KR20170072231A - 발신형 전자 펜 - Google Patents

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KR20170072231A
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히데오 다무라
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가부시키가이샤 와코무
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Abstract

위치 검출 장치에 의한 호버 상태의 검출을 상시 가능하게 할 수 있음과 아울러, 보다 절전화를 도모할 수 있도록 한 발신형 전자 펜을 제공한다. 위치 검출 장치에 공급하는 신호를 발신하는 발신 회로와, 발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는, 하우징에 대한 직접적인 사용자의 행위를 검출하기 위한 검출 수단과, 심체의 선단에 압력이 인가되고 있는지 여부를 검지하는 압력 검지 수단과, 검출 수단의 검출 출력 및 압력 검지 수단으로부터의 검지 출력에 기초하여, 발신 회로의 발신 동작을 제어하는 제어 수단을 구비한다. 발신 회로는 제어 수단에 의해 기동 제어됨과 아울러, 기동되었을 때는 적어도 절전의 발신 동작 상태를 포함하는 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 것으로 제어된다. 제어 수단은 검출 수단에서 상기와 같은 사용자의 행위를 검출했을 때, 발신 회로를 기동하여, 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 것인 제1 발신 동작 상태로 한다.

Description

발신형 전자 펜{TRANSMISSION-TYPE ELECTRONIC PEN}
이 발명은 위치 검출 장치와 함께 사용되는 발신형 전자 펜에 관한 것이다.
위치 지시기와, 이 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출하는 위치 검출 장치로 이루어지는 위치 입력 장치가 알려져 있다. 이러한 위치 입력 장치의 하나로서, 펜형의 위치 지시기로부터 송신되는 신호를 위치 검출 장치로 수신함으로써, 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출하는 타입의 것이 있다. 즉, 이런 종류의 위치 입력 장치에서 이용되는 위치 지시기는, 전원 회로를 구비함과 아울러, 신호를 발신하는 발신 회로를 구비하고, 발신 회로로부터의 신호를 위치 검출 장치에 송신하도록 하는 발신형 전자 펜의 구성으로 되어 있다(예를 들면 특허 문헌 1(일본 특개평 7－295722호 공보)이나 특허 문헌 2(일본 특개 2007-164356호 공보) 참조).
이런 종류의 발신형 전자 펜의 전원 회로는, 일차 전지 내장형의 것이나, 이차 전지의 충전 방식의 것이 제안되어 있지만, 신호를 계속 발신하는 것에 의한 전지의 소모가 문제가 되고 있다. 즉, 신호를 계속 발신하는 것에 의한 전력 소비가 크기 때문에, 빈번히 전지를 교환하거나, 빈번히 충전하거나 하는 것이 필요하게 되어, 귀찮았다. 이에, 이런 종류의 발신형 전자 펜에 있어서는, 고밀도의 전지를 이용하거나, 특허 문헌 2와 같이 대용량의 이중층 콘덴서를 사용하거나 하게 되고 있다. 그러나 전지의 용량을 증대하는 것에도 한계가 있다.
이 문제를 회피하기 위해서, 이런 종류의 발신형 전자 펜에 있어서는, 사이드 스위치나 손잡이(테일 부분)에 마련한 노크 스위치를 누름으로써, 발신 회로가 발신 동작을 개시하도록 구성하는 것이 있지만, 발신형 전자 펜에 의해 위치 지시의 입력 조작하기 위해서, 스위치를 누르지 않으면 안되어 귀찮음과 아울러, 스위치를 오프에 되돌리는 것을 잊으면, 발신 회로가 발신 동작인 채로 되어 버려, 전력이 헛되이 소비되어 버린다고 하는 문제가 있다.
이에, 종래의 이런 종류의 발신형 전자 펜에 있어서는, 펜 끝이 되는 선단이 외부로 돌출하는 심체(芯體)에 인가되는 압력에 의해 온이 되는 압력 감지 스위치를 하우징 내에 마련하고, 당해 압력 감지 스위치가 온이 된 것을 검지함으로써, 발신 회로가 발신 동작을 개시하도록 구성한 것도 제공되고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평 7－295722호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개 2007-164356호 공보
그렇지만, 압력 감지 스위치를 이용하는 발신형 전자 펜에 있어서는, 펜 끝을 눌러 압력 감지 스위치를 온으로 하는 동작이 필요하다. 통상은, 사용자는 이런 종류의 발신형 전자 펜의 펜 끝을 위치 검출 장치의 입력면 혹은 그 근방에 눌러, 압력 감지 스위치를 온으로 하여, 발신을 개시시킨 후, 위치 검출 장치에 있어서의 위치 지시 조작을 행하도록 한다.
따라서 예를 들면 위치 검출 장치의 입력면을 눌러 압력 감지 스위치를 온으로 할 때까지는, 이 발신형 전자 펜의 발신 회로는 발신 동작을 하지 않는다. 이 때문에, 위치 검출 장치의 상공(上空)에 있어서 발신형 전자 펜의 존재를 검출하는, 이른바 호버(hover) 상태의 검출을 할 수 없다. 이 결과, 사용자는 발신형 전자 펜을 위치 검출 장치의 입력면상에서 위치 지시의 동작을 개시하더라도 타임래그(time lag)가 생기기 때문에, 순간적으로 당황해 버려, 위화감이 생긴다. 이것은 종이와 연필과 마찬가지의 사용감을 목표로 하는 전자 펜에 있어서 큰 문제이다.
또, 압력 감지 스위치를 이용하는 발신형 전자 펜에 있어서는, 압력 감지 스위치가 한 번 온으로 된 후는, 발신형 전자 펜이 위치 검출 장치의 센서면으로부터 이격되어, 압력 감지 스위치가 오프로 되어도, 그 오프가 되고 나서 소정 시간을 경과할 때까지는, 발신 회로의 발신 동작을 계속시키도록 하고 있다. 이것은 발신형 전자 펜의 위치 검출 장치의 입력면으로부터 이격 시간이 단시간일 때는, 재차, 압력 감지 스위치를 온 시키지 않아도 사용자가 다음의 지시 입력 조작을 즉석으로 행할 수 있도록 하기 위함이다.
그러나 압력 감지 스위치가 오프가 된 후의 상태는, 사용자가 곧바로, 전자 펜에 의해 재차의 지시 입력 조작을 행하는 경우만이 아니고, 사용자가 전자 펜을 손으로부터 떼어 놓아 버리고, 당장은 재차의 지시 입력 조작을 행하지 않는 상태가 되는 경우도 있다. 종래는, 이 양자를 구별하지 못하여, 전자 펜은 압력 감지 스위치가 오프로 되어도, 항상, 소정 시간은 발신 회로의 발신 동작을 계속하고 있어, 헛되이 전력을 소비해 버리는 경우도 있었다.
이 발명은, 이상의 문제점을 감안하여, 위치 검출 장치에 의한 호버 상태의 검출을, 사용 개시시에도 상시 가능하게 할 수 있음과 아울러, 보다 절전(節電)화를 도모할 수 있도록 한 발신형 전자 펜을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 이 발명은
위치 검출 장치와 함께 사용되는 발신형 전자 펜으로서,
통상(筒狀)의 하우징과,
상기 하우징의 일방의 개구부로부터 선단(先端)이 외부로 돌출되도록 하여, 상기 하우징 내에 마련되는 심체와,
상기 하우징 내에 마련되는 전원 전압의 공급원과,
상기 위치 검출 장치에 공급하는 신호를 발신하는 발신 회로와,
발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는, 상기 하우징에 대한 직접적인 사용자의 행위를 검출하기 위한 검출 수단과,
상기 심체의 선단에 압력이 인가되고 있는지 여부를 검지하는 압력 검지 수단과,
상기 검출 수단의 검출 출력 및 상기 압력 검지 수단으로부터의 검지 출력에 기초하여, 상기 발신 회로의 발신 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
상기 발신 회로는, 상기 제어 수단에 의해, 기동(起動) 제어됨과 아울러, 기동되었을 때는 적어도 절전의 발신 동작 상태를 포함하는 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 것으로 제어되는 것이고,
상기 제어 수단은,
상기 검출 수단에서 상기 사용자의 행위를 검출했을 때, 상기 발신 회로를 기동시키고, 상기 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 것인 제1 발신 동작 상태로 발신 동작을 행하게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜을 제공한다.
상술한 구성의 청구항 1의 발명에 의하면, 사용자가 발신형 전자 펜의 사용을 개시할 수 있도록 하우징을 손으로 잡기 위해서 접촉하거나, 하우징을 손에 쥐고 들어 올리거나 하여, 하우징에 대해서 직접적인 행위를 행하면, 그것이 검출 수단에서 검출된다.
제어 수단은 이 검출 수단으로부터의 사용자의 하우징에 대해서 직접적인 행위의 검출 출력을 받아, 발신 회로를 기동하여, 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 것인 제1 발신 동작 상태가 되도록 제어하여, 신호의 발신을 개시시킨다.
이렇게 하여, 이 발명의 발신형 전자 펜은, 사용자가 발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는 하우징에 대한 직접적인 행위를 행하는 것만으로, 발신 회로가 신호를 발신하는 상태가 되므로, 위치 검출 장치의 센서의 입력면의 상공의 호버 상태를 검출할 수 있다.
그리고 사용자가 위치 검출 장치의 센서의 입력면을 터치하면, 압력 검지 수단에서, 그것이 검지되어, 제어 수단에 그 압력 검지 출력이 공급된다. 제어 수단은 검출 수단으로부터의 사용자의 하우징에 대한 직접적인 행위의 검출 출력과, 압력 검지 수단에서의 검지 출력에 기초하여, 발신 회로의 발신 동작 상태를, 더욱, 절전화하도록 제어한다.
예를 들면, 제어 수단은 제1 발신 동작 상태를, 절전의 상태이지만 호버 상태의 검출은 가능한 발신 동작 상태로 하고, 그 후, 사용자에 의해 발신형 전자 펜이, 예를 들면 위치 검출 장치의 센서의 입력면에 터치되어, 압력 검지 수단에서, 그것이 검지되면, 절전의 상태로부터 통상의 동작 상태로 하여, 위치 검출 장치에서, 발신형 전자 펜에 의한 지시 위치의 검출이 용이하게 되도록 제어한다. 또, 제어 수단은 검출 수단의 검출 출력에 기초하여, 사용자가 발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는 하우징에 대한 직접적인 행위를 계속하고 있는 것을 검지하고 있는 상태에 있어서, 압력 검지 수단에서, 발신형 전자 펜에 의한 위치 검출 장치의 입력면으로의 터치가 해제되었던 것이 검지되면, 발신 회로의 발신 동작 상태를, 절전의 발신 동작 상태로 되돌려, 쓸데없는 전력 소비를 회피하도록 한다.
이 발명의 발신형 전자 펜에 의하면, 발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는, 하우징에 대한 직접적인 사용자의 행위를, 검출 수단에서 검출했을 때에는, 발신 회로를 기동하여 제1 발신 동작 상태로 하므로, 발신형 전자 펜의 사용 개시시를 포함하여, 위치 검출 장치에 의한 호버 상태의 검출을 상시 가능하게 할 수 있다.
그리고 이 발명의 발신형 전자 펜에 의하면, 발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는 하우징에 대한 직접적인 사용자의 행위를 검출하는 검출 수단의 검출 출력과, 선단에 인가되는 압력에 의한 심체의 움직임에 기초하여 심체의 선단에 압력이 인가되고 있는지 여부를 검지하는 압력 검지 수단으로부터의 검지 출력에 기초하여, 제어 수단이, 발신 회로의 발신 동작을, 적어도 절전의 발신 동작 상태를 포함하는 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 것으로 제어하도록 구성되어 있으므로, 보다 절전화를 도모할 수 있다.
도 1은 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제1 실시 형태를, 위치 검출 장치를 구비하는 전자기기와 함께 나타내는 도면이다.
도 2는 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제1 실시 형태와 함께 사용되는 위치 검출 장치의 펜 지시 검출 회로의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제1 실시 형태로부터의 발신 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제1 실시 형태의 기구적 구성예를 나타내는 도면이다.
도 5는 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제1 실시 형태의 전자 회로의 구성예를 도시한다.
도 6은 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제1 실시 형태에 있어서의 절전 제어에 있어서의 발신 동작 상태의 천이를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제1 실시 형태에 있어서의 절전 제어의 동작의 흐름의 예를 설명하기 위한 순서도의 일부를 나타내는 도면이다
도 8은 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제1 실시 형태에 있어서의 절전 제어의 동작의 흐름의 예를 설명하기 위한 순서도의 일부를 나타내는 도면이다.
도 9는 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제1 실시 형태에 있어서의 절전 제어의 동작의 흐름의 예를 설명하기 위한 순서도의 일부를 나타내는 도면이다.
도 10은 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제2 실시 형태의 전자 회로의 구성예를 도시한다.
도 11은 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 제3 실시 형태에 있어서의 절전 제어에 있어서의 발신 동작 상태의 천이를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 다른 실시 형태의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 13은 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 다른 실시 형태의 주요부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 14는 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 다른 실시 형태의 구성예를 나타내는 도면이다.
