KR102727460B1

KR102727460B1 - 위치 지시기 및 위치 지시 방법

Info

Publication number: KR102727460B1
Application number: KR1020240077509A
Authority: KR
Inventors: 스스무 야마다
Original assignee: 가부시키가이샤 와코무
Priority date: 2016-01-06
Filing date: 2024-06-14
Publication date: 2024-11-08
Anticipated expiration: 2036-12-30
Also published as: EP3190495B1; CN107015716A; KR20240093437A; KR102676637B1; US9964395B2; TWI734706B; JP6713772B2; CN107015716B; EP3190495A1; US20170191818A1; JP2017123004A; TW201727442A; KR20170082449A

Abstract

[과제] 공진 회로에 있어서 이율 배반적인 요소인 에너지 로스를 적게 하는 것과, 신호 전달 속도를 고속화하는 것을 동시에 만족하는 위치 지시기를 제공한다.
[해결 수단] 공진 회로를 구비하고, 공진 회로에 의해서 수신된, 제1 계속 시간과 상기 제1 계속 시간보다도 짧은 제2 계속 시간을 가지고 위치 검출 장치로부터 간헐적으로 송신된 전자파에 기초하여 생성된 전자파를 위치 검출 장치에 회신하는 위치 지시기이다. 공진 회로가 가지는 로드 저항의 값이 제1 계속 시간 및 상기 제2 계속 시간의 각각에 대응하여 상이한 값으로 설정됨과 아울러, 제2 계속 시간에 대응하여 설정되는 로드 저항의 값이 제1 계속 시간에 대응하여 설정되는 로드 저항의 값보다도 작게 설정되도록, 로드 저항의 값을 제어하는 로드 저항치 제어 회로를 구비하고 있다.

Description

위치 지시기 및 위치 지시 방법{POSITION INDICATOR AND POSITION INDICATING METHOD}

이 발명은 전자 유도 결합을 이용하여 위치 지시기에 의한 지시 위치를 검출하는 위치 검출 장치와 함께 사용되는 전자 유도 방식의 위치 지시기 및 위치 지시 방법에 관한 것이다.

이런 종류의 위치 지시기로서, 코일과 캐패시터의 병렬 회로로 이루어지는 공진 회로를 구비하고, 위치 검출 장치측으로부터 송신되어 오는 전자파를, 당해 공진 회로를 통해서, 위치 검출 장치측으로 반환하도록 하는 것이 넓게 이용되고 있다. 그리고 이런 종류의 위치 지시기에서는, 위치 검출 장치로부터 간헐적으로 송신되어 오는 전자파에 동기한 타이밍으로 필압(筆壓) 등의 송신 데이터에 따라 공진 회로의 특성을 제어함으로써, 상기 필압 등의 송신 데이터를 위치 검출 장치에 회신할 수 있도록 하는 것이 종래부터 행해지고 있다(예를 들면 특허 문헌 1 (일본 특개 2005-10844호 공보) 등 참조).

도 10은 이런 종류의 위치 지시기의 구성예를 나타내는 도면이고, 또 도 11은 도 10의 위치 지시기의 구성예에 있어서의 각 부의 신호 파형을 나타내는 타이밍 차트이다.

이 도 10의 예의 위치 지시기(1)는 코일(2L)과 캐패시터(2C)의 병렬 회로로 이루어지는 공진 회로(2)를 구비한다. 이 예의 공진 회로(2)에 있어서는, 코일(2L) 및 캐패시터(2C)에 병렬로 스위치(2S)가 접속되어 있다. 이 예에서는, 공진 회로(2)의 코일(2L)의 일단측은 접지되어 있고, 코일(2L)의 타단측에는 위치 검출 장치로부터 간헐적으로 송신되어 오는 전자파 a(도 11 (A) 참조)에 따른 유도 신호 b(도 11 (B) 참조)가 얻어진다.

또한, 위치 검출 장치로부터 전자파 a로서 송신되는 신호는, 위치 지시기(1)의 공진 회로(2)의 공진 주파수와 동등한 주파수의 교류 신호이고, 그 교류 신호가 예를 들면 500마이크로초의 시간에 걸쳐서 계속하는 신호(이하 버스트 신호라고 칭함)와, 위치 지시기(1)의 선단부(펜끝)에 인가된 압력, 이른바 필압 등의 송신 데이터를 위치 지시기(1)가 송신하기 위해서, 상기 송신 데이터의 비트수에 따른 개수로서, 예를 들면 50마이크로초 등의, 버스트 신호보다도 단시간에 걸쳐서 계속하는 데이터 전송 동기용 신호로 이루어진다. 데이터 전송용 동기 신호는 위치 지시기(1)와 위치 검출 장치의 사이에서 데이터를 송수신할 때의 동기 신호이고, 위치 검출 장치측에서는 위치 지시기(1)로부터의 송신 데이터를 샘플링하여 검출하기 위해서 이용된다. 이 경우, 위치 검출 장치는 버스트 신호와, 당해 버스트 신호 후에 위치 지시기(1)로부터 송신되는 데이터의 비트수분의 개수의 데이터 전송 동기용 신호의 송신을, 주기적으로 반복한다.

위치 검출 장치로부터 송신된 전자파 a에 의해서 공진 회로(2)의 코일(2L)의 타단측에 얻어진 유도 신호 b는 검파 회로(3)에 공급된다. 이 검파 회로(3)에서는 유도 신호 b의 포락선 검파 출력과, 소정의 임계치를 비교함으로써, 위치 검출 장치로부터의 전자파 a와 동기한 타이밍 신호 c(도 11 (C) 참조)가 생성된다. 검파 회로(3)에서 생성된 타이밍 신호 c는, 예를 들면 마이크로 프로세서로 이루어지는 제어 회로(4)에 공급된다.

또, 공진 회로(2)의 코일(2L)의 타단측에 얻어지는 유도 신호 b는, 정류 회로(5)에 공급되어 정류되고, 그 정류 신호에 의해, 예를 들면 전기 이중층 캐패시터 등의 축전용 캐패시터(6)가 충전된다. 축전용 캐패시터(6)는 제어 회로(4)를 구동하기 위한 전원 전압을 형성하는 전원 회로를 구성하는 것으로, 제어 회로(4)는 이 축전용 캐패시터(6)의 출력 전압을 전원 전압 Vcc로 하여 동작한다.

이 도 10의 예의 위치 지시기(1)는 필압에 따라 저항치가 가변하는 가변 저항기(7)를 구비하고 있고, 제어 회로(4)는 당해 가변 저항기(7)의 저항치에 따른 전압을 검지함으로써, 필압을 검출한다. 그리고 제어 회로(4)는 검출한 필압을 복수 비트의 디지털 데이터로 변환하여, 그 디지털 데이터의 각 비트의 「0」, 「1」에 따른 제어 신호 d(도 11 (D) 참조)를 스위치(2S)에 공급하여, 이 스위치(2S)의 온, 오프를 전환하여 제어한다.

즉, 도 10의 예에서는, 필압의 디지털 데이터의 비트가 「1」일 때에는, 스위치(2S)를 온으로 하여, 코일(2L)의 양단을 단락(쇼트)시킴으로써, 공진 회로(2)의 코일(2L)에 축적되어 있는 전자파 에너지를 소실시키고, 위치 지시기(1)로부터 위치 검출 장치로는 전자파를 회신하지 않도록 한다. 또, 필압의 디지털 데이터의 비트가 「0」일 때에는, 스위치(2S)를 오프인 채로 하여, 코일(2L)과 캐패시터(2C)로 이루어지는 공진 회로(2)를 통해서, 위치 지시기(1)로부터 위치 검출 장치로 전자파를 회신하도록 한다. 이렇게 하여, 위치 지시기(1)로부터는, 필압 등의 디지털 데이터가 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조 혹은 OOK(On·Off·Keying)되어, 위치 검출 장치측에 회신된다.

