CN107533387B - 电子笔 - Google Patents
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Abstract
提供一种即使是细型的芯体、该芯体也不易折断的构造的电子笔。一种电子笔,具有:在一方具有开口部的筒状的壳体;芯体,收纳于该壳体,且前端从该开口部突出;及笔压检测部,检测向该芯体施加的笔压。芯体具备中芯部和由刚性比该中芯部大的构件构成的管部。中芯部插入于管部的中空部,以至少前端部从管部的轴芯方向的一方的端部一端部突出的状态相对于管部卡定。中芯部的前端部作为芯体的前端,并且在中芯部的前端部从壳体的开口部突出时,管部的一部分也从开口部突出。施加于中芯部的前端部的笔压经由管部向笔压检测部传递。
Description
技术领域
本发明涉及与位置检测装置一起使用且具有笔压检测功能的电子笔。
背景技术
近年来,作为各种电子设备的输入装置,逐渐使用坐标输入装置,作为该坐标输入装置的输入用具的电子笔使用的机会增多。作为坐标输入装置,主要使用电磁感应方式,作为该电磁感应方式的一种,存在利用电子笔具备的谐振电路接受来自传感器的磁场并向传感器反馈的方式。
该电磁感应方式的坐标输入装置由位置检测装置和笔形状的作为位置指示器的电子笔构成,该位置检测装置具备将大量环形线圈在坐标轴的X轴方向及Y轴方向上配设而成的传感器,该电子笔具有由电容器和卷绕于磁性体芯的作为电感元件的例子的线圈构成的谐振电路。
位置检测装置将规定的频率的发送信号向传感器的环形线圈供给,作为电磁能量向电子笔发送。电子笔的谐振电路构成为具有与发送信号的频率相应的谐振频率,基于与传感器的环形线圈之间的电磁感应作用而蓄积电磁能量。并且,电子笔将蓄积于谐振电路的电磁能量向位置检测装置的传感器的环形线圈反馈。
传感器的环形线圈检测来自该电子笔的电磁能量。位置检测装置通过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量的环形线圈的位置,来检测由电子笔指示的传感器上的位置的X轴方向及Y轴方向的坐标值。
图12(A)示出以往的电子笔100的概略结构的一例。该图12(A)的例子的电子笔100记载在专利文献1(日本特开2009-86925号公报)中。
该专利文献1记载的电子笔100的外壳(壳体)101具备由在轴芯方向上组装结合的第一外壳102和第二外壳103构成的有底的圆筒状形状。在第一外壳的轴芯方向的一端侧形成有开口102a,该开口102a用于使一端109a侧成为笔尖的棒状的芯体109的所述一端109a侧向外部突出。线圈104、笔压检测部105、印制基板107在轴芯方向上依次排列而收纳在外壳101的中空部内,该印制基板107搭载有与线圈104一起构成谐振电路的电容器106等电子元件。
线圈104卷绕于具有轴芯方向的贯通孔108a的圆筒状的作为磁性体芯的例子的铁氧体芯108。芯体109构成为未与该铁氧体芯108机构性地结合的结构,以贯通该铁氧体芯108的贯通孔108a的方式设置。并且,在铁氧体芯108的与第一外壳102的开口102a相反的一侧收纳有笔压检测部105,芯体109的另一端109b与该笔压检测部105嵌合。芯体109根据施加的笔压而在轴芯方向上进行移动位移。该例子的笔压检测部105构成为具有将该芯体109产生的移动位移作为静电电容的变化的电容器的结构,作为该电容器的静电电容的变化而检测笔压。
笔压检测部105通过端子105a及端子105b而与印制基板107的电容器等电子元件电连接,并与线圈104的一端及另一端电连接。构成笔压检测部105的电容器与线圈和规定的电容器一起构成谐振电路。如果向芯体109施加压力(笔压),则构成笔压检测部105的电容器的电容变化,谐振电路的谐振频率变化。电子笔100通过该谐振电路,与位置检测装置的传感器之间进行电磁波的交接。位置检测装置检测电子笔100的芯体109的指示位置作为进行与电子笔100的电磁波的交接的坐标位置,通过从电子笔100反馈的信号的频率(谐振频率)来检测施加于电子笔的笔压。
如上所述,在以往的电磁感应方式的电子笔中,通过铁氧体芯108的轴芯方向的贯通孔108a地配设芯体109,由此将施加于该芯体109的压力向笔压检测部105传递,能够检测电子笔100向位置检测装置的传感器的输入面的接触。
