JPWO2016158418A1 - 電子ペン及び電子ペン本体部 - Google Patents
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Abstract
Description
貫通孔を有すると共に、前記貫通孔に沿う方向にコイルが巻回された磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記貫通孔に挿通される、導電性を有する芯体と、
前記コイルと共に共振回路を構成するためのキャパシタと、
前記芯体を通じて送出する、位置を検出させるための信号を発生する信号発生部と、
蓄電部と、
前記コイルに外部磁界に応じて発生する誘導電流により前記蓄電部を充電する充電回路と、
を備え、
前記共振回路が動作する状態とされると共に、前記信号発生部からの信号を、前記芯体を通じて送出する状態とを並行して備えることを可能とした
ことを特徴とする電子ペンを提供する。
図1は、この発明による電子ペンの第1の実施形態の構成例を示す図である。この第1の実施形態の電子ペン1は、筒状の筐体2の中空部2a内に、電子ペン本体部3が収納され、ノックカム機構部4により、電子ペン本体部3のペン先側が、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。この実施形態では、電子ペン本体部3は、カートリッジ式の構成とされ、筐体2に対して着脱可能とされている。
図2は、電子ペン本体部3の構成例を、市販のノック式ボールペンの替え芯と比較して示す図である。すなわち、図2(A)は、市販のノック式ボールペンの替え芯6を示し、また、図2(B)は、この実施形態の電子ペン本体部3の構成例を示している。
この図4に示すように、コイル31には、プリント基板36に設けられるキャパシタ38(図3(B)参照)と、筆圧検出部35で構成される可変容量キャパシタ35Cとが並列に接続されて、共振回路300Rが構成されている。したがって、共振回路300Rの共振周波数は、筆圧検出部35で検出される筆圧に応じた周波数とされる。
図6は、この発明の実施形態の電子ペン1を位置指示器として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を備える。そして、この種のタブレット型情報端末200は、位置指示器を用いて入力が行える位置検出装置を備える。そして、位置検出装置としては、電磁誘導方式の位置検出装置400EMRを備えるものと、静電結合方式の位置検出装置400AESを備えるものとがある。電磁誘導方式の位置検出装置400EMRは、LCDなどの表示装置の裏側に設けられ、静電結合方式の位置検出装置400AESは、LCDなどの表示装置の表側(表示画面の上側)に設けられる。
図7は、上述の実施形態の電子ペン1による指示位置の検出および電子ペン1に印加される筆圧の検出を行う電磁誘導方式の位置検出装置400EMRの回路構成例を示す図である。この例の位置検出装置400EMRは、図7に示すように、位置検出センサ410と、この位置検出センサ410に接続されるペン検出回路420とで構成されている。
図8は、上述の実施形態の電子ペン1による指示位置の検出および電子ペン1に印加される筆圧の検出を行う静電結合方式の位置検出装置400AESの回路構成例を示す図である。
図8に示した静電結合方式の位置検出装置400AESでは、共振回路300Rは動作可能状態となるが、そのコイル31には、誘導電流が生じることはないので、電気二重層キャパシタ51への充電は行われることはない。したがって、長時間に亘って、電子ペン1を、静電結合方式の位置検出装置400AESと共に使用すると、電気二重層キャパシタ51に蓄積されている電圧が低下してしまい、使用を一時中断して、充電器を用いて充電を行わなければならず、不便である。
以上説明したように、上述の第1の実施形態の電子ペン1によれば、この電子ペン1が電磁誘導方式の位置検出装置400EMRの位置検出センサ410の上に持ち来たらされると、当該電子ペン1は、共振回路300Rにより電磁誘導方式の位置検出装置用として働く。また、電子ペン1が静電結合方式の位置検出装置400AESの位置検出センサ440の上に持ち来たらされると、当該電子ペン1は、発振回路37からの信号が芯体34を通じて送出される状態となって、静電結合方式の位置検出装置用として働く。そして、使用者は、上述の第1の実施形態の電子ペン1においては、両方式に対して何等の切り替え操作も行う必要がないので、使用者は、位置検出装置が、電磁誘導方式と、静電結合方式のいずれであるかを意識せずに、電子ペン1を用いることができ、非常に便利である。
