TWI710929B - 位置檢測裝置、及其位置指示器 - Google Patents

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Abstract

對於主動觸控筆之電池的消耗作抑制，並對 於從主動觸控筆而來之訊號的送訊時間作抑制。

由本發明所致之位置檢測裝置，係為使 觸控板(3)和電源裝置內藏型之觸控筆(2)藉由靜電耦合方式來進行雙方向之訊號之送受訊的位置檢測裝置(1)，並構成為在對於觸控筆(2)而送訊用以啟動用來受訊包含有對於該觸控筆(2)進行控制之資訊的指令訊號(US_cmd)之指令資訊受訊部的觸發訊號(US_trg)之後，送訊指令訊號(US_cmd)。

Description

位置檢測裝置、及其位置指示器
本發明，係有關於位置檢測裝置以及位置指示器，特別是有關於藉由觸控板和電源裝置內藏型之位置指示器之間的靜電耦合來求取出觸控板上之位置指示器之指示位置的位置檢測裝置及其位置指示器。
構成為從電源裝置內藏型之位置指示器的主動觸控筆(以下，係單純稱作「觸控筆」)來對於觸控板而藉由靜電耦合來進行訊號之送訊的位置檢測裝置，係為周知。在此種位置檢測裝置中，現狀上，係進行有從觸控筆而送訊訊號並藉由觸控板來受訊的單方向通行之通訊。在專利文獻1中，係揭示有此種位置檢測裝置之其中一例。
在專利文獻2中，係揭示有位置檢測裝置之其他例。由此例所致之觸控筆，係具備有用以進行訊號送訊之電極、以及電池，並將筆壓檢測之結果以數位來進行送訊。又，觸控板係藉由顯示裝置和透明感測器所構成，並成為能夠藉由透明感測器來檢測出由觸控筆所致之指示 位置以及筆壓和由手指所致之觸碰位置的雙方之構成。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際申請編號PCT/JP2014/051296號
[專利文獻2]日本特開2014-63249號公報
[專利文獻3]日本特開2015-103143號公報
如同在專利文獻1中亦有所揭示一般，在觸控筆處，係記憶有固有之辨識資訊(固有ID)，先前技術之觸控筆，係在朝向觸控板而送訊訊號時，構成為亦送訊固有ID。然而，固有ID，如同在專利文獻1中亦有所揭示一般，由於係身為會長達60位元以上之較長的資料，因此，若是送訊固有ID，則訊號之送訊時間係會變長。
又，如同上述一般，在包含有觸控筆之先前技術之位置檢測裝置中的通訊，由於係身為從觸控筆而朝向觸控板之單方向通行的通訊，因此，就算是當觸控筆並不存在於觸控板上時，也需要恆常持續送訊訊號。故而，在先前技術之觸控筆中，係有著電池之消耗為劇烈的問題。
又，就算是當觸控筆為存在於觸控板上的情況時，亦同樣的，前述之固有ID，係為只要在觸控板側而一度被辨識出來便不需要從位置指示器而進行好幾次之送訊的資訊。然而，在如同專利文獻1中所揭示一般之先前的觸控筆中，由於係有必要將固有ID作反覆送訊，因此，從位置指示器而來之送訊時間係無時無刻都會變長，電池之消耗係變得更加劇烈。
故而，本發明之其中一個目的，係在於提供一種相較於先前技術而能夠對於觸控筆(具有內藏電源裝置之型態的位置指示器)之電池的消耗作抑制，並且能夠對於從觸控筆而來之訊號的送訊時間作抑制之位置檢測裝置以及位置指示器。
由本發明所致之位置檢測裝置，係為藉由觸控板和位置指示器之間的靜電耦合來求取出觸控板上之位置指示器之指示位置的位置檢測裝置，並具備有下述一般之基本性構成。
亦即是，其特徵為：從觸控板，係為了對於位置指示器作控制，而構成為作為頻率或調變形式為相異之2種類的控制訊號而對於位置指示器送訊第1控制訊號以及第2控制訊號，在位置指示器處，係具備有電源手段，並對於觸控板而至少送訊位置指示訊號，並且分別設置有用以受訊前述第1控制訊號之第1控制訊號受訊手段、和用以受 訊前述第2控制訊號之第2控制訊號受訊手段。(基本構成1)
由本發明所致之位置檢測裝置，係在前述之基本構成1中，具備有下述特徵：亦即是，前述第1控制訊號，係為特定之單一頻率且無調變的訊號，前述第2控制訊號，係為藉由特定之二進位資料所作了調變的訊號。(基本構成2)
由本發明所致之位置檢測裝置，係在前述之基本構成2中，具備有下述特徵：亦即是，位置指示器，係由僅進行前述第1控制訊號之受訊的第1動作模式和至少反覆進行前述位置指示訊號之送訊以及前述第2控制訊號之受訊的第2動作模式所成，在前述第1動作模式中，於受訊了前述第1控制訊號時，係構成為移行至前述第2動作模式。(基本構成3)
由本發明所致之位置檢測裝置，係在前述之基本構成3中，具備有下述特徵：亦即是，位置指示器，係具備有固有之ID資訊或者是筆壓檢測電路，並送訊因應於所檢測出之筆壓資訊或者是前述固有之ID資訊所被調變的資料訊號，但是，此時，係因應於所受訊了的前述第2控制訊號之內容，而選擇固有之ID資訊或筆壓資訊或者是其他資訊，並構成為送訊因應於該所選擇了的資訊而被作調變的資料訊號。(基本構成4)
由本發明之另外一個側面所致之位置指示器，係為藉由自身與觸控板之間之靜電耦合而求取出在觸 控板上之指示位置之位置指示器，其特徵為，係利用由變壓器之1次側線圈和電容器所致的共振電路之共振現象，來產生送訊訊號，並且，在被連接有電極之變壓器之2次側處，係被連接有受訊從觸控板而以前述共振電路之共振頻率之近旁的頻率所送訊的控制訊號之控制訊號受訊電路。
若依據本發明，則從觸控板，係構成為對於位置指示器而送訊身為特定之單一頻率的第1控制訊號、以及身為藉由特定之二進位資料而被作了調變的訊號之第2控制訊號，當位置指示器並不存在於觸控板上時，係構成為並不進行需要較多的消耗電力之位置指示訊號之送訊以及第2控制訊號之受訊，而僅進行僅需要較少之消耗電力即可的第1控制訊號之受訊，因此，係能夠對於位置指示器之電池的消耗作抑制。
又，若依據本發明，則由於係能夠因應於在位置指示器處所受訊了的第2控制訊號之內容，來改變作為資料訊號所送訊之資訊，因此，係並不需要如同先前技術一般地而每次均將筆壓和固有ID一同作送訊，而成為能夠對於從位置指示器而來之送訊時間作抑制，並且能夠更進一步對於電池之消耗作抑制。
1‧‧‧位置檢測裝置
2‧‧‧觸控筆
3‧‧‧觸控板
3a‧‧‧觸控板3之感測器面
4‧‧‧手指
20‧‧‧芯
20a‧‧‧芯20之前端部
21、26‧‧‧電極
23‧‧‧筆壓檢測感測器
24‧‧‧電路基板
25‧‧‧電池
30‧‧‧感測器
30X、30Y‧‧‧線狀電極
31‧‧‧感測器控制器
41‧‧‧X選擇電路
42‧‧‧Y選擇電路
43‧‧‧控制電路
43a‧‧‧觸發訊號送訊部
43b‧‧‧指令訊號送訊部
44、45‧‧‧開關
46、63a‧‧‧放大電路
47‧‧‧增益控制電路
48、71a‧‧‧帶通濾波器
49、63b‧‧‧檢波電路
50、64a‧‧‧AD轉換器
51‧‧‧MCU
60、70‧‧‧控制部
61‧‧‧震盪電路
61a‧‧‧LC共振電路
62‧‧‧變壓器
63、71‧‧‧觸發訊號檢測部
64‧‧‧指令資訊受訊部
64b‧‧‧匹配濾波電路
73‧‧‧送訊訊號產生電路
74‧‧‧升壓電路
SW1~SW5‧‧‧開關
[圖1]係為對於由本發明之第1實施形態所致之位置檢測裝置1的構成作展示之圖。
[圖2]係為對於圖1中所示之觸控板3的內部構成作展示之圖。
[圖3]係為對於圖1中所示之觸控筆2的內部構成作展示之圖。
[圖4]係為對於由本發明之第1實施形態所致之觸控板3的處理流程作展示之流程圖。
[圖5]係為對於由本發明之第1實施形態所致之觸控筆2的處理流程作展示之流程圖。
[圖6]係為對於在本發明之第1實施形態中而於觸控筆2與觸控板3之間被進行送受訊的訊號之送受訊時序作展示之圖。
[圖7]係為對於由本發明之第2實施形態所致之觸控板3的處理流程作展示之流程圖。
[圖8]係為對於由本發明之第2實施形態所致之觸控筆2的處理流程作展示之流程圖。
