KR20220027104A

KR20220027104A - 위치 검출 장치 및 위치 검출 센서의 제어 방법

Info

Publication number: KR20220027104A
Application number: KR1020220015338A
Authority: KR
Inventors: 다케시 고보리
Original assignee: 가부시키가이샤 와코무
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2022-02-07
Publication date: 2022-03-07
Also published as: KR102492292B1; KR20230069066A; US20170371434A1; KR20230016699A; US20240126383A1; EP3260965A1; TW201816567A; TWI750162B; CN115113744A; CN107544702B; KR20180001454A; KR102623385B1; US11550410B2; JP6677587B2; KR20220140463A; US20230103158A1; KR102530617B1; KR102453771B1; US11079865B2; US11880517B2

Abstract

[과제] 방수 사양에의 대응, 제조 공정의 복잡화의 회피, 휴대 정보 단말의 박형화와 같은 요구에 대응할 수 있고, 소비 전력의 절약이 가능한 위치 검출 장치를 제공한다.
[해결 수단] 평면 형상 코일(160)이 전자 펜의 수납부에 근접해서, 중심축 방향이 수납부에 수납된 전자 펜의 축심 방향에 교차하는 방향으로 되고, 발생시키는 자속 중, 해당 전자 펜의 위치 검출용 코일에 대해서 서로 역방향으로 쇄교하는 자속의 수가, 같게 되지 않는 위치에 배치한다. 제1 제어 수단에 의해, 평면 형상 코일(160)에의 신호의 공급과 전자 유도에 의한 상기 평면 형상 코일을 통한 신호의 수신을 번갈아 실행하도록 제어한다. 제1 검출 수단에 의해, 평면 형상 코일(160)을 통해서 수신하는 신호의 유무에 따라서, 수납부에서의 전자 펜의 삽입/빼냄의 상태를 검지한다.

Description

위치 검출 장치 및 위치 검출 센서의 제어 방법{POSITION DETECTION DEVICE AND CONTROL METHOD FOR POSITION DETECTION SENSOR}

본 발명은 이른바 위치 검출 센서를 구비하고, 여러 가지 정보 단말의 입력 디바이스로서 이용되는 위치 검출 장치 및 해당 위치 검출 장치에서 이용되는 위치 검출 센서의 제어 방법에 관한 것이다.

스마트폰 등으로 불리는 고기능 휴대 전화 단말이나 태블릿 PC(Personal Computer) 등, 이른바 터치 패널이 탑재된 휴대 정보 단말 등이 많이 제공되고 있다. 터치 패널은 액정 디스플레이 등의 표시 장치와, 위치 검출 센서나 위치 검출 회로를 구비한 위치 검출 장치가 조합된 전자 부품으로서, 사용자의 손가락 등에 의한 터치 조작에 의해서 여러 가지 조작 입력을 가능하게 하고 있다.

위치 검출 센서(이하, 간단히 센서라고 기재한다.)에는, 정전 용량 방식의 것과 전자 유도 방식의 것이 있다. 정전 용량 방식은 지시체와 센서에 마련된 복수의 도전선 사이에서의 정전 용량의 변화를 파악하여 지시체에 의한 위치를 검출한다. 지시체는 사용자의 손가락으로 되기 때문에, 손가락에 의한 터치 입력이 가능하다. 또한, 전자 유도 방식은 인덕터 소자(코일)와 캐패시터 소자(콘덴서)로 이루어진 공진 회로를 내장한 전용의 전자 펜(위치 지시기)과 센서 측에 마련되는 루프 코일 그룹의 사이에서 전자 유도에 의해 신호의 송수(送受)를 행해서, 전자 펜에 의한 지시 위치를 검출한다. 전용의 전자 펜을 이용하므로, 섬세한 지시 입력이 가능하고, 전자 펜의 필압 검출 기능에 의해, 필압에 따른 정보의 입력도 가능하다.

또한, 정전 용량 방식의 센서와 전자 유도 방식의 센서 양쪽을 구비하고, 사용자의 손가락에 의한 입력에도, 또한, 전용의 전자 펜에 의한 섬세한 입력에도 대응 가능한 이른바 하이브리드 방식의 센서가 탑재된 휴대 정보 단말도 존재한다. 이러한 하이브리드 방식의 센서가 탑재된 휴대 정보 단말에 있어서는, 대체로 간단한 조작은 사용자의 손가락에 의한 터치 조작으로 행해진다. 이 때문에, 상시, 전자 유도 방식의 센서를 동작시켜 두는 것은, 배터리의 소모를 앞당겨 버려서 바람직하지 않다.

그래서, 하이브리드 방식의 센서가 탑재된 휴대 정보 단말에서는, 하우징에 전자 펜의 수납부를 마련하고, 이 수납부에 전자 펜이 수납되어 있을 때에는, 전자 유도 방식의 센서는 동작되지 않게 하는 것이 행해지고 있다. 즉, 전자 펜의 수납부에 전자 펜이 수납되어 있을 때에는, 정전 용량 방식의 센서만 동작시킨다. 한편, 전자 펜의 수납부에 전자 펜이 수납되어 있지 않을 때에는, 적어도 전자 유도 방식의 센서를 동작시킨다. 이와 같이 하면, 전자 펜이 사용 상태에 있을 때만, 전자 유도 방식의 센서를 동작시킬 수 있으므로, 배터리의 소비전력 절약에 이바지할 수 있다.

종래, 휴대 정보 단말에 마련된 전자 펜의 수납부에, 전자 펜이 수납되어 있는지 여부의 검출은, 예를 들면, 뒤에 기재하는 특허문헌 1의 도 2에 나타내고 있는 바와 같은, 이른바 기계적 스위치에 의해 행해지고 있다. 또한, 전자 펜에 자석을 탑재하고, 휴대 정보 단말에 홀 소자의 구성으로 된 자기 센서를 마련하여, 전자 펜이 수납부에 수납되어 있는지 여부의 검출을 행하도록 하는 것도 행해지고 있다.

일본국 특개평 10-013893호 공보

근년, 비 오는 날의 옥외나, 바다, 강, 호수 등의 물가 주변에서의 이용에도 견딜 수 있게, 휴대 정보 단말 및 전자 펜을 방수 사양으로 하는 것이 요구되게 되었다. 그러나, 휴대 정보 단말의 전자 펜의 수납부에, 상술한 바와 같은 전자 펜이 수납되어 있는지 여부를 검출하기 위한 기계적 스위치를 마련하는 경우, 스위치로서 움직이는 부분에 틈새가 생기기 때문에 방수 사양으로 하는 것이 어렵다. 또한, 전자 펜에 자석을 마련하고, 휴대 정보 단말 측에 자기 센서를 마련하는 경우에는, 전자 펜에 탑재하는 자석이, 전자 펜의 공진 회로나 위치 검출을 위한 센서 측의 회로부 등에 영향을 주거나, 휴대 정보 단말 측의 회로부가 자기 센서에 영향을 주거나 하여 바람직하지 않다.

그래서, 전자 펜의 수납부에 전자 펜에 내장된 코일을 덮도록 코일을 배치하고, 전자 유도에 의해 전자 펜이 격납되어 있는지 여부를 검지하는 방법을 생각할 수 있다. 즉, 도 10(A)에 나타내는 바와 같이, 터치 패널(201)이 탑재된 휴대 정보 단말(200)의 하우징에, 개구(202)를 가지는 전자 펜의 수납부(203)를 마련하고, 이 수납부(203)의 내벽에 있어서, 전자 펜을 수납한 경우에 전자 펜에 내장된 코일을 덮는 위치에 코일(204)을 마련한다.

그리고, 전자 펜의 수납부(203)에 전자 펜(300)을 수납하는 경우를 생각할 수 있다. 이 경우, 도 10(B)에 있어서 화살표로 나타낸 바와 같이, 수납부(203)에 배치된 코일(204)의 내측에, 전자 펜(300)이 삽입되고, 코일(204)이 전자 펜(300)의 코일(301)을 덮게 된다. 그리고, 코일(204)로부터 일정기간에 있어서 신호를 송신하고, 그 후의 일정기간에 있어서 전자 펜(300)의 공진 회로의 구성요소인 코일(301)로부터의 신호를 수신하게 한다. 이 경우에, 전자 펜(300)으로부터의 송신 신호가 수신 가능하면, 전자 펜이 수납부(203)에 수납되어 있는 것을 검지할 수 있다.

그러나, 도 10(A)에 나타낸 바와 같이, 휴대 정보 단말(200)의 전자 펜의 수납부(203)의 내벽에 코일(204)을 마련하도록 하는 것은, 제조 공정이 복잡하게 되거나, 또한, 휴대 정보 단말의 두께를 증가시킬 가능성이 있거나 한다. 제조 공정은 가능한 한 간단한 쪽이 바람직하고, 근년, 휴대 정보 단말을 더욱 박형화하는 것도 요구되고 있어, 박형화의 요구에도 답할 수 없으면 안 된다.

이상의 것에 감안하여, 본 발명은 방수 사양의 실현, 제조 공정의 복잡화의 회피, 휴대 정보 단말의 가일층의 박형화에 대응할 수 있고, 소비 전력의 절약화를 가능하게 하는, 휴대 정보 단말에 적용하는 데 적합한 위치 검출 장치, 위치 검출 센서의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명의 위치 검출 장치는,

축심 방향으로 권회된 위치 지시용 코일을 가지는 전자 펜을 수납하는 수납부를 구비하는 위치 검출 장치에 있어서,

상기 수납부에 근접해서 배치되는 평면 형상 코일로서, 중심축 방향이 상기 수납부에 수납된 상기 전자 펜의 상기 축심 방향에 교차하는 방향으로 되고, 발생시키는 자속 중, 해당 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일에 대해서 서로 역방향으로 쇄교(鎖交)하는 자속의 수가, 같게 되지 않는 위치에 배치되는 평면 형상 코일과,

상기 평면 형상 코일에의 신호의 공급과 전자 유도에 의한 상기 평면 형상 코일을 통한 신호의 수신을 번갈아 실행하도록 제어하는 제1 제어 수단과,

상기 평면 형상 코일을 통해서 수신하는 신호의 유무에 따라서, 상기 수납부에서의 상기 전자 펜의 삽입/빼냄(揷拔)의 상태를 검지하는 제1 검지 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 청구항 1에 기재된 발명의 위치 검출 장치에 의하면, 축심 방향으로 권회된 위치 지시용 코일을 가지는 전자 펜을 수납하는 수납부가 마련되어 있고, 해당 수납부에 근접해서 평면 형상 코일이 배치된다. 이 평면 형상 코일은 중심축 방향이 수납부에 수납된 전자 펜의 축심 방향에 교차하는 방향으로 되고, 발생시키는 자속 중, 수납부에 수납된 전자 펜의 위치 지시용 코일에 대해서 서로 역방향으로 쇄교하는 자속의 수가, 같게 되지 않는 위치에 배치된다. 이와 같이 함으로써, 수납부에 수납된 전자 펜의 위치 지시용 코일과 위치 검출 장치에 마련되는 평면 형상 코일의 사이에서 효율적으로 신호의 수수(授受)를 행할 수 있다.

그리고, 제1 제어 수단에 의해, 해당 평면 형상 코일에의 신호의 공급과, 전자 유도에 의한 해당 평면 형상 코일을 통한 신호의 수신이 번갈아 실행된다. 수납부에 전자 펜이 수납되어 있으면, 해당 평면 형상 코일과 수납부에 수납된 전자 펜의 위치 지시용 코일의 사이에서 전자 유도에 의해 신호의 송수가 행해진다. 이 때문에, 제1 검지 수단에 의해, 해당 평면 형상 코일을 통해서 수신하는 신호의 유무에 따라서, 전자 펜의 수납부에의 삽입/빼냄의 상태, 즉, 전자 펜이 수납부에 수납되어 있는지 여부가 검지된다.

