特許 7108508 電子ペンの電子回路及び電子ペン

(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】

(24)【登録日】2022-07-20

(45)【発行日】2022-07-28

(54)【発明の名称】電子ペンの電子回路及び電子ペン

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20220721BHJP

   G06F 3/046 20060101ALI20220721BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400F

G06F3/046 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018176727

(22)【出願日】2018-09-21

(65)【公開番号】P2019139735

(43)【公開日】2019-08-22

【審査請求日】2021-09-15

(31)【優先権主張番号】P 2018023619

(32)【優先日】2018-02-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】山田 進

【審査官】三吉 翔子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０１０８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２８０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０２６５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１４６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８７２２９（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】

ＩＣと、コイルと第１のキャパシタとの並列回路で構成された前記ＩＣに外付けの共振回路とを備える電子ペンの電子回路であって、
前記ＩＣは、前記共振回路の周波数調整用の容量可変回路を含むと共に、前記容量可変回路を外部と接続するための接続ピンを備え、
前記並列回路の一端側は接地されると共に、前記並列回路の他端側は、前記ＩＣに外付けの第２のキャパシタの一端側に接続され、
前記第２のキャパシタの他端側は、前記ＩＣの前記接続ピンに接続されていると共に、前記第２のキャパシタの他端側の電位を所定値にクランプするためのダイオードに接続されている
ことを特徴とする電子ペンの電子回路。

【請求項2】

前記ダイオードは、アノード側が接地されており、カソード側が前記第２のキャパシタの他端側に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペンの電子回路。

【請求項3】

前記ダイオードは、前記ＩＣに外付けである
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペンの電子回路。

【請求項4】

前記ダイオードは、前記ＩＣに内蔵されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペンの電子回路。

【請求項5】

外部からの電磁誘導により前記共振回路に生じる誘導電流を整流して前記ＩＣ用の電源電圧を生成する回路を備え、
前記ダイオードは、前記ＩＣ用の電源電圧を生成する回路の一部を構成する
ことを特徴とする請求項２に記載の電子ペンの電子回路。

【請求項6】

前記共振回路で受信した、位置検出センサから送られてくる電磁誘導信号からクロックを生成するクロック回路と、
前記共振回路の動作をオン、オフ制御して、前記位置検出センサに帰還する信号を変調するための変調回路と、
が、前記ＩＣに内蔵されており、
前記クロック回路と、前記変調回路とは、前記接続ピンに接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電子ペンの電子回路。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電子回路を備えることを特徴とする電子ペン。

【請求項8】

コイルと第１のキャパシタとを含む共振回路と、
一端側が前記共振回路に接続された第２のキャパシタを含み構成される整流回路と、
前記共振回路の周波数調整用の容量可変回路を含むと共に、接続ピンを複数備え、第１の接続ピンが前記整流回路に接続され、第２の接続ピンが前記第２のキャパシタの他端側に接続されたＩＣと、
を備える電子ペン。

【請求項9】

前記整流回路は、前記第２のキャパシタの他端側の電位を所定値にクランプするためのダイオードを含み構成される、
請求項８に記載の電子ペン。

【請求項10】

前記ダイオードと前記第２のキャパシタは、前記整流回路として半波倍電圧型の整流回路を構成する、
請求項９に記載の電子ペン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば電磁誘導方式の電子ペンに用いて好適な電子回路に関する。また、この発明は、この電子回路を備える電子ペンに関する。

【背景技術】

【0002】

電磁誘導方式の座標入力装置は、例えば特許文献１（特開２００２－２４４８０６号公報）に開示されているように、多数のループコイルを座標軸のＸ軸方向及びＹ軸方向に配設してなる位置検出センサを備える位置検出装置と、磁性体コアに巻回されたコイルとキャパシタとからなる共振回路を有する電子ペンとで構成される。

【0003】

位置検出装置は、所定の周波数の送信信号を位置検出センサのループコイルに供給して、ループコイルは電磁エネルギーとして電子ペンに送信する。電子ペンの共振回路は、送信信号の周波数に応じた共振周波数ｆ０を有するように構成されており、位置検出センサのループコイルとの間での電磁誘導作用に基づいて電磁エネルギーを蓄える。そして、電子ペンは、共振回路に蓄えた電磁エネルギーを位置検出装置の位置検出センサのループコイルに返す。

