KR20190015739A - 위치 지시기 - Google Patents

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KR20190015739A
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Abstract

[과제] 위치 검출 센서와 함께 사용하여 불필요한 전력 소비를 억제하고, 전력 절약화를 달성할 수 있는 위치 지시기를 제공한다.
[해결 수단] 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 수신하기 위한 제1 전극(6)과, 위치 검출 센서(2)가 위치를 검출하기 위한 신호를 생성하는 송신 신호 생성 회로(100)와, 송신 신호 생성 회로(100)에 의해서 생성된 신호가 공급되는 제1 전극(6)과는 다른 제2 전극(7)과, 제1 전극(6)을 통해서 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호가 수신되었는지를 검출하는 신호 검출 회로(200)와, 신호 검출 회로(200)로부터의 출력에 대응하여 송신 신호 생성 회로(100)로부터의 제2 전극(7)을 통한 신호의 송신을 제어하는 송신 제어 회로(300)를 구비한다. 제1 전극(6)을 통해서 수신되는 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호가 검출된 것에 대응하여 위치 검출 센서(2)가 위치를 검출하기 위한 신호를 제2 전극(7)으로부터 송신한다.

Description

위치 지시기{POSITION POINTER}
본 발명은 위치 검출 센서와 함께 사용하는 위치 지시기에 관한 것이다.
위치 검출 센서와 함께 사용하는 위치 지시기는 종래부터 다양하게 제안되어 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1(특개평 7－295722호 공보)이나 특허 문헌 2(특개평 8－272509호 공보)에는, 위치 지시기 내에 교류 신호의 발생기를 구비함과 아울러 그 구동 전원으로서의 배터리를 구비하고, 이 위치 지시기로부터 송출되는 교류 신호에 따른 신호를 위치 검출 센서가 검출함으로써, 위치 지시기의 위치를 검출하는 좌표 입력장치가 개시되어 있다.
또, 특허 문헌 3(특개 2007－183809호 공보)에는 펜 끝의 도체에 대해서, 신호 수신시와 신호 송신시로 절환하는 스위치 회로를 구비하여, 이른바 반이중(半二重) 통신의 구성을 구비하는 신호 처리 회로를 구비함과 아울러, 그 구동 전원으로서 배터리를 구비하는 위치 지시기가 개시되어 있다.
이 특허 문헌 3의 위치 지시기에 있어서는, 스위치 회로는 타이밍 제어 회로에 의해, 소정 기간마다 신호 수신측과 신호 송신측으로 절환되어, 신호 수신시에는 펜 끝의 도체가 위치 검출 센서로부터의 교류 신호를 수신하여, 신호 처리 회로로 이것에 동기한 교류 신호를 생성한다. 그리고 스위치 회로가 신호 송신측으로 절환되는 기간에 있어서, 신호 처리 회로에 의해 생성된 교류 신호를 위치 검출 센서로부터 교류 신호를 수신한 펜 끝의 도체로부터 위치 검출 센서에 송출한다. 위치 검출 센서는 이 위치 지시기로부터의 신호를 검출함으로써, 위치 지시기의 위치를 검출한다.
일본국 특개평 7－295722호 공보 일본국 특개평 8－272509호 공보 일본국 특개 2007－183809호 공보
상술된 특허 문헌 1 ~ 3에 공개된 위치 지시기는 전원 스위치를 구비하고, 당해 전원 스위치가 온되어 있을 때는 구동 전원으로서의 배터리로부터, 교류 신호의 발생기나 신호 처리 회로에 항상 전원 전압이 공급되는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 전원 스위치가 온되어 있을 때는, 위치 지시기는 위치 검출 센서 위에서 조작 상태가 아니더라도, 즉, 위치 검출 센서와 함께 사용되고 있는 상태가 아닐 때에도 항상 배터리로부터 각 부에 전원 전압이 공급되어, 전력이 소비되어 버린다고 하는 문제가 있다.
위치 지시기의 사용 상황에 따라서 전원 스위치를, 부지런히 온·오프함으로써 어느 정도는 불필요한 전력 소비를 억제할 수 있지만, 그 경우에는 전원 스위치를 빈번히 조작하지 않으면 안 되고, 구동 전원으로서 배터리를 사용하고 있을 때는 배터리의 교환 빈도에 영향을 주게 된다.
본 발명은 이상의 점을 감안하여, 불필요한 전력 소비를 억제하고 전력 절약화를 달성할 수 있는 위치 지시기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 위치 지시기는 위치 검출 센서와 함께 사용되는 위치 지시기로서, 상기 위치 검출 센서로부터의 교류 신호를 수신하기 위한 제1 전극과, 상기 위치 검출 센서가 위치를 검출하기 위한 신호를 생성하는 송신 신호 생성 회로와, 상기 송신 신호 생성 회로에 의해서 생성된 신호가 공급되는, 상기 제1 전극과는 다른 제2 전극과, 상기 제1 전극을 통해서 상기 위치 검출 센서로부터의 교류 신호가 수신되었는지를 검출하는 신호 검출 회로와, 상기 신호 검출 회로로부터의 출력에 대응하여 상기 송신 신호 생성 회로로부터의 상기 제2 전극을 통한 신호의 송신을 제어하는 송신 제어 회로를 구비하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 위치 지시기의 동일한 단부(端部)에 배치되어 있고, 상기 제1 전극을 통해서 수신되는 상기 위치 검출 센서로부터의 교류 신호가 검출된 것에 대응하여, 상기 위치 검출 센서가 위치를 검출하기 위한 신호를 상기 제2 전극으로부터 송신하도록 한 것을 특징으로 한다.
상술한 구성의 본 발명의 위치 지시기는 위치 검출 센서의 위(上) 등, 당해 위치 검출 센서와 함께 사용하는 위치에 가져와 지면, 신호 검출 회로로 제1 전극을 통해서 위치 검출 센서로부터 수신된 교류 신호가 검출된다. 그러면, 이 신호 검출 회로로부터의 출력에 대응하여 송신 제어 회로에 의해, 송신 신호 생성 회로로부터의 위치 검출 센서가 위치를 검출하기 위한 신호가, 제2 전극으로부터 위치 검출 센서에 송신되도록 제어된다.
한편, 신호 검출 회로가 위치 검출 센서로부터의 교류 신호를 검지하지 않는 상태, 즉, 본 발명의 위치 지시기가 위치 검출 센서 위에 없는 위치 검출 센서와 함께 사용하는 상태가 아닐 때에는, 송신 제어 회로에 의해 송신 신호 생성 회로로부터의 신호의 제2 전극으로부터 위치 검출 센서로의 송신이 이루지지 않도록 제어된다.
본 발명에 의한 위치 지시기에 의하면, 당해 위치 지시기가 위치 검출 센서의 위 등 당해 위치 검출 센서와 함께 사용하는 위치에 있을 때에만, 송신 신호 생성 회로로부터의 신호가 위치 검출 센서에 송신되게 되어, 불필요한 전력 소비가 억제되어 전력 절약화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태의 개념적 구성 및 그 처리 동작을 개괄적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 위치 지시기의 제1 실시 형태의 회로 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명에 의한 위치 지시기가 사용되는 위치 검출 센서의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 위치 지시기의 제2 실시 형태의 회로 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명에 의한 위치 지시기의 제3 실시 형태의 회로 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 발명에 의한 위치 지시기의 제3 실시 형태를 위치 검출 센서와 함께 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 위치 지시기의 제3 실시 형태의 제1 변형예의 회로 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 9는 본 발명에 의한 위치 지시기의 제3 실시 형태의 제1 변형예를 위치 검출 센서와 함께 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 위치 지시기의 제3 실시 형태의 제2 변형예의 회로 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 11은 본 발명에 의한 위치 지시기의 제4 실시 형태의 회로 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 12는 본 발명에 의한 위치 지시기의 제5 실시 형태의 회로 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 13은 본 발명에 의한 위치 지시기의 제6 실시 형태의 회로 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
［제1 실시 형태］
이하, 본 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)의 개념적 구성 및 그 처리 동작을 개괄적으로 설명하기 위한 도면으로, 위치 지시기(1)가 정전 용량식의 위치 검출 센서(2)의 판면(板面) 위에 위치되어 있는 상태를 나타내는 도면이다. 또, 도 2는 위치 지시기(1)의 상세 구성예를 설명하기 위한 도면이고, 도 2 (A)는 위치 지시기(1)의 일부 종(縱)단면도이고, 도 2 (B)는 도 2 (A)의 일부 확대도이고, 도 2 (C)는 위치 지시기(1) 외관의 일부를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태에서는, 위치 지시기(1)는 외관이 막대 모양의 스타일러스(stylus) 형상을 가지는 것으로서 형성되어 있다.
이 실시 형태의 위치 지시기(1)는 막대 모양의 케이스(3)를 구비한다. 이 케이스(3)는 절연 재료, 예를 들면 합성 수지로 이루어진 중공(中空)의 원기둥 모양 형상의 절연체부(31)에 의해 구성되어 있다. 그리고 이 실시 형태에서는, 케이스(3)의 절연체부(31)의 외주 표면 중 적어도 조작자가 당해 위치 지시기(1)를 잡는 부분은, 예를 들면 금속으로 이루어진 도전체부(32)로 덮여 있다.
케이스(3) 내에는 프린트 배선 기판(41)이 배설되어 있다. 케이스(3)의 외주 표면을 덮는 도전체부(32)는, 이 프린트 배선 기판(41)의 어스(grounding) 도체에 전기적으로 접속되어 있다.
프린트 배선 기판(41) 위에는, 저항이나 콘덴서, IC(Integrated Circuit) 등으로 이루지는 복수 개의 전자 부품과, 도전 패턴(42a나 42b) 등의 배선 패턴과, 후술하는 승압 트랜스 등외에, 이 예에서는, 위치 지시기(1)의 송신 구동 상태의 온·오프 표시용의 LED(Light Emitting Diode: 43)등도 구비하고, 위치 지시기(1)의 내부 처리 회로(40)가 형성되어 있다. 이 내부 처리 회로(40)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 송신 신호 생성 회로(100)와, 신호 검출 회로(200)와, 송신 제어 회로(300)로 이루어진다.
또, 이 실시 형태에서는, 케이스(3) 내에 배터리(5)가 수납 가능하게 구성되어 있고, 내부 처리 회로(40)의 전원 전압은 이 배터리(5)에서 생성된다. 도 2 (A)에 있어서, 배터리 접속 단자(52)는 프린트 배선 기판(41) 위의 내부 처리 회로(40)에 포함되는 전원 회로에 전기적으로 접속되어 있는 단자이며, 프린트 배선 기판(41)의 단부에 마련되어 있다. 배터리(5)의 정극(正極)측 전극(51)은 이 배터리 접속 단자(52)에 접촉해서 전기적으로 접속된다. 도시는 생략하지만, 배터리(5)의 부극(負極)측 전극은 프린트 배선 기판(41)의 어스 도체에 직접 접속되어 있다. 또는, 배터리(5)의 부극측 전극은 케이스(3)의 도전체부(32)에 전기적으로 접속된 탄성 변위하는 단자에 프레스 접촉되어 프린트 배선 기판(41)의 어스 도체에 접속된다.
LED(43)는 후술하는 것처럼, 신호 검출 회로(200)의 검출 출력에 기초하는 송신 제어 회로(300)의 제어에 의해, 송신 신호 생성 회로(100)로 생성된 송신 신호가 위치 지시기(1)로부터 송출되는 상태일 때에는 점등하고, 또, 위치 지시기(1)로부터 송신 신호가 송출되지 않는 상태일 때에는 소등하도록 구성되어 있다. LED(43)의 위치에 대응하는 케이스(3)의 외주(外周) 표면에는 투광 부재(43L)가 마련되어 있다. 사용자는 LED(43)의 점등, 소등을, 이 투광 부재(43L)를 통해서 확인함으로써, 위치 지시기(1)의 송신 유무 상태를 확인할 수 있다.
또, 케이스(3)의 외주 표면에는 내부 처리 회로(40)의 송신 신호 생성 회로(100)에 마련되는 후술하는 가변 저항기(107)의 저항값을 수동으로 가변으로 하여, 위치 지시기(1)의 신호 검출 감도를 변경하기 위한 슬라이드 조작부(44)도 마련되어 있다.
케이스(3)를 구성하는 중공의 원기둥 모양 형상의 절연체부(31)의 중심축 방향에 있어서 한쪽의 단부측은, 서서히 끝이 가늘어지는 테이핑부(33)로 되어 있다. 이 테이핑부(33)의 외주 측에는, 예를 들면 환상(環狀)의 도전재로 이루어진 주변 전극(6)이 장착된다. 또한, 주변 전극(6)과 케이스(3)의 외주 표면의 도전체부(32)는 양자 사이에 절연체부(31)가 개재됨으로써 절연되어 있다.
주변 전극(6)은, 이 예에서는 제1 전극을 구성하는 것이고, 절연체부(31)를 관통하는 리드 도체 부재(61)에 의해, 프린트 배선 기판(41)의 도체 패턴(42a)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 도체 패턴(42a)은, 이 예에서는 내부 처리 회로(40)의 송신 신호 생성 회로(100) 및 신호 검출 회로(200)의 입력단에 접속되어 있다.