[圖9]係為對於在本發明之第2實施形態中而於觸控筆2與觸控板3之間被進行送受訊的訊號之送受訊時序作展示之圖。
[圖10]係為對於由本發明之第3實施形態所致之觸控筆2的內部構成作展示之圖。
[圖11]係為對於在本發明之第3實施形態中而於觸 控筆2與觸控板3之間被進行送受訊的訊號之送受訊時序作展示之圖。
[圖12]係為對於在本發明之第1實施形態之變形例中而於觸控筆2與觸控板3之間被進行送受訊的訊號之送受訊時序作展示之圖。
[圖13]係為對於作為頻譜展頻碼之指令訊號的其中一例作展示之圖。
[圖14]係為對於匹配濾波電路的構成例作展示之圖。
[圖15]係為對於在圖14中之各階段與輸出之間的關係作展示之圖。
[圖16]係為對於觸控筆2的內部構造之其中一例作展示之圖。
[圖17]係為對於作為第3實施形態之變形例的觸控筆2的內部構造作展示之圖。
[圖18]係為對於作為第3實施形態之變形例的觸控筆2的內部構成作展示之圖。
以下，參考所添附之圖面，針對本發明之理想實施形態作詳細說明。
圖1，係為對於由本發明之第1實施形態所致之位置檢測裝置1的構成作展示之圖。如同該圖中所示一般，位置檢測裝置1，係具備有身為位置指示器之觸控筆 2、和觸控板3，而構成之。圖2，係為對於觸控板3之內部構成作展示之圖，圖3，係為對於觸控筆2的內部構成作展示之圖。
觸控筆2，係為筆形狀之裝置，並如同圖1中所示一般，具備有芯20、和電極21、和筆壓檢測感測器23(筆壓檢測電路)、和電路基板24、以及電池25(電源手段)，而構成之。
芯20，係為棒狀之構件，並以使觸控筆2之筆軸方向與芯20之長邊方向相互一致的方式而被作配置。在芯20之前端部20a的表面，係被塗布有導電性材料，而構成電極21。此電極21，係亦能夠以將導電物質埋入至芯20之內部的方式來構成之。筆壓檢測感測器23，係被與芯20作物理性連接，並檢測出被施加於芯20之前端部20a處的筆壓。作為此筆壓檢測感測器23，例如係可使用在專利文獻2中所說明的因應於筆壓而改變的可變容量電容器。
電極21，係被與電路基板24作電性連接，並進行觸控板3所送訊的控制訊號US(圖1中所示之觸發訊號US_trg以及指令訊號US_cmd)的檢測，並且送訊對於觸控板3所送訊的觸控筆訊號DS(圖1中所示之位置訊號DS_pos以及資料訊號DS_res)。另外，係亦可將用以受訊控制訊號US之電極，與用以送訊觸控筆訊號DS之電極分開作設置。
觸控板3，係具備有平板狀之感測器30、和 感測器控制器31，而構成之，觸控板3之感測面3a，係被構成於感測器30之上面。
圖2，係為對於觸控板3之內部構成作展示之圖。在圖2中，感測器30，係具備有將分別沿著Y方向而延伸存在並於X方向(與Y方向相正交之方向)上以等間隔來作了配置的複數之線狀電極30X和分別沿著X方向而延伸存在並於Y方向上以等間隔來作了配置的複數之線狀電極30Y配置為矩陣狀的構成。雖並未圖示，但是，感測器30，係具備有身為透明之板狀之玻璃的基體，各線狀電極30X、30Y係被配置在此基體之背面(內側之表面)上。基體之表面(外側之表面)，係構成觸控板3之感測面3a。當觸控板3為在感測面3a處而具有顯示功能的情況時，基體係被配置在液晶顯示器等之顯示裝置(未圖示)的顯示面處，各線狀電極30X、30Y係被配置在液晶顯示器與基體之間。於此情況之各線狀電極30X、30Y，例如係以由ITO(Indium Tin Oxide)等之透明的導電體所構成為理想。
如同圖2中所示一般，觸控板3，係構成為除了觸控筆2以外亦能夠檢測出人類的手指4。詳細內容雖於後再述，但是，由於觸控筆2和手指4之檢測方式係為相異，因此觸控板3係構成為以分時來進行此些之檢測。
感測器控制器31，係如圖2中所示一般，具備有：選擇電路41、選擇電路42、控制電路43、開關44、45、放大電路46、增益控制電路47、帶通濾波器 48、檢波電路49、類比數位轉換器(AD轉換器)50、以及MCU51，而構成之。
選擇電路41，係為基於從控制電路43而來之控制訊號d而對於複數之線狀電極30X中之1根或者是相互鄰接之複數根作選擇的電路。又，選擇電路42，係為基於從控制電路43而來之控制訊號c而對於複數之線狀電極30Y中之1根或者是相互鄰接之複數根作選擇的電路。
藉由選擇電路41和選擇電路42而分別被作了選擇的X側電極和Y側電極，係經由開關45而使X側或Y側之其中一者被與放大電路46作連接。
藉由放大電路46而被作了放大的從觸控筆2而來之訊號，係藉由增益控制電路47而被增益控制為一定之準位，並藉由帶通濾波器48而僅使觸控筆2所送出的訊號之頻率成分通過，再藉由檢波電路49而進行檢波，之後，藉由類比數位轉換器(AD轉換器)50來作為從觸控筆2而來之受訊訊號準位而輸出。
開關44，係為用以將藉由選擇電路42所作了選擇的Y側電極切換為作為受訊用來使用或者是作為送訊用來使用的電路，當從控制電路43而來之控制訊號b係為LOW準位「0」時，藉由選擇電路42所作了選擇的Y側電極係經由開關45而被與放大電路46作連接。又，當從控制電路43而來之控制訊號b係為HIGH準位「1」時，在藉由選擇電路42所作了選擇的Y側電極處係被供給有從控制 電路43所輸出的送訊訊號a，並從感測器30而被送訊。
觸控板3，係具備有以下所示之5種類的模式，控制電路43，係一面將此些之模式以下述之順序作切換，一面進行感測器控制器31內之各電路的控制。以下，一個一個地詳細作說明。
第1，係為進行手指4之位置檢測的模式。於此情況之控制電路43，係將控制訊號b設為HIGH準位「1」，並將控制訊號e設為LOW準位「0」。亦即是，在藉由選擇電路42所作了選擇的Y側電極處係被供給有從控制電路43所輸出的送訊訊號a，並從感測器30而送訊觸碰檢測訊號。又，藉由選擇電路41所選擇了的X側電極，係被與放大電路46作連接。此時，控制電路43，係以使帶通濾波器48之中心頻率會與觸碰檢測訊號之頻率相互一致的方式，來藉由控制訊號g而進行控制。藉由設為此種構成，MCU51係讀取起因於手指4對於感測面3a作了接觸一事所導致的檢測訊號之變化，並求取出手指4之座標位置。
第2，係為對於觸控筆2而送訊觸發訊號US_trg(第1控制訊號，參考圖1)的模式。於此情況之控制電路43，藉由將控制訊號b設為HIGH準位「1」，在藉由選擇電路42所作了選擇的Y側電極處係被供給有從控制電路43所輸出的送訊訊號a，並從感測器30而送訊觸發訊號US_trg。於此情況之送訊訊號a，係與藉由構成控制電路43之一部分的觸發訊號送訊部43a(第1控 制訊號送訊手段)所產生的觸發訊號US_trg相同，在本實施例中，係如同後述一般，較理想，為與觸控筆2所送訊的訊號之頻率相同。又，觸發訊號US_trg，較理想，係設為無調變且單一頻率之訊號。
此時，選擇電路42係可對於電極30Y中之觸控筆2所正指示的近旁之電極作選擇並送訊觸發訊號US_trg，亦可使Y選擇電路42對於電極30Y之所有的電極同時作選擇並送訊觸發訊號US_trg。
第3，係為對於觸控筆2而送訊指令訊號US_cmd(第2控制訊號，參考圖1)的模式。於此情況，亦同樣的，控制電路43，藉由將控制訊號b設為HIGH準位「1」，在藉由選擇電路42所作了選擇的Y側電極處係被供給有從控制電路43而來的送訊訊號a。於此情況之送訊訊號a，係與藉由構成控制電路43之一部分的指令訊號送訊部43b(第2控制訊號送訊手段)所產生的指令訊號US_cmd相同，並為藉由用以控制觸控筆2之控制資訊(後述之指令資訊Cmd)來作了調變的訊號。在本實施例中，作為此指令訊號US_cmd，係使用頻譜展頻碼。
