位置指示器及位置指示装置以及位置指示器的倾斜的检测方法与流程

文档序号:20921565发布日期:2020-05-29 14:13阅读:208来源:国知局
位置指示器及位置指示装置以及位置指示器的倾斜的检测方法与流程

本发明涉及与位置检测装置的传感器之间以静电方式相互作用的静电容方式的位置指示器及位置指示装置以及位置指示器的倾斜的检测方法。



背景技术:

作为这种静电容方式的位置指示器,已知有位置指示器具备信号产生电路且将来自该信号产生电路的信号通过导电性的芯体而利用静电耦合对位置检测装置的传感器发送的主动静电笔。在该情况下,在位置检测装置中,利用配设有多个传感器导体的传感器来接收来自主动静电笔的信号。并且,在位置检测装置中,根据来自接收到信号的传感器导体的信号电平来检测由主动静电笔的芯体的笔尖指示的传感器上的位置。

在位置检测装置中,在位置指示器的芯体的轴心方向相对于传感器的输入面垂直的状态(未倾斜的状态)时,能够大致正确地检测由芯体的笔尖指示的位置。但是,在位置指示器的芯体的轴心方向相对于传感器的输入面倾斜的状态时,存在无法正确地检测由芯体的笔尖指示的位置这一问题。

于是,近年来提出了:在位置检测装置中,检测位置指示器的芯体的轴心方向相对于传感器的输入面的倾斜(以下,简称作位置指示器的倾斜),领域该检测到的倾斜的方向、大小(倾斜角度)来修正由位置指示器的芯体的笔尖指示的位置。另外,也提出了使用检测到的位置指示器的倾斜的信息来进行各种处理。例如,在铅笔等的书写的情况下,根据位置指示器相对于纸面的倾斜而书写痕迹的线的粗细改变,而在基于位置指示器的指示输入的线状的轨迹的情况下,也提出了使该线状的轨迹的粗细根据位置指示器的倾斜角度而变更。

根据以上这样的背景,以往提供了构成为在位置检测装置中能够检测芯体的轴心方向相对于传感器的输入面的倾斜角度的位置指示器(例如参照专利文献1(日本特开2014-35631号公报)、专利文献2(日本特开2015-222518号公报))

图20是专利文献1所公开的位置指示器的倾斜的检测电路的例。在该例中,以包围位置指示器的芯体(图示省略)的周围的方式配设3个电极1001、1002、1003。并且,基于控制电路1010的控制,将来自信号产生电路1000的信号向这3个电极1001、1002、1003利用切换电路1004切换而供给。在该情况下,通过在位置指示器与位置检测装置之间进行信号的交换,在位置检测装置中,构成为能够识别从位置指示器的3个电极1001、1002、1003的哪一个接收到信号。

在位置检测装置中,通过接收来自位置指示器的3个电极1001、1002、1003的信号并检测其接收输出来检测位置指示器的倾斜角度、旋转角度。需要说明的是,在图20中,1011是作为控制电路1010、信号产生电路1000的电源电压的供给源的电池,对于位置指示器的其他各部分,通过dc/dc转换器1012而供给电源电压vp。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-35631号公报

专利文献2:日本特开2015-222518号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,在图20的位置指示器的倾斜的检测电路中,由于是将信号直接利用开关电路1004切换并向3个电极1001、1002、1003供给而发送的结构,所以存在信号输出的容量(开关电路1004处的切换中的容量)变大且消耗电流变大这一问题。

本发明的目的在于,提供能够解决以上的问题点的位置指示器。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题,提供一种位置指示器,具备:笔形状的壳体;第一电极和第二电极,配置于所述壳体的一端侧;及信号产生电路,至少产生向所述第一电极供给的信号,所述位置指示器与位置检测装置的传感器之间以静电方式相互作用,其特征在于,

所述第二电极以所述第一电极在所述壳体的轴心方向上局部地露出的方式包围所述第一电极而配置,并且所述第二电极由至少1个电极构成,

所述位置指示器具备信号送出控制电路,该信号送出控制电路以对通过来自所述信号产生电路的信号向所述第一电极供给而形成的所述第一电极与所述传感器之间的静电相互作用赋予变化的方式,与所述第二电极结合而控制所述第二电极。

根据上述的结构的位置指示器,能够利用信号送出控制电路使从芯体对传感器送出的交流信号由传感器检测的传感器上的区域范围变化。并且,例如,通过在位置检测装置中将检测由位置指示器指示的位置的期间设为第一期间,另外,将检测位置指示器的倾斜的期间设为第二期间,利用信号送出控制电路将从芯体对传感器送出的交流信号由传感器检测的传感器上的区域范围以使第二期间中的区域范围比第一期间中的区域范围大的方式进行控制,能够检测位置指示器的倾斜角度。

并且,在该结构的位置指示器中,利用信号送出控制电路来改变从芯体对传感器送出的交流信号由传感器检测的传感器上的区域,而非将来自信号产生电路的信号切换而向以包围芯体的方式配设的1个或多个周围导体供给。因此,位置指示器中的消耗电流可以少,能够改善如专利文献1、专利文献2那样的消耗电流变大这一问题。

附图说明

图1是示出作为使用本发明的位置指示器的第一实施方式的电子设备的例的平板型信息终端的一例的图。

图2是用于说明本发明的位置指示器的第一实施方式的结构例的图。

图3是用于说明与本发明的位置指示器一起使用的位置检测装置的结构例的图。

图4是示出本发明的位置指示器的第一实施方式中的包括信号发送控制电路的发送信号生成电路的结构例的框图。

图5是示出图4的例的发送信号生成电路的等效电路的图。

图6是用于说明从本发明的位置指示器的第一实施方式送出的信号的图。

图7是用于说明来自本发明的位置指示器的第一实施方式的信号的送出状况与位置检测装置的传感器处的接收信号分布的关系的图。

图8是用于说明来自本发明的位置指示器的第一实施方式的信号的送出状况与位置检测装置的传感器处的接收信号分布的关系的图。

图9是用于说明基于来自位置指示器的第一实施方式的接收信号而在位置检测装置中检测位置指示器的倾斜的方向和大小的方法的图。

图10是示出本发明的位置指示器的第二实施方式中的包括信号送出控制电路的发送信号生成电路的结构例的框图。

图11是用于说明图10的例中的信号送出控制电路的开关电路的切换的图。

图12是示出图10的例的发送信号生成电路的等效电路的图。

图13是示出本发明的位置指示器的第三实施方式中的包括信号送出控制电路的发送信号生成电路的结构例的框图。

图14是用于说明从本发明的位置指示器的第三实施方式送出的信号的图。

图15是用于说明本发明的位置指示器的第三实施方式中的检测位置指示器的旋转角度的方法的图。

图16是用于说明本发明的位置指示器的第三实施方式中的处理动作的图。

图17是示出本发明的位置指示器的第三实施方式中的包括信号送出控制电路的发送信号生成电路的其他结构例的框图。

图18是用于说明本发明的位置指示器的发送信号生成电路的其他变形例的图。

图19是用于说明本发明的位置指示器的发送信号生成电路的其他变形例的图。

图20是示出以往的位置指示器的发送信号生成电路的结构例的框图。

具体实施方式

以下,一边参照图一边说明本发明的位置指示器的实施方式。

[第一实施方式]