이것에 의해, 전자 기기의 전자 펜의 수납부에, 기계적 스위치나 자기 센서나 나선 상에 형성하는 코일을 마련하는 일 없이, 수납부에 전자 펜이 수납되어 있는지 여부의 검지를 적절히 행할 수 있다. 게다가, 평면 형상 코일을 이용하므로, 방수 사양에의 대응이 용이해서, 제조 공정의 복잡화를 회피할 수 있으며, 휴대 정보 단말의 박형화에도 대응할 수 있다. 즉, 평면 형상 코일은, 기판상에서 피복 도선을 권회시켜 형성되지만, 평면 형상의 것이므로, 예를 들면 레지스트 기술을 이용하여, 평면 형상 코일의 전면을, 신호를 차폐하지 않는 수지 등으로 덮는 것에 의해, 용이하게 확실한 방수가공을 할 수 있다. 또한, 방수 가공해도, 평면 형상 코일 부분의 두께가 크게 증가하는 일도 없다. 그리고, 전자 펜에 의한 지시 위치를 검출하는 전자 유도 방식의 센서를, 전자 펜이 사용될 가능성이 높은 전자 펜이 수납부에 수납되어 있지 않을 때에만 동작 되게 하면, 이 위치 검출 장치가 탑재된 전자 기기에서의 소비 전력의 절약화에도 이바지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 평면 형상 코일의 이용에 의해, 방수 사양의 실현, 제조 공정의 복잡화의 회피, 휴대 정보 단말의 박형화에 대응 가능한 것과 함께, 소비 전력의 절약화를 가능하게 하는, 휴대 정보 단말에 사용하는 데 적합한 위치 검출 장치, 위치 검출 센서의 제어 방법을 실현할 수 있다.

도 1은 발명과 관련되는 위치 검출 장치와 전자 펜으로 이루어진 입력장치가 이용되어 구성된 전자 기기의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 2는 실시 형태로 이용되는 전자 펜의 구성예를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 실시 형태로 이용되는 전자 펜의 개략 구성 및 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 회로 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 평면 형상 코일과 전자 펜의 코일의 위치 관계 및 평면 형상 코일이 발생시키는 자속에 대해 설명하기 위한 도이다.
도 5는 수납부에 수납된 전자 펜의 코일과, 평면 형상 코일의 위치 관계를 보다 상세하게 설명하기 위한 도이다.
도 6은 제1 실시 형태의 위치 검출 장치의 처리 제어부에 의해 실행되는 처리를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 실시 형태로 이용되는 전자 펜의 개략 구성 및 제2 실시 형태의 위치 검출 장치의 회로 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 제2 실시 형태의 위치 검출 장치의 처리 제어부에 의해 실행되는 처리를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 실시 형태로 이용되는 전자 펜의 개략 구성 및 제3 실시 형태의 위치 검출 장치의 회로 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 수납부에 전자 펜이 수납되어 있는지 여부의 검출을 행하는 종래의 검출 기구의 예에 대해 설명하기 위한 도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 장치, 방법의 일 실시 형태에 대해 설명한다.

[제1 실시 형태]

[전자 기기의 구체적인 예]

본 발명과 관련되는 위치 검출 장치와, 해당 위치 검출 장치에 대해서 이용되는 전자 펜(펜형의 위치 지시기)으로 이루어진 입력장치가 탑재되어 구성된 전자 기기의 일례를, 도 1을 참조하여 설명한다. 이 예의 전자 기기는, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시 장치를 구비하는 태블릿 PC나 고기능 휴대 전화 단말로서, 위치 검출 장치가 탑재된 전자 기기 본체(1)와, 전자 펜(2)으로 이루어진다.

전자 기기 본체(1)는, 하우징(1A)과 프런트 패널(1F)의 사이에 LCD, 검출 방식이 다른 2개의 위치 검출 센서, 마더보드 등이 적층(중첩 배치)되어 구성된다. 이 실시 형태에 있어서, 검출 방식이 다른 2개의 위치 검출 센서는, 1개는 전자 유도 방식의 위치 검출 센서이며, 또 1개는 정전 용량 방식의 위치 검출 센서이다.

프런트 패널(1F)에는 개구부(1FW)가 마련되어 있다. 해당 개구부(1FW)는 LCD의 표시 화면의 표시 영역과, 전자 펜(2) 등을 이용한 사용자에 의한 입력을 접수하는 조작 영역과 같은 크기로 설정되어 있다. 또한, 전자 기기 본체(1)의 하우징(1A)에는, 후술하는 전자 펜(2)을 수납하는 수납부(11)가 마련되어 있고, 전자 펜(2)을 사용하지 않는 경우에는, 전자 펜(2)을 해당 수납부(11)에 수납해 두도록 된다.

전자 펜(2)은 전자 유도 방식의 위치 검출 센서를 통한 정보의 입력에 이용된다. 사용자는, 필요에 따라서, 수납부(11)에 수납되어 있는 전자 펜(2)을 꺼내서, 조작 영역(1FW) 상에서 위치 지시 조작을 행한다. 전자 펜(2)은, 예를 들면, 도형이나 그림을 입력하는 등, 섬세한 정보의 입력을 행하는 경우에 이용하는 데 적합한 것이다.

또한, 전자 기기 본체(1)는 정전 용량 방식의 위치 검출 센서가 탑재되어 있고, 사용자가 손가락을 조작 영역(1FW) 상에 접촉시킴으로써, 묘화나 자필 문자의 입력, 또는 아이콘이나 표시 버튼의 선택 등의 조작을 행할 수 있게 되어 있다.

그리고, 전자 기기 본체(1)의 조작 영역(1FW) 상에서, 전자 펜(2)에 의해 조작이 되었다고 한다. 이 경우, 전자 기기 본체(1)의 내부에 마련된 전자 유도 방식의 위치 검출 센서에 의해, 전자 펜(2)으로 조작된 위치 및 필압이 검출되고, 이것에 따라 전자 기기 본체(1)의 표시 등 제어 회로(마이크로 컴퓨터)는, LCD의 표시 화면에의 표시 처리를 제어한다.

마찬가지로, 해당 전자 기기에 있어서, 전자 기기 본체(1)의 조작 영역(1FW) 상에서, 사용자의 손가락 등에 의해 조작이 되었다고 한다. 이 경우, 전자 기기 본체(1)의 내부에 마련된 정전 용량 방식의 위치 검출 센서에 의해, 손가락 등에 의한 지시 위치가 검출되고, 이것에 따라, 전자 기기 본체(1)의 표시 등 제어 회로는, LCD의 표시 화면에의 표시 처리를 제어한다.

전자 펜(2)은, 상술한 바와 같이, 전자 유도 방식의 위치 검출 센서에 대해서 기능하는 것으로, 자세한 것은 후술하지만, 공진 회로를 구성하는 코일(21)과 콘덴서(캐패시터 소자)가 탑재되어 있다. 코일(21)은 위치 검출 센서와의 사이에서 신호를 송수신하는 것으로, 위치 지시용 코일이다. 그리고, 이 실시 형태의 전자 기기 본체(1)의 경우, 도 1에 나타내는 바와 같이, 수납부(11)의 하측으로서, 전자 펜(2)이 수납되었을 때에, 전자 펜(2)에 내장되어 있는 코일(21)의 근방에 평면 형상 코일(160)이 마련되어 있다.

이 평면 형상 코일(160)과 전자 펜(2)의 코일(21)의 사이에서 전자 유도에 의한 신호의 송수를 행하도록 하여, 전자 펜(2)의 코일(21)로부터의 송신 신호의 유무에 따라서, 전자 펜(2)의 수납부(11)에서의 삽입/빼냄의 상태를 검지할 수 있다. 즉, 수납부(11)에 전자 펜이 수납되어 있는지, 수납되어 있지 않은지를 검지할 수 있다. 그리고, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는 경우에는, 전자 유도 방식의 위치 검출 센서를 이용해서는, 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출을 행하지 않게 하여, 해당 전자 기기 본체(1)에 있어서의 소비 전력의 절약화를 실현 가능하게 하고 있다.

또한, 평면 형상 코일(160)을 이용함으로써, 수납부(11)에의 전자 펜의 삽입/빼냄의 상태를, 기계적 스위치를 마련하여 검지하는 경우에 비해, 틈새가 생기지 않게 하는 것을 간단히 할 수 있어서, 용이하게 방수 사양으로 할 수 있다. 또한, 수납부(11)에의 전자 펜의 삽입/빼냄의 상태를, 수납부(11)의 근방에 자기 센서를 마련하고, 전자 펜에 자석을 탑재하여 행하는 경우와 달리, 위치 검출 센서 등에 자석이 영향을 미칠 염려도 없다. 또한, 수납부(11)에의 전자 펜의 삽입/빼냄의 상태를, 수납부(11)에 나선 형상의 코일을 마련하여 행하는 경우에 비해, 제조 공정을 간단히 할 수 있고, 또한, 전자 기기 본체(1)의 박형화에도 이바지할 수 있다.

[전자 펜의 구성예]

다음으로, 도 1에 나타낸 전자 기기 본체(1)에 탑재된 전자 유도 방식의 위치 검출 센서에 대해서 위치 지시를 행하는 전자 펜(2)의 구성예에 대해 설명한다. 도 2는 이 실시 형태의 전자 펜(2)의 구성예를 설명하기 위한 도로서, 도 2(A)는 전자 펜(2)의 단면도를, 도 2(B)는 전자 펜(2)의 등가 회로를 나타내고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 전자 펜(2)은, 하우징(23) 내에, 전자 펜 기능을 실현하기 위한 여러 가지 부재가 탑재되어 구성된다. 페라이트 코어(22)는 예를 들면 원기둥 형상의 페라이트 재료에, 예를 들면 수지 등에 의해 형성되는 막대 형상의 심체(24)를 삽입 통과시키기 위한 소정의 지름(예를 들면 지름=1㎜)의 축심 방향의 관통공이, 축심 방향의 중심선을 포함하는 위치에 형성된 것이다.

페라이트 코어(22)의 관통공에는, 심체(24)가 페라이트 코어(22)를 관통하도록 삽입된다. 즉, 심체(24)는 페라이트 코어(22)의 축심 방향의 길이보다도 긴 것이다. 또한, 페라이트 코어(22)의 해당 관통공에 삽입되는 심체(24)의 부분은, 해당 관통공의 지름보다도 약간 짧은 지름을 가지는 것으로, 해당 관통공 내를 축심 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있도록 된다. 또한, 심체(24)의 펜 끝이 되는 단부 부분은, 페라이트 코어(22)의 관통공의 지름보다도 긴 지름을 가지는 것과 함께, 선단부가 반구 형상으로 가공되고, 터치 패널 등의 조작면 상에 있어서, 부드럽게 이동시킬 수 있도록 한 것이다.

그리고, 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 페라이트 코어(22)의 축심 방향의 중심을 포함하는 소정의 길이의 부분은, 축심 방향에 따라서 코일(21)이 권회된 코일 권회부가 되고, 그 양측의 부분은 코일이 권회되어 있지 않는 코일 비권회부가 되어 있다. 즉, 페라이트 코어(22)를 그 축심 방향으로 보았을 때, 펜 끝 측의 단부로부터, 코일 권회부의 펜 끝 측의 단부까지의 부분은, 코일이 권회되지 않는 제1 코일 비권회부가 되고, 또한, 코일 권회부의 다른 쪽의 끝으로부터, 페라이트 코어(22)의 펜 끝 측과는 반대의 단부까지의 부분은, 코일(21)이 권회되지 않는 제2 코일 비권회부가 된다.

페라이트 코어(22)에 권회된 코일(21)의 양단으로부터의 연장선(도체선)(21a, 21b)은, 하우징(23)의 내측을, 후술하는 프린트 기판(26)까지 연장되어, 프린트 기판(26)에 마련되어 있는 콘덴서(Cf)에 접속된다. 이것에 의해, 코일(21)과 프린트 기판(26) 상의 콘덴서(Cf)에 의해서 공진 회로를 구성하고, 후술하는 전자 유도 방식의 위치 검출 장치와의 사이에 있어서, 전자 유도에 의해 서로 신호를 송수할 수 있다.

그리고, 심체(24)의 펜 끝과는 반대 측에는, 몰드부(25A), 필압 검출부(25B), 감합부(25C), 접속 단자부(25D)로 이루어진 접속부(25)가 마련된다. 이 접속부(25)는 코일(21)과 페라이트 코어(22)와 심체(24)로 이루어진 펜 끝 측의 부분과, 후술하는 프린트 기판(26) 및 기판 보호 파이프(27)를 일체적으로 접속하는 부분이다. 몰드부(25A)는 수지 등에 의해 원통 형상으로 구성된 부분이며, 몰드부(25A)의 페라이트 코어(22) 측의 단면의 외주는, 페라이트 코어(22)의 코일 권회부의 외주 보다도 약간 크게 되어 있다. 그리고, 몰드부(25A)의 페라이트 코어(22)와 대향하는 단면 측에는 페라이트 코어(22)의 제2 코일 비권회부가 감합하는 오목부가 마련되어 있다.

또한, 몰드부(25A)의 내부에는, 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 심체 유지부(A1), 도전 고무(A2), 링 스페이서(A3), 유전체(A4), 단자 부재(A5)가 마련되어 있다. 이들 각부가 몰드부(25A)와, 후술하는 감합부(25C)에 의해서 끼워 넣어져, 필압을 검출하는 필압 검출부(25B)가 된다.

