JP6745010B2 - 後端部コネクタを備える電子ペン用カートリッジ - Google Patents

Description

この発明は、位置検出センサを備える位置検出装置と共に使用される電子ペン及び当該電子ペンに用いられる電子ペン用カートリッジに関する。

近年、電子ペンは、全体形状（外筐体）の多様化（デザイン重視）のため、カートリッジ式になりつつある。これを実現するために、電子ペンの主要な機能としての位置検出センサに対する位置指示機能や筆圧検出機能などを具備する電子ペン用カートリッジが提案されている（特許文献１（ＷＯ２０１６/１５８４１８）等参照）。この種の電子ペンは、この電子ペン用カートリッジを、筒状の外筐体の中空部内に収納して組み込むだけで構成することができるので、電子ペンの外筐体のデザインの自由度が増し、電子ペンの多様化が容易になると共に、ボールペンのリフィル等と同様に、交換が容易になり、非常に便利になる。

一方で、近年の電子ペンは、携帯に便利な細型化が進んでいると共に、電子ペン毎にユニークなペンＩＤ（識別情報）などを、例えばブルートゥース（登録商標）規格の無線通信モジュール等からなる通信手段を用いて、位置検出センサを備える位置検出装置に送信する機能などの多機能化も進んでいる（特許文献２（特開２０１６−１３４１６８号公報）参照）。

ＷＯ２０１６／１５８４１８ 特開２０１６−１３４１６８号公報

以上のような近年の電子ペンのトレンドから、電子ペンをカートリッジ式にすると共に、細型化及び多機能化の実現の要求がある。

多機能化を実現するためには、電子ペンに、無線通信モジュールと、この無線通信モジュールを用いてペンＩＤなどを送信するための送信制御回路を構成するＩＣ（Integrated
Circuit；集積回路）と、電源（一次電池及び二次電池）などとを搭載する必要がある。このように電子ペンの多機能化部分は複数個の構成部品を含むので、これを全て、電子ペン用カートリッジ内に収納しようとすると、電子ペン用カートリッジが太くなってしまう。このため、電子ペンの外筐体がより太くなってしまうので、電子ペンの細型化が困難となる。

電子回路部品を、電子ペン用カートリッジ内と、電子ペン用カートリッジの外部とに分けて搭載することで、細型化を維持する電子ペンが考えられる。この場合には、電子ペン用カートリッジ内に搭載されている電子回路と、外部に搭載される電子回路とを電気的に接続する必要がある。その際には、電子ペン用カートリッジ内の電子回路と、外部の電子回路との接続部分においては、電気的な不具合が生じないようにすることが肝要である。

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及び当該電子ペンに用いられる電子ペン用カートリッジ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、
軸心方向の一端側であるペン先側が開口とされている電子ペン筐体の中空部内に収納される電子ペン用カートリッジであって、
前記開口を通じて外部に突出する、あるいは突出可能とされるペン先部と、
位置検出センサと信号の授受を行うための回路を含む電子回路と、
軸心方向において前記ペン先部とは反対側の後端部に設けられ、前記電子ペン筐体の前記中空部の前記後端部側に設けられる結合用コネクタに結合される後端部コネクタと、
を備え、
前記後端部コネクタは、前記電子回路に電気的にそれぞれ接続され、互いに絶縁されている複数個の端子部を備え、
前記後端部コネクタと前記結合用コネクタとは、一方の嵌合凹部に、他方の嵌合突部が軸心方向に挿入されて結合されるものであり、前記後端部コネクタと前記結合用コネクタとのいずれかは、端子部が円環状の導体接触部を有するものにより構成されている
ことを特徴とする電子ペン用カートリッジを提供する。

また、上記の課題を解決するために、
軸心方向の一端側であるペン先側が開口とされている電子ペン筐体の中空部内に、電子ペン用カートリッジが収納される電子ペンであって、
前記電子ペン用カートリッジは、
前記開口を通じて外部に突出する、あるいは突出可能とされるペン先部と、
位置検出センサと信号の授受を行うための回路を含む第１の電子回路と、
軸心方向において前記ペン先部とは反対側の後端部に設けられ、前記電子ペン筐体の前記中空部の前記後端部側に設けられる結合用コネクタと結合される後端部コネクタと、
を備え、
前記後端部コネクタは、前記第１の電子回路に電気的にそれぞれ接続され、互いに絶縁されている複数個の端子部を備え、
前記電子ペン筐体には、
互いに絶縁されている複数個の端子部を備える前記結合用コネクタと、
前記結合用コネクタの前記複数個の端子部に電気的に接続されている第２の電子回路と、
前記第２の電子回路に電源電圧を供給する電源と、
が設けられ、
前記後端部コネクタと前記結合用コネクタとは、一方の嵌合凹部に、他方の嵌合突部が軸心方向に挿入されて結合されるものであり、前記後端部コネクタと前記結合用コネクタとのいずれかは、前記複数個の端子部が円環状の導体接触部を有するものにより構成されていることを特徴とする電子ペンを提供する。

上述の構成の電子ペン用カートリッジは、自身が備える電子回路（第１の電子回路）に電気的に接続されている複数の端子部を具備する後端部コネクタを備える。そして、電子ペン筐体側には、例えば多機能化部分を構成することができる第２の電子回路を設けられると共に、この第２の電子回路に電気的に接続されて結合用コネクタが設けられている。

電子ペン用カートリッジは、その後端部コネクタが、電子ペン筐体の中空部の後端部側に設けられる結合用コネクタに結合されることで、電子ペン筐体内に収納されて、電子ペンが構成される。

したがって、上述の構成の電子ペンにおいては、電子ペン筐体側に、多機能化部分を構成する第２の電子回路を設けることができるので、電子ペン用カートリッジには、電子ペンの位置指示機能や筆圧検出機能などの電子ペンとしての主要な部分のみを搭載することができ、電子ペン用カートリッジの細型化を維持することができる。このため、電子ペンの細型化と多機能化及び電子ペンのデザインの多様化を維持することが可能となる。

そして、上述の構成の電子ペン及び電子ペン用カートリッジによれば、次のような効果も奏する。

通常、電子ペンを用いた筆記時においては、使用者は、電子ペンを軸心方向を中心に回転させながら筆記入力することが多い。このように電子ペンを回転させながら筆記入力すると、電子ペン用カートリッジと電子ペン筐体との間に回転トルクが発生する。このため、電子ペン用カートリッジと電子ペン筐体との電気的な接続部分にも回転トルクが加わるので、電子ペン用カートリッジと電子ペン筐体との電気的な接続部分は、上記の回転トルクにより、電気的な非接続が生じてしまう恐れがある。

しかし、上述の構成の電子ペン用カートリッジの後端部コネクタと電子ペン筐体側の結合用コネクタとの電気的な接続は、後端部コネクタと結合用コネクタとのいずれかが備える、円環状の導体接触部を有する端子によりなされるので、電子ペンの使用時に回転トルクが発生しても、電気的な非接続を回避することができる。

この発明による電子ペンの実施形態の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用カートリッジの実施形態の構成例を説明溜めの図である。 この発明による電子ペンの実施形態の電子回路の構成例を説明するためのブロック図である。 この発明による電子ペンの実施形態と共に使用される位置検出装置の回路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実施形態の動作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。 この発明による電子ペンの実施形態の動作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。 この発明による電子ペンの実施形態の動作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実施形態と共に使用される位置検出装置の動作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。 この発明による電子ペンの実施形態と共に使用される位置検出装置の動作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。 この発明による電子ペンの他の実施形態の電子回路の構成例を説明するためのブロック図である。 この発明による電子ペンの他の実施形態の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、更に他の実施形態の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、更に他の実施形態の構成例を説明するための図である。

以下、この発明による電子ペンの実施形態及び電子ペン用カートリッジの実施形態を、図を参照しながら説明する。

図１は、この発明による電子ペンの実施形態の構成例を示す図であり、この例は、電磁誘導方式の電子ペンの場合である。この実施形態の電子ペン１では、カートリッジ式の構成とされ、位置検出センサに対する位置指示機能や筆圧検出機能などの電子ペンの主要な機能は、電子ペン用カートリッジ３に収納される構成とされる。そして、この実施形態では、電子ペン用カートリッジ３は、筐体２に対して着脱可能とされている。

この実施形態の電子ペン１は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、筒状の筐体２（以下、ペン筐体２と称する）の中空部２ａ内に、電子ペン用カートリッジ３が収納され、ノックカム機構部１０により、電子ペン用カートリッジ３のペン先側が、ペン筐体２の長手方向の一端の開口２ｂ側から出し入れされるノック式の構成を備える。

図１（Ａ）は、電子ペン用カートリッジ３の全体がペン筐体２の中空部２ａ内に収容されている状態を示し、図１（Ｂ）は、ノックカム機構部１０により電子ペン用カートリッジ３のペン先側が、ペン筐体２の開口２ｂから突出した状態を示している。なお、図１の例では、電子ペン１のペン筐体２が透明の合成樹脂で構成されていて、その内部が透けて見える状態として示している。

この実施形態の電子ペン１は、電子ペン用カートリッジ３のペン先やカートリッジ筐体の太さや軸心方向の長さが、市販のボールペンの替え芯と等しくされている。したがって、この実施形態の電子ペン１は、市販のノック式ボールペンの替え芯を、電子ペン用カートリッジ３の代わりに装着可能の構成とされている。

ペン筐体２及び当該ペン筐体２内に設けられるノックカム機構部１０は、周知の市販のノック式ボールペンの外筐体及びノックカム機能と同一の構成とされると共に、寸法関係も同一に構成される。

ノックカム機構部１０は、図１に示すように、カム本体１１と、ノック棒１２と、回転子１３とが組み合わされた周知の構成とされている。カム本体１１は、筒状のペン筐体２の内壁面に形成されている。ノック棒１２は、使用者のノック操作を受け付けることができるように、端部１２ａが、ペン筐体２のペン先側とは反対側の開口２ｃから突出するようにされている。

回転子１３は、電子ペン用カートリッジ３のペン先側とは反対側の後端部に設けられるコネクタプラグ３Ｐ（図１（Ａ）及び（Ｂ）の破線参照）が嵌合されるコネクタジャック１３Ｊを具備するカートリッジ結合部１３ａを備える。コネクタプラグ３Ｐは、後端部コネクタの例であり、コネクタジャック１３Ｊは、結合用コネクタの例である。

