特許 6763782 位置指示器

(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】6763782

(24)【登録日】2020年9月14日

(45)【発行日】2020年9月30日

(54)【発明の名称】位置指示器

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20200917BHJP

   G06F 3/046 20060101ALI20200917BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/03 400F

   G06F3/03 400A

   G06F3/046 B

【請求項の数】13

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-571910(P2016-571910)

(86)(22)【出願日】2016年1月12日

(86)【国際出願番号】JP2016050623

(87)【国際公開番号】WO2016121478

(87)【国際公開日】20160804

【審査請求日】2018年12月17日

(31)【優先権主張番号】特願2015-16973(P2015-16973)

(32)【優先日】2015年1月30日

(33)【優先権主張国】JP

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100206379

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 正

(72)【発明者】

【氏名】金田 剛典

(72)【発明者】

【氏名】藤塚 広幸

【審査官】 菅原 浩二

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５８−００５１４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０５−０１９９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０９５９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１８１３２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−０８６９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８６８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２１３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０８−５１１３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２１６７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端側に開口部を有する筒状の筐体と、
前記筐体内に収納される複数の芯体と、
前記複数の芯体の内の一つの芯体の少なくとも先端を、選択的に前記開口部から突出させるようにする芯体選択機構部と、
前記筐体の前記開口部を有する前記一端側に配設される、コイルが巻回されている磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記芯体の挿入側に設けられて、前記磁性体コアを前記筐体の前記一端側に固定する固定部材と、
を備え、
前記磁性体コアは、前記複数の芯体の内の一つの芯体が挿入及び挿通可能であって、前記開口部と連通するようにされた第１の貫通孔を有し、
前記固定部材は、前記磁性体コアの前記第１の貫通孔の中心軸と同一の中心軸を有する第２の貫通孔を有すると共に、前記固定部材の前記第２の貫通孔は、前記芯体が挿入される側の径が、前記磁性体コアの前記第１の貫通孔との連通側の径よりも大きく、前記磁性体コアの前記第１の貫通孔との連通側の径は、前記磁性体コアの前記第１の貫通孔との連通側の径以下に選定されており、
前記芯体選択機構部により選択されていない前記芯体は、前記磁性体コアの前記貫通孔から離間した位置に在るようにされると共に、前記芯体選択機構部により選択された前記芯体の少なくとも先端は、前記貫通孔を通じて前記開口部より外部に突出するようにされる
ことを特徴とする位置指示器。

【請求項2】

前記磁性体コアに巻回された前記コイルと共に共振回路を構成するコンデンサを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。

【請求項3】

前記磁性体コアの前記第１の貫通孔は、前記芯体が挿入される側の径が、前記開口部との連通側の径よりも大きく選定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。

【請求項4】

前記磁性体コアの前記第１の貫通孔は、前記芯体が挿入される側から前記開口部側に近づくに従い徐々に細くなるようなテーパー状に形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の位置指示器。

【請求項5】

前記芯体は、前記磁性体コアの前記第１の貫通孔の内壁面に沿って案内されながら前記貫通孔を通じて挿通されるように、軸心方向に交差する方向に撓むように構成されている
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の位置指示器。

【請求項6】

前記固定部材の前記第２の貫通孔は、前記芯体が挿入される側から前記磁性体コアの前記第１の貫通孔との連通側に近づくに従い徐々に細くなるようなテーパー状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。

【請求項7】

前記複数の芯体の少なくとも一つは、インクを収納するボールペン用の替え芯である
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。

【請求項8】

前記複数の芯体の少なくとも一つは、樹脂材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。

【請求項9】

前記樹脂材料の芯体は、前記ボールペン用の替え芯と同じ透磁率を有する
ことを特徴とする請求項８に記載の位置指示器。

【請求項10】

前記複数の芯体の先端とは反対側には、前記開口部から突出させられている前記芯体に印加される圧力を検出する筆圧検出部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。

【請求項11】

前記共振回路は、前記芯体選択機構部により、前記複数の芯体の内の一つの芯体の少なくとも先端を、選択的に前記開口部から突出させられたときに、動作可能とされている
ことを特徴とする請求項２に記載の位置指示器。

【請求項12】

前記複数の芯体の先端とは反対側には、前記開口部から突出させられている前記芯体に印加される圧力を検出する筆圧検出部を備え、
前記共振回路は、前記筆圧検出部における前記芯体に印加される圧力の検出結果に基づいて動作可能とされる
ことを特徴とする請求項２に記載の位置指示器。

【請求項13】

前記複数の芯体の一つは、導電性材料からなり、前記導電性材料からなる芯体を通じて信号を送出する回路を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、位置検出装置と共に使用される位置指示器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から筆記道具としてのペンには、多色ボールペンのように、１個の共通の筐体に、異なる色のインクが充填された複数本のボールペン芯が収納されたものがある。この多色ボールペンを用いれば、インクの色が異なる複数のペンを所持しなくても、１本のペンで複数色の筆記ができるので、非常に便利である。

【0003】

ところで、パッド型パソコンや携帯電話端末などの携帯端末に対して入力指示する手段として電子ペンと呼ばれる位置指示器が知られている。この種の位置指示器が入力手段として用いられる携帯端末は、一般的には表示画面に重畳して位置検出用のセンサを備え、位置指示器による表示画面上での細かい指示・操作入力を受け付けることができる。そして、位置指示器を用いれば、マウスや指などでは入力が困難な繊細な入力指示ができ、非常に有用である。

【0004】

位置指示器での操作の一つとして、絵を描く場合がある。絵を描く場合は、複数の色等を駆使して描くが、従来は、位置指示器と共に使用される位置検出装置を搭載する携帯端末等の電子機器側において、位置指示器によって指示入力された線の色合い等のメニューを呈示して、そのメニューから位置指示器の使用者が所望する色を選択することで、位置指示器による入力色を変えていた。または、所定の色に設定された複数の電子ペンを用いる場合もあった。

【0005】

また、位置指示器による指示位置を検出するセンサ上に、例えば帳票や契約書を置き、直接書類にサインをしながら、電子的にも筆跡を残したい場合がある。このような場合は、例えば特許文献１（特開２０１２−２３４４２３号公報）に記載されているように、位置指示器の筐体の中にボールペンの芯を組み込むことで、実現するようにしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−２３４４２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のように近年の使用態様の多様化に対応可能な電子ペン（位置指示器）の要望が強まってきた。そこで、複数の色や機能などに対応して複数の電子ペンの機能を備える位置指示器が考えられている。その一つのアプローチ方法として、電子ペンをカートリッジ化して、多色ボールペンの筐体と同様の筐体に、ボールペンの替え芯と同様に組み込む方法がある。

【0008】

このアプローチ方法を採用した位置指示器の一例として、公知ではないが、図７に示すような位置指示器１Ｍが考えられている。この例の位置指示器１Ｍでは、図７（Ａ）に示すように、筐体２Ｍ内に３本の位置指示器用カートリッジ３Ｒ，３Ｂ，３Ｅを収納し、ノック機構により、その３本の位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅの内の１本を選択して、その選択した位置指示器用カートリッジのペン先部の先端を、筐体２Ｍのペン先側の開口２Ｍａから突出させて使用するようにする。

【0009】

ここで、この例の位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅのそれぞれは、位置検出装置と電磁誘導方式で結合するタイプのもので、市販のボールペンの替え芯と互換性を取れる構成を備えるように市販のノック式ボールペンの替え芯と同サイズに構成されている。このため、筐体２Ｍは、市販のノック式の多色ボールペンの筐体及びノック機構と同一の構成を備えており、市販のノック式の多色ボールペンの筐体及びノック機構をそのまま用いることができる。

【0010】

図７の例の位置指示器１Ｍの位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅは、全て同じ構成を有するが、当該位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅのそれぞれから送出する識別情報により、それぞれの機能、例えば線の色や、実線や破線などの線の種別等が割り当てられている。

【0011】

例えば、位置指示器用カートリッジ３Ｂ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、位置指示器用カートリッジ３Ｒ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、位置指示器用カートリッジ３Ｅ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。

