(57)【要約】【課題】静電容量式タッチパネルに対し、接触面積の小さいスタイラスを用いた入力を可能とし操作性の向上を図る上で有利なスタイラス入力装置およびスタイラス入力方法を提供する。【解決手段】スタイラス入力装置１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１上へ接触させたときのキャパシタＣ１を介して流れる接触位置検出電流を大きくするため、静電容量式タッチパネル５１の第１導電層６３へ供給している交流信号に対し同期した逆位相の信号をスタイラス入力装置１の先端部２へ供給しキャパシタＣ１へ印加し、キャパシタＣ１に印加される交流信号の振幅を最大にする。【選択図】図１
2007183809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量式タッチパネルに対し入力操作を行うスタイラスを用いたスタイラス入力装置であって、
前記静電容量式タッチパネルへ供給されている交流基準信号に位相同期した逆位相の位相反転信号を発生する位相反転信号生成回路と、
前記位相反転信号生成回路の前記交流基準信号に位相同期する位相同期期間と前記位相同期期間経過後の前記交流基準信号に対する逆位相の位相反転信号を発生する位相反転信号発生期間とを交互に制御し、前記位相反転信号発生期間で発生した位相反転信号を前記静電容量式タッチパネルの接触位置に発生するキャパシタへ供給可能にする制御回路と、
を備えたことを特徴とするスタイラス入力装置。
【請求項２】
前記位相反転信号生成回路は、前記交流基準信号に位相同期した信号を生成する位相同期回路と、前記位相同期回路が生成した前記交流基準信号に位相同期した信号をもとに逆位相の位相反転信号を発生する反転増幅器とを備え、前記制御回路は、前記位相同期回路の前記交流基準信号に位相同期した信号を生成する位相同期期間と、前記反転増幅器が前記逆位相の位相反転信号を発生する位相反転信号発生期間とを時分割で交互に制御することを特徴とする請求項１記載のスタイラス入力装置。
【請求項３】
前記反転増幅器はトランスを備え、前記トランスは、前記位相同期回路が生成した前記交流基準信号に位相同期した信号の位相反転信号を発生することを特徴とする請求項２記載のスタイラス入力装置。
【請求項４】
前記位相反転信号を昇圧する昇圧回路を備えたことを特徴とする請求項３記載のスタイラス入力装置。
【請求項５】
前記昇圧回路は、反転増幅器が備えるトランスであり、前記位相反転信号の振幅を昇圧することを特徴とする請求項４記載のスタイラス入力装置。
【請求項６】
前記交流基準信号が検出できない状態になると、省電力モードへ自動的に移行する電源管理回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のスタイラス入力装置。
【請求項７】
前記位相反転信号生成回路は、静電容量式タッチパネルの接触位置に発生するキャパシタを介して検出された交流基準信号に位相同期した逆位相の位相反転信号を発生することを特徴とする請求項１記載のスタイラス入力装置。
【請求項８】
静電容量式タッチパネルに対しスタイラスを用いて接触位置を入力するスタイラス入力方法であって、
検出回路が、前記静電容量式タッチパネルへ供給されている交流基準信号を前記静電容量式タッチパネルの接触位置に発生するキャパシタを介し検出するステップと、
位相反転信号生成回路が、前記検出回路により検出された交流基準信号に位相同期した逆位相の位相反転信号を発生するステップと、
前記位相反転信号生成回路の前記交流基準信号に位相同期する位相同期期間と、前記位相同期期間経過後の記交流基準信号に対する逆位相の位相反転信号を生成する位相反転信号発生期間とを制御回路が交互に制御し、前記位相反転信号発生期間に生成した位相反転信号を前記静電容量式タッチパネルの接触位置に発生するキャパシタへ供給するステップと、
を備えたことを特徴とするスタイラス入力方法。
【請求項９】
前記交流基準信号に位相同期した逆位相の位相反転信号を発生するステップは、前記交流基準信号に位相同期した信号を位相同期回路が生成するステップと、前記位相同期回路が生成した前記交流基準信号に位相同期した信号をもとに反転増幅器が逆位相の位相反転信号を発生するステップとを備え、前記位相反転信号を接触位置に発生するキャパシタへ供給するステップは、前記検出回路により検出された交流基準信号に位相同期した信号を前記位相同期回路が生成する位相同期期間と、前記反転増幅器が逆位相の位相反転信号を発生する位相反転信号発生期間とを前記制御回路が時分割で交互に制御することを特徴とする請求項８記載のスタイラス入力方法。
