WO2016111077A1 - 位置検出装置 - Google Patents

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勇次 桂平
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株式会社ワコム
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    • G06F2203/04106—Multi-sensing digitiser, i.e. digitiser using at least two different sensing technologies simultaneously or alternatively, e.g. for detecting pen and finger, for saving power or for improving position detection

Definitions

  • the present invention is a position provided with a transparent sensor that is disposed on the front surface of a display device and can be operated by both a finger and a pen-type position indicator (hereinafter, the pen-type position indicator is referred to as a stylus pen).
  • the present invention relates to a detection device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 63-70326
  • a resonance circuit is provided in a position indicator that is a stylus pen, and an indication position is detected by electromagnetic induction with a sensor of a tablet as a position detection device.
  • a sensor coil near the position of the stylus pen is selected, and a signal is transmitted from the sensor coil.
  • the stylus pen receives the signal with the coil of the resonance circuit, and returns the signal toward the sensor coil.
  • the returned signal may include a plurality of information.
  • Information from the stylus pen includes a position detection signal and writing pressure information. In the position detection device, even when the stylus pen is moving, a signal is transmitted from a sensor coil in the vicinity of the stylus pen to exchange information with the position indicator.
  • a capacitive sensor using a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) to make the sensor transparent has become the mainstream in recent years.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • the sensor is superimposed on the display screen of the display device, so that it is affected by noise generated by the display device, for example, liquid crystal, and it is difficult to accurately determine the coordinate position.
  • the electrode which consists of ITO has a high resistance value with respect to the conductor by the conventional copper wire. For this reason, it is difficult to transmit and receive signals that are transmitted from the tablet sensor, received by the stylus pen, and sent back to the sensor.
  • the sensor of the position detection device described in Patent Document 2 is provided with a plurality of transparent electrodes in each direction orthogonal to each other.
  • a signal is sequentially sent to a plurality of electrodes arranged in one of orthogonal directions, and the other direction.
  • the change of the signal is detected by a plurality of electrodes arranged in the.
  • the position detection device of Patent Document 2 performs detection by sequentially switching a plurality of electrodes in one direction and the other direction.
  • the stylus pen used in this Patent Document 2 includes a power supply and is characterized by unilaterally transmitting a signal to the sensor side.
  • the reception signal from the stylus pen received by the transparent electrode of the sensor is amplified using a differential amplifier circuit, thereby canceling out external noise contained in the reception signal.
  • the signal transmitted from the stylus pen includes a position detection signal for detecting a position indicated by the stylus pen and information such as information on a writing pressure value applied to the pen tip to the stylus pen. included.
  • the stylus pen transmits writing pressure value information and the like to the sensor as ASK (Amplitude Shift Keying) modulated data (accompanying information).
  • the position instructed by the stylus pen in the position detection device is performed based on the signal distribution obtained by scanning all the electrodes on the sensor for the position detection signal from the stylus pen. At the time of this position detection, all the electrodes on the sensor are scanned (entire scan), and after narrowing down the indicated position of the stylus pen to some extent, a process for determining a more detailed position is performed (partial scan).
  • the incidental information such as the information of the pen pressure value is obtained by receiving the signal with the electrode nearest to the indicated position of the stylus pen specified by the position detection signal.
  • the differential amplifier circuit is used in order to cancel noise mixed in the signal received from the stylus pen.
  • the electrode of the sensor connected to the + end of the differential amplifier circuit and the electrode of the sensor connected to the ⁇ end in the partial scan during the position detection processing based on the position detection signal Are one electrode each separated by a predetermined distance.
  • the reason for selecting electrodes separated by a predetermined distance is that when detecting a signal for position detection, the signal strength is important, but the electrodes connected to the + and-ends of the differential amplifier circuit are adjacent. In this case, the position detection signal from the stylus pen is similarly received by the adjacent electrode, and the position detection signal that should be detected is canceled by the differential amplification, and the signal strength is reduced. Because it will end up.
  • the electrodes connected to the + end and the ⁇ end of the differential amplifier circuit are detected by a partial scan of the position detection process based on the position detection signal. It is fixed to each electrode of the sensor closest to the position indicated by the pen.
  • the electrodes separated by a predetermined distance are connected to the + end and ⁇ end of the differential amplifier circuit so that the indicated position by the stylus pen is detected. What is detected as the electrode of the sensor closest to the position is one electrode at a time separated by a predetermined distance. Therefore, when the data detection signal is received by the position detection device, the electrodes connected to the + end and the ⁇ end of the differential amplifier circuit are electrodes separated by a predetermined distance as in the position detection. Therefore, in the case of Patent Document 2, in the position detection device, the signal including the incidental information to be detected is greatly affected by noise.
  • incidental information such as stylus pen identification information (ID (Identification)
  • ID Identification
  • the amount of data of the identification information gradually increases, and the number of cases where the incidental information is transmitted for a long time after the transmission of the position detection signal is increasing.
  • the writing pressure value data has conventionally been about 8 bits, but it is necessary to make the writing pressure data detailed, for example, 12 bits, or to transmit identification information about 30 bits unique to the stylus pen. Came out.
  • the incidental information transmitted as a data detection signal from the stylus pen during the incidental information transmission period is received from one electrode connected to one of the + end and the ⁇ end of the differential amplifier circuit.
  • the stylus pen may be separated from the one receiving electrode before the incidental information transmitted from the stylus pen can be completely received. .
  • the position detection device cannot correctly receive the incidental information from the stylus pen, and there is a possibility that the accuracy of the pen pressure data is lost or the identification information is erroneously detected.
  • the present invention has made it possible to obtain the incidental information from the stylus pen stably and accurately even if the stylus pen moves at high speed while removing the influence of noise.
  • An object is to provide a position detection device.
  • the present invention provides: A plurality of electrodes made of a transparent conductive material are arranged in each of a first direction and a second direction intersecting each other, and a transparent sensor arranged on a display device is provided on the sensor from a stylus pen A position detection device for receiving a position detection signal for detecting the position of the data and a data detection signal generated according to predetermined digital data, A differential amplifier circuit having a + side terminal and a ⁇ side terminal, amplifying and outputting a difference between signals generated at the + side terminal and the ⁇ side terminal; A first electrode or a first electrode group consisting of a plurality of electrodes including the first electrode is selected from the plurality of electrodes provided in the sensor and connected to the positive terminal, A selection circuit for selecting a second electrode group consisting of a plurality of electrodes including the second electrode or the second electrode and connecting the second electrode group to the negative terminal; With The selection circuit selects an electrode separated by a predetermined interval as the first electrode and the second electrode during a period of
  • the differential amplifier circuit is configured such that, during the period for detecting the data detection signal, the interval between the electrode connected to the + end and the electrode connected to the ⁇ end Is set to an interval narrower than the interval between the electrodes in the period for detecting the position indicated by the stylus pen. Therefore, the noise reduction effect by differential amplification is increased, and more accurate incidental information can be detected from the data detection signal.
  • the first electrode group including a plurality of electrodes including the first electrode and the second electrode are provided at the + end and the ⁇ end of the differential amplifier circuit. Since the second electrode group including a plurality of electrodes included is connected, it is possible to acquire a data detection signal from the plurality of electrodes even if the stylus pen moves at high speed. It becomes possible to get completely. Therefore, even if the stylus pen moves at high speed, it can be obtained stably and accurately.
  • the selection circuit selects adjacent electrodes or electrode groups as the first electrode group and the second electrode group, Further, one of the first electrode group and the second electrode group is composed of a plurality of electrodes adjacent to each other, and the other plurality of electrodes of the first electrode group and the second electrode group are More preferably, the electrodes are distributed on both sides of an electrode group composed of a plurality of electrodes adjacent to each other.
  • a predetermined number of continuous electrodes centered on the indicated position of the stylus pen are used as the + end (or ⁇ end) of the differential amplifier circuit.
  • the same number of electrodes are selected as the-end (or + end) so as to be distributed on both sides of the selected electrode. For this reason, even if the stylus pen moves at high speed, the indication position of the pen does not deviate from the area selected as the + end (or ⁇ end), and data such as writing pressure can be reliably received. Therefore, even if quick writing or drawing is performed, the line is not interrupted and input with good operability can be performed.
  • a position detection device capable of stably and accurately obtaining incidental information from a stylus pen even if the stylus pen moves at high speed while removing the influence of noise. can do.
  • FIG. 6 is a signal waveform diagram in the circuit example of the stylus pen in FIG. 5. It is the figure which showed the X-axis whole surface scan operation
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a transparent sensor combined with a display unit in an embodiment of a position detection device according to the present invention.
  • 11 is an LCD (Liquid Crystal Display) panel
  • 12 is a transparent sensor having electrodes formed of ITO (Indium Tin Oxide).
  • 12a is ITO glass in which a plurality of X electrodes 12d made of ITO electrode lines are arranged in the X direction out of the X and Y directions perpendicular to each other.
  • 12b is ITO glass in which a plurality of Y electrodes 12e made of ITO electrode lines are arranged in the Y direction.
  • 12c is a transparent insulating sheet having a uniform thickness, and is made of, for example, a PET (Polyethylene terephthalate) film.
  • the transparent sensor 12 is made by adhering the ITO glass 12a and the ITO glass 12b with the ITO surfaces facing each other and with a transparent insulating sheet 12c interposed therebetween.
  • the transparent sensor 12 is disposed so as to overlap the LCD panel 11 so that the position detection area just overlaps the display area of the LCD panel 11.
  • the X electrode 12d on the ITO glass 12a and the Y electrode 12e on the ITO glass 12b are connected to a printed circuit board (not shown) via a flexible board (not shown) by ACF (Anisotropic conductive film) connection.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the transparent sensor 12 cut on the Y electrode 12e.
  • the ITO glass 12a side is the operation surface side, and the surface exposed to the outside of the ITO glass 12a is the touch surface 12f.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of the position detection device according to the present invention.
  • 12 is a transparent sensor
  • 13 is an X selection circuit which is connected to the X electrode 12d of the transparent sensor 12 and selects two sets of electrodes from the X electrode 12d as a + end and a ⁇ end
  • 14 is a transparent sensor 12
  • This is a Y selection circuit that is connected to the Y electrode 12e and selects two sets of electrodes from the Y electrode 12e as a + end and a ⁇ end.
  • 40 X electrodes 12d X1 to X40
  • 30 Y electrodes 12e Y1 to Y30
  • the X selection circuit 13 and the Y selection circuit 14 select one of the plurality of X electrodes 12d and the plurality of Y electrodes 12e of the transparent sensor 12 as a + end and a ⁇ end.
