(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から交流信号を送信する静電方式のスタイラスペンからの前記交流信号を電界結合により受信する複数の電極が設けられているセンサーを備え、前記スタイラスペンにより指示された前記センサー上における位置を検出する位置検出装置であって、
前記センサーに設けた複数の電極の中から少なくとも各１本を＋端及び−端として選択する電極選択回路と、
前記電極選択回路によって選択した前記＋端と前記−端に生じる信号の差分を増幅して出力する差動増幅器と、
前記スタイラスペンの前記センサー面からの高さを求める高さ検出手段と、
前記高さ検出手段で検出される前記高さに応じて、前記電極選択回路が前記＋端及び−端としてそれぞれ選択する電極の選択パターンを変化させるように制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記高さ検出手段により検出された前記スタイラスペンの前記高さが所定値よりも大きいと検出されたときには、前記電極選択回路が、前記センサーにおいて複数個に領域分割された分割領域の一つに含まれる複数個の電極の全部の電極を前記＋端として選択し、前記分割領域の他の一つに含まれる複数個の電極の全部の電極を前記−端として選択するように制御すると共に、
前記高さ検出手段により検出された前記スタイラスペンの前記高さが所定値以内であると検出されたときには、前記電極選択回路が前記センサーに設けられている複数の電極のうちの一定の間隔を隔てた２本の電極を前記＋端及び−端として選択するように制御する
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記高さ検出手段により検出された前記スタイラスペンの前記高さが所定値以内であると検出されたときには、前記高さ検出手段で検出される前記高さに応じて、前記電極選択回路が前記＋端及び−端として選択する少なくとも２本の電極の間隔を変化させるように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記高さ検出手段により検出された前記スタイラスペンの前記高さが所定値以内であると検出されたときには、前記電極選択回路が前記センサーに設けられている複数の電極のうち隣接する２本の電極を前記＋端及び−端として選択する状態を含むように制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記高さ検出手段により検出された前記スタイラスペンの前記高さが所定値以内であると検出されたときには、前記制御手段は、前記電極選択回路が前記センサーに設けられている複数の電極のうちの前記２本の電極を前記＋端及び−端として含む電極選択領域を選択すると共に、前記電極選択領域を順次にずらすように制御し、
前記電極選択領域を順次ずらした時の前記差動増幅器の出力レベルを順次に検出し、その検出した複数の検出レベルの分布パターン及びレベル値から、前記スタイラスペンによる前記センサー上の指示位置を求める
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記高さ検出手段は、前記スタイラスペンの高さを前記差動増幅器から出力される信号の強度に基いて求める
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記高さ検出手段によって前記スタイラスペンが前記センサーのセンサー面の上方に存在することが判別されたことを外部の装置に通知するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記センサーは、透明基板の上に複数の透明電極が設けられて形成されており、表示装置上に重畳して設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項８】
少なくとも第1の方向に複数の電極が配置されたセンサーと、第１の入力端子と第２の入力端子を備え前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子のそれぞれの入力端子に供給される信号に対応した差動信号を出力する差動増幅回路と、前記センサーに配置された複数の電極から前記差動増幅回路の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子のそれぞれの入力端子に接続される電極を選択する電極選択回路を備え、電界を生成するスタイラスペンと前記センサーとの電界結合に基づいて前記スタイラスペンが指示する位置の検出が前記差動増幅回路から出力される前記差動信号に基づいて行われる位置検出装置であって、
前記電極選択回路によって設定された第１の電極選択パターンに対応して前記差動増幅回路から出力される差動信号が、設定された所定の条件を満たす場合には前記電極選択回路によって前記第１の電極選択パターンとは異なる第２の電極選択パターンを設定して前記スタイラスペンが指示する位置を検出するように構成されていると共に、
前記第１の電極選択パターンは、前記センサーにおいて複数個に領域分割された分割領域の一つに含まれる複数個の電極の全部の電極が前記差動増幅回路の前記第１の入力端子に接続され、前記分割領域の他の一つに含まれる複数個の電極の全部の電極が前記第２の入力端子に接続されるようにするものであり、
前記第２の電極選択パターンは、前記センサーに設けられている複数の電極のうちの一定の間隔を隔てた２本の電極のそれぞれが前記差動増幅回路の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子に接続されるようにするものである
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項９】
前記設定された所定の条件が満たされるか否かは、前記スタイラスペンが前記センサーのセンサー面の高さ方向の位置に対応して生成される前記差動増幅回路から出力される差動信号に基づいて判断されることを特徴とする請求項８に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記第１の電極選択パターンに対応して出力される差動信号が前記所定の条件を満たした際に、前記スタイラスペンが前記センサーのセンサー面の上方に存在することが判別されたことを外部の装置に通知するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の位置検出装置。
【請求項１１】
前記電極選択回路は、前記差動増幅回路の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子のそれぞれの入力端子に接続される電極の数が同数となるように電極選択を行うようにしたことを特徴とする請求項８に記載の位置検出装置。
【請求項１２】
前記第２の電極選択パターンにおける、前記差動増幅回路の前記第１の入力端子に接続される電極と、前記差動増幅回路の前記第２の入力端子に接続される電極との間い介在する電極の数は、前記差動増幅回路から出力される差動信号に基づいて変更されることを特徴とする請求項８に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電方式のスタイラスペンと共に使用される位置検出装置及び位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば特許文献１（特開２０１４−０６３２４９号公報）に開示されているように、静電方式のスタイラスペンと共に使用される位置検出装置が提供されるようになってきている。この特許文献１に開示されている位置検出装置は、透明センサーを備え、当該透明センサーを表示装置の表示画面に重畳して配置して、指では難しい手書き文字入力や絵やイラストなどの描画を、スタイラスペンによる入力により容易に行うことができるようにしている。
【０００３】
この特許文献１においては、静電方式のスタイラスペンは、位置検出装置のセンサーに設けられている電極に対して電界結合により交流信号を送信する。一方、位置検出装置では、電界結合によってスタイラスペンからの交流信号を受信した電極の位置を検出することで、スタイラスペンによるセンサー上での指示位置を検出するようにする。
【０００４】
そして、この特許文献１に開示されている位置検出装置においては、センサーに設けられた複数の電極の中から２本の電極を選択するマルチプレクサを設けて、これにより選択された、一定距離隔てられた２本の電極からの信号を差動増幅器で増幅するようにして、外来ノイズの影響を排除するようにしている。
【０００５】
また、特許文献２（特開平８−９５７０１号公報）には、差動増幅回路により、互いに隣接する２本の電極からの信号を増幅することで、コモンモードのノイズを打ち消すようにしたタッチパネル兼用透明デジタイザが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０６３２４９号公報
【特許文献２】特開平８−９５７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
互いに隣接する２本の電極に対しては、外来ノイズはそれぞれの電極に対し同じ影響を及ぼすので、特許文献２のデジタイザのように、当該隣接する２本の電極からの信号を差動増幅回路で差動増幅すれば、外来ノイズの影響は良好にキャンセルされる。
【０００８】
しかしながら、スタイラスペンがセンサー面から高さ方向に所定の距離離れている、いわゆるホバー状態のときには、当該ホバー状態にあるスタイラスペンに対して最も近くに位置する、互いが隣接する２本の電極の各々とスタイラスペンとの間の電界結合の程度は互いに類似したものとなり、当該隣接する２本の電極に生じるそれぞれの信号に対して差動増幅を行うと、外来ノイズのみならず、スタイラスペンからの信号もキャンセルされてしまう。このために、特許文献２のデジタイザのように、互いが隣接する電極を選択する場合には、ホバー状態にあるスタイラスペンを良好に検出することができなくなる恐れがある。
【０００９】
これに対し、上述した特許文献１の位置検出装置では、差動増幅器の＋側入力端子（非反転入力端子）及び−側入力端子（反転入力端子）に接続される２本の電極は、センサー上で常に一定距離離れるように選択されるために、差動増幅処理の対象となる２本の電極の各々と、ホバー状態にあるスタイラスペンとの間の電界結合には差が生じる。従って、特許文献１の位置検出装置では、差動増幅処理により外来ノイズをキャンセルするとともにスタイラスペンからの信号を検出することができるが、選択された２本の電極の間の距離は常に一定とされているために、スタイラスペンのホバー状態の程度、すなわちスタイラスペンのセンサーからの高さによっては必ずしもスタイラスペンを良好に検出できない恐れがある。
【００１０】
加えて、位置検出装置の操作では、指や手が位置検出装置のセンサーに接触した状態で、手に把持しているスタイラスペンによりセンサー上で位置指示する場合がある。このように、位置検出装置のセンサーに手や指が接触している場合には、差動増幅器の入力端子に接続されるそれぞれの電極には手や指から外来ノイズが混入することがある。
【００１１】
特許文献１の位置検出装置のように、差動増幅器の＋側入力端子及び−側入力端子に接続されるそれぞれの電極が、常に固定の距離隔てられて選択された電極である場合には、手や指の接触による外来ノイズの混入に対する影響は、一般には、差動増幅器の＋側入力端子及び−側入力端子の両方に均等に及ぼされるものではないために、特許文献１の位置検出装置では、手や指のセンサーへの接触による外来ノイズの混入に対する影響を差動増幅処理では排除できないことがある。このために、スタイラスペンからの信号にノイズ信号が重畳されてしまい、スタイラスペンの信号がうまく検出できず、よって、スタイラスペンが指示する位置の検出精度が著しく劣化してしまう恐れがある。
【００１２】
この発明は、以上の問題点に鑑み、スタイラスペンが、センサーに接触して位置指示をしている場合のみならず、ホバー状態にあるときにも、当該スタイラスペンのセンサー上の位置を良好に検出することができると共に、手や指がセンサーに接触していても、手や指から混入する外来ノイズの影響を排除して、スタイラスペンによる指示位置を良好に検出することができるようにした位置検出装置及び位置検出方法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】