구체적으로, 심체 유지부(A1)는 예를 들면 경질 고무 등에 의해 컵 형상으로 형성되어, 심체(24)의 펜 끝 측과는 반대측의 단부 부분이 끼워 넣어지고, 이것을 유지한다. 심체 유지부(A1)의 심체(24)와는 반대측의 저면부는 구면 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 심체 유지부(A1)는 심체(24)에 가해지는 필압에 따라 도전 고무(A2)를 압압(押壓)하는 압압부로서 기능한다.

도전 고무(A2)는, 소정의 두께를 가지는 것과 함께, 유전체(A4)의 대향하는 면과 같은 형상, 같은 크기의 것이다. 그리고, 도전 고무(A2)의 펜 끝 측의 면은 심체 유지부(A1)의 구면 형상으로 형성된 저면부와 대향하고, 다른 쪽의 면은 링 스페이서(A3)를 통해서 유전체(A4)의 하나의 면과 대향한다.

링 스페이서(A3)는 링 형상으로 형성된 부재로서, 도전 고무(A2)와 유전체(A4)의 펜 끝 측의 면과의 사이에, 링 스페이서(A3)의 두께분 만큼 공극(空隙)을 마련하여 양자를 괴리(乖離)시키는(떨어뜨리는) 것이다. 유전체(A4)는 예를 들면 세라믹 등의 도전성 보다도 유전성이 우위인 물질에 의해 형성되고, 직류 전압에 대해서는 전기를 통하지 않는 절연체로서 동작하는 것이다. 유전체(A4)의 다른 면에는, 소정의 면적을 가지는 단자 부재(A5)가 부착되게 해서 마련되어 있다. 이와 같이, 도전 고무(제1 전극)(A2)와 단자 부재(제2 전극)(A5)가, 유전체(A4)를 사이에 둠으로써, 가변 용량 콘덴서를 구성하고 있다.

즉, 심체(24)의 펜 끝에 가해지는 필압에 따라서, 심체(24)는 축심 방향으로 오르내림 하도록 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(24)에 가해지는 필압에 따라서, 유전체(A4)에 접근하여 접촉하고, 그 접촉 면적을 변화시킨다. 이것에 의해, 유전체(A4)를 사이에 둔 도전 고무(A2)와 단자 부재(A5)의 사이의 정전 용량이 필압에 따라 변화한다. 또한, 필압이 가해지지 않을 때에는, 도전 고무(A2)는 링 스페이서(A3)의 존재에 의해 유전체(A4)로부터 떨어진다.

그리고, 도전 고무(A2)에 접속된 도전선과, 단자 부재(A5)에 접속된 도전선이, 예를 들면, 몰드부(25A)와 감합부(25C)의 외측을 통해, 후술하는 접속 단자부(25D)의 단자에 접속되고, 접속 단자부(25D)의 단자를 통해서 후술하는 프린트 기판(26)의 전자 회로에 접속된다. 이것에 의해, 프린트 기판(26)의 전자 회로부에 있어서, 심체(24)에 가해지는 필압을, 상술한 바와 같이 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(25B)는, 예를 들면 특허문헌： 일본국 특개평 5-275283호 공보에 기재되어 있는 주지의 구성인 필압 검출 수단과 같은 것이다. 또한, 필압 검출부(25B)는 일본국 특개 2011-186803호 공보에 기재되어 있는 주지의 구성인 필압 검출 수단과 같게 구성할 수도 있다. 또한, 예를 들면, 일본국 특개 2013-161307호 공보에 개시되어 있는 필압에 따라 정전 용량을 가변으로 하는 반도체소자를 이용한 구성으로 할 수도 있다.

감합부(25C)는 후술하는 기판 보호 파이프(27)와 감합하는 부분이다. 감합부(25C)는 수지나 경질 고무 등에 의해 예를 들면 대략 원통 형상으로 형성되고, 몰드부(25A)와 강고하게 감합하여 일체적으로 되어 있다. 이것에 의해, 상술한 바와 같이, 몰드부(25A)와 감합부(25C)에 의해서, 심체 유지부(A1), 도전 고무(A2), 링 스페이서(A3), 유전체(A4), 단자 부재(A5)가 끼워 넣어져, 이들 부재로부터 구성되는 필압 검출부(25B)가 하우징(23) 내에 안정적으로 유지된다.

그리고, 감합부(25C)의 내측에는 후술하는 프린트 기판(26)의 선단부가 감합하는 오목부가 마련되어 있다. 또한, 감합부(25C)의 외경은, 기판 보호 파이프(27)의 내경 보다 약간 길게 되어 있고, 기판 보호 파이프(27)와 강고하게 감합할 수 있게 되어 있다. 그리고, 감합부(25C)에 기판 보호 파이프(27)를 감합시킨 경우에는, 기판 보호 파이프(27)의 외주가 감합부(25C)나 몰드부(25A)의 외주와 일치하게 되어 있다.

접속 단자부(25D)는, 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 감합부(25C)에 연결하는 상하에 2매의 판부로 이루어진 부분이다. 이 판부가 후술하는 프린트 기판(26)을 사이에 두도록 되어 있다. 이 경우, 상하에 2매의 판부의 간격은, 프린트 기판(26)의 두께 보다도 약간 좁게 되어 있고, 프린트 기판(26)을 협지(挾持)할 수 있게 되어 있다.

그리고, 이들 2매의 판부 중 한쪽, 예를 들면, 도 2(A)에 있어서 상측의 판부에는, 상술한 도전 고무(A2)와, 단자 부재(A5)로부터의 도전선이 접속된 단자가, 상측의 면으로부터 회로 기판측의 단면을 끌어들여 하측의 면에까지 이르도록 마련되어 있다. 이것에 의해, 접속 단자부(25D)에 프린트 기판(26)을 끼워넣었을 때에, 프린트 기판(26)에 마련되어 있는 전자 회로의 단자부와 자동적으로 접속되게 되어 있다.

프린트 기판(26)은 직사각형 형상의 절연 기판 상에 상술한 전자 회로에의 단자나 해당 전자 회로를 구성하는 여러 가지 회로 부품이 탑재되고, 그것들을 접속하는 배선이 마련되어 형성된다. 여러 가지 회로 부품에는, 제어 회로로서 기능하는 IC(Integrated Circuit), 복수의 콘덴서(Cf) 등이 포함된다. 프린트 기판(26)은, 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 기판 보호 파이프(27)의 내부에 수납되어 보호된다.

기판 보호 파이프(27)는 금속, 카본 소재, 합성 수지 등이 이용되어 형성되고, 접히거나 구부러지거나 하기 어려운 경질관(硬質管) 형상 부재이다. 기판 보호 파이프(27)는, 그 양단에, 심체 측 개구부와 후단 측 개구부를 가지고 있다. 이들 심체 측 개구부와 후단 측 개구부는, 축심 방향과 교차하는 방향의 개구부이다. 그리고, 심체 측 개구부로부터 기판 보호 파이프(27)의 내측의 소정 범위의 부분에, 접속부(25)의 감합부(25C)가 끼워 넣어져 양자가 감합한다. 마찬가지로, 후단 측 개구부로부터 기판 보호 파이프(27)의 내측의 소정 범위의 부분에, 파이프 덮개(28)가 끼워 넣어져 양자가 감합한다. 이 파이프 덮개(28)에도, 프린트 기판(26)의 단부가 끼워 넣어지는 오목부가 마련되어 있다.

이것에 의해, 코일(21)이 권회된 페라이트 코어(22)에 심체(24)가 삽통된 펜 끝 측의 부분과, 접속부(25)와, 프린트 기판(26)을 수납한 기판 보호 파이프(27)와, 파이프 덮개(28)가 일체적으로 접속되고, 하우징(23) 내에 수납되어, 전자 펜(2)이 구성된다.

그리고, 이 실시 형태의 전자 펜(2)의 등가 회로는, 도 2(B)에 나타내는 것이 된다. 즉, 코일(21)과, 가변 용량 콘덴서의 구성으로 된 필압 검출부(25B)와, 프린트 기판(26) 상의 콘덴서(Cf)가 병렬로 접속되어 공진 회로를 구성한다. 이것에 의해, 후술하는 전자 유도 방식의 위치 검출 센서를 구비한 위치 검출 장치와의 사이에서, 신호의 송수를 행할 수 있게 된다.

또한, 이 실시 형태의 전자 펜(2)은 전자 기기 본체(1)의 전자 펜(2)이 수납되는 수납부(11)의 근방에 마련되는 평면 형상 코일(160)과의 사이에서 전자 유도에 의한 신호의 송수를 행할 수 있다. 이것에 의해, 전자 기기 본체(1)에 있어서, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 적절히 검지하고, 상술한 바와 같이, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는 경우에는, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치에서의 지시 위치의 검출은 행하지 않도록 제어 가능하게 하고 있다.

[전자 유도 수수 방식의 좌표 검출 센서의 개요]

다음으로, 도 2를 이용하여 설명한 전자 유도 수수 방식의 전자 펜(2)을 이용한 지시 위치 및 필압의 검출(검지)을 행하는 전자 유도 수수 방식의 위치 검출 장치(100)의 실시 형태의 회로 구성예에 대해 설명한다. 도 3은 전자 펜(2)의 개략 구성 및 위치 검출 장치(100)의 회로 구성예를 나타내는 블록도이다. 상술한 바와 같이, 전자 기기 본체(1)에는, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치와 정전 결합 방식의 위치 검출 장치가 탑재되지만, 도 3에 나타내는 위치 검출 장치(100)가, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치로서 전자 기기 본체(1)에 탑재된다.

전자 펜(2)은, 도 2(A)를 이용하여 설명한 바와 같이, 코일(21)이 권회된 페라이트 코어(22)의 축심을 포함하는 위치에 축심에 따라서 마련된 관통공에 심체(24)를 관통시킨 펜 끝부를 가진다. 그리고, 도 2(A), (B)를 이용하여 설명한 바와 같이, 전자 펜(2)의 코일(21)은 필압 검출부(25B)나 프린트 기판(26)의 콘덴서(Cf)와 접속되어 공진 회로를 구성하고 있다.

한편, 위치 검출 장치(100)는 전자 펜(2)에 의한 지시 위치와 전자 펜(2)에 걸려 있는 필압을 검출하는 위치 검출 회로부(메인 센서부)와, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 검출하는 삽발 센서 회로부(서브 센서부)로 이루어진다. 우선, 위치 검출 회로부의 구성에 대해 설명한다.

위치 검출 회로부는 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 구비한다. 위치 검출 센서(110)는 X축 방향 루프 코일 그룹(111)과, Y축 방향 루프 코일 그룹(112)을 적층시켜 마련함으로써 구성되어 있다. 각 루프 코일 그룹(111, 112)은, 예를 들면, 각각 40개 이상의 구형(矩形)의 루프 코일로 이루어져 있다. 각 루프 코일 그룹(111, 112)을 구성하는 각 루프 코일은, 등간격으로 나란히 순차 중첩되게 배치되어 있다.

루프 코일 그룹(111, 112)으로 이루어진 위치 검출 센서(110)에는, 선택 회로(113) 및 스위치 회로(SW1)를 통해서 수신 앰프(AP), 발진 회로부(120), 위치 검출 회로부(130), 필압 검출 회로부(140), 처리 제어부(150)로 이루어진 회로부가 접속되어 있다. 선택 회로(113)에는, X축 방향 루프 코일 그룹(111) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(112)이 접속된다. 선택 회로(113)는 후술하는 처리 제어부(150)의 제어에 의해, 2개의 루프 코일 그룹(111, 112) 중 임의의 루프 코일을 선택하게 되어 있다.

발진 회로부(120)는 발진기(121)와 전류 드라이버(122)로 이루어진다. 발진기(121)는 주파수 f0의 교류 신호를 생성하고, 전류 드라이버(122)와, 후술하는 필압 검출 회로부(140)의 동기 검파기(141)에 공급한다. 전류 드라이버(122)는 발진기(121)로부터 공급된 교류 신호를 전류로 변환하여 스위치 회로(SW1)에 송출한다. 스위치 회로(SW1)는, 후술하는 처리 제어부(150)로부터의 제어에 의해, 선택 회로(113)에 의해서 선택된 루프 코일이 접속되는 접속처(송신측 단자(T), 수신측 단자(R))를 전환한다. 이 접속처 중, 송신측 단자(T)에는 전류 드라이버(122)가, 수신측 단자(R)에는 수신 앰프(AP)가, 각각 접속되어 있다.

선택 회로(113)에 의해 선택된 루프 코일에 발생하는 유도 전압(전자 펜(2)으로부터의 수신 신호)은, 선택 회로(113) 및 스위치 회로(SW1)를 통해서 수신 앰프(AP)에 송출된다. 수신 앰프(AP)는 루프 코일로부터 공급된 유도 전압을 증폭하여, 위치 검출 회로부(130)의 검파기(131) 및 필압 검출 회로부(140)의 동기 검파기(141)에 송출한다.