  • the X selection circuit 13 and the Y selection circuit 14 simultaneously select a plurality of electrodes among the plurality of X electrodes 12d and the plurality of Y electrodes 12e of the transparent sensor 12 as + end and ⁇ end simultaneously. It is configured to be possible.
  • Numeral 15 is a stylus, and a signal of a constant frequency is supplied between the tip electrode and the outer peripheral electrode surrounding it.
  • the 16 is a switching circuit which selects either the + end and ⁇ end selected by the X selection circuit 13 or the + end and ⁇ end selected by the Y selection circuit 14 and connects to the differential amplifier circuit 17. That is, when obtaining the X-axis coordinate of the position indicated by the stylus pen 15, the control signal a from the control circuit 18 is set to the low level “0”, and the X selection circuit 13 side is selected. Further, when obtaining the Y-axis coordinate of the position indicated by the stylus pen 15, the control signal a is set to the high level “1” and the Y selection circuit 14 side is selected.
  • the + end side of the X selection circuit 13 or the Y selection circuit 14 is connected to the non-inverting input terminal (+ side terminal) of the differential amplifier circuit 17, and the ⁇ end of the X selection circuit 13 or the Y selection circuit 14 is connected.
  • the side is connected to the inverting input terminal ( ⁇ side terminal) of the differential amplifier circuit 17.
  • the switch 19 is a band-pass filter circuit having a predetermined bandwidth centered on the signal frequency output from the stylus pen 15, and an output signal from the differential amplifier circuit 17 is supplied via the switch 20.
  • the switch 20 is controlled to be on or off by a control signal b from the control circuit 18. That is, when the control signal b is at the high level “1”, the switch 20 is turned on, the output signal from the differential amplifier circuit 17 is supplied to the band pass filter circuit 19, and when the control signal b is at the low level “0”. The switch 20 is turned off, and the output signal from the differential amplifier circuit 17 is not supplied to the band-pass filter circuit 19.
  • the output signal of the bandpass filter circuit 19 is detected by a detection circuit 21 and converted into a digital value by an analog-digital conversion circuit (hereinafter abbreviated as an AD conversion circuit) 22 based on a control signal c from the control circuit 18.
  • the digital data d from the AD conversion circuit 22 is read and processed by a microprocessor (MCU) 23.
  • MCU microprocessor
  • the period in which the switch 20 is on is a reception period in which sampling is performed by the AD conversion circuit 22 and converted into a digital signal, and the period in which the switch 20 is off is not sampled by the AD conversion circuit 22.
  • the reception stop period is entered, and the reception period and the reception stop period alternate between the ON state and the OFF state of the switch 20.
  • the control circuit 18 supplies the control signal e to the X selection circuit 13, so that the X selection circuit 13 selects two sets of X electrodes as + end and -end. Further, the control circuit 18 supplies the control signal f to the Y selection circuit 14, so that the Y selection circuit 14 selects two sets of Y electrodes as + end and -end.
  • the microprocessor 23 includes a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and operates according to a program stored in the ROM.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the microprocessor 23 controls the control circuit 18 by outputting a control signal g based on a program stored in the ROM so that the control circuit 18 outputs the control signals a to f at a predetermined timing.
  • the control circuit 18 generates control signals a to f so as to perform signal reception and AD conversion in synchronization with the horizontal synchronizing pulse h.
  • FIG. 4 shows an example of the internal structure of the stylus pen 15 used in this embodiment.
  • a lead 30 is provided at the tip, and an electrode 31 is embedded in the lead 30.
  • a shield electrode 32 is provided on the outer periphery excluding the tip of the lead 30 so as to surround the lead 30.
  • the shield electrode 32 is connected to a portion (GND; ground electrode) where the potential is most stable in the circuit.
  • the shield electrode 32 has an effect of preventing the detected coordinate value from being shifted even when the stylus is inclined on the transparent sensor 12.
  • 34 is a variable capacitance capacitor that is physically coupled to the lead 30 and whose capacitance is changed by the pen pressure applied through the lead 30.
  • 34 is a printed circuit board, and 35 is a battery.
  • the printed circuit board 34 is provided with an oscillation circuit that oscillates at a constant frequency, and the oscillation output is supplied to the electrode 31.
  • the writing pressure applied to the variable capacitor 33 is binary-coded by an operation described later, and outputs an ASK modulated signal by controlling the oscillation circuit.
  • the printed circuit board 34 is also provided with an ASK modulation circuit for this purpose.
  • FIG. 5 shows an example of the circuit of the stylus pen 15. 5 that are the same as those in FIG. 4 are denoted by the same symbols.
  • 31 is an electrode provided at the tip of the stylus pen 15, 35 is a battery, and 33 is a variable capacitor whose capacity changes with writing pressure.
  • the carp L1, the capacitor C1, and the capacitor C2 constitute a part of the oscillation circuit, and this oscillation output is supplied to the electrode 31 after being induced in the coil L2 coupled to the coil L1.
  • reference numeral 36 denotes a CPU which operates according to a predetermined program.
  • the control signal p from the output terminal P1 of the CPU 36 is connected to the above-described oscillation circuit, and controls the oscillation to be started or stopped.
  • the oscillation circuit stops oscillation when the control signal p is at the low level “0”, and oscillates when the control signal p is at the high level “1”.
  • the variable capacitor 33 is connected in parallel with the resistor and is connected to the terminal P2 of the CPU. The operation of the stylus pen will be described with the signal at the P2 terminal as q and the signal supplied to the electrode 31 as r.
  • FIG. 6 shows the waveforms of the signals p, q, and r in FIG.
  • the CPU 36 maintains the output of the signal p at the high level “1” for a certain period and continues the operation of the oscillation circuit. During this period, the position detection apparatus performs a coordinate detection operation described later. Further, the CPU 36 detects the writing pressure applied to the variable capacitor 33 during the continuous transmission period in which the signal p is at the high level “1”. In order to detect the writing pressure, the CPU 36 sets the terminal P2 to the high level “1” output after starting the above-described continuous transmission. As a result, the signal q becomes high level “1”, and the variable capacitor 33 is charged to the voltage of the battery 35.
  • the CPU 36 sets the terminal P2 to the input setting, that is, the high impedance setting.
  • the charge charged in the variable capacitor 33 is discharged by a resistor connected in parallel with the variable capacitor 33, so that the signal q, that is, the voltage at the terminal P2 gradually decreases.
  • the internal logic becomes low level.
  • the CPU 36 measures the time from when the terminal P2 is switched to the input setting until the voltage at the terminal P2 reaches the threshold value or less as Tp (see FIG. 6). Since the time Tp varies depending on the capacitance of the variable capacitor 33, that is, the magnitude of the writing pressure, the CPU 36 obtains the time Tp measured in the range from zero to the maximum writing pressure as a 10-bit digital value.
  • the CPU 36 performs ASK modulation by controlling the terminal P1 according to the 10-bit writing pressure data. That is, the terminal P1 is set to the low level when the data is “0”, and is set to the high level when the data is “1”.
  • the start data (Start signal) which is the first data is always transmitted as “1”. This is because the microprocessor 23 can accurately predict the timing of subsequent data.
  • time Td is a cycle for sending 1-bit data.
  • FIG. 7 shows the X-axis full surface scan operation. More specifically, the X selection circuit 13 sequentially selects all the X electrodes and receives signals so as to show the X-axis full scan operation for obtaining the approximate position where the stylus pen 15 is placed. .
  • the microprocessor 23 outputs a control signal g to the control circuit 18, the switching circuit 16 selects the X side, and the X electrode X1 is set as the + end side of the X selection circuit 13 and the-end side is set in this example. Then, control is performed so as to select each of the X electrodes X6 with four electrodes separated from the + end X electrode.
  • the microprocessor 23 performs control so that the number of the electrode selected by the X selection circuit 13 is incremented by 1 and the X electrode X2 is selected as the + end side and the X electrode X7 is selected as the ⁇ end side.
  • the signal level is obtained in the same manner as described above.
  • signal reception and AD conversion are performed in synchronization with the horizontal synchronization pulse h.
  • the microprocessor 23 obtains the signal level while sequentially incrementing the number of the X electrode selected by the X selection circuit 13 until the selection at the + end side becomes the X electrode X35 and the selection at the ⁇ end side becomes the X electrode X40. Do.
  • FIG. 7 shows a case where the stylus pen 15 is placed in the vicinity of the X electrode X11 of the transparent sensor 12.
  • the signal level peaks.
  • the approximate position of the stylus pen 15 can be obtained from the distribution of the signal level when the selection of the X electrode is updated. If it is found from the signal level distribution of FIG. 7 that the stylus pen 15 is placed in the vicinity of the X electrode X11, a transition operation to a partial scan is performed next.
  • FIG. 8 shows an operation for shifting to partial scanning.
  • the timing at which the stylus pen 15 enters the continuous transmission period in FIG. 7 is detected, and the approximate position in the Y direction of the transparent sensor 12 of the stylus pen 15 is obtained. .
  • signal reception and AD conversion are performed in synchronism with the horizontal synchronizing pulse h as described above.
  • the microprocessor 23 outputs a control signal g to the control circuit 18, the switching circuit 16 selects the X side, the X electrode X11 is used as the + end side of the X selection circuit 13, and the X electrode X16 is used as the-end side. Are controlled to be selected respectively.
  • the signal level output from the AD conversion circuit 22 repeatedly becomes a predetermined value or more.
  • the microprocessor 23 determines that the stylus pen 15 has entered the continuous transmission period, and shifts to the Y-axis full scan operation.
  • the predetermined time Ts is a time sufficiently longer than the cycle Td that the stylus pen 15 transmits in the data transmission period.
  • the microprocessor 23 outputs a control signal g to the control circuit 18 in order to perform the Y-axis full scan operation, so that the switching circuit 16 selects the Y side and sets the Y electrode Y1 as the + end side of the Y selection circuit 14. , ⁇ Control is performed so that the Y electrode Y6 is selected as the end side. Subsequently, the microprocessor 23 obtains the signal level while incrementing the number of the electrode selected by the Y selection circuit 14 one by one as in the case of the entire X-axis scan, and the selection at the + end side is the Y electrode Y25, the selection at the ⁇ end side The selection is performed until the Y electrode Y30 is reached.