图1示出作为使用本发明的实施方式的位置指示器1的电子设备的例的平板型信息终端200的一例。在该例中,平板型信息终端200具备例如lcd(liquidcrystaldisplay:液晶显示器)等显示装置的显示画面200d,在显示画面200d的上部(表面侧)具备静电容方式的位置检测装置201的传感器。

操作者利用位置指示器1在平板型信息终端200的位置检测装置201的传感器上的输入面202s上指示位置。位置检测装置201检测位置指示器1在位置检测装置201的传感器上的指示位置。

[实施方式的位置指示器1的机构性结构例的说明]

图2是用于说明本发明的第一实施方式的位置指示器1的结构例的图,主要是笔尖侧的局部纵剖视图。在该实施方式中,位置指示器1形成为外观具有笔形状。

[第一实施方式的位置指示器的构造性结构例的说明]

该实施方式的位置指示器1具备笔形状的壳体2。该壳体2由中空的圆筒状形状的绝缘体部21构成,该绝缘体部21由绝缘材料(例如合成树脂)构成。并且,在该实施方式中,壳体2的绝缘体部21的外表周面的除了笔尖侧之外的部分被例如由金属构成的导电体部22覆盖。该导电体部22不是必需的,也可以没有。

在壳体2内配设有印制配线基板3、作为电源电路的电池4及笔压检测单元5。虽然图示省略,但覆盖壳体2的外表周面的导电体部22电连接于该印制配线基板3的接地导体。需要说明的是,电池4可以是包括干电池、能够充电的蓄电池或后述的双电层电容器等电容器的电源电路。

如图2所示,在印制配线基板3上配置有发送信号生成电路30和省略了图示的其他电子部件及配线图案等。发送信号生成电路30生成位置检测用信号及附加信息,将生成的位置检测用信号及附加信息从位置指示器1送出。在该实施方式中,如后述的图4所示,发送信号生成电路30具备对从位置指示器1送出的信号的送出范围进行切换控制而变更由位置检测装置201的传感器202检测的来自位置指示器1的接收区域范围的信号送出控制电路31。

电池4是向在印制配线基板3上构成的电子电路及电子部件的电源的供给源。电池4的正极侧电极41与电连接于印制配线基板3上的电源电路部的端子42接触而电连接,虽然图示省略,但电池4的负极侧电极连接于印制配线基板3的接地导体。虽然图示省略,但在该例中,壳体2的导电体部22连接于印制配线基板3的接地导体。

在该实施方式中,笔压检测单元5被设为呈现与向芯体6施加的笔压对应的静电容的可变容量电容器的结构。由该笔压检测单元5构成的可变容量电容器的两端的电极在图2中通过导电图案31c而连接于发送信号生成电路30。

芯体6通过与向壳体2的外部突出的笔尖侧相反一侧的端部嵌合于在壳体2的中空部内配设的笔压检测单元5而卡定于位置指示器1的壳体2的中空部内。

芯体6由导体(例如混合有金属、导体粉的硬质的树脂)构成而构成了中心导体(第一电极),通过导电图案31a而与发送信号生成电路30电连接。并且,构成为,由发送信号生成电路30生成的位置检测用信号及附加信息通过该由导体构成的芯体6而对位置检测装置201的传感器202送出。

如图2所示,构成壳体2的中空的圆筒状形状的绝缘体部21的中心线方向的一方的端部侧被设为逐渐变得尖细的筒状的锥部21a。在该筒状的锥部21a的内壁面上,沿着锥部21a的内壁面逐渐变得尖细的筒状的圆锥状形状的环电极7在以芯体6从环电极7局部地突出而构成笔顶端部的方式包围芯体6的周围的状态下安装。

该环电极7是以包围芯体6的周围的方式设置的周围导体的例,例如由导电金属构成。即,在该第一实施方式中,周围导体由1个环电极构成。在该情况下,环电极7由壳体2的绝缘体部21的锥部21a覆盖,从而使得位置指示器1的操作者无法直接接触。

并且,环电极7通过贯通绝缘体部21的引线导体构件71而电连接于印制配线基板3的导体图案31b。在该例中,该导体图案31b连接于发送信号生成电路30的信号送出控制电路31。

在该实施方式中,芯体6以顶端部6a从壳体2的绝缘体部21的锥部21a的开口部21b向外部突出并且顶端部6a的相反侧嵌合于笔压检测单元5的方式配置于绝缘体部21的中空部内。

在图2的例中,环电极7配置于绝缘体部21的锥部21a的内壁面,因此芯体6的顶端部6a也不被环电极7包围而向外部突出。

也就是说,环电极7虽然以包围芯体6的周围的方式设置,但在该实施方式中,在芯体6的轴心方向上,包围除了顶端部6a和与笔压检测单元5的结合侧之外的周围。

[位置检测装置201的结构例的说明]

如图3所示,在该实施方式中与位置指示器1一起使用的位置检测装置201由构成该位置检测装置201的传感器202和连接于该传感器202的笔指示检测电路203构成。

在该例中,虽然剖视图省略,但传感器202是从下层侧起依次层叠第一导体群211y、绝缘层(图示省略)、第二导体群212x而形成的。第一导体群211y例如是将在横向(x轴方向)上延伸的多个第一导体y1、y2、…、ym(m是1以上的整数)互相隔开规定间隔而并列地在y轴方向上配置而得到的。

另外,第二导体群212x是将在相对于第一导体y1、y2、…、ym的延伸方向交叉的方向(在该例中是正交的纵向(y轴方向))上延伸的多个第二导体x1、x2、…、xn(n是1以上的整数)互相隔开规定间隔而并列地在x轴方向上配置而得到的。

这样,在位置检测装置201的传感器202中,具备使用使第一导体群211y与第二导体群212x交叉而形成的传感器图案来检测位置指示器1指示的位置的结构。

需要说明的是,在以下的说明中,关于第一导体y1、y2、…、ym,在无需区分各导体时,将该导体称作第一导体y。同样,关于第二导体x1、x2、…、xn,在无需区分各导体时,将该导体称作第二导体x。

在该实施方式的位置检测装置201中,如图1所示,传感器202具备与平板型信息终端200的显示画面200d的大小对应的大小的传感器面(指示输入面)201s,由具有光透过性的第一导体群211y和第二导体群212x形成。

笔指示检测电路203由设置于与传感器202之间的选择电路221、放大电路222、带通滤波器223、检波电路224、采样保持电路225、ad(analogtodigital:模拟到数字)变换电路226及控制电路220构成。

选择电路221基于来自控制电路220的控制信号而从第一导体群211y及第二导体群212x中分别选择1条导体。由选择电路221选择出的导体与放大电路222连接,来自位置指示器1的信号由选择出的导体检测并由放大电路222放大。该放大电路222的输出向带通滤波器223供给,仅从位置指示器1发送的信号的频率的成分被提取。

带通滤波器223的输出信号由检波电路224检波。该检波电路224的输出信号向采样保持电路225供给,由来自控制电路220的采样信号在规定的定时下采样保持后,由ad变换电路226变换为数字值。来自ad变换电路226的数字数据由控制电路220读取、处理。