そして、この例では、回転子１３内には、後述するＩＣ、無線通信部、ＩＤメモリなどを含む電子回路が搭載されているプリント基板１４（図１（Ａ）及び（Ｂ）の破線参照）が配設されている。また、ノック棒１２内には、後述するように、プリント基板１４の電子回路に電源電圧を供給するバッテリー１５（図１（Ａ）及び（Ｂ）の破線参照）が配設されている。

図１（Ａ）の状態において、ノック棒１２の端部１２ａが押下されると、ノックカム機構部１０により、電子ペン用カートリッジ３は、ペン筐体２内において図１（Ｂ）の状態にロックされ、電子ペン用カートリッジ３のペン先側が、ペン筐体２の開口２ｂから突出する状態になる。そして、この図１（Ｂ）の状態から、ノック棒１２の端部１２ａが再度押下されると、ノックカム機構部１０によりロック状態が解除され、復帰用バネ５により、電子ペン用カートリッジ３のペン筐体２内の位置は、図１（Ａ）の状態に戻る。ノックカム機構部１０の詳細な構成及びその動作は、周知であるので、ここでは、その説明を省略する。

［電子ペン用カートリッジの実施形態］
図２は、この実施形態の電子ペン用カートリッジ３の構成例を示す図である。図２（Ａ）は、この実施形態の電子ペン用カートリッジ３の第１の例であり、また、図２（Ｃ）は、この実施形態の電子ペン用カートリッジ３の第２の例を示している。ここで、第１の例と第２の例とでは、コネクタプラグ３Ｐの構成が異なるのみで、他の部分は、ほぼ同一の構成となっている。

この実施形態の電子ペン用カートリッジ３においては、図２（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、芯体３０と、信号送信用部材４０と、筆圧検出部５１を保持すると共に電子回路が配設されるプリント基板５２を保持するホルダー部５０と、ホルダー部５０に保持される筆圧検出部５１とプリント基板５２とを収納して保護する機能を備えるカートリッジ筐体６０と、カートリッジ筐体６０の芯体側とは反対側の後端部に設けられる後端部コネクタの例としてのコネクタプラグ３Ｐとからなる。

芯体３０は、この例では比較的硬質で弾性を有する樹脂材料、例えばＰＯＭ（Polyoxymethylene）からなる断面が円形の棒状の部材であり、その径は、例えば１ｍｍ程度とされている。

信号送信用部材４０は、電磁誘導方式で位置検出装置と信号を送受信するための共振回路を構成するコイル４１と、このコイル４１が巻回された磁性体コア、この例ではフェライトコア４２と、このフェライトコア４２の中心位置に軸心方向に形成されている貫通孔に嵌合固定されている芯パイプ部材４３とからなる。芯パイプ部材４３は、図１及び図２に示すように、軸心方向においてフェライトコア４２よりもペン先側に突出する状態でフェライトコア４２に嵌合固定されている。

そして、芯パイプ部材４３の内径は、芯体３０の径よりも大きくされており、芯体３０は、芯パイプ部材４３を挿通して、筆圧検出部５１に嵌合される。この場合に、芯体３０の軸心方向の先端３０ａは、ペン先として、芯パイプ部材４３よりも突出するようにされると共に、芯体３０の軸心方向の他端３０ｂが、筆圧検出部５１に嵌合される。これにより、芯体３０のペン先側の先端３０ａに印加される圧力（筆圧）が、筆圧検出部５１に印加される。

筆圧検出部５１は、例えば容量可変キャパシタの静電容量を、印加される圧力（筆圧）に応じて変化させる機構を用いるもの（例えば特許文献（特開２０１１−１８６８０３号公報）参照）で構成される。なお、筆圧検出部５１は、容量可変キャパシタをＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子からなる半導体チップで構成したもの（例えば特許文献（特開２０１３−１６１３０７号公報）参照）を用いてもよい。なお、筆圧検出部５１の構成は、この例のものに限られるものではない。

ホルダー部５０は、例えば樹脂材料で構成され、信号送信用部材４０のフェライトコア４２と嵌合すると共に、筆圧検出部５１を保持する筒状部（図示は省略）を備える。また、ホルダー部５０は、プリント基板５２を載置して保持するプリント基板載置台部（図示は省略）を備える。

カートリッジ筐体６０は、硬質の材料からなるパイプ形状の部材、この例では金属からなるパイプ形状の部材により構成され、ホルダー部５０に保持される筆圧検出部５１及びプリント基板５２の電気的回路構成部分を保護する回路部保護部材を構成する。

すなわち、ホルダー部５０の筆圧検出部５１を保持する筒状部の一部とプリント基板載置台部とが、カートリッジ筐体６０の中空部内に収納されるような状態で、カートリッジ筐体６０とホルダー部５０とが軸心方向に結合される。

そして、軸心方向において、カートリッジ筐体６０の信号送信用部材４０との結合側とは反対側の後端部に、コネクタプラグ３Ｐが設けられる。このコネクタプラグ３Ｐは、プリント基板５２に形成されている電子回路に電気的に接続されていると共に、互いに絶縁されている複数個の端子部、この例では、５個の端子部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを備える。

図２（Ａ）の第１の例の電子ペン用カートリッジ３においては、コネクタプラグ３Ｐの５個の端子部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａは、以下のように構成されている。すなわち、この例においては、端子部３１ａが、中心の心棒を構成する導体金属で構成される。そして、コネクタプラグ３Ｐは、図２（Ａ）の例では、この端子部３１ａの棒状の導体金属に対して、それぞれの内壁面に絶縁層が形成されている円筒状の端子部３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａが同心円状に組合されて構成されている。

この場合に、中心の心棒を構成する導体金属の端子部３１ａが軸心方向の先端部とされて、軸心方向に所定長さだけその環状周面及び先端が露出するようにされると共に、円筒状の端子部３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａは、それぞれが、軸心方向に所定長さだけその環状周面が露出するようにされる。すなわち、コネクタプラグ３Ｐの５個の端子部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａは、軸心方向の異なる位置に円環状の導体接触部が露出する状態となっている。なお、端子部３１ａは、円柱状形状であるが、その環状周側面及び先端部が導体接触部を構成する。

このコネクタプラグ３Ｐは、ペン筐体２の中空部２ａ内に配置されている回転子１３に設けられているコネクタジャック１３Ｊの嵌合凹部に挿入されると、図２（Ｂ）に示すように、コネクタジャック１３Ｊに設けられている５個の接点端子１３Ｊ１，１３Ｊ２，１３Ｊ３，１３Ｊ４，１３Ｊ５のそれぞれに弾性的に接続される状態となる。５個の接点端子１３Ｊ１，１３Ｊ２，１３Ｊ３，１３Ｊ４，１３Ｊ５のそれぞれは、導電性の弾性金属からなり、プリント基板１４に配設されている電子回路に接続されている。

こうして、コネクタプラグ３Ｐが、コネクタジャック１３Ｊに挿入されて結合されることで、電子ペン用カートリッジ３のプリント基板５２に形成されている電子回路と、ペン筐体２の中空部２ａ内に配置されている回転子１３に設けられているプリント基板１４の電子回路とが、電気的に接続される。

このとき、コネクタプラグ３Ｐの端子部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａの円環状の導体接触部が、コネクタジャック１３Ｊの接点端子１３Ｊ１，１３Ｊ２，１３Ｊ３，１３Ｊ４，１３Ｊ５のそれぞれと接続されるので、電子ペン用カートリッジ３が、軸心方向の中心線を中心として回転をしても、電気的な接続は常に保たれていて、電気的な非接触を回避することができる。

図２（Ｃ）の第２の例の電子ペン用カートリッジ３においては、コネクタプラグ３Ｐの５個の端子部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３５ｂは、以下のように構成されている。この例のコネクタプラグ３Ｐは、オーディオ用のピンプラグ（例えばノイズキャンセル機能付の５極のピンプラグ）と同様の構成を有するもので、この例においては、５個の端子部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３５ｂは、軸心方向に異なる位置において、同一の径の円環状の導体接触部が露出する状態となっている。

すなわち、５個の端子部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３５ｂの内の先端の端子部３１ｂはチップ端子とされ、中間の３個の端子部３２ｂ，３３ｂ，３４ｂは、それぞれ絶縁リング３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄにより、他の端子部と絶縁されているリング端子とされ、電子ペン用カートリッジ３の根元側の端子部３５ｂはスリーブ端子とされている。

この図２（Ｃ）の電子ペン用カートリッジ３のコネクタプラグ３Ｐと結合されるコネクタジャック１３Ｊも、図２（Ｂ）と同様に、５個の端子部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３５ｂの円環状の導体接触部のそれぞれに接触して電気的な接続を構成する５個の接点端子を備える。

なお、電子ペン用カートリッジ３は、この実施形態では、以上のように、信号送信用部材４０とホルダー部５０とカートリッジ筐体６０とが軸心方向に結合されることで、ボールペンの替え芯と外形としては同一とされるカートリッジの構成とされる。

［電子ペン１の内部回路構成例］
図３は、この実施形態の電子ペン１における電子ペン用カートリッジ３のプリント基板５２に形成される電子回路（第１の電子回路）３００と、電子ペン用カートリッジ３とは別個に、ペン筐体２の中空部内において、この例では、ノックカム機構部１０の回転子１３に配置されているプリント基板１４に形成されている電子回路（第２の電子回路）１００の構成例を示す図である。

図３に示すように、電子ペン用カートリッジ３のプリント基板５２に形成される電子回路（第１の電子回路）３００においては、フェライトコア４２に巻回されているコイル４１が、このコイル４１と共振回路ＲＣを構成するキャパシタ３０１と並列に接続されている。共振回路ＲＣは、後述する位置検出装置２００の位置検出センサ２２０（図４参照）と電磁誘導結合して、位置検出センサ２２０から送られている電磁波信号を受信する受信部の機能と、受信した電磁波信号を位置検出センサ２２０に帰還するように送信する機能とを備える。

この実施形態では、共振回路ＲＣを構成するキャパシタ３０１に並列にキャパシタ３０２及び筆圧検出部５１で構成される可変容量キャパシタ５１Ｃとの直列回路が接続されている。共振回路ＲＣの共振周波数は、筆圧検出部５１で構成される可変容量キャパシタ５１Ｃの静電容量が、芯体３０に印加される圧力（筆圧）に応じて変化することにより変化する。