또, 이 실시 형태에서는, 테이핑부(33)의 중공부로부터 외부로 돌출하도록 중심 전극(7)이 마련된다. 중심 전극(7)은, 이 예에서는 제2 전극을 구성한다. 이 중심 전극(7)은, 예를 들면 도전성의 금속으로 이루어진 막대 모양 도체(71)와 이 막대 모양 도체(71)의 선단(先端)에 마련되는 탄성 보호 도체(72)로 이루어진다. 막대 형상 도체(71)는 케이스(3) 내의 프린트 배선 기판(41) 내의 소정 위치로부터 테이핑부(33)의 중공부를 관통해서 외부에 돌출하도록 마련되어 있다. 탄성 보호 도체(72)는 위치 지시기(1)가 위치 검출 센서(2)에 접촉했을 때에, 위치 검출 센서(2)의 지시 입력면을 손상시키지 않게 함과 아울러, 지시 입력면과의 접촉 면적을 크게 하기 위한 부재이며, 이 예에서는 도전성의 탄성 부재로 구성되어 있다. 또한, 도전성의 탄성 부재의 표면은 필요하게 따라서 수지로 코팅되어 있다. 또, 이 탄성 보호 도체(72)는 생략해도 좋다. 그 경우에는, 막대 모양 도체(71)를, 예를 들면 도전성의 탄성 부재로 구성하면 좋다.
이 중심 전극(7)은, 이 예에서는 제2 전극을 구성하는 것이고, 막대 모양 도체(71)의, 탄성 보호 도체(72)가 마련되어 있는 측과는 반대측 단부는, 프린트 배선 기판(41)에 대해서 고정됨과 아울러, 도전 패턴(42b)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 도전 패턴(42b)은, 이 예에서는 내부 처리 회로(40)의 송신 신호 생성 회로(100)의 출력단에 접속되어 있다.
또, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이에는, 서로의 전기적 간섭을 효과적으로 방지하기 위한 쉴드 부재(8)가 마련된다. 이 실시 형태에서는, 쉴드 부재(8)는 중심 전극(7)을 둘러싸도록 마련되고, 이것에 의해, 쉴드 부재(8)가 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이에 개재되어, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이의 결합 용량을 가능한 한 작게 하도록 하고 있다.
도 2 (A)의 선단부의 확대도인 도 2 (B)에 도시된 바와 같이, 쉴드 부재(8)는 내벽면에 절연층(82)이 형성된 도전 부재로 이루어진 튜브 모양(tubular) 도체(81)로 구성된다. 튜브 모양 도체(81)는 프린트 배선 기판(41)의 어스 도체에 전기적으로 접속되어 있다.
그리고 중심 전극(7)의 막대 모양 도체(71)를, 내벽면이 절연층(82)으로 된 튜브 모양 도체(81)의 중공부 내에 수납함으로써, 중심 전극(7)을 쉴드 부재(8)로 둘러싸도록 구성하고 있다. 도 2의 예에서는, 중심 전극(7)의 탄성 보호 도체(72)의 일부도, 쉴드 부재(8)의 튜브 모양 도체(81)에 의해 둘러싸도록 구성하고 있다.
주변 전극(6)과 쉴드 부재(8)의 튜브 모양 도체(81)는 양자 사이에 절연체부(31)의 테이핑부(33)가 개재됨으로써 절연되고, 중심 전극(7)과 쉴드 부재(8)의 튜브 모양 도체(81)는 양자 사이에 쉴드 부재(8)의 튜브 모양 도체(81)의 내벽면의 절연층(82)이 개재됨으로써 절연되어 있다.
또한, 도 2의 예에서는, 중심 전극(7)에 대해서만 쉴드를 적용하도록 했지만, 주변 전극(6)에 대해서 쉴드를 적용하도록 해도 좋다. 또는, 주변 전극(6)과 중심 전극(7)의 양쪽 모두에 쉴드를 적용하도록 해도 좋다.
또, 도 2의 예에서는, 중심 전극(7)의 막대 모양 도체(71)의 전체를 쉴드 부재(8)에 의해 둘러쌈으로써 쉴드를 적용하도록 했지만, 적어도 주변 전극(6)과 중심 전극(7)의 근접 부분에 대해서 쉴드 부재(8)를 개재시키도록 하면 좋다.
다음으로, 내부 처리 회로(40)의 구성예를 설명한다. 도 3은 내부 처리 회로(40)의 회로 구성예를 나타내는 도면이다. 내부 처리 회로(40)는 상술한 것처럼, 송신 신호 생성 회로(100)와, 신호 검출 회로(200)와, 송신 제어 회로(300)로 이루어지지만, 이 예에서는, 송신 제어 회로(300)는 송신 신호 생성 회로(100)로의 전원 전압의 공급을 제어하는 전원 회로로 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극의 예로서의 주변 전극(6)은 도전 패턴(42a)에 접속되어 있는 접속 단자(401)를 통해서, 송신 신호 생성 회로(100) 및 신호 검출 회로(200)의 입력단에 접속되어 있다. 또, 송신 신호 생성 회로(100)의 출력단이 접속되는 도체 패턴(42b)에 접속되어 있는 접속 단자(402)가, 제2 전극의 예로서의 중심 전극(7)에 접속되어 있다.
송신 제어 회로(전원 회로: 300)는 DC／DC 컨버터(301)를 구비하고, 이 DC／DC 컨버터(301)의 전압 입력단(Vin)에는 배터리(5)로부터의 직류 전압이 공급되고 있다.
이 DC／DC 컨버터(301)는 인에이블(enable) 단자(EN)를 구비하고, 이 인에이블 단자(EN)가 하이 레벨일 때에는 구동 상태(액티브 상태)가 되어, 배터리(5)의 전압으로부터 전원 전압(＋Vcc)을 생성하고, 전압 출력단(Vout)으로부터 출력하여, 송신 신호 생성 회로(100)에 공급한다. 따라서 송신 신호 생성 회로(100)가 구동 상태가 되어 송신 신호를 생성하고, 중심 전극(7)으로부터 송신 신호가 위치 검출 센서(2)에 송출된다.
한편, 인에이블 단자(EN)가 로우 레벨일 때에는, DC／DC 컨버터(301)는 비구동 상태(슬립(sleep) 상태)가 되어, 전압 출력단(Vout)으로부터의 전원 전압(＋Vcc)의 발생을 정지하고, 이것에 의해서 송신 신호 생성 회로(100)로의 전원 전압(＋Vcc)의 공급이 정지된다. 따라서 송신 신호 생성 회로(100)는 비구동 상태가 된다. 따라서 송신 신호는 생성되지 않고, 위치 지시기(1)로부터의 송신 신호의 송신 동작은 이루어지지 않는다.
여기서, DC／DC 컨버터(301)로서는, 예를 들면 리니어 테크놀로지(Linear Technology)사 제품인 DC／DC 컨버터 「LTC3525」가 이용된다. 이 DC／DC 컨버터 「LTC3525」에서는, SHDN 단자가 인에이블 단자(EN)가 된다.
송신 제어 회로(300)에 있어서는, DC／DC 컨버터(301)의 전압 출력단(Vout)과 어스 도체 사이에는, 저항(302) 및 전술한 LED(43)의 직렬 회로가 접속되어 있다. 그리고 DC／DC 컨버터(301)의 전압 출력단(Vout)은 저항(303) 및 저항(304)의 직렬 접속을 통해서 어스 도체에 접속되고, 저항(303) 및 저항(304)의 접속점으로부터 기준 전압(Vref=Vcc／2)가 송신 신호 생성 회로(100)에 출력된다.
이 송신 제어 회로(300)에 있어서는, 인에이블 단자(EN)가 하이 레벨이고 DC／DC 컨버터(301)가 구동 상태에 있을 때는, 그 전압 출력단(Vout)으로부터 전원 전압(＋Vcc)이 발생하여 LED(43)가 점등된다. 따라서 이 LED(43)의 점등에 의해, 송신 신호 생성 회로(100)로의 전원 전압(＋Vcc) 및 기준 전압(Vref)의 공급이 사용자에게 알려진다. 즉, LED(43)의 점등에 의해, 송신 신호 생성 회로(100)가 구동하여 위치 지시기(1)로부터 송신 신호의 송출이 이루어지고 있는 것이 사용자에게 알려진다.
또, 인에이블 단자(EN)가 로우 레벨이고 DC／DC 컨버터(301)가 비구동 상태에 있을 때는, 그 전압 출력단(Vout)으로부터의 전원 전압(＋Vcc)의 발생이 정지하므로, LED(43)가 소등된다. 따라서 이 LED(43)의 소등에 의해, 송신 신호 생성 회로(100)로의 전원 전압(＋Vcc) 및 기준 전압(Vref)의 공급 정지가 알려진다. 즉, LED(43)의 소등에 의해, 송신 신호 생성 회로(100)가 구동을 정지하고, 위치 지시기(1)로부터 송신 신호의 송출이 이루어지지 않은 것이 사용자에게 알려진다.
신호 검출 회로(200)는 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 검출하는 회로로서, 그 검출 결과로의 출력 신호를 인에이블 제어 신호로서 송신 제어 회로(300)의 DC／DC 컨버터(301)의 인에이블 단자(EN)에 공급한다. 이 신호 검출 회로(200)에는, 배터리(5)로부터의 전압이 그 구동 전압(전원 전압)으로서 상시 공급되고 있다.
이 예에서는, 신호 검출 회로(200)는 펄스 생성 회로(201)와 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(retriggerable monostable multivibrator: 202)와 인에이블 제어 신호 생성 회로(203)로 이루어진다.
펄스 생성 회로(201)의 입력단은 접속 단자(401)를 통해서 주변 전극(6)에 접속되어 있다. 위치 지시기(1)가 위치 검출 센서(2) 위에 있을 때는, 도 1에 도시된 바와 같이, 위치 지시기(1)의 주변 전극(6)과 위치 검출 센서(2)는 정전 용량(C1)을 통해서 결합하고 있다. 후술하는 것처럼, 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호가 정전 용량(C1) 및 주변 전극(6)을 통해서 전류 신호로서 접속 단자(401)에 공급되어, 펄스 생성 회로(201)에 입력된다.
펄스 생성 회로(201)는 그 입력단에 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호가 공급되면, 당해 교류 신호로부터 펄스 신호를 생성하여, 출력 신호로서 출력한다. 그러나 위치 지시기(1)가 위치 검출 센서(2) 위에 없을 때에는, 주변 전극(6)을 통해서 교류 신호가 수신되지 않는다. 따라서 펄스 생성 회로(201)에서는, 펄스 신호는 생성되지 않아, 출력 신호로서 펄스 신호는 출력되지 않는다.
이 펄스 생성 회로(201)의 출력 신호는 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)의 트리거 단자에 공급된다. 이 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)의 시정수는 위치 검출 센서(2)로부터 발생하는 교류 신호의 주기보다 길게 설정되어 있다. 따라서 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)는 펄스 생성 회로(201)의 출력 신호로서 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호로부터 생성된 펄스 신호가 발생하면, 항상 로우 레벨이 되는 반전 출력 신호를 발생한다. 그러나 펄스 생성 회로(201)의 출력 신호로서 펄스가 발생하지 않을 때에는, 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)의 반전 출력 신호는 항상 하이 레벨의 신호가 된다. 이 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)의 반전 출력 신호는 인에이블 제어 신호 생성 회로(203)에 공급된다.
인에이블 제어 신호 생성 회로(203)는 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)의 반전 출력 신호를 그 베이스에서 수신하는 스위칭 트랜지스터(204)와 충방전용의 콘덴서(205)와 충전용 저항(206)으로 이루어진다. 배터리(5)의 정극측 단자가 충전용 저항(206)을 통해서 충방전용의 콘덴서(205)의 일단측에 접속되고, 이 콘덴서(205)의 타단측이 어스 단자에 접속되어 있다. 그리고 저항(206)과 콘덴서(205)의 접속점이 스위칭 트랜지스터(204)의 컬렉터에 접속됨과 아울러, 송신 제어 회로(300)의 DC／DC 컨버터(301)의 인에이블 단자(EN)에 접속된다. 즉, 저항(206)과 콘덴서(205)의 접속점에서 얻어진 신호가, 신호 검출 회로(200)의 검출 출력 신호로서, DC／DC 컨버터(301)의 인에이블 제어 신호가 된다.
상술한 것처럼, 펄스 생성 회로(201)의 출력 신호로서 펄스 신호가 발생하지 않을 때에는, 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)의 반전 출력 신호는 하이 레벨의 신호가 되므로, 스위칭 트랜지스터(204)는 온 상태가 된다. 이 때문에, 콘덴서(205)에는 충전 전류는 흐르지 않고, 저항(206)과 콘덴서(205)의 접속점의 인에이블 제어 신호는 로우 레벨이 된다. 즉, DC／DC 컨버터(301)의 인에이블 단자(EN)는 로우 레벨이 되어, DC／DC 컨버터(301)는 비구동 상태(슬립 상태)가 되고, 전압 출력단(Vout)으로부터의 전원 전압(＋Vcc)의 발생을 정지한다. 따라서 송신 신호 생성 회로(100)에는 전원 전압(＋Vcc) 및 기준 전압(Vref)은 공급되지 않는다.
한편, 펄스 생성 회로(201)의 출력 신호로서 위치 검출 센서로부터의 교류 신호로부터 생성된 펄스 신호가 발생하면, 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)의 반전 출력 신호는 로우 레벨이 되므로, 스위칭 트랜지스터(204)는 오프가 된다. 그러면, 배터리(5)로부터 저항(206)을 통해서 콘덴서(205)에 충전 전류가 공급되고, 콘덴서(205)가 충전된다. 이 때문에, 저항(206)과 콘덴서(205)의 접속점의 인에이블 제어 신호는 하이 레벨이 되고, DC／DC 컨버터(301)는 구동 상태가 되어, 그 전압 출력단(Vout)으로부터 전원 전압(＋Vcc)이 발생함과 아울러 기준 전압(Vref)이 발생하여 송신 신호 생성 회로(100)에 공급된다.