이하, 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 몇 개의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.
［제1 실시 형태］
이하, 이 발명에 의한 발신형 전자 펜의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1~도 5는 이 발명의 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)의 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 이 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)은 정전 용량 방식의 위치 검출 장치를 구비하는 전자기기와 함께 사용되는 경우이다.
도 1은 이 발명의 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)을 이용하는 전자기기의 예로서의 태블릿형 정보 단말(200)의 일례를 나타내는 것이다. 이 예에서는, 태블릿형 정보 단말(200)은, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시 장치의 표시 화면(200D)을 구비하고, 표시 화면(200D)의 상부(표면측)에, 이 예에서는, 정전 용량 방식의 위치 검출 장치(201)를 구비하고 있다.
［위치 검출 장치(201)의 구성예］
이 실시 형태의 위치 검출 장치(201)는, 도 2에 도시하는 것처럼, 당해 위치 검출 장치(201)를 구성하는 센서(202)와, 이 센서(202)에 접속되는 펜 지시 검출 회로(203)로 구성되어 있다.
센서(202)는 이 예에서는, 단면도는 생략하지만, 하층측에서부터 차례로, 제1 도체 그룹(211), 절연층(도시는 생략), 제2 도체 그룹(212)을 적층하여 형성된 것이다. 제1 도체 그룹(211)은 예를 들면, 가로 방향(X축 방향)으로 연장되어 있는 복수의 제1 도체(211Y1, 211Y2, … , 211Ym)(m은 1 이상의 정수)를 서로 소정 간격 떨어뜨려 병렬로, Y축 방향으로 배치한 것이다.
또, 제2 도체 그룹(212)은 제1 도체(211Y1, 211Y2, … , 211Ym)의 연장 방향에 대해서 교차하는 방향, 이 예에서는 직교하는 세로 방향(Y축 방향)으로 연장되어 있는 복수의 제2 도체(212X1, 212X2, … , 212Xn)(n은 1 이상의 정수)를 서로 소정 간격 떨어뜨려 병렬로, X축 방향으로 배치한 것이다.
이와 같이, 위치 검출 장치(201)의 센서(202)에서는, 제1 도체 그룹(211)과 제2 도체 그룹(212)을 교차시켜 형성한 센서 패턴을 이용하여, 발신형 전자 펜(1) 등의 지시체가 지시하는 위치를 검출하는 구성을 구비하고 있다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 도체(211Y1, 211Y2, … , 211Ym)에 대해서, 각각의 도체를 구별할 필요가 없을 때에는, 그 도체를, 제1 도체(211Y)라고 칭한다. 마찬가지로, 제2 도체(212X1, 212X2, … , 212Xn)에 대해서, 각각의 도체를 구별할 필요가 없을 때에는, 그 도체를 제2 도체(212X)라고 칭하는 것으로 한다.
이 실시 형태의 위치 검출 장치(201)에 있어서는, 센서(202)는 태블릿형 정보 단말(200)의 표시 화면(200D)의 크기에 대응한 크기의 센서면(지시 입력면)을 구비하고 있고, 광 투과성을 가지는, 제1 도체 그룹(211)과 제2 도체 그룹(212)에 의해서 형성되어 있다.
또한, 제1 도체 그룹(211)과 제2 도체 그룹(212)은 센서 기판의 동일면측에 각각이 배치되는 구성이어도 되고, 센서 기판의 일면측에 제1 도체 그룹(211)을 배치하고, 타면측에 제2 도체 그룹(212)을 배치하는 구성이어도 된다.
펜 지시 검출 회로(203)는 센서(202)와의 입출력 인터페이스가 되는 선택 회로(221)와, 증폭 회로(222)와, 밴드 패스 필터(223)와, 검파 회로(224)와, 샘플 홀드 회로(225)와, AD(Analog to Digital) 변환 회로(226)와, 제어 회로(220)로 이루어진다.
선택 회로(221)는 제어 회로(220)로부터의 제어 신호에 기초하여, 제1 도체 그룹(211) 및 제2 도체 그룹(212) 중에서 각각 1개의 도체를 선택한다. 선택 회로(221)에 의해 선택된 도체는 증폭 회로(222)에 접속되고, 발신형 전자 펜(1)으로부터의 신호가, 선택된 도체에 의해 검출되어 증폭 회로(222)에 의해 증폭된다. 이 증폭 회로(222)의 출력은 밴드 패스 필터(223)에 공급되어, 발신형 전자 펜(1)으로부터 송신되는 신호의 주파수의 성분만이 추출된다.
밴드 패스 필터(223)의 출력 신호는 검파 회로(224)에 의해서 검파된다. 이 검파 회로(224)의 출력 신호는 샘플 홀드 회로(225)에 공급되고, 제어 회로(220)로부터의 샘플링 신호에 의해, 소정의 타이밍에서 샘플 홀드된 후, AD 변환 회로(226)에 의해서 디지털값으로 변환된다. AD 변환 회로(226)로부터의 디지털 데이터는 제어 회로(220)에 의해서 판독되어, 처리된다.
제어 회로(220)는 내부의 ROM에 격납된 프로그램에 의해서, 샘플 홀드 회로(225), AD 변환 회로(226), 및 선택 회로(221)에, 각각 제어 신호를 송출하도록 동작한다. 또, 제어 회로(220)는 AD 변환 회로(226)로부터의 디지털 데이터로부터, 발신형 전자 펜(1)에 의해서 지시된 센서(202)상의 위치 좌표를 산출하여, 그 위치 좌표의 데이터를, 태블릿형 정보 단말(200) 내의 다른 처리 프로세서 등에 출력한다.
도 3은 이 위치 검출 장치(201)의 센서(202)에서 수신되는, 이 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)으로부터의 소정의 패턴의 신호를 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 이 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)은 후술하는 도 5에 도시하는 것처럼, 제어 회로(101) 및 발신 회로(102)를 구비하고 있고, 제어 회로(101)로부터의 제어 신호에 의해, 발신 회로(102)는 소정의 패턴의 신호를 반복하여 출력하도록 한다. 또, 이 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)은 심체(펜심)에 가해지는 압력을 검지하는 압력 검지 수단으로서, 후술하는 것 같은 필압 검출 모듈(7)을 구비한다. 이 예에서는, 이 필압 검출 모듈(7)은 발신형 전자 펜(1)의 심체에 가해지는 압력(필압)에 따른 정전 용량을 나타내는 가변 용량 콘덴서(예를 들면 일본 특개 2011-186803호 공보 등 참조)로 구성되어 있다.
도 3(A)는 발신형 전자 펜(1)의 제어 회로(101)로부터의 제어 신호의 예를 나타내는 것으로, 하이 레벨을 유지하는 일정 기간은, 도 3(B)에 도시하는 것처럼, 발신형 전자 펜(1)은 발신 회로(102)로부터의 발신 신호를 버스트 신호로서 연속 송신한다(도 3(C)의 연속 송신 기간)
이 연속 송신 기간의 길이는, 위치 검출 장치(201)의 펜 지시 검출 회로(203)에 있어서, 발신형 전자 펜(1)에 의한 센서(202)상의 지시 위치를 검출하는 것이 가능한 시간 길이가 되며, 예를 들면 제1 도체(211Y) 및 제2 도체(212X)의 모두를 1회 이상, 바람직하게는 복수 회 이상 스캔할 수 있는 시간 길이가 된다.
이 연속 송신 기간 중에, 발신형 전자 펜(1)의 제어 회로(101)는, 그 심체에 인가되는 필압을, 필압 검출 모듈(7)의 가변 용량 콘덴서의 정전 용량에 따른 검출 신호로서 검출하고, 그 검출 신호로부터, 필압을 예를 들면 10비트의 값(2진 코드)으로서 구한다.
그리고 발신형 전자 펜(1)의 제어 회로(101)는, 도 3(A)에 도시하는 것처럼, 연속 송신 기간이 종료되면, 제어 신호를 소정의 주기(Td)로 하이 레벨 또는 로우 레벨로 제어함으로써 발신 회로(102)로부터의 발신 신호를 ASK 변조한다. 이때, 소정의 주기(Td)의 첫회는 반드시 하이 레벨로 하고, 그것을 도 3(C)의 스타트 신호로 한다. 이 스타트 신호는, 이후의 데이터 송출 타이밍을 위치 검출 장치(201)측에서 정확하게 판정할 수 있도록 하기 위한 타이밍 신호이다. 또한, 이 스타트 신호를 대신하여, 버스트 신호를 타이밍 신호로서 이용할 수도 있다.
발신형 전자 펜(1)은, 스타트 신호에 이어서, 10비트의 필압 데이터를 차례로 송신한다. 이 경우에, 송신 데이터(2진 코드)가 「0」일 때는 제어 신호를 로우 레벨로 하여 발신 신호의 송출은 하지 않고, 송신 데이터(2진 코드)가 「1」일 때는 제어 신호를 하이 레벨로 하여 발신 신호를 송출하도록 제어한다. 도 3에서는, 송신하는 필압 데이터가 「1010111010」인 경우에 대해 나타내고 있다. 이하, 발신형 전자 펜(1)은 필압 데이터에 이어서, 자신의 식별 정보나 전지 잔량 등의 데이터를, 상술과 마찬가지로 하여 ASK 신호나 OOK(On Off Keying) 신호로서 송출하도록 한다. 발신형 전자 펜(1)은 이상과 같은 연속 송신 기간과 디지털 데이터의 송신 기간으로 이루어지는 패턴의 신호를, 제어 회로(101)로부터의 제어에 기초한 주기로 반복하여 송신하도록 한다.
위치 검출 장치(201)의 펜 지시 검출 회로(203)에 있어서는, 제어 회로(220)는, 예를 들면 우선 제2 도체(212X1~212Xn)를 차례로 선택하는 선택 신호를 선택 회로(221)에 공급하고, 제2 도체(212X1~212Xn)의 각각의 선택시에, AD 변환 회로(226)로부터 출력되는 데이터를 신호 레벨로서 판독한다. 그리고 제2 도체(212X1~212Xn)의 모든 신호 레벨이 소정치에 이르지 않으면, 제어 회로(220)는 발신형 전자 펜(1)은 센서(202)상에 없는 것으로 판단하고, 제2 도체(212X1~212Xn)를 차례로 선택하는 제어를 반복한다.
제2 도체(212X1~212Xn) 중 어느 것으로부터 소정치 이상의 레벨의 신호가 검출되었을 경우에는, 제어 회로(220)는 가장 높은 신호 레벨이 검출된 제2 도체(212X)의 번호와 그 주변의 복수 개의 제2 도체(212X)를 기억한다. 그리고 제어 회로(220)는 선택 회로(221)를 제어하여, 제1 도체(211Y1~211Ym)를 차례로 선택하여, AD 변환 회로(226)로부터의 신호 레벨을 판독한다. 이때 제어 회로(220)는, 가장 큰 신호 레벨이 검출된 제1 도체(211Y)와 그 주변의 복수 개의 제1 도체(211Y)의 번호를 기억한다.
그리고 제어 회로(220)는 이상과 같이 하여 기억한, 가장 큰 신호 레벨이 검출된 제2 도체(212X)의 번호 및 제1 도체(211Y)의 번호와 그 주변의 복수 개의 제2 도체(212X) 및 제1 도체(211Y)로부터, 발신형 전자 펜(1)에 의해 지시된 센서(202)상의 위치를 검출한다.
제어 회로(220)는 선택 회로(221)에서 마지막 제1 도체(211Ym)를 선택하여 신호 레벨의 검출을 종료하면, 발신형 전자 펜(1)으로부터의 연속 송신 기간의 종료를 대기하고, 연속 송신 기간의 종료 후의 스타트 신호를 검출하면, 필압 데이터 등의 데이터를 판독하는 동작을 행하여, 판독한 필압이나 자신의 식별 정보나 전지 잔량 등의 데이터를, 전술한 것처럼, ASK 신호나 OOK(On Off Keying) 신호로서 송출하도록 한다. 그리고 제어 회로(220)는 이상의 동작을 반복하도록 한다.
［실시 형태의 발신형 전자 펜(1)의 기계적인 구성］
도 4는 이 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)의 기계적인 구성의 개요를 나타내는 것이며, 도 4(A)는 발신형 전자 펜(1)의 케이스(2)(하우징)의 일부를 파단(破斷)하여, 그 내부를 도시한 것, 또, 도 4(B)는 도 4(A)에서는 파단하고 있지 않은 펜 끝측의 부분의 내부 구성을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
발신형 전자 펜(1)은, 축심(軸心) 방향으로 가늘고 긴 원통(圓筒) 모양 형상으로 되어 있는 하우징을 구성하는 케이스(2)를 구비한다. 케이스(2)는 케이스 본체(21)와, 이 케이스 본체(21)와 결합되는 프런트 캡(22) 및 리어 캡(23)에 의해 구성되어 있다. 케이스 본체(21)와 프런트 캡(22)은, 도전성 재료, 이 예에서는 알루미늄으로 구성되어 있다. 리어 캡(23)은 비도전성 재료, 이 예에서는 절연성 수지로 구성되어 있다.
