CN107526455A - 电子笔 - Google Patents

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Abstract

提供响应速度快且能够有效地蓄积剩余的能量而进行稳定的动作的电磁感应方式的电子笔。具备：第一电容器，与卷绕在磁芯上的线圈一同构成谐振电路；整流电路，包括第二电容器，对在谐振电路中接收到的交流信号进行整流；电压检测电路，检测在该整流电路的第二电容器的两端得到的整流输出电压是否超过预定值；第三电容器，静电电容比第二电容器的静电电容大；以及充电控制电路，控制基于整流输出电压的对第三电容器的充电电流的供应。充电控制电路进行控制，使得在电压检测电路中检测出在第二电容器的两端得到的整流输出电压超过了预定值时，通过整流输出电压对第三电容器流过充电电流。

Description

电子笔
技术领域
本发明涉及电磁感应方式的电子笔。
背景技术
作为个人计算机等输入设备，已知具有进行指示操作或字符以及图等的输入的输入面，通过电磁感应方式而检测该输入面中由电子笔所指示的位置的位置检测装置。作为在该位置检测装置中使用的电磁感应方式的电子笔，已知在由线圈和电容器构成的谐振电路中接收来自位置检测装置的电磁波，并将接收到的电磁波反馈给位置检测装置，从而使得位置检测装置检测电子笔的指示位置的电子笔(例如，参照专利文献1(日本特开2004-212973号公报))。
这种电磁感应方式的电子笔具有以下特征：与位置检测装置之间的电磁波的收发通过不需要电池(蓄电池)电源的谐振电路来进行。并且，还具有以下特征：即使是在这种电子笔具备需要电源的电子电路的情况下，也能够对通过谐振电路从位置检测装置获取的电磁波进行整流而得到所需的电力(例如，参照专利文献2(日本专利第5892595号公报))。
图7是表示现有的这种电子笔的电子电路结构例的图。如图7所示，在该例的电子笔中，与卷绕在笔头侧设置的磁芯上的线圈1并联地连接有谐振用电容器2，构成并联谐振电路3。
并且，并联谐振电路3的一端被接地，且另一端经由电容器4连接到整流电路5。整流电路5由2个二极管6及7和蓄积整流输出电压的电容器8构成。并且，在整流电路5的电容器8的两端得到的整流输出电压被供应给电压稳定电路9而被稳定，且作为例如由IC(Integreted Circuit；集成电路)构成的笔控制电路10的电源电压来供应。
笔控制电路10进行如下控制：例如对通过谐振电路3而反馈给位置检测装置的信号进行控制，从而对位置检测装置传递预定的信号。即，在图7的例中，与并联谐振电路3的线圈1以及电容器2并联地连接有开关电路11，该开关电路11根据来自笔控制电路10的开关控制信号而被打开、关闭，从而并联谐振电路3的谐振动作受到控制。并联谐振电路3在开关电路11为关闭时进行谐振动作，在开关电路11为打开时，由于电容器2的两端间被短路，所以停止谐振动作。
笔控制电路10生成二值的数字信号来作为要传递给位置检测装置的信息，并将该二值的数字信号作为开关控制信号而供应给开关电路11。开关电路11例如在二值的数字信号为“1”时被关闭，在“0”时被打开，由此，并联谐振电路3的谐振动作受到控制。
来自位置检测装置的信号在并联谐振电路3进行谐振动作时被反馈给位置检测装置，但在并联谐振电路3停止谐振动作时不会被反馈给位置检测装置。由此，来自电子笔的数字信号在位置检测装置中作为ASK(幅移键控(Amplitude Shift Keying))信号或者OOK(开关键控(On Off Keying))信号而被传递。位置检测装置通过根据从电子笔接收到的ASK信号或OOK信号恢复数字信号，检测从电子笔传输的数字信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-212973号公报
专利文献2：日本专利第5892595号公报
发明内容
但是，整流电路5的蓄电用的电容器8的静电电容最好比较小，使得为了在靠近位置检测装置时使电子笔响应性好地进行动作，迅速地得到要供应给笔控制电路10的电源电压。但是，在整流电路5的电容器8的静电电容小的情况下，若将电子笔从位置检测装置暂且远离，则来自位置检测装置的电力供应减少，从而电容器8的蓄电电压急剧下降，即使之后立即靠近，也会成为不足以使电子笔的笔控制电路10进行动作的电压。
此外，作为电子笔的内置电路，除了笔控制电路10以外，还设置了例如点亮LED(发光二极管(Light Emitting Diode))的照明电路等不参与与位置检测装置之间的电磁耦合的传输的内部电路的情况下，在该内部电路动作时电容器8的整流输出电压下降，还存在电子笔的本来的功能受到影响，变得不稳定的问题。
为了解决这个问题，需要增大整流电路5的电容器8的静电电容，有效地蓄积剩余的能量。但是，在增大了电容器8的静电电容时，这次存在电子笔的响应性变慢的问题。
