專利名稱：位置檢測裝置和位置指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于計算機(jī)中的圖形、文字或位置信息等輸入位置的檢測裝置和用于所述位置檢測裝置的改進(jìn)的位置指示器的。
背景技術(shù)：
以前，作為CAD、計算機(jī)、移動電話等的輸入裝置等，開發(fā)了位置檢測裝置，在位置指示器與偶極子之間，通過電磁耦合或靜電耦合，發(fā)送接收信號，由所述偶極子來檢測所述位置指示器的指示位置等(例如參照專利文獻(xiàn)1-專利文獻(xiàn)10)。
作為這種位置檢測裝置，例如專利文獻(xiàn)1-專利文獻(xiàn)3中所述，在位置指示器中設(shè)置諧振電路，與從偶極子發(fā)送的電磁波同步，對應(yīng)于位置指示器的開關(guān)或筆壓等的數(shù)據(jù)，控制諧振電路的特性。在所述專利文獻(xiàn)記載的位置檢測裝置中，通過整流由來自偶極子的電磁波產(chǎn)生的信號，得到電源，從而將位置指示器制成沒有電池的(不使用作為位置指示器的電源的電池的結(jié)構(gòu))。
近年來，基于電池驅(qū)動的便攜型電腦的需要提高，但作為用于這種便攜型電腦的位置檢測裝置，需要從電腦的電源取得用于位置檢測裝置的電源。另外，為了在液晶畫面上實(shí)現(xiàn)筆輸入方式，有時在電腦內(nèi)置位置檢測功能。但是，上述位置檢測裝置中為了在位置指示器側(cè)得到充分的功率，必需以足夠大的功率從偶極子側(cè)送出電磁波，因此，存在加快便攜型電腦的電池消耗的問題。
為了克服這種問題，通過在位置指示器內(nèi)設(shè)置作為該位置指示器電源用的電池，抑制偶極子側(cè)的功耗，作為上述方法，有專利文獻(xiàn)4中公開的方法。另外，還提議如下方法，通過在位置指示器內(nèi)設(shè)置電池與諧振電路，發(fā)射高頻的電磁場，并通過在偶極子側(cè)檢測該電磁場，檢測位置指示器的指示位置。
另外，作為利用靜電耦合的方法，有專利文獻(xiàn)5中公開的方法。根據(jù)該方法，通過在位置指示器內(nèi)設(shè)置電池與諧振電路，發(fā)射高頻電場，并在偶極子側(cè)檢測該電場。
專利文獻(xiàn)1特開平3-189716號公報專利文獻(xiàn)2特開平7-175572號公報專利文獻(xiàn)3美國專利第5679930號公報專利文獻(xiàn)4特開平3-189717號公報專利文獻(xiàn)5特開平7-239746號公報專利文獻(xiàn)6特開平7-219698號公報專利文獻(xiàn)7特開平7-234752號公報專利文獻(xiàn)8特開平7-261909號公報專利文獻(xiàn)9特開平10-133803號公報專利文獻(xiàn)10特開昭63-70326號公報發(fā)明內(nèi)容但是，如上所述在位置指示器內(nèi)設(shè)置電池的方法中，位置指示器內(nèi)設(shè)置開關(guān)，當(dāng)不使用時，需要切斷電源，很麻煩。
另外，也有如下實(shí)例，當(dāng)在一定時間以上未對位置指示器執(zhí)行操作(按鈕操作、加壓等)的情況下，切斷電源，不設(shè)置電源開關(guān)，可抑制電池的無用消耗，但為了不損害使用便利的要求，需要使切斷電源開關(guān)之前的時間延長到一定程度，這樣在通常操作下會產(chǎn)生電池的無用消耗。
本發(fā)明是鑒于這種問題作出，其目的在于提供一種僅在將位置指示器放置在相對偶極子的規(guī)定位置范圍內(nèi)的情況下、位置指示器的電源才接通、位置指示器內(nèi)的電池消耗少的位置檢測裝置、和適用于該位置檢測裝置的位置指示器。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種位置檢測裝置，其特征在于具備偶極子(doublet)，具有向位置指示器發(fā)送使其開始動作用的控制信號的控制信號發(fā)送單元、和根據(jù)來自所述位置指示器的信號來檢測所述位置指示器的指示位置的檢測單元；和位置指示器，具有向其電路元件(要素)提供電源用的電池、檢測來自所述偶極子的所述控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號、將從所述電池向所述電路元件提供電源控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
在偶極子側(cè)，控制信號發(fā)送單元向位置指示器發(fā)送使其動作開始用的控制信號，檢測單元根據(jù)來自所述位置指示器的信號，檢測所述位置指示器的指示位置。在位置指示器側(cè)，控制信號檢測單元檢測來自所述偶極子的所述控制信號，電源控制單元根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號，將從通過向該位置指示器的電路元件提供電源，來使該位置指示器動作用的電池向所述電路元件提供電源控制成接通或斷開狀態(tài)。
另外，根據(jù)本發(fā)明第二發(fā)明，提供一種位置檢測裝置，通過在偶極子與位置指示器之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，執(zhí)行信號的發(fā)送接收，檢測由所述位置指示器指示的所述偶極子上的指示位置，其特征在于在所述偶極子中設(shè)置控制信號發(fā)送單元，在將所述位置指示器放置到距偶極子面的規(guī)定范圍內(nèi)的位置時，向所述位置指示器發(fā)送使其動作開始用的控制信號，在所述位置指示器中，設(shè)置作為使該位置指示器動作用的電源的電池、檢測來自所述偶極子的所述控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號、將所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
