KR20170132754A - 전자 펜 및 전자 펜 본체부 - Google Patents

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Abstract

전자 유도 방식의 위치 검출 장치와, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치 양방에 대응 가능한 전자 펜을 제공한다. 관통공을 가지는 것과 함께, 이 관통공을 따르는 방향으로 코일이 권회된 자성체 코어와, 이 자성체 코어의 관통공에 삽입 통과되는 도전성을 가지는 심체와, 코일과 함께 공진 회로를 구성하기 위한 캐패시터와, 심체를 통해서 송출하는, 위치를 검출시키게 하기 위한 신호를 발생시키는 신호 발생부와, 축전부와, 코일에 외부 자계에 따라 발생하는 유도 전류에 의해 축전부를 충전하는 충전 회로를 구비한다. 공진 회로가 동작하는 상태로 하는 것과 함께, 신호 발생부로부터의 신호를, 심체를 통해서 송출하는 상태를 병행해서 구비하는 것을 가능하게 한다.

Description

전자 펜 및 전자 펜 본체부
본 발명은 위치 검출 장치와 함께 사용되는 전자 펜 및 이 전자 펜에 이용되는 전자 펜 본체부에 관한 것이다.
근래, 여러 가지 전자기기의 입력장치로서, 좌표 입력장치가 이용되도록 되고 있어, 이 좌표 입력장치의 입력도구로서의 전자 펜이 이용될 기회가 많아지고 있다. 좌표 입력장치로서는, 종래에는 전자 유도 방식이 주로 이용되고 있으며, 이 전자 유도 방식의 하나로서, 센서로부터의 자계를, 전자 펜이 구비하는 공진 회로로 받아서, 센서에 귀환시키는 방식이 있다(예를 들면 특허문헌 1(일본국 특개 2009-86925호 공보 참조)).
이 전자 유도 방식의 좌표 입력장치는, 다수의 루프 코일을 좌표축의 X축 방향 및 Y축 방향으로 배설해서 이루어지는 센서를 구비하는 위치 검출 장치와, 자성체 코어에 권회된 인덕턴스 소자의 예로서의 코일과 캐패시터로 이루어지는 공진 회로를 가지는 펜 형상의 위치 지시기로서의 전자 펜으로 구성된다.
위치 검출 장치는 소정의 주파수의 송신 신호를 센서의 루프 코일에 공급해서, 전자(電磁) 에너지로서 전자 펜에 송신한다. 전자 펜의 공진 회로는 송신 신호의 주파수에 따른 공진 주파수를 가지도록 구성되어 있고, 센서의 루프 코일과의 사이에서의 전자 유도 작용에 기초하여 전자 에너지를 축적한다. 그리고, 전자 펜은 공진 회로에 축적한 전자 에너지를 위치 검출 장치의 센서의 루프 코일에 귀환시킨다.
센서의 루프 코일은, 이 전자 펜으로부터의 전자 에너지를 검출한다. 위치 검출 장치는 송신 신호를 공급한 루프 코일의 위치와, 전자 펜의 공진 회로로부터의 전자 에너지를 검출한 루프 코일의 위치에 따라, 전자 펜에 의해 지시된 센서 상의 위치의 X축 방향 및 Y축 방향의 좌표값을 검출한다.
또한, 최근에는, 표시부의 예로서의 LCD(Liquid Crystal Display; 액정 디스플레이)의 표면 측에 중첩해서 이용되는 정전 결합 방식의 위치 검출 장치도, 휴대 장치에 이용되고 있다. 그리고, 이 정전 결합 방식의 위치 검출 장치와 함께 사용되는 전자 펜으로서, 발신형의 전자 펜이 상용되도록 되고 있다.
이런 종류의 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용의 전자 펜은, 전지를 구비하는 것과 함께, 이 전지로부터의 전압에 의해 구동되는 신호 발신 회로를 구비하고, 이 신호 발신 회로로부터의 발신 신호를 위치 검출용 신호로서 위치 검출 센서에 공급하는, 이른바 액티브 방식의 전자 펜이다(예를 들면 특허문헌 2(일본국 특개평 07-295722호 공보) 등 참조). 전지에는, 1차 전지 외, 충전식의 2차 전지도 이용되고 있다. 한편, 위치 검출 시스템은 위치 검출 수단의 센서 패널을 사용하지만, 이 액티브 방식의 위치 지시기로부터의 발신 신호를 수신한 개개의 도체의 신호 강도로부터, 위치 지시기에 의해 지시된 위치로서 위치 검출을 행한다.
일본국 특개 2009-86925호 공보 일본국 특개평 07-295722호 공보
상술한 전자 유도 방식의 위치 검출 장치와, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치는, 각각 일장일단이 있으며, 전자기기에는, 그 용도나 사용 환경 등에 따라서, 어느 하나의 방식이 채용된다. 이 때문에, 어느 한쪽의 방식이 다수를 차지하고 있는 것은 아니며, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치를 채용한 전자기기만이 아니라, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치를 채용한 전자기기도 다수 존재한다.
종래에는, 이용자는 전자기기의 위치 검출 장치에 채용되고 있는 전자 유도 방식 또는 정전 결합 방식의 각각에 적합한 전자 펜을 준비하도록 해야 했다. 이 때문에, 전자기기에 채용되고 있는 방식을 확인하면서, 전자 펜을 그 확인한 방식에 따른 것을 사용하지 않으면 안 되어 귀찮았다. 또한, 한쪽 방식용의 전자 펜을 분실했을 경우, 당해 방식이 대응되는 전자기기는, 같은 방식의 전자 펜을 신규로 구입하지 않으면 위치 검출 장치를 사용한 입력을 할 수 없게 되어 불편했다.
또한, 제조 회사에 있어서도, 전자 유도 방식과 정전 결합 방식 양방식의 각각 용의 전자 펜을 각각 제조하여 준비해야 하기 때문에, 다종다양한 부품이 필요하게 되어, 부품 비용·제조 비용·판매 비용가 커진다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이상의 문제점을 해결할 수 있는 전자 펜을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1의 발명은,
관통공을 가지는 것과 함께, 상기 관통공을 따르는 방향으로 코일이 권회된 자성체 코어와,
상기 자성체 코어의 상기 관통공에 삽입 통과(揷通)되는, 도전성을 가지는 심체와,
상기 코일과 함께 공진 회로를 구성하기 위한 캐패시터와,
상기 심체를 통해서 송출하는, 위치를 검출시키게 하기 위한 신호를 발생시키는 신호 발생부와,
축전부와,
상기 코일에 외부 자계에 따라 발생하는 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하는 충전 회로를 구비하고,
상기 공진 회로가 동작하는 상태로 하는 것과 함께, 상기 신호 발생부로부터의 신호를, 상기 심체를 통해서 송출하는 상태를 병행해서 구비하는 것을 가능하게 한 것을 특징으로 하는 전자 펜을 제공한다.
상술한 구성의 청구항 1의 발명에 따른 전자 펜은, 청구항 2에 기재된 바와 같이, 전자 유도 방식의 센서와 함께 사용하는 상태에 있어서는, 상기 공진 회로로, 상기 센서로부터의 전자 에너지를 수신하고, 그 수신한 전자 에너지를, 상기 센서에 귀환시키도록 동작하는 것과 함께, 상기 코일에 발생한 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하도록 동작한다.
또한, 상술한 구성의 청구항 1의 발명에 따른 전자 펜은, 청구항 3에 기재된 바와 같이, 정전 용량 방식의 센서와 함께 사용하는 상태에 있어서는, 상기 신호 발생부로부터의 상기 신호를, 상기 심체를 통해서 상기 센서에 송신하도록 동작하는 것과 함께, 상기 코일에 발생한 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하도록 동작한다.
상술한 구성의 본 발명에 따른 전자 펜에 의하면, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치와, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치 양방의 방식용으로서 사용할 수 있다. 게다가, 본 발명에 따른 전자 펜에 의하면, 전자 유도 방식과 정전 결합 방식에서, 아무런 전환 조작을 하지 않아도, 각각의 방식의 위치 검출 장치용으로서 사용할 수 있다고 하는 이점이 있다.
본 발명에 의하면, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치와, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치 양방에 대응 가능한 전자 펜을 제공할 수 있다. 게다가, 본 발명에 따른 전자 펜에 의하면, 전자 유도 방식과 정전 결합 방식에서, 아무런 전환 조작을 하지 않아도, 각각의 방식의 위치 검출 장치용으로서 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태에서 이용되는 전자 펜 본체부의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태에서 이용되는 전자 펜 본체부의 일부의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태에 있어서의 신호 처리 회로의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태를 충전하는 충전기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태가 사용되는 전자기기의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태와 함께 사용되는 전자 유도 방식의 위치 검출 장치의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태와 함께 사용되는 정전 결합 방식의 위치 검출 장치의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태와 함께 사용되는 정전 결합 방식의 위치 검출 장치의 다른 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 전자 펜의 제2 실시 형태의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 전자 펜의 제2 실시 형태에 있어서의 신호 처리 회로의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 전자 펜의 제2 실시 형태에 있어서의 신호 처리 회로의 다른 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 전자 펜의 제3 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 전자 펜의 제3 실시 형태에 있어서의 신호 처리 회로의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 전자 펜의 제4 실시 형태에 있어서의 신호 처리 회로의 구성 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 전자 펜 및 전자 펜 본체부의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.
［제1 실시 형태］
도 1은 본 발명에 따른 전자 펜의 제1 실시 형태의 구성 예를 나타내는 도면이다. 이 제1 실시 형태의 전자 펜(1)은, 통 모양의 하우징(2)의 중공부(2a) 내에, 전자 펜 본체부(3)가 수납되어, 노크 캠(knock cam) 기구부(4)에 의해, 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝 측이, 하우징(2)의 길이 방향의 일단의 개구(2b) 측으로부터 출납되는 노크식의 구성을 구비한다. 이 실시 형태에서는, 전자 펜 본체부(3)는 카트리지식의 구성으로 되어, 하우징(2)에 대해서 착탈 가능하게 되어 있다.
