(57)【要約】      （修正有）【課題】出力信号が正のフィードバックにより連続的に振動することを防ぐ位置表示器を提供する。【解決手段】駆動信号を送る位置検出器と協働して操作可能に構成され、信号処理モジュール１１と、電源管理モジュール１２とを備えている。信号処理モジュール１１は概ね、駆動信号を受信する受信電極１１１と、受信電極１１１からの駆動信号を増幅して増幅信号を生成する増幅回路１１２と、増幅回路１１２からの増幅信号と予め定められたトリガーレベルに基づいて、少なくとも増幅信号及びトリガーレベルに関連する予め定められた限界条件が成り立つとき、所定期間だけ振動する出力信号を生成する発振回路１１５と、発振回路１１５によって生成された出力信号を送信する送信電極１１６とを有する。【選択図】図２
0003200094.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号を送る位置検出器と協働して操作可能に構成されている位置表示器であって、信号処理モジュールを備え、該信号処理モジュールは、
前記駆動信号を受信する、受信電極と、
前記受信電極に連結され、前記受信電極によって受信された前記駆動信号を増幅して増幅信号を生成する、増幅回路と、
前記増幅回路から前記増幅信号を受信するように前記増幅回路に連結され、少なくとも前記増幅信号と予め定められたトリガーレベルに基づいて、少なくとも前記増幅信号及び前記トリガーレベルに関連する予め定められた限界条件が成り立つとき、所定期間だけ振動する出力信号を生成する、発振回路と、
前記発振回路に連結され、前記発振回路によって生成された前記出力信号を送信する、送信電極と、を有することを特徴とする位置表示器。
【請求項２】
前記増幅回路は、バンドパス増幅回路であって、
前記受信電極に連結され、前記受信電極によって受信された前記駆動信号をフィルタリングして、ろ過された信号を生成する、バンドパスフィルターと、
前記バンドパスフィルターに連結され、前記バンドパスフィルターからのろ過された信号を増幅し、前記増幅信号を生成する、増幅ユニットと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の位置表示器。
【請求項３】
前記信号処理モジュールは、
前記受信電極及び前記位置検出器の間の接触圧を検出し、圧力検出信号を生成する、圧力センサーと、
前記圧力検出信号を受信するように前記圧力センサーに連結され、受信された前記圧力検出信号に基づいて、前記受信電極及び前記位置検出器の間の前記接触圧を推定し、推定圧力値を得ると共に、前記受信電極が前記位置検出器と接触したかどうかに関連する振動制御信号を生成する、処理回路と、を更に有し、
前記発振回路は、前記振動制御信号を受信するように前記処理回路に更に連結され、受信された前記振動制御信号に基づいて、前記限界条件が成り立つとき、所定期間だけ振動する前記出力信号を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の位置表示器。
【請求項４】
前記発振回路は、
前記増幅信号を受信するように前記増幅回路に連結された第１の端子と、第２の端子とを有する、レジスタと、
前記レジスタに連結され、前記レジスタの前記第２の端子での電圧に基づいてオン状態及びオフ状態の間で切り替わる、第１のスイッチと、
前記振動制御信号を受信するように前記処理回路に連結され、前記振動制御信号に基づいて、オン状態及びオフ状態の間で切り替わる、第２のスイッチと、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチと直列に接続された一次巻線と、前記出力信号を出力するように前記送信電極に連結された二次巻線とを有する、トランスと、
前記トランスの前記二次巻線に並列に接続された、コンデンサと、
を有することを特徴とする請求項３に記載の位置表示器。
【請求項５】
電源管理モジュールを更に備え、該電源管理モジュールは、
ソース電圧を受信する第１の端子と第２の端子とを有し、オン状態及びオフ状態の間で切り替わる、第３のスイッチと、
