位置检测装置以及位置指示器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够检测例如笔形状的位置指示器的倾斜以及旋转角的位置检测装 置以及该位置检测装置的位置指示器。
【背景技术】
[0002] 例如，笔形状的位置指示器用于输入字符或图画等的用途，但此时，有除了基于坐 标值的输入之外，还想要以基于使用者的手的扭转程度或个人的习惯等的笔的旋转或倾斜 为数据而输入的要求。
[0003] 为了答复这个要求，能够检测位置指示器在位置检测装置的传感器面上的倾斜角 或以与传感器面垂直方向为轴的旋转角的发明，例如作为专利文献1 (特开2014-35631号 公报）等而提出。
[0004] 在专利文献1中，为了检测位置指示器的旋转角，在芯体中设置第一电极和第二 电极，将其交替选择而切换要送出交流信号的电极。此时，将表示是从第一电极和第二电极 中的哪一个送出交流信号的信号送出的模式信息包含在从位置指示器送出的交流信号中。
[0005] 位置检测装置根据与从位置指示器接收到的模式信息对应地求出的、接收到来自 位置指示器的交流信号的传感器面上的多个坐标位置，计算位置指示器的以与传感器面垂 直的方向为轴的旋转角。
[0006] 此外，在专利文献1中，为了检测位置指示器的倾斜角，在框体（外壳）中设置3 个电极，且设置对基于预先确定的模式而选择的1个电极供应交流信号的切换电路。并且， 位置指示器在由切换电路切换了模式时，将表示其模式的种类的模式信息向位置检测装置 送出。
[0007] 位置检测装置根据与接收的至少3组模式信息对应地求出的、至少3个坐标位置 以及3个信号强度，计算位置指示器相对于传感器面的倾斜角。
[0008] 此外，在专利文献1中，如在0114段落中所记载，"在本实施例的位置指示器中，设 置只选择电极40的第一模式、只选择电极41的第二模式、只选择电极42的第三模式，...... 在选择了第一模式时，将接着开始信号的"符号"设为"〇"，在选择了第二模式以及第三模式 时，将接着开始信号的"符号"设为" 1"。因此，在平板侧，能够考虑前述的送出的顺序而识 别是从位置指示器的哪个电极送出的信号"。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :特开2014-35631号公报
【发明内容】
[0012] 如上所述，在专利文献1中的位置指示器的倾斜角的检测方法中，位置指示器并 不是送出与3个电极的每个对应的识别信息的器件。因此，假设在位置检测装置中不能检 测来自位置指示器的3个电极中的任一个的交流信号时，无法区分识别3个模式，存在无法 准确地检测成为什么样的旋转角和成为什么样的倾斜角的顾虑。
[0013] 本发明的目的在于，提供一种能够解决以上的问题点的位置指示器以及位置检测 装置。
[0014] 为了解决上述的课题，第一实施方式所示的发明提供一种位置检测装置，
[0015] 该位置检测装置包括在笔形状的外壳内具备交流信号生成电路且送出由所述交 流信号生成电路生成的交流信号的位置指示器、和接收从所述位置指示器送出的所述交流 信号的传感器，检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置，其特征在于，
[0016] 所述位置指示器具有以在所述笔形状的外壳的前端部中相互电分离而包围所述 外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3个电极，并且，包括进行以下控制的控 制电路：对所述至少3个电极选择性地供应由所述交流信号生成电路生成的所述交流信 号，且生成用于识别选择性地供应所述交流信号的电极的识别信息而向所述传感器送出，
[0017] 所述传感器具有沿着第一方向配置有多个导体且沿着与所述第一方向不同的第 二方向配置有多个导体的结构，
[0018] 所述位置检测装置包括：位置检测电路，基于由所述传感器接收到的从所述位置 指示器送出的所述交流信号，检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置；以及角度 信息计算电路，基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器送出的所述交流信号和所述 识别信息，计算在所述传感器上的所述位置指示器的旋转角以及倾斜角中的至少一个信 息。
[0019] 在上述的结构的发明的实施方式的位置检测装置中，位置指示器具有以在笔形状 的外壳的前端部中相互电分离而包围外壳的轴心方向的预定的位置的方式配置的至少3 个电极。并且，位置指示器的控制电路进行对至少3个电极选择性地供应由交流信号生成 电路生成的交流信号的控制，且进行生成用于识别选择性地供应交流信号的电极的识别信 息而向传感器送出的控制。
