CN102750023B - 无绳型位置指示器 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的位置指示器能够在维持接触部件相对框体的装拆自如性的同时防止接触部件从框体脱离，是与静电容量方式的位置检测装置一同使用的用于进行位置指示操作的无绳型位置指示器，其具备：具有导电性的框体；形成于该框体的一个端部上的具有导电性的呈规定形状的突出部；以能够装拆的方式与该突出部嵌合且具有规定的弹性和导电性的、用于与位置检测装置接触来指示位置的接触部件；具有贯通孔、在与框体卡合时经由贯通孔使与突出部嵌合的接触部件的前端部露出、且用于防止向突出部和接触部件的嵌合部分施加与位置指示操作对应地施加的相对于位置指示器的长轴方向的偏倚力的套筒。

Description

无绳型位置指示器

技术领域

本发明涉及与静电容量方式的位置检测装置一同使用的用于进行位置指示操作的无绳型位置指示器。

背景技术

近年来，作为用于触摸板等的指示体(手指或笔型的位置指示器等)的位置检测的方式，正盛行静电容量方式的位置检测装置的开发。在静电容量方式中有表面型(SurfaceCapacitive Type)和投影型 (Projected Capacitive Type)这两种方式，两种方式都是对传感器电极和指示体之间的静电耦合状态的变化进行检测，从而检测指示体的位置。

也提出了改进投影型的静电容量方式的、被称为交叉点静电耦合方式的方式的位置检测装置。在图8中表示交叉点静电耦合方式的位置检测装置中的传感器部的附近的概略构成。以该交叉点静电耦合方式的位置检测装置为例，对静电容量方式的位置检测装置的动作原理进行说明。

交叉点静电耦合方式的位置检测装置的传感器部如图8所示那样，将多个上部电极Ex和多个下部电极EY排列在指示输入面的例如 X轴方向(横向)以及Y轴方向(纵向)并相互正交，而且，空开稍许间隙地排列而构成。在该情况下，在上部电极Ex和下部电极EY之间的重叠部分(交叉点)形成规定的静电容量Co(固定容量)。

并且，如图8所示那样，使用者所把持的位置指示器或使用者的手指等指示体100，在与指示输入面接近或者接触的位置上，在该位置的电极Ex、E_y 和指示体之间形成静电容量Cf。并且，指示体100通过人体经由规定的静电容量Cg与地面连接。作为其结果，由于该静电容量Cf以及Cg，该指示体100的位置的上部电极Ex和下部电极E_y 之间的电荷的移动量发生变化。在交叉点静电耦合方式的位置检测装置中，通过检测该电荷的移动量的变化，确定在指示输入面内由指示体100指示的位置。

然而，与上述那样的静电容量方式的位置检测装置一同使用的无绳型位置指示器，已知有例如专利文献1(日本特开2000-122799号公报)、专利文献2(日本特开平10-161796号公报)、专利文献3(日本特开平7-225646号公报)、专利文献4(日本特开平10-171579号公报)、专利文献5(日本特开平7-225645号公报)等所公开的各种类型。

由这些专利文献1～5公开的位置指示器都具有笔型的构成，在笔的前端具备由导电性部件构成的接触部件。位置指示器的使用者使该接触部件接触到静电容量方式的位置检测装置的传感器上而进行位置指示。

因此，由专利文献1～5公开的位置指示器的笔前端的接触部件因与位置检测装置的传感器的接触而发生磨损。但是，由于专利文献1～5 所公开的位置指示器的笔前端的接触部件固定于框体，所以无法仅更换接触部件，存在当接触部件发生磨损时必须更换位置指示器整体这样的问题。

对此，在专利文献6(美国公开公报No.2009/0008162A1)以及专利文献7(美国公开公报No.2009/0262637A1)中公开了能自如装拆接触部件的位置指示器。即，专利文献6以及专利文献7所公开的位置指示器如下构成：在位置指示器的框体上设置接触部件的嵌合部，使接触部件可装拆地与该嵌合部嵌合。因此，根据引用文献6、7，在接触部件发生磨损时，只要仅更换接触部件即可。

