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JP6952591B2 - 電子ペン及び電子ペン本体部 - Google Patents

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Description

この発明は、位置検出装置と共に使用される電子ペン及び電子ペン本体部に関する。
電子ペンは、筒状の筐体の中空部内に、電子ペンを構成する電子ペン構成部材を収納して構成される。電磁誘導方式の電子ペンの電子ペン構成部材は、少なくとも、磁性体コアの例としてのフェライトコアに巻回されたコイルと、このコイルと並列に接続されて共振回路を構成するキャパシタとを含む。アクティブ静電方式の電子ペンの電子ペン構成部材は、少なくとも、導電性の芯体と、この芯体を通じて送出する位置検出用信号を発生する信号発生回路とを含む。
出願人は、電子ペン構成部材を電子ペン本体部として、カートリッジ式とした電子ペンを提案している(特許文献1(特許第5959038号公報)参照)。
図9は、特許文献1に開示されている電子ペンの構成例を示す図である。この例の電子ペン1は、筒状の筐体2の中空部2a内に、電子ペン本体部3が収納され、ノックカム機構部4により、電子ペン本体部3のペン先側が、筐体2の長手方向の一端の開口2b側から出し入れされるノック式の構成を備える。この例の電子ペン1における電子ペン本体部3は、カートリッジ式の構成とされ、筐体2に対して着脱可能とされている。
図9(A)は、電子ペン本体部3の全体が筐体2の中空部2a内に収容されている状態を示し、図9(B)は、ノックカム機構部4により電子ペン本体部3のペン先側が、筐体2の開口2bから突出した状態を示している。なお、図9の例では、電子ペン1の筐体2が透明の合成樹脂で構成されていて、その内部が透けて見える状態として示している。そして、この例の電子ペン1は、市販のノック式ボールペンと互換性が取れる構成とされている。
筐体2及び当該筐体2内に設けられるノックカム機構部4は、周知の市販のノック式ボールペンと同一の構成とされると共に、寸法関係も同一に構成される。換言すれば、筐体2及びノックカム機構部4は、市販のノック式のボールペンの筐体及びノックカム機構部をそのまま用いることもできる。
ノックカム機構部4は、図9に示すように、カム本体41と、ノック棒42と、回転子43とが組み合わされた周知の構成とされている。ノック棒42の端部42aは、筐体2のペン先側とは反対側の開口2cから突出するようにされている。回転子43は、嵌合部43aを備え、この嵌合部43aに、電子ペン本体部3のペン先側とは反対側の端部が嵌合される。
電子ペン本体部3においては、コイル31が巻回された磁性体コア、この例ではフェライトコア32が筒状体部33と結合されている。図10(A)は、コイル31が巻回されたフェライトコア32と、筒状体部33の一部と、芯体34の部分の分解拡大図、また、図10(B)は、図9(B)の状態の電子ペン1のペン先側の拡大図である。
図9及び図10に示すように、芯体34が、フェライトコア32の貫通孔32dを通じて挿通されて、その挿通される側の端部34bが、筒状体部33内に設けられている筆圧検出部35に嵌合されて電子ペン本体部3の一部として設けられる。図10(B)に示すように、芯体34の端部34bとは反対側の端部34aは、ペン先として、フェライトコア32から突出する。
そして、フェライトコア32をその軸心方向に見たとき、ペン先側の端部から、コイル巻回部32aの一方の端までの部分は、コイルが巻回されない第1のコイル非巻回部32bとされ、また、コイル巻回部32aの他方の端から、フェライトコア32の筒状体部33との結合部側の若干の部分も、コイル31が巻回されない第2のコイル非巻回部32cとされる。
フェライトコア32の径は、筐体2の開口2bの径よりも小さく選定されている。ただし、市販のノック式ボールペンと互換性が取れる構成とするために、コイル巻回部32aの径は、筐体2の開口2bの径よりも大きいものとされている。これにより、第1のコイル非巻回部32bのペン先側部分は、図10(B)に示すように、筐体2の開口2bから外部に突出することができる。なお、第2のコイル非巻回部32cは、筒状体部33と結合するための部分である。
電子ペン本体部3の筒状体部33のフェライトコア32との結合部の近傍には、筆圧検出部35が設けられている。筒状体部33内には、さらにプリント基板36が収納されている。このプリント基板36には、コイル31に並列に接続されて共振回路を構成するキャパシタが設けられている。
図9(A)の状態において、ノック棒42の端部42aが押下されると、ノックカム機構部4により、電子ペン本体部3は、筐体2内において図9(B)の状態にロックされ、電子ペン本体部3のペン先側が、筐体2の開口2bから突出する状態になる。そして、この図9(B)の状態から、ノック棒42の端部42aが再度押下されると、ノックカム機構部4によりロック状態が解除され、復帰用バネ5により、電子ペン本体部3の筐体2内の位置は、図9(A)の状態に戻る。
特許第5959038号公報
上述した電子ペン1においては、電子ペン本体部3は、ペン先側とは反対側の端部がノックカム機構部4の回転子43の嵌合部43aに嵌合されて点的に支持されている。そして、電子ペン本体部3のペン先側の出入りがあるために、電子ペン1の筐体2の開口2bと、電子ペン本体部3のペン先側との間は、ある程度の余裕を持った寸法とされている。このため、図9(B)に示すように、芯体34を突出させ、電子ペン1を傾けた状態で、電子ペン1により筆記すると、芯体34に印加される筆圧により電子ペン本体部3に曲げモーメントが加わり、電子ペン本体部3が撓ることがある。
上述したように、電子ペン本体部3のペン先側には、フェライトコア32が配置されており、電子ペン1の筐体2の開口2bから一部が突出すると状態とされている。このため、電子ペン本体部3が撓ると、開口2bから一部が突出しているフェライトコア32が破損してしまう恐れがあった。
また、図9の例の電子ペン1は、電磁誘導方式の電子ペンであって、フェライトコア32に巻回されているコイル31は、芯体34のペン先34a側に近くなるようにして、位置検出装置のセンサ部までの距離をできる限り短くした方が、位置検出装置における位置検出の精度が高くなる。
しかしながら、図9の例の電子ペン1では、市販のノック式ボールペンと互換性が取れる構成としているので、電子ペン1の筐体2の開口2bの寸法の関係上、コイル31は、筐体2の開口2bから外部に突出させることができないので、コイルと位置検出装置のセンサ部との距離の短縮化が困難であった。
さらに、図9の電子ペン1は、電子ペン本体部3のペン先側とは反対側で支持する構成であるため、寸法精度の公差が比較的大きくなるという問題もあった。
この発明は、以上の問題点を解決することができるようにした電子ペン及び電子ペン本体部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、
軸心方向の少なくとも一方側に開口を備えると共に、前記開口と連通する軸心方向の第1の中空部を備える筐体と、前記筐体の前記開口側において結合され、軸心方向の第2の中空部内に電子ペン構成部材が収納されている電子ペン本体部とからなり、
前記電子ペン本体部は、
前記筐体の前記開口を介して前記筐体の前記第1の中空部内に収納される軸心部と、
前記軸心部と結合されていると共に、前記筐体の前記開口より外部に露出する先端部と、
を備え、
前記電子ペン本体部の前記先端部の前記軸心方向の前記軸心部との結合側は、前記筐体の前記開口側の第1のリング状端面と当接する第2のリング状端面を備えるように、前記開口よりも大きくされていて、前記電子ペン本体部は、前記先端部と前記軸心部との結合部に段部を備え、
前記電子ペン本体部の前記第2のリング状端面と、前記筐体の前記開口側の前記第1のリング状端面とが当接する状態で、前記筐体に対して前記電子ペン本体部が結合される
