WO2018016466A1 - 電子ペン及び座標入力装置 - Google Patents

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WO2018016466A1
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signal
circuit
electronic pen
sine wave
tablet
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Application number
PCT/JP2017/025883
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小田 康雄
原 英之
Original Assignee
株式会社ワコム
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches

Definitions

  • the present invention relates to a so-called active electrostatic coupling type electronic pen that is used with a tablet and transmits a signal to the tablet.
  • the present invention also relates to a coordinate input device including a tablet and an active electrostatic coupling type electronic pen.
  • the tablet Since the signal sent from the active electrostatic coupling type electronic pen is a signal having a large amplitude such as 15 volts or more, the tablet detects the position designated by the electronic pen with high definition. be able to.
  • a primary battery or a rechargeable secondary battery is used as a power source, and various waveforms can be considered as waveforms of signals to be transmitted.
  • a sine wave and a rectangular wave are considered.
  • the effect of stray capacitance can be absorbed by the resonance capacitor of the resonance circuit, so the power loss can be reduced and the battery life can be extended. can do.
  • both types of active electrostatic coupling type electronic pens that use a sine wave signal as a transmission signal and types that use a rectangular wave signal as a transmission signal are provided. Is expected to.
  • the tablet also has a type that receives a sine wave signal from the electronic pen and performs position detection and other signal processing, and a type that receives a rectangular wave signal from the electronic pen and performs position detection and other signal processing. Are expected to coexist.
  • the user must change the electronic pen depending on whether the tablet is a type that receives a sine wave signal from the electronic pen or a type that receives a rectangular wave signal from the electronic pen. It is cumbersome and economically inefficient.
  • An object of the present invention is to provide an electronic pen that can solve the above problems.
  • a conductive core side member A power supply, The supply of power supply voltage from the power supply unit generates a first signal and a second signal having different waveforms, and selectively selects either the first signal or the second signal from the core.
  • a signal transmission circuit to be supplied to the body side member An input receiving unit that receives a designation input that designates which of the first signal and the second signal is supplied from the signal transmission circuit to the core body member;
  • An electronic pen is provided.
  • the electronic pen having the above-described configuration it is possible to provide an electronic pen that can support both the first signal-compatible tablet and the second signal-compatible tablet. Therefore, it is not necessary to prepare an electronic pen for each tablet, and since it can be shared, it is convenient and economical.
  • the signal transmission circuit includes a sine wave signal generator that generates a sine wave signal as the first signal
  • the sine wave signal generation unit includes a transformer that forms a resonance circuit by connecting a capacitor to the primary winding side, and outputs a sine wave signal from the secondary winding side
  • a rectifier circuit is provided on the secondary winding side of the transformer, and an output voltage of the rectifier circuit is used as a power supply voltage of a signal generator that generates the second signal.
  • the sine wave signal generating unit that generates the sine wave signal includes a transformer that outputs a sine wave signal from the secondary winding side by forming a resonance circuit by connecting a capacitor to the primary winding side. A sine wave signal boosted by a transformer can be generated.
  • the power supply voltage to the signal generator of the second signal is generated by the rectifier circuit provided on the secondary winding side of the transformer, the high voltage power supply for the signal generator of the second signal Since it is not necessary to generate a voltage using a dedicated transformer or the like, only one transformer is required, and the configuration is simplified.
  • first signal is a sine wave signal
  • second signal is an example of the first and second signals having different waveforms sent from the electronic pen 1. It is a rectangular wave signal.
  • the sine wave signal as the first signal and the rectangular wave signal as the second signal are not only different in waveform but also different in frequency and amplitude.
  • the frequency of the sine wave signal is 1.8 MHz and the amplitude is 17 volts
  • the rectangular wave signal is several tens of kHz
  • the amplitude is 20 volts.
  • the core side member that transmits and receives signals to and from the tablet is the conductive core 11.
  • the electronic pen 1 of this embodiment constitutes a coordinate input device together with a tablet.
  • the tablet receives a sine wave signal Ss transmitted from the electronic pen 1 and detects a position designated by the electronic pen 1 (hereinafter referred to as a tablet).
  • a second type (hereinafter referred to as a rectangular wave type) that receives a rectangular wave signal Sr transmitted from the electronic pen 1 and detects a position designated by the electronic pen 1.
  • the electronic pen 1 includes a sine wave mode for generating a sine wave signal Ss as a transmission signal and a rectangular wave mode for generating a rectangular wave signal Sr, and corresponds to the tablet 2S or the tablet 2R. It is configured to be switched to a different mode.
  • the tablet 2S and the tablet 2R include position detection sensor units 21S and 21R that are electrostatically coupled to the electronic pen 1 to transmit and receive signals in the housings 20S and 20R, and the position detection sensor units 21S and 21R.
  • Pen instruction detection circuits 22S and 22R are connected to 21R and perform signal processing.
  • the position detection sensor units 21S and 21R have the same configuration.
  • the pen instruction detection circuits 22S and 22R have different configurations. That is, the pen instruction detection circuit 22S has a circuit configuration that receives the sine wave signal Ss from the electronic pen 1 and performs position detection processing and other processing, and the pen instruction detection circuit 22R is a rectangular wave from the electronic pen 1. A circuit configuration for receiving the signal Sr and performing position detection processing and other processing is provided.
  • the electronic pen 1 of this embodiment includes a slide operation switch 30 as an example of mode switching operation means.
  • the slide operation switch 30 constitutes an input receiving unit.
  • the letter “S” is on one side in the axial direction of the casing 10 of the long hole 31 and the letter “R” is on the other side. Is printed or engraved.
  • the slide operation switch 30 in this example is in a low level state indicating the sine wave mode, for example, and is on the “R” side of the long hole 31.
  • a mode designation signal SE (see FIG. 2 to be described later) indicating a rectangular wave mode, for example, in a high level state is generated.
  • the user switches the slide operation switch 30 according to whether the tablet to be used is a sine wave type tablet 2S or a rectangular wave type tablet 2R. Then, the electronic pen 1 enters a mode corresponding to the switching operation, and sends the sine wave signal Ss or the rectangular wave signal Sr through the core body 11. Note that the electronic pen 1 may send the sine wave signal Ss or the rectangular wave signal Sr through a cone-shaped cover 10 ⁇ / b> C that covers the core body 11.
  • the tablet 2S or the tablet 2R receives the sine wave signal Ss or the rectangular wave signal Sr according to its type from the electronic pen 1, and detects the position indicated by the electronic pen 1, writing pressure information, The identification information of the electronic pen 1 is detected, and other additional information is processed.
  • the electronic pen 1 of this embodiment can be used for position indication in both the tablet 2S and the tablet 2R.
  • the mode switching operation means is not limited to the configuration of the slide operation switch 30; for example, a seesaw type switching switch or two pushbutton switches corresponding to the sine wave mode and the rectangular wave mode, respectively. Also good. Alternatively, the sine wave mode and the rectangular wave mode may be switched every time one pushbutton switch is pressed. Furthermore, the sine wave mode and the rectangular wave mode may be switched by a signal transmitted from the tablet 2S or the tablet 2R.
  • the electronic pen 1 of this embodiment is devised so as to have a configuration capable of generating the above two types of signals having different waveforms with a simple configuration.
  • the electronic pen 1 simple it is possible to realize the electronic pen 1 capable of transmitting signals of two different waveforms without increasing the size thereof. one of.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a signal processing circuit as an example of the electrical configuration of the electronic pen 1 of this embodiment.
  • the electronic pen 1 according to this embodiment includes a conductive core 11 for transmitting a sine wave signal Ss or a rectangular wave signal Sr.
  • the core body 11 is made of, for example, a conductive metal.
  • the power supply voltage VDD is formed by the power supply circuit 12 including a primary battery or a secondary battery.
  • a secondary battery for example, a lithium ion battery is used.
  • the power supply circuit 12 may be configured by using a storage element such as an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor instead of the secondary battery or in combination with the secondary battery.
  • the power supply circuit 12 may be configured by using an autonomous power generation element such as a solar cell and a power storage element such as an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor.
  • the signal processing circuit of the electronic pen 1 of this embodiment is composed of an IC (Integrated Circuit) 100 and external components of the IC 100.
  • the IC 100 includes terminals 101 to 109.
  • a power supply voltage VDD from the power supply circuit 12 is supplied to the IC 100 through the terminal 101.
  • the signal processing circuit including the IC 100 and external components includes a transmission information generation circuit 110, a sine wave signal generation circuit 120 that generates a sine wave signal Ss as an example of the first signal, and an example of the second signal.
  • the mode switching circuit 150 includes a sine wave mode terminal Ts, a rectangular wave mode terminal Tr, and a common terminal Cm, and a common terminal Cm by a mode switching signal SW from a mode switching signal generation circuit 141 of the control circuit 140 described later. Are connected to either the sine wave mode terminal Ts or the rectangular wave mode terminal Tr.
  • the common terminal Cm of the mode switching circuit 150 is connected to the conductive core 11 of the electronic pen 1 through the terminal 102 of the IC 100.
  • the sine wave mode terminal Ts of the mode switching circuit 150 is configured such that the sine wave signal Ss from the sine wave signal generation circuit 120 is supplied through the terminal 103 of the IC 100.
  • the rectangular wave mode terminal Tr of the mode switching circuit 150 is configured to be supplied with the rectangular wave signal Sr from the rectangular wave signal generation circuit 130.
  • control circuit 140 includes a mode switching signal generation circuit 141, a sine wave control signal generation circuit 142, a rectangular wave control signal generation circuit 143, and a changeover switch circuit 144. .
  • the mode designation signal SE from the slide operation switch 30 is input to the mode switching signal generation circuit 141 through the terminal 109 of the IC 100.
  • the mode switching signal generation circuit 141 determines whether the transmission mode of the electronic pen 1 is the sine wave mode or the rectangular wave mode based on the input mode designation signal SE, and the mode is determined based on the determination.
  • a switching signal SW is generated.
  • the mode switching signal generation circuit 141 transmits the generated mode switching signal SW to the transmission information generation circuit 110, the switching switch circuit 122 described later of the sine wave signal generation circuit 120, the switching switch circuit 144 of the control circuit 140, and the mode.
  • To the switching circuit 150 is the switching circuit 150.
  • the transmission information generation circuit 110 receives the mode switching signal SW from the mode switching signal generation circuit 141 and generates transmission information to be transmitted to the tablet 2S or the tablet 2R.
  • the signal itself corresponding to the transmission information generated by the transmission information generation circuit 110 is controlled to be switched by the mode switching signal SW, and is different between the sine wave mode and the rectangular wave mode. And the rectangular wave mode.
  • the transmission information generation circuit 110 supplies a sine wave mode signal to the sine wave control signal generation circuit 142 of the control circuit 140 in the sine wave mode.
  • the transmission information generation circuit 110 supplies a rectangular wave mode signal to the rectangular wave signal generation circuit 130 in the rectangular wave mode.
  • the transmission information includes information on writing pressure detected by a writing pressure detection mechanism (not shown) provided in the electronic pen 1, and a side switch (not shown) provided in the electronic pen 1. ON / OFF information, and information signals such as identification information of the electronic pen 1 stored in a memory (not shown).
  • the sine wave signal generation circuit 120 includes a transformer 13 as an external component, a resonance capacitor 14, a bias generation capacitor 15, a backflow prevention diode 16, a switch circuit 121 and a changeover switch circuit 122 in the IC 100. It is configured.
  • the transformer 13 is used for generating a sine wave signal and also for generating a high-voltage power supply voltage for generating a rectangular wave signal.
  • the signal sent from the electronic pen 1 of this embodiment to the tablet 2S or 2R is a high-amplitude signal such as 17 volts or 20 volts.
  • the power supply voltage VDD from the power supply circuit 12 using the primary battery or the secondary battery is a low voltage. Therefore, the transformer 13 is used for generating the sine wave signal Ss and also performs a boosting process for increasing the amplitude of the sine wave signal Ss.
  • the rectangular wave signal Sr since the rectangular wave signal Sr has a high amplitude, it is necessary to generate a high voltage from the power supply voltage VDD, and the voltage is generally boosted using a transformer.
  • a separate transformer for generating a high voltage for a rectangular wave signal is provided in addition to the sine wave signal generating and boosting transformer 13, two transformers are mounted in the electronic pen 1. As a result, the size of the electronic pen 1 is increased, and it is difficult to make the electronic pen 1 thin.
  • the transformer 13 is used not only for generating a sine wave signal but also for generating a high voltage for generating a rectangular wave signal.
  • the transformer 13 includes a primary winding 13a and a secondary winding 13b.
  • One end of the primary winding 13a of the transformer 13 is connected to one end of a resonance capacitor 14 that forms a resonance circuit together with the primary winding 13a, and is connected to a terminal 105 of the IC 100 from which a power supply voltage VDD is obtained.
  • the other end of the primary winding 13a of the transformer 13 is connected to a connection point P1 between one end of the switch circuit 121 and the other switching terminal b of the changeover switch circuit 122 through the terminal 107.
  • the other end of the resonance capacitor 14 is connected to the common terminal c of the changeover switch circuit 122 through the terminal 106 of the IC 100.
  • One switching terminal a of the changeover switch circuit 122 is connected to a terminal 101 from which a power supply voltage VDD is obtained.
  • the other switching terminal b of the changeover switch circuit 122 is connected to one end of the switch circuit 121.
  • the other end of the changeover switch circuit 121 is connected to a terminal 108 connected to the ground terminal.
  • an oscillation circuit 120R is configured by a circuit including a resonance circuit including the primary winding 13a of the transformer 13 and the resonance capacitor 14 and a switch circuit 121.
  • the oscillation circuit 120R using a resonance circuit including the primary winding 13a of the transformer 13 and the resonance capacitor 14 is oscillated, and the switch circuit 121 is turned on / off at an appropriate timing.
  • the switch circuit 121 is turned on / off at an appropriate timing. By being turned off, energy is injected into the oscillation circuit 120R, and the oscillation output signal (sine wave signal) of the oscillation circuit 120R is not attenuated, and oscillation is continued.
  • the on / off control of the switch circuit 121 is different between the sine wave mode and the rectangular wave mode. Therefore, as shown in FIG. 2, a sine wave control signal generation circuit 142 and a rectangular wave control signal generation circuit 143 are provided as a part of the control circuit 140, and a changeover switch circuit. 144 is provided.
  • the changeover switch circuit 122 connects the resonance capacitor 14 to the primary winding 13a of the transformer 13 in parallel in the sine wave mode to form a resonance circuit, and in the rectangular wave mode, the resonance capacitor 14 The parallel connection to the primary winding 13a of the 14 transformers 13 is cut so as not to constitute a resonance circuit.
  • the common terminal c is connected to the changeover terminal b side in the sine wave mode and the common terminal c is changed to the changeover terminal a in the rectangular wave mode by the switching control signal SW from the mode switching signal generation circuit 141. Is controlled to be connected to the side.
  • the sine wave control signal generation circuit 142 monitors the voltage VC obtained at the connection point P1, so that the oscillation circuit 120R controls the on / off of the switch circuit 121 so as to generate the sine wave signal Ss. Control signal is generated. Further, the rectangular wave control signal generation circuit 143 controls the switch circuit 121 to be turned on / off so as to generate a high voltage HV (HVr) required when the rectangular wave signal Sr is generated from the rectifier circuit 17. A rectangular wave control signal is generated.
  • the sine wave control signal from the sine wave control signal generation circuit 142 and the rectangular wave control signal from the rectangular wave control signal generation circuit 143 are selectively supplied to the switch circuit 121 through the changeover switch circuit 144. It is configured to be.
  • the changeover switch circuit 144 is switched to the sine wave control signal generation circuit 142 side in the sine wave mode by the switching control signal SW from the mode change signal generation circuit 141, and in the rectangular wave mode, the rectangular wave control signal generation circuit. 143 side. Processing operations by the sine wave control signal generation circuit 142 and the rectangular wave control signal generation circuit 143 will be described in detail later.
  • One end of the secondary winding 13b of the transformer 13 is connected to the cathode of the diode 16 for bias generation, and the anode of the diode 16 is connected to the ground terminal and to the terminal 108 of the IC 100.
  • the other end of the secondary winding 13 b of the transformer 13 is connected to the ground terminal through the bias generating capacitor 15 and to the terminal 108 of the IC 100.
  • a connection point P2 between one end of the secondary winding 13b of the transformer 13 and the cathode of the diode 16 is connected to the terminal 103 of the IC 100, and a signal obtained at the connection point P2 passes through the terminal 103 into the IC 100. Supplied.
  • the signal supplied into the IC 100 through the terminal 103 is supplied to the sine wave mode terminal Ts of the mode switching circuit 150.
  • a rectifier circuit 17 including a rectifier diode 18 and a capacitor 19 is connected to the connection point P2.
  • the output terminal of the rectifier circuit 17 is connected to the terminal 104 of the IC 100.
  • the rectifier circuit 17 rectifies the signal obtained at the connection point P2 on one end side of the secondary winding 13b of the transformer 13, and boosts the signal according to the turn ratio between the primary winding 13a and the secondary winding 13b of the transformer 13.
  • the generated high voltage HV is generated.
  • the rectifier circuit 17 rectifies the sine wave signal Ss obtained at the connection point P2 on the one end side of the secondary winding 13b of the transformer 13 and increases the sine wave signal Ss according to the amplitude of the sine wave signal Ss.
  • the rectifier circuit 17 rectifies a signal obtained at the connection point P2 on one end side of the secondary winding 13b by a flyback method, as will be described later, and is necessary for generating the rectangular wave signal Sr.
  • the rectangular wave signal generation circuit 130 includes a level conversion circuit 131 for generating a rectangular wave signal.
  • the power supply voltage of the level conversion circuit 131 is the high voltage HV (HVr) generated by the rectifier circuit 17.
  • HVr high voltage generated by the rectifier circuit 17.
  • the rectangular wave signal generation circuit 130 will be described in detail later.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a specific circuit example of the sine wave control signal generation circuit 142 and a processing operation by the sine wave control signal generation circuit 142 in the sine wave mode.
  • FIG. 4 is a diagram used for explaining the processing operation.
  • the switch circuit 121 is composed of one FET (Field-Effect-Transistor).
  • the changeover switch circuit 122 shows a switching state of the sine wave mode, and includes an LC resonance circuit in which the common terminal c is switched to the changeover terminal b and includes the primary winding 13a of the transformer 13 and the resonance capacitor 14.
  • An oscillation circuit 120R is formed.
  • the switch circuit 144 is omitted for simplicity.
  • the sine wave control signal generation circuit 142 in this example includes a zero cross detection circuit 1421, a delay circuit 1422, and a pulse generation circuit 1423.
  • connection point P1 By an oscillation circuit 120R including an LC resonance circuit composed of the primary winding 13a of the transformer 13 and the resonance capacitor 14, the connection point P1 has a frequency of, for example, 1.8 MHz and an amplitude as shown in FIG. A sine wave voltage VC of 2VDD is obtained. A sine wave voltage VC obtained at the connection point P1 is supplied as an input signal of the zero-cross detection circuit 1421.
  • the zero-cross detection circuit 1421 detects and detects the zero-crossing time point as the sine wave of the sine wave voltage VC, that is, the time points Zc1 and Zc2 (see FIG. 4A) at which the sine wave voltage VC crosses the voltage value VDD.
  • the signal indicating the time point Zc2 when the zero crossing from the high voltage to the low voltage for example, a pulse, is supplied to the delay circuit 1422.
  • the delay circuit 1422 Based on the signal from the zero-cross detection circuit 1421, the delay circuit 1422 receives a signal, for example, a pulse signal indicating a time point delayed from the zero-cross point Zc 2 by a delay time DL that is 1 ⁇ 4 of one cycle T of the sine wave voltage VC. , And supplied to the pulse generation circuit 1423.
