KR102414059B1

KR102414059B1 - 필기구 및 전자 펜 본체부

Info

Publication number: KR102414059B1
Application number: KR1020220009815A
Authority: KR
Inventors: 다케노리 가네다; 겐이치 니노미야; 히로유키 후지츠카; 고헤이 다나카
Original assignee: 가부시키가이샤 와코무
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2022-06-29
Also published as: CN107521259A; US20170361639A1; US10427449B2; KR20170142106A; TWI750167B; JP2017224178A; KR20220016258A; EP3258350A1; EP3258350B1; TW201807542A; KR102356365B1; CN107521259B; JP6756525B2

Abstract

[과제]
전자 펜 기능을 실현하는 전자 펜 본체부의 펜 끝측의 부분을 세형화하더라도, 사용에 의한 손상이나 변형을 생기지 않게 한다.
[해결 수단]
통 모양의 외부 케이스(2) 내에, 전자 펜 본체부(3)가 수납되어 전자 펜(필기구)(1)이 구성된다. 전자 펜 본체부(3)는 축심 방향의 일단이 펜 끝이 되는 심체(34)를 구비한다. 당해 심체(34)는 통 모양의 내부 케이스(33)에 수납되지만, 심체(34)의 펜 끝은 내부 케이스(33)의 단부의 개구부(33a)로부터 돌출시킨 상태로 수납된다. 사용시에는, 심체(34)의 펜 끝과, 내부 케이스(33)의 펜 끝측부(33b, 33c)가, 외부 케이스(2)의 개구(2b)로부터 돌출되지만, 심체(34)는 내부 케이스(33)에 의해 보호된다.

Description

필기구 및 전자 펜 본체부{WRITING TOOL AND ELECTRICAL PEN BODY}

이 발명은, 예를 들면, 센서에 대해서 위치를 지시하는 위치 지시기로서의 전자 펜 기능을 구비한 필기구 및 당해 전자 펜 기능을 실현하는 전자 펜 본체부에 관한 것이다.

스마트 폰 등으로 불리는 고기능 휴대 전화 단말이나 태블릿 PC(Personal Computer) 등, 터치 패널이 탑재된 정보 단말이 많이 제공되고 있다. 터치 패널은 액정 디스플레이 등의 표시 장치와 센서(좌표 검출 센서)가 이용된 위치 검출 회로가 조합된 전자 부품으로, 사용자의 손가락 등에 의한 터치 조작에 의해서 다양한 조작 입력을 가능하게 하고 있다. 그리고 보다 섬세한 조작 입력을 행할 필요가 있는 경우 등에 있어서는, 위치 지시기로서의 전자 펜이 이용된다.

또, 퍼스널 컴퓨터의 입력 디바이스로서, 이른바 디지타이저(digitizer) 등으로 불리우는 디바이스도 널리 이용되고 있다. 디지타이저는 위치를 검출하는 센서를 내장한 보드와 위치를 지정하는 전자 펜으로 구성되는 것으로, 당초부터 전자 펜을 이용하여 섬세한 조작 입력을 행할 수 있도록 되어 있다.

전자 펜은 주지하는 바와 같이 사용자에 의해 쥐어져서, 센서상에 있어서의 위치 지시를 위해 이용된다. 이 전자 펜에 의한 센서상의 지시 위치는, 전자 펜과 센서의 사이에서, 전자 유도 방식이나 정전 용량 결합 방식 등의 다양한 방식에 의해서 위치 검출용 신호의 수수(授受)가 행해짐으로써, 당해 센서가 마련된 위치 검출 장치로 검출된다. 또한, 전자 유도 방식의 좌표 검출 센서와 전자 펜으로 구성되는 입력 장치의 일례에 대해서는, 후에 기술하는 특허문헌 1에 개시되어 있고, 또, 정전 용량 결합 방식의 좌표 검출 센서와 전자 펜으로 구성되는 입력 장치의 일례에 대해서는, 후에 기술하는 특허 문헌 2에 개시되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특개평 07－044304호 공보 특허 문헌 2: 일본 특개평 07－295722호 공보

그런데, 전자 펜은 전자 유도 방식의 것이어도, 정전 용량 결합 방식의 것이어도, 회로 기판 등을 탑재하여 구성된다. 이 때문에, 종래의 전자 펜은 볼펜이나 만년필 등의 일반적인 필기구보다도 굵은 것으로 되어 있었다. 그러나 사용자의 입장에서 보면, 전자 펜에 대해서는, 예를 들면, 볼펜의 카트리지나 리필 등으로 불리는 이른바 리필 심(芯) 정도의 길이와 굵기의 것으로 하여, 손에 익은 예를 들면 볼펜의 케이스에 수납하여 이용하고 싶다고 하는 요구가 있다.

또, 2색 볼펜이나 3색 볼펜 등의 다색 볼펜이나, 샤프펜슬의 기능을 실현하는 카트리지와 볼펜의 리필 심이 탑재되어 어느 것을 선택하여 사용할 수 있는 다기능 펜도 시판되어 있다. 이 때문에, 다색 볼펜 중 1개의 볼펜의 리필 심(카트리지)을, 혹은 다기능 펜 중 1개의 기능을, 전자 펜으로 한 필기구를 실현하고 싶다고 하는 요구가 있다. 이와 같이, 전자 펜 기능을 탑재한 1개의 다기능 펜을 실현할 수 있으면, 전자 펜과 다른 필기구를 따로 따로 휴대하지 않아도 되기 때문에 편리하다.

최근에는, 전자 펜에 내장되는, 회로 기판에 있어서의 캐패시터(콘덴서) 등의 칩(chip)화, 필압 검지 부재의 소형화 등이 촉진되어, 전자 펜의 세형화(細型化)가 진행되고 있다. 그리고 전자 펜을 예를 들면 볼펜의 리필 심과 동일한 정도의 길이와 굵기로 구성할 수 있게 되고 있다. 이 경우, 전자 펜을 구성하는 부재로서, 일방의 단부(端部)가 펜 끝이 되는 심체(芯體)나 심체의 근방에 마련되는 자성체 코어 등의 부재도 세형화된 것으로 된다.

볼펜의 리필 심과 동일한 정도로 세형화된 전자 펜 본체부(전자 펜 카트리지)는, 예를 들면 볼펜 등의 필기구의 케이스 내에 장착되고, 사용시에는, 심체의 펜 끝 등으로 이루어지는 펜 끝측의 부분이, 당해 필기구의 케이스의 선단(先端)에 마련된 개구(開口)로부터 돌출되도록 된다. 그러나 당해 펜 끝측의 부분을 구성하는 심체 등은, 상술한 것처럼 세형화되어 있으므로, 펜 끝측의 부분이 돌출되어 있을 때, 펜 끝에 가해지는 수직 방향, 수평 방향의 충격 등의 외력에 대해서 약한 경우가 있다고 생각된다.

또, 예를 들면 볼펜과 전자 펜의 기능을 1개의 케이스 내에 수납한 이른바 다기능 펜은, 회전식이나 노크식의 반출 기구를 구비하고, 사용시에는, 볼펜이나 전자 펜의 펜 끝측의 부분을 케이스로부터 돌출시켜 사용한다. 또, 비사용시에는, 당해 펜 끝측의 부분을 케이스 내에 수납한다. 이러한 다기능 펜의 경우에 문제가 되는 경우가 있다. 즉, 회전식이나 노크식의 반출 기구를 구비한 다기능 펜의 경우, 일반적으로, 볼펜이나 전자 펜의 펜 끝측의 부분을 케이스로부터 출입할 때, 카트리지는 경사 방향으로부터 케이스 선단의 개구를 향해 이동하여 돌출된다. 이 때문에, 볼펜이나 전자 펜의 펜 끝측의 부분이 케이스의 개구의 주위 부분 등에 접촉한다.

이와 같이, 전자 펜의 당해 펜 끝측의 부분이 당해 케이스의 개구의 내주(內周) 부분에 빈번하게 접촉해서는, 당해 펜 끝측의 부분이 손상되거나 변형되거나 하는 것과 같은 결함이 생기는 것이 우려된다. 또, 필압을 검출하기 위해서 필압에 따라 축심(軸心) 방향으로 슬라이딩 이동하는 심체가, 필기구의 케이스에 접촉한 채의 상태에서는, 심체가 필압에 따라 적절히 슬라이딩 이동하지 못하여, 필압의 오검출로 이어질 가능성이 있다.

이상의 것을 감안하여, 이 발명은 전자 펜 기능을 구비한 필기구, 전자 펜 기능을 실현하는 전자 펜 본체부에 관해, 전자 펜 기능을 실현하는 전자 펜 본체부의 펜 끝측의 부분을 세형화하더라도, 상술한 문제를 일으키지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 필기구라는 문언은 통상, 연필, 볼펜, 만년필 등으로 대표되는, 사람의 손에 의해서 쥐어져서, 종이 등의 기록 매체에 대해서 직접, 문자, 기호, 도형, 그림 등을 쓰는 것을 의미한다. 그러나 이 명세서에 있어서 필기구라는 문언은, 전자 펜 등으로 불리며, 사람의 손에 의해서 쥐어져서, 터치 패널이나 디지타이저 등의 입력 장치를 통해서 정보 처리 장치에 대해, 문자, 기호, 도형, 그림 등을 입력하거나, 지시 입력 조작을 행하거나 하는 것도 포함하는 것으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명의 필기구는,

일단에 개구를 가지는 통(筒) 모양의 외부 케이스와, 상기 외부 케이스 내에 수납되는 전자 펜 본체부를 구비하고,

상기 전자 펜 본체부는,

축심 방향의 일단측이 펜 끝이 되는 심체와,

선단에 마련된 개구로부터 상기 심체의 상기 펜 끝이 되는 상기 일단측을 돌출시킨 상태로, 상기 심체를 수납하는 통 모양의 케이스로서, 상기 개구로부터 축심 방향으로 연장된 구멍이, 상기 심체의 축심 방향으로의 슬라이딩 이동을 가능하게 하는 심체 가이드부와, 내부에 자성체 코어의 코일 비권회부를 수납하는 자성체 코어 수납부를 구성하는 내부 케이스를 구비하고,

사용시에는, 상기 심체의 상기 펜 끝과, 상기 내부 케이스의 상기 개구부를 가지는 상기 선단의 측의 일부인 상기 심체 가이드부와 상기 자성체 코어 수납부의 일부로 이루어진 펜 끝측부가, 상기 외부 케이스의 상기 개구로부터 돌출되는 것을 특징으로 한다.

이 청구항 1에 기재된 발명의 필기구에 의하면, 일단에 개구를 가지는 통 모양의 외부 케이스 내에, 전자 펜 본체부가 수납되어 구성된다. 전자 펜 본체부는 축심 방향의 일단이 펜 끝이 되는 심체를 구비한다. 당해 심체는 통 모양의 내부 케이스에 수납되지만, 심체의 펜 끝은 내부 케이스의 단부의 개구로부터 돌출된 상태로 수납된다. 그리고 사용시에는, 심체의 펜 끝과, 내부 케이스의 펜 끝측부가, 외부 케이스의 개구로부터 돌출되는 구성으로 된다.