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おいては、電子ペン本体部は、その軸心部が筐体の軸心方向の一方側の開口から筐体の第1の中空部内に収納されると共に、その先端部と軸心部との結合部の段部における第2のリング状端面と、筐体の開口側の第1のリング状端面とが当接する状態で、筐体に対して結合される。すなわち、電子ペン本体部は、ペン先側とは反対側である軸心部の端部が点的に固定されて筐体に結合されるのではなく、先端部と軸心部との結合部の段部の第1のリング状端面と筐体の開口側の第2のリング状端面とが衝合して結合される状態となる。
このため、電子ペン本体部の先端部のペン先側に圧力が印加された場合に、当該圧力は、電子ペン本体部の先端部を通じて筐体の第1のリング状端面で受けることになり、印加された圧力による曲げモーメントは電子ペン本体部には殆ど生じない。もしも、印加された圧力による曲げモーメントが電子ペン本体部に生じたとしても、それは、先端部のみに加わる状態となり、軸心部には全く加わらない。したがって、電子ペン本体部の全体が撓るような状況になることを回避することができる。
そして、上述の構成の電子ペンによれば、電子ペン本体部の先端部は、筐体の開口から突出する部分であって、筐体の開口のリング状端面と当接するリング状端面を有する大きさであるので、当該電子ペン本体部の先端部の部分にも、電子ペン構成部材の一部を収納させることが可能である。したがって、例えば電子ペンが電磁誘導方式の電子ペンである場合に、磁性体コアに巻回されるコイルを、当該電子ペン本体部の先端部の部分にも収納することが可能であり、コイルと位置検出装置のセンサ部との距離の短縮化が可能となる。
また、筐体の開口のリング状端面と、電子ペン本体部の先端部のリング状端面とが当接する状態で、筐体に対して電子ペン本体部が結合されるので、寸法精度の公差を小さくすることができる。
この発明による電子ペンの第1の実施形態の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の実施形態の電子ペン本体部の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の実施形態の電子回路例と、位置検出装置の電子回路例を説明するためのブロック図である。 この発明による電子ペンの第2の実施形態の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電子ペン本体部の他の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電子ペン本体部の他の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電子ペン本体部の他の構成例を説明するための図である。 図7の例の電子ペン本体部の電子回路例を説明するための回路図である。 従来の電子ペンの一例を説明するための図である。 図9の例の電子ペンの要部を説明するための図である。
[第1の実施形態]
この発明による電子ペンの第1の実施形態の構成例を、図1及び図2を参照しながら説明する。なお、この第1の実施形態の電子ペン100は、電磁誘導方式の電子ペンの場合である。
この第1の実施形態の電子ペン100は、図1(A)に示すように、筐体101の中空部101a内に、電子ペン本体部102の後述する軸心部1021が収納された状態で結合されることで構成される。図1(A)は、筐体101のみを断面として示したものである。図1(B)は、電子ペン本体部102の外観斜視図である。また、図1(C)は、筐体101を、電子ペン本体部102との結合側から、その軸心方向に見た図である。さらに、図2は、筐体101に対して、電子ペン本体部102を結合させる途中の状態を示す図であり、筐体101及び電子ペン本体部102の断面図を示したものである。
筐体101は、例えば樹脂で構成されており、図1(A)及び(C)に示すように、細長で断面形状が、この例では6角形状の棒状体であり、その内部に、中心線に沿って軸心方向の円柱状中空部101aを備える。筐体101の、この円柱状の中空部101aの内径(直径)はR1とされている。そして、この実施形態では、筐体101の中空部101aの軸心方向の一方の端部側は、開口101b(図1(C)及び図2参照)とされている。したがって、開口101bの径は、R1となっている。なお、筐体101の外形は、6角柱に限られるものではなく、断面が多角形の柱状であってもよいし、円柱形状であってもよい。
そして、この第1の実施形態では、筐体101の開口101b側は、開口101bに向かって徐々に先細となるようにテーパー部101dとされている。そして、筐体101の開口101b側の先端部分には、図1(A),(C)及び図2に示すように、軸心方向に直交する方向の面であって、所定幅wのリング状端面101eが形成されるように構成されている。
筐体101の軸心方向の他方の端部側は、この例では閉塞部101cとされている。なお、筐体101自身を閉塞部101cで閉塞させるのではなく、軸心方向の他方の端部側も開口としておき、その開口を蓋部で閉塞するように構成しても勿論よい。
電子ペン本体部102は、図1(A)に示すように、筐体101と結合したときに、筐体101の中空部101a内に収納される部分となる軸心部1021と、この軸心部1021と結合されていると共に、筐体101の開口101bより外部に露出する部分となる先端部1022とからなる。
電子ペン本体部102の軸心部1021の外形は、筐体101の中空部101a内に収納されるように、この実施形態では、筐体101の中空部101aの内径R1よりも若干小さい外径R2を有する円柱形状とされている。ただし、軸心部1021の、先端部1022との結合部の近傍部分1021aの外径は、筐体101の中空部101aの内径R1とほぼ等しくされて、この近傍部分1021aのところで、電子ペン本体部102の軸心部1021が筐体101の中空部101aに対して圧入されることで、電子ペン本体部102が筐体101から抜け落ちずに係止する状態となるように構成されている。
一方、電子ペン本体部102の先端部1022の外形は、軸心部1021との結合側から徐々に先細となるテーパー部1022aを備える円錐形状とされている。この場合に、先端部1022の、軸心部1021との結合部となる円錐形状の底面の径R3は、筐体101の開口101bよりも大きくされている。そして、この実施形態では、先端部1022の、軸心部1021との結合部となる円錐形状の底面の径R3は、電子ペン本体部102を筐体101と結合したときに、図1(A)に示すように筐体101のテーパー部101dと先端部1022のテーパー部1022aとが面一として連続するような値に選定されている。
すなわち、先端部1022の、軸心部1021との結合部となる円錐形状の底面の径R3は、図1(B)に示すように、
R3=(筐体101の中空部101aの内径R1)+(筐体101の開口101b側の先端部分のリング状端面101eの幅wの2倍)
とされている。
電子ペン本体部102は、以上のように構成されることにより、電子ペン本体部102の軸心部1021と、先端部1022との結合部には、段部1023が形成される。そして、この段部1023においては、先端部1022の軸心部1021との結合側である底面の、軸心部1021よりも外側に張り出す部分として、軸心方向に直交する方向の面であって、所定幅wのリング状端面1022bを備える。
電子ペン本体部102は、その軸心部1021を、筐体101の開口101b側から中空部101a内に挿入して、軸心部1021と先端部1022との結合部まで、筐体101の中空部101a内に押し込まれる。すると、筐体101の開口101b側の先端部分のリング状端面101eと、電子ペン本体部102の先端部1022のリング状端面1022bとが当接する状態になる。
このとき、電子ペン本体部102の軸心部1021の、先端部1022との結合部の近傍部分1021aの外径は、筐体101の中空部101aの内径にほぼ等しいので、当該近傍部分1021aは筐体101の中空部101a内に圧入される状態となる。したがって、筐体101の開口101b側の先端部分のリング状端面101eと、電子ペン本体部102の先端部1022のリング状端面1022bとが当接する状態で、筐体101に対して電子ペン本体部102が係止されて、両者が結合される。