  • the stylus pen 15 is placed near the intersection of the X electrode X11 and the Y electrode Y20. Subsequently, the microprocessor 23 sequentially selects the five X electrodes centered on the X electrode X11 and the five Y electrodes centered on the Y electrode Y20, and proceeds to a partial scan operation for obtaining a signal level.
  • FIG. 9 is a diagram showing a partial scan operation.
  • the signal level output from the AD conversion circuit 22 continues for a predetermined time Ts and exceeds a predetermined value. If it is, it is determined that the continuous transmission period from the stylus pen 15 has started, and the process proceeds to the coordinate detection operation (step 1 in FIG. 9).
  • This time Ts is the same as that described with reference to FIG. 8, and is sufficiently longer than the period Td of the digital signal transmitted by the stylus pen 15 during the data transmission period.
  • the microprocessor 23 has five X electrodes (X9) centered on the X electrode X11 as the + end side of the X selection circuit 13 with the switching circuit 16 selecting the X side. To X13) are sequentially selected to read the signal level (step 1). At this time, the-end side of the X selection circuit 13 selects the X electrodes X14 to X18 as X electrodes sufficiently separated from the X electrode selected on the + end side.
  • detection is performed four times for the same electrode, and the average level is stored as the received signal level.
  • the number of the X electrode selected as the + end side here, X11
  • the signal level VPX when the highest signal level is detected, the number of the X electrode selected as the + end side (here, X11), the signal level VPX, and the levels detected by the adjacent X electrodes are VAX, Save as VBX (step 1).
  • the microprocessor 23 selects the Y side so that the switching circuit 16 selects the Y side, and five Ys centering on the Y electrode Y ⁇ b> 20 as the + end side of the Y selection circuit 14.
  • the electrodes (Y18 to Y22) are sequentially selected to read the signal level (step 1).
  • the negative end of the Y selection circuit 14 selects the Y electrodes Y23 to Y27 as Y electrodes sufficiently separated from the Y electrode selected on the positive end side.
  • signal reception and AD conversion are performed in synchronization with the horizontal synchronization pulse h, and detection is performed four times for the same electrode, and the average level is stored as the received signal level.
  • Step 1 when the highest signal level is detected, the number of the Y electrode selected as the + end side (here, Y20), the signal level VPY, and the levels detected by the adjacent electrodes are stored as VAY and VBY. (Step 1).
  • the signal levels VPX, VAX, VBX, VPY, VAY, VBY obtained here are used for calculation of coordinate values by a calculation formula described later.
  • the microprocessor 23 performs an operation for waiting for the end of the continuous transmission period from the stylus pen 15.
  • the microprocessor 23 controls the switching circuit 16 to select the X side, and uses the X electrode X11 from which the peak has been detected in the above-described coordinate detection operation as the + end side of the X selection circuit 13 as the ⁇ end side. Control is performed to select each of the electrodes X16.
  • the time when the signal level received in this state does not reach the predetermined value is the end time of the continuous transmission period from the stylus pen 15 (step 1).
  • the coordinate values (X, Y) of the stylus pen 15 are calculated from the reception levels VPX, VAX, VBX, VPY, VAY, VBY obtained in step 1 by the following equations.
  • X Px + (Dx / 2) ⁇ ((VBX ⁇ VAX) / (2 ⁇ VPX-VAX-VBX)) (Equation 1)
  • Px is the coordinate position of the X electrode (here, X11) where the maximum level is detected on the X axis
  • Dx is the arrangement pitch between the X electrodes.
  • Y Py + (Dy / 2) ⁇ ((VBY ⁇ VAY) / (2 ⁇ VPY ⁇ VAY ⁇ VBY)) (Equation 2)
  • Py is the coordinate position of the Y electrode (Y20 here) where the maximum level is detected on the Y axis
  • Dy is the arrangement pitch between the Y electrodes.
  • Equation 1 and (Equation 2) are merely examples, and are not necessarily optimal methods.
  • the optimal calculation method varies depending on the width and pitch of the X electrode and the Y electrode and the electrode shape of the stylus pen 15.
  • the + end side is set in the vicinity of the stylus pen 15 as an electrode selected by the X selection circuit 13 and the Y selection circuit 14.
  • the negative end may be selected to be in the vicinity of the stylus pen 15.
  • the electrodes to be selected as the + end and the ⁇ end are selected with four electrodes interposed therebetween, other numbers may be separated. Note that the two electrodes selected as the + end and the ⁇ end of the X selection circuit 13 and the Y selection circuit 14 are separated by a number that is slightly wider than the radiation region of the electric field emitted from the electrode 31 of the stylus pen 15. Is preferred.
  • the coordinate detection on the X-axis side and the coordinate detection on the Y-axis side at the position designated by the stylus pen 15 are switched by the switching circuit 16, but there is a difference between the X-axis side and the Y-axis side.
  • a dynamic amplification circuit, an AD conversion circuit, and the like may be provided separately to perform reception processing at the same time.
  • one electrode is selected for each of the + end side and the ⁇ end side of the X selection circuit 13 and the Y selection circuit 14, but the same number of plural electrodes may be selected simultaneously.
  • the signal level in the partial scan for obtaining the X coordinate and the Y coordinate of the position designated by the stylus pen 15, the signal level is obtained four times for the same electrode.
  • the signal level may be once for the same electrode. It is good as the number of times.
  • the microprocessor 23 When detecting the end of the continuous transmission period from the stylus pen 15, the microprocessor 23 enters an operation of detecting the timing of the start signal (Start ⁇ signal) shown in FIG. 6 transmitted prior to the pen pressure data (step 2). ).
  • the time when the signal level becomes equal to or higher than the predetermined value is stored as t1.
  • the microprocessor 23 starts the data reception operation from the stylus pen 15 from the time waiting for the predetermined time Tw from the time t1 (step 2).
  • This time Tw is a time that is obtained in advance after the transmission of the start signal from the stylus pen 15 is completed until the level of the received signal almost disappears.
  • the microprocessor 23 starts a timer (not shown) as soon as the above-described waiting time reaches the time Tw. This timer repeatedly counts from zero to a value that coincides with the above-described time Td (data transmission cycle from the stylus pen 15) (step 2). During the operation period of one cycle of the timer, the microprocessor 23 repeatedly performs signal reception and AD conversion to read the signal level.
  • step 2 If the signal level during this period never reaches the above-mentioned predetermined value, it is determined that there is no transmission from the stylus pen 15 and the data at that time is stored as “0”, and the signal level exceeding the predetermined value during that time Is detected, it is determined that there has been a transmission from the stylus pen 15, and the data at that time is stored as "1" (step 2).
  • the timer is counted 10 times and 10-bit data is saved.
  • the 10-bit data corresponds to the 10-bit writing pressure data shown in FIG. FIG. 9 shows the case where the writing pressure data is “01011010101”.
  • step 2 When the reception of 10-bit writing pressure data is completed in step 2, the operation proceeds to an operation (step 1) for detecting the start of the continuous transmission period from the stylus pen 15, and the microprocessor 23 repeats the operation of FIG.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a selection state in the X selection circuit 13 during the conventional incidental information detection process.
  • the electrode in the vicinity of the position indicated by the stylus pen 15 is the X electrode X11
  • the + end of the X selection circuit 13 is connected to the X electrode X11
  • the ⁇ end is connected to the ⁇ end.
  • the distance between the electrode connected to the + end and the electrode connected to the ⁇ end is large, and the electrode selection method in the example of FIG. 10 is easily affected by noise. Therefore, in this embodiment, in the incidental information detection process, the selection of the electrodes connected to the + end and the ⁇ end in the X selection circuit 13 (same as in the case of the Y selection circuit 14) Is different from that at the time of detection, and the interval is shorter than the interval between the electrodes connected to the + end and ⁇ end when the indicated position of the stylus pen 15 is detected.
  • the X electrode connected to the + end is the X electrode X11 near the indicated position of the stylus pen 15, but the electrode connected to the-end is connected to the + end.
  • the microprocessor 23 controls the X selection circuit 13 so that the X electrode X14 is separated from the electrode by two.
  • two electrodes having a shorter interval than that at the time of position detection processing are selected so as to be connected to the + side terminal and the ⁇ side terminal of the differential amplifier circuit.
  • the noise of the electrode is approximated, the effect of noise reduction is increased, and the incidental information can be detected more accurately.
  • the electrodes connected to the + side terminal and the ⁇ side terminal of the differential amplifier circuit 17 are not made one each, but an electrode group composed of a plurality of electrodes. By doing so, it is possible to solve both the above-described noise problem and the problem of difficulty in acquiring incidental information when the stylus pen moves at high speed.
  • the number of electrodes constituting the first electrode group is the same as the number of electrodes constituting the second electrode group.
  • FIG. 12 shows a first example of electrode selection at the time of incidental information detection processing.
  • the X selection circuit 13 selects three electrodes, that is, an X electrode X11 in the vicinity of the indicated position of the stylus pen 15 detected by the position detection process, and an X electrode X10 and an X electrode X12 on both sides thereof.
  • an X electrode X14 that is connected to the + side terminal of the differential amplifier circuit 17 and is separated from the X electrode X11 by two lines, and an X electrode X13 and an X electrode X15 that are adjacent to the X electrode X14
  • the microprocessor 23 controls the three electrodes as the second electrode group so as to be connected to the negative terminal of the differential amplifier circuit 17.
  • the selection electrode in this example is shown.
  • the X electrode X11 is in the vicinity of the indicated position of the detected stylus pen 15, and even if it moves from the X electrode X11 by moving the stylus pen 15 at a high speed, The signal from the stylus pen 15 can be received by the side X electrode X10 or the electrode X12. Therefore, the position detection device can acquire all the incidental information from the stylus pen 15.
  • the first electrode group consisting of the X electrodes X10, X11, X12 connected to the + side terminal of the differential amplifier circuit 17, and the X electrode connected to the ⁇ side terminal. Since the second electrode group consisting of X13, X14, and X15 is adjacent, the noise contained in both electrode groups approximates and the noise can be effectively canceled.
  • FIG. 13 shows a second example of electrode selection during the incidental information detection process.
  • the X selection circuit 13 uses the three electrodes of the X electrode X11 near the designated position of the stylus pen 15 and the X electrode X10 and X electrode X12 on both sides as a first electrode group. It is the same as in the first example that the microprocessor 23 controls to connect to the + side terminal of the differential amplifier circuit 17.