이것에 의해, 심체의 펜 끝 이외의 부분은 내부 케이스 내에 유지되어, 외부로 노출되지 않으므로, 심체를 펜 끝에 가해지는 수직 방향, 수평 방향의 충격 등의 외력으로부터 보호할 수 있다. 또, 다기능 펜의 경우에는, 심체가 내부 케이스 내에 유지되며, 만일 비스듬하게 케이스 선단의 개구를 향해, 당해 개구로부터 돌출되었다 하더라도, 심체가 직접 외부 케이스의 개구의 내주 부분에 접촉되지 않도록 할 수 있다. 이 때문에, 전자 펜 본체부를, 사용시에는 외부 케이스로부터 반출되도록 하고, 비사용시에는 외부 케이스 내에 수납하는 구성의 필기구라도, 심체를 확실히 보호하여, 손상이나 변형을 일으키게 하는 일이 없도록 할 수 있다. 또, 사용시에 있어서는, 내부 케이스의 펜 끝측부가 외부 케이스의 개구의 주변 부분과 접촉되어, 심체 자체가 외부 케이스의 개구의 주변 부분과 접촉하는 상태를 일으키지 않으므로, 심체에 걸리는 필압을 적절히 검출할 수 있다.

이 발명에 의하면, 전자 펜 기능을 실현하는 전자 펜 본체부의 펜 끝측의 부분을 세형화하더라도, 사용에 의한 손상이나 변형을 일으키게 하는 일이 없도록 할 수 있다. 또, 다기능 펜과 같이, 펜 끝이 경사 방향으로부터 케이스 선단의 개구를 향해 이동하여, 당해 개구로부터 돌출되는 경우라도, 전자 펜 기능을 실현하는 전자 펜 본체부의 펜 끝측의 심체가 당해 개구의 주변 부분에 걸리는 일이 없어, 심체가 손상되기 어려운 필기구를 실현할 수 있다. 또, 심체에 걸리는 필압을 적절히 검출 가능한 전자 펜 기능을 구비한 필기구를 실현할 수 있다.

도 1은 이 발명에 의한 필기구 및 전자 펜 본체부의 실시 형태의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는 이 발명에 의한 전자 펜 본체부의 실시 형태의 외관을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 이 발명에 의한 전자 펜 본체부의 실시 형태의 구성예와, 당해 전자 펜 본체부를 구비한 필기구의 펜 끝측의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 이 발명에 의한 필기구의 실시 형태의 회로 구성을, 당해 필기구와 함께 사용하는 위치 검출 장치의 회로 구성과 함께 나타내는 도면이다.
도 5는 전자 펜 본체부의 회전식의 다기능 펜으로의 적용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 전자 펜 본체부의 노크식의 다기능 펜으로의 적용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 이 발명을 정전 방식의 전자 펜에 적용했을 경우의 예에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 나타낸 전자 펜의 회로 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 정전 방식의 위치 검출 장치의 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 이 발명의 필기구의 변형예에 대해 설명하기 위한 도면이다.

이하, 이 발명에 의한 필기구 및 전자 펜 본체부의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

［노크식의 필기구의 구성예］

먼저, 이 발명을 전자 유도 방식의 전자 펜에 적용하여 노크식의 필기구를 구성했을 경우의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 1은 이 발명에 의한 필기구 및 전자 펜 본체부의 일 실시 형태의 구성예를 나타내는 도면이다. 이 실시 형태의 필기구(1)는 전자 펜 기능을 실현하는 것으로, 통 모양의 케이스(필기구의 외부 케이스)(2)의 중공부(中空部)(2a) 내에, 전자 펜 본체부(3)가 수납되고, 노크 캠 기구부(4)에 의해, 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝측이, 외부 케이스(2)의 길이 방향의 일단의 개구(2b)측으로부터 출입되는 노크식의 구성을 구비한다. 이 실시 형태에서는, 전자 펜 본체부(3)는 카트리지식의 구성으로 되어, 케이스(2)에 대해서 착탈 가능하게 되어 있다.

도 1의 (A)는 전자 펜 본체부(3)의 전체가 외부 케이스(2)의 중공부(2a) 내에 수용되어 있는 상태를 나타내고, 도 1의 (B)는 노크 캠 기구부(4)에 의해 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝측이, 외부 케이스(2)의 개구(2b)로부터 돌출된 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 1의 예에서는, 필기구(1)의 외부 케이스(2)가 투명한 합성 수지로 구성되어 있어, 그 내부가 투과되어 보이는 상태로서 나타내져 있다. 이 실시 형태의 필기구(1)는 시판의 노크식 볼펜과 호환성을 갖는 구성으로 되어 있다.

외부 케이스(2) 및 당해 외부 케이스(2) 내에 마련되는 노크 캠 기구부(4)는, 주지의 시판의 노크식 볼펜과 동일한 구성으로 됨과 아울러, 치수 관계도 동일하게 구성된다. 환언하면, 외부 케이스(2) 및 노크 캠 기구부(4)는, 시판의 노크식의 볼펜의 케이스 및 노크 캠 기구부를 그대로 이용할 수도 있다.

노크 캠 기구부(4)는, 도 1에 나타내는 것처럼, 캠 본체(41)와, 노크봉(42)과, 회전자(43)가 조합된 주지의 구성으로 되어 있다. 캠 본체(41)는 통 모양의 케이스(2)의 내벽면에 형성되어 있다. 노크봉(42)은 사용자의 노크 조작을 접수할 수 있도록, 단부(42a)가 외부 케이스(2)의 펜 끝측과는 반대측의 개구(2c)로부터 돌출되도록 되어 있다. 회전자(43)는 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝측과는 반대측의 단부가 감합(嵌合, 끼워 맞춤)되는 감합부(43a)를 구비한다.

도 1의 (A)의 상태에 있어서, 노크봉(42)의 단부(42a)가 눌리면, 노크 캠 기구부(4)에 의해, 전자 펜 본체부(3)는 케이스(2) 내에 있어서 도 1의 (B)의 상태로 락 되어, 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝측이, 케이스(2)의 개구(2b)로부터 돌출되는 상태가 된다. 그리고 이 도 1의 (B)의 상태로부터, 노크봉(42)의 단부(42a)가 재차 눌리면, 노크 캠 기구부(4)에 의해 락 상태가 해제되어, 복귀용 스프링(5)에 의해, 전자 펜 본체부(3)의 케이스(2) 내의 위치는, 도 1의 (A)의 상태로 돌아간다. 노크 캠 기구부(4)의 상세한 구성 및 그 동작은, 주지이므로, 여기에서는, 그 설명을 생략한다.

［전자 펜 본체부(3)의 구성예］

도 2는 전자 펜 본체부(3)의 외관예를, 시판의 노크식 볼펜의 리필 심(카트리지)과 비교하여 나타내는 도면이다. 즉, 도 2의 (A)는, 시판의 노크식 볼펜의 리필 심(6)을 나타내고, 또, 도 2의 (B)는 이 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)의 구성예를 나타내고 있다.

시판의 노크식 볼펜의 리필 심(6)은, 도 2의 (A)에 나타내는 것처럼, 볼이 선단에 배치되어 있는 펜 끝부(61)와 잉크 수납부(62)가, 결합부(63)로 결합되어 일체화된 주지의 구성을 구비한다. 결합부(63)는 잉크 수납부(62)와 같은 지름을 가진다.

한편, 이 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)에 있어서는, 도 2의 (B)에 나타내는 것처럼, 통 모양의 케이스(내부 케이스)(33)의 내부에, 심체(34) 등의 다양한 부재가 탑재되어 전자 펜 본체부(3)가 구성된다. 심체(34)는, 도 2의 (B)에 나타내는 것처럼, 내부 케이스(33)의 단부에 마련되는 개구부로부터 그 일방의 단부가 돌출되도록 되어 있어, 심체(34)의 내부 케이스(33)로부터 돌출된 부분이 펜 끝으로서 기능한다.

그리고 도 2의 (B)에 나타내는 것처럼, 내부 케이스(33)는 펜 끝측으로부터 심체 가이드부(33b)와, 페라이트 수납부(33c)와, 본체 수납부(33d)의 3개의 부분으로 이루어져 있다. 심체 가이드부(33b)의 외측 선단부(33bx)(도 3)는, 끝이 가늘게(테이퍼 형상으로) 되어 있다. 페라이트 수납부(33c)는, 자세한 것은 후술하지만, 자성체 코어인 페라이트 코어(ferrite core)의 펜 끝측의 일부가 수납되는 부분이다. 본체 수납부(33d)는 페라이트 코어의 펜 끝측의 상기의 일부 이외의 부분, 필압 검출부, 프린트 기판(회로 기판) 등이 수납되는 부분이다.

그리고 도 2의 (A) 및 도 2의 (B)에 나타내는 것처럼, 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝측의 치수는, 볼펜의 리필 심(6)의 펜 끝측의 치수와 거의 같아지도록 구성되어 있다. 즉, 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝 측에 마련되는 페라이트 수납부(33c)의 지름은, 볼펜의 리필 심(6)의 펜 끝부(61)의 지름 R1과 거의 같아지도록 구성되어 있다. 본체 수납부(33d)의 펜 끝측의 단부로부터 심체(34)의 펜 끝 선단까지의 길이는, 볼펜의 리필 심(6)의 펜 끝부(61)의 길이 L1과 거의 같아지도록 구성되어 있다.

또, 전자 펜 본체부(3)의 본체 수납부(33d)의 지름은, 볼펜의 리필 심(6)의 잉크 수납부(62)의 지름 R2와 거의 같고, 펜 끝부(61)의 지름 R1보다는 크다(R2＞R1). 또한, 도 1의 (A)에 나타낸 외부 케이스(2)의 개구(2b)의 지름은, 이 지름 R2보다는 작다. 따라서 전자 펜 본체부(3)가, 개구(2b)로부터 외부로 돌출될 수 없다. 그리고 심체(34)의 선단으로부터 본체 수납부(33d)의 펜 끝과는 반대측의 단부까지의 길이, 즉, 전자 펜 본체부(3)의 전체 길이는, 볼펜의 리필 심(6)의 전체 길이 L2와 같게 선정되어 있다.

다음에, 전자 펜 본체부(3)의 내부의 구성예에 대해 설명한다. 도 3은 제1 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)의 내부의 구성예와 당해 전자 펜 본체부(3)를 이용하여 구성되는 필기구(1)의 펜 끝측의 구성에 대해서 설명하기 위한 도면이다.

도 3에도 나타내는 것처럼, 심체 가이드부(33b)와, 페라이트 수납부(33c)와, 본체 수납부(33d)의 3개의 부분으로 이루어지는 내부 케이스(33) 내에, 전자 펜 기능을 실현하기 위한 다양한 부재가 탑재된다. 먼저, 페라이트 코어(32)는, 예를 들면 원기둥 모양의 페라이트 재료에, 예를 들면 수지 등에 의해 형성되는 막대 모양의 심체(34)를 삽입 통과시키기 위한 소정의 지름(예를 들면 지름=1mm)의 축심 방향의 관통공이, 축심 방향의 중심선을 포함하는 위치에 형성된 것이다.

