CN103309472B - 笔型坐标指示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种位置输入装置的笔型坐标指示器，能够扩大按压力（笔压）的检测范围，更加恰当地检测按压力的变化，而且没有错误检测。在卷绕有与共振电路连接的线圈（12）的第1铁氧体芯（13）和第2铁氧体芯（16）的相对的端面之间，介入设置卷簧（第1弹性体）（14）和硅橡胶（第2弹性体）（15）。卷簧（14）和硅橡胶（15）根据施加给芯体（11）的按压力而发挥作用，从而恰当地控制第1铁氧体芯和第2铁氧体芯的相对的端面之间的距离。由此，控制线圈（12）的电感，使从共振电路发送的被发送给位置检测装置的电波的相位（频率）恰当变化。

Description

笔型坐标指示器

技术领域

本发明涉及笔型坐标指示器，对检测指示位置的位置检测装置指示其应该检测的位置，并且提供与操作者的操作对应的信息。

背景技术

近年来，作为平板电脑（个人电脑）等的输入设备采用位置输入装置。该位置输入装置例如由形成为笔型的坐标指示器（笔型坐标指示器）、和位置检测装置构成，该位置检测装置具有使用该笔型坐标指示器进行指示操作或文字及图等的输入的输入面。图10表示现有的笔型坐标指示器100和位置检测装置200的结构概况的一例。

笔型坐标指示器100如图10的左上端部所示，具有作为电路结构的铁氧体芯104和铁氧体片102，一个以上的共振电容器115与被卷绕在铁氧体芯104上的线圈105连接。在图10中示出了两个共振电容器115a、115b与线圈105连接的情况。

图11表示笔型坐标指示器100的更具体的结构。图11是笔型坐标指示器100的剖视图，为了简化说明，示出了线圈105被卷绕在铁氧体芯104上的状态。如图11所示，笔型坐标指示器100构成为使卷绕有线圈105的铁氧体芯104和铁氧体片102隔着O型环103相对，通过对芯体101施加按压力（笔压），铁氧体片102接近铁氧体芯104。

另外，O型环103是使合成树脂或合成橡胶等形成为英文字母“O”状的环状部件。并且，笔型坐标指示器100的除上述部分以外的其它部分、如图11所示的基板支架113、基板114、共振电容器115、共振电路116、环形薄膜117、以及缓冲部件118被收纳在中空的壳体111内，并利用盖子112固定这些部件的位置。并且，在构成笔尖的芯体101所抵接的铁氧体片102通过施加给芯体的按压力而接近铁氧体芯104时，与其对应地，线圈105的电感变化，从共振电路116的线圈105发送的电波的相位（共振频率）变化。

另一方面，位置检测装置200如图10所示具有将X轴方向环路线圈组211和Y轴方向环路线圈组212层叠得到的位置检测线圈210。各个环路线圈组211、212例如分别由40条矩形的环路线圈构成。构成各个环路线圈组211、212的各个环路线圈被配置为以相等间隔排列并依次重叠。这些X轴方向环路线圈组211和Y轴方向环路线圈组212与选择电路213连接。选择电路213依次选择两个环路线圈组211、212中的一个环路线圈。

并且，振荡器221产生频率f0的交流信号，并供给电流驱动器222和同步检波器229。电流驱动器222将从振荡器221供给的交流信号转换为电流，并供给切换连接电路223。切换连接电路223根据来自后述的处理控制部233的控制，切换由选择电路213选择的环路线圈所连接的连接对象（发送侧端子T、接收侧端子R）。并且，发送侧端子T与电流驱动器222连接，接收侧端子R与接收放大器224连接。

在由选择电路213选择的环路线圈产生的感应电压通过选择电路213和切换连接电路223供给接收放大器224。接收放大器224将从环路线圈供给的感应电压放大，并供给检波器225和同步检波器229。检波器225对在环路线圈产生的感应电压即接收信号进行检波，并供给低通滤波器226。低通滤波器226具有比前述的频率f0足够低的截止频率，将检波器225的输出信号转换为直流信号并供给取样保持电路227。取样保持电路227保持低通滤波器226的输出信号的预定的定时，具体地讲是保持接收期间中的预定的定时的电压值，并供给A/D转换电路228。A/D转换电路228将取样保持电路227的模拟输出转换为数字信号，并供给处理控制部233。

同步检波器229根据来自振荡器221的交流信号对接收放大器224的输出信号进行同步检波，将与它们之间的相位差对应的电平的信号供给低通滤波器230。该低通滤波器230具有比频率f0足够低的截止频率，将同步检波器229的输出信号转换为直流信号并供给取样保持电路231。取样保持电路231保持低通滤波器230的输出信号的预定的定时的电压值，并供给A/D转换电路232。A/D转换电路232将取样保持电路231的模拟输出转换为数字信号，并供给处理控制部233。