[专利文献1]日本特开2000-122799号公报

[专利文献2]日本特开平10-161796号公报

[专利文献3]日本特开平7-225646号公报

[专利文献4]日本特开平10-171579号公报

[专利文献5]日本特开平7-225645号公报

[专利文献6]美国公开公报No.2009/0008162A1

[专利文献7]美国公开公报No.2009/0262637A1

但是，由于专利文献6、7的位置指示器仅仅是使接触部件与框体的嵌合部相嵌合的结构，所以在使接触部件与位置检测装置接触来进行位置指示操作时，若与该位置指示操作对应的偏倚力被施加于框体和接触部件的嵌合部，则有可能因所施加的该偏倚力造成接触部件从框体脱离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种位置指示器，其作为与静电容量方式的位置检测装置一同使用的用于进行位置指示操作的无绳型位置指示器，能够在维持接触部件相对框体的装拆自如性的同时，防止接触部件从框体脱离。

为了解决上述课题，本发明的无绳型位置指示器，与静电容量方式的位置检测装置一同使用，用于进行位置指示操作，其特征在于，具备：

框体，该框体具有导电性；

规定形状的突出部，该突出部形成于所述框体的一个端部，并具有导电性；

接触部件，该接触部件以能够装拆的方式与所述突出部嵌合并具有规定的弹性和导电性，并且，用于与所述位置检测装置接触来指示位置；和

套筒，该套筒具有贯通孔，在与所述框体卡合时经由所述贯通孔使与所述突出部嵌合的所述接触部件的前端部露出，并且，用于防止向所述突出部和所述接触部件的嵌合部分施加与位置指示操作对应地施加的相对于所述位置指示器的长轴方向的偏倚力。

在上述结构的位置指示器中，接触部件与形成于框体的一个端部上的突出部装拆自如地嵌合。并且，当套筒与框体卡合时，形成为接触部件的前端部从该套筒的贯通孔露出的状态，而且，由该套筒防止向突出部和接触部件的嵌合部分施加与位置指示操作对应地施加的相对于位置指示器的长轴方向的偏倚力。为此，防止了因与位置指示操作对应地施加的相对于位置指示器的长轴方向的偏倚力而造成接触部件从突出部脱离。

根据本发明，可提供能够在维持接触部件相对框体的装拆自如性的同时防止接触部件从框体脱离的位置指示器。

附图说明

图1是用于说明本发明的位置指示器的实施方式的整体的图。

图2是用于说明本发明的位置指示器的实施方式中的接触部件的交换处理的图。

图3是用于说明本发明的位置指示器的实施方式中的接触部件的其他例的图。

图4是用于说明本发明的位置指示器的实施方式中的套筒以及接触部件的其他构成例的图。

图5是用于本发明的位置指示器的主要部分的其他例的图。

图6是用于说明本发明的位置指示器的实施方式所使用的接触部件的其他例的图。

图7是用于说明本发明的位置指示器的实施方式中的套筒相对于框体的固定方法的其他构成例的图。

图8是用于说明使用本发明的位置指示器的位置检测装置的例子的图。

附图标记说明

1…位置指示器

2…框体

3…芯体

4…套筒

5…接触部件

33…突出部。

具体实施方式

如上述那样，本发明的位置指示器，是对静电容量方式的位置检测装置进行位置指示操作的无绳型位置指示器。以下，参照附图对本发明的位置指示器的一个实施方式进行说明。

图1是用于说明本发明的实施方式的位置指示器1的整体的构成的图，图1(A)是表示位置指示器1的整体外观的侧视图，图1(B) 是位置指示器1的局部纵剖视图。在该实施方式中，位置指示器1形成为外观具有棒状的铁针形状的方式。