そして、図1(A)に示すように、電子ペン本体部102の軸心部1021の軸心方向の長さよりも、筐体101の中空部101aの軸心方向の長さが長いので、筐体101の中空部101aには、電子ペン本体部102の軸心部1021の軸心方向の端部と閉塞部101cとの間には中空空間が生じている。
そして、この実施形態では、図2に示すように、電子ペン本体部102には、軸心方向の中空部102aが設けられており、この中空部102a内に、電子ペン構成部材を構成する複数の部品が、軸心方向に並べられて配設されている。この実施形態では、電磁誘導方式の電子ペンを構成するための電子ペン構成部材の全てが、電子ペン本体部102の中空部102a内に収容される。
この実施形態の電子ペン100における電子ペン本体部102の筐体102CSは、例えば樹脂で構成されている。図2に示すように、この例では、軸心部1021の筐体及び先端部1022の筐体の全体が一つの筐体102CSで構成されている。軸心部1021の筐体と先端部1022の筐体とを別々に構成して、両者を結合することで電子ペン本体部102の筐体を構成するようにしても勿論良い。
この実施形態では、電子ペン本体部102の筐体102CS内には、軸心方向の中空部102aが、図2に示すように、軸心部1021のみではなく、先端部1022にまで亘って形成されている。すなわち、中空部102aは、軸心方向において、筐体101に電子ペン本体部102が結合されたとき、筐体101の開口101bよりも外方に存在する先端部1022側の部分にまで亘って形成されている。この例では、中空部102aは、円柱形状を有し、その径R4は、当該中空部102a内に、後述する複数の部品からなる電子ペン構成部材が収納可能な値とされている。
そして、図2に示すように、電子ペン本体部102の筐体102CSの先端部1022とは反対側においては、中空部102aは開口とされており、この開口から電子ペン構成部材が、中空部102a内に収納されるように構成されている。当該中空部102aの先端部1022とは反対側の開口は、蓋部102CPにより閉塞されている。
前述したように、径R4の中空部102aは、図2に示すように、先端部1022の先細端部近傍まで延長されている。そして、先端部1022の先端部には、図2に示すように、後述する芯体201が挿通される細い径R5(R5<R4)の貫通孔1022cが、中空部102aと連通するように設けられている。したがって、中空部102aの先端部1022の先細端部近傍には、段部1022dが形成されている。
電磁誘導方式の電子ペン構成部材は、この実施形態では、図2に示すように、芯体201と、コイル202が巻回された磁性体コアの例としてのフェライトコア203と、圧力検出部材204と、プリント基板205とからなる。そして、これらの電子ペン構成部材は、電子ペン本体部102の中空部102a内において、軸心方向に、先端部1022側から見て、コイル202が巻回されたフェライトコア203、圧力検出部材204、プリント基板205の順番に、配設される。
コイル202が巻回されたフェライトコア203の、先端部1022の先細端部近傍側の端部は、図2に示すように、中空部102aの、先端部1022の先細端部近傍の段部1022dに当接する状態で配設される。したがって、フェライトコア203のみではなく、巻回されているコイル202の一部、図2の例では、軸心方向の長さの半分以上が、電子ペン本体部102の先端部1022内に収納される状態となる。
そして、図2に示すように、フェライトコア203の、先端部1022の先細端部近傍側とは反対側の端部は、圧力検出部材204に嵌合される。この例では、圧力検出部材204は、中空部102aの軸心部1021の部分内に収納されている。
圧力検出部材204は、この例では、軸心方向を中心線方向とする円柱状あるいは角柱状の、例えば樹脂からなるパッケージ2040を備え、このパッケージ2040内に、感圧チップ2041が設けられて、構成されている。感圧チップ2041は、この実施形態では、芯体201に印加される圧力に応じた静電容量を呈する容量可変キャパシタの構成とされている。この例では、感圧チップ2041は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子からなる半導体チップで構成されている。このMEMS素子からなる感圧チップは、例えば特許文献;特開2013−161307号公報などに開示されているので、ここでは、その詳細な説明は省略する。
なお、圧力検出部材204としては、キャパシタの静電容量を、印加される圧力(筆圧)に応じて変化させる機構を用いるもの(例えば特許文献(特開2011−186803号公報)参照)を用いてもよい。
圧力検出部材204のパッケージ2040には嵌合部が形成されていて、フェライトコア203の端部が、その嵌合部に嵌合される。そして、図2に示すように、圧力検出部材204のパッケージ2040内の感圧チップ2041の圧力を受ける側には、例えば弾性ゴムなどの弾性部材からなる圧力伝達部材2042が設けられている。
フェライトコア203には、芯体201を挿通する軸心方向の貫通孔203aが設けれられており、コイル202が巻回されたフェライトコア203が中空部102a内に収納されたときに、フェライトコア203の貫通孔203aと、先端部1022の貫通孔1022cとが連通するように構成されている。芯体201は、先端部1022の貫通孔1022cを通じ、また、フェライトコア203の貫通孔203aを通じて挿入される。
圧力検出部材204の圧力伝達部材2042には、図2に示すように、芯体201の端部が嵌合される嵌合部が形成されており、先端部1022の貫通孔1022c及びフェライトコア203の貫通孔203aを挿通された芯体201の端部が嵌合され、芯体201の先端に印加される圧力が、圧力伝達部材2042を介して感圧チップ2041に加わるように構成されている。なお、芯体201は、圧力伝達部材2042との嵌合部から容易に引き抜くことが可能であって、交換可能である。
圧力検出部材204のパッケージ2040の、先端部1022側とは反対側には、プリント基板205が嵌合されている。この例では、コイル202が巻回されたフェライトコア203と、圧力検出部材204と、プリント基板205とは、軸心方向に並べられて結合されて、モジュール化されている。そして、プリント基板205の、先端部1022とは反対側は、蓋部102CPに当接するように構成されている。すなわち、コイル202が巻回されたフェライトコア203と、圧力検出部材204と、プリント基板205とからなるモジュール部材は、フェライトコア203の一方の端部が中空部102aの先端部1022の段部1022dと当接していることと相まって、軸心方向の移動が規制されるようにされている。
すなわち、圧力検出部材204は、蓋部102CPにより、軸心方向に移動しないように固定されており、芯体201の外部に突出している部分に印加された圧力(筆圧)が、この圧力検出部材204の感圧チップ2041で、静電容量の変化として検知される。
プリント基板205には、フェライトコア203に巻回されているコイル202と並列に接続されて共振回路を構成するキャパシタ206が配置されており、コイル202の両端部と、キャパシタ206との電気的な接続も、このプリント基板205上でなされる。また、圧力検出部材204の感圧チップ2041で構成される容量可変キャパシタも、プリント基板205上において、コイル202及びキャパシタ206と並列に電気的に接続される。
以上のように構成される、この実施形態の電子ペン100の電子回路例と、この電子ペン100と共に使用される電磁誘導方式の位置検出装置の電子回路例について、図3を参照して説明する。
この図3に示すように、電子ペン100においては、コイル202の一方の端部及び他方の端部と、キャパシタ206とが接続されると共に、圧力検出部材204の感圧チップ2041で構成される容量可変キャパシタ204Cが、コイル202及びキャパシタ206に並列に接続されて、共振回路100Rが構成されている。
