(57)【要約】【課題】タブレットの送信電力を強くせずに、位置指示器から強い信号を検出する。【解決手段】コイル１１ａ及びコンデンサ１１ｂは所定の共振周波数ｆ0の共振回路１１を構成している。また、ダイオード１２及びコンデンサ１３は電源抽出手段を構成している。そして、ＦＥＴ１４、電圧検出器１５、コンデンサ１６、抵抗器１７によって電圧変換手段が構成され、コンデンサ１６に蓄えられる電圧が各回路に電源として供給される。さらに、検波回路１８では送信の周期に対応したクロックが生成される。一方、筆圧検出回路２５では、筆圧に応じて容量が変化する可変容量コンデンサ２６に加えられる筆圧をデジタル値に変換して順次出力する。さらにスイッチ２９では、筆圧検出回路２５及びＩＤ格納メモリ２８のうち一方を選択して、その出力をＦＥＴ３０のゲート端子に供給する。このＦＥＴ３０はダイオード３１を介して共振回路１１の両端に接続されている。【選択図】図１
2008112415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を送信するタブレットと、前記タブレットからの電磁波を受信して送信用信号を発生する位置指示器とからなり、前記位置指示器が示す前記タブレット上の位置を検出する位置検出装置であって、
前記位置指示器は、コイルとコンデンサからなる共振回路と、前記コイルに誘導する誘導電圧より電源を抽出する電源抽出手段と、前記位置指示器の情報を前記タブレットに返信するための情報返信手段とを有し、
前記電源抽出手段が、少なくとも整流素子と充電用コンデンサとを含み、前記共振回路に発生する電圧が前記充電用コンデンサに保持された電圧に対応する電圧よりも高くなった際に前記充電用コンデンサへの充電が行われるようにするとともに、
前記電源抽出手段より抽出された第一の電源から該第一の電源よりも低い所定の電圧値を有する第二の電源を生成するための電圧変換手段を設け、
前記情報返信手段が、前記第二の電源によって動作されるトランジスタ回路によって生成される制御信号に基づき前記共振回路を制御して前記位置指示器の情報を前記タブレットに返信するように構成される
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記位置指示器は、少なくとも筆圧及び／またはスイッチの操作を検出するトランジスタ回路を含む操作情報検出手段をさらに有し、
前記操作情報検出手段が前記第二の電源によって動作される
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
電磁波を送信するタブレットに対して、前記タブレットからの電磁波を受信して送信用信号を発生し、前記タブレット上の位置を指示する位置指示器であって、
コイルとコンデンサからなる共振回路と、前記コイルに誘導する誘導電圧より電源を抽出する電源抽出手段と、所定の情報を前記タブレットに返信するための情報返信手段とを有し、
前記電源抽出手段が、少なくとも整流素子と充電用コンデンサとを含み、前記共振回路に発生する電圧が前記充電用コンデンサに保持された電圧に対応する電圧よりも高くなった際に前記充電用コンデンサへの充電が行われるようにするとともに、
前記電源抽出手段より抽出された第一の電源から該第一の電源よりも低い所定の電圧値を有する第二の電源を生成するための電圧変換手段を設け、
前記情報返信手段が、前記第二の電源によって動作されるトランジスタ回路によって生成される制御信号に基づき前記共振回路を制御して前記所定の情報を前記タブレットに返信するように構成される
ことを特徴とする位置指示器。
【請求項４】
少なくとも筆圧及び／またはスイッチの操作を検出するトランジスタ回路を含む操作情報検出手段をさらに有し、
前記操作情報検出手段が前記第二の電源によって動作される
