JP2022067618A5 - - Google Patents
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Description
<電磁誘導方式の例>
図8は、電磁誘導方式の位置検出用モジュール11Mの構成例を示すものである。この例の位置検出用モジュール11Mは、磁性体コア、例えばフェライトコア112Mに巻回されたコイル113Mと、筆圧検出部114Mと、回路基板115Mとを備える。フェライトコア112Mは、軸心方向の貫通孔(図示は省略)を備え、芯体111Mがこの貫通孔を挿通される。そして、フェライトコア112Mの貫通孔を挿通した芯体111Mの先端部111Maとは反対側の端部が筆圧検出部114Mに嵌合される。芯体111Mは、非導体材料、例えば樹脂で構成される。
図8は、電磁誘導方式の位置検出用モジュール11Mの構成例を示すものである。この例の位置検出用モジュール11Mは、磁性体コア、例えばフェライトコア112Mに巻回されたコイル113Mと、筆圧検出部114Mと、回路基板115Mとを備える。フェライトコア112Mは、軸心方向の貫通孔(図示は省略)を備え、芯体111Mがこの貫通孔を挿通される。そして、フェライトコア112Mの貫通孔を挿通した芯体111Mの先端部111Maとは反対側の端部が筆圧検出部114Mに嵌合される。芯体111Mは、非導体材料、例えば樹脂で構成される。
また、電磁誘導方式の位置検出用モジュール11Mは、使用者が操作可能なサイドスイッチのオン・オフ操作に応じた信号をタブレット2の位置検出センサに供給するように構成することもできる。図10は、サイドスイッチを備える場合の位置検出モジュール11Mの構成例を示す図である。
すなわち、この例の電子ペン1のペン筐体13には、図10に示すように、サイドスイッチ118が設けられると共に、ペン筐体13のペン先側の外周には、位置検出用モジュール11Mの共振回路RC1の共振周波数をシフトさせるための部材として、位置検出用モジュール11Mの共振回路のコイル113Mと相互誘導結合するように磁気的に結合可能なコイル117が配設されている。サイドスイッチ118は、操作部118aを押下操作することでオンとされるように構成されており、コイル117の一端117aと、他端117bとの間に接続される。なお、この例では、サイドスイッチ118と直列にコンデンサが設けられている。
すなわち、電子ペン1は、位置検出用モジュール11Mの回路構成として、コイル113Mと、コンデンサ116Mと、筆圧検出部114Mで構成される可変容量コンデンサ114MCとが並列に接続されることにより構成された第1の共振回路RC1を備える。また、電子ペン1の筐体13に設けられたコイル117の一端117aと他端117bとの間にサイドスイッチ118及びコンデンサ119とが接続されており、サイドスイッチ118がオンとなることにより、コイル117とコンデンサ119とからなる第2の共振回路RC2の閉回路が生成される。なお、コンデンサ119は設けることなく、コイル117の一端と他端との間を、サイドスイッチ118のオンにより接続して閉回路を形成するだけでもよい。
一方、電子ペン1において、使用者の操作によりサイドスイッチ118がオンとされると、コイル117とコンデンサ119とからなる共振回路RC2が生成され、コイル117に電流が流れる閉回路が形成される。すると、電子ペン1の位置検出用モジュール11Mの第1の共振回路RC1の共振周波数はコイル113Mと、第2の共振回路RC2のコイル117との間に相互誘導作用を生じるようになる。このため、電子ペン1の位置検出用モジュール11Mの共振回路RC1の共振周波数は、前記周波数f1とは異なる周波数f2となる。
そして、切り替え接続回路207が、端子T側に切り替えられている場合には、選択回路206により選択されたループコイルに、電流ドライバ205からの電流が供給される。これにより、当該ループコイルにおいて磁界が発生し、これに対向する電子ペン1の位置検出用モジュール11Mの第1の共振回路RC1に作用させるための信号(電波)を送信するようにできる。