이상과 같이 하여, 위치 지시기(1)의 내부 처리 회로(40)에 있어서는, 신호 검출 회로(200)의 검출 출력 신호에 의해 송신 제어 회로(300)로부터의 송신 신호 생성 회로(100)로의 전원 전압의 공급이 제어됨으로써, 당해 송신 신호 생성 회로(100)로부터의 송신 신호의 송신이 제어된다.
그리고 이 경우에, 신호 검출 회로(200)로 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호가 검출되면, 당해 신호 검출 회로(200)의 검출 출력 신호에 의해 송신 제어 회로(300)로부터의 전원 전압(＋Vcc)이 송신 신호 생성 회로(100)에 공급되도록 제어된다. 위치 지시기(1)가 위치 검출 센서(2) 위에서 조작 상태에 없을 때에는, 신호 검출 회로(200)는 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 검출하지 않기 때문에, 송신 신호 생성 회로(100)에는 전원 전압(＋Vcc)은 공급되지 않고, 송신 신호 생성 회로(100)로의 송신 신호의 생성 및 송신은 행해지지 않는다. 따라서 위치 지시기(1)는 위치 검출 센서(2) 위에서 조작 상태에 없을 때에는, 배터리(5)의 전력 소비를 저감시킬 수 있다.
그리고 위치 지시기(1)를 위치 검출 센서(2) 위에 두고, 위치 지시하는 조작을 하려고 하면, 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호가 신호 검출 회로(200)로 검출되고, 송신 제어 회로(전원 회로: 300)로부터 전원 전압(＋Vcc)이 자동적으로 송신 신호 생성 회로(100)에 공급되어 당해 송신 신호 생성 회로(100)가 구동되게 된다. 즉, 위치 지시기(1)는 위치 검출 센서(2)와 함께 사용될 때에만, 자동적으로 송신 신호 생성 회로(100)에 전원 전압(＋Vcc)이 공급된다. 따라서 배터리(5)는 필요할 때에만 전력 소비될 뿐이기 때문에, 큰 전력 절약화를 도모할 수 있다.
다음으로, 송신 신호 생성 회로(100)에 대해서 설명한다. 송신 신호 생성 회로(100)는 이 실시 형태에서는 신호 증강 처리 회로를 구성하는 것으로, 센스 증폭기(101)와, 신호 증폭율 가변 회로(102)와, 승압 트랜스(103)로 이루어진다.
이 신호 증강 처리 회로로 행해지는 신호 증강 처리에는 입력 신호의 신호 레벨을 소정의 신호 레벨로 증폭하는 처리 외에, 입력 신호의 파형을 변형시키는 처리, 또는 입력 신호의 위상을 제어하는 처리도 포함된다. 예를 들면, 입력 신호가 정현파와 같은 신호 파형을 가지는 신호인 경우에는, 그 신호 레벨의 변화율을 그 신호 레벨이 작은 영역에 있어서는 크게 하고, 신호 파형이 극대치 또는 극소치가 되는 영역에서는 그 변화율을 작게 하는 것이 포함된다. 또, 구형파와 같은 신호 파형을 가지는 입력 신호인 경우에는, 그 신호 파형의 상승 에지(rising edge) 영역, 또는 하강 에지(falling edge) 영역에 있어서, 그 신호 레벨의 변화율을 증강함으로써 가파른 신호 파형이 되고, 또는 이 영역에 있어서 진폭 레벨을 증대시키는 것이 포함된다. 이에 더하여, 입력 신호에 대한 위상차를 보상하고, 또는 소정의 위상차를 유지하도록 위상 제어를 행하는 것도 적용할 수 있다. 신호 증강 처리 회로에서는, 이와 같은 각각의 신호 처리가 상술된 신호 레벨의 증폭 처리와 조합되고, 또는 신호 레벨의 증폭 처리와는 독립해서 적용됨으로써 신호 증강 처리를 한다.
이 예에서는, 센스 증폭기(101)는 연산 증폭기(104)와, 이 연산 증폭기(104)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속되는 콘덴서(105)로 이루어진다. 연산 증폭기(104)의 반전 입력 단자는 주변 전극(6)에 접속되어 있는 접속 단자(401)에 접속되어 있다. 또, 연산 증폭기(104)의 비반전 입력 단자에는 송신 제어 회로(300)로부터 전술한 기준 전압(Vref)이 공급된다.
따라서 위치 지시기(1)가 위치 검출 센서(2) 위에 있고, 위치 검출 센서(2)는 정전 용량(C1)을 통해서 결합하여 있을 때는, 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호가 정전 용량(C1) 및 주변 전극(6)을 통해서 전류 신호로서 접속 단자(401)에 공급되어 센스 증폭기(101)에 입력된다. 콘덴서(105)는 정전 용량(C1)을 통해서 입력되는 전류 신호를 검출하기 위한 것이다. 여기서, 본 발명에 있어서는, 교류 신호로서는, 그 파형은 묻지 않는다. 구형파 신호나 정현파 신호 등, 어떠한 파형의 교류 신호여도 입력 가능하다.
그리고 센스 증폭기(101)는 접속 단자(401)를 통해서 전류 신호로서 입력된 교류 신호를 위상 반전하고, 신호 증폭율 가변 회로(102)에 출력한다.
신호 증폭율 가변 회로(102)는 연산 증폭기(106)와 당해 연산 증폭기(106)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속되는 가변 저항기(107)로 이루어진다. 이 가변 저항기(107)의 저항값은, 도 2 (C)에 도시된 슬라이드 조작부(44)를 사용자가 슬라이드 이동함으로써 수동으로 가변 제어된다. 그리고 이 가변 저항기(107)의 저항값을 수동으로 가변 설정함으로써, 이 신호 증폭율 가변 회로(102)의 증폭율이 가변 설정되고, 그 결과로서 위치 지시기(1)의 신호 검출 감도가 제어된다.
이 신호 증폭율 가변 회로(102)로 증폭된 교류 신호는 승압 트랜스(103)의 1차 코일(103a)에 공급된다. 이 승압 트랜스(103)의 1차 코일(103a)의 권횟수(卷回數) n1과 2차 코일(103b)의 권횟수 n2의 비는, 예를 들면, n1：n2=1：10과 같이 2차 코일(103b)측의 권횟수가 크게(n1＜n2) 설정되어 있다. 따라서 승압 트랜스(103)의 2차 코일(103b)측에는, 신호 증폭율 가변 회로(102)의 출력 신호의 진폭이 권횟수의 비에 따라 체배(遞倍)되고, 대진폭으로 된 교류 신호(전압 신호)가 얻어진다.
승압 트랜스(103)의 2차 코일(103b)의 일단은 접속 단자(402)에 접속된다. 또, 접속 단자(402)는 쉴드 부재(8)에 의해 쉴드된 중심 전극(7)의 막대 모양 도체(71)에 접속되어 있다. 승압 트랜스(103)의 2차 코일(103b)의 타단은 프린트 배선 기판(41)의 어스 도체에 접속된다. 따라서 송신 신호 생성 회로(100)에 의해 대진폭의 교류 신호 전압으로 된 출력 신호는 접속 단자(402)를 통해서 중심 전극(7)에 공급된다.
따라서 위치 지시기(1)가 위치 검출 센서(2) 위에 있고, 위치 지시기(1)의 주변 전극(6)과 위치 검출 센서(2)가 정전 용량(C1)을 통해서 결합되어 있으면, 위치 지시기(1)의 중심 전극(7)을 통해서 위치 지시기(1)로부터 위치 검출 센서(2)에 교류 신호가 귀환된다.
다음으로, 이 예의 정전 용량식의 위치 검출 센서(2)에 대해서 설명한다. 이 예의 정전 용량식의 위치 검출 센서(2)는 센서 전극이 입력 전극과 출력 전극으로구성되어 있고, 위치 지시기(1)가 접촉한 터치 포인트의 결합 용량의 변화를 검출하는 상호 용량 방식의 위치 검출 센서의 구성이다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 이 예의 위치 검출 센서(2)는 센서부(20)와, 송신부(21)와, 수신부(22)로 이루어진다. 센서부(20)는 위치 지시기(1)에 의해서 위치가 지시되는 지시 입력면의 횡방향(X축 방향)으로 연장하는 직선 모양의 복수 개, 이 예에서는 64개의 송신 도체(23Y1, 23Y2, …, 23Y64)와, 이 송신 도체(23Y1, 23Y2, …, 23Y64)와 직교하는 지시 입력면의 종방향(Y축 방향)으로 연장하는 복수 개, 이 예에서는 64개의 수신 도체(24X1, 24X2, …, 24X64)를 구비한다. 복수 개의 송신 도체(23Y1~23Y64)는 Y축 방향으로 등간격으로 배치되어 송신부(21)에 접속되어 있다. 또, 복수 개의 수신 도체(24X1~24X64)는 X축 방향으로 등간격으로 배치되어 수신부(22)에 접속되어 있다.
또한, 이 명세서 중에서 송신 도체의 설명에 있어서, 64개의 송신 도체(23Y1~23Y64) 중 어느 하나인지를 구별할 필요가 없을 때에는, 송신 도체(23Y)라고 칭하기로 한다. 마찬가지로, 수신 도체의 설명에 있어서, 64개의 수신 도체(24X1~24X64) 중 어느 하나인지를 구별할 필요가 없을 때에는, 수신 도체(24X)라고 칭하기로 한다.
복수 개의 송신 도체(23Y)는, 예를 들면 기판의 하측면(下側面)에 형성된다. 복수 개의 수신 도체(24X)는 기판의 상측면(上側面)에 형성된다. 따라서 복수 개의 송신 도체(23Y)와 복수 개의 수신 도체(24X)는 소정의 두께에 대응한 소정의 간격을 이격시켜 배치되어 서로 직교한 배치 관계를 구비하여 복수 개의 교점(크로스 포인트)을 형성한다. 그리고 각 크로스 포인트에서는, 송신 도체(23Y)와 수신 도체(24X)는 소정의 정전 용량을 통해서 결합하고 있다고 볼 수 있다.
송신부(21)는 송신 도체(23Y)에 소정의 교류 신호를 공급한다. 이 경우, 송신부(21)는 동일한 교류 신호를 복수 개의 송신 도체(23Y1, 23Y2, …, 23Y64)에 차례로 1개씩 절환하면서 공급해도 좋고, 서로 다른 복수 개의 교류 신호를 복수 개의 송신 도체(23Y1, 23Y2, …, 23Y64)에 동시에 공급하도록 해도 좋다. 또, 복수 개의 송신 도체(23Y1, 23Y2, …, 23Y64)를 복수 개의 그룹으로 나누어 그룹마다 다른 교류 신호를 이용하도록 해도 좋다.
수신부(22)는 수신 도체(24X1, 24X2, …, 24X64)의 각각에, 송신 도체(23Y)에 공급된 교류 신호가 상기 소정의 정전 용량을 통해서 전달되는 신호 성분을 검출한다. 송신 도체(23Y)와 수신 도체(24X) 사이의 결합 정전 용량이 전(全)크로스 포인트에 있어서 동일하다고 하면, 위치 지시기(1)가 센서부(20) 위에 존재하고 있지 않을 때에는, 센서부(20)의 모든 수신 도체(24X1, 24X2, …, 24X64)에서는 소정 레벨의 수신 신호가 수신부(22)에 의해 검출된다.
이것에 대해서, 위치 지시기(1)가 센서부(20)의 소정 위치를 지시하면, 그 지시 위치의 크로스 포인트를 구성하는 송신 도체(23Y)와 수신 도체(24X), 및 당해 위치 지시기(1)는 정전 용량을 통해서 결합한다. 즉, 당해 위치 지시기(1)에 의해서 정전 용량이 변화하게 되어, 위치 지시기(1)가 존재하는 크로스 포인트의 수신 도체(24X)로부터 얻어지는 수신 신호 레벨이 다른 크로스 포인트의 수신 신호 레벨과 비교하여 변화하게 된다.
수신부(22)는 복수의 수신 도체(24X1, 24X2, …, 24X64) 가운데, 그 수신 신호의 레벨의 변화가 있던 수신 도체(24X)를 검지함으로써, 위치 지시기(1)의 위치를 검출한다. 그리고 도시를 생략한 위치 검출 센서(2)의 제어부는, 송신부(21)로부터 교류 신호를 공급하고 있는 송신 도체(23Y)와, 수신부(22)로 수신 신호 레벨의 변화가 있던 수신 도체(24X)를 검출함으로써, 위치 지시기(1)가 접촉하고 있는 크로스 포인트를 검출한다.
위치 지시기(1)가 아니고, 손가락이 센서부(20) 위에 접근 또는 접촉하여 위치를 지시했을 때에도, 위치 검출 센서(2)는 같은 원리에 의해, 그 손가락이 지시한 위치의 크로스 포인트를 검출한다. 그 경우, 송신 도체(23Y)에 공급된 교류 신호의 일부가 손가락을 통해서, 또, 사용자의 인체를 통해서 그라운드에 흐른다. 이 때문에, 손가락이 존재하는 크로스 포인트를 구성하는 수신 도체(24X)의 수신 신호 레벨이 변화한다. 수신부(22)는 이 수신 신호 레벨의 변화를 검출함으로써, 손가락이 존재하는 크로스 포인트를 구성하는 수신 도체(24X)를 검출한다.
