(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量の変化を検出することで位置検出が行われる位置検出センサと共に使用される位置指示器であって、
前記位置検出センサからの交流信号を受信するための第１の電極と、
前記第１の電極を介して受信された交流信号に対して所定の信号増強処理を行うための信号増強処理回路と、
前記信号増強処理回路から出力された信号が供給される、前記第１の電極とは異なる第２の電極と、
を備え、
前記第１の電極および前記第２の電極を前記位置指示器の同一の端部に配置し、
前記第１の電極を介して受信された位置検出センサからの交流信号と所定の相関性を有する信号増強された信号を形成すると同時に前記信号増強された信号を前記第２の電極を介して前記位置検出センサに送出するようにした
ことを特徴とする位置指示器。
【請求項２】
前記信号増強処理回路は、前記第１の電極を介して受信された交流信号の信号レベルよりも大きな信号レベルの信号を生成する
ことを特徴とする請求項１の位置指示器。
【請求項３】
前記信号増強処理回路で生成される信号は、その信号波形の立ち上がり領域及び立ち下がり領域の少なくとも一方の領域について信号レベルが増強されている
ことを特徴とする請求項２の位置指示器。
【請求項４】
前記信号増強処理回路で生成される信号は、前記第１の電極を介して受信された交流信号に対して所定の位相制御が行われている
ことを特徴とする請求項１の位置指示器。
【請求項５】
前記所定の位相制御とは、前記第１の電極を介して受信された交流信号の位相の補償である
ことを特徴とする請求項４の位置指示器。
【請求項６】
前記信号増強処理回路は、前記第１の電極を介して受信された交流信号の信号波形を波形変換する
ことを特徴とする請求項１の位置指示器。
【請求項７】
前記信号増強処理回路は、前記第１の電極を介して受信された交流信号の信号波形を矩形波形に変換する
ことを特徴とする請求項６の位置指示器。
【請求項８】
前記信号増強処理回路には、前記第１の電極を介して受信された交流信号の信号レベルを制御するための信号増幅率可変回路を備えている
ことを特徴とする請求項１の位置指示器。
【請求項９】
前記信号増幅率可変回路は、前記第１の電極を介して受信された交流信号の信号レベルの変動に対して一定の信号レベルの信号を出力するための自動ゲイン調整回路である
ことを特徴とする請求項８の位置指示器。
【請求項１０】
前記信号増幅率可変回路は、前記第１の電極を介して受信された交流信号の信号レベルを所定の増幅率で増強するための手動による増幅率可変回路である
ことを特徴とする請求項９の位置指示器。
【請求項１１】
前記第１の電極と前記第２の電極との間には互いの電気的干渉を防止するためのシールド部材が配置されている
ことを特徴とする請求項１の位置指示器。
【請求項１２】
前記シールド部材は、前記第１の電極および前記第２の電極の少なくとも一方の電極を取り囲むと共に電気的に接地されている
ことを特徴とする請求項１１の位置指示器。
【請求項１３】
前記位置指示器はスタイラス形状を有すると共に前記第１の電極を取り囲んで前記第２の電極が配置されており、前記シールド部材は、前記第１の電極を取り囲むと共に前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置されている
ことを特徴とする請求項１１の位置指示器。
【請求項１４】
前記シールド部材の一端部は、前記位置指示器の長手方向に前記第２の電極から突出して配置されていると共に前記一端部にツバ部が形成されている
ことを特徴とする請求項１３の位置指示器。
【請求項１５】
前記第１の電極と前記第２の電極とを、信号受信用電極と信号送信用電極として、互いに入れ替えるための接続切替回路を備える
ことを特徴とする請求項１の位置指示器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電容量の変化を検出することで位置検出が行われる位置検出センサと共に使用する位置指示器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、静電容量の変化を検出することで位置検出が行われる静電容量式の位置検出センサでは、位置指示器の位置を精度良く検出するためには、位置検出センサと位置指示器との間に発生する静電容量が、ある程度以上（通常１ｐＦ程度）必要であった。このため、位置検出センサに対する入力操作は、指先あるいは接触時の面積が比較的大きい専用の静電ペンにより行っている。つまり、先の細いスタイラス形状の静電ペンにより細かい入力位置の指示を、位置検出センサに対して行うことは検出感度の観点から困難であった。
【０００３】
この問題を解決する技術が従来から種々提案されている。例えば、特許文献１（特開平７−２９５７２２号公報）や特許文献２（特開平８−２７２５０９号公報）には、位置指示器内に交流信号の発生器を備え、この位置指示器から送出される交流信号に応じた信号を位置検出センサが検出することで、位置指示器の位置を検出する座標入力装置が開示されている。そして、これら特許文献１，２においては、位置指示器から位置検出センサに送出する交流信号を大振幅とすることで、先の細い静電ペンからなる位置指示器であっても位置検出ができるようにしている。
【０００４】
すなわち、特許文献１には、信号ペン５の内部に信号発振器１を備え、信号発振器１によって大振幅の交流信号を生成し、その生成した交流信号を、信号ペン５の先端部のスタイラス導体３およびリング状導体４との間に印加する構成が示されている。また、特許文献２には、スタイラス６に正弦波発生器を備え、変圧器を用いて正弦波交流信号を昇圧してスタイラスの先端２に供給する構成が示されている。
【０００５】
また、特許文献３（特開２００７−１８３８０９号公報）には、次の構成が示されている。すなわち、スタイラス入力装置１の先端部２が静電容量式タッチパネル５１の表面に触れると、スイッチング回路３の可動接点が固定接点３ａ側に切り替えられて、位相比較器５が動作状態となる。この結果、静電容量検出型の座標入力装置５０の基準信号源５４で発生している周波数Ｆｏの交流基準信号Ｖｉが先端部２を介して受信され、スイッチング回路３の固定接点３ａを経由して位相比較器５の一方の入力に供給される。この構成によって、位相比較器５を含むＰＬＬ回路は、交流基準信号Ｖｉに位相同期し、交流基準信号Ｖｉと同一周波数の信号を出力する。スイッチング回路３の可動接点が固定接点３ｂに切り替えられると、位相比較器５は非動作状態になるものの、スタイラス入力装置１は、ＰＬＬ回路のフライホイール効果により、静電容量検出型の座標入力装置５０の基準信号源５４で発生している交流基準信号Ｖｉに位相同期した同一周波数の信号を出力する。この出力信号と逆位相、かつ電源電圧Ｖｃｃを越えた振幅Ｖｎｅｇの信号がスタイラス入力装置１の先端部２を介して出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２９５７２２号公報
【特許文献２】特開平８−２７２５０９号公報