この実施形態の電磁誘導方式の位置検出装置300は、電子ペン100に対して電磁結合により信号を送信し、電子ペン100は、位置検出装置300から受信した信号を共振回路100Rを介して帰還する。
位置検出装置300では、電子ペン100の共振回路100Rからの帰還信号を、電磁結合により受信し、その受信した信号が検出されるセンサ上の位置から、電子ペン100により指示されたセンサ上の位置を検出すると共に、電子ペン100の共振回路100Rから電磁結合により受信する信号の位相変化を検出することより共振周波数の変化を検出して、電子ペン100の芯体201に印加された筆圧を検出するようにする。
位置検出装置300には、X軸方向ループコイル群311と、Y軸方向ループコイル群312とが積層されて位置検出コイルからなるセンサ310が形成されている。また、位置検出装置300には、X軸方向ループコイル群311及びY軸方向ループコイル群312が接続される選択回路313が設けられている。この選択回路313は、2つのループコイル群311,312のうちの一のループコイルを順次選択する。
また、位置検出装置300には、発振器301と、電流ドライバ302と、切り替え接続回路303と、受信アンプ304と、位置検出用回路305と、筆圧検出用回路306と、処理制御部307とが設けられている。処理制御部307は、マイクロコンピュータにより構成されている。処理制御部307は、選択回路313におけるループコイルの選択、切り替え接続回路303の切り替えを制御すると共に、位置検出用回路305及び筆圧検出用回路306での処理タイミングを制御する。
発振器301は、周波数f0の交流信号を発生する。そして、発振器301は、発生した交流信号を、電流ドライバ302と筆圧検出用回路306に供給する。電流ドライバ302は、発振器301から供給された交流信号を電流に変換して切り替え接続回路303へ送出する。切り替え接続回路303は、処理制御部307からの制御により、選択回路313によって選択されたループコイルが接続される接続先(送信側端子T、受信側端子R)を切り替える。この接続先のうち、送信側端子Tには電流ドライバ302が、受信側端子Rには受信アンプ304が、それぞれ接続されている。
選択回路313により選択されたループコイルに発生する誘導電圧は、選択回路313及び切り替え接続回路303を介して受信アンプ304に送られる。受信アンプ304は、ループコイルから供給された誘導電圧を増幅し、位置検出用回路305及び筆圧検出用回路306へ送出する。
X軸方向ループコイル群311及びY軸方向ループコイル群312の各ループコイルには、電子ペン100から送信される電波によって誘導電圧が発生する。位置検出用回路305は、ループコイルに発生した誘導電圧、すなわち受信信号を検波し、その検波出力信号をディジタル信号に変換し、処理制御部307に出力する。処理制御部307は、位置検出用回路305からのデジタル信号、すなわち、各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値のレベルに基づいて電子ペン1のX軸方向及びY軸方向の指示位置の座標値を算出する。
一方、筆圧検出用回路306は、受信アンプ304の出力信号を発振器301からの交流信号で同期検波して、それらの間の位相差(周波数偏移)に応じたレベルの信号を得、その位相差(周波数偏移)に応じた信号をデジタル信号に変換して処理制御部307に出力する。処理制御部307は、筆圧検出用回路306からのデジタル信号、すなわち、送信した電波と受信した電波との位相差(周波数偏移)に応じた信号のレベルに基づいて、電子ペン100に印加されている圧力を検出する。
[第1の実施形態の電子ペン100の効果]
上述の第1の実施形態の電子ペン100においては、電子ペン本体部102は、その軸心部1021が筐体101の軸心方向の一方側の開口101bから筐体101の中空部101a内に収納され、その先端部1022と軸心部1021との結合部の段部1023において、先端部1022のリング状端面1022bと、筐体101の開口101b側のリング状端面101eとが当接する状態で、筐体101に対して結合される。すなわち、電子ペン本体部102は、ペン先側とは反対側である軸心部の端部が点的に固定されて筐体に結合されるのではなく、先端部1022と軸心部1021との結合部の段部1023のリング状端面1022bと筐体101の開口101b側のリング状端面101eとが衝合して結合される状態となる。
このため、電子ペン本体部102の先端部1022に力が加わった場合には、その力及び曲げモーメントを、電子ペン本体部102の先端部1022を通じて筐体101のリング状端面101eで受けることになり、電子ペン本体部102の軸心部1021には、その曲げモーメントは加わらないので、電子ペン本体部102には、軸心部1021のペン先側とは反対側の端部で支持する従来の場合ような、撓りは殆ど生じない。
先端部1022の貫通孔1022cを通じて装着された芯体201に、軸心方向に交差する方向の圧力(筆圧)が印加された場合には、芯体201が先端部1022の貫通孔1022cの開口に当接して、芯体201に印加される力(曲げモーメン)が先端部1022に加わるが、上述のように、この印加された筆圧による曲げモーメントは電子ペン本体部102には殆ど生じず、電子ペン本体部102が撓るような状況になることを回避することができる。したがって、電子ペン本体部102内に収納されるフェライトコア203が破損することを防止することができる。
そして、この第1の実施形態の電子ペン100の電子ペン本体部102においては、その中空部102aは、軸心部1021のみではなく、先端部1022の先細端部近傍まで存在するように設けられており、当該中空部102aの先端部1022の部分に、コイル202が巻回されたフェライトコア203の部分が存在するように構成されている。したがって、フェライトコア203に巻回されたコイル202を、電子ペン100の芯体201の先端に近い部分に配置することができる。このため、コイル202と位置検出装置のセンサ部との距離の短縮化が可能となって、電子ペンと位置検出装置のセンサとの電磁結合を強くすることが可能となるという効果を奏する。
また、電子ペン本体部102と筐体101とは、筐体101のペン先側のリング状端面101eと、電子ペン本体部102の先端部1022のリング状端面1022bとが当接することで結合されるため、電子ペン本体部102の軸心部1021を、筐体101の中空部101a内で支持する必要はなく、軸心部1021のペン先側とは反対側の端部は、中空部101a内で遊端となっている。このため、筐体101の中空部101aは、単なる柱状空間となっていればよく、当該中空部101aの内壁面に加工を施す必要はないので、筐体101の構造が非常に簡単になる。
そして、この実施形態では、電子ペン本体部102の軸心部1021の、先端部1022との結合部の近傍部分1021aの外径を、筐体101の中空部101aの径とほぼ等しいものとしたので、電子ペン本体部102の軸心部1021の先端部1022との結合部の近傍部分1021aは、筐体101の中空部101a内に圧入される状態となり、電子ペン本体部102は、筐体101に対して、リング状端面1022bがリング状端面101eと当接する状態で係止する。したがって、この実施形態の電子ペン100は、電子ペン本体部102の軸心部1021を、筐体101の中空部101aに挿入するだけで、筐体101と結合させることができる。
そして、この実施形態においては、軸心方向に、電子ペン本体部102を筐体101から引き抜くようにすることで、容易に結合を解除することができる。したがって、筐体101と結合する電子ペン本体部102を交換することが容易である。
上述の実施形態の電子ペン100においては、筐体101の開口101b側の端部の外周部をテーパー部101dとして、当該テーパー部101dと電子ペン本体部102の先端部1022のテーパー部1022aとが、直線的に連続するようにしたので、使用者は、より傾けて電子ペン102を使用することができる。
[第2の実施形態]
