KR20110091459A

KR20110091459A - 지시체, 위치 검출 장치 및 위치 검출 방법

Info

Publication number: KR20110091459A
Application number: KR1020110009600A
Authority: KR
Inventors: 야스오 오다; 사다오 야마모토; 요시히사 스기야마
Original assignee: 가부시키가이샤 와코무
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2011-08-11
Also published as: US20110193776A1; US20200089342A1; EP2354909A2; US20160162054A1; KR20170095795A; TW201543278A; US20180173332A1; US20240077960A1; US10514781B2; TW201643618A; JP5442479B2; US10108277B2; US10429955B2; US20150070316A1; US9606640B2; US10437353B2; KR101878103B1; US11099661B2; TWI539330B; US20180314350A1

Abstract

[과제] 정전 결합 방식의 위치 검출 장치에 있어서, 복수의 부호를 이용하여, 지시체의 지시 위치뿐만 아니라, 예를 들어 필압, 사이드 스위치 정보 등 위치 정보 이외의 정보 검출을 가능하게 한다.
[해결 수단] 지시체측은 펜 팁에 인가된 압력을 2개 부호 사이의 시간차에 대응지어 송신하고, 위치 검출기는 수신 도체에 발생한 신호와 상기 2개의 부호에 대응한 상관 연산용 부호와의 상관 연산을 행함으로써 적어도 1개의 부호에 기초한 상관 연산 결과로부터 상기 지시체에 의해 지시된 센서부 상의 위치를 검출하고, 상기 상관 연산에 의해 산출된 2개의 부호에 기초한 상관 연산 결과로부터 상기 2개 부호 사이의 시간차에 대응하여 상기 지시체에 인가된 압력을 검출하는 필압 산출 회로를 구비한다. 또한, 수신 시 부호의 유무, 또는 지시체 내에 구비된 복수의 전극편 각각으로부터 송신된 부호를 수신하여 신호 레벨을 비교함으로써 위치 정보 이외의 정보 검출을 행한다.

Description

지시체, 위치 검출 장치 및 위치 검출 방법{POINTER, POSITION DETECTION APPARATUS AND POSITION DETECTION METHOD}

본 발명은 지시체, 위치 검출 장치 및 위치 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전 결합 방식에 있어서 지시체, 위치 검출 장치 및 위치 검출 방법에 관한 것이다.

종래, 컴퓨터 장치 상에서 묘화나 일러스트 작성 등에 이용되는 포인팅 디바이스의 하나로서, 타블렛으로 불리는 위치 검출 장치가 개발되고 있다. 이와 같은 위치 검출 장치는 통상, 거의 평판 형상인 위치 검출기와, 유저가 위치 검출기 상에서 조작하는 펜 형상의 지시체로 구성된다.

상술한 바와 같은 위치 검출 장치에 있어서, 종래, 정전 결합 방식을 채용한 위치 검출 장치가 제안되고 있다. 정전 결합 방식의 위치 검출 장치는 주로, 집적 회로(IC：Integrated Circuit)를 포함하는 지시체와, 소정 패턴으로 배열된 도체군을 가지는 센서부를 구비하는 위치 검출기로 구성된다. 그리고 센서부 상의 지시체로부터 도체군에 소정의 신호를 송신하고, 위치 검출기에서 그 송신 신호의 수신 위치를 특정하는 것에 의해 지시체의 지시 위치를 검출한다.

[선행 기술 문헌]

[특허 문헌]

[특허 문헌 1] 일본 특개평 8－50535호 공보

정전 결합 방식의 위치 검출 장치에 있어서, 통상, 지시체로부터 센서부에 송신되는 신호는 지시체가 지시하는 위치를 검출하기 위해 이용된다. 그러므로, 이와 같은 위치 검출 장치에서, 지시체가 지시하는 위치의 검출은 가능하지만, 예를 들어 지시체의 필압(筆壓) 정보, 지시체가 위치 검출기에 컨택트한 것을 나타내는 펜 다운 정보 등, 위치 정보 이외의 정보를 검출할 수 없다고 하는 과제가 있었다. 또한, 펜 형상의 지시체와 지시체로서의 손가락 등, 복수 종류의 지시체를 동시에 검출할 수 없다고 하는 과제도 있었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 정전 결합 방식을 채용한 위치 검출 장치에 있어서, 상관 연산 처리가 행해지는 부호를 이용함으로써, 지시체가 지시하는 위치뿐만 아니라, 예를 들어 필압 정보, 또는 지시체의 펜 팁(pen tip)을 회전의 중심점으로 하여 지시체를 위치 검출기 상에서 회전시킨 경우의 그 회전 위치 또는 기울기 등, 위치 정보 이외의 정보를 검출 가능하게 하는 것이다. 또한, 지시체로서의 손가락에 의한 위치 지시 정보 등, 복수 종류의 지시체에 의한 정보도 동시에 검출 가능하게 한다.

상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 위치 검출 장치는 지시체에 인가된 압력을 2개 부호 사이의 시간차에 대응지어 송신하기 위한 송신 신호 생성부를 구비하고, 상기 송신 신호 생성부에 의해 생성된 신호를 송신하기 위한 지시체와; 소정 방향에 배치된 복수의 제1 도체와 상기 소정 방향과 교차하는 방향에 배치된 복수의 제2 도체를 구비하고, 상기 지시체로부터 송신된 신호를 수신하기 위한 센서부와; 상기 복수의 제1 도체를 구성하는 도체와 상기 복수의 제2 도체를 구성하는 도체에 각각 발생한 신호와 상기 2개의 부호에 대응한 상관 연산용 부호와의 상관 연산을 행하기 위한 상관 연산 회로와; 상기 상관 연산 회로에 의해 산출된 적어도 1개의 부호에 기초한 상관 연산 결과로부터 상기 지시체에 의해 지시된 센서부 상의 위치를 검출하기 위한 위치 산출 회로와; 상기 상관 연산 회로에 의해 산출된 2개의 부호에 기초한 상관 연산 결과로부터 상기 2개 부호 사이의 시간차에 대응하여 상기 지시체에 인가된 압력을 검출하는 필압 산출 회로를 구비한다. 또, 지시체의 펜 팁을 회전의 중심점으로 하여 지시체를 위치 검출기 상에서 회전시킨 경우의 그 회전 위치 또는 기울기 등, 위치 정보 이외의 정보를 검출 가능하게 하기 위해, 지시체에는 그 중심축의 주위에 전기적으로 분할된 복수의 전극편이 배치되고, 각각의 전극편에, 종류가 다른 부호를 공급한다. 또한, 손가락에 의한 지시 조작도 동시 검출 가능하게 하기 위해, 위치 검출기 내에 부호 생성부와 센서부를 구성하는 도체를 신호 수신용과 신호 송신용으로 전환하기 위한 전환부를 구비한다.

또한, 상기 2개의 부호는 부호 패턴이 동일한 부호이어도 좋으며, 서로 다른 부호 패턴을 이용할 수도 있다. 또한, 동일한 부호 패턴을 이용하는 경우에는, 이 부호 패턴에 대응한 동일한 상관 연산용 부호를 이용할 수 있다.

또, 본 발명의 지시체는 위치를 지시하기 위한 선단부(先端部; 펜 팁)가 하우징으로부터 돌출하여 구비된 지시체이며, 부호 패턴이 서로 다른 제1 부호 및 제2 부호가 생성됨과 아울러 상기 지시체의 선단부에 인가된 압력에 대응하여, 이러한 2개의 부호가 생성되는 타이밍 즉 부호 사이의 시간차(위상차)를 제어하거나, 또는 소정의 부호 패턴을 가지는 1개의 부호가 생성됨과 아울러 상기 지시체의 선단부에 인가된 압력에 대응하여, 이러한 부호의 최초 생성에 대한 다음 생성의 타이밍 즉 부호 사이의 시간차(위상차)를 제어하는 부호 생성 회로와, 상기 부호 생성 회로에 의해 생성된 부호를 송신하기 위한 송신 신호 생성부를 구비한다.

본 발명은 위치 검출 장치에 정전 결합 방식을 채용한 경우에 바람직한 발명이며, 지시체로부터 시간차를 가지고 송신된, 동일한 부호 패턴을 가지거나, 또는 부호 패턴이 서로 다른 제1 및 제2 부호를 수신하고, 제1 부호를 이용하여 지시체의 위치 검출을 행하고, 또한 제2 부호와의 사이의 시간차에 기초하여, 예를 들어 필압 정보, 또는 지시체의 회전 위치 정보 등 위치 정보 이외의 정보를 얻는다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 지시체로부터, 서로의 부호 패턴이 동일하거나 또는 다른 제1 부호 및 제2 부호를 송신하고, 신호 수신 시에는 수신 신호와, 제1 및 제2 부호에 대응한 각 상관 연산용 부호와의 사이의 상관 연산을 행함으로써, 지시체의 지시 위치뿐만 아니라, 예를 들어 필압 정보 등 위치 정보 이외의 정보를 검출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 위치 검출 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 지시체의 개략 구성도이다.
도 3에서 도 3(a) 및 (b)는 지시체 내 송신 부호 생성부의 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 위치 검출기의 개략 구성도이다.
도 5는 상관 연산부의 개략 구성도이다.
도 6은 상관기의 개략 구성도이다.
도 7에서 도 7(a) ~ (c)는 상관기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 지시체의 동작 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 9는 위치 검출기의 동작 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 10에서 도 10(a) ~ (c)는 제1 및 제2 부호를 시간 다중시켜 송신하는 경우에 있어서 지시체의 위치 검출 및 필압 검출의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 변형예 1의 지시체의 개략 구성도이다.
도 12에서 도 12(a) 및 (b)는 변형예 2의 지시체의 개략 구성도이다.
도 13에서 도 13(a)는 변형예 3의 지시체에서 송신하는 신호의 PSK 변조 전 부호의 파형도이고, 도 13(b)는 PSK 변조 후 부호의 신호 파형도이다.
도 14는 변형예 3의 지시체의 개략 구성도이다.
도 15는 변형예 3의 위치 검출기의 수신계 회로군의 개략 구성도이다.
도 16에서 도 16(a)는 변형예 4의 지시체에서 송신하는 신호의 FSK 변조 전 부호의 파형도이고, 도 16(b)는 FSK 변조 후의 신호 파형도이다.
도 17은 변형예 4의 지시체의 개략 구성도이다.
도 18은 변형예 4의 위치 검출기의 수신계 회로군의 개략 구성도이다.
도 19는 변형예 5에 있어서 지시체의 회전 검출, 기울기 검출을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 변형예 5의 지시체의 개략 구성도이다.
도 21은 변형예 6의 위치 검출기의 개략 구성도이다.
도 22는 변형예 7의 위치 검출기의 개략 구성도이다.
도 23은 변형예 7의 위치 검출기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 위치 검출 장치의 일 실시 형태를, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 하기 실시 형태에서 한정되는 것은 아니다.

본 실시 형태에서는 서로 부호 패턴이 다른 2개의 부호, 또는 서로가 동일한 부호 패턴을 가지는 2개의 부호를 이용하여 지시체의 위치 및 필압, 즉 지시체에 인가된 압력을 검출한다. 이용하는 부호로서는 예를 들어 8비트 코드이면, 「11110000」, 「11001100」, 및 「10101010」중 필요에 따라서 1개 또는 복수의 부호 패턴을 이용한다. 또, 「00101101」, 「11001100」, 및 「10101010」의 부호 패턴도 이용할 수 있다. 　

이러한 부호 패턴을 이용하면, 수신 시의 상관 연산 처리에 의해 서로의 부호 패턴을 식별할 수 있다. 다른 부호로서는 예를 들어 M계열, 골드 부호 계열 등을 포함하는 확산 부호나, 예를 들어 아다마르 부호, 왈시 부호 등의 직교 부호를 이용해도 좋다. 또한, 직교 부호를 이용함으로써, 수신 시의 상관 연산 처리에 의해 서로의 부호 패턴의 식별 감도를 높일 수 있다.

［위치 검출 장치의 구성］　

도 1에, 본 실시 형태의 위치 검출 장치의 외관 사시도를 나타낸다. 또한, 본 실시 형태에서는 위치 검출 장치로서 타블렛을 이용한 예를 설명한다. 위치 검출 장치(1)는 펜 형상의 지시체(2)와 평판 형상의 위치 검출기(3)로 구성되고, 외부 기기 접속 케이블(4)를 통해 퍼스널 컴퓨터(PC) 등의 외부 기기에 접속된다.

지시체(2)는 위치 검출기(3)의 스캔 가능 영역(3a) 상에서 이용한다. 이 스캔 가능 영역(3a) 상에서는 위치 검출기(3)에 의해 지시체(2)의 지시 위치(좌표)나 필압 등을 검출할 수 있게 되어 있다.

위치 검출기(3)는 지시체(2)가 지시한 위치의 좌표를 검출하고, 그 좌표 정보를 외부 기기에 출력한다. 그리고 외부 기기의 표시 화면(미도시) 상에서는 위치 검출기(3)로부터 입력된 좌표 정보에 대응하는 위치에 포인터 등이 표시된다. 　

［지시체의 구성］　

도 2에, 본 실시 형태의 지시체(2)의 개략 구성을 나타낸다. 지시체(2)는 제1 전극(20), 제2 전극(21), 가변 용량 컨덴서(22), 집적 회로(23), 코일(24), 전원 생성 회로(25), 이러한 구성 부재를 내포하는 하우징(129)을 구비한다. 가변 용량 컨덴서(22)는 인가되는 압력에 따라 용량값을 변화시키는 컨덴서이다. 하우징(129)은 금속 등의 도전성을 가지는 재질로 구성된다.

제1 전극(20)은 봉 형상을 가지고 있고, 그 일방의 선단부는 하우징(129)의 일방의 단부(端部)로부터 돌출하도록 배치된다. 또, 그 선단부는 도전성을 구비함으로써 펜 팁으로서 기능한다. 즉, 하우징(129)으로부터 돌출한 선단부는 지시체(2)의 펜 팁으로서 기능함과 동시에 제1 전극(20)으로서도 기능한다. 한편, 제2 전극(21)은 이 예에서 거의 원통형의 전극이고, 제1 전극(20)을 둘러싸도록 배치된다. 즉, 봉 형상의 제1 전극(20)을 중심으로 하여 하우징(129)의 내주면(內周面)을 따라서 배치된다. 또, 집적 회로(23)로부터 출력되는 부호(C1, C2)는 저항(R1, R2)을 통해 신호 가산된 후, 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)에 공급된다. 따라서 집적 회로(23)로부터 출력된 2개의 부호 패턴에 각각 대응한 신호가 신호 가산된 형태에서 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)에 인가되는 것에 의해, 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)을 통해 위치 검출기(3)에 신호가 송신된다.

