KR20220007706A - 위치 검출 장치 및 그 위치 지시기 - Google Patents

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Abstract

액티브 스타일러스의 전지 소모를 억제하는 것과 함께, 액티브 스타일러스로부터의 신호의 송신 시간을 억제한다. 본 발명에 따른 위치 검출 장치는, 태블릿(3)과 전원 장치 내장형의 스타일러스(2)가 정전 결합 방식에 의해 쌍방향으로 신호의 송수신을 행하는 위치 검출 장치(1)로서, 스타일러스(2)에 해당 스타일러스(2)를 제어하는 정보를 포함하는 커맨드 신호(US_cmd)를 수신하기 위한 커맨드 정보 수신부를 기동시키기 위한 트리거 신호(US_trg)를 송신한 후, 커맨드 신호(US_cmd)를 송신하도록 구성된다.

Description

위치 검출 장치 및 그 위치 지시기{POSITION DETECTION DEVICE AND POINTING DEVICE}
본 발명은 위치 검출 장치 및 위치 지시기에 관한 것으로, 특히, 태블릿과 전원 장치 내장형의 위치 지시기 사이의 정전 결합에 의해 태블릿 상의 위치 지시기의 지시 위치를 구하는 위치 검출 장치 및 그 위치 지시기에 관한 것이다.
전원 장치 내장형의 위치 지시기인 액티브 스타일러스(이하, 간단히 「스타일러스」라고 함)로부터 태블릿에 대해, 정전 결합에 의해 신호의 송신을 행하도록 한 위치 검출 장치가 알려져 있다. 이런 종류의 위치 검출 장치에 있어서는, 현재, 스타일러스로부터 신호를 송신하고 태블릿으로 수신한다고 하는, 일방 통행의 통신이 행해지고 있다. 특허문헌 1에는, 이와 같은 위치 검출 장치의 예가 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 위치 검출 장치의 다른 예가 개시되어 있다. 이 예에 따른 스타일러스는, 신호 송신을 위한 전극과, 전지를 구비하고, 필압 검출한 결과를 디지털로 송신하고 있다. 또한, 태블릿은 표시장치와 투명 센서로 구성되고, 투명 센서에 의해, 스타일러스에 의한 지시 위치 및 필압과, 손가락에 의한 터치 위치 양방이 검출 가능한 구성으로 되어 있다.
국제 출원 번호 PCT/JP2014/051296호 일본 특개 2014-63249호 공보 일본 특개 2015-103143호 공보
특허문헌 1에도 개시되는 바와 같이, 스타일러스에는 고유한 식별 정보(고유 ID)가 기억되어 있고, 종래의 스타일러스는, 태블릿을 향해서 신호를 송신할 때, 고유 ID도 송신하도록 구성된다. 그렇지만, 고유 ID는 특허문헌 1에도 개시되어 있는 바와 같이 60비트 이상으로까지 이르는 것도 있는 긴 데이터이므로, 고유 ID를 송신하고 있으면, 신호의 송신 시간이 길게 되어 버린다.
또한, 상술한 바와 같이, 스타일러스를 포함하는 종래의 위치 검출 장치에 있어서의 통신은, 스타일러스로부터 태블릿에의 일방 통행의 통신이므로, 스타일러스가 태블릿 상에 없을 때도 항상 신호를 계속 송신할 필요가 있다. 그 때문에, 종래의 스타일러스에는, 전지 소모가 심하다고 하는 문제가 있다.
또한, 스타일러스가 태블릿 상에 존재하는 경우여도, 전술한 고유 ID는 태블릿 측에서 한 번 인식되면 위치 지시기로부터 몇 번이나 송신할 필요가 없는 정보이다. 그렇지만 특허문헌 1에 개시한 바와 같은 종래의 스타일러스에서는 고유 ID를 반복 송신할 필요가 있었기 때문에 위치 지시기로부터의 송신 시간이 상시 길게 되어, 전지 소모를 더 심하게 해 버린다.
따라서, 본 발명의 목적 중 하나는, 종래에 비해 스타일러스(내장 전원 장치를 가지는 타입의 위치 지시기)의 전지 소모를 억제할 수 있으며, 또한, 스타일러스로부터의 신호의 송신 시간을 억제할 수 있는 위치 검출 장치 및 위치 지시기를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 위치 검출 장치는, 태블릿과 위치 지시기 사이의 정전 결합에 의해 태블릿 상에 있어서의 위치 지시기의 지시 위치를 구하는 위치 검출 장치 로서, 이하와 같은 기본적 구성을 구비한다.
즉, 태블릿으로부터는, 위치 지시기를 제어하기 위해서 주파수 혹은 변조 형식이 다른 2종류의 제어 신호로서, 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 위치 지시기에 대해서 송신하도록 하고, 위치 지시기에는, 전원 수단을 구비하고, 태블릿에 대해서 적어도 위치 지시 신호를 송신하는 것과 함께, 상기 제1 제어 신호를 수신하기 위한 제1 제어 신호 수신 수단과, 상기 제2 제어 신호를 수신하기 위한 제2 제어 신호 수신 수단을 각각에 마련하는 것을 특징으로 한다. (기본 구성 1)
본 발명에 따른 위치 검출 장치는, 전술한 기본 구성 1에 있어서, 상기 제1 제어 신호가 소정의 단일 주파수이며, 또한 무변조의 신호인 것으로 하고, 상기 제2 제어 신호는 소정의 바이너리 데이터에 의해 변조된 신호인 것을 특징으로 한다. (기본 구성 2)
본 발명에 따른 위치 검출 장치는, 전술한 기본 구성 2에 있어서, 위치 지시기는 상기 제1 제어 신호의 수신만을 행하는 제1 동작 모드와, 적어도 상기 위치 지시 신호의 송신 및 상기 제2 제어 신호의 수신을 반복해서 행하는 제2 동작 모드로 이루어지며, 상기 제1 동작 모드에 있어서, 상기 제1 제어 신호가 수신되었을 때에 상기 제2 동작 모드를 이행하도록 한 것을 특징으로 한다. (기본 구성 3)
본 발명에 따른 위치 검출 장치는, 전술한 기본 구성 3에 있어서, 위치 지시기가, 고유한 ID 정보 혹은 필압 검출 회로를 구비하여, 검출한 필압 정보 혹은 상기 고유한 ID 정보에 따라 변조되는 데이터 신호를 송신하는데, 이때, 수신한 상기 제2 제어 신호의 내용에 따라, 고유한 ID 정보 또는 필압 정보 혹은 그 외의 정보를 선택하고, 해당 선택된 정보에 따라 변조되는 데이터 신호를 송신하는 것을 특징으로 한다. (기본 구성 4)
본 발명의 다른 하나의 측면에 따른 위치 지시기는, 태블릿과의 사이의 정전 결합에 의해 태블릿 상에 있어서의 지시 위치를 구하는 위치 지시기로서, 트랜스의 1차측 코일과 콘덴서에 의한 공진 회로의 공진 현상을 이용하여 송신 신호를 생성하는 것과 함께, 전극이 접속되어 있는 트랜스의 2차측에는, 상기 공진 회로의 공진 주파수의 근방의 주파수로 태블릿으로부터 송신되는 제어 신호를 수신하는 제어 신호 수신 회로가 접속된다.
본 발명에 의하면, 태블릿으로부터는, 소정의 단일 주파수인 제1 제어 신호, 및 소정의 바이너리 데이터에 의해 변조된 신호인 제2 제어 신호를 위치 지시기에 대해서 송신하도록 하고, 위치 지시기가 태블릿 상에 없을 때에는, 소비 전력을 많이 필요로 하는 위치 지시 신호의 송신 및 제2 제어 신호의 수신은 행하지 않아, 소비 전력이 적게 되는 제1 제어 신호의 수신만을 행하도록 했으므로, 위치 지시기의 전지 소모를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 위치 지시기로 수신한 제2 제어 신호의 내용에 따라 데이터 신호로서 송신하는 정보를 바꿀 수 있으므로, 종래와 같이 필압과 고유 ID를 모두 매회 송신하거나 할 필요가 없으며, 위치 지시기로부터의 송신 시간을 억제하는 것이 가능하게 되는 것과 함께, 전지 소모를 더 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 위치 검출 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 태블릿(3)의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 스타일러스(2)의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 태블릿(3)의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 스타일러스(2)의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 스타일러스(2)와 태블릿(3)의 사이에서 송수신되는 신호의 송수신 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 태블릿(3)의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 스타일러스(2)의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서 스타일러스(2)와 태블릿(3)의 사이에서 송수신되는 신호의 송수신 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 스타일러스(2)의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서 스타일러스(2)와 태블릿(3)의 사이에서 송수신되는 신호의 송수신 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 있어서 스타일러스(2)와 태블릿(3)의 사이에서 송수신되는 신호의 송수신 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 13은 스펙트럼 확산 부호로서의 커맨드 신호의 일례를 나타낸 도면이다.
도 14는 정합 필터(matched filter) 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14에 있어서의 각 스텝과 출력의 관계를 나타낸 도면이다.
도 16은 스타일러스(2)의 내부 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 17은 제3 실시 형태의 변형예로서의 스타일러스(2)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 18은 제3 실시 형태의 변형예로서의 스타일러스(2)의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 위치 검출 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 동 도에 나타내는 바와 같이, 위치 검출 장치(1)는 위치 지시기인 스타일러스(2)와, 태블릿(3)을 가지고 구성된다. 도 2는 태블릿(3)의 내부 구성을 나타내는 도면이며, 도 3은 스타일러스(2)의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
스타일러스(2)는 펜 형상의 장치이며, 도 1에 나타내는 바와 같이, 심(20), 전극(21), 필압 검출 센서(23)(필압 검출 회로), 회로 기판(24), 및 전지(25)(전원 수단)를 가지고 구성된다.
심(20)은 막대 모양의 부재이며, 스타일러스(2)의 펜축 방향과 심(20)의 길이 방향이 일치하도록 배치된다. 심(20)의 선단부(20a)의 표면에는 도전성 재료가 도포되어 전극(21)을 구성하고 있다. 이 전극(21)은 심(20)의 내부에 도전 물질을 매립하도록 구성해도 된다. 필압 검출 센서(23)는 심(20)과 물리적으로 접속되어, 심(20)의 선단부(20a)에 가해지는 필압을 검출한다. 이 필압 검출 센서(23)로서는, 예를 들면 특허문헌 2에서 설명되어 있는 필압에 따라 변화하는 가변 용량 콘덴서를 이용할 수 있다.