控制电路220以向采样保持电路225、ad变换电路226及选择电路221分别送出控制信号的方式进行动作。另外,控制电路220根据来自ad变换电路226的数字数据来计算由位置指示器1的芯体6的顶端部6a指示的传感器202上的位置坐标,另外,通过解调而得到笔压信息,并且检测位置指示器1的芯体6的轴心方向相对于传感器202的输入面202s的倾斜(以下,简称作位置指示器1的倾斜)的方向、大小(倾斜角度)。并且,控制电路220将取得的位置指示器1的指示位置的坐标数据、笔压信息及位置指示器1的倾斜的方向、倾斜角度的信息向例如平板型信息终端等电子设备内的其他处理器等输出。需要说明的是,关于位置检测装置201中的位置指示器1的指示位置的坐标数据、笔压信息及位置指示器的倾斜的方向、倾斜角度的信息的计算及检测方法的详情,将在后文叙述。

[第一实施方式的位置指示器1的发送信号生成电路30的结构例的说明]

如以上所述,位置指示器1的发送信号生成电路30具备生成通过芯体6而向位置检测装置201的传感器202发送的信号的电路和信号送出控制电路31。

图4是该实施方式的位置指示器1的发送信号生成电路30的电路结构图。即,在该例中,发送信号生成电路30具备控制器301、生成用于向芯体6供给的信号的信号产生电路302及信号送出控制电路31。

来自电池4的电源电压vdd经由电源开关psw而被设为发送信号生成电路30及其他电路的电源电压。电源开关psw通过虽然在图1及图2中省略图示但设置于壳体2的侧面的操作件受到按下操作而被设为接通、断开。

信号产生电路302由产生交流信号的振荡电路构成。信号产生电路302产生例如频率f0=1.8mhz的交流信号,经由电源开关psw而被供给着来自电池4的电源电压vdd。来自该信号产生电路302的交流信号的规定时间的连续波即脉冲串信号成为通过芯体6而对传感器202送出的位置检测用信号。

控制器301例如由微处理器构成,构成控制位置指示器1的发送信号生成电路30的处理动作的控制电路,被供给着来自作为驱动电源的例的电池4的电源电压vdd。控制器301对是否从信号产生电路302送出信号进行控制。

即,控制器301向信号产生电路302(的振荡电路)的使能端子en供给控制信号(使能信号ct)而对该信号产生电路302(的振荡电路)进行接通、断开控制。由此,信号产生电路302产生所述脉冲串信号及ask(amplitudeshiftkeying:幅移键控)调制信号。信号产生电路302根据来自控制器301的使能信号ct而使产生的交流信号断续,由此,信号产生电路302产生脉冲串信号及ask调制信号。

另外,在控制器301上连接有由笔压检测单元5构成的可变容量电容器5c,通过监视该可变容量电容器5c的容量来检测向位置指示器1的芯体6施加的笔压。即,在该实施方式中,对可变容量电容器5c连接有放电用电阻器rd,控制器301通过计测可变容量电容器5c从满充电的状态成为规定的两端电压为止的放电时间来检测可变容量电容器5c的静电容,根据该检测到的静电容来检测笔压。

在该实施方式中,控制器301将如上述这样检测到的笔压的值的信息变换为数字信号,根据该数字信号而控制信号产生电路302,由此使笔压值的信息作为ask调制信号从信号产生电路302输出。

在该实施方式中,信号产生电路302的输出端连接于导电性的芯体6,来自信号产生电路302的交流信号通过芯体6而对位置检测装置201的传感器202送出。

在信号送出控制电路31中,在该实施方式中,环电极7(第二电极)经由作为电感电路的例的线圈311与开关电路312的串联电路而连接于印制配线基板3的得到基准电位的部位(在该例中是接地导体)。开关电路312由来自控制器301的切换控制信号sw进行接通/断开控制。

在该情况下,由于环电极7设置于作为第一电极的芯体6的周围,所以芯体6与环电极7之间由寄生电容313进行电容耦合。因而,发送信号生成电路30的等效电路成为如图5所示的等效电路。

如该图5的等效电路所示,在位置指示器1中,来自信号产生电路302的信号通过芯体6而作为交流信号sa送出。

并且,在通过来自控制器301的切换控制信号sw而开关电路312被设为接通时,环电极7成为经由线圈311而接地的状态。于是,此时,如图5的等效电路所示,通过寄生电容313的存在,成为从芯体6送出的交流信号sa通过线圈311而作为反相的交流信号sb从环电极7发送的状态。换言之,在该例中,环电极7以消除从芯体6送出的信号的方式发挥功能,配置有第一电极和第二电极的位置指示器1的顶端部与位置检测装置201的传感器202之间的静电相互作用的状况与开关电路312的接通/断开动作对应地变化。因而,在开关电路312为接通的情况下,成为仅来自位置指示器1的芯体6的大致顶端部6a的交流信号向位置检测装置201的传感器202送出的状态,从位置指示器1的芯体6送出的交流信号的送出范围比较窄。

另一方面,在通过来自控制器301的切换控制信号sw而开关电路312被设为了断开时,环电极7在电位上成为自由端。因而,从该环电极7不送出与从芯体6送出的信号反相的信号。并且,成为与从芯体6送出的信号同相的信号经由寄生电容313而泄漏并送出的状态。因此,在开关电路312为断开的情况下从位置指示器1的芯体6送出的交流信号的送出范围成为比开关电路312为接通的情况宽的范围。

该实施方式的位置指示器1在电源开关psw为接通时,将位置检测用信号和检测到的笔压信息在预先确定的时间长的每个信号送出单位期间ps中反复送出。即,在该实施方式中,位置指示器1构成为,在电源开关psw为接通时,将信号送出单位期间ps的时间长设为1周期,使该信号送出单位期间ps反复。

并且,在该实施方式的位置指示器1中,如图6(a)所示,将信号送出单位期间ps一分为二,将其前一半设为第一期间pa,将其后一半设为第二期间pb,通过来自控制器301的切换控制信号sw,在第一期间pa中,将开关电路312控制成接通,另外,在第二期间pb中,将开关电路312控制成断开。

并且,位置指示器1的控制器301与开关电路312的切换控制信号sw同步地生成对信号产生电路302进行使能控制的使能信号ct,生成从位置指示器1送出的信号。一边参照图6的时间图一边说明此时的控制器301中的处理动作。

即,如图6(a)所示,控制器301在信号送出单位期间ps的第一期间pa中,使开关电路312接通而使环电极7成为经由线圈311而接地的状态。另外,控制器301在信号送出单位期间ps的第二期间pb中,使开关电路312断开而使环电极7成为在电位上浮起的状态。

并且,在该状态下,如图6(b)所示,控制器301从第一期间pa、第二期间pb的开头的时间点起将向信号产生电路302供给的使能信号ct以在一定期间内维持高电平的方式进行控制,从信号产生电路302在一定期间内连续输出交流信号。由此,芯体6成为从第一期间pa、第二期间pb的开头的时间点起在一定期间内连续放射交流信号的状态(参照图6(c)的连续发送期间(a)及连续发送期间(b))。

在该连续发送期间(a)中,另外,在连续发送期间(b)中,控制器301求出向芯体6的顶端部6a施加的笔压。即,如前所述,控制器301检测笔压检测单元5的可变容量电容器5c的静电容,根据该检测到的静电容来检测笔压。并且,控制器301将检测到的笔压变换为例如多位的数字数据并予以保持。