  • the pulse generation circuit 1423 generates a switching signal SWs having a predetermined pulse width (see FIG. 4B) based on the signal from the delay circuit 1422.
  • the pulse width of the switching signal SWs is short.
  • the switching signal SWs from the pulse generation circuit 1423 is supplied to the switch circuit 121 via the changeover switch circuit 144 (not shown in FIG. 3), and the switch circuit 121 is turned on in the pulse width period of the switching signal SWs. . In the sine wave mode, the switch circuit 121 is turned off except during the pulse width period of the switching signal SWs.
  • the delay time DL in the delay circuit 1422 is a time length of 1 ⁇ 4 of one cycle T of the sine wave voltage VC from the zero crossing time point Zc2
  • the switching time point at which the switch circuit 121 is turned on is as shown in FIG. As can be seen from (B), this is the time when the sine wave voltage VC reaches zero volts. Therefore, the voltage loss during switching in the switch circuit 121 is substantially zero.
  • the sine wave signal Ss is supplied to the mode switching circuit 150 through the terminal 103 of the IC 100 and also to the rectifier circuit 17.
  • the signal from the transmission information generation circuit 110 is supplied to the sine wave control signal generation circuit 142 as an enable signal so that the sine wave signal generation circuit 120 is enabled. That is, by the digital signal of information transmitted from the transmission information generation circuit 110 (see FIG. 5 described later), for example, the sine wave signal generation circuit 120 is enabled in the section “1”, and the sine in the section “0”. The wave signal generation circuit 120 is disabled. Thereby, the sine wave signal Ss obtained on the secondary winding 13b side of the transformer 13 is ASK (AmplitudemplShift Keying), as will be described later, according to the transmission signal (digital signal) generated by the transmission information generation circuit 110. ) Modulation or OOK (On / Off / Keying) modulation.
  • ASK AmplitudemplShift Keying
  • the transmission signal from the transmission information generation circuit 110 is supplied only to the sine wave control signal generation circuit 142 of the sine wave signal generation circuit 120, but the transformer constituting the resonance circuit is used.
  • 13 is provided in parallel with the primary winding 13a and the capacitor 14, and the switch circuit is turned on / off in synchronization with the control of the sine wave control signal generation circuit 142 by a signal from the transmission information generation circuit 110. You may make it control.
  • a switch circuit is provided for the sine wave signal Ss input from the terminal 103, and the switch circuit is turned on in synchronization with the control of the sine wave control signal generation circuit 142 by the signal from the transmission information generation circuit 110. -ASK modulation or OOK modulation may be performed by controlling off.
  • the sine wave control signal generation circuit 142 of the sine wave signal generation circuit 120 is always in an operating state in the sine wave mode, and is parallel to the primary winding 13a and the capacitor 14 of the transformer 13 constituting the resonance circuit.
  • the switch circuit provided or the switch circuit provided for the sine wave signal Ss input from the terminal 103 is controlled to be turned on / off by a signal from the transmission information generation circuit 110 to perform ASK modulation or OOK modulation. You may do it.
  • the level conversion circuit 131 of the rectangular wave signal generation circuit 130 is supplied with a digital signal (see FIG. 5) of information transmitted from the transmission information generation circuit 110 as a transmission signal.
  • the level conversion circuit 131 outputs a zero level (0 volts) when the input binary signal is “0”, and outputs a high voltage HV (HVr) when the binary signal is “1”.
  • HVr high voltage
  • a rectangular wave signal Sr (see FIG. 5) corresponding to the binary signal is generated.
  • the level conversion circuit 131 supplies the generated rectangular wave signal Sr to the core 11 of the electronic pen 1 through the terminal 102 through the mode switching circuit 150.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the generation processing operation of the high voltage HVr in the rectangular wave mode by the rectangular wave control signal generation circuit 143.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation.
  • the switch circuit 121 is shown as being composed of an FET, and the changeover switch circuit 144 is omitted.
  • the changeover switch circuit 122 shows the switching state of the rectangular wave mode, the common terminal c is switched to the changeover terminal a, and the parallel connection of the resonance capacitor 14 to the primary winding 13a of the transformer 13 is cut off. ing. That is, the circuit configuration is such that the terminal 105 from which the power supply voltage VDD is obtained is grounded via a series circuit of the primary winding 13 a of the transformer 13 and the switch circuit 121.
  • the user switches in advance the slide operation button 32 of the slide operation switch 30 of the electronic pen 1 shown in FIG. 1 depending on whether the tablet to be used is a sine wave type or a rectangular wave type. .
  • control circuit 140 of the electronic pen 1 of this embodiment determines the mode designation signal SE input from the terminal 109 according to the switching state of the slide operation switch 30 (step S101 in FIG. 8). ). As a result of the determination, it is determined whether the sine wave mode is specified or the rectangular wave mode is specified (step S102).
  • the control circuit 140 uses the mode switching signal SW from the mode switching signal generation circuit 141 as a signal for switching the electronic pen 1 to the sine wave mode. Then, by the mode switching signal SW, the mode switching circuit 150 is switched to connect the common terminal Cm to the sine wave mode terminal Ts, and the transmission information signal for generating the sine wave signal Ss from the transmission information generating circuit 110 is sine. This is supplied to the wave control signal generation circuit 142. Further, the mode switching signal SW causes the common terminal c of the changeover switch circuit 122 to be connected to the terminal b, and the capacitor 14 is connected in parallel to the primary winding 13a of the transformer 13 to form a resonance circuit.
  • the circuit 144 is switched to a state in which the sine wave control signal generation circuit 142 side is selected, and the oscillation circuit 120R is operated. As a result, the electronic pen 1 is switched to the sine wave mode and the sine wave mode described above is performed (step S103).
  • the control circuit 140 uses the mode switching signal SW from the mode switching signal generation circuit 141 as a signal for switching the electronic pen 1 to the rectangular wave mode. . Then, by the mode switching signal SW, the mode switching circuit 150 is switched so that the common terminal Cm is connected to the rectangular wave mode terminal Tr, and the transmission information signal for generating the rectangular wave signal Sr from the transmission information generating circuit 110 is rectangular. This is supplied to the level conversion circuit 131 of the wave signal generation circuit 130. In addition, the mode switching signal SW causes the common terminal c of the changeover switch circuit 122 to be connected to the terminal a, and the parallel connection of the capacitor 14 to the primary winding 13a of the transformer 13 is released, so that the resonance circuit is not configured.
  • the switch circuit 144 is switched to a state of selecting the rectangular wave control signal generation circuit 143 side.
  • the electronic pen 1 is switched to the state of the rectangular wave mode and enters the state in which the above-described rectangular wave mode is performed (step S104).
  • step S103 or step S104 the control circuit 140 returns the process to step S101 and repeats the processes after step S101.
  • FIG. 9 is a diagram showing a circuit example of a main part of a sine wave type tablet 2S used together with the electronic pen 1 of this embodiment.
  • the electronic pen 1 uses a sine wave signal having a frequency of 1.8 MHz, a position detection signal, writing pressure information and side switch information, which are examples of additional information important as the electronic pen 1, and identification information (electronic Information for identifying the pen 1) is sent to the tablet 2S through the core 11.
  • the tablet 2S includes a position detection sensor unit 21S and a pen instruction detection circuit 22S.
  • the position detection sensor unit 21S is formed by laminating a first conductor group 211, an insulating layer (not shown), and a second conductor group 212 in order from the lower layer side.
  • the first conductor group 211 the horizontal direction (X axis direction) a plurality of first conductors extending in 211Y 1, 211Y 2, ..., 211Y m (m is an integer of 1 or more) to isolate between predetermined mutually parallel And arranged in the Y-axis direction.
  • the second conductor group 212 extends in a direction intersecting with the extending direction of the first conductors 211Y 1 , 211Y 2 ,..., 211Y m , in this example, the orthogonal vertical direction (Y-axis direction).
  • the plurality of second conductors 212X 1 , 212X 2 ,..., 212X n (n is an integer equal to or greater than 1) are spaced apart from each other by a predetermined distance and arranged in parallel in the X-axis direction.
  • first conductors 211Y 1 , 211Y 2 ,..., 211Y m the conductors are referred to as first conductors 211Y.
  • second conductors 212X 1 , 212X 2 ,..., 212X n the conductors will be referred to as second conductors 212X.
  • a selection circuit 221 serving as an input / output interface is provided between the control circuit 220 and the position detection sensor unit 21S.
  • the selection circuit 221 is controlled to select one conductor from each of the first conductor group 211Y and the second conductor group 212X based on a control signal from the control circuit 220. Note that the selection circuit 221 may simultaneously select a plurality of conductors from the first conductor group 211Y and the second conductor group 212X.
  • the pen instruction detection circuit 22S includes an amplification circuit 222 connected to the selection circuit 221, a bandpass filter 223, a detection circuit 224, a sample hold circuit 225, an AD (Analog to Digital) conversion circuit 226, And a control circuit 220.
  • the signal is input to the pen instruction detection circuit 22S from the conductor of the position detection sensor unit 21S selected by the selection circuit 221 by the control signal from the control circuit 220.
  • the pen instruction detection circuit 22 ⁇ / b> S the transmission signal composed of the modulation signal of the sine wave signal Ss from the electronic pen 1 is amplified by the amplification circuit 222.
  • the output of the amplifier circuit 222 is supplied to the band pass filter 223, and only the frequency component of the sine wave signal Ss is extracted.
  • the output signal of the band pass filter 223 is detected by the detection circuit 224.
  • the output signal of the detection circuit 224 is supplied to the sample hold circuit 225, sampled and held at a predetermined timing by the sampling signal from the control circuit 220, and then converted into a digital value by the AD conversion circuit 226.
  • Digital data from the AD conversion circuit 226 is read and processed by the control circuit 220.
  • the control circuit 220 operates to send control signals to the sample hold circuit 225, the AD conversion circuit 226, and the selection circuit 221, respectively, according to a program stored in the internal ROM. Further, the control circuit 220 calculates position coordinates on the position detection sensor unit 21 ⁇ / b> S designated by the electronic pen 1 from the digital data from the AD conversion circuit 226.
  • the electronic pen 1 transmits the sine wave signal Ss modulated by the position detection signal from the transmission information generation circuit 110 and the transmission information including the pen pressure information and the side switch information.
  • a configuration for sending a signal to the tablet 2S is provided.
  • FIG. 10A shows an example of a signal supplied from the transmission information generation circuit 110 of the electronic pen 1 to the sine wave control signal generation circuit 142.
  • the signal (sine wave signal Ss) transmitted from the electronic pen 1 has a pattern in which the continuous transmission period and the transmission data period are one cycle in this example. It is like outputting a signal repeatedly. That is, the signal Ss output from the electronic pen 1 is the same as that shown in FIG. 10B in the continuous transmission period of a certain period in which the high level of the signal supplied to the sine wave control signal generation circuit 142 in FIG. ), The sine wave signal is in a continuous state as a burst signal (continuous transmission period in FIG. 10C).
  • the length of the continuous transmission period is set to a time length during which the indication position on the position detection sensor unit 21S by the electronic pen 1 can be detected by the pen indication detection circuit 22S of the tablet 2S.
  • the first conductor 211Y The second conductor 212X has a length of time that can be scanned once or more, preferably more than once.
  • the electronic pen 1 transmits the transmission data including the 1-bit or multiple-bit information and the identification information, etc., from the core body 11.
  • the transmission information generating circuit 110 of the electronic pen 1 transmits at a high level or a low level at a predetermined cycle (Td) in the transmission data period after the end of the continuous transmission period.
  • Td a predetermined cycle
  • the oscillation circuit 120R is on / off controlled.
  • the transmission signal from the electronic pen 1 is a signal Ss obtained by subjecting the sine wave signal to ASK (Amplitude Shift Keying) modulation or OOK (On Off Keying) modulation. That is, as shown in FIGS.
  • This start signal is a timing signal for enabling the control circuit 220 of the pen instruction detection circuit 22S of the tablet 2S to accurately determine the subsequent data transmission timing.
  • a burst signal of a sine wave signal in a continuous transmission period can be used as a timing signal.
  • the control circuit 220 detects the instruction position on the position detection sensor unit 21S by the electronic pen 1 from the reception signal in the continuous transmission period. Then, the control circuit 220 waits for the end of the continuous transmission period, and when detecting the start signal after the end of the continuous transmission period, detects other data such as writing pressure information, side switch information, and identification information in the transmission data period. To restore them. Then, the control circuit 220 outputs other information such as detection information of the indicated position by the electronic pen 1, writing pressure information, side switch information, and identification information to a host computer or the like.
  • the rectangular wave type tablet 2 ⁇ / b> R includes a pen instruction detection circuit for performing position detection and detecting pen pressure information, side switch information, identification information, and the like.
  • the configuration of the pen instruction detection circuit of the rectangular wave type tablet 2R is different from that of the sine wave type tablet 2S in that it is a configuration for processing the rectangular wave signal Sr transmitted from the electronic pen 1.
  • the rectangular wave signal Sr transmitted from the electronic pen 1 corresponds to the signal shown in FIG. 10 (A)
  • the pen instruction detection circuit of the rectangular wave type tablet 2 ⁇ / b> R uses the rectangular wave signal Sr.
  • the signal Sr can be processed.
  • the circuit for generating a high-voltage signal includes the transformer 13 and is configured to be shared by the sine wave mode and the rectangular wave mode.
  • the configuration of the pen 1 can be simplified, and the enlargement of the electronic pen 1 can be avoided.
  • the user operates the slide operation switch 30 to switch the electronic pen to either the sine wave mode or the rectangular wave mode. For this reason, the user needs to know whether the tablet is a sine wave type or a rectangular wave type. However, it may be unclear whether the tablet is a sine wave type or a rectangular wave type, and it is very convenient if the electronic pen mode is automatically switched according to the tablet type. .
  • the second embodiment is a case of an electronic pen in which mode switching is automatically set according to whether the tablet is a sine wave type or a rectangular wave type.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an outline of a coordinate input device including the electronic pen 1A, the sine wave type tablet 2SA, and the rectangular wave type 2RA in the second embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 11 are identical parts as those in FIG. 11 in FIG. 11, the same parts as those in FIG. 11
  • the electronic pen 1A of the second embodiment does not include the slide operation switch 30 in the electronic pen 1 of the first embodiment.
  • the sine wave type tablet 2SA has type designation information CMs indicating that it is a sine wave type
  • the rectangular wave type tablet 2RA has a rectangular wave type. It has a function of sending type designation information CMr indicating that it exists.
  • the electronic pen 1A according to the second embodiment like the electronic pen 1 according to the first embodiment, has a sine wave mode that generates a sine wave signal Ss as a transmission signal and a rectangular that generates a rectangular wave signal Sr. And a wave mode, and is configured to receive type designation information CMs or CMr from the tablet 2SA or the tablet 2RA and automatically switch to a mode corresponding to the type of the tablet 2S or the tablet 2R. Yes.
  • the tablet 2SA and the tablet 2RA are provided with the position detection sensor units 21S and 21R in the housings 20S and 20R, similarly to the tablet 2S and the tablet 2R of the first embodiment.
  • the type designation information CMs and CMr are transmitted through the position detection sensor units 21S and 21R.
  • the tablet 2SA and the tablet 2RA of the second embodiment are connected to the position detection sensor units 21S and 21R, and the pen instruction detection circuits 22SA and 22RA that perform signal processing are connected to the sine wave signal Ss from the electronic pen 1A.
  • it has a function of receiving the rectangular wave signal Sr, performing position detection processing and other processing, and sending type designation information CMs and type designation information CMr from the position detection sensor unit 21S and the position detection sensor unit 21R.
  • the electronic pen 1A transmits the sine wave signal Ss or the rectangular wave signal Sr through the core body 11, and also transmits the type designation information CMs from the tablet 2SA or the type designation information CMr from the tablet 2RA through the core body 11. It is configured to receive.
  • the electronic pen 1A has a transmission mode for sending the sine wave signal Ss or the rectangular wave signal Sr and a reception mode for receiving the type designation information CMs or the type designation information CMr. , Configured to run in time division.
  • the tablet 2SA or the tablet 2RA is time-divisionally divided into a transmission mode for transmitting the type designation information CMs or the type designation information CMr and a reception mode for receiving the sine wave signal Ss or the rectangular wave signal Sr from the electronic pen 1A. Is configured to run. Then, the time division processing in the electronic pen 1A is time-controlled based on the received signal from the tablet 2SA or the tablet 2RA, so that the time division processing is synchronized between the electronic pen 1A and the tablet 2SA or the tablet 2RA. It is configured as follows.
  • the tablet 2SA or the tablet 2RA is in the reception mode
  • the tablet 2SA or the tablet 2RA is in the transmission mode. Yes.
  • either the sine wave mode or the rectangular wave mode is selected in the transmission mode of the electronic pen 1A.
  • the electronic pen 1A is always in the reception mode when it does not receive a signal from the position detection sensor unit 21S or 21R of the tablet 2SA or the tablet 2RA.
  • the electronic pen 1A is brought close to the tablet 2SA or the tablet 2RA to receive the type designation information CMs or the type designation information CMr, the electronic pen 1A is based on the received type designation information CMs or type designation information CMr. Then, it is determined whether the tablet that is electrostatically coupled is the tablet 2SA or the tablet 2RA.
  • the electronic pen 1A starts time-sharing control between the reception period and the transmission period based on the reception timing of the type designation information CMs or the type designation information CMr received from the tablet 2SA or the tablet 2RA.
  • the electronic pen 1A When the determined type is the sine wave type, the electronic pen 1A generates a sine wave signal Ss by setting the self-machine to the sine wave mode during the transmission period, and the generated sine wave signal Ss is converted into the core body 11.
  • the electronic pen 1A when the determined type is the rectangular wave type, the electronic pen 1A generates a rectangular wave signal Sr in the rectangular wave mode in the transmission period, and generates the rectangular wave signal Sr as the core body 11.
  • the tablet 2RA To the tablet 2RA.
  • the tablet 2SA or the tablet 2RA is synchronized with the time division timing of the transmission period and the reception period of the electronic pen 1A, and according to its type from the electronic pen 1A in the reception period.
  • the detection processing of the position instructed by the electronic pen 1A, the detection of the pen pressure information, the identification information of the electronic pen 1A, and other additional information processing are performed. .
  • the sine wave mode or the rectangular wave mode is automatically switched according to the type of the tablet 2SA or the tablet 2RA. Therefore, the user of the electronic pen 1A can use the tablet 2SA. The position of the tablet 2SA or the tablet 2RA can be instructed by the electronic pen 1A without worrying about whether the tablet 2RA is used or not, which is very convenient.
  • FIG. 12 shows an electrical configuration example of the electronic pen 1A of the second embodiment.
  • the electrical configuration of the electronic pen 1A according to the second embodiment is different from the electronic pen 1 according to the first embodiment described above in receiving type designation information CMs from the tablet 2SA or type designation information CMr from the tablet 2RA.
  • CMs type designation information
  • CMr type designation information
  • the terminal 109 is not provided in the IC 100 as shown in FIG.
  • a mode switching circuit 150A and a mode switching signal generation circuit 141A are provided instead of the mode switching circuit 150 and the mode switching signal generation circuit 141, and a reception signal processing circuit 160 is provided. Is different.
  • the core 11 is transmitted not only for transmitting a position detection signal from the electronic pen 1A but also from the position detection sensor unit 21S or 21R of the tablet 2SA or tablet 2RA. It is also used for receiving type designation information CMs or CMr.
  • the mode switching circuit 150A includes a reception terminal R in addition to the sine wave mode terminal Ts, the rectangular wave mode terminal Tr, and the common terminal Cm, and a mode switching signal from the mode switching signal generation circuit 141A of the control circuit 140A.