处理控制部233控制位置检测装置200的各个部分。即，处理控制部233控制选择电路213对环路线圈的选择、切换连接电路223的切换、取样保持电路227和231的定时。处理控制部233根据来自A/D转换电路228、232的输入信号，从X轴方向环路线圈组211和Y轴方向环路线圈组212按照固定的发送持续时间发送电波。

根据从笔型坐标指示器100发送的电波，在X轴方向环路线圈组211和Y轴方向环路线圈组212的各个环路线圈产生感应电压。处理控制部233根据在该各个环路线圈产生的感应电压的电压值的电平，计算笔型坐标指示器100的X轴方向和Y轴方向的指示位置的坐标值。并且，处理控制部233根据发送的电波与接收到的电波的相位差计算笔压。

这样，在由笔型坐标指示器100和位置检测装置200构成的现有的位置输入装置中，不仅能够检测笔型坐标指示器100的指示位置，而且也能够检测施加给笔型坐标指示器100的按压力即笔压。另外，有关使用图10、图11说明的现有的笔型坐标指示器100的详细情况，被记载于后面记述的专利文献1中。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2002－244806号公报

可是，在使用图10、图11说明的现有的位置输入装置中，在来自笔型坐标指示器100的电波的相位（频率）的变化超过预定的阈值的情况下，由位置检测装置200检测到笔型坐标指示器100被施加笔压。这样设计预定的阈值是为了防止笔压的错误检测。即，在现有的笔型坐标指示器100中，在仅仅是笔型坐标指示器100相对于位置检测装置200倾斜时，线圈105的电感也变化，导致从笔型坐标指示器100发送的电波的相位变化，有可能牵涉到笔压的错误检测。因此，通过设计作为检测界限的阈值，能够设置所谓不敏感区，并准确检测真正被施加笔压的情况。

但是，在现有的笔型坐标指示器100中，为了挤压O型环103使铁氧体片102接近铁氧体芯104，需要对笔型坐标指示器100的芯体101施加较大的笔压（负荷）。并且，在挤压O型环103时，O型环103的变形是有界限的。因此，在通过芯体101施加了某个固定值以上的按压力时，将导致铁氧体芯104和铁氧体片102撞击，使得间隔不能变狭小，不能使来自笔型坐标指示器100的电波的相位（频率）根据按压力而变化。这样，在笔型坐标指示器100中原本能够检测按压力（笔压）的范围较小。并且，如上所述，由于需要对来自笔型坐标指示器100的电波的相位（频率）的变化设计预定的阈值，因而能够按压力（笔压）的负荷的变化范围进一步减小。

作为针对这种问题的一种解决方法，可以考虑增大铁氧体芯104与铁氧体片102的间隔。在这种方法中，不需对构成笔型坐标指示器100的部件进行改进，因而能够比较容易进行。但是，在这种方法中，仅仅是将笔型坐标指示器100设为使芯体朝上，导致铁氧体片102接近铁氧体芯104。在这种情况下，来自笔型坐标指示器100的电波的相位的变化，因而存在产生错误检测的可能性增大的风险。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于解决上述问题点，实现位置输入装置的笔型坐标指示器，能够防止按压力（笔压）的错误检测，并且扩大施加给笔尖的按压力的检测范围，更加恰当地检测按压力的变化。

为了解决上述问题，技术方案1记载的发明的笔型坐标指示器具有：芯体，从框体的一端突出并构成笔尖；第1磁性体，具有与所述芯体接触的端面，并卷绕有线圈；第2磁性体，被配置为使各个端面与所述第1磁性体的所述芯体侧的相反侧端面相对；以及第1、第2弹性体，介入设置在所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间，所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间的距离根据经由所述芯体施加的按压力而变化，由此具有按压力灵敏度，上述笔型坐标指示器的特征在于，在根据按压力至少所述第1弹性体进行弹性变形后，所述第1磁性体端面或者所述第2磁性体端面与所述第2弹性体接触，进一步施加按压力，使得除所述第1弹性体以外所述第2弹性体也进行弹性变形，由此具有与所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间的距离对应的按压力灵敏度。

根据该技术方案1记载的发明的笔型坐标指示器构成为，第1磁性体和第2磁性体的相对的端面之间的距离根据施加给芯体的按压力而变化，第1弹性体和第2弹性体介入设置在该端面之间。并且，在通过第1弹性体和第2弹性体施加更大的按压力时，端面之间的距离逐渐减小。由此，能够扩大按压力的检测范围。

并且，截止到该端面之间的距离达到预定的距离之前，至少第1弹性体进行弹性变形，该端面之间的距离减小。因此，截止到该端面之间的距离达到预定的距离之前，主要根据与第1弹性体对应的灵敏度改变线圈的电感，由此能够使发送的电波的相位（频率）变化。

并且，在该端面之间的距离比该预定的距离更近时，除第1弹性体外，第2弹性体也进行弹性变形，该端面之间的距离减小。因此，在该端面之间的距离比预定的距离更近时，主要根据与第2弹性体对应的灵敏度改变线圈的电感，由此能够使发送的电波的相位（频率）变化。