第2の実施形態は、第1の実施形態の電子ペン1の改良例である。上述の第1の実施形態においては、発振回路37からは常時芯体34を通じて信号が供給される状態とされている構成となっている。このため、電子ペン1が非使用状態のときに、充電器に装着されて充電されていない場合には、電気二重層キャパシタ51の蓄電電力が放電されてしまうという問題がある。第2の実施形態は、この問題を解決した例である。以下の説明において、上述した第1の実施形態の電子ペン1と同一部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
以上の実施形態は、筐体内に電子ペン本体部を収納する構成の電子ペンの場合であった。しかし、この発明は、このような電子ペン本体部を、カートリッジ形式として交換可能に構成するタイプのものに限らず、電子ペン本体部の全ての機能部を、電子ペンの筐体内に並べて構成するようにしてもよいことは言うまでもない。第3の実施形態は、そのように構成した電子ペンの例である。
この第4の実施形態は、第3の実施形態と同様に、電子ペン本体部の全ての機能部を、電子ペンの筐体内に並べて構成するようにした場合の他の例である。上述の第3の実施形態では、電磁誘導方式の位置検出装置用と、静電結合方式の位置検出装置用とで専用に設定することができるようにした。しかし、第1の実施形態と同様に、第1の実施形態と同様に、信号処理回路においては、共振回路と、発振回路とを常に動作状態とすることもできる。そして、蓄電部は、共振回路のコイルでの誘導電流により充電する方式ではなく、充電器により直接的に充電する方式であってもよい。
上述の実施形態では、筆圧検出部は、筆圧に応じて静電容量を可変する可変容量キャパシタを用いるようにしたが、共振回路の共振周波数を変化させる変化素子であれば、インダクタンス値や抵抗値を可変するものであってもよいことは言うまでもない。
Claims (18)
- 貫通孔を有すると共に、前記貫通孔に沿う方向にコイルが巻回された磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記貫通孔に挿通される、導電性を有する芯体と、
前記コイルと共に共振回路を構成するためのキャパシタと、
前記芯体を通じて送出する、位置を検出させるための信号を発生する信号発生部と、
蓄電部と、
前記コイルに外部磁界に応じて発生する誘導電流により前記蓄電部を充電する充電回路と、
を備え、
前記共振回路が動作する状態とされると共に、前記信号発生部からの信号を、前記芯体を通じて送出する状態とを並行して備えることを可能とした
ことを特徴とする電子ペン。 - 電磁誘導方式のセンサと共に使用する状態においては、前記共振回路で、前記センサからの電磁エネルギーを受信し、その受信した電磁エネルギーを、前記センサに帰還するように動作すると共に、前記コイルに発生した誘導電流により前記蓄電部を充電するように動作する
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 静電容量方式のセンサと共に使用する状態においては、前記信号発生部からの前記信号を、前記芯体を通じて前記センサに送信するように動作する
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 静電容量方式のセンサと共に使用する状態において、外部磁界が存在する場合においては、前記コイルに発生した誘導電流により前記蓄電部を充電するように動作すると共に、前記信号発生部からの前記信号を、前記芯体を通じて前記センサに送信するように動作する
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 外部磁界が存在する場合においては、前記コイルに発生した誘導電流により前記蓄電部を充電するように動作する
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 筆圧検出部を備え、
前記磁性体コアの貫通孔を挿通される前記芯体の一体側は、前記磁性体コアの貫通孔から突出されてペン先とされると共に、前記芯体の一端側とは反対側は、前記磁性体コアの貫通孔から突出されて筆圧検出部に嵌合される
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記芯体は、前記筆圧検出部に対して挿脱自在に嵌合されて、交換可能とされている
ことを特徴とする請求項6に記載の電子ペン。 - 前記筆圧検出部は、印加される筆圧に応じて前記共振回路の共振周波数を可変させる可変素子の構成とされて、前記共振回路の一部に接続されている
ことを特徴とする請求項6に記載の電子ペン。 - 前記信号発生部は、前記共振回路により発振信号の周波数を可変とする発振回路を備える