ことを特徴とする請求項３記載の位置指示器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばコンピュータに接続されるデジタイザーに使用して好適な位置検出装置及び位置指示器に関する。詳しくは、電磁誘導方式で位置検出を行っている場合に、タブレットからの送信に応じた強力な返信信号の生成が行われるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイの実用化が進み、位置検出装置を液晶ディスプレイと組み合わせて、描画したい場所を直接ペンで入力できるような形態の位置検出装置に関する要求が高まっている。このような形態で位置検出装置を用いる場合に、液晶ディスプレイなどから発生するノイズによる影響で信号を安定に検出できないという問題が生じる。これに対して従来は、タブレットから送信するパワーを強くすることによりノイズに対する影響を少なくするような対策がなされてきた。
【０００３】
初期の位置検出装置では、タブレットから送信される特定周波数の電磁波に対して位置指示器に内蔵される共振回路が共振し、その共振信号をタブレットで受信して位置を検出していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
すなわち、特許文献１に開示された発明では、位置指示器に共振回路を設けてタブレットと位置指示器との間で電磁波を送受信することにより位置指示器をコードレスかつ電池レスとするとともに、共振周波数を筆圧に応じて僅かに変化させることにより筆圧などの連続情報を検出可能とし、操作性の良い位置検出装置を実現している。
【０００５】
しかしながら、この特許文献１の発明では、共振周波数が位置指示器とタブレットとの位置関係や周囲の金属物体などの影響によって変化するため筆圧を安定に検出できないという問題や、検出できる情報がある程度限定されるという問題があった。
【０００６】
このため、このような位置指示器において共振回路での共振信号から電源を抽出し、抽出された電源を利用して位置指示器内の種々の回路の駆動に供することが考えられた（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）。
【０００７】
すなわち、特許文献２に開示された発明では、位置指示器に共振回路の他に電源抽出回路および、筆圧などの連続情報を検出してデジタルに変換する回路、情報返信回路、などを備えて、筆圧などの連続情報を極めて精度良く検出するとともに、複数の連続情報を検出可能にした位置検出装置を実現している。
【０００８】
また、特許文献３に開示された発明では、位置指示器に共振回路の他に電源抽出回路および情報返信回路などを備えるとともに、タブレットからの命令によって位置指示器の動作を制御することにより、筆圧と共に位置指示器固有のＩＤ情報を検出することのできる位置検出装置を実現している。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−７０３２６号公報
【特許文献２】特開平７−１７５５７２号公報
【特許文献３】特開平７−２００１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２や特許文献３のような位置検出装置では、タブレットからの送信パワーを強くしても位置指示器内で電源として吸収されてしまうため、共振回路に発生する信号レベルの上昇が抑えられてしまうことになる。そこで、ノイズに対する影響を排除するためには、さらに強い信号をタブレットから送信しなければならず、消費電力が増大してしまうという問題があった。
【００１１】
ここで図９は、特許文献１〜特許文献３に記載の位置検出装置において、タブレットからの送信電力を増やしていったときの共振回路に発生する信号強度の変化について比較した図である。この図９において、グラフ線ａは特許文献１に記載の回路の場合の特性を示し、グラフ線ｂは特許文献２または特許文献３記載の回路の場合の特性を示している。
【００１２】
従って、特許文献１の回路では送信電力の増加に応じて共振回路の信号強度も増えているが、特許文献２または特許文献３の回路では送信電力の増加に応じて共振回路の信号強度も増えはするが増加率はだんだん減少して行くことが判る。これは、特許文献１の回路が共振回路のみであるのに対して、特許文献２や特許文献３の回路では電源抽出回路が設けられており、その電源によって各種制御回路等が動作しているためである。