전극(21)은 회로 기판(24)에 전기적으로 접속되어 있고, 태블릿(3)이 송신하는 제어 신호(US)(도 1에 나타내는 트리거 신호(US_trg) 및 커맨드 신호(US_cmd))의 검출을 행하는 것과 함께, 태블릿(3)에 대해서 송신하는 스타일러스 신호(DS)(도 1에 나타내는 위치 신호(DS_pos) 및 데이터 신호(DS_res))를 송신한다. 또한, 제어 신호(US)를 수신하기 위한 전극을, 스타일러스 신호(DS)를 송신하기 위한 전극과는 별도로 마련해도 된다.
태블릿(3)은 평판 모양의 센서(30)와, 센서 컨트롤러(31)를 가지고 구성되며, 태블릿(3)의 센서면(3a)은 센서(30)의 상면에 구성된다.
도 2는 태블릿(3)의 내부 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 있어서, 센서(30)는 각각 Y 방향을 따라서 연장되고, X 방향(Y 방향에 직교하는 방향)으로 등 간격으로 배치된 복수의 선 모양 전극(30X)과, 각각 X 방향을 따라서 연장되고, Y 방향으로 등간격으로 배치된 복수의 선 모양 전극(30Y)이 매트릭스 모양으로 배치된 구성을 가지고 있다. 도시하고 있지 않지만, 센서(30)는 투명한 판 모양의 유리인 기체(基體)를 가지고 있고, 각 선 모양 전극(30X, 30Y)은 이 기체의 안쪽면(내측의 표면)에 배치된다. 기체의 바깥면(외측의 표면)은, 태블릿(3)의 센서면(3a)을 구성한다. 태블릿(3)이 센서면(3a)에 표시 기능을 가지고 있는 경우, 기체는 액정 디스플레이 등의 표시장치(도시하지 않음)의 표시면에 배치되고, 각 선 모양 전극(30X, 30Y)은 액정 디스플레이와 기체의 사이에 배치된다. 이 경우의 각 선 모양 전극(30X, 30Y)은, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명한 도전체에 의해 구성하는 것이 적합하다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 태블릿(3)은 스타일러스(2)에 더하여 인간의 손가락(4)도 검출 가능하게 구성된다. 자세한 것은 후술하지만, 스타일러스(2)와 손가락(4)은 검출 방식이 다르기 때문에, 태블릿(3)은 이것들의 검출을 시분할로 행하도록 구성된다.
센서 컨트롤러(31)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 선택 회로(41), 선택 회로(42), 제어 회로(43), 스위치(44, 45), 증폭 회로(46), 게인 컨트롤 회로(47), 밴드 패스 필터(48), 검파 회로(49), 아날로그 디지털 변환기(AD 변환기)(50), 및 MCU(51)를 가지고 구성된다.
선택 회로(41)는 제어 회로(43)로부터의 제어 신호 d에 기초하여 복수의 선 모양 전극(30X) 중의 하나 또는 서로 인접하는 복수 개를 선택하는 회로이다. 또한, 선택 회로(42)는 제어 회로(43)로부터의 제어 신호 c에 기초하여 복수의 선 모양 전극(30Y) 중의 하나 또는 서로 인접하는 복수 개를 선택하는 회로이다.
선택 회로(41)와 선택 회로(42)에 의해서 각각 선택된 X측 전극과 Y측 전극은, 스위치(45)에 의해서 X측 또는 Y측의 어느 한쪽이 증폭 회로(46)에 접속된다.
증폭 회로(46)에 의해서 증폭된 스타일러스(2)로부터의 신호는 게인 컨트롤 회로(47)에 의해서 일정 레벨로 게인 컨트롤 되어, 밴드 패스 필터(48)에 의해서 스타일러스(2)가 송출하는 신호의 주파수 성분만을 통과시키고, 검파 회로(49)에 의해서 검파한 후, 아날로그 디지털 변환기(AD 변환기)(50)에 의해서 스타일러스(2)로부터의 수신 신호 레벨로서 출력한다.
스위치(44)는 선택 회로(42)에 의해서 선택된 Y측 전극을 수신용으로서 이용할지 송신용으로서 이용할지를 전환하기 위한 회로로, 제어 회로(43)로부터의 제어 신호 b가 로우 레벨 「0」일 때에는 선택 회로(42)에 의해서 선택된 Y측 전극은 스위치(45)를 통해서 증폭 회로(46)에 접속된다. 또한, 제어 회로(43)로부터의 제어 신호 b가 하이 레벨 「1」일 때에는 선택 회로(42)에 의해서 선택된 Y측 전극에는 제어 회로(43)로부터 출력되는 송신 신호 a가 공급되어, 센서(30)로부터 송신된다.
태블릿(3)은 이하에 나타내는 5 종류의 모드를 가지고 있고, 제어 회로(43)는 이들 모드를 이하에 나타내는 순서로 전환하면서, 센서 컨트롤러(31) 내의 각 회로의 제어를 행한다. 이하, 하나씩 자세하게 설명한다.
첫 번째는, 손가락(4)의 위치 검출을 행하는 모드이다. 이 경우의 제어 회로(43)는, 제어 신호 b를 하이 레벨 「1」로 하고, 제어 신호 e를 로우 레벨 「0」으로 한다. 즉, 선택 회로(42)에 의해서 선택된 Y측 전극에는 제어 회로(43)로부터 출력되는 송신 신호 a가 공급되어, 센서(30)로부터 터치 검출 신호를 송신한다. 또한, 선택 회로(41)에 의해서 선택된 X측 전극은 증폭 회로(46)에 접속된다. 이때 밴드 패스 필터(48)의 중심 주파수가 터치 검출 신호의 주파수와 일치하도록, 제어 회로(43)는 제어 신호 g에 의해 제어를 행한다. 이와 같이 구성함으로써, MCU(51)는 손가락(4)이 센서면(3a)에 접촉된 것에 의한 검출 신호의 변화를 읽어내어 손가락(4)의 좌표 위치를 구한다.
두 번째는, 스타일러스(2)에 대해서 트리거 신호(US_trg)(제1 제어 신호. 도 1 참조)를 송신하는 모드이다. 이 경우의 제어 회로(43)는, 제어 신호 b를 하이 레벨 「1」로 함으로써, 선택 회로(42)에 의해서 선택된 Y측 전극에는 제어 회로(43)로부터 출력되는 송신 신호 a가 공급되어, 센서(30)로부터는 트리거 신호(US_trg)가 송신된다. 이 경우의 송신 신호 a는, 제어 회로(43)의 일부를 구성하는 트리거 신호 송신부(43a)(제1 제어 신호 송신 수단)에 의해서 생성되는 트리거 신호(US_trg)와 동일하고, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 스타일러스(2)가 송신하는 신호의 주파수와 동일한 것이 바람직하다. 또한, 트리거 신호(US_trg)는 무변조이며 단일 주파수의 신호로 하는 것이 바람직하다.
이때, 선택 회로(42)는 전극(30Y) 중 스타일러스(2)가 지시하고 있는 근방의 전극을 선택하여 트리거 신호(US_trg)를 송신해도 되고, Y 선택 회로(42)가 전극(30Y)의 모든 전극을 동시에 선택해서 트리거 신호(US_trg)를 송신하도록 해도 된다.
세 번째는, 스타일러스(2)에 대해서 커맨드 신호(US_cmd)(제2 제어 신호. 도 1 참조)를 송신하는 모드이다. 이 경우도 제어 회로(43)는, 제어 신호 b를 하이 레벨 「1」로 함으로써, 선택 회로(42)에 의해서 선택된 Y측 전극에는 제어 회로(43)로부터의 송신 신호 a가 공급된다. 이 경우의 송신 신호 a는, 제어 회로(43)의 일부를 구성하는 커맨드 신호 송신부(43b)(제2 제어 신호 송신 수단)에 의해서 생성되는 커맨드 신호(US_cmd)와 동일하고, 스타일러스(2)를 제어하기 위한 제어 정보(후술하는 커맨드 정보(Cmd))에 의해 변조된 신호이다. 본 실시예에서는, 이 커맨드 신호(US_cmd)로서, 스펙트럼 확산 부호를 이용한다.
도 13은 스펙트럼 확산 부호로서의 송신 신호 a의 일례를 나타낸 것으로, 확산 코드가 「0x1AD3」인 것으로서 3비트의 커맨드 정보 (1, 0, 1)을 송신하는 예를 나타내고 있다. 즉, 송신하는 데이터가 「1」일 때는 「0x1AD3」의 순서로 변화하는 신호를 출력하고, 송신하는 데이터가 「0」일 때는 「0x1AD3」을 반전시킨 부호 「0xE54C」의 순서로 변화하는 신호를 출력한다. 또한, 도 13에서는 도시한 확산 코드의 상위 비트로부터 순서대로 송신하고 있는 경우를 나타내고 있다.
이때도, 선택 회로(42)는 전극(30Y) 중 스타일러스(2)가 지시하고 있는 근방의 전극을 선택해서 커맨드 신호(US_cmd)를 송신해도 되고, 선택 회로(42)가 전극(30Y)의 모든 전극을 동시에 선택해서 커맨드 신호(US_cmd)를 송신하도록 해도 된다.
네 번째는, 스타일러스(2)가 송신하는 위치 신호(DS_pos)를 검출함으로써 스타일러스(2)의 위치 검출을 행하는 모드이다. 이 경우의 제어 회로(43)는, 제어 신호 b를 로우 레벨 「0」으로 함으로써, 선택 회로(42)에 의해서 선택된 Y측 전극은 스위치(45)를 통해서 증폭 회로(46)에 접속된다. 또한, 밴드 패스 필터(48)의 중심 주파수가 스타일러스(2)가 송신하는 신호의 주파수와 일치하도록, 제어 회로(43)는 제어 신호 g에 의해 제어를 행한다.
본 실시예가 스타일러스(2)의 X축 좌표를 구할 때는, 제어 회로(43)는 제어 신호 e를 로우 레벨 「0」으로 하여, 선택 회로(41)에 의해서 선택된 X측 전극을 증폭 회로(46)에 접속한다. 이 상태로 선택 회로(41)가 선택하는 X측 전극을, 스타일러스(2)의 지시 위치에 가장 가까운 X 전극을 중심으로 하는 복수 개, 예를 들면 5개의 X 전극을 1개씩 순서대로 선택하면서, MCU(51)는 AD 변환기(50)로부터 출력되는 데이터를 신호 레벨값으로서 읽어낸다. MCU(51)는 선택한 X 전극에 대한 신호 레벨 분포로부터 스타일러스(2)의 X 좌표를 구한다.