然而,由于近年来的小型化的喜好,便携式的电子设备的更加小型化的要求也变强。并且,电子笔与这种小型的电子设备用的位置检测装置一起使用,要求更细型的结构。
然而,如果电子笔成为细型,则供线圈104卷绕的作为磁性体芯的例子的铁氧体芯也需要细型,但是铁氧体芯硬,以往难以在这样的细型的铁氧体芯上形成使细的芯体插通的准确的尺寸精度的贯通孔。
因此,如图12(B)所示,提出了如下的电子笔:不是在细型的电子笔100A的细型的壳体102A内收纳的细型的铁氧体芯108A上设置用于使芯体贯通的贯通孔,而在该铁氧体芯108A的笔尖侧的端部形成凹部1081,使芯体109A与该凹部1081嵌合(参照专利文献2(日本特开2014-21674号公报))。
在该电子笔100A的情况下,芯体109A具备与图12(A)的电子笔100的情况的芯体109的笔尖侧109a的部分对应的形状,且具备与铁氧体芯108A的笔尖侧的端部的凹部1081嵌合的突部1091。并且,芯体109A的突部1091与铁氧体芯108A的凹部1081嵌合,由此成为两者一体地结合的结构。因此,在该图12(B)所示的电子笔100A中,根据施加于芯体109A的笔压,与该芯体109A一体地结合的铁氧体芯108A沿轴芯方向移动,向笔压检测部(在图12(B)中省略图示)传递笔压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-86925号公报
专利文献1:日本特开2014-21674号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述,在专利文献2的电子笔100A的情况下,铁氧体芯108A根据笔压而在轴芯方向上移动,因此存在与卷绕于该铁氧体芯108A的线圈104A的电磁耦合的强度根据笔压而变化的问题。
然而,最近,能够在细型的铁氧体芯上形成用于使细的芯体插通的准确的尺寸精度的贯通孔,专利文献2的电子笔100A的上述的问题得以消除。
即,如图12(C)所示,能够在卷绕有线圈104B的细型的铁氧体芯108B上形成细的贯通孔108Ba,在该贯通孔108Ba能够使例如由树脂构成的细的芯体109B插通。并且,与图12(A)同样,使该芯体109B的与前端109Ba相反的一侧插通铁氧体芯108B而突出,使该突出的端部109Bb与笔压检测部(在图12(B)中省略图示)嵌合,由此能够消除图12(B)的电子笔100A的问题。
然而,在图12(C)那样的细型的铁氧体芯108B形成贯通孔108Ba而使芯体109B插通该贯通孔108Ba的结构的情况下,由于例如由树脂构成的芯体109B过细,因此会产生芯体109B容易折断的问题。而且,也存在芯体109B在铁氧体芯108B的贯通孔108Ba内挠曲的问题。
本发明目的在于提供一种能够解决以上的问题点的电子笔。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题,本发明提供一种电子笔,其特征在于,具有:
在一方具有开口部的筒状的壳体;
芯体,收纳于所述壳体,且前端从所述开口部突出;及
笔压检测部,检测向所述芯体施加的笔压,
所述芯体具备中芯部和管部,
所述中芯部插入于所述管部的中空部,以至少前端部从所述管部的轴芯方向的一方的端部一端部突出的状态相对于所述管部卡定,
所述中芯部的前端部作为所述芯体的前端,并且在所述中芯部的前端部从所述壳体的所述开口部突出时,所述管部的一部分也从所述开口部突出,
通过形成为所述芯体能够根据施加于所述中芯部的前端部的笔压而在所述管部的侧面与所述开口部对向的状态下在所述筒状的壳体的轴芯方向滑动,由此将施加的所述笔压经由所述管部向所述笔压检测部传递。
根据上述的结构的第一方案的发明的电子笔,芯体构成为具备中芯部和由刚性比该中芯部大的构件构成的管部,中芯部插入于管部的中空部,以至少前端部从管部的轴芯方向的一方的端部一端部突出的状态相对于管部卡定。
并且,在中芯部的前端部从壳体的所述开口部突出时,成为管部的一部分也从开口部突出的状态,成为从开口部突出的中芯部的前端部由管部的一部分保护的状态。而且,在壳体的开口部的壁部的部分处,芯体与管部对向,因此能够成为即使在芯体与开口部的壁部发生碰撞时也不易折断的结构。
