JP2024100799A - 電子ペン及び手書き入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子ペンの構成が簡単で、低コストで構成できる手書き入力装置を提供する。【解決手段】磁極が近接あるいは接触した位置の色が変化する磁性シートの下方に、電磁誘導方式の位置検出センサが配設された位置検出装置部と、電子ペンとを備える手書き入力装置である。電子ペンは、筐体のペン先側に、第１のコイルと、この第１のコイルが巻回され、軸心方向の貫通孔を備える第１の磁性体コアと、第１のコイルと共振回路を構成する第１のコンデンサと、第１の磁性体コアの貫通孔を挿通される第１の芯体とを備える。電子ペンは、また、筐体のペン先側とは反対側に、第２のコイル、第２の磁性体コア、第２のコンデンサ、第２の芯体で構成される消しゴム機能部を備える。第１及び第２の芯体は、先端部と、先端部とは反対側とに磁極を有する。第１及び第２の芯体の先端部は、第１及び第２の磁性体コアの一部と共に、筐体の開口から外部に突出する。【選択図】図１

Description

この発明は、手書き入力装置及びこの手書き入力装置を構成する電子ペンに関する。

用紙にボールペンや鉛筆などの筆記具で手書き入力を行う代わりに、電子ペンによる指示位置を検出する位置検出センサを備えた位置検出装置部を有するタブレット端末などの入力装置に、電子ペンを用いて入力することで、入力した手書き情報を電子データとして記憶することが、ペーパーレス化の要求に伴い、一般的になってきている。

この場合に、電子ペンにより入力された手書き情報が、使用者により視認で確認できるようにすることが求められる。そのため、タブレット端末では、位置検出センサに重畳して表示パネルを配設すると共に表示制御回路を設け、表示制御回路が、位置検出装置部で検出した電子ペンの指示位置の座標データに対応する表示画像（筆記軌跡等）を表示パネルに確認表示するように制御する。

この場合に、表示パネルとしては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイが用いられる他、例えば特許文献１（特開２００７－２０６８４５号公報）や特許文献２（特開２００７－２０６８４６号公報）に記載されているような電気泳動表示パネルなどの電子ペーパーも用いられている。

しかし、以上のようなタブレット端末は、手書き筆記情報を、位置検出装置部で検出した電子ペンによる指示位置の座標情報に基づいて表示する表示パネルと表示制御回路を設ける必要があるので、コスト高となるという問題があった。

一方、例えば特許文献３（特開２０１８－３７０３３号公報）には、位置検出センサを備えた位置検出装置部を内部に収納した板状のボードの上に、位置検出センサと重畳するように用紙をクリップ止めできるように構成したボード装置と、ボールペン機能などの筆記具機能を備えると共に、位置検出センサと信号をインタラクションする電子ペンとからなる手書き入力装置が提案されている。

この手書き入力装置においては、電子ペンの筆記具機能により用紙に手書き入力すると、その手書き入力された筆記軌跡の座標情報が、位置検出センサを通じて位置検出装置部で検出され、その検出された座標情報は、例えばパソコンなどに出力されたり、内部のメモリ部に記憶されて利用される。

この手書き入力装置によれば、電子ペンの筆記具機能が用いられて手書き入力された筆記軌跡は用紙に描かれるので、上述したような手書き情報の確認表示のための表示パネルは不要になり、コストを低減することができて、非常に便利である。

特開２００７－２０６８４５号公報 特開２００７－２０６８４６号公報 特開２０１８－３７０３３号公報

しかしながら、特許文献３の手書き入力装置では、電子ペンがボールペン機能などの筆記具の機能を備える必要があり、電子ペンの構成が複雑かつ、高コストになるという問題がある。また、手書き入力による筆記跡が形成された用紙を保存する用途には便利であるが、用紙の保存を必要としない用途の場合には、ボールペン機能などにより用紙に書き込まれた筆記跡は物理的な消去が容易ではないので、適宜、用紙の交換が必要となり、面倒であるという問題がある。また、用紙の筆記跡が消しゴムで消去可能であったとしても、消しゴムのカスが発生してしまうという問題もある。

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及び手書き入力装置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、
第１のコイルと、
前記第１のコイルが巻回され、軸心方向の貫通孔を備える第１の磁性体コアと、
前記第１のコイルと第１の共振回路を構成する第１のコンデンサと、
ペン先部を有し、前記ペン先部が外部に突出する状態で、前記第１の磁性体コアの前記貫通孔を挿通される第１の芯体と、
を備え、位置検出センサとの間で前記第１の共振回路の共振周波数に対応する周波数の信号を電磁誘導結合により行うようにする電子ペンであって、
前記第１の芯体は、前記ペン先部と前記ペン先部とは反対側の尾端部とに磁極を有し、
前記第１の芯体の前記ペン先部及び前記第１の磁性体コアの軸心方向の前記第１の芯体の前記ペン先部側の一部は、電子ペンの筐体のペン先側の開口から外部に突出し、かつ、前記第１の芯体の前記ペン先部は、前記第１の磁性体コアの軸心方向の前記第１の芯体の前記ペン先部側の端部から離れた位置になるように構成され、
前記筐体の前記ペン先側とは反対側には消しゴム機能部を備え、
前記消しゴム機能部は、
前記第１のコイルとは別の第２のコイルと、
前記第２のコイルが巻回され、軸心方向の貫通孔を備える磁性体コアと、
前記第２のコイルと前記第１の共振回路の共振周波数とは異なる共振周波数の第２の共振回路を構成する第２のコンデンサと、
先端部が外部に突出する状態で、前記第２の磁性体コアの前記貫通孔を挿通される第２の芯体と、
を備え、
前記第２の芯体は、前記先端部と前記先端部とは反対側の端部とに、前記第１の芯体の前記ペン先部と前記尾端部とは逆極性の磁極を有し、
前記第２の芯体の前記先端部及び前記第２の磁性体コアの軸心方向の前記第２の芯体の前記先端部側の一部は、前記筐体のペン先側とは反対側の開口から外部に突出する
ことを特徴とする電子ペンを提供する。

また、
磁極が近接あるいは接触した位置の色が変化する磁性シートの下方に、電磁誘導方式の位置検出センサが前記磁性シートと重畳して配設された位置検出装置部と、電子ペンとを備える手書き入力装置であって、
前記電子ペンは、
第１のコイルと、
前記第１のコイルが巻回され、軸心方向の貫通孔を備える第１の磁性体コアと、
前記第１のコイルと第１の共振回路を構成する第１のコンデンサと、
ペン先部を有し、前記ペン先部が外部に突出する状態で、前記第１の磁性体コアの前記貫通孔を挿通される第１の芯体と、
を備え、位置検出センサとの間で前記第１の共振回路の共振周波数に対応する周波数の信号を電磁誘導結合により行うようにする電子ペンであって、
前記第１の芯体は、前記ペン先部と前記ペン先部とは反対側の尾端部とに磁極を有し、
前記第１の芯体の前記ペン先部及び前記第１の磁性体コアの軸心方向の前記第１の芯体の前記ペン先部側の一部は、電子ペンの筐体のペン先側の開口から外部に突出し、かつ、前記第１の芯体の前記ペン先部は、前記第１の磁性体コアの軸心方向の前記第１の芯体の前記ペン先部側の端部から離れた位置になるように構成され、
前記筐体の前記ペン先側とは反対側には消しゴム機能部を備え、
前記消しゴム機能部は、
前記第１のコイルとは別の第２のコイルと、
前記第２のコイルが巻回され、軸心方向の貫通孔を備える磁性体コアと、
前記第２のコイルと前記第１の共振回路の共振周波数とは異なる共振周波数の第２の共振回路を構成する第２のコンデンサと、
先端部が外部に突出する状態で、前記第２の磁性体コアの前記貫通孔を挿通される第２の芯体と、
を備え、
前記第２の芯体は、前記先端部と前記先端部とは反対側の端部とに、前記第１の芯体の前記ペン先部と前記尾端部とは逆極性の磁極を有し、
前記第２の芯体の前記先端部及び前記第２の磁性体コアの軸心方向の前記第２の芯体の前記先端部側の一部は、前記筐体のペン先側とは反対側の開口から外部に突出し、
前記位置検出装置部は、
前記位置検出センサを通じて所定の周波数の信号を電磁誘導結合により前記電子ペンに送信し、
前記電子ペンは、前記第１の共振回路又は前記第２の共振回路で前記所定の周波数の信号を受信すると共に、受信した前記信号を、電磁誘導結合により前記位置検出センサに帰還するものであり、
前記第１の共振回路の共振周波数は、前記第１の芯体が前記磁性体コアの前記貫通孔に挿通された状態では前記位置検出センサからの信号の周波数と等しくなるように、前記第１の芯体が前記第１の磁性体コアの前記貫通孔に挿通されていない状態では前記位置検出センサからの信号の周波数よりも低い周波数に設定されていると共に、
前記第２の共振回路の共振周波数は、前記第２の芯体が前記第２の磁性体コアの前記貫通孔に挿通された状態では前記位置検出センサからの信号の周波数と等しくなるように、前記第２の芯体が前記第２の磁性体コアの前記貫通孔に挿通されていない状態では前記位置検出センサからの信号の周波数よりも低い周波数に設定されている
ことを特徴とする手書き入力装置を提供する。