この実施形態では、可変容量キャパシタ５１Ｃの両端間を短絡するスイッチ回路３０３が接続されている。このスイッチ回路３０３は、例えばＦＥＴなどの半導体スイッチで構成されており、コネクタプラグ３Ｐの端子部３４ａを通じて、電子回路（第２の電子回路）１００から送られてくるスイッチ制御信号によりオン、オフ制御されるもので、被制御部の例である。このスイッチ回路３０３がオンとされるときには、可変容量キャパシタ５１Ｃがバイパスされて、可変容量キャパシタ５１Ｃの共振回路ＲＣに対する関与が無効となるため、芯体３０に印加される筆圧が零と等価となる。すなわち、このスイッチ回路３０３をオンにすることで、共振回路ＲＣの共振周波数を、筆圧零時の周波数とすることができ、筆圧零調整を行うことができる。

さらに、この実施形態では、コイル４１に並列にスイッチ回路３０４が接続されている。このスイッチ回路３０４は、例えばＦＥＴなどの半導体スイッチで構成されており、コネクタプラグ３Ｐの端子部３３ａを通じて、電子回路（第２の電子回路）１００から送られてくるスイッチ制御信号によりオン、オフ制御されるもので、被制御部の例である。このスイッチ回路３０４がオンとされるときには、コイル４１の両端が短絡されるので、共振回路ＲＣは共振動作を停止する状態（非動作状態）となる。そして、スイッチ回路３０４がオフの状態となっているときには、共振回路ＲＣは動作状態となる。

なお、スイッチ回路３０３及び３０４の電源電圧Ｖｃｃは、コネクタプラグ３Ｐの端子部３２ａを通じて、電子回路（第２の電子回路）１００から送られてくるように構成されている。

コイル４１の一端は、プリント基板５２のアース導体に接続されていると共に、コネクタプラグ３Ｐの端子部３５ａに接続されている。また、コイル４１の他端側には、受信部としての機能を有する共振回路ＲＣで受信した位置検出センサからの電磁誘導信号の信号レベルを示す情報を生成する受信レベル生成回路３０５が接続される。

受信レベル生成回路３０５は、共振回路ＲＣで受信した位置検出センサからの電磁誘導信号の直流信号を除去するキャパシタ３０６と、このキャパシタ３０６を通じて交流信号を整流して、受信した信号の信号レベルに対応する出力信号を生成するための整流回路を構成するダイオード３０７及び３０８と、キャパシタ３０９とからなる。この受信レベル生成回路３０５の出力信号の信号レベルは、電子ペン１の共振回路ＲＣと位置検出センサとの電磁結合強度に応じたものとなっている。

この受信レベル生成回路３０５の出力信号の信号レベルが、所定の閾値レベルよりも大きいときには、位置検出センサで電子ペン１による指示位置を検出可能な程度に、電子ペン１と位置検出センサとが電磁結合している状態となっており、また、前記閾値以下のときには、電子ペン１と位置検出センサとは、位置検出センサで電子ペン１による指示位置を検出可能な程度には電磁結合していない状態となっている。

なお、この明細書の以下の説明においては、電子ペン１が、位置検出センサで電子ペン１による指示位置を検出可能な程度に、位置検出センサと電磁結合している状態をインレンジと称し、また、インレンジとなっていない状態をアウトレンジと称することとする。この受信レベル生成回路３０５の出力信号は、コネクタプラグ３Ｐの端子部３１ａを通じて、電子回路（第２の電子回路）１００に供給される。

電子回路１００には、ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）で構成される制御部１０１が設けられている。制御部１０１は、マイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）で構成されている。コネクタジャック１３Ｊの５個の接点端子１３Ｊ１，１３Ｊ２，１３Ｊ３，１３Ｊ４，１３Ｊ５のそれぞれは、この制御部１０１に接続されている。

制御部１０１には、また、無線通信部１０２と、ＩＤメモリ１０３と、ペン状態検出部１０４と、ＬＥＤ駆動部１０５と、バッテリー１５とが接続されている。

無線通信部１０２は、位置検出センサ２２０を備える位置検出装置２００に設けられる無線通信部２１０（図４参照）との間で無線通信を行うもので、この例では、ブルートゥース（登録商標）規格の無線通信モジュールで構成される。制御部１０１は、電子ペン１が、位置検出装置２００の位置検出センサ２２０と電磁結合しているインレンジの状態を検知していないときには、無線通信部１０２を非動作状態とし、インレンジの状態を検知したときには、無線通信部１０２を動作状態にして、位置検出装置２００の無線通信部２１０との間に無線通信路を生成するように制御する。

ＩＤメモリ１０３には、電子ペン１を識別する識別情報（以下、ペンＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）という）が記憶されている。このペンＩＤは、電子ペン毎に付与されたユニークな情報であり、電子ペン毎に、例えば製造時に記憶される。制御部１０１は、位置検出装置２００との間に無線通信路生成しているときには、このＩＤメモリ１０３に記憶されているペンＩＤを位置検出装置２００に無線通信部１０２を通じて送信するようにする。

ペン状態検出部１０４は、電子ペン１の傾き、回転、移動速度、ペン振りなどのペン姿勢と、電子ペン１を握っている使用者の手の状態などを、ペン状態の情報として検出するもので、ペン姿勢を検出するための９軸センサと、温湿度センサとを備えている。９軸センサの代わりに、３軸センサや６軸センサであってもよい。制御部１０１は、位置検出装置２００との間に無線通信路生成しているときには、このペン状態検出部１０４で検出されたペン状態の情報を、位置検出装置２００に無線通信部１０２を通じて送信するようにする。

ＬＥＤ駆動部１０５は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１６を駆動する回路である。ＬＥＤ１６は、後述するように、電子ペン１が位置検出センサと結合しているときに、制御部１０１による制御に基づいて、それを報知する報知手段の例を構成するもので、図１において○印で示すように、ペン筐体２から外部に、その点灯による報知が伝達されるように取り付けられている。なお、報知手段としては、この例のような光による報知ではなく、あるいは光による報知に加えて、音声による報知を行うようにしてもよい。

バッテリー１５は、固定電池（一次電池）でもよいが、この例では、充電式の電池（二次電池）が用いられている。図示は省略するが、この例では、電子ペン１のノック棒１２の端部１２ａには充電用電極が形成されている。

［位置検出装置の回路構成例］
図４は、この実施形態の電子ペン１と共に使用される位置検出装置２００の電子回路構成を示す図である。

この実施形態の電磁誘導方式の位置検出装置２００は、無線通信部２１０と、位置検出センサ２２０と、送受信処理回路２３０とを備える。

無線通信部２１０は、電子ペン１の無線通信部１０２と無線通信するためのもので、この例ではブルートゥース（登録商標）規格の無線通信モジュールからなる。

位置検出センサ２２０は、Ｘ軸方向ループコイル群２２１と、Ｙ軸方向ループコイル群２２２とが積層された位置検出コイルにより構成されている。位置検出装置２００は、位置検出センサ２２０を通じて電子ペン１の共振回路ＲＣに対して電磁結合により信号を送信し、電子ペン１は、位置検出装置２００から受信した信号を共振回路ＲＣを介して、位置検出センサ２２０に帰還する。

そして、位置検出装置２００では、電子ペン１の共振回路ＲＣからの帰還信号を、電磁結合により受信し、その受信した信号が検出される位置検出センサ２２０上の位置から、電子ペン１により指示された位置検出センサ２２０上の位置を検出すると共に、電子ペン１の共振回路ＲＣから電磁結合により受信する信号の位相変化を検出することより共振周波数の変化を検出して、電子ペン１の芯体３０に印加された筆圧を検出するようにする。

送受信処理回路２３０には、位置検出センサ２２０のＸ軸方向ループコイル群２２１及びＹ軸方向ループコイル群２２２が接続される選択回路２２３が設けられている。この選択回路２２３は、２つのループコイル群２２１，２２２のうちの一のループコイルを順次選択する。

そして、送受信処理回路２３０には、発振器２３１と、電流ドライバ２３２と、切り替え接続回路２３３と、受信アンプ２３４と、指示位置検出用回路２３５と、筆圧検出用回路２３６と、処理制御部２３７とが設けられている。処理制御部２３７は、マイクロコンピュータにより構成されている。処理制御部２３７は、選択回路２２３におけるループコイルの選択、切り替え接続回路２３３の切り替えを制御すると共に、指示位置検出用回路２３５及び筆圧検出用回路２３６での処理タイミングを制御する。また、処理制御部２３７は、無線通信部２１０に接続されており、この無線通信部２１０を通じて、電子ペン１との間での無線信号の送受信を制御する。

発振器２３１は、周波数ｆ０の交流信号を発生する。そして、発振器２３１は、発生した交流信号を、電流ドライバ２３２と筆圧検出用回路２３６に供給する。電流ドライバ２３２は、発振器２３１から供給された交流信号を電流に変換して切り替え接続回路２３３へ送出する。切り替え接続回路２３３は、処理制御部２３７からの制御により、選択回路２２３によって選択されたループコイルが接続される接続先（送信側端子Ｔ、受信側端子Ｒ）を切り替える。この接続先のうち、送信側端子Ｔには電流ドライバ２３２が、受信側端子Ｒには受信アンプ２３４が、それぞれ接続されている。

選択回路２２３により選択されたループコイルに発生する誘導電圧は、選択回路２２３及び切り替え接続回路２３３を介して受信アンプ２３４に送られる。受信アンプ２３４は、ループコイルから供給された誘導電圧を増幅し、指示位置検出用回路２３５及び筆圧検出用回路２３６へ送出する。

Ｘ軸方向ループコイル群２２１及びＹ軸方向ループコイル群２２２の各ループコイルには、電子ペン１から送信される電波によって誘導電圧が発生する。指示位置検出用回路２３５は、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、処理制御部２３７に出力する。処理制御部２３７は、指示位置検出用回路２３５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１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２３６は、受信アンプ２３４の出力信号を発振器２３１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処理制御部２３７に出力する。処理制御部２３７は、筆圧検出用回路２３６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１に印加されている筆圧を検出する。

処理制御部２３７は、この例では、無線通信部２１０に接続されており、この無線通信部２１０における無線通信を管理及び制御すると共に、この無線通信部２１０を通じて電子ペン１と無線通信を行う。そして処理制御部２３７は、無線通信部２１０を通じて受信した情報により、位置検出センサ２２０と電磁結合している電子ペン１を検知して管理すると共に、無線通信部２１０を通じて制御信号を電子ペン１に送ることで、電子ペン１に設けられている制御素子（この例では、スイッチ回路３０３及び３０４）を制御する。

