特許 6677587 位置検出装置及び位置検出センサの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6677587

(24)【登録日】2020年3月17日

(45)【発行日】2020年4月8日

(54)【発明の名称】位置検出装置及び位置検出センサの制御方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20200330BHJP

   G06F 3/046 20060101ALI20200330BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20200330BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20200330BHJP

   G06F 3/0354 20130101ALI20200330BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/03 400E

   G06F3/046 B

   G06F3/041 510

   G06F3/044

   G06F3/041 470

   G06F3/0354 445

【請求項の数】10

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2016-125143(P2016-125143)

(22)【出願日】2016年6月24日

(65)【公開番号】特開2017-228185(P2017-228185A)

(43)【公開日】2017年12月28日

【審査請求日】2019年6月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000139403

【氏名又は名称】株式会社ワコム

(74)【代理人】

【識別番号】100091546

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 正美

(72)【発明者】

【氏名】小堀 武

【審査官】 滝谷 亮一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１０２２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−２０１０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３９２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１６６０７６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０３５４

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

Ｇ０６Ｆ ３／０４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸心方向に巻回された位置指示用コイルを有する電子ペンを収納する収納部を備える位置検出装置において、
前記収納部に近接して配置される平面状コイルであって、当該平面状コイルの中心軸方向が前記収納部に収納された前記電子ペンの前記軸心方向に交差する方向となるとともに、前記平面状コイルの面と前記収納部に収納された前記電子ペンの軸心とがほぼ平行となり、発生させる磁束のうち、当該電子ペンの前記位置指示用コイルに対して互いに逆方向に鎖交する磁束の数が、等しくならない位置に配置される平面状コイルと、
前記平面状コイルへの信号の供給と電磁誘導による前記平面状コイルを通じた信号の受信とを交互に実行するように制御する第１の制御手段と、
前記平面状コイルを通じて受信する信号の有無に応じて、前記収納部での前記電子ペンの挿抜の状態を検知する第１の検知手段と
を備えることを特徴とする位置検出装置。

【請求項2】

前記平面状コイルは、発生させる磁束のうち向きが同一方向の磁束だけが、前記収納部に収納された前記電子ペンの前記位置指示用コイルに対して鎖交する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項3】

前記平面状コイルは、前記電子ペンが前記収納部に収納された場合において、当該平面状コイルの一部分を通る前記中心軸方向に、前記電子ペンの前記位置指示用コイルの一部が位置することになる位置に、あるいは、当該平面状コイルの一部に偏った位置に、前記電子ペンの前記位置指示用コイルが位置することになる位置に、配置されることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項4】

第１の方向に配設された複数の第１のループコイルと、前記第１の方向と交差する第２の方向に配設された複数の第２のループコイルを有し、前記電子ペンによって指示される位置を検出する位置検出センサと、
複数の前記第１のループコイルと複数の前記第２のループコイルの内、信号を送信するループコイルを特定して信号を供給するように制御し、信号を受信するループコイルを特定して信号を受信するように制御する第２の制御手段と、
信号を受信するコイルとして特定したコイルからの信号に基づいて、前記位置検出センサ上の前記電子ペンによる指示位置を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段により、前記電子ペンが前記収納部に収納されている状態であることが検出されている場合には、少なくとも前記第２の制御手段を制御して、前記位置検出センサを通じた前記電子ペンによって指示される位置の検出を行わないように制御する位置検出制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項5】

前記第１の制御手段と第２の制御手段とは、１つの制御手段の構成とされ、
前記第１の検出手段と第２の検出手段とは、１つの検出手段の構成とされることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。

【請求項6】

前記平面状コイルは、前記位置検出センサの複数の前記第１のループコイルと複数の前記第２のループコイルとの内の１つが用いられて形成されており、
前記第１の制御手段と第２の制御手段とは、１つの制御手段の構成とされ、
前記第１の検出手段と第２の検出手段とは、１つの検出手段の構成とされることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。

【請求項7】

前記平面状コイルは、フレキシブルプリント配線板として実現されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の位置検出装置。

【請求項8】

前記平面状コイルの下側には、磁性シートが配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の位置検出装置。

【請求項9】

前記平面状コイルの下側には、電磁シールドが設けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の位置検出装置。

【請求項10】

軸心方向に巻回された位置指示用コイルを有する電子ペンを収納する収納部と、前記収納部に近接して配置される平面状コイルであって、当該平面状コイルの中心軸方向が前記収納部に収納された前記電子ペンの前記軸心方向に交差する方向となるとともに、前記平面状コイルの面と前記収納部に収納された前記電子ペンの軸心とがほぼ平行となり、発生させる磁束のうち、当該電子ペンの前記位置指示用コイルに対して互いに逆方向に鎖交する磁束の数が、等しくならない位置に配置される平面状コイルと、第１の方向に配設された複数の第１のループコイルと前記第１の方向と交差する第２の方向に配設された複数の第２のループコイルを有し、前記電子ペンによって指示される位置を検出する位置検出センサと、を備えた位置検出装置において用いられる前記位置検出センサの制御方法であって、
第１の制御手段が、前記平面状コイルへの信号の供給と電磁誘導による前記平面状コイルを通じた信号の受信とを交互に実行するように制御する第１の制御工程と、
第１の検知手段が、前記平面状コイルを通じて受信する信号の有無に応じて、前記収納部での前記電子ペンの挿抜の状態を検知する第１の検知工程と、
第２の制御手段が、複数の前記第１のループコイルと複数の前記第２のループコイルの内、信号を送信するループコイルを特定して信号を供給するように制御し、信号を受信するループコイルを特定して信号を受信するように制御する第２の制御工程と、
第２の検出手段が、信号を受信するコイルとして特定したコイルからの信号に基づいて、前記位置検出センサ上の前記電子ペンによる指示位置を検出する第２の検出工程と、
位置検出制御手段が、前記第１の検出手段により、前記電子ペンが前記収納部に収納されている状態であることが検出されている場合には、少なくとも前記第２の制御手段を制御して、前記位置検出センサを通じた前記電子ペンによって指示される位置の検出を行わないように制御する位置検出制御工程と
を有することを特徴とする位置検出センサの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、いわゆる位置検出センサを備え、種々の情報端末の入力デバイスとして用いられる位置検出装置及び当該位置検出装置で用いられる位置検出センサの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンなどと呼ばれる高機能携帯電話端末やタブレットＰＣ（Personal Computer）など、いわゆるタッチパネルが搭載された携帯情報端末などが数多く提供されている。タッチパネルは、液晶ディスプレイなどの表示装置と、位置検出センサや位置検出回路を備えた位置検出装置とが組み合わされた電子部品であり、使用者の指などによるタッチ操作によって種々の操作入力を可能にしている。

【0003】

位置検出センサ（以下、単にセンサと記載する。）には、静電容量方式のものと電磁誘導方式のものがある。静電容量方式は、指示体とセンサに設けられた複数の導電線との間での静電容量の変化を捉えて指示体による位置を検出する。指示体は使用者の指でよいので、指によるタッチ入力が可能である。また、電磁誘導方式は、インダクタ素子（コイル）とキャパシタ素子（コンデンサ）とからなる共振回路を内蔵した専用の電子ペン（位置指示器）とセンサ側に設けられるループコイル群との間で電磁誘導により信号の送受を行って、電子ペンによる指示位置を検出する。専用の電子ペンを用いるので、細かな指示入力が可能であり、電子ペンの筆圧検出機能により、筆圧に応じた情報の入力も可能である。

【0004】

また、静電容量方式のセンサと電磁誘導方式のセンサとの両方を備え、使用者の指による入力にも、また、専用の電子ペンによる細かな入力にも対応可能ないわゆるハイブリット方式のセンサが搭載された携帯情報端末も存在する。このようなハイブリット方式のセンサが搭載された携帯情報端末においては、多くの簡単な操作は使用者の指によるタッチ操作で行われる。このため、常時、電磁誘導方式のセンサを動作させておくのは、バッテリの消耗を早めてしまい好ましくない。

【0005】

そこで、ハイブリット方式のセンサが搭載された携帯情報端末では、筐体に電子ペンの収納部を設け、この収納部に電子ペンが収納されているときには、電磁誘導方式のセンサは動作させないようにすることが行われている。すなわち、電子ペンの収納部に電子ペンが収納されているときには、静電容量方式のセンサだけ動作させる。一方、電子ペンの収納部に電子ペンが収納されていないときには、少なくとも電磁誘導方式のセンサを動作させる。このようにすれば、電子ペンが使用状態にある時だけ、電磁誘導方式のセンサを動作させることができるので、バッテリの省力化に資することができる。

【0006】

従来、携帯情報端末に設けられた電子ペンの収納部に、電子ペンが収納されているか否かの検出は、例えば、後に記す特許文献１の図２に示されているような、いわゆるメカニカルスイッチにより行われている。また、電子ペンに磁石を搭載し、携帯情報端末にホール素子の構成とされた磁気センサを設けて、電子ペンが収納部に収納されているか否かの検出を行うようにすることも行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１０−０１３８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

近年、雨の日の屋外や、海、川、湖などの水辺周辺での利用にも耐えうるように、携帯情報端末及び電子ペンを防水仕様にすることが求められるようになった。しかし、携帯情報端末の電子ペンの収納部に、上述したような電子ペンが収納されているか否かを検出するためのメカニカルスイッチを設ける場合、スイッチとして動く部分に隙間が生じるために防水仕様にすることが難しい。また、電子ペンに磁石を設け、携帯情報端末側に磁気センサを設ける場合には、電子ペンに搭載する磁石が、電子ペンの共振回路や位置検出のためのセンサ側の回路部等に影響を与えたり、携帯情報端末側の回路部が磁気センサに影響を与えたりして好ましくない。