すなわち、X軸方向ループコイル群201X及びY軸方向ループコイル群201Yの各ループコイルには、電子ペン1の位置検出用モジュール11Mの第1の共振回路RC1から送信(帰還)される電波によって誘導電圧が発生する。
位置検出用回路209は、電子ペン1の位置検出用モジュール11Mの第1の共振回路RC1の共振周波数の成分について、ループコイルに発生した誘導電圧、すなわち受信信号を検波し、その検波出力信号をデジタル信号に変換し、制御部212に出力する。
制御部212は、位置検出用回路209からの共振周波数成分についてのデジタル信号、すなわち、各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値のレベルのそれぞれに基づいて、電子ペン1の位置検出用モジュール11Mの芯体111Mの先端部111MaのX軸方向及びY軸方向の指示位置の座標値を算出する。
筆圧検出用回路210は、受信アンプ208からの受信信号を発振器204からの交流信号で同期検波し、両信号の周波数変位(位相差)に基づいて、電子ペン1の位置検出用モジュール11Mの芯体111Mの先端部111Maに印加されている筆圧を検出する。
サイドスイッチ操作検出回路211は、受信アンプ208からの出力信号の周波数に基づき、電子ペン1の位置検出用モジュール11Mの第1の共振回路RC1の共振周波数を検出し、検出した周波数が、サイドスイッチ118がオフのときの共振周波数か、オンのときの共振周波数かを検出し、その検出結果を制御部212に出力する。制御部212は、このサイドスイッチ操作検出回路211の出力に基づいて、サイドスイッチ118がオン、オフのいずれの状態であるかを検出するようにする。
上述した電子ペン1の例においては、位置検出用モジュール11Mをカートリッジの構成として、ペン筐体13内に収納する構成であっても、サイドスイッチ118を電子ペン1に設けることができる。
以上説明した上述の構成の電磁誘導方式の位置検出用モジュール11Mは、電源を必要としない構成であって、筆圧検出部114Mの筆圧検出出力は、共振回路RC1の共振周波数の変化として位置検出装置で検出するように構成した。これに対して、電磁誘導方式の位置検出用モジュール11Mとしては、筆圧検出部114Mの筆圧検出出力を、例えばデジタル値として位置検出装置200M側に送信するように構成することもできる。この場合には、位置検出用モジュール11Mには、そのための制御回路を設ける必要があると共に、電源電圧を必要とする。位置検出用モジュール11Mの電源電圧は、電池を設けて生成するようにしてもよいが、次のような構成として、電池を設けずに、電源電圧を位置検出センサ側からのエネルギー供給を受けて生成する構成とすることもできる。
図12は、そのように構成する場合の位置検出用モジュール11Mの回路基板115Mにおける電子回路40の構成例を示すものである。この例では、電子ペン1の位置検出用モジュール11Mの共振回路40Rは、タブレット2の位置検出センサの導体と電磁誘導結合することにより、位置検出用信号を授受すると共に、筆圧検出部114Mで検出される筆圧情報と、位置検出用モジュール11Mの識別情報(以下、位置検出用モジュール11Mの識別情報を、識別情報ID1とする)とを、タブレット2の位置検出センサ201に送信するように構成される。
また、この例では、図12に示すように、制御回路401には、筆圧検出部114Mで構成される可変容量コンデンサ114MCが接続されると共に、この可変容量コンデンサ114MCには、抵抗Rが並列に接続されている。制御回路401は、可変容量コンデンサ114MCを充電した後、抵抗Rを通じて放電させて、可変容量コンデンサ114MCの両端電圧が所定閾値になるまでの時間を計測することで、可変容量コンデンサ114MCの静電容量を測定する。
また、この例では、制御回路401には、IDメモリ409が接続されている。このIDメモリ409には、位置検出用モジュール11Mの識別情報ID11Mとして、例えば製造者番号及び製品番号を含むユニークな複数ビットのデジタル信号が記憶されている。