【請求項１０】
前記位相反転信号を接触位置に発生するキャパシタへ供給するステップは、前記位相反転信号を昇圧回路により昇圧し、昇圧された前記位相反転信号を接触位置に発生するキャパシタへ供給することを特徴とする請求項９記載のスタイラス入力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触した位置を座標として得ることの可能な静電容量検出型の座標入力装置に適用して好適なスタイラス入力装置およびスタイラス入力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量検出型の座標入力装置に用いられている従来の静電容量式タッチパネルでは、その特性上、接触箇所に発生する静電容量がある程度以上（通常１ｐＦ程度）必要である。
このため、静電容量式タッチパネルに対する入力操作は、指先や、接触時の面積が比較的大きい専用の入力ペンにより行なっている。
このような指先や専用の入力ペンにより入力操作を行うものとして、静電結合方式タブレットに超音波方式タッチパネルを重ね、専用の指示具によるペン入力を前記静電結合方式タブレットで識別し、スタイラス制限のある前記超音波方式タッチパネルで指によるタッチ入力を識別する入力装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１７９８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の静電容量検出型の座標入力装置においては、静電容量式タッチパネルに対する接触位置の検出は、接触箇所に発生する静電容量がある程度以上必要であることから、接触時の面積が比較的大きい指先や専用の入力ペンを用いている。
このため、細かい操作が必要にならない比較的画面面積の大きな静電容量式タッチパネルに対し入力することになる。
一方、静電容量式タッチパネルの画面面積が小さい場合には、指先や専用の入力ペンによる接触時の面積が静電容量式タッチパネルの画面面積に対し大きく接触位置の検出が困難になる。
このようなことから、画面面積が小さい静電容量式タッチパネルに対しては先の細いスタイラスを用いて入力できることが望ましい。
しかしながら、先の細いスタイラスを用いた場合には静電容量式タッチパネルに対する接触時の面積が小さく接触箇所に発生する静電容量が小さいため、接触位置の検出が困難になることから、静電容量検出型の座標入力装置に対しては、スタイラスを用いた入力ができず、操作性の向上を図る上で不利があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、静電容量式タッチパネルに対し、接触面積の小さいスタイラスを用いた入力を可能として操作性の向上を図る上で有利なスタイラス入力装置およびスタイラス入力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】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明のスタイラス入力装置は、静電容量式タッチパネルに対し入力操作を行うスタイラスを用いたスタイラス入力装置であって、前記静電容量式タッチパネルへ供給されている交流基準信号に位相同期した逆位相の位相反転信号を発生する位相反転信号生成回路と、前記位相反転信号生成回路の前記交流基準信号に位相同期する位相同期期間と前記位相同期期間経過後の前記交流基準信号に対する逆位相の位相反転信号を生成する位相反転信号発生期間とを交互に制御し、前記位相反転信号発生期間で生成した前記位相反転信号を前記静電容量式タッチパネルの接触位置に発生するキャパシタへ供給可能にする制御回路とを備えたことを特徴とする。