这样，通过将第1弹性体和第2弹性体介入设置在第1磁性体和第2磁性体的相对的端面之间，能够防止芯体朝上时的错误检测，并且扩大能够检测的按压力的范围。而且，能够利用第1弹性体和第2弹性体的作用改变按压力的检测灵敏度（按压力灵敏度）。由此，能够根据按压力更恰当地改变线圈的电感，能够实现根据按压力恰当地改变相位（频率）的笔型坐标指示器。

根据本发明能够实现位置输入装置的笔型坐标指示器，能够防止芯体朝上时的错误检测，并且扩大施加给笔尖的按压力的检测范围，更加恰当地检测按压力的变化。

附图说明

图1是用于说明本发明的笔型坐标指示器1的实施方式的图。

图2是用于说明使用笔型坐标指示器1的电子设备2的一例的图。

图3是将笔型坐标指示器1的第1铁氧体芯13的端面和第2铁氧体芯16的端面相对的部分放大示出的图。

图4是用于说明卷簧14和硅橡胶15的作用的图。

图5是表示笔型坐标指示器的相位－负荷特性的曲线的图。

图6是用于说明笔型坐标指示器1的变形例1的图。

图7是用于说明笔型坐标指示器1的变形例2的图。

图8是用于说明笔型坐标指示器1的变形例3的图。

图9是表示使用可变电容器的笔型坐标指示器的等效电路的图。

图10是用于说明现有的位置输入装置的一例的图。

图11是用于说明现有的笔型坐标指示器的一例的图。

具体实施方式

下面，参照附图具体说明本发明的笔型坐标指示器的一个实施方式。

图1是用于说明本发明的笔型坐标指示器1的实施方式的图。并且，图2是表示使用本实施方式的笔型坐标指示器1的电子设备2的一例的图，在该示例中，电子设备2例如是具有LCD（Liquid Crystal Display：液晶显示器）等显示装置的显示画面2D的高功能便携电话终端，在显示画面2D的背面具有电磁感应方式的位置检测装置22。该位置检测装置22的结构与使用图10说明的现有的位置检测装置200相同。

并且，在该示例的电子设备2的框体中具有收纳笔型坐标指示器1的收纳凹孔21。使用者根据需要从电子设备2取出被收纳在收纳凹孔21中的笔型坐标指示器1，在显示画面2D上进行位置指示操作。

在电子设备2中，当利用笔型坐标指示器1在显示画面2D上进行了位置指示操作时，在显示画面2D的背面设置的位置检测装置22检测到利用笔型坐标指示器1操作的位置及笔压，电子设备2的位置检测装置22具有的微处理器进行与在显示画面2D上的操作位置和笔压对应的显示处理。

[笔型坐标指示器1的结构]

图1表示将笔型坐标指示器1的壳体10和支架17的近前侧一半剖切并去除后的内部构造的概况。在图1中，壳体10是仿照圆珠笔或自动铅笔等普通笔而形成为更小型的ABS树脂等合成树脂或者金属制的框体，并且是中空的，以便能够收纳下面说明的各个部件。并且，壳体10形成为如图1所示至少一个端部变细，其前端具有开口部。

在壳体10的逐渐变细地形成的前端部设置有从壳体10的开口部突出并构成笔尖的芯体11。在位于壳体10的内部的芯体11的基端部设置有如图1所示与壳体10的开口部部分卡合的突起，并且形成为芯体整体不从壳体10突出的构造。另外，考虑到芯体11与操作面抵接使用时针对摩擦的耐性，芯体11是聚缩醛树脂（DURACON：注册商标）等合成树脂制品。

并且，如图1所示，在芯体11的基端部的端面上设置第1铁氧体芯13并使其端面抵接芯体11的基端部的端面。第1铁氧体芯13是在沿与长度方向相交的方向剖切时的剖切面形成为圆形或方形的柱状（棒状）的磁性体部件。如图1所示，线圈12被细细地卷绕在该第1铁氧体芯13的侧面上。线圈12与后述的基板18的共振电路（未图示）连接。

并且，如图1所示，在第1铁氧体芯13的芯体11侧的相反侧端面（基端部的端面）上设置第2铁氧体芯并使其端面与该基端部的端面相对。第2铁氧体芯16也是在沿与长度方向相交的方向剖切时的剖切面形成为圆形或方形的柱状（棒状）的磁性体部件。并且，相对的第1铁氧体芯的端面和第2铁氧体芯16的端面以预定面积相对。

并且，如图1所示，在第2铁氧体芯16的与第1铁氧体芯13相反侧的端部（基端部）设置有向外侧伸出的突起部，该突起部与支架17的凹部17a嵌合。由此，第2铁氧体芯16的位置被限制（固定）而不能在壳体10内移动。

