(57)【要約】【課題】位置検出装置における情報検出の精度を高める。【解決手段】静電ペンは、第１〜第３の端部Ｅ１〜Ｅ３を有するスイッチ部２７と、第１の端部Ｅ１に接続されるペン先電極２４と、第２及び第３の端部Ｅ２，Ｅ３のそれぞれに電位を供給することにより、第２の端部Ｅ２の電位が第３の端部Ｅ３の電位より高い第１の状態と、第２の端部Ｅ２の電位が第３の端部Ｅ３の電位以下である第２の状態とを切り替える制御部２６とを備え、スイッチ部２７は、陽極が第１の端部Ｅ１に接続され、陰極が第３の端部Ｅ３に接続された第１のダイオード２７ａを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１乃至第３の端部を有するスイッチ部と、
前記第１の端部に接続されるペン先電極と、
前記第２及び第３の端部のそれぞれに電位を供給することにより、前記第２の端部の電位が前記第３の端部の電位より高い第１の状態と、前記第２の端部の電位が前記第３の端部の電位以下である第２の状態とを切り替える制御部とを備え、
前記スイッチ部は、陽極が前記第１の端部に接続され、陰極が前記第３の端部に接続された第１のダイオードを有する
ことを特徴とする静電ペン。
【請求項２】
前記スイッチ部は、前記第１の端部と前記第２の端部の間に設けられ、前記第１の端部と前記第２の端部の間に流れる電流を妨げる逆流防止手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の静電ペン。
【請求項３】
前記逆流防止手段は抵抗素子である
ことを特徴とする請求項２に記載の静電ペン。
【請求項４】
前記逆流防止手段は、
陽極が前記抵抗素子の他端に接続され、陰極が前記第１の端部に接続された第２のダイオードを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の静電ペン。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２の端部に制御信号を供給するように構成される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の静電ペン。
【請求項６】
前記制御信号は、ハイレベルとローレベルのいずれかの値を取る２値信号である
ことを特徴とする請求項５に記載の静電ペン。
【請求項７】
前記制御部は、前記第３の端部に前記制御信号の反転信号を供給するように構成される
ことを特徴とする請求項５に記載の静電ペン。
【請求項８】
前記制御部は、前記制御信号と前記反転信号の電位差を２段階以上に制御するよう構成される
ことを特徴とする請求項７に記載の静電ペン。
【請求項９】
前記制御部は、前記制御信号と前記反転信号の電位差を前記第１のダイオードの非正領域において２段階以上に制御するよう構成される
ことを特徴とする請求項８に記載の静電ペン。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第３の端部を接地するように構成される
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の静電ペン。
【請求項１１】
導電体によって構成され、絶縁体を介して前記ペン先電極を支持する本体をさらに備え、
前記第３の端部は、前記本体に接触している人体を通じて接地される
ことを特徴とする請求項１０に記載の静電ペン。
【請求項１２】
前記第１のダイオードは、ＰＩＮダイオードである
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の静電ペン。
【請求項１３】
前記第１のダイオードは、ＰＮダイオードである
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の静電ペン。
【請求項１４】
前記静電ペンは、前記ペン先電極と静電結合可能に構成された静電容量方式のセンサとともに用いられる静電ペンであり、
前記制御部は、前記静電ペンから前記センサに対して送信する情報に基づいて、前記第１の状態と前記第２の状態の切り替えを行う
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の静電ペン。
【請求項１５】
前記制御部は、前記センサに対して情報を送信しない場合、前記第１の状態を維持する
ことを特徴とする請求項１４に記載の静電ペン。
【請求項１６】
前記制御部は、前記制御部による状態の切り替えによって生ずる送信レベルの遷移と、前記情報の内容とを対応させる方式に基づいて、前記情報の送信を行う
ことを特徴とする請求項１４に記載の静電ペン。
【請求項１７】
静電容量方式のセンサを備えた電子機器とともに用いられる静電ペンであって、
ペン先電極と、
接地部と、
一端が前記ペン先電極に接続され、他端が前記接地部に接続されたスイッチ部と、
前記スイッチ部のオンオフを制御することにより、前記電子機器に対して情報を送信可能に構成された制御部とを備え、
前記制御部は、前記電子機器に対して情報を送信しない場合、前記スイッチ部をオンの状態とすることにより前記ペン先電極と前記接地部とが導通した状態とする
ことを特徴とする静電ペン。
【請求項１８】
前記制御部は、前記情報を送信する前または後の所定の時間、前記スイッチ部をオンの状態とする
ことを特徴とする請求項１７に記載の静電ペン。
【請求項１９】
前記制御部は、１２Ｈｚ以上の信号が生成されるレートで前記スイッチ部のオンオフを制御することにより、前記情報の送信を行う
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の静電ペン。
【請求項２０】
前記制御部は、前記センサのスキャンレートに対応する周波数の半分の周波数以下の周波数で前記スイッチ部のオンオフを制御することにより、前記情報の送信を行う
ことを特徴とする請求項１９に記載の静電ペン。
【請求項２１】
前記制御部は、前記スイッチ部のオンオフによって生ずる送信レベルの遷移の方向と、前記情報の内容とを対応させる方式に基づいて、前記情報の送信を行う
ことを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の静電ペン。
【請求項２２】
前記レートは２４Ｈｚであり、前記センサのスキャンレートに対応する周波数の半分の周波数は１００Ｈｚである
ことを特徴とする請求項２１に記載の静電ペン。
【請求項２３】
前記制御部は、前記送信レベルの遷移の方向及び該遷移の大きさの組み合わせと、前記情報の内容とを対応させる方式に基づいて、前記情報の送信を行う
ことを特徴とする請求項２１に記載の静電ペン。
【請求項２４】
前記制御部は、前記情報の送信を開始する前に所定のスタート信号を送信し、前記情報の送信を終了した後に所定のストップ信号を送信するよう構成される
ことを特徴とする請求項１７乃至２３のいずれか一項に記載の静電ペン。
【請求項２５】
静電容量方式のセンサを備えた電子機器とともに用いられる静電ペンであって、
ペン先電極と、
接地部と、