위치 검출 회로부(130)의 검파기(131)는, 루프 코일에 발생한 유도 전압, 즉 수신 신호를 검파하여, 저역 필터(132)에 송출한다. 저역 필터(132)는 주파수 f0보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있고, 검파기(131)의 출력 신호를 직류 신호로 변환하여 샘플 홀드 회로(133)에 송출한다. 샘플 홀드 회로(133)는 저역 필터(132)의 출력 신호의 소정의 타이밍, 구체적으로는 수신 기간 중의 소정의 타이밍에 있어서의 전압치를 유지하고, A/D(Analog to Digital) 변환 회로(134)에 송출한다. A/D 변환 회로(134)는 샘플 홀드 회로(133)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하여, 처리 제어부(150)에 송출한다.

한편, 필압 검출 회로부(140)의 동기 검파기(141)는 수신 앰프(AP)의 출력 신호를 발진기(121)로부터의 교류 신호로 동기 검파하고, 그것들 사이의 위상차에 따른 레벨의 신호를 저역 필터(142)에 송출한다. 이 저역 필터(142)는 주파수 f0보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있고, 동기 검파기(141)의 출력 신호를 직류 신호로 변환하여 샘플 홀드 회로(143)에 송출한다. 이 샘플 홀드 회로(143)는 저역 필터(142)의 출력 신호의 소정의 타이밍에 있어서의 전압치를 유지하고, A/D 변환 회로(144)에 송출한다. A/D 변환 회로(144)는 샘플 홀드 회로(143)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하여, 처리 제어부(150)에 송출한다.

처리 제어부(150)는 위치 검출 회로부(메인 센서 회로부) 및 후술하는 삽발 센서 회로부(서브 센서부)를 구성하는 각부를 제어한다. 즉, 처리 제어부(150)는 선택 회로(113)에 있어서의 루프 코일의 선택, 스위치 회로(SW1)의 전환, 샘플 홀드 회로(133, 143)의 타이밍을 제어한다. 처리 제어부(150)는 A/D 변환 회로(134, 144)로부터의 입력 신호에 기초하여, X축 방향 루프 코일 그룹(111) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(112)으로부터 일정한 송신 계속 시간으로 신호(전자 유도 신호)를 송신시킨다.

X축 방향 루프 코일 그룹(111) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(112)의 각 루프 코일에는, 전자 펜(2)으로부터 송신되는 신호에 의해서 유도 전압이 발생한다. 처리 제어부(150)는 이 각 루프 코일에 발생한 유도 전압의 전압치에 기초하여 전자 펜(2)의 X축 방향 및 Y축 방향의 지시 위치의 좌표치를 산출한다. 또한, 처리 제어부(150)는 송신한 신호와 수신한 신호의 위상차에 기초하여 필압을 검출한다.

다음으로, 삽발 센서 회로부(서브 센서부)의 구성에 대해 설명한다. 상술한 바와 같이, 전자 펜(2)의 수납부(11)의 근방에 마련되는 서브 센서인 평면 형상 코일(160)을 구비한다. 이 평면 형상 코일(160)의 한쪽의 단부는, 스위치 회로(SW2)를 통해서, 발진 회로부(120) 또는 그라운드에 접속된다. 또한, 평면 형상 코일(160)의 다른 쪽의 단부는, 샘플 홀드 회로(170)에 접속되고, 샘플 홀드 회로(170)로부터의 출력이 처리 제어부(150)에 공급되도록 되어 있다.

그리고, 스위치 회로(SW2)와 샘플 홀드 회로(170)는, 처리 제어부(150)로부터의 제어 신호에 의해 제어된다. 처리 제어부(150)는 송신 기간과 수신 기간을 번갈아 마련되게 하는 제어 신호를 형성한다. 여기서, 송신 기간은 평면 형상 코일(160)에 발진 회로부(120)로부터의 전류를 공급하여 전자 유도에 의해 전자 펜(2)의 코일(21)에 유도 전압을 일으키게 하는 기간이며, 처리 제어부(150)로부터의 제어 신호가 온(하이 레벨)이 되는 기간이다. 또한, 수신 기간은 전자 펜(2)의 코일(21)에 콘덴서(Cf)로부터의 전류를 공급하여, 전자 유도에 의해 평면 형상 코일(160)에 생기는 유도 전압(수신 신호)을 검출하도록 하는 기간이며, 처리 제어부(150)로부터의 제어 신호가 오프(로우 레벨)가 되는 기간이다.

이와 같이, 처리 제어부(150)는 송신 기간에 있어서 온이 되고, 수신 기간에 있어서 오프가 되는 제어 신호를 형성하고, 이것을 스위치 회로(SW2)와, 반전 회로(IV)를 통해서 샘플 홀드 회로(170)에 공급한다. 따라서, 스위치 회로(SW2)에 온이 되는 제어 신호가 공급되고 있을 때에는, 샘플 홀드 회로(170)에는 오프가 되는 제어 신호가 공급된다. 반대로, 스위치 회로(SW2)에 오프가 되는 제어 신호가 공급되고 있을 때에는, 샘플 홀드 회로(170)에는 온이 되는 제어 신호가 공급된다.

이것에 의해, 스위치 회로(SW2)는 처리 제어부(150)로부터의 제어 신호가 온이 되는 송신 기간에서는, 단자(Ta) 측으로 전환되어, 발진 회로부(120)로부터의 전류가 평면 형상 코일(160)에 공급된다. 한편, 샘플 홀드 회로(170)는 처리 제어부(150)로부터의 제어 신호가 온이 되는 송신 기간에서는, 반전 회로(IV)의 기능에 의해 오프가 되는 제어 신호가 공급되므로, 이 기간에 있어서는 동작하지 않고, 도시하지 않은 그라운드에 접지하게 된다.

따라서, 송신 기간에서는, 평면 형상 코일(160)에 전류가 흐르는 것에 의해 자속이 발생하므로, 평면 형상 코일(160)의 근방에 전자 펜(2)의 코일(21)이 위치하고 있으면, 코일(21)에 전류가 흘러, 그 양단에 유도 전압이 발생한다. 즉, 전자 유도에 의해, 평면 형상 코일(160)로부터 전자 펜(2)의 코일(21)에의 신호의 송신이 행해진다. 전자 펜(2)에 있어서는, 코일(21)과 콘덴서(Cf)에 의해 공진 회로를 구성하고 있으므로, 콘덴서(Cf)에 유도 전압에 따른 전하가 축적된다.

또한, 스위치 회로(SW2)는 처리 제어부(150)로부터의 제어 신호가 오프가 되는 수신 기간에서는, 단자(Ra) 측으로 전환되어, 평면 형상 코일(160)의 한쪽의 단부는 그라운드에 접지된다. 이 경우, 샘플 홀드 회로(170)는 처리 제어부(150)로부터의 제어 신호가 오프가 되는 송신 기간에서는, 반전 회로(IV)의 기능에 의해 온이 되는 제어 신호가 공급되고, 이 기간에 있어서 동작한다.

상술한 바와 같이, 송신 기간에서는 전자 펜(2)의 공진 회로를 구성하는 콘덴서(Cf)에서 전하가 축적되고 있으므로, 수신 기간에서는 콘덴서(Cf)에 축적된 전하가 전자 펜(2)의 코일(21)에 전류를 흘려, 자속을 발생시킨다. 이 때문에, 전자 펜(2)의 코일(21)이 발생시키는 자속이 작용하여, 전자 펜(2)의 코일(21)의 근방에 있는 평면 형상 코일(160)에 전류가 흘러, 그 양단에 유도 전압이 발생한다. 즉, 전자 유도에 의해, 전자 펜(2)의 코일(21)로부터 평면 형상 코일(160)에의 신호의 송신이 행해진다. 샘플 홀드 회로(170)는 평면 형상 코일(160)의 양단에 발생한 유도 전압을 수신 기간에 있어서 샘플링하여 전압치를 유지하고, 처리 제어부(150)에 송신한다.

이것에 의해, 샘플 홀드 회로(170)로부터의 전압치가 일정치 이상이면, 평면 형상 코일(160)과 전자 펜(2)의 코일(21)의 사이에서 전자 유도에 의한 신호의 송수가 행해진 것을 알 수 있다. 이 경우에는, 처리 제어부(150)는 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있다고 검지할 수 있다. 반대로, 샘플 홀드 회로(170)로부터의 전압치가 일정치 미만이면, 평면 형상 코일(160)과 전자 펜(2)의 코일(21)의 사이에서 전자 유도에 의한 신호의 송수는 행해지고 있지 않은 것을 알 수 있다. 이 경우에는, 처리 제어부(150)는 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있지 않다고 검지할 수 있다.

그리고, 처리 제어부(150)는 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는 것을 검지한 경우에는, 각부를 제어하여 위치 검출 센서(110)를 통한 지시 위치와 필압의 검출 처리를 행하지 않게 제어한다. 반대로, 처리 제어부(150)는 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있지 않은 것을 검지한 경우에는, 각부를 제어하여 위치 검출 센서(110)를 통한 지시 위치와 필압의 검출 처리를 행하도록 제어한다. 이것에 의해, 불필요한 경우에 위치 검출 센서(110)를 구동시키지 않게 하여, 소비 전력의 절약화를 도모할 수 있다.

[전자 펜의 코일과 평면 형상 코일과의 위치 관계]

도 4는 평면 형상 코일(160)과 전자 펜(2)의 코일(21)의 위치 관계와 평면 형상 코일(160)이 발생시키는 자계 및 자속에 대해 설명하기 위한 도이다. 전자 펜(2)에 내장되는 코일(21)은, 상술도 했지만, 도 4(A), (B)에 있어서, 전자 펜(2) 상에서 점선으로 나타낸 축심 방향에 따라서 권회된 것이다. 또한, 전자 펜(2)을 수납하는 수납부(11)의 근방에 마련되는 평면 형상 코일(160)은, 수납부(11)에 수납되는 전자 펜(2)의 코일(21)의 근방에, 도 4(A), (B)에 나타내는 바와 같이, 전자 펜(2)의 축심과 거의 평행하게 되도록 마련되는 것이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 평면 형상 코일(160)의 단변(Ca) 측에 위치하는 도선(Ca1, Ca2)에 화살표 방향으로 전류가 흐르는 것에 의해 생기는 자계에 대한 자속의 집합을, 기호 Mfa를 부여하여 나타내고 있다. 마찬가지로, 평면 형상 코일(160)의 단변(Cb) 측에 위치하는 도선(Cb1, Cb2)에 화살표 방향으로 전류가 흐르는 것에 의해 생기는 자계에 대한 자속의 집합을, 기호 Mfb를 부여하여 나타내고 있다.

그리고, 하우징(1A)의 수납부(11)에 전자 펜(2)을 수납하면, 전자 펜(2)의 코일(21)의 근방에, 평면 형상 코일(160)이 위치하도록 배치된다. 이 경우에, 평면 형상 코일(160)이 발생시키는 자속(Mfa, Mfb)이, 전자 펜(2)의 코일(21)을 쇄교함으로써, 코일(21)에 전류를 유기하고, 이것에 접속된 콘덴서(Cf)에 전하가 축전된다. 여기서, 쇄교는 코일(21)을 자속(Mfa, Mfb)이, 쇠사슬과 같이 관통하고 있는 것을 의미하고 있다.

그러나, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 전자 펜(2)이 구비하는 코일(21)의 축심 방향(도 4(A)에 있어서 점선으로 나타낸 방향)의 중심을 기준으로 하여, 코일(21)의 우측의 부분에 쇄교하는 자속(Mfa)의 수와, 코일(21)의 좌측의 부분에 쇄교하는 자속(Mfb)의 수가 같았다고 한다. 자속(Mfa)과 자속(Mfb)은, 도 4(A)에 나타낸 바와 같이, 전자 펜(2)의 코일(21)에 대해서 관여하는 방향(자속(Mfa, Mfb)이 코일(21)을 쇄교하여 진행하는 방향)이 역으로 된다.

즉, 평면 형상 코일(160)이 우측으로 발생시키는 자속(Mfa)과 좌측으로 발생시키는 자속(Mfb)의 각각은, 전자 펜(2)의 코일(21)에 있어서 서로 역방향이 되는 전류를 일으키도록 작용한다. 이 때문에, 전자 펜(2)의 코일(21)에 전자 유도에 의해 발생하는 전류는 상쇄되어 버려서, 코일(21)에 효율적으로 전류가 흐르지 않고, 콘덴서(Cf)에 충분한 전하를 축전할 수 없는 상태가 된다.

