JP6668386B2 - 電子ペン - Google Patents

Description

この発明は、位置検出装置と共に使用されるペン型の位置指示器である電子ペンに関する。

電子ペンは、使用者により把持されて、位置検出装置のセンサ上における位置指示のために用いられる。この電子ペンによるセンサ上の指示位置は、電子ペンとセンサとの間で、電磁誘導結合方式や静電容量結合方式などの種々の結合方式によって位置検出用信号の授受が行われることによって、位置検出装置で検出される。また、電子ペンでは筆記時に使用者によってかけられる筆圧を検出し、これを位置検出装置に通知することができるものもある。この場合には、筆圧をも考慮したきめ細かな情報の入力が可能になる。そして、電子ペンで行われる筆圧の検出は、例えば、可変容量コンデンサが用いられて行われる。

電子ペンで筆圧検出のために用いられる可変容量コンデンサは、例えば、図１０に示すものがある。当該可変容量コンデンサは、ハウジング５０６内に、誘電体５０１、第１の電極５０２、第２の電極５０３、スペーサ５０４、弾性体５０５が設けられると共に、弾性体５０５を押圧する押圧体５０７が設けられる。端子５０８、５０９は、当該可変容量コンデンサの出力端子である。ハウジング５０６は、第１のハウジング部材５６１と、これに下側から挿入するようにされる第２のハウジング部材５６２とからなる。また、押圧体５０７は、芯体５７１とキャップ体５７２とからなる。

そして、図１０に示すように、ハウジング５０６内に誘電体５０１及びスペーサ５０４を挟んでその両側に第１の電極５０２及び第２の電極５０３が配置されることになり、これらによってコンデンサが形成される。この場合、第２の電極５０３はスペーサ５０４を挟んで誘電体５０１の押圧体５０７側の面に対向するようにされているので、押圧体５０７を通じて加えられる押圧力（筆圧）に応じて誘電体５０１の押圧体５０７側の面と第２の電極５０３との接触面積が変わることになり、静電容量が変化する。この静電容量の変化に基づき筆圧の検出が可能となる。なお、このような可変容量コンデンサを用いた電子ペンについては、後に記す特許文献１などに詳しく説明されている。

特開平５−２７５２８３号公報

近年、電子ペンの使用態様の１つとして、位置検出装置上にセッティングされた例えば紙媒体上にインクにより筆記し、当該紙媒体上に筆記された軌跡に対応する電子データを、当該位置検出装置を通じて認識して取り込み、これを保持することが行われている。紙媒体等に筆記された軌跡に対応する電子データが残っていれば、当該軌跡の複製や編集等が容易にでき便利であるためである。このような場合、従来は、図１０を用いて説明したように、筆圧検出用の可変容量コンデンサと共に形成される電子ペンの芯体５７１を、ボールペンのインクリフィル（替え芯）に差し替えて使用している。すなわち、電子ペンモジュールの芯体を、ボールペンのリフィル（替え芯）に交換することにより、ボールペンとしての機能と電子ペンとしての機能とが実現できる。

しかし、図１０を用いて説明したように、筆圧検出用の可変容量コンデンサは、芯体により押圧する構成となっているので、芯体よりも直径が大きなものとなっている。このため、電子ペンの外径やデザインに対する制約が大きく、使用者に好まれるデザインにすることを難しくしている。特に、電子ペンを細型化することを難しくしている。電子ペンが細型化できれば、タブレットＰＣ（Personal Computer）などの携帯情報端末と共に持ち歩くのに便利である。また、電子ペンをボールペンのリフィル（替え芯）程度に細型化できれば、普段使用しているボールペンの筐体（ケース）にリフィル形状の電子ペンを収納して、使いがってのよい電子ペンが簡単に実現できる。

以上のことに鑑み、この発明は、紙媒体等への記録機能と電子ペンの機能とを合わせ持ち、かつ、細型化を実現した電子ペンを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の電子ペンは、
芯体と前記芯体に供給するインクを保持するインク保持部とからなるインク筆記部と、
回路基板と、
送信部と、
一方には前記インク筆記部の前記芯体とは反対側の端部を保持し、他方には前記回路基板の一方の端部を保持する接続部材と、
前記回路基板の他方の端部側に設けられる筆圧検知部と、
前記芯体の先端部分を突出させるようにして、前記インク筆記部と前記接続部材と前記回路基板と前記筆圧検知部とを収納する筐体と、
を備え、
前記インク筆記部においては、
前記送信部が、前記芯体に固定されることにより、前記送信部を前記インク保持部よりも前記芯体側に配置させることで、前記送信部と前記回路基板の間に前記インク保持部を配置させ、
前記芯体に加えられる筆圧に応じて、少なくとも、前記インク筆記部と前記接続部材と前記回路基板とが移動する、
ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明の電子ペンによれば、送信部とインク筆記部と接続部材と回路基板と筆圧検知部とが、筐体内に収納されて電子ペンが構成される。インク筆記部は、芯体とインク保持部とからなるものであり、例えばボールペンなどの替え芯に相当する。そして、インク筆記部の芯体側に送信部が配置され、インク筆記部の芯体とは反対側の端部が接続部材の一方に保持され、当該接続部材の他方には回路基板の一方の端部が保持される。これにより、少なくともインク筆記部と接続部材と回路基板とが直列に接続されて一体となる。また、回路基板の接続部材と接続された側とは反対の端部側には筆圧検知部が設けられる。そして、芯体に加えられる筆圧に応じて、一体となったインク筆記部と接続部材と回路基板とが一体となって移動するようにされる。

このように、芯体と一体になったインク筆記部が直接に筆圧検知部を押圧する構成ではないので、従来の電子ペンのように、筆圧検知部を芯体と一体になったインク筆記部の外径に対応した大きなものとする必要がない。したがって、電子ペンの細型化が実現できる。また、回路基板の接続部材と接続された側とは反対の端部側に筆圧検知部を設けることができる。そして、インク筆記部と接続部材と回路基板とを直列に接続して一体の構成とすることで、インク筆記部の芯体に加えられた筆圧を適切に筆圧検知部に伝達できる。

この発明によれば、紙媒体等への記録機能と電子ペンの機能とを合わせ持ち、かつ、細型化を実現した電子ペンを実現できる。

この発明による電子ペンの実施形態の全体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実施形態の内部構成等を説明するための分解斜視図である。 この発明の電子ペンの実施の形態において、インク筆記部を中心とする接続部分と筆圧検知部を中心とする接続部分とを説明するための断面図である。 実施の形態の電子ペン及び位置検出装置の回路構成例を示すブロック図である。 実施の形態の電子ペン本体部を用いて構成する電子ペン用カートリッジについて説明するための図である。 電子ペン用カートリッジを多色ボールペンの筐体で利用するようにした場合の例を説明するための図である。 静電容量結合方式の電子ペン本体部に、この発明を適用するようにした場合の例を説明する断面図である。 静電容量結合方式の座標検出センサが用いられた位置検出装置を説明するためのブロック図である。 基板保護パイプの変形例を説明するための図である。 従来の電子ペンの芯体と筆圧検知部の構成例を示す図である。

