特許 5984279 位置検出装置及びその位置指示器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5984279

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】位置検出装置及びその位置指示器

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/046 20060101AFI20160823BHJP

   G06F 3/03 20060101ALI20160823BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/046 B

   G06F3/03 400A

   G06F3/041 600

【請求項の数】22

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-539088(P2015-539088)

(86)(22)【出願日】2014年9月10日

(86)【国際出願番号】JP2014073898

(87)【国際公開番号】WO2015045866

(87)【国際公開日】20150402

【審査請求日】2015年11月17日

(31)【優先権主張番号】特願2013-200910(P2013-200910)

(32)【優先日】2013年9月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000139403

【氏名又は名称】株式会社ワコム

(74)【代理人】

【識別番号】100091546

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 正美

(72)【発明者】

【氏名】桂平 勇次

【審査官】 佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１８２０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０４０５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７０００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９１１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６４３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０４１７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０３，３／０４１，３／０４４，３／０４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

位置指示器から送信される信号をタブレットで受信することにより前記位置指示器の前記タブレット上での指示位置を求める位置検出装置において、
前記位置指示器は、蓄電器と、前記蓄電器を充電する充電回路と、前記蓄電器に蓄えられた電圧を所定値の電圧に変換して出力する電圧変換回路と、前記電圧変換回路により出力される電圧が前記所定値に達しているかどうかを検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路による検出結果が前記所定値に達していないときに、前記電圧変換回路から出力される電圧が前記所定値になるように制御する制御信号を前記電圧変換回路に供給する電圧制御回路と、前記電圧制御回路から前記電圧変換回路に供給される前記制御信号に基づいて前記蓄電器の電気残量を検出する電気残量検出回路と、前記検出した前記電気残量の情報を前記タブレットに送信する情報送信手段とを備え、
前記タブレットは、前記位置指示器からの前記電気残量の情報を受信する情報受信手段を備え、受信した前記電気残量の情報により前記蓄電器の電気残量を検出する
ことを特徴とする位置検出装置。

【請求項2】

前記蓄電器は、電気二重層キャパシタからなると共に、
前記電圧変換回路は、スイッチとコンデンサとを含み、前記電圧制御回路からの前記制御信号により前記スイッチが切り替え制御されて前記二重層キャパシタに蓄えられた電荷が前記コンデンサに移動することで、前記コンデンサに前記所定値の電圧が得られるようにされる
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項3】

前記電圧制御回路からの前記制御信号は前記スイッチを切り替え制御するパルス信号であり、
前記電気残量検出回路は、前記電圧変換回路の前記スイッチに供給される前記パルス信号の頻度に基づいて前記蓄電器の電気残量を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。

【請求項4】

前記情報送信手段は、２進コードで表される位置指示器情報の一部に前記電気残量の情報を含めて、前記タブレットに送信するものであり、前記電気残量検出回路によって検出される前記電気残量に応じて前記位置指示器情報の特定のビットを予め定めた値とする頻度を変化させることにより、前記電気残量の情報を前記位置指示器情報に含めるようにし、
前記タブレットの前記情報受信手段は、前記位置指示器からの前記位置指示器情報を受信するものであり、受信した前記位置指示器情報の前記特定のビットが前記予め定めた値となる頻度より前記蓄電器の電気残量を検出するようにした、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の位置検出装置。

【請求項5】

前記タブレットに向けて送信するための交流信号を発生させる交流信号発生回路を備えると共に、
前記情報送信手段が、２進コードで表される前記位置指示器情報に応じて前記交流信号を変調する変調回路によって構成される
ことを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。

【請求項6】

信号をタブレットに対して送信することによりタブレット上での指示位置を求めるために用いる位置指示器において、
蓄電器と、前記蓄電器を充電する充電回路と、前記蓄電器に蓄えられた電圧を所定値の電圧に変換して出力する電圧変換回路と、前記電圧変換回路により出力される電圧が前記所定値に達しているかどうかを検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路による検出結果が前記所定値に達していないときに、前記電圧変換回路から出力される電圧が前記所定値になるように制御する制御信号を前記電圧変換回路に供給する電圧制御回路と、前記電圧制御回路から前記電圧変換回路に供給される前記制御信号に基づいて前記蓄電器の電気残量を検出する電気残量検出回路と、前記検出した前記電気残量の情報を前記タブレットに送信する情報送信手段とを備える
ことを特徴とする位置指示器。

【請求項7】

前記蓄電器は、電気二重層キャパシタからなると共に、
前記電圧変換回路は、スイッチとコンデンサとを含み、前記電圧制御回路からの前記制御信号により前記スイッチが切り替え制御されて前記二重層キャパシタに蓄えられた電荷が前記コンデンサに移動することで、前記コンデンサに前記所定値の電圧が得られるようにされる
ことを特徴とする請求項６に記載の位置指示器。

【請求項8】

前記電圧制御回路からの前記制御信号は前記スイッチを切り替え制御するパルス信号であり、
前記電気残量検出回路は、前記電圧変換回路のスイッチに供給する前記パルス信号の頻度に基づいて前記電気残量を検出する
ことを特徴とする請求項７に記載の位置指示器。

【請求項9】

前記情報送信手段は、２進コードで表される位置指示器情報の一部に前記電気残量の情報を含めて、前記タブレットに送信するものであり、
前記電気残量検出回路によって検出される前記電気残量に応じて前記位置指示器情報の特定のビットを予め定めた値とする頻度を変化させることにより、前記電気残量の情報を前記位置指示器情報に含めるようにした、ことを特徴とする請求項６に記載の位置指示器。

【請求項10】

前記タブレットに向けて送信するための交流信号を発生させる交流信号発生回路を備えると共に、
前記情報送信手段が、２進コードで表される前記位置指示器情報に応じて前記交流信号を変調する変調回路によって構成される
ことを特徴とする請求項９に記載の位置指示器。

【請求項11】

位置指示器から送信される信号をタブレットで受信することにより前記位置指示器の前記タブレット上での指示位置を求める位置検出装置において、
位置指示器には、電気二重層キャパシタと、前記電気二重層キャパシタを充電する充電回路と、前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電圧を所定の電圧に変換する回路であって少なくとも一つのスイッチを用いて所定値の電圧を生成する電圧変換回路と、前記電圧変換回路により出力される電圧が前記所定値に達しているかどうかを検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路による検出結果が前記所定値に達していないときに前記スイッチにパルス信号を供給する電圧制御回路と、前記タブレットに向けて送信するための交流信号を発生させる交流信号発生回路と、前記電圧制御回路が出力するパルス信号の送出回数をカウントするカウンタ回路と、２進コードで表される位置指示器情報に応じて前記交流信号を変調する変調回路とを設けて、前記カウンタ回路によりカウントされたパルス送出回数が所定回数に達する毎に前記位置指示器情報の特定のビットを予め定めた値として前記変調回路を制御するようにし、
前記タブレットには、前記位置指示器からの前記位置指示器情報を受信する情報受信手段を設けて、受信した前記位置指示器情報の前記特定のビットが予め定めた値となる頻度より前記電気二重層キャパシタの電気残量を検出するようにした、
ことを特徴とする位置検出装置。