前記ソース電圧を受信するように、前記第３のスイッチを介して前記信号処理モジュールに連結され、前記第３のスイッチの作動状態、及び、第１のレベルと第２のレベルとに切り替わる電源制御信号に基づく所定の場合に、前記信号処理モジュールに電力を供給するように前記ソース電圧に応じた給電電圧を出力し、前記所定の場合が、前記第３のスイッチが前記オン状態にて作動されたことを条件とする第１の条件と、前記電源制御信号が前記第１のレベルであることを条件とする第２の条件とのうちいずれか一つの条件が真である場合である、電源回路と、を有し、
前記処理回路は、前記第３のスイッチの前記第２の端子と前記電源回路とに連結され、前記第３のスイッチの前記作動状態及び前記圧力検出信号に基づいて、前記電源制御信号を生成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の位置表示器。
【請求項６】
前記第３のスイッチは、ノーマリオフ型スイッチである、ことを特徴とする請求項５に記載の位置表示器。
【請求項７】
前記電源回路は、
前記ソース電圧を受信するように前記第３のスイッチの前記第１の端子に連結されている、第４のスイッチと、
前記第３のスイッチの前記第２の端子、前記第４のスイッチ及び前記信号処理モジュールの前記処理回路に連結され、前記処理回路から前記電源制御信号を受信し、前記第３のスイッチの作動状態及び前記電源制御信号に基づいて、第４のスイッチのオン状態とオフ状態とに切り替わる動作を制御し、前記第１の条件と前記第２の条件とのうちいずれかが真である場合、前記第４のスイッチが前記オン状態にて作動し、所定期間において前記ソース電圧の送信が可能であるように構成されている、制御ユニットと、
前記ソース電圧を受信すると共に、受信された前記ソース電圧を調節して前記給電電圧を生成するように、前記第４のスイッチに連結された電圧レギュレーターと、
を有することを特徴とする請求項５に記載の位置表示器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、位置表示器に関し、より詳しくは能動的位置表示器に関する。
【背景技術】
【０００２】
能動的位置表示器は、小さな先端を有することから受動的位置表示器と比べて有利である。能動的位置表示器は、能動的位置表示器からの出力信号が正のフィードバックにより連続的に振動するのを防ぐことが重要である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、出力信号が正のフィードバックにより連続的に振動するのを防ぐことができる位置表示器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本考案に係る位置表示器は、駆動信号を送る位置検出器と協働して操作可能に構成されているものであって、信号処理モジュールを備え、該信号処理モジュールは、前記駆動信号を受信する、受信電極と、前記受信電極に連結され、前記受信電極によって受信された前記駆動信号を増幅して増幅信号を生成する、増幅回路と、前記増幅回路から前記増幅信号を受信するように前記増幅回路に連結され、少なくとも前記増幅信号と予め定められたトリガーレベルに基づいて、少なくとも前記増幅信号及び前記トリガーレベルに関連する予め定められた限界条件が成り立つとき、所定期間だけ振動する出力信号を生成する、発振回路と、前記発振回路に連結され、前記発振回路によって生成された前記出力信号を送信する、送信電極と、を有することを特徴とする。
【考案の効果】
【０００５】
本考案に係る位置表示器は、増幅信号と予め定められたトリガーレベルに基づいて、少なくとも増幅信号及びトリガーレベルに関連する予め定められた限界条件が成り立つとき、所定期間だけ振動する出力信号を生成するようになっているので、出力信号はどの周波数にて振動されても、正のフィードバックにより連続的に振動することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】位置検出器と協働して用いられる本考案に係る位置表示器の構成を概略的に示す図である。
【図２】本考案に係る位置表示器の好ましい実施形態を示す構成ブロック図である。
【図３】信号処理モジュールの構成ブロック図である。