  • a plurality of electrodes constituting the second electrode group connected to the negative terminal of the differential amplifier circuit 17 are set on both sides of the first electrode group. That is, in the example of FIG. 13, the X selection circuit 13 electrically connects the X electrodes X8, X9, and X13 located on both sides of the first electrode group to form the second electrode group, and the differential amplifier circuit Connect to the negative terminal of 17.
  • FIG. 14 shows a timing chart during the partial scan operation in the case of the second example.
  • the detected position of the stylus pen 15 is approximately the center of the plurality of electrodes including the first electrode group and the second electrode group, and the stylus pen 15 moves faster. Even in this case, incidental information can be acquired more reliably.
  • the electrode connected to the + side terminal of the differential amplifier circuit 17 and the electrode connected to the ⁇ side terminal are closer than in the case of the first example. Therefore, the noise effect due to differential amplification is greater than in the first example, and is more resistant to noise.
  • FIG. 15 shows a third example of electrode selection during the incidental information detection process, and is a modification of the second example.
  • the incidental information can be received regardless of which side the stylus pen 15 moves at high speed. This is an example of the case.
  • the position of the stylus pen 15 detected by the position detection process is the center, and two X electrodes X10, X11, X12, and X13 on both sides of the position are used as the first electrode group.
  • two X electrodes X8, X9, X14, and X15 on both sides of the first electrode group are connected to the ⁇ side terminal of the differential amplifier circuit 17.
  • the X selection circuit 13 is controlled by the microprocessor 23 so as to be connected.
  • FIG. 16 shows a timing chart during the partial scan operation in the case of the third example.
  • the first electrode group and the second electrode group each consisting of a plurality of X electrodes are each a differential amplifier circuit. 17 are connected to the + side terminal and the ⁇ side terminal, so that when detecting whether or not the continuous transmission period has been entered at a predetermined time Ts, the first electrode group consisting of a plurality of X electrodes and the second electrode group Detection is based on the difference between the electrode groups. Therefore, it is possible to easily detect whether or not the continuous transmission period has been entered, compared to the case of using the difference between the electrodes one by one as in the prior art.
  • the first electrode group and the second electrode group each made up of a plurality of X electrodes are each a differential amplifier circuit. Since it is connected to the + side terminal and the -side terminal of 17, there is an effect that it becomes easier to detect the incidental information than in the case of using the difference between the electrodes one by one as in the prior art.
  • step 2 where the incidental information is detected the X electrode X11 in which the maximum level is detected is selected from the X electrodes, and data is received. You may perform by selecting Y electrode Y20 from which the level was detected.
  • the electrodes selected by the X selection circuit 13 and the Y selection circuit 14 include an electrode whose + end side is in the vicinity of the stylus pen 15, but the ⁇ end side is in the vicinity of the stylus pen 15. You may select so that an electrode may be included.

Abstract

　スタイラスペンからの付帯情報を、ノイズの影響を除去しつつ、スタイラスペンが高速に移動しても、安定して正確に入手することができる位置検出装置を提供する。　＋側端子と－側端子を有し、両端子に生じる信号の差分を増幅して出力する差動増幅回路と、センサーに設けた複数の電極の中から第１の電極又は、第１の電極を含めた複数の電極からなる第１の電極群を選択して、差動増幅回路の＋側端子に接続すると共に、第２の電極又は、第２の電極を含めた複数の電極からなる第２の電極群を選択して差動増幅回路の－側端子に接続する選択回路とを備える。選択回路は、スタイラスペンの指示位置を検出する期間においては、第１の電極と第２の電極として所定の間隔だけ隔てた電極を選択し、データ検出用信号を検出する期間においては、第１の電極と第２の電極として所定の間隔よりも狭い間隔だけ隔てた電極を選択する。

Description

位置検出装置
　この発明は、表示装置の前面に配置して、指とペン型の位置指示器（以下、ペン型の位置指示器をスタイラスペンという）の両方による操作を行うことができる透明なセンサーを備える位置検出装置に関するものである。
　近年、コンピュータの入力に関して、手書き文字入力や絵やイラストなどの描画を容易に行うため、スタイラスペンによる入力ができるようにしたものがある。このためのペン入力技術としては、特許文献１（特開昭６３－７０３２６公報）に開示された方法が広く用いられている。
　上記の特許文献１の方法によれば、スタイラスペンである位置指示器に共振回路を設けて、位置検出装置としてのタブレットのセンサーとの電磁誘導によって指示位置を検出する。この方式では、位置検出装置のセンサー側のコイル（センサーコイル＝ループコイル）と、スタイラスペンに組み込まれたコイルとコンデンサとからなる共振回路との間での共振動作によって、信号の送受信が行われている。
　位置検出装置では、スタイラスペンの位置の近傍のセンサーコイルが選択されて、そのセンサーコイルから信号が発信され、スタイラスペンは、共振回路のコイルでそれを受信し、センサーコイルに向かって信号を返信していた。返信した信号には、複数の情報が含まれる場合がある。スタイラスペンからの情報としては、位置検出用信号や筆圧情報等がある。位置検出装置においては、スタイラスペンが移動している場合であっても、追従して、スタイラスペンの近傍のセンサーコイルから信号を送信し、位置指示器と情報の交換が行われていた。
　近年、タッチパネルを搭載したタブレット型情報端末が多く用いられるようになってきた。上記特許文献１に開示されているタブレットでは、タブレットを構成するセンサーを表示装置の背面に設ける必要があった。これは、センサーコイルに設けられているループコイルに、ある程度の電流を流す必要があるため、センサーを透明化することができないことによる。
　このため、ＩＴＯ（Indium　Tin　Oxide）等の透明電極を用いて、センサーを透明化した静電容量方式のセンサーが近年主流となってきている。しかし、この透明のセンサーには問題がある。１つは、表示装置の表示画面上にセンサーを重畳して配置するため、表示装置、例えば液晶などが発するノイズの影響を受けてしまい、座標位置を正確に求めることが難しくなるという問題である。また、従来の銅線による導体に対して、ＩＴＯからなる電極は、高抵抗値を有する。そのため、タブレットのセンサーから信号を送信し、その信号をスタイラスペンで受信をし、センサーに返信するような信号の送受信が困難である。