【請求項12】

前記変調回路が、ＡＳＫ変調により前記位置指示器情報を表すことを特徴とする、請求項５または請求項１１に記載の位置検出装置。

【請求項13】

前記変調回路が、前記位置指示器情報によりＡＳＫ変調を行うデータ送信期間と、ＡＳＫ変調を行わず連続した送信を行う連続送信期間とを交互に繰り返すようにした、ことを特徴とする請求項１２記載の位置検出装置。

【請求項14】

前記位置指示器に、筆圧を検出して所定ビット数の筆圧情報に変換する筆圧検出回路を設けて、少なくとも前記筆圧情報が前記位置指示器情報に含まれることを特徴とする請求項４〜５のいずれか、または請求項１１〜１３のいずれかに記載の位置検出装置。

【請求項15】

前記位置指示器に、筆圧を検出する筆圧検出回路を設けて、前記交流信号発生回路が発生する信号の周波数を前記検出した筆圧に応じて変化させるようにした、ことを特徴とする請求項５または請求項１１〜１３のいずれかに記載の位置検出装置。

【請求項16】

前記タブレットに、検出した前記位置指示器の前記電気残量を表示する電気残量表示手段を設けた、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか、または請求項１１〜１５のいずれかに記載の位置検出装置。

【請求項17】

前記タブレットに、検出した前記位置指示器の前記電気残量をホストコンピュータに送出する電気残量情報送出手段を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか、または請求項１１〜１５のいずれかに記載の位置検出装置。

【請求項18】

信号をタブレットに対して送信することによりタブレット上での指示位置を求めるために用いる位置指示器において、
電気二重層キャパシタと、前記電気二重層キャパシタを充電する充電回路と、前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電圧を所定の電圧に変換する回路であって少なくとも一つのスイッチを用いて所定値の電圧を生成する電圧変換回路と、前記電圧変換回路により出力される電圧が前記所定値に達しているかどうかを検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路による検出結果が前記所定値に達していないときに前記スイッチにパルス信号を供給する電圧制御回路と、前記タブレットに向けて送信するための交流信号を発生させる交流信号発生回路と、前記電圧制御回路が出力するパルス信号の送出回数をカウントするカウンタ回路と、２進コードで表される位置指示器情報に応じて前記交流信号を変調する変調回路とを設けて、前記カウンタ回路によりカウントされたパルス送出回数が所定回数に達する毎に前記位置指示器情報の特定のビットを予め定めた値として前記変調回路を制御するようにした、ことを特徴とする位置指示器。

【請求項19】

前記変調回路が、ＡＳＫ変調により前記位置指示器情報を表すことを特徴とする、請求項１０または請求項１８に記載の位置指示器。

【請求項20】

前記変調回路が、前記位置指示器情報によりＡＳＫ変調を行うデータ送信期間と、ＡＳＫ変調を行わず連続した送信を行う連続送信期間とを交互に繰り返すようにした、ことを特徴とする請求項１９に記載の位置指示器。

【請求項21】

筆圧を検出して所定ビット数の筆圧情報に変換する筆圧検出回路を設けて、少なくとも前記筆圧情報が前記位置指示器情報に含まれることを特徴とする請求項９〜１０のいずれか、または請求項１８〜２０のいずれかに記載の位置指示器。

【請求項22】

筆圧を検出する筆圧検出回路を設けて、前記交流信号発生回路が発生する信号の周波数を前記検出した筆圧に応じて変化させるようにした、ことを特徴とする請求項１０または請求項１８〜２０のいずれかに記載の位置指示器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この出願に先立ち、本出願人は、先に、位置指示器に電気二重層キャパシタを電源として用いる位置検出装置およびその位置指示器について提案している（特許文献１（特開２００７−１６４３５６号公報参照））。この特許文献１の位置検出装置によれば、位置指示器の電気二重層キャパシタを数秒〜数十秒という高速に充電ができる反面、位置指示器を小型にするためには搭載できる電気二重層キャパシタの容量に限りがあるため、比較的頻繁に充電操作を行う必要がある。

【0003】

特許文献１の発明では、作業途中で位置指示器の動作が停止したりすることを防ぐため、電気二重層キャパシタの電圧が一定以下に低下した際に、そのことを示す情報を送信するようにして、作業者がそのことを認識できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１６４３５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

これに対して、作業の途中で効率よく充電を行うためには、位置指示器に蓄えられた電源の残量（電気残量）がどの程度なのかということを複数段階で知りたいという要望がある。

【0006】

本発明は、この問題点に対して、位置指示器に蓄えられた電源の残量を複数段階で認識することができる位置検出装置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】

【0007】

本発明では前記目的を達成するため、
位置指示器から送信される信号をタブレットで受信することにより前記位置指示器の前記タブレット上での指示位置を求める位置検出装置において、
前記位置指示器は、蓄電器と、前記蓄電器を充電する充電回路と、前記蓄電器に蓄えられた電圧を所定値の電圧に変換して出力する電圧変換回路と、前記電圧変換回路により出力される電圧が前記所定値に達しているかどうかを検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路による検出結果が前記所定値に達していないときに、前記電圧変換回路から出力される電圧が前記所定値になるように制御する制御信号を前記電圧変換回路に供給する電圧制御回路と、前記電圧制御回路から前記電圧変換回路に供給される前記制御信号に基づいて前記蓄電器の電気残量を検出する電気残量検出回路と、前記検出した前記電気残量の情報を前記タブレットに送信する情報送信手段とを備え、
前記タブレットは、前記位置指示器からの前記電気残量の情報を受信する情報受信手段を備え、受信した前記電気残量の情報により前記蓄電器の電気残量を検出する
ことを特徴とする位置検出装置を提案する（請求項１）。

【0008】

また、位置指示器から送信される信号をタブレットで受信することにより前記位置指示器の前記タブレット上での指示位置を求める位置検出装置において、
位置指示器には、電気二重層キャパシタと、前記電気二重層キャパシタを充電する充電回路と、前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電圧を所定の電圧に変換する回路であって少なくとも一つのスイッチを用いて所定値の電圧を生成する電圧変換回路と、前記電圧変換回路により出力される電圧が前記所定値に達しているかどうかを検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路による検出結果が前記所定値に達していないときに前記スイッチにパルス信号を供給する電圧制御回路と、前記タブレットに向けて送信するための交流信号を発生させる交流信号発生回路と、前記電圧制御回路が出力するパルス信号の送出回数をカウントするカウンタ回路と、２進コードで表される位置指示器情報に応じて前記交流信号を変調する変調回路とを設けて、前記カウンタ回路によりカウントされたパルス送出回数が所定回数に達する毎に前記位置指示器情報の特定のビットを予め定めた値として前記変調回路を制御するようにし、
前記タブレットには、前記位置指示器からの前記位置指示器情報を受信する情報受信手段を設けて、受信した前記位置指示器情報の前記特定のビットが予め定めた値となる頻度より前記電気二重層キャパシタの電気残量を検出するようにした、
ことを特徴とする位置検出装置を提案する（請求項１１）。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、位置指示器から送信する蓄電池の電気残量の情報を複数段階で表すようにしたので、あとどのくらい充電をせずに使用できるかを推測することができ、作業の途中で効率よく充電を行うことができる。

