JP5723499B1 - 発信型電子ペン - Google Patents

Abstract

位置検出装置によるホバー状態の検出を常時可能とすることができると共に、より省電力化を図ることができるようにした発信型電子ペンを提供する。位置検出装置に供給する信号を発信する発信回路と、発信型電子ペンを使用開始する起因となる、筐体に対する直接的な使用者の所作を検出するための検出手段と、芯体の先端に圧力が印加されているかどうかを検知する圧力検知手段と、検出手段の検出出力及び圧力検知手段からの検知出力に基づいて、発信回路の発信動作を制御する制御手段とを備える。発信回路は、制御手段により起動制御されると共に、起動されたときには少なくとも省電力の発信動作状態を含む複数通りの発信動作状態のいずれかに制御される。制御手段は、検出手段で上記のような使用者の所作を検出したときに、発信回路を起動して、複数通りの発信動作状態のいずれかである第１の発信動作状態とする。

Description

この発明は、位置検出装置と共に使用される発信型電子ペンに関する。

位置指示器と、この位置指示器により指示された位置を検出する位置検出装置とからなる位置入力装置が知られている。このような位置入力装置の一つとして、ペン型の位置指示器から送信される信号を位置検出装置で受信することで、位置指示器により指示された位置を検出するタイプのものがある。すなわち、この種の位置入力装置で用いられる位置指示器は、電源回路を備えると共に、信号を発信する発信回路を備え、発信回路からの信号を位置検出装置に送信するようにする発信型電子ペンの構成とされている（例えば特許文献１（特開平７−２９５７２２号公報）や特許文献２（特開２００７‐１６４３５６号公報）参照）。

この種の発信型電子ペンの電源回路は、一次電池内蔵型のものや、二次電池の充電方式のものが提案されているが、信号を発信し続けることによる電池の消耗が問題となっている。すなわち、信号が発信し続けることによる電力消費が大きいため、頻繁に電池を交換したり、頻繁に充電したりすることが必要になり、面倒であった。そこで、この種の発信型電子ペンにおいては、高密度の電池を用いたり、特許文献２のように大容量の二重層コンデンサを使用したりするようになってきている。しかし、電池の容量を増大することにも限界がある。

この問題を回避するために、この種の発信型電子ペンにおいては、サイドスイッチや柄（テール部分）に設けたノックスイッチを押すことで、発信回路が発信動作を開始するように構成するものがあるが、発信型電子ペンにより位置指示の入力操作するために、スイッチを押さなければならず面倒であると共に、スイッチをオフに戻すことを忘れると、発信回路が発信動作のままとなってしまい、電力が無駄に消費されてしまうという問題がある。

そこで、従来のこの種の発信型電子ペンにおいては、ペン先となる先端が外部に突出する芯体に印加される圧力によりオンとなる圧力感知スイッチを筐体内に設け、当該圧力感知スイッチをオンとなったことを検知することにより、発信回路が発信動作を開始するように構成したものも提供されている。

特開平７−２９５７２２号公報 特開２００７‐１６４３５６号公報

しかしながら、圧力感知スイッチを用いる発信型電子ペンにおいては、ペン先を押し付けて圧力感知スイッチをオンとする動作が必要となる。通常は、使用者は、この種の発信型電子ペンのペン先を位置検出装置の入力面あるいはその近傍に押し付けて、圧力感知スイッチをオンにして、発信を開始させた後、位置検出装置における位置指示操作を行うようにする。

したがって、例えば位置検出装置の入力面に押し付けて圧力感知スイッチをオンとするまでは、この発信型電子ペンの発信回路は、発信動作をしない。このため、位置検出装置の上空において発信型電子ペンの存在を検出する、いわゆるホバー状態の検出ができない。この結果、使用者は、発信型電子ペンを位置検出装置の入力面上で位置指示の動作を開始してもタイムラグが生じるため、一瞬戸惑ってしまい、違和感を生じる。このことは、紙と鉛筆と同様の使い勝手を目指す電子ペンにおいて大きな問題である。

また、圧力感知スイッチを用いる発信型電子ペンにおいては、圧力感知スイッチが一度オンとされた後は、発信型電子ペンが位置検出装置のセンサ面から離間して、圧力感知スイッチがオフとなっても、そのオフとなってから所定時間を経過するまでは、発信回路の発信動作を継続させるようにしている。これは、発信型電子ペンの位置検出装置の入力面から離間時間が短時間の時は、再度、圧力感知スイッチをオンとさせなくても使用者が次の指示入力操作を即座に行えるようにするためである。

しかし、圧力感知スイッチがオフとなった後の状態は、使用者がすぐに、電子ペンにより再度の指示入力操作を行う場合のみではなく、使用者が電子ペンを手から離してしまって、すぐには再度の指示入力操作を行わない状態になる場合もある。従来は、この両者を区別することはできず、電子ペンは、圧力感知スイッチがオフとなっても、常に、所定時間は発信回路の発信動作を継続しており、無駄に電力を消費してしまう場合もあった。

この発明は、以上の問題点に鑑み、位置検出装置によるホバー状態の検出を、使用開始時であっても常時可能とすることができると共に、より省電力化を図ることができるようにした発信型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、
位置検出装置と共に使用される発信型電子ペンであって、
筒状の筐体と、
前記筐体の一方の開口部から先端が外部に突出するようにして、前記筐体内に設けられる芯体と、
前記筐体内に設けられる電源電圧の供給源と、
前記位置検出装置に供給する信号を発信する発信回路と、
発信型電子ペンを使用開始する起因となる、前記筐体に対する直接的な使用者の所作を検出するための検出手段と、
前記芯体の先端に圧力が印加されているかどうかを検知する圧力検知手段と、
前記検出手段の検出出力及び前記圧力検知手段からの検知出力に基づいて、前記発信回路の発信動作を制御する制御手段と、
を備え
前記発信回路は、前記制御手段により、起動制御されると共に、起動されたときには少なくとも省電力の発信動作状態を含む複数通りの発信動作状態のいずれかに制御されるものであり、
前記制御手段は、
前記検出手段で前記使用者の所作を検出したときに、前記発信回路を起動して、前記複数通りの発信動作状態のいずれかである第１の発信動作状態で発信動作を行なわせるように制御する
ことを特徴とする発信型電子ペンを提供する。

上述の構成の請求項１の発明によれば、使用者が発信型電子ペンの使用を開始すべく筐体に手で把持するために接触させたり、筐体を手に持って持ち上げたりして、筐体に対して直接的な所作を行うと、それが検出手段で検出される。

制御手段は、この検出手段からの使用者の筐体に対して直接的な所作の検出出力を受けて、発信回路を起動し、複数通りの発信動作状態のいずれかである第１の発信動作状態となるように制御して、信号の発信を開始させる。

こうして、この発明の発信型電子ペンは、使用者が発信型電子ペンを使用開始する起因となる筐体に対する直接的な所作を行うだけで、発信回路が信号を発信する状態になるので、位置検出装置のセンサの入力面の上空のホバー状態を検出することができる。

そして、使用者が位置検出装置のセンサの入力面にタッチさせると、圧力検知手段で、それが検知されて、制御手段に、その圧力検知出力が供給される。制御手段は、検出手段からの使用者の筐体に対して直接的な所作の検出出力と、圧力検知手段での検知出力とに基づいて、発信回路の発信動作状態を、更に、省電力化するように制御する。

例えば、制御手段は、第１の発信動作状態を、省電力の状態であるがホバー状態の検出は可能な発信動作状態とし、その後、使用者により発信型電子ペンが、例えば位置検出装置のセンサの入力面にタッチされて、圧力検知手段で、それが検知されると、省電力の状態から通常の動作状態として、位置検出装置で、発信型電子ペンによる指示位置の検出が容易になるように制御する。また、制御手段は、検出手段の検出出力に基づいて、使用者が発信型電子ペンを使用開始する起因となる筐体に対する直接的な所作を継続していることを検知している状態において、圧力検知手段で、発信型電子ペンによる位置検出装置の入力面へのタッチが解除されたことが検知されると、発信回路の発信動作状態を、省電力の発信動作状態に戻して、無駄な消費電力を回避するようにする。

この発明の発信型電子ペンによれば、発信型電子ペンを使用開始する起因となる、筐体に対する直接的な使用者の所作を、検出手段で検出したときには、発信回路を起動して第１の発信動作状態とするので、発信型電子ペンの使用開始時を含め、位置検出装置によるホバー状態の検出を常時可能とすることができる。

そして、この発明の発信型電子ペンによれば、発信型電子ペンを使用開始する起因となる筐体に対する直接的な使用者の所作を検出する検出手段の検出出力と、先端に印加される圧力による芯体の動きに基づいて芯体の先端に圧力が印加されているかどうかを検知する圧力検知手段からの検知出力とに基づいて、制御手段が、発信回路の発信動作を、少なくとも省電力の発信動作状態を含む複数通りの発信動作状態のいずれかに制御するように構成されているので、より省電力化を図ることができる。

この発明による発信型電子ペンの第１の実施形態を、位置検出装置を備える電子機器と共に示す図である。 この発明による発信型電子ペンの第１の実施形態と共に使用される位置検出装置のペン指示検出回路の構成例を示すブロック図である。 この発明による発信型電子ペンの第１の実施形態からの発信信号を説明するための図である。 この発明による発信型電子ペンの第１の実施形態の機構的構成例を示す図である。 この発明による発信型電子ペンの第１の実施形態の電子回路の構成例を示すである。 この発明による発信型電子ペンの第１の実施形態における省電力制御における発信動作状態の遷移を説明するための図である。 この発明による発信型電子ペンの第１の実施形態における省電力制御の動作の流れの例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。 この発明による発信型電子ペンの第１の実施形態における省電力制御の動作の流れの例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。 この発明による発信型電子ペンの第１の実施形態における省電力制御の動作の流れの例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。 この発明による発信型電子ペンの第２の実施形態の電子回路の構成例を示すである。 この発明による発信型電子ペンの第３の実施形態における省電力制御における発信動作状態の遷移を説明するための図である。 この発明による発信型電子ペンの他の実施形態の要部の構成例を示す図である。 この発明による発信型電子ペンの他の実施形態の要部の構成例を示す図である。 この発明による発信型電子ペンの他の実施形態の構成例を示す図である。

以下、この発明による発信型電子ペンの幾つかの実施形態を、図を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
以下、この発明による発信型電子ペンの実施形態を、図を参照しながら説明する。図１〜図５は、この発明の実施形態の発信型電子ペン１の構成例を説明するための図である。この実施形態の発信型電子ペン１は、静電容量方式の位置検出装置を備える電子機器と共に使用される場合である。