并且，如图1所示，在第1铁氧体芯13的基端部设置有向外侧伸出的突起部，该突起部与支架17的突起部17b嵌合。由此，限制第1铁氧体芯13在壳体10内向芯体11的方向移动。即，第1铁氧体芯13在壳体10内能够在沿着笔型坐标指示器1的中心线CL的方向（长度方向）上的预定范围内滑动。但是，向芯体11方向的滑动（移动）被支架17的突起17b限制，不能向芯体11侧进行超过必要程度的移动。

并且，如图1所示，在第1铁氧体芯13与第2铁氧体芯16之间设置有作为第1弹性体的卷簧14，并且设置有作为第2弹性体的片状的硅橡胶（silicon rubber）15。在本实施方式中，硅橡胶15被设置在与第2铁氧体芯16的端面相对的第1铁氧体芯13的端面的整个面上。并且，在硅橡胶15与第2铁氧体芯16的端面之间设置有预定宽度的空隙Ar。

另外，在本实施方式中，卷簧14的弹性系数小于硅橡胶15。即，在将卷簧14的弹性系数设为k1、将硅橡胶15的弹性系数设为k2时，存在关系k1<k2。因此，卷簧14以较小的按压力进行弹性变形，硅橡胶15在未被施加大于卷簧14的按压力时不进行弹性变形。

并且，如图1所示，卷簧14被设置为使其一部分卷绕第2铁氧体芯的侧面，其一端与支架17的突起部17c抵接，另一端与设于第1铁氧体芯13的端面的硅橡胶15抵接。由此，卷簧14弹性施力于抵接部之间并发挥作用，使得第1铁氧体芯13的端面离开在壳体10内位置被固定的第2铁氧体芯16的端面。即，卷簧14等效于被设置在第1铁氧体芯的端面和第2铁氧体芯的端面之间。

另外，通过以卷绕第2铁氧体芯的侧面的方式设置卷簧14，具有如下所述的优点。即，能够将具有预定的弹性系数k1的卷簧14介入设置在第1铁氧体芯13和第2铁氧体芯16之间，而且卷簧14自身不会妨碍第1铁氧体芯13和第2铁氧体芯16的接近。

并且，如图1所示，在第2铁氧体芯16的上侧设置有基板18。基板18是安装有共振电容器等的印刷基板等，通过支架17被固定在壳体10内。包括被安装于基板18上的共振电容器等元件、和被卷绕在第1铁氧体芯上的线圈12在内构成共振电路（调谐电路）。即，本实施方式的笔型坐标指示器1也构成与在图10的左上端部示出了等效电路的现有的笔型坐标指示器100相同的等效电路。

这样构成的笔型坐标指示器1在图2所示的电子设备的位置检测装置22上进行操作。并且，本实施方式的笔型坐标指示器1将卷簧14和硅橡胶15介入设置在第1铁氧体芯13和第2铁氧体芯16之间。由此，主要借助卷簧14的作用，第1铁氧体芯13离开第2铁氧体芯16，因而即使是使芯体11朝上时，第1铁氧体芯13和第2铁氧体芯16也不会接近。因此，例如在使芯体11朝上进行操作时，不会产生按压力的错误检测。

并且，能够借助卷簧14和硅橡胶15的作用扩大施加给芯体11的按压力（笔压）的检测范围。而且，能够向位置检测装置22发送相位（频率）根据按压力而恰当变化的电波，并恰当地进行按压力（笔压）的检测。下面，具体说明本实施方式的笔型坐标指示器1的卷簧14和硅橡胶15的功能。

[笔型坐标指示器1的主要部分的结构]

图3是将图1所示的本实施方式的笔型坐标指示器1的第1铁氧体芯13的端面和第2铁氧体芯16的端面相对的部分放大示出的图。如图3A所示，本实施方式的笔型坐标指示器1形成为从芯体11侧（图中的下侧）起按照第1铁氧体芯13、硅橡胶15、卷簧14、第2铁氧体芯16的顺序串联排列的构造。并且，在本实施方式中，在硅橡胶15和第2铁氧体芯16之间设置有预定的空隙Ar。

如上所述，卷簧14弹性施力在支架17的突起部17c和硅橡胶15之间并发挥作用，使得第1铁氧体芯13的端面离开在壳体10内位置被固定的第2铁氧体芯16的端面。由此，本实施方式的笔型坐标指示器1例如在倾斜或摆动或者使芯体11朝上进行操作时，第1铁氧体芯13的端面也不会接近第2铁氧体芯16的端面。即，即使是倾斜或摆动或者芯体11朝上时，被卷绕在第1铁氧体芯13上的线圈12的电感也不会变化。由此，能够防止从笔型坐标指示器1发送的电波的相位不必要地变化，能够防止电子设备2侧的位置检测装置22对笔型坐标指示器1施加的按压力（笔压）的错误检测。

