(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導型座標測位装置に適した座標指示器であって、
センサコイルと、クロック生成回路と、制御回路を備え、
前記センサコイルは、
チャージ期間中に前記電磁誘導型座標測位装置が生成した励磁磁界と結合して電源を発生し、コマンド受信期間中に前記電磁誘導型座標測位装置からコマンド信号の一つを受信し、前記コマンド信号は固定数量の複数のビットを含み、
前記クロック生成回路は、
前記センサコイルと結合し、前記電源の動作に基づいてクロック信号を生成するために用いられ、
前記制御回路は、
前記センサコイルと前記クロック生成回路に接続され、前記クロック信号に基づいて、チャージ期間が過ぎた後、前記コマンド受信期間中に前記コマンド信号を復号して前記コマンド信号が複数のデフォルトコマンドにおけるいずれかであるかどうかを判断し、前記コマンド信号が前記デフォルト信号のいずれかであるとき、前記制御回路は前記クロック信号に基づいて、前記コマンド受信期間を経過した後、データ送信期間に、前記コマンド信号に対応する固定数量の複数のビットを含むデータ信号を前記電磁誘導型座標測位装置に出力するように前記センサコイルをトリガーし、且つ前記センサコイルは、前記コマンド信号に応答するように前記データ送信期間における異なる時刻に前記データ信号の前記複数のビットをそれぞれ送信し、
前記チャージ期間、前記コマンド受信期間、及び前記データ送信期間は固定の時間の長さを有することを特徴とする、
座標指示器。
【請求項２】
前記制御回路が前記コマンド信号を復号する前に、前記制御回路は前記センサコイルが前記電磁誘導型座標測位装置からのトリガー信号を受信することにより、前記トリガー信号に基づいて前記コマンド受信期間において前記コマンド信号を復号することを特徴とする請求項１に記載の座標指示器。
【請求項３】
前記コマンド信号は同一の周波数が連続し且つ中断しない励起信号を含み、且つ異なる前記複数のデフォルトコマンドに応じて前記コマンド信号は、連続した励起信号が含まれる時間の長さが異なることを特徴とする請求項１に記載の座標指示器。
【請求項４】
前記複数のデフォルトコマンドは圧力値データ返信コマンド、出荷日データ返信コマンド、及び識別データ返信コマンドを含み、前記制御回路は前記コマンド信号を復号するとき、前記コマンド信号の連続した励起信号を含む時間の長さに基づいて、前記コマンド信号が前記圧力値データ返信コマンド、前記出荷日データ返信コマンド、或いは前記識別データ返信コマンドであることを判断することを特徴とする請求項３に記載の座標指示器。
【請求項５】
前記制御回路に接続されたストレージ回路を更に含み、前記制御回路が、前記コマンド信号が前記出荷日データ返信コマンドであると判断したとき、前記制御回路は前記ストレージ回路が出荷日データを出力するように制御し、前記データ信号に前記出荷日データを含ませ、前記出荷日データを前記電磁誘導型座標測位装置に出力することを特徴とする請求項４に記載の座標指示器。
【請求項６】
前記制御回路が、前記コマンド信号が識別データ返信コマンドであると判断したとき、前記制御回路は前記ストレージ回路を制御して識別データを出力し、前記データ信号に前記識別データを含ませ、前記識別データを前記電磁誘導型座標測位装置に出力することを特徴とする請求項５に記載の座標指示器。
【請求項７】
前記センサコイルに接続されると共に、前記電磁誘導型座標測位装置に加えた圧力に基づいてアナログの圧力信号を生成するエネルギー変換回路と、前記エネルギー変換回路に接続されると共に、Ａ／Ｄ変換を行って前記アナログの圧力信号を圧力値に変換するＡ／Ｄ変換回路とを備え、前記制御回路が、前記コマンド信号が前記圧力値データ返信コマンドであると判断したとき、前記データ信号は前記圧力値を含み、前記圧力値を前記電磁誘導型座標測位装置に出力することを特徴とする請求項４に記載の座標指示器。
【請求項８】
前記Ａ／Ｄ変換回路は、前記コマンド信号が前記圧力値データ返信コマンドであるとき、前記アナログの圧力信号の圧力値への変換を開始し、前記コマンド信号が識別データ返信コマンド或いは前記出荷日データ返信コマンドであるとき、前記Ａ／Ｄ変換回路は前記アナログの圧力信号を前記圧力値に変換しないことを特徴とする請求項７に記載の座標指示器。
【請求項９】
前記センサコイルを収容するためのペン先と、ペン尻と、前記ペン先と前記ペン尻の間を連接するペン本体と、前記ペン本体に位置するサイドボタンと、前記サイドボタンが受けた圧力に基づいて前記サイドボタンに対応する第２のアナログの圧力信号を生成するための第２のエネルギー変換回路を備え、前記デフォルトコマンドは前記サイドボタンに対応する第２の圧力値データ返信コマンドを含み、前記制御回路は前記コマンド信号が前記第２の圧力値データ返信コマンドであると判断したとき、前記データ信号は前記サイドボタンに対応する第２の圧力値を含み、前記センサコイル或いは前記座標指示器の他のセンサコイルが、前記サイドボタンに対応する第２の圧力値を前記電磁誘導型座標測位装置に出力するようにトリガーすることを特徴とする請求項７に記載の座標指示器。