圖13，係為對於作為頻譜展頻碼之送訊訊號a的其中一例作展示者，並針對假設展頻碼為「0x1AD3」而將3位元之指令資訊(1、0、1)作送訊的例子作展示。亦即是，當所送訊之資料為「1」時，係輸出以「0x1AD3」的順序而變化之訊號，當所送訊之資料為「0」時，係輸出以使「0x1AD3」作了反轉的碼「0xE54C」之順序而變化 的訊號。另外，在圖13中，係針對從圖示之展頻碼的上位位元起來依序作送訊的情況作展示。
此時，亦同樣的，選擇電路42係可對於電極30Y中之觸控筆2所正指示的近旁之電極作選擇並送訊指令訊號US_cmd，亦可使選擇電路42對於電極30Y之所有的電極同時作選擇並送訊指令訊號US_cmd。
第4，係為藉由檢測出觸控筆2所送訊之位置訊號DS_pos來進行觸控筆2之位置檢測的模式。於此情況之控制電路43，藉由將控制訊號b設為LOW準位「0」，藉由選擇電路42所作了選擇的Y側電極，係經由開關45而被與放大電路46作連接。又，控制電路43，係以使帶通濾波器48之中心頻率會與觸控筆2所送訊之訊號之頻率相互一致的方式，來藉由控制訊號g而進行控制。
本實施例，當求取出觸控筆2之X軸座標時，控制電路43係將控制訊號e設為LOW準位「0」，並將藉由選擇電路41所作了選擇的X側電極與放大電路46作連接。在此狀態下，對於選擇電路41所選擇的X側電極，將以最為接近觸控筆2之指示位置的X電極作為中心的複數根(例如5根)的X電極，一次一根地依序作選擇，同時，MCU51係將從AD轉換器50所輸出之資料作為訊號準位值而讀取。MCU51，係根據相對於所選擇了的X電極之訊號準位分布，而求取出觸控筆2之X座標。
本實施例，當求取出觸控筆2之Y軸座標時，控制電 路43係將控制訊號e設為HIGH準位「1」，並將藉由選擇電路42所作了選擇的Y側電極與放大電路46作連接。在此狀態下，對於選擇電路42所選擇的Y側電極，將以最為接近觸控筆2之指示位置的Y電極作為中心的複數根(例如5根)的Y電極，一次一根地依序作選擇，同時，MCU51係將從AD轉換器50所輸出之資料作為訊號準位值而讀取。MCU51，係根據相對於所選擇了的Y電極之訊號準位分布，而求取出觸控筆2之Y座標。
第5，係為受訊觸控筆2所送訊之資料訊號DS_res(參考圖1)的模式。在受訊資料訊號DS_res時，不論是使用X側電極或Y側電極之何者均可，但是，於此，係針對使用X側電極來受訊資料訊號DS_res的情況作展示。控制電路43，係藉由將控制訊號e設為LOW準位「0」，而將藉由選擇電路41所作了選擇的X側電極與放大電路46作連接。又，控制電路43，係以使帶通濾波器48之中心頻率會與觸控筆2所送訊之訊號之頻率相互一致的方式，來藉由控制訊號g而進行控制。又，係以使選擇電路41對於以最為接近觸控筆2之指示位置的X電極作為中心的複數根(例如3根)的X電極同時作選擇的方式，來使控制電路43動作。在此狀態下，MCU51係定期性地讀取從AD轉換器50而來之輸出。
當使用Y側電極來受訊資料訊DS_res的情況時，係只要將控制訊號b設為LOW準位「0」，並將控制訊號e設為HIGH準位「1」即可。
以上，係為在各模式中之控制電路43的動作。如同根據以上之說明而可理解一般，觸控板3，係構成為在送訊和受訊中而使用相同之感測器30來進行訊號之送受訊。以下，接著針對圖2中所示之觸控板3內的其他構成作說明。
放大電路46，係為將被誘導至藉由選擇電路41或選擇電路42而從電極30X以及30Y中所選擇的電極處之訊號作放大的電路，增益控制電路47，係為將從放大電路46所供給而來之訊號更進一步作放大的電路，並構成為能夠藉由從控制電路43而來之控制訊號f來對於其之放大量作控制。增益控制電路47之輸出，係被供給至帶通濾波器48處。
帶通濾波器48，係為僅使以特定之中心頻率作為中心的一定帶域寬幅之訊號通過的濾波電路。此中心頻率，係藉由從控制電路43所供給而來之控制訊號g而被作控制。控制電路43，在上述之進行手指4之位置檢測的模式中，係以使上述之中心頻率會成為與上述之觸碰檢測訊號之頻率相等的方式，來對於帶通濾波器48進行控制。又，控制電路43，在上述之進行觸控筆2之位置檢測的模式中，係以使上述之中心頻率會成為與位置訊號DS_pos(參考圖1)之頻率相等的方式，來對於帶通濾波器48進行控制。進而，控制電路43，在上述之受訊資料訊號DS_res(參考圖1)的模式中，係以使上述之中心頻率會成為與資料訊號DS_res(參考圖1)之頻率相等的方 式，來對於帶通濾波器48進行控制。另外，在本實施例(圖3)中，在位置訊號DS_pos和資料訊號DS_res處係設為相同之頻率。
於此，手指檢測用訊號之頻率帶域和觸控筆檢測用之訊號(位置訊號DS_pos以及資料訊號DS_res)之頻率帶域，較理想，係構成為互為相異。藉由此，係成為能夠藉由帶通濾波器48來對於此些之訊號作鑒別。又，資料訊號DS_res，係可為單一頻率之訊號，亦可為包含有複數之頻率成分的訊號，但是，於後者的情況時，控制電路43，係以包含有此些之複數之頻率成分之全部的方式來對於帶通濾波器48之帶域寬幅作控制為理想。
檢波電路49，係為產生與從帶通濾波器48而來之輸出訊號的準位相對應之電壓之電路。AD轉換器50，係為藉由對於與從檢波電路49所輸出的受訊準位相對應之電壓而以特定時間間隔來施加類比數位轉換而產生數位訊號之電路。由AD轉換器50所致之取樣之時間間隔，係藉由從控制電路43所供給而來之控制訊號h而被作控制。AD轉換器50所輸出之數位訊號，係藉由MCU51而被讀取。
MCU51，係為於內部設置ROM以及RAM並基於特定之程式而動作的微處理器，並以將從控制電路43而來之訊號a~h如同前述一般地來輸出的方式而對於控制電路43進行控制，並且對於AD轉換器50所輸出之數位資料進行讀取處理。
控制電路43，係為用以基於從MCU51而來之指示而將a~h之各訊號在被指定的時序處而正確地輸出之邏輯電路。
以上，係針對觸控板3之構成以及動作作了說明。接著，針對觸控筆2之構成以及動作作詳細說明。圖16，係為對於觸控筆2的內部構造之其中一例作展示之圖。又，圖3係為對於觸控筆2的內部構造作展示之圖。
在電路基板24處，係作為如同圖3中所示一般之內部構成，而具備有3個的開關SW1~SW3、控制部60、震盪電路61、變壓器62、觸發訊號檢測部63、指令資訊受訊部64，而構成之。
震盪電路61，係為依據從控制部60所供給之震盪控制訊號Ocn來進行震盪動作的電路。震盪電路61，係包含有將線圈和電容器作連接所成的LC共振電路61a，而構成之。
變壓器62，係包含有相互作了結合的一次側線圈(第1線圈)以及二次側線圈(第2線圈)，而構成之，一次側線圈係作為構成LC共振電路61a之線圈而被使用。二次側線圈，係經由開關SW1而被與電極21作連接。
觸發訊號檢測部63，係為用以受訊觸控板3所送訊之觸發訊號US_trg的功能部(第1控制訊號受訊手段)，並包含有放大電路63a和檢波電路63b而構成 之。放大電路63a，係為將被誘導至電極21處之觸發訊號US_trg放大的電路，檢波電路63b，係為將放大電路63a之輸出訊號之準位是否為一定以上一事檢測出來並作為檢測訊號Det而輸出的電路。電極21和放大電路63a，係經由開關SW1、SW2而被作連接。
如此這般所輸出之檢測訊號Det的準位，當觸發訊號US_trg來到電極21處的情況時係成為HIGH，當並未來到的情況時係成為LOW。如此這般，觸發訊號檢測部63，係構成為就算是並不特別進行解碼動作也能夠因應於觸發訊號US_trg之有無來輸出2值之檢測訊號Det。
當觸發訊號檢測部63受訊觸發訊號US_trg時，在放大電路63a之輸入側處係被連接有變壓器62。此變壓器62之一次側，由於係構成LC共振電路61a，因此，若是預先使觸發訊號US_trg的頻率與LC共振電路61a之共振頻率相互一致，則觸發訊號檢測部63係以僅將被誘導至電極21處之訊號中的觸發訊號US_trg檢測出來的方式而動作。