并且，笔型坐标指示器1与普通笔相同地，以将芯体11按压在电子设备2的显示画面2D上的方式进行操作。因此，在操作笔型坐标指示器1时，芯体11被推入到壳体10的内部，由此卷绕有线圈12的第1铁氧体芯13与芯体11一起被向第2铁氧体芯侧推入。

图4是用于说明这样对芯体11施加了按压力时的卷簧14和硅橡胶15的作用的图。假设芯体11被施加按压力，第1铁氧体芯13被向第2铁氧体芯侧按压。在这种情况下，如图4A所示，首先弹性系数小于硅橡胶15的卷簧14进行弹性变形而收缩，第1铁氧体芯13接近第2铁氧体芯16。并且，在继续被按压并且如图4B所示硅橡胶15被按压在第2铁氧体芯16的端面上时，硅橡胶15进行弹性变形，第1铁氧体芯13接近第2铁氧体芯16。

在本实施方式中，如上所述，卷簧14的弹性系数小于硅橡胶15，因而如图4A所示，在主要是卷簧14进行弹性变形的区间中，第1铁氧体芯13比较急剧地接近第2铁氧体芯16。但是，在如图4B所示硅橡胶15也进行弹性变形的区间中，由于硅橡胶15的弹性系数大于卷簧14，因而第1铁氧体芯13根据按压力逐渐接近第2铁氧体芯16。

这样，在本实施方式的笔型坐标指示器1中，借助卷簧14和硅橡胶15的作用，根据施加给芯体11的按压力（笔压），扩大使被卷绕在第1铁氧体芯13上的线圈12的电感变化的区间。另外，在本实施方式的笔型坐标指示器1中，通过设置主要是卷簧14发挥作用的区间和主要是硅橡胶15发挥作用的区间，能够设置第1铁氧体芯13接近第2铁氧体芯16的方式不同的两个区间，并以良好的灵敏度检测对应于按压力的变化。

[效果的验证]

图5是表示笔型坐标指示器的相位－负荷特性的曲线的图。在图5中，曲线G1表示有关本实施方式的笔型坐标指示器1的相位－负荷特性。另外，曲线中的曲线G2表示有关使用图10、图11说明的现有的笔型坐标指示器100的相位－负荷特性。

在现有的笔型坐标指示器100中，如使用图11说明的那样，在铁氧体芯104和铁氧体片102之间具有O型环103。因此，为了以挤压O型环103的方式使铁氧体片102接近铁氧体芯104，需要对笔型坐标指示器100的芯体101施加较大的按压力（负荷）。并且，挤压O型环103也是有界限的。

因此，在现有的笔型坐标指示器100中，在最初按压的负荷比较轻的区间中，线圈105的电感的变化比较大，能够得到如图5的曲线G2所示比较大的相位变化。但是，如果施加固定值以上的按压力，则铁氧体芯104和铁氧体片102撞击的间隔变狭小，导致相位的变化被固定为预定值的结果。并且，如上所述，在超过预定的阈值之前，不对来自笔型坐标指示器100的相位的变化进行检测，因而在图5的曲线G2所示的特性的情况下，只能在相位的变化大致为＋20～－20的范围内检测用户的按压力（笔压）。

与此相对，在本实施方式的笔型坐标指示器1中，如使用图1、图3、图4说明的那样，在端面相对的第1铁氧体芯13和第2铁氧体芯16之间设置有卷簧14和硅橡胶15。因此，在芯体11被施加按压力（笔压）时，如使用图4A说明的那样，首先是弹性系数小于硅橡胶15的卷簧14发挥作用。在这种情况下，第1铁氧体芯13比较快速地接近第2铁氧体芯16，因而线圈12的电感也快速变化，如图5的曲线G1所示，在最初按压的负荷比较轻的区间中相位急剧变化。

即，如图1、图3、图4所示，在该示例的情况下，处于卷簧14和硅橡胶15串联连接的状态。因此，在截止到第2铁氧体芯16的端面接触硅橡胶15的区间（距离）中，卷簧14的影响起支配性作用，但是按压力（笔压）的检测灵敏度与根据卷簧14和硅橡胶15确定的第1弹性系数对应。

并且，在继续按压并且如图4B所示硅橡胶15被按压在第2铁氧体芯16的端面上时，硅橡胶15进行弹性变形。在这种情况下，弹性系数较大的硅橡胶15根据按压力逐渐变形，因而第1铁氧体芯13一点一点地接近第2铁氧体芯16。

在图4B所示的状态下，可以认为是卷簧14的弹性系数k1已经超过界限、或者达到了对按压力灵敏度不怎么产生影响的大致固定的值。因此，在图1、图3、图4所示的例子中，在处于第2铁氧体芯16与硅橡胶15抵接的状态时，主要是硅橡胶15的弹性系数k2起支配性作用，如图5的曲线G1所示，相位根据按压力逐渐变化。借助该硅橡胶15的作用，能够在负荷的变化比过去大的范围中改变从笔型坐标指示器1发送的电波的相位。