【請求項１０】
前記センサコイルを収容するためのペン先と、ペン尻と、前記ペン尻に収容される第２のセンサコイルと、前記ペン尻が前記電磁誘導型座標測位装置に加えた圧力に基づいて第２のアナログの圧力信号を生成するための第２のエネルギー変換回路を備え、前記制御回路は、前記コマンド信号が前記圧力値データ返信コマンドであり、且つ前記ペン尻が前記電磁誘導型座標測位装置に圧力を加えたと判断したとき、前記Ａ／Ｄ変換回路は前記第２のアナログの圧力信号を他の圧力値に変換し、前記他のセンサコイルが前記他の圧力値及び前記ペン尻の動作情報を前記電磁誘導型座標測位装置に出力するようにトリガーする
ことを特徴とする請求項７に記載の座標指示器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は座標指示器に関し、特にレポートレートが高い座標指示器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の座標指示器は、電磁誘導型座標測位装置が可変長のコマンドを座標指示器に出力するが、可変長のコマンドの復号手順は複雑に成り易く、且つ座標指示器がデータを電磁誘導型座標測位装置に返信するとき、この返信時のデータについても可変長のデータを電磁誘導型座標測位装置に送り返す必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、座標指示器が、電磁誘導型座標測位装置が異なるコマンドを送信した場合には、座標指示器が必要とする動作時間も異なることとなるので、座標指示器と電磁誘導型座標測位装置の同期した作業が難しくなり、その結果、座標指示器の製作が困難となり、座標指示器を構成する電気回路も回路素子を複雑に組み合わせることが必要となり、消費電力も大きくなる。
また、現在の座標指示器は通常抵抗器とコンデンサによる充電・放電技術を利用することにより、固定の周波数のクロックを以って圧力値データを計算して数値化して電磁誘導型座標測位装置に送信するので、圧力値データが比較的大きい場合に、充電・放電技術に固定の周波数のクロックを組み合わせて圧力値データを計算して数値化するのでは速度が遅くなってしまう。その結果、座標指示器は長時間を費やして初めて圧力値データを返信でき、レポートレート（ｒｅｐｏｒｔ  ｒａｔｅ）が悪くなってしまうという問題が生ずる。
本発明は、このような問題に鑑みて、レポートレートが高く、回路構成が比較的簡単で、消費電力が比較的低い座標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】
【０００４】
本発明はこのような課題に鑑みて以下の構成を備える。
電磁誘導型座標測位装置に適した座標指示器であって、センサコイルと、クロック生成回路と、制御回路を備え、前記センサコイルは、チャージ期間中に前記電磁誘導型座標測位装置が生成した励磁磁界と結合して電源を発生し、コマンド受信期間中に前記電磁誘導型座標測位装置からコマンド信号の一つを受信し、前記コマンド信号は固定数量の複数のビットを含み、前記クロック生成回路は、前記センサコイルと結合し、前記電源の動作に基づいてクロック信号を生成するために用いられ、前記制御回路は、前記センサコイルと前記クロック生成回路に接続され、前記クロック信号に基づいて、チャージ期間が過ぎた後、前記コマンド受信期間中に前記コマンド信号を復号して前記コマンド信号が複数のデフォルトコマンドにおけるいずれかであるかどうかを判断し、前記コマンド信号が前記デフォルト信号のいずれかであるとき、前記制御回路は前記クロック信号に基づいて、前記コマンド受信期間を経過した後、データ送信期間に、前記コマンド信号に対応する固定数量の複数のビットを含むデータ信号を前記電磁誘導型座標測位装置に出力するように前記センサコイルをトリガーし、且つ前記センサコイルは、前記コマンド信号に応答するように前記データ送信期間における異なる時刻に前記データ信号の前記複数のビットをそれぞれ送信し、前記チャージ期間、前記コマンド受信期間、及び前記データ送信期間は固定の時間の長さを有する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の座標指示器は、制御回路がクロック信号に基づいて、コマンド受信期間を経過した後、データ送信期間に、コマンド信号に対応する固定数量の複数のビットを含むデータ信号を電磁誘導型座標測位装置に出力するようにセンサコイルをトリガーし、且つセンサコイルは、コマンド信号に応答するようにデータ送信期間における異なる時刻にデータ信号の複数のビットをそれぞれ送信し、チャージ期間、コマンド受信期間、及びデータ送信期間は固定の時間の長さを有するので、レポートレートを高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の座標指示器の実施形態の外観を示す図である。
