WO2016117004A1 - 位置指示器 - Google Patents

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定雄 山本
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Definitions

  • This invention relates to a position indicator (stylus) used with a position detection system.
  • a position input device composed of a position detection system and a position indicator called an electronic pen is based on the difference in the coupling method between the sensor of the position detection system and the electronic pen, for example, an electromagnetic coupling method, an electrostatic coupling method, etc. There are various types.
  • the method of exchanging signals for position detection between the sensor of the position detection system and the position indicator, and the position between the position detection system and the position indicator Differences in how to send and receive additional information such as switch operation information, writing pressure information, position indicator identification information, internal storage data, etc., and instruction information that changes the operation of the position indicator
  • additional information such as switch operation information, writing pressure information, position indicator identification information, internal storage data, etc., and instruction information that changes the operation of the position indicator
  • a position indicator corresponding to a position detection system has been provided to a user only by a specific position detection signal method and additional information transmission / reception method. Therefore, even for a position input device including a position detection system having a similar position detection sensor, the user needs to have a dedicated position indicator, so carry a plurality of position indicators, It was necessary to select an appropriate position indicator for each position input device.
  • the first configuration type does not send a position detection signal from the position indicator, but allows the AC electric field energy sent from the sensor of the position detection system to flow to the ground (ground) through the position indicator and the human body.
  • the position indicator is a position indicator of a type (passive type) that detects a change in energy (or voltage) induced in a sensor conductor of a position detection system at a position where the position indicator exists (for example, a patent) Reference 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-3035) and the like).
  • the second configuration type of the electrostatic coupling method is an improvement in that the first configuration type described above is low in position detection sensitivity, and receives a signal from a sensor of the position detection system and receives the signal.
  • This is a position indicator of a method of performing signal processing such as signal enhancement and returning to the sensor (an improved method of the passive method) (see, for example, Patent Document 2 (Japanese Patent No. 4683505)).
  • the additional information is transmitted to or received from the position detection sensor using, for example, wireless communication means.
  • the third configuration type of the electrostatic coupling method is different from the first and second configuration types described above, and the position indicator has a transmission circuit, and the position detection signal is a position detection signal from the transmission circuit.
  • This is a so-called active position indicator that is supplied to the sensor (see, for example, Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 07-295722)).
  • the position detection system uses a sensor panel of position detection means, and performs position detection as a position indicated by the position indicator from the signal strength of each conductor that has received the transmission signal from the active type position indicator. .
  • a configuration type that transmits and receives all of the additional information together with the position detection signal to the position detection system, and a part of the additional information is transmitted and received together with the position detection signal. It is further divided into a plurality of types of configuration types in which additional information other than the above is separately transmitted to the wireless communication means included in the position detection system through the wireless communication means.
  • the position indicator receives a signal from the sensor of the position detection system by a resonance circuit and feeds back the received signal to the sensor of the position detection system.
  • a transmission circuit a configuration type that transmits a transmission signal from the transmission circuit to a sensor of the position detection system through a resonance circuit, and the like, and wireless communication that transmits additional information to a wireless communication means included in the position detection system
  • configuration types to be transmitted to the means and the presence of a plurality of configuration types is the same as in the case of the electrostatic coupling method described above.
  • JP 2011-3035 A Japanese Patent No. 4683505 JP 2011-3035 A Japanese Patent No. 4683505 JP 2011-3035 A
  • An object of the present invention is to provide a position indicator that solves the above-described problems and allows a plurality of types of configurations to be used with one position indicator.
  • the present invention provides: A communication unit for communicating with an external device; Setting means for performing an initial setting based on a signal from the external device received by the communication unit; Means for generating a position detection signal; Control means for sending at least the position detection signal based on the initial setting made by the setting means and a signal received from the external device; A position indicator is provided.
  • the setting means performs initial setting of the own position indicator based on the signal from the external device received by the communication unit.
  • This initial setting can include a plurality of configuration type switching settings.
  • the control unit controls the transmission of the position detection signal based on the initial setting performed by the setting unit and the signal from the external device.
  • the position indicator according to the present invention can constitute a position indicator corresponding to a position detection system of various configuration types (modes).
  • the position indicator according to the present invention can adopt a configuration (mode) corresponding to the configuration type according to the configuration type of the position detection system, a position indicator is prepared for each position detection system of a different configuration type. There is no need to reduce the cost burden on the user, and the user only needs to prepare one common position indicator for the position detection systems of a plurality of configuration types. There is an effect that troublesome management corresponding to the system becomes unnecessary.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the notional structure of embodiment of the position indicator by this invention. It is a figure for demonstrating the example of a mechanical structure of embodiment of the position indicator by this invention. It is sectional drawing which shows the timing chart for demonstrating the processing operation
  • FIG. 1 It is a figure which shows a part of flowchart for demonstrating the example of the flow of the processing operation of embodiment of the position indicator by this invention. It is a figure for demonstrating an example of the position indicator of the structure type which can be comprised by embodiment of the position indicator by this invention. It is a figure for demonstrating an example of the position indicator of the structure type which can be comprised by embodiment of the position indicator by this invention, and a corresponding position detection system. It is a figure for demonstrating another example of the position indicator of the structure type which can be comprised by embodiment of the position indicator by this invention, and a corresponding position detection system. It is a timing chart used in order to explain the example of FIG.
  • FIG. 13 is a timing chart used to explain the example of FIG. It is a figure for demonstrating another example of the position indicator of the structure type which can be comprised by embodiment of the position indicator by this invention, and a corresponding position detection system. It is a timing chart used in order to explain the example of FIG. It is a figure which shows the notional structure of other embodiment of the position indicator by this invention. It is a figure for demonstrating the example of the position indicator of the structure type which can be comprised by other embodiment of the position indicator by this invention.
  • FIG. 1 is a diagram for schematically explaining the conceptual configuration and processing operation of a position indicator 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the position indicator 1 is a capacitance type position detection system 2. It is a figure which shows the state located on the sensor input surface 2a.
  • 2 is a diagram for explaining a mechanical configuration example of the position indicator 1, FIG. 2 (A) is a partial longitudinal sectional view thereof, and FIG. 2 (B) is an external view thereof.
  • FIG. In this embodiment, the position indicator 1 is formed to have a bar-like stylus appearance.
  • the position indicator 1 of this embodiment includes a rod-shaped housing 3. As shown in FIG. 2A, the housing 3 is configured by a hollow cylindrical insulating portion 31 made of an insulating material such as synthetic resin. In this embodiment, at least a portion of the outer surface of the insulator 31 of the housing 3 where the operator holds the position indicator 1 is covered with a conductor 32 made of, for example, metal.
  • a printed wiring board 40 In the housing 3, as shown in FIG. 2A, a printed wiring board 40, a battery 5, and a writing pressure detection unit 9 are disposed.
  • the conductor portion 32 covering the outer peripheral surface of the housing 3 is electrically connected to the ground conductor of the printed wiring board 40, although not shown.
  • a signal transmission control circuit 41 constituting an example of a control means, a wireless communication module 42, a side switch 43 including a push button switch,
  • ID memory 44 that stores identification information (ID) of the position indicator 1
  • oscillators 45 and 46 that output oscillation signals having different frequencies f1 and f2
  • wiring patterns such as conductive patterns 47a to 47e, etc.
  • a power switch 48 and a light emitting diode (LED) 49 are arranged.
  • the conductive patterns 47a to 47e are schematically shown as one conductor pattern for simplification of description, but a plurality of conductive patterns 47a to 47e may be provided as necessary. Of course, it may be composed of a conductor pattern.
  • the battery 5 is a power supply source for the electronic circuits and electronic components configured on the printed wiring board 40.
  • the writing pressure detection unit 9 is configured in this embodiment as a variable capacitor that exhibits a capacitance according to the writing pressure applied to the center electrode 7 constituting the core.
  • the wireless communication module 42 constitutes an example of the communication unit (first communication unit) of the present invention.
  • the wireless communication module 42 receives the signal from the transmission function unit as an example of the first transmission unit and the position detection system.
  • the wireless communication module of the Bluetooth (registered trademark) standard of the short-range wireless communication standard is used.
  • the wireless communication module 42 is connected to the signal transmission control circuit 41.
  • the wireless communication module 42 is not limited to Bluetooth, and may be, for example, infrared communication, or a Wi-Fi (registered trademark) standard wireless communication module.
  • the side switch 43, the ID memory 44, and the writing pressure detection unit 9 constitute additional information generating means.
  • the side switch 43 supplies the on / off information to the signal transmission control circuit 41 as an example of additional information.
  • the ID memory 44 outputs the stored identification information (ID: Identification) of the position indicator 1 to the signal transmission control circuit 41 as an example of additional information.
  • ID Identification
  • the variable capacitor constituted by the writing pressure detection unit 9 exhibits a change in capacitance according to the writing pressure value applied to the center electrode 7 constituting the core body, and the signal transmission control circuit 41 has its capacitance. Is used to generate pen pressure information as an example of additional information.
  • the oscillators 45 and 46 generate an AC signal for forming a position detection signal transmitted from the position indicator 1 of this embodiment, and supply the generated AC signal to the signal transmission control circuit 41.
  • the oscillator 45 generates an AC signal having a frequency f1
  • the oscillator 46 generates an AC signal having a frequency f2 different from the frequency f1.
  • the signal transmission control circuit 41 generates different position detection signals based on the oscillator 45 and the oscillator 46. That is, the signal transmission control circuit 41, in combination with the oscillator 45 and the oscillator 46, constitutes a means for generating a position detection signal, and constitutes two transmission units. Then, the signal transmission control circuit 41 uses one of the two generated position detection signals as a position detection signal transmitted from the position indicator 1.
  • a plurality of transmission units for generating and transmitting position detection signals for each of a plurality of types of position indicators of the active type described later are provided, and a signal transmission control circuit You may comprise so that selection control may be carried out by 41.
  • the battery 5 is configured to be housed in the housing 3 as shown in FIGS. 1 and 2A, and the signal transmission control circuit 41 on the printed wiring board 40 is configured.
  • the power supply voltage of the electronic circuit unit such as is generated by the battery 5.
  • a terminal 52 is a terminal that is electrically connected to the power supply circuit portion on the printed wiring board 40.
  • the positive electrode 51 of the battery 5 is in contact with and electrically connected to the terminal 52.
  • the negative electrode of the battery 5 is directly connected to the ground conductor of the printed wiring board 40 or connected to the ground conductor of the printed wiring board 40 via the conductor portion 32 of the housing 3. It is made to press-contact with the terminal which is elastically displaced.
  • the operator 48a of the power switch 48 disposed on the printed wiring board 40 is provided so as to be operable from the outside through an opening provided in the housing 3, as shown in FIG. Yes.
  • the user can turn the power switch 48 on and off by sliding the operation member 48a.
  • On the printed wiring board 40 there is also formed a power supply circuit section that generates a power supply voltage from the voltage from the battery 5 when the power switch 48 is turned on.
  • one end side in the center line direction of the hollow cylindrical insulator portion 31 constituting the housing 3 is a tapered portion 33 that gradually tapers.
  • a peripheral electrode 6 made of, for example, an annular conductive metal is attached to the outer peripheral side of the tapered portion 33.
  • the peripheral electrode 6 and the conductor part 32 on the outer peripheral surface of the housing 3 are insulated by interposing an insulator part 31 therebetween.
  • the peripheral electrode 6 is electrostatically coupled to the position detection system 2 to form a signal receiving unit from the position detection system in this embodiment.
  • the peripheral electrode 6 is electrically connected to the conductor pattern 47 a of the printed wiring board 40 by a lead conductor member 61 that penetrates the insulator portion 31.
  • the conductor pattern 47a is connected to the input end of the signal transmission control circuit 41.
  • the central electrode 7 made of a conductive rod-like body is disposed so that one end side protrudes outside from the hollow portion of the tapered portion 33 of the housing 3.
  • the center electrode 7 serves as a core constituting the pen tip of the pen-shaped position indicator 1.
  • the center electrode 7 constitutes an example of a second transmission unit for transmitting a position detection signal.
  • the end opposite to the side projecting to the outside is a printed wiring.
  • the conductive pattern 47b formed on the substrate 40 is electrically connected.
  • the conductive pattern 47 b is connected to the output end of the signal transmission control circuit 41.
  • the position indicator 1 also operates as a passive type position indicator that does not transmit a position detection signal.
  • the center electrode 7 is connected to the conductor of the position detection system 2. This serves to suck up the electric charge through the electrostatic coupling portion.
  • the peripheral electrode 6 is provided around the central electrode 7.
  • the combination of the peripheral electrode 6 and the center electrode 7 is for the improved position indicator of the passive method described above.
  • a shield member 8 for effectively preventing mutual electrical interference is provided between the peripheral electrode 6 and the center electrode 7.
  • the shield member 8 of this embodiment is provided so as to surround the center electrode 7, whereby the shield member 8 is interposed between the peripheral electrode 6 and the center electrode 7, so that the peripheral electrode 6 and the center electrode 7 The coupling capacity between them is made as small as possible.
  • the center electrode 7 and the peripheral electrode 6 also constitute a communication unit (second communication unit).
  • the center electrode 7 constitutes a transmission unit (second transmission unit)
  • the peripheral electrode 6 constitutes a receiver (second receiver)
  • the center electrode 7 constitutes a receiver (second receiver)
  • the peripheral electrode 6 constitutes a transmitter (second transmitter). You may make it comprise.
  • the center electrode 7 serving as the core body is fitted with a pen pressure detection unit 9 disposed in the hollow portion of the housing 3 at the end opposite to the side protruding outward.
  • the indicator 1 is locked in the hollow portion of the housing 3.
  • the center electrode 7 is configured to be detached from the writing pressure detection unit 9 by being pulled out. That is, the center electrode 7 as the core body can be exchanged for the position indicator 1.
  • the writing pressure detection unit 9 is a variable capacitor (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-186803) exhibiting a capacitance according to the pressure (writing pressure) applied to the center electrode 7 as a core. It is configured.
  • the electrodes at both ends of the variable capacitor constituted by the writing pressure detection unit 9 are connected to the signal transmission control circuit 41 by the conductive pattern 47c.
  • the signal transmission control circuit 41 sets the position indicator 1 of this embodiment to any of a plurality of configuration types (modes). And determining whether to transmit the position detection signal through the center electrode 7 based on the determination control, and further controlling the transmission of the additional information through the center electrode 7 or the wireless communication module 42. Do.
  • the position detection system 2 used together with the position indicator 1 there are a plurality of configuration types such as a passive system, an improved passive system, and an active system as described above.
  • the position detection system 2 includes a wireless communication module that can communicate with the wireless communication module 42 of the position indicator 1, a pen that indicates a configuration type in which the position detection system 2 can be operated by the wireless communication module.
  • the seed information is transmitted to the position indicator 1.
  • the position indicator 1 receives the pen type information from the position detection system by the reception function of the wireless communication module 42 (an example of the reception function of the communication unit), and any configuration based on the received pen type information. It is determined whether or not the position indicator should be of the type (mode), and initialization is performed so that the position indicator of the determined configuration type is obtained.
  • the position indicator 1 receives a signal from the position detection system through the peripheral electrode 6.
  • receiving an example of the reception function of the communication unit
  • the device 1 discriminates these differences and determines which configuration type position indicator should be used based on the discrimination result. In this case, when the configuration type information is not obtained from the position detection system through the wireless communication module 42, it is possible to determine which configuration type (mode) of the position indicator should be used.
  • the signal transmission control circuit 41 of the position indicator 1 is a configuration type (mode) of the position indicator 1 based on the information received from the position detection system 2 through the wireless communication module 42 or the signal received through the peripheral electrode 6.
  • the position indicator 1 is synchronized with a signal received from the position detection system through the wireless communication module 42 or the peripheral electrode 6 in the initial configuration type (mode). A process of controlling to send a detection signal and additional information is also performed.
  • the position indicator 1 performs initial setting based on information received from the position detection system 2 through the wireless communication module 42, and synchronizes based on a signal received from the position detection system 2 through the wireless communication module 42.
  • the above initial setting and the above synchronization processing will be described with reference to the timing chart of FIG.
  • the position indicator 1 completes the pairing of the so-called position indicator 1 and the position detection system 2 in a state where the communication connection with the position detection system 2 is established via the wireless communication module 42.
  • the signal Sp for communication connection with the position detection system 2 and pairing is intermittently transmitted through the wireless communication module 42 at a constant period To, through the position detection system 2. To send to.
  • the position detection system 2 When the position detection system 2 confirms the reception of the signal Sp for pairing from the position indicator 1, the position detection system 2 determines that the pairing with the position indicator 1 is possible. Then, the information on the configuration type of the position indicator operating with the position detection system is sent.
  • the position indicator 1 When the position indicator 1 confirms the reception of the configuration type information from the position detection system (see FIG. 3A) through the wireless communication module 42, the position indicator 1 can be paired with the position detection system 2.
  • the initial setting is performed using the received information on the configuration type. That is, in this example, the configuration type information is an example of information for initial setting in the position indicator 1.
  • This initial setting includes, for example, the frequency of the signal transmitted from the position indicator 1, selection of the signal transmitted from the position indicator 1 (selection of position detection signal and additional information), and the signal transmitted from the position indicator 1.
  • Setting of transmission timing (for example, one data transmission for each external synchronization signal or a case where there is no external synchronization signal and transmission is continued at a specified interval) is included.
  • the position detection system 2 when the position indicator 1 transmits a pairing signal Sp and the position detection system 2 receives the signal Sp, the position detection system 2 sends the configuration type information to the position indicator. 1 and the position indicator 1 performs initial setting based on the information of the configuration type.
  • the position detection system 2 may transmit the signal Sp for pairing to the position indicator 1 through the wireless communication module intermittently at a constant period To.
  • the signal Sp for pairing includes information on the configuration type of the position indicator that operates with the position detection system 2.
  • the position indicator 1 when the position indicator 1 receives the signal Sp from the position detection system through the wireless communication module 42, the position indicator 1 performs initial setting using information on the configuration type included in the signal Sp. When the initial setting is completed, the position indicator 1 receives the signal Sp for pairing and transmits a response indicating that pairing is completed to the position detection system 2.
  • the position indicator 1 When pairing is performed as described above and the initial setting in the position indicator 1 is completed, the position indicator 1 starts transmission of a position detection signal and additional information to the position detection system according to the initial setting. Prepare. Further, when the position detection system 2 recognizes that the pairing with the position indicator 1 is possible, the position detection system 2 stops the transmission of the signal Sp through the wireless communication module. A reference signal (external synchronization signal) with respect to the transmission timing of the signal from the position indicator 1 is transmitted through the wireless communication module.
  • the transmission of the position detection signal and the additional information from the position indicator 1 to the position detection system 2 is performed in synchronization with the signal (external synchronization signal) received from the position detection system by the wireless communication module 42. Thereby, in a position detection system, it becomes possible to receive the signal from the position indicator 1 reliably and correctly.
  • the position indicator 1 sends all of the position detection signal and the additional information to the position detection system 2 through the center electrode 7 (or the peripheral electrode 6).
  • the position detection signal and the writing pressure information of the additional information are sent to the position detection system 2 through the center electrode 7 (or the peripheral electrode 6), and the identification information.
  • the ID is a case where the ID is transmitted to the position detection system 2 through the wireless communication module 42.
  • the position detection system 2 transmits the external synchronization signal SYC through, for example, a predetermined cycle through the wireless communication module after pairing with the position indicator 1.
  • the position indicator 1 receives the external synchronization signal SYC
  • the position indicator 1 passes through the center electrode 7 (or the peripheral electrode 6) and receives a position detection signal (burst signal).
  • the additional information is transmitted to the position detection system 2.
  • all of the additional information is not transmitted to the position detection system 2 through the center electrode 7 (or the peripheral electrode 6), but at the timing based on the external synchronization signal SYC, the identification information ID, etc. Some or all of the additional information may be transmitted to the position detection system 2 through the wireless communication module 42.
  • the position detection system 2 may receive the position detection signal and the additional information sent from the position indicator 1 at the timing synchronized with the external synchronization signal after the transmission of the external synchronization signal SYC.
  • the signal from the device 1 can be obtained.
  • the additional information need not always be sent together with the position detection signal, but may be sent at a predetermined interval.
  • the oscillator of the position detection system and the oscillator of the timing signal generation circuit of the position indicator 1 operate at substantially the same frequency, but the timing shifts over time due to the difference in frequency. For this reason, the transmission interval of the external synchronization signal SYC from the position detection system 2 is set to be equal to or less than an interval that can be accommodated with a deviation that does not affect the operation.