프런트 캡(22)의 펜 끝측의 단부에는, 절연성 재료로 이루어지는 펜 끝 가드 부재(24)가 감합(嵌合, 끼워 맞춤)되어 마련된다. 심체(4)는 도전성 재료, 이 예에서는 금속분(粉)이 혼입(混入)된 수지로 구성되어, 도 4(B)에 도시하는 것처럼, 펜 끝 가드 부재(24)의 관통공(24a) 내에, 자유롭게 축심 방향으로 이동 가능하게 되는 상태로, 개구부(1a)로부터 삽입된다.
케이스(2)의 중공부(中空部) 내에는, 도 4(A) 및 (B)에 도시하는 것처럼, 기판 홀더(3)와 전지(5)와 심체 홀더(6)가 수납된다.
기판 홀더(3)는 절연성의 수지, 예를 들면 액정 폴리머에 의해 구성되고, 압력 검지 수단의 예로서의 필압 검출 모듈(7)의 유지부(이하, 감압용 부품 유지부라고함)(3a)와, 프린트 기판 재치대부(3b)를 구비한다. 기판 홀더(3)는 케이스(2) 내의 축심 방향의 심체(4)측으로 이동하지 않도록 위치 규제되어 있다.
프린트 기판 재치대부(3b)의 리어 캡(23)측의 단부에는, 전지(5)의 플러스측 단자(5a)와 전기적으로 충합(衝合)하는 단자 도체(51)가 마련되어 있다. 이 단자 도체(51)는 프린트 기판(8)의 전원 라인의 동박(銅箔) 패턴과 전기적으로 접속되어 있다. 또, 리어 캡(23)의 케이스 본체(21)로의 압입(壓入) 감합부에는, 도 4(A)에 도시하는 것처럼, 전지(5)의 마이너스측 단자(5b)와 전기적으로 접속함과 아울러, 프린트 기판(8)의 어스 도체와 접속되어 있는 도전성 금속으로 이루어지는 코일 스프링 단자(52)가 마련되어 있다. 이하, 프린트 기판(8)의 어스 도체는, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)과는 접속되어 있지 않다.
이 실시 형태에서는, 프린트 기판(8)상에는, 발신형 전자 펜(1)의 심체(4)로부터 송출하는 신호를 발생시키는 발신 회로(102), 당해 발신 회로(102)의 기동 제어 및 발신 동작 상태를 제어하는 제어 회로(101) 등이나, 그 주변 회로 부품이 마련되어 있다.
그리고 이 실시 형태에서는, 도전성 재료로 이루어지는 케이스 본체(21) 및 프런트 캡(22)은, 제어 회로(101)에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 회로(101)는 후술하는 것처럼, 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 사용자가 손이나 손가락으로 닿아, 잡고 있는 상태를, 이른바 정전 터치 검출 방법에 의해 검출하도록 한다.
심체 홀더(6)는 도전성 재료로 이루어지고, 예를 들면 도전성 고무로 이루어지는 도전성 탄성 부재(9)를 수납 감합하는 수납 감합부(61)와, 필압 검출 모듈(7)에 감합하는 봉상부(棒狀部)(62)가 일체로 형성된 형상을 구비한다. 심체(4)는 도전성 탄성 부재(9)를 통해서 심체 홀더(6)에 감합 유지되지만, 소정의 힘으로 당김으로써, 심체 홀더(6)로부터 뽑아낼 수 있도록 구성되어 있다. 심체 홀더(6)의 봉상부(62)는, 기판 홀더(3)의 감압용 부품 유지부(3a) 내의 필압 검출 모듈(7)의 후술하는 유지 부재(73)에 감합된다.
심체 홀더(6)의 봉상부(62)에는 도전성 금속 등의 도전성 재료로 이루어지는 코일 스프링(13)이 장착되어 있고, 심체 홀더(6)는 이 코일 스프링(13)에 의해, 기판 홀더(3)에 대해서 항상 심체(4)측으로 가압되도록 구성되어 있다.
그리고 이 실시 형태에서는, 기판 홀더(3)에 대해서, 감압용 부품 유지부(3a)를 넘도록 마련된 도체 단자 부재(14)와, 도전성 재료로 이루어지는 코일 스프링(13)에 의해 전기적 접속용 부재를 구성하고, 이 전기적 접속용 부재에 의해, 프린트 기판(8)의 발신 회로(102)로부터의 신호 공급을 위한 전기적 접속을 실현하고 있다(도 4(B) 참조). 도체 단자 부재(14)는 도 4(B)에 도시하는 것처럼, 코일 스프링(13)의 일단이 맞닿는 맞닿음 판부(141)와, 당해 맞닿음 판부(141)와 프린트 기판 재치대부(3b)의 발신 회로(102)의 신호 공급단에 접속되어 있는 동박 부분을 기판 홀더(3)의 감압용 부품 유지부(3a)의 부분을 넘어 접속하기 위한 연신부(延伸部)(142)로 이루어진다. 발신 회로(102)로부터의 신호는, 도체 단자 부재(14), 코일 스프링(13), 심체 홀더(6) 및 도전성 탄성 부재(9)를 통해서, 도전성 탄성 부재(9)에 삽입 감합되는 심체(4)에 공급된다.
이 예의 필압 검출 모듈(7)은 심체(4)에 인가되는 필압에 따라 정전 용량이 변화하는 가변 용량 콘덴서의 구성으로 되어 있다. 이 실시 형태에 있어서의 필압 검출 모듈(7)은, 예를 들면 일본 특개 2011-186803호 공보에 기재되어 있는 주지의 가변 용량 콘덴서를 이용하여 구성된다.
이 예의 필압 검출 모듈(7)을 구성하는 감압용 부품은, 도 4(B)에 도시하는 것처럼, 유전체(71)와, 단자 부재(72)와, 유지 부재(73)와, 도전 부재(74)와, 탄성 부재(75)의 복수 개의 부품으로 이루어진다. 기판 홀더(3)의 감압용 부품 유지부(3a)는, 도 4(B)에 도시하는 것처럼, 중공부(31)를 구비하는 통상체(32)에 의해 구성되고, 필압 검출 모듈(7)을 구성하는 감압용 부품은, 그 중공부(31) 내에 있어서 축심 방향으로 늘어서 수납되어 있다. 또한, 기판 홀더(3)의 감압용 부품 유지부(3a)와 기판 홀더부(3b)의 사이에는, 벽부(33)가 형성되어 있다.
이 예의 필압 검출 모듈(7)로서 구성되는 가변 용량 콘덴서는, 그 일방(一方)의 전극을 구성하는 단자 부재(72)와, 타방(他方)의 전극을 구성하는 도전 부재(74)의 사이에, 유전체(71)가 끼어 구성된다. 단자 부재(72)와 도전 부재(74)는, 벽부(33)를 넘어 프린트 기판(8)의 동박 패턴에 접속된다.
그리고 도전 부재(74)를 유지하는 유지 부재(73)가, 통상체(32) 내를 축심 방향으로 이동 가능해지도록 구성되어 있다. 그리고 도전성 재료로 이루어지는 코일 스프링으로 구성되는 탄성 부재(75)에 의해, 유지 부재(73)가 상시, 심체측으로 가압된다. 도전 부재(74)와 탄성 부재(75)는 전기적으로 접속되어 있고, 탄성 부재(75)를 구성하는 코일 스프링의 일단(75a)이 가변 용량 콘덴서의 타방의 전극으로서 프린트 기판(8)의 동박 패턴에 접속된다.
유지 부재(73)에는, 도 4(B)에 도시하는 것처럼, 그 축심 방향의 심체(4)측이 되는 측에, 오목 구멍(73a)이 마련되어 있고, 심체 홀더(6)의 봉상부(62)가, 이 부재(73)의 오목 구멍(73a)에 압입 감합되어, 심체(4)측으로는 빠지지 않도록 맞물린다.
심체(4)의 선단부에 압력이 인가되면, 그 압력에 따라서, 심체(4) 및 심체 홀더(6)는, 축심 방향으로 리어 캡(23)측으로 변위하고, 이 변위에 의해, 감압용 부품 유지부(3a) 내의 유지 부재(73)가 탄성 부재(75)의 탄성 편의력에 저항하여 유전체(71)측으로 변위한다. 그 결과, 유지 부재(73)에 감합되어 있는 도전 부재(74)가 유전체(71)측으로 변위하여, 도전 부재(74)와 유전체(71) 사이의 거리, 추가로는, 도전 부재(74)와 유전체(71)의 접촉 면적이, 심체(4)에 인가되는 압력에 따라 변화한다. 이것에 의해, 필압 검출 모듈(7)을 구성하는 가변 용량 콘덴서의 정전 용량이, 심체(4)에 인가되는 압력에 따라 변화하고, 그 정전 용량의 변화가 제어 회로(101)에서 검출되어 필압이 검출된다.
［실시 형태의 발신형 전자 펜(1)의 동작 제어］
도 5는 상술한 제어 회로(101) 및 발신 회로(102)를 중심으로 한, 이 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)의 주요부의 전자 회로의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도 5에 도시하는 것처럼, 전지(5)는 전원 회로(103)에 접속되어 있고, 이 전원 회로(103)에 있어서, 이 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)의 전원 전압이 생성되어, 제어 회로(101) 및 발신 회로(102)에 공급된다. 이 예에서는, 제어 회로(101)는 IC(Integrate Circuit)로서 구성되어 있다.
발신 회로(102)는 이 예에서는 발진기(도시는 생략)를 내장하고 있고, 이 발진기로부터의 발진 신호에 기초한 발신 신호를 생성하여 출력한다. 이 예에서는, 발신 회로(102)로부터의 발신 신호는, 도전체인 심체(4)에 공급되고 있고, 당해 발신 신호가 심체(4)를 통해서 위치 검출 장치(201)에 대해서 송신된다.
제어 회로(101)는, 이 예에서는 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있고, 발신 회로(102)의 발신 동작의 기동을 제어함과 아울러, 그 발신 동작 상태를 제어한다. 이 예에 있어서, 발신 회로(102)의 발신 동작의 기동에는, 내장하는 발진기의 기동을 포함한다. 그리고 이 예의 발신 회로의 발신 동작 상태의 제어에는, 발진기로부터의 발진 신호의 진폭 제어나, 발진 신호의 단속의 제어 등을 포함한다.
그리고 이 실시 형태에서는, 제어 회로(101)는 사용자가 발신형 전자 펜(1)의 사용을 개시하는 기인이 되는, 발신형 전자 펜(1)의 케이스(2)에 대한 직접적인 사용자의 행위로서, 사용자가 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)을 손이나 손가락으로 접촉하고 있는 것을, 당해 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx(도 5 참조)의 변화를 검출함으로써 검출하도록 한다.
여기서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx란, 이들 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)과 어스(그라운드) 사이의 정전 용량이며, 부유 용량을 포함한다. 그리고 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 손이나 손가락 등의 인체가 닿으면, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)과 그라운드 사이에는, 인체가 접속되는 것에 의해, 인체가 접촉하고 있지 않을 때의 부유 용량에, 인체만큼의 정전 용량이 가산됨으로써 자기 용량 Cx가 커지므로, 제어 회로(101)는 당해 자기 용량 Cx의 변화를 검출함으로써, 인체의 손이나 손가락이 닿은 것을 검출한다.
이를 위하여, 이 실시 형태에서는, 제어 회로(101)의 제1 단자(P1)에는, 도전체인 케이스 본체(21) 및 프런트 캡(22)이 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 제어 회로(101)의 제1 단자(P1)와 제2 단자(P2)의 사이에는 콘덴서(Cr)가 접속됨과 아울러, 제2 단자(P2)는 저항(Rc) 및 콘덴서(Cc)를 통해서 접지되어 있다.
제어 회로(101)에 있어서는, 다음과 같이 하여, 케이스 본체(21) 및 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx를 계측한다. 즉, 제어 회로(101)는 제2 단자(P2)를 하이 레벨로 하여 콘덴서(Cc)에 전하는 모으고, 그 후, 제2 단자(P2)를 하이 임피던스로 하여 콘덴서(Cc)의 전하를 유지하도록 한다.
다음에, 제어 회로(101)는 제1 단자(P1) 및 제2 단자(P2)를 로우 레벨로 하여, 자기 용량 Cx 및 콘덴서(Cr)의 전하의 모두를 방전하면서, 콘덴서(Cc)의 전하의 일부가 저항(Rc)을 통해서 방전되도록 한다.
다음에, 제어 회로(101)는 제1 단자(P1) 및 제2 단자(P2)를 하이 임피던스로 하여, 콘덴서(Cc)의 전하를 자기 용량 Cx 및 콘덴서(Cr)로 이동시키도록 한다. 그리고 제어 회로(101)는 제1 단자(P1)와 어스 사이의 자기 용량 Cx의 양단 전압과 기준 전압을 비교하여, 자기 용량 Cx의 양단 전압이 기준 전압보다도 크게 되어 있는지 여부를 판별함으로써, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿은 것을 검출한다.