【００１３】
すなわち、特許文献２や特許文献３の回路では制御部の多くがＣＭＯＳ回路によって構成されており、ＣＭＯＳ回路によって消費される電源電流は電源電圧に比例して大きくなる。そのため、タブレットからの送信電力を増やすと位置指示器で抽出される電源電圧は増えるが、電源電流も増えるため電源用コンデンサに蓄えられる電圧の上昇は抑えられ、その結果、共振回路の信号電圧もあまり増えないのである。
【００１４】
この発明はこのような問題点に鑑みて成されたものであって、本発明の目的は、少ない送信電力でも外来ノイズの影響を受けることなく座標位置を正確に検出でき、筆圧などの連続情報を精度良く検出できるとともに、位置指示器固有のＩＤ情報やその他の情報なども併せて検出することのできる位置検出装置及び位置指示器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、電磁波を送信するタブレットと、タブレットからの電磁波を受信して送信用信号を発生する位置指示器とからなり、位置指示器が示すタブレット上の位置を検出する位置検出装置であって、位置指示器は、コイルとコンデンサからなる共振回路と、コイルに誘導する誘導電圧より電源を抽出する電源抽出手段と、位置指示器の情報をタブレットに返信するための情報返信手段とを有し、電源抽出手段が、少なくとも整流素子と充電用コンデンサとを含み、共振回路に発生する電圧が充電用コンデンサに保持された電圧に対応する電圧よりも高くなった際に充電用コンデンサへの充電が行われるようにすると共に、電源抽出手段より抽出された第一の電源からこの第一の電源よりも低い所定の電圧値を有する第二の電源を生成するための電圧変換手段を設け、情報返信手段が、第二の電源によって動作されるトランジスタ回路によって生成される制御信号に基づき共振回路を制御して位置指示器の情報をタブレットに返信するように構成されることを特徴とする位置検出装置である。
【００１６】
請求項２に記載の位置検出装置においては、位置指示器は、少なくとも筆圧及び／またはスイッチの操作を検出するトランジスタ回路を含む操作情報検出手段をさらに有し、操作情報検出手段が第二の電源によって動作されることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３に記載された発明は、電磁波を送信するタブレットに対して、タブレットからの電磁波を受信して送信用信号を発生し、タブレット上の位置を指示する位置指示器であって、コイルとコンデンサからなる共振回路と、コイルに誘導する誘導電圧より電源を抽出する電源抽出手段と、所定の情報をタブレットに返信するための情報返信手段とを有し、電源抽出手段が、少なくとも整流素子と充電用コンデンサとを含み、共振回路に発生する電圧が充電用コンデンサに保持された電圧に対応する電圧よりも高くなった際に充電用コンデンサへの充電が行われるようにすると共に、電源抽出手段より抽出された第一の電源からこの第一の電源よりも低い所定の電圧値を有する第二の電源を生成するための電圧変換手段を設け、情報返信手段が、第二の電源によって動作されるトランジスタ回路によって生成される制御信号に基づき共振回路を制御して所定の情報をタブレットに返信するように構成されることを特徴とする位置指示器である。
【００１８】
請求項４に記載の位置指示器においては、少なくとも筆圧及び／またはスイッチの操作を検出するトランジスタ回路を含む操作情報検出手段をさらに有し、操作情報検出手段が第二の電源によって動作されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の位置検出装置及び位置指示器によれば、位置指示器の共振回路に発生した電圧より電源を抽出する電源抽出手段と、抽出した電源をそれよりも低い所定の電圧に変換する電圧変換手段を設けて、この変換された所定の電圧の電源によって回路を駆動しているため、タブレットからの送信電力の大きさとは関係無く、位置指示器内で消費される電力を一定とすることができる。このため、回路を動作させる電圧をできるだけ低く抑えることにより位置指示器内で消費される電力を常に最低限の値とすることができる。