  • the first example and the second example described above are examples in which the position indicator 1 is configured such that the reception timing of the external synchronization signal SYC and the transmission timing of the position detection signal and additional information do not overlap.
  • the configuration includes a timing signal generation circuit that generates a signal that is synchronized with the external synchronization signal SYC from the position detection system 2, so that the reception timing of the external synchronization signal SYC and the position detection are detected.
  • the transmission timing of the service signal and additional information may overlap.
  • the third example is an example in that case.
  • a timing signal generation circuit that generates a signal synchronized with the external synchronization signal SYC from the position detection system 2 is provided.
  • the transmission timing of the next position detection signal and additional information is set to a timing synchronized with the external synchronization signal SYC by the signal.
  • the transfer rate of the position detection signal and the additional information can be increased. Also in the third example, the position detection system 3 does not need to transmit the external synchronization signal SYC in accordance with the transmission timing of the position detection signal from the position indicator 1 or the additional information, and sets the time interval. You may make it open and transmit.
  • the position indicator 1 receives the external synchronization signal SYC from the position detection system 2 and detects the position at a timing synchronized with the received external synchronization signal SYC. An additional signal and additional information were sent. However, the position indicator 1 transmits a synchronization signal for notifying the timing for transmitting the position detection signal and the additional information to the position detection system 2, and the position detection system 2 receives the synchronization signal from the position indicator 1. You may make it receive the signal transmitted from the position indicator 1 based on a signal.
  • the position detection system 2 has a wireless communication module and transmits setting information (for example, configuration type information) for initial setting in the position indicator 1 but does not perform synchronization.
  • setting information for example, configuration type information
  • the position detection system 2 has no wireless communication module and transmits setting information from the sensor to the position indicator 1.
  • a signal received from the sensor of the position detection system 2 is received by the receiving unit including the center electrode 7 or the peripheral electrode 6 on the pen tip side of the position indicator 1, the initial setting is performed, and the position detection system 2 Start communication.
  • the position detection system 2 does not have a wireless communication module and the setting information is not transmitted from the sensor.
  • the position indicator 1 and the position detection system 2 cannot be paired, and the position indicator 1 is based on a default value set (stored) in the position indicator 1 in advance. Start sending signals.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an electronic circuit formed on the printed wiring board 40 in the housing 3 of the position indicator 1 of this embodiment, mainly the detailed internal configuration of the signal transmission control circuit 41. It is a figure which shows an example.
  • the signal transmission control circuit 41 includes a control unit 410 made of, for example, an IC (Integrated Circuit), a pen type determination unit 411, a center electrode transmission signal generation unit 412, and a wireless transmission signal generation unit 413. , Switch circuits 416, 417 for switching between a position detection signal selection switch circuit 414, a feedback signal generation circuit 415, a passive type position indicator, and a passive type improved type and active type position indicator. It is comprised including.
  • IC Integrated Circuit
  • the control unit 410 includes a setting unit 4101 for performing the above-described initial setting and a synchronization unit 4102 for transmitting a transmission signal synchronized with the external synchronization signal SYC from the position detection system 2 as functional units. Yes.
  • the control unit 410 is connected to a variable capacitance capacitor configured by the writing pressure detection unit 9, and the control unit 410 determines the center of the capacitance of the variable capacitance capacitor configured by the writing pressure detection unit 9.
  • the pressure (writing pressure value) applied to the electrode 7 is calculated.
  • an on / off state signal of the side switch 43 is supplied to the control unit 410.
  • the control unit 410 generates side switch information that is additional information regarding the side switch 43 from the on / off state signal of the side switch 43.
  • the ID memory 44 is connected to the control unit 410, and the control unit 410 reads and acquires the identification information (ID) of the position indicator 1 from the ID memory 44 as necessary.
  • the ID memory 44 may store the identification information stored in advance in the position indicator 1, or the identification information that is the storage content of the storage ID memory 44 is received through the wireless communication module 42, for example. Further, it may be configured such that it can be rewritten by a command from the position detection system 2.
  • the setting unit 4101 of the control unit 410 determines each of a plurality of types of additional information, in this example, writing pressure information, side switch information, and identification information, according to information based on the pen type determination result from the pen type determination unit 411. The initial setting of whether to transmit from the center electrode 7 or to transmit wirelessly from the wireless communication module 42 is performed.
  • control unit 410 supplies the additional information transmitted through the center electrode 7 to the center electrode transmission signal generation unit 412, and the additional information transmitted through the wireless communication module 42 is transmitted to the wireless transmission signal generation unit 413. Supply.
  • the center electrode transmission signal generation unit 412 is connected to the center electrode 7, and as described later, additional information to be transmitted is transmitted to the position detection system 2 through the center electrode 7 together with the position detection signal.
  • the wireless transmission signal generation unit 413 is connected to the transmission unit 421 of the wireless communication module 42, and additional information to be transmitted is wirelessly transmitted to the position detection system 2 through the transmission unit 421.
  • the control unit 410 receives the external synchronization signal SYC from the position detection system 2 through the reception unit 422 of the wireless communication module 42, and the synchronization unit 4102 performs position detection based on the received external synchronization signal SYC. Control is performed so that the signal and the additional information are transmitted from the center electrode transmission signal generation unit 412 through the center electrode 7, or the additional information is transmitted from the wireless transmission signal generation unit 413 through the transmission unit 421 of the wireless communication module 42.
  • the center electrode transmission signal generation unit 412 detects the position to which the AC signal of the frequency f1 from the oscillator 45 and the AC signal of the frequency f2 from the oscillator 46 are to be transmitted according to the switching selection by the control unit 410 of the switch circuit 414. And a feedback signal from the feedback signal generation circuit 415 is supplied as a position detection signal to be transmitted. In this example, the feedback signal generation circuit 415 amplifies the signal received from the position detection system 2 through the peripheral electrode 6 to enhance the signal and further invert the phase. A configuration example and a processing example of the feedback signal generation circuit 415 will be described in detail later.
  • the control unit 410 generates a switching selection signal for the switch circuit 414 based on the initial setting information set based on the pen type determination result from the pen type determination unit 411.
  • connection part between the center electrode transmission signal generation part 412 and the center electrode 7 is connected to the conductor part 32 of the housing 3 through the switch circuit 416.
  • the peripheral electrode 6 is connected to the conductor portion 32 of the housing 3 through the switch circuit 417.
  • the switch circuits 416 and 417 are switched by an on / off control signal from the control unit 410.
  • the control unit 410 generates on / off control signals for the switch circuits 416 and 417 based on the initial setting information set based on the pen type determination result from the pen type determination unit 411.
  • the pen type determination unit 411 includes a pen type table memory 4111 and a determination processing unit 4112. Information from the position detection system 2 received by the reception unit 422 of the wireless communication module 42 is supplied to the determination processing unit 4112 of the pen type determination unit 411, and a signal received from the position detection system 2 through the peripheral electrode 6 is received. Supplied.
  • the pen type table memory 4111 a plurality of types of configuration types of the position indicator 1, and the presence / absence of transmission of a position detection signal and a position detection signal to be transmitted are generated in each type of position indicator.
  • the pen type table information indicating whether the frequency of the oscillator and the additional information is transmitted from the center electrode 7 or transmitted through the wireless communication module 42 is stored.
  • the pen type table information may be stored in advance in the pen type table memory 4111.
  • the pen type table information is configured to be written and rewritten by a command from the position detection system 2 through the wireless communication module 42. ing.
  • the determination processing unit 4112 determines the information received from the position detection system 2 received by the reception unit 422 of the wireless communication module 42 or the signal received from the sensor unit of the position detection system 2 through the peripheral electrode 6, and the pen type table. With reference to the pen type table information in the memory 4111, the configuration type of the position indicator suitable for the position detection system 2 to be used with the position indicator 1 is determined. Based on the determination result, the presence / absence of signal transmission from the center electrode 7, the information on the position detection signal transmitted from the center electrode 7 and the additional information, and additional information transmitted through the wireless communication module 42 are provided. Information about what is generated is generated, and the generated information is supplied to the control unit 410.
  • the control unit 410 generates a switching selection signal for the switch circuit 414 and on / off control signals for the switch circuits 416 and 417 based on the initial settings set based on the information from the pen type determination unit 411, and In addition to being supplied to the switch circuits 414, 416, and 417, additional information to be supplied to the center electrode transmission signal generation unit 412 and additional information to be supplied to the wireless transmission signal generation unit 413 are determined and supplied.
  • FIG. 5 shows an example of pen type table information of the pen type determination unit 411.
  • the example of FIG. 5 is table information on five types of position indicators of configuration type 1 to configuration type 5 (mode 1 to mode 5). After determining the configuration type (mode) of the position indicator, the pen type determination unit 411 generates control information to be supplied to the control unit 410 with reference to the pen type table information. Below, in the position indicator 1 of this embodiment, it demonstrates that each structure type (mode) is switched by control by the control part 410.
  • FIG. 1 shows an example of pen type table information of the pen type determination unit 411.
  • the example of FIG. 5 is table information on five types of position indicators of configuration type 1 to configuration type 5 (mode 1 to mode 5). After determining the configuration type (mode) of the position indicator, the pen type determination unit 411 generates control information to be supplied to the control unit 410 with reference to the pen type table information. Below, in the position indicator 1 of this embodiment, it demonstrates that each structure type (mode) is switched by control by the control part 410.
  • Configuration type 1 (mode 1) is a passive position indicator, and no signal is transmitted from the center electrode 7, and all additional information is transmitted through the wireless communication module 42. That is, in the signal transmission control circuit 41 of the position indicator 1, when the pen type determination unit 411 determines this configuration type 1 (mode 1), the control unit 410 turns on the switch circuits 416 and 417, and the center electrode The transmission signal generation unit 412 is set to a non-operating state. The switch circuit 417 may be off. Then, the control unit 410 performs control so that all additional information is transmitted to the position detection system 2 through the transmission unit 421 of the wireless communication module 42 through the wireless transmission signal generation unit 413. The identification information may not need to be transmitted as additional information.
  • Configuration type 2 (mode 2) is an improved passive position indicator.
  • the control unit 410 turns off the switch circuits 416 and 417 based on the information from the pen type determination unit 411, and switches the switch circuit. 414 switches to a state in which the signal from the feedback signal generation circuit 415 is selected. All the additional information is controlled to be transmitted from the control unit 410 to the position detection system 2 through the wireless transmission signal generation unit 413 and the transmission unit 421 of the wireless communication module 42.
  • the identification information may not need to be transmitted as additional information.
  • Configuration type 3 (mode 3) is the first type of active position indicator.
  • the control unit 410 determines that the configuration type is 3 (mode 3)
  • the control unit 410 turns off the switch circuit 416 and turns on the switch circuit 417.
  • the switch circuit 414 switches to a state of selecting an AC signal from the oscillator 45 having the frequency f1. All the additional information is controlled to be transmitted from the control unit 410 to the position detection system 2 through the wireless transmission signal generation unit 413 and the transmission unit 421 of the wireless communication module 42.
  • the identification information may not need to be transmitted as additional information.
  • Configuration type 4 (mode 4) is the second type of active position indicator. If the pen type determination unit 411 determines that the configuration type is 4 (mode 4), the control unit 410 turns off the switch circuit 416 and turns on the switch circuit 417 based on the information from the pen type determination unit 411. In this example, the switch circuit 414 switches to a state of selecting an AC signal from the oscillator 46 having the frequency f2. Of the additional information, the pen pressure information and the side switch information are transmitted together with the position detection signal from the center electrode 7, and the identification information ID is detected through the wireless transmission signal generation unit 413 and the transmission unit 421 of the wireless communication module 42. Control to transmit to system 2.
  • Configuration type 5 (mode 5) is the second type of active position indicator.
  • the control unit 410 turns off the switch circuit 416 and turns on the switch circuit 417.
  • the switch circuit 414 switches to a state of selecting an AC signal from the oscillator 46 having the frequency f2. All of the additional information is controlled so as to be transmitted from the center electrode 7 together with the position detection signal.
  • the signal transmission control circuit 41 determines the configuration type of the position indicator based on the information and signals received from the sensor unit of the position detection system 2 through the reception unit 422 and the peripheral electrode 6 of the wireless communication module 42.
  • the position indicator 1 is determined to have the configuration of the determined configuration type position indicator.
  • the position indicator 1 of this embodiment can automatically configure and use various types of position indicators corresponding to various types of position detection systems 2. That is, it is possible to input a position instruction to the plurality of position detection systems 2 of various methods only with the position indicator 1 of this embodiment. For this reason, it is not necessary to prepare a separate position indicator for each of the plurality of position detection systems 2 of various methods, which is very convenient and reduces the cost burden for the user. Become.
  • the pen type information received from the position detection system 2 received through the wireless communication module 42 is not limited to the configuration type information that directly identifies each of the configuration types 1 to 5.
  • the pen type table information may be information that indirectly indicates the number of each configuration type 1 to 5 or the address of each configuration type in the pen type table memory 4111.
  • each processing function of the determination processing unit 4112, the center electrode transmission signal generation unit 412, and the wireless transmission signal generation unit 413 of the pen type determination unit 411 is configured by the control unit 410 as software processing function means. Is also possible. The same applies to the feedback signal generation circuit 415.
  • the signal transmission control circuit 41 first determines whether or not information is received by the receiving unit 422 of the wireless communication module 42 (step S1). When it is determined that the information is received, whether or not the received information is pen type information. A determination is made (step S2). When it is determined in step S2 that the received information is pen type information, the signal transmission control circuit 41 determines the configuration type (pen type) of the position indicator based on the received pen type information, and the pen type. With reference to the table memory 4111, the signal transmitted from the center electrode 7 and the transmission unit 421 of the wireless communication module 42 is determined and initialized (step S3). As described above, this initial setting includes setting whether or not to transmit a position detection signal from the center electrode 7.
  • step S3 the signal transmission control circuit 41 executes signal transmission based on the initial setting according to the configuration type determined in step S3 through the center electrode 7 and the transmission unit 421 of the wireless communication module 42 (step S3). S4).
  • the signal transmission control circuit 41 determines whether or not the information from the position detection system 2 through the receiving unit 422 of the wireless communication module 42 cannot be received (step S5), and determines that the information cannot be received. Sometimes, the process returns to step S4 to continue signal transmission according to the determined configuration type.
  • step S5 when it is determined that the information from the position detection system 2 through the receiving unit 422 of the wireless communication module 42 cannot be received, the signal transmission control circuit 41 determines whether or not a predetermined time has passed since the signal cannot be received. (Step S6). When it is determined in step S6 that the predetermined time or more has not elapsed, the signal transmission control circuit 41 returns the process to step S4 and continues signal transmission according to the determined configuration type.
  • step S6 When it is determined in step S6 that the predetermined time or more has elapsed, the signal transmission control circuit 41 pauses signal transmission from the center electrode 7 and the transmission unit 421 of the wireless communication module 42, and puts the position indicator 1 in the sleep state. (Step S7). In this sleep state, in order to reduce power consumption by reducing the battery 5 as much as possible, the power to the reception unit 422 of the wireless communication module 42, the control unit 410 of the signal transmission control circuit 41, and the pen type determination unit 411 However, the unnecessary voltage supply to other parts is stopped.
  • step S7 the signal transmission control circuit 41 returns the process to step S1, and repeats the processes after step S1 described above.
  • step S1 When it is determined in step S1 that the receiving unit 422 of the wireless communication module 42 has not received information, or in step S2, when it is determined that the received information is not pen type information, the signal transmission control circuit 41 It is determined whether or not a signal is received through the peripheral electrode 6 (step S11 in FIG. 7). When it is determined in step S11 that no signal is received through the peripheral electrode 6, the signal transmission control circuit 41 turns on the switch circuit 416 and connects the center electrode 7 to the ground of the printed wiring board 40 through the conductor portion 32. A configuration type 1 state is established by connecting to a conductor (ground) (step S18). After step S18, the signal transmission control circuit 41 returns the process to step S1 in FIG. 6, and repeats the processes after step S1.
  • step S12 When it is determined in step S11 that a signal has been received through the peripheral electrode 6, it is determined whether the pen type can be determined from the received signal (step S12). When it is determined in step S12 that the pen type cannot be determined, the signal transmission control circuit 41 turns on the switch circuit 416, and the center electrode 7 is connected to the ground conductor (ground) of the printed wiring board 40 through the conductor portion 32. ) To be in the configuration type 1 state (step S18). After step S18, the signal transmission control circuit 41 returns the process to step S1 in FIG. 6, and repeats the processes after step S1.
  • the signal transmission control circuit 41 determines the configuration type (pen type) of the position indicator based on the received signal, and stores the pen type table 4111. Referring to the center electrode 7 and the signal to be transmitted from the transmitter 421 of the wireless communication module 42 is determined and initialized (step S13). As described above, this initial setting includes setting whether or not to transmit a position detection signal from the center electrode 7.
  • the signal transmission control circuit 41 After step S13, the signal transmission control circuit 41 performs signal transmission based on the initial setting according to the configuration type determined in step S13 through the center electrode 7 and the transmission unit 421 of the wireless communication module 42 (step S13). S14).
  • the signal transmission control circuit 41 determines whether or not the signal can be received through the peripheral electrode 6 (step S15). When it is determined that the signal cannot be received, the process returns to step S14. Continue signal transmission according to the determined configuration type.
  • step S15 When it is determined in step S15 that the signal cannot be received through the peripheral electrode 6, the signal transmission control circuit 41 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the signal could not be received (step S16). When it is determined in step S16 that the predetermined time or more has not elapsed, the signal transmission control circuit 41 returns the process to step S14 and continues signal transmission according to the determined configuration type.
  • step S16 When it is determined in step S16 that the predetermined time or more has elapsed, the signal transmission control circuit 41 pauses signal transmission from the center electrode 7 and the transmission unit 421 of the wireless communication module 42, and puts the position indicator 1 in the sleep state. (Step S17). And after this step S17, the signal transmission control circuit 41 returns a process to step S1, and repeats the process after step S1 mentioned above.
  • FIG. 8 is a diagram showing a circuit example of a main part of the position indicator 1A of configuration type 2, and in particular, a circuit configuration example of the feedback signal generation circuit 415 and a circuit configuration example of the power supply circuit unit 50 omitted above. It is shown.
  • the power supply circuit unit 50 includes a DC / DC converter 501, generates a power supply voltage + Vcc from the voltage of the battery 5, and supplies it to the signal transmission control circuit 41 and others.
  • a power switch 48 is provided between the DC / DC converter 501 and the battery 5.
  • a series circuit of a resistor 502 and an LED 49 is connected between the output terminal of the DC / DC converter 501 and the ground conductor.
  • the feedback signal generation circuit 415 is configured as a signal enhancement processing circuit in this example, and includes a sense amplifier 510, a signal amplification factor variable circuit 520, and a transformer 530.
  • the sense amplifier 510 includes an operational amplifier 511 and a capacitor 512 connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 511.
  • An inverting input terminal of the operational amplifier 511 is connected to a connection terminal 513 connected to the peripheral electrode 6.
  • the reference voltage Vref described above is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 511.
  • the peripheral electrode 6 of the position indicator 1A and the position detection system 2A are coupled via a capacitance C1.
  • this alternating current signal is supplied to the connection terminal 513 as a current signal via the capacitance C1 and the peripheral electrode 6 and input to the sense amplifier 510. Is done.
  • the capacitor 512 is for detecting a current signal input via the capacitance C1.
  • the sense amplifier 510 inverts the phase of the AC signal input as a current signal through the connection terminal 513 and outputs the inverted signal to the signal amplification factor variable circuit 520.
  • the signal amplification factor variable circuit 520 includes an operational amplifier 521 and a variable resistor 522 connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 521.
  • the amplification factor of the signal amplification factor variable circuit 520 is variably set, and as a result, the signal detection sensitivity of the position indicator 1A is controlled.
  • the AC signal amplified by the signal amplification factor variable circuit 520 is supplied to the primary winding 530a of the transformer 530.
  • the number of lines is set large (n1 ⁇ n2). Therefore, on the secondary winding 530b side of the transformer 530, the amplitude of the output signal of the signal amplification factor variable circuit 520 is multiplied according to the winding number ratio to obtain an AC signal (voltage signal) having a large amplitude. It is done.
  • One end of the secondary winding 530b of the transformer 530 is connected to a connection terminal 523 connected to a core body 71 made of a rod-shaped conductor of the center electrode 7 shielded by the shield member 8, and the secondary winding 530b of the transformer 530 is connected. Is connected to the ground conductor of the printed wiring board 40. Therefore, the output signal converted to a large amplitude AC signal voltage by the feedback signal generation circuit 415 is supplied to the center electrode 7 through the connection terminal 523.