【0012】

位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅと共に使用される位置検出装置は、位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅのそれぞれから送信されてくる識別情報を受信して、位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅの違いを判別し、位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅ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。

【0013】

図７（Ｂ）は、位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅの構成例を示す図である。また、図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）に示す位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅの要部の構成を説明するための図である。

【0014】

位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅは、図７（Ｂ）に示すように、芯体部３１と、筒状体部３２とが結合されて一体化された構成を有する。芯体部３１は、図７（Ｃ）に示すように、磁性体コア、この例ではフェライトコア３１０に、部分的にコイル３１１が巻回されていると共に、そのコイル３１１が巻回されていない部分を保護材３１２で覆うようにしてペン先部３１３が形成された構成とされている。

【0015】

筒状体部３２は、電子回路部品が配設される第１の筒状体部３２１と、筆圧検出用部品が配設される第２の筒状体部３２２とで構成される。筒状体部３２の第１の筒状体部３２１内には、図７（Ｃ）に示すように、プリント基板３３が配設されると共に、そのプリント基板３３上には、コイル３１１と共に共振回路を構成するコンデンサを含む回路部品３４が設けられている。

【0016】

そして、芯体部３１と、筒状体部３２の第１の筒状体部３２１とは、例えば芯体部３１のフェライトコア３１０の一部が、第１の筒状体部３２１内に挿入される状態で結合されて一体的に構成される。

【0017】

第２の筒状体部３２２は、この例では、市販のボールペンの替え芯のインク収納部の径と等しい径の筒状体で構成されている。この第２の筒状体部３２２は、図７（Ｂ）に示すように、長尺部３２２ａと、短尺部３２２ｂとに２分されており、その結合部３５の近傍に筆圧検出部材３６が設けられている。

【0018】

図７（Ｃ）に示すように、長尺部３２２ａと短尺部３２２ｂとは、結合部３５において、連結棒部材３５１とコイルバネ３５２を介して結合されている。この場合に、長尺部３２２ａと短尺部３２２ｂとは、コイルバネ３５２により、常に、軸心方向において、互いに離れるように弾性変位されるが、連結棒部材３５１により、所定位置で係止して、それ以上は軸芯方向に変位しないように構成されている。

【0019】

そして、図７（Ｃ）に示すように、長尺部３２２ａには、筆圧検出部材３６が設けられる。そして、連結棒部材３５１の一端３５１ａ側が、筆圧検出部材３６の押圧部として働くように構成されている。

【0020】

この例の筆圧検出部材３６は、例えば特許文献：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を使用した、筆圧に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサの構成とされている。

【0021】

位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅの先端に圧力が加わると、位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅの長尺部３２２ａ側の全体が、コイルバネ３５２の弾性力に抗して、短尺部３２２ｂ側に移動しようとする力が働き、筆圧検出部材３６の静電容量が筆圧に応じたものとなる。したがって、筆圧検出部材３６の静電容量を検出することで、位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅの先端に印加される圧力（筆圧）を検出することができる。

【0022】

以上のような構成の位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅのそれぞれが、ホルダー部４を通じて、位置指示器１Ｍのノック機構の一部を構成するノック棒５Ｂ，５Ｒ，５Ｅに嵌合されて、筐体２Ｍ内に収納される。そして、ノック棒５Ｂ，５Ｒ，５Ｅのいずれかが、ペン先側にスライド移動されることで、位置指示器用カートリッジ３Ｂ，３Ｒ，３Ｅのいずれかのペン先（先端）が突出するようにされる。そして、その先端が突出された位置指示器用カートリッジのフェライトコア３１０に巻回されたコイル３１１と図示を省略したコンデンサからなる共振回路と、位置検出装置のセンサと電磁結合することで、その先端が突出された位置指示器用カートリッジにより、位置検出装置との間で信号のやり取りをすることで位置指示することができるようにされる。

【0023】

以上のように構成された位置指示器１Ｍは、市販の筆記道具の多色ボールペンの筐体をそのまま用いることができるという利点がある反面、以下のような問題がある。

【0024】

すなわち、位置指示器１Ｍは、市販のボールペンの替え芯と交換可能なようにされた位置指示器用カートリッジを用いるものである。そして、この位置指示器用カートリッジのそれぞれは、フェライトコアにコイルを巻回したものをそれぞれ備えて、位置検出装置のセンサ側との間で、電磁誘導（共振動作）することにより信号のやり取りを行うものである。

【0025】

そして、位置指示器１Ｍは、複数の位置指示器用カートリッジが、１個の筐体内に収納される構成であるため、それら複数の位置指示器用カートリッジのフェライトコアとコイルは、筐体内において隣り合うように隣接する。このために、位置指示器用カートリッジと位置検出装置のセンサとの間で信号のやり取りを行うに当たり、隣接する位置指示器用カートリッジの共振回路が干渉し合う場合がある。

【0026】

また、位置指示器用カートリッジの各々は、フェライトコアに巻回されたコイルを備える必要があると共に、所定の回路も必要となる。そのため、位置指示器用カートリッジの各々が高価になり、複数種の位置指示器用カートリッジ（例えば、黒色用、赤色用、消しゴム用等）の使用を欲する使用者にとっては、コストが嵩むという問題がある。

【0027】

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位置指示器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】

【0028】

上記の課題を解決するために、この発明は、
一端側に開口部を有する筒状の筐体と、
前記筐体内に収納される複数の芯体と、
前記複数の芯体の内の一つの芯体の少なくとも先端を、選択的に前記開口部から突出させるようにする芯体選択機構部と、
前記筐体の前記開口部を有する前記一端側に配設される、コイルが巻回されている磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記芯体の挿入側に設けられて、前記磁性体コアを前記筐体の前記一端側に固定する固定部材と、
を備え、
前記磁性体コアは、前記複数の芯体の内の一つの芯体が挿入及び挿通可能であって、前記開口部と連通するようにされた第１の貫通孔を有し、
前記固定部材は、前記磁性体コアの前記第１の貫通孔の中心軸と同一の中心軸を有する第２の貫通孔を有すると共に、前記固定部材の前記第２の貫通孔は、前記芯体が挿入される側の径が、前記磁性体コアの前記第１の貫通孔との連通側の径よりも大きく、前記磁性体コアの前記第１の貫通孔との連通側の径は、前記磁性体コアの前記第１の貫通孔との連通側の径以下に選定されており、
前記芯体選択機構部により選択されていない前記芯体は、前記磁性体コアの前記貫通孔から離間した位置に在るようにされると共に、前記芯体選択機構部により選択された前記芯体の少なくとも先端は、前記貫通孔を通じて前記開口部より外部に突出するようにされる
ことを特徴とする位置指示器を提供する。

【0029】

上述の構成のこの発明による位置指示器においては、一端側に開口部を有する筒状の筐体の、前記開口部を有する一端側にコイルが巻回されている磁性体コアが配設されている。そして、筐体内には、複数個の芯体が収納され、芯体選択機構部により選択されていない芯体は、磁性体コアの貫通孔から離間した位置に在るようにされると共に、芯体選択機構部により選択された芯体の少なくとも先端は、貫通孔を通じて開口部より外部に突出するようにされる。

【0030】

すなわち、この発明の位置指示器においては、複数の芯体に対して共通のフェライトコアが、筐体の開口部の形成されている一端側に配設され、このフェライトコアにコイルが巻回され、位置検出装置のセンサとの間での信号のやり取りを行うことが可能となる。したがって、この発明によれば、前述したような位置指示器用カートリッジを用いることなく、市販のボールペンの芯や、電子ペンの芯体を、筐体に対して装着して使用することができる。

【0031】

複数の芯体に共通の１個のフェライトコアにコイルが巻回されたものを用いるために、前述した複数個の位置指示器用カートリッジの場合のような干渉が生じることはなく、しかも、市販のボールペンの芯や、電子ペンの芯体を用いることができるので、コスト的にも安価とすることができる。

【発明の効果】

【0032】

この発明によれば、位置指示器用カートリッジのような特殊な構成のものを部品として必要としないので、安価に構成できると共に、位置検出装置のセンサ部との間の信号のやり取りにおいて、干渉などの不具合は生じないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】この発明による位置指示器の実施形態の概要の構成例を示す図である。