위치 검출 장치에서는, 송신한 전자파 a에 기초한 샘플링 타이밍에서 위치 지시기(1)로부터 회신되어 오는 ASK 변조 혹은 OOK 변조된 전자파를 샘플링하여, 당해 샘플링 타이밍에서 위치 지시기(1)로부터 전자파가 회신되지 않는 (제로)일 때에는, 디지털 데이터의 비트를 「1」이라고 판정하고, 당해 샘플링 타이밍에서 위치 지시기(1)로부터 회신된 전자파가 소정의 임계치 이상의 신호 레벨을 가질 때는, 디지털 데이터의 비트를 「0」이라고 판정하여, 디지털 데이터를 복조한다.

이상과 같이 하여, 도 10의 예의 위치 지시기(1)는 위치 검출 장치로부터의 전자파에 의해 제어 회로(4)용 전원 전압을 생성함과 아울러, 송신하려고 하는 디지털 데이터에 의해, 위치 검출 장치로부터 수신한 전자파를, ASK 변조 혹은 OOK 변조하여, 위치 검출 장치에 대해서 회신한다.

특허 문헌 1: 일본 특개 2005-10844호 공보

전술한 것처럼, 위치 검출 장치는 위치 지시기(1)의 공진 회로(2)의 공진 주파수와 동등한 주파수의 교류 신호로서, 비교적 장시간 계속하는 버스트 신호와, 당해 버스트 신호 후에, 위치 지시기(1)로부터의 송신 데이터의 비트수분의 개수의 비교적 단시간 계속하는 데이터 전송 동기용 신호를, 주기적으로 반복하여 송신한다. 위치 지시기(1)측에서는, 위치 검출 장치로부터의 전자파 중, 주로 버스트 신호에 의해, 축전용 캐패시터(6)에 축전을 행하고, 데이터 전송 동기용 신호에 대해서, 필압 등의 송신 데이터에 의해 ASK 변조 혹은 OOK 변조를 하고, 당해 송신 데이터를 위치 검출 장치에 전송하도록 한다.

이 경우에, 위치 지시기(1)에 있어서, 축전용 캐패시터(6)에 축전을 하는 것을 중시하는 관점에서는, 공진 회로(2)는 위치 검출 장치로부터의 전자파를 에너지 로스가 가능한 한 적게 되도록 구성하는 것이 중요하다. 또, 위치 지시기(1)로부터 위치 검출 장치로의 송신 데이터의 전송을 고려하면, 최근의 다(多)비트화에 대응하기 위해서, 신호 전달 속도를 빠르게 할 수 있는 구성으로 하는 것이 중요하다.

그렇지만, 에너지 로스를 적게 하는 것과, 신호 전달 속도를 고속화하는 것은 이율 배반적인 요소여서, 종래, 위치 지시기의 공진 회로를 그와 같이 구성하는 것은 곤란했다.

즉, 도 10에 있어서, 스위치(2S)가 오프일 때는, 공진 회로(2)의 로드 저항은 무한대로 간주할 수 있어, 큰 로드 저항이 공진 회로(2)에 접속되어 있는 것으로 된다. 이와 같이, 공진 회로(2)의 로드 저항이 큰 경우에는, 에너지 로스는 작아지지만, 공진 회로(2)의 Q(공진 예도(銳度))가 커지기 때문에, 신호 전달 속도는 늦어진다. 한편, 공진 회로(2)의 로드 저항이 작을 때에는, 공진 회로(2)의 Q가 작아지므로, 신호 전달 속도가 빨라지지만, 에너지 로스가 커진다.

이 발명은 이상의 점을 감안하여, 공진 회로에 있어서 이율 배반적인 요소인 에너지 로스를 적게 하는 것과, 신호 전달 속도를 고속화하는 것을 동시에 만족할 수 있도록 한 위치 지시기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 이 발명은

공진 회로를 구비하고, 상기 공진 회로에 의해서 수신된, 제1 계속 시간과 상기 제1 계속 시간보다도 짧은 제2 계속 시간을 가지고 위치 검출 장치로부터 간헐적으로 송신된 전자파에 기초하여 생성된 전자파를 상기 위치 검출 장치에 회신하는 위치 지시기로서,

상기 공진 회로가 가지는 로드 저항의 값이 상기 제1 계속 시간 및 상기 제2 계속 시간의 각각에 대응하여 상이한 값으로 설정됨과 아울러, 상기 제2 계속 시간에 대응하여 설정되는 상기 로드 저항의 값이 상기 제1 계속 시간에 대응하여 설정되는 상기 로드 저항의 값보다도 작게 설정되도록, 상기 로드 저항의 값을 제어하는 로드 저항치 제어 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기를 제공한다.

상술한 구성의 이 발명에 의한 위치 지시기에 있어서는, 제1 계속 시간을 가지는 전자파의 수신 기간에는, 공진 회로의 로드 저항의 값이, 제1 계속 시간보다도 짧게 설정된 제2 계속 시간을 가지는 전자파의 수신 기간보다도 크게 된다. 따라서 제1 계속 시간을 가지는 전자파의 수신 기간에는, 에너지 로스가 작아져, 수전 효율이 향상된다.

그리고 이 발명에 의한 위치 지시기에 있어서는, 제1 계속 시간보다도 단시간의 제2 계속 시간을 가지는 전자파를 수신하는 수신 기간에는, 공진 회로의 로드 저항의 값이, 제1 계속 시간을 가지는 전자파의 수신 기간보다도 작아지도록 설정되므로, 신호 전달 속도가 빨라진다. 이것에 의해, 위치 지시기로부터 위치 검출 장치측에 송신하려고 하는 정보의 소정 시간당 전송량을 많게 할 수 있다.

이 발명에 의한 위치 지시기에 의하면, 공진 회로의 로드 저항의 값을, 위치 검출 장치로부터 간헐적으로 송신되는 전자파의, 제1 계속 시간과 상기 제1 계속 시간보다도 짧은 계속 시간에 대응하여 제어함으로써, 공진 회로에 있어서 이율 배반적인 요소인 에너지 로스를 적게 하는 것과, 신호 전달 속도를 고속화하는 것을 동시에 만족할 수 있다. 이 때문에, 이 발명에 의한 위치 지시기에 의하면, 위치 검출 장치로부터의 전자파의 수전 효율을 향상시킬 수 있음과 아울러, 위치 지시기로부터 위치 검출 장치에 송신하는 정보의 전송 레이트를 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 달성한다.

도 1은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 일부의 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태와 함께 사용하는 위치 검출 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 동작을 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 5는 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 동작을 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.
도 6은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 동작을 설명하기 위해서 이용하는 순서도의 일부를 나타내는 도면이다.
도 7은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 동작을 설명하기 위해서 이용하는 순서도의 일부를 나타내는 도면이다.
도 8은 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 동작을 설명하기 위해서 이용하는 순서도의 일부를 나타내는 도면이다.
도 9는 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태의 동작을 설명하기 위해서 이용하는 순서도의 일부를 나타내는 도면이다.
도 10은 종래의 위치 지시기의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 종래의 위치 지시기의 동작을 설명하기 위해서 이용하는 도면이다.

이하, 이 발명에 의한 위치 지시기의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 이 실시 형태의 위치 지시기(10)의 회로 구성예를 나타내는 것이다. 이 실시 형태의 위치 지시기(10)는, 도 1에 도시하는 것처럼, 코일(11L)과 캐패시터(11C)의 병렬 회로로 이루어지는 공진 회로(11)를 구비한다. 그리고 이 실시 형태의 위치 지시기(10)에 있어서는, 공진 회로(11)의 코일(11L) 및 캐패시터(11C)에 병렬로, 스위치 회로(12)가 접속됨과 아울러, 저항기(13)와 스위치 회로(14)의 직렬 회로가 로드 저항치 제어 회로로서 추가로 접속된다.