上述した第1の実施形態の電子ペン100においては、筐体101の軸心方向の一方側を開口101bとして、この開口101bから、電子ペン本体部102の軸心部1021を挿入することで、電子ペン本体部102を、筐体101に結合するようにして、筐体101の軸心方向の他方側は、閉塞するようにした。しかし、筐体101の軸心方向の他方側も開口として、この軸心方向の他方側の開口にも、上述の実施形態の電子ペン本体部と同様の構成の他の電子ペン本体部を結合するようにすることもできる。
第2の実施形態は、筐体の軸心方向の一方側のみではなく、他方側にも電子ペン本体部を結合するようにした電子ペンの場合である。
図4は、この第2の実施形態の電子ペン100Bの構成例を示すものである。この第2の実施形態において、第1の実施形態と同一部分には、同一参照符号を付してある。図4(A)は、この第2の実施形態の電子ペン100Bの全体の構成を説明するための図であり、筐体101Bのみを断面として示したものである。この第2の実施形態の電子ペン100Bの筐体101Bは、第1の実施形態の筐体101とは、軸心方向の他方側にも開口101fを備える筒状とされる点が異なるのみで、他は、第1の実施形態の筐体101と同様に構成されている。
この第2の実施形態の電子ペン100Bにおいては、筐体101Bの軸心方向の一方の開口101b側に、第1の実施形態と同様に電子ペン本体部102が結合されると共に、筐体101Bの軸心方向の他方の開口101f側には、別の電子ペン本体部103が結合される。この電子ペン本体部103は、この第2の実施形態では、この第2の実施形態の電子ペン100Bと共に使用される位置検出装置に対して、電子ペン100Bにより指示入力された指示位置の情報の、消去機能を有するものとされる。そこで、以下の説明においては、別の電子ペン本体部103は、電子消しゴム機能部103と称することとする。
電子消しゴム機能部103の構成を、図4(A)及び(B)を参照しながら、以下説明する。図4(B)は、筐体101Bに対して、電子消しゴム機能部103を結合させる途中の状態を示す図であり、筐体101B及び電子消しゴム機能部103の断面図を示したものである。
電子消しゴム機能部103は、図4(A)及び(B)に示すように、筐体101Bの開口101f側と結合したときに、筐体101Bの中空部101a内に収納される部分となる軸心部1031と、この軸心部1031と結合されていると共に、筐体101Bの開口101fより外部に露出する部分となる先端部1032とからなる。
電子消しゴム機能部103の軸心部1031の外形は、第1の実施形態の電子ペン本体部102の軸心部1021と同様に構成されており、筐体101Bの中空部101a内に収納されるように、中空部101aの内径R1よりも若干小さい外径R2を有する円柱形状とされている。
なお、この電子消しゴム機能部103の軸心部1031の、先端部1032との結合部の近傍部分1031aの外径は、筐体101Bの中空部101aの内径R1とほぼ等しくされて、この近傍部分1031aのところで、電子消しゴム機能部103の軸心部1031が筐体101Bの中空部101aに対して圧入されることで、電子消しゴム機能部103が筐体101Bから抜け落ちずに係止する状態となるように構成されている。
電子消しゴム機能部103の先端部1032の外形は、この例では、筐体101Bの外径R6と等しい外径を有する円柱形状とされている。したがって、電子消しゴム機能部103の軸心部1031と先端部1032との結合部には段部1033が形成され、所定幅wBのリング状端面1032bを備えるものである。この場合、所定幅wBは、筒状の筐体101Bの厚さに等しい。
電子消しゴム機能部103は、その軸心部1031を、筐体101Bの開口101f側から挿入して、軸心部1031と先端部1032との結合部まで、筐体101Bの中空部101a内に押し込むことで筐体101Bに結合される。この結合状態では、筐体101Bの開口101f側の先端部分のリング状端面101gと、電子消しゴム機能部103の先端部1032のリング状端面1032bとが当接する状態になる。
そして、筐体101Bの開口101f側の先端部分のリング状端面101gと、電子消しゴム機能部103の先端部1032のリング状端面1032bとが当接する状態で、筐体101Bに対して電子消しゴム機能部103が係止されて、両者が結合される。
この第2の実施形態の電子ペン100Bにおいては、筐体101Bの中空部101aの軸心方向の長さは、図4(A)に示すように、電子ペン本体部102の長さと、電子消しゴム機能部103の軸心部1031の長さとの和よりも、長く選定されている。したがって、筐体101Bの中空部101aにおいては、軸心部1021の軸心方向の端部と、軸心部1031の軸心方向の端部との間には中空空間が生じるものとなっている。
そして、この第2の実施形態の電子ペン100Bの電子消しゴム機能部103には、図4(B)に示すように、軸心方向の中空部103aが設けられており、この中空部103a内に、電子ペン構成部材の例として、この例では電子消しゴム構成部材を構成する複数の部品が、軸心方向に並べられて配設されている。この第2の実施形態では、電磁誘導方式の電子ペン本体部102で指示入力された座標情報を、消去するための電子消しゴム構成部材の全てが、電子消しゴム機能部103の中空部103a内に収容される。
この第2の実施形態の電子ペン100Bにおける電子消しゴム機能部103の筐体103CSは、例えば樹脂で構成されており、電子ペン本体部102の筐体102CSと同様の構成を備える。すなわち、図4(B)に示すように、軸心部1031の筐体及び先端部1032の筐体の全体を一つの筐体103CSで構成するように形成されている。なお、軸心部1031の筐体と先端部1032の筐体とを別々に構成して、両者を結合することで電子消しゴム機能部103の筐体を構成するようにしても勿論良い。
この実施形態では、電子消しゴム機能部103の筐体103CS内には、軸心方向の中空部103aが、図4(B)に示すように、軸心部1031から先端部1032にまで亘って形成されている。この例では、中空部103aは、円柱形状を有し、その径R7は、当該中空部103a内に、電子消しゴム構成部材を構成する、後述するコイル212が巻回されたフェライトコア213、圧力検出部材214及びプリント基板215がが収納可能な値とされている。
そして、図4(B)に示すように、電子消しゴム機能部103の筐体103CSの先端部1032とは反対側においては、中空部103aは開口とされており、この開口から電子消しゴム構成部材が、中空部103a内に収納されるように構成されている。当該中空部103aの先端部1032とは反対側の開口は、蓋部103CPにより閉塞されている。
前述したように、径R7の中空部103aは、図4(B)に示すように、先端部1032の軸心方向の端部の近傍まで延長されている。そして、先端部1032の軸心方向の端部には、図4(B)に示すように、後述する消去指示部211の圧力伝達用棒状体211aが挿通される細い径R8(R8<R7)の貫通孔1032cが、中空部103aと連通するように設けられている。
電子消しゴム構成部材は、この実施形態では、図4(B)に示すように、消去指示部211と、コイル212が巻回されたフェライトコア213と、圧力検出部材214と、プリント基板215とからなる。そして、これらの電子ペン構成部材は、電子消しゴム機能部103の中空部103a内において、軸心方向に、先端部1032側から見て、コイル212が巻回されたフェライトコア213、圧力検出部材214、プリント基板215の順番に、配設される。
消去指示部211は、この例では樹脂により円板状に構成されていると共に、その円板状部分の中心位置には、消去指示部211に印加される圧力を、圧力検出部材214に伝達するために、軸心方向に設けられている棒状体211aが設けれている。
フェライトコア213には、消去指示部211の圧力伝達用の棒状体211aを挿通する軸心方向の貫通孔213aが設けれられており、フェライトコア213の貫通孔213aと、先端部1032の貫通孔1032cとが連通するように構成され、消去指示部211の圧力伝達用棒状体211aは、貫通孔1032cを通じ、また、貫通孔213aを通じて挿入される。