【図４】増幅信号、第１のスイッチの作動状態、第２のスイッチの作動状態及び出力信号のそれぞれのタイミングを示す図である。
【図５】図４の変形を示す図である。
【図６】電源管理モジュールの回路ブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付図面に従って本考案に係る一つの好ましい実施形態について詳説する。
【０００８】
図１と図２は、本考案に係る位置表示器１を示す。位置表示器１は、能動的に作動するデバイスであり、位置表示器駆動信号を送る位置検出器２と協働して操作可能に構成されているものであって、信号処理モジュール１１と、電源管理モジュール１２とを備えている。
【０００９】
信号処理モジュール１１は、図示の如く、電源管理モジュール１２から給電電圧Ｖｄｄを受信し、受信電極１１１と、増幅回路１１２と、圧力センサー１１３と、処理回路１１４と、発振回路１１５と、送信電極１１６と、無線通信回路１１７とを有する。
【００１０】
受信電極１１１は、位置検出器２によって送信された駆動信号を受信するように構成されている。
【００１１】
増幅回路１１２は、受信電極１１１に連結され、受信電極１１１によって受信された駆動信号を増幅し、増幅信号を生成する。この形態では、増幅回路１１２は、バンドパス増幅回路であり、バンドパスフィルター１１２１と増幅ユニット１１２２とを有する。バンドパスフィルター１１２１は、位置検出器２によって送信された駆動信号のある周波数をカバーするパスバンドを有するものであって、受信電極１１１に連結され、受信電極１１１によって受信された駆動信号をフィルタリングして、ろ過された信号を生成する。増幅ユニット１１２２は、ろ過された信号を受信するようにバンドパスフィルター１１２１に連結され、バンドパスフィルター１１２１から受信されたろ過された信号を増幅して増幅信号を生成する。図３には、バンドパスフィルター１１２１及び増幅ユニット１１２２の構成を示している。
【００１２】
圧力センサー１１３は、受信電極１１１及び位置検出器２の間の接触圧を検出し、圧力検出信号を生成する。この形態では、圧力センサー１１３は、精密且つ安定して作動するように微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて製造されたものである。
【００１３】
処理回路１１４は、圧力検出信号を受信するように圧力センサー１１３に連結され、受信された圧力検出信号に基づいて、受信電極１１１及び位置検出器２の間の接触圧を推定し、推定圧力値を得ると共に、受信電極１１１が位置検出器２と接触したかどうかに関連する振動制御信号を生成する。
【００１４】
発振回路１１５は、増幅信号を受信するように増幅回路１１２に連結されると共に、振動制御信号を受信するように処理回路１１４に連結され、受信された増幅信号、振動制御信号及び予め定められたトリガーレベルに基づいて、増幅信号、振動制御信号及び予め定められたトリガーレベルに関連する予め定められた限界条件が成り立つとき、位置検出器２が位置表示器１の位置検出器２に対応する位置を定めるよう、所定期間だけ振動する出力信号を生成する。
【００１５】
発振回路１１５は、レジスタ１１５１と、第１のスイッチ１１５２と、第２のスイッチ１１５３と、トランス１１５４と、コンデンサ１１５７とを有する。レジスタ１１５１は、増幅信号を受信するように増幅ユニット１１２２に連結された第１の端子と第２の端子とを有する。第１のスイッチ１１５２は、レジスタ１１５１の第２の端子に連結され、レジスタ１１５１の第２の端子での電圧に基づいて、オン（ＯＮ）状態及びオフ（ＯＦＦ）状態の間で切り替わる。第２のスイッチ１１５３は、振動制御信号を受信するように処理回路１１４に連結され、受信された振動制御信号に基づいて、オン（ＯＮ）状態及びオフ（ＯＦＦ）状態の間で切り替わる。トランス１１５４は、第１のスイッチ１１５２及び第２のスイッチ１１５３と直列に接続された一次巻線１１５５と、出力信号を出力するように送信電極１１６に連結された二次巻線１１５６とを有する。コンデンサ１１５７は、二次巻線１１５６と並列に連結されている。
【００１６】
