JP7249177B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

この発明は、回転方向や回転角度を入力する場合に使用して好適な入力装置に関する。

従来、位置検出センサの入力面上で位置指示部で移動指示することで、角度情報を入力することができるようにする角度情報入力装置として、例えば特許文献１（特開平１０－３２０１１２号公報）に開示されているものが知られている。

この特許文献１に開示されている角度情報入力装置は、回転部が、本体部の円柱状の凹状部分に収納されている。回転部は、本体部と、中心軸を中心として同心状に構成されていて、本体部の凹状部分において、前記中心軸を中心として回転するように構成されている。そして、回転部の底部に位置指示部が設けられている。

この角度情報入力装置を、座標入力タブレットの位置検出センサの入力面に、回転部の回転軸が前記入力面に対して直交する方向となるような状態で載置して、回転部を回転される。すると、回転部の回転に伴い、位置指示部が回転するので、位置検出センサでは、その回転の軌跡を角度情報として検出することができる。

特開平１０－３２０１１２号公報 特開２０１４－２０６７７５号公報

特許文献１の角度情報入力装置で用いられている位置指示部は、平面コイルとされている。このため、位置指示部で指示される位置が、点的な位置ではなく、平面コイルの面積に応じたものとなり、精度が粗いという問題がある。

ところで、最近は、電子ペン用の複数の部品、例えば芯体、筆圧検出部、回路基板を含む回路部、が軸心方向に並べられてユニット化された電子ペンモジュールが提案されている（例えば特許文献２（特開２０１４－２０６７７５号公報）参照）。

そこで、位置指示部として、この電子ペンモジュールを用いることで、位置検出センサの入力面での指示位置を精細にすることが考えられる。その場合には、電子ペンモジュールは、その軸心方向が、位置検出センサの入力面に対して直交するように設けられる。

このため、角度情報入力装置としては、位置検出センサの入力面に対して直交する方向の高さが、電子ペンモジュールの軸心方向の長さとなる。しかしながら、上述の電子ペンモジュールは、電子ペン用の複数の部品が軸心方向に並べられてユニット化されたものであるため、軸心方向の長さが長いため、角度情報入力装置の筐体（ケース）の高さが大きくなって、使い勝手が悪いという問題がある。

この発明は、以上の問題点を解決することができるようにした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、
位置検出センサと信号のインタラクションを行うことで、前記位置検出センサ上における位置を指示する位置指示部を筐体内に備え、
前記位置指示部は、
芯体と、
前記インタラクションを行うための、前記芯体の周囲に配設されるコイルと、キャパシタとからなる共振回路と、
前記芯体の先端部に印加される圧力を検出するための筆圧検出部と、
前記共振回路の前記キャパシタが設けられている回路載置部と、
を備え、
前記筐体は、前記位置検出センサと前記インタラクションをする際に、前記位置検出センサの入力面と対向する面を備え、前記位置検出センサの入力面と対向する前記面上に、前記筆圧検出部と前記回路載置部が配設されると共に、前記筆圧検出部は、前記位置検出センサの入力面と対向する前記面に対して直交する方向の圧力を検出するように配設されており、
前記芯体は、前記位置検出センサの入力面と対向する前記面に対して前記芯体の軸心方向が直交するような状態で、且つ、前記芯体の先端に印加される圧力が前記筆圧検出部に伝達される状態で、配設されている
ことを特徴とする入力装置を提供する。

上述の構成の入力装置においては、位置検出センサの入力面と対向する筐体の面上に、筆圧検出部と回路載置部が配設されると共に、筆圧検出部は、位置検出センサの入力面と対向する面に対して直交する方向の圧力を検出するように配設される。そして、芯体は、位置検出センサの入力面と対向する面に対して芯体の軸心方向が直交するような状態で、且つ、芯体の先端に印加される圧力が筆圧検出部に伝達される状態で、配設されている。

したがって、位置検出センサの入力面に対して、入力装置の筐体の高さ方向の長さとしては、筆圧検出部とプリント基板との長さ部分は考慮に入れる必要がなく、芯体、あるいは芯体と圧力伝達部材の長さとなる。これにより、入力装置の筐体の高さは、低いものとすることができ、使い勝手のよい角度情報の入力装置を実現することができる。

この発明による入力装置の第１の実施形態の概要を示す図である。 この発明による入力装置の第１の実施形態の構成例を説明するための図である。 この発明による入力装置の第１の実施形態の構成例の要部を説明する他Ｍの図である。 この発明による入力装置の第１の実施形態の電子回路と、位置検出回路の構成例を説明するための図である。 この発明による入力装置の第２の実施形態の構成例を説明するための図である。 この発明による入力装置の第２の実施形態の電子回路の構成例を説明するための図である。