控制器10当结束连续发送期间(a)或连续发送期间(b)后,使使能信号ct(参照图6(b))成为与求出的笔压的多位的数字数据对应的信号,利用该使能信号ct,通过以规定的周期td(周期td对应于1位)控制信号产生电路12而进行ask调制,生成送出的笔压数据。

此时,控制器301首次将使能信号ct设为高电平而在规定的时间内送出开始信号(参照图6(c))。该开始信号用于使得能够在位置检测装置侧准确地判定以后的数据送出定时,在位置检测装置中,为了使ask解调等信号处理与来自位置指示器1的信号的送出定时同步而使用。需要说明的是,即使不设置开始信号,也能够将连续发送期间(a)中的连续发送信号的终止端作为从位置指示器1放出的ask信号的送出定时利用而使位置检测装置中的信号处理同步。

接在该开始信号之后的td的期间是上述的第一期间pa或第二期间pb的识别信息的送出区间,在该例中,如图6(c)所示,控制器301以作为1位的识别信息而在第一期间pa中赋予符号“0”且在第二期间pb中赋予符号“1”的方式控制使能信号ct。

接在该识别信息之后,控制器301依次发送通过前述的动作而求出的多位(在图6的例中是10位)的笔压数据。在该情况下,控制器301通过将使能信号ct(参照图6(b))以在发送数据为“0”时设为低电平而使来自信号产生电路302的交流信号的产生停止且在发送数据为“1”时设为高电平而从信号产生电路302产生交流信号的方式进行控制,从而进行ask调制(参照图8(c)的笔压数据发送期间)。

当结束笔压数据的发送后,控制器301利用切换控制信号sw来切换开关电路312,以从第一期间pa切换为第二期间pb或从第二期间pa切换为下一信号送出单位期间ps的第一期间pa的方式进行控制。

控制器301将信号送出单位期间ps设为1周期而反复进行以上的动作。在位置检测装置201中,如后所述,接收从该位置指示器1送出的交流信号而检测由位置指示器1的芯体6的顶端部6a指示的传感器202上的位置,并且计算向位置指示器1施加的笔压以及位置指示器1的倾斜角度。

[位置检测装置201中的来自位置指示器1的芯体6的信号检测]

接着,也考虑与位置指示器的倾斜角度的关系而说明位置检测装置201中的来自位置指示器1的芯体6的信号的检测。

图7示出了位置指示器1的芯体6的轴心方向相对于传感器202的输入面202s垂直(倾斜角度为0度)的状态且芯体6的顶端部6a存在于第二导体xi的正上方时的其附近的第二导体xi-3、xi-2、xi-1、xi、xi+1、xi+2、xi+3处的接收信号的信号电平。需要说明的是,关于在y轴方向上排列的第一导体211y也能够同样地说明,因此,在此省略其说明。

在该情况下,在位置指示器1的发送信号生成电路30中,如图7(a)所示,在开关电路312为接通时,来自信号产生电路302的输出信号从芯体6的顶端部6a以大致原样的强度对位置检测装置201的传感器202的输入面202s进行信号发送,但在芯体6的由环电极7包围的部分及顶端部6a的环电极7附近的部分处,会被来自环电极7的反相的信号消除,不被传感器202接收。

其结果,从位置指示器1的芯体6送出的交流信号在位置检测装置201的传感器202上的接收信号分布成为比不存在环电极7而仅为芯体6的情况下的分布(在图7(b)中由虚线401表示)窄的范围的分布(在图7(b)中由实线402表示)。并且,如图7(b)的实线所示,位置检测装置201的传感器202的多个导体xi-2、xi-1、xi、xi+1、xi+2处的来自芯体6的信号的接收信号的信号电平以由芯体6的顶端部6a指示的位置(在该例中是xi的位置)为中心而左右对称。因此,在位置检测装置201中,将位置指示器1的芯体6的顶端部6a的指示位置检测为位置p0(=xi)。

另外,在位置指示器1的发送信号生成电路30中,在开关电路312为断开时,环电极7成为在电位上浮起的状态,因此不产生反相的信号,如图7(c)所示,与不存在环电极7而仅为芯体6的情况大致等效。因此,此时,从位置指示器1的芯体6送出的交流信号在位置检测装置201的传感器202上的接收信号分布成为不存在环电极7而仅为芯体6的情况下的分布(在图7(d)中由实线403表示),比开关电路312为接通的情况下的分布(在图7(d)中由虚线表示)广。

并且,在位置检测装置201的传感器202中,如图7(d)的实线403所示,在比开关电路312为接通的情况广的范围的多个导体xi-3、xi-2、xi-1、xi、xi+1、xi+2、xi+3处,得到来自芯体6的信号的接收信号。并且,如图7(d)的实线所示,该多个导体xi-3、xi-2、xi-1、xi、xi+1、xi+2、xi+3各自的信号电平以由芯体6的顶端部6a指示的位置(在该例中是xi的位置)为中心而左右对称。因此,在位置检测装置201中,与开关电路312为接通的情况相同,将该开关电路312为断开的情况下的位置指示器1的芯体6的顶端部6a的指示位置检测为位置p0(=xi)。

即,在位置指示器1的芯体6的轴心方向相对于传感器202的输入面202s垂直而倾斜角度为0度的情况下,在位置检测装置201中,在第一期间pa及第二期间pb双方的期间中,将位置指示器1的芯体6的顶端部6a的指示位置检测为同一位置。

接着,参照图8,对位置指示器1倾斜了规定的角度θ(θ<90度)的情况(芯体6的轴心方向相对于传感器202的输入面202s倾斜了规定的角度θ(θ<90度)的情况)进行说明。

图8(a)示出了位置指示器1以规定角度θ(θ<90度)倾斜并且开关电路312为接通的状态。在该情况下,来自芯体6的信号不仅从其顶端部6a向传感器202发送,来自根据位置指示器1的倾斜而接近传感器的部分的信号成分也成为有效而向传感器202发送,因此,成为如图8(b)的虚线406所示的信号送出分布状态。但是,在开关电路312为接通时,从环电极7送出与从芯体6送出的交流信号反相的交流信号,因此,来自芯体6的顶端部6a以外的信号成分被来自该环电极7的反相的信号消除。因而,即使位置指示器1如图8(a)所示那样倾斜,也成为仅从芯体6的大致顶端部6a对传感器202送出信号的状态。

其结果,即使位置指示器1例如如图8(a)所示那样倾斜,从芯体6送出的交流信号在位置检测装置201的传感器202上的接收信号分布也如图8(b)的实线405所示,以由芯体6的顶端部6a指示的位置为中心而大致左右对称。并且,如图8(b)的实线所示,位置检测装置201的传感器202的多个导体xi-2、xi-1、xi、xi+1、xi+2处的来自芯体6的信号的接收信号的信号电平以由芯体6的顶端部6a指示的位置为中心而左右对称。

因此,在位置检测装置201中,即使位置指示器1倾斜,也能够正确地检测芯体6的顶端部6a的指示位置。即,在图8(b)的例中,在位置检测装置201中,位于传感器202的第二导体xi上的芯体6的顶端部6a的指示位置被正确地检测为位置p0。