【特許文献３】特開２００７−１８３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の位置指示器は、交流信号の発生器を備え、当該発生器で生成した交流信号を位置検出センサに送信する一方向信号送信の構成を備えるものである。このため、位置指示器は、位置検出センサが使用する交流信号に適合させた交流信号発生器を備える必要があり、その分、コスト高となると共に、それぞれの位置検出センサに対応した位置指示器を用意する必要があり、位置指示器としての汎用性が損なわれるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３の技術が適用された位置指示器は、ペン先の導体で位置検出センサからの交流信号を受信して、これに同期した交流信号を生成し、その生成した交流信号を同じペン先の導体から位置検出センサに送出する、いわゆる半二重通信の構成を備える。すなわち、特許文献３の位置指示器においては、ペン先の導体は交流信号の受信と送信とで兼用されているため受信と送信を同時に行うことはできず、ペン先を、信号受信期間と信号送信期間とで切り替えるためのスイッチ回路を設ける必要がある。
【０００９】
また、特許文献３の位置指示器では、信号受信期間でのみ、ＰＬＬ回路により受信した交流信号に同期した逆相の出力交流信号が生成される。そして、信号送信期間では、ＰＬＬ回路からの信号が前記出力交流信号として出力されるため、受信した交流信号と出力交流信号との間の信号の連続性あるいは位相関係が必ずしも保証されないおそれがある。
【００１０】
以上のように、特許文献３の位置指示器では、ＰＬＬ回路を使用することで受信した交流信号に対応した新たな信号を生成した後に、スイッチ回路を切り替えることで同じペン先の導体を使用して、ＰＬＬ回路で生成された信号を送出する構成を備えている。したがって、特許文献３の位置指示器では、スイッチ回路を備えることで、出力交流信号の連続性あるいはリアルタイム性を損なうおそれがある。また、ＰＬＬ回路によって新たな信号を生成するために、入力信号の信号波形と出力信号の信号波形との間の波形相関性が必ずしも保証されないおそれがある。
【００１１】
この発明は、以上の点にかんがみ、静電容量の変化を検出することで位置検出が行われる位置検出センサと共に使用される位置指示器として、信号の入力チャンネルと出力チャンネルが独立して存在する、いわゆる全二重通信の構成を備えることで、位置検出センサと親和性が高く、また、汎用性が高く、さらには入力信号と出力信号との間で所定の波形相関性を確保できる位置指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】
【００１２】
上記の課題を解決するために、この発明による位置指示器は、
静電容量の変化を検出することで位置検出が行われる位置検出センサと共に使用される位置指示器であって、
前記位置検出センサからの交流信号を受信するための第１の電極と、
前記第１の電極を介して受信された交流信号に対して所定の信号増強処理を行うための信号増強処理回路と、
前記信号増強処理回路から出力された信号が供給される、前記第１の電極とは異なる第２の電極と、
を備え、
前記第１の電極および前記第２の電極を前記位置指示器の同一の端部に配置し、
前記第１の電極を介して受信された位置検出センサからの交流信号と所定の相関性を有する信号増強された信号を形成すると同時に前記信号増強された信号を前記第２の電極を介して前記位置検出センサに送出するようにした
ことを特徴とする。
【００１３】
位置検出センサにおいては、この発明の位置指示器により指示されている位置における交流信号の受信信号の変化を検出することにより、位置指示器による指示位置を検出する。上述の構成のこの発明による位置指示器は、位置検出センサから第１の電極を介して受信した交流信号を、信号増強処理回路により信号増強処理し、第２の電極を介して位置検出センサに帰還させる。
【００１４】
このため、位置検出センサにおいては、この発明の位置指示器により位置指示されている位置における交流信号の受信信号の変化が大きくなり、位置検出センサにおける位置指示器の検出感度が向上する。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、静電容量の変化を検出することで位置検出が行われる位置検出センサと共に使用される位置指示器として、簡単な構成を備えると共に、位置検出センサとの高い親和性と、高い汎用性を備え、さらには入力信号と出力信号との間で所定の波形相関性を確保できる、高感度にて位置検出が可能な位置指示器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明による位置指示器の第１の実施形態の概念的構成およびその処理動作を概括的に説明するための図である。
【図２】この発明による位置指示器の第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図３】この発明による位置指示器の第１の実施形態における信号処理回路の一例を示す回路図である。
【図４】この発明による位置指示器が使用される位置検出センサの一例を説明するための図である。
【図５】この発明による位置指示器が使用される位置検出センサの他の例を説明するための図である。
【図６】この発明による位置指示器の第２の実施形態における信号処理回路の一部の一例を示す回路図である。
【図７】この発明による位置指示器の第３の実施形態における信号処理回路の一部の一例を示す回路図である。
【図８】この発明による位置指示器の第４の実施形態における信号処理回路の一部の一例を示す回路図である。
【図９】この発明による位置指示器の第５の実施形態における信号処理回路の一部の一例を示す回路図である。
【図１０】この発明による位置指示器の第６の実施形態における信号処理回路の一部の一例を示す回路図およびその説明のための波形図である。
【図１１】この発明による位置指示器の実施形態における第１の電極と第２の電極との間に介在するシールド部材の他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１の実施形態］
以下、この発明による位置指示器の実施形態を、図を参照しながら説明する。図１は、この発明の第１の実施形態の位置指示器１の概念的構成およびその処理動作を概括的に説明するための図であり、位置指示器１が、静電容量式の位置検出センサ２の板面上に位置されている状態を示す図である。また、図２は、位置指示器１の詳細構成例を説明するための図で、図２（Ａ）は、その一部縦断面図であり、図２（Ｂ）は、その一部拡大図であり、図２（Ｃ）は、その外観の一部を示す図である。この実施形態では、位置指示器１は外観が棒状のスタイラス形状を有するものとして形成されている。
【００１８】
この実施形態の位置指示器１は、棒状の筐体３を備える。この筐体３は、絶縁材料例えば合成樹脂からなる中空の円筒状形状の絶縁体部３１により構成されている。そして、この実施形態では、筐体３の絶縁体部３１の外表周面の少なくとも操作者が当該位置指示器１を把持する部分は、例えば金属からなる導電体部３２で覆われている。
【００１９】
筐体３内には、プリント配線基板４１が配設されている。筐体３の外表周面を覆う導電体部３２は、このプリント配線基板４１のアース導体に電気的に接続されている。
【００２０】
