JP2022103319A - 電子ペン - Google Patents

Abstract

【課題】受信処理する信号が異なる複数のタブレットに共通に使用できる電子ペンを提供する。【解決手段】電源部からの電源電圧の供給を受け、第１の信号と、第１の信号とは異なる第２の信号とを生成する信号生成回路と、芯体を通じて第１の信号を第１のタブレットに送信する第１の動作モードに設定する第１のスイッチの状態、および、芯体を通じて第２の信号を第１のタブレットとは異なる第２のタブレットに送信する第２の動作モードに設定する第２のスイッチの状態を取り得ることが可能な操作スイッチとを有する。【選択図】図２

Description

この発明は、タブレットと共に使用され、タブレットに対して信号を送出する、いわゆるアクティブ静電結合方式の電子ペンに関する。

タブレット用の電子ペン（スタイラスペン）としては、電磁誘導方式や静電結合方式など、種々の方式のものが提案されている。それらの内、最近は、アクティブ静電結合方式の電子ペンが登場してきている。このアクティブ静電結合方式の電子ペンは、一次電池や二次電池を用いた電源部と信号発信部とを内蔵すると共に、芯体を導体で構成し、信号発信部からの信号を、導体の芯体から、タブレットに対して静電結合により送信するようにするものである（例えば特許文献１（特許第５６８７３９８号公報）参照）。

このアクティブ静電結合方式の電子ペンから送出される信号は、振幅が例えば１５ボルト以上というような大振幅の信号とされるので、タブレットでは、高精細に電子ペンにより指示された位置を検出することができる。

特許第５６８７３９８号公報

ところで、このアクティブ静電結合方式の電子ペンでは、一次電池あるいは充電式の二次電池を電源として用いるが、送信する信号の波形としては、種々の波形が考えられ、例えば代表的なものとして、正弦波と矩形波とが考えられている。正弦波信号を送信信号とする電子ペンの場合には、共振回路の共振用キャパシタにより浮遊容量分の影響を吸収することが可能であるので、電力ロスを小さくすることができ、電池寿命を長くすることができる。しかし、その反面、トランスを用いるのが好ましく、回路構成が、比較的複雑になるというデメリットがある。

一方、矩形波信号を送信信号とする電子ペンの場合には、電子ペンからタブレットに供給する例えばデジタル信号を２値化信号とすれば、信号生成回路の構成が簡単になるというメリットがある。その反面、浮遊容量による電力ロスが大きく、電池寿命が短くなるというデメリットがある。なお、電池電圧から大振幅の矩形波信号を簡単な構成により生成するためには、トランスを用いて昇圧をする回路が用いられることがある。

以上のように、アクティブ静電結合方式の電子ペンから送信する信号として、正弦波信号と矩形波信号のいずれを用いるかについては、一長一短がある。このため、アクティブ静電結合方式の電子ペンとしては、正弦波信号を送信信号とするタイプのものと、矩形波信号を送信信号とするタイプのものとが、いずれも提供されて、両者が併存することが予想される。そして、タブレットも、正弦波信号を電子ペンから受信して位置検出その他の信号処理をするタイプのものと、矩形波信号を電子ペンから受信して位置検出その他の信号処理をするタイプのものとが併存することが予想される。

このようになると、利用者は、タブレットが正弦波信号を電子ペンから受信するタイプのものか、矩形波信号を電子ペンから受信するタイプのものかに応じて、電子ペンを変えなければならず、面倒であると共に、経済的にも不効率である。

この発明は、以上の問題点を解決することができる電子ペンを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、
導電性の芯体と、
電源部と、
第１の信号と前記第１の信号とは異なる第２の信号とを生成する信号生成回路と、
前記芯体を通じて前記第１の信号を第１のタブレットに送信する第１の動作モードに設定する第１のスイッチの状態、および、前記芯体を通じて前記第２の信号を前記第１のタブレットとは異なる第２のタブレットに送信する第２の動作モードに設定する第２のスイッチの状態を取り得ることが可能な操作スイッチと、
を有することを特徴とする電子ペンを提供する。

上述の構成の発明の電子ペンによれば、第１のタブレットと、第２のタブレットとのいずれにも対応することができる電子ペンを提供することができる。よって、タブレット毎に電子ペンを用意する必要がなく、共用できるため便利であると共に、経済的であるという顕著な効果を奏する。

この発明による電子ペンの第１の実施形態の概要を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第１の実施形態の電気的な構成例を示すブロック図である。 この発明による電子ペンの第１の実施形態における正弦波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第１の実施形態における正弦波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第１の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第１の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第１の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第１の実施形態におけるモード切替制御処理の流れを説明するためのフローチャートを示す図である。 この発明による電子ペンの第１の実施形態と共に使用される正弦波タイプのタブレットの電気的な構成例を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第１の実施形態における正弦波モード時の送信信号を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第２の実施形態の概要を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第２の実施形態の電気的な構成例を示すブロック図である。 この発明による電子ペンの第２の実施形態におけるモード切替制御処理の流れを説明するためのフローチャートの一部を示す図である。 この発明による電子ペンの第２の実施形態におけるモード切替制御処理の流れを説明するためのフローチャートの一部を示す図である。 この発明による電子ペンの第２の実施形態と共に使用される正弦波タイプのタブレットの電気的な構成例を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第３の実施形態の電気的な構成例を示すブロック図である。 この発明による電子ペンの第４の実施形態の概要を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第５の実施形態の電気的な構成例を示すブロック図である。 この発明による電子ペンの第５の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第５の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。

［第１の実施形態］
以下、この発明による電子ペン及び座標入力装置の第１の実施形態を説明する。まず、図１を参照しながら、この発明による電子ペン及び座標入力装置の第１の実施形態の概要を説明する。なお、以下に説明する第１の実施形態においては、電子ペン１から送出する異なる波形の第１の信号と第２の信号の例として、第１の信号は正弦波信号、第２の信号は矩形波信号としている。

そして、以下の実施形態においては、第１の信号としての正弦波信号と、第２の信号としての矩形波信号とは、波形が異なるのみではなく、周波数及び振幅も異なるものとされている。例えば正弦波信号の周波数は、１．８ＭＨｚ、振幅は１７ボルトとされ、矩形波信号は数十ｋＨｚ、振幅は２０ボルトとされる。また、この第１の実施形態の電子ペン１では、タブレットとの間で信号を送受する芯体側部材は、導電性の芯体１１とされている。

この実施形態の電子ペン１は、タブレットと共に座標入力装置を構成する。この実施形態においては、タブレットとしては、図１に示すように、電子ペン１から送信される正弦波信号Ｓｓを受信して当該電子ペン１により指示された位置を検出する第１のタイプ（以下、正弦波タイプという）のタブレット２Ｓと、電子ペン１から送信される矩形波信号Ｓｒを受信して当該電子ペン１により指示された位置を検出する第２のタイプ（以下、矩形波タイプという）のタブレット２Ｒとの２種が存在する。

そして、この実施形態の電子ペン１は、送信信号として正弦波信号Ｓｓを発生する正弦波モードと、矩形波信号Ｓｒを発生する矩形波モードとを備えていると共に、タブレット２Ｓまたはタブレット２Ｒに応じたモードに切り替えられるように構成されている。

この実施形態では、タブレット２Ｓ及びタブレット２Ｒは、電子ペン１と静電結合して信号の授受をする位置検出センサ部２１Ｓ及び２１Ｒを筐体２０Ｓ及び２０Ｒ内に備えると共に、位置検出センサ部２１Ｓ及び２１Ｒに接続されて信号処理を行うペン指示検出回路２２Ｓ及び２２Ｒを備える。

この場合に、位置検出センサ部２１Ｓ及び２１Ｒは、同一の構成を有する。しかし、ペン指示検出回路２２Ｓ及び２２Ｒは異なる構成を備えている。すなわち、ペン指示検出回路２２Ｓは、電子ペン１からの正弦波信号Ｓｓを受信して位置検出処理やその他の処理をする回路構成を備え、ペン指示検出回路２２Ｒは、電子ペン１からの正弦波信号Ｓｓを受信して位置検出処理やその他の処理をする回路構成を備えている。

この実施形態の電子ペン１は、モード切替操作手段の例としてのスライド操作スイッチ３０を備えている。スライド操作スイッチ３０は、入力受付部を構成する。この例では、図１に示すように、スライド操作スイッチ３０においては、長穴３１の筐体１０の軸心方向に一方側には「Ｓ」の文字が、他方側には「Ｒ」の文字が印刷や刻印等されて表示されている。

そして、この例のスライド操作スイッチ３０は、スライド操作ボタン３２が、長穴３１の「Ｓ」側にあるときには、正弦波モードを示す例えばローレベルの状態となり、長穴３１の「Ｒ」側にあるときには、矩形波モードを示す例えばハイレベルの状態となるモード指定信号ＳＥ（後述する図２参照）を発生する。

利用者は、使用するタブレットが正弦波タイプのタブレット２Ｓか、矩形波タイプのタブレット２Ｒかに応じて、このスライド操作スイッチ３０を切替操作する。すると、電子ペン１は、その切替操作に応じたモードになり、芯体１１を通じて正弦波信号Ｓｓまたは矩形波信号Ｓｒを送出する。なお、電子ペン１は、正弦波信号Ｓｓまたは矩形波信号Ｓｒを、芯体１１をカバーするコーン形状をしたカバー１０Ｃを通じて送出するようにしてもよい。

タブレット２Ｓまたはタブレット２Ｒは、電子ペン１からの自身のタイプに応じた正弦波信号Ｓｓまたは矩形波信号Ｓｒを受信して、電子ペン１により指示された位置の検出処理や、筆圧情報や、電子ペン１の識別情報などの検出、その他の付加情報の処理を行う。

以上のようにして、この実施形態の電子ペン１は、タブレット２Ｓとタブレット２Ｒのいずれにおいても位置指示用として使用可能とされる。

なお、モード切替操作手段は、スライド操作スイッチ３０の構成に限られるものではなく、例えばシーソー式の切替スイッチや、正弦波モードと矩形波モードとのそれぞれに応じた２個の押釦スイッチであってもよい。また、１個の押釦スイッチを押下する毎に、正弦波モードと矩形波モードとを切り替えるようにするものであってもよい。さらに、タブレット２Ｓやタブレット２Ｒから送出される信号によって、正弦波モードと矩形波モードとを切り替えるようにしてもよい。

［電子ペン１の電気的な構成例］
この実施形態の電子ペン１は、上記の２種の異なる波形の信号を、簡単な構成により、発生することが可能な構成を備えるように工夫されている。ここで、電子ペン１を簡単な構成とすることにより、２種の異なる波形の信号を送出可能な電子ペン１を、大型化させずに実現することも、この実施形態の電子ペン１の特徴の一つである。

図２は、この実施形態の電子ペン１の電気的な構成例としての信号処理回路の一例を示す図である。この実施形態の電子ペン１は、正弦波信号Ｓｓまたは矩形波信号Ｓｒを送信するための、導電性を備える芯体１１を備える。芯体１１は、例えば導電性金属で構成される。

そして、この実施形態の電子ペン１は、一次電池あるいは二次電池を備える電源回路１２により、電源電圧ＶＤＤを形成するようにしている。二次電池としては、例えばリチウムイオン電池などを用いる。また、二次電池に代えて、あるいは、二次電池と組み合わせて電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどの蓄電素子を用いて、電源回路１２を構成してもよい。さらには、太陽電池などの自律型発電素子と、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどの蓄電素子を用いて、電源回路１２を構成してもよい。