본 실시예가 스타일러스(2)의 Y축 좌표를 구할 때는, 제어 회로(43)는 제어 신호 e를 하이 레벨 「1」로 하여, 선택 회로(42)에 의해서 선택된 Y측 전극을 증폭 회로(46)에 접속한다. 이 상태로 선택 회로(42)가 선택하는 Y측 전극을, 스타일러스(2)의 지시 위치에 가장 가까운 Y 전극을 중심으로 하는 복수 개, 예를 들면 5개의 Y 전극을 1개씩 순서대로 선택하면서, MCU(51)는 AD 변환기(50)로부터 출력되는 데이터를 신호 레벨값으로서 읽어낸다. MCU(51)는 선택한 Y 전극에 대한 신호 레벨 분포로부터 스타일러스(2)의 Y 좌표를 구한다.
다섯 번째는, 스타일러스(2)가 송신하는 데이터 신호(DS_res)(도 1 참조)를 수신하는 모드이다. 데이터 신호(DS_res)를 수신할 때는, X측 전극과 Y측 전극 중 어느 쪽을 이용해도 되지만, 여기에서는 X측 전극을 이용해서 데이터 신호(DS_res)를 수신하는 경우에 대해 나타낸다. 제어 회로(43)는, 제어 신호 e를 로우 레벨 「0」으로 함으로써, 선택 회로(41)에 의해서 선택된 X측 전극을 증폭 회로(46)에 접속한다. 또한, 밴드 패스 필터(48)의 중심 주파수가 스타일러스(2)가 송신하는 신호의 주파수와 일치하도록, 제어 회로(43)는 제어 신호 g에 의해 제어를 행한다. 또한, 선택 회로(41)가 스타일러스(2)의 지시 위치에 가장 가까운 X 전극을 중심으로 하는 복수 개, 예를 들면 3개의 X 전극을 동시에 선택하도록 제어 회로(43)를 동작시킨다. 이 상태로, MCU(51)는 AD 변환기(50)로부터의 출력을 정기적으로 읽어낸다.
Y측 전극을 이용하여 데이터 신호(DS_res)를 수신하는 경우는, 제어 신호 b를 로우 레벨 「0」로 하고, 제어 신호 e를 하이 레벨 「1」로 하면 된다.
이상이, 각 모드에 있어서의 제어 회로(43)의 동작이다. 이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 태블릿(3)은 송신과 수신에서 같은 센서(30)를 이용하여 신호의 송수신을 행하도록 구성된다. 이하, 계속해서, 도 2에 나타낸 태블릿(3) 내의 다른 구성에 대해 설명한다.
증폭 회로(46)는 전극(30X 및 30Y) 중에서 선택 회로(41) 또는 선택 회로(42)에 의해서 선택되는 전극에 유도되는 신호를 증폭하는 회로이고, 게인 컨트롤 회로(47)는 증폭 회로(46)로부터 공급되는 신호를 더 증폭하는 회로이며, 그 증폭량이 제어 회로(43)로부터의 제어 신호 f에 의해서 제어 가능하게 구성된다. 게인 컨트롤 회로(47)의 출력은, 밴드 패스 필터(48)에 공급된다.
밴드 패스 필터(48)는 소정의 중심 주파수를 중심으로 하는 일정 대역폭의 신호만을 통과시키는 필터 회로이다. 이 중심 주파수는, 제어 회로(43)로부터 공급되는 제어 신호 g에 의해서 제어된다. 제어 회로(43)는, 상술한 손가락(4)의 위치 검출을 행하는 모드에서는, 상기 중심 주파수가 상술한 터치 검출 신호의 주파수와 같게 되도록, 밴드 패스 필터(48)를 제어한다. 또한, 제어 회로(43)는, 상술한 스타일러스(2)의 위치 검출을 행하는 모드에서는, 상기 중심 주파수가 위치 신호(DS_pos)(도 1 참조)의 주파수와 같게 되도록, 밴드 패스 필터(48)를 제어한다. 또한, 제어 회로(43)는, 상술한 데이터 신호(DS_res)(도 1 참조)를 수신하는 모드에서는, 상기 중심 주파수가 데이터 신호(DS_res)의 주파수와 같게 되도록, 밴드 패스 필터(48)를 제어한다. 또한, 본 실시예(도 3)에서는 위치 신호(DS_pos)와 데이터 신호(DS_res)는 동일 주파수로 하고 있다.
여기서, 손가락 검출용 신호의 주파수 대역과, 스타일러스 검출용 신호(위치 신호(DS_pos) 및 데이터 신호(DS_res))의 주파수 대역은, 서로 다르게 구성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 밴드 패스 필터(48)에 의해서 이들 신호를 선별하는 것이 가능하게 된다. 또한, 데이터 신호(DS_res)는 단일 주파수의 신호여도 되고, 복수의 주파수 성분을 포함하는 신호여도 되지만, 후자의 경우, 제어 회로(43)는 이들 복수의 주파수 성분 모두가 포함되도록, 밴드 패스 필터(48)의 대역폭도 제어하는 것이 바람직하다.
검파 회로(49)는 밴드 패스 필터(48)로부터의 출력 신호의 레벨에 대응한 전압을 생성하는 회로이다. AD 변환기(50)는 검파 회로(49)로부터 출력되는 수신 레벨에 따른 전압을 소정 시간 간격으로 아날로그 디지털 변환을 실시함으로써 디지털 신호를 생성하는 회로이다. AD 변환기(50)에 의한 샘플링의 시간 간격은, 제어 회로(43)로부터 공급되는 제어 신호 h에 의해서 제어된다. AD 변환기(50)가 출력하는 디지털 데이터는 MCU(51)에 의해서 읽어내진다.
MCU(51)는 내부에 ROM 및 RAM을 마련하고 소정의 프로그램에 기초하여 동작하는 마이크로프로세서로, 제어 회로(43)로부터의 신호 a~h를 전술한 바와 같이 출력하도록 제어 회로(43)에 대해서 제어를 행하는 것과 함께, AD 변환기(50)가 출력하는 디지털 데이터를 읽어내어 처리한다.
제어 회로(43)는 MCU(51)로부터의 지시에 기초하여 a~h의 각 신호를 지정된 타이밍으로 정확하게 출력하기 위한 로직 회로이다.
이상, 태블릿(3)의 구성 및 동작에 대해 설명했다. 다음으로, 스타일러스(2)의 구성 및 동작에 대해 자세하게 설명한다. 도 16은 스타일러스(2)의 내부 구조의 일례를 나타낸 도면이다. 또한, 도 3은 스타일러스(2)의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
회로 기판(24)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 내부 구성으로서, 3개의 스위치(SW1~SW3), 제어부(60), 발진 회로(61), 트랜스(62), 트리거 신호 검출부(63), 커맨드 정보 수신부(64)를 가지고 구성된다.
발진 회로(61)는 제어부(60)로부터 공급되는 발진 제어 신호(Ocn)에 따라서 발진 동작을 행하는 회로이다. 발진 회로(61)는 코일과 커패시터가 접속되어 이루어지는 LC 공진 회로(61a)를 포함하여 구성된다.
트랜스(62)는 서로 결합한 1차측 코일(제1 코일) 및 2차측 코일(제2 코일)을 포함하여 구성되고, 1차측 코일은 LC 공진 회로(61a)를 구성하는 코일로서 사용된다. 2차측 코일은 스위치(SW1)를 경유하여 전극(21)에 접속되어 있다.
트리거 신호 검출부(63)는 태블릿(3)이 송신하는 트리거 신호(US_trg)를 수신하기 위한 기능부(제1 제어 신호 수신 수단)이며, 증폭 회로(63a)와 검파 회로(63b)를 포함하여 구성된다. 증폭 회로(63a)는 전극(21)에 유도되는 트리거 신호(US_trg)를 증폭하는 회로이고, 검파 회로(63b)는 증폭 회로(63a)의 출력 신호의 레벨이 일정 이상인지 여부를 검출하여, 검출 신호(Det)로서 출력하는 회로이다. 전극(21)과 증폭 회로(63a)는 스위치(SW1, SW2)를 통해서 접속되어 있다.
이렇게 해서 출력되는 검출 신호(Det)의 레벨은, 전극(21)에 트리거 신호(US_trg)가 도래하고 있는 경우에 하이가 되고, 도래하고 있지 않은 경우에 로우가 된다. 이와 같이, 트리거 신호 검출부(63)는, 특히 복호 동작을 행하지 않아도, 트리거 신호(US_trg)의 유무에 따라 2진값의 검출 신호(Det)를 출력 가능하게 구성된다.
트리거 신호 검출부(63)가 트리거 신호(US_trg)를 수신할 때는, 증폭 회로(63a)의 입력 측에는 트랜스(62)가 접속되어 있다. 이 트랜스(62)의 1차측은 LC 공진 회로(61a)를 구성하고 있으므로, 트리거 신호(US_trg)의 주파수를 LC 공진 회로(61a)의 공진 주파수에 일치시켜 두면, 트리거 신호 검출부(63)는 전극(21)에 유도되는 신호 중 트리거 신호(US_trg)만을 검출하도록 동작한다.
커맨드 정보 수신부(64)는 태블릿(3)이 송신하는 커맨드 신호(US_cmd)를 수신하기 위한 기능부(제2 제어 신호 수신 수단)이며, AD 변환기(64a)와 정합 필터 회로(64b)를 포함하여 구성된다. 도 14는 정합 필터 회로(64b)의 구성예를 나타낸 도면이다. 도 14에 나타낸 정합 필터 회로는, 12비트의 데이터를 격납하는 32단으로 이루어지는 시프트 레지스터(R0~R31)와, 미리 결정된 KEY 코드를 격납하는 16비트의 레지스터(k0~K15)와, 시프트 레지스터에 보존된 값과 KEY 코드의 연산을 행하는 연산부로 구성되어 있다. 연산부에는 연산 결과를 보존하는 16비트의 레지스터(Q0~Q15)가 포함되어 있다.
