JP2015222518A - 位置検出装置及び位置指示器 - Google Patents
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Abstract
Description
ペン形状のハウジング内に交流信号生成回路を備え前記交流信号生成回路によって生成された交流信号を送出する位置指示器と、前記位置指示器から送出された前記交流信号を受信するセンサを備え、前記位置指示器が前記センサ上で指示する位置を検出する位置検出装置において、
前記位置指示器は、前記ペン形状のハウジングの先端部において互いに電気的に分離されて前記ハウジングの軸芯方向の所定の位置を囲むように配設された少なくとも3個の電極を備えると共に、前記少なくとも3個の電極には前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号を選択的に供給するとともに前記交流信号が選択的に供給される電極を識別する識別情報を生成して前記交流信号を送出する制御を行う制御回路を備えており、
前記センサは、第1の方向に複数の導体が配設されるとともに前記第1の方向とは異なる第2の方向に複数の導体が配設された構成を備えており、
前記センサによって受信された前記位置指示器から送出された前記交流信号に基づいて前記位置指示器が前記センサ上で指示する位置を検出する位置検出回路と、前記センサによって受信された前記位置指示器から送出された前記交流信号と前記識別情報に基づいて前記センサ上での前記位置指示器の回転角及び傾き角の少なくとも一方の情報を算出する角度情報算出回路を備えていることを特徴とする位置検出装置を提供する。
ペン形状のハウジング内に交流信号生成回路を備え前記交流信号生成回路によって生成された交流信号を送出する位置指示器と、前記位置指示器から送出された前記交流信号を受信するセンサを備え、前記位置指示器が前記センサ上で指示する位置を検出する位置検出装置において、
前記位置指示器は、前記ペン形状のハウジングの前記先端部に、前記ハウジングの軸芯方向の所定の位置に配設された第1の電極と、互いに電気的に分離されて前記ハウジングの軸芯方向の所定の位置を囲むように配設された少なくとも3個の第2の電極を備えており、前記第1の電極に前記交流信号生成回路によって生成された交流信号を供給するとともに前記少なくとも3個の第2の電極を選択的に所定の電位に設定するとともに前記所定の電位が選択的に設定される前記第2の電極を識別する識別情報を生成して前記センサに送出する制御を行う制御回路を備えており、
前記センサは、第1の方向に複数の導体が配設されるとともに前記第1の方向とは異なる第2の方向に複数の導体が配設された構成を備えており、
前記センサによって受信された前記位置指示器の前記第1の電極から送出された前記交流信号に基づいて前記位置指示器が前記センサ上で指示する位置を検出する位置検出回路と、前記センサによって受信された前記位置指示器から送出された前記交流信号と前記識別情報に基づいて前記センサ上での前記位置指示器の回転角及び傾き角の少なくとも一方の情報を算出する角度情報算出回路を備えていることを特徴とする位置検出装置を提供する。
<位置指示器の構成例>
図1は、この発明の第1の実施形態の位置検出装置における位置指示器1の位置指示部(芯体側)の構造を示す図であり、図2は、当該位置指示器1を、芯体側から見た図である。
図4は、この第1の実施形態の位置指示器1のコントローラ10の処理動作の流れの例を説明するためのフローチャートである。
次に、以上説明した位置指示器1と共に使用される、この第1の実施形態の位置検出装置の構成例について説明する。
図8は、位置検出装置20の構成図の一例を示したもので、主として制御装置部200の構成例を示したものである。すなわち、この例の制御装置部200は、図8に示すように、X導体選択回路211と、Y導体選択回路212と、切替回路213及び214と、発振器221と、増幅回路222と、ゲインコントロール回路223と、バンドパスフィルタ回路224と、検波回路225と、アナログ−デジタル変換回路(以下、AD変換回路という)226と、コントロール回路220とを備えると共に、前述した制御回路203を備える。
上述した第1の実施形態の位置指示器1では、発振回路12からの交流信号を、スイッチ回路13,14,15により電極6,7,8を順次に切り替えて供給するようにした。したがって、第1の実施形態の位置指示器1では、交流信号そのものをスイッチ回路13,14,15によって切り替え制御する構成であるために、スイッチ回路13,14,15は大振幅の交流信号を取り扱うことができる高耐圧のスイッチ回路を用いなければならない。第2の実施形態は、この点を改善した例である。
上述の第2の実施形態では、交流信号の送出を阻害する阻害電極6A,7A,8Aは、ハウジング2の外周面に設けるようにしたが、ハウジング2の内周壁面に形成するようにしてもよい。
図17は、第3の実施形態の位置検出装置の位置指示器1Cを説明するための図である。この第3の実施形態の位置指示器1Cは、第1の実施形態1の変形例であり、かつ、筆圧を検出するための圧力検出センサとして、静電容量方式の圧力感知部を構成する半導体チップを備える筆圧検出用モジュールを用いた構成例である。この図17の例においても、第1の実施形態の位置指示器1と同一部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
上述の第3の実施形態の位置指示器1Cでは、筒状体9Cの外周面に3個の電極6C,7C,8Cを形成するようにしたが、図17(D)に示すように、筒状体9Cの内周面に、3個の電極6C´,7C´,8C´を形成するようにしてもよい。その場合には、外側ホルダー52の凹部523の底面には、図17(E)に示すように、筒状体9Cが凹部523に嵌合されたときに、筒状体9Cの内周面の3個の電極6C´,7C´,8C´と接触して電気的に接続される導体片54´、55´、56´を形成する。なお、外側ホルダー52内には、導体片54´、55´、56´とプリント基板4とを接続するための結線がそれぞれ設けられるのは、上述の実施形態と同様である。