【図2】この発明による位置指示器の実施形態の要部の構成例を説明するための図である。

【図3】この発明による位置指示器の実施形態の電子回路の構成例を、対応する位置検出装置の回路構成例と共に示すブロック図である。

【図4】この発明による位置指示器の実施形態の動作の一例を説明するための図である。

【図5】この発明による位置指示器の他の実施形態を説明するために用いる図である。

【図6】この発明による位置指示器の他の実施形態を説明するために用いる図である。

【図7】先に提案されている公知ではない位置指示器の構成例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、この発明による位置指示器の実施形態を、図を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施形態の位置指示器１００の全体を構成を説明するための概略構成図である。また、図２（Ａ）は、実施形態の位置指示器１００の縦断面図である。さらに、図２（Ｂ）は、実施形態の位置指示器１００の筐体１０１の、芯体の先端が突出する開口部側における構成を示す図である。

【0035】

この実施形態の位置指示器１００は、図１及び図２（Ａ）に示すように、筐体１０１内に、第１の芯体１０２及び第２の１０３との２個の芯体を収納し、これら２個の芯体１０２及び１０３のうち、芯体選択機構により選択された方の芯体（図２（Ａ）の例では芯体１０２）の先端（図２（Ａ）の例では芯体１０２の先端１０２ａ）が、筐体１０１の軸心方向の一端側に形成されている開口部１０１ａから突出するように構成される。この例では、開口部１０１ａは、第１の筐体部１１１に形成されている。

【0036】

筐体１０１は、一端側に開口部１０１ａを有する筒状体からなる。この例では、図２に示すように、筐体１０１は、その軸心方向に２分された第１の筐体部１１１と第２の筐体部１１２とが、芯体ホルダー１０４の部分で結合されることで、一体的に結合されている。筐体１０１の開口部１０１ａは、第１の筐体部１１１の芯体ホルダー１０４と結合される側とは反対側に形成されている。

【0037】

芯体ホルダー１０４は、２個の芯体１０２及び１０３を挿通する貫通孔１０４ａ及び１０４ｂを備えている。そして、第１の筐体部１１１は、図２（Ａ）に示すように、芯体ホルダー１０４のネジ部１０４ｃにおいて、芯体ホルダー１０４と螺合結合される。第２の筐体部１１２は、芯体ホルダー１０４の嵌合部１０４ｄにおいて嵌合結合されている。

【0038】

第２の筐体部１１２には、第１の芯体１０２用の第１のノック操作部１２０と、第２の芯体１０３用のノック操作部１３０とが設けられると共に、ストッパ１４０が設けられている。第１のノック操作部１２０は、第２の筐体部１１２に形成されているスリット１１２ａから外部に突出する突出部１２１と、第２の筐体部１１２の中心軸方向に突出する突部１２２及び１２３と、ストッパ１４０と係合する切り欠き溝１２４とを備える。同様に、第２のノック操作部１３０は、第２の筐体部１１２に形成されているスリット１１２ｂから外部に突出する突出部１３１と、第２の筐体部１１２の中心軸方向に突出する突部１３２及び１３３と、ストッパ１４０と係合する切り欠き溝１３４とを備える。ストッパ１４０の先端には、第１のノック操作部１２０の切り欠き溝１２４または第２のノック操作部１３０の切り欠き溝１３４と係合する凹部１４１が形成されている。

【0039】

また、第１のノック操作部１２０及び第２のノック操作部１３０の軸心方向の開口部１０１ａ側の端部には、筆圧検出部材１０５および１０６が設けられている。この筆圧検出部材１０５及び１０６は、例えば前述した特許文献：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を使用した、筆圧に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサの構成とされている。

【0040】

そして、第１の芯体１０２の、先端１０２ａとは反対側の端部を、芯体ホルダー１０４の貫通孔１０４ａを挿通させた後、第１のノック操作部１２０に結合されて設けられている筆圧検出部材１０５の嵌合部（図示は省略）に圧入嵌合させることにより、第１の芯体１０２を、第１のノック操作部１２０に対して結合して装着させることができる。これにより、第１の芯体１０２を、筐体１０１内に収納することができる。

【0041】

同様に、第２の芯体１０３の、先端１０３ａとは反対側の端部を、芯体ホルダー１０４の貫通孔１０４ｂを挿通させた後、第２のノック操作部１３０に結合されて設けられている筆圧検出部材１０６の嵌合部に圧入嵌合させることにより、第２の芯体１０３を、第２のノック操作部１３０に対して結合して装着させる。これにより、第２の芯体１０３を、筐体１０１内に収納することができる。この状態において、筆圧検出部材１０５及び１０６により構成される可変容量コンデンサは、第１の芯体１０２及び第２の芯体１０３の先端１０２ａ及び１０３ａに印加された圧力に応じた静電容量を呈することができる。

【0042】

なお、第１の芯体１０２及び第２の芯体１０３は、筆圧検出部材１０５及び１０６に嵌合させることにより、装着できるものであるので、交換可能であることは言うまでもない。

【0043】

図１に示すように、筆圧検出部材１０５で構成される可変容量コンデンサの一端及び他端、また、筆圧検出部材１０６で構成される可変容量コンデンサの一端及び他端は、第２の筐体部１１２内に配設されているプリント基板１５０の導体パターンに、それぞれ電気的に接続されている。プリント基板１５０には、例えばＩＣ（Integrated Circuit）からなる制御回路４００等が設けられている。制御回路４００は、後述するように、筆圧検出部材１０５及び１０６のそれぞれで構成される可変容量コンデンサの静電容量に基づいて、それぞれで検出された筆圧値を算出する。

【0044】

そして、図１及び図２（Ａ）に示すように、芯体ホルダー１０４と筆圧検出部材１０５との間には、第１の芯体１０２に挿通された状態のばね１２５が設けられている。そして、図１及び図２（Ａ）に示すように、芯体ホルダー１０４と筆圧検出部材１０６との間には、第２の芯体１０３に挿通された状態のばね１３５が設けられている。これらのばね１２５及び１３５は、ノック操作部１２０及び１３０を元の位置に復帰させるための弾性部材である。

【0045】

この例では、ノック操作部１２０及び１３０と、ストッパ１４０と、ばね１２５及び１３５により、芯体選択機構の一例が構成される。すなわち、使用者は、第２の筐体部１１２に形成されているスリット１１２ａ及び１１２ｂから突出しているノック操作部１２０及び１３０の突出部１２１及び１３１のいずれかを、スリット１１２ａまたは１１２ｂにより案内される状態で、開口部１０１ａの方向（以下、ペン先方向と称する）に、ばね１２５または１３５の弾性力に抗して、スライド移動させることできる。

【0046】

そして、ノック操作部１２０またはノック操作部１３０のいずれかは、所定位置までスライド移動されると、当該スライド移動させられたノック操作部１２０または１３０のいずれかの切り欠き溝１２４または１３４が、ストッパ１４０の凹部１４１に嵌合して、その位置で係止する状態となる。図２（Ａ）では、ノック操作部１２０がスライド移動させられて、第１の芯体１０２の先端１０２ａが、開口部１０１ａから筐体１０１の外部に突出している状態を示している。このように先端１０２ａが外部に突出することで、第１の芯体１０２は、筆圧を受けることが可能な状態となる。

【0047】

そして、図２（Ａ）に示すように第１の芯体１０２の先端１０２ａが外部に突出している状態の場合において、第２のノック操作部１３０をペン先方向にスライド移動させることで、第１の芯体１０２の先端１０２ａを筐体１０１内に収納する状態に復帰させると共に、第２の芯体１０３の先端１０３ａを筐体１０１の外部に突出させる状態に変更させることができる。

【0048】

この場合に、第２のノック操作部１３０の突出部１３１をペン先方向にスライド移動させる操作（ノック操作）が行われると、ノック操作部１３０の突部１３２及び１３３が、第１のノック操作部１２０をスリット１１２ａの方向に押し出すように働く。これにより、第１のノック操作部１２０の切り欠き溝１２４は、ストッパ１４０の凹部１４１から外れる。すると、ばね１２５の復元力により、第１のノック操作部１２０は、ペン先方向と逆方向に付勢されてストッパ１４０に沿って移動し、先端１０２ａが筺体１０１内に収納された状態となる。