另外，根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一種位置檢測裝置，具有偶極子，通過向位置指示器發(fā)送接收可使包含規(guī)定定時信息的感應(yīng)電壓產(chǎn)生的電磁波，檢測所述位置指示器的指示位置，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，檢測從所述位置指示器返回的電磁波的相位或強(qiáng)度；和所述位置指示器，通過配備至少包含線圈和電容器的諧振電路，接收從所述偶極子發(fā)射的電磁波，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，控制該諧振電路的諧振特性，其特征在于在所述位置指示器中，設(shè)置作為使該位置指示器動作用的電源的電池、檢測來自所述偶極子的所述電磁波的電磁波檢測單元、和根據(jù)所述電磁波檢測單元的檢測結(jié)果、將來自所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
這里，所述電源控制單元在由所述電磁波檢測單元檢測的信號電平為規(guī)定值以上時，將來自所述電池的電源提供控制成接通狀態(tài)，在所述信號電平為規(guī)定值以下時，將來自所述電池的電源提供控制成斷開狀態(tài)。
另外，根據(jù)本發(fā)明第四方面，提供一種位置指示器，在與偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，指示所述偶極子上的位置，其特征在于配備向其電路元件提供電源用的電池、檢測來自所述偶極子的控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號、將從所述電池向所述電路元件提供電源控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元?？刂菩盘枡z測單元檢測來自所述偶極子的控制信號，電源控制單元根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號，將來自所述電池的電源向所述電路元件提供控制成接通或斷開狀態(tài)。
另外，根據(jù)本發(fā)明第五方面，提供一種位置指示器，在與偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，指示所述偶極子上的位置，其特征在于設(shè)置作為使所述位置指示器動作用的電源的電池、檢測來自所述偶極子的信號的信號檢測單元、和根據(jù)由所述信號檢測單元檢測到的信號、將來自所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。信號檢測單元檢測來自所述偶極子的所述信號，電源控制單元根據(jù)由所述信號檢測單元檢測到的信號，將來自所述電池的電源向所述電路元件提供控制成接通或斷開狀態(tài)。
另外，根據(jù)本發(fā)明第六方面，提供一種位置指示器，通過配備至少包含線圈和電容器的諧振電路，接收來自偶極子的、按照規(guī)定定時發(fā)射的電磁波，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，控制所述諧振電路的諧振特性，在與所述偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，指示所述偶極子上的位置，其特征在于設(shè)置電池、檢測來自所述偶極子的所述電磁波的電磁波檢測單元、和根據(jù)所述電磁波檢測單元的檢測結(jié)果、將來自所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
這里，所述電源控制單元在由所述電磁波檢測單元檢測的信號電平為規(guī)定值以上時，將來自所述電池的電源提供控制成接通狀態(tài)，在所述信號電平為規(guī)定值以下時，將來自所述電池的電源提供控制成斷開狀態(tài)。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，提供一種因?yàn)閮H在將位置指示器放置在相對偶極子的規(guī)定位置的情況下、位置指示器的電源才接通、所以位置指示器內(nèi)的電池消耗少的位置檢測裝置及其位置指示器。
另外，因?yàn)椴槐赝ㄟ^來自偶極子的電磁波或電波得到使位置指示器動作的電源，所以可減少偶極子側(cè)的消耗的電流。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式的位置指示器的框圖。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施方式的位置檢測裝置中使用的偶極子的框圖。
圖3是說明本發(fā)明第1實(shí)施方式的位置檢測裝置的動作的時間圖。
圖4是本發(fā)明第2實(shí)施方式的位置檢測裝置的框圖。