　この問題を解決する静電容量方式のスタイラスペンと位置検出装置の一つとして、スタイラスペンが電源を持ち、スタイラスペン側から一方的に信号を位置検出装置のセンサー側に送り出す方式があり、この方式を持つ位置検出装置が増えてきた（特許文献２（特開２０１４‐６３２４９号公報）参照）。
特開昭６３‐７０３２６公報 特開２０１４‐６３２４９号公報
　上記の特許文献２に記載の位置検出装置のセンサーは、互いに直交する方向のそれぞれに複数の透明電極を配設したものとされている。この特許文献２の位置検出装置で、指示体としての指の位置を検出する際には、直交する方向の内の一方の方向に配置されている複数の電極に順次信号を流し、他方の方向に配置されている複数の電極で信号の変化を検出する。また、特許文献２の位置検出装置は、スタイラスペンによる指示位置を検出する際には、一方及び他方の方向の複数の電極を順次切り替えて検出を行う。
　この特許文献２で用いられるスタイラスペンは、電源を含み、センサー側に信号を一方的に送信することを特徴としている。また、位置検出装置では、センサーの透明電極で受信したスタイラスペンからの受信信号を差動増幅回路を用いて増幅することで、受信信号に含まれる外来ノイズを相殺している。この場合に、スタイラスペンから発信する信号には、スタイラスペンにより指示される位置を検出する為の位置検出用信号と、スタイラスペンにペン先に印加される筆圧値の情報等の情報とが含まれる。スタイラスペンは、筆圧値の情報等を、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調されたデータ（付帯情報）としてセンサーに送信している。
　そして、位置検出装置におけるスタイラスペンによって指示された位置の検出は、スタイラスペンからの位置検出用信号についてセンサー上の電極すべてを走査し、その走査で取得される信号分布に基づき行う。この位置検出の際、センサー上の全電極を走査（全体スキャン）してある程度、スタイラスペンの指示位置を絞り込んだ後、更に詳細な位置を決定するような処理を行う（部分スキャン）。
　そして、位置検出装置では、筆圧値の情報等の付帯情報については、位置検出用信号により特定したスタイラスペンの指示位置に最も近傍の電極で信号を受信することで、付帯情報を得ている。
　特許文献２に記載の位置検出装置において、差動増幅回路を用いるのは、スタイラスペンから受信する信号に混入するノイズをキャンセルする為である。特許文献２に記載の位置検出装置では、位置検出用信号に基づいた位置検出処理時の部分スキャンおいて差動増幅回路の＋端に接続するセンサーの電極と－端に接続するセンサーの電極とは、所定距離だけ離したそれぞれ１本の電極としている。所定距離だけ離した電極を選択するようにする理由は、位置検出用信号を検出する場合は、信号の強度が重要になるが、差動増幅回路の＋端及び－端に接続する電極が隣接していると、その隣接する電極ではスタイラスペンからの位置検出用信号が同様に受信されてしまい、差動増幅により本来検出すべき位置検出用信号が打ち消されてしまい、その信号強度が小さくなってしまうからである。
　しかしながら、その一方で、差動増幅回路の＋端及び－端に接続する電極の距離を離せば離すほど差動増幅によるノイズ低減の効果が下がり、ノイズの影響を受けてしまうこととなる。
　この位置検出装置におけるデータ検出用信号の受信時においては、差動増幅回路の＋端及び－端に接続する電極は、位置検出用信号に基づいた位置検出処理の部分スキャンで検出された、スタイラスペンによる指示位置に最も近いセンサーの１本ずつの電極に固定している。
　位置検出時の部分スキャンにおいては、前述した所定距離だけ離した電極を差動増幅回路の＋端及び－端に接続して、スタイラスペンによる指示位置を検出するよういするため、スタイラスペンによる指示位置に最も近いセンサーの電極として検出されるのは、それら所定距離だけ離した１本ずつの電極である。そのため、位置検出装置におけるデータ検出用信号の受信時においては、差動増幅回路の＋端及び－端に接続する電極は、位置検出時と同様に所定距離だけ離れた電極となる。そのため、特許文献２の場合、位置検出装置では、検出される付帯情報を含む信号は、ノイズの影響を大きく受けるものとなっていた。
　更に、近年、筆圧値の情報の他に、スタイラスペンの識別情報（ＩＤ（Identification））等の付帯情報もセンサー側に送信する場合が増えてきた。そして、識別情報も徐々にデータ量が大きくなり、位置検出用信号の送信後の長時間に亘って、付帯情報を送る場合が増えてきている。具体的には、従来、筆圧値のデータは８ビット程度であったが、筆圧データの詳細化により例えば１２ビットとしたり、スタイラスペン固有の３０ビット程度の識別情報を送信したりする必要が出てきた。
　スタイラスペンから、付帯情報送信期間にデータ検出用信号として送信されてくる付帯情報は、差動増幅回路の＋端及び－端の一方に接続された１本の電極から受信する。しかし、スライラスペンが使用者によりセンサー上を高速で移動させられる場合など、スタイラスペンから送信された付帯情報を完全に受信できる前に、スライラスペンが、前記１本の受信電極から離れてしまう場合もある。このように場合、位置検出装置では、スタイラスペンからの付帯情報を正確に受信できなくなり、筆圧データの正確性が失われたり、識別情報が間違って検出されてしまったりする恐れがあった。
　この発明は、以上の問題点に鑑み、スタイラスペンからの付帯情報を、ノイズの影響を除去しつつ、スタイラスペンが高速に移動したとしても、安定して正確に入手することができるようにした位置検出装置を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、この発明は、
　透明の導電材より構成される電極を互いに交差する第１の方向と第２の方向とにそれぞれ複数配列し、表示装置上に配置される透明なセンサーを備え、スタイラスペンからの、前記センサー上の位置を検出させるための位置検出用信号と所定のデジタルデータに応じて生成したデータ検出用信号とを受信する位置検出装置であって、
　＋側端子と－側端子を有し、前記＋側端子と前記－側端子に生じる信号の差分を増幅して出力する差動増幅回路と、
　前記センサーに設けた複数の前記電極の中から第１の電極又は、前記第１の電極を含めた複数の電極からなる第１の電極群を選択して前記＋側端子に接続すると共に、第２の電極又は、前記第２の電極を含めた複数の電極からなる第２の電極群を選択して前記－側端子に接続する選択回路と、
　を備え、
　前記選択回路は、前記位置検出用信号に基づいて前記スタイラスペンによる指示位置を検出する期間においては、前記第１の電極と前記第２の電極として所定の間隔だけ隔てた電極を選択し、前記データ検出用信号を検出する期間においては、前記第１の電極と前記第２の電極として前記所定の間隔よりも狭い間隔だけ隔てた電極を選択する
　ことを特徴とする位置検出装置を提供する。
　上述の構成のこの発明による位置検出装置によれば、差動増幅回路は、データ検出用信号を検出する期間においては、＋端に接続される電極と、－端に接続される電極との間隔は、スタイラスペンによる指示位置を検出する期間における電極の間隔よりも狭い間隔とされる。したがって、差動増幅によるノイズ低減効果が大きくなり、データ検出用信号から、より正確な付帯情報を検出することができるようになる。
　また、この発明による位置検出装置によれば、差動増幅回路の＋端と－端とには、第１の電極を含めた複数の電極からなる第１の電極群と、第２の電極を含めた複数の電極からなる第２の電極群とが接続されるので、スタイラスペンが高速に移動したとしても、それら複数の電極からデータ検出用信号を取得することが可能であるので、付帯情報を完全に取得することが可能になる。したがって、スタイラスペンが高速に移動したとしても、安定して正確に入手することができる。
　また、この発明は、前記データ検出用信号を検出する期間において、前記選択回路は、前記第１の電極群と前記第２の電極群として、互いに隣接する電極又は電極群を選択するようにし、さらに、前記第１の電極群と前記第２の電極群の一方は、互いに隣接する複数の電極からなり、前記第１の電極群と前記第２の電極群の他方の複数の電極は、前記互いに隣接する複数の電極からなる電極群の両脇に分散されている電極からなるようにすると、更によい。
　この場合には、スタイラスペンからの筆圧等のデータを受信する際に、スタイラスペンの指示位置を中心とする連続した所定本数の電極が、差動増幅回路の＋端（または－端）として選択され、その選択された電極の両脇に分散するように同一本数の電極が－端（または＋端）として選択される。このため、スタイラスペンが高速に移動しても前記＋端（または－端）として選択した領域からペンの指示位置が外れることがなく、筆圧等のデータを確実に受信することができる。よって、素早い筆記や描画を行なっても線が途切れることなく、操作性の良い入力を行なうことができる。
　また、＋端（または－端）として選択された電極群の領域の両脇に分散するように同一本数の電極を－端（または＋端）として選択するようにしたため、差動増幅回路の＋端と－側とで、それぞれ複数本の電極を選択したとしてもノイズを確実にキャンセルすることができ、安定に動作する。
　この発明によれば、スタイラスペンからの付帯情報を、ノイズの影響を除去しつつ、スタイラスペンが高速に移動したとしても、安定して正確に入手することができるようにした位置検出装置を提供することができる。
この発明による位置検出装置の実施形態における透明センサーの構成を示す図である。 図１の例の透明センサーの断面図である。 この発明による位置検出装置の実施形態の構成図である。 この発明による位置検出装置の実施形態で用いるスタイラスペンの内部構造例を示した図である。 図４の例のスタイラスペンの回路例を示した図である。 図５のスタイラスペンの回路例における信号波形図である。 この発明による位置検出装置の実施形態におけるＸ軸全面スキャン動作を示した図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における部分スキャンへの移行動作を示した図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における部分スキャン動作について示した図である。 位置検出装置における付帯情報の検出処理の際の電極の選択方法の従来の例を説明するための図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における付帯情報の検出処理の際の電極の選択方法の例を説明するための図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における付帯情報の検出処理の際の電極の選択方法の例を説明するための図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における付帯情報の検出処理の際の電極の選択方法の例を説明するための図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における部分スキャン動作について示した図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における付帯情報の検出処理の際の電極の選択方法の例を説明するための図である。 この発明による位置検出装置の実施形態における部分スキャン動作について示した図である。