스타일러스 형상의 위치 지시기의 경우에도, 손가락의 위치 검출의 원리와 마찬가지로 하여, 위치 검출 센서(2)는 센서부(20)에 있어서 지시 위치의 검출을 행할 수 있다. 그러나 스타일러스 형상의 위치 지시기의 경우에는, 손가락의 경우와 같이 위치 검출 센서(2)와의 사이의 접촉 면적이 크지 않기 때문에, 결합 용량이 작아 위치 검출 센서(2)에 의한 검출 감도는 저하한다.
이것에 대해서, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)의 경우에는, 이하에 설명하도록 하고, 위치 검출 센서(2)와의 친화성이 높고, 또한 범용성이 높고, 이에 더하여 입력 신호와 출력 신호 사이에 소정의 파형 상관성이 확보되고, 고감도로 센서부(20) 위에 있어서 위치 검출이 가능해진다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 위치 검출 센서(2)의 센서부(20) 위에, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)를 접근 또는 접촉시켜 위치를 지시했을 경우, 주변 전극(6)과 센서부(20)는 정전 용량(C1)을 통해서 결합한다. 그리고 송신 도체(23Y)에 공급된 교류 신호는 이 정전 용량(C1)을 통해서, 또, 주변 전극(6)을 통해서, 전류 신호로서 접속 단자(401)를 통해서 송신 신호 생성 회로(100)에 입력된다.
송신 신호 생성 회로(100)에 입력된 교류 신호(전류 신호)는 센스 증폭기(101)로 위상 반전된 후, 신호 증폭율 가변 회로(102)에 의해 증폭됨과 아울러, 승압 트랜스(103)에 의해 승압(체배)되어 신호 증강되고, 전압 신호로서 접속 단자(402)를 통해서 중심 전극(7)에 공급된다. 즉, 주변 전극(6)을 통해서 센서부(20)로부터 송신 신호 생성 회로(100)에 입력된 교류 신호는 역상(逆相)으로 되고, 또 대진폭의 신호로 되어 중심 전극(7)을 통해서 센서부(20)에 귀환된다.
이 경우에, 위치 지시기(1)의 중심 전극(7)으로부터 위치 검출 센서(2)의 센서부(20)에 귀환되는 교류 신호는, 송신 도체(23Y)에 공급되는 교류 신호와는 역상의 증강된 신호이므로, 위치 지시기(1)는 수신 도체(24X)의 수신 신호에 있어서 교류 신호의 변화를 보다 증대시키도록 기능한다. 이 때문에, 위치 검출 센서(2)는 위치 지시기(1)가 지시하는 위치를 고감도로 검출하는 것이 가능해진다. 또한, 위치 지시기(1)의 그라운드가 인체와 접촉됨으로써 검출 동작이 한층 안정화된다. 즉, 이 실시 형태에서는, 위치 지시기(1)의 케이스(3)는 내부 처리 회로(40)가 형성되어 있는 프린트 배선 기판(41)의 어스 도체에 접속되어 있는 도전체부(32)로 덮여 있다. 이 때문에, 위치 검출 센서(2)에 있어서 송신 도체(23Y)에 공급된 교류 신호는 위치 지시기(1)를 통해서 사용자의 인체를 통해서 그라운드에 흐름으로써, 신호 검출 동작의 안정화를 한층 더 도모할 수 있다.
또, 위치 검출 센서(2)의 센서부(20)의 송신 도체(23Y)로의 전압을 V로 하고, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)의 중심 전극(7)의 전압을 e로 하고, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이의 정전 용량을 C2(도 1 참조)로 하면,
e≤C1／C2·V
로 되는 관계가 있다. 이 때문에, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이의 정전 용량(C2)은 가능한 한 작은 쪽이 중심 전극(7)의 전압 e를 높게 하는데 유리하다.
이 때문에, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)에 있어서는, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이에는 쉴드 부재(8)를 개재시킴으로써, 양자의 결합을 가능한 한 작게 하도록 하고 있다. 따라서 이 실시 형태의 위치 지시기(1)에서는, 쉴드 부재(8)를 개재시키는 것에 의해서, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이의 정전 용량(C2)이 작아져 전압 e를 크게 할 수 있어, 효율적으로 감도를 높일 수 있다. 따라서 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
또, 이 실시 형태의 위치 지시기(1)에 있어서는, 사용자가 슬라이드 조작부(44)를 수동으로 조정하여 가변 저항기(107)의 저항값을 가변시켜 신호 증폭율 가변 회로(102)의 증폭율을 가변 설정함으로써, 위치 검출 센서(2)에 있어서 위치 지시기(1)의 지시 위치의 검출 감도를 조정할 수 있다.
예를 들면, 위치 지시기(1)의 중심 전극(7)을 위치 검출 센서(2)의 센서부(20)의 표면에 가볍게 터치시키는 상태에서는, 중심 전극(7)의 선단의 탄성 보호 도체(72)와 센서부(20)의 접촉 면적이 작지만, 슬라이드 조작부(44)를 수동 조정하여 신호 증폭율 가변 회로(102)의 증폭율을 크게 함으로써 당해 가벼운 터치에 대해서도, 위치 검출 센서(2)는 위치 지시기(1)를 고감도로 검출할 수 있다.
반대로, 위치 지시기(1)의 중심 전극(7)을 위치 검출 센서(2)의 센서부(20)의 표면에 강하게 터치시키는 상태에서는, 중심 전극(7)의 선단의 탄성 보호 도체(72)와 센서부(20)의 접촉 면적이 커진다. 이 경우, 슬라이드 조작부(44)를 수동 조정하여 신호 증폭율 가변 회로(102)의 증폭율을 작게 함으로써, 당해 강한 터치에 대해서도, 위치 검출 센서(2)는 위치 지시기(1)가 적절한 정도로 터치된 것으로 하여, 안정되게 검출할 수 있다.
또한, 상술된 실시 형태에서는, 신호 증강 처리 회로의 신호 증폭율 가변 회로(102)는 가변 저항기(107)에 의해 증폭율을 연속적으로 가변할 수 있도록 구성했지만, 슬라이드 스위치에 의해 저항값이 다른 복수 개의 저항기를 절환함으로써 단계적으로 증폭율을 가변되도록 구성해도 괜찮다.
이상과 같이 하여, 상술된 제1 실시 형태에서는, 위치 지시기(1)는 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 신호 증강하여 위치 검출 센서(2)에 귀환시키도록 하지만, 상기 교류 신호의 신호 증강 및 위치 검출 센서(2)로의 귀환을 위한 신호 송신은 위치 지시기(1)를 위치 검출 센서(2) 위에서 조작 상태에 있을 때 행할 수 있어 전력 절약화를 도모할 수 있다.
또한, 상술된 제1 실시 형태에 있어서, 배터리(5)와 송신 제어 회로(전원 회로: 300)의 DC／DC 컨버터(301)의 전압 입력단(Vin)의 사이에, 사용자에 의해 수동으로 온·오프할 수 있는 전원 스위치를 마련하도록 해도 좋다. 그 경우에는, 전원 스위치가 온되어 있을 때만, 신호 검출 회로(200)에도 배터리(5)로부터의 직류 전압이 공급되게 되어, 전력을 더욱 절약화할 수 있다. 이것은, 후술하는 다른 실시 형태의 위치 지시기에 대해서도 마찬가지이다.
또, 상술한 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)는 주변 전극(6)을 제1 전극으로하여 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 수신하고, 중심 전극(7)을 제2 전극으로 하여 신호 증강한 출력 교류 신호를 위치 검출 센서(2)에 귀환시키는 구성이다. 그러나 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 수신하기 위한 제1 전극을 중심 전극(7)으로 하고, 신호 증강한 교류 신호를 위치 검출 센서(2)에 귀환시키기 위한 제2 전극을 주변 전극(6)으로 하여도 좋다. 이것도, 후술하는 다른 실시 형태의 위치 지시기에 대해서도 마찬가지이다.
［제2 실시 형태］
상술된 제1 실시 형태에서는, 신호 검출 회로(200)는 접속 단자(401)를 통해서 주변 전극(6)을 통해서 위치 검출 센서(2)로부터 수신한 교류 신호를 검출하도록 했다. 이 때문에, 이 신호 검출 회로(200)의 펄스 생성 회로(201)는 그 상세 구성 회로예는 생략했지만, 송신 신호 생성 회로(100)의 초단의 센스 증폭기(101)와 같은 센스 증폭기를 마련할 필요가 있어, 구성이 복잡하게 될 우려가 있다.
이 제2 실시 형태는, 위치 지시기(1)의 신호 검출 회로(200)의 구성을 보다 간단하게 할 수 있도록 한 예이다. 도 5에, 이 제2 실시 형태에 있어서 위치 지시기(1A)의 내부 처리 회로(400)의 회로예를 나타낸다. 이 도 5에 있어서, 도 3에 도시된 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)의 내부 처리 회로(40)와 동일 부분에는, 동일 참조 부호를 부여하고, 그 상세 설명은 생략한다. 또한, 이 제2 실시 형태의 위치 지시기(1A)의 구조적인 구성은, 도 2에 도시된 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)와 같다.
이 제2 실시 형태에 있어서, 송신 신호 생성 회로(100)의 구성요소 및 송신 제어 회로(전원 회로: 300)의 구성요소는, 제1 실시 형태와 같다. 그리고 이 제2 실시 형태의 신호 검출 회로(210)에는, 접속 단자(401)를 통한 주변 전극(6)으로 수신된 교류 신호가 공급되는 것이 아니라, 송신 신호 생성 회로(100)의, 예를 들면 신호 증폭율 가변 회로(102)의 출력 신호가 공급된다.
따라서 이 신호 검출 회로(210)의 펄스 생성 회로(211)는 송신 신호 생성 회로(100)의 센스 증폭기(101)로 검출 및 증폭된 신호를, 그 입력 신호로서 수신하게 되므로 센스 증폭기(101)와 같은 구성의 센스 증폭기가 불필요해져, 제1 실시 형태의 신호 검출 회로(200)의 펄스 생성 회로(201)보다 회로 구성을 간략화할 수 있다.
그런데, 이 제2 실시 형태의 경우에는, 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 신호 검출 회로(210)로 검출할 때, 당해 신호 검출 회로(210)뿐만 아니라, 송신 신호 생성 회로(100)도 구동 상태여야만 한다.
이에, 이 제2 실시 형태에서는, 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 검출했는지를 검출하기 위해서, 송신 신호 생성 회로(100)에 간헐적으로 송신 제어 회로(전원 회로: 300)로부터 전원 전압(＋Vcc) 및 기준 전압(Vref)을 공급하여, 송신 신호 생성 회로(100)를 간헐적으로 구동하도록 제어한다. 이 제어를 위한 회로 구성을, 제2 실시 형태의 신호 검출 회로(210)는 구비한다. 또한, 신호 검출 회로(210)에는 배터리(5)로부터의 직류 전압이 그 구동 전원 전압으로서 항상 공급된다.
신호 검출 회로(210)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 펄스 생성 회로(211)와, 간헐 구동 제어 회로(212)와, 인에이블 제어 신호 생성 회로(213)로 이루어진다. 인에이블 제어 신호 생성 회로(213)는 스위칭 트랜지스터(204)와, 콘덴서(205)와, 저항(206)으로 이루어지고, 상술된 제1 실시 형태의 인에이블 제어 신호 생성 회로(203)와 같은 구성으로 되어 있다.
펄스 생성 회로(211)는, 이 예에서는 다이오드(214)에 의해 구성된다. 이 다이오드(214)의 캐소드는 송신 신호 생성 회로(100)를 구성하는 승압 트랜스(103)의 1차 코일(103a)에 접속되고, 애노드는 스위칭 트랜지스터(204)의 베이스에 접속된다.
간헐 구동 제어 회로(212)는 저항(215)과, 콘덴서(216)와, 스위칭 트랜지스터(204)로 구성된다. 그리고 송신 제어 회로(300)의 DC／DC 컨버터(301)의 전압 출력단(Vout)이 저항(215) 및 콘덴서(216)의 직렬 회로를 통해서 어스 도체에 접속됨과 아울러, 이 저항(215)과 콘덴서(216)의 접속점이 스위칭 트랜지스터(204)와 다이오드(214)의 접속점에 접속된다. 저항(215) 및 콘덴서(216)는 시정수 회로를 구성한다.
간헐 구동 제어 회로(212)는 송신 신호 생성 회로(100)를 간헐적으로 구동하도록 제어하는 기능을 구비함과 아울러, 제1 실시 형태에 있어서 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)의 기능에 대신하는 기능을 구비한다.
도 5에 있어서, 그 외의 구성, 즉, 송신 신호 생성 회로(100) 및 송신 제어 회로(300)는 제1 실시 형태의 내부 처리 회로(40)와 같게 구성되어 있다.
이상의 구성에 의하면, 이 제2 실시 형태의 위치 지시기(1A)가 위치 검출 센서(2) 위에 없고, 따라서 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 수신할 수 없을 때에는 송신 신호 생성 회로(100)로부터는 교류 신호가 출력되지 않기 때문에, 펄스 생성 회로(211)를 구성하는 다이오드(214)는 오프가 되므로, 펄스 생성 회로(211)를 통해서 펄스 신호는 생성되지 않는다.