【0009】

そこで、電子ペンの収納部に電子ペンに内蔵されたコイルを覆うようにコイルを配置し、電磁誘導により電子ペンが格納されているか否かを検知する方法が考えられる。すなわち、図１０（Ａ）に示すように、タッチパネル２０１が搭載された携帯情報端末２００の筐体に、開口２０２を有する電子ペンの収納部２０３を設け、この収納部２０３の内壁であって、電子ペンを収納した場合に電子ペンに内蔵されたコイルを覆う位置にコイル２０４を設ける。

【0010】

そして、電子ペンの収納部２０３に電子ペン３００を収納する場合を考える。この場合、図１０（Ｂ）において矢印で示したように、収納部２０３に配置されたコイル２０４の内側に、電子ペン３００が挿入され、コイル２０４が電子ペン３００のコイル３０１を覆うようになる。そして、コイル２０４から一定期間において信号を送信し、その後の一定期間において電子ペン３００の共振回路の構成要素であるコイル３０１からの信号を受信するようにする。この場合に、電子ペン３００からの送信信号が受信できれば、電子ペンが収納部２０３に収納されていることを検知できる。

【0011】

しかし、図１０（Ａ）に示したように、携帯情報端末２００の電子ペンの収納部２０３の内壁にコイル２０４を設けるようにするのは、製造工程が複雑になったり、また、携帯情報端末の厚みを増す可能性があったりする。製造工程はできるだけ簡単な方が好ましいし、近年、携帯情報端末を更に薄型化することも求められており、薄型化の要求にも答えられなければならない。

【0012】

以上のことに鑑み、この発明は、防水仕様の実現、製造工程の複雑化の回避、携帯情報端末のさらなる薄型化に対応でき、消費電力の省力化を可能にする、携帯情報端末に適用して好適な位置検出装置、位置検出センサの制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の位置検出装置は、
軸心方向に巻回された位置指示用コイルを有する電子ペンを収納する収納部を備える位置検出装置において、
前記収納部に近接して配置される平面状コイルであって、当該平面状コイルの中心軸方向が前記収納部に収納された前記電子ペンの前記軸心方向に交差する方向となるとともに、前記平面状コイルの面と前記収納部に収納された前記電子ペンの軸心とがほぼ平行となり、発生させる磁束のうち、当該電子ペンの前記位置指示用コイルに対して互いに逆方向に鎖交する磁束の数が、等しくならない位置に配置される平面状コイルと、
前記平面状コイルへの信号の供給と電磁誘導による前記平面状コイルを通じた信号の受信とを交互に実行するように制御する第１の制御手段と、
前記平面状コイルを通じて受信する信号の有無に応じて、前記収納部での前記電子ペンの挿抜の状態を検知する第１の検知手段と
を備えることを特徴とする。

【0014】

この請求項１に記載の発明の位置検出装置によれば、軸心方向に巻回された位置指示用コイルを有する電子ペンを収納する収納部が設けられており、当該収納部に近接して平面状コイルが配置される。この平面状コイルは、当該平面状コイルの中心軸方向が収納部に収納された電子ペンの軸心方向に交差する方向となるとともに、当該平面状コイルの面と収納部に収納された電子ペンの軸心とがほぼ平行となり、発生させる磁束のうち、収納部に収納された電子ペンの位置指示用コイルに対して互いに逆方向に鎖交する磁束の数が、等しくならない位置に配置される。このようにすることにより、収納部に収納された電子ペンの位置指示用コイルと位置検出装置に設けられる平面状コイルとの間で効率よく信号の授受が行える。

【0015】

そして、第１の制御手段により、当該平面状コイルへの信号の供給と、電磁誘導による当該平面状コイルを通じての信号の受信とが交互に実行される。収納部に電子ペンが収納されていれば、当該平面状コイルと収納部に収納された電子ペンの位置指示用コイルとの間で電磁誘導により信号の送受が行われる。このため、第１の検知手段により、当該平面状コイルを通じて受信する信号の有無に応じて、電子ペンの収納部への挿抜の状態、すなわち、電子ペンが収納部に収納されているか否かが検知される。

【0016】

これにより、電子機器の電子ペンの収納部に、メカニカルスイッチや磁気センサや螺旋上に形成するコイルを設けることなく、収納部に電子ペンが収納されているか否かの検知を適切に行うことができる。しかも、平面状コイルを用いるので、防水仕様への対応が容易で、製造工程の複雑化を回避でき、携帯情報端末の薄型化にも対応できる。つまり、平面状コイルは、基板上で被覆導線を巻回させて形成されるが、平面状のものであるため、例えばレジスト技術を用い、平面状コイルの全面を、信号を遮蔽しない樹脂などで覆うことにより、容易に確実な防水加工ができる。また、防水加工しても、平面状コイル部分の厚みが大きく増すこともない。そして、電子ペンによる指示位置を検出する電磁誘導方式のセンサを、電子ペンが使用される可能性が高い電子ペンが収納部に収納されていない時にだけ動作させるようにすれば、この位置検出装置が搭載された電子機器での消費電力の省力化にも資することができる。

【発明の効果】

【0017】

この発明によれば、平面状コイルの利用により、防水仕様の実現、製造工程の複雑化の回避、携帯情報端末の薄型化に対応できると共に、消費電力の省力化を可能にする、携帯情報端末に使用して好適な位置検出装置、位置検出センサの制御方法が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】発明に係る位置検出装置と電子ペンとからなる入力装置が用いられて構成された電子機器の一例を説明するための図である。

【図2】実施形態で用いられる電子ペンの構成例を説明するための図である。

【図3】実施形態で用いられる電子ペンの概略構成及び第１の実施の形態の位置検出装置の回路構成例を示すブロック図である。

【図4】平面状コイルと電子ペンのコイルとの位置関係と平面状コイルが発生させる磁束について説明するための図である。

【図5】収納部に収納された電子ペンのコイルと、平面状コイルとの位置関係をより詳細に説明するための図である。

【図6】第１の実施形態の位置検出装置の処理制御部により実行される処理を説明するためのフローチャートである。

【図7】実施形態で用いられる電子ペンの概略構成及び第２の実施の形態の位置検出装置の回路構成例を示すブロック図である。

【図8】第２の実施形態の位置検出装置の処理制御部により実行される処理を説明するためのフローチャートである。

【図9】実施形態で用いられる電子ペンの概略構成及び第３の実施の形態の位置検出装置の回路構成例を示すブロック図である。

【図10】収納部に電子ペンが収納されているか否かの検出を行う従来の検出機構の例について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図を参照しながら、この発明の装置、方法の一実施の形態について説明する。

【0020】

［第１の実施形態］
［電子機器の具体例］
この発明に係る位置検出装置と、当該位置検出装置に対して用いられる電子ペン（ペン型の位置指示器）とからなる入力装置が搭載されて構成された電子機器の一例を、図１を参照して説明する。この例の電子機器は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置を備えるタブレットＰＣや高機能携帯電話端末であり、位置検出装置が搭載された電子機器本体１と、電子ペン２とからなる。

【0021】

電子機器本体１は、筐体１Ａとフロントパネル１Ｆとの間にＬＣＤ、検出方式の異なる２つの位置検出センサ、マザーボードなどが積層（重畳配置）されて構成される。この実施形態において、検出方式の異なる２つの位置検出センサは、１つは電磁誘導方式の位置検出センサであり、もう１つは静電容量方式の位置検出センサである。

【0022】

フロントパネル１Ｆには開口部１ＦＷが設けられている。当該開口部１ＦＷは、ＬＣＤの表示画面の表示領域と、電子ペン２などを用いた使用者による入力を受け付ける操作領域と同じ大きさに設定されている。また、電子機器本体１の筐体１Ａには、後述する電子ペン２を収納する収納部１１が設けられており、電子ペン２を使用しない場合には、電子ペン２を当該収納部１１に収納しておくようにされる。

【0023】

電子ペン２は、電磁誘導方式の位置検出センサを通じての情報の入力に用いられる。使用者は、必要に応じて、収納部１１に収納されている電子ペン２を取り出して、操作領域１ＦＷ上で位置指示操作を行う。電子ペン２は、例えば、図や絵を入力するなど、細かな情報の入力を行う場合に用いて好適なものである。

【0024】

また、電子機器本体１は、静電容量方式の位置検出センサが搭載されており、使用者が手の指を操作領域１ＦＷ上に接触させることにより、描画や手書き文字の入力や、アイコンや表示ボタンの選択などの操作が行えるようになっている。

【0025】

そして、電子機器本体１の操作領域１ＦＷ上で、電子ペン２により操作がされたとする。この場合、電子機器本体１の内部に設けられた電磁誘導方式の位置検出センサにより、電子ペン２で操作された位置及び筆圧が検出され、これに応じて電子機器本体１の表示等制御回路（マイクロコンピュータ）は、ＬＣＤの表示画面への表示処理を制御する。

【0026】

同様に、当該電子機器において、電子機器本体１の操作領域１ＦＷ上で、使用者の手の指等により操作がされたとする。この場合、電子機器本体１の内部に設けられた静電容量方式の位置検出センサにより、指等による指示位置が検出され、これに応じて電子機器本体１の表示等制御回路は、ＬＣＤの表示画面への表示処理を制御する。

【0027】

電子ペン２は、上述したように、電磁誘導方式の位置検出センサに対して機能するものであり、詳しくは後述するが、共振回路を構成するコイル２１とコンデンサ（キャパシタ素子）とが搭載されている。コイル２１は、位置検出センサとの間で信号を送受信するものであり、位置指示用コイルである。そして、この実施の形態の電子機器本体１の場合、図１に示すように、収納部１１の下側であって、電子ペン２が収納されたときに、電子ペン２に内蔵されているコイル２１の近傍に平面状コイル１６０が設けられている。

【0028】

この平面状コイル１６０と電子ペン２のコイル２１との間で電磁誘導による信号の送受を行うようにし、電子ペン２のコイル２１からの送信信号の有無に応じて、電子ペン２の収納部１１での挿抜の状態が検知できる。すなわち、収納部１１に電子ペンが収納されているのか、収納されていないのかを検知できる。そして、収納部１１に電子ペン２が収納されている場合には、電磁誘導方式の位置検出センサを用いては、電子ペン２による指示位置の検出を行わないようにして、当該電子機器本体１における消費電力の省力化を実現できるようにしている。