这样，截止到第2铁氧体芯16与硅橡胶15接触之前，该示例的笔型坐标指示器1具有与根据卷簧14和硅橡胶15确定的第1弹性系数对应的按压力灵敏度。并且，在第2铁氧体芯16与硅橡胶15接触后的区间（距离）中，主要是硅橡胶15的弹性系数k2起支配性作用，该示例的笔型坐标指示器1具有与大于上述第1弹性系统的第2弹性系数对应的按压力灵敏度。

并且，在本实施方式的笔型坐标指示器1中，与现有的笔型坐标指示器100的情况相同地，在使用预定的阈值来检测相位的变化时，如图5的曲线G1所示，能够在相位的变化大致为＋20～－60附近的范围内检测按压力（笔压）。即，作为能够充分检测按压力（笔压）的结构，在截止到达到固定的阈值之前，具有主要使尽可能轻的、产生较大的相位变化的弹性系数较小的卷簧14发挥作用的结构。并且，在超过固定的阈值（在图5中指相位＋20）时，具有主要使根据负荷而产生相位变化的弹性系数较大的硅橡胶15发挥作用的结构。

这样，本实施方式的笔型坐标指示器1能够防止例如在使芯体11朝上使用时的错误检测，扩大按压力（笔压）的检测范围，并且灵活恰当地进行按压力（笔压）的检测。

另外，如使用图1和图3A说明的那样，说明了硅橡胶15被设于第1铁氧体芯13的端面的整个面上的情况，但不限于此。也可以将图3A所示的在第1铁氧体芯13的端面上所设置的硅橡胶15设为这样的大小，即如图3B所示以不与卷簧14抵接的方式设置在卷簧14的内侧的大小。在这种情况下，由于不存在卷簧14与硅橡胶15抵接的部分，因而在最初按压芯体11时，能够使从笔型坐标指示器1发送的电波的相位仅根据卷簧14的作用而急剧变化。

然后，在继续施加按压力并且硅橡胶15与第2铁氧体芯16的端面抵接时，此次主要是弹性系数较大的硅橡胶15A发挥作用。在这种情况下，能够主要借助硅橡胶15A的作用，使第1铁氧体芯13和第2铁氧体芯16的距离逐渐接近。因此，在图3B所示的例子中，也能够得到与图1、图3A所示的例子相同的效果。

另外，在图3中，说明了将硅橡胶15、15A设于第1铁氧体芯13的端面的情况，但不限于此。也可以将硅橡胶15、15A设于与第1铁氧体芯13的端面相对的第2铁氧体芯16的端面。

[关于变形例]

下面，说明本实施方式的笔型坐标指示器1的变形例。以下说明的变形例主要改变了介入设置在第1铁氧体芯13的端面和第2铁氧体芯16的端面之间的作为第2弹性体的部件的形状等。

[变形例1]

图6是用于说明本实施方式的笔型坐标指示器1的变形例1的图。在图6所示的变形例1中，在设置有硅橡胶15B、15C的第1铁氧体芯13B的端面的中央部分设置有凹部13Ba。并且，在作为第2弹性体的硅橡胶15B、15C的中央部分设置有与第1铁氧体芯13B的凹部13Ba嵌合的凸部15Ba、15Ca。除此之外的部分的结构与使用图3说明的笔型坐标指示器1相同。

通过形成这种结构，能够将硅橡胶15B、15C相对于目标位置没有偏移地固定于第1铁氧体芯13B的端面，能够容易进行制造。并且，在使用时，由于硅橡胶15B、15C不会在第1铁氧体芯13B的端面上偏移，因而难以产生故障。如图6B所示，尤其在硅橡胶15C位于卷簧14的内侧时具有效果。

另外，在图6中说明了将硅橡胶15B、15C设于第1铁氧体芯13B的端面的情况，但不限于此。也可以将硅橡胶15B、15C设于与第1铁氧体芯13B的端面相对的第2铁氧体芯16的端面。因此，也可以在第2铁氧体芯16的端面的中央部设置凹部。并且，如果硅橡胶15B、15C的厚度具有余量，则也可以构成为在硅橡胶15B、15C的中央部设置凹部，在第1铁氧体芯13B的端面的中央部或第2铁氧体芯16的端面的中央部设置凸部。

[变形例2]

图7是用于说明本实施方式的笔型坐标指示器1的变形例2的图。在图7所示的变形例2中，介入设置在第1铁氧体芯13B和第2铁氧体芯16之间的作为第2弹性体的硅橡胶19、19A的形状与图1、图3、图6所示的形状不同。除此之外的部分的结构与使用图3、图6说明的笔型坐标指示器1基本相同。

并且，在图7A所示的例子中，使用球体的硅橡胶19替代图3、图6所示的片状的硅橡胶15、15A、15B、15C。并且，在图7B所示的例子中，使用柱状的硅橡胶19A替代图3、图6所示的片状的硅橡胶15、15A、15B、15C。柱状的硅橡胶19A可以是圆柱状，也可以方柱状。