한편, 스위칭 트랜지스터(204)가 온이 될 때까지는, 배터리(5)로부터 저항(206)을 통해서 콘덴서(205)에 충전 전류가 공급되어 콘덴서(205)가 충전된다. 이 때문에, 저항(206)과 콘덴서(205)의 접속점에 얻어진 인에이블 제어 신호는, 저항(206)과 콘덴서(205)로 정해지는 시정수에 따른 소정 시간의 경과 후에 하이 레벨이 된다. 이것에 의해서, DC／DC 컨버터(301)의 인에이블 단자(EN)가 하이 레벨이 되어 DC／DC 컨버터(301)는 구동 상태가 되며, 그 전압 출력단(Vout)으로부터 전원 전압(＋Vcc)이 발생하여 송신 신호 생성 회로(100)에 공급된다.
DC／DC 컨버터(301)가 구동 상태가 되어, 그 전압 출력단(Vout)으로부터 전원 전압(＋Vcc)이 발생하면, 저항(215)을 통해서 콘덴서(216)에 충전 전류가 흘러 콘덴서(216)가 충전된다. 그리고 전압 출력단(Vout)으로부터 전원 전압(＋Vcc)이 발생하고 나서, 저항(215) 및 콘덴서(216)로 정해지는 시정수에 의해서 소정 시간이 경과하면, 콘덴서(216)와 저항(215)의 접속점의 전위가 상승하여 스위칭 트랜지스터(204)를 도통시키는 전위에 도달하여 스위칭 트랜지스터(204)가 온된다.
스위칭 트랜지스터(204)가 온되면, 콘덴서(205)의 충전 전하가 스위칭 트랜지스터(204)를 통해서 방전되기 때문에, 저항(206)과 콘덴서(205)의 접속점에서 얻어진 인에이블 제어 신호는 로우 레벨이 된다. 따라서 DC／DC 컨버터(301)의 인에이블 단자(EN)는 로우 레벨이 되어 DC／DC 컨버터(301)는 비구동 상태(슬립 상태)가 되며, 전압 출력단(Vout)으로부터의 전원 전압(＋Vcc)의 발생을 정지하여 송신 신호 생성 회로(100)에는 전원 전압(＋Vcc) 및 기준 전압(Vref)은 공급되지 않게 된다.
DC／DC 컨버터(301)의 전압 출력단(Vout)으로부터의 전원 전압(＋Vcc)의 발생이 정지되면 스위칭 트랜지스터(204)의 베이스 전위가 낮아지므로, 이 스위칭 트랜지스터(204)는 오프가 된다. 스위칭 트랜지스터(204)가 오프되면, 배터리(5)로부터 저항(206)을 통해서 콘덴서(205)에 충전 전류가 공급되어 콘덴서(205)가 충전되고, 저항(206)과 콘덴서(205)로 정해지는 시정수에 의해서 소정 시간이 경과하면, 저항(206)과 콘덴서(205)의 접속점에서 얻어진 인에이블 제어 신호는 하이 레벨이 되어 DC／DC 컨버터(301)를 구동 상태로 한다.
이상과 같이 하여, 위치 검출 센서(2)로부터 교류 신호가 수신되지 않음으로써 펄스 생성 회로(211)를 통해서 펄스 신호가 생성되지 않는 경우에는, DC／DC 컨버터(301)는 신호 검출 회로(210)의 인에이블 제어 신호 생성 회로(213)에 의해 간헐적으로 구동된다. 즉, DC／DC 컨버터(301)는 저항(215)과 콘덴서(216)로 정해지는 시정수에 대응한 소정 시간은 전압 출력단(Vout)으로부터 전원 전압(＋Vcc)이 발생하는 상태가 되고, 또, 저항(206)과 콘덴서(205)로 정해지는 시정수에 대응한 소정 시간은 전압 출력단(Vout)으로부터의 전원 전압(＋Vcc)의 발생을 정지하는 상태가 되어, 그 2개 상태 구간을 교대로 반복한다.
그리고 DC／DC 컨버터(301)의 전압 출력단(Vout)으로부터 전원 전압(＋Vcc)이 발생하고 있고, 또한 송신 신호 생성 회로(100)가 구동 상태일 때, 주변 전극(6)을 통해서 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호가 수신되면, 송신 신호 생성 회로(100)에서는 전술한 것처럼 하여, 당해 교류 신호에 대해서 신호 증강 처리가 이루어진다. 그리고 이 송신 신호 생성 회로(100)로부터의 신호 증강 처리된 교류 신호가 중심 전극(7)에 공급됨과 아울러 신호 검출 회로(210)에 공급된다.
신호 검출 회로(210)에서는 이 송신 신호 생성 회로(100)로부터의 교류 신호에 기초하여, 펄스 생성 회로(211)를 구성하는 다이오드(214)가 온·오프된다. 이 다이오드(214)의 온·오프에 의해, 펄스 생성 회로(211)를 통해서 펄스 신호가 생성되게 된다. 그리고 다이오드(214)가 온되는 구간에서는, 콘덴서(216)의 충전 전하가 다이오드(214)를 통해서 방전되기 때문에, 저항(215)과 콘덴서(216)의 접속점의 전위는, 스위칭 트랜지스터(204)를 온 시키는 전위까지 상승하는 상태에 도달하지 않는다. 이 때문에, 스위칭 트랜지스터(204)는 오프 상태로 있다. 이것에 의해, 저항(206)과 콘덴서(205)의 접속점에서 얻어진 인에이블 제어 신호는 하이 레벨 상태로 있고, DC／DC 컨버터(301)는 그 전압 출력단(Vout)으로부터 전원 전압(＋Vcc)을 발생하는 상태를 유지한다.
그리고 주변 전극(6)을 개입시킨 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호가 수신되지 않게 되면, 펄스 생성 회로(211)를 구성하는 다이오드(214)는 오프가 된다. 이 때문에, 저항(215)을 통해서 콘덴서(216)에 충전 전류가 흘러, 저항(215) 및 콘덴서(216)로 정해지는 시정수에 따른 소정 시간의 경과 후 스위칭 트랜지스터(204)가 온되고, 인에이블 제어 신호는 로우 레벨이 된다. 따라서 DC／DC 컨버터(301)의 인에이블 단자(EN)는 로우 레벨이 되고, DC／DC 컨버터(301)는 비구동 상태(슬립 상태)가 된다.
이후는, 위치 지시기(1A)가 위치 검출 센서(2)로부터의 교류 신호를 수신하는 상태가 될 때까지, DC／DC 컨버터(301)는 신호 검출 회로(210)의 전술된 동작에 의해, 간헐적으로 구동 제어되는 상태가 된다.
이상과 같이 하여, 이 제2 실시 형태의 위치 지시기(1A)에 의하면, 신호 검출 회로(210)의 구성을 간단하게 할 수 있음과 아울러 위치 지시기(1A)를 위치 검출 센서(2)와 함께 사용하지 않는 상태일 때에는 간헐적으로 송신 신호 생성 회로(100)가 구동되기 때문에, 배터리(5)의 소비 전력을 저감시킬 수 있어 전력 절약화를 도모할 수 있다.
또한, 이 제2 실시 형태에 있어서도, 배터리(5)와 송신 제어 회로(전원 회로: 300)의 DC／DC 컨버터(301)의 전압 입력단(Vin)의 사이에, 사용자에 의해 수동으로 온·오프할 수 있는 전원 스위치를 마련하도록 해도 좋다. 그와 같이 하면, 전원 스위치가 온되어 있을 때만, 신호 검출 회로(210)에도 배터리(5)로부터의 직류 전압이 공급된다. 송신 신호 생성 회로(100)로의 간헐적인 전력 공급도 행해지므로, 전력을 더욱 절약화할 수 있다.
［제3 실시 형태］
상술된 제1 및 제2 실시 형태에서는, 위치 지시기(1, 1A)는 배터리(5)를 구동 전원으로서 구비하도록 하고 있다. 이 때문에, 배터리(5)가 소모한 경우에는, 교환해야만 하여 번거롭다. 또, 배터리(5)를 내장하면, 위치 지시기의 중량이 늘어나 버려, 조작성이 손상될 우려가 있다. 제3 실시 형태는 배터리 대신에 캐패시터(capacitor)를 포함한 축전 회로를 이용함으로써, 상기의 문제를 해결한 예이다.
도 6은 이 제3 실시 형태의 위치 지시기(1B)의 내부 처리 회로(410)의 예를 나타내는 회로도로서, 송신 신호 생성 회로(100)와, 신호 검출 회로(220)와, 송신 제어 회로(310)로 이루어진다. 송신 신호 생성 회로(100)는 제1 실시 형태의 내부 처리 회로(40)와 동일한 구성의 것이다. 또, 이 제3 실시 형태의 위치 지시기(1B)의 구조적인 구성은, 도 2에 도시된 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)와 거의 같지만, 후술하는 것처럼 케이스(3)의 일부에 약간의 차이가 있다.
이 제3 실시 형태의 위치 지시기(1B)는, 도 7에 도시된 것처럼, 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)과 함께 사용하는 예이다. 이 예의 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)은 납작한 모양(flattened shape)의 케이스를 구비하고, 그 일면측의 대부분을 디스플레이 화면(501)이 차지하는 구성으로 되어 있다. 그리고 이 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)에서는, 디스플레이 화면(501) 위에 투명한 위치 검출 센서(터치 패널: 502)가 배치되어 있다. 이 위치 검출 센서(502)는 전술된 위치 검출 센서(2)와 같은 구성을 구비하는 것이어서, 위치 지시기(1B)에 의한 위치 지시 입력을 검출할 수 있다.
그리고 이 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)은 그 케이스 내에, 위치 지시기(1B)를 수납할 수 있도록 튜브 모양의 수납부(503)를 구비하고 있다. 이 수납부(503) 내의 소정 위치에는, 수납부(503) 내에 삽입된 위치 지시기(1B)의 수납 위치 결정용의 구(球) 모양의 돌기부(504)가 마련되어 있다. 이 구 모양의 돌기부(504)는 수납부(503)의 벽면 내에 탄성적으로 수납할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 위치 지시기(1B)의 막대 모양의 케이스(3)의 측주면(側周面)에는 구 모양의 돌기부(504)가 정확하게 감합하는 감합 오목부(34)가 형성되어 있다. 위치 지시기(1B)를 수납부(503) 내에 삽입하면, 구 모양의 돌기부(504)가 위치 지시기(1B)의 케이스(3)에 의해 프레스되어 벽면 내에 탄성적으로 변위되지만, 위치 지시기(1B)의 감합 오목부(34)의 위치가 되면 구 모양의 돌기부(504)가 감합 오목부(34)에 감합하여, 위치 지시기(1B)가 수납부(503) 내에 위치 결정된다.
또한 수납부(503)에는, 위치 지시기(1B)가 수납되었는지를 검출하기 위한 수납 센서가 마련되어 있다. 도 7의 예에 있어서는, 수납 센서는 발광 소자(505)와 수광 소자(506)에 의해 구성되고, 수납부(503)의 내벽면에는 수납된 위치 지시기(1B)에 의해 광이 차단되도록 서로 대향하는 위치에 발광 소자(505)와 수광 소자(506)가 마련되어 있다.
위치 지시기(1B)가 수납부(503) 내에 수납되어 있지 않을 때에는, 발광 소자(505)로부터의 광을, 수광 소자(506)가 수광할 수 있다. 한편, 위치 지시기(1B)가 수납부(503) 내에 수납되면, 발광 소자(505)로부터의 광은 위치 지시기(1B)에 의해 차단되어 수광 소자(506)에는 이르지 않는다. 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)은 수광 소자(506)에 있어서 발광 소자(505)로부터의 수광 출력을 감시함으로써, 위치 지시기(1B)가 수납부(503) 내에 수납되었는지를 검출하도록 한다.
그리고 이 예의 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)에는, 수납부(503)의 소정 위치에 있어서, 위치 지시기(1B)에 대해서 교번(交番) 자계를 공급하기 위한 자계 발생용 코일(507)이 마련되어 있다. 이 자계 발생용 코일(507)의 양단 사이에는, 스위치 회로(508)를 통해서 발진기(509)가 접속되고 있어 소정 주파수의 교류 신호가 코일(507)에 공급되는 구성으로 된다. 그리고 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)은 수광 소자(506)의 수광 출력으로부터, 위치 지시기(1B)가 수납부(503) 내에 수납되었다고 검출했을 때에, 상기 스위치 회로(508)를 온으로 하여 발진기(509)로부터의 교류 신호를 자계 발생용 코일(507)에 공급하도록 구성하고 있다.
이 제3 실시 형태에 있어서 신호 검출 회로(220)는 도시는 생략하지만, 예를 들면 도 3에 도시된 신호 검출 회로(200)의 펄스 생성 회로(201)와 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터(202)로 이루어지는 구성으로 할 수 있다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 이 제3 실시 형태의 위치 지시기(1B)의 내부 처리 회로(410)에 있어서 송신 제어 회로(310)는 전술의 실시 형태와 마찬가지로 전원 회로의 구성을 구비하지만, 배터리 대신에 캐패시터(3111), 예를 들면 전기(電氣) 이중층 콘덴서를 이용한 축전 회로(311)를 구비한다. 또, 송신 제어 회로(310)는 추가로 전자 결합 회로(312)와, 안정화 전원 회로(313)와, 전원 공급 제어 회로(314)를 구비한다. 또한, 여기에서는, 캐패시터는 콘덴서와 동의어이다.