　図１は、この発明による位置検出装置の実施形態において、表示部と一体に組み合わせる透明センサーの構成を示した図である。図１において、１１はＬＣＤ（Liquid Crystal Display；液晶ディスプレイ）パネル、１２はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により形成した電極を有する透明センサーである。１２ａはＩＴＯ電極のラインからなるＸ電極１２ｄが、互いに直交するＸ方向及びＹ方向のうちの、Ｘ方向に複数配列してなるＩＴＯガラスである。１２ｂはＩＴＯ電極のラインからなるＹ電極１２ｅがＹ方向に複数配列してなるＩＴＯガラスである。１２ｃは厚みが均一な透明絶縁シートであり、例えばＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）フィルムからなる。
　透明センサー１２は、ＩＴＯガラス１２ａとＩＴＯガラス１２ｂとを各ＩＴＯ面を向かい合わせるとともに、間に透明絶縁シート１２ｃを挟んで接着することにより作られている。透明センサー１２は、位置検出領域がＬＣＤパネル１１の表示領域とちょうど重なるように、ＬＣＤパネル１１と重ねて配置されている。なおＩＴＯガラス１２ａ上のＸ電極１２ｄおよびＩＴＯガラス１２ｂ上のＹ電極１２ｅはＡＣＦ（Anisotropic conductive film）接続により図示しないフレキシブル基板を経由して図示しないプリント基板に接続されている。
　図２は透明センサー１２をＹ電極１２ｅ上で切断した断面図である。この実施形態では、ＩＴＯガラス１２ａ側が操作面側となり、このＩＴＯガラス１２ａの外部への露呈面が、タッチ面１２ｆとなる。
　図３はこの発明による位置検出装置の実施形態の構成図である。図３において、１２は透明センサー、１３は透明センサー１２のＸ電極１２ｄに接続されてＸ電極１２ｄの中から２組の電極を＋端および－端として選択するＸ選択回路、１４は透明センサー１２のＹ電極１２ｅに接続されてＹ電極１２ｅの中から２組の電極を＋端および－端として選択するＹ選択回路である。本実施例ではＸ電極１２ｄが４０本（Ｘ１～Ｘ４０）、Ｙ電極１２ｅが３０本（Ｙ１～Ｙ３０）として説明する。
　なお、図３では、Ｘ選択回路１３及びＹ選択回路１４は、透明センサー１２の複数のＸ電極１２ｄ及び複数のＹ電極１２ｅの内の１本ずつの電極を＋端および－端として選択するように示したが、これらＸ選択回路１３及びＹ選択回路１４は、透明センサー１２の複数のＸ電極１２ｄ及び複数のＹ電極１２ｅの内の複数本ずつの電極を同時に＋端および－端として選択することが可能に構成されている。
　１５はスタイラスで、一定周波数の信号が先端部の電極およびそれを取り囲む外周電極との間に供給されている。
　１６は切替回路で、Ｘ選択回路１３により選択された＋端および－端またはＹ選択回路１４により選択された＋端および－端、のどちらかを選択して差動増幅回路１７に接続する。即ち、スタイラスペン１５による指示位置のＸ軸座標を求めるときは、コントロール回路１８からの制御信号ａをロウレベル「０」として、Ｘ選択回路１３側を選択する。また、スタイラスペン１５による指示位置のＹ軸座標を求めるときは、制御信号ａをハイレベル「１」として、Ｙ選択回路１４側を選択する。この場合に、Ｘ選択回路１３またはＹ選択回路１４の＋端側は、差動増幅回路１７の非反転入力端子（＋側端子）に接続され、Ｘ選択回路１３またはＹ選択回路１４の－端側は、差動増幅回路１７の反転入力端子（－側端子）に接続される。
　１９はスタイラスペン１５が出力する信号周波数を中心とした所定の帯域幅を有するバンドパスフィルター回路で、スイッチ２０を介して差動増幅回路１７からの出力信号が供給される。スイッチ２０はコントロール回路１８からの制御信号ｂによってオン状態またはオフ状態に制御される。即ち、制御信号ｂがハイレベル「１」のときにはスイッチ２０はオン状態とされ、差動増幅回路１７からの出力信号はバンドパスフィルター回路１９に供給され、制御信号ｂがロウレベル「０」のときには、スイッチ２０はオフ状態とされ、差動増幅回路１７からの出力信号はバンドパスフィルター回路１９に供給されない。
　バンドパスフィルター回路１９の出力信号は検波回路２１によって検波され、コントロール回路１８からの制御信号ｃに基づきアナログ－デジタル変換回路（以下、ＡＤ変換回路と略称する）２２によってデジタル値に変換される。このＡＤ変換回路２２からのデジタルデータｄはマイクロプロセッサ（ＭＣＵ）２３によって読み取られ処理される。ここで、スイッチ２０がオン状態である期間は、ＡＤ変換回路２２でサンプリングを行ってデジタル信号に変換する受信期間であり、スイッチ２０がオフ状態である期間は、ＡＤ変換回路２２でサンプリングをしない受信停止期間となり、スイッチ２０のオン状態とオフ状態とで、受信期間と受信停止期間とが交互になる。
　コントロール回路１８は制御信号ｅをＸ選択回路１３に供給することにより、Ｘ選択回路１３は２組のＸ電極を＋端および－端として選択する。また、コントロール回路１８は制御信号ｆをＹ選択回路１４に供給することにより、Ｙ選択回路１４は２組のＹ電極を＋端および－端として選択する。
　マイクロプロセッサ２３は、内部にＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を備えるとともにＲＯＭに格納されたプログラムによって動作する。
　マイクロプロセッサ２３は、コントロール回路１８が所定のタイミングに制御信号ａ～ｆを出力するように、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づき制御信号ｇを出力してコントロール回路１８を制御する。コントロール回路１８は、水平同期パルスｈに同期して信号受信とＡＤ変換を行なうように、制御信号ａ～fを生成する。
　［スタイラスペン１５の構成例］
　図４は、本実施形態で用いるスタイラスペン１５の内部構造例を示したものである。図４において、先端部には芯３０が設けられ、芯３０の内部には電極３１が埋め込まれている。芯３０の先端部を除いた外周にはシールド電極３２が芯３０を取り囲むように設けられている。シールド電極３２は、回路において最も電位が安定した部分（ＧＮＤ；接地電極）に接続する。このシールド電極３２は、スタイラスが透明センサー１２上に傾けて置かれても検出座標値がずれないようにする効果がある。
　３３は芯３０と物理的に結合されて芯３０を介して加えられる筆圧によって容量が変化する可変容量コンデンサである。３４はプリント基板、３５は電池である。プリント基板３４には一定の周波数で発振する発振回路が設けられており、その発振出力が電極３１に供給される。可変容量コンデンサ３３に加えられた筆圧は後述する動作により２進コード化されて前記発振回路を制御することによりＡＳＫ変調された信号を出力する。プリント基板３４には、そのためのＡＳＫ変調回路も設けられている。
　図５は、スタイラスペン１５の回路の一例を示したものである。図５において図４と同じものは同一記号で表している。３１はスタイラスペン１５の先端部に設けた電極、３５は電池、３３は筆圧によって容量が変化する可変容量コンデンサである。図５においてコイＬ１とコンデンサＣ１およびコンデンサＣ２は発振回路の一部を構成しており、この発振出力はコイルＬ１と結合するコイルＬ２に誘導して、電極３１に供給されている。
　図５において３６はＣＰＵで、所定のプログラムに従って動作する。ＣＰＵ３６の出力端子Ｐ１からの制御信号ｐは前述した発振回路に接続され、発振を起動または停止状態に制御する。発振回路は、制御信号ｐがロウレベル「０」のときは発振を停止し、制御信号ｐがハイレベル「１」のときは発振を行う。可変容量コンデンサ３３は抵抗と並列に接続されて、ＣＰＵ３６の端子Ｐ２に接続されている。このＰ２端子の信号をｑ、電極３１に供給される信号をｒ、としてスタイラスペンの動作を説明する。
　図６は、図５における信号ｐ、ｑ、ｒの各波形を示したものである。ＣＰＵ３６は信号ｐを一定期間ハイレベル「１」の出力を維持して発振回路の動作を継続する。この期間に位置検出装置側では後述する座標検出動作を行う。また、ＣＰＵ３６は、この信号ｐがハイレベル「１」である連続送信期間中に、可変容量コンデンサ３３に加えられる筆圧を検出する。この筆圧検出を行うため、ＣＰＵ３６は前述した連続送信を開始した後、端子Ｐ２をハイレベル「１」出力に設定する。これによって信号ｑはハイレベル「１」となり、可変容量コンデンサ３３は電池３５の電圧に充電される。
　この充電が完了すると、ＣＰＵ３６は端子Ｐ２を入力設定、即ちハイインピーダンス設定とする。これにより、可変容量コンデンサ３３に充電された電荷は、これと並列に接続した抵抗によって放電されるため、信号ｑすなわち端子Ｐ２の電圧は徐々に低下する。ＣＰＵ３６において、端子Ｐ２の電圧が所定のしきい値電圧以下になると、内部ロジックがロウレベルとなる。ＣＰＵ３６は、端子Ｐ２を入力設定に切替えてから端子Ｐ２の電圧が前記しきい値以下に達するまでの時間をＴｐ（図６参照）として計測する。この時間Ｔｐは可変容量コンデンサ３３の容量、即ち筆圧の大きさによって変化するので、ＣＰＵ３６は筆圧がゼロから最大までの範囲で計測した時間Ｔｐを１０ビットのデジタル値として求める。
　前述した連続送信期間が終了すると。しばらくしてＣＰＵ３６は、この１０ビットの筆圧データに応じて端子Ｐ１を制御することによりＡＳＫ変調を行う。即ち、データが“０”のときは端子Ｐ１をロウレベルとし、データが“１”のときはハイレベルとする。図６において、最初のデータであるスタート信号（Start signal）は、必ず“１”として送出する。これは後続データのタイミングをマイクロプロセッサ２３が正確に予測できるようにするためである。なお、図６において、時間Ｔｄは１ビットのデータを送出する周期である。
　このように構成した本実施形態の位置検出装置が、スタイラスペン１５の座標位置および筆圧データをどのようにして検出するのか、について次に説明する。
　［スタイラスペン１５による指示位置の検出処理例］
　図７は、Ｘ軸全面スキャン動作を示す。具体的には、Ｘ選択回路１３が全てのＸ電極について順次選択して信号を受信することにより、スタイラスペン１５が置かれているおよその位置を求めるＸ軸全面スキャン動作について示したものである。まずマイクロプロセッサ２３はコントロール回路１８に対して制御信号ｇを出力して、切替回路１６がＸ側を選択し、Ｘ選択回路１３の＋端側としてＸ電極Ｘ１を、－端側として、この例では、＋端側のＸ電極との間に４本の電極を隔てたＸ電極Ｘ６をそれぞれ選択するように制御する。
　次にマイクロプロセッサ２３は、Ｘ選択回路１３が選択する電極の番号を１ずつ繰り上げ、＋端側としてＸ電極Ｘ２を、－端側としてＸ電極Ｘ７をそれぞれ選択するように制御する。この状態で前述したのと同様に信号レベルを求める。このとき水平同期パルスｈに同期して信号受信とＡＤ変換を行なう。
　同様にしてマイクロプロセッサ２３は、Ｘ選択回路１３が選択するＸ電極の番号を順次繰り上げながら信号レベルを求め、＋端側の選択がＸ電極Ｘ３５、－端側の選択がＸ電極Ｘ４０になるまで行なう。
　このときＡＤ変換出力ｄの値が前述した全ての場合で一定レベルに達していなければ、スタイラスペン１５は透明センサー１２上に無いものと判断して、上記のＸ軸全面スキャン動作を繰り返す。
　さらに、図７では、スタイラスペン１５が透明センサー１２のＸ電極Ｘ１１付近に置かれている場合について示している。その場合、図７に示すように、Ｘ選択回路１３においてＸ電極Ｘ１１が＋端側または－端側のいずれかとして選択された際に信号レベルがピークとなる。このようにＸ電極の選択を更新したときの信号レベルの分布よりスタイラスペン１５のおよその位置を求めることができる。図７の信号レベル分布よりスタイラスペン１５がＸ電極Ｘ１１付近に置かれていることがわかると、次に部分スキャンへの移行動作を行なう。