図１は、この発明の実施形態の発信型電子ペン１を用いる電子機器の例としてのタブレット型情報端末２００の一例を示すものである。この例では、タブレット型情報端末２００は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置の表示画面２００Ｄを備え、表示画面２００Ｄの上部（表面側）に、この例では、静電容量方式の位置検出装置２０１を備えている。

［位置検出装置２０１の構成例］
この実施形態の位置検出装置２０１は、図２に示すように、当該位置検出装置２０１を構成するセンサ２０２と、このセンサ２０２に接続されるペン指示検出回路２０３とで構成されている。

センサ２０２は、この例では、断面図は省略するが、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、例えば、横方向（Ｘ軸方向）に延在した複数の第１の導体２１１Ｙ_１、２１１Ｙ_２、…、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２１１Ｙ_１、２１１Ｙ_２、…、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２１２Ｘ_１、２１２Ｘ_２、…、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。

このように、位置検出装置２０１のセンサ２０２では、第１の導体群２１１と第２の導体群２１２を交差させて形成したセンサパターンを用いて、発信型電子ペン１などの指示体が指示する位置を検出する構成を備えている。

なお、以下の説明において、第１の導体２１１Ｙ_１、２１１Ｙ_２、…、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２１２Ｘ_１、２１２Ｘ_２、…、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。

この実施形態の位置検出装置２０１においては、センサ２０２は、タブレット型情報端末２００の表示画面２００Ｄの大きさに対応した大きさのセンサ面（指示入力面）を備えており、光透過性を有する、第１の導体群２１１と第２の導体群２１２とによって形成されている。

なお、第１の導体群２１１と第２の導体群２１２は、センサ基板の同一面側にそれぞれが配置される構成であってもよいし、センサ基板の一面側に第１の導体群２１１を配置し、他面側に第２の導体群２１２を配置する構成でもよい。

ペン指示検出回路２０３は、センサ２０２との入出力インターフェースとされる選択回路２２１と、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。

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２１１および第２の導体群２１２の中からそれぞれ１本の導体を選択する。選択回路２２１により選択された導体は増幅回路２２２に接続され、発信型電子ペン１からの信号が、選択された導体により検出されて増幅回路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、発信型電子ペン１から送信される信号の周波数の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、発信型電子ペン１によって指示されたセンサ２０２上の位置座標を算出し、その位置座標のデータを、タブレット型情報端末２００内の他の処理プロセッサ等に出力する。

図３は、この位置検出装置２０１のセンサ２０２で受信される、この実施形態の発信型電子ペン１からの所定のパターンの信号を説明するためのタイミングチャートである。この実施形態の発信型電子ペン１は、後述する図５に示すように、制御回路１０１及び発信回路１０２を備えており、制御回路１０１からの制御信号により、発信回路１０２は、所定のパターンの信号を繰り返し出力するようにする。また、この実施形態の発信型電子ペン１は、芯体（ペン芯）に加えられる圧力を検知する圧力検知手段として、後述するような筆圧検出モジュール７を備える。この例では、この筆圧検出モジュール７は、発信型電子ペン１の芯体に加えられる圧力（筆圧）に応じた静電容量を呈する可変容量コンデンサ（例えば特開２０１１‐１８６８０３号公報等参照）で構成されている。

図３（Ａ）は、発信型電子ペン１の制御回路１０１からの制御信号の例を示すもので、ハイレベルを維持する一定期間は、図３（Ｂ）に示すように、発信型電子ペン１は、発信回路１０２からの発信信号をバースト信号として連続送信する（図３（Ｃ）の連続送信期間）。

この連続送信期間の長さは、位置検出装置２０１のペン指示検出回路２０３において、発信型電子ペン１によるセンサ２０２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。

この連続送信期間中に、発信型電子ペン１の制御回路１０１は、その芯体に印加される筆圧を、筆圧検出モジュール７の可変容量コンデンサの静電容量に応じた検出信号として検出し、その検出信号から、筆圧を例えば１０ビットの値（２進コード）として求める。

そして、発信型電子ペン１の制御回路１０１は、図３（Ａ）に示すように、連続送信期間が終了すると、制御信号を所定の周期（Td）でハイレベルまたはローレベルに制御することにより発信回路１０２からの発信信号をＡＳＫ変調する。このとき、所定の周期(Td)の初回は必ずハイレベルとし、それを図３（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位置検出装置２０１側で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、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。

発信型電子ペン１は、スタート信号に続いて、１０ビットの筆圧データを順次送信する。この場合に、送信データ（２進コード）が「０」のときは制御信号をローレベルとして発信信号の送出はせず、送信データ（２進コード）が「１」のときは制御信号をハイレベルとして発信信号の送出するように制御する。図３では、送信する筆圧データが「１０１０１１１０１０」の場合について示している。なお、発信型電子ペン１は、筆圧データに引き続いて、自身の識別情報や電池残量などのデータを、上述と同様にしてＡＳＫ信号やＯＯＫ（On Off Keying）信号として送出するようにする。発信型電子ペン１は、以上のような連続送信期間とデジタルデータの送信期間とからなるパターンの信号を、制御回路１０１からの制御に基づいた周期で繰り返し送信するようにする。

位置検出装置２０１のペン指示検出回路２０３においては、制御回路２２０は、例えばまず第２の導体２１２Ｘ_１〜２１２Ｘ_ｎを順次に選択する選択信号を選択回路２２１に供給し、第２の導体２１２Ｘ_１〜２１２Ｘ_ｎのそれぞれの選択時に、ＡＤ変換回路２２６から出力されるデータを信号レベルとして読み取る。そして、第２の導体２１２Ｘ_１〜２１２Ｘ_ｎの全ての信号レベルが所定値に達していなければ、制御回路２２０は、発信型電子ペン１はセンサ２０２上に無いものと判断し、第２の導体２１２Ｘ_１〜２１２Ｘ_ｎを順次に選択する制御を繰り返す。

第２の導体２１２Ｘ_１〜２１２Ｘ_ｎのいずれかから所定値以上のレベルの信号が検出された場合には、制御回路２２０は、最も高い信号レベルが検出された第２の導体２１２Ｘの番号とその周辺の複数個の第２の導体２１２Ｘを記憶する。そして、制御回路２２０は、選択回路２２１を制御して、第１の導体２１１Ｙ_１〜２１１Ｙ_ｍを順次選択して、ＡＤ変換回路２２６からの信号レベルを読み取る。このとき制御回路２２０は、最も大きい信号レベルが検出された第１の導体２１１Ｙとその周辺の複数個の第１の導体２１１Ｙの番号を記憶する。

そして、制御回路２２０は、以上のようにして記憶した、最も大きい信号レベルが検出された第２の導体２１２Ｘの番号及び第１の導体２１１Ｙの番号とその周辺の複数個の複数個の第２の導体２１２Ｘ及び第１の導体２１１Ｙから、発信型電子ペン１により指示されたセンサ２０２上の位置を検出する。

制御回路２２０は、選択回路２２１で最後の第１の導体２１１Ｙ_ｍを選択して信号レベルの検出を終了したら、発信型電子ペン１からの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、筆圧データなどのデータを読み取る動作を行い、読み取った筆圧や自身の識別情報や電池残量などのデータを、前述したように、ＡＳＫ信号やＯＯＫ（On Off Keying）信号として送出するようにする。そして、制御回路２２０は、以上の動作を繰り返すようにする。

［実施形態の発信型電子ペン１の機械的な構成］
図４は、この実施形態の発信型電子ペン１の機械的な構成の概要を示すもので、図４（Ａ）は、発信型電子ペン１のケース２（筐体）の一部を破断して、その内部を示したもの、また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）では破断していないペン先側の部分の内部構成を説明するための拡大断面図である。

発信型電子ペン１は、軸心方向に細長の円筒状形状とされている筐体を構成するケース２を備える。ケース２は、ケース本体２１と、このケース本体２１と結合されるフロントキャップ２２及びリアキャップ２３とにより構成されている。ケース本体２１とフロントキャップ２２とは、導電性材料、この例ではアルミニウムで構成されている。リアキャップ２３は、非導電性材料、この例では絶縁性樹脂で構成されている。

フロントキャップ２２のペン先側の端部には、絶縁性材料からなるペン先ガード部材２４が嵌合されて設けられる。芯体４は、導電性材料、この例では金属粉が混入された樹脂で構成され、図４（Ｂ）に示すように、ペン先ガード部材２４の貫通孔２４ａ内に、自由に軸心方向に移動可能となる状態で、開口部１ａから挿入される。

ケース２の中空部内には、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、基板ホルダー３と電池５と芯体ホルダー６が収納される。

基板ホルダー３は、絶縁性の樹脂、例えば液晶ポリマーにより構成され、圧力検知手段の例としての筆圧検出モジュール７の保持部（以下、感圧用部品保持部という）３ａと、プリント基板載置台部３ｂとを備える。基板ホルダー３は、ケース２内の軸心方向の芯体４側に移動しないように位置規制されている。

プリント基板載置台部３ｂのリアキャップ２３側の端部には、電池５のプラス側端子５ａと電気的に衝合する端子導体５１が設けられている。この端子導体５１は、プリント基板８の電源ラインの銅箔パターンと電気的に接続されている。また、リアキャップ２３のケース本体２１への圧入嵌合部には、図４（Ａ）に示すように、電池５のマイナス側端子５ｂと電気的に接続すると共に、プリント基板８のアース導体と接続されている導電性金属からなるコイルバネ端子５２が設けられている。なお、プリント基板８のアース導体は、ケース本体２１やフロントキャップ２２とは接続されていない。

この実施形態では、プリント基板８上には、発信型電子ペン１の芯体４から送出する信号を発生する発信回路１０２、当該発信回路１０２の起動制御及び発信動作状態の制御する制御回路１０１などや、その周辺回路部品が設けられている。

そして、この実施形態では、導電性材料からなるケース本体２１及びフロントキャップ２２は、制御回路１０１に、電気的に接続されている。制御回路１０１は、後述するように、導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２に使用者が手や指で触れ、把持している状態を、いわゆる静電タッチ検出方法により検出するようにする。

芯体ホルダー６は、導電性材料からなり、例えば導電性ゴムからなる導電性弾性部材９を収納嵌合する収納嵌合部６１と、筆圧検出モジュール７に嵌合する棒状部６２とが一体に形成された形状を備える。芯体４は、導電性弾性部材９を介して芯体ホルダー６に嵌合保持されるが、所定の力で引っ張ることで、芯体ホルダー部６から引き抜くことができるように構成されている。芯体ホルダー６の棒状部６２は、基板ホルダー３の感圧用部品保持部３ａ内の筆圧検出モジュール７の後述する保持部材７３に嵌合される。