또, 제어 회로(101)는 필압 검출 모듈(7)로 이루어지는 가변 용량 콘덴서(7C)의 용량 Cv를 감시하여, 가변 용량 콘덴서(7C)의 용량 Cv가 소정의 기준 용량보다도 커졌는지를 판별함으로써, 심체(4)의 선단에 압력이 인가된 것을 검출하도록 한다. 이를 위하여, 이 실시 형태에서는, 제어 회로(101)의 제3 단자(P3)는 가변 용량 콘덴서(7C)를 통해서 어스에 접속됨과 아울러, 저항 Rv를 통해서 어스에 접속되어 있다.
그리고 제어 회로(101)는, 전술한 도 3에 있어서의 연속 송신 기간 동안에 이하의 동작을 행하여, 가변 용량 콘덴서(7C)의 용량 Cv를 검출하도록 한다. 즉, 제어 회로(101)는 우선, 제3 단자(P3)를 하이 레벨로 하여 가변 용량 콘덴서(7C)를 충전한다. 그 후, 제어 회로(101)는 제3 단자(P3)를 하이 임피던스로 하여, 가변 용량 콘덴서(7C)를 저항 Rv를 통해서 방전시키도록 한다. 그러면, 제3 단자(P3)의 전위, 즉, 가변 용량 콘덴서(7C)의 양단 전압은 서서히 저하하지만, 당해 가변 용량 콘덴서(7C)의 양단 전압이, 소정의 기준 전압이 될 때까지의 시간은, 가변 용량 콘덴서(7C)의 용량 Cv에 따른 시간으로 된다.
이에, 제어 회로(101)는 당해 가변 용량 콘덴서(7C)의 양단 전압이, 소정의 기준 전압이 될 때까지의 시간을 계측함으로써 가변 용량 콘덴서(7C)의 용량 Cv를 구한다. 그리고 제어 회로(101)는 구한 용량 Cv(의 변화)로부터, 발신형 전자 펜(1)의 심체(4)에 압력이 인가되고 있는지 여부를 판별하도록 한다.
그리고 이 실시 형태에서는, 제어 회로(101)는 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿았는지와, 발신형 전자 펜(1)의 심체(4)에 압력이 인가되고 있는지 여부에 기초하여, 발신형 전자 펜(1)의 발신 회로(102)의 기동 제어 및 발신 동작 상태의 제어를 행한다.
도 6은 제1 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)에 있어서, 제어 회로(101)에 의한 발신 회로(102)의 기동 및 발신 동작 상태의 제어에 기초한 모드 천이를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 있어서, 슬립(sleep) 모드 M0는, 발신 회로(102)가 기동되지 않고, 신호를 발신하고 있지 않은 모드이다.
접촉 동작 모드 M1은, 사용자가 발신형 전자 펜(1)을 사용하기 위해서, 발신형 전자 펜(1)을 손이나 손가락으로 잡고 있어, 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿아 있는 상태에 있어서, 발신 회로(102)가 통상의 발신 동작 상태로 되어 있는 모드이다.
절전 모드(접촉) M2는, 사용자가 발신형 전자 펜(1)을 손이나 손가락으로 잡고 있어, 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿아 있는 상태에 있어서, 발신 회로(102)가 저소비 전력으로 되는 발신 동작 상태로 되어 있는 모드이다. 이 실시 형태에서는, 저소비 전력으로 되는 발신 동작 상태는, 발신 회로(102)로부터의 신호의 진폭이, 접촉 동작 모드 M1일 때의 통상의 발신 동작 상태에 있어서의 신호의 진폭보다도 작게 된다. 혹은, 도 3에 도시한 연속 송신 기간과 디지털 데이터의 송신 기간으로 이루어지는 패턴의 신호의 반복 주기가, 접촉 동작 모드 M1일 때의 통상의 발신 동작 상태에 있어서의 반복 주기보다도 길게 된다.
통상 동작 모드(비접촉) M10은, 사용자가 발신형 전자 펜(1)의 사용을 하기 위해서, 발신형 전자 펜(1)을 손이나 손가락으로 잡고 있지만, 사용자가 장갑을 끼고 있는 등으로 인하여, 제어 회로(101)가 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿아 있는 것을 검출할 수 없는 상태에 있어서, 발신 회로(102)가 통상의 발신 동작 상태로 되어 있는 모드이다.
절전 모드(비접촉) M20은, 사용자가 장갑을 끼고 있는 등으로 인하여, 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿아 있는 것을 검출할 수 없는 상태에 있어서, 발신 회로(102)가 저소비 전력으로 되는 발신 동작 상태로 되어 있는 모드이다. 발신 회로(102)에 있어서의 저소비 전력으로 되는 발신 동작 상태는, 절전 모드(접촉) M2의 경우와 마찬가지이다.
그리고 이 실시 형태에서는, 제어 회로(101)는 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx의 변화에 의해, 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿아 있는지 여부를 판별함과 아울러, 필압 검출 모듈(7)로 이루어지는 가변 용량 콘덴서(7C)의 용량 Cv의 변화에 의해, 발신형 전자 펜(1)의 심체(4)에 압력이 인가되고 있는지 여부를 판별하는 것에 기초하여, 발신형 전자 펜(1)의 발신 회로(102)의 도 6에 도시한 복수의 모드의 천이를 제어하도록 한다.
도 7~도 9는 이 제어 회로(101)에 의한 발신 회로(102)의 제어에 기초한 발신형 전자 펜(1)의 모드 천이 제어를 위한 처리 동작의 흐름을 설명하기 위한 순서도이다. 이 순서도를 참조하면서, 도 6에 도시한 발신형 전자 펜(1)의 복수의 모드의 천이 제어에 대해서, 이하에 설명한다.
사용자가 발신형 전자 펜(1)의 사용을 개시하려고 하고 있지 않기 때문에 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿지 않고, 또 심체(4)의 선단에 압력이 인가되고 있지 않은 상태일 때에는, 제어 회로(101)의 제어에 의해 발신형 전자 펜(1)은 슬립 모드 M0로 되어 있다. 이 슬립 모드 M0는 전술한 것처럼, 발신 회로(102)가 기동되지 않고, 신호를 발신하고 있지 않은 상태이다. 도 7~도 9의 순서도의 처리는, 이 슬립 모드 M0의 상태로부터 개시한다.
제어 회로(101)는 슬립 모드 M0에 있어서는, 전술한 것처럼 하여, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx의 변화를 감시하여(스텝 S1), 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 손이나 손가락이 닿았는지 여부를 판별한다(스텝 S2). 스텝 S2에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 손이나 손가락이 닿았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 기동시켜, 슬립 모드 M0에서 접촉 동작 모드 M1로 이행시키도록 제어한다(스텝 S3).
이 접촉 동작 모드 M1에 있어서는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를, 통상의 신호 진폭 및 통상의 반복 주기로, 도 3에서 설명한 것 같은 패턴의 신호를, 반복하여 발신시키도록 제어한다. 여기서, 통상의 신호 진폭 및 통상의 반복 주기란, 위치 검출 장치(201)가 발신형 전자 펜(1)으로부터의 신호를 수신하여, 그 센서(202)상에서의 발신형 전자 펜(1)에 의한 지시 위치를 확실하고, 또한 비교적 신속히 검출할 수 있는 신호 진폭 및 반복 주기이다.
다음에, 제어 회로(101)는 이 접촉 동작 모드 M1에 있어서는, 전술한 것처럼 하여, 필압 검출 모듈(7)을 구성하는 가변 용량 콘덴서(7C)의 정전 용량 Cv를 감시하여, 심체(4)에 필압이 인가되고 있는지 여부를 판별한다(스텝 S4). 이 스텝 S4에 있어서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 이 스텝 S4를 반복하여, 접촉 동작 모드 M1을 유지한다.
또, 스텝 S4에서, 심체(4)에 필압이 인가되지는 않는다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량의 변화를 감시하여, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로부터 손이나 손가락이 떨어졌는지 여부를 판별한다(스텝 S5). 이 스텝 S5에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로부터 손이나 손가락이 떨어졌다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)의 발신을 정지시키고, 접촉 동작 모드 M1에서 슬립 모드 M0으로 되돌리도록 제어한다(스텝 S6). 그리고 제어 회로(101)는 이 스텝 S6의 후에는, 처리를 스텝 S1로 되돌려, 이 스텝 S1 이후의 처리를 반복한다.
또, 스텝 S5에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로부터 손이나 손가락이 떨어지지는 않았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제1 소정 시간 T1 이상 계속되고 있는지 여부를 판별한다(스텝 S7). 여기서, 제1 소정 시간 T1은 사용자가, 위치 검출 장치의 센서(202)의 입력면으로부터 발신형 전자 펜(1)의 심체(4)를 이격시킨 상태로 하여, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태로 해도, 비교적 단시간 후에, 재차, 발신형 전자 펜(1)을 센서(202)의 입력면에 접촉시켜, 지시 입력을 하는 것을 고려한 시간이며, 예를 들면 T1=30초가 된다.
그리고 이 스텝 S7에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제1 소정 시간 T1 이상 계속되지는 않았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 처리를 스텝 S4로 되돌려, 이 스텝 S4 이후의 처리를 실행한다.
또, 스텝 S7에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제1 소정 시간 T1 이상 계속됐다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 접촉 동작 모드 M1로부터, 발신 회로(102)의 발신 동작은 유지해도 전지(5)의 소비를 줄이는 절전 모드(접촉) M2로 이행시키도록 제어한다(도 8의 스텝 S11). 즉, 이 실시 형태에서는, 절전 모드(접촉)에 있어서는, 전술한 것처럼, 발신 회로(102)는 발신하는 신호의 진폭을 통상의 발신 동작 상태일 때보다도 작게 하거나, 전술한 연속 송신 기간 및 디지털 데이터 송신 기간으로 이루어지는 패턴의 신호의 반복 주기를, 통상의 발신 동작 상태일 때보다도 길게 하거나 하여, 절전을 실현하도록 한다.
소정 시간 T1의 경과를 대기하지 않고, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 되었을 때, 즉석에서 절전 모드 M2로 하면, 사용자가 당해 발신형 전자 펜(1)의 심체(4)의 비접촉으로부터, 단시간에 심체(4)의 접촉 상태로 복귀시켜 위치 지시를 행하려고 했을 때, 발신형 전자 펜(1)에 있어서는, 절전 모드 M2에서 접촉 동작 모드 M1로의 복귀가 필요하게 되기 때문에, 발신형 전자 펜(1)에 의한 위치 지시에 대응하는 응답이 지연될 우려가 있다. 그러나 이 실시 형태에서는, 제1 소정 시간 T1 동안은, 접촉 동작 모드 M1에서 절전 모드 M2로는 이행하지 않으므로, 그러한 응답의 문제를 경감시킬 수 있다.
다음에, 제어 회로(101)는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량의 변화를 감시하여, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로부터 손이나 손가락이 떨어졌는지 여부를 판별한다(스텝 S12). 이 스텝 S12에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로부터 손이나 손가락이 떨어졌다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)로부터의 발신 동작을 정지시키고, 절전 모드(접촉) M2에서, 슬립 모드 M0으로 이행시키도록 제어한다(스텝 S13). 그 후, 제어 회로(101)는 처리를 스텝 S1로 되돌려, 이 스텝 S1 이후의 처리를 반복한다.
또, 스텝 S12에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로부터 손이나 손가락이 떨어지지는 않았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 필압 검출 모듈(7)을 구성하는 가변 용량 콘덴서(7C)의 정전 용량 Cv를 감시하여, 심체(4)에 필압이 인가되고 있는지 여부를 판별한다(스텝 S14). 그리고 이 스텝 S14에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 처리를 스텝 S3로 진행하여, 절전 모드(접촉) M2에서, 접촉 동작 모드 M1로 이행시키도록 제어한다.
또, 스텝 S14에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제2 소정 시간 T2(T1＜T2) 이상 계속되고 있는지 여부를 판별한다(스텝 S15).
여기서, 제2 소정 시간 T2는, 사용자가 발신형 전자 펜(1)을 손이나 손가락으로 잡고는 있지만, 생각 등을 하고 있어, 곧 바로는, 발신형 전자 펜(1)에 의해, 위치 검출 장치(201)의 센서(202)의 입력면에 대해서 위치 지시를 행하지 않는다고 추측되므로, 절전 모드로 하여, 전지(5)의 소모를 방지하는 쪽이 좋은 것을 고려한 시간이며, 예를 들면 T2=5분이 된다.
그리고 이 스텝 S15에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제2 소정 시간 T2 이상 계속되지는 않았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 절전 모드(접촉) M2를 유지하고, 처리를 스텝 S12로 되돌려, 이 스텝 S12 이후의 처리를 실행한다.
스텝 S15에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제2 소정 시간 T2 이상 계속됐다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)로부터의 발신 동작을 정지시키고, 절전 모드(접촉) M2에서, 슬립 모드 M0으로 이행시키도록 제어한다(스텝 S16). 그 후, 제어 회로(101)는 처리를 스텝 S1로 되돌려, 이 스텝 S1 이후의 처리를 반복한다.