上述の構成の電子ペンは、コイルとコンデンサとで構成される共振回路を備える電磁誘導方式の電子ペンにおいて、コイルが巻回される磁性体コアの貫通孔を挿通される芯体が、その軸心方向の両端であるペン先部と尾端部とに磁極を有する構成とされている。すなわち、上述の構成の電子ペンは、電磁誘導方式の電子ペンの芯体を、両端に磁極を備えるものとするだけで構成することができ、特許文献３のような筆記具機能部などの特別の構成を必要としない。

そして、手書き入力装置は、上述の構成の電子ペンと、磁極が近接あるいは接触した位置の色が変化する磁性シートの下方に、電磁誘導方式の位置検出センサが、磁性シート状部材と重畳して配設された位置検出装置部とを備えて構成されている。

以上の構成の手書き入力装置において、電子ペンの芯体のペン先部が磁性シートに近接あるいは接触すると、芯体のペン先部の磁極により、磁性シートにおいて、電子ペンの芯体のペン先部が近接あるいは接触した位置の色が変化することにより、電子ペンの芯体のペン先部の移動軌跡が筆記跡として磁性シートの表面に表れる。

これと同時に、電子ペンの共振回路と位置検出センサとが電磁誘導結合により信号を授受することで、位置検出装置部で、電子ペンの芯体のペン先部の移動軌跡が筆記跡の座標データとして検出される。すなわち、電子ペンの芯体のペン先部の磁性シートの表面上での移動軌跡が、磁性シートの表面に色の変化により表されると共に、その移動軌跡の座標データが位置検出装置部で検出される。

以上の構成の手書き入力装置では、磁極が近接あるいは接触した位置の色が変化する磁性シートを用いることで、特許文献３に記載の手書き入力装置のような用紙を不要とすることができる。なお、この種の磁性シートにおいては、専用のイレーサが用意されており、磁極の近接あるいは接触により変化した色の部分を、そのイレーサを用いることで元の色に戻して消去することが容易にできるものである。

この発明による手書き入力装置の実施形態を構成するタブレット端末の外観を示す図である。 この発明による手書き入力装置の実施形態の要部の一例の構成を示す図である。 この発明による手書き入力装置の実施形態の要部の一例の構成を説明するための図である。 この発明による手書き入力装置の実施形態を構成する電子ペンの要部の構成例を説明するための図である。 この発明による手書き入力装置の実施形態を構成する電子ペンの要部の構成例を説明するための図である。 この発明による手書き入力装置の実施形態の要部の構成例を説明するための図である。 この発明による手書き入力装置の実施形態の電子回路の構成例を示すブロック図である。 この発明による手書き入力装置の実施形態を構成する電子ペンの芯体の他の構成例を説明するための図である。

［手書き入力装置の実施形態の外観と基本的な構成］
図１は、この発明による手書き入力装置の実施形態の外観を説明するための図である。この実施形態では、手書き入力装置は、タブレット端末１と、電子ペン２とを備えて構成されている。

＜タブレット端末１の構成例＞
この実施形態のタブレット端末１は、厚さが例えば数ミリメートルの薄型の矩形形状の板状体の構成を備え、当該板状体の一方の平面を表面として、この表面の大部分の領域を、電子ペン２による手書き入力領域（指示入力領域）としている。そして、この手書き入力領域の表面を手書き入力面（指示入力面）１Ａとしている。図１は、タブレット端末１の手書き入力面１Ａを、当該手書き入力面１Ａに直交する上方から見た図である。

この実施形態では、タブレット端末１の表面において、手書き入力領域の上方の領域には、操作パネル部１Ｂが設けられている。この操作パネル部１Ｂには、電源ボタン１Ｂａ、筆記入力終了ボタン１Ｂｂ、情報送信ボタン１Ｂｃなどの操作ボタン、及びパワーインジケータ１Ｂｄや通信インジケータ１Ｂｅなどの表示インジケータが配設されている。表示インジケータ１Ｂｄ及び１Ｂｅは、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成される。

この実施形態のタブレット端末１は、図示を省略したが、充電式のバッテリーを備えており、電源ボタン１Ｂａがオンとされることで、バッテリーから駆動電圧が必要な回路部品に供給される。また、筆記入力終了ボタン１Ｂｂは、後述するように、使用者がページ単位の手書き入力データを記憶部に保存する際に押下操作される。また、この実施形態のタブレット端末１は、後述するように無線通信部を備え、情報送信ボタン１Ｂｃが押下操作されると、記憶しているページ単位の手書き入力データを外部のコンピュータからなるサーバ装置に送信するようにする。

パワーインジケータ１Ｂｄは、電源の投入状態の報知用である。通信インジケータ１Ｂｅは、タブレット端末１から手書き入力データを送信している状態の報知用である。

このタブレット端末１の手書き入力領域には、図２及び図３に示すように、磁性シート１１が配置されていると共に、この磁性シート１１の下方には、位置検出センサ１２が、タブレット端末１の表面に直交する方向において、磁性シート１１と重畳するように配設されている。

磁性シート１１は、図３（Ａ）に示すように、磁性材料粉例えば鉄粉１１３Ｆｅ（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では黒点として示す）が泳動可能に閉じ込められたマイクロカプセル１１３の多数個が、例えばＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）からなるシート状樹脂基材１１１とシート状樹脂基材１１２との間の隙間に閉じ込められてシート状に構成されたものである。この場合に、少なくともシート状樹脂基材１１１は透明材料とされている。この磁性シート１１は、例えばプラス株式会社製のクリーンノートＫａｉｔｅに用いられている磁性シートを用いることができる。

この実施形態では、この磁性シート１１のシート状樹脂基材１１１の表面１１１ａが、図２及び図３（Ａ）に示すように、手書き入力面１Ａとなる。

この磁性シート１１は、当該磁性シート１１に磁極が近接あるいは接触していないときには、各マイクロカプセル１１３内の鉄粉１１３Ｆｅが、図３（Ｂ）に示すように、不規則な任意の位置に存在する状態となり、磁性シート１１の表面、すなわち、手書き入力面１Ａが、全体が所定の地色、例えば白色の状態となる。

そして、磁性シート１１のシート状樹脂基材１１１の表面１１１ａ側に、磁極が近接あるいは接触すると、当該磁極が近接あるいは接触した位置の近傍のマイクロカプセル１１３内の鉄粉１１３Ｆｅは、図３（Ａ）に示すように、磁極側に吸引される。このため、磁極が近接あるいは接触した位置においては、磁性シート１１の表面、すなわち、手書き入力面１Ａは、鉄粉１１３Ｆｅの色、例えば黒色を呈する。マイクロカプセル１１３内の鉄粉１１３Ｆｅの位置は、磁極が遠ざかっても保持される。したがって、磁性シート１１の表面に近接あるいは接触している磁極が移動すると、その移動軌跡が黒色の線となって、磁性シート１１の表面に表れることになる。

なお、この実施形態の手書き入力装置は、タブレット端末１の磁性シート１１の表面に磁気的に吸引されたマイクロカプセル１１３内の鉄粉１１３Ｆｅの状態を、図３（Ｂ）に示した不規則な位置の状態に戻すようにするイレーサ３が付属している。イレーサ３は、周知のようにイレーサ用磁石を備えるもので、所定の大きさの領域の全体を消去することができると共に、その角部を用いることで、筆記跡の一部を細かく消去することもできる。

位置検出センサ１２は、この磁性シート１１の裏面側に、当該磁性シート１１と重畳して設けられる。そして、タブレット端末１には、この位置検出センサ１２の裏側の領域や、操作パネル部１Ｂの裏側の領域が利用されて、後述するような位置検出回路やその他の電子部品を含む位置検出装置部１３が設けられている。この実施形態では、位置検出センサ１２は、位置検出装置部１３の一部を構成する。