一端が前記ペン先電極に接続され、他端が前記接地部に接続されたスイッチ部と、
前記スイッチ部のオンオフを制御することにより、前記電子機器に対して情報を送信可能に構成された制御部とを備え、
前記制御部は、前記スイッチ部のオンオフによって生ずる送信レベルの遷移の方向と、前記情報の内容とを対応させる方式に基づいて、前記情報の送信を行う
ことを特徴とする静電ペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電ペンに関し、特に、本体とペン先の間に設けられたスイッチのオンオフによって情報を送るように構成されたパッシブ型の静電ペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
指や導電性のタッチペンなどの指示体によってタッチセンサ面内の位置を指示できるように構成した静電容量方式の入力システムが知られている。静電容量方式の入力システムのうち、プロジェクティブ型の相互容量方式を利用したタッチセンサは、指示体の位置を検出可能に構成された位置検出装置で、それぞれＸ方向に延在する複数のＸ方向電極と、それぞれＹ方向に延在する複数のＹ方向電極とをセンサ面内に有して構成される。Ｘ方向電極とＹ方向電極の交点に指示体が近づいた状態でＸ方向電極からＹ方向電極に交流成分を含む信号（以下、単に「電流」と称する）を流すと、本来Ｙ電極に向けて流れるべき電流の一部が分岐し指示体に流れるため、Ｙ方向電極において検出される電流が小さくなる。位置検出装置は、この検出される電流の変化を複数のＹ方向電極のそれぞれで検出することにより、指示体の位置を検出するよう構成される。【０００３】
静電容量方式の入力システムに用いられる位置検出装置から指示体に電流が流れるのは、人体を通じて指示体が接地されており、指示体の先端と接地端の間に電流経路が生ずるからである。現在、タッチセンサ用のペンとして市販されているペン（タッチペン、静電容量方式用のスタイラス、パッシブＥＳ（ｅｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ）ペンなどと呼ばれる。以下、「パッシブ型の静電ペン」と称する）の多くは、筐体のいずれかの位置に人体へ接触する接地部を有し、この電流経路を提供するものである。したがって、指示体が例えば絶縁体で構成されていると、上記のような電流経路が生じないため、位置検出装置は指示体の位置を検出できなくなる。【０００４】
現在存在しているパッシブ型の静電ペンは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の別途の通信チャネルを利用可能に構成されなければ、位置検出装置に対して指示位置以外の情報（筆圧、ペン種別、スイッチのＯＮＯＦＦ等）を伝えることができない。しかし、上記の性質を利用し、パッシブ型の静電ペンであっても、特別な通信チャネルを用意することなく位置検出装置に対して、筆圧などの情報を送信できるようにする技術が知られている。以下、この技術について詳しく説明する。【０００５】
情報の送信に対応する静電ペンは、導電体からなる本体と、本体から絶縁された導電体であるペン先電極と、ペン先電極と本体の間に設けられたスイッチと、送信情報に応じてこのスイッチのオンオフ状態を制御する制御部とを有して構成される。スイッチがオンのときには上述した電流経路が生ずるので、Ｙ方向電極において検出される電流が相対的に小さくなる。一方、スイッチがオフのときには上述した電流経路が生じないので、Ｙ方向電極において検出される電流が相対的に大きくなる。位置検出装置は、このような検出される電流の変化からスイッチのオンオフ状態を得ることができ、したがって、静電ペンが送信した情報を得ることができる。【０００６】
特許文献１には、情報の送信に対応する静電ペンの例が開示されている。この静電ペンでは、上記スイッチとしてＭＯＳトランジスタが使用されている。また、特許文献１には、静電ペンから任意の周波数の信号を送信することにより、タッチしている指示体の種類（静電ペンであるか指などの他の種の指示体か）の特定や指示体の個体の特定を可能にする技術（［００４４］段落等を参照）、及び、例えばモールス符号を用いてエンコードした信号の送信により、静電ペンからの情報送信を可能にする技術（［００４３］段落等を参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０３２７０４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ペン先電極と本体の導通状態を切り替えるためのスイッチとして上記特許文献１のようにＭＯＳトランジスタを用いる場合、位置検出装置における情報検出の精度が低くなってしまうという問題が発生する。すなわち、ＭＯＳトランジスタは非常に大きな浮遊容量（例えば１０ｐＦ）を有しているため、ＭＯＳトランジスタがオフとなった後であっても、この浮遊容量を通じ、位置検出装置から静電ペンに向かう電流が流れる。このような電流の流れは、スイッチがオンのときにＹ方向電極において検出される電流と、スイッチがオフのときにＹ方向電極において検出される電流との差を小さくしてしまうため、結果として位置検出装置における情報検出の精度が低くなる（ビットエラー発生率が大きくなる）のである。なお、同様の問題は、上記スイッチとして一般的なバイポーラトランジスタを用いる場合にも発生する。高周波用のバイポーラトランジスタであれば浮遊容量が１ｐＦ以下のものもあるが、静電気に弱いため、現実問題として使用できない。【０００９】
したがって、本発明の目的の一つは、位置検出装置における情報検出の精度を高められる静電ペンを提供することにある。【００１０】
また、情報送信を行うタイプの静電ペンは、従来、常に情報の送信を行い続けることを前提として設計されている。特許文献１にも、情報送信を行うタイプの静電ペンが情報の送信を行わないときのことは開示されていない。そうした中で、仮に情報送信を行うタイプの静電ペンに情報の送信を行わない期間を設けた場合、その期間中上述したスイッチがオフであるとすると、指示体の先端と接地端の間に電流経路が形成されない状態が継続することになるので、位置検出に支障が生ずることになる。【００１１】
したがって、本発明の他の目的の一つは、情報送信を行うタイプの静電ペンに情報の送信を行わない期間を設けた場合であっても、位置検出に支障を来さない静電ペンを提供することにある。【００１２】
さらに、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタでは、オンとオフの間の中間的な状態を得ることが難しい。その結果、従来の入力システムでは、静電ペンからの情報送信に多値変調を用いることができなかった。【００１３】