스위치 회로(12)는 후술하는 제어 회로(40)로부터의 전환 제어 신호 SW1에 의해 온, 오프 제어되며, 당해 스위치 회로(12)가 온으로 되었을 때에는, 코일(11L)의 양단이 단락(쇼트)된다. 즉, 스위치 회로(12)가 온으로 됨으로써, 코일(11L)에 축적된 전자파 에너지가 소실되도록 제어된다.

스위치 회로(14)는 공진 회로(11)의 로드 저항의 값(로드 저항치)의 전환용이며, 후술하는 제어 회로(40)로부터의 전환 제어 신호 SW2에 의해 온, 오프 제어된다. 즉, 이 스위치 회로(14)가 오프일 때는, 공진 회로(11)의 로드 저항치는 무한대가 되어, 큰 저항치으로 된다. 또, 이 스위치 회로(14)가 온으로 되면, 저항기(13)가 공진 회로(11)에 병렬로 접속되는 상태로 되고, 공진 회로(11)의 로드 저항치는 이 저항기(13)의 저항치로 되어, 스위치 회로(14)가 오프일 때보다도 작은 값이 된다.

공진 회로(11)의 코일(11L)의 일단측은 접지되어 있고, 코일(11L)의 타단측에는, 위치 검출 장치로부터 간헐적으로 송신되어 오는 전자파의 유도 신호가 얻어진다. 공진 회로(11)의 코일(11L)의 타단측에 얻어진 유도 신호는 검파 회로(30)에 공급되고, 이 검파 회로(30)에서, 포락선 검파 처리가 이루어지고, 이 검파 회로(30)로부터 유도 신호의 포락선 검파 출력 DET가 얻어진다. 이 검파 회로(30)로부터의 포락선 검파 출력 DET는 제어 회로(40)에 공급된다.

제어 회로(40)는, 이 예에서는, 마이크로 프로세서 유닛으로 구성되어 있고, 스위치 회로(14)를 전환 제어하는 전환 제어 신호 SW2는, 이 예에서는, 검파 회로(30)로부터의 포락선 검파 출력 DET로부터 형성된다. 또, 제어 회로(40)는 스위치 회로(12)를 전환 제어하는 전환 제어 신호 SW1를, 이 예에서는, 검파 회로(30)로부터의 포락선 검파 출력 DET와 송신 데이터에 기초하여 생성한다.

송신 데이터는 다음과 같이 하여 제어 회로(40)에서 생성된다. 즉, 이 예에서는, 제어 회로(40)에는 필압 검출 회로(70)가 접속되어 있다. 이 예의 위치 지시기(10)에서는 필압 검출 수단으로서, 필압에 따라 정전 용량이 변화하는 용량 가변 캐패시터(71)가 이용되고, 필압 검출 회로(70)는 이 용량 가변 캐패시터(71)에 병렬로 저항기(72)가 접속되어 구성되어 있다. 또한, 이 필압 검출 수단은, 예를 들면 특허 문헌：일본 특개 2011－186803호 공보에 기재되어 있는 주지의 구성의 필압 검출 기구를 사용한, 필압에 따라 정전 용량이 변화하는 용량 가변 캐패시터의 구성이나, 예를 들면, 일본 특개 2013－161307호 공보에 개시되어 있는 것 같은 필압에 따라 정전 용량을 가변으로 하는 반도체 소자를 이용한 용량 가변 캐패시터의 구성을 이용할 수 있다.

제어 회로(40)는 용량 가변 캐패시터(71)를 소정의 전위까지 충전시킨 후에, 그 충전 전압의 상태로부터 저항기(72)를 통해서 방전시키고, 소정의 임계치 전압이 될 때까지의 시간 T를 계측한다. 이 계측한 시간 T는 그때의 용량 가변 캐패시터(71)의 용량에 따른 것이므로, 그 시간 T로부터 위치 지시기(10)에 인가되고 있는 필압을 검출한다. 그리고 제어 회로(40)는 검출한 필압을 복수 비트의 디지털 데이터로 변환하여 송신 데이터로서 생성하여, 유지한다. 또한, 송신 데이터로서는, 이 필압의 정보로 한정하지 않고, 위치 지시기(10)에 마련되는 사이드 스위치의 상태 정보나, 위치 지시기(10)가 구비하는 메모리에 기억된 당해 위치 지시기(10)의 식별 정보 등이어도 되고, 그들의 조합, 혹은 모두여도 된다.

제어 회로(40)는 생성한 송신 데이터의 각 비트의 값과, 검파 회로(30)로부터의 포락선 검파 출력 DET로부터, 스위치 회로(12)를 전환 제어하는 전환 제어 신호 SW1를 생성한다. 배경 기술의 란에서 설명한 종래의 위치 지시기(1)에서는, 스위치 회로(12)는 생성한 송신 데이터의 각 비트의 값에 의해서 전환 제어되고, 송신 데이터의 비트의 값이 「1」일 때에 소정 시간 온으로 된다. 이 실시 형태의 위치 지시기(10)에 있어서도, 마찬가지로, 생성한 송신 데이터의 비트의 값이 「1」일 때에, 소정 시간 온으로 하도록 제어함으로써, 송신 데이터를 ASK 변조 신호 혹은 OOK 변조 신호로서 위치 검출 장치에 송신(회신)한다.

이 실시 형태의 위치 지시기(10)에서는, 추가로, 검파 회로(30)로부터의 포락선 검파 출력 DET를 감시하여, 송신 데이터의 비트의 값이 「0」일 때에도, 후술하는 것처럼, 소정의 타이밍에서, 스위치 회로(12)를 소정 시간 온으로 함으로써, 송신 데이터의 비트 주기의 단축화를 도모하도록 하고 있다.

공진 회로(11)의 코일(11L)의 타단측에 얻어지는 유도 신호는, 또, 정류 회로(50)에 공급되어 정류되고, 그 정류 신호에 의해, 예를 들면 전기 이중층 캐패시터 등의 축전용 캐패시터(60)가 충전된다. 축전용 캐패시터(60)는 제어 회로(40)를 구동하기 위한 전원 전압을 형성하는 전원 회로를 구성하고 있다. 제어 회로(40)는 이 축전용 캐패시터(60)의 출력 전압을 전원 전압 Vcc로 하여 동작한다.

또한, 제어 회로(40)와, 스위치 회로(12)와, 스위치 회로(14) 및 저항기(13)에 의해, 공진 특성 제어 회로가 구성된다. 즉, 제어 회로(40)로부터의 전환 제어 신호 SW1에 의해 스위치 회로(12)가 온, 오프 제어되고, 전환 제어 신호 SW2에 의해 스위치 회로(14)가 온, 오프 제어됨으로써, 공진 회로(11)의 공진 특성이 제어된다.

도 2에 공진 특성 제어 회로의 실제적인 구성예를 나타낸다. 즉, 도 2의 예에서는, 스위치 회로(12)는 트랜지스터(121)로 구성되고, 변환 시점에서의 음측 전위의 시프트를 억제하기 위한 캐패시터(122)가, 이 트랜지스터(121)의 소스-드레인간과 직렬로 접속된다. 제어 회로(40)로부터의 전환 제어 신호 SW1은, 트랜지스터(121)의 게이트에 공급된다.