以下、この発明による電子ペンの実施形態を、図を参照しながら説明する。まず、この発明を電磁誘導方式の電子ペンに適用した場合の実施の形態について説明する。

［電子ペンの構成］
図１は、この発明による実施の形態の電子ペン１０の構成例を説明するための図であり、この実施形態の電子ペン１０の全体の概要を説明するためのものである。図１においては、この実施形態の電子ペン１０の筐体（ケース）１０１を切断して、その内部を示している。

この実施の形態の電子ペン１０は、電子ペン本体部８を筐体１０１内に収納し、当該筐体１０１の後端側を筐体蓋１０２で閉じて構成される。電子ペン本体部８は、図１に示すように、芯体１１とインク保持部１２とが一体となったインク筆記部１と、当該インク筆記部１の芯体１１の周囲に設けられたコイル部２と、接続部材３と、回路基板４とを備え、回路基板４の周囲に基板保護パイプ（硬質管状部材）６を設け、さらに回路基板４の接続部材３側とは反対側の端部に筆圧検知部５を設けて構成される部分である。

図２は、主に電子ペン本体部８の構成を説明するための分解斜視図である。上述もしたように、この実施の形態の電子ペン１０は、電子ペン本体部８を図２（Ａ）に示す筐体１０１内に収納し、筐体１０１の後端側を図２（Ｂ）に示す筐体蓋１０２で閉じて構成される。

図２（Ｂ）に示すように、電子ペン本体部８は、芯体１１とインク保持部１２とからなるインク筆記部１を備える。インク筆記部１は、インク保持部１２に保持されているインクを芯体１１に供給して、インクを芯体１１の先端に導出し、芯体１１の先端に接触する紙媒体等の上にインクによる軌跡を描画できるようにする。すなわち、インク筆記部１は、ボールペンの替え芯に相当する。なお、インク保持部１２の芯体と反対側の端部は開口部になっている。

図２（Ｂ）に示すように、インク筆記部１の芯体１１の周囲には、コイル部２が設けられる。コイル部２は、円筒状のフェライト２１の周囲に絶縁した電線（被覆導線）を巻回させて形成したものである。この実施の形態では、図２（Ｂ）に示すように、コイル部２の軸心方向の両側には被覆導線が巻回されていないフェライト部分が設けているが、この部分は必ずしも設ける必要はない。

コイル部２のフェライト２１に被覆導線を巻回させて形成したコイル２２の両端のそれぞれからの延長線２２ａ，２２ｂは、後述する回路基板４上に形成された電子回路に接続される。そして、コイル部２は、回路基板４上に形成されている電子回路のコンデンサ（キャパシタ素子）等と共に共振回路を構成し、この共振回路を通じて位置検出装置との間で信号を送受することができるようにしている。

接続部材３は、インク筆記部１と回路基板４とを接続するものである。接続部材３のインク筆記部１側の部分（一方の端部部分）は、インク保持部１２の芯体１１側とは反対側の端部の開口部に嵌合しインク筆記部１を保持する第１の保持部３１となっている。また、接続部材３の回路基板側の部分（他方の端部部分）は、後述する回路基板４を挟み込んで回路基板４を保持する第２の保持部３２となっている。また、接続部材３の第２の保持部３２（図２（Ｂ）には図示せず。）は、回路基板４を収納する後述する基板保護パイプ６と嵌合し、基板保護パイプ６を保持する部分にもなっている。また、接続部材３によりインク保持部１２が密閉され、インク保持部１２の内部が加圧されていてもよい。

回路基板４は、軸心方向の両端に突起部４ａ，４ｂが設けられた長方形状の絶縁基板上に端子４１ａ，４１ｂや種々の電子部品（回路部品）が搭載され、それらを接続する配線が設けられて形成される。なお、図２（Ｂ）において、回路基板４は接続部材３に接続された状態を示しており、回路基板４の接続部材３側に設けられている突起部４ｂは見えていない。また、回路基板４に搭載され、電子回路を構成する種々の電子部品には、制御回路として機能するＩＣ（Integrated Circuit）４２、サイドスイッチ４３、コンデンサ４４〜４８などが含まれる。

そして、回路基板４の接続部材３とは反対側の端部には、筆圧検知部５が接続される。筆圧検知部５は、図１及び図２（Ｂ）に示すように、大きく分けると接続端子部５１、嵌合部５２、感圧部５３とからなっている。

接続端子部５１は、図２（Ｂ）に示すように、後述する嵌合部５２に連結する上下に２枚の板部を備える。この板部が回路基板４を挟み込むようになっている。この場合、上下に２枚の板部の間隔は、回路基板４の厚みよりもやや狭くなっており、回路基板４を挟持できるようになっている。そして、これら２枚の板部の一方、この実施の形態では上側の板部には、図１及び図２（Ａ）に示すように、後述する感圧部５３の端子部材からの信号線が接続される端子５１ａ，５１ｂが設けられている。当該端子５１ａ，５１ｂは、接続端子部５１の上側の板部の上面から側面を通り下面に至るようにコの字型に設けられている。これにより、接続端子部５１に回路基板４が挟持（接続）されると、接続端子部５１の端子５１ａ，５１ｂと、回路基板４の端子４１ａ，４１ｂとが自動的に接続されるようになっている。

嵌合部５２は、後述する基板保護パイプ６と嵌合する部分である。嵌合部５２は、樹脂や硬質ゴムなどにより例えば略円筒状に形成され、後述する感圧部５３と強固に嵌合して一体的になっている。嵌合部５２の内側には、図示しないが、回路基板４の突起部４ａが嵌合する凹部が設けられている。なお、嵌合部５２の外径は、基板保護パイプ６の内径よりやや長くなっており、基板保護パイプ６と強固に嵌合できるようになっている。そして、嵌合部５２に基板保護パイプ６を嵌合させた場合には、基板保護パイプ６の外周が、感圧部５３の外周と一致するようになっている。なお、嵌合部５２の回路基板４側の端部部分は、基板保護パイプ６を差し込みやすくするために、その外周が基板保護パイプ６の内周よりも短くなる傾斜部分が設けられている。

感圧部５３は樹脂等により円柱状に構成されたケース内に感圧用部品を搭載して構成したものであり、その端面の外周及び形状は、基板保護パイプ６の外周及び形状とほぼ一致する。

基板保護パイプ６は、金属、カーボン素材、合成樹脂などが用いられて形成され、折れたり曲がったりしにくい硬質管状部材である。基板保護パイプ６は、その両端は開口部になっている。これら基板保護パイプ６の両端の開口部は、軸心方向と交差する方向の開口部である。そして、基板保護パイプ６の接続部材３側の開口部部分が、接続部材３との嵌合部となる。また、基板保護パイプ６の筆圧検知部５側の開口部部分が、筆圧検知部５の嵌合部５２との嵌合部となる。

さらに、基板保護パイプ６は、軸心方向の両端の開口部（軸心に交差する方向の開口部）を繋ぐように、基板保護パイプ６の側壁の一部を切り取るように形成した開口部（軸心方向に沿う方向の側面開口部）６３を有する。開口部６３は、基板保護パイプ６内に回路基板４が収納された状態で、回路基板４に設けられたサイドスイッチへの操作を可能にする。また、開口部６３は、コイル部２と共に、共振回路を構成するコンデンサ（キャパシタ素子）の容量を調整するために、不要なコンデンサの接続を切断するためのレーザカット作業を可能にする。このように、開口部６３は、基板保護パイプ６内に収納された回路基板４に対する操作や作業を可能にするためのものである。