芯体ホルダー６の棒状部６２には、導電性金属などの導電性材料からなるコイルばね１３が装着されており、芯体ホルダー６は、このコイルばね１３により、基板ホルダー３に対して常に芯体４側に付勢されるように構成されている。

そして、この実施形態では、基板ホルダー３に対して、感圧用部品保持部３ａを跨ぐように設けられた導体端子部材１４と、導電性材料からなるコイルばね１３とにより電気的接続用部材を構成し、この電気的接続用部材により、プリント基板８の発信回路１０２からの信号供給のための電気的接続を実現している（図４（Ｂ）参照）。導体端子部材１４は、図４（Ｂ）に示すように、コイルばね１３の一端が当接する当接板部１４１と、当該当接板部１４１とプリント基板載置台部３ｂの発信回路１０２の信号供給端に接続されている銅箔部分とを基板ホルダー３の感圧用部品保持部３ａの部分を跨いで接続するための延伸部１４２とからなる。発信回路１０２からの信号は、導体端子部材１４、コイルばね１３、芯体ホルダー６及び導電性弾性部材９を介して、導電性弾性部材９に挿入嵌合される芯体４に供給される。

この例の筆圧検出モジュール７は、芯体４に印加される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されている。この実施形態における筆圧検出モジュール７は、例えば特開２０１１‐１８６８０３号公報に記載されている周知の可変容量コンデンサを用いて構成される。

この例の筆圧検出モジュール７を構成する感圧用部品は、図４（Ｂ）に示すように、誘電体７１と、端子部材７２と、保持部材７３と、導電部材７４と、弾性部材７５との複数個の部品からなる。基板ホルダー３の感圧用部品保持部３ａは、図４（Ｂ）に示すように、中空部３１を備える筒状体３２により構成され、筆圧検出モジュール７を構成する感圧用部品は、その中空部３１内において軸心方向に並べられて収納されている。なお、基板ホルダー３の感圧用部品保持部３ａと基板ホルダー部３ｂとの間には、壁部３３が形成されている。

この例の筆圧検出モジュール７として構成される可変容量コンデンサは、その一方の電極を構成する端子部材７２と、他方の電極を構成する導電部材７４との間に、誘電体７１が挟まれて構成される。端子部材７２と導電部材７４は、壁部３３を跨いでプリント基板８の銅箔パターンに接続される。

そして、導電部材７４を保持する保持部材７３が、筒状体３２内を軸心方向に移動可能となるように構成されている。そして、導電性材料からなるコイルばねで構成される弾性部材７５により、保持部材７３が常時、芯体側に付勢される。導電部材７４と弾性部材７５とは電気的に接続されており、弾性部材７５を構成するコイルばねの一端７５ａが可変容量コンデンサの他方の電極として、プリント基板８の銅箔パターンに接続される。

保持部材７３には、図４（Ｂ）に示すように、その軸心方向の芯体４側となる側に、凹穴７３ａが設けられており、芯体ホルダー６の棒状部６２が、この部材７３の凹穴７３ａに圧入嵌合され、芯体４側には抜け落ちないように係合される。

芯体４の先端部に圧力が印加されると、その圧力に応じて、芯体４及び芯体ホルダー６は、軸心方向にリアキャップ２３側に変位し、この変位により、感圧用部品保持部３ａ内の保持部材７３が弾性部材７５の弾性偏倚力に抗して誘電体７１側に変位する。その結果、保持部材７３に嵌合されている導電部材７４が、誘電体７１側に変位し、導電部材７４と誘電体７１との間の距離、さらには、導電部材７４と誘電体７１との接触面積が、芯体４に印加される圧力に応じて変化する。これにより、筆圧検出モジュール７を構成する可変容量コンデンサの静電容量が、芯体４に印加される圧力に応じて変化し、その静電容量の変化が制御回路１０１で検出されて筆圧が検出される。

［実施形態の発信型電子ペン１の動作制御］
図５は、上述した制御回路１０１及び発信回路１０２を中心とした、この実施形態の発信型電子ペン１の要部の電子回路の構成を示すブロック図である。この図５に示すように、電池５は電源回路１０３に接続されており、この電源回路１０３において、この実施形態の発信型電子ペン１の電源電圧が生成され、制御回路１０１及び発信回路１０２に供給される。この例では、制御回路１０１は、ＩＣ（Integrate Circuit）として構成されている。

発信回路１０２は、この例では発振器（図示は省略）を内蔵しており、この発振器からの発振信号に基づく発信信号を生成して出力する。この例では、発信回路１０２からの発信信号は、導電体である芯体４に供給されており、当該発信信号が、芯体４を通じて位置検出装置２０１に対して送信される。

制御回路１０１は、この例ではマイクロコンピュータで構成されており、発信回路１０２の発信動作の起動を制御すると共に、その発信動作状態を制御する。この例において、発信回路１０２の発信動作の起動には、内蔵する発振器の起動を含む。そして、この例の発信回路の発信動作状態の制御には、発振器からの発振信号の振幅制御や、発振信号の断続の制御などを含む。

そして、この実施形態では、制御回路１０１は、使用者が発信型電子ペン１の使用を開始する起因となる、発信型電子ペン１のケース２に対する直接的な使用者の所作として、使用者が、導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２を手や指で触れていることを、当該ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘ（図５参照）の変化を検出することで検出するようにする。

ここで、ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘとは、これらケース本体２１やフロントキャップ２２とアース（グラウンド）との間の静電容量であり、浮遊容量を含む。そして、ケース本体２１やフロントキャップ２２に手や指などの人体が触れると、ケース本体２１やフロントキャップ２２とグランドとの間には、人体が接続されることにより、人体が接触していないときの浮遊容量に、人体の分の静電容量が加算されることで、自己容量Ｃｘが大きくなるので、制御回路１０１は、当該自己容量Ｃｘの変化を検出することで、人体の手や指が触れたことを検出する。

このために、この実施形態では、制御回路１０１の第１の端子Ｐ１には、導電体であるケース本体２１及びフロントキャップ２２が電気的に接続されている。そして、制御回路１０１の第１の端子Ｐ１と第２の端子Ｐ２との間にはコンデンサＣｒが接続されると共に、第２の端子Ｐ２は抵抗Ｒｃ及びコンデンサＣｃを介して接地されている。

制御回路１０１においては、次のようにして、ケース本体２１及びフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘを計測する。すなわち、制御回路１０１は、第２の端子Ｐ２をハイレベルにしてコンデンサＣｃに電荷を溜め、その後、第２の端子Ｐ２をハイインピーダンスにしてコンデンサＣｃの電荷を維持するようにする。

次に、制御回路１０１は、第１の端子Ｐ１及び第２の端子Ｐ２をローレベルにして、自己容量Ｃｘ及びコンデンサＣｒの電荷の全てを放電しながら、コンデンサＣｃの電荷の一部が抵抗Ｒｃを介して放電するようにする。

次に、制御回路１０１は、第１の端子Ｐ１及び第２の端子Ｐ２をハイインピーダンスにして、コンデンサＣｃの電荷を自己容量Ｃｘ及びコンデンサＣｒに移動させるようにする。そして、制御回路１０１は、第１の端子Ｐ１とアースとの間の自己容量Ｃｘの両端電圧と、基準電圧とを比較して、自己容量Ｃｘの両端電圧が基準電圧よりも大きくなっているかどうかを判別することで、ケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れたことを検出する。

また、制御回路１０１は、筆圧検出モジュール７からなる可変容量コンデンサ７Ｃの容量Ｃｖを監視して、可変容量コンデンサ７Ｃの容量Ｃｖが所定の基準容量よりも大きくなったかどうかを判別することにより、芯体４の先端に圧力が印加されたことを検出するようにする。このために、この実施形態では、制御回路１０１の第３の端子Ｐ３は、可変容量コンデンサ７Ｃを介してアースに接続されると共に、抵抗Ｒｖを通じてアースに接続されている。

そして、制御回路１０１は、前述の図３における連続送信期間の間に以下の動作を行って、可変容量コンデンサ７Ｃの容量Ｃｖを検出するようにする。すなわち、制御回路１０１は、まず、第３の端子Ｐ３をハイレベルにして可変容量コンデンサ７Ｃを充電する。その後、制御回路１０１は、第３の端子Ｐ３をハイインピーダンスにして、可変容量コンデンサ７Ｃを抵抗Ｒｖを通じて放電させるようにする。すると、第３の端子Ｐ３の電位、すなわち、可変容量コンデンサ７Ｃの両端電圧は徐々に低下するが、当該可変容量コンデンサ７Ｃの両端電圧が、所定の基準電圧になるまでの時間は、可変容量コンデンサ７Ｃの容量Ｃｖに応じた時間となる。

そこで、制御回路１０１は、当該可変容量コンデンサ７Ｃの両端電圧が、所定の基準電圧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７Ｃの容量Ｃｖを求める。そして、制御回路１０１は、求めた容量Ｃｖ（の変化）から、発信型電子ペン１の芯体４に圧力が印加されているかどうかを判別するようにする。

そして、この実施形態では、制御回路１０１は、導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れたかどうかと、発信型電子ペン１の芯体４に圧力が印加されているかどうかとに基づいて、発信型電子ペン１の発信回路１０２の起動制御及び発信動作状態の制御を行う。

図６は、第１の実施形態の発信型電子ペン１において、制御回路１０１による発信回路１０２の起動及び発信動作状態の制御に基づくモード遷移を説明するための図である。

図６において、スリープモードＭ０は、発信回路１０２が、起動されておらず、信号を発信していないモードである。

接触動作モードＭ１は、使用者が発信型電子ペン１の使用をするために、発信型電子ペン１を手や指で持っていて、導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れている状態において、発信回路１０２が通常の発信動作状態となっているモードである。

省電力モード（接触）Ｍ２は、使用者が発信型電子ペン１を手や指で持っていて、導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れている状態において、発信回路１０２が低消費電力となる発信動作状態となっているモードである。この実施形態では、低消費電力となる発信動作状態は、発信回路１０２からの信号の振幅が、接触動作モードＭ１の時の通常の発信動作状態における信号の振幅よりも小さくされる。あるいは、図３に示した連続送信期間とデジタルデータの送信期間とからなるパターンの信号の繰り返し周期が、接触動作モードＭ１の時の通常の発信動作状態における繰り返し周期よりも長くされる。

通常動作モード（非接触）Ｍ１０は、使用者が発信型電子ペン１の使用をするために、発信型電子ペン１を手や指で持っているが、使用者が手袋をしているなどのために、制御回路１０１が導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れていることが検出できない状態において、発信回路１０２が通常の発信動作状態となっているモードである。

