 값 이하인 경우에는, 상기 제어 회로는 적어도 상기 제2 전극에 상기 교류 신호를 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 위치 지시기는, 상기 하우징의 상기 선단부로부터 돌출된 도전성을 가지는 심체를 구비하고 있고, 상기 심체가 상기 제1 전극을 구성하는 것과 함께, 상기 제2 전극은 상기 심체를 둘러싸도록 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  8. 펜 형상의 하우징 내에 교류 신호 생성 회로를 구비하여 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를, 위치 검출 장치의 센서에 송출하는 위치 지시기에 있어서,
    상기 하우징의 선단부에는, 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치에 배설된 제1 전극과, 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치에서 상기 제1 전극을 둘러싸도록 배설된 제2 전극으로 이루어진 복수의 전극을 구비하고 있고, 상기 제1 전극에 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 공급하는 것과 함께 상기 제2 전극을 선택적으로 소정의 전위로 설정하는 제어를 행하는 제어 회로를 구비하고,
    상기 제2 전극은 복수의 전극편으로 구성되며, 상기 제어 회로는 상기 제2 전극을 구성하는 상기 복수의 전극편을 선택적으로 소정의 전위로 설정하며,
    상기 제1 전극으로부터의 교류 신호는 상기 소정의 전위로 설정된 전극편측에서의 송출이 저해되는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 제2 전극을 구성하는 상기 복수의 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보를 생성하여 상기 센서에 송출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 위치 지시기는, 상기 하우징의 상기 선단부로부터 돌출된 심체와, 상기 심체에 인가된 압력을 검출하는 압력 검출 센서를 구비하고 있고, 상기 압력 검출 센서로 검출된 상기 심체에 인가된 압력이 소정의 값 이하인 경우에는, 상기 제어 회로는 적어도 상기 제2 전극에 상기 교류 신호를 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 위치 지시기는, 상기 펜 형상의 하우징의 상기 선단부로부터 돌출된 도전성을 가지는 심체를 구비하고 있고, 상기 심체가 상기 제1 전극을 구성하는 것과 함께, 상기 제2 전극은 상기 심체를 둘러싸도록 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  13. 펜 형상의 하우징 내에 교류 신호 생성 회로를 구비하여 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 송출하는 위치 지시기와, 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호를 수신하는 센서를 구비하고, 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 장치에 있어서,
    상기 위치 지시기는, 상기 펜 형상의 하우징의 선단부에, 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치에 배설된 제1 전극과, 서로 전기적으로 분리되어 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치를 둘러싸도록 배설된 적어도 3개의 전극편으로 이루어진 제2 전극을 구비하고 있고, 상기 제1 전극에 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 공급하는 것과 함께 상기 적어도 3개의 전극편을 선택적으로 소정의 전위로 설정하는 제어와, 상기 소정의 전위가 선택적으로 설정되는 상기 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보를 생성하여 상기 센서에 송출하는 제어를 행하는 제어 회로를 구비하고 있고,
    상기 센서는, 제1 방향으로 복수의 도체가 배설되는 것과 함께 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 복수의 도체가 배설된 구성을 구비하고 있고,
    상기 센서에 의해서 수신된 상기 위치 지시기의 상기 제1 전극으로부터 송출된 상기 교류 신호에 기초하여 상기 위치 지시기가 상기 센서 상에서 지시하는 위치를 검출하는 위치 검출 회로와, 상기 센서에 의해서 수신된 상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 교류 신호와 상기 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보에 기초하여 상기 센서 상에서의 상기 위치 지시기의 회전각 및 경사각의 적어도 한쪽의 정보를 산출하는 각도 정보 산출 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 위치 지시기는 상기 펜 형상의 하우징의 상기 선단부로부터 돌출된 심체와 상기 심체에 인가된 