以下、この発明による入力装置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］
図１は、第１の実施形態の入力装置１の概要及びその使用態様を説明するための図である。また、図２（Ａ）は、第１の実施形態の入力装置１を上面方向から見た図、図２（Ｂ）は、第１の実施形態の入力装置１のケース（筐体）１０を断面とした状態の図である。

この実施形態の入力装置１は、座標入力タブレット２の入力面２ａ上に載置されて、使用者により矢印ＲＴの方向の回転操作をされることで、その回転操作に応じた角度情報及び回転方向の情報の入力を行う。なお、入力装置１は、入力面２ａ上で、回転操作のみでなく、任意の方向にスライド移動させることができる。

座標入力タブレット２には、入力面２ａの下部に位置検出センサ２１０を備える位置検出装置２００が設けられている。入力面２ａは、位置検出センサ２１０の位置検出領域に対応した大きさを有しており、位置検出センサ２１０において、指示位置入力を受ける入力面となっている。位置検出装置２００は、この例においては、電磁誘導結合により、入力装置１が備える位置指示部２１及び２２と信号のインタラクションを行うことで、位置指示部２１及び２２で指示された位置を検出する。

入力装置１のケース１０は、この例では、図１に示すように、外観が円柱状形状を有し、図２（Ｂ）に示すように、ケース１０の内部に円柱状の空間１０ａを備える。そして、図１及び図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ケース１０の円柱状の空間１０ａ内には、２個の位置指示部２１，２２が設けられる。

この実施形態の入力装置１のケース１０は、この例では、樹脂で構成されており、図２（Ｂ）に示すように、上ケース１１と下ケース１２とからなる。上ケース１１は、円筒状壁部１１１の一方の開口側を上板部１１２で閉塞した形状を備えている。また、下ケース１２も同様に、円筒状壁部１２１の一方の開口側を底板部１２２で閉塞した形状を備えている。

そして、この例においては、上ケース１１の円筒状壁部１１１の内径は、下ケース１２の円筒状壁部１２１の外径よりも若干大きい径とされている。また、円筒状壁部１１１及び１２１は、軸心方向の長さ（高さ）が、この例では等しくされている。また、下ケース１２の底板部１２２には、上ケース１１の円筒状壁部１１２の壁の厚さ分だけ円筒状壁部１２１よりも外側に張り出す鍔部１２２ａが形成されている。

したがって、上ケース１１の円筒状壁部１１１の内側に、下ケース１２の円筒状壁部１２１が入るようにして、上ケース１１と下ケース１２とが結合され、この結合により、円筒状壁部１２１と、上板部１１２と、底板部１２２とで囲まれる空間として、ケース１０の円柱状空間１０ａが形成される。この場合に、ケース１０を回転させる場合に、上ケース１１が下ケース１２に対して回転してもよいし、下ケースと一体的に回転してもよい。

この例においては、上ケース１１の円筒状壁部１１１の開口側の端縁にはクッション部材１１ＣＳが被着されていると共に、下ケース１２の円筒状壁部１２１の開口側の端縁には、クッション部材１２ＣＳが被着されている。このクッション部材１１ＣＳ及び１２ＣＳの存在により、例えば上ケース１１を、その上板部１１２に直交する方向（ケース１０の軸心方向）に押下したときに、上ケース１１を下ケース１２に対して軸心方向に変位させることができる。クッション部材１１ＣＳ及び１２ＣＳの一方のみを設けるようにしてもよい。

入力装置１を図１に示すように座標入力タブレット２の入力面２ａ上に載置して使用する時には、上ケース１１の上板部１１２は、座標入力タブレット２の入力面２ａとは、円柱状の空間１０ａを介して離間して対向する状態となる。この上ケース１１の入力面２ａ側となる円形の面１１２ａに、位置指示部２１及び２２は取り付けられる。

この例の位置指示部２１及び２２は、それぞれ、芯体と、位置検出センサ２１０とインタラクションを行うためのインタラクション部と、芯体の先端部に印加される圧力を検出するための筆圧検出部と、インタラクション部を通じて位置検出センサとインタラクションする信号を形成する回路部とを備える。