따라서, 이 경우에는, 평면 형상 코일(160)에 전류가 공급되지 않게 되어도, 전자 펜(2)의 콘덴서(Cf)에 전하가 축적되어 있지 않기 때문에, 전자 펜(2)의 코일(21)에 전류가 흐르지 않고, 코일(21)에 자계(자속)가 발생하지 않는다. 이 때문에, 전자 펜(2)의 코일(21)에 발생하는 자속에 따라 평면 형상 코일(160)에 전류는 흐르지 않고, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어도 이것을 검지할 수 없다.

그래서, 이 실시 형태에 있어서는, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)에 대해서, 평면 형상 코일(160)의 우측 부분에 발생하는 자속(Mfa)과 좌측 부분에 발생하는 자속(Mfb) 중 한쪽이 보다 많이 쇄교하도록 한다. 예를 들면, 도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)에 대해서, 평면 형상 코일(160)을 우측으로 시프트되도록 하여, 평면 형상 코일(160)의 좌측에 생기는 자속(Mfb)이 보다 많이 전자 펜(2)의 코일(21)에 쇄교하도록 한다. 이것에 의해, 평면 형상 코일(160)의 좌측 부분에 발생하는 자속(Mfb)에 따라서, 전자 유도에 의해 전자 펜(2)의 코일(21)에 효율적으로 전류를 발생시킬 수 있어, 콘덴서(Cf)에 대해서 전하를 충분히 축전할 수 있다.

물론, 도 4(B)의 경우와는 반대로, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)에 대해서, 평면 형상 코일(160)을 좌측으로 시프트되도록 하여, 평면 형상 코일(160)의 우측에 생기는 자속(Mfa)이 보다 많이 전자 펜(2)의 코일(21)에 쇄교하도록 해도 된다. 또한, 이 경우에는, 평면 형상 코일(160)의 좌측에 발생하는 자속(Mfb)이, 전자 펜(2)의 다른 부분에 관여해 버릴 가능성이 있으므로, 그 점을 고려할 필요가 있다.

그리고, 이 실시 형태에 있어서는, 도 4(C)에 나타내는 바와 같이, 평면 형상 코일(160)은 FPC(Flexible printed circuits)의 구성으로 된 것이다. 구체적으로 평면 형상 코일(160)은, 예를 들면, 폴리이미드 등의 절연성을 가진 얇고 부드러운 베이스 필름(171) 상에, 예를 들면 동 등의 도전성 금속에 의해 평면 상에 형성한 코일을 붙여서 형성한 것이다. 이것에 의해, 코일의 각 턴이 상하로(중심축 방향으로) 떨어지거나, 평면 상에 있어서 어긋나거나 하는 일이 없도록 동일 평면 상에 고정할 수 있다.

그리고, 평면 형상 코일(160)의 중심축 방향의 하측에는, 자성 금속판(172)과 도전성 금속 실드(173)가 마련된다. 자성 금속판(172)은 평면 형상 코일(160)이 발생시키는 자속을 증강시켜, 도 4에 나타낸 예의 경우에는, 자속을 평면 형상 코일(160)의 축심 방향의 하측으로부터 상측으로 효율적으로 들어올리도록 작용한다. 도전성 금속 실드(173)는 외측에서 도달하는 전자파가 평면 형상 코일(160)에 영향을 미치는 일이 없도록 하기 위한 것이다. 이와 같이 하여, 이 실시 형태에 있어서는, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)과 평면 형상 코일(160)의 사이에 있어서, 효율적으로 전자 유도에 의한 신호의 송수를 행할 수 있게 하고 있다.

도 5는, 이 실시 형태에 있어서, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)과, 평면 형상 코일(160)의 위치 관계를 보다 상세하게 설명하기 위한 도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 평면 형상 코일(160)이 형성되는 에어리어의 폭은, 예를 들면 6㎜ 이상으로 하여, 전자 펜(2)의 코일(21)이 평면 형상 코일(160)의 내측에 위치할 수 있는 정도의 폭으로 된다.

그리고, 전자 펜(2)이 평면 형상 코일(160)의 길이 방향으로 평면 형상 코일(160) 위를 통과하여, 전자 펜(2)의 심체(24)의 선단(펜 끝)이, 평면 형상 코일(160)의 단부(Tb)에 해당되는 위치에 위치하고 있다고 한다. 이 경우에, 전자 펜(2)의 코일(21)의 축심 방향의 중심을 기준으로 하여, 코일(21)의 펜 끝 측의 절반과 펜 끝 측과는 반대측의 절반에, 도 4(A)에 나타낸 경우와 같이, 평면 형상 코일(160)이 발생시키는 자속(Mfa, Mfb)의 수가 같게 쇄교하는 경우에 대해서 생각한다.

이 경우에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 위치가, 평면 형상 코일(160)의 단부(Tb)로부터 다른 쪽의 단부 측을 향해 적어도 1㎜ 이상 떨어진 위치가 되도록 한다. 이와 같이, 평면 형상 코일(160)의 단부(Tb)로부터 1㎜ 이상 시프트시키면, 전자 펜(2)의 코일(21)을, 도 4(B)에 나타낸 예의 경우와 같이, 자속(Mfb)이 보다 많이 쇄교하도록 할 수 있다. 이것에 의해, 평면 형상 코일(160)이 발생시키는 자속에 따라서, 전자 유도에 의해 전자 펜(2)의 코일(21)에 효율적으로 전류를 발생시킬 수 있다.

그리고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 평면 형상 코일(160)의 단부(Tb)로부터 전자 펜(2)의 심체(24)의 선단이 위치하는 점까지의 길이(L1)와, 전자 펜(2)의 심체(24)의 선단으로부터 전자 펜(2)의 후단 측에 30㎜ 이상 떨어진 길이(L2)를 가산한 길이를 가지고, 세로 방향의 길이가 6㎜ 이상의 구형(矩形)의 에어리어(160Ar)를, 자성 금속판이나 도전성 금속 실드를 마련하는 에어리어로 한다. 따라서, 도 5에 나타낸 예의 경우에는, 적어도, 세로 6㎜ 이상, 가로 31㎜ 이상의 구형의 에어리어(160Ar)가, 평면 형상 코일(160)이 마련되는 에어리어로서, 자성 금속판이나 도전성 금속 실드를 마련하는 에어리어로 된다.

그리고, 평면 형상 코일(160)과 전자 펜(2)의 코일(21)의 위치 관계는, 도 5에 나타낸 것으로 되게 하면, 평면 형상 코일(160)과 전자 펜(2)의 코일(21)의 사이에서 효율적으로 전자 유도에 의한 신호의 송수를 행할 수 있다. 또한, 평면 형상 코일(160)의 단부(Tb)로부터 전자 펜(2)의 심체(24)의 선단을 어느 정도 떨어뜨릴지는, 예를 들면, 실험에 의해 효율적으로 전자 유도에 의해 신호의 송수가 가능한 위치를 구하여 결정하면 된다.

[위치 검출 장치(100)에 있어서의 제어의 구체적인 예]

다음으로, 도 3을 이용하여 설명한 구성을 가지는 위치 검출 장치(100)의 처리 제어부(150)에 의한 처리 제어의 구체적인 예에 대해 설명한다. 도 6은 전자 기기 본체(1)의 메인 전원이 투입된 후에 있어서, 위치 검출 장치(100)의 처리 제어부(150)에 의해 실행되는 처리를 설명하기 위한 순서도이다. 도 6에 나타내는 순서도의 처리는, 본 출원에 관련되는 발명의 「위치 검출 센서의 제어 방법」이 적용된 것이다.

처리 제어부(150)는, 우선, 서브 센서인 평면 형상 코일(160)을 이용하여, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는지 여부를 검출하는 수납 검출 처리를 실행한다(스텝 S101). 구체적으로, 처리 제어부(150)는 온 기간과 오프 기간이 번갈아 반복하는 제어 신호를 형성하고, 이것을 스위치 회로(SW2)와, 반전 회로(IV)를 통해서 샘플 홀드 회로(170)에 공급한다. 이것에 의해, 스위치 회로(SW2)와 샘플 홀드 회로(170)의 각각에는, 서로 역위상의 제어 신호가 공급된다.

따라서, 스위치 회로(SW2)에 온이 되는 제어 신호가 공급되고 있는 경우에는, 샘플 홀드 회로(170)에는 오프가 되는 제어 신호가 공급된다. 이 경우, 스위치 회로(SW2)는 단자(Ta) 측으로 전환되고, 샘플 홀드 회로(170)는 비동작으로 되고, 그라운드에 접지되게 된다. 이 때문에, 발진 회로부(120)로부터의 전류가 평면 형상 코일(160)에 공급되어, 평면 형상 코일(160)에 자속이 발생하고, 전자 유도에 의해 전자 펜(2)의 코일(21)에 전류가 흘러, 신호가 송신되게 된다.

반대로, 스위치 회로(SW2)에 오프가 되는 제어 신호가 공급되고 있는 경우에는, 샘플 홀드 회로(170)에는 온이 되는 제어 신호가 공급된다. 이 경우, 스위치 회로(SW2)는 단자(Ra) 측으로 전환되어 접지되도록 되고, 샘플 홀드 회로(170)는 동작하도록 된다. 이 때문에, 전자 펜(2)의 코일(21)이 발생시키는 자속의 영향을 받아서, 전자 유도에 의해 평면 형상 코일(160)에 전류가 흘러, 유도 전압이 발생하고, 이것이 샘플 홀드 회로(170)에 의해서 샘플링되고 유지된다.

이와 같이 하여, 평면 형상 코일(160)을 통한 전자 유도에 의한 신호의 송신과 수신을 반복하여, 미리 결정된 일정치 이상의 유도 전압이 검지된 경우에는, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있다고 검지할 수 있다. 반대로, 미리 결정된 일정치 이상의 유도 전압이 검지되지 않는 경우에는, 수납부(11)에 전자 펜(2)은 수납되어 있지 않다고 검지할 수 있다.

그리고, 처리 제어부(150)는 스텝 S101의 수납 검출 처리의 결과에 기초하여, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는지 여부를 판별한다(스텝 S102). 스텝 S102에 있어서, 전자 펜(2)은 수납부(11)에 수납되어 있지 않다고 판별했다고 한다. 이 경우에는, 전자 펜(2)은 사용 상태에 있으므로, 처리 제어부(150)는 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 기능 시켜, 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치 및 필압의 검출 처리를 개시시킨다(스텝 S103).

구체적으로, 스텝 S103에 있어서 처리 제어부(150)는 선택 회로(113)와, 스위치 회로(SW1)와, 위치 검출 회로부(130)의 샘플 홀드 회로(133)와, 필압 검출 회로부(140)의 샘플 홀드 회로(143)에 제어 신호를 공급하여 제어한다. 이 경우, 루프 코일 그룹(111, 112)으로부터 신호의 송신, 수신에 이용하는 루프 코일을 순서대로 선택하는 것과 함께, 선택한 루프 코일에 발진 회로부(120)로부터의 전류를 공급하는 송신 기간과, 선택한 루프 코일을 통해서 전자 펜(2)으로부터의 신호를 수신하는 수신 기간을 번갈아 전환하는 처리를 개시한다. 그리고, 수신 기간에 있어서, 위치 검출 회로부(130), 필압 검출 회로부(140)를 통해서, 위치 검출 센서(110) 상의 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 위치 검출 센서(110) 상에 전자 펜(2)이 접촉함으로써 전자 펜(2)에 걸리는 필압의 검출이 행해진다.

이후, 처리 제어부(150)는, 적절한 타이밍으로, 스텝 S101에서 실행한 처리와 같이, 서브 센서인 평면 형상 코일(160)을 이용하여, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는지 여부를 검출하는 수납 검출 처리를 실행한다(스텝 S104). 그리고, 처리 제어부(150)는, 스텝 S102에서 실행한 판별 처리와 같이, 스텝 S104의 수납 검출 처리의 결과에 기초하여, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는지 여부를 판별한다(스텝 S105).

스텝 S105의 판별 처리에 있어서, 전자 펜(2)은 수납부(11)에 수납되어 있지 않다고 판별했을 때에는, 처리 제어부(150)는, 스텝 S104로부터의 처리를 반복한다. 이것에 의해, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납될 때까지의 사이는, 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸려 있는 필압의 검출이 계속해서 행해지도록 된다.

한편, 스텝 S105의 판별 처리에 있어서, 전자 펜(2)은 수납부(11)에 수납되어 있다고 판별했다고 한다. 이 경우에는, 전자 펜(2)은 사용 상태는 아니므로, 처리 제어부(150)는 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 통한 지시 위치 및 필압의 검출 처리를 종료시킨다(스텝 S106).