【0010】

また、位置指示器から送信する情報として１ビットを追加するだけで良く、座標や筆圧のサンプリング速度を落とすことがない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施形態による位置指示器の内部構造を示した図である。

【図2】本発明の第１の実施形態による位置指示器の回路構成を示した図である。

【図3】本発明の第１の実施形態による位置指示器の動作を示した図である。

【図4】電気二重層キャパシタの電圧とパルス発生回数との関係を示した図である。

【図5】本発明の第１の実施形態によるタブレットの構成を示した図である。

【図6】本発明の第１の実施形態の位置検出装置におけるＸ軸全面スキャン動作を示した図である。

【図7】本発明の第１の実施形態の位置検出装置における部分スキャンへの移行動作を示した図である。

【図8】本発明の第１の実施形態の位置検出装置における部分スキャン動作を示した図である。

【図9】本発明の第１の実施形態の位置検出装置における電源の残量の表示例を示した図である。

【図10】本発明の第１の実施形態の位置検出装置における電源の残量の情報をホストコンピュータに供給する構成を示した図である。

【図11】本発明の第２の実施形態による位置指示器の回路構成を示した図である。

【図12】本発明の第３の実施形態による位置指示器の回路構成を示した図である。

【図13】本発明の第３の実施形態による位置指示器の動作を示した図である。

【図14】本発明の第３の実施形態によるタブレットの構成を示した図である。

【図15】本発明の第３の実施形態による位置指示器の検出動作を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態における位置指示器の内部構造を示したものである。本実施形態では、タブレットとの静電結合により座標位置を求めるペン形状の位置指示器について示す。なお、この明細書において、位置検出装置とは、タブレットと位置指示器とからなる装置であり、また、タブレットとは、専用の電子ペンないし、その他のペン形状の物体（指を含む）の位置を、タブレットに内蔵したセンサにより読み取るようにする装置（ポインティングデバイス）である。

【0013】

図１において、１１はペン芯、１２はペン芯１１の内部に組み込まれた電極、１３はペン芯１１と物理的に接続されてペン芯１１に加えられる筆圧に応じて容量が変化する可変容量コンデンサ、１４は電気二重層キャパシタ、１５は電気二重層キャパシタ１４を非接触で充電するためのコイル、１６はプリント基板である。

【0014】

図２は本発明の第１の実施形態による位置指示器の回路構成を示したもので、図１と同一なものは同一符号にて示す。即ち、１２は電極、１３は可変容量コンデンサ、１４は電気二重層キャパシタ、１５はコイルである。１７は電圧変換回路で、コイル１７１，１７２、コンデンサ１７３、ダイオード１７４、およびスイッチ１８により構成されている。電圧変換回路１７は、ＳＥＰＩＣと呼ばれる周知の電圧変換回路であり、昇圧および降圧の両方を行うことができ、電気二重層キャパシタ１４に蓄えられた電源より一定の電圧を生成してコンデンサ１９に蓄える。本実施形態ではコンデンサ１９に蓄えられる一定電圧が１．５Ｖ（ボルト）であるものとして説明を行う。

【0015】

２０は電圧検出器で、入力電圧が１．５Ｖ以上の時にはハイレベル（入力電圧と同じ電圧）を出力し、入力電圧が１．５Ｖに達しない時にはロウレベル（０Ｖ）を出力する。２１はマイクロプロセッサで、コンデンサ１９に蓄えられた電圧を電源として動作する。

【0016】

２２は発振回路で、コイルＬ１と２つのコンデンサＣ１およびＣ２からなる共振回路の共振周波数の信号を発生する。発振回路２２により生成された信号はコイルＬ１とコイルＬ２からなるトランスによって昇圧されて電極１２に供給される。発振回路２２はコンデンサ１９に蓄えられた電源によって動作する。

【0017】

発振回路２２にはマイクロプロセッサ２１の出力端子Ｐ２から制御信号ｐが供給され、発振回路２２では、この制御信号ｐのレベルに応じてＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調が行われる。即ち、マイクロプロセッサ２１は、後述する所定のタイミングで出力端子Ｐ２をハイレベルまたはロウレベルに変化させて、出力端子Ｐ２がハイレベルの時には発振回路２２は発振を行い、出力端子Ｐ２がロウレベルの時には発振回路２２は発振を停止する。

【0018】

可変容量コンデンサ１３には抵抗Ｒが並列に接続され、その一端はマイクロプロセッサ２１の入出力端子Ｐ３に接続されている。入出力端子Ｐ３が出力状態の時には、入出力端子Ｐ３にはハイレベルが出力されるため、可変容量コンデンサ１３は１．５Ｖに充電される。入出力端子Ｐ３が入力状態の時には、入出力端子Ｐ３はハイインピーダンス状態となるため、可変容量コンデンサ１３に蓄えられた電荷は、並列に接続した抵抗Ｒを介してゆっくり放電される。このため、入出力端子Ｐ３の電圧は徐々に低下してゆく。入出力端子Ｐ３が入力状態の時には、マイクロプロセッサ２１は、入出力端子Ｐ３に関し、入出力端子Ｐ３の電圧と一定のしきい値Ｖｔｈとを比較するコンパレータとして動作する。このしきい値Ｖｔｈを本実施形態では電源電圧の２分の１、即ち０．７５Ｖとして説明する。

【0019】

図３は本実施形態の動作を示したもので、図２における信号（ｐ）、信号（ｑ）、信号（ｒ）の変化の様子を示している。マイクロプロセッサ２１は、端子Ｐ２（信号（ｐ））が一定期間ハイレベルを維持するように制御する。これによって電極１２からは一定期間連続して信号（ｒ）を放射する（図３の、連続送信期間）。この連続送信期間中に、マイクロプロセッサ２１は、入出力端子Ｐ３を制御して可変容量コンデンサ１３に加えられた筆圧を求める。即ち、マイクロプロセッサ２１は、入出力端子Ｐ３を出力状態とすることにより可変容量コンデンサ１３を充電する。

【0020】

次いで、マイクロプロセッサ２１は、入出力端子Ｐ３を入力状態に切替える。このとき、可変容量コンデンサ１３に蓄えられた電荷はこれと並列に接続した抵抗Ｒによって放電されるため、可変容量コンデンサ１３の電圧（ｑ）は徐々に低下する。端子Ｐ３を入力状態に切替えてから電圧（ｑ）が０．７５Ｖ以下に低下するまでの時間Tpを求める。可変容量コンデンサ１３は、ペン芯１１に加えられる筆圧に応じた静電容量となっているので、この時間Tpが求める筆圧に相当するものである。本実施形態では、マイクロプロセッサ２１は筆圧を１０ビットの値（２進コード）として求める。