이상과 같이 하여, 이 실시 형태에서는, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제2 소정 시간 T2 이상 계속됐다고 판별했을 때에는, 절전 모드(접촉)의 상태로부터, 슬립 모드 M0으로 이행하므로, 전지(5)의 쓸데없는 전력 소비를 경감시킬 수 있다.
또, 도 7의 스텝 S2에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx의 변화에 기초한 사용자의 손이나 손가락의 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 접촉은 검지되고 있지 않다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 필압 검출 모듈(7)을 구성하는 가변 용량 콘덴서(7C)의 정전 용량 Cv를 감시하여, 심체(4)에 필압이 인가되고 있는지 여부를 판별한다(도 9의 스텝 S21).
사용자가 예를 들면 장갑을 끼고 발신형 전자 펜(1)을 잡고, 위치 검출 장치(201)의 센서(202)의 입력면에 심체(4)를 접촉시켜 필압이 걸리도록 하는 경우, 장갑 때문에, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량의 변화에 기초한 사용자의 손이나 손가락의 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 접촉은 검지되지 않는다. 그러나 심체(4)에 필압이 인가되고 있음으로써, 당해 발신형 전자 펜(1)이 위치 검출 장치(201)의 센서(202)의 입력면상에 있어서 위치 지시가 되려고 되어 있는 것은 알 수 있다. 이 스텝 S21은 이러한 장갑 등을 끼고 있는 사용자의, 발신형 전자 펜(1)의 사용 개시를 판별하기 위한 것이다.
이 스텝 S21에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 슬립 모드를 유지하고, 처리를 스텝 S1로 되돌린다.
또, 스텝 S21에서, 심체(4)에 필압이 인가되었다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 기동시켜, 슬립 모드 M0에서 통상 동작 모드(비접촉) M10으로 이행시키도록 제어한다(스텝 S23). 이 스텝 S23의 통상 동작 모드(비접촉) M10에 있어서는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를, 접촉 동작 모드 M1과 마찬가지로, 통상의 신호 진폭 및 통상의 반복 주기로, 도 3에서 설명한 것 같은 패턴의 신호를, 반복하여 발신시키도록 발신 회로(102)를 제어한다.
그리고 이 통상 동작 모드(비접촉) M10에 있어서는, 제어 회로(101)는 필압 검출 모듈(7)을 구성하는 가변 용량 콘덴서(7C)의 정전 용량 Cv를 감시하여, 심체(4)에 인가되고 있는 필압이 소멸되었는지 여부를 판별한다(스텝 S24). 이 스텝 S24에 있어서, 심체(4)에 인가되고 있는 필압이 소멸되지는 않았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 통상 동작 모드(비접촉) M10을 유지한다(스텝 S25). 그리고 제어 회로(101)는 처리를 스텝 S24로 되돌린다.
스텝 S24에서, 심체(4)에 인가되고 있는 필압이 소멸되었다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제1 소정 시간 T1 이상, 예를 들면 30초 이상 계속되고 있는지 여부를 판별한다(스텝 S26). 이 스텝 S26에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제1 소정 시간 T1 이상은 계속되고 있지 않다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx의 변화를 감시하여, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 직접 손이나 손가락이 닿았는지 여부를 판별한다(스텝 S27).
스텝 S27에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 직접 손이나 손가락이 닿지는 않았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 처리를 스텝 S24로 되돌린다. 또, 스텝 S27에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 직접 손이나 손가락이 닿았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 처리를 도 7의 스텝 S3으로 되돌려, 이 스텝 S3 이후의 처리를 실행하도록 한다.
또, 스텝 S26에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제1 소정 시간 T1 이상 계속됐다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 통상 동작 모드(비접촉) M10에서, 발신 회로(102)의 발신 동작은 유지해도 전지의 소비를 줄이는 절전 모드(비접촉) M20으로 이행시키도록 제어한다(스텝 S28). 이 절전 모드(비접촉)에 있어서는, 전술한 절전 모드(접촉)의 경우와 마찬가지로, 발신 회로(102)는 발신하는 신호의 진폭을 통상의 발신 동작 상태일 때보다도 작게 하거나, 전술한 연속 송신 기간 및 디지털 데이터 송신 기간으로 이루어지는 패턴의 신호의 반복 주기를, 통상의 발신 동작 상태일 때보다도 길게 하거나 하여, 절전을 실현하도록 한다.
다음에, 제어 회로(101)는 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제2 소정 시간 T2 이상, 예를 들면 T2=5분 이상 계속되고 있는지 여부를 판별한다(스텝 S29). 스텝 S29에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제2 소정 시간 T2 이상 계속됐다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)로부터의 발신 동작을 정지시키고, 절전 모드(비접촉) M20에서, 슬립 모드 M0으로 이행시키도록 제어한다(스텝 S30). 그 후, 제어 회로(101)는 처리를 스텝 S1로 되돌려, 이 스텝 S1 이후의 처리를 반복한다.
스텝 S29에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제2 소정 시간 T2 이상 계속되지는 않았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 필압 검출 모듈(7)을 구성하는 가변 용량 콘덴서(7C)의 정전 용량 Cv를 감시하여, 심체(4)에 필압이 인가되고 있는지 여부를 판별한다(스텝 S31). 그리고 이 스텝 S31에서, 심체(4)에 필압이 인가되고 있다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 처리를 스텝 S23으로 되돌려, 절전 모드(비접촉) M20에서, 통상 동작 모드(비접촉) M10으로 이행시키도록 제어하고, 그 후, 이 스텝 S23 이후의 처리를 실행한다.
스텝 S31에서, 심체(4)에 필압이 인가되지는 않는다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx의 변화를 감시하여, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 직접 손이나 손가락이 닿았는지 여부를 판별한다(스텝 S32).
스텝 S32에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 직접 손이나 손가락이 닿지는 않았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 절전 모드(비접촉) M20을 유지하고(스텝 S23), 그리고 처리를 스텝 S29로 되돌려, 이 스텝 S29 이후의 처리를 실행한다. 또, 스텝 S32에서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 직접 손이나 손가락이 닿았다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는, 처리를 도 7의 스텝 S3으로 되돌려, 이 스텝 S3 이후의 처리를 실행하도록 한다.
［제1 실시 형태의 효과］
상술한 제1 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)에 의하면, 당해 발신형 전자 펜(1)의 사용을 개시하는 기인이 되는, 케이스(2)에 대한 직접적인 사용자의 행위로서, 도체로 이루어지는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 사용자의 손이나 손가락의 접촉을 검출 수단에서 검출했을 때에는, 발신 회로(102)를 기동시켜, 위치 검출 장치(201)에서 확실히 지시 위치를 검출할 수 있는 통상의 발신 동작 상태로서의 제1 발신 동작 상태로 하므로, 사용자가 발신형 전자 펜(1)의 사용을 개시하려고 할 때, 위치 검출 장치(201)에 의한 발신형 전자 펜(1)의 호버 상태의 검출을 항상 가능하게 할 수 있다.
그리고 이 제1 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)에 의하면, 당해 발신형 전자 펜(1)의 사용을 개시하는 기인이 되는 케이스(2)에 대한 직접적인 사용자의 행위인 손이나 손가락에 의한 도체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 접촉을 검출하는 검출 수단의 검출 출력과, 필압이 심체(4)의 선단에 인가되고 있는지 여부의 필압 검지 출력에 기초하여, 제어 회로(101)가 발신 회로(102)의 발신 동작을, 보다 절전을 도모할 수 있도록 제어할 수 있다.
즉, 사용자가 실시 형태의 발신형 전자 펜(1)을 잡고 있는 상태여도, 필압 검지 출력에 의해, 발신형 전자 펜(1)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제1 소정 시간 T1 이상 계속되고 있을 때는, 발신 회로(102)의 발신 신호의 진폭을 작게 하거나, 소정의 패턴의 발신 신호의 반복 주기를 길게 하거나 하여, 보다 절전하게 함으로써, 쓸데없는 전력 소비를 가능한 한 줄일 수 있다. 또, 발신형 전자 펜(1)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제1 소정 시간 T1보다도 긴 제2 소정 시간 T2 이상이 되었을 때는, 발신 회로(102)의 발신을 정지해 버리는 슬립 모드로 하므로, 한층 더 절전을 도모할 수 있다.
또, 상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 사용자가 장갑을 낀 상태에서, 발신형 전자 펜(1)을 잡은 경우에도, 필압 검지 출력에 기초하여, 발신 회로(102)를 기동하도록 하므로, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 접촉을 검지할 수 없는 경우라도, 발신형 전자 펜(1)의 사용을 확보할 수 있다. 그리고 이 실시 형태에서는, 장갑을 끼고 있는 경우에 있어서도, 필압 검지 출력에 의해 발신형 전자 펜(1)의 센서면으로의 접촉이 검지되고 있지 않은 상태의 계속 시간과, 제1 소정 시간 T1 및 제2 소정 시간 T2의 시간의 비교 결과에 따라서, 상술한 것처럼 발신 회로의 발신 동작 상태를 제어하므로, 발신형 전자 펜(1)에서는, 쓸데없는 전력 소비를 가능한 한 줄일 수 있다.
또, 상술한 실시 형태에 있어서는, 필압이 한 번 검지된 후는, 발신형 전자 펜(1)이 위치 검출 장치(201)의 센서(202)면으로부터 이격되어, 필압이 검지되지 않게 되어도, 그 필압이 검지되지 않게 되어 있는 상태가 소정 시간 T1을 경과할 때까지는, 발신 회로(102)는 발신 동작을 계속하도록 하고 있다. 그리고 상술한 제1 실시 형태에서는, 제1 소정 시간 T1을 경과한 후에는, 즉석에서 발신 회로(102)의 발신을 정지하는 것이 아니라, 발신형 전자 펜(1)의, 위치 검출 장치(201)의 센서(202)면상의 호버 상태의 검출은 할 수 있는 정도의 발신 상태를 유지하는 절전 모드로 이행시키도록 하고 있다. 그리고 필압이 검지되지 않게 된 상태가, 추가로 제1 소정 시간 T1보다도 긴 제2 소정 시간 T2 이상 계속되었을 때, 발신 회로(102)의 발신 상태를 정지하도록 하고 있다.
필압이 검지되지 않게 된 상태가 소정 시간 이상 계속되었을 때에는 즉석에서 발신 회로(102)의 발신을 정지하도록 하고 있는 것과 비교하면, 상술한 제1 실시 형태의 경우에는, 절전 모드를 사이에 두고 2단계로 제어하고 있으므로, 보다 세밀하게 절전 제어를 할 수 있음과 아울러, 발신형 전자 펜(1)에 의해 위치 검출 장치(201)의 센서(202)면상에서의 위치 지시에 대한 위치 검출 장치(201)에서의 검출에 대한 응답이, 절전 모드에서의 호버 상태의 검출이 가능한 것도 더불어, 양호하게 된다고 하는 메리트가 있다.
필압이 검지되지 않게 되었을 때의 상태는, 사용자가 바로, 발신형 전자 펜(1)에 의해 위치 지시의 재입력을 행하는 경우뿐만이 아니라, 사용자가 발신형 전자 펜(1)을 손에서 놓아 버려, 당장은 재차 위치 지시 입력을 행하지 않는 상태가 되는 경우도 있지만, 상술한 실시 형태에 의하면, 이 양자를 구별하여, 발신형 전자 펜(1)에 의한 위치 지시의 본래의 기능을 양호하게 유지하면서, 쓸데없는 전력 소비를 가능한 한 줄일 수 있다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 도전체인 인체가 접촉한 것의 검출은, 도전체인 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx의 변화를 검출함으로써 행하도록 하고 있으므로, 상호 용량을 검출하는 경우와 같은 신호의 송수는 불필요하여, 절전화에도 적합하다고 하는 효과가 있다.
［제1 실시 형태의 변형예］
상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 제어 회로(101)는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 사용자의 손이나 손가락이 닿았다고 판별했을 때에는, 슬립 모드 M0에서 접촉 동작 모드 M1로 이행시켜, 발신 회로(102)를 통상 동작 상태로 발신시키도록 했다. 그러나 제어 회로(101)는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 사용자의 손이나 손가락이 닿았다고 판별했을 때에는, 슬립 모드 M0에서 절전 모드(접촉) M2로 이행시키고, 그 후, 절전 모드(접촉) M2에 있어서, 심체(4)에 필압이 인가되었다고 판별했을 때, 절전 모드(접촉) M2에서 접촉 동작 모드 M1로 이행시키도록 제어해도 된다. 그 경우에도, 절전 모드(접촉) M2에 있어서는, 발신 회로(102)는 위치 검출 장치에서, 발신형 전자 펜(1)의 호버 상태를 검출할 수 있는 발신 동작 상태로 되어 있으므로, 사용자가 사용 개시하려고 할 때에는, 위치 검출 장치에 의한 발신형 전자 펜(1)의 호버 상태의 검출을 항상 가능하게 할 수 있다고 하는 효과를 유지할 수 있다.
또, 상술한 예에서는, 절전 모드는 1단계로 했지만, 절전의 정도가 상이한 복수 단계로 해도 된다. 또한, 슬립 모드는 발신을 정지하고 있는 모드이므로, 절전의 모드인 것은 말할 필요도 없다.