選択回路231は、制御回路234からの制御信号に基づいて、第1の導体群または第2の導体群の中から1本の導体221Yまたは222Xを選択する。位置検出用回路232は、選択回路231により選択された導体について、電子ペン1の位置検出用モジュール11Cから送信される信号の周波数の成分のみを抽出し、その抽出した周波数成分の信号レベルに応じた情報を制御回路234に出力する。制御回路234は、この位置検出用回路232からの信号レベルに応じた情報に基づき、電子ペン1の位置検出用モジュール11Cの芯体111Cの先端部111Caによって指示された位置検出センサ220上の位置座標を算出する。
なお、上述した位置検出用モジュール11M及び位置検出用モジュール11Cにおいては、筆圧値の情報や識別情報ID11MあるいはID11Cなどの付加情報は、例えばブルートゥース(登録商標)規格の無線通信部を設けて、位置検出用信号とは別個に、その無線通信部を通じてタブレット2の送信するように構成してもよい。ただし、その場合には、位置検出用モジュール11Mにも、必ず、電源回路を設ける必要がある。
[拡張機能モジュール12の構成例]
次に、拡張機能モジュール12の構成例について説明する。図16は、拡張機能モジュール12の構成例を示すブロック図である。この図16の例の拡張機能モジュール12は、前述したように、特性選定用情報を生成する情報生成部121と、生成した特性選定用情報を送信する送信部の例としての無線通信部122とを備える。また、この例では、拡張機能モジュール12は、刺激発生部123を備える。さらに、この例では、拡張機能モジュール12は、当該拡張機能モジュール12の識別情報(以下、拡張機能モジュール12の識別情報ID2とする)を記憶するIDメモリ124を備える。IDメモリ124に記憶される識別情報ID2は、例えば製造者番号や製品番号を含むユニークな情報とされる。
次に、拡張機能モジュール12の構成例について説明する。図16は、拡張機能モジュール12の構成例を示すブロック図である。この図16の例の拡張機能モジュール12は、前述したように、特性選定用情報を生成する情報生成部121と、生成した特性選定用情報を送信する送信部の例としての無線通信部122とを備える。また、この例では、拡張機能モジュール12は、刺激発生部123を備える。さらに、この例では、拡張機能モジュール12は、当該拡張機能モジュール12の識別情報(以下、拡張機能モジュール12の識別情報ID2とする)を記憶するIDメモリ124を備える。IDメモリ124に記憶される識別情報ID2は、例えば製造者番号や製品番号を含むユニークな情報とされる。
制御回路120と、情報生成部121と、無線通信部122とにより第1の機能部が構成される。また、制御回路120と、情報生成部121と、刺激発生部123とで、あるいは、制御回路120と、無線通信部122と、刺激発生部124とで、第2の機能部が構成される。なお、後述するテクスチャ検出部10Xと、制御回路120と、刺激発生部123とで第2の機能部が構成される場合もある。
制御回路120は、情報生成部121から受け取ったジャイロセンサ1211及び加速度センサ1222の動き検出出力を、実特性選定用情報として、PC3に送信するための送信信号に変換し、無線通信部122を通じてPC3に送信する。なお、拡張機能モジュール12の無線通信部122を通じて送信する動き検出出力は、位置検出用モジュール11の芯体111が位置検出センサの入力面に接触して筆記入力操作と同期しているので、タブレット2を通じてPC3に送られる座標出力や筆圧値の情報とも、タイミング的に同期してことは言うまでもない。
ペン筐体13の内部に配設されている拡張機能モジュール12は、筐体を備える場合には、光が透過する透明の筐体が用いられる。そして、拡張機能モジュール12の、回転リング18Rの開口18Raを通して入射する光を受光する位置には、ペン筐体13の軸心中心位置を中心とする円周方向に沿って、開口18Raを通して入射する光を検出するための受光センサ19PDが配設されている。この受光センサ19PDは、図18(B)に示すように、円周方向において複数個の分割領域を有する構成とされる。受光センサPDは、情報生成部121Aの操作状態検知部1213を構成する。