압력 검출 소자로서 배치된 가변 용량 컨덴서(22)는 펜 팁에 가해진 압력, 이른바 필압에 의해 용량이 변화하는 구성을 구비한다. 구체적으로, 가변 용량 컨덴서(22)를 구성하는 한 쌍의 전극(미도시) 중 일방의 전극이, 제1 전극(20)의 단부와 계합(係合)하도록 구성된다. 그러므로, 지시체(2)를 위치 검출기(3)에 접촉시켜 제1 전극(20)이 스캔 가능 영역(3a) 상에서 눌리면, 가변 용량 컨덴서(22)의 일방의 전극도 프레스(press)된다. 이로 인해 가변 용량 컨덴서(22)의 한 쌍 전극 사이의 전기적 특성이 변화하는 것에 의해, 컨덴서의 용량이 변화한다. 즉, 가변 용량 컨덴서(22)의 용량 변화량은 필압과 대응하게 된다. 또한, 압력 검출 소자로서는 필압에 따라 인덕턴스가 변화하도록 구성된 인덕턴스 가변 코일 또는 필압에 따라 저항값이 변화하도록 구성된 가변 저항을 이용해도 좋다. 또, 가변 용량 컨덴서, 인덕턴스 가변 코일 및 가변 저항 중 어느 것을 포함하는 공진 회로를 이용해도 좋다. 요점은, 압력 검출 소자는 지시체(2)의 선단부(펜 팁)에 인가된 압력(필압)이 송신 부호 생성부(28)로부터 출력되는 부호 신호의 생성 개시 타이밍(위상)에 작용하는 구성을 구비하고 있으면 좋다.

제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)를 포함하는 송신 부호 생성부(28)는 집적 회로(23)를 구성한다. 본 실시 형태에서는 제1 부호 생성부(26)로부터 출력되는 제1 부호(C1)를 이용하여 위치 검출을 행하고, 또한 제2 부호 생성부(27)로부터 출력되는 제2 부호(C2)도 이용하여 필압 검출을 행한다.

또, 집적 회로(23)의 각 출력 단자는 저항(R1, R2)을 통해 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)에 각각 접속되어 있고, 소정의 타이밍에서 제1 부호(C1) 및／또는 제2 부호(C2)에 대응한 송신 신호를 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)에 출력한다. 또한, 본 실시 형태에서는 제1 부호 생성부(26)로부터 출력되는 제1 부호(C1)와, 제2 부호 생성부(27)로부터 출력되는 제2 부호(C2)는 부호 패턴이 서로 다른 것으로 한다. 단, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 후술하는 바와 같이, 동일한 부호 패턴을 이용하여, 서로의 부호 사이의 신호 생성 개시 타이밍(위상)을 제어하는 것에 의해, 2개의 부호를 생성해도 좋다.

제2 부호 생성부(27)는 가변 용량 컨덴서(22)에 접속된다. 그리고 제2 부호 생성부(27)는 필압에 대응한 가변 용량 컨덴서(22)의 용량 변화에 기초하여, 제2 부호(C2)의 신호 생성 개시 타이밍(위상)을 변화시킨다. 즉, 본 실시 형태에서는 제1 부호 생성부(26)로부터 출력되는 제1 부호(C1)의 생성 타이밍과 제2 부호(C2)의 생성 타이밍 사이의 시간차(위상차)가, 지시체(2)에 인가된 필압에 대응하도록 구성된다.

또한, 집적 회로(23)는 송신 부호 생성부(28)의 동작을 제어하는 제어 회로(미도시)를 구비하고, 그 제어에 필요한 클록 신호 등은 제어 회로에 의해 생성된다. 또한, 집적 회로(23)는 후술하는 코일(24) 및 전원 생성 회로(25)에 의해 생성되는 전압에 의해 구동된다.

코일(24)은 위치 검출기(3)에 구비된, 후술하는 센서부(30)의 여자(勵磁) 코일(35)로부터 송출되는 여자 신호를 수신한다. 이로 인해, 코일(24)에 고주파 신호가 유기(誘起)된다. 그리고 이 유기된 고주파 신호는 전원 생성 회로(25)에 입력된다. 전원 생성 회로(25)는 정류 회로(미도시)를 가지고, 코일(24)로부터 공급된 고주파 신호를, 정류 회로에 의해 정류하여 직류 전압으로 변환한다. 그리고 전원 생성 회로(25)는 변환된 직류 전압을 집적 회로(23)의 구동용 전원으로서 집적 회로(23)에 공급한다. 　

또한, 본 실시 형태에서는 집적 회로(23) 내에 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)를 각각 생성하는 제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)를 마련하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 집적 회로(23) 내에 예를 들어 ROM(Read Only Memory)를 마련하고, 이 ROM에 미리 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)를 기억해 두고, 부호 송신 시에 이 ROM으로부터 이러한 부호 패턴을 독출하여 송신하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 이 경우, 가변 용량 컨덴서(22)의 용량 변화량 ΔC와, 제1 부호(C1)의 신호 생성 개시 타이밍과 제2 부호(C2)의 신호 생성 개시 타이밍의 대응 관계를 미리 테이블화하여 ROM에 기억해 둔다.

도 3(a) 및 (b)는 도 2에 나타내는 지시체(2) 내 송신 부호 생성부(28)의 회로 구성예를 나타낸다. 도 3(a)는 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)의 부호 패턴이 서로 다른 경우 송신 부호 생성부(28)의 회로 구성예이다. 제1 전극(20)을 통해 인가되는 압력에 따라 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서(22)의 일단은 그라운드에 접속된다. 그 타단은 저항(144)을 통해 전원 생성 회로(25)에 접속되어 소정의 전압 Vcc가 공급된다.

타이밍 제어 회로(141)는 소정의 주기 t1에서 스위치(143)의 온／오프 제어를 행한다. 즉, 스위치(143)는 타이밍 제어 회로(141)에 의해, 일단 온으로 되어 가변 용량 컨덴서(22)의 전하를 방전하고, 그 후 오프로 된다. 또, 타이밍 제어 회로(141)는 스위치(143)를 오프로 함과 아울러, 제1 부호 생성부(26)에 작용하여 제1 부호(C1)의 생성을 지시한다. 스위치(143)가 오프되면, 가변 용량 컨덴서(22)는 저항(144)를 통해 점차 충전된다. 이 때, 가변 용량 컨덴서(22) 양단에서의 전위는 필압에 대응하여 변화한 용량값에 의존하여 점차 상승한다.

지연 설정 회로(142)는 타이밍 제어 회로(141)로부터의 제어 신호 공급에 대응하여, 가변 용량 컨덴서(22)의 전위와 소정 전위 Vth의 비교를 행한다. 가변 용량 컨덴서(22)의 전위가 소정의 전위 Vth에 도달하면 제2 부호 생성부(27)에 작용하여 제2 부호(C2)의 생성을 지시한다. 이 구성에 의해, 펜 팁에 인가된 필압에 대응하여 변화한 용량값에 기초하여, 제1 부호 생성부(26)에 의한 제1 부호(C1)의 부호 생성 타이밍과 제2 부호 생성부(27)에 의한 제2 부호(C2)의 부호 생성 타이밍 사이의 차, 즉 제1 부호(C1)와 제2 부호(C2) 사이의 위상이 변화하게 된다. 이 위상 변화를 검출함으로써 필압이 검출 가능하게 된다. 　

도 3(b)는 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)에 동일한 부호 패턴을 이용하는 경우 송신 부호 생성부(28)의 회로 구성예이다. 즉, 1개 종류의 부호를 이용하는 경우의 회로 구성예를 나타낸다. 이 예에서는 도 3(a)에 있어서 제2 부호 생성부(27) 대신에, 제1 부호 생성부(26)를 이용하는 것이며, 그 이외의 구성은 동일하다. 이 예와 같이 제1 부호(C1)와 제2 부호(C2)가 동일한 부호 패턴이어도, 양쪽 사이의 위상은 필압에 따라 변화하므로, 이 위상 변화를 검출함으로써 필압이 검출 가능하게 된다.

［위치 검출기의 구성］　

도 4에, 위치 검출기(3)의 개략 구성을 나타낸다. 위치 검출기(3)는 주로, 지시체(2)의 지시 위치를 검출하기 위한 센서부(30)와, 센서부(30)를 구성하는 복수의 도체를 선택하는 선택 회로(40)와, 위치 검출 회로(50)로 구성된다. 또한, 도 4에서는 수신 신호의 처리의 흐름을 실선 화살표로 나타내고, 제어 신호, 클록 신호 등의 흐름은 파선 화살표로 나타낸다. 단, 도 4에서는 설명을 간략화하기 위해, 수신계 회로군(51)의 제어 신호, 클록 신호 등의 흐름을 나타내는 파선 화살표는 생략한다.

센서부(30)는 도 4 중의 x 방향(소정 방향)으로 연재(延在)한 복수의 제1 도체(31)로 이루어진 제1 도체군(32)과, 제1 도체(31)의 연재 방향과 교차하는 방향, 즉 도 4 중의 y 방향으로 연재한 복수의 제2 도체(33)로 이루어진 제2 도체군(34)과, 그러한 도체군의 주위에 마련된 여자 코일(35)을 구비한다. 제1 도체군(32)을 구성하는 복수의 제1 도체(31)는 소정 간격으로 도 4 중의 y 방향으로 병렬 배치된다. 한편, 제2 도체군(34)을 구성하는 복수의 제2 도체(33)는 소정 간격으로 도 4 중의 x 방향으로 병렬 배치된다.

또한, 제1 도체(31) 및 제2 도체(33)는 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide)막으로 이루어진 투명 전극막이나, 동박 등으로 형성된다. 또, 제1 도체군(32) 및 제2 도체군(34)은 수지 재료 등으로 이루어진 스페이서나 글래스 기판 등(미도시)을 통해 적층된다. 또, 제1 도체군(32) 및 제2 도체군(34)의 각 도체는 선택 회로(40)에 접속된다. 여자 코일(35)은 위치 검출 회로(50) 내의 후술하는 드라이브 회로(61)에 접속된다. 　

제1 도체(31) 및 제2 도체(33)의 갯수 및 피치는 센서부(30)의 사이즈나 필요로 하는 검출 정밀도 등에 따라 적절히 설정된다. 또, 본 실시 형태에서는 제1 도체(31) 및 제2 도체(33)로서 직선 형상의 도체를 예시하고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 도체(31) 및 제2 도체(33)가 함께 연재 방향에 대해 교차하는 방향으로 사행(蛇行)하고 있어도 좋다. 또, 예를 들어, 제1 도체(31) 및 제2 도체(33) 중 일방을 링 형상의 도체로 구성하고, 타방을 링 형상 도체의 중심으로부터 반경 방향으로 연재하는 도체로 구성해도 좋다.

선택 회로(40)는 제1 도체군(32) 및 제2 도체군(34)으로부터 소정의 도체를, 예를 들어 순차 선택하는 등, 소정의 순서로 선택한다. 이 선택 회로(40)에 의한 도체 선택 제어는 후술하는 중앙 연산 처리부(62)와 협동하는 제어부(63)로부터 출력되는 제어 신호(도 4 중의 파선 화살표)에 의해 제어된다. 또한, 이 실시 형태에 있어서, 센서부(30)는 적어도 지시체(2)로부터 송신된 소정의 신호를 수신하는 구성을 구비하는 것이다. 또, 본 실시 형태는 수신계 회로군(51)을 시분할 동작시키기 위해, 선택 회로(40)에 의해 제1 도체군(32) 및 제2 도체군(34)으로부터, 각각 소정의 도체를 선택함으로써 지시체(2)가 지시하는 위치(X 좌표, Y 좌표)를 검출하는 구성을 구비한다. 또한, 센서부(30)를 구성하는 도체의 수에 대응한 복수의 수신계 회로군(51)을 구비하는 구성을 채용하면, 선택 회로(40)를 생략할 수 있다는 것은 분명하다.

위치 검출 회로(50)는 수신계 회로군(51), 발진기(60), 드라이브 회로(61), 중앙 연산 처리부(62)(CPU：Central Processing Unit), 및 제어부(63)를 구비한다.

발진기(60)는 소정 주파수의 교류 신호 또는 펄스 신호를 드라이브 회로(61)에 출력한다. 드라이브 회로(61)는 발진기(60)로부터 입력된 신호를 전류로 변환하여 여자 코일(35)에 출력한다.

제어부(63)는 중앙 연산 처리부(62)와 협동하고, 위치 검출 회로(50) 내의 각 부에 제어 신호(도 4 중의 파선 화살표)를 출력함과 아울러, 수신계 회로군(51) 내의 후술하는 위치 및 필압 산출부(58)의 산출 결과를 외부 기기에 출력한다. 또, 중앙 연산 처리부(62)는 소프트웨어 프로그램을 포함하고, 제어부(63)의 동작을 제어한다. 　

수신계 회로군(51)은 주로, 수신 앰프(52), A／D(Analog to Digital) 변환 회로(53), 시리얼 패러렐 변환부(54), 시프트 레지스터(55), 상관 연산부(56), 메모리(57), 위치 및 필압 산출부(58; 검출부)로 구성된다. 그리고 수신 앰프(52), A／D 변환 회로(53), 시리얼 패러렐 변환부(54), 시프트 레지스터(55), 상관 연산부(56), 메모리(57), 위치 및 필압 산출부(58)는 선택 회로(40)측으로부터 이 순서로 접속된다.

수신 앰프(52)는 선택 회로(40)에서 선택된 소정의 도체로부터 입력되는 수신 신호를 증폭한다. 그리고 수신 앰프(52)는 이 증폭된 수신 신호를 A／D 변환 회로(53)에 출력한다. A／D 변환 회로(53)는 증폭된 수신 신호를 아날로그 디지털 변환하고, 변환한 디지털 신호를 시리얼 패러렐 변환부(54)에 출력한다.

시리얼 패러렐 변환부(54)는 예를 들어, 직렬 입력 병렬 출력형의 시프트 레지스터로 구성되어 있고, 이용하는 부호의 부호 길이에 대응한 단수(段數)의 플립플롭을 가진다. 시리얼 패러렐 변환부(54)는 실행 프로그램이 수납된 중앙 연산 처리부(62)와 협동하는 제어부(63)에 의해 그 동작이 제어된다. 또한, 시리얼 패러렐 변환부(54)를 구성하는 각 단의 플립플롭은 1비트의 정보를 보유할 수 있는 플립플롭을 이용해도 좋으며, 멀티 비트(예를 들어 10비트 등)의 정보를 보유할 수 있는 플립플롭을 이용해도 좋다.