【図２】本発明の座標指示器と電磁誘導型座標測位装置の関係を示す図である。
【図３】本発明の座標指示器の実施形態を示すブロック図である。
【図４】図３の共振回路及び電源回路の実施形態を示す回路図である。
【図５】座標指示器の動作時における第１の実施形態のシーケンスを示す図である。
【図６】座標指示器の動作時における第２の実施形態のシーケンスを示す図である。
【図７】座標指示器の動作時における第３の実施形態のシーケンスを示す図である。
【図８】コマンド受信期間中に異なるコマンド信号を受信した場合の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の構造と動作を説明する。ここで、図１は本発明の座標指示器の実施形態の外観を示す図であり、図２は本発明の座標指示器と電磁誘導型座標測位（位置検出）装置の関係を示す図である。図１および図２を参照する。電磁誘導型座標測位装置２は、ワークスペース２９を有し、座標指示器１は、電磁誘導型座標測位装置２のワークスペース２９に接触しても良いが非接触でも良く、いずれにせよ座標指示器１の位置がワークスペース２９に近づくと、電磁誘導型座標測位装置２は、座標指示器１の信号を感知し、座標指示器１が出力した信号を受信することができる。
座標指示器１が電磁誘導型座標測位装置２に接触（近接）すると、電磁誘導型座標測位装置２は座標指示器１からの圧力信号をも受信することができる。なお、図１および図２に示されるように、電磁誘導型座標測位装置２は、他の電子機器３と有線又は無線により連動することもできる。
本実施形態では、電磁誘導型座標測位装置２は、タブレット、携帯電話、タブレットコンピュータ、ノートパソコン、デジタルボード、又はスマートノートブック等でも良く、座標指示器１１は、電磁誘導ペン、マウス、または位置決めディスクでも良い。電子機器３は、携帯電話、タブレットコンピュータ、又はノートパソコンでも良い。
【０００８】
次に、図３と図４を参照して本実施形態を説明する。ここで、図３は本発明の座標指示器の実施形態を示すブロック図であり、図４は図３の共振回路及び電源回路の実施形態を示す回路図である。図３、図４に示すように、座標指示器１は、共振回路１１、クロック生成回路１２、及び制御回路１３を備える。共振回路１１は、図４に示すようにセンサコイル１１１を備える。
座標指示器１が電磁誘導型座標測位装置２に近接している場合、図５から図７に示すように、座標指示器１の動作シーケンスは、チャージ期間Ｔ１、コマンド受信期間Ｔ２、及びデータ送信期間Ｔ３を有するものとなる。ここで、これらチャージ期間Ｔ１、コマンド受信期間Ｔ２、データ送信期間Ｔ３は、固定の時間の長さに設定される。
座標指示器１は、チャージ期間Ｔ１中に電磁誘導型座標測位装置２の励起磁場に電磁的に結合され、この電磁的な結合により得られた磁気エネルギーを座標指示器１が動作するためのエネルギーに変換することができる。
動作中、座標指示器１は、コマンド受信期間Ｔ２中に電磁誘導型座標測位装置２からコマンド信号Ｓ１を受信し、データ送信期間Ｔ３中にデータ信号Ｓ２を電磁誘導型座標測位装置２に送信することにより、前述のコマンド信号Ｓ１に応答することができ、このようにして座標指示器１は電磁誘導型座標測位装置２と通信することができる。
詳細には、チャージ期間Ｔ１の電磁結合期間Ｔ１１に、電磁誘導型座標測位装置２によって励磁電流を発生させて特定周波数の励磁磁界（磁場）を形成し、座標指示器１の共振回路１１がこの特定周波数を含む時間によって変化する磁場と結合することによって信号等を取得する。
更に、共振回路１１におけるセンサコイル１１１とコンデンサを利用することにより、特定の周波数の時間によって変化する磁場に変換され、コンデンサと共振回路１１のダイオード回路により直流の電気エネルギーに変換されてコンデンサに蓄えら、座標指示器１のクロック生成回路１２、制御回路１３等の動作に必要な電力となる。
【０００９】
チャージ期間Ｔ１が過ぎた後は、図５〜図７に示すように、座標指示器１がコマンド受信期間Ｔ２にあるとき、センサコイル１１１はコマンド受信期間Ｔ２において電磁誘導型座標測位装置２が出力したコマンド信号Ｓ１を受信する。ここで、コマンド信号Ｓ１は固定のビット数を有し、例えば２０ビットであっても良い。