この実施形態の電子ペン１の信号処理回路は、ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）１００と、ＩＣ１００の外付け部品とからなる構成とされている。ＩＣ１００は、端子１０１～１０９を備える。電源回路１２からの電源電圧ＶＤＤは、端子１０１を通じてＩＣ１００に供給される。

ＩＣ１００と外付け部品とからなる信号処理回路は、送信情報生成回路１１０と、第１の信号の例としての正弦波信号Ｓｓを発生する正弦波信号発生回路１２０と、第２の信号の例としての矩形波信号Ｓｒを発生する矩形波信号発生回路１３０と、制御回路１４０と、モード切替回路１５０と、整流回路１７とを備える。

モード切替回路１５０は、正弦波モード端子Ｔｓと、矩形波モード端子Ｔｒと、共通端子Ｃｍとを備え、後述する制御回路１４０のモード切替信号生成回路１４１からのモード切替信号ＳＷにより、共通端子Ｃｍを、正弦波モード端子Ｔｓと、矩形波モード端子Ｔｒとのいずれかに接続させるように切り替えられる。

モード切替回路１５０の共通端子Ｃｍは、ＩＣ１００の端子１０２を通じて電子ペン１の導電性の芯体１１に接続されている。モード切替回路１５０の正弦波モード端子Ｔｓには、正弦波信号発生回路１２０からの正弦波信号Ｓｓが、ＩＣ１００の端子１０３を通じて供給されるように構成されている。また、モード切替回路１５０の矩形波モード端子Ｔｒには、矩形波信号発生回路１３０からの矩形波信号Ｓｒが供給されるように構成されている。

制御回路１４０は、この実施形態では、モード切替信号生成回路１４１と、正弦波用制御信号生成回路１４２と、矩形波用制御信号生成回路１４３と、切替スイッチ回路１４４とを備えて構成されている。

モード切替信号生成回路１４１には、ＩＣ１００の端子１０９を通じて、スライド操作スイッチ３０からのモード指定信号ＳＥが入力される。モード切替信号生成回路１４１は、入力されるモード指定信号ＳＥに基づいて、電子ペン１の送信モードを、正弦波モードとするか、矩形波モードとするかを決定し、その決定に基づいてモード切替信号ＳＷを生成する。そして、モード切替信号生成回路１４１は、生成したモード切替信号ＳＷを送信信号発生回路１１０と、正弦波信号発生回路１２０の後述する切替スイッチ回路１２２と、制御回路１４０の切替スイッチ回路１４４と、モード切替回路１５０とに供給する。

送信情報生成回路１１０は、モード切替信号生成回路１４１からのモード切替信号ＳＷを受けて、タブレット２Ｓまたはタブレット２Ｒに送信する送信情報を生成する。送信情報生成回路１１０が発生する送信情報に応じた信号自体は、モード切替信号ＳＷにより切替制御されて、正弦波モードと矩形波モードとで異なるが、送信情報の情報内容としては、正弦波モードと、矩形波モードとで同一である。

送信情報生成回路１１０は、正弦波モードのときには、正弦波モード用の信号を制御回路１４０の正弦波用制御信号生成回路１４２に供給する。また、送信情報生成回路１１０は、矩形波モードのときには、矩形波モード用の信号を矩形波信号生成回路１３０に供給する。

送信情報には、位置検出用信号の他に、電子ペン１が備える筆圧検出機構（図示は省略）で検出した筆圧の情報、電子ペン１に設けられているサイドスイッチ（図示は省略）のオン、オフ情報、メモリ（図示は省略）に記憶されている電子ペン１の識別情報などの情報信号を含む。

正弦波信号発生回路１２０は、外付け部品としてのトランス１３、共振用キャパシタ１４、カップリング用キャパシタ１５、逆流防止用のダイオード１６と、ＩＣ１００内のスイッチ回路１２１及び切替スイッチ回路１２２とを備えて構成されている。なお、トランス１３は、この実施形態の電子ペン１では、正弦波信号の生成のために用いられると共に、矩形波信号の生成のための高電圧の電源電圧の生成用としても用いられる。

前述もしたように、この実施形態の電子ペン１からタブレット２Ｓまたはタブレット２Ｒに送出する信号は１７ボルト、あるいは２０ボルトというような、高振幅の信号である。しかし、一次電池あるいは二次電池を用いる電源回路１２からの電源電圧ＶＤＤは、低電圧である。そのため、トランス１３は、正弦波信号Ｓｓの生成用とすると共に、当該正弦波信号Ｓｓの振幅を高振幅にするための昇圧処理も行うようにする。

矩形波信号Ｓｒも、同様に高振幅であるために、電源電圧ＶＤＤから高電圧を生成する必要があり、トランスを用いて昇圧することが一般に行われる。しかし、正弦波信号の生成及び昇圧用のトランス１３の他に、矩形波信号用の高電圧を生成するための別個にトランスを設けると、電子ペン１内に、２個のトランスを搭載することになり、電子ペン１が大型化すると共に、電子ペン１を細型にすることが困難になる。この問題を解決するために、この実施形態では、トランス１３を、正弦波信号の生成用としてだけでなく、矩形波信号の生成のための高電圧の生成用としても兼用する構成としている。

トランス１３は、一次巻線１３ａと二次巻線１３ｂとを備える。一次巻線１３ａと二次巻線１３ｂとの巻数比は、１：ｎ（ｎ＞１で、例えばｎ＝５）とされている。トランス１３の一次巻線１３ａの一方の端部は、当該一次巻線１３ａと共に共振回路を構成する共振用キャパシタ１４の一端に接続されていると共に、電源電圧ＶＤＤが得られるＩＣ１００の端子１０５に接続されている。トランス１３の一次巻線１３ａの他方の端部は、端子１０７を通じてスイッチ回路１２１の一端と、切替スイッチ回路１２２の他方の切替端子ｂとの接続点Ｐ１に接続されている。

共振用キャパシタ１４の他端は、ＩＣ１００の端子１０６を通じて切替スイッチ回路１２２の共通端子ｃに接続されている。切替スイッチ回路１２２の一方の切替端子ａは、電源電圧ＶＤＤが得られる端子１０１が接続されている。また、この切替スイッチ回路１２２の他方の切替端子ｂは、スイッチ回路１２１の一端に接続されている。切替スイッチ回路１２１の他端は、接地端に接続されている端子１０８に接続されている。

この実施形態では、トランス１３の一次巻線１３ａと共振用キャパシタ１４とからなる共振回路と、スイッチ回路１２１とを含む回路により発振回路１２０Ｒを構成する。そして、正弦波モードにおいては、トランス１３の一次巻線１３ａと共振用キャパシタ１４とからなる共振回路を用いた発振回路１２０Ｒで発振動作がなされると共に、適宜のタイミングで、スイッチ回路１２１がオン・オフ制御されることで発振回路１２０Ｒにエネルギーが注入され、この発振回路１２０Ｒの発振出力信号（正弦波信号）が減衰せずに、発振が継続するようにされる。

また、この実施形態では、スイッチ回路１２１は、矩形波モードにおいては、トランス１３をフライバック方式の昇圧トランスとして用いて、発生させる矩形波信号の振幅分の電源電圧（高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ））を生成するように、オン・オフ制御される。すなわち、この実施形態では、トランス１３のみでなく、スイッチ回路１２１も、正弦波モードと矩形波モードとの両方で用いられる。

ただし、この実施形態では、スイッチ回路１２１のオン・オフ制御は、正弦波モード時と矩形波モード時とで異なる。そのため、図２に示すように、制御回路１４０の一部を構成する回路として、正弦波用制御信号生成回路１４２と、矩形波用制御信号生成回路１４３とが設けられていると共に、切替スイッチ回路１４４が設けられている。

切替スイッチ回路１２２は、共振用キャパシタ１４を、トランス１３の一次巻線１３ａに対して、正弦波モードには、並列に接続して共振回路を構成させるようにし、矩形波モードでは、共振用キャパシタ１４のトランス１３の一次巻線１３ａに対する並列接続を切断して共振回路を構成しないように切り替えるためのものである。この切替スイッチ回路１２２は、モード切替信号生成回路１４１からのモード切替信号ＳＷにより、正弦波モード時には、共通端子ｃが切替端子ｂ側に接続され、矩形波モード時には、共通端子ｃが切替端子ａ側に接続されるように切り替え制御される。

正弦波用制御信号生成回路１４２は、接続点Ｐ１に得られる電圧ＶＣを監視することで、発振回路１２０Ｒにおいて、正弦波信号Ｓｓを生成するように、スイッチ回路１２１をオン・オフ制御する正弦波用制御信号を生成する。また、矩形波用制御信号生成回路１４３は、整流回路１７から矩形波信号Ｓｒを生成する際に必要とされる高電圧ＨＶ（ＨＶｒ）を生成するように、スイッチ回路１２１をオン・オフ制御する矩形波用制御信号を生成する。

そして、正弦波用制御信号生成回路１４２からの正弦波用制御信号と、矩形波用制御信号生成回路１４３からの矩形波用制御信号とが、切替スイッチ回路１４４を通じて選択的にスイッチ回路１２１に供給されるように構成されている。

切替スイッチ回路１４４は、モード切替信号生成回路１４１からのモード切替信号ＳＷにより、正弦波モード時には、正弦波用制御信号生成回路１４２側に切り替えられ、矩形波モード時には、矩形波用制御信号生成回路１４３側に切り替えられる。正弦波用制御信号生成回路１４２及び矩形波用制御信号生成回路１４３による処理動作については、後で詳述する。

トランス１３の二次巻線１３ｂの一端はバイアス生成用のダイオード１６のカソードに接続され、このダイオード１６のアノードは、接地端に接続されていると共に、ＩＣ１００の端子１０８に接続されている。また、トランス１３の二次巻線１３ｂの他端は、バイアス生成用キャパシタ１５を通じて、接地端に接続されていると共に、ＩＣ１００の端子１０８に接続されている。

そして、トランス１３の二次巻線１３ｂの一端とダイオード１６のカソードとの接続点Ｐ２は、ＩＣ１００の端子１０３に接続されており、この接続点Ｐ２に得られる信号は、端子１０３を通じてＩＣ１００内に供給される。端子１０３を通じてＩＣ１００内に供給された信号は、モード切替回路１５０の正弦波モード端子Ｔｓに供給される。

また、接続点Ｐ２には、整流用ダイオード１８とキャパシタ１９とからなる整流回路１７が接続されている。この整流回路１７の出力端は、ＩＣ１００の端子１０４に接続されている。整流回路１７は、トランス１３の二次巻線１３ｂの一端側の接続点Ｐ２に得られる信号を整流して、トランス１３の一次巻線１３ａと二次巻線１３ｂとの巻数比に応じて昇圧された高電圧ＨＶを生成する。

すなわち、整流回路１７は、正弦波モード時には、トランス１３の二次巻線１３ｂの一端側の接続点Ｐ２に得られる正弦波信号Ｓｓを整流して、当該正弦波信号Ｓｓの振幅に応じた高電圧ＨＶ（＝ＨＶｓ）を生成する。この正弦波モード時の高電圧ＨＶ（＝ＨＶｓ）は、モード切替回路１５０の電源電圧として用いられる。

また、整流回路１７は、矩形波モード時には、後述するように、フライバック方式で二次巻線１３ｂの一端側の接続点Ｐ２に得られる信号を整流して、矩形波信号Ｓｒの生成に必要な高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）を生成する。この矩形波モード時の高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）は、矩形波信号発生回路１３０の電源電圧とされると共に、モード切替回路１５０の電源電圧として用いられる。