또, 스위치 회로(14)는 트랜지스터(141)로 구성되고, 마찬가지로 전환 시점에서의 음측 전위의 시프트를 억제하기 위한 캐패시터(142)가, 이 트랜지스터(141)의 소스-드레인간 및 저항기(13)와 직렬로 접속된다. 제어 회로(40)로부터의 전환 제어 신호 SW2는, 트랜지스터(141)의 게이트에 공급된다.

다음에, 이 실시 형태의 위치 지시기(10)와 함께 사용하는 위치 검출 장치의 구성예에 대해 설명한다. 도 3은 이 실시 형태의 위치 지시기(10)와 함께 사용하는, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치(20)의 구성예를 나타내는 도면이다.

이 예의 위치 검출 장치(20)는 위치 검출 센서(21)를 구비한다. 이 위치 검출 센서(21)에 있어서는, 도 3에 도시하는 것처럼, X축 방향 루프 코일군 도체를 구성하는 복수 개의 사각형의 X축 방향 루프 코일(211X)이, 위치 지시기(10)에 의한 지시 위치의 검출 영역의 가로 방향(X축 방향)으로, 등간격으로 늘어서 차례로 서로 겹치도록 배치되어 있다. 또, Y축 방향 루프 코일군 도체를 구성하는 복수 개의 사각형의 Y축 방향 루프 코일(212Y)이, 위치 지시기(10)에 의한 지시 위치의 검출 영역의, 상기 가로 방향에 직교하는 세로 방향(Y축 방향)으로, 등간격으로 늘어서 차례로 서로 겹치도록 배치되어 있다. 이 예에서는, X축 방향 루프 코일(211X)은 X축 방향으로 n개 배치되어 있고, 또 Y축 방향 루프 코일(212Y)은 Y축 방향으로 m개 배치되어 있다.

또, 위치 검출 센서(21)에는 센서 회로(22)가 접속되어 있다. 이 센서 회로(22)는 선택 회로(221), 발진기(222), 전류 드라이버(223), 송수신 전환 회로(224), 수신 앰프(225), 검파 회로(226), 로우패스 필터(227), 샘플홀드 회로(228), A/D(Analog to Digital) 변환 회로(229) 및 처리 제어부(220)를 구비하고 있다.

복수 개의 X축 방향 루프 코일(211X)의 각각, 및 복수 개의 Y축 방향 루프 코일(212Y)의 각각은, 선택 회로(221)에 접속된다. 이 선택 회로(221)는 복수 개의 X축 방향 루프 코일(211X) 및 복수 개의 Y축 방향 루프 코일(212Y) 중 1개의 루프 코일을, 처리 제어부(220)로부터의 제어 지시에 따라서 차례로 선택한다.

발진기(222)는 위치 지시기(10)의 공진 회로(11)의 공진 주파수와 동등한 주파수 f0의 교류 신호를 발생시킨다. 이 교류 신호는 전류 드라이버(223)에 공급되어 전류로 변환된 후에, 송수신 전환 회로(224)로 송출된다. 송수신 전환 회로(224)는 처리 제어부(220)의 제어에 의해, 선택 회로(221)에 의해서 선택된 루프 코일(211X 또는 212Y)이 접속되는 접속처(송신측 단자(T), 수신측 단자(R))를, 소정 시간마다 전환한다. 송신측 단자(T)에는 전류 드라이버(223)가, 수신측 단자(R)에는 수신 앰프(225)가, 각각 접속되어 있다.

따라서 송신시에는, 송수신 전환 회로(224)의 송신측 단자(T)를 통해서, 전류 드라이버(223)로부터의 교류 신호가, 선택 회로(221)로 선택되어 있는 루프 코일(211X 또는 212Y)에 공급된다. 이 송신시, 처리 제어부(220)는 도 4 (A) 및 도 5 (A)에 도시하는 것 같은 2 종류의 계속 시간을 가지고 교류 신호가 간헐적으로 송신되도록, 전류 드라이버(223)를 제어한다.

도 5는 이 실시 형태의 위치 지시기(10)의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 그리고 도 4에 있어서는, 스위치 회로(14)에 대한 전환 제어 동작은, 도 5의 예와 마찬가지로 행하지만, 스위치 회로(12)는 종래와 마찬가지로, 송신 데이터에 의해 제어하도록 했을 때의 타이밍 차트를 나타내는 것이다. 도 4는 이 실시 형태의 위치 지시기(10)의 작용 효과를, 도 5와의 비교에 의해, 보다 명확하게 하기 위해서 이용하는 것이다.

위치 검출 장치(20)로부터의 송신 신호는, 이 예에서는, 도 4 (A) 및 도 5 (A)에 도시하는 것처럼, 예를 들면 500마이크로초로 이루어지는 비교적 장시간의 제1 계속 시간 T1의 버스트 신호 SB와, 예를 들면 50마이크로초로 이루어지는 비교적 단시간의 제2 계속 시간 T2(T2＜T1)의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 복수 개로 이루어진다. 제2 계속 시간 T2의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 개수는, 위치 지시기(10)로부터 송신되는 송신 데이터의 비트수분으로 된다. 그리고 위치 검출 장치(20)는 1개의 버스트 신호 SB를 송출하고, 그 후, 위치 지시기(10)로부터 송신되는 송신 데이터의 비트수분의 개수의 데이터 전송 동기용 신호 SYC를 송출하는 동작을 반복한다. 즉, 1개의 버스트 신호 SB와 복수 개의 데이터 전송 동기용 신호 SYC를 1주기분으로 하여, 이것을 반복하는 것이다.

또한, 도 4 (B) 및 도 5 (B)에 도시하는 것처럼, 위치 검출 장치(20)의 제어 처리부(220)는, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 각각의 계속 시간 T2의 종료 시점으로부터 약간의 시간 경과 후의 타이밍 시점을, 위치 지시기(10)로부터의 송신 데이터의 수신 신호의 샘플링 시점으로 하여, 수신 신호로부터 송신 데이터를 복호화하도록 하고 있다. 도 4 (B)에 도시하는 주기 Pa 및 도 5 (A)에 도시하는 주기 Pb는, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 송출 주기, 즉, 위치 지시기(10)로부터의 송신 데이터의 비트의 송신 주기(비트 주기)이다.

위치 검출 장치(20)로부터는, 상술한 버스트 신호 SB 및 데이터 전송 동기용 신호 SYC가, 전자파로서 위치 지시기(10)에 송신된다. 위치 지시기(10)에서는, 공진 회로(11)에 있어서 이 전자파를 수신한다. 그리고 위치 지시기(10)는, 후술하는 것처럼 공진 특성 제어 회로에 의한 처리를 행하여, 공진 회로(11)로부터 위치 검출 장치(20)에 전자파로서 신호를 회신한다. 도 4 (C) 및 도 5 (C)는, 위치 지시기(10)로부터 위치 검출 장치(20)에 회신되는 전자파의 파형예를 나타내는 것이다.

위치 검출 장치(20)에서는 위치 지시기(10)로부터 회신된 전자파의 수신시에는, 선택 회로(221)로 선택된 루프 코일(211X 또는 212Y)에 발생하는 유도 전압은, 선택 회로(221) 및 송수신 전환 회로(224)의 수신측 단자(R)를 통해서 수신 앰프(225)에 공급되어 증폭되어, 검파 회로(226)로 송출된다. 또한, 송수신 전환 회로(224)는 선택 회로(221)에 있어서 1개의 루프 코일(211X 또는 212Y)이 선택되어 있는 기간의 전반에서 송신측 단자(T)로, 후반에서 수신측 단자(R)로, 각각 전환된다.

검파 회로(226)에서는, 수신 앰프(225)로부터의 신호를 검파하고, 그 검파 출력 신호는 로우패스 필터(227) 및 샘플홀드 회로(228)를 통해서 A/D 변환 회로(229)에 공급된다. A/D 변환 회로(229)에서는, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, 처리 제어부(220)에 공급한다.