また、本発明のスタイラス入力方法は、静電容量式タッチパネルに対しスタイラスを用いて接触位置を入力するスタイラス入力方法であって、検出回路が、前記静電容量式タッチパネルへ供給されている交流基準信号を前記静電容量式タッチパネルの接触位置に発生するキャパシタを介し検出するステップと、前記検出回路により検出された交流基準信号に位相同期した逆位相の位相反転信号を位相反転信号生成回路が発生するステップと、前記位相反転信号生成回路の前記交流基準信号に位相同期する位相同期期間と前記位相同期期間経過後の前記交流基準信号に対する逆位相の位相反転信号を生成する位相反転信号発生期間とを制御回路が交互に制御し、前記位相反転信号発生期間に生成した位相反転信号を前記静電容量式タッチパネルの接触位置に発生するキャパシタへ供給するステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、指先などで接触したときの接触面積に比べ接触面積が小さい状態であっても充分な接触位置検出電流を得ることができるため、スタイラスを用いた接触位置の入力が可能となり、操作性の向上を図る上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、第１の実施の形態のスタイラス入力方法が適用されるスタイラス入力装置１と静電容量検出型の座標入力装置５０を示す回路図である。
この静電容量検出型の座標入力装置５０の構成は一例であり、４電極方式の静電容量式タッチパネルを用いた静電容量検出型の座標入力装置であれば他の異なる構成の座標入力装置でもよい。
スタイラス入力装置１は、ユーザが手に持つなどの形態により人体に触れた状態で、静電容量式タッチパネル５１に対しその先端部を接触させることで、静電容量式タッチパネル５１上の接触位置を入力するものである。
このスタイラス入力装置１は、静電容量式タッチパネル５１へ触れたときの接触面積が小さくても静電容量式タッチパネル５１上の接触位置を入力可能なように、接触面積が小さい分、静電容量検出型の座標入力装置５０側で得られる接触位置検出電流を大きくとれるようにしたものである。
【０００８】
図２は、スタイラス入力方法の基本原理図である。
図２に示すように、静電容量式タッチパネル５１は、透明フィルムなどにより構成された基材６４の上に導電性材料による第１導電層６３が、さらに第１導電層６３の上に絶縁性材料による絶縁層６２が積層されて構成されている。
信号源４１は、静電容量式タッチパネル５１の第１導電層６３へ供給されている交流信号に対し振幅がＶｎｅｇ、周波数が同一であり、位相同期した逆位相の信号を発生している。
この信号源４１で発生させた信号は、スタイラス入力装置１の先端部２へ供給されている。
Ｃ１は、スタイラス入力装置１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１表面の絶縁層６２へ接触させたときの、スタイラス入力装置１の先端部２と第１導電層６３との間に発生するキャパシタである。
このキャパシタＣ１は、スタイラス入力装置１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１表面の絶縁層６２へ接触させたときの接合面の面積でその容量値が決定される。
また、このキャパシタＣ１を介して流れる交流電流値はキャパシタＣ１に印加される交流信号の周波数と振幅に比例したものとなる。
したがって、スタイラス入力装置１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１表面の絶縁層６２へ接触させたときの接合面の面積と前記交流信号の周波数が一定値であるとすると、キャパシタＣ１を介して流れる交流電流値は前記交流信号の振幅に比例する。
【０００９】
以上のことから、このスタイラス入力装置およびスタイラス入力方法の基本原理は、スタイラス入力装置１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１上へ接触させたときのキャパシタＣ１を介して流れる電流、すなわち静電容量検出型の座標入力装置５０側で得られる接触位置検出電流を大きくするため、静電容量式タッチパネル５１の第１導電層６３へ供給している交流信号に対し同期した逆位相の信号をスタイラス入力装置１の先端部２へ供給することでキャパシタＣ１へ印加し、キャパシタＣ１に印加される交流信号の振幅を最大にすることである。
