位置檢測(cè)裝置以及位置指示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能夠檢測(cè)例如筆形狀的位置指示器的傾斜以及旋轉(zhuǎn)角的位置檢測(cè)裝 置以及該位置檢測(cè)裝置的位置指示器。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如，筆形狀的位置指示器用于輸入字符或圖畫(huà)等的用途，但此時(shí)，有除了基于坐 標(biāo)值的輸入之外，還想要以基于使用者的手的扭轉(zhuǎn)程度或個(gè)人的習(xí)慣等的筆的旋轉(zhuǎn)或傾斜 為數(shù)據(jù)而輸入的要求。
[0003] 為了答復(fù)這個(gè)要求，能夠檢測(cè)位置指示器在位置檢測(cè)裝置的傳感器面上的傾斜角 或以與傳感器面垂直方向?yàn)檩S的旋轉(zhuǎn)角的發(fā)明，例如作為專利文獻(xiàn)1 (特開(kāi)2014-35631號(hào) 公報(bào)）等而提出。
[0004] 在專利文獻(xiàn)1中，為了檢測(cè)位置指示器的旋轉(zhuǎn)角，在芯體中設(shè)置第一電極和第二 電極，將其交替選擇而切換要送出交流信號(hào)的電極。此時(shí)，將表示是從第一電極和第二電極 中的哪一個(gè)送出交流信號(hào)的信號(hào)送出的模式信息包含在從位置指示器送出的交流信號(hào)中。
[0005] 位置檢測(cè)裝置根據(jù)與從位置指示器接收到的模式信息對(duì)應(yīng)地求出的、接收到來(lái)自 位置指示器的交流信號(hào)的傳感器面上的多個(gè)坐標(biāo)位置，計(jì)算位置指示器的以與傳感器面垂 直的方向?yàn)檩S的旋轉(zhuǎn)角。
[0006] 此外，在專利文獻(xiàn)1中，為了檢測(cè)位置指示器的傾斜角，在框體（外殼）中設(shè)置3 個(gè)電極，且設(shè)置對(duì)基于預(yù)先確定的模式而選擇的1個(gè)電極供應(yīng)交流信號(hào)的切換電路。并且， 位置指示器在由切換電路切換了模式時(shí)，將表示其模式的種類的模式信息向位置檢測(cè)裝置 送出。
[0007] 位置檢測(cè)裝置根據(jù)與接收的至少3組模式信息對(duì)應(yīng)地求出的、至少3個(gè)坐標(biāo)位置 以及3個(gè)信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算位置指示器相對(duì)于傳感器面的傾斜角。
[0008] 此外，在專利文獻(xiàn)1中，如在0114段落中所記載，"在本實(shí)施例的位置指示器中，設(shè) 置只選擇電極40的第一模式、只選擇電極41的第二模式、只選擇電極42的第三模式，...... 在選擇了第一模式時(shí)，將接著開(kāi)始信號(hào)的"符號(hào)"設(shè)為"〇"，在選擇了第二模式以及第三模式 時(shí)，將接著開(kāi)始信號(hào)的"符號(hào)"設(shè)為" 1"。因此，在平板側(cè)，能夠考慮前述的送出的順序而識(shí) 別是從位置指示器的哪個(gè)電極送出的信號(hào)"。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :特開(kāi)2014-35631號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 如上所述，在專利文獻(xiàn)1中的位置指示器的傾斜角的檢測(cè)方法中，位置指示器并 不是送出與3個(gè)電極的每個(gè)對(duì)應(yīng)的識(shí)別信息的器件。因此，假設(shè)在位置檢測(cè)裝置中不能檢 測(cè)來(lái)自位置指示器的3個(gè)電極中的任一個(gè)的交流信號(hào)時(shí)，無(wú)法區(qū)分識(shí)別3個(gè)模式，存在無(wú)法 準(zhǔn)確地檢測(cè)成為什么樣的旋轉(zhuǎn)角和成為什么樣的傾斜角的顧慮。
[0013] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠解決以上的問(wèn)題點(diǎn)的位置指示器以及位置檢測(cè) 裝置。
[0014] 為了解決上述的課題，第一實(shí)施方式所示的發(fā)明提供一種位置檢測(cè)裝置，
[0015] 該位置檢測(cè)裝置包括在筆形狀的外殼內(nèi)具備交流信號(hào)生成電路且送出由所述交 流信號(hào)生成電路生成的交流信號(hào)的位置指示器、和接收從所述位置指示器送出的所述交流 信號(hào)的傳感器，檢測(cè)所述位置指示器在所述傳感器上指示的位置，其特征在于，
[0016] 所述位置指示器具有以在所述筆形狀的外殼的前端部中相互電分離而包圍所述 外殼的軸心方向的預(yù)定的位置的方式配置的至少3個(gè)電極，并且，包括進(jìn)行以下控制的控 制電路：對(duì)所述至少3個(gè)電極選擇性地供應(yīng)由所述交流信號(hào)生成電路生成的所述交流信 號(hào)，且生成用于識(shí)別選擇性地供應(yīng)所述交流信號(hào)的電極的識(shí)別信息而向所述傳感器送出，