【0029】

また、平面状コイル１６０を用いることで、収納部１１への電子ペンの挿抜の状態を、メカニカルスイッチを設けて検知する場合に比べて、隙間を生じさせないようにすることが簡単にでき、容易に防水仕様にすることができる。また、収納部１１への電子ペンの挿抜の状態を、収納部１１の近傍に磁気センサを設け、電子ペンに磁石を搭載して行う場合と異なり、位置検出センサなどに磁石が影響を及ぼす心配もない。また、収納部１１への電子ペンの挿抜の状態を、収納部１１螺旋状のコイルを設けて行う場合に比べて、製造工程を簡単にすることができ、また、電子機器本体１の薄型化にも資することができる。

【0030】

［電子ペンの構成例］
次に、図１に示した電子機器本体１に搭載された電磁誘導方式の位置検出センサに対して位置指示を行う電子ペン２の構成例について説明する。図２は、この実施形態の電子ペン２の構成例を説明するための図であり、図２（Ａ）は電子ペン２の断面図を、図２（Ｂ）は電子ペン２の等価回路を示している。

【0031】

図２に示すように、電子ペン２は、筐体２３内に、電子ペン機能を実現するための種々の部材が搭載されて構成される。フェライトコア２２は、例えば円柱状のフェライト材料に、例えば樹脂等により形成される棒状の芯体２４を挿通するための所定の径（例えば径＝１ｍｍ）の軸心方向の貫通孔が、軸心方向の中心線を含む位置に形成されたものである。

【0032】

フェライトコア２２の貫通孔には、芯体２４がフェライトコア２２を貫通するように挿入される。すなわち、芯体２４は、フェライトコア２２の軸心方向の長さよりも長いものである。また、フェライトコア２２の当該貫通孔に挿入される芯体２４の部分は、当該貫通孔の径よりもやや短い径を有するものであり、当該貫通孔内を軸心方向に摺動移動することができるようにされる。なお、芯体２４のペン先となる端部部分は、フェライトコア２２の貫通孔の径よりも長い径を有すると共に、先端部が半球状に加工され、タッチパネルなどの操作面上において、スムーズに移動させることができるようにしたものである。

【0033】

そして、図２（Ａ）に示すように、フェライトコア２２の軸心方向の中心を含む所定の長さの部分は、軸心方向に沿ってコイル２１が巻回されたコイル巻回部となり、その両側の部分はコイルが巻回されていないコイル非巻回部となっている。すなわち、フェライトコア２２をその軸心方向に見たとき、ペン先側の端部から、コイル巻回部のペン先側の端部までの部分は、コイルが巻回されない第１のコイル非巻回部とされ、また、コイル巻回部の他方の端から、フェライトコア２２のペン先側とは反対の端部までの部分は、コイル２１が巻回されない第２のコイル非巻回部とされる。

【0034】

フェライトコア２２に巻回されたコイル２１の両端からの延伸線（導体線）２１ａ，２１ｂは、筐体２３の内側を、後述するプリント基板２６まで延伸されて、プリント基板２６に設けられているコンデンサＣｆに接続される。これにより、コイル２１とプリント基板２６上のコンデンサＣｆとによって共振回路を構成し、後述する電磁誘導方式の位置検出装置との間において、電磁誘導により相互に信号を送受することができる。

【0035】

そして、芯体２４のペン先とは反対側には、モールド部２５Ａ、筆圧検出部２５Ｂ、嵌合部２５Ｃ、接続端子部２５Ｄからなる接続部２５が設けられる。この接続部２５は、コイル２１とフェライトコア２２と芯体２４とからなるペン先側の部分と、後述するプリント基板２６及び基板保護パイプ２７とを一体的に接続する部分である。モールド部２５Ａは、樹脂等により円筒状に構成された部分であり、モールド部２５Ａのフェライトコア２２側の端面の外周は、フェライトコア２２のコイル巻回部の外周よりもやや大きくなっている。そして、モールド部２５Ａのフェライトコア２２と対向する端面側にはフェライトコア２２の第２のコイル非巻回部が嵌合する凹部が設けられている。

【0036】

更に、モールド部２５Ａの内部には、図２（Ａ）に示すように、芯体保持部Ａ１、導電ゴムＡ２、リングスペーサＡ３、誘電体Ａ４、端子部材Ａ５が設けられている。これらの各部が、モールド部２５Ａと、後述する嵌合部２５Ｃとによって挟み込まれ、筆圧を検出する筆圧検出部２５Ｂとなる。

【0037】

具体的に、芯体保持部Ａ１は、例えば硬質ゴム等によりカップ状に形成され、芯体２４のペン先側とは反対側の端部部分が差し込まれて、これを保持する。芯体保持部Ａ１の芯体２４とは反対側の底面部は球面状に形成されている。そして、芯体保持部Ａ１は、芯体２４に加えられる筆圧に応じて導電ゴムＡ２を押圧する押圧部として機能する。

【0038】

導電ゴムＡ２は、所定の厚みを有すると共に、誘電体Ａ４の対向する面と同じ形状、同じ大きさのものである。そして、導電ゴムＡ２のペン先側の面は、芯体保持部Ａ１の球面状に形成された底面部と対向し、他方の面はリングスペーサＡ３を介して誘電体Ａ４の一の面と対向する。

【0039】

リングスペーサＡ３は、リング状に形成された部材であり、導電ゴムＡ２と誘電体Ａ４のペン先側の面との間に、リングスペーサＡ３の厚み分だけ空隙を設け両者を乖離させる（離れさせる）ものである。誘電体Ａ４は、例えばセラミックなどの導電性よりも誘電性が優位な物質により形成され、直流電圧に対しては電気を通さない絶縁体としてふるまうものである。誘電体Ａ４の他の面には、所定の面積を有する端子部材Ａ５が貼付するようにして設けられている。このように、導電ゴム（第１の電極）Ａ２と端子部材（第２の電極）Ａ５とが、誘電体Ａ４を挟み込むことにより、可変容量コンデンサを構成している。

【0040】

すなわち、芯体２４のペン先に加えられる筆圧に応じて、芯体２４は軸心方向に上げ下げするように摺動移動する。これに連動し、芯体保持部Ａ１が導電ゴムＡ２を押し上げたり、下げたりする。導電ゴムＡ２と誘電体Ａ４との間にはリングスペーサＡ３により空隙が設けられているので、導電ゴムＡ２は、芯体２４に加えられる筆圧に応じて、誘電体Ａ４に近づいて接触して、その接触面積を変化させる。これにより、誘電体Ａ４を挟む導電ゴムＡ２と端子部材Ａ５との間の静電容量が筆圧に応じて変化する。なお、筆圧が加えられていない時には、導電ゴムＡ２は、リングスペーサＡ３の存在により誘電体Ａ４から離れる。

【0041】

そして、導電ゴムＡ２に接続された導電線と、端子部材Ａ５に接続された導電線とが、例えば、モールド部２５Ａと嵌合部２５Ｃの外側を通り、後述する接続端子部２５Ｄの端子に接続され、接続端子部２５Ｄの端子を通じて後述するプリント基板２６の電子回路に接続される。これにより、プリント基板２６の電子回路部において、芯体２４に加えられる筆圧を、上述したように構成される可変容量コンデンサの静電容量の変化として検出できる。

【0042】

この例において、芯体保持部Ａ１、導電ゴムＡ２、リングスペーサＡ３、誘電体Ａ４、端子部材Ａ５により構成される筆圧検出部２５Ｂは、例えば特許文献：特開平５−２７５２８３号公報に記載されている周知の構成の筆圧検出手段と同様のものである。また、筆圧検出部２５Ｂは、特開２０１１−１８６８０３号公報に記載されている周知の構成の筆圧検出手段と同様に構成することもできる。また、例えば、特開２０１３−１６１３０７号公報に開示されているような筆圧に応じて静電容量を可変とする半導体素子を用いた構成することもできる。

【0043】

嵌合部２５Ｃは、後述する基板保護パイプ２７と嵌合する部分である。嵌合部２５Ｃ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、モールド部２５Ａと強固に嵌合して一体的になっている。これにより、上述もしたように、モールド部２５Ａと嵌合部２５Ｃとによって、芯体保持部Ａ１、導電ゴムＡ２、リングスペーサＡ３、誘電体Ａ４、端子部材Ａ５が挟みこまれ、これらの部材から構成される筆圧検出部２５Ｂが、筐体２３内に安定に保持される。

【0044】

そして、嵌合部２５Ｃの内側には、後述するプリント基板２６の先端部が嵌合する凹部が設けられている。なお、嵌合部２５Ｃの外径は、基板保護パイプ２７の内径よりやや長くなっており、基板保護パイプ２７と強固に嵌合できるようになっている。そして、嵌合部２５Ｃに基板保護パイプ２７を嵌合させた場合には、基板保護パイプ２７の外周が、嵌合部２５Ｃやモールド部２５Ａの外周と一致するようになっている。

【0045】

接続端子部２５Ｄは、図２（Ａ）に示すように、嵌合部２５Ｃに連結する上下に２枚の板部からなる部分である。この板部が後述するプリント基板２６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、プリント基板２６の厚みよりもやや狭くなっており、プリント基板２６を挟持できるようになっている。

【0046】

そして、これら２枚の板部の一方、例えば、図２（Ａ）において上側の板部には、上述した導電ゴムＡ２と、端子部材Ａ５からの導電線が接続された端子が、上側の面から回路基板側の端面を巻き込んで下側の面にまで至るように設けられている。これにより、接続端子部２５Ｄにプリント基板２６を差し込んだ時に、プリント基板２６に設けられている電子回路の端子部と自動的に接続されるようになっている。

【0047】

プリント基板２６は、長方形状の絶縁基板上に上述した電子回路への端子や当該電子回路を構成する種々の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。種々の回路部品には、制御回路として機能するＩＣ（Integrated Circuit）、複数のコンデンサＣｆなどが含まれる。プリント基板２６は、図２（Ａ）に示すように、基板保護パイプ２７の内部に収納されて保護される。