この結果、スタイラス入力装置１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１表面の絶縁層６２へ接触させたときの接合面の面積が、指先などにより接触したときの接合面の面積に比べ小さくても、つまり発生するキャパシタＣ１の容量値が小さくても、その分、キャパシタＣ１を介して流れる電流、すなわち静電容量検出型の座標入力装置５０側で得られる接触位置検出電流を大きくすることが可能になる。
このため、従来では、静電容量式タッチパネル５１に対する接触時の面積が小さく接触箇所に発生するキャパシタＣ１が小さいと接触位置の検出が困難であったのに対し、先の細いスタイラスを用いた入力が可能になる。
【００１０】
図１に示すスタイラス入力装置１はこのような基本原理に基づいて構成されており、先端部２は導体で構成されている。
この先端部２は、スイッチング回路（制御回路）３の可動接点へ接続されている。
スイッチング回路３は、前記可動接点の制御状態により、その可動接点と導通状態または非導通状態に制御される第１の固定接点３ａおよび第２の固定接点３ｂを備えている。
また、前記可動接点と第１の固定接点３ａおよび第２の固定接点３ｂとの間の導通状態、非導通状態を制御するための制御信号が与えられる制御端子を備えている。
第１の固定接点３ａは正相増幅器４の入力へ接続されている。
この正相増幅器４は、スタイラス入力装置１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１上へ接触させたときに発生するキャパシタＣ１を介して流れる電流が微弱であることから、この電流を増幅することで位相比較などの後段の処理を安定化させるためのものである。
【００１１】
正相増幅器４の出力は位相比較器（位相反転信号生成回路）５の一方の入力へ接続されている。
位相比較器５は、前記一方の入力へ供給される信号と他方の入力へ供給される信号との位相を比較し、前記信号間の位相差に応じた信号を発生する回路である。
また、位相比較器５は、動作状態、非動作状態を制御するための制御信号が与えられる動作制御端子を備えている。
位相比較器５の出力はＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路（位相反転信号生成回路）７の入力とローパスフィルタ（位相反転信号生成回路）６へ接続されている。
ＶＣＯ回路７は、入力である制御電圧の直流電圧レベルに応じて出力周波数が可変される、自走周波数ｆｏの回路である。
ＶＣＯ回路７の出力は、位相比較器５の前記他方の入力、タイミング制御回路１１の入力および反転増幅器（位相反転信号生成回路）８の入力へ接続されている。
【００１２】
なお、位相比較器５、ローパスフィルタ６およびＶＣＯ回路７はＰＬＬ（位相同期回路、Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路を構成しており、静電容量検出型の座標入力装置５０の基準信号源５４から図２に示した静電容量式タッチパネル５１の第１導電層６３へ供給されている周波数Ｆｏの交流信号に位相同期した同一周波数の信号をＶＣＯ回路７から出力する。
【００１３】
反転増幅器８は、一例として増幅器８ａとトランス（昇圧回路）８ｂを備えており、増幅器８ａで増幅した信号をトランス８ｂにより位相を反転させるとともに昇圧して出力する。
反転増幅器８のトランス８ｂから出力される昇圧された位相反転出力は、反転増幅器８の電源電圧を越えた振幅値となっている。なお、この位相反転出力の振幅値は、静電容量検出型の座標入力装置５０側の感度に応じて調整できる。
反転増幅器８の出力は、前記スイッチング回路３の第２の固定接点３ｂへ接続されている。
【００１４】
タイミング制御回路（制御回路）１１は、位相比較器５の動作、非動作の制御とスイッチング回路３の前記可動接点の切り替え制御を行う回路である。
図３は、位相比較器５およびスイッチング回路３を制御する制御信号と、キャパシタＣ１を流れる信号を示すタイミングチャートである。
タイミング制御回路１１は、図３（ａ）に示すような位相比較器５およびスイッチング回路３を制御する制御信号を信号ラインＡへ出力する。
信号ラインＡは、スイッチング回路３の前記制御端子および位相比較器５の前記動作制御端子へ接続されている。
【００１５】
図１に示すように、このスタイラス入力装置１の電源はバッテリ３１であり、ユーザ操作により電源をオンオフするための電源スイッチ３２を備えている。