[0017] 所述傳感器具有沿著第一方向配置有多個(gè)導(dǎo)體且沿著與所述第一方向不同的第 二方向配置有多個(gè)導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，
[0018] 所述位置檢測(cè)裝置包括：位置檢測(cè)電路，基于由所述傳感器接收到的從所述位置 指示器送出的所述交流信號(hào)，檢測(cè)所述位置指示器在所述傳感器上指示的位置；以及角度 信息計(jì)算電路，基于由所述傳感器接收到的從所述位置指示器送出的所述交流信號(hào)和所述 識(shí)別信息，計(jì)算在所述傳感器上的所述位置指示器的旋轉(zhuǎn)角以及傾斜角中的至少一個(gè)信 息。
[0019] 在上述的結(jié)構(gòu)的發(fā)明的實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置中，位置指示器具有以在筆形狀 的外殼的前端部中相互電分離而包圍外殼的軸心方向的預(yù)定的位置的方式配置的至少3 個(gè)電極。并且，位置指示器的控制電路進(jìn)行對(duì)至少3個(gè)電極選擇性地供應(yīng)由交流信號(hào)生成 電路生成的交流信號(hào)的控制，且進(jìn)行生成用于識(shí)別選擇性地供應(yīng)交流信號(hào)的電極的識(shí)別信 息而向傳感器送出的控制。
[0020] 并且，位置檢測(cè)裝置的角度信息計(jì)算電路基于由傳感器從位置指示器接收到的交 流信號(hào)和所述識(shí)別信息，計(jì)算在傳感器上的位置指示器的旋轉(zhuǎn)角以及傾斜角中的至少一個(gè) 信息。即，伴隨著用于識(shí)別送出交流信號(hào)的電極的識(shí)別信息，交流信號(hào)對(duì)位置檢測(cè)裝置的傳 感器送出。因此，在位置檢測(cè)裝置中，由于能夠識(shí)別接收到來(lái)自位置指示器的多個(gè)電極中的 哪個(gè)電極的交流信號(hào)，所以容易準(zhǔn)確地檢測(cè)位置指示器的旋轉(zhuǎn)角或傾斜角。
[0021] 此外，第二實(shí)施方式所示的發(fā)明提供一種位置檢測(cè)裝置，
[0022] 該位置檢測(cè)裝置包括在筆形狀的外殼內(nèi)具備交流信號(hào)生成電路且送出由所述交 流信號(hào)生成電路生成的交流信號(hào)的位置指示器、和接收從所述位置指示器送出的所述交流 信號(hào)的傳感器，檢測(cè)所述位置指示器在所述傳感器上指示的位置，其特征在于，
[0023] 所述位置指示器在所述筆形狀的外殼的所述前端部中具有配置在所述外殼的軸 心方向的預(yù)定的位置的第一電極、和以相互電分離而包圍所述外殼的軸心方向的預(yù)定的位 置的方式配置的至少3個(gè)第二電極，并且，包括進(jìn)行以下控制的控制電路：對(duì)所述第一電極 供應(yīng)由所述交流信號(hào)生成電路生成的交流信號(hào)，且將所述至少3個(gè)第二電極選擇性地設(shè)定 為預(yù)定的電位，且生成用于識(shí)別選擇性地設(shè)定所述預(yù)定的電位的所述第二電極的識(shí)別信息 而向所述傳感器送出，
[0024] 所述傳感器具有沿著第一方向配置有多個(gè)導(dǎo)體且沿著與所述第一方向不同的第 二方向配置有多個(gè)導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，
[0025] 所述位置檢測(cè)裝置包括：位置檢測(cè)電路，基于由所述傳感器接收到的從所述位置 指示器的所述第一電極送出的所述交流信號(hào)，檢測(cè)所述位置指示器在所述傳感器上指示的 位置；以及角度信息計(jì)算電路，基于由所述傳感器接收到的從所述位置指示器送出的所述 交流信號(hào)和所述識(shí)別信息，計(jì)算在所述傳感器上的所述位置指示器的旋轉(zhuǎn)角以及傾斜角中 的至少一個(gè)信息。
[0026] 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)的發(fā)明，位置指示器除了配置在外殼的軸心方向的預(yù)定的位置且 將交流信號(hào)向傳感器送出的第一電極之外，還包括以包圍外殼的軸心方向的預(yù)定的位置的 方式配置且由控制電路選擇性地設(shè)定預(yù)定的電位的至少3個(gè)第二電極?？刂齐娐愤€進(jìn)行生 成用于識(shí)別選擇性地設(shè)定預(yù)定的電位的第二電極的識(shí)別信息而向傳感器送出的控制。
[0027] 在本發(fā)明中，通過(guò)切換被施加預(yù)定的固定電位的第二電極，來(lái)自第一電極的交流 信號(hào)的送出分布模式發(fā)生變化。即，若第二電極設(shè)定為預(yù)定的固定電位、例如接地電位或者 電源電壓的電位，則通過(guò)被設(shè)定了該預(yù)定的固定電位的第二電極，來(lái)自第一電極的交流信 號(hào)的送出分布模式受到影響。因此，在本發(fā)明中，也通過(guò)切換被設(shè)定了預(yù)定的固定電位的第 二電極，與第一實(shí)施方式所示的發(fā)明同樣地，交流信號(hào)的送出分布模式發(fā)生變更。