【0048】

基板保護パイプ２７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２７は、その両端に、芯体側開口部と後端側開口部とを有している。これら芯体側開口部と後端側開口部とは、軸心方向と交差する方向の開口部である。そして、芯体側開口部から基板保護パイプ２７の内側の所定範囲の部分に、接続部２５の嵌合部２５Ｃが差し込まれて両者が嵌合する。同様に、後端側開口部から基板保護パイプ２７の内側の所定範囲の部分に、パイプ蓋２８が差し込まれて両者が嵌合する。このパイプ蓋２８にも、プリント基板２６の端部が差し込まれる凹部が設けられている。

【0049】

これにより、コイル２１が巻回されたフェライトコア２２に芯体２４が挿通されたペン先側の部分と、接続部２５と、プリント基板２６を収納した基板保護パイプ２７と、パイプ蓋２８とが一体的に接続されて、筐体２３内に収納されて、電子ペン２が構成される。

【0050】

そして、この実施形態の電子ペン２の等価回路は、図２（Ｂ）に示すものとなる。すなわち、コイル２１と、可変容量コンデンサの構成とされた筆圧検出部２５Ｂと、プリント基板２６上のコンデンサＣｆとが並列に接続されて共振回路を構成する。これにより、後述する電磁誘導方式の位置検出センサを備えた位置検出装置との間で、信号の送受を行うことができるようにされる。

【0051】

さらに、この実施形態の電子ペン２は、電子機器本体１の電子ペン２が収納される収納部１１の近傍に設けられる平面状コイル１６０との間で電磁誘導による信号の送受を行うことができる。これにより、電子機器本体１において、収納部１１に電子ペン２が収納しされているか否かを適切に検知し、上述もしたように、電子ペン２が収納部１１に収納されている場合には、電磁誘導方式の位置検出装置での指示位置の検出は行わないように制御できるようにしている。

【0052】

［電磁誘導授受方式の座標検出センサの概要］
次に、図２を用いて説明した電磁誘導授受方式の電子ペン２を用いた指示位置および筆圧の検出（検知）を行う電磁誘導授受方式の位置検出装置１００の実施形態の回路構成例について説明する。図３は、電子ペン２の概略構成及び位置検出装置１００の回路構成例を示すブロック図である。上述もしたように、電子機器本体１には、電磁誘導方式の位置検出装置と静電結合方式の位置検出装置とが搭載されるが、図３に示す位置検出装置１００が、電磁誘導方式の位置検出装置として電子機器本体１に搭載される。

【0053】

電子ペン２は、図２（Ａ）を用いて説明したように、コイル２１が巻回されたフェライトコア２２の軸心を含む位置に軸心に沿って設けられた貫通孔に芯体２４を貫通させたペン先部を有する。そして、図２（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明したように、電子ペン２のコイル２１は、筆圧検出部２５Ｂやプリント基板２６のコンデンサＣｆと接続されて共振回路を構成している。

【0054】

一方、位置検出装置１００は、電子ペン２による指示位置と電子ペン２にかけられている筆圧とを検出する位置検出回路部（メインセンサ部）と、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを検出する挿抜センサ回路部（サブセンサ部）とからなる。まず、位置検出回路部の構成について説明する。

【0055】

位置検出回路部は、メインセンサである位置検出センサ１１０を備える。位置検出センサ１１０は、Ｘ軸方向ループコイル群１１１と、Ｙ軸方向ループコイル群１１２とを積層させて設けることにより構成されている。各ループコイル群１１１，１１２は、例えば、それぞれ４０本以上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１１１，１１２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。

【0056】

ループコイル群１１１，１１２からなる位置検出センサ１１０には、選択回路１１３及びスイッチ回路ＳＷ１を介して受信アンプＡＰ、発振回路部１２０、位置検出回路部１３０、筆圧検出回路部１４０、処理制御部１５０からなる回路部が接続されている。選択回路１１３には、Ｘ軸方向ループコイル群１１１及びＹ軸方向ループコイル群１１２が接続される。選択回路１１３は、後述する処理制御部１５０の制御により、２つのループコイル群１１１，１１２のうちの任意のループコイルを選択するようになっている。

【0057】

発振回路部１２０は、発振器１２１と電流ドライバ１２２とからなる。発振器１２１は、周波数ｆ０の交流信号を発生し、電流ドライバ１２２と、後述する筆圧検出回路部１４０の同期検波器１４１に供給する。電流ドライバ１２２は、発振器１２１から供給された交流信号を電流に変換してスイッチ回路ＳＷ１へ送出する。スイッチ回路ＳＷ１は、後述する処理制御部１５０からの制御により、選択回路１１３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１２２が、受信側端子Ｒには受信アンプＡＰが、それぞれ接続されている。

【0058】

選択回路１１３により選択されたループコイルに発生する誘導電圧（電子ペン２からの受信信号）は、選択回路１１３及びスイッチ回路ＳＷ１を介して受信アンプＡＰに送出される。受信アンプＡＰは、ループコイルから供給された誘導電圧を増幅し、位置検出回路部１３０の検波器１３１及び筆圧検出回路部１４０の同期検波器１４１へ送出する。

【0059】

位置検出回路部１３０の検波器１３１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１３２へ送出する。低域フィルタ１３２は、周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、検波器１３１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１３３へ送出する。サンプルホールド回路１３３は、低域フィルタ１３２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１３４へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路１３４は、サンプルホールド回路１３３のアナログ出力をデジタル信号に変換し、処理制御部１５０に送出する。

【0060】

一方、筆圧検出回路部１４０の同期検波器１４１は、受信アンプＡＰの出力信号を発振器１２１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１４２に送出する。この低域フィルタ１４２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１４１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１４３に送出する。このサンプルホールド回路１４３は、低域フィルタ１４２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１４４へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路１４４は、サンプルホールド回路１４３のアナログ出力をデジタル信号に変換し、処理制御部１５０に送出する。

【0061】

処理制御部１５０は、位置検出回路部（メインセンサ回路部）および後述する挿抜センサ回路部（サブセンサ部）を構成する各部を制御する。すなわち、処理制御部１５０は、選択回路１１３におけるループコイルの選択、スイッチ回路ＳＷ１の切り替え、サンプルホールド回路１３３、１４３のタイミングを制御する。処理制御部１５０は、Ａ／Ｄ変換回路１３４、１４４からの入力信号に基づき、Ｘ軸方向ループコイル群１１１及びＹ軸方向ループコイル群１１２から一定の送信継続時間をもって信号（電磁誘導信号）を送信させる。

【0062】

Ｘ軸方向ループコイル群１１１及びＹ軸方向ループコイル群１１２の各ループコイルには、電子ペン２から送信される信号によって誘導電圧が発生する。処理制御部１５０は、この各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値に基づいて電子ペン２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、処理制御部１５０は、送信した信号と受信した信号との位相差に基づいて筆圧を検出する。

【0063】

次に、挿抜センサ回路部（サブセンサ部）の構成について説明する。上述もしたように、電子ペン２の収納部１１の近傍に設けられるサブセンサである平面状コイル１６０を備える。この平面状コイル１６０の一方の端部は、スイッチ回路ＳＷ２を通じて、発振回路部１２０またはグランドに接続される。また、平面状コイル１６０の他方の端部は、サンプルホールド回路１７０に接続され、サンプルホールド回路１７０からの出力が処理制御部１５０に供給されるようになっている。

【0064】

そして、スイッチ回路ＳＷ２とサンプルホールド回路１７０とは、処理制御部１５０からの制御信号により制御される。処理制御部１５０は、送信期間と受信期間とを交互に設けるようにする制御信号を形成する。ここで、送信期間は、平面状コイル１６０に発振回路部１２０からの電流を供給して電磁誘導により電子ペン２のコイル２１に誘導電圧を生じさせるようにする期間であり、処理制御部１５０からの制御信号がオン（ハイレベル）になる期間である。また、受信期間は、電子ペン２のコイル２１にコンデンサＣｆからの電流を供給して、電磁誘導により平面状コイル１６０に生じる誘導電圧（受信信号）を検出するようにする期間であり、処理制御部１５０からの制御信号がオフ（ローレベル）になる期間である。

【0065】

このように、処理制御部１５０は、送信期間においてオンとなり、受信期間においてオフとなる制御信号を形成し、これをスイッチ回路ＳＷ２と、反転回路ＩＶを介してサンプルホールド回路１７０に供給する。したがって、スイッチ回路ＳＷ２にオンとなる制御信号が供給されている時には、サンプルホールド回路１７０には、オフとなる制御信号が供給される。逆に、スイッチ回路ＳＷ２にオフとなる制御信号が供給されている時には、サンプルホールド回路１７０には、オンとなる制御信号が供給される。

【0066】

これにより、スイッチ回路ＳＷ２は、処理制御部１５０からの制御信号がオンとなる送信期間では、端子Ｔａ側に切り替えられ、発振回路部１２０からの電流が平面状コイル１６０に供給される。一方、サンプルホールド回路１７０は、処理制御部１５０からの制御信号がオンとなる送信期間では、反転回路ＩＶの機能によりオフとなる制御信号が供給されるので、この期間においては動作せず、図示しないがグランドに接地するようにされる。

【0067】

したがって、送信期間では、平面状コイル１６０に電流が流れることにより磁束が発生するので、平面状コイル１６０の近傍に電子ペン２のコイル２１が位置していれば、コイル２１に電流が流れ、その両端に誘導電圧が発生する。すなわち、電磁誘導により、平面状コイル１６０から電子ペン２のコイル２１への信号の送信が行われる。電子ペン２においては、コイル２１とコンデンサＣｆとにより共振回路を構成しているので、コンデンサＣｆに誘導電圧に応じた電荷が蓄積される。