【0021】

この連続送信期間を終了すると、マイクロプロセッサ２１は、所定の周期（Td）で端子Ｐ２（信号（ｐ））をハイレベルまたはロウレベルに制御することによりＡＳＫ変調を行う。このとき、所定の周期(Td)の初回は必ずハイレベルとする（図３の、スタート信号）。これは、以降のデータ送出タイミングをタブレット側で正確に判定することができるようにするためである。

【0022】

スタート信号に続いて、１１ビットの送信データを順次送信する。この１１ビットの送信データには、前述した動作により求めた１０ビットの筆圧データと、後述する１ビットで表される電源残量情報とが含まれる。送信データ（２進コード）が「０」のときは端子Ｐ２をロウレベルとして、送信データ（２進コード）が「１」のときは端子Ｐ２をハイレベルとして制御する。図３では、送信する筆圧のデータが「１０１０１１１０１０」、電源残量情報のデータが「１」の場合について示している。

【0023】

本実施形態では図３の動作が繰り返し行われるが、マイクロプロセッサ２１は前述した動作と同時に、コンデンサ１９に蓄えられる電圧が一定電圧（１．５Ｖ）となるように出力端子Ｐ１の制御を行う。

【0024】

すなわち、マイクロプロセッサ２１は定期的に入力端子Ｐ０の電圧を検出する。前述したように電圧検出器２０は、コンデンサ１９の電圧が１．５Ｖ以上の時にはハイレベル（入力電圧と同じ電圧）を出力し、１．５Ｖに達しない時にはロウレベル（０Ｖ）を出力するので、マイクロプロセッサ２１は、入力端子Ｐ０による検出結果がロウレベルであれば、出力端子Ｐ１からスイッチ１８に対してパルス信号を出力する。このパルス信号により電気二重層キャパシタ１４に蓄えられた電荷がコンデンサ１９に移動されるため、コンデンサ１９の電圧が上昇する。この時に１回のパルスによって移動する電荷の量は電気二重層キャパシタ１４の電圧が高いほど多くなる。一方、コンデンサ１９に蓄えられる電源からの消費はほぼ一定であるから、マイクロプロセッサ２１は、電気二重層キャパシタ１４に蓄えられた電荷の残量が少なくなるにつれて出力端子Ｐ１から送出するパルスの頻度を多くする。

【0025】

図４は電気二重層キャパシタの電圧と、マイクロプロセッサ２１の出力端子Ｐ１から送出するパルスのパルス発生回数との関係を示したものである。マイクロプロセッサ２１は、出力端子Ｐ１から送出するパルスが一定回数（たとえば４０回）に達する毎に、図３に示した電源残量情報（２進コード）を「１」として送出する。また、図３の電源残量情報のデータを出力するまでに、出力端子Ｐ１から送出するパルスが前記一定回数に達しなければ電源残量情報を「０」として送出を行う。そのため、電気二重層キャパシタ１４が満杯に充電された直後では電源残量情報が「１」として送出される頻度は低く、時間が経過して電気二重層キャパシタ１４に蓄えられている電源の残量が少なくなるほど電源残量情報が「１」として送出される頻度が高くなる。

【0026】

すなわち、電気二重層キャパシタ１４に蓄えられている電源の残量は、電源残量情報が「１」として送出される頻度に応じたものとなっているので、当該電源残量情報が「１」として送出される頻度を検出することで、位置指示器に蓄えられた電源の残量を、検出した頻度に応じた複数段階で認識することができる。この場合に、この位置指示器に蓄えられた電源の残量は、位置指示器のマイクロプロセッサ２１において認識できることは勿論であるので、位置指示器自身において、表示装置を設けて電源の残量を表示することができる。また、電源残量情報を受信するタブレットにおいては、位置指示器から、「１」として送出された電源残量情報の受信頻度を検出することで、当該位置指示器に蓄えられた電源の残量を認識できるので、表示画面に、位置指示器の電源の残量を表示することができる。

【0027】

図５は本実施形態に用いるタブレットの構成を示したものである。図５において、５０は図１および図２に示した位置指示器、５１は透明なガラスを基材とするタブレットセンサーである。タブレットセンサー５１の表面にはＸ方向に配列したＸ電極群が、裏面にはＸ方向と直交するＹ方向に配列したＹ電極群がそれぞれ設けられている。これらのＸ電極群およびＹ電極群は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により透明な電極として形成されている。また、タブレットセンサー５１は図示しない表示装置の上に配置されており、その表示箇所を位置指示器５０で直接入力することができるようになっている。５２はＸ電極群およびＹ電極群の中から１本の電極を選択する選択回路である。本実施形態ではＸ電極が４０本（Ｘ１〜Ｘ４０）、Ｙ電極が３０本（Ｙ１〜Ｙ３０）として説明する。選択回路５２により選択された電極は増幅回路５３に接続され、位置指示器５０からの信号が、選択された電極により検出されて増幅回路５３により増幅される。

【0028】

増幅回路５３の出力はバンドパスフィルター回路５４に供給されて、位置指示器５０から送信される周波数の成分のみが抽出される。バンドパスフィルター回路５４の出力信号は検波回路５５によって検波され、検波回路５５の出力信号はサンプルホールド回路５６に供給されて、所定のタイミングでサンプルホールドされた後、ＡＤ（Analog to Digital）変換回路５７によってデジタル値に変換される。このデジタルデータはマイクロプロセッサ５８によって読み取られ処理される。

【0029】

マイクロプロセッサ５８は、内部にＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を備えるとともに、ＲＯＭに格納されたプログラムによって動作し、サンプルホールド回路５６、ＡＤ変換回路５７、および選択回路５２に、それぞれ制御信号を送出する。

【0030】

図６は、タブレットセンサー５１上において、位置指示器５０のおよそのＸ方向位置を求めるためのＸ軸全面スキャン動作について示したものである。マイクロプロセッサ５８は、選択回路５２に対して電極Ｘ１を選択するような制御信号を送出して、そのときにＡＤ変換回路５７から出力されるデータを信号レベルとして読み取る。同様にして、マイクロプロセッサ５８は、選択回路５２による選択を、電極Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４・・と順次切り替えながら信号レベルを読み取る。このとき、電極Ｘ１〜Ｘ４０の全ての電極で検出される信号レベルが所定値に達していなければ、マイクロプロセッサ５８は、位置指示器５０はタブレットセンサー５１上に無いものと判断して、図６の動作を繰り返す。電極Ｘ１〜Ｘ４０のいずれかの電極から所定値以上のレベルの信号が検出された場合には、マイクロプロセッサ５８は、最も高い信号レベルが検出されたＸ電極の番号（図６では電極Ｘ１１）を記憶する。

【0031】

位置指示器５０が電極Ｘ１１付近にあることが判ったら、マイクロプロセッサ５８は、図７に示すような部分スキャンへの移行動作を行う。この部分スキャンへの移行動作は、位置指示器５０が図３に示すような動作を繰り返すときに、マイクロプロセッサ５８が、位置指示器５０からの連続送信期間の開始時刻を検出することにより、位置指示器５０の動作とタイミングを合わせるとともに、Ｙ電極（Ｙ１〜Ｙ３０）についておよその位置を求めるための動作である。