[0020] 并且，位置检测装置的角度信息计算电路基于由传感器从位置指示器接收到的交 流信号和所述识别信息，计算在传感器上的位置指示器的旋转角以及倾斜角中的至少一个 信息。即，伴随着用于识别送出交流信号的电极的识别信息，交流信号对位置检测装置的传 感器送出。因此，在位置检测装置中，由于能够识别接收到来自位置指示器的多个电极中的 哪个电极的交流信号，所以容易准确地检测位置指示器的旋转角或倾斜角。
[0021] 此外，第二实施方式所示的发明提供一种位置检测装置，
[0022] 该位置检测装置包括在笔形状的外壳内具备交流信号生成电路且送出由所述交 流信号生成电路生成的交流信号的位置指示器、和接收从所述位置指示器送出的所述交流 信号的传感器，检测所述位置指示器在所述传感器上指示的位置，其特征在于，
[0023] 所述位置指示器在所述笔形状的外壳的所述前端部中具有配置在所述外壳的轴 心方向的预定的位置的第一电极、和以相互电分离而包围所述外壳的轴心方向的预定的位 置的方式配置的至少3个第二电极，并且，包括进行以下控制的控制电路：对所述第一电极 供应由所述交流信号生成电路生成的交流信号，且将所述至少3个第二电极选择性地设定 为预定的电位，且生成用于识别选择性地设定所述预定的电位的所述第二电极的识别信息 而向所述传感器送出，
[0024] 所述传感器具有沿着第一方向配置有多个导体且沿着与所述第一方向不同的第 二方向配置有多个导体的结构，
[0025] 所述位置检测装置包括：位置检测电路，基于由所述传感器接收到的从所述位置 指示器的所述第一电极送出的所述交流信号，检测所述位置指示器在所述传感器上指示的 位置；以及角度信息计算电路，基于由所述传感器接收到的从所述位置指示器送出的所述 交流信号和所述识别信息，计算在所述传感器上的所述位置指示器的旋转角以及倾斜角中 的至少一个信息。
[0026] 根据上述的结构的发明，位置指示器除了配置在外壳的轴心方向的预定的位置且 将交流信号向传感器送出的第一电极之外，还包括以包围外壳的轴心方向的预定的位置的 方式配置且由控制电路选择性地设定预定的电位的至少3个第二电极。控制电路还进行生 成用于识别选择性地设定预定的电位的第二电极的识别信息而向传感器送出的控制。
[0027] 在本发明中，通过切换被施加预定的固定电位的第二电极，来自第一电极的交流 信号的送出分布模式发生变化。即，若第二电极设定为预定的固定电位、例如接地电位或者 电源电压的电位，则通过被设定了该预定的固定电位的第二电极，来自第一电极的交流信 号的送出分布模式受到影响。因此，在本发明中，也通过切换被设定了预定的固定电位的第 二电极，与第一实施方式所示的发明同样地，交流信号的送出分布模式发生变更。
[0028] 并且，能够根据与交流信号一同从位置指示器送来的、被设定了预定的固定电位 的第二电极是哪个的识别信息，认定是哪个送出分布模式。因此，位置检测装置能够认识从 位置指示器接收到在多个第二电极中的哪个被设为预定电位时的交流信号，容易准确地检 测位置指示器的旋转角或倾斜角。
[0029] 根据第一实施方式所示的发明的位置指示器，伴随着分别识别3个以上的电极的 识别信息，交流信号对位置检测装置的传感器送出。因此，本发明的位置检测装置由于能够 识别接收到来自位置指示器的多个电极中的哪个电极的交流信号，所以容易准确地检测位 置指示器的旋转角或倾斜角。
[0030] 此外，根据第二实施方式所示的发明的位置指示器，通过切换被设定了预定的固 定电位的第二电极，交流信号的送出分布模式发生变化，且通过被设定预定的固定电位的 第二电极是哪个的识别信息与交流信号一同对位置检测装置的传感器送出，能够认定是哪 个送出分布模式。在位置检测装置中，能够接收从位置指示器送出的交流信号而认识多个 第二电极中的哪个被设为预定电位，由此，容易准确地检测位置指示器的旋转角或倾斜角。
【附图说明】
[0031] 图1是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的 结构例的图。
[0032] 图2是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的 结构例的图。
[0033] 图3是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的内部电路结 构例的图。
[0034] 图4是表示用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的处 理动作例的流程图的图。
[0035] 图5是表示用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置的位置指示器的处 理动作例的定时图的图。
[0036] 图6是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的结构例的概略的图。
[0037] 图7是用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置的处理动作的概略的图。
[0038] 图8是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的电路结构例的图。