  • the center electrode 7 of the position indicator 1A and the position detection system 2A are coupled via a capacitance. Then, an AC signal is fed back from the position indicator 1A to the position detection system 2A.
  • the position detection system 2A in this example has a configuration of a mutual capacitance type position detection system in which a sensor electrode includes an input electrode and an output electrode, and a change in the coupling capacitance of a touch point touched by the position indicator 1A is detected. is there.
  • the position detection system 2A of this example includes a sensor unit 20A, a transmission unit 21, a reception unit 22, a wireless communication unit 25, and a control unit 220A.
  • the sensor unit 20A includes a plurality of linear conductors extending in the lateral direction (X-axis direction) of the sensor input surface, in this example, m transmission conductors 23Y 1 , 23Y 2 ,..., 23Y m (m is 1 or more). And a plurality of (in this example, n) receiving conductors 24X 1 , 24X 2 ,... Extending in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the sensor input surface orthogonal to the transmitting conductors 23Y 1 to 23Y m.
  • the plurality of transmission conductors 23Y 1 to 23Y m are arranged at equal intervals in the Y-axis direction and connected to the transmission unit 21.
  • the plurality of receiving conductors 24X 1 to 24X n are arranged at equal intervals in the X-axis direction and are connected to the receiving unit 22.
  • the plurality of transmission conductors 23Y and the plurality of reception conductors 24X are arranged at a predetermined interval, and have a plurality of intersections (cross points) with an orthogonal relationship. At each cross point, the transmission conductor 23Y and the reception conductor 24X can be regarded as being coupled via a predetermined capacitance.
  • the transmission unit 21 supplies a predetermined AC signal to the transmission conductor 23Y based on the control of the control unit 220.
  • the transmission unit 21 may supply the same AC signal to the plurality of transmission conductors 23Y 1 , 23Y 2 ,..., 23Y m while sequentially switching one by one, or a plurality of mutually different pluralities. May be simultaneously supplied to the plurality of transmission conductors 23Y 1 , 23Y 2 ,..., 23Y m .
  • the plurality of transmission conductors 23Y 1 , 23Y 2 ,..., 23Y m may be divided into a plurality of groups, and different AC signals may be used for each group.
  • the signal component transmitted is detected. If the coupling capacitance between the transmission conductor 23Y and the reception conductor 24X is equal at all cross points, when the position indicator 1 is not present on the sensor unit 20, all the reception conductors of the sensor unit 20 are used.
  • 24X 1, 24X 2, ⁇ the received signal of a predetermined level is detected at the receiver 22 from the 24X n.
  • the transmission conductor 23Y, the reception conductor 24X, and the position indicator 1A constituting the cross point of the contact position are coupled through capacitance. That is, the capacitance is changed by the position indicator 1A, and the reception signal level obtained from the reception conductor 24X of the cross point where the position indicator 1A exists is compared with the reception signal level of other cross points. Will change.
  • the reception unit 22 detects the reception conductor 24X in which the level of the reception signal has changed among the plurality of reception conductors 24X 1 , 24X 2 ,..., 24X n , thereby indicating the position indicated by the position indicator 1A. Is detected. Then, the control unit of the position detection system 2 (not shown) detects the transmission conductor 23Y that supplies an AC signal from the transmission unit 21 and the reception conductor 24X in which the reception signal level has changed in the reception unit 22. Thus, the cross point where the position indicator 1A is in contact is detected.
  • the position detection system 2 detects a cross point where the finger approaches or contacts based on the same principle. In that case, a part of the AC signal supplied to the transmission conductor 23Y flows to the ground through the finger and through the human body of the user. Therefore, the reception signal level of the reception conductor 24X constituting the cross point where the finger exists changes.
  • the reception unit 22 detects the reception conductor 24X constituting the cross point where the finger exists by detecting the change in the reception signal level.
  • the position detection system 2A can detect the indicated position in the sensor unit 20A in the same manner as the principle of finger position detection.
  • the position detection system corresponding to the position indicator of the configuration type 1 uses a spread code as an AC signal to be transmitted to the position indicator and obtains a correlation between the transmission signal and the received signal, thereby indicating the position indicated by the position indicator. This is compensated for the decrease in detection sensitivity.
  • the affinity between the position indicator 1A and the position detection system 2A is high without using a spreading code or the like.
  • the versatility is high, and a predetermined waveform correlation is ensured between the input signal and the output signal, and position detection on the sensor unit 20A can be performed with high sensitivity.
  • the AC signal supplied to the transmission conductor 23Y passes through the capacitance C1 as shown in FIG. Further, the current signal is input to the feedback signal generation circuit 415 through the connection terminal 513 through the peripheral electrode 6.
  • the AC signal (current signal) input to the feedback signal generation circuit 415 is phase-inverted by the sense amplifier 510 and then amplified by the signal amplification factor variable circuit 520 and boosted (multiplied) by the transformer 530 to enhance the signal. Then, the voltage signal is supplied to the center electrode 7 through the connection terminal 523. That is, the AC signal input from the sensor unit 20A to the feedback signal generation circuit 415 via the peripheral electrode 6 is reversed in phase and converted to a large amplitude signal through the center electrode 7 in the feedback signal generation circuit 415. Returned to the sensor unit 20A.
  • the AC signal fed back from the center electrode 7 of the position indicator 1A to the sensor unit 20A of the position detection system 2A is an enhanced signal having a phase opposite to that of the AC signal supplied to the transmission conductor 23Y.
  • the position indicator 1A functions to further increase the change in the AC signal in the reception signal of the reception conductor 24X. For this reason, the position detection system 2A can detect the contact position of the position indicator 1A with high sensitivity.
  • the detection operation is further stabilized by connecting the ground conductor of the position indicator 1A to the human body. That is, in this embodiment, the housing 3 of the position indicator 1 ⁇ / b> A is covered with the conductor portion 32 connected to the ground conductor of the printed wiring board 40. For this reason, the AC signal supplied to the transmission conductor 23Y in the position detection system 2A flows to the ground through the user's human body through the position indicator 1A, so that the signal detection operation can be further stabilized.
  • the voltage at the transmission conductor 23Y of the sensor unit 20A of the position detection system 2A is V
  • the voltage at the center electrode 7 of the position indicator 1A of this embodiment is e
  • the voltage between the peripheral electrode 6 and the center electrode 7 is If the capacitance is C2 (see FIG. 1), e ⁇ C1 / C2 ⁇ V There is a relationship. For this reason, it is advantageous that the capacitance C2 between the peripheral electrode 6 and the center electrode 7 is as small as possible to increase the potential e of the center electrode 7.
  • the shield member 8 is interposed between the peripheral electrode 6 and the center electrode 7 so that the coupling between the two is made as small as possible. Therefore, in the position indicator 1 of this embodiment, by interposing the shield member 8, the capacitance C2 between the peripheral electrode 6 and the center electrode 7 is reduced, the voltage e can be increased, and the efficiency The sensitivity can be increased well.
  • the position indicator 1A of the above-described embodiment is configured to receive the AC signal from the position detection system 2A at the peripheral electrode 6 and feed back the output AC signal whose signal is enhanced from the center electrode 7 to the position detection system 2A.
  • an electrode for receiving an AC signal from the position detection system 2A may be used as the center electrode 7 and an electrode for returning the signal-enhanced AC signal to the position detection system 2 may be used as the peripheral electrode 6.
  • writing pressure information, side switch information, and identification information are wirelessly transmitted from the wireless communication module 42 to the wireless communication unit 25 of the position detection system 2A.
  • the pen pressure information, the side switch information, and the identification information received by the wireless communication unit 25 are supplied to the control circuit 220A and transmitted to the host computer, for example, together with the detected position information.
  • the additional information from the position indicator of the configuration type 1 is transmitted from the wireless communication module 42 to the position detection system.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a circuit example of a main part of the position indicator 1B of the configuration type 3 and the corresponding position detection system 2B.
  • the configuration type 3 position indicator 1B transmits an AC signal having a frequency f1 as a position detection signal, and writing pressure information, side switch information, and identification information, which are additional information, are all transmitted from the wireless communication module 42 to the position detection system.
  • the data is sent to the 2B wireless communication unit 25B.
  • the position detection system 2B includes a sensor unit 20B, a pen instruction detection circuit 26B connected to the sensor unit 20B, and a wireless communication unit 25B. After the pairing with the position indicator 1B is completed from the wireless communication unit 25B of the position detection system 2B, the external synchronization signal SYC is transmitted to the position indicator 1B as described above.
  • the sensor unit 20B is formed by laminating a first conductor group 211, an insulating layer (not shown), and a second conductor group 212 in order from the lower layer side.
  • a first conductor group 211 a plurality of first conductors 211Y 1 , 211Y 2 ,..., 211Y m (m is an integer of 1 or more) extending in the lateral direction (X-axis direction) are separated from each other by a predetermined distance. And arranged in the Y-axis direction.
  • the second conductor group 212 extends in a direction intersecting with the extending direction of the first conductors 211Y 1 , 211Y 2 ,..., 211Y m , in this example, the orthogonal vertical direction (Y-axis direction).
  • the plurality of second conductors 212X 1 , 212X 2 ,..., 212X n (n is an integer equal to or greater than 1) are spaced apart from each other by a predetermined distance and arranged in parallel in the X-axis direction.
  • first conductors 211Y 1 , 211Y 2 ,..., 211Y m the conductors are referred to as first conductors 211Y.
  • second conductors 212X 1 , 212X 2 ,..., 212X n the conductors will be referred to as second conductors 212X.
  • the pen instruction detection circuit 26B includes a selection circuit 221, an amplification circuit 222, a band-pass filter 223, a detection circuit 224, a sample hold circuit 225, and an AD (Analog to Digital) that serve as an input / output interface with the sensor unit 20B. ) It consists of a conversion circuit 226 and a control circuit 220B.
  • the selection circuit 221 selects one conductor from each of the first conductor group 211Y and the second conductor group 212X based on the control signal from the control circuit 220B.
  • the conductor selected by the selection circuit 221 is connected to the amplification circuit 222, and the signal from the position indicator 1B is detected by the selected conductor and amplified by the amplification circuit 222.
  • the output of the amplifier circuit 222 is supplied to the band pass filter 223B, and only the component of the frequency f1 of the signal transmitted from the position indicator 1B is extracted.
  • the output signal of the bandpass filter 223B is detected by the detection circuit 224.
  • the output signal of the detection circuit 224 is supplied to the sample hold circuit 225, sampled and held at a predetermined timing by the sampling signal from the control circuit 220B, and then converted into a digital value by the AD conversion circuit 226.
  • Digital data from the AD conversion circuit 226 is read and processed by the control circuit 220B.
  • the control circuit 220B operates to send control signals to the sample and hold circuit 225, the AD conversion circuit 226, and the selection circuit 221, respectively, according to a program stored in the internal ROM. Further, the control circuit 220B calculates the position coordinates on the sensor unit 20B instructed by the position indicator 1B from the digital data from the AD conversion circuit 226.
  • FIG. 11 is a timing chart for explaining signals transmitted from the position indicator 1B of the configuration type 3 to the corresponding position detection system 2B.
  • a signal based on the AC signal having the frequency f1 is continuously sent from the position indicator 1B of the configuration type 3 through the center electrode 7 as a position detection signal.
  • the position indicator 1 of this embodiment can transmit an AC signal having the frequency f1 and an AC signal having the frequency f2 as position detection signals.
  • the frequency of the position detection signal can be switched when noise having the same frequency as the position detection signal exists.
  • the position detection signal includes a continuous transmission period having a predetermined period length Ta and a pause period having a predetermined period length Tb. Is one cycle and the one cycle is repeated.
  • the pause period of the predetermined period length Tb is used as a window section for detecting the presence or absence of noise. It is detected whether noise having the same frequency as the signal for use exists. When it is detected that noise having the same frequency as that of the position detection signal is present in the window section, the control circuit 220B of the position detection system 2B notifies the position indicator 1B through the wireless communication unit 25B. .
  • the reception unit 422 of the wireless communication module 42 of the position indicator 1B transfers the notification to the control unit 410 of the signal transmission control circuit 41.
  • the control unit 410 of the signal transmission control circuit 41 switches and controls the switch circuit 414 to switch from the oscillator 45 having the frequency f1 to the oscillator 46 having the frequency f2.
  • the position detection system 2B In response to the notification, the control unit 410 switches and controls the switch circuit 414 to switch from the oscillator 46 having the frequency f2 to the oscillator 45 having the frequency f1.
  • the control circuit 220B of the position detection system 2B detects the noise NR in the window section shown in FIG. 11B, and notifies the position indicator 1B through the wireless communication unit 25B. send.
  • the control unit 410 receives the notification from the position detection system 2B through the reception unit 422 of the wireless communication module 42, and the frequency of the position detection signal is as shown in FIG.
  • the switch circuit 414 is controlled to be switched from the frequency f1 to the frequency f2. Therefore, even if noise having the same frequency as the frequency of the position detection signal is present in the vicinity of the position detection system 2B, the influence of the noise is not affected by switching the frequency of the position detection signal. it can.
  • the bandpass filter 223B has a pass frequency band having the frequency f1 as a center frequency so that both the frequency f1 and the position detection signal of the frequency f2 can be handled. And a state in which the frequency f2 is set as the pass frequency band having the center frequency as a center frequency.
  • the control circuit 220B controls which pass frequency band is used.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a circuit example of a main part of the position indicator 1C of the configuration type 4 and the corresponding position detection system 2C.
  • the configuration type 4 position indicator 1C transmits an AC signal having a frequency f2 as a position detection signal, and writing pressure information and side switch information, which are examples of additional information important as a position indicator, are a position detection signal.
  • the signal is sent to the position detection system 2C through the center electrode 7.
  • the position indicator 1C sends the identification information of the additional information from the wireless communication module 42 to the wireless communication unit 25C of the position detection system 2C.
  • the position detection system 2C includes a sensor unit 20C, a pen instruction detection circuit 26C connected to the sensor unit 20C, and a wireless communication unit 25C. After the pairing with the position indicator 1C is completed from the wireless communication unit 25C of the position detection system 2C, the external synchronization signal SYC is transmitted to the position indicator 1C as described above.
  • the sensor unit 20C has the same configuration as the sensor unit 20B of the position detection system 2B.
  • the pen instruction detection circuit 26C has the same configuration as the pen instruction detection circuit 26B except for the band-pass filter 223C and the control circuit 220C.
  • the band pass filter 223C of the position indicator 1C of the configuration type 4 has a pass frequency band having the frequency f2 as a center frequency.
  • the control circuit 220C has a function of detecting pen pressure information and side switch information transmitted together with the position detection signal.
  • the center electrode transmission signal generation unit 412 receives a control from the control unit 410 and repeats a signal having a pattern with a continuous transmission period and a transmission data period as one cycle. Make output.
  • FIG. 13A shows an example of a control signal supplied to the center electrode transmission signal generation unit 412 from the control unit 410 of the position indicator 1C.
  • the center electrode transmission signal generation unit 412 continuously transmits an oscillation signal having a frequency f2 as a burst signal as shown in FIG. 13B during a fixed period in which the high level of the control signal in FIG. 13A is maintained. (Continuous transmission period in FIG. 13C).
  • the length of this continuous transmission period is a time length in which the pointing position on the sensor unit 20C by the position pointing device 1C can be detected by the pen pointing detection circuit 26C of the position detection system 2C.
  • the first conductor The time length is such that all of 211Y and the second conductor 212X can be scanned once or more, preferably more than once.
  • the control unit 410 of the position indicator 1C calculates the writing pressure applied to the center electrode 7 based on the capacitance of the variable capacitor of the writing pressure detection unit 9, and calculates the writing pressure.
  • the writing pressure value information is obtained as a multi-bit value (binary code).
  • the control unit 410 generates the on / off information of the side switch 43 as side switch information as 1-bit or multiple-bit information.
  • the control unit 410 controls the control signal to a high level or a low level at a predetermined cycle (Td) in the transmission data period after the end of the continuous transmission period
  • the AC signal of frequency f2 is ASK (Amplitude ⁇ Shift Keying) modulated. Instead of ASK modulation, an OOK (On Off Keying) signal may be used.
  • This start signal is a timing signal for enabling the subsequent data transmission timing to be accurately determined by the pen instruction detection circuit 26C of the position detection system 2C.
  • a burst signal in a continuous transmission period can be used as a timing signal.
  • the center electrode transmission signal generation unit 412 of the position indicator 1C receives the control from the above control unit 410, and in the transmission data period, following the start signal, a plurality of bits of pen pressure information and one or a plurality of bits of side Switch information is sent sequentially.
  • the control signal (FIG. 13A) is set to the low level and the AC signal is not transmitted.
  • the transmission data (binary code) is “1”
  • the control signal is set to a high level and control is performed so that an AC signal is transmitted, so that ASK modulation is performed.
  • the control circuit 220C detects the indication position by the position indicator 1C from the reception signal in the continuous transmission period in the same manner as the position detection system 2B described above. Then, the control circuit 220C waits for the end of the continuous transmission period, and when detecting the start signal after the end of the continuous transmission period, detects the writing pressure information and the data of the side switch information in the transmission data period and restores them. Perform the action. Then, the control circuit 220C outputs the detection information of the indicated position by the position indicator 1C, the writing pressure information, and the side switch information together with the identification information received through the wireless communication unit 25C to a host computer or the like.
  • the position indicator 1C of the configuration type 4 may also be configured to switch the frequency of the position detection signal in the same manner as the position indicator 1B of the configuration type 3 so that the influence of noise can be reduced.
  • the band pass filter 223C and the control circuit 220C of the position detection system 2C are also configured to have the same functions as the band pass filter 223B and the control circuit 220B of the position detection system 2B corresponding to the configuration type 3.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a circuit example of a main part of the position indicator 1D of configuration type 5 and the corresponding position detection system 2D.
  • the position indicator 1D of the configuration type 5 sends an AC signal having a frequency f2 as a position detection signal, and all additional information, in this example, pen pressure information, side switch information, and identification information ID1, is a position detection signal. At the same time, the signal is sent to the position detection system 2D through the center electrode 7.
  • the position detection system 2D includes a sensor unit 20D, a pen instruction detection circuit 26D connected to the sensor unit 20D, and a wireless communication unit 25D. After the pairing with the position indicator 1D is completed from the wireless communication unit 25D of the position detection system 2D, the external synchronization signal SYC is transmitted to the position indicator 1D as described above.
  • the sensor unit 20D has the same configuration as the sensor unit 20B of the position detection system 2B.
  • the pen instruction detection circuit 26D has the same configuration as the pen instruction detection circuit 26C, including the bandpass filter 223D, except for the control circuit 220D. That is, in this example, the band pass filter 223D has a pass frequency band having the frequency f2 as a center frequency.
  • the control circuit 220D has a function of detecting pen pressure information, side switch information, and identification information ID1 sent together with the position detection signal.
  • the center electrode transmission signal generation unit 412 receives the control from the control unit 410, and FIG. As shown in FIG. 5, a signal having a pattern in which the continuous transmission period and the transmission data period are one cycle is repeatedly output.
  • FIG. 15A shows an example of a control signal supplied from the control unit 410 of the position indicator 1D to the center electrode transmission signal generation unit 412.
  • the center electrode transmission signal generation unit 412 of the position indicator 1D in this example is controlled by the control signal in FIG. 15A, and in the continuous transmission period, as shown in FIG.
  • the oscillation signal is continuously transmitted as a burst signal, and in the transmission data period, as shown in FIGS. 15B and 15C, writing pressure information, side switch information, and identification information ID1 are used as ASK signals. It transmits to the position detection system 2D through the center electrode 7.
  • the control circuit 220D of the position detection system 2D detects the position on the sensor unit 20D instructed by the position indicator 1D based on the burst signal in the continuous transmission period, and also writes the pen pressure information and the side switch in the transmission data period. Information and identification information ID1 are detected and restored.
  • the position indicator 1D transmits the identification information ID2 from the wireless communication module 42 to the position detection system 2D.
  • the control circuit 220D compares the identification information ID2 acquired through the wireless communication unit 25D with the identification information ID1 received and detected through the center electrode 7, and the signal acquired from the position indicator 1D only when the two match. Is treated as valid.
  • control circuit 220D validates the signal acquired from the position indicator 1D, the detection information of the indicated position by the position indicator 1D, the writing pressure information, the side switch information, and the identification information ID1, the host computer, etc. Output to.
  • the plurality of configuration types of the position indicator described above are merely examples, and it goes without saying that the configuration types are not limited to those connected here.
  • a signal is transmitted only from the center electrode 7, but the tilt angle and the rotation angle of the position indicator on the position detection system can be detected.