【0049】

そして、第２のノック操作部１３０は、その切り欠き溝１３４が、ストッパ１４０の凹部１４１に嵌合して、その位置で係止する状態となる。この状態から、第１のノック操作部１２０がペン先方向にスライド移動させられると、同様に、第１のノック操作部１２０の突部１２２及び１２３が第２のノック操作部１３０をスリット１１２ｂの方向に押し出すように働く。これにより、第２のノック操作部１３０の切り欠き溝１３４は、ストッパ１４０の凹部１４１から外れ、ばね１３５の復元力により、第２のノック操作部１３０は、ペン先方向と逆方向に付勢されてストッパ１４０に沿って移動し、第２の芯体１０３の先端１０３ａは、筐体１０１内に収納される状態となり、その代わりに、第１の芯体１０２の先端１０２ａが筐体１０１の外部に突出する状態となる。

【0050】

以上のように、この実施形態の位置指示器１００は、ノック操作により、第１の芯体１０２の先端１０２ａが開口部１０１ａから外部に突出する状態（第１の状態）、第２の芯体１０３の先端１０３ａが開口部１０１ａから外部に突出する状態（第２の状態）、または、第１の芯体１０２及び第２の芯体１０３の両方が筐体１０１内に収納される状態（第３の状態）のいずれかの状態に切り替わる。

【0051】

そして、この実施形態の位置指示器１００においては、第１の筐体部１１１の開口部１０１ａ側に、磁性体コアの例としてのフェライトコア１６１が配設されている。このフェライトコア１６１の周囲にはコイル１６２が巻回されている。そして、コイル１６２の一端１６２ａ及び他端１６２ｂは、図１に示すように、プリント基板１５０の導体パターンに、それぞれ電気的に接続されている。

【0052】

後述するように、プリント基板１５０には、コイル１６２と並列に接続されて共振回路を構成するコンデンサ（図３のコンデンサ４０１）が設けられている。この共振回路が用いられて、位置指示器１００と、位置検出装置のセンサとの信号のやり取りがなされて、位置指示器１００による指示位置が位置検出装置で検出することができるようにされる。

【0053】

フェライトコア１６１には、図１及び図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１の芯体１０２または第２の芯体１０３が挿通される貫通孔１６１ａが形成されている。フェライトコア１６１は、この貫通孔１６１ａの中心軸線位置が筐体１０１の中心軸線位置と一致し、かつ、この貫通孔１６１ａが筐体１０１の開口部１０１ａと連通するようにして、第１の筐体部１１１の開口部１０１ａ側の端部に配置される。

【0054】

図２（Ｂ）に示すように、貫通孔１６１ａの開口部１０１ａ側の径は、開口部１０１ａの径Ｒ１と同一とされる。また、貫通孔１６１ａの開口部１０１ａ側とは反対側の径Ｒ２は、開口部１０１ａ側の径Ｒ１よりも大きく選定される（Ｒ１＜Ｒ２）。この場合に、貫通孔１６１ａの開口部１０１ａ側とは反対側の径Ｒ２は、図２（Ｂ）に示すように、第１の芯体１０２の先端１０２ａ及び第２の芯体１０３の先端１０３ａが共に筐体１０１内に収納されている状態（前述した第３の状態）において、当該第１の第１の芯体１０２の先端１０２ａ及び第２の芯体１０３の先端１０３ａの中心線１０２ｚ及び１０３ｚの延長線が、当該径Ｒ２内に含まれるような大きさとされることが望ましい。

【0055】

フェライトコア１６１の貫通孔１６１ａの内壁面は、径Ｒ２から径Ｒ１まで徐々に細くなるようにテーパー状に形成されている。ここで、貫通孔１６１ａの内壁面のテーパー面は、径Ｒ２から径Ｒ１まで徐々に小さくなるような変化であれば、直線的な変化ではなくてもよい。

【0056】

そして、フェライトコア１６１は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、固定部材１６３により第１の筐体部１１１の開口部１０１ａ側に押し付けられる状態で固定される。固定部材１６３は、貫通孔１６３ａを有するリング状形状を有する部材であり、その外周側面の径は、第１の筐体部１１１の内径とほぼ等しい、あるいは第１の筐体部１１１の内径よりも僅かに小さい値とされている。そして、この固定部材１６３の外周側面が第１の筐体部１１１の内壁面に、例えば接着されるなどして、固定部材１６３が第１の筐体部１１１内に固定されることにより、フェライトコア１６１も第１の筐体部１１１内に固定される。

【0057】

固定部材１６３は、貫通孔１６３ａの中心軸線位置がフェライトコア１６１の貫通孔１６１ａの中心軸線位置と一致するようにして、貫通孔１６３ａがフェライトコア１６１の貫通孔１６１ａと連通するように構成されている。そして、図２（Ｂ）に示すように、固定部材１６３の貫通孔１６３ａの開口部１０１ａ側の径Ｒ３は、フェライトコア１６１の貫通孔１６１ａの開口部１０１ａ側とは反対側の径Ｒ２以下の値とされる（Ｒ３≦Ｒ２）。

【0058】

また、固定部材１６３の貫通孔１６３ａの開口部１０１ａ側とは反対側の径Ｒ４は、フェライトコア１６１の貫通孔１６１ａの開口部１０１ａ側とは反対側の径Ｒ２よりも大きい値に選定される（Ｒ４＞Ｒ２）。

【0059】

そして、固定部材１６３の貫通孔１６３ａの内壁面は、径Ｒ４から径Ｒ３まで徐々に細くなるようにテーパー状に形成される。ここで、貫通孔１６３ａの内壁面のテーパー面は、径Ｒ４から径Ｒ３まで徐々に小さくなるような変化であれば、直線的な変化ではなくてもよい。

【0060】

固定部材１６３の貫通孔１６３ａの径Ｒ３，Ｒ４が上述のように選定される結果、図２（Ｂ）に示すように、第１の芯体１０２の先端１０２ａ及び第２の芯体１０３の先端１０３ａが共に筐体１０１内に収納されている状態（前述した第３の状態）においては、第１の芯体１０２の先端１０２ａ及び第２の芯体１０３の先端１０３ａの中心線１０２ｚ及び１０３ｚの延長線が、固定部材１６３の径Ｒ４内に含まれるようになる。

【0061】

図２（Ｂ）に示すように、第１の芯体１０２の先端１０２ａ及び第２の芯体１０３の先端１０３ａが共に筐体１０１内に収納されている状態（前述した第３の状態）においては、第１の芯体１０２の先端１０２ａ及び第２の芯体１０３の先端１０３ａは、固定部材１６３の貫通孔１６３ａよりも離れた位置となるように構成されている。

【0062】

そして、前述したように、ノック操作部１２０または１３０のいずれかが操作されてペン先方向側にスライド移動させられると、それに応じた第１の芯体１０２または第２の芯体１０３は、まず、固定部材１６３の貫通孔１６３ａのテーパー状部分の面に案内されつつ、フェライトコア１６１の貫通孔１６１ａ内に導かれる。そして、ノック操作部１２０または１３０のいずれかのスライド移動操作に応じて、第１の芯体１０２の先端１０２ａまたは第２の芯体１０３の先端１０３ａは、フェライトコア１６１の貫通孔１６１ａを貫通して、図２（Ａ）に示すように、開口部１０１ａから外部に突出する状態となる。

【0063】

なお、この実施形態の第１の芯体１０２及び第２の芯体１０３は、その軸心方向に交差する方向に撓むことが可能なものとされている。

【0064】

第１の芯体１０２は、この例では、市販のボールペンの芯の構成とされ、先端１０２ａは例えば金属からなるとともに、当該先端１０２ａに例えば黒色のインクを送り込むために、当該黒色のインクが内部に充填されている樹脂からなるチューブ状部材とからなる。周知のように、このボールペンの芯は、その軸心方向に交差する方向に撓むことが可能である。