したがって、本発明の目的のさらに他の一つは、多値変調を用いて情報を送信できる静電ペンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一側面による静電ペンは、第１乃至第３の端部を有するスイッチ部と、前記第１の端部に接続されるペン先電極と、前記第２及び第３の端部のそれぞれに電位を供給することにより、前記第２の端部の電位が前記第３の端部の電位より高い第１の状態と、前記第２の端部の電位が前記第３の端部の電位以下である第２の状態とを切り替える制御部とを備え、前記スイッチ部は、陽極が前記第１の端部に接続され、陰極が前記第３の端部に接続された第１のダイオードを有することを特徴とする。【００１５】
上記静電ペンにおいて、前記スイッチ部は、前記第１の端部と前記第２の端部の間に設けられ、前記第１の端部から前記第２の端部に流れる電流を妨げる逆流防止手段をさらに有することとしてもよい。【００１６】
また、上記静電ペンにおいて、前記制御部は、前記第２の端部に制御信号を供給し、かつ、前記第３の端部に前記制御信号の反転信号を供給し、前記制御信号と前記反転信号の電位差を２段階以上に制御するよう構成されることとしてもよい。【００１７】
また、本発明の他の一側面による静電ペンは、静電容量方式のセンサを備えた電子機器とともに用いられる静電ペンであって、ペン先電極と、接地部と、一端が前記ペン先電極に接続され、他端が前記接地部に接続されたスイッチ部と、前記スイッチ部のオンオフを制御することにより、前記電子機器に対して情報を送信可能に構成された制御部とを備え、前記制御部は、前記電子機器に対して情報を送信しない場合、前記スイッチ部をオンの状態とすることにより前記ペン先電極と前記接地部とが導通した状態とすることを特徴とする。【００１８】
また、本発明のさらに他の一側面による静電ペンは、静電容量方式のセンサを備えた電子機器とともに用いられる静電ペンであって、ペン先電極と、接地部と、一端が前記ペン先電極に接続され、他端が前記接地部に接続されたスイッチ部と、前記スイッチ部のオンオフを制御することにより、前記電子機器に対して情報を送信可能に構成された制御部とを備え、前記制御部は、前記スイッチ部のオンオフによって生ずる送信レベルの遷移の方向と、前記情報の内容とを対応させる方式に基づいて、前記情報の送信を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１の状態では第１のダイオードが電流を通す状態となり、第２の状態では第１のダイオードが電流を通さない状態となる。すなわち、第１のダイオードがスイッチとして機能する。そして、ダイオードの浮遊容量はＭＯＳトランジスタや一般的なバイポーラトランジスタのそれに比べて小さい。したがって、本発明によれば、位置検出装置における情報検出の精度を高めることが可能になる。【００２０】
また、第１の端部から第２の端部に流れる電流を妨げる逆流防止手段を設けたことにより、特に第２の状態において第１の端部から第２の端部に電流が流れてしまうことが防止される。【００２１】
また、スイッチとしてオフ時の電位差による容量変化がＭＯＳトランジスタに比して滑らかなダイオードを用いたことにより、制御信号と反転信号の電位差を複数段階で制御した場合に、第１の端部から第３の端部に流れる電流を複数段階に制御することが可能になる。したがって、多値変調を用いて情報を送信することが可能になる。【００２２】
また、電子機器に対して情報を送信可能に構成しつつ、電子機器に対して情報を送信しない場合にスイッチ部をオンの状態としている（ペン先電極と接地部とが導通した状態としている）ので、情報送信を行うタイプの静電ペンに情報の送信を行わない期間を設けた場合であっても、タッチセンサによる位置検出を問題なく行うことが可能になる。また、この送信を行わない期間に検出される信号は、静電ペンからの情報の送信開始を示すスタートビットを確実に検出するために必要なアイドリング時間の信号としても利用できるため、タッチセンサは、情報に対応する信号の開始位置を確実に検出することが可能になる。【００２３】
また、制御部が、スイッチ部のオンオフによって生ずる信号レベルの遷移の方向と、前記情報の内容とを対応させる方式に基づいて情報の送信を行うことで、情報の内容によらず１ビットの情報を通信する時間内に、位置検出装置が静電ペンの存在を検知できる時間を必ず混在させることができるので、情報の内容（バイナリ値の偏り）に依存せず位置検出を可能にしつつ情報通信を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態によるタッチ式の入力システム１のシステム構成を示す図である。
【図２】図１に示した静電ペン２の内部構成を示す断面図である。
【図３】図２に示した制御部２６及びスイッチ部２７の内部構成を示す図である。
【図４】（ａ）は、図３に示した送信制御回路２６ｂの動作を示すフローチャートであり、（ｂ）は、２値変調を利用する場合の信号例を示す図であり、（ｃ）は、多値変調を利用する場合の信号例を示す図である。
【図５】図１に示した情報抽出処理部３３の動作を示すフローチャートであり、（ａ）は２値変調を利用する場合、（ｂ）は多値変調を利用する場合をそれぞれ示している。
【図６】本発明の第１の実施の形態による静電ペン２のスイッチ部２７を示す図である。
【図７】図６に示した静電ペン２の動作原理を示す図であり、（ａ）はハイレベルの送信、（ｂ）はローレベルの送信をそれぞれ示している。
【図８】本発明の第２の実施の形態による静電ペン２のスイッチ部２７を示す図である。
【図９】図８に示した静電ペン２の動作原理を示す図であり、（ａ）はハイレベルの送信、（ｂ）はローレベルの送信をそれぞれ示している。
【図１０】本発明の第３の実施の形態による静電ペン２のスイッチ部２７を示す図である。
【図１１】図１０に示した静電ペン２の動作原理を示す図であり、（ａ）はハイレベルの送信、（ｂ）はローレベルの送信をそれぞれ示している。
【図１２】一般的なダイオードの逆方向電圧−端子間容量特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。本明細書では、３つの実施の形態を挙げて本発明の実施の形態によるタッチ式の入力システムについての説明を行うが、初めに３つの実施の形態に共通する部分を説明した後、３つの実施の形態それぞれについての説明を行う。
【００２６】
まず、３つの実施の形態に共通する部分に関して、本発明の実施の形態によるタッチ式の入力システム１は、図１に示すように、静電ペン２及びタッチセンサ３を備えて構成される。
【００２７】
静電ペン２は、人間がタッチセンサ３上の位置を指示するための指示体であり、筒状の導電体からなる本体２０（接地部）と、絶縁体又は誘電体であるペン先チップ２１と、ペン先チップ２１の内部に格納されたペン先電極２４と、ペン先電極２４と本体２０の間の導通状態を制御するためのスイッチ部２７とを有して構成される。静電ペン２は通常、図１に例示した手４が本体２０を保持する状態で使用されるため、本体２０は通常、図１に示すように、人体を通じて接地されている。
【００２８】