また、クロック生成回路１２は、動作中にクロック信号ＣＬＫを生成し、このクロック信号ＣＬＫは、座標指示器１及び電磁誘導型座標測位装置２を動作させるための共通するクロック信号として使用され、例えばクロック信号ＣＬＫの周波数は、４５０ＫＨｚ、５００ＫＨｚ、７５０ｋＨｚ、又は１ＭＨｚ等であることができる。
チャージ期間Ｔ１は固定の時間の長さを有するので、制御回路１３は、クロック信号ＣＬＫに基づいて座標指示器１がコマンド受信期間Ｔ２に既にあることを知ることができる。
制御回路１３はコマンド受信期間Ｔ２にコマンド信号Ｓ１を復号して、制御回路１３が、コマンド信号Ｓ１が複数の予め設定されたコマンド（事前設定コマンド）のどれに該当するのか判断する。具体的には、事前設定コマンドの数は４種類でも良く、制御回路１３はコマンド信号Ｓ１が第１の事前設定コマンド、第２の事前設定コマンド、第３の事前設定コマンド、又は第４の事前設定コマンドであると判断することができる。
コマンド信号Ｓ１がどの事前設定コマンドであるか判断した後、制御回路１３はコマンド信号Ｓ１に基づいて対応するデータ信号Ｓ２を選択する。ここで、データ信号Ｓ２は固定の数の複数のビットを含む。コマンド受信期間Ｔ２を過ぎた後は、制御回路１３はクロック信号ＣＬＫに基づいて座標指示器１がデータ送信期間Ｔ３にあることも知ることができる。
データ送信期間Ｔ３において、制御回路１３は、電磁誘導型座標測位装置２が送信したコマンド信号Ｓ１に応答するように、コマンド信号Ｓ１に対応するデータ信号Ｓ２を電磁誘導型座標測位装置２へ送るようにセンサコイル１１１にトリガーをかけ、更に、センサコイル１１１は、データ送信期間Ｔ３中に、データ信号Ｓ２の複数のビットを電磁誘導型座標測位装置２に順次送信する。ここで、各ビットの送信時間は固定値である。
具体的には、第１の事前設定コマンド、第２の事前設定コマンド、第３の事前設定コマンド、及び第４の事前設定コマンドにそれぞれ第１のデータ信号、第２のデータ信号、第３のデータ信号、第４のデータ信号が対応するとし、且つデータ信号Ｓ２が１８ビットの場合を例にとり説明する。
第１のデータ信号、第２のデータ信号、第３のデータ信号、及び第４のデータ信号がいずれも１８ビットを備えるものとし、制御回路１３はコマンド信号Ｓ１が第３の事前設定コマンドであると判断した場合には、制御回路１３がコマンド信号Ｓ１に対応するデータ信号Ｓ２が第３のデータ信号であるとして選択する。そして、図５〜図７に示すように、制御回路１３は、第３のデータ信号の１８ビット（０ビット（ｂｉｔ）目から１７ビット目）を、データ送信期間Ｔ３の固定の送信時間で電磁誘導型座標測位装置２に順次送信するようにセンサコイル１１１をトリガーする。なお、その他の場合についても同様の取り扱いがなされるので説明を省略する。
このようにして、座標指示器１と電磁誘導型座標測位装置２との間の通信手順が完了する。その後、座標指示器１は、電磁誘導型座標測位装置２によって送信された他のコマンド信号Ｓ１に応答するように、チャージ手順、コマンド受信手順、及びデータ送信手順を繰り返し実行でき、座標指示器１は、電磁誘導型座標測位装置２と他の通信手順を実行できる。なお、本実施形態では、制御回路１３は、特定用途向けの集積回路（ＡＳＩＣ）によって実現されても差し支えない。
このように、コマンド信号Ｓ１の長さは固定の長さなので、制御回路１３のコマンド信号Ｓ１に対する復号手順が簡単になり、電磁誘導型座標測位装置２の動作周波数と比較して、座標指示器１は低い周波数で操作することができ、例えば、座標指示器１を動作させるための周波数は電磁誘導型座標測位装置２の動作周波数の半分程度で足りる。
さらに、チャージ期間Ｔ１、コマンド受信期間Ｔ２、及びデータ送信期間Ｔ３はすべて固定されており、データ信号Ｓ２の長さも固定されており、座標指示器１の各回路素子は、クロック信号ＣＬＫに基づいて電磁誘導型座標測位装置２と同期して動作することができ、座標指示器１の各回路素子はデジタル論理回路で構成した専用の集積回路でも実現できるので、回路構成も比較的簡単で消費電力も少なくできる。
本実施形態では、異なる変調技法によれば、共振回路１１は、特定の周波数（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ，ＦＳＫ）、位相（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ，ＰＳＫ）、若しくは振幅（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ，ＡＳＫ）でデータ信号Ｓ２を電磁誘導型座標測位装置２に送信できる。
【００１０】
また、図３に示すように、座標指示器１は、電源回路１４をさらに備える。  電源回路１４は、共振回路１１、クロック生成回路１２、制御回路１３等の座標指示器１の各回路素子に接続されている。