【0004】

位置検出センサのループコイルは、この電子ペンからの電磁エネルギーを検出する。位置検出装置は、送信信号を供給したループコイルの位置と、電子ペンの共振回路からの電磁エネルギーを検出したループコイルの位置により、電子ペンにより指示されたセンサ上でのＸ軸方向及びＹ軸方向の座標値を検出する。

【0005】

また、電子ペンは、ペン先に印加される圧力（筆圧）を検出するための筆圧検出部を備えており、この筆圧検出部で検出した筆圧の情報を、位置検出センサを介して位置検出装置に送信するようにしている。この筆圧の情報を位置検出装置に送信する方法の一つとして、デジタル信号の形式で送信する方法が知られており、電子ペンには、そのための回路として、ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）が搭載されるのが一般的である（例えば特許文献２（特許第６００８３９３号公報）参照）。

【0006】

図６は、この種の電磁誘導方式の電子ペンが備える電子回路２００の一例を示す図である。この例の電子ペンの電子回路２００は、磁性体コアに巻回されたコイル２０１とキャパシタ２０２とが並列に接続されて構成されている共振回路２０３と、ＩＣ２３０とを備えている。ＩＣ２３０は制御回路の機能を有する。

【0007】

共振回路２０３は、この例では、コイル２０１及びキャパシタ２０２に並列に共振周波数ｆ０の調整用の容量可変キャパシタ（トリマキャパシタ）２０４が接続されている。調整者が、この容量可変キャパシタ２０４の静電容量を調整することで、共振回路２０３の共振周波数ｆ０が、最適となるように調整される。

【0008】

この例では、共振回路２０３で外部からの電磁誘導により流れる誘導電流を整流してＩＣ２３０の電源電圧Ｖｃｃを生成する整流回路２０５が設けられている。整流回路２０５は、キャパシタ２０６及び２０９とダイオード２０７及び２０８とを備える。

【0009】

共振回路２０３のコイル２０１、キャパシタ２０２及び容量可変キャパシタ２０４を備える並列回路の一端側は接地され、他端側はキャパシタ２０６の一端側に接続される。キャパシタ２０６の他端側は、ダイオード２０７のカソードとダイオード２０８のアノードとの接続点に接続される。ダイオード２０７のアノード側は接地されている。そして、ダイオード２０８のカソードは、キャパシタ２０９を介して接地される。このダイオード２０８のカソードとキャパシタ２０９との接続点は、整流回路２０５の出力端となり、電源電圧Ｖｃｃが出力される。この整流回路２０５の出力端は、ＩＣ２３０の接続ピン２３０ａに接続される。

【0010】

また、図６の電子回路２００においては、共振回路２０３の他端側とキャパシタ２０６の一端との接続点Ｐ０は、キャパシタ２１０を通じて、ＩＣ２３０の内部に形成されるクロック生成回路に接続されている接続ピン２３０ｂに接続される。接続点Ｐ０は、また、キャパシタ２１１及びスイッチ回路２１２の直列回路を通じて接地されている。そして、スイッチ回路２１２は、切替制御信号ＳＷが出力されるＩＣ２３０の接続ピン２３０ｃに接続されている。スイッチ回路２１２は、ＩＣ２３０からの制御信号ＳＷによりオン、オフ制御されることで、共振回路２０３に対するキャパシタ２１１の接続をオン、オフ制御する。共振回路２０３は、キャパシタ２１１が接続されないときには、上述した共振周波数ｆ０及び所定の位相で共振し、キャパシタ２１１が接続されたときには、共振周波数がｆ０とは異なる周波数にされ、あるいは、前記所定の位相とは異なる位相とされる。

【0011】

また、この図６の例では、筆圧検出部は筆圧を静電容量の変化として検出するものを用いており、ＩＣ２３０の接続ピン２３０ｄが、この筆圧検出部で構成される容量可変キャパシタ２２０を通じて接地されている。そして、容量可変キャパシタ２２０に並列に抵抗器２２１が接続されている。