位置指示部２１及び２２のそれぞれは、上ケース１１の上板部１１２の面１１２ａ上に配設される平面配設部２１Ａ及び２２Ａと、面１１２ａに対して直交する方向に配設される直交配設部２１Ｂ及び２２Ｂとからなる。平面配設部２１Ａ及び２２Ａは、回路部と筆圧検出部とを備えてなる。また、直交配設部２１Ｂ及び２２Ｂは、芯体とインタラクション部とを備えてなる。

この例では、位置指示部２１と位置指示部２２とでは、位置検出センサ２１０との間でやり取りする信号の周波数は異なる。しかし、位置指示部２１及び２２の平面配設部２１Ａ及び２２Ａ、また、直交配設部２１Ｂ及び２２Ｂは、構造的には同一の構成を備えている。そこで、以下の説明では、位置指示部２１を代表として、その構成例について説明する。

図３（Ａ）は、平面配設部２１Ａの構成例を説明するための図である。また、図３（Ｂ）は、位置指示部２１を、上ケース１１の上板部１１２の面１１２ａに取り付けた状態を、面１１２ａに沿う方向から見た図であり、平面配設部２１Ａと直交配設部２１Ｂを結合した構成を説明するための断面図である。なお、図３（Ｂ）では、説明の便宜のために一部は断面とせずに示した。

平面配設部２１Ａは、図３（Ａ）に示すような細長形状のフレキシブル基板３０が用いられて構成されている。フレキシブル基板３０は、この例では、その長手方向に沿って、位置検出センサ２１０とインタラクションする信号を生成するための回路（この例では共振回路）を構成する回路素子を含む回路載置部３１と、筆圧検出部４０を載置する筆圧検出部載置部３２とを備える。

回路載置部３１には、フレキシブル基板３０の一面（表面）３０ａ上に、直交配設部２１Ｂに設けられる後述するコイル５１と並列に接続されて共振回路を構成するキャパシタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃが設けられていると共に、当該共振回路を構成するようにするための導体パターン３４ａ，３４ｂ等からなる回路用の導体パターンが設けられている。

また、回路載置部３１には、図３（Ａ）に示すように、コイル５１の一端及び他端が半田付けされて接続されて、回路部のキャパシタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃと共に共振回路を構成するためのランド部３５ａ及び３５ｂも形成されている。

フレキシブル基板３０の筆圧検出部載置部３２の部分は、この例では、筆圧検出部４０の形状及び大きさに合わせた形状及び大きさとされている。

フレキシブル基板３０の回路載置部３１と筆圧検出部載置部３２との連結部分には、筆圧検出部載置部３２に載置されている筆圧検出部４０と、回路載置部３１に形成される回路部とを接続するための導体パターン３４ｃ及び３４ｄが形成されている。

この例の筆圧検出部４０は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術により製作されている半導体デバイスとして構成される圧力感知チップを、例えば直方体の箱型のパッケージ内に封止して構成した単一部品からなる。なお、この筆圧検出部４０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ＭＥＭＳ（Micro Elector Mechanical Systems）素子からなる可変容量キャパシタとして構成され半導体デバイスを用いて構成することができるので、ここでは、その詳細な構成は省略する。

この筆圧検出部４０は、圧力受付側を上面として、当該上面に対向する裏面側を、フレキシブル基板３０の筆圧検出部載置部３２に被着して固定するようにする。この場合に、筆圧検出部４０の裏面には、筆圧検出部４０で構成される可変容量キャパシタの一方の電極及び他方の電極と接続されている２個のリード端子が形成されている。

筆圧検出部４０は、その２個のリード端子と、筆圧検出部載置部３２に延伸されている導体パターン３４ｃ及び３４ｄとがそれぞれ電気的に接続されるようにして、フレキシブル基板３０の筆圧検出部載置部３２に載置され、固定される。筆圧検出部４０で構成される可変容量キャパシタ４０Ｃは、共振回路の一部を構成する。

このようにして、筆圧検出部４０が筆圧検出部載置部３２上に載置されて電気的に接続されて固定されたフレキシブル基板３０は、その裏面側が、図３（Ｂ）に示すように、上ケース１１の上板部１１２の面１１２ａに、例えば両面テープなどの接着材により貼り付けられて装着される。したがって、筆圧検出部４０は、面１１２ａに対して直交する方向の圧力を検出する状態となる。

次に、直交配設部２１Ｂの構成について説明する。直交配設部２１Ｂは、図３（Ｂ）に示すように、コイル５１が巻回された磁性体コア、この例ではフェライトコア５２が、ホルダー部５３に保持されると共に、フェライトコア５２を貫通して、芯体５４が挿通可能となるように構成されている。