この電源スイッチ３２は、スタイラス入力装置１本体のどの部分に設けられていてもよく、スタイラス入力装置１本体の後端付近、スタイラス入力装置１本体の手で持つ部分、または先端付近に設けられていてもよい。
電源スイッチ３２をスタイラス入力装置１の先端付近に設けた場合には、静電容量式タッチパネル５１表面へ触れたときの筆圧で導通状態となり、スタイラス入力装置１本体内の各回路へ電源電圧Ｖｃｃが供給されるように構成できる。
【００１６】
スタイラス入力装置１本体は、例えばペンなどの筆記具の形態を有しており、ユーザが手に持つなどの状態で入力操作を行うことで人体と電気的に接触する導電体で構成された接触部４１がスタイラス入力装置１本体の外周部に設けられている。
接触部４１は、スタイラス入力装置１本体内に構成された回路のグランドラインと接続されている。
【００１７】
静電容量検出型の座標入力装置５０は、静電容量式タッチパネル５１と演算回路５３とを備えている。
静電容量式タッチパネル５１は、人体の例えば指先で静電容量式タッチパネル５１表面の絶縁層６２へ触れたときの、前記指先と静電容量式タッチパネル５１の第１導電層６３との間に発生するキャパシタＣを介して流れる電流を検出する検出回路を含む。
また、演算回路５３は、前記検出された電流値から前記静電容量式タッチパネル５１上の接触位置の座標を算出する回路である。
【００１８】
図４は、この静電容量検出型の座標入力装置５０の具体例を示す回路図である。
前記検出回路は、電流検出抵抗回路５２と差動実効値検波回路７１、７２、７３、７４と周波数Ｆｏの交流基準信号Ｖｉを出力する基準信号源５４とを備えている。
また、前記演算回路５３は、加算回路７５、７６、７７とＸ軸座標演算回路７８とＹ軸座標演算回路７９とを備えている。
【００１９】
電流検出抵抗回路５２は、静電容量式タッチパネル５１表面の絶縁層６２へ触れたときのキャパシタＣと前記第１導電層６３によるインピーダンスに応じて電極５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄへそれぞれ流れる電流を検出するための電流検出抵抗を有している。
前記第１導電層６３によるインピーダンスとは、電極５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄと静電容量式タッチパネル５１の接触位置との間で前記第１導電層６３によって形成されるインピーダンスである。
この電流検出抵抗は、電極５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄへそれぞれ流れる電流値に応じた電圧降下量がその両端に発生する。
【００２０】
差動実効値検波回路７１は、静電容量式タッチパネル５１の電極５１ａへ流れる電流に応じて前記電流検出抵抗の両端から出力される電圧降下量の差分を増幅回路により増幅し検波し、前記電流の実効値に応じた直流電圧Ｖａを出力する回路である。
差動実効値検波回路７２は、静電容量式タッチパネル５１の電極５１ｂへ流れる電流に応じて前記電流検出抵抗の両端から出力される電圧降下量の差分を増幅回路により増幅し検波し、前記電流の実効値に応じた直流電圧Ｖｂを出力する回路である。
差動実効値検波回路７３は、静電容量式タッチパネル５１の電極５１ｃへ流れる電流に応じて前記電流検出抵抗の両端から出力される電圧降下量の差分を増幅回路により増幅し検波し、前記電流の実効値に応じた直流電圧Ｖｃを出力する回路である。
差動実効値検波回路７４は、静電容量式タッチパネル５１の電極５１ｄへ流れる電流に応じて前記電流検出抵抗の両端から出力される電圧降下量の差分を増幅回路により増幅し検波し、前記電流の実効値に応じた直流電圧Ｖｄを出力する回路である。
基準信号源５４は、前記各電流検出抵抗を介して静電容量式タッチパネル５１の電極５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄへ前記交流基準信号Ｖｉを供給するものである。
【００２１】
演算回路５３の加算回路７５は、差動実効値検波回路７１の出力と差動実効値検波回路７２の出力と差動実効値検波回路７３の出力と差動実効値検波回路７４の出力とを加算する回路である。
加算回路７６は、差動実効値検波回路７１の出力と差動実効値検波回路７４の出力とを加算する回路である。