タッチセンサ３は、例えばデジタイザやタブレットＰＣのような平板状のセンサを有する位置検出装置（電子機器）であり、投影型の静電容量方式の一種であるクロスポイント型の相互容量方式により、静電ペン２がセンサ上で指示した位置を検出するように構成される。タッチセンサ３のセンサは、具体的には、それぞれＸ方向に延在するｍ本のＸ方向電極３５（Ｘ方向電極３５−１〜３５−ｍ）と、それぞれＹ方向（センサの表面内においてＸ方向と直交する方向）に延在するｎ本のＹ方向電極３６（Ｙ方向電極３６−１〜３６−ｎ）とがそれぞれ等間隔で配置された構成を有している。
【００２９】
タッチセンサ３は、上記センサの他にも、図１に示すように、送信信号処理部３０、受信信号処理部３１、制御部３２、及び情報抽出処理部３３を有して構成される。
【００３０】
送信信号処理部３０は、ｍ本のＸ方向電極３５に対して順次、所定の交流信号を出力する機能を有する。送信信号処理部３０が信号を出力するタイミングは、制御部３２によって制御される。送信信号処理部３０によってＸ方向電極３５に供給された交流信号は、該Ｘ方向電極３５と上下方向に対向する各Ｙ方向電極３６の間に発生する静電容量を通じて、各Ｙ方向電極３６に供給される。受信信号処理部３１は、こうして各Ｙ方向電極３６に到達した交流信号を受信するためのアナログデジタルコンバータを有して構成され、このアナログデジタルコンバータにより受信信号の値（レベル）をＹ方向電極３６ごとにデジタル化して、制御部３２に出力する。制御部３２は、こうして供給された信号値から、タッチセンサ３上における静電ペン２の位置を検出するとともに、供給された信号値を情報抽出処理部３３に供給するよう構成される。情報抽出処理部３３は、制御部３２から供給された信号値に基づき、静電ペン２が送信した情報を受信する機能を有する。
【００３１】
静電ペン２の位置の検出について説明する。例えばＸ方向電極３５−ｋ（ｋは１〜ｍの整数）とＹ方向電極３６−ｌ（ｌは１〜ｎの整数）の交点には、まず、静電ペン２のペン先チップ２１が存在しない場合には、図１に示す静電容量Ｃ１とＣ２とを合成した静電容量が存在している。ここで、この交点に静電ペン２のペン先チップ２１が接近すると、図１に示す静電容量Ｄが生成される。静電容量Ｄは、ペン先チップ２１が存在しないときにＣ１とＣ２とを合成した静電容量を通して供給されたであろう電流の一部を誘導する静電容量となる。静電ペン２のペン先チップ２１が接近して静電容量ＤがＣ２に対して大きくなると、Ｘ方向電極３５−ｋから送出された電流の一部が、静電ペン２及び手４に形成される電流経路Ｐ２を通じて接地端に流れ出る（スイッチ部２７がオンの場合。スイッチ部２７がオフの場合については後述する）。その結果、Ｙ方向電極３６−ｌに関して受信信号処理部３１で検出される電流が小さくなるため、受信信号処理部３１からＹ方向電極３６−ｌに関して制御部３２に供給される信号値が小さくなる。制御部３２は、このような信号値の変化に基づき、静電ペン２のペン先チップ２１がＸ方向電極３５−ｋとＹ方向電極３５−ｌの交点に接近していることを検出する。
【００３２】
次に、静電ペン２が送信した情報の受信について説明する。詳しくは後述するが、静電ペン２は、送信対象の情報に応じてスイッチ部２７のオンオフ状態を制御するように構成される。スイッチ部２７がオンである状態では、ペン先電極２４と手４が電気的に接続されるため、ペン先電極２４と接地端の間に上述した電流経路Ｐ２が形成される。したがってこの場合、静電ペン２のペン先チップ２１がＸ方向電極３５とＹ方向電極３６の交点に接近すると、その交点に関して受信信号処理部３１から制御部３２に供給される信号値が上述したように小さくなる。一方、スイッチ部２７がオフである状態では、ペン先電極２４が接地端から電気的に切り離されてフローティング状態となり、上述した電流経路Ｐ２は形成されない。したがってこの場合、静電ペン２のペン先チップ２１がＸ方向電極３５とＹ方向電極３６の交点に接近したとしても、その交点に関して受信信号処理部３１から制御部３２に供給される信号値が上述したように小さくなることはない。
【００３３】
ここで、静電ペン２によるスイッチ部２７のオンオフ制御は、位置検出装置側で検出される信号が人間が静電ペン２を操作したことに起因する信号ではないことを識別可能となる周波数を用いて行われる。具体的には、通信される信号の周波数が１２Ｈｚ以上となるようなレートでスイッチ部２７がオンオフ制御される。
【００３４】
ここで、１２Ｈｚ超という数値は、人間がセンサに対して上下に（鉛直方向に）静電ペン２を高速に動作させたとしても、位置検出装置側で静電ペン２が検知される回数は１秒間に１２回を超えることはない、というという知見に基づいて決定された値である。なお、後述するように、情報をマンチェスター符号により符号化して送信する場合には、０と１との並びによっては信号の周波数がスイッチのオンオフの周波数の半分の周波数となる場合が存在するので、２４Ｈｚ超えるレートでスイッチをオンオフさせる。
【００３５】
したがって、上記のような信号値の変化を信号値大と信号値小の２値からなる２値信号と解すると、この２値信号のうち１２Ｈｚ超の周波数成分のみに、静電ペン２の送信情報が重畳されていることになる。そこで情報抽出処理部３３は、制御部３２から供給される信号値の変化によって表される信号から１２Ｈｚ超の周波数成分のみを取り出し、取り出した周波数成分に基づいて静電ペン２が送信した情報を復調するよう構成される。
【００３６】
また、静電ペン２によるスイッチ部２７のオンオフ制御のレートは、タッチセンサ３のスキャンレートに対応する周波数の半分の周波数以下の周波数とすることが好ましい。例えば、センサのスキャンレートが２００Ｈｚであるタッチセンサ３を用いる場合、静電ペン２によるスイッチ部２７のオンオフ制御の周波数は１００Ｈｚ以下とすることが好ましい。こうすることで、どの様なバイナリ値の並びであったとしても信号の周波数は１００Ｈｚ以下に抑えられ、２００Ｈｚのスキャンレートをサンプリング周波数としてタッチセンサ３における情報の受信を確実に行うことが可能になる。
【００３７】
静電ペン２の構成について、図２及び図３を参照しながら、より詳しく説明する。図２に示すように、静電ペン２は、上述した本体２０、ペン先チップ２１、及びペン先電極２４に加え、絶縁部２２及び基板２３をさらに有して構成される。基板２３上には各種の回路が形成されており、この回路により電源部２５、制御部２６、及びスイッチ部２７が構成される。
【００３８】
本体２０は、上述したように導電体によって構成される。一方、ペン先チップ２１及び絶縁部２２は絶縁体によって構成される。本体２０はこれらの絶縁体を介してペン先電極２４を支持しており、したがって、本体２０とペン先電極２４とは互いに絶縁されている。また、基板２３は本体２０と電気的に接続されており、本体２０及び本体２０に触れている人体（手４）を通じて接地されている。
【００３９】
電源部２５は、制御部２６及びスイッチ部２７の動作に必要な電力を供給するための電源である。電源部２５として具体的には、電池を用いることが好適である。
【００４０】
制御部２６は、タッチセンサ３に対して送信すべき情報を生成し、生成した情報に基づいてスイッチ部２７を制御する機能部であり、図３に示すように、送信データ生成回路２６ａ、送信制御回路２６ｂ、及びスイッチ制御信号出力回路２６ｃを有して構成される。