標(biāo)號說明10a，75是線圈10b，11，26，29是電容器10是諧振電路12，73是開關(guān)13，47，64，76是檢波電路14，17是比較器16是積分電路15是串并聯(lián)變換電路22是計數(shù)器19，28，69是電阻18是可變電容器20是反相器21是門24是P溝道型MOSFET25是N溝道型MOSFET23，74是電池27是二極管67，70是振蕩器61是傳感線42，62是選擇電路46，63是放大電路51，66是中央處理裝置(CPU)71，72是電極43是振蕩電路41，68是環(huán)形線圈45是發(fā)送接收切換電路48，53是低通濾波器49，54是積分放大器
50，55，65是AD變換電路44是電流驅(qū)動器具體實(shí)施方式
首先，概要說明本發(fā)明實(shí)施方式的位置檢測裝置和位置指示器，在偶極子中設(shè)置控制信號發(fā)送單元，當(dāng)將位置指示器配置在距偶極子面規(guī)定范圍內(nèi)的位置(例如偶極子面上的位置(鄰接偶極子面的位置)上時，向位置指示器發(fā)送使其動作開始用的控制信號，在位置指示器內(nèi)設(shè)置電池、檢測來自偶極子的所述控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)所述控制信號檢測單元的檢測結(jié)果、將從所述電池向所述位置指示器的電路元件提供電源控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
另外，通過偶極子發(fā)送接收包含規(guī)定定時信息的電磁波，求出位置指示器的指示位置，并且，通過在基于所述規(guī)定定時的特定定時檢測從位置指示器返回的電磁波的相位或強(qiáng)度，檢測對位置指示器的操作信息或位置指示器固有的信息，在位置指示器內(nèi)配備由線圈和電容器構(gòu)成的諧振電路，接收從所述偶極子發(fā)射的電磁波，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，控制該諧振電路的諧振特性，并且該位置指示器設(shè)置使電路動作的電池和檢測來自偶極子的電磁波的電磁波檢測單元，根據(jù)該檢測結(jié)果，將來自該電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)。
另外，在由所述電磁波檢測單元檢測的信號電平為規(guī)定值以上時，通過所述電源控制單元，將電池的電源提供設(shè)為接通狀態(tài)，當(dāng)所述信號電平為所述規(guī)定值以下時，通過所述電源控制單元，將所述電池的電源提供設(shè)為斷開狀態(tài)。
下面，用附圖來說明本發(fā)明實(shí)施方式的位置檢測裝置和其中使用的位置指示器。
本發(fā)明第一實(shí)施方式的位置檢測裝置具有偶極子，通過向位置指示器發(fā)送接收可使包含規(guī)定定時信息的感應(yīng)電壓產(chǎn)生的電磁波，檢測所述位置指示器的指示位置，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，檢測從所述位置指示器返回的電磁波的相位或強(qiáng)度；和所述位置指示器，通過配備至少包含線圈和電容器的諧振電路，接收從所述偶極子發(fā)射的電磁波，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，控制該諧振電路的諧振特性，將設(shè)置在位置指示器中的操作開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)或筆壓信息作為以規(guī)定定時為基準(zhǔn)的相位變化量信息或強(qiáng)度信息，返回到偶極子側(cè)，在偶極子側(cè)，根據(jù)以規(guī)定定時為基準(zhǔn)的相位變化量信息或強(qiáng)度信息，執(zhí)行位置指示器的開關(guān)接通/斷開狀態(tài)的檢測或筆壓信息的檢測。另外，在該第一實(shí)施方式中，如上所述在偶極子側(cè)檢測位置指示器的開關(guān)的狀態(tài)或筆壓的部分是公知的結(jié)構(gòu)(例如參照上述專利文獻(xiàn)1、2、10)。
用于該第一實(shí)施方式的位置檢測裝置中的位置指示器是涉及使用如下位置指示器的位置檢測裝置的實(shí)例，該位置指示器通過配備至少包含線圈和電容器的諧振電路，接收來自偶極子的、按照規(guī)定定時發(fā)射的電磁波，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，控制所述諧振電路的諧振特性，在與所述偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，指示所述偶極子上的位置。圖1是表示用于該第一實(shí)施方式的位置檢測裝置中的位置指示器的結(jié)構(gòu)框圖，示出檢測筆壓，作為數(shù)字值，對應(yīng)于0或1值，改變返回到偶極子的信號的相位的實(shí)例。
圖1中，10a是線圈，10b是電容器，它們構(gòu)成諧振電路10。在諧振電路10上，串聯(lián)連接容量比電容器10b小很多的電容器11和開關(guān)12，對應(yīng)于開關(guān)12的接通/斷開狀態(tài)，諧振電路10的諧振頻率稍稍變化。