在该情况下,在该实施方式的位置指示器1中,连接于环电极7的线圈311的电感值被调整为即使位置指示器1倾斜也能够在位置检测装置201中正确地检测芯体6的顶端部6a的指示位置的值。

换言之,通过调整线圈311的电感值,能够调整从环电极7送出的与从芯体6送出的信号反相的信号的强度。因而,无需将环电极7以延长至芯体6的顶端部6a附近的方式配设,能够任意地选定环电极7的配置位置,因此位置指示器的外观设计上的制约变少。需要说明的是,当然也可以设为,为了调整从环电极7送出的与从芯体6送出的信号反相的信号的强度,也调整使芯体6的顶端部6a比环电极7突出多少。

接着,如图8(c)所示,在位置指示器1中,在通过来自控制器301的切换控制信号sw而开关电路312被设为了断开时,环电极7在电位上成为自由端。因而,从该环电极7不送出与从芯体6送出的信号反相的信号,如图8(c)所示,不是仅从位置指示器1的芯体6的顶端部6a,而是从根据位置指示器1的倾斜而接近传感器202的输入面202s的芯体6的整体送出的信号成为有效。需要说明的是,此时,成为与从芯体6送出的信号同相的信号从环电极7经由寄生电容313而泄漏从而稍微送出的状态。

其结果,如图8(d)的实线407(与图8(b)的虚线点线406相等)所示,从位置指示器1的芯体6送出的交流信号在位置检测装置201的传感器202上的接收信号分布以与芯体6的从传感器202的输入面202s起的分离距离对应的强度进行分布。即,在位置检测装置201的传感器202中,与在位置指示器1中开关电路312为接通的情况(在图8(d)中由虚线408表示)相比,在位置指示器1倾斜时,成为在更广的区域中接收来自位置指示器1的信号的状态。

因此,在位置指示器1如图8(c)所示那样倾斜的情况下,在位置检测装置201的传感器202的多个导体xi-2、xi-1、xi、xi+1、xi+2、xi+3处,接收来自芯体6的信号的接收信号,其信号电平成为如图8(d)的实线407所示的信号电平。

其结果,在位置检测装置201的传感器202中,在位置指示器1倾斜的一方的区域中,成为利用更广的范围的导体接收信号的状态,在计算位置指示器1的芯体6的指示位置时,能够可靠地计算与芯体6的轴心方向的倾斜对应的指示位置。在图8(d)的例中,在位置检测装置201中,芯体6的指示位置被检测为相对于芯体6的顶端部6a的指示位置p0偏离了δp的位置p1。

在位置检测装置201的控制电路220中,基于如上述那样接收到的来自位置指示器1的信号,在每个信号送出单位期间ps中检测开关电路312为接通的第一期间pa内的位置指示器1的芯体6的指示位置和开关电路312为断开的第二期间pb内的位置指示器1的芯体6的指示位置。在该情况下,在位置检测装置201的控制电路220中,通过检测来自位置指示器1的识别信息来检测是第一期间pa内的接收信号还是第二期间pb内的接收信号。

并且,在位置检测装置201的控制电路220中,根据开关电路312为接通的第一期间pa内的位置指示器1的芯体6的指示位置和开关电路312为断开的第二期间pb内的位置指示器1的芯体6的指示位置来检测位置指示器1的芯体6的指示位置的检测输出和位置指示器1的倾斜角度。

即,在位置检测装置201的控制电路220中,在第一期间pa内的位置指示器1的芯体6的指示位置和开关电路312为断开的第二期间pb内的位置指示器1的芯体6的指示位置如图7(b)及(c)所示那样都为位置p0时,判定为位置指示器1的芯体6的指示位置的检测输出是位置p0,并且检测为位置指示器1未倾斜,倾斜角度是0度(垂直)。

另外,在位置检测装置201的控制电路220中,在第一期间pa内的位置指示器1的芯体6的指示位置如图8(b)所示那样是位置p0,开关电路312为断开的第二期间pb内的位置指示器1的芯体6的指示位置如图8(d)所示那样是位置p1,这些位置p0及p1在传感器202的输入面202s上的位置是如图9所示的位置时,认为位置指示器1的芯体6的指示位置的检测输出是位置p0,并且将从位置p0朝向位置p1的箭头ar的方向检测为位置指示器1的倾斜方向,另外,根据从位置p0到位置p1为止的距离δp来检测位置指示器1的倾斜方向及倾斜角的大小。

需要说明的是,从位置p0朝向位置p1的箭头ar的方向和从位置p0到位置p1为止的距离δp当然能够使用位置p0及位置p1的x坐标值及y坐标值来计算。另外,既可以根据距离δp而例如通过运算来求出对应的位置指示器1的倾斜角,也可以预先准备距离δp与倾斜角的变换表,根据该变换表来求出。

如以上这样,根据第一实施方式的位置指示器1,在信号送出控制电路31中,在信号送出单位期间ps中切换开关电路312的接通、断开,将第一期间pa设为位置指示检测用期间,将第二期间pb设为倾斜检测用期间,由此,在位置检测装置201中,能够检测位置指示器1的芯体6的指示位置和芯体6的倾斜的方向及倾斜的大小。并且,在该情况下,开关电路312不是设置于送出的信号的信号路,而是切换是否将反相的信号经由寄生电容313而送出的电感电路连接于环电极7与基准电压的供给端之间,因此起到电路结构变得简单且位置指示器1的电力消耗变少这一效果。

另外,在该第一实施方式的位置指示器1中,信号送出控制电路31由作为电感电路的线圈311和开关电路312构成,构成为将与来自芯体6的信号反相的信号从环电极7送出,因此,在作为位置检测用期间的第一期间pa中检测到的位置指示器1的芯体6的指示位置能够与位置指示器1的倾斜无关而正确地检测。因而,在使用了该第一实施方式的位置指示器1的情况下,在位置检测装置201中,也存在无需将位置指示器1的芯体6的指示位置利用检测到的位置指示器1的倾斜角度进行修正这一效果。

需要说明的是,在图5的等效电路中,寄生电容313假想地连接于芯体6与环电极7之间,但也可以在芯体6与环电极7之间实际连接电容器,将该电容器的静电容调整为在位置检测装置201中能够正确地检测芯体6的顶端部6a的指示位置的值。在该情况下,在芯体6与环电极7之间实际连接电容器的电容器的静电容可以取代线圈303的电感值的调整或与线圈303的电感值的调整一起调整。

需要说明的是,在上述的第一实施方式的说明中,环电极7通过线圈311而连接于接地导体,但也可以连接于得到电源电压vdd的端子。也就是说,环电极7通过线圈311而连接于基准电位即可。

需要说明的是,在上述的第一实施方式的位置指示器1中,在第一期间pa和第二期间pb双方的期间中送出笔压数据,但在倾斜检测用期间即第二期间pb中,也可以不送出笔压数据。

[第二实施方式]

图10是示出第二实施方式的位置指示器1a的发送信号生成电路30a的结构例的图。除了该发送信号生成电路30a的结构之外,第二实施方式的位置指示器1a的硬件结构被设为与图2所示的第一实施方式同样的结构。