この受光センサ19PDの各分割領域における光検出出力は、情報生成部121Aの希望特性選定用情報生成部1214に供給される。希望特性選定用情報生成部1214は、受光センサ19PDの複数個の分割領域の内のいずれの分割領域の光検出出力が最大レベルとなっているかにより、回転リング18Rの開口18Raの回転角位置を検出する。
そして、この例では、受光センサ19PDの各分割領域に対応して、希望特性の例として、芯体111の特性としての鉛筆の芯の硬さ及び濃さが、予め割り付けられており、希望特性選定用情報生成部1214は、光検出出力が最大レベルとなっている受光センサ19PDの分割領域に割り付けられている鉛筆の芯の硬さ及び濃さを検出し、その検出した鉛筆の芯の硬さ及び濃さを指定する情報として、希望特性選定用情報を生成する。
この場合に、希望特性選定用情報生成部1214は、指定された芯体111の硬さに応じた希望特性選定用情報の対応テーブル情報を備え、その対応テーブル情報を用いて、指定された芯体の硬さに応じた希望特性選定用情報を生成するようにしてもよい。そして、制御回路120は、情報生成部121Aで生成された希望特性選定用情報を、無線通信部122を通じてPC3に送信する。
なお、回転リング18Rにより、希望特性として、芯体111の特性を指定するのではなく、位置検出センサの入力面2aの特性を指定することもでき、その場合には、受光センサ19PDの各分割領域のそれぞれに、当該入力面2aの異なる特性を割り当てるものである。例えば、入力面2aを構成する材料により特性が特定されるので、「ガラス面」、「硬質樹脂面」、「軟質樹脂面」、「ケント紙」、「和紙」などを割り当てて指定することができる。
以上説明した上述の実施形態の電子ペン1では、タブレット2の入力面2a上での筆記入力時には、位置検出用モジュール11と拡張機能モジュール12とは、ペン筐体13内に収納されている場合のみならず、図3のキャップ式のペンの構成においても、ペン筐体13の軸心方向に配置される状態において、使用者の利き手で把持されて使用される。
なお、上述の例では、PC3は、拡張機能モジュール12からの識別情報ID2を用いて、線幅や線の濃さを特定するようにしたが、位置検出用モジュール11に設けられているIDメモリから取得する識別情報ID1(ID11M又はID11C)を用いるようにしてもよい。以下の例においても同様である。
<処理動作例1-2:電子ペン1による筆記跡の表示属性・表示態様を希望特性選定用情報で決定>
この例の場合の入力システムを構成する電子ペン1は、希望特性選定用情報を指定する操作手段の例として、図18(A)に示した、電子ペン1のペン筐体13の外周部の、拡張機能モジュール12が設けられている部分に配設されている回転リング18Rを備える。そして、この例では、この回転リング18Rにより、使用者は、入力面2aの材質を選択することができ、拡張機能モジュール12は、選択された入力面2aの材質を示す情報を、希望特性選定用情報としてPC3に無線通信部122を通じて送信するように構成する。
この例の場合の入力システムを構成する電子ペン1は、希望特性選定用情報を指定する操作手段の例として、図18(A)に示した、電子ペン1のペン筐体13の外周部の、拡張機能モジュール12が設けられている部分に配設されている回転リング18Rを備える。そして、この例では、この回転リング18Rにより、使用者は、入力面2aの材質を選択することができ、拡張機能モジュール12は、選択された入力面2aの材質を示す情報を、希望特性選定用情報としてPC3に無線通信部122を通じて送信するように構成する。