도 1(A)는 전자 펜 본체부의 전체가 하우징(2)의 중공부(2a) 내에 수용되어 있는 상태를 나타내고, 도 1(B)은 노크 캠 기구부(4)에 의해 전자 펜 본체부의 펜 끝 측이, 하우징(2)의 개구(2b)로부터 돌출된 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 1의 예에서는, 전자 펜(1)의 하우징(2)이 투명한 합성 수지로 구성되어 있고, 그 내부가 들여다보이는 상태로서 나타내고 있다.
이 실시 형태의 전자 펜(1)은, 시판(市販)된 노크식 볼펜과 호환성이 있는 구성으로 되어 있다.
하우징(2) 및 당해 하우징(2) 내에 마련되는 노크 캠 기구부(4)는, 주지의 시판된 노크식 볼펜과 동일한 구성으로 되는 것과 함께, 치수 관계도 동일하게 구성된다. 바꿔말하면, 하우징(2) 및 노크 캠 기구부(4)는, 시판된 노크식의 볼펜의 하우징 및 노크 캠 기구부를 그대로 이용할 수도 있다.
노크 캠 기구부(4)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 캠 본체(41)와, 노크봉(42)과, 회전자(43)가 조합된 주지의 구성으로 되어 있다. 캠 본체(41)는 통 모양의 하우징(2)의 내벽면에 형성되어 있다. 노크봉(42)은 사용자의 노크 조작을 접수하는 것이 가능하도록, 단부(42a)가 하우징(2)의 펜 끝 측과는 반대 측의 개구(2c)로부터 돌출되도록 되어 있다. 회전자(43)는 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝 측과는 반대 측의 단부가 감합(嵌合)되는 감합부(43a)를 구비한다.
도 1(A)의 상태에 있어서, 노크봉(42)의 단부(42a)가 프레스되면, 노크 캠 기구부(4)에 의해, 전자 펜 본체부(3)는, 하우징(2) 내에 있어서 도 1(B)의 상태로 잠금(lock)되어, 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝 측이, 하우징(2)의 개구(2b)로부터 돌출되는 상태가 된다. 그리고, 이 도 1(B)의 상태로부터, 노크봉(42)의 단부(42a)가 재차 프레스되면, 노크 캠 기구부(4)에 의해 잠금 상태가 해제되어, 복귀용 스프링(5)에 의해, 전자 펜 본체부(3)의 하우징(2) 내의 위치는, 도 1(A)의 상태로 돌아온다. 복귀용 스프링(5)은 노크 캠 기구부(4)와, 스프링 베어링 부재(7) 사이에 마련되어 있다. 스프링 베어링 부재(7)에는, 하우징(2)의 중공부 내의 축심 방향의 소정 위치에 고정되어서 장착되어 있고, 전자 펜 본체부(3)가 삽입 통과되는 관통공이 형성되어 있다. 전자 펜 본체부(3)의 노크 캠 기구부(4)의 상세한 구성 및 그 동작은 주지이므로, 여기에서는, 그 설명을 생략한다.
［전자 펜 본체부(3)의 실시 형태］
도 2는, 전자 펜 본체부(3)의 구성 예를, 시판된 노크식 볼펜의 리필심과 비교하여 나타내는 도면이다. 즉, 도 2(A)는 시판된 노크식 볼펜의 리필심(6)을 나타내고, 또한, 도 2(B)는 이 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)의 구성 예를 나타내고 있다.
시판된 노크식 볼펜의 리필심(6)은, 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 볼이 선단에 배설되어 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 2(B)에 나타내는 바와 같이, 코일(31)이 권회된 자성체 코어, 이 예에서는 페라이트 코어(32)가 통상체(筒狀體)부(33)와 결합되어 있다. 그리고, 심체(34)가 페라이트 코어(32)의 관통공(도 2에서는 도시를 생략)을 통해서 삽입 통과되어, 후술하는 바와 같이, 통상체부(33) 내에 마련되어 있는 필압 검출부(도 2에서는 도시를 생략)에 감합되어 전자 펜 본체부(3)의 일부로서 마련된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 심체(34)는 한쪽의 단부(34a)(이하, 선단부(34a)라고 한다)가, 펜 끝으로서, 페라이트 코어(32)로부터 돌출된다.
도 3(A)는 코일(31)이 권회된 페라이트 코어(32)와, 통상체부(33)의 일부와, 심체(34) 부분의 분해 확대도이다. 이 예의 페라이트 코어(32)는, 예를 들면 원기둥모양 형상의 페라이트 재료에, 심체(34)를 삽입 통과시키기 위한 소정의 지름 r(예를 들면 r=1㎜)의 축심 방향의 관통공(32d)이 형성된 것으로 되어 있다. 이 페라이트 코어(32)의, 펜 끝 측에는, 서서히 끝이 가늘어지는 테이퍼부(32e)가 형성되어 있다. 이 테이퍼부(32e)에 의해, 이 페라이트 코어(32)를 통과하는 자속은, 테이퍼부(32e)에서 고밀도로 되어, 위치 검출 장치의 센서와의 사이의 자기적인 결합을, 테이퍼부(32e)가 없는 경우에 비해, 보다 강하게 할 수 있다.
그리고, 이 실시 형태에서는, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 코일(31)이 페라이트 코어(32)의 축심 방향의 전체 길이에 걸쳐 권회되는 것은 아니며, 부분적으로 권회되어 있다. 즉, 이 예에서는, 코일(31)은 페라이트 코어(32)의 전체 길이의 약 1/2 길이의 권회 길이를 가지는 것으로 되는 것과 함께, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 당해 코일의 페라이트 코어(32)에 있어서의 권회부(32a)는, 페라이트 코어(32)의, 통상체부(33)와의 결합부 측에 치우친 위치로 된다.
그리고, 페라이트 코어(32)를 그 축심 방향으로 보았을 때, 펜 끝 측의 단부로부터, 코일 권회부(32a)의 한쪽 끝까지의 부분은 코일이 권회되지 않는 제1 코일 비권회부(32b)로 되고, 또한, 코일 권회부(32a)의 다른 쪽 끝으로부터, 페라이트 코어(32)의 통상체부(33)와의 결합부측의 약간의 부분도, 코일(31)이 권회되지 않는 제2 코일 비권회부(32c)로 된다. 제2 코일 비권회부(32c)의 축심 방향의 길이는, 통상체부(33)와 결합하기 위한 짧은 길이로 된다. 한편, 제1 코일 비권회부(32b)의 축심 방향의 길이는, 이 예에서는, 페라이트 코어(32)의 전체 길이의 약 1/2 길이로부터, 제2 코일 비권회부(32c)의 길이분을 뺀, 비교적 긴 것으로 된다.
그리고, 이 실시 형태에서는, 통상체부(33)의 페라이트 코어(32)와의 결합부의 근방에는, 필압 검출부(35)가 마련되어 있다. 이 필압 검출부(35)는, 이 예에서는, 예를 들면 특허문헌: 일본국 특개 2011-186803호 공보에 기재되어 있는 주지의 구성인 필압 검출 수단을 사용한, 필압에 따라 정전 용량이 변화하는 가변 용량 캐패시터의 구성으로 하고 있다. 또한, 필압 검출부(35)는, 예를 들면, 일본국 특개 2013-161307호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 필압에 따라 정전 용량을 가변으로 하는 반도체소자를 이용한 구성으로 할 수도 있다.
통상체부(33) 내에는, 추가로 프린트 기판(36)이 수납되어 있다. 이 프린트 기판(36)에는, 신호 발생부의 예를 구성하는 발진 회로(37)와, 후술하는 바와 같이 코일(31)과 이것에 병렬로 접속된 캐패시터(후술하는 캐패시터 및 필압 검출부(35)로 구성되는 가변 용량 캐패시터)로 이루어지는 공진 회로를 포함하는 신호 처리 회로(도 4 참조)가 마련되어 있다.
그리고, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 페라이트 코어(32)의 제2 코일 비권회부(32c)의 전부 또는 일부가, 통상체부(33)에 마련되어 있는 오목부(33a)에 감합됨으로써, 페라이트 코어(32)가 통상체부(33)와 결합된다. 도시는 생략하지만, 이 페라이트 코어(32)의 통상체부(33)와의 결합시에, 코일(31)의 일단(31a 및 31b)이, 통상체부(33)의 프린트 기판(36)에 마련되어 있는 캐패시터(38)와 병렬로 접속되도록 전기적으로 접속된다.
심체(34)는, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 지름이 페라이트 코어(32)의 관통공의 지름 r 보다도 작은, 도전성을 가지는 막대 모양의 부재로 구성되어 있다. 이 예에서는, 심체(34)는, 도체, 예를 들면 도전성 금속이나 도전성 분말을 혼입한 경질 수지로 이루어지는 전극심의 구성으로 된다. 이 전극심을 구성하는 심체(34)는, 접속선(39)에 의해, 프린트 기판(36)의 신호 발신부를 구성하는 발진 회로(37)의 신호 출력단에 접속되어 있다.
이 심체(34)는 페라이트 코어(32)와 통상체부(33)가 결합되어 있는 상태에 있어서, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 테이퍼부(32e)가 형성되어 있는 측으로부터 페라이트 코어(32)의 관통공(32d)에 삽입 통과된다. 그리고, 심체(34)는 그 선단부(34a)와는 반대 측의 단부(34b)가, 통상체부(33) 내의 필압 검출부(35)의 감합부(35a)에 감합된다. 이 경우에, 상세한 도시는 생략하지만, 필압 검출부(35)의 감합부(35a)에는 예를 들면 탄성 고무 등의 탄성 재료가 배치되어 있고, 심체(34)의 단부(34b)가 당해 탄성 재료로 유지됨으로써, 심체(34)는 용이하게는 빠지지 않게 되어 있다. 다만, 사용자가 심체(34)를 뽑아 내도록 힘을 인가하면, 심체(34)와 필압 검출부(35)의 감합부(35a)의 감합은, 용이하게 떨어져, 심체(34)를 뽑아 낼 수 있다. 즉, 심체(34)는 교환 가능하게 되어 있다.