또, 상술한 예에서는, 접촉 동작 모드 M1이나 통상 동작 모드 M10에 있어서, 발신형 전자 펜(1)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가 제1 소정 시간 T1 이상이 되었을 때는, 절전 모드 M2나 M20으로 이행시키고, 추가로 제2 소정 시간 T2 이상 경과했을 때에는, 절전 모드 M2나 M20에서, 슬립 모드 M0으로 이행시키도록 했다. 그러나 접촉 동작 모드 M1이나 통상 동작 모드 M10에 있어서, 발신형 전자 펜(1)에 필압이 인가되고 있지 않은 상태가, 소정 시간 이상 경과했을 때에는, 절전 모드 M2나 M20을 경유하지 않고, 직접 슬립 모드 M0으로 이행시키도록 해도 된다.
［제2 실시 형태］
상술한 제1 실시 형태에서는, 발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는, 발신형 전자 펜(1)의 케이스(2)에 대한 직접적인 사용자의 행위로서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 사용자의 손이나 손가락 등의 인체의 접촉만을 검출하도록 했다. 그러나 발신형 전자 펜의 사용을 개시하는 기인이 되는, 발신형 전자 펜(1)의 케이스(2)에 대한 직접적인 사용자의 행위로서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 사용자의 손이나 손가락 등의 인체의 접촉만이 아니고, 사용자가 잡은 후, 들어올리는 등의 행위에 의해 발신형 전자 펜(1)이 움직이는 것을 함께 검지하도록 해도 된다.
도 10은 이 제2 실시 형태의 발신형 전자 펜(1A)의 주요부의 전자 회로의 구성을 나타내는 블록도이다. 이하, 이 제2 실시 형태의 발신형 전자 펜(1A)의 기구적인 구조는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 이 제2 실시 형태에서는, 발신형 전자 펜(1A)의 케이스(2)의 움직임을 검출하기 위해서, 자이로 센서(104)가 케이스(2) 내의 프린트 기판(8)상에 재치되어 마련된다. 그리고 도 10에 도시하는 것처럼, 자이로 센서(104)는 제어 회로(101)에 접속되어, 그 움직임 검출 출력을 제어 회로(101)에 공급하도록 구성된다.
그리고 이 제2 실시 형태에서는, 제어 회로(101)는 사용자가 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 손이나 손가락을 접촉한 것 만으로는, 슬립 모드 M0에서 접촉 동작 모드 M1로는 이행시키지 않고, 상기 손이나 손가락의 접촉과 함께, 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력에 의해, 발신형 전자 펜(1A)의 케이스(2)가 움직인 것을 검출했을 때, 슬립 모드 M0에서 접촉 동작 모드 M1로 이행시키도록 제어한다.
또, 이 제2 실시 형태에 있어서는, 제어 회로(101)는 사용자에 의한 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 손이나 손가락의 접촉을 검출하고 있지 않은 상태여도, 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력에 의해, 발신형 전자 펜(1A)의 케이스(2)가 움직인 것을 검출했을 때, 슬립 모드 M0에서 통상 동작 모드(비접촉) M10으로 이행시키도록 제어한다. 따라서 이 제2 실시 형태에 있어서는, 사용자가 장갑을 끼고, 발신형 전자 펜(1A)을 잡아 위치 지시를 개시하려고 했을 경우에 있어서도, 위치 검출 장치의 센서의 상공에 있어서의 발신형 전자 펜(1A)의 호버 상태의 검출을 할 수 있다.
추가로, 이 제2 실시 형태에 있어서는, 제어 회로(101)는 접촉 동작 모드 M1에서 절전 모드(접촉) M2로의 이행이나, 통상 동작 모드(비접촉) M10에서 절전 모드(비접촉) M20으로의 이행에 있어서도, 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력을, 함께 고려하도록 한다. 즉, 이 제2 실시 형태에 있어서는, 제어 회로(101)는 필압을 검출하지 않게 된 상태가 소정 시간 T1 이상 경과했다고 해도, 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력에 의해, 발신형 전자 펜(1A)이 움직이고 있다고 판별했을 때에는, 사용자가 위치 지시를 할 의사가 존재하는 것으로 하여, 절전 모드(접촉) M2나 절전 모드(비접촉) M20으로는 이행하지 않도록 한다. 즉, 제어 회로(101)는 필압을 검출하지 않게 된 상태의 검출 출력과, 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력에 의한 발신형 전자 펜(1A)이 움직이지 않은 상태의 양방을 만족하는 상태가, 소정 시간 T1' 이상 경과했다고 판별했을 때, 접촉 동작 모드 M1에서 절전 모드(접촉) M2로의 이행이나, 통상 동작 모드(비접촉) M10에서 절전 모드(비접촉) M20으로의 이행을 실행하도록 한다. 이 경우에, 소정 시간 T1'은 전술한 소정 시간 T1과 같아도 되고, 상이해지도록 해도 된다.
또, 이 제2 실시 형태에서는, 절전 모드(접촉) M2나 절전 모드(비접촉) M20에서 슬립 모드 M0으로의 이행에 있어서도, 접촉 동작 모드 M1에서 절전 모드(접촉) M2로의 이행이나, 통상 동작 모드(비접촉) M10에서 절전 모드(비접촉) M20으로의 이행의 경우와 마찬가지로 하여, 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력도 참조하도록 한다.
이상과 같이 하여, 이 제2 실시 형태에 의하면, 발신형 전자 펜(1A)의 케이스(2)의 움직임도 고려하여 모드 천이를 제어하도록 하므로, 사용자에 의한 발신형 전자 펜(1A)의 사용 의사도 고려한 절전 제어가 가능해진다.
［제2 실시 형태의 변형예］
상술한 제2 실시 형태에서는, 제어 회로(101)는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 사용자의 손이나 손가락 등의 인체의 접촉만이 아니고, 사용자가 잡은 후, 들어올리는 등의 행위에 의해 발신형 전자 펜(1)이 움직이는 것을 함께 검지함으로써, 슬립 모드 M0에서 접촉 동작 모드 M1로 이행시키도록 했다. 그러나 다음과 같이 해도 된다.
즉, 제어 회로(101)는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 사용자의 손이나 손가락 등의 인체의 접촉을 판별했을 때에는, 접촉 동작 모드 M1로 이행시키는 것이 아니라, 절전 모드(접촉) M2로 이행시키도록 한다. 그리고 제어 회로(101)는 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력에 기초하여, 발신형 전자 펜(1)이 움직인 것을 검지하면, 절전 모드(접촉) M2에서 접촉 동작 모드 M1로 이행시키도록 제어한다.
또, 제어 회로(101)는 슬립 모드 M0에 있어서, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 사용자의 손이나 손가락 등의 인체의 접촉을 판별하는 일 없이, 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력에 기초하여 발신형 전자 펜(1)이 움직인 것을 판별하면, 통상 동작 모드(비접촉) M10으로 이행시키는 것이 아니라, 절전 모드(비접촉) M20으로 이행시킨다. 그리고 필압의 인가를 검지하면, 제어 회로(101)는 절전 모드(비접촉) M20에서 통상 동작 모드(비접촉)로 이행시키도록 제어한다.
이와 같이 하면, 보다 절전화를 도모할 수 있다. 그리고 절전 모드(접촉) M2 및 절전 모드(비접촉) M20에 있어서는, 발신 회로(102)의 발신 신호는, 위치 검출 장치에서, 발신형 전자 펜(1A)의 호버 상태를 검출할 수 있는 상태이므로, 이 제2 실시 형태의 변형예에 있어서도, 사용자는 위치 검출 장치에서, 항상 발신형 전자 펜(1A)의 호버 상태의 검출을 할 수 있다고 하는 효과를 누릴 수 있다.
또한, 상술한 제2 실시 형태에 있어서는, 움직임 검출을 위한 수단으로서는, 자이로 센서(104)를 이용하도록 했지만, 자이로 센서 대신에 가속도 센서, 혹은 지자기 센서를 이용하도록 해도 된다. 또, 이들 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기(地磁氣) 센서를 조합하여 이용하도록 해도 된다.
［제3 실시 형태］
제3 실시 형태에 있어서는, 발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는, 발신형 전자 펜(1)의 케이스(2)에 대한 직접적인 사용자의 행위로서, 제어 회로(101)는 사용자의 손이나 손가락 등의 인체의 접촉을 검지하는 일 없이, 사용자가 발신형 전자 펜(1)을 잡은 후, 들어올리는 등의 행위에 의해 발신형 전자 펜(1)이 움직이는 것만을 검지한다.
이 제3 실시 형태의 발신형 전자의 발신형 전자 펜(1A)의 기구적인 구조는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 그리고 이 제3 실시 형태의 발신형 전자 펜의 주요부의 전자 회로의 구성은, 도 10에 있어서, 제어 회로(101)에 대한 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)으로의 사용자의 손이나 손가락의 접촉의 검지 회로 부분을 생략한 구성이 되므로, 여기에서는 도시는 생략한다.
그리고 이 제3 실시 형태에 있어서는, 접촉 동작 모드 M1과 통상 동작 모드(비접촉) M10을 구별할 필요는 없고, 또, 절전 모드(접촉)와 절전 모드(비접촉) M20을 구별할 필요가 없기 때문에, 모드 천이는, 도 11에 도시하는 것 같은 것이 된다. 도 11에 있어서, 슬립 모드 M0'은 상술한 슬립 모드 M0과 마찬가지의 상태이며, 또, 통상 동작 모드 M10'은 상술한 통상 동작 모드(비접촉) M10과 마찬가지의 상태이며, 추가로, 절전 모드 M20'은 상술한 절전 모드(비접촉) M20과 마찬가지의 상태이며, 그들의 모드 천이가 상술한 실시 형태와는 다르다.
이 제3 실시 형태에서는, 슬립 모드 M0에서, 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력에 의해, 발신형 전자 펜의 케이스(2)의 움직임을 검출하면, 제어 회로(101)는 슬립 모드 M0'로부터 통상 동작 모드 M10'으로 이행시키도록 제어한다. 여기서, 이 제3 실시 형태에서는, 제어 회로(101)는 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력에 의해, 소정의 움직임의 크기를 검출하면, 즉석에서 발신형 전자 펜의 케이스(2)가 움직였다고 검출한다. 한편, 제어 회로(101)는 발신형 전자 펜의 케이스(2)가 움직이고 있지 않은 것은, 자이로 센서(104)의 움직임 검출 출력에 의해, 소정의 움직임의 크기를, 소정 시간, 예를 들면 30초 계속하여 검출할 수 없게 되었을 때, 검출하도록 한다.
통상 동작 모드 M10'에 있어서, 발신형 전자 펜의 케이스(2)가 움직이고 있지 않은 것을 판별하면, 제어 회로(101)는 통상 동작 모드 M10'에서 슬립 모드 M0'으로 이행시키도록 제어한다. 그리고 통상 동작 모드 M10'에 있어서, 발신형 전자 펜의 케이스(2)가 움직이고는 있지만, 필압을 검출할 수 없게 되었던 것이 소정 시간 T1(예를 들면 30초) 이상 계속되고 있다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 통상 동작 모드 M10'에서 절전 모드 M20'으로 이행시키도록 제어한다.
절전 모드 M20'에 있어서, 발신형 전자 펜의 케이스(2)가 움직이고 있지 않은 것을 검출하면, 제어 회로(101)는 절전 모드 M20'에서 슬립 모드 M0'으로 이행시키도록 제어한다. 또, 절전 모드 M20'에 있어서, 발신형 전자 펜의 케이스(2)가 움직이고는 있지만, 필압을 검출할 수 없게 되었던 것이 소정 시간 T2(예를 들면 5분) 이상 계속되고 있다고 판별했을 때에도, 제어 회로(101)는 절전 모드 M20'에서 슬립 모드 M0'으로 이행시키도록 제어한다. 그리고 절전 모드 M20'에 있어서, 발신형 전자 펜의 케이스(2)가 움직이고 있음과 아울러, 필압을 검출할 수 있었다고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 절전 모드 M20'에서 통상 동작 모드 M10'으로 이행시키도록 제어한다.
이 제3 실시 형태에 있어서도, 사용자가 사용 개시하려고 할 때에는, 위치 검출 장치에 의한 발신형 전자 펜(1)의 호버 상태의 검출을 항상 가능하게 할 수 있다. 그리고 이 제3 실시 형태의 발신형 전자 펜에 의하면, 발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는 하우징에 대한 직접적인 사용자의 행위인 발신형 전자 펜의 케이스(2)의 움직임의 검출 출력과, 필압이 심체(4)의 선단에 인가되고 있는지 여부의 필압 검지 출력에 기초하여, 제어 회로(101)가 발신 회로(102)의 발신 동작을, 보다 절전을 도모할 수 있도록 제어할 수 있다.
그리고 이 제3 실시 형태에 있어서는, 사용자가 장갑을 낀 상태에서, 발신형 전자 펜(1)을 잡은 경우에도, 케이스(2)의 움직임 검출 출력에 기초하여, 발신 회로(102)를 기동하도록 하므로, 위치 검출 장치는 발신형 전자 펜의 호버 상태도 검출할 수 있음과 아울러, 쓸데없는 전력 소비를 가능한 한 줄이도록 절전 제어할 수 있다.