该实施方式的位置指示器1具备棒状的框体2。该框体2例如由具有导电性的金属构成，呈中空的圆筒状形状。并且，在该实施方式中，在棒状的框体2的一端侧的圆筒中空部内，设有例如由黄铜等比较重的具有导电性的金属构成的圆柱状的芯体3。通过由比较重的导电性金属构成该芯体3，该实施方式的位置指示器1，其重心位置偏倚芯体3存在的一端侧。由此，在将芯体3存在的一端侧作为笔尖侧地使用位置指示器1时，能够以利用其重量稳定位置指示器1的状态加以使用。

芯体3具备：直径与框体2的圆筒中空部的直径大体相等的大径部31；直径比该大径部31小的小径部32；与后述的接触部件嵌合的突出部33。芯体3通过将大径部31的部分例如粘接在框体2的圆筒中空部内，固定于框体2。小径部32以中心线位置与大径部31一致的状态、从该大径部31比框体2的一端侧的端部向外方突出地延伸形成。

在该小径部32的中心线方向的大径部31侧，形成有用于螺纹固定后述的套筒4的外螺纹部32a。

突出部33，是以中心线位置与小径部32一致的状态、从该小径部32进一步向外方突出地延伸形成的圆柱状部。其中，在该例中，突出部33和小径部32的连接部形成为环状的槽33a。

在芯体3的突出部33，嵌合在由位置指示器对位置检测装置进行位置指示操作时与位置检测装置的传感器部接触的接触部件5。该接触部件5，是用于在位置指示器1与位置检测传感器接触时防止损伤位置检测传感器的指示输入面、且增大与指示输入面的接触面积的部件。接触部件5由具有规定弹性的导电性弹性部件例如导电性橡胶构成。

并且，在该实施方式中，接触部件5具有结合了筒体部5a和半球状的盖部5b的形状，筒体部5a的中心线方向的另一端侧开口。因此，接触部件5在内部具有中空部5c。接触部件5的筒体部5a的外径选定为与小径部32的外径大体相同，或者比小径部32的外径稍大。

并且，接触部件5以从其开口侧将芯体3的突出部33插入到中空部5c内的方式与突出部33嵌合。在该情况下，在接触部件5的开口侧的端缘，设有朝向中心线方向突出环状突部5d，该环状突部5d设在与突出部33的小径部32的连接部并嵌入于槽33a，接触部件5与突出部 33嵌合。

并且，在接触部件5与突出部33嵌合的状态下，并不是由突出部 33占据接触部件5的内部的中空部5c的所有空间，接触部件5的球状的盖部5b的内部侧如图1(B)所示那样，成为突出部33不存在的空间部。为此，在接触部件5与位置检测装置的传感器部接触时，由于存在于中空部5c的空间部的存在，接触部件5容易发生弹性偏倚(变形)，容易充分获取与传感器部的接触面积。

套筒4由具备圆筒状的贯通孔的筒状体构成，其直径与接触部件 5的筒状部5a的外径相等或是比接触部件5的筒状部5a的外径稍小，在该实施方式中，由金属形成。在套筒4的贯通孔的内壁面的一端侧，形成有与设于小径部32的外螺纹部32a螺纹结合的内螺纹部4a。并且，套筒4在其贯通孔内插入收纳接触部件5以及小径部32，在小径部32 的外螺纹部32a螺纹固定套筒4的内螺纹部4a。

在该情况下，套筒4的位置指示器1的长轴方向(中心线方向) 的长度如图1所示那样，形成为在套筒4固定于框体2的状态下将接触部件5的筒体部5a和芯体3的小径部32收纳在其贯通孔内的长度。因此，接触部件5的半球状的盖部5b形成为比套筒4的前端进一步向外方突出的状态。

这样，在套筒4固定于框体2的状态下，由于套筒4的贯通孔的直径与接触部件5的筒体部5a的外径相同或者比小径部32的外径稍大，因而形成为套筒4的内壁和接触部件5的筒体部5a抵接的状态。当由位置指示器1在位置检测装置的传感器部中进行位置指示操作时，通过接触部件5与所述传感器部接触，来自传感器部的偏倚力施加于接触部件5。但是，该偏倚力通过套筒4和接触部件5的筒体部5a的抵接部分而不会施加于接触部件5和突出部33的嵌合部。因此，防止了因传感器部造成在由位置指示器进行位置指示操作时的偏倚力施加在接触部件5和突出部33的嵌合部分，防止了接触部件5和突出部33 的嵌合被解除。