即，关于电容器8的静电电容的大小，产生提高电子笔的响应性和使电子笔稳定动作的两者相矛盾的问题，以往，必须将电容器8的静电电容设定为尽量兼顾响应性和稳定动作的静电电容。因此，在图7的现有的电子笔的电路结构中，难以构成为维持电子笔的响应速度的同时能够蓄积剩余的谐振能量。
本发明鉴于以上的问题点，其目的在于，提供一种响应速度快且能够有效地蓄积剩余的能量而进行稳定的动作的电磁感应方式的电子笔。
为了解决上述的课题，技术方案1的发明提供一种电子笔，其特征在于，具备：
线圈，卷绕在磁芯上；
第一电容器，与所述线圈一同构成谐振电路；
整流电路，包括第二电容器，对在所述谐振电路中接收到的交流信号进行整流；
电压检测电路，检测在所述整流电路的所述第二电容器的两端得到的整流输出电压是否超过预定值；
第三电容器，静电电容比所述第二电容器的静电电容大；以及
充电控制电路，控制基于所述整流输出电压的对所述第三电容器的充电电流的供应，
所述充电控制电路进行控制，使得在所述电压检测电路中检测出在所述第二电容器的两端得到的整流输出电压超过了预定值时，通过所述整流输出电压对所述第三电容器流过充电电流。
在上述结构的技术方案1的发明的电子笔中，除了构成对在由线圈和第一电容器构成的谐振电路中接收到的交流信号进行整流的整流电路的蓄电用的电容器的第二电容器之外，还具备静电电容比该第二电容器的静电电容还大的蓄电用的第三电容器。
并且，在该第三电容器中，通过充电控制电路而被控制为在电压检测电路中检测出整流电路的整流输出电压超过了预定值时流过充电电流。即，若通过谐振电路而接收到整流电路的整流输出电压超过预定值的剩余的能量，则在第三电容器中流过充电电流，其剩余的能量蓄积在第三电容器中。
因此，为了提高通过电子笔和位置检测装置之间的电磁耦合进行的信号的收发动作的响应速度，整流电路的第二电容器的静电电容能够设为小的值，且通过在第三电容器中被蓄电的电压，即使通过了谐振电路的能量减少，电子笔也能够稳定地进行动作。此外，通过将第三电容器的蓄电电压作为电子笔的内部电路的电源电压来使用，从而即使有该内部电路中的功耗，也能够减小对在整流电路的第二电容器中得到的整流输出电压产生的影响。
因此，在本发明的电子笔中，能够兼顾响应速度快且能够有效地蓄积剩余的能量而进行稳定的动作。
根据本发明，能够提供响应速度快且能够有效地蓄积剩余的能量而进行稳定的动作的电磁感应方式的电子笔。
附图说明
图1是与位置检测装置的电子电路结构例一同表示本发明的电子笔的实施方式的电子电路结构例的图。
图2是表示本发明的电子笔的机械结构例的图。
图3是用于说明本发明的电子笔的实施方式的电子电路结构例的主要部分的图。
图4是表示本发明的电子笔的实施方式的电子电路的具体结构例的第一例的图。
图5是表示本发明的电子笔的实施方式的电子电路的具体结构例的第二例的图。
图6是表示用于说明本发明的电子笔的实施方式的电子电路的具体结构例的第二例的动作的流程图的例子的图。
图7是表示现有的电子笔的电子电路结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的电子笔的实施方式。
首先，参照图2说明实施方式的电子笔的机械结构的一例。
该实施方式的电子笔100的外壳(壳体)101具有由沿着轴芯方向组合安装的第一外壳102和第二外壳103构成的有底的圆筒状形状。在第一外壳102的轴芯方向的一端侧，形成有用于使一端109a侧成为笔头的棒状的芯体109的所述一端109a侧向外部突出的开口102a。在外壳101中空部内，沿着轴芯方向顺次排列而容纳有线圈104、笔压检测部105、与线圈104一同构成谐振电路的电容器106、搭载有例如由IC(Integreted Circuit；集成电路)构成的笔控制电路110等电子部件的印刷电路板107。
线圈104被卷绕在作为具有轴芯方向的贯通孔108a的圆筒状的磁芯的例子的铁氧体磁芯108上。芯体109构成为不与该铁氧体磁芯108进行机械耦合，且设置成贯通该铁氧体磁芯108的贯通孔108a。并且，在铁氧体磁芯108的、与第一外壳102的开口102a的相反侧，容纳有笔压检测部105，芯体109的另一端109b与该笔压检测部105嵌合。芯体109根据被施加的笔压，沿着轴心方向产生位移。笔压检测部105将在该芯体109上产生的位移作为笔压来进行检测。
该例的笔压检测部105构成为作为静电电容的变化来检测笔压。笔压检测部105能够设为使用了例如在专利文献：日本特开2011-186803号公报中记载的众所周知的结构的笔压检测机构的、静电电容根据笔压而变化的可变电容器的结构。另外，作为笔压检测部105，并不限定于此，也可以设为例如在日本特开2013-161307号公报中所公开的、使用了根据笔压而改变静电电容的半导体元件的可变电容器的结构。笔压检测部105通过端子105a以及端子105b，与印刷电路板107的笔控制电路110进行电连接。