【0068】

また、スイッチ回路ＳＷ２は、処理制御部１５０からの制御信号がオフとなる受信期間では、端子Ｒａ側に切り替えられ、平面状コイル１６０の一方の端部はグランドに接地される。この場合、サンプルホールド回路１７０は、処理制御部１５０からの制御信号がオフとなる送信期間では、反転回路ＩＶの機能によりオンとなる制御信号が供給され、この期間において動作する。

【0069】

上述したように、送信期間では、電子ペン２の共振回路を構成するコンデンサＣｆで電荷が蓄積されているので、受信期間ではコンデンサＣｆに蓄積された電荷が電子ペン２のコイル２１に電流を流し、磁束を発生させる。このため、電子ペン２のコイル２１が発生させる磁束が作用し、電子ペン２のコイル２１の近傍にある平面状コイル１６０に電流が流れ、その両端に誘導電圧が発生する。すなわち、電磁誘導により、電子ペン２のコイル２１から平面状コイル１６０への信号の送信が行われる。サンプルホールド回路１７０は、平面状コイル１６０の両端に発生した受信期間においてサンプリングして電圧値を保持し、処理制御部１５０に送信する。

【0070】

これにより、サンプルホールド回路１７０からの電圧値が一定値以上あれば、平面状コイル１６０と電子ペン２のコイル２１との間で電磁誘導による信号の送受が行われたことが分かる。この場合には、処理制御部１５０は、電子ペン２が収納部１１に収納されていると検知できる。逆に、サンプルホールド回路１７０からの電圧値が一定値未満であれば、平面状コイル１６０と電子ペン２のコイル２１との間で電磁誘導による信号の送受は行われていないことが分かる。この場合には、処理制御部１５０は、電子ペン２が収納部１１に収納されていないと検知できる。

【0071】

そして、処理制御部１５０は、電子ペン２が収納部１１に収納されていることを検知した場合には、各部を制御して位置検出センサ１１０を通じた指示位置と筆圧の検出処理を行わないように制御する。逆に、処理制御部１５０は、電子ペン２が収納部１１に収納されていないことを検知した場合には、各部を制御して位置検出センサ１１０を通じた指示位置と筆圧の検出処理を行うように制御する。これにより、不必要な場合に位置検出センサ１１０を駆動させないようにして、消費電力の省力化を図ることができる。

【0072】

［電子ペンのコイルと平面状コイルとの位置関係］
図４は、平面状コイル１６０と電子ペン２のコイル２１との位置関係と平面状コイル１６０が発生させる磁界および磁束について説明するための図である。電子ペン２に内蔵されるコイル２１は、上述もしたが、図４（Ａ）、（Ｂ）において電子ペン２上において点線で示した軸心方向に沿って巻回されたものである。また、電子ペン２を収納する収納部１１の近傍に設けられる平面状コイル１６０は、収納部１１に収納される電子ペン２のコイル２１の近傍に、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電子ペン２の軸心とほぼ平行となるように設けられるものである。

【0073】

図４に示すように、平面状コイル１６０の短辺Ｃａ側に位置する導線Ｃａ１、Ｃａ２に矢印方向に電流が流れることにより生じる磁界に対する磁束の集まりを、記号Ｍｆａを付して示している。同様に、平面状コイル１６０の短辺Ｃｂ側に位置する導線Ｃｂ１、Ｃｂ２に矢印方向に電流が流れることにより生じる磁界に対する磁束の集まりを、記号Ｍｆｂを付して示している。

【0074】

そして、筐体１Ａの収納部１１に電子ペン２を収納すると、電子ペン２のコイル２１の近傍に、平面状コイル１６０が位置するように配置される。この場合に、平面状コイル１６０が発生させる磁束Ｍｆａ、Ｍｆｂが、電子ペン２のコイル２１を鎖交することにより、コイル２１に電流を誘起し、これに接続されたコンデンサＣｆに電荷が蓄電される。ここで、鎖交は、コイル２１を磁束Ｍｆａ、Ｍｆｂが、鎖のようにくぐり抜けていることを意味している。

【0075】

しかし、図４（Ａ）に示すように、電子ペン２が備えるコイル２１の軸心方向（図４（Ａ）において点線で示した方向）の中心を基準にして、コイル２１の右側の部分に鎖交する磁束Ｍｆａの数と、コイル２１の左側の部分に鎖交する磁束Ｍｆｂの数が等しかったとする。磁束Ｍｆａと磁束Ｍｆｂとは、図４（Ａ）に示したように、電子ペン２のコイル２１に対して関与する向き（磁束Ｍｆａ，Ｍｆｂがコイル２１を鎖交して進む向き）が逆になる。

【0076】

すなわち、平面状コイル１６０が右側に発生させる磁束Ｍｆａと左側に発生させる磁束Ｍｆｂとのそれぞれは、電子ペン２のコイル２１において互いに逆向きとなる電流を生じさせるように作用する。このため、電子ペン２のコイル２１に電磁誘導により発生する電流は打消し合ってしまい、コイル２１に効率よく電流が流れず、コンデンサＣｆに充分な電荷が蓄電できない状態となる。

【0077】

したがって、この場合には、平面状コイル１６０に電流が供給されなくなっても、電子ペン２のコンデンサＣｆに電荷が蓄積されていないため、電子ペン２のコイル２１に電流が流れず、コイル２１に磁界（磁束）が発生しない。このため、電子ペン２のコイル２１に発生する磁束に応じて平面状コイル１６０に電流は流れず、収納部１１に電子ペン２が収納されてもこれを検知できない。

【0078】

そこで、この実施形態においては、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１に対して、平面状コイル１６０の右側部分に発生する磁束Ｍｆａと左側部分に発生する磁束Ｍｆｂとの一方がより多く鎖交するようにする。例えば、図４（Ｂ）に示すように、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１に対して、平面状コイル１６０を右側にずらすようにし、平面状コイル１６０の左側に生じる磁束Ｍｆｂがより多く電子ペン２のコイル２１に鎖交するようにする。これにより、平面状コイル１６０の左側部分に発生する磁束Ｍｆｂに応じて、電磁誘導により電子ペン２のコイル２１に効率よく電流を発生させることができ、コンデンサＣｆに対して電荷を十分に蓄電することができる。

【0079】

もちろん、図４（Ｂ）の場合とは逆に、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１に対して、平面状コイル１６０を左側にずらすようにし、平面状コイル１６０の右側に生じる磁束Ｍｆａがより多く電子ペン２のコイル２１に鎖交するようにしてもよい。なお、この場合には、平面状コイル１６０の左側に発生する磁束Ｍｆｂが、電子ペン２の他の部分に関与してしまう可能性があるので、その点を考慮する必要がある。

【0080】

そして、この実施形態においては、図４（Ｃ）に示すように、平面状コイル１６０は、ＦＰＤ（Flexible printed circuits）の構成とされたものである。具体的に平面状コイル１６０は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性を持った薄く柔らかいベースフィルム１７１上に、例えば銅などの導電性金属により平面上に形成したコイルを張り付けて形成したものである。これにより、コイルの各ターンが上下に（中心軸方向に）離れたり、平面上においてずれたりすることがないように同一平面上に固定できる。

【0081】

そして、平面状コイル１６０の中心軸方向の下側には、磁性金属板１７２と導電性金属シールド１７３が設けられる。磁性金属板１７２は、平面状コイル１６０が発生させる磁束を増強し、図４に示した例の場合には、磁束を平面状コイル１６０の軸心方向の下側から上側に効率よく持ち上げるように作用する。導電性金属シールド１７３は、外側から到達する電磁波が平面状コイル１６０に影響を及ぼすことがないようにするためのものである。このようにして、この実施形態においては、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１と平面状コイル１６０との間において、効率よく電磁誘導による信号の送受を行うことができるようにしている。

【0082】

図５は、この実施形態において、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１と、平面状コイル１６０との位置関係をより詳細に説明するための図である。図５に示すように、平面状コイル１６０が形成されるエリアの幅は、例えば６ｍｍ以上とし、電子ペン２のコイル２１が平面状コイル１６０の内側に位置することができる程度の幅とされる。

【0083】

そして、電子ペン２が、平面状コイル１６０の長手方向に平面状コイル１６０上を通り、電子ペン２の芯体２４の先端（ペン先）が、平面状コイル１６０の端部Ｔｂに当たる位置に位置しているとする。この場合に、電子ペン２のコイル２１の軸心方向の中心を基準にして、コイル２１のペン先側の半分とペン先側とは反対側の半分とに、図４（Ａ）に示した場合と同様に、平面状コイル１６０が発生させる磁束Ｍｆａ、Ｍｆｂの数が等しく鎖交する場合について考える。

【0084】

この場合には、図５に示すように、収納部１１に収納された電子ペン２の位置が、平面状コイル１６０の端部Ｔｂから他方の端部側に向かって少なくとも１ｍｍ以上離れた位置になるようにする。このよに、平面状コイル１６０の端部Ｔｂから１ｍｍ以上ずらせば、電子ペン２のコイル２１を、図４（Ｂ）に示した例の場合と同様に、磁束Ｍｆｂがより多く鎖交するようにできる。これにより、平面状コイル１６０が発生させる磁束に応じて、電磁誘導により電子ペン２のコイル２１に効率よく電流を発生させることができる。

【0085】

そして、図５に示すように、平面状コイル１６０の端部Ｔｂから電子ペン２の芯体２４の先端が位置する点までの長さＬ１と、電子ペン２の芯体２４の先端から電子ペン２の後端側に３０ｍｍ以上離れた長さＬ２とを加算した長さを有し、縦方向の長さが６ｍｍ以上の矩形のエリア１６０Ａｒを、磁性金属板や導電性金属シールドを設けるエリアとする。したがって、図５に示した例の場合には、少なくとも、縦６ｍｍ以上、横３１ｍｍ以上の矩形のエリア１６０Ａｒが、平面状コイル１６０が設けられるエリアであって、磁性金属板や導電性金属シールドを設けるエリアとされる。