전자 결합 회로(312)는 코일(3121)과 콘덴서(3122)로 이루어지는 공진 회로(3123)에 의해 구성된다. 이 공진 회로(3123)의 공진 주파수는 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)의 자계 발생용 코일(507)에 공급되는 교류 신호의 주파수와 동일한 주파수로 되어 있다. 그리고 위치 지시기(1B)에 있어서 전자 결합 회로(312)의 위치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 이 위치 지시기(1B)가 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)의 수납부(503) 내에 수납되었을 때에, 정확하게, 자계 발생용 코일(507)로부터의 교번 자계를 받는 위치로 되어 있다.
전자 결합 회로(312)는 이 자계 발생용 코일(507)로부터의 교번 자계를 받아 공진하여 유도 전류를 발생한다. 그 유도 전류는 축전 회로(311)의 다이오드(3112)에 의해 정류되고 그 정류 신호에 의해 캐패시터(3111)가 충전된다.
이상과 같이 하여, 이 제3 실시 형태에 있어서는, 위치 지시기(1B)가 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)의 수납부(503) 내에 수납되면, 캐패시터(3111)로의 충전이 이루어져 축전 회로(311)에 축전이 이루어진다. 그리고 이 캐패시터(3111)의 유지 전압이, 안정화 전원 회로(313)에 공급된다.
안정화 전원 회로(313)는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어용 FET(전계 효과 트랜지스터: 3131)와, 프로세서로 이루어진 전원 제어 회로(3132)와, 안정화용 콘덴서(3133)와, 전압 검출 회로(3134)로 이루어진다.
축전 회로(311)의 캐패시터(3111)에 유지되는 전압은, FET(3131)의 온·오프에 따라 전압 안정화용 콘덴서(3133)에 전송된다. 전원 제어 회로(3132)는 이 FET(3131)의 게이트에, 그 듀티비가 후술하는 것처럼 제어되는 일정 주기의 구형파(矩形波) 신호(SC)를 스위칭 신호로서 공급한다. FET(3131)는 이 구형파 신호(SC)에 의해 온·오프되고, 캐패시터(3111)의 유지 전압을 PWM 제어하고, 그 PWM 제어 결과인 전압이 전압 안정화용 콘덴서(3133)에 의해서 평활화 전압으로 된다. 그리고 이 전압 안정화용 콘덴서(3133)의 유지 전압이, 전원 제어 회로(3132)에 그 구동 전원 전압으로서 공급된다.
전압 검출 회로(3134)는 이 전압 안정화용 콘덴서(3133)의 유지 전압값을 검출하고, 그 검출 결과의 전압값을 전원 제어 회로(3132)에 공급한다. 전원 제어 회로(3132)는, 이 전압 검출 회로(3134)의 검출 전압값이 미리 정해져 있는 전원 전압(＋Vcc)이 되도록, FET(3131)의 게이트에 공급하는 구형파 신호(SC)의 듀티비를 제어한다.
이상과 같이 하여, 안정화 전원 회로(313)에서는 안정화된 전원 전압(＋Vcc)이 발생하지만, 이 전원 전압(＋Vcc)은 전원 공급 제어 회로(314)를 통해서 송신 신호 생성 회로(100)에 공급된다. 도 6의 예에서는, 전원 공급 제어 회로(314)는 FET(3141)로 구성되고, 그 게이트에 전원 제어 회로(3132)로부터 전원 공급 제어 신호(Ps)가 공급된다.
전원 제어 회로(3132)는 신호 검출 회로(220)로부터의 신호 검출 출력에 기초하여 전원 공급 제어 회로(314)에 공급하는 전원 공급 제어 신호(Ps)를 생성한다. 즉, 신호 검출 회로(220)로부터의 신호 검출 출력이 위치 검출 센서(502)로부터의 교류 신호를 검출하고 있는 것을 나타낼 때는, 전원 제어 회로(3132)는 전원 공급 제어 신호(Ps)를 생성하고, 전원 공급 제어 회로(314)의 FET(3141)를 온으로 한다. 또, 신호 검출 회로(220)로부터의 신호 검출 출력이 위치 검출 센서(502)로부터의 교류 신호를 검출하고 있지 않는 것을 나타낼 때는, 전원 제어 회로(3132)는 전원 공급 제어 신호(Ps)를 생성하지 않고 전원 공급 제어 회로(314)의 FET(3141)를 오프로 한다.
따라서 송신 신호 생성 회로(100)에는, 상술된 제1 및 제2 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 위치 지시기(1B)가 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)의 디스플레이 화면(501)에 마련된 위치 검출 센서(502) 위에 가져와 졌을 때에는, 신호 검출 회로(220)로 위치 검출 센서(502)로부터의 교류 신호가 검출되므로, 전원 제어 회로(3132)로부터의 전원 공급 제어 신호(Ps)에 의해 전원 공급 제어 회로(314)는 온이 된다. 이 때문에, 송신 신호 생성 회로(100)에 전원 전압(＋Vcc)이 공급되어, 위치 지시기(1B)로부터 위치 검출 센서(502)에 송신 신호를 송출한다.
그리고 신호 검출 회로(220)로 교류 신호를 검출하지 않을 때에는, 전원 제어 회로(3132)로부터의 전원 공급 제어 신호(Ps)에 의해 전원 공급 제어 회로(314)는 오프가 되어, 송신 신호 생성 회로(100)에는 전원 전압(＋Vcc)은 공급되지 않는다. 이 때문에, 송신 신호 생성 회로(100)에서는 송신 신호는 생성되지 않고, 위치 지시기(1B)로부터 위치 검출 센서(502)에 송신 신호는 송출되지 않는다.
또한, 이 제3 실시 형태에 있어서는, 전원 공급 제어 회로(314)의 출력단과 어스 도체 사이에는, 저항(3151) 및 LED(3152)의 직렬 회로가 접속되어 있다. LED(3152)는 제1 실시 형태의 LED(43)와 같은 구동 상태를 지시하기 위한 발광소자이며, 위치 지시기(1B)의 케이스에 마련한 투공창(透孔窓: 도시하지 않음)을 통해서, 그 발광 상태를 외부에 알릴 수 있도록 마련되어 있다.
이에 더하여, 전원 공급 제어 회로(314)의 출력단은 저항(3153) 및 저항(3154)의 직렬 접속을 통해서 어스 도체에 접속되어, 저항(3153) 및 저항(3154)의 접속점으로부터 기준 전압(Vref=Vcc／2)이 송신 신호 생성 회로(100)에 출력된다.
이상 설명한 제3 실시 형태의 위치 지시기(1B)에 의하면, 배터리 대신에 외부로부터 충전 가능한 축전 회로(311)를 구성하는 캐패시터(3111)를 구비함으로써, 배터리의 교환이 불필요해져 무게도 가벼워진다. 그리고 캐패시터(3111)로 이루어진 축전 회로(311)에 축적된 전력은, 위치 지시기(1B)가 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)의 위치 검출 센서(502) 위에서 위치 검출 센서(502)로부터의 교류 신호를 검출했을 때에, 전원 공급 제어 회로(314)를 통하여 공급되므로 전력 절약화 되어 충전 횟수를 줄일 수 있다.
［제3 실시 형태의 제1 변형예］
도 8 및 도 9는, 제3 실시 형태의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 이 예의 위치 지시기(1C)의 내부 처리 회로(420)에 있어서는, 전자 결합 회로(312)는 마련되지 않고, 그 대신에 축전 회로(311)의 다이오드(3112)의 애노드(anode)에 접속되는 단자(321)와 어스 도체에 접속되는 단자(322)를 마련한다.
그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 위치 지시기(1C)의 케이스(3)의 외주 표면의 도전체부(32: 도 2 참조)는 어스 도체에 접속되어 있는 단자(322)와 전기적으로 접속된다. 또, 이 예에 있어서는, 위치 지시기(1C)의 케이스(3)의 외주 표면에는 도전체부(32)와는 전기적으로 분리되어 있음과 아울러, 단자(321)에 접속되는 금속 전극(35)이 마련된다. 이 금속 전극(35)은 위치 지시기(1C)의 외주 표면에 오목부를 마련하고, 그 오목부에 도전체부(32)와 전기적으로 분리된 금속층을 형성하여 그 금속층과 단자(322)를 전기적으로 접속하여 구성할 수 있다.
한편, 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)의 수납부(503)에는 위치 지시기(1C)의 오목부의 금속 전극(35)과 감합(嵌合)하여 전기적으로 접속되는 금속 전극(511)을 마련함과 아울러, 위치 지시기(1C)의 외주 표면의 도전체부(32: 어스 도체에 접속되어 있음)에 대해서 탄성적으로 접속하는 금속판 리프 스프링(leaf spring) 조각으로 이루어진 전극(512)을 마련한다. 그리고 전극(511)과 전극(512) 사이에, 위치 지시기(1C)의 축전 회로(311)의 캐패시터(3111)를 충전하기 위한 직류 전압 공급 회로(513)를 접속한다. 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)이 구비하는 제어 회로(도시는 생략)는, 상술한 것처럼, 예를 들면 수광 소자(506)의 수광 출력을 감시하고, 위치 지시기(1C)가 수납부(503)에 수납된 것을 검출했을 때에, 이 직류 전압 공급 회로(513)로부터 교류 신호를 전극(511, 512) 간에 공급하도록 제어한다.
따라서 이 예의 위치 지시기(1C)를 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)의 수납부(503) 내에 수납하면, 전극(35) 및 도전체부(32)가 각각 전극(511) 및 전극(512)과 전기적으로 접속된다. 이 결과, 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)의 직류 전압 공급 회로(513)로부터의 직류 전압이, 위치 지시기(1C)의 축전 회로(311)에 공급되어 캐패시터(3111)가 충전된다.
그 외의 구성은 상술된 제3 실시 형태와 완전히 같으므로, 이 제3 실시 형태의 변형예에 있어서도, 제3 실시 형태와 같은 작용 효과가 달성된다.
［제3 실시 형태의 제2 변형예］
상술된 제3 실시 형태에서는, 위치 지시기(1B)를 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)의 수납부(503)에 수납함으로써, 전자 결합 회로(312)를 통해서 유도 전류를 발생시키고, 캐패시터(3111)를 포함하는 축전 회로(311)를 충전하도록 했다. 그러나 수납부(503)에 위치 지시기(1B)를 수납시키지 않아도, 캐패시터(3111)의 충전은 가능하다.
즉, 도 10은 그 경우의 예로서, 이 예는 PC(600)에 표시 장치(700)가 케이블(601)에 의해 접속된 시스템에 적용된 경우이다. 표시 장치(700)의 디스플레이 화면(701)에는 위치 검출 센서 조립형 휴대 단말(500)과 마찬가지로, 위치 검출 센서(터치 패널: 702)이 부착되어서 마련되어 있다.
그리고 이 표시 장치(700)에는 디스플레이 화면(701), 즉 위치 검출 센서(702)의 외측 에리어에 있어서, 전력 공급용 코일(703)이 매설되어 있다. 이 전력 공급용 코일(703)은 디스플레이 화면(701)과 평행한 면을 따라서 위치 검출 센서(702)의 위치 검출 영역의 주위에 감겨진 루프 코일이다. 이 전력 공급용 코일(703)은, 예를 들면 도 7에 도시된 자계 발생용 코일(507)과 동등한 기능을 달성한다. 도시를 생략하지만, 이 전력 공급용 코일(703)에 교류 신호를 공급함으로써, 디스플레이 화면(701)과 평행한 면에 수직인 방향으로 교번 자계를 발생시킨다.
따라서 이 표시 장치(700)에 마련된 전력 공급용 코일(703)에 교류 신호가 공급되어 있는 상태에 있어서, 전력 공급용 코일(703)에 위치 지시기(1B)를 접근하면, 전력 공급용 코일(703)에 의해 발생하는 교번 자계에 의해, 위치 지시기(1B)의 전자 결합 회로(312)에 유도 전류가 여기된다. 그리고 이 유도 전류에 의해, 위치 지시기(1B)의 축전 회로(311)의 캐패시터(3111)에 충전이 행해진다. 이 예의 경우에는, 위치 지시기(1B)의 전자 결합 회로(312)의 코일(3121)의 위치는, 위치 지시기(1B)의 주변 전극(6)이나 중심 전극(7)이 형성되어 있는 측의 단부에 마련하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여, 이 예에 의하면, 위치 지시기(1B)를 수납부 등에 수납하지 않아도, 전력 공급용 코일(703)로부터 발생하는 교번 자계의 근방에 위치 지시기(1B)를 위치시키는 것만으로, 위치 지시기(1B)의 축전 회로(311)로의 축전이 가능해진다. 또한, 표시 장치(700)에 있어서 전력 공급용 코일(703)로의 교류 신호의 공급은, 위치 지시기(1B)가 지시하는 위치가 전력 공급용 코일(703)의 근방인지를 위치 검출 센서(702)에 의해서 검출함으로써 제어된다.
［제4 실시 형태］
상술한 실시 형태의 위치 지시기(1, 1A, 1B)는 손가락이 센서부 위에 접근 또는 접촉했을 때에도, 그 손가락이 접근 또는 접촉한 크로스 포인트를 검출할 수 있는 위치 검출 센서(2, 502)와 함께 사용되는 경우의 예이다.
이 때문에, 상술된 실시 형태의 위치 지시기(1, 1A, 1B)의 경우에는 중심 전극(7)으로부터 위치 검출 센서(2)나 위치 검출 센서(502)에 귀환되는 교류 신호는, 송신 도체(23Y)에 공급되는 교류 신호와는 역상으로 되어서 신호 증강된다. 그리고 위치 검출 센서(2)에서는, 위치 지시기(1, 1A, 1B)로 지시받은 위치에 대응한 수신 도체(24X)의 수신 신호의 신호 레벨이, 다른 수신 도체(24X)의 수신 신호의 신호 레벨보다 낮아지는 변화를 검출함으로써, 위치 지시기 및 손가락의 지시 위치를 검출한다.