并且,在该第二实施方式的位置指示器1a的发送信号生成电路30a中,与第一实施方式的位置指示器1的发送信号生成电路30中的信号送出控制电路31不同的信号送出控制电路31a连接于环电极7与作为基准电位的例的接地端之间。该第二实施方式的位置指示器1a的其他构成要素被设为与第一实施方式的位置指示器1同样。在图10中,关于与第一实施方式的位置指示器1相同的构成要素部分,标注同一附图标记,省略其详细的说明。

在该第二实施方式的位置指示器1a的发送信号生成电路30a中,如图10所示,在环电极7与接地端之间连接作为电感电路的例的线圈311,并且与该线圈311并联地连接电容电路314与开关电路315的串联电路。并且,控制器301a生成对开关电路315的接通、断开进行切换控制的切换控制信号swa,向开关电路315供给。

在该情况下,在该第二实施方式的位置指示器1a中,如图11所示,控制器301a利用切换控制信号swa,在第一期间pa中将开关电路315切换控制成断开,在第二期间pb中将开关电路315切换控制成接通。在该第二实施方式的位置指示器1a中,其他与第一实施方式的发送信号生成电路30同样地构成。

该第二实施方式的位置指示器1a的发送信号生成电路30a的等效电路成为如图12所示的等效电路。

在如以上这样构成的第二实施方式的位置指示器1a的第一期间pa中,开关电路315被设为断开,因此与第一实施方式中的第一期间pa同样,环电极7通过线圈311而连接于基准电位。因此,在第一期间pa中,如图12所示,在该第二实施方式的位置指示器1a中,也从环电极7送出与从芯体6送出的信号sa反相的信号sb,进行与第一实施方式的位置指示器1同样的动作。因此,即使位置指示器1a倾斜,在位置检测装置201中,也能够与该倾斜无关而正确地检测位置指示器1a的芯体6的顶端部62的指示位置。

另一方面,在该第二实施方式的位置指示器1a的第二期间pb中,开关电路315被设为接通,因此对线圈311并联连接电容电路314,由这些线圈311和电容电路314构成的振荡电路316连接于环电极7与接地端之间。在该情况下,该振荡电路316的振荡频率在该第二实施方式中被选定为与信号产生电路302所具备的振荡电路的振荡频率相等。

因此,在开关电路315被设为接通的第二期间pb中,在环电极7与接地端之间连接振荡电路316,因此如图12所示,成为从环电极7送出与从芯体6送出的信号sa同相的信号sa′的状态。因而,从位置指示器1a的芯体6送出的交流信号在位置检测装置201的传感器202上的接收信号分布与开关电路315为断开时的接收信号分布相比呈现更广的范围的分布。即,在例如如图7(c)那样位置指示器1a的芯体6的轴心方向相对于传感器202的输入面202s垂直的情况下,与图7(a)所示的实线403相比,呈现更广的范围的接收信号分布。另外,在例如如图8(c)那样位置指示器1a倾斜的情况下,与图8(d)所示的实线407相比,进一步向倾斜的一方呈现广范围的接收信号分布。

因此,根据该第二实施方式的位置指示器1a,在传感器202中,在第二期间pb中,能够利用更广的范围的导体来接收来自位置指示器1a的信号,因此位置指示器1a的倾斜角度的计算变得容易。

需要说明的是,在上述的第二实施方式的位置指示器1a中,将振荡电路316的振荡频率选定为与信号产生电路302的振荡电路的振荡频率相等,但振荡电路316的振荡频率并非必需选定为与信号产生电路302的振荡电路的振荡频率相同,也可以不同。不过,在将振荡电路316的振荡频率选定为与信号产生电路302的振荡电路的振荡频率相等的情况下,在第二期间pb中,作为从位置指示器1a的芯体6送出的交流信号在位置检测装置201的传感器202上的接收信号分布,呈现更广的范围的分布。

[第三实施方式]

以下说明的第三实施方式是不仅能够检测位置指示器的倾斜角度也能够检测位置指示器的旋转角度的例。

图13是示出该第三实施方式的位置指示器1b的发送信号生成电路30b的结构例的图。该第三实施方式的位置指示器1b作为硬件结构而周围导体的结构与上述的第一实施方式的位置指示器1不同。

即,在该第三实施方式的位置指示器1b中,如图13所示,周围导体由以包围芯体6的周围的方式配设的多个(在该例中是2个)周围电极7ba及7bb构成。2个周围电极7ba及7bb是将筒状的导体在包含其中心线的面处一分为二而得到的,分别以将芯体6的周围各包围比180度小一些的角范围的方式配设。在该情况下,2个周围电极7ba及7bb以互相电绝缘的方式,在圆周方向上空出间隙而分离配设。

并且,在2个周围电极7ba及7bb的各自与基准电位(在该例中是接地端)之间分别连接有信号送出控制电路31ba及信号送出控制电路31bb。

信号送出控制电路31ba及信号送出控制电路31bb在该例中与上述的第二实施方式的位置指示器1a的信号送出控制电路31a同样地构成。

即,在信号送出控制电路31ba中,在周围电极7ba与接地端之间连接作为电感电路的例的线圈311ba,并且与该线圈311ba并联地连接电容电路314ba与开关电路315ba的串联电路。并且,控制器301b生成对开关电路315ba的接通、断开进行切换控制的切换控制信号swba,向开关电路315ba供给。

并且,在开关电路315ba被设为接通时,周围电极7ba通过由线圈311ba和电容电路314ba构成的并联振荡电路316ba而接地,另外,在开关电路315ba被设为断开时,周围电极7ba成为通过线圈311ba而接地的状态。在该情况下,在该例中,并联振荡电路316ba的振荡频率也被选定为与信号产生电路302的振荡电路的振荡频率相等。

另外,在信号送出控制电路31bb中,在周围电极7bb与接地端之间连接作为电感电路的例的线圈311bb,并且与该线圈311bb并联地连接电容电路314bb与开关电路315bb的串联电路。并且,控制器301b生成对开关电路315bb的接通、断开进行切换控制的切换控制信号swbb,向开关电路315bb供给。

并且,在开关电路315bb被设为接通时,周围电极7bb通过由线圈311bb和电容电路314bb构成的并联振荡电路316bb而接地,另外,在开关电路315bb被设为断开时,周围电极7bb成为通过线圈311bb而接地的状态。在该情况下,在该例中,并联振荡电路316bb的振荡频率也被选定为与信号产生电路302的振荡电路的振荡频率相等。

该第三实施方式的位置指示器1b的其他结构与上述的第一实施方式的位置指示器1或第二实施方式的位置指示器1a同样地构成。于是,在图13中,对与上述的实施方式的位置指示器1、1a相同的部分标注同一附图标记,省略其详细的说明。

图14示出用于说明该第三实施方式的位置指示器1b中的送出信号控制的时间图。即,在该第三实施方式的位置指示器1b中,信号送出单位期间ps构成为由位置检测用期间pa和倾斜及旋转检测用期间pc构成,如图14(d)所示,位置检测用期间pa由连续发送期间、开始信号期间、识别信息期间及笔压数据发送期间构成。

倾斜及旋转检测用期间pc由旋转检测用期间pc1及pc2和倾斜检测用期间pc3构成。在该例中,旋转检测用期间pc1、pc2、倾斜检测用期间pc3的各自也具有连续发送期间、开始信号期间、识别信息期间及笔压数据发送期间。需要说明的是,在旋转检测用期间pc1、pc2、倾斜检测用期间pc3的各自中,也可以不设置笔压数据发送期间。