시리얼 패러렐 변환부(54)를 구성하는 각 단(段)의 플립플롭은 입력된 수신 신호를 순차로 다음 단의 플립플롭에 시프트한다. 또, 각 플립플롭의 출력 단자는 다단 플립플롭으로 구성되는 후술하는 시프트 레지스터(55) 내의 대응하는 플립플롭의 입력 단자에 접속된다. 그 결과, 시리얼 패러렐 변환부(54)로부터는 이용하는 부호의 부호 길이와 동일한 수의 출력 신호가 시프트 레지스터(55)에 패러렐 출력된다.

시프트 레지스터(55)는 병렬 입출력형의 시프트 레지스터이고, 이용하는 부호의 부호 길이와 동일한 단수의 플립플롭으로 구성된다. 또한, 시프트 레지스터(55)를 구성하는 각 단의 플립플롭에는 1비트의 정보를 보유할 수 있는 플립플롭을 이용해도 좋으며, 멀티 비트(예를 들어 10비트 등)의 정보를 보유할 수 있는 플립플롭을 이용해도 좋다.

시프트 레지스터(55) 내의 각 플립플롭은 중앙 연산 처리부(62)와 협동하는 제어부(63)에 의해 그 동작이 제어된다. 또, 시프트 레지스터(55)를 구성하는 각 플립플롭은 입력된 신호를 다음 단의 플립플롭에 순회적(巡回的)으로 시프트시킴과 아울러, 그 신호를 후술하는 상관 연산부(56) 내의 대응하는 적산기(56d)에 출력한다.

또한, 시리얼 패러렐 변환부(54)와 시프트 레지스터(55) 사이에 시리얼 패러렐 변환부(54)로부터 출력되는 신호를 일시적으로 보유하는 버퍼로서 기능하는 레지스터를 마련해도 좋다. 이 경우에는 시프트 레지스터(55)에 보유된 수신 신호를 순회시키면서 상관값을 연산하는 동안에, 다음의 상관값 연산에 필요한 신호를 그 레지스터에 일시적으로 보유시킬 수 있다.

상관 연산부(56)는 시프트 레지스터(55)로부터 출력된 수신 신호와, 소정의 부호 패턴을 가지는 부호(이하, 상관 연산용 부호라고 함)의 상관값을 연산하고, 수신 신호의 상관 특성을 출력한다.

도 5에, 지시체(2)로부터 송신되는 부호로서, 서로의 부호 패턴이 다른 2개 종류의 부호를 이용하는 경우 상관 연산부(56)의 개략 구성을 나타낸다. 상관 연산부(56)는 2개의 상관기(제1 상관기(56a) 및 제2 상관기(56b))로 구성된다.

제1 상관기(56a)는 지시체(2)의 제1 부호 생성부(26)로부터 출력되는 제1 부호(C1)에 대응하는 상관 연산용 부호(제1 상관 연산용 부호)를 이용하여 상관값을 산출한다. 이 때, 예를 들어, 확산 부호를 대표하는 PN 부호를 이용하는 경우에는, 제1 부호(C1)와 동일한 부호 패턴을 가지는 상관 연산용 부호를 이용한다. 한편, 제2 상관기(56b)는 지시체(2)의 제2 부호 생성부(27)로부터 출력되는 제2 부호(C2)에 대응하는 상관 연산용 부호(제2 상관 연산용 부호)를 이용하여 상관값을 산출한다. 이 때, 예를 들어, PN 부호를 이용하는 경우에는, 제2 부호(C2)와 동일한 부호 패턴을 가지는 상관 연산용 부호를 이용한다.

또한, 지시체(2)로부터 송신되는 2개의 부호가 동일한 부호 패턴을 가지는 경우, 제1 상관기(56a) 및 제2 상관기(56b)에서는 동일한 상관 연산용 부호가 이용된다. 또, 이 경우에는 1개의 상관기를 이용하여 신호 처리할 수도 있다. 또한, 2개 종류의 부호를 이용하는 경우, 지시체(2)에 의해 지시되는 위치(X 좌표, Y 좌표)를 구하기 위한 위치 산출 처리에 있어서, 제1 도체(31)로부터의 출력 신호에 기초한 위치(Y 좌표)의 산출 처리에는 일방의 부호를 이용하고, 제2 도체(33)로부터의 출력 신호에 기초한 위치(X 좌표)의 산출 처리에는 타방의 부호를 이용하는 구성을 채용할 수도 있다.

도 6에, 제1 상관기(56a)의 개략 구성을 나타낸다. 또한, 제2 상관기(56b)의 구성은 이용하는 상관 연산용 부호가 다른 것 이외는 도 6에 나타내는 제1 상관기(56a)의 구성과 동일하다. 그러므로, 여기서 제2 상관기(56b) 구성의 설명은 생략한다.

제1 상관기(56a)는 상관 연산용 부호 생성부(56c), 상관 연산용 부호의 부호 길이에 대응한 수의 적산기(56d), 및 가산기(56e)를 구비한다. 또한, 본 실시 형태에서 각 적산기(56d)는 시프트 레지스터(55) 내 대응하는 1개 플립플롭의 출력 단자에 접속된다. 또, 도 6에 나타내는 예에서는 상관 연산용 부호의 부호 길이가 11인 경우를 나타낸다. 그러므로, 도 6에 나타내는 예에서는 11개의 적산기(56d; 도 6 중의 적산기(I₁ ~ I₁₁))가 마련된다.

도 6에 나타내는 예에서는 PN 부호를 이용하는 예를 나타내고 있고, 시프트 레지스터(55)로부터 출력되는 부호 길이 11의 수신 신호(PS₁ ~ PS₁₁)가 적산기(I₁ ~ I₁₁)에 각각 입력된다. 또한, 적산기(I₁ ~ I₁₁)에는 상관 연산용 부호 생성부(56c)로부터 출력되는 부호 길이 11의 상관 연산용 부호(PN₁ ~ PN₁₁)가 각각 입력된다. 적산기(I₁ ~ I₁₁)는 시프트 레지스터(55)로부터 출력되는 신호(PS₁ ~ PS₁₁)와, 상관 연산용 부호 생성부(56c)로부터 출력되는 부호(PN₁ ~ PN₁₁)를 각각 적산하고, 그 결과를 가산기에 출력한다.

가산기(56e)는 각각의 적산기(56d)로부터의 출력 신호를 가산하고, 그 값을 상관값으로서 출력한다. 이 때, 시프트 레지스터(55)로부터 출력되는 수신 신호(PS₁ ~ PS₁₁)의 신호열 패턴과, 상관 연산용 부호 생성부(56c)로부터 출력되는 부호(PN₁ ~ PN₁₁)의 부호 패턴이 일치한 경우, 모든 적산기(56d)로부터 동일한 극성의 신호가 출력되어, 가산기(56e)로부터 최대의 상관값이 출력된다. 그 이외의 경우에는 적산기(56d)마다 출력되는 신호의 극성이 다르기 때문에, 가산기(56e)로부터는 비상관을 나타내는 낮은 값이 출력된다.

또한, 이 예와 같이 시프트 레지스터(55)에 보유된 수신 신호의 부호 길이가 11인 경우, 제1 상관기(56a)에서는 시프트 레지스터(55)에 보유된 수신 신호(PS₁ ~ PS₁₁)를 10회 순회적으로 시프트시키고, 상관 연산용 부호 생성부(56c)로부터 출력되는 부호(PN₁ ~ PN₁₁)의 부호 패턴과의 일치가 검증된다. 단, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 시프트 레지스터(55)로부터의 수신 신호(PS₁ ~ PS₁₁)를 순회적으로 시프트시켜 각 적산기(56d)에 공급하는 대신에, 상관 연산용 부호 생성부(56c)로부터 출력되는 부호(PN₁ ~ PN₁₁)의 부호 패턴을 순회적으로 시프트시켜 각 적산기(56d)에 공급하는 구성으로 해도 좋다.

도 7(a) ~ (c)에, 상술한 제1 상관기(56a)의 동작 내용 및 상관 특성의 산출 원리를 구체적으로 나타낸다. 지금, 시프트 레지스터(55)로부터 출력되는 수신 신호가, 상관 연산용 부호에 대해 예를 들어 8칩 길이(8τ)에 상당하는 시간차(위상차)를 가지는 경우를 생각한다(도 7(a) 및 (b) 참조).

이 경우, 상관값의 산출 개시로부터 8칩 길이에 대응하는 시각 8τ(τ：부호 처리를 위한 단위 시간)까지는 시프트 레지스터(55)로부터 출력되는 수신 신호의 부호 패턴과, 상관 연산용 부호 생성부(56c)로부터 출력되는 상관 연산용 부호의 부호 패턴이 다르기 때문에, 비상관을 나타내는 낮은 값이 제1 상관기(56a)로부터 출력된다(도 7(c) 참조). 그리고 시간 8τ이 경과하면, 양쪽의 부호 패턴이 일치한다. 이 때, 상술한 바와 같이, 모든 적산기(56d)로부터 동일한 극성의 신호가 출력되게 되어, 상관값이 최대로 된다. 그 후 (시간 8τ 경과 후)는 양쪽의 부호 패턴이 다르므로, 다시 상관값은 낮은 값으로 추이(推移)된다. 그러므로, 상관기에 대해 수신 신호와 상관 연산용 부호의 상관을 취하면, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 양쪽의 부호 패턴이 소정의 위상 관계를 만족한 시점에서, 양쪽 사이의 상관값이 피크(특이값)로 되는 상관 특성이 얻어진다.

상관 연산부(56)에서는 신호 검출을 위해 선택된 도체마다 상술한 상관 특성(상관값)의 산출 원리에 기초하여, 위치 검출용의 제1 부호(C1)에 대한 상관 특성을 제1 상관기(56a)로 구하고, 필압 검출용의 제2 부호(C2)에 대한 상관 특성을 제2 상관기(56b)로 구한다. 그리고 그러한 상관 특성을 메모리(57)에 출력한다. 또한, 위치 검출용의 제1 부호(C1)와 필압 검출용의 제2 부호(C2)의 부호 패턴을 동일하게 한 경우에는, 1개의 상관기로 각각의 상관 특성을 구할 수도 있다.

또, 위치 및 필압 산출부(58)는 메모리(57)에 기억된, 각 도체에 발생한 신호에 기초하여 산출된 상관 특성으로부터 지시체(2)의 지시 위치(좌표) 및 필압을 산출한다. 구체적으로, 위치 및 필압 산출부(58)는 위치 검출용의 제1 부호(C1)에 대한 상관 특성으로부터 상관값의 피크를 검출하고, 지시체(2)의 위치 검출을 행한다. 이 때, 위치 검출 회로(50)에서 이용되는 상관 연산용 부호의 부호 패턴에 대응한 부호 패턴을 송신하는 지시체(2)가 식별됨과 아울러, 선택 회로(40)에 있어서 도체 선택 제어와 협동하여 지시체(2)가 지시하는 위치(X 좌표, Y 좌표)가 구해진다. 　

또, 본 실시 형태에서, 상술한 바와 같이, 지시체(2)는 필압에 따라 위치 검출용의 제1 부호(C1)와 필압 검출용의 제2 부호(C2) 사이의 시간차(위상차)가 변화하는 구성을 구비하고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 제1 부호(C1)의 생성 시각에 대해, 필압에 따라 제2 부호(C2)의 생성 타이밍이 제어되어 송신된다. 그러므로, 필압에 따라, 제2 부호(C2)에 대한 상관 특성으로 얻어지는 상관값의 피크 위치(시간)와, 제1 부호(C1)에 대한 상관 특성으로 얻어지는 상관값의 피크 위치(시간)가 다르다. 본 실시 형태에서는 양쪽 상관값의 피크 위치의 시간차(위상차)에 기초하여 필압을 구한다. 또한, 지시체(2)의 위치 및 필압의 산출 원리에 대해서는 다음에 보다 구체적으로 설명한다.

［위치 검출 장치의 동작］　

다음에, 본 실시 형태의 위치 검출 장치(1)의 동작, 위치 및 필압 검출의 원리를, 도 8 내지 도 10을 참조하면서 설명한다. 도 8은 본 실시 형태의 지시체(2)의 동작을 나타내는 플로차트이다. 도 9는 위치 검출기(3)의 동작을 나타내는 플로차트이다. 또, 도 10(a) ~ (c)는 본 실시 형태의 위치 검출 장치(1)의 동작 시에 있어서 송신 동작, 수신 신호의 파형 및 상관 특성을 각각 나타내는 도면이다.

먼저, 지시체(2)의 동작을, 도 8 및 도 10(a)를 참조하면서 설명한다. 우선, 지시체(2)는 제1 부호 생성부(26)로부터 위치 검출용의 제1 부호(C1)를, 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)을 통해 송신한다(단계 S1). 다음에, 지시체(2)는 필압에 따른 시간(위상)이 경과한 시점에서, 제2 부호 생성부(27)로부터 필압 검출용의 제2 부호(C2)를, 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)을 통해 송신한다(단계 S2). 　

그 다음에, 지시체(2)는 제1 부호(C1)의 송신 개시(단계 S1)로부터의 처리 시간이, 제2 부호(C2)의 부호 패턴을 송신하기에 충분한 소정의 시간 t1에 도달했는지의 여부를 판정한다(단계 S3). 제1 부호(C1)의 송신 개시로부터의 처리 시간이, 제2 부호(C2)의 부호 패턴을 송신하기에 충분한 소정의 시간 t1에 도달하지 않은 경우, 즉 단계 S3이 아니오 판정인 경우에는 소정의 시간 t1의 경과를 기다린다. 한편, 제1 부호(C1)의 송신 개시로부터의 처리 시간이, 소정의 시간 t1이 경과한 경우, 즉 단계 S3이 예 판정인 경우에는 단계 S1로 돌아온다.

지시체(2) 내에서는, 상술한 바와 같이, 제1 부호(C1)의 송신 후, 필압에 따른 시간 경과한 시점에서 제2 부호(C2)를 송신하는 일련의 처리가 반복되어 실행된다. 이 동작의 양상을 나타낸 것이 도 10(a)이다. 이 예에서, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 지시체(2)로부터는 지시체가 지시하는 위치를 구하기 위한 제1 부호(C1)와, 제1 부호(C1)의 송신 개시 시각으로부터 필압에 따른 소정의 시간(위상) Td가 경과한 시점에서 송신 개시되는 제2 부호(C2)가, 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)을 통해 시간적으로 다중화되어 송신된다.

또한, 제2 부호(C2)의 송신이 완료된 후, 제1 부호(C1)의 송신 개시로부터의 처리 시간이 소정의 시간(t2)의 경과를 기다려서 다시 제1 부호(C1)의 송신(단계 S1)이 개시된다. 　