电子笔100通过由线圈104和电容器106构成的谐振电路111，在与位置检测装置之间进行电磁波的收发。位置检测装置检测正在与电子笔100进行电磁波的收发的导体，并作为该导体的坐标位置，检测由电子笔100的芯体109所指示的位置。
[电子笔100的电路结构例以及位置检测装置的电路结构例]
图1是与该实施方式的电子笔100进行基于电磁感应耦合的信号收发的位置检测装置200的电路结构例一同表示在该电子笔100的印刷电路板107中形成的电子电路的一例的图。
在该实施方式中，电子笔100构成为，通过与位置检测装置200的传感器的导体进行电磁感应耦合，从而收发位置检测用信号，且将通过笔压检测部105检测出的笔压信息等发送给位置检测装置200。
如前所述，在电子笔100中，电容器106对卷绕在铁氧体磁芯108上的线圈104进行并联连接而构成并联谐振电路111。电容器106构成第一电容器。并且，如图1所述，电子笔100具备对该电子笔100的电子电路的整体进行控制的、在该例中由IC构成的笔控制电路110。
并且，在并联谐振电路111中，从位置检测装置200通过电磁耦合而接收到的交流信号，通过电容器113被供应给由二极管115及116和整流电压的蓄电用的电容器117构成的整流电路114而被整流，并在电容器117中进行蓄电。并且，在电容器117的两端间得到的整流输出电压通过电压稳定电路122而被稳定，且作为笔控制电路110的电源电压而供应。整流电路114的电容器117构成第二电容器。
并且，在该实施方式的电子笔100中，与并联谐振电路111并联地连接有开关电路112。该开关电路112构成为通过笔控制电路110进行打开/关闭控制。
此外，在该实施方式的电子笔100中，如图1所述，在笔控制电路110上，连接有构成笔压检测部105的可变电容器105C。在该可变电容器105C上，并联地连接有电阻123。在该例中，笔控制电路110在对可变电容器105C进行了充电之后使其通过电阻123放电，计测直到可变电容器105C所连接的端子的电压(相当于可变电容器105C的两端电压)成为预定阈值为止的时间，从而测量可变电容器105C的静电电容。
笔控制电路110根据该所测量的可变电容器105C的静电电容的变化来检测笔压的变化，检测是否对芯体109施加了笔压，且在检测出施加了笔压时，根据可变电容器105C的静电电容的值来计算其笔压值。
并且，在该实施方式中，如前所述，笔控制电路110通过将计算出的笔压值的信息(笔压数据)根据该笔压数据而对开关电路112进行打开/关闭控制，从而将多个比特的数字信号作为ASK信号或者OOK信号而发送给位置检测装置200。
进一步，在该实施方式的电子笔100中，设置有检测在整流电路114的蓄电用的电容器117的两端得到的整流输出电压是否成为预先确定的预定的电压以上的电压检测电路120，且与蓄电用的电容器117并联地设置有充电控制电路118和电容器119的串联电路。电容器119构成第三电容器，其静电电容C2大于整流电路114的电容器117的静电电容C1，例如成为数倍～数十倍。另外，整流电路114的电容器117的静电电容成为比较小的值，使得能够提高通过与位置检测装置200的电磁耦合进行的信号的收发时的响应速度。
在图1的例中，充电控制电路118由开关电路构成，且构成为根据来自电压检测电路120的开关控制信号而进行打开、关闭控制。即，在整流电路114的电容器117的两端得到的整流输出电压没有成为预先确定的预定的电压Eth以上时，电压检测电路120根据开关控制信号，将构成充电控制电路118的开关电路控制为关闭。并且，在整流电路114的电容器117的两端得到的整流输出电压成为了预先确定的预定的电压以上时，电压检测电路120根据开关控制信号，将构成充电控制电路118的开关电路控制为打开。
这里，预定的电压Eth成为在通过电压稳定电路122而被稳定且作为电源电压而被供应给笔控制电路110时，笔控制电路111稳定地动作时的电压值。
若构成充电控制电路118的开关电路成为打开，则根据在整流电路114的电容器117的两端得到的整流输出电压，在电容器119中流过充电电流，该电容器119被充电。
在该电容器119中充电而被蓄积的电压被供应给电压稳定电路122，且作为电源电压而被供应给内部电路121。内部电路121能够由与基于通过谐振电路111而与位置检测装置的电磁耦合进行的信号的收发动作无关的电路构成，例如，如后所述，能够由对LED(发光二极管(Light Emitting Diode))等发光元件进行驱动的发光驱动电路或蓝牙(注册商标)标准等无线通信电路等构成。
另一方面，在位置检测装置200中，如图1所示，X轴方向环路线圈组211X和Y轴方向环路线圈组212Y层叠而形成位置检测线圈。各环路线圈组211X、212Y例如分别由n条、m条矩形的环路线圈构成。构成各环路线圈组211X、212Y的各环路线圈配置成等间隔排列而顺次重合。