通过形成这种结构，能够扩大作为第2弹性体的球体的硅橡胶19、柱状的硅橡胶19A发挥作用的范围，高精度地检测施加给芯体11的按压力（笔压）。尤其如图7A所示，通过使用球体的硅橡胶19，能够使与按压力（负荷）对应的相位的变化成为良好的变化。

这样，在该变形例2中，截止到第2铁氧体芯16的端面与硅橡胶19、19A接触之前，具有与根据卷簧14确定的第1弹性系数对应的按压力灵敏度。并且，在该变形例2中，在继续施加按压力并且第2铁氧体芯16的端面与硅橡胶19、19A接触后的区间（距离）中，主要是硅橡胶19、19A发挥作用，但是具有与根据卷簧14和硅橡胶19、或者根据卷簧14和硅橡胶19A确定的第2弹性系数对应的按压力灵敏度。

另外，作为第2弹性体的球体的硅橡胶19、柱状的硅橡胶19A的大小可以是适当的大小。因此，根据球体的硅橡胶19、柱状的硅橡胶19A的大小，调整第1铁氧体芯13的端面和第2铁氧体芯16的端面相对的区间的间隔即可。另外，第2弹性体也可以使用没有图示的半球状、圆锥状、方锥状的硅橡胶。即，介入设置在第1铁氧体芯13和第2铁氧体芯16之间的第2弹性体可以采用各种形状的弹性体。

另外，在该变形例2中，也可以与使用图6说明的变形例1相同地，在球体的硅橡胶19、柱状的硅橡胶19A设置凸部，在第1铁氧体芯13的端面的中央部设置凹部，并进行相互固定。另外，也可以在第2铁氧体芯16的端面的中央部设置凹部，在第2铁氧体芯16的端面设置球体的硅橡胶19、柱状的硅橡胶19A。当然，也可以构成为在球体的硅橡胶19、柱状的硅橡胶19A设置凹部，在第1铁氧体芯13的端面的中央部或第2铁氧体芯16的端面的中央部设置凸部。

[变形例3]

图8是用于说明本实施方式的笔型坐标指示器1的变形例3的图。在图8所示的变形例3中，作为介入设置在第1铁氧体芯13和第2铁氧体芯16之间的第2弹性体，使用第2卷簧20替代硅橡胶，这一点与图1、图3、图6、图7所示的结构不同。除此之外的部分的结构与使用图3、图6、图7说明的笔型坐标指示器1基本相同。

这样，第2弹性体也能够使用卷簧，能够扩大设计上的自由度。例如，将弹性系数小于硅橡胶的卷簧作为第2卷簧，按照图8所示的方式使用。在这种情况下，在作为第2弹性体的第2卷簧发挥作用的范围中，与使用硅橡胶的情况相比，能够使与按压力对应的线圈12的电感的变化程度变陡峭。在这种情况下，能够使从笔型坐标指示器1的共振电路发送的电波的相位（频率）急剧变化。

在该变形例3中，与图7所示的变形例2的情况相同地，截止到第2铁氧体芯16的端面与第2卷簧20接触之前，具有与根据卷簧14确定的第1弹性系数对应的按压力灵敏度。并且，在该示例中，在继续施加按压力并且第2铁氧体芯16的端面与第2卷簧20接触后的区间（距离）中，具有与根据卷簧14和第2卷簧20确定的第2弹性系数对应的按压力灵敏度。另外，在该变形例3中，也可以将第2卷簧20设在第2铁氧体芯16侧。

[在使用可变电容器的笔型坐标指示器中的应用]

上述实施方式的笔型坐标指示器1通过改变被卷绕在第1铁氧体芯13上的线圈的电感，使从笔型坐标指示器1发送的电波的相位（频率）变化。但是，不限于此。例如，也能够将本发明适用于这样的笔型坐标指示器，该笔型坐标指示器通过改变可变电容器的容量，使发送的电波的相位（频率）变化。

图9是表示使用可变电容器的笔型坐标指示器的等效电路的图。使用可变电容器的笔型坐标指示器具有由线圈L、一个以上的共振电容器Cf1、Cf2、和可变电容器Cv构成的共振电路。这种情况时的可变电容器Cv，如果是简单地构成，例如能够通过在图3所示的第1铁氧体芯13和第2铁氧体芯16的相对的端面上设置电极来构成。并且，能够根据被设于第1铁氧体芯13的端面的电极相对于被设于第2铁氧体芯16的端面的电极的距离，改变利用这两个电极构成的电容器的容量。

并且，在使用这种可变电容器的情况下，也能够利用由卷簧或硅橡胶构成的第1、第2弹性体调整相对的电极之间的距离。因此，与上述电感控制的笔型坐标指示器1的情况相同地，能够将本发明适用于使用可变电容器Cv的笔型坐标指示器。另外，关于使用可变电容器Cv的笔型坐标指示器，例如在日本特开平4－96212号公报中有详细说明。