另外，在该实施方式中，由于接触部件5与突出部33电气式卡合，所以，套筒4也可以由不具有导电性的树脂构成。但是，通过以与树脂等相比较重的金属材料构成套筒4，该实施方式的位指示器1能够使重心位置偏倚接触部件5存在的一端侧。如上述那样，在该实施方式中，由于芯体3也由比较重的金属材料构成，所以，位置指示器1能够使重心位置更为偏倚接触部件5存在的一端侧，在将接触部件5存在的一端侧作为笔尖侧地使用位置指示器1时，能够以由其重量稳定位置指示器1的状态加以使用，使用性良好。

另外，在上述的实施方式中框体由金属构成，但也可以由以合成树脂形成的中空的圆筒状形状的绝缘部件构成，在其中空圆筒的内壁面以及/或者外壁面涂敷导电性涂料或是贴装导电性片而构成。

另外，在该实施方式中，通过由金属构成芯体3和套筒4双方，使位置指示器1的长轴方向(中心线方向)的重心位置偏倚接触部件5 存在的一端侧，但也可以通过由金属仅构成芯体3和套筒4中的一方，并如上述那样由合成树脂构成框体，能够获得同样的效果。作为以除金属以外的材料构成芯体3时的例子，例如只要由以树脂形成的材料构成芯体3，将其表面涂装以导电涂料或是以导电片覆盖即可。

在如以上那样构成的位置指示器1中，在接触部件5发生磨损的情况下，如图2所示那样，能够容易地更换接触部件5。即，如图2(A) 所示那样，先解除套筒4和芯体3的小径部32的螺纹止固，拆下套筒 5。

接着，如图2(B)所示那样，解除接触部件5和突出部33的嵌合，从突出部33拆除接触部件5。并且，使新的接触部件5与突出部 33嵌合而进行安装。并且，将套筒4螺纹拧入到芯体3的小径部32并加以固定。由此，能够容易更换接触部件5。

[其他实施方式或者变型例]

在以上的实施方式中，突出部33的前端形成为具有角部的圆柱状，但也可以如图3(A)所示那样，在突出部33的前端的角部设置圆角部33b。根据该构成，在接触部件5与传感器部接触时，即使发生弹性偏倚而与突出部33的角部接触，也能够防止接触部件5的内壁的损伤。

另外，在上述的实施方式中，接触部件5如图1以及图3(A)所示那样，将筒体部5a与半球状的盖部5b的厚度设定成相等。但是，接触部件5的厚度无需均等。例如，图3(B)的例子的接触部件51具有与接触部件5相同且比较大的厚度的筒体部51a，而且，具备厚度减薄的半球状的盖部51b。根据该图3(B)的例子的接触部件51，由于作为接触部件51与位置检测装置的传感器部接触的部分的、半球状的盖部51b的厚度薄，所以具有容易增大与传感器部的接触面积的优点。

另外，例如图3(C)的例子的接触部件52具有厚度与接触部件5 相同的筒体部52a，而且，半球状的盖部52b具有在突出部33与接触部件52嵌合时不会产生上述空间那样的内部形状。即，半球状的盖部 52b形成为在内部不具有中空部的形状。根据该构成，在使接触部件5 与传感器部接触时，能够获得硬感触的接触感。

另外，在上述的实施方式中，套筒4的贯通孔41a形成为直径与接触部件5的筒状部5a的外径相等或是比接触部件5的筒状部5a的外径稍小且直径均匀的圆筒状。但是，套筒4的贯通孔41a的形状并不限于直径均匀的圆筒状，只要能够与接触部件5抵接来防止使接触部件5 和突出部33的嵌合解除那样的偏倚力，则可为任意方式。