  • the common terminal Cm is switched to be connected to any one of the reception terminal R, the sine wave mode terminal Ts, and the rectangular wave mode terminal Tr. That is, while the electronic pen 1A is in the reception mode, the mode switching circuit 150A is switched so that the common terminal Cm is connected to the reception terminal R. Further, the mode switching circuit 150A is switched so that the common terminal Cm is connected to either the sine wave mode terminal Ts or the rectangular wave mode terminal Tr while the electronic pen 1A is in the transmission mode.
  • the reception terminal R of the mode switching circuit 150A is connected to the input terminal of the reception signal processing circuit 160.
  • the reception signal processing circuit 160 includes an amplifier 161 and a reception signal determination circuit 162.
  • the reception signal determination circuit 162 determines whether the received signal is type designation information CMs or type designation information CMr from the signal received from the amplifier 161. Then, the reception signal determination circuit 162 supplies the determination result of the type designation information CMs or the type designation information CMr to the mode switching signal generation circuit 141A of the control circuit 140A.
  • the received signal discrimination circuit 62 generates a timing signal for synchronizing with the transmission mode period and the reception mode period of the tablet 2SA or the tablet 2RA from the received signal, and the timing signal is generated in the mode switching signal generation circuit 141A. To supply.
  • the mode switching signal generation circuit 141A determines whether the transmission mode of the electronic pen 1A is the sine wave mode based on the determination result of the type designation information CMs from the reception signal discrimination circuit 162 or the type designation information CMr. Decide whether to use the square wave mode. Further, the mode switching signal generation circuit 141A determines the timing for switching the transmission mode period and the reception mode period in a time-sharing manner from the timing signal from the reception signal determination circuit 162.
  • the mode switching signal generation circuit 141A generates a mode switching signal SW for switching between the sine wave mode and the rectangular wave mode, and at the same time, a mode switching signal SWA for switching control of the mode switching circuit 150A. Is generated. That is, in the second embodiment, the mode switching circuit 150A is switched not by the mode switching signal SW but by the mode switching signal SWA.
  • the common terminal Cm is connected to the receiving terminal R in the reception mode period by the mode switching signal SWA, and in the transmission mode period, the determined sine wave mode terminal Ts or the rectangular wave mode terminal Tr.
  • the switching is controlled so as to be connected to any of the above.
  • the control circuit 140A of the electronic pen 1A may select the electronic pen 1A based on the type designation information CMs received from the tablet 2SA or the type designation information CMr received from the tablet 2RA.
  • the transmission / reception mode switching management including the time division management between the transmission mode and the reception mode is performed.
  • the control circuit 140A In response to the mode switching signal SWA from the mode switching signal generation circuit 141A, the control circuit 140A connects the common terminal Cm of the mode switching circuit 150A to the receiving terminal R, and the electronic pen 1A is connected to the tablet 2SA or the tablet 2RA. A mode for monitoring the received signal is set (step S111 in FIG. 13). Then, the control circuit 140A determines whether or not a signal from the tablet 2SA or the tablet 2RA has been received (step S112).
  • the electronic pen 1A When the electronic pen 1A is away from the tablet 2SA or the tablet 2RA, the electronic pen 1A does not receive a signal from the tablet 2SA or the tablet 2RA. Therefore, the control circuit 140A does not receive a signal in this step S112. And the process returns to step S111, and the mode for monitoring the reception of the signal from the tablet 2SA or the tablet 2RA is continued.
  • the control circuit 140A receives the received signal by the reception signal determination circuit 162. It is determined whether or not either the sine wave type type designation information CMs or the rectangular wave type type designation information CMr can be identified from the signal (step S113). When it is determined in step S113 that either the sine wave type type designation information CMs or the rectangular wave type designation information CMr cannot be discriminated, the control circuit 140A returns the process to step S111, and after step S111. Repeat the process.
  • step S113 When it is determined in step S113 that either the sine wave type type designation information CMs or the rectangular wave type type designation information CMr has been discriminated, the control circuit 140A determines the type designation information CMs or type designation of the discrimination result. Any of the information CMr is stored in a buffer memory (not shown) built in the mode switching signal generation circuit 141A (step S114).
  • control circuit 140A determines to change the reception mode and the transmission mode to a state where the reception mode and the transmission mode are executed in a time division manner (step S115). Then, the control circuit 140A connects the common terminal Cm of the mode switching circuit 150A to the receiving terminal R by the mode switching signal SWA from the mode switching signal generation circuit 141A, and puts the electronic pen 1A in the reception mode state ( Step S116).
  • control circuit 140A determines whether or not a signal from the tablet 2SA or the tablet 2RA has been received (step S117).
  • the control circuit 140A uses the received signal determination circuit 162 to receive or determine the type designation information CMs or the type designation information CMr.
  • the type designation information is updated (step S118).
  • the control circuit 140A continues the state of no received signal for a predetermined time Ta or more after the received signal disappears. Whether or not (step S119).
  • the predetermined time Ta is a time longer than a short time in which the electronic pen 1A is once separated from the tablet 2SA or the tablet 2RA but is considered to continuously input instructions to the tablet 2SA or the tablet 2RA. ing. Note that this predetermined time Ta extends over one to a plurality of reception mode periods.
  • step S119 When it is determined in step S119 that the state of no reception signal has continued for a predetermined time Ta or more, the control circuit 140A returns the process to step S111 and monitors reception of a signal from the tablet 2SA or tablet 2RA. The mode is switched to the mode to be performed, and the processing after step S111 is repeated.
  • step S119 When it is determined in step S119 that the state of no reception signal has not continued for a predetermined time Ta or more, and after step S118, the control circuit 140A determines the period of the time division reception mode. Is determined (step S121 in FIG. 14), and if it is determined that the process has not ended, the process returns to step S116 to continue the reception mode.
  • the control circuit 140A determines that the electronic pen 1A is in the transmission mode and stores the type designation information stored in the buffer memory. Accordingly, the mode switching circuit 150A is switched by the mode switching signal SWA from the mode switching signal generation circuit 141A, the switching switch circuit 122 is switched by the switching control signal SW, and the switching switch circuit 144 is switched by the switching control signal SW.
  • the transmission mode is executed (step S122).
  • the electronic pen 1A when the type designation information CMs is stored in the buffer memory, the electronic pen 1A is in the sine wave mode during this transmission mode, and the mode switching circuit 150A is connected to the sine wave mode terminal Ts by the mode switching signal SWA.
  • the changeover circuit 122 is switched to a state in which the common terminal Cm is connected, and the changeover switch circuit 122 switches the common terminal c to the changeover terminal b by the changeover control signal SW so that the resonance capacitor 14 is parallel to the primary winding 13a of the transformer 13. To be in a state in which a resonance circuit is configured.
  • the changeover switch circuit 144 is switched to a state in which the switching signal SWs from the sine wave control signal generation circuit 142 is supplied to the switch circuit 121 and controlled to be turned on / off by the changeover control signal SW.
  • the oscillation circuit 120R enters an oscillation operation state.
  • the sine wave signal Ss is obtained on the secondary winding 13b side of the transformer 13 as described above with reference to FIGS.
  • the wave signal Ss is supplied to the core body 11 through the terminal 103 of the IC 100, the mode switching circuit 150A, and the terminal 102.
  • the rectangular wave mode is set during the time-division transmission mode of the electronic pen 1A, and the mode switching circuit 150A receives the rectangular wave mode terminal Tr by the mode switching signal SWA.
  • the changeover switch circuit 122 switches the common terminal c to the switching terminal a by the switching control signal SW, and the resonance capacitor 14 with respect to the primary winding 13a of the transformer 13 is switched. Parallel connection is released.
  • the changeover switch circuit 144 supplies the switching signal SWr from the rectangular wave control signal generation circuit 143 to the switch circuit 121 in accordance with the changeover control signal SW, and is switched to a state in which on / off control is performed.
  • the rectangular wave signal Sr from the rectangular wave signal generating circuit 130 is passed through the mode switching circuit 150A and the terminal 102 as described above with reference to FIGS.
  • the core body 11 is supplied.
  • the core body 11 is supplied through the mode switching circuit 150A.
  • step S122 the control circuit 140A determines whether or not the period of the transmission mode has ended (step S123). If it is determined that the period has not ended, the control circuit 140A returns the process to step S122 to transmit the transmission mode. Continue. When it is determined in step S123 that the period of the transmission mode has ended, the control circuit 140 returns the process to step S116 in FIG. 13 to place the electronic pen 1A in the reception mode, and performs the processes after step S116. repeat.
  • FIG. 15 is a diagram showing a circuit example of a main part of a sine wave type tablet 2SA used together with the electronic pen 1A of the second embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same parts as those of the sine wave type tablet 2S in the first embodiment shown in FIG. 9, and the description thereof is omitted.
  • the tablet 2SA includes a changeover switch circuit 23 and a type designation information generation circuit 24 in addition to the position detection sensor unit 21S and the pen instruction detection circuit 22S.
  • the type designation information generation circuit 24 sends type designation information CMs indicating that the tablet 2S is a sine wave type.
  • the changeover switch circuit 23 is a switch circuit that is switched by a control circuit 220A described later between transmission of the type designation information CMs and reception of the sine wave signal Ss from the electronic pen 1A.
  • the output terminal of the information generation circuit 24 is connected, and the reception side terminal RX is connected to the amplification circuit 222 of the pen instruction detection circuit 22S.
  • the common terminal Ct of the changeover switch circuit 23 is connected to a selection circuit 221 that is an input / output interface with the position detection sensor unit 21S.
  • the selection circuit 221 is configured to transmit one or more conductors in the first conductor group 211Y and / or the second conductor group 212X, or a plurality of them when transmitting the type designation information CMs.
  • a sine wave signal Ss is received from the electronic pen 1A, control is performed so that one conductor is selected from each of the first conductor group 211Y and the second conductor group 212X.
  • the selection circuit 221 may simultaneously select a plurality of conductors from the first conductor group 211Y and the second conductor group 212X.
  • the control circuit 220A switches the changeover switch circuit 23 to switch the transmission mode and the reception mode in the tablet 2SA in a time division manner.
  • the common terminal Ct of the changeover switch circuit 23 is connected to the transmission side terminal TX by the control signal from the control circuit 220A, and the type designation information CMs from the type designation information generation circuit 24 is changed to the changeover switch.
  • the signals are supplied to one conductor or a plurality of conductors through the circuit 23 and the selection circuit 221, and transmitted to the electronic pen 1A.
  • the electronic pen 1A receives the type designation information CMs and determines that the tablet 2SA is a sine wave type. As described above, the electronic pen 1A switches between the reception mode and the transmission mode in synchronization with the switching between the transmission mode and the reception mode of the tablet 2SA, and transmits the sine wave signal Ss to the tablet 2SA in the transmission mode. Come.
  • the control circuit 220A of the tablet 2SA is in the reception mode in the transmission mode of the electronic pen 1A.
  • the common terminal Ct of the changeover switch circuit 23 is connected to the reception side terminal RX by the control signal from the control circuit 220A, and the sine wave signal Ss sent from the electronic pen 1A is selected by the selection circuit.
  • the signal from the electronic pen 1A is detected as described in the first embodiment from the conductor of the position detection sensor unit 21S selected at 221 through the switch circuit 23 to the pen instruction detection circuit 22S. Thus, the position designated by the electronic pen 1A is detected.
  • the control circuit 220A sends control signals to the sample and hold circuit 225, the AD conversion circuit 226, and the selection circuit 221 according to a program stored in the internal ROM, and also transmits to the changeover switch circuit 23 in the transmission mode and the reception mode. It operates to supply a switching control signal for switching. Further, the control circuit 220A calculates the position coordinates on the position detection sensor unit 21S instructed by the electronic pen 1 from the digital data from the AD conversion circuit 226.
  • the rectangular wave type tablet 2RA also includes a position detection sensor unit 21R that is exactly the same as the position detection sensor unit 21S, and also includes a type designation information generation circuit that generates rectangular wave type type designation information CMr. Then, a received signal from the electronic pen 1A in the rectangular wave mode is processed to detect a position, and a pen instruction detection circuit 22R for detecting writing pressure information, side switch information, identification information, and the like is provided.
  • the type designation information CMs and CMr for designating each of the sine wave type and the rectangular wave type are prepared, but only one of them is prepared. It may be.
  • a sine wave type tablet sends type designation information CMs, but a rectangular wave type tablet does not send type designation information, and if the electronic pen does not receive type designation information CMs, the tablet Judge as square wave type.
  • only the rectangular wave type tablet may transmit the type designation information CMr.
  • any type of tablet can be electrostatically coupled and detected by detecting the type designation information CMs from the tablet 2S or the type designation information CMr from the tablet 2R. It is determined whether or not it is possible to instruct, and the mode is automatically switched to a mode corresponding to the type of tablet 2S or tablet 2R. Therefore, the user does not need to know which type the tablet is, which is very convenient.
  • the third embodiment is a modification of the second embodiment.
  • the electronic pen according to the third embodiment described below is different from the electronic pen 1A according to the second embodiment described above in the configuration of the core body side member and the configuration of the portion associated therewith.
  • the other structure of the electronic pen of 3rd Embodiment is the same as that of 1 A of electronic pens of 2nd Embodiment.
  • FIG. 16 shows an example of the electrical configuration of the electronic pen 1B according to the third embodiment. In the example of FIG. 16, the same parts as those of the electronic pen 1A of the second embodiment shown in FIG.
  • the conductive core 11 is used as the core-side member that transmits and receives signals between the electronic pen 1A of the second embodiment described above and the tablet 2SA or 2RA. For this reason, in the electronic pen 1A of the second embodiment, the transmission mode and the reception mode are switched in a time division manner so that the core 11 is used for both transmission and reception.
  • the core body side member is composed of a conductive core body 11 and a conductive sleeve member 31, and thus conductive.
  • One of the conductive core 11 and the conductive sleeve member 31 is configured for transmission and the other is configured for reception.
  • the sleeve member 31 is provided on the pen tip side of the cylindrical housing of the electronic pen 1B in a state of being electrically insulated from the core body 11. That is, the sleeve member 31 is a member having a frustoconical shape and a ring-shaped cross section in a direction perpendicular to the center line direction (axial direction) of the frustoconical shape. is there. As shown in FIG. 16, the core body 11 is configured to be inserted through the hollow portion of the sleeve member 31 so that the tip end portion 11 a protrudes toward the pen tip side of the housing of the electronic pen 1 ⁇ / b> B. Yes.
  • the core body 11 is dedicated to transmission similarly to the electronic pen 1 of the first embodiment, and the sleeve member 31 is for receiving type designation information CMs or CMr from the tablet 2SA or the tablet 2RA. It is said that.
  • the type designation information CMs or CMr received from the tablet 2SA or the tablet 2RA by the sleeve member 31 is supplied to the reception signal processing circuit 160 through the terminal 110 of the IC 100.
  • the sleeve member 31 can be used for transmission, and the core 11 can be configured to receive type designation information CMs or CMr from the tablet 2SA or the tablet 2RA.
  • the mode switching circuit 150B of the third embodiment has the same configuration as the mode switching circuit 150 of the electronic pen 1 of the first embodiment, does not include the reception terminal R, and the common terminal Cm is a sine.
  • the wave mode terminal Ts and the rectangular wave mode terminal Tr are configured to be connected.
  • the mode switching signal generation circuit 141B of the control circuit 140B generates only the mode switching signal SW as in the electronic pen 1 according to the first embodiment.
  • the mode switching circuit 150B is switched by this mode switching signal SW.
  • the reception signal determination circuit 162 of the reception signal processing circuit 160 receives the reception signal from the sleeve member 31 through the amplifier 161 and receives the type designation information CMs from the tablet 2SA, or the type designation information from the tablet 2RA. It is determined whether CMr is received. Then, according to the determination result from the reception signal determination circuit 162, the mode switching signal generation circuit 141B generates a mode switching signal SW. When it is determined by the mode switching signal SW that the electronic pen 1B has received the type designation information CMs, the mode switching circuit 150B has the common terminal Cm connected to the sine wave mode terminal Ts and the electronic pen 1B is type designated. When it is determined that the information CMr has been received, the common terminal Cm is connected to the rectangular wave mode terminal Tr. Other configurations are the same as those of the electronic pen 1A of the second embodiment.
  • the electronic pen 1B according to the third embodiment does not need to switch between the transmission mode and the reception mode in a time division manner, and simply transmits the transmission signal generated by the transmission information generation circuit 110 to the reception mode of the tablet 2S or the tablet 2R. Since it is only necessary to control the timing so that it is sent out during the period, the mode management process can be simplified compared to the electronic pen 1A of the second embodiment.
  • the input receiving unit that receives a designation input that designates whether the electronic pen sends a sine wave signal or a rectangular wave signal from the signal transmission circuit is the tablet 2SA or Although the core side member that receives the type designation information CMs or CMr from the tablet 2RA is used, the input receiving unit is not limited to the above-described configuration.
  • the fourth embodiment is an example when the input receiving unit that receives the type designation information CMs or CMr from the tablet 2SA or the tablet 2RA is other than the core side member.
  • FIG. 17 shows a configuration example of main parts of the electronic pen 1C, the sine wave type tablet 2SC, and the rectangular wave type tablet 2RC in the case of the fourth embodiment.
  • the electronic pen 1C as an example of the fourth embodiment and the tablet 2SC or the tablet 2RC transmit / receive type designation information CMs or CMr by wireless communication. Therefore, the electronic pen 1C is provided with a wireless communication circuit 41, and the tablet 2SC or the tablet 2RC is provided with a wireless communication circuit 42 for performing wireless communication with the wireless communication circuit 41 of the electronic pen 1C.
  • the input receiving unit is configured by the wireless communication circuit 41.
  • the wireless communication circuit 41 and the wireless communication circuit 42 in this embodiment for example, a circuit that performs wireless communication of the Bluetooth (registered trademark) standard can be configured.
  • the wireless communication circuit 41 and the wireless communication circuit 42 are not limited to the configuration of this example, and are not limited to radio waves, and may be configured by other wireless communication means using light such as infrared rays.
  • the wireless communication circuit 42 of the tablet 2SC or the tablet 2RC modulates the type designation information CMs or CMr and converts it to wireless transmission, and the wireless communication circuit 41 of the electronic pen 1C Send.
  • the wireless communication circuit 41 of the electronic pen IC demodulates the received signal, restores the type designation information CMs or CMr, and supplies it to the reception signal processing circuit 160 through the terminal 110 of the IC 100.
  • the received signal is received by the received signal determination circuit 162 of the received signal processing circuit 160 and the type designation information CMs. Or it is discriminated whether it is CMr, and based on the discrimination result, the mode is switched to the sine wave mode or the rectangular wave mode.
  • the electronic pen 1 ⁇ / b> C when wireless communication is possible between the wireless communication circuit 41 and the wireless communication circuit 42, the electronic pen 1 ⁇ / b> C is connected to the tablet that is wirelessly communicating with the other tablet. It is automatically switched to either the sine wave mode or the rectangular wave mode corresponding to whether it is 2SC or tablet 2RC.
  • the transmission signal from the tablet 2SA, 2SB, 2SC or the tablet 2RA, 2RB, 2RC is only the type designation information CMs or the type designation information CMr.
  • other signals may be transmitted to the electronic pens 1A, 1B, and 1C.
  • the other signals may include information indicating the leading timing of the reception mode period of the tablets 2SA, 2SB, 2SC or the tablets 2RA, 2RB, 2RC.
  • the electronic pen of the fifth embodiment is a primary battery constituting the power circuit 12 or more than the electronic pens 1, 1A, 1B, 1C of the first, second, third, and fourth embodiments described above.
  • the secondary battery is configured to reduce power consumption.
  • the sine wave signal Ss generated in the sine wave mode in the electronic pens 1, 1 ⁇ / b> A, 1 ⁇ / b> B, and 1 ⁇ / b> C of the above-described embodiment has a frequency determined by the resonance circuit of the primary winding 13 a of the transformer 13 and the resonance capacitor 14.
  • the resonance circuit includes the stray capacitance.