并且,在位置检测用期间pa和倾斜及旋转检测用期间pc的3个期间(即,旋转检测用期间pc1及pc2和倾斜检测用期间pc3)各自中的识别信息期间中,如图14(c)所示,送出用于识别各期间的识别信息。在该情况下,由于识别4个期间,所以识别信息被设为2位的符号,在该例中,位置检测用期间pa的识别信息被设为“00”,旋转检测用期间pc1的识别信息被设为“01”,旋转检测用期间pc2的识别信息被设为“10”,倾斜检测用期间pc3的识别信息被设为“11”。需要说明的是,图14(c)是信号产生电路302b的输出信号ss,控制器301b以送出该输出信号ss的方式对信号产生电路302b供给使能信号ctb。

并且,控制器301b在与使能信号ctb同步的定时下生成控制信号送出控制电路31ba的开关电路315ba的切换控制信号swba(参照图14(a))及控制信号送出控制电路31bb的开关电路315bb的切换控制信号swbb(参照图14(b)),向各开关电路315ba及开关电路315bb供给。

即,如图14(a)及(b)所示,在第一期间pa(位置检测用期间)中,开关电路315ba及开关电路315bb都被设为断开,周围电极7ba及7bb成为分别通过线圈311ba及线圈311bb而接地的状态。因此,如上所述,位置指示器1b在第一期间pa中成为与从芯体6送出的信号反相的信号从周围电极7ba及7bb送出的状态。

因此,在从位置指示器1b接受了该第一期间pa中的信号送出的位置检测装置201中,如前所述,即使位置指示器1b倾斜,位置指示器1b的芯体6的顶端部6a的指示位置也被正确地检测。此时,位置检测装置201检测来自位置指示器1b的信号中包含的识别信息“00”而认识到位置指示器1b是第一期间pa,将检测到的坐标位置作为位置指示器1b的芯体6的顶端部6a的指示位置而取得。

接着,在倾斜及旋转检测用期间pc的最初的旋转检测用期间pc1中,如图14(a)及(b)所示,位置指示器1b的开关电路315ba被设为接通,开关电路315bb被设为断开。由此,周围电极7ba通过振荡电路316ba而接地,另外,周围电极7bb成为通过线圈311bb而接地的状态。因而,在位置检测装置201中,位置指示器1b的芯体6的指示位置被检测为向周围电极7ba的方向偏离并且作为与位置指示器1b的倾斜的方向和大小对应的坐标位置。

接着,当成为旋转检测用期间pc2时,如图14(a)及(b)所示,位置指示器1b的开关电路315ba被设为断开,开关电路315bb被设为接通。由此,周围电极7ba通过线圈311ba而接地,另外,周围电极7bb成为通过振荡电路316bb而接地的状态。因而,在位置检测装置201中,位置指示器1b的芯体6的指示位置被检测为向周围电极7bb的方向偏离并且作为与位置指示器1b的倾斜的方向和大小对应的坐标位置。

在位置检测装置201中,根据在该2个旋转检测用期间pc1及pc2中求出的位置指示器1b的指示位置的坐标位置来计算位置指示器1b的旋转角度。参照图15对该旋转角度的计算进行说明。图15是用于说明位置检测装置201的传感器202上的位置指示器1b的指示位置的坐标位置与位置指示器1b的周围电极7ba及7bb的旋转方向的位置关系的图。需要说明的是,在该图15中,为了使说明简单,位置指示器1b设为了相对于传感器202的输入面垂直而未倾斜的状态。

在该例中,例如如图15(a)所示,将位置指示器1b的周围电极7ba的圆周方向的中央位置和周围电极7bb的圆周方向的中央位置与传感器202的y坐标轴平行的状态设为位置指示器1b的旋转角度的基准位置(旋转角度θr=0度)。位置指示器1b的旋转角度作为从该基准的旋转方向位置的偏离而检测。并且,位置指示器1b的旋转角度作为连结在旋转检测用期间pc1中作为位置指示器1b的指示位置而检测的坐标位置与在旋转检测用期间pc2中作为位置指示器1b的指示位置而检测的坐标位置的线段与旋转方向基准位置所成的角(在该例中是与y坐标轴所成的角)而计算。

在位置指示器1b的周围电极7ba及7bb的旋转方向位置是与图15(a)相同的位置时,旋转检测用期间pc1中的位置指示器1b的指示位置例如在图15(a)中被检测为坐标位置p2。另外,旋转检测用期间pc2中的位置指示器1b的指示位置例如在图15(a)中被检测为坐标位置p3。在图15(a)的状态下,连结坐标位置p2与坐标位置p3的线段与y坐标轴所成的角成为0度,位置指示器1b的旋转角度被计算为0度。

并且,在位置指示器1b的周围电极7ba及7bb的旋转方向位置旋转到如图15(b)所示的位置时,旋转检测用期间pc1中的位置指示器1b的指示位置在图15(b)中被检测为坐标位置p2′,另外,旋转检测用期间pc2中的位置指示器1b的指示位置在图15(b)中被检测为坐标位置p3′。因此,如图15(b)所示,位置指示器1b的旋转角度θr被计算为连结坐标位置p2与坐标位置p3的线段与y坐标轴所成的角θc(θr=θc)。

需要说明的是,如上所述,图15的例是位置指示器1b的芯体6的轴心方向相对于传感器202的输入面202s垂直的状态而位置指示器1b未倾斜时的例,因此坐标位置p2、p2′和坐标位置p3、p3′成为如图所示的位置,但实际上,如上所述,成为与位置指示器1b的倾斜的方向和大小对应的坐标位置。但是,位置指示器1b的旋转角度能够与上述的说明大致同样地计算。

接着,在该实施方式的位置指示器1b中,当成为倾斜及旋转检测用期间pc的最后的期间即倾斜检测用期间pc3时,如图14(a)及(b)所示,位置指示器1b的开关电路315ba被设为接通,另外,开关电路315bb也被设为接通。由此,周围电极7ba成为通过振荡电路316bb而接地的状态,并且周围电极7bb也成为通过振荡电路316bb而接地的状态。

即,在倾斜检测用期间pc3中,包围芯体6的周围的周围电极7ba及7bb成为分别通过振荡电路316ba及316bb而接地的状态。虽然被分割为周围电极7ba及7bb,但该状态成为与以包围芯体6的周围的方式配设的环电极7a通过振荡电路316而接地的第二实施方式中的第二期间pb同样的状态。因此,在位置检测装置201中,如上所述,作为位置指示器1b的芯体6的指示位置,检测与位置指示器1b的倾斜对应的坐标位置。

并且,在位置检测装置201中,根据在位置检测用期间即第一期间pa中检测到的位置指示器1b的芯体6的顶端部6a的指示位置的检测坐标和在该倾斜检测用期间pc3中检测到的位置指示器1b的芯体6的指示位置的检测坐标,如在第二实施方式中前述那样计算位置指示器1b的倾斜的方向和倾斜的大小。

将以上说明的期间pa、pc1、pc2、pc3各自中的开关电路315ba及开关电路315bb的状态与能够在位置检测装置201中求出的坐标位置的关系在图16的表中归纳示出。