【0065】

また、第２の芯体１０３は、電磁誘導方式の電子ペンの芯体として構成される電子ペン芯とされる。この電子ペン芯は、比較的硬質で弾性を有する樹脂材料、例えばＰＯＭ（Polyoxymethylene）からなり、その軸心方向に交差する方向に撓むことが可能である。第２の芯体１０３を構成する樹脂材料は、例えば磁性体粉を含ませることで、第１の芯体１０２の例のボールペン芯の透磁率と等しい、あるいはほぼ等しいものが選定される。

【0066】

以上のようにして、この実施形態の位置指示器１００においては、第１の芯体１０２と、第２の芯体１０３とに対して共通の１個のフェライトコア１６１が、ペン先となる筐体１０１の一端側に設けられている。そして、当該フェライトコア１６１の貫通孔１６１ａがテーパー状とされていることにより、第１の芯体１０２または第２の芯体１０３は、フェライトコア１６１の貫通孔１６１ａ内に容易に挿通される。

【0067】

また、この実施形態においては、フェライトコア１６１を、筐体１０１内に固定する固定部材１６３にもテーパー状の内壁面を有する貫通孔１６３ａを形成するようにしたので、この固定部材１６３の貫通孔１６３ａによって、第１の芯体１０２または第２の芯体１０３は、容易にフェライトコア１６１の貫通孔１６１ａ内に導かれる。

【0068】

そして、この実施形態では、フェライトコア１６１に巻回されたコイル１６２と、プリント基板１５０に設けられているコンデンサとで構成される共振回路により、位置検出装置のセンサとの間で信号のやり取りを行うようにするが、当該共振回路は、第１の芯体１０２の先端１０２ａまたは第２の芯体１０３の先端１０３ａが開口部１０１ａから外部に突出して、その突出している先端１０２ａまたは先端１０３ａに所定以上の筆圧が印加されたときに、動作を開始するように構成される。

【0069】

更に、この実施形態の位置指示器１００では、筆圧検出部材１０５と１０６のいずれで所定以上の筆圧が検知されたかを判別することで、第１の芯体１０２の先端１０２ａと第２の芯体１０３の先端１０３ａのいずれが、開口部１０１ａから外部に突出しているかを判別することができるようにしている。以上のことを実現する電子回路が、プリント基板１５０に形成されている。

【0070】

［位置指示器１００の回路構成例及び位置検出装置の回路構成例］
図３は、この実施形態の位置指示器１００のプリント基板１５０に形成されている電子回路４０の一例を、この位置指示器１００と電磁誘導結合による信号授受を行う位置検出装置２００の回路構成例と共に示す図である。

【0071】

位置指示器１００は、この実施形態では、位置検出装置２００のセンサの導体と電磁誘導結合することにより、位置検出用信号を授受すると共に、筆圧検出部材１０５または１０６を通じて検出される筆圧情報と、位置指示器１００自身の識別情報（ＩＤ）や、第１の芯体１０２と、第２の芯体１０３のいずれの先端が開口部１０１ａから突出している状態かの識別情報（ＩＤ）を、位置検出装置２００に送信するように構成される。

【0072】

すなわち、位置指示器１００の電子回路４０においては、フェライトコア１６１に巻回されたコイル１６２に対して、コンデンサ４０１が並列に接続されて並列共振回路４０Ｒが構成される。

【0073】

そして、電子回路４０は、図３に示すように、付加情報の送信を制御する制御回路４００を備える。この例では、この制御回路４００はＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；集積回路）として構成されている。この制御回路４００を構成するＩＣは、蓄電手段の例としての電気二重層コンデンサ４１０から得られる電源電圧Ｖｃｃにより動作するように構成されている。そして、並列共振回路４０Ｒにて位置検出装置２００から電磁結合により受信した交流信号が、ダイオード４０２及びコンデンサ４０３からなる整流回路４０４にて整流され、電気二重層コンデンサ４１０に蓄電される。なお、図３の例では、整流回路４０４は半波整流回路とされているが、全波整流回路でもよいことは言うまでもない。また、ＩＣからなる制御回路４００の電源としては、この例の電気二重層コンデンサ４１０のような蓄電手段ではなく、電池であっても勿論よい。

【0074】

そして、この例では、並列共振回路４０Ｒと整流回路４０４との間には、通常は開（ノーマルオープン）の状態とされるスイッチ回路４０５が設けられている。このスイッチ回路４０５は、例えば半導体スイッチ回路で構成され、開の状態では、高インピーダンスの状態となっている。

【0075】

このスイッチ回路４０５は、スイッチ制御回路４０６からのスイッチ制御信号によりオンとなるように制御される。スイッチ制御回路４０６は、並列共振回路４０Ｒにて位置検出装置２００から電磁結合により受信した交流信号からスイッチ制御信号を生成する。

【0076】

また、電子回路４０においては、コイル１６２と、コンデンサ４０１とにより構成される並列共振回路４０Ｒに並列に、スイッチ回路４０７が接続されている。このスイッチ回路４０７は、制御回路４００によりオン・オフ制御されるように構成されている。なお、制御回路４００には、位置検出装置２００との間での電磁誘導信号の授受のための同期信号として、コンデンサ４０８を介して、位置検出装置２００から送信された電磁誘導信号が供給される。

【0077】

この実施形態では、図３に示すように、制御回路４００には、筆圧検出部材１０５及び１０６で構成される可変容量コンデンサ１０５Ｃ及び１０６Ｃが接続される。これらの可変容量コンデンサ１０５Ｃ及び１０６Ｃには、抵抗Ｒａ及びＲｂがそれぞれ並列に接続されている。この例では、制御回路４００は、可変容量コンデンサ１０５Ｃ及び１０６Ｃを充電した後、抵抗Ｒａ及びＲｂを通じて放電させ、可変容量コンデンサ１０５Ｃ及び１０６Ｃが接続されている端子の電圧（可変容量コンデンサ１０５Ｃ及び１０６Ｃの両端電圧に相当）が所定閾値になるまでの時間を計測することで、可変容量コンデンサ１０５Ｃ及び１０６Ｃのそれぞれの静電容量を測定する。

【0078】

そして、制御回路４００は、その測定した可変容量コンデンサ１０５Ｃ及び１０６Ｃの静電容量の変化から筆圧の変化を検出し、第１の芯体１０２または第２の芯体１０３に筆圧が印加されたかどうかを検出すると共に、筆圧が印加されたことを検出したときには、その筆圧値を可変容量コンデンサ１０５Ｃ、１０６Ｃの静電容量の値から算出するようにする。

【0079】

そして、この実施形態では、制御回路４００は、算出した筆圧値の情報（筆圧データ）を、スイッチ回路４０７をオン・オフ制御することで、複数ビットのデジタル信号として位置検出装置２００に送信する。この実施形態では、筆圧データは、付加情報の一部を構成する。

【0080】

また、制御回路４００には、この例では、位置指示器１００の製造者番号及び製品番号を含む識別情報（ＩＤ）と、筆圧検出部材１０５に対応する第１の芯体１０２（この例では、ボールペン芯）を識別するための識別情報及び筆圧検出部材１０６に対応する第２の芯体１０３（この例では、電子ペン芯）を識別するための識別情報を記憶するＩＤメモリ４０９が接続されている。そして、制御回路４００は、このＩＤメモリ４０９に記憶されている識別情報を読み出して、スイッチ回路４０７をオン・オフ制御することで、複数ビットのデジタル信号として位置検出装置２００に送信する。この実施形態では、この識別情報も、付加情報の一部を構成する。

【0081】

この実施形態では、制御回路４００は、第１の芯体１０２の先端１０２ａが開口部１０１ａから外部に突出している状態（第１の状態）または第２の芯体１０３の先端１０３ａが開口部１０１ａから外部に突出している状態（第２の状態）であるか、あるいは両芯体１０２及び１０３の先端が共に筐体１０１内に収納されている状態（第３の状態）であるかを判別する。この判別は、筆圧検出部材１０５及び筆圧検出部材１０６で検出される筆圧値に基づいて行う。