  • the switching point of the switch circuit 121 for continuing the sine wave signal Ss generated by the oscillation circuit 120R including the resonance circuit is the timing when the voltage of the sine wave signal Ss becomes zero as described above. At this point, there is very little power loss.
  • the resonance capacitor 14 corresponds to the switching between the sine wave mode and the rectangular wave mode.
  • a switch circuit 122 for switching between a state in which the transformer 13 is connected in parallel to the primary winding 13a and a state in which the parallel connection with the primary winding 13a is disconnected.
  • the changeover switch circuit 122 can be composed of, for example, two transistors. Even in the sine wave mode, there is a state in which the on-resistance of the transistors constituting between the common terminal c and the changeover terminal b of the changeover switch circuit 122 exists. Become. For this reason, even in the sine wave mode, a power loss in the on-resistance in the switch circuit 122 occurs.
  • the voltage generated in the transformer 13 is zero volts in the switch circuit 121. Since it cannot be switched at the time, if there is a stray capacitance, a large power loss will occur.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an electrical configuration example of the electronic pen 1D according to the fifth embodiment.
  • the example of FIG. 18 is similar to the electrical configuration example of the electronic pen 1A of the second embodiment shown in FIG. 12, and the position detection sensor unit 21S or position of the tablet 2SA or tablet 2RA through the core body 11 is used. This is a case where it is applied when receiving the type designation information CMs or CMr from the detection sensor unit 21R.
  • the same parts as those of the electronic pen 1A of the second embodiment shown in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the changeover switch circuit 122 is not provided, and the resonance capacitor 14 is fixedly connected in parallel to the primary winding 13a of the transformer 13. . Accordingly, the terminals 106 of the IC 100 are reduced.
  • a rectangular wave control signal generation circuit 143D different from the rectangular wave control signal generation circuit 143 of the second embodiment described above is provided.
  • Others are configured similarly to the electronic pen 1A of the second embodiment.
  • the control operation of the mode switching circuit 150A in the electronic pen 1D of the fifth embodiment and the processing operation in the reception mode are exactly the same as those of the electronic pen 1A of the second embodiment.
  • the transmission mode is the sine wave mode, it is the same as the electronic pen 1A of the second embodiment.
  • the switch circuit 121 switches the power by the continuous oscillation control operation of the oscillation circuit 120R by switching at the timing when the sine wave voltage VC becomes zero volts.
  • the resonance capacitor 14 is connected in parallel to the primary winding 13a of the transformer 13 even in the rectangular wave mode.
  • a sinusoidal voltage VCr as shown in FIG. 20A is obtained at the connection point P1 with the switch circuit 121.
  • the rectangular wave control signal generation circuit 143D in the electronic pen 1D of the fifth embodiment includes a zero-cross detection circuit 1431, a delay circuit 1432, and a circuit configuration similar to the sine wave control signal generation circuit 142 illustrated in FIG. A pulse generation circuit 1433 and a pulse width control circuit 1434.
  • the zero cross detection circuit 1431 and the delay circuit 1432 are configured similarly to the zero cross detection circuit 1421 and the delay circuit 1422 of the sine wave control signal generation circuit 142.
  • the pulse generation circuit 1433 generates the switching signal SWrD (see FIG. 20B).
  • the pulse generation circuit 1433 does not generate a pulse having a fixed pulse width, but the pulse width is increased by a control signal from the pulse width control circuit 1434.
  • a variable configuration is provided. In this case, the pulse width of the switching signal SWrD output from the pulse generation circuit 1433 is greater than the pulse width of the switching signal SWs output from the sine wave control signal generation circuit 142.
  • the switch circuit 121 is turned on in the pulse width period of the switching signal SWrD from the rectangular wave control signal generation circuit 143D, and is turned off in other periods. Then, the pulse width control circuit 1434 controls the pulse width of the switching signal SWrD from the pulse generation circuit 1433 so that the high voltage HV becomes the high voltage HVr in the rectangular wave mode so that the on-time of the switch circuit 121 is increased. To control.
  • the switching signal SWrD from the rectangular wave control signal generation circuit 143D is As shown in FIGS. 20A and 20B, a delay time DL that is 1/4 of the period T of the sine wave signal Ss in the sine wave mode from the zero crossing time point Zc2 of the sine wave voltage VCr obtained at the connection point P1. Since the pulse width period rises at a time point that is delayed by a certain amount, the switch circuit 121 is turned on when the sinusoidal voltage VCr becomes zero volts.
  • the pulse width period of the switching signal SWrD is longer than the pulse width period of the switching signal SWs in the sine wave mode, so that zero volts continues over the pulse width period of the switching signal SWrD.
  • the sine wave voltage VCr has a waveform as if the sine wave was deformed.
  • the sine wave voltage VCr is higher than the sine wave voltage VC in the sine wave mode.
  • a waveform with a high amplitude is obtained by an amount corresponding to the pulse width period of the switching signal SWrD. That is, the sinusoidal voltage VCr is higher than the voltage 2VDD by the amount indicated by hatching in FIG. Therefore, the sinusoidal voltage VCr having a waveform with a high amplitude is boosted in accordance with the turn ratio between the primary winding 13a and the secondary winding 13b of the transformer 13 and rectified by the rectifier circuit 17, thereby the sine wave mode.
  • the generated high voltage HV is supplied to the pulse width control circuit 1434 of the rectangular wave control signal generation circuit 143D.
  • the pulse width control circuit 1434 of the rectangular wave control signal generation circuit 143D controls the pulse width period of the switching signal SWrD so that the input high voltage HV becomes the high voltage HVr in the rectangular wave mode. Accordingly, the length of the ON period of the switch circuit 121 shown in FIG. 20B is controlled, and the size (area) of the sine wave voltage VCr shown in FIG. ) Is controlled. As a result, the high voltage HV output from the rectifier circuit 17 is controlled to be the high voltage HVr in the rectangular wave mode.
  • the switch circuit 121 is switched at the timing when the sinusoidal voltage VCr becomes zero volts, so that there is almost no power loss. Therefore, according to the electronic pen 1D of the fifth embodiment, the power consumption of the primary battery or the secondary battery of the power supply circuit 12 can be minimized, and the battery life can be extended.
  • the sine wave control signal generation circuit 142 and the rectangular wave control signal generation circuit 143D are provided separately.
  • the sine wave control signal generation circuit 142 and the rectangular wave control signal generation circuit 143D include a zero cross detection circuit 1421 and a zero cross detection circuit 1431, and a delay circuit 1422 and a delay circuit. 1432 may be the same. Therefore, in the fifth embodiment, the sine wave control signal generation circuit 142 and the rectangular wave control signal generation circuit 143D are configured to share the zero cross detection circuit and the delay circuit, thereby further increasing the configuration. Can be simple.
  • the signal processing circuit that is an IC of the electronic pen is described as including the mode switching circuits 150, 150A, 150B, 150C, and 150D in the IC 100.
  • the mode switching circuits 150, 150A, and 150B are described.
  • 150C, 150D may be external components of the IC 100.
  • the majority of the signal processing circuit of the electronic pen has been described as being integrated, but it goes without saying that it may be configured as an electronic circuit made up of discrete components without being integrated. Yes.
  • the sine wave signal generation circuit 120 is configured as a separately-excited oscillation circuit, but the present invention is not limited to this.
  • the configuration of the rectifier circuit 17 is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
  • the waveform of the first signal is a sine wave
  • the waveform of the second signal is a rectangular wave.
  • the waveform of the second signal is not limited to a rectangular wave, but other waveforms, For example, a triangular wave or other waveforms may be used.
  • the waveform of the first signal is not limited to a sine wave, and may be other waveforms.
  • the sine wave control signal generation circuit 142 is controlled by a signal from the transmission information generation circuit 110.
  • the transmission information generation circuit 110 does not control the sine wave control signal generation circuit 142, but instead, a modulation circuit (ASK) for a sine wave signal obtained as a continuous wave signal on the secondary winding 13 b side of the transformer 13. (Modulation or OOK modulation), and transmission information is supplied to the modulation circuit so that an ASK modulation signal or an OOK modulation signal is obtained from the modulation circuit.
  • ASK modulation circuit

Abstract

受信処理する信号の波形が異なる複数のタブレットに共通に使用できる電子ペンを提供する。 電源部からの電源電圧の供給を受け、異なる波形の第1の信号と第2の信号とを発生し、第1の信号と第2の信号とのいずれかを選択的に導電性の芯体側部材に供給する信号発信回路と、第1の信号と第2の信号とのいずれを信号発信回路から芯体側部材に供給するかを指定する指定入力を受け付ける入力受付部と、信号発信回路を、入力受付部で受け付けた指定入力に応じた、第1の信号と第2の信号とのいずれかを芯体側部材に供給するように制御する制御部とを備える。

Description

電子ペン及び座標入力装置
 この発明は、タブレットと共に使用され、タブレットに対して信号を送出する、いわゆるアクティブ静電結合方式の電子ペンに関する。また、この発明は、タブレットとアクティブ静電結合方式の電子ペンとからなる座標入力装置に関する。
 タブレット用の電子ペン(スタイラスペン)としては、電磁誘導方式や静電結合方式など、種々の方式のものが提案されている。それらの内、最近は、アクティブ静電結合方式の電子ペンが登場してきている。このアクティブ静電結合方式の電子ペンは、一次電池や二次電池を用いた電源部と信号発信部とを内蔵すると共に、芯体を導体で構成し、信号発信部からの信号を、導体の芯体から、タブレットに対して静電結合により送信するようにするものである(例えば特許文献1(特許第5687398号公報)参照)。