【００１３】
上記の課題を解決するために、この発明は、
先端から交流信号を送信する静電方式のスタイラスペンからの前記交流信号を電界結合により受信する複数の電極が設けられているセンサーを備え、前記スタイラスペンにより指示された前記センサー上における位置を検出する位置検出装置であって、
前記センサーに設けた複数の電極の中から少なくとも各１本を＋端及び−端として選択する電極選択回路と、
前記電極選択回路によって選択した前記＋端と前記−端に生じる信号の差分を増幅して出力する差動増幅器と、
前記スタイラスペンの前記センサー面からの高さを求める高さ検出手段と、
前記高さ検出手段で検出される前記高さに応じて、前記電極選択回路が前記＋端及び−端としてそれぞれ選択する電極の選択パターンを変化させるように制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記高さ検出手段により検出された前記スタイラスペンの前記高さが所定値よりも大きいと検出されたときには、前記電極選択回路が、前記センサーにおいて複数個に領域分割された分割領域の一つに含まれる複数個の電極の全部の電極を前記＋端として選択し、前記分割領域の他の一つに含まれる複数個の電極の全部の電極を前記−端として選択するように制御すると共に、
前記高さ検出手段により検出された前記スタイラスペンの前記高さが所定値以内であると検出されたときには、前記電極選択回路が前記センサーに設けられている複数の電極のうちの一定の間隔を隔てた２本の電極を前記＋端及び−端として選択するように制御する
ことを特徴とする位置検出装置を提供する。
【００１４】
また、この発明は、
少なくとも第１の方向に複数の電極が配置されたセンサーと、第１の入力端子と第２の入力端子を備え前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子のそれぞれの入力端子に供給される信号に対応した差動信号を出力する差動増幅回路と、前記センサーに配置された複数の電極から前記差動増幅回路の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子のそれぞれの入力端子に接続される電極を選択する電極選択回路を備え、電界を生成するスタイラスペンと前記センサーとの電界結合に基づいて前記スタイラスペンが指示する位置の検出が前記差動増幅回路から出力される前記差動信号に基づいて行われる位置検出装置であって、
前記電極選択回路によって設定された第１の電極選択パターンに対応して前記差動増幅回路から出力される差動信号が、設定された所定の条件を満たす場合には前記電極選択回路によって前記第１の電極選択パターンとは異なる第２の電極選択パターンを設定して前記スタイラスペンが指示する位置を検出するようにしたことを特徴とする位置検出装置を提供する。
【００１６】
上述の構成のこの発明においては、スタイラスペンのセンサー面からの高さに応じて、差動増幅回路の＋側入力端子及び−側入力端子に接続される電極の選択パターンが電極選択回路によって変更される。これにより、スタイラスペンとセンサーとの間の距離に応じて最適な電極選択を行なうことができ、外来ノイズの影響を受け難い位置入力ができるとともに、スタイラスペンがセンサー面から高い位置にあってもスタイラスペンからの信号を良好に受信することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、スタイラスペンのセンサー面に対する高さに対応して、差動増幅器の＋側入力端子及び−側入力端子のそれぞれに接続される電極の選択を動的に制御するようにしたため、手や指などからの外来ノイズの混入による影響を排除しつつ、スタイラスがセンサー面から高さ方向に移動してもスタイラスからの信号を良好に受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明による位置検出装置の実施形態が適用されたタブレット装置の構成例を示す分解斜視図である。
【図２】この発明による位置検出装置の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の位置検出装置の実施形態の説明のためのタイミングチャートである。
【図４】この発明による位置検出装置の実施形態と共に使用されるスタイラスペンの構成例を示す図である。
【図５】図４のスタイラスペンの内部回路例を示す図である。
【図６】図５のスタイラスペンの処理動作を説明するための図である。
【図７】この発明による位置検出装置の実施形態の要部の説明に用いる図である。
【図８】この発明による位置検出装置の実施形態におけるスタイラスペンの高さ方向の位置に応じた電極の選択制御を説明するための図である。
【図９】この発明による位置検出装置の実施形態におけるスタイラスペンの高さ方向の位置に応じた電極の選択制御を説明するための図である。
【図１０】この発明による位置検出装置の実施形態におけるスタイラスペンの高さ方向の位置に応じた電極の選択制御を説明するための図である。
【図１１】この発明による位置検出装置の実施形態におけるスタイラスペンによる指示位置の検出方法を説明するために用いる図である。
【図１２】この発明による位置検出装置の実施形態の要部の処理動作を説明するためのフローチャートの一部を示す図である。
【図１３】この発明による位置検出装置の実施形態の要部の処理動作を説明するためのフローチャートの一部を示す図である。
【図１４】この発明による位置検出装置の実施形態の要部の処理動作を説明するための図である。
【図１５】この発明による位置検出装置の実施形態の要部の処理動作を説明するための図である。
【図１６】この発明による位置検出装置の実施形態の要部の処理動作を説明するための図である。
【図１７】この発明による位置検出装置の実施形態におけるスタイラスペンの高さ方向の位置に応じた電極の選択制御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】
【００１９】
以下、この発明による位置検出装置の実施形態を、図を参照しながら説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］
図１は、この発明による位置検出装置の実施形態としてのタブレット装置の分解構成図を示す。
【００２１】
この例のタブレット装置１は、図１に示すように、位置検出センサー１０と、表示装置としてのＬＣＤ２０と、プリント配線基板３０と、タブレット装置１の筐体を構成する上ケース４１と、下ケース４２とで構成されている。位置検出センサー１０は、このＬＣＤ２０の表示面２１上に重ねられるようにして配置される。
【００２２】
位置検出センサー１０は、透明基板１１に、光透過性を有する複数の電極からなる透明電極群１２が配置されている透明センサーである。透明電極群１２は、第１の方向であるＹ軸方向に配置された複数本、例えば３０本の第１の透明電極群１３と、第２の方向であるＸ軸方向に配置された複数本、例えば４０本の第２の透明電極群１４とからなる。また、Ｙ軸方向に配置した電極とＸ軸方向に配置した電極は、互いに直交するように配置されている。
【００２３】
この例では、透明基板１１は、２枚のガラスを張り合わせて構成されており、そのうちスタイラスペンによる指示入力面とは反対側（ＬＣＤ２０の表示面２１に対向する面側）のガラスには、第１の透明電極群１３が形成されており、指示入力面側（ＬＣＤ２０の表示面２１に対向する面とは反対側）には、第２の透明電極群１４が形成されている。
【００２４】
第１の透明電極群１３は、Ｙ軸方向に等間隔に配置される細長いライン状の３０本の第１の透明電極Ｙ１〜Ｙ３０により構成され、第２の透明電極群１４は、Ｘ軸方向に等間隔に配置される細長いライン状の４０本の第２の透明電極Ｘ１〜Ｘ４０により構成されている。これら第１の透明電極Ｙ１〜Ｙ３０および第２の透明電極Ｘ１〜Ｘ４０は、光透過性の導電材料、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）膜からなる導体で構成されている。
【００２５】
したがって、透明電極群１２は、３０本の第１の透明電極（以下、Ｙ電極という）Ｙ１〜Ｙ３０と、４０本の第２の透明電極（以下、Ｘ電極という）Ｘ１〜Ｘ４０が、互いに直交するように格子状とされた電極配置とされる。なお、この例では、透明基板１１を構成する２枚のガラスは、ＩＴＯ膜の面が互いに向かい合うように配置されるとともに、透明の絶縁シートを挟んで互いが接着されている。
【００２６】
プリント配線基板３０には、位置検出センサー１０からの信号を処理するための電子回路、およびＬＣＤパネル２０を駆動するためのドライブ回路などを構成する電子部品が搭載されている。
【００２７】
タブレット装置１の筐体を構成する上ケース４１と下ケース４２は、それぞれ例えば合成樹脂により構成されている。この筐体の下ケース４２には、位置検出センサー１０が配設された透明基板１１、ＬＣＤパネル２０およびプリント配線基板３０を収納するための凹部４３が形成されている。この凹部４３内に、位置検出センサー１０が配設された透明基板１１、ＬＣＤパネル２０およびプリント配線基板３０が収納された後、上ケース４１が下ケース４２に接着材によって接着されることにより、凹部４３が閉塞されて、タブレット装置１が組み立てられる。
【００２８】
第１の透明電極群１３および第２の透明電極群１４が配置されている透明基板１１及びプリント配線基板３０は、位置検出センサー１０からの信号を処理するために、図２に示すような構成の処理回路を備えている。
【００２９】
図２は、この発明による位置検出装置の実施形態の構成図である。図２に示すように、この実施形態の位置検出装置は、位置検出センサー１０を備えると共に、Ｘ選択回路１０１と、Ｙ選択回路１０２と、切替回路１０３と、差動増幅器１０４と、スイッチ１０５と、バンドパスフィルター回路１０６と、検波回路１０７と、アナログ−デジタル変換回路（以下、ＡＤ変換回路と略称する）１０８と、コントロール回路１０９と、マイクロプロセッサ（ＭＣＵ）１１０とを備える。
【００３０】
マイクロプロセッサ１１０は、内部にＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を備えるとともに、ＲＯＭに格納されたプログラムによって動作する。また、マイクロプロセッサ１１０は、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づき制御信号ｇをコントロール回路１０９に出力することで、コントロール回路１０９は所定のタイミングで制御信号ａ〜ｆを出力する。
【００３１】
位置検出センサー１０は、スタイラスペン５０からの信号を受信する。スタイラスペン５０は、所定の周波数の信号がペン先端部の電極およびそれを取り囲む外周電極との間に供給されることで電界を生成する。
【００３２】
Ｘ選択回路１０１は、位置検出センサー１０のＸ電極群１４に接続されて、当該Ｘ電極群１４の中から１組のＸ電極を、差動増幅器１０４の＋側入力端子および−側入力端子に接続すべく、選択する。Ｙ選択回路１０２は、位置検出センサーのＹ電極群１３に接続されて、当該Ｙ電極群１３の中から１組のＹ電極を、差動増幅器１０４の＋側入力端子および−側入力端子に接続すべく、選択する。
【００３３】
Ｘ選択回路１０１によって選択された１組のＸ電極と、Ｙ選択回路１０２によって選択された1組のＹ電極のそれぞれは、切替回路１０３に接続されている。切替回路１０３は、Ｘ選択回路１０１により選択された１組のＸ電極及びＹ選択回路１０２により選択された1組のＹ電極を選択的に差動増幅器１０４に接続する。即ち、スタイラスペン５０が指示する位置のＸ座標を求めるときは、コントロール回路１０９からの制御信号ａをローレベル「０」として、Ｘ選択回路１０１を選択する。また、スタイラスペン５０が指示する位置のＹ座標を求めるときは、制御信号ａをハイレベル「１」として、Ｙ選択回路１０２を選択する。この場合に、Ｘ選択回路１０１及びＹ選択回路１０２のそれぞれによって選択された１組の電極のうちの一方の電極は、差動増幅器１０４の非反転入力端子（＋側入力端子）に接続される。一方、Ｘ選択回路１０１及びＹ選択回路１０２のそれぞれによって選択された１組の電極のうちの他方の電極は、差動増幅器１０４の反転入力端子（−側入力端子）に接続される。