［電子ペン１の動作及び位置検出装置２００の動作］
＜電子ペン１の動作＞
図５及び図６は、電子ペン１の制御部１０１の動作の流れの例を説明するためのフローチャートである。この図５及び図６のフローチャートを用いて、上述の構成の電子ペン１の動作について以下に説明する。

電子ペン１の制御部１０１は、コネクタジャック１３Ｊの接点端子１３Ｊ１を通じて受信する電子ペン用カートリッジ３の受信レベル生成回路３０５の出力信号の信号レベルを監視して、この信号レベルが所定の閾値レベルを超えたか否かにより、電子ペン１が位置検出装置２００の位置検出センサ２２０と電磁結合してインレンジの状態になったか否か判別する（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０１で、インレンジの状態を検出していないと判別したときには、制御部１０１は、処理をステップＳ１０１に戻し、このステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。また、ステップＳ１０１で、インレンジの状態を検出したと判別したときには、制御部１０１は、無線通信部１０２を動作状態にして、位置検出装置２００の無線通信部２１０との間で無線通信路を生成して、無線接続させるように制御する（ステップＳ１０２）。

次に、制御部１０１は、ＩＤメモリ１０３からペンＩＤを読み出し、また、ペン状態検出部１０４からペン状態（電子ペン１の傾き、回転、温湿度などの情報）の情報を取得し、それらを、無線通信部１０２と位置検出装置２００との間に生成された無線通信路を通じて、位置検出装置２００に送信する（ステップＳ１０３）。このとき、電子ペン１から位置検出装置２００に無線送信される情報には、インレンジ状態になったことを示す通知は含まれないが、当該通知を位置検出装置２００に無線送信するようにしても勿論よい。なお、このステップＳ１０３における無線送信は、インレンジの状態が継続している間は、無線通信部１０２を通じて、例えば所定の周期で継続して実行される。

また、制御部１０１は、インレンジの状態となったことを、ＬＥＤ駆動部１０５を通じてＬＥＤを点灯させることで、使用者に報知する。そして、制御部１０１は、コネクタジャック１３Ｊの接点端子１３Ｊ２及びコネクタプラグ３Ｐの端子部３２ａを通じて、電子ペン用カートリッジ３のスイッチ回路３０３及び３０４に電源電圧を供給する（ステップＳ１０４）。

次に、制御部１０１は、無線通信部１０２を通じて位置検出装置２００から、共振回路ＲＣの制御指示を受信したか否か判別する（ステップＳ１０５）。この位置検出装置２００から送られている共振回路ＲＣの制御指示は、位置検出装置２００の位置検出センサ２２０において同時に２個の電子ペン１による位置指示を受け付けることができるマルチペンの機能を実現させるためのものである。

すなわち、図７に示すように、位置検出装置２００の位置検出センサ２２０に対して電磁結合してインレンジの状態になった２個の電子ペン１（図７では、便宜上、電子ペン１_１と電子ペン１_２と区別している）が存在しても、電子ペン１_１及び電子ペン１_２は、それぞれ固有のペンＩＤを位置検出装置２００に無線送出するので、位置検出装置２００では、それらの電子ペン１_１及び電子ペン１_２のそれぞれを識別することができる。

ただし、この実施形態では、共振回路ＲＣの共振周波数は、電子ペン１_１と電子ペン１_２とで等しい周波数としているので、位置検出装置２００では、このままでは両者の指示位置を区別することはできない。一方、この実施形態の電子ペン１の電子回路１００には、共振回路ＲＣの動作状態、非動作状態を制御することができるスイッチ回路３０４が設けられている。

そこで、この実施形態の位置検出装置２００は、電子ペン１のスイッチ回路３０４を制御することで、共振回路ＲＣの動作、非動作を制御することができることを利用して、電子ペン１_１と電子ペン１_２の共振回路ＲＣを時分割で動作させるように制御する。これにより、マルチペンの機能を実現する。すなわち、位置検出装置２００は、所定単位期間毎に、インレンジの状態となっている２個の電子ペン１_１，１_２の共振回路ＲＣの一方を動作状態、他方を非動作状態とすると共に、共振回路ＲＣを動作状態とする電子ペンを、交互に切り替えるように制御する。位置検出装置２００では、共振回路ＲＣを非動作状態に制御する電子ペンは、そのペンＩＤから電子ペン１_１と電子ペン１_２のいずれであるかは認識しているので、電子ペン１_１と電子ペン１_２とによる位置検出センサ２２０における指示位置を、区別して認識して検出することができる。

ステップＳ１０５で受信を監視する、位置検出装置２００からの共振回路ＲＣの制御指示は、電子ペン１の共振回路ＲＣの時分割動作を実行させる実行指示と、動作中の時分割動作を終了させる解除指示とを含む。実行指示には、それぞれ時分割の所定単位時間において、電子ペン１_１と電子ペン１_２との一方には共振回路ＲＣを動作状態とする動作指示信号を含み、他方には共振回路ＲＣを非動作状態とする非動作指示信号を含む。

ステップＳ１０５で、位置検出装置２００からの共振回路ＲＣの制御指示を受信したと判別したときには、制御部１０１は、受信した共振回路ＲＣの制御指示は、実行指示か、解除指示のいずれであるかを判別する（ステップＳ１０６）。

このステップＳ１０６で受信した共振回路ＲＣの制御指示は、実行指示であると判別したときには、制御部１０１は、その実行指示に含まれる動作指示信号または非動作指示信号に応じて切替制御信号ＳＷ１を生成する。そして、制御部１０１は、生成した切替制御信号ＳＷ１を、コネクタジャック１３Ｊの接点端子１３Ｊ３及びコネクタプラグ３Ｐの端子部３３ａを通じて、電子ペン用カートリッジ３のスイッチ回路３０４に供給して、共振回路ＲＣの時分割制御を実行する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７においては、制御部１０１は、位置検出装置２００からの実行指示に非動作指示信号が含まれているときには、切替制御信号ＳＷ１によりスイッチ回路３０４をオンにするように制御する。これにより、電子ペン用カートリッジ３の共振回路ＲＣのコイル４１の両端がスイッチ回路３０４を介して短絡されるので、共振回路ＲＣは非動作状態となる。

また、制御部１０１は、位置検出装置２００からの実行指示に動作指示信号が含まれているときには、切替制御信号ＳＷ１によりスイッチ回路３０４をオフにするように制御する。このため、スイッチ回路３０４はオフ状態となり、電子ペン用カートリッジ３の共振回路ＲＣは動作状態となる。

ステップＳ１０６で、受信した共振回路ＲＣの制御指示は、解除指示であると判別したときには、制御部１０１は、この解除指示に基づいて生成した切替制御信号ＳＷ１を、コネクタジャック１３Ｊの接点端子１３Ｊ３及びコネクタプラグ３Ｐの端子部３３ａを通じて、電子ペン用カートリッジ３のスイッチ回路３０４に供給して、当該スイッチ回路３０４をオフの状態を維持するように制御し、共振回路ＲＣに対する時分割制御を停止する（ステップＳ１０８）。

そして、ステップＳ１０５で、位置検出装置２００からの共振回路ＲＣの制御指示を受信してはいないと判別したとき、また、ステップＳ１０７またはステップＳ１０８の次には、制御部１０１は、無線通信部１０２を通じて位置検出装置２００から、筆圧零調整指示を受信したか否か判別する（図６のステップＳ１１１）。

このステップＳ１１１で、筆圧零調整指示を受信したと判別したときには、制御部１０１は、筆圧零調整用信号として、スイッチ回路３０３を所定時間の間、オンとする切替制御信号ＳＷ２を生成して、コネクタジャック１３Ｊの接点端子１３Ｊ４及びコネクタプラグ３Ｐの端子部３４ａを通じて、電子ペン用カートリッジ３のスイッチ回路３０３に供給する（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１１２において、スイッチ回路３０３がオンとされると、筆圧検出部５１で構成される可変容量キャパシタ５１Ｃの両端が短絡されるので、共振回路ＲＣの共振周波数は、可変容量キャパシタ５１Ｃが存在していないときの周波数、つまり、筆圧零時の共振周波数となる。

位置検出装置２００では、筆圧零調整指示を送信した電子ペン１では、それに基づいて所定時間の間、共振回路ＲＣの共振周波数は、筆圧零時の共振周波数となることは分かっている。そこで、位置検出装置２００の処理制御部２３７は、筆圧検出用回路２３６の当該所定時間の間における出力から、電子ペン１の筆圧零時の共振周波数を検出することができる。したがって、位置検出装置２００の処理制御部２３７では、筆圧による共振周波数の変動分を正確に検出することができるようになり、電子ペン１に印加される筆圧が小さくても検出可能になると共に、検出することができる筆圧のダイナミックレンジのワイド化を実現できる。

このステップＳ１１２の次には、あるいは、ステップＳ１１１で、筆圧零調整指示を受信してはいないと判別したときには、制御部１０１は、電子ペン１が位置検出装置２００の位置検出センサ２２０との電磁結合をしていないアウトレンジの状態になったか否か判別する（ステップＳ１１３）。このアウトレンジの状態になったかどうかの検出は、制御部１０１が、コネクタジャック１３Ｊの接点端子１３Ｊ１を通じて受信する電子ペン用カートリッジ３の受信レベル生成回路３０５の出力信号の信号レベルを監視して、この信号レベルが所定の閾値レベル以下となったか否かにより行う。

ただし、この実施形態では、制御部１０１は、電子ペン用カートリッジ３の受信レベル生成回路３０５の出力信号の信号レベルが所定の閾値レベル以下となったことが、所定時間以上継続したときにアウトレンジの状態になったと判別する。使用者が、使用中の電子ペン１を、短時間だけ、位置検出センサ２２０との電磁結合する状態から離脱させたとしても、その直後に、電子ペン１を再びインレンジの状態にして使用を継続することが多々あるからである。