  • the peripheral electrode 6 is divided into a plurality of parts, and a signal for sending out the peripheral divided electrodes from each of the divided peripheral divided electrodes is transmitted.
  • the position indicator may be one configuration type.
  • FIG. 16 shows a configuration example of the electromagnetic coupling type position indicator 100 according to the present invention, and corresponds to the conceptual configuration diagram of FIG. 1 showing the position indicator 1 of the embodiment described above.
  • a position indicator 100 of this embodiment includes a signal transmission control circuit 141, a wireless communication module 142, a side switch 143, and a cylindrical housing 103 made of an insulating material such as resin. And an ID memory 144 and an oscillator 145, and a writing pressure detection unit 109.
  • a battery 105 is provided in the housing 103 as a supply source of power supply voltage to the signal transmission control circuit 141, the wireless communication module 142, the side switch 143, the ID memory 144, the oscillator 145, and the like.
  • the signal transmission control circuit 141 includes a pen type determination unit 1411.
  • the writing pressure detection unit 109 is coupled with a core body 107 penetrating the ferrite core 110.
  • the writing pressure detection unit 109 converts the writing pressure applied to the core body 107 into the writing pressure detection unit 109. It is detected as the capacitance of a variable capacitor composed of A coil 111 is wound around the ferrite core 110, and both ends of the coil 111 are connected to the signal transmission control circuit 141. Further, between the both ends of the coil 111, a capacitor 112 that constitutes a resonance circuit with the coil 111 is connected.
  • the signal transmission control circuit 141 is connected to the wireless communication module 142, the side switch 143, the ID memory 144, and the oscillator 145, as in the position indicator 1 of the above-described embodiment, and a writing pressure detection unit.
  • a variable capacitance capacitor 109 is also connected to the signal transmission control circuit 141.
  • the signal transmission control circuit 141 selects and controls a signal to be transmitted through a resonance circuit including the coil 111 and the capacitor 112, and adds writing pressure information, side switch information, identification information, and the like. Whether to transmit information from the wireless communication module 142 or as a signal from the resonance circuit is selected and controlled.
  • the resonance circuit constitutes the second transmission unit
  • the transmission function unit of the wireless communication module 142 constitutes the first transmission unit.
  • the reception function unit of the wireless communication module 142 constitutes a reception unit that receives pen type information from the position detection system.
  • the pen type information received from the position detection system by the reception function unit of the wireless communication module 142 is supplied to the pen type determination unit 1411 of the signal transmission control circuit 141.
  • the pen type determination unit 1411 can also be configured by a pen type determination processing unit and a pen type table memory.
  • the signal transmission control circuit 141 of the position indicator 100 of this embodiment receives the pen type information from the position detection system, determines the pen type by the pen type determination unit 1411, determines the pen type, for example, FIG. ), (B), and (C), the three types of configuration types 6, 7, and 8 can be configured as position indicators 100A, 100B, and 100C.
  • the signal transmission control circuit 141 causes the signal transmission control circuit 141 to display as shown in FIG. A position indicator 100A is configured. That is, in this configuration type 6, a variable capacitor composed of the pen pressure detection unit 109 is connected in parallel to a parallel resonance circuit composed of the coil 111 and the capacitor 112. Further, the side switch 143 and the capacitor 113 A series circuit is connected.
  • the sensor unit of the position detection system 200A that is used together with the position indicator 100A of the configuration type 6 and sends the configuration type 6 to the position indicator 100A as pen type information is not illustrated, but a plurality of loop coils are provided.
  • the loop coils are arranged in the X direction and the Y direction orthogonal to each other, and a transmission signal (AC signal) having a frequency fa is transmitted from the loop coil to the position indicator 100A.
  • the AC signal from the position detection system 200A is received by the resonance circuit by electromagnetic coupling, and then the AC signal is fed back from the resonance circuit to the position detection system 200A.
  • the position indicated by the position indicator 100A is detected from the position of the loop coil that has transmitted the AC signal and the position of the loop coil that has received the feedback signal from the position indicator 100A. .
  • the feedback signal from the position indicator 100A changes when the resonance frequency of the resonance circuit changes according to the value of the capacitance of the variable capacitor formed by the writing pressure detection unit 109.
  • the pen pressure information is detected by the change in frequency (or change in phase).
  • the resonance frequency of the resonance circuit changes according to the turning on / off of the side switch 143.
  • side switch information corresponding to ON / OFF of the side switch 143 is detected by a change in the frequency (or change in phase) of the feedback signal from the position indicator 100A.
  • the identification information is transmitted to the wireless communication unit of the position detection system 200A through the transmission function unit of the wireless communication module 142.
  • the signal transmission control circuit 141 causes the pen type information to be as shown in FIG.
  • the position indicator 100B is configured. That is, in the configuration type 7, the parallel resonance circuit is composed of the coil 111 and the capacitor 112.
  • the writing pressure information, the side switch information, and the identification information are all transmitted to the wireless communication unit of the position detection system 200B through the transmission function unit of the wireless communication module 142.
  • the sensor unit of the position detection system 200B that is used together with the position indicator 100B of the configuration type 7 and sends the configuration type 7 to the position indicator 100B as the pen type information has the same configuration as the sensor unit of the position detection system 200A.
  • a transmission signal (AC signal) having a frequency fa is transmitted from the coil to the position indicator 100B.
  • an AC signal from the position detection system 200B is received by a resonance circuit by electromagnetic coupling, and then the AC signal is fed back from the resonance circuit to the position detection system 200B.
  • the position detection system 200B detects the position indicated by the position indicator 100B in the same manner as the position detection system 200A.
  • This configuration type 7 position detection system 200B does not have a function of monitoring the frequency and phase change of the feedback signal to detect additional information. Then, the position detection system 200B decodes the additional information received through the wireless communication unit so as to acquire writing pressure information, side switch information, and identification information.
  • the signal transmission control circuit 141 causes the pen type information to be as shown in FIG. A position indicator 100C is configured. That is, in this configuration type 8 position indicator 100C, the parallel resonant circuit composed of the coil 111 and the capacitor 112 is coupled to the oscillator 145 to form an oscillation circuit 145S. The oscillation signal from the oscillation circuit 145S is transmitted to the position detection system 200C through a parallel resonance circuit including the coil 111 and the capacitor 112.
  • the pen pressure information, the side switch information, and the identification information are all transmitted to the wireless communication unit of the position detection system 200C through the transmission function unit of the wireless communication module 142.
  • the sensor unit of the position detection system 200C that is used together with the position indicator 100C of the configuration type 8 and sends the configuration type 8 to the position indicator 100C as pen type information is not illustrated, but a plurality of loop coils are provided. They are arranged in the X and Y directions orthogonal to each other.
  • the position detection system 200C receives the AC signal transmitted from the position indicator 100C by a loop coil by electromagnetic coupling. Then, the position detection system 200C detects the position instructed by the position indicator 100C from the positions of the loop coils in the X direction and the Y direction that have received the AC signal.
  • the above configuration types 6 to 8 are also examples, and there are various other types of configuration types for the electromagnetic coupling type position indicator and the position detection system, and the position indicator of the present invention includes those various types. Needless to say, it can also be configured to correspond to the configuration type.
  • the identification information is not transmitted through the resonance circuit.
  • the resonance operation of the resonance circuit or the oscillation operation of the oscillation circuit 145S It can also be set as the structure type which transmits identification information from the core 107 side as an ASK modulation signal or an OOK signal.
  • FIG. 18 is a diagram showing a main part of a configuration type position indicator 1E having the functions of both an electrostatic coupling type active electrostatic pen and an electromagnetic coupling type electronic pen.
  • FIG. 18B is a diagram when the position indicator 1E is viewed from the front end side of the center electrode 7 in the axial direction thereof. is there.
  • FIG. 19 is a block diagram showing a configuration example of the electronic circuit unit of the position indicator 1E of this example.
  • the peripheral electrode made of a conductor provided around the opening of the housing 3 in which the central electrode 7 is inserted is divided into six divided peripheral electrodes 6A, 6B, 6C, 6D, 6E. , 6F. As shown in FIGS. 18A and 18B, these peripheral division electrodes 6A to 6F are provided to be electrically insulated and separated from each other.
  • the center electrode 7 is fitted to the writing pressure detection unit 9 through a through hole provided in the ferrite core 110, and can receive a signal from a signal transmission control circuit configured on the substrate 40. It is configured.
  • a coil 111 is wound around the ferrite core 110, and a capacitor 112 is connected in parallel to the coil 111 via a switch circuit 114 as shown in FIG.
  • the switch circuit 114 is turned off by the control signal from the control unit 410, and the parallel resonance circuit including the coil 111 and the capacitor 112 is not configured. .
  • a signal from the signal transmission control circuit is transmitted through the center electrode 7, and the peripheral divided electrodes 6A to 6F are used as shield electrodes. .