처리 제어부(220)는 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1의 기간에 있어서, 위치 지시기(10)에 의해 지시된 위치의 검출을 위한 제어를 행한다. 즉, 처리 제어부(220)는 선택 회로(221)에서의 루프 코일(211X 또는 212Y)의 선택, 송수신 전환 회로(224)에서의 신호 전환 제어, 샘플홀드 회로(228)의 타이밍 등을 제어한다.

처리 제어부(220)는 송수신 전환 회로(224)를 송신측 단자(T)에 접속하도록 전환함으로써, 선택 회로(221)로 선택되어 있는 루프 코일(211X 또는 212Y)을 통전 제어하여 전자파를 송출시킨다. 위치 지시기(10)의 코일(11L)과 캐패시터(11C)로 이루어지는 공진 회로(11)는, 이 루프 코일(211X 또는 212Y)로부터 송출된 전자파를 받아, 에너지를 저장한다.

다음에, 처리 제어부(220)는 송수신 전환 회로(224)를 수신측 단자(R)에 접속하도록 전환한다. 그러면, X축 방향 루프 코일군 및 Y축 방향 루프 코일군의 각 루프 코일(211X 및 212Y)에는, 위치 지시기(10)로부터 회신되는 전자파에 의해서, 위치 지시기(10)와의 거리의 원근(遠近)에 따른 유도 전압이 발생하므로, 처리 제어부(220)는 그 유도 전압의 레벨을 검지한다.

처리 제어부(220)는 이 각 루프 코일(211X 및 212Y)에 발생한 유도 전압의 전압치의 레벨에 기초하여, 위치 검출 센서(21)의 검출 영역에 있어서의 위치 지시기(10)에 의한 X축 방향 및 Y축 방향의 지시 위치의 좌표치를 산출한다.

그리고 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1의 기간의 종료 후에 있어서는, 처리 제어부(220)는 위치 지시기(10)로부터 송신되는 데이터의 수신의 처리를 행한다. 이 경우에, 처리 제어부(220)에서는 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1의 기간의 동안에 위치 지시기(10)의 지시 위치를 검출했을 경우에는, 그 검출한 위치의 근방의 루프 코일(211X 또는 212Y)을 선택 회로(221)로 선택하도록 한다.

그리고 처리 제어부(220)는 도 4 (B) 및 도 5 (B)에 도시한, 위치 지시기(10)로부터의 송신 데이터의 수신 신호의 샘플링 시점에서, 위치 지시기(10)로부터 회신되는 전자파의 수신 레벨을 샘플링하여 취득한다.

이 경우에, 도 10 및 도 11을 이용하여 전술한 것처럼, 위치 지시기(10)에서는, 공진 특성 제어 회로에 있어서, 위치 검출 장치(20)로부터 수신한 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 전자파를, 송신 데이터의 비트의 값이 「0」일 때는, 공진 회로(11)를 통해서 회신함과 아울러, 송신 데이터의 비트의 값이 「1」일 때는, 회신하지 않도록 제어한다.

위치 검출 장치(20)에서는 이 위치 지시기(10)로부터 회신된 전자파를 수신 함으로써, 도 4 (B) 및 (C), 또 도 5 (B) 및 (C)에 도시하는 것처럼, 위치 지시기(10)로부터의 송신 데이터의 수신 신호의 샘플링 시점에서는, 위치 지시기(10)로부터 회신되는 전자파의 수신 레벨은, 비트의 값이 「0」일 때에는 하이 레벨이 되고, 또, 「1」일 때에는 로우 레벨(제로)이 되어, 도 4 (F) 및 도 5 (G)에 도시하는 위치 지시기(10)로부터의 송신 데이터를 복조할 수 있다.

이 실시 형태의 위치 지시기(10)에 있어서는, 전술한 것처럼, 공진 특성 제어 회로는 제어 회로(40)와, 스위치 회로(12)와, 스위치 회로(14) 및 저항기(13)에 의해 구성되어, 상술한 송신 데이터의 비트의 값에 따른 스위치 회로(12)의 온, 오프 제어만을 행하는 것이 아니라, 공진 회로(11)의 로드 저항치의 전환 제어 및 송신 데이터의 전송 레이트를 향상시키기 위한 제어 처리도 행한다.

이 실시 형태의 위치 지시기(10)의 공진 특성 제어 회로에서의 제어 처리를 중심으로 한 동작에 대해서, 도 6~도 9의 순서도를 참조하면서 추가로 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 도 6~도 9의 순서도의 각 스텝의 처리는 제어 회로(40)가 모두 실행하는 것으로 하여 설명한다.

위치 지시기(10)의 제어 회로(40)는, 우선, 위치 검출 장치(20)로부터의 전자파의 수신을 감시하여(스텝 S101), 위치 검출 장치(20)로부터의 전자파를 소정 레벨 이상의 신호 레벨로 수신할 수 있는 전자 결합 상태가 되어 있는지 여부를 판별한다(스텝 S102). 이때에는, 스위치 회로(12)는 오프인 채로 됨과 아울러, 스위치 회로(14)도 오프로 되어, 공진 회로(11)의 로드 저항치가 큰 상태(이론적으로는 무한대)로 된다.

스텝 S102에서, 위치 검출 장치(20)와 전자 결합하는 상태는 되어 있지 않다고 판별했을 때는, 제어 회로(40)는 처리를 스텝 S101로 되돌린다. 또, 스텝 S102에서, 위치 검출 장치(20)와 전자 결합하는 상태로 되어 있다고 판별했을 때는, 제어 회로(40)는 공진 회로(11)에 얻어지는 위치 검출 장치(20)로부터의 전자파의 유도 신호의 상승을 검출했는지 여부를 판별한다(스텝 S103).

이 실시 형태에 있어서는, 제어 회로(40)는 검파 회로(30)로부터의 포락선 검파 출력 DET와, 미리 정해진 소정의 임계치 레벨 Vth를 비교하여, 포락선 검파 출력 DET가 임계치 레벨 Vth를 넘어 커진 것을 검지했을 때에는, 버스트 신호 SB 또는 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 상승을 검출했다고 판별하고, 또 포락선 검파 출력 DET가 임계치 레벨 Vth를 넘어 작아진 것을 검지했을 때에는, 버스트 신호 SB 또는 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강을 검출했다고 판별한다. 또, 제어 회로(40)는 검파 회로(30)로부터의 포락선 검파 출력 DET로부터 주파수 f0의 교류 신호의 계속 시간을 판별함으로써, 버스트 신호 SB와 데이터 전송 동기용 신호 SYC를 판별한다.

이 스텝 S103의 다음에는, 교류 신호의 계속 시간이, 소정치, 즉, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 경우의 계속 시간보다도 긴지 여부를 판별한다(스텝 S104). 이 스텝 S104에서, 교류 신호의 계속 시간이 소정치보다도 길지는 않다고 판별했을 때는, 제어 회로(40)는 처리를 스텝 S103으로 되돌린다.

스텝 S104에서, 교류 신호의 계속 시간이, 소정치보다도 길다고 판별했을 때는, 제어 회로(40)는 판별한 교류 신호는 버스트 신호 SB의 구간이라고 인식하고, 당해 버스트 신호 SB의 하강을 감시한다(스텝 S105). 그리고 이 스텝 S105에서, 버스트 신호 SB의 하강을 검출했다고 판별했을 때는, 제어 회로(40)는 전환 제어 신호 SW2에 의해 스위치 회로(14)를 온으로 전환하여, 저항기(13)를 공진 회로(11)의 로드 저항으로 한다. 즉, 공진 회로(11)의 로드 저항치를, 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1의 기간의 로드 저항치보다도 작은 값으로 전환한다(스텝 S106).