例如，图4(A)所示例的套筒41，在其内壁面的与接触部件5 相向的部分的一部分，设置有向贯通孔41a的中心线方向呈环状突出的突起部41b。该突起部41b如图4(A)所示那样，既可以由在从套筒 41的前端部41e到突起部41b的位置之间逐渐减小贯通孔41a的直径的第一锥形部41c和从突起部41b的位置逐渐增大贯通孔41a的直径的第二锥形部41d形成，也可以仅将该突起部41b的部分的贯通孔41a 的直径设定得比其他部分小。

另外，图4(B)的例子的套筒42具有从其前端部41e使贯通孔 42a的直径逐渐增大的锥形部42b。并且，该图4(B)的接触部件53 形成为具有与锥形部42b中的贯通孔42a的直径变化相对应的外径变化的形状。根据该图4(B)的构成，通过套筒42，接触部件53可靠地进行抵接，能够可靠地抑制向接触部件53和突出部33的嵌合部施加偏倚力。

另外，在图4(B)的例子中，将接触部件53的形状形成为与套筒42的锥形部42b对应的形状，但对于图4(A)的例子的接触部件5 那样的具有外径均等的筒体部5b的方式，也具有相同的效果。即，图 4(B)的例子中的套筒42的至少接触部件53侧的前端部，与图4(A) 的例子的接触部件5的盖部5b或是筒体部5a可靠地抵接，能够可靠地抑制向接触部件5和突出部33的嵌合部施加偏倚力。

图4(C)的例子表示接触部件的其他例子。即，该图4(C)的例子的接触部件54形成为在筒体部54a连接球状部54b的形状。在该情况下，球状部54b的直径选定为比筒体部54a的外径大的值。并且，在该图4(C)的例子中，球状部54b的内部形成为中空空间，而且，如下构成：在接触部件54与突出部33嵌合时，突出部33也不位于该中空空间而使得空间得以保持。

在该图4(C)的例子的情况下，采用套筒4，但接触部件54的球状部54b通过向其中空空间方向挠曲，能够在套筒4的贯通孔内通过。

用于嵌合接触部件和突出部的接触部件的形状以及突出部的形状的构成并不限于上述的例子。即，在图5(A)的例子中，在接触部件 501设置嵌合凹部501a，而且，在突出部331设置与嵌合凹部501a嵌合的嵌合凸部331a。并且，在接触部件501的嵌合凹部501a内压入突出部331的嵌合凸部331a而使两者嵌合。

另外，在图5(B)的例子中，在接触部件502设置嵌合凸部502a，而且，在突出部332设置与嵌合凸部502a嵌合的嵌合凹部332a。并且，将接触部件502的嵌合凸部502a压入到突出部332的嵌合凹部332a 内而使两者嵌合。

另外，在图5(C)的例子中，在突出部333设置使接触部件503 的整体嵌合的嵌合凹部333a。并且，将接触部件503的整体压入到突出部333的嵌合凹部333a内而使两者嵌合。

另外，在图5(D)的例子中，在接触部件504设置使突出部334 的前端部分嵌合的嵌合凹部504a。并且，将突出部334的前端部分压入到接触部件504的嵌合凹部504a内并使两者嵌合。

另外，接触部件的形状并不限于上述的例子。即，图6是接触部件的其他形状的例子。即，图6(A)的例子的接触部件55形成为与前端55a被倾斜切割的尖头笔的笔尖同样的形状。另外，图6(B)的例子的接触部件56形成为整体呈圆锥形且前端带有圆角部的形状。

另外，在上述的实施方式中，在芯体3的小径部32设置外螺纹部，在套筒4形成阴螺纹部，但也可以在芯体3的小径部32设置阴螺纹部，在套筒4形成外螺纹部。

另外，在上述的实施方式中，套筒4螺纹卡止于芯体3的小径部32，但作为套筒相对框体2的固定方法，并不限于螺纹止固。例如，图7的例子的套筒43，在套筒4的形成内螺纹部4a的部分43a，替代螺纹部而具备环状的突起部43b。另外，套筒43以部分43a能在中心线方向弹性偏倚的方式形成狭缝部43c。