第１のスイッチ１１５２及び第２のスイッチ１１５３がオン状態に作動されているとき、出力信号が所定の期間だけ予め定められた周波数で振動される。周波数は、二次巻線１１５６のインダクタンス及びコンデンサ１１５７の静電容量によって定められるものである。正のフィードバックを軽減又は抑制することに役立つように、該周波数は位置検出器２によって送信された駆動信号よりも大きい、又は同じであることが好ましく、また、バンドパスフィルター１１２１のパスバンド以外であることがより好ましい。
【００１７】
送信電極１１６は、出力信号を送信するように、トランス１１５４の二次巻線１１５６に連結されている。
【００１８】
この形態では、図１〜図４に示されているように、増幅信号を予め定められたベースレベル付近で変化させ、トリガーレベルがベースレベルよりも高く、増幅信号がトリガーレベルよりも高いこと及び受信電極１１１が位置検出器２に接触されたことが限界条件に含まれる場合について説明する。増幅信号がトリガーレベルよりも高い場合、第１のスイッチ１１５２がオン状態に作動され、増幅信号がトリガーレベルよりも低い場合、第１のスイッチ１１５２がオフ状態に作動される。
【００１９】
なお、出力信号がどの周波数にて振動されても、トリガーレベルを適当に設定することで、正のフィードバックを軽減又は抑制することが可能である。
【００２０】
処理回路１１４は、受信電極１１１が位置検出器２に接触されたこと（図１）を判定した場合、振動制御信号に基づいて第２のスイッチ１１５３をオン状態に作動し、その一方、受信電極１１１が位置検出器２に接触されていないこと（図１）を判定した場合、振動制御信号に基づいて第２のスイッチ１１５３をオフ状態に作動する。
【００２１】
このように、限界条件を満たすと、第１のスイッチ１１５２及び第２のスイッチ１１５３がオン状態に作動され、出力信号が所定の期間だけ振動する。従って、位置検出器２は、位置表示器１の位置を検出することができるので、検出位置情報を得ることができる。
【００２２】
なお、この実施形態の変形としては、図２と図５に示されているように、給電電圧Ｖｄｄとグラウンド電圧とを入れ替え、ｐ型バイポーラジャンクショントランジスタを第１のスイッチ１１５２として用いることで、トリガーレベルをベースレベルよりも低いものとし、また、限界条件は、増幅信号がトリガーレベルよりも低いこと、及び、受信電極１１１が位置検出器２に接触されたこと（図１）を含むように構成されてもよいことに留意されたい。
【００２３】
図１と図２に示されているように、無線通信回路１１７は、推定圧力値を受信するように、処理回路１１４に連結され、推定圧力値を用いて通信信号を生成し、Bluetooth（登録商標）等の無線通信手段を介して通信信号を送信する。こうして、位置表示器１によって得られた推定圧力値及び位置検出器２によって得られた検出位置情報に基づき、位置検出器２がインストールされたホスト（図示せず）において、位置検出器２における位置表示器１の動きに関連する長さと位置表示器１及び位置検出器２との接触圧に関連する幅とを有するラインが表示される。
【００２４】
図１、図２及び図６に示されているように、電源管理モジュール１２は、第３のスイッチ１２１と電源回路１２２とを有する。第３のスイッチ１２１は、例えばバッテリー（図示せず）からソース電圧Ｖｉｎが入力されるように用いられる第１の端子と、第２の端子とを有し、オン状態とオフ状態とに切り替わるように構成されている。電源回路１２２は、第３のスイッチ１２１を介して信号処理モジュール１１と連結され、ソース電圧Ｖｉｎを入力すると共に、第３のスイッチ１２１の作動状態、及び、第１のレベルと第２のレベルとに切り替わる電源制御信号に基づいて、信号処理モジュール１１に電力を供給するようにソース電圧Ｖｉｎに応じた給電電圧Ｖｄｄを選択的に出力する。ここで、選択的にとは、第３のスイッチ１２１がオン状態に作動された場合又は電源制御信号が第１のレベルである場合に給電電圧Ｖｄｄが出力されることを指す。
【００２５】
この形態では、第３のスイッチ１２１はノーマリオフスイッチであり、ユーザによる起動操作によりオン状態に作動される。
【００２６】