당해 페라이트 코어(32)의 관통공에는, 심체(34)가 페라이트 코어(32)를 관통하도록 삽입된다. 즉, 심체(34)는 페라이트 코어(32)의 축심 방향의 길이보다도 긴 것이다. 또, 페라이트 코어(32)의 당해 관통공에 삽입되는 심체(34)의 부분은, 당해 관통공의 지름보다도 약간 짧은 지름을 가지는 것으로, 당해 관통공 내를 축심 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있도록 된다. 또한, 심체(34)의 펜 끝이 되는 단부 부분은, 페라이트 코어(32)의 관통공의 지름보다도 긴 지름을 가짐과 아울러, 선단부가 반구(半球) 모양으로 가공되어, 터치 패널 등의 조작면상에 있어서, 스무스하게 이동시킬 수 있도록 한 것이다.

그리고 도 3의 (A)에 나타내는 것처럼, 페라이트 코어(32)의 축심 방향의 소정의 길이의 부분은 코일(31)이 권회(卷回)된 코일 권회부로 되어, 그 양단은 코일이 귄회되어 있지 않은 코일 비권회부로 되어 있다. 즉, 페라이트 코어(32)를 그 축심 방향에서 보았을 때, 펜 끝측의 단부로부터, 코일 권회부의 일방의 단까지의 부분은, 코일이 귄회되지 않은 제1 코일 비권회부가 되고, 또 코일 권회부의 타방의 단으로부터, 페라이트 코어(32)의 펜 끝측과는 반대의 단부까지의 부분은, 코일(31)이 귄회되지 않은 제2 코일 비권회부가 된다.

페라이트 코어(32)에 권회된 코일(31)의 단부로부터의 연신(延伸)선(도체선)(31a, 31b)은 내부 케이스(33)의 내측을, 프린트 기판(36)까지 연신되어, 프린트 기판(36)에 마련되어 있는 캐패시터(콘덴서)에 접속된다. 이것에 의해, 코일(31)과 프린트 기판(36)상의 캐패시터에 의해서 공진 회로를 구성하여, 위치 검출 장치와의 사이에 있어서, 전자 유도에 의해 결합하여, 서로 신호를 송수할 수 있게 된다.

그리고 심체(34)의 펜 끝과는 반대측에는, 몰드부(35A), 필압 검출부(35B), 감합부(35C), 접속 단자부(35D)로 이루어지는 접속부(35)가 마련된다. 이 접속부(35)는 코일(31)과 페라이트 코어(32)와 심체(34)로 이루어지는 부분과, 프린트 기판(36) 및 기판 보호 파이프(37)를 일체적으로 접속하는 부분이다. 몰드부(35A)의 페라이트 코어(32)와 대향하는 단면측에는 페라이트 코어(32)의 제2 코일 비권회부가 감합되는 오목부가 마련되어 있다.

추가로, 몰드부(35A)의 내부에는, 도 3의 (A)에 나타내는 것처럼, 심체 유지부(A1), 도전 고무(A2), 링 스페이서(A3), 유전체(A4), 단자 부재(A5)가 마련되어 있다. 이들 각 부가, 몰드부(35A)와 감합부(35C)에 의해서 사이에 끼어, 필압을 검출하는 필압 검출부(35B)가 된다.

구체적으로, 심체 유지부(A1)는, 예를 들면 경질 고무 등에 의해 컵 모양으로 형성되어, 심체(34)의 펜 끝측과는 반대측의 단부 부분이 끼워 넣어져, 이것을 유지한다. 심체 유지부(A1)의 심체(34)와는 반대측의 저면부는 구면(球面) 모양으로 형성되어 있다. 그리고 심체 유지부(A1)는 심체(34)에 가해지는 필압에 따라 도전 고무(A2)를 압압(押壓)하는 압압부로서 기능한다.

링 스페이서(A3)는 링 모양으로 형성된 부재로서, 도전 고무(A2)와 유전체(A4)의 펜 끝측의 면의 사이에, 링 스페이서(A3)의 두께만큼 공극(空隙)을 마련하여 양자를 괴리(乖離)시키는(떨어지게 하는) 것이다. 유전체(A4)의 다른 면에는, 소정의 면적을 가지는 단자 부재(A5)가 붙도록 하여 마련되어 있다. 이와 같이, 도전 고무(제1 전극)(A2)와 단자 부재(제2 전극)(A5)가, 유전체(A4)를 사이에 둠으로써, 가변 용량 콘덴서(캐패시터)를 구성하고 있다.

즉, 심체(34)의 펜 끝에 가해지는 필압에 따라서, 심체(34)는 축심 방향으로 오르 내리도록 슬라이딩 이동한다. 이것에 연동하여, 심체 유지부(A1)가 도전 고무(A2)를 밀어 올리거나, 내리거나 한다. 도전 고무(A2)와 유전체(A4)의 사이에는 링 스페이서(A3)에 의해 공극이 마련되어 있으므로, 도전 고무(A2)는 심체(34)에 가해지는 필압에 따라서, 유전체(A4)에 접근하여 접촉하고, 그 접촉 면적을 변화시킨다. 이것에 의해, 유전체(A4)를 사이에 두는 도전 고무(A2)와 단자 부재(A5)의 사이의 정전 용량이 필압에 따라 변화하게 된다. 또한, 필압이 가해지고 있지 않을 때에는, 도전 고무(A2)는 링 스페이서(A3)의 존재에 의해 유전체(A4)로부터 멀어진다.

그리고 도전 고무(A2)에 접속된 도전선과, 단자 부재에 접속된 도전선이, 예를 들면, 몰드부(35A)와 감합부(35C)의 외측을 통해서, 접속 단자부(35D)의 단자에 접속되고, 접속 단자부(35D)의 단자를 통해서 프린트 기판(36)의 전자 회로에 접속된다. 이것에 의해, 프린트 기판(36)의 전자 회로부에 있어서, 심체(34)에 가해지는 필압을, 상술한 것처럼 구성되는 가변 용량 콘덴서의 정전 용량의 변화로서 검출할 수 있다.

이 예에 있어서, 심체 유지부(A1), 도전 고무(A2), 링 스페이서(A3), 유전체(A4), 단자 부재(A5)에 의해 구성되는 필압 검출부(35B)는, 예를 들면 특허 문헌： 일본 특개평 5－275283호 공보에 기재되어 있는 주지의 구성의 필압 검출 수단과 마찬가지의 것이다. 또, 필압 검출부(35B)는 일본 특개 2011－186803호 공보에 기재되어 있는 주지의 구성의 필압 검출 수단과 마찬가지로 구성할 수도 있다. 또, 예를 들면, 일본 특개 2013－161307호 공보에 개시되어 있는 필압에 따라 정전 용량을 가변으로 하는 반도체 소자를 이용하여 구성할 수도 있다.

감합부(35C)는 기판 보호 파이프(37)와 감합되는 부분이다. 감합부(35C)는 수지나 경질 고무 등에 의해 예를 들면 대략 원통 모양으로 형성되어, 몰드부(35A)와 강고하게 감합되어 일체적으로 되어 있다. 이것에 의해, 상술도 한 것처럼, 몰드부(35A)와 감합부(35C)에 의해서, 심체 유지부(A1), 도전 고무(A2), 링 스페이서(A3), 유전체(A4), 단자 부재(A5)가 사이에 끼워져, 이들 부재로부터 구성되는 필압 검출부(35B)가 내부 케이스(33) 내에 안정적으로 유지된다.

그리고 감합부(35C)의 내측에는, 프린트 기판(36)의 선단부가 감합되는 오목부가 마련되어 있다. 접속 단자부(35D)는, 도 3의 (A)에 나타내는 것처럼, 감합부(35C)에 연결하는 상하에 2매의 판(板)부로 이루어지는 부분이다. 이 판부가 프린트 기판(36)을 사이에 두도록 되어 있다.

이들 2매의 판부의 일방, 예를 들면, 도 3의 (A)에 있어서 상측의 판부에는, 상술한 도전 고무(A2)와, 단자 부재(A5)로부터의 도전선이 접속된 단자가 배치되어 있고, 접속 단자부(35D)에 프린트 기판(36)을 끼워 넣었을 때, 자동적으로 프린트 기판(36)에 마련되어 있는 전자 회로의 단자부와 접속되도록 되어 있다.

프린트 기판(36)은 제어 회로로서 기능하는 IC(Integrated Circuit)나 복수의 콘덴서 등의 다양한 회로 부품이 절연 기판상에 탑재되고, 그것들이 접속되어 형성된 것이다. 프린트 기판(36)은, 도 3의 (A)에 나타내는 것처럼, 기판 보호 파이프(37)의 내부에 수납되어 보호된다.

기판 보호 파이프(37)는 금속, 카본 소재, 합성 수지 등이 이용되어 형성되어, 접히거나 구부러지거나 하기 어려운 경질(硬質) 관(罐) 모양 부재이다. 심체측 개구부로부터 기판 보호 파이프(37)의 내측의 소정 범위의 부분에, 접속부(35)의 감합부(35C)가 끼워 넣어져 양자가 감합한다. 마찬가지로, 후단측 개구부로부터 기판 보호 파이프(37)의 내측의 소정 범위의 부분에, 파이프 덮개(38)가 끼워 넣어져 양자가 감합된다.

이것에 의해, 코일(31)이 권회된 페라이트 코어(32)에 심체(34)가 삽입 통과된 펜 끝측의 부분과, 접속부(35)와, 프린트 기판(36)을 수납한 기판 보호 파이프(37)와, 파이프 덮개(38)가 일체적으로 접속되어, 전자 펜 본체부(3)의 기능을 실현하는 주요 부분이 구성된다. 이 주요 부분이, 도 2의 (A)에 나타내는 것처럼, 내부 케이스(33)에 수납되고, 후단측의 개구부에, 외부 케이스 내에 전자 펜 본체부(3)를 접속하기 위한 접속 부재(39)가 감합되도록 장착되어, 전자 펜 본체부(3)가 구성된다.

이상과 같은 구성의 전자 펜 본체부(3)의 후단에 마련되어 있는 접속 부재(39)를, 노크 캠 기구부(4)의 회전자(43)의 감합부(43a)에 감합시킴으로써, 전자 펜 본체부(3)를 외부 케이스(2) 내에 수납할 수 있다. 그리고 이 실시 형태의 전자 펜(1)에 있어서는, 사용자는 위치 검출 장치와 함께 사용할 때에는, 노크봉(42)의 단부(42a)를 누른다. 그러면, 전자 펜(1)에 있어서는, 도 1의 (B)에 나타낸 것처럼, 심체(34)의 단부가 구성하는 펜 끝과, 내부 케이스(33)의 선단측의 부분이 외부 케이스(2)로부터 돌출된 상태가 된다.

심체(34)의 펜 끝과, 내부 케이스(33)의 선단측의 부분이 외부 케이스(2)로부터 돌출된 상태의 펜 끝측의 부분을 확대하여 나타낸 것이, 도 3의 (B)이다. 도 3의 (B)에 나타낸 것처럼, 심체(34)의 펜 끝 이외의 부분이나 페라이트 코어(32)는, 내부 케이스(33) 내에 수납되어, 펜 끝에 가해지는 수직 방향, 수평 방향의 충격 등의 외력으로부터 보호된다.