［그 외의 실시 형태］
＜제1 다른 실시 형태＞
상술한 제1 및 제2 실시 형태에 있어서의 발신형 전자 펜(1 및 1A)의 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 대한 사용자의 손이나 손가락의 접촉에 대한 검지 방법은, 도체로 구성되는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx의 변화를 검출하는 방법이지만, 이 자기 용량 Cx의 변화는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 대한 사용자의 손이나 손가락의 접촉 면적에 따른 것이 된다.
사용자가 발신형 전자 펜을 잡은 상태는, 사용자가 실제로 발신형 전자 펜을 단단히 잡아 위치시키려고 할 때에는, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 대한 사용자의 손이나 손가락의 접촉 면적은 커진다. 한편, 사용자가 단순히 발신형 전자 펜을 집어 올릴 때에는, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 대한 사용자의 손이나 손가락의 접촉 면적은, 비교적 작다.
이상의 것을 고려하여, 제어 회로(101)는 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)의 자기 용량 Cx의 변화의 크기로부터, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 대한 사용자의 손이나 손가락의 접촉 면적을 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여, 발신 회로(102)의 발신 동작 상태를 제어하도록 해도 된다.
예를 들면, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 대한 사용자의 손이나 손가락의 접촉 면적이 비교적 작고, 사용자가 단순히 발신형 전자 펜을 집어 올리고 있는 상태라고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 절전 모드의 상태로 제어한다. 또, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 대한 사용자의 손이나 손가락의 접촉 면적이 커지고, 사용자가 발신형 전자 펜을 단단히 잡고 위치 지시를 개시하려고 하고 있는 상태라고 판별했을 때에는, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 통상 동작 상태가 되도록 제어한다.
＜제2 다른 실시 형태＞
이상 설명한 제1 및 제2 실시 형태에서는, 사용자의 손이나 손가락에 의한 접촉을 검지하기 위해서, 발신형 전자 펜(1, 1A)의 케이스(2)의 대략 전체를 도체로 구성하도록 했지만, 사용자가 발신형 전자 펜(1, 1A)을 사용 개시할 때에 잡고 있을 것이라고 추측되는 케이스(2)의 일부분만을 도체로 구성하도록 해도 된다. 예를 들면, 도 12(A)에 있어서 사선을 부여하여 도시하는 것처럼, 발신형 전자 펜(1)과 마찬가지의 구성의 발신형 전자 펜(1B)의 통상(筒狀)의 케이스(2B)의 축심 방향의 심체(4)측의 1/2 부분(2Ba)(프런트 캡(22)을 포함함)만을 도체로 하도록 구성해도 된다. 또, 도 12(B)에 있어서 사선을 부여하여 도시하는 것처럼, 발신형 전자 펜(1)과 마찬가지의 구성의 발신형 전자 펜(1C)의 통상의 케이스(2C)의 축심 방향의 심체(4)측의 1/2 이하의 부분으로서, 프런트 캡(22)에 상당하는 부분을 제외한 부분(2Ca)만을 도체로 하도록 구성해도 된다. 또한, 케이스(2B)의 부분(2Ba 및 2Ca)은, 프린트 기판(8)의 어스 도체에 대해서, 접속되지 않고 분리되어 있다.
＜제3 다른 실시 형태＞
또, 발신형 전자 펜의 케이스(2)의 도체 부분 중의, 사용자가 손이나 손가락을 접촉시키는 축심 방향의 위치에 따라서, 제어 회로(101)가 발신 회로(102)의 발신 동작 상태를 제어하도록 해도 된다.
도 13(A)~(C)는 사용자가 손이나 손가락을 접촉시키는 축심 방향의 위치에 따라서, 제어 회로(101)가 발신 회로(102)의 발신 동작 상태를 제어하도록 발신형 전자 펜(1D, 1E, 1F)의 예를 나타내는 도면이다.
도 13(A)의 예의 발신형 전자 펜(1D)에 있어서는, 케이스(2D)는 축심 방향의 대략 중앙부는 절연물(2DI)과, 당해 절연물(2DI)보다도 심체(4)측의 도체(2Da)와, 심체(4)측과는 반대측의 도체(2Db)로 구성된다. 그리고 각각의 도체(2Da 및 2Db)를, 따로 따로, 제어 회로(101)에 있어서 상술과 마찬가지의 구성에 의해 자기 용량의 변화를 검출할 수 있도록, 제어 회로(101)에 대해서 접속하도록 회로 구성한다.
이 도 13(A)의 예에 있어서는, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Db)의 부분을 잡고 있을 때에는, 단순히 발신형 전자 펜(1D)을 집어 올릴 뿐이라고 추측할 수 있으므로, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 절전 모드의 상태로 하도록 제어한다. 또, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Da)의 부분을 잡고 있을 때에는, 발신형 전자 펜(1D)에 의해 위치 지시를 하려고 하고 있다고 추측할 수 있으므로, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 통상의 발신 동작 상태로 하도록 제어한다.
도 13(B)의 예의 발신형 전자 펜(1E)에 있어서는, 케이스(2E)는 축심 방향의 대략 절반의 심체(4)측의 부분을 도체로 구성하지만, 그 도체 부분의 대략 중앙 부분은 절연물(2EI)로 하고, 당해 절연물(2EI)에 의해, 심체(4)측의 도체(2Ea)와, 심체(4)측과는 반대측의 도체(2Eb)로 분리한다. 그리고 각각의 도체(2Ea 및 2Eb)를, 따로 따로, 제어 회로(101)에 있어서 상술과 마찬가지의 구성에 의해 자기 용량의 변화를 검출할 수 있도록, 제어 회로(101)에 대해서 접속하도록 회로 구성한다.
이 도 13(B)의 예에 있어서는, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Eb)의 부분을 잡고 있을 때에는, 발신형 전자 펜(1E)을 단지 잡고 있을 뿐으로, 아직, 발신형 전자 펜(1E)에 의해 위치 지시를 하는 상태로는 되어 있지 않다고 추측할 수 있으므로, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 절전 모드의 상태로 하도록 제어한다. 또, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Ea)의 부분을 잡고 있을 때에는, 발신형 전자 펜에 의해 위치 지시를 하려고 하고 있다고 추측할 수 있으므로, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 통상의 발신 동작 상태로 하도록 제어한다.
도 13(C)의 예의 발신형 전자 펜(1F)에 있어서는, 케이스(2F)는, 축심 방향으로 대략 3등분하도록 3개의 도체(2Fa, 2Fb, 2Fc)가 구성된다. 이 경우, 도체(2Fa와 2Fb)는 절연물(2FIa)에 의해 절연되고, 도체(2Fb와 2Fc)는 절연물(2FIb)에 의해 절연되어 분리된다. 그리고 각각의 도체(2Fa, 2Fb 및 2Fc)를 따로 따로, 제어 회로(101)에 있어서 상술과 마찬가지의 구성에 의해 자기 용량의 변화를 검출할 수 있도록, 제어 회로(101)에 대해서 접속하도록 회로 구성한다.
이 도 13(C)의 예에 있어서는, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Fc 및 2Fb)의 부분을 잡고 있을 때에는, 발신형 전자 펜(1E)을 단지 잡고 있을 뿐으로, 아직, 발신형 전자 펜(1E)에 의해 위치 지시를 하는 상태로는 되어 있지 않다고 추측할 수 있으므로, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 절전 모드의 상태로 하도록 제어한다. 또, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Fa)의 부분을 잡고 있을 때에는, 발신형 전자 펜에 의해 위치 지시를 하려고 하고 있다고 추측할 수 있으므로, 제어 회로(101)는 발신 회로(102)를 통상의 발신 동작 상태로 하도록 제어한다.
이하, 상술한 도 13(A)~(C)의 경우에 있어서, 발신 회로(102)를 절전 모드로 하는 대신에, 발신 회로(102)는 발신을 정지한 채로 하도록 해도 된다. 그리고 이 경우에 있어서, 발신 회로(102)가 발신 동작 상태일 때, 도체(2Db)의 부분, 도체(2Eb)의 부분, 도체(2Fc 및 2Fb)의 부분을 잡고 있을 때에는, 발신 회로(102)의 발신을 정지시키도록 해도 된다.
또한, 도 13(A)의 예의 경우와 도 13(C)의 예의 경우에는, 이하와 같은 변형예도 가능하다. 즉, 발신형 전자 펜을, 도전체의 심체(4)로부터 신호 SA를 발신할 뿐만 아니라, 축심 방향의 케이스(2)의 심체(4)와는 반대측의 뚜껑측으로부터도 신호 SB를 발신하도록 구성한다. 이 경우에, 신호 SA와 신호 SB는, 상이한 주파수, 상이한 패턴 등으로 하여, 위치 검출 장치측에서 양자를 구별할 수 있도록 한다. 그리고 이 예의 경우에는, 심체(4)로의 필압의 인가를 검출할 수 있도록 구성할 뿐만 아니라, 심체(4)와는 반대측의 뚜껑측에 대해서도 필압의 인가를 검출할 수 있도록 구성한다.
그리고 이 뚜껑측으로부터도 신호 SB를 발신하는 예의 발신형 전자 펜의 경우, 도 13(A) 또는 도 13(C)의 구성예에 있어서, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Da 또는 2Fa)의 부분을 잡고 있을 때에는, 심체(4)로부터 신호 SA를 발신시키도록 하고, 또, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Db 또는 2Fc)의 부분을 잡고 있을 때에는, 심체(4)와는 반대측의 뚜껑측으로부터 신호 SB를 발신시키도록 제어한다. 그리고 이 예에 있어서도, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Da 또는 2Fa)의 부분을 잡고 있을 때, 또, 사용자가 손이나 손가락으로 도체(2Db 또는 2Fc)의 부분을 잡고 있을 때의 각각에 있어서, 필압의 인가의 검출 결과도 참조하여, 상술한 제1 실시 형태나 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 신호 SA 또는 신호 SB에 대한 발신 동작 상태를 제어하여, 절전 제어를 한다.
또한, 케이스(2D)의 도체(2Da 및 2Db), 케이스(2E)의 도체(2Ea 및 2Eb), 케이스(2F)의 도체(2Fa, 2Fb, 2Fc)는, 프린트 기판(8)의 어스 도체에 대해서, 접속되지 않고 분리되어 있다.
＜제4 다른 실시 형태＞
상술한 실시 형태의 발신형 전자 펜의 발신 회로(102)는 발진기를 내장하고 있었지만, 이 발명은 상술한 실시 형태와 같은 발진기를 내장하지 않고 신호를 발신하는 발신 회로를 구비하는 발신형 전자 펜에도 적용할 수 있다.
도 14는 이 예의 발신형 전자 펜(1G)의 구성예를 나타내는 도면이다. 이 예의 발신형 전자 펜(1G)은, 예를 들면 선행 문헌：일본 특개 2012－221304호 공보에 개시되어 있는 전자 펜과 같은 구성을 가지는 것이다.
도 14에 도시하는 것처럼, 이 예의 발신형 전자 펜(1G)의 통상(筒狀)의 케이스(2G)는, 도체로 구성되는 케이스 본체(21G)와, 도체로 구성되어 있는 프런트 캡(22G)을 포함한다. 케이스 본체(21G)와 프런트 캡(22G)은, 절연 부재(2GI)에 의해 절연되어 있다. 통상의 케이스(2G) 내에는 제어 회로(101G)와, 신호 처리 회로(102G)와, 전지(5G)와, 필압 검출 모듈(7G)이 수납되어 있고, 필압 검출 모듈(7G)에 감합하도록 도체로 이루어지는 심체(4G)가 마련되어 있다.
심체(4G), 필압 검출 모듈(7G), 제어 회로(101G) 및 전지(5G)는, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 필압 검출 모듈(7G)을 구성하는 가변 용량 콘덴서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지로 제어 회로(101G)에 접속되어 있고, 제어 회로(101G)가 당해 가변 용량 콘덴서의 정전 용량의 변화에 기초하여, 심체(4G)에 인가되는 필압을 검출할 수 있도록 구성되어 있다.
또, 케이스 본체(21G)는, 상술한 실시 형태와 마찬가지로 하여, 제어 회로(101G)에 접속되어 있고, 제어 회로(101G)가 케이스 본체(21G)로의 사용자의 손이나 손가락의 접촉을 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 이하, 도 14에 도시하는 것처럼, 전지(5G)의 일단은 프린트 기판의 어스 도체에 접속되어 있음과 아울러, 이 어스 도체와, 도체(21G 및 22G)는 분리되어 있다.
이 예의 발신형 전자 펜(1G)과 함께 사용되는 위치 검출 장치는, 발신형 전자 펜(1G)에 대해서 신호를 송신한다. 이 예의 발신형 전자 펜(1G)은, 위치 검출 장치로부터 보내져 오는 신호를 수신하고, 그 수신 신호를 신호 처리 회로(102G)에 공급한다. 신호 처리 회로(102G)는 입력된 수신 신호를 증폭 등 하여 강조하여, 당해 발신형 전자 펜(1G)으로부터의 발신 신호를 생성한다. 그리고 신호 처리 회로(102G)는 생성한 발신 신호를 위치 검출 장치로 귀환하도록 송신한다.