このステップＳ１１３で、アウトレンジの状態とはなっていないと判別したときには、制御部１０１は、処理をステップＳ１０３に戻し、このステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ１１３で、アウトレンジの状態とはなったと判別したときには、制御部１０１は、無線通信部１０２を制御して、位置検出装置２００との無線通信路を遮断して、ペンＩＤやペン状態の情報の位置検出装置２００への送信は停止すると共に、ＬＥＤ駆動部１０５を制御して、点灯していたＬＥＤ１６を消灯させ、インレンジの状態からアウトレンジの状態になったことを報知する（ステップＳ１１４）。そして、制御部１０１は、無線通信部１０２を非動作状態に制御する（ステップＳ１１５）。その後、制御部１０１は、処理を図５のステップＳ１０１に戻し、このステップＳ１０１の処理を繰り返すようにする。

＜位置検出装置２００の動作＞
図８及び図９は、位置検出装置２００の処理制御部２３７の動作の流れの例を説明するためのフローチャートである。この図８及び図９のフローチャートを用いて、上述の構成の位置検出装置２００の動作について以下に説明する。

処理制御部２３７は、無線通信部２１０からの無線通信状態の監視結果の通知を監視して、無線通信部２１０と、電子ペン１の無線通信部１０２との間の無線通信路が生成されたか否か判別する（図８のステップＳ２０１）。このステップＳ２０１で、無線通信路が生成されてはいないと判別したときには、処理制御部２３７は、スタンバイ状態を維持し（ステップＳ２０２）、処理をステップＳ２０１に戻す。

ステップＳ２０１で、無線通信部２１０と電子ペン１の無線通信部１０２との間の無線通信路が生成されたと判別したときには、処理制御部２３７は、電子ペン１から送られてくるペンＩＤ及びペン状態の情報を受信する（ステップＳ２０３）。そして、処理制御部２３７は、受信したペンＩＤにより、位置検出センサ２２０と電磁結合してインレンジの状態となった電子ペン１を認識すると共に、インレンジの状態である電子ペン１の管理状態を、例えば管理テーブル情報に基づき管理するペアリング管理を開始する（ステップＳ２０４）。管理テーブル情報としては、例えば、電子ペン１がインレンジの状態か、アウトレンジの状態かを示す電磁結合状態と、時分割制御を実行中であるか否かの状態と、時分割制御を実行中であれば、その時分割制御における共振回路の状態と、筆圧零調整指示の履歴（時刻を含む）、などの情報が、ペンＩＤに対応付けられて、処理制御部２３７が内蔵する記憶部（図示は省略）に保持される。

次に、処理制御部２３７は、ペアリングの管理テーブル情報を参照して、先にインレンジの状態となっている他の電子ペン１が存在するか否か否か判別する（ステップＳ２０５）。

このステップＳ２０５で、インレンジの状態となっている他の電子ペン１が存在すると判別したときには、処理制御部２３７は、無線通信部２１０を通じて、前述した時分割制御の実行指示を送信する（ステップＳ２０６）。このステップＳ２０６では、インレンジの状態となっている他の電子ペン１にも、時分割制御の実行指示を送信する。すなわち、処理制御部２３７は、インレンジの状態となっている２個の電子ペン１の一方には、その共振回路ＲＣを動作状態とする制御信号を、他方には、非動作状態とする制御信号を、それぞれ時分割制御信号として送る。

これにより、位置検出装置２００の処理制御部２３７では、インレンジの状態にある２個の電子ペン１による位置指示を、一つの位置検出センサ２２０を通じて検出する、いわゆるマルチペンの機能を実現できるようにする。そして、処理制御部２３７では、無線通信部２１０を通じてペンＩＤと共に送られてくるペン状態の情報や温度や湿度の情報などを、位置検出センサ２２０を用いて検出した電子ペン１のそれぞれによる指示位置に関連付けて出力する処理も行う。

そして、ステップＳ２０５で、インレンジの状態となっている他の電子ペン１は存在しないと判別したとき、また、ステップＳ２０６の次には、処理制御部２３７は、例えばペアリングの管理テーブル情報を参照しながら、筆圧零調整をすべきタイミングになった電子ペンがあるか否か判別する（図９のステップＳ２１１）。

このステップＳ２１１で、筆圧零調整をすべきタイミングになった電子ペンがあると判別したときには、処理制御部２３７は、筆圧零調整指示を、筆圧零調整をすべきタイミングになったと判別した電子ペン１に、無線通信部２１０を通じて送信する（ステップＳ２１２）。

ステップＳ２１１で、筆圧零調整をすべきタイミングになった電子ペンは存在しない、あるいは、ステップＳ２１２の次には、処理制御部２３７は、ペアリング管理している電子ペン１の中で、無線通信路が切断された電子ペン１があるか否か判別する（ステップＳ２１３）。ステップＳ２１３で、無線通信路が切断された電子ペン１はないと判別したときには、処理制御部２３７は、処理を図８のステップＳ２０３に戻して、このステップＳ２０３以降の処理を繰り返す。

ステップＳ２１３で、無線通信路が切断された電子ペン１があると判別したときには、処理制御部２３７は、無線通信路が切断された電子ペン１のペンＩＤを認識し、その電子ペン１のペアリングの管理テーブルの記録を消去して、その電子ペンのペアリング管理を終了する（ステップＳ２１４）。そして、処理制御部２３７は、ペアリングの管理テーブル情報を参照して未だ無線接続中の他の電子ペン１が有るか否か判別する（ステップＳ２１５）。

ステップＳ２１５で無線接続中の他の電子ペン１は存在しないと判別したときには、処理制御部２３７は、処理をステップＳ２０１に戻し、このステップＳ２０１以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ２１５で未だ無線接続中の他の電子ペン１が有ると判別したときには、処理制御部２３７は、それまで行っていた時分割制御を停止させる解除指示を、当該アウトレンジの状態となった電子ペン１及びインレンジの状態を維持している電子ペン１に送信する（ステップＳ２１６）。

次に、処理制御部２３７は、電子ペンと無線通信路が新たに生成されたか否か判別し（ステップＳ２１７）、このステップＳ２１７で、電子ペンと無線通信路が新たに生成されてはいないと判別したときには、処理をステップＳ２１３に戻し、このステップＳ２１３以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ２１７で、電子ペンと無線通信路が新たに生成されたと判別したときには、処理制御部２３７は、処理を図９のステップＳ２０６に移行し、このステップＳ２０６以降の処理を繰り返す。

［実施形態の電子ペン用カートリッジ３及び電子ペン１の効果］
上述の構成の電子ペン用カートリッジ３のコネクタプラグ３Ｐは、軸心方向の異なる位置に円環状の導体接触部が露出する端子部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを備えている。そして、このコネクタプラグ３Ｐの端子部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａの円環状の導体接触部と、ペン筐体２の中空部の後端側に設けられているコネクタジャック１３Ｊの接点端子１３Ｊ１，１３Ｊ２，１３Ｊ３，１３Ｊ４，１３Ｊ５とが接触することで、電気的な接続がなされる。これにより、電子ペン１の使用時に、電子ペン用カートリッジ３に回転トルクが加わっても、コネクタプラグ３Ｐの端子部と、コネクタジャック１３Ｊの接点端子との電気的な接続は常に保たれ、電気的な非接触を回避することができる。

したがって、電子ペン用カートリッジ３に電子ペン１の全ての機能を設ける必要はなく、電子ペン１のペン筐体２の中空部内に、必要な電気的な機能部品を備える電子回路を設けても、電子ペン用カートリッジ３と、その外部の電子回路とを電気的に確実に接続することができる。

このため、電子ペン用カートリッジ３には、位置検出装置２００に対する位置指示機能を実現するための必要最小限の回路部品のみを収納するだけで良い。また、電源電圧を供給するバッテリーも、電子ペン用カートリッジ３の外部に設けることができる。以上のように、上述の実施形態によれば、電子ペン用カートリッジ３の細型化を、電子ペン用カートリッジ３と、外部との電気的な接続状態を維持しつつ確保することができる。

また、上述の実施形態の電子ペン１は、位置検出装置２００と無線通信するための無線通信部１０２を備えると共に、ペンＩＤのＩＤメモリを備え、ペンＩＤを位置検出装置２００に送信することができるので、位置検出装置２００の位置検出センサを通じて検出する電子ペン１による位置指示情報を、ペンＩＤに対応付けて管理することが可能である。

また、上述の実施形態の電子ペン１では、電子ペン用カートリッジ３の共振回路ＲＣが位置検出センサ２２０と電磁結合状態（インレンジの状態）になったことに基づく電磁誘導信号の信号レベルを制御部１０１で検出し、そのインレンジの状態をペンＩＤと共に、無線通信路を通じて位置検出装置２００に通知する。したがって、位置検出装置２００では、位置検出センサ２２０と電磁結合している電子ペン１を、無線通信により受信したペンＩＤにより認識することができる。

さらに、上述の実施形態の電子ペン１の電子ペン用カートリッジ３は、共振回路ＲＣを動作状態と非動作状態とに切替制御するための制御回路としてのスイッチ回路３０４を備え、外部からの制御信号によりスイッチ回路３０４の状態を制御することができる構成を備える。

この電子ペン用カートリッジ３がスイッチ回路３０４を備えることと、位置検出装置２００が、インレンジとなっている電子ペン１をそのペンＩＤにより認識することができることと相まって、位置検出装置２００では、電子ペン用カートリッジ３の共振回路ＲＣの動作状態と非動作状態とを、無線通信部を通じて時分割制御することで、２個の電子ペン１による位置検出センサ２２０上での位置指示を同時に検出及び管理することができる。

また、上述の実施形態では、位置検出装置２００からの制御指示により、電子ペン用カートリッジ３の共振回路ＲＣに対する、筆圧検出部５１で構成される可変容量キャパシタ５１Ｃを無効にするように制御することができるので、電子ペン１の筆圧零調整を位置検出装置２００側から適宜のタイミングで行うことができる。

また、上述の実施形態の電子ペン１では、位置検出センサ２２０と電磁結合するインレンジの状態になったと判別したときに、無線通信部１０２を動作状態にして、位置検出装置２００と無線通信路を生成するようにした。これにより、位置検出装置２００では、無線通信路が生成されている電子ペン１は、位置検出センサ２２０と電磁結合しているインレンジの状態であると把握することができる。すなわち、電子ペン１から位置検出装置２００に対して、インレンジの状態の通知情報を送らなくても、位置検出装置２００では、電子ペン１がインレンジの状態であることを把握することができる。