【0012】

ＩＣ２３０は、筆圧検出部で検出された筆圧値の検出の際には、容量可変キャパシタ２２０を満充電の状態とした後、充電を停止して、容量可変キャパシタ２２０を抵抗器２２１を介して放電する状態にする。そして、ＩＣ２３０は、その時の容量可変キャパシタ２２０の静電容量で所定の充電電位まで放電するのに必要な時間を計測し、その時間の長さから、容量可変キャパシタ２２０の静電容量を検出し、その検出した静電容量に応じた筆圧の情報を取得する。ＩＣ２３０は、筆圧の情報を、この例では、複数ビットのデジタル情報として取得し、位置検出装置に送信する。

【0013】

電子ペンの電子回路２００では、共振回路２０３で、位置検出センサから送られてくる信号を、電磁誘導により受信し、整流回路２０５で整流してＩＣ２３０を駆動する電源電圧Ｖｃｃを生成する。これにより、ＩＣ２３０が駆動する。ＩＣ２３０では、受信した信号をキャパシタ２１０を通じて取り込んで、クロック信号を生成する。そして、ＩＣ２３０では、生成したクロック信号に基づいて、制御信号ＳＷを生成し、生成した制御信号ＳＷをスイッチ回路２１２に供給する。

【0014】

制御信号ＳＷは、位置検出期間ではローレベルとされて、スイッチ回路２１２はオフとなって、共振回路２０３にはキャパシタ２１１が非接続の状態となる。これにより、位置検出期間においては、電子回路２００においては、共振回路２０３は、位置検出センサから受信した信号をそのままの周波数及び位相で、位置検出センサに送信する。

【0015】

また、制御信号ＳＷは、付加情報期間においては、検出された筆圧値のデジタル情報に対応したものとなり、筆圧値のデジタル情報の各ビットが、例えば「１」のときにはローレベルとなり、「０」のときにはハイレベルとなる。これにより、付加情報期間では、位置検出センサには、デジタル情報に応じて変調された信号が送信される。

【0016】

位置検出装置では、位置検出期間では、位置検出センサのいずれの位置のループコイルで電子ペンからの信号を受信したかにより、電子ペンにより指示位置を検出する。また、位置検出装置では、付加情報期間では、変調されている信号を復調することで、電子ペンにおける筆圧値が検出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【文献】特開２００２－２４４８０６号公報

【文献】特許第６００８３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

上述したように、電磁誘導方式の電子ペンは共振回路２０３を備え、この共振回路２０３により位置検出装置の位置検出センサと電磁結合することで、信号の送受を行うが、この場合に、共振回路の共振周波数は位置検出センサから送信されてくる交流信号の周波数に合致する最適の状態にする必要がある。そこで、従来の電子ペンの電子回路においては、共振回路２０３に対してトリマキャパシタ２０４を接続しておき、このトリマキャパシタ２０４を調整することで、共振回路２０３の共振周波数を最適にするようにしていた。

【0019】

したがって、従来の電子ペンの電子回路２００においては、トリマキャパシタ２０４の調整が厄介であるという問題があった。

【0020】

なお、共振回路を備える電子回路においては、電子ペンに限らず、同様の問題を抱えている。

【0021】

この発明は、以上の問題点に鑑み、トリマキャパシタ２０４を用いることなく、電子回路の共振回路の共振周波数を調整することができるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0022】

上記の課題を解決するために、
ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）と、コイルと第１のキャパシタとの並列回路からなり前記ＩＣに外付けの共振回路とを備える電子回路であって、
前記ＩＣは、前記共振回路の周波数調整用の容量可変キャパシタを含むと共に、前記容量可変キャパシタを外部と接続するための接続ピンを備え、
前記並列回路の一端側は接地されると共に、前記並列回路の他端側は、前記ＩＣに外付けの第２のキャパシタの一端側に接続され、
前記第２のキャパシタの他端側は、前記ＩＣの前記接続ピンに接続されていると共に、前記第２のキャパシタの他端側の電位を所定値にクランプするためのダイオードに接続されている
ことを特徴とする電子回路を提供する。

【0023】

上述の構成の電子回路においては、ＩＣ内に共振回路の周波数調整用の容量可変キャパシタを含むので、共振回路に対してトリマキャパシタを接続する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】この発明による電子ペンの第１の実施形態の電子回路の回路構成例を示す図である。