【0086】

そして、平面状コイル１６０と電子ペン２のコイル２１との位置関係は、図５に示したものとなるようにすれば、平面状コイル１６０と電子ペン２のコイル２１との間で効率よく電磁誘導による信号の送受を行うことができる。なお、平面状コイル１６０の端部Ｔｂから電子ペン２の芯体２４の先端をどのくらい離すかは、例えば、実験により効率よく電磁誘導により信号の送受が可能な位置を求めて決めればよい。

【0087】

［位置検出装置１００における制御の具体例］
次に、図３を用いて説明した構成を有する位置検出装置１００の処理制御部１５０による処理制御の具体例について説明する。図６は、電子機器本体１のメイン電源が投入された後において、位置検出装置１００の処理制御部１５０により実行される処理を説明するためのフローチャートである。図６に示すフローチャートの処理は、この出願にかかる発明の「位置検出センサの制御方法」が適用されたものである。

【0088】

処理制御部１５０は、まず、サブセンサである平面状コイル１６０を用いて、電子ペン２が収納部１１に収納されているか否かを検出する収納検出処理を実行する（ステップＳ１０１）。具体的に、処理制御部１５０は、オン期間とオフ期間が交互に繰り返す制御信号を形成し、これをスイッチ回路ＳＷ２と、反転回路ＩＶを介してサンプルホールド回路１７０とに供給する。これにより、スイッチ回路ＳＷ２とサンプルホールド回路１７０とのそれぞれには、互いに逆位相の制御信号が供給される。

【0089】

したがって、スイッチ回路ＳＷ２にオンとなる制御信号が供給されている場合には、サンプルホールド回路１７０にはオフとなる制御信号が供給される。この場合、スイッチ回路ＳＷ２は端子Ｔａ側に切り替えられ、サンプルホールド回路１７０は、非動作とされてグランドに接地するようにされる。このため、発振回路部１２０からの電流が平面状コイル１６０に供給され、平面状コイル１６０に磁束が発生し、電磁誘導により電子ペン２のコイル２１に電流が流れ、信号が送信するようにされる。

【0090】

逆に、スイッチ回路ＳＷ２にオフとなる制御信号が供給されている場合には、サンプルホールド回路１７０にはオンとなる制御信号が供給される。この場合、スイッチ回路ＳＷ２は端子Ｒａ側に切り替えられて接地するようにされ、サンプルホールド回路１７０は、動作するようにされる。このため、電子ペン２のコイル２１が発生させる磁束の影響を受けて、電磁誘導により平面状コイル１６０に電流が流れ、誘導電圧が発生し、これがサンプルホールド回路１７０によってサンプリングされて保持される。

【0091】

このようにして、平面状コイル１６０を通じた電磁誘導による信号の送信と受信とを繰り返し、予め決められた一定値以上の誘導電圧が検知された場合には、収納部１１に電子ペン２が収納されていると検知できる。逆に、予め決められた一定値以上の誘導電圧が検知されない場合には、収納部１１に電子ペン２は収納されていないと検知できる。

【0092】

そして、処理制御部１５０は、ステップＳ１０１の収納検出処理の結果に基づき、電子ペン２が収納部１１に収納されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、電子ペン２は収納部１１に収納されていないと判別したとする。この場合には、電子ペン２は使用状態にあるので、処理制御部１５０は、メインセンサである位置検出センサ１１０を機能させ、位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置及び筆圧の検出処理を開始させる（ステップＳ１０３）。

【0093】

具体的に、ステップＳ１０３において処理制御部１５０は、選択回路１１３と、スイッチ回路ＳＷ１と、位置検出回路部１３０のサンプルホールド回路１３３と、筆圧検出回路部１４０のサンプルホールド回路１４３とに制御信号を供給して制御する。この場合、ループコイル群１１１、１１２から信号の送信、受信に用いるループコイルを順次に選択すると共に、選択したループコイルに発振回路部１２０からの電流を供給する送信期間と、選択したループコイルを通じて電子ペン２からの信号を受信する受信期間とを交互に切り替る処理を開始する。そして、受信期間において、位置検出回路部１３０、筆圧検出回路部１４０を通じて、位置検出センサ１１０上の電子ペン２による指示位置の検出と位置検出センサ１１０上に電子ペン２が接触することにより電子ペン２にかけられる筆圧の検出とが行われる。

【0094】

この後、処理制御部１５０は、適宜のタイミングで、ステップＳ１０１で実行した処理と同様に、サブセンサである平面状コイル１６０を用いて、電子ペン２が収納部１１に収納されているか否かを検出する収納検出処理を実行する（ステップＳ１０４）。そして、処理制御部１５０は、ステップＳ１０２で実行した判別処理と同様に、ステップＳ１０４の収納検出処理の結果に基づき、電子ペン２が収納部１１に収納されているか否かを判別する（ステップＳ１０５）。

【0095】

ステップＳ１０５の判別処理において、電子ペン２は収納部１１に収納されていないと判別したときには、処理制御部１５０は、ステップＳ１０４からの処理を繰り返す。これにより、電子ペン２が収納部１１に収納されるまでの間は、メインセンサである位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかけられている筆圧の検出とが継続して行われるようにされる。

【0096】

一方、ステップＳ１０５の判別処理において、電子ペン２は収納部１１に収納されていると判別したとする。この場合には、電子ペン２は使用状態にはないので、処理制御部１５０は、メインセンサである位置検出センサ１１０を通じた指示位置及び筆圧の検出処理を終了させる（ステップＳ１０６）。

【0097】

具体的に、ステップＳ１０６において処理制御部１５０は、選択回路１１３と、スイッチ回路ＳＷ１と、位置検出回路部１３０のサンプルホールド回路１３３と、筆圧検出回路部１４０のサンプルホールド回路１４３とへの制御信号の供給を停止する。これにより各部の動作を停止させ、位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかかる筆圧の検出とを行う処理を終了させる。

【0098】

この後、処理制御部１５０は、電子機器本体１のメイン電源がオフにされたか否かを判別する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７の判別処理において、メイン電源がオフにされていないと判別した時には、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。また、ステップＳ１０７の判別処理において、メイン電源がオフにされたと判別した時には、処理制御部１５０への電源の供給を停止するなどの所定の終了処理を行って（ステップＳ１０８）、この図６に示す処理を終了する。

【0099】

また、上述したステップＳ１０２の判別処理において、電子ペン２は収納部１１に収納されていると判別したとする。この場合にも、電子ペン２は使用状態にないので、処理制御部１５０は、メインセンサである位置検出センサ１１０を通じた指示位置及び筆圧の検出は行わず、電子機器本体１のメイン電源がオフにされたか否かを判別する（ステップＳ１０７）。

【0100】

ステップＳ１０７の判別処理において、メイン電源がオフにされていないと判別した時には、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。また、ステップＳ１０７の判別処理において、メイン電源がオフにされたと判別した時には、処理制御部１５０への電源の供給を停止させるなどの所定の終了処理を行おって（ステップＳ１０８）、この図６に示す処理を終了する。

【0101】

このように、処理制御部１５０は、サブセンサである平面状コイル１６０を用いて、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを適切に検出できる。そして、電子ペン２が収納部１１に収納されておらず、使用状態にある場合においてのみ、メインセンサである位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかかる筆圧の検出とを行うことができる。これにより、電子ペン２が収納部１１に収納されている状態の時には、位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかかる筆圧の検出とを行うことはないので、消費電力の省力化に資することができる。

【0102】

また、サブセンサとして平面状コイル１６０を用いているため、例えば、レジスト技術を用い、樹脂などの防水シートで平面状コイル１６０を覆うことにより、隙間を完全に塞ぐことができ、防水仕様に容易にすることができる。また、平面状コイル１６０を用いているため、螺旋状に形成するコイルを持ちる場合に比べて、製造工程の複雑化も回避でき、また、薄型化にも資することができる。

【0103】

［第２の実施形態］
図７は、実施形態の電子ペンの概略構成及び第２の実施形態の位置検出装置１００Ａを説明するためのブロック図である。以下に説明する第２の実施形態の位置検出装置１００Ａもまた、第１の実施形態の位置検出装置１００と同様に、電磁誘導方式のものであり、図１に示した電子機器本体１内に静電結合方式の位置検出装置とともに搭載されて用いられる。したがって、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａも、図１、図２を用いて説明した電子ペン２により操作される。

【0104】

このため、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａもまた、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを検知する機能を備える。しかし、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａは、図７に示すように、第１の実施形態の位置検出装置１００が備えていた、平面状コイル１６０、スイッチ回路ＳＷ２、サンプルホールド回路１７０、反転回路ＩＶからなる挿抜センサ回路部を備えるものではない。

【0105】

この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａは、サブセンサとしての平面状コイル１６０Ａと位置検出回路部（メインセンサ部）とからなり、位置検出回路部が、挿抜センサ回路部としても機能する構成を有している。位置検出回路部は、基本的な構成は、上述した第１の実施形態の位置検出装置１００と同様である。このため、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａのブロック図である図７において、図３に示した第１の実施形態の位置検出装置１００と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、その部分の詳細な説明については重複するので省略する。

【0106】

そして、この第２の実施形態の平面状コイル１６０Ａもまた、第１の実施形態の平面状コイル１６０の場合と同様に、電子機器本体１に設けられる電子ペン２の収納部１１の近傍に設けられるものである。この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａにおいても、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１に対して、平面状コイル１６０Ａが発生させる向きの異なる磁束が均一に作用することがないようにされている。すなわち、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａにおいても、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１と、収納部１１の近傍に配置される平面状コイル１６０Ａとの位置関係は、図４（Ｂ）、図５を用いて説明した関係となるようにされている。

【0107】

図７に示すように、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａの場合には、サブセンサとなる平面状コイル１６０Ａの一端が選択回路１１３Ａに接続され、他端が接地するようにされている。その他の構成は、図３に示した第１の実施形態の位置検出装置１００の場合と同様である。