【００３４】
バンドパスフィルター回路１０６は、スタイラスペン５０が出力する信号が有する周波数を中心とした所定の帯域幅を有する。このバンドパスフィルター回路１０６には、スイッチ１０５を介して差動増幅器１０４からの出力信号jが供給される。
【００３５】
スイッチ１０５はコントロール回路１０９からの制御信号ｂによってオン状態またはオフ状態に制御される。即ち、制御信号ｂがハイレベル「１」のときにはスイッチ１０５はオン状態とされ、差動増幅器１０４からの出力信号jはバンドパスフィルター回路１０６に供給される。制御信号ｂがローレベル「０」のときにはスイッチ１０５はオフ状態とされることで、差動増幅器１０４からの出力信号jはバンドパスフィルター回路１０６に供給されない。
【００３６】
バンドパスフィルター回路１０６の出力信号は検波回路１０７によって検波されて検波信号ｋを生成する。検波信号ｋは、コントロール回路１０９からの制御信号ｃに基づきＡＤ変換回路１０８によってデジタル値に変換される。このＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄはマイクロプロセッサ１１０に供給されて処理される。ここで、スイッチ１０５がオン状態である期間は、ＡＤ変換回路１０８でサンプリングを行ってデジタル信号ｄに変換する受信期間であり、スイッチ１０５がオフ状態である期間は、ＡＤ変換回路１０８でサンプリングをしない受信停止期間となり、スイッチ１０５のオン状態とオフ状態に対応して、受信期間と受信停止期間とが交互に設けられる。
【００３７】
コントロール回路１０９は制御信号ｅをＸ選択回路１０１に供給することにより、Ｘ選択回路１０１は１組のＸ電極を選択する。また、コントロール回路１０９は制御信号ｆをＹ選択回路１０２に供給することにより、Ｙ選択回路１０２は１組のＹ電極を選択する。
【００３８】
本実施形態では、ＬＣＤパネル２０から、表示のリフレッシュのタイミングに同期する水平同期パルスｈがコントロール回路１０９およびマイクロプロセッサ１１０に供給されており、位置検出装置の全体の動作が水平同期パルスｈの周期Ｐｈ（図３参照）に同期して行われる。
【００３９】
図３は、Ｘ選択回路１０１及びＹ選択回路１０２がスタイラスペン５０に近い電極を選択した状態において、位置検出装置がスタイラスペン５０から受信した信号の波形と、ＡＤ変換動作のタイミングを示す。図３において、ｈ、ｂ、ｊ、ｋ、ｃ、ｄは図２に同一符号で示した箇所の信号波形である。
【００４０】
差動増幅器１０４からの出力信号ｊにはスタイラスペン５０から送信された信号が現れるが、水平同期パルスｈのタイミングでＬＣＤパネル２０からの強いノイズが重畳する。本実施形態では、差動増幅器１０４での差動増幅処理だけでなく、スイッチ１０５の切替制御により、このＬＣＤパネル２０からノイズが発生するタイミングを避けて信号検出（ＡＤ変換）を行う。
【００４１】
即ち、コントロール回路１０９は、ＬＣＤパネル２０からの水平同期パルスｈに基づいて、当該水平同期パルスｈに同期し、かつ、この水平同期パルスｈのパルス幅期間を含む期間でローレベルとなる制御信号ｂを生成する。そして、コントロール回路１０９は、この制御信号ｂにより、水平同期パルスｈに同期したタイミングであって、水平同期パルスｈのパルス幅期間を含む期間でスイッチ１０５をオフとする。これにより、差動増幅器１０４の出力に現れるノイズはバンドパスフィルター回路１０６には入力されないため、ＡＤ変換回路１０８による変換結果のデジタル信号ｄはノイズの影響を受けない。
【００４２】
ＬＣＤパネル２０から発生するノイズは一般にパルス性であるが、そのようなパルス性ノイズをバンドパスフィルター回路１０６に入力するとパルスが終了した後も長い時間に渡って影響が残る。そのため、本実施形態ではＬＣＤパネル２０から発生するノイズが現れる期間においては、差動増幅器１０４からの出力信号ｊがバンドパスフィルター回路１０６に入力されないようにスイッチ１０５によって制御される。従って、検波回路１０７から出力される検波信号ｋの信号波形は、ＬＣＤパネル２０から発生するノイズの影響が排除されている。コントロール回路１０９から出力される、水平同期パルスｈに同期した制御信号ｃがＡＤ変換回路１０８に供給されて、検波回路１０７から出力される検波信号ｋがデジタル信号ｄに変換される。デジタル信号ｄは、マイクロプロセッサ１１０に供給されてスタイラスペン５０が位置検出センサー１０上で指示する位置を検出するための所定の信号処理が行われる。
【００４３】
図４は、本実施形態で用いるスタイラスペン５０の内部構造例を示したものである。図４において、スタイラスペン５０のペン先端部には芯体５１が設けられ、芯体５１の内部には電極５２が埋め込まれている。芯体５１の先端部を除いた外周にはシールド電極５３が芯体５１を取り囲むように設けられている。シールド電極５３は、回路において最も電位が安定した部分（ＧＮＤ；接地電極）に接続する。このシールド電極５３は、スタイラスペン５０が位置検出センサー１０の面上に傾けて置かれても検出座標値がずれないようにする効果がある。
【００４４】
この例のスタイラスペン５０は、芯体５１に印加される圧力（筆圧）を検出する筆圧検出手段を備える。この例においては、筆圧検出手段は、芯体５１と物理的に結合されて芯体５１を介して加えられる筆圧によって容量が変化する可変容量コンデンサ５４により構成されている。この可変容量コンデンサ５４のそれぞれの端子はプリント配線基板５５に接続される。このプリント配線基板５５には所定の周波数で発振する発振回路５８が設けられており、その発振出力が電極５２に供給される。プリント配線基板５５に形成されている回路部には、電池５６などの電源から駆動電圧が供給される。
【００４５】
プリント配線基板５５に形成されている回路部においては、可変容量コンデンサ５４に加えられた筆圧が後述する動作により２進コード化されて、前記発振回路５８を制御することによりＡＳＫ変調された信号を出力する。プリント配線基板５５には、そのためのＡＳＫ変調回路も設けられている。
【００４６】
図５は、スタイラスペン５０の回路の一例を示したものである。図５において図４と同じものは同一記号で表している。図５においてコイルＬ１とコンデンサＣ１およびコンデンサＣ２は発振回路５８の一部を構成しており、その発振出力はコイルＬ１と結合するコイルＬ２に誘導されて、芯体５１の電極５２に供給されている。
【００４７】
図５において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５７は、所定のプログラムに従って動作する。ＣＰＵ５７の端子Ｐ１からの制御信号ｐは前述した発振回路５８に接続されており、起動または停止状態となるように発振を制御する。例えば、発振回路５８は、制御信号ｐがローレベル「０」のときは発振を停止し、制御信号ｐがハイレベル「１」のときは発振を行う。可変容量コンデンサ５４は抵抗と並列に接続されて、ＣＰＵ５７の端子Ｐ２に接続されている。この端子Ｐ２の信号をｑ、芯体５１の電極５２に供給される信号をｒ、端子Ｐ１の信号（制御信号）をｐとしてスタイラスペン５０の動作を説明する。
【００４８】
図６は、図５における信号ｐ、ｑ、ｒの各波形を示したものである。ＣＰＵ５７は制御信号ｐとして所定の期間ハイレベル「１」を出力して発振回路の動作を継続する。位置検出装置ではこの期間にて後述するスタイラスペン５０が指示する位置の検出動作を行う。また、ＣＰＵ５７は、この制御信号ｐがハイレベル「１」とされた、発振信号の連続送信期間中に、可変容量コンデンサ５４による筆圧検出を行う。この筆圧検出を行うため、ＣＰＵ５７は前述した発振信号の連続送信を開始した後、端子Ｐ２をハイレベル「１」に設定する。これによって信号ｑはハイレベル「１」となり、可変容量コンデンサ５４は所定の電圧、例えば電池５６の電圧にて充電される。
【００４９】
この充電が完了すると、ＣＰＵ５７は端子Ｐ２をハイインピーダンスに設定とする。これにより、可変容量コンデンサ５４に充電された電荷は、これと並列に接続された抵抗によって放電されるため、信号ｑすなわち端子Ｐ２の電圧は徐々に低下する。ＣＰＵ５７において端子Ｐ２の電圧が所定のしきい値電圧以下になると、内部ロジックがローレベルとなる。ＣＰＵ５７は端子Ｐ２をハイインピーダンスに切替えてから端子Ｐ２の電圧が前記しきい値以下に達するまでの時間をＴｐ（図６参照）として計測する。この時間Ｔｐは可変容量コンデンサ５４の容量、即ち筆圧の大きさによって変化するので、ＣＰＵ５７は筆圧がゼロから最大までの範囲で計測した時間Ｔｐを例えば１０ビットのデジタル値として求める。
【００５０】
前述した、発振信号の連続送信期間が終了後しばらくしてＣＰＵ５７は、この１０ビットの筆圧データに応じて端子Ｐ１を制御することによりＡＳＫ変調を行う。即ち、データが“０”のときは端子Ｐ１をローレベルとし、データが“１”のときはハイレベルとする。図６において、最初のデータであるスタート信号（Start signal）は、必ず“１”として送出する。これは後続データのタイミングをマイクロプロセッサ１１０が正確に把握できるようにするためである。また、図６において、周期Ｔｄは１ビットのデータを送出する周期である。この周期Ｔｄは、ＬＣＤパネル２０の水平同期パルスｈの周期Ｐｈと比較して十分に長いことが好ましい。
【００５１】
位置検出センサー１０からの出力信号は、周期Ｔｄよりも十分に短い周期の水平同期パルスｈに同期した制御信号ｃに基づいて、ＡＤ変換回路１０８でデジタル信号ｄに変換される。そして、図３に示したように、水平同期パルスｈに同期して生成される制御信号ｂにより、水平同期パルスｈに同期して発生するノイズが含まれる期間は、スイッチ１０５がオフ状態とされて受信停止期間が設定される。スイッチ１０５がオン状態とされる受信期間では、制御信号ｃに基づいて、ＡＤ変換回路１０８でデジタル信号ｄに変換される。したがって、前述したように、水平同期パルスｈに同期して発生するノイズは、ＡＤ変換回路１０８には供給されないためにノイズの影響が排除される。
【００５２】
以上のように構成した本実施形態の位置検出装置が、スタイラスペン５０のホバー状態における位置、及びスタイラスペン５０の位置検出センサー１０上で指示する位置をどのようにして検出するのか、について次に説明する。
【００５３】
スタイラスペン５０が位置検出センサー１０のセンサー面の上方にある場合（ホバー状態）には、スタイラスペン５０の、後述する位置検出センサー１０のセンサー面に対する高さ方向の位置、すなわち、位置検出センサー１０のセンサー面からの距離（以下、「高さ」と呼ぶ）に対応した電極の選択制御を行うことで、差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルは、スタイラスペン５０の位置検出センサー１０のセンサー面からの高さに応じた信号強度を示す。この実施形態の位置検出装置においては、予め、スタイラスペン５０の、位置検出センサー１０のセンサー面からの高さに応じた信号強度のデータ、すなわち、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄと比較すべきデータが、マイクロプロセッサ１１０のＲＯＭに記憶される。
【００５４】
図７は、マイクロプロセッサ１１０のＲＯＭに記憶されている信号強度と、スタイラスペン５０の位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓからの高さとの関係の一例を示すものである。なお、図７では、スタイラスペン５０による位置検出センサー１０の指示入力面をセンサー面１０Ｓとしているが、位置検出センサー１０の透明基板１１に指示入力面側のみならず、その反対側の面にも電極が形成されている場合には、位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓは、指示入力面と、その反対側の面との両方に基づいて規定される。
【００５５】
図７の例では、位置検出センサーのセンサー面１０Ｓからの高さが例えば５ｍｍ以下のように、センサー面１０Ｓにより近い、高さＨ１にスタイラスペン５０があった時の信号強度のデータＥ１と、位置検出センサーのセンサー面１０Ｓからの高さが例えば２０ｍｍ以上のように、センサー面１０Ｓからより遠い、高さＨ２にスタイラスペン５０があった時の信号強度のデータＥ２とが、それぞれの高さＨ１、Ｈ２に対応して、マイクロプロセッサ１１０のＲＯＭに記憶されている。