 このアクティブ静電結合方式の電子ペンから送出される信号は、振幅が例えば15ボルト以上というような大振幅の信号とされるので、タブレットでは、高精細に電子ペンにより指示された位置を検出することができる。
特許第5687398号公報
 ところで、このアクティブ静電結合方式の電子ペンでは、一次電池あるいは充電式の二次電池を電源として用いるが、送信する信号の波形としては、種々の波形が考えられ、例えば代表的なものとして、正弦波と矩形波とが考えられている。正弦波信号を送信信号とする電子ペンの場合には、共振回路の共振用キャパシタにより浮遊容量分の影響を吸収することが可能であるので、電力ロスを小さくすることができ、電池寿命を長くすることができる。しかし、その反面、トランスを用いるのが好ましく、回路構成が、比較的複雑になるというデメリットがある。
 一方、矩形波信号を送信信号とする電子ペンの場合には、電子ペンからタブレットに供給する例えばデジタル信号を2値化信号とすれば、信号生成回路の構成が簡単になるというメリットがある。その反面、浮遊容量による電力ロスが大きく、電池寿命が短くなるというデメリットがある。なお、電池電圧から大振幅の矩形波信号を簡単な構成により生成するためには、トランスを用いて昇圧をする回路が用いられることがある。
 以上のように、アクティブ静電結合方式の電子ペンから送信する信号として、正弦波信号と矩形波信号のいずれを用いるかについては、一長一短がある。このため、アクティブ静電結合方式の電子ペンとしては、正弦波信号を送信信号とするタイプのものと、矩形波信号を送信信号とするタイプのものとが、いずれも提供されて、両者が併存することが予想される。そして、タブレットも、正弦波信号を電子ペンから受信して位置検出その他の信号処理をするタイプのものと、矩形波信号を電子ペンから受信して位置検出その他の信号処理をするタイプのものとが併存することが予想される。
 このようになると、利用者は、タブレットが正弦波信号を電子ペンから受信するタイプのものか、矩形波信号を電子ペンから受信するタイプのものかに応じて、電子ペンを変えなければならず、面倒であると共に、経済的にも不効率である。
 この発明は、以上の問題点を解決することができる電子ペンを提供することを目的とする。
 上記の課題を解決するために、
 導電性の芯体側部材と、
 電源部と、
 前記電源部からの電源電圧の供給を受け、異なる波形の第1の信号と第2の信号とを発生し、前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれかを選択的に前記芯体側部材に供給する信号発信回路と、
 前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれを前記信号発信回路から前記芯体側部材に供給するかを指定する指定入力を受け付ける入力受付部と、
 前記信号発信回路を、前記入力受付部で受け付けた前記指定入力に応じた前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれかを前記芯体側部材に供給するように制御する制御部と、
 を備えることを特徴とする電子ペンを提供する。
 上述の構成の電子ペンによれば、第1の信号対応のタブレットと、第2の信号対応のタブレットとのいずれにも対応することができる電子ペンを提供することができる。よって、タブレット毎に電子ペンを用意する必要がなく、共用できるため便利であると共に、経済的であるという顕著な効果を奏する。
 また、さらに、
 前記信号発信回路は、前記第1の信号として正弦波信号を発生する正弦波信号発生部を備え、
 前記正弦波信号発生部は、一次巻線側にキャパシタが接続されることで共振回路が形成され、二次巻線側から正弦波信号を出力するトランスを備え、
 前記トランスの二次巻線側に整流回路が設けられ、前記整流回路の出力電圧が前記第2の信号を発生する信号発生部の電源電圧とされる
 ことを特徴とする。
 上述の構成の電子ペンにおいては、第1の信号としての正弦波信号対応のタブレットと、波形が異なる第2の信号対応のタブレットとのいずれにも対応することができる電子ペンを提供することができる。そして、正弦波信号を発生する正弦波信号発生部は、一次巻線側にキャパシタが接続されることで共振回路が形成され、二次巻線側から正弦波信号を出力するトランスを備えていて、トランスにより昇圧した正弦波信号を発生することができる。また、第2の信号の信号発生部への電源電圧を、トランスの二次巻線側に設けた整流回路で生成するようにするので、第2の信号の信号発生部用の高電圧の電源電圧を、専用のトランスなどを用いて生成する必要がないので、トランスが1個で済み、構成が簡単になるという顕著な効果を奏する。
この発明による座標入力装置の第1の実施形態の概要を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態の電気的な構成例を示すブロック図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態における正弦波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態における正弦波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態におけるモード切替制御処理の流れを説明するためのフローチャートを示す図である。 この発明による座標入力装置の第1の実施形態における正弦波タイプのタブレットの電気的な構成例を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態における正弦波モード時の送信信号を説明するための図である。 この発明による座標入力装置の第2の実施形態の概要を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第2の実施形態の電気的な構成例を示すブロック図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態におけるモード切替制御処理の流れを説明するためのフローチャートの一部を示す図である。 この発明による電子ペンの第1の実施形態におけるモード切替制御処理の流れを説明するためのフローチャートの一部を示す図である。 この発明による座標入力装置の第2の実施形態における正弦波タイプのタブレットの電気的な構成例を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第3の実施形態の電気的な構成例を示すブロック図である。 この発明による座標入力装置の第4の実施形態を構成する電子ペンとタブレットの概要を説明するための図である。 この発明による電子ペンの第5の実施形態の電気的な構成例を示すブロック図である。 この発明による電子ペンの第5の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。 この発明による電子ペンの第5の実施形態における矩形波モードを説明するための図である。
 [第1の実施形態]
 以下、この発明による電子ペン及び座標入力装置の第1の実施形態を説明する。まず、図1を参照しながら、この発明による電子ペン及び座標入力装置の第1の実施形態の概要を説明する。なお、以下に説明する第1の実施形態においては、電子ペン1から送出する異なる波形の第1の信号と第2の信号の例として、第1の信号は正弦波信号、第2の信号は矩形波信号としている。
 そして、以下の実施形態においては、第1の信号としての正弦波信号と、第2の信号としての矩形波信号とは、波形が異なるのみではなく、周波数及び振幅も異なるものとされている。例えば正弦波信号の周波数は1.8MHz、振幅は17ボルトとされ、矩形波信号は数十kHz、振幅は20ボルトとされる。また、この第1の実施形態の電子ペン1では、タブレットとの間で信号を送受する芯体側部材は、導電性の芯体11とされている。
 この実施形態の電子ペン1は、タブレットと共に座標入力装置を構成する。この実施形態においては、タブレットとしては、図1に示すように、電子ペン1から送信される正弦波信号Ssを受信して当該電子ペン1により指示された位置を検出する第1のタイプ(以下、正弦波タイプという)のタブレット2Sと、電子ペン1から送信される矩形波信号Srを受信して当該電子ペン1により指示された位置を検出する第2のタイプ(以下、矩形波タイプという)のタブレット2Rとの2種が存在する。
 そして、この実施形態の電子ペン1は、送信信号として正弦波信号Ssを発生する正弦波モードと、矩形波信号Srを発生する矩形波モードとを備えていると共に、タブレット2Sまたはタブレット2Rに応じたモードに切り替えられるように構成されている。
 この実施形態では、タブレット2S及びタブレット2Rは、電子ペン1と静電結合して信号の授受をする位置検出センサ部21S及び21Rを筐体20S及び20R内に備えると共に、位置検出センサ部21S及び21Rに接続されて信号処理を行うペン指示検出回路22S及び22Rを備える。
 この場合に、位置検出センサ部21S及び21Rは、同一の構成を有する。しかし、ペン指示検出回路22S及び22Rは異なる構成を備えている。すなわち、ペン指示検出回路22Sは、電子ペン1からの正弦波信号Ssを受信して位置検出処理やその他の処理をする回路構成を備え、ペン指示検出回路22Rは、電子ペン1からの矩形波信号Srを受信して位置検出処理やその他の処理をする回路構成を備えている。
 この実施形態の電子ペン1は、モード切替操作手段の例としてのスライド操作スイッチ30を備えている。スライド操作スイッチ30は、入力受付部を構成する。この例では、図1に示すように、スライド操作スイッチ30においては、長穴31の筐体10の軸心方向に一方側には「S」の文字が、他方側には「R」の文字が印刷や刻印等されて表示されている。
 そして、この例のスライド操作スイッチ30は、スライド操作ボタン32が、長穴31の「S」側にあるときには、正弦波モードを示す例えばローレベルの状態となり、長穴31の「R」側にあるときには、矩形波モードを示す例えばハイレベルの状態となるモード指定信号SE(後述する図2参照)を発生する。
 利用者は、使用するタブレットが正弦波タイプのタブレット2Sか、矩形波タイプのタブレット2Rかに応じて、このスライド操作スイッチ30を切替操作する。すると、電子ペン1は、その切替操作に応じたモードになり、芯体11を通じて正弦波信号Ssまたは矩形波信号Srを送出する。なお、電子ペン1は、正弦波信号Ssまたは矩形波信号Srを、芯体11をカバーするコーン形状をしたカバー10Cを通じて送出するようにしてもよい。
 タブレット2Sまたはタブレット2Rは、電子ペン1からの自身のタイプに応じた正弦波信号Ssまたは矩形波信号Srを受信して、電子ペン1により指示された位置の検出処理や、筆圧情報や、電子ペン1の識別情報などの検出、その他の付加情報の処理を行う。
 以上のようにして、この実施形態の電子ペン1は、タブレット2Sとタブレット2Rのいずれにおいても位置指示用として使用可能とされる。
 なお、モード切替操作手段は、スライド操作スイッチ30の構成に限られるものではなく、例えばシーソー式の切替スイッチや、正弦波モードと矩形波モードとのそれぞれに応じた2個の押釦スイッチであってもよい。また、1個の押釦スイッチを押下する毎に、正弦波モードと矩形波モードとを切り替えるようにするものであってもよい。さらに、タブレット2Sやタブレット2Rから送出される信号によって、正弦波モードと矩形波モードとを切り替えるようにしてもよい。
 [電子ペン1の電気的な構成例]
 この実施形態の電子ペン1は、上記の2種の異なる波形の信号を、簡単な構成により、発生することが可能な構成を備えるように工夫されている。ここで、電子ペン1を簡単な構成とすることにより、2種の異なる波形の信号を送出可能な電子ペン1を、大型化させずに実現することも、この実施形態の電子ペン1の特徴の一つである。
 図2は、この実施形態の電子ペン1の電気的な構成例としての信号処理回路の一例を示す図である。この実施形態の電子ペン1は、正弦波信号Ssまたは矩形波信号Srを送信するための、導電性を備える芯体11を備える。芯体11は、例えば導電性金属で構成される。
 そして、この実施形態の電子ペン1は、一次電池あるいは二次電池を備える電源回路12により、電源電圧VDDを形成するようにしている。二次電池としては、例えばリチウムイオン電池などを用いる。また、二次電池に代えて、あるいは、二次電池と組み合わせて電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどの蓄電素子を用いて、電源回路12を構成してもよい。さらには、太陽電池などの自律型発電素子と、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどの蓄電素子を用いて、電源回路12を構成してもよい。
 この実施形態の電子ペン1の信号処理回路は、IC(Integrated Circuit;集積回路)100と、IC100の外付け部品とからなる構成とされている。IC100は、端子101~109を備える。電源回路12からの電源電圧VDDは、端子101を通じてIC100に供給される。
 IC100と外付け部品とからなる信号処理回路は、送信情報発生回路110と、第1の信号の例としての正弦波信号Ssを発生する正弦波信号発生回路120と、第2の信号の例としての矩形波信号Srを発生する矩形波信号発生回路130と、制御回路140と、モード切替回路150と、整流回路17とを備える。
 モード切替回路150は、正弦波モード端子Tsと、矩形波モード端子Trと、共通端子Cmとを備え、後述する制御回路140のモード切替信号生成回路141からのモード切替信号SWにより、共通端子Cmを、正弦波モード端子Tsと、矩形波モード端子Trとのいずれかに接続させるように切り替えられる。
 モード切替回路150の共通端子Cmは、IC100の端子102を通じて電子ペン1の導電性の芯体11に接続されている。モード切替回路150の正弦波モード端子Tsには、正弦波信号発生回路120からの正弦波信号Ssが、IC100の端子103を通じて供給されるように構成されている。また、モード切替回路150の矩形波モード端子Trには、矩形波信号発生回路130からの矩形波信号Srが供給されるように構成されている。
 制御回路140は、この実施形態では、モード切替信号生成回路141と、正弦波用制御信号生成回路142と、矩形波用制御信号生成回路143と、切替スイッチ回路144とを備えて構成されている。
 モード切替信号生成回路141には、IC100の端子109を通じて、スライド操作スイッチ30からのモード指定信号SEが入力される。モード切替信号生成回路141は、入力されるモード指定信号SEに基づいて、電子ペン1の送信モードを、正弦波モードとするか、矩形波モードとするかを決定し、その決定に基づいてモード切替信号SWを生成する。そして、モード切替信号生成回路141は、生成したモード切替信号SWを送信情報発生回路110と、正弦波信号発生回路120の後述する切替スイッチ回路122と、制御回路140の切替スイッチ回路144と、モード切替回路150とに供給する。
 送信情報発生回路110は、モード切替信号生成回路141からのモード切替信号SWを受けて、タブレット2Sまたはタブレット2Rに送信する送信情報を生成する。送信情報発生回路110が発生する送信情報に応じた信号自体は、モード切替信号SWにより切替制御されて、正弦波モードと矩形波モードとで異なるが、送信情報の情報内容としては、正弦波モードと、矩形波モードとで同一である。
 送信情報発生回路110は、正弦波モードのときには、正弦波モード用の信号を制御回路140の正弦波用制御信号生成回路142に供給する。また、送信情報発生回路110は、矩形波モードのときには、矩形波モード用の信号を矩形波信号発生回路130に供給する。
 送信情報には、位置検出用信号の他に、電子ペン1が備える筆圧検出機構(図示は省略)で検出した筆圧の情報、電子ペン1に設けられているサイドスイッチ(図示は省略)のオン、オフ情報、メモリ(図示は省略)に記憶されている電子ペン1の識別情報などの情報信号を含む。
 正弦波信号発生回路120は、外付け部品としてのトランス13、共振用キャパシタ14、バイアス生成用キャパシタ15、逆流防止用のダイオード16と、IC100内のスイッチ回路121及び切替スイッチ回路122とを備えて構成されている。なお、トランス13は、この実施形態の電子ペン1では、正弦波信号の生成のために用いられると共に、矩形波信号の生成のための高電圧の電源電圧の生成用としても用いられる。
 前述もしたように、この実施形態の電子ペン1からタブレット2Sまたはタブレット2Rに送出する信号は17ボルト、あるいは20ボルトというような、高振幅の信号である。しかし、一次電池あるいは二次電池を用いる電源回路12からの電源電圧VDDは、低電圧である。そのため、トランス13は、正弦波信号Ssの生成用とすると共に、当該正弦波信号Ssの振幅を高振幅にするための昇圧処理も行うようにする。
 矩形波信号Srも、同様に高振幅であるために、電源電圧VDDから高電圧を生成する必要があり、トランスを用いて昇圧することが一般に行われる。しかし、正弦波信号の生成及び昇圧用のトランス13の他に、矩形波信号用の高電圧を生成するための別個にトランスを設けると、電子ペン1内に、2個のトランスを搭載することになり、電子ペン1が大型化すると共に、電子ペン1を細型にすることが困難になる。この問題を解決するために、この実施形態では、トランス13を、正弦波信号の生成用としてだけでなく、矩形波信号の生成のための高電圧の生成用としても兼用する構成としている。
 トランス13は、一次巻線13aと二次巻線13bとを備える。一次巻線13aと二次巻線13bとの巻数比は、1:n(n>1で、例えばn=5)とされている。トランス13の一次巻線13aの一方の端部は、当該一次巻線13aと共に共振回路を構成する共振用キャパシタ14の一端に接続されていると共に、電源電圧VDDが得られるIC100の端子105に接続されている。トランス13の一次巻線13aの他方の端部は、端子107を通じてスイッチ回路121の一端と、切替スイッチ回路122の他方の切替端子bとの接続点P1に接続されている。
 共振用キャパシタ14の他端は、IC100の端子106を通じて切替スイッチ回路122の共通端子cに接続されている。切替スイッチ回路122の一方の切替端子aは、電源電圧VDDが得られる端子101が接続されている。また、この切替スイッチ回路122の他方の切替端子bは、スイッチ回路121の一端に接続されている。切替スイッチ回路121の他端は、接地端に接続されている端子108に接続されている。
 この実施形態では、トランス13の一次巻線13aと共振用キャパシタ14とからなる共振回路と、スイッチ回路121とを含む回路により発振回路120Rを構成する。そして、正弦波モードにおいては、トランス13の一次巻線13aと共振用キャパシタ14とからなる共振回路を用いた発振回路120Rで発振動作がなされると共に、適宜のタイミングで、スイッチ回路121がオン・オフ制御されることで発振回路120Rにエネルギーが注入され、この発振回路120Rの発振出力信号(正弦波信号)が減衰せずに、発振が継続するようにされる。
 また、この実施形態では、スイッチ回路121は、矩形波モードにおいては、トランス13をフライバック方式の昇圧トランスとして用いて、発生させる矩形波信号の振幅分の電源電圧(高電圧HV(=HVr))を生成するように、オン・オフ制御される。すなわち、この実施形態では、トランス13のみでなく、スイッチ回路121も、正弦波モードと矩形波モードとの両方で用いられる。
 ただし、この実施形態では、スイッチ回路121のオン・オフ制御は、正弦波モード時と矩形波モード時とで異なる。そのため、図2に示すように、制御回路140の一部を構成する回路として、正弦波用制御信号生成回路142と、矩形波用制御信号生成回路143とが設けられていると共に、切替スイッチ回路144が設けられている。
 切替スイッチ回路122は、共振用キャパシタ14を、トランス13の一次巻線13aに対して、正弦波モードには、並列に接続して共振回路を構成させるようにし、矩形波モードでは、共振用キャパシタ14のトランス13の一次巻線13aに対する並列接続を切断して共振回路を構成しないように切り替えるためのものである。この切替スイッチ回路122は、モード切替信号生成回路141からの切替制御信号SWにより、正弦波モード時には、共通端子cが切替端子b側に接続され、矩形波モード時には、共通端子cが切替端子a側に接続されるように切り替え制御される。
 正弦波用制御信号生成回路142は、接続点P1に得られる電圧VCを監視することで、発振回路120Rにおいて、正弦波信号Ssを生成するように、スイッチ回路121をオン・オフ制御する正弦波用制御信号を生成する。また、矩形波用制御信号生成回路143は、整流回路17から矩形波信号Srを生成する際に必要とされる高電圧HV(HVr)を生成するように、スイッチ回路121をオン・オフ制御する矩形波用制御信号を生成する。
 そして、正弦波用制御信号生成回路142からの正弦波用制御信号と、矩形波用制御信号生成回路143からの矩形波用制御信号とが、切替スイッチ回路144を通じて選択的にスイッチ回路121に供給されるように構成されている。
 切替スイッチ回路144は、モード切替信号生成回路141からの切替制御信号SWにより、正弦波モード時には、正弦波用制御信号生成回路142側に切り替えられ、矩形波モード時には、矩形波用制御信号生成回路143側に切り替えられる。正弦波用制御信号生成回路142及び矩形波用制御信号生成回路143による処理動作については、後で詳述する。
 トランス13の二次巻線13bの一端はバイアス生成用のダイオード16のカソードに接続され、このダイオード16のアノードは、接地端に接続されていると共に、IC100の端子108に接続されている。また、トランス13の二次巻線13bの他端は、バイアス生成用キャパシタ15を通じて、接地端に接続されていると共に、IC100の端子108に接続されている。
 そして、トランス13の二次巻線13bの一端とダイオード16のカソードとの接続点P2は、IC100の端子103に接続されており、この接続点P2に得られる信号は、端子103を通じてIC100内に供給される。端子103を通じてIC100内に供給された信号は、モード切替回路150の正弦波モード端子Tsに供給される。
 また、接続点P2には、整流用ダイオード18とキャパシタ19とからなる整流回路17が接続されている。この整流回路17の出力端は、IC100の端子104に接続されている。整流回路17は、トランス13の二次巻線13bの一端側の接続点P2に得られる信号を整流して、トランス13の一次巻線13aと二次巻線13bとの巻数比に応じて昇圧された高電圧HVを生成する。
 すなわち、整流回路17は、正弦波モード時には、トランス13の二次巻線13bの一端側の接続点P2に得られる正弦波信号Ssを整流して、当該正弦波信号Ssの振幅に応じた高電圧HV(=HVs)を生成する。この正弦波モード時の高電圧HV(=HVs)は、モード切替回路150の電源電圧として用いられる。
 また、整流回路17は、矩形波モード時には、後述するように、フライバック方式で二次巻線13bの一端側の接続点P2に得られる信号を整流して、矩形波信号Srの生成に必要な高電圧HV(=HVr)を生成する。この矩形波モード時の高電圧HV(=HVr)は、矩形波信号発生回路130の電源電圧とされると共に、モード切替回路150の電源電圧として用いられる。
 矩形波信号発生回路130は、この実施形態では、矩形波信号生成用のレベル変換回路131で構成される。レベル変換回路131の電源電圧は、整流回路17で生成された高電圧HV(HVr)とされている。矩形波信号発生回路130については、後で詳述する。
 以上のように構成されている電子ペン1の信号処理回路における正弦波信号の生成モードにおける正弦波用制御信号生成回路142による処理動作及び矩形波モードにおける矩形波用制御信号生成回路143による処理動作について、以下に説明する。
 [正弦波用制御信号生成回路142による処理動作について]
 図3は、正弦波用制御信号生成回路142の具体回路例及び正弦波モードにおける正弦波用制御信号生成回路142による処理動作を説明するための図である。また、図4は、その処理動作を説明するために用いる図である。