この例のフェライトコア５２は、軸心方向の貫通孔５２ａを備え、この貫通孔５２ａにフェライトコア５２の補強用の芯パイプ部材５５が挿通され、接着材により固定されている。芯パイプ部材５５は、この例では、金属で構成されており、フェライトコア５２の軸心方向の長さよりも長いものとされており、フェライトコア５２の貫通孔５２ａよりも芯体５４の先端側及び芯体５４の先端側とは反対側とに飛び出している突出部５５ａ及び５５ｂを備える。

芯体５４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）からなる棒状の部材である。芯体５４は、芯パイプ部材５５の貫通孔５５ｃ内を軸芯方向に移動可能に挿通することができるように構成されている。

ホルダー部５３は、例えば樹脂材料で構成され、フェライトコア５２と嵌合する筒状部５３１を備えると共に、平面配設部２１Ａと結合して、上ケース１１の上板部１１２の面１１２ａに、直交配設部２１Ｂを、例えば接着して固定させるための固定用鍔部５３２を備える。固定用鍔部５３２は、図３（Ｂ）に示すように、平面配設部２１Ａの筆圧検出部載置部３２側の部分を収納するようにする凹部５３２ａを備えている。

ホルダー部５３の筒状部５３１は、フェライトコア５２の径とほぼ同径の嵌合凹部５３１ａと、嵌合凹部５３１ａを貫通し、内径が芯パイプ部材５５の芯体５４の先端側とは反対側の突出部５５ｂの外径とほぼ同径の貫通孔５３１ｂとを備える。貫通孔５３１ｂの、固定用鍔部５３２の凹部５３２ａにおいては、当該固定用鍔部５３２を貫通して開口となっている。

そして、フェライトコア５２が、ホルダー部５３の筒状部５３１の嵌合凹部５３１ａに嵌合し、芯パイプ部材５５のペン先側とは反対側の突出部５５ｂが貫通孔５３１ｂに嵌合する状態で、フェライトコア５２が、ホルダー部５３の筒状部５３１に結合される。筒状部５３１の貫通孔５３１ｂには、フェライトコア５２及び芯パイプ部材５５との結合に先立ち、圧力伝達部材５６と、コイルばね５７とが配設されている。圧力伝達部材５６には、芯体５４の先端側とは反対側の端部が嵌合される嵌合凹部（図示は省略）が形成されている。そして、芯体５４を、芯パイプ部材５５の貫通孔５５ｃを貫通させて、芯体５４の先端側とは反対側の端部をコイルばね５７を通した後、圧力伝達部材５６の嵌合凹部に嵌合させる。なお、芯体５４は、先端部５４ａを引っ張ることにより、圧力伝達部材５６との嵌合から離脱させて引き抜くことが可能である。

以上のように構成した直交配設部２１Ｂは、その軸心方向が、上ケース１１の上板部１１２に直交する状態で、上ケース１１の上板部１１２の面１１２ａに、ホルダー部５３の鍔部５３２の底面側が、例えば接着されて固定される。この場合に、ホルダー部５３の鍔部５３２の凹部５３２ａに、平面配設部２１Ａの筆圧検出部載置部３２側が収納され、且つ、ホルダー部５３の筒状部５３１の貫通孔５３１ｂの開口が、丁度、筆圧検出部４０の圧力感知チップの真上に来るようにされる。そして、直交配設部２１Ｂのコイル５１の両端が、それぞれ、平面配設部２１Ａの回路載置部３１のランド部３５ａ及び３５ｂに半田付けされる。

これにより、平面配設部２１Ａと、直交配設部２１Ｂとが結合され、位置指示部２１が上ケース１１の上板部１１２の面１１２ａに固定されて取り付けられる。この状態では、コイルばね５７の弾性により、芯体５４の端部が嵌合されている圧力伝達部材５６が常に筆圧検出部４０の圧力受付部に当接するような状態となる。

直交配設部２１Ｂの上板部１１２の面１１２ａからの軸心方向の長さ（高さ）は、上ケース１１の上板部１１２の面１１２ａと、下ケース１２の底板部１２２の内側面までの距離とほぼ等しくなるように構成されている。