【００４１】
送信データ生成回路２６ａは、タッチセンサ３に対して送信すべき情報を取得し、取得した情報に基づいて送信情報を組み立てる回路である。送信データ生成回路２６ａが取得する情報には、静電ペン２内の筆圧検出機構（図示せず）によって検出される筆圧を示す情報や、静電ペン２の側面に設けられるサイドスイッチ（図示せず）のオンオフを示す情報などが含まれ得るが、送信データ生成回路２６ａが取得する情報はこれらに限定されない。
【００４２】
送信制御回路２６ｂは、送信データ生成回路２６ａが生成した送信情報に基づき、スイッチ部２７のオンオフ制御を行う回路である。具体的には、送信情報に基づいて送信レベルを決定し、決定した送信レベルを示すデータをスイッチ制御信号出力回路２６ｃに送出する処理を行う。
【００４３】
送信制御回路２６ｂによる送信レベルの制御について、図４（ａ）（ｂ）を参照しながら詳しく説明する。図４（ａ）に示すように、送信制御回路２６ｂはまず初めに、情報送信期間であるか否かを判定する（ステップＳ１）。情報送信期間でないと判定した場合、送信制御回路２６ｂは、図４（ｂ）に示すように送信レベルを「ＯＮ」の状態とする。これにより、スイッチ部２７がオンの状態で維持され、したがってペン先電極２４と本体２０とが導通した状態が維持されるので、本実施の形態によるタッチセンサ３は、情報送信期間外にも問題なく静電ペン２の位置を検出することができる。
【００４４】
一方、ステップＳ１において情報送信期間であると判定した場合、送信制御回路２６ｂは、送信データ生成回路２６ａが生成した送信情報に基づいて送信レベルの制御を行う。より具体的には説明すると、送信制御回路２６ｂは、まず初めに所定のスタート信号を示すように送信レベルを制御し、次いでビット単位で送信情報に基づく送信レベルの制御を行い、送信情報を構成する全ビットについての制御が終了した後には、所定のストップ信号を示すように送信レベルを制御する。
【００４５】
ビット単位での送信情報に基づく送信レベルの制御は、具体的には、送信レベルの遷移と情報の内容とを対応させる方式、いわゆるマンチェスター方式によって行われる。本実施の形態においては、送信制御回路２６ｂは、送信レベルの遷移の方向のみを情報の内容とを対応させる。より具体的には、図４（ｂ）に示すように、送信レベルの下降（「ＯＮ」から「ＯＦＦ」への遷移）を送信情報「０」に対応付け、送信レベルの上昇（「ＯＦＦ」から「ＯＮ」への遷移）を送信情報「１」に対応付ける。この対応付けが逆であっても構わないのは勿論である。
【００４６】
スタート信号及びストップ信号はともに、図４（ｂ）に示すように、マンチェスター符号の１チップ分の送信時間を使用して送信される。本実施の形態においては、送信制御回路２６ｂは、スタート信号については送信情報「１」と同様の送信レベルの制御を行い、ストップ信号については送信レベルを「ＯＮ」に固定する制御を行う。
【００４７】
ここで、図５（ａ）を参照しながら、図１に示した情報抽出処理部３３における受信信号の処理について説明する。上述したように、情報抽出処理部３３には、制御部３２から受信信号の信号値が順次供給される。情報抽出処理部３３は、こうして供給される一連の信号値を監視しており、上述したスタート信号の検出を行う。具体的には、信号値の送信レベルが、所定時間一定のレベルであった後所定レベル以上上昇した場合に、スタート信号が検出されたと判定する。
【００４８】
スタート信号を検出した情報抽出処理部３３は、次いでデータの受信を行う（ステップＳ１１）。本実施の形態では、上記したようにマンチェスター方式による送信がなされているので、情報抽出処理部３３は、制御部３２から供給される一連の信号値に対して順次２値の閾値判定を行うことによって送信レベルの変動（上昇又は下降）を検出し、それによって静電ペン２が送信したデータ（送信データ生成回路２６ａが生成した送信情報）を受信する。
【００４９】
情報抽出処理部３３は、データを受信している間、上述したストップ信号の検出を繰り返し行う（ステップＳ１２）。具体的には、制御部３２から供給される一連の信号値の送信レベルが「ＯＮ」の状態のまま所定時間が経過した場合に、ストップ信号が検出されたと判定する。ストップ信号が検出された場合、情報抽出処理部３３は情報送信期間が終了したと判断し、ステップＳ１０に戻ってスタート信号の検出動作を開始する。なお、静電ペン２とタッチセンサ３の間の通信にこのようなストップ信号を用いることは必須ではないが、ストップ信号を用いることで、情報送信期間のビット長を固定しなくても、情報抽出処理部３３に情報送信期間の終了を把握させることが可能になる。したがって、静電ペン２からタッチセンサ３に対し、任意の情報量の情報を送信することが可能になる。
【００５０】
このように、「ＯＮ」の状態のまま保持される情報送信を行わない期間に検出される信号（情報）は、位置検出装置による位置検出に供されるのみならず、静電ペンからの情報の送信開始を示すスタートビットやストップビットを検出するために必要なアイドリング時間の信号としても利用できる。
【００５１】
図３に戻る。スイッチ制御信号出力回路２６ｃは、送信制御回路２６ｂから供給されるデータに基づいて、スイッチ部２７のオンオフ制御を行う信号を出力する回路である。具体的には、送信レベル「ＯＮ」に対応してハイレベルとなり、送信レベル「ＯＦＦ」に対応してローレベルとなる制御信号Ｖｓｉｇを生成し、スイッチ部２７に供給する。スイッチ制御信号出力回路２６ｃはまた、制御信号Ｖｓｉｇの反転信号／Ｖｓｉｇ又は接地電位ＧＮＤ（ローレベルの電位）をスイッチ部２７に供給する機能も有する。なお、後述する第１の実施の形態（図６及び図７）並びに第２の実施の形態（図８及び図９）では、スイッチ制御信号出力回路２６ｃからスイッチ部２７に制御信号Ｖｓｉｇ及び接地電位ＧＮＤを供給する例を説明する。一方、後述する第３の実施の形態（図１０及び図１１）では、スイッチ制御信号出力回路２６ｃからスイッチ部２７に制御信号Ｖｓｉｇ及び反転信号／Ｖｓｉｇを供給する例を説明する。
【００５２】
スイッチ部２７は、図３に示すように、ペン先電極２４に接続される第１の端部Ｅ１と、スイッチ制御信号出力回路２６ｃから制御信号Ｖｓｉｇの供給を受ける第２の端部Ｅ２と、スイッチ制御信号出力回路２６ｃから反転信号／Ｖｓｉｇ又は接地電位ＧＮＤの供給を受ける第３の端部Ｅ３と、陽極が第１の端部Ｅ１に接続され、陰極が第３の端部Ｅ３に接続される第１のダイオード２７ａと、第１の端部Ｅ１と第２の端部Ｅ２の間に設けられる逆流防止手段２７ｂとを有して構成される。
【００５３】
スイッチ制御信号出力回路２６ｃから供給される制御信号Ｖｓｉｇがハイレベルである場合、スイッチ部２７は、第２の端部Ｅ２の電位が第３の端部Ｅ３の電位より高い状態（第１の状態）となる。この場合、第１のダイオード２７ａがオンの状態となるので、第１の端部Ｅ１から第３の端部Ｅ３に電流を流すことが可能になる。つまり、スイッチ部２７がオンの状態となり、図１に示した電流経路Ｐ２が形成される。一方、スイッチ制御信号出力回路２６ｃから供給される制御信号Ｖｓｉｇがローレベルである場合、スイッチ部２７は、第２の端部Ｅ２の電位が第３の端部Ｅ３の電位以下である状態（第２の状態）となる。この場合、第１のダイオード２７ａがオフの状態となるので、第１の端部Ｅ１から第３の端部Ｅ３に電流を流すことができなくなる。つまり、スイッチ部２７がオフの状態となり、図１に示した電流経路Ｐ２が遮断された状態となる。