 図3の回路例では、スイッチ回路121は、1個のFET(Field Effect Transistor)で構成されている。切替スイッチ回路122は、正弦波モードの切替状態を示しており、共通端子cが切替端子bに切り替えられていて、トランス13の一次巻線13aと共振用キャパシタ14とからなるLC共振回路を含む発振回路120Rが形成されている。なお、図3では、簡単のため、スイッチ回路144は省略してある。
 この例の正弦波用制御信号生成回路142は、ゼロクロス検出回路1421と、遅延回路1422と、パルス発生回路1423とからなる。
 トランス13の一次巻線13a及び共振用キャパシタ14からなるLC共振回路を含む発振回路120Rにより、接続点P1には、図4(A)に示すような、周波数が例えば1.8MHzで、振幅が2VDDの正弦波電圧VCが得られる。この接続点P1に得られる正弦波電圧VCがゼロクロス検出回路1421の入力信号として供給される。
 ゼロクロス検出回路1421は、この正弦波電圧VCの正弦波としてのゼロクロス時点、すなわち、正弦波電圧VCが電圧値VDDと交差する時点Zc1,Zc2(図4(A)参照)を検出し、その検出したゼロクロス時点Zc1,Zc2の内、高い電圧から低い電圧にゼロクロスする時点Zc2を示す信号、例えばパルスを遅延回路1422に供給する。
 遅延回路1422は、ゼロクロス検出回路1421からの信号に基づいて、ゼロクロスの時点Zc2から、正弦波電圧VCの1周期Tの1/4の遅延時間DLだけ遅延した時点を示す信号、例えばパルス信号を、パルス発生回路1423に供給する。パルス発生回路1423は、遅延回路1422からの信号に基づいて、所定のパルス幅のスイッチング信号SWs(図4(B)参照)を生成する。このスイッチング信号SWsのパルス幅は短い。このパルス発生回路1423からのスイッチング信号SWsは、図3では図示を省略した切替スイッチ回路144を介してスイッチ回路121に供給され、スイッチ回路121は、スイッチング信号SWsのパルス幅期間でオンとされる。正弦波モードでは、スイッチ回路121は、スイッチング信号SWsのパルス幅期間以外ではオフとされる。
 このスイッチ回路121がスイッチング信号SWsのパルス幅期間でオンとされることにより、トランス13の一次巻線13a及び共振用キャパシタ14からなる共振回路に、スイッチ回路121を通じて電流が流れ、発振回路120Rで生成される正弦波電圧VCは、減衰することなく、継続的に生成される。
 ここで、遅延回路1422での遅延時間DLは、ゼロクロスの時点Zc2から正弦波電圧VCの1周期Tの1/4の時間長であるので、スイッチ回路121がオンとなる切替時点は、図4(B)から分かるように、正弦波電圧VCが零ボルトとなる時点である。したがって、スイッチ回路121におけるスイッチング時の電圧ロスは略ゼロとなる。
 そして、トランス13の二次巻線13b側には、一次巻線13aと二次巻線13bとの巻数比1:nに応じて、正弦波電圧VCのn倍の正弦波信号(正弦波電圧)Ssが得られる。
 この正弦波信号Ssは、IC100の端子103を通じてモード切替回路150に供給されると共に、整流回路17に供給される。整流回路17では、正弦波信号Ssが整流されて高電圧HV(=HVs)が生成される。そして、整流回路17で生成された高電圧HV(=HVs)が、IC100の端子104を通じて、図3の例では、図示を省略するモード切替回路150の電源電圧として供給される。
 なお、送信情報発生回路110からの信号は、正弦波用制御信号生成回路142にイネーブル信号として供給され、正弦波信号発生回路120がイネーブル制御されるようにされている。すなわち、送信情報発生回路110から送信する情報のデジタル信号(後述の図5参照)により、例えば「1」の区間では、正弦波信号発生回路120をイネーブル状態とし、「0」の区間では、正弦波信号発生回路120をディスエーブル状態とする。これにより、トランス13の二次巻線13b側に得られる正弦波信号Ssは、送信情報発生回路110で生成された送信信号(デジタル信号)に応じて、後述するように、ASK(Amplitude Shift Keying)変調あるいはOOK(On Off Keying)変調が施されたものとなる。
 なお、図2及び図3では、送信情報発生回路110からの送信信号は、正弦波信号発生回路120の正弦波用制御信号生成回路142にのみ供給するようにしたが、共振回路を構成するトランス13の一次巻線13a及びキャパシタ14に並列にスイッチ回路を設けて、そのスイッチ回路を、送信情報発生回路110からの信号により、正弦波用制御信号生成回路142の制御と同期してオン・オフ制御するようにしてもよい。また、端子103から入力される正弦波信号Ssに対してスイッチ回路を設けて、そのスイッチ回路を送信情報発生回路110からの信号により、正弦波用制御信号生成回路142の制御と同期してオン・オフ制御して、ASK変調やOOK変調をするようにしてもよい。
 さらに、正弦波信号発生回路120の正弦波用制御信号生成回路142は、正弦波モードのときには、常に動作状態にしておき、共振回路を構成するトランス13の一次巻線13a及びキャパシタ14に並列に設けたスイッチ回路、あるいは、端子103から入力される正弦波信号Ssに対して設けたスイッチ回路を、送信情報発生回路110からの信号により、オン・オフ制御して、ASK変調やOOK変調をするようにしてもよい。
 [矩形波信号発生回路130及び矩形波用制御信号生成回路143による処理動作について]
 矩形波信号発生回路130のレベル変換回路131には、送信情報発生回路110からの送信する情報のデジタル信号(図5参照)が、送信信号として供給される。レベル変換回路131は、入力された2値信号が「0」の区間では、ゼロレベル(0ボルト)を出力し、2値信号が「1」の区間では、高電圧HV(HVr)を出力して、2値信号に対応した矩形波信号Sr(図5参照)を生成する。そして、レベル変換回路131は、生成した矩形波信号Srを、モード切替回路150を通じ、端子102を通じた電子ペン1の芯体11に供給する。
 図6は、矩形波用制御信号生成回路143による矩形波モードにおける高電圧HVrの生成処理動作を説明するための図である。また、図7は、その動作を説明するための図である。この図6の例でもスイッチ回路121は、FETで構成されているものとして示していると共に、切替スイッチ回路144は省略してある。
 そして、切替スイッチ回路122は、矩形波モードの切替状態を示しており、共通端子cが切替端子aに切り替えられていて、トランス13の一次巻線13aに対する共振用キャパシタ14の並列接続は切断されている。すなわち、電源電圧VDDが得られる端子105が、トランス13の一次巻線13aとスイッチ回路121との直列回路を介して接地されている回路構成となっている。
 矩形波モードにおいては、スイッチ回路121は、矩形波用制御信号生成回路143からのスイッチング信号SWr(図7(A)参照)により、オン・オフ制御される。そして、トランス13の二次巻線13b側には、図7(B)に示すようなパルス状電圧VFが得られ、このパルス状電圧VFが整流回路17で整流されて、高電圧HV(=HVr)が生成される。
 矩形波用制御信号生成回路143では、整流回路17からの高電圧HV(=HVr)を端子104を通じて受けて監視し、この高電圧HV(=HVr)が、矩形波モードにおける例えば20Vの電圧となるように、スイッチング信号SWrの、スイッチ回路121をオンとする区間の時間長を制御する。
 以上のようにして、矩形波モードにおいては、スイッチ回路121が、矩形波用制御信号生成回路143からのスイッチング信号SWrによるオン・オフ制御を受けて、整流回路17から高電圧HV(=HVr)が生成されるようにされる。そして、この高電圧HV(=HVr)が、矩形波信号発生回路130のレベル変換回路131の電源電圧とされることで、図5に示した矩形波信号Srが生成される。また、整流回路17から高電圧HV(=HVr)がモード切替回路150の電源電圧とされて、モード切替回路150から矩形波信号Srを歪みなく端子102に出力することが可能となる。
 [制御回路140によるモード切替制御]
 次に、図8のフローチャートを参照しながら、制御回路140によるモード切替制御動作の流れについて説明する。
 この実施形態では、使用するタブレットが正弦波タイプか、矩形波タイプかに応じて、予め、使用者は、図1に示した電子ペン1のスライド操作スイッチ30のスライド操作ボタン32を切り替え操作する。
 上述したようにして、この実施形態の電子ペン1の制御回路140は、端子109から入力されている、スライド操作スイッチ30の切替状態に応じたモード指定信号SEを判別する(図8のステップS101)。その判別の結果、正弦波モードが指定されているか、矩形波モードが指定されているかを判断する(ステップS102)。
 ステップS102で、正弦波モードが指定されていると判断したときには、制御回路140は、モード切替信号生成回路141からのモード切替信号SWを、電子ペン1を正弦波モードに切り替える信号とする。そして、そのモード切替信号SWにより、モード切替回路150を、共通端子Cmを正弦波モード端子Tsに接続するように切り替え、送信情報発生回路110から正弦波信号Ssを生成させる送信情報の信号を正弦波用制御信号生成回路142に供給する。また、モード切替信号SWにより、切替スイッチ回路122の共通端子cを端子bに接続する状態にして、トランス13の一次巻線13aにキャパシタ14を並列に接続させて共振回路を構成させると共に、スイッチ回路144を正弦波用制御信号生成回路142側を選択する状態に切り替え、発振回路120Rを動作させるように構成する。これにより、電子ペン1は、正弦波モードの状態に切り替えられて、上述した正弦波モードが行われる状態になる(ステップS103)。
 また、ステップS102で、矩形波モードが指定されていると判断したときには、制御回路140は、モード切替信号生成回路141からのモード切替信号SWを、電子ペン1を矩形波モードに切り替える信号とする。そして、そのモード切替信号SWにより、モード切替回路150を、共通端子Cmを矩形波モード端子Trに接続するように切り替え、送信情報発生回路110から矩形波信号Srを生成させる送信情報の信号を矩形波信号発生回路130のレベル変換回路131に供給する。また、モード切替信号SWにより、切替スイッチ回路122の共通端子cを端子aに接続する状態にして、トランス13の一次巻線13aに対するキャパシタ14の並列接続を解除させて共振回路が構成されないようにすると共に、スイッチ回路144を矩形波用制御信号生成回路143側を選択する状態に切り替える。これにより、電子ペン1は、矩形波モードの状態に切り替えられて、上述した矩形波モードが行われる状態になる(ステップS104)。
 ステップS103またはステップS104の次には、制御回路140は、ステップS101に処理を戻して、このステップS101以降の処理を繰り返す。
 [タブレット2Sの構成例及び電子ペン1からの送信信号]
 次に、この実施形態の電子ペン1と共に使用されるタブレットの構成例を、正弦波タイプのタブレット2Sの場合を例に取って説明する。
 図9は、この実施形態の電子ペン1と共に使用する正弦波タイプのタブレット2Sの主要部の回路例を示す図である。電子ペン1は、周波数が1.8MHzの正弦波信号を用いて、位置検出用信号と、電子ペン1として重要な付加情報の例である筆圧情報及びサイドスイッチ情報、更には識別情報(電子ペン1を識別する情報)とを芯体11を通じてタブレット2Sに送出する。タブレット2Sは、図9に示すように、位置検出センサ部21Sと、ペン指示検出回路22Sとを備えている。
 位置検出センサ部21Sは、下層側から順に、第1の導体群211、絶縁層(図示は省略)、第2の導体群212を積層して形成されたものである。第1の導体群211は、横方向(X軸方向)に延在した複数の第1の導体211Y、211Y、…、211Y(mは1以上の整数)を互いに所定間隔離して並列に、Y軸方向に配置したものである。
 また、第2の導体群212は、第1の導体211Y、211Y、…、211Yの延在方向に対して交差する方向、この例では直交する縦方向(Y軸方向)に延在した複数の第2の導体212X、212X、…、212X(nは1以上の整数)を互いに所定間隔離して並列に、X軸方向に配置したものである。
 なお、以下の説明において、第1の導体211Y、211Y、…、211Yについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第1の導体211Yと称する。同様に、第2の導体212X、212X、…、212Xについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第2の導体212Xと称することとする。
 制御回路220と位置検出センサ部21Sとの間には、入出力インターフェースとされる選択回路221が設けられている。選択回路221は、制御回路220からの制御信号に基づいて、第1の導体群211Yおよび第2の導体群212Xの中からそれぞれ1本の導体を選択するように制御される。なお、選択回路221は、第1の導体群211Yおよび第2の導体群212Xの中から複数本を同時に選択するようにしてもよい。
 そして、ペン指示検出回路22Sは、選択回路221に接続されている増幅回路222と、バンドパスフィルタ223と、検波回路224と、サンプルホールド回路225と、AD(Analog to Digital)変換回路226と、制御回路220とからなる。
 制御回路220からの制御信号により選択回路221で選択された位置検出センサ部21Sの導体から、ペン指示検出回路22Sに入力される。ペン指示検出回路22Sにおいては、電子ペン1からの正弦波信号Ssの変調信号からなる送信信号は、増幅回路222により増幅される。この増幅回路222の出力はバンドパスフィルタ223に供給されて、正弦波信号Ssの周波数成分のみが抽出される。
 バンドパスフィルタ223の出力信号は検波回路224によって検波される。この検波回路224の出力信号はサンプルホールド回路225に供給されて、制御回路220からのサンプリング信号により、所定のタイミングでサンプルホールドされた後、AD変換回路226によってデジタル値に変換される。AD変換回路226からのデジタルデータは制御回路220によって読み取られ、処理される。
 制御回路220は、内部のROMに格納されたプログラムによって、サンプルホールド回路225、AD変換回路226、および選択回路221に、それぞれ制御信号を送出するように動作する。また、制御回路220は、AD変換回路226からのデジタルデータから、電子ペン1によって指示された位置検出センサ部21S上の位置座標を算出する。
 この例においては、電子ペン1は、前述したように、送信情報発生回路110からの位置検出用信号と、筆圧情報及びサイドスイッチ情報を含む送信情報により、正弦波信号Ssが変調された送信信号をタブレット2Sに送出する構成を備えている。
 図10(A)は、電子ペン1の送信情報発生回路110から正弦波用制御信号生成回路142に供給される信号の例を示すものである。図10(B)及び図10(C)に示すように、電子ペン1から送信される信号(正弦波信号Ss)は、この例では、連続送信期間と送信データ期間を1周期とするパターンの信号を繰り返し出力するようなものとなる。すなわち、電子ペン1から出力される信号Ssは、図10(A)の正弦波用制御信号生成回路142に供給される信号のハイレベルを維持する一定期間の連続送信期間では、図10(B)に示すように、正弦波信号がバースト信号として連続する状態のものとなる(図10(C)の連続送信期間)。
 この連続送信期間の長さは、タブレット2Sのペン指示検出回路22Sにおいて、電子ペン1による位置検出センサ部21S上の指示位置を検出することが可能な時間長とされ、例えば第1の導体211Y及び第2の導体212Xの全てを1回以上、好ましくは複数回以上スキャンすることができる時間長とされる。
 この連続送信期間の終了後、電子ペン1に印加されている筆圧値の情報を複数ビットの値(2進コード)とした筆圧情報と、サイドスイッチのオン・オフ情報をサイドスイッチ情報とした1ビットあるいは複数ビットの情報と、その他、識別情報などからなる送信データを、電子ペン1は芯体11から送信する。
 すなわち、電子ペン1の送信情報発生回路110は、図10(A)に示すように、連続送信期間の終了後の送信データ期間において、所定の周期(Td)でハイレベルまたはローレベルとなる送信データの信号を、図3に示した正弦波用制御信号生成回路142に供給することで、発振回路120Rをオン・オフ制御する。これにより、電子ペン1からの送信信号は、正弦波信号がASK(Amplitude Shift Keying)変調あるいはOOK(On Off Keying)変調された信号Ssとされる。すなわち、図10(A)及び(B)に示すように、送信データ(2進コード)が「0」のときは、正弦波信号の送出はせず、送信データ(2進コード)が「1」のときは、正弦波信号を送出するように制御して、ASK変調あるいはOOK変調が行なわれる。
 このとき、連続送信期間の後の所定の周期(Td)の初回は必ずハイレベルとされ、それを図10(C)のスタート信号とする。このスタート信号は、以降のデータ送出タイミングをタブレット2Sのペン指示検出回路22Sの制御回路220が正確に判定することができるようにするためのタイミング信号である。なお、このスタート信号に代えて、連続送信期間の正弦波信号のバースト信号をタイミング信号として利用することもできる。
 図9に示すタブレット2Sのペン指示検出回路22Sにおいては、制御回路220は、連続送信期間の受信信号から、電子ペン1による位置検出センサ部21S上での指示位置を検出する。そして、制御回路220は、連続送信期間の終了を待ち、連続送信期間の終了後のスタート信号を検出したら、送信データ期間の筆圧情報及びサイドスイッチ情報、識別情報などのその他のデータを検出して、それらを復元する動作を行う。そして、制御回路220は、電子ペン1による指示位置の検出情報と、筆圧情報と、サイドスイッチ情報と、識別情報などのその他の情報を、ホストコンピュータなどに出力するようにする。
 以上は、正弦波タイプのタブレット2Sの構成及び動作について、電子ペン1が正弦波モードのときの動作と併せて説明したが、図6に示す矩形波タイプのタブレット2Rの構成及び動作も、ほぼ同様とすることができるので、ここでは、その詳細な説明は省略する。すなわち、矩形波タイプのタブレット2Rは、位置検出を行うと共に、筆圧情報及びサイドスイッチ情報、識別情報などを検出するためのペン指示検出回路を備える。
 ただし、矩形波タイプのタブレット2Rのペン指示検出回路の構成は、電子ペン1から送信されてくる矩形波信号Srを処理する構成である点で、正弦波タイプのタブレット2Sとは異なっている。この場合、電子ペン1から送信される矩形波信号Srは、図10(A)に示した信号に対応したものとなっており、矩形波タイプのタブレット2Rのペン指示検出回路は、当該矩形波信号Srを処理することができる構成とされる。
 [実施形態の効果]
 上述した電子ペン1によれば、正弦波タイプと矩形波タイプとの異なる2種のタブレット2S,2Rに対して、共通に使用可能なものを実現することができる。そして、上述の実施形態の電子ペン1によれば、高電圧の信号を生成するための回路は、トランス13を含めて、正弦波モードと矩形波モードとで共用する構成としたことにより、電子ペン1の構成を簡単にすることができ、電子ペン1の大型化を回避することもできる。
 [第2の実施形態]
 以上の第1の実施形態では、使用者がスライド操作スイッチ30を操作することで、電子ペンを正弦波モードと矩形波モードのいずれかに切替指定するようにした。このため、使用者は、タブレットが正弦波タイプと矩形波タイプとのいずれかを知っている必要がある。しかし、タブレットが正弦波タイプと矩形波タイプとのいずれかであるかが不明である場合もあり、タブレットのタイプに応じて電子ペンのモードが自動的に切り替え設定されれば非常に便利である。第2の実施形態は、タブレットが正弦波タイプまたは矩形波タイプのいずれであるかに応じて自動的にモード切り替え設定がされるようにした電子ペンの場合である。
 図11は、この第2の実施形態における電子ペン1Aと、正弦波タイプのタブレット2SA及び矩形波タイプの2RAとからなる座標入力装置の概要を説明するための図である。この図11において、図1と同一部分には、同一参照符号を付すものとする。
 第2の実施形態の電子ペン1Aは、図11に示すように、第1の実施形態の電子ペン1におけるスライド操作スイッチ30は備えていない。一方、この第2の実施形態では、正弦波タイプのタブレット2SAは、自身が正弦波タイプであることを示すタイプ指定情報CMsを、また、矩形波タイプのタブレット2RAは、自身が矩形波タイプであることを示すタイプ指定情報CMrを送出する機能を備える。
 そして、この第2の実施形態の電子ペン1Aは、第1の実施形態の電子ペン1と同様に、送信信号として正弦波信号Ssを発生する正弦波モードと、矩形波信号Srを発生する矩形波モードとを備えていると共に、タブレット2SAまたはタブレット2RAからのタイプ指定情報CMsまたはCMrを受信して、自動的に、タブレット2Sまたはタブレット2Rのタイプに応じたモードに切り替えられるように構成されている。
 この第2の実施形態では、タブレット2SA及びタブレット2RAは、第1の実施形態のタブレット2S及びタブレット2Rと同様に、位置検出センサ部21S及び21Rを筐体20S及び20R内に備えることに加えて、この位置検出センサ部21S及び21Rを通じてタイプ指定情報CMs及びCMrを送出するようにする。このため、この第2の実施形態のタブレット2SA及びタブレット2RAは、位置検出センサ部21S及び21Rに接続されて信号処理を行うペン指示検出回路22SA及び22RAは、電子ペン1Aからの正弦波信号Ssまたは矩形波信号Srを受信して位置検出処理やその他の処理をすると共に、タイプ指定情報CMs及びタイプ指定情報CMrを位置検出センサ部21S及び位置検出センサ部21Rから送出する機能を備える。
 電子ペン1Aは、この実施形態では、芯体11を通じて正弦波信号Ssまたは矩形波信号Srを送出すると共に、芯体11を通じてタブレット2SAからのタイプ指定情報CMsまたはタブレット2RAからのタイプ指定情報CMrを受信するように構成されている。この第2の実施形態では、後述するように、電子ペン1Aは、正弦波信号Ssまたは矩形波信号Srを送出する送信モードと、タイプ指定情報CMsまたはタイプ指定情報CMrを受信する受信モードとを、時分割で実行するように構成されている。
 同様に、タブレット2SAまたはタブレット2RAも、タイプ指定情報CMsまたはタイプ指定情報CMrを送信する送信モードと、電子ペン1Aからの正弦波信号Ssまたは矩形波信号Srを受信する受信モードとを時分割で実行するように構成されている。そして、電子ペン1Aにおける時分割処理は、タブレット2SAまたはタブレット2RAからの受信信号に基づいてタイミング制御されることで、電子ペン1Aとタブレット2SAまたはタブレット2RAとの間で時分割処理が同期されるように構成されている。すなわち、電子ペン1Aが送信モードとなっているときには、タブレット2SAまたはタブレット2RAは受信モードとなっており、電子ペン1Aが受信モードとなっているときには、タブレット2SAまたはタブレット2RAは送信モードとなっている。そして、この第2の実施形態では、電子ペン1Aの送信モードにおいては、正弦波モードと矩形波モードのいずれかが選択される。
 この第2の実施形態では、電子ペン1Aは、タブレット2SAまたはタブレット2RAの位置検出センサ部21Sまたは21Rからの信号を受信しない状態であるときには、常に、受信モードとなっている。そして、電子ペン1Aがタブレット2SAまたはタブレット2RAに近づけられて、タイプ指定情報CMsまたはタイプ指定情報CMrを受信する状態となると、電子ペン1Aでは、受信したタイプ指定情報CMsまたはタイプ指定情報CMrに基づき、静電結合しているタブレットが、タブレット2SAまたはタブレット2RAのいずれであるかを判別する。