プリント配線基板４１上には、信号処理回路４が形成されている。図２に示すように、プリント配線基板４１上には、抵抗やコンデンサ、ＩＣ（Integrated Circuit）などからなる複数個の電子部品と、導電パターン４２ａや４２ｂなどの配線パターンと、後述するトランス４３などの他、この例では、電源スイッチ４４およびＬＥＤ（Light Emitting Diode）４５なども備えて、信号処理回路４が構成されている。
【００２１】
また、この実施形態では、筐体３内に、バッテリー５が収納可能に構成されており、信号処理回路４の電源電圧は、このバッテリー５にて生成される。図２（Ａ）において、端子５２は、プリント配線基板４１上の信号処理回路４に含まれる電源回路に電気的に接続されている端子である。バッテリー５の正極側電極５１は、この端子５２に接触して電気的に接続されている。図示は省略するが、バッテリー５の負極側電極は、プリント配線基板４１のアース導体に直接に接続され、あるいは筐体３の導電体部３２を経由してプリント配線基板４１のアース導体に接続されている弾性変位する端子に押圧接触するようにされている。
【００２２】
プリント配線基板４１上に配置されている電源スイッチ４４の操作子４４ａは、図２（Ｃ）に示すように、筐体３に設けられた開口部を介して、外部から操作可能に設けられている。使用者が、この操作子４４ａをスライド移動させることにより、電源スイッチ４４をオン・オフさせることができる。
【００２３】
そして、位置指示器１は、操作子４４ａの操作により電源スイッチ４４がオンとされて、電源が投入されると、ＬＥＤ４５が点灯し、また、電源スイッチ４４がオフとされて電源がオフとされると、ＬＥＤ４５が消灯するように構成されている。ＬＥＤ４５の位置に対応する筐体３の外周表面には透光部材４５Ｌが設けられており、使用者は、ＬＥＤ４５の点灯、消灯を、この透光部材４５Ｌを通じて確認することができる。
【００２４】
また、筐体３の外周表面には、信号処理回路４に設けられる後述する可変抵抗器４２２の抵抗値を手動で可変するためのスライド操作部４６も設けられている。
【００２５】
筐体３を構成する中空の円筒状形状の絶縁体部３１の中心線方向の一方の端部側は、徐々に先細となるテーパー部３３とされている。このテーパー部３３の外周側には、例えば環状の導電金属からなる周辺電極６が取り付けられる。なお、周辺電極６と筐体３の外周表面の導電体部３２とは、両者の間に絶縁体部３１が介在することにより、絶縁されている。
【００２６】
周辺電極６は、この例では第１の電極を構成するもので、絶縁体部３１を貫通するリード導体部材６１により、プリント配線基板４１の導体パターン４２ａに電気的に接続されている。この導体パターン４２ａは、この例では、信号処理回路４の入力端に接続されている。
【００２７】
また、この実施形態では、テーパー部３３の中空部から外部に突出するように中心電極７が設けられる。この中心電極７は、例えば導電性の金属からなる棒状導体７１と、この棒状導体７１の先端に設けられる弾性保護導体７２とからなる。棒状導体７１は、筐体３内のプリント配線基板４１の位置からテーパー部３３の中空部を貫通して外部に突出するように設けられている。弾性保護導体７２は、位置指示器１が位置検出センサ２に接触したときに、位置検出センサ２の指示入力面を傷付けないようにすると共に、指示入力面との接触面積を大きくするための部材であり、この例では、導電性の弾性ゴムで構成されている。なお、この弾性保護導体７２は省略しても良い。その場合には、棒状導体７１を、例えば導電性の弾性部材で構成すると良い。
【００２８】
この中心電極７は、この例では第２の電極を構成するもので、棒状導体７１の、弾性保護導体７２が設けられている側とは反対側の端部は、プリント配線基板４１に対して固定されると共に、導電パターン４２ｂに電気的に接続されている。この導電パターン４２ｂは、この例では信号処理回路４の出力端に接続されている。
【００２９】
また、周辺電極６と中心電極７との間には、互いの電気的干渉を、効果的に防止するためのシールド部材８が設けられる。この実施形態では、シールド部材８は、中心電極７を取り囲むように設けられ、これにより、シールド部材８が周辺電極６と中心電極７との間に介在して、周辺電極６と中心電極７との間の結合容量をできるだけ小さくするようにしている。
【００３０】
図２（Ａ）の一部拡大図である図２（Ｂ）に示すように、シールド部材８は、内壁面に絶縁層８２が形成された導電金属からなる筒状導体８１で構成される。筒状導体８１は、プリント配線基板４１のアース導体に電気的に接続されている。
【００３１】
そして、中心電極７の棒状導体７１を、内壁面が絶縁層８２とされた筒状導体８１の中空部内に収納することにより、中心電極７をシールド部材８で取り囲むように構成している。図２の例では、中心電極７の弾性保護導体７２の一部も、シールド部材８の筒状導体８１により取り囲むように構成している。
【００３２】
周辺電極６とシールド部材８の筒状導体８１とは、両者の間に絶縁体部３１のテーパー部３３が介在することにより絶縁され、中心電極７とシールド部材８の筒状導体８１とは、両者の間にシールド部材８の筒状導体８１の内壁面の絶縁層８２が介在することにより絶縁されている。
【００３３】
なお、図２の例では、中心電極７に対してのみシールドを施すようにしたが、周辺電極６に対してシールドを施すようにしても良い。あるいは、周辺電極６と中心電極７との両方にシールドを施すようにしても良い。
【００３４】
また、図２の例では、中心電極７の棒状導体７１の全体をシールド部材８により取り囲むことによりシールドを施すようにしたが、少なくとも周辺電極６と中心電極７との近接部分に対してシールド部材を介在させるようにすれば良い。
【００３５】
次に、信号処理回路４の構成例を説明する。図３は、信号処理回路４の回路構成例を示す図である。この例では、信号処理回路４は、電源回路部４０ａと、信号処理部４０ｂとからなる。電源回路部４０ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１を備え、バッテリー５の電圧から電源電圧＋Ｖｃｃを生成して、信号処理部４０ｂに供給する。
【００３６】
そして、電源回路４０ａにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１とバッテリー５との間に電源スイッチ４４が設けられている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１の出力端とアース導体との間には、抵抗４０２およびＬＥＤ４５の直列回路が接続されている。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１の出力端は抵抗４０３および抵抗４０４の直列接続を通じてアース導体に接続され、抵抗４０３および抵抗４０４の接続点から基準電圧Ｖｒｅｆ（＝Ｖｃｃ／２）が出力される。
【００３７】
前述したように、筐体３に設けられている操作子４４ａが操作されて電源スイッチ４４がオンとされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１にバッテリー５の電圧が供給されて、電源電圧Ｖｃｃが発生すると同時に、ＬＥＤ４５が点灯して、電源オンが使用者に知らされる。また、操作子４４ａが操作されて電源スイッチ４４がオフとされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１へのバッテリー５の電圧の供給が停止されて、電源電圧Ｖｃｃの発生が停止し、ＬＥＤ４５が消灯して、電源オフが使用者に知らされる。