그렇지만, 본 발명의 위치 지시기는 위치 검출 센서로부터 수신한 교류 신호를 신호 증강하여 위치 검출 센서에 귀환시키는 구성을 구비한다. 이 때문에, 본 발명의 위치 지시기를 위치 검출 센서로부터 수신한 교류 신호를 역상으로 하지 못하고, 그대로의 극성으로 신호 증강하여 위치 검출 센서에 귀환시키도록 구성함과 아울러, 위치 검출 센서의 구성을 위치 지시기로 지시받은 위치에 대응한 수신 도체(24X)의 수신 신호의 신호 레벨이 다른 수신 도체(24X)의 수신 신호의 신호 레벨보다도 높아지는 변화를 검출하는 구성으로 함으로써, 이 실시 형태의 위치 지시기에 의한 지시 위치의 검출을 가능하게 할 수 있다.
이상의 것을 고려하여, 제4 실시 형태의 위치 지시기에 있어서는, 위치 검출 센서로부터 수신한 교류 신호를 역상으로 하여 신호 강조하여 귀환시키는 경우와, 수신한 교류 신호의 위상(극성)으로 신호 강조하여 귀환시키는 경우 중 어느 하나로 절환할 수 있도록 구성한다. 도 11에, 이 제4 실시 형태의 위치 지시기(1D)의 내부 처리 회로(450)의 예를 나타낸다. 이 도 11의 예는, 제4 실시 형태를 제2 실시 형태에 적용했을 경우이다. 그러나 제4 실시 형태는 제1 실시 형태 또는 제3 실시 형태에 적용할 수도 있다.
이 제4 실시 형태의 내부 처리 회로(450)는 제2 실시 형태의 내부 처리 회로(400)의 송신 신호 생성 회로(100)가 송신 신호 생성 회로(110)의 구성으로 변경될 뿐, 신호 검출 회로(210) 및 송신 제어 회로(300)의 구성은 제2 실시 형태와 완전히 같다.
그리고 송신 신호 생성 회로(110)는 승압 트랜스(103)의 2차 코일(103b)측에 추가 회로가 마련될 뿐, 그 외는 제2 실시 형태의 송신 신호 생성 회로(100)와 같은 구성으로 되어 있다.
즉, 송신 신호 생성 회로(110)에 있어서는, 승압 트랜스(103)의 2차 코일(103b)의 일단측에 스위치 회로(111)가, 타단측에 스위치 회로(112)가 각각 접속된다. 이것들 스위치 회로(111 및 112)는 2차 코일(103b)의 일단측 및 타단측을 접속 단자(402)에 접속하는 상태와, 어스 단자에 접속하는 상태를 절환하는 스위치 회로이다.
그리고 이러한 스위치 회로(111 및 112)는, 절환 신호 형성 회로(113)로부터 출력된 절환 신호(SW)에 의해, 2차 코일(103b)의 일단측이 접속 단자(402)에 접속하는 상태일 때에는 2차 코일(103b)의 타단측이 어스 도체에 접속되고, 또, 2차 코일(103b)의 타단측이 접속 단자(402)에 접속하는 상태일 때에는 2차 코일(103b)의 일단측이 어스 도체에 접속되도록 연동해서 절환된다.
절환 신호 형성 회로(113)에는 이 제4 실시 형태의 위치 지시기(1D)의 케이스에는, 외부로부터 슬라이드 조작 가능하게 마련되어 있는 슬라이드 스위치(114)가 마련되어 있다. 그리고 슬라이드 스위치(114)가, 예를 들면 접점 c와 접점 a가 접속되는 절환 상태일 때에는, 절환 신호 형성 회로(113)는 스위치 회로(111) 및 스위치 회로(112)를 승압 트랜스(103)의 2차 코일(103b)의 일단측을 접속 단자(402)에 접속하고, 타단측을 어스 단자에 접속하도록 하는 절환 신호(SW)를 형성한다. 또, 슬라이드 스위치(114)가 접점 c와 접점 b가 접속되는 절환 상태일 때에는, 절환 신호 형성 회로(113)는 스위치 회로(111) 및 스위치 회로(112)를 승압 트랜스(103)의 2차 코일(103b)의 타단측을 접속 단자(402)에 접속하고, 일단측을 어스 단자에 접속하도록 하는 절환 신호(SW)를 형성한다.
따라서 슬라이드 스위치(114)가 접점 c와 접점 a가 접속되는 절환 상태일 때에는, 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 위치 검출 센서(2)로부터 수신된 교류 신호는 역상으로 되어 신호 강조되고, 접속 단자(402)를 통해서 중심 전극(7)에 공급되어 위치 검출 센서(2)에 귀환된다.
한편, 슬라이드 스위치(114)가, 접점 c와 접점 b가 접속되는 절환 상태일 때에는, 위치 검출 센서(2)로부터 수신된 교류 신호는 그대로의 극성으로 신호 강조되고, 접속 단자(402)를 통하여 중심 전극(7)에 공급되어 위치 검출 센서(2)에 귀환된다.
이 제4 실시 형태의 위치 지시기(1D)는 사용하는 위치 검출 센서에 있어서 수신 도체의 수신 신호의 신호 레벨의 변화 검출 방법에 따라서, 슬라이드 스위치(114)에 의한 절환을 행한다. 즉, 위치 지시기(1D)에 의해 위치 지시 입력을 행하려고 하는 위치 검출 센서가, 수신 도체의 수신 신호의 신호 레벨이 다른 수신 도체의 수신 신호의 신호 레벨보다도 낮아지는 변화를 검출하는 검출 방법을 채용하고 있는 경우에는, 슬라이드 스위치(114)를 접점 c와 접점 a가 접속되는 절환 상태로 한다. 또, 위치 지시기(1D)에 의해 위치 지시 입력을 행하려고 하는 위치 검출 센서가, 수신 도체의 수신 신호의 신호 레벨이 다른 수신 도체의 수신 신호의 신호 레벨보다도 높아지는 변화를 검출하는 검출 방법을 채용하고 있는 경우에는, 슬라이드 스위치(114)를 접점 c와 접점 b가 접속되는 절환 상태로 한다.
즉, 이 제4 실시 형태에 있어서 위치 지시기(1D)는 상기 중 어느 검출 방법의 위치 검출 센서에 있어서도, 최적인 상태에서 사용하는 것이 가능해진다.
위치 검출 센서가 양쪽 모두의 검출 방법을 예를 들면 시분할 구동에서 실행하는 구성을 구비하는 경우에는, 슬라이드 스위치(114)를 접점 c와 접점 b가 접속되는 절환 상태(또는, 접점 c와 접점 a가 접속되는 절환 상태)로 함으로써, 위치 지시기(1D)에 의한 지시 입력인지, 손가락에 의한 지시 입력인지를 위치 검출 센서가 판별할 수 있게 된다.
예를 들면, 슬라이드 스위치(114)를 접점 c와 접점 b가 접속되는 절환 상태로 한 위치 지시기(1D)에 의한 지시 입력은, 수신 도체의 수신 신호의 신호 레벨이 다른 수신 도체의 수신 신호의 신호 레벨보다도 높아지는 변화를 검출하는 시분할 구간에서만 검출된다. 한편, 손가락에 의한 지시 입력은 수신 도체의 수신 신호의 신호 레벨이 다른 수신 도체의 수신 신호의 신호 레벨보다도 낮아지는 변화를 검출하는 시분할 구간에서만 검출된다. 즉, 위치 검출 센서는 수신 신호의 신호 레벨이 상승하도록 변화하고, 또는 저하하도록 변화하는 것을 판별함으로써, 위치 지시기(1D)에 의한 지시 입력인지, 손가락에 의한 지시 입력인지를 판별할 수 있다.
［제5 실시 형태］
상술한 실시 형태의 위치 지시기의 주변 전극(6)과 중심 전극(7)은 모두 위치 지시기의 케이스(3)의 일단측에 마련되어 있다. 이 때문에, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이라도 정전 결합하여, 위치 검출 센서에 대해서 송출되는 송신 신호의 일부가 송신하는 전극으로부터 신호 수신을 위한 전극으로 누설되어 버릴 우려가 있다. 이 때문에, 송신 신호 생성 회로(100, 110)에서는 송신 신호의 누설분을 고려하여, 그 분(分)만큼 송신 전력을 크게 할 필요가 있다.
제5 실시 형태는 상기의 송신 신호의 누설분을 가능한 한 줄임으로써 송신 전력의 증대분을 억제하여 전력 절약화를 도모하도록 하는 예이다. 도 12에, 이 제5 실시 형태의 위치 지시기(1E)에 있어서 내부 처리 회로(430)의 일례를 나타낸다.
도 12에 도시된 제5 실시 형태의 위치 지시기(1E)의 내부 처리 회로(430)는 제2 실시 형태의 내부 처리 회로(400)와 같은 구성을 가지는 것이므로, 도 5에 도시된 제2 실시 형태의 내부 처리 회로(400)와 동일 부분에는, 동일 참조 부호를 부여하여 나타내고 있다. 이 제5 실시 형태의 내부 처리 회로(430)는 송신 신호 생성 회로(120)와, 신호 검출 회로(210)와, 송신 제어 회로(300)로 이루어진다. 도 12에 도시된 바와 같이, 송신 신호 생성 회로(120)의 구성이 제2 실시 형태의 송신 신호 생성 회로(100)와는 다르다.
또, 이 제5 실시 형태의 위치 지시기(1E)에 있어서는, 주변 전극(6)과 중심 전극(7) 사이의 위치에 도전재(9)를 마련한다. 이 도전재(9)는, 예를 들면 링 모양의 도전 금속으로 구성되고, 도시된 바와 같이 주변 전극(6) 및 중심 전극(7)과는 전기적으로 분리되어서 마련된다.
이에 더하여 상술한 것처럼, 제2 실시 형태에서는, 주변 전극(6)을 제1 전극으로 하고, 중심 전극을 제2 전극으로 했지만, 중심 전극을 제1 전극으로 하고, 주변 전극(6)을 제2 전극으로 하여도 좋고, 제5 실시 형태는 후자의 경우의 예이다. 즉, 제5 실시 형태의 위치 지시기(1E)에 있어서는, 중심 전극(7)을 통해서 위치 검출 센서로부터 수신된 교류 신호가 송신 신호 생성 회로(120)의 입력 신호로 된다.
그리고 이 제5 실시 형태에 있어서는, 승압 트랜스(103)의 2차 코일(103b)의 중도의 소정 탭점(Pt)이 공통 단자로 되어 어스 도체에 접속되어 있다. 그리고 2차 코일(103b)의 일단측이 제2 전극이 되는 주변 전극(6)에 전기적으로 접속되고, 2차 코일(103b)의 타단측이 도전재(9)에 전기적으로 접속된다.
2차 코일(103b)의 탭점(Pt)의 위치는, 주변 전극(6)으로부터 송출되는 송신 신호가 위치 검출 센서에 공급되지 않고, 중심 전극(7)에 공급되어 버리는 상황의 정도에 기초하여 결정된다. 즉, 예를 들면, 주변 전극(6)으로부터 송출되는 송신 신호의 5％가 중심 전극(7)에 공급되어 버리는 경우를 상정하면, 탭점(Pt)의 위치는 (탭점(Pt)에서 2차 코일(103b)의 일단측까지의 권횟수)：(탭점(Pt)에서 2차 코일(103b)의 타단측까지의 권횟수)=95：5가 되도록 설정된다.
이 경우, 주변 전극(6)으로부터 송출되는 송신 신호 가운데, 중심 전극(7)에 공급되어 버리는 분은 일반적으로 상기 송신 신호의 1／2보다 작기 때문에, 탭점(Pt)으로부터 2차 코일(103b)의 타단측까지의 권횟수는 탭점(Pt)에서 2차 코일(103b)의 일단측까지의 권횟수보다도 적게 된다.
이와 같이 구성하면, 주변 전극(6)으로부터 송출되는 송신 신호와는 역상인 신호가 도전재(9)로부터 송출된다. 이 때문에, 이 도전재(9)로부터 송출되는 신호에 의해, 주변 전극(6)으로부터 송출되는 송신 신호 중 중심 전극(7)으로 누설하는 분이 보상되어, 주변 전극(6)으로부터의 송신 신호가 좋은 효율로 위치 검출 센서에 귀환된다. 따라서 송신 신호 생성 회로(120)로부터의 송신 신호의, 주변 전극(6)으로부터 중심 전극(7)으로의 누설이 경감되므로, 그 분만큼 송신 전력의 증대를 하지 않게 좋아져서, 전력 절약화를 더욱 도모할 수 있다.
또한, 도 12의 제5 실시 형태의 예에 있어서는, 위치 검출 센서로부터의 교류 신호를 수신하는 제1 전극을 중심 전극(7)으로 하고, 교류 신호를 위치 검출 센서에 귀환시키기 위해서 신호를 송신하는 제2 전극을 주변 전극(6)으로 했지만, 제5 실시 형태도, 제1 전극을 주변 전극(6)으로 하고, 제2 전극을 중심 전극(7)으로 했을 경우에도, 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
［제6 실시 형태］
상술된 실시 형태의 위치 지시기의 내부 처리 회로는, 모두 위치 검출 센서로부터 수신한 교류 신호를 신호 증강하여 위치 검출 센서에 귀환하도록 했을 경우이다. 그렇지만, 본 발명은 이와 같은 신호 귀환형 내부 처리 회로를 구비하는 위치 지시기에 한정되는 것이 아니고, 위치 지시기가 구비하는 교류 신호 발생 회로로부터의 교류 신호를 위치 검출 센서에 공급하는 타입의 위치 지시기에도 적용 가능하다. 제6 실시 형태는 그러한 위치 지시기의 경우에, 본 발명을 적용한 예이다.