 そして、電子ペン1Aは、タブレット2SAまたはタブレット2RAから受信したタイプ指定情報CMsまたはタイプ指定情報CMrの受信タイミングに基づき、受信期間と送信期間との時分割制御を開始する。そして、電子ペン1Aは、判別したタイプが正弦波タイプであるときには、送信期間においては、自機を正弦波モードにして正弦波信号Ssを生成し、生成した正弦波信号Ssを、芯体11を通じて、タブレット2SAに対して送出する。また、電子ペン1Aは、判別したタイプが矩形波タイプであるときには、送信期間においては、自機を矩形波モードにして矩形波信号Srを生成し、生成した矩形波信号Srを、芯体11を通じて、タブレット2RAに対して送出する。
 このとき、前述したように、タブレット2SAまたはタブレット2RAは、電子ペン1Aの送信期間と受信期間の時分割タイミングと同期しており、その受信期間において、電子ペン1Aからの自身のタイプに応じた正弦波信号Ssまたは矩形波信号Srを受信して、電子ペン1Aにより指示された位置の検出処理や、筆圧情報や、電子ペン1Aの識別情報などの検出、その他の付加情報の処理を行う。
 この第2の実施形態の電子ペン1Aでは、タブレット2SAまたはタブレット2RAのタイプに応じて、正弦波モードまたは矩形波モードに自動的に切り替わるので、電子ペン1Aの使用者は、タブレットが、タブレット2SAとタブレット2RAのいずれであるかを気にすることなく、電子ペン1Aによるタブレット2SAまたはタブレット2RAの位置指示ができて、非常に便利である。
 [第2の実施形態の電子ペン1Aの電気的な構成例]
 図12に、この第2の実施形態の電子ペン1Aの電気的な構成例を示す。この第2の実施形態の電子ペン1Aの電気的な構成は、前述した第1の実施形態の電子ペン1とは、タブレット2SAからのタイプ指定情報CMsまたはタブレット2RAからのタイプ指定情報CMrを受信することで自身を正弦波モードとするか矩形波モードとするかを自動的に切り替える部分が追加される点が異なるだけで、その他の部分は同様である。図12において、図2に示した第1の実施形態の電子ペン1の電気的な構成例と同一部分には、同一参照符号を付して、その説明は省略する。
 すなわち、この第2の実施形態においては、図12に示すように、IC100には、端子109は設けられない。そして、第1の実施形態とは、モード切替回路150とモード切替信号生成回路141に代えてモード切替回路150Aとモード切替信号生成回路141Aとが設けられると共に、受信信号処理回路160が設けられる点が異なる。
 この第2の実施形態の電子ペン1Aにおいては、芯体11は、電子ペン1Aからの位置検出用信号の送信用だけではなく、タブレット2SAまたはタブレット2RAの位置検出センサ部21Sまたは21Rから送信されるタイプ指定情報CMsまたはCMrの受信用としても用いられる。
 モード切替回路150Aは、正弦波モード端子Tsと、矩形波モード端子Trと、共通端子Cmとに加えて、受信用端子Rを備え、制御回路140Aのモード切替信号生成回路141Aからのモード切替信号により、共通端子Cmを、受信用端子Rと、正弦波モード端子Tsと、矩形波モード端子Trとのいずれかに接続させるように切り替えられる。すなわち、電子ペン1Aが受信モードの期間においては、モード切替回路150Aは、共通端子Cmが受信用端子Rに接続されるように切り替えられる。また、モード切替回路150Aは、電子ペン1Aが送信モードの期間においては、共通端子Cmが、正弦波モード端子Tsと矩形波モード端子Trとのいずれかに接続されるように切り替えられる。
 モード切替回路150Aの受信用端子Rは、受信信号処理回路160の入力端に接続されている。受信信号処理回路160は、アンプ161と、受信信号判別回路162とからなる。受信信号判別回路162は、アンプ161から受け取った信号から、受信した信号は、タイプ指定情報CMsか、あるいは、タイプ指定情報CMrかを判別する。そして、受信信号判別回路162は、タイプ指定情報CMsか、あるいは、タイプ指定情報CMrかの判別結果を、制御回路140Aのモード切替信号生成回路141Aに供給する。また、受信信号判別回路62は、受信した信号から、タブレット2SAまたはタブレット2RAの送信モードの期間及び受信モードの期間と同期させるためのタイミング信号を生成し、そのタイミング信号をモード切替信号生成回路141Aに供給する。
 モード切替信号生成回路141Aは、受信信号判別回路162からのタイプ指定情報CMsか、あるいは、タイプ指定情報CMrかの判別結果に基づいて、電子ペン1Aの送信モードを、正弦波モードとするか、矩形波モードとするかを決定する。また、モード切替信号生成回路141Aは、受信信号判別回路162からのタイミング信号から、送信モードの期間と受信モードの期間とを時分割で切り替えるタイミングを決定する。
 モード切替信号生成回路141Aは、第1の実施形態と同様に、正弦波モードと矩形波モードとを切り替えるモード切替信号SWを生成すると共に、モード切替回路150Aを切り替え制御するためのモード切替信号SWAを生成する。すなわち、この第2の実施形態では、モード切替回路150Aは、モード切替信号SWではなく、モード切替信号SWAにより切り替えられる。
 モード切替回路150Aは、モード切替信号SWAにより、共通端子Cmが、受信モードの期間では、受信用端子Rに接続され、送信モードの期間では、決定した正弦波モード端子Tsあるいは矩形波モード端子Trのいずれかに接続されるように切り替え制御される。
 その他の構成、すなわち、送信情報発生回路110、正弦波信号発生回路120、矩形波信号発生回路130及び制御回路140Aのモード切替信号生成回路141A以外の回路142,143,144は、第1の実施形態の電子ペン1と同様であるので、説明を省略する。
 [制御回路140Aによるモード切替制御]
 上述したようにして、この第2の実施形態の電子ペン1Aの制御回路140Aは、タブレット2SAから受信したタイプ指定情報CMsまたはタブレット2RAから受信したタイプ指定情報CMrに基づいて、電子ペン1Aをいずれのモードにするかを決定すると共に、送信モードと受信モードとの時分割管理を含めた送受信モード切替管理を行うようにする。
 この制御回路140Aにおける処理動作の流れの一例を、図13及び図14のフローチャートを参照しながら説明する。
 制御回路140Aは、モード切替信号生成回路141Aからのモード切替信号SWAにより、モード切替回路150Aの共通端子Cmを受信用端子Rに接続する状態とし、電子ペン1Aを、タブレット2SAまたはタブレット2RAからの受信信号を監視するモードとする(図13のステップS111)。そして、制御回路140Aは、タブレット2SAまたはタブレット2RAからの信号を受信したか否か判別する(ステップS112)。
 電子ペン1Aがタブレット2SAまたはタブレット2RAから離れた状態であるときには、電子ペン1Aは、タブレット2SAまたはタブレット2RAから信号を受信しないので、制御回路140Aは、このステップS112では、信号を受信していないと判別して、処理をステップS111に戻し、タブレット2SAまたはタブレット2RAからの信号の受信を監視するモードを継続する。
 そして、電子ペン1Aがタブレット2SAまたはタブレット2RAに接近して、ステップS112で、タブレット2SAまたはタブレット2RAからの信号を受信したと判別したときには、制御回路140Aは、受信信号判別回路162で、受信した信号から正弦波タイプのタイプ指定情報CMsまたは矩形波タイプのタイプ指定情報CMrのいずれかを判別できたか否か判別する(ステップS113)。このステップS113で、正弦波タイプのタイプ指定情報CMsまたは矩形波タイプのタイプ指定情報CMrのいずれかを判別できなかったと判別したときには、制御回路140Aは、処理をステップS111に戻し、このステップS111以降の処理を繰り返す。
 そして、ステップS113で、正弦波タイプのタイプ指定情報CMsまたは矩形波タイプのタイプ指定情報CMrのいずれかを判別できたと判別したときには、制御回路140Aは、その判別結果のタイプ指定情報CMsまたはタイプ指定情報CMrのいずれかを、モード切替信号生成回路141Aに内蔵するバッファメモリ(図示は省略)に記憶するようにする(ステップS114)。
 そして、制御回路140Aは、受信モードと送信モードとを時分割で実行する状態に変更すると決定する(ステップS115)。そして、制御回路140Aは、モード切替信号生成回路141Aからのモード切替信号SWAにより、モード切替回路150Aの共通端子Cmを受信用端子Rに接続して、電子ペン1Aを受信モードの状態とする(ステップS116)。
 そして、制御回路140Aは、タブレット2SAまたはタブレット2RAからの信号を受信したか否か判別する(ステップS117)。このステップS117で、タブレット2SAまたはタブレット2RAからの信号を受信したと判別したときには、制御回路140Aは、受信信号判別回路162で、受信及び判別したタイプ指定情報CMsまたはタイプ指定情報CMrにより、バッファメモリのタイプ指定情報を更新する(ステップS118)。
 ステップS117で、タブレット2SAまたはタブレット2RAからの信号を受信しなくなったと判別したときには、制御回路140Aは、受信信号が消滅してから、受信信号無しの状態が、予め定めた所定時間Ta以上継続したか否か判別する(ステップS119)。ここで、所定時間Taは、電子ペン1Aがタブレット2SAまたはタブレット2RAから一旦離れたが、当該タブレット2SAまたはタブレット2RAに対して継続して指示入力すると考えられるような短時間よりは長い時間とされている。なお、この所定時間Taは、1~複数の受信モードの期間に亘るものである。
 ステップS119で、受信信号無しの状態が、予め定めた所定時間Ta以上継続したと判別したときには、制御回路140Aは、処理をステップS111に戻して、タブレット2SAまたはタブレット2RAからの信号の受信を監視するモードに切り替え、このステップS111以降の処理を繰り返す。
 ステップS119で、受信信号無しの状態が、予め定めた所定時間Ta以上は継続してはいないと判別したとき、また、ステップS118の次には、制御回路140Aは、時分割の受信モードの期間が終了したか否か判別し(図14のステップS121)、終了してはいないと判別したときには、処理をステップS116に戻して、受信モードを継続する。
 そして、ステップS121で、時分割の受信モードの期間が終了したと判別したときには、制御回路140Aは、電子ペン1Aを送信モードの状態とすると決定し、バッファメモリに記憶しているタイプ指定情報に応じて、モード切替信号生成回路141Aからのモード切替信号SWAによりモード切替回路150Aを切り替え、また、切替制御信号SWにより切替スイッチ回路122を切り替え、更に、切替制御信号SWにより切替スイッチ回路144を切り替えて送信モードを実行する(ステップS122)。
 すなわち、バッファメモリにタイプ指定情報CMsが記憶されているときには、電子ペン1Aは、この送信モードの期間では正弦波モードとなり、モード切替回路150Aは、モード切替信号SWAにより、正弦波モード端子Tsに共通端子Cmが接続される状態に切り替えられると共に、切替スイッチ回路122は、切替制御信号SWにより共通端子cが切替端子bに切り替えられて、トランス13の一次巻線13aに共振用キャパシタ14が並列に接続されて共振回路が構成される状態とされる。さらに、切替スイッチ回路144が、切替制御信号SWにより、正弦波用制御信号生成回路142からのスイッチング信号SWsを、スイッチ回路121に供給してオン・オフ制御される状態に切り替えられる。これにより、発振回路120Rが発振動作をする状態とされる。
 したがって、電子ペン1Aでは、この正弦波モードにおいては、図3及び図4を用いて前述したようにして、正弦波信号Ssがトランス13の二次巻線13b側に得られる状態となり、当該正弦波信号Ssが、IC100の端子103を通じ、更にモード切替回路150A、端子102を通じて、芯体11に供給される状態となる。そして、モード切替回路150Aには、正弦波信号Ssが整流回路17で整流された高電圧HV(=HVs)が電源電圧として供給されて、正弦波信号Ssが歪みなく、モード切替回路150Aを通じて芯体11に供給されるようにされる。
 また、バッファメモリにタイプ指定情報CMrが記憶されているときには、電子ペン1Aの時分割の送信モードの期間では矩形波モードとなり、モード切替回路150Aは、モード切替信号SWAにより、矩形波モード端子Trに共通端子Cmが接続される状態に切り替えられると共に、切替スイッチ回路122は、切替制御信号SWにより共通端子cが切替端子aに切り替えられて、トランス13の一次巻線13aに対する共振用キャパシタ14の並列接続が解除される状態とされる。さらに、切替スイッチ回路144が、切替制御信号SWにより、矩形波用制御信号生成回路143からのスイッチング信号SWrを、スイッチ回路121に供給してオン・オフ制御される状態に切り替えられる。
 したがって、電子ペン1Aでは、この矩形波モードにおいては、図5~図7を用いて前述したようにして、矩形波信号発生回路130からの矩形波信号Srが、モード切替回路150A、端子102を通じて、芯体11に供給される状態となる。そして、モード切替回路150Aには、トランス13の二次巻線13bの整流回路17で整流されて形成された高電圧HV(=HVr)が電源電圧として供給されて、矩形波信号Srが歪みなく、モード切替回路150Aを通じて芯体11に供給されるようにされる。
 このステップS122の次には、制御回路140Aは、送信モードの期間が終了したか否か判別し(ステップS123)、終了してはいないと判別したときには、処理をステップS122に戻して、送信モードを継続する。そして、ステップS123で、送信モードの期間が終了したと判別したときには、制御回路140は、処理を図13のステップS116に戻し、電子ペン1Aを受信モードの状態とし、このステップS116以降の処理を繰り返す。
 [第2の実施形態におけるタブレット2Sの構成例]
 次に、この第2の実施形態の電子ペン1Aと共に使用されるタブレットの構成例を、正弦波タイプのタブレット2SAの場合を例に取って説明する。
 図15は、この第2の実施形態の電子ペン1Aと共に使用する正弦波タイプのタブレット2SAの主要部の回路例を示す図である。この図15の回路例において、図9に示した第1の実施形態における正弦波タイプのタブレット2Sの回路例と同一部分には、同一参照符号を付与して、その説明は省略する。
 タブレット2SAは、図15に示すように、位置検出センサ部21Sと、ペン指示検出回路22Sとに加えて、切替スイッチ回路23と、タイプ指定情報発生回路24とを備えている。タイプ指定情報発生回路24は、タブレット2Sが正弦波タイプであることを示すタイプ指定情報CMsを送出する。
 切替スイッチ回路23は、タイプ指定情報CMsの送信時と、電子ペン1Aからの正弦波信号Ssの受信時とで後述する制御回路220Aにより切り替えられるスイッチ回路であり、送信側端子TXは、タイプ指定情報発生回路24の出力端が接続され、受信側端子RXは、ペン指示検出回路22Sの増幅回路222に接続されている。そして、切替スイッチ回路23の共通端子Ctは、位置検出センサ部21Sとの間の入出力インターフェースである選択回路221に接続されている。
 選択回路221は、制御回路220Aからの制御信号に基づいて、タイプ指定情報CMsの送信時には、第1の導体群211Yおよび/または第2の導体群212Xの中の1本ずつの導体、あるいは複数本の導体を選択し、また、電子ペン1Aからの正弦波信号Ssの受信時には、第1の導体群211Yおよび第2の導体群212Xの中からそれぞれ1本の導体を選択するように制御される。なお、選択回路221は、第1の導体群211Yおよび第2の導体群212Xの中から複数本を同時に選択するようにしてもよい。
 制御回路220Aは、前述したように、切替スイッチ回路23を切り替えて、タブレット2SAにおいて送信モードと受信モードとを時分割で切り替える。そして、送信モードにおいては、制御回路220Aからの制御信号により、切替スイッチ回路23の共通端子Ctが送信側端子TXに接続され、タイプ指定情報発生回路24からのタイプ指定情報CMsが、この切替スイッチ回路23及び選択回路221を通じて、1本ずつの導体、あるいは複数本の導体に供給されて、電子ペン1Aに対して送信される。
 電子ペン1Aは、前述したようにして、このタイプ指定情報CMsを受信して、タブレット2SAが正弦波タイプであることを判別する。そして、電子ペン1Aは、前述したように、タブレット2SAの送信モードと受信モードとの切り替えに同期して、受信モードと送信モードとを切り替え、送信モードでは正弦波信号Ssをタブレット2SAに送信してくる。
 タブレット2SAの制御回路220Aは、電子ペン1Aの送信モードにおいては、受信モードとなっている。タブレット2SAの受信モードにおいては、制御回路220Aからの制御信号により、切替スイッチ回路23の共通端子Ctは受信側端子RXに接続され、電子ペン1Aから送られてくる正弦波信号Ssが、選択回路221で選択された位置検出センサ部21Sの導体から、スイッチ回路23を通じて、ペン指示検出回路22Sに入力され、上述の第1の実施形態で説明したようにして電子ペン1Aからの信号を検出して、電子ペン1Aにより指示された位置を検出するようにする。
 制御回路220Aは、内部のROMに格納されたプログラムによって、サンプルホールド回路225、AD変換回路226、選択回路221に、それぞれ制御信号を送出すると共に、切替スイッチ回路23に送信モードと受信モードとで切り替える切替制御信号を供給するように動作する。また、制御回路220Aは、AD変換回路226からのデジタルデータから、電子ペン1によって指示された位置検出センサ部21S上の位置座標を算出する。
 以上は、正弦波タイプのタブレット2SAの構成及び動作について、電子ペン1Aが正弦波モードのときの動作と併せて説明したが、矩形波タイプのタブレット2RAのペン指示検出回路22Rの構成及び動作も、ほぼ同様とすることができる。すなわち、矩形波タイプのタブレット2RAも、位置検出センサ部21Sと全く同様の位置検出センサ部21Rを備えると共に、矩形波タイプのタイプ指定情報CMrを発生するタイプ指定情報発生回路を備える。そして、矩形波モードの電子ペン1Aからの受信信号を処理して、位置検出を行うと共に、筆圧情報及びサイドスイッチ情報、識別情報などを検出するためのペン指示検出回路22Rを備える。
 なお、上述の説明では、タブレットからのタイプ指定情報としては、正弦波タイプと矩形波タイプのそれぞれを指定するタイプ指定情報CMsとCMrとを用意するようにしたが、いずれか一方のみが用意されていてもよい。例えば、正弦波タイプのタブレットはタイプ指定情報CMsを送出するが、矩形波タイプのタブレットはタイプ指定情報を送出しない場合、電子ペンは、タイプ指定情報CMsを受信しなかった場合には、タブレットは矩形波タイプと判断する。逆に、矩形波タイプのタブレットのみが、タイプ指定情報CMrを送出する場合であってもよい。
 [第2の実施形態の効果]
 上述の第2の実施形態の電子ペン1によれば、タブレット2Sからのタイプ指定情報CMsまたはタブレット2Rからのタイプ指定情報CMrを検出することで、何れのタイプのタブレットと静電結合して位置指示することが可能になったかを判別して、自動的に、タブレット2Sまたはタブレット2Rのタイプに応じたモードに切り替えられる。したがって、使用者は、タブレットがいずれのタイプのものかを把握しなくてもよく、非常に便利である。
 [第3の実施形態]
 この第3の実施形態は、第2の実施形態の変形例である。すなわち、以下に説明する第3の実施形態の電子ペンは、上述した第2の実施形態の電子ペン1Aとは、芯体側部材の構成及びそれに伴う部分の構成が異なる。そして、第3の実施形態の電子ペンのその他の構成は、第2の実施形態の電子ペン1Aと同様である。図16は、この第3の実施形態の電子ペン1Bの電気的な構成例を示すものである。この図16の例において、図12に示した第2の実施形態の電子ペン1Aと同一部分には、同一の参照符号を付してある。
 上述の第2の実施形態の電子ペン1Aと、タブレット2SAまたは2RAとの間で信号を送受する芯体側部材としては、導電性の芯体11とした。このため、第2の実施形態の電子ペン1Aでは、送信モードと受信モードとを時分割で切り替えて、芯体11を送信用と受信用とで兼用するようにした。
 これに対して、第3の実施形態の電子ペン1Bでは、図16に示すように、芯体側部材を、導電性の芯体11と導電性のスリーブ部材31とで構成するようにして、導電性の芯体11と導電性のスリーブ部材31との一方を送信用とし、他方を受信用とするように構成する。
 スリーブ部材31は、詳細な図示は省略するが、電子ペン1Bの筒状の筐体のペン先側に、芯体11とは電気的に絶縁された状態で設けられる。すなわち、スリーブ部材31は、外形が円錐台形状であると共に、円錐台形状の中心線方向(軸心方向)に直交する方向の断面がリング状形状を有していて、内部が中空の部材である。そして、芯体11が、図16に示すように、このスリーブ部材31の中空部内を挿通して、その先端部11aが、電子ペン1Bの筐体のペン先側に突出するように構成されている。
 図16の例では、芯体11は、第1の実施形態の電子ペン1と同様に、送信専用とされ、スリーブ部材31は、タブレット2SAまたはタブレット2RAからのタイプ指定情報CMsまたはCMrの受信用とされている。そして、スリーブ部材31でタブレット2SAまたはタブレット2RAから受信したタイプ指定情報CMsまたはCMrは、IC100の端子110を通じて、受信信号処理回路160に供給される構成とされる。
 なお、スリーブ部材31を送信用とし、芯体11をタブレット2SAまたはタブレット2RAからのタイプ指定情報CMsまたはCMrの受信用とするように構成することもできる。
 そして、この第3の実施形態の電子ペン1Bでは、送信モードと受信モードとを時分割で切り替える必要はない。そのため、この第3の実施形態のモード切替回路150Bは、第1の実施形態の電子ペン1のモード切替回路150と同様の構成とされ、受信用端子Rは備えず、共通端子Cmが、正弦波モード端子Tsと、矩形波モード端子Trとのいずれかに接続されるように構成される。そして、この第3の実施形態の電子ペン1Bでは、制御回路140Bのモード切替信号生成回路141Bは、第1の実施形態の電子ペン1と同様に、モード切替信号SWのみを生成する。モード切替回路150Bは、このモード切替信号SWにより切り替えられる。
 すなわち、受信信号処理回路160の受信信号判別回路162では、スリーブ部材31からの受信信号をアンプ161を通じて受けて、タブレット2SAからのタイプ指定情報CMsを受信したか、またはタブレット2RAからのタイプ指定情報CMrを受信したかを判別する。そして、この受信信号判別回路162からの判別結果に応じて、モード切替信号生成回路141Bは、モード切替信号SWを生成する。そして、このモード切替信号SWにより、電子ペン1Bがタイプ指定情報CMsを受信したと判別したときには、モード切替回路150Bは、共通端子Cmが正弦波モード端子Tsに接続され、電子ペン1Bがタイプ指定情報CMrを受信したと判別したときには、共通端子Cmが矩形波モード端子Trに接続される。その他の構成は、第2の実施形態の電子ペン1Aと同様とされる。
 この第3の実施形態の電子ペン1Bは、送信モードと受信モードとを時分割で切り替える必要がなく、単に、送信情報発生回路110で生成された送信信号を、タブレット2Sまたはタブレット2Rの受信モード期間に送出するようにタイミング制御するだけで良いので、第2の実施形態の電子ペン1Aに比較して、モード管理処理が簡単になるという効果がある。
 [第4の実施形態]
 以上の第2の実施形態及び第3の実施形態では、電子ペンが信号発信回路から正弦波信号と矩形波信号のいずれを送出するかを指定する指定入力を受け付ける入力受付部は、タブレット2SAまたはタブレット2RAからのタイプ指定情報CMsまたはCMrを受信する芯体側部材としたが、入力受付部は、上述の構成に限られるものではない。