【図2】この発明による電子ペンの第１の実施形態の構成例を説明するための縦断面図である。

【図3】この発明による電子ペンの第１の実施形態の電子回路の説明のための図である。

【図4】この発明による電子ペンの第１の実施形態の電子回路の一部の構成例を示す図である。

【図5】この発明による電子ペンの第１の実施形態の電子回路の回路構成例を示す図である。

【図6】従来の電子ペンの電子回路の回路例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、この発明による電子回路の実施形態を、当該電子回路を搭載する電磁誘導方式の電子ペンの実施形態と共に、図を参照しながら説明する。

【0026】

図１は、実施形態の電子ペン１に適用した場合の電子回路１０の実施形態を構成例を説明するための回路図である。また、図２は、実施形態の電子ペン１のハードウェア構成例を説明するための縦断面図である。先ず、図２の電子ペン１の構成例について説明する。

【0027】

図２に示すように、この電子ペン１は、筒状の筐体（ケース）２内に、芯体３と、円柱形状のフェライトコア４に巻回されたコイル５と、プリント基板６と、このプリント基板６に配設されているキャパシタ７及びＩＣ１００と、筆圧検出部８とを備えて構成されている。

【0028】

筒状の筐体２は、軸方向の一端側に開口部２ａを有し、軸方向の他端側が閉じられている。この筐体２の円筒型の中空部内の軸方向の他端側寄りに、電子部品が実装されたプリント基板６が固定されて配設されている。そして、筐体２の開口部２ａが形成されている一端側寄りにフェライトコア４が収納されている。

【0029】

フェライトコア４は、図２に示すように、軸心方向に貫通孔４ａを備え、その外周には、共振回路を構成するコイル５が巻回されて装着されている。コイル５の図示しない両端には、プリント基板６上に配設されているキャパシタ７が並列に接続されている。そして、フェライトコア４の貫通孔４ａに芯体３が挿通されている。

【0030】

芯体３は、非導電性材料で構成されている。この芯体３の軸心方向の一端はペン先の役割を有する先端部３ａとされ、芯体３を、フェライトコア４の貫通孔４ａを挿通して筐体２内に収納した際に、開口部２ａから外部に露呈するように突出する。また、芯体３の軸心方向の他端３ｂは、筆圧検出部８に結合されている。

【0031】

筆圧検出部８は、容量可変キャパシタの静電容量を、芯体３に印加される圧力（筆圧）に応じて変化させる機構を用いるもの（例えば特許文献（特開２０１１－１８６８０３号公報）参照）で構成される。なお、筆圧検出部８は、容量可変キャパシタをＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子からなる半導体チップで構成したもの（例えば特許文献（特開２０１３－１６１３０７号公報）参照）を用いることもできる。なお、筆圧検出部８の構成は、これらの構成例に限られるものではなく、筆圧をインダクタンスの変化として検出するものであってもよい。

【0032】

この電子ペン１の電子回路１０は、図１に示すように構成されている。すなわち、この例においては、フェライトコア４に巻回されているコイル５とプリント基板６に配設されているキャパシタ７との並列回路により共振回路１１が形成されている。

【0033】

この例では、共振回路１１で外部からの電磁誘導により流れる誘導電流を整流してＩＣ１００の電源電圧Ｖｃｃを生成する整流回路１２が設けられている。整流回路１２は、キャパシタ１３及び１６とダイオード１４及び１５とを備え、この例では、半波倍電圧型の整流回路の構成である。

【0034】

共振回路１１の一端側は接地され、他端側はキャパシタ１３の一端側に接続される。キャパシタ１３の他端側は、ダイオード１４のカソードとダイオード１５のアノードとの接続点に接続される。ダイオード１４のアノード側は接地されている。そして、ダイオード１５のカソードは、キャパシタ１６を介して接地される。このダイオード１５のカソードとキャパシタ１６との接続点は、整流回路１２の出力端となり、電源電圧Ｖｃｃが出力される。この整流回路１２の出力端は、ＩＣ１００の接続ピン１００ａに接続される。ここで、電源電圧＋Ｖｃｃは、この例では、５ボルトとされている。