【0082】

すなわち、位置指示器１００の第３の状態では、両芯体１０２及び１０３の先端が共に筐体１０１内に収納されているので、芯体１０２及び１０３には筆圧が印加されることはない。そして、第１の状態では、第１の芯体１０２の先端１０２ａが外部に突出しているの、筆圧検出部材１０５により、当該先端１０２ａに印加される筆圧が検出される状態となる。また、第２の状態では、第２の芯体１０３の先端１０３ａが外部に突出しているの、筆圧検出部材１０６により、当該先端１０３ａに印加される筆圧が検出される状態となる。

【0083】

そして、この例では、制御回路４００は、筆圧が印加されていない状態から、筆圧値が所定の閾値以上増加したとき、それを検出して筆圧の印加が開始されたと判断する。

【0084】

この実施形態では、制御回路４００は、第１の芯体１０２または第２の芯体１０３のいずれに対しても筆圧の印加が開始されてはいないと検出したときには、スイッチ回路４０７をオンとして、並列共振回路４０Ｒを非動作状態にする。また、制御回路４００は、第１の芯体１０２または第２の芯体１０３のいずれかに筆圧の印加が開始されたと検出したときには、スイッチ回路４０７をオフとして、並列共振回路４０Ｒを動作状態にする。

【0085】

したがって、第１の芯体１０２の先端１０２ａが開口部１０１ａから外部に突出している状態（第１の状態）または第２の芯体１０３の先端１０３ａが開口部１０１ａから外部に突出している状態（第２の状態）において、所定の筆圧が芯体の先端に印加されたときには、動作状態とされた並列共振回路４０Ｒにより、位置検出装置２００との信号のやり取りが開始される。

【0086】

この状態で、制御回路４００は、コンデンサ４０８を通じて位置検出装置からの同期信号を受信すると、その同期信号に基づいたタイミングで、スイッチ回路４０７をオン・オフ制御することにより、筆圧データや識別情報を、後述するようにＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調信号として、位置検出装置２００に送信するようにする。なお、ＡＳＫ変調に代えてＯＯＫ（On Off Keying）信号に変調するようにしてもよい。

【0087】

位置検出装置２００には、図３に示すように、Ｘ軸方向ループコイル群２１１Ｘと、Ｙ軸方向ループコイル群２１２Ｙとが積層されて位置検出コイルが形成されている。各ループコイル群２１１Ｘ，２１２Ｙは、例えば、それぞれｎ，ｍ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２１１Ｘ，２１２Ｙ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。

【0088】

また、位置検出装置２００には、Ｘ軸方向ループコイル群２１１Ｘ及びＹ軸方向ループコイル群２１２Ｙが接続される選択回路２１３が設けられている。この選択回路２１３は、２つのループコイル群２１１Ｘ，２１２Ｙのうちの一のループコイルを順次選択する。

【0089】

さらに、位置検出装置２００には、発振器２２１と、電流ドライバ２２２と、切り替え接続回路２２３と、受信アンプ２２４と、検波器２２５と、ローパスフィルタ２２６と、サンプルホールド回路２２７と、Ａ／Ｄ変換回路２２８と、処理制御部２２９とが設けられている。処理制御部２２９は、例えばマイクロコンピュータにより構成されている。

【0090】

発振器２２１は、周波数ｆ０の交流信号を発生する。位置指示器１００の共振回路４０Ｒの共振周波数は、この周波数ｆ０を中心周波数とするように選定されている。そして、発振器２２１で発生した交流信号は電流ドライバ２２２に供給される。電流ドライバ２２２は、発振器２２１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２２３へ送出する。切り替え接続回路２２３は、処理制御部２２９からの制御により、選択回路２１３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２２２が、受信側端子Ｒには受信アンプ２２４が、それぞれ接続されている。

【0091】

選択回路２１３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２１３及び切り替え接続回路２２３を介して受信アンプ２２４に送られる。受信アンプ２２４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２２５へ送出する。

【0092】

検波器２２５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、ローパスフィルタ２２６へ送出する。ローパスフィルタ２２６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２２５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２２７へ送出する。サンプルホールド回路２２７は、ローパスフィルタ２２６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２２８へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２２８は、サンプルホールド回路２２７のアナログ出力をデジタル信号に変換し、処理制御部２２９に出力する。

【0093】

処理制御部２２９は、選択回路２１３におけるループコイルの選択、切り替え接続回路２２３の切り替え、サンプルホールド回路２２７のタイミングを制御する。処理制御部２２９は、Ａ／Ｄ変換回路２２８からの入力信号に基づき、Ｘ軸方向ループコイル群２１１Ｘ及びＹ軸方向ループコイル群２１２Ｙから一定の送信継続時間をもって電磁誘導信号を送信させる。

【0094】

Ｘ軸方向ループコイル群２１１Ｘ及びＹ軸方向ループコイル群２１２Ｙの各ループコイルには、位置指示器１００から送信される電磁誘導信号によって誘導電圧が発生する。処理制御部２２９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位置指示器１００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。

【0095】

また、処理制御部２２９は、電流ドライバ２２２に、送信信号を断続制御するための信号及び送信信号レベル制御のための信号を供給すると共に、位置指示器１００からの筆圧データや識別情報などの付加情報の受信処理を行うようにする。処理制御部２２９は、後述するように、位置指示器１００からのＡＳＫ信号からなる断続信号を、複数ビットのデジタル信号として検出して、筆圧データや識別情報などの付加情報を検出するようにする。

【0096】

［位置指示器１００の動作及び位置検出装置２００の動作］
以下に、位置指示器１００及び位置検出装置２００間での位置検出動作及び付加情報の送受について説明する。

【0097】

位置検出装置２００は、処理制御部２２９の処理制御に基づいて送信信号の交流信号を送出している。位置指示器１００では、位置検出装置２００あるいは充電装置からの交流信号を並列共振回路４０Ｒで受信する状態にないときには、スイッチ回路４０５がオフで、電気二重層コンデンサ４１０には充電されない。そして、位置検出装置２００あるいは充電装置からの交流信号を並列共振回路４０Ｒで受信する状態になるとスイッチ回路４０５がオンとなって、電気二重層コンデンサ４１０への充電（蓄電）がなされる。

【0098】

そして、この実施形態の位置指示器１００は、第１の芯体１０２または第２の芯体１０３のいずれかが筐体１０１の開口部１０１ａから外部に突出しておらず、いずれにも筆圧が印加されない状態では、スイッチ回路４０７はオンとされていて、共振回路４０Ｒは非動作の状態となっている。

【0099】

位置指示器１００のノック操作部１２０または１３０が操作されて、第１の芯体１０２または第２の芯体１０３のいずれかの先端１０２ａまたは先端１０３ａが開口部１０１ａから外部に突出した状態になり、かつ、筆圧検出部材１０５または１０６のいずれかに所定の筆圧値以上の筆圧が印加されると、共振回路４０Ｒが動作状態となる。これにより、位置指示器１００は、並列共振回路４０Ｒにおいて、位置検出装置２００からの交流信号を受信可能の状態となる。そして、使用者により位置指示器１００が位置検出装置２００のセンサ上の持ち来たらされると、並列共振回路４０Ｒが位置検出装置２００からの交流信号を電磁誘導結合により受けることが可能な状態になる。

【0100】

すると、位置指示器１００の電子回路４０のスイッチ制御回路４０６は、並列共振回路４０Ｒが位置検出装置２００のセンサから受信した交流信号から、スイッチ回路４０５をオンにするスイッチ制御信号を生成する。これにより、スイッチ回路４０５がオンになると、並列共振回路４０Ｒが受信した交流信号が整流回路４０４で整流され、電気二重層コンデンサ４１０が充電（蓄電）される。

【0101】

制御回路４００は、電気二重層コンデンサ４１０からの電源電圧Ｖｃｃにより動作する。図４は、位置指示器１００の電子回路４０の制御回路４００の処理動作を説明するためのフローチャートである。