【００５６】
なお、この実施形態では、後述するように、スタイラスペン５０の存在が位置検出センサー１０の上方において、すなわちスタイラスペン５０がホバーの状態において、検出されたか否かを検出することで、スタイラスペン５０が高さＨ２より高い位置に在るかどうかを検出するようにしている。したがって、ＲＯＭに記憶される高さＨ２に対応する信号強度のデータは、後述の図８及び図９に示す電極選択状態において差動増幅器１０４の差動増幅出力が有意であるかどうかを判定するための閾値とされる。
【００５７】
また、高さＨ１については、後述する図１０（Ａ），図１０（Ｂ）に示す電極の選択状態において、差動増幅処理のための１組の電極を順次に移動させることにより得られる差動増幅出力の積分値や、最大値等を用いて判定される。したがって、マイクロプロセッサ１１０のＲＯＭには、前記差動増幅出力の積分値や最大値について、高さＨ１であるときの閾値が記憶される。
【００５８】
マイクロプロセッサ１１０は、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄを監視することで、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓからの高さを検出する高さ検出手段を備える。そして、この実施形態では、マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０の位置検出センサーのセンサー面１０Ｓからの高さに応じて、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続する位置検出センサー１０の電極と、差動増幅器１０４の−側入力端子に接続する位置検出センサー１０の電極との間隔を変化させるようにコントロール回路１０９を制御する。コントロール回路１０９は、このマイクロプロセッサ１１０からの制御信号ｇに基づいて、Ｘ選択回路１０１に制御信号ｅを供給することで1組のＸ電極を選択可能と成し、及びＹ選択回路１０２に制御信号ｆを供給することで1組のＹ電極を選択可能と成す。
【００５９】
図８〜図１０は、Ｘ選択回路１０１によって、コントロール回路１０９からの制御信号ｅに対応して、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓからの高さに応じて設定される電極選択パターンが動的に制御される例を示すものである。なお、Ｘ選択回路１０１及びＹ選択回路１０２のそれぞれと差動増幅器１０４との間には切替回路１０３が介在しているが、図８〜図１０では、簡単のため、切替回路１０３は省略して説明する。
【００６０】
図８は、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓからの高さＨが、Ｈ＞Ｈ２であるホバー状態の場合におけるＸ選択回路１０１の電極選択状態を示す図である。なお、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓからの高さＨが、Ｈ＞Ｈ２である場合には、スタイラスペン５０が位置検出センサー１０の指示入力面の上方に存在しない場合も含む。
【００６１】
この場合には、図８に示すように、コントロール回路１０９からの制御信号ｅに基づいて、Ｘ選択回路１０１は、位置検出センサー１０の左半分領域１０Ａ（図８において斜線を付して示した領域）に配置された全てのＸ電極（Ｘ１〜Ｘ２０）を連結するとともに差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続される。一方、位置検出センサー１０の右半分領域１０Ｂに配置された全てのＸ電極（Ｘ２１〜Ｘ４０）を連結するとともに差動増幅器１０４の−側入力端子に接続される。したがって、差動増幅器１０４には、位置検出センサー１０の左半分領域１０Ａに配置された全てのＸ電極からの信号と、右半分領域１０Ｂに配置された全てのＸ電極からの信号が供給されて、それぞれの信号の間で差動増幅処理が行われる。
【００６２】
この場合、スタイラスペン５０が位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓの上方に存在しないときには、差動増幅器１０４の差動増幅出力は有意な信号レベルとならない。すなわち、設定された所定の条件を満たさない。一方、スタイラスペン５０が位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓの上方の所定の高さに存在するときには、差動増幅器１０４の差動増幅出力は有意な信号レベルとなる。すなわち、この場合には、設定された所定の条件を満たす。これにより、スタイラスペン５０が、位置検出センサー１０の上方に在ることを検出することができる。
【００６３】
また、この実施形態では、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓからの高さＨが、Ｈ＞Ｈ２である場合には、マイクロプロセッサ１１０は、図８に示したＸ選択回路１０１による電極選択状態に加えて、コントロール回路１０９からの制御信号ｅに基づいて、図９に示す、Ｘ選択回路１０１による電極選択制御を行う。
【００６４】
すなわち、図９においては、コントロール回路１０９からの制御信号ｅに基づいて、Ｘ選択回路１０１は、位置検出センサー１０の左半分領域１０Ａ及び右半分領域１０Ｂのそれぞれをさらに、例えば１／２に、再分割することで再分割領域を生成し、図９において斜線を付して示す左半分領域１０Ａの左側の分割領域１０Ａａ（Ｘ電極：Ｘ１〜Ｘ１０）及び右半分領域１０Ｂの右側の分割領域１０Ｂｂ（Ｘ電極：Ｘ３１〜Ｘ４０）に含まれる全てのＸ電極を連結するとともに差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続する。一方、左半分領域１０Ａの右側の分割領域１０Ａｂ（Ｘ電極：Ｘ１１〜Ｘ２０）と右半分領域１０Ｂの左側の分割領域１０Ｂａ（Ｘ電極：Ｘ２１〜Ｘ３０）に含まれる全てのＸ電極を連結するとともに差動増幅器１０４の−側入力端子に接続する。
【００６５】
図９に示すように、スタイラスペン５０が位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓの上方の所定の高さに存在するときには、Ｘ選択回路１０１によってＸ電極を選択制御することによって差動増幅器１０４からの差動増幅出力は有意な信号レベルとなる。すなわち、設定された所定の条件を満たす。これにより、スタイラスペン５０が、位置検出センサー１０の上方に在ることを検出することができる。
【００６６】
また、図８に示すＸ選択回路１０１による電極選択状態でのスタイラスペン５０の検出により、スタイラスペン５０がセンサー面１０Ｓの左側または右側のいずれかの領域に存在するか否かを検出することができる。この検出を以下の説明においては、検出ステップＡと呼ぶことにする。図９に示すＸ選択回路１０１による電極選択状態でのスタイラスペン５０の検出により、スタイラスペン５０がセンサー面１０Ｓ上の中央または両端のいずれの領域に存在するか否かを検出することができる。以下の説明においては、この検出を検出ステップＢと呼ぶことにする。
【００６７】
この実施形態では、検出ステップＡ及び検出ステップＢのうちのいずれかのステップにおいて差動増幅器１０４の差動増幅出力が有意となったことが検出されるまで、検出ステップＡ及び検出ステップＢを交互に繰り返すことで、スタイラスペン５０が位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓのいずれの位置に在っても、その存在状態を検出できるようにする。なお、検出ステップＡ及び検出ステップＢを交互に繰り返すことなく、検出ステップＡあるいは検出ステップＢの、一方のステップのみを実行させることもできる。
【００６８】
なお、以上は、Ｘ選択回路１０１によって電極選択制御を行う場合について説明したが、Ｙ選択回路１０２によって電極選択制御を行う場合には、センサー面１０Ｓを上下方向に分割すると共に、上述と同様にして、検出ステップＡと検出ステップＢとを行う。
【００６９】
次に、図１０（Ａ）は、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓからの高さＨが、Ｈ２≧Ｈ＞Ｈ１であるホバー状態の場合における、Ｘ選択回路１０１による電極選択状態を示す図である。
【００７０】
すなわち、この場合には、コントロール回路１０９からの制御信号ｅに基づいて、Ｘ選択回路１０１は、所定の本数ｎ（ｎ＝１，２，・・・）の電極を隔てた２本のＸ電極のうちの一方の電極を差動増幅器１０４の＋側入力端子に、他方の電極を差動増幅器１０４の−側入力端子に接続するように選択する。図１０（Ａ）の例では、Ｘ選択回路１０１は、４本の電極（ｎ＝４）によって隔てられた、Ｘ電極ＸｉとＸ電極Ｘ（ｉ＋５）とを選択して、Ｘ電極Ｘｉ（ｉは自然数）を差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続し、また、Ｘ電極Ｘ（ｉ＋５）を差動増幅器１０４の−側入力端子に接続する。
【００７１】
なお、この図１０（Ａ）のＸ選択回路１０１による電極選択処理は、後述する概略位置検出動作（図１４および図１５）により得られたスタイラスペン５０のおおよその位置（概略位置）の近傍のＸ電極について行われる。この場合に、Ｘ選択回路１０１は、コントロール回路１０９からの制御信号ｅに基づいて、差動増幅処理のための１組のＸ電極Ｘｉ及びＸ（ｉ＋５）を、前記概略位置近傍において、Ｘ方向に順次、この例では、１本分ずつずらす（ｉを１ずつ増加あるいは減ずる）ようにして順次選択する。なお、複数本ずつずらしても良い。
【００７２】
以上により、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓからの高さＨが、Ｈ２≧Ｈ＞Ｈ１とされるホバー状態においては、差動増幅器１０４では、ｎ本の電極によって隔てられた１組のＸ電極ＸｉとＸ電極Ｘ（ｉ＋５）の信号との間で差動増幅処理が行われるので、位置検出装置は、手や指が位置検出センサー１０に接触することで混入する外来ノイズに対するキャンセル効果は低下するものの、位置検出センサー１０上でのスタイラスペン５０のホバー位置を良好に検出することが可能となる。この図１０（Ａ）を用いて説明した動作を、以下の説明においては、詳細位置検出動作Ａと呼ぶことにする。この詳細検出位置動作Ａによるスタイラスペン５０の位置検出方法については後述する。
【００７３】
次に、図１０（Ｂ）は、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓからの高さＨが、センサー面１０Ｓに近づいて、Ｈ１≧Ｈとなった状態（スタイラスペン５０が位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓに接触している状態を含む）の場合におけるＸ選択回路１０１による電極選択状態を示す。この場合には、コントロール回路１０９からの制御信号ｅに基づいて、Ｘ選択回路１０１は、隣接する２本のＸ電極Ｘｉ，Ｘ（ｉ＋１）の一方（図１０（Ｂ）の例ではＸ電極Ｘｉ）を差動増幅器１０４の＋側入力端子に、他方（図１０（Ｂ）の例ではＸ電極Ｘ（ｉ＋１））を差動増幅器１０４の−側入力端子にそれぞれ接続するように電極を選択する。
【００７４】
スタイラスペン５０の高さＨが、センサー面１０Ｓに近接した高さ（Ｈ１≧Ｈ）である場合には、隣接した２本のＸ電極Ｘｉ，Ｘ（ｉ＋１）の信号の間で差動増幅処理を行うことで、手や指が位置検出センサー１０に接触することで混入する外来ノイズを有効にキャンセルすることができる。したがって、位置検出装置は、たとえ手や指がセンサー面１０Ｓに接触していても、差動増幅処理のために選択される１組の電極は互いに隣接した電極であるために外来ノイズの影響を排除することができるので、スタイラスペン５０の指示位置を良好に検出することができる。
【００７５】