【００３８】
信号処理部４０ｂは、信号増強処理回路を構成するもので、この実施形態では、センスアンプ４１０と、信号増幅率可変回路４２０と、トランス４３とからなる。
【００３９】
ところで、この発明における信号増強処理回路で行われる信号増強処理には、入力信号の信号レベルを所定の信号レベルに増幅する処理の他に、入力信号の波形を変形させる処理、あるいは入力信号の位相を制御する処理も含まれる。例えば、入力信号が正弦波のような信号波形を有する信号である場合には、その信号レベルの変化率をその信号レベルが小さい領域においては大きくし、信号波形が極大値あるいは極小値となる領域ではその変化率を小さくすることが含まれる。また、矩形波のような信号波形を有する入力信号である場合には、その信号波形の立ち上がり領域、あるいは立ち下がり領域において、その信号レベルの変化率を増強することで急峻な信号波形と成し、あるいはこの領域における振幅レベルを増大させることが含まれる。更には、入力信号に対する位相差を補償し、あるいは所定の位相差を保持するような位相制御を行うことも適用し得る。信号増強処理回路では、このようなそれぞれの信号処理が、上述の信号レベルの増幅処理と組み合わされ、あるいは信号レベルの増幅処理とは独立して適用されることで信号増強処理が行われる。
【００４０】
この例では、センスアンプ４１０は、オペアンプ４１１と、このオペアンプ４１１の反転入力端子と出力端子との間に接続されるコンデンサ４１２とからなる。オペアンプ４１１の反転入力端子は、周辺電極６に接続されている接続端子４１３に接続されている。また、オペアンプ４１１の非反転入力端子には、前述した基準電圧Ｖｒｅｆが供給される。
【００４１】
位置指示器１が位置検出センサ２上にあるときには、図１に示すように、位置指示器１の周辺電極６と位置検出センサ２とは、静電容量Ｃ１を介して結合している。後述するように、位置検出センサ２には、交流信号が流れているので、この交流信号が静電容量Ｃ１および周辺電極６を介して電流信号として接続端子４１３に供給され、センサアンプ４１０に入力される。コンデンサ４１２は、静電容量Ｃ１を介して入力される電流信号を検出するためのものである。ここで、この発明においては、交流信号としては、その波形は問わない。矩形波信号や正弦波信号など、どのような波形の交流信号であっても入力可能である。
【００４２】
そして、センスアンプ４１０は、接続端子４１３を通じて電流信号として入力された交流信号を位相反転して、信号増幅率可変回路４２０に出力する。
【００４３】
信号増幅率可変回路４２０は、オペアンプ４２１と、当該オペアンプ４２１の反転入力端子と出力端子との間に接続される可変抵抗器４２２とからなる。この可変抵抗器４２２の抵抗値は、図２（Ｃ）に示したスライド操作部４６を使用者がスライド移動することにより手動で可変制御される。そして、この可変抵抗器４２２の抵抗値を手動で可変設定することにより、この信号増幅率可変回路４２０の増幅率が可変設定され、その結果として位置指示器の信号検出感度が制御される。
【００４４】
この信号増幅率可変回路４２０で増幅された交流信号は、トランス４３の一次巻線４３ａに供給される。このトランス４３の一次巻線４３ａの巻線数ｎ１と、二次巻線４３ｂの巻線数ｎ２との比は、例えば、ｎ１：ｎ２＝１：１０のように二次巻線４３ｂ側の巻線数が大きく（ｎ１＜ｎ２）設定されている。したがって、トランス４３の二次巻線４３ｂ側には、信号増幅率可変回路４２０の出力信号の振幅が巻線数比に応じて逓倍されて、大振幅とされた交流信号（電圧信号）が得られる。
【００４５】
トランス４３の二次巻線４３ｂの一端は、シールド部材８によりシールドされた中心電極７の棒状導体７１に接続されている接続端子４２３に接続され、トランス４３の二次巻線４３ｂの他端は、プリント配線基板４１のアース導体に接続される。したがって、信号処理部４０ｂにより大振幅の交流信号電圧とされた出力信号は、接続端子４２３を通じて中心電極７に供給される。
【００４６】
位置指示器１が位置検出センサ２上にあるときには、位置指示器１の中心電極７と位置検出センサ２とは静電容量を介して結合されているため、位置指示器１の中心電極７を介して位置指示器１から位置検出センサ２に交流信号が帰還される。
【００４７】
次に、この例の静電容量式の位置検出センサ２について説明する。この例の静電容量式の位置検出センサ２は、センサ電極が入力電極と出力電極から構成されており、位置指示器１が接触したタッチポイントの結合容量の変化を検出する相互容量方式の位置検出センサの構成である。
【００４８】
すなわち、図４に示すように、この例の位置検出センサ２は、センサ部２０と、送信部２１と、受信部２２とからなる。センサ部２０は、指示入力面の横方向（Ｘ軸方向）に延伸する直線状の複数個、この例では６４個の送信導体２３Ｙ１，２３Ｙ２，・・・，２３Ｙ６４と、この送信導体２３Ｙ１〜２３Ｙ６４と直交する、指示入力面の縦方向（Ｙ軸方向）に延伸する複数個、この例では６４個の受信導体２４Ｘ１，２４Ｘ２，・・・，２４Ｘ６４とを備える。複数個の送信導体２３Ｙ１〜２３Ｙ６４はＹ軸方向に等間隔に配置され、送信部２１に接続されている。また、複数個の受信導体２４Ｘ１〜２４Ｘ６４はＸ軸方向に等間隔に配置され、受信部２２に接続されている。
【００４９】
なお、この明細書中で送信導体の説明において、６４本の送信導体２３Ｙ１〜２３Ｙ６４のいずれであるかを区別する必要のないときには、送信導体２３Ｙと称することにする。同様に、受信導体の説明において、６４本の受信導体２４Ｘ１〜２４Ｘ６４のいずれであるかを区別する必要のないときには、受信導体２４Ｘと称することにする。
【００５０】
複数個の送信導体２３Ｙは、例えば基板の下側の面に形成される。複数個の受信導体２４Ｘは、基板の上側の面に形成される。したがって、複数個の送信導体２３Ｙと複数個の受信導体２４Ｘとは、所定の厚みに対応した所定の間隔を隔てて配置され、互いに直交した配置関係を備えて、複数個の交点（クロスポイント）を形成する。そして、各クロスポイントでは、送信導体２３Ｙと受信導体２４Ｘとは、所定の静電容量を介して結合していると見なせる。
【００５１】
送信部２１は、送信導体２３Ｙに所定の交流信号を供給する。この場合、送信部２１は、同一の交流信号を複数個の送信導体２３Ｙ１，２３Ｙ２，・・・，２３Ｙ６４に、順次に送信導体２３Ｙを１本ずつ切り替えながら供給してもよいし、互いに異なる複数個の交流信号を複数個の送信導体２３Ｙ１，２３Ｙ２，・・・，２３Ｙ６４に同時に供給するようにしても良い。また、複数個の送信導体２３Ｙ１，２３Ｙ２，・・・，２３Ｙ６４を複数個のグループに分け、グループ毎に異なる交流信号を用いるようにしても良い。
【００５２】