此外，在位置检测装置200中，设置有X轴方向环路线圈组211X以及Y轴方向环路线圈组212Y进行连接的选择电路213。该选择电路213顺次选择2个环路线圈组211X、212Y中的一个环路线圈。
进一步，在位置检测装置200中，设置有振荡器221、电流驱动器222、切换连接电路223、接收放大器224、检波器225、低通滤波器226、采样保持电路227、A/D转换电路228和处理控制部229。处理控制部229例如由微型计算机构成。
振荡器221产生频率f0的交流信号。电子笔100的谐振电路111的谐振频率被选定为以该频率f0作为中心频率。并且，在振荡器221中产生的交流信号被供应给电流驱动器222。电流驱动器222将从振荡器221被供应的交流信号转换为电流并向切换连接电路223送出。切换连接电路223根据来自处理控制部229的控制，切换由选择电路213所选择的环路线圈进行连接的连接目的地(发送侧端子T、接收侧端子R)。在该连接目的地中，在发送侧端子T上连接电流驱动器222，在接收侧端子R上连接接收放大器224。
在由选择电路213所选择的环路线圈中产生的感应电压经由选择电路213以及切换连接电路223而被传送到接收放大器224。接收放大器224将从环路线圈被供应的感应电压进行放大，并向检波器225送出。
检波器225将在环路线圈中产生的感应电压、即接收信号进行检波，并向低通滤波器226送出。低通滤波器226具有比前述的频率f0充分低的截止频率，将检波器225的输出信号转换为直流信号并向采样保持电路227送出。采样保持电路227保持在低通滤波器226的输出信号的预定的定时、具体是接收期间中的预定的定时的电压值，并向A/D(模拟至数字(Analog to Digital))转换电路228送出。A/D转换电路228将采样保持电路227的模拟输出转换为数字信号，并输出给处理控制部229。
处理控制部229对选择电路213中的环路线圈的选择、切换连接电路223的切换、采样保持电路227的定时进行控制。处理控制部229基于来自A/D转换电路228的输入信号，在固定的发送继续时间内从X轴方向环路线圈组211X以及Y轴方向环路线圈组212Y发送电磁感应信号。
在X轴方向环路线圈组211X以及Y轴方向环路线圈组212Y的各环路线圈中，根据从电子笔100发送的电磁感应信号而产生感应电压。处理控制部229基于在该各环路线圈中产生的感应电压的电压值的电平，计算电子笔100的X轴方向以及Y轴方向的指示位置的坐标值。
此外，处理控制部229对电流驱动器222供应用于将发送信号进行断续控制的信号以及用于进行发送信号电平控制的信号，且使得进行来自电子笔100的笔压数据或识别信息等附加信息的接收处理。如后所述，处理控制部229将来自电子笔100的、例如由ASK信号构成的断续信号作为多个比特的数字信号来检测，从而检测笔压数据或识别信息等附加信息。
[电子笔100的动作以及位置检测装置200的动作]
位置检测装置200基于处理控制部229的处理控制，送出发送信号。另外，电子笔100还能够通过与专用的充电装置进行电磁耦合，接收从该专用的充电装置送出的交流信号，而不是与位置检测装置200进行电磁耦合。
在电子笔100中，不是在并联谐振电路111中接收来自位置检测装置200或者充电装置的交流信号的状态时，在整流电路114的电容器117中没有蓄电。因此，由于在电压检测电路120中没有检测出预定的电压Eth以上，所以构成充电控制电路118的开关电路关闭，电容器119不会被充电。
并且，若电子笔100成为在并联谐振电路111中接收来自位置检测装置200或者充电装置的交流信号的状态，则在并联谐振电路111中接收到的交流信号在整流电路114中整流，且在电容器117中蓄电。由于整流电路114的电容器117的静电电容C1如前述那样小，所以在该整流电路114的电容器117中得到的整流输出电压VC1如图3的实线301所示那样以陡峭的斜率上升。
并且，若在整流电路114的电容器117中得到的整流输出电压VC1超过预定的电压Eth，则在电压检测电路120中检测出这个情况，构成充电控制电路118的开关电路被打开，根据在整流电路114的电容器117中得到的整流输出电压VC1，开始在电容器119中流过充电电流。由于电容器119的静电电容C2成为电容器117的数倍～数十倍，所以电容器119的两端电压(蓄电电压)VC2如图3的实线302所示那样缓慢地上升。
另一方面，此时，在得到来自位置检测装置200或者充电装置的交流信号的期间，在整流电路114的电容器117中得到的整流输出电压VC1上升，当超过预定的电压Eth时，如图3的实线301所示，因向电容器119的充电电流的供应，从陡峭的上升的斜率变化为稍微上升的斜率。