なお、この図１０（Ｂ）のＸ選択回路１０１による電極選択処理は、図１０（Ａ）での電極選択制御と同様に、概略位置の検出動作により検出されたスタイラスペン５０の概略位置近傍のＸ電極について行われる。この場合に、Ｘ選択回路１０１は、コントロール回路１０９からの制御信号ｅに基づいて、差動増幅処理のためのＸ電極Ｘｉ及びＸ（ｉ＋１）は、前記スタイラスペン５０が存在するであろうと推測される領域範囲内において、Ｘ方向に順次、この例では、１本分ずつずらす（ｉを１ずつ増加あるいは減じる）ようにして順次選択する。なお、複数本ずつずらしても良い。
【００７６】
そして、位置検出装置では、隣接する２本のＸ電極Ｘｉ，Ｘ（ｉ＋１）のｉを１ずつ増加させて電極選択したときの差動増幅器１０４から出力される差動信号の信号レベルの変化に基づいて、位置検出センサー１０におけるスタイラスペン５０の位置を検出するようにする。この図１０（Ｂ）を用いて説明した動作を、以下の説明においては、詳細位置検出動作Ｂと呼ぶことにする。この詳細位置検出動作Ｂによるスタイラスペン５０の位置検出方法については後述する。
【００７７】
図１１は、詳細位置検出動作Ｂによって、隣接する２本のＸ電極Ｘｉ，Ｘ（ｉ＋１）について差動増幅器１０４から出力される差動信号の信号レベルに基づいて、位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓ上におけるスタイラスペン５０が指示する位置を検出する処理を説明するための図である。
【００７８】
図１１の例においては、スタイラスペン５０の位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓ上での位置は、互いに隣接する複数のＸ電極のそれぞれの位置をも参酌した座標精度とするように構成されている。すなわち、図１１の例におけるスタイラスペン５０の位置は、Ｘ電極Ｘｉの真上である位置Ａ（Ｘ軸方向の位置。以下同じ）と、その隣のＸ電極Ｘ（ｉ＋１）の真上である位置Ｅと、それら位置ＡとＥとの間の、この例では３つの位置Ｂ，Ｃ，Ｄとして示す、複数の位置を検出可能である。すなわち、スタイラスペン５０が、隣接する２つのＸ電極の間に位置することがあっても、その位置を精度良く検出できる。
【００７９】
そして、Ｘ選択回路１０１は、前述したように、隣接する２本のＸ電極からなる１組の電極を、Ｘ電極を１本分ずつ順次にずらして選択するようにする。すなわち、図１１の例においては、Ｘ電極Ｘ（ｉ−３）とＸ（ｉ−２）の組Ｓ１、Ｘ電極Ｘ（ｉ−２）とＸ（ｉ−１）の組Ｓ２、Ｘ電極Ｘ（ｉ−１）とＸｉの組Ｓ３、Ｘ電極ＸｉとＸ（ｉ＋１）の組Ｓ４、Ｘ電極Ｘ（ｉ＋１）とＸ（ｉ＋２）の組Ｓ５、Ｘ電極Ｘ（ｉ＋２）とＸ（ｉ＋３）の組Ｓ６、Ｘ電極Ｘ（ｉ＋２）とＸ（ｉ＋３）の組Ｓ７、というように、Ｘ選択回路１０１は、選択すべき電極を順次ずらすことで１組を構成する電極を順次切り替えるようにする。ここで、図１１に示すように、上記位置Ａ〜Ｅに対応する２本のＸ電極Ｘｉ，Ｘ（ｉ＋１）は組Ｓ４であり、上記の７組Ｓ１〜Ｓ７は、この組Ｓ４を中心とした、その前後の複数の電極の組を示している。
【００８０】
そして、この場合に、上記位置Ａ〜Ｅのそれぞれの位置がスタイラスペン５０により指示された時に、各電極の組Ｓ１〜Ｓ７が選択されたときの差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルは、図１１に示すように、上記位置Ａ〜Ｅのそれぞれの位置に応じた変化を呈するものとなる。したがって、マイクロプロセッサ１１０は、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄに基づいて、差動増幅器１０４から出力される信号レベルが、各電極の組Ｓ１〜Ｓ７についての分布パターンとして、図１１に示すいずれの分布パターンを呈しているかを判別することにより、スタイラスペン５０のＸ方向の位置が、位置Ａ〜Ｅのいずれの位置であるかを検出することができる。
【００８１】
なお、マイクロプロセッサ１１０は、上記の７組Ｓ１〜Ｓ７のそれぞれ場合の差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルの比から、スタイラスペン５０の位置検出センサー１０での位置を検出できる。
【００８２】
なお、以上の説明は、差動増幅器１０４の＋側入力端子及び−側入力端子のそれぞれに接続するための、Ｘ選択回路１０１によって選択される１組の電極の選択例を示したものであるが、Ｙ選択回路１０２によって選択される１組のＹ電極についても同様にして適用可能である。すなわち、Ｙ選択回路１０２によって選択されるＹ電極は、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓからの高さに対応して選択制御可能とされる。
【００８３】
［マイクロプロセッサ１１０によるコントロール回路１０９を介した電極選択処理］
以上のようにして、マイクロプロセッサ１１０は、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄから、スタイラスペン５０から受信した信号の強度を検出し、その検出した信号強度に基づいて、ＲＯＭに記憶している信号強度の情報、すなわちスタイラスペン５０の位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓに対する高さとの関係性を示す情報を参照することで、スタイラスペン５０の高さがどの範囲にあるかを検出する。そして、マイクロプロセッサ１１０は、その検出したスタイラスペン５０の高さに基づいて、Ｘ選択回路１０１及びＹ選択回路１０２を、コントロール回路１０９を介して、前述したように制御し、スタイラスペン５０が位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓにおいて指示した位置を検出する。
【００８４】
図１２及び図１３は、マイクロプロセッサ１１０によるスタイラスペン５０の位置検出センサー１０のセンサー面１０Ｓに対する高さに応じたＸ選択回路１０１及びＹ選択回路１０２による電極の選択制御の処理ルーチンの例を示すものである。なお、この図１２及び図１３の例においては、マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０が高さＨ２よりも高い位置にあるホバー状態においては、Ｘ選択回路１０１とＹ選択回路１０２の一方、以下の例では、Ｘ選択回路１０１による電極選択制御を行う。そして、スタイラスペン５０の高さが、Ｈ２以下になったときには、マイクロプロセッサ１１０は、Ｘ選択回路１０１とＹ選択回路１０２のそれぞれに対し電極選択制御を行うことで、センサー面１０Ｓ上（ホバー状態を含む）のスタイラスペン５０が指示する位置（Ｘ座標，Ｙ座標）を検出する。なお、前述したように、スタイラスペン５０の存在が検出できないときには、スタイラスペン５０はＨ２より高い位置に在るか、あるいはセンサー面１０Ｓの上方には存在しないと判定する。
【００８５】
マイクロプロセッサ１１０は、位置検出装置に電源が投入されることにより、図１２のスタートから処理を開始する。まず、図８に示したように、位置検出センサー１０の左半分領域１０Ａに配置された全てのＸ電極は差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続され、位置検出センサー１０の右半分領域１０Ｂに配置された全てのＸ電極は差動増幅器１０４の−側入力端子に接続されるように、マイクロプロセッサ１１０はＸ選択回路１０１を制御する検出ステップＡを実行する（ステップＳ１０１）。
【００８６】
そして、マイクロプロセッサ１１０は、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄを取り込んで、差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルが、位置検出センサー１０の上方にスタイラスペン５０が存在している場合に対応するような有意性を有する信号レベルとなっているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。
【００８７】
ステップＳ１０２で、差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルが有意な信号レベルとはなっていないと判別したとき、すなわち設定された条件を満たさないときには、マイクロプロセッサ１１０は、Ｘ選択回路１０１を制御して、図９において斜線を付して示す位置検出センサー１０の左半分領域１０Ａにおける左側の分割領域１０Ａａ及び位置検出センサー１０の右半分領域１０Ｂにおける右側の分割領域１０Ｂｂのそれぞれに含まれる全てのＸ電極を差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続し、その他の分割領域１０Ａｂ及び分割領域１０Ｂａのそれぞれに含まれる全てのＸ電極を差動増幅器１０４の−側入力端子に接続させるように制御する検出ステップＢを実行する（ステップＳ１０３）。
【００８８】
次に、マイクロプロセッサ１１０は、ステップＳ１０３での電極選択状態において、差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルが、位置検出センサー１０の上方にスタイラスペン５０が存在している場合に対応するような有意性を有する信号レベルとなっているか否かを判別する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４で、差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルが有意な信号レベルとはなっていないと判別したときには、すなわち設定された条件を満たさないときには、マイクロプロセッサ１１０は、処理をステップＳ１０１に戻し、このステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００８９】
ステップＳ１０２またはステップＳ１０４で、差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルが有意な信号レベルであると判別したときには、すなわち設定された条件を満たすときには、マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０が位置検出センサー１０の上方に存在していることを位置検出装置が接続されている外部の装置、例えばホストコンピュータに通知する（ステップＳ１０５）。
【００９０】
次に、マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓ上の概略位置を検出する動作、この例では、Ｘ軸方向での全面スキャン動作及び詳細位置検出動作Ａへの移行動作を行う（ステップＳ１０６）。図１４は、Ｘ軸方向での全面スキャン動作を示す図である。具体的には、Ｘ選択回路１０１が全てのＸ電極について、所定の電極配置関係を有する１組の電極を選択するとともに、この電極配置関係を維持して順次電極を選択して信号を受信することにより、スタイラスペン５０が置かれているおおよその位置を求めるＸ軸方向全面スキャン動作について示したものである。
【００９１】
図２に示すように、まずマイクロプロセッサ１１０からコントロール回路１０９に供給された制御信号ｇに対応して、コントロール回路１０９は制御信号ａを切替回路１０３に供給する。切替回路１０３は、制御信号ａによってＸ選択回路１０１が差動増幅器１０４
に接続されるように制御する。図１４に戻り、コントロール回路１０９からの制御信号ｅに基づいてＸ選択回路１０１が制御されることで、まずはＸ電極Ｘ１とＸ電極Ｘ６とが選択されて、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれに信号が供給されるように構成される。従って、差動増幅器１０４からはＸ電極Ｘ１とＸ６との間の差動信号が出力されることで差動信号の信号レベルを求めることができる。
【００９２】
次に、Ｘ選択回路１０１によって選択される電極の番号を、この例では１ずつ繰り上げてＸ電極Ｘ２とＸ電極Ｘ７がそれぞれ選択されるように、マイクロプロセッサ１１０からコントロール回路１０９に制御信号ｇが供給される。この制御によって、Ｘ電極Ｘ２とＸ電極Ｘ７とが、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子にそれぞれ接続されるように構成されて、前述したのと同様にして、差動信号の信号レベルを求める。同様にしてマイクロプロセッサ１１０は、Ｘ選択回路１０１が選択するＸ電極の番号が順次繰り上るように制御して差動信号の信号レベルを求める。この処理は、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるＸ電極がＸ３５、差動増幅器１０４の−側入力端子に接続されるＸ電極がＸ４０となるまで行われる。