이 예의 경우에는, 도 2(A) 및 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝 측의 치수는, 볼펜의 리필심(6)의 펜 끝 측의 치수와 거의 동일하게 되도록 구성되어 있다. 즉, 전자 펜 본체부(3)의 펜 끝 측에 마련되는 페라이트 코어(32)의 지름은, 볼펜의 리필심(6)의 펜 끝부(61)의 지름 R1과 거의 동일하게 되도록 구성되어 있다. 또한, 심체(34)의 선단부(34a)의 페라이트 코어(32)로부터 돌출되는 부분의 길이와 페라이트 코어(32)의 제1 코일 비권회부(32b)의 길이의 합계 길이는, 도 2 및 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 볼펜의 리필심(6)의 펜 끝부(61)의 길이 L1과 거의 동일하게 되도록 구성되어 있다.
또한, 전자 펜 본체부(3)의 페라이트 코어(32)의 코일(31)이 권회된 코일 권회부(32a)의 지름 및 통상체부(33)의 지름은, 볼펜의 리필심(6)의 잉크 수납부(62)의 지름 R2와 거의 동일하고, 상기 펜 끝부(61)의 지름 R1보다는 크다(R2＞R1). 또한, 하우징(2)의 개구(2b)의 지름은, 이 지름 R2보다는 작다. 따라서, 코일 권회부(32a)는 개구(2b)로부터 외부로 돌출되는 것은 가능하지 않다.
또한, 도 2(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 페라이트 코어(32)와 통상체부(33)를 결합하고, 심체(34)를 페라이트 코어(32)의 관통공을 통해서 통상체부(33)의 필압 검출부(35)에 감합한 상태의 전자 펜 본체부의 길이(전체 길이)는, 볼펜의 리필심(6)의 전체 길이 L2와 동일하게 선정되어 있다.
이상과 같은 구성의 전자 펜 본체부(3)를, 스프링 베어링 부재(7)의 관통공을 삽입 통과시킨 후, 그 통상체부(33)를 노크 캠 기구부(4)의 회전자(43)의 감합부(43a)에 감합시킴으로써, 하우징(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 프레스한다. 그러면, 전자 펜(1)에 있어서는, 도 1(B) 및 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 심체(34)의 선단부(34a) 및 페라이트 코어(32)의 제1 코일 비권회부(32b)의 일부가 하우징(2)의 개구(2b)로부터 돌출되는 상태가 된다. 전자 펜(1)의 사용자는, 이 상태에서, 위치 검출 장치의 센서 상에 있어서, 지시 위치의 입력 조작을 한다.
전자 펜(1)의 사용이 종료되면, 노크봉(42)의 단부(42a)를 다시 프레스함으로써, 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 전자 펜 본체부(3)의 전체는 하우징(2)의 중공부(2a) 내에 수용시키는 상태로 할 수 있다. 이때에는, 전자 펜 본체부(3)의 전체가 하우징(2)의 중공부(2a) 내에 수용되어, 전자 펜 본체부(3)의 심체(34)의 선단부(34a)는, 하우징(2)에 의해 보호되는 상태가 된다.
다음으로, 이 제1 실시 형태의 전자 펜(1)의 신호 처리 회로의 구성 예에 대해 설명한다. 도 4는 전자 펜(1)의 신호 처리 회로(300)의 회로 구성 예를 나타내는 도면이다.
이 도 4에 나타내는 바와 같이, 코일(31)에는, 프린트 기판(36)에 마련되는 캐패시터(38)(도 3(B) 참조)와, 필압 검출부(35)로 구성되는 가변 용량 캐패시터(35C)가 병렬로 접속되어, 공진 회로(300R)가 구성되고 있다. 따라서, 공진 회로(300R)의 공진 주파수는, 필압 검출부(35)로 검출되는 필압에 따른 주파수로 된다.
그리고, 이 실시 형태의 전자 펜에 있어서는, 이 공진 회로(300R)는 이 프린트 기판(36)에 형성되어 있는 발진 회로(37)의 발진 주파수를 결정하는 회로 부분으로서, 발진 회로(37)에 접속되어 있다.
또한, 도 4에 있어서, 51은 축전부의 예를 구성하는 전기 이중층 캐패시터, 52는 정류용 다이오드, 53은 전압 변환 회로이다. 이 예에서는, 코일(31)의 일단은 정류용 다이오드(52)의 애노드에 접속되고, 타단은 접지(GND)되어 있다. 또한, 전기 이중층 캐패시터(51)의 일단은 정류용 다이오드(52)의 캐소드에 접속되고, 타단은 접지되어 있다. 전자 펜(1)의 외부에 교번 자계가 존재할 때에는, 코일(31)에 유도 전류가 생기고, 그 유도 전류가 정류용 다이오드(52)를 통해서 전기 이중층 캐패시터(51)에 충전 전류로서 공급되고, 전기 이중층 캐패시터(51)가 충전되어 축전된다.
심체(34)는 코일(31)이 감긴 페라이트 코어(32)의 관통공(32d)을 관통하여, 필압 검출부(35)에 물리적으로 결합(맞물림)되는 것과 함께, 예를 들면, 도전성의 심체(34)와 필압 검출부(35)의 상기 결합부에서 접속선(39)(도 3(B)의 점선 참조)과 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 전술한 바와 같이, 접속선(39)은 도전성의 심체(34)와 발진 회로(37)를 전기적으로 접속하고 있다. 따라서, 이 실시 형태의 전자 펜(1)에 있어서는, 심체(34)와 가변 용량 캐패시터(35C)를 구성하는 필압 검출부(35)의 상기 물리적인 결합에 의해 심체(34)에 가해진 압력(필압)이 필압 검출부(35)에 전달되는 것과 함께, 접속선(39)을 경유하여 발진 회로(37)로부터의 송신 신호가 심체(34)로부터 송신되는 구성으로 되어 있다.
공진 회로(300R)는, 전술한 바와 같이, 심체(34)에 인가되는 필압에 따라 변화하는 필압 검출부(35)의 가변 용량 캐패시터의 용량에 따른 공진 주파수를 가진다. 그리고, 발진 회로(37)는 공진 회로(300R)의 공진 주파수에 따라 주파수가 변화하는 신호를 발생시키고, 그 발생한 신호를 심체(34)에 공급한다. 발진 회로(37)로부터의 신호는, 심체(34)로부터 그 신호에 기초하는 전계로서 방사된다.
이 경우에, 전자 펜(1)에 있어서는, 코일(31)은 고정 전위(이 예에서는 접지 전위(GND))가 되기 때문에, 당해 코일(31)은 심체(34)의 주위에 마련된 실드 전극으로서 작용한다. 또한, 코일(31)의 고정 전위는, 접지 전위에 한정되지 않고, 전원의 플러스측 전위여도 되고, 전원의 플러스측 전위와 접지 전위의 중간 전위여도 된다.
전압 변환 회로(53)는 전기 이중층 캐패시터(51)에 축적된 전압을 일정한 전압으로 변환하여 발진 회로(37)의 전원으로서 공급한다. 이 전압 변환 회로(53)는 전기 이중층 캐패시터(51)의 양단의 전압보다도 낮게 되도록 하는 강압(降壓) 타입의 것이어도 되고, 전기 이중층 캐패시터(51)의 양단의 전압보다도 높게 되도록 하는 승압(昇壓) 타입의 것이어도 된다. 또한, 전기 이중층 캐패시터(51)의 양단의 전압이 상기 일정한 전압보다도 높은 경우는 강압 회로로서 동작하고, 상기 일정한 전압보다도 낮은 경우는 승압 회로로서 동작하는 승강압 타입의 것이어도 된다.
도 5는 이 실시 형태의 전자 펜(1)용의 충전기의 일례를 나타내는 것이다. 이 예의 충전기(310)는 하우징(311)의 일부에 전자 펜(1)용의 삽입구(312)를 구비하는 것과 함께, 이 삽입구(312)에 연통되는 오목부를 구비하고, 당해 오목부에 삽입되는 전자 펜(1)을 지지하는 지지부(313)을 구비한다. 지지부(313)에는, 전력 공급용 코일(314)가 권회되어 있다. 전력 공급용 코일(314)은 충전 제어 회로(315)에 접속되어 있다. 충전 제어 회로(315)로부터는, 상용 교류 전원의 콘센트에 접속하는 플러그(316)가 도출되어 있다. 이 예에서는, 충전 제어 회로(315)는 공진 회로(300R)의 공진 주파수와 거의 동일한 주파수의 교번 자계를 발생시키도록, 전력 공급용 코일(314)을 구동한다.
이 실시 형태의 전자 펜(1)을, 이 충전기(310)의 삽입구(312)로부터 지지부(313)의 오목부에 삽입했을 때에, 충전기(310)가 발생시키는 교번 자계에 의해, 전자 펜(1)의 코일(31)에는 유도 기전력이 발생하고, 정류용 다이오드(52)를 통해서 전기 이중층 캐패시터(51)를 충전한다.
［전자 펜(1)과 함께 사용하는 위치 검출 장치에 있어서의 위치 검출 및 필압 검출을 위한 회로 구성］
도 6은 본 발명의 실시 형태의 전자 펜(1)을 위치 지시기로서 이용하는 전자기기의 예로서의 태블릿형 정보단말(200)의 일례를 나타내는 것이다. 이 예에서는, 태블릿형 정보단말(200)은, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시장치의 표시 화면(200D)을 구비한다. 그리고, 이런 종류의 태블릿형 정보단말(200)은, 위치 지시기를 이용하여 입력을 행할 수 있는 위치 검출 장치를 구비한다. 그리고, 위치 검출 장치로서는, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치(400EMR)를 구비하는 것과, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)를 구비하는 것이 있다. 전자 유도 방식의 위치 검출 장치(400EMR)는, LCD 등의 표시장치의 이면측에 마련되고, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)는, LCD 등의 표시장치의 표면측(표시 화면의 상측)에 마련된다.
서두에서도 말했지만, 종래에는, 태블릿형 정보단말이, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치(400EMR)를 구비하는 경우에는, 당해 전자 유도 방식의 위치 검출 장치(400EMR)에 대응하는 전용의 전자 펜을 이용하고, 또한, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)를 구비하는 경우에는, 당해 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)에 대응하는 전용의 전자 펜을 이용할 필요가 있었다. 이에 대해서, 상술한 구성의 실시 형태의 전자 펜(1)은, 전자 유도 방식과 정전 결합 방식의 양방식의 위치 검출 장치 중 어느 것에도, 전환 조작 등을 전혀 행하지 않고 이용할 수 있다.