【0035】

そして、この実施形態の電子回路１０においては、キャパシタ１３の他端側とダイオード１４のカソード及びダイオード１５のアノードとの接続点Ｐ１が、ＩＣ１００の接続ピン１００ｂに接続されている。

【0036】

キャパシタ１３の一端側と共振回路１１との接続点Ｐ０には、電磁誘導により誘導電圧が発生する。この接続点Ｐ０に得られる誘導電圧は、図３（Ａ）に示すように、ゼロ電位を中心にして、正側のピーク値をＶｃｃ／２＋ＶＦ、負側のピーク値を－（Ｖｃｃ／２＋ＶＦ）として振動する交流電圧となる。ＶＦは、ダイオード１４の導通時の降下電圧である。

【0037】

接続点Ｐ０をＩＣ１００に接続した場合には、このように、負側のピーク値が－Ｖｃｃ／２－ＶＦとなる。ＩＣ１００では、負側の電圧が－ＶＦボルトよりも小さい場合に、ＩＣ１００内のダイオード１０１が導通してしまい、ＩＣ１００内に電圧を取り込めない。このため、接続点Ｐ０をＩＣ１００の接続ピン１００ｂにそのまま接続して使用することは出来ない。

【0038】

これに対して、キャパシタ１３の他端側とダイオード１４のカソード及びダイオード１５のアノードとの接続点Ｐ１においては、ダイオード１４により共振回路１１に得られる誘導電圧がクランプされるので、図３（Ｂ）に示すように、正側のピーク値は（Ｖｃｃ＋ＶＦ）ボルト、負側のピーク値は－ＶＦボルトとして振動する交流電圧となる。

【0039】

そのため、接続点Ｐ１をＩＣ１００の接続ピン１００ｂに接続しても、ＩＣ１００が取り込み可能な電圧の範囲Ｖｃｃ＋ＶＦ～－ＶＦに収まり、ＩＣ１００内に電圧を取り込むことが出来る。すなわち、キャパシタ１３の他端側とダイオード１４との接続点Ｐ１を、ＩＣ１００の接続ピン１００ｂに接続することで、ＩＣ１００は、共振回路１１に生じる誘導電圧を支障なく扱うことが可能となる。そこで、この実施形態では、共振回路１１の共振周波数の調整回路をＩＣ１００内に設けることができる。

【0040】

すなわち、ＩＣ１００内には、接続ピン１００ｂに対して、共振回路１１の共振周波数の調整回路１１０が設けられている。この共振周波数の調整回路１１０は、この例では、図１に示すように、容量可変回路１１１と、容量設定信号発生回路１１２と、直流阻止用のキャパシタ１１３と、ピーク検出回路１１４とを含んで構成されている。

【0041】

ピーク検出回路１１４は、図４に示すように、ダイオード１１４１及び１１４２と、抵抗１１４３とを備える回路構成とされており、ピーク検出出力は、Ａ／Ｄ変換回路１１４４によりデジタル信号に変換されて出力される。

【0042】

そして、この例では、ＩＣ１００内に設けられている共振周波数の調整回路１１０は、ＩＣ１００の外部に設けられる共振周波数設定装置１２０と協働することで、共振回路１１の共振周波数が位置検出センサとの関係で最適となるように構成されている。共振周波数設定装置１２０は、専用の装置で構成されていてもよいし、コンピュータ等の汎用の装置で構成されていてもよい。

【0043】

容量可変回路１１１は、キャパシタ１１１Ｃとスイッチ回路１１１Ｓとの直列回路が複数個並列に接続されて構成されている。容量設定信号発生回路１１２は、この容量可変回路１１１の複数個のスイッチ回路１１１Ｓのそれぞれのオン、オフ状態を制御する切替制御信号を発生する。容量可変回路１１１の静電容量は、容量設定信号発生回路１１２からの複数の切替制御信号によりオンとされたスイッチ回路１１１Ｓに直列に接続されている１個または複数個のキャパシタ１１１Ｃの並列回路の合成容量となる。

【0044】

そして、接続ピン１００ｂに印加される誘導電圧（図３（Ｂ）参照）は、キャパシタ１１３を通じてピーク検出回路１１４に供給されて、ピーク値が検出される。このピーク検出回路１１４で検出されたピーク値の検出出力は、接続ピン１００ｄを通じてＩＣ１００の外部の共振周波数設定装置１２０に供給される。