  • the switch circuit 114 is turned on by a control signal from the control unit 410, and a parallel resonance circuit including the coil 111 and the capacitor 112 is configured.
  • the parallel resonance circuit receives a signal from the position detection system 2 by an electromagnetic coupling method and sends it back to send the position detection signal to the position detection system 2.
  • the peripheral divided electrodes 6A to 6F are divided, the magnetic flux for electromagnetic coupling between the parallel resonance circuit and the position detection system 2 can be prevented from being shielded.
  • the dielectric is sandwiched between the first electrode and the second electrode, and one of the first electrode and the second electrode is arranged in accordance with the writing pressure.
  • a variable capacitor whose electrostatic capacitance is variable according to the writing pressure by making it movable in the center direction is used, it is not limited to this configuration.
  • the writing pressure detection unit 9 may be configured using a semiconductor element whose capacitance is variable according to writing pressure as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-161307. Further, the writing pressure detection unit may be configured by using a structure or an element that makes an inductance value or a resistance value variable according to writing pressure instead of capacitance.
  • the additional information is not limited to writing pressure information, side switch information, identification information, and the like, and other various information such as battery remaining amount information can be used as additional information. .
  • the driving power source of the position indicator is a battery.
  • a capacitor that accumulates the power source voltage may be provided in the position indicator, and the capacitor may be used as the driving power source.
  • the configuration for accumulating the power supply voltage in the capacitor may be a configuration of a charging circuit that receives and charges power energy from the outside by electromagnetic induction or electric field coupling, or a dedicated charging terminal is provided on the position indicator.
  • the charging current may be supplied from the charging device through the charging terminal.
  • external power energy electromagtic energy or electric field energy
  • the position indicator has two transmitters, ie, the central electrode and the wireless communication module, but may be provided with three or more transmitters.
  • the position indicator automatically becomes a configuration type corresponding to the position detection system by, for example, bringing the position indicator closer to the sensor unit of the position detection system. I did it. However, it is not a position detection system, but communicates with an external device such as a personal computer that can communicate with the wireless communication module of the position indicator, and by selecting a configuration type with the external device such as a personal computer, the position indicator You may comprise so that it can set to the selected desired structure type.
  • a configuration type switch setting switch is provided in the position indicator, and the position indicator can be set to the desired configuration type by a switching operation using the switch setting switch.
  • a push button switch 146 that can be operated by the user is provided in the housing 103, and a push operation signal of the push button switch 146 is supplied to the signal transmission control circuit 141.
  • the signal transmission control circuit 141 performs control so that the configuration type is changed each time the push button switch 146 is pressed by the user, for example.
  • a push button switch may be provided as well.

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Abstract

 複数のタイプの位置検出システムに対して共通の1個の位置指示器を利用することができるようにする。 位置指示器は、外部装置との通信を行う通信部と、この通信部で受信した外部装置からの信号に基づいて初期設定を行う設定手段と、位置検出用信号を発生する手段と、制御手段とを備える。制御手段は、設定手段で行われた初期設定と、外部装置から通信部を通じて受信する信号とに基づいて、少なくとも位置検出用信号の送出を制御する。

Description

位置指示器
 この発明は、位置検出システムと共に使用される位置指示器(スタイラス)に関する。
 位置検出システムと、電子ペンと呼ばれる位置指示器とからなる位置入力装置は、位置検出システムのセンサと電子ペンとの間での結合方式の違いにより、例えば電磁結合方式や静電結合方式など、種々の方式のものがある。
 そして、同じ方式の位置入力装置であっても、位置検出システムのセンサと位置指示器との間での位置検出用信号の授受方法と、位置検出システムと位置指示器との間での、位置指示器に設けられているスイッチの操作情報、筆圧情報、位置指示器の識別情報、内部記憶データなどの付加情報の授受や、位置指示器の動作を変更する指示情報の授受の方法の違いにより種々の構成タイプがある。従来は、位置検出システムに対応する位置指示器は、特定の位置検出用信号の方法と付加情報の授受の方法に限定して使用者に提供されていた。そのため、似たような位置検出センサを持った位置検出システムを備える位置入力装置に対しても、利用者は専用の位置指示器を持つ必要があるため、複数の位置指示器を携帯し、それぞれの位置入力装置ごとに適切な位置指示器を選択する必要があった。
 例えば、静電結合方式の位置指示器としては、次のような複数の構成タイプがある。すなわち、第1の構成タイプは、位置指示器からは位置検出用信号は送出せず、位置検出システムのセンサから送出される交流電界エネルギーを、位置指示器及び人体を通じて大地(グランド)に流すことで、位置指示器が存在する位置の位置検出システムのセンサの導体に誘導されるエネルギー(または電圧)の変化を検出して、位置検出する方式(パッシブ方式)の位置指示器である(例えば特許文献1(特開2011-3035号公報)等参照)。
 また、静電結合方式の第2の構成タイプは、上述の第1の構成タイプが位置検出の感度が低いことを改善したもので、位置検出システムのセンサからの信号を受信し、その受信した信号を信号増強するなどの信号処理をした後、センサに帰還する方式(パッシブ方式の改良方式)の位置指示器である(例えば特許文献2(特許4683505号)等参照)。第1及び第2の構成タイプの位置指示器の場合、付加情報は例えば無線通信手段を用いて位置検出センサに送信または授受される。
 静電結合方式の第3の構成タイプは、上述の第1及び第2の構成タイプとは異なり、位置指示器が発信回路を備え、この発信回路からの発信信号を位置検出用信号として位置検出センサに供給する、いわゆるアクティブ方式の位置指示器である(例えば特許文献3(特開平07-295722号公報)等参照)。位置検出システムは、位置検出手段のセンサパネルを使うが、このアクティブ方式の位置指示器からの発信信号を受信した個々の導体の信号強度から、位置指示器により指示された位置として位置検出を行う。
 そして、この第3の構成タイプの位置指示器の場合、付加情報の全部を位置検出用信号と共に位置検出システムに送受する構成タイプと、付加情報の一部を位置検出用信号と共に送受し、それ以外の付加情報を別に無線通信手段を通じて位置検出システムが備える無線通信手段に送信する構成タイプとの複数種に、更に分かれている。
 なお、詳細な説明は省略するが、電磁結合方式においても、位置指示器は、位置検出システムのセンサからの信号を共振回路で受信し、その受信した信号を位置検出システムのセンサに帰還させる構成タイプ、発信回路を備え、当該発信回路からの発信信号を共振回路を通じて位置検出システムのセンサに送信する構成タイプ等が存在すると共に、付加情報を位置検出システムが備える無線通信手段に送信する無線通信手段に送信する構成タイプが存在し、複数の構成タイプが存在することは、上述した静電結合方式の場合と同様である。
特開2011-3035号公報 特許4683505号 特開2011-3035号公報
 ところで、上述のように、従来は、同じ静電結合方式や電磁誘導方式の位置入力装置であっても、構成タイプが異なる毎に、その構成タイプに対応する位置指示器を用意しなければならなかった。しかし、そのように構成タイプが異なる毎に位置指示器を用意しなければならないことは、コスト的に使用者に負担を負わせると共に、使用者は複数の構成タイプの位置指示器を、位置検出システムと対応させた管理しなければならず、面倒であった。
 この発明は、以上の問題点を解決し、一つの位置指示器で複数の構成タイプを利用できるようにした位置指示器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、
 外部装置との通信を行う通信部と、
 前記通信部で受信した前記外部装置からの信号に基づいて初期設定を行う設定手段と、
 位置検出用信号を発生する手段と、
 前記設定手段で行われた初期設定と、前記外部装置から受信する信号とに基づいて、少なくとも前記位置検出用信号を送出するようにする制御手段と、
 を備えることを特徴とする位置指示器を提供する。
 上述の構成のこの発明による位置指示器においては、設定手段は、通信部で受信した外部装置からの信号に基づいて、自位置指示器の初期設定を行う。この初期設定には、複数の構成タイプの切り替え設定を含むことが可能である。そして、制御手段は、設定手段で行われた当該初期設定と、外部装置からの信号に基づいて、位置検出用信号の送出を制御する。
 これにより、この発明による位置指示器は、種々の構成タイプ(モード)の位置検出システムに対応する位置指示器を構成することができる。
 この発明による位置指示器は、位置検出システムの構成タイプに応じて、当該構成タイプに応じた構成(モード)を採ることができるので、異なる構成タイプの位置検出システム毎に位置指示器を用意する必要はなく、使用者のコスト的な負担を軽減することができると共に、使用者は複数の構成タイプの位置検出システムに対して共通の1個の位置指示器を用意すればよいので、位置検出システムと対応させた面倒な管理が不要となるという効果を奏する。
この発明による位置指示器の実施形態の概念的構成を示す図である。 この発明による位置指示器の実施形態の機構的構成例を説明するための図である。 この発明による位置指示器の実施形態の要部の処理動作を説明するためのタイミングチャートを示す断面図である。 この発明による位置指示器の実施形態の概念的構成およびその処理動作を説明するためのブロック図である。 この発明による位置指示器の実施形態の概念的構成例の一部を説明するために用いる図である。 この発明による位置指示器の実施形態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の一部を示す図である。 この発明による位置指示器の実施形態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の一部を示す図である。 この発明による位置指示器の実施形態により構成可能な構成タイプの位置指示器の一例を説明するための図である。 この発明による位置指示器の実施形態により構成可能な構成タイプの位置指示器の一例と、対応する位置検出システムを説明するための図である。 この発明による位置指示器の実施形態により構成可能な構成タイプの位置指示器の他の一例と、対応する位置検出システムを説明するための図である。 図10の例を説明するために用いるタイミングチャートである。 この発明による位置指示器の実施形態により構成可能な構成タイプの位置指示器の他の一例と、対応する位置検出システムを説明するための図である。 図12の例を説明するために用いるタイミングチャートである。 この発明による位置指示器の実施形態により構成可能な構成タイプの位置指示器の他の一例と、対応する位置検出システムを説明するための図である。 図14の例を説明するために用いるタイミングチャートである。 この発明による位置指示器の他の実施形態の概念的構成を示す図である。 この発明による位置指示器の他の実施形態により構成可能な構成タイプの位置指示器の例を説明するための図である。 この発明による位置指示器の実施形態により構成可能な構成タイプの、さらに他の例を説明するために用いる図である。 この発明による位置指示器の実施形態により構成可能な構成タイプの、さらに他の例を説明するために用いる図である。
 以下、この発明による位置指示器の実施形態を、図を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施形態の位置指示器1の概念的構成およびその処理動作を概括的に説明するための図であり、位置指示器1が、静電容量式の位置検出システム2のセンサ入力面2a上に位置されている状態を示す図である。また、図2は、位置指示器1の機構的構成例を説明するための図で、図2(A)は、その一部縦断面図であり、図2(B)は、その外観の一部を示す図である。この実施形態では、位置指示器1は外観が棒状のスタイラス形状を有するものとして形成されている。
 [実施形態の位置指示器の機械的構成例の説明]
 この実施形態の位置指示器1は、棒状の筐体3を備える。この筐体3は、図2(A)に示すように、絶縁材料例えば合成樹脂からなる中空の円筒状形状の絶縁体部31により構成されている。そして、この実施形態では、筐体3の絶縁体部31の外表周面の少なくとも操作者が当該位置指示器1を把持する部分は、例えば金属からなる導電体部32で覆われている。
 筐体3内には、図2(A)に示すように、プリント配線基板40と、バッテリー5と、筆圧検出ユニット9とが配設されている。筐体3の外表周面を覆う導電体部32は、図示は省略するが、このプリント配線基板40のアース導体に電気的に接続されている。
 プリント配線基板40上には、図1及び図2(A)に示すように、制御手段の例を構成する信号送信制御回路41と、無線通信モジュール42と、押釦スイッチからなるサイドスイッチ43と、当該位置指示器1の識別情報(ID)を記憶するIDメモリ44と、互いに異なる周波数f1,f2の発振信号を出力する発振器45,46と、導電パターン47a~47eなどの配線パターンなどの他、この例では、電源スイッチ48およびLED(Light Emitting Diode)49などが配置されている。なお、図2(A)では、導電パターン47a~47eは、説明の簡略化のため模式的に一本の導体パターンとして示しているが、導電パターン47a~47eは、必要に応じて、複数本の導体パターンからなる場合も勿論ある。
 バッテリー5は、プリント配線基板40上に構成されている電子回路及び電子部品への電源の供給源である。筆圧検出ユニット9は、後述するように、この実施形態では、芯体を構成する中心電極7に印加される筆圧に応じた静電容量を呈する可変容量コンデンサの構成とされている。
 無線通信モジュール42は、この発明の通信部(第1の通信部)の例を構成するもので、第1の送信部の例となる送信機能部と、位置検出システムからの信号を受信する受信部(第1の受信部)の例となる受信機能部を有するもので、この実施形態では、近距離無線通信規格のブルートゥース(登録商標)規格の無線通信モジュールの構成とされている。無線通信モジュール42は、信号送信制御回路41と接続されている。なお、この無線通信モジュール42としては、ブルートゥースに限られるものではなく、例えば赤外線通信によるものであってもよいし、あるいは、Wi-Fi(登録商標)規格の無線通信モジュールを用いてもよい。
 サイドスイッチ43、IDメモリ44及び筆圧検出ユニット9は、それぞれ付加情報発生手段を構成する。サイドスイッチ43は、そのオンまたはオフの情報を、付加情報の一例として信号送信制御回路41に供給する。IDメモリ44は、信号送信制御回路41からの読出し要求に応じて、記憶している当該位置指示器1の識別情報(ID:Identification)を、付加情報の一例として、信号送信制御回路41に出力する。筆圧検出ユニット9により構成される可変容量コンデンサは、芯体を構成する中心電極7に印加される筆圧値に応じた静電容量変化を呈し、信号送信制御回路41は、その静電容量に基づいて、付加情報の一例としての筆圧情報を生成する。
 発振器45及び46は、この実施形態の位置指示器1から送出する位置検出用信号を形成するための交流信号を発生し、その発生した交流信号を信号送信制御回路41に供給する。この実施形態では、発振器45は周波数f1の交流信号を発生し、発振器46は、周波数f1とは異なる周波数f2の交流信号を発生する。信号送信制御回路41は、発振器45及び発振器46に基づいて、異なる位置検出用信号を生成する。つまり、信号送信制御回路41は、発振器45及び発振器46と相まって、位置検出用信号を発生する手段を構成し、2個の発信部を構成する。そして、信号送信制御回路41は、生成した2種の位置検出用信号のいずれかを、位置指示器1から送出する位置検出用信号とする。なお、発振器45,46の代わりに、後述するアクティブ方式の複数種の構成タイプの位置指示器用のそれぞれ用の位置検出用信号を生成して発信する複数個の発信部を設け、信号送信制御回路41で選択制御するように構成してもよい。
 そして、この実施形態では、バッテリー5は、筐体3内に、図1及び図2(A)に示すように収納されるように構成されており、プリント配線基板40上の信号送信制御回路41などの電子回路部の電源電圧は、このバッテリー5にて生成される。図2(A)において、端子52は、プリント配線基板40上の電源回路部に電気的に接続されている端子である。バッテリー5の正極側電極51は、この端子52に接触して電気的に接続されている。図示は省略するが、バッテリー5の負極側電極は、プリント配線基板40のアース導体に直接に接続され、あるいは筐体3の導電体部32を経由してプリント配線基板40のアース導体に接続されている弾性変位する端子に押圧接触するようにされている。
 プリント配線基板40上に配置されている電源スイッチ48の操作子48aは、図2(B)に示すように、筐体3に設けられた開口部を介して、外部から操作可能に設けられている。使用者が、この操作子48aをスライド移動させることにより、電源スイッチ48をオン・オフさせることができる。なお、プリント配線基板40上には、電源スイッチ48がオンとされたときに、バッテリー5からの電圧から電源電圧を生成する電源回路部も形成されているが、図1及び図2では、説明の簡単のため省略した。
 筐体3を構成する中空の円筒状形状の絶縁体部31の中心線方向の一方の端部側は、図2(A)に示すように、徐々に先細となるテーパー部33とされている。このテーパー部33の外周側には、例えば環状の導電金属からなる周辺電極6が取り付けられる。周辺電極6と筐体3の外周表面の導電体部32とは、両者の間に絶縁体部31が介在することにより、絶縁されている。
 周辺電極6は、図1に模式的に示すように、位置検出システム2と静電結合することで、この実施形態では、位置検出システムからの信号の受信部を構成する。そして、この周辺電極6は、絶縁体部31を貫通するリード導体部材61により、プリント配線基板40の導体パターン47aに電気的に接続されている。この導体パターン47aは、この例では、信号送信制御回路41の入力端に接続されている。
 また、この実施形態では、筐体3のテーパー部33の中空部から一端側が外部に突出するように、導電性を有する棒状体からなる中心電極7が配される。この中心電極7は、ペン形状の位置指示器1のペン先を構成する芯体となるものである。
 中心電極7は、この実施形態においては、位置検出用信号を送出するための第2の送信部の例を構成するもので、その外部に突出する側とは反対側の端部は、プリント配線基板40に形成されている導電パターン47bに電気的に接続されるように構成されている。この導電パターン47bは、信号送信制御回路41の出力端に接続されている。なお、この実施形態では、位置指示器1は、位置検出用信号を送出しないパッシブ方式の位置指示器としても動作するもので、その場合には、中心電極7は、位置検出システム2の導体からの電荷を静電結合部を介して吸い上げる役割をすることになる。
 周辺電極6は、この中心電極7の周囲に設けられる。周辺電極6と中心電極7との組み合わせは、前述したパッシブ方式の改良方式の位置指示器用である。この実施形態では、周辺電極6と中心電極7との間には、互いの電気的干渉を、効果的に防止するためのシールド部材8が設けられる。この実施形態のシールド部材8は、中心電極7を取り囲むように設けられ、これにより、シールド部材8が周辺電極6と中心電極7との間に介在して、周辺電極6と中心電極7との間の結合容量をできるだけ小さくするようにしている。
 なお、中心電極7と周辺電極6も通信部(第2の通信部)を構成するものであり、上述の説明では、中心電極7が送信部(第2の送信部)を構成し、周辺電極6が受信部(第2の受信部)を構成するものとしたが、中心電極7が受信部(第2の受信部)を構成し、周辺電極6が送信部(第2の送信部)を構成するようにしてもよい。
 芯体としての中心電極7は、その外部に突出する側とは反対側の端部が、筐体3の中空部内に配設されている筆圧検出ユニット9に嵌合されることで、位置指示器1の筐体3の中空部内に係止される。なお、後述するように、中心電極7は、引き抜くことで、筆圧検出ユニット9との嵌合が外れるように構成されている。すなわち、芯体としての中心電極7は、位置指示器1に対して交換可能である。