この例における電子ペン1の動作の流れの例を図27に示す。すなわち、電子ペン1の位置検出用モジュール11は、タブレット2の位置検出センサとの電磁誘導結合を監視し(ステップS11)、電磁誘導結合したときには、位置検出センサと位置検出用モジュール11との間で電磁誘導結合による信号のインタクラクションを実行し、タブレット2において、芯体111の先端部111aの位置座標の検出をできるようにする(ステップS12)。
<処理動作例2-2:筆記時にテクスチャ検出部10TXからのテクスチャ検出出力で刺激発生>
この例の場合の入力システムを構成する電子ペン1は、上述した処理動作例1-3の場合と同様に、テクスチャ検出部10TXを備える。そして、この例では、当該テクスチャ検出部10TXの撮像素子101CMの撮像出力と、マイクロフォン102MCの収音出力とは、拡張機能モジュール12の制御回路120に入力される。この例の拡張機能モジュール12は、テクスチャ検出部10TXの撮像素子101CMの撮像出力と、マイクロフォン102MCの収音出力とを実特性選定用情報として無線通信部122を通じてPC3に送信する。また、この例では、拡張機能モジュール12には、刺激発生部123が設けられる。
この例の場合の入力システムを構成する電子ペン1は、上述した処理動作例1-3の場合と同様に、テクスチャ検出部10TXを備える。そして、この例では、当該テクスチャ検出部10TXの撮像素子101CMの撮像出力と、マイクロフォン102MCの収音出力とは、拡張機能モジュール12の制御回路120に入力される。この例の拡張機能モジュール12は、テクスチャ検出部10TXの撮像素子101CMの撮像出力と、マイクロフォン102MCの収音出力とを実特性選定用情報として無線通信部122を通じてPC3に送信する。また、この例では、拡張機能モジュール12には、刺激発生部123が設けられる。
この例においては、上述した処理動作例1-2で説明したのと同様に、電子ペン1に設けられる希望特性選定用情報を指定する操作手段18の例としての回転リング18Rにより、使用者は、入力面2aの材質を選択指定する。この選択指定を受け付けた拡張機能モジュール12は、選択指定された入力面2aの材質を示す情報を、希望特性選定用情報としてPC3に無線通信部122を通じて送信する。
なお、拡張機能モジュール12で生成した特性選定用情報(実特性選定用情報及び希望特性選定用情報)は、位置検出用モジュール11に無線通信部を設けて、当該位置検出用モジュール11の無線通信部を通じてPC3に送信するように構成することもできる。
また、位置検出用モジュール11に無線通信部を設けずに、拡張機能モジュール12で生成した特性選定用情報(実特性選定用情報及び希望特性選定用情報)を、位置検出用モジュール11からの位置検出用信号と共に、タブレット2に送信し、このタブレット2からPC3に伝達するように構成してもよい。このように、特性選定用情報を電子ペン1からタブレット2を通じてPC3に伝達するように構成する場合において、特に、希望特性選定用情報を選定するための回転リング18Rやスイッチ操作手段18Sは、拡張機能モジュール12ではなく、位置検出用モジュール11に関連して設け、当該位置検出用モジュール11内に、回転リング18Rによる選択状態やスイッチ操作手段18Sによる選択状態の検出手段を設けるように構成してもよい。
Claims (3)
- 前記テクスチャ検出部は、前記位置検出センサの前記入力面と接触する芯体側の端部に設けられた撮像素子を備え、
前記制御部は、前記撮像素子からの撮像出力から前記刺激発生部により前記刺激を発生させるようにする
ことを特徴とする請求項4に記載の位置指示器。 - 前記テクスチャ検出部は、前記位置検出センサの前記入力面と接触する芯体側の端部に設けられたマイクロフォンを備え、
前記制御部は、前記マイクロフォンからの出力から前記刺激発生部により前記刺激を発生させるようにする
ことを特徴とする請求項4に記載の位置指示器。 - 前記アクチュエータは、使用者に対して、力による刺激、震動による刺激、動きによる刺激の少なくとも一つを付与するものである
ことを特徴とする請求項14に記載の位置指示器。
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