ことを特徴とする請求項8に記載の電子ペン。 - 前記信号発生部からの信号を、前記芯体を通じて送出する状態と、送出を阻止する状態とに切り替えるスイッチ回路を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記コイルに対する前記キャパシタを接続する状態と、非接続にする状態とに切り替えるスイッチ回路を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記コイルに外部磁界に応じて発生する誘導電流により前記蓄電部を充電する状態と、前記蓄電部への充電を停止する状態とに切り替えるスイッチ回路を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 使用者により操作される操作部に対する使用者の操作状態により、使用時であるか、非使用時であるかを判別する判別回路を備えると共に、
前記信号発生部からの信号を、前記芯体を通じて送出する状態と、送出を阻止する状態とに切り替えるスイッチ回路とを備え、
前記判別回路により前記非使用時であると判別したときには、前記スイッチ回路を、前記信号発生部からの信号の前記芯体を通じての送出を阻止する状態に切り替える
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 使用者により操作される操作部に対する使用者の操作状態により、使用時であるか、非使用時であるかを判別する判別回路を備えると共に、
前記信号発生部からの信号を、前記芯体を通じて送出する状態と、送出を阻止する状態とに切り替える第1のスイッチ回路と、前記コイルに対する前記キャパシタを接続する状態と、非接続にする状態とに切り替える第2のスイッチ回路を備え、
前記判別回路により前記非使用時であると判別したときには、前記第1のスイッチ回路を、前記信号発生部からの信号の前記芯体を通じての送出を阻止する状態に切り替えると共に、前記第2のスイッチ回路を前記非接続にする状態に切り替える
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - ペン先側となる軸心方向の一端側に開口が設けられ、他端側が閉塞されている筒状の筐体を有し、電子ペン本体部が前記筒状の筐体内に収納されている電子ペンであって、
前記電子ペン本体部は、
貫通孔を有すると共に、前記貫通孔に沿う方向にコイルが巻回された磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記貫通孔に挿通される、導電性を有する芯体と、
前記コイルと共に共振回路を構成するためのキャパシタと、
前記芯体を通じて送出する、位置を検出させるための信号を発生する信号発生部と、
蓄電部と、
前記コイルに外部磁界に応じて発生する誘導電流により前記蓄電部を充電する充電回路と、
を備え、前記共振回路が動作する状態とされると共に、前記信号発生部からの信号を、前記芯体を通じて送出する状態とを並行して備えることを可能とした
ことを特徴とする電子ペン。 - 前記筐体内には、前記電子ペン本体部についてのノック式ボールペンのノック機構が設けられている
ことを特徴とする請求項15に記載の電子ペン。 - 前記ノック機構の動作により、前記芯体の一部が前記開口を通じて外部に突出する使用状態とされているか、前記芯体の全部が前記筐体の内部に位置する非使用状態とされているかを検出する検出手段を備えると共に、
前記信号発生部と、前記芯体との間の前記信号の通路を接続状態と、遮断状態とに切り替える第1のスイッチ回路と、前記コイルに対する前記キャパシタを接続する状態と、非接続にする状態とに切り替える第2のスイッチ回路を備え、
前記検出手段により、前記芯体の全部が前記筐体の内部に位置する非使用状態とされていることを検出したときには、前記第1のスイッチ回路を前記遮断状態に切り替え、前記第2のスイッチ回路を前記非接続にする状態に切り替える
ことを特徴とする請求項16に記載の電子ペン。 - 電子ペンの筒状の筐体内に、少なくともペン先が、前記筒状の筐体の軸心方向の一方の開口から突出可能に収容される電子ペン本体部であって、
貫通孔を有すると共に、前記貫通孔に沿う方向にコイルが巻回された磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記貫通孔に挿通される、導電性を有する芯体と、
前記コイルと共に共振回路を構成するためのキャパシタと、
前記芯体を通じて送出する、位置を検出させるための信号を発生する信号発生部と、
蓄電部と、
前記コイルに外部磁界に応じて発生する誘導電流により前記蓄電部を充電する充電回路と、
を備え、
前記共振回路が動作する状態とされると共に、前記信号発生部からの信号を、前記芯体を通じて送出する状態とを並行して備えることを可能とした
ことを特徴とする電子ペン本体部。
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