【0045】

共振回路１１の共振周波数の最適化処理を行う際には、電子ペン１を位置検出センサからの交流信号を受ける状態とした上で、共振周波数設定装置１２０は、先ず、容量設定信号発生回路１１２に、容量可変回路１１１の複数個のスイッチ回路１１１Ｓを、容量可変回路１１１が、現出できる複数の合成容量を順次に呈するようにサーチするサーチ制御信号を発生する。

【0046】

そして、共振周波数設定装置１２０は、そのサーチの間におけるピーク検出回路１１４のピーク値の検出出力を接続ピン１００ｄを通じて受けて、最大のピーク値を検出する。共振周波数設定装置１２０は、最大のピーク値を検出することができた後、容量設定信号発生回路１１２へのサーチ制御信号を停止する。

【0047】

そして、共振周波数設定装置１２０は、容量設定信号発生回路１１２に対して、最大のピーク値を検出したときに容量可変回路１１１の複数のスイッチ回路１１１Ｓを制御していた状態を保持するように指示する制御信号を、接続ピン１００ｅを通じて供給する。容量設定信号発生回路１１２は、この制御信号を受けて、容量可変回路１１１の複数のスイッチ回路１１１Ｓに対して、最大のピーク値が検出されたときの切替制御信号を供給する状態を維持する。この最適化処理が終了したら、共振周波数設定装置１２０と、ＩＣ１００の接続ピン１００ｄ及び１００ｅとの接続を解除する。

【0048】

これにより、電子ペン１の共振回路１１は、位置検出センサに対して最適な共振周波数となるように制御される。

【0049】

ところで、図６に示したものと同様に、この実施形態の電子ペン１の電子回路１０においても、位置検出センサから電磁誘導で取得した交流信号からクロック信号を生成する回路と、筆圧情報などの付加情報を位置検出センサ側に送信するための変調回路を備える。

【0050】

この場合に、上述したように、この第１の実施形態では、共振回路１１に得られる位置検出センサからの誘導電圧を、ＩＣ１００で取り扱うことができるので、ＩＣ１００内に、クロック生成回路及び変調回路を構成して、それらの回路を、接続ピン１００ｂに対して接続するように構成する。

【0051】

すなわち、この実施形態では、ＩＣ１００内において、接続ピン１００ｂは、直流阻止用のキャパシタ１０３を介してクロック生成回路１０４の入力端子に接続されている。クロック生成回路１０４は、接続ピン１００ｂを通じて入力される交流信号（共振回路１１で取得された誘導電圧）からクロック信号を生成し、制御回路１０７に供給する。

【0052】

制御回路１０７は、また、接続ピン１００ｃを通じてＩＣ１００に外付けの筆圧検出部８で構成される容量可変キャパシタ８Ｃを介して接地されている。容量可変キャパシタ８Ｃは、抵抗器１７が並列に接続されている。制御回路１０７は、図６の電子回路２００で説明したのと同様にして、容量可変キャパシタ８Ｃの放電時間を検出することで、この容量可変キャパシタ８Ｃの静電容量を検出し、その検出した静電容量に基づいて、筆圧値のデジタル情報を生成する。

【0053】

また、接続ピン１００ｂは、ＩＣ１００内において、キャパシタ１０５とスイッチ回路１０６との直列回路を介して接地されている。スイッチ回路１０６は、制御回路１０７からの制御信号ＳＷによりオン、オフ制御されて、図６において説明したのと同様にして、共振回路１１に対してキャパシタ１０５を並列に接続するか否かにより共振周波数の周波数を変化あるいは位相を変化させる変調が行われる。これにより、図６において説明したのと同様にして、制御回路１０７からの制御信号により制御されて、付加情報期間においては、筆圧のデジタル情報が電子ペン１から送出される。

【0054】

なお、この例では、接続ピン１００ｂは、保護用のダイオード１０１を介して接地されていると共に、ダイオード１０２を介して、電源電圧Ｖｃｃが得られる接続ピン１００ａに接続されている。