또한, 제1 부호(C1)의 부호 패턴과 제2 부호(C2)의 부호 패턴을 동일하게 할 수도 있다는 것은 기술한 바와 같다.

다음에, 위치 검출기(3)의 동작을, 도 9 및 도 10(b) 및 (c)를 참조하면서 설명한다. 위치 검출기(3)는 먼저 지시체(2)의 위치 및 필압 검출을 다음과 같이 행한다. 우선, 선택 회로(40)는 센서부(30)의 도체군으로부터 소정의 도체를 선택한다(단계 S11). 그 다음에, 수신계 회로군(51)은 수신 신호를 검출한다(단계 S12). 그 다음에, 수신계 회로군(51)은 수신 신호를 증폭 및 아날로그 디지털 변환한다. 그 다음에, 도 4에 나타내는 상관 연산부(56)을 이용하여, 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)에 각각 대응한 상관 연산용 부호와 수신 신호의 상관값을 각각 산출하고 상관 특성(제1 및 제2 상관 특성)을 구하여, 메모리(57)에 기억한다(단계 S13).

그 다음에, 위치 검출기(3)는 수신 도체의 선택 처리(단계 S11)로부터의 처리 시간이, 수신 도체의 선택의 개시로부터 지시체(2)의 지시 위치 및 필압의 검출까지 도달하는 일련의 처리를 위해 필요하게 되는 소정의 시간 t2를 경과했는지의 여부를 판정한다(단계 S14). 또한, 소정의 시간 t2는 상술한 지시체(2)에 있어서 소정 시간 t1보다 긴 시간으로 설정된다.

또한, 수신 도체의 선택 처리로부터의 처리 시간이, 소정의 시간 t2를 경과하고 있지 않는 경우(단계 S14가 아니오 판정인 경우)에는, 이 처리 시간이 소정의 시간 t2를 경과할 때까지 대기한다.

처리 시간이, 소정 기간 t2 경과한 경우, 즉 단계 S14가 예 판정으로 된 경우, 전체 수신 도체가 선택됐는지의 여부를 판정한다(단계 S15). 그리고 단계 S15에 있어서 아니오 판정인 경우에는, 단계 S11의 수신 도체 선택으로 돌아온다. 한편, 단계 S15에 있어서 예 판정인 경우에, 수신계 회로군(51) 내의 위치 및 필압 산출부(58)는 메모리(57)에 기억된 제1 상관 특성, 구체적으로 그 상관값의 피크에 기초를 두어 지시체(2)가 지시하는 위치(좌표)를 산출한다. 또, 제1 상관 특성과 제2 상관 특성 사이의 위상차, 구체적으로 각 상관값의 피크 사이의 시간차에 기초하여, 지시체(2)에 인가된 압력, 이른바 필압을 산출한다(단계 S16). 　

여기서, 상기 단계 S16에 있어서 지시체(2)의 위치 및 필압의 검출의 원리를, 도 10(b) 및 (c)를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 상기 단계 S11에서 선택한 도체 상에 지시체(2)가 존재하는 경우, 위치 검출 및 필압 검출을 위한 소정 기간 t1에 있어서, 지시체(2)로부터는 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)를 포함하는 신호가 송신되고, 선택된 수신 도체에서는 이 송신 신호에 대응한 수신 신호(Sp1)가 발생한다(도 10(b) 참조).

상관 연산부(56)에 공급된 수신 신호(Sp1)는 제1 상관기(56a) 및 제2 상관기(56b)에 병렬적으로 입력된다. 제1 상관기(56a)에서는 제1 부호(C1)에 대응한 상관 연산용 부호를 이용하여 수신 신호(Sp1)와의 사이에서 상관 특성(p1)이 산출된다. 또한, 이 예에서는 제1 부호(C1)로서 PN 부호를 이용한다. 따라서 제1 상관 연산용 부호로서는 제1 부호(C1)와 동일한 PN 부호가 이용된다. 제1 상관기(56a)로부터는 수신 신호(Sp1)와 제1 상관 연산용 부호의 부호 패턴이 일치하는 시점에서 상관값이 최대(도 10(c) 중의 피크(p1))로 되고, 그 이외의 시간에서는 낮은 상관값이 출력된다. 　

한편, 제2 상관기(56b)에서는 제2 부호(C2)에 대응한 상관 연산 부호를 이용하여 수신 신호(Sp1)와의 사이에서 상관 특성(p2)이 산출된다. 제1 상관기(56a)의 경우와 동일하게, 이 예에서는 제2 부호(C2)로서 PN 부호를 이용하고 있으므로, 제2 상관 연산용 부호로서는 제2 부호(C2)와 동일한 PN 부호가 이용된다. 제2 상관기(56b)로부터는 수신 신호(Sp1)와 제2 상관 연산용 부호의 부호 패턴이 일치하는 시점에서 상관값이 최대(도 10(c) 중의 피크(p2))로 되고, 그 이외의 시간에서는 낮은 상관값이 출력된다. 　

또한, 선택한 도체 상에 지시체(2)가 존재하지 않는 경우에, 상관값의 피크는 나타나지 않는다. 또, 2개 상관값의 피크(p1 및 p2) 사이의 시간차, 즉 위상차(도 10(c) 중의 ΔC)은 필압에 대응하여 변화한다. 따라서 도 10(c)에 나타내는 상관 특성에 있어서, 상관값의 피크(p1) 또는 피크(p2)로부터 지시체(2)의 위치를 검출할 수 있고, 또한 2개 상관값의 피크(p1 및 p2) 사이의 시간차 ΔC를 검출하는 것에 의해 지시체(2)에 인가된 필압을 검출할 수 있다.

그리고 본 실시 형태에서, 위치 및 필압 산출부(58)는 상관 특성(p1)에 있어서 상관값의 피크 레벨을 구하는 것에 의해, 선택한 도체 상에 지시체(2)가 존재하는지의 여부를 판정한다. 또, 상관 특성(p1)에 있어서 상관값의 피크 레벨과 상관 특성(p2)에 있어서 상관값의 피크 레벨 사이의 시간차(ΔC)를 구하는 것에 의해, 지시체(2)에 인가된 압력, 즉 필압을 구한다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 지시체(2)로부터 제1 및 제2 부호를 송신하는 것에 의해, 제1 부호에 기초하여 지시체의 위치 검출을 행하고, 제1 부호와 제2 부호 사이의 시간차(위상차)에 기초하여, 예를 들어 필압 정보 등의, 위치 정보 이외의 정보를 검출한다. 또한, 제1 및 제2 부호는 부호 패턴이 서로 다른 부호이어도, 동일한 부호 패턴이어도 좋다.

동일한 부호 패턴을 이용하는 경우에 있어서도, 지시체(2)는 일방의 부호의 신호 송출 개시 타이밍에 대해 타방의 부호의 신호 송출 타이밍을 필압에 대응하여 변화시킨다. 그러므로, 이 경우에도 상관 연산 처리를 행하는 것에 의해, 상관 특성에 2개의 피크가 나타나서, 지시체(2)의 위치뿐만 아니라 필압도 검출할 수 있다. 또한, 지시체(2)로부터 송신하는 2개 부호의 부호 패턴을 동일하게 한 경우, 1개 종류의 상관기를 마련하면 되기 때문에, 상관 연산부(56)의 구성이 보다 간이하게 된다. 또, 부호로서는 상관 연산 처리에 의해 원하는 상관 연산 결과가 산출되면 좋으며, 예를 들어 PN 부호(확산 부호)가 적용 가능하다.

［변형예 1］　

상기 실시 형태에서는 지시체(2)로부터 송신되는 2개의 부호(제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2))를 이용하여 지시체(2)의 위치 및 필압을 구하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 지시체로부터 송신되는 2개의 부호를 이용하여, 지시체의 위치뿐만 아니라, 예를 들어 지시체가 센서부에 접해 있는지 여부의 정보(이하, 펜 다운 정보라고 함)를 검출할 수 있다. 변형예 1에서는 지시체로부터 송신되는 2개의 부호를 이용하여, 지시체의 위치, 지시체가 센서부에 근접해 있는 상태(호버링 상태(hovering state)) 및 지시체가 센서부에 접해 있는 상태(펜 다운 상태)를 검출하는 예에 대해 설명한다.

먼저, 도 2를 참조하여 제1 예를 설명한다. 이 제1 예에서는 기술한 필압 검출의 구성을 적용한다. 즉, 지시체에 소정값 이상의 필압이 인가됐는지의 여부를 검출함으로써, 지시체가 센서부에 근접해 있는 상태(호버링 상태)인지, 또는 지시체가 센서부에 접해 있는 상태(펜 다운 상태)인지를 검출한다. 이 제1 예에 있어서도, 지시체로부터 송신되는 2개의 부호는 서로 다른 부호 패턴이어도, 동일한 부호 패턴이어도 적용 가능하다는 것이 분명하다.

다음에, 제2 예를 설명한다. 도 11에, 이 제2 예의 지시체의 개략 구성을 나타낸다. 또한, 도 11에 있어서, 상기 실시 형태(도 2)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 나타낸다. 또, 제1 부호 및 제2 부호로서는 예를 들어, PN 부호(확산 부호)가 이용된다.

이 예의 지시체(100)는 봉 형상의 제1 전극(20), 스위치(101; 제1 스위치), 집적 회로(102), 코일(24), 전원 생성 회로(25), 이러한 구성 부재를 내포하는 하우징(129)을 구비한다. 스위치(101) 및 집적 회로(102) 이외의 구성은 상기 실시 형태와 동일하므로, 여기서는 스위치(101) 및 집적 회로(102)의 구성에 대해서만 설명한다.

스위치(101)는 하우징(129)와 집적 회로(102) 내의 후술하는 전환 스위치(103) 사이에 마련된다. 또, 스위치(101)는 제1 전극(20)에 계합되고, 펜 팁으로서의 제1 전극(20)이 스캔 가능 영역(3a) 상에서 눌리면, 스위치(101)가 온 상태로 되도록 구성된다.

집적 회로(102)는 제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)를 포함하는 송신 부호 생성부(28)와 전환 스위치(103; 제2 스위치)를 구비한다. 또한, 송신 부호 생성부(28)는 상기 실시 형태와 동일한 구성이다.

전환 스위치(103)는 그 입력 단자가 제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)의 출력 단자에 접속되고, 출력 단자가 제1 전극(20)에 접속된다. 그리고 전환 스위치(103)는 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2) 중 어느 부호를 송신할지를 선택한다. 이 전환 스위치(103)의 전환 동작은 스위치(101)의 접속 상태(온 또는 오프 상태)에 의해 제어된다. 구체적으로, 스위치(101)가 오프 상태인 경우(지시체(100)가 센서부 상에 떠 있는(afloat) 호버링 상태의 경우)에, 전환 스위치(103)는 제2 부호 생성부(27)에 접속되고, 스위치(101)가 온 상태인 경우(지시체(100)가 센서부에 접해 있는 펜 다운 상태로 된 경우)에, 전환 스위치(103)는 제1 부호 생성부(26)에 접속된다.

즉, 지시체(100)가 센서부 상에 떠 있는 경우에, 지시체(100)로부터는 제2 부호(C2)가 센서부에 송신된다. 이 경우, 센서부는 제2 부호(C2)에 대응하는 수신 신호로부터 상관값의 피크를 검출하는 것에 의해, 지시체(100)가 호버링 상태에 있다는 것, 및 호버링 상태에 있어서 지시체(100)의 위치를 검출한다. 한편, 지시체(100)가 센서부에 접해 있는 경우에, 지시체(100)로부터는 제1 부호(C1)가 센서부에 송신된다. 이 경우, 센서부는 제1 부호(C1)에 대응하는 수신 신호로부터 상관값의 피크를 검출하고 위치 검출을 행한다. 이와 같이, 송신되는 부호의 종류(C1, C2)를 식별하는 것에 의해, 지시체(100)가 센서부에 접해 있는 펜 다운 상태에 있는지, 또는 호버링 상태에 있는지를 판정할 수 있다. 이것은 예를 들어, 수신계 회로군 내 상관 연산부의 제1 상관기 및 제2 상관기 중 어느 출력으로부터 상관값의 피크가 얻어지는지를 판정하는 것에 의해 행할 수 있다.

또한, 이 예에 있어서도, 집적 회로(102) 내에 제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)를 마련하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 집적 회로(102) 내에 예를 들어 ROM을 마련하고, 이 ROM에 미리 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)를 기억해 두고, 확산 부호의 송신 시에 이 ROM으로부터 부호를 독출하여 송신하는 구성으로 해도 좋다. 　

［변형예 2］　

변형예 2에서는 지시체로부터 송신되는 복수의 부호를 이용하여, 지시체의 위치, 필압 외에, 사이드 스위치의 조작 유무 정보를 검출할 수 있는 지시체의 구성예를 설명한다.

도 12(a) 및 (b)에, 이 예의 지시체의 개략 구성을 나타낸다. 또한, 도 12(a) 및 (b)에 있어서, 상기 실시 형태(도 2)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 나타낸다. 　

도 12(a)에 예시하는 지시체(110)는 봉 형상의 제1 전극(20), 원통형의 제2 전극(21), 가변 용량 컨덴서(22), 집적 회로(111), 코일(24), 전원 생성 회로(25), 및 이러한 구성 부재를 내포하는 하우징(129)을 구비한다. 또한, 지시체(110)는 하우징(129) 측면의 일부에 마련된, 손가락 등으로 설정의 조작이 가능한 조작 스위치, 이른바 사이드 스위치(113)를 구비한다. 집적 회로(111) 및 사이드 스위치(113) 이외의 구성은 상기 실시 형태와 동일하므로, 여기서는 집적 회로(111) 및 사이드 스위치(113)의 구성에 대해서만 설명한다.

집적 회로(111)는 제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)를 포함하는 송신 부호 생성부(115), 전환 스위치(114), 및 인버터 회로(128)를 구비한다. 　

제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)는 상기 실시 형태와 동일한 구성이고, 각각, 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)를 생성하여 출력한다. 또, 생성되는 부호로서는 PN 부호로 대표되는 확산 부호를 적용할 수 있다. 또한, 기술한 바와 같이, 지시체(110)가 지시하는 센서부 상의 위치는 제1 부호 생성부(26)에 의해 생성되는 제1 부호(C1)에 의해 검출된다. 또, 지시체(110)에 인가되는 압력, 이른바 필압의 검출은 봉 형상의 제1 전극(20)이 필압에 따라 가변 용량 컨덴서(22)를 프레스하는 것에 의해 발생하는 컨덴서의 용량값 변화를 검출하여 행한다. 구체적으로, 도 3(a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 가변 용량 컨덴서(22)의 용량에 대응하여, 제2 부호 생성부(27)에 의해 생성되는 제2 부호(C2)의 생성 개시 타이밍, 즉 위상을 변화시킨다. 따라서 제2 부호(C2)와 제1 부호(C1) 사이의 부호 생성 개시 타이밍의 시간차(위상)를 위치 검출 회로(50)에서 검출함으로써 필압을 구할 수 있다.