도 3의 (B)에 나타낸 것처럼, 개구(2b)로부터 돌출되는 것은, 내부 케이스(33)의 심체 가이드부(33b) 및 페라이트 수납부(33c)로 이루어지는 펜 끝측부이고, 심체(34) 및 페라이트 코어(32) 등의, 세형화에 의해 외측으로부터 가해지는 힘(외력)에 대한 강도가 저하하는 부분을 강고하게 보호할 수 있다. 또, 내부 케이스(33)의 심체 가이드부의 외측의 선단은, 도 3의 (A), (B)에 나타낸 것처럼, 테이퍼 형상으로 되어 있으므로, 전자 펜 본체부(3)가 외부 케이스(2)로부터 돌출될 때 걸리는 일 없이, 스무스하게 외부 케이스(2)의 개구(2b)로부터 외부로 돌출될 수 있다.

이와 같이, 심체(34)나 페라이트 코어(32)가 외부 케이스(2)와 접촉하는 일은 없으므로, 심체(34)나 페라이트 코어(32) 등이, 파손되거나 변형되거나 하는 등과 같은 결함을 일절 생기게 하는 일이 없다. 또, 도 3의 (B)에 나타낸 것처럼, 심체(34)가 외부 케이스(2)와 접촉하는 일은 없고, 심체(34)의 펜 끝의 주위는, 도 3의 (A), (B)에 나타낸 것처럼, 축심 방향으로 소정의 길이를 가지는 심체 가이드부(33b)에 의해서 둘러싸여 있다.

따라서 심체(34)의 축심 방향으로의 슬라이딩 이동의 장해가 되는 것은 존재하지 않고, 심체 가이드부(33b)에 의해서, 심체(34)의 펜 끝이 축심 방향으로 슬라이딩 이동할 때의 가이드부(위치를 규제하는 부분)가 되어, 적절하고 또한 스무스한 축심 방향으로의 슬라이딩 이동을 가능하게 한다. 이것에 의해, 심체(34)는 펜 끝에 가해지는 필압에 적절히 호응하여 슬라이딩 이동할 수 있어, 필압의 적절하고 또한 정확한 검출을 가능하게 하고 있다.

또, 도 3의 (A), (B)에 나타내는 것처럼, 페라이트 코어(32)의 제1 코일 비권회부에 따라 가늘어진 페라이트 수납부(33c)가 마련되어 있다. 이 페라이트 수납부(33c) 내에, 페라이트 코어(32)의 제1 코일 비권회부가 위치함으로써, 내부 케이스(33) 내에 있어서, 페라이트 코어(32)의 위치를 적절히 규제하여, 심체(34) 뿐만이 아니라, 페라이트 코어(32)도 적절히 보호할 수 있도록 하고 있다. 또, 페라이트 코어(32)를 보다 펜 끝 측에 위치시킬 수 있으므로, 페라이트 코어(32)를 세형화하더라도, 센서에 가까이 할 수 있어, 노이즈 내성이 강한 신호를 송신할 수 있다.

또, 전자 펜(1)의 사용이 종료되면, 노크봉(42)의 단부(42a)를 다시 누름으로써, 도 1의 (A)에 나타낸 것처럼, 전자 펜 본체부(3)의 전체는 케이스(2)의 중공부(2a) 내에 수용시키는 상태로 할 수 있다. 이 때에는, 전자 펜 본체부(3)의 전체가 케이스(2)의 중공부(2a) 내에 수용되어, 전자 펜 본체부(3)의 전체가, 외부 케이스(2)에 의해 보호되는 상태가 된다. 물론, 전자 펜 본체부(3)가 외부 케이스(2) 내에 수납될 때, 심체(34)나 페라이트 코어(32)가 외부 케이스(2)에 접촉하는 일은 없으므로, 수납시에 있어서도 심체(34)나 페라이트 코어(32)가 손상되거나, 변형되거나 하는 일도 없다.

［전자 유도 수수 방식의 좌표 검출 센서의 개요］

다음에, 도 1~도 3을 이용하여 설명한 전자 유도 수수 방식의 전자 펜(1)을 이용한 지시 위치의 검출 및 필압의 검출(검지)을 행하는 전자 유도 수수 방식의 위치 검출 장치(200)의 구체적인 실시 형태의 회로 구성예에 대해서, 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 전자 펜(1) 및 위치 검출 장치(200)의 회로 구성예를 나타내는 블록도이다. 전자 펜(1)과 위치 검출 장치(200)에 의해 입력 장치가 구성된다.

전자 펜(1)은 회로 구성으로서는, 신호 송수용의 코일(31)과, 이 코일(31)에 접속된 필압 검출부(35B)와, 이 필압 검출부(35B)에 병렬로 접속되는 공진 콘덴서 Cf 등으로 이루어지는 공진 회로에 의해서 나타내진다.

한편, 위치 검출 장치(200)에는, X축 방향 루프 코일 그룹(204a)과, Y축 방향 루프 코일 그룹(204b)을 적층시켜 마련함으로써, 전자 유도 방식의 좌표 검출 센서(201)가 형성되어 있다. 각 루프 코일 그룹(204a, 204b)은, 예를 들면, 각각 40개의 사각형의 루프 코일로 이루어져 있다. 각 루프 코일 그룹(204a, 204b)을 구성하는 각 루프 코일은, 등간격으로 늘어서 차례로 서로 중첩되도록 배치되어 있다.

또, 위치 검출 장치(200)에는 X축 방향 루프 코일 그룹(204a) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(204b)이 접속되는 선택 회로(206)가 마련되어 있다. 이 선택 회로(206)는 2개의 루프 코일 그룹(204a, 204b) 중 하나의 루프 코일을 차례로 선택한다.

추가로, 위치 검출 장치(200)에는 발진기(203)와, 전류 드라이버(205)와, 전환 접속 회로(207)와, 수신 앰프(208)와, 검파기(209)와, 저역 필터(210)와, 샘플 홀드 회로(212)와, A/D 변환 회로(213)와, 동기 검파기(216)와, 저역 필터(217)와, 샘플 홀드 회로(218)와, A/D 변환 회로(219)와, 처리부(214)가 마련되어 있다.

발진기(203)는 주파수 f0의 교류 신호를 발생시켜, 전류 드라이버(205)와 동기 검파기(216)에 공급하는 발진기(203)이다. 전류 드라이버(205)는 발진기(203)로부터 공급된 교류 신호를 전류로 변환하여 전환 접속 회로(207)로 송출한다. 전환 접속 회로(207)는 후술하는 처리부(214)로부터의 제어에 의해, 선택 회로(206)에 의해서 선택된 루프 코일이 접속되는 접속처(송신측 단자(T), 수신측 단자(S))를 전환한다. 이 접속처 중, 송신측 단자(T)에는 전류 드라이버(205)가, 수신측 단자( S)에는 수신 앰프(208)가, 각각 접속되어 있다.

선택 회로(206)에 선택된 루프 코일에 발생하는 유도 전압은, 선택 회로(206) 및 전환 접속 회로(207)를 통해서 수신 앰프(208)에 보내진다. 수신 앰프(208)는 루프 코일로부터 공급된 유도 전압을 증폭하여, 검파기(209) 및 동기 검파기(216)로 송출한다.

검파기(209)는 루프 코일에 발생한 유도 전압, 즉 수신 신호를 검파하여, 저역 필터(210)로 송출한다. 저역 필터(210)는 전술한 주파수 f0보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있고, 검파기(209)의 출력 신호를 직류 신호로 변환하여 샘플 홀드 회로(212)로 송출한다. 샘플 홀드 회로(212)는 저역 필터(210)의 출력 신호의 소정의 타이밍, 구체적으로는 수신 기간 중의 소정의 타이밍에 있어서의 전압치를 유지하고, A/D(Analog to Digital) 변환 회로(213)로 송출한다. A/D 변환 회로(213)는 샘플 홀드 회로(212)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하여, 처리부(214)에 출력한다.

한편, 동기 검파기(216)는 수신 앰프(208)의 출력 신호를 발진기(203)로부터의 교류 신호로 동기 검파하고, 그들 사이의 위상차에 따른 레벨의 신호를 저역 필터(217)에 송출한다. 이 저역 필터(217)는 주파수 f0보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있고, 동기 검파기(216)의 출력 신호를 직류 신호로 변환하여 샘플 홀드 회로(218)로 송출한다. 이 샘플 홀드 회로(218)는 저역 필터(217)의 출력 신호의 소정의 타이밍에 있어서의 전압치를 유지하고, A/D(Analog to Digital) 변환 회로(219)로 송출한다. A/D 변환 회로(219)는 샘플 홀드 회로(218)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하여, 처리부(214)에 출력한다.

처리부(214)는 위치 검출 장치(200)의 각 부를 제어한다. 즉, 처리부(214)는 선택 회로(206)에 있어서의 루프 코일의 선택, 전환 접속 회로(207)의 전환, 샘플 홀드 회로(212, 218)의 타이밍을 제어한다. 처리부(214)는 A/D 변환 회로(213, 219)로부터의 입력 신호에 기초하여, X축 방향 루프 코일 그룹(204a) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(204b)으로부터 일정한 송신 계속 시간을 가지고 전파를 송신시킨다.

X축 방향 루프 코일 그룹(204a) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(204b)의 각 루프 코일에는, 전자 펜(1)으로부터 송신되는 전파에 의해서 유도 전압이 발생한다. 처리부(214)는 이 각 루프 코일에 발생한 유도 전압의 전압치의 레벨에 기초하여 전자 펜(1)의 X축 방향 및 Y축 방향의 지시 위치의 좌표치를 산출한다. 또, 처리부(214)는 송신한 전파와 수신한 전파의 위상차에 기초하여 필압을 검출한다. 이와 같이, 이 실시 형태의 전자 유도 수수 방식의 전자 펜(1)과 도 4에 나타낸 전자 유도 수수 방식의 위치 검출 장치(200)에 의해, 입력 장치를 구성할 수 있다.

［전자 펜 본체부의 회전식의 다기능 펜으로의 적용］

도 5는 상술한 실시 형태의 볼펜의 카트리지의 구성으로 된 전자 펜 본체부(3)와 거의 같이 구성되는 전자 펜 본체부(3A)와, 통상의 볼펜의 카트리지(6)를 이용하여 구성하는 회전식의 다색 펜의 구성으로 한 다기능 펜(1A)의 외관 및 내부 구성을 나타내는 도면이다. 즉, 전자 펜 본체부(3A)는 상술한 전자 펜 본체부(3)의 접속 부재(39)에 상당하는 부분의 구성이 상이할 뿐으로, 그 외의 구성은 도 3을 이용하여 설명한 전자 펜 본체부(3)와 마찬가지로 구성되는 것이다.

그리고 도 5의 예의 경우에는, 외부 케이스(2A, 2B), 조인트 파이프(2C), 접속부 링(2D), 후단 덮개부(2E)는, 2개로 절단한 경우의 단면도로서 나타내고 있다. 그리고 도 5에 나타내는 다기능 펜(1A)은, 시판의 회전식의 다색 볼펜과 마찬가지의 구성을 구비하고 있다.