【0108】

このため、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａでは、収納部１１に電子ペン２が格納されているか否かを検知する場合、処理制御部１５０は、選択回路１１３Ａが平面状コイル１６０Ａを選択するように制御する。そして、処理制御部１５０は、スイッチ回路ＳＷ１を制御し、発振回路部１２０からの電流を平面状コイル１６０Ａに供給する期間（送信期間）と、電磁誘導により平面状コイル１６０Ａの両端に発生する電圧を検出する期間（受信期間）とを切り替える。この受信期間において、処理制御部１５０は、位置検出回路部１３０を機能させ、平面状コイル１６０Ａが電磁誘導により電子ペン２のコイル２１からの信号を受信しているか否かを検知することにより、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを検知する。

【0109】

一方、電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかけられている筆圧の検出とは、上述した第１の実施形態の位置検出装置１００の場合と全く同様にして行われる。すなわち、処理制御部１５０は、選択回路１１３と、スイッチ回路ＳＷ１と、位置検出回路部１３０のサンプルホールド回路１３３と、筆圧検出回路部１４０のサンプルホールド回路１４３とに制御信号を供給して制御する。

【0110】

この場合、ループコイル群１１１、１１２から信号の送信、受信に用いるループコイルを順次に選択すると共に、選択したループコイルに発振回路部１２０からの電流を供給する送信期間と、選択したループコイルを通じて電子ペン２からの信号を受信する受信期間とを交互に切り替る処理を行う。そして、受信期間において、位置検出回路部１３０、筆圧検出回路部１４０を通じて、位置検出センサ１１０上の電子ペン２による指示位置の検出と位置検出センサ１１０上に電子ペン２が接触することにより電子ペン２にかけられた筆圧の検出とを行う。

【0111】

このように、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａの場合にも、サブセンサとしての平面状コイル１６０Ａを用いて収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かの検知を行うことができる。また、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａの場合にも、電子ペン２による位置検出センサ１１０上の指示位置の検出と電子ペン２にかけられている筆圧の検出とを行うことができる。

【0112】

［位置検出装置１００Ａにおける制御の具体例］
次に、図７を用いて説明した構成を有する第２の実施形態の位置検出装置１００Ａの処理制御部１５０による処理制御の具体例について説明する。図８は、電子機器本体１のメイン電源が投入された後において、第２の実施形態の位置検出装置１００Ａの処理制御部１５０により実行される処理を説明するためのフローチャートである。図８に示すフローチャートの処理は、この出願にかかる発明の「位置検出センサの制御方法」が適用されたものである。

【0113】

処理制御部１５０は、まず、サブセンサである平面状コイル１６０Ａを用いて、電子ペン２が収納部１１に収納されているか否かを検出する収納検出処理を実行する（ステップＳ２０１）。具体的に、処理制御部１５０は、選択回路１１３Ａを制御して、平面状コイル１６０Ａを選択して、これを維持する。そして、オン期間とオフ期間が交互に繰り返す制御信号を形成して、これをスイッチ回路ＳＷ１に供給する。また、オフ期間において、位置検出回路部１３０のサンプルホールド回路１３３を動作させるように制御する。

【0114】

このようにして、平面状コイル１６０Ａを通じた電磁誘導による信号の送信と受信とを繰り返し、受信期間において位置検出回路部１３０を通じて予め決められた一定値以上の誘導電圧が検知された場合には、収納部１１に電子ペン２が収納されていると検知できる。逆に、受信期間において位置検出回路部１３０を通じて予め決められた一定値以上の誘導電圧が検知されない場合には、収納部１１に電子ペン２は収納されていないと検知できる。

【0115】

そして、処理制御部１５０は、ステップＳ２０１の収納検出処理の結果に基づき、電子ペン２が収納部１１に収納されているか否かを判別する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において、電子ペン２は収納部１１に収納されていないと判別したとする。この場合には、電子ペン２は使用状態にあるので、処理制御部１５０は、メインセンサである位置検出センサ１１０を機能させ、位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置及び筆圧の検出処理を開始させる（ステップＳ２０３）。このステップＳ２０３の処理は、図６に示した第１の実施形態の位置検出装置１００で行われるステップＳ１０３の処理と同様の処理である。

【0116】

この後、処理制御部１５０は、所定のタイミングで、選択回路１１３Ａが平面状コイル１６０Ａを選択するように切り替え、電子ペン２が収納部１１に収納されているか否かを検出する収納検出処理を実行する（ステップＳ２０４）。すなわち、ステップＳ２０４の処理は、ステップＳ２０１で実行した処理と同様の処理である。また、所定のタイミングは、ステップＳ２０３で開始させた指示位置と筆圧の検出処理において、予め決められた１サイクルの検出処理が終了し、次のサイクルの検出処理を開始する前などのタイミングである。

【0117】

なお、予め決められた１サイクルの検出処理は、例えば、検出処理を開始して指示位置と筆圧が検出できるまで、あるいは、位置検出センサ１１０のすべてのループコイルを用いたスキャニング処理が終了するまで、といった１まとまりの検出処理を意味する。したがって、当該１サイクルの検出処理が終了すれば、新たな検出処理が開始されることになる。このため、直前の１サイクルの検出処理と次の１サイクルの検出処理との間において、電子ペン２の収納検知処理を行うことにより、電子ペン２の指示位置と筆圧の検出処理に影響を及ぼすことなく、電子ペン２の収納検出処理が行える。

【0118】

そして、処理制御部１５０は、ステップＳ２０２で実行した判別処理と同様に、ステップＳ２０４の収納検出処理の結果に基づき、電子ペン２が収納部１１に収納されているか否かを判別する（ステップＳ２０５）。

【0119】

ステップＳ２０５の判別処理において、電子ペン２は収納部１１に収納されていないと判別したときには、処理制御部１５０は、ステップＳ２０４からの処理を繰り返す。これにより、電子ペン２が収納部１１に収納されるまでの間は、メインセンサである位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかけられている筆圧の検出とが継続して行われる。

【0120】

一方、ステップＳ２０５の判別処理において、電子ペン２は収納部１１に収納されていると判別したとする。この場合には、電子ペン２は使用状態にはないので、処理制御部１５０は、メインセンサである位置検出センサ１１０を通じた指示位置及び筆圧の検出処理を終了させる（ステップＳ２０６）。

【0121】

具体的に、ステップＳ２０６において処理制御部１５０は、選択回路１１３Ａを制御し、平面状コイル１６０Ａを選択した状態を維持し、平面状コイル１６０Ａを通じて、信号の送信と受信とを繰り返すようにする。したがって、ステップＳ２０６においては、Ｘ軸方向ループコイル群１１１を構成するループコイルとＹ軸方向ループコイル群１１２を構成するループコイルは選択しないようにする。これにより、メインセンサ１１０を用いた電子ペン２による指示位置の検出処理は行われないので、消費電力を大幅に軽減できる。

【0122】

また、この場合に、発振回路部１２０、位置検出回路部１３０および処理制御部１５０は動作状態が維持されるので、収納部１１から電子ペン２が取り出された時には、これを検知することもできるようにされる。なお、収納部１１に電子ペン２が収納された状態の時には、筆圧検出回路部１４０は動作させる必要はないので、筆圧検出回路部１４０の動作を停止させるようにしてもよい。

【0123】

この後、処理制御部１５０は、電子機器本体１のメイン電源がオフにされたか否かを判別する（ステップＳ２０７）。ステップＳ２０７の判別処理において、メイン電源がオフにされていないと判別した時には、ステップＳ２０１からの処理を繰り返す。また、ステップＳ２０７の判別処理において、メイン電源がオフにされたと判別した時には、処理制御部１５０への電源の供給を停止するなどの所定の終了処理を行って（ステップＳ２０８）、この図６に示す処理を終了する。

【0124】

また、上述したステップＳ２０２の判別処理において、電子ペン２は収納部１１に収納されていると判別したとする。この場合にも、電子ペン２は使用状態にないので、処理制御部１５０は、メインセンサである位置検出センサ１１０を通じた指示位置及び筆圧の検出は行わず、電子機器本体１のメイン電源がオフにされたか否かを判別する（ステップＳ２０７）。

【0125】

ステップＳ２０７の判別処理において、メイン電源がオフにされていないと判別した時には、ステップＳ２０１からの処理を繰り返す。また、ステップＳ２０７の判別処理において、メイン電源がオフにされたと判別した時には、処理制御部１５０への電源の供給を停止させるなどの所定の終了処理を行おって（ステップＳ２０８）、この図８に示す処理を終了する。

【0126】

このように、この第２の実施形態の位置検出装置１００Ａの場合にも、処理制御部１５０は、サブセンサである平面状コイル１６０Ａを用いて、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを適切に検出できる。そして、電子ペン２が収納部１１に収納されておらず、使用状態にある場合においてのみ、メインセンサである位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかかる筆圧の検出とを行うことができる。これにより、電子ペン２が収納部１１に収納されている状態の時には、位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかかる筆圧の検出とを行うことはないので、消費電力の省力化に資することができる。

【0127】

また、サブセンサとして平面状コイル１６０Ａを用いているため、例えば、防水シートなどを用いることにより、隙間を完全に塞ぐことができ、防水仕様に容易にすることができる。また、平面状コイル１６０Ａを用いているため、螺旋状に形成するコイルを持ちる場合に比べて、製造工程の複雑化も回避でき、また、薄型化にも資することができる。

【0128】

［第３の実施形態］
図９は、第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂを説明するためのブロック図である。以下に説明する第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂもまた、第１、第２の実施形態の位置検出装置１００、１００Ａと同様に、電磁誘導方式のものであり、図１に示した電子機器本体１内に静電結合方式の位置検出装置とともに搭載されて用いられる。したがって、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂも、図１、図２を用いて説明した電子ペン２により操作される。

【0129】

このため、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂもまた、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを検知する機能を備える。しかし、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂは、上述した第１、第２の実施形態の位置検出装置１００、１００Ａのように、サブセンサとして専用の平面状コイル１６０、１６０Ａを備えるものではい。