省電力モード（非接触）Ｍ２０は、使用者が手袋をしているなどのために、導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れていることが検出できない状態において、発信回路１０２が低消費電力となる発信動作状態となっているモードである。発信回路１０２における低消費電力となる発信動作状態は、省電力モード（接触）Ｍ２の場合と同様である。

そして、この実施形態では、制御回路１０１は、導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘの変化により、導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れているかどうかを判別すると共に、筆圧検出モジュール７からなる可変容量コンデンサ７Ｃの容量Ｃｖの変化により、発信型電子ペン１の芯体４に圧力が印加されているかどうかを判別することに基づいて、発信型電子ペン１の発信回路１０２の図６に示した複数のモードの遷移を制御するようにする。

図７〜図９は、この制御回路１０１による発信回路１０２の制御に基づく発信型電子ペン１のモード遷移制御のための処理動作の流れを説明するためのフローチャートである。このフローチャートを参照しながら、図６に示した発信型電子ペン１の複数のモードの遷移制御について、以下に説明する。

使用者が発信型電子ペン１の使用を開始しようとしていないために導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れておらず、また、芯体４の先端に圧力が印加されていない状態のときには、制御回路１０１の制御により発信型電子ペン１は、スリープモードＭ０となっている。このスリープモードＭ０は、前述したように、発信回路１０２が、起動されておらず、信号を発信していない状態である。図７〜図９のフローチャートの処理は、このスリープモードＭ０の状態から開始する。

制御回路１０１は、スリープモードＭ０においては、前述したようにして、ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘの変化を監視し（ステップＳ１）、ケース本体２１やフロントキャップ２２に手や指が触れたか否かを判別する（ステップＳ２）。ステップＳ２で、ケース本体２１やフロントキャップ２２に手や指が触れたと判別したときには、制御回路１０１は、発信回路１０２を起動させて、スリープモードＭ０から接触動作モードＭ１へ移行させるように制御する（ステップＳ３）。

この接触動作モードＭ１においては、制御回路１０１は、発信回路１０２を、通常の信号振幅及び通常の繰り返し周期で、図３で説明したようなパターンの信号を、繰り返し発信させるように制御する。ここで、通常の信号振幅及び通常の繰り返し周期とは、位置検出装置２０１が、発信型電子ペン１からの信号を受信して、そのセンサ２０２上での発信型電子ペン１による指示位置を、確実に、かつ、比較的迅速に検出することができるような信号振幅及び繰り返し周期である。

次に、制御回路１０１は、この接触動作モードＭ１においては、前述したようにして、筆圧検出モジュール７を構成する可変容量コンデンサ７Ｃの静電容量Ｃｖを監視して、芯体４に筆圧が印加されているか否か判別する（ステップＳ４）。このステップＳ４において、芯体４に筆圧が印加されていると判別したときには、制御回路１０１は、このステップＳ４を繰り返して、接触動作モードＭ１を維持する。

また、ステップＳ４で、芯体４に筆圧が印加されてはいないと判別したときには、制御回路１０１は、ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量の変化を監視して、ケース本体２１やフロントキャップ２２から手や指が離れたか否かを判別する（ステップＳ５）。このステップＳ５で、ケース本体２１やフロントキャップ２２から手や指が離れたと判別したときには、制御回路１０１は、発信回路１０２の発信を停止させて、接触動作モードＭ１からスリープモードＭ０に戻すように制御する（ステップＳ６）。そして、制御回路１０１は、このステップＳ６の後には、処理をステップＳ１に戻し、このステップＳ１以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ５で、ケース本体２１やフロントキャップ２２から手や指が離れてはいないと判別したときには、制御回路１０１は、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続しているか否か判別する（ステップＳ７）。ここで、第１の所定時間Ｔ１は、使用者が、位置検出装置のセンサ２０２の入力面から発信型電子ペン１の芯体４を離間させた状態にして、芯体４に筆圧が印加されていない状態にしても、比較的短時間後に、再度、発信型電子ペン１をセンサ２０２の入力面に接触させて、指示入力をすることを考慮した時間であり、例えばＴ１＝３０秒とされる。

そして、このステップＳ７で、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続してはいないと判別したときには、制御回路１０１は、処理をステップＳ４に戻し、このステップＳ４以降の処理を実行する。

また、ステップＳ７で、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続したと判別したときには、制御回路１０１は、接触動作モードＭ１から、発信回路１０２の発信動作は維持するも電池５の消費を少なくする省電力モード（接触）Ｍ２に移行させるように制御する（図８のステップＳ１１）。すなわち、この実施形態では、省電力モード（接触）においては、前述したように、発信回路１０２は、発信する信号の振幅を通常の発信動作状態の時よりも小さくしたり、前述した連続送信期間及びデジタルデータ送信期間とからなるパターンの信号の繰り返し周期を、通常の発信動作状態の時よりも長くしたりして、省電力を実現するようにする。

所定時間Ｔ１の経過を待たずに、芯体４に筆圧が印加されていない状態になったときに、即座に省電力モードＭ２とすると、使用者が、当該発信型電子ペン１の芯体４の非接触から、短時間で芯体４の接触状態に復帰させて位置指示を行おうとしたとき、発信型電子ペン１においては、省電力モードＭ２から接触動作モードＭ１への復帰が必要になるため、発信型電子ペン１による位置指示に対応する応答が遅れる恐れがある。しかし、この実施形態では、第１の所定時間Ｔ１の間は、接触動作モードＭ１から省電力モードＭ２へは移行しないので、そのような応答の問題を軽減することができる。

次に、制御回路１０１は、ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量の変化を監視して、ケース本体２１やフロントキャップ２２から手や指が離れたか否かを判別する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２で、ケース本体２１やフロントキャップ２２から手や指が離れたと判別したときには、制御回路１０１は、発信回路１０２からの発信動作を停止させて、省電力モード（接触）Ｍ２から、スリープモードＭ０に移行させるように制御する（ステップＳ１３）。その後、制御回路１０１は、処理をステップＳ１に戻し、このステップＳ１以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ１２で、ケース本体２１やフロントキャップ２２から手や指が離れてはいないと判別したときには、制御回路１０１は、筆圧検出モジュール７を構成する可変容量コンデンサ７Ｃの静電容量Ｃｖを監視して、芯体４に筆圧が印加されているか否か判別する（ステップＳ１４）。そして、このステップＳ１４で、芯体４に筆圧が印加されていると判別したときには、制御回路１０１は、処理をステップＳ３に進めて、省電力モード（接触）Ｍ２から、接触動作モードＭ１に移行させるように制御する。

また、ステップＳ１４で、芯体４に筆圧が印加されていないと判別したときには、制御回路１０１は、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第２の所定時間Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）以上継続しているか否か判別する（ステップＳ１５）。

ここで、第２の所定時間Ｔ２は、使用者が、発信型電子ペン１を手や指で持ってはいるが、考え事などをしており、すぐには、発信型電子ペン１により、位置検出装置２０１のセンサ２０２の入力面に対して位置指示を行わないと推測されるので、省電力モードにして、電池５の消耗を防止した方がよいことを考慮した時間であり、例えばＴ２＝５分とされる。

そして、このステップＳ１５で、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第２の所定時間Ｔ２以上継続してはいないと判別したときには、制御回路１０１は、省電力モード（接触）Ｍ２を維持し、処理をステップＳ１２に戻し、このステップＳ１２以降の処理を実行する。

ステップＳ１５で、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第２の所定時間Ｔ２以上継続したと判別したときには、制御回路１０１は、発信回路１０２からの発信動作を停止させて、省電力モード（接触）Ｍ２から、スリープモードＭ０に移行させるように制御する（ステップＳ１６）。その後、制御回路１０１は、処理をステップＳ１に戻し、このステップＳ１以降の処理を繰り返す。

以上のようにして、この実施形態では、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第２の所定時間Ｔ２以上継続したと判別したときには、省電力モード（接触）の状態から、スリープモードＭ０に移行するので、電池５の無駄な電力消費を軽減することができる。

また、図７のステップＳ２で、ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘの変化に基づく使用者の手や指のケース本体２１やフロントキャップ２２への接触は検知されていないと判別したときには、制御回路１０１は、筆圧検出モジュール７を構成する可変容量コンデンサ７Ｃの静電容量Ｃｖを監視して、芯体４に筆圧が印加されているか否か判別する（図９のステップＳ２１）。

使用者が例えば手袋をして発信型電子ペン１を把持し、位置検出装置２０１のセンサ２０２の入力面に芯体４を接触させて筆圧をかけるようにするような場合、手袋のために、ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量の変化に基づく使用者の手や指のケース本体２１やフロントキャップ２２への接触は検知されない。しかし、芯体４に筆圧が印加されていることにより、当該発信型電子ペン１が位置検出装置２０１のセンサ２０２の入力面上において位置指示がなされようとされていることは分かる。このステップＳ２１は、このような手袋等をしている使用者の、発信型電子ペン１の使用開始を判別するためのものである。

このステップＳ２１で、芯体４に筆圧が印加されていないと判別したときには、制御回路１０１は、スリープモードを維持し、処理をステップＳ１に戻す。

また、ステップＳ２１で、芯体４に筆圧が印加されたと判別したときには、制御回路１０１は、発信回路１０２を起動させて、スリープモードＭ０から通常動作モード（非接触）Ｍ１０へ移行させるように制御する（ステップＳ２３）。このステップＳ２３の通常動作モード（非接触）Ｍ１０においては、制御回路１０１は、発信回路１０２を、接触動作モードＭ１と同様に、通常の信号振幅及び通常の繰り返し周期で、図３で説明したようなパターンの信号を、繰り返し発信させるように発信回路１０２を制御する。

そして、この通常動作モード（非接触）Ｍ１０においては、制御回路１０１は、筆圧検出モジュール７を構成する可変容量コンデンサ７Ｃの静電容量Ｃｖを監視して、芯体４に印加されている筆圧が消滅したか否か判別する（ステップＳ２４）。このステップＳ２４において、芯体４に印加されている筆圧が消滅してはいないと判別したときには、制御回路１０１は、通常動作モード（非接触）Ｍ１０を維持する（ステップＳ２５）。そして、制御回路１０１は、処理をステップＳ２４に戻す。

ステップＳ２４で、芯体４に印加されている筆圧が消滅したと判別したときには、制御回路１０１は、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第１の所定時間Ｔ１以上、例えば３０秒以上継続しているか否か判別する（ステップＳ２６）。このステップＳ２６で、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第１の所定時間Ｔ１以上は継続していないと判別したときには、制御回路１０１は、ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘの変化を監視して、ケース本体２１やフロントキャップ２２に直接に手や指が触れたか否かを判別する（ステップＳ２７）。