受信部２２は、受信導体２４Ｘ１，２４Ｘ２，・・・，２４Ｘ６４のそれぞれに、送信導体２３Ｙに供給された交流信号が前記所定の静電容量を介して伝達される信号成分を検出する。送信導体２３Ｙと受信導体２４Ｘとの間の結合静電容量が全クロスポイントにおいて等しいとすれば、位置指示器１が、センサ部２０上に存在していないときには、センサ部２０の全ての受信導体２４Ｘ１，２４Ｘ２，・・・，２４Ｘ６４からは所定レベルの受信信号が受信部２２において検出される。
【００５３】
これに対して、位置指示器１がセンサ部２０に接触すると、その接触位置のクロスポイントを構成する送信導体２３Ｙと受信導体２４Ｘ、および当該位置指示器１とは静電容量を通じて結合する。すなわち、当該位置指示器１によって静電容量が変化することになり、位置指示器１が存在するクロスポイントの受信導体２４Ｘから得られる受信信号レベルが他のクロスポイントの受信信号レベルに比較して変化することとなる。
【００５４】
受信部２２は、複数の受信導体２４Ｘ１，２４Ｘ２，・・・，２４Ｘ６４のうち、その受信信号のレベルの変化があった受信導体２４Ｘを検知することで、位置指示器１の位置を検出する。そして、図示を省略した位置検出センサ２の制御部は、送信部２１から交流信号を供給している送信導体２３Ｙと、受信部２２で受信信号レベルの変化のあった受信導体２４Ｘとを検出することにより、位置指示器１が接触しているクロスポイントを検出する。
【００５５】
位置指示器１ではなく、指がセンサ部２０上に接近または接触したときにも、位置検出センサ２は、同様の原理により、その指が接近または接触したクロスポイントを検出する。その場合、送信導体２３Ｙに供給された交流信号の一部が指を通じ、また、使用者の人体を通じてグラウンドに流れる。そのため、指が存在するクロスポイントを構成する受信導体２４Ｘの受信信号レベルが変化する。受信部２２は、この受信信号レベルの変化を検出することにより、指が存在するクロスポイントを構成する受信導体２４Ｘを検出する。
【００５６】
スタイラス形状の位置指示器の場合にも、指の位置検出の原理と同様にして、位置検出センサは、センサ部２０における指示位置の検出を行うことができる。しかし、冒頭でも述べたように、スタイラス形状の位置指示器の場合には、指の場合のように位置検出センサとの間の接触面積が大きくないため、結合容量が小さく、位置検出センサは検出感度が低い。
【００５７】
これに対して、この実施形態の位置指示器１の場合には、以下に説明するようにして、位置検出センサ２との親和性が高く、しかも汎用性が高く、更には入力信号と出力信号との間で所定の波形相関性が確保されて、高感度に、センサ部２０上における位置検出が可能となる。
【００５８】
すなわち、図１に示すように、位置検出センサ２のセンサ部２０上に、この実施形態の位置指示器１を接近または接触させた場合、周辺電極６とセンサ部２０とは、静電容量Ｃ１を介して結合する。そして、送信導体２３Ｙに供給された交流信号は、この静電容量Ｃ１を介し、また、周辺電極６を介して、電流信号として接続端子４１３を通じて信号処理回路４に入力される。
【００５９】
信号処理回路４に入力された交流信号（電流信号）は、信号処理部４０ｂのセンスアンプ４１０で位相反転された後、信号増幅率可変回路４２０において増幅されるとともに、トランス４３により昇圧（逓倍）されて信号増強されて、電圧信号として接続端子４２３を通じて中心電極７に供給される。すなわち、周辺電極６を介してセンサ部２０から信号処理回路４に入力された交流信号は、信号処理部４０ｂにおいて、逆相とされ、また大振幅の信号とされて中心電極７を通じて、センサ部２０に帰還される。
【００６０】
この場合に、位置指示器１の中心電極７から位置検出センサ２のセンサ部２０に帰還される交流信号は、送信導体２３Ｙに供給される交流信号とは逆相の増強された信号であるので、位置指示器１は、受信導体２４Ｘの受信信号における交流信号の変化を、より増大させるように機能する。このため、位置検出センサ２は、位置指示器１の接触位置を高感度で検出することが可能となる。なお、位置指示器１のグラウンドが人体と接続されることで検出動作が一層安定化される。すなわち、この実施形態では、位置指示器１の筐体３は、信号処理回路４が形成されているプリント配線基板のアース導体に接続されている導電体部３２で覆われている。このため、位置検出センサ２において送信導体２３Ｙに供給された交流信号は、位置指示器１を通じ、使用者の人体を通じてグラウンドに流れることで、信号検出動作の一層の安定化を図ることができる。
【００６１】
また、位置検出センサ２のセンサ部２０の送信導体２３Ｙでの電圧をＶとし、この実施形態の位置指示器１の中心電極７の電圧をｅとし、周辺電極６と中心電極７との間の静電容量をＣ２（図１参照）とすると、
ｅ≦Ｃ１／Ｃ２・Ｖ
なる関係がある。このため、周辺電極６と中心電極７との間の静電容量Ｃ２は、できるだけ小さい方が、中心電極７の電位ｅを高くするのに有利である。
【００６２】
このために、この実施形態の位置指示器１においては、周辺電極６と中心電極７との間にはシールド部材８を介在させることで、両者の結合をできるだけ小さくするようにしている。したがって、この実施形態の位置指示器１では、シールド部材８を介在させることによって、周辺電極６と中心電極７との間の静電容量Ｃ２は小さくなり、電圧ｅを大きくすることができ、効率よく感度を高めることができる。
【００６３】
また、この実施形態の位置指示器１においては、使用者がスライド操作部４６を手動で調整して、可変抵抗器４２２の抵抗値を可変させ、信号増幅率可変回路４２０の増幅率を可変設定することにより、位置検出センサ２における位置指示器１の指示位置の検出感度を調整することができる。
【００６４】
すなわち、位置指示器１の中心電極７を位置検出センサ２のセンサ部２０の表面に軽くタッチさせる状態では、中心電極７の先端の弾性保護部材７２とセンサ部２０の接触面積が小さくなるが、スライド操作部４６を手動調整して、信号増幅率可変回路４２０の増幅率を大きくすることにより、当該軽いタッチであっても、位置検出センサ２は、位置指示器１を高感度で検出することができる。
【００６５】
また、逆に、位置指示器１の中心電極７を位置検出センサ２のセンサ部２０の表面に強くタッチさせる状態では、中心電極７の先端の弾性保護導体７２とセンサ部２０の接触面積が大きくなるが、スライド操作部４６を手動調整して、信号増幅率可変回路４２０の増幅率を小さくすることにより、当該強いタッチにおいても、位置検出センサ２は、位置指示器１が適切な程度でタッチされたものとして、安定して検出することができる。
【００６６】
なお、上述の実施形態では、信号増強処理回路の信号増幅率可変回路４２０は、可変抵抗器４２２により増幅率を連続的に可変することができるように構成したが、スライドスイッチにより、抵抗値の異なる複数個の抵抗器を切り替えることにより、段階的に増幅率を可変にするように構成してもよい。
【００６７】
上述した第１の実施形態の位置指示器１は、周辺電極６を第１の電極として、位置検出センサ２からの交流信号を受信し、中心電極７を第２の電極として、信号増強した出力交流信号を位置検出センサ２に帰還させる構成である。しかし、位置検出センサ２からの交流信号を受信するための第１の電極を中心電極７とし、信号増強した交流信号を位置検出センサ２に帰還させるための第２の電極を周辺電極６としても良い。
【００６８】
［第２の実施形態］