 第4の実施形態は、タブレット2SAまたはタブレット2RAからのタイプ指定情報CMsまたはCMrを受信する入力受付部を芯体側部材以外とした場合の一例である。図17に、この第4の実施形態の場合の電子ペン1Cと、正弦波タイプのタブレット2SC、矩形波タイプのタブレット2RCとの要部の構成例を示す。
 この第4の実施形態の一例の電子ペン1Cと、タブレット2SCまたはタブレット2RCとは、無線通信により、タイプ指定情報CMsまたはCMrを送受信する。そのため、電子ペン1Cには無線通信回路41が設けられ、タブレット2SCまたはタブレット2RCには、電子ペン1Cの無線通信回路41と無線通信するための無線通信回路42が設けられる。
 すなわち、この第4の実施形態の電子ペン1Cでは、入力受付部は、無線通信回路41で構成されている。この実施形態における無線通信回路41及び無線通信回路42としては、例えばブルートゥース(登録商標)規格の無線通信を行う回路で構成することができる。無線通信回路41及び無線通信回路42は、この例の構成に限られるものではなく、また、電波に限らず、赤外線などの光を用いる他の無線通信手段で構成することもできる。
 この第4の実施形態においては、タブレット2SCまたはタブレット2RCの無線通信回路42は、タイプ指定情報CMsまたはCMrを変調して無線送信用に変換して、電子ペン1Cの無線通信回路41に対して送信する。電子ペンICの無線通信回路41は、受信した信号を復調して、タイプ指定情報CMsまたはCMrを復元し、IC100の端子110を通じて受信信号処理回路160に供給する。
 電子ペン1Cでは、上述した第2の実施形態または第3の実施形態の電子ペン1Aまたは1Bと同様にして、受信信号処理回路160の受信信号判別回路162で、受信した信号がタイプ指定情報CMsまたはCMrのいずれであるかを判別し、その判別結果に基づいて、正弦波モードまたは矩形波モードに切り替えられる。
 これにより、この第4の実施形態では、無線通信回路41と無線通信回路42との間で無線通信が可能となる状態となると、電子ペン1Cは、無線通信している相手のタブレットが、タブレット2SCであるか、タブレット2RCであるかに対応した正弦波モードまたは矩形波モードのいずれかに自動的に切り替えられる。
 [第2の実施形態~第4の実施形態の変形例]
 なお、上述の第2の実施形態~第4の実施形態の説明では、タブレット2SA,2SB,2SCまたはタブレット2RA,2RB,2RCからの送信信号は、タイプ指定情報CMsまたはタイプ指定情報CMrのみとしたが、タイプ指定情報CMsまたはタイプ指定情報CMrに加えて、その他の信号を、電子ペン1A,1B,1Cに送信するようにしてもよい。その他の信号には、タブレット2SA,2SB,2SCまたはタブレット2RA,2RB,2RCの受信モードの期間の先頭のタイミングを示す情報を含ませてもよい。
 [第5の実施形態]
 第5の実施形態の電子ペンは、上述の第1、第2、第3、第4の実施形態の電子ペン1,1A,1B,1Cよりも、更に、電源回路12を構成する一次電池あるいは二次電池の電力消費を少なくすることができるように構成したものである。
 上述の実施形態の電子ペン1,1A,1B,1Cにおける正弦波モードにおいて生成される正弦波信号Ssは、トランス13の一次巻線13aと共振用キャパシタ14との共振回路により定まる周波数となるが、この場合の共振回路には、浮遊容量の分も含まれたものとなっている。そして、前記共振回路を備える発振回路120Rで生成される正弦波信号Ssを継続させるようにするためのスイッチ回路121の切り替え時点は、前述したように、正弦波信号Ssの電圧がゼロとなるタイミング時点であり、電力ロスが非常に少ない。
 しかしながら、上述の第1、第2、第3、第4の実施形態の電子ペン1,1A,1B,1Cにおいては、正弦波モードと矩形波モードとの切り替えに対応して、共振用キャパシタ14を、トランス13の一次巻線13aに並列に接続する状態と、一次巻線13aとの並列接続を切断する状態とを切り替えるスイッチ回路122を設けられている。この切替スイッチ回路122は、例えば2個のトランジスタで構成することができ、正弦波モードにおいても、切替スイッチ回路122の共通端子c及び切替端子b間を構成するトランジスタのオン抵抗が存在する状態となる。このため、正弦波モードにおいても、このスイッチ回路122におけるオン抵抗における電力ロスが発生する。
 また、上述の第1、第2、第3、第4の実施形態の電子ペン1,1A,1B,1Cにおける矩形波モードにおいては、スイッチ回路121は、トランス13で生じる電圧が零ボルトになる時点で切り替えられるものではないので、浮遊容量が存在すると、大きな電力ロスが生じることになる。
 この第5の実施形態は、以上の問題を解決して、電力ロスが非常に少ない電子ペンを構成することを企図したものである。図18は、この第5の実施形態の電子ペン1Dの電気的な構成例を示す図である。この図18の例は、図12に示した第2の実施形態の電子ペン1Aの電気的な構成例の場合と同様に、芯体11を通じてタブレット2SAまたはタブレット2RAの位置検出センサ部21Sまたは位置検出センサ部21Rからのタイプ指定情報CMsまたはCMrを受信する場合に適用した場合である。この図18において、図12に示した第2の実施形態の電子ペン1Aと同一の部分については、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
 この図18に示すように、この第5の実施形態の電子ペン1Dでは、切替スイッチ回路122は設けず、共振用キャパシタ14は、トランス13の一次巻線13aに並列に固定的に接続される。これに伴い、IC100の端子106は削減されている。
 また、この第5の実施形態の電子ペン1Dの制御回路140Dにおいては、上述の第2の実施形態の矩形波用制御信号生成回路143とは異なる矩形波用制御信号生成回路143Dが設けられる。この矩形波用制御信号生成回路143Dには、整流回路17の出力である高電圧HV(=HVr)が供給されると共に、スイッチ回路121と、トランス13の一次巻線13aとの接続点P1に矩形波モードにおいて得られる電圧VC(=VCr)が供給される。その他は、第2の実施形態の電子ペン1Aと同様に構成されている。
 この第5の実施形態の電子ペン1Dにおけるモード切替回路150Aの制御動作、また、受信モードにおける処理動作は、第2の実施形態の電子ペン1Aと全く同様である。
 そして、送信モードが正弦波モードの場合には、第2の実施形態の電子ペン1Aと同様である。この場合に、電子ペン1Dでは、切替スイッチ回路122が存在しないので、第2の実施形態の電子ペン1の場合のスイッチ回路122におけるオン抵抗は存在しない。このため、この第5の実施形態の電子ペン1Dの正弦波モードにおいては、スイッチ回路121における、正弦波電圧VCが零ボルトとなるタイミングでの切り替えによる発振回路120Rの継続発振制御動作により、電力ロスを生じることなく、正弦波信号Ssを生成することができると共に、整流回路17から高電圧HV(=HVs)を得ることが可能である。
 次に、この第5の実施形態の電子ペン1Dにおける矩形波用制御信号生成回路143Dの構成例及び送信モードが矩形波モードであるときの動作について、図19及び図20を参照しながら説明する。
 この第5の実施形態の電子ペン1Dにおいては、矩形波モードにおいても、トランス13の一次巻線13aには共振用キャパシタ14が並列に接続されていることから、トランス13の一次巻線13aとスイッチ回路121との接続点P1には、図20(A)に示すような正弦波状の電圧VCrが得られる。
 この第5の実施形態の電子ペン1Dにおける矩形波用制御信号生成回路143Dは、図3に示した正弦波用制御信号生成回路142と同様の回路構成のゼロクロス検出回路1431と、遅延回路1432と、パルス発生回路1433とを備えると共に、パルス幅制御回路1434を備える。ゼロクロス検出回路1431には、接続点P1に得られる電圧VCrが入力される。また、パルス幅制御回路1434には、整流回路17からの高電圧HV(=HVr)が入力される。
 ゼロクロス検出回路1431と、遅延回路1432とは、正弦波用制御信号生成回路142のゼロクロス検出回路1421と、遅延回路1422と同様に構成される。パルス発生回路1433は、スイッチング信号SWrD(図20(B)参照)を発生するもので、固定のパルス幅のパルスを発生するのではなく、パルス幅制御回路1434からの制御信号により、パルス幅が可変される構成を備える。この場合に、パルス発生回路1433から出力されるスイッチング信号SWrDのパルス幅は、正弦波用制御信号生成回路142から出力されるスイッチング信号SWsのパルス幅よりも大きいものとされる。
 スイッチ回路121は、この矩形波用制御信号生成回路143Dからのスイッチング信号SWrDのパルス幅期間でオンとされ、その他の期間ではオフとされる。そして、パルス幅制御回路1434は、パルス発生回路1433からのスイッチング信号SWrDのパルス幅を制御することにより、高電圧HVが、矩形波モードの高電圧HVrとなるように、スイッチ回路121のオン時間を制御するようにする。
 すなわち、図20(A)及び(B)に示すように、この第5の実施形態の電子ペン1Dにおいても、矩形波モードにおいては、矩形波用制御信号生成回路143Dからのスイッチング信号SWrDは、図20(A)及び(B)に示すように、接続点P1に得られる正弦波状電圧VCrのゼロクロス時点Zc2から、正弦波モード時の正弦波信号Ssの周期Tの1/4の遅延時間DLだけ遅れた時点でパルス幅期間が立ち上るので、正弦波状電圧VCrが零ボルトになる時点でスイッチ回路121はオンとなる。
 しかし、この矩形波モードにおいては、スイッチング信号SWrDのパルス幅期間は、正弦波モード時のスイッチング信号SWsのパルス幅期間よりも長いので、スイッチング信号SWrDのパルス幅期間に亘って零ボルトが継続し、図20(A)に示すように、正弦波状電圧VCrは、正弦波が変形したような波形となる。
 そして、スイッチング信号SWrDのパルス幅期間が終了して、スイッチ回路121がオフになると、図20(A)に示すように、正弦波状電圧VCrは、正弦波モードの際の正弦波電圧VCよりも、スイッチング信号SWrDのパルス幅期間分に応じた分だけ、高振幅の波形となる。すなわち、正弦波状電圧VCrは、図20(A)において、斜線を付して示す分だけ、電圧2VDDよりも高くなる。したがって、この高振幅の波形の正弦波状電圧VCrがトランス13の一次巻線13aと二次巻線13bとの巻き数比に応じて昇圧され、整流回路17で整流されることにより、正弦波モード時の高電圧HV(=HVs)よりも高い矩形波モードにおける高電圧HV(=HVr)が生成される。
 そして、前述もしたように、当該生成された高電圧HVが、矩形波用制御信号生成回路143Dのパルス幅制御回路1434に供給される。矩形波用制御信号生成回路143Dのパルス幅制御回路1434は、入力された高電圧HVが矩形波モード時の高電圧HVrとなるように、スイッチング信号SWrDのパルス幅期間を制御する。これにより、図20(B)に示すスイッチ回路121のオン期間の長さが制御され、それに応じて、図20(A)の正弦波状電圧VCrの斜線を付して示す分の大きさ(面積)が制御される。その結果、整流回路17から出力される高電圧HVが矩形波モード時の高電圧HVrとなるように制御される。
 この第5の実施形態の電子ペン1Dにおいては、切替スイッチ回路122が存在しないために、正弦波モードにおいては、切替スイッチ回路122におけるオン抵抗のための電力ロスがなくなり、低消費電力化に寄与する。
 そして、この第5の実施形態の電子ペン1Dにおいては、矩形波モードにおいても、スイッチ回路121は、正弦波状電圧VCrが零ボルトになるタイミングで切り替えられるために、電力ロスが殆ど無くなる。よって、この第5の実施形態の電子ペン1Dによれば、電源回路12の一次電池あるいは二次電池の電力消費を最小限に抑えることができて、電池寿命を長寿命化することができる。
 なお、図18に示した第5の実施形態の電子ペン1Dにおいては、正弦波用制御信号生成回路142と、矩形波用制御信号生成回路143Dとはそれぞれ個別に設けるようにした。しかし、上述の説明から明らかなように、正弦波用制御信号生成回路142と、矩形波用制御信号生成回路143Dとでは、ゼロクロス検出回路1421とゼロクロス検出回路1431、また、遅延回路1422と遅延回路1432は、それぞれ同じもので良い。よって、第5の実施形態においては、正弦波用制御信号生成回路142と、矩形波用制御信号生成回路143Dとは、ゼロクロス検出回路と遅延回路とを共用する構成とすることで、より構成を簡単にすることができる。
 [その他の実施形態または変形例]
 上述の実施形態では、電子ペンのIC化された信号処理回路は、モード切替回路150、150A,150B,150C,150DをIC100内に含むものとして説明したが、このモード切替回路150、150A,150B,150C,150Dは、IC100の外付け部品としてもよい。また、上述の実施形態では、電子ペンの信号処理回路の大部分は、IC化されたものとして説明したが、IC化することなく、ディスクリート部品からなる電子回路として構成してもよいことは言うまでもない。
 また、上述の実施形態においては、正弦波信号発生回路120は、他励式の発振回路の構成としたが、この発明は、これに限られるものではない。また、整流回路17の構成も、上述の実施形態の構成に限られるものではないことは勿論である。
 また、上述の実施形態においては、第1の信号の波形が正弦波、第2の信号の波形が矩形波としたが、第2の信号の波形は、矩形波に限らず、その他の波形、例えば三角波やその他の波形であってもよい。また、第1の信号の波形も、正弦波に限らず、その他の波形であってもよい。
 また、上述の実施形態においては、送信情報により正弦波信号をASK変調信号あるいはOOK変調信号に変換するためには、送信情報発生回路110からの信号により、正弦波用制御信号生成回路142を制御するようにしたが、この構成に限られる訳ではない。例えば、送信情報発生回路110は、正弦波用制御信号生成回路142を制御せず、その代わりに、トランス13の二次巻線13b側に連続波信号として得られる正弦波信号に対する変調回路(ASK変調またはOOK変調)を設け、送信情報を、当該変調回路に供給することで、当該変調回路からASK変調信号またはOOK変調信号を得るように構成してもよい。
 1,1A,1B,1C,1D…電子ペン、2S,2SA…正弦波タイプのタブレット、2R,2RA…矩形波タイプのタブレット、11…芯体、12…電源回路、13…トランス、14…共振用キャパシタ、17…整流回路、30…スライド操作スイッチ、41,42…無線通信回路、120…正弦波信号発生回路、130…矩形波信号発生回路、140,140A,140B,140D…制御回路、150,150A…モード切替回路、160…受信信号処理回路、162…受信信号判別回路
 

Claims (20)

  1.  導電性の芯体側部材と、
     電源部と、
     前記電源部からの電源電圧の供給を受け、異なる波形の第1の信号と第2の信号とを発生し、前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれかを選択的に前記芯体側部材に供給する信号発信回路と、
     前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれを前記信号発信回路から前記芯体側部材に供給するかを指定する指定入力を受け付ける入力受付部と、
     前記信号発信回路を、前記入力受付部で受け付けた前記指定入力に応じた前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれかを前記芯体側部材に供給するように制御する制御部と、
     を備えることを特徴とする電子ペン。
  2.  前記信号発信回路は、前記第1の信号として正弦波信号を発生する正弦波信号発生部を備え、
     前記正弦波信号発生部は、一次巻線側にキャパシタが接続されることで共振回路が形成され、二次巻線側から正弦波信号を出力するトランスを備え、
     前記トランスの二次巻線側に整流回路が設けられ、前記整流回路の出力電圧が前記第2の信号を発生する信号発生部の電源電圧とされる
     ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  3.  前記信号発信回路は、前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれかを選択して前記芯体側部材に供給するための信号切替回路を備えると共に、前記第1の信号として正弦波信号を発生する正弦波信号発生部を備え、
     前記正弦波信号発生部は、一次巻線側にキャパシタが接続されることで共振回路が形成され、二次巻線側から正弦波信号を出力するトランスを備え、
     前記トランスの二次巻線側に整流回路が設けられ、前記整流回路の出力電圧が前記信号切替回路の電源電圧とされる
     ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  4.  前記信号発信回路は、前記第2の信号として矩形波信号を発生する矩形波信号発生部を備える
     ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電子ペン。
  5.  前記正弦波信号を出力する際には、前記一次巻線側のキャパシタを共振回路に接続し、前記第2の信号を出力する際には、前記一次巻線側のキャパシタを共振回路から切り離すように前記制御部により切り替えられる第1のスイッチ回路を備えると共に、
     前記一次巻線の一端は前記電源の一端に接続され、前記一次巻線の他端と前記電源の他端との間には第2のスイッチ回路が接続され、
     前記制御部により、前記正弦波信号を出力する際には、前記第2のスイッチ回路は、前記正弦波信号のゼロレベルの時点で所定時間オンとされると共に、その他の区間ではオフとされ、前記第2の信号を出力する際には、前記第2のスイッチ回路は、前記第2の信号発生用の電源電圧が得られるようにオン、オフ制御される
     ことを特徴とする請求項2~請求項4のいずれかに記載の電子ペン。
  6.  前記一次巻線の一端は前記電源の一端に接続され、前記一次巻線の他端と前記電源の他端との間にはスイッチ回路が接続され、
     前記制御部により、前記正弦波信号を出力する際には、前記スイッチ回路は、前記正弦波信号のゼロレベルの時点で所定時間オンとされると共に、その他の区間ではオフとされ、前記第2の信号を出力する際には、前記スイッチ回路は、前記第2の信号発生用の電源電圧が前記整流回路の出力電圧として得られるように前記スイッチ回路の前記オン区間の長さが制御される
     ことを特徴とする請求項2~請求項4のいずれかに記載の電子ペン。
  7.  前記第1の信号と前記第2の信号とは、異なる振幅及び/または異なる周波数を有する
     ことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の電子ペン。
  8.  前記第1の信号及び前記第2の信号は、送信情報に応じた変調が施された信号である
     ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  9.  送信信号生成部を備え、
     前記信号発信回路は、前記送信信号生成部からのデジタル信号に応じて前記第1の信号としての前記正弦波信号を変調する変調回路を備えると共に、
     前記送信信号生成部からのデジタル信号に応じた前記第2の信号としての前記矩形波信号を発生する回路を備える、
     ことを特徴とする請求項4に記載の電子ペン。
  10.  前記入力受付部は、利用者により操作される操作部である
     ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  11.  前記入力受付部は、電子ペンと共に使用されるタブレットからの指定信号を前記指定入力として受信する
     ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  12.  前記入力受付部は、前記芯体側部材を通じて前記タブレットからの指定信号を前記指定入力として受信する
     ことを特徴とする請求項11に記載の電子ペン。
  13.  前記芯体側部材は、導電性の芯体であり、前記タブレットからの指定信号を前記芯体を通じて受信する期間と、前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれかを前記芯体を通じて送信する期間とを、時分割的に切り替える
     ことを特徴とする請求項12に記載の電子ペン。
  14.  前記芯体側部材は、導電性の芯体と、前記芯体の周囲を覆うように設けられる導電性のスリーブ部材とからなり、前記タブレットからの指定信号を前記芯体及び前記スリーブ部材の一方を通じて受信し、前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれかを前記芯体及び前記スリーブ部材の他方を通じて送信する
     ことを特徴とする請求項12に記載の電子ペン。
  15.  前記入力受付部は、前記タブレットからの指定信号を無線信号として受信する無線通信部を含む
     ことを特徴とする請求項11に記載の電子ペン。
  16.  前記トランスの前記一次巻線と前記二次巻線との巻き数比は、1:n(n>0)である
     ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電子ペン。
  17.  前記電源部は、一次電池または二次電池である
     ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  18.  電子ペンと、前記電子ペンからの信号を受信して、前記電子ペンの指示位置を検出するタブレットとからなる座標入力装置であって、
     前記電子ペンは、
     導電性の芯体側部材と、
     電源部と、
     前記電源部からの電源電圧の供給を受け、異なる波形の第1の信号と第2の信号とを発生し、前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれかを選択的に前記芯体側部材に供給する信号発信回路と、
     前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれを前記信号発信回路から前記芯体側部材に供給するかを指定する指定情報を、前記タブレットから受信する指定入力受信部と、
     前記信号発信回路を、前記指定入力受信部で受信した前記指定情報に応じた前記第1の信号と前記第2の信号とのいずれかを前記芯体側部材に供給するように制御する制御部と、
     を備え、
     前記タブレットは、
     前記第1の信号と前記第2の信号との内の自装置が処理可能ないずれかを指定する前記指定情報を送信する送信手段を備える
     ことを特徴とする座標入力装置。
  19.  前記指定情報受信部は、前記芯体側部材を通じて前記タブレットからの指定情報を受信するものであり、
     前記タブレットは、前記指示位置を検出するために前記電子ペンからの信号を受信するセンサの電極を通じて前記電子ペンに対して前記指定情報を送信する
     ことを特徴とする請求項18に記載の座標入力装置。
  20.  前記指定情報受信部は、前記タブレットからの指定情報を無線信号として受信する第1の無線信号通信部を備え、
     前記タブレットは、前記電子ペンに対して前記指定情報を無線送信する第2の無線信号通信部を備える
     ことを特徴とする請求項18に記載の座標入力装置。
     
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