したがって、使用者が上ケース１１を、その上板部１１２の面１１２ａに直交する方向に押圧すると、クッション部材１１ＣＳ及び１２ＣＳの弾性力に抗して、面１１２ａが下ケース１２の底板部１２２に対して近づくように変位するので、芯体５４の先端部５４ａが下ケース１２の底板部１２２に当接して圧力を受ける状態となる。このときの筆圧の情報が、共振回路の共振周波数の変移として位置指示部２１から位置検出センサ２１０を通じて位置検出装置２００に送信される。位置検出装置２００では、この位置指示部２１から受信した筆圧の情報が、所定の値以上のときに、入力装置１が使用者により入力操作されたと判断して、位置指示部２１により指示された位置を検出するようにする。

位置指示部２２も同様にして、入力装置１のケース１０の上ケース１１の上板部１１２の面１１２ａに取り付けられる。この場合に、位置指示部２２は、その直交配設部２２Ｂの軸心中心位置が円形の面１１２ａの中心位置となるように取り付けられ、位置指示部２２は、その直交配設部２２Ｂの軸心中心位置が円形の面部１１２ａの中心位置からずれた位置となるように取り付けられる。なお、位置指示部２２の直交配設部２２Ｂの軸心中心位置が、円形の面１１２ａの中心位置から外れた位置となっていてもよい。

したがって、使用者が、図１に示したようにして、座標入力タブレット２の入力面２ａ上に入力装置１を載置して回転させると、位置指示部２１と位置指示部２２との指示位置から、その回転方向及び回転角度が位置検出装置２００で検出することができる。この場合に、回転角度は、位置指示部２１が指示する位置と、位置指示部２２が指示する位置とを結ぶ線分がなす角度として検出することができるので、入力装置１を入力面２ａ上において固定した位置で回転操作する必要はない。

［位置検出装置２００における角度情報の検出のための回路構成］
図４は、入力装置１の位置指示部２１及び２２の等価回路と、位置検出装置２００の電子回路構成例を示す図である。

入力装置１の位置指示部２１及び２２は、図４に示すように、共に、コイル５１と、キャパシタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ等からなる共振用キャパシタＣｒと、筆圧検出部４０で構成される可変容量キャパシタ４０Ｃとからなる共振回路ＲＣ１及びＲＣ２を備えており、共振回路ＲＣ１及びＲＣ２が位置検出センサ２１０と電磁誘導結合する。この場合に、共振回路ＲＣ１と共振回路ＲＣ２とは、共振周波数が異なっている。

位置検出装置２００の位置検出センサ２１０は、Ｘ軸方向ループコイル群２１１と、Ｙ軸方向ループコイル群２１２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２１０を通じて、入力装置１の位置指示部２１及び２２の共振回路ＲＣ１及び共振回路ＲＣ２に対して電磁結合により信号を送信する。入力装置１の位置指示部２１及び２２の共振回路ＲＣ１及び共振回路ＲＣ２は、受信した信号を、位置検出センサ２１０に帰還する。

そして、位置検出装置２００では、位置検出センサ２１０に対して選択回路２１３を介して送受信処理回路２２０が接続されている。選択回路２１３は、ループコイル群２１１，２１２のうちの一のループコイルを順次選択して、共振回路ＲＣ１及びＲＣ２に対して信号を送信させると共に、共振回路ＲＣ１及びＲＣ２から帰還される信号を受信させる。

送受信処理回路２２０は、位置指示部２１の共振回路ＲＣ１用の第１の送受信処理回路２２１と、位置指示部２２の共振回路ＲＣ２用の第２の送受信処理回路２２２と、制御回路２２３とを備える。この例では、制御回路２２３は、第１の送受信処理回路２２１と、第２の送受信処理回路２２２とを、所定の期間ごとに、交互に動作させるように時分割制御する。

第１の送受信処理回路２２１及び第２の送受信処理回路２２２は、それぞれ、制御回路２２３の制御に基づいて、共振回路ＲＣ１用の周波数の交流信号及び共振回路ＲＣ２用の周波数の交流信号を選択回路２１３を通じて位置検出センサ２１０から送信し、共振回路ＲＣ１及びＲＣ２により帰還される信号を電磁結合により受信する。そして、受信した帰還信号が検出される位置検出センサ２１０上の位置から、位置指示部２１及び２２により指示された位置検出センサ２１０上の位置を検出すると共に、受信した信号の位相変化を検出することより共振回路ＲＣ１及び共振回路ＲＣ２の共振周波数の変化を検出して、位置指示部２１及び２２の芯体５４に印加された筆圧を検出するようにする。

なお、第１の送受信処理回路２２１及び第２の送受信処理回路２２２は、受信信号については、それぞれの共振周波数に応じた周波数成分を抽出するための帯域制限フィルタを備えている。