[0028] 并且，能夠根據(jù)與交流信號(hào)一同從位置指示器送來(lái)的、被設(shè)定了預(yù)定的固定電位 的第二電極是哪個(gè)的識(shí)別信息，認(rèn)定是哪個(gè)送出分布模式。因此，位置檢測(cè)裝置能夠認(rèn)識(shí)從 位置指示器接收到在多個(gè)第二電極中的哪個(gè)被設(shè)為預(yù)定電位時(shí)的交流信號(hào)，容易準(zhǔn)確地檢 測(cè)位置指示器的旋轉(zhuǎn)角或傾斜角。
[0029] 根據(jù)第一實(shí)施方式所示的發(fā)明的位置指示器，伴隨著分別識(shí)別3個(gè)以上的電極的 識(shí)別信息，交流信號(hào)對(duì)位置檢測(cè)裝置的傳感器送出。因此，本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置由于能夠 識(shí)別接收到來(lái)自位置指示器的多個(gè)電極中的哪個(gè)電極的交流信號(hào)，所以容易準(zhǔn)確地檢測(cè)位 置指示器的旋轉(zhuǎn)角或傾斜角。
[0030] 此外，根據(jù)第二實(shí)施方式所示的發(fā)明的位置指示器，通過(guò)切換被設(shè)定了預(yù)定的固 定電位的第二電極，交流信號(hào)的送出分布模式發(fā)生變化，且通過(guò)被設(shè)定預(yù)定的固定電位的 第二電極是哪個(gè)的識(shí)別信息與交流信號(hào)一同對(duì)位置檢測(cè)裝置的傳感器送出，能夠認(rèn)定是哪 個(gè)送出分布模式。在位置檢測(cè)裝置中，能夠接收從位置指示器送出的交流信號(hào)而認(rèn)識(shí)多個(gè) 第二電極中的哪個(gè)被設(shè)為預(yù)定電位，由此，容易準(zhǔn)確地檢測(cè)位置指示器的旋轉(zhuǎn)角或傾斜角。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的主要部分的 結(jié)構(gòu)例的圖。
[0032] 圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的主要部分的 結(jié)構(gòu)例的圖。
[0033] 圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的內(nèi)部電路結(jié) 構(gòu)例的圖。
[0034] 圖4是表示用于說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的處 理動(dòng)作例的流程圖的圖。
[0035] 圖5是表示用于說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的處 理動(dòng)作例的定時(shí)圖的圖。
[0036] 圖6是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)例的概略的圖。
[0037] 圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的處理動(dòng)作的概略的圖。
[0038] 圖8是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)例的圖。
[0039] 圖9是用于說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置中的位置指示器的旋轉(zhuǎn) 角的測(cè)量原理的圖。
[0040] 圖10是用于說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置中的位置指示器的傾斜 角的測(cè)量原理的圖。
[0041] 圖11是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的主要部分的 結(jié)構(gòu)例的圖。
[0042] 圖12是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的主要部分的 結(jié)構(gòu)例的圖。
[0043] 圖13是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的內(nèi)部電路結(jié) 構(gòu)例的圖。
[0044] 圖14是表示用于說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的處 理動(dòng)作例的定時(shí)圖的圖。
[0045] 圖15是用于說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的處理動(dòng) 作例的圖。