즉, 다기능 펜(1A)은 펜 끝측의 외부 케이스(2A)와, 후단측의 외부 케이스(2B)의 2개에 케이스를 구비한다. 이들 2개의 외부 케이스(2A, 2B)는, 이들을 접속시키기 위한 조인트 파이프(2C)에 의해서 접속된다. 그리고 외부 케이스(2A)와 외부 케이스(2B)가, 축심 방향에 있어서 대향하는 접속부에는, 접속부 링(2D)이 마련되어, 사용자가 외부 케이스(2A, 2B)의 각각의 부분을 명확하게 구별할 수 있도록 하고 있다. 그리고 외부 케이스(2A, 2B)는 조인트 파이프(2C)에 의해 접속된 상태로, 축심을 중심으로 하여, 각각 상이한 방향으로 회전시킬 수 있도록 구성되어 있다.

외부 케이스(2B)의 후단측은, 후단 덮개부(2E)에 의해 닫혀지고, 이 후단 덮개부(2E)에는, 다기능 펜(1A)을 사용자의 상의 포켓 등에 걸기 위한 클립(2F)이 마련되어 있다. 그리고 외부 케이스(2B) 내의 후단측에는, 외부 케이스(2B)의 내경과 일치하는 외경을 가지는 삼각 캠(2G)이 마련되어 있다. 이 삼각 캠(2G)은 원통 모양의 부재의 상면부로부터 저면부에 걸쳐 비스듬하게 절단하도록 한 형상을 가지고, 그 측면을, 절단면을 가로 방향에서 보면, 도 5에 나타낸 것처럼 삼각형의 형상이 되는 것이다. 이 삼각 캠(2G)은 외부 케이스(2B)를 회전시킴으로써, 이것에 연동하여 함께 회전한다.

또, 외부 케이스(2B) 내에는, 조인트 파이프(2C)에 의해 외부 케이스(2B)의 내부에 유지되도록, 압출봉(押出棒)(21, 22)이 마련된다. 압출봉(21, 22)의 후단측(펜 끝과는 반대의 측)의 단부에는, 상술한 삼각 캠(2G)의 외주부(外周部)에 접촉되고, 당해 외주부상을 슬라이드 이동하는 산형(山型)으로 형성된 슬라이드부(21A, 22A)가 마련되어 있다. 또, 압출봉(21, 22)의 주위에는, 스프링(21B, 22B)이 마련된다. 이 스프링(21B, 22B)의 각각은, 도 5에 나타내는 것처럼, 조인트 파이프(2C)의 펜 끝과는 반대측의 단부와 슬라이드부(21A, 22A)의 사이에 파지(把持)되어, 압출봉(21, 22)을 외부 케이스(2B) 내에 있어서, 펜 끝측으로부터 후단측으로 끌어 당기도록 기능한다.

압출봉(21)의 펜 끝측의 단부에는, 구 모양 볼록부(21C)가 마련되어 있다. 이 구 모양 볼록부(21C)는 전자 펜 본체부(3A)의 후단측에 마련된 구 모양 오목부(3Ax)에 감합된다. 그리고 압출봉(21)의 구 모양 볼록부와 전자 펜 본체부(3A)의 구 모양 오목부(3Ax)에 의해서, 이른바 유니버셜 조인트(universal joint)를 구성한다. 또, 압출봉(22)의 펜 끝측의 단부에는, 볼펜의 카트리지(6)의 후단측의 접속부가 감합되는 감합부(22C)가 마련되어 있다.

그리고 도 5에 나타내는 것처럼, 전자 펜 본체부(3A)의 후단측의 구 모양 오목부(3Ax)가, 압출봉(21)의 펜 끝측의 단부의 구 모양 볼록부(21C)에 감합되도록 해서 장착된다. 전자 펜 본체부(3A)의 내부에는, 상술한 것처럼, 프린트 기판이나 보호 파이프 등이 수납되어 구부러뜨리기 어려운구부러뜨리기 어려운자 펜 본체부(3A)는, 도 5에 나타내는 것처럼, 압출봉(21)의 구 모양 볼록부(21C)와 전자 펜 본체부(3A)의 구 모양 오목부(3Ax)가 감합된 부분에 있어서, 전(全)방향으로 자재(自在)로, 또한 용이하게 꺾여 구부러질 수 있도록 된다. 이것에 의해, 외부 케이스(2A, 2B) 내에 있어서, 전자 펜 본체부(3A)의 내부 케이스(33)가 외부 케이스(2A)의 내벽에 닿더라도, 전자 펜 본체부를 휘게 하는 것 같은 큰 부하가 걸리는 일 없이, 출몰(出沒) 이동할 수 있게 되어 있다. 즉, 다기능 펜(1A)의 개구(2Aa)에 대해서, 전자 펜 본체부(3A)가 비스듬하게 이동하여, 돌출된다.

또, 도 5에 나타내는 것처럼, 볼펜의 카트리지(6)의 후단측의 접속 부재가, 압출봉(22)의 펜 끝측의 감합부(22C)에 감합되도록 하여 장착된다. 볼펜의 카트리지(6)는, 주지하는 바와 같이 펜 끝 이외의 부분은 플라스틱 등에 의해 구성되어, 유연성을 가지고 있으므로, 접히는 일 없이, 용이하게 전(全)방향으로 어느 정도 구부러질 수 있는 것이다. 따라서 외부 케이스(2A, 2B) 내에 있어서, 볼펜의 카트리지(6)가, 외부 케이스(2A)의 내벽에 닿더라도, 부하가 되지 않아, 출몰 이동할 수 있게 된다. 물론, 금속제의 볼펜용 카트리지를 이용하는 경우 등에 있어서는, 전자 펜 본체부(3A)의 접속 부분과 마찬가지로 유니버셜 조인트를 이용하는 구성으로 해도 된다.

이와 같이 하여, 전자 펜 본체부(3A)와 볼펜의 카트리지(6)가 장착된 외부 케이스(2B)와, 외부 케이스(2A)를 조인트 파이프(2C)를 통해서 접속함으로써, 도 5에 나타내는 것처럼, 외부 케이스 내에 전자 펜 본체부(3A) 및 볼펜의 카트리지(6)가 수납된 필기구로서의 다기능 펜(1A)이 구성된다.

그리고 상술한 것처럼 구성되는 다기능 펜(1A)에 있어서, 외부 케이스(2A)에 대해서, 외부 케이스(2B)를 축심을 중심으로 하여 회전시키면, 외부 케이스(2B)의 내부에 마련된 삼각 캠(2G)이 회전한다. 이것에 따라서, 압출봉(21, 22)의 후단측의 단부에 마련되어 있는 슬라이드부(21A, 22A)가, 삼각 캠(2G)의 외주부상을 슬라이드 이동한다.

이 때문에, 삼각 캠(2G)의 회전에 의해서, 압출봉(21, 22) 중의 일방은, 삼각 캠(2G)의 선단측(다기능 펜(1A)의 펜 끝측)으로 이동하게 되어, 외부 케이스(2A)의 개구(2Aa)측으로 압출되어 외부 케이스(2A)의 선단의 개구(2Aa)로부터 돌출된다. 동시에, 압출봉(21, 22) 중의 타방은, 삼각 캠(2G)의 저면측(다기능 펜(1A)의 펜 끝측과 반대의 후단측)으로 이동하게 되어, 스프링(21B 혹은 22B)에 의해, 다기능 펜(1A)의 후단측으로 끌어 당겨져, 외부 케이스(2A, 2B) 내에 수납된다.

도 5에 나타낸 예의 경우에는, 압출봉(21)이 삼각 캠(2G)의 펜 끝측의 선단에 위치하고, 삼각 캠(2G)에 의해 압출되어 외부 케이스(2A)의 선단의 개구부로부터 전자 펜 본체부(3A)의 펜 끝측의 부분이 돌출되어 있는 경우를 나타내고 있다. 따라서 도 5에 나타낸 예의 경우에는, 압출봉(22)이 삼각 캠(2G)의 후단측에 위치하여, 스프링(22B)에 의해 끌어 당겨져, 외부 케이스(2A, 2B) 내에 볼펜의 카트리지(6)의 전체가 수납되어 있는 경우를 나타내고 있다.

그리고 도 5에 나타낸 예의 경우, 전자 펜 본체부(3A)는 후단측에 구 모양 오목부(3Ax)가 마련되어 있는 이외의 부분은, 도 3에 나타낸 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)와 마찬가지의 구성을 가진다. 이 때문에, 전자 펜 본체부(3A)의 페라이트 코어(32)에 권회된 코일(31) 및 프린트 기판(36)에 마련된 캐패시터로 이루어지는 공진 회로가, 위치 검출 장치의 센서와의 사이에서 전자 유도에 의해 결합되어, 서로 신호를 송수할 수 있게 된다.

여기서, 전자 펜 본체부(3A) 혹은 볼펜의 카트리지(6)가, 외부 케이스(2B)의 축심을 중심으로 한 회전에 따라 회전하는 삼각 캠(2G)의 회전에 따라서, 외부 케이스(2A)의 펜 끝의 개구(2Aa)측으로 이동하는 경우를 생각한다. 이 경우, 전자 펜 본체부(3A)는 압출봉(21)의 구 모양 볼록부(21C)와, 전자 펜 본체부(3A)의 후단에 마련되는 구 모양 오목부(3Ax)에 의해 구성되는 유니버셜 조인트에 의해서, 도 5에 나타내는 것처럼, 무리없이 개구(2Aa)측으로 이동하는 것이 가능하다. 물론, 볼펜의 카트리지(6)도 그 유연성에 의해, 무리없이 개구(2Aa)측으로 이동하는 것이 가능하다.

그런데, 전자 펜 본체부(3A) 혹은 볼펜의 카트리지(6)는, 당해 개구(2Aa)의 비스듬한 방향으로부터 당해 개구(2Aa)를 향해 이동하게 되어, 각각의 펜 끝측의 부분이 외부 케이스(2A)와 접촉하기 쉬워진다. 그렇지만, 도 5에 나타낸 다기능 펜(1A)의 경우에도, 상술한 실시 형태의 필기구인 전자 펜(1)의 경우와 마찬가지로, 전자 펜 본체부(3A)의 심체(34)의 펜 끝이 되는 부분을 제외한 부분이나 페라이트 코어(32)는, 내부 케이스(33)에 보호되고, 외부 케이스(2A)의 개구(2Aa)로부터 압출된다. 이 경우, 심체(34)나 페라이트 코어(32)가 외부 케이스(2A)의 개구(2Aa)의 주위 부분에 접촉하는 일은 없다.