 筆圧検出ユニット9は、この例では、芯体としての中心電極7に加えられる圧力(筆圧)に応じた静電容量を呈する可変容量コンデンサ(例えば特開2011‐186803号公報等参照)で構成されている。この筆圧検出ユニット9で構成される可変容量コンデンサの両端の電極は、図2(A)では、導電パターン47cにより、信号送信制御回路41に接続されている。
 信号送信制御回路41は、無線通信モジュール42を通じて外部から受信した情報または周辺電極6を通じて受信した情報に基づいて、この実施形態の位置指示器1を、複数種の構成タイプ(モード)のいずれにするかを決定制御すると共に、その決定制御に基づいて、位置検出用信号の中心電極7を通じた送出の制御をし、さらに、付加情報の中心電極7または無線通信モジュール42を通じた送出の制御を行う。
 [実施形態の位置指示器1の初期設定及び位置検出システムからの信号に基づく同期]
 この実施形態においては、位置指示器1と共に使用される位置検出システム2としては、前述したようにパッシブ方式、パッシブ方式の改良方式、アクティブ方式など、複数の構成タイプのものが存在する。この実施形態では、位置検出システム2は、位置指示器1の無線通信モジュール42と通信可能な無線通信モジュールを備える場合、当該無線通信モジュールにより、位置検出システム2が動作可能な構成タイプを示すペン種情報を、位置指示器1に送信するようにする。位置指示器1は、無線通信モジュール42の受信機能(通信部の受信機能の例)により、当該位置検出システムからのペン種情報を受信し、当該受信したペン種情報に基づいて、いずれの構成タイプ(モード)の位置指示器とすべきかを決定し、その決定した構成タイプの位置指示器の構成となるように初期設定する。
 位置検出システム2側からの送信信号を受けるパッシブ方式あるいはパッシブ方式の改良方式の構成タイプの位置指示器の場合には、位置指示器1は、周辺電極6を通じて、当該位置検出システムからの信号を受信(通信部の受信機能の例)することで、いずれの構成タイプの位置指示器とすべきかを決定し、その決定したタイプの位置指示器の構成となるように初期設定することもできる。
 この場合に、パッシブ方式とパッシブ方式の改良方式とでは、位置検出システムからの信号の周波数の違いや、信号内容の違い(拡散符号の違いや変調方式の違い等)があることから、位置指示器1は、それらの違いを判別し、その判別結果によりいずれの構成タイプの位置指示器とすべきかを決定する。この場合には、無線通信モジュール42を通じて、位置検出システムから、構成タイプの情報が得られないときにも、いずれの構成タイプ(モード)の位置指示器とすべきかを判定することができる。
 位置指示器1の信号送信制御回路41は、上述した、位置検出システム2から無線通信モジュール42を通じて受信した情報、あるいは、周辺電極6を通じて受信した信号、に基づく位置指示器1の構成タイプ(モード)の決定処理に基づく初期設定を行うと共に、位置指示器1を、初期設定した構成タイプ(モード)において、無線通信モジュール42、あるいは、周辺電極6を通じて位置検出システムから受信した信号に同期した位置検出用信号や付加情報の送出を行うように制御する処理も行う。
 次に、位置指示器1が、無線通信モジュール42を通じて位置検出システム2から受信した情報に基づいて初期設定を行うと共に、無線通信モジュール42を通じて位置検出システム2から受信した信号に基づいて同期をとって、位置検出システム2に、位置検出用信号や付加情報を送信する場合について、図3のタイミングチャートを参照しながら、上記の初期設定及び上記の同期のための処理について説明する。
 この例においては、位置指示器1は、無線通信モジュール42を介して位置検出システム2との通信接続がされた状態である、いわゆる位置指示器1と位置検出システム2とのペアリングが完了するまでは、図3(A)に示すように、位置検出システム2と通信接続してペアリングするための信号Spを、間欠的に、一定周期Toで、無線通信モジュール42を通じて、位置検出システム2に送信するようにする。
 位置検出システム2は、位置指示器1からのペアリングするための信号Spの受信を確認すると、位置指示器1とのペアリングが可能となったとして、位置指示器1に対して、この例では、当該位置検出システムと共に動作する位置指示器の構成タイプの情報を送るようにする。
 位置指示器1は、無線通信モジュール42を通じて、この位置検出システムからの構成タイプの情報の受信(図3(A)参照)を確認すると、位置検出システム2とのペアリングが可能となったとして、受信した構成タイプの情報を用いて初期設定をする。すなわち、この例では、構成タイプの情報は、位置指示器1における初期設定のための情報の例となる。
 この初期設定には、例えば、位置指示器1から送出する信号の周波数、位置指示器1から送出する信号の選択(位置検出用信号及び付加情報の選択)、位置指示器1から送出する信号の送信タイミング(例えば外部同期信号ごとに1データ送信の場合や、外部同期信号が無くて指定された間隔で送信し続ける場合等)の設定が含まれる。
 すなわち、位置指示器1では、位置検出システム2からの設定用情報の例としての構成タイプの情報に基づいて、
・ペン先から送信する送信信号の周波数を決定する、
・ペン先から送信する連続信号の周期を決定する、
・筆圧情報、サイドスチッチ情報、識別情報IDをペン先又は無線通信モジュール42のどちらから送信するかを決定する、
 などを行って、それぞれの決定に応じた設定を実行して初期設定する。
 なお、上述の説明では、位置指示器1からペアリングのための信号Spを送信し、その信号Spを位置検出システム2が受信したときに、位置検出システム2が構成タイプの情報を位置指示器1に送り、位置指示器1が当該構成タイプの情報に基づいて初期設定を行うようにした。しかし、位置検出システム2が、ペアリングするための信号Spを、間欠的に、一定周期Toで、無線通信モジュールを通じて、位置指示器1に送信するようにしてもよい。この場合には、ペアリングするための信号Spには、当該位置検出システム2と共に動作する位置指示器の構成タイプの情報が含まれる。
 そして、この場合には、位置指示器1は、無線通信モジュール42を通じて、この位置検出システムからの信号Spを受信すると、該信号Spに含まれる構成タイプの情報を用いて初期設定をする。そして、位置指示器1は、初期設定が完了すると、位置検出システム2に対して、ペアリングするための信号Spを受信してペアリングが完了した旨を意味する応答を送信するようにする。
 以上のようにしてペアリングが行われて、位置指示器1における初期設定が完了すると、位置指示器1は、初期設定に応じて位置検出システムへの位置検出用信号や付加情報の送信の開始を準備する。また、位置検出システム2は、位置指示器1とのペアリングが可能となったことを認識すると、無線通信モジュールを通じた信号Spの送信を停止し、その代わりに、位置指示器1に対して、当該位置指示器1からの信号の送出タイミングに対する基準信号(外部同期信号)を、無線通信モジュールを通じて送るようにする。
 位置指示器1からの位置検出システム2への位置検出用信号や付加情報の送信は、無線通信モジュール42で受信される位置検出システムからの信号(外部同期信号)に同期して行う。これにより、位置検出システムでは、位置指示器1からの信号を、確実かつ正確に受信することが可能となる。
 <同期の取り方の例>
 以上のようにして、位置指示器1と位置検出システム2とのペアリングが成立した後の、位置指示器1と位置検出システム2との同期の仕方の幾つかの例について、図3(B),(C),(D)に基づいて説明をする。なお、図3(B)及び(C)の例は、位置指示器1は、位置検出用信号及び付加情報の全てを、中心電極7(あるいは周辺電極6)を通じて、位置検出システム2に送出する場合であり、図3(D)の例は、位置検出用信号と付加情報の内の筆圧情報は、中心電極7(あるいは周辺電極6)を通じて、位置検出システム2に送出すると共に、識別情報IDは、無線通信モジュール42を通じて位置検出システム2に送出するようにする場合である。
  <第1の例>
 この第1の例においては、位置検出システム2は、位置指示器1とのペアリングの後、無線通信モジュールを通じて外部同期信号SYCを、例えば所定の周期で送信する。位置指示器1は、図3(B)に示すように、この外部同期信号SYCを受信すると、その受信に基づいて、中心電極7(あるいは周辺電極6)を通じて、位置検出用信号(バースト信号)及び付加情報を位置検出システム2に送信する。
 なお、この第1の例においても、付加情報の全てを中心電極7(あるいは周辺電極6)を通じて位置検出システム2に送信するのではなく、外部同期信号SYCに基づいてタイミングで、識別情報IDなど、付加情報の一部や全部を、無線通信モジュール42を通じて位置検出システム2に送信するようにしてもよい。
 位置検出システム2は、外部同期信号SYCの送出後に、当該外部同期信号に同期したタイミングで位置指示器1から送られてくる位置検出用信号や付加情報を受信すればよいので、正確に位置指示器1からの信号を入手することができる。なお、付加情報は、常に位置検出用信号と共に送らなくてもよく、所定の間隔で送るようにしても良い。
  <第2の例>
 この第2の例は、第1の例と同様に、位置指示器1は、位置検出システム2からの外部同期信号SYCに基づいて、中心電極7(あるいは周辺電極6)を通じて、位置検出用信号(バースト信号)及び付加情報を位置検出システム2に送信する。しかし、この第2の例では、位置検出システム2からの外部同期信号SYCに同期する信号を発生するタイミング信号発生回路を備える。そのため、位置検出システム2は、位置指示器1が位置検出用信号及び付加情報を送信するタイミング毎に、外部同期信号SYCを送信する必要はなく、図3(C)に示すように、所定の時間間隔で、外部同期信号SYCを送信するようにすることができる。
 この第2の例においては、位置検出システムの発振器と位置指示器1のタイミング信号発生回路の発振器はほぼ同じ周波数で動作するが、周波数の差異により時間が経つに従い、タイミングがずれていく。そのため、位置検出システム2からの外部同期信号SYCの送信間隔は、このタイミングずれが動作に影響を与えない程度のずれで収まるような間隔以下となるようにする。
  <第3の例>
 上述の第1の例及び第2の例は、位置指示器1では、外部同期信号SYCの受信タイミングと、位置検出用信号や付加情報の送信タイミングとが重ならないようにした例であった。しかし、第2の例と同様に、位置検出システム2からの外部同期信号SYCに同期する信号を発生するタイミング信号発生回路を備える構成とすることで、外部同期信号SYCの受信タイミングと、位置検出用信号や付加情報の送信タイミングとが重なってもよい。第3の例は、その場合の例である。
 すなわち、この第3の例では、図3(D)に示すように、位置検出システム2からの外部同期信号SYCに同期する信号を発生するタイミング信号発生回路を備え、このタイミング信号発生回路からの信号により、次回の位置検出用信号や付加情報の送信タイミングを、外部同期信号SYCに同期するタイミングとするようにする。
 この第3の例によれば、位置検出用信号や付加情報の転送レートを高めることが可能である。なお、この第3の例においても、位置検出システム3は、外部同期信号SYCを、位置指示器1からの位置検出用信号や付加情報の送信タイミングに合わせて送信する必要はなく、時間間隔をあけて送信するようにしても良い。
 なお、上述の第1の例~第3の例においては、位置指示器1は、外部同期信号SYCを位置検出システム2から受信して、その受信した外部同期信号SYCに同期したタイミングで位置検出用信号や付加情報を送信するようにした。しかし、位置指示器1から、位置検出用信号や付加情報を送信するタイミングを知らせるための同期用信号を位置検出システム2に送信し、位置検出システム2は、この位置指示器1からの同期用信号に基づいて、位置指示器1から送信されてくる信号の受信するようにしてもよい。
 なお、上記の例の他に、位置指示器1と位置検出システム2との間で、無線通信モジュールを用いた同期信号に基づく同期を行わない場合も考えられる。その場合についての動作について説明をする。
 1.位置検出システム2は、無線通信モジュールを持ち、位置指示器1における初期設定のための設定用情報(例えば構成タイプの情報)は送信するが、同期は行わない場合。
 この場合には、位置指示器1と位置検出システム2との間のペアリングが成立して、初期設定のための情報の交換は、無線通信モジュールを用いて行うが、同期を取らないので、初期設定情報に基づいて、位置指示器1からの信号送信を開始する。
 2.位置検出システム2は、無線通信モジュールを持たない場合であって、センサから設定情報を位置指示器1に送信する場合。
 この場合には、位置指示器1のペン先側の中心電極7または周辺電極6からなる受信部で位置検出システム2のセンサからの信号を受信して、初期設定をし、位置検出システム2との通信を開始する。
 3.位置検出システム2は、無線通信モジュールを持たない場合であって、センサからも設定情報が送信されない場合。
 この場合には、位置指示器1と位置検出システム2とはペアリングを行うことができず、位置指示器1は、位置指示器1に予め設定(記憶)されているデフォルト値に基づいて、信号を送信し始めるようにする。
 [実施形態の位置指示器1の内部電子回路の構成例の説明]
 図4は、この実施形態の位置指示器1の筐体3内のプリント配線基板40上に形成されている電子回路の構成を示すブロック図であり、主として、信号送信制御回路41の内部詳細構成例を示す図である。
 図4に示すように、信号送信制御回路41は、例えばIC(Integrated Circuit)からなる制御部410と、ペン種判断部411と、中心電極送信信号生成部412と、無線送信信号生成部413と、位置検出用信号選択用のスイッチ回路414と、帰還信号生成回路415と、パッシブ方式の位置指示器と、パッシブ方式の改良方式及びアクティブ方式の位置指示器とを切り替えるためのスイッチ回路416、417とを含んで構成されている。
 制御部410は、上述した初期設定を行うための設定部4101と、位置検出システム2からの外部同期信号SYCに同期した送信信号の送出するようにする同期部4102を、その機能手段として備えている。
 そして、制御部410には、筆圧検出ユニット9で構成される可変容量コンデンサが接続されており、制御部410は、筆圧検出ユニット9で構成される可変容量コンデンサの静電容量から、中心電極7に印加される圧力(筆圧値)を算出する。また、サイドスイッチ43のオン、オフの状態信号が制御部410に供給される。制御部410は、このサイドスイッチ43のオン、オフの状態信号から、サイドスイッチ43に関する付加情報であるサイドスイッチ情報を生成する。また、IDメモリ44が制御部410に接続されており、制御部410は、必要に応じてこのIDメモリ44から位置指示器1の識別情報(ID)を読み出して取得するようにする。なお、IDメモリ44は予め識別情報を記憶したものを位置指示器1に収納するようにしてもよいし、記憶IDメモリ44の記憶内容である識別情報を、例えば無線通信モジュール42を通じて受信される、位置検出システム2からのコマンドにより書き替えることができるように構成してもよい。
 制御部410の設定部4101は、ペン種判断部411からのペン種判断結果に基づく情報に応じて、複数種の付加情報、この例では、筆圧情報、サイドスイッチ情報、識別情報のそれぞれについて、中心電極7から送出するか、無線通信モジュール42から無線送信するかの初期設定をするようにする。
 制御部410は、この初期設定に基づいて中心電極7を通じて送出する付加情報は、中心電極送信信号生成部412に供給し、無線通信モジュール42を通じて送出する付加情報は、無線送信信号生成部413に供給する。
 中心電極送信信号生成部412は、中心電極7に接続されており、後述するように、送出すべき付加情報は、位置検出用信号と共に中心電極7を通じて位置検出システム2に送出するようにする。無線送信信号生成部413は、無線通信モジュール42の送信部421に接続されており、送出すべき付加情報は、この送信部421を通じて位置検出システム2に無線送信される。この場合に、制御部410は、無線通信モジュール42の受信部422を通じて位置検出システム2からの外部同期信号SYCを受け取り、同期部4102により、当該受信した外部同期信号SYCに基づいて、位置検出用信号及び付加情報を、中心電極送信信号生成部412から中心電極7を通じて送信する、あるいは、付加情報を、無線送信信号生成部413から無線通信モジュール42の送信部421を通じて送信するように制御する。
 中心電極送信信号生成部412には、スイッチ回路414の制御部410による切替選択に応じて、発振器45からの周波数f1の交流信号、発振器46からの周波数f2の交流信号が、送出すべき位置検出用信号を生成するための信号として供給されると共に、帰還信号生成回路415からの帰還信号が、送出すべき位置検出用信号として供給される。帰還信号生成回路415は、周辺電極6を通じて位置検出システム2から受信した信号を、この例では、増幅して信号増強し、更に位相反転するようにする。この帰還信号生成回路415の構成例及び処理例については、後で詳述する。制御部410は、ペン種判断部411からのペン種判断結果に基づいて設定した初期設定情報に基づいてスイッチ回路414の切替選択信号を生成する。
 また、中心電極送信信号生成部412と中心電極7との接続部は、スイッチ回路416を通じて、筐体3の導電体部32に接続されている。また、周辺電極6は、スイッチ回路417を通じて筐体3の導電体部32に接続されている。そして、これらスイッチ回路416,417は、制御部410からのオン・オフ制御信号により切り替えられる。制御部410は、ペン種判断部411からのペン種判断結果に基づいて設定した初期設定情報に基づいてスイッチ回路416,417のオン・オフ制御信号を生成する。
 ペン種判断部411は、ペン種テーブルメモリ4111と、判断処理部4112とで構成されている。ペン種判断部411の判断処理部4112には、無線通信モジュール42の受信部422で受信した位置検出システム2からの情報が供給されると共に、周辺電極6を通じて位置検出システム2から受信した信号が供給される。
 ペン種テーブルメモリ4111には、位置指示器1の複数種の構成タイプと、それぞれの構成タイプの位置指示器において、位置検出用信号の送出の有無及び送出する位置検出用信号を生成するための発振器の周波数、また、付加情報を中心電極7から送出するか、無線通信モジュール42を通じて送信するかのペン種テーブル情報が記憶されている。このペン種テーブル情報は、予めペン種テーブルメモリ4111に記憶されていてもよいが、この例では、無線通信モジュール42を通じて、位置検出システム2からのコマンドにより書き込み及び書き替えができるように構成されている。
 判断処理部4112は、無線通信モジュール42の受信部422で受信した位置検出システム2からの情報、あるいは、周辺電極6を通じて位置検出システム2のセンサ部から受信した信号を判別すると共に、ペン種テーブルメモリ4111のペン種テーブル情報を参照して、位置指示器1と共に使用しようとする位置検出システム2に適合する位置指示器の構成タイプを判断する。そして、その判断結果に基づいて、中心電極7からの信号送出の有無、中心電極7から送出する位置検出用信号及び付加情報が何であるかについての情報、無線通信モジュール42を通じて送信する付加情報が何であるかについての情報を生成して、その生成した情報を制御部410に供給する。
 制御部410は、ペン種判断部411からの情報に基づいて設定した初期設定に基づいて、スイッチ回路414の切替選択信号及びスイッチ回路416,417のオン・オフ制御信号を生成して、それらのスイッチ回路414及び416,417に供給すると共に、中心電極送信信号生成部412に供給する付加情報、無線送信信号生成部413に供給する付加情報を決定して、それぞれ供給する。
 図5は、ペン種判断部411のペン種テーブル情報の一例を示すものである。この図5の例は、構成タイプ1~構成タイプ5(モード1~モード5)の5種の位置指示器についてのテーブル情報である。ペン種判断部411は、位置指示器の構成タイプ(モード)を判定した後、このペン種テーブル情報を参照して、制御部410に供給する制御情報を生成する。以下に、この実施形態の位置指示器1において、各構成タイプ(モード)が、制御部410による制御により切替構成されることを説明する。
 構成タイプ1(モード1)は、パッシブ方式の位置指示器であり、中心電極7からは信号は送信せず、付加情報は、全て無線通信モジュール42を通じて送信する。すなわち、位置指示器1の信号送信制御回路41において、ペン種判断部411でこの構成タイプ1(モード1)と判断すると、制御部410は、スイッチ回路416,417をオンとし、また、中心電極送信信号生成部412を非動作の状態とする。スイッチ回路417は、オフであってもよい。そして、制御部410は、全ての付加情報を無線送信信号生成部413を通じて無線通信モジュール42の送信部421を通じて位置検出システム2に送信するように制御する。なお、識別情報は、付加情報として送信する必要がない場合もある。
 構成タイプ2(モード2)は、パッシブ方式の改良方式の位置指示器である。ペン種判断部411でこの構成タイプ2(モード2)と判断された場合には、ペン種判断部411からの情報に基づいて、制御部410は、スイッチ回路416,417はオフとし、スイッチ回路414は、帰還信号生成回路415からの信号を選択する状態に切り替える。そして、付加情報は、全て制御部410から無線送信信号生成部413を通じて無線通信モジュール42の送信部421を通じて位置検出システム2に送信するように制御する。なお、識別情報は、付加情報として送信する必要がない場合もある。
 構成タイプ3(モード3)は、アクティブ方式の位置指示器の第1のタイプである。ペン種判断部411でこの構成タイプ3(モード3)と判断された場合には、ペン種判断部411からの情報に基づいて、制御部410は、スイッチ回路416はオフ、スイッチ回路417はオンとし、スイッチ回路414は、この例では、周波数f1の発振器45からの交流信号を選択する状態に切り替える。そして、付加情報は、全て制御部410から無線送信信号生成部413を通じて無線通信モジュール42の送信部421を通じて位置検出システム2に送信するように制御する。なお、識別情報は、付加情報として送信する必要がない場合もある。
 構成タイプ4(モード4)は、アクティブ方式の位置指示器の第2のタイプである。ペン種判断部411でこの構成タイプ4(モード4)と判断された場合には、ペン種判断部411からの情報に基づいて、制御部410は、スイッチ回路416はオフ、スイッチ回路417はオンとし、スイッチ回路414は、この例では、周波数f2の発振器46からの交流信号を選択する状態に切り替える。そして、付加情報のうち筆圧情報とサイドスイッチ情報とは中心電極7から位置検出用信号と共に送出され、識別情報IDは、無線送信信号生成部413を通じて無線通信モジュール42の送信部421を通じて位置検出システム2に送信するように制御する。
 構成タイプ5(モード5)は、アクティブ方式の位置指示器の第2のタイプである。ペン種判断部411でこの構成タイプ5(モード5)と判断された場合には、ペン種判断部411からの情報に基づいて、制御部410は、スイッチ回路416はオフ、スイッチ回路417はオンとし、スイッチ回路414は、この例では、周波数f2の発振器46からの交流信号を選択する状態に切り替える。そして、付加情報の全ては中心電極7から位置検出用信号と共に送出するように制御する。
 以上のようにして、信号送信制御回路41は、無線通信モジュール42の受信部422及び周辺電極6を通じて位置検出システム2のセンサ部から受信した情報及び信号に基づいて、位置指示器の構成タイプを判断して、位置指示器1を、判断した構成タイプの位置指示器の構成とするようにする。
 したがって、この実施形態の位置指示器1は、種々の方式の位置検出システム2に対応した種々の構成タイプの位置指示器を、自動的に構成して、使用することができる。つまり、種々の方式の複数の位置検出システム2に対して、この実施形態の位置指示器1のみで、位置指示入力することができる。このため、種々の方式の複数の位置検出システム2にそれぞれ毎に別々の位置指示器を用意する必要がなく、非常に便利であると共に、使用者にとって、コスト的な負担も軽減されることになる。
 なお、無線通信モジュール42を通じて受信する位置検出システム2からのペン種情報としては、構成タイプ1~5のそれぞれを直接的に識別する構成タイプの情報とする場合に限られるものではなく、例えば、ペン種テーブル情報の、それぞれの構成タイプ1~5の番号や、ペン種テーブルメモリ4111の各構成タイプのアドレスなどを間接的に示す情報であってもよい。
 なお、図4において、ペン種判断部411の判断処理部4112、中心電極送信信号生成部412、無線送信信号生成部413の各処理機能は、制御部410がソフトウエア処理機能手段として構成することも可能である。帰還信号生成回路415も同様である。
 [信号送信制御回路41における処理動作例]
 次に、電源スイッチ48がオンとされた後における信号送信制御回路41が実行する処理動作例を、図6及び図7のフローチャートを参照しながら説明する。
 信号送信制御回路41では、まず、無線通信モジュール42の受信部422で情報を受信したか否か判別し(ステップS1)、受信したと判別したときには、受信情報はペン種情報であるか否か判別する(ステップS2)。このステップS2で、受信情報はペン種情報であると判別したときには、信号送信制御回路41は、当該受信したペン種情報に基づいて位置指示器の構成タイプ(ペン種)を判断し、ペン種テーブルメモリ4111を参照して、中心電極7及び無線通信モジュール42の送信部421から送信する信号を決定して、初期設定する(ステップS3)。この初期設定には、前述したように、中心電極7から位置検出用信号を送信するか否かの設定も含まれる。
 ステップS3の次には、信号送信制御回路41は、中心電極7及び無線通信モジュール42の送信部421を通じてのステップS3で判断された構成タイプに応じた初期設定に基づく信号送出を実行する(ステップS4)。
 そして、信号送信制御回路41は、無線通信モジュール42の受信部422を通じた位置検出システム2からの情報を、受信できなくなったか否か判別し(ステップS5)、受信できなくなってはいないと判別したときには、処理をステップS4に戻して、判断した構成タイプに応じた信号送信を続行する。