［전자 유도 방식의 위치 검출 장치(400EMR)가 이용되고 있는 경우］
도 7은 상술한 실시 형태의 전자 펜(1)에 의한 지시 위치의 검출 및 전자 펜(1)에 인가되는 필압의 검출을 행하는 전자 유도 방식의 위치 검출 장치(400EMR)의 회로 구성 예를 나타내는 도면이다. 이 예의 위치 검출 장치(400EMR)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 위치 검출 센서(410)와, 이 위치 검출 센서(410)에 접속되는 펜 검출 회로(420)로 구성되어 있다.
전자 펜(1)은, 이 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 4의 신호 처리 회로(300)내의 공진 회로(300R)만이, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치(400EMR)의 위치 검출 센서(410)와 전자 결합함으로써, 위치 지시 및 필압의 전달을 행한다.
이 경우에, 이 실시 형태에서는, 코일(31)에 흐르는 유도 전류에 의해, 전기 이중층 캐패시터(51)가 충전된다. 그리고, 전압 변환 회로(53)로부터의 전압에 의해 발진 회로(37)도 동작 상태이므로, 심체(34)를 통해서 신호가 위치 검출 장치(400EMR)에 송출된다. 그러나, 위치 검출 장치(400EMR)에서는, 전계 결합의 신호는, 전자 결합에 의해 송수(送受)하는 신호에 비해 거의 무시할 수 있으므로, 위치 검출 장치(400EMR)에 있어서의, 위치 지시 및 필압의 검출에 있어서는, 악영향을 미치는 일은 없다.
위치 검출 장치(400EMR)에는, X축 방향 루프 코일 그룹(411)과, Y축 방향 루프 코일 그룹(412)이 적층되어 위치 검출 센서(410)가 형성되어 있다. 각 루프 코일 그룹(411, 412)은, 예를 들면, 각각 n, m개의 구형(矩形)의 루프 코일로 이루어져 있다. 각 루프 코일 그룹(411, 412)을 구성하는 각 루프 코일은, 등간격으로 늘어서 순차 중첩되게 배치되어 있다.
또한, 위치 검출 장치(400EMR)에는, X축 방향 루프 코일 그룹(411) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(412)이 접속되는 선택 회로(413)가 마련되어 있다. 이 선택 회로(413)는 2개의 루프 코일 그룹(411, 412) 중 하나의 루프 코일을 차례로 선택한다.
또한, 위치 검출 장치(400EMR)의 펜 검출 회로(420)에는, 발진기(421)와, 전류 드라이버(422)와, 전환 접속 회로(423)와, 수신 앰프(424)와, 검파기(425)와, 저역 필터(426)와, 샘플 홀드 회로(427)와, A/D 변환 회로(428)와, 동기 검파기(429)와, 저역 필터(430)와, 샘플 홀드 회로(431)와, A/D 변환 회로(432)와, 처리 제어부(433)가 마련되어 있다. 처리 제어부(433)는 마이크로컴퓨터에 의해 구성되어 있다.
발진기(421)는 주파수 f0의 교류 신호를 발생시킨다. 그리고, 발진기(421)는 발생시킨 교류 신호를, 전류 드라이버(422)와 동기 검파기(429)에 공급한다. 전류 드라이버(422)는 발진기(421)로부터 공급된 교류 신호를 전류로 변환하여 전환 접속 회로(423)에 송출한다. 전환 접속 회로(423)는 처리 제어부(433)로부터의 제어에 의해, 선택 회로(413)에 의해서 선택된 루프 코일이 접속되는 접속처(송신측 단자(T), 수신측 단자(R))를 전환한다. 이 접속처 중, 송신측 단자(T)에는 전류 드라이버(422)가, 수신측 단자(R)에는 수신 앰프(424)가, 각각 접속되어 있다.
선택 회로(413)에 의해 선택된 루프 코일에 발생하는 유도 전압은, 선택 회로(413) 및 전환 접속 회로(423)를 통해서 수신 앰프(424)에 보내진다. 수신 앰프(424)는 루프 코일로부터 공급된 유도 전압을 증폭하여, 검파기(425) 및 동기 검파기(429)에 송출한다.
검파기(425)는 루프 코일에 발생한 유도 전압, 즉 수신 신호를 검파하여, 저역 필터(426)에 송출한다. 저역 필터(426)는 전술한 주파수 f0보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있고, 검파기(425)의 출력 신호를 직류 신호로 변환하여 샘플 홀드 회로(427)에 송출한다. 샘플 홀드 회로(427)는 저역 필터(426)의 출력 신호의 소정의 타이밍, 구체적으로는 수신 기간 중의 소정의 타이밍에 있어서의 전압값을 유지하여, A/D(Analog to Digital) 변환 회로(428)에 송출한다. A/D 변환 회로(428)는 샘플 홀드 회로(427)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하여, 처리 제어부(433)에 출력한다.
한편, 동기 검파기(429)는 수신 앰프(424)의 출력 신호를 발진기(421)로부터의 교류 신호로 동기 검파하여, 그것들 사이의 위상차에 따른 레벨의 신호를 저역 필터(430)에 송출한다. 이 저역 필터(430)는 주파수 f0보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있고, 동기 검파기(429)의 출력 신호를 직류 신호로 변환하여 샘플 홀드 회로(431)에 송출한다. 이 샘플 홀드 회로(431)는 저역 필터(430)의 출력 신호의 소정의 타이밍에 있어서의 전압값을 유지하여, A/D(Analog to Digital) 변환 회로(432)에 송출한다. A/D 변환 회로(432)는 샘플 홀드 회로(431)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하여, 처리 제어부(433)에 출력한다.
처리 제어부(433)는 위치 검출 장치(400EMR)의 각부를 제어한다. 즉, 처리 제어부(433)는 선택 회로(413)에 있어서의 루프 코일의 선택, 전환 접속 회로(423)의 전환, 샘플 홀드 회로(427, 431)의 타이밍을 제어한다. 처리 제어부(433)는 A/D 변환 회로(428, 432)로부터의 입력 신호에 기초하여, X축 방향 루프 코일 그룹(411) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(412)으로부터 일정한 송신 계속 시간(연속 송신 구간)으로 전파를 송신시킨다.
X축 방향 루프 코일 그룹(411) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(412)의 각 루프 코일에는, 전자 펜(1)으로부터 송신(귀환)되는 전파에 의해서 유도 전압이 발생한다. 처리 제어부(433)는 이 각 루프 코일에 발생한 유도 전압의 전압값의 레벨에 기초하여 전자 펜(1)의 X축 방향 및 Y축 방향의 지시 위치의 좌표값을 산출한다. 또한, 처리 제어부(433)는 송신한 전파와 수신한 전파의 위상차에 따른 신호 레벨에 기초하여 필압을 검출한다.
이와 같이 하여, 위치 검출 장치(400EMR)에서는, 접근한 전자 펜(1)의 위치를 처리 제어부(433)로 검출한다. 그리고, 수신한 신호의 위상을 검출함으로써, 전자 펜(1)의 필압값의 정보를 얻는다.
［정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)가 이용되고 있는 경우］
도 8은 상술한 실시 형태의 전자 펜(1)에 의한 지시 위치의 검출 및 전자 펜(1)에 인가되는 필압의 검출을 행하는 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)의 회로 구성 예를 나타내는 도면이다.
이 예의 위치 검출 장치(400AES)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 위치 검출 센서(440)와, 이 위치 검출 센서(440)에 접속되는 펜 검출 회로(450)로 이루어진다. 위치 검출 센서(440)는, 이 예에서는, 단면도는 생략하지만, 하층 측으로부터 순서대로, 제1 도체 그룹(441), 절연층(도시는 생략), 제2 도체 그룹(442)을 적층하여 형성된 것이다. 제1 도체 그룹(441)은, 예를 들면, 가로 방향(X축 방향)으로 연장되어 있는 복수의 제1 도체(441Y1, 441Y2, …, 441Ym)(m은 1 이상의 정수)를 서로 소정 간격을 떨어트려 병렬로, Y축 방향으로 배치한 것이다.
또한, 제2 도체 그룹(442)은 제1 도체(441Y1, 441Y2, …, 441Ym)의 연장 방향에 대해서 교차하는 방향, 이 예에서는 직교하는 세로 방향(Y축 방향)으로 연장되어 있는 복수의 제2 도체(442X1, 442X2, …, 442Xn)(n은 1 이상의 정수)를 서로 소정 간격을 떨어트려 병렬로, X축 방향으로 배치한 것이다.
이와 같이, 위치 검출 장치(400AES)의 위치 검출 센서(440)에서는, 제1 도체 그룹(441)과 제2 도체 그룹(442)을 교차시켜 형성한 센서 패턴을 이용하여, 전자 펜(1)이 지시하는 위치를 검출하는 구성을 구비하고 있다.
이 경우에는, 전자 펜(1)은, 도 4에 있어서의 발진 회로(37)로부터의 발신 신호가, 도전성을 가지는 심체(34)를 통해서 위치 검출 센서(440)에 송신된다. 이때 공진 회로(300R)도 동작 가능하게 되어 있지만, 위치 검출 장치(400AES)의 위치 검출 센서(440)는, 공진 회로(300R)와는 전자 결합하지 않기 때문에, 전자 펜(1)에 의한 지시 위치의 검출 및 필압의 검출 처리에는 영향은 없다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 도체(441Y1, 441Y2, …, 441Ym)에 대해서, 각각의 도체를 구별할 필요가 없을 때에는, 그 도체를 제1 도체(441Y)라고 칭한다. 마찬가지로, 제2 도체(442X1, 442X2, …, 442Xn)에 대해서, 각각의 도체를 구별할 필요가 없을 때에는, 그 도체를 제2 도체(442X)라고 칭하는 것으로 한다.
펜 검출 회로(450)는 위치 검출 센서(440)와의 입출력 인터페이스가 되는 선택 회로(451)와, 증폭 회로(452)와, 밴드 패스 필터(453)와, 검파 회로(454)와, 샘플 홀드 회로(455)와, AD(Analog to Digital) 변환 회로(456)와, 제어 회로(457)로 이루어진다.
