电子笔的电子电路及电子笔的制作方法

本发明涉及例如适合在电磁感应方式的电子笔中使用的电子电路。另外，本发明涉及具备该电子电路的电子笔。

背景技术：

电磁感应方式的坐标输入装置例如如专利文献1(日本特开2002-244806号公报)所公开那样，由位置检测装置和电子笔构成，该位置检测装置具备将许多环形线圈在坐标轴的x轴方向及y轴方向上配设而成的位置检测传感器，该电子笔具有由卷绕于磁性体芯的线圈和电容器构成的谐振电路。

位置检测装置将规定频率的发送信号向位置检测传感器的环形线圈供给，环形线圈将其作为电磁能而向电子笔发送。电子笔的谐振电路构成为具有与发送信号的频率对应的谐振频率f0，基于与位置检测传感器的环形线圈之间的电磁感应作用来蓄积电磁能。并且，电子笔将蓄积于谐振电路的电磁能向位置检测装置的位置检测传感器的环形线圈归还。

位置检测传感器的环形线圈检测来自该电子笔的电磁能。位置检测装置利用供给了发送信号的环形线圈的位置和检测到来自电子笔的谐振电路的电磁能的环形线圈的位置，来检测由电子笔指示的传感器上的x轴方向及y轴方向的坐标值。

另外，电子笔具备用于检测向笔尖施加的压力(笔压)的笔压检测部，将由该笔压检测部检测到的笔压的信息经由位置检测传感器而向位置检测装置发送。作为将该笔压的信息向位置检测装置发送的方法之一，已知有利用数字信号的形式进行发送的方法，在电子笔上，作为用于实现该方法的电路，一般搭载ic(integratedcircuit；集成电路)(例如参照专利文献2(日本专利第6008393号公报))。

图6是示出这种电磁感应方式的电子笔所具备的电子电路200的一例的图。该例的电子笔的电子电路200具备卷绕于磁性体芯的线圈201与电容器202并联连接而构成的谐振电路203和ic230。ic230具有控制电路的功能。

在谐振电路203中，在该例中，相对于线圈201及电容器202并联连接有用于调整谐振频率f0的容量可变电容器(微调电容器)204。调整者通过调整该容量可变电容器204的静电容量来将谐振电路203的谐振频率f0调整成最佳。

在该例中，设置有对在谐振电路203处通过来自外部的电磁感应而流动的感应电流进行整流而生成ic230的电源电压vcc的整流电路205。整流电路205具备电容器206及209和二极管207及208。

具备谐振电路203的线圈201、电容器202及容量可变电容器204的并联电路的一端侧接地，另一端侧连接于电容器206的一端侧。电容器206的另一端侧连接于二极管207的阴极与二极管208的阳极的连接点。二极管207的阳极侧接地。并且，二极管208的阴极经由电容器209而接地。该二极管208的阴极与电容器209的连接点成为整流电路205的输出端，输出电源电压vcc。该整流电路205的输出端连接于ic230的连接引脚230a。

另外，在图6的电子电路200中，谐振电路203的另一端侧与电容器206的一端的连接点p0通过电容器210而连接于连接引脚230b，连接引脚230b连接于在ic230的内部形成的时钟生成电路。另外，连接点p0通过电容器211及开关电路212的串联电路而接地。并且，开关电路212连接于被输出切换控制信号sw的ic230的连接引脚230c。开关电路212通过来自ic230的控制信号sw而受到接通、断开控制，从而对电容器211相对于谐振电路203的连接进行接通、断开控制。谐振电路203在电容器211未连接时，以上述的谐振频率f0及规定相位进行谐振，在连接了电容器211时，谐振频率被设为与f0不同的频率或者被设为与所述规定相位不同的相位。