另一方面，在框体2的内壁面，形成与套筒43的突起部43b嵌合的凹部2a 。根据该构成，当相对于框体2在位置指示器1的长轴方向压入套筒43时，突起部43b与凹部2a嵌合，套筒43卡止于框体2。套筒相对框体2的固定方法的其他方法并不限于图7的例子，当然存在其他各种方法。

另外，在上述的实施方式中，将与框体2分体形成的芯体3固定于框体2，但也可以一体地形成框体2和芯体3。也就是说，也可以在框体2上一体地构成突出部。

另外，使用本发明的位置指示器的位置检测装置，其对象为利用于手提式电话终端或掌上型手提式设备、个人电脑、平板终端等的各种位置检测装置。

Claims (10)

1.一种无绳型位置指示器，该无绳型位置指示器与静电容量方式的位置检测装置一同使用，用于进行位置指示操作，其特征在于，具备：

具有导电性的框体，作为所述位置指示器的外壳；

接触部件，具有弹性和导电性，用于与所述位置检测装置接触来指示位置；

芯体，在一个端部侧设置有用于使所述接触部件以能够装拆的方式嵌合的突出部，并且，另一个端部侧直接固定于所述具有导电性的框体，使得所述接触部件和所述突出部的嵌合部分在所述接触部件和所述突出部嵌合的状态下从所述框体露出；和

套筒，该套筒具有贯通孔，在与所述位置指示器卡合时，使所述嵌合部分位于使与所述突出部嵌合的所述接触部件的前端部露出的所述贯通孔的一个端部的一侧，并且，使所述接触部件与所述贯通孔抵接，在所述套筒固定于所述框体的状态下，所述套筒的内壁和接触部件的筒体部相抵接，并且，

所述接触部件经由所述芯体或所述套筒而与所述框体电气式卡合，所述接触部件具有如下嵌合关系：在所述接触部件和所述突出部之间以一方覆盖另一方的方式相互嵌合，并且在所述一方设置有突部，在所述另一方设置有与所述突部对应的槽，

所述套筒的贯通孔形成为所述接触部件露出的一侧的一个端部的开口部相对于另一个端部的开口部直径变小的锥形，随着所述套筒与所述位置指示器卡合，所述接触部件与所述套筒的贯通孔可靠地抵接。

2.如权利要求1所述的无绳型位置指示器，其特征在于，在所述接触部件和所述突出部相互嵌合时，在所述接触部件的内部形成有空洞部，通过所述空洞部使所述位置指示器具有弹性。

3.如权利要求1所述的无绳型位置指示器，其特征在于，在所述接触部件和所述突出部相互嵌合时，在所述接触部件的内部形成有空洞部，通过所述空洞部使所述位置指示器具有弹性，并且，在面对所述空洞部的所述突出部的周部形成有圆角部。

4.如权利要求1所述的无绳型位置指示器，其特征在于，所述框体由具有导电性的合成树脂部件构成。

5.如权利要求1所述的无绳型位置指示器，其特征在于，所述套筒由金属部件形成，所述接触部件经由所述套筒而与所述框体电气式卡合。

6.如权利要求1所述的无绳型位置指示器，其特征在于，所述突出部或所述套筒中的至少一方由金属部件形成，从而使作为所述位置指示器的重心偏倚所述位置指示器的长轴方向上的所述接触部件侧。

7.如权利要求1所述的无绳型位置指示器，其特征在于，所述芯体由具有导电性的部件形成，所述接触部件经由所述芯体而与所述框体电气式卡合。

8.如权利要求7所述的无绳型位置指示器，其特征在于，所述芯体和所述突出部分别由具有导电性的部件形成，所述接触部件经由所述突出部和所述芯体而与所述框体电气式卡合。

9.如权利要求1所述的无绳型位置指示器，其特征在于，所述套筒和所述位置指示器的卡合通过所述套筒固定于所述芯体而进行。

10.如权利要求1所述的无绳型位置指示器，其特征在于，所述套筒和所述位置指示器的卡合通过所述套筒固定于所述框体而进行。