加算回路７７は、差動実効値検波回路７３の出力と差動実効値検波回路７４の出力とを加算する回路である。
Ｘ軸座標演算回路７８は、加算回路７６の加算結果と加算回路７５の加算結果とをもとに、静電容量式タッチパネル５１における接触位置のＸ軸方向の座標計算を所定の演算式“（Ｖａ＋Ｖｄ）／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）”を用いて行う回路である。
Ｙ軸座標演算回路７９は、加算回路７５の加算結果と加算回路７７の加算結果とをもとに、静電容量式タッチパネル５１における接触位置のＹ軸方向の座標計算を所定の演算式“（Ｖｃ＋Ｖｄ）／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）”を用いて行う回路である。
【００２２】
次に動作について説明する。
図１に示すように、スタイラス入力装置１の電源スイッチ３２がオンすると、スタイラス入力装置１本体のＶｃｃラインにバッテリ３１で発生している電源電圧が供給される。
すると、タイミング制御回路１１は、図３（ａ）に示す制御信号を信号ラインＡへ出力する。
この制御信号はスイッチング回路３の前記制御端子と位相比較器５の前記動作制御端子へ供給される。
この結果、スイッチング回路３は、例えば前記制御信号が“Ｈｉｇｈ”レベルの期間、その可動接点を固定接点３ａ側へ切り替え、前記制御信号が“Ｌｏｗ”レベルの期間、その可動接点を固定接点３ｂ側へ切り替える。
また、位相比較器５は、例えば前記制御信号が“Ｈｉｇｈ”レベルの期間、動作状態になり、前記制御信号が“Ｌｏｗ”レベルの期間、非動作状態になる。
【００２３】
ユーザがこのスタイラス入力装置１本体を手に持ってその先端部２を静電容量式タッチパネル５１表面の絶縁層６２へ触れさせると、タイミング制御回路１１から出力された前記制御信号が“Ｈｉｇｈ”レベルの期間、スイッチング回路３の可動接点が固定接点３ａ側へ切り替えられ、また、位相比較器５は動作状態となる。
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は、電流検出抵抗回路５２、静電容量式タッチパネル５１の各電極５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、第１導電層６３、キャパシタＣ、スタイラス入力装置１の先端部２、スイッチング回路３の固定接点３ａを経由して、正相増幅器４へ入力され増幅され、位相比較器５の一方の入力へ供給される。
【００２４】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、信号ラインＡへ出力された前記制御信号が“Ｈｉｇｈ”レベルの区間、交流基準信号Ｖｉと同相の信号がキャパシタＣ１を流れる。
なお、この交流基準信号Ｖｉと同相の信号は、スタイラス入力装置１本体を手に持っているユーザの人体を経由して静電容量検出型の座標入力装置５０の基準信号源５４へ帰還する。
位相比較器５は、前記一方の入力へ供給された前記交流基準信号Ｖｉと同相の信号と、他方の入力へ供給されるＶＣＯ回路７の出力との位相差を比較し、この比較結果に応じた信号をＶＣＯ回路７へ出力する。
位相比較器５から出力された前記比較結果に応じた信号はローパスフィルタ６により平滑化されて直流信号になりＶＣＯ回路７へ出力される。
位相比較器５、ローパスフィルタ６およびＶＣＯ回路７からなるＰＬＬ回路は、この一連のループ動作によりＶＣＯ回路７が出力する信号を静電容量検出型の座標入力装置５０の基準信号源５４が発生している交流基準信号Ｖｉの周波数に位相同期させる。
【００２５】
タイミング制御回路１１から出力された前記制御信号が“Ｌｏｗ”レベルになっている期間では、スイッチング回路３の可動接点は固定接点３ｂ側へ切り替えられる。
また、位相比較器５は非動作状態になる。この結果、前記ＰＬＬ回路のループ動作はオフとなるが、前記ＰＬＬ回路はフライホイール効果により、少なくとも前記制御信号が“Ｌｏｗ”レベルである期間、静電容量検出型の座標入力装置５０の基準信号源５４が発生している交流基準信号Ｖｉの周波数に位相同期した信号を出力し続けることが可能である。
このため、反転増幅器８は、基準信号源５４が発生している交流基準信号Ｖｉの周波数に位相同期するとともに逆位相、かつ電源電圧Ｖｃｃを越えた振幅Ｖｎｅｇを有した信号を前記制御信号が“Ｌｏｗ”レベルである期間、出力することになる。