另外，在该图6的例中，笔压检测部使用将笔压作为静电容量的变化来检测的结构，ic230的连接引脚230d通过由该笔压检测部构成的容量可变电容器220而接地。并且，相对于容量可变电容器220并联连接有电阻器221。

ic230在由笔压检测部检测到的笔压值的检测时，使容量可变电容器220成为满充电的状态之后，停止充电，使容量可变电容器220成为经由电阻器221而放电的状态。然后，ic230计测以此时的容量可变电容器220的静电容量放电至规定的充电电位所需的时间，根据该时间的长度来检测容量可变电容器220的静电容量，取得与该检测到的静电容量对应的笔压的信息。在该例中，ic230将笔压的信息作为多位的数字信息而取得，并向位置检测装置发送。

在电子笔的电子电路200中，由谐振电路203通过电磁感应来接收从位置检测传感器发送来的信号，由整流电路205整流而生成驱动ic230的电源电压vcc。由此，ic230驱动。在ic230中，将接收到的信号通过电容器210而取入，生成时钟信号。并且，在ic230中，基于生成的时钟信号来生成控制信号sw，将生成的控制信号sw向开关电路212供给。

控制信号sw在位置检测期间中被设为低电平，开关电路212成为断开，成为在谐振电路203上未连接电容器211的状态。由此，在位置检测期间中，在电子电路200中，谐振电路203将从位置检测传感器接收到的信号以原样的频率及相位向位置检测传感器发送。

另外，在附加信息期间中，控制信号sw成为与检测到的笔压值的数字信息对应的信号，笔压值的数字信息的各位例如在“1”时成为低电平，在“0”时成为高电平。由此，在附加信息期间中，对位置检测传感器发送根据数字信息而调制后的信号。

在位置检测装置中，在位置检测期间中，根据在位置检测传感器的哪个位置的环形线圈处接收到来自电子笔的信号来检测电子笔的指示位置。另外，在位置检测装置中，在附加信息期间中，通过对调制的信号进行解调来检测电子笔处的笔压值。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-244806号公报

专利文献2：日本专利第6008393号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

如上所述，电磁感应方式的电子笔具备谐振电路203，通过由该谐振电路203与位置检测装置的位置检测传感器进行电磁耦合来进行信号的收发，但在该情况下，谐振电路的谐振频率需要成为与从位置检测传感器发送来的交流信号的频率一致的最佳状态。于是，在以往的电子笔的电子电路中，对谐振电路203连接微调电容器204，通过调整该微调电容器204来使谐振电路203的谐振频率成为最佳。

因此，在以往的电子笔的电子电路200中，产生了微调电容器204的调整麻烦这一问题。

需要说明的是，在具备谐振电路的电子电路中，不限于电子笔，而是都抱有同样的问题。

本发明鉴于以上的问题点，目的在于使得不使用微调电容器204就能够调整电子电路的谐振电路的谐振频率。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，提供一种电子电路，具备ic(integratedcircuit；集成电路)和由线圈与第一电容器的并联电路构成且外置于所述ic的谐振电路，其特征在于，

所述ic包括用于调整所述谐振电路的频率的容量可变电容器，并且具备用于将所述容量可变电容器与外部连接的连接引脚，

所述并联电路的一端侧接地，并且所述并联电路的另一端侧连接于外置于所述ic的第二电容器的一端侧，

所述第二电容器的另一端侧连接于所述ic的所述连接引脚，并且连接于用于将所述第二电容器的另一端侧的电位钳位成规定值的二极管。

在上述的结构的电子电路中，由于在ic内包括用于调整谐振电路的频率的容量可变电容器，所以无需对谐振电路连接微调电容器。

附图说明

图1是示出本发明的电子笔的第一实施方式的电子电路的电路结构例的图。

图2是用于说明本发明的电子笔的第一实施方式的结构例的纵剖视图。

图3是用于说明本发明的电子笔的第一实施方式的电子电路的图。

图4是示出本发明的电子笔的第一实施方式的电子电路的一部分的结构例的图。

图5是示出本发明的电子笔的第一实施方式的电子电路的电路结构例的图。

图6是示出以往的电子笔的电子电路的电路例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，一并对本发明的电子电路的实施方式和搭载该电子电路的电磁感应方式的电子笔的实施方式进行说明。