そして、基板保護パイプ６は、開口部６３が設けられても、軸心を中心として１８０度以上の角範囲の側壁を有するようにされる。より詳しくは、図２（Ｃ）に示すように、回路基板４が基板保護パイプ６に収納された場合に、回路基板４の開口部６３と対向する面の両方の長辺が、基板保護パイプ６の内壁に接触するように基板保護パイプ６の側壁が残される。すなわち、開口部６３の軸心方向に直行する方向の幅は、回路基板４の突起部４ａ，４ｂ部分でない部分の軸心方向に交差する方向の幅よりも狭くなるようにされている。

より詳しくは、回路基板４は、図１及び図２に示すように、基板保護パイプ６の内部に収納されて保護される。この場合、回路基板４は、理想的には、図２（Ｃ）に示すように、基板保護パイプ６の軸心Ｏと回路基板４の軸心がほぼ一致するようにして基板保護パイプ６内に収納される。この場合に、回路基板４は、軸心方向の両端に設けられる突起部４ａ，４ｂの部分を除き、軸心に直行する方向の断面の対角線が基板保護パイプ６の内径と同じになるように形成されるのが理想的である。

しかし、回路基板４は、容易に基板保護パイプ６内に収納できるようにするために、図２（Ｃ）において点線で示した軸心方向に直行する方向の断面の対角線が基板保護パイプ６の内径よりもやや短くなるようにされている。そして、図２（Ｃ）に示すように、基板保護パイプ６内は、回路基板４をやや上方に位置させるようにする台形型の基板受け台７が固定されている。すなわち、基板受け台７上に回路基板４が載置するようにされるが、この場合に回路基板４を基板保護パイプ６内において、やや上方に押し上げ、基板受け台７と基板保護パイプ６とで回路基板４を挟持して保持できるようにしている。

そして、この実施の形態の電子ペン本体部８では、インク筆記部１の芯体１１がコイル部２の筒状のフェライト２１を貫通することにより、芯体１１の周囲にコイル部２を設けることができる。また、インク筆記部１のインク保持部１２の開口部と接続部材の第１の保持部３１とが嵌合して、接続部材３がインク筆記部１を保持する。そして、接続部材３のインク筆記部１側とは反対側の第２の保持部３２が回路基板４の一方の端部を挟持して、回路基板４を保持する。

さらに、基板保護パイプ６が回路基板４を収納し、接続部材３の第２の保持部３２と嵌合する。そして、回路基板４の他方の端部（端子４１ａ，４１ｂが設けられている側）は、筆圧検知部５の接続端子部５１に挟持されると共に、回路基板４の突起部４ａが嵌合部５２の内側の凹部に嵌合する。また、基板保護パイプ６の接続部材３とは反対側の端部部分が、筆圧検知部５の嵌合部５２に嵌合する。

このようにして、コイル部２、インク筆記部１、接続部材３、回路基板４及び基板保護パイプ６、筆圧検知部５が接続されて一体となった電子ペン本体部８が構成される。この場合、コイル部２の被覆導線が巻回された部分と、インク筆記部１のインク保持部１２と、接続部材の第１、第２の保持部３１、３２以外の部分と、基板保護パイプ６と、筆圧検知部５の感圧部５３の部分は、その外周及び軸心に交差する方向の切断面の形状がほぼ同じになるようにしている。これにより、側面にほぼ凹凸がなく、筐体１０１に収納しやすい電子ペン本体部８を構成できる。

なお、基板保護パイプ６の軸心方向に沿う方向の開口部６３（側面開口部）があることにより、回路基板４に設けられたサイドスイッチを操作したり、また、基板保護パイプ６内に収納された回路基板４に形成されている電子回路に対する作業を行ったりすることができる。しかも、開口部６３は、図２（Ｃ）を用いて説明したように、軸心を中心として角範囲が１８０度以上の側壁が残されるようにして形成されるので、基板保護パイプ６の強度が弱くなることもなく、回路基板４を適切に保護できる。

次に、この実施の形態の電子ペン本体部８のインク筆記部１を中心とする接続部分と筆圧検知部５を中心とする接続部分について説明する。図３は、図１、図２に示した電子ペン本体部８のインク筆記部１を中心とする接続部分（図３（Ａ））と筆圧検知部を中心とする接続部分（図３（Ｂ））とを説明するための断面図である。

図３（Ａ）に示すように、インク筆記部１の芯体１１の周囲には、この芯体１１がコイル部２の筒状のフェライト２１を貫通することによりコイル部２が設けられる。そして、インク筆記部１のインク保持部１２の開口部には、接続部材３の第１の保持部３１が嵌合して、インク筆記部１を保持する。また、接続部材３の第２の保持部３２は、回路基板４を挟持してこれを保持する。また、接続部材３の第２の保持部３２に対して、その外側を包むように基板保護パイプ６が嵌合する。この場合、基板保護パイプ６は、接続部材３の第２の保持部３２に保持されている回路基板４を収納して保護する。このように、コイル部２と、インク筆記部１と、接続部材３と、回路基板４と、基板保護パイプ６とが接続される。

一方、図３（Ｂ）に示すように、筆圧検知部５の感圧部５３は、例えば樹脂モールド５３ｘ内に感圧用部品が設けられて形成されたものである。感圧部５３に搭載される感圧用部品は、図３（Ｂ）に示すように、誘電体５３ａと、端子部材５３ｂと、保持部材５３ｃと、導電部材５３ｄと、弾性部材５３ｅとの複数個の部品からなる。端子部材５３ｂは、導電性材料からなり、感圧用部品で構成される容量可変コンデンサの第１の電極を構成する。また、導電部材５３ｄは例えば導電性ゴムで構成され、弾性部材５３ｅは導電性材料からなるコイルばねで構成されている。導電部材５３ｄと弾性部材５３ｅとは電気的に接続されて、前記容量可変コンデンサの第２の電極を構成する。

そして、図３（Ｂ）に示すように、筆圧検知部５の接続端子部５１に回路基板４が挟持されると共に、回路基板４の突起部４ｂが嵌合部５２の内側の凹部に嵌合する。これにより、回路基板４と筆圧検知部５とが接続される。また、基板保護パイプ６の接続部材３とは反対側の端部が、筆圧検知部５の嵌合部５２に嵌合して保持される。これにより、インク筆記部１、接続部材３、回路基板４、筆圧検知部５が直列に接続される。また、回路基板４を収納する基板保護パイプ６は、接続部材３と筆圧検知部５とを接続し、回路基板４と共に、接続部材３と筆圧検知部５との間を接続する。

さらに、回路基板４と筆圧検知部５の接続端子部５１とを接続することにより、上述もしたように、回路基板４に設けられている端子４１ａと接続端子部５１の端子５１ａが電気的に接続される。同様に、回路基板４に設けられている端子４１ｂと接続端子部５１の端子５１ｂが電気的に接続される。回路基板４の端子４１ａ，４１ｂは、回路基板４に形成されている電子回路に接続されている。また、接続端子部５１の端子５１ａには、端子部材５３ｂからなる第１の電極からの接続線が接続され、接続端子部５１の端子５１ｂには、導電部材５３ｄと弾性部材５３ｅとからなる第２の電極からの接続線が接続される。これにより、感圧部５３の巻圧用部品からの出力信号が、回路基板４に構成された電子回路に供給される。