この形態では、電源回路１２２は、第４のスイッチ１２２１と、制御ユニット１２２２と、電圧レギュレーター１２２３とを有する。第４のスイッチ１２２１は、ソース電圧Ｖｉｎを受信するように、第３のスイッチ１２１の第１の端子に連結されている。
【００２７】
制御ユニット１２２２は、電源制御信号を受信するように、第３のスイッチ１２１の第２の端子及び第４のスイッチ１２２１に連結され、第３のスイッチ１２１の作動状態及び電源制御信号に基づき、第４のスイッチ１２２１をオン状態とオフ状態とに切り替えるように制御する。制御ユニット１２２２による制御によって、第３のスイッチ１２１がオン状態にされている間、又は電源制御信号が第１のレベルである間、第４のスイッチ１２２１がオン状態に作動され、ソース電圧Ｖｉｎが第４のスイッチ１２２１を介して出力されることが可能となる。
【００２８】
電圧レギュレーター１２２３は、ソース電圧Ｖｉｎを受信するように第４のスイッチ１２２１に連結され、受信されたソース電圧Ｖｉｎを調節して給電電圧Ｖｄｄを生成する。図６では、制御ユニット１２２２の構成を概略的に示し、第１のレベルがハイロジックレベルであり、且つ第２のレベルがローロジックレベルであることを説明している。
【００２９】
処理回路１１４は更に、第３のスイッチ１２１の第２の端子及び制御ユニット１２２２に連結され、第３のスイッチ１２１の作動状態及び圧力検出信号に基づいて、電源制御信号を生成し、制御ユニット１２２２に出力する。この形態では、処理回路１１４は、予め定められた初期値から予め定められた目標値まで計数するステップと、第３のスイッチ１２１がオン状態に作動されたとき、電源制御信号を第１のレベルに設定すると共に、計数値を初期値に設定するステップと、圧力検出信号に基づき、受信電極１１１が位置検出器２に接触したことを判定したとき、計数値を初期値に設定するステップと、計数値が目標値になると、電源制御信号を第２のレベルに設定し、第４のスイッチ１２２１をオフ状態に切り替えるステップとを有する処理を行う。第３のスイッチ１２１がオン状態にされている間、或いは、受信電極１１１が位置検出器２に接触されたことを判定したとき、計数値が初期値に設定される。
【００３０】
本考案に係る位置表示器１が用いられている間、第３のスイッチ１２１が作動せず、受信電極１１１が位置検出器２に接触しない期間（例えば、処理回路１１４が初期値から目標値まで数える期間)がしばらく続いたときに、処理回路１１４によって電源制御信号を第２のレベルに設定するので、電源回路１２１から給電電圧Ｖｄｄを出力することがなくなる。これによって、位置表示器１が多くの電力を消費することを防ぐことができる。
【００３１】
以上により、出力信号がどの周波数にて振動されても、トリガーレベル或いはバンドパスフィルター１１２１の少なくとも一方を適当に設定することで、出力信号が正のフィードバックのために常に振動することを防止することができる。従って位置表示器１の設置自由度が高い。また、給電電圧Ｖｄｄの出力を自動的に停止することができるので、位置表示器１の電力の消耗を大幅に抑えることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  位置表示器
１１  信号処理モジュール
１１１  受信電極
１１２  増幅回路
１１２１  バンドパスフィルター
１１２２  増幅ユニット
１１３  圧力センサー
１１４  処理回路
１１５  発振回路
１１５１  レジスタ
１１５２  第１のスイッチ
１１５３  第２のスイッチ
１１５４  トランス
１１５５  一次巻線
１１５６  二次巻線
１１５７  コンデンサ
１１６  送信電極
１１７  無線通信回路
１２  電源管理モジュール
１２１  第３のスイッチ
１２２  電源回路
１２２１  第４のスイッチ
１２２２  制御ユニット
１２２３  電圧レギュレーター
２  位置検出器
Ｖｄｄ  給電電圧
Ｖｉｎ  ソース電圧
【図１】
0003200094.tif 000003
【図２】
0003200094.tif 000004
【図３】
0003200094.tif 000005
【図４】
0003200094.tif 000006
【図５】
0003200094.tif 000007
【図６】
0003200094.tif 000008