图1是用于说明应用于实施方式的电子笔1的情况下的电子电路10的实施方式的结构例的电路图。另外，图2是用于说明实施方式的电子笔1的硬件结构例的纵剖视图。首先，对图2的电子笔1的结构例进行说明。

如图2所示，该电子笔1构成为在筒状的壳体(外壳)2内具备芯体3、卷绕于圆柱形状的铁氧体芯4的线圈5、印制基板6、配设于该印制基板6的电容器7及ic100、笔压检测部8。

筒状的壳体2在轴向的一端侧具有开口部2a，轴向的另一端侧封闭。在该壳体2的圆筒型的中空部内的靠轴向的另一端侧处固定配设有安装有电子部件的印制基板6。并且，在壳体2的靠形成有开口部2a的一端侧处收纳有铁氧体芯4。

如图2所示，铁氧体芯4在轴心方向上具备贯通孔4a，在其外周卷绕装配有构成谐振电路的线圈5。在线圈5的未图示的两端并联连接有配设于印制基板6上的电容器7。并且，在铁氧体芯4的贯通孔4a插通有芯体3。

芯体3由非导电性材料构成。该芯体3的轴心方向的一端被设为具有笔尖的作用的顶端部3a，在将芯体3插通于铁氧体芯4的贯通孔4a而收纳于壳体2内时，从开口部2a以向外部露出的方式突出。另外，芯体3的轴心方向的另一端3b与笔压检测部8结合。

笔压检测部8由使用使容量可变电容器的静电容量根据向芯体3施加的压力(笔压)而变化的机构的笔压检测部(例如参照专利文献(日本特开2011-186803号公报))构成。需要说明的是，笔压检测部8也可以使用由mems(microelectromechanicalsystems：微机电系统)元件构成的半导体芯片构成了容量可变电容器的笔压检测部(例如参照专利文献(日本特开2013-161307号公报))。需要说明的是，笔压检测部8的结构不限于这些结构例，也可以将笔压作为电感的变化来检测。

该电子笔1的电子电路10如图1所示那样构成。即，在该例中，由卷绕于铁氧体芯4的线圈5与配设于印制基板6的电容器7的并联电路形成了谐振电路11。

在该例中，设置有对在谐振电路11处通过来自外部的电磁感应而流动的感应电流进行整流而生成ic100的电源电压vcc的整流电路12。整流电路12具备电容器13及16和二极管14及15，在该例中，是半波倍压型的整流电路的结构。

谐振电路11的一端侧接地，另一端侧连接于电容器13的一端侧。电容器13的另一端侧连接于二极管14的阴极与二极管15的阳极的连接点。二极管14的阳极侧接地。并且，二极管15的阴极经由电容器16而接地。该二极管15的阴极与电容器16的连接点成为整流电路12的输出端，输出电源电压vcc。该整流电路12的输出端连接于ic100的连接引脚100a。在此，电源电压+vcc在该例中被设为5伏特。

并且，在该实施方式的电子电路10中，电容器13的另一端侧与二极管14的阴极及二极管15的阳极的连接点p1连接于ic100的连接引脚100b。

在电容器13的一端侧与谐振电路11的连接点p0处通过电磁感应而产生感应电压。在该连接点p0得到的感应电压如图3(a)所示，成为以零电位为中心且使正侧的峰值为vcc/2+vf且使负侧的峰值为-(vcc/2+vf)来进行振动的交流电压。vf是二极管14的导通时的压降。

在将连接点p0连接于ic100的情况下，这样，负侧的峰值成为-vcc/2-vf。在ic100中，在负侧的电压比-vf伏特小的情况下，ic100内的二极管101会导通，无法向ic100内取入电压。因而，无法将连接点p0直接连接于ic100的连接引脚100b而使用。