そして、図３（Ｂ）に示すように、保持部材５３ｃと導電部材５３ｄとからなる部分は、弾性部材５３ｅの作用により、常時、導電部材５３ｄが誘電体５３ａから離れる方向に付勢される。すなわち、誘電体５３ａと導電部材５３ｄとは近づいたり、離れたりできる構成になっている。これにより、この実施の形態の電子ペン本体部８の場合には、芯体１１に筆圧がかかると、インク筆記部１と接続部材３と回路基板４とかなる部分が、筆圧検知部５に作用する。

この場合、図３（Ｂ）を見ると分かるように、樹脂モールド５３ｘと端子部材５３ｂと誘電体５３ａとからなる部分が、弾性部材５３ｅの作用により離れる方向に付勢されている導電部材５３ｄと保持部材５３ｃとからなる部分に近づく。これにより、可変容量コンデンサの構成とされた感圧用部品の静電容量が変化し、筆圧に応じた出力信号が回路基板４の電子回路に供給される。これにより、回路基板４に形成された電子回路において、筆圧を検知できる。

そして、図３（Ａ）に示したように、コイル部２のコイル２２の両端からの延長線２２ａ，２２ｂは、回路基板４の電子回路に接続されている。これにより、上述もしたように、コイル部２は、回路基板４の電子回路のコンデンサ４４等共に共振回路を構成し、筆圧に応じた信号をコイル部２から位置検出装置に送信できる。

なお、この実施の形態において、筐体蓋１０２は、感圧部５３内に設けられる保持部材５３ｃの凹部に嵌合する突起部が設けられている。これにより、保持部材５３ｃと導電部材５３ｄとからなる部分が、樹脂モールド５３ｘ内において位置規制され、一定の位置で誘電体５３ａと対向することができるようにしている。

［電磁誘導授受方式の座標検出センサの概要］
次に、図１〜図３を用いて説明した電磁誘導授受方式の電子ペン１０を用いて指示位置の検出および筆圧の検出（検知）を行う電磁誘導授受方式の位置検出装置２００の具体的な実施形態の回路構成例について、図４を参照して説明する。図４は、電子ペン１０及び位置検出装置２００の回路構成例を示すブロック図である。電子ペン１０と位置検出装置２００とにより入力装置が構成される。

電子ペン１０は、回路構成としては、位置指示コイル２２と、この位置指示コイル２２に接続された感圧部５３の感圧用部品としての可変容量コンデンサと、この感圧部５３の可変容量コンデンサに並列に接続される共振コンデンサ４４等からなる共振回路によって現される。

一方、位置検出装置２００には、Ｘ軸方向ループコイル群２０４ａと、Ｙ軸方向ループコイル群２０４ｂとを積層させて設けることにより、電磁誘導方式の座標検出センサ２０１が形成されている。各ループコイル群２０４ａ，２０４ｂは、例えば、それぞれ４０本の矩形のループコイルからなっている。各ループコイル群２０４ａ，２０４ｂを構成する各ループコイルは、等間隔に並んで順次重なり合うように配置されている。

また、位置検出装置２００には、Ｘ軸方向ループコイル群２０４ａ及びＹ軸方向ループコイル群２０４ｂが接続される選択回路２０６が設けられている。この選択回路２０６は、２つのループコイル群２０４ａ，２０４ｂのうちの一のループコイルを順次選択する。

さらに、位置検出装置２００には、発振器２０３と、電流ドライバ２０５と、切り替え接続回路２０７と、受信アンプ２０８と、検波器２０９と、低域フィルタ２１０と、サンプルホールド回路２１２と、Ａ／Ｄ変換回路２１３と、同期検波器２１６と、低域フィルタ２１７と、サンプルホールド回路２１８と、Ａ／Ｄ変換回路２１９と、処理部２１４とが設けられている。

発振器２０３は、周波数ｆ０の交流信号を発生し、電流ドライバ２０５と同期検波器２１６に供給する発振器２０３である。電流ドライバ２０５は、発振器２０３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２０７へ送出する。切り替え接続回路２０７は、後述する処理部２１４からの制御により、選択回路２０６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Ｓ）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２０５が、受信側端子Ｒには受信アンプ２０８が、それぞれ接続されている。

選択回路２０６に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２０６及び切り替え接続回路２０７を介して受信アンプ２０８に送られる。受信アンプ２０８は、ループコイルから供給された誘導電圧を増幅し、検波器２０９及び同期検波器２１６へ送出する。

検波器２０９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、低域フィルタ２１０へ送出する。低域フィルタ２１０は、前述した周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、検波器２０９の出力信号を直流信号に変換してサンプルホールド回路２１２へ送出する。サンプルホールド回路２１２は、低域フィルタ２１０の出力信号の所定のタイミング、具体的には受信期間中の所定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路２１３へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２１３は、サンプルホールド回路２１２のアナログ出力をデジタル信号に変換し、処理部２１４に出力する。

一方、同期検波器２１６は、受信アンプ２０８の出力信号を発振器２０３からの交流信号で同期検波し、それらの間の位相差に応じたレベルの信号を低域フィルタ２１７に送出する。この低域フィルタ２１７は、周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、同期検波器２１６の出力信号を直流信号に変換してサンプルホールド回路２１８に送出する。このサンプルホールド回路２１８は、低域フィルタ２１７の出力信号の所定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路２１９へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２１９は、サンプルホールド回路２１８のアナログ出力をデジタル信号に変換し、処理部２１４に出力する。

処理部２１４は、位置検出装置２００の各部を制御する。すなわち、処理部２１４は、選択回路２０６におけるループコイルの選択、切り替え接続回路２０７の切り替え、サンプルホールド回路２１２、２１８のタイミングを制御する。処理部２１４は、Ａ／Ｄ変換回路２１３、２１９からの入力信号に基づき、Ｘ軸方向ループコイル群２０４ａ及びＹ軸方向ループコイル群２０４ｂから一定の送信継続時間をもって電波を送信させる。

Ｘ軸方向ループコイル群２０４ａ及びＹ軸方向ループコイル群２０４ｂの各ループコイルには、電子ペン１０から送信される電波によって誘導電圧が発生する。処理部２１４は、この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１０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。また、処理部２１４は、送信した電波と受信した電波との位相差に基づいて筆圧を検出する。このように、この実施の形態の電磁誘導授受方式の電子ペン１０と図４に示した電磁誘導授受方式の位置検出装置２００とにより、入力装置が構成できる。

［カートリッジ式の電子ペン］
この実施の形態の電子ペン本体部８を利用して、例えばボールペンの替え芯（リフィル）と同一形状の電子ペン用カートリッジを構成し、これを例えばボールペン筐体内に取り付けて、電子ペンを構成することもできる。図５は、この実施の形態の電子ペン本体部８を用いて構成する電子ペン用カートリッジについて説明するための図である。

図５（Ａ）は、図１〜図３を用いて説明したように構成される電子ペン本体部８である。図５（Ｂ）は、電子ペン本体部８が収納される筒状のカートリッジ筐体８ＣＴを示している。カートリッジ筐体８ＣＴは、図５（Ｂ）の左側端部（芯体側端部）は、電子ペン本体部８の芯体１１の先端部分が突出する程度の小さな開口を有する。また、カートリッジ筐体８ＣＴは、図５（Ｂ）の右側端部（後端側端部）は、電子ペン本体部８を挿入する開口を有する。