구체적으로, 스텝 S106에 있어서 처리 제어부(150)는, 선택 회로(113)와, 스위치 회로(SW1)와, 위치 검출 회로부(130)의 샘플 홀드 회로(133)와, 필압 검출 회로부(140)의 샘플 홀드 회로(143)에의 제어 신호의 공급을 정지한다. 이것에 의해 각부의 동작을 정지시켜, 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸리는 필압의 검출을 행하는 처리를 종료시킨다.

이후, 처리 제어부(150)는 전자 기기 본체(1)의 메인 전원이 오프로 되었는지 여부를 판별한다(스텝 S107). 스텝 S107의 판별 처리에 있어서, 메인 전원이 오프로 되어 있지 않다고 판별했을 때에는, 스텝 S101로부터의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S107의 판별 처리에 있어서, 메인 전원이 오프로 되었다고 판별했을 때에는, 처리 제어부(150)에의 전원의 공급을 정지하는 등의 소정의 종료 처리를 행해서(스텝 S108), 이 도 6에 나타내는 처리를 종료한다.

또한, 상술한 스텝 S102의 판별 처리에 있어서, 전자 펜(2)은 수납부(11)에 수납되어 있다고 판별했다고 한다. 이 경우에도, 전자 펜(2)은 사용 상태가 아니므로, 처리 제어부(150)는 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 통한 지시 위치 및 필압의 검출은 행하지 않고, 전자 기기 본체(1)의 메인 전원이 오프로 되었는지 여부를 판별한다(스텝 S107).

스텝 S107의 판별 처리에 있어서, 메인 전원이 오프로 되어 있지 않다고 판별했을 때에는, 스텝 S101로부터의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S107의 판별 처리에 있어서, 메인 전원이 오프로 되었다고 판별했을 때에는, 처리 제어부(150)에의 전원의 공급을 정지시키는 등의 소정의 종료 처리를 행하여(스텝 S108), 이 도 6에 나타내는 처리를 종료한다.

이와 같이, 처리 제어부(150)는 서브 센서인 평면 형상 코일(160)을 이용하여, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 적절히 검출할 수 있다. 그리고, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있지 않고, 사용 상태에 있는 경우에 있어서만, 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸리는 필압의 검출을 행할 수 있다. 이것에 의해, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는 상태일 때에는, 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸리는 필압의 검출을 행하는 일은 없기 때문에, 소비 전력의 절약화에 이바지할 수 있다.

또한, 서브 센서로서 평면 형상 코일(160)을 이용하고 있기 때문에, 예를 들면, 레지스트 기술을 이용하여, 수지 등의 방수 시트로 평면 형상 코일(160)을 덮는 것에 의해, 틈새를 완전하게 막을 수 있어, 방수 사양으로 용이하게 할 수 있다. 또한, 평면 형상 코일(160)을 이용하고 있기 때문에, 나선 형상으로 형성하는 코일을 이용하는 경우에 비해, 제조 공정의 복잡화도 회피할 수 있고, 또한, 박형화에도 이바지할 수 있다.

[제2 실시 형태]

도 7은 실시 형태의 전자 펜의 개략 구성 및 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)를 설명하기 위한 블록도이다. 이하에 설명하는 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)도 또한, 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)와 같이, 전자 유도 방식의 것이며, 도 1에 나타낸 전자 기기 본체(1) 내에 정전 결합 방식의 위치 검출 장치와 함께 탑재되어 이용된다. 따라서, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)도, 도 1, 도 2를 이용하여 설명한 전자 펜(2)에 의해 조작된다.

이 때문에, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)도 또한, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 검지하는 기능을 구비한다. 그러나, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)가 구비하고 있던, 평면 형상 코일(160), 스위치 회로(SW2), 샘플 홀드 회로(170), 반전 회로(IV)로 이루어진 삽발 센서 회로부를 구비하는 것은 아니다.

이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)는 서브 센서로서의 평면 형상 코일(160A)과 위치 검출 회로부(메인 센서부)로 이루어지고, 위치 검출 회로부가 삽발 센서 회로부로서도 기능하는 구성을 가지고 있다. 위치 검출 회로부는, 기본적인 구성은, 상술한 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)와 같다. 이 때문에, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)의 블록도인 도 7에 있어서, 도 3에 나타낸 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)와 같이 구성되는 부분에는 같은 참조 부호를 부여하고, 그 부분의 상세한 설명에 대해서는 중복되므로 생략한다.

그리고, 이 제2 실시 형태의 평면 형상 코일(160A)도 또한, 제1 실시 형태의 평면 형상 코일(160)의 경우와 같이, 전자 기기 본체(1)에 마련되는 전자 펜(2)의 수납부(11)의 근방에 마련되는 것이다. 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)에 있어서도, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)에 대해서, 평면 형상 코일(160A)이 발생시키는 방향이 다른 자속이 균일하게 작용하는 일이 없게 되어 있다. 즉, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)에 있어서도, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)과, 수납부(11)의 근방에 배치되는 평면 형상 코일(160A)의 위치 관계는, 도 4(B), 도 5를 이용하여 설명한 관계가 되도록 되어 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)의 경우에는, 서브 센서가 되는 평면 형상 코일(160A)의 일단이 선택 회로(113A)에 접속되고, 타단이 접지되도록 되어 있다. 그 외의 구성은, 도 3에 나타낸 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)의 경우와 같다.

이 때문에, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)에서는, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 격납되어 있는지 여부를 검지하는 경우, 처리 제어부(150)는 선택 회로(113A)가 평면 형상 코일(160A)을 선택하도록 제어한다. 그리고, 처리 제어부(150)는 스위치 회로(SW1)를 제어하여, 발진 회로부(120)로부터의 전류를 평면 형상 코일(160A)에 공급하는 기간(송신 기간)과, 전자 유도에 의해 평면 형상 코일(160A)의 양단에 발생하는 전압을 검출하는 기간(수신 기간)을 전환한다. 이 수신 기간에 있어서, 처리 제어부(150)는 위치 검출 회로부(130)를 기능 시켜, 평면 형상 코일(160A)이 전자 유도에 의해 전자 펜(2)의 코일(21)로부터의 신호를 수신하고 있는지 여부를 검지함으로써, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 검지한다.

한편, 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸려 있는 필압의 검출은, 상술한 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)의 경우와 완전히 같게 하여 행해진다. 즉, 처리 제어부(150)는 선택 회로(113A)와, 스위치 회로(SW1)와, 위치 검출 회로부(130)의 샘플 홀드 회로(133)와, 필압 검출 회로부(140)의 샘플 홀드 회로(143)에 제어 신호를 공급하여 제어한다.

이 경우, 루프 코일 그룹(111, 112)으로부터 신호의 송신, 수신에 이용하는 루프 코일을 순서대로 선택하는 것과 함께, 선택한 루프 코일에 발진 회로부(120)로부터의 전류를 공급하는 송신 기간과, 선택한 루프 코일을 통해서 전자 펜(2)으로부터의 신호를 수신하는 수신 기간을 번갈아 전환하는 처리를 행한다. 그리고, 수신 기간에 있어서, 위치 검출 회로부(130), 필압 검출 회로부(140)를 통해서, 위치 검출 센서(110) 상의 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 위치 검출 센서(110) 상에 전자 펜(2)이 접촉함으로써 전자 펜(2)에 걸려 있던 필압의 검출을 행한다.

이와 같이, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)의 경우에도, 서브 센서로서의 평면 형상 코일(160A)을 이용하여 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부의 검지를 행할 수 있다. 또한, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)의 경우에도, 전자 펜(2)에 의한 위치 검출 센서(110) 상의 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸려 있는 필압의 검출을 행할 수 있다.

[위치 검출 장치(100A)에 있어서의 제어의 구체적인 예]

다음으로, 도 7을 이용하여 설명한 구성을 가지는 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)의 처리 제어부(150)에 의한 처리 제어의 구체적인 예에 대해 설명한다. 도 8은 전자 기기 본체(1)의 메인 전원이 투입된 후에 있어서, 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)의 처리 제어부(150)에 의해 실행되는 처리를 설명하기 위한 순서도이다. 도 8에 나타내는 순서도의 처리는, 본 출원에 관련되는 발명의 「위치 검출 센서의 제어 방법」이 적용된 것이다.

처리 제어부(150)는, 우선, 서브 센서인 평면 형상 코일(160A)을 이용하여, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는지 여부를 검출하는 수납 검출 처리를 실행한다(스텝 S201). 구체적으로, 처리 제어부(150)는 선택 회로(113A)를 제어하여, 평면 형상 코일(160A)을 선택하고, 이것을 유지한다. 그리고, 온 기간과 오프 기간이 번갈아 반복하는 제어 신호를 형성하고, 이것을 스위치 회로(SW1)에 공급한다. 또한, 오프 기간에 있어서, 위치 검출 회로부(130)의 샘플 홀드 회로(133)를 동작시키도록 제어한다.

이와 같이 하여, 평면 형상 코일(160A)을 통한 전자 유도에 의한 신호의 송신과 수신을 반복하고, 수신 기간에 있어서 위치 검출 회로부(130)를 통해서 미리 결정된 일정치 이상의 유도 전압이 검지된 경우에는, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있다고 검지할 수 있다. 반대로, 수신 기간에 있어서 위치 검출 회로부(130)를 통해서 미리 결정된 일정치 이상의 유도 전압이 검지되지 않는 경우에는, 수납부(11)에 전자 펜(2)은 수납되어 있지 않다고 검지할 수 있다.

그리고, 처리 제어부(150)는 스텝 S201의 수납 검출 처리의 결과에 기초하여, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는지 여부를 판별한다(스텝 S202). 스텝 S202에 있어서, 전자 펜(2)은 수납부(11)에 수납되어 있지 않다고 판별했다고 한다. 이 경우에는, 전자 펜(2)은 사용 상태에 있으므로, 처리 제어부(150)는 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 기능 시켜, 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치 및 필압의 검출 처리를 개시시킨다(스텝 S203). 이 스텝 S203의 처리는 도 6에 나타낸 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)에서 행해지는 스텝 S103의 처리와 같은 처리이다.

이후, 처리 제어부(150)는, 소정의 타이밍으로, 선택 회로(113A)가 평면 형상 코일(160A)을 선택하도록 전환하고, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는지 여부를 검출하는 수납 검출 처리를 실행한다(스텝 S204). 즉, 스텝 S204의 처리는 스텝 S201에서 실행한 처리와 같은 처리이다. 또한, 소정의 타이밍은 스텝 S203에서 개시시킨 지시 위치와 필압의 검출 처리에 있어서, 미리 결정된 1 사이클의 검출 처리가 종료하여, 다음 사이클의 검출 처리를 개시하기 전 등의 타이밍이다.

또한, 미리 결정된 1 사이클의 검출 처리는, 예를 들면, 검출 처리를 개시하여 지시 위치와 필압이 검출 가능할 때까지, 혹은, 위치 검출 센서(110)의 모든 루프 코일을 이용한 스캐닝 처리가 종료할 때까지와 같은 한 묶음의 검출 처리를 의미한다. 따라서, 해당 1 사이클의 검출 처리가 종료되면, 새로운 검출 처리가 개시되게 된다. 이 때문에, 직전의 1 사이클의 검출 처리와 다음 1 사이클의 검출 처리의 사이에 있어서, 전자 펜(2)의 수납 검지 처리를 행함으로써, 전자 펜(2)의 지시 위치와 필압의 검출 처리에 영향을 미치는 일 없이, 전자 펜(2)의 수납 검출 처리를 행할 수 있다.

그리고, 처리 제어부(150)는, 스텝 S202에서 실행한 판별 처리와 같이, 스텝 S204의 수납 검출 처리의 결과에 기초하여, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는지 여부를 판별한다(스텝 S205).

스텝 S205의 판별 처리에 있어서, 전자 펜(2)은 수납부(11)에 수납되어 있지 않다고 판별했을 때에는, 처리 제어부(150)는 스텝 S204로부터의 처리를 반복한다. 이것에 의해, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납될 때까지의 동안은, 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸려 있는 필압의 검출이 계속해서 행해진다.

한편, 스텝 S205의 판별 처리에 있어서, 전자 펜(2)은 수납부(11)에 수납되어 있다고 판별했다고 한다. 이 경우에는, 전자 펜(2)은 사용 상태가 아니므로, 처리 제어부(150)는 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 통한 지시 위치 및 필압의 검출 처리를 종료시킨다(스텝 S206).