前述したように、位置検出装置２００の制御回路２２３は、位置指示部２１及び２２の芯体５４に印加された筆圧を検出し、その検出した筆圧検出が所定の値以上となった時に、使用者により入力装置１が操作されたと判断する。そして、制御回路２２３は、位置指示部２１及び２２の指示位置に基づいて、入力装置１により入力された角度情報を検出するようにする。

なお、第１の送受信処理回路２２１と第２の送受信処理回路２２２とを設ける代わりに、１個の送受信処理回路を設け、当該１個の送受信処理回路が備える、送信信号の発振器と、共振回路ＲＣ１及び共振回路ＲＣ２の共振周波数用の２個の帯域制限フィルタとを、位置指示部２１に対する期間と位置指示部２２に対する期間とで、時分割で切り替えるように構成してもよい。

以上説明した入力装置１においては、位置指示部２１及び２２は、平面配設部２１Ａ及び２２Ａと、直交配設部２１Ｂ及び２２Ｂを備え、高さ方向の寸法は、直交配設部２１Ｂ及び２２Ｂの長さとなるので、入力装置１のケース１０の高さを、低くすることができ、使い勝手の良い入力装置が実現できる。

［第２の実施形態］
図５は、この発明による入力装置の第２の実施形態の構成例を説明するための図であり、図５（Ａ）は、第２の実施形態の入力装置１Ａを上面方向から見た図、図５（Ｂ）は、第２の実施形態の入力装置１Ａのケース１０Ａを断面とした状態の図である。第１の実施形態の入力装置１は、座標入力タブレット上で角度情報の入力操作を行うようにする場合であった。これに対して、第２の実施形態の入力装置１Ａは、自身で角度情報を生成し、生成した角度情報を外部に送出することができるように構成した例である。

この第２の例の入力装置１Ａのケース１０Ａも、外観が円柱状形状を有し、図２（Ｂ）に示すように、ケース１０Ａの内部に円柱状の空間１０ａを備える。そして、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ケース１０Ａの円柱状の空間１０Ａａ内には、１個の位置指示部２３が設けられる。

この第２の実施形態の入力装置１Ａのケース１０Ａは、この例では、樹脂で構成されており、図５（Ｂ）に示すように、上ケース１１Ａと下ケース１２Ａとからなる。上ケース１１Ａ及び下ケース１２Ａは、第１の実施形態の入力装置１のケース１０の上ケース１１及び下ケース１２と同様に、円筒状壁部１１１Ａの一方の開口側を上板部１１２Ａで閉塞した形状及び円筒状壁部１２１Ａの一方の開口側を底板部１２２Ａで閉塞した形状を備えている。なお、１１ＡＣＳ及び１２ＡＣＳは、クッション部材である。

そして、この第２の実施形態では、上ケース１１Ａは、下ケース１２Ａに対して、容易に回転することが可能なように構成されている。例えば、上ケース１１Ａの壁部１１１Ａの内壁面と、下ケース１２Ａの壁部１２１Ａの外壁面とは、の間は、若干隙間が空くように構成されている。あるいは、壁部１１１Ａの内壁面と壁部１２１Ａの外壁面とには、互いの摩擦係数が小さくなるようなコーティングが施されている。

そして、下ケース１２Ａの底板部１２２Ａの外側面には、図５（Ｂ）に示すように、摩擦係数が大きい部材１３が貼り付けられており、下ケース１２Ａは、上ケース１１Ａを回転したときに、回転せずに、係止するように構成されている。

位置指示部２３は、第１の実施形態の位置指示部２１及び２２と同様に、平面配設部２３Ａ及び直交配設部２３Ｂとを備える。これら平面配設部２３Ａ及び直交配設部２３Ｂの構成は、第１の実施形態の位置指示部２１及び２２の平面配設部２１Ａ及び２２Ａ、直交配設部２１Ｂ及び２２Ｂと同様であるので、説明は省略する。

位置指示部２３は、図５（Ａ）に示すように、上板部１１２Ａの面１１２Ａａの中心位置Ｏｃからずれた位置が、直交配設部２３Ｂの軸心中心位置となるように取り付けられいる。そして、この第２の実施形態では、上ケース１１Ａの上板部１１２Ａの表面１１２Ａｂには、この例では、２個のボタンスイッチ１４と１５とが配設されている。これらボタンスイッチ１４及び１５は、平面配設部２３Ａを構成するフレキシブル基板上には配設されているキャパシタを、共振回路に対して接続するか否かを切り替えて、共振周波数を切り替えるためのものである。