矩形波信号発生回路１３０は、この実施形態では、矩形波信号生成用のレベル変換回路１３１で構成される。レベル変換回路１３１の電源電圧は、整流回路１７で生成された高電圧ＨＶ（ＨＶｒ）とされている。矩形波信号発生回路１３０については、後で詳述する。

以上のように構成されている電子ペン１の信号処理回路における正弦波信号の生成モードにおける正弦波用制御信号生成回路１４２による処理動作及び矩形波モードにおける矩形波用制御信号生成回路１４３による処理動作について、以下に説明する。

［正弦波用制御信号生成回路１４２による処理動作について］
図３は、正弦波用制御信号生成回路１４２の具体回路例及び正弦波モードにおける正弦波用制御信号生成回路１４２による処理動作を説明するための図である。また、図４は、その処理動作を説明するために用いる図である。

図３の回路例では、スイッチ回路１２１は、１個のＦＥＴ（Field Effect Transistor）で構成されている。切替スイッチ回路１２２は、正弦波モードの切替状態を示しており、共通端子ｃが切替端子ｂに切り替えられていて、トランス１３の一次巻線１３ａと共振用キャパシタ１４とからなるＬＣ共振回路を含む発振回路１２０Ｒが形成されている。なお、図３では、簡単のため、スイッチ回路１４４は省略してある。

この例の正弦波用制御信号生成回路１４２は、ゼロクロス検出回路１４２１と、遅延回路１４２２と、パルス発生回路１４２３とからなる。

トランス１３の一次巻線１３ａ及び共振用キャパシタ１４からなるＬＣ共振回路を含む発振回路１２０Ｒにより、接続点Ｐ１には、図４（Ａ）に示すような、周波数が例えば１．８ＭＨｚで、振幅が２ＶＤＤの正弦波電圧ＶＣが得られる。この接続点Ｐ１に得られる正弦波電圧ＶＣがゼロクロス検出回路１４２１の入力信号として供給される。

ゼロクロス検出回路１４２１は、この正弦波電圧ＶＣの正弦波としてのゼロクロス時点、すなわち、正弦波電圧ＶＣが電圧値ＶＤＤと交差する時点Ｚｃ１，Ｚｃ２を検出し、その検出したゼロクロス時点Ｚｃ１，Ｚｃ２の内、高い電圧から低い電圧にゼロクロスする時点Ｚｃ２を示す信号、例えばパルスを遅延回路１４２２に供給する。

遅延回路１４２２は、ゼロクロス検出回路１４２１からの信号に基づいて、ゼロクロスの時点Ｚｃ２から、正弦波電圧ＶＣの１周期Ｔの１／４の遅延時間ＤＬだけ遅延した時点を示す信号、例えばパルス信号を、パルス発生回路１４２３に供給する。パルス発生回路１４２３は、遅延回路１４２２からの信号に基づいて、所定のパルス幅のスイッチング信号ＳＷｓ（図４（Ｂ）参照）を生成する。このスイッチング信号ＳＷｓのパルス幅は短い。このパルス発生回路１４２３からのスイッチング信号ＳＷｓは、図３では図示を省略した切替スイッチ回路１４４を介してスイッチ回路１２１に供給され、スイッチ回路１２１は、スイッチング信号ＳＷｓのパルス幅期間でオンとされる。正弦波モードでは、スイッチ回路１２１は、スイッチング信号ＳＷｓのパルス幅期間以外ではオフとされる。

このスイッチ回路１２１がスイッチング信号ＳＷｓのパルス幅期間でオンとされることにより、トランス１３の一次巻線１３ａ及び共振用キャパシタ１４からなる共振回路に、スイッチ回路１２１を通じて電流が流れ、発振回路１２０Ｒで生成される正弦波電圧ＶＣは、減衰することなく、継続的に生成される。

ここで、遅延回路１４２２での遅延時間ＤＬは、ゼロクロスの時点Ｚｃ２から正弦波電圧ＶＣの１周期Ｔの１／４の時間長であるので、スイッチ回路１２１がオンとなる切替時点は、図４（Ｂ）から分かるように、正弦波電圧ＶＣが零ボルトとなる時点である。したがって、スイッチ回路１２１におけるスイッチング時の電圧ロスは略ゼロとなる。

そして、トランス１３の二次巻線１３ｂ側には、一次巻線１３ａと二次巻線１３ｂとの巻数比１：ｎに応じて、正弦波電圧ＶＣのｎ倍の正弦波信号（正弦波電圧）Ｓｓが得られる。

この正弦波信号Ｓｓは、ＩＣ１００の端子１０３を通じてモード切替回路１５０に供給されると共に、整流回路１７に供給される。整流回路１７では、正弦波信号Ｓｓが整流されて高電圧ＨＶ（＝ＨＶｓ）が生成される。そして、整流回路１７で生成された高電圧ＨＶ（＝ＨＶｓ）が、ＩＣ１００の端子１０４を通じて、図３の例では、図示を省略するモード切替回路１５０の電源電圧として供給される。

なお、送信情報発生回路１１０からの信号は、正弦波用制御信号生成回路１４２にイネーブル信号として供給され、正弦波信号発生回路１２０がイネーブル制御されるようにされている。すなわち、送信情報生成回路１１０からの送信する情報のデジタル信号（後述の図５参照）により、例えば「１」の区間では、正弦波信号発生回路１２０をイネーブル状態とし、「０」の区間では、正弦波信号発生回路１２０をディスエーブル状態とする。これにより、トランス１３の二次巻線１３ｂ側に得られる正弦波信号Ｓｓは、送信情報生成回路１１０で生成された送信信号（デジタル信号）に応じて、後述するように、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調あるいはＯＯＫ（On Off Keying）変調が施されたものとなる。

なお、図２及び図３では、送信情報発生回路１１０からの送信信号は、正弦波信号発生回路１２０の正弦波用制御信号生成回路１４２にのみ供給するようにしたが、共振回路を構成するトランス１３の一次巻線１３ａ及びキャパシタ１４に並列にスイッチ回路を設けて、そのスイッチ回路を、送信情報発生回路１１０からの信号により、正弦波用制御信号生成回路１４２の制御と同期してオン・オフ制御するようにしてもよい。また、端子１０３から入力される正弦波信号Ｓｓに対してスイッチ回路を設けて、そのスイッチ回路を送信情報発生回路１１０からの信号により、正弦波用制御信号生成回路１４２の制御と同期してオン・オフ制御して、ＡＳＫ変調やＯＯＫ変調をするようにしてもよい。

さらに、正弦波信号発生回路１２０の正弦波用制御信号生成回路１４２は、正弦波モードのときには、常に動作状態にしておき、共振回路を構成するトランス１３の一次巻線１３ａ及びキャパシタ１４に並列に設けたスイッチ回路、あるいは、端子１０３から入力される正弦波信号Ｓｓに対して設けたスイッチ回路を、送信情報発生回路１１０からの信号により、オン・オフ制御して、ＡＳＫ変調やＯＯＫ変調をするようにしてもよい。

［矩形波信号発生回路１３０及び矩形波用制御信号生成回路１４３による処理動作について］
矩形波信号発生回路１３０のレベル変換回路１３１には、送信情報生成回路１１０からの送信する情報のデジタル信号（図５参照）が、送信信号として供給される。レベル変換回路１３１は、入力された２値信号が「０」の区間では、ゼロレベル（０ボルト）を出力し、２値信号が「１」の区間では、高電圧ＨＶ（ＨＶｒ）を出力して、２値信号に対応した矩形波信号Ｓｒ（図５参照）を生成する。そして、レベル変換回路１３１は、生成した矩形波信号Ｓｒを、モード切替回路１５０を通じ、端子１０２を通じた電子ペン１の芯体１１に供給する。

図６は、矩形波用制御信号生成回路１４３による矩形波モードにおける高電圧ＨＶｒの生成処理動作を説明するための図である。また、図７は、その動作を説明するための図である。この図６の例でもスイッチ回路１２１は、ＦＥＴで構成されているものとして示していると共に、切替スイッチ回路１４４は省略してある。

そして、切替スイッチ回路１２２は、矩形波モードの切替状態を示しており、共通端子ｃが切替端子ａに切り替えられていて、トランス１３の一次巻線１３ａに対する共振用キャパシタ１４の並列接続は切断されている。すなわち、電源電圧ＶＤＤが得られる端子１０５が、トランス１３の一次巻線１３ａとスイッチ回路１２１との直列回路を介して接地されている回路構成となっている。

矩形波モードにおいては、スイッチ回路１２１は、矩形波用制御信号生成回路１４３からのスイッチング信号ＳＷｒ（図７（Ａ）参照）により、オン・オフ制御される。そして、トランス１３の二次巻線１３ｂ側には、図７（Ｂ）に示すようなパルス状電圧ＶＦが得られ、このパルス状電圧ＶＦが整流回路１７で整流されて、高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）が生成される。

矩形波用制御信号生成回路１４３では、整流回路１７からの高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）を端子１０４を通じて受けて監視し、この高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）が、矩形波モードにおける例えば２０Ｖの電圧となるように、スイッチング信号ＳＷｒの、スイッチ回路１２１をオンとする区間の時間長を制御する。

以上のようにして、矩形波モードにおいては、スイッチ回路１２１が、矩形波用制御信号生成回路１４３からのスイッチング信号ＳＷｒによるオン・オフ制御を受けて、整流回路１７から高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）が生成されるようにされる。そして、この高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）が、矩形波信号発生回路１３０のレベル変換回路１３１の電源電圧とされることで、図５に示した矩形波信号Ｓｒが生成される。また、整流回路１７から高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）がモード切替回路１５０の電源電圧とされて、モード切替回路１５０から矩形波信号Ｓｒを歪みなく端子１０２に出力することが可能となる。

［制御回路１４０によるモード切替制御］
次に、図８のフローチャートを参照しながら、制御回路１４０によるモード切替制御動作の流れについて説明する。

この実施形態では、使用するタブレットが正弦波タイプか、矩形波タイプかに応じて、予め、使用者は、図１に示した電子ペン１のスライド操作スイッチ３０のスライド操作ボタン３２を切り替え操作する。

上述したようにして、この実施形態の電子ペン１の制御回路１４０は、端子１０９から入力されている、スライド操作スイッチ３０の切替状態に応じたモード指定信号ＳＥを判別する（図８のステップＳ１０１）。その判別の結果、正弦波モードが指定されているか、矩形波モードが指定されているかを判断する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２で、正弦波モードが指定されていると判断したときには、制御回路１４０は、モード切替信号生成回路１４１からのモード切替信号ＳＷを、電子ペン１を正弦波モードに切り替える信号とする。そして、そのモード切替信号ＳＷにより、モード切替スイッチ回路１５０を、共通端子Ｃｍを正弦波モード端子Ｔｓに接続するように切り替え、送信情報発生回路１１０から正弦波信号Ｓｓを生成させる送信情報の信号を正弦波用制御信号生成回路１４２に供給する。また、モード切替信号ＳＷにより、切替スイッチ回路１２２の共通端子ｃを端子ｂに接続する状態にして、トランス１３の一次巻線１３ａにキャパシタ１４を並列に接続させて共振回路を構成させると共に、スイッチ回路１４４を正弦波用制御信号生成回路１４２側を選択する状態に切り替え、発振回路１２０Ｒを動作させるように構成する。これにより、電子ペン１は、正弦波モードの状態に切り替えられて、上述した正弦波モードが行われる状態になる（ステップＳ１０３）。