커맨드 정보 수신부(64)는 스위치(SW3)를 통해서 전극(21)에 접속되어 있고 커맨드 정보 수신부(64)가 커맨드 신호(US_cmd)를 수신할 때는, 스위치(SW3)를 온 상태로 하고 스위치(SW1)를 오프 상태로 하여 행한다. 커맨드 정보 수신부(64)의 동작에 대해 자세한 것은 후술하지만, 이런 종류의 회로는 고속 클록에 의해 동작시킬 필요가 있기 때문에 전력 소비가 크다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 제어부(60)가 생성하는 제어 신호(En)에 의해 커맨드 정보 수신부(64)의 동작을 정지할 수 있도록 하고 있다. 구체적으로는, 제어 신호(En)가 활성화되어 있는 경우(하이 레벨)에 동작 상태가 되고, 제어 신호(En)가 비활성으로 되어 있는 경우(로우 레벨)에 동작 정지 상태가 되도록, 커맨드 정보 수신부(64)를 구성하고 있다. 동작 정지 상태인 경우, 전력 소비가 억제되는 반면에, 입력단에 신호가 공급되어도 커맨드 정보 수신부(64)는 그것을 수신하지 않는다. 그러나, 본 실시 형태에 따른 스타일러스(2)에서는, 커맨드 신호(US_cmd)에 앞서 수신되는 트리거 신호(US_trg)의 수신에 따라 제어 신호(En)를 활성으로 하도록 제어부(60)를 구성하고 있으므로, 문제없이 커맨드 신호(US_cmd)를 수신하는 것이 가능하다. 이 점에 대해서는, 이하에서 자세하게 설명한다.
제어부(60)는 제어 신호(SWC)에 의한 스위치(SW1~SW3)의 온 오프 제어, 제어 신호(En)에 의한 커맨드 정보 수신부(64)의 기동 상태 제어, 발진 제어 신호(Ocn)의 생성, 및, 필압 검출 센서(23)에 의한 필압 검출을 행하는 회로로, 소정의 프로그램에 따라 동작하는 마이크로프로세서(MCU)에 의해 구성된다. 이하, 각각에 대해서 자세하게 설명한다.
또한, 필압 검출 센서(23)는 본 실시예에서는 필압에 의해 용량이 변화하는 콘덴서이며, 이것을 이용한 필압 검출에 대해서는 특허문헌 3에 개시되어 있는 바와 같은 방법을 이용하면 되기 때문에 여기에서는 설명을 생략한다.
우선, 스위치(SW1~SW3)의 온 오프 제어 및 제어 신호(En)에 대해서, 제어부(60)는 다음의 표 1에 나타내는 제어를 행한다.
타이밍 대응하는
태블릿(3)의 모드		 SW1 SW2 SW3 En 스타일러스(2)
의 동작
초기 상태
 손가락(4)의 위치 검출을 행하는 모드 온 온 오프 비활성 트리거 신호(US_trg)의 수신 동작
트리거 신호(US_trg)를 송신하는 모드
트리거 신호 (US_trg) 수신후 커맨드 신호(US_cmd)를 송신하는 모드 오프 온/
오프		 온 활성 커맨드 신호(US_cmd)의 수신 동작
커맨드 신호 (US_cmd) 수신후 스타일러스(2)의
위치 검출을 행하는 모드		 온 오프 오프 비활성 위치 신호(DS_pos)의 송신 동작
위치 신호 (DS_pos) 송신후 데이터 신호(DS_res)를 수신하는 모드 온 오프 오프 비활성 데이터 신호(DS_res)의 송신 동작
표 1에 나타내는 바와 같이, 초기 상태(스타일러스(2)가 태블릿(3) 상에 없는 경우)에 있어서의 제어부(60)는, 스위치(SW1, SW2)를 온, 스위치(SW3)를 오프로 하여, 커맨드 정보 수신부(64)를 동작 정지 상태로 한다. 이것에 의해, 전극(21)은 트리거 신호 검출부(63)에 접속되게 되므로, 표 1에도 나타내는 바와 같이 트리거 신호(US_trg)의 수신 동작이 행해지게 된다. 또한, 커맨드 정보 수신부(64)가 동작 정지 상태이므로, 스타일러스(2)의 전력 소비가 억제된다. 트리거 신호(US_trg)가 수신된 후, 즉 검출 신호(Det)가 하이 레벨이 된 후, 제어부(60)는 스위치(SW1)를 오프, 스위치(SW3)를 온으로 전환한다. 또한, 제어 신호(En)를 활성으로 함으로써, 커맨드 정보 수신부(64)를 동작 상태로 한다. 스위치(SW2)에 대해서는, 온 상태를 유지해도 되고, 오프로 전환해도 된다. 이것에 의해, 전극(21)은 커맨드 정보 수신부(64)에 접속되게 되고, 또한, 커맨드 정보 수신부(64)가 동작 상태로 되기 때문에, 표 1에 나타내는 바와 같이 커맨드 신호(US_cmd)의 수신 동작이 행해지게 된다. 제어부(60)는 이렇게 하여 커맨드 신호(US_cmd)를 수신한 커맨드 정보 수신부(64)로부터 출력되는 커맨드 정보(Cmd)를 일시적으로 유지한다.
여기서, 제어부(60)는 저소비 전력으로 동작하는 저속 동작 모드(제1 동작 모드)와, 크게 전력을 소비하는 고속 동작 모드(제2 동작 모드) 중 어느 것에 의해 동작하는 것으로 해도 된다. 저속 동작 모드에 있는 제어부(60)는, 단순한 2진값 신호인 검출 신호(Det)의 수신은 가능한 반면, 커맨드 정보(Cmd)와 같은 복잡한 정보를 수신 내지 처리하는 동작이나, 위치 신호(DS_pos) 및 데이터 신호(DS_res)를 송신하기 위한 동작을 행할 수는 없다. 이들 동작을 행하는 경우에는, 제어부(60)를 고속 동작 모드로 할 필요가 있다. 그래서, 이 예에 따른 제어부(60)는, 검출 신호(Det)가 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화한 것(즉, 트리거 신호(US_trg)가 수신된 것)을 계기로 하여, 자율적으로 저속 동작 모드로부터 고속 동작 모드로 변화하도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 데이터 신호(DS_res)의 송신이 완료된 후에는, 저속 동작 모드로 되돌리도록 구성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 제어부(60)의 소비 전력을 최소화하는 것이 가능하게 된다. 이하에서는, 제어부(60)가 이와 같은 2종류의 모드에 대응하고 있는 것으로 하여 설명을 계속한다.
커맨드 신호(US_cmd)가 수신되어, 커맨드 정보 수신부(64)로부터의 커맨드 정보(Cmd)를 보존한 제어부(60)는, 스위치(SW1)를 온, 스위치(SW2, SW3)를 오프로 한다. 또한, 제어 신호(En)를 비활성으로 함으로써, 커맨드 정보 수신부(64)를 동작 정지 상태로 되돌린다. 그리고 제어부(60)는 발진 제어 신호(Ocn)를 일정 시간 하이 레벨로 함으로써 발진 회로(61)(위치 지시 신호 송신 수단)를 동작시킨다. 이것에 의해, 전극(21)으로부터는 일정 시간 연속해서 생성되는 위치 신호(DS_pos)(위치 지시 신호)가 송출된다. 이 동안에, 태블릿(3)에서는 위치 신호(DS_pos)를 수신함으로써 스타일러스(2)의 지시 위치를 구한다.
위치 신호(DS_pos)를 송신한 후, 제어부(60)는, 스위치(SW1~SW3) 및 제어 신호(En)의 상태를 유지한 채로, 보존한 커맨드 정보(Cmd)에 따른 데이터 신호(DS_res)를 발진 회로(61)에게 생성시키기 위한 발진 제어 신호(Ocn)를 출력하여, 발진 회로(61)에 공급한다. 또한, 도 3에 나타낸 구성에 의해 생성되는 데이터 신호(DS_res)는, OOK(On-Off Keying) 변조된 신호가 된다. 제어부(60)에 의해서 행해지는 이상의 동작에 의해, 전극(21)으로부터 OOK 변조된 데이터 신호(DS_res)가 송출되고, 상기한 바와 같이 하여 태블릿(3)에 의해 수신된다. 이후, 제어부(60)는 초기 상태로 되돌아온다.
그러면, 커맨드 정보 수신부(64)가 어떻게 해서 커맨드 신호(US_cmd) 중에서 커맨드 정보(Cmd)를 추출하는지에 대해서, 도 13 및 도 14를 참조하면서 설명한다. 정합 필터 회로(64b)(도 14)에는 AD 변환기(64a)로부터의 출력(D0~D11) 및 클록(CLK)이 입력된다. 이 클록은 AD 변환기(64a)의 샘플링 주파수와 동일하고, 도 13에 나타낸 확산 부호의 1 스텝의 주기의 정수배의 주파수로 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 AD 변환기(64a)의 샘플링 주파수가 도 13에 나타낸 확산 부호의 스텝 주기의 2배의 경우에 대해 나타내고 있다. 또한, 제어부(60)로부터는 도시하지 않은 리셋 신호(Reset)가 공급되고, 이것에 의해 시프트 레지스터(R0~R31) 및 연산부의 레지스터의 값(Q0~Q15)은 클리어 된다. 본 실시예에서는 클록(CLK)의 상승 엣지에서 AD 변환기(64a)로부터의 데이터(D0~D11)가 받아들여져 연산부에서의 연산이 실행되는 것으로 하여 설명한다.
KEY 코드(k0~K15)는 태블릿이 송신하는 커맨드 신호(US_cmd)(도 13)의 확산 코드와 같은 「0x1AD3」이 격납되어 있다. 즉, 본 실시예에서는 상위 비트로부터 송신하는 것으로 했으므로, k0=1, k1=1, k2=0, k3=0, k4=1, ···· k15=0으로 되어 있다. 연산부에서는, 시프트 레지스터(R0~R31)에 보존되어 있는 각 데이터가 가산 또는 감산된 총합이 계산되어, Q0~Q15로서 출력된다. 이 출력(Q0~Q15)은 부호가 부여된 데이터로서 나타내지는 것이다. 여기서, k0=1이기 때문에 시프트 레지스터 R0 및 R1의 각 값은 Q0~Q15에 가산된다. 또한, k1=1이기 때문에 시프트 레지스터 R2 및 R3의 각 값은 Q0~Q15에 가산된다. 또한, k2=0이기 때문에 시프트 레지스터 R4 및 R5의 각 값은 Q0~Q15로부터 감산된다. 이와 같이 하여 32개의 AD 변환 결과(R0~R31)의 가산 또는 감산된 결과가 Q0~Q15로서 출력된다. 여기서, k0~K15의 각 값에 따라 시프트 레지스터(R0~R31)의 연속하는 2개의 값에 대해서 처리를 행하고 있는 것은, 본 실시예가 AD 변환기(64a)의 샘플링 주파수를 도 13에 나타낸 확산 부호의 스텝 주기의 2배로 하고 있기 때문이다.