선택 회로(451)는 제어 회로(457)로부터의 제어 신호에 기초하여, 제1 도체 그룹(441) 및 제2 도체 그룹(442) 중에서 1개의 도체(441Y 또는 442X)를 선택한다. 선택 회로(451)에 의해 선택된 도체는 증폭 회로(452)에 접속되어, 전자 펜(1)의 심체(34)로부터의 신호가, 선택된 도체에 의해 검출되어 증폭 회로(452)에 의해 증폭된다. 이 증폭 회로(452)의 출력은 밴드 패스 필터(453)에 공급되고, 전자 펜(1)의 심체(34)로부터 송신되는 신호의 주파수 성분만이 추출된다.
밴드 패스 필터(453)의 출력 신호는 검파 회로(454)에 의해서 검파된다. 이 검파 회로(454)의 출력 신호는 샘플 홀드 회로(455)에 공급되고, 제어 회로(457)로부터의 샘플링 신호에 의해, 소정의 타이밍에서 샘플 홀드된 후, AD 변환 회로(456)에 의해서 디지털 값으로 변환된다. AD 변환 회로(456)로부터의 디지털 데이터는 제어 회로(457)에 의해서 판독되고, 처리된다.
제어 회로(457)는, 내부의 ROM에 격납된 프로그램에 의해서, 샘플 홀드 회로(455), AD 변환 회로(456), 및 선택 회로(451)에, 각각 제어 신호를 송출하도록 동작한다. 그리고, 제어 회로(457)는 AD 변환 회로(456)로부터의 디지털 데이터로부터, 전자 펜(1)의 심체(34)에 의해서 지시된 위치 검출 센서(440) 상의 위치 좌표를 산출하는 것과 함께, 필압 검출부(35)로 검출된 필압을 검출하도록 한다.
즉, 제어 회로(457)는 예를 들면 우선 제2 도체(442X1~442Xn)를 순서대로 선택하는 선택 신호를 선택 회로(451)에 공급하고, 제2 도체(442X1~442Xn)의 각각의 선택시에, AD 변환 회로(456)로부터 출력되는 데이터를 신호 레벨로서 판독한다. 그리고, 제2 도체(442X1~442Xn)의 모든 신호 레벨이 소정값에 도달하지 않으면, 제어 회로(457)는 전자 펜(1)이 위치 검출 센서(440) 상에 없는 것으로 판단하여, 제2 도체(442X1~442Xn)를 순서대로 선택하는 제어를 반복한다.
제2 도체(442X1~442Xn) 중 어느 것으로부터 소정값 이상의 레벨의 신호가 검출된 경우에는, 제어 회로(450)는 가장 높은 신호 레벨이 검출된 제2 도체(442X)의 번호와 그 주변의 복수 개의 제2 도체(442X)를 기억한다. 그리고, 제어 회로(457)는 선택 회로(451)를 제어하여, 제1 도체(441Y1 ~441Ym)를 순서대로 선택하여, AD 변환 회로(456)로부터의 신호 레벨을 판독한다. 이때 제어 회로(457)는 가장 큰 신호 레벨이 검출된 제1 도체(441Y)와 그 주변의 복수 개의 제1 도체(441Y)의 번호를 기억한다.
그리고, 제어 회로(457)는, 이상과 같이 하여 기억한, 가장 큰 신호 레벨이 검출된 제2 도체(442X)의 번호 및 제1 도체(441Y)의 번호와 그 주변의 복수 개의 제2 도체(442X) 및 제1 도체(441Y)로부터, 전자 펜(1)에 의해 지시된 위치 검출 센서(440) 상의 위치를 검출한다.
제어 회로(457)는, 또한, AD 변환 회로(456)로부터의 신호의 주파수를 검출하고, 그 검출한 주파수로부터, 필압 검출부(35)로 검출된 필압값을 검출한다. 즉, 전술한 바와 같이, 전자 펜(1)의 발진 회로(37)의 발진 주파수는, 필압 검출부(35)로 구성되는 가변 용량 캐패시터의 정전 용량에 따른 주파수로 되어 있다. 제어 회로(457)는, 예를 들면, 전자 펜(1)의 발진 회로(37)의 발진 주파수와 필압값의 대응 테이블의 정보를 구비하고 있고, 이 대응 테이블의 정보로부터, 필압값을 검출한다.
또한, 상술한 설명의 예에서는, 전자 펜(1)은 필압 검출부(35)로 검출한 필압을 주파수로 변환하여 심체(34)에 공급하도록 했지만, 필압을 대응시키는 신호 속성으로서는 주파수에 한정되는 것은 아니며, 신호의 위상이나 신호의 단속(斷續) 횟수 등에 필압을 대응시키도록 해도 된다.
［정전 결합 방식의 위치 검출 장치의 다른 예］
도 8에 나타낸 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)에서는, 공진 회로(300R)는 동작 가능 상태이지만, 그 코일(31)에는, 유도 전류가 생기는 일은 없기 때문에, 전기 이중층 캐패시터(51)에의 충전이 행해지는 일은 없다. 따라서, 장시간에 걸쳐, 전자 펜(1)을 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)와 함께 사용하면, 전기 이중층 캐패시터(51)에 축적되어 있는 전압이 저하되어 버려, 사용을 일시 중단하고, 충전기를 이용하여 충전을 행하지 않으면 안 되어, 불편하다.
이 정전 결합 방식의 위치 검출 장치의 다른 예는, 이 점을 개선할 수 있는 경우의 예이다. 즉, 도 9는 이 예의 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(401AES)의 구성 예를 나타내는 도면이다. 이 도 9에 있어서, 전술한 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)와 동일 부분에는, 동일 참조 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.
이 도 9의 예의 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(401AES)에 있어서는, 위치 검출 센서(440)를 둘러싸도록 하여, 여자 코일(443)이 배설되어 있다. 도 9에 있어서는, 여자 코일(443)은 2 턴으로 되어 있지만, 실제적으로는, 보다 많은 턴 수, 예를 들면 8~10 턴으로 되어 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 여자 코일(443)은 드라이브 회로(458)에 접속되고, 드라이브 회로(458)는 예를 들면 공진 회로(300R)의 공진 주파수(중심 주파수)로 발진하는 발진 회로(459)에 접속되어 있다.
드라이브 회로(458)는 처리 제어부(457)에 의해 제어된다. 이 예에서는, 처리 제어부(457)는 전자 펜(1)으로부터의 신호를 수신한 것을, AD 변환 회로(456)로부터의 신호에 기초하여 검출했을 때에는, 드라이브 회로(458)를 제어해서, 발진 회로(459)로부터의 발진 신호의 여자 코일(443)에의 공급을 개시시키도록 하여, 여자 코일(443)로부터 전자 펜(1)에 전자 에너지를 공급하도록 한다.
전자 펜(1)의 공진 회로(300R)의 코일(31)에는, 이 여자 코일(443)로부터의 교번 자계에 의해 유도 전류가 발생하고, 이 유도 전류가 정류용 다이오드(52)를 통해서 전기 이중층 캐패시터(51)에 충전 전류로서 공급됨으로써, 전기 이중층 캐패시터(51)가 충전된다.
따라서, 전자 펜(1)과 함께 사용되는 위치 검출 장치가, 도 9의 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(401AES)인 경우에는, 전자 펜(1)은 축전부의 예로서의 전기 이중층 캐패시터(51)를 충전하면서, 발진 회로(37)로부터 심체(34)를 통해서 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(401AES)의 위치 검출 센서(440)에 신호를 공급할 수 있다고 하는 효과가 있다.
［상술한 제1 실시 형태의 효과］
이상 설명한 바와 같이, 상술한 제1 실시 형태의 전자 펜(1)에 의하면, 이 전자 펜(1)이 전자 유도 방식의 위치 검출 장치(400EMR)의 위치 검출 센서(410) 상에 가져오게 되면, 당해 전자 펜(1)은 공진 회로(300R)에 의해 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용으로서 작용한다. 또한, 전자 펜(1)이 정전 결합 방식의 위치 검출 장치(400AES)의 위치 검출 센서(440) 상에 가져오게 되면, 당해 전자 펜(1)은 발진 회로(37)로부터의 신호가 심체(34)를 통해서 송출되는 상태가 되어, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용으로서 작용한다. 그리고, 사용자는 상술한 제1 실시 형태의 전자 펜(1)에 있어서는, 양방식에 대해서 아무런 전환 조작도 행할 필요가 없기 때문에, 사용자는 위치 검출 장치가, 전자 유도 방식과, 정전 결합 방식 중 어느 것인지를 의식하지 않고, 전자 펜(1)을 이용할 수 있어, 매우 편리하다.
그리고, 상술한 제1 실시 형태의 전자 펜(1)에 의하면, 축전부를 구성하는 전기 이중층 캐패시터를 충전하면서, 위치 검출 장치와 함께 사용할 수 있다.
또한, 상술한 제1 실시 형태의 전자 펜(1)에 의하면, 하나의 필압 검출부(35)로 검출된 필압의 정보를, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용으로서 이용할 수 있는 것과 함께, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용으로서도 이용할 수 있다. 즉, 상술한 제1 실시 형태에서는, 필압 검출부(35)를, 공진 회로(300R)의 일부를 구성하는 캐패시터로서 구성하는 것과 함께, 당해 공진 회로(300R)를, 발진 회로(37)의 발진 주파수를 결정하기 위한 회로로서도 이용하도록 했기 때문에, 필압의 정보는 전자 유도 방식의 위치 검출 장치에 대해서는 공진 회로의 공진 주파수의 변화 정보로서 송신할 수 있고, 또한, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치에 대해서는, 심체(34)를 통해서 송출하는 신호의 주파수의 변화 정보로서 송신할 수 있다.
또한, 상술한 제1 실시 형태의 전자 펜(1)에 의하면, 전자 펜(1)을 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용으로서 사용할 때에는, 코일(31)은 고정 전위로 되어 있으므로, 신호를 송출하는 도전성의 심체(34)에 대한 실드 전극으로서 작용한다. 따라서, 전자 펜(1)의 하우징(2)을 손으로 쥐어도 심체(34)가 출력하는 신호에 영향을 주는 일이 없다.
또한, 상술한 제1 실시 형태의 전자 펜(1)에 의하면, 심체(34)의 주위에 비접촉 충전용의 코일(31)이 마련되는 구성이기 때문에, 펜 꽂이 형상의 충전기(310)에 의한 비접촉 충전이 가능하며, 조작성이 좋은 전자 펜이 실현 가능하다.