即，若在整流电路114的电容器117中得到的整流输出电压VC1为预定的电压Eth以上，则笔控制电路110能够根据来自电压稳定电路122的电源电压，稳定地动作。因此，在整流电路114的电容器117中得到的整流输出电压VC1不需要成为预定的电压Eth以上的大的电压值，整流输出电压VC1成为预定的电压Eth以上之后的向蓄电用的电容器117的充电电流成为剩余的能量。
在该实施方式的电子笔100中，通过该剩余的能量，对电容器119供应充电电流，进行充电(蓄电)。并且，若在整流电路114的电容器117中得到的整流输出电压VC1为预定的电压Eth以上，则笔控制电路110维持稳定地动作的状态，所以即使该电容器119的充电(蓄电)以缓慢的斜率进行，也完全没有关系。
并且，假如电子笔100远离位置检测装置200或充电装置，成为不能通过谐振电路111得到接收能量的状态时，当电容器119的蓄电电压VC2成为预定的电压Eth以上，则根据该电容器119的蓄电电压VC2，通过电压稳定电路122对电子笔100的笔控制电路110供应电源电压，从而笔控制电路110维持稳定的动作状态。此时，由于电容器119的静电电容大，所以笔控制电路110能够将稳定的动作状态继续比较长。
此外，在该实施方式中，在电子笔100中设置有内部电路121，但由于是即使该内部电路121成为动作状态，该内部电路121的电源电压也会从电容器119的蓄电电压被供应的结构，所以在整流电路114的电容器117中得到的整流输出电压VC1不会因内部电路121而降低。因此，电子笔100的笔控制电路110能够维持稳定的动作状态。
但是，此时，在电子笔100的开关电路112为关闭时，并联谐振电路111对从位置检测装置200发送的交流信号进行谐振动作，将电磁感应信号发回(反馈)给位置检测装置200。位置检测装置200的环路线圈211X或212Y接收来自电子笔100的谐振电路111的电磁感应信号。相对于此，在电子笔100的开关电路112为打开时，并联谐振电路111成为对于来自位置检测装置200的交流信号的谐振动作被禁止的状态，因此，不会从并联谐振电路111对位置检测装置200发回(反馈)电磁感应信号，位置检测装置200的环路线圈211X或212Y不接收来自电子笔100的信号。
在该例中，位置检测装置200的处理控制部229在检测由电子笔100所指示的位置的位置检测动作时，顺次切换环路线圈211X以及环路线圈212Y的同时，将来自振荡器221的交流信号发送给电子笔100，且在发送后切换到接收，检测其反馈信号的电平。在该位置检测时，电子笔100的笔控制电路110作为开关电路112始终关闭，始终设为将在并联谐振电路111中接收到的交流信号反馈给位置检测装置200的状态。
位置检测装置200的处理控制部229对在环路线圈211X以及环路线圈212Y中分别接收到的反馈信号的电平的大小进行监视，并基于其电平，检测由电子笔100所指示的坐标位置。
并且，在该例中，位置检测装置200的处理控制部229通过将有无来自电子笔100的接收信号的检测进行从电子笔100被传递的信息的比特数的次数，从而接收该多个比特的数字信号的信息。
另一方面，如前所述，电子笔100的笔控制电路110生成与要发送给位置检测装置200的笔压数据等信息对应的多个比特的数字信号，并根据该多个比特的数字信号，和与位置检测装置200之间的电磁感应信号的发送接收同步地，对开关电路112进行打开/关闭控制。
位置检测装置200的处理控制部229通过将有无来自电子笔100的接收信号的检测进行从电子笔100被传递的信息的比特数的次数，从而能够接收作为数字信号的来自所述电子笔100的信息。
[实施方式的效果]
如以上所说明，在上述的实施方式的电子笔100中，除了整流电路114的电容器117之外，还设置有根据在该电容器117中蓄积的整流输出电压而进行充电的电容器119。并且，在上述的实施方式的电子笔100中，进行控制，使得在电压检测电路120中检测出在电容器117中蓄积的整流输出电压的电压值超过预定的电压Eth时，充电电流通过充电控制电路118而被供应给电容器119。
由此，根据上述的实施方式的电子笔100，减小整流电路114的电容器117的静电电容，从而能够提高通过与位置检测装置200的电磁耦合进行的信号的收发时的响应速度，且能够在静电电容比电容器117更大的电容器119中蓄积剩余的能量。并且，根据在电容器119中蓄积的电压，能够确保电子笔100的稳定的动作，且能够从电容器119供应内部电路的驱动电压。因此，能够防止根据内部电路的动作而整流电路114的电容器117的整流输出电压下降的情况，所以关于通过电子笔100和位置检测装置200的电磁耦合进行的信号的收发，能够维持稳定的动作。
[实施例1；充电控制电路118以及电压检测电路120的具体例以及内部电路121的具体例]
接着，参照图4说明实施例1的电子笔100A，该实施例1说明上述的电子笔100的充电控制电路118以及电压检测电路120的具体的电路结构例以及内部电路121的具体的结构例。另外，关于与上述的电子笔100相同的部分，在该图4的实施例1中也标上相同的参照标记，省略重复说明。