도 15는 도 14에 있어서의 각 스텝(CLK의 상승 횟수)과 출력의 관계를 나타낸 도면이다. 제어부(60)는 트리거 신호(US_trg)를 수신하고 나서, 표 1과 같이 제어 신호(En)를 활성으로 하면 이어서 정합 필터 회로(64b)에의 리셋 신호(Reset)를 공급한다. 이것에 의해 시프트 레지스터(R0~R31)는 클리어 되므로 연산부로부터의 출력(Q0~Q15)도 제로가 된다. 본 실시예에서는 태블릿으로부터의 커맨드 신호(US_cmd)의 송신에 앞서 스타일러스(2)의 커맨드 정보 수신부(64)가 동작 상태로 되어 있을 필요가 있지만, 여기에서는 도 15로서, 리셋 신호(Reset)가 가해진 후의 최초의 클록(CLK) 상승이 태블릿으로부터의 커맨드 신호(US_cmd)(도 13)의 송신 개시 직후였던 것으로 하여 설명을 행한다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 정합 필터 회로(64b)의 출력(Q0~Q15)은 32 스텝째에서 플러스 방향으로 큰 값이 나타난다. 또한, 64 스텝째에서 마이너스 방향으로 큰 값이 나타난다. 또한, 96 스텝째에서 플러스 방향으로 큰 값이 나타난다. 이것으로부터, 제어부(60)는 태블릿으로부터 송신된 커맨드 정보(Cmd)가 (1, 0, 1)이었던 것을 검출할 수 있다.
이상, 스타일러스(2)의 구성 및 동작에 대해 설명했다. 다음으로, 도 4 및 도 5에 나타내는 처리 흐름, 및, 도 6에 나타내는 각 신호의 송수신 타이밍을 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 위치 검출 장치의 동작에 대해 전체적으로 설명한다. 도 4는 본 실시예에 있어서의 태블릿(3)의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 5는 본 실시예에 있어서의 스타일러스(2)의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 6은 본 실시예에 있어서의 스타일러스(2)와 태블릿(3)의 사이에서 송수신되는 신호의 송수신 타이밍을 나타내는 도면이다.
태블릿(3)은, 도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 트리거 신호(US_trg)와 커맨드 신호(US_cmd)를 정기적으로 반복 송신하도록 동작을 행한다(도 4의 스텝 S301, S303). 또한, 실제로는, 이들 신호의 송신과의 시분할에 의해 상술한 손가락(4)의 검출 동작이 행해지지만, 여기에서는, 손가락(4)의 검출 동작에 관한 언급은 생략한다. 이하, 도 6에 나타내는 시각 t1(N번째의 트리거 신호(US_trgN)의 송신 시각과 N+1번째의 트리거 신호(US_trgN+1)의 송신 시각 사이의 시각)에서, 스타일러스(2)가 태블릿(3)의 센서면(3a)(도 1 참조)에 놓여진(DOWN) 것으로 하여 설명을 계속한다.
스타일러스(2)는 초기 상태에서는 트리거 신호(US_trg)의 수신 동작을 반복 실시하고 있다(도 5의 스텝 S401, S403). 스타일러스(2)가 시각 t1에서 태블릿(3)의 센서면(3a)에 접근 내지 접촉하면, 그 후에 태블릿(3)으로부터 송신되는 트리거 신호(US_trgN+1)가 스타일러스(2)에 의해 수신된다. 트리거 신호(US_trgN+1)를 수신한 스타일러스(2)에서는, 우선 제어부(60)의 상태가 STOP 상태(상술한 저속 동작 모드)로부터 RUN 상태(상술한 고속 동작 모드)로 변화한다(도 5의 스텝 S405. 도 6의 시각 t2). 이 변화는, 도 3에 나타낸 검출 신호(Det)가 하이 레벨로 된 것에 의해서 실현된다.
RUN 상태가 된 제어부(60)는, 제어 신호(En)를 활성으로 함으로써, 커맨드 정보 수신부(64)를 기동한다(Enable 상태라 함)(도 5의 스텝 S407. 도 6의 시각 t2). 이렇게 해서 기동된 커맨드 정보 수신부(64)에 의해, 트리거 신호(US_trgN+1)에 이어서 태블릿(3)으로부터 송신되는 커맨드 신호(US_cmd)가 수신된다(스텝 S409). 제어부(60)는 그 후, 제어 신호(En)를 비활성으로 함으로써, 커맨드 정보 수신부(64)를 종료한다(Disable 상태라 함)(도 5의 스텝 S411. 도 6의 시각 t3).
이어서 제어부(60)는 커맨드 신호(US_cmd)를 수신한 커맨드 정보 수신부(64)로부터 추출한 커맨드 정보(Cmd)의 내용에 따른 처리를 행한다(도 5의 스텝 S413). 이 처리의 구체적인 예를 들면, 예로써 커맨드 정보(Cmd)가 상술한 필압의 값을 구하는 것인 경우, 제어부(60)는 도 1에 나타낸 필압 검출 센서(23)에 의해 취득되어 있는 최신의 필압값(P)(필압 정보)을 데이터 신호(DS_res)에 설정하기 위한 처리를 행한다. 또한, 예로써 커맨드 정보(Cmd)가 스타일러스(2)에 고유한 스타일러스 번호(SID)(ID 정보)를 구하는 것인 경우, 제어부(60)는 도시하지 않은 기억부에 기억되어 있는 스타일러스 번호(SID)를 데이터 신호(DS_res)에 설정하기 위한 처리를 행한다.
제어부(60)가 커맨드 정보(Cmd)의 내용에 따라 행하는 처리에는, 이 밖에도 각종의 것이 포함될 수 있다. 예를 들면, 스타일러스(2)의 측면에 슬라이딩 레버 등을 마련하고 레버 위치를 검출하여 그것을 커맨드 정보(Cmd)로서 설정해도 되고, 위치 신호(DS_pos)의 송신 시간을 변경하거나 해도 되며, 위치 신호(DS_pos)나 데이터 신호(DS_res)의 신호의 주파수를 변경하거나 하도록 구성해도 된다.
다음으로 제어부(60)는 위치 신호(DS_pos) 및 데이터 신호(DS_res)를 순서대로 송신한다(도 5의 스텝 S415, S417. 도 6의 위치 신호(DS_pos1) 및 데이터 신호(DS_res1)). 데이터 신호(DS_res)의 송신을 종료한 제어부(60)는, RUN 상태(상술한 고속 동작 모드)로부터 STOP 상태(상술한 저속 동작 모드)로 전환한다(도 5의 스텝 S419. 도 6의 시각 t4). 한편, 태블릿(3)은, 커맨드 신호(US_cmd)를 송신한 후, 우선 위치 신호(DS_pos)의 수신 동작을 행한다(도 4의 스텝 S305). 그리고 위치 신호(DS_pos)가 수신되었을 경우(도 4의 스텝 S307의 긍정 판정), 이어서 데이터 신호(DS_res)의 수신을 행한다(도 4의 스텝 S309). 위치 신호(DS_pos)가 수신되지 않았던 경우(도 4의 스텝 S307의 부정 판정)에는, 트리거 신호(US_trg)의 송신(도 4의 스텝 S301)으로 되돌아온다.
이상으로, N+1번째의 트리거 신호(US_trgN+1)에 대응하는 일련의 처리가 완료된다. 그 다음은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 태블릿(3)이 N+2번째의 트리거 신호(US_trgN+2)를 송신하는 것을 계기로 하여, 상기와 마찬가지의 처리가 반복된다. 또한, 태블릿(3)에 의한 트리거 신호(US_trg)의 송신 간격은, 일정해도 되고, 일정하지 않아도 된다. 또한, 태블릿(3)은 위치 신호(DS_pos) 또는 데이터 신호(DS_res)가 수신되었는지 여부에 따라, 트리거 신호(US_trg)의 송신 간격을 조정하는 것으로 해도 된다.
또한, 태블릿(3)에 의한 위치 신호(DS_pos)의 수신시에는, 스타일러스(2)가 최초로 놓여졌을 때(DS_pos1)에는 도 2에 있어서 선택 회로(41) 및 선택 회로(42)에 의해 선택되는 X 전극 및 Y 전극을 순서대로 전환하면서 수신 동작을 행하여, 가장 큰 신호 레벨이 얻어진 전극의 번호 및 그 전후를 포함하는 신호 레벨의 분포로부터 스타일러스(2)의 지시 위치의 X 좌표와 Y 좌표를 계산한다.
또한, 스타일러스(2)의 지시 위치를 대략 알고 있는 경우(DS_pos2 이후)에는, 위치 신호(DS_pos)의 수신시에는 미리 알고 있는 부근의 몇 개의 X 전극 및 Y 전극에 대해서 수신을 행하면 되고, 그때의 신호 레벨의 분포로부터 스타일러스(2)의 지시 위치의 X 좌표와 Y 좌표를 계산한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 스타일러스(2)가 태블릿(2) 상에 없을 때에는 트리거 신호(US_trg)는 수신되지 않기 때문에, 스타일러스(2)는 신호를 송신하지 않아도 되게 된다. 따라서, 종래의 액티브 스타일러스에 비해, 스타일러스(2)의 전지 소모를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 커맨드 신호(US_cmd)에 의해 요구된 정보만을 송신하도록 스타일러스(2)를 구성할 수 있으므로, 스타일러스(2)로부터의 신호의 송신 시간을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 스타일러스(2)의 구성으로서, 커맨드 신호(US_cmd)를 수신하기 위한 커맨드 정보 수신부(64)를 마련하여 수신한 커맨드 정보(Cmd)의 내용에 따라 데이터 신호(DS_res)의 내용을 바꿀 수 있으므로, 한 번만 수신하면 되는, 예를 들면 고유한 ID 번호를 매회 스타일러스로부터 송신하거나 할 필요가 없게 되어, 스타일러스로부터의 송신 시간을 단축할 수 있는 것과 함께, 스타일러스의 소비 전력을 줄일 수 있다.