13是根據(jù)諧振電路10中產(chǎn)生的信號來檢測對應(yīng)于發(fā)送接收的定時用的檢波電路，檢波電路13的輸出端連接于比較器14上，抽取對應(yīng)于偶極子發(fā)送接收電磁波的時鐘。將該時鐘連接到串并聯(lián)變換電路15的時鐘輸入端子上。另外，比較器14的輸出連接于積分電路16上，僅在從偶極子連續(xù)發(fā)送一定時間以上時，才產(chǎn)生電壓。由比較器17來波形整形積分電路16的輸出信號。
18是容量對應(yīng)于筆壓變化的電容器，與電阻19一起構(gòu)成積分電路。向該積分電路的輸入側(cè)提供比較器17的輸出信號。另外，所述積分電路的輸出側(cè)連接于反相器20，反相器20的輸出連接于與門21的輸入端。向與門2l的另一輸入提供來自比較器17的輸出信號。22是計數(shù)器，計數(shù)僅在與門21的輸出信號為高電平期間、在諧振電路10上產(chǎn)生的高頻信號的波數(shù)，將該數(shù)作為8比特的數(shù)字值輸出。
將來自計數(shù)器22的8比特的輸出信號提供給串并聯(lián)變換電路15，通過來自比較器14的對應(yīng)于發(fā)送接收的時鐘信號，依次進(jìn)行串聯(lián)變換。將輸出信號提供給開關(guān)12的控制端子，進(jìn)行控制，稍稍改變諧振電路10的諧振頻率。由此，位置指示器將表示筆壓的同時、相位對應(yīng)于筆壓變化的數(shù)字信號從諧振電路10返回到偶極子。
另外，24是P溝道型MOSFET，25是N溝道型MOSFET，它們連接于作為驅(qū)動位置指示器的各電路元件用的電源的電池23上，將電源向位置指示器的各電路元件提供電源開關(guān)控制成接通或斷開狀態(tài)。26是恒定保持電源電壓用的電容器。27是二極管，28是電阻，29是電容器，它們檢測諧振電路10中產(chǎn)生的信號，將MOSFET25控制成接通或斷開狀態(tài)。
這里，諧振電路10構(gòu)成檢測來自偶極子側(cè)的控制信號用的控制信號檢測單元、檢測來自偶極子側(cè)的電磁波用的電磁波檢測單元、或檢測來自偶極子側(cè)的信號用的信號檢測單元。另外，P溝道型MOSFET24、N溝道型MOSFET25、電容器26、29、二極管27、電阻28構(gòu)成電源控制單元，根據(jù)由構(gòu)成控制信號檢測單元的諧振電路10檢測到的控制信號，或根據(jù)由構(gòu)成電磁波檢測單元的諧振電路10檢測到的電磁波，或根據(jù)由構(gòu)成信號檢測單元的諧振電路10檢測到的信號，將電池23向位置指示器的各電路元件提供電源控制成接通或斷開狀態(tài)。
圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的位置檢測裝置中使用的偶極子的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2中，41是構(gòu)成傳感器單元的環(huán)形線圈(環(huán)狀傳感器)群，作為X1-X40和Y1-Y40分別配置在X軸方向和Y軸方向上。這些環(huán)形線圈X1-X40、Y1-Y40連接于選擇各環(huán)形線圈的選擇電路42上。
43是以與上述位置指示器的諧振電路10的諧振頻率相同的頻率f0振蕩的振蕩電路，振蕩電路43經(jīng)電流驅(qū)動器44連接于發(fā)送接收切換電路45的發(fā)送側(cè)端子(T)上，發(fā)送接收切換電路45的共同端子連接于選擇電路42上，從選擇到的環(huán)形線圈向位置指示器發(fā)射頻率f0的電波。
發(fā)送接收切換電路45的接收側(cè)端子(R)連接于放大電路46上，該放大電路46連接于檢波電路47上。另外，檢波電路47連接于低通濾波器48上，低通濾波器48連接于積分放大器49上，儲存保持接收信號一定時間。由積分放大器49保持的模擬電壓被AD變換電路50變換成數(shù)字信號，將AD變換電路50的輸出提供給中央處理裝置(CPU)51。
另外，52是同步檢波電路，連接于放大電路46上。振蕩電路43連接于同步檢波電路52上，提供成為相位檢測用基準(zhǔn)的時鐘。同步檢波電路52連接于低通濾波器53上，低通濾波器53連接于積分放大器54上，儲存保持接收信號一定時間。由積分放大器54保持的模擬電壓被AD變換電路55變換成數(shù)字信號，將AD變換電路55的輸出提供給CPU51。CPU51將環(huán)形線圈群41的選擇和發(fā)送接收切換用的控制信號發(fā)送給選擇電路42和發(fā)送接收切換電路45。
這里，環(huán)形線圈群41、選擇電路42、振蕩電路43、電流驅(qū)動器44、發(fā)送接收切換電路45和CPU51構(gòu)成發(fā)送控制信號的控制信號發(fā)送單元、或發(fā)送電磁波的電磁波發(fā)送單元、或發(fā)送信號的信號發(fā)送單元。另外，環(huán)形線圈群41、選擇電路42和用符號45-符號51表示的電路元件構(gòu)成檢測位置指示器的指示位置的檢測單元。
下面，說明如此構(gòu)成的位置檢測裝置的動作，但由于圖2所示偶極子部分的動作是公知的(例如參照專利文獻(xiàn)6、7、8)，所以省略該部分的詳細(xì)動作說明，另外，由于圖1中用符號10-22表示的電路元件的動作、即檢測筆壓后返回到偶極子的動作也是公知的(例如參照專利文獻(xiàn)2、9、10)，所以該部分的詳細(xì)動作說明也省略。圖1中用符號23-29表示的電路元件是該第1實(shí)施方式的特征部分，主要詳細(xì)說明該部分的動作。