また、ステップＳ１０２で、矩形波モードが指定されていると判断したときには、制御回路１４０は、モード切替信号生成回路１４１からのモード切替信号ＳＷを、電子ペン１を矩形波モードに切り替える信号とする。そして、そのモード切替信号ＳＷにより、モード切替スイッチ回路１５０を、共通端子Ｃｍを矩形波モード端子Ｔｒに接続するように切り替え、送信信号発生回路１１０から矩形波信号Ｓｒを生成させる送信情報の信号を矩形波信号生成回路１３０のレベル変換回路１３１に供給する。また、モード切替信号ＳＷにより、切替スイッチ回路１２２の共通端子ｃを端子ａに接続する状態にして、トランス１３の一次巻線１３ａに対するキャパシタ１４の並列接続を解除させて共振回路が構成されないようにすると共に、スイッチ回路１４４を矩形波用制御信号生成回路１４３側を選択する状態に切り替える。これにより、電子ペン１は、矩形波モードの状態に切り替えられて、上述した矩形波モードが行われる状態になる（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０３またはステップＳ１０４の次には、制御回路１４０は、ステップＳ１０１に処理を戻して、このステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

［タブレット２Ｓの構成例及び電子ペン１からの送信信号］
次に、この実施形態の電子ペン１と共に使用されるタブレットの構成例を、正弦波タイプのタブレット２Ｓの場合を例に取って説明する。

図９は、この実施形態の電子ペン１と共に使用する正弦波タイプのタブレット２Ｓの主要部の回路例を示す図である。電子ペン１は、周波数が１．８ＭＨｚの正弦波信号を用いて、位置検出用信号と、電子ペン１として重要な付加情報の例である筆圧情報及びサイドスイッチ情報、更には識別情報（電子ペン１を識別する情報）とを芯体１１を通じてタブレット２Ｓに送出する。タブレット２Ｓは、図９に示すように、位置検出センサ部２１Ｓと、ペン指示検出回路２２Ｓとを備えている。

位置検出センサ部２１Ｓは、下層側から順に、第１の導体群２１１、絶縁層（図示は省略）、第２の導体群２１２を積層して形成されたものである。第１の導体群２１１は、横方向（Ｘ軸方向）に延在した複数の第１の導体２１１Ｙ₁、２１１Ｙ₂、…、２１１Ｙ_m（ｍは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に、Ｙ軸方向に配置したものである。

また、第２の導体群２１２は、第１の導体２１１Ｙ₁、２１１Ｙ₂、…、２１１Ｙ_mの延在方向に対して交差する方向、この例では直交する縦方向（Ｙ軸方向）に延在した複数の第２の導体２１２Ｘ₁、２１２Ｘ₂、…、２１２Ｘ_n（ｎは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に、Ｘ軸方向に配置したものである。

なお、以下の説明において、第１の導体２１１Ｙ₁、２１１Ｙ₂、…、２１１Ｙ_mについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第１の導体２１１Ｙと称する。同様に、第２の導体２１２Ｘ₁、２１２Ｘ₂、…、２１２Ｘ_nについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第２の導体２１２Ｘと称することとする。

制御回路２２０と位置検出センサ部２１Ｓとの間には、入出力インターフェースとされる選択回路２２１が設けられている。選択回路２２１は、制御回路２２０からの制御信号に基づいて、第１の導体群２１１Ｙおよび第２の導体群２１２Ｘの中からそれぞれ１本の導体を選択するように制御される。なお、選択回路２２１は、第１の導体群２１１Ｙおよび第２の導体群２１２Ｘの中から複数本を同時に選択するようにしてもよい。

そして、ペン指示検出回路２２Ｓは、選択回路２２１に接続されている増幅回路２２２と、バンドパスフィルタ２２３と、検波回路２２４と、サンプルホールド回路２２５と、ＡＤ（Analog to Digital）変換回路２２６と、制御回路２２０とからなる。

制御回路２２０からの制御信号により選択回路２２１で選択された位置検出センサ部２１Ｓの導体から、ペン指示検出回路２２Ｓに入力される。ペン指示検出回路２２Ｓにおいては、電子ペン１からの正弦波信号の変調信号からなる送信信号Ｓｓは、増幅回路２２２により増幅される。この増幅回路２２２の出力はバンドパスフィルタ２２３に供給されて、正弦波信号Ｓｓの周波数成分のみが抽出される。

バンドパスフィルタ２２３の出力信号は検波回路２２４によって検波される。この検波回路２２４の出力信号はサンプルホールド回路２２５に供給されて、制御回路２２０からのサンプリング信号により、所定のタイミングでサンプルホールドされた後、ＡＤ変換回路２２６によってデジタル値に変換される。ＡＤ変換回路２２６からのデジタルデータは制御回路２２０によって読み取られ、処理される。

制御回路２２０は、内部のＲＯＭに格納されたプログラムによって、サンプルホールド回路２２５、ＡＤ変換回路２２６、および選択回路２２１に、それぞれ制御信号を送出するように動作する。また、制御回路２２０は、ＡＤ変換回路２２６からのデジタルデータから、電子ペン１によって指示された位置検出センサ部２１Ｓ上の位置座標を算出する。

この例においては、電子ペン１は、前述したように、送信情報生成回路１１０からの位置検出用信号と、筆圧情報及びサイドスイッチ情報を含む送信情報により、正弦波信号Ｓｓが変調された送信信号をタブレット２Ｓに送出する構成を備えている。

図１０（Ａ）は、電子ペン１の送信情報生成回路１１０から正弦波用制御信号生成回路１４２に供給される信号の例を示すものである。図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、電子ペン１から送信される信号（正弦波信号Ｓｓ）は、この例では、連続送信期間と送信データ期間を１周期とするパターンの信号を繰り返し出力するようなものとなる。すなわち、電子ペン１から出力される信号Ｓｓは、図１０（Ａ）の正弦波用制御信号生成回路１４２に供給される信号のハイレベルを維持する一定期間の連続送信期間では、図１０（Ｂ）に示すように、正弦波信号がバースト信号として連続する状態のものとなる（図１０（Ｃ）の連続送信期間）。

この連続送信期間の長さは、タブレット２Ｓのペン指示検出回路２２Ｓにおいて、電子ペン１による位置検出センサ部２１Ｓ上の指示位置を検出することが可能な時間長とされ、例えば第１の導体２１１Ｙ及び第２の導体２１２Ｘの全てを１回以上、好ましくは複数回以上スキャンすることができる時間長とされる。

この連続送信期間の終了後、電子ペン１に印加されている筆圧値の情報を複数ビットの値（２進コード）とした筆圧情報と、サイドスイッチのオン・オフ情報をサイドスイッチ情報とした１ビットあるいは複数ビットの情報と、その他、識別情報などからなる送信データを、電子ペン１は芯体１１から送信する。

すなわち、電子ペン１の送信情報生成回路１１０は、図１０（Ａ）に示すように、連続送信期間の終了後の送信データ期間において、所定の周期（Td）でハイレベルまたはローレベルとなる送信データの信号を、図３に示した正弦波用制御信号生成回路１４２に供給することで、発振回路１２０Ｒをオン・オフ制御する。これにより、電子ペン１からの送信信号は、正弦波信号がＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調あるいはＯＯＫ（On Off Keying）変調された信号Ｓｓとされる。すなわち、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、送信データ（２進コード）が「０」のときは、正弦波信号の送出はせず、送信データ（２進コード）が「１」のときは、正弦波信号を送出するように制御して、ＡＳＫ変調あるいはＯＯＫ変調が行なわれる。

このとき、連続送信期間の後の所定の周期(Td)の初回は必ずハイレベルとされ、それを図１０（Ｃ）のスタート信号とする。このスタート信号は、以降のデータ送出タイミングをタブレット２Ｓのペン指示検出回路２２Ｓの制御回路２２０が正確に判定することができるようにするためのタイミング信号である。なお、このスタート信号に代えて、連続送信期間の正弦波信号のバースト信号をタイミング信号として利用することもできる。

図９に示すタブレット２Ｓのペン指示検出回路２２Ｓにおいては、制御回路２２０は、連続送信期間の受信信号から、電子ペン１による位置検出センサ部２１Ｓ上での指示位置を検出する。そして、制御回路２２０は、連続送信期間の終了を待ち、連続送信期間の終了後のスタート信号を検出したら、送信データ期間の筆圧情報及びサイドスイッチ情報、識別情報などのその他のデータを検出して、それらを復元する動作を行う。そして、制御回路２２０は、電子ペン１による指示位置の検出情報と、筆圧情報と、サイドスイッチ情報と、識別情報などのその他の情報を、ホストコンピュータなどに出力するようにする。

以上は、正弦波タイプのタブレット２Ｓの構成及び動作について、電子ペン１が正弦波モードのときの動作と併せて説明したが、図６に示す矩形波タイプのタブレット２Ｒの構成及び動作も、ほぼ同様とすることができるので、ここでは、その詳細な説明は省略する。すなわち、矩形波タイプのタブレット２Ｒは、位置検出を行うと共に、筆圧情報及びサイドスイッチ情報、識別情報などを検出するためのペン指示検出回路を備える。

ただし、矩形波タイプのタブレット２Ｒのペン指示検出回路の構成は、電子ペン１から送信されてくる矩形波信号Ｓｒを処理する構成である点で、正弦波タイプのタブレット２Ｓとは異なっている。この場合、電子ペン１から送信される矩形波信号Ｓｒは、図１０（Ａ）に示した信号に対応したものとなっており、矩形波タイプのタブレット２Ｒのペン指示検出回路は、当該矩形波信号Ｓｒを処理することができる構成とされる。

［第１の実施形態の効果］
上述した電子ペン１によれば、正弦波タイプと矩形波タイプとの異なる２種のタブレット２Ｓ，２Ｒに対して、共通に使用可能なものを実現することができる。そして、上述の実施形態の電子ペン１によれば、高電圧の信号を生成するための回路は、トランス１３を含めて、正弦波モードと矩形波モードとで共用する構成としたことにより、電子ペン１の構成を簡単にすることができ、電子ペン１の大型化を回避することもできる。

［第２の実施形態］
以上の第１の実施形態では、使用者がスライド操作スイッチ３０を操作することで、電子ペンを正弦波モードと矩形波モードのいずれかに切替指定するようにした。このため、使用者は、タブレットが正弦波タイプと矩形波タイプとのいずれかを知っている必要がある。しかし、タブレットが正弦波タイプと矩形波タイプとのいずれかであるかが不明である場合もあり、タブレットのタイプに応じて電子ペンのモードが自動的に切り替え設定されれば非常に便利である。第２の実施形態は、タブレットが正弦波タイプまたは矩形波タイプのいずれであるかに応じて自動的にモード切り替え設定がされるようにした電子ペンの場合である。

図１１は、この第２の実施形態における電子ペン１Ａと、正弦波タイプのタブレット２ＳＡ及び矩形波タイプの２ＲＡとからなる座標入力装置の概要を説明するための図である。この図１１において、図１と同一部分には、同一参照符号を付すものとする。

第２の実施形態の電子ペン１Ａは、図１１に示すように、第１の実施形態の電子ペン１におけるスライド操作スイッチ３０は備えていない。一方、この第２の実施形態では、正弦波タイプのタブレット２ＳＡは、自身が正弦波タイプであることを示すタイプ指定情報ＣＭｓを、また、矩形波タイプのタブレット２ＲＡは、自身が矩形波タイプであることを示すタイプ指定情報ＣＭｒを送出する機能を備える。

そして、この第２の実施形態の電子ペン１Ａは、第１の実施形態の電子ペン１と同様に、送信信号として正弦波信号Ｓｓを発生する正弦波モードと、矩形波信号Ｓｒを発生する矩形波モードとを備えていると共に、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからのタイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒを受信して、自動的に、タブレット２Ｓまたはタブレット２Ｒのタイプに応じたモードに切り替えられるように構成されている。