압력을 검출하는 압력 검출 센서를 구비하고 있고, 상기 압력 검출 센서로 검출된 상기 심체에 인가된 압력이 소정의 값을 넘은 것에 대응하여, 상기 제어 회로는 상기 제2 전극을 구성하는 상기 적어도 3개의 전극편에 대해서 상기 소정의 전위를 선택적으로 설정하는 것과 함께 상기 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보를 생성하여 상기 센서에 송출하는 제어를 행하도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 위치 지시기는 상기 펜 형상의 하우징의 선단부로부터 돌출된 심체와 상기 심체에 인가된 압력을 검출하는 압력 검출 센서를 구비하고 있고, 상기 압력 검출 센서로 검출된 상기 심체에 인가된 압력이 소정의 값 이하인 경우에는, 상기 제어 회로는 상기 제2 전극을 구성하는 상기 적어도 3개의 전극편 중 어느 것에 대해서도 상기 소정의 전위로 설정하는 제어를 행하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 제2 전극을 구성하는 상기 적어도 3개의 전극편 중에 소정 개수의 전극편을 순차로 선택하여 상기 소정의 전위를 설정하는 것과 함께 상기 소정의 전위가 선택적으로 설정되는 상기 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보를 생성하여 상기 교류 신호를 송출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 제2 전극을 구성하는 상기 적어도 3개의 전극편 중에 하나의 전극편을 순차로 선택하여 상기 소정의 전위를 설정하는 것과 함께 상기 소정의 전위가 설정되는 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보를 생성하여 상기 교류 신호를 송출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 교류 신호가 선택적으로 공급되는 상기 제1 전극을 통해서 상기 선택 상태를 나타내는 정보를 송출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 위치 지시기는, 상기 하우징의 상기 선단부로부터 돌출된 도전성을 가지는 심체를 구비하고 있고, 상기 심체가 상기 제1 전극을 구성하는 것과 함께, 상기 제2 전극은 상기 심체를 둘러싸도록 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  20. 펜 형상의 하우징 내에 교류 신호 생성 회로를 구비하여 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를, 위치 검출 장치의 센서에 송출하는 위치 지시기에 있어서,
    상기 펜 형상의 하우징의 선단부에 있어서 서로 전기적으로 분리되어 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치를 둘러싸도록 배설된 적어도 3개의 전극을 구비하는 것과 함께, 상기 적어도 3개의 전극에는 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 상기 교류 신호를 선택적으로 공급하는 것과 함께 상기 교류 신호가 선택적으로 공급되는 전극을 식별하는 식별 정보를 생성하여 상기 센서에 송출하는 제어를 행하는 제어 회로를 구비하고,
    추가로, 상기 펜 형상의 하우징의 선단부로부터 돌출된 심체와, 상기 심체에 인가된 압력을 검출하는 압력 검출 센서를 구비하고 있고, 상기 압력 검출 센서로 검출된 상기 심체에 인가된 압력이 소정의 값 이하인 경우에는, 상기 제어 회로는 상기 적어도 3개의 전극 중에 복수의 전극을 동시에 선택하여 상기 교류 신호를 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  21. 펜 형상의 하우징 내에 교류 신호 생성 회로를 구비하여 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를, 위치 검출 장치의 센서에 송출하는 위치 지시기에 있어서,
    상기 펜 형상의 하우징의 선단부에는, 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치에 배설된 제1 전극과, 서로 전기적으로 분리되어 상기 하우징의 축심 방향의 소정의 위치를 둘러싸도록 배설된 적어도 3개의 전극편으로 이루어진 제2 전극을 구비하고 있고, 상기 제1 전극에 상기 교류 신호 생성 회로에 의해서 생성된 교류 신호를 공급하는 것과 함께 상기 적어도 3개의 전극편을 선택적으로 소정의 전위로 설정하는 제어를 행하는 제어 회로를 구비하고,
    상기 제1 전극으로부터의 교류 신호는 상기 소정의 전위로 설정된 전극편측에서의 송출이 저해되는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 적어도 3개의 전극편을 선택적으로 소정의 전위로 설정하는 것과 함께 상기 소정의 전위가 선택적으로 설정되는 상기 전극편의 선택 상태를 나타내는 정보를 생성하여 상기 센서에 송출하는 제어를 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  23. 삭제
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