ステップＳ２７で、ケース本体２１やフロントキャップ２２に直接に手や指が触れてはいないと判別したときには、制御回路１０１は、処理をステップＳ２４に戻す。また、ステップＳ２７で、ケース本体２１やフロントキャップ２２に直接に手や指が触れたと判別したときには、制御回路１０１は、処理を図７のステップＳ３に戻し、このステップＳ３以降の処理を実行するようにする。

また、ステップＳ２６で、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続したと判別したときには、制御回路１０１は、通常動作モード（非接触）Ｍ１０から、発信回路１０２の発信動作は維持するも電池の消費を少なくする省電力モード（非接触）Ｍ２０に移行させるように制御する（ステップＳ２８）。この省電力モード（非接触）においては、前述した省電力モード（接触）の場合と同様に、発信回路１０２は、発信する信号の振幅を通常の発信動作状態の時よりも小さくしたり、前述した連続送信期間及びデジタルデータ送信期間とからなるパターンの信号の繰り返し周期を、通常の発信動作状態の時よりも長くしたりして、省電力を実現するようにする。

次に、制御回路１０１は、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第２の所定時間Ｔ２以上、例えばＴ２＝５分以上継続しているか否か判別する（ステップＳ２９）。ステップＳ２９で、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第２の所定時間Ｔ２以上継続したと判別したときには、制御回路１０１は、発信回路１０２からの発信動作を停止させて、省電力モード（非接触）Ｍ２０から、スリープモードＭ０に移行させるように制御する（ステップＳ３０）。その後、制御回路１０１は、処理をステップＳ１に戻し、このステップＳ１以降の処理を繰り返す。

ステップＳ２９で、芯体４に筆圧が印加されていない状態が第２の所定時間Ｔ２以上継続してはいないと判別したときには、制御回路１０１は、筆圧検出モジュール７を構成する可変容量コンデンサ７Ｃの静電容量Ｃｖを監視して、芯体４に筆圧が印加されているか否か判別する（ステップＳ３１）。そして、このステップＳ３１で、芯体４に筆圧が印加されていると判別したときには、制御回路１０１は、処理をステップＳ２３に戻し、省電力モード（非接触）Ｍ２０から、通常動作モード（非接触）Ｍ１０に移行させるように制御し、その後、このステップＳ２３以降の処理を実行する。

ステップＳ３１で、芯体４に筆圧が印加されてはいないと判別したときには、制御回路１０１は、ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘの変化を監視して、ケース本体２１やフロントキャップ２２に直接に手や指が触れたか否かを判別する（ステップＳ３２）。

ステップＳ３２で、ケース本体２１やフロントキャップ２２に直接に手や指が触れてはいないと判別したときには、制御回路１０１は、省電力モード（非接触）Ｍ２０を維持し（ステップＳ２３）、そして、処理をステップＳ２９に戻し、このステップＳ２９以降の処理を実行する。また、ステップＳ３２で、ケース本体２１やフロントキャップ２２に直接に手や指が触れたと判別したときには、制御回路１０１は、処理を図７のステップＳ３に戻し、このステップＳ３以降の処理を実行するようにする。

［第１の実施形態の効果］
上述した第１の実施形態の発信型電子ペン１によれば、当該発信型電子ペン１の使用を開始する起因となる、ケース２に対する直接的な使用者の所作として、導体からなるケース本体２１やフロントキャップ２２に使用者の手や指の接触を検出手段で検出したときには、発信回路１０２を起動して、位置検出装置２０１で確実に指示位置を検出することができる通常の発信動作状態としての第１の発信動作状態とするので、使用者が、発信型電子ペン１の使用を開始しようとする際には、位置検出装置２０１による発信型電子ペン１のホバー状態の検出を常に可能とすることができる。

そして、この第１の実施形態の発信型電子ペン１によれば、当該発信型電子ペン１の使用を開始する起因となるケース２に対する直接的な使用者の所作である手や指による導体であるケース本体２１やフロントキャップ２２への接触を検出する検出手段の検出出力と、筆圧が芯体４の先端に印加されているかどうかの筆圧検知出力とに基づいて、制御回路１０１が、発信回路１０２の発信動作を、より省電力を図れるように制御することができる。

すなわち、使用者が実施形態の発信型電子ペン１を把持している状態であっても、筆圧検知出力により、発信型電子ペン１に筆圧が印加されていない状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続しているときには、発信回路１０２の発信信号の振幅を小さくしたり、所定のパターンの発信信号の繰り返し周期を長くしたりして、より省電力とすることにより、無駄な電力消費をできるだけ少なくすることができる。また、発信型電子ペン１に筆圧が印加されていない状態が第１の所定時間Ｔ１よりも長い第２の所定時間Ｔ２以上となった時には、発信回路１０２の発信を停止してしまうスリープモードにするので、更なる省電力を図ることができる。

また、上述の第１の実施形態においては、使用者が手袋をした状態で、発信型電子ペン１を把持した場合にも、筆圧検知出力に基づいて、発信回路１０２を起動するようにするので、ケース本体２１やフロントキャップ２２への接触を検知することができない場合であっても、発信型電子ペン１の使用を確保することができる。そして、この実施形態では、手袋をしている場合においても、筆圧検知出力により発信型電子ペン１のセンサ面への接触が検知されていない状態の継続時間と、第１の所定時間Ｔ１及び第２の所定時間Ｔ２の時間との比較結果に応じて、上述したように発信回路の発信動作状態を制御するので、発信型電子ペン１では、無駄な電力消費をできるだけ少なくすることができる。

また、上述の実施形態においては、筆圧が一度検知された後は、発信型電子ペン１が位置検出装置２０１のセンサ２０２面から離間して、筆圧が検知されなくなっても、その筆圧が検知されなくなっている状態が所定時間Ｔ１を経過するまでは、発信回路１０２は、発信動作を継続するようにしている。そして、上述の第１の実施形態では、第１の所定時間Ｔ１を経過した後には、即座に発信回路１０２の発信を停止するのではなく、発信型電子ペン１の、位置検出装置２０１のセンサ２０２面上のホバー状態の検出はできる程度の発信状態を維持する省電力モードに移行させるようにしている。そして、筆圧が検知されなくなった状態が、さらに第１の所定時間Ｔ１よりも長い第２の所定時間Ｔ２以上継続したときに、発信回路１０２の発信状態を停止するようにしている。

筆圧が検知されなくなった状態が所定時間以上継続したときには即座に発信回路１０２の発信を停止するようにしているのと比較すると、上述した第１の実施形態の場合には、省電力モードを挟んで２段階に制御しているので、より細かく省電力制御ができると共に、発信型電子ペン１により位置検出装置２０１のセンサ２０２面上での位置指示に対する位置検出装置２０１での検出の応答が、省電力モードでのホバー状態の検出が可能であることも相俟って、良好になるというメリットがある。

筆圧が検知されなくなったときの状態は、使用者がすぐに、発信型電子ペン１により位置指示の再入力を行う場合だけでなく、使用者が発信型電子ペン１を手から離してしまって、すぐには再度の位置指示入力を行わない状態になる場合もあるが、上述の実施形態によれば、この両者を区別して、発信型電子ペン１による位置指示の本来の機能を良好に維持しながら、無駄な電力消費をできるだけ少なくすることができる。

また、上述の実施形態では、ケース本体２１やフロントキャップ２２に導電体である人体が接触したことの検出は、導電体であるケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘの変化を検出することで行うようにしているので、相互容量を検出する場合のような信号の送受は不要であり、省電力化にも適するという効果がある。

［第１の実施形態の変形例］
上述した第１の実施形態においては、制御回路１０１は、ケース本体２１やフロントキャップ２２に使用者の手や指が触れたと判別したときには、スリープモードＭ０から接触動作モードＭ１へ移行させて、発信回路１０２を通常動作状態で発信させるようにした。しかし、制御回路１０１は、ケース本体２１やフロントキャップ２２に使用者の手や指が触れたと判別したときには、スリープモードＭ０から省電力モード（接触）Ｍ２へ移行させ、その後、省電力モード（接触）Ｍ２において、芯体４に筆圧が印加されたと判別したときに、省電力モード（接触）Ｍ２から接触動作モードＭ１へ移行させるように制御してもよい。その場合でも、省電力モード（接触）Ｍ２においては、発信回路１０２は、位置検出装置で、発信型電子ペン１のホバー状態が検出することができる発信動作状態となっているので、使用者が使用開始しようとする際には、位置検出装置による発信型電子ペン１のホバー状態の検出を常に可能とすることができるという効果を維持することができる。

また、上述の例では、省電力モードは１段階としたが、省電力の度合が異なる複数段階にしてもよい。なお、スリープモードは、発信を停止しているモードであるので、省電力のモードであることは言うまでもない。

また、上述の例では、接触動作モードＭ１や通常動作モードＭ１０において、発信型電子ペン１に筆圧が印加されていない状態が第１の所定時間Ｔ１以上となった時には、省電力モードＭ２やＭ２０に移行させ、更に第２の所定時間Ｔ２以上経過したときには、省電力モードＭ２やＭ２０から、スリープモードＭ０に移行させるようにした。しかし、接触動作モードＭ１や通常動作モードＭ１０において、発信型電子ペン１に筆圧が印加されていない状態が、所定時間以上経過したときには、省電力モードＭ２やＭ２０を経由せずに、直接にスリープモードＭ０に移行させるようにしてもよい。

［第２の実施形態］
上述の第１の実施形態では、発信型電子ペンを使用開始する起因となる、発信型電子ペン１のケース２に対する直接的な使用者の所作として、ケース本体２１やフロントキャップ２２への使用者の手や指などの人体の接触のみを検出するようにした。しかし、発信型電子ペンの使用を開始する起因となる、発信型電子ペン１のケース２に対する直接的な使用者の所作として、ケース本体２１やフロントキャップ２２への使用者の手や指などの人体の接触のみではなく、使用者が把持した後、持ち上げるなどの所作により発信型電子ペン１が動くことを併せて検知するようにしてもよい。

図１０は、この第２の実施形態の発信型電子ペン１Ａの要部の電子回路の構成を示すブロック図である。なお、この第２の実施形態の発信型電子ペン１Ａの機構的な構造は、上述の第１の実施形態と同様である。この第２の実施形態では、発信型電子ペン１Ａのケース２の動きを検出するために、ジャイロセンサ１０４が、ケース２内のプリント基板８上に載置されて設けられる。そして、図１０に示すように、ジャイロセンサ１０４は、制御回路１０１に接続されて、その動き検出出力を制御回路１０１に供給するように構成される。