フェライトコア213のみではなく、巻回されているコイル212の一部、図4(B)の例では、軸心方向の長さの半分以上が、電子消しゴム機能部103の先端部1032内に収納される状態となる。すなわち、フェライトコア213のみではなく、コイル212が、電子消しゴム機能部103の先端部1032の軸心方向の端部に近接されて配置されている状態となる。
そして、図4(B)に示すように、フェライトコア213の先端部1032の軸心方向の端部近傍側とは反対側の端部は、圧力検出部材214に嵌合される。
圧力検出部材214は、この例では、前述した電子ペン本体部102の圧力検出部材204と同様の構成とされ、軸心方向を中心線方向とする円柱状あるいは角柱状の、例えば樹脂からなるパッケージ2140を備え、このパッケージ2140内に、感圧チップ2141が設けられている。感圧チップ2141は、前述した第1の実施形態の圧力検出部材204の感圧チップ2041と同様に、印加される圧力に応じた静電容量を呈する容量可変キャパシタを構成するMEMS素子からなる半導体チップで構成されている。
なお、圧力検出部材214としては、キャパシタの静電容量を筆圧に応じて変化させる機構を用いるもの(例えば特許文献(特開2011−186803号公報)参照)を用いてもよい。
圧力検出部材214のパッケージ2140には嵌合部が形成されていて、フェライトコア213の端部が、その嵌合部に嵌合される。
圧力検出部材214の圧力伝達部材2142には、図4(B)に示すように、消去指示部211の圧力伝達用棒状体211aの端部が嵌合される嵌合部が形成されており、消去指示部211に印加される圧力が、圧力伝達部材2142を介して感圧チップ2141に加わるように構成されている。なお、消去指示部211は、容易に引き抜くことが可能である。
圧力検出部材214のパッケージ2140の、先端部1032側とは反対側には、プリント基板215が嵌合されている。したがって、この例では、コイル212が巻回されたフェライトコア213と、圧力検出部材214と、プリント基板215とは、軸心方向に並べられて結合されて、モジュール化されている。そして、プリント基板215の先端部1032とは反対側は、蓋部103CPに当接するように構成されている。この蓋部103CPにより、コイル212が巻回されたフェライトコア213と、圧力検出部材214と、プリント基板215とからなるモジュール部材は、フェライトコア213の一方の端部が中空部103aの先端部1032の段部1032dと当接していることと相まって、軸心方向の移動が規制されるようにされている。
したがって、圧力検出部材214は、蓋部103CPにより、軸心方向に移動しないように位置規制されており、消去指示部211に印加された圧力が、この圧力検出部材214の感圧チップ2141で検知できるように構成されている。
プリント基板215には、フェライトコア213に巻回されているコイル212と並列に接続されて共振回路103R(図示は省略)を構成するキャパシタ216が配置されている。
この第2の実施形態における電子消しゴム機能部103において、コイル212とキャパシタ216及び圧力検出部材214の感圧チップ2141で構成される容量可変キャパシタで構成される共振回路103Rの共振周波数は、電子ペン本体部102の共振回路102Rの共振周波数とは、位置検出装置側で、判別可能な程度に異なるものとされている。
この第2の実施形態の電子ペン100Bと共に使用される位置検出装置は、電子ペン本体部102の共振回路102Rと電磁結合することで、電子ペン本体部102の芯体201により指示されるセンサ上の位置座標を検出すると共に、電子消しゴム機能部103の共振回路103Rと電磁結合することで、消去指示部211で指示されるセンサ上部分において先に指示入力された位置座標を消去する。
この場合に、位置検出装置は、例えば、共振回路102Rの共振周波数の第1の交流信号と、共振回路103Rの共振周波数の第2の交流信号とを、時分割で送出するようにして、第1の交流信号の送出期間では、電子ペン本体部102により指示された位置を検出する処理を行い、第2の交流信号の送出期間では、電子消しゴム機能部103により指示された部分の消去の処理を行うように動作するようにする。
この第2の実施形態の電子ペン100Bは、位置指示入力用の電子ペン本体部102と、電子消しゴム機能部103との両方を、筒状の筐体101Bの軸心方向の一方の開口側と他方の開口側とに結合することで、容易に実現することができる。そして、この第2の実施形態の電子ペン100Bでは、電子消しゴム機能部103は、先端部1032と軸心部1031との結合部の段部のリング状端面1032bが、筐体101Bのリング状端面101gと当接する状態で結合されるので、消去指示部211に大きな圧力が加わっても、それに対する耐力が大きいという効果を有する。
[電子ペン本体部の他の実施形態]
<電磁誘導方式の電子ペン本体部の他の例>
上述の実施形態の電子ペン本体部102及び電子ペン本体部の他の例である電子消しゴム機能部103における圧力検出部材204及び圧力検出部材214は、印加された圧力に応じて容量を可変とする容量可変キャパシタを用いるもので構成したが、圧力検出部材は、容量可変キャパシタを用いるものに限られるものではない。
図5は、印加された圧力に応じてインダクタンス値を可変とすることで、圧力に応じて共振回路の共振周波数を変化させるようにした圧力検出部材を用いた電子ペン本体部104の例を示すものである。図5は、当該電子ペン本体部104の縦断面図である。
すなわち、図5の例の電子ペン本体部104は、外観としては、前述の実施形態の電子ペン本体部102の軸心部1021及び芯体部1022と同様の構成を備える軸心部1041及び芯体部1042を備える。この例の電子ペン本体部104は、中空部104a内に収納される電子ペン構成部材が、電子ペン本体部102とは異なる。
この例の電子ペン本体部104の電子ペン構成部材としては、芯体221と、コイル222が巻回されたフェライトコア223と、圧力検出部材224と、プリント基板225とを備えて構成されている。そして、この例では、圧力検出部材224は、中空部104aの先端部1042内において、芯体221と、コイル222が巻回されたフェライトコア223との間に設けられる。
芯体221は、図5に示すように、円板状の鍔部221bの中心位置に芯体棒状部221aが設けられた形状とされている。コイル222が巻回されているフェライトコア223には貫通孔は設けられない。
この例の圧力検出部材224は、円板状のフェライトチップ2241と、弾性部材からなるOリング2242とからなる。
この電子ペン本体部104においては、芯体221に圧力が印加されると、その圧力に応じて、弾性部材からなるOリング2242が軸心方向に弾性的に変形するため、フェライトチップ2241とフェライトコア223との距離が変化する。このため、コイル222とキャパシタ226とからなる共振回路におけるインダクタンス値が変化して、共振周波数が変化する。前述と同様にして、位置検出装置では、この共振周波数の変化を検出することで、電子ペン本体部104の芯体221に印加される圧力(筆圧)を検出することができる。
この例の電子ペン本体部104においては、上述した電子ペン本体部102と同様の作用効果を得ることができる上に、コイル222が巻回されるフェライトコア223には、貫通孔を設ける必要がないので、フェライトコア223が構成し易く、且つ、丈夫であるという効果を奏する。
図6は、図5に示した電子ペン本体部104の変形例であり、図5の示した構成部分と同一部分には同一の参照記号を付す。この例の電子ペン本体部105は、電子ペン本体部104とは、電子ペン構成部材を構成する圧力検出部材が異なるものである。中空部104a内に収納される電子ペン構成部材の構成とが電子ペン本体部104とは異なる。
圧力検出部材234は、中空部104aの先端部1042内において、芯体231と、コイル232が巻回されたフェライトコア233との間に設けられる。