【００２０】
従って、タブレットからの送信電力をあまり強くしなくても、位置指示器からは強い信号を検出することができる。また、液晶パネルなどと組み合わせる場合でも、従来装置のように送信パワーを強くする必要も無く、座標位置を安定に検出できる。さらに、筆圧などの連続情報を検出する場合でもタブレットと位置指示器との位置関係や周囲の金属物体などに影響されることが無い。さらに、位置指示器固有のＩＤ情報やその他の情報などを併せて検出することのできる位置検出装置及び位置指示器を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明による位置検出装置及び位置指示器の実施の形態例を説明する。まず図１には、本発明の主要部となる位置指示器の構成例をブロック図で示す。
【００２２】
図１において、コイル１１ａ及びコンデンサ１１ｂは所定の共振周波数ｆ0の共振回路１１を構成している。また、ダイオード１２及びコンデンサ１３は電源抽出手段を構成している。そして、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４、電圧検出器１５、コンデンサ１６、抵抗器１７によって電圧変換手段が構成され、コンデンサ１６に蓄えられる電圧が後述する各回路に電源として供給される。
【００２３】
さらに、検波回路１８では後述するタブレットからの送信及び送信停止の周期に対応したクロックが生成される。また、それぞれ時定数の異なる積分回路１９及び２０が設けられる。ここで積分回路２０は積分回路１９よりも時定数が大きく設定されている。そして、コンパレータ２１では積分回路１９の出力信号を所定のしきい値電圧、ここでは電源電圧の５０％で比較してデジタル信号に変換して出力する。
【００２４】
同様に、コンパレータ２２では積分回路２０の出力信号を所定のしきい値電圧、ここでは電源電圧の５０％で比較してデジタル信号に変換して出力する。なお、本実施形態例では、タブレットからの送信継続時間がおよそ１００μＳを超えるとコンパレータ２１の出力が立ち上がり、送信継続時間がおよそ３００μＳを超えるとコンパレータ２２の出力が立ち上がるように積分回路１９及び積分回路２０の時定数がそれぞれ決定されている。
【００２５】
また、２ビットのシフトレジスタによって構成されるシリアルパラレル変換器２３が設けられ、このシリアルパラレル変換器２３では、コンパレータ２１からの出力値を検波回路１８からのクロックの立下り毎に取り込む。さらにＤフリップフロップ２４では、コンパレータ２２の出力の立下りでシリアルパラレル変換器２３の２ビット目の出力ＱＢからの値を保持して出力する。
【００２６】
一方、筆圧検出回路２５では、筆圧に応じて容量が変化する可変容量コンデンサ２６に加えられる筆圧をデジタル値に変換して検波回路１８からのクロックに応じて順次出力する。この筆圧検出回路２５は可変容量コンデンサ２６によって構成される時定数回路による充電または放電の時間を、コンデンサ２７を介して入力される周波数ｆ0の信号をカウントすることによってデジタル化している。なお、この筆圧検出の動作原理は特許文献２に詳細に説明されているので、ここでの説明は省略する。
【００２７】
また、ＩＤ格納メモリ２８には、位置指示器固有のＩＤ情報（ここでは４０ビットとする）が格納されている。このＩＤ情報は検波回路１８からのクロックに応じて順次出力される。さらにスイッチ２９では、Ｄフリップフロップ２４からの出力値に応じて、筆圧検出回路２５及びＩＤ格納メモリ２８のうち一方を選択して、その出力をＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ３０のゲート端子に供給する。
【００２８】
このＦＥＴ３０はダイオード３１を介して共振回路１１の両端に接続されている。このダイオード３１はＦＥＴ３０のドレイン−ソース間に存在する寄生ダイオードによって共振回路の信号がリークするのを防止するためのものである。このようにして、本発明に適用される位置指示器が構成される。なお、図１における各部の回路は、周知のＣＭＯＳ回路によって構成されているものである。