 ステップS5で、無線通信モジュール42の受信部422を通じた位置検出システム2からの情報を、受信できなくなったと判別したときには、信号送信制御回路41は、受信できなくなってから所定時間以上経過したか否か判別する(ステップS6)。このステップS6で、所定時間以上経過してはいないと判別したときには、信号送信制御回路41は、処理をステップS4に戻して、判断した構成タイプに応じた信号送信を続行する。
 ステップS6で、所定時間以上経過したと判別したときには、信号送信制御回路41は、中心電極7及び無線通信モジュール42の送信部421からの信号送出を休止し、位置指示器1をスリープ状態にする(ステップS7)。このスリープ状態においては、できるだけバッテリー5の消耗を軽減させて省電力化を図るために、無線通信モジュール42の受信部422、信号送信制御回路41の制御部410、ペン種判断部411への電源の供給は維持するも、その他の部分への無駄な電圧供給を停止させるようにする。
 そして、このステップS7の次には、信号送信制御回路41は、処理をステップS1に戻し、上述したステップS1以降の処理を繰り返す。
 ステップS1で無線通信モジュール42の受信部422で情報を受信してはいないと判別したとき、また、ステップS2で、受信情報はペン種情報ではないと判別したときには、信号送信制御回路41は、周辺電極6を通じて信号を受信したか否か判別する(図7のステップS11)。このステップS11で、周辺電極6を通じて信号を受信してはいないと判別したときには、信号送信制御回路41は、スイッチ回路416をオンとして、中心電極7を導電体部32を通じてプリント配線基板40のアース導体(グランド)に接続するようにして、構成タイプ1の状態とする(ステップS18)。そして、このステップS18の次には、信号送信制御回路41は、処理を図6のステップS1に戻し、このステップS1以降の処理を繰り返す。
 そして、ステップS11で、周辺電極6を通じて信号を受信したと判別したときには、受信信号からペン種の判断は可能であるか否か判別する(ステップS12)。このステップS12で、ペン種の判断は可能ではないと判別したときには、信号送信制御回路41は、スイッチ回路416をオンとして、中心電極7を導電体部32を通じてプリント配線基板40のアース導体(グランド)に接続するようにして、構成タイプ1の状態とする(ステップS18)。そして、このステップS18の次には、信号送信制御回路41は、処理を図6のステップS1に戻し、このステップS1以降の処理を繰り返す。
 ステップS12で、ペン種の判断は可能であると判別したときには、信号送信制御回路41は、当該受信した信号に基づいて位置指示器の構成タイプ(ペン種)を判断し、ペン種テーブル4111を参照して、中心電極7及び無線通信モジュール42の送信部421から送信する信号を決定して、初期設定する(ステップS13)。この初期設定には、前述したように、中心電極7から位置検出用信号を送信するか否かの設定も含まれる。
 ステップS13の次には、信号送信制御回路41は、中心電極7及び無線通信モジュール42の送信部421を通じてのステップS13で判断された構成タイプに応じた初期設定に基づく信号送出を実行する(ステップS14)。
 そして、信号送信制御回路41は、周辺電極6を通じた信号の受信ができなくなったか否か判別し(ステップS15)、受信ができなくなってはいないと判別したときには、処理をステップS14に戻して、判断した構成タイプに応じた信号送信を続行する。
 ステップS15で、周辺電極6を通じた信号の受信ができなくなったと判別したときには、信号送信制御回路41は、受信できなくなってから所定時間以上経過したか否か判別する(ステップS16)。このステップS16で、所定時間以上経過してはいないと判別したときには、信号送信制御回路41は、処理をステップS14に戻して、判断した構成タイプに応じた信号送信を続行する。
 ステップS16で、所定時間以上経過したと判別したときには、信号送信制御回路41は、中心電極7及び無線通信モジュール42の送信部421からの信号送出を休止し、位置指示器1をスリープ状態にする(ステップS17)。そして、このステップS17の次には、信号送信制御回路41は、処理をステップS1に戻し、上述したステップS1以降の処理を繰り返す。
 [各種の構成タイプの位置指示器と、対応する位置検出システムの動作説明]
 <構成タイプ2の位置指示器1Aと、対応する位置検出システム2A>
 図8は、構成タイプ2の位置指示器1Aの主要部の回路例を示す図であり、特に、帰還信号生成回路415の回路構成例と、上記では省略した電源回路部50の回路構成例を示したものである。
 電源回路部50は、DC/DCコンバータ501を備え、バッテリー5の電圧から電源電圧+Vccを生成して、信号送信制御回路41やその他に供給する。
 そして、電源回路部50においては、DC/DCコンバータ501とバッテリー5との間に電源スイッチ48が設けられている。また、DC/DCコンバータ501の出力端とアース導体との間には、抵抗502およびLED49の直列回路が接続されている。さらに、DC/DCコンバータ501の出力端は抵抗503および抵抗504の直列接続を通じてアース導体に接続され、抵抗503および抵抗504の接続点から基準電圧Vref(=Vcc/2)が出力される。
 帰還信号生成回路415は、この例では信号増強処理回路として構成されるもので、センスアンプ510と、信号増幅率可変回路520と、トランス530とからなる。
 この例では、センスアンプ510は、オペアンプ511と、このオペアンプ511の反転入力端子と出力端子との間に接続されるコンデンサ512とからなる。オペアンプ511の反転入力端子は、周辺電極6に接続されている接続端子513に接続されている。また、オペアンプ511の非反転入力端子には、前述した基準電圧Vrefが供給される。
 位置指示器1Aが位置検出システム2A上にあるときには、図1に示すように、位置指示器1Aの周辺電極6と位置検出システム2Aとは、静電容量C1を介して結合している。後述するように、位置検出システム2Aには、交流信号が流れているので、この交流信号が静電容量C1および周辺電極6を介して電流信号として接続端子513に供給され、センスアンプ510に入力される。コンデンサ512は、静電容量C1を介して入力される電流信号を検出するためのものである。
 そして、センスアンプ510は、接続端子513を通じて電流信号として入力された交流信号を位相反転して、信号増幅率可変回路520に出力する。
 信号増幅率可変回路520は、オペアンプ521と、当該オペアンプ521の反転入力端子と出力端子との間に接続される可変抵抗器522とからなる。この可変抵抗器522の抵抗値を可変設定することにより、この信号増幅率可変回路520の増幅率が可変設定され、その結果として位置指示器1Aの信号検出感度が制御される。
 この信号増幅率可変回路520で増幅された交流信号は、トランス530の一次巻線530aに供給される。このトランス530の一次巻線530aの巻線数n1と、二次巻線530bの巻線数n2との比は、例えば、n1:n2=1:10のように二次巻線530b側の巻線数が大きく(n1<n2)設定されている。したがって、トランス530の二次巻線530b側には、信号増幅率可変回路520の出力信号の振幅が巻線数比に応じて逓倍されて、大振幅とされた交流信号(電圧信号)が得られる。
 トランス530の二次巻線530bの一端は、シールド部材8によりシールドされた中心電極7の棒状導体からなる芯体71に接続されている接続端子523に接続され、トランス530の二次巻線530bの他端は、プリント配線基板40のアース導体に接続される。したがって、帰還信号生成回路415により大振幅の交流信号電圧とされた出力信号は、接続端子523を通じて中心電極7に供給される。
 位置指示器1Aが位置検出システム2A上にあるときには、位置指示器1Aの中心電極7と位置検出システム2Aとは静電容量を介して結合されているため、位置指示器1Aの中心電極7を介して位置指示器1Aから位置検出システム2Aに交流信号が帰還される。
 次に、この例の位置検出システム2Aについて、図9を参照して説明する。この例の位置検出システム2Aは、センサ電極が入力電極と出力電極から構成されており、位置指示器1Aが接触したタッチポイントの結合容量の変化を検出する相互容量方式の位置検出システムの構成である。
 図9に示すように、この例の位置検出システム2Aは、センサ部20Aと、送信部21と、受信部22と、無線通信部25と、制御部220Aを備えている。センサ部20Aは、センサ入力面の横方向(X軸方向)に延伸する直線状の複数個、この例ではm個の送信導体23Y,23Y,・・・,23Y(mは1以上の整数)と、この送信導体23Y~23Yと直交する、センサ入力面の縦方向(Y軸方向)に延伸する複数個、この例ではn個の受信導体24X,24X,・・・,24X(nは1以上の整数)とを備える。複数個の送信導体23Y~23YはY軸方向に等間隔に配置され、送信部21に接続されている。また、複数個の受信導体24X~24XはX軸方向に等間隔に配置され、受信部22に接続されている。
 なお、この明細書の以下の説明において、送信導体23Y~23Y及び受信導体24X~24Xについて、いずれであるかを区別する必要のないときには、それぞれ送信導体23Y及び受信導体24Xと称することにする。
 複数個の送信導体23Yと複数個の受信導体24Xとは、所定の間隔を隔てて配置され、互いに直交した配置関係を備えて、複数個の交点(クロスポイント)を形成する。そして、各クロスポイントでは、送信導体23Yと受信導体24Xとは、所定の静電容量を介して結合していると見なせる。
 送信部21は、制御部220の制御に基づいて、送信導体23Yに所定の交流信号を供給する。この場合、送信部21は、同一の交流信号を複数個の送信導体23Y,23Y,・・・,23Yに、順次に1本ずつ切り替えながら供給してもよいし、互いに異なる複数個の交流信号を複数個の送信導体23Y,23Y,・・・,23Yに同時に供給するようにしても良い。また、複数個の送信導体23Y,23Y,・・・,23Yを複数個のグループに分け、グループ毎に異なる交流信号を用いるようにしても良い。
 受信部22は、制御部220の制御に基づいて、受信導体24X,24X,・・・,24Xのそれぞれに、送信導体23Yに供給された交流信号が前記所定の静電容量を介して伝達される信号成分を検出する。送信導体23Yと受信導体24Xとの間の結合静電容量が全クロスポイントにおいて等しいとすれば、位置指示器1が、センサ部20上に存在していないときには、センサ部20の全ての受信導体24X,24X,・・・,24Xからは所定レベルの受信信号が受信部22において検出される。
 これに対して、位置指示器1Aがセンサ部20Aに接触すると、その接触位置のクロスポイントを構成する送信導体23Yと受信導体24X、および当該位置指示器1Aとは静電容量を通じて結合する。すなわち、当該位置指示器1Aによって静電容量が変化することになり、位置指示器1Aが存在するクロスポイントの受信導体24Xから得られる受信信号レベルが他のクロスポイントの受信信号レベルに比較して変化することとなる。
 受信部22は、複数の受信導体24X,24X,・・・,24Xのうち、その受信信号のレベルの変化があった受信導体24Xを検知することで、位置指示器1Aによる指示位置を検出する。そして、図示を省略した位置検出システム2の制御部は、送信部21から交流信号を供給している送信導体23Yと、受信部22で受信信号レベルの変化のあった受信導体24Xとを検出することにより、位置指示器1Aが接触しているクロスポイントを検出する。
 位置指示器1Aではなく、指がセンサ部20上に接近または接触したときにも、位置検出システム2は、同様の原理により、その指が接近または接触したクロスポイントを検出する。その場合、送信導体23Yに供給された交流信号の一部が指を通じ、また、使用者の人体を通じてグラウンドに流れる。そのため、指が存在するクロスポイントを構成する受信導体24Xの受信信号レベルが変化する。受信部22は、この受信信号レベルの変化を検出することにより、指が存在するクロスポイントを構成する受信導体24Xを検出する。
 構成タイプ1の位置指示器の場合には、指の位置検出の原理と同様にして、位置検出システム2Aは、センサ部20Aにおける指示位置の検出を行うことができる。しかし、構成タイプ1の位置指示器の場合には、指の場合のように位置検出システム2Aとの間の接触面積が大きくないため、結合容量が小さく、位置検出システム2Aは検出感度が低い。このため、構成タイプ1の位置指示器に対応する位置検出システムは、位置指示器に送信する交流信号として拡散符号を用いて、送信信号と受信信号の相関を取ることで位置指示器の指示位置を検出するなどして、検出感度の低下を補っている。
 これに対して、この構成タイプ2の位置指示器1A及び位置検出システム2Aの場合には、拡散符号などを用いなくても、位置指示器1Aと位置検出システム2Aとの親和性が高く、しかも汎用性が高く、更には入力信号と出力信号との間で所定の波形相関性が確保されて、高感度にセンサ部20A上における位置検出が可能となる。
 すなわち、位置検出システム2Aのセンサ部20A上に、位置指示器1Aを接近または接触させた場合、送信導体23Yに供給された交流信号は、図1に示したように静電容量C1を介し、また、周辺電極6を介して、電流信号として接続端子513を通じて帰還信号生成回路415に入力される。
 帰還信号生成回路415に入力された交流信号(電流信号)は、センスアンプ510で位相反転された後、信号増幅率可変回路520において増幅されるとともに、トランス530により昇圧(逓倍)されて信号増強されて、電圧信号として接続端子523を通じて中心電極7に供給される。すなわち、周辺電極6を介してセンサ部20Aから帰還信号生成回路415に入力された交流信号は、帰還信号生成回路415において、逆相とされ、また大振幅の信号とされて中心電極7を通じて、センサ部20Aに帰還される。
 この場合に、位置指示器1Aの中心電極7から位置検出システム2Aのセンサ部20Aに帰還される交流信号は、送信導体23Yに供給される交流信号とは逆相の増強された信号であるので、位置指示器1Aは、受信導体24Xの受信信号における交流信号の変化を、より増大させるように機能する。このため、位置検出システム2Aは、位置指示器1Aの接触位置を高感度で検出することが可能となる。なお、位置指示器1Aのアース導体が人体と接続されることで検出動作が一層安定化される。すなわち、この実施形態では、位置指示器1Aの筐体3は、プリント配線基板40のアース導体に接続されている導電体部32で覆われている。このため、位置検出システム2Aにおいて送信導体23Yに供給された交流信号は、位置指示器1Aを通じ、使用者の人体を通じてグランドに流れることで、信号検出動作の一層の安定化を図ることができる。
 また、位置検出システム2Aのセンサ部20Aの送信導体23Yでの電圧をVとし、この実施形態の位置指示器1Aの中心電極7の電圧をeとし、周辺電極6と中心電極7との間の静電容量をC2(図1参照)とすると、
 e≦C1/C2・V
なる関係がある。このため、周辺電極6と中心電極7との間の静電容量C2は、できるだけ小さい方が、中心電極7の電位eを高くするのに有利である。
 このために、この実施形態の位置指示器1においては、周辺電極6と中心電極7との間にはシールド部材8を介在させることで、両者の結合をできるだけ小さくするようにしている。したがって、この実施形態の位置指示器1では、シールド部材8を介在させることによって、周辺電極6と中心電極7との間の静電容量C2は小さくなり、電圧eを大きくすることができ、効率よく感度を高めることができる。
 上述した実施形態の位置指示器1Aは、周辺電極6で、位置検出システム2Aからの交流信号を受信し、中心電極7から、信号増強した出力交流信号を位置検出システム2Aに帰還させる構成である。しかし、位置検出システム2Aからの交流信号を受信するための電極を中心電極7とし、信号増強した交流信号を位置検出システム2に帰還させるための電極を周辺電極6としても良い。
 なお、図9に示すように、この構成タイプ2の位置指示器1Aは、筆圧情報、サイドスイッチ情報及び識別情報は、無線通信モジュール42から位置検出システム2Aの無線通信部25に無線送信されるものである。無線通信部25で受信された筆圧情報、サイドスイッチ情報及び識別情報は、制御回路220Aに供給され、検出された位置情報と共に、例えばホストコンピュータなどに送信される。構成タイプ1の位置指示器からの付加情報も同様にして、無線通信モジュール42から位置検出システムに送信される。
 <構成タイプ3の位置指示器1Bと、対応する位置検出システム2B>
 図10は、構成タイプ3の位置指示器1Bと、対応する位置検出システム2Bとの主要部の回路例を示す図である。構成タイプ3の位置指示器1Bは、位置検出用信号として周波数f1の交流信号を送出すると共に、付加情報である筆圧情報、サイドスイッチ情報及び識別情報は、全て無線通信モジュール42から位置検出システム2Bの無線通信部25Bに送出する。
 位置検出システム2Bは、図10に示すように、センサ部20Bと、このセンサ部20Bに接続されるペン指示検出回路26Bと、無線通信部25Bとで構成されている。位置検出システム2Bの無線通信部25Bからは、位置指示器1Bとのペアリングが完了した後、前述したように外部同期信号SYCが位置指示器1Bに送信される。
 センサ部20Bは、下層側から順に、第1の導体群211、絶縁層(図示は省略)、第2の導体群212を積層して形成されたものである。第1の導体群211は、横方向(X軸方向)に延在した複数の第1の導体211Y、211Y、…、211Y(mは1以上の整数)を互いに所定間隔離して並列に、Y軸方向に配置したものである。
 また、第2の導体群212は、第1の導体211Y、211Y、…、211Yの延在方向に対して交差する方向、この例では直交する縦方向(Y軸方向)に延在した複数の第2の導体212X、212X、…、212X(nは1以上の整数)を互いに所定間隔離して並列に、X軸方向に配置したものである。
 なお、以下の説明において、第1の導体211Y、211Y、…、211Yについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第1の導体211Yと称する。同様に、第2の導体212X、212X、…、212Xについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第2の導体212Xと称することとする。
 ペン指示検出回路26Bは、センサ部20Bとの入出力インターフェースとされる選択回路221と、増幅回路222と、バンドパスフィルタ223と、検波回路224と、サンプルホールド回路225と、AD(Analog to Digital)変換回路226と、制御回路220Bとからなる。
 選択回路221は、制御回路220Bからの制御信号に基づいて、第1の導体群211Yおよび第2の導体群212Xの中からそれぞれ1本の導体を選択する。選択回路221により選択された導体は増幅回路222に接続され、位置指示器1Bからの信号が、選択された導体により検出されて増幅回路222により増幅される。この増幅回路222の出力はバンドパスフィルタ223Bに供給されて、位置指示器1Bから送信される信号の周波数f1の成分のみが抽出される。
 バンドパスフィルタ223Bの出力信号は検波回路224によって検波される。この検波回路224の出力信号はサンプルホールド回路225に供給されて、制御回路220Bからのサンプリング信号により、所定のタイミングでサンプルホールドされた後、AD変換回路226によってデジタル値に変換される。AD変換回路226からのデジタルデータは制御回路220Bによって読み取られ、処理される。
 制御回路220Bは、内部のROMに格納されたプログラムによって、サンプルホールド回路225、AD変換回路226、および選択回路221に、それぞれ制御信号を送出するように動作する。また、制御回路220Bは、AD変換回路226からのデジタルデータから、位置指示器1Bによって指示されたセンサ部20B上の位置座標を算出する。
 図11は、この構成タイプ3の位置指示器1Bから、対応する位置検出システム2Bに送信される信号を説明するためのタイミングチャートである。上述したように、この構成タイプ3の位置指示器1Bからは、例えば周波数f1の交流信号に基づく信号が、連続的に、位置検出用信号として中心電極7を通じて送出される。
 しかし、この例のこの構成タイプ3の位置指示器1Bは、この実施形態の位置指示器1が位置検出用信号として周波数f1の交流信号と、周波数f2の交流信号とを送出することが可能な構成を有している利点を利用して、位置検出用信号と同じ周波数のノイズが存在するときには、位置検出用信号の周波数を切り替えることができるようにしている。
 すなわち、この実施形態の構成タイプ3の位置指示器1Bにおいては、図11(A)に示すように、位置検出用信号は、所定期間長Taの連続送信期間と所定期間長Tbの休止期間とを1周期として、当該1周期を繰り返すようなものとされる。
 そして、位置検出システム2Bの制御回路220Bでは、図11(B)に示すように、所定期間長Tbの休止期間を、ノイズの有無を検出するためのウインドウ区間として、当該ウインドウ区間において、位置検出用信号と同じ周波数のノイズが存在するか否かを検出するようにする。そして、ウインドウ区間において、位置検出用信号と同じ周波数のノイズが存在することを検出したときには、位置検出システム2Bの制御回路220Bは、無線通信部25Bを通じて、その旨を位置指示器1Bに通知する。
 位置指示器1Bの無線通信モジュール42の受信部422は、位置検出システム2Bからのこの通知を受けると、信号送信制御回路41の制御部410に転送する。信号送信制御回路41の制御部410は、この通知に従い、スイッチ回路414を切り替え制御して、周波数f1の発振器45から周波数f2の発振器46を選択する状態に切り替える。なお、前記位置検出システム2Bからの通知を受けたときの位置指示器1Bからの位置検出用信号が、周波数f2の発振器46からの信号に基づくものであった場合には、前記位置検出システム2Bからの通知により、制御部410は、スイッチ回路414を切り替え制御して、周波数f2の発振器46から周波数f1の発振器45を選択する状態に切り替える。
 例えば、図11(A)に示すように、位置指示器1Bからの位置検出用信号が周波数f1の信号であったときに、図11(C)に示すように、同じ周波数f1のノイズNRが存在していた場合には、位置検出システム2Bの制御回路220Bは、図11(B)に示すウインドウ区間において、当該ノイズNRを検出し、その旨を無線通信部25Bを通じて、位置指示器1Bに送る。
 位置指示器1Bでは、制御部410が、この位置検出システム2Bからの通知を無線通信モジュール42の受信部422を通じて受けて、位置検出用信号の周波数を、図11(D)に示すように、周波数f1から周波数f2に切り替えるようにスイッチ回路414を切り替え制御する。したがって、位置検出用信号の周波数と同じ周波数のノイズが位置検出システム2Bの近辺に存在したとしても、位置検出用信号の周波数の切替により、当該ノイズの影響を受けることが無いようにすることができる。
 なお、位置検出システム2Bにおいては、周波数f1と周波数f2の位置検出用信号の両方に対応することができるように、バンドパスフィルタ223Bは、周波数f1を中心周波数とする通過周波数帯域とする状態と、周波数f2を中心周波数とする通過周波数帯域とする状態とを備えるものとされ、制御回路220Bからの制御により、いずれの通過周波数帯域を用いるかが切り替えられるように構成されている。
 <構成タイプ4の位置指示器1Cと、対応する位置検出システム2C>
 図12は、構成タイプ4の位置指示器1Cと、対応する位置検出システム2Cとの主要部の回路例を示す図である。構成タイプ4の位置指示器1Cは、位置検出用信号として周波数f2の交流信号を送出すると共に、位置指示器として重要な付加情報の例である筆圧情報及びサイドスイッチ情報は、位置検出用信号と共に、中心電極7を通じて位置検出システム2Cに送出する。そして、位置指示器1Cは、付加情報の識別情報は、無線通信モジュール42から位置検出システム2Cの無線通信部25Cに送出する。
 位置検出システム2Cは、図12に示すように、センサ部20Cと、このセンサ部20Cに接続されるペン指示検出回路26Cと、無線通信部25Cとで構成されている。位置検出システム2Cの無線通信部25Cからは、位置指示器1Cとのペアリングが完了した後、前述したように外部同期信号SYCが位置指示器1Cに送信される。
 センサ部20Cは、この例では、位置検出システム2Bのセンサ部20Bと同一の構成とされている。また、ペン指示検出回路26Cは、バンドパスフィルタ223Cと制御回路220Cとを除き、ペン指示検出回路26Bと同一の構成とされている。
 この構成タイプ4の位置指示器1Cのバンドパスフィルタ223Cは、この例では、周波数f2を中心周波数とする通過周波数帯域とするものとされている。また、制御回路220Cは、位置検出用信号と共に送られてくる筆圧情報及びサイドスイッチ情報を検出する機能を備えるものとなっている。
 この例の構成タイプ4の位置指示器1Cにおいては、中心電極送信信号生成部412は、制御部410からの制御を受けて、連続送信期間と送信データ期間を1周期とするパターンの信号を繰り返し出力するようにする。図13(A)は、位置指示器1Cの制御部410から中心電極送信信号生成部412に供給される制御信号の例を示すものである。中心電極送信信号生成部412は、この図13(A)の制御信号のハイレベルを維持する一定期間では、図13(B)に示すように、周波数f2の発振信号をバースト信号として連続送信する(図13(C)の連続送信期間)。
 この連続送信期間の長さは、位置検出システム2Cのペン指示検出回路26Cにおいて、位置指示器1Cによるセンサ部20C上の指示位置を検出することが可能な時間長とされ、例えば第1の導体211Y及び第2の導体212Xの全てを1回以上、好ましくは複数回以上スキャンすることができる時間長とされる。
 この連続送信期間中に、位置指示器1Cの制御部410は、中心電極7に印加される筆圧を、筆圧検出ユニット9の可変容量コンデンサの静電容量に基づいて算出し、その算出した筆圧値の情報を複数ビットの値(2進コード)として求める。また、制御部410は、サイドスイッチ43のオン・オフ情報をサイドスイッチ情報として、1ビットあるいは複数ビットの情報として生成する。
 そして、制御部410は、図13(A)に示すように、連続送信期間の終了後、送信データ期間において、制御信号を所定の周期(Td)でハイレベルまたはローレベルに制御することにより、周波数f2の交流信号をASK(Amplitude Shift Keying)変調する。ASK変調の代わりに、OOK(On Off Keying)信号とするようにしてもよい。