또, 제2 부호 생성부(27)에 의해 생성된 제2 부호(C2)는 인버터 회로(128)에 공급되어 얻어진 출력 반전 신호와 함께, 전환 스위치(114)에 공급된다. 조작 스위치(사이드 스위치; 113)의 조작에 대응하여 전환 스위치(114)가 제어되는 것에 의해, 제2 부호 생성부(27)에 의해 생성된 제2 부호(C2)가 인버터 회로(128)를 통해 제2 전극(21)에 공급된다. 또한, 인버터 회로(128)와 전환 스위치(114)는 부호 반전 회로(116)를 구성한다.

이 구성에 의하면, 조작 스위치(사이드 스위치; 113)의 조작에 대응하여, 제2 부호 생성부(27)에 의해 생성된 제2 부호(C2)의 신호 반전을 행하는 인버터 회로(128)의 개재가 제어된다. 위치 검출 회로(50)에서는 제2 부호 생성부(27)에 의해 생성된 제2 부호(C2)가 신호 반전되어 있는지의 여부를 상관 연산부(56)에 있어서 처리에서 검출하는 것에 의해, 조작 스위치(사이드 스위치; 113)가 조작됐는지의 여부를 검출할 수 있다. 또한, 조작 스위치(113)는 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터에서 이용되는 마우스의 오른쪽 클릭 버튼 또는 왼쪽 클릭 버튼의 기능을 실현하기 위해 마련되어 있다.

도 12(a)에 나타낸 구성에 대해서는 지시체(110)에 인버터 회로(128)를 마련하고, 조작 스위치(사이드 스위치; 113)의 조작에 대응하여, 인버터 회로(128)로부터 출력되는 신호를 제2 전극에 공급함으로써 조작 스위치(사이드 스위치; 113)의 조작 유무를 검출하는 것이다. 이것에 대해, 도 12(b)에 나타내는 지시체(117)의 구성에 있어서는 제2 전극(21)을 제1 전극편(21a)와 제2 전극편(21b)으로 구성한다. 또한, 지시체(117)는 제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)에 더하여 제3 부호 생성부(29)를 구비한다. 또한, 제3 부호 생성부(29)에 의해 생성되는 제3 부호(C3)의 부호 패턴을, 제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)로부터 각각 생성되는 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)와는 다른 부호 패턴으로 하는 것에 의해, 위치 검출 회로(50)를 구성하는 상관 연산부(56)에 의해 각각의 부호가 식별 가능하게 된다.

제3 부호 생성부(29)에 의해 생성되는 제3 부호(C3)는 조작 스위치(사이드 스위치; 113)가 조작된 것에 대응하여 온으로 되는 스위치(112)를 통해 제2 전극편(21b)에 공급된다. 제2 전극편(21b)으로부터 송신된 제3 부호(C3)를 위치 검출 회로(50)에서 검출하는 것에 의해, 조작 스위치(사이드 스위치; 113)가 조작됐는지의 여부를 검출할 수 있다. 또한, 제2 부호 생성부(27)에 의해 생성된 제2 부호(C2)는 제1 전극편(21a)에 공급되고, 필압 검출을 위해 이용된다. 이 예에서는 제2 전극(21)을 제1 전극편(21a) 및 제2 전극편(21b)으로 2 분할한 구성을 구비하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 더욱 세분화할 수 있다. 제2 전극(21)을, 복수의 전극편으로 분할하여 거의 원통형에 배치하고, 홀수 번째의 전극편에는 제2 부호(C2)를 공급하고, 짝수 번째의 전극편에는 제3 부호(C3)가 공급되는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에는 센서부와 지시체의 주면(周面)과의 위치 관계에 상관없이, 안정된 전기적 결합 특성을 확보할 수 있다.

또한, 이 예에 있어서도, 집적 회로(111) 내에 예를 들어 ROM을 마련하고, 이 ROM에 미리 제1 부호(C1), 제2 부호(C2), 및 제3 부호(C3)를 기억해 두고, 부호의 송신 시에 이 ROM으로부터 각 부호를 독출하는 구성으로 해도 좋다. 또, 도 3(a) 및 (b)를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 부호(C1), 제2 부호(C2), 및 제3 부호(C3)의 각 부호는 서로 다른 부호 패턴이어도 좋으며, 동일한 부호 패턴이어도 좋다. 단, 각 부호를 동일한 부호 패턴으로 하는 경우에는, 그러한 부호 사이에 소정의 시간차(위상차)를 마련한다. 또한, 이 예에서는 각각의 부호를 대응하는 전극에 공급하는 구성을 나타냈지만, 기술한 바와 같이, 예를 들어 서로의 부호를, 저항 등을 개재시키는, 이른바 저항 가산하는 것에 의해, 동일한 전극에 공급할 수도 있다. 　

［변형예 3］　

상기 실시 형태 및 변형예 1, 2에서는 지시체(2)로부터 부호 그 자체를 직접 위치 검출기(3)에 송신하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 확산 부호에 대해 소정의 변조를 실시하고, 그 변조한 부호(송신 부호)를 지시체(2)로부터 위치 검출기(3)에 송신해도 좋다. 그래서 변형예 3에서는 제1 및 제2 부호로서 확산 부호를 이용하여 PSK(Phase Shift Keying) 변조하는 예를 설명한다.

도 13(a) 및 (b)에, 확산 부호의 PSK 변조 전후의 파형을 나타낸다. 또한, 도 13(a)가 PSK 변조 전 확산 부호의 파형이고, 도 13(b)가 PSK 변조 후 확산 부호의 파형이다.

이 예에서는 변조 전 확산 부호의 부호 주기의 2배인 클록 주기의 신호로 PSK 변조하는 예를 설명한다. 또한, 변조 시의 클록 주기와 부호 주기의 비는 용도 등에 따라 적절히 변경 가능하다. 이 예의 PSK 변조에서는 변조 전의 확산 부호(도 13(a))에 있어서, 레벨이 하이로부터 로, 또는 로로부터 하이로 천이하는 타이밍에서 위상을 반전시키는 것에 의해 변조 신호(도 13(b))를 생성한다.

도 14에, 상기 PSK 변조를 가능하게 하는 지시체의 개략 구성을 나타낸다. 또한, 도 14에 있어서, 상기 실시 형태(도 2)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 나타낸다. 지시체(120)는 제1 전극(20), 제2 전극(21), 가변 용량 컨덴서(22), 집적 회로(121), 코일(24), 전원 생성 회로(25), 및 이러한 구성 부재를 내포하는 하우징(129)을 구비한다. 또한, 이 예의 지시체(120)는 집적 회로(121) 이외의 구성은 상기 실시 형태와 동일하므로, 여기서는 집적 회로(121)에 대해서만 설명한다.

집적 회로(121)는 제1 부호 생성부(26), 제2 부호 생성부(27) 및 2개의 PSK 변조기(123, 124)로 이루어진 송신 부호 생성부(122)를 구비한다. 그리고 일방의 PSK 변조기(123)는 제1 부호 생성부(26)의 출력측에 접속되고, 타방의 PSK 변조기(124)는 제2 부호 생성부(27)의 출력측에 접속된다. 제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)는 상기 실시 형태와 동일한 구성이고, PSK 변조기(123 및 124)는 함께, 통신 기술의 분야에서 종래 이용되고 있는 PSK 변조기로 구성할 수 있다.

또한, 이 예에서는 집적 회로(121)의 송신 부호 생성부(122) 내에서 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)를 생성하고 또한 PSK 변조하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 집적 회로(121) 내에 예를 들어 ROM을 마련하고, 이 ROM에 미리 PSK 변조된 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)를 기억해 두고, 확산 부호의 송신 시에 이 ROM으로부터 소정의 변조된 확산 부호를 독출하여 송신하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 이 경우, 가변 용량 컨덴서(22)의 용량 변화량과, PSK 변조된 제2 부호(C2)의 위상 변화량의 대응을 미리 테이블로 하여 ROM에 기억해 둔다.

또, 이 예에서 도체군에 공급되는 신호는 PSK 변조되어 있으므로, 그 수신 신호의 검출 시에는 PSK 변조된 신호를 복조하는 회로가 필요하게 된다. 도 15에, 이 예에 있어서 위치 검출기 내 수신계 회로군의 구성을 나타낸다. 또한, 도 15에 있어서, 상기 실시 형태(도 4)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 나타낸다. 　

수신계 회로군(125)는 주로, 수신 앰프(52), A／D 변환 회로(53), PSK 복조기(126), 시리얼 패러렐 변환부(54), 시프트 레지스터(55), 상관 연산부(56), 메모리(57), 위치 및 필압 산출부(58)로 구성된다. 그리고 수신 앰프(52), A／D 변환 회로(53), PSK 복조기(126), 시리얼 패러렐 변환부(54), 시프트 레지스터(55), 상관 연산부(56), 메모리(57), 위치 및 필압 산출부(58)는 수신 신호의 입력측으로부터 이 순서로 접속된다. 즉, 이 예의 수신계 회로군(125)에서는 A／D 변환 회로(53)와 시리얼 패러렐 변환부(54) 사이에 PSK 복조기(126)를 마련한다. 그 이외는 상기 실시 형태와 동일한 구성이다. 또한, PSK 복조기(126)는 통신 기술의 분야에서 종래 이용되고 있는 PSK 복조기로 구성할 수 있다.

이 예와 같이 송신하는 확산 부호를 PSK 변조하면, 확산 부호의 부호 주기보다 짧은 주기의 클록 신호를 이용하므로, 수신계 회로군(125)에서 검출하는 확산 부호의 상승 및 하강 시 신호 천이의 빈도를 보다 많이 할 수 있고, 위치 및 필압 검출의 오차를 보다 작게 할 수 있다. 또, 확산 부호를 PSK 변조하는 것에 의해, 송신 신호의 대역폭을 넓게 할 수 있어, 노이즈 내성을 향상시킬 수 있다. 　

［변형예 4］　

변형예 4에서는 제1 및 제2 부호로서 확산 부호를 이용하여, FSK(Frequency Shift Keying) 변조하는 예를 설명한다. 도 16(a) 및 (b)에, 확산 부호의 FSK 변조 전후의 파형을 나타낸다. 또한, 도 16(a)가 FSK 변조 전 확산 부호의 파형이고, 도 16(b)가 FSK 변조 후 송신 부호의 파형이다.

이 예에서는 변조 전 확산 부호의 부호 주기의 2배 및 4배인 클록 주기의 신호를 이용하여 FSK 변조하는 예를 설명한다. 이 예의 FSK 변조에서는 변조 전의 확산 부호(도 16(a)) 중 하이 레벨 상태를, 변조 전 확산 부호의 4배인 주파수의 신호에 대응시켜, 로 레벨 상태를 변조 전 확산 부호의 2배인 주파수의 신호에 대응시켜 변조 신호(도 16(b))를 얻는다. 또한, 변조 시의 클록 주기와 부호 주기의 비는 용도 등에 따라 적절히 변경 가능하다.

도 17에, 상기 FSK 변조를 가능하게 하는 지시체의 개략 구성을 나타낸다. 또한, 도 17에 있어서, 상기 실시 형태(도 2)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 나타낸다. 지시체(130)는 제1 전극(20)과 제2 전극(21)과 가변 용량 컨덴서(22), 집적 회로(131), 코일(24), 전원 생성 회로(25), 및 이러한 구성 부재를 내포하는 하우징(129)을 구비한다. 또한, 이 예의 지시체(130)는 집적 회로(131) 이외의 구성은 상기 실시 형태와 동일하므로, 여기서는 집적 회로(131)에 대해서만 설명한다.

집적 회로(131)는 제1 부호 생성부(26), 제2 부호 생성부(27) 및 2개의 FSK 변조기(133, 134)로 이루어진 송신 부호 생성부(132)를 구비한다. 그리고 일방의 FSK 변조기(133)는 제1 부호 생성부(26)의 출력측에 접속되고, 타방의 FSK 변조기 134는 제2 부호 생성부(27)의 출력측에 접속된다. 제1 부호 생성부(26) 및 제2 부호 생성부(27)는 상기 실시 형태와 동일한 구성이고, FSK 변조기(133 및 134)는 함께, 통신 기술의 분야에서 종래 이용되고 있는 FSK 변조기로 구성할 수 있다.

또한, 이 예에서는 집적 회로(131)의 송신 부호 생성부(132) 내에서 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)를 생성하고 또한 FSK 변조하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 집적 회로(131) 내에 예를 들어 ROM을 마련하고, 이 ROM에 미리 FSK 변조된 제1 부호(C1) 및 제2 부호(C2)를 기억해 두고, 확산 부호의 송신 시에 이 ROM으로부터 소정의 변조된 확산 부호를 독출하여 송신하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 이 경우, 가변 용량 컨덴서(22)의 용량 변화량과, FSK 변조된 제2 부호(C2)의 위상 변화량의 대응을 미리 테이블로 하여 ROM에 기억해 둔다.　

또, 이 예에서 도체군에 공급되는 신호는 FSK 변조되어 있으므로, 그 수신 신호의 검출 시에는 FSK 변조된 신호를 복조하는 회로가 필요하게 된다. 도 18에, 이 예에 있어서 위치 검출기 내 수신계 회로군의 구성을 나타낸다. 또한, 도 18에 있어서, 상기 실시 형태(도 4)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 나타낸다. 　

수신계 회로군(135)는 주로, 수신 앰프(52), A／D 변환 회로(53), FSK 복조기(136), 시리얼 패러렐 변환부(54), 시프트 레지스터(55), 상관 연산부(56), 메모리(57), 위치 및 필압 산출부(58)로 구성된다. 그리고 수신 앰프(52), A／D 변환 회로(53), FSK 복조기(136), 시리얼 패러렐 변환부(54), 시프트 레지스터(55), 상관 연산부(56), 메모리(57), 위치 및 필압 산출부(58)는 수신 신호의 입력측으로부터 이 순서로 접속된다. 즉, 이 예의 수신계 회로군(135)에서는 A／D 변환 회로(53)와 시리얼 패러렐 변환부(54) 사이에, FSK 복조기(136)를 마련한다. 그 이외는 상기 실시 형태와 동일한 구성이다. 또한, FSK 복조기(136)는 통신 기술의 분야에서 종래 이용되고 있는 FSK 복조기로 구성할 수 있다.