【0102】

制御回路４００は、先ず、筆圧検出部材１０５，１０６で構成される可変容量コンデンサ１０５Ｃ，１０６Ｃの静電容量の変化を監視して、第１の芯体１０２の先端１０２ａまたは第２の芯体１０３の先端１０３ａのいずれかに所定値以上の筆圧が印加されたか否か判別する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１で、所定値以上の筆圧の印加は検出されていないと判別したときには、制御回路４００は、スイッチ回路４０７をオンとして共振回路４０Ｒを非動作状態とする（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２の後には、制御回路４００は、処理をステップＳ１０１に戻し、このステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

【0103】

ステップＳ１０１で、第１の芯体１０２の先端１０２ａまたは第２の芯体１０３の先端１０３ａのいずれかに所定値以上の筆圧の印加が検出されたと判別したときには、制御回路４００は、スイッチ回路４０７をオフとして共振回路４０Ｒを動作状態とする（ステップＳ１０３）。そして、次に、制御回路４００は、所定値以上の筆圧の印加が検出されたのは、筆圧検出部材１０５または１０６のいずれであるかを判別することにより、先端が突出しているのは第１の芯体か第２の芯体かを検知する（ステップＳ１０４）。

【0104】

共振回路４０Ｒが動作状態においては、位置検出装置２００のセンサからの信号を共振回路４０Ｒで受信し、その受信した信号を、位置検出装置２００のセンサに帰還するように位置指示器１００は動作する。位置検出装置２００では、この位置指示器１００からの帰還信号を受信することで、位置指示器１００の指示位置を検出するようにする。そして、位置検出装置２００は、位置指示器１００からの付加情報の受信タイミングになると前述したように同期信号を位置指示器１００に送る。

【0105】

位置指示器１００では、この位置検出装置２００からの同期信号に基づいて、ステップＳ１０４で検知した芯体の識別情報及び位置指示器１００自身の識別情報と、筆圧検出部材１０５または１０６で検出された筆圧値を、付加情報として生成する。そして、制御回路４００は、その生成した付加情報のデジタル値に応じてスイッチ回路４０７をオン・オフ制御することで、生成した付加情報を、位置指示器１００から位置検出装置２００に送信する（ステップＳ１０５）。なお、制御回路４００は、ステップＳ１０４において検知した方の芯体の識別情報を、ＩＤメモリ４０９から、読み出す。

【0106】

この場合に、スイッチ回路４０７がオフであるときには、並列共振回路４０Ｒは、位置検出装置２００から送信された交流信号に対して共振動作を行って、電磁誘導信号を位置検出装置２００に返送することができる。位置検出装置２００のループコイルは、位置指示器１００の共振回路４０Ｒからの電磁誘導信号を受信する。これに対して、スイッチ回路４０７がオンであるときには、並列共振回路４０Ｒは、位置検出装置２００からの交流信号に対する共振動作が禁止された状態になり、このために、並列共振回路４０Ｒから位置検出装置２００に電磁誘導信号は返送されず、位置検出装置２００のループコイルは、位置指示器１００からの信号を受信しない。

【0107】

この例では、位置検出装置２００の処理制御部２２９は、位置指示器１００からの受信信号の有無の検出を、付加情報のビット数分の回数だけ行うことにより、当該複数ビットのデジタル信号の付加情報を受信する。

【0108】

一方、位置指示器１００の制御回路４００は、送信する付加情報に対応した複数ビットのデジタル信号を生成し、その複数ビットのデジタル信号により、位置検出装置２００との間の電磁誘導信号の送受信に同期してスイッチ回路４０７をオン・オフ制御する。例えば、付加情報のビットが「０」であるときには、スイッチ回路４０７はオンにされる。すると、前述したように、位置指示器１００からは、電磁誘導信号が位置検出装置２００に返送されない。一方、付加情報のビットが「１」であるときには、スイッチ回路４０７はオフにされる。すると、前述したように、位置指示器１００からは、電磁誘導信号が位置検出装置２００に返送される。

【0109】

したがって、位置検出装置２００の処理制御部２２９は、位置指示器１００からの受信信号の有無の検出を付加情報のビット数分の回数だけ行うことにより、デジタル信号である付加情報を受信することができる。

【0110】

次に、制御回路４００は、筆圧検出部材１０５または１０６で構成される可変容量コンデンサ１０５Ｃまたは１０６Ｃの静電容量に基づく筆圧の変化を監視し、所定値以上の筆圧が印加されなくなって消失したか否か判別する（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６で、筆圧は印加されていて消失してはいないと判別したときには、制御回路４００は、処理をステップＳ１０５に戻し、このステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。

【0111】

また、ステップＳ１０６で筆圧が印加されなくなって消失したと判別したときには、制御回路４００は、筆圧の消失状態が所定時間以上、例えば１０秒以上、継続したか否か判別し（ステップＳ１０７）、所定時間以上経過してはいないと判別したときには、処理をステップＳ１０５に戻し、このステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。ステップＳ１０７で、筆圧の消失状態が所定時間以上継続したと判別したときには、制御回路４００は、スイッチ回路４０７をオンとして共振回路４０Ｒを非動作状態とする（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８の次には、制御回路４００は、処理をステップＳ１０１に戻し、このステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

【0112】

ステップＳ１０７で、筆圧が印加されなくなって消失したと判別したときに即座に付加情報の送出を停止しなかったのは、使用者が位置指示器１００により位置検出装置２００のセンサ面での入力を継続しているが、一時的に、位置指示器１００をセンサ面から離間させる場合を考慮したものである。

【0113】

上述の実施形態の位置指示器１００では、第１の芯体１０２としてのボールペン芯の先端１０２ａを突出させた状態では、位置検出装置のセンサ上に配置した用紙に、第１の芯体１０２としてのボールペン芯で描画すると、位置検出装置２００では、その描画軌跡を指示位置の検出結果として検出することができる。したがって、用紙に描画すると同時に、その描画情報の電子データ（指示位置データ）を取得することが可能となる。

【0114】

また、位置検出装置２００のセンサの上に表示画面が重畳配置されている場合には、第２の芯体１０３としての電子ペン芯を突出させた状態とすることで、表示画面に芯体の先端を支障なく接触させることができて、位置指示器１００により指示入力をすることができる。

【0115】

そして、上述の実施形態の位置指示器１００では、芯体は、筆圧検出部材や回路部品を備えるカートリッジの構成とする必要はなく、ボールペン芯や樹脂からなる電子ペン芯をそのまま用いることができる。このため、上述の実施形態の位置指示器１００は、コスト的に安価に構成することができ、芯体の交換のためのコストも安価となる。

【0116】

［上述の実施形態の変形例］
上述の実施形態では、第１の芯体１０２をボールペン芯とし、第２の芯体１０３を電子ペン芯としたが、これら第１の芯体と第２の芯体１０３としては、どのような芯体であってもよい。例えば、第１の芯体１０２及び第２の芯体１０３を、共にボールペン芯としてもよい。その場合に、第１の芯体１０２のボールペン芯は黒色インクとし、第２の芯体のボールペン芯は赤色インクとすることができる。そして、位置検出装置では、第１の芯体１０２と第２の芯体１０３の識別情報を受信することができるので、その識別情報に基づいて、それぞれのボールペン芯の描画情報の電子データ（指示位置データ）について、描画色を認識して、それを電子データに含めることができる。

【0117】

また、第１の芯体１０２及び第２の芯体１０３を、共に電子ペン芯としてもよい。その場合に、第１の芯体１０２の電子ペン芯と第２の芯体の電子ペン芯に割り当てられた表示色や、線種、線の太さなどの機能は、位置検出装置において、第１の芯体１０２と第２の芯体１０３の識別情報を位置指示器１００から付加情報として受信することで判別することができる。

【0118】

なお、第１の芯体と第２の芯体との識別情報を付加情報として位置検出装置に送信することは、この発明の位置指示器としては、必須の要件ではない。上述した実施形態のように、第１の芯体１０２をボールペン芯とし、第２の芯体１０３を電子ペン芯とした場合のように、用途が限定されていて、いずれの芯体の先端が突出されているかを位置検出装置側で認識する必要がない場合もある。

【0119】

上述の実施形態では、筆圧検出部材で所定値以上の筆圧が検出されたときにのみ、共振回路を動作させるようにしたが、共振回路は、常時、動作状態とするようにしてもよい。その場合には、位置指示器１００が位置検出装置のセンサの接触する前のホバー状態においても、位置検出装置では、位置指示器１００の位置を検出することができる。