이것에 의해, 상술한 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)와 마찬가지로 구성되는 전자 펜 본체부(3A)를, 도 5에 나타낸 구성의 회전식의 다기능 펜(1A)에 적용했을 경우에도, 심체(34)나 페라이트 코어(32)가 내부 케이스(33)로 보호되므로, 손상되거나, 변형되거나 하는 일이 없도록 할 수 있다. 게다가, 심체(34)가, 외부 케이스(2A)의 개구(2Aa)의 주위 부분과 접촉한 상태가 생기는 일이 없기 때문에, 외부 케이스(2A)의 개구(2Aa)의 주위 부분이 심체(34)의 슬라이딩 이동의 장해가 되는 일이 없고, 적절히 필압의 검출도 가능하다. 또한, 볼펜의 카트리지(6)의 경우에는, 그 펜 끝부(61)는 종래부터 강고한 것으로, 외부 케이스(2A)와 접촉하더라도, 손상되거나, 변형되거나 할 걱정은 없다.

［전자 펜 본체부의 노크식의 다기능 펜으로의 적용］

도 6은 상술한 실시 형태의 볼펜의 카트리지의 구성으로 된 전자 펜 본체부(3)와, 통상의 볼펜의 카트리지를 이용하여 구성하는 노크식의 다기능 펜(1B)의 외관을 나타내는 구성도이다. 이 도 6의 예에서는, 다기능 펜(1B)의 케이스(2B)가 투명한 합성 수지로 구성되어 있어, 그 내부가 투과되어 보이는 상태로서 나타내져 있다.

다기능 펜(1B)의 케이스(2B)는 시판의 노크식의 다색 볼펜의 케이스 및 노크 기구와 동일한 구성을 구비하고 있다. 시판의 노크식의 다색 볼펜의 케이스 및 노크 기구를 그대로 이용해도 된다. 이 케이스(2B) 내에는, 이 예에서는, 상술한 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)와, 흑색의 잉크의 볼펜 카트리지(3Bk)와, 적색의 잉크의 볼펜 카트리지(3Rd)가 수납되어 있다. 전자 펜 본체부(3)는 도 2의 (B) 및 도 3에 나타낸 형상의 것이며, 볼펜 카트리지(3Bk, 3Rd)는, 모두 도 2의 (A)에 나타낸 형상의 것이다.

다기능 펜(1B)의 노크 기구에는, 전자 펜 본체부(3)가 감합되는 노크봉(42E)과, 흑색의 잉크의 볼펜 카트리지(3Bk)가 감합되는 노크봉(42Bk)과, 적색의 잉크의 볼펜 카트리지(3Rd)가 감합되는 노크봉(42Rd)이 구비되어 있다. 노크봉(42E)이 펜 끝 측으로 슬라이드 이동됨으로써, 도 3의 (B)에 나타내는 것처럼, 전자 펜 본체부(3)의 심체(34)의 펜 끝과, 내부 케이스(33)의 심체 가이드부(33b) 및 페라이트 수납부(33c)로 이루어지는 내부 케이스의 펜 끝측부가 외부 케이스(2B)로부터 돌출된다. 이것에 의해, 페라이트 코어(32)에 권회된 코일(31) 및 캐패시터로 이루어지는 공진 회로가, 위치 검출 장치의 센서와 전자 유도에 의해 결합되어, 서로 신호를 송수할 수 있게 된다.

또, 노크봉(42Bk)이 펜 끝 측으로 슬라이드 이동됨으로써, 볼펜 카트리지(3Bk)의 펜 끝부(61)가 돌출되어 흑색의 잉크로 필기가 가능해진다. 마찬가지로, 노크봉(42Rd)이, 펜 끝 측으로 슬라이드 이동됨으로써, 볼펜 카트리지(3Rd)의 펜 끝부(61)가 돌출되어 적색의 잉크로 필기가 가능해진다.

그리고 도 6에 나타내는 다기능 펜(1B)의 경우, 외부 케이스(2B) 내에, 전자 펜 본체부(3)와 볼펜 카트리지(3Bk, 3Rd)가 수납된다. 전자 펜 본체부(3), 볼펜 카트리지(3Bk, 3Rd)의 각각은, 다기능 펜(1B)의 외부 케이스(2B) 내에 있어서 축심을 둘러싸도록 축심의 주위에 위치하게 된다.

이 때문에, 전자 펜 본체부(3), 볼펜 카트리지(3Bk, 3Rd)의 각각은, 노크봉(42E, 42Bk, 42Rd)의 슬라이드 이동에 따라서, 외부 케이스(2B)의 내부에 있어서는, 비스듬한 방향으로부터 외부 케이스(2B)의 개구(2ba)를 향해 이동하게 된다. 이 때문에, 전자 펜 본체부(3), 볼펜 카트리지(3Bk, 3Rd)의 각각은, 그 펜 끝이 외부 케이스(2B)와 접촉하기 쉬워진다.

그러나 도 6에 나타낸 다기능 펜의 경우에도, 상술한 실시 형태의 필기구인 전자 펜(1)의 경우와 마찬가지로, 전자 펜 본체부(3)의 심체(34)나 페라이트 코어(32)는, 내부 케이스(33)에 보호되고, 외부 케이스(2B)의 개구(2ba)의 주위 부분에 걸리는 일 없이 이동하여, 돌출된다. 이것에 의해, 상술한 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)를, 도 6에 나타낸 구성의 노크식의 다기능 펜에 적용했을 경우에도, 심체(34)나 페라이트 코어(32)가 내부 케이스(33)에 의해 보호되므로, 손상되거나, 변형되거나 하는 일이 없도록 할 수 있다. 게다가, 심체(34)가 외부 케이스(2B)의 개구(2ba)의 주위 부분과 접촉한 상태가 생기는 일이 없으므로, 외부 케이스(2B)의 개구(2ba)의 주위 부분이 심체(34)의 슬라이딩 이동의 장해가 되는 일이 없고, 적절히 필압의 검출도 가능하다.

이와 같이, 상술한 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)는, 시판의 노크식의 다색 볼펜의 케이스에, 볼펜 카트리지의 1개로서 탑재함으로써, 당해 다색의 볼펜에 전자 펜의 기능을 추가할 수 있다.

또한, 도 6에 나타낸 노크식의 다기능 펜의 경우에도, 전자 펜 본체부(3)와, 이것에 대응하는 압출봉의 접속 부분은, 유니버셜 조인트를 구성함으로써, 전자 펜 본체부(3)가 개구(2ba)를 향해 비스듬하게 이동하는 경우에도, 큰 부하가 걸리는 일 없이 이동시킬 수 있다.

［액티브 정전 펜으로의 적용］

상술한 실시 형태의 전자 펜 본체부(3, 3A)는 모두 전자 유도 방식의 것인 것으로서 설명했다. 그러나 이 발명은 전자 유도 방식의 전자 펜뿐만이 아니라, 정전 용량 결합 방식(이하, 정전 방식이라고 기재함. )의 전자 펜에도 적용할 수 있다.

도 7은 이 발명을 적용한 정전 방식의 전자 펜(1C)에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 이 예의 전자 펜(1C)의 회로 구성도이다. 도 7과 도 8에 있어서, 동일 구성요소는 동일 부호로 나타낸다. 또, 도 7, 도 8에 나타내는 이 예의 전자 펜(1C)에 있어서도, 도 3을 이용하여 설명한 실시 형태의 전자 펜(1) 및 전자 펜 본체부(3)와 마찬가지로 구성되는 부분에는 같은 참조 부호를 부여하고, 그 부분의 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

도 7에 나타내는 것처럼, 이 예의 전자 펜(1C)에 있어서도, 기본적으로는 상술한 실시 형태의 전자 유도 방식의 전자 펜(1)의 경우와 마찬가지의 구성을 가진다. 그러나 정전 방식의 전자 펜의 경우에는, 심체를 통해서 신호를 위치 검출 장치에 송신하기 위해, 심체(34C)는 도전성을 가지는 것이다. 구체적으로, 심체(34C)는, 예를 들면, 금속, 카본 재료를 혼합한 합성 수지 등이 이용되어 구성된다.

그리고 이 예의 경우에는, 도 7에 나타내는 것처럼, 심체 유지부(A1)의 내측에, 이것을 향해 삽입되는 심체(34C)가 접촉하도록 전극(A7)이 마련된다. 이 전극(A7)으로부터 도선(A8)이 연신되어, 프린트 기판(36)에 탑재되어 있는 발진 회로에 접속된다. 이것에 의해, 프린트 기판(36)에 탑재되어 있는 발진 회로로부터의 신호가, 심체(34C)를 통해서, 위치 검출 장치로 송신된다. 또한, 심체 유지부(A1) 자체를, 예를 들면, 도전 고무나 카본을 혼합한 수지 등의 도전성을 가지는 재료에 의해 형성하여, 도전성을 가지도록 된 심체 유지부(A1)와 발진 회로를 도전선에 의해 접속하는 구성으로 해도 된다.

또, 이 예의 전자 펜(1C)의 경우, 페라이트 코어(32)에 권회된 코일(31)은, 공진 회로를 구성하는 캐패시터가 아니라, 프린트 기판(36)에 탑재된 전원 회로에 접속된다. 이것에 의해, 코일(31)은 외부로부터의 전원의 공급을 접수하는 전원의 공급단으로서 이용되어, 무접점 충전 기능을 실현한다.

그리고 이 예의 경우에도, 코일(31), 페라이트 코어(32), 심체(34C), 몰드부(35A), 필압 검출부(35B), 감합부(35C), 접속 단자부(35D), 전극(A7) 및 도선(A8), 프린트 기판(36), 기판 보호 파이프(37), 도시하지 않은 파이프 덮개(38), 접속 부재(39)가, 내부 케이스(33) 내에 수납되어, 전자 펜 본체부(3C)가 구성된다.

이와 같이 하여 구성되는 전자 펜 본체부(3C)가, 상술한 실시 형태의 전자 펜(1)의 경우와 마찬가지로 구성되는 외부 케이스(2) 내에 수납되어 전자 펜(1C)이 구성된다. 또한, 이 예의 전자 펜(1C)에 이용하는 전자 펜 본체부(3C)의 경우에는, 상술한 것처럼, 프린트 기판(36)에, 발진 회로나 코일(31)을 공급단으로 하는 전원 회로 등이 탑재된 것이 된다.

그리고 이 예의 전자 펜(1C)의 회로 구성은, 도 8에 나타내는 것처럼 된다. 도 8에 있어서, 51은 전기 이중층 캐패시터, 52는 정류용 다이오드, 53은 전압 변환 회로, 54는, 이 예의 신호 발신 회로를 구성하는 발진 회로이다. 도 8에 나타내는 것처럼, 이 예에서는, 코일(31)의 일단은 다이오드(52)의 애노드에 접속되고, 타단은 접지(GND)되어 있다. 또, 전기 이중층 캐패시터(51)의 일단은 다이오드(52)의 캐소드에 접속되고, 타단은 접지되어 있다.

전극심을 구성하는 심체(34C)는 발진 회로(54)에 대해서 전기적으로 접속된다. 또, 도 3을 이용하여 설명한 전자 펜 본체부(3)의 경우와 마찬가지로, 전자 펜 본체부(3C)에 마련되는 필압 검출부(35B)가 발진 회로(54)에 대해서 전기적으로 접속되어 있다.