그때, 본 실시 형태에 의하면, 커맨드 신호(US_cmd)와는 별개로, 트리거 신호(US_trg)를 검출하기 위한 트리거 신호 검출부(63)를 마련하고, 트리거 신호 검출부(63)에 의해 트리거 신호(US_trg)가 검출되었을 경우에만, 커맨드 정보 수신부(64)를 기동하도록 했으므로, 소비 전력이 큰 커맨드 정보 수신부(64)의 동작 시간을 극히 한정적으로 짧게 할 수 있어, 스타일러스의 소비 전력을 더 줄일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 스타일러스(2)에 의하면, 데이터 신호(DS_res)의 송신이 완료된 후, 그 후에 트리거 신호(US_trg)가 수신될 때까지 제어부(60)를 저속 동작 모드로 하고 있는 것으로부터, 제어부(60)의 소비 전력도 삭감할 수 있다. 따라서, 종래의 액티브 스타일러스에 비해, 스타일러스(2)의 소비 전력을 더 삭감하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 스타일러스(2)에 의하면, 신호 송신용의 LC 공진 회로(61a)의 코일을 2차측 코일로서 사용하는 트랜스(62)에 밴드 패스 필터로서의 역할을 갖게 하고 있으므로, 별도 트리거 신호(US_trg) 수신용의 밴드 패스 필터를 마련하는 경우에 비해, 스타일러스(2)에 탑재하는 부품의 수를 삭감하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 태블릿이 송신하는 커맨드 신호(US_cmd)로서 스펙트럼 확산 부호를 이용했지만, 이것으로 한정되는 것이 아니며, 예를 들어, 송신하는 커맨드 정보(Cmd)에 의해서 송신하는 신호의 주파수나 위상을 바꾸는 것 같은 변조 방식을 이용해도 된다. 그 경우, 스타일러스(2)의 커맨드 정보 수신부(64)의 구성도 변조 방식에 따라 변경할 필요가 있다. 그와 같은 다른 변조 방식을 이용해도 복호(復號)를 수반하는 신호 검출은 일반적으로 소비 전력이 크기 때문에, 본 실시예에 의한 효과는 유효하다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 태블릿(3) 및 스타일러스(2)의 구성은, 도 1~도 3에 나타낸 것과 마찬가지이다. 본 실시 형태는, 위치 신호(DS_pos)와 커맨드 신호(US_cmd)의 송신 순서 면에서, 제1 실시 형태와 상위하다. 그 밖의 면에서는 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 이하에서는, 제1 실시 형태와의 상위점에 관한 부분을 중심으로 설명을 행한다.
도 7은 본 실시예에 있어서의 태블릿(3)의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 8은 본 실시예에 있어서의 스타일러스(2)의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 9는 본 실시예에 있어서의 스타일러스(2)와 태블릿(3)의 사이에서 송수신되는 신호의 송수신 타이밍을 나타내는 도면이다.
본 실시 형태에 따른 태블릿(3)의 제어 회로(43)(도 2 참조)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 커맨드 신호(US_cmd)의 송신(도 7의 스텝 S303)을 행하기 전에, 스타일러스(2)로부터 위치 신호(DS_pos)를 수신하여(도 7의 스텝 S305, S307), 스타일러스(2)의 위치 검출을 행한다. 커맨드 신호(US_cmd)의 송신은, 위치 신호(DS_pos)를 수신했을 경우에만 행해진다.
본 실시 형태에 따른 스타일러스(2)는, 스위치(SW1~SW3) 및 제어 신호(En)에 대해서, 제어부(60)는 다음의 표 2에 나타내는 제어를 행한다.
타이밍 대응하는
태블릿(3)의 모드		 SW1 SW2 SW3 En 스타일러스(2)
의 동작
초기 상태
 손가락(4)의 위치 검출을 행하는 모드 온 온 오프 비활성 트리거 신호(US_trg)의 수신 동작
트리거 신호(US_trg)를 송신하는 모드
트리거 신호 (US_trg) 수신후 스타일러스(2)의
위치 검출을 행하는 모드		 온 오프 오프 비활성 위치 신호(DS_pos)의 송신 동작
위치 신호 (DS_pos) 송신후 커맨드 신호(US_cmd)를 송신하는 모드 오프 온/
오프		 온 활성 커맨드 신호(US_cmd)의 수신 동작
커맨드 신호 (US_cmd) 수신후 데이터 신호(DS_res)를 수신하는 모드 온 오프 오프 비활성 데이터 신호(DS_res)의 송신 동작
표 2를 표 1과 비교하면 이해되는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 커맨드 신호(US_cmd)의 수신 동작을 행하기 전에 위치 신호(DS_pos)의 송신 동작을 행하는 점에서, 제1 실시 형태와 상위하다. 이것은 도 8의 처리 흐름에도 나타나 있으며, 본 실시 형태에 따른 스타일러스(2)는, 커맨드 정보 수신부(64)를 기동하는 스텝(도 8의 스텝 S407) 전에, 위치 신호(DS_pos)의 송신(도 8의 스텝 S415)을 행하도록 구성된다. 이와 같은 동작을 실현하기 위해, 본 실시 형태에 따른 제어부(60)는, 트리거 신호(US_trg)가 수신된 후, 즉 검출 신호(Det)가 하이 레벨로 된 후, 스위치(SW2)를 오프로 전환한다. 스위치(SW1, SW3)에 대해서는 각각 온, 오프의 상태를 유지하고, 커맨드 정보 수신부(64)에 대해서도 동작 정지 상태를 유지한다. 그리고, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여 위치 신호(DS_pos)의 송신을 행한다.
제어부(60)는 위치 신호(DS_pos)의 송신을 종료하면 즉시 커맨드 신호(US_cmd)의 수신을 행하기 위한 제어를 행한다. 즉, 제어부(60)는 스위치(SW1)를 오프, 스위치(SW3)를 온으로 전환하는 것과 함께, 제어 신호(En)를 활성으로 함으로써, 커맨드 정보 수신부(64)를 동작 상태로 한다. 스위치(SW2)에 대해서는, 오프의 상태를 유지해도 되고, 온으로 전환해도 된다. 이것에 의해, 태블릿(3)이 송신한 커맨드 신호(US_cmd)가 커맨드 정보 수신부(64)에 의해서 수신되고, 제어부(60)는 커맨드 정보(Cmd)를 보존한다.
또한, 도 7에서는 생략되어 있지만, S307로부터 S303으로 이행하는 동안에 다음과 같은 처리가 포함된다. 태블릿(3)은 위치 신호(DS_pos)의 종료를 검출하면 일정 시간만큼 기다렸다가 커맨드 신호(US_cmd)의 송신을 개시한다. 스타일러스(2)에서는 상기 시간(일정 시간)에 커맨드 정보 수신부(64)를 동작 상태로 전환한다.
커맨드 정보(Cmd)를 보존한 제어부(60)는, 스위치(SW1)를 온, 스위치(SW2, SW3)를 오프로 하는 것과 함께, 커맨드 정보 수신부(64)를 동작 정지 상태로 되돌린다. 그리고, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 커맨드 정보(Cmd)에 따른 데이터 신호(DS_res)의 송신을 행한다.
본 실시 형태에 따른 태블릿(3)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 우선 트리거 신호(US_trg)만을 정기적으로 반복해서 송신한다. 그리고, 시각 t1에 태블릿(3)의 센서면(3a)에 놓여진(DOWN) 스타일러스(2)는, 태블릿(3)으로부터 송신되는 트리거 신호(US_trgN+1)를 수신한 후, 먼저 제어부(60)를 RUN 상태(상술한 고속 동작 모드)로 변화시키고(도 9의 시각 t2), 그 다음에 위치 신호(DS_pos)(도 9의 위치 신호(DS_pos1))의 송신을 행한다. 그리고, 위치 신호(DS_pos)의 송신이 종료되면 커맨드 정보 수신부(64)를 기동하여(Enable 상태로 하여)(도 9의 시각 t3), 태블릿(3)으로부터 송신되는 커맨드 신호(US_cmd1)를 수신한다. 그리고, 수신 후의 시각 t4에서 커맨드 정보 수신부(64)를 종료한(Disable 상태로 한) 후, 도 6의 예와 마찬가지로, 데이터 신호(DS_res1)의 송신을 행한다. 데이터 신호(DS_res)의 송신을 종료한 제어부(60)는, RUN 상태(상술한 고속 동작 모드)로부터 STOP 상태(상술한 저속 동작 모드)로 전환한다(도 9의 시각 t5).
이상으로, 본 실시 형태에 따른 N+1번째의 트리거 신호(US_trgN+1)가 수신된 것에 대응하는 일련의 처리가 완료된다. 그 후는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 태블릿(3)이 N+2번째의 트리거 신호(US_trgN+2)를 송신하여, 상기와 마찬가지의 처리가 반복된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서도, 태블릿(3)에 의한 트리거 신호(US_trg)의 송신 간격은, 일정해도 되고, 일정하지 않아도 된다. 또한, 태블릿(3)은, 위치 신호(DS_pos) 또는 데이터 신호(DS_res)가 수신되었는지 여부에 따라, 트리거 신호(US_trg)의 송신 간격을 조정하는 것으로 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서도, 스타일러스(2)가 태블릿(2) 상에 없을 때에는 트리거 신호(US_trg)는 수신되지 않기 때문에, 스타일러스(2)는 신호를 송신하지 않아도 되게 된다. 따라서, 종래의 액티브 스타일러스에 비해, 스타일러스(2)의 전지 소모를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 커맨드 신호(US_cmd)에 의해 요구된 정보만을 송신하도록 스타일러스(2)를 구성할 수 있으므로, 스타일러스(2)로부터의 신호의 송신 시간을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 스타일러스(2)의 구성으로서, 커맨드 신호(US_cmd)를 수신하기 위한 커맨드 정보 수신부(64)를 마련하여 수신한 커맨드 정보(Cmd)의 내용에 따라 데이터 신호(DS_res)의 내용을 바꿀 수 있으므로, 한 번만 수신하면 되는, 예를 들면 고유한 ID 번호를 매회 스타일러스로부터 송신하거나 할 필요가 없게 되어, 스타일러스로부터의 송신 시간을 단축할 수 있는 것과 함께, 스타일러스의 소비 전력을 줄일 수 있다.