そして、この第２の実施形態では、制御回路１０１は、使用者がケース本体２１やフロントキャップ２２に手や指を接触しただけでは、スリープモードＭ０から接触動作モードＭ１へは移行させず、前記手や指の接触と共に、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力により、発信型電子ペン１Ａのケース２が動いたことを検出したときに、スリープモードＭ０から接触動作モードＭ１へ移行させるように制御する。

また、この第２の実施形態においては、制御回路１０１は、使用者によるケース本体２１やフロントキャップ２２への手や指の接触を検出していない状態であっても、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力により、発信型電子ペン１Ａのケース２が動いたことを検出したときに、スリープモードＭ０から通常動作モード（非接触）Ｍ１０へ移行させるように制御する。したがって、この第２の実施形態においては、使用者が手袋をして、発信型電子ペン１Ａを握って位置指示を開始しようとした場合おいても、位置検出装置のセンサの上空における発信型電子ペン１Ａのホバー状態の検出ができる。

さらに、この第２の実施形態においては、制御回路１０１は、接触動作モードＭ１から省電力モード（接触）Ｍ２への移行や、通常動作モード（非接触）Ｍ１０から省電力モード（非接触）Ｍ２０への移行においても、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力を、併せて考慮するようにする。すなわち、この第２の実施形態においては、制御回路１０１は、筆圧を検出しなくなった状態が所定時間Ｔ１以上経過したとしても、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力により、発信型電子ペン１Ａが動いていると判別したときには、使用者が位置指示をする意思が存在するとして、省電力モード（接触）Ｍ２や省電力モード（非接触）Ｍ２０へは移行しないようにする。つまり、制御回路１０１は、筆圧を検出しなくなった状態の検出出力と、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力による発信型電子ペン１Ａが動いていない状態との両方を満足する状態が、所定時間Ｔ１´以上経過したと判別したときに、接触動作モードＭ１から省電力モード（接触）Ｍ２への移行や、通常動作モード（非接触）Ｍ１０から省電力モード（非接触）Ｍ２０への移行を実行するようにする。この場合に、所定時間Ｔ１´は、前述の所定時間Ｔ１と同じでもよいし、異ならせるようにしてもよい。

また、この第２の実施形態では、省電力モード（接触）Ｍ２や省電力モード（非接触）Ｍ２０からスリープモードＭ０への移行においても、接触動作モードＭ１から省電力モード（接触）Ｍ２への移行や、通常動作モード（非接触）Ｍ１０から省電力モード（非接触）Ｍ２０への移行の場合と同様にして、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力をも参照するようにする。

以上のようにして、この第２の実施形態によれば、発信型電子ペン１Ａのケース２の動きをも考慮してモード遷移を制御するようにするので、使用者による発信型電子ペン１Ａの使用意思をも考慮した省電力制御が可能となる。

［第２の実施形態の変形例］
上述の第２の実施形態では、制御回路１０１は、ケース本体２１やフロントキャップ２２への使用者の手や指などの人体の接触のみではなく、使用者が把持した後、持ち上げるなどの所作により発信型電子ペン１が動くことを併せて検知したことにより、スリープモードＭ０から接触動作モードＭ１に移行させるようにした。しかし、次のようにしてもよい。

すなわち、制御回路１０１は、ケース本体２１やフロントキャップ２２への使用者の手や指などの人体の接触を判別したときには、接触動作モードＭ１に移行させるのではなく、省電力モード（接触）Ｍ２に移行させるようにする。そして、制御回路１０１は、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力に基づいて、発信型電子ペン１が動いたことを検知したら、省電力モード（接触）Ｍ２から接触動作モードＭ１へ移行させるように制御する。

また、制御回路１０１は、スリープモードＭ０において、ケース本体２１やフロントキャップ２２への使用者の手や指などの人体の接触を判別することなく、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力に基づいて発信型電子ペン１が動いたことを判別したら、通常動作モード（非接触）Ｍ１０へ移行させるのではなく、省電力モード（非接触）Ｍ２０へ移行させる。そして、筆圧の印加を検知したら、制御回路１０１は、省電力モード（非接触）Ｍ２０から通常動作モード（非接触）へ移行させるように制御する。

このようにすれば、より省電力化を図ることができる。そして、省電力モード（接触）Ｍ２及び省電力モード（非接触）Ｍ２０においては、発信回路１０２の発信信号は、位置検出装置で、発信型電子ペン１Ａのホバー状態を検出することができる状態であるので、この第２の実施形態の変形例においても、使用者は、位置検出装置で、常に発信型電子ペン１Ａのホバー状態の検出をすることができるという効果を享受することができる。

なお、上述の第２の実施形態においては、動き検出のための手段としては、ジャイロセンサ１０４を用いるようにしたが、ジャイロセンサの代わりに加速度センサ、あるいは地磁気センサを用いるようにしてもよい。また、これらジャイロセンサ、加速度センサ、地磁気センサを組み合わせて用いるようにしてもよい。

［第３の実施形態］
第３の実施形態においては、発信型電子ペンを使用開始する起因となる、発信型電子ペン１のケース２に対する直接的な使用者の所作として、制御回路１０１は、使用者の手や指などの人体の接触を検知することなく、使用者が発信型電子ペン１を把持した後、持ち上げるなどの所作により発信型電子ペン１が動くことのみを検知する。

この第３の実施形態の発信型電子の発信型電子ペン１Ａの機構的な構造は、上述の第１の実施形態と同様である。そして、この第３の実施形態の発信型電子ペンの要部の電子回路の構成は、図１０において、制御回路１０１に対するケース本体２１やフロントキャップ２２への使用者の手や指の接触の検知回路部分を省いた構成となるので、ここでは図示は省略する。

そして、この第３の実施形態においては、接触動作モードＭ１と通常動作モード（非接触）Ｍ１０とを区別する必要はなく、また、省電力モード（接触）と省電力モード（非接触）Ｍ２０とを区別する必要がないので、モード遷移は、図１１に示すようなものとなる。図１１において、スリープモードＭ０´は、上述したスリープモードＭ０と同様の状態であり、また、通常動作モードＭ１０´は、上述した通常動作モード（非接触）Ｍ１０と同様の状態であり、更に、省電力モードＭ２０´は、上述した省電力モード（非接触）Ｍ２０と同様の状態であり、それらのモード遷移が上述の実施形態とは異なる。

この第３の実施形態では、スリープモードＭ０で、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力により、発信型電子ペンのケース２の動きを検出すると、制御回路１０１は、スリープモードＭ０´から通常動作モードＭ１０´に移行させるように制御する。ここで、この第３の実施形態では、制御回路１０１は、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力により、所定の動きの大きさを検出したら、即座に発信型電子ペンのケース２が動いたと検出する。一方、制御回路１０１は、発信型電子ペンのケース２が動いていないことは、ジャイロセンサ１０４の動き検出出力により、所定の動きの大きさを、所定時間、例えば３０秒継続して検出することができなくなったときに、検出するようにする。

通常動作モードＭ１０´において、発信型電子ペンのケース２が動いていないことを判別すると、制御回路１０１は、通常動作モードＭ１０´からスリープモードＭ０´へ移行させるように制御する。そして、通常動作モードＭ１０´において、発信型電子ペンのケース２が動いてはいるが、筆圧が検出できなくなったことが所定時間Ｔ１（例えば３０秒）以上継続していると判別したときには、制御回路１０１は、通常動作モードＭ１０´から省電力モードＭ２０´へ移行させるように制御する。

省電力モードＭ２０´において、発信型電子ペンのケース２が動いていないことを検出すると、制御回路１０１は、省電力モードＭ２０´からスリープモードＭ０´へ移行させるように制御する。また、省電力モードＭ２０´において、発信型電子ペンのケース２が動いてはいるが、筆圧が検出できなくなったことが所定時間Ｔ２（例えば５分）以上継続していると判別したときにも、制御回路１０１は、省電力モードＭ２０´からスリープモードＭ０´へ移行させるように制御する。そして、省電力モードＭ２０´において、発信型電子ペンのケース２が動いてはいると共に、筆圧が検出できたと判別したときには、制御回路１０１は、省電力モードＭ２０´から通常動作モードＭ１０´へ移行させるように制御する。

この第３の実施形態においても、使用者が使用開始しようとする際には、位置検出装置による発信型電子ペン１のホバー状態の検出を常に可能とすることができる。そして、この第３の実施形態の発信型電子ペンによれば、発信型電子ペンを使用開始する起因となる筐体に対する直接的な使用者の所作である発信型電子ペンのケース２の動きの検出出力と、筆圧が芯体４の先端に印加されているかどうかの筆圧検知出力とに基づいて、制御回路１０１が、発信回路１０２の発信動作を、より省電力を図れるように制御することができる。

そして、この第３の実施形態においては、使用者が手袋をした状態で、発信型電子ペン１を把持した場合にも、ケース２の動き検出出力に基づいて、発信回路１０２を起動するようにするので、位置検出装置は、発信型電子ペンのホバー状態をも検出することができると共に、無駄な電力消費をできるだけ少なくするように省電力制御することができる。

［その他の実施形態］
＜第１の他の実施形態＞
上述した第１及び第２の実施形態における発信型電子ペン１及び１Ａのケース本体２１やフロントキャップ２２に対する使用者の手や指の接触の検知方法は、導体で構成されるケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘの変化を検出する方法であるが、この自己容量Ｃｘの変化は、ケース本体２１やフロントキャップ２２に対する使用者の手や指の接触面積に応じたものとなる。

使用者が発信型電子ペンを把持する状態は、使用者が実際に発信型電子ペンをしっかり把持して位置しようとする際には、ケース本体２１やフロントキャップ２２に対する使用者の手や指の接触面積は大きくなる。一方、使用者が単に発信型電子ペンを摘み上げる際には、ケース本体２１やフロントキャップ２２に対する使用者の手や指の接触面積は、比較的小さい。

以上のことを考慮して、制御回路１０１は、ケース本体２１やフロントキャップ２２の自己容量Ｃｘの変化の大きさから、ケース本体２１やフロントキャップ２２に対する使用者の手や指の接触面積を判定し、その判定結果に基づいて、発信回路１０２の発信動作状態を制御するようにしてもよい。

例えば、ケース本体２１やフロントキャップ２２に対する使用者の手や指の接触面積が比較的小さく、使用者が単に発信型電子ペンを摘み上げている状態であると判別したときには、制御回路１０１は、発信回路１０２を省電力モードの状態に制御する。また、ケース本体２１やフロントキャップ２２に対する使用者の手や指の接触面積が大きくなって、使用者が発信型電子ペンをしっかりと把持して位置指示を開始しようとしている状態であると判別したときには、制御回路１０１は、発信回路１０２を通常動作状態となるように制御する。