在图4的实施例1的电子笔100A中，电压检测电路120由击穿电压(齐纳电压)为所述预定的电压Eth以上的齐纳二极管133构成。并且，充电控制电路118由FET131和FET132构成，该FET131的源极-漏极间与该齐纳二极管133串联连接，该FET132的栅极与该FET131共同连接且源极-漏极间与电容器119串联连接。
此时，FET131的源极-漏极间和齐纳二极管133的串联电路与整流电路114的电容器117并联连接。此外，电容器119和FET132的源极-漏极间的串联电路也与整流电路114的电容器117并联连接。
并且，通过FET131的栅极-源极间进行连接，FET131进行所谓的二极管连接，成为流过预定的电流值I的电流源的结构。并且，由栅极与进行该二极管连接的FET131共同连接的FET132构成电流镜电路。在该例中，FET132的大小成为FET131的n(n≥1)倍、例如n＝3倍，若齐纳二极管133导通，通过该FET131以及齐纳二极管133而流过电流值I的电流，则通过FET132，对电容器119流过电流值3I的充电电流。
并且，在该例中，电容器119和FET132的源极的连接点通过二极管134连接到电压稳定电路122。
此外，该例的内部电路121成为作为发光元件的LED135和开关电路136的串联电路。即，电容器119和FET132的源极的连接点通过LED135和开关电路136的串联电路而被接地。开关电路136是用于根据使用者的操作而控制是否使LED135发光的电路，由使用者所操作的按钮开关137连接到笔控制电路110。
虽然省略图示，按钮开关137的操作部137a设置成从图2所示的外壳101向外部露出，能够由使用者进行操作。此外，LED135构成为如下：被设置在例如图2所示的外壳101内的笔头侧的附近，且外壳101的、至少设置有LED135的位置的附近的笔头侧的部分成为透明部分，LED135的发光光照明电子笔100A的笔头侧(芯体109的一端109a侧)的指示位置的附近。
进一步，在该实施例1中，作为从电子笔100A向位置检测装置200传递的信息，除了笔压数据之外，还包括识别信息(ID)，该识别信息(ID)包含电子笔100A的制造者号码以及产品号码。因此，如图4所示，在笔控制电路110上，连接有存储识别信息(ID)的ID存储器138，该识别信息(ID)包含电子笔100A的制造者号码以及产品号码。
如前所述，笔控制电路110根据由笔压检测部105构成的可变电容器105C的电容，检测笔压而生成笔压数据，进一步，从ID存储器138读出识别信息，生成由所生成的笔压数据和读出的识别信息构成的数字信号。并且，笔控制电路110通过对开关电路112进行控制，从而使得对位置检测装置200进行发送。
在该例中，使用者在想要使LED135发光时，按下按钮开关137的操作部137a，对笔控制电路110输入其意旨。在该状态下，电子笔100A接受来自位置检测装置200或充电装置的交流信号，整流电路114的电容器117被充电，当整流输出电压超过预定的电压Eth时，笔控制电路110成为动作状态。于是，笔控制电路110开始用于通过与前述的位置检测装置200的电磁耦合进行的信号的收发的控制，且检测按钮开关137的操作状态，在该按钮开关137被设定为使LED135发光的状态时，打开开关电路136。
并且，在该例的电子笔100A中，若整流电路114的电容器117被充电而整流输出电压超过预定的电压Eth，则齐纳二极管133击穿而导通，通过FET131以及齐纳二极管133而流过电流值I的电流。于是，在进行电流镜连接的FET132中，流过电流值3I的充电电流，电容器119被充电。
并且，若该电容器119的蓄电电压上升至能够使LED135发光的电压，则当开关电路136为打开时，通过LED135而流过驱动电流，LED135发光。根据该LED135的发光，在该例中，电子笔100的芯体109的一端109a侧即笔头侧被照明。此外，根据该LED135的发光，使用者能够识别电容器119的蓄电电压成为能够使内部电路121进行动作的预定值以上，电子笔100成为稳定地动作的状态。
以上说明的实施例1的电子笔100A即使不搭载蓄电池，也能够点亮LED135，而不会对作为电子笔的本来的动作功能产生障碍。并且，还起到关于作为电子笔的本来的动作功能，能够提高响应速度的效果。
另外，在上述的实施例1中，设LED135的配置位置为电子笔100的笔头侧的附近，但并不限定于此，也可以是与电子笔100的外壳101的笔头侧的相反侧的端部或外壳101的轴心方向中央部等任意的位置。但是，无论是哪种情况，外壳101的该LED135的配置位置附近都构成为能够从外部对LED135的发光状态进行视觉辨认是理所当然的。
[实施例2；充电控制电路118以及电压检测电路120的具体例以及内部电路121的具体例]