【００２９】
さらに図２には、図１に示した位置指示器の構造が示されている。この図２において図１と同一部分は同一記号で示す。ここでコイル１１ａは円筒形状のフェライト材に巻かれたコイルであり、筆圧検出部２６は筆圧によって容量が変化する可変容量コンデンサ（図１のコンデンサ２６）である。そして、ペン先３２に加えられる圧力はコイル１１ａの中空部を経由して可変容量コンデンサ２６に伝達されるようになっている。また回路基板３３には、図１に示した各回路部品が実装されている。
【００３０】
これに対して、図３は、本発明による位置検出装置の実施形態例におけるタブレットの構成を示した図である。ただし、このタブレットは、特許文献１〜３で用いられているものと同様な構成である。そこで図３において、位置検出部４１には、Ｘ軸方向に４０本のループコイルＸ1〜Ｘ40とＹ軸方向に４０本のループコイルＹ1〜Ｙ40とが図示の如く配置されている。このループコイルは各々のループコイルを選択する選択回路４２に接続されている。
【００３１】
この選択回路４２は送受切替回路４３に接続され、この送受切替回路４３の受信側にはアンプ４４が接続され、このアンプ４４は検波回路４５に接続されている。この検波回路４５はローパスフィルタ４６に接続され、このローパスフィルタ４６はサンプルホールド回路４７に接続され、このサンプルホールド回路４７がＡＤ変換回路４８に接続され、このＡＤ変換回路４８はＣＰＵ（中央処理装置）４９に接続されている。
【００３２】
このＣＰＵ４９から制御信号が、上述の選択回路４２、サンプルホールド回路４７、ＡＤ変換回路４８及び送受切替回路４３にそれぞれ供給される。またこの装置には、周波数ｆ０の交流信号を発生する発振器５０と、交流信号を電流に変換する電流ドライバ５１が設けられている。従ってＣＰＵ４９からの制御信号により、送受切替回路４３が切り替えられることで、周波数ｆ０の交流信号が位置検出部４１から送信される。
【００３３】
さらに、上述の実施形態例の動作を以下に説明する。なお、本実施形態例では、特許文献２や特許文献３に開示された発明と同様に、タブレットからは所定時間の送信を行った後に、位置指示器の共振回路１１に残留する信号を受信することにより指示位置の座標値を求めている。ただし、この座標検出の動作については従来装置と同様であるためここでは説明を省略する。
【００３４】
そこでまず、位置指示器の電源回路部分の動作について説明する。すなわち図１の回路において、コンデンサ１６には電圧検出器１５の検出電圧にほぼ等しい電圧が保持され、後述する各処理回路の電源として供給される。なお、本実施形態例ではこの電圧を０．９Ｖとしている。ここで電圧検出器１５は例えばオープンドレイン形式の出力となっており、入力電圧（コンデンサ１６の電圧）が０．９Ｖ以上の時には出力端子はＨｉインピーダンス状態となり、０．９Ｖ未満の時にはＬｏレベル（０Ｖ）を出力する。
【００３５】
今、コンデンサ１６の電圧が０．９Ｖよりも僅かに低下したとすると、電圧検出器１５はＬｏレベルを出力する。このため、ＦＥＴ１４はＯＮ状態となる。コンデンサ１３には０．９Ｖよりも高い電圧が保持されているため、コンデンサ１６はＦＥＴ１４を介して充電される。コンデンサ１６の電圧が０．９Ｖ以上に達すると電圧検出器１５の出力は直ちにＨｉインピーダンス状態となるため、ＦＥＴ１４はＯＦＦとなりコンデンサ１６への充電は終了する。このようにしてコンデンサ１６の電圧は０．９Ｖ近辺に保たれる。
【００３６】
以上の構成が本発明の特徴である。さらにこの特徴について説明する。すなわち図４には、その説明のための位置指示器の基本的構成を示す。この図４において、コイル６０ａ及びコンデンサ６０ｂは共振回路６０を構成している。また、ダイオード６１及びコンデンサ６２は電源抽出手段を構成している。さらに、電圧変換器６３及びコンデンサ６４は電圧変換手段を構成している。
【００３７】
また、ＣＭＯＳによる処理回路６５では、筆圧やスイッチなどの操作情報の検出や、これらの操作情報や位置指示器固有のＩＤ情報などの情報に応じて所定のタイミングで共振回路６０を制御するための制御信号を出力している。なお、この処理回路６５の構成は特許文献２や特許文献３に開示された回路と同様なものである。