この第２の実施形態では、タブレット２ＳＡ及びタブレット２ＲＡは、第１の実施形態のタブレット２Ｓ及びタブレット２Ｒと同様に、位置検出センサ部２１Ｓ及び２１Ｒを筐体２０Ｓ及び２０Ｒ内に備えることに加えて、この位置検出センサ部２１Ｓ及び２１Ｒを通じてタイプ指定情報ＣＭｓ及びＣＭｒを送出するようにする。このため、この第２の実施形態のタブレット２ＳＡ及びタブレット２ＲＡは、位置検出センサ部２１Ｓ及び２１Ｒに接続されて信号処理を行うペン指示検出回路２２ＳＡ及び２２ＲＡは、電子ペン１Ａからの正弦波信号Ｓｓまたは矩形波信号Ｓｒを受信して位置検出処理やその他の処理をすると共に、タイプ指定情報ＣＭｓ及びタイプ指定情報ＣＭｒを位置検出センサ部２１Ｓ及び位置検出センサ部２１Ｒから送出する機能を備える。

電子ペン１は、この実施形態では、芯体１１を通じて正弦波信号Ｓｓまたは矩形波信号Ｓｒを送出すると共に、芯体１１を通じてタブレット２ＳＡからのタイプ指定情報ＣＭｓまたはタブレット２ＲＡからのタイプ指定情報ＣＭｒを受信するように構成されている。この第２の実施形態では、後述するように、電子ペン１Ａは、正弦波信号Ｓｓまたは矩形波信号Ｓｒを送出する送信モードと、タイプ指定情報ＣＭｓまたはタイプ指定情報ＣＭｒを受信する受信モードとを、時分割で実行するように構成されている。

同様に、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡも、タイプ指定情報ＣＭｓまたはタイプ指定情報ＣＭｒを送信する送信モードと、電子ペン１からの正弦波信号Ｓｓまたは矩形波信号Ｓｒを受信する受信モードとを時分割で実行するように構成されている。そして、電子ペン１における時分割処理は、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからの受信信号に基づいてタイミング制御されることで、電子ペン１Ａとタブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡとの間で時分割処理が同期されるように構成されている。すなわち、電子ペン１が送信モードとなっているときには、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡは受信モードとなっており、電子ペン１Ａが受信モードとなっているときには、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡは送信モードとなっている。そして、この第２の実施形態では、電子ペン１Ａの送信モードにおいては、正弦波モードと矩形波モードのいずれかが選択される。

この第２の実施形態では、電子ペン１Ａは、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡの位置検出センサ部２１Ｓまたは２１Ｒからの信号を受信しない状態であるときには、常に、受信モードとなっている。そして、電子ペン１Ａがタブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡに近づけられて、タイプ指定情報ＣＭｓまたはタイプ指定情報ＣＭｒを受信する状態となると、電子ペン１Ａでは、受信したタイプ指定情報ＣＭｓまたはタイプ指定情報ＣＭｒに基づき、静電結合しているタブレットが、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡのいずれであるかを判別する。

そして、電子ペン１Ａは、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡから受信したタイプ指定情報ＣＭｓまたはタイプ指定情報ＣＭｒの受信タイミングに基づき、受信期間と送信期間との時分割制御を開始する。そして、電子ペン１Ａは、判別したタイプが正弦波タイプであるときには、送信期間においては、自機を正弦波モードにして正弦波信号Ｓｓを生成し、生成した正弦波信号Ｓｓを、芯体１１を通じて、タブレット２ＳＡに対して送出する。また、電子ペン１Ａは、判別したタイプが矩形波タイプであるときには、送信期間においては、自機を矩形波モードにして矩形波信号Ｓｒを生成し、生成した矩形波信号Ｓｒを、芯体１１を通じて、タブレット２ＲＡに対して送出する。

このとき、前述したように、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡは、電子ペン１Ａの送信期間と受信期間の時分割タイミングと同期しており、その受信期間において、電子ペン１Ａからの自身のタイプに応じた正弦波信号Ｓｓまたは矩形波信号Ｓｒを受信して、電子ペン１Ａにより指示された位置の検出処理や、筆圧情報や、電子ペン１Ａの識別情報などの検出、その他の付加情報の処理を行う。

この第２の実施形態の電子ペン１Ａでは、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡのタイプに応じて、正弦波モードまたは矩形波モードに自動的に切り替わるので、電子ペン１Ａの使用者は、タブレットが、タブレット２ＳＡとタブレット２ＲＡのいずれであるかを気にすることなく、電子ペン１Ａによるタブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡの位置指示ができて、非常に便利である。

［第２の実施形態の電子ペン１Ａの電気的な構成例］
図１２に、この第２の実施形態の電子ペン１Ａの電気的な構成例を示す。この第２の実施形態の電子ペン１Ａの電気的な構成は、前述した第１の実施形態の電子ペン１とは、タブレット２ＳＡからのタイプ指定情報ＣＭｓまたはタブレット２ＲＡからのタイプ指定情報ＣＭｒを受信することで自身を正弦波モードとするか矩形波モードとするかを自動的に切り替える部分が追加される点が異なるだけで、その他の部分は同様である。図１２において、図２に示した第１の実施形態の電子ペン１の電気的な構成例と同一部分には、同一参照符号を付して、その説明は省略する。

すなわち、この第２の実施形態においては、図１２に示すように、ＩＣ１００には、端子１０９は設けられない。そして、第１の実施形態とは、モード切替回路１５０とモード切替信号生成回路１４１に代えてモード切替回路１５０Ａとモード切替信号生成回路１４１Ａとが設けられると共に、受信信号処理回路１６０が設けられる点が異なる。

この第２の実施形態の電子ペン１Ａにおいては、芯体１１は、電子ペン１Ａからの位置検出用信号の送信用だけではなく、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡの位置検出センサ２１Ｓまたは２１Ｒから送信されるタイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒの受信用としても用いられる。

モード切替回路１５０Ａは、正弦波モード端子Ｔｓと、矩形波モード端子Ｔｒと、共通端子Ｃｍとに加えて、受信用端子Ｒを備え、制御回路１４０Ａのモード切替信号生成回路１４１Ａからのモード切替信号により、共通端子Ｃｍを、受信用端子Ｒと、正弦波モード端子Ｔｓと、矩形波モード端子Ｔｒとのいずれかに接続させるように切り替えられる。すなわち、電子ペン１Ａが受信モードの期間においては、モード切替回路１５０Ａにおいては、共通端子Ｃｍが受信用端子Ｒに接続するように切り替えられる。また、電子ペン１Ａが送信モードの期間においては、共通端子Ｃｍが、正弦波モード端子Ｔｓと矩形波モード端子Ｔｒとのいずれかに接続するように切り替えられる。

モード切替回路１５０Ａの受信側端子Ｒは、受信信号処理回路１６０の入力端に接続されている。受信信号処理回路１６０は、アンプ１６１と、受信信号判別回路１６２とからなる。受信信号判別回路１６２は、アンプ１６１から受け取った信号から、受信した信号は、タイプ指定情報ＣＭｓか、あるいは、タイプ指定情報ＣＭｒかを判別する。そして、受信信号判別回路１６２は、タイプ指定情報ＣＭｓか、あるいは、タイプ指定情報ＣＭｒかの判別結果を、制御回路１４０Ａのモード切替信号生成回路１４１Ａに供給する。また、受信信号判別回路６２は、受信した信号から、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡの送信モードの期間及び受信モードの期間と同期させるためのタイミング信号を生成し、そのタイミング信号をモード切替信号生成回路１４１Ａに供給する。

モード切替信号生成回路１４１Ａは、受信信号判別回路１６２からのタイプ指定情報ＣＭｓか、あるいは、タイプ指定情報ＣＭｒかの判別結果に基づいて、電子ペン１Ａの送信モードを、正弦波モードとするか、矩形波モードとするかを決定する。また、モード切替信号生成回路１４１Ａは、受信信号判別回路１６２からのタイミング信号から、送信モードの期間と受信モードの期間とを時分割で切り替えるタイミングを決定する。

モード切替信号生成回路１４１Ａは、第１の実施形態と同様に、正弦波モードと矩形波モードとを切り替えるモード切替信号ＳＷを生成すると共に、モード切替回路１５０Ａを切り替え制御するためのモード切替信号ＳＷＡを生成する。すなわち、この第２の実施形態では、モード切替回路１５０Ａは、モード切替信号ＳＷではなく、モード切替信号ＳＷＡにより切り替えられる。

モード切替回路１５０Ａは、モード切替信号ＳＷＡにより、共通端子Ｃｍが、受信モードの期間では、受信用端子Ｒに接続され、送信モードの期間では、決定した正弦波モード端子Ｔｓあるいは矩形波モード端子Ｔｒのいずれかに接続されるように切り替え制御される。

その他の構成、すなわち、送信情報発生回路１１０、正弦波信号発生回路１２０、矩形波信号発生回路１３０及び制御回路１４０Ａのモード切替信号生成回路１４１Ａ以外の回路１４２，１４３，１４４は、第１の実施形態の電子ペン１と同様であるので、説明を省略する。

［制御回路１４０Ａによるモード切替制御］
上述したようにして、この第２の実施形態の電子ペン１Ａの制御回路１４０Ａは、タブレット２ＳＡから受信したタイプ指定情報ＣＭｓまたはタブレット２ＲＡから受信したタイプ指定情報ＣＭｒに基づいて、電子ペン１Ａをいずれのモードにするかを決定すると共に、送信モードと受信モードとの時分割管理を含めた送受信モード切替管理を行うようにする。

この制御回路１４０Ａにおける処理動作の流れの一例を、図１３及び図１４のフローチャートを参照しながら説明する。

制御回路１４０Ａは、モード切替信号生成回路１４１Ａからのモード切替信号ＳＷＡにより、モード切替回路１５０Ａの共通端子Ｃｍを受信用端子Ｒに接続する状態とし、電子ペン１Ａを、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからの受信信号を監視するモードとする（図１３のステップＳ１１１）。そして、制御回路１４０Ａは、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからの信号を受信したか否か判別する（ステップＳ１１２）。

電子ペン１Ａがタブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡから離れた状態であるときには、電子ペン１Ａは、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡから信号を受信しないので、制御回路１４０Ａは、このステップＳ１１２では、信号を受信していないと判別して、処理をステップＳ１１１に戻し、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからの信号の受信を監視するモードを継続する。

そして、電子ペン１Ａがタブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡに接近して、ステップＳ１１２で、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからの信号を受信したと判別したときには、制御回路１４０Ａは、受信信号判別回路１６２で、受信した信号から正弦波タイプのタイプ指定情報ＣＭｓまたは矩形波タイプのタイプ指定情報ＣＭｒのいずれかを判別できたか否か判別する（ステップＳ１１３）。このステップＳ１１３で、正弦波タイプのタイプ指定情報ＣＭｓまたは矩形波タイプのタイプ指定情報ＣＭｒのいずれかを判別できなかったと判別したときには、制御回路１４０Ａは、処理をステップＳ１１１に戻し、このステップＳ１１１以降の処理を繰り返す。

そして、ステップＳ１１３で、正弦波タイプのタイプ指定情報ＣＭｓまたは矩形波タイプのタイプ指定情報ＣＭｒのいずれかを判別できたと判別したときには、制御回路１４０Ａは、その判別結果のタイプ指定情報ＣＭｓまたはタイプ指定情報ＣＭｒのいずれかを、モード切替信号生成回路１４１Ａに内蔵するバッファメモリ（図示は省略）に記憶するようにする（ステップＳ１１４）。