指令資訊受訊部64，係為用以受訊觸控板3所送訊之指令訊號US_cmd的功能部(第2控制訊號受訊手段)，並包含有AD轉換器64a和匹配濾波電路64b而構成之。圖14，係為對於匹配濾波電路64b的構成例作展示之圖。圖14中所示之匹配濾波電路，係由儲存12位元之資料的由32段所成之橫移暫存器(R0~R31)、和將預先所決定了的KEY碼作儲存之16位元之暫存器(K0 ~K15)、以及進行被保存在橫移暫存器中之值和KEY碼之間之演算的演算部，而構成之。在演算部中，係包含有將演算結果作保存之16位元之暫存器(Q0~Q15)。
指令資訊受訊部64，係經由開關SW3而被與電極21作連接，當指令資訊受訊部64受訊指令訊號US_cmd時，係將開關SW3設為ON狀態，並將開關SW1設為OFF狀態，而進行之。針對指令資訊受訊部64之動作的詳細內容，雖係於後再述，但是，此種電路，由於係有必要藉由高速時脈來動作，因此電力消耗係為大。故而，在本實施形態中，係構成為能夠藉由控制部60所產生的控制訊號En來使指定資訊受訊部64之動作停止。具體而言，係以當控制訊號En被活性化的情況時(HIGH準位)會成為動作狀態，並當控制訊號En成為非活性的情況時(LOW準位)會成為動作停止狀態的方式，來構成指令資訊受訊部64。當身為動作停止狀態的情況時，電力消耗係被作抑制，但是，就算是在輸入端處被供給有訊號，指令資訊受訊部64也不會受訊該訊號。然而，在由本實施形態所致之觸控筆2中，由於係以因應於在指令訊號US_cmd之前所受訊的觸發訊號US_trg之受訊來將控制訊號En設為活性的方式來構成控制部60，因此，係能夠並不發生問題地而受訊指令訊號US_cmd。以下，針對此點作詳細之說明。
控制部60，係為進行由控制訊號SWC所致之開關SW1~SW3的ON、OFF控制、由控制訊號En所致 之指令資訊受訊部64之啟動狀態控制、震盪控制訊號Ocn之產生以及由筆壓檢測感測器23所致之筆壓檢測的電路，並藉由依據特定之程式而動作的微處理器(MCU)來構成之。以下，針對各者分別作詳細之說明。
另外，筆壓檢測感測器23，在本實施例中係為依據筆壓而使電容改變的電容器，關於使用此所進行的筆壓檢測，由於係只要使用像是在專利文獻3中所開示一般之方法即可，因此於此係省略說明。
首先，針對開關SW1~SW3之ON、OFF控制以及控制訊號En，控制部60係進行在下述之表1中所示之控制。
Figure 105113845-A0202-12-0020-1
如同表1中所示一般，在初期狀態(觸控筆2並不存在於觸控板3上的情況)下之控制部60，係將開關SW1、SW2設為ON，並將開關SW3設為OFF，而將指令資訊受訊部64設為動作停止狀態。藉由此，由於電極21係成為被與觸發訊號檢測部63作連接，因此，如同在表1中亦有所展示一般，係成為進行觸發訊號US_trg之受訊動作。又，由於指令資訊受訊部64係身為動作停止狀態，因此，觸控筆2之電力消耗係被作抑制。
在受訊了觸發訊號US_trg之後、亦即是當檢測訊號Det成為了HIGH準位之後，控制部60，係將開關SW1切換為OFF，並將開關SW3切換為ON。又，係藉由將控制訊號En設為活性，來將指令資訊受訊部64設為動作狀態。針對開關SW2，係可維持於ON的狀態，亦可切換為OFF。藉由此，由於電極21係成為被與指令資訊受訊部64作連接，並且指令資訊受訊部64係成為動作狀態，因此，如同在表1中所示一般，係成為進行指令訊號US_cmd之受訊動作。控制部60，係將如此這般地從受訊了指令訊號US_cmd之指令資訊受訊部64所輸出的指令資訊Cmd作暫時性保持。
於此，控制部60，係亦可構成為藉由以低消耗電力而動作的低速動作模式(第1動作模式)和消耗較大電力的高速動作模式(第2動作模式)之其中一者而動作。身為低速動作模式之控制部60，係能夠進行身為單純之2值訊號的檢測訊號Det之受訊，但是，另一方面， 係並無法進行對於如同指令資訊Cmd一般之複雜的資訊作受訊乃至於處理之動作或者是用以送訊位置訊號DS_pos以及資料訊號DS_res之動作。在進行此些之動作的情況時，係有必要將控制部60設為高速動作模式。因此，由此例所致之控制部60，較理想，係構成為以檢測訊號Det從LOW準位而變化為HIGH準位一事(亦即是，受訊了觸發訊號US_trg一事)作為契機並自律性地從低速動作模式來變化為高速動作模式。又，較理想，係構成為在結束了資料訊號DS_res之送訊之後，會回到低速動作模式。藉由此，係成為能夠將控制部60之消耗電力最小化。以下，係作為控制部60乃為與此種之2種類的模式相對應者的情況，來繼續進行說明。
指令訊號US_cmd被受訊並且將從指令資訊受訊部64而來之指令資訊Cmd作了保持的控制部60，係將開關SW1設為ON，並將開關SW2、SW3設為OFF。又，係藉由將控制訊號En設為非活性，來使指令資訊受訊部64回到動作停止狀態。之後，控制部60，係藉由將震盪控制訊號Ocn在一定時間中設為HIGH準位，來使震盪電路61(位置指示訊號送訊手段)動作。藉由此，從電極21係送出連續一定時間地而產生之位置訊號DS_pos(位置指示訊號)。於此期間中，在觸控板3處，係藉由受訊位置訊號DS_pos而求取出觸控筆2之指示位置。
在送訊位置訊號DS_pos之後，控制部60，係在將開關SW1~SW3以及控制訊號En之狀態作了維持 的狀態下，輸出用以使震盪電路61產生與所保存的指令資訊Cmd相對應之資料訊號DS_res的震盪控制訊號Ocn，並供給至震盪電路61處。另外，藉由圖3中所示之構成而產生的資料訊號DS_res，係成為被作了OOK(On-Off Keying)調變的訊號。藉由以控制部60所進行的以上之動作，係從電極21而送出被作了OOK調變的資料訊號DS_res，並如同上述一般地而被觸控板3所受訊。之後，控制部60係回到初期狀態。
於此，針對指令資訊受訊部64係如何地從指令訊號US_cmd之中而抽出指令資訊Cmd一事，參考圖13以及圖14來作說明。在匹配濾波電路64b(圖14)處，係被輸入有從AD轉換器64a而來之輸出(D0~D11)以及時脈(CLK)。此時脈，較理想，係為與AD轉換器64a之取樣頻率相同，並且設為圖13中所示之展頻碼之1個階段(step)的周期之整數倍的頻率。在本實施例中，係針對AD轉換器64a之取樣頻率乃身為圖13中所示之展頻碼的階段周期之2倍的情況作展示。又，從控制部60，係供給有未圖示之重置訊號(Reset)，藉由此，橫移暫存器(R0~R31)以及演算部的暫存器之值(Q0~Q15)係被清除。在本實施例中，係作為在時脈(CLK)之上揚邊緣處而導入從AD轉換器64a而來之資料(D0~D11)並實行在演算部處之演算者，來進行說明。
KEY碼(k0~k15)，係被儲存有與觸控板所送訊之指令訊號US_cmd(圖13)的展頻碼相同之 「0x1AD3」。亦即是，在本實施例中，由於係設為從上位位元起來進行送訊，因此，係成為k0=1、k1=1、k2=0、k3=0、k4=1、...k15=0。在演算部處，係計算出將被保存在橫移暫存器(R0~R31)中之各資料作了加算或者是減算後的總和，並作為Q0~Q15而輸出。此輸出(Q0~Q15)，係為作為附有碼之資料而出現者。於此，由於k0=1，因此橫移暫存器R0以及R1之各值係被加算至Q0~Q15處。又，由於k1=1，因此橫移暫存器R2以及R3之各值係被加算至Q0~Q15處。又，由於k2=0，因此橫移暫存器R4以及R5之各值係被從Q0~Q15而作減算。如此這般地來使32個的AD轉換結果(R0~R31)被作了加算或減算的結果，係作為Q0~Q15而被輸出。於此，因應於k0~k15之各值來針對橫移暫存器(R0~R31)之相連續之2個的值進行處理的原因，乃是因為本實施例係將AD轉換器64a之取樣頻率設為圖13中所示之展頻碼的階段周期之2倍之故。