【００３８】
そしてこの回路において、電圧変換器６３が出力する電圧は処理回路６５が動作するための最低の供給電圧としている。このため、処理回路６５が消費する電力は共振回路６０に発生する信号強度と関係せず最低限の値となる。従ってこの回路において、タブレットからの送信電力を増やせば、それに応じてコンデンサ６２に抽出される電圧は上昇し、共振回路６０に発生する信号電圧も大きくなる。その結果、従来の技術で述べた図９において、特許文献１の回路に近い変化特性（グラフ線ａ）を実現することができる。
【００３９】
こうして本発明の位置検出装置及び位置指示器によれば、回路を動作させる電圧をできるだけ低く抑えることにより位置指示器内で消費される電力を常に最低限の値とすることができる。従って、タブレットからの送信電力をあまり強くしなくても、位置指示器からは強い信号を検出することができ、液晶パネルなどと組み合わせる場合でも、座標位置を安定に検出できる。さらに、筆圧などの連続情報を検出する場合でもタブレットと位置指示器との位置関係や周囲の金属物体などに影響されることが無い。
【００４０】
さらに、本実施形態例では、タブレットからの制御信号によって筆圧情報と位置指示器固有のＩＤ情報のうち一方を選択してタブレットに返信するようにしている。図５にはタブレットが位置指示器に対して筆圧情報を返信するように要求した際の動作を示す。この図５において、記号Ａ（Ｊ）〜Ｉは、図１及び図２に同一記号で示した部分の動作波形を示したものである。なおここでは、位置指示器がタブレットの位置検出部４１上のループコイルＸ７及びＹ９の交点付近に存在するものとして以下の動作説明を行う。
【００４１】
タブレットのＣＰＵ４９は位置指示器の指示位置のＸ座標を求めるため５回の送信と受信を交互に行う。この時、送信時には位置指示器に最も近いループコイルＸ７を選択し、受信時にはループコイルＸ５からＸ９までを順番に切り替える。これらの５回の送受信動作によってＣＰＵ４９はループコイルＸ７を中心とした５本のループコイルから検出される信号レベルを求める。
【００４２】
これらの信号レベルは図５の記号Ｉに示すように、ループコイルＸ７を選択して受信した際に最も高く、ループコイルＸ７から離れるにつれて低くなるようなレベル分布となる。ＣＰＵ４９はこの信号レベル分布より位置指示器の指示するＸ座標値を従来装置と同様な方法で計算する。
【００４３】
続いてＣＰＵ４９は位置指示器の指示位置のＹ座標を求めるため５回の送信と受信を交互に行う。この時、送信時には位置指示器に最も近いループコイルＹ９を選択し、受信時にはループコイルＹ７からＹ１１までを順番に切り替える。ＣＰＵ４９はＸ座標検出時と同様にしてＹ座標値を求める。
【００４４】
なお、Ｘ座標およびＹ座標の検出動作において、それぞれ５本のループコイルからの信号レベルのピークが中央の番号から外れていた際には、位置指示器が移動したものと判断して、ピークレベルの得られたループコイル番号を位置指示器に最も近い番号として更新する。
【００４５】
続いてＣＰＵ４９は位置指示器から筆圧情報を要求するコマンド信号を送信するため、Ｙ座標検出動作において更新された位置指示器に最も近いループコイル番号を選択する。ここではループコイルＹ９を選択して５０μＳの送信を行う。この送信時間は積分回路１９の時定数と比べて十分短いためシリアルパラレル変換器２３に“１”が保存されることは無く、Ｄフリップフロップ２４の出力は“０”を維持する。このため、スイッチ２９は後述するデータ返信期間中も筆圧検出回路２５からの出力側を選択した状態となる。
【００４６】
続いてＣＰＵ４９はループコイルＹ９を選択した状態で、およそ１ｍＳの期間の連続送信を行う。この連続送信は直前に送信されたコマンドを確定する目的と、後述するデータ返信のスタートタイミングを決定する目的とがある。また、筆圧を検出してデジタル値に変換する動作はこの連続送信期間に行われる。１ｍＳの期間の送信を終了すると、ＣＰＵ４９はループコイルＹ９を選択した状態で受信動作を行う。ＣＰＵ４９は、この時検出される信号レベルの２分の１の値を、後述するデータ検出の際の基準レベルとして保存しておく。