接着，参照图5说明实施例2的电子笔100B，该实施例2是充电控制电路118以及电压检测电路120的具体例以及内部电路121的具体例的另一例。在该图5的实施例2中，对与图4的实施例1相同的部分标上相同的参照标记，省略重复说明。
在图5的实施例2的电子笔100B中，与图4的实施例1的电子笔100A的不同点在于，内部电路121的结构以及没有设置按钮开关137。
即，实施例2的电子笔100B的内部电路121B由通信电路141、认证电路142、LED143和开关电路144构成。在该例中，通信电路141成为蓝牙(注册商标)标准的无线通信电路的结构，将电容器119的蓄电电压作为驱动电压而被驱动。另外，在与该实施例2的电子笔100B一同使用的位置检测装置上，设置有与电子笔100B的通信电路141进行无线通信的通信电路。
并且，认证电路142也将电容器119的蓄电电压作为电源电压而被驱动。该认证电路142与通信电路141进行连接，通过通信电路141而对位置检测装置传送用于认证电子笔100B的第一认证用信息，且在通信电路141中接收用于对从位置检测装置发送而来的该位置检测装置进行认证的第二认证用信息，基于该第二认证用信息进行位置检测装置的认证。第一认证用信息以及第二认证用信息为了进一步加强安全性而被加密，认证电路142进行该加密的解密处理。因此，认证电路142不作为笔控制电路110的功能而构成，而是作为其他电路而构成。
并且，认证电路142将其认证结果通过通信电路而发送给位置检测装置。另外，在从电子笔100B被发送给位置检测装置的第一认证用信息上，被附加从ID存储器138读出的该电子笔100B的识别信息。
位置检测装置也具备通信电路和认证电路，基于来自电子笔100B的第一认证用信息，进行对于电子笔100B的认证。并且，位置检测装置将其认证结果发送给电子笔100B。
如以上，电子笔100B和位置检测装置相互进行对方的认证，并将其认证结果相互传送给对方。并且，电子笔100B以及位置检测装置在确认了取得了相互的认证时，判断为取得了认证。在取得了认证时，电子笔100B能够进行对于位置检测装置的指示输入，位置检测装置一边监视从电子笔100B传送而来的识别信息，一边检测由确认了认证的电子笔100B所指示的位置。电子笔100B的认证电路142在与位置检测装置之间确认了上述的相互认证时，将这个情况通知给笔控制电路110。
并且，进一步，在该实施例2的电子笔100B中，电容器119和FET132的源极的连接点通过LED143和开关电路144的串联电路而被接地。并且，开关电路144在初始状态(通常状态)下关闭，根据来自笔控制电路110的切换控制信号而被切换控制为打开。笔控制电路110在从认证电路142接受到在与位置检测装置之间确认了上述的相互认证的通知时，将开关电路144控制为打开。因此，LED143只有在电子笔100B和位置检测装置之间确认了相互的认证时才进行点亮发光，使用者根据该LED143的点亮发光，能够识别在电子笔100B和位置检测装置之间确认了相互的认证。
电子笔100B的其他结构与电子笔100A相同。
参照图6的流程图说明该电子笔100B的、与位置检测装置之间的相互认证时的动作。另外，该图6的流程图的各步骤的处理除了认证处理之外，主要由笔控制电路110执行。认证处理是在专用的认证电路142中进行的处理。
电子笔100B接受来自位置检测装置或充电装置的交流信号，整流电路114的蓄电用的电容器117被充电，当整流输出电压超过预定的电压Eth时，笔控制电路110成为动作状态。于是，笔控制电路110启动图6的流程图所示的处理，通过确认通信电路141以及认证电路142的动作状态，从而判别是否能够进行与位置检测装置的通信(步骤S101)。
在该例的电子笔100B中，也在整流电路114的电容器117被充电而整流输出电压超过预定的电压Eth时，齐纳二极管133击穿而导通，通过FET131以及齐纳二极管133而流过电流值I的电流，伴随于此，通过FET132而流过电流值3I的充电电流，电容器119被充电。并且，在电容器119的蓄电电压没有上升至通信电路141以及认证电路142的动作电压的期间，在步骤S101中不能进行与位置检测装置之间的通信，所以笔控制电路110继续步骤S101。此时，开关电路144依然为关闭。
并且，若电容器119的蓄电电压上升至通信电路141以及认证电路142的动作电压以上，则笔控制电路110在步骤S101中判别为能够进行与位置检测装置之间的通信。于是，笔控制电路110将开关电路144以预定周期重复打开、关闭，使LED143闪烁(步骤S102)。此时，由于通信电路141以及认证电路142成为动作状态，所以进行上述的相互认证处理(步骤S103)。因此，根据LED143的闪烁，对使用者报告电子笔100B正在与位置检测装置之间进行相互认证处理动作。