【0130】

この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂは、図９に示すように、位置検出センサ１１０を構成するループコイル群１１１、１１２の中の１つのループコイルを、サブセンサとしての平面状コイルとしても用いるように構成したものである。図９に示した例の場合には、Ｘ軸方向ループコイル群１１１のＸａ番目のループコイルを、サブセンサとしての平面状コイルとしても用いる場合として示している。すなわち、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂの場合には、Ｘ軸方向ループコイル群１１１のＸａ番目のループコイルを延伸して、収納部１１の近傍にサブセンサとして機能する平面状コイル部分を形成する。

【0131】

したがって、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂの場合には、位置検出回路部１３０が、挿抜センサ回路部としても機能する構成を有している。そして、位置検出装置１００Ｂは、Ｘ軸方向ループコイル群１１１のＸａ番目のループコイル以外の部分は、上述した第１の実施形態の位置検出装置１００と同様に構成される。このため、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂのブロック図である図９において、図３に示した第１の実施形態の位置検出装置１００と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、その部分の詳細な説明については重複するので省略する。

【0132】

そして、この第３の実施形態において、Ｘａ番目のループコイルを延伸して、収納部１１の近傍にサブセンサとして機能する平面状コイル部分もまた、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１との間の位置関係は、第１の実施形態の場合と同様とされる。すなわち、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂにおいても、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１と、収納部１１の近傍に配置されるＸａ番目のループコイルを延伸して形成される平面状コイル部分との位置関係は、図４（Ｂ）、図５を用いて説明した関係となるようにされている。これにより、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１に対して、当該平面状コイル部分が発生させる向きの異なる磁束Ｍｆａ、Ｍｆｂが均一に作用することがないようにされる。

【0133】

そして、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂの場合、処理制御部１５０は、図８を用いて説明した第２の実施形態の位置検出装置１００Ａの処理制御部１５０が行う処理制御と同様の処理制御を行う。ただし、図８に示したステップＳ２０１、ステップＳ２０４、ステップＳ２０６のそれぞれで行われる処理が、第２の実施形態の位置検出装置１００Ａで行われるものとは若干異なる。

【0134】

すなわち、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂにおいて、処理制御部１５０は、図８に示したステップＳ２０１と、ステップＳ２０４においては、次のように処理を行う。まず、処理制御部１５０は、選択回路１１３を制御して、収納部１１の近傍に平面状コイル部を形成しているＸａ番目のループコイルを選択して、これを維持する。そして、オン期間とオフ期間が交互に繰り返す制御信号を形成して、これをスイッチ回路ＳＷ１に供給する。また、オフ期間において、位置検出回路部１３０のサンプルホールド回路１３３を動作させるように制御する。

【0135】

このようにして、収納部１１の近傍に平面状コイル部を形成しているＸａ番目のループコイルを通じた電磁誘導による信号の送信と受信とを繰り返し、受信期間において位置検出回路部１３０を通じて予め決められた一定値以上の誘導電圧が検知された場合には、収納部１１に電子ペン２が収納されていると検知できる。逆に、受信期間において位置検出回路部１３０を通じて予め決められた一定値以上の誘導電圧が検知されない場合には、収納部１１に電子ペン２は収納されていないと検知できる。

【0136】

また、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂにおいて、処理制御部１５０は、図８に示したステップＳ２０６においては、次のように処理を行う。ステップＳ２０６において処理制御部１５０は、選択回路１１３Ａを制御し、平面状コイル部を形成しているＸａ番目のループコイルを選択した状態を維持し、Ｘａ番目のループコイルを通じて、信号の送信と受信とを繰り返すようにする。したがって、ステップＳ２０６においては、Ｘａ番目のループコイルを除き、Ｘ軸方向ループコイル群１１１を構成するループコイルとＹ軸方向ループコイル群１１２を構成するループコイルは選択しないようにする。これにより、メインセンサ１１０を用いた電子ペン２による指示位置の検出処理は行われないので、消費電力を大幅に軽減できる。

【0137】

また、この場合に、発振回路部１２０、位置検出回路部１３０および処理制御部１５０は動作状態が維持されるので、収納部１１から電子ペン２が取り出された時には、これを検知することもできるようにされる。なお、収納部１１に電子ペン２が収納された状態の時には、筆圧検出回路部１４０は動作させる必要はないので、筆圧検出回路部１４０の動作を停止させるようにしてもよい。

【0138】

その他のステップＳ２０２、ステップＳ２０３、ステップＳ２０５、ステップＳ２０７、ステップＳ２０８の処理は、第２の実施形態の位置検出装置１００Ａが行う処理と同様の処理が行われる。

【0139】

このように、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂの場合には、位置検出センサ１１０を構成するループコイル群の中の１つのループコイルを延伸して、収納部１１の近傍に平面状コイル部分を設けることにより、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを検出する挿抜センサ回路部を構成することができる。

【0140】

そして、この第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂの場合には、処理制御部１５０は、位置検出センサ１１０のＸａ番目のループコイルを利用して、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを適切に検出できる。そして、電子ペン２が収納部１１に収納されておらず、使用状態にある場合においてのみ、メインセンサである位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかかる筆圧の検出とを行うことができる。これにより、電子ペン２が収納部１１に収納されている状態の時には、位置検出センサ１１０を通じた電子ペン２による指示位置の検出と電子ペン２にかかる筆圧の検出とを行うことはないので、消費電力の省力化に資することができる。

【0141】

また、サブセンサとして位置検出センサ１１０のＸａ番目のループコイルを延伸して形成する平面状コイル部を用いているため、例えば、防水シートなどを用いることにより、隙間を完全に塞ぐことができ、防水仕様に容易にすることができる。また、位置検出センサ１１０のＸａ番目のループコイルを延伸して形成する平面状コイル部を用いているため、螺旋状に形成するコイルを持ちる場合に比べて、製造工程の複雑化も回避でき、また、薄型化にも資することができる。

【0142】

［実施形態の効果］
上述した第１、第２、第３の実施形態の位置検出装置１００、１００Ａ、１００Ｂでは、防水仕様の実現、製造工程の複雑化の回避、携帯情報端末の薄型化に対応できると共に、消費電力の省力化をも実現できる。これにより、携帯情報端末に使用して好適な位置検出装置、位置検出センサの制御方法が実現できる。

【0143】

また、第１の実施形態の位置検出装置１００の場合には、位置検出回路部とは別に、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを検知する挿抜センサ回路部を構成できるので、それぞれの制御が容易な位置検出装置を実現できる。

【0144】

また、第２の実施形態の位置検出装置１００Ａの場合には、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを検知するサブセンサとして、平面状コイル１６０Ａを設けるだけで、位置検出回路部と挿抜センサ回路部との両方を構成でき、構成の簡単な位置検出装置１００Ａを構成できる。

【0145】

また、第３の実施形態の位置検出装置１００Ｂの場合には、収納部１１に電子ペン２が収納されているか否かを検知するサブセンサとして、位置検出センサ１１０を構成するループコイル群の内の１つのループコイルを用いる。これにより、さらに構成の簡単な位置検出装置１００Ｂを構成できる。

【0146】

［変形例］
上述した実施形態では、電子機器本体１には、電磁誘導方式の位置検出装置と、静電結合方式の位置検出装置との両方が搭載されるものとして説明したが、これに限るものではない。電磁誘導方式の位置検出装置だけが搭載される場合にも、この発明を適用できることは言うまでもない。

【0147】

また、サブセンサとしての平面状コイル１６０、１６０Ａや位置検出センサを構成するループコイルを用いて形成する平面状コイル部の巻き数、形状などは、適宜のものとすることができる。例えば、上述した実施形態では、平面状コイル１６０、１６０Ａや位置検出センサを構成するループコイルを用いて形成する平面状コイル部は、矩形状に形成した場合を示したが、楕円形状にしたり、円形状にしたりすることもできる。

【0148】

また、平面状コイル１６０、１６０Ａや位置検出センサを構成するループコイルを用いて形成する平面状コイル部を、電子ペンに内蔵されたコイルに近い部分の幅を広くし、離れた部分の幅は狭くするなどのことも可能である。すなわち、平面状コイル１６０、１６０Ａや位置検出センサを構成するループコイルを用いて形成する平面状コイル部の形状は種々の形状とすることができる。

【0149】

また、平面状コイル１６０、１６０Ａ、ループコイルＸａは、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１に対して、発生させる磁束のうち、互いに逆方向となる磁束であってコイル２１を鎖交する磁束の数が等しくならない位置に配置すればよい。

【0150】

より好ましくは、平面状コイル１６０、１６０Ａ、ループコイルＸａは、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１に対して、向きが同じ方向となる磁束だけが鎖交する位置に配置すればよい。この場合、図４（Ｂ）に示したように、平面状コイル１６０、１６０Ａ、ループコイルＸａの一部分を跨ぐように、平面状コイル１６０、１６０Ａ、ループコイルＸａの一部分の中心軸方向に、収納部１１に収納された電子ペン２のコイル２１が位置するようにすればよい。

【0151】

もちろん、図４（Ｂ）に示したように、電子ペン２のコイル２１が、平面状コイル１６０、１６０Ａ、ループコイルＸａの一部分を跨ぐようにすることは必須の構成ではない。平面状コイル１６０、１６０Ａ、ループコイルＸａが発生させる磁束のうち、向きが同じ方向となる磁束だけが、電子ペンのコイル２１を鎖交する位置に配置すればよい。

【符号の説明】

【0152】

１…電子機器本体、１００、１００Ａ、１００Ｂ…位置検出装置、１１０…位置検出センサ、１１１…Ｘ軸方向ループコイル群、１１２…Ｙ軸方向ループコイル群、１１３…選択回路、ＳＷ１、ＳＷ２…スイッチ回路、ＡＰ…アンプ、１２０…発振回路部、１３０…位置検出回路部、１４０…筆圧検出回路部、１５０…処理制御部、１６０、１６０Ａ…平面状コイル、１７０…サンプルホールド回路、ＩＶ…反転回路、２…電子ペン、２１…コイル、２２…フェライトコア、２３…筐体、２４…芯体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】