구체적으로, 스텝 S206에 있어서 처리 제어부(150)는 선택 회로(113A)를 제어하여, 평면 형상 코일(160A)을 선택한 상태를 유지하고, 평면 형상 코일(160A)을 통해서, 신호의 송신과 수신을 반복하도록 한다. 따라서, 스텝 S206에 있어서는, X축 방향 루프 코일 그룹(111)을 구성하는 루프 코일과 Y축 방향 루프 코일 그룹(112)을 구성하는 루프 코일은 선택하지 않게 한다. 이것에 의해, 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 이용한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출 처리는 행해지지 않기 때문에, 소비 전력을 큰폭으로 경감시킬 수 있다.

또한, 이 경우에, 발진 회로부(120), 위치 검출 회로부(130) 및 처리 제어부(150)는 동작 상태가 유지되므로, 수납부(11)로부터 전자 펜(2)이 꺼내졌을 때에는, 이것을 검지하는 것도 가능하게 된다. 또한, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납된 상태일 때에는, 필압 검출 회로부(140)는 동작시킬 필요는 없으므로, 필압 검출 회로부(140)의 동작을 정지시키도록 해도 된다.

이후, 처리 제어부(150)는, 전자 기기 본체(1)의 메인 전원이 오프로 되었는지 여부를 판별한다(스텝 S207). 스텝 S207의 판별 처리에 있어서, 메인 전원이 오프로 되어 있지 않다고 판별했을 때에는, 스텝 S201로부터의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S207의 판별 처리에 있어서, 메인 전원이 오프로 되었다고 판별했을 때에는, 처리 제어부(150)에의 전원의 공급을 정지하는 등의 소정의 종료 처리를 행해서(스텝 S208), 이 도 8에 나타내는 처리를 종료한다.

또한, 상술한 스텝 S202의 판별 처리에 있어서, 전자 펜(2)은 수납부(11)에 수납되어 있다고 판별했다고 한다. 이 경우에도, 전자 펜(2)은 사용 상태가 아니므로, 처리 제어부(150)는 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 통한 지시 위치 및 필압의 검출은 행하지 않고, 전자 기기 본체(1)의 메인 전원이 오프로 되었는지 여부를 판별한다(스텝 S207).

스텝 S207의 판별 처리에 있어서, 메인 전원이 오프로 되어 있지 않다고 판별했을 때에는, 스텝 S201로부터의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S207의 판별 처리에 있어서, 메인 전원이 오프로 되었다고 판별했을 때에는, 처리 제어부(150)에의 전원의 공급을 정지시키는 등의 소정의 종료 처리를 행해서(스텝 S208), 이 도 8에 나타내는 처리를 종료한다.

이와 같이, 이 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)의 경우에도, 처리 제어부(150)는 서브 센서인 평면 형상 코일(160A)을 이용하여, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 적절히 검출할 수 있다. 그리고, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있지 않고, 사용 상태에 있는 경우에 있어서만, 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸리는 필압의 검출을 행할 수 있다. 이것에 의해, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는 상태일 때에는, 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸리는 필압의 검출을 행하는 일은 없으므로, 소비 전력의 절약화에 이바지할 수 있다.

또한, 서브 센서로서 평면 형상 코일(160A)을 이용하고 있기 때문에, 예를 들면, 방수 시트 등을 이용함으로써, 틈새를 완전하게 막을 수 있어, 방수 사양으로 용이하게 할 수 있다. 또한, 평면 형상 코일(160A)을 이용하고 있기 때문에, 나선 형상으로 형성하는 코일을 이용하는 경우에 비해, 제조 공정의 복잡화도 회피할 수 있고, 또한, 박형화에도 이바지할 수 있다.

[제3 실시 형태]

도 9는 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)를 설명하기 위한 블록도이다. 이하에 설명하는 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)도 또한, 제1, 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100, 100A)와 같이, 전자 유도 방식의 것이며, 도 1에 나타낸 전자 기기 본체(1) 내에 정전 결합 방식의 위치 검출 장치와 함께 탑재되어 이용된다. 따라서, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)도, 도 1, 도 2를 이용하여 설명한 전자 펜(2)에 의해 조작된다.

이 때문에, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)도 또한, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 검지하는 기능을 구비한다. 그러나, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)는, 상술한 제1, 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100, 100A)와 같이, 서브 센서로서 전용의 평면 형상 코일(160, 160A)을 구비하는 것은 아니다.

이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 위치 검출 센서(110)를 구성하는 루프 코일 그룹(111, 112) 중의 하나의 루프 코일을, 서브 센서로서의 평면 형상 코일로서도 이용하도록 구성한 것이다. 도 9에 나타낸 예의 경우에는, X축 방향 루프 코일 그룹(111)의 Xa 번째의 루프 코일을, 서브 센서로서의 평면 형상 코일로서도 이용하는 경우로 해서 나타내고 있다. 즉, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)의 경우에는, X축 방향 루프 코일 그룹(111)의 Xa 번째의 루프 코일을 연장하여, 수납부(11)의 근방에 서브 센서로서 기능하는 평면 형상 코일 부분을 형성한다.

따라서, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)의 경우에는, 위치 검출 회로부(130)가 삽발 센서 회로부로서도 기능하는 구성을 가지고 있다. 그리고, 위치 검출 장치(100B)는 X축 방향 루프 코일 그룹(111)의 Xa 번째의 루프 코일 이외의 부분은, 상술한 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)와 같이 구성된다. 이 때문에, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)의 블록도인 도 9에 있어서, 도 3에 나타낸 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)와 같이 구성되는 부분에는 같은 참조 부호를 부여하고, 그 부분의 상세한 설명에 대해서는 중복되므로 생략한다.

그리고, 이 제3 실시 형태에 있어서, Xa 번째의 루프 코일을 연장하여, 수납부(11)의 근방에 서브 센서로서 기능하는 평면 형상 코일 부분도 또한, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)과의 사이의 위치 관계는, 제1 실시 형태의 경우와 같게 된다. 즉, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)에 있어서도, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)과, 수납부(11)의 근방에 배치되는 Xa 번째의 루프 코일을 연장하여 형성되는 평면 형상 코일 부분과의 위치 관계는, 도 4(B), 도 5를 이용하여 설명한 관계가 되도록 되어 있다. 이것에 의해, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)에 대해서, 해당 평면 형상 코일 부분이 발생시키는 방향이 다른 자속(Mfa, Mfb)이 균일하게 작용하는 일이 없게 된다.

그리고, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)의 경우, 처리 제어부(150)는, 도 8을 이용하여 설명한 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)의 처리 제어부(150)가 행하는 처리 제어와 같은 처리 제어를 행한다. 다만, 도 8에 나타낸 스텝 S201, 스텝 S204, 스텝 S206의 각각에서 행해지는 처리가, 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)에서 행해지는 것과는 약간 다르다.

즉, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)에 있어서, 처리 제어부(150)는, 도 8에 나타낸 스텝 S201과, 스텝 S204에 있어서는, 다음과 같은 처리를 행한다. 우선, 처리 제어부(150)는 선택 회로(113)를 제어하여, 수납부(11)의 근방에 평면 형상 코일부를 형성하고 있는 Xa 번째의 루프 코일을 선택하고, 이것을 유지한다. 그리고, 온 기간과 오프 기간이 번갈아 반복하는 제어 신호를 형성하고, 이것을 스위치 회로(SW1)에 공급한다. 또한, 오프 기간에 있어서, 위치 검출 회로부(130)의 샘플 홀드 회로(133)를 동작시키도록 제어한다.

이와 같이 하여, 수납부(11)의 근방에 평면 형상 코일부를 형성하고 있는 Xa 번째의 루프 코일을 통한 전자 유도에 의한 신호의 송신과 수신을 반복하고, 수신 기간에 있어서 위치 검출 회로부(130)를 통해서 미리 결정된 일정치 이상의 유도 전압이 검지된 경우에는, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있다고 검지할 수 있다. 반대로, 수신 기간에 있어서 위치 검출 회로부(130)를 통해서 미리 결정된 일정치 이상의 유도 전압이 검지되지 않는 경우에는, 수납부(11)에 전자 펜(2)은 수납되어 있지 않다고 검지할 수 있다.

또한, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)에 있어서, 처리 제어부(150)는, 도 8에 나타낸 스텝 S206에 있어서는, 다음과 같이 처리를 행한다. 스텝 S206에 있어서 처리 제어부(150)는, 선택 회로(113)를 제어하여, 평면 형상 코일부를 형성하고 있는 Xa 번째의 루프 코일을 선택한 상태를 유지하고, Xa 번째의 루프 코일을 통해서, 신호의 송신과 수신을 반복하도록 한다. 따라서, 스텝 S206에 있어서는, Xa 번째의 루프 코일을 제외하고, X축 방향 루프 코일 그룹(111)을 구성하는 루프 코일과 Y축 방향 루프 코일 그룹(112)을 구성하는 루프 코일은 선택하지 않도록 한다. 이것에 의해, 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 이용한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출 처리는 행해지지 않기 때문에, 소비 전력을 큰폭으로 경감시킬 수 있다.

또한, 이 경우에, 발진 회로부(120), 위치 검출 회로부(130) 및 처리 제어부(150)는 동작 상태가 유지되므로, 수납부(11)로부터 전자 펜(2)이 꺼내졌을 때에는, 이것을 검지하는 것도 가능하게 된다. 또한, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납된 상태일 때에는, 필압 검출 회로부(140)는 동작시킬 필요는 없기 때문에, 필압 검출 회로부(140)의 동작을 정지시키도록 해도 된다.

그 외의 스텝 S202, 스텝 S203, 스텝 S205, 스텝 S207, 스텝 S208의 처리는, 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)가 행하는 처리와 같은 처리가 행해진다.

이와 같이, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)의 경우에는, 위치 검출 센서(110)를 구성하는 루프 코일 그룹 중의 하나의 루프 코일을 연장하고, 수납부(11)의 근방에 평면 형상 코일 부분을 마련함으로써, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 검출하는 삽발 센서 회로부를 구성할 수 있다.

그리고, 이 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)의 경우에는, 처리 제어부(150)는 위치 검출 센서(110)의 Xa 번째의 루프 코일을 이용하여, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 적절히 검출할 수 있다. 그리고, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있지 않고, 사용 상태에 있는 경우에 있어서만, 메인 센서인 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸리는 필압의 검출을 행할 수 있다. 이것에 의해, 전자 펜(2)이 수납부(11)에 수납되어 있는 상태일 때에는, 위치 검출 센서(110)를 통한 전자 펜(2)에 의한 지시 위치의 검출과 전자 펜(2)에 걸리는 필압의 검출을 행하는 일은 없기 때문에, 소비 전력의 절약화에 이바지할 수 있다.

또한, 서브 센서로서 위치 검출 센서(110)의 Xa 번째의 루프 코일을 연장하여 형성하는 평면 형상 코일부를 이용하고 있기 때문에, 예를 들면, 방수 시트 등을 이용함으로써, 틈새를 완전하게 막을 수 있어, 방수 사양으로 용이하게 할 수 있다. 또한, 위치 검출 센서(110)의 Xa 번째의 루프 코일을 연장하여 형성하는 평면 형상 코일부를 이용하고 있기 때문에, 나선 형상으로 형성하는 코일을 가지는 경우에 비해, 제조 공정의 복잡화도 회피할 수 있고, 또한, 박형화에도 이바지할 수 있다.

[실시 형태의 효과]

상술한 제1, 제2, 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100, 100A, 100B)에서는, 방수 사양의 실현, 제조 공정의 복잡화의 회피, 휴대 정보 단말의 박형화에 대응할 수 있는 것과 함께, 소비 전력의 절약화도 실현할 수 있다. 이것에 의해, 휴대 정보 단말에 사용하는 데 적합한 위치 검출 장치, 위치 검출 센서의 제어 방법을 실현할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태의 위치 검출 장치(100)의 경우에는, 위치 검출 회로부와는 달리, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 검지하는 삽발 센서 회로부를 구성할 수 있으므로, 각각의 제어가 용이한 위치 검출 장치를 실현할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태의 위치 검출 장치(100A)의 경우에는, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 검지하는 서브 센서로서, 평면 형상 코일(160A)을 마련하는 것만으로, 위치 검출 회로부와 삽발 센서 회로부 양쪽을 구성할 수 있어, 구성이 간단한 위치 검출 장치(100A)를 구성할 수 있다.

또한, 제3 실시 형태의 위치 검출 장치(100B)의 경우에는, 수납부(11)에 전자 펜(2)이 수납되어 있는지 여부를 검지하는 서브 센서로서, 위치 검출 센서(110)를 구성하는 루프 코일 그룹 중의 하나의 루프 코일을 이용한다. 이것에 의해, 보다 구성이 간단한 위치 검출 장치(100B)를 구성할 수 있다.