上述した第１の実施形態の位置指示器１は、第１の電極が周辺電極６であり、第２の電極が中心電極７とした構成であったが、この構成の場合、位置検出センサ２の構成によっては、以下のような不具合が生じる場合があることが判明した。
【００６９】
すなわち、第１の実施形態で用いた位置検出センサ２は、送信導体２３Ｙおよび受信導体２４Ｘがいずれも線状の導体であった。これに対して、図５の例の位置検出センサ２Ａのセンサ部２０Ａは、線状ではなく幅広の送信導体２３０Ｙ１，２３０Ｙ２，・・・，２３０Ｙ６４を備える。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。すなわち、センサ部２０Ａの受信導体は、第１の実施形態と同じように線状の受信導体２４Ｘ１，２４Ｘ２，・・・，２４Ｘ６４である。また、この例のセンサ部２０Ａにおいては、複数個の送信導体２３０Ｙ１，２３０Ｙ２，・・・，２３０Ｙ６４が送信部２１に接続され、複数個の受信導体２４Ｘ１，２４Ｘ２，・・・，２４Ｘ６４が受信部２２に接続される。
【００７０】
このような構成の位置検出センサ２Ａにおいて、位置指示器１を、図５において点線矢印で示す斜め方向に移動したとき、交流信号を位置検出センサ２Ａに帰還させるための第２の電極が中心電極７であるため、この中心電極７の位置が、隣接する２本の受信導体２４Ｘｉおよび２４Ｘｉ＋１間にあるときに、中心電極７がより近い方の受信導体２４Ｘｉまたは２４Ｘｉ＋１に対して、より多くの交流信号を帰還させるように働く。
【００７１】
このため、斜め方向の直線状に位置指示器１を移動させたとしても、位置検出センサ２Ａでは、位置指示器１の移動軌跡を、蛇行したような軌跡として、検出してしまうという不具合がある。
【００７２】
この不具合を改善するためには、位置指示器は、位置検出センサ２Ａからの交流信号を受信するための第１の電極を中心電極７とし、信号増強した交流信号を位置検出センサ２Ａに帰還させるための第２の電極を周辺電極６とすれば良い。
【００７３】
すなわち、送信導体２３０Ｙ１，２３０Ｙ２，・・・，２３０Ｙ６４が幅広の導体であるため、中心電極７を、交流信号を受信するための第１の電極としても交流信号は均一に受信できる。一方、周辺電極６を、信号増強した交流信号を位置検出センサ２に帰還させるための第２の電極とすると、周辺電極６は中心電極７に比べて位置検出センサ２と電気的に係合する領域が広くなるために、位置指示器が、隣接する２本の受信導体（ｉは１以上の整数）２４Ｘｉ（ｉ＝１，２，・・・，６３である。以下同じ）および２４Ｘｉ＋１間にあるときにも、当該周辺電極６とそれら隣接する２本の受信導体２４Ｘｉおよび２４Ｘｉ＋１とはほぼ同様の静電結合関係とすることができる。このため、図５の点線矢印のような斜め方向に位置指示器を移動したときにも、その移動軌跡の蛇行が防止され、直線状の軌跡として位置検出センサ２Ａが検知することができる。
【００７４】
以上のことを考慮して、この第２の実施形態では、位置指示器１の周辺電極６と中心電極７とを、第１の電極と第２の電極とに、切り替え可能な構成とする。図６は、この第２の実施形態の位置指示器１Ａの信号処理回路４Ａの信号処理部４０ｂＡの構成を示す図である。この図６において、図３に示した第１の実施形態の信号処理回路４の信号処理部４０ｂと同一部分については同一の参照符号を付してある。
【００７５】
すなわち、信号処理部４０ｂＡにおいては、周辺電極６が接続される接続端子４１３は、スイッチ４８１の一方の入力端子４８１ａに接続されるとともに、スイッチ４８２の他方の入力端子４８２ｂに接続される。また、中心電極７が接続される接続端子４２３は、スイッチ４８１の他方の入力端子４８１ｂに接続されるとともに、スイッチ４８２の一方の入力端子４８２ａに接続される。
【００７６】
そして、スイッチ４８１の可動接点４８１ｃはオペアンプ４１１の反転入力端子に接続される。また、スイッチ４８２の可動接点４８２ｃはトランス４３の２次巻線４３ｂの一端に接続される。その他は、前述した信号処理部４０ｂと全く同様に構成される。
【００７７】
また、図６の接続端子４１３の近傍に示すように、第２の実施形態の位置指示器１Ａの筐体３の一部には、互いが連動して動作するスイッチ４８１および４８２を手動で切り替えるための切り替え操作子４８が、外部に露呈して設けられている。
【００７８】
使用者が切り替え操作子４８を、矢印方向にスライド移動させて、ａ側に位置させたときには、スイッチ４８１および４８２は、連動して一方の入力端子４８１ａ，４８２ａ側に切り替えられる。すると、周辺電極６が接続される接続端子４１３がオペアンプ４１１の反転入力端子に接続されるとともに、中心電極７が接続される接続端子４２３がトランス４３の二次巻線４３ｂの一端に接続され、位置指示器１Ａは、第１の実施形態と全く同様の動作をする。
【００７９】
一方、使用者が、切り替え操作子４８をｂ側に位置させたときには、スイッチ４８１および４８２は、連動して他方の入力端子４８１ｂ，４８２ｂ側に切り替えられる。すると、中心電極７が接続される接続端子４２３がオペアンプ４１１の反転入力端子に接続されるとともに、周辺電極６が接続される接続端子４１３がトランス４３の二次巻線４３ｂの一端に接続される。
【００８０】
したがって、中心電極７を介して位置検出センサ２Ａからの交流信号の一部が位置指示器１Ａの信号処理回路４Ａの信号処理部４０ｂＡに入力される。そして、信号処理部４０ｂＡで逆相にされ、増強された交流信号が周辺電極６を介して位置検出センサ２Ａに帰還される。これにより、第１の実施形態と同様にして、位置検出センサ２Ａでは、位置指示器１Ａの指示位置を高感度で検出することができる。
【００８１】
以上の例に限らず、位置検出センサの送信導体および受信導体については、受信導体側を幅広とするもの、送信導体および受信導体の両方ともに幅広とするものも想定される。この第２の実施形態によれば、使用者は、それらの位置検出センサの構成の違いに応じて、スイッチ操作子４８により、周辺電極６と中心電極７とを、第１の電極とするか、第２の電極とするかを切り替えることができる。したがって、この第２の実施形態による位置指示器を用いれば、送信導体、受信導体の構成の違いがある種々の位置検出センサにおいても、その構成の違いに応じた不具合を回避して、位置検出センサへの依存度が軽減された、汎用性が高く、さらに高い感度で位置指示器を検出できる。
【００８２】
［第３の実施形態］
以上の第１および第２の実施形態では、信号処理回路４および４Ａの信号処理部４０ｂおよび４０ｂＡは、センサアンプ４１０の後段に信号増幅率可変回路４２０を設けることにより、信号増強処理回路を構成するようにした。しかし、信号増強処理回路は、他の構成とすることもできる。
【００８３】
第３の実施形態は、信号増強処理回路が出力電圧を増強（エンハンス）させる回路の場合の第１の例である。図７は、この第３の実施形態の位置指示器の場合における信号処理回路４Ｂの信号処理部４０ｂＢの構成例を示す回路図である。
【００８４】
図７に示すように、信号処理部４０ｂＢは、センスアンプ４１０とエンハンス回路４３０とからなる。そして、エンハンス回路４３０は、トランス４３と反転増幅回路４３１とからなり、センスアンプ４１０の出力がそのままの極性でトランス４３の１次巻線４３ａの一端側に供給されるとともに、センスアンプ４１０の出力が反転増幅回路４３１により極性反転されてトランス４３の１次巻線４３ａの他端側に供給される。