この実施形態の位置検出装置部１３は電磁誘導方式のものであり、位置検出センサ１２と電子ペン２とは、電磁誘導結合して後述するような信号のインタラクションを行う。そして、位置検出装置部１３は、この位置検出センサ１２と電子ペン２との間の信号のインタラクションに基づいて、電子ペン２により指示された手書き入力面１Ａ上の座標位置を検出する。

位置検出センサ１２は、この実施形態では、図３（Ａ）に示すように、絶縁材料からなるフレキシブルシート１２１に電極導体が配設されて、複数個のループコイルが構成されている。この実施形態では、フレキシブルシート１２１には、手書き入力面１Ａの横方向（Ｘ軸方向）に、複数個のＸ軸方向ループコイルが所定のピッチで配設されると共に、縦方向（Ｙ軸方向）に、複数個のＹ軸方向ループコイルが所定のピッチで配設される。

この実施形態では、互いに直交する方向に配列されるＸ軸方向ループコイルとＹ軸方向ループコイルとを構成する電極導体の重なりを避けるために、図３（Ａ）に示すように、フレキシブルシート１２１の表面及び裏面に、電極導体１２２及１２３が形成されると共に、フレキシブルシート１２１を貫通するスルーホール（図示は省略）を利用することで、Ｘ軸方向ループコイルとＹ軸方向ループコイルが、フレキシブルシート１２１に形成される。なお、図２では、位置検出センサ１２のフレキシブルシート１２１上には、電極導体１２２及１２３は、便宜上、直線状の導体として示したが、実際上は、ループコイルが構成されるものである（後述の図７参照）。

＜電子ペン２の構成例＞
電子ペン２は、この実施形態では、前述したように、電磁誘導方式でタブレット端末１の位置検出装置部１３の位置検出センサ１２と信号を授受することで、その指示位置をタブレット端末１の位置検出装置部１３で検出させるようにする。この実施形態の電子ペン２の機械的な構成は、芯体が磁石（この例では永久磁石）で構成される点を除けば、公知の電磁誘導方式の電子ペンの構成と同様の構成とすることができる。そこで、ここでは、電子ペン２の要部の構成のみを説明して、その他の部分の構成の説明は省略する。

図１に示すように、この実施形態の電子ペン２は、例えば樹脂からなる筒状の筐体２０の中空部の、軸心方向の一方の開口２０ａ側に、電子ペン本体部２１を備えると共に、軸心方向の他方の開口２０ｂ側に、消しゴム機能部２２を備える。

電子ペン本体部２１は、コイル２１１と、当該コイル２１１が巻回された磁性体コア、この例ではフェライトコア２１２と、磁石からなる芯体２１３と、筆圧検出部２１４と、コイル２１１と共に共振回路を構成するコンデンサ２１５とを備えて構成されている。

また、消しゴム機能部２２は、コイル２２１と、当該コイル２２１が巻回された磁性体コア、この例ではフェライトコア２２２と、磁石からなる芯体２２３と、コイル２２１と共に共振回路を構成するコンデンサ２２４とを備えて構成されている。

図４は、電子ペン本体部２１の構成例を説明するための図である。この実施形態の電子ペン本体部２１においては、図４（Ａ）に示すように、コイル２１１が巻回されたフェライトコア２１２のペン先側とは反対側が、例えば樹脂で構成された筒状体部２１６と結合されている。

図４（Ａ）に示すように、この例のフェライトコア２１２は、例えば円柱状形状のフェライト材料に、芯体２１３を挿通するための所定の径ｒ１（例えばｒ１＝１ｍｍ）の、軸心方向の貫通孔２１２ａが形成されたものとされている。このフェライトコア２１２の、ペン先側には、徐々に先細となるテーパー部２１２ｂが形成されており、位置検出装置部１３の位置検出センサ１２との間の磁気的な結合を、テーパー部２１２ｂがない場合に比して、より強くなるように構成されている。

そして、この実施形態では、筒状体部２１６のフェライトコア２１２との結合部の近傍には、筆圧検出部２１４が設けられている。この筆圧検出部２１４は、例えば、特開２０１３－１６１３０７号公報に開示されているような筆圧に応じて静電容量を可変とする半導体素子を用いた構成としている。なお、筆圧検出部２１４は、例えば特許文献：特開２０１１－１８６８０３号公報に記載されている周知の機構的な構成の筆圧検出手段を使用した、筆圧に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサの構成とすることもできる。

筒状体部２１６内には、さらにプリント基板２１７が収納されている。このプリント基板２１７には、コイル２１１に並列に接続されて共振回路を構成するコンデンサ２１５が設けられている。そして、筆圧検出部２１４で構成される可変容量コンデンサは、このプリント基板２１７に形成されているコンデンサ２１５に並列に接続されて、前記共振回路の一部を構成するようにされている。

そして、図４（Ｂ）に示すように、フェライトコア２１２の、ペン先側とは反対側が、筒状体部２１６に設けられている凹部２１６ａに嵌合されることで、フェライトコア２１２が筒状体部２１６と結合される。図示は省略するが、このフェライトコア２１２の筒状体部２１６との結合の際に、コイル２１１の一端２１１ａ及び２１１ｂが、筒状体部２１６のプリント基板２１７に設けられているコンデンサ２１５と並列に接続されるように電気的に接続される。

芯体２１３は、この実施形態では、フェライトコア２１２の貫通孔２１２ａの内径ｒ１よりも小さい径の棒状の磁石で構成され、この例では、ペン先部２１３ａ側の磁極がＮ極、ペン先部２１３ａとは軸心方向において反対側の端部（尾端部）２１３ｂの磁極がＳ極とされている。そして、芯体２１３の軸心方向の長さは、フェライトコア２１２の軸心方向の長さよりも長くされている。

この実施形態では、以上のように構成された芯体２１３は、図４（Ｂ）に示すように、フェライトコア２１２の貫通孔２１２ａを挿通され、尾端部２１３ｂが、筆圧検出部２１４の嵌合凹部２１４ａに嵌合されることで、筆圧検出部２１４に直接的に嵌合される。そして、この嵌合状態では、芯体２１３は、フェライトコア２１２の先端側の開口から、ペン先部が突出する状態とされる。これにより、芯体２１３のペン先部２１３ａ側の磁極が、フェライトコア２１２のペン先側の端部よりも離れた位置となるようにされる。

そして、この実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、芯体２１３のペン先部２１３ａは、フェライトコア２１２のペン先側の一部と共に、電子ペン２の筐体２０の開口２０ａから外部に突出するようにされている。これにより、芯体２１３のペン先部２１３ａに印可される筆圧は、筆圧検出部に直接的に伝達されるようにされる。

この実施形態の電子ペン２は、位置検出装置部１３の位置検出センサ１２を通じて送信される周波数ｆ０の交流信号を電磁誘導結合により共振回路で受信する。そして、電子ペン２の共振回路は、その受信した交流信号を、電磁誘導結合により位置検出センサ１２に帰還する。位置検出装置部１３では、電子ペン２から帰還される交流信号の位置検出センサ１２上での位置を検出することにより、電子ペン２による指示位置を検出する。また、位置検出装置部１３は、電子ペン２から受信した交流信号の周波数あるいは位相の変化を検出することにより、電子ペン２に印加されている筆圧を検出する。

以上のような電子ペン２と位置検出センサ１２との間での交流信号のインタラクションをできるだけエネルギーロスを少なくして良好に行えるようにするために、電子ペン２の共振回路の共振周波数は、位置検出装置部１３からの交流信号の周波数ｆ０に等しく選定される。

しかし、この実施形態では、芯体２１３が磁石で構成されることによる影響を考慮する必要がある。すなわち、磁石からなる芯体２１３がフェライトコア２１２の貫通孔２１２ａ内に挿通されたときには、フェライトコア２１２の磁気特性が減少し、これにより、コイル２１１のインダクタンス値が減少してしまう。このため、コイル２１１とコンデンサ２１５からなる共振回路の共振周波数が、位置検出装置部１３から送信される交流信号の周波数ｆ０に等しく選定されていたとしても、実効的な共振周波数は、磁石からなる芯体２１３によるコイル２１１のインダクタンスの減少分Δｆだけ、周波数ｆ０よりも高くなってしまう（図５（Ａ）に示す電子ペン２の共振特性図参照）。