そして、制御回路１４０Ａは、受信モードと送信モードとを時分割で実行する状態に変更すると決定する（ステップＳ１１５）。そして、制御回路１４０Ａは、モード切替信号生成回路１４１Ａからのモード切替信号ＳＷＡにより、モード切替回路１５０Ａの共通端子Ｃｍを受信用端子Ｒに接続して、電子ペン１Ａを受信モードの状態とする（ステップＳ１１６）。

そして、制御回路１４０Ａは、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからの信号を受信したか否か判別する（ステップＳ１１７）。このステップＳ１１７で、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからの信号を受信したと判別したときには、制御回路１４０Ａは、受信信号判別回路１６２で、受信及び判別したタイプ指定情報ＣＭｓまたはタイプ指定情報ＣＭｒにより、バッファメモリのタイプ指定情報を更新する（ステップＳ１１８）。

ステップＳ１１７で、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからの信号を受信しなくなったと判別したときには、制御回路１４０Ａは、受信信号が消滅してから、受信信号無しの状態が、予め定めた所定時間Ｔａ以上継続したか否か判別する（ステップＳ１１９）。ここで、所定時間Ｔａは、電子ペン１Ａがタブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡから一旦離れたが、当該タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡに対して継続して指示入力すると考えられるような短時間よりは長い時間とされている。なお、この所定時間Ｔａは、１～複数の受信モードの期間に亘るものである。

ステップＳ１１９で、受信信号無しの状態が、予め定めた所定時間Ｔａ以上継続したと判別したときには、制御回路１４０Ａは、処理をステップＳ１１１に戻して、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからの信号の受信を監視するモードに切り替え、このステップＳ１１１以降の処理を繰り返す。

ステップＳ１１９で、受信信号無しの状態が、予め定めた所定時間Ｔａ以上は継続してはいないと判別したとき、また、ステップＳ１１８の次には、制御回路１４０Ａは、時分割の受信モードの期間が終了したか否か判別し（図１４のステップＳ１２１）、終了してはいないと判別したときには、処理をステップＳ１１６に戻して、受信モードを継続する。

そして、ステップＳ１２１で、時分割の受信モードの期間が終了したと判別したときには、制御回路１４０Ａは、電子ペン１Ａを送信モードの状態とすると決定し、バッファメモリに記憶しているタイプ指定情報に応じて、モード切替信号生成回路１４１Ａからのモード切替信号ＳＷＡによりモード切替回路１５０Ａを切り替え、また、モード切替信号ＳＷにより切替スイッチ回路１２２を切り替え、更に、モード切替信号ＳＷにより切替スイッチ回路１４４を切り替えて送信モードを実行する（ステップＳ１２２）。

すなわち、バッファメモリにタイプ指定情報ＣＭｓが記憶されているときには、電子ペンＡ１は、この送信モードの期間では正弦波モードとなり、モード切替回路１５０Ａは、モード切替信号ＳＷＡにより、正弦波モード端子Ｔｓに共通端子Ｃｍが接続される状態に切り替えられると共に、切替スイッチ回路１２２は、モード切替信号ＳＷにより共通端子ｃが切替端子ｂに切り替えられて、トランス１３の一次巻線１３ａに共振用キャパシタ１４が並列に接続されて共振回路が構成される状態とされる。さらに、切替スイッチ回路１４４が、モード切替信号ＳＷにより、正弦波用制御信号生成回路１４２からのスイッチング信号ＳＷｓを、スイッチ回路１２１に供給してオン・オフ制御される状態に切り替えられる。これにより、発振回路１２０Ｒが発振動作をする状態とされる。

したがって、電子ペン１Ａでは、この正弦波モードにおいては、図３及び図４を用いて前述したようにして、正弦波信号Ｓｓがトランス１３の二次巻線１３ｂ側に得られる状態となり、当該正弦波信号Ｓｓが、ＩＣ１００の端子１０３を通じ、更にモード切替回路１５０Ａ、端子１０２を通じて、芯体１１に供給される状態となる。そして、モード切替回路１５０Ａには、正弦波信号Ｓｓが整流回路１７で整流された高電圧ＨＶ（＝ＨＶｓ）が電源電圧として供給されて、正弦波信号Ｓｓが歪みなく、モード切替回路１５０Ａを通じて芯体１１に供給されるようにされる。

また、バッファメモリにタイプ指定情報ＣＭｒが記憶されているときには、電子ペン１Ａの時分割の送信モードの期間では矩形波モードとなり、モード切替回路１５０Ａは、モード切替信号ＳＷＡにより、矩形波モード端子Ｔｒに共通端子Ｃｍが接続される状態に切り替えられると共に、切替スイッチ回路１２２は、モード切替信号ＳＷにより共通端子ｃが切替端子ａに切り替えられて、トランス１３の一次巻線１３ａに対する共振用キャパシタ１４の並列接続が解除される状態とされる。さらに、切替スイッチ回路１４４が、モード切替信号ＳＷにより、矩形波用制御信号生成回路１４３からのスイッチング信号ＳＷｒを、スイッチ回路１２１に供給してオン・オフ制御される状態に切り替えられる。

したがって、電子ペン１Ａでは、この矩形波モードにおいては、図５～図７を用いて前述したようにして、矩形波信号発生回路１３０からの矩形波信号Ｓｒが、モード切替回路１５０Ａ、端子１０２を通じて、芯体１１に供給される状態となる。そして、モード切替回路１５０Ａには、トランス１３の二次巻線１３ｂの整流回路１７で整流されて形成された高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）が電源電圧として供給されて、矩形波信号Ｓｒが歪みなく、モード切替回路１５０Ａを通じて芯体１１に供給されるようにされる。

このステップＳ１２２の次には、制御回路１４０Ａは、送信モードの期間が終了したか否か判別し（ステップＳ１２３）、終了してはいないと判別したときには、処理をステップＳ１２２に戻して、送信モードを継続する。そして、ステップＳ１２３で、送信モードの期間が終了したと判別したときには、制御回路１４０は、処理を図１３のステップＳ１１６に戻し、電子ペン１Ａを受信モードの状態とし、このステップＳ１１６以降の処理を繰り返す。

［第２の実施形態におけるタブレット２Ｓの構成例］
次に、この第２の実施形態の電子ペン１Ａと共に使用されるタブレットの構成例を、正弦波タイプのタブレット２ＳＡの場合を例に取って説明する。

図１５は、この第２の実施形態の電子ペン１Ａと共に使用する正弦波タイプのタブレット２ＳＡの主要部の回路例を示す図である。この図１５の回路例において、図９に示した第１の実施形態における正弦波タイプのタブレット２Ｓの回路例と同一部分には、同一参照符号を付与して、その説明は省略する。

タブレット２ＳＡは、図１５に示すように、位置検出センサ部２１Ｓと、ペン指示検出回路２２Ｓとに加えて、切替スイッチ回路２３と、タイプ指定情報発生回路２４とを備えている。タイプ指定情報発生回路２４は、タブレット２Ｓが正弦波タイプであることを示すタイプ指定情報ＣＭｓを送出する。

切替スイッチ回路２３は、タイプ指定情報ＣＭｓの送信時と、電子ペン１Ａからの正弦波信号Ｓｓの受信時とで後述する制御回路２２０Ａにより切り替えられるスイッチ回路であり、送信側端子ＴＸは、タイプ指定情報発生回路２４の出力端が接続され、受信側端子ＲＸは、ペン指示検出回路２２Ｓの増幅回路２２２に接続されている。そして、切替スイッチ回路２３の共通端子Ｃｔは、位置検出センサ部２１Ｓとの間の入出力インターフェースである選択回路２２１に接続されている。

選択回路２２１は、制御回路２２０Ａからの制御信号に基づいて、タイプ指定情報ＣＭｓの送信時には、第１の導体群２１１Ｙおよび／または第２の導体群２１２Ｘの中の１本ずつの導体、あるいは複数本の導体を選択し、また、電子ペン１Ａからの正弦波信号Ｓｓの受信時には、第１の導体群２１１Ｙおよび第２の導体群２１２Ｘの中からそれぞれ１本の導体を選択するように制御される。なお、選択回路２２１は、第１の導体群２１１Ｙおよび第２の導体群２１２Ｘの中から複数本を同時に選択するようにしてもよい。

制御回路２２０Ａは、前述したように、切替スイッチ回路２３を切り替えて、タブレット２ＳＡにおいて送信モードと受信モードとを時分割で切り替える。そして、送信モードにおいては、制御回路２２０Ａからの制御信号により、切替スイッチ回路２３の共通端子Ｃｔが送信側端子ＴＸに接続され、タイプ指定情報発生回路２４からのタイプ指定情報ＣＭｓが、この切替スイッチ回路２３及び選択回路２２１を通じて、１本ずつの導体、あるいは複数本の導体に供給されて、電子ペン１Ａに対して送信される。

電子ペン１Ａは、前述したようにして、このタイプ指定情報ＣＭｓを受信して、タブレット２ＳＡが正弦波タイプであることを判別する。そして、電子ペン１Ａは、前述したように、タブレット２ＳＡの送信モードと受信モードとの切り替えに同期して、受信モードと送信モードとを切り替え、送信モードでは正弦波信号Ｓｓをタブレット２ＳＡに送信してくる。

タブレット２ＳＡの制御回路２２０Ａは、電子ペン１Ａの送信モードにおいては、受信モードとなっている。タブレット２ＳＡの受信モードにおいては、制御回路２２０Ａからの制御信号により、切替スイッチ回路２３の共通端子Ｃｔは受信側端子ＲＸに接続され、電子ペン１Ａから送られてくる正弦波信号Ｓｓが、選択回路２２１で選択された位置検出センサ部２１Ｓの導体から、スイッチ回路２３を通じて、ペン指示検出回路２２Ｓに入力され、上述の第１の実施形態で説明したようにして電子ペン１Ａからの信号を検出して、電子ペン１Ａにより指示された位置を検出するようにする。

制御回路２２０Ａは、内部のＲＯＭに格納されたプログラムによって、サンプルホールド回路２２５、ＡＤ変換回路２２６、選択回路２２１に、それぞれ制御信号を送出すると共に、切替スイッチ回路２３に送信モードと受信モードとで切り替える切替制御信号を供給するように動作する。また、制御回路２２０Ａは、ＡＤ変換回路２２６からのデジタルデータから、電子ペン１によって指示された位置検出センサ部２１Ｓ上の位置座標を算出する。

以上は、正弦波タイプのタブレット２ＳＡの構成及び動作について、電子ペン１Ａが正弦波モードのときの動作と併せて説明したが、矩形波タイプのタブレット２ＲＡのペン指示検出回路２２Ｒの構成及び動作も、ほぼ同様とすることができる。すなわち、矩形波タイプのタブレット２ＲＡも、位置検出センサ部２１Ｓと全く同様の位置検出センサ部２１Ｒを備えると共に、矩形波タイプのタイプ指定情報ＣＭｒを発生するタイプ指定情報発生回路を備える。そして、矩形波モードの電子ペン１Ａからの受信信号を処理して、位置検出を行うと共に、筆圧情報及びサイドスイッチ情報、識別情報などを検出するためのペン指示検出回路２２Ｒを備える。