【００４７】
続いてＣＰＵ４９はループコイルＹ９を選択した状態で、５０μＳの送信と１００μＳの受信を交互に８回行う。この８回の送受信によって、ＣＰＵ４９は筆圧検出回路２５から順次送出される８ビットの筆圧データを検出する。すなわち、送受信によって検出されるレベルが先ほど保存した基準レベルよりも高ければ“０”、基準レベルよりも低ければ“１”としてデータを保存する。この８回の送受信動作によってＣＰＵ４９は可変容量コンデンサ２６に加えられる筆圧を８ビットのデジタル値として検出する。
【００４８】
さらに、図６はタブレットが位置指示器に対して固有ＩＤ情報を返信するように要求した際の動作を示した図である。なお、図６において図５と異なるのは、コマンド送信の際の送信時間が２００μＳであることと、データ返信の際の送受信の回数を４０回としている点のみである。
【００４９】
コマンド送信を開始してからおよそ１００μＳが経過すると、コンパレータ２１の出力はＨｉレベルに変化する。送信が終了した後、検波回路１８の出力の立ち下がりによってシリアルパラレル変換器２３はコンパレータ２１の出力である“１”を取り込み、第１ビット目の出力ＱＡを“１”にする。これに続く１ｍＳの連続送信の後、検波回路１８の出力の立ち下がりによってシリアルパラレル変換器２３はＱＡ出力値を第２ビット目のＱＢにシフトする。
【００５０】
これによって、シリアルパラレル変換器２３のＱＢ端子はＨｉレベルを出力する。１ｍＳの連続送信を開始してからおよそ３００μＳが経過すると、コンパレータ２２の出力が立ち上がるが、連続送信が終了してしばらくすると図６の記号Ｅに示すようにコンパレータ２２の出力は立ち下がるので、この立ち下りエッジでＤフリップフロップ２４はスイッチ２９への制御信号を“１”として確定する。
【００５１】
これらの動作によって、スイッチ２９はＩＤ格納メモリ２８の側を選択する。このＩＤ格納メモリ２８には４０ビットの固有ＩＤ情報が書き込まれており、検波回路１８が出力するクロックに同期して“０”または“１”を順次出力する。
【００５２】
以上説明した筆圧および固有ＩＤを選択して返信する動作は従来装置と比較して何ら異なるものではない。そこで、本実施形態例がどのようにして、少ない送信電力でも強い信号を検出することができるのかという点について以下に説明する。
【００５３】
図２の位置指示器で用いているＣＭＯＳ回路は現在、最も低消費電力な半導体技術として知られている。このＣＭＯＳ回路の動作電源電圧としては、０．９Ｖ程度が最も低い電圧として実用化されている。また、ＣＭＯＳ回路によって消費される電流は電源電圧に比例して大きくなることが知られている。本発明ではこの点に着目して、位置指示器内で抽出された電源を０．９Ｖに変換してからＣＭＯＳ回路に供給するようにしている。
【００５４】
ここで図７には、上述の実施形態例における位置指示器のタブレット面からの高さとコンデンサ１３に抽出される電圧との関係を示している。この図７において点線で示したラインは０．９Ｖの電圧変換を行わずにコンデンサ１３に発生する電圧をそのまま電源として用いた従来の場合である。一方、図８には、位置指示器で抽出される電圧が高い場合と低い場合とで共振回路１１の両端に発生する信号レベルに違いが出ることを示している。
【００５５】
この図８において、タブレットからの送信が開始されると共振回路１１の信号レベルは一定の速度で上昇するが、コンデンサ１３に保持されている電圧に達すると共振回路１１に発生する信号はダイオード１２を通じてコンデンサ１３に吸収される。このため、それ以降送信が継続されても共振回路両端の電圧は上がらず、図８のように飽和状態となる。この飽和状態となる電圧はコンデンサ１３の電圧に対応している。
【００５６】
この点に関して、本発明の装置では、タブレットからの送信電力がどんなに強くなっても位置指示器内で消費される電力はほぼ一定である。このため、コンデンサ１３に抽出される電圧は、タブレットからの送信の信号レベルに応じて高くすることができ、コンデンサ１３の電圧に対応している飽和状態の電圧も十分に高くすることができる。従って、本発明の装置によれば、従来の装置よりも少ないタブレットからの送信電力でも位置指示器の共振回路には強い信号が発生し、タブレットでは強い信号が検出される。