【００８５】
すなわち、トランス４３の１次巻線４３ａの一端および他端に、センスアンプ４１０の出力信号が、互いに逆相で供給されるため、トランス４３の２次巻線４３ｂには、センスアンプ４１０の出力信号の振幅が増幅された信号が得られる。なお、オペアンプ４１１と反転増幅回路４３１のそれぞれの非反転入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆが供給される。
【００８６】
こうして、この第３の実施形態の信号処理部４０ｂＢによれば、トランス４３を用いたエンハンス回路４３０により、より低い電源電圧であっても、その入力信号を増強した信号を出力することができる。
【００８７】
なお、図７においては、参考のため、処理すべき信号が矩形波信号である場合の位相および振幅関係を示したが、この信号処理部４０ｂＢで処理する対象となる信号の波形は、矩形波に限られるものではなく、交流信号であれば、正弦波などのような波形を有する信号であっても良い。
【００８８】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、信号増幅率可変回路４２０を用いずに信号増強処理回路を実現する場合の第２の例である。図８は、この第４の実施形態の位置指示器の場合における信号処理回路４Ｃの信号処理部４０ｂＣの構成例を示す回路図である。
【００８９】
図８に示すように、信号処理部４０ｂＣは、センスアンプ４１０と波形変換回路４４０とからなる。図８の例では、波形変換回路４４０は、比較回路４４１で構成されている。この第４の実施形態においては、センスアンプ４１０は、増幅率が大きいものとされ、例えば出力電圧値が飽和するような増幅率であっても良い。
【００９０】
比較回路４４１は、センスアンプ４１０により大振幅に増幅された交流信号と、基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して、当該基準電圧Ｖｒｅｆ以上の信号レベル区間ではハイレベル、それ以外の信号レベル区間ではローレベルとなるような、矩形波信号を生成する波形変換回路である。
【００９１】
そして、この比較回路４４１からの矩形波信号がトランス４３により、さらに逓倍（昇圧）されて、信号処理部４０ｂＣの出力信号として出力される。
【００９２】
こうして、この第４の実施形態の信号処理部４０ｂＣによれば、入力信号を矩形波信号に変換することで、信号増強した出力を提供することができる。
【００９３】
なお、入力信号を矩形波信号に変換する方法は、図８に示した方法に限られるものではないことは言うまでもない。
【００９４】
［第５の実施形態］
以上の第１および第２の実施形態の信号処理部４０ｂおよび４０ｂＡでは、センサアンプ４１０の後段の信号増幅率可変回路４２０は、使用者が手動で増幅率を可変することができるように構成した。しかし、信号増幅率可変回路４２０は、増幅率を自動制御するように構成することもできる。第５の実施形態は、その場合の実施形態である。図９に、第５の実施形態の場合における信号処理部４０ｂＤの構成例を示す回路図を示す。
【００９５】
図９に示すように、信号処理部４０ｂＤは、センスアンプ４１０と自動ゲイン調整回路４５０とからなる。自動ゲイン調整回路４５０は、この例では電圧制御型のゲイン制御アンプ４５１と、出力レベル検出回路４５２とからなる。
【００９６】
センスアンプ４１０の出力信号は、ゲイン制御アンプ４５１に供給される。そして、出力レベル検出回路４５２は、このゲイン制御アンプ４５１の出力信号レベルを検出して、ゲイン制御アンプ４５１のゲイン調整電圧を生成して、ゲイン制御アンプ４５１の制御端子に供給する。この出力レベル検出回路４５２からのゲイン調整電圧により、ゲイン制御アンプ４５１は、その出力信号レベルが常に一定となるようにゲイン調整される。そして、ゲイン制御アンプ４５１の出力信号は、トランス４３により昇圧されて、信号処理部４０ｂＤの出力信号として出力される。
【００９７】
位置指示器１を位置検出センサ２に対して接触させて位置を指示する際、使用者は、位置指示器１を位置検出センサ２に強く接触させる、軽く接触させるなど、好みなどに応じた指示操作をするが、この第５の実施形態によれば、使用者の指示操作の仕方の違いに関係なく、常に、最適の感度で位置指示器１が位置検出センサ２で検出されるようにすることができる。
【００９８】
［第６の実施形態］
上述の第１〜第５の実施形態では、センスアンプ４１０では、位置指示器１と位置検出センサ２との間に生じる結合容量を通じた電流が入力信号であるため、この種の回路として一般的であるオペアンプ４１１の入出力端間にコンデンサ４１２を接続した構成を用いるようにした。
【００９９】
しかしながら、この構成の場合、センスアンプ４１０の出力信号は、センスアンプ４１０の入力信号の波形に比較して、鈍った波形を有するとともに、位相遅延が発生してしまう。このため、位置検出センサ２の受信部２２において、受信導体に得られる受信信号から送信導体に供給された交流信号を同期検波や相関演算により検出して、受信信号の変化を検出する場合に、精度良く当該変化を検出することが困難になるおそれがあった。
【０１００】
第６の実施形態は、この問題を回避することができるように信号処理回路を構成した例である。図１０（Ａ）は、この第６の実施形態における信号処理回路４Ｅの信号処理部４０ｂＥの構成例を示す回路図である。
【０１０１】
この第６の実施形態における信号処理回路４Ｅの信号処理部４０ｂＥは、第１の実施形態の信号処理部４０ｂと同様に、センスアンプ４６０と、信号増強処理回路としての信号増幅率可変回路４２０とからなる。しかし、この第６の実施形態においては、センスアンプ４６０は、オペアンプ４６１と、このオペアンプ４６１の反転入力端子と出力端子との間に接続される抵抗４６２とからなる。すなわち、第１の実施形態におけるオペアンプ４１１の反転入力端子と出力端子との間に接続されるコンデンサ４１２に代えて、抵抗４６２が接続された回路構成に等しい。その他は、第１の実施形態の信号処理部４０ｂと同様である。
【０１０２】
この第６の実施形態の信号処理部４０ｂＥの構成によれば、位置指示器１と位置検出センサ２との間の結合容量と、センスアンプ４６０のオペアンプ４６１の入出力端間に接続された抵抗４６２とにより、位置検出センサ２から位置指示器１に入力される交流信号は、センスアンプ４６０において高域強調（エンファシス）された信号となる。例えば、位置検出センサ２の送信部２１から供給される交流信号が図１０（Ｂ）に示すような矩形波信号であったときには、センスアンプ４６０の出力信号の波形は、図１０（Ｃ）に示すように、立ち上がりおよび立ち下がりが強調された微分波形となる。
【０１０３】
しかも、このとき、コンデンサ４１２に代えて、抵抗４６２がオペアンプ４６１の入出力端間に接続されているので、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）に示すように、センスアンプ４６０の出力信号は、その入力信号に対して位相遅れが生じていない位相補償された信号となっており、抵抗４６２を備えたオペアンプ４６１を備えたセンスアンプ４６０は位相補償回路あるいは位相制御回路としての機能もまた果たす。