そして、図５において点線矢印で示すように、電子ペン本体部８を、後端側の開口からカートリッジ筐体８ＣＴ内に収納する。図５（Ｃ）は、電子ペン本体部８がカートリッジ筐体８ＣＴに収納されて構成された電子ペン用カートリッジ９の外観を示している。なお、図５（Ｃ）において、カートリッジ筐体８ＣＴは透明の合成樹脂で構成され、内部が観視可能になっている場合を示している。

この例の場合には、図５（Ｃ）に示すように、電子ペン本体部８の芯体１１の先端部分だけがカートリッジ筐体８ＣＴの芯体側端部の開口から突出し、電子ペン本体部８のその他の部分はカートリッジ筐体８ＣＴ内に位置するようにされる。そして、カートリッジ筐体８ＣＴの後端側端部の開口には、カートリッジ筐体蓋８ＢＫを嵌合させて閉じられる。この例のカートリッジ筐体蓋８ＢＫは、図５（Ｃ）に示したように、ボールペンの替え芯と同様にしてボールペン筐体内に取り付けるための凹部が設けられているものである。

なお、この例において、カートリッジ筐体蓋８ＢＫの感圧部５３と対向する面には、図２、図３に示した筐体蓋１０２と同様に、感圧部５３内に設けられる保持部材５３ｃの凹部に嵌合する突起部が設けられている。これにより、保持部材５３ｃと導電部材５３ｄとからなる部分が、樹脂モールド５３ｘ内において位置規制され、一定の位置で誘電体５３ａと対向することができるようにしている。

そして、図５（Ｃ）に示すように、この例の電子ペン用カートリッジ９において、長手方向の長さＲ１と長手方向に直行する方向の幅Ｒ２とは、いずれもこれが取り付けられるボールペンの替え芯の長さと幅に一致している。

これにより、電子ペン本体部８をカートリッジ筐体８ＣＴに収納して形成したこの例の電子ペン用カートリッジ９を、所定のボールペンの筐体内に取り付けることにより、使用者により使用される電子ペンを構成できる。すなわち、既存のボールペンの筐体と当該電子ペン用カートリッジ９とにより、電子ペンを構成することができる。これにより、普段使い慣れたボールペンの筐体を利用して、使い勝手のよい電子ペンを手軽に構成することができる。

また、図５を用いて説明したように、電子ペン用カートリッジ９を形成した場合、これを多色のボールペンの筐体内に取り付けられる替え芯の変わりに利用することもできる。図６は、電子ペン用カートリッジを多色ボールペンの筐体で利用するようにした場合の例を説明するための図である。

図６（Ａ）は、この例の電子ペン１０Ｘの外観を示す構成図である。この図６（Ａ）の例も、電子ペン１０Ｘの筐体１０１Ｍ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。

電子ペン１０Ｘの筐体１０１Ｍは、市販のノック式の多色ボールペンの筐体及びノックカム機構と同一の構成を備えている。市販のノック式の多色ボールペンの筐体及びノックカム機構をそのまま用いてもよい。この筐体１０１Ｍ内には、この例では、３本の電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅが収納されている。

筐体１０１Ｍの軸心方向の一端側には開口１０１Ｍａが形成されており、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのいずれかがノック機構により軸心方向にスライド移動されられたときに、その芯体１１の先端部が、この開口１０１Ｍａを通じて外部に突出するようにされる。

電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅは、ノック機構により軸心方向にスライド移動されられてはいない状態では、図６（Ａ）に示すように、それぞれの芯体１１の先端を含め全体が筐体１０１Ｍの中空部内に収納されており、保護されている状態となる。そして、前述したように、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅの内、ノック機構により軸心方向にスライド移動されられた電子ペン用カートリッジの芯体１１の先端が、この開口１０１Ｍａを通じて外部に突出するようにされる。したがって、ノック機構により、芯体１１の先端が開口１０１Ｍａを通じて外部に突出するようにされた電子ペン用カートリッジは、保護が解除されることになる。

この電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅは、多色ボールペンの替え芯と同寸法に構成されている点を除けば、外形的には、図５を用いて説明した電子ペン用カートリッジ９と同様に構成される。ただし、この例の場合の電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅにおいては、後述するようにカートリッジ筐体９１Ｂ，９１Ｒ，９１Ｅ（図のカートリッジ筐体８ＣＴに相当）に、ノック機構による軸心方向の移動に応じてオン・オフするスイッチ部材が設けられる。

この例の電子ペン１０Ｘでは、後述するように、この電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅに設けられたスイッチの状態により、ノック機構により電子ペン１０Ｘにおいて、それぞれの電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅが保護されている状態となっているかどうかを検出するようにする。電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのその他の構成は、図１〜図３及び図５を用いて説明した電子ペン用カートリッジ９と同様とされる。

電子ペン１０Ｘのノック機構は、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのそれぞれが嵌合される嵌合部１９Ｂａ，１９Ｒａ，１９Ｅａを備えるノック棒１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｅと、ばね受け部材１７と、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのそれぞれの嵌合部１９Ｂａ，１９Ｒａ，１９Ｅａとばね受け部材１７との間に配設されるコイルばね１８Ｂ，１８Ｒ，１８Ｅとからなる。

ばね受け部材１７は、筐体１０１Ｍの中空部内の軸心方向の所定位置に固定されて取り付けられている。このばね受け部材１７には、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのカートリッジ筐体９１Ｂ，９１Ｒ，９１Ｅが挿通される貫通孔１７Ｂ，１７Ｒ，１７Ｅが形成されている。電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのそれぞれは、このばね受け部材１７の貫通孔１７Ｂ，１７Ｒ，１７Ｅのそれぞれ、及びコイルばね１８Ｂ，１８Ｒ，１８Ｅのそれぞれを挿通して、ノック棒１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｅの嵌合部１９Ｂａ，１９Ｒａ，１９Ｅａに嵌合されることにより、電子ペン１０Ｘに取り付けられる。

筐体１０１Ｍの、ノック棒１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｅが収納される部分には、ノック棒１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｅの一部が外部に露出されると共に、ノック棒１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｅのそれぞれが、軸心方向に移動することが可能なようにされた透孔スリット（図６（Ａ）では図示を省略）が設けられている。

電子ペン１０Ｘは、周知の多色ボールペンと同様に、ノック棒１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｅのいずれかが開口１０１Ｍａ側にスライドさせられて、そのノック棒に嵌合している電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのいずれかの芯体１１の先端が開口１０１Ｍａから外部に突出する状態になったときに、ノック棒１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｅの係止部（図示は省略）が、筐体１０１Ｍの中空部内に形成されている係合部に係合して、その状態で係止するロック状態となる。

そして、そのロック状態で、他のノック棒が、開口１０１Ｍａ側にスライド移動させられると、ロック状態にあるノック棒のロックが解除されて、コイルばね１８Ｂ，１８Ｒ，１８Ｅのいずれかにより、そのノック棒が図６（Ａ）に示す元の状態に戻る。そして、後からスライド移動させられたノック棒は、そのノック棒に嵌合している電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのいずれかの芯体１１の先端が開口１０１Ｍａから外部に突出する状態で、ロック状態となることができる。