그리고, 상술한 제1 실시 형태에 따르면, 전자 펜 본체부(3)의 세형화(細型化)가 실현 가능하므로, 전자 펜 본체부(3)를, 시판된 볼펜의 리필심과 호환성을 가지는 구성으로 할 수 있게 된다.
전자 펜 본체부(3)를, 시판된 볼펜의 리필심과 호환성을 가지는 구성으로 한 경우에는, 전자 펜(1)의 하우징(2)을, 시판된 볼펜의 하우징을 유용할 수 있다고 하는 메리트가 있다. 즉, 볼펜의 리필심 대신에, 이 실시 형태의 전자 펜 본체부(3)를, 볼펜의 하우징에 수납함으로써, 전자 펜(1)을 구성하는 것이 가능하게 된다.
［제2 실시 형태］
제2 실시 형태는 제1 실시 형태의 전자 펜(1)의 개량 예이다. 상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 발진 회로(37)로부터는 상시 심체(34)를 통해서 신호가 공급되는 상태로 되어 있는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 전자 펜(1)이 비사용 상태일 때에, 충전기에 장착되어 충전되고 있지 않는 경우에는, 전기 이중층 캐패시터(51)의 축전 전력이 방전되어 버린다고 하는 문제가 있다. 제2 실시 형태는 이 문제를 해결한 예이다. 이하의 설명에 있어서, 상술한 제1 실시 형태의 전자 펜(1)과 동일 부분에는, 동일 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제2 실시 형태의 전자 펜에 있어서는, 도 1(A)에 나타낸 바와 같이, 심체(34)의 선단부(34a)가 하우징(2)의 개구(2b)로부터는 돌출되지 않고, 하우징(2) 내에 전자 펜 본체부(3)의 전체가 수납되는 전자 펜(1)의 비사용 상태에 있을 때와, 도 1(B)에 나타낸 바와 같이, 노크 캠 기구부(4)에 있어서의 노크 조작에 의해, 심체(34)의 선단부(34a)가 하우징(2)의 개구(2b)로부터 돌출되는 상태로 있는 전자 펜(1)의 사용 상태를 검출하는 검출 수단을 구비한다.
이 제2 실시 형태의 경우의 전자 펜 본체부(3A)에 있어서는, 통상체부(33)에, 노크 캠 기구부(4)에 의한 축심 방향의 이동에 따라 온·오프 하는 스위치 부재가 마련된다.
도 10(A) 및 (B)는, 전자 펜 본체부(3A)에 마련되는 스위치 부재에 대해 설명하기 위한 도면이다. 즉, 이 예에 있어서는, 전자 펜 본체부(3A)의 통상체부(33A)의 소정 부위의 둘레면에는, 도 10(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 관통공(33Aa)이 마련되는 것과 함께, 스위치 부재(8)가 이 관통공(33Aa)으로부터 일부가 드러나도록, 통상체부(33A) 내에 마련된다.
이 경우에, 관통공(33Aa)이 마련되는 통상체부(33A)의 소정 부위는, 전자 펜 본체부(3A)가 전자 펜의 하우징(2) 내에 모두 수납되는 상태에 있을 때에, 하우징(2) 내에 고정되어 마련되어 있는, 스프링 베어링 부재(7)의 관통공(7a)에 수납되는 통상체부(33A)의 부위이다.
스위치 부재(8)는 탄성을 가지는 것과 함께 도전성을 가지는 재료, 예를 들면 탄성을 가지는 도전성 금속으로 구성된다. 이 스위치 부재(8)는, 도 10(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 통상체부(33A)의 관통공(33Aa)의 근방의 내벽면에 고정되는 고정 단자편(81)과, 당해 고정 단자편(81)과 탄성적으로 접촉 가능한 가동 단자편(82)으로 이루어진다. 가동 단자편(82)은 고정 단자편(81)과 탄성적으로 접촉하는 상태와, 비접촉의 상태를 취할 수 있도록 구성된 절곡(折曲)부(82a)를 구비하고, 이 절곡부(82a)의 일부가 관통공(33Aa)으로부터 돌출되는 것이 가능하도록, 통상체부(33A) 내에 장착되어 있다.
전자 펜 본체부(3A)가, 심체(34)의 선단부(34a)가 하우징(2)의 개구(2b)로부터 돌출되지 않고, 하우징(2)의 중공부에 존재하는 보호 상태일 때에는, 도 10(A)에 나타내는 바와 같이, 스위치 부재(8)는, 정확히, 스프링 베어링 부재(7)의 관통공(7a) 내에 위치한다. 이 때문에, 가동 단자편(82)의 절곡부(82a)는, 관통공(7a)의 내벽에 의해 통상체부(33A) 내측으로 탄성적으로 변위하여, 고정 단자편(81)과 가동 단자편(82)은 접촉하지 않고 이격되는 상태가 된다. 즉, 스위치 부재(8)는 오프 상태가 된다.
노크 캠 기구부(4)에 의해, 전자 펜 본체부(3A)가, 심체(34)의 선단부(34a)가 하우징(2)의 개구(2b)로부터 돌출되어 있는 전자 펜의 사용 상태가 되면, 도 10(B)에 나타내는 바와 같이, 스위치 부재(8)는 스프링 베어링 부재(7)의 관통공(7a)으로부터 벗어나는 상태가 된다. 그러면, 가동 단자편(82)의 절곡부(82a)의 일부가 관통공(33Aa)으로부터 돌출되도록 탄성 변위하고, 이것에 의해, 가동 단자편(82)과 고정 단자편(81)이 접촉하는 상태가 된다. 즉, 스위치 부재(8)는 온 상태가 된다.
도 11은 이 제2 실시 형태의 전자 펜의 신호 처리 회로(300A)의 일례를 나타내는 도면이다. 즉, 이 제2 실시 형태의 전자 펜의 신호 처리 회로(300A)에 있어서는, 제어 회로(54)를 마련하는 것과 함께, 발진 회로(37)와 심체(34) 사이에 스위치 회로(55)를 마련한다. 제어 회로(54)에는, 스위치 부재(8)의 고정 단자편(81)과 가동 단자편(82)이 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 이 제어 회로(54)는 스위치 회로(55)에 전환 제어 신호를 공급하는 것과 함께, 발진 회로(37)의 발진 동작의 제어 신호를 공급한다.
제어 회로(54)는 이 스위치 부재(8)의 온·오프 상태를 감시함으로써, 전자 펜 본체부(3A)의 심체(34)의 선단부(34a)가 개구(2b)로부터 돌출되는 전자 펜의 사용 상태인지 여부를 검출한다.
그리고, 제어 회로(54)는, 도 10(A)에 나타내는 바와 같이, 스위치 부재(8)가 오프일 때에는, 전자 펜 본체부(3A)의 선단부(34a)가 개구(2b)로부터 돌출되지 않는 비사용 상태라고 판단하여, 스위치 회로(55)는 오프로 하는 것과 함께, 발진 회로(37)는 슬립 상태(발진 정지 상태)로 제어한다. 이것에 의해, 전자 펜의 비사용 상태에 있어서는, 발진 회로(37)로부터의 신호의, 심체(34)로부터의 송출이 정지되는 것과 함께, 발진 회로(37)의 동작 상태가 저소비 전력의 상태로 되어, 축전부를 구성하는 전기 이중층 캐패시터(51)의 축전 에너지의 소모가 억제된다. 이때, 전자 펜이 충전기(310)에 장착되면, 효율 좋게 충전이 이루어진다.
그리고, 제어 회로(54)는, 도 10(B)에 나타내는 바와 같이, 스위치 부재(8)가 온이 되었을 때에는, 전자 펜 본체부(3A)의 선단부(34a)가 개구(2b)로부터 돌출되어 있는 사용 상태라고 판단하여, 스위치 회로(55)를 온으로 하는 것과 함께, 발진 회로(37)는 동작 상태로 제어한다. 이것에 의해, 전자 펜의 사용 상태에 있어서는, 발진 회로(37)로부터의 신호가 심체(34)로부터 송출된다.
또한, 전자 펜 본체부(3A)의 선단부(34a)가 개구(2b)로부터 돌출되지 않는 비사용 상태에서는, 공진 회로(300R)도 동작시킬 필요는 없다. 그래서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 코일(31)과, 캐패시터(38) 및 가변 용량 캐패시터(35C)의 병렬 회로의 사이에 스위치 회로(56)를 마련하고, 제어 회로(54)로부터의 전환 제어 신호에 의해, 스위치 회로(55)와 마찬가지로 온·오프 제어되도록 해도 된다.
상술한 제2 실시 형태에 따르면, 전자 펜의 비사용시에는, 축전부의 축전 전력의 쓸데없는 소비를 없앨 수 있다고 하는 효과를 달성한다.
또한, 도 11 및 도 12의 예에서는, 스위치 회로(55)를, 발진 회로(37)와 심체(34) 사이에 마련함으로써, 심체(34)에의 발진 회로(37)로부터의 신호의 공급을 제어하도록 했지만, 스위치 회로(55)를, 전압 변환 회로(53)로부터의 발진 회로(37)에의 전원 전압의 공급로에 마련하여, 발진 회로(37)에의 전원을 정지하는 것으로, 발진 회로(37)의 발진을 정지시킴으로써, 심체(34)로부터의 신호 송출을 정지하도록 구성해도 된다.
［제3 실시 형태］
이상의 실시 형태는, 하우징 내에 전자 펜 본체부를 수납하는 구성의 전자 펜인 경우였다. 그러나, 본 발명은 이와 같은 전자 펜 본체부를, 카트리지 형식으로서 교환 가능하게 구성하는 타입의 것으로 한정되지 않고, 전자 펜 본체부의 모든 기능부를, 전자 펜의 하우징 내에 늘어놓아 구성하도록 해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 제3 실시 형태는 그와 같이 구성한 전자 펜의 예이다.
그리고, 이 제3 실시 형태에 있어서는, 전자 펜을 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용과, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용에서, 전용으로 전환할 수 있도록 구성한다.