[변형예]

상술한 실시 형태에서는, 전자 기기 본체(1)에는, 전자 유도 방식의 위치 검출 장치와, 정전 결합 방식의 위치 검출 장치 양쪽이 탑재되는 것으로 하여 설명했지만, 이것으로 한정하는 것은 아니다. 전자 유도 방식의 위치 검출 장치만이 탑재되는 경우에도, 본 발명을 적용할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

또한, 서브 센서로서의 평면 형상 코일(160, 160A)이나 위치 검출 센서를 구성하는 루프 코일을 이용하여 형성하는 평면 형상 코일부의 권수, 형상 등은, 적당한 것으로 할 수 있다. 예를 들면, 상술한 실시 형태에서는, 평면 형상 코일(160, 160A)이나 위치 검출 센서를 구성하는 루프 코일을 이용하여 형성하는 평면 형상 코일부는, 구형 형상으로 형성한 경우를 나타냈지만, 타원 형상으로 하거나, 원형 형상으로 하거나 할 수도 있다.

또한, 평면 형상 코일(160, 160A)이나 위치 검출 센서를 구성하는 루프 코일을 이용하여 형성하는 평면 형상 코일부를, 전자 펜에 내장된 코일에 가까운 부분의 폭을 넓게 하고, 떨어진 부분의 폭은 좁게 하는 등의 것도 가능하다. 즉, 평면 형상 코일(160, 160A)이나 위치 검출 센서를 구성하는 루프 코일을 이용하여 형성하는 평면 형상 코일부의 형상은 여러 가지 형상으로 할 수 있다.

또한, 평면 형상 코일(160, 160A), 루프 코일(Xa)은, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)에 대해서, 발생시키는 자속 중, 서로 역방향이 되는 자속에 있어서 코일(21)을 쇄교하는 자속의 수가 같게 되지 않는 위치에 배치하면 된다.

보다 바람직하게는, 평면 형상 코일(160, 160A), 루프 코일(Xa)은, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)에 대해서, 방향이 같은 방향으로 되는 자속만이 쇄교하는 위치에 배치하면 된다. 이 경우, 도 4(B)에 나타낸 바와 같이, 평면 형상 코일(160, 160A), 루프 코일(Xa)의 일부분을 걸치도록, 평면 형상 코일(160, 160A), 루프 코일(Xa)의 일부분의 중심축 방향으로, 수납부(11)에 수납된 전자 펜(2)의 코일(21)이 위치하도록 하면 된다.

물론, 도 4(B)에 나타낸 바와 같이, 전자 펜(2)의 코일(21)이, 평면 형상 코일(160, 160A), 루프 코일(Xa)의 일부분을 걸치도록 하는 것은 필수의 구성은 아니다. 평면 형상 코일(160, 160A), 루프 코일(Xa)이 발생시키는 자속 중, 방향이 같은 방향으로 되는 자속만이, 전자 펜의 코일(21)을 쇄교하는 위치에 배치하면 된다.

1…전자 기기 본체, 100, 100A, 100B…위치 검출 장치, 110…위치 검출 센서, 111…X축 방향 루프 코일 그룹, 112…Y축 방향 루프 코일 그룹, 113…선택 회로, SW1, SW2…스위치 회로, AP…앰프, 120…발진 회로부, 130…위치 검출 회로부, 140…필압 검출 회로부, 150…처리 제어부, 160, 160A…평면 형상 코일, 170…샘플 홀드 회로, IV…반전 회로, 2…전자 펜, 21…코일, 22…페라이트 코어, 23…하우징, 24…심체

Claims

전자 펜이 하우징에 포함된 수납부에 수납되어 있는 동안 상기 전자 펜을 에워싸는 상기 하우징을 가지는 본체; 및
구형의 단면 에어리어를 가지는 평면 형상 코일로서, 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안 상기 평면 형상 코일의 상기 구형의 단면 에어리어에 수직한 방향이 상기 전자 펜의 축심 방향과 교차하는 위치에서 상기 수납부에 인접해서 배치되는 평면 형상 코일을 포함하는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전자 펜은 상기 전자 펜의 상기 축심 방향으로 권회된 위치 지시용 코일을 가지며,
상기 평면 형상 코일은 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안 상기 전자 펜의 상기 축심 방향에 실질적으로 평행하게 연장되고, 그리고
동작시, 상기 평면 형상 코일에 의해 발생되는 자속 중 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일과 제1 방향으로 쇄교하는 제1 자속의 수는, 상기 평면 형상 코일에 의해 발생되는 자속 중 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일과 제2 방향으로 쇄교하는 제2 자속의 수와 같지 않으며, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 반대 측인 위치 검출 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 평면 형상 코일은, 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안, 발생된 자속 중 서로 같은 방향을 가지는 자속만이 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일과 쇄교하는 위치에 배치되는 위치 검출 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 평면 형상 코일은, 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안, 상기 평면 형상 코일의 중심축 방향이 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일의 적어도 일부를 통과하는 위치에, 혹은, 상기 평면 형상 코일의 적어도 일부에 대해서 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일이 변위되어 있는 또 다른 위치에 배치되는 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
동작시, 제1 신호가 상기 평면 형상 코일에 공급되는 공급 처리와 전자 유도에 의해 제2 신호가 상기 평면 형상 코일을 통해 수신되는 수신 처리가 번갈아 실행되도록 제어하는 제1 제어 회로; 및
동작시, 상기 평면 형상 코일을 통해서 수신되는 상기 제2 신호의 유무에 따라서 상기 수납부에서의 상기 전자 펜의 수납에 관한 상태를 검출하는 제1 검출 회로를 더 포함하는 위치 검출 장치.
청구항 5에 있어서,
제1 방향으로 배설된 복수의 제1 루프 코일과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배설된 복수의 제2 루프 코일을 포함하며, 조작 영역에서 상기 전자 펜에 의해서 지시되는 위치를 검출하도록 구성된 위치 검출 센서 - 상기 평면 형상 코일은 상기 전자 펜에 의해서 지시되는 위치가 상기 위치 검출 센서에 의해 검출 가능한 상기 조작 영역의 외측에 배치됨 - ;
동작시, 상기 복수의 제1 루프 코일과 상기 복수의 제2 루프 코일 중 제3 신호를 송신하는 제1 루프 코일을 특정하여, 특정된 제1 루프 코일에 상기 제3 신호를 공급하고, 그리고 상기 복수의 제1 루프 코일과 상기 복수의 제2 루프 코일 중 제4 신호를 수신하는 제2 루프 코일을 특정하여, 특정된 제2 루프 코일을 통해서 상기 제4 신호를 수신하도록 제어하는 제2 제어 회로;
동작시, 상기 제1 검출 회로가 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 것을 검출하고 있는 동안, 적어도 상기 제2 제어 회로가 동작을 정지하도록 제어하는 위치 검출 제어 회로; 및
동작시, 상기 특정된 제2 루프 코일로부터의 상기 제4 신호에 기초하여, 상기 위치 검출 센서 상의 상기 전자 펜에 의해 지시되는 위치를 검출하는 제2 검출 회로를 더 포함하는 위치 검출 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 제어 회로와 상기 제2 제어 회로는 하나의 제어 회로로 구성되고; 그리고
상기 제1 검출 회로와 제2 검출 회로는 하나의 검출 회로로 구성되는 위치 검출 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 평면 형상 코일은 상기 위치 검출 센서의 상기 복수의 제1 루프 코일과 상기 복수의 제2 루프 코일 중 하나를 이용하여 형성되고;
상기 제1 제어 회로와 상기 제2 제어 회로는 하나의 제어 회로로 구성되며; 그리고
상기 제1 검출 회로와 상기 제2 검출 회로는 하나의 검출 회로로 구성되는 위치 검출 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 및 제2 루프 코일은 상기 평면 형상 코일과 다른 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 평면 형상 코일의 일측에 자성 시트 또는 전자 실드가 배치되는 위치 검출 장치.
위치 검출 장치에 이용되는 위치 검출 센서의 제어 방법으로서,
전자 펜이 하우징에 포함된 수납부에 수납되어 있는 동안 상기 전자 펜을 에워싸는 상기 하우징을 가지는 본체를 제공하고; 그리고
구형의 단면 에어리어를 가지는 평면 형상 코일로서, 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안, 상기 평면 형상 코일의 상기 구형의 단면 에어리어에 수직한 방향이 상기 전자 펜의 축심 방향과 교차하는 위치에서 상기 수납부에 인접하게 평면 형상 코일을 제공하는 것을 포함하는 위치 검출 센서의 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 전자 펜은 상기 전자 펜의 상기 축심 방향으로 권회된 위치 지시용 코일을 가지며,
상기 평면 형상 코일은 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안 상기 전자 펜의 상기 축심 방향에 실질적으로 평행하게 연장되고, 그리고
상기 평면 형상 코일에 의해 발생되는 자속 중 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일과 제1 방향으로 쇄교하는 제1 자속의 수는, 상기 평면 형상 코일에 의해 발생되는 자속 중 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일과 제2 방향으로 쇄교하는 제2 자속의 수와 같지 않으며, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 반대 측인 위치 검출 센서의 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 평면 형상 코일을 제공하는 것은, 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안, 상기 평면 형상 코일의 중심축 방향이 상기 전자 펜의 상기 축심 방향과 교차하는 위치에서 상기 수납부에 인접하게 상기 평면 형상 코일을 제공하는 것을 포함하고, 그리고 상기 평면 형상 코일에 의해 발생되는 자속 중 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일과 제1 방향으로 쇄교하는 제1 자속의 수는, 상기 평면 형상 코일에 의해 발생되는 자속 중 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일과 제2 방향으로 쇄교하는 제2 자속의 수와 같지 않은 위치 검출 센서의 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 평면 형상 코일을 제공하는 것은, 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안, 발생된 자속 중 서로 같은 방향을 가지는 자속만이 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일과 쇄교하는 위치에 상기 평면 형상 코일을 제공하는 것을 포함하는 위치 검출 센서의 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 평면 형상 코일을 제공하는 것은, 상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안, 상기 평면 형상 코일의 중심축 방향이 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일의 적어도 일부를 통과하는 위치에, 혹은, 상기 평면 형상 코일의 적어도 일부에 대해서 상기 전자 펜의 상기 위치 지시용 코일이 변위되어 있는 또 다른 위치에 상기 평면 형상 코일을 제공하는 것을 포함하는 위치 검출 센서의 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 평면 형상 코일의 일측에 자성 시트 또는 전자 실드가 배치되는 위치 검출 센서의 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 평면 형상 코일에 제1 신호를 공급하는 것과 전자 유도에 의해 상기 평면 형상 코일을 통해 제2 신호를 수신하는 것을 번갈아 포함하는 제1 제어 처리를 실행하고; 그리고
상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 동안, 상기 전자 펜의 상기 축심에 실질적으로 평행하게 연장되는 상기 평면 형상 코일을 통해서 수신되는 상기 제2 신호의 유무에 따라서 상기 수납부에서의 상기 전자 펜의 수납에 관한 상태를 검출하는 것을 더 포함하는 위치 검출 센서의 제어 방법.
청구항 17에 있어서,
복수의 제1 루프 코일과 복수의 제2 루프 코일 중 제3 신호를 송신하는 제1 루프 코일을 특정하여, 특정된 제1 루프 코일에 상기 제3 신호를 공급하고, 상기 복수의 제1 루프 코일과 상기 복수의 제2 루프 코일 중 제4 신호를 수신하는 제2 루프 코일을 특정하여, 특정된 제2 루프 코일을 통해서 상기 제4 신호를 수신하는 것을 포함하는 제2 제어 처리를 실행하고;
상기 특정된 제2 루프 코일을 통해서 수신되는 상기 제4 신호에 기초하여, 상기 위치 검출 센서 상의 상기 전자 펜에 의해 지시되는 위치를 검출하고; 그리고
상기 전자 펜이 상기 수납부에 수납되어 있는 것을 검출하고 있는 동안, 상기 제2 제어 처리 및 상기 위치 검출 센서를 통해서 상기 전자 펜에 의해 지시되는 위치의 검출을 실행하지 않도록 제어하는 것을 더 포함하는 위치 검출 센서의 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 위치 검출 센서는 제1 방향으로 배설된 복수의 제1 루프 코일과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배설된 복수의 제2 루프 코일을 포함하며, 조작 영역에서 상기 전자 펜에 의해서 지시되는 위치를 검출하도록 구성되고, 상기 평면 형상 코일은 상기 전자 펜에 의해서 지시되는 위치가 상기 위치 검출 센서에 의해 검출 가능한 상기 조작 영역의 외측에 배치되는 위치 검출 센서의 제어 방법.
청구항 19에 있어서,
상기 제1 및 제2 루프 코일은 상기 평면 형상 코일과 다른 위치 검출 센서의 제어 방법.