 このとき、連続送信期間の後の所定の周期(Td)の初回は必ずハイレベルとし、それを図13(C)のスタート信号とする。このスタート信号は、以降のデータ送出タイミングを位置検出システム2Cのペン指示検出回路26Cで正確に判定することができるようにするためのタイミング信号である。なお、このスタート信号に代えて、連続送信期間のバースト信号をタイミング信号として利用することもできる。
 位置指示器1Cの中心電極送信信号生成部412は、以上の制御部410からの制御を受けて、送信データ期間において、スタート信号に続いて、複数ビットの筆圧情報及び1または複数ビットのサイドスイッチ情報を順次送信する。この場合に、図13(A)及び(B)に示すように、送信データ(2進コード)が「0」のときは、制御信号(図13A)をローレベルとして交流信号の送出はせず、送信データ(2進コード)が「1」のときは制御信号をハイレベルとして交流信号の送出するように制御して、ASK変調を行うようにする。
 位置検出システム2Cのペン指示検出回路26Cにおいては、制御回路220Cは、連続送信期間の受信信号から、前述した位置検出システム2Bと同様にして、位置指示器1Cによる指示位置を検出する。そして、制御回路220Cは、連続送信期間の終了を待ち、連続送信期間の終了後のスタート信号を検出したら、送信データ期間の筆圧情報及びサイドスイッチ情報のデータを検出して、それらを復元する動作を行う。そして、制御回路220Cは、無線通信部25Cを通じて受信した識別情報と共に、位置指示器1Cによる指示位置の検出情報と、筆圧情報と、サイドスイッチ情報を、ホストコンピュータなどに出力するようにする。
 なお、この構成タイプ4の位置指示器1Cにおいても、位置検出用信号の周波数を、ノイズの影響を軽減することができるように、構成タイプ3の位置指示器1Bと同様に切り替える構成としてもよい。その場合には、位置検出システム2Cのバンドパスフィルタ223C及び制御回路220Cも、構成タイプ3に対応する位置検出システム2Bのバンドパスフィルタ223B及び制御回路220Bと同様の機能を有するように構成する。
 <構成タイプ5の位置指示器1Dと、対応する位置検出システム2D>
 図14は、構成タイプ5の位置指示器1Dと、対応する位置検出システム2Dとの主要部の回路例を示す図である。構成タイプ5の位置指示器1Dは、位置検出用信号として周波数f2の交流信号を送出すると共に、全ての付加情報、この例では筆圧情報、サイドスイッチ情報及び識別情報ID1は、位置検出用信号と共に、中心電極7を通じて位置検出システム2Dに送出する。
 位置検出システム2Dは、図14に示すように、センサ部20Dと、このセンサ部20Dに接続されるペン指示検出回路26Dと、無線通信部25Dを備えて構成されている。位置検出システム2Dの無線通信部25Dからは、位置指示器1Dとのペアリングが完了した後、前述したように外部同期信号SYCが位置指示器1Dに送信される。
 センサ部20Dは、この例では、位置検出システム2Bのセンサ部20Bと同一の構成とされている。また、ペン指示検出回路26Dは、制御回路220Dを除き、バンドパスフィルタ223Dも含め、ペン指示検出回路26Cと同一の構成とされている。すなわち、バンドパスフィルタ223Dは、この例では、周波数f2を中心周波数とする通過周波数帯域とするものとされている。そして、制御回路220Dは、位置検出用信号と共に送られてくる筆圧情報、サイドスイッチ情報及び識別情報ID1を検出する機能を備えるものとなっている。
 この例の構成タイプ5の位置指示器1Dにおいても、前述した構成タイプ4の位置指示器1Cと同様にして、中心電極送信信号生成部412は、制御部410からの制御を受けて、図15に示すように、連続送信期間と送信データ期間を1周期とするパターンの信号を繰り返し出力するようにする。
 図15(A)は、位置指示器1Dの制御部410から中心電極送信信号生成部412に供給される制御信号の例を示すものである。この例の位置指示器1Dの中心電極送信信号生成部412は、この図15(A)の制御信号による制御を受けて、連続送信期間では、図15(B)に示すように、周波数f2の発振信号をバースト信号として連続送信し、また、送信データ期間では、図15(B)及び(C)に示すように、筆圧情報と、サイドスイッチ情報と、識別情報ID1とをASK信号として、中心電極7を通じて位置検出システム2Dに送信する。
 位置検出システム2Dの制御回路220Dは、連続送信期間のバースト信号に基づいて、位置指示器1Dにより指示されたセンサ部20D上の位置を検出すると共に、送信データ期間において、筆圧情報、サイドスイッチ情報及び識別情報ID1を検出して復元する。
 そして、この例では、位置指示器1Dと位置検出システム2Dとの間の信号の授受を、よりセキュアにするために、位置指示器1Dは、識別情報ID2を無線通信モジュール42から位置検出システム2Dの無線通信部25Dに送出する。この場合に、識別情報ID1と識別情報ID2とは、同一の情報(ID1=ID2)とされる。制御回路220Dは、無線通信部25Dを通じて取得した識別情報ID2と、中心電極7を通じて受信し検出した識別情報ID1とを照合して、両者が一致したときにのみ、位置指示器1Dから取得した信号を有効として処理する。
 そして、制御回路220Dは、位置指示器1Dから取得した信号を有効としたときには、位置指示器1Dによる指示位置の検出情報と、筆圧情報と、サイドスイッチ情報及び識別情報ID1を、ホストコンピュータなどに出力するようにする。
 [他の実施形態]
 <静電結合方式の他の例>
 上述した位置指示器の複数の構成タイプは、一例であって、ここに接続した構成タイプのものに限られるものではないことは言うまでもない。例えば、上述のアクティブ方式の位置指示器においては、中心電極7のみから信号を送出するようにしたが、位置指示器の位置検出システム上での傾き角や回転角を検出することができるようにするために、周辺電極6を、複数個に分割して、その分割した複数個の周辺分割電極のそれぞれから、それらの周辺分割電極を識別することができるようにするための信号を送出する構成の位置指示器を、一つの構成タイプとしてもよい。
 <電磁結合方式の例>
 また、上述の実施形態は、静電結合方式の位置指示器及び位置検出システムの場合であったが、電磁結合方式の位置指示器及び位置検出システムの場合にも、この発明は適用可能である。
 図16は、この発明による電磁結合方式の位置指示器100の構成例を示すもので、上述した実施形態の位置指示器1について示した図1の概念的構成図に対応するものである。
 この図16に示すように、この実施形態の位置指示器100は、絶縁物例えば樹脂からなる筒状の筐体103内に、信号送信制御回路141と、無線通信モジュール142と、サイドスイッチ143と、IDメモリ144と、発振器145とを備えると共に、筆圧検出ユニット109を備える。また、バッテリー105が、信号送信制御回路141、無線通信モジュール142、サイドスイッチ143、IDメモリ144、発振器145などへの電源電圧の供給源として筐体103内に設けられている。信号送信制御回路141は、ペン種判別部1411を備えている。
 そして、筆圧検出ユニット109には、フェライトコア110を貫通する芯体107が結合されており、筆圧検出ユニット109は、この芯体107に印加される筆圧を、当該筆圧検出ユニット109で構成される可変容量コンデンサの静電容量として検出する。フェライトコア110には、コイル111が巻回されており、このコイル111の両端が信号送信制御回路141に接続されている。また、コイル111の両端の間には、当該コイル111と共振回路を構成するコンデンサ112が接続されている。
 信号送信制御回路141には、上述の実施形態の位置指示器1と同様に、無線通信モジュール142と、サイドスイッチ143と、IDメモリ144と、発振器145が接続されていると共に、筆圧検出ユニット109で構成される可変容量コンデンサも、この信号送信制御回路141に接続されている。
 信号送信制御回路141は、この位置指示器100においては、コイル111とコンデンサ112を含む共振回路を通じて送信する信号を選択制御するようにすると共に、筆圧情報、サイドスイッチ情報、識別情報などの付加情報を、無線通信モジュール142から送信するか、共振回路からの信号として送信するかを選択制御する。
 すなわち、この実施形態の位置指示器100の場合、共振回路が第2の送信部を構成し、無線通信モジュール142の送信機能部が第1の送信部を構成する。また、無線通信モジュール142の受信機能部が、位置検出システムからのペン種情報を受信する受信部を構成する。無線通信モジュール142の受信機能部で、位置検出システムから受信したペン種情報は、信号送信制御回路141のペン種判別部1411に供給される。ペン種判別部1411は、図示は省略するが、この実施形態においてもペン種の判断処理部と、ペン種テーブルメモリとで構成することができる。
 この実施形態の位置指示器100の信号送信制御回路141は、位置検出システムからのペン種情報を受信して、ペン種判別部1411で判断して、ペン種を決定し、例えば図17(A),(B),(C)に示すような3種の構成タイプ6,7,8の位置指示器100A,100B,100Cを構成することができるようにしている。
 位置指示器100の無線通信モジュール142の受信機能部を通じて位置検出システムから受信したペン種情報が、構成タイプ6であった場合には、信号送信制御回路141により、図17(A)に示すような位置指示器100Aが構成される。すなわち、この構成タイプ6においては、コイル111とコンデンサ112とからなる並列共振回路に並列に、筆圧検出ユニット109で構成される可変容量コンデンサが接続され、さらに、サイドスイッチ143とコンデンサ113との直列回路が接続される。
 そして、この構成タイプ6の位置指示器100Aと共に使用され、構成タイプ6をペン種情報として位置指示器100Aに送る位置検出システム200Aのセンサ部は、図示は省略するが、複数個のループコイルが互いに直交するX方向及びY方向に配列されて構成されており、ループコイルから周波数faの送信信号(交流信号)が位置指示器100Aに送信される。
 位置指示器100Aでは、電磁結合により位置検出システム200Aからの交流信号を共振回路で受信し、その後、当該共振回路から位置検出システム200Aに交流信号を帰還させる。位置検出システム200Aでは、交流信号を送信したループコイルの位置と、位置指示器100Aからの帰還信号を受信したループコイルの位置とから、位置指示器100Aにより指示された位置を検出するようにする。
 この場合に、位置指示器100Aからの帰還信号は、共振回路の共振周波数が、筆圧検出ユニット109で構成される可変容量コンデンサの静電容量の値により変化することにより変化するので、位置検出システム200Aでは、その周波数の変化(あるいは位相の変化)により筆圧情報を検出するようにする。
 また、サイドスイッチ143のオン・オフにより共振回路に対してコンデンサ113が接続あるいは非接続になるため、当該サイドスイッチ143のオン・オフに応じて共振回路の共振周波数が変化する。位置検出システム200Aでは、位置指示器100Aからの帰還信号の周波数の変化(あるいは位相の変化)により、サイドスイッチ143のオン・オフに応じたサイドスイッチ情報を検出する。
 なお、この構成タイプ6の位置指示器100Aは、識別情報は、無線通信モジュール142の送信機能部を通じて位置検出システム200Aの無線通信部に送信される。
 位置指示器100の無線通信モジュール142の受信機能部を通じて位置検出システムから受信したペン種情報が、構成タイプ7であった場合には、信号送信制御回路141により、図17(B)に示すような位置指示器100Bが構成される。すなわち、この構成タイプ7においては、並列共振回路は、コイル111とコンデンサ112とからなるものとされる。そして、筆圧情報と、サイドスイッチ情報と、識別情報とは、全て無線通信モジュール142の送信機能部を通じて位置検出システム200Bの無線通信部に送信される。
 この構成タイプ7の位置指示器100Bと共に使用され、構成タイプ7をペン種情報として位置指示器100Bに送る位置検出システム200Bのセンサ部は、位置検出システム200Aのセンサ部と同じ構成を備え、ループコイルから周波数faの送信信号(交流信号)を位置指示器100Bに送信する。
 位置指示器100Bでは、位置指示器100Aと同様にして、電磁結合により位置検出システム200Bからの交流信号を共振回路で受信し、その後、当該共振回路から位置検出システム200Bに交流信号を帰還させる。位置検出システム200Bでは、位置検出システム200Aと同様にして、位置指示器100Bより指示された位置を検出する。
 この構成タイプ7の位置検出システム200Bは、帰還信号の周波数や位相の変化を監視して、付加情報を検出する機能を備えない。そして、位置検出システム200Bは、無線通信部を通じて受信した付加情報をデコードして、筆圧情報、サイドスイッチ情報及び識別情報を取得するようにする。
 位置指示器100の無線通信モジュール142の受信機能部を通じて位置検出システムから受信したペン種情報が、構成タイプ8であった場合には、信号送信制御回路141により、図17(C)に示すような位置指示器100Cが構成される。すなわち、この構成タイプ8の位置指示器100Cにおいては、コイル111とコンデンサ112とからなる並列共振回路は、発振器145と結合されて、発振回路145Sが構成される。そして、この発振回路145Sからの発振信号が、コイル111とコンデンサ112とからなる並列共振回路を通じて位置検出システム200Cに送信される。
 そして、筆圧情報と、サイドスイッチ情報と、識別情報とは、全て無線通信モジュール142の送信機能部を通じて位置検出システム200Cの無線通信部に送信される。
 そして、この構成タイプ8の位置指示器100Cと共に使用され、構成タイプ8をペン種情報として位置指示器100Cに送る位置検出システム200Cのセンサ部は、図示は省略するが、複数個のループコイルが互いに直交するX方向及びY方向に配列されて構成されている。
 そして、位置検出システム200Cは、位置指示器100Cから送信される交流信号を、電磁結合によりループコイルで受信する。そして、位置検出システム200Cは、交流信号を受信したX方向及びY方向のループコイルの位置から、位置指示器100Cにより指示された位置を検出するようにする。
 なお、以上の構成タイプ6~8も一例であり、電磁結合方式の位置指示器と位置検出システムについての構成タイプは、その他種々のものが存在し、この発明の位置指示器は、それらの種々の構成タイプにも対応するように構成することができることも言うまでもない。例えば、上述の構成6~8の例では、共振回路を通じて識別情報は送信することはしなかったが、共振回路の共振動作、あるいは発振回路145Sの発振動作のオン・オフを制御することで、ASK変調信号や、OOK信号として、識別情報を芯体107側から送信する構成タイプとすることもできる。
 <静電結合方式及び電磁結合方式の両方式のハイブリッドの位置指示器の例>
 図18は、静電結合方式のアクティブ静電ペン及び電磁結合方式の電子ペンの両方の機能を備える構成タイプの位置指示器1Eの要部を示す図で、図18(A)は、導電性の中心電極7側の構成部分を説明するための図であり、図18(B)は、当該位置指示器1Eを、中心電極7の先端側から、その軸心方向に見たときの図である。また、図19は、この例の位置指示器1Eの電子回路部の構成例を示すブロック図である。
 この位置指示器1Eにおいては、筐体3の、中心電極7が挿入される開口の周囲に設けられる導電体からなる周辺電極は、6分割された周辺分割電極6A,6B,6C,6D,6E,6Fとして設けられる。これら周辺分割電極6A~6Fは、図18(A)及び(B)に示すように、互いに電気的に絶縁されて分離されて設けられている。
 中心電極7は、フェライトコア110に設けられている貫通孔を通じて筆圧検出ユニット9に嵌合されていると共に、基板40に構成されている信号送信制御回路からの信号を受けることができるように構成されている。フェライトコア110には、コイル111が巻回されていると共に、図19に示すように、コイル111に対して、スイッチ回路114を介してコンデンサ112が並列に接続されている。
 静電結合方式のアクティブ静電ペンの構成タイプの場合には、制御部410からの制御信号によりスイッチ回路114はオフとされており、コイル111とコンデンサ112とからなる並列共振回路は、構成されない。そして、静電結合方式のアクティブ静電ペンの構成タイプの場合には、信号送信制御回路からの信号が中心電極7を通じて送出され、その際、周辺分割電極6A~6Fは、シールド電極として用いられる。
 また、電磁結合方式の電子ペンの構成タイプの場合には、制御部410からの制御信号によりスイッチ回路114はオンとされ、コイル111とコンデンサ112とからなる並列共振回路が構成される。この並列共振回路により、図16の例と同様に、電磁結合方式で位置検出システム2からの信号を受信し、帰還することで、位置検出信号を位置検出システム2に送出する。この際に、周辺分割電極6A~6Fは、分割されているので、並列共振回路と位置検出システム2との間の電磁結合のための磁束を遮蔽しないようにすることができる。
 [その他の実施形態または変形例]
 上述の実施形態の筆圧検出ユニット9,109は、誘電体を第1の電極と第2の電極で挟み、その第1の電極と第2の電極の内、一方を筆圧に応じて軸心方向に移動可能にすることで、静電容量が筆圧に応じて可変となる可変容量コンデンサを用いるようにしたが、この構成に限られるものではない。例えば、特開2013-161307号公報に開示されているような筆圧に応じて静電容量を可変とする半導体素子を用いて筆圧検出ユニット9を構成することもできる。また、静電容量ではなく、インダクタンス値や抵抗値を筆圧に応じて可変とする構造や素子を用いることで、筆圧検出ユニットを構成するようにしてもよい。
 また、付加情報は、前述もしたように、筆圧情報、サイドスイッチ情報、識別情報などに限られるものではなく、例えば電池の残量情報など、その他種々の情報を付加情報とすることができる。
 また、上述の実施形態の説明においては、位置指示器の駆動電源は電池としたが、電源電圧を蓄積するコンデンサを位置指示器に設けて、当該コンデンサを駆動電源として用いるようにしてもよい。その場合に、コンデンサに電源電圧を蓄積する構成は、電磁誘導や電界結合によって電力エネルギーを外部から受け取って充電する充電回路の構成としてもよいし、位置指示器にさらに充電端子を設けて、専用の充電装置から当該充電端子を通じて充電電流を供給するように構成してもよい。そして、外部からの電力エネルギー(電磁エネルギーや電界エネルギー)は、位置検出装置から位置指示器に供給するようにしてもよいし、専用の電力供給装置から供給するようにしてもよい。
 また、上述の実施形態では、位置指示器は、送信部は中心電極と、無線通信モジュールの2個としたが、3個以上を備えるようにしてもよい。
 なお、上述の実施形態の位置指示器の説明では、位置指示器を位置検出システムのセンサ部に近づける等することにより、位置指示器は、自動的に当該位置検出システムに対応する構成タイプとなるようにした。しかし、位置検出システムではなく、位置指示器の無線通信モジュールと通信可能なパソコンなどの外部装置と通信をすると共に、パソコンなどの外部装置で構成タイプを選択することより、位置指示器を、当該選択された所望の構成タイプに設定することができるように構成してもよい。
 また、位置指示器に構成タイプの切替設定用のスイッチを設け、その切替設定用のスイッチによる切り替え操作により、位置指示器を、当該所望の構成タイプに設定することができるように構成してもよい。すなわち、例えば図16の例において、筐体103に、使用者が操作可能な押釦スイッチ146を設け、この押釦スイッチ146の押下操作信号を信号送信制御回路141に供給するように構成する。この場合には、信号送信制御回路141では、例えば、使用者により押釦スイッチ146が押下されるごとに、構成タイプを変更するように制御する。なお、図1の例においても、同様に押釦スイッチを設けても勿論よい。
 1,1A~1E,100A~100C…位置指示器、2,2A~2D、200A~200C…位置検出システム、3…筐体、31…絶縁体部、32…導電体部、5…バッテリー、6…周辺電極6…中心電極、8…シールド部材、9…筆圧検出ユニット、40…プリント配線基板、41…信号送信制御回路、42…無線通信モジュール、43…サイドスイッチ、44…IDメモリ、45,46…発振器、48…電源スイッチ、410…制御部、411…ペン種判断部
 

Claims (18)

  1.  外部装置との通信を行う通信部と、
     前記通信部で受信した前記外部装置からの信号に基づいて初期設定を行う設定手段と、
     位置検出用信号を発生する手段と、
     前記設定手段で行われた初期設定と、前記外部装置から前記通信部を通じて受信する信号とに基づいて、少なくとも前記位置検出用信号の送出を制御する制御手段と、
     を備えることを特徴とする位置指示器。
  2.  複数の構成タイプに切り替え設定可能であって、前記初期設定には、前記構成タイプの設定に関する処理を含む
     ことを特徴とする請求項1に記載の位置指示器。
  3.  前記通信部の送信機能部を第1の送信部として、前記第1の送信部とは異なる第2の送信部を備えると共に、互いに種類の異なる付加情報をそれぞれ発生する複数個の付加情報発生手段を備え、
     前記制御手段は、前記設定手段により設定された前記構成タイプに応じて、前記第2の送信部を通じた前記位置検出用信号の送出を制御すると共に、前記複数個の付加情報発生手段からの前記付加情報の前記第1の送信部または前記第2の送信部からの送出を制御することで、前記選択された構成タイプに切り替え設定する
     ことを特徴とする請求項2に記載の位置指示器。
  4.  前記外部装置から前記通信部を通じて受信する信号には、前記位置検出用信号の送出のタイミングの基準となる同期信号を含む
     ことを特徴とする請求項1に記載の位置指示器。
  5.  前記第2の送信部は、細長の筒状の筐体の軸心方向の一方の端部に配置された導電性の部材を含み、
     前記制御手段は、前記初期設定に基づいて、前記位置検出用信号を送出すると決定したときには、前記位置検出用信号を、前記第2の送信部の前記導電性の部材を通じて送出する
     ことを特徴とする請求項3に記載の位置指示器。
  6.  前記一方の端部に配置された導電性の部材は、前記筐体の軸心方向の一方の端部に設けられた開口部から突出する電極芯または前記電極芯の周辺に配置された電極である
     ことを特徴とする請求項5に記載の位置指示器。
  7.  前記位置検出用信号を発生する手段は、複数個の発信部からなり、
     前記制御手段は、前記初期設定に基づいて、前記複数個の発信部のいずれを位置検出用信号として送出するかを決定する
     ことを特徴とする請求項1に記載の位置指示器。
  8.  細長の筒状の筐体の軸心方向の一方の端部に印加される圧力を検出する圧力検出手段を備え、
     前記付加情報は、前記圧力検出手段で検出された前記圧力の情報を含む
     ことを特徴とする請求項3に記載の位置指示器。
  9.  識別情報を記憶する記憶部を備え、
     前記付加情報は、前記記憶部に記憶されている前記識別情報を含む
     ことを特徴とする請求項3に記載の位置指示器。
  10.  使用者の操作を受け付けるスイッチ手段を備え、
     前記付加情報は、前記スイッチ手段によるスイッチ入力情報を含む
     ことを特徴とする請求項3に記載の位置指示器。
  11.  前記外部装置は、位置検出システムであって、
     前記第2の送信部からの信号の前記位置検出システムへの送信は、前記第2の送信部と前記位置検出システムとの静電結合を通じて行われ、前記通信部の送信機能部で構成される第1の送信部からの信号の前記位置検出システムへの送信は、無線通信により行われる
     ことを特徴とする請求項3に記載の位置指示器。
  12.  前記外部装置は、位置検出システムであって、
     前記第2の送信部は、前記位置検出システムからの信号を受信電極で受信した受信信号を信号処理し、送信電極を通じて前記位置検出システムに送出して帰還させる構成を含む
     ことを特徴とする請求項5に記載の位置指示器。
  13.  前記第2の送信部の前記受信電極及び前記送信電極は、細長の筒状の筐体の軸心方向の一方の端部に配置され、前記筒状の筐体の中心線上に配置された中心電極と、前記中心電極の周囲を囲む周辺電極とで構成される
     ことを特徴とする請求項12に記載の位置指示器。
  14.  前記外部装置は、位置検出システムであって、
     前記第2の送信部からの信号の前記位置検出システムへの送信は、前記第2の送信部と前記位置検出システムとの電磁結合を通じて行われ、前記通信部の送信機能部で構成される第1の送信部からの信号の前記位置検出システムへの送信は、無線通信により行われる
     ことを特徴とする請求項3に記載の位置指示器。
  15.  前記第2の送信部は、細長の筒状の筐体の軸心方向の一方の端部に配置され、前記筒状の筐体の中心線上に配置された中心電極と、前記中心電極の周囲を囲む複数個の周辺電極とで構成される
     ことを特徴とする請求項3に記載の位置指示器。
  16.  前記外部装置は、位置検出システムであって、
     前記通信部で前記位置検出システムからの信号を受信しないときには、前記設定手段は、前記第2の送信部からは前記位置検出用信号は送信しない構成タイプであると初期設定する
     ことを特徴とする請求項5に記載の位置指示器。
  17.  前記外部装置は、位置検出システムであって、
     前記構成タイプを特定するための情報に対応する、前記設定手段による前記第1の送信部及び前記第2の送信部から送出する信号の制御に関する設定情報が、テーブル情報として記憶されている記憶部を備える
     ことを特徴とする請求項3に記載の位置指示器。
  18.  前記通信部は、第1の通信部と第2の通信部とを含み、前記初期設定を行うための信号を第1の通信部で受信し、少なくとも前記位置検出用信号の送出を制御するための信号を第2の通信部で受信する
     ことを特徴とする請求項1に記載の位置指示器。
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