センサコイル１１１は、チャージ期間Ｔ１中に磁気エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電し、電源回路１４を介して、特定の周波数の時の磁界を直流電源に変換し、上述した座標指示器１の各回路素子の動作に必要な安定した電源を供給する。
本実施形態では、電磁誘導型座標測位装置２がコマンド信号Ｓ１を送信する前に、電磁誘導型座標測位装置２は更にトリガー信号を送信し、センサコイル１１１はクロック信号ＣＬＫに基づいてこのトリガー信号を受信する。
制御回路１３は、コマンド受信期間Ｔ２における最初の立ち上がりエッジ（ｒｉｓｉｎｇ  ｅｄｇｅ）を受信トリガー信号とする。制御回路１３はさらに、トリガー信号に基づいて、トリガー信号の後に受信された信号が、トリガー信号によるノイズではなく、コマンド信号Ｓ１であることを確認する。制御回路１３は、トリガー信号に基づいてコマンド信号Ｓ１を復号して、座標指示器１と電磁誘導型座標測位装置２との間の通信品質を向上させることができる。
本実施形態では、コマンド信号Ｓ１は、同じ周波数の連続し且つ中断しない励起信号を含み、異なる事前設定コマンドに基づき、異なるコマンド信号Ｓ１が励起信号の存在下にある時間の長さは同じではない。
たとえば、次の表１に示すように、第１の事前設定コマンド、第２の事前設定コマンド、第３の事前設定コマンド、及び第４の事前設定コマンドがデジタル信号であり、すべて２０ビットの場合を例に取り、「１」を以って励起信号を表すものとする。
次の表１のように、第１の事前設定コマンドには４個の同じ周波数の連続した励起信号が含まれ、第２の事前設定コマンドには８個の同じ周波数の連続した励起信号が含まれ、第３の事前設定コマンドには１２個の同じ周波数の連続した励起信号が含まれ、第４の事前設定コマンドには１６個の同じ周波数の連続した励起信号が含まれる。
これにより、予め設定された４つのコマンドに基づく同一周波数の連続した励磁信号の長さが異なり、制御回路１３は、コマンド受信期間Ｔ２における連続した励磁信号を含むコマンド信号Ｓ１の時間の長さを判断要素とすることにより、コマンド信号Ｓ１が第１の事前設定コマンド、第２の事前設定コマンド、第３の事前設定コマンド、或いは第４の事前設定コマンドであると判断できる。センサコイル１１１は、対応する第１のデータ信号、第２のデータ信号、第３のデータ信号又は第４のデータ信号を電磁誘導型座標測位装置２に送信するようにトリガーされる。
【００１１】
【表１】
0006985473.tif 000002
【００１２】
本実施形態では、前述の複数の事前設定コマンドは、圧力値データ返信コマンド、出荷日データ返信コマンド、及び識別（ＩＤ）データ返信コマンド等を含む。電磁誘導型座標測位装置２はコマンド信号Ｓ１を送信して、座標指示器１にその識別データ、出荷日データ、又は電磁誘導型座標測位装置２に適用される圧力値データを要求する。
制御回路１３は、連続した励磁信号を含むコマンド信号Ｓ１の時間の長さに基づいて、コマンド信号Ｓ１が識別データ返信コマンド、出荷日データ返信コマンド、または圧力値データ返信コマンドであることを判別できる。
そして、制御回路１３は、センサコイル１１１をトリガーして、識別データ、出荷日データ、又は圧力値データを含むデータ信号Ｓ２を対応するように送信する。すなわち、前述の第１データ信号、第２データ信号、及び第３データ信号は、それぞれ識別データ、出荷日データ、圧力値データを含む。詳細には、図３に示すように、座標指示器１は更に、ストレージ回路１６を含み、ストレージ回路１６は、電子的に消去が可能な書き換え可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリーでも良い。
ストレージ回路１６は、電源回路１４および制御回路１３に接続されている。ストレージ回路１６は、座標指示器１の識別データと出荷日データを記憶している。
制御回路１３は、コマンド信号Ｓ１が識別データ返信コマンドであると判断すると、制御回路１３は、データ信号Ｓ２に識別データを含ませるように、ストレージ回路１６が座標指示器１の識別データを出力するように制御する。
【００１３】
図５に示すように、コマンド受信期間Ｔ２が経過すると、識別データ返信コマンドのコマンド信号Ｓ１に応答するように、センサコイル１１１は、データ送信期間Ｔ３において、識別データを含むデータ信号Ｓ２を電磁誘導型座標測位装置２に送信する。
または、制御回路１３が、コマンド信号Ｓ１が出荷日データ返信コマンドであると判断した場合、制御回路１３は、ストレージ回路１６を制御して、データ信号Ｓ２に出荷日データが含まれるように、座標指示器１の出荷日データを出力し、センサコイル１１１は、出荷日データ返信コマンドのコマンド信号Ｓ１に応答するように、出荷日データを含むデータ信号Ｓ２を電磁誘導型座標測位装置２に送信する。