如以上这样,在第三实施方式的位置指示器1b中,在位置检测用期间即第一期间pa中,即使位置指示器1b倾斜也能够大致正确地检测位置指示器1b的芯体6的顶端部6a的指示位置,并且,根据在倾斜检测用期间pc3中检测到的位置指示器1b的芯体6的顶端部6a的指示位置的坐标位置和在第一期间pa中检测到的位置指示器1b的芯体6的顶端部6a的指示位置的坐标位置,能够检测位置指示器1b的倾斜的方向及大小。而且,在第三实施方式的位置指示器1b中,根据在旋转检测用期间pc1及pc2中检测到的位置指示器1b的芯体6的顶端部6a的指示位置的坐标位置,能够检测位置指示器1b的旋转角度。

[第三实施方式的变形例]

在上述的第三实施方式的位置指示器1b中,作为信号送出控制电路31ba及31bb,与第二实施方式的位置指示器1a的信号送出控制电路31a同样,使用了在开关电路为接通时将周围电极7ba及7bb的各自经由振荡电路而接地的结构,但也可以与第一实施方式的位置指示器1中的信号送出控制电路31同样,设为作为电感电路的例的线圈与开关电路的串联电路的结构。

另外,在上述的第三实施方式的位置指示器1b中,芯体6的周围电极设为了2个,但也可以是2个以上。例如在图17的例的位置指示器1c中,以包围芯体6的周围的方式配设在该例中为稍小于120的角间隔的3个周围电极7ca、7cb、7cc,构成为在这3个周围电极7ca、7cb、7cc的各自与基准电位(在该例中是接地端)之间连接信号送出控制电路31ca、31cb、31cc。向芯体6供给来自信号产生电路302的信号,这与上述的实施方式是同样的。

作为发送信号生成电路30c所具备的信号送出控制电路31ca、31cb、31cc的结构,可以与第一实施方式的信号送出控制电路31同样,也可以与第二实施方式的信号送出控制电路31a同样。

在该图17的例的情况下,位置指示器1c构成为,将倾斜及旋转检测用期间即第二期间pc分为3个期间,在各期间中,控制向信号送出控制电路31ca、31cb、31cc供给的切换控制信号swca、swcb、swcc,利用位置检测装置201来检测向3个周围电极7ca、7cb、7cc各自的方向偏离并且与位置指示器1c的倾斜的方向及大小对应的位置指示器1c的芯体6的指示位置。在将倾斜及旋转检测用期间即第二期间pc分割后的3个期间的各自中,在从芯体6送出的信号中包括各期间的识别信息,这与上述的实施方式是同样的。

在位置检测装置201中,在第一期间pa中,即使位置指示器1c倾斜也能够大致正确地检测位置指示器1c的芯体6的顶端部6a的指示位置。并且,在位置检测装置201中,在第二期间pc的3个期间中,检测向3个周围电极7ca、7cb、7cc各自的方向偏离并且与位置指示器1c的倾斜的方向及大小对应的位置指示器1c的芯体6的指示位置的坐标位置。

在该情况下,检测到的这3个坐标位置与位置指示器1c的倾斜的方向及大小对应。于是,在位置检测装置201中,使用检测到的这3个坐标位置来检测位置指示器1c的旋转角度和位置指示器1c的倾斜的方向及大小。在该例的情况下,上述的位置指示器1b的情况下的倾斜检测用期间pc3无需特别设置。不过,当然也可以设置与倾斜检测用期间pc3同样的期间。

需要说明的是,与第二实施方式同样,振荡电路316ca、316cb、316cc各自的振荡频率并非必需选定为与信号产生电路302的振荡电路的振荡频率相同,也可以不同。

[其他实施方式及变形例]

在上述的实施方式的位置指示器中,构成为,信号送出控制电路具备作为电感电路的例的线圈,通过开关电路的接通/断开控制,在位置检测用期间即第一期间pa中,周围电极经由线圈而连接于基准电位,由此,即使位置指示器倾斜,也能够正确地检测位置指示器的芯体的顶端部的指示位置。

但是,若限定于检测位置指示器的倾斜的用途,则只要使来自位置指示器的信号的送出区域范围分布比位置检测用期间广即可。在考虑了这一点的情况下,作为信号送出控制电路,不限于包括作为上述的电感电路的例的线圈。

图18示出信号送出控制电路的其他结构例,是第一实施方式的位置指示器的信号送出控制电路的情况。

在图18的例的发送信号生成电路30e所具备的信号送出控制电路31e中,作为周围电极的例的环电极7经由由线圈311e和电容电路314e构成的并联振荡电路316e与开关电路319的串联电路而连接于作为基准电位的例的接地端。振荡电路316e的振荡频率被选定为与信号产生电路302的振荡电路的振荡频率相等。需要说明的是,如前所述,振荡电路316e的振荡频率也可以与信号产生电路302的振荡电路的振荡频率不同。

在该图18的例中,开关电路319通过来自控制器301(在图18中省略图示)的切换控制信号swe而在作为位置检测用期间的第一期间pa中被设为断开,在作为倾斜检测用期间的第二期间pb中被设为接通。

在该图18的例的情况下,在第一期间pa中,开关电路319为断开,因此仅从大致芯体6送出信号。另一方面,在第二期间pb中,开关电路319为接通,因此环电极7通过振荡电路316e而接地。因而,信号从芯体6送出,并且从环电极7送出与从芯体6送出的信号同相的信号,从位置指示器送出的信号与第一期间pa中的信号相比,送出区域范围成为广范围。因此,在第二期间pb中,容易检测位置指示器的倾斜。

需要说明的是,在上述的实施方式中,将用于检测信号送出单位期间的第一期间和第二期间(而且,在第三实施方式的情况下是第二期间的旋转检测用期间pc1、pc2、倾斜检测期间pc3)的识别信息从位置指示器1、1a、1b的发送信号生成电路30通过传感器202而向位置检测装置201发送。

但是,如图19所示,也可以在位置指示器1、1a、1b和位置检测装置201分别设置例如由bluetooth(注册商标)等构成的无线通信电路320和无线通信电路230,将所述的识别信息作为rf(radiofrequency:射频)信号而从位置指示器1、1a、1b利用通过无线通信电路的无线通信而向位置检测装置201发送。需要说明的是,图19作为位置指示器1或1a和位置检测装置201的情况而示出,但在位置指示器1b和位置检测装置201的情况下也能够同样地构成。

另外,在如图19那样构成的情况下,也可以取代从位置指示器1、1a、1b向位置检测装置201发送识别信息而从位置检测装置201向位置指示器1、1a、1b通过无线通信电路230及320而发送用于求出倾斜、旋转的指示信号,位置指示器1、1a、1b的控制器301、301a、301b根据接收到的指示信号而切换为能够在如上所述的位置检测装置201中进行倾斜检测、旋转检测的状态。

标号说明

1、1a、1b、1c…位置指示器,6…芯体,7…环电极(周围电极),7a、7ba、7bb、7ca、7cb、7cc…周围电极,30…发送信号生成电路,31、31a、31ba、31bb、31c、31e…信号送出控制电路,201…位置检测装置,202…传感器,202s…传感器的输入面,301…控制器,302…信号产生电路,311…线圈,312、315、319…信号送出控制电路的开关电路,313…寄生电容,314、314ba、314bb…电容电路,316、316ba、316bb…振荡电路。

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