なお、電子ペン１の無線通信部１０２を常に位置検出装置２００の無線通信部２１０と無線通信路を接続可能な状態として、電子ペン１がインレンジの状態になる前に、位置検出装置２００と無線接続することが可能な構成としてもよい。その場合には、電子ペン１は、インレンジの状態となったことを検出したら、その旨の通知を、無線通信路を通じて位置検出装置２００に無線送信するようにする。

［他の実施形態］
＜第１の他の実施形態＞
上述の実施形態では、位置検出装置２００の処理制御部２３７は、無線通信部２１０を通じた通信制御や、ペアリング管理も行うようにしたが、これらの制御や管理は、処理制御部２３７とは別の制御部が行うように構成しても勿論よい。ただし、その場合においても、その別の制御部と処理制御部２３７とは互いに接続されて、連携した動作をすることは言うまでもない。

また、上述の実施形態の電子ペン１では、電子ペン用カートリッジ３では、共振回路ＲＣの動作状態、非動作状態を切替制御できるように構成して、位置検出装置２００は、マルチペンの機能を時分割制御により実現するようにした。しかし、共振回路ＲＣの動作、非動作を制御する代わりに、共振回路ＲＣの共振周波数を切替制御することで、位置検出装置２００は、マルチペンの機能を時分割制御により実現するように構成してもよい。

すなわち、図１０は、共振回路ＲＣの共振周波数を切替制御することができる電子ペン１Ａの電子ペン用カートリッジ３Ａの電子回路例を説明するための図である。この図１０では、上述の実施形態の電子ペン１の電子ペン用カートリッジ３の回路構成と同一部分には、同一参照符号を付してその説明は省略する。

図１０の例の電子ペン１の電子ペン用カートリッジ３Ａにおいては、共振回路ＲＣのコイル４１に対して、スイッチ回路３０４とキャパシタ３１０との直列回路が接続される。その他は、上述の実施形態の電子ペン１の電子ペン用カートリッジ３の回路構成と同一である。

この図１０の例の電子ペン１Ａの電子ペン用カートリッジ３Ａにおいては、スイッチ回路３０４がオフであるときには、キャパシタ３１０は、共振回路ＲＣに対して非接続になるので、その静電容量は無効となる。そして、スイッチ回路３０４がオンにされると、キャパシタ３１０がコイル４１に並列に接続されるので、共振回路ＲＣの周波数が、スイッチ回路３０４がオフであるときとは異なる周波数にシフトされる。

この図１０の例の場合には、位置検出装置２００は、電子ペン１Ａに対して共振周波数のシフト制御信号を送信する。電子ペン用カートリッジ３Ａの制御部１０１は、このシフト制御信号を受けると、スイッチ回路３１０をオン、オフ制御するようにする。そして、位置検出装置２００においては、受信アンプ２３４の後段に、通過周波数が可変のバンドパスフィルタや複数個のバンドパスフィルタを設けて、電子ペン１の共振回路ＲＣのシフト制御に合わせて、バンドパスフィルタの通過周波数を可変したり、バンドパスフィルタを切り替えたりするようにする。

以上のようにして、図１０の例の電子ペン用カートリッジ３Ａを用いると共に、位置検出装置２００から周波数シフトの制御信号を電子ペン用カートリッジ３Ａに無線通信路を通じて送信することで、２個の電子ペン用カートリッジ３Ａによる指示位置を、位置検出装置２００は同時に検出することが可能となる。この場合には、電子ペンを時分割制御をすることは不要であることは言うまでもない。

このように共振回路ＲＣの共振周波数を変化させる場合には、図１０のスイッチ回路３０４とキャパシタ３１０との直列回路を、並列に複数個、接続することにより、その接続した直列回路の数だけ、共振回路ＲＣの共振周波数を変化させることができる。これにより、位置検出装置２００の位置検出センサ２２０を通じて、同時に位置検出することができる電子ペン１Ａの数を、２個以上にすることが可能である。

＜第２の他の実施形態＞
なお、上述の実施形態のノック式の電子ペン１，１Ａでは、ノックカム機構部１０を備え、ノック棒を押下操作する毎に、電子ペン用カートリッジ３のペン先側がペン筐体２の開口２ａから突出する状態と、電子ペン用カートリッジ３のペン先側がペン筐体２内に収納される状態を現出するようにした。しかし、この発明の電子ペンは、ノックカム機構を用いたノック式のものに限られるものではない。

図１１は、ノック式の電子ペンの他の例を示している。この例の電子ペン１Ｂでは、断面で示されているペン筐体２Ｂの中空部２Ｂａ内には、ノック操作により軸心方向に移動するノック移動部１７を設けられている。このノック移動部１７は、例えば樹脂で構成され、このノック移動部１７の中空部には、前述した電子ペン１と同様に、プリント基板１４及びバッテリー１５が配設される。

この例の電子ペン１Ｂのペン筐体２Ｂの側周面の、ノック移動部１７が軸心方向に移動する部分には、軸心方向の長孔２Ｂｅと係止用孔２Ｂｆが形成されている。そして、ノック移動部１７には、軸心方向に直交する方向に突出する２個の突起１７ａ，１７ｂが、軸心方向に並ぶ状態で軸心方向に異なる位置に設けられている。図１１に示すように、突起１７ａは、ペン筐体２Ｂの長孔２Ｂｅ内をスライド移動可能の状態で入り込み、突起１７ｂは、係止用孔２Ｂｆに入り込むことが可能なように構成されている。

そして、ペン筐体２Ｂの中空部２Ｂａの軸心方向の所定位置の内壁面には、リング状突部２Ｂｄが設けられ、このリング状突部２Ｂｄとノック移動部１７の突起１７ａとの間にコイルバネ１８が懸架されている。このコイルバネ１８により、ノック移動部１７は、常に、ペン筐体２Ｂの後端側の開口２Ｂｃ側に弾性的に変位するように構成されている。しかし、ノック移動部１７は、突起１７ａまたは突起１７ｂのいずれかが、それぞれ長孔２Ｂｅ及び係止用孔２Ｂｆの後端側の壁部に当接して、ペン筐体２Ｂの後端側の開口２Ｂｃから脱落しないように係止するように構成されている。

この場合、図１１に示すように、ペン先側の突起１７ａの突出高さよりも、後端側の突起１７ｂの方が突出高さが低くされている。そして、後端側の突起１７ｂの突出高さは、突起１７ａを軸心方向に直交する、ペン筐体２Ｂの中空部２Ｂａに向かう方向側に押下したときに、突起１７ｂと係止用孔２Ｂｆとの係合が解除されて、ノック移動部１７が、ペン筐体２Ｂの中空部２Ｂａ内に軸心方向に移動することができるような高さとされている。

そして、この例では、ノック移動部１７の軸心方向のペン先側の端部には、電子ペン用カートリッジ３のコネクタプラグ３Ｐが挿入されて結合されるコネクタジャック１７Ｊが設けられる。電子ペン用カートリッジ３は、ペン筐体２Ｂの開口２Ｂｂから挿入されることで、そのコネクタプラグ３Ｐが、ノック移動部１７のコネクタジャック１７Ｊに挿入されて結合されることで、ノック移動部１７に対して結合される。

図１１の状態は、この例の電子ペン１Ｂにおいて、ノック移動部１７の後端側１７ｃが使用者により押下された状態を示しており、コイルバネ１８の弾性に抗して、ノック移動部１７は、ペン先側に移動し、突起１７ｂが係止用孔２Ｂｆに入りこんで係合することでノック移動部１７が係止している状態を示している。この状態では、電子ペン用カートリッジ３の芯体３０の先端３０ａ側は、ペン筐体２Ｂの開口２Ｂｂを通じて外部に突出する状態となる。

この図１１の状態において、突起１７ａが押下されると、突起１７ｂの係止用孔２Ｂｆとの係合が外れ、コイルバネ１８の弾性により、ノック移動部１７は、ペン筐体２Ｂの後端側に移動し、突起１７ａがペン筐体２Ｂの長孔２Ｂｅの後端側の壁部に係合することで、ノック移動部１７の移動は係止する。このときには、電子ペン用カートリッジ３の芯体３０の先端３０ａも、ペン筐体２Ｂの中空部２Ｂａ内に収納され、ノック移動部１７の後端側１７ｃがペン筐体２Ｂの後端側の開口２Ｂｃから、図１１の状態よりも突出する。この状態で、ノック移動部１７の後端側１７ｃが押下される、図１１に示す状態になる。

この図１１の例の電子ペン１Ｂにおいても、上述と同様の作用効果を奏する。

＜第３の他の実施形態＞
なお、この発明による電子ペンは、以上のようなノック式の構成に限られるものではない。図１２は、以上説明したノック式の電子ペンのように、ペン筐体の中空部内を移動する部分にコネクタジャックを設けるのではなく、ペン筐体自身の後端側に、コネクタジャックを設けるように構成した電子ペンの例を、模式的に示した図である。

図１２（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれは、ペン筐体自身の後端側に、コネクタジャックを設けるように構成した３個の例の電子ペン１Ｃ、１Ｄ及び１Ｅの模式図であり、それぞれのペン筐体２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅを断面として示したものである。

図１２（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、電子ペン１Ｃ、１Ｄ及び１Ｅのペン筐体２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの後端側には開口は形成されず、中空部２Ｃａ，２Ｄａ及び２Ｅａの後端側に電子ペン用カートリッジ３のコネクタプラグ３Ｐが挿入されて結合されるコネクタジャック２ＣＪ，２ＤＪ及び２ＥＪが設けられる。そして、この例の電子ペン１Ｃ、１Ｄ及び１Ｅにおいては、ペン筐体２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの後端部には、充電式のバッテリー１５Ｃ，１５Ｄ及び１５Ｅが設けられていると共に、図示は省略するが、前述した電子ペン１と同様の電子回路１００が設けられており、その制御部１０１にコネクタジャック２ＣＪ，２ＤＪ及び２Ｅｊの接点端子が接続されている。

そして、図１２（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、電子ペン１Ｃ，１Ｄ及び１Ｅでは、そのペン筐体２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの中空部２Ｃａ，２Ｄａ及び２Ｅａの後端側のコネクタジャック２ＣＪ、２ＤＪ及び２ＥＪに、電子ペン用カートリッジ３のコネクタプラグ３Ｐが挿入されて結合されたときには、電子ペン用カートリッジ３の芯体３０の先端３０ａ側が、ペン筐体２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの開口２Ｃｂ，２Ｄｂ及び２Ｅｂを通じて外部に突出する状態となるように構成されている。