【0055】

以上説明したように、第１の実施形態の電子ペン１の電子回路１０によれば、共振回路１１の共振周波数の調整用のトリマキャパシタは不要となり、その分、コストダウンとなる。また、共振回路１１の共振周波数の調整は、共振周波数設定装置１２０により自動的に調整できるので、トリマキャパシタを調整する場合に比べて共振周波数の調整作業が簡単となる。

【0056】

そして、上述の第１の実施形態によれば、ＩＣ１００内のクロック生成回路１０４に接続するためのキャパシタも、接続ピン１００ｂに接続してＩＣ１００内に設けることができるので、図６に示したキャパシタ２１０は不要となると共に、接続用ピン２３０ｂも不要となる。

【0057】

また、付加情報を生成するための変調用回路を、接続ピン１００ｂに接続してＩＣ１００内に設けることができるので、図６に示したキャパシタ２１１及びスイッチ回路２１２は不要となると共に、接続用ピン２３０ｃも不要となる。

【0058】

なお、上述の例では、共振周波数設定装置１２０をＩＣ１００に外付けとしたが、この共振周波数設定装置１２０の機能を、ＩＣ１００内に、共振周波数設定回路として設け、この共振周波数設定回路を外部から起動及び停止の制御をすることができるように構成してもよい。

【0059】

［第２の実施形態］
上述の第１の実施形態の電子ペン１の電子回路１０では、筆圧検出部８で検出した筆圧の情報は、デジタル情報として、共振回路１１の共振周波数の信号を変調することで位置検出装置に送信するようにした。しかし、筆圧検出部８で検出した筆圧の情報を、共振回路１１の共振周波数信号の周波数変位あるいは位相変位として電子ペンから位置検出装置に送信することも知られているが、この発明は、このようにする場合にも適用することができる。第２の実施形態の電子回路は、このように構成する場合である。

【0060】

図５は、この第２の実施形態の電子ペン１Ａの電子回路１０Ａの構成例を示す図であり、図１と同様の構成部分には、同一の参照符号を付してある。なお、この第２の実施形態のＩＣ１００Ａは、第１の実施形態のＩＣ１００とは、その内部回路構成が異なると共に、電子ペンのハードウェア構成は、筆圧検出部８で構成される容量可変キャパシタ８Ｃが、共振回路１１に並列に接続されて、共振回路１１の一部として構成される点を除いて、図２に示したものと全く同様に構成されるものである。

【0061】

図５に示すように、共振回路１１の一端と他端Ｐ０との間に筆圧検出部８で構成される容量可変キャパシタ８Ｃが並列にされると共に、共振回路１１の他端Ｐ０は、キャパシタ１３Ａの一端に接続される。そして、キャパシタ１３Ａの他端Ｐ１Ａは、ＩＣ１００Ａの接続ピン１００Ａｂに接続される。また、この例では、バッテリー１９が設けられ、このバッテリー１９から、ＩＣ１００Ａの接続ピン１００Ａａに電源電圧Ｖｃｃを供給する。

【0062】

そして、この第２の実施形態の電子回路１０ＡのＩＣ１００Ａ内においては、接続ピン１００Ａｂは、ダイオード１０１を介して接地されていると共に、ダイオード１０２を介して電源電圧Ｖｃｃが供給される接続ピン１００Ａａに接続されている。この第２の実施形態の電子回路１０Ａでは、ダイオード１０１は必須であり、これにより、この第２の実施形態においても、上述の第１の実施形態と同様に、キャパシタ１３Ａの他端Ｐ１Ａ側に得られる誘導電圧はクランプされて、図３（Ｂ）に示すようなものとされている。

【0063】

そして、この第２の実施形態では、ＩＣ１００Ａの接続ピン１００Ａｂには、共振周波数の調整回路１１０Ａが接続される。ただし、第１の実施形態とは異なり、この第２の実施形態の電子回路１０ＡのＩＣ１００Ａには、クロック生成回路及び変調回路は設けられない。