首先，概要說明圖1的位置指示器和圖2的偶極子的動作，就通過偶極子來檢測位置指示器的指示位置的模式(位置檢測模式)而言，通過CPU51的控制，以規(guī)定時間間隔將發(fā)送接收切換電路45切換成發(fā)送模式與接收模式。在發(fā)送模式下，利用電磁波，將檢測用信號從由選擇電路42來選擇振蕩電路43的信號的環(huán)形線圈發(fā)送到位置指示器。位置指示器在通過諧振電路10來接收所述電磁波的同時，利用電磁波返回。
偶極子在接收模式期間檢測從位置指示器返回的電磁波信號。所述動作對每個環(huán)形線圈各執(zhí)行規(guī)定次數(shù)，對全部環(huán)形線圈，或在檢測完位置指示器的情況下、對位置指示器附近的規(guī)定數(shù)量的環(huán)形線圈，執(zhí)行所述動作，根據(jù)檢測到的信號，由CPU51算出位置指示器的指示位置。
接著，在執(zhí)行筆壓檢測的情況下，首先，從偶極子將繼續(xù)規(guī)定時間的信號(脈沖信號)發(fā)送到位置檢測器(脈沖模式)，位置指示器在接著所述脈沖模式的筆壓檢測模式下，根據(jù)對應(yīng)于筆壓變化的電容器18的值，提供給開關(guān)12的控制端子后，稍稍改變諧振電路10的諧振頻率，由此，位置指示器將表示筆壓的同時、相位對應(yīng)于筆壓變化的數(shù)字信號從諧振電路10返回到偶極子。位置指示器在基于從偶極子接收的信號中包含的規(guī)定定時信息的特定定時，控制該諧振電路10的諧振特性，將電磁波發(fā)送到偶極子。偶極子在基于所述規(guī)定定時的特定定時，檢測從所述位置指示器返回的電磁波的相位，從而檢測筆壓。
下面，說明作為該第一實(shí)施方式的特征的位置指示器的電源控制動作。
圖3是說明該第一實(shí)施方式的位置檢測裝置的動作的時間圖，表示圖1的位置指示器從下降(筆下降)到圖2的偶極子上到摘去(筆上升)的動作狀態(tài)。
下面，用圖1-圖3來詳細(xì)說明本實(shí)施方式的位置檢測裝置和適用于其中的位置指示器的動作。
首先，在位置指示器不在偶極子上時，因?yàn)橹C振電路10中不產(chǎn)生信號，所以MOSFET25和MOSFET24都為截止?fàn)顟B(tài)，故不向電容器26提供來自電池23的電壓，不向位置指示器的各電路元件提供電源。在該狀態(tài)下，由于沒有從電池23流出的電流，所以電池23未消耗。
從該狀態(tài)開始，當(dāng)位置指示器下降(筆下降)到偶極子上時，如圖3所示，從偶極子接收電源控制用的控制信號(在本實(shí)施方式中，將位置檢測用的電磁波信號兼用作電源控制用信號)，諧振電路10中產(chǎn)生的信號電平依次變高，MOSFET25的柵極電壓緩慢變高，MOSFET25對應(yīng)于該電壓改變?yōu)閷?dǎo)通(接通)狀態(tài)。
當(dāng)MOSFET25改變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)時，由于MOSFET24的柵極電壓下降，所以MOSFET24也變化成導(dǎo)通狀態(tài)，開始向位置指示器的電路元件提供電源。
接著，當(dāng)從偶極子摘去(筆上升)位置指示器時，如圖3所示，從諧振電路10提供的信號電平依次變低，與之對應(yīng)，MOSFET25和MOSFET24都變?yōu)榉菍?dǎo)通(截止)狀態(tài)。
在該第一實(shí)施方式中，如上所述，每當(dāng)位置指示器離開偶極子面，則位置指示器的電源變?yōu)閿嚅_狀態(tài)(從電池23向位置指示器的電路元件提供電源為斷開狀態(tài))。因此，設(shè)置在位置指示器中的電池23不會進(jìn)行無用的電流消耗，可延長電池的壽命。另外，在該第一實(shí)施方式中，因?yàn)椴槐乩脕碜耘紭O子的電磁波得到使位置指示器動作的電源，所以與以前相比，可將來自偶極子的發(fā)送電磁波的功率抑制得極少。
另外，在該第一實(shí)施方式中，示出對應(yīng)于來自位置指示器的返回數(shù)據(jù)來改變信號相位的實(shí)例，但也可改變信號電平，或使用其它方法。另外，也可返回筆壓以外的信息。
另外，用作電池23的電池可使用錳干電池或水銀電池、鋰電池等各種電池。另外，也可使用可充電的鎳鎘電池等，此時，與以前的方法相比，可延遲一次充電使用的時間。
下面，說明本發(fā)明第二實(shí)施方式的位置指示裝置。
圖4是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的位置指示裝置中使用的位置指示器的結(jié)構(gòu)框圖。在該第2實(shí)施方式中，示出通過靜電耦合來檢測位置指示器的指示位置的實(shí)例。
圖4中，61是構(gòu)成為了檢測從后述的位置指示器發(fā)射的高頻電場而在縱向橫向以一定間隔配置的傳感器單元的傳感線(線狀傳感器)群。這些傳感線群61連接于選擇電路62，從這些傳感線中選擇1條或相鄰的多條。
將由選擇電路62選擇的傳感線連接于放大電路63上，將放大電路63的輸出連接于檢波電路64上，將檢波電路64的輸出連接于AD變換電路65上。將AD變換電路65的輸出連接于中央處理裝置(CPU)66上。從CPU66向選擇電路62提供切換信號。另外，67是振蕩器，68是包圍傳感線群61設(shè)置的環(huán)形線圈。振蕩器67經(jīng)用于限制電流的電阻69連接于環(huán)形線圈68上。