이 예에서는, 심체(4G)에 의해 위치 검출 장치로부터의 신호를 수신하고, 그 수신 신호를 신호 처리 회로(102G)에 공급한다. 신호 처리 회로(102G)는 생성한 발신 신호를, 도체로 이루어지는 프런트 캡(22G)을 통해서 위치 검출 장치에 송신한다. 이하, 위치 검출 장치로부터의 신호를 프런트 캡(22G)에서 수신하고, 그 수신 신호를 신호 처리 회로(102G)에 공급하며, 신호 처리 회로(102G)에서 생성한 신호를, 심체(4G)를 통해서 위치 검출 장치로 귀환하도록 구성해도 된다.
따라서 신호 처리 회로(102G)는 이 발신형 전자 펜(1G)에 있어서의 발신 회로를 구성하고 있고, 발신 동작 상태로서, 수신 신호를 증폭 등 하여 강조하는 동작을 행한다. 제어 회로(101G)는 이 신호 처리 회로(102G)의 기동 및 발신 동작 상태를 제어하도록 구성되어 있다.
그리고 이 예의 발신형 전자 펜(1G)에 있어서는, 제어 회로(101G)는 케이스 본체(21G)로의 사용자의 손이나 손가락의 접촉의 검출 결과와, 필압 검출 모듈(7)의 가변 용량 콘덴서의 정전 용량의 변화에 기초한 심체(4G)에 인가되는 필압의 검출 결과에 기초하여, 상술한 실시 형태와 마찬가지로 하여, 신호 처리 회로(102G)의 기동 및 발신 동작 상태를 제어하여, 절전 제어를 행한다.
이 예의 경우, 신호 처리 회로(102G)에 있어서의 통상의 발신 동작 상태는, 수신 신호를 위치 검출 장치에서 충분히 지시 위치를 검출할 수 있도록 증폭시켜 강조한 신호를 발생시키는 상태이다. 그리고 신호 처리 회로(102G)의 절전 모드의 발신 동작 상태는, 위치 검출 장치에 있어서, 발신형 전자 펜(1G)의 호버 상태는 검출할 수 있지만, 발생하는 신호의 진폭이 통상의 발신 동작 상태보다도 작고, 혹은 전술한 것 같은 소정의 패턴의 반복 주기가, 통상의 발신 동작 상태일 때보다도 길게 된 신호를 발생시키는 상태로 된다.
따라서 이 제4 실시 형태의 발신형 전자 펜(1G)에 있어서도, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 달성하는 것이다.
［또 다른 실시 형태 또는 변형예］
이하, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태에 있어서도, 절전 모드는 1 단계가 아니고, 다단계로 해도 된다. 그리고 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태에 있어서도, 통상 동작 모드에 있어서, 필압을 검출하는 일 없이 소정 시간 경과했을 때에는, 절전 모드를 경유하는 일 없이, 직접적으로 슬립 모드로 이행하도록 해도 된다.
또, 도 5에 도시한 회로 구성에 있어서의 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿아 있는 상태의 검출 방법은, 일례로서, 이 예로 한정되는 것이 아니고, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)을, 제어 회로(101)를 구성하는 IC의 특정의 단자에 접속함과 아울러, 적분용의 정전 용량을 1개, 외부 장착하는 것 같은 구성도 가능하다. 또, 케이스 본체(21)나 프런트 캡(22)에 인체의 손이나 손가락이 닿아 있는 상태를 검출하는 정전 터치의 검출 방법은, 자기 유도 방식(self capacitance), 상호 유도 방식(mutual capacitance) 중 어느 것이어도 된다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 압력 감지 수단의 예로서의 필압 검출 수단으로서, 유전체를 제1 전극과 제2 전극의 사이에 두고, 그 제1 전극과 제2 전극 중, 일방을 필압에 따라 축심 방향으로 이동 가능하게 함으로써, 정전 용량이 필압에 따라 가변이 되는 가변 용량 콘덴서를 이용하도록 했지만, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 일본 특개 2013－161307호 공보에 개시되어 있는 것 같은 필압에 따라 정전 용량을 가변으로 하는 반도체 소자를 이용하여 필압 검출 수단을 구성할 수도 있다. 또, 정전 용량이 아니고, 인덕턴스값이나 저항값을 필압에 따라서 가변으로 하는 구조나 소자를 이용함으로써, 필압 검출 수단을 구성하도록 해도 된다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 압력 감지 수단으로서, 필압치를 연속적으로 측정할 수 있는 필압 검출 수단을 이용하도록 했지만, 필압 검출 수단 대신에, 심체에 인가되는 압력에 따라서 온이 되는 스위치(택트 스위치)를 마련하고, 이 스위치가 온이 되었는지를 검출하도록 해도 된다. 또, 압력 감지 수단은 스위치 대신에, 심체에 인가된 압력에 따른 저항값을 발생시키는 감압 저항 센서를 이용해도 되고, 발광 소자와 수광 소자로 이루어지고, 수광 소자로의 수광량을, 심체에 인가된 압력에 따라 변화시키는 구성의 광 센서를 이용하도록 해도 된다.
상술한 실시 형태의 발신형 전자 펜은, 정전 용량 방식의 위치 검출 장치와 함께 사용되는 정전 용량 방식의 전자 펜의 경우로 했지만, 전자 유도 방식의 발신형 전자 펜의 경우에도, 마찬가지로 적용할 수 있다.
또, 상술한 실시 형태의 발신형 전자 펜은, 일차 전지 내장형의 것으로 했지만, 이차 전지를 내장하거나, 전기 이중층 콘덴서를 내장하거나 하고, 그것들을 충전 장치로 충전하는 충전 방식의 것이어도 물론 된다.
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G … 발신형 전자 펜,
2 … 케이스(하우징), 4 … 심체,
5 … 전지, 6 … 심체 홀더,
7 … 필압 검출 모듈, 8 … 프린트 기판,
21 … 케이스 본체, 22 … 프런트 캡,
101 … 제어 회로, 102 … 발신 회로,
102G … 신호 처리 회로.

Claims (20)

  1. 위치 검출 장치와 함께 사용되는 발신형 전자 펜으로서,
    통상(筒狀)의 하우징과,
    상기 하우징의 일방의 개구부로부터 선단(先端)이 외부로 돌출되도록 하여, 상기 하우징 내에 마련되는 심체(芯體)와,
    상기 하우징 내에 마련되는 전원 전압의 공급원과,
    상기 위치 검출 장치에 공급하는 신호를 발신하는 발신 회로와,
    발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는, 상기 하우징에 대한 직접적인 사용자의 행위를 검출하기 위한 검출 수단과,
    상기 심체의 선단에 압력이 인가되고 있는지 여부를 검지하는 압력 검지 수단과,
    상기 검출 수단의 검출 출력 및 상기 압력 검지 수단으로부터의 검지 출력에 기초하여, 상기 발신 회로의 발신 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 발신 회로는, 상기 제어 수단에 의해, 기동 제어됨과 아울러, 기동되었을 때는 적어도 절전(節電)의 발신 동작 상태를 포함하는 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 것으로 제어되는 것이고,
    상기 제어 수단은,
    상기 검출 수단에서 상기 사용자의 행위를 검출했을 때, 상기 발신 회로를 기동시켜, 상기 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 것인 제1 발신 동작 상태로 발신 동작을 행하게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 검출 수단에서 검출한 상기 사용자의 행위에 기초하여 상기 제1 발신 동작 상태를 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 통상의 하우징은, 적어도 일부에 외부로 돌출되는 도체를 포함하고,
    상기 검출 수단은 상기 도체를 전극으로 하는 정전 용량의 변화를 검출함으로써, 상기 하우징의 상기 도체에 도전체인 상기 사용자의 인체가 접촉하는 것을 검출하는 것에 기초한, 상기 발신형 전자 펜을 사용 개시하는 기인이 되는, 상기 하우징에 대한 직접적인 사용자의 행위를 검출하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 정전 용량은 상기 하우징의 상기 도체의 자기(自己) 용량인 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 통상의 하우징 내에, 움직임을 검출하기 위한 움직임 센서를 구비하고,
    상기 검출 수단은, 상기 움직임 센서의 검출 출력에 기초하여, 상기 하우징에 대한 직접적인 사용자의 행위를 검출하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 검출 수단에서 상기 사용자의 행위를 검출한 것에 더하여, 혹은 상기 검출 수단에서 상기 사용자의 행위를 검출하지 않고, 상기 압력 검지 수단에서 상기 심체의 선단에 압력이 인가되고 있는 것을 검지했을 때, 발신 동작의 정지 상태인 상기 발신 회로를 기동시켜 상기 제1 발신 동작 상태를 개시하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 검출 수단에서 상기 도체를 전극으로 하는 정전 용량의 변화를 검지했을 때, 발신 동작의 정지 상태인 상기 발신 회로를 기동시켜 상기 제1 발신 동작 상태로서, 상기 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 발신 동작 상태로 개시하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 검출 수단에서 상기 움직임 센서의 검출 출력에 의해 상기 사용자의 행위를 검지했을 때에, 발신 동작의 정지 상태인 상기 발신 회로를 기동시켜 상기 제1 발신 동작 상태로서, 상기 복수 종류의 발신 동작 상태 중 어느 발신 동작 상태로 개시하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 발신 회로에 있어서 상기 제1 발신 동작 상태를 개시시킨 후, 상기 압력 검지 수단에서 상기 심체의 선단에 압력이 인가되고 있는 것을 검지하지 않고 제1 시간이 경과했다고 판별했을 때에는, 상기 발신 회로를 상기 제1 발신 동작 상태보다도 절전인 제2 발신 동작 상태로 이행시키거나, 혹은 상기 발신 회로의 발신을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제1 시간의 경과 후 제2 시간이 경과했을 경우, 제2 발신 동작 상태로부터, 발신을 정지하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  11. 청구항 3 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 검출 수단에 있어서의 정전 용량의 변화를 검출함으로써, 상기 사용자가 발신형 전자 펜을 손에서 놓았다고 판단했을 때는, 상기 제어 수단은 상기 발신 회로의 발신을 정지하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 발신 회로의 상기 제1 발신 동작 상태 및 상기 제2 발신 동작 상태에서는, 소정의 패턴의 신호를 반복하는 것이고, 상기 제2 발신 동작 상태에서는, 상기 제1 발신 동작 상태일 때보다도 반복 주기가 긴 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 발신 회로의 상기 제1 발신 동작 및 상기 제2 발신 동작은, 소정의 패턴의 신호를 반복하는 것이고, 상기 제2 발신 동작 상태에서는, 상기 제1 발신 동작 상태일 때보다도 신호의 진폭이 작은 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  14. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 하우징의 상기 도체를 전극으로 하는 정전 용량의 변화에 대응하여, 상기 발신 회로로부터의 소정의 패턴의 신호의 반복 주기를 제어하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  15. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 하우징의 상기 도체를 전극으로 하는 정전 용량의 변화에 대응하여, 상기 발신 회로로부터의 신호의 진폭의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  16. 청구항 3에 있어서,
    상기 하우징의 상기 도체를 전극으로 하는 정전 용량은, 인체와 상기 도체의 접촉 면적에 따라 변화하는 것이고,
    상기 제어 수단은 상기 접촉 면적에 따른 상기 정전 용량의 변화에 대응하여, 상기 발신 회로의 발신 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제1 발신 동작 상태를 개시시킨 후, 상기 압력 검지 수단에서 상기 심체의 선단에 압력이 인가되고 있는 것을 검지했을 때, 상기 발신 회로를 제3 발신 동작 상태로 이행시키도록 제어하도록 하고,
    상기 제1 발신 동작 상태는 상기 제3 발신 동작 상태보다도 절전인 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  18. 청구항 3에 있어서,
    상기 도체는 상기 하우징의 상기 심체의 축심(軸心) 방향에 있어서, 상기 심체의 선단이 돌출되는 개구부측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  19. 청구항 3에 있어서,
    상기 하우징의 상기 도체는, 상기 심체의 축심 방향을 따라서, 서로 독립하여 복수 개 마련되어 있고,
    상기 제어 수단은 상기 복수 개의 상기 도체 중의, 상기 정전 용량의 변화가 검출된 상기 도체의 상기 축심 방향의 위치에 따라서, 상기 발신 회로의 발신 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 정전 용량의 변화가 검출된 상기 도체의, 상기 축심 방향의 위치가, 상기 심체의 선단이 돌출되는 개구부측일 때에는, 상기 발신 회로를, 상기 제1 발신 동작 상태로 함과 아울러, 상기 정전 용량의 변화가 검출된 상기 도체의, 상기 축심 방향의 위치가 상기 심체의 선단이 돌출되는 개구부측과는 반대측일 때에는, 상기 발신 회로를 상기 제1 발신 동작 상태보다도 절전인 발신 동작 상태로 하거나, 혹은 상기 발신 회로의 발신을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 발신형 전자 펜.
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