そこで、この実施形態の電子ペン２では、磁石からなる芯体２１３によるコイル２１１のインダクタンスの減少分を予め考慮して、コイル２１１とコンデンサ２１５からなる共振回路の共振周波数を、位置検出装置部１３から送信される交流信号の周波数ｆ０よりも低い周波数ｆ１（＜ｆ０）に選定するようにする（図５（Ｂ）の共振特性図参照）。このようにすれば、フェライトコア２１２の貫通孔２１２ａ内に芯体２１３が挿通されている状態においては、図５（Ｂ）に示すように、コイル２１１とコンデンサ２１５とで構成される共振回路の実効的な共振周波数は、周波数ｆ０に等しくなる。

また、この実施形態のタブレット端末１の位置検出センサ１２は、図示は省略したが、磁性シート１１との対向面側とは反対側の面には、外部との電磁遮蔽のためのシート状磁性部材が設けられている。

電子ペン２がタブレット端末１の手書き入力面１Ａに近接あるいは接触すると、磁石からなる芯体２１３からの直流磁束が、位置検出センサ１２のシート状磁性部材に侵入し、このシート状磁性部材の磁気特性が減少し、これにより、位置検出センサ１２のループコイルのインダクタンス値が減少する。このため、電子ペン２のコイル２１１と位置検出センサ１２のループコイルとの磁気結合が減少し、電子ペン２と位置検出センサ１２との間でインタラクションする信号の信号レベルが低くなる恐れがある。

しかしながら、図６に示すように、位置検出センサ１２に形成されているループコイル（図６の例は２回巻きのループコイル）１２ＬＣにより囲まれる、鎖交する磁束を検出する範囲（図６で斜線を付してある範囲）に比べて、磁石からなる芯体２１３のペン先部２１３ａの磁極からの磁束範囲が極めて小さいことと、電子ペン２の芯体２１３のペン先部２１３ａと位置検出センサ１２のシート状磁性部材との間には一定の距離があることから、位置検出装置部１３での座標検出の精度を狂わせるほどの影響はない。すなわち、磁石で構成されている芯体２１３のペン先部２１３ａからの磁束は、電子ペン２のコイル２１１と位置検出センサ１２との磁気結合と、電子ペン２のコイル２１１、位置検出センサ１２及び位置検出センサ１２のシート状磁性部材で構成される部分の磁気特性とには、ほとんど影響は与えない。

以上のように、この実施形態の手書き入力装置では、電磁誘導方式の電子ペン２の芯体２１３を磁石で構成しても、位置検出装置部１３において、電子ペン２により指示された座標位置を、従来と同等の精度で検出することができる。

電子ペン２の消しゴム機能部２２は、上述した電子ペン本体部２１と同様に構成することができる。すなわち、コイル２２１が巻回されたフェライトコア２２２の貫通孔に、棒状の磁石からなる芯体２２３が挿通されて構成される。この場合に、磁石からなる芯体２２３の磁極は、その先端側がＳ極、先端側とは反対側がＮ極とされて、電子ペン本体部２１の芯体２１３とは逆の磁極の極性となるように構成されている。

したがって、磁性シート１１の表面に表れている筆記軌跡をなぞるように、消しゴム機能部２２の芯体２２３の先端部が近接あるいは接触されると、電子ペン本体部２１の芯体２１３のペン先部２１３ａのＮ極の磁極により吸引されてＳ極に帯磁されていたマイクロカプセル１１３内の鉄粉１１３Ｆｅは、消しゴム機能部２２の芯体２２３の先端部のＳ極の磁極により、磁性シート１１の表面から離反するようにされて、磁性シート１１の表面に表れていた筆記軌跡が消去される。

この実施形態の手書き入力装置の位置検出装置部１３では、前述した筆記入力検出用の周波数ｆ０の交流信号のほかに、この周波数ｆ０と明確に区別して帰還信号を検出することができる周波数ｆ２（≠ｆ０≠ｆ１）の交流信号を、位置検出センサ１２を介して消去指示の検出用として電子ペン２に送信するようにする。

そして、電子ペン２の消しゴム機能部２２のコイル２２１は、コンデンサ２２４と並列に接続されて共振回路を構成する。ただし、この共振回路の共振周波数は、上記の消去指示の検出用の交流信号の周波数ｆ２と等しくなるように構成されて、位置検出装置部１３からの周波数ｆ２の交流信号を受信すると共に、位置検出センサ１２に帰還するようにする。この場合に、この消しゴム機能部２２の共振回路の共振周波数も、電子ペン本体部２１の共振回路の共振周波数と同様に、磁石で構成されている芯体２２３の影響を考慮して、芯体２２３がフェライトコア２２２の貫通孔を挿通されて装着されているときに、位置検出装置部１３の消去指示を検出するための交流信号の周波数と等しくなるように、周波数ｆ２よりも低い周波数に選定されている。

使用者が電子ペン２の消しゴム機能部２２の芯体２２３を磁性シート１１の表面に近接あるいは接触している状態では、位置検出装置部１３からの消去指示の検出用の交流信号が、消しゴム機能部２２の共振回路を介して、周波数ｆ２の交流信号が帰還されるので、位置検出装置部１３は、位置検出センサ１２を介して、その帰還信号を受信し、位置検出センサ１２上における、その受信した位置を検出することで、消去指示がなされた座標位置を検出する。

こうして、この実施形態の手書き入力装置では、電子ペン２の電子ペン本体部２１のペン先部２１３ａを手書き入力面１Ａに近接あるいは接触させることで、磁性シート１１の表面にその筆記軌跡を表示させることができると共に、その筆記軌跡の電子データ（筆記データ及び筆圧データ）を検出して記憶することができる。

そして、電子ペン２の消しゴム機能部２２の芯体２２３の先端部を手書き入力面１Ａに近接あるいは接触させると共に、磁性シート１１の表面に表示されている筆記軌跡を辿るように移動させることで、磁性シート１１の表面に表示されていた筆記軌跡を消去することができると共に、対応する筆記データ及び筆圧データを、記憶部から削除して消去することができる。

なお、磁性シート１１用のイレーサ３を用いて磁性シート１１上に表示されていた筆記跡を消去した場合には、位置検出装置部１３に記憶されている筆記データ及び筆圧データは消去されない。

なお、この実施形態は、電子ペン２の消しゴム機能部２２には筆圧検出部は設けられない。しかし、消しゴム機能部２２にも、電子ペン本体部２１と同様に筆圧検出部を設けても勿論良い。

この実施形態の電子ペン２おいては、電子ペン本体部２１の芯体２１３のペン先部２１３ａが外部に突出する使用時には、図４（Ｂ）に示すように、芯体２１３のみではなく、フェライトコア２１２の一部も筐体２０の開口部２０ａから突出しており、フェライトコア２１２のテーパー部２１２ｂの先端から、位置検出センサ１２の入力面までの距離が短くなる。したがって、この実施形態の電子ペン２によれば、フェライトコア２１２が、筐体２０の中空部内に留まっている従来の電子ペンに比較して、位置検出センサ１２との電磁結合が強くなる。さらに、この実施形態では、フェライトコア２１２の先端部側は、テーパー部２１２ｂとされているので、フェライトコア２１２の先端の断面積が小さくなり、より磁束密度が大きくなって、位置検出センサ１２と強く電磁結合するようになる。

したがって、この実施形態の電子ペン２は、細型化された場合であっても、位置検出センサ１２と強く電磁結合することができ、位置検出装置部１３においては、電子ペン２による指示位置の検出を感度良く検出することができるようになる。

この実施形態では、消しゴム機能部２２の芯体２２３及びフェライトコア２２２も、電子ペン本体部２１の芯体２１３及びフェライトコア２１２と同様に構成されているものである。

＜実施形態の手書き入力装置の電子回路の構成例＞
図７は、この実施形態の手書き入力装置を構成するタブレット端末１及び電子ペン２の電子回路構成を示す図である。

電子ペン２は、図７に示すように、コイル２１１とコンデンサ２１５と筆圧検出部２１４からなる可変容量コンデンサ２１４Ｃとで構成される電子ペン本体部２１の共振回路ＲＣｐと、コイル２２１とコンデンサ２２４とで構成される消しゴム機能部２２の共振回路ＲＣｅとを備える。

電子ペン２の電子ペン本体部２１の芯体２１３のペン先部２１３ａを、タブレット端末１の手書き入力面１Ａに近接あるいは接触させたときには、共振回路ＲＣｐが位置検出センサ１２と電磁誘導結合し、周波数ｆｏの交流信号をやり取りし、電子ペン２の電子ペン本体部２１の芯体２１３のペン先部２１３ａを、タブレット端末１の手書き入力面１Ａに近接あるいは接触させたときには、共振回路ＲＣｐが位置検出センサ１２と電磁誘導結合して、周波数ｆ０の交流信号をやり取りする。