【００９３】
図１４では、スタイラスペン５０が位置検出センサー１０のＸ電極Ｘ１１付近に置かれている場合について示している。その場合、概略位置検出動作においては、図１４に示すように、Ｘ選択回路１０１においてＸ電極Ｘ１１が差動増幅器１０４の＋側入力端子または−側入力端子のいずれかに接続されるように選択された際に差動信号の信号レベルがピークとなる。このようにＸ電極選択を更新したときの差動信号の信号レベルの分布よりスタイラスペン５０の位置検出センサー１０上でのおおよその位置を求めることができる。図１４の信号レベル分布よりスタイラスペン５０がＸ電極Ｘ１１付近に置かれていることがわかると、次に詳細位置検出動作への移行動作を行なう。
【００９４】
図１５は、詳細位置検出動作Ａへの移行動作について示したもので、スタイラスペン５０が図６における発振信号の連続送信期間となるタイミングを検出するとともに、スタイラスペン５０の位置検出センサー１０におけるＹ方向のおおよその位置を求める。
【００９５】
まずマイクロプロセッサ１１０から出力された制御信号ｇに対応して、コントロール回路１０９は、制御信号ａを切替回路１０３に供給することで、Ｘ選択回路１０１が差動増幅器１０４に接続されるように構成される。また、コントロール回路１０９からは、制御信号ｅがＸ選択回路１０１に供給されることで、この例ではＸ電極Ｘ１１とＸ電極Ｘ１６がそれぞれ選択される。Ｘ電極Ｘ１１とＸ電極Ｘ１６は、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれの端子に接続されることでＸ電極Ｘ１１とＸ電極Ｘ１６との間の差動信号が出力されることとなり、この信号レベルを１組のＸ電極の選択処理に対応して順次求める。
【００９６】
なお、図６に示す発振信号の連続送信期間では、ＡＤ変換回路１０８から出力されるデジタル信号ｄの値は繰り返し所定値以上となる。デジタル信号ｄの値が所定時間Ｔｓ（図１５参照）以上繰り返し所定値を超えている旨が検出されると、マイクロプロセッサ１１０は、発振信号の連続送信期間であると判断してＹ軸方向全面スキャン動作へ移行する。この所定時間Ｔｓは、スタイラスペン５０がデータ送信期間に送信する周期Ｔｄよりも十分に長い時間とする。
【００９７】
Ｙ軸方向全面スキャン動作を行うために、コントロール回路１０９はマイクロプロセッサ１１０から供給された制御信号ｇに基づいて、制御信号ａを切替回路１０３に供給することで、Ｙ選択回路１０２が差動増幅器１０４に接続される。また、コントロール回路１０９は、制御信号ｆをＹ選択回路１０２に供給することで、この例では最初に１組のＹ電極Ｙ１とＹ電極Ｙ６が選択されるとともに、差動増幅器１０４の＋側入力端子及び−側入力端子にそれぞれの電極が接続される。
【００９８】
次に、マイクロプロセッサ１１０は、Ｘ軸方向全面スキャンの時と同様に、Ｙ選択回路１０２が選択する電極の番号を、この例では１ずつ繰り上げながら差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルを求める。この処理は、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるＹ電極がＹ２５、差動増幅器１０４の−側入力端子に接続されるＹ電極がＹ３０になるまで行われる。なお、Ｙ選択回路１０２における電極選択は、水平同期パルスｈに同期してコントロール回路１０９から出力される制御信号ｆによって行われる。この時もＸ軸方向全面スキャンの時と同様に、Ｙ選択回路１０２によって選択された１組の電極における一方あるいは他方の電極がスタイラスペン５０に近い電極として選択された際にピークとなるような信号分布が得られる。なお、図１５の例は、スタイラスペン５０がＹ電極Ｙ２０付近に置かれているものとした場合である。
【００９９】
以上説明した図１４のＸ軸方向全面スキャンおよび図１５の詳細位置検出動作Ａへの移行動作によって、スタイラスペン５０がＸ電極Ｘ１１およびＹ電極Ｙ２０の交点付近に置かれていることが検出できる。
【０１００】
なお、図１５で示したＹ軸方向全面スキャン動作では、Ｙ選択回路１０２によって選択される１組の電極のそれぞれの間には４本の電極が介在するように、互いの電極を離間させているが、４本以外の本数の電極が介在するように電極選択制御しても良い。
【０１０１】
そして、図１２に戻り、マイクロプロセッサ１１０は、ステップＳ１０６での概略位置検出動作において、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄ中に所定の信号レベルを超えている値があったか否か判別し（ステップＳ１０７）、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄの値が、前述した全て位置検出動作で所定の信号レベルに達していないと判別したときには、スタイラスペン５０は位置検出センサー１０の上方に存在していないと判断して、その旨をホストコンピュータに通知する（ステップＳ１０８）。そして、マイクロプロセッサ１１０は、このステップＳ１０８からステップＳ１０１に処理を戻し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【０１０２】
また、ステップＳ１０７で、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄ中に所定の信号レベルを超えている値があったと判別したときには、マイクロプロセッサ１１０は、上述したＸ軸方向全面スキャン動作及び詳細位置検出動作Ａへの移行動作を行って上述したようにＸ軸方向及びＹ軸方向の概略位置を検出した後、その概略位置近傍において、図１０（Ａ）を用いて説明した詳細位置検出動作Ａを実行する（ステップＳ１０９）。
【０１０３】
そして、図１３に示すように、マイクロプロセッサ１１０は、この詳細位置検出動作Ａにおいて、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄ中に所定の信号レベルを超えている値があったか否か判別し（ステップＳ１１１）、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄの値が、前述した全ての場合で所定の信号レベルに達していないと判別したときには、スタイラスペン５０は位置検出センサー１０の上方に存在していないと判断して、その旨をホストコンピュータに通知する（ステップＳ１０８）。そして、マイクロプロセッサ１１０は、このステップＳ１０８からステップＳ１０１に処理を戻し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【０１０４】
また、ステップＳ１１１で、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄ中に所定の信号レベルを超えている値があったと判別したときには、マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓの上方での位置を以下のようにして求め、求めた位置をホストコンピュータに通知する（ステップＳ１１２）。
【０１０５】
図１６は、この詳細位置検出動作Ａについて示した図である。図２を参照して説明すると、Ｘ選択回路１０１によって、差動増幅器１０４の＋側入力端子および−側入力端子のそれぞれに接続されるべき電極として、この例ではＸ電極Ｘ１１およびＸ電極Ｘ１６が選択された状態で、ＡＤ変換回路１０８から出力される信号の信号レベルが所定時間Ｔｓ継続して所定値以上であったときには、スタイラスペン５０から発振信号の連続送信期間が開始されたと判断して、スタイラスペン５０の位置検出動作へ移行する（図１６のステップ１）。この時間Ｔｓは図１５での説明と同様に、スタイラスペン５０がデータ送信期間に送信するデジタル信号の周期Ｔｄよりも十分に長い時間とする。
【０１０６】
マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０が指示する位置のＸ座標を求めるために、切替回路１０３がＸ選択回路１０１を選択した状態で、Ｘ選択回路１０１によって、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるべき電極として、Ｘ電極Ｘ１１を中心とする５本のＸ電極（Ｘ９〜Ｘ１３）を順次選択して信号レベルを読み取る（図１６のステップ１）。このときＸ選択回路１０１の、差動増幅器１０４の−側入力端子に接続されるべき電極としては、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるべき電極として選択されるＸ電極（Ｘ９〜Ｘ１３）からは十分離れたＸ電極として、例えばＸ電極Ｘ１４〜Ｘ１８を選択する。
【０１０７】
この時の動作は、図３に示したように、信号受信とＡＤ変換は、それぞれ水平同期パルスｈに同期して行われるとともに、本実施形態では同一電極につき複数回、例えば４回、の信号検出を行ない、その平均信号レベルを受信信号レベルとして保存する。
【０１０８】
図１６において、最も高い信号レベルが検出された際に、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるべき電極として選択されるＸ電極の番号（ここではＸ１１）、およびその信号レベルＶＰＸ、またその両隣のＸ電極により検出された信号レベルをＶＡＸ、ＶＢＸとして保存する（図１６のステップ１）。
【０１０９】
次に、マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０が指示する位置のＹ座標を求めるため、切替回路１０３がＹ選択回路１０２を選択するように制御を行い、Ｙ選択回路１０２の、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるべき電極として、Ｙ電極Ｙ２０を中心とする５本のＹ電極（Ｙ１８〜Ｙ２２）を順次選択して信号レベルを読み取る（図１６のステップ１）。このときＹ選択回路１０２の、差動増幅器１０４の−側入力端子に接続されるべき電極としては、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるべき電極として選択されたＹ電極（Ｙ１８〜Ｙ２２）からは十分に離れたＹ電極として、例えばＹ電極Ｙ２３〜Ｙ２７を選択する。この時も、図３に示したように、信号受信及びＡＤ変換のそれぞれは、水平同期パルスｈに同期して行われるとともに、同一電極につき複数回、例えば４回、の信号検出を行ない、その平均信号レベルを受信信号レベルとして保存する。
【０１１０】
そして、最も高い信号レベルが検出された際に、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるべき電極として選択されるＹ電極の番号（ここではＹ２０）、およびその信号レベルＶＰＹ、またその両隣の電極により検出された信号レベルをＶＡＹ、ＶＢＹとして保存する（図１６のステップ１）。
【０１１１】
ここで求められた信号レベルＶＰＸ、ＶＡＸ、ＶＢＸ、ＶＰＹ、ＶＡＹ、ＶＢＹは、後述する計算式による座標値の計算に用いられる。
【０１１２】
次いで、マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０からの発振信号の連続送信期間の終了を待つための動作を行う。マイクロプロセッサ１１０は、切替回路１０３をＸ選択回路１０１が選択されるように制御するとともに、Ｘ選択回路１０１を、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるべき電極として前述した座標検出動作においてピークが検出されたＸ電極Ｘ１１と、差動増幅器１０４の−側入力端子に接続されるべき電極としてＸ電極Ｘ１６とがそれぞれ選択されるように制御する。この状態で受信される信号レベルが所定値に達しなくなった時刻がスタイラスペン５０からの連続送信期間の終了時刻となる（図１６のステップ１）。
【０１１３】
マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０からの発振信号の連続送信期間の終了を検出すると、筆圧データの送信に先立って送信されるスタート信号（Start signal）のタイミングを検出する動作に入る（図１６のステップ２）。マイクロプロセッサ１１０は、Ｘ選択回路１０１が、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるべき電極として、Ｘ電極Ｘ１１と、差動増幅器１０４の−側入力端子に接続されるべき電極として、Ｘ電極Ｘ１６を選択した状態で、図３に示したように、水平同期パルスｈに同期して信号受信とＡＤ変換動作を繰り返し行なう。
【０１１４】
このとき、差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルが前述した所定値以上となった時刻をｔ１として記憶する。マイクロプロセッサ１１０は、時刻ｔ１から一定時間Ｔｗだけ待った時刻よりスタイラスペン５０からのデータの受信動作を開始する（図１６のステップ２）。この時間Ｔｗは、スタイラスペン５０からのスタート信号の送信を開始した後、受信される信号レベルがほぼ無くなるまでの時間から設定される所定の時間とされる。
【０１１５】
マイクロプロセッサ１１０は、前述した待ち時間が、時間Ｔｗに達すると同時に、図示しないタイマーを起動する。このタイマーはゼロから前述した時間Ｔｄ（スタイラスペン５０からのデータの送信周期）に一致する値まで繰り返しカウントする（図１６のステップ２）。タイマーの１周期の動作期間中、マイクロプロセッサ１１０は信号受信およびＡＤ変換を繰り返し行い、信号レベルを読み取る。この間の信号レベルが一度も前述した所定値に達しなければスタイラスペン５０からの送信が無かったものと判断して、その動作期間でのデータを“０”として保存し、一方、所定値以上の信号レベルが検出された場合にはスタイラスペン５０からの送信が有ったものと判断して、その動作期間でのデータを“１”として保存する（図１６のステップ２）。
【０１１６】
前述したタイマーのカウントを１０回行うことで１０ビットのデータが保存される。この１０ビットのデータは図６において示した１０ビットの筆圧データに対応するものである。図１６では、筆圧データが「０１０１１１０１０１」の場合について示している。
【０１１７】
なお、図１６のステップ２では、例示的にＸ電極の中から最大信号レベルが検出されたＸ電極Ｘ１１を選択してデータの受信を行ったが、Ｙ電極の中で最大信号レベルが検出されたＹ電極Ｙ２０を選択してデータ受信を行っても良い。
【０１１８】
図１６のステップ２において１０ビットの筆圧データの受信を終了すると、スタイラスペン５０からの発振信号の連続送信期間の開始を検出する動作（ステップ１）へ移行して、マイクロプロセッサ１１０は図１６の動作を繰り返し行う。
【０１１９】
次に、図１６のステップ１において求められた信号レベルよりスタイラスペン５０が指示する位置を求める方法の一例について説明する。
【０１２０】
図１６のステップ１で求められた信号レベルＶＰＸ、ＶＡＸ、ＶＢＸ、ＶＰＹ、ＶＡＹ、ＶＢＹよりスタイラスペン５０の座標値（Ｘ、Ｙ）は次式によりそれぞれ計算される。
【０１２１】
Ｘ＝Ｐｘ＋
（Ｄｘ／２）×（（ＶＢＸ−ＶＡＸ）／（２×ＶＰＸ−ＶＡＸ−ＶＢＸ））・・（式１）
但し、ＰｘはＸ軸で最大信号レベルが検出されたＸ電極（ここではＸ１１）の座標位置とし、ＤｘはＸ電極間の配列ピッチ、とする。
【０１２２】
Ｙ＝Ｐｙ＋
（Ｄｙ／２）×（（ＶＢＹ−ＶＡＹ）／（２×ＶＰＹ−ＶＡＹ−ＶＢＹ））・・（式２）
但し、ＰｙはＹ軸で最大信号レベルが検出されたＹ電極（ここではＹ２０）の座標位置とし、ＤｙはＹ電極間の配列ピッチ、とする。
【０１２３】
上述の実施形態では、Ｘ選択回路１０１およびＹ選択回路１０２が選択する電極として、差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続されるべき電極がスタイラスペン５０の近傍となるようにしたが、差動増幅器１０４の−側入力端子に接続されるべき電極をスタイラスペン５０の近傍となるように選択しても良い。また、差動増幅器１０４の＋側入力端子及び−側入力端子に接続されるべき電極として選択されるそれぞれの電極の間に４本の電極が介在するように電極選択が行われるようにしたが、本数は４本に限るものではない。なお、Ｘ選択回路１０１およびＹ選択回路１０２の、差動増幅器１０４の＋側入力端子および−側入力端子に接続されるべき電極として選択される１組の電極の間には、スタイラスペン５０の芯体５１に配置された電極５２から放射される電界の放射領域よりもやや広い間隔となるような本数の電極を配置することが好ましい。
【０１２４】
次に、図１３において、マイクロプロセッサ１１０は、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄに基づいて、スタイラスペン５０からの信号の強度を検出し、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓに対する高さが、センサー面１０Ｓに近接した状態を判別する閾値として設定されたＨ１以下となっているか否か判別する（ステップＳ１１３）。
【０１２５】
このステップＳ１１３で、スタイラスペン５０の高さが、Ｈ１以下とはなっていないことが判別されたときには、マイクロプロセッサ１１０は、処理をステップＳ１０９に戻し、このステップＳ１０９の詳細位置検出動作Ａの処理及びそれ以降の処理を繰り返す。
【０１２６】
そして、ステップＳ１１３で、スタイラスペン５０の高さが、Ｈ１以下であると判別されたときには、マイクロプロセッサ１１０は、ステップＳ１０９の詳細位置検出動作Ａで検出した位置の近傍において、図１０（Ｂ）に示したように、隣接する２本のＸ電極Ｘｉ及びＸ（ｉ＋１）の一方の電極を差動増幅器１０４の＋側入力端子に、他方の電極を−側入力端子に、それぞれ接続し、かつ、その２本のＸ電極Ｘｉ及びＸ（ｉ＋１）の組を順次に変更するように、ｉを変化させて詳細位置検出動作Ｂを実行するように制御する（ステップＳ１１４）。
【０１２７】
そして、マイクロプロセッサ１１０は、この詳細位置検出動作Ｂにおいて、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄ中に所定の信号レベルを超えている値があったか否か判別し（ステップＳ１１５）、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄの値が、前述した全ての場合で所定の信号レベルに達していないと判別したときには、スタイラスペン５０は位置検出センサー１０の上方に存在していないと判断して、その旨をホストコンピュータに通知する（ステップＳ１０８）。そして、マイクロプロセッサ１１０は、このステップＳ１０８からステップＳ１０１に処理を戻し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【０１２８】
また、ステップＳ１１５で、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄ中に所定の信号レベルを超えている値があったと判別したときには、マイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓの上方での位置を以下のようにして求め、求めた位置をホストコンピュータに通知する（ステップＳ１１６）。
【０１２９】
図１６を用いて説明した詳細位置検出動作Ａでは、差動増幅器１０４によって一定の本数を隔てた２本の電極の間での差動増幅処理が行なわれるが、このステップＳ１１４での詳細位置検出動作Ｂでは、隣接する２本の電極の間での差動増幅処理を行なうことを除き、詳細位置検出動作Ａと同様の処理動作を行なうことで、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓ上の位置を検出する。
【０１３０】
この場合に、この詳細位置検出動作Ｂにおいては、詳細な算出式は省略するが、図１１に示したように、７組（Ｓ１〜Ｓ７）のそれぞれ場合の差動増幅器１０４から出力される信号の信号レベルの比から、スタイラスペン５０の位置を検出するようにする。
【０１３１】
次に、マイクロプロセッサ１１０は、ＡＤ変換回路１０８からのデジタル信号ｄに基づいて、スタイラスペン５０からの信号の強度を検出し、スタイラスペン５０の高さが、センサー面１０Ｓに近接した状態を判別する閾値として設定された、高さＨ１以下となっているか否か判別する（ステップＳ１１７）。
【０１３２】
このステップＳ１１７で、スタイラスペン５０の高さが、Ｈ１以下ではないと判別されたときには、マイクロプロセッサ１１０は、処理をステップＳ１０９に戻し、このステップＳ１０９の詳細位置検出動作Ａの処理及びそれ以降の処理を繰り返す。
【０１３３】
そして、ステップＳ１１７で、スタイラスペン５０の高さが、Ｈ１以下であると判別されたときには、マイクロプロセッサ１１０は、処理をステップＳ１１４に戻し、このステップＳ１１４の詳細位置検出動作Ｂの処理及びそれ以降の処理を繰り返す。
【０１３４】
［第２の実施形態］
上述の第１の実施形態においては、スタイラスペン５０の高さが、センサー面１０Ｓに近接する高さＨ１以下になったときに、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓへ接触する状態であるか否かを判断することなく、Ｘ選択回路１０１及びＹ選択回路１０２では、互いが隣接する２本の電極の一方の電極を差動増幅器１０４の＋側入力端子に、他方の電極を差動増幅器１０４の−側入力端子に接続するようにした。しかし、位置検出装置は、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓへの接触を検出して、スタイラスペン５０がセンサー面１０Ｓへ接触した状態になった時に、Ｘ選択回路１０１及びＹ選択回路１０２において、隣接する２本の電極の一方の電極を差動増幅器１０４の＋側入力端子に、他方の電極を差動増幅器１０４の−側入力端子に接続するように制御してもよい。
【０１３５】
前述したように、スタイラスペン５０は、位置検出センサー１０のセンサー面との間で、芯体５１に印加される筆圧を検出する筆圧検出手段を備えており、常に、位置検出装置への送信信号に、筆圧検出手段により検出した筆圧情報を含めるようにしている。筆圧情報は、スタイラスペン５０がセンサー面１０Ｓから圧力を受けるまでは変化がなく、スタイラスペン５０がセンサー面１０Ｓに接触して筆圧を受けると変化する。したがって、位置検出装置のマイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０から受け取った筆圧情報から、スタイラスペン５０がセンサー面１０Ｓに接触したことを容易、かつ、確実に検出することができる。
【０１３６】
そこで、この第２の実施形態においては、位置検出装置のマイクロプロセッサ１１０は、スタイラスペン５０の高さＨが、０＜Ｈのとき、つまり、センサー面１０Ｓに接触していないホバー状態にあるときには、図１０（Ａ）に示したように、ｎ本の電極を隔てた２本の電極をＸ選択回路１０１またはＹ選択回路１０２が選択するように制御して詳細位置検出動作Ａを実行する。そして、スタイラスペン５０の高さＨが、Ｈ＝０、すなわち、スタイラスペン５０がセンサー面１０Ｓに接触したことを検出したときには、マイクロプロセッサ１１０は、図１０（Ｂ）に示したように、互いが隣接する２本の電極をＸ選択回路１０１またはＹ選択回路１０２が選択するように制御して、詳細位置検出動作Ｂを実行ようにする。
【０１３７】
なお、この第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に、スタイラスペン５０の高さＨが、Ｈ＞Ｈ２のときには、スタイラスペン５０の存在有無検出動作をすることができる。その場合には、スタイラスペン５０の高さＨが、０＜Ｈ≦Ｈ２のときには、図１０（Ａ）に示したように、ｎ本の電極を隔てた２本の電極をＸ選択回路１０１またはＹ選択回路１０２が選択するように制御して詳細位置検出動作Ａを実行し、Ｈ＞Ｈ２のときには、マイクロプロセッサ１１０は、前述の実施形態と同様に、図８及び図９に示したような電極選択制御を行って、スタイラスペン５０の存在有無検出動作を行うものである。