【００５４】
このように、静電ペン２においては、スイッチ制御信号出力回路２６ｃがスイッチ部２７に供給する制御信号Ｖｓｉｇの電位レベルにより、スイッチ部２７のオンオフが制御される。スイッチ部２７内においてスイッチの実体として機能しているのは第１のダイオード２７ａであり、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタのようなスイッチング素子ではない。ダイオードはＭＯＳトランジスタや一般的なバイポーラトランジスタに比べて浮遊容量が小さいため、第１のダイオード２７ａは、制御信号Ｖｓｉｇがハイレベルからローレベルに変化した後、より確実に電流経路Ｐ２を遮断することができる。したがって、静電ペン２によれば、タッチセンサ３における情報検出の精度を高めることが可能になる。
【００５５】
なお、第１のダイオード２７ａとしては最も基本的なダイオードであるＰＮダイオードを用いることができるが、ＰＮ間に電気抵抗の大きな半導体層を挟んでなるＰＩＮ(P-Intrinsic-N)ダイオードを用いることがより好適である。ＰＩＮダイオードは、ＰＮ間に電気抵抗の大きな半導体層が存在するために、端子間容量（ＰＮ間の接合容量）が小さいという特徴を有している。この特徴により、ＰＩＮダイオードの浮遊容量は、ＰＮダイオードよりもさらに小さなものとなる。具体的な数値を挙げると、ＰＮ間の電位差が０の状態における浮遊容量が０．５ｐＦ程度であり、最大でも０．８ｐＦ程度である。したがって、第１のダイオード２７ａとしてＰＩＮダイオードを用いることで１ｐＦ以下の低浮遊容量を実現することができるので、制御信号Ｖｓｉｇがハイレベルからローレベルに変化した後、さらに確実に第１の端部Ｅ１から流れ込む電流を遮断することが可能になり、タッチセンサ３における情報検出の精度をさらに高めることが可能になる。
【００５６】
逆流防止手段２７ｂは、特に第２の端部Ｅ２の電位レベルが低い場合に、第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２に電流が流れてしまうことを防止する手段である。具体的には抵抗素子やダイオードを逆流防止手段２７ｂとして利用することができるが、この点については、後述する第１〜第３の実施の形態で別途詳しく説明する。
【００５７】
以上、本実施の形態によるタッチ式の入力システム１のうち、３つの実施の形態に共通する部分についての説明を行った。次に、３つの実施の形態それぞれについて、順次説明を行う。３つの実施の形態の違いはスイッチ制御信号出力回路２６ｃ及びスイッチ部２７の構成の違いにあるので、以下では、これらに着目して説明する。
【００５８】
本発明の第１の実施の形態によるスイッチ部２７は、図６に示すように、逆流防止手段２７ｂとして抵抗素子２７ｂａを有して構成される。また、第３の端部Ｅ３には、スイッチ制御信号出力回路２６ｃから接地電位ＧＮＤが供給される。なお、スイッチ制御信号出力回路２６ｃへ供給される接地電位ＧＮＤは、本体２０及び手４を通じて基板２３に供給されているものである（図２参照）。
【００５９】
抵抗素子２７ｂａの役割は、第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２に流れる電流（逆流）を抑制する点にある。したがって、抵抗素子２７ｂａの抵抗値は、十分に電流を抑制できる程度に大きなものとする必要がある。一方で、抵抗素子２７ｂａの抵抗値が大きすぎるとスイッチ部２７のオンオフの切り替え応答が遅くなってしまうため、抵抗素子２７ｂａの抵抗値をあまり大きくすることはできない。具体的な数値を挙げると、本実施の形態においては、逆流防止のためには抵抗素子２７ｂａを１００ｋΩ以上とする必要があり、また、切り替え応答を考慮すると抵抗素子２７ｂａは１０ＭΩ以下とする必要がある。したがって、本実施の形態においては、抵抗素子２６ｂａの抵抗値は１００ｋΩ以上１０ＭΩ以下とする必要があり、３ＭΩ程度とすることが特に好適である。
【００６０】
図７を参照しながら、本実施の形態によるスイッチ部２７の動作について説明する。なお、以下の説明では、図１に示したタッチセンサ３内において、送信信号処理部３０から受信信号処理部３１に対し、図示した電流経路Ｐ１（送信信号処理部３０からＸ方向電極３５−ｋ及びＹ方向電極３６−ｌを介して受信信号処理部３１に至る経路）を通じて所定の信号が送信されており、さらに、人によって保持された静電ペン２のペン先電極２４がＸ方向電極３５−ｋとＹ方向電極３６−ｌの交点に接近している状態を前提とする。
【００６１】
制御信号Ｖｓｉｇがハイレベルである場合、図７（ａ）に示すように、第１のダイオード２７ａがオンの状態となる。その結果、ペン先電極２４と接地端の間に電流経路Ｐ２が形成される。電流経路Ｐ２は、ペン先電極２４とタッチセンサ３のセンサ面との間に形成される静電容量Ｄを介して電流経路Ｐ１と結合するので、送信信号処理部３０から受信信号処理部３１に流れる電流の一部が電流経路Ｐ２を介して接地端に流出することになる。これにより、受信信号処理部３１内のアナログデジタルコンバータによって検出される信号値が相対的に減少し、図１に示した情報抽出処理部３３は、この減少から受信信号Ｓｉｇの値「ＯＮ」を得ることになる。
【００６２】
一方、制御信号Ｖｓｉｇがローレベルである場合、図７（ｂ）に示すように、第１のダイオード２７ａがオフの状態となる。その結果、図７（ａ）の場合のような第１の端部Ｅ１から第３の端部に流れる電流経路Ｐ２は形成されないので、送信信号処理部３０から受信信号処理部３１に流れる電流は、すべて受信信号処理部３１に流入することになる。これにより、受信信号処理部３１内のアナログデジタルコンバータによって検出される信号値が相対的に増大し、図１に示した情報抽出処理部３３は、この増大から受信信号Ｓｉｇの値「ＯＦＦ」を得ることになる。
【００６３】
ここで、第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２に流れる電流経路Ｐ２を考える。仮にこの電流経路Ｐ２に電流が流れると、その分受信信号処理部３１に流入する電流が減少してしまうことになる。しかし、本実施の形態では、第１の端部Ｅ１と第２の端部Ｅ２の間に大きな抵抗値を有する抵抗素子２７ｂａを設けていることから、第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２の方向へ分岐する経路に電流はほとんど流れない。したがって、第１のダイオード２７ａをオフの状態にしたときに、受信信号処理部３１に流入する電流が減少しＳｉｇの値を「ＯＮ」と誤って検出してしまうことはない。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態による入力システム１によれば、スイッチ制御信号出力回路２６ｃが送信情報に応じて制御信号Ｖｓｉｇの電位レベルを制御することにより、情報抽出処理部３３に送信情報を受信させることができる。そして、スイッチ部２７内においてスイッチの実体として機能しているのが浮遊容量の小さいダイオードである第１のダイオード２７ａであることから、制御信号Ｖｓｉｇがハイレベルからローレベルに変化した後、確実に電流経路Ｐ２を遮断することができる。したがって、タッチセンサ３における情報検出の精度を高めることが可能になる。