この例においては、圧力検出部材234は、前述した電子ペン本体部102の圧力検出部材214と同様に、容量可変キャパシタを構成するMEMS素子からなる感圧チップ2341を用いるもので構成されている。そして、芯体231は、前述の芯体221と同様に円板状の鍔部231b及び芯体棒状部231aを備えると共に、鍔部231bには、芯体棒状部231aとは反対側に突出して、圧力検出部材234の圧力伝達部材2342に設けられている嵌合部に嵌合する圧力伝達用棒状体231cを備える。芯体231に圧力が印加されると、その圧力が、芯体234の圧力伝達用棒状体231cにより、圧力検出部材234の感圧チップ2341に、圧力伝達部材2342を介して伝達され、感圧チップ2341の静電容量が印加された圧力に応じて変化する。
この図6の例の電子ペン本体部105によれば、図5の例の電子ペン本体部104と同様の効果を奏する。
<アクティブ静電方式の電子ペン本体部の例>
以上説明した実施形態は、電磁誘導方式の電子ペンの場合であるが、この発明は、静電方式の電子ペンにも適用できることは言うまでもない。
図7は、アクティブ静電方式の電子ペンに、この発明を適用した場合の電子ペン本体部の構成例を示す図である。この図7の例のアクティブ静電方式の電子ペン本体部106は、外観としては、前述の実施形態の電子ペン本体部102と同様の構成を備え、軸心部1061と先端部1062とが一つの筐体106CSで構成されて形成されている。
そして、この電子ペン本体部106の軸心部1061及び先端部1062のそれぞれの外観構成も、前述の実施形態の電子ペン本体部102の軸心部1021及び1022と同様であって、先端部1062と軸心部1061との結合部には段部1063が形成され、先端部1062の軸心部1061との結合部側には、電子ペンの筐体の開口のリング状端面と当接するリング状端面1062bを備える。
そして、この電子ペン本体部106においては、軸心部1061と先端部1062とに亘る中空部106a内には、以下に説明する点を除き、前述の実施形態の電子ペン本体部102とほぼ同様の構成を備える電子ペン構成部材が中空部106a内に収納される。
フェライトコア243には、芯体241が貫通する貫通孔243aを備える。芯体241は、先端部1062の貫通孔1062c及びフェライトコア243の貫通孔243aを通じて挿通され、その端部が圧力検出部材244の圧力伝達部材2442に嵌合される。ただし、この例の電子ペン本体部106においては、芯体241は、例えば導電性の金属や導電性粉体が混入されて導電性を有するようにされた樹脂等からなっている。
そして、圧力検出部材244においては、図示は省略するが、圧力伝達部材2442に嵌合された芯体241と電気的に接続される端子が、感圧チップ2441から導出される端子とは別個に導出されるように構成されている。
そして、この例の電子ペン本体部106のプリント基板245には、信号発信回路260が設けられていると共に、コイル242を充電用コイルとして用いて充電を行って、蓄電する電源電圧生成回路250が設けられている。そして、この例では、芯体241は、この例では、圧力検出部材244から導出されている端子が用いられて、信号発信回路260と電気的に接続されて、信号発信回路260からの信号が、導電性の芯体241に供給されるように構成されている。
また、信号発信回路260に対しては、圧力検出部材244の感圧チップ2441から導出されている端子が電気的に接続されており、当該信号発信回路260が備える発振回路の発振周波数が、圧力検出部材244で構成される容量可変キャパシタ244Cに応じて変化するように構成されている。電子ペン本体部106のその他の構成は、電子ペン本体部102と同様とされている。
図8は、この例のアクティブ静電方式の電子ペン本体部106のプリント基板245の回路構成例を示すものである。
この例では、プリント基板245に形成されている電子回路は、図8に示すように、信号発信回路260と、この信号発信回路260を駆動するための電源電圧生成回路250とからなる。電源電圧生成回路250は、駆動電圧(電源電圧)を発生する蓄電素子の例としての電気二重層キャパシタ251と、整流用ダイオード252と、電圧変換回路253とを含む回路構成を有する。信号発信回路260は、この例では発振回路で構成されている。
そして、芯体241は、前述したようにして、プリント基板の信号発信回路260と電気的に接続されている。また、圧力検出部材244で構成される容量可変キャパシタ244Cが信号発信回路260に電気的に接続されている。信号発信回路260を構成する発振回路は、圧力検出部材244で構成される容量可変キャパシタ244Cの容量に応じて周波数が変化する信号を発生し、その発生した信号を芯体241に供給する。
この例の電子ペン本体部106が装着された電子ペンは、図示しない充電器に装着されたときに、充電器が発生する交番磁界によりコイル242には誘導起電力が発生して、ダイオード252を介して電気二重層キャパシタ251を充電する。電圧変換回路253は、電気二重層キャパシタ251に蓄えられた電圧を一定の電圧に変換して信号発信回路260の電源として供給する。
この例のアクティブ静電方式の電子ペン本体部106が装着された電子ペンが通常動作するとき(充電動作を行わないとき)は、コイル242は固定電位(この例では接地電位(GND))となるため、芯体241の周囲に設けたシールド電極として作用する。なお、電子ペン本体部106が装着された電子ペンが通常動作するときのコイル242の固定電位は、接地電位に限らず、電源のプラス側電位であっても良いし、電源のプラス側電位と接地電位との中間の電位であっても良い。
信号発信回路(発振回路)260は、圧力検出部材244の感圧チップ2441で構成される容量可変キャパシタ244Cの容量に応じて周波数が変化する信号を発生し、その発生した信号を芯体241に供給する。信号発信回路260からの信号は、芯体241よりの信号に基づく電界として放射される。信号発信回路260を構成する発振回路は、例えばコイルとキャパシタによる共振を利用したLC発振回路により構成される。この実施形態の電子ペン本体部106が装着された電子ペンで指示された位置の座標を検出する位置検出装置では、この信号の周波数より芯体241に加えられた圧力(筆圧)を求めることができる。
[その他の実施形態または変形例]
図5〜図7に示した電子ペン本体部104〜電子ペン本体部106は、位置指示を行うためのものとして説明したが、これらの変形例として、電子ペン本体部の先端部及び芯体の構成を、第2の実施形態と同様とすることにより、電子消しゴム機能部の構成とすることもできる。
第2の実施形態では、筒状の筐体の軸心方向の一方の開口側には、位置指示を行う電子ペン本体部を結合し、他方の開口側には、先に位置指示入力した座標を消去する電子消しゴム機能部の構成の電子ペン本体部としたが、筐体の軸心方向の一方の開口側と他方の開口側の両方に、位置指示を行う電子ペン本体部を結合するようにしてもよい。その場合に、結合する2個の電子ペン本体部は、同一の構成のものでもよいし、異なるものであってもよい。例えば、筐体の軸心方向の一方の開口側には、電磁誘導方式の電子ペン本体部を結合し、他方の開口側には、アクティブ静電方式の電子ペン本体部を結合するようにしてもよい。
100…電子ペン、101,101B…筐体、102,103,104,105,106…電子ペン本体部、1021,1031,1041,1051,1061…軸心部、1022,1032,1042,1052,1062…先端部、1023,1033,,1063…段部、101a…筐体の中空部、102a,103a,104a,105a,106a…電子ペン本体部の中空部、101e,101g…リング状端面、1022b,1032b,1062b…リング状端面

Claims (18)

  1. 軸心方向の少なくとも一方側に開口を備えると共に、前記開口と連通する軸心方向の第1の中空部を備える筐体と、前記筐体の前記開口側において結合され、軸心方向の第2の中空部内に電子ペン構成部材が収納されている電子ペン本体部とからなり、
    前記電子ペン本体部は、
    前記筐体の前記開口を介して前記筐体の前記第1の中空部内に収納される軸心部と、
    前記軸心部と結合されていると共に、前記筐体の前記開口より外部に露出する先端部と、
    を備え、