제어 회로(40)로부터 스위치 회로(14)에 공급되는 전환 제어 신호 SW2는, 도 4 (E) 및 도 5 (E)에 도시하는 것처럼, 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1에 대응하는 기간에 하이 레벨이 되고, 그 외의 기간에는 로우 레벨이 된다. 이것에 의해, 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1에 대응하는 기간에는, 공진 회로(11)의 로드 저항치가 크기 때문에, 공진 회로(11)는, 위치 검출 장치(20)로부터의 전자파를 에너지 로스가 작은 상태로 수신하고, 정류 회로(50)를 통해서 축전용 캐패시터(60)에 축전할 수 있다.

그리고 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1에 대응하는 기간 후의, 복수 개로 이루어지는 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 기간에 있어서는, 공진 회로(11)의 로드 저항치는, 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1의 기간의 경우보다도 작아지므로, 도 10 및 도 11을 이용하여 설명한 종래의 위치 지시기(1)의 경우보다도 짧은 주기 Pa(도 4 (B) 참조)로, 송신 데이터의 송신이 가능해진다.

즉, 전술한 도 10 및 도 11을 이용하여 설명한 종래의 위치 지시기(1)의 경우, 공진 회로(2)의 로드 저항치는, 이 실시 형태의 위치 지시기(10)에 있어서, 스위치 회로(14)가 오프일 때와 동등하게 큰 값으로 되어 있다. 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 주기는, 당해 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 영역의 신호가, 다음에 도래하는 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 상승 시점까지 소실되고, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 상승 시점에서는 안정된 상태로 되어 있도록 정할 필요가 있다. 그러나 공진 회로(2)의 로드 저항치가 큰 경우에는, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 영역의 신호가 긴 시간 잔존하게 되고, 이 때문에 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 주기는 길게 설정되어 있었다.

이것에 대해서, 이 실시 형태의 위치 지시기(10)에 있어서는, 공진 회로(11)의 로드 저항치는 복수 개의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 기간에 있어서는, 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1에 대응하는 기간의 경우보다도 작아지도록 설정되므로, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 영역의 신호의 계속 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 신호 전송 속도를 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 이 실시 형태의 위치 지시기(10)를 이용한 위치 검출 장치(20)와의 조합 시스템에 있어서는, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 주기 Pa를, 도 10 및 도 11을 이용하여 설명한 종래의 위치 지시기(1)를 이용한 시스템의 경우보다도 짧게 할 수 있다.

그리고 이 실시 형태의 위치 지시기(10)에 있어서는, 이하에 설명하는 것처럼, 복수 개의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 주기를, 주기 Pa보다도 더 단축화할 수 있도록 구성하고 있다.

이 실시 형태의 위치 지시기(10)의 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1 후의 복수 개의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 기간에 있어서의 동작(도 5의 타이밍 차트에 도시하는 동작)을 설명하기 전에, 비교를 위해서, 종래의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 기간과 마찬가지의 동작인 도 4의 타이밍 차트에 도시하는 동작을 설명한다.

즉, 이 경우에는, 제어 회로(40)는 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 상승을 검출하면, 버퍼 메모리에 유지하고 있는, 그 데이터 전송 동기용 신호 SYC로 송신하는 송신 데이터의 비트(도 4 (F) 참조)를 참조한다.

그리고 제어 회로(40)는 참조한 송신 데이터의 비트가 「1」일 때는, 제어 회로(40)는 당해 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강의 개시를 포락선 검파 출력 DET로부터 검지하여, 그 검지 시점으로부터 소정 시간 t만큼, 스위치 회로(12)를 온으로 하도록 제어하여, 공진 회로(11)에 축적되어 있던 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 에너지를 소실시킴으로써, 위치 검출 장치(20)에 있어서의 수신 데이터의 샘플링 시점에서는, 회신되는 전자파가 없도록(제로) 한다(도 4 (B) 및 (C)의 3번째 및 5번째의 데이터 전송 동기용 신호 SYC 참조). 여기서, 스위치 회로(12)를 온으로 하는 소정 시간 t는, 공진 회로(11)에 축적되어 있던 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 에너지를 소실시키는데 충분한 시간이며, 이것은 비교적 단시간일 수 있으며, 당해 소정 시간 t경과 후에, 스위치 회로(12)는 오프로 돌아간다.

또, 제어 회로(40)는 참조한 송신 데이터의 비트가 「0」일 때는, 스위치 회로(12)는 제어하지 않고, 공진 회로(11)를 통해서 당해 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 전자파(도 4 (C)의 1번째 , 2번째 및 4번째의 데이터 전송 동기용 신호 SYC 참조)를 그대로 위치 검출 장치(20)에 회신한다.

이것에 대해서, 이 실시 형태의 위치 지시기(10)에 있어서는, 제어 회로(40)는, 도 5에 도시하는 것처럼, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 각각의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을, 송신 데이터의 비트가 「0」인 경우에도, 위치 검출 장치(20)측에서의 위치 지시기(10)로부터의 송신 데이터의 수신 신호의 샘플링 시점을 지난 시점에 있어서, 강제적으로 억제, 바람직하게는 강제적으로 제로로 한다. 이것에 의해, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 주기를, 주기 Pa보다도 더욱 단축된 주기 Pb로 할 수 있도록 하고 있다. 또, 이 실시 형태의 위치 지시기(10)에서는, 버스트 신호 SB의 하강 영역의 신호의 신호 레벨도, 마찬가지로 강제적으로 억제함으로써, 보다 데이터 전송의 고속화를 도모하도록 하고 있다.

이 예의 경우, 복수 개의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 각각의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 강제적으로 억제하도록 제어하는 타이밍 시점은, 위치 검출 장치(20)에 있어서의 위치 지시기(10)로부터의 송신 데이터의 수신 샘플링 시점보다도 후의 시점으로 된다. 이 위치 검출 장치(20)에 있어서의 위치 지시기(10)로부터의 송신 데이터의 수신 샘플링 시점은, 각 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 계속 시간 T2의 종료 시점에서부터 소정 시간 경과한 시점이다. 이에, 제어 회로(40)에서는, 각 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 계속 시간 T2의 종료 시점으로부터 소정 시간 경과한 수신 샘플링 시점보다도 더 지연된 시점을, 예를 들면 시간 계측(클록을 카운트)하여 검출하여, 그 시점을 복수 개의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 각각의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 강제적으로 억제하기 위한 타이밍 시점으로 하면 된다.

그러나 이 실시 형태에서는, 간이적으로, 버스트 신호 SB 및 각 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 강제적으로 억제하는 타이밍 시점은, 버스트 신호 SB 및 각 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 검출 시점으로 된다. 전술한 것처럼, 버스트 신호 SB 및 각 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 검출 시점은, 포락선 검파 출력 DET가, 임계치 레벨 Vth를 넘어서 저하하는 시점으로 되어 있다. 이에, 도 4 (C) 및 도 5 (C)에 도시하는 것처럼, 임계치 레벨 Vth는, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 계속 시간 T2의 종료 시점 후의 시점으로서, 위치 검출 장치(20)에 있어서의 위치 지시기(10)로부터의 송신 데이터의 수신 샘플링 시점보다도 더 지연된 시점에서, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강을 검출하는 레벨로 선정되어 있다. 도 4 (D) 및 도 5 (D)는, 검파 회로(30)로부터의 포락선 검파 출력 DET로부터, 버스트 신호 SB 및 각 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 상승 시점 및 하강 시점의 정보를 가지는 타이밍 신호 TG를 도시하고 있다.