上述の第2の実施形態の位置指示器1Aでは、信号電極9は、筒状形状として、芯体3を挿通する貫通孔を有するものとした。しかし、このような筒状形状の信号電極9を用いるのではなく、芯体を導電性金属や導電性樹脂を用いることもできる。
上述の第1の実施形態及び第3の実施形態では、交流信号を送出する電極数は3個としたが、3個以上であってもよい。また、上述の第2の実施形態及び第4の実施形態では、阻害電極は3個としたが、3個以上であってもよい。
Claims (23)
- ペン形状のハウジング内に交流信号生成回路を備え前記交流信号生成回路によって生成された交流信号を送出する位置指示器と、前記位置指示器から送出された前記交流信号を受信するセンサを備え、前記位置指示器が前記センサ上で指示する位置を検出する位置検出装置において、
前記位置指示器は、前記ペン形状のハウジングの先端部において互いに電気的に分離されて前記ハウジングの軸芯方向の所定の位置を囲むように配設された少なくとも3個の電極を備えると共に、前記少なくとも3個の電極には前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号を選択的に供給するとともに前記交流信号が選択的に供給される電極を識別する識別情報を生成して前記センサに送出する制御を行う制御回路を備えており、
前記センサは、第1の方向に複数の導体が配設されるとともに前記第1の方向とは異なる第2の方向に複数の導体が配設された構成を備えており、
前記センサによって受信された前記位置指示器から送出された前記交流信号に基づいて前記位置指示器が前記センサ上で指示する位置を検出する位置検出回路と、前記センサによって受信された前記位置指示器から送出された前記交流信号と前記識別情報に基づいて前記センサ上での前記位置指示器の回転角及び傾き角の少なくとも一方の情報を算出する角度情報算出回路を備えていることを特徴とする位置検出装置。 - 前記位置指示器は、前記ペン形状のハウジングの先端部から突出した芯体と、前記芯体に印加された圧力を検出する圧力検出センサを備えており、前記圧力検出センサで検出された前記芯体に印加された圧力が所定の値を超したことに対応して、前記制御回路は前記少なくとも3個の電極に前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号を選択的に供給するとともに前記交流信号が選択的に供給される電極を識別する識別情報を生成する制御を行うようにしたことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 前記位置指示器は、前記ペン形状のハウジングの先端部から突出した芯体と、前記芯体に印加された圧力を検出する圧力検出センサを備えており、前記圧力検出センサで検出された前記芯体に印加された圧力が所定の値以下の場合には、前記制御回路は前記少なくとも3個の電極の中の複数の電極を同時に選択して前記交流信号を供給するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 前記制御回路は、前記少なくも3個の電極の内の所定数の電極を順次選択するとともに、前記選択された電極を識別する識別情報を生成するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 前記制御回路は、前記少なくも3個の電極の内の1の電極を順次選択あるいは非選択するとともに、前記選択あるいは非選択された電極を識別する識別情報を生成するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 前記制御回路は、前記交流信号が選択的に供給される電極を介して前記識別情報を送出するように制御することを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 前記少なくとも3個の電極は、前記ハウジングの先端部に前記ハウジングと一体的となるように配設されていることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 前記ハウジングの先端部には、前記少なくとも3個の電極が形成された筒状の部材が収納されていることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 前記少なくとも3個の電極が形成された前記筒状の部材には前記芯体が挿通される中空部が設けられていることを特徴とする請求項8に記載の位置検出装置。
- 前記少なくとも3個の電極は前記筒状の部材の外周部に形成されており、前記ハウジングには前記筒状の部材を係合させる係合部が設けられているとともに前記係合部には前記係合部に前記筒状の部材を係合させたときに前記筒状の部材の前記外周部に形成された前記少なくとも3個の電極のそれぞれと電気的に接続するための複数の接点が設けられていることを特徴とする請求項8に記載の位置検出装置。
- ペン形状のハウジング内に交流信号生成回路を備え前記交流信号生成回路によって生成された交流信号を送出する位置指示器と、前記位置指示器から送出された前記交流信号を受信するセンサを備え、前記位置指示器が前記センサ上で指示する位置を検出する位置検出装置において、
前記位置指示器は、前記ペン形状のハウジングの前記先端部には、前記ハウジングの軸芯方向の所定の位置に配設された第1の電極と、互いに電気的に分離されて前記ハウジングの軸芯方向の所定の位置を囲むように配設された少なくとも3個の第2の電極を備えており、前記第1の電極に前記交流信号生成回路によって生成された交流信号を供給するとともに前記少なくとも3個の第2の電極を選択的に所定の電位に設定するとともに前記所定の電位が選択的に設定される前記第2の電極を識別する識別情報を生成して前記センサに送出する制御を行う制御回路を備えており、