【００６５】
また、逆流防止手段２７ｂとしての抵抗素子２７ｂａを設けていることから、特に制御信号Ｖｓｉｇがローレベルである場合に、第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２に電流が流れる（逆流する）ことも防止することができる。
【００６６】
次に、本発明の第２の実施の形態による入力システム１は、図８に示すように、逆流防止手段２７ｂが直列に接続された抵抗素子２７ｂａ及び第２のダイオード２７ｂｂによって構成される点で第１の実施の形態による入力システム１と異なり、その他の点では第１の実施の形態による入力システム１と同様である。本実施の形態は、第２のダイオード２７ｂｂを追加したことで第１の実施の形態に比べて抵抗素子２７ｂａの抵抗値を小さくすることを実現し、それによってスイッチ部２７のオンオフの切り替え応答の高速化を実現するものである。以下、第１の実施の形態による入力システム１との相違点に着目して説明する。
【００６７】
抵抗素子２７ｂａ及び第２のダイオード２７ｂｂは、第１の端部Ｅ１と第２の端部Ｅ２の間にこの順で直列に接続される。すなわち、抵抗素子２７ｂａの一端が第１の端部Ｅ１に接続され、抵抗素子２７ｂａの他端と第２のダイオード２７ｂｂの陽極とが互いに接続され、第２のダイオード２７ｂｂの陰極が第１の端部Ｅ１に接続される。
【００６８】
第１の実施の形態で説明したように、抵抗素子２７ｂａの抵抗値は、十分に電流を抑制できる程度に大きなものとする必要がある一方、大きすぎるとスイッチ部２７のオンオフの切り替え応答を遅くしてしまう。つまり、切り替え応答の速さと逆流防止効果とはトレードオフの関係にある。本実施の形態によれば、陰極が第１の端部Ｅ１に接続された第２のダイオード２７ｂｂを抵抗素子２７ｂａと直列に設けていることから、オフであることを条件として、第２のダイオード２７ｂｂが第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２に電流が流れることを防止する役割を果たす。したがって、抵抗素子２７ｂａの抵抗値が小さくても十分な逆流防止効果を得ることができるので、切り替え応答を高速化することが可能になる。
【００６９】
図９を参照しながら、本実施の形態によるスイッチ部２７の動作について説明する。図９の前提は、図７の場合と同様とする。
【００７０】
制御信号Ｖｓｉｇがハイレベルである場合、図９（ａ）に示すように、第１のダイオード２７ａ及び第２のダイオード２７ｂｂがともにオンの状態となる。その結果、ペン先電極２４と接地端の間に電流経路Ｐ２が形成される。電流経路Ｐ２が形成されることによる効果は、図７を参照して説明した第１の実施の形態の場合と同様である。なお、この場合、第２のダイオード２７ｂｂがオンとなるため、図９（ａ）に示すように第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２への電流も流れるが、この電流が流れたとしても、受信信号処理部３１内のアナログデジタルコンバータによって検出される信号値が減少することに変わりはない。
【００７１】
一方、制御信号Ｖｓｉｇがローレベルである場合、図９（ｂ）に示すように、第１のダイオード２７ａ及び第２のダイオード２７ｂｂがともにオフの状態となる。その結果、図９（ａ）の場合のような電流経路Ｐ２は形成されないのはもちろん、第１の端部Ｅ１と第２の端部Ｅ２を結ぶ電流経路も形成されなくなる。これにより、受信信号処理部３１に流入する電流の一部が静電ペン２側に流入してしまう（リークしてしまう）ことが確実に防止されるので、図１に示した情報抽出処理部３３は、より確実に受信信号Ｓｉｇの値「ＯＦＦ」を得ることが可能になる。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態による入力システム１によれば、第１の実施の形態と同様の効果に加え、制御信号Ｖｓｉｇがローレベルである場合に、第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２に電流が流れる（逆流する）ことがより確実に防止される、というさらなる効果を得ることができる。また、第２のダイオード２７ｂｂを設けたことで抵抗素子２７ｂａの抵抗値を小さくする（例えば１ｋΩ〜１００ｋΩとする）ことが可能になるので、第１の実施の形態に比べて、スイッチ部２７のオンオフの切り替え応答を高速化することが可能になる。
【００７３】
なお、第１のダイオード２７ａと同様、第２のダイオード２７ｂｂとしても最も基本的なダイオードであるＰＮダイオードを用いることができる一方で、上述したＰＩＮダイオードを用いることがより好適である。こうすることで、制御信号Ｖｓｉｇがハイレベルからローレベルに変化した後、より確実に第１の端部Ｅ１から静電ペン２に流れ込む電流を遮断することが可能になる。
【００７４】
次に、本発明の第３の実施の形態による入力システム１は、図１０に示すように、スイッチ制御信号出力回路２６ｃから第３の端部Ｅ３に制御信号Ｖｓｉｇの反転信号／Ｖｓｉｇが供給される点で第２の実施の形態による入力システム１と異なり、その他の点では第２の実施の形態による入力システム１と同様である。以下では、第２の実施の形態による入力システム１との相違点に着目して説明する。
【００７５】
第３の端部Ｅ３に反転信号／Ｖｓｉｇが供給されることで、図１１（ｂ）に示すように、制御信号Ｖｓｉｇがローレベルである場合の第１のダイオード２７ａ及び第２のダイオード２７ｂｂは、それぞれの陰極の電位がそれぞれの陽極より高い逆バイアス状態となる。ダイオードは一般に、図１２の特性曲線Ａに示されるように、逆方向電圧が大きいほど端子間容量が小さくなるという性質を有している。この性質のため、上記のような逆バイアス状態におけるダイオードの端子間容量は、通常、陰極の電位と陽極の電位が同じである場合に比べて小さくなる。したがって、本実施の形態による入力システム１によれば、第２の実施の形態に比べてより確実に、第１の端部Ｅ１から静電ペン２に流れ込む電流を遮断することが可能になる。別の見方をすると、本実施の形態による入力システム１によれば、第１のダイオード２７ａと第２のダイオード２７ｂｂとしてＰＩＮダイオードでなくＰＮダイオードを用いたとしても、より確実に第１の端部Ｅ１から静電ペン２に流れ込む電流を遮断することが可能になる、とも言える。
【００７６】