位置検出装置部１３の位置検出センサ１２には、Ｘ軸方向ループコイル群１２４Ｘと、Ｙ軸方向ループコイル群１２５Ｙとが形成されている。位置検出装置部１３の位置検出回路１３０は、位置検出センサ１２のＸ軸方向ループコイル群１２４Ｘ及びＹ軸方向ループコイル群１２５Ｙを通じて電子ペン２の共振回路ＲＣｐ及び共振回路ＲＣｅに対して電磁結合により信号を送信する。

この場合に、位置検出回路１３０は、筆記入力検出処理と消去入力検出処理とを時分割で行うように構成される。すなわち、位置検出回路１３０は、筆記入力検出処理を行う筆記入力検出期間ＴＰと、消去入力検出処理を行う消去入力検出期間ＴＥとを交互に実行するようにする。位置検出回路１３０は、筆記入力検出期間ＴＰには、周波数ｆ０の交流信号を位置検出センサ１２を通じて電子ペン２に送信し、また、消去入力検出期間ＴＥには、周波数ｆ２の交流信号を位置検出センサ１２を通じて電子ペン２に送信する。

そして、電子ペン２は、電子ペン本体部２１の芯体２１３のペン先部２１３ａを、タブレット端末１の手書き入力面１Ａに近接あるいは接触させたときには、共振回路ＲＣｐが位置検出センサ１２からの筆記入力検出期間ＴＰにおける周波数ｆ０の交流信号を受信すると共に、この共振回路ＲＣｐから位置検出センサ１２に交流信号を帰還する。このとき、消去入力検出期間ＴＥにおける周波数ｆ２は、共振回路ＲＣｐの共振周波数ｆ０とは異なるため、共振回路ＲＣｐではその信号の受信レベルが低くなり、そのため、位置検出センサ１２への帰還する信号のレベルも小さくなり、位置検出回路１３０での検出対象レベル以下となる。これにより、位置検出回路１３０は、電子ペン２の電子ペン本体部２１の芯体２１３のペン先部２１３ａが、タブレット端末１の手書き入力面１Ａに近接あるいは接触される状態においては、筆記入力検出期間ＴＰで筆記入力検出のみが行われ、消去入力検出期間ＴＥでは消去入力検出処理は行われない。

また、電子ペン２は、消しゴム機能部２２の芯体２２３の先端部を、タブレット端末１の手書き入力面１Ａに近接あるいは接触させたときには、共振回路ＲＣｅが位置検出センサ１２からの消去入力検出期間ＴＥにおける周波数ｆ２の交流信号を受信すると共に、この共振回路ＲＣｅから位置検出センサ１２に交流信号を帰還する。このとき、筆記入力検出期間ＴＰにおける周波数ｆ０は、共振回路ＲＣｅの共振周波数ｆ２とは異なるため、共振回路ＲＣｅではその信号の受信レベルが低くなり、そのため、位置検出センサ１２への帰還する信号のレベルも小さくなり、位置検出回路１３０での検出対象レベル以下となる。これにより、位置検出回路１３０は、電子ペン２の消しゴム機能部２２の芯体２２３の先端部が、タブレット端末１の手書き入力面１Ａに近接あるいは接触される状態においては、消去入力検出期間ＴＥで消去入力検出のみが行われ、筆記入力検出期間ＴＰでは筆記入力検出処理は行われない。

そして、位置検出回路１３０では、電子ペン２の共振回路ＲＣｐ又は共振回路ＲＣｅからの帰還信号を、電磁結合により位置検出センサ１２を通じて受信する。そして、位置検出回路１３０は、その受信した信号が検出される位置検出センサ１２上の位置から、電子ペン２により指示された位置検出センサ１２上の位置を検出する。

また、位置検出回路１３０は、筆記入力検出期間ＴＰでは、電子ペン２から受信した信号の位相変化を検出することより共振回路ＲＣｐの共振周波数の変化を検出して、電子ペン２の電子ペン本体部２１の芯体２１３に印加された筆圧を検出するようにする。

位置検出回路１３０には、筆記入力検出処理と消去入力検出処理との時分割処理を制御すると共に、以下に説明するような位置検出処理及び筆圧検出処理を制御する位置検出制御部１３７が設けられている。位置検出制御部１３７は、発振器１３１の発振周波数を、筆記入力検出期間ＴＰでは周波数ｆ０とし、消去入力検出期間ＴＥでは周波数ｆ２とするように切り替える。そして、この例では、消去入力検出期間ＴＥでは、筆圧検出処理は行わないように制御する他は、筆記入力検出期間ＴＰと消去入力検出期間ＴＥとで同様の検出処理を行うように制御する。

位置検出回路１３０には、位置検出センサ１２のＸ軸方向ループコイル群１２４Ｘ及びＹ軸方向ループコイル群１２５Ｙが接続される選択回路１２６が設けられている。この選択回路１２６は、２つのループコイル群１２４Ｘ，１２５Ｙのうちの一のループコイルを順次選択して、共振回路ＲＣｐ又は共振回路ＲＣｅに対して信号を送信させると共に、共振回路ＲＣｐ又は共振回路ＲＣｅから帰還される信号を受信させる。

選択回路１２６に対しては、位置検出制御部１３７により切替制御される切替回路１３３が接続される。この切替回路１３３が送信側端子Ｔに接続されるときには、発振器１３１から交流信号が選択回路１２６に供給され、受信側端子Ｒに接続されるときには、選択回路１２６からの信号が、アンプ１３４を通じて指示位置検出用回路１３５と、筆圧検出用回路１３６に供給される。

指示位置検出用回路１３５は、位置検出センサ１２の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ィジタル信号に変換し、位置検出制御部１３７に出力する。位置検出制御部１３７は、指示位置検出用回路１３５からのデジタル信号、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に基づいて電子ペン２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。

一方、筆圧検出用回路１３６は、受信アンプ１３４の出力信号を発振器１３１からの交流信号で同期検波して、それらの間の位相差（周波数偏移）に応じたレベルの信号を得、その位相差（周波数偏移）に応じた信号をデジタル信号に変換して位置検出制御部１３７に出力する。位置検出制御部１３７は、筆圧検出用回路１３６からのデジタル信号、すなわち、送信した電波と受信した電波との位相差（周波数偏移）に応じた信号のレベルに基づいて、電子ペン２の電子ペン本体部２１の芯体２１３に印加されている筆圧を検出する。

位置検出制御部１３７は、筆記入力検出期間ＴＰでは、検出した電子ペン２の指示位置の座標データを筆記データとして、検出した筆圧データと共に、コントロール部１４０に供給する。位置検出制御部１３７は、また、消去入力検出期間ＴＥでは、検出した電子ペン２の指示位置の座標データを消去データとして、コントロール部１４０に供給する。

コントロール部１４０は、メモリ部１４１と、無線通信部１４２とを備える。また、図示は省略するが、コントロール部１４０は、充電式バッテリーと充電回路及び電源回路を備える。そして、このコントロール部１４０に対して、操作パネル部１Ｂに設けられている電源ボタン１Ｂａ、筆記入力終了ボタン１Ｂｂ及び情報送信ボタン１Ｂｃからなる操作部１４３が接続されると共に、パワーインジケータ１Ｂｄ及び通信インジケータ１Ｂｅからなるインジケータ部１４４が接続される。

操作部１４３の電源ボタン１Ｂａが押下操作されてオンとされると、コントロール部１４０は、電源電圧Ｖｃｃを生成して各部に供給し、タブレット端末１を動作状態とする。このとき、コントロール部１４０は、パワーインジケータ１Ｂｄを点灯して、電源オンを使用者に報知する。電源ボタン１Ｂａが再度押下されると、電源オフの指示となり、コントロール部１４０は、電源電圧Ｖｃｃの各部への供給を停止して、非動作状態になり、パワーインジケータ１Ｂｄは消灯される。

コントロール部１４０は、位置検出制御部１３７から受け取った筆記データ及び筆圧データは、メモリ１４１に記憶する。そして、コントロール部１４０は、位置検出制御部１３７から消去データを受け取ると、メモリ１４１に記憶している対応する筆記データ及び筆圧データを消去する。