발진 회로(54)는 필압 검출부(35B)의 가변 용량 캐패시터의 용량에 따라 주파수가 변화하는 신호를 발생시키고, 그 발생시킨 신호를 심체(34C)에 공급한다. 발진 회로(54)로부터의 신호는, 심체(34C)의 선단부로부터 그 신호에 기초한 전계로서 방사(放射)된다. 발진 회로(54)는, 예를 들면 코일과 캐패시터에 의한 공진을 이용한 LC 발진 회로에 의해 구성된다. 이 실시 형태의 전자 펜 본체부(3C)에 의해 지시된 좌표 위치를 검출하는 위치 검출 장치에서는, 이 신호의 주파수로부터 심체(34C)에 가해진 필압을 구할 수 있다.

전압 변환 회로(53)는 전기 이중층 캐패시터(51)에 축적된 전압을 일정한 전압으로 변환하여 발진 회로(54)의 전원으로서 공급한다. 이 예의 정전 방식의 전자 펜(1C)을 도시하지 않은 충전기에 장착했을 때, 충전기가 발생시킨 교번(交番) 자계에 의해 코일(31)에는 유도 기전력이 발생하고, 다이오드(52)를 통해서 전기 이중층 캐패시터(51)를 충전한다.

이와 같이, 이 예의 정전 방식의 전자 펜(1C)은, 발진 회로(54)로부터의 신호를, 심체(34C)를 통해서 송신함으로써, 위치 검출 장치에 대해서 위치를 지시한다. 그리고 이 예의 전자 펜 본체부(3C)의 내부 케이스(33)도 또, 도 3의 (A)를 이용하여 설명한 것처럼, 테이퍼 모양으로 형성된 외측 선단부(33bx)를 구비하는 심체 가이드부(33b)와, 페라이트 수납부(33c)와, 본체 수납부(33d)로 이루어지는 것이다. 그리고 내부 케이스(33)에 수납되어 구성된 전자 펜 본체부(3C)가, 외부 케이스(2)에 수납되어 전자 펜(1C)이 구성되어 있다.

그리고 이와 같이 구성되는 정전 방식의 전자 펜(1C)의 경우에도, 도 1을 이용하여 설명한 것처럼, 외부 케이스(2) 내에 마련되는 푸시식의 기구에 의해, 사용시에는 전자 펜 본체부(3C)의 펜 끝측의 부분이, 외부 케이스의 선단의 개구(2b)로부터 돌출되어 사용 상태가 된다. 그리고 이 예의 전자 펜(1C)의 경우에도, 도 7에 나타내는 것처럼, 전자 펜 본체부(3C)의 심체(34C)의 펜 끝이나 페라이트 코어(32) 등은, 내부 케이스(33)에 보호되어 외부 케이스(2)의 개구(2b)의 주위 부분에 접촉하는 일은 없다. 이 때문에, 전자 펜(1C)의 경우에도, 심체(34C)의 펜 끝이나 페라이트 코어(32)가, 외부 케이스(2)의 개구(2b)의 주위 부분과 접촉함으로써, 손상되거나, 변형되거나 하는 일이 없다.

또, 도 7에 나타내는 것처럼, 전자 펜 본체부(3C)의 펜 끝측의 부분이, 외부 케이스(2)의 개구(2b)로부터 돌출되어 있는 상태로, 심체(34C)가 외부 케이스에 접촉하는 일은 없다. 이 때문에, 심체(34)의 펜 끝에 가해지는 필압에 따라서, 축심 방향으로 적절히 슬라이딩되고, 필압을 적절하고 또한 정확하게 검출할 수 있다. 또, 상술한 실시 형태의 전자 펜 본체부(3, 3A)의 경우와 마찬가지로, 내부 케이스(33)의 심체 가이드부(33b)의 존재에 의해, 심체(34C)의 축심 방향으로의 슬라이딩 이동을 적절히 보조하여, 적절한 필압의 검출에 이바지할 수 있다.

［정전 방식의 위치 검출 장치에 있어서의 위치 검출 및 필압 검출을 위한 회로 구성］

도 9는 도 7, 도 8을 이용하여 설명한 정전 방식의 전자 펜(1C)으로부터의 신호를 받아, 센서상의 위치를 검출함과 아울러, 필압을 검출하도록 하는 위치 검출 장치(700)를 설명하기 위한 블록도이다.

이 실시 형태의 위치 검출 장치(700)는, 도 9에 나타내는 것처럼, 센서(710)와, 이 센서(710)에 접속되는 펜 검출 회로(720)로 이루어진다. 센서(710)는 제1 도체 그룹(711), 제2 도체 그룹(712)을 적층하여 형성된 것이다. 제1 도체 그룹(711)은, 예를 들면, 가로 방향(X축 방향)으로 연장되어 있는 복수의 제1 도체를 서로 소정 간격 떨어뜨려 병렬로, Y축 방향으로 배치한 것이다.

또, 제2 도체 그룹(712)은, 제1 도체에 대해서 교차하는 방향, 이 예에서는 직교하는 세로 방향(Y축 방향)으로 연장되어 있는 복수의 제2 도체를 서로 소정 간격 떨어뜨려 병렬로, X축 방향으로 배치한 것이다.

이와 같이, 위치 검출 장치(700)의 센서(710)에서는, 제1 도체 그룹(711)과 제2 도체 그룹(712)을 교차시켜 형성한 센서 패턴을 이용하여, 정전 방식의 전자 펜 본체부(3C)가 지시하는 위치를 검출하는 구성을 구비하고 있다.

펜 검출 회로(720)는 센서(710)와의 입출력 인터페이스가 되는 선택 회로(721)와, 증폭 회로(722)와, 밴드 패스 필터(723)와, 검파 회로(724)와, 샘플 홀드 회로(725)와, AD(Analog to Digital) 변환 회로(726)와, 제어 회로(727)로 이루어진다.

선택 회로(721)는 제어 회로(727)로부터의 제어 신호에 기초하여, 제1 도체 그룹(711) 및 제2 도체 그룹(712) 중에서 1개의 도체(711Y 또는 712X)를 선택한다. 선택 회로(721)에 의해 선택된 도체는 증폭 회로(722)에 접속되고, 정전 방식의 전자 펜 본체부(3C)로부터의 신호가, 선택된 도체에 의해 검출되어 증폭 회로(722)에 의해 증폭된다. 이 증폭 회로(722)의 출력은 밴드 패스 필터(723)에 공급되고, 정전 방식의 전자 펜 본체부(3C)로부터 송신되는 신호의 주파수의 성분만이 추출된다.

밴드 패스 필터(723)의 출력 신호는 검파 회로(724)에 의해서 검파된다. 이 검파 회로(724)의 출력 신호는 샘플 홀드 회로(725)에 공급되고, 제어 회로(727)로부터의 샘플링 신호에 의해, 소정의 타이밍에서 샘플 홀드된 후, AD 변환 회로(726)에 의해서 디지털값으로 변환된다. AD 변환 회로(726)로부터의 디지털 데이터는 제어 회로(727)에 의해서 판독되어, 처리된다.

제어 회로(727)는 내부의 ROM에 격납된 프로그램에 의해서, 샘플 홀드 회로(725), AD 변환 회로(726) 및 선택 회로(721)에, 각각 제어 신호를 송출하도록 동작한다. 그리고 제어 회로(727)는 AD 변환 회로(726)로부터의 디지털 데이터로부터, 정전 방식의 전자 펜(1C)에 의해서 지시된 센서(710)상의 위치 좌표를 산출함과 아울러, 필압 검출부(35B)에서 검출된 필압을 검출하도록 한다.

이와 같이, 내부 케이스(33)에 수납하여, 펜 끝측의 부분의 강도를 높임과 아울러, 필압이 가해지는 심체(34C)가 적절히 슬라이딩 이동할 수 있도록 하여, 적절히 필압을 검출할 수 있는 정전 방식의 전자 펜 본체부(3C)를 구성할 수 있다. 그리고 이 전자 펜 본체부(3C)를 외부 케이스(2)에 수납하여, 정전 방식의 전자 펜(1C)을 구성할 수 있다.

또한, 도 7, 도 8을 이용하여 설명한 전자 펜(1C)은, 도 1을 이용하여 설명한 단일 기능의 노크식의 전자 펜의 경우의 예이다. 그러나 도 7을 이용하여 설명한 것처럼 구성되는 정전 방식의 전자 펜 본체부(3C)를 이용하여, 도 5를 이용하여 설명한 회전식의 다기능 펜이나 도 6을 이용하여 설명한 노크식의 다기능 펜을 실현하는 것도 물론 할 수 있다. 또한, 도 5를 이용하여 설명한 회전식의 다기능 펜을 실현하는 경우의 전자 펜 본체부(3C)의 후단측에는, 구 모양 볼록부(21C)에 감합되는 감합부를 마련한 구성으로 할 필요가 있다.

［전자 펜 본체부의 변형예］

도 10은 이 발명에 의한 필기구의 변형예에 대해 설명하기 위한 도면으로, 전자 펜 본체부의 펜 끝측의 부분의 단면도이다. 상술한 실시 형태에서 설명한 전자 펜 본체부(3, 3A, 3C)는, 공진 회로용으로서, 혹은 전원의 급전단(給電端)으로서의 코일(31)을 페라이트 코어(32)에 귄회하고 있었다. 이 때문에, 도 10의 (A)에 나타내는 것처럼, 페라이트 코어(32)는 코일(31)을 권회시키는 것도 고려하여, 세형화할 필요가 있었다.

이를 위해, 도 10의 (A)에 나타내는 것처럼, 코일(31)을 권회한 페라이트 코어(32)에 심체(34)를 삽입 통과시켜 구성한 펜 끝측의 부분을 적절히 보호하기 위해, 내부 케이스(33)는 외부가 테이퍼 형상으로 되어 선단 부분(33bx)을 가지는 심체 가이드부(33b)와, 페라이트 수납부(33c)와, 본체 수납부(33d)를 가지는 구성으로 했다. 이것에 의해, 심체(34)와 페라이트 코어(32)의 펜 끝측의 부분을 적절히 보호할 수 있음과 아울러, 페라이트 코어(32)를 내부 케이스(33)의 펜 끝 측에 위치시켜, 센서에 보다 가까이 할 수 있어, 노이즈 내성이 강한 것으로 할 수 있었다.

또, 심체 가이드부(33b)가 존재함으로써, 심체(34)의 펜 끝을 보호할 수 있음과 아울러, 내부 케이스(33)의 선단의 개구(33a) 부분을 나오거나 들어가거나 하는 심체의 펜 끝 부분의 이동을 적절하고 또한 스무스하게 행하도록 할 수 있다. 또, 페라이트 수납부(33c)의 존재에 의해, 페라이트 코어(32)를 보다 펜 끝 측에 위치시킬 수 있다. 또, 외부 케이스(2)의 개구(2b)로부터 전자 펜 본체부의 펜 끝측의 부분이 돌출되더라도, 페라이트 코어(32)가 직접 외부 케이스(2)와 접촉하는 일이 없으므로, 세형화된 페라이트 코어(32)를 적절히 보호할 수 있다.