以下、同様に、ノック棒をスライド移動させることにより、開口１０１Ｍａから先端を突出させる電子ペン用カートリッジを変えることができる。ノック棒１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｅのいずれかのスライド移動を、ロック状態になる途中で停止したときには、ロック中の他のノック棒のロック解除を行うと共に、そのノック棒は、コイルばね１８Ｂ，１８Ｒ，１８Ｅのいずれかにより、図６（Ａ）の保護状態に復帰する。

図６（Ｂ）及び（Ｃ）は、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅに設けられるスイッチについて説明するための図である。この図６（Ｂ），（Ｃ）は、電子ペン用カートリッジ９Ｂに設けられるスイッチについて示したもので、他の電子ペン用カートリッジ９Ｒ，９Ｅについても同様に構成されるものである。

すなわち、電子ペン用カートリッジ９Ｂが、非ロック状態であるノック棒１９Ｂの嵌合部１９Ｂａに嵌合されたときに、丁度、ばね受け部材１７の貫通孔１７Ｂに収納されるカートリッジ筐体９１Ｂの部位の周面に貫通孔９１Ｂａが設けられると共に、カートリッジ筐体９１Ｂ内に、この貫通孔９１Ｂａから一部が露呈するように、スイッチ部材５０Ｂが設けられる。

このスイッチ部材５０Ｂは、弾性を有すると共に導電性を有する材料、例えば弾性を有する導電性金属で構成される。このスイッチ部材５０Ｂは、図６（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、カートリッジ筐体９１Ｂの貫通孔９１Ｂａの近傍の内壁面に固定される固定端子片Ｂ１と、当該固定端子片Ｂ１と弾性的に接触可能な可動端子片Ｂ２とからなる。可動端子片Ｂ２は、固定端子片Ｂ１と弾性的に接触する状態と、非接触の状態とを取り得るように構成された折り曲げ部Ｂ２ａを備え、この折り曲げ部Ｂ２ａの一部が貫通孔９１Ｂａから突出することが可能ように、カートリッジ筐体９１Ｂ内に取り付けられている。

電子ペン用カートリッジ９Ｂが、非ロック状態であるノック棒１９Ｂの嵌合部１９Ｂａに嵌合されて、電子ペン用カートリッジ９Ｂの全てが筐体１０１Ｍの中空部に存在する保護状態であるときには、図６（Ｂ）に示すように、スイッチ部材５０Ｂは、丁度、ばね受け部材１７の貫通孔１７Ｂ内に位置する。このため、可動端子片Ｂ２の折り曲げ部Ｂ２ａは、貫通孔１７Ｂの内壁によりカートリッジ筐体９１Ｂ内側に弾性的に変位し、固定端子片Ｂ１と可動端子片Ｂ２とは接触せずに離間する状態となる。すなわち、スイッチ部材５０Ｂは、オフの状態となる。

ノック棒１９Ｂがロック状態までスライド移動されて、電子ペン用カートリッジ９Ｂの芯体１１の先端が筐体１０１Ｍの開口１０１Ｍａから突出している非保護状態になると、図６（Ｃ）に示すように、スイッチ部材５０Ｂは、ばね受け部材１７の貫通孔１７Ｂから脱する状態になる。すると、可動端子片Ｂ２の折り曲げ部Ｂ２ａの一部が貫通孔９１Ｂａから突出するように弾性変位し、これにより、可動端子片Ｂ２と固定端子片Ｂ１とが接触する状態となる。すなわち、スイッチ部材５０Ｂは、オンの状態となる。

このスイッチ部材５０Ｂの固定端子片Ｂ１と、可動端子片Ｂ２とは、カートリッジ筐体９１Ｂに収納されている回路基板４のＩＣ４２に電気的に接続されている。ＩＣ４２は制御回路としての機能を有し、このスイッチ部材５０Ｂのオン・オフ状態を監視することで、電子ペン用カートリッジ９Ｂの全てが筐体１０１Ｍの中空部に存在する保護状態であるか、あるいはノック棒１９Ｂにより電子ペン用カートリッジ９Ｂの芯体１１の先端が筐体１０１Ｍの開口１０１Ｍａから突出している非保護状態であるかを検出する。

電子ペン用カートリッジ９Ｒ、９Ｅにおいても、同様にして、カートリッジ筐体９１Ｒ、９１Ｅ内にスイッチ部材５０Ｒ，５０Ｅ（図示は省略）が設けられており、カートリッジ筐体９１Ｒ，９１Ｅに収納されている回路基板４のＩＣ４２に接続されている。そして、この例の場合には、電子ペン用カートリッジ９Ｂ、９Ｒ、９Ｅの内、スイッチ部材５０Ｂ、５０Ｒ、５０Ｅがオンの状態にされて、非保護の状態になっているときに、回路基板４に搭載された各電子部品間の接続がオンにされて機能する。これにより、位置検出装置側との信号の送受が可能にされる。

そして、この実施形態の場合、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅと共に使用される位置検出装置は、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのそれぞれから送信されてくる識別情報を受信して、判別する機能を備える。すなわち、この実施形態の場合の位置検出装置は、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅの違いを判別して、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅのそれぞれに割り当てられた機能を実現するようにする。

例えば、電子ペン用カートリッジ９Ｂは、その指示位置に応じて表示する軌跡（文字や図形）を黒色で表す機能を割り当てられ、電子ペン用カートリッジ９Ｒは、その指示位置に応じて表示する軌跡を赤色で表す機能を割り当てられ、電子ペン用カートリッジ９Ｅは、その指示位置に応じて、先に指示入力された軌跡を消去する機能を割り当てられる。

このため、電子ペン用カートリッジ９Ｂ、９Ｒ、９Ｅのそれぞれに搭載されている回路基板４には、電子ペン用カートリッジ９Ｂ，９Ｒ，９Ｅの識別情報の他、これら文字色を通知する情報や、消去機能を通知する情報を記憶するＩＤメモリが搭載されている。そして、電子ペン用カートリッジ９Ｂ、９Ｒ、９Ｅのそれぞれに搭載されている回路基板４のＩＣ４２は、それらの情報を必要に応じて、位置検出装置に送信することができるようにしている。

なお、電子ペン用カートリッジに割り当てられる機能は、この例のような指示位置に応じた軌跡の表示色のみではなく、軌跡の太さや、実線、点線、一点鎖線などの表示する線の種別などであってもよい。

［静電容量結合方式の電子ペンへの応用］
上述した実施の形態の電子ペン本体部８は、電磁誘導授受方式のものであったが、この発明は、静電容量結合方式の電子ペン本体部を構成する場合にも適用できる。図７は、静電容量結合方式の電子ペン本体部に、この発明を適用するようにした場合の例を説明するための断面図であり、インク筆記部１を中心とする部分の各構成部材の接続状態を示したものである。

この例の電子ペン本体部８Ａは、図７に示すように、インク筆記部１の芯体１１の周囲に端子部材１３と導電部材１４とを設けたものである。この例の場合、芯体１１は金属などの導電性の材料により形成されたものである。端子部材１３は、芯体１１の周囲に設けるようにされたドーナツ状の端子であり、例えば金属などの導電性の材料により形成される。この端子部材１３には、接続線１３Ａが接続され、これが回路基板４まで延伸されて回路基板４の電子回路に接続されている。更にシールド１５が芯体１１の周囲を覆うように配置されている。