【0032】

図７において、マイクロプロセッサ５８は選択回路５２に対して、前述したＸ軸全面スキャン動作において求まった電極Ｘ１１を選択するように制御信号を送出する。このとき、位置指示器５０から送信される信号に対応した信号が電極Ｘ１１に誘導され、検波回路５５にはその信号レベルに対応した電圧が発生する。マイクロプロセッサ５８は、一定の周期でサンプルホールド回路５６およびＡＤ変換回路５７を動作させて、その信号レベルを読み取る。この、サンプルホールド回路５６およびＡＤ変換回路５７を動作させる周期は、位置指示器５０がデータ送信期間に送信する周期（Td）よりも十分に短い時間とする。

【0033】

マイクロプロセッサ５８は、ＡＤ変換回路５７により出力される信号レベルが一定時間（Ts）継続して所定値以上であったときに、位置指示器５０の連続送信期間が開始されたと判断して、Ｙ軸全面スキャン動作へ移行する（図７）。この時間（Ts）は、位置指示器５０がデータ送信期間に送信する周期（Td）よりも十分に長い時間とする。

【0034】

マイクロプロセッサ５８は、選択回路５２を制御して、電極Ｙ１からＹ３０までを順次選択して、ＡＤ変換回路５７からの信号レベルを読み取る。このときマイクロプロセッサ５８は、最も大きい信号レベルが検出された電極を記憶しておく。本実施形態では、電極Ｙ２０から最も大きい信号レベルが検出されたものとして説明を行う。

【0035】

選択回路５２が最後の電極Ｙ３０を選択して信号レベルの検出を終了したら、マイクロプロセッサ５８は位置指示器５０からの連続送信期間の終了を待つための動作を行う。マイクロプロセッサ５８は、選択回路５２が電極Ｘ１１を選択するように制御を行う。このとき、位置指示器５０からの送信が継続していれば、マイクロプロセッサ５８では、前述した所定値以上のレベルの信号が検出される。受信信号レベルが所定値に達しなくなった時刻が位置指示器５０からの連続送信の終了時刻となる。続いて、位置指示器５０はデータ送信期間となるが、このとき位置指示器５０のタブレットセンサー５１における詳細な位置が求まっていないため、ここではデータは読まずに図８に示す部分スキャン動作へ移行する。

【0036】

マイクロプロセッサ５８は、電極Ｘ１１を選択した状態で、ＡＤ変換回路５７から出力される信号レベルが一定時間（Ts）継続して所定値以上であったときに、位置指示器５０の連続送信期間が開始されたと判断して、座標検出動作へ移行する（図８のステップ１）。この時間（Ts）は、図７で説明したのと同様で、位置指示器５０がデータ送信期間に送信する周期（Td）よりも十分に長い時間とする。

【0037】

マイクロプロセッサ５８は、位置指示器５０からの信号のＸ座標を求めるため、選択回路５２が電極Ｘ１１を中心とする５本の電極（Ｘ９〜Ｘ１３）を順次選択して、ＡＤ変換回路５７を動作させて信号レベルを読み取る（ステップ１）。このとき、マイクロプロセッサ５８は、最も高い信号レベルが検出された電極の番号（ここではＸ１１）、およびその信号レベル（VPX）、またその両隣の電極により検出されたレベルVAX、VBXを保存する（ステップ１）。

【0038】

次にマイクロプロセッサ５８は、位置指示器５０からの信号のＹ座標を求めるため、選択回路５２が電極Ｙ２０を中心とする５本の電極（Ｙ１８〜Ｙ２２）を順次選択して、信号レベルを読み取る（ステップ１）。このとき、マイクロプロセッサ５８は、最も高い信号レベルが検出された電極の番号（ここではＹ２０）、およびその信号レベル（VPY）、またその両隣の電極により検出されたレベルVAY、VBYを保存する（ステップ１）。ここで求まった信号レベルVPX、VAX、VBX、VPY、VAY、VBY、は後述する計算式による座標値の計算に用いられる。

【0039】

次いで、マイクロプロセッサ５８は、位置指示器５０からの連続送信期間の終了を待つための動作を行う。マイクロプロセッサ５８は、選択回路５２が前述した座標検出動作においてピークが検出された電極Ｘ１１を選択するように制御を行う。このとき、受信される信号レベルが所定値に達しなくなった時刻が位置指示器５０からの連続送信の終了時刻となる（ステップ１）。

【0040】

マイクロプロセッサ５８は、位置指示器５０からの連続送信の終了を検出すると、筆圧データに先立って送信されるスタート信号のタイミングを検出する動作に入る（ステップ２）。マイクロプロセッサ５８は、電極Ｘ１１を選択した状態でサンプルホールド回路５６およびＡＤ変換回路５７を繰り返し起動するように制御して、信号レベルが前述した所定値以上となった時刻をt1として記憶する。マイクロプロセッサ５８は、時刻t1から一定時間Twだけ待った時刻より位置指示器からのデータ受信動作を開始する（ステップ２）。この時間Twは、位置指示器５０からのスタート信号の送信を終了した後、タブレットで受信される信号レベルがほぼ無くなるまでとし、予め求めておいた時間とする。

【0041】

マイクロプロセッサ５８は、前述した待ち時間がTwに達すると同時に、図示しないタイマーを起動する。このタイマーはゼロから前述したTdの時間（位置指示器からのデータ送信周期）に一致する値までを繰り返しカウントする（ステップ２）。タイマーの１周期の動作期間中、マイクロプロセッサ５８はサンプルホールド回路５６およびＡＤ変換回路５７を繰り返し起動して信号レベルを読み取る。マイクロプロセッサ５８は、この間の信号レベルが一度も前述した所定値に達しなければ、位置指示器５０からの送信が無かったものと判断してその回のデータを「０」として保存し、その間に所定値以上の信号レベルが検出された場合には位置指示器からの送信が有ったものと判断してその回のデータを「１」として保存する（ステップ２）。

【0042】

マイクロプロセッサ５８は、前述したタイマーのカウントを１１回行い、１１ビットのデータを保存する。この１１ビットのデータは図３において示した１１ビットのデータに対応するもので、最初の１０ビットは筆圧データであり、最後の１ビットが電源残量情報である。図８では、筆圧データが「１０１０１１１０１０」、電源残量情報が「１」の場合について示している。

【0043】

マイクロプロセッサ５８は、保存した１１ビットのデータの最後のデータ、すなわち、電池残量情報の過去のデータ及び今回受信したデータとから、位置指示器の電気二重層キャパシタの電源の残量を認識する。すなわち、マイクロプロセッサ５８は、保存した１１ビットのデータの最後のデータの電池残量情報が「１」となっているか否か判別し、電池残量情報が「１」であれば、「１」となっている電池残量情報を受信した過去の時点と、今回の受信時点との時間間隔を検出して、その時間間隔から、電源残量情報が「１」として送出される頻度を検出する。そして、検出した頻度に対応した図４に示したパルス回数を推定し、推定したパルス回数に対応する電気二重層キャパシタの電圧を判定することで、位置指示器の電気二重層キャパシタ１４の電源の残量を認定する。なお、マイクロプロセッサ５８は、「１」となっている電池残量情報を受信した過去の時点と、今回の受信時点との時間間隔と、電気二重層キャパシタの電源の残量との対応テーブルを予め記憶しておき、その対応テーブルから電気二重層キャパシタ１４の電源の残量を認定するようにしてもよい。