[0039] 图9是用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置中的位置指示器的旋转 角的测量原理的图。
[0040] 图10是用于说明本发明的第一实施方式的位置检测装置中的位置指示器的倾斜 角的测量原理的图。
[0041] 图11是表示本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的 结构例的图。
[0042] 图12是表示本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的 结构例的图。
[0043] 图13是表示本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的内部电路结 构例的图。
[0044] 图14是表示用于说明本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的处 理动作例的定时图的图。
[0045] 图15是用于说明本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的处理动 作例的图。
[0046] 图16是表示本发明的第二实施方式的位置检测装置的位置指示器的变形例的主 要部分的结构例的图。
[0047] 图17是表示本发明的第三实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的 结构例的图。
[0048] 图18是表示本发明的第三实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的 结构例的图。
[0049] 图19是表示本发明的第四实施方式的位置检测装置的位置指示器的主要部分的 结构例的图。
[0050] 图20是表示本发明的第四实施方式的位置检测装置的位置指示器的内部电路结 构例的图。
【具体实施方式】
[0051] 以下，参照【附图说明】本发明的位置检测装置的几个实施方式。
[0052] [第一实施方式]
[0053] <位置指示器的结构例>
[0054] 图1是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置中的位置指示器1的位置指示 部（芯体侧）的构造的图，图2是从芯体侧观察该位置指示器1的图。
[0055] 位置指示器1在整体上呈笔形状的筒状的框体（外壳）2的位置指示部侧（笔尖 侦D具有开口 2a，以从该开口 2a向外壳2的外部突出的方式，在该例中插拔自如地配置有 芯体3。芯体3起到传递对位置指示器1的笔尖施加的压力（笔压）的作用，在该例中，由 塑料等的绝缘材料成型。
[0056] 在位置指示器1的外壳2内，如图1所示，配置有印制电路板4,且配置有作为压力 检测传感器的例的可变电容电容器5,可变电容电容器5的两端的电极5a、5b连接到印制 电路板4。可变电容电容器5包括被插入芯体3的与其笔尖侧相反侧的端部而结合的结合 部，该结合部根据对芯体3施加的压力（笔压）而与芯体3-同稍微移动，对应于该移动， 根据经由芯体3而被施加的压力（笔压），可变电容电容器5的电容发生变化。在该实施方 式中，芯体3对可变电容电容器5的结合部插拔自如地结合。可变电容电容器5能够使用 例如在特开平04-96212号公报中公开的电容器，在这里省略其详细的结构的说明。
[0057] 并且，在该实施方式中，位置指示器1的外壳2的至少位置指示部侧例如由树脂等 的绝缘性材料构成，且在该例中，在外壳2的开口 2a的附近的圆锥台形状部分位置，以包围 外壳2的轴心方向的周围的方式，形成有在圆周方向上相互电分离的3个电极6、7、8。在该 例的情况下，如图1以及图2所示，3个电极6、7、8以包围芯体3的周围的方式形成。
[0058] 此时，3个电极6、7、8例如由导电性金属材料或导电性树脂等构成，且相互成为相 同的形状以及相同的大小，且沿着圆周方向相互距离相同的距离而形成。因此，在该实施方 式中，3个电极6、7、8配置在相互距离120度角间隔的位置。
[0059] 该3个电极6、7、8在外壳2的开口 2a的附近的圆锥台形状的外周部分，分别形成 例如与电极6、7、8对应的形状的凹部，通过使电极6、7、8在该凹部内嵌合并粘结或者沉积 而形成。并且，3个电极6、7、8的每个通过省略图示的接线，与印制电路板4进行电连接。
[0060] 另外，3个电极6、7、8也可以在外壳2的开口 2a的附近的圆锥台形状的外周面部 分沉积形成，或者通过印刷而形成。此外，3个电极6、7、8也可以形成在外壳2的开口 2a的 附近的内壁面侧。此外，3个电极6、7、8的材料并不限定于导电性金属材料，也可以由导电 性橡胶等的导电性树脂材料构成。
[0061] 图3是第一实施方式的位置指示器1的电路结构图。即，位置指示器1包括控制 器10、干电池或者可充电的二次电池等的电池11、振荡电路12、开关电路13、14、15、DC/DC 变流器16。并