そして、第１の例の電子ペン１Ｃにおいては、図１２（Ａ）に示すように、ペン筐体２Ｃの後端部には、充電端子１９の端子１９ａ及び１９ｂが外部に露出する状態で設けられている。充電端子１９は、専用の充電器の接点が接続され、バッテリー１５Ｃは、この専用の充電器により充電されるように構成されている。

また、第２の例の電子ペン１Ｄにおいては、図１２（Ｂ）に示すように、ペン筐体２Ｄの外周側面に、コア２０が嵌合されて取り付けられ、このコア２０に対して充電用コイル２１が巻回されて設けられる。そして、この例の電子ペン１Ｄでは、充電用コイル２１で外部から供給される電磁エネルギを受信してバッテリー１５Ｄを充電するようにする構成とされる。

また、第３の例の電子ペン１Ｅにおいては、図１２（Ｃ）に示すように、ペン筐体２Ｅの外周側面に、充電用コイル２１が巻回されたコア２０が設けられると共に、サイドスイッチ２２が設けられる。そして、ペン筐体２Ｅに設けられている電子回路１００の制御部１０１に、サイドスイッチ２２が接続されている。第３の例の電子ペン１Ｅにおいては、制御部１０１は、サイドスイッチ２２の操作情報をも、位置検出装置２００に対して無線送信するように構成される。

この図１２（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示した電子ペン１Ｃ，１Ｄ及び１Ｅにおいても、上述の実施形態の電子ペン１の作用効果と同様の作用効果が得られるものである。

なお、図１２の例の説明においては、ペン筐体２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅには、上述の実施形態の電子ペン１と同様の電子回路１００が設けられるものとした。しかし、電子回路１００の全ての構成要素が設けられている必要はなく、ペン筐体２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅに設ける電子回路は、図１２（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示した通りに、バッテリー１５Ｃや１５Ｄのみ、あるいは、バッテリー１５Ｅと制御部１０１のみからなるものとしてもよい。

＜第４の他の実施形態＞
上述の実施形態の電子ペンでは、電子ペン用カートリッジにコネクタプラグを設けるようにしたが、電子ペン用カートリッジ側にコネクタジャックを設けるようにしてもよい。また、上述の実施形態の電子ペンは、電磁結合方式の電子ペンの場合であったが、この発明は、静電結合方式の電子ペンにも適用することができる。

図１３は、電子ペン用カートリッジ側にコネクタジャックを設けると共に、静電結合方式の電子ペンに、この発明を適用した場合の例を示すものである。電子ペン用カートリッジ側にコネクタジャックを設ける例は、上述したノック式の電子ペンの場合にも勿論適用可能であるが、図１３に示した例は、図１２に示した例と同様に、電子ペン用カートリッジが、ペン筐体に固定的に取り付けられる例を模式図を示したものである。そして、図１３（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、この例においては、図１２（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示した構成例と対応するものとして、３個の例の電子ペン１Ｆ，１Ｇ，１Ｈについて説明する。

この例においては、図１３（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、電子ペン用カートリッジ３ＡＳには、導電性の芯体３０ＡＳが設けられると共に、カートリッジ筐体６０ＡＳ内には、芯体３０ＡＳを通じて、静電結合方式の位置検出装置の位置検出センサに送出する信号を供給する信号発生回路を含む電子回路が配設されているプリント基板５２ＡＳが設けられる。また、この図１３の例においては、電子ペン用カートリッジ３ＡＳ内には、プリント基板５２ＡＳに配設されている信号発生回路等に電源電圧を供給する充電式のバッテリー５３Ｂが配設されている。

そして、電子ペン用カートリッジ３ＡＳのペン先側とは反対側には、プリント基板５２ＡＳの電子回路及びバッテリー５３Ｂが接点端子に接続されているコネクタジャック３Ｊが形成されている。なお、図１３では、図示を省略したが、電子ペン用カートリッジ３ＡＳ内には、芯体３０ＡＳの端部が嵌合されて、当該芯体３０ＡＳに印加される筆圧を検出する筆圧検出部が設けられている。

この例においては、図１３（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、電子ペン１Ｆ，１Ｇ，１Ｈのペン筐体２Ｆ，２Ｇ及び２Ｈの後端側には開口は形成されず、中空部２Ｆａ，２Ｇａ及び２Ｈａの後端側に電子ペン用カートリッジ３のコネクタジャック３Ｊに挿入されて結合されるコネクタプラグ２ＦＰ，２ＧＰ及び２ＨＰが設けられる。

そして、この例の電子ペン１Ｆ、１Ｇ及び１Ｈにおいては、ペン筐体２Ｆ，２Ｇ及び２Ｈの後端部には、充電式のバッテリー１５Ｆ，１５Ｇ及び１５Ｈが設けられており、このバッテリー１５Ｆ，１５Ｇ及び１５Ｈがコネクタプラグ２ＦＰ，２ＧＰ及び２ＨＰの円環状の導体接触部を備える端子部に接続されている。

また、図１３（Ｃ）の例の電子ペン１Ｈにおいては、ペン筐体２Ｈの後端側には、ＩＣからなる制御部１０１Ｈが設けられると共に、サイドスイッチ２２ＡＳが設けられている。また、図示は省略したが、この例の電子ペン１Ｈにおいては、制御部１０１Ｈに対して、例えばブルートゥース（登録商標）規格の無線通信を行う無線通信部が接続されて設けられる。この無線通信部は、上述の実施形態と同様に、電子ペン１Ｈと静電結合方式の位置検出装置との間で無線通信を行うためのものである。そして、制御部１０１Ｈが、コネクタプラグ２ＦＰ，２ＧＰ及び２ＨＰの円環状の導体接触部を備える端子部に接続されている。

そして、図１３（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、電子ペン１Ｆ，１Ｇ及び１Ｈでは、そのペン筐体２Ｆ，２Ｇ及び２Ｈの中空部２Ｆａ，２Ｇａ及び２Ｈａの後端側のコネクタプラグ２ＦＰ、２ＧＰ及び２ＨＰに、電子ペン用カートリッジ３ＡＳのコネクタジャック３Ｊが挿入されて結合されたときには、電子ペン用カートリッジ３ＡＳの芯体３０ＡＳの先端３０ＡＳａ側が、ペン筐体２Ｆ，２Ｇ及び２Ｈの開口２Ｆｂ，２Ｇｂ及び２Ｈｂを通じて外部に突出する状態となるように構成されている。

そして、第１の例の電子ペン１Ｆにおいては、図１３（Ａ）に示すように、ペン筐体２Ｆの後端部には、充電端子１９ＡＳの端子１９ＡＳａ及び１９ＡＳｂが外部に露出する状態で設けられている。充電端子１９ＡＳは、専用の充電器の接点が接続され、バッテリー１５Ｆ及び電子ペン用カートリッジ３ＡＳのバッテリー５３Ｂは、この専用の充電器により充電されるように構成されている。

また、第２の例の電子ペン１Ｇにおいては、図１３（Ｂ）に示すように、ペン筐体２Ｇの外周側面に、コア２０ＡＳが嵌合されて取り付けられ、このコア２０ＡＳに対して充電用コイル２１ＡＳが巻回されて設けられる。そして、この例の電子ペン１Ｇでは、充電用コイル２１ＡＳで外部から供給される電磁エネルギを受信してバッテリー１５Ｇを充電するようにする構成とされる。電子ペン用カートリッジ３ＡＳのバッテリー５３Ｂは、バッテリー１５Ｇの電圧により充電される。

また、第３の例の電子ペン１Ｈにおいては、図１３（Ｃ）に示すように、ペン筐体２Ｈの外周側面に、充電用コイル２１ＡＳが巻回されたコア２０ＡＳが設けられると共に、サイドスイッチ２２ＡＳが設けられる。そして、ペン筐体２Ｈに設けられている制御部１０１Ｈに、サイドスイッチ２２ＡＳが接続されている。第３の例の電子ペン１Ｈにおいては、制御部１０１Ｈは、サイドスイッチ２２ＡＳの操作情報をも、静電結合方式の位置検出装置に対して無線送信するように構成される。なお、この例の電子ペン１Ｈにおいても、充電用コイル２１ＡＳで外部から供給される電磁エネルギを受信してバッテリー１５Ｈを充電するようにする構成とされ、電子ペン用カートリッジ３ＡＳのバッテリー５３Ｂは、バッテリー１５Ｈの電圧により充電される。

この図１３（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示した電子ペン１Ｆ，１Ｇ及び１Ｈにおいても、上述の実施形態の電子ペン１の作用効果と同様の作用効果が得られるものである。

なお、上述の図１３の静電結合方式の電子ペン１Ｆ，１Ｇ，１Ｈにおいては、電子ペン用カートリッジ３ＡＳは、充電式のバッテリー５３Ｂを備えるようにしたが、このバッテリー５３Ｂは設けずに、コネクタジャック及びコネクタプラグを通じて、ペン筐体２Ｆ，２Ｇ，２Ｈに設けられているバッテリー１５Ｆ，１５Ｇ，１５Ｈから電源電圧の供給を受けるようにしてもよい。

また、図１３（Ｃ）の例の電子ペン１Ｈにおいては、上述の実施形態の電子ペン１と同様に、ペンＩＤメモリを制御部１０１Ｈに接続して設けて、無線通信部を通じて位置検出装置に当該ペンＩＤを通知するようにしてもよい。その場合には、上述の実施形態の電子ペン１と同様にして、位置検出装置側からの無線通信部を通じた時分割制御信号により、電子ペン用カートリッジ３ＡＳの信号発生回路の動作のオン、オフ制御するようにすることで、２個の電子ペンによる指示位置を、位置検出装置において実質的に同時に検出することができる。

また、図１３（Ｃ）の例の電子ペン１Ｈにおいて、位置検出装置の位置検出センサから送出される信号を検出する受信部を電子ペン用カートリッジ３ＡＳまたはペン筐体に設け、その受信部で受信した信号の信号レベルを、制御部１０１Ｈが検出して、インレンジ及びアウトレンジの状態を検出し、その検出信号を位置検出装置に無線送信することもできる。その場合に、位置検出センサからの信号は、例えば電子ペン用カートリッジ３ＡＳの芯体３０ＡＳの用途を、時分割で送信用と受信用とに切り替えることで、受信するようにしてもよい。また、ペン筐体のペン先側に受信用導体を設け、当該受信用導体を制御部１０１Ｈに接続することで、受信信号を監視することができるようにしてもよい。