그때, 본 실시 형태에 있어서도, 커맨드 신호(US_cmd)와는 별개로, 트리거 신호(US_trg)를 검출하기 위한 트리거 신호 검출부(63)를 마련하고, 트리거 신호 검출부(63)에 의해 트리거 신호(US_trg)가 검출되는 것과 함께, 위치 신호(DS_pos)의 송신 종료 후에, 커맨드 정보 수신부(64)를 기동하도록 했으므로, 소비 전력이 큰 커맨드 정보 수신부(64)의 동작 시간을 극히 한정적으로 짧게 할 수 있어, 스타일러스의 소비 전력을 더 줄일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 스타일러스(2)에 있어서도, 데이터 신호(DS_res)의 송신이 완료된 후, 그 후에 트리거 신호(US_trg)가 수신될 때까지 제어부(60)를 저속 동작 모드로 하고 있는 것으로부터, 제어부(60)의 소비 전력도 삭감할 수 있다. 따라서, 종래의 액티브 스타일러스에 비해, 스타일러스(2)의 소비 전력을 더 삭감하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 태블릿(3)은, 스타일러스(2)가 태블릿 상에 없을 때에는 커맨드 신호(US_cmd)를 송신할 필요가 없기 때문에, 그만큼을 다른 처리, 예를 들면 손가락(4)의 검출 처리로 돌리는 것과 같은 효율적인 시간의 활용이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서도, 태블릿이 송신하는 커맨드 신호(US_cmd)로서 스펙트럼 확산 부호를 이용했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 다른 변조 방식을 이용해도 본 실시예에 의한 효과가 유효한 것은 제1 실시 형태에 있어서 설명한 것과 마찬가지이다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 스타일러스(2)는, 데이터 신호(DS_res)를 BPSK 변조된 신호에 의해 구성하는 점에서, 제1 실시 형태에 따른 스타일러스(2)와 상위하다. 또한, 이 상위에 수반하여, 스타일러스(2)의 구성에도 차이가 발생한다. 그 밖의 점에서는 제2 실시 형태와 마찬가지이므로, 이하에서는, 제2 실시 형태와의 상위점에 관한 부분을 중심으로 설명을 행한다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 스타일러스(2)의 내부 구성을 나타내는 도면이다. 도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서 스타일러스(2)와 태블릿(3)의 사이에서 송수신되는 신호의 송수신 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 10에 있어서 도 3과 동일 부호로 나타내지는, 전극(21), 커맨드 정보 수신부(64), AD 변환기(64a), 정합 필터 회로(64b), 증폭 회로(63a), 검파 회로(63b), 필압 검출 센서(23)는 제1 실시 형태(도 3)와 동일 구성이다.
SW4는 3개의 단자 a b c 중에서 하나를 선택해서 전극(21)에 접속하는 스위치로, 단자 a는 트리거 신호 검출부(71)에 접속되고, 단자 b는 커맨드 정보 수신부(64)에 접속되며, 단자 c는 후술하는 승압 회로(74)에 접속되어 있다. 스위치(SW4)의 상태는, 제어부(70)로부터 공급되는 제어 신호(SWC)에 의해서 제어된다.
송신 신호 생성 회로(73)는, 제어부(70)로부터의 변조 신호(Mod)에 의해서, 위치 신호(DS_pos) 및 데이터 신호(DS_res)의 근원이 되는 신호를 생성하는 회로이다. 승압 회로(74)는 송신 신호 생성 회로(73)에 의해서 생성된 신호를 일정한 진폭으로 승압함으로써 위치 신호(DS_pos) 및 데이터 신호(DS_res)를 작성하기 위한 회로이다.
본 실시 형태에 있어서의 위치 신호(DS_pos)는 제2 실시 형태와 마찬가지의 신호이지만, 데이터 신호(DS_res)는 그 변조를 위해서 이용되는 변조 방식 면에서 제2 실시 형태의 것과 차이가 있다. 본 실시 형태에 따른 데이터 신호(DS_res)의 변조 방식으로서는 각종의 것을 이용할 수 있지만, 예를 들면 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조를 이용하는 것이 적합이다. 이하에서는, 데이터 신호(DS_res)의 변조 방식으로서 BPSK 변조를 이용하는 것으로 하여 설명한다. 이 경우의 송신 신호 생성 회로(73)는, 변조 신호(Mod)를 BPSK 변조에 의해 변조함으로써, 데이터 신호(DS_res)를 생성한다.
트리거 신호 검출부(71)는 트리거 신호 검출부(63)의 전단(前段)(증폭 회로(63a)의 전단)에, 소정의 단일 주파수를 중심으로 한 밴드 패스 필터(71a)(필터 회로)를 추가한 것이다. 즉, 본 실시 형태에 따른 스타일러스(2)는 신호 송신용의 LC 공진 회로(61a)(도 3 참조)를 포함하고 있지 않기 때문에, 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 같은 트랜스(62)에 의한 대역의 제한이 가능하지 않다. 그래서, 밴드 패스 필터(71a)에 의해, 전극(21)에 유도된 신호로부터, 트리거 신호(US_trg)의 주파수 대역 이외의 주파수 성분을 제거하도록 하고 있다. 증폭 회로(63a) 및 검파 회로(63b)의 처리는, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지이다.
본 실시 형태에 따른 제어부(70)는, 스위치(SW4)의 상태 제어 및 커맨드 정보 수신부(64)의 동작 상태 제어에 대해서, 다음의 표 3에 나타내는 제어를 행한다.
타이밍 대응하는 태블릿(3)의 모드 SW4의 상태 En 스타일러스(2)
의 동작
초기 상태
 손가락(4)의 위치 검출을 행하는 모드 단자 a를 선택 비활성 트리거 신호(US_trg)의 수신 동작
트리거 신호(US_trg)를 송신하는 모드
트리거 신호 (US_trg) 수신후 스타일러스(2)의
위치 검출을 행하는 모드		 단자 c를 선택 비활성 위치 신호(DS_pos)의 송신 동작
위치 신호 (DS_pos) 송신후 커맨드 신호(US_cmd)를 송신하는 모드 단자 b를 선택 활성 커맨드 신호(US_cmd)의 수신 동작
커맨드 신호 (US_cmd) 수신후 데이터 신호(DS_res)를 수신하는 모드 단자 c를 선택 비활성 데이터 신호(DS_res)의 송신 동작
표 3에 나타내는 바와 같이, 초기 상태에 있어서의 제어부(70)는, 스위치(SW4)가 단자 a를 선택한 상태로 하는 것과 함께, 커맨드 정보 수신부(64)를 동작 정지 상태로 한다. 또한, 초기 상태에 있어서의 제어부(70)의 모드는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 상술한 저속 동작 모드로 한다. 이것에 의해, 전극(21)은 트리거 신호 검출부(71)에 접속되어, 표 3에도 나타내는 바와 같이 트리거 신호(US_trg)의 수신 동작이 행해진다. 또한, 커맨드 정보 수신부(64)는 동작 정지 상태이므로, 스타일러스(2)의 전력 소비가 억제된다. 트리거 신호(US_trg)가 수신된 후, 즉 트리거 신호 검출부(71)로부터 출력되는 검출 신호(Det)가 하이 레벨이 된 후, 제어부(70)는 스위치(SW4)가 단자 c를 선택하도록 하는 것과 함께, 자신의 모드를 상술한 고속 동작 모드로 전환한다. 그리고, 단일 주파수의 신호인 위치 신호(DS_pos)를 송신 신호 생성 회로(73) 및 승압 회로(74)에게 생성시키기 위한 변조 신호(Mod)를 생성하여, 송신 신호 생성 회로(73)에 공급한다. 이것에 의해, 전극(21)으로부터 위치 신호(DS_pos)가 송출되어, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 태블릿(3)에 의해 수신된다.
위치 신호(DS_pos)를 송신한 후의 제어부(70)는, 스위치(SW4)가 단자 b를 선택하도록 하는 것과 함께, 제어 신호(En)를 활성으로 함으로써 커맨드 정보 수신부(64)를 동작 상태로 한다. 이것에 의해, 커맨드 정보 수신부(64)에 의한 커맨드 신호(US_cmd)의 수신이 행해지고, 제어부(70)는 커맨드 신호(US_cmd)를 수신한 커맨드 정보 수신부(64)로부터 커맨드 정보(Cmd)를 추출하여 보존한다.
커맨드 신호(US_cmd)가 수신된 후, 제어부(70)는 스위치(SW4)가 단자 c를 선택하도록 하는 것과 함께, 제어 신호(En)를 비활성으로 함으로써 커맨드 정보 수신부(64)를 동작 정지 상태로 되돌린다. 그리고, 보존하고 있던 커맨드 정보(Cmd)에 따른 데이터 신호(DS_res)를 송신 신호 생성 회로(73)에 생성시키기 위한 변조 신호(Mod)를 생성하여, 송신 신호 생성 회로(73)에 공급한다. 이것에 의해, 전극(21)으로부터 BPSK 변조된 데이터 신호(DS_res)가 송출되어, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 태블릿(3)에 의해 수신된다.
또한, 본 실시 형태에서 이용하는 태블릿(3)의 구성으로서는, 도 2에 있어서 검파 회로(49) 및 AD 변환기(50) 대신에 BPSK 복조 회로를 이용하면 된다.
본 실시 형태에서는, 스타일러스(2)의 동작으로서, 커맨드 정보 수신부(64)에 있어서의 수신 동작과 동기시킨 타이밍으로 데이터 신호(DS_res)를 송신하는 것이 바람직하다. 구체적으로 설명하면, 정합 필터 회로(64b)의 출력이 도 15와 같이 출력될 때, 출력값(Q0~Q15)이 플러스 방향 또는 마이너스 방향으로 소정 레벨을 넘는 타이밍(도 15의 스텝 32, 64, 96)은, 태블릿(3)으로부터의 도 13과 같은 커맨드 신호(US_cmd)의 송신에 있어서 1비트의 송신을 종료한 시각에 일치하므로, 이것과 동기시킨 타이밍으로 스타일러스로부터의 데이터 신호(DS_res)가 송신되면, 태블릿(2)에 있어서 BPSK 신호의 복조를 확실히 행할 수 있기 때문이다.
본 실시 형태에서는, 데이터 신호(DS_res)를 BPSK 변조된 신호에 의해 구성하는 것이 가능하게 된다. 그 밖의 점에서는 제2 실시 형태와 마찬가지이므로, 본 실시 형태에 의해서도 제2 실시 형태와 마찬가지로, 스타일러스(2)의 전지 소모를 억제하는 효과를 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 위치 신호(DS_pos)와 커맨드 신호(US_cmd)의 송신 순서를 제2 실시 형태와 마찬가지로 했지만, 제1 실시 형태와 마찬가지의 송신 순서로 이들 신호를 송신하도록 본 실시 형태를 구성하는 것도 가능하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시 형태로 하등 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 그 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 다양한 양태로 실시될 수 있는 것은 물론이다.