[0046] 圖16是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的變形例的主 要部分的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0047] 圖17是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的主要部分的 結(jié)構(gòu)例的圖。
[0048] 圖18是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的主要部分的 結(jié)構(gòu)例的圖。
[0049] 圖19是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的主要部分的 結(jié)構(gòu)例的圖。
[0050] 圖20是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置的位置指示器的內(nèi)部電路結(jié) 構(gòu)例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置的幾個(gè)實(shí)施方式。
[0052] [第一實(shí)施方式]
[0053] <位置指示器的結(jié)構(gòu)例>
[0054] 圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的位置檢測(cè)裝置中的位置指示器1的位置指示 部（芯體側(cè)）的構(gòu)造的圖，圖2是從芯體側(cè)觀察該位置指示器1的圖。
[0055] 位置指示器1在整體上呈筆形狀的筒狀的框體（外殼）2的位置指示部側(cè)（筆尖 偵D具有開(kāi)口 2a，以從該開(kāi)口 2a向外殼2的外部突出的方式，在該例中插拔自如地配置有 芯體3。芯體3起到傳遞對(duì)位置指示器1的筆尖施加的壓力（筆壓）的作用，在該例中，由 塑料等的絕緣材料成型。
[0056] 在位置指示器1的外殼2內(nèi)，如圖1所示，配置有印制電路板4,且配置有作為壓力 檢測(cè)傳感器的例的可變電容電容器5,可變電容電容器5的兩端的電極5a、5b連接到印制 電路板4。可變電容電容器5包括被插入芯體3的與其筆尖側(cè)相反側(cè)的端部而結(jié)合的結(jié)合 部，該結(jié)合部根據(jù)對(duì)芯體3施加的壓力（筆壓）而與芯體3-同稍微移動(dòng)，對(duì)應(yīng)于該移動(dòng)， 根據(jù)經(jīng)由芯體3而被施加的壓力（筆壓），可變電容電容器5的電容發(fā)生變化。在該實(shí)施方 式中，芯體3對(duì)可變電容電容器5的結(jié)合部插拔自如地結(jié)合。可變電容電容器5能夠使用 例如在特開(kāi)平04-96212號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的電容器，在這里省略其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
[0057] 并且，在該實(shí)施方式中，位置指示器1的外殼2的至少位置指示部側(cè)例如由樹(shù)脂等 的絕緣性材料構(gòu)成，且在該例中，在外殼2的開(kāi)口 2a的附近的圓錐臺(tái)形狀部分位置，以包圍 外殼2的軸心方向的周圍的方式，形成有在圓周方向上相互電分離的3個(gè)電極6、7、8。在該 例的情況下，如圖1以及圖2所示，3個(gè)電極6、7、8以包圍芯體3的周圍的方式形成。
[0058] 此時(shí)，3個(gè)電極6、7、8例如由導(dǎo)電性金屬材料或?qū)щ娦詷?shù)脂等構(gòu)成，且相互成為相 同的形狀以及相同的大小，且沿著圓周方向相互距離相同的距離而形成。因此，在該實(shí)施方 式中，3個(gè)電極6、7、8配置在相互距離120度角間隔的位置。
[0059] 該3個(gè)電極6、7、8在外殼2的開(kāi)口 2a的附近的圓錐臺(tái)形狀的外周部分，分別形成 例如與電極6、7、8對(duì)應(yīng)的形狀的凹部，通過(guò)使電極6、7、8在該凹部?jī)?nèi)嵌合并粘結(jié)或者沉積 而形成。并且，3個(gè)電極6、7、8的每個(gè)通過(guò)省略圖示的接線，與印制電路板4進(jìn)行電連接。
[0060] 另外，3個(gè)電極6、7、8也可以在外殼2的開(kāi)口 2a的附近的圓錐臺(tái)形狀的外周面部 分沉積形成，或者通過(guò)印刷而形成。此外，3個(gè)電極6、7、8也可以形成在外殼2的開(kāi)口 2a的 附近的內(nèi)壁面?zhèn)取４送猓?個(gè)電極6、7、8的材料并不限定于導(dǎo)電性金屬材料，也可以由導(dǎo)電 性橡膠等的導(dǎo)電性樹(shù)脂材料構(gòu)成。
[0061] 圖3是第一實(shí)施方式的位置指示器1的電路結(jié)構(gòu)圖。即，位置指示器1包括控制 器10、干電池或者可充電的二次電池等的電池11、振蕩電路12、開(kāi)關(guān)電路13、14、15、DC/DC 變流器16。并