    前記電子ペン本体部の前記先端部の前記軸心方向の前記軸心部との結合側は、前記筐体の前記開口側の第1のリング状端面と当接する第2のリング状端面を備えるように、前記開口よりも大きくされていて、前記電子ペン本体部は、前記先端部と前記軸心部との結合部に段部を備え、
    前記電子ペン本体部の前記第2のリング状端面と、前記筐体の前記開口側の前記第1のリング状端面とが当接する状態で、前記筐体に対して前記電子ペン本体部が結合される
    ことを特徴とする電子ペン。
  2. 前記電子ペン本体部の前記第2の中空部は、前記先端部から前記軸心部に亘って設けられており、前記電子ペン構成部材は、前記電子ペン本体部の前記軸心部と前記先端部とに跨って、前記第2の中空部内に収納されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  3. 前記電子ペン構成部材は、磁性体コアに巻回されたコイルを含み、前記磁性体コア及び前記コイルの一部が前記第2の中空部の前記先端部の部分に収納されている
    ことを特徴とする請求項2に記載の電子ペン。
  4. 前記電子ペン構成部材は、前記第2の中空部内において軸心方向に並べられた複数個の部材からなり、
    前記電子ペン本体部の前記第2の中空部内には回路基板が収納されており、前記回路基板上に前記電子ペン構成部材の少なくとも一部の部材が配設されると共に、前記回路基板において前記一部の部材と前記電子ペン構成部材の他の部材との電気的な接続がなされている
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  5. 前記先端部は、軸心方向において、前記軸心部との結合側から離れるほど、前記軸心部との結合側よりも小さくされたテーパー状形状とされている
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  6. 前記電子ペン構成部材は、前記先端部側に印加される圧力を検出する圧力検出部材を含むと共に、前記第2の中空部内の前記圧力検出部材に前記圧力を伝達するための芯体を含み、
    前記先端部は、前記第2の中空部に連通する芯体開口部を備え、前記芯体は、その一端側が前記芯体開口部から突出する状態で、前記圧力検出部材に前記圧力を伝達するように取り付けられる
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  7. 前記電子ペン本体部の前記軸心部の、前記先端部との結合側とは反対側は、前記第2の中空部を閉塞させる閉塞部とされており、前記閉塞部により、前記圧力検出部材の軸心方向の位置が規制される
    ことを特徴とする請求項6に記載の電子ペン。
  8. 前記電子ペン本体部の前記軸心部の前記先端部との結合部近傍部分は、前記筐体の前記第1の中空部の前記開口近傍部分と嵌合することで、前記電子ペン本体部が、前記筐体に係止する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  9. 前記電子ペン構成部材は、電磁誘導方式で位置検出装置と結合するための部材を含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  10. 前記電子ペン構成部材は、静電方式で位置検出装置に信号を送出するための部材を含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  11. 前記電子ペン構成部材は、位置検出装置に対して、指示入力された座標位置入力の消去の機能を実現するための部材である
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
  12. 軸心方向の一方側の第1の開口と連通する軸心方向の第1の中空部と、軸心方向の他方側の第2の開口と連通する軸心方向の第2の中空部とを備える筐体と、前記筐体の前記第1の開口側において結合され、軸心方向の第3の中空部内に電子ペン構成部材が収納されている第1の電子ペン本体部と、前記筐体の前記第2の開口側において結合され、軸心方向の第4の中空部内に電子ペン構成部材が収納されている第2の電子ペン本体部とからなり、
    前記第1の電子ペン本体部は、
    前記筐体の前記第1の開口を介して前記筐体の前記第1の中空部内に収納される第1の軸心部と、
    前記第1の軸心部と結合されていると共に、前記筐体の前記第1の開口より外部に露出する第1の先端部と、
    を備え、
    前記第1の電子ペン本体部の前記第1の先端部の前記軸心方向の前記第1の軸心部との結合側は、前記筐体の前記第1の開口の第1のリング状端面と当接する第2のリング状端面を備えるように、前記第1の開口よりも大きくされていて、前記第1の電子ペン本体部は、前記第1の先端部と前記第1の軸心部との結合部に第1の段部を備え、
    前記第1の電子ペン本体部の前記第2のリング状端面と、前記筐体の前記第1の開口側の前記第1のリング状端面とが当接する状態で、前記筐体に対して前記第1の電子ペン本体部が結合され、
    前記第2の電子ペン本体部は、
    前記筐体の前記第2の開口を介して前記筐体の前記第2の中空部内に収納される第2の軸心部と、
    前記第2の軸心部と結合されていると共に、前記筐体の前記第2の開口より外部に露出する第2の先端部と、
    を備え、
    前記第2の電子ペン本体部の前記第2の先端部の前記軸心方向の前記第2の軸心部との結合側は、前記筐体の前記第2の開口の第3のリング状端面と当接する第4のリング状端面を備えるように、前記第2の開口よりも大きくされていて、前記第2の電子ペン本体部は、前記第2の先端部と前記第2の軸心部との結合部に第2の段部を備え、
    前記第2の電子ペン本体部の前記第4のリング状端面と、前記筐体の前記第2の開口側の前記第3のリング状端面とが当接する状態で、前記筐体に対して前記第2の電子ペン本体部が結合される
    ことを特徴とする電子ペン。
  13. 前記筐体の前記第1の中空部と前記第2の中空部とは連通している
    ことを特徴とする請求項12に記載の電子ペン。
  14. 前記第1の電子ペン本体部は、位置検出装置に対して位置指示入力をするものであり、
    前記第2の電子ペン本体部は、前記位置検出装置に対して、前記第1の電子ペン本体部により入力された位置指示入力の消去の機能を有するものである
    ことを特徴とする請求項12に記載の電子ペン。
  15. 軸心方向の少なくとも一方側に開口を備えると共に、前記開口と連通する軸心方向の第1の中空部を備える筐体の前記開口側において結合され、軸心方向の第2中空部内に電子ペン構成部材が収納されている電子ペン本体部であって、
    前記筐体の前記開口を介して前記筐体の前記第1の中空部内に収納される軸心部と、
    前記軸心部と結合されていると共に、前記筐体の前記開口より外部に露出する先端部と、
    を備え、
    前記先端部の前記軸心方向の前記軸心部との結合側は、前記筐体の前記開口側の第1のリング状端面と当接する第2のリング状端面を備えるように、前記開口よりも大きくされていて、前記先端部と前記軸心部との結合部に段部を備え、
    前記第2のリング状端面と、前記筐体の前記開口側の前記第1のリング状端面とが当接する状態で、前記筐体に対して結合される
    ことを特徴とする電子ペン本体部。
  16. 前記第2の中空部は、前記先端部から前記軸心部に亘って設けられており、前記電子ペン構成部材は、前記軸心部と前記先端部とに跨って、前記第2の中空部内に収納されている
    ことを特徴とする請求項15に記載の電子ペン本体部。
  17. 前記電子ペン構成部材は、磁性体コアに巻回されたコイルを含み、前記磁性体コア及び前記コイルの一部が前記第2の中空部の前記先端部の部分に収納されている
    ことを特徴とする請求項16に記載の電子ペン本体部。
  18. 前記先端部は、軸心方向において、前記軸心部との結合側から離れるほど、前記軸心部との結合側よりも小さくされたテーパー状形状とされている
    ことを特徴とする請求項15に記載の電子ペン本体部。
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