圖15，係為對於在圖14中之各階段(CLK之上揚的次數)與輸出之間的關係作展示之圖。控制部60，係在受訊觸發訊號US_trg之後，如同表1一般地而持續將控制訊號En設為活性，並供給對於匹配濾波電路64b之重置訊號(Reset)。藉由此，橫移暫存器(R0~R31)由於係被清除，因此，從演算部而來之輸出(Q0~Q15)亦係成為0。在本實施例中，雖然有必要在從觸控板而來之指令訊號US_cmd的送訊之前而先使觸控筆2之指令資訊受 訊部64成為動作狀態，但是，於此，作為圖15，係針對在被施加了重置訊號(Reset)之後的最初之時脈(CLK)上揚乃是位在緊接於從觸控板而來之指令訊號US_cmd(圖13)之送訊開始之後之處的情況作說明。
如同圖15中所示一般，匹配濾波電路64b之輸出(Q0~Q15)，係在第32階段處而於正方向出現有大的值。又，係在第64階段處而於負方向出現有大的值。進而，係在第96階段處而於正方向出現有大的值。根據此，控制部60係能夠將從觸控板所送訊而來之指令資訊Cmd乃是身為(1，0，1)一事檢測出來。
以上，係針對觸控筆2之構成以及動作作了說明。接著，參考圖4以及圖5中所示之處理流程還有圖6中所示之各訊號之送受訊時序，針對由本實施形態所致之位置檢測裝置的動作作全體性的說明。圖4，係為對於本實施例中之觸控板3的處理流程作展示之流程圖。圖5，係為對於本實施例中之觸控筆2的處理流程作展示之流程圖。圖6，係為對於在本實施例中之於觸控筆2與觸控板3之間被進行送受訊的訊號之送受訊時序作展示之圖。
觸控板3，係如同圖4以及圖6中所示一般，以定期性地反覆送訊觸發訊號US_trg和指令訊號US_cmd的方式，來進行動作(圖4之步驟S301、S303)。另外，實際上，係藉由與此些之訊號之送訊間的分時，來進行上述之手指4的檢測動作，但是，於此係省略關於手指 4之檢測動作的說明。以下，假設在圖6所示之時刻t1(第N個的觸發訊號US_trgN之送訊時刻與第N+1個的觸發訊號US_trgN+1之送訊時刻之間的時刻)處，觸控筆2係被放置(DOWN)在觸控板3之感測器面3a(參考圖1)處，而繼續進行說明。
觸控筆2，在初期狀態下，係反覆實施觸發訊號US_trg之受訊動作(圖5之步驟S401、S403)。若是觸控筆2在時刻t1處而對於觸控板3之感測器面3a作接近乃至於接觸，則之後之從觸控板3所送訊的觸發訊號US_trgN+1係被觸控筆2所受訊。在受訊了觸發訊號US_trgN+1之觸控筆2處，首先係使控制部60之狀態從STOP狀態(上述之低速動作模式)來變化為RUN狀態(上述之高速動作模式)(圖5之步驟S405，圖6之時刻t2)。此變化，係藉由圖3中所示之檢測訊號Det成為了HIGH準位一事，而被實現。
成為了RUN狀態的控制部60，係藉由將控制訊號En設為活性，來啟動指令資訊受訊部64(設為Enable狀態)(圖5之步驟S407，圖6之時刻t2)。藉由如此這般而被作了啟動的指令資訊受訊部64，接續於觸發訊號US_trgN+1而被從觸控板3所送訊的指令訊號US_Cmd係被受訊(步驟S409)。之後，控制部60，係藉由將控制訊號En設為非活性，來使指令資訊受訊部64結束(設為Disable狀態)(圖5之步驟S411，圖6之時刻t3)。
接著，控制部60，係進行與從受訊了指令訊號US_cmd之指令資訊受訊部64所抽出的指令資訊Cmd之內容相對應的處理(圖5之步驟S413)。若是列舉出此處理之具體例，則例如當指令資訊Cmd係身為上述之求取出筆壓之值者的情況時，控制部60，係進行用以將藉由圖1中所示之筆壓檢測感測器23所取得的最新之筆壓值P(筆壓資訊)設定於資料訊號DS_res中之處理。又，例如當指令資訊Cmd係身為求取出在觸控筆2處所固有之觸控筆編號SID(ID資訊)者的情況時，控制部60，係進行用以被記憶在未圖示之記憶部中的觸控筆編號SID設定於資料訊號DS_res中之處理。
在控制部60之因應於指令資訊Cmd之內容所進行的處理中，係除了上述處理之外，亦包含有其他各種處理。例如，係可構成為在觸控筆2之側面設置滑動桿等並檢測出桿位置且將其作為指令資訊Cmd而設定，亦可構成為對於位置訊號DS_pos之送訊時間作變更，亦可構成為對於位置訊號DS_pos或資料訊號DS_res之頻率作變更。
接著，控制部60，係依序送訊位置資訊DS_pos以及資料訊號DS_res(圖5之步驟S415、S417，圖6之位置訊號DS_pos1以及資料訊號DS_res1)。結束了資料訊號DS_res之送訊的控制部60，係從RUN狀態(上述之高速動作模式)來切換為STOP狀態(上述之低速動作模式)(圖5之步驟S419，圖6之時刻t4)。另 一方面，觸控板3，係在送訊了指令訊號US_cmd之後，首先進行位置訊號DS_pos之受訊動作(圖4之步驟S305)。之後，在受訊了位置訊號DS_pos的情況時(圖4之步驟S307之肯定判定)，係接著進行資料訊號DS_res之受訊(圖4之步驟S309)。在並未受訊位置訊號DS_pos的情況時(圖4之步驟S307之否定判定)，係回到觸發訊號US_trg之送訊(圖4之步驟S301)。
以上，與第N+1個的觸發訊號US_trgN+1相對應之一連串的處理係結束。之後，係如同圖6中所示一般，以觸控板3送訊第N+2個的觸發訊號US_trgN+2一事作為契機，而反覆進行與上述相同的處理。另外，由觸控板3所致之觸發訊號US_trg的送訊間隔，係可為一定，亦可並非為一定。又，觸控板3，係亦可構成為因應於是否受訊了位置訊號DS_pos或是資料訊號DS_res一事，來對於觸發訊號US_trg之送訊間隔作調整。
另外，在由觸控板3所致之位置訊號DS_pos的受訊時，於觸控筆2最初被作了放置時(DS_pos1)，係對於在圖2中藉由選擇電路41以及選擇電路42所選擇的X電極以及Y電極一面依序作切換一面進行受訊動作，並根據得到了最大的訊號準位之電極的編號以及於其之前後處所包含的訊號準位之分布，來計算出觸控筆2之指示位置的X座標和Y座標。
又，在已大略得知觸控筆2之指示位置的情況時(DS_pos2之後)，於位置訊號DS_pos之受訊時，係只 要針對預先已得知的位置之附近之數根的X電極以及Y電極來進行受訊即可，並根據此時之訊號準位之分布，來計算出觸控筆2之指示位置的X座標和Y座標。
如同以上所作了說明一般，若依據本實施形態，則當觸控筆2並不存在於觸控板3上時，由於觸發訊號US_trg係並不會被受訊，因此觸控筆2係成為就算是並不送訊訊號亦可。故而，相較於先前技術之主動觸控筆，係成為能夠對於觸控筆2之電池的消耗作抑制。
又，由於係能夠以僅送訊依據指令訊號US_cmd所被作了要求之資訊的方式來構成觸控筆2，因此係成為能夠對於從觸控筆2而來之訊號的送訊時間作抑制。
又，若依據本實施形態，則作為觸控筆2之構成，由於係能夠設置用以受訊指令訊號US_cmd之指令資訊受訊部64並因應於所受訊了的指令資訊Cmd的內容來改變資料訊號DS_res之內容，因此，係成為並不需要將只要作一次的受訊便已足夠的例如固有之ID編號每次均從觸控筆而進行送訊，而能夠縮短從觸控筆而來之送訊的時間，並且能夠減少觸控筆之消耗電力。
此時，若依據本實施形態，則由於係除了指令訊號US_cmd以外，而另外設置有檢測出觸發訊號US_trg之觸發訊號檢測部63，並構成為僅在藉由觸發訊號檢測部63來檢測出觸發訊號US_trg之情況時，才啟動指令資訊受訊部64，因此，係能夠將消耗電力為大之指令資訊受訊部64的動作時間限定為極短，而能夠使觸控筆之消耗電 力更進一步減少。
又，若依據由本實施形態所致之觸控筆2，則在結束了資料訊號DS_res之送訊之後，由於係將控制部60設為低速動作模式，直到受訊觸發訊號US_trg為止，因此，係亦能夠削減控制部60之消耗電力。故而，相較於先前技術之主動觸控筆，係成為能夠對於觸控筆2之消耗電力更進一步作削減。