　なお、図７で示したＸ軸全面スキャン動作では、Ｘ選択回路１３において＋端側として選択する電極と－端側として選択する電極との間を４本空けているが、４本以外の本数としても良い。
　図８は、部分スキャンへの移行動作について示したもので、スタイラスペン１５が図７における連続送信期間となるタイミングを検出するとともに、スタイラスペン１５の透明センサー１２におけるＹ方向のおよその位置を求める。この時も水平同期パルスｈに同期して信号受信とＡＤ変換を行なうのは前述と同様である。
　まずマイクロプロセッサ２３はコントロール回路１８に対して制御信号ｇを出力して、切替回路１６がＸ側を選択し、Ｘ選択回路１３の＋端側としてＸ電極Ｘ１１を、－端側としてＸ電極Ｘ１６をそれぞれ選択するように制御する。このときスタイラスペン１５が図６に示した連続送信期間に入るとＡＤ変換回路２２から出力される信号レベルが繰り返し所定値以上となる。信号レベルが所定時間Ｔｓ（図８参照）以上繰り返し所定値を超えて検出されると、マイクロプロセッサ２３はスタイラスペン１５が連続送信期間に入ったと判断してＹ軸全面スキャン動作へ移行する。この所定時間Ｔｓは、スタイラスペン１５がデータ送信期間に送信する周期Ｔｄよりも十分に長い時間とする。
　マイクロプロセッサ２３はＹ軸全面スキャン動作を行うため、コントロール回路１８に対して制御信号ｇを出力して、切替回路１６がＹ側を選択し、Ｙ選択回路１４の＋端側としてＹ電極Ｙ１を、－端側としてＹ電極Ｙ６をそれぞれ選択するように制御する。続いてマイクロプロセッサ２３は、Ｘ軸全面スキャンの時と同様にＹ選択回路１４が選択する電極の番号を１ずつ繰り上げながら信号レベルを求め、＋端側の選択がＹ電極Ｙ２５、－端側の選択がＹ電極Ｙ３０になるまで行なう。この時もＸ軸全面スキャンの時と同様に、Ｙ選択回路１４の＋端側または－端側のいずれかがスタイラスペン１５に近い電極を選択した際にピークとなるような信号分布が得られる。本実施形態ではスタイラスペン１５がＹ電極Ｙ２０付近に置かれているものとして以下の説明を行う。
　以上説明した図７および図８の動作によってスタイラスペン１５がＸ電極Ｘ１１およびＹ電極Ｙ２０の交点付近に置かれていることがわかった。続いてマイクロプロセッサ２３は、Ｘ電極Ｘ１１を中心とする５本のＸ電極およびＹ電極Ｙ２０を中心とする５本のＹ電極について順次選択して信号レベルを求める部分スキャン動作へ移行する。
　図９は部分スキャン動作について示した図である。マイクロプロセッサ２３はＸ選択回路１３が＋端側および－端側としてＸ電極Ｘ１１およびＸ電極Ｘ１６を選択した状態で、ＡＤ変換回路２２から出力される信号レベルが所定時間Ｔｓ継続して所定値以上であったときに、スタイラスペン１５からの連続送信期間が開始されたと判断して、座標検出動作へ移行する（図９のステップ１）。この時間Ｔｓは図８で説明したのと同様で、スタイラスペン１５がデータ送信期間に送信するデジタル信号の周期Ｔｄよりも十分に長い時間とする。
　マイクロプロセッサ２３は、スタイラスペン１５のＸ座標を求めるため、切替回路１６がＸ側を選択した状態で、Ｘ選択回路１３の＋端側としてＸ電極Ｘ１１を中心とする５本のＸ電極（Ｘ９～Ｘ１３）を順次選択して信号レベルを読み取る（ステップ１）。このときＸ選択回路１３の－端側は、＋端側で選択したＸ電極から十分離れたＸ電極としてＸ電極Ｘ１４～Ｘ１８を選択する。
　本実施形態では同一電極につき４回の検出を行ない、その平均レベルを受信信号レベルとして保存する。
　図９において、最も高い信号レベルが検出された際に＋端側として選択したＸ電極の番号（ここではＸ１１）、およびその信号レベルＶＰＸ、またその両隣のＸ電極により検出されたレベルをＶＡＸ、ＶＢＸとして保存する（ステップ１）。
　次にマイクロプロセッサ２３は、スタイラスペン１５のＹ座標を求めるため、切替回路１６がＹ側を選択するようにして、Ｙ選択回路１４の＋端側としてＹ電極Ｙ２０を中心とする５本のＹ電極（Ｙ１８～Ｙ２２）を順次選択して信号レベルを読み取る（ステップ１）。このときＹ選択回路１４の－端側は、＋端側で選択したＹ電極から十分離れたＹ電極としてＹ電極Ｙ２３～Ｙ２７を選択する。この時も水平同期パルスｈに同期して信号受信とＡＤ変換を行なうとともに、同一電極につき４回の検出を行ない、その平均レベルを受信信号レベルとして保存する。
　そして、最も高い信号レベルが検出された際に＋端側として選択したＹ電極の番号（ここではＹ２０）、およびその信号レベルＶＰＹ、またその両隣の電極により検出されたレベルをＶＡＹ、ＶＢＹとして保存する（ステップ１）。
　ここで求まった信号レベルＶＰＸ、ＶＡＸ、ＶＢＸ、ＶＰＹ、ＶＡＹ、ＶＢＹは、後述する計算式による座標値の計算に用いられる。
　次いで、マイクロプロセッサ２３はスタイラスペン１５からの連続送信期間の終了を待つための動作を行う。マイクロプロセッサ２３は、切替回路１６がＸ側を選択するように制御するとともに、Ｘ選択回路１３の＋端側として前述した座標検出動作においてピークが検出されたＸ電極Ｘ１１を、－端側としてＸ電極Ｘ１６をそれぞれ選択するように制御する。この状態で受信される信号レベルが所定値に達しなくなった時刻がスタイラスペン１５からの連続送信期間の終了時刻となる（ステップ１）。
　次に、上述したステップ１において求められた受信レベルよりスタイラスペン１５の座標位置を求める方法について説明する。
　ステップ１で求められた受信レベルＶＰＸ、ＶＡＸ、ＶＢＸ、ＶＰＹ、ＶＡＹ、ＶＢＹよりスタイラスペン１５の座標値（Ｘ、Ｙ）は次式によりそれぞれ計算される。
　　Ｘ＝Ｐｘ＋
（Ｄｘ／２）×（（ＶＢＸ－ＶＡＸ）／（２×ＶＰＸ－ＶＡＸ－ＶＢＸ））・・（式１）
　但し、ＰｘはＸ軸で最大レベルが検出されたＸ電極（ここではＸ１１）の座標位置とし、ＤｘはＸ電極間の配列ピッチ、とする。
　　Ｙ＝Ｐｙ＋
（Ｄｙ／２）×（（ＶＢＹ－ＶＡＹ）／（２×ＶＰＹ－ＶＡＹ－ＶＢＹ））・・（式２）
　但し、ＰｙはＹ軸で最大レベルが検出されたＹ電極（ここではＹ２０）の座標位置とし、ＤｙはＹ電極間の配列ピッチ、とする。
　前述した計算式の（式１）および（式２）は一例であって、必ずしも最適な方法とは限らない。最適な計算方法は、Ｘ電極、Ｙ電極の幅やピッチ、スタイラスペン１５の電極形状によっても変わるものである。
　上述の実施形態では、ステップ１におけるスタイラスペン１５により指示された位置の検出処理においては、Ｘ選択回路１３およびＹ選択回路１４が選択する電極として＋端側がスタイラスペン１５の近傍となるようにしたが、－端側をスタイラスペン１５の近傍とするように選択しても良い。また、＋端と－端として選択する電極を、間に４本の電極を隔てて選択したが、他の本数を隔てても良い。なお、Ｘ選択回路１３およびＹ選択回路１４の＋端および－端として選択する２つの電極は、スタイラスペン１５の電極３１から放射される電界の放射領域よりもやや広い間隔となる本数を隔てることが好ましい。
　上述の実施形態ではスタイラスペン１５によって指示された位置のＸ軸側の座標検出とＹ軸側の座標検出とを切替回路１６により切替えて行っているが、Ｘ軸側とＹ軸側とで差動増幅回路やＡＤ変換回路などを別々に設けて、同時に受信処理を行うようにしても良い。
　上述の実施形態では、Ｘ選択回路１３およびＹ選択回路１４の＋端側と－端側として各１本ずつの電極を選択したが、同数の複数本を同時に選択するようにしても良い。
　本実施形態では、スタイラスペン１５によって指示された位置のＸ座標とＹ座標を求める部分スキャンにおいて、同一電極につき４回の信号レベルを求めたが、同一電極につき１回としても良いし、他の回数としても良い。
　［スタイラスペン１５からの付帯情報の検出処理例］
　次に、スタイラスペン１５から送信される付帯情報の例としての筆圧データの検出処理例について説明する。なお、この実施形態の位置検出装置では、付帯情報の検出は、Ｘ選択回路１３またはＹ選択回路１４の一方で固定的に選択される電極又は電極群で受信されるスタイラスペン１５からの信号に基づいて行う。固定的に選択される電極又は電極群は、位置検出処理（Ｘ軸全面スキャン又はＹ軸全面スキャン）によりスタイラスペン１５の指示位置近傍として検出されたＸ電極又はＹ電極を、差動増幅回路１７の＋側端子又は－側端子の一方に含むように選択される。以下の説明においては、Ｘ選択回路１３で選択されたＸ電極又はＸ電極群からの信号により、付帯情報の検出を行う場合として説明する。
　マイクロプロセッサ２３は、スタイラスペン１５からの連続送信期間の終了を検出すると、筆圧データに先立って送信される図６に示したスタート信号（Start signal）のタイミングを検出する動作に入る（ステップ２）。
　このとき、図９に示すように、信号レベルが前述した所定値以上となった時刻をｔ１として記憶する。マイクロプロセッサ２３は、時刻ｔ１から一定時間Ｔｗだけ待った時刻よりスタイラスペン１５からのデータ受信動作を開始する（ステップ２）。この時間Ｔｗは、スタイラスペン１５からのスタート信号の送信を終了した後、受信される信号レベルがほぼ無くなるまでとし、予め求めておいた時間とする。
　マイクロプロセッサ２３は、前述した待ち時間が、時間Ｔｗに達すると同時に、図示しないタイマーを起動する。このタイマーはゼロから前述した時間Ｔｄ（スタイラスペン１５からのデータ送信周期）に一致する値までを繰り返しカウントする（ステップ２）。タイマーの１周期の動作期間中、マイクロプロセッサ２３は信号受信およびＡＤ変換を繰り返し行い、信号レベルを読み取る。この間の信号レベルが一度も前述した所定値に達しなければスタイラスペン１５からの送信が無かったものと判断して、その回のデータを“０”として保存し、その間に所定値以上の信号レベルが検出された場合にはスタイラスペン１５からの送信が有ったものと判断して、その回のデータを“１”として保存する（ステップ２）。
　前述したタイマーのカウントを１０回行い、１０ビットのデータが保存される。この１０ビットのデータは図７において示した１０ビットの筆圧データに対応するものである。図９では、筆圧データが「０１０１１１０１０１」の場合について示している。
　ステップ２において１０ビットの筆圧データの受信を終了すると、スタイラスペン１５からの連続送信期間の開始を検出する動作（ステップ１）へ移行して、マイクロプロセッサ２３は図９の動作を繰り返し行う。
　＜付帯情報の検出処理時の電極の選択について＞
　従来は、付帯情報を検出する際には、スライラスペン１５の位置を検出する期間において＋端及び－端に接続するものとして選択する電極と、同じ間隔だけ離れた２本の電極を選択するようにしている。ただし、その一方の電極は、位置検出処理により、スタイラスペン１５の指示位置の近傍であるとして検出された電極である。
　図１０は、この従来の付帯情報の検出処理時におけるＸ選択回路１３での選択状態を説明するための図である。上述したように、この実施形態では、スタイラスペン１５により指示される位置の近傍の電極は、Ｘ電極Ｘ１１であるので、Ｘ選択回路１３の＋端がこのＸ電極Ｘ１１に接続され、－端には、間に４本の電極を隔てたＸ電極Ｘ１６が接続されることになる。
　このため、＋端に接続される電極と－端に接続される電極との間隔が大きく、図１０の例の電極の選択方法では、ノイズの影響を受け易くなる。そこで、この実施形態は、付帯情報の検出処理時においては、Ｘ選択回路１３（Ｙ選択回路１４の場合も同様）における＋端及び－端に接続する電極の選択を、スタイラスペン１５の指示位置の検出時とは変更し、スタイラスペン１５の指示位置の検出時における＋端及び－端に接続する電極の間隔よりも、短い間隔とする。