【0064】

ＩＣ１００Ａの共振周波数の調整回路１１０Ａは、この例では、図５に示すように、容量可変回路１１１と、容量設定信号発生回路１１２と、直流阻止用のキャパシタ１１３と、ピーク検出回路１１４と、共振周波数設定回路１２０Ａを含んで構成されている。共振周波数設定回路１２０Ａは、第１の実施形態におけるＩＣ１００に外付けの共振周波数設定装置１２０と同様の機能を有する回路である。この共振周波数設定回路１２０Ａは、ＩＣ１００Ａの接続ピン１００ｆに接続されており、この接続ピン１００ｆを通じて外部から供給される起動制御を受けて、その起動が制御されるように構成されている。

【0065】

この実施形態では、共振回路１１の共振周波数の調整及び設定は、次のようにしてなされる。すなわち、電子ペン１Ａは、筆圧が印加されていない状態で、位置検出装置の位置検出センサからの交流信号を受信する状態として、電子回路１０ＡのＩＣ１００Ａの接続ピン１００ｆを通じて、共振周波数設定回路１２０Ａを起動する制御信号を供給する。

【0066】

すると、共振周波数設定回路１２０Ａは、上述の第１の実施形態の場合の共振周波数設定装置１２０と同様にして、サーチ制御信号を容量設定信号発生回路１１２に供給する。共振周波数設定装置１２０は、最大のピーク値を検出することができた後、容量設定信号発生回路１１２へのサーチ制御信号を停止する。

【0067】

そして、共振周波数設定回路１２０Ａは、容量設定信号発生回路１１２に対して、最大のピーク値を検出したときに容量可変回路１１１の複数のスイッチ回路１１１Ｓを制御していた状態を保持するように指示する制御信号を供給する。容量設定信号発生回路１１２は、この制御信号を受けて、容量可変回路１１１の複数のスイッチ回路１１１Ｓに対して、最大のピーク値が検出されたときの切替制御信号を供給する状態を維持する。

【0068】

こうして、この第２の実施形態の電子ペン１Ａの電子回路１００Ａにおいても、ＩＣ１００Ａにより、共振回路１１の共振周波数を最適に設定することができる。この例の場合には、ＩＣ１００Ａ内に、共振周波数設定回路１２０Ａを内蔵させるようにしたので、第１の実施形態のような外付けの共振周波数設定装置１２０は不要となり、便利である。

【0069】

なお、この第２の実施形態の電子回路１００ＡのＩＣ１００Ａにおいても、第１の実施形態のように、外付けの共振周波数設定装置１２０を用いる構成としてもよい。

【0070】

また、この第２の実施形態では、バッテリー１９を設けるようにしたが、第１の実施形態と同様に、共振回路１１に発生する誘導電圧を整流回路１２で整流することで、電源電圧Ｖｃｃを生成するようにしてもよい。

【0071】

［その他の実施形態または変形例］
以上は、電子ペンの電子回路の場合について説明したが、この発明は、共振回路とＩＣとを含み、共振回路の共振周波数を調整する必要がある電子回路に適用可能である。

【0072】

また、共振回路の共振周波数を最適にする方法として、共振回路の誘導電圧のピーク値を検出して、そのピーク値が最大となるようにしたが、この方法に限られるものではないことは言うまでもない。

【0073】

なお、電子ペンの共振回路は、位置検出センサからの信号を受信するためにのみ用いるようにしてもよく、電子ペンから位置検出センサへの信号送信は、必ずしも共振回路を利用した電磁誘導方式に限るものではない。例えば、位置検出センサから共振回路により磁界エネルギーを受信して、当該受信した磁界エネルギーを電子ペンの駆動電圧として用いたり、位置検出センサからのトリガー信号として用いたりすると共に、電子ペンからの信号は、電界により位置検出センサに送信するようにする電子ペンにも、この発明は適用である。

【符号の説明】

【0074】

１，１Ａ…電子ペン、５…コイル、７…キャパシタ、８…筆圧検出部、８Ｃ…筆圧検出部８で構成される容量可変キャパシタ、１０，１０Ａ…電子回路、１１…共振回路、１２…整流回路、１３…キャパシタ、１４，１５…ダイオード、１００，１００Ａ…ＩＣ、１０１，１０２…ダイオード、１１０，１１０Ａ…共振周波数の調整回路、１１１…容量可変回路、１１２…容量設定信号発生回路、１１４…ピーク検出回路、１２０…共振周波数設定装置、１２０Ａ…共振周波数設定回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】