도 13은 이 제3 실시 형태의 전자 펜(1B)의 전체 개요를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 14는 이 제3 실시 형태의 전자 펜의 신호 처리 회로의 예를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 13 및 도 14에 나타내는 제3 실시 형태의 전자 펜(1B)에 있어서, 전술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 대응하는 부분에는, 동일한 참조 번호에, 서픽스(suffix) B를 부가한 것을 참조 부호로서 부여하여, 설명하는 것으로 한다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 이 제3 실시 형태의 전자 펜(1B)에 있어서는, 통 모양의 하우징(2B) 내에는, 도 3(B) 및 도 4를 이용하여 설명한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 코일(31B)(도 13에서는 도시는 생략)이 권회되어 있는 페라이트 코어(32B)(도 13에서는 도시는 생략)와, 필압 검출부(35B)(도 13에서는 도시는 생략)가 마련되어 있는 것과 함께, 프린트 기판(36B)이 마련되어 있다. 그리고, 심체(34B)가, 그 선단부(34Ba)가 하우징(2B)의 개구로부터 항상 외부로 돌출되는 상태로, 페라이트 코어(32B)의 관통공을 통해서 필압 검출부(35B)에 감합되어 마련되어 있다. 이 제3 실시 형태에 있어서도, 심체(34B)는, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 교환 가능한 구성으로 되어 있다.
그리고, 프린트 기판(36B) 상에는, 프레스되었을 때에 온이 되고, 프레스를 정지하면 오프로 돌아오는 푸시 스위치(101 및 102)가 마련되어 있는 것과 함께, 이 푸시 스위치(101 및 102)의 온·오프 상태에 따른 제어 신호를 발생시키는 제어 회로(100)가 마련되어 있다. 그리고, 하우징(2B)의 옆 둘레면에 뚫려진 개구부에는, 탄성을 가지는 절연성의 수지, 예를 들면 ABS 수지로 이루어지는 압압(押壓) 조작부(101a 및 102a)가 마련된다. 푸시 스위치(101 및 102)는, 이 압압 조작부(101a 및 102a)의 프레스 조작에 의해, 온·오프 된다.
그리고, 압압 조작부(101a)가 프레스 조작되면 푸시 스위치(101)가 온이 되고, 이것을 받아서 제어 회로(100)는, 전자 펜(1B)을 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용이 되도록 설정한다. 또한, 압압 조작부(102a)가 프레스 조작되면 푸시 스위치(102)가 온이 되고, 이것을 받아서 제어 회로(100)는, 전자 펜(1B)을 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용이 되도록 설정한다.
이들 푸시 스위치(101 및 102)와, 제어 회로(100)는, 프린트 기판(36B)에, 상술한 실시 형태와 마찬가지로 형성되는 신호 처리 회로(도 13에서는, 도시를 생략)에 포함되어 있다.
도 14는 이 제3 실시 형태의 신호 처리 회로(300B)의 구성 예를 나타내는 것이다. 이 도 14에 나타내는 바와 같이, 이 제3 실시 형태에 있어서는, 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 코일(31B)과, 프린트 기판(36B)에 마련되는 캐패시터(38B)와, 필압 검출부(35B)로 구성되는 가변 용량 캐패시터(35CB)에 의해, 공진 회로(300RB)가 구성된다. 그리고, 이 공진 회로(300RB)는 발진 회로(37B)의 발진 주파수를 정하는 회로로서 접속되어 있다.
또한, 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 외부 자계에 따라 코일(31B)에 유기 되는 유도 전류가 정류용 다이오드(52)를 통해서 전기 이중층 캐패시터(51B)에 공급됨으로써, 전기 이중층 캐패시터(51B)가 충전된다.
그리고, 이 제3 실시 형태에 있어서는, 발진 회로(37B)와 심체(34B)의 사이에 스위치 회로(55B)를 마련하는 것과 함께, 코일(31B)과 정류용 다이오드(52)의 사이에 스위치 회로(57B)를 마련한다. 제어 회로(100)는, 푸시 스위치(101 및 102)의 온·오프 조작에 따라, 스위치 회로(55B 및 57B)를 전환한다.
이 제3 실시 형태의 전자 펜(1B)에 있어서, 사용자가 압압 조작부(101a)를 프레스하면, 푸시 스위치(101)가 온이 되고, 제어 회로(100)는 스위치 회로(55B 및 57B)를 오프로 전환한다. 그러면, 전자 펜(1B)의 신호 처리 회로(300B)에 있어서는, 공진 회로(300RB)만이 유효로 되기 때문에, 전자 펜(1B)은 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용이 된다.
또한, 사용자가 압압 조작부(102a)를 프레스하면, 푸시 스위치(102)가 온이 되고, 제어 회로(100)는 스위치 회로(55B 및 57B)를 온으로 전환한다. 그러면, 전자 펜(1B)의 신호 처리 회로(300B)에 있어서는, 발진 회로(37B)로부터의 신호가 심체(34B)를 통해서 송출되는 상태가 되어, 전자 펜(1B)은 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용이 된다. 또한, 이 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용의 구성인 전자 펜(1B)의 신호 처리 회로(300B)에 있어서는, 도 9에 나타낸 여자 코일(443)을 구비하는 위치 검출 장치와 함께 사용되는 경우에는, 코일(31B)에 유기되는 유도 전류에 의해, 정류용 다이오드(52)를 통해서 전기 이중층 캐패시터(51B)가 충전된다.
이상과 같이 하여, 이 제3 실시 형태의 전자 펜(1B)에 있어서는, 사용자는 자신이 사용하려고 하는 위치 검출 장치의 방식에 따라, 압압 조작부(101a) 또는 압압 조작부(102a)를 프레스 조작함으로써, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용과, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용에서, 전자 펜(1B)을 선택적으로 전환하여 사용할 수 있다.
또한, 도 14의 구성에 있어서, 스위치 회로(55B)는, 도 11 및 도 12의 예와 마찬가지로, 전압 변환 회로(53B)와 발진 회로(37) 사이의 전원 전압의 공급로에 마련하도록 해도 된다.
또한, 하우징(2B)의 외주면에, 전자 펜(1B)이, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용과, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용 중 어느 것으로 설정되어 있는지를 사용자에게 알리는 수단을 마련하도록 해도 된다. 예를 들면, 압압 조작부(101a 및 102a)의 압압 조작에 따라 점등하는 발광 다이오드를 마련함으로써, 전자 펜(1B)이 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용과, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용 중 어느 것으로 설정되어 있는지를 사용자에게 알려도 된다. 이 경우에, 발광 다이오드는 압압 조작부(101a 및 102a)의 각각에 대응하여 1개씩 마련하도록 해도 되고, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용이거나, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용이거나의 어느 1개를 마련하여, 그 1개의 발광 다이오드가 점등하고 있지 않을 때에는, 다른 쪽 방식의 위치 검출 장치용의 설정인 것을 알리도록 해도 된다.
［제4 실시 형태］
이 제4 실시 형태는, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 전자 펜 본체부의 모든 기능부를, 전자 펜의 하우징 내에 늘어놓아 구성하도록 한 경우의 다른 예이다. 상술한 제3 실시 형태에서는, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치용과, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치용에서 전용으로 설정할 수 있도록 했다. 그러나, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 신호 처리 회로에 있어서는, 공진 회로와, 발진 회로를 항상 동작 상태로 할 수도 있다. 그리고, 축전부는 공진 회로의 코일에서의 유도 전류에 의해 충전하는 방식이 아니라, 충전기에 의해 직접적으로 충전하는 방식이어도 된다.
이 제4 실시 형태는, 이상의 것을 고려한 경우의 예이다. 도 15에 이 제4 실시 형태의 전자 펜(1C)의 경우의 신호 처리 회로(300C)의 구성 예를 나타낸다. 이 도 15에 있어서는, 전술한 제3 실시 형태와 대응하는 부분에는, 동일한 참조 번호에, 서픽스 B 대신에 C를 부가한 것을 참조 부호로서 부여하고, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.
이 제4 실시 형태의 전자 펜(1C)의 신호 처리 회로(300C)에 있어서는, 정류용 다이오드(52B)는 마련하지 않고, 따라서, 공진 회로(300RC)의 코일(31C)에 유기되는 유도 전류에 의해서 전기 이중층 캐패시터(51C)를 충전하는 구성은 가지지 않는다. 이 제4 실시 형태에 있어서는, 전기 이중층 캐패시터(51C)의 양단으로부터, 충전용 전극(58 및 59)을 도출하여 마련한다. 이 충전용 전극(58 및 59)은 도시를 생략하는 충전기의 충전용 전극에 접속되고, 전기 이중층 캐패시터(51C)는 이 충전기로 충전된다.
［다른 실시 형태 또는 변형 예］
상술한 실시 형태에서는, 필압 검출부는 필압에 따라 정전 용량을 가변하는 가변 용량 캐패시터를 이용하도록 했지만, 공진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 변화 소자이면, 인덕턴스값이나 저항값을 가변하는 것이어도 되는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 필압 검출부를 마련하도록 했지만, 필압 검출부 대신에, 심체에 인가되는 압력에 따라서 온이 되는 스위치를 마련하고, 이 스위치가 온이 되었을 때에, 공진 회로가 동작하도록 구성하거나, 발진 회로가 발진을 개시하거나 하도록 구성해도 된다. 또한, 필압 검출부로 검출되는 압력에 대해서 임계치를 마련하고, 필압 검출부로 검출된 압력이 임계치를 넘었을 때에, 공진 회로가 동작하도록 구성하거나, 발진 회로가 발진을 개시하거나 하도록 구성해도 된다.
또한, 상술한 제1 및 제2 실시 형태와 같이, 전자 펜 본체부를, 시판된 볼펜의 리필심과 동(同) 치수로 함으로써, 본 발명에 따른 전자 펜은, 2개 이상의 볼펜심을 하우징 내에 마련하고, 노크 기구에 의해 선택적으로 1개의 볼펜심을 사용하는 상태로 하는, 이른바 다색 볼펜의 구성으로 할 수도 있다.
또한, 상술한 제1 및 제2 실시 형태에서는, 전자 펜 본체부는, 시판된 볼펜의 리필심과 동 치수로서, 전자 펜(1, 1M)의 하우징과, 시판된 볼펜의 하우징의 호환성을 도모할 수 있도록 했지만, 시판된 볼펜의 리필심과의 호환성을 고려하지 않고, 세형화한 전자 펜 본체부를 구성할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 상술한 제1 실시 형태에서는, 노크 캠 기구를 이용하여, 전자 펜 본체부를 노크식으로 하우징 내에 출납하도록 구성했지만, 이와 같은 노크식의 것으로 한정되는 것은 아니며, 단순히, 전자 펜 본체부를 하우징 내에 수납한 형태의 전자 펜이어도 된다.