＜第２の他の実施形態＞
以上説明した第１及び第２の実施形態では、使用者の手や指による接触を検知するために、発信型電子ペン１，１Ａのケース２のほぼ全体を導体で構成するようにしたが、使用者が発信型電子ペン１，１Ａを使用開始する際に把持するであろうと推測されるケース２の一部分のみを導体で構成するようにしてもよい。例えば、図１２（Ａ）において斜線を付して示すように、発信型電子ペン１と同様の構成の発信型電子ペン１Ｂの筒状のケース２Ｂの軸心方向の芯体４側の１／２部分２Ｂａ（フロントキャップ２２を含む）のみを導体とするように構成してもよい。また、図１２（Ｂ）において斜線を付して示すように、発信型電子ペン１と同様の構成の発信型電子ペン１Ｃの筒状のケース２Ｃの軸心方向の芯体４側の１／２以下の部分であって、フロントキャップ２２に相当する部分を除く部分２Ｃａのみを導体とするように構成してもよい。なお、ケース２Ｂの部分２Ｂａ及び２Ｃａは、プリント基板８のアース導体に対して、接続されずに分離されている。

＜第３の他の実施形態＞
また、発信型電子ペンのケース２の導体部分の内の、使用者が手や指を接触させる軸心方向の位置に応じて、制御回路１０１が、発信回路１０２の発信動作状態を制御するようにしてもよい。

図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、使用者が手や指を接触させる軸心方向の位置に応じて、制御回路１０１が、発信回路１０２の発信動作状態を制御するように発信型電子ペン１Ｄ，１Ｅ，１Ｆの例を示す図である。

図１３（Ａ）の例の発信型電子ペン１Ｄにおいては、ケース２Ｄは、軸心方向のほぼ中央部は絶縁物２ＤＩと、当該絶縁物２ＤＩよりも芯体４側の導体２Ｄａと、芯体４側とは反対側の導体２Ｄｂとで、構成される。そして、それぞれの導体２Ｄａ及び２Ｄｂを、別々に、制御回路１０１において上述と同様の構成により自己容量の変化を検出することができるように、制御回路１０１に対して接続するように回路構成する。

この図１３（Ａ）の例においては、使用者が手や指で導体２Ｄｂの部分を把持するときには、単に発信型電子ペン１Ｄを摘み上げただけと推測することができるので、制御回路１０１は、発信回路１０２を省電力モードの状態とするように制御する。また、使用者が手や指で導体２Ｄａの部分を把持するときには、発信型電子ペン１Ｄにより位置指示をしようとしていると推測することができるので、制御回路１０１は、発信回路１０２を通常の発信動作状態とするように制御する。

図１３（Ｂ）の例の発信型電子ペン１Ｅにおいては、ケース２Ｅは、軸心方向のほぼ半分の芯体４側の部分を導体で構成するが、その導体部分のほぼ中央部分は絶縁物２ＥＩとし、当該絶縁物２ＥＩにより、芯体４側の導体２Ｅａと、芯体４側とは反対側の導体２Ｅｂとに分離する。そして、それぞれの導体２Ｅａ及び２Ｅｂを、別々に、制御回路１０１において上述と同様の構成により自己容量の変化を検出することができるように、制御回路１０１に対して接続するように回路構成する。

この図１３（Ｂ）の例においては、使用者が手や指で導体２Ｅｂの部分を把持するときには、発信型電子ペン１Ｅを単に把持しているだけで、未だ、発信型電子ペン１Ｅにより位置指示はする状態にはなっていない推測することができるので、制御回路１０１は、発信回路１０２を省電力モードの状態とするように制御する。また、使用者が手や指で導体２Ｅａの部分を把持するときには、発信型電子ペンにより位置指示をしようとしていると推測することができるので、制御回路１０１は、発信回路１０２を通常の発信動作状態とするように制御する。

図１３（Ｃ）の例の発信型電子ペン１Ｆにおいては、ケース２Ｆは、軸心方向にほぼ３等分するように３個の導体２Ｆａ，２Ｆｂ，２Ｆｃが構成される。この場合、導体２Ｆａと２Ｆｂとは、絶縁物２ＦＩａにより絶縁し、導体２Ｆｂと２Ｆｃとは、絶縁物２ＦＩｂにより絶縁して分離する。そして、それぞれの導体２Ｆａ，２Ｆｂ及び２Ｆｃを、別々に、制御回路１０１において上述と同様の構成により自己容量の変化を検出することができるように、制御回路１０１に対して接続するように回路構成する。

この図１３（Ｃ）の例においては、使用者が手や指で導体２Ｆｃ及び２Ｆｂの部分を把持するときには、発信型電子ペン１Ｅを単に把持しているだけで、未だ、発信型電子ペン１Ｅにより位置指示はする状態にはなっていない推測することができるので、制御回路１０１は、発信回路１０２を省電力モードの状態とするように制御する。また、使用者が手や指で導体２Ｆａの部分を把持するときには、発信型電子ペンにより位置指示をしようとしていると推測することができるので、制御回路１０１は、発信回路１０２を通常の発信動作状態とするように制御する。

なお、上述した図１３（Ａ）〜（Ｃ）の場合において、発信回路１０２を省電力モードにする代わりに、発信回路１０２は、発信を停止したままとするようにしてもよい。そして、この場合において、発信回路１０２が発信動作状態であるときに、導体２Ｄｂの部分、導体２Ｅｂの部分、導体２Ｆｃ及び２Ｆｂの部分を把持するときには、発信回路１０２の発信を停止させるようにしてもよい。

なお、図１３（Ａ）の例の場合と図１３（Ｃ）の例の場合には、以下のような変形例も可能である。すなわち、発信型電子ペンを、導電体の芯体４から信号ＳＡを発信するだけでなく、軸心方向のケース２の芯体４とは反対側の蓋側からも信号ＳＢを発信するように構成する。この場合に、信号ＳＡと信号ＳＢとは、異なる周波数、異なるパターンなどとして、位置検出装置側で両者を区別することができるようにする。そして、この例の場合には、芯体４への筆圧の印加を検出することができるように構成するだけでなく、芯体４とは反対側の蓋側についても筆圧の印加を検出することができるように構成する。

そして、この蓋側からも信号ＳＢを発信する例の発信型電子ペンの場合、図１３（Ａ）または図１３（Ｃ）の構成例において、使用者が手や指で導体２Ｄａまたは２Ｆａの部分を把持するときには、芯体４から信号ＳＡを発信させるようにし、また、使用者が手や指で導体２Ｄｂまたは２Ｆｃの部分を把持するときには、芯体４とは反対側の蓋側から信号ＳＢを発信させるように制御する。そして、この例においても、使用者が手や指で導体２Ｄａまたは２Ｆａの部分を把持するとき、また、使用者が手や指で導体２Ｄｂまたは２Ｆｃの部分を把持するとき、のそれぞれにおいて、筆圧の印加の検出結果をも参照して、上述した第１の実施形態や第２の実施形態と同様にして、信号ＳＡまたは信号ＳＢについての発信動作状態を制御して、省電力制御をする。

なお、ケース２Ｄの導体２Ｄａ及び２Ｄｂ、ケース２Ｅの導体２Ｅａ及び２Ｅｂ、ケース２Ｆの導体２Ｆａ，２Ｆｂ，２Ｆｃは、プリント基板８のアース導体に対して、接続されずに分離されている。

＜第４の他の実施形態＞
上述の実施形態の発信型電子ペンの発信回路１０２は発振器を内蔵していたが、この発明は、上述の実施形態のような発振器を内蔵せずに信号を発信する発信回路を備える発信型電子ペンにも適用できる。

図１４は、この例の発信型電子ペン１Ｇの構成例を示す図である。この例の発信型電子ペン１Ｇは、例えば先行文献：特開２０１２−２２１３０４号公報に開示されている電子ペンと同様な構成を有するものである。

図１４に示すように、この例の発信型電子ペン１Ｇの筒状のケース２Ｇは、導体で構成されるケース本体２１Ｇと、導体で構成されているフロントキャップ２２Ｇとを含む。ケース本体２１Ｇとフロントキャップ２２Ｇとは、絶縁部材２ＧＩにより絶縁されている。筒状のケース２Ｇ内には、制御回路１０１Ｇと、信号処理回路１０２Ｇと、電池５Ｇと、筆圧検出モジュール７Ｇとが収納されており、筆圧検出モジュール７Ｇに嵌合するように導体からなる芯体４Ｇが設けられている。

芯体４Ｇ、筆圧検出モジュール７Ｇ、制御回路１０１Ｇ及び電池５Ｇは、上述の実施形態と同様の構成とされている。筆圧検出モジュール７Ｇを構成する可変容量コンデンサは、上述の実施形態と同様に制御回路１０１Ｇに接続されており、制御回路１０１Ｇが、当該可変容量コンデンサの静電容量の変化に基づいて、芯体４Ｇに印加される筆圧を検出することができるように構成されている。

また、ケース本体２１Ｇは、上述の実施形態と同様にして、制御回路１０１Ｇに接続されており、制御回路１０１Ｇが、ケース本体２１Ｇへの使用者の手や指の接触を検出することができるように構成されている。なお、図１４に示すように、電池５Ｇの一端はプリント基板のアース導体に接続されていると共に、このアース導体と、導体２１Ｇ及び２２Ｇとは分離されている。

この例の発信型電子ペン１Ｇと共に使用される位置検出装置は、発信型電子ペン１Ｇに対して信号を送信する。この例の発信型電子ペン１Ｇは、位置検出装置から送られてくる信号を受信し、その受信信号を信号処理回路１０２Ｇに供給する。信号処理回路１０２Ｇは、入力された受信信号を増幅等して強調して、当該発信型電子ペン１Ｇからの発信信号を生成する。そして、信号処理回路１０２Ｇは、生成した発信信号を位置検出装置に帰還するように送信する。

この例では、芯体４Ｇにより位置検出装置からの信号を受信して、その受信信号を信号処理回路１０２Ｇに供給する。信号処理回路１０２Ｇは、生成した発信信号を、導体からなるフロントキャップ２２Ｇを通じて位置検出装置に送信する。なお、位置検出装置からの信号をフロントキャップ２２Ｇで受信し、その受信信号を信号処理回路１０２Ｇに供給し、信号処理回路１０２Ｇで生成した信号を、芯体４Ｇを通じて位置検出装置に帰還するように構成してもよい。

したがって、信号処理回路１０２Ｇは、この発信型電子ペン１Ｇにおける発信回路を構成しており、発信動作状態として、受信信号を増幅等して強調する動作を行う。制御回路１０１Ｇは、この信号処理回路１０２Ｇの起動及び発信動作状態を制御するように構成されている。