又，若依據由本實施形態所致之觸控筆2，則由於係使將訊號送訊用之LC共振電路61a的線圈作為二次側線圈來使用之變壓器62具有作為帶通濾波器之功能，因此，相較於另外設置用以受訊觸發訊號US_trg之帶通濾波器的情況，係成為能夠將搭載於觸控筆2處的零件之數量作削減。
另外，在本實施形態中，作為觸控板所送訊的指令訊號US_cmd，雖係使用頻譜展頻碼，但是，係並不被限定於此，例如，係可使用像是藉由所送訊之指令資訊Cmd來對於所送訊的訊號之頻率或相位作改變一般之調變方式。於此情況，觸控筆2之指令資訊受訊部64的構成，亦需要因應於調變方式來作變更。就算是使用此種其他之調變方法，亦由於一般而言伴隨有解碼之訊號檢測的消耗電力係為大，因此由本實施例所致之效果仍為有效。
接下來，針對本發明之第2實施形態作說明。由本實施形態所致之觸控板3以及觸控筆2的構成，係與在圖1~圖3中所示者相同。本實施形態之與第1實 施形態相異之處，係在於位置訊號DS_pos與指令訊號US_cmd的送訊順序。關於其他構成，由於係與第1實施形態相同，因此，以下係以關連於與第1實施形態之間的差異點之部分作為中心來作說明。
圖7，係為對於本實施例中之觸控板3的處理流程作展示之流程圖。圖8，係為對於本實施例中之觸控筆2的處理流程作展示之流程圖。圖9，係為對於在本實施例中之於觸控筆2與觸控板3之間被進行送受訊的訊號之送受訊時序作展示之圖。
由本實施形態所致之觸控板3的控制電路43(參考圖2)，係如同圖7中所示一般，在進行指令訊號US_cmd之送訊(圖7之步驟S303)之前，先從觸控筆2而受訊位置訊號DS_pos(圖7之步驟S305、S307)，並進行觸控筆2之位置檢測。指令訊號US_cmd之送訊，係僅在受訊了位置訊號DS_pos的情況時才會進行。
由本實施形態所致之觸控筆2，係針對開關SW1~SW3以及控制訊號En，而使控制部60進行在下述之表2中所示之控制。
Figure 105113845-A0202-12-0032-2
如同藉由將表2與表1作比較而可理解一般，在本實施形態中，與第1實施形態相異之處，係在於在進行指令訊號US_cmd的受訊動作之前先進行位置訊號DS_pos之送訊動作。此事，在圖8之處理流程中亦有所展示，由本實施形態所致之觸控筆2，係構成為在啟動指令資訊受訊部64之步驟(圖8之步驟S407)之前，先進行位置訊號DS_pos之送訊(圖8之步驟S415)。
為了實現此種動作，由本實施形態所致之控制部60，係在受訊了觸發訊號US_trg之後、亦即是當檢測訊號Det成為了HIGH準位之後，將開關SW2切換為OFF。關於開關SW1、SW3，係分別維持ON、OFF之狀態，關於指令資訊受訊部64，亦係維持於動作停止狀 態。之後，係與第1實施形態相同地而進行位置訊號DS_pos之送訊。
控制部60，係若是結束位置訊號DS_pos之送訊，則立即進行用以進行指令訊號US_cmd之受訊的控制。亦即是，控制部60，係將開關SW1切換為OFF，並將開關SW3切換為ON，並且藉由將控制訊號En設為活性，來將指令資訊受訊部64設為動作狀態。針對開關SW2，係可維持於OFF的狀態，亦可切換為ON。藉由此，觸控板3所送訊了的指令訊號US_cmd，係藉由指令資訊受訊部64而被受訊，控制部60係將指令資訊Cmd作保存。
另外，在圖7中雖係省略，但是，於從S307而移行至S303的期間中，係包含有下述一般之處理。若是觸控板3檢測出位置訊號DS_pos之結束，則係先等待一定之時間，之後開始指令訊號US_cmd之送訊。在觸控筆2處，係在上述時間(一定之時間)中而將指令資訊受訊部64切換為動作狀態。
保存了指令資訊Cmd之控制部60，係將開關SW1設為ON，並將開關SW2、SW3設為OFF，並且使指令資訊受訊部64回到動作停止狀態。之後，係與第1實施形態相同地而進行對應於指令資訊Cmd之資料訊號DS_res之送訊。
由本實施形態所致之觸控板3，係如同圖9中所示一般，首先僅定期性地反覆送訊觸發訊號US_trg之後，於時刻t1處而被放置在觸控板3之感測器面3a上 (DOWN)的觸控筆2，係在受訊了從觸控板3所送訊而來之觸發訊號US_trgN+1之後，首先係使控制部60變化為RUN狀態(上述之高速動作模式)(圖9之時刻t2)，接著係進行位置訊號DS_pos(圖9之位置訊號DS_pos1)之送訊。之後，若是位置訊號DS_pos之送訊結束，則係啟動指令資訊受訊部64(設為Enable狀態)(圖9之時刻t3)，並受訊從觸控板3所送訊的指令訊號US_Cmd1。之後，係在於受訊後之時刻t4處而使指令資訊受訊部64結束(設為Disable狀態)之後，與圖6之例相同的而進行資料訊號DS_res1之送訊。結束了資料訊號DS_res之送訊的控制部60，係從RUN狀態(上述之高速動作模式)來切換為STOP狀態(上述之低速動作模式)(圖9之時刻t5)。
以上，由本實施形態所致之與第N+1個的觸發訊號US_trgN+1被受訊一事相對應的一連串之處理係結束。之後，係如同圖9中所示一般，觸控板3係送訊第N+2個的觸發訊號US_trgN+2，而反覆進行與上述相同的處理。另外，在本實施形態中，亦同樣的，由觸控板3所致之觸發訊號US_trg的送訊間隔，係可為一定，亦可並非為一定。又，觸控板3，係亦可構成為因應於是否受訊了位置訊號DS_pos或是資料訊號DS_res一事，來對於觸發訊號US_trg之送訊間隔作調整。
如同以上所作了說明一般，在本實施形態中，亦同樣的，當觸控筆2並不存在於觸控板3上時，由 於觸發訊號US_trg係並不會被受訊，因此觸控筆2係成為就算是並不送訊訊號亦可。故而，相較於先前技術之主動觸控筆，係成為能夠對於觸控筆2之電池的消耗作抑制。
又，由於係能夠以僅送訊依據指令訊號US_cmd所被作了要求之資訊的方式來構成觸控筆2，因此係成為能夠對於從觸控筆2而來之訊號的送訊時間作抑制。
又，在本實施形態中，亦同樣的，作為觸控筆2之構成，由於係能夠設置用以受訊指令訊號US_cmd之指令資訊受訊部64並因應於所受訊了的指令資訊Cmd的內容來改變資料訊號DS_res之內容，因此，係成為並不需要將只要作一次的受訊便已足夠的例如固有之ID編號每次均從觸控筆而進行送訊，而能夠縮短從觸控筆而來之送訊的時間，並且能夠減少觸控筆之消耗電力。
此時，於本實施形態中，亦同樣的，由於係除了指令訊號US_cmd以外，而另外設置有檢測出觸發訊號US_trg之觸發訊號檢測部63，並構成為藉由觸發訊號檢測部63來檢測出觸發訊號US_trg，並且於位置訊號DS_pos之送訊結束後，啟動指令資訊受訊部64，因此，係能夠將消耗電力為大之指令資訊受訊部64的動作時間限定為極短，而能夠使觸控筆之消耗電力更進一步減少。
又，在由本實施形態所致之觸控筆2中，亦同樣的，在結束了資料訊號DS_res之送訊之後，由於係將控制部60設為低速動作模式，直到受訊觸發訊號 US_trg為止，因此，係亦能夠削減控制部60之消耗電力。故而，相較於先前技術之主動觸控筆，係成為能夠對於觸控筆2之消耗電力更進一步作削減。
又，由本實施形態所致之觸控板3，當觸控筆2並不存在於觸控板上時，由於係並不需要送訊指令訊號US_cmd，因此，係能夠將此時間利用於進行其他之處理、例如利用於手指4之檢測處理中，而成為能夠有效率地作時間之活用。
另外，在本實施形態中，亦同樣的，作為觸控板所送訊的指令訊號US_cmd，雖係使用頻譜展頻碼，但是，係並不被限定於此，與在第1實施形態中所說明者相同的，就算是使用其他之調變方式，由本實施例所致之效果亦為有效。
接下來，針對本發明之第3實施形態作說明。由本實施形態所致之觸控筆2，在將資料訊號DS_res藉由被作了BPSK調變的訊號來構成一點上，係與由第1實施形態所致之觸控筆2相異。又，伴隨於此差異，在觸控筆2之構成中也會產生有差異。關於其他構成，由於係與第2實施形態相同，因此，以下係以關連於與第2實施形態之間的差異點之部分作為中心來作說明。