【0120】

また、第１の芯体と第２の芯体のいずれの先端が開口部１０１ａから外部に突出しているかの検出は、上述の実施形態では、筆圧検出部材で検出される筆圧値を用いるようにしたが、これに限られるものではない。例えば芯体ホルダー１０４の部分に、第１の芯体、第２の芯体のスライド移動を検知するセンサ部材を設けておくようにしてもよい。

【0121】

また、上述の実施形態では、筆圧検出部材は、第１の芯体及び第２の芯体のそれぞれについて、別々の筆圧検出部材を設ける構成とした。しかし、第１の芯体と第２の芯体のいずれが開口部１０１ａから外部に突出しているかを筆圧値から検出しないようにする場合には、第１の芯体及び第２の芯体に対して筆圧検出部材を共通に設けてもよい。例えばストッパ１４０の部分に共通の１個の筆圧検出部材を設けると共に、ノック操作部１２０，１３０の切り欠き溝１２４，１３４と嵌合する凹部を備える押圧伝達部材を設け、その押圧伝達部材を共通の１個の筆圧検出部材に嵌合させるように構成するようにしてもよい。

【0122】

［他の実施形態］
上述の実施形態は、電磁誘導方式の位置指示器の場合であったが、この発明は、信号発信回路を備える、いわゆるアクティブ静電方式の位置指示器にも適用可能である。その場合には、フェライトコア１６１に巻回されたコイル１６２と、プリント基板１５０に設けられるコンデンサ４０１とで構成される共振回路は、電磁誘導方式の充電回路の一部を構成するものとされ、充電式バッテリーからの電源電圧で信号発信回路が駆動されるようにされる。

【0123】

図５は、このアクティブ静電方式の位置指示器１００ＥＳと、当該位置指示器１００ＥＳと共に使用される位置検出装置５００の回路構成例を示す図である。位置指示器１００ＥＳは、充電式のバッテリー（図示せず）を備えると共に、信号発信回路１７０を備える。この信号発信回路１７０は、上述の実施形態の位置指示器１００の制御回路４００に対応する制御回路を含む。

【0124】

信号発信回路１７０は、発振器（図示せず）を内蔵しており、この信号発信回路１７０からの発信信号は、導電体である芯体を通じて位置検出装置５００に対して送信される。したがって、この例の位置指示器の場合の芯体のそれぞれは、導電体で構成されることになる。

【0125】

上述の実施形態の位置指示器１００では、共振回路４０Ｒが用いられて位置検出装置２００との間での信号のやり取りが行われるようにされているのに対して、この例の位置指示器１００ＥＳでは、信号発信回路１７０から、芯体選択機構により選択的に筐体１０１の開口部１０１ａから先端が突出するようにされた芯体を通じて信号が送出される点が異なるが、その他の点では、位置指示器１００と同様に構成される。以下の説明では、上述の実施形態の位置指示器１００と同一部分については、同一の参照符号を用いることとする。

【0126】

この例の位置指示器１００ＥＳと静電容量結合されることで、信号の受信がなされる位置検出装置５００のセンサ５１０は、図５に示すように、第１の導体の群と第２の導体の群を交差させて形成したセンサパターンを用いて、位置指示器１００ＥＳから送出される信号を受信して、位置指示器１００ＥＳが指示する位置を検出すると共に、付加情報を受信する構成を備えている。

【0127】

第１の導体の群は、例えば、横方向（Ｘ軸方向）に延在した複数の第１の導体５１１Ｙ_１、５１１Ｙ_２、…、５１１Ｙ_ｍ（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。

【0128】

また、第２の導体の群は、第１の導体５１１Ｙ_１、５１１Ｙ_２、…、５１１Ｙ_ｍ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５１２Ｘ_１、５１２Ｘ_２、…、５１２Ｘ_ｎ（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。

【0129】

位置検出装置５００は、センサ５１０との入出力インターフェースとされる選択回路５２１と、増幅回路５２２と、バンドパスフィルタ５２３と、検波回路５２４と、サンプルホールド回路５２５と、ＡＤ（Analog to Digital）変換回路５２６と、制御回路５２７とからなる。

【0130】

選択回路５２１は、制御回路５２７からの制御信号に基づいて、第１の導体の群および第２の導体の群の中からそれぞれ１本の導体を選択する。選択回路５２１により選択された導体は増幅回路５２２に接続され、位置指示器１００ＥＳ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５２２により増幅される。この増幅回路５２２の出力はバンドパスフィルタ５２３に供給されて、位置指示器１００ＥＳから送信される信号の周波数の成分のみが抽出される。

【0131】

バンドパスフィルタ５２３の出力信号は検波回路５２４によって検波される。この検波回路５２４の出力信号はサンプルホールド回路５２５に供給されて、制御回路５２７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５２６によってデジタル値に変換される。ＡＤ変換回路５２６からのデジタルデータは制御回路５２７によって読み取られ、処理される。

【0132】

制御回路５２７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５２５、ＡＤ変換回路５２６、および選択回路５２１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５２７は、ＡＤ変換回路５２６からのデジタルデータから、位置指示器１００ＥＳによって指示されたセンサ５１０上の位置座標を算出する。また、ＡＤ変換回路５２６からのデジタルデータから、位置指示器１００ＥＳから送られてきた付加情報を復調するようにする。

【0133】

図６は、この位置検出装置５００のセンサ５１０で受信される、この実施形態の発信型の位置指示器１００ＥＳからの所定のパターンの信号を説明するためのタイミングチャートである。この実施形態の位置指示器１００ＥＳにおいては、信号発信回路１７０の制御回路は、位置検出用信号及び付加情報とからなる所定のパターンの信号を繰り返し出力するようにする。

【0134】

図６（Ａ）は、信号発信回路１７０の制御回路からの制御信号の例を示すもので、ハイレベルを維持する一定期間は、図６（Ｂ）に示すように、信号発信回路１７０からの発信信号をバースト信号として連続送信する（図６（Ｃ）の連続送信期間）。

【0135】

この連続送信期間中に、信号発信回路１７０の制御回路は、開口部１０１ａから先端が突出している芯体に印加される筆圧の値を、前述の実施形態の位置指示器１００で説明したのと同様の方法で、筆圧検出部材１０５，１０６で構成される可変容量コンデンサ１０５Ｃ，１０６Ｃの静電容量に応じた値として検出し、その筆圧値を複数ビット例えば１０ビットの値（２進コード）として求める。

【0136】

信号発信回路１７０の制御回路は、スタート信号に続いて、上述した位置指示器１００と同様の複数ビットの付加情報を順次送信するように信号発信回路１７０を制御する。信号発信回路１７０の制御回路は、以上のような連続送信期間と送信データ期間とからなるパターンの信号を、繰り返し送信するようにする。

【0137】

以上のようにして、この例の位置指示器１００ＥＳによれば、静電容量方式の発信型の電子ペンにおいても、上述した実施形態の位置指示器１００と同様の作用効果を得ることができる。

【0138】

なお、信号発信回路を、前述した電子回路４０内に設けて、導体からなる芯体の先端が筐体１０１の開口部１０１ａから外部に突出したことを検出したときには、電子回路４０の信号発信回路からの信号を当該先端が外部に突出している導電性の芯体を通じて送信するように構成することで、位置指示器を、静電容量方式と、電磁誘導方式との両方式に対応させるように構成することもできる。

【0139】

［その他の実施形態及び変形例］
なお、上述の実施形態では、筆圧検出部材は、特許文献：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を使用した、筆圧に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサの構成としたが、これに限らず、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。

【0140】

また、上述の実施形態では、筐体内に収納される芯体は、２個としたが、２個以上であってもよいことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0141】

１００…位置指示器、１０１…筐体、１０２…第１の芯体、１０３…第２の芯体、１０５，１０６…筆圧検出部材、１２０，１３０…ノック操作部、１５０…プリント基板、１６１…フェライトコア、１６２…コイル、１６３…固定部材、４０１…共振回路を構成するコンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】