[其它变形例]

另外，在上述实施方式中，例如说明了利用卷簧实现的第1弹性体的弹性系数k1小于利用硅橡胶实现的第2弹性体的弹性系数k2的情况。但是，不限于此。也可以是第1弹性体的弹性系数k1和第2弹性体的弹性系数k2相同。并且，当需要在按压最初使发送电波的相位逐渐变化，在被施加了固定值以上的按压力之后使发送电波的相位急剧变化的情况下，只要使第1弹性体的弹性系数k1大于第2弹性体的弹性系数k2即可。这样，能够将第1弹性体的弹性系数k1和第2弹性体的弹性系数k2设为适当的值。

另外，在上述实施方式中，设置了将作为第1弹性体的卷簧14卷绕在第2铁氧体芯16上的部分，但不限于此。也可以在相对的第1铁氧体芯13的端面和第2铁氧体芯16的端面之间设置卷簧14整体。

另外，也可以在第1铁氧体芯16的端面上而且是在第2铁氧体芯16的周围设置细细地形成的多个卷簧。在这种情况下，在第2铁氧体芯13的周围设置的多个卷簧构成第1弹性体。并且，如果能够实现与上述实施方式的卷簧15相同的作用，则第1弹性体能够采用各种材质、各种形状的弹性部件。

另外，作为第2弹性体，也可以在第1铁氧体芯13的端面上或第2铁氧体芯16的端面上设置多个圆形或多边形的较小的硅橡胶，或者设置多个较小的卷簧。即，如果能够实现与上述实施方式的硅橡胶15、15A、15B、15C、19、19A、第2卷簧20相同的作用，则第2弹性体能够采用各种材质、各种形状的弹性部件。

Claims (10)

1.一种笔型坐标指示器，具有：芯体，从框体的一端突出并构成笔尖；第1磁性体，具有与所述芯体接触的端面，并卷绕有线圈；第2磁性体，被配置为使端面与所述第1磁性体的所述芯体侧的相反侧端面相对；以及第1弹性体和第2弹性体，介入设置在所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间，

所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间的距离根据经由所述芯体施加的按压力而变化，由此具有按压力灵敏度，上述笔型坐标指示器的特征在于，

所述第1弹性体的弹性系数小于所述第2弹性体的弹性系数，在根据按压力至少所述第1弹性体进行弹性变形后，所述第1磁性体端面或者所述第2磁性体端面与所述第2弹性体接触，进一步施加按压力，使得除所述第1弹性体以外所述第2弹性体也进行弹性变形，由此具有与所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间的距离对应的按压力灵敏度。

2.根据权利要求1所述的笔型坐标指示器，其特征在于，截止到所述端面之间的距离达到预定的距离之前，所述笔型坐标指示器具有与根据所述第1弹性体确定的、或者根据所述第1弹性体和所述第2弹性体确定的第1弹性系数对应的按压力灵敏度，

在所述端面之间的距离比所述预定的距离近时，所述笔型坐标指示器具有与根据所述第1弹性体和所述第2弹性体确定的第2弹性系数对应的按压力灵敏度。

3.根据权利要求1或2所述的笔型坐标指示器，其特征在于，所述第1弹性体和所述第2弹性体串联连接，被介入设置在所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间，并在所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间施力。

4.根据权利要求1或2所述的笔型坐标指示器，其特征在于，所述第1弹性体被介入设置在所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间，并在所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面之间施力。

5.根据权利要求1或2所述的笔型坐标指示器，其特征在于，所述第2弹性体被设置在所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面中至少一个端面上。

6.根据权利要求5所述的笔型坐标指示器，其特征在于，在所述第2弹性体设置有凸部或者凹部，在设置有所述第2弹性体的所述第1磁性体和所述第2磁性体的相对的端面上设置有与所述第2弹性体的凸部或者凹部对应的凹部或者凸部，对应的凸部和凹部进行嵌合并固定。

7.根据权利要求1或2所述的笔型坐标指示器，其特征在于，所述第1弹性体是弹簧部件，所述第2弹性体是橡胶部件。

8.根据权利要求7所述的笔型坐标指示器，其特征在于，所述第1弹性体的弹簧部件被配置在所述第2磁性体的外周上，所述第2磁性体通过按压力而在所述弹簧部件中移动并接触所述第2弹性体。

9.根据权利要求1或2所述的笔型坐标指示器，其特征在于，按压力灵敏度根据所述第1弹性体和所述第2弹性体的变形而变化。

10.根据权利要求1或2所述的笔型坐标指示器，其特征在于，所述第1磁性体的端面或者所述第2磁性体的端面与所述第2弹性体接触之后的相对于按压力的笔压变化量，小于所述第1磁性体的端面或者所述第2磁性体的端面与所述第2弹性体接触之前的相对于按压力的笔压变化量。