도 13은 이 제6 실시 형태의 위치 지시기(1F)의 주요부를 설명하기 위한 도면이다. 이 제6 실시 형태의 위치 지시기(1F)도, 전술의 예와 마찬가지로 위치 지시기의 구조적인 구성은, 도 2에 도시된 제1 실시 형태의 위치 지시기(1)와 같다. 그러나 내부 처리 회로(440)는 전술의 예와는 다르다.
즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 내부 처리 회로(440)는 송신 신호 생성 회로(130)와, 신호 검출 회로(230)와, 송신 제어 회로(320)와, 승압 회로(140)로 이루어진다.
송신 신호 생성 회로(130)는 소정 주파수의 교류 신호의 발생 회로로서, 교류 신호 발진기의 구성으로 할 수 있다. 이 송신 신호 생성 회로(130)로부터의 송신 신호(교류 신호)는 송신 제어 회로(320) 및 승압 회로(140)를 통해서 접속 단자(402)에 공급되고, 이 접속 단자(402)에 접속되어 있는 중심 전극(7)을 통해서 위치 검출 센서에 송신된다.
송신 제어 회로(320)는 스위칭 트랜지스터 등으로 이루어지는 스위치 회로(323)와, 이 스위치 회로(323)에 절환 신호를 공급하는 절환 신호 생성 회로(324)로 이루어진다. 스위치 회로(323)는 송신 신호 생성 회로(130)로부터의 교류 신호의 승압 회로(140)로의 공급을 제어한다.
승압 회로(140)는 전술된 실시 형태와 마찬가지로 승압 트랜스에 의해 구성할 수도 있지만, 이 예에서는 반도체 소자로 이루어진 승압 회로가 이용된다. 송신 신호 생성 회로(130)로부터의 송신 신호는 이 승압 회로(140)로 승압된 후, 접속 단자(402)를 통해서 중심 전극(7)에 공급된다.
신호 검출 회로(230)의 입력단은 주변 전극(6)이 접속되어 있는 접속 단자(401)에 접속되어 있다. 따라서 위치 지시기(1F)가 위치 검출 센서 위에서 위치를 지시하면, 주변 전극(6)을 통해서 위치 검출 센서로부터의 교류 신호가 수신되어 신호 검출 회로(230)에 입력된다.
신호 검출 회로(230)는, 예를 들면, 신호 검출 회로(200)와 마찬가지로 펄스 생성 회로와 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터로 구성할 수 있다. 따라서 이 신호 검출 회로(230)는 위치 검출 센서로부터의 교류 신호를 검출했을 때와 그렇지 않을 때로, 상태가 반전하는 검출 신호를 출력한다.
이 신호 검출 회로(230)로부터의 검출 신호는 송신 제어 회로(320)의 절환 신호 생성 회로(324)에 공급된다. 절환 신호 생성 회로(324)는 신호 검출 회로(230)의 검출 신호가 위치 검출 센서로부터의 교류 신호를 검출하고 있는 것을 나타낼 때는, 스위치 회로(323)를 온으로 하는 절환 신호를 생성하고, 그 절환 신호를 스위치 회로(323)에 공급한다. 또, 절환 신호 생성 회로(324)는 신호 검출 회로(230)의 검출 신호가 위치 검출 센서로부터의 교류 신호를 검출하고 있지 않는 것을 나타낼 때는, 스위치 회로(323)를 오프로 하는 절환 신호를 생성하여 그 절환 신호를 스위치 회로(323)에 공급한다.
따라서 위치 지시기(1F)가 위치 검출 센서 위에 없어 위치 검출 센서로부터의 교류 신호를 수신할 수 없을 때에는, 신호 검출 회로(230)에 의해서 위치 검출 센서로부터의 교류 신호가 검출되지 않기 때문에, 송신 제어 회로(320)의 스위치 회로(323)가 오프되어 위치 지시기(1F)로부터의 교류 신호의 송신은 이루어지지 않아 전력 절약화가 된다.
한편, 위치 지시기(1F)가 위치 검출 센서 위에서 위치를 지시할 경우에는, 신호 검출 회로(230)로 위치 검출 센서로부터의 교류 신호가 검출되어 그 신호 검출 회로(230)의 검출 신호에 기초하여 생성된 절환 신호에 의해 스위치 회로(323)가 온된다. 이것에 의해, 송신 신호 생성 회로(130)로부터의 송신 신호(교류 신호)가 송신 제어 회로(320)를 통해서 승압 회로(140)에 공급되어 승압되어 중심 전극(7)으로부터 위치 검출 센서에 송신된다.
이 제6 실시 형태에 있어서도, 위치 지시기(1F)는 위치 검출 센서로부터의 교류 신호를 검출할 수 있을 때에 송신 신호의 송신을 실행하도록 하므로, 전력 절약화할 수 있다.
또한, 도 13의 구성에서는 송신 신호의 제2 전극으로의 공급을 제어함으로써 전력 절약을 도모하도록 했지만, 이 제6 실시 형태의 위치 지시기(1F)에 있어서도, 상술된 실시 형태와 마찬가지로 전원 회로를 제어함으로써 전력 절약화를 도모하는 구성으로 할 수도 있다.
［그 외의 실시 형태 또는 변형예］
이상의 실시 형태에서는 위치 지시기의 케이스(3) 내의 신호 처리 회로가 형성되는 프린트 배선 기판의 어스 도체에, 위치 지시기의 케이스(3) 외주의 도전체부(32)가 직접적(직류적)으로 접속되어 있지만, 내부 회로의 어스 도체와 도전체부(32) 사이는, 예를 들면 콘덴서를 통해서 교류적으로 결합되는 구성이어도 좋다.
또, 상술된 실시 형태에서는, 도전체부(32)는 주변 전극(6)과의 절연부를 제외하고, 위치 지시기의 케이스(3) 외주의 거의 전체를 가리도록 구성했지만, 사용자가 위치 지시기를 조작할 때에 쥐어서 인체를 접촉시키는 케이스(3)의 소정 부분에만, 내부 회로의 어스 도체와 접속된 금속판 등의 도전성 부재를 배치하도록 해도 좋다.
또, 케이스(3)가 예를 들면 플라스틱으로 구성되는 경우에, 도전성을 가지는 플라스틱을 사용하고, 그것을 직류적으로 또는 교류적으로 내부 회로의 어스 도체에 접속하는 구성으로 함으로써, 도전체부(32)를 생략할 수도 있다.
또한, 본 발명의 위치 지시기가 사용되는 위치 검출 센서는 상술된 예에 한정하지 않고, 거치형 장치의 위치 검출 장치에 이용되는 다양한 것이더라도 대상이 된다.
1, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F: 위치 지시기
2: 위치 검출 센서
3: 위치 지시기(1)의 케이스
5: 배터리
6: 주변 전극
7: 중심 전극
8: 쉴드 부재
100, 110, 120, 130: 송신 신호 생성 회로
200, 210, 220, 230: 신호 검출 회로
300, 310, 320: 송신 제어 회로

Claims (18)

  1. 위치 검출 센서가 구비하는 센서부의 면 상에서 위치를 지시하는 위치 지시기로서,
    상기 위치 지시기의 선단부에는 제1 전극 및 상기 제1 전극과는 다른 제2 전극이 마련되어 있는 것과 함께, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 각각은, 상기 위치 검출 센서가 구비하는 상기 센서부와의 사이에서 정전 결합 가능하게 구성되어 있고,
    상기 위치 검출 센서로부터 송신된 신호를 검출하는 신호 검출 회로와,
    상기 위치 검출 센서에 송신하는 위치 지시 신호를 생성하는 송신 신호 생성 회로와,
    상기 송신 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 위치 지시 신호의 송신을 제어하는 송신 제어 회로를 구비하고 있고,
    상기 신호 검출 회로는 상기 위치 검출 센서로부터 송신된 신호를 간헐적으로 검출하도록 구성되어 있는 것과 함께,
    상기 송신 제어 회로는, 상기 신호 검출 회로에 의한 상기 위치 검출 센서로부터 송신된 신호의 검출 결과에 기초하여, 상기 송신 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 위치 지시 신호를 상기 제1 전극을 통해서 송신하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극 및 제2 전극 중 하나는, 상기 위치 지시기의 중심축 방향으로 위치하는 중심 전극이며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나는, 상기 중심 전극을 둘러싸도록 배치된 주변 전극인 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 검출 회로는, 상기 제1 전극 혹은 상기 제2 전극을 통해서, 상기 위치 검출 센서로부터 송신된 신호를 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 지시기는 구동원을 구비하고 있는 것과 함께 상기 구동원의 전압을 승압하는 승압 회로를 구비하고 있고,
    상기 송신 제어 회로는 상기 승압 회로에 의해서 승압된 전압에 기초하여 생성되는 신호의 상기 제1 전극으로의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 송신 제어 회로는 상기 송신 신호 생성 회로에 의한 상기 제1 전극으로의 신호 공급에 대응하는 제시가 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제시는 위치 지시기에 마련된 발광소자에 의해서 시각적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 지시기는 외부 접속 단자를 구비하고 있고,
    상기 송신 제어 회로는 상기 외부 접속 단자를 통해서 외부로부터 공급된 구동 전력에 기초하여 생성되는 신호의 상기 제1 전극으로의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 위치 지시기는 상기 외부 접속 단자를 통해서 외부로부터 공급된 구동 전력을 축전하는 축전 회로를 구비하고 있고,
    상기 송신 제어 회로는 상기 축전 회로로부터 공급되는 전압에 기초하여 생성되는 신호의 상기 제1 전극으로의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 지시기는 전자 결합에 의해서 외부로부터 공급되는 전력을 수신하는 전자 결합 회로를 구비하고 있고, 상기 송신 제어 회로는 상기 전자 결합 회로를 통해서 외부로부터 공급된 전력에 기초하여 생성되는 신호의 상기 제1 전극으로의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  10. 위치 검출 센서가 구비하는 센서부의 면 상에서 위치를 지시하는 위치 지시기로서,
    상기 위치 지시기의 선단부에는 제1 전극 및 상기 제1 전극과는 다른 제2 전극이 마련되어 있는 것과 함께, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 각각은, 상기 위치 검출 센서가 구비하는 상기 센서부와의 사이에서 정전 결합 가능하게 구성되어 있고,
    상기 위치 검출 센서로부터 송신된 신호를 검출하는 신호 검출 회로와,
    상기 위치 검출 센서에 송신하는 위치 지시 신호를 생성하는 송신 신호 생성 회로와,
    상기 송신 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 위치 지시 신호의 송신을 제어하는 송신 제어 회로를 구비하고 있고,
    상기 송신 제어 회로는, 상기 신호 검출 회로에 의한 상기 위치 검출 센서로부터 송신된 신호의 검출 결과에 기초하여,
    a) 상기 송신 신호 생성 회로에 의해서 생성되는 상기 위치 지시 신호의 상기 제1 전극을 통한 상기 위치 검출 센서로의 신호 송신을 제어함으로써, 상기 위치 지시기로부터의 신호 송신을 구동 상태 혹은 비구동 상태로 설정하는 것과 함께,
    b) 상기 위치 지시기가 상기 구동 상태로부터 비구동 상태로 이행될 때에는, 상기 구동 상태로부터 비구동 상태로의 이행에 앞서 소정의 시간이 경과되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 전극 및 제2 전극 중 하나는, 상기 위치 지시기의 중심축 방향으로 위치하는 중심 전극이며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나는, 상기 중심 전극을 둘러싸도록 배치된 주변 전극인 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 신호 검출 회로는, 상기 제1 전극 혹은 상기 제2 전극을 통해서, 상기 위치 검출 센서로부터 송신된 신호를 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 위치 지시기는 구동원을 구비하고 있는 것과 함께 상기 구동원의 전압을 승압하는 승압 회로를 구비하고 있고,
    상기 송신 제어 회로는 상기 승압 회로에 의해서 승압된 전압에 기초하여 생성되는 신호의 상기 제1 전극으로의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 송신 제어 회로는 상기 송신 신호 생성 회로에 의한 상기 제1 전극으로의 신호 공급에 대응하는 제시가 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제시는 위치 지시기에 마련된 발광소자에 의해서 시각적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 위치 지시기는 외부 접속 단자를 구비하고 있고,
    상기 송신 제어 회로는 상기 외부 접속 단자를 통해서 외부로부터 공급된 구동 전력에 기초하여 생성되는 신호의 상기 제1 전극으로의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 위치 지시기는 상기 외부 접속 단자를 통해서 외부로부터 공급된 구동 전력을 축전하는 축전 회로를 구비하고 있고,
    상기 송신 제어 회로는 상기 축전 회로로부터 공급되는 전압에 기초하여 생성되는 신호의 상기 제1 전극으로의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  18. 청구항 10에 있어서,
    상기 위치 지시기는 전자 결합에 의해서 외부로부터 공급되는 전력을 수신하는 전자 결합 회로를 구비하고 있고, 상기 송신 제어 회로는 상기 전자 결합 회로를 통해서 외부로부터 공급된 전력에 기초하여 생성되는 신호의 상기 제1 전극으로의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
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