圖10，係為對於由本發明之第3實施形態所致之觸控筆2的內部構成作展示之圖。圖11，係為對於在本發明之第3實施形態中而於觸控筆2與觸控板3之間被進行送受訊的訊號之送受訊時序作展示之圖。
於圖10中之藉由與圖3相同之元件符號所展示的電極21、指令資訊受訊部64、AD轉換器64a、匹配濾波電路64b、放大電路63a、檢波電路63b、筆壓檢測感測器23，係為與第1實施形態(圖3)相同之構成。
SW4，係為從3個的端子abc中而選擇1個並與電極21作連接的開關，端子a係被與觸發訊號檢測部71作連接，端子b係被與指令資訊受訊部64作連接，端子c係被與後述之升壓電路74作連接。開關SW4之狀態，係藉由從控制部70所供給而來之控制訊號SWC而被作控制。
送訊訊號產生電路73，係為藉由從控制部70而來之調變訊號Mod而產生成為位置訊號DS_pos以及資料訊號DS_res之源頭的訊號之電路。升壓電路74，係為用以藉由將以送訊訊號產生電路73所產生的訊號升壓為一定之振幅來作成位置訊號DS_pos以及資料訊號DS_res之電路。
在本實施形態中之位置訊號DS_pos，係為與第2實施形態相同之訊號，但是，資料訊號DS_res，係在為了進行其之調變而使用的調變方式上，為與第2實施形態相異。作為由本實施形態所致之資料訊號DS_res的調變方式，係可使用各種之方式，但是，例如係以使用BPSK(Binary Phase Shift Keying)調變為合適。以下，針對作為資料訊號DS_res之調變方式而使用BPSK調變者來作說明。此情況之送訊訊號產生電路73，係藉由將調變訊號Mod以BPSK調變來作調變，而產生資料訊號 DS_res。
觸發訊號檢測部71，係為在觸發訊號檢測部63之前段(放大電路63a之前段)處追加有以特定之單一頻率作為中心的帶通濾波器71a(濾波電路)者。另外，由本實施形態所致之觸控筆2，由於係並未包含有訊號送訊用之LC共振電路61a(參考圖3)，因此，在本實施形態中，係並無法進行如同第1實施形態一般之由變壓器62所致之帶域的限制。因此，係構成為藉由帶通濾波器71a來從被誘導至電極21處之訊號而將觸發訊號US_trg之頻率帶域以外的頻率成分除去。放大電路63a以及檢波電路63b之處理，係為與在第1實施形態中所說明者相同。
由本實施形態所致之控制部70，係針對開關SW4之狀態控制以及指令資訊受訊部64之動作狀態控制，而進行在下述之表3中所示之控制。
Figure 105113845-A0202-12-0039-3
如同表3中所示一般，在初期狀態下之控制部70，係將開關SW4設為對於端子a作了選擇的狀態、並且將指令資訊受訊部64設為動作停止狀態。又，在初期狀態下之控制部70的模式，係與第1實施形態相同的，而設為上述之低速動作模式。藉由此，電極21係成為被與觸發訊號檢測部71作連接，如同在表3中亦有所展示一般，係成為進行觸發訊號US_trg之受訊動作。又，由於指令資訊受訊部64係身為動作停止狀態，因此，觸控筆2之電力消耗係被作抑制。
在受訊了觸發訊號US_trg之後、亦即是當從觸發訊號檢測部71所輸出的檢測訊號Det成為了HIGH準位之後，控制部70，係將開關SW4設為對於端子c作選擇，並且將自身之模式切換為上述之高速動作模式。之 後，產生用以使送訊訊號產生電路73以及升壓電路74產生身為單一頻率之訊號的位置訊號DS_pos之調變訊號Mod，並供給至送訊訊號產生電路73處。藉由此，係從電極21而送出位置訊號DS_pos，並與第2實施形態相同的，而被觸控板3所受訊。
送訊了位置訊號DS_pos之後的控制部70，係將開關SW4設為對於端子b作選擇，並且藉由將控制訊號En設為活性，來將指令資訊受訊部64設為動作狀態。藉由此，係進行由指令資訊受訊部64所致之指令訊號US_cmd之受訊，控制部70，係從受訊了指令訊號US_cmd之指令資訊受訊部64而抽出指令資訊Cmd並作保存。
在受訊了位置訊號US_cmd之後，控制部70，係將開關SW4設為對於端子c作選擇，並且藉由將控制訊號En設為非活性，來將指令資訊受訊部64設為動作停止狀態。之後，產生用以使送訊訊號產生電路73產生與所保存了的指令資訊Cmd相對應之資料訊號DS_res之調變訊號Mod，並供給至送訊訊號產生電路73處。藉由此，係從電極21而送出被作了BPSK調變的資料訊號DS_res，並與第2實施形態相同的，而被觸控板3所受訊。
另外，作為在本實施形態中所使用之觸控板3的構成，係只要代替圖2中之檢波電路49以及AD轉換器50而使用BPSK解調電路即可。
在本實施形態中，作為觸控筆2之動作，較理想，係在與於指令資訊受訊部64處之受訊動作相互作了同步的時序處，來送訊資料訊號DS_res。若是作具體性說明，則係因為當匹配濾波電路64b之輸出如同圖15一般地而被輸出時，輸出值Q0~Q15於正方向或負方向上而超過特定準位的時序(圖15之步驟32、64、96)，由於係與在從觸控板3而來之圖13一般之指令訊號US_cmd的送訊中之結束了1個位元的送訊之時刻相互一致，因此，若是在與此作了同步的時序處而送訊從觸控筆2而來之資料訊號DS_res，則在觸控板3處係能夠確實地進行BPSK訊號之解調之故。
在本實施形態中，係成為能夠將資料訊號DS_res藉由被作了BPSK調變的訊號來構成。關於其他構成，由於係與第2實施形態相同，因此，就算是依據本實施形態，亦係與第2實施形態相同的，成為能夠得到對於觸控筆2之電池的消耗作抑制之效果。
另外，在本實施形態中，雖係將位置訊號DS_pos與指令訊號US_cmd的送訊順序設為與第2實施形態相同，但是，係亦能夠以藉由與第1實施形態相同之送訊順序來送訊此些之訊號的方式，來構成本實施形態。
以上，雖係針對本發明之理想實施形態作了說明，但是，本發明係並不被此些之實施形態作任何的限定，當然的，本發明，係可在不脫離其之要旨的範圍內，而以各種的形態來實施。
例如，在上述各實施形態中，雖係以在送訊了位置訊號DS_pos之後再送訊資料訊號DS_res的方式來構成觸控筆2，而位置訊號DS_pos係成為必須，但是，本發明之第1實施形態，就算是在觸控筆2並不送訊位置訊號DS_pos的情況時，亦能夠合適地作適用。於此情況，觸控板係成為藉由資料訊號DS_res來得到觸控筆之位置資訊，對於此種情況作展示者，係為圖12。
圖12，係為對於在第1實施形態之變形例中而於觸控筆2與觸控板3之間被進行送受訊的訊號之送受訊時序作展示之圖。如同該圖中所示一般，由本變形例所致之觸控筆2，係構成代替位置訊號DS_pos以及資料訊號DS_res而送訊訊號DS_others。在第1實施形態中，觸控板3，由於係並不等待位置訊號DS_pos之受訊地而送訊指令訊號US_cmd，因此，係成為能夠採用此種變形例。
圖17，係為對於作為第3實施形態之變形例的觸控筆2的內部構造作展示者，圖18，係為對於其之內部構成作展示之圖。在上述第3實施形態中，觸控筆2係在訊號之送訊(DS_pos以及DS_res)和受訊(US_trg以及US_cmd)中而使用共通之電極21，但是，在於此所示之變形例中，係構成為將設置在芯20之前端部處的電極21僅使用在訊號之送訊(DS_pos以及DS_res)中，並將使用於訊號之受訊(US_trg以及US_cmd)中的電極與送訊用之電極相分離。圖17中所示之電極26，係身為作為受訊用而被固定在觸控筆2之框體的前端部附近處之環 狀之電極。