【００２６】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、信号ラインＡへ出力された前記制御信号が“Ｌｏｗ”レベルの区間では、前記ＰＬＬ回路からは交流基準信号Ｖｉの周波数に位相同期するとともに逆位相、かつ電源電圧Ｖｃｃを越えた振幅Ｖｎｅｇを有した信号が出力される。
このときキャパシタＣ１に印加される信号振幅はＶｉ＋Ｖｎｅｇとなり、前記制御信号が“Ｌｏｗ”レベルになっている期間では、キャパシタＣ１を流れる接触位置検出電流Ｉは、Ｉ＝２π・Ｆｏ・Ｃ１・（Ｖｉ＋Ｖｎｅｇ）となる。
【００２７】
すなわち、静電容量検出型の座標入力装置５０が、キャパシタＣ１の容量値が小さく接触位置検出電流Ｉを検出できず、接触位置の検出ができない状態であっても、スタイラス入力装置１側で発生させる前記信号の振幅Ｖｎｅｇの値を大きくすることによって、静電容量検出型の座標入力装置５０では接触位置を検出できるだけの大きさの接触位置検出電流Ｉを得ることが可能となる。
【００２８】
例えば、指先で静電容量式タッチパネル５１表面上へ接触したときの接触面積が通常２５ｍｍ２ から１００ｍｍ２ であるのに対し、このスタイラス入力装置１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１表面上へ接触させたときの接触面積は、その１／１０の２ｍｍ２ から１０ｍｍ２ であると仮定しても、スタイラス入力装置１側で発生させる前記信号の振幅Ｖｎｅｇの値を基準信号源５４が発生している交流基準信号Ｖｉの振幅の９倍にできれば、静電容量検出型の座標入力装置５０側では、指先で静電容量式タッチパネル５１表面上へ接触したときと同程度の感度が得られることになる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、従来の静電容量検出型の座標入力装置に比較して、指先などで接触したときの接触面積に比べ接触面積が小さい状態であっても充分な接触位置検出電流Ｉを得ることができるため、スタイラスを用いた接触位置の入力が可能となり、操作性の向上を図る上で有利となる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態のスタイラス入力装置の構成を示すブロック図であり、図５において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
なお、このスタイラス入力装置２１は、図１に示した静電容量検出型の座標入力装置５０に対して適用できる。
第２の実施の形態のスタイラス入力装置２１は、図１に示した静電容量検出型の座標入力装置５０の静電容量式タッチパネル５１に対し接触位置の入力を行なっていない場合に、自動的に省電力モードへ移行するための電源管理回路を備えている点が第１の実施の形態と異なっている。
【００３１】
この電源管理回路の機能は、信号検出器（電源管理回路）３６、ウェイト回路（電源管理回路）３７および省電力スイッチ（電源管理回路）３８と、第１の実施の形態で説明した機能にウェイト回路３７へタイミングパルスを出力する機能が追加されたタイミング制御回路（電源管理回路）３５とにより実現される。
省電力スイッチ３８は、電源スイッチ３２に対しパラレルに接続されている。
信号検出器３６は、正相増幅器４の出力をもとに、スタイラス入力装置２１の先端部２が図１に示す静電容量検出型の座標入力装置５０の静電容量式タッチパネル５１表面に接触しているときの基準信号源５４が発生した交流基準信号Ｖｉを検出する。
また、信号検出器３６は、交流基準信号Ｖｉを検出すると検出信号を出力する。
【００３２】
ウェイト回路３７は、タイミング制御回路３５から出力されるタイミングパルスを受け、計数し、この係数値が規定値に達することで一定時間をゲートするタイマー回路である。
また、ウェイト回路３７は、信号検出器３６が交流基準信号Ｖｉを検出することで出力する検出信号をもとにリセットされる。
また、ウェイト回路３７は、リセットされた状態では省電力スイッチ３８をオン状態に制御し、さらにタイミング制御回路３５から出力されるタイミングパルスの計数動作は行わず、タイミングパルスの計数値はリセットされた状態になる。
【００３３】