또한, 상술한 제1~제3 실시 형태의 전자 펜에서는, 공진 회로에 있어서의 공진 주파수의 변화로서, 필압 검출부로 검출된 필압의 정보를 위치 검출 장치에 송신했지만, 필압의 정보로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 전자 펜의 센서면(지시 입력면)에 대한 기울기를 검출하는 기울기 검출 센서에 의해 검출한 기울기를, 공진 주파수의 변화로서 송신하도록 해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 신호 발생부로서는, 발진 회로의 발진 신호 그 자체를, 심체를 통해서 송출하는 신호로 하도록 구성했지만, 신호 발생부는 발진 회로의 발진 신호 그 자체가 아니라, 당해 발진 신호를 변조하거나 하여, 발진 신호에 어떠한 처리를 가한 신호를 발생시키도록 구성한 것이어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 필압 검출부로 검출한 필압의 정보는, 공진 주파수의 변화나 발진 신호의 주파수의 변화로서 위치 검출 장치에 전달하도록 했지만, 전자 펜으로부터 위치 검출 장치에 전달하는 방법으로서는, 이와 같은 전달 방법으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 전자 펜 및 위치 검출 장치 양방에, 예로써 블루투스(등록상표) 규격의 무선 통신부를 마련하고, 그 무선 통신부를 통해서 필압의 정보를 전송하도록 해도 된다. 또한, 필압의 정보에 한정되지 않고, 전자 펜 본체부나 전자 펜의 식별 정보(ID)를, 그 무선 통신부를 통해서 전자 펜으로부터 위치 검출 장치에 전달하도록 해도 된다.
1…전자 펜, 2…하우징, 2b…개구, 3…전자 펜 본체부, 4…노크 캠 기구부, 31…코일, 32…페라이트 코어, 34…심체, 35…필압 검출부, 35C…가변 용량 캐패시터, 36…프린트 기판, 37…발진 회로, 38…캐패시터, 300R…공진 회로, 400EMR…전자 유도 방식의 위치 검출 장치, 400AES…정전 결합 방식의 위치 검출 장치, 443…여자 코일

Claims (18)

  1. 관통공을 가지는 것과 함께, 상기 관통공을 따르는 방향으로 코일이 권회된 자성체 코어와,
    상기 자성체 코어의 상기 관통공에 삽입 통과되는, 도전성을 가지는 심체와,
    상기 코일과 함께 공진 회로를 구성하기 위한 캐패시터와,
    상기 심체를 통해서 송출하는, 위치를 검출시키게 하기 위한 신호를 발생시키는 신호 발생부와,
    축전부와,
    상기 코일에 외부 자계에 따라 발생하는 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하는 충전 회로를 구비하고,
    상기 공진 회로가 동작하는 상태로 하는 것과 함께, 상기 신호 발생부로부터의 신호를, 상기 심체를 통해서 송출하는 상태를 병행해서 구비하는 것을 가능하게 한 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  2. 청구항 1에 있어서,
    전자 유도 방식의 센서와 함께 사용하는 상태에 있어서는, 상기 공진 회로로, 상기 센서로부터의 전자 에너지를 수신하고, 그 수신한 전자 에너지를, 상기 센서에 귀환시키도록 동작하는 것과 함께, 상기 코일에 발생한 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  3. 청구항 1에 있어서,
    정전 용량 방식의 센서와 함께 사용하는 상태에 있어서는, 상기 신호 발생부로부터의 상기 신호를, 상기 심체를 통해서 상기 센서에 송신하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  4. 청구항 1에 있어서,
    정전 용량 방식의 센서와 함께 사용하는 상태에 있어서, 외부 자계가 존재하는 경우에 있어서는, 상기 코일에 발생한 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하도록 동작하는 것과 함께, 상기 신호 발생부로부터의 상기 신호를, 상기 심체를 통해서 상기 센서에 송신하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  5. 청구항 1에 있어서,
    외부 자계가 존재하는 경우에 있어서는, 상기 코일에 발생한 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  6. 청구항 1에 있어서,
    필압 검출부를 구비하고,
    상기 자성체 코어의 관통공을 삽입 통과되는 상기 심체의 일체 측은, 상기 자성체 코어의 관통공으로부터 돌출되어 펜 끝으로 되는 것과 함께, 상기 심체의 일단측과는 반대 측은, 상기 자성체 코어의 관통공으로부터 돌출되어 필압 검출부에 감합되는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 심체는 상기 필압 검출부에 대해서 삽입 탈락이 자유롭게 감합되어, 교환 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 필압 검출부는, 인가되는 필압에 따라 상기 공진 회로의 공진 주파수를 가변시키는 가변 소자의 구성으로 되어, 상기 공진 회로의 일부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 신호 발생부는 상기 공진 회로에 의해 발진 신호의 주파수를 가변으로 하는 발진 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 발생부로부터의 신호를, 상기 심체를 통해서 송출하는 상태와, 송출을 저지하는 상태로 전환하는 스위치 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 코일에 대한 상기 캐패시터를 접속하는 상태와, 비접속으로 하는 상태로 전환하는 스위치 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 코일에 외부 자계에 따라 발생하는 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하는 상태와, 상기 축전부에의 충전을 정지하는 상태로 전환하는 스위치 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  13. 청구항 1에 있어서,
    사용자에 의해 조작되는 조작부에 대한 사용자의 조작 상태에 따라, 사용시인지, 비사용시인지를 판별하는 판별 회로를 구비하는 것과 함께,
    상기 신호 발생부로부터의 신호를, 상기 심체를 통해서 송출하는 상태와, 송출을 저지하는 상태로 전환하는 스위치 회로를 구비하고,
    상기 판별 회로에 의해 상기 비사용시라고 판별했을 때에는, 상기 스위치 회로를, 상기 신호 발생부로부터의 신호의 상기 심체를 통한 송출을 저지하는 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  14. 청구항 1에 있어서,
    사용자에 의해 조작되는 조작부에 대한 사용자의 조작 상태에 따라, 사용시인지, 비사용시인지를 판별하는 판별 회로를 구비하는 것과 함께,
    상기 신호 발생부로부터의 신호를, 상기 심체를 통해서 송출하는 상태와, 송출을 저지하는 상태로 전환하는 제1 스위치 회로와, 상기 코일에 대한 상기 캐패시터를 접속하는 상태와, 비접속으로 하는 상태로 전환하는 제2 스위치 회로를 구비하고,
    상기 판별 회로에 의해 상기 비사용시라고 판별했을 때에는, 상기 제1 스위치 회로를, 상기 신호 발생부로부터의 신호의 상기 심체를 통한 송출을 저지하는 상태로 전환하는 것과 함께, 상기 제2 스위치 회로를 상기 비접속으로 하는 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  15. 펜 끝 측이 되는 축심 방향의 일단 측에 개구가 마련되고, 타단측이 폐색 되어 있는 통 모양의 하우징을 가지고, 전자 펜 본체부가 상기 통 모양의 하우징 내에 수납되어 있는 전자 펜으로서,
    상기 전자 펜 본체부는,
    관통공을 가지는 것과 함께, 상기 관통공을 따르는 방향으로 코일이 권회된 자성체 코어와,
    상기 자성체 코어의 상기 관통공에 삽입 통과되는, 도전성을 가지는 심체와,
    상기 코일과 함께 공진 회로를 구성하기 위한 캐패시터와,
    상기 심체를 통해서 송출하는, 위치를 검출시키게 하기 위한 신호를 발생시키는 신호 발생부와,
    축전부와,
    상기 코일에 외부 자계에 따라 발생하는 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하는 충전 회로를 구비하고,
    상기 공진 회로가 동작하는 상태로 하는 것과 함께, 상기 신호 발생부로부터의 신호를, 상기 심체를 통해서 송출하는 상태를 병행해서 구비하는 것을 가능하게 한 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 하우징 내에는, 상기 전자 펜 본체부에 대한 노크식 볼펜의 노크 기구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 노크 기구의 동작에 의해, 상기 심체의 일부가 상기 개구를 통해서 외부로 돌출되는 사용 상태로 되어 있는지, 상기 심체의 전부가 상기 하우징의 내부에 위치하는 비사용 상태로 되어 있는지를 검출하는 검출 수단을 구비하는 것과 함께,
    상기 신호 발생부와 상기 심체 사이의 상기 신호의 통로를 접속 상태와, 차단 상태로 전환하는 제1 스위치 회로와, 상기 코일에 대한 상기 캐패시터를 접속하는 상태와, 비접속으로 하는 상태로 전환하는 제2 스위치 회로를 구비하고,
    상기 검출 수단에 의해, 상기 심체의 전부가 상기 하우징의 내부에 위치하는 비사용 상태로 되어 있는 것을 검출했을 때에는, 상기 제1 스위치 회로를 상기 차단 상태로 전환하고, 상기 제2 스위치 회로를 상기 비접속으로 하는 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 전자 펜.
  18. 전자 펜의 통 모양의 하우징 내에, 적어도 펜 끝이, 상기 통 모양의 하우징의 축심 방향의 한쪽 개구로부터 돌출 가능하게 수용되는 전자 펜 본체부로서,
    관통공을 가지는 것과 함께, 상기 관통공을 따르는 방향으로 코일이 권회된 자성체 코어와,
    상기 자성체 코어의 상기 관통공에 삽입 통과되는, 도전성을 가지는 심체와,
    상기 코일과 함께 공진 회로를 구성하기 위한 캐패시터와,
    상기 심체를 통해서 송출하는, 위치를 검출시키게 하기 위한 신호를 발생시키는 신호 발생부와,
    축전부와,
    상기 코일에 외부 자계에 따라 발생하는 유도 전류에 의해 상기 축전부를 충전하는 충전 회로를 구비하고,
    상기 공진 회로가 동작하는 상태로 하는 것과 함께, 상기 신호 발생부로부터의 신호를, 상기 심체를 통해서 송출하는 상태를 병행해서 구비하는 것을 가능하게 한 것을 특징으로 하는 전자 펜 본체부.
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