예를 들면, 상기 각 실시 형태에서는, 위치 신호(DS_pos)를 송신한 후에 데이터 신호(DS_res)를 송신하도록 스타일러스(2)를 구성하고 있어, 위치 신호(DS_pos)가 필수로 되고 있었지만, 본 발명의 제1 실시 형태는, 스타일러스(2)가 위치 신호(DS_pos)를 송신하지 않는 경우에도 적합하게 적용 가능하다. 그 경우에는, 태블릿은 데이터 신호(DS_res)에 의해 스타일러스의 위치 정보를 얻게 되지만, 그것을 나타낸 것이 도 12이다.
도 12는 제1 실시 형태의 변형예에 있어서 스타일러스(2)와 태블릿(3)의 사이에서 송수신되는 신호의 송수신 타이밍을 나타내는 도면이다. 동 도에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에 따른 스타일러스(2)는, 위치 신호(DS_pos) 및 데이터 신호(DS_res) 대신에 신호(DS_others)를 송신하도록 구성된다. 제1 실시 형태에서는, 태블릿(3)이 위치 신호(DS_pos)의 수신을 기다리지 않고 커맨드 신호(US_cmd)를 송신하기 때문에, 이와 같은 변형예가 가능하게 된다.
도 17은 제3 실시 형태의 변형예로서의 스타일러스(2)의 내부 구조를 나타낸 것이며, 도 18은 그 내부 구성을 나타낸 도면이다. 상기 제3 실시 형태에서는 스타일러스(2)는 신호의 송신(DS_pos 및 DS_res)과 수신(US_trg 및 US_cmd)에서 공통된 전극(21)을 이용했지만, 여기에 나타내는 변형예에서는, 심(20)의 선단부에 마련한 전극(21)은 신호의 송신(DS_pos 및 DS_res)에만 이용하도록 하고, 신호의 수신(US_trg 및 US_cmd)에 이용하는 전극을 송신용과 분리하고 있다. 도 17에 나타내는 전극(26)은 수신용으로서 스타일러스(2)의 하우징의 선단부 부근에 고정된 링 모양의 전극이다.
도 18에 나타낸 본 변형예의 동작은 제3 실시 형태(도 10 및 표 3)와 마찬가지로 행할 수 있다. 즉, 표 3에 있어서 SW4가 단자 a를 선택할 때는 도 18에서는 SW5가 단자 a를 선택하도록 제어부(70)는 제어를 행하고, 표 3에 있어서 SW4가 단자 b를 선택할 때는 도 18에서는 SW5가 단자 b를 선택하도록 제어부(70)는 제어를 행하면 된다. 또한, 표 3에 있어서 SW4가 단자 c를 선택할 때는 도 18에서는 SW5가 단자 b를 선택해 두고, 제어 신호(En)를 비활성으로 해 두면, 전극(26)이 커맨드 정보 수신부(64)와 접속되었다고 해서 커맨드 정보 수신부(64)가 동작하는 일은 없어서, 제3 실시 형태와 같은 동작을 하는 것이 가능하다. 또한, SW5를 단자 a와 단자 b의 어느 쪽도 선택하지 않게 할 수 있도록 구성해도 된다.
도 18에 나타낸 본 변형예에서는, 송신에 이용하는 전극(21)이 직접 승압 회로(74)에 접속되므로, 승압 회로(74)의 출력단의 용량을 줄일 수 있어, 승압 회로(74)에 의해서 소비되는 전력을 줄일 수 있다고 하는 효과가 있다.
상기한 각 실시 형태에서는, 스타일러스(2)의 전원으로서 전지를 이용했지만 다른 방법이어도 되며, 예를 들면 슈퍼 커패시터와 충전 회로를 마련한 구성으로 해도 된다.
또한, 상기한 각 실시 형태에서는, 필압을 디지털 정보로서 OOK 변조나 BPSK 변조로 송신하도록 했지만, 다른 방법을 이용해도 되며, 예를 들면 위치 신호(DS_pos)의 주파수를 필압에 따라 바꾸도록 구성해도 된다.
1 위치 검출 장치 2 스타일러스
3 태블릿 3a 태블릿(3)의 센서면
4 손가락 20 심
20a 심(20)의 선단부 21, 26 전극
23 필압 검출 센서 24 회로 기판
25 전지 30 센서
30X, 30Y 선 모양 전극 31 센서 컨트롤러
41 X 선택 회로 42 Y 선택 회로
43 제어 회로 43a 트리거 신호 송신부
43b 커맨드 신호 송신부 44, 45 스위치
46, 63a 증폭 회로 47 게인 컨트롤 회로
48, 71a 밴드 패스 필터 49, 63b 검파 회로
50, 64a AD 변환기 51 MCU
60, 70 제어부 61 발진 회로
61a LC 공진 회로 62 트랜스
63, 71 트리거 신호 검출부 64 커맨드 정보 수신부
64b 정합 필터 회로 73 송신 신호 생성 회로
74 승압 회로 SW1~SW5 스위치

Claims (16)

  1. 스타일러스를 검출하는 센서 컨트롤러로서,
    상기 센서 컨트롤러는,
    복수의 센서측 전극에 접속되고,
    상기 스타일러스에 구비된 스타일러스측 전극과 상기 복수의 센서측 전극의 결합 용량을 통해서 송신된 위치 신호를 수신하고,
    상기 센서 컨트롤러로부터 송신되는 커맨드 신호로서, 해당 커맨드 신호의 내용에 따른 처리를 상기 스타일러스에 행하게 하는 커맨드 신호와, 상기 커맨드 신호와 다른 트리거 신호로서, 상기 스타일러스의 동작 모드를, 상기 트리거 신호를 수신하는 동작 모드로부터 상기 커맨드 신호의 수신 또는 상기 위치 신호의 송신을 행하는 동작 모드로 변경시키는 트리거 신호의 2종류의 신호를 별개의 시간에 송신하며,
    상기 위치 신호는 상기 스타일러스에 구비된 회로가 상기 센서 컨트롤러로부터 송신된 트리거 신호를 수신한 후에, 상기 센서 컨트롤러에 의해서 상기 스타일러스의 위치를 검출하기 위하여 송신된 신호인 센서 컨트롤러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 컨트롤러는 상기 위치 신호를 수신한 후에 상기 커맨드 신호를 송신하는 센서 컨트롤러.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 컨트롤러는 상기 트리거 신호를 반복 송신하고, 상기 트리거 신호를 수신한 상기 스타일러스가 상기 위치 신호를 송신한 후에, 상기 커맨드 신호를 송신하는 센서 컨트롤러.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스타일러스의 상기 회로는, 상기 트리거 신호를 수신한 후에 상기 위치 신호를 송신하고, 상기 위치 신호를 송신한 후에 상기 커맨드 신호를 수신하는 회로인 센서 컨트롤러.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 스타일러스의 상기 회로는, 상기 커맨드 신호를 수신한 후에 상기 커맨드 신호의 내용에 따른 데이터 신호를 송신하는 회로인 센서 컨트롤러.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 컨트롤러는 상기 트리거 신호를 송신한 후에 상기 커맨드 신호를 송신하고, 상기 커맨드 신호를 송신한 후에 상기 위치 신호를 수신하는 센서 컨트롤러인 센서 컨트롤러.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 스타일러스의 상기 회로는, 상기 트리거 신호를 수신한 후에 상기 커맨드 신호를 수신하고, 상기 커맨드 신호를 수신한 후에 상기 위치 신호를 송신하는 회로인 센서 컨트롤러.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 스타일러스의 상기 회로는, 상기 위치 신호를 송신한 후에 상기 커맨드 신호의 내용에 따른 데이터 신호를 송신하는 회로인 센서 컨트롤러.
  9. 센서 컨트롤러로부터 송신된 트리거 신호를 수신한 후에, 상기 센서 컨트롤러에 의해서 스타일러스의 위치를 검출하기 위한 위치 신호를 송신하는 스타일러스로서,
    상기 스타일러스는,
    스타일러스측 전극과,
    상기 스타일러스측 전극을 이용하여, 상기 센서 컨트롤러로부터 송신된 상기 트리거 신호와 커맨드 신호를 수신하는 회로와,
    제1 동작 모드로 동작하고, 상기 제1 동작 모드로 동작하고 있는 동안에 상기 트리거 신호를 수신한 것을 계기로, 상기 위치 신호의 송신을 실행하는 제2 동작 모드로 동작하는 제어부를 포함하고,
    상기 커맨드 신호는 해당 커맨드 신호의 내용에 따른 처리를 상기 스타일러스에 행하게 하는 신호이며, 상기 트리거 신호는 상기 스타일러스의 동작 모드를, 상기 트리거 신호를 수신하는 동작 모드로부터 상기 커맨드 신호의 수신 또는 상기 위치 신호의 송신을 행하는 동작 모드로 변경시키는 신호이고, 상기 커맨드 신호와 상기 트리거 신호는 상기 센서 컨트롤러로부터 별개의 시간에 송신되는 스타일러스.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 센서 컨트롤러는, 상기 위치 신호를 수신한 후에, 상기 커맨드 신호를 송신하는 스타일러스.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 센서 컨트롤러는 상기 트리거 신호를 반복 송신하고, 상기 트리거 신호를 수신한 상기 스타일러스가 상기 위치 신호를 송신한 후에, 상기 커맨드 신호를 송신하는 스타일러스.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 스타일러스의 상기 회로는, 상기 트리거 신호를 수신한 후에 상기 위치 신호를 송신하고, 상기 위치 신호를 송신한 후에 상기 커맨드 신호를 수신하는 회로인 스타일러스.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 스타일러스의 상기 회로는, 상기 커맨드 신호를 수신한 후에 상기 커맨드 신호의 내용에 따른 데이터 신호를 송신하는 회로인 스타일러스.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 센서 컨트롤러는 상기 트리거 신호를 송신한 후에 상기 커맨드 신호를 송신하고, 상기 커맨드 신호를 송신한 후에 상기 위치 신호를 수신하는 센서 컨트롤러인 스타일러스.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 스타일러스의 상기 회로는, 상기 트리거 신호를 수신한 후에 상기 커맨드 신호를 수신하고, 상기 커맨드 신호를 수신한 후에 상기 위치 신호를 송신하는 회로인 스타일러스.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 스타일러스의 상기 회로는, 상기 위치 신호를 송신한 후에 상기 커맨드 신호의 내용에 따른 데이터 신호를 송신하는 회로인 스타일러스.
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