這里，用符號61-69表示的電路元件構(gòu)成偶極子。另外，傳感線群61、選擇電路62、放大電路63、檢波電路64、AD變換電路65和CPU66構(gòu)成檢測位置指示器的指示位置用的檢測單元。另外，振蕩器67、環(huán)形線圈68和電阻69構(gòu)成發(fā)送控制信號的控制信號發(fā)送單元、或發(fā)送電磁波的電磁波發(fā)送單元、或發(fā)送信號的信號發(fā)送單元。
另一方面，71是振蕩器，連接于兩個電極71和72上。經(jīng)開關(guān)73、從作為位置指示器的電路構(gòu)成元件的電源的電池74提供該振蕩器70的電源。另外，75是線圈，76是檢波電路。這些電路元件70-76構(gòu)成位置指示器。另外，開關(guān)73和檢波電路76構(gòu)成電源控制單元。另外，線圈75構(gòu)成檢測來自偶極子側(cè)的控制信號用的控制信號檢測單元、檢測來自偶極子側(cè)的電磁波用的電磁波檢測單元、或檢測來自偶極子側(cè)的信號用的信號檢測單元。
說明如此構(gòu)成的第二實(shí)施方式的動作。當(dāng)將位置指示器放置在偶極子上時，通過從環(huán)形線圈68入射的作為控制信號的電磁波，在位置指示器內(nèi)的線圈75中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。檢波電路76將線圈75中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓作為電源動作，當(dāng)檢測所述感應(yīng)電壓時，將開關(guān)73接通，向振蕩器70提供來自電池74的電源。當(dāng)向振蕩器70提供電源時，在電極71和72之間產(chǎn)生高頻電場。
另一方面，在偶極子側(cè)，選擇地切換傳感線群61的傳感線，檢測來自位置指示器的所述高頻電場。即，在偶極子側(cè)，通過依次切換從CPU66提供給選擇電路62的信號，CPU66根據(jù)全部(或規(guī)定數(shù)量)的傳感器線檢測到的高頻電場的信號電平的分布，求出位置指示器的指示位置。
當(dāng)從偶極子面摘去位置指示器時，由于在位置指示器內(nèi)的線圈75中不產(chǎn)生電壓，所以也沒有來自檢波電路76的輸出信號，因此，開關(guān)73變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，振蕩器70的動作停止。在該狀態(tài)下，沒有從電池74流出的電流。
這樣，在本第二實(shí)施方式中，每當(dāng)位置指示器離開偶極子上面規(guī)定距離以上時，其電源都變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。即，電源控制單元構(gòu)成為當(dāng)由電磁波檢測單元檢測的控制信號的信號電平變?yōu)橐?guī)定值以上時，將來自電池74的電源提供控制成接通狀態(tài)，當(dāng)所述控制信號的信號電平變?yōu)橐?guī)定值以下時，將來自電池74的電源提供控制成斷開狀態(tài)。
因此，設(shè)置在位置指示器中的電池4不進(jìn)行無用的電流消耗，可延長電池74的壽命。另外，在該第二實(shí)施方式中，作為從環(huán)形線圈68發(fā)送的功率，可以是可通過由線圈75檢測的信號來控制開關(guān)73的程度，所以由振蕩器67提供的功率可以非常小。
另外，在所述第二實(shí)施方式中，示出通過靜電感應(yīng)方式來檢測位置指示器指示的坐標(biāo)位置的實(shí)例，但也可以是電磁感應(yīng)方式，即將圖4的電極71和72替換成線圈，并將偶極子側(cè)的傳感線替換成環(huán)形線圈。
另外，檢測來自偶極子的信號的環(huán)形線圈75也可以是在與諧振器67的頻率相同的頻率下諧振的諧振電路。
另外，與所述第一實(shí)施方式一樣，作為本第二實(shí)施方式中使用的電池74，也可使用錳干電池或水銀電池、鋰電池等。另外，也可使用可充電的鎳鎘電池等，此時，與以前的方法相比，可延長一次充電使用的時間。
如上所述，本發(fā)明實(shí)施方式的位置檢測裝置的特征在于具備偶極子(doublet)，具有向位置指示器發(fā)送使其動作開始用的控制信號的控制信號發(fā)送單元、和根據(jù)來自所述位置指示器的信號來檢測所述位置指示器的指示位置的檢測單元；和位置指示器，具有通過向其電路元件提供電源來使位置指示器動作用的電池、檢測來自所述偶極子的所述控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號、將從所述電池向所述電路元件提供電源控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。所述控制信號可使用位置檢測用信號或位置指示器的電源控制專用信號等各種信號。在利用電磁耦合來執(zhí)行位置指示器與偶極子之間的信號發(fā)送接收的情況下，所述信號可使用電磁波，或在利用電場耦合來執(zhí)行信號發(fā)送接收的情況下，所述信號可使用電波。
另外，本發(fā)明實(shí)施方式的位置檢測裝置通過在偶極子與位置指示器之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，執(zhí)行信號的發(fā)送接收，檢測由所述位置指示器指示的所述偶極子上的指示位置，其特征在于在所述偶極子中設(shè)置控制信號發(fā)送單元，向所述位置指示器發(fā)送使所述位置指示器的動作開始用的控制信號，在所述位置指示器中設(shè)置作為使該位置指示器動作用的電源的電池、檢測來自所述偶極子的所述控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號、將所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