そして、この第２の実施形態では、下ケース１２Ａの底板部１２２Ａの、上板部１１２Ａの面１１２Ａａに対向する面１２２Ａｂ上には、位置検出センサ１６が配設される。この位置検出センサ１６は、円形の検出領域を備えるが、上述した位置検出センサ２１０と同様にループコイル群が配設されたものである。

そして、下ケース１２Ａの底板部１２２Ａの面１２２Ａｂと反対側の面の下には、位置検出センサ１６と電気的に接続されている位置検出回路１７が設けられている。また、下ケース１２Ａの底板部１２２Ａの側面部には、位置検出センサ１６及び位置検出回路１７用の電源電圧を外部から得るための端子、この例では、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ジャック１８が設けられている。

この第２の実施形態の入力装置１Ａでは、上述したように、下ケース１２Ａが係止している状態で、上ケース１１Ａを下ケース１２Ａに対して回転させることができる。この上ケース１１Ａの回転により、位置指示部２３の芯体５４による指示位置は、位置検出センサ１６上で、上ケース１１Ａの上板部１１２の中心位置Ｏｃを中心とした円弧を描くように移動する。位置検出センサ１６を通じて、位置検出回路１７は、この回転移動方向及び回転移動距離を検出する。

図６は、この第２の実施形態の入力装置１Ａの位置指示部２３の平面配設部２３Ａに設けられるフレキシブル基板で形成される共振回路ＲＣＡの構成例と、位置検出センサ１６並びに位置検出回路１７の構成例を示す図である。

入力装置１Ａにおいては、図６に示すように、位置指示部２３の直交配設部２３Ｂに設けられているコイル５１（図３（Ｂ）参照）と、平面配設部２３Ａに配設されている共振用キャパシタＣｒ及び筆圧検出部４０で構成される可変容量キャパシタ４０Ｃとにより並列共振回路ＲＣＡが形成される。この第２の実施形態では、更に、この共振回路ＲＣＡには、平面配設部２３Ａに設けられているキャパシタＣ１と、ボタンスイッチ１４との直列回路が並列に接続されると共に、平面配設部２３Ａに設けられているキャパシタＣ２と、ボタンスイッチ１５との直列回路が並列に接続される。

したがって、この第２の実施形態の入力装置１Ａでは、位置指示部２３の共振回路ＲＣＡの共振周波数を、ボタンスイッチ１４及びボタンスイッチ１５のオン、オフ操作に応じて変化させることができる。

位置検出回路１７は、図６に示すように、送受信処理回路１７１と、制御回路１７２と、無線通信部１７３とからなっている。この例では、ＵＳＢジャック１８を通じて送られてくる電圧が電源回路１８０に供給されて、電源電圧が生成され、位置検出センサ１６及び位置検出回路１７の各部に供給される。

位置検出センサ１６は、ループコイルの選択回路（図４の選択回路２１３と同様）を含み、送受信処理回路１７１に接続されている。送受信処理回路１７１は、第１の実施形態における送受信処理回路と同様に、位置指示部２３による指示位置を検出すると共に、筆圧を検出する回路である。

制御回路１７２は、送受信処理回路１７１からの出力を受けて、筆圧が所定値以上になったことに基づいて、入力装置１Ａが操作されたことを検知し、位置検出センサ１６上での位置指示部２３の芯体５４による指示位置の軌跡を検出することで、回転移動方向及び回転移動距離を検出する。そして、制御回路１７２は、検出した回転移動方向及び回転移動距離の情報を、この例では、無線通信部１７３を通じて、対応する無線通信部を備えるパソコンなどの電子機器に送信するようにする。

制御回路１７２は、送受信処理回路１７１で処理する信号の周波数（共振周波数）を検出する機能も備えている。したがって、制御回路１７２は、位置指示部２３の共振回路ＲＣＡが、ボタンスイッチ１４及び１５が共にオフのとき、ボタンスイッチ１４がオンのとき、ボタンスイッチ１５がオンのとき、ボタンスイッチ１４及び１５が共にオンのとき、の４種の共振周波数を検出することができる。

この例では、制御回路１７２は、４種の共振周波数のいずれであるかを示す種別情報を、検出した回転移動方向及び回転移動距離の情報に対応付けて、無線通信部１７３を通じて無線送信する。