【0044】

そして、マイクロプロセッサ５８は、その電源の残量の認定結果に基づいて、例えば図９に示すように、本実施形態のタブレットの表示装置の表示画面ＤＳＰの上部に設けられた、位置指示器の電源の残量表示部ＢＴに、当該位置指示器の電源の残量を複数段階または連続的に変化させて表示するようにする。

【0045】

また、タブレットがホストコンピュータに接続されている場合には、図１０に示すように、マイクロプロセッサ５８は、検出した位置指示器の電気残量を、ホストコンピュータに送出する電気残量情報送出手段５８１を備えるようにしてもよい。その場合には、ホストコンピュータは、受信した位置指示器の電気残量に基づいて、その表示装置の画面に、位置指示器の電気残量を表示させることができる。

【0046】

なお、図示は省略したが、位置指示器のマイクロプロセッサ２１は、スイッチ１８に供給するパルス回数を把握することができるので、図４の特性図から電気二重層キャパシタ１４の電圧を認定することできる。そこで、位置指示器自身の筐体の側周面の適切な位置にＬＣＤや有機ＥＬ表示素子からなる表示部を設け、その表示部の表示画面に、電気二重層キャパシタ１４の電源の残量を表示するようにすることもできる。

【0047】

なお、ステップ２ではＸ電極の中から最大レベルが検出された電極（Ｘ１１）を選択してデータの受信を行ったが、Ｙ電極の中で最大レベルが検出された電極（Ｙ２０）を選択してデータの受信を行っても良い。

【0048】

マイクロプロセッサ５８は、ステップ２において１１ビットのデータ受信を終了すると、位置指示器からの連続送信期間の開始を検出する動作（ステップ１）へ移行して、図８の動作を繰り返し行う。

【0049】

次に、前述したステップ１において求められた受信レベルより位置指示器５０の座標位置を求める方法について説明する。

【0050】

ステップ１で求められた受信レベルVPX、VAX、VBX、VPY、VAY、VBY、より位置指示器５０の座標値（Ｘ、Ｙ）は次式によりそれぞれ計算される。

【0051】

Ｘ＝Px＋（Dx/2）×（(VBX−VAX)/(2×VPX−VAX−VBX)）・・・（式１）
但し、PxはＸ軸で最大レベルが検出されたＸ電極（ここではＸ１１）の座標位置とし、DxはＸ電極間の配列ピッチ、とする。

【0052】

Ｙ＝Py＋（Dy/2）×（(VBY−VAY)/(2×VPY−VAY−VBY)）・・・（式２）
但し、PyはＹ軸で最大レベルが検出されたＹ電極（ここではＹ２０）の座標位置とし、DyはＹ電極間の配列ピッチ、とする。

【0053】

本実施形態による位置指示器によれば、電気二重層キャパシタ１４に蓄えられている電源の残量計測と電源の電圧変換とを共通に行うことができるので、回路の構成が簡略化できるとともに消費電流を少なく抑えることができるという利点がある。

【0054】

また、位置指示器からタブレットに送信する情報として１ビットを追加するだけで、タブレットにおいて複数段階の電池残量を表すことができ、位置指示器からのデータの転送レートを落とすことがない。

【0055】

本実施形態では、電圧変換回路１７のコイル１７１，１７２やコンデンサ１７３の定数を調整するとともにスイッチ１８を制御するパルス幅を調整して、コンデンサ１９の電圧変動を少なくすることが好ましい。

【0056】

なお、上述の実施形態の説明では、本実施形態による位置指示器は、図３の動作を繰り返すこととしたが、１回の動作を終えるとしばらく送信を停止して、この間にタブレットで他の動作、たとえば指によるタッチ位置の検出を行うようにしても良い。

【0057】

また、上述の実施形態の説明では、位置指示器から送信する情報を筆圧と電源残量情報のみとしたが、送信するビット数を増やして他の情報、たとえばスイッチ等の操作情報を送信するようにしても良い。

【0058】

また、上述の実施形態の説明では、位置指示器の筆圧情報を２進コードで表してＡＳＫ変調により送信するようにしたが、筆圧に応じて送信する周波数を変化させるようにしても良い。

【0059】

また、上述の実施形態の説明では、位置指示器の制御をマイクロプロセッサ２１により行ったが、マイクロプロセッサの代わりにロジック回路を用いて行っても良い。

【0060】

また、上述の実施形態の説明では、選択回路５２により選択する電極を１本のみとしたが、隣接する複数本を同時に選択するようにしても良い。また、Ｘ電極群とＹ電極群についてそれぞれを選択するとともに、増幅回路、バンドパスフィルター回路、検波回路、サンプルホールド回路およびＡＤ変換回路をＸ電極側とＹ電極側にそれぞれ設けて同時に検出するようにしても良い。

【0061】

また、上述の実施形態の説明では、位置指示器に電極１２を設けて、タブレットとの静電結合により座標位置を求めるようにしているが、電極１２の代わりにコイルを設けて、コイルに交流電流を流すことによりタブレットとの電磁誘導による位置検出を行うようにしても良い。その場合、タブレットの構成としてはタブレットセンサー５１に配列するのは電極ではなく、Ｘ方向およびＹ方向にループコイルを配列する点が異なるのみで、他の動作は全く同じである。この場合、電極１２の代わりに設けるコイルは充電用のコイル１５と共通にしても良いし、異なるものであっても良い。

【0062】

［第２の実施形態］
図１１は本発明の第２の実施形態による位置指示器の回路構成を示したものである。本実施形態の位置指示器の内部構造は図１と同様である。図１１において、第１の実施形態による位置指示器と同一構成のものは図２と同一符号で示す。即ち、１２は電極、１３は可変容量コンデンサ、１４は電気二重層キャパシタ、１５はコイル、１９はコンデンサである。また、３１は充電回路で、コイル１５に誘導される起電力により電気二重層キャパシタ１４を充電する回路である。

【0063】

２３は電圧変換回路で、電気二重層キャパシタ１４に蓄えられた電源より一定の電圧を生成してコンデンサ１９に蓄える。本実施形態でもコンデンサ１９に蓄えられる一定電圧は１．５Ｖであるものとする。この電圧変換回路２３は図２における電圧変換回路１７と同様な構成としても良いし、他の構成としても良い。

【0064】

２４は発振回路、２５はＡＳＫ変調回路で、これらは図２における発振回路２２と同じ回路構成であっても良いし、他の構成であっても良い。

【0065】

本実施形態が第１の実施形態の構成と異なるのは、電気二重層キャパシタ１４の電圧をＡＤ変換回路２６によって検出して、マイクロプロセッサ２７がその電圧を読み取っている点である。本実施形態において、電極１２から送信する信号のタイミング、および可変容量コンデンサ１３による筆圧検出動作は図３に示したものと全く同様に行われる。