導電部材１４は、例えば導電性ゴムや導電性樹脂などにより形成され、芯体１１の外径よりも小さな径の貫通孔を備え、この貫通孔に芯体１１を貫通させることにより、端子部材１３と芯体１１とを電気的に確実に接続する。なお、導電部材１４は、導電部材１４とインク筆記部１とによって、端子部材１３を挟持して、端子部材１３が移動することが無いようにしている。

これにより、回路基板４に形成された電子回路からの送信信号は、接続線１３Ａを通じて端子部材１３に供給される。端子部材１３に供給された送信信号は、端子部材１３と芯体１１とをつなぐ導電部材１４を通じて芯体１１に供給される。芯体１１は、これに供給された送信信号を位置検出装置に送信する。このようにして、いわゆるアクティブ静電容量方式の電子ペンを実現できる。

このように、図７に示した電子ペン本体部８Ａは、インク筆記部１の芯体１１の周囲に回路基板の電子回路に接続された端子部材１３と、この端子部材１３と芯体１１とを電気的に接続するための導電部材１４を備える点が、上述した電子ペン本体部８とは異なる。その他の部分は、上述した電子ペン本体部８の場合と同様に構成される。

［静電容量結合方式の位置検出装置の概要］
図８は、図７に示した電子ペン本体部８Ａが用いられて構成される電子ペン１０Ｙからの信号を受け、センサ上の位置を検出すると共に、筆圧やサイドスイッチの状態を検出するようにする静電容量結合方式の座標検出センサが用いられた位置検出装置３００を説明するためのブロック図である。

この例の位置検出装置３００は、図８に示すように、静電容量結合方式の座標検出センサ（以下、センサと略称する）３１０と、このセンサ３１０に接続されるペン検出回路３２０とからなる。センサ３１０は、この例では、断面図は省略するが、下層側から順に、第１の導体群３１１、絶縁層（図示は省略）、第２の導体群３１２を積層して形成されたものである。第１の導体群３１１は、例えば、横方向（Ｘ軸方向）に延在した複数の第１の導体３１１Ｙ１、３１１Ｙ２、…、３１１Ｙｍ（ｍは正の整数）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３１２は、第１の導体群３１１と直交する縦方向（Ｙ軸方向）に延在し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。

このように、位置検出装置３００のセンサ３１０では、第１の導体群３１１と第２の導体群３１２を交差させて形成したセンサパターンを用いて、電子ペンが指示する位置を検出する構成を備えている。なお、以下の説明において、第１の導体３１１Ｙ１、３１１Ｙ２、…、３１１Ｙｍ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３１２Ｘ１、３１２Ｘ２、…、３１２Ｘｎ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３１２Ｘと称することとする。

ペン検出回路３２０は、センサ３１０との入出力インターフェースとされる選択回路３２１と、増幅回路３２２と、バンドパスフィルタ３２３と、検波回路３２４と、サンプルホールド回路３２５と、ＡＤ（Analog to Digital）変換回路３２６と、制御回路３２７とからなる。

選択回路３２１は、制御回路３２７からの制御信号に基づいて、第１の導体群３１１および第２の導体群３１２の中から１本の導体３１１Ｙまたは３１２Ｘを選択する。選択回路３２１により選択された導体は増幅回路３２２に接続され、電子ペン１０Ｙからの信号が、選択された導体により検出されて増幅回路３２２により増幅される。この増幅回路３２２の出力はバンドパスフィルタ３２３に供給されて、電子ペン１０Ｙから送信される信号の周波数の成分のみが抽出される。

バンドパスフィルタ３２３の出力信号は検波回路３２４によって検波される。この検波回路３２４の出力信号はサンプルホールド回路３２５に供給されて、制御回路３２７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３２６によってデジタル値に変換される。ＡＤ変換回路３２６からのデジタルデータは制御回路３２７によって読み取られ、処理される。

制御回路３２７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３２５、ＡＤ変換回路３２６、および選択回路３２１に、それぞれ制御信号を送出するように動作する。そして、制御回路３２７は、ＡＤ変換回路３２６からのデジタルデータから、電子ペン１０Ｙによって指示されたセンサ１１０上の位置座標を算出する。さらに、制御回路３２７は、電子ペン１０Ｙの感圧用部品などからなる筆圧検知部５で検出された筆圧と、電子ペン１０Ｙのサイドスイッチ４３の状態を検出する。

なお、この例の電子ペン１０Ｙにおいては、回路基板４のＩＣ４２の信号発生回路４２Ｘは、発振回路のみの構成とし、筆圧やサイドスイッチのオン／オフをその発振周波数の変化として位置検出装置に伝送する。しかし、これに限るものではない。信号発生回路を、発振回路と、その発振信号に対して所定の変調を行う回路とで構成し、筆圧情報やサイドスイッチのオン／オフを示す情報を、例えばＡＳＫ信号などとして位置検出装置に伝送するようにしてもよい。

［基板保護パイプの変形例］
なお、上述した実施の形態の電子ペン本体部８の基板保護パイプ６では、図２を用いて説明したように、軸心方向の端部の開口部（軸心方向に交差する方向の開口部）を繋ぐように、基板保護パイプ６の側壁の一部を切り取るように形成した開口部６３を設けた。当該開口部６３は、軸心方向に沿う方向の側面開口部であり、基板保護パイプ６の側面に設けた窓部あるいは切り欠き部とも呼べるものである。しかし、これに限るものではない。

図９は、基板保護パイプ６の変形例を説明するための図である。例えば、図９（Ａ）に示す変形例１の基板保護パイプ６Ａは、芯体側開口部６１と後端側開口部６２とを繋ぐように、基板保護パイプ６の側壁の一部を切り取るように形成した開口部６３Ａを有する。しかし、図９（Ａ）に示すように、芯体側開口部６１と後端側開口部６２の部分では、その開口部の幅を狭めた部分を設けるようにしてもよい。このようにすることによって、接続部材３の第２の保持部３２との嵌合や筆圧検知部５の嵌合部５２との嵌合をより強固にすることができる。

また、図９（Ｂ）に示す変形例２の基板保護パイプ６Ｂは、回路基板４のサイドスイッチ４３に対する操作や回路基板４に形成された電子回路に対する作業が可能となる位置に必要最小限の開口部６３Ｂを設ける。この開口部６３Ｂは、開口範囲が基板保護パイプ６Ｂの側面に囲まれた閉じた範囲となるいわゆる窓部になっている。また、芯体側開口部６１と後端側開口部６２の部分には、開口範囲の一部が基板保護パイプ６Ｂの側面に囲まれていない開いた範囲となる開口部である切り欠き部６Ｂａ，６Ｂｂを設ける。この切り欠き部６Ｂａ，６Ｂｂは、接続部材３の第２の保持部３２との嵌合や筆圧検知部５の嵌合部５２との嵌合を、その嵌合の程度を低下させることなく、かつ、容易に嵌合させることができるようにするためのものである。