또, 정전 방식의 전자 펜을 구성하는 경우, 내부로부터 전원의 공급이 가능하면, 페라이트 코어나 코일을 마련할 필요는 없다. 이 경우에는, 도 10의 (B)에 나타내는 것처럼, 심체 가이드부(33x)와 본체 수납부(33y)로부터 구성되는 내부 케이스(33B) 내에 심체(34x)를 수납한 구성으로 할 수 있다. 또한, 내부 케이스(33B) 내의 심체(34x)의 주위에, 이른바 쉴드를 마련하여, 심체(34x)를 보호함과 아울러, 외부로부터 심체(34x)로의 노이즈의 혼입(混入)을 방지하는 구성으로 해도 된다.

이 경우에도, 심체(34x)의 펜 끝을 제외한 부분을 내부 케이스(33B) 내에 수납할 수 있으므로, 전자 펜 본체부의 펜 끝측의 부분이 외부 케이스(2X)의 개구(2Xb)로부터 돌출되는 경우에도, 심체(34x)를 적절히 보호할 수 있다. 또, 심체 가이드부(33x)에 의해, 내부 케이스(33B)의 개구(33Ba) 부분을 나오거나 들어가거나 하는 심체(34x)의 축심 방향으로의 슬라이딩 이동을 보조할 수 있고, 또 본체 수납부(33y)에 의해 필압 검출부나 프린트 기판 등의 부분도 보호할 수 있다.

또, 상술한 실시 형태에서는, 내부 케이스(33)는 전자 펜 본체부의 전자 펜 기능을 실현하는 부분의 전체를 수납하는 것으로서 설명했지만, 이것으로 한정하는 것은 아니다. 도 10의 (C)에 나타내는 것처럼, 코일(31), 페라이트 코어(32), 심체(34)로 이루어지는 전자 펜 본체부의 심체측의 소정의 부분만이 수납되는 내부 케이스(33M)를 이용하도록 해도 된다. 이 경우, 필압 검출부나 프린트 기판 등으로 이루어지는 부분은, 다른 내부 케이스(33N)에 수납되어 보호되도록 해도 되고, 또, 특히 별도의 내부 케이스(33N)는 마련하지 않도록 해도 된다. 적어도, 전자 펜 본체부의 심체(34)의 펜 끝을 제외한 부분과 페라이트 코어(32)의 부분을 보호할 수 있도록, 내부 케이스를 마련하도록 하면 된다.

［실시 형태의 효과］

볼펜의 카트리지(리필 심)와 동일한 정도로 세형화한 전자 펜 본체부를 구성하고, 이것을 이용한 필기구를 구성하는 경우에도, 전자 펜 본체부의 심체나 페라이트 코어로 이루어지는 펜 끝측의 강도가 약해지는 부분의 강도를 적절히 보강할 수 있다. 특히, 다기능 펜의 구성으로 하는 경우에, 전자 펜 본체부가 외부 케이스 내를 외부 케이스의 개구를 향해 비스듬하게 이동하는 경우에도, 적절히 전자 펜 본체부의 펜 끝 부분을 보호할 수 있다.

또, 필압에 따라 슬라이딩 이동하는 심체가, 외부 케이스 등의 간섭을 받아, 이동이 저해되어 버린다고 하는 결함을 발생시키는 일이 없다. 이것에 의해, 고장나기 어렵고, 고정밀도로 기능하며, 사용하기 좋은, 전자 펜 기능을 구비한 필기구를 실현할 수 있다.

［변형예］

또한, 심체, 페라이트 코어 등의 굵기나 길이는, 실현해야 할 전자 펜의 기능에 따라서 적당한 것으로 할 수 있다. 또, 코일의 권수, 코일을 권회시키는 페라이트 코어의 부분 등도 적당히, 조정할 수 있다.

또, 상술한 실시 형태에서는, 전자 펜 기능과 볼펜 기능을 구비한 다기능 펜(도 5)과, 전자 펜 기능과 2색의 볼펜 기능을 구비한 다기능 펜(도 6)에 대해 설명했지만, 이것으로 한정하는 것은 아니다. 2개 이상의 기능을 구비한 다양한 다기능 펜에 이 발명을 적용할 수 있다.

예를 들면, 전자 유도 방식의 전자 펜 본체부와 정전 용량 결합 방식의 전자 펜 본체부를 탑재한 다기능 펜을 구성할 수 있다. 물론, 전자 유도 방식의 복수의 전자 펜 본체부를 탑재한 다기능 펜을 구성하거나, 정전 용량 결합 방식의 복수의 전자 펜 본체부를 탑재한 다기능 펜을 구성하거나 할 수도 있다. 따라서 1 이상의 전자 펜 본체부를 탑재한 필기구, 1 이상의 전자 펜 본체부와, 전자 펜 본체부 이외의 1 이상의 필기 기능을 탑재한 다기능 펜(필기구)을 구성할 수도 있다.

또, 상술한 실시 형태에서 설명한 필기구는, 모두 전자 펜 본체부나 볼펜 카트리지를 반출하기 위한 반출 기구를 구비하고 있었지만, 이것으로 한정하는 것은 아니다. 반출 기능을 구비하지 않은 볼펜과 마찬가지로, 처음부터, 외부 케이스의 선단에 마련된 개구로부터, 심체의 펜 끝과 내부 케이스의 펜 끝측부가 돌출된 상태로 되는 필기구를 구성할 수도 있다. 또한, 내부 케이스의 펜 끝측부는, 적어도 심체 가이드부로 이루어지는 부분이며, 페라이트 수납부가 존재하는 경우에는, 내부 케이스의 펜 끝측부에 페라이트 수납부를 포함해도 된다.

또, 상술한 실시 형태에서는, 심체 가이드부(33b)의 외측 선단부(33bx)는, 테이퍼 형상으로 되어 있는 것으로서 설명했지만, 이것으로 한정하는 것은 아니다. 즉, 심체 가이드부(33b)의 외측 선단부(33bx)는 테이퍼 형상으로 되어 있지 않아도 된다.

또, 이 발명은, 도 10을 이용하여 설명한 것처럼, 심체나 페라이트 코어의 형상, 페라이트 코어로의 코일의 권회의 유무 등에 의해, 내부 케이스의 형상 등도 여러 가지로 변경할 수 있다. 요점은 심체의 펜 끝이 되는 부분 이외의 부분과 페라이트 코어로 이루어지는 펜 끝측의 세형화에 의해 강도가 약해질 가능성이 있는 부분을, 내부 케이스에 의해 덮어, 펜 끝에 가해지는 수직 방향, 수평 방향의 충격 등의 외력으로부터 보호할 수 있도록 구성하는 점이 중요하다.

1, 1A, 1B, 1C … 전자 펜 2, 2A, 2B, 2X … 외부 케이스
2b, 2Aa,2Ba … 개구 3, 3A … 전자 펜 본체부
31 … 코일 31a, 31b … 연신선
32 … 페라이트 코어 33 … 내부 케이스
33a … 개구 33b … 심체 가이드부
33c … 페라이트 수납부 33d … 본체 수납부
34 … 심체 35 … 접속부
36 … 프린트 기판 37 … 보호 파이프
38 … 파이프 덮개 39… 접속 부재

Claims

일단에 개구를 가지는 통(筒) 모양의 외부 케이스와, 상기 외부 케이스 내에 수납되는 전자 펜 본체부를 구비하고,
상기 전자 펜 본체부는,
축심(軸心) 방향의 일단측이 펜 끝이 되는 심체(芯體)와,
선단에 마련된 개구로부터 상기 심체의 상기 펜 끝이 되는 상기 일단측을 돌출시킨 상태로, 상기 심체를 수납하는 통 모양의 케이스로서, 상기 개구로부터 축심 방향으로 연장된 구멍이, 상기 심체의 축심 방향으로의 슬라이딩 이동을 가능하게 하는 심체 가이드부와, 내부에 자성체 코어의 코일 비권회부를 수납하는 자성체 코어 수납부를 구성하는 내부 케이스를 구비하고,
사용시에는, 상기 심체의 상기 펜 끝과, 상기 내부 케이스의 상기 개구를 가지는 상기 선단의 측의 일부인 상기 심체 가이드부와 상기 자성체 코어 수납부의 일부로 이루어진 펜 끝측부가, 상기 외부 케이스의 상기 개구로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 1에 있어서,
상기 심체의 상기 펜 끝과는 반대측에는, 상기 심체의 슬라이딩 이동에 따라 압압(押壓)되는 필압 검출부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 1에 있어서,
상기 내부 케이스의 상기 심체 가이드부는, 외측이 테이퍼 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 1에 있어서,
상기 내부 케이스의 타단측에는, 상기 외부 케이스 내에 상기 전자 펜 본체부를 접속하기 위한 접속부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 1에 있어서,
상기 전자 펜 본체부는,
상기 심체의 상기 펜 끝과는 반대측의 주위에 마련되는 상기 자성체 코어와,
상기 자성체 코어에 권회(卷回)된 상기 코일과,
상기 코일이 접속되는 캐패시터 소자를 구비하고,
상기 코일과 상기 캐패시터 소자에 의해 공진 회로를 구성하여, 전자 유도 방식의 전자 펜 기능을 실현하는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 1에 있어서,
상기 전자 펜 본체부의 상기 심체는, 도전성 재료에 의해 형성된 것이고,
상기 전자 펜 본체부는,
상기 심체에 전기적으로 접속되는 발진 회로를 구비함으로써, 정전 유도 결합 방식의 전자 펜 기능을 실현하는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 6에 있어서,
상기 전자 펜 본체부는,
상기 심체의 상기 펜 끝과는 반대측의 주위에 마련되는 상기 자성체 코어와,
상기 자성체 코어에 권회된 상기 코일과,
상기 코일이 접속되는 전원 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 케이스 내에는, 상기 전자 펜 본체부의 상기 심체의 상기 펜 끝과 상기 내부 케이스의 펜 끝측부를, 상기 외부 케이스의 상기 개구로부터 돌출시키기 위한 반출 기구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 케이스 내에는,
복수의 상기 전자 펜 본체부가 수납되고,
복수의 상기 전자 펜 본체부 중의 하나의 전자 펜 본체부의 상기 심체의 상기 펜 끝과 상기 내부 케이스의 펜 끝측부를, 상기 외부 케이스의 상기 개구로부터 돌출시키기 위한 반출 기구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 9에 있어서,
복수의 상기 전자 펜 본체부 중의 하나는, 전자 유도 방식의 전자 펜 기능을, 혹은 정전 용량 결합 방식의 전자 펜 기능을 가지는 것인 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 케이스 내에는,
1 이상의 상기 전자 펜 본체부와 1 이상의 필기구용 카트리지가 수납되고,
1 이상의 상기 전자 펜 본체부 중의 하나의 전자 펜 본체부의 상기 심체의 상기 펜 끝과 상기 내부 케이스의 펜 끝측부를, 혹은 1 이상의 상기 필기구용 카트리지 중의 하나의 필기구용 카트리지의 펜 끝을, 상기 외부 케이스의 상기 개구로부터 돌출시키기 위한 반출 기구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 케이스의 타단측에는, 상기 외부 케이스 내에 상기 전자 펜 본체부를 접속하기 위한 접속부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 12에 있어서,
상기 접속부는 유니버셜 조인트의 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 필기구.
청구항 11에 있어서,
상기 필기구용 카트리지는 샤프펜슬 카트리지, 혹은 볼펜 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 필기구.