【0066】

本実施形態では、マイクロプロセッサ２７は、ＡＤ変換回路２６によって求めた電圧に応じて図３に示した電源残量情報を「１」とする頻度を変えるようにする。例えば、電気二重層キャパシタ１４の電圧範囲が１０段階（ｎ＝１〜１０）で表される場合、検出された値がｎであれば、マイクロプロセッサ２７は、図３の動作をｎ回行う毎に１回だけ電源残量情報を「１」として送信する。

【0067】

本実施形態では、位置指示器の電源として電気二重層キャパシタを用いたが、充電可能な電池を用いても良い。

【0068】

本実施形態では位置指示器の制御をマイクロプロセッサ２７により行ったが、マイクロプロセッサの代わりにロジック回路を用いて行っても良い。

【0069】

［第３の実施形態］
図１２は本発明の第３の実施形態による位置指示器の回路構成を示したものである。本実施形態では、筆圧によって送信する信号の周波数を変えるようにした例について示す。図１２において第２の実施形態による位置指示器と同一構成のものは図１１と同一符号で示す。即ち、１２は電極、１３は可変容量コンデンサ、１４は電気二重層キャパシタ、１５はコイル、１９はコンデンサ、２３は電圧変換回路、２５はＡＳＫ変調回路、２６はＡＤ変換回路、２７はマイクロプロセッサである。また、３１は充電回路で、コイル１５に誘導される起電力により電気二重層キャパシタ１４を充電する回路である。

【0070】

２８は発振回路で、コイル２９とコンデンサ３０および可変容量コンデンサ１３による共振周波数で発振を行う。可変容量コンデンサ１３は、第１の実施形態および第２の実施形態で用いたものと同じもので、筆圧によって容量が変化する。本実施形態では可変容量コンデンサ１３を発振回路２８における共振回路中に設けているので、加えられる筆圧に応じて電極１２から送信される信号の周波数が変化する。なお、本実施形態でも位置指示器の内部構造は図１と同じである。

【0071】

図１３は本実施形態における位置指示器の動作を示したもので、図１２における信号（ｐ）、信号（ｒ）の変化の様子を示している。マイクロプロセッサ２７は、信号（ｐ）を制御して、送信期間（例えば２ｍｓｅｃ）と、送信停止期間（例えば８ｍｓｅｃ）を交互に繰り返す。各送信期間の最後には、一旦送信を停止した後、１ビットで表される電源残量情報を送信する。

【0072】

この場合の電源残量情報は、マイクロプロセッサ２７によって、第２の実施形態と全く同様に送信される。即ち、マイクロプロセッサ２７は、ＡＤ変換回路２６によって検出された電気二重層キャパシタ１４の電圧に応じて電源残量情報を「１」とする頻度を変えるようにしている。

【0073】

送信期間に送信される信号の周波数が可変容量コンデンサ１３に加えられる筆圧に応じて変化する点が本実施形態の特徴である。

【0074】

図１４は本実施形態で用いるタブレットの構成図である。本実施形態のタブレットでは、位置指示器からの間欠的な信号送信の周期が判っているものとして、位置指示器からの送信期間には位置指示器の座標および筆圧を求め、送信停止期間には指によるタッチ位置の検出を行う。

【0075】

図１４において、６０は図１２に示したものと同一の構成の位置指示器で、この位置指示器６０から送信する信号の周波数をｆ１とする。５１は第１の実施形態で用いたのと同じタブレットセンサーである。６１はＸ電極群の中から１本の電極を選択するＸ選択回路、６２はＹ電極群の中から１本の電極を選択するＹ選択回路である。６３は、本実施形態のタブレットをタッチ検出として動作させる際にＹ電極に送信信号を供給するための発振器で、発振周波数をｆ２とする。６４は切替回路で、Ｙ選択回路６２により選択されたＹ電極を、発振器６３または後述する増幅回路側のどちらに接続するかを切り替える。即ち、本実施形態のタブレットをタッチ検出用として動作させるときはマイクロプロセッサ７０から切替回路６４への制御信号ｅをハイレベル（１）として発振器６３側を選択する。また、本実施形態のタブレットが位置指示器６０を検出するときは、マイクロプロセッサ７０は、制御信号ｅをロウレベル（０）として増幅回路側を選択する。

【0076】

６５は切替回路で、Ｘ選択回路６１により選択されたＸ電極、または切替回路６４を経由してＹ選択回路６２により選択されたＹ電極、のどちらかを選択して増幅回路６６に接続する。即ち、本実施形態のタブレットをタッチ検出用として動作させるときは、マイクロプロセッサ７０は、切替回路６５への制御信号ｆをロウレベル（０）として、Ｘ選択回路６１側を選択する。また、本実施形態のタブレットが位置指示器６０を検出する動作をし、位置指示器６０のＸ軸座標を求めるときは、マイクロプロセッサ７０は、制御信号ｆをロウレベル（０）として、Ｘ選択回路６１側を選択する。また、本実施形態のタブレットが位置指示器６０を検出する動作をし、位置指示器６０のＹ軸座標を求めるときは、マイクロプロセッサ７０は、制御信号ｆをハイレベル（１）として、Ｙ選択回路６２側を選択する。

【0077】

増幅回路６６の出力は、周波数ｆ１または周波数ｆ２を中心とした所定の帯域幅を有するバンドパスフィルター回路６７に接続される。このバンドパスフィルター回路６７の中心周波数はマイクロプロセッサ７０からの制御信号ｇによって切り替えられ、本実施形態のタブレットが位置指示器６０を検出する動作を行うときには中心周波数が周波数ｆ１となり、タッチ検出動作を行うときは中心周波数が周波数ｆ２となるように切り替える。なお、バンドパスフィルター回路６７が、中心周波数が周波数ｆ１として動作するときの帯域幅は、位置指示器６０の筆圧変化による送信周波数の変化幅と比べて十分に大きいものとする。

【0078】

バンドパスフィルター回路６７の出力信号は検波回路６８によって検波され、マイクロプロセッサ７０からの制御信号ｈに基づきＡＤ変換回路６９によってデジタル値に変換される。ＡＤ変換回路６９からのデジタルデータｊはマイクロプロセッサ７０によって読み取られ処理される。

【0079】

バンドパスフィルター回路６７の出力信号は周波数測定回路７１にも供給される。周波数測定回路７１は、これに供給される信号の周波数を詳細に測定し、その測定した周波数情報をマイクロプロセッサ７０に供給する。この周波数測定回路７１の構成としては、カウンター回路を設けて一定の時間内に入力される信号の波数をカウントしても良いし、コンパレータを設けて所定回数の入力信号の立ち上りまたは立下りがカウントされる間の時間を測定するようにしても良い。マイクロプロセッサ７０では周波数測定回路７１からの周波数情報に基づき位置指示器６０の筆圧情報を求める。