そして、コントロール部１４０は、使用者により筆記入力終了ボタン１Ｂｂが押下されたことを検出すると、その時までにメモリ１４１に記憶されていた筆記データ及び筆圧データのグループを１ページ分のデータとして記憶するようにする。このとき、１ページ分のデータには、ページ識別情報が付与される。

したがって、使用者は、筆記入力終了ボタン１Ｂｂを押下した後には、イレーサ３により磁性シート１１の表面の全面に表れている筆記跡を消去して、新たな手書き入力を行うようにすることができる。このとき、イレーサ３は、磁性シート１１の表面に表れている筆記跡のみの消去用であるので、コントロール部１４０は、メモリ１４１に記憶しているページ単位の筆記データは消去されることはない。

以上のようにして、磁性シート１１の表面に表れている筆記跡の全てを消去した後、使用者は、電子ペン２を用いて、新たな筆記入力及び消去を行うと、コントロール部１４０は、当該新たな筆記データ及び筆圧データを、メモリ１４１に記憶する。そして、使用者が、筆記入力終了ボタン１Ｂｂを押下すると、メモリ１４１に新たに記憶された筆記データ及び筆圧データは、別ページのデータとして、メモリ１４１に記憶される。

そして、この実施形態では、コントロール部１４０は、無線通信部１４２を備えており、例えばコンピュータからなるサーバ装置と無線通信が可能とされている。そして、サーバ装置と無線通信が可能な環境において、使用者がタブレット端末１の操作パネル部１Ｂの情報送信ボタン１Ｂｃを押下操作すると、コントロール部１４０は、メモリ１４１に記憶されているページ単位の筆記データ及び筆圧データを、サーバ装置に送信して、メモリ１４１を消去するようにする。このとき、コントロール部１４０は、サーバ装置に筆記データ及び筆圧データを送信中には、通信インジケータ１Ｂｅを点灯して、筆記データ及び筆圧データがサーバ装置に送信されていることを報知するようにする。

なお、使用者が情報送信ボタンを操作することでメモリ１４１に記憶されているページ単位筆記データ及び筆圧データを、サーバ装置に送信するのではなく、筆記入力終了ボタンが押下操作されたら、ページ単位の筆記データ及び筆圧データを、サーバ装置に自動的に送信するように、コントロール部１４０を構成してもよい。その場合には、情報送信ボタンは設ける必要はない。

＜使用者による実施形態の手書き入力装置の利用態様＞
以上のように構成されているこの実施形態の手書き入力装置の使用者による利用態様の流れの例について説明する。

タブレット端末１の磁性シート１１の表面の手書き入力面１Ａには、筆記跡が全く存在しない状態から説明する。この状態において、使用者は、タブレット端末１の電源ボタン１Ｂａを押下して電源オンとしてタブレット端末１に電源を投入する。

そして、使用者は、電子ペン２を把持し、電子ペン本体部２１の芯体２１３のペン先部２１３ａを手書き入力面１Ａに近接あるいは接触させて、筆記入力を行う。すると、芯体２１３が磁石で構成されているので、磁性シート１１の表面においては、芯体２１３が近接あるいは接触した位置のマイクロカプセル１１３内の鉄粉が吸引されることで、その筆記跡が、例えば黒色に変色して、使用者が視認可能となる。

これと同時に、タブレット端末１では、磁性シート１１の裏面側に配設されている位置検出センサ１２と、電子ペン２の電子ペン本体部２１の共振回路ＲＣｐのコイル２１１とが電磁誘導結合して、位置検出装置部１３において、磁性シート１１の表面に表れている筆記跡に対応する筆記データ及び筆圧データが検出されて、コントロール部１４０のメモリ１４１に記憶される。

この筆記入力中に、入力した筆記跡を消去したいときには、使用者は、電子ペン２を逆さまに持ち替えて、消しゴム機能部２２の芯体２２３の先端部を、タブレット端末１の磁性シート１１の表面の当該消去対象の筆記跡の位置に、近接あるいは接触させるようにする。すると、磁性シート１１の表面に表れている筆記跡の部分は、磁石からなる芯体２２３により磁性シート１１の地色に戻り、消去される。これと同時に、電子ペン２の消しゴム機能部２２の共振回路ＲＣｅのコイル２２１と、位置検出センサ１２とが電磁誘導結合して、位置検出装置部１３において、磁性シート１１の表面に表れている筆記跡の消去データが検出されて、コントロール部１４０に供給される。この消去データを受けて、コントロール部１４０は、消去データに対応する筆記データ及び筆圧データをメモリ１４１から消去する。

そして、使用者は、磁性シート１１の表面に表れている筆記跡を見ながら、１ページ分の筆記入力が終了したと判断したときには、タブレット端末１の操作パネル部１Ｂの筆記入力終了ボタン１Ｂｂを押下する。すると、タブレット端末１では、上述したように、それまでに、メモリ１４１に記憶されていた筆記データ及び筆圧データを１ページ分のデータとして、ページ識別情報を付加してメモリ１４１に記憶する。

次に、使用者は、続いて別ページとして筆記入力を行いたい場合には、イレーサ３を用いて、磁性シート１１の表面に表れている筆記跡を消去する。そして、使用者は、電子ペン２の電子ペン本体部２１の芯体２１３のペン先部２１３ａを手書き入力面１Ａに近接あるいは接触させて、筆記入力を行う。そして、１ページ分の筆記入力を終了したと判断したときには、筆記入力終了ボタン１Ｂｂを押下する。すると、メモリ１４１には、先に記憶した１ページ分のデータとは別の識別情報が付与されて、新たな１ページ分の筆記データ及び筆圧データが記憶される。

なお、イレーサ３を用いて消去をしなくても、筆記入力終了ボタン１Ｂｂを押下した後の筆記データ及び筆圧データは、新たな１ページ分の筆記データ及び筆圧データとしてメモリ１４１に記憶されるものである。

以上のようにして、タブレット端末１と電子ペン２とを用いることで、タブレット端末１のメモリ１４１には、１～複数ページ分の筆記データ及び筆圧データを記憶することができる。使用者は、このタブレット端末１を家や会社に持ち帰り、無線通信部１４２と通信するように設定されているコンピュータと無線接続し、情報送信ボタン１Ｂｃを押下操作する。すると、タブレット端末１は、メモリ１４１に記憶している１～複数ページの筆記データ及び筆圧データを、コンピュータに無線送信する。そして、タブレット端末１では、無線送信が終了したら、メモリ１４１の記憶データを消去する。

したがって、その後は、タブレット端末１は、新たな筆記入力を受け付けて、上述の動作を繰り返すことができる状態になる。

なお、電子ペン２に、当該電子ペン２を識別するためのペン識別情報の記憶部を設け、この記憶部のペン識別情報を、位置検出センサ１２との電磁誘導結合を通じて、あるいは別途設けた無線通信手段を通じて、位置検出装置部１３に送信し、位置検出装置部１３において、筆記データ及び筆圧データをページ識別情報及びペン識別情報と共に記憶するようにしてもよい。

＜実施形態の効果＞
上述の実施形態の手書き入力装置によれば、磁石で構成されている芯体を備える電子ペン２により手書き入力面１Ａ上で筆記入力をすることで、従来と同様にして、筆記データ及び筆圧データからなる筆記入力の電子データを得ることができると共に、磁石により筆記跡を表現することができる磁性シート１１を用いることで、ＬＣＤなどの表示パネルを不要とすることができ、安価に製造することができる。

また、イレーサ３や電子ペン２の消しゴム機能部２２を用いることで筆記跡を容易に消去可能な磁性シート１１を用いることで、特許文献３のような用紙を用いる必要がなく、携帯に便利であると共に、用紙の場合のような消しゴムカスが生じないので、その点でも有利である。

また、この実施形態の手書き入力装置を構成する電子ペン２は、芯体を磁石で構成する点を除けば、既存の電磁誘導式の電子ペンと同様の構成とすることができるので、低コストで構成することができるというメリットもある。

また、上述の実施形態の手書き入力装置の位置検出装置部の位置検出センサ１２及び位置検出回路１３０は、既存の電磁誘導方式の位置検出センサ及び位置検出回路をそのまま利用することができるので、その点でもコスト的に有利である。

［芯体の変形例］
以上の実施形態では、芯体２１３及び芯体２２３は、棒状の磁石のみで構成したが、このような構成に限られるものではない。

＜芯体の他の構成例の第１の例＞
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、電子ペン本体部２１の芯体に適用した変形例の第１の例を説明するための図である。図８（Ａ）は、この第１の例の芯体２３１と、コイル２１１が巻回されているフェライトコア２１２との部分の分解図であり、また、図８（Ｂ）は、第１の例の芯体２３１を、コイル２１１が巻回されているフェライトコア２１２の貫通孔２１２ａに挿通させた状態を示している。