圖18中所示之本變形例之動作，係能夠與第3實施形態(圖10以及表3)相同的而進行。另外，係只要以在表3中而SW4選擇端子a時在圖18中乃是使SW5選擇端子a的方式來使控制部70進行控制，並以在表3中而SW4選擇端子b時在圖18中乃是使SW5選擇端子b的方式來使控制部70進行控制即可。又，若是當在表3中而SW4選擇端子c時於圖18中使SW5選擇端子b，並預先將控制訊號En設為非活性，則係不會設為使電極26被與指令資訊受訊部64作連接而指令資訊受訊部64進行動作，而能夠設為與第3實施形態相同之動作。又，係亦可構成為使SW5並不對於端子a與端子b之任一者作選擇。
在圖18所示之本變形例中，由於被使用在送訊中之電極21係直接被與升壓電路74作連接，因此係能夠將升壓電路74之輸出端的電容減少，而有著能夠將被升壓電路74所消耗的電力減少之效果。
在上述之各實施形態中，作為觸控筆2之電源，雖係使用電池，但是，係亦可採用其他之方法，例如，係可採用設置有超級電容器和充電電路之構成。
又，在上述之各實施形態中，雖係構成為將筆壓作為數位資訊而以OOK調變或BPSK調變來進行送訊，但是，係亦可使用其他之方法，例如，係可構成為因應於筆壓而使位置訊號DS_pos之頻率作改變。
1‧‧‧位置檢測裝置
2‧‧‧觸控筆
3‧‧‧觸控板
3a‧‧‧觸控板3之感測器面
20‧‧‧芯
20a‧‧‧芯20之前端部
21‧‧‧電極
23‧‧‧筆壓檢測感測器
24‧‧‧電路基板
25‧‧‧電池
30‧‧‧感測器
31‧‧‧感測器控制器
US‧‧‧控制訊號
US_trg‧‧‧觸發訊號
US_cmd‧‧‧指令訊號
DS‧‧‧觸控筆訊號
DS_pos‧‧‧位置訊號
DS_res‧‧‧資料訊號

Claims (22)

  1. 一種位置檢測裝置，係為藉由觸控板和位置指示器之間之靜電耦合來求取出在觸控板上之前述位置指示器之指示位置的位置檢測裝置，其特徵為：在前述觸控板處，係設置有用以對於前述位置指示器而送訊用以控制前述位置指示器之頻率或調變形式為相異之2種類的控制訊號之第1控制訊號送訊手段和第2控制訊號送訊手段，在前述位置指示器處，係設置有電源手段、和對於前述觸控板而至少送訊位置指示訊號之位置指示訊號送訊手段、和用以受訊從前述第1控制訊號送訊手段所送訊之第1控制訊號之第1控制訊號受訊手段、以及用以受訊從前述第2控制訊號送訊手段所送訊之第2控制訊號之第2控制訊號受訊手段。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之位置檢測裝置，其中，前述第1控制訊號，係為特定之單一頻率且無調變的訊號，前述第2控制訊號，係為藉由特定之二進位資料所作了調變的訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之位置檢測裝置，其中，在前述第1控制訊號受訊手段處，係設置有以前述特定之單一頻率作為中心的濾波電路。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所記載之位置檢測 裝置，其中，前述第2控制訊號，係為藉由將前述特定之二進位資料以展頻碼來作了展頻所得到的訊號。
  5. 如申請專利範圍第2項或第3項所記載之位置檢測裝置，其中，前述第2控制訊號，係為藉由前述特定之二進位資料而將載波作頻率調變所得到的訊號。
  6. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之位置檢測裝置，其中，前述位置指示器，係由僅進行前述第1控制訊號之受訊的第1動作模式和至少反覆進行前述位置指示訊號之送訊以及前述第2控制訊號之受訊的第2動作模式所成，在前述第1動作模式中，於受訊了前述第1控制訊號時，係構成為移行至前述第2動作模式。
  7. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之位置檢測裝置，其中，前述觸控板，係構成為接續於前述第1控制訊號之送訊而送訊前述第2控制訊號。
  8. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之位置檢測裝置，其中，前述位置指示器，係構成為在受訊了前述第1控制訊號之後而送訊前述位置指示訊號，前述觸控板，係構成為在前述位置指示訊號結束之後而送訊前述第2控制訊號。
  9. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之位置檢測裝置，其中，前述位置指示器，係具備有固有之ID資訊或者是筆壓檢測電路，並構成為送訊因應於藉由 前述筆壓檢測電路所檢測出的筆壓資訊或者是前述固有之ID資訊而被作調變的資料訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之位置檢測裝置，其中，前述位置指示器，係因應於所受訊了的前述第2控制訊號之內容，而選擇前述固有之ID資訊或前述筆壓資訊或者是其他資訊，並構成為送訊因應於該所選擇了的資訊而被作調變的前述資料訊號。
  11. 如申請專利範圍第9項所記載之位置檢測裝置，其中，前述位置指示器所送訊之前述資料訊號，係為被作了OOK調變之訊號。
  12. 如申請專利範圍第9項所記載之位置檢測裝置，其中，前述位置指示器所送訊之前述資料訊號，係為被作了BPSK調變之訊號。
  13. 一種位置指示器，係為藉由自身與觸控板之間之靜電耦合而求取出在前述觸控板上之指示位置之位置指示器，其特徵為，係設置有：電源手段；和對於觸控板而至少送訊位置指示訊號之位置指示訊號送訊手段；和受訊從觸控板所送訊之特定之頻率之第1控制訊號之第1控制訊號受訊手段；和用以受訊從觸控板所送訊之藉由特定之二進位資料來作了調變的第2控制訊號之第2控制訊號受訊手段。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載之位置指示器，其 中，在前述第1控制訊號受訊手段處，係設置有以前述特定之單一頻率作為中心的濾波電路。
  15. 如申請專利範圍第13項或第14項所記載之位置指示器，其中，前述第2控制訊號受訊手段，係構成為受訊將前述特定之二進位資料以展頻碼來作了展頻所產生的訊號。
  16. 如申請專利範圍第13項或第14項所記載之位置指示器，其中，前述第2控制訊號受訊手段，係構成為受訊藉由以前述特定之二進位資料來將載波作頻率調變所產生的訊號。
  17. 如申請專利範圍第13項或第14項所記載之位置指示器，其中，係構成為由僅進行前述第1控制訊號之受訊的第1動作模式和至少反覆進行前述位置指示訊號之送訊以及前述第2控制訊號之受訊的第2動作模式所成，在前述第1動作模式中，於受訊了前述第1控制訊號時，係構成為移行至前述第2動作模式。
  18. 如申請專利範圍第13項或第14項所記載之位置指示器，其中，係具備有固有之ID資訊或者是筆壓檢測電路，並構成為送訊因應於藉由前述筆壓檢測電路所檢測出的筆壓資訊或者是前述固有之ID資訊而被作調變的資料訊號。
  19. 如申請專利範圍第18項所記載之位置指示器，其中，係因應於所受訊了的前述第2控制訊號之內容，而選 擇前述固有之ID資訊或前述筆壓資訊或者是其他資訊，並構成為送訊因應於該所選擇了的資訊而被作調變的前述資料訊號。
  20. 如申請專利範圍第18項所記載之位置指示器，其中，前述資料訊號，係為被作了OOK調變之訊號。
  21. 如申請專利範圍第18項所記載之位置指示器，其中，前述資料訊號，係為被作了BPSK調變之訊號。
  22. 一種位置指示器，係為藉由自身與觸控板之間之靜電耦合而求取出在觸控板上之指示位置之位置指示器，其特徵為，係設置有：電源手段；和變壓器；和產生藉由該變壓器之1次側線圈和電容器所構成的共振電路之共振頻率的訊號之送訊訊號產生電路；和被連接於該變壓器之2次側之電極；和受訊從觸控板而以前述共振電路之共振頻率之近旁的頻率所送訊的控制訊號之控制訊號受訊電路。
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