相对于此，在电容器13的另一端侧与二极管14的阴极及二极管15的阳极的连接点p1处，由二极管14钳位在谐振电路11得到的感应电压，因此如图3(b)所示，成为正侧的峰值为(vcc+vf)伏特且负侧的峰值为-vf伏特而振动的交流电压。

因此，即使将连接点p1连接于ic100的连接引脚100b，ic100能够取入的电压的范围也会收敛于vcc+vf～-vf，能够向ic100内取入电压。即，通过将电容器13的另一端侧与二极管14的连接点p1连接于ic100的连接引脚100b，ic100能够无障碍地处理在谐振电路11产生的感应电压。于是，在该实施方式中，能够将谐振电路11的谐振频率的调整电路设置于ic100内。

即，在ic100内相对于连接引脚100b设置有谐振电路11的谐振频率的调整电路110。在该例中，如图1所示，该谐振频率的调整电路110构成为包括容量可变电路111、容量设定信号产生电路112、直流阻止用的电容器113、峰值检测电路114。

如图4所示，峰值检测电路114被设为具备二极管1141及1142和电阻1143的电路结构，峰值检测输出由a/d变换电路1144变换为数字信号并输出。

并且，在该例中，设置于ic100内的谐振频率的调整电路110构成为通过与设置于ic100的外部的谐振频率设定装置120协同配合而使得谐振电路11的谐振频率与位置检测传感器的关系成为最佳。谐振频率设定装置120可以由专用的装置构成，也可以由计算机等通用的装置构成。

容量可变电路111通过将电容器111c与开关电路111s的串联电路并联连接多个而构成。容量设定信号产生电路112产生对该容量可变电路111的多个开关电路111s各自的接通、断开状态进行控制的切换控制信号。容量可变电路111的静电容量成为与通过来自容量设定信号产生电路112的多个切换控制信号而被接通的开关电路111s串联连接的1个或多个电容器111c的并联电路的合成容量。

并且，向连接引脚100b施加的感应电压(参照图3(b))通过电容器113而向峰值检测电路114供给，被检测峰值。由该峰值检测电路114检测到的峰值的检测输出通过连接引脚100d而向ic100的外部的谐振频率设定装置120供给。

在进行谐振电路11的谐振频率的最佳化处理时，在使电子笔1成为了接收来自位置检测传感器的交流信号的状态之后，谐振频率设定装置120首先对容量设定信号产生电路112产生对容量可变电路111的多个的开关电路111s以使容量可变电路111依次呈现能够出现的多个合成容量的方式进行搜索的搜索控制信号。

然后，谐振频率设定装置120通过连接引脚100d而接收该搜索的期间的峰值检测电路114的峰值的检测输出，检测最大的峰值。谐振频率设定装置120在成功检测出最大的峰值之后，停止向容量设定信号产生电路112的搜索控制信号。

然后，谐振频率设定装置120通过连接引脚100e而对容量设定信号产生电路112供给以保持在检测到最大的峰值时控制容量可变电路111的多个开关电路111s的状态的方式进行指示的控制信号。容量设定信号产生电路112接收该控制信号而维持对容量可变电路111的多个开关电路111s供给检测到最大的峰值时的切换控制信号的状态。当该最佳化处理结束后，解除谐振频率设定装置120与ic100的连接引脚100d及100e的连接。

由此，电子笔1的谐振电路11被控制成相对于位置检测传感器成为最佳的谐振频率。

与图6所示的电子电路同样，在该实施方式的电子笔1的电子电路10中，也具备根据从位置检测传感器通过电磁感应取得的交流信号而生成时钟信号的电路和用于将笔压信息等附加信息向位置检测传感器侧发送的调制电路。

在该情况下，如上所述，在该第一实施方式中，由于能够由ic100来处理在谐振电路11得到的来自位置检测传感器的感应电压，所以在ic100内构成时钟生成电路及调制电路并构成为将这些电路相对于连接引脚100b连接。