이 실시 형태의 위치 지시기(10)에 있어서는, 제어 회로(40)는 도 5 (C)~(G)에 도시하는 것처럼, 도 5 (D)에 도시하는 타이밍 신호 TG의 하강에 동기하여, 소정 시간 t만큼, 스위치 회로(12)를 온으로 하는 전환 제어 신호 SW1(도 5 (F) 참조)을 생성하고, 이것에 의해, 스위치 회로(12)를 온으로 전환하여 제어함으로써, 버스트 신호 SB 및 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 강제적으로 억제하는 처리를 한다.

순서도의 설명으로 돌아가면, 제어 회로(40)는, 도 6의 스텝 S105에서 버스트 신호 SB의 하강을 검출했다고 판별했을 때는, 스텝 S106에서, 스위치 회로(14)를 온으로 전환하여, 공진 회로(11)의 로드 저항치를 작은 값으로 함과 아울러, 전환 제어 신호 SW1(도 5 (F) 참조)을, 소정 시간 t만큼 하이 레벨로 하여, 스위치 회로(12)를 당해 소정 시간 t만큼 온으로 하여, 공진 회로(11)에 축적되어 있는 버스트 신호 SB의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 강제적으로 억제한다(도 7의 스텝 S111).

다음에, 제어 회로(40)는 버스트 신호 SB 후의 최초의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 상승의 검출을 대기하고(스텝 S112), 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 상승을 검출했다고 판별했을 때는, 버퍼 메모리에 유지하고 있는 송신 데이터의 최초 비트를 참조한다(스텝 S113). 그리고 제어 회로(40)는 그 참조한 비트가 「0」인지 「1」인지를 판별한다(스텝 S114).

스텝 S114에서, 참조한 비트가 「0」이라고 판별했을 때는, 제어 회로(40)는, 당해 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강을 검출했는지 여부를 감시하고(스텝 S115), 하강을 검출했다고 판별했을 때는, 전환 제어 신호 SW1(도 5 (F) 참조)을, 소정 시간 t만큼 하이 레벨로 하여, 스위치 회로(12)를 당해 소정 시간 t만큼 온으로 하여, 공진 회로(11)에 축적되어 있는 버스트 신호 SB의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 강제적으로 억제한다(도 5 (C)의 1번째, 2번째 및 4번째의 데이터 전송 동기용 신호 SYC 참조)(스텝 S116).

이 스텝 S116의 다음에는, 제어 회로(40)는 송신 데이터의 모든 비트에 대한 전송 처리가 종료되었는지 여부를 판별하여(도 8의 스텝 S123), 종료되어 있지 않다고 판별했을 때는, 다음의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 상승의 검출을 감시하고(스텝 S124), 다음의 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 상승을 검출했다고 판별했을 때는, 버퍼 메모리에 유지되어 있는 송신 데이터의 다음의 비트를 참조한다(스텝 S125). 그리고 제어 회로(40)는, 이 스텝 S125의 다음에는, 처리를 도 7의 스텝 S114로 되돌려, 이 스텝 S114 이후의 처리를 반복한다.

또, 스텝 S123에서, 송신 데이터의 모든 비트에 대한 전송 처리가 종료됐다고 판별했을 때는, 제어 회로(40)는 다음에 도래하는 버스트 신호의 상승을 검출하는 것을 감시한다(도 9의 스텝 S131).

이 스텝 S131에서, 버스트 신호 SB의 상승을 검출했다고 판별했을 때는, 제어 회로(40)는 전환 제어 신호 SW2에 의해 스위치 회로(14)를 오프로 하여, 공진 회로(11)의 로드 저항치를 큰 상태(이론적으로는 무한대)로 한다(스텝 S132).

제어 회로(40)는 이 버스트 신호 SB의 계속 시간 T1에 있어서, 필압 검출의 처리를 행한다(스텝 S133). 즉, 전술한 것처럼, 필압치에 대응한 정전 용량을 가지는 용량 가변 캐패시터(71)에 대해서 충전을 행한 후, 저항기(72)를 통한 방전을 행하게 하고, 용량 가변 캐패시터(71)의 양단 전압이, 미리 정한 소정의 전압이 될 때까지의 시간을 계측한다. 그리고 제어 회로(40)는, 그 계측한 시간으로부터 필압치에 대응한 송신 데이터를 생성하여 버퍼 메모리에 유지한다(스텝 S134).

그리고 제어 회로(40)는, 이 스텝 S134의 다음에는, 처리를 도 6의 스텝 S105로 되돌려, 이 스텝 S105 이후의 처리를 반복한다.

이상과 같이 하여, 이 실시 형태의 위치 지시기(10)에 있어서는, 송신 데이터의 각 비트의 값에 관계없이, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 영역의 신호 중의, 위치 검출 장치(20)에 있어서의 수신 샘플링 시점 이후의 신호의 신호 레벨을 강제적으로 억제하도록 했으므로, 송신 데이터의 1비트당 전송 주기를, 도 4의 경우의 주기 Pa(도 4 (B) 참조)보다도, 더 단축한 주기 Pb(도 5 (B) 참조)로 할 수 있다. 이 때문에, 위치 지시기(10)에 있어서의 송신 데이터의 다비트화에 용이하게 대응할 수 있다고 하는 효과가 있다.

또, 버스트 신호 SB의 하강 영역의 신호의 신호 레벨도 강제적으로 억제하도록 했으므로, 버스트 신호 SB와 복수 개의 데이터 전송 동기용 신호 SYC로 이루어지는 1군의 반복 주기를, 더 단축화할 수 있다.

추가로, 버스트 신호 SB 및 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 영역의 신호 레벨을 억제한 것에 의해, 하강 영역의 신호 레벨에 따른 시간의 조정이 불필요하게 되므로, 위치 지시기(10) 및 위치 검출 장치(20)의 설계의 자유도가 증가한다고 하는 효과도 있다.

［상술의 실시 형태의 변형예］

또한, 상술한 실시 형태에서는, 교류 신호의 계속 시간부터, 기준이 되는 버스트 신호 SB를 검출함과 아울러, 데이터 전송 동기용 신호 SYC가, 미리 정해진 송신 데이터의 비트수에 대응하는 개수인 것에 기초하여, 후속하는 버스트 신호의 상승 시점을 검출하여, 그 상승 시점의 포락선 검파 출력 DET가 소정의 임계치를 넘는 시점을, 공진 회로(11)의 로드 저항치를 큰 값으로 전환하는 타이밍 시점으로 했다. 그러나 공진 회로(11)의 로드 저항치를 큰 값으로 전환하는 타이밍 시점은, 이러한 타이밍 시점으로 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 교류 신호의 계속 시간을 항상 감시하여, 당해 교류 신호의 계속 시간이, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 경우의 교류 신호의 계속 시간보다도 긴지 여부를 판별하고, 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 경우의 교류 신호의 계속 시간보다도 길다고 판별했을 때, 그 교류 신호는 버스트 신호 SB의 구간의 교류 신호라고 판단하여, 당해 판별 시점에서, 공진 회로(11)의 로드 저항치를, 큰 값으로 전환하도록 해도 된다.

또, 공진 회로(11)의 로드 저항치를 큰 값에서 작은 값으로 전환하는 타이밍 시점도, 버스트 신호의 포락선 검파 출력 DET가 임계치보다도 작아지는 시점으로 하는 것이 아니라, 버스트 신호의 하강을 확인할 수 있는 타이밍이면, 어떠한 시점이어도 된다.

또, 버스트 신호 SB 및 각 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 영역의 신호 레벨을 억제하는 타이밍 시점은, 상술한 실시 형태에서는, 공진 회로(11)로 수신한 전자파를 포락선 검파 출력 DET와, 소정의 임계치의 비교에 의해 결정하도록 했다. 이 경우에, 상술한 실시 형태에서는, 임계치 레벨 Vth는 버스트 신호 SB와 데이터 전송 동기용 신호 SYC로 동일하게 했지만, 상이하게 해도 된다.