前記センサは、第1の方向に複数の導体が配設されるとともに前記第1の方向とは異なる第2の方向に複数の導体が配設された構成を備えており、
前記センサによって受信された前記位置指示器の前記第1の電極から送出された前記交流信号に基づいて前記位置指示器が前記センサ上で指示する位置を検出する位置検出回路と、前記センサによって受信された前記位置指示器から送出された前記交流信号と前記識別情報に基づいて前記センサ上での前記位置指示器の回転角及び傾き角の少なくとも一方の情報を算出する角度情報算出回路を備えていることを特徴とする位置検出装置。 - 前記位置指示前記位置指示器は前記ペン形状のハウジングの先端部から突出した芯体と前記芯体に印加された圧力を検出する圧力検出センサを備えており、前記圧力検出センサで検出された前記芯体に印加された圧力が所定の値を超したことに対応して、前記制御回路は前記第2の電極を構成する前記少なくとも3個の電極を選択的に前記所定の電位に設定するとともに前記所定の電位が選択的に設定される前記電極を識別する識別情報を生成して前記センサに送出する制御を行うようにしたことを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。
- 前記位置指示器は前記ペン形状のハウジングの先端部から突出した芯体と前記芯体に印加された圧力を検出する圧力検出センサを備えており、前記圧力検出センサで検出された前記芯体に印加された圧力が所定の値以下の場合には、前記制御回路は前記少なくとも3個の第2の電極のいずれの電極に対しても前記所定の電位に設定する制御を行わないようにしたことを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。
- 前記制御回路は、前記少なくとも3個の第2の電極の内の所定数の電極を順次選択して前記所定の電位を設定するとともに前記所定の電位が選択的に設定される前記第2の電極を識別する識別情報を生成して前記交流信号を送出するように制御することを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。
- 前記制御回路は、前記少なくとも3個の第2の電極の内の1の電極を順次選択して前記所定の電位を設定するとともに前記所定の電位が設定された前記1の第2の電極を識別する識別情報を生成して前記交流信号を送出するように制御することを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。
- 前記制御回路は、前記交流信号が選択的に供給される前記第1の電極を介して前記識別情報を送出するように制御することを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。
- 前記少なくとも3個の第2の電極は、前記ハウジングの先端部に前記ハウジングと一体的となるように配設されていることを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。
- 前記ハウジングの先端部には、前記少なくとも3個の第2の電極が形成された筒状の部材が収納されていることを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。
- 前記少なくとも3個の第2の電極が形成された前記筒状の部材には前記芯体が挿通される中空部が設けられていることを特徴とする請求項18に記載の位置検出装置。
- 前記芯体は導電性を有しており、前記芯体が前記第1の電極を構成するようにしたことを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。
- 前記少なくとも3個の第2の電極は前記筒状の部材の外周部に形成されており、前記ハウジングには前記筒状の部材を係合させる係合部が設けられているとともに前記係合部には前記係合部に前記筒状の部材を係合させたときに前記筒状の部材の前記外周部に形成された前記少なくとも3個の第2の電極のそれぞれと電気的に接続するための複数の接点が設けられていることを特徴とする請求項18に記載の位置検出装置。
- ペン形状のハウジング内に交流信号生成回路を備え前記交流信号生成回路によって生成された交流信号を、位置検出装置のセンサに送出する位置指示器において、
前記ペン形状のハウジングの先端部において互いに電気的に分離されて前記ハウジングの軸芯方向の所定の位置を囲むように配設された少なくとも3個の電極を備えると共に、前記少なくとも3個の電極には前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号を選択的に供給するとともに前記交流信号が選択的に供給される電極を識別する識別情報を生成して前記センサに送出する制御を行う制御回路を備えることを特徴とする位置指示器。 - ペン形状のハウジング内に交流信号生成回路を備え前記交流信号生成回路によって生成された交流信号を、位置検出装置のセンサに送出する位置指示器において、
前記ペン形状のハウジングの前記先端部には、前記ハウジングの軸芯方向の所定の位置に配設された第1の電極と、互いに電気的に分離されて前記ハウジングの軸芯方向の所定の位置を囲むように配設された少なくとも3個の第2の電極を備えており、前記第1の電極に前記交流信号生成回路によって生成された交流信号を供給するとともに前記少なくとも3個の第2の電極を選択的に所定の電位に設定するとともに前記所定の電位が選択的に設定される前記第2の電極を識別する識別情報を生成して前記センサに送出する制御を行う制御回路を備えることを特徴とする位置指示器。
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