即，在该实施方式中，在ic100内，连接引脚100b经由直流阻止用的电容器103而连接于时钟生成电路104的输入端子。时钟生成电路104根据通过连接引脚100b而输入的交流信号(由谐振电路11取得的感应电压)来生成时钟信号，并向控制电路107供给。

另外，控制电路107通过连接引脚100c并经由由外置于ic100的笔压检测部8构成的容量可变电容器8c而接地。容量可变电容器8c与电阻器17并联连接。控制电路107与在图6的电子电路200中说明的内容同样地通过检测容量可变电容器8c的放电时间来检测该容量可变电容器8c的静电容量，并基于该检测到的静电容量来生成笔压值的数字信息。

另外，连接引脚100b在ic100内经由电容器105与开关电路106的串联电路而接地。开关电路106通过来自控制电路107的控制信号sw而受到接通、断开控制，与在图6中说明的内容同样地根据是否对谐振电路11并联连接电容器105而进行使谐振频率的频率变化或使相位变化的调制。由此，与在图6中说明的内容同样，由来自控制电路107的控制信号控制，在附加信息期间中，从电子笔1送出笔压的数字信息。

需要说明的是，在该例中，连接引脚100b经由保护用的二极管101而接地，并且经由二极管102而连接于得到电源电压vcc的连接引脚100a。

如以上说明这样，根据第一实施方式的电子笔1的电子电路10，不需要用于调整谐振电路11的谐振频率的微调电容器，相应地成本下降。另外，谐振电路11的谐振频率的调整能够由谐振频率设定装置120自动调整，因此与调整微调电容器的情况相比谐振频率的调整作业变得简单。

并且，根据上述的第一实施方式，用于与ic100内的时钟生成电路104连接的电容器也能够与连接引脚100b连接而设置于ic100内，因此不需要图6所示的电容器210，并且也不需要连接用销230b。

另外，由于能够将用于生成附加信息的调制用电路连接于连接引脚100b而设置于ic100内，所以不需要图6所示的电容器211及开关电路212，并且也不需要连接用销230c。

需要说明的是，在上述的例子中，将谐振频率设定装置120外置于ic100，但也可以将该谐振频率设定装置120的功能在ic100内作为谐振频率设定电路而设置，构成为能够从外部对该谐振频率设定电路进行起动及停止的控制。

[第二实施方式]

在上述的第一实施方式的电子笔1的电子电路10中，由笔压检测部8检测到的笔压的信息作为数字信息而通过调制谐振电路11的谐振频率的信号来向位置检测装置发送。但是，已知也有将由笔压检测部8检测到的笔压的信息作为谐振电路11的谐振频率信号的频率变动或相位变动而从电子笔向位置检测装置发送的情况，本发明也能够应用于这样的情况。第二实施方式的电子电路是这样构成的情况。

图5是示出该第二实施方式的电子笔1a的电子电路10a的结构例的图，对与图1同样的结构部分标注有同一附图标记。需要说明的是，该第二实施方式的ic100a与第一实施方式的ic100相比，其内部电路结构不同，并且电子笔的硬件结构除了由笔压检测部8构成的容量可变电容器8c并联连接于谐振电路11而构成为谐振电路11的一部分这一点之外，与图2所示的结构完全同样地构成。

如图5所示，在谐振电路11的一端与另一端p0之间并联有由笔压检测部8构成的容量可变电容器8c，并且谐振电路11的另一端p0连接于电容器13a的一端。并且，电容器13a的另一端p1a连接于ic100a的连接引脚100ab。另外，在该例中，设置有蓄电池19，从该蓄电池19向ic100a的连接引脚100aa供给电源电压vcc。