另外，本發(fā)明實(shí)施方式的位置檢測裝置具有偶極子，通過向位置指示器發(fā)送接收可使包含規(guī)定定時信息的感應(yīng)電壓產(chǎn)生的電磁波，檢測所述位置指示器的指示位置，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，檢測從所述位置指示器返回的電磁波的相位或強(qiáng)度；和所述位置指示器，通過配備至少包含線圈和電容器的諧振電路，接收從所述偶極子發(fā)射的電磁波，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，控制該諧振電路的諧振特性，其特征在于在所述位置指示器中設(shè)置使該位置指示器的電路元件動作用的電池、檢測來自所述偶極子的所述電磁波的電磁波檢測單元、和根據(jù)所述電磁波檢測單元的檢測結(jié)果、將來自所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
因此，因?yàn)閮H在將位置指示器放置在相對偶極子的規(guī)定位置的范圍內(nèi)的情況下，才接通位置指示器的電源，所以可提供位置指示器內(nèi)的電池消耗少的位置檢測裝置。
另外，所述電源控制單元在由所述電磁波檢測單元檢測的信號電平為規(guī)定值以上時，將來自所述電池的電源提供控制成接通狀態(tài)，在所述信號電平為規(guī)定值以下時，將來自所述電池的電源提供控制成斷開狀態(tài)。
另外，本發(fā)明實(shí)施方式的位置指示器在與偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，指示所述偶極子上的位置，其特征在于配備向其電路元件提供電源用的電池、檢測來自所述偶極子的控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號、將從所述電池向所述電路元件提供電源控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
另外，本發(fā)明實(shí)施方式的位置指示器在與偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，至少指示所述偶極子上的位置，其特征在于設(shè)置作為使其電路元件動作用的電源的電池、檢測來自所述偶極子的信號的信號檢測單元、和根據(jù)由所述信號檢測單元檢測到的信號、將來自所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
另外，本發(fā)明實(shí)施方式的位置指示器接收來自偶極子的、按照規(guī)定定時發(fā)射的電磁波或電流，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，控制所述諧振電路的諧振特性，在與所述偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，指示所述偶極子上的位置，其特征在于設(shè)置電池、檢測來自所述偶極子的所述電磁波的電磁波檢測單元、和根據(jù)所述電磁波檢測單元的檢測結(jié)果、將來自所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
因此，因?yàn)閮H在將位置指示器放置在相對偶極子的規(guī)定位置的范圍內(nèi)的情況下，才接通位置指示器的電源，所以可減少位置指示器內(nèi)的電池消耗。
另外，在所述實(shí)施方式中，構(gòu)成為當(dāng)將位置指示器放置在偶極子上面上時，位置指示器利用自己的電池，接收電源提供，開始動作，但也可構(gòu)成為當(dāng)將位置指示器放置在偶極子上面的規(guī)定范圍內(nèi)的位置上時開始動作。
另外，在所述各實(shí)施方式中，將檢測位置指示器的指示位置用的信號用作接通、斷開控制位置指示器的電池用的控制信號，所以可實(shí)現(xiàn)簡化結(jié)構(gòu)的效果，但也可構(gòu)成為通過將包含位置指示器可識別的識別代碼的固有信號用作所述控制信號，從而即便存在規(guī)定強(qiáng)度以上的噪聲，位置指示器也不會由此而進(jìn)行誤操作。
另外，筆壓信息或噪聲的狀態(tài)信息的發(fā)送通過改變相位(換言之為頻率)的信號來執(zhí)行，但也可通過使信號電平具有所述信息的信號來執(zhí)行。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性至少可適用于檢測位置指示器的位置的位置檢測裝置和其中使用的位置指示器，例如，可適用于用作CAD(Computer Aided Design)、計算機(jī)、移動電話、PHS(Personal Handyphone System)、便攜信息終端(PDA)等的輸入裝置等、通過磁耦合或電場耦合來檢測位置指示器的指示位置的位置檢測裝置和其中使用的位置指示器。另外，可適用于不僅檢測位置指示器的位置、還能檢測姿勢等的位置檢測裝置等。
權(quán)利要求
