[发明专利]位置检测装置及其位置指示器

说明书

技术领域

本发明涉及一种位置检测装置及其位置指示器，尤其涉及能够检测笔形状的位置指示器的斜率或以与数位板面垂直的方向为轴的旋转角的位置检测装置及其位置指示器。

背景技术

作为这种装置，有专利文献1(日本特开平08-30374号公报)中所公开的电磁感应式位置检测装置。根据专利文献1的实施例，在笔形状的位置指示器的前端部排列设置有两个磁性体芯，并且设置有仅卷绕在一个磁性体芯上的控制线圈和将两个磁性体芯束缚起来卷绕的发送线圈。并且，通过电子式开关将控制线圈的两端控制为接通或断开的状态。由此，控制发送线圈上流动的电流所引起的磁通的分布，计算出在位置检测装置(以下，在该说明书中记载为数位板)中作为两个坐标位置而求出的、以位置指示器的笔轴为中心的旋转角。

此外，在专利文献1的其他实施例中，在笔形状的位置指示器的前端部排列设置有三个磁性体芯，并且设置有在各磁性体芯上所卷绕的三个控制线圈和将三个磁性体芯束缚起来卷绕的发送线圈。并且，同样控制各控制线圈，从而计算出位置指示器相对于数位板的斜率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平08-30374号公报

在上述专利文献1的笔形状的位置指示器中，由于在前端部并列配置有两个磁性体芯，因此存在笔变粗的问题。若为了解决该问题而将磁性体芯细化，则存在以下问题。

作为第1问题，由于两个磁性体芯的中心之间的距离缩短，因此在数位板中所检测到的两个坐标间距离也变近。因此，计算旋转角时的分辨率及精度恶化。其原因还在于对控制线圈进行控制的开关。该模拟开关由半导体电路构成，因此难以充分减小接通时的电阻值。因此，无法充分抑制控制线圈所包围的磁性体芯中所通过的磁通。因此，在数位板中所检测到的两个坐标被求出为比实际的芯的位置还接近的值。

将磁性体芯细化时的第2问题在于，芯容易因笔下落等引起的撞击而破损。近年来，这种装置用于便携型数位板也是与将笔细化对应的要求升高的原因之一。

此外，作为专利文献1中所记载的位置检测装置的其他问题(第3问题)，难以与触摸检测进行一体化。近年来，静电感应式多点接触输入被广泛应用，对能够并用多点接触输入和笔输入的数位板装置的要求升高。但是，在静电感应式数位板中，使用在X方向及Y方向上排列有电极的传感器，而专利文献1的电磁感应式数位板需要设置成排列有环状的线圈的传感器，因此难以通用数位板传感器。

发明内容

本发明的目的在于，解决所有前述的第1、第2及第3问题。即，本发明的第1目的在于提供一种能够准确地求出相对于数位板面的旋转角度及斜率且细的位置指示器。

本发明的第2目的在于，虽然细但不会因下落等撞击而破损的结实的位置指示器。

本发明的第3目的在于，提供一种能够将静电耦合式触摸板的传感器部兼用作数位板部的位置检测装置。

在本发明中，为了实现上述目的，提供一种采用数位板与位置指示器间的静电耦合的位置检测装置。在像专利文献1中所记载的发明那样采用电磁感应的情况下，如上所述，若将位置指示器的线圈细化，则不仅使坐标及旋转角检测的精度明显劣化，而且线圈的芯即芯材容易破损。本发明对在位置指示部上不需要使用线圈的静电耦合式位置检测装置进行改良，具有以下结构。

在位置指示器中设置有：信号产生器，生成交流信号；多个电极，配置在位置指示部；切换电路，向从上述多个电极中根据预先确定的图案选择的上述电极供给上述交流信号；以及图案信息发送单元，在通过上述切换电路切换所设定的图案时，对数位板发送表示该设定的图案的种类的图案信息。

在数位板中设置有：多个电极，配置成平板状；信号位置检测单元，根据通过从位置指示器发送的交流信号而在配置成上述平板状的多个电极上分别感应产生的信号电平的分布，求出来自位置指示器的信号源在数位板面上的坐标位置；图案信息接收单元，接收从位置指示器发送的图案信息；以及旋转角计算单元，根据与接收的图案信息对应地求出的多个坐标位置，计算位置指示器的以与数位板面垂直的方向为轴的旋转角。

此外，作为本发明的其他方式，在前述结构的基础上具有以下结构。

位置指示器在位置指示部设置有至少三个电极，并且上述切换电路所设定的电极选择的图案为至少三种。