并且，在该第二实施方式的电子电路10a的ic100a内，连接引脚100ab经由二极管101而接地，并且经由二极管102而连接于被供给电源电压vcc的连接引脚100aa。在该第二实施方式的电子电路10a中，二极管101是必需的，由此，在该第二实施方式中，也与上述的第一实施方式同样，在电容器13a的另一端p1a侧得到的感应电压被钳位，成为图3(b)所示那样。

并且，在该第二实施方式中，在ic100a的连接引脚100ab上连接有谐振频率的调整电路110a。不过，与第一实施方式不同，在该第二实施方式的电子电路10a的ic100a未设置时钟生成电路及调制电路。

在该例中，如图5所示，ic100a的谐振频率的调整电路110a构成为包括容量可变电路111、容量设定信号产生电路112、直流阻止用的电容器113、峰值检测电路114及谐振频率设定电路120a。谐振频率设定电路120a是具有与第一实施方式中的外置于ic100的谐振频率设定装置120同样的功能的电路。该谐振频率设定电路120a连接于ic100a的连接引脚100f，构成为接受通过该连接引脚100f而从外部供给的起动控制而其起动受到控制。

在该实施方式中，谐振电路11的谐振频率的调整及设定如以下这样进行。即，电子笔1a在未被施加笔压的状态下，设为接收来自位置检测装置的位置检测传感器的交流信号的状态，通过电子电路10a的ic100a的连接引脚100f而供给起动谐振频率设定电路120a的控制信号。

于是，谐振频率设定电路120a与上述的第一实施方式的情况的谐振频率设定装置120同样地将搜索控制信号向容量设定信号产生电路112供给。谐振频率设定装置120在成功检测到最大的峰值之后，停止向容量设定信号产生电路112的搜索控制信号。

然后，谐振频率设定电路120a对容量设定信号产生电路112供给以保持在检测到最大的峰值时控制容量可变电路111的多个开关电路111s的状态的方式进行指示的控制信号。容量设定信号产生电路112接收该控制信号，维持对容量可变电路111的多个开关电路111s供给检测到最大的峰值时的切换控制信号的状态。

这样，在该第二实施方式的电子笔1a的电子电路100a中，也能够通过ic100a而将谐振电路11的谐振频率设定为最佳。在该例的情况下，由于使谐振频率设定电路120a内置于ic100a内，所以不需要第一实施方式那样的外置的谐振频率设定装置120，较为便利。

需要说明的是，在该第二实施方式的电子电路100a的ic100a中，也可以设为如第一实施方式那样使用外置的谐振频率设定装置120的结构。

另外，在该第二实施方式中，设置蓄电池19，但也可以通过与第一实施方式同样地利用整流电路12对在谐振电路11产生的感应电压进行整流来生成电源电压vcc。

[其他实施方式或变形例]

以上，虽然对电子笔的电子电路的情况进行了说明，但本发明能够应用于包括谐振电路和ic且需要调整谐振电路的谐振频率的电子电路。

另外，作为将谐振电路的谐振频率设为最佳的方法，设为了检测谐振电路的感应电压的峰值并使该峰值成为最大，但当然不限于该方法。

需要说明的是，电子笔的谐振电路也可以仅为了接收来自位置检测传感器的信号而使用，从电子笔向位置检测传感器的信号发送不限于利用谐振电路的电磁感应方式。例如，本发明也能够应用于如下的电子笔：从位置检测传感器利用谐振电路来接收磁场能，将该接收到的磁场能用作电子笔的驱动电压或者用作来自位置检测传感器的触发信号，并且来自电子笔的信号通过电场而向位置检测传感器发送。

标号说明

1、1a…电子笔，5…线圈，7…电容器，8…笔压检测部，8c…由笔压检测部8构成的容量可变电容器，10、10a…电子电路，11…谐振电路，12…整流电路，13…电容器，14、15…二极管，100、100a…ic，101、102…二极管，110、110a…谐振频率的调整电路，111…容量可变电路，112…容量设定信号产生电路，114…峰值检测电路，120…谐振频率设定装置，120a…谐振频率设定电路。