本実施形態では、ストレージ回路１６は、座標指示器１の色データを更に記憶することができる。制御回路１３が、コマンド信号Ｓ１が識別データ返信コマンドであると判断すると、制御回路１３は、データ信号Ｓ２に識別データと色データを含ませるように、ストレージ装置１６を制御して、座標指示器１の識別データと色データを出力する。
センサコイル１１１は、データ送信期間Ｔ３において、識別データおよび色データを含むデータ信号Ｓ２を電磁誘導型座標測位装置２に送信する。電磁誘導型座標測位装置２は、色データを受信した後に、赤、緑、青、又は黒等の前述の色データに従って対応する色を表示することができる。
【００１４】
本実施形態では、図３および図４に示すように、座標指示器１は、エネルギー変換回路１９、フィルターアンプ回路１８、及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路１０を更に含む。
また、これらの構造としては、エネルギー変換回路１９の構造は、共振回路１１を跨るように又は一致するように配置することができる。エネルギー変換回路１９は、フィルターアンプ回路１８に結合される。フィルターアンプ回路１８は、Ａ／Ｄ変換回路１０に接続される。制御回路１３は、圧力値を受信するようにＡ／Ｄ変換回路１０に結合されている。
エネルギー変換回路１９は、可変コンデンサ、可変抵抗器、又は可変インダクタンスとすることができ、エネルギー変換回路１９は、座標指示器１によって電磁誘導型座標測位装置２に加えられる圧力に応じてアナログの圧力信号を生成することができる。
フィルターアンプ回路１８は、アナログの圧力信号をフィルタリングして増幅することができ、Ａ／Ｄ変換回路１０は、このフィルタリングと増幅が行われたアナログの圧力信号を受信し、それをデジタル値に変換する。
【００１５】
図６に示すように、制御回路１３は、Ａ／Ｄ変換回路１０を制御して、チャージ期間Ｔ１のＡ／Ｄ変換期間Ｔ１２中にアナログ信号をデジタル信号に変換して、アナログの圧力信号をデジタルの圧力値に変換する。
【００１６】
あるいは、図７に示すように、制御回路１３は、コマンド受信期間Ｔ２とデータ送信期間Ｔ３との間のＡ／Ｄ変換期間Ｔ４にＡ／Ｄ変換を行うようにＡ／Ｄ変換回路１０を制御して、上述した圧力値を生成してもよい。
これに基づいて、制御回路１３がコマンド受信期間Ｔ２中にコマンド信号Ｓ１が圧力値データ返信コマンドであると判断すると、制御回路１３は、センサコイル１１１をトリガーして、データ送信期間Ｔ３中に、圧力値を含むデータ信号Ｓ２を電磁誘導型座標測位装置２に送信し、電磁誘導型座標測位装置２が圧力値を受信した後、電磁誘導型座標測位装置２は、圧力値に応じてそのワークスペース２９の対応する座標に異なる太さの線を表示し又は異なる濃さの線を表示できる。
【００１７】
本実施形態では、図４に示されるように、共振回路１１は、ダイオード１１５、１１７、及び電圧レギュレータ１１６を更に含む。ダイオード１１５、１１７、及び電圧レギュレータ１１６は、電源端子Ｖｃｃとグランド端子ＧＮＤとの間に並列に接続される。電圧レギュレータ１１６は、ツェナー（Ｚｅｎｅｒ）ダイオード又は電圧調整器（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）によって構成されてもよく、図４はツェナーダイオードで構成した場合を示している。
【００１８】
本実施形態では、座標指示器１は、図１に示すようにペン先Ｔ及びペン尻Ｅを含み、図３のエネルギー変換回路１９は、エネルギー変換回路１９Ｔおよびエネルギー変換回路１９Ｅを含む。また、センサコイル１１１とエネルギー変換回路１９Ｔはペン先Ｔに配置され、エネルギー変換回路１９Ｅはペン尻Ｅに設けられている。
エネルギー変換回路１９Ｔは、ペン先Ｔが電磁誘導型座標測位装置２に加えた圧力を感知して、ペン先Ｔのアナログの圧力信号を生成する。Ａ／Ｄ変換回路１０がペン先Ｔのアナログの圧力信号をデジタル値に変換した後、センサコイル１１１は、ペン先Ｔの圧力値とペン先Ｔの動作を示すペン先の移動情報を、電磁誘導型座標測位装置２に送信する。また、データ信号Ｓ２は、ペン先Ｔの圧力値と上述したペン先の移動情報を含む。
電磁誘導型座標測位装置２は、ペン先Ｔの圧力値とペン先の移動情報を受信すると、ワークスペース２９にペン先Ｔの太さが異なる線跡や色の濃淡が異なる線を表示する。
【００１９】
また、図３に示すように、共振回路１１は、共振回路１１Ｔと共振回路１１Ｅを含み、座標指示器１は図４に示すように（第２の）センサコイル１１２を更に含んでもよい。共振回路１１Ｔと共振回路１１Ｅは、ペン先Ｔとペン尻Ｅにそれぞれ設けられ、センサコイル１１１は共振回路１１Ｔに設けられ、センサコイル１１２はペン尻Ｅの共振回路１１Ｅに設けられる。