　例えば図１１に示すように、＋端に接続するＸ電極は、スタイラスペン１５の指示位置近傍のＸ電極Ｘ１１とするのは変わりないが、－端に接続する電極を、＋端に接続するＸ電極とは２本分だけ隔てたＸ電極Ｘ１４とするように、Ｘ選択回路１３を、マイクロプロセッサ２３が制御するようにする。
　この図１１の例によれば、位置検出処理時よりも間隔が短い２本の電極が、差動増幅回路の＋側端子及び－側端子に接続されるように選択されるので、当該２本の電極のノイズが近似したものとなり、ノイズ低減の効果が大きくなり、付帯情報を、より正確に検出することが可能となる。
　しかし、スタイラスペン１５から送出される付帯情報が、筆圧データの他に、識別情報等が追加されることによる付帯情報のビット数の増加に伴い、スタイラスペン１５からの付帯情報の送信時間が長くなることにより、スタイラスペンの高速移動時の付帯情報の取得が難しくなってくる。そこで、この実施形態では、以下に説明するように、差動増幅回路１７の＋側端子及び－側端子に接続する電極を、それぞれ１本とするのではなく、複数本の電極からなる電極群とすることで、上述したノイズの問題と、スタイラスペンの高速移動時の付帯情報の取得の困難さの問題との両方を解決することができるようにしている。なお、この場合に、第１の電極群を構成する電極数と、第２の電極群を構成する電極数とは同数とする。
　＜電極選択の第１の例＞
　図１２は、付帯情報の検出処理時の電極選択の第１の例を示すものである。この図１２の例では、Ｘ選択回路１３は、位置検出処理により検出されたスタイラスペン１５の指示位置近傍のＸ電極Ｘ１１と、その両隣のＸ電極Ｘ１０及びＸ電極Ｘ１２との３本の電極を第１の電極群として、差動増幅回路１７の＋側端子に接続し、また、Ｘ電極Ｘ１１とは２本分だけ隔てたＸ電極Ｘ１４と、その両隣のＸ電極Ｘ１３及びＸ電極Ｘ１５との３本の電極を第２の電極群として、差動増幅回路１７の－側端子に接続するように、マイクロプロセッサ２３により制御される。図９のステップ２においては、この例の場合の選択電極が示されている。
　このように電極が選択された場合、Ｘ電極Ｘ１１は、検出されたスライラスペン１５の指示位置の近傍であって、スライラスペン１５が高速で移動することで、Ｘ電極Ｘ１１から移動しても、その両脇のＸ電極Ｘ１０または電極Ｘ１２で、スタイラスペン１５からの信号を受信することが可能である。したがって、スタイラスペン１５からの付帯情報の全てを位置検出装置が取得することができる。
　そして、この図１２の例の場合には、差動増幅回路１７の＋側端子に接続されるＸ電極Ｘ１０、Ｘ１１，Ｘ１２からなる第１の電極群と、－側端子に接続されるＸ電極Ｘ１３，Ｘ１４，Ｘ１５からなる第２の電極群が隣接するので、両電極群に含まれるノイズが近似し、ノイズを有効にキャンセルすることが可能となる。
　＜電極選択の第２の例＞
　図１３は、付帯情報の検出処理時の電極選択の第２の例を示すものである。この図１３の例では、Ｘ選択回路１３は、スタイラスペン１５の指示位置近傍のＸ電極Ｘ１１と、その両隣のＸ電極Ｘ１０及びＸ電極Ｘ１２との３本の電極を第１の電極群として、差動増幅回路１７の＋側端子に接続するように、マイクロプロセッサ２３により制御されるのは、第１の例と同様である。
　この第２の例では、差動増幅回路１７の－側端子に接続する第２の電極群を構成する複数の電極を、第１の電極群の両脇に設定するようにする。すなわち、図１３の例では、Ｘ選択回路１３は、第１の電極群の両脇に位置するＸ電極Ｘ８，Ｘ９、Ｘ１３を電気的に接続して第２の電極群とし、差動増幅回路１７の－側端子に接続するようにする。図１４に、この第２の例の場合の部分スキャン動作時のタイミングチャートを示す。
　この第２の例においては、検出されたスタイラスペン１５の位置は、第１の電極群と第２の電極群とからなる複数の電極のほぼ中央になり、スタイラスペン１５が、より高速に移動した場合においても、付帯情報を、より確実に取得することができるようになる。また、この第２の例によれば、差動増幅回路１７の＋側端子に接続される電極と、－側端子に接続される電極とは、第１の例の場合よりも近接したものとなるので、差動増幅によるノイズ効果が、第１の例よりも大きくなり、よりノイズに対して強くなる。
　＜電極選択の第３の例＞
　図１５は、付帯情報の検出処理時の電極選択の第３の例を示すもので、第２の例の変形例である。この第３の例は、スタイラスペン１５の位置がＸ電極Ｘ１１と電極Ｘ１２との中間にある場合に、どちら側にスタイラスペン１５が高速に移動しても、付帯情報を受信することができるようにする場合の例である。
　すなわち、この第３の例においては、位置検出処理により検出されたスライラスペン１５の位置を中心とし、その位置の両側の２本ずつのＸ電極Ｘ１０，Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３を第１の電極群として、差動増幅回路１７の＋側端子に接続すると共に、その第１の電極群の両脇の２本ずつのＸ電極Ｘ８，Ｘ９，Ｘ１４，Ｘ１５を、差動増幅回路１７の－側端子に接続するように、Ｘ選択回路１３がマイクロプロセッサ２３により制御される。図１６に、この第３の例の場合の部分スキャン動作時のタイミングチャートを示す。
　この実施形態では、図９、図１４及び図１６に示したように、付帯情報の検出処理時には、それぞれ複数本のＸ電極からなる第１の電極群と第２の電極群が差動増幅回路１７の＋側端子及び－側端子に接続されるので、所定時間Ｔｓにおいて、連続送信期間に入ったかどうかを検出する際にも、複数本のＸ電極からなる第１の電極群と第２の電極群の差分により検出するようになる。したがって、従来のような１本ずつの電極の差分を用いる場合よりも、連続送信期間に入ったかどうかを容易に検出することができるようになる。
　また、上述の第１の例～第３の例によれば、付帯情報の検出処理時においては、それぞれ複数本のＸ電極からなる第１の電極群と第２の電極群が差動増幅回路１７の＋側端子及び－側端子に接続されるので、従来のような１本ずつの電極の差分を用いる場合よりも、付帯情報の検出も容易になるという効果もある。
　なお、上述した説明では、付帯情報の検出を行うステップ２ではＸ電極の中から最大レベルが検出されたＸ電極Ｘ１１を選択してデータの受信を行ったが、これをＹ電極の中で最大レベルが検出されたＹ電極Ｙ２０を選択して行っても良い。
　また、上述の実施形態ではＸ選択回路１３およびＹ選択回路１４が選択する電極として、＋端側がスタイラスペン１５の近傍となる電極を含むようにしたが、－端側がスタイラスペン１５の近傍となる電極を含むように選択しても良い。
　１１…ＬＣＤパネル、１２…透明センサー、１３…Ｘ選択回路、１４…Ｙ選択回路、１５…スタイラスペン、１６…切替回路、１７…差動増幅回路、２３…マイクロプロセッサ
 

Claims (11)

  1. 　透明の導電材より構成される電極を互いに交差する第１の方向と第２の方向とにそれぞれ複数配列し、表示装置上に配置される透明なセンサーを備え、スタイラスペンからの、前記センサー上の位置を検出させるための位置検出用信号と所定のデジタルデータに応じて生成したデータ検出用信号とを受信する位置検出装置であって、
    　＋側端子と－側端子を有し、前記＋側端子と前記－側端子に生じる信号の差分を増幅して出力する差動増幅回路と、
    　前記センサーに設けた複数の前記電極の中から第１の電極又は、前記第１の電極を含めた複数の電極からなる第１の電極群を選択して前記＋側端子に接続すると共に、第２の電極又は、前記第２の電極を含めた複数の電極からなる第２の電極群を選択して前記－側端子に接続する選択回路と、
    　を備え、
    　前記選択回路は、前記位置検出用信号に基づいて前記スタイラスペンによる指示位置を検出する期間においては、前記第１の電極と前記第２の電極として所定の間隔だけ隔てた電極を選択し、前記データ検出用信号を検出する期間においては、前記第１の電極と前記第２の電極として前記所定の間隔よりも狭い間隔だけ隔てた電極を選択する
    　ことを特徴とする位置検出装置。
  2. 　前記データ検出用信号を検出する期間において前記選択回路により選択される前記第１の電極又は前記第２の電極の少なくとも一方は、前記指示位置を検出する期間において検出された、前記スタイラスペンにより指示された位置またはその近傍の電極である
    　ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  3. 　前記データ検出用信号を検出する期間において、前記選択回路は、
    前記第１の電極又は前記第１の電極群と前記第２の電極又は前記第２の電極群として、互いに隣接する電極又は電極群を選択するようにした
    　ことを特徴とする請求項１の位置検出装置。
  4. 　前記データ検出用信号を検出する期間において前記選択回路により選択される電極は、前記第１の電極群と前記第２の電極群であり、前記第１の電極群と前記第２の電極群の一方は、互いに隣接する複数の電極からなり、前記第１の電極群と前記第２の電極群の他方の複数の電極は、前記互いに隣接する複数の電極からなる電極群の両脇に分散されている電極からなる
    　ことを特徴とする請求項１の位置検出装置。
  5. 　前記スタイラスペンには筆圧検出回路が設けられており、前記スタイラスペンから送信されてくる前記筆圧検出回路で検出された筆圧値を前記デジタルデータとして受信する
    　ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の位置検出装置。
  6. 　前記スタイラスペンにはスイッチが設けられており、前記スタイラスペンから送信されてくる、前記スイッチの状態を前記デジタルデータとして受信する
    　ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の位置検出装置。
  7. 　前記スタイラスペンから送信されてくる前記スタイラスペンの識別情報を前記デジタルデータとして受信する
    　ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の位置検出装置。
  8. 　前記スタイラスペンから前記デジタルデータとして送信されてくる信号は、交流信号を前記デジタルデータに応じてＡＳＫ変調したものである
    　ことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の位置検出装置。
  9. 　前記スタイラスペンからの前記位置検出用信号と前記デジタルデータを、前記センサーの電極と前記スタイラスペンとの電界結合により受信する
    　ことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の位置検出装置。
  10. 　前記データ検出用信号を検出する期間における前記第１の電極と前記第２の電極との間隔は、可変である
    　ことを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の位置検出装置。
  11. 　前記データ検出用信号を検出する期間において前記選択回路により選択される電極は、前記第１の電極群と前記第２の電極群であり、前記第１の電極群及び前記第２の電極群を構成する複数の電極の数は可変である
    　ことを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の位置検出装置。
     
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