したがって、入力装置１Ａからの無線情報を受信したパソコン等の電子機器においては、予め、種別情報に対応する機能を割り付けておくことで、受信した回転移動方向及び回転移動距離の情報を、それら割り付けた機能に用いることができる。この場合に、機能としては、音量調整（ボリューム）、描画画像のカラー調整（色相調整）、描画画像の濃度調整、描画画像のコントラスト調整、などを割り当てることができる。

［その他の実施形態及び変形例］
第１の実施形態の入力装置１では、上ケース１１と下ケース１２とが一体的に回転してもよいので、ケース１０は、外観が円柱状形状ではなく、多角形形状であってもよい。

第２の実施形態の入力装置１Ａでは、回転方向及び回転角度の情報を、無線通信部１７３を通じて送出するようにしたが、ＵＳＢジャック１８に接続されるＵＳＢケーブルを通じて送出するようにしてもよい。

上述の実施形態では、入力装置の位置指示部は、位置検出センサと電磁誘導結合するものとしたが、静電結合方式で信号をやり取りするものであってもよい。

１，１Ａ…入力装置、１０，１０Ａ…ケース、１１２…上板部、１１２ａ…上板部の面、２１，２２，２３…位置指示部、２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ…平面配設部、２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ…直交配設部

Claims (10)

1. 位置検出センサと信号のインタラクションを行うことで、前記位置検出センサ上における位置を指示する位置指示部を筐体内に備え、
   前記位置指示部は、
   芯体と、
   前記インタラクションを行うための、前記芯体の周囲に配設されるコイルと、キャパシタとからなる共振回路と、
   前記芯体の先端部に印加される圧力を検出するための筆圧検出部と、
   前記共振回路の前記キャパシタが設けられている回路載置部と、
   を備え、
   前記筐体は、前記位置検出センサと前記インタラクションをする際に、前記位置検出センサの入力面と対向する面を備え、前記位置検出センサの入力面と対向する前記面上に、前記筆圧検出部と前記回路載置部が配設されると共に、前記筆圧検出部は、前記位置検出センサの入力面と対向する前記面に対して直交する方向の圧力を検出するように配設されており、
   前記芯体は、前記位置検出センサの入力面と対向する前記面に対して前記芯体の軸心方向が直交するような状態で、且つ、前記芯体の先端に印加される圧力が前記筆圧検出部に伝達される状態で、配設されている
   ことを特徴とする入力装置。
2. 前記位置検出センサの入力面と対向する前記面に直交する力が外部から前記筐体に印加されたときに、前記位置指示部の前記芯体の先端部に圧力が印加され、前記印加された圧力が前記筆圧検出部で検出されるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記位置検出センサの入力面と対向する前記面に直交する力が外部から前記筐体に印加されたときに、
   前記位置検出センサの入力面と対向する前記面と前記位置検出センサの入力面との距離を、弾性的に短く変位させるための弾性部材を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
4. 前記位置検出センサの入力面と対向する前記面には、２個の前記位置指示部が、所定距離離れた位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
5. 前記２個の前記位置指示部は、前記位置検出センサとインタラクションする信号の周波数が異なる
   ことを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
6. 前記筐体は、回転部と台座部とからなり、
   前記回転部は、円筒状部の少なくとも一方の開口側が、前記位置検出センサの入力面と対向する円形の前記面を備える面部により閉塞された形状を備え、
   前記台座部は、前記回転部を、前記回転部の前記円形の前記面が、その中心位置を回転軸として回転可能の状態で支持する構成を備えると共に、前記円形の前記面に対向する面を備え、前記円形の前記面に対向する前記台座部の前記面上に、前記位置検出センサが配設されており、
   前記位置指示部は、前記回転部の前記位置検出センサの入力面と対向する円形の前記面の中心位置からずれた位置に配設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
7. 前記台座部には、前記位置検出センサで検出された前記位置指示部による指示位置を、外部に無線送信する無線送信部が設けられている
   ことを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
8. 前記台座部には、外部から電源電圧を受けるための端子が設けられている
   ことを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
9. 前記インタラクションを行うためのインタラクション部を備え、
   前記インタラクション部は、前記芯体を挿通可能とする貫通孔を備える磁性体コアに巻回された前記コイルと、前記回路載置部に配設されている第１のキャパシタを含む前記共振回路を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
10. 前記筐体には、外部から操作可能な１以上のスイッチが設けられており、
    前記スイッチは、前記回路載置部に配設されている第２のキャパシタを前記共振回路に対して接続するか否かを切替制御する
    ことを特徴とする請求項９に記載の入力装置。

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