이 예와 같이 송신하는 확산 부호를 FSK 변조하면, 확산 부호의 부호 주기보다 짧은 주기의 클록 신호를 이용하므로, 수신계 회로군(135)에서 검출하는 확산 부호의 상승 및 하강 시 신호 천이의 빈도를 보다 많이 할 수 있고, 위치 및 필압 검출의 오차를 보다 작게 할 수 있다. 또, 확산 부호를 FSK 변조하는 것에 의해, 송신 신호의 대역폭을 넓게 할 수 있고, 노이즈 내성을 향상시킬 수 있다. 　

[변형예 5]　

도 12(a) 및 (b)를 참조하여 설명한 변형예 2에 있어서는 센서부와 지시체의 주면과의 위치 관계에 상관없이, 센서부와 지시체 사이에 안정된 전기적 결합 특성을 확보하기 위한 구성을 설명했다. 변형예 5에서는 도 19를 참조하여, 지시체의 조작 상태를 검출하는 구성에 대해 설명한다. 구체적으로, 다음의 3개 조작 상태를 검출하기 위한 구성에 대해 설명한다.

(1) 지시체(146)의 펜 팁을 회전 중심으로 한 주면의 회전각 r의 검출

(2) 지시체(146)의 펜 팁을 기점으로 한 스캔 가능 영역(3a)의 평면(위치 검출 회로(50)를 구성하는 센서부(30)가 형성되는 평면)에 대한 기울기 θ의 검출

(3) 지시체(146)가 펜 팁을 기점으로 하여 소정의 기울기 θ를 유지하며 회전한 경우, 즉 지시체(146)가 펜 팁을 기점으로 하여 기울기 θ를 유지하며 원추체를 그리도록 하여 회전한 경우 지시체(146)를 스캔 가능 영역(3a)의 평면(또는 해평면과 평행한 면)에 투사했을 때 지시체(146)의 회전각 φ의 검출　

또한, 이미 설명한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다. 또, 후술하는 바와 같이, 지시체(146)의 하우징 내에 배치된 소정의 전극편을 기준으로 하여 각각의 정보(r, θ, φ)가 설정된다.

도 19에 대해서는 제1 전극(20)을 구성하는 펜 팁을 회전 중심으로 하여 지시체(146) 자체가 소정의 회전각 r의 위치에 있는 것으로 한다. 또, 지시체(146)는 제1 전극(20)을 구성하는 펜 팁을 기점으로 하여 위치 검출기(3)의 스캔 가능 영역(3a)의 평면에 대해 기울기 θ에서 위치 지시하는 것으로 한다. 또한, 지시체(146)는 펜 팁을 기점으로 하여 기울기 θ를 유지하며 스캔 가능 영역(3a)의 평면 상에서 원을 그리도록 회전시킨 경우, 즉 지시체(146)의 이동 궤적에 의해 펜 팁을 정점으로 한 원추체가 형성되도록 지시체(146)를 회전시킨 경우, 지시체(146)를 스캔 가능 영역(3a)의 평면(도 19에서는 이 평면과 평행한 면)에 투사했을 때에 회전각 φ을 가지는 것으로 하여 설명한다.

또, 도 19에 나타내는 복수의 수신 도체(X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3)는 지시체(146)의 각 정보(r, θ, φ)를 검출하기 위해 모식적으로 표현한 것이다. 또한, 수신 도체(X1, X2, X3)는 제2 도체군(34)을 구성하는 제2 도체(33)에 상당한다. 또, 복수의 수신 도체(Y1, Y2, Y3)는 제1 도체군(32)을 구성하는 제1 도체(31)에 상당한다. 이해하기 쉽게 하기 위해, 지시체(146)의 펜 팁은 수신 도체(X2) 및 Y2의 교점 상에 배치되고, 또한 지시체(146)는 수신 도체(Y1, Y2, Y3)와 직교하는 방향, 즉 수신 도체(X1, X2, X3)가 연신하는 방향을 따라서, 수신 도체(Y3)의 측에 각도 θ로 기울어 있는 것으로 하여 설명한다.

도 20에 나타내는 실시 형태에 있어서, 지시체(146)에 수납된 집적 회로(72)의 송신 신호 생성부(73)는 제1 부호 생성부(26), 제2 부호 생성부(27), 제3 부호 생성부(29), 제4 부호 생성부(65), 및 제5 부호 생성부(66)를 구비하고 있고, 각각 제1 부호(C1), 제2 부호(C2), 제3 부호(C3), 제4 부호(C4), 및 제5 부호(C5)를 생성하여 출력한다. 또한, 각 부호가 서로 다른 부호 패턴을 구비함으로써 각 부호가 서로 식별 가능하게 되는 구성이어도 좋으며, 각각의 부호가 서로 소정의 시간차(위상)를 가지고, 생성되는 것에 의해 각 부호가 서로 시간축 상에서 식별 가능하게 되는 구성이어도 좋다. 또한, 각 부호가 소정의 시간차(위상)를 가지고, 생성되는 경우에 각 부호는 복수의 부호 패턴을 구비한 구성이어도 좋으며, 동일한 부호 패턴에 의한 구성이어도 좋다. 요점은, 각각의 부호는 위치 검출기(3)의 측에서 서로 식별되어 검출할 수 있는 구성이면 좋다. 이 실시 형태에서, 제1 부호(C1), 제2 부호(C2), 제3 부호(C3), 제4 부호(C4), 및 제5 부호(C5)는 서로 다른 부호 패턴을 가지는 것으로 하여 설명한다. 　

제2 전극(211)은 전기적으로 분할된 복수의 전극편(211a, 211b, 211c, 211d)으로 구성되어 있고, 지시체(146)의 펜 팁의 근방에, 하우징(129) 내부의 주면을 따라서 배치되어 있다. 전극편(211a)에는 제3 부호(C3)의 신호가 공급되고, 전극편(211b)에는 제2 부호(C2)의 신호가 공급되고, 전극편(211c)에는 제4 부호(C4)가 공급되고, 전극편(211d)에는 제5 부호(C5)가 공급된다. 또, 제1 전극(20)에는 제1 부호(C1)의 신호가 공급된다. 제1 전극(20)에 인가되는 압력에 의해 가변 용량 컨덴서(22)가 프레스되는 것에 의해 그 용량이 변화하고, 그 결과로서 필압을 검출할 수 있다는 것은 기술한 바와 같다. 이 실시 형태에서는 제2 전극(211)이 복수의 전극편으로 구성되어 있고, 서로 부호 패턴이 다른 복수의 부호가 복수의 전극편에 각각 공급된다. 또한, 상술한 바와 같이, 서로 다른 시간차를 가지고 또한 동일한 부호 패턴을 가지는 복수의 부호를 복수의 전극편에 각각 공급할 수도 있다. 　

다음에, 각 정보(r, θ, φ)의 검출 원리에 대해 설명한다. 또, 각 정보를 검출할 때에, 지시체(146)의 하우징 내에 있어서 전극편(211a)의 배치 위치 및 전극편(211a)에 공급된 부호를 각 정보(r, θ, φ)의 기준으로 하여 설명한다. 　

우선은 회전각 r(회전 위치 r)의 검출에 관해 설명한다. 이해하기 쉽게, 지시체(146)는 수신 도체(X2)와 수신 도체(Y2)의 교점을 지시하고, 스캔 가능 영역(3a)의 평면에 대해 그 수직 방향으로부터 위치 지시하고 있는 것으로 한다. 즉, 기울기 θ를 90도로 한다. 이 상태에 있어서, 지시체(146)를, 펜 팁을 회전 중심으로 하여 그 주면을 따라서 회전시키면, 예를 들어 수신 도체(Y2)와, 제2 전극(211)을 구성하는 각각의 전극편(211a, 211b, 211c, 211d)과의 거리가 지시체(146)의 회전에 대응하여 변화한다. 이로 인해, 수신 도체(Y2)에서 각 전극편을 통해 각 부호를 수신했을 때 각각의 검출 신호 레벨이 변화한다. 따라서 이 각 부호의 검출 신호 레벨의 변화를 검출하는 것에 의해, 전극편(211a)로부터의 검출 신호를 기준으로 하여 지시체(146)의 회전 위치 r를 검출할 수 있다.

또한, 회전각 r을 검출할 때에 이용하는 수신 도체로서는 수신 도체(Y2) 대신에, 수신 도체(X2)를 이용할 수도 있다. 또, 복수의 수신 도체(예를 들어 Y1, Y2, Y3, 또는 X1, X2, X3) 또는 모든 수신 도체(예를 들어, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3)에 의해 검출되는 복수 부호의 검출 신호 레벨을 이용함으로써 한층 상세한 회전 위치 r를 구할 수 있다.

다음에, 지시체(146)의 펜 팁을 기점으로 한 스캔 가능 영역(3a)의 평면에 대한 기울기 θ의 검출에 대해 설명한다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 회전 위치 r을 유지한 상태에서, 지시체(146)를 수신 도체(X2)의 연신 방향을 따라서, 기울기 θ로 되도록 기울어진 것으로 한다. 이 상태에서는 수신 도체(Y3)로부터의 검출 신호 레벨이 수신 도체(Y1)로부터의 검출 신호 레벨보다 커진다. 따라서 지시체(146)의 기울기 θ는 지시체(146)가 지시하는 위치의 근방에 배치되는 복수의 수신 도체로부터의 검출 신호 레벨을 비교함으로써 구할 수 있다. 또한, 지시체(146)를 수신 도체(Y2)의 연신 방향을 따라서 기울기 θ로 되도록 기울인 경우에도, 동일한 원리로 지시체(146)의 기울기를 검출할 수 있다는 것은 용이하게 이해된다.

또한, 지시체(146)를 펜 팁을 기축(基軸)으로 하여 기울기 θ를 유지하면서 회전시켰을 때 지시체(146)의 위치를 스캔 가능 영역(3a)의 평면에 투사하는 것에 의해 얻을 수 있는 지시체(146)의 회전각 φ는 상기의 기울기 θ의 검출 원리를 발전시키는 것에 의해 검출할 수 있다. 구체적으로, 복수의 수신 도체, 예를 들어 수신 도체(Y1, Y2 및 Y3) 및／또는 수신 도체(X1, X2 및 X3)로부터의 검출 신호 레벨을 비교하는 것에 의해, 지시체(146)의 회전각 φ를 검출할 수 있다.

도 20에 나타내는 구성에 의하면, 지시체(146)의 하우징 내에 배치된 각각의 전극편과 소정 수신 도체의 거리가 다르기 때문에, 그 결과로서 각각의 전극편과 수신 도체의 전기적 결합 관계가 다르게 된다. 따라서 소정의 수신 도체에서 각각의 부호(C2, C3, C4, C5)를 검출했을 때의 신호 레벨을 서로 비교하는 것에 의해, 지시체(146) 상태를 나타내는 각 정보(r, θ, φ)를 검출할 수 있다.

또한, 이 실시 형태에서는 4개의 전극편으로 이루어지는 제2 전극(211)을 이용하여, 각 정보(r, θ, φ)의 검출 원리를 설명했지만, 전극편의 수는 이 수로 한정하는 것은 아니다. 또, 지시체(146)의 지시 위치를 검출하기 위해 이용되는 부호(C1)에 다른 부호와 동일한 부호 패턴의 부호를 이용할 수 있다는 것은 기술한 바와 같다. 이 실시 형태에서, 복수의 전극편(211a, 211b, 211c, 211d)은 지시체(146)의 하우징(129)의 내부에 원형 형상에 배치되는 구조를 구비하고 있지만, 지시체(146)의, 예를 들어 펜 팁에 가까운 장소의, 외주부(外周部)에 배치되는 구조로 할 수도 있다.

［변형예 6］　

도 4에 나타내는 실시 형태의 위치 검출기(3)에서는 선택 회로(40)에 의해, 제1 도체군(32) 및 제2 도체군(34) 내로부터 소정의 도체를 선택하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 선택 회로를 2개의 선택 회로로 구성하고, 그 일방을 제1 도체군(32)으로부터 소정의 도체를 선택하는 선택 회로로서 이용하고, 타방을 제2 도체군(34)으로부터 소정의 도체를 선택하는 선택 회로로서 이용해도 좋다. 이 예에 있어서도, 제1 및 제2 부호로서 확산 부호를 이용하는 것으로 한다. 　

도 21에, 변형예 6의 위치 검출기의 개략 구성을 나타낸다. 또한, 도 21에 있어서, 상기 실시 형태(도 4)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 나타낸다. 또, 도 21에서는 설명을 간략화하기 위해, 선택 회로(201) 주변의 구성만을 나타낸다.

이 예의 위치 검출기(200)의 선택 회로(201)는 제1 도체군(32)으로부터 소정의 제1 도체(31)를 소정의 순서로 선택하는 제1 선택 회로(202)와, 제2 도체군(34)으로부터 소정의 제2 도체(33)를 소정의 순서로 선택하는 제2 선택 회로(203)로 구성된다. 또, 제1 선택 회로(202) 및 제2 선택 회로(203)는 수신계 회로군(51)에 접속된다. 또한, 이 예의 위치 검출기(200)에 있어서, 선택 회로(201) 이외의 구성은 상기 실시 형태와 동일하다.

이 예의 위치 검출기(200)에서는 제1 도체군(32)으로부터 소정의 제1 도체(31)를 선택하는 제1 선택 회로(202)의 동작과, 제2 도체군(34)으로부터 소정의 제2 도체(33)를 선택하는 제2 선택 회로(203)의 동작을 동시에 행한다. 그러므로, 이 예에서는 제1 선택 회로(202)의 출력 신호와 제2 선택 회로(203)의 출력 신호가 수신계 회로군(51)에 입력된다. 이 경우, 2개의 확산 부호(C1, C2)에 대응한 각각의 상관 연산용 부호를 이용하여 상관값을 산출하는 것에 의해, 지시체의 위치 검출 및 필압 검출을 행한다.

또, 변형예 6의 위치 검출기(200)의 구성에 있어서, 제1 선택 회로(202)의 출력 신호를 처리하는 수신계 회로군과, 제2 선택 회로(203)의 출력 신호를 처리하는 수신계 회로군을 별개로 마련해도 좋다. 단, 이 경우에는 양방의 수신계 회로군에서 지시체의 위치 검출 및 필압 검출 양방을 행해도 좋으며, 일방의 수신계 회로군으로 지시체의 위치 검출 및 필압 검출을 행하고, 타방의 수신계 회로군에서는 지시체의 위치 검출만을 행하도록 해도 좋다. 전자에서는 고속 검출을 행할 수 있다. 또, 후자를 적용한 경우, 그 구성은 전자의 구성보다 간이하게 된다. 또한, 제1 선택 회로(202)의 출력 신호와 제2 선택 회로(203)의 출력 신호를 전환 회로에서 선택하고, 공통의 수신계 회로군에 시분할적으로 공급함으로써 지시체의 위치 검출 및 필압 검출을 행할 수도 있다. 　