構造的には、エネルギー変換回路１９Ｅの構造は、共振回路１１Ｅを跨るように又は一致するように配置することができる。エネルギー変換回路１９Ｅは、可変コンデンサ、可変抵抗、又は可変インダクタンスで構成しても差し支えない。エネルギー変換回路１９Ｅは、ペン尻Ｅによって電磁誘導型座標測位装置２に加えた圧力を感知して、他のアナログの圧力信号を生成し得る。
エネルギー変換回路１９Ｅは、ペン尻Ｅでのアナログの圧力信号を、フィルターアンプ回路１８を介してＡ／Ｄ変換回路１０に送信する。Ａ／Ｄ変換回路１０は、アナログ／デジタル変換して、ペン尻Ｅにおけるアナログの圧力信号を他のデジタルの圧力値に変換する。
制御回路１３が、コマンド信号Ｓ１が圧力値データ返信コマンドであると判断し、ユーザがペン尻Ｅで電磁誘導型座標測位装置２に圧力を加えると、制御回路１３は、データ信号Ｓ２にペン尻Ｅの先端の圧力値とペン尻の先端の動きに関する情報を含ませるように、センサコイル１１２をトリガーしてペン尻Ｅの圧力値とペン尻Ｅの先端の動きに関する情報を、電磁誘導型座標測位装置２に出力する。
電磁誘導型座標測位装置２がペン尻Ｅの圧力値とペン尻の先端の動きに関する情報を受信した後、電磁誘導型座標測位装置２は、ユーザ定義に基づいて、ペン尻Ｅの圧力値等に応じて、ワークスペース２９の対応する座標に異なるサイズの消しゴム機能や描画スプレー機能を発揮することができる。
【００２０】
また、図１と図２に示すように、座標指示器１は、ペン先Ｔとペン尻Ｅとの間に接続されたペン本体Ｂを更に備え、座標指示器１は、エネルギー変換回路１９Ｓ、及びサイドボタン１７を備える。ペン本体Ｂにおいて、エネルギー変換回路１９Ｓは、電源回路１４、フィルターアンプ回路１８、及びサイドボタン１７に結合される。
例えば、ユーザが座標指示器１を握る力によってサイドボタン１７を押すと、サイドボタン１７は、上記の押圧を受け付ける。サイドボタン１７は、エネルギー変換回路１９Ｓと連動して、前述のユーザの力に従って、サイドボタン１７に対応するアナログの圧力信号を生成することができる。
これに基づいて、前述の事前設定コマンドは、サイドボタン１７に対応する他の圧力値データ返信コマンドをさらに含む。制御回路１３が、コマンド信号が前述の他の圧力値データ返信コマンドであると判断すると、制御回路１３は、Ａ／Ｄ変換回路１０を制御して、対応するサイドキー１７のキーと当該キーから生ずる圧力値を生成することができる。すなわち、データ信号  Ｓ２には、対応するサイドキー１７が、（複数ある場合にはそのうちの）どのサイドキー１７かという情報に加え、当該キーによって生成された圧力値が含まれる。
制御回路１３は、センサコイル１１１又はセンサコイル１１２をトリガーして、対応するサイドボタン１７のキー値（どのサイドボタン１７が押されたかという情報）と、その押されたサイドボタン１７の圧力値を送信する。つまり、座標指示器１は、電磁誘導型座標測位装置２に適用されたペン先Ｔとペン尻Ｅの圧力値を送信でき、更に、サイドボタン１７に対応するキー値と圧力値を電磁誘導型座標測位装置２に送信することもできる。
電磁誘導型座標測位装置２がサイドボタン１７に対応するキー値と圧力値を受信した後、電磁誘導型座標測位装置２は、座標指示器１を握る力によって、例えば、ユーザの感情の変化を判断したり、感情障害や幼児を早期に治療したりする等のカスタマイズを行っても良い。
本実施形態では、前述のデータ信号Ｓ２は、一例として１８ビットである。データ信号Ｓ２が出荷日データである場合、データ信号Ｓ２は、５ビットの年次データ、４ビットの月次データ、５ビットの日次データ、及び４ビットの時間データを含み得る。
また、データ信号Ｓ２が識別データ及び色データを含む場合、識別データは１６ビットであって、色データは２ビットであっても良い。更に、データ信号Ｓ２が圧力値を含む場合、データ信号Ｓ２は、１４ビットの圧力値、２ビットのペン先情報又はペン尻情報に加え、ユーザが、座標指示器１のどのサイドキー１７を押したかを示す２ビットのキー値を含んでも良い。
【００２１】
本実施形態では、図５から図７に示すように、座標指示器１がチャージ手順の完了を確実に把握するために、チャージ期間Ｔ１とコマンド受信期間Ｔ２との間にディレイ期間ＴＤ１がある。
【００２２】
さらに、図５〜図７に示すように、コマンド受信期間Ｔ２において、センサコイル１１１は、受信期間Ｔ２１中にコマンド信号Ｓ１を受信し、受信期間Ｔ２１が過ぎた後でも、コマンド受信期間Ｔ２には、データ信号Ｓ２がレジスタ回路１５に格納され、データ信号Ｓ２の送信準備手順を確実に完了するため、ディレイ期間Ｔ２２をさらに含む。
【００２３】
例えば、図５および図６に示すように、コマンド信号Ｓ１が圧力値データ返信コマンドでない場合、ディレイ期間Ｔ２２は、受信期間Ｔ２１とデータ送信期間Ｔ３との間にある。
【００２４】