【０１０４】
このセンスアンプ４６０の出力信号は、第１の実施形態の場合と同様にして、信号増幅率可変回路４２０に供給されて、さらに信号増強される。そして、この増強された交流信号は、位置指示器１から位置検出センサ２に帰還される。
【０１０５】
以上の説明から判るように、この第６の実施形態におけるセンスアンプは、高域強調回路を構成するとともに、位相遅延の生じない位相補償回路を構成するものとなる。したがって、この第６の実施形態によれば、位置検出センサ２の受信部２２において、受信導体に得られる受信信号から送信導体に供給された交流信号を同期検波や相関演算により検出して、受信信号の変化を検出する場合においても、精度良く当該変化を検出することができる。
【０１０６】
なお、図１０では、位置検出センサ２で用いられる交流信号が矩形波信号の場合について説明したが、交流信号としては、その波形は問わず、正弦波信号など、どのような波形の交流信号であっても良い。
【０１０７】
また、図１０の例は、第６の実施形態を第１の実施形態の信号処理部４０ｂのセンスアンプに適用した場合であるが、第６の実施形態は、第２〜第５の実施形態の信号処理部のセンスアンプにも適用することができる。
【０１０８】
［周辺電極６と中心電極７との間のシールドについての他の例］
第１の実施形態において説明したように、周辺電極６と中心電極７との間の静電容量が小さい方が、位置指示器１の感度向上のためには良好となる。そのため、第１の実施形態では、中心電極７をシールド部材８により取り囲むことにより、周辺電極６と中心電極７との間の静電容量をできるだけ小さくなるようにした。
【０１０９】
そして、第１の実施形態においては図２に示したように、シールド部材８は、周辺電極６を貫通して、中心電極７を覆うように構成した。つまり、シールド部材８は、周辺電極６を貫通する中心電極７側の部分にも施すようにした。しかし、シールド部材８は、少なくとも、周辺部材６と中心電極７とが近接する部分に対してシールド効果を発揮させるようにすれば良いので、図１１（Ａ）に示すように、シールド部材８は、周辺電極６の中心電極７側の端部あるいはその近傍までの位置にて、中心電極７を覆うように構成しても良い。
【０１１０】
また、よりシールド効果を高めて、周辺電極６と中心電極７との間の静電容量を、さらに小さくするために、周辺電極６を貫通させたシールド部材８の先端部に、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）に示すように、ツバ部８ａおよび８ｂを形成するようにしても良い。そして、ツバ部８ａを、図１１（Ｂ）に示すように、周辺電極６の先端部を覆うように折り返したり、ツバ部８ｂを、図１１（Ｃ）に示すように、中心電極７を囲むように折り返したりすることにより、さらに、両者の間のシールド効果を向上させることができる。
【０１１１】
また、図１１（Ｂ）および（Ｃ）の例の場合には、ツバ部８ａおよび８ｂと、周辺電極６および絶縁材料からなるテーパー部３３との間には、空隙部を設けて空気層９を介在させるようにしている。このため、周辺電極６と中心電極７との間のシールド効果を、より向上させることができる。なお、空気層９の代わりに、所定の誘電体を介在させるようにしても良い。例えば、合成樹脂からなるテーパー部３３をツバ部８ａ，８ｂまで延長するようにしても良い。
【０１１２】
［その他の実施形態または変形例］
以上の実施形態では、交流信号を入力する送信導体と、交流信号を受信する受信導体とを分離することで、タッチポイントの結合容量部分（ＸＹ座標）のみを検出する相互容量方式の静電容量式検出センサの場合について説明したが、この発明は、交流信号の入出力を、同一の導体で行う自己容量方式の静電容量式検出センサについても、同様に適用可能である。
【０１１３】
また、位置指示器の電源は、バッテリーを用いる場合を説明したが、バッテリーを備えずに、例えば静電容量式検出センサ側からワイヤレス方式にて電力の供給を受けるように構成しても良い。例えば、特開２００７−１６４３５６号公報に記載されているように、位置指示器に、静電容量式検出センサとの間で電磁結合を生じる共振回路と電気二重層コンデンサなどのコンデンサを設け、コンデンサに充電された電圧から駆動電圧を生成して使用する構成とすることもできる。
【０１１４】
また、上述の実施形態では、信号増強処理回路の出力側には信号レベルを増大させるためのトランスを設けるようにしたが、トランスの代わりに、半導体回路からなる信号増強回路を設けるようにしても良いことは言うまでもない。
【０１１５】
なお、上述の実施形態では、位置指示器の筐体内の信号処理回路が形成されるプリント配線基板のアース導体に、位置指示器の筐体３の外周の導電体部３２が直接的（直流的）に接続されているが、内部回路のアース導体と導電体部３２との間は、コンデンサを介して交流的に結合される構成であっても良い。
【０１１６】
また、上述の実施形態では、導電体部３２は、周辺電極との絶縁部を除き、位置指示器の筐体３の外周のほぼ全体を覆うように構成したが、使用者が位置指示器を操作する際に把持して人体を接触させる筐体３の所定部分にのみ、内部回路のアース導体と接続された金属板などの導電性部材を配置するようにしても良い。
【０１１７】
また、筐体３が例えばプラスチックで構成される場合に、導電性を有するプラスチックを使用して、それを直流的にあるいは交流的に内部回路のアース導体に接続する構成とすることにより、導電体部３２を省略することもできる。
【０１１８】
なお、この発明の位置指示器が使用される位置検出センサは、タブレットに限らず、パッド型端末などの種々の携帯端末、その他の据え置き型装置の位置検出装置に利用される種々のものが対象となる。
【符号の説明】
【０１１９】
１…位置指示器、２…位置検出センサ、３…位置指示器１の筐体、４…信号処理回路、５…バッテリー、６…周辺電極、７…中心電極、８…シールド部材
【要約】
【課題】静電容量の変化を検出することで位置検出が行われる位置検出センサと共に使用される位置指示器として、簡単な構成により、位置検出センサとの高い親和性と、高い汎用性を備え、さらには入力信号と出力信号との間で所定の波形相関性を確保でき、高感度の位置検出が可能となるものを提供する。
【解決手段】位置検出センサ２からの交流信号を受信するための第１の電極と、この第１の電極を介して受信された交流信号に対して所定の信号増強処理を行うための信号増強処理回路４と、この信号増強処理回路４から出力された信号が供給される、第１の電極とは異なる第２の電極とを備える。第１の電極を介して受信された位置検出センサ２からの交流信号と所定の相関性を有する信号増強された信号を形成すると同時に、信号増強された信号を第２の電極を介して位置検出センサ２に送出する。
【選択図】図１【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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【図１０】
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【図１１】
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