そして、この例の発信型電子ペン１Ｇにおいては、制御回路１０１Ｇは、ケース本体２１Ｇへの使用者の手や指の接触の検出結果と、筆圧検出モジュール７の可変容量コンデンサの静電容量の変化に基づく芯体４Ｇへ印加される筆圧の検出結果とに基づいて、上述の実施形態と同様にして、信号処理回路１０２Ｇの起動及び発信動作状態を制御して、省電力制御を行う。

この例の場合、信号処理回路１０２Ｇにおける通常の発信動作状態は、受信信号を、位置検出装置で十分に指示位置を検出することができるように増幅して強調した信号を発生させる状態である。そして、信号処理回路１０２Ｇの省電力モードの発信動作状態は、位置検出装置において、発信型電子ペン１Ｇのホバー状態は検出することができるが、発生する信号の振幅が通常の発信動作状態よりも小さく、あるいは、前述したような所定のパターンの繰り返し周期が、通常の発信動作状態のときよりも長くされた信号を発生する状態とされる。

したがって、この第４の実施形態の発信型電子ペン１Ｇにおいても、上述の実施形態と同様の効果を奏するものである。

［さらに他の実施形態または変形例］
なお、第２の実施形態、第３の実施形態及び第４の実施形態においても、省電力モードは、１段階ではなく、多段階にしてもよい。そして、第２の実施形態、第３の実施形態及び第４の実施形態においても、通常動作モードにおいて、筆圧を検出することなく所定時間経過したときには、省電力モードを経由することなく、直接的にスリープモードに移行するようにしてもよい。

また、図５に示した回路構成におけるケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れている状態の検出方法は、一例であって、この例に限られるものではなく、ケース本体２１やフロントキャップ２２を、制御回路１０１を構成するＩＣの特定の端子に接続すると共に、積分用の静電容量を１個、外付けするような構成も可能である。また、ケース本体２１やフロントキャップ２２に人体の手や指が触れている状態を検出する静電タッチの検出方法は、自己誘導方式（self capacitance）、相互誘導方式（mutual capacitance）のいずれでもよい。

また、上述の実施形態では、圧力感知手段の例としての筆圧検出手段として、誘電体を第１の電極と第２の電極で挟み、その第１の電極と第２の電極の内、一方を筆圧に応じて軸心方向に移動可能にすることで、静電容量が筆圧に応じて可変となる可変容量コンデンサを用いるようにしたが、この構成に限られるものではない。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て筆圧検出手段を構成することもできる。また、静電容量ではなく、インダクタンス値や抵抗値を筆圧に応じて可変とする構造や素子を用いることで、筆圧検出手段を構成するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、圧力感知手段として、筆圧値を連続的に測定できる筆圧検出手段を用いるようにしたが、筆圧検出手段の代わりに、芯体に印加される圧力に応じてオンとされるスイッチ（タクトスイッチ）を設け、このスイッチがオンとされたかどうかを検出するようにしてもよい。また、圧力感知手段は、スイッチの代わりに、芯体に印加された圧力に応じた抵抗値を発生する感圧抵抗センサを用いてもよいし、発光素子と受光素子からなり、受光素子での受光量を、芯体に印加された圧力に応じて変化させる構成の光センサを用いるようにしてもよい。

上述の実施形態の発信型電子ペンは、静電容量方式の位置検出装置と共に使用される静電容量方式の電子ペンの場合としたが、電磁誘導方式の発信型電子ペンの場合にも、同様に適用することができる。

また、上述の実施形態の発信型電子ペンは、一次電池内蔵型のものとしたが、二次電池を内蔵したり、電気二重層コンデンサを内蔵したりして、それらを充電装置で充電する充電方式のものがあっても勿論よい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ…発信型電子ペン、２…ケース（筐体）、４…芯体、５…電池、６…芯体ホルダー、７…筆圧検出モジュール、８…プリント基板、２１…ケース本体、２２…フロントキャップ、１０１…制御回路、１０２…発信回路、１０２Ｇ…信号処理回路

Claims (20)

1. 位置検出装置と共に使用される発信型電子ペンであって、
   筒状の筐体と、
   前記筐体の一方の開口部から先端が外部に突出するようにして、前記筐体内に設けられる芯体と、
   前記筐体内に設けられる電源電圧の供給源と、
   前記位置検出装置に供給する信号を発信する発信回路と、
   発信型電子ペンを使用開始する起因となる、前記筐体に対する直接的な使用者の所作を検出するための検出手段と、
   前記芯体の先端に圧力が印加されているかどうかを検知する圧力検知手段と、
   前記検出手段の検出出力及び前記圧力検知手段からの検知出力に基づいて、前記発信回路の発信動作を制御する制御手段と、
   を備え
   前記発信回路は、前記制御手段により、起動制御されると共に、起動されたときには少なくとも省電力の発信動作状態を含む複数通りの発信動作状態のいずれかに制御されるものであり、
   前記制御手段は、
   前記検出手段で前記使用者の所作を検出したときに、前記発信回路を起動して、前記複数通りの発信動作状態のいずれかである第１の発信動作状態で発信動作を行なわせるように制御する
   ことを特徴とする発信型電子ペン。
2. 前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記使用者の所作に基づき前記第１の発信動作状態を選択するようにする
   ことを特徴とする請求項１に記載の発信型電子ペン。
3. 前記筒状の筐体は、少なくとも一部に外部に露呈する導体を含み、
   前記検出手段は、前記導体を電極とする静電容量の変化を検出することで、前記筐体の前記導体に導電体である前記使用者の人体が接触することを検出することに基づく、前記発信型電子ペンを使用開始する起因となる、前記筐体に対する直接的な使用者の所作を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の発信型電子ペン。
4. 前記静電容量は、前記筐体の前記導体の自己容量である
   ことを特徴とする請求項３に記載の発信型電子ペン。
5. 前記筒状の筐体内に、動きを検出するための動きセンサを備え、
   前記検出手段は、前記動きセンサの検出出力に基づいて、前記筐体に対する直接的な使用者の所作を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の発信型電子ペン。
6. 前記制御手段は、前記検出手段で前記使用者の所作を検出したことに加えて、あるいは前記検出手段で前記使用者の所作を検出せずに、前記圧力検知手段で前記芯体の先端に圧力が印加されていることを検知したときに、発信動作の停止状態である前記発信回路を起動させて前記第１の発信動作状態を開始する
   ことを特徴とする請求項１に記載の発信型電子ペン。
7. 前記制御手段は、前記検出手段で前記導体を電極とする静電容量の変化を検知したときに、発信動作の停止状態である前記発信回路を起動させて前記第１の発信動作状態として、前記複数通りの発信動作状態のいずれかの発信動作状態で開始する
   ことを特徴とする請求項３に記載の発信型電子ペン。
8. 前記制御手段は、前記検出手段で前記動きセンサの検出出力により前記使用者の所作を検知したときに、発信動作の停止状態である前記発信回路を起動させて前記第１の発信動作状態として、前記複数通りの発信動作状態のいずれかの発信動作状態で開始する
   ことを特徴とする請求項５に記載の発信型電子ペン。
9. 前記制御手段は、前記発信回路において前記第１の発信動作状態を開始させた後、前記圧力検知手段で前記芯体の先端に圧力が印加されていることを検知せずに第１の時間が経過したと判別したときには、前記発信回路を前記第１の発信動作状態よりも省電力である第２の発信動作状態に移行させる、あるいは前記発信回路の発信を停止するように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の発信型電子ペン。
10. 前記制御手段は、前記第１の時間の経過後第２の時間が経過した場合、第２の発信動作状態から、発信を停止する
    ことを特徴とする請求項９に記載の発信型電子ペン。
11. 前記検出手段における静電容量の変化を検出することによって、前記使用者が発信型電子ペンを手放したと判断した時は、前記制御手段は、前記発信回路の発信を停止する
    ことを特徴とする請求項３または請求項７に記載の発信型電子ペン。
12. 前記発信回路の前記第１の発信動作状態及び前記第２の発信動作状態では、所定のパターンの信号を繰り返すものであり、前記第２の発信動作状態では、前記第１の発信動作状態のときよりも繰り返し周期が長い
    ことを特徴とする請求項９に記載の発信型電子ペン。
13. 前記発信回路の前記第１の発信動作及び前記第２の発信動作は、所定のパターンの信号を繰り返すものであり、前記第２の発信動作状態では、前記第１の発信動作状態のときよりも信号の振幅が小さい
    ことを特徴とする請求項９に記載の発信型電子ペン。
14. 前記制御手段は、前記筐体の前記導体を電極とする静電容量の変化に対応して、前記発信回路からの所定のパターンの信号の繰り返し周期を制御する
    ことを特徴とする請求項３に記載の発信型電子ペン。
15. 前記制御手段は、前記筐体の前記導体を電極とする静電容量の変化に対応して、前記発信回路からの信号の振幅の大きさを制御する
    ことを特徴とする請求項３に記載の発信型電子ペン。
16. 前記筐体の前記導体を電極とする静電容量は、人体と前記導体との接触面積に応じて変化するものであり、
    前記制御手段は、前記接触面積に応じた前記静電容量の変化に対応して、前記発信回路の発信動作を制御する
    ことを特徴とする請求項３に記載の発信型電子ペン。
17. 前記制御手段は、前記第１の発信動作状態を開始させた後、前記圧力検知手段で前記芯体の先端に圧力が印加されていることを検知したときに、前記発信回路を第３の発信動作状態に移行させるように制御するようにし、
    前記第１の発信動作状態は、前記第３の発信動作状態よりも省電力である
    ことを特徴とする請求項１に記載の発信型電子ペン。
18. 前記導体は、前記筐体の前記芯体の軸心方向において、前記芯体の先端が突出する開口部側に設けられている
    ことを特徴とする請求項３に記載の発信型電子ペン。
19. 前記筐体の前記導体は、前記芯体の軸心方向に沿って、互いに独立に複数個設けられており、
    前記制御手段は、前記複数個の前記導体の内の、前記静電容量の変化が検出された前記導体の前記軸心方向の位置に応じて、前記発信回路の発信動作を制御する
    ことを特徴とする請求項３に記載の発信型電子ペン。
20. 前記制御手段は、前記静電容量の変化が検出された前記導体の、前記軸心方向の位置が、前記芯体の先端が突出する開口部側であるときには、前記発信回路を、前記第１の発信動作状態とすると共に、前記静電容量の変化が検出された前記導体の、前記軸心方向の位置が前記芯体の先端が突出する開口部側とは反対側であるときには、前記発信回路を前記第１の発信動作状態よりも省電力である発信動作状態とする、あるいは前記発信回路の発信を停止するように制御する
    ことを特徴とする請求項１９に記載の発信型電子ペン。
    

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