図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この第１の例では、芯体２３１は、棒状の磁石部材２３１１と、硬質の材料、例えば金属あるいは硬質樹脂からなるパイプ部材２３１２とで構成される。棒状の磁石部材２３１１は、この例では、芯体２１３と同様にペン先部となる軸心方向の一方の端部２３１１ａ側の磁極がＮ極、反対側の磁極がＳ極とされていると共に、外径が芯体２１３の外径よりも細く構成されている。

パイプ部材２３１２の外径は、コイル２１１が巻回されているフェライトコア２１２の貫通孔２１２ａの内径ｒ１よりも小さい値に選定されている。また、パイプ部材２３１２の内径は、棒状の磁石部材２３１１の外径よりわずかに小さい値に選定されている。そして、図８（Ｂ）に示すように、棒状の磁石部材２３１１が、パイプ部材２３１２の中空部２３１２ａに圧入挿入されて、磁石部材２３１１とパイプ部材２３１２とが一体とされた芯体２３１を構成するようにされている。この場合に、磁石部材２３１１とパイプ部材２３１２との間は接着材により接着するようにしてもよい。

この場合に、パイプ部材２３１２の軸心方向の長さは、磁石部材２３１１の軸心方向の長さよりも短く選定されており、芯体２３１においては、磁石部材２３１１の軸心方向の一方の端部２３１１ａが、ペン先部として、パイプ部材２３１２の軸心方向の一方の端部から突出するように構成されている。また、第１の例では、磁石部材２３１１の軸心方向の他方の端部もパイプ部材２３１２の軸心方向の他方の端部から突出するように構成されている。なお、磁石部材２３１１の軸心方向の他方の端部は、パイプ部材２３１２の軸心方向の他方の端部から突出していなくてもよい。

そして、図８（Ｂ）に示すように、芯体２３１の磁石部材２３１１のペン先部となる一方の端部２３１１ａは、パイプ部材２３１２の一部も含めて、フェライトコア２１２のペン先側の端部よりも突出するように構成される。これにより、芯体２３１の磁石部材２３１１のペン先部となる一方の端部２３１１ａの磁極は、フェライトコア２１２のペン先側の端部よりも離れた位置となるようにされている。

この第１の例の芯体２３１は、磁石からなる芯体を用いた電子ペン２として、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。そして、この第１の例の芯体２３１は、特に、棒状の磁石部材２３１１が、剛性の大きいパイプ部材２３１２の中空部２３１２ａ内に挿入されて構成されているので、棒状の磁石部材２３１１が細くても、パイプ部材２３１２により保護され、芯体として必要十分な剛性を容易に確保することができる。

＜芯体の他の構成例の第２の例＞
図８（Ｃ）及び（Ｄ）は、電子ペン本体部２１の芯体に適用した変形例の第２の例を説明するための図である。図８（Ｃ）は、この第２の例の芯体２３２と、コイル２１１が巻回されているフェライトコア２１２との部分の分解図であり、また、図８（Ｄ）は、第２の例の芯体２３２を、コイル２１１が巻回されているフェライトコア２１２の貫通孔２１２ａに挿通させた状態を示している。

図８（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、この第２の例では、芯体２３２は、複数個の磁石素片２３２１ｍを軸心方向に一列に並べて連結させて形成した棒状の磁石部材２３２１と、パイプ部材２３２２とで構成される。パイプ部材２３２２は、第１の例の芯体２３１のパイプ部材２３１２と同様に、硬質材料である例えば金属あるいは硬質樹脂で構成されると共に、第１の例の芯体２３１のパイプ部材２３１２と同様の外径、内径及び長さを有するものとして構成されている。

磁石素片２３２１ｍは、第１の例の芯体２３１の磁石部材２３１１をその軸心方向に直交する方向に輪切りにした円柱状形状のものに等しい。そして、この第２の例の芯体２３２は、図８（Ｄ）に示すように、パイプ部材２３２２の中空部２３２２ａ内に、円柱状形状の磁石素片２３２１ｍの複数個を一列に並べて連結した磁石部材２３２１を圧入嵌合することで構成する。この場合に、パイプ部材２３２２の中空部２３２２ａ内に、円柱状形状の磁石素片２３２１ｍの複数個を、順次に圧入嵌合して連結することで芯体２３２を構成するようにしてもよい。なお、各磁石素片２３２１ｍの間及び各磁石素片２３２１ｍとパイプ部材２３２２との間は接着材により接着するようにしてもよい。

この第２の例の芯体２３２においても、磁石部材２３２１の軸心方向の一方の端部２３２１ａが、ペン先部として、パイプ部材２３２２の軸心方向の一方の端部から突出するように構成されている。なお、磁石部材２３２１の軸心方向の他方の端部は、パイプ部材２３２２の軸心方向の他方の端部から突出するように構成してもよいし、突出していなくてもよい。

そして、図８（Ｄ）に示すように、芯体２３２のペン先部２３２１ａは、パイプ部材２３２２の一部も含めて、フェライトコア２１２のペン先側の端部よりも突出するように構成される。これにより、芯体２３２の磁石部材２３２１のペン先部となる一方の端部２３２１ａの磁極は、フェライトコア２１２のペン先側の端部よりも離れた位置となるようにされている。

この第２の例の芯体２３２も、磁石からなる芯体を用いた電子ペン２として、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。そして、この第２の例の芯体２３２は、特に、この第２の例の芯体２３２は、複数個の磁石素片２３２１ｍが一列に連結されて構成されるので、芯体２３２の磁石部材２３２１のペン先部となる一方の端部２３２１ａへの衝撃荷重が加わった時の耐衝撃特性が向上するという効果を奏する。

＜芯体の他の構成例の第３の例＞
図８（Ｅ）は、電子ペン本体部２１の芯体に適用した変形例の第３の例を説明するための図である。上述した第１の例及び第２の例の芯体２３１及び２３２は、そのペン先部となる磁性部材２３１１及び２３２１の一方の端部２３１１ａ及び２３２１ａは外部に露出している構成とされているが、この第３の例の芯体は、棒状の磁性部材のペン先部となる一方の端部が保護部材により覆われている例である。

図８（Ｅ）は、この第３の例の芯体２３３を、コイル２１１が巻回されているフェライトコア２１２の貫通孔２１２ａに挿通させた状態を示している。この例の芯体２３３は、上述した第２の例の芯体２３２の磁性部材２３２１のペン先部となる一方の端部２３２１ａを、保護キャップ２３３１により覆った構成に等しい。この図８（Ｅ）において、第２の例の芯体２３２の構成部分と同一の部分には、同一参照符号を付してある。

保護キャップ２３３１は、この例では、パイプ部材２３２２の材質に関係なく、例えば樹脂で構成されている。パイプ部材２３２２が金属で構成されている場合には、この保護キャップ２３３１も、金属で構成してもよい。

また、保護キャップ２３３１は、パイプ部材２３２２の一端側に一体的に構成しておくようにしてもよい。すなわち、内部に中空部を備えると共に、芯体２３２の磁性部材２３２１の一方の端部２３２１ａ側を閉塞した形状の棒状部材を用意し、この棒状部材のペン先側とは反対側の開口から、磁石部材２３２１を挿入するようにすることで、芯体２３３を構成してもよい。

この第３の例の芯体２３３によれば、保護キャップ２３３１により、磁石からなる芯体のペン先部の欠けを防止することができると共に、手書き入力面と芯体のペン先部との接触時の摩擦を小さくすることができる。

なお、図８（Ｅ）では、第２の例の芯体２３２の磁性部材２３２１のペン先部となる一端２３２１ａを保護部材で覆う場合を示したが、第３の例は、第１の例の芯体２３１の磁性部材２３１１のペン先部となる一端２３１１ａを保護部材で覆う場合にも適用できる。

なお、上述した第１の例～第３の例は、電子ペン本体部２１の芯体だけでなく、消しゴム機能部２２の芯体にも全く同様にして適用できることは言うまでもない。

［その他の実施形態又は変形例］
なお、上述の実施形態の電子ペン２においては、フェライトコア２１２のペン先側の端部も、電子ペン２の筐体２０の開口２０ａから外部に突出するようにしたが、開口２０ａから外部に突出するのは芯体２１３のペン先部２１３ａのみとして、フェライトコア２１２は、筐体２０の中空部内に存在するように構成してもよい。消しゴム機能部２２についても同様である。