接着，笔控制电路110判别是否接受到来自认证电路142的能够确认相互认证的通知(步骤S104)，在判别为没有接受到通知时，将处理返回到步骤S101，重复该步骤S101以后的处理。
并且，在判别为接受到来自认证电路142的能够确认相互认证的通知时，笔控制电路110将开关电路144切换为打开，使LED143进行点亮发光(步骤S105)。使用者根据该LED143的点亮发光，识别为取得了与位置检测装置的相互认证。
接着，笔控制电路110使对取得了认证的位置检测装置开始作为前述的电子笔的动作(步骤S106)。即，电子笔100B通过在谐振电路111中接收来自位置检测装置的电磁波并将其反馈，从而将位置检测用的信号发送给位置检测装置，且将笔压数据或识别信息作为数字信号来发送。另外，笔压数据或识别信息可以通过通信电路141而发送给位置检测装置。
接着，笔控制电路110判别是否不能与位置检测装置进行通信(步骤S107)，在判别为不是不能进行通信时，继续作为电子笔的处理动作，在判别为不能进行通信时，将处理返回到步骤S101，重复该步骤S101以后的处理。
根据以上说明的实施例2的电子笔100B，由于用于进行与位置检测装置的相互认证的通信电路141以及认证电路142构成为以电容器119的蓄电电压来动作，所以该相互认证的处理动作不会对向笔控制电路110供应驱动电压的整流电路114的蓄电用的电容器117的蓄电电压产生影响。因此，电子笔100B即使是相互认证处理动作中，也能够在与位置检测装置之间稳定地进行作为基于电磁耦合的电子笔的动作。
[其他的实施方式或者变形例]
电子笔的内部电路121当然并不限定于上述的例子。例如，内部电路可以由蓝牙(注册商标)标准的无线通信电路构成，在该无线通信电路中，将电子笔的识别信息或笔压数据发送给位置检测装置。
此外，也可以在电子笔100B中设定有第二认证用信息，通过接收从位置检测装置通过通信电路141而被发送给电子笔100B的、用于与电子笔100B的认证的第一认证用信息，在电子笔100B中进行与位置检测装置的认证手续。
附图标记说明
100、100A、100B…电子笔；104…线圈；105…笔压检测部；106…谐振用电容器；110…笔控制电路；111…谐振电路；114…整流电路；117…整流电路114的蓄电用的电容器；118…充电控制电路；119…蓄电用电容器；120…电压检测电路；121、121B…内部电路。

Claims (11)

1.一种电子笔，其特征在于，具备：
线圈，卷绕在磁芯上；
第一电容器，与所述线圈一同构成谐振电路；
整流电路，包括第二电容器，且对在所述谐振电路中接收到的交流信号进行整流；
电压检测电路，检测在所述整流电路的所述第二电容器的两端得到的整流输出电压是否超过预定值；
第三电容器，静电电容比所述第二电容器的静电电容大；以及
充电控制电路，控制基于所述整流输出电压的对所述第三电容器的充电电流的供应，
所述充电控制电路进行控制，使得在所述电压检测电路中检测出在所述第二电容器的两端得到的整流输出电压超过了预定值时，通过所述整流输出电压对所述第三电容器流过充电电流。
2.如权利要求1所述的电子笔，其特征在于，
所述第三电容器的静电电容是所述第二电容器的静电电容的数倍以上。
3.如权利要求1所述的电子笔，其特征在于，
具备构成为能够通过所述整流电路的整流输出电压进行动作的第一电路部和通过所述第三电容器的充电电压进行动作的第二电路部。
4.如权利要求3所述的电子笔，其特征在于，
所述第一电路部是对电子笔中的处理动作进行控制的控制电路。
5.如权利要求4所述的电子笔，其特征在于，
所述谐振电路是与位置检测传感器进行电磁耦合的电路，
所述控制电路对通过所述谐振电路而发送给所述位置检测传感器的信号进行控制。
6.如权利要求3所述的电子笔，其特征在于，
所述谐振电路是与位置检测传感器进行电磁耦合的电路，
所述第二电路部是与通过所述谐振电路和所述位置检测传感器的电磁耦合进行的信号收发动作无关地，在电子笔的内部完成处理的电路部。
7.如权利要求3所述的电子笔，其特征在于，
具备发光元件，该发光元件被设置成以能够从壳体的外部进行视觉辨认的方式进行发光，
所述第二电路部包括所述发光元件的发光驱动电路。
8.如权利要求7所述的电子笔，其特征在于，
具备发光控制电路，该发光控制电路具备由使用者所操作的操作部，该发光控制电路根据所述操作部的操作，使所述发光元件进行发光控制。
9.如权利要求3所述的电子笔，其特征在于，
所述第二电路部包括将预定的信息进行无线通信的无线通信电路。
10.如权利要求3所述的电子笔，其特征在于，
所述第二电路部包括在与位置检测装置之间进行相互认证的电路。
11.如权利要求3所述的电子笔，其特征在于，
在所述电压检测电路中检测是否超过所述整流输出电压的所述预定值是所述第一电路的动作电压以上。
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