1.一種位置檢測裝置，其特征在于具有偶極子，具有向位置指示器發(fā)送使其動作開始用的控制信號的控制信號發(fā)送單元、和根據(jù)來自所述位置指示器的信號來檢測所述位置指示器的指示位置的檢測單元；和位置指示器，具有向其電路元件提供電源用的電池、檢測來自所述偶極子的所述控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號、將從所述電池向所述電路元件提供電源控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
2.一種位置檢測裝置，通過在偶極子與位置指示器之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，執(zhí)行信號的發(fā)送接收，檢測由所述位置指示器指示的所述偶極子上的指示位置，其特征在于在所述偶極子中設(shè)置控制信號發(fā)送單元，在將所述位置指示器放置到距偶極子面的規(guī)定范圍內(nèi)的位置時，向所述位置指示器發(fā)送使其動作開始用的控制信號，在所述位置指示器中設(shè)置作為使該位置指示器動作用的電源的電池、檢測來自所述偶極子的所述控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號、將所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
3.一種位置檢測裝置，具有偶極子，通過向位置指示器發(fā)送接收可使包含規(guī)定定時信息的感應(yīng)電壓產(chǎn)生的電磁波，檢測所述位置指示器的指示位置，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，檢測從所述位置指示器返回的電磁波的相位或強(qiáng)度；和所述位置指示器，通過配備至少包含線圈和電容器的諧振電路，接收從所述偶極子發(fā)射的電磁波，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，控制該諧振電路的諧振特性，其特征在于在所述位置指示器中設(shè)置作為使該位置指示器動作用的電源的電池、檢測來自所述偶極子的所述電磁波的電磁波檢測單元、和根據(jù)所述電磁波檢測單元的檢測結(jié)果、將來自所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置檢測裝置，其特征在于所述電源控制單元在由所述電磁波檢測單元檢測的信號電平為規(guī)定值以上時，將來自所述電池的電源提供控制成接通狀態(tài)，在所述信號電平為規(guī)定值以下時，將來自所述電池的電源提供控制成斷開狀態(tài)。
5.一種位置指示器，在與偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，指示所述偶極子上的位置，其特征在于配備向其電路元件提供電源用的電池、檢測來自所述偶極子的控制信號的控制信號檢測單元、和根據(jù)由所述控制信號檢測單元檢測到的控制信號、將從所述電池向所述電路元件提供電源控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
6.一種位置指示器，在與偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，指示所述偶極子上的位置，其特征在于設(shè)置作為使所述位置指示器動作用的電源的電池、檢測來自所述偶極子的信號的信號檢測單元、和根據(jù)由所述信號檢測單元檢測到的控制信號、將來自所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
7.一種位置指示器，通過配備至少包含線圈和電容器的諧振電路，接收來自偶極子的、按照規(guī)定定時發(fā)射的電磁波，同時，在基于所述規(guī)定定時的特定定時，控制所述諧振電路的諧振特性，在與所述偶極子之間，利用電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，指示所述偶極子上的位置，其特征在于設(shè)置電池、檢測來自所述偶極子的所述電磁波的電磁波檢測單元、和根據(jù)所述電磁波檢測單元的檢測結(jié)果、將來自所述電池的電源提供控制成接通或斷開狀態(tài)的電源控制單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的位置指示器，其特征在于所述電源控制單元在由所述電磁波檢測單元檢測的信號電平為規(guī)定值以上時，將來自所述電池的電源提供控制成接通狀態(tài)，在所述信號電平為規(guī)定值以下時，將來自所述電池的電源提供控制成斷開狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種位置檢測裝置，僅在將位置指示器放置在相對偶極子的規(guī)定范圍內(nèi)的位置的情況下，位置指示器的電源才接通，減少位置指示器的電池消耗。通過將位置指示器貼近偶極子，一旦從偶極子側(cè)由位置指示器的諧振電路10接收使位置指示器的動作開始用的控制信號，則MOSFET25、24變?yōu)榻油顟B(tài)，從電池23經(jīng)MOSFET24向位置指示器的電路元件提供電源，位置指示器開始動作。
文檔編號G06F3/033GK1617088SQ200410095730
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者桂平勇次, 山本定雄 申請人:華科姆株式會社