また、図１３（Ｃ）の例の電子ペン１Ｈにおいては、電子ペン用カートリッジ３ＡＳからの信号は、発振回路からの周波数信号とされており、筆圧検出部で構成される可変容量キャパシタで、その発振周波数を変更することで、位置検出装置に筆圧を伝達する。この場合には、電子ペン用カートリッジ３ＡＳに、筆圧検出部で構成される可変容量キャパシタを無効にする制御回路を設けると共に、位置検出装置は、上述した電子ペン１の例の場合と同様にして、筆圧零調整用の制御信号を、無線通信部を通じて電子ペン１Ｈに送ることで、上述と同様にして、筆圧零調整を行うことができる。

［その他の変形例］
以上の実施形態では、電子ペン用カートリッジは、ペン筐体の中空部内に１個設ける構成としたが、いわゆる多色ボールペンと同様の構成とすることにより、この発明による電子ペンにおいては、複数個の電子ペン用カートリッジを、ペン筐体内に取り付ける構造とすることもできる。

また、この種の多色ボールペン構造において、１個の電子ペン用カートリッジと、ボールペン用カートリッジとを用いる構成としてもよい。

１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ…電子ペン、２，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ…ペン筐体、３，３ＡＳ…電子ペン用カートリッジ、３Ｐ，２ＦＰ，２ＧＰ，２ＨＰ…コネクタプラグ、１３Ｊ，１７Ｊ，３Ｊ…コネクタジャック、１５，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅ，１５Ｆ，１５Ｇ，１５Ｈ…バッテリー、３０，３０ＡＳ…芯体、４１…コイル、５１…筆圧検出部、５２…電子回路、１００…電子回路、１０１…制御部、１０２，２１０…無線通信部、１０３…ＩＤメモリ、１０４…ペン状態検出部、２００…位置検出装置、２２０…位置検出センサ

Claims (22)

1. 軸心方向の一端側であるペン先側が開口とされている電子ペン筐体の中空部内に収納される電子ペン用カートリッジであって、
   前記開口を通じて外部に突出する、あるいは突出可能とされるペン先部と、
   位置検出センサと信号の授受を行うための回路を含む電子回路と、
   軸心方向において前記ペン先部とは反対側の後端部に設けられ、前記電子ペン筐体の前記中空部の前記後端部側に設けられる結合用コネクタに結合される後端部コネクタと、
   を備え、
   前記後端部コネクタは、前記電子回路に電気的にそれぞれ接続され、互いに絶縁されている複数個の端子部を備え、
   前記後端部コネクタと前記結合用コネクタとは、一方の嵌合凹部に、他方の嵌合突部が軸心方向に挿入されて結合されるものであり、前記後端部コネクタと前記結合用コネクタとのいずれかは、端子部が円環状の導体接触部を有するものにより構成されている
   ことを特徴とする電子ペン用カートリッジ。
2. 前記後端部コネクタは前記嵌合突部を構成するものであり、前記複数個の端子部は、それぞれ中心位置が同一の円環状の導体接触部を備えると共に、前記導体接触部が軸心方向に異なる位置となるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン用カートリッジ。
3. 前記結合用コネクタは前記嵌合突部を構成するものであり、その複数個の端子部は、それぞれ中心位置が同一の円環状の導体接触部を備えると共に、前記導体接触部が軸心方向に異なる位置となるように構成されており、
   前記後端部コネクタの前記複数個の端子部は、前記結合用コネクタの前記複数個の端子部の前記円環状の導体接触部のそれぞれに接触する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン用カートリッジ。
4. 前記電子回路は、前記位置検出センサからの信号の受信部を備えると共に、前記受信部で受信した信号の信号レベルを示す情報を生成する回路部を備え、
   前記後端部コネクタの前記複数の端子部は、前記信号レベルを示す情報を前記後端部コネクタを通じて外部に送出するための端子部を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン用カートリッジ。
5. 前記電子回路は、外部からの制御信号により制御される被制御部を含み、
   前記後端部コネクタの前記複数の端子部は、前記外部からの制御信号を、前記被制御部に伝達する端子部を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン用カートリッジ。
6. 前記電子回路は、前記位置検出センサとの間で、交流信号を送受するための共振回路を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン用カートリッジ。
7. 前記電子回路は、前記外部からの制御信号により前記共振回路の共振周波数を変更するようにする被制御部を含み、
   前記後端部コネクタの前記複数の端子部は、前記外部からの制御信号を、前記被制御部に伝達する端子部を含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の電子ペン用カートリッジ。
8. 前記電子回路は、前記外部からの制御信号により前記共振回路の共振動作をオンオフさせるようにする被制御部を含み、
   前記後端部コネクタの前記複数の端子部は、前記外部からの制御信号を、前記被制御部に伝達する端子部を含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の電子ペン用カートリッジ。
9. 前記ペン先部に印加される筆圧を静電容量またはインダクタンスの変化として検出する筆圧検出部を備え、
   前記電子回路は、前記筆圧検出部で構成される前記静電容量または前記インダクタンスを、外部からの制御信号により前記共振回路の一部として構成するか否かを制御する被制御部を含み、
   前記後端部コネクタの前記複数の端子部は、前記外部からの制御信号を、前記被制御部に伝達する端子部を含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の電子ペン用カートリッジ。
10. 前記後端部コネクタの前記複数の端子部は、前記外部からの電源電圧を、前記電子回路に供給する端子部を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン用カートリッジ。
11. 前記後端部コネクタは、コネクタプラグまたはコネクタジャックの一方であり、前記結合用コネクタは、コネクタプラグまたはコネクタジャックの他方である
    ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン用カートリッジ。
12. 前記ペン先部は、導体で構成されると共に、前記電子回路は、前記ペン先部を通じて位置検出センサに対して送出する信号を発生する信号発生回路を備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン用カートリッジ。
13. 軸心方向の一端側であるペン先側が開口とされている電子ペン筐体の中空部内に、電子ペン用カートリッジが収納される電子ペンであって、
    前記電子ペン用カートリッジは、
    前記開口を通じて外部に突出する、あるいは突出可能とされるペン先部と、
    位置検出センサと信号の授受を行うための回路を含む第１の電子回路と、
    軸心方向において前記ペン先部とは反対側の後端部に設けられ、前記電子ペン筐体の前記中空部の前記後端部側に設けられる結合用コネクタと結合される後端部コネクタと、
    を備え、
    前記後端部コネクタは、前記第１の電子回路に電気的にそれぞれ接続され、互いに絶縁されている複数個の端子部を備え、
    前記電子ペン筐体には、
    互いに絶縁されている複数個の端子部を備える前記結合用コネクタと、
    前記結合用コネクタの前記複数個の端子部に電気的に接続されている第２の電子回路と、
    前記第２の電子回路に電源電圧を供給する電源と、
    が設けられ、
    前記後端部コネクタと前記結合用コネクタとは、一方の嵌合凹部に、他方の嵌合突部が軸心方向に挿入されて結合されるものであり、前記後端部コネクタと前記結合用コネクタとのいずれかは、前記複数個の端子部が円環状の導体接触部を有するものにより構成されていることを特徴とする電子ペン。
14. 前記電子ペン筐体には、
    前記第２の電子回路は、外部と無線通信するための通信部を備える
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電子ペン。
15. 前記第２の電子回路は、自電子ペンを識別するための識別情報を保持する保持部を備えると共に、前記識別情報を、前記通信部を通じて外部に送信するように制御する制御部を備える
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電子ペン。
16. 前記第２の電子回路は、自電子ペンの傾き及び回転角を含む姿勢を検出する姿勢検出部を備えると共に、前記姿勢検出部で検出された前記姿勢の情報を、前記通信部を通じて外部に送信するように制御する制御部を備える
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電子ペン。
17. 前記第２の電子回路は、前記結合用コネクタを通じて前記電子ペン用カートリッジからの信号を受信したときに起動する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電子ペン。
18. 前記電子ペン用カートリッジの前記第１の電子回路は、前記位置検出センサからの信号の受信部を備えると共に、前記受信部で受信した信号の信号レベルを示す情報を生成する回路部を備え、前記複数の端子部は、前記信号レベルを示す情報を前記後端部コネクタを通じて外部に送出するための端子部を含み、
    前記第２の電子回路は、前記結合用コネクタを通じて前記電子ペン用カートリッジからの前記信号レベルを示す情報が、所定の信号レベル以上であるときに起動して、前記保持部に保持されている前記識別情報を前記通信部を通じて外部に送信するように制御する制御部を備える
    ことを特徴とする請求項１５に記載の電子ペン。
19. 前記第１の電子回路は、前記位置検出センサとの間で、交流信号を送受するための共振回路を含む
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電子ペン。
20. 前記第１の電子回路は、前記位置検出センサとの間で、交流信号を送受するための共振回路を含むと共に、制御信号を受けて前記共振回路の共振周波数を変更するようにする被制御部を含み、
    前記第２の電子回路は、前記通信部を通じて前記制御信号を受信したときに、受信した制御信号を、前記結合用コネクタ及び前記後端部コネクタを通じて、前記電子ペン用カートリッジの前記第１の電子回路の前記被制御部に伝達する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電子ペン。
21. 前記第１の電子回路は、前記位置検出センサとの間で、交流信号を送受するための共振回路を含むと共に、制御信号を受けて前記共振回路の共振動作をオンオフさせるようにする被制御部を含み、
    前記第２の電子回路は、前記通信部を通じて前記制御信号を受信したときに、受信した制御信号を、前記結合用コネクタ及び前記後端部コネクタを通じて、前記電子ペン用カートリッジの前記第１の電子回路の前記被制御部に伝達する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電子ペン。
22. 前記電子ペン用カートリッジは、前記ペン先部に印加される筆圧を静電容量またはインダクタンスの変化として検出する筆圧検出部を備え、
    前記第１の電子回路は、前記位置検出センサとの間で、交流信号を送受するための共振回路を含むと共に、前記筆圧検出部で構成される前記静電容量または前記インダクタンスを、制御信号を受けて前記共振回路の一部として構成するか否かを制御する被制御部を含み、
    前記第２の電子回路は、前記通信部を通じて前記制御信号を受信したときに、受信した制御信号を、前記結合用コネクタ及び前記後端部コネクタを通じて、前記電子ペン用カートリッジの前記第１の電子回路の前記被制御部に伝達する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電子ペン。
    

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