【００５７】
すなわち、本発明によれば、共振回路に一定電圧の電源を抽出する回路を併設することにより、共振回路の電圧を十分に高めることができ、強い送信信号を発生することができる。これに対して、従来の装置では、抽出された電源をそのままＣＭＯＳ回路に供給していたのでタブレットからの送信電力が増えるほど位置指示器内で消費される電力も増え、そのため位置指示器がタブレットに返す信号強度もあまり増えなかったものである。
【００５８】
さらに以下には、他の実施形態例を列記する。
すなわち上述の実施形態例では、電圧変換手段を電圧検出器とＭＯＳＦＥＴとによって構成しているが、これに限定されるものではない。また、電源抽出手段をダイオード１個とコンデンサによって構成しているが、ダイオード２個を用いても良いし他の整流素子を用いても良い。
【００５９】
また、上述の実施形態例では、タブレットからのコマンドによって筆圧データと固有ＩＤデータを切り替えて返信する例を示したが、コマンドを送信しなくても良いし、スイッチなどの情報を返信しても良い。また、タブレットからのコマンドを複数ビットとしてさらに多種類の情報の中から選択して返信するようにしても良い。
【００６０】
また、上述の実施形態例では検出される筆圧を８ビットで表しているが、もっと多くのビット数で表しても良いし、例えば図２のような位置指示器の側面にスイッチを設けて、スイッチに対する操作情報を筆圧データに続けて返信するようにしても良い。
【００６１】
また、上述の実施形態例では、共振回路の短絡によってテータを返信しているが、共振周波数を僅かに変えることによってデータを返信しても良いし、共振回路の他の特性を制御することによってデータを返信しても良い。また、返信するデータは必ずしもデジタルである必要は無く、共振回路に発生する信号の周波数や振幅などを連続して変えるような方法であっても良い。
【００６２】
また、上述の実施形態例では、タブレットから送信するコイルを受信用コイルと共通に用いているが、送信専用のコイルを設けても良い。
【００６３】
さらに本発明は、上述の説明した実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能とされるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による位置指示器の一実施形態例の構成を示すブロック図である。
【図２】その構造を示す構成図である。
【図３】本発明による位置検出装置におけるタブレットの一実施形態例を示す構成図である。
【図４】本発明による位置検出装置及び位置指示器の説明図である。
【図５】本発明の動作の説明のためのタイムチャート図である。
【図６】本発明の動作の説明のためのタイムチャート図である。
【図７】本発明の説明のための特性図である。
【図８】本発明の説明のための特性図である。
【図９】従来の技術の説明のための線図である。
【符号の説明】
【００６５】
１１ａ…コイル、１１ｂ…コンデンサ、１１…共振回路、１２…ダイオード、１３…コンデンサ、１４…ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ、１５…電圧検出器、１６…コンデンサ、１７…抵抗器、１８…検波回路、１９，２０…積分回路、２１，２２…コンパレータ、２３…シリアルパラレル変換器、２４…Ｄフリップフロップ、２５…筆圧検出回路、２６…可変容量コンデンサ、２７…コンデンサ、２８…ＩＤ格納メモリ、２９…スイッチ、３０…ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ、３１…ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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