또, 버스트 신호 SB 및 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 억제하는 타이밍 시점은, 전술도 한 것처럼, 버스트 신호 SB나 데이터 전송 동기용 신호 SYC의 하강 개시시점으로부터 소정 시간 경과 후의 시점을 시간 계측해서 결정하도록 해도 된다. 그 경우에, 하강 개시시점으로부터, 신호 레벨을 억제하는 타이밍 시점까지의 소정 시간은, 버스트 신호 SB와 데이터 전송 동기용 신호 SYC가 상이하게 해도 된다.

또, 상술한 실시 형태에서는, 공진 회로의 로드 저항치의 전환은 스위치 회로(14)의 온, 오프로 하여, 1개의 저항기를 공진 회로(11)에 접속할지 여부로 했지만, 큰 저항치의 제1 저항기와, 제1 저항기보다도 작은 저항치의 제2 저항기를, 스위치 회로로 전환하도록 구성해도 된다.

또, 공진 회로의 코일에 병렬로 제1 저항기를 접속함과 아울러, 이 제1 저항기에 대해서 스위치 회로와 제2 저항기의 직렬 회로를 병렬로 접속해 두고, 스위치 회로의 온·오프 제어에 의해, 제1 저항기에 대해서 제2 저항기를 병렬로 접속할지 여부를 제어함으로써, 공진 회로의 로드 저항의 값을 변경 가능하게 구성하는 것에 더하여, 공진 회로를 원하는 공진 특성으로 설정 가능하게 구성하도록 해도 된다.

또, 위치 지시기(10)에 마련되는 축전 소자로서는, 축전용 캐패시터로 했지만, 리튬 이온 배터리 등으로 이루어지는 충전식의 2차 전지여도 된다.

10 … 위치 지시기, 11 … 공진 회로,
11L … 코일, 11C … 캐패시터,
12 … 스위치 회로, 13 … 저항기,
14 … 스위치 회로, 20 … 위치 검출 장치,
30 … 검파 회로, 40 … 제어 회로,
50 … 정류 회로, 60 … 전기 이중층 캐패시터,
70 … 필압 검출 회로, SB … 버스트 신호,
SYC … 데이터 전송 동기용 신호, T1 … 제1 계속 시간,
T2 … 제2 계속 시간

Claims

위치 검출 장치로부터의 전자파를 수신하는 제어 회로, 상기 수신한 전자파에 따른 유도 신호에 기초하여 포락선 검파를 수행하는 검파 회로, 및 공진 회로를 구비하는 위치 지시기로서,
상기 제어 회로는, 상기 위치 검출 장치로부터의 전자파의 수신을 감시하여, 상기 위치 검출 장치로부터의 전자파를 소정 레벨 이상의 신호 레벨로 수신할 수 있는 전자 결합 상태인지 여부를 판별하고, 상기 전자 결합 상태가 아닌 것으로 판별한 경우에 수신 감시를 계속하고, 상기 전자 결합 상태라고 판별한 경우에 상기 위치 검출 장치로부터의 전자파의 유도 신호의 상승을 검출하고,
상기 검파 회로로부터의 포락선 검파 출력과 소정의 임계치 레벨을 비교하여, 상기 포락선 검파 출력이 상기 임계치 레벨을 초과했을 때에 버스트 신호 또는 데이터 전송 동기용 신호의 상승을 검출하고, 상기 포락선 검파 출력이 상기 임계치 레벨을 하회할 때 상기 버스트 신호 또는 상기 데이터 전송 동기용 신호의 하강을 검출하고, 상기 포락선 검파 출력으로부터 교류 신호의 계속 시간을 판별하여, 상기 버스트 신호와 상기 데이터 전송 동기용 신호를 판별하고,
상기 교류 신호의 계속 시간이 소정치보다도 긴 경우에 상기 버스트 신호의 구간이라고 인식하여, 상기 버스트 신호의 하강을 감시하고, 상기 버스트 신호의 하강을 검출한 경우에 상기 공진 회로에 병렬로 연결된 로드 저항치 제어 회로의 스위치 회로를 온으로 전환하여, 상기 공진 회로의 로드 저항치를 작게 하는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
청구항 1에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 버스트 신호의 하강을 검출한 경우에 상기 로드 저항치 제어 회로의 스위치 회로를 온으로 전환하여, 상기 공진 회로의 로드 저항치를 작게 하는 것과 함께, 상기 공진 회로와 병렬 연결된 스위치 회로를 소정 시간 온으로 전환하여, 상기 공진 회로에 축적되어 있는 상기 버스트 신호의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 억제하는, 위치 지시기.
청구항 1에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 버스트 신호 후의 상기 데이터 전송 동기용 신호의 상승을 검출하고, 상기 데이터 전송 동기용 신호의 상승을 검출했다고 판별한 경우에 상기 위치 지시기로부터 상기 위치 검출 장치로 송신할 송신 데이터의 비트를 참조하는, 위치 지시기.
청구항 3에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 송신 데이터로부터 참조한 비트가 0이라고 판별한 경우, 상기 데이터 전송 동기용 신호의 하강을 검출했는지 여부를 감시하고, 상기 데이터 전송 동기용 신호의 하강을 검출했다고 판별했을 때는, 상기 위치 검출 장치에서 상기 위치 지시기로부터의 상기 송신 데이터의 수신 샘플링 시점을 지난 시점에, 상기 공진 회로와 병렬 연결된 스위치 회로를 소정 시간 온으로 전환하여, 상기 공진 회로에 축적되어 있는 상기 데이터 전송 동기용 신호의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 억제하는, 위치 지시기.
청구항 3에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 송신 데이터로부터 참조한 비트가 1이라고 판별한 경우, 상기 데이터 전송 동기용 신호의 하강을 검출했는지 여부를 감시하고, 상기 데이터 전송 동기용 신호의 하강을 검출했다고 판별했을 때는, 상기 공진 회로와 병렬 연결된 스위치 회로를 소정 시간 온으로 전환하여, 상기 공진 회로에 축적되어 있는 상기 데이터 전송 동기용 신호의 하강 영역의 신호의 신호 레벨을 억제하는, 위치 지시기.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 송신 데이터의 모든 비트에 대한 전송 처리가 종료되었는지 여부를 판별하고, 상기 송신 데이터의 모든 비트에 대한 전송 처리가 종료되지 않았다고 판별한 경우, 다음 데이터 전송 동기용 신호의 상승의 검출을 감시하는, 위치 지시기.
청구항 6에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 다음 데이터 전송 동기용 신호의 상승을 검출했다고 판별한 경우, 상기 송신 데이터의 다음 비트를 참조하는, 위치 지시기.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 송신 데이터의 모든 비트에 대한 전송 처리가 종료되었는지 여부를 판별하고, 상기 송신 데이터의 모든 비트에 대한 전송 처리가 종료되었다고 판별한 경우, 다음 버스트 신호의 상승의 검출을 감시하는, 위치 지시기.
청구항 8에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 다음 버스트 신호의 상승을 검출했다고 판별한 경우, 상기 로드 저항치 제어 회로의 스위치 회로를 오프로 전환하여, 상기 공진 회로의 로드 저항치를 크게 하는, 위치 지시기.
청구항 9에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 로드 저항치 제어 회로의 스위치 회로를 오프로 전환한 후에, 필압 검출 회로로부터 상기 위치 지시기의 필압을 검출하는, 위치 지시기.
청구항 10에 있어서,
상기 제어 회로는 검출한 상기 위치 지시기의 필압에 대응하는 송신 데이터를 생성하고, 생성된 상기 송신 데이터를 메모리에 저장하는, 위치 지시기.