本実施の形態による入力システム１は他にも、静電ペン２からタッチセンサ３への情報の送信に多値変調を用いることができる、という効果を有する。以下、多値変調を用いる場合について、本実施の形態の一変形例として詳しく説明する。
【００７７】
本変形例による入力システム１では、制御信号Ｖｓｉｇの電位レベルを、第１のダイオード２７ａの両端間電圧が正方向電圧とならない領域（非正領域）において２段階以上に制御することにより、多値変調を実現する。例えば、制御信号Ｖｓｉｇの電位レベルを１Ｖ，２Ｖの２段階に制御することとすれば、第２の端部Ｅ２と第３の端部Ｅ３の間に＋２−（−２）＝４Ｖ，＋１−（−１）＝２Ｖ，−１−（＋１）＝−２Ｖ，−２−（＋２）＝−４Ｖの４段階の電位差を印加することができ、このうち−２Ｖ，−４Ｖについては第１のダイオード２７ａの非正領域内の電位差となる。本変形例によるスイッチ制御信号出力回路２６ｃは、これら非正領域内にある−２Ｖ，−４Ｖと、非正領域内にない電位差のうちのひとつ（この場合は４Ｖ又は２Ｖ）とを利用することにより、多値変調を実現する。
【００７８】
ここで再び図１２の特性曲線Ａを参照すると、ダイオードの端子間容量には、逆方向電圧に対して単調に減少するという性質がある。したがって、上記のように第１のダイオード２７ａに印加する逆方向電圧を段階的に制御することで、制御信号Ｖｓｉｇがローレベルに変化した後に第１の端部Ｅ１から静電ペン２に流れ込む電流を段階的に制御することが可能となる。本変形例による送信制御回路２６ｂ（図１０を参照）は、これを利用してデータの送信レベルを複数段階に制御することにより、多値変調によるデータの変調を実現する。以下、図４（ｃ）及び図５（ｃ）を参照しながら、本変形例におけるデータ送受信の手順について具体的に説明する。
【００７９】
本変形例による送信制御回路２６ｂは、図４（ｃ）に示すように、データの送信レベルとして「ＯＮ」「ＯＦＦ２」「ＯＦＦ１」の３つのレベルを利用する。送信レベルの「ＯＮ」は、スイッチ部２７がオンである状態に対応している。一方、送信レベル「ＯＦＦ２」「ＯＦＦ１」は、いずれもスイッチ部２７がオフである状態に対応する一方、それぞれ第１のダイオード２７ａの両端に印加される電圧が互いに異なっている。図４（ｃ）では、送信レベル「ＯＦＦ２」「ＯＦＦ１」の順で、第１のダイオード２７ａの両端に印加される逆方向電圧が大きくなるものとしている。
【００８０】
そして本変形例による送信制御回路２６ｂは、送信レベルの遷移の方向及び該遷移の大きさの組み合わせと、送信情報の内容とを対応させる方式に基づいて、送信レベルの制御を行うように構成される。具体的には、図４（ｃ）に示すように、送信レベルの「ＯＮ」から「ＯＦＦ１」への下降を送信情報「００」に対応付け、送信レベルの「ＯＮ」から「ＯＦＦ２」への下降を送信情報「０１」に対応付け、送信レベルの「ＯＦＦ１」から「ＯＮ」への上昇を送信情報「１０」に対応付け、送信レベルの「ＯＦＦ２」から「ＯＮ」への上昇を送信情報「１０」に対応付ける。スタート信号及びストップ信号については、図４（ｃ）に示すように、スタート信号については送信情報「１０」と同様の送信レベルの制御を行い、ストップ信号については送信レベルを「ＯＮ」に固定する制御を行う。これにより、多値変調によるデータの送信が実現される。なお、上記の送信レベル制御では、送信レベルの「ＯＦＦ１」から「ＯＦＦ２」への上昇、及び、送信レベルの「ＯＦＦ２」から「ＯＦＦ１」への下降を送信情報に対応付けていないが、位置検出に問題が生じない限りにおいては、これらについても送信情報に対応付けてよいのは勿論である。
【００８１】
こうして多値変調を用いて送信されたデータの受信側である情報抽出処理部３３（図１を参照）は、図５（ｂ）に示すように、中間レベルも利用してデータの受信を行う。すなわち、上述した実施の形態による情報抽出処理部３３は、制御部３２から供給される一連の信号値に対して順次２値の閾値判定を行うことにより、静電ペン２が送信したデータを受信していたが、本変形例による情報抽出処理部３３は、制御部３２から供給される一連の信号値に対して順次多値（図４（ｃ）の例では３値）の閾値判定を行うことにより、静電ペン２が送信したデータを受信する。これにより、多値変調によるデータの受信が実現される。
【００８２】
以上説明したように、本変形例による入力システム１によれば、制御信号Ｖｓｉｇと反転信号／Ｖｓｉｇの電位差を複数段階で制御することを通じて、第１の端部Ｅ１から第３の端部Ｅ３に流れる電流を複数段階に制御することが可能になるので、静電ペン２からタッチセンサ３への情報の送信に多値変調を用いることが可能になる。したがって、２値変調を用いる場合に比べ、多くの情報を送信することが可能になる。
【００８３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
【００８４】
例えば、上記実施の形態では、本発明にかかる静電ペンをクロスポイント型の相互容量方式のタッチセンサとともに利用した場合について説明したが、本発明にかかる静電ペンは、静電容量の変化を検出する静電容量方式の様々なタイプのセンサとともに利用可能である。例えば、表面型の静電容量方式のセンサや投影型の静電容量方式の他のタイプ（自己容量方式など）のセンサとともに利用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１          入力システム
２          静電ペン
３          タッチセンサ
４          手
２０        本体
２１        ペン先チップ
２２        絶縁部
２３        基板
２４        ペン先電極
２５        電源部
２６        制御部
２６ａ      送信データ生成回路
２６ｂ      送信制御回路
２６ｃ      スイッチ制御信号出力回路
２７        スイッチ部
２７ａ      第１のダイオード
２７ｂ      逆流防止手段
２７ｂａ    抵抗素子
２７ｂｂ    第２のダイオード
３０        送信信号処理部
３１        受信信号処理部
３２        制御部
３３        情報抽出処理部
３５        Ｘ方向電極
３６        Ｙ方向電極
Ｅ１〜Ｅ３  第１〜第３の端部
Ｐ１，Ｐ２  電流経路
【図１】
2016121045.tif 000003
【図２】
2016121045.tif 000004
【図３】
2016121045.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016121045.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016121045.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016121045.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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