また、上述の実施形態の電子ペン２は、電子ペン本体部２１に加えて消しゴム機能部２２を備える構成としたが、消しゴム機能部２２は、電子ペン２とは別個の部材として構成してもよい。

また、上述の実施形態では、芯体２１３の尾端部を、筆圧検出部２１４の嵌合凹部２１４ａに直接的に嵌合させるようにしたが、尾端部と、嵌合凹部２１４ａとの間に筆圧伝達部材を介在させるようにして、芯体２１３を筆圧検出部に対して間接的に嵌合させるようにしてもよい。

１…タブレット端末、１Ａ…手書き入力面、１Ｂ…操作パネル部、２…電子ペン、３…イレーサ、１１…磁性シート、１２…位置検出センサ、１３…位置検出装置部、２１…電子ペン本体部、２２…消しゴム機能部、２１１，２２１…コイル、２１２，２２２…フェライトコア、２１３，２２３，２１６，２１７，２１８…芯体、２１４…筆圧検出部、２１５，２２４…コンデンサ、２３１１，２３２１…磁石部材、２３１２，２３２２…パイプ部材、２１８１…保護キャップ

Claims (11)

1. 第１のコイルと、
   前記第１のコイルが巻回され、軸心方向の貫通孔を備える第１の磁性体コアと、
   前記第１のコイルと第１の共振回路を構成する第１のコンデンサと、
   ペン先部を有し、前記ペン先部が外部に突出する状態で、前記第１の磁性体コアの前記貫通孔を挿通される第１の芯体と、
   を備え、位置検出センサとの間で前記第１の共振回路の共振周波数に対応する周波数の信号を電磁誘導結合によりやり取りするようにする電子ペンであって、
   前記第１の芯体は、前記ペン先部と前記ペン先部とは反対側の尾端部とに磁極を有し、
   前記第１の芯体の前記ペン先部及び前記第１の磁性体コアの軸心方向の前記第１の芯体の前記ペン先部側の一部は、電子ペンの筐体のペン先側の開口から外部に突出し、かつ、前記第１の芯体の前記ペン先部は、前記第１の磁性体コアの軸心方向の前記第１の芯体の前記ペン先部側の端部から離れた位置になるように構成され、
   前記筐体の前記ペン先側とは反対側には消しゴム機能部を備え、
   前記消しゴム機能部は、
   前記第１のコイルとは別の第２のコイルと、
   前記第２のコイルが巻回され、軸心方向の貫通孔を備える磁性体コアと、
   前記第２のコイルと前記第１の共振回路の共振周波数とは異なる共振周波数の第２の共振回路を構成する第２のコンデンサと、
   先端部が外部に突出する状態で、前記第２の磁性体コアの前記貫通孔を挿通される第２の芯体と、
   を備え、
   前記第２の芯体は、前記先端部と前記先端部とは反対側の端部とに、前記第１の芯体の前記ペン先部と前記尾端部とは逆極性の磁極を有し、
   前記第２の芯体の前記先端部及び前記第２の磁性体コアの軸心方向の前記第２の芯体の前記先端部側の一部は、前記筐体のペン先側とは反対側の開口から外部に突出する
   ことを特徴とする電子ペン。
2. 前記筐体内には、前記第１の芯体の前記尾端部側が、直接的に、あるいは圧力伝達部材を介して間接的に嵌合される筆圧検出部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
3. 前記第１の芯体及び／又は前記第２の芯体は、棒状の磁石で構成される
   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の芯体及び／又は前記第２の芯体は、複数個の磁石が軸心方向に一列に結合されて構成されている
   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の芯体及び／又は前記第２の芯体は、金属製のパイプの中空部内に磁石が収納されて構成されている
   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の芯体及び／又は前記第２の芯体は、樹脂製のパイプの中空部内に磁石が収納されて構成されている
   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の芯体の前記ペン先部側の先端部は保護部材により覆われている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
8. 磁極が近接あるいは接触した位置の色が変化する磁性シートの下方に、電磁誘導方式の位置検出センサが前記磁性シートと重畳して配設された位置検出装置部と、電子ペンとを備える手書き入力装置であって、
   前記電子ペンは、
   第１のコイルと、
   前記第１のコイルが巻回され、軸心方向の貫通孔を備える第１の磁性体コアと、
   前記第１のコイルと第１の共振回路を構成する第１のコンデンサと、
   ペン先部を有し、前記ペン先部が外部に突出する状態で、前記第１の磁性体コアの前記貫通孔を挿通される第１の芯体と、
   を備え、前記位置検出センサとの間で前記第１の共振回路の共振周波数に対応する周波数の信号を電磁誘導結合によりやり取りするようにする電子ペンであって、
   前記第１の芯体は、前記ペン先部と前記ペン先部とは反対側の尾端部とに磁極を有し、
   前記第１の芯体の前記ペン先部及び前記第１の磁性体コアの軸心方向の前記第１の芯体の前記ペン先部側の一部は、電子ペンの筐体のペン先側の開口から外部に突出し、かつ、前記第１の芯体の前記ペン先部は、前記第１の磁性体コアの軸心方向の前記第１の芯体の前記ペン先部側の端部から離れた位置になるように構成され、
   前記筐体の前記ペン先側とは反対側には消しゴム機能部を備え、
   前記消しゴム機能部は、
   前記第１のコイルとは別の第２のコイルと、
   前記第２のコイルが巻回され、軸心方向の貫通孔を備える磁性体コアと、
   前記第２のコイルと前記第１の共振回路の共振周波数とは異なる共振周波数の第２の共振回路を構成する第２のコンデンサと、
   先端部が外部に突出する状態で、前記第２の磁性体コアの前記貫通孔を挿通される第２の芯体と、
   を備え、
   前記第２の芯体は、前記先端部と前記先端部とは反対側の端部とに、前記第１の芯体の前記ペン先部と前記尾端部とは逆極性の磁極を有し、
   前記第２の芯体の前記先端部及び前記第２の磁性体コアの軸心方向の前記第２の芯体の前記先端部側の一部は、前記筐体のペン先側とは反対側の開口から外部に突出し、
   前記位置検出装置部は、
   前記位置検出センサを通じて所定の周波数の信号を電磁誘導結合により前記電子ペンに送信し、
   前記電子ペンは、前記第１の共振回路又は前記第２の共振回路で前記所定の周波数の信号を受信すると共に、受信した前記信号を、電磁誘導結合により前記位置検出センサに帰還するものであり、
   前記第１の共振回路の共振周波数は、前記第１の芯体が前記磁性体コアの前記貫通孔に挿通された状態では前記位置検出センサからの信号の周波数と等しくなるように、前記第１の芯体が前記第１の磁性体コアの前記貫通孔に挿通されていない状態では前記位置検出センサからの信号の周波数よりも低い周波数に設定されていると共に、
   前記第２の共振回路の共振周波数は、前記第２の芯体が前記第２の磁性体コアの前記貫通孔に挿通された状態では前記位置検出センサからの信号の周波数と等しくなるように、前記第２の芯体が前記第２の磁性体コアの前記貫通孔に挿通されていない状態では前記位置検出センサからの信号の周波数よりも低い周波数に設定されている
   ことを特徴とする手書き入力装置。
9. 前記磁性シートは、磁性材料からなる粉体を含む複数個のマイクロカプセルからなる層を備え、
   前記電子ペンの前記第１の芯体の前記ペン先部の磁極が前記磁性シートに近接あるいは接触した位置においては、前記磁性シートの前記層の前記磁性材料からなる粉体が、前記第１の芯体の前記ペン先部の磁極側に磁気的に吸引されることで、前記磁性シートの表面の、前記第１の芯体の前記ペン先部の磁極が近接あるいは接触した位置の色が変化する
   ことを特徴とする請求項８に記載の手書き入力装置。
10. 前記磁性シートの前記層の前記マイクロカプセルの、前記第１の芯体の前記ペン先部が近接あるいは接触した前記粉体を元の位置に戻すことで、前記磁性シートにおいて前記変化した色を消去する消去部材を備える
    ことを特徴とする請求項９に記載の手書き入力装置。
11. 前記磁性シートは、前記消しゴム機能部の前記第２の芯体が近接あるいは接触した位置で、前記色を変えていた部分の色を元に戻し、
    前記位置検出装置部では、前記位置検出センサを通じて前記電子ペンから前記消しゴム機能部用の共振周波数を検出した位置の座標データは消去する
    ことを特徴とする請求項８に記載の手書き入力装置。

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