［변형예 7］　

상기 실시 형태 및 변형예 1 ~ 6에서는 위치 검출 장치가 타블렛인 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 위치 검출 장치가, 타블렛의 기능뿐만 아니라, 유저가 손가락을 위치 검출기의 화면에 터치하여 소정의 조작을 행하는 터치 패널의 기능을 구비하고 있어도 좋다. 변형예 7에서는 타블렛 및 터치 패널 겸용의 위치 검출 장치에 대해 설명한다. 이 예에 있어서도, 제1 및 제2 부호로서 확산 부호를 이용하는 것으로 한다.

도 22에, 이 예의 위치 검출 장치에 있어서 위치 검출기의 개략 구성을 나타낸다. 또한, 이 예의 위치 검출 장치에서, 지시체는 상기 실시 형태 및 변형예 1 ~ 5 중 어느 것을 이용할 수 있다. 그러므로, 여기서는 위치 검출기의 구성에 대해서만 설명한다. 또한, 도 22에 있어서, 도 4에 나타내는 실시 형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 나타낸다. 또, 도 22에서는 수신 신호의 처리의 흐름을 실선 화살표로 나타내고, 제어 신호, 클록 신호 등의 흐름은 파선 화살표로 나타낸다. 단, 도 22에서는 설명을 간략화하기 위해, 수신계 회로군(51)의 제어 신호, 클록 신호 등의 흐름을 나타내는 파선 화살표는 생략한다.

이 예의 위치 검출기(210)는 주로, 펜 형상의 지시체(147), 지시체로서의 복수의 손가락(148a, 148b) 등, 종류가 다른 복수 지시체의 지시 위치를 검출하는 센서부(30)와, 센서부(30)를 구성하는 복수의 도체를 선택ㆍ전환하는 선택 회로(220)와, 위치 검출 회로(230)로 구성된다. 또한, 센서부(30)는 도 4에 나타내는 실시 형태와 동일한 구성이므로, 여기서 센서부(30) 구성의 설명은 생략한다.

선택 회로(220)는 제1 선택 회로(221)와 제2 선택 회로(222)로 구성된다. 제1 선택 회로(221)는 도 22 중의 y 방향으로 병렬 배치된 복수의 제1 도체(31)로 이루어진 제1 도체군(32)에 접속되고, 제1 도체군(32)으로부터 소정의 제1 도체(31)를 소정의 순서로 선택한다. 한편, 제2 선택 회로(222)는 도 22 중의 x 방향으로 병렬 배치된 복수의 제2 도체(33)로 이루어진 제2 도체군(34)에 접속되고, 제2 도체군(34)으로부터 소정의 제2 도체(33)를 소정의 순서로 선택한다. 또한, 제1 선택 회로(221) 및 제2 선택 회로(222)의 변환 제어는 중앙 연산 처리부(62)와 협동하는 제어부(63)로부터 출력되는 제어 신호에 의해 제어된다.

위치 검출 회로(230)는 수신계 회로군(51), 발진기(60), 드라이브 회로(61), 중앙 연산 처리부(62), 제어부(63), 확산 부호 생성부(231; 부호 공급부), 제1 전환부(232), 및 제2 전환부(233)를 구비한다. 이 예의 위치 검출 회로(230)는 상기 실시 형태(도 4)의 위치 검출 회로(50)의 구성에 있어서, 추가로 확산 부호 생성부(231), 제1 전환부(232), 및 제2 전환부(233)를 구비하는 구성이다. 확산 부호 생성부(231), 제1 전환부(232) 및 제2 전환부(233) 이외의 구성은 상기 실시 형태와 동일하다.

확산 부호 생성부(231)는 위치 검출기(210)를 손가락에 의한 조작을 접수하는 터치 패널로서 동작시킬 때에, 제1 도체군(32) 내 소정의 제1 도체(31)에 확산 부호를 공급한다. 또한, 확산 부호 생성부(231)에서는 펜 형상의 지시체(147)로부터 송신되는 제1 부호(C1)의 신호 또는 제2 부호(C2)의 신호와는 다른 새로운 확산 부호(C3)를 가지는 신호를 생성하는 것이 바람직하다. 단, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 확산 부호 생성부(231)는 펜 조작을 동시에 인식할 수 있는 구성, 즉 손가락 또는 펜 등의 지시체 종류를 식별하기 위한 소정의 부호를 생성하는 구성을 구비하고 있으면 좋다. 또, 위치 검출기(210)가 터치 패널로서 동작하고 있을 때, 유저의 손가락이 접해 있는 위치에서는 예를 들어 손가락을 통해 전류가 어스로 분류되는 것에 의해, 또는 교차하는 도체 사이에 있어서 전류 이동이 발생하는 것에 의해, 터치 위치에 있어서 도체의 교차점을 통해 얻어지는 수신 신호의 레벨이 변화한다. 그러므로, 이 레벨 변화를 수신계 회로군(51)에서 검출하는 것에 의해, 터치 위치를 2 차원적으로 검출할 수도 있다.

제1 전환부(232)는 위치 검출기(210)를, 펜 조작을 접수하는 타블렛으로서 동작시킬 때 신호의 흐름과, 손가락에 의한 조작을 접수하는 터치 패널로서 동작시킬 때 신호의 흐름을 전환한다. 구체적으로, 위치 검출기(210)를 타블렛으로서 동작시킬 때, 제1 도체군(32)은 수신 도체로서 작용하므로, 제1 선택 회로(221)의 출력 단자는 제1 전환부(232)의 스위치(SW2)를 통해 제2 전환부(233)의 입력 단자에 접속된다. 이 때, 제1 전환부(232)의 스위치(SW1)는 확산 부호 생성부(231)와 제1 선택 회로(221)를 비접속 상태로 한다. 또, 위치 검출기(210)를 터치 패널로서 동작시킬 때, 제1 도체군(32)은 송신 도체로서 작용하므로, 확산 부호 생성부(231)의 출력 단자는 제1 전환부(232)의 스위치(SW1)를 통해 제1 선택 회로(221)에 접속된다. 이 때, 제1 전환부(232)의 스위치(SW2)는 제1 선택 회로(221)와 제2 전환부(233)를 비접속 상태로 한다. 또한, 이 제1 전환부(232)의 전환 동작은 중앙 연산 처리부(62)와 협동하는 제어부(63)로부터 출력되는 제어 신호(도 22 중의 파선 화살표)에 의해 제어된다. 　

또, 손가락에 의한 조작을 접수하는 터치 패널로서 동작시킬 때, 제2 전환부(233)는 중앙 연산 처리부(62)와 협동하는 제어부(63)의 제어에 따라, 제1 전환부(232)를 개재시킨 확산 부호 생성부(231)와 제1 선택 회로(221)의 접속에 연동하고, 제2 선택 회로(222)와 수신 앰프(52)를 접속한다. 제1 전환부(232) 및 제2 전환부(233)가 이와 같이 제어되는 것에 의해, 제1 선택 회로(221)를 통해 제1 도체군(32)을 구성하는 제1 도체(31)에 확산 부호 생성부(231)에 의해 생성된 송신 신호가 순차 공급됨과 아울러, 제2 선택 회로(222)에 의해 제2 도체군(34)을 구성하는 제2 도체(33)가 순차 선택되어 수신 앰프(52)에 접속되는 것에 의해, 손가락에 의한 조작을 2 차원적으로 검출할 수 있다. 　

한편, 펜의 조작을 접수하는 타블렛으로서 동작시킬 때, 제2 전환부(233)는 중앙 연산 처리부(62)와 협동하는 제어부(63)의 제어에 따라, 제1 전환부(232)를 통해 접속된 제1 선택 회로(221)와 제2 선택 회로(222)를 교대로 수신 앰프(52)에 접속한다. 제1 전환부(232) 및 제2 전환부(233)가 이와 같이 제어되는 것에 의해, 펜의 조작에 의한 지시 위치를 2 차원적으로 검출할 수 있다.

여기서, 이 예의 위치 검출기(210)에 있어서 터치 패널로서의 기능과 타블렛으로서 기능의 동작예를 간단하게 설명한다. 도 23에 나타내는 예에서는 터치 패널의 동작과 타블렛으로서의 동작을 소정 시간마다 전환한다. 구체적으로, 중앙 연산 처리부(62)와 협동하는 제어부(63)의 제어에 따라, 제1 전환부(232) 및 제2 전환부(233)를 소정 시간마다 연동시켜 전환함으로써, 손가락 및 펜 등의 지시체 존재 또는 지시체가 지시하는 위치를 검출한다. 이 예에서는 소정 간격(도 23의 예에서는 예를 들어 10ms)으로 펜 형상의 지시체(147)의 위치 검출 동작(타블렛 기능)과 손가락(148a, 148b)에 의한 터치 위치의 검출 동작(터치 패널 기능)을 교대로 반복한다. 　

또한, 이 예의 위치 검출기(210)의 동작은 도 23의 예에 나타내는 시분할 동작으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 시분할 동작을 채용하는 일 없이, 센서부(30) 상에서 손가락 및 펜으로 대표되는 복수 종류의 지시체 존재를 동시에 검출할 수도 있다. 이 경우, 위치 검출기(210)는 다음과 같이 동작한다. 또한, 이하의 동작예에서, 펜으로부터는 제1 확산 부호 및 이 제1 확산 부호와는 다른 제2 확산 부호가 송신되고, 도 22에 있어서 확산 부호 생성부(231)로부터는 펜에 할당된 제1 및 제2 확산 부호와는 다른 제3 확산 부호를 구비하는 송신 신호를 생성하여 출력되는 경우를 상정한다.

우선, 확산 부호 생성부(231)는 제3 확산 부호를 구비하는 송신 신호를 생성하고, 그 송신 신호를 제1 전환부(232)의 스위치(SW1), 제1 선택 회로(221)를 개재시켜 제1 도체군(32)을 구성하는 복수의 제1 도체(31)에 소정의 순서로 반복하여 공급한다. 이 때, 수신계 회로군(51)을 구성하는 수신 앰프(52)에는 제2 선택 회로(222) 및 제2 전환부(233)를 통해, 선택된 도체가 접속된다. 또한, 제2 선택 회로(222)는 제2 도체군(34)을 구성하는 복수의 제2 도체(33)에 대해, 소정의 순서에 의한 선택 동작에 의해 소정의 도체를 선택한다. 　

그 다음에, A／D 변환 회로(53)는 수신 앰프(52)로부터 출력된 아날로그 신호를, 1 워드가 소정의 비트수로 이루어지는 디지털 신호로 변환한다. 그 다음에, 시리얼 패러렐 변환부(54) 및 시프트 레지스터(55)는 이용하는 확산 부호(C1, C2, C3)의 부호 길이에 대응한 워드 길이로 직렬 병렬 변환하고, 그 변환한 신호를 상관 연산기(56)에 공급한다.

그 다음에, 상관 연산기(56)는 공급된 디지털 신호와 각 상관 연산용 부호의 상관 연산을 행한다. 이로 인해, 제1, 제2, 및 제3 확산 부호(C1, C2, C3) 각각의 유무를 검출함과 아울러, 그 신호 레벨도 검출한다.

즉, 상기의 동작은 터치 위치의 검출 동작(터치 패널 기능)을 검출하기 위한 동작과 동일하다. 따라서 이 동작 상태에 있어서 손가락 위치의 검출 동작은 기술한 바와 같다. 이 동작 상태에 있어서, 펜이 조작된 경우에는 펜으로부터 송신된 제1 확산 부호(C1) 및 제2 확산 부호(C2) 중 적어도 일방의 확산 부호를 상관 연산기(56)에서 검출함으로써 펜의 존재 확인 또는 펜의 지시 위치를 인식할 수 있다. 그리고 펜 조작 유무의 인식에 기초하여 위치 검출기(210)의 기능을 타블렛으로서의 기능에 전환함으로써, 펜 위치를 2 차원적으로 검출할 수 있다.

또, 위치 검출 회로(230)에 있어서, 손가락 및 펜이라고 하는 2개 종류의 지시체가 동시에 검출된 경우에는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 터치 패널 기능과 타블렛 기능을 시분할적으로 전환함으로써, 마치 손가락과 펜의 조작을 동시에 검출하고 있는 상태로 할 수 있다. 또, 펜과 손가락이 동시에 검출된 경우에는, 펜 또는 손가락 중 일방을 검출하기 위한 동작(터치 패널 기능 또는 타블렛 기능)으로 이행하도록 기능 설정을 전환할 수도 있다. 　

또, 이 예에 있어서, 위치 검출기(210)를 터치 패널로서 동작시킬 때, 서로 위상이 다른 복수의 확산 부호를 대응하는 복수의 제1 도체(31)에 동시 공급하고, 복수의 확산 부호를 위상 다중 송신해도 좋다. 예를 들어, n개로 구성되는 제1 도체(31)에 대해, 확산 부호 생성부(231)에서 1개 부호 패턴의 확산 부호로부터 서로 위상이 다른 n개의 확산 부호를 생성하고, 제1 도체(31)의 각각에 대응시켜 공급한다. 또는 n개로 구성되는 제1 도체(31)에 대해, 서로 부호 패턴이 다른 n 종류의 부호 패턴의 확산 부호를 생성하고, 제1 도체(31)의 각각에 대응시켜 공급해도 좋다.

이 경우, 수신계 회로군(51)에 있어서는 확산 부호 생성부(231)에 의해 생성된 확산 부호에 대응한 상관 연산용 부호를 구비하고, 수신된 각각의 확산 부호와의 상관 연산을 동시에 행하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 이 구성에 대해서는 선택 회로(220)를 구성하는 제1 선택 회로(221) 및 제2 선택 회로(222) 중 적어도 일방의 회로는 반드시 필요하게 되지 않는다. 　

또, 이 예의 위치 검출기(210)에서는 지시체로서의 손가락을 검출하기 위한 터치 패널 기능과, 다른 종류의 지시체로서의 펜을 검출하기 위한 펜 테이블 기능을 시분할로 전환하는 구성을 구비하는 것이지만, 어느 기능으로 동작하는 경우에도 제2 도체군(34)을 구성하는 제2 도체(33)는 항상 신호 수신에 제공된다. 따라서 상술한 바와 같이, 수신계 회로군(51)이, 지시체로서의 손가락을 검출하기 위해 이용되는 확산 부호 생성부(231)로부터 공급되는 송신 신호와, 다른 종류의 지시체로서의 펜으로부터 공급되는 송신 신호를 동시에 검출 가능한 회로 구성을 구비함으로써, x 방향에 있어서 손가락 위치를 구할 때에 펜 위치도 동시에 구할 수 있다. 그러므로, 펜 위치를 구하는 다음의 처리로서, x 방향에서의 펜 위치는 이미 취득되어 있기 때문에, y 방향에 있어서 펜 위치를 구하면 된다. 따라서 이 예의 위치 검출기(210)에서는 상술한 바와 같은 회로 구성을 구비함으로써, 센서부(30)에 있어서 펜과 손가락의 동시 검출을 고속으로 행할 수 있다. 　