図６は、この電源管理回路の動作を示すタイミングチャートである。
次に、図５および図６のタイミングチャートを参照して電源管理回路の動作を説明する。
電源スイッチ３２が一度押下されると、電源スイッチ３２による電源供給がオン、すなわちバッテリ３１で発生している電源電圧がＶｃｃ給電ラインからスタイラス入力装置２１の全回路に供給された状態になる。またこのとき、省電力スイッチ３８もオン状態となる。
次に、図６（ａ）に示すように電源スイッチ３２が再度押下されると、電源スイッチ３２による電源供給はオフとなるが、オン状態となっている省電力スイッチ３８により、Ｖｃｃ給電ラインからスタイラス入力装置２１の全回路に電源電圧Ｖｃｃが供給された状態を維持する。
この状態でスタイラス入力装置２１の先端部２が静電容量式タッチパネル５１表面に接触していると、基準信号源５４で発生した交流基準信号Ｖｉが検出されるため、ウェイト回路３７はこの交流基準信号Ｖｉが検出される限りリセット状態となって省電力スイッチ３８をオン状態に制御する。
一方、スタイラス入力装置２１の先端部２が静電容量式タッチパネル５１表面から離れると前記交流基準信号Ｖｉは検出できない状態になる。
この結果、ウェイト回路３７はリセット状態が解除され、タイミング制御回路３５から出力されるタイミングパルスをカウントし、そのカウント値が規定値に達したタイミングで省電力スイッチ３８をオフ状態にする。
【００３４】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、電源スイッチ３２をオフした後は、省電力スイッチ３８により電源電圧がＶｃｃ給電ラインからスタイラス入力装置２１の全回路に供給された状態になる。そして、スタイラス入力装置２１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１表面から離すと、一定時間経過後、省電力スイッチ３８がオフされる。
したがって、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果を奏することは無論のこと、スタイラス入力装置２１の先端部２を静電容量式タッチパネル５１表面から離して前記交流基準信号Ｖｉが検出できない状態になると、省電力スイッチ３８を介して電源電圧が供給される省電力モードへ自動的に移行することなり、省電力化を図る上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態のスタイラス入力方法が適用されるスタイラス入力装置と静電容量検出型の座標入力装置を示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるスタイラス入力方法の基本原理図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のスタイラス入力装置における位相比較器およびスイッチング回路を制御する制御信号と、キャパシタを流れる信号を示すタイミングチャートである。
【図４】静電容量検出型の座標入力装置の具体例を示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のスタイラス入力装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のスタイラス入力装置における電源管理回路の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
３……スイッチング回路（制御回路）、５……位相比較器（位相反転信号生成回路、位相同期回路）、６……ローパスフィルタ（位相反転信号生成回路、位相同期回路）、７……ＶＣＯ（位相反転信号生成回路、位相同期回路）、８……反転増幅器（位相反転信号生成回路）、８ｂ……トランス（昇圧回路）、１１……タイミング制御回路（制御回路）、３５……タイミング制御回路（電源管理回路）、３６……信号検出器（電源管理回路）、３７……ウェイト回路（電源管理回路）、３８……省電力スイッチ（電源管理回路）、５１……静電容量式タッチパネル。
【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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