なお、上述の説明では、タブレットからのタイプ指定情報としては、正弦波タイプと矩形波タイプのそれぞれを指定するタイプ指定情報ＣＭｓとＣＭｒとを用意するようにしたが、いずれか一方のみが用意されていてもよい。例えば、正弦波タイプのタブレットはタイプ指定情報ＣＭｓを送出するが、矩形波タイプのタブレットはタイプ指定情報を送出しない場合、電子ペンは、タイプ指定情報ＣＭｓを受信しなかった場合には、タブレットは矩形波タイプと判断する。逆に、矩形波タイプのタブレットのみが、タイプ指定情報ＣＭｒを送出する場合であってもよい。

［第２の実施形態の効果］
上述の第２の実施形態の電子ペン１によれば、タブレット２Ｓからのタイプ指定情報ＣＭｓまたはタブレット２Ｒからのタイプ指定情報ＣＭｒを検出することで、何れのタイプのタブレットと静電結合して位置指示することが可能になったかを判別して、自動的に、タブレット２Ｓまたはタブレット２Ｒのタイプに応じたモードに切り替えられる。したがって、使用者は、タブレットがいずれのタイプのものかを把握しなくてもよく、非常に便利である。

［第３の実施形態］
この第３の実施形態は、第２の実施形態の変形例である。すなわち、以下に説明する第３の実施形態の電子ペンは、上述した第２の実施形態の電子ペン１Ａとは、芯体側部材の構成及びそれに伴う部分の構成が異なる。そして、第３の実施形態の電子ペンのその他の構成は、第２の実施形態の電子ペン１Ａと同様である。図１６は、この第３の実施形態の電子ペン１Ｂの電気的な構成例を示すものである。この図１６の例において、図１２に示した第２の実施形態の電子ペン１Ａと同一部分には、同一の参照符号を付してある。

上述の第２の実施形態の電子ペン１Ａと、タブレット２ＳＡまたは２ＲＡとの間で信号を送受する芯体側部材としては、導電性の芯体１１とした。このため、第２の実施形態の電子ペン１Ａでは、送信モードと受信モードとを時分割で切り替えて、芯体１１を送信用と受信用とで兼用するようにした。

これに対して、第３の実施形態の電子ペン１Ｂでは、図１６に示すように、芯体側部材を、導電性の芯体１１と導電性のスリーブ部材３１とで構成するようにして、導電性の芯体１１と導電性のスリーブ部材３１との一方を送信用とし、他方を受信用とするように構成する。

スリーブ部材３１は、詳細な図示は省略するが、電子ペン１Ｂの筒状の筐体のペン先側に、芯体１１とは電気的に絶縁された状態で設けられる。すなわち、スリーブ部材３１は、外形が円錐台形状であると共に、円錐台形状の中心線方向（軸心方向）に直交する方向の断面がリング状形状を有していて、内部が中空の部材である。そして、芯体１１が、図１６に示すように、このスリーブ部材３１の中空部内を挿通して、その先端部１１ａが、電子ペン１Ｂの筐体のペン先側に突出するように構成されている。

図１６の例では、芯体１１は、第１の実施形態の電子ペン１と同様に、送信専用とされ、スリーブ部材３１は、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからのタイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒの受信用とされている。そして、スリーブ部材３１でタブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡから受信したタイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒは、ＩＣ１００の端子１１０を通じて、受信信号処理回路１６０に供給される構成とされる。

なお、スリーブ部材３１を送信用とし、芯体１１をタブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからのタイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒの受信用とするように構成することもできる。

そして、この第３の実施形態の電子ペン１Ｂでは、送信モードと受信モードとを時分割で切り替える必要はない。そのため、この第３の実施形態のモード切替回路１５０Ｂは、第１の実施形態の電子ペン１のモード切替回路１５０と同様の構成とされ、受信側端子Ｒは備えず、共通端子Ｃｍが、正弦波モード端子Ｔｓと、矩形波モード端子Ｔｒとのいずれかに接続されるように構成される。そして、この第３の実施形態の電子ペン１Ｂでは、制御回路１４０Ｂのモード切替信号生成回路１４１Ｂは、第１の実施形態の電子ペン１と同様に、モード切替信号ＳＷのみを生成する。モード切替回路１５０Ｂは、このモード切替信号ＳＷにより切り替えられる。

すなわち、受信信号処理回路１６０の受信信号判別回路１６２では、スリーブ３１からの受信信号をアンプ１６１を通じて受けて、タブレット２ＳＡからのタイプ指定情報ＣＭｓを受信したか、またはタブレット２ＲＡからのタイプ指定情報ＣＭｒを受信したかを判別する。そして、この受信信号判別回路１６２からの判別結果に応じて、モード切替信号生成回路１４１Ｂは、モード切替信号ＳＷを生成する。そして、このモード切替信号ＳＷにより、電子ペン１Ｂがタイプ指定情報ＣＭｓを受信したと判別したときには、モード切替回路１５０Ｂは、共通端子Ｃｍが正弦波モード端子Ｔｓに接続され、電子ペン１Ｂがタイプ指定情報ＣＭｒを受信したと判別したときには、共通端子Ｃｍが矩形波モード端子Ｔｒに接続される。その他の構成は、第２の実施形態の電子ペン１Ａと同様とされる。

この第３の実施形態の電子ペン１Ｂは、送信モードと受信モードとを時分割で切り替える必要がなく、単に、送信情報生成回路１１０で生成された送信信号を、タブレット２Ｓまたはタブレット２Ｒの受信モード期間に送出するようにタイミング制御するだけで良いので、第２の実施形態の電子ペン１Ａに比較して、モード管理処理が簡単になるという効果がある。

［第４の実施形態］
以上の第２の実施形態及び第３の実施形態では、電子ペンが信号発信回路から正弦波信号と矩形波信号のいずれを送出するかを指定する指定入力を受け付ける入力受付部は、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからのタイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒを受信する芯体側部材としたが、入力受付部は、上述の構成に限られるものではない。

第４の実施形態は、タブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡからのタイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒを受信する入力受付部を芯体側部材以外とした場合の一例である。図１７に、この第４の実施形態の場合の電子ペン１Ｃと、正弦波タイプのタブレット２ＳＣ、矩形波タイプのタブレット２ＲＣとの要部の構成例を示す。

この第４の実施形態の一例の電子ペン１Ｃと、タブレット２ＳＣまたはタブレット２ＲＣとは、無線通信により、タイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒを送受信する。そのため、電子ペン１Ｃには無線通信回路４１が設けられ、タブレット２ＳＣまたはタブレット２ＲＣには、電子ペン１Ｃの無線通信回路４１と無線通信するための無線通信回路４２が設けられる。

すなわち、この第４の実施形態の電子ペン１Ｃでは、入力受付部は、無線通信回路４１で構成されている。この実施形態における無線通信回路４１及び無線通信回路４２としては、例えばブルートゥース（登録商標）規格の無線通信を行う回路で構成することができる。無線通信回路４１及び無線通信回路４２は、この例の構成に限られるものではなく、また、電波に限らず、赤外線などの光を用いる他の無線通信手段で構成することもできる。

この第４の実施形態においては、タブレット２ＳＣまたはタブレット２ＲＣの無線通信回路４２は、タイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒを変調して無線送信用に変換して、電子ペン１Ｃの無線通信回路４１に対して送信する。電子ペンＩＣの無線通信回路４１は、受信した信号を復調して、タイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒを復元し、ＩＣ１００の端子１１０を通じて受信信号処理回路１６０に供給する。

電子ペン１Ｃでは、上述した第２の実施形態または第３の実施形態の電子ペン１Ａまたは１Ｂと同様にして、受信信号処理回路１６０の受信信号判別回路１６２で、受信した信号がタイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒのいずれであるかを判別し、その判別結果に基づいて、正弦波モードまたは矩形波モードに切り替えられる。

これにより、この第４の実施形態では、無線通信回路４１と無線通信回路４２との間で無線通信が可能となる状態となると、電子ペン１Ｃは、無線通信している相手のタブレットが、タブレット２ＳＣであるか、タブレット２ＲＣであるかに対応した正弦波モードまたは矩形波モードのいずれかに自動的に切り替えられる。

［第２の実施形態～第４の実施形態の変形例］
なお、上述の第２の実施形態～第４の実施形態の説明では、タブレット２ＳＡ，２ＳＢ，２ＳＣまたはタブレット２ＲＡ，２ＲＢ，２ＲＣからの送信信号は、タイプ指定情報ＣＭｓまたはタイプ指定情報ＣＭｒのみとしたが、タイプ指定情報ＣＭｓまたはタイプ指定情報ＣＭｒに加えて、その他の信号を、電子ペン１Ａ，１Ｂ，１Ｃに送信するようにしてもよい。その他の信号には、タブレット２ＳＡ，２ＳＢ，２ＳＣまたはタブレット２ＲＡ，２ＲＢ，２ＲＣの受信モードの期間の先頭のタイミングを示す情報を含ませてもよい。

［第５の実施形態］
第５の実施形態の電子ペンは、上述の第１、第２、第３、第４の実施形態の電子ペン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃよりも、更に、電源回路１２を構成する一次電池あるいは二次電池の電力消費を少なくすることができるように構成したものである。

上述の実施形態の電子ペン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおける正弦波モードにおいて生成される正弦波信号Ｓｓは、トランス１３の一次巻線１３ａと共振用キャパシタ１４との共振回路により定まる周波数となるが、この場合の共振回路には、浮遊容量の分も含まれたものとなっている。そして、前記共振回路を備える発振回路１２０Ｒで生成される正弦波信号Ｓｓを継続させるようにするためのスイッチ回路１２１の切り替え時点は、前述したように、正弦波信号Ｓｓの電圧がゼロとなるタイミング時点であり、電力ロスが非常に少ない。

しかしながら、上述の第１、第２、第３、第４の実施形態の電子ペン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいては、正弦波モードと矩形波モードとの切り替えに対応して、共振用キャパシタ１４を、トランス１３の一次巻線１３ａに並列に接続する状態と、一次巻線１３ａとの並列接続を切断する状態とを切り替えるスイッチ回路１２２を設けられている。この切替スイッチ回路１２２は、例えば２個のトランジスタで構成することができ、正弦波モードにおいても、切替スイッチ回路１２２の共通端子ｃ及び切替端子ｂ間を構成するトランジスタのオン抵抗が存在する状態となる。このため、正弦波モードにおいても、このスイッチ回路１２２におけるオン抵抗における電力ロスが発生する。

また、上述の第１、第２、第３、第４の実施形態の電子ペン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおける矩形波モードにおいては、スイッチ回路１２１は、トランス１３で生じる電圧が零ボルトになる時点で切り替えられるものではないので、浮遊容量が存在すると、大きな電力ロスが生じることになる。

この第５の実施形態は、以上の問題を解決して、電力ロスが非常に少ない電子ペンを構成することを企図したものである。図１８は、この第５の実施形態の電子ペン１Ｄの電気的な構成例を示す図である。この図１８の例は、図１２に示した第２の実施形態の電子ペン１Ａの電気的な構成例の場合と同様に、芯体１１を通じてタブレット２ＳＡまたはタブレット２ＲＡの位置検出センサ２１Ｓまたは位置検出センサ２１Ｒからのタイプ指定情報ＣＭｓまたはＣＭｒを受信する場合に適用した場合である。この図１８において、図１２に示した第２の実施形態の電子ペン１Ａと同一の部分については、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

この図１８に示すように、この第５の実施形態の電子ペン１Ｄでは、切替スイッチ回路１２２は設けず、共振用キャパシタ１４は、トランス１３の一次巻線１３ａに並列に固定的に接続される。これに伴い、ＩＣ１００の端子１０６は削減されている。