【０１３８】
［実施形態の効果］
上述した実施形態に関し、図８及び図９は、センサー面のセンサー領域が複数に分割されて形成されたそれぞれの分割領域を電極選択単位とした所定の電極選択パターンを適用する。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、センサー面のセンサー領域に配置された電極を電極選択単位とした所定の電極選択パターンを適用する。
【０１３９】
すなわち、図８においては、スタイラスペンがセンサー面１０Ｓから比較的遠く離れているホバー状態のときには、センサー面の全領域を複数に分割して形成されたそれぞれの分割領域に配置された、複数の電極の全てが連結されるとともに、一方の分割領域に配置された複数の電極は、差動増幅器１０４の＋側入力端子に、他方の分割領域に配置された複数の電極は、差動増幅器１０４の−側入力端子に、それぞれ接続するように構成されるので、センサー面の上方でホバー状態となっているスタイラスペンの存在、及びどちらの分割領域に存在するか否かを、容易に検出することができる。
【０１４０】
図９においては、スタイラスペンがセンサー面１０Ｓから比較的遠く離れているホバー状態のときには、センサー面の全領域を複数に分割して形成されたそれぞれの分割領域に配置された複数の電極の全てが連結されて、差動増幅器１０４の＋側入力端子あるいは−側入力端子に選択的に接続される構成を備える。図９では、１０Ａａ（Ｘ電極：Ｘ１〜Ｘ１０）を第1の分割領域とし、１０Ａｂ（Ｘ電極：Ｘ１１〜Ｘ２０）を第２の分割領域とし、１０Ｂａ（Ｘ電極：Ｘ２１〜Ｘ３０）を第３の分割領域とし、１０Ｂｂ（Ｘ電極：Ｘ３１〜Ｘ４０）を第４の分割領域とした場合に、４つに分割された領域のうちの両端の分割領域（１０Ａａ、１０Ｂｂ）に配置されたそれぞれの電極が差動増幅器１０４の一方の入力端子に接続され、４つに分割された領域のうちの中央部の分割領域（１０Ａｂ、１０Ｂａ）に配置されたそれぞれの電極が差動増幅器１０４の他方の入力端子に接続されるように構成される。
【０１４１】
図８に示す電極選択パターンでは、スタイラスペンが、分割領域の境界部であるＸ導体Ｘ２０とＸ２１の間に存在することがあれば、差動増幅器１０４のそれぞれの入力端子には同じ信号レベルを有する信号が入力されるためにスタイラスペンの存在が検出できなくなる。これに対し、図９に示す電極選択パターンでは、Ｘ導体Ｘ２０とＸ２１は同一の分割領域に含まれるために、図８に示すような不都合が生じることがない。ただし、図９においても、スタイラスペンが互いに隣接した分割領域の境界部に位置する場合には、スタイラスペンを検出する際に同様な不具合が生じる恐れがある。しかしながら、図８で示す電極選択パターンと図９に示す電極選択パターンを交互に実行するなどして、すなわち、複数の電極選択パターンを適用することでこのような状況を回避することができる。
【０１４２】
なお、図９において、第1の分割領域に配置されたそれぞれの電極を差動増幅器１０４の一方の入力端子に接続し、第1の分割領域に隣接した第２の分割領域に配置されたそれぞれの電極を差動増幅器１０４の他方の入力端子に接続して差動増幅処理を行い、次には、選択すべき分割領域を１つあるいは複数個移動させて、すなわち、第２の分割領域と第２の分割領域に隣接する第３の分割領域を選択して、あるいは第３の分割領域とこの第３の分割領域に隣接する第４の分割領域を選択して、差動増幅処理を行う電極選択パターン制御を繰り返し行うこともできる。
【０１４３】
すなわち、センサー面の全領域をｎ分割（但しｎ≧１の整数）して形成されたそれぞれの分割領域に配置された、複数の電極の全てが連結されるとともに、互いに隣接した分割領域のそれぞれに配置された電極を差動増幅器１０４の１組の入力端子に接続して差動増幅処理を行う。差増増幅処理のために順次選択される１組の分割領域は、互いが隣接した複数の分割領域（ｎ）のうち、互いに近傍に配置された１組の分割領域が選択されて差動増幅処理が行われた次には、前記１組の分割領域の一方の分割領域とこの一方の分割領域に隣接する新たに選択された分割領域からなる１組の分割領域を対象として差動増幅処理を行う。このようにして分割領域を選択する電極選択制御が順次行われる。あるいは、差増増幅処理のために順次選択される１組の分割領域は、互いが隣接した複数の分割領域（ｎ）のうち、互いに近傍に配置された１組の分割領域が選択されて差動増幅処理が行われた次には、前記１組の分割領域に隣接する新たに選択された１組の分割領域を対象として差動増幅処理を行う。このようにして分割領域を選択する電極選択制御を順次行うこともできる。
【０１４４】
また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示す電極選択パターンは、スタイラスペンのセンサー面１０Ｓからの高さＨに対応して、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれに接続される電極の間の距離が制御されて生成される。すなわち、スタイラスペンのセンサー面１０Ｓからの高さＨが、図１０（Ｂ）に示すように、例えばセンサー面１０Ｓに近接あるいは接触している場合（Ｈ≦Ｈ１）には、互いに隣接した１組の電極が差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれに接続されるように電極選択制御が行われる。
【０１４５】
一方、スタイラスペンのセンサー面１０Ｓからの高さＨが、図１０（Ａ）に示すように、例えばセンサー面１０Ｓから所定の高さに位置する場合（Ｈ１＜Ｈ≦Ｈ２）には、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれに接続される1組の電極の間には、スタイラスペンのセンサー面１０Ｓからの高さＨに対応した所定の距離を確保するために、少なくとも１つの電極が配置されるように、前記1組の電極が選択制御される。すなわち、スタイラスペンの高さＨが、センサー面１０Ｓと接触していないホバー状態においては、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれに接続される電極として、少なくとも1本の電極によって隔てられた1組の電極からなる電極選択パターンが適用されることで、スタイラスペンからの信号は、差動増幅器の＋側入力端子あるいは−側入力端子の一方の端子で受信することができるようになるために、たとえ手や指の接触による外来ノイズの影響を受けたとしても、差動増幅器１０４から有意な差動信号が出力されるために、スタイラスペン５０が指示する位置を良好に検出できる。
【０１４６】
さらに、スタイラスペン５０の高さＨが、センサー面１０Ｓに近接あるいは接触しているときには、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれに接続される電極は、互いに隣接した電極であるため、差動増幅処理することにより手や指から混入する外来ノイズを確実にキャンセルすることが可能である。したがって、位置検出装置は、手や指がセンサー面１０Ｓに接触していても、手や指から混入するノイズの影響を排除して、スタイラスペン５０により指示された位置を良好に検出することが可能となる。
【０１４７】
［その他の実施形態または変形例］
上述の第１の実施形態においては、スタイラスペン５０がセンサー面１０Ｓ上に存在するかどうかの検出動作としては、センサー面１０Ｓを複数の領域に分割して、検出ステップＡ及び検出ステップＢとを実行するようにした。しかし、スタイラスペン５０の存在有無検出動作は、このような処理動作のみに限られるものではない。
【０１４８】
図１７は、スタイラスペン５０の存在有無検出動作の他の例を示すものである。この図１７の例は、Ｘ選択回路１０１によるＸ電極選択制御の場合を示す。この例では、詳細位置検出動作Ａ，Ｂの場合よりも十分多い所定本数（ここでは２０本）が含まれる選択領域の左側半分の電極を差動増幅器１０４の＋側入力端子に接続し、前記選択領域の右側半分の電極を差動増幅器１０４の−側入力端子に接続するように制御する。そして、前記選択領域を１本ずつずらすように制御しながら差動増幅器１０４からの出力レベルを求める。このときの出力レベルが一度でも有意なレベルとなれば、マイクロプロセッサ１１０は位置検出センサー１０の上方にスタイラスペン５０が存在しているとことを検知することができる。
【０１４９】
図１７において、Ｘ電極を予め複数個の領域に分割しておき、差動増幅器１０４の＋側入力端子および−側入力端子に接続される電極の選択を分割領域単位で更新するように処理しても良い。
【０１５０】
なお、上述の実施形態では、高さＨ２と、センサー面１０Ｓとの間には、高さＨ１（Ｈ１＝０を含む）を設定するようにしたが、高さを複数段階に設定して、その高さに応じて、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子とに接続する２本の電極の間隔を、センサー面１０Ｓに近づくにしたがって、より狭くするように変更するようにしてもよい。すなわち、ｎ本の電極を隔てた２本の電極における前記ｎの値を、高さが低くなるにしたがって、非線形的により小さくするようにしてもよい。
【０１５１】
上述の実施形態では、位置検出センサー１０は、スタイラスペン５０による指示位置を検出するようにしたが、指による指示位置をも検出するようにすることもできる。その場合に、位置検出装置は、前述した特許文献１の図３に示すように構成することができ、スタイラスペン５０の指示位置の検出と、指による指示位置の検出とを、時分割で行うようにする。
【０１５２】
また、上述の実施形態の位置検出センサー１０は、Ｘ方向とＹ方向との両方向に、互いに交差するようにして、Ｘ電極とＹ電極とを配置したものとしたが、この発明の位置検出装置に用いる位置検出センサーは、Ｘ方向またはＹ方向の一方のみに複数の電極が配置されたものであってもよい。
【０１５３】
また、上述の実施形態では、スタイラスペン５０は、検出した筆圧情報を、発振回路５８から出力される交流信号をＡＳＫ変調して位置検出装置に送信するようにしたが、筆圧情報は、例えばブルートゥース（登録商標）などの近距離無線送信回路により、別途、位置検出装置に送信するようにしてもよい。
【０１５４】
また、スタイラスペン５０のセンサー面１０Ｓに対する接触の検出回路は、スタイラスペン５０に設けた筆圧検出手段で得られる筆圧情報を用いるものに限られるものではなく、その他、種々の接触検出手段を用いることができる。そして、この接触検出手段は、スタイラスペン側に設けるだけでなく、位置検出装置側に設けてよい。
【０１５５】
また、詳細位置検出動作Ａ及びＢにおいては、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれに接続される電極の本数を１本としたが、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれに接続される電極の本数が、同数本から成る複数本となるように、Ｘ選択回路１０１あるいはＹ選択回路１０２で電極選択制御を行っても良い。
【０１５６】
なお、第１および第２の実施形態では詳細位置検出動作Ｂとして、互いが隣接する２本の電極が、差動増幅器１０４の＋側入力端子と−側入力端子のそれぞれに接続されるように選択されるとともに選択電極を順次ずらしたときの検出信号の信号レベル分布が図１１のようになることにより詳細な指示位置を求めているが、詳細位置検出動作Ｂとして選択される電極は互いに隣接した２本に限定されるものではない。例えば、詳細位置検出動作Ａにおいて、選択される電極の間に1本あるいは複数本の電極が介在するように電極選択制御を行うこともできる。その場合でも、図１１のように、スタイラスの位置と信号分布との関係を予め求めておくことにより同様の位置検出をすることができる。
【符号の説明】
【０１５７】
１…タブレット（位置検出装置）、１０…位置検出センサー、１３…Ｙ電極、１４…Ｘ電極、２０…ＬＣＤパネル、５０…スタイラスペン、１０１…Ｘ選択回路、１０２…Ｙ選択回路、１０３…差動増幅回路、１０９…コントロール回路、１１０…マイクロプロセッサ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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