また、図７に示すように、コマンド信号Ｓ１が圧力値データ返信コマンドである場合、Ａ／Ｄ変換回路１０が出力した圧力値をデータ信号Ｓ２としてレジスタ回路１５に確実に格納し、データ信号Ｓ２の送信準備手順を確実に完了するため、Ａ／Ｄ変換期間Ｔ４の後に遅延期間ＴＤ２を更に含む。
【００２５】
図８を参照して説明する。ここで、図８は４つのコマンド信号Ｓ１がそれぞれ異なる長さの連続した励起信号を含むことを示している。図８に示すように、センサコイル１１１は、コマンド受信期間Ｔ２において、異なる時間の長さの連続した励磁信号に基づいて、異なる時間の長さのセンサ信号を生成することができるので、座標指示器１と電磁誘導型座標測位装置２は双方向通信を行うことができる。
本実施形態では、座標指示器１は、共振回路１１、クロック生成回路１２、制御回路１３、電源回路１４、及びストレージ回路１６に結合されたレジスタ回路１５をさらに含む。レジスタ回路１５は、上述した出荷日データ、識別データ、色データに加え、ペン先Ｔ及びペン尻Ｅの圧力値、ペン先及びペン尻の動作に関する情報、キー値等のコマンド信号Ｓ１とデータ信号Ｓ２を格納することができる。制御回路１３は、レジスタ回路１５に格納されるデータ信号Ｓ２を制御することができる。
本実施形態では、エネルギー変換回路１９は、抵抗値、容量値、又はインダクタンス値を変化させることによりアナログの圧力信号を変化させることを利用して、異なるレベルの変化を適切に検査して解析することができる。
なお、チャージ期間Ｔ１、コマンド受信期間Ｔ２、データ送信期間Ｔ３、及びＡ／Ｄ変換期間Ｔ４の長さは固定の長さであるが、座標指示器１の種類、生産プロセス、又はアプリケーションに基づいてチャージ期間Ｔ１、コマンド受信期間Ｔ２、データ送信期間Ｔ３、及びＡ／Ｄ変換期間Ｔ４の長さを設計者が設定しても良い。
【００２６】
以上のように、本発明の座標指示器１の実施形態によれば、圧力信号はデジタル信号の形式で電磁誘導型座標測位装置２に送信される。アナログの圧力信号と比較して、圧力値は座標指示器１が直接検出して分析する。
したがって、デジタル信号の圧力信号は比較的安定しており、アナログの圧力信号が電磁誘導型座標測位装置２に送信されてアナログの圧力を検知できないことにより生ずるエラーの可能性を低減でき、高度な分析能力を備える。
つまり、位相又は周波数の変化に関連する静電容量又はインダクタンスの変化を以って座標指示器１の圧力の変化を検出するよりも高い安定性が得られる。更に、Ａ／Ｄ変換回路１０は、圧力値を高い分解能で得ることができ、電磁誘導型座標測位装置２との間の双方向通信の速度が向上し、レポートレート（ｒｅｐｏｒｔ  ｒａｔｅ）を高めることができる。
さらに、チャージ期間、コマンド受信期間、データ送信期間、Ａ／Ｄ変換期間はすべて固定されており、コマンド信号Ｓ１とデータ信号Ｓ２の長さも固定されていることから、コマンド信号Ｓ１の復号処理が簡単に行える。
また、座標指示器１の各回路素子は、クロック信号ＣＬＫに基づいて電磁誘導型座標測位装置２と同期して動作することができ、座標指示器１の各回路素子は、デジタル論理回路の専用の集積回路で実現でき、座標指示器１は、より低い周波数でも動作でき、回路構成が簡単で、消費電力が少ない。
【００２７】
本発明のこれらの実施形態は例示に過ぎず、本発明の実質的な内容から逸脱しない限り、当業者は本発明に基づいて様々な改変や変形ができるが、これらの改変等を行った発明についても特許請求の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２８】
１  座標指示器
１０  Ａ／Ｄ変換回路
１１  共振回路
１１Ｔ  共振回路
１１Ｅ  共振回路
１１１  センサコイル
１１２  センサコイル
１１５  ダイオード
１１６  電圧レギュレータ
１１７  ダイオード
１２  クロック生成回路
１３  制御回路
１４  電源回路
１５  レジスタ回路
１６  ストレージ回路
１７  サイドボタン
１８  フィルターアンプ回路
１９  エネルギー変換回路
１９Ｔ  エネルギー変換回路
１９Ｅ  エネルギー変換回路
１９Ｓ  エネルギー変換回路
２  電磁誘導型座標測位装置
２９  ワークスペース
３  電子機器
ＣＬＫ  クロック信号
Ｔ１  チャージ期間
Ｔ１１  電磁結合期間
Ｔ１２  Ａ／Ｄ変換期間
Ｔ２  コマンド受信期間
Ｔ２１  受信期間
Ｔ２２  ディレイ期間
Ｔ３  データ送信期間
Ｔ４  Ａ／Ｄ変換期間
ＴＤ１  ディレイ期間
ＴＤ２  ディレイ期間
Ｓ１  コマンド信号
Ｓ２  データ信号
Ｖｃｃ  電源端子
ＧＮＤ  グランド端子
Ｂ  ペン本体
Ｔ  ペン先
Ｅ  ペン尻
【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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