また、この第５の実施形態の電子ペン１Ｄの制御回路１４０Ｄにおいては、上述の第２の実施形態の矩形波用制御信号生成回路１４３とは異なる矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄが設けられる。この矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄには、整流回路１７の出力である高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）が供給されると共に、スイッチ回路１２１と、トランス１３の一次巻線１３ａとの接続点Ｐ１に矩形波モードにおいて得られる電圧ＶＣ（＝ＶＣｒ）が供給される。その他は、第２の実施形態の電子ペン１Ａと同様に構成されている。

この第５の実施形態の電子ペン１Ｄにおけるモード切替回路１５０Ａの制御動作、また、受信モードにおける処理動作は、第２の実施形態の電子ペン１Ａと全く同様である。

そして、送信モードが正弦波モードの場合には、第２の実施形態の電子ペン１Ａと同様である。この場合に、電子ペン１Ｄでは、切替スイッチ回路１２２が存在しないので、第２の実施形態の電子ペン１の場合のスイッチ回路１２２におけるオン抵抗は存在しない。このため、この第５の実施形態の電子ペン１Ｄの正弦波モードにおいては、スイッチ回路１２１における、正弦波電圧ＶＣが零ボルトとなるタイミングでの切り替えによる発振回路１２０Ｒの継続発振制御動作により、電力ロスを生じることなく、正弦波信号Ｓｓを生成することができると共に、整流回路１７から高電圧ＨＶ（＝ＨＶｓ）を得ることが可能である。

次に、この第５の実施形態の電子ペン１Ｄにおける矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄの構成例及び送信モードが矩形波モードであるときの動作について、図１９及び図２０を参照しながら説明する。

この第５の実施形態の電子ペン１Ｄにおいては、矩形波モードにおいても、トランス１３の一次巻線１３ａには共振用キャパシタ１４が並列に接続されていることから、トランス１３の一次巻線１３ａとスイッチ回路１２１との接続点Ｐ１には、図２０（Ａ）に示すような正弦波状の電圧ＶＣｒが得られる。

この第５の実施形態の電子ペン１Ｄにおける矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄは、図３に示した正弦波用制御信号生成回路１４２と同様の回路構成のゼロクロス検出回路１４３１と、遅延回路１４３２と、パルス発生回路１４３３とを備えると共に、パルス幅制御回路１４３４を備える。ゼロクロス検出回路１４３１には、接続点Ｐ１に得られる電圧ＶＣｒが入力される。また、パルス幅制御回路１４３４には、整流回路１７からの高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）が入力される。

ゼロクロス検出回路１４３１と、遅延回路１４３２とは、正弦波用制御信号生成回路１４２のゼロクロス検出回路１４２１と、遅延回路１４２２と同様に構成される。パルス発生回路１４３３は、スイッチング信号ＳＷｒＤ（図２０（Ｂ）参照）を発生するもので、固定のパルス幅のパルスを発生するのではなく、パルス幅制御回路１４３４からの制御信号により、パルス幅が可変される構成を備える。この場合に、パルス発生回路１４３３から出力されるスイッチング信号ＳＷｒＤのパルス幅は、正弦波用制御信号生成回路１４２から出力されるスイッチング信号ＳＷｓのパルス幅よりも大きいものとされる。

スイッチ回路１２１は、この矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄからのスイッチング信号ＳＷｒＤのパルス幅期間でオンとされ、その他の期間ではオフとされる。そして、パルス幅制御回路１４３４は、パルス発生回路１４３３からのスイッチング信号ＳＷｒＤのパルス幅を制御することにより、高電圧ＨＶが、矩形波モードの高電圧ＨＶｒとなるように、スイッチ回路１２１のオン時間を制御するようにする。

すなわち、図２０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この第５の実施形態の電子ペン１Ｄにおいても、矩形波モードにおいては、矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄからのスイッチング信号ＳＷｒＤは、図２０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、接続点Ｐ１に得られる正弦波状電圧ＶＣｒのゼロクロス時点Ｚｃ２から、正弦波モード時の正弦波信号Ｓｓの周期Ｔの１／４の遅延時間ＤＬだけ遅れた時点でパルス幅期間が立ち上るので、正弦波状電圧ＶＣｒが零ボルトになる時点でスイッチ回路１２１はオンとなる。

しかし、この矩形波モードにおいては、スイッチング信号ＳＷｒＤのパルス幅期間は、正弦波モード時のスイッチング信号ＳＷｓのパルス幅期間よりも長いので、スイッチング信号ＳＷｒＤのパルス幅期間に亘って零ボルトが継続し、図２０（Ａ）に示すように、正弦波状電圧ＶＣｒは、正弦波が変形したような波形となる。

そして、スイッチング信号ＳＷｒＤのパルス幅期間が終了して、スイッチ回路１２１がオフになると、図２０（Ａ）に示すように、正弦波状電圧ＶＣｒは、正弦波モードの際の正弦波電圧ＶＣよりも、スイッチング信号ＳＷｒＤのパルス幅期間分に応じた分だけ、高振幅の波形となる。すなわち、正弦波状電圧ＶＣｒは、図２０（Ａ）において、斜線を付して示す分だけ、電圧２ＶＤＤよりも高くなる。したがって、この高振幅の波形の正弦波状電圧ＶＣｒがトランス１３の一次巻線１３ａと二次巻線１３ｂとの巻き数比に応じて昇圧され、整流回路１７で整流されることにより、正弦波モード時の高電圧ＨＶ（＝ＨＶｓ）よりも高い矩形波モードにおける高電圧ＨＶ（＝ＨＶｒ）が生成される。

そして、前述もしたように、当該生成された高電圧ＨＶが、矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄのパルス幅制御回路１４３４に供給される。矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄのパルス幅制御回路１４３４は、入力された高電圧ＨＶが矩形波モード時の高電圧ＨＶｒとなるように、スイッチング信号ＳＷｒＤのパルス幅期間を制御する。これにより、図２０（Ｂ）に示すスイッチ回路１２１のオン期間の長さが制御され、それに応じて、図２０（Ａ）の正弦波状電圧ＶＣｒの斜線を付して示す分の大きさ（面積）が制御される。その結果、整流回路１７から出力される高電圧ＨＶが矩形波モード時の高電圧ＨＶｒとなるように制御される。

この第５の実施形態の電子ペン１Ｄにおいては、切替スイッチ回路１２２が存在しないために、正弦波モードにおいては、切替スイッチ回路１２２におけるオン抵抗のための電力ロスがなくなり、低消費電力化に寄与する。

そして、この第５の実施形態の電子ペン１Ｄにおいては、矩形波モードにおいても、スイッチ回路１２１は、正弦波状電圧ＶＣｒが零ボルトになるタイミングで切り替えられるために、電力ロスが殆ど無くなる。よって、この第５の実施形態の電子ペン１Ｄによれば、電源回路１２の一次電池あるいは二次電池の電力消費を最小限に抑えることができて、電池寿命を長寿命化することができる。

なお、図１８に示した第５の実施形態の電子ペン１Ｄにおいては、正弦波用制御信号生成回路１４２と、矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄとはそれぞれ個別に設けるようにした。しかし、上述の説明から明らかなように、正弦波用制御信号生成回路１４２と、矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄとでは、ゼロクロス検出回路１４２１とゼロクロス検出回路１４３１、また、遅延回路１４２２と遅延回路１４３２は、それぞれ同じもので良い。よって、第５の実施形態においては、正弦波用制御信号生成回路１４２と、矩形波用制御信号生成回路１４３Ｄとは、ゼロクロス検出回路と遅延回路とを共用する構成とすることで、より構成を簡単にすることができる。

［その他の実施形態または変形例］
上述の実施形態では、電子ペンのＩＣ化された信号処理回路は、モード切替回路１５０、１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０ＤをＩＣ１００内に含むものとして説明したが、このモード切替回路１５０、１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄは、ＩＣ１００の外付け部品としてもよい。また、上述の実施形態では、電子ペンの信号処理回路の大部分は、ＩＣ化されたものとして説明したが、ＩＣ化することなく、ディスクリート部品からなる電子回路として構成してもよいことは言うまでもない。

また、上述の実施形態においては、正弦波信号発生回路１２０は、他励式の発振回路の構成としたが、この発明は、これに限られるものではない。また、整流回路１７の構成も、上述の実施形態の構成に限られるものではないことは勿論である。

また、上述の実施形態においては、第１の信号の波形が正弦波、第２の信号の波形が矩形波としたが、第２の信号の波形は、矩形波に限らず、その他の波形、例えば三角波やその他の波形であってもよい。また、第１の信号の波形も、正弦波に限らず、その他の波形であってもよい。

また、上述の実施形態においては、送信情報により正弦波信号をＡＳＫ変調信号あるいはＯＯＫ変調信号に変換するためには、送信情報生成回路１１０からの信号により、正弦波制御用信号生成回路１４３を制御するようにしたが、この構成に限られる訳ではない。例えば、送信情報生成回路１１０は、正弦波制御用信号生成回路１４３を制御せず、その代わりに、トランス１３の二次巻線１３ｂ側に連続波信号として得られる正弦波信号に対する変調回路（ＡＳＫ変調またはＯＯＫ変調）を設け、送信情報を、当該変調回路に供給することで、当該変調回路からＡＳＫ変調信号またはＯＯＫ変調信号を得るように構成してもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…電子ペン、２Ｓ，２ＳＡ…正弦波タイプのタブレット、２Ｒ，２ＲＡ…矩形波タイプのタブレット、１１…芯体、１２…電源回路、１３…トランス、１４…共振用キャパシタ、１７…整流回路、３０…スライド操作スイッチ、４１，４２…無線通信回路、１２０…正弦波信号発生回路、１３０…矩形波信号発生回路、１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｄ…制御回路、１５０，１５０Ａ…モード切替回路、１６０…受信信号処理回路、１６２…受信信号判別回路

Claims (8)

1. 導電性の芯体と、
   電源部と、
   第１の信号と前記第１の信号とは異なる第２の信号とを生成する信号生成回路と、
   前記芯体を通じて前記第１の信号を第１のタブレットに送信する第１の動作モードに設定する第１のスイッチの状態、および、前記芯体を通じて前記第２の信号を前記第１のタブレットとは異なる第２のタブレットに送信する第２の動作モードに設定する第２のスイッチの状態を取り得ることが可能な操作スイッチと、
   を有することを特徴とする電子ペン。
2. 前記操作スイッチは、前記第１のタブレットおよび前記第２のタブレットのうちのいずれか１つのタブレットを使用する際にユーザにより操作される操作スイッチであり、前記第１のスイッチの状態および前記第２のスイッチの状態のうち前記ユーザの操作によっていずれか１つのスイッチの状態となる操作スイッチである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
3. 前記操作スイッチをユーザが操作することに基づく前記第１の信号と前記第２の信号とのいずれを前記芯体に供給するかの指定に応じて、前記第１の信号と前記第２の信号とのいずれかを前記芯体に供給するように制御する制御部をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
4. 前記第１の信号と前記第２の信号とは、異なる振幅及び／または異なる周波数を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
5. 前記第１の信号及び前記第２の信号は、送信情報に応じた変調が施された信号である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
6. 前記第１の信号の波形のタイプは、前記第２の信号の波形のタイプと異なる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
7. 前記第１の信号の波形のタイプは正弦波であり、前記第２の信号の波形のタイプは矩形波である、
   ことを特徴とする請求項６に記載の電子ペン。
8. 前記第１の信号は静電結合を通じて前記第１のタブレットに送信される信号であり、前記第２の信号は静電結合を通じて前記第２のタブレットに送信される信号である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。

Images