この図９（Ｂ）に示す変形例２の場合には、開口部６３Ｂ、切り欠き部６Ｂａ，６Ｂｂの部分は、図２に示した基板保護パイプ６の開口部６３や図９（Ａ）に示した基板保護パイプ６Ａの開口部６３Ａよりも狭い。このため、図２に示した基板保護パイプ６や図９（Ａ）に示した基板保護パイプ６Ａよりも強度の面で強く、回路基板４をより強固に保護することができる。

また、図９（Ｃ）に示す変形例３の基板保護パイプ６Ｃは、図９（Ｂ）に示した変形例２の基板保護パイプ６Ｂが備えていた切り欠き部６Ｂａ，６Ｂｂを設けずに、窓部としての開口部６３Ｃだけを設けたタイプのものである。この基板保護パイプ６Ｃの場合には、図９（Ｂ）に示した基板保護パイプ６Ｂに比べて、切り欠き部６Ｂａ，６Ｂｂを備えない分、基板保護パイプ６Ｃ自体の強度を大きくすることができる。

このように、基板保護パイプに設ける窓部（軸心方向に沿う方向の側面開口部）は、基板保護パイプの適宜の位置に、必要な大きさ、必要な形状のものを、必要な数だけ設けることができる。ただし、基板保護パイプ６内に収納される回路基板を保持することができるように、必ず、軸心を中心として１８０度以上の角範囲の側壁を有する部分が存在する必要がある。

より好ましくは、内部に収納する回路基板の側面開口部と対向する面の両方の長辺が、基板保護パイプの内壁に当接し、外部に出ないようにする構成すればよい。また、換言すれば、基板保護パイプに設ける側面開口部は、回路基板の対向する面よりも小さくなるように構成すればよい。なお、基板保護パイプ６の強度を維持するため、軸心を中心として１８０度より小さな角範囲の側壁を有する部分が存在しないように構成することが好ましい。

［その他］
なお、電子ペン本体部８、８Ａを構成する各部品のサイズは適宜のものを用いることが可能であり、適宜のサイズの電子ペン本体部を構成することができる。したがって、電子ペン用カートリッジ９のサイズも、適宜のサイズのものを構成することが可能である。すなわち、ボールペンのリフィル（替え芯）の規格にも種々のものがある。このため、目的とする規格に合致した電子ペン本体部８、８Ａを構成し、目的とする規格に合致したカートリッジ筐体８ＣＴを用いることにより、目的とする規格に合致した電子ペン用カートリッジ９等を構成できる。

また、上述した実施の形態において、インク筆記部１において芯体１１は、金属などの導体で構成され、先端部がボールペンの機構になっているものが考えられる。しかし、これに限るものではない。例えば、導電性を備えたフェルトの芯体に、インク保持部１２からのインクを供給して筆記を可能にするいわゆるフェルトペンの構成とされたインク筆記部を用いるようにしてもよい。このように、インク筆記部１は、芯体１１が導電性を備え、この芯体１１がインク保持部１２からインクの供給を受けて、当該インクによる筆記を可能にする種々のものが含まれる。

また、回路基板４には、上述した電子部品の他にも種々の電子部品を搭載することももちろん可能である。

なお、上述の実施形態では、筆圧検知部５の感圧用部品は、筆圧に応じて機械的な可動部により静電容量を可変する可変容量コンデンサを用いるようにしたが、これに限るものではない。可変容量コンデンサを半導体デバイスからなるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップとして構成したものを用いるようにしてもよい。また、感圧用部品は、静電容量の変化を検出するものではなく、インダクタンス値や抵抗値を可変するものであってもよいことは言うまでもない。

また、上述した実施の形態では、基板保護パイプ６は、円筒状のものを想定したが、これに限るものではない。断面が多角形となるような側壁を有する筒状のものであってもよい。

１…インク筆記部、１１…芯体、１２…インク保持部、２…コイル部、２１…フェライト、２２…コイル、２２ａ，２２ｂ…延長線、３…接続部材、４…回路基板、４１ａ，４１ｂ…端子、４２…ＩＣ（制御回路）、４３…サイドスイッチ、４４〜４８…コンデンサ、５…筆圧検知部、５１…接続端子部、５１ａ，５１ｂ…端子、５２…嵌合部、５３…感圧部、６…基板保護パイプ、６３…開口部、７…基板受け台、８，８Ａ…電子ペン本体部、８ＣＴ…カートリッジ筐体、９…電子ペン用カートリッジ、１０…電子ペン、１３…端子部材、１４…導電部材、１５…シールド、１０１…筐体（ケース）、１０２…筐体蓋

Claims (9)

1. 芯体と前記芯体に供給するインクを保持するインク保持部とからなるインク筆記部と、
   回路基板と、
   送信部と、
   一方には前記インク筆記部の前記芯体とは反対側の端部を保持し、他方には前記回路基板の一方の端部を保持する接続部材と、
   前記回路基板の他方の端部側に設けられる筆圧検知部と、
   前記芯体の先端部分を突出させるようにして、前記インク筆記部と前記接続部材と前記回路基板と前記筆圧検知部とを収納する筐体と、
   を備え、
   前記インク筆記部においては、
   前記送信部が、前記芯体に固定されることにより、前記送信部を前記インク保持部よりも前記芯体側に配置させることで、前記送信部と前記回路基板の間に前記インク保持部を配置させ、
   前記芯体に加えられる筆圧に応じて、少なくとも、前記インク筆記部と前記接続部材と前記回路基板とが移動する、
   ことを特徴とする電子ペン。
2. 請求項１に記載の電子ペンであって、
   前記芯体に加えられる筆圧に応じて、少なくとも、前記インク筆記部と前記接続部材と前記回路基板とが移動し、前記筆圧検知部に作用する
   ことを特徴とする電子ペン
3. 請求項１または請求項２に記載の電子ペンであって、
   前記回路基板を収納する硬質管状部材を備え、
   前記硬質管状部材は、収納された前記回路基板に対する操作を可能にする側面開口部を有し、軸心方向の一方の端部において前記接続部材と嵌合する、
   ことを特徴とする電子ペン。
4. 請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の電子ペンであって、
   前記送信部は、コイル部であって、前記芯体の周囲に設けられ、
   前記コイル部と前記回路基板に形成されたキャパシタ素子を含む電子回路とを接続することにより共振回路を形成し、
   前記コイル部を通じて、位置検出装置に対する信号を送信する電磁誘導方式の電子ペン。
5. 請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の電子ペンであって、
   前記送信部は、前記芯体と一体であって、
   前記回路基板には、発振回路を有する電子回路が構成されており、
   前記電子回路と前記芯体とを電気的に接続する接続部材を備え、
   前記芯体を通じて、位置検出装置に対する前記発振回路からの信号を送信する静電容量方式の電子ペン。
6. 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の電子ペンであって、
   前記筆圧検知部は、前記芯体に加えられる筆圧に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサであることを特徴とする電子ペン。
7. 請求項６に記載の電子ペンであって、
   可変容量コンデンサを半導体デバイスからなるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップとして構成したことを特徴とする電子ペン。
8. 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７のいずれかに記載の電子ペンであって、
   ボールペン筐体に収納される替え芯と同一形状に構成されたことを特徴とする電子ペン。
9. 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７のいずれかに記載の電子ペンであって、
   多機能ペン筐体に収納される替え芯と同一形状に構成されたことを特徴とする電子ペン。
   

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