또한, 도 12(변형예 2)에 나타내는 사이드 스위치(113)의 조작 유무의 검출에 관해, 사이드 스위치(113)로부터의 조작 신호를 도 3의 지연 설정 회로(142)에 공급하고, 전위 Vth를 전환하는 구성을 구비함으로써 사이드 스위치(113)가 조작된 것을 검출할 수 있다. 즉, 사이드 스위치(113)가 조작된 것에 대응하여 지연 설정 회로(142)에 의해 설정되는 전위 Vth를, 예를 들어 고전위로 전환한다. 전위 Vth가 고전위로 설정되면, 지시체에 의한 프레스력이 동일해도, 지연 설정 회로(12)로부터의 출력되는 신호가 추가로 소정의 시간 지연되어 출력된다. 이 구성에 의해, 사이드 스위치(113)의 조작에 대응하여, 제1 부호 생성부로부터 출력되는 신호에 대한 제2 부호 생성부로부터 출력되는 신호의 생성 타이밍이 제어되고, 그 결과 사이드 스위치(113)의 조작 유무를 검출할 수 있다.

또한, 도 2에 나타내는 지시체(2), 도 12(a) 및 (b)에 나타내는 지시체(110 및 117), 도 14에 나타내는 지시체(120), 도 17에 나타내는 지시체(130) 등에서는 제1 부호 생성부(26), 제2 부호 생성부(27), 또는 제3 부호 생성부(29)로부터 출력되는 각각의 신호를 대응하는 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)에 공급하는 구성이 나타나 있지만, 이 구성으로 한정하는 것은 아니다. 즉, 각각의 신호를, 저항 등을 통해 신호 가산하고, 제1 전극(20) 또는 제2 전극(21)에 공급할 수도 있다. 이 구성에 의하면, 제1 전극(20) 또는 제2 전극(21)으로의 신호 공급점을 줄일 수 있고, 지시체로서의 구성을 간단화할 수 있다.

상기 실시 형태 및 변형예 1 ~ 7에서는 센서부의 여자 코일로부터의 여자 신호를 수신하고, 지시체 내 집적 회로의 구동 전압을 생성하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 지시체 내부에 예를 들어 축전지와 같은 전원을 구비하고 있어도 좋다.

1ㆍㆍㆍ위치 검출 장치,
2ㆍㆍㆍ지시체,
3ㆍㆍㆍ위치 검출기,
20ㆍㆍㆍ제1 전극,
21ㆍㆍㆍ제2 전극,
22ㆍㆍㆍ가변 용량 컨덴서,
23ㆍㆍㆍ집적 회로,
24ㆍㆍㆍ코일,
25ㆍㆍㆍ전원 생성 회로,
26ㆍㆍㆍ제1 부호 생성부,
27ㆍㆍㆍ제2 부호 생성부,
28ㆍㆍㆍ송신 부호 생성부,
30ㆍㆍㆍ센서부,
31ㆍㆍㆍ제1 도체,
32ㆍㆍㆍ제1 도체군,
33ㆍㆍㆍ제2 도체,
34ㆍㆍㆍ제2 도체군,
40ㆍㆍㆍ선택 회로,
50ㆍㆍㆍ위치 검출 회로,
51ㆍㆍㆍ수신계 회로군,
52ㆍㆍㆍ수신 앰프,
53ㆍㆍㆍA／D 변환 회로,
54ㆍㆍㆍ시리얼 패러렐 변환부,
55ㆍㆍㆍ시프트 레지스터,
56ㆍㆍㆍ상관 연산부,
56aㆍㆍㆍ제1 상관기,
56bㆍㆍㆍ제2 상관기,
57ㆍㆍㆍ기억부,
58ㆍㆍㆍ위치 및 필압 산출부,
60ㆍㆍㆍ발진기,
61ㆍㆍㆍ드라이브 회로,
62ㆍㆍㆍ중앙 연산 처리부,
63ㆍㆍㆍ제어부,
129ㆍㆍㆍ하우징.

Claims

인가된 압력을 2개 부호 사이의 시간차에 대응지어 상기 2개의 부호를 송신하기 위한 송신 신호 생성부를 구비하고, 상기 송신 신호 생성부에 의해 생성된 신호를 송신하기 위한 지시체와,
소정 방향에 배치된 복수의 제1 도체와 상기 소정 방향과 교차하는 방향에 배치된 복수의 제2 도체를 구비하고, 상기 지시체로부터 송신된 신호를 수신하기 위한 센서부와,
상기 복수의 제1 도체를 구성하는 도체와 상기 복수의 제2 도체를 구성하는 도체에 각각 발생한 신호와 상기 2개의 부호에 대응한 상관 연산용 부호와의 상관 연산을 행하기 위한 상관 연산 회로와,
상기 상관 연산 회로에 의해 산출된 적어도 1개의 부호에 기초한 상관 연산 결과로부터 상기 지시체에 의해 지시된 센서부 상의 위치를 검출하기 위한 위치 산출 회로와,
상기 상관 연산 회로에 의해 산출된 2개의 부호에 기초한 상관 연산 결과로부터 상기 2개 부호 사이의 시간차에 대응하여 상기 지시체에 인가된 압력을 검출하는 필압(筆壓) 산출 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 제1 도체로부터 소정의 순서로 도체를 선택함과 아울러 상기 복수의 제2 도체로부터 소정의 순서로 도체를 선택하기 위한 선택 회로를 구비하고, 이 선택 회로에 의해 선택된 각각의 도체에 발생한 신호가 상기 상관 연산 회로에 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 2개의 부호는 동일한 부호 패턴을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 2개의 부호는 서로 다른 부호 패턴을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 송신 신호 생성부에 부호를 변조하기 위한 변조 회로를 구비함과 아울러, 상기 복수의 제1 도체를 구성하는 도체와 상기 복수의 제2 도체를 구성하는 도체에 각각 발생한 신호를 복조하기 위한 복조 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지시체는 하우징으로부터 돌출한 선단부(先端部)를 구비함과 아울러, 상기 선단부에 인가된 압력을 검출하기 위한 압력 검출 소자를 구비하고, 상기 압력 검출 소자에 의해 검출된 신호에 대응하여 상기 부호 사이의 시간차가 설정되는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 압력 검출 소자는 상기 선단부에 인가된 압력에 대응하여 프레스(press)되는 것에 의해 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서를 구비하고, 상기 가변 용량 컨덴서의 용량 변화에 따라 상기 부호 사이의 시간차가 제어되도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 센서부에는 여자 코일을 구비되어 있고, 상기 지시체에는 상기 여자 코일로부터 송출된 여자 신호를 수신하여 상기 지시체에 구비된 송신 신호 생성부를 구동하기 위한 전원을 생성하기 위한 전원 생성 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 필압 산출 회로에 의해 검출된 필압에 대응하여 상기 지시체의 호버링 상태(hovering state) 및 펜 다운 상태를 식별할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 2개의 부호는 서로 다른 부호 패턴이고, 상기 지시체로부터 송신된 신호가 상기 상관 연산 회로에 공급되어 얻어진 상관 연산 결과에 기초하여 일방의 부호로부터 타방의 부호로 부호가 변화한 것이 검출되는 것에 의해, 상기 지시체의 호버링 상태 및 펜 다운 상태를 식별할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지시체의 측면에는 조작 스위치가 마련되어 있음과 아울러, 상기 지시체에는 상기 조작 스위치의 조작에 대응하여 부호를 반전시키기 위한 부호 반전 회로가 구비되어 있고, 상기 조작 스위치의 조작에 대응하여 생성된 부호 반전 신호가 상기 상관 연산 회로에 의해 상관 연산됨으로써 상기 조작 스위치의 조작을 검출할 수 있는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지시체의 측면에는 조작 스위치가 마련되어 있음과 아울러, 상기 송신 신호 생성부로부터 상기 조작 스위치의 조작에 대응한 부호가 송신되고, 상기 조작 스위치의 조작에 대응하여 생성된 부호가 상기 상관 연산 회로에 의해 상관 연산됨으로써, 상기 조작 스위치의 조작을 검출할 수 있는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지시체의 하우징에는 위치 지시 및 상기 지시체에 인가되는 압력을 검출하기 위한 선단부가 돌출하여 구비되어 있음과 아울러, 상기 선단부는 도전성을 가지고 있고, 상기 선단부를 통해 상기 송신 신호 생성부에 의해 생성된 신호가 송신되도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
소정의 부호를 생성하기 위한 부호 생성부와, 상기 부호 생성부에 의해 생성된 부호의 상기 소정 방향에 배치된 복수의 제1 도체로의 공급 처리, 및 상기 소정 방향에 배치된 복수의 제1 도체에 발생한 신호의 수신 처리를 전환하기 위한 제1 전환부가 추가로 구비되어 있고, 상기 제1 전환부에서 상기 공급 처리 및 수신 처리를 교대로 전환 제어함으로써 상기 지시체와는 종류가 다른 지시체에 의해 지시된 센서부 상의 위치를 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 제1 전환부로부터 출력된 상기 소정 방향에 배치된 제1 도체에 발생한 신호와, 상기 소정 방향과 교차하는 방향에 배치된 제2 도체에 발생한 신호를 시분할로 전환하여 상기 상관 연산 회로에 공급하기 위한 제 2 전환부를 구비한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 부호 생성부에 의해 생성되는 부호는 상기 지시체에 구비된 송신 신호 생성부에 의해 생성되는 부호와는 다른 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지시체에는 상기 송신 신호 생성부에 의해 생성된 복수의 신호를 송신하기 위해, 상기 복수의 신호 각각에 대응한 복수의 전극편이 배치되어 있고, 상기 복수의 전극편 각각을 통해 송신된 신호를 상기 센서부에 의해 수신함으로써 상기 지시체의 조작 상태를 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 지시체의 조작 상태의 검출은 상기 지시체의 펜 팁(pen tip)을 회전 중심으로 한 지시체 자체의 회전 상태, 센서부에 의해 형성되는 평면에 대한 상기 지시체의 기울기, 및 상기 지시체의 펜 팁을 기점으로 하여 조작한 경우의 상기 센서부에 의해 형성되는 평면에 투영된 상기 지시체의 회전각 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
위치를 지시하기 위한 선단부가 하우징으로부터 돌출하여 마련된 지시체로서,
상기 선단부에 인가된 압력을 2개 부호 사이의 시간차에 대응지어 상기 2개의 부호를 송신하기 위한 송신 신호 생성부를 구비하고,
상기 송신 신호 생성부에 의해 생성된 복수의 부호가 송신되도록 한 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 19에 있어서,
상기 2개의 부호는 동일한 부호 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 19에 있어서,
상기 2개의 부호는 서로 다른 부호 패턴을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 19에 있어서,
상기 송신 신호 생성부에 부호를 변조하기 위한 변조 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 19에 있어서,
하우징으로부터 돌출한 선단부에 인가되는 압력을 검출하기 위한 압력 검출 소자를 구비하고, 상기 압력 검출 소자에 의해 검출된 신호에 대응하여 상기 부호 사이의 시간차가 설정되는 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 23에 있어서,
상기 압력 검출 소자는 상기 선단부에 인가된 압력에 대응하여 프레스되는 것에 의해 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서이고, 상기 가변 용량 컨덴서의 용량 변화에 따라 상기 부호 사이의 시간차가 제어되도록 한 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 19에 있어서,
상기 지시체의 측면에는 조작 스위치가 마련되어 있음과 아울러, 상기 지시체에는 상기 조작 스위치의 조작에 대응하여 부호를 반전시키기 위한 부호 반전 회로가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 19에 있어서,
상기 지시체의 측면에는 조작 스위치가 마련되어 있음과 아울러, 상기 송신 신호 생성부로부터 상기 조작 스위치의 조작에 대응한 부호가 송신되도록 한 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 19에 있어서,
상기 위치를 지시하기 위한 선단부는 도전성을 가지고 있고, 상기 송신 신호 생성부에 의해 생성된 적어도 1개의 부호가 상기 선단부를 통해 송신되도록 한 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 27에 있어서,
상기 송신 신호 생성부에 의해 생성된 복수 부호의 각각이 상기 선단부를 통해 송신되도록 한 것을 특징으로 하는 지시체.
청구항 19에 있어서,
상기 선단부의 근방에는 상기 송신 신호 생성부에 의해 생성된 복수의 신호를 송신하기 위한, 상기 복수의 신호 각각에 대응한 복수의 전극편이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 지시체.
위치 지시를 위해 지시체에 구비된 펜 팁에 인가된 압력에 대응한 시간차를 가지는 2개의 부호를 송신하기 위한 부호 송신 단계와,
소정 방향에 배치된 복수의 제1 도체와 상기 소정 방향과 교차하는 방향에 배치된 복수의 제2 도체를 통해 상기 지시체로부터 송신된 부호를 수신하는 신호 수신 단계와,
상기 복수의 제1 도체를 구성하는 도체와 상기 복수의 제2 도체를 구성하는 도체에 각각 발생한 신호를 수신하여 상기 2개의 부호에 대응한 상관 연산용 부호와의 상관 연산을 행하는 상관 연산 처리 단계와,
상기 상관 연산 처리 단계에 의해 산출된 1개의 부호에 기초한 상관 연산 결과로부터 상기 지시체에 의해 지시된 센서부 상의 위치를 검출하는 위치 산출 단계와,
상기 상관 연산 처리 단계에 의해 산출된 2개의 부호에 기초한 상관 연산 결과로부터 상기 지시체에 인가된 압력을 검출하는 필압 산출 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
청구항 30에 있어서,
상기 2개의 부호는 동일한 부호 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
청구항 30에 있어서,
상기 2개의 부호는 서로 다른 부호 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
위치를 지시하기 위한 선단부가 하우징으로부터 돌출하여 마련된 지시체의 상기 선단부에 인가된 압력을 2개 부호 사이의 시간차에 대응지어 상기 2개의 부호를 송신하도록 한 것을 특징으로 하는 압력 정보 송신 방법.
복수의 부호를 생성하기 위한 부호 생성 단계와,
상기 복수의 부호를 전기적으로 분리된 대응하는 복수의 전극편에 각각 공급하는 단계와,
상기 복수의 전극편으로부터 각각 대응하는 복수의 부호를 송신하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 지시체 신호 송신 방법.