【0080】

図１５は、本実施形態の位置指示器６０による座標位置および電気二重層キャパシタ１４の電源残量を求める動作について示したものである。なお、位置指示器６０のタブレットセンサー５１上のおよその位置の検出は、第１の実施形態と同様にして行うことができる。即ち、マイクロプロセッサ７０は、切替回路６４に対する制御信号ｅをロウレベル（０）とすると共に、バンドパスフィルター回路６７の中心周波数が周波数ｆ１となるように制御信号ｇを送出して、図６および図７と同じようにして、位置指示器６０のタブレットセンサー５１上のおよその位置を求めることができる。本実施形態では、位置指示器６０が電極Ｘ１１および電極Ｙ２０の交点付近にあるものとして説明を行う。

【0081】

マイクロプロセッサ７０は、切替回路６５への制御信号ｆをロウレベル（０）として、電極Ｘ１１を選択した状態で、ＡＤ変換回路６９から出力される信号レベルが一定時間（Ts）継続して所定値以上であったときに、位置指示器６０の連続送信期間が開始されたと判断して、座標検出動作へ移行する（図１５のステップ１）。マイクロプロセッサ７０は、位置指示器６０からの信号のＸ座標を求めるため、Ｘ選択回路６１が電極Ｘ１１を中心とする５本の電極（Ｘ９〜Ｘ１３）を順次選択して、ＡＤ変換回路６９を動作させて信号レベルを読み取る（ステップ１）。このとき、マイクロプロセッサ７０は、最も高い信号レベルが検出された電極の番号（ここではＸ１１）、およびその信号レベル（VPX）、またその両隣の電極により検出されたレベルVAX、VBXを保存する（ステップ１）。

【0082】

次にマイクロプロセッサ７０は、位置指示器６０からの信号のＹ座標を求めるため、切替回路６５への制御信号ｆをハイレベル（１）として、Ｙ選択回路６２側を選択する。マイクロプロセッサ７０は、Ｙ選択回路６２がＹ２０を中心とする５本の電極（Ｙ１８〜Ｙ２２）を順次選択して、信号レベルを読み取る（ステップ１）。このとき、マイクロプロセッサ７０は、最も高い信号レベルが検出された電極の番号（ここではＹ２０）、およびその信号レベル（VPY）、またその両隣の電極により検出されたレベルをVAY、VBYとして保存する（ステップ１）。ここで求まった信号レベルVPX、VAX、VBX、VPY、VAY、VBY、より、前述した（式１）および式（２）を用いて、マイクロプロセッサ７０は、位置指示器６０の座標位置を計算する。

【0083】

次いで、マイクロプロセッサ７０は位置指示器６０からの連続送信期間の終了を待つための動作を行う。マイクロプロセッサ７０は、切替回路６５への制御信号ｆをロウレベル（０）とするとともに、Ｘ選択回路６１に対して前述した座標検出動作においてピークが検出された電極Ｘ１１を選択するように制御を行う。このとき、受信される信号レベルが所定値に達しなくなった時刻が位置指示器６０からの連続送信の終了時刻となる（ステップ１）。

【0084】

マイクロプロセッサ７０は、位置指示器６０からの連続送信期間の終了を検出すると、電極Ｘ１１を選択した状態で、所定時間（図１３において、連続送信期間が終了してから電源残量情報の送信が終了するまでの時間）信号を受信する。この間に所定値以上のレベルの信号が検出されれば、マイクロプロセッサ７０は、位置指示器６０からの電源残量情報を「１」として保存し、所定値以上のレベルの信号が検出されなければ電源残量情報を「０」として保存する。図１５は電源残量情報が「１」であった場合について示している（ステップ２）。

【0085】

電源残量情報の受信が終了すると、位置指示器６０は送信停止期間となる（図１３）ので、本実施形態のタブレットでは、この間にタッチ検出動作を行う。本実施形態のタブレットでは、このタッチ検出動作は位置指示器６０からの次の送信が開始する前に終了して、再び図１５に示した動作を行い、位置指示器６０の検出動作とタッチ検出動作とを交互に繰り返す。このとき、マイクロプロセッサ７０は、位置指示器からの電源残量情報が「１」として検出される頻度より電気二重層キャパシタ１４に蓄えられている電源の残量を求めることができる。

【0086】

なお、本実施形態のタブレットでのタッチ検出動作は次のように行われる。マイクロプロセッサ７０は、切替回路６４に対する制御信号ｅをハイレベル（１）、切替回路６５に対する制御信号ｆをロウレベル（０）とし、バンドパスフィルター回路６７の中心周波数が周波数ｆ２となるように制御信号ｇを送出する。この状態では、発振器６３からの送信信号がＸ電極とＹ電極の交点の容量結合により受信されてＡＤ変換回路６９によりその信号レベルが求められる（ステップ３）。マイクロプロセッサ７０は、Ｘ選択回路６１およびＹ選択回路６２に対する制御を行い、Ｘ電極とＹ電極の全ての交点の容量結合による信号レベルを求める。本実施形態のタブレットでは、指が無いときの各交点での信号レベル（基準レベル）が予め求められているので、Ｘ電極とＹ電極の各交点を選択したときの受信レベルを基準レベルと比較することにより、選択した交点付近に指が有るか、無いかを判定することができる（ステップ３）。

【0087】

前述したタッチ検出動作は、位置指示器６０の送信停止期間（この例では８ｍｓｅｃ）中に行う必要があるが、Ｘ電極とＹ電極の交点の選択を複数回に分けて行っても良い。

【0088】

本実施形態では、位置指示器の電源として電気二重層キャパシタを用いたが、充電可能な電池を用いても良い。

【0089】

本実施形態では、送信する信号の周波数を可変容量コンデンサ１３によって変えるようにしたが、コイル２９のインダクタンスを変えることにより行っても良い。

【0090】

［他の実施形態または変形例］
なお、上述の実施形態では、位置指示器は、位置指示器情報の一部のビットとして残量情報をタブレットに送信するようにしたが、位置指示器情報とは別途独立に残量情報をタブレットに送信するようにしてもよい。

【0091】

また、残量情報は１ビットの情報としたが、検出された電源の残量（電気残量）に応じた変化頻度で変化をさせることができればよいので、２ビット以上であっても勿論よい。

【符号の説明】

【0092】

１１…ペン芯
１２…電極
１３…可変容量コンデンサ
１４…電気二重層キャパシタ
１５、２９…コイル
１６…プリント基板
１７、２３…電圧変換回路
１８…スイッチ
１９、３０…コンデンサ
２０…電圧検出器
２１、２７、５８、７０…マイクロプロセッサ
２２、２４、２８…発振回路
２５…ＡＳＫ変調回路
２６、５７、６９…ＡＤ変換回路
５０、６０…位置指示器
５１…タブレットセンサー
５２…選択回路
５３、６６…増幅回路
５４、６７…バンドパスフィルター回路
５５、６８…検波回路
５６…サンプルホールド回路
６１…Ｘ選択回路
６２…Ｙ選択回路
６３…発振器
６４、６５…切替回路
７１…周波数測定回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】