通常已知在设为管构造时,与同等的粗细的实心的棒状体相比对于弯曲应力的耐力会增大。本发明的电子笔的芯体通过向这样对于弯曲应力的耐力大的管部插入中芯部而构成。而且,在本发明中,管部由刚性比中芯部大的构件构成。
因此,根据本发明,能够提供一种即使是插通于例如细型的磁性体芯的细的贯通孔那样的细型的芯体,通过管部而该芯体也不易折断的构造的电子笔。
发明效果
根据本发明,能够提供一种具备即使是细型的芯体而该芯体也不易折断的构造的电子笔。
附图说明
图1是用于说明本发明的电子笔的第一实施方式的结构例的图。
图2是用于说明第一实施方式的电子笔的电子笔主体部的结构例的图。
图3是用于说明第一实施方式的电子笔的电子笔主体部的结构例的图。
图4是用于说明第一实施方式的电子笔的芯体的结构例的图。
图5是将本发明的电子笔的第一实施方式的电路结构和与该电子笔一起使用的位置检测装置的电路结构一并表示的图。
图6是用于说明本发明的电子笔的实施方式的芯体的另一结构例的图。
图7是用于说明本发明的电子笔的实施方式的芯体的另一结构例的图。
图8是用于说明本发明的电子笔的实施方式的芯体的另一结构例的图。
图9是用于说明本发明的电子笔的第二实施方式的结构例的图。
图10是用于说明本发明的电子笔的第二实施方式的电路结构的图。
图11是一并表示与本发明的电子笔的第二实施方式一起使用的位置检测装置的电路结构的图。
图12是用于说明以往的电子笔的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的电子笔的实施方式。
[第一实施方式]
图1是表示本发明的电子笔的第一实施方式的结构例的图。该第一实施方式的电子笔1在筒状的壳体2的中空部2a内收纳电子笔主体部3,且具备通过顶敲凸轮机构部4而电子笔主体部3的笔尖侧从壳体2的长度方向的一端的开口部2b侧进出的顶敲式的结构。在该实施方式中,电子笔主体部3设为盒式的结构,相对于壳体2能够拆装。
图1(A)示出电子笔主体部的整体收容于壳体2的中空部2a内的状态,图1(B)示出通过顶敲凸轮机构部4而电子笔主体部的笔尖侧从壳体2的开口部2b突出的状态。需要说明的是,在图1的例子中,电子笔1的壳体2由透明的合成树脂构成,表示为其内部能透视的状态。
该实施方式的电子笔1设为与市售的顶敲式圆珠笔可取得互换性的结构。
壳体2及设于该壳体2内的顶敲凸轮机构部4设为与周知的市售的顶敲式圆珠笔相同的结构,并且尺寸关系也相同。换言之,壳体2及顶敲凸轮机构部4可以直接使用市售的顶敲式的圆珠笔的壳体及顶敲凸轮机构部。
如图1所示,顶敲凸轮机构部4设为将凸轮主体41、顶敲棒42、转子43组合的周知的结构。凸轮主体41形成于筒状的壳体2的内壁面。顶敲棒42为了能够接受使用者的顶敲操作而端部42a从壳体2的与笔尖侧相反的一侧的开口2c突出。转子43具备供电子笔主体部3的与笔尖侧相反的一侧的端部嵌合的嵌合部43a。
在图1(A)的状态下,当顶敲棒42的端部42a被按下时,通过顶敲凸轮机构部4,电子笔主体部3在壳体2内被锁定成图1(B)的状态,电子笔主体部3的笔尖侧成为从壳体2的开口部2b突出的状态。并且,当从该图1(B)的状态开始,再次按下顶敲棒42的端部42a时,通过顶敲凸轮机构部4解除锁定状态,通过复位用弹簧5而电子笔主体部3的壳体2内的位置返回图1(A)的状态。由于顶敲凸轮机构部4的详细的结构及其动作周知,因此这里省略其说明。
图2是将电子笔主体部3的结构例与市售的顶敲式圆珠笔的替芯进行比较表示的图。即,图2(A)示出市售的顶敲式圆珠笔的替芯6,而且,图2(B)示出该实施方式的电子笔主体部3的结构例。而且,图3是用于说明电子笔主体部3的笔尖侧的结构的局部放大图。此外,图4是用于说明装配于电子笔主体部3的芯体的结构的图。
如图2(A)所示,市售的顶敲式圆珠笔的替芯6具备在前端配设有滚珠的笔尖部61与墨水收纳部62通过结合部63结合而一体化的周知的结构。结合部63具有与墨水收纳部62相同的直径。
另一方面,在该实施方式的电子笔主体部3中,如图2(B)所示,卷绕有线圈31的磁性体芯,在该例子中为铁氧体芯32与筒状体部33结合。并且,芯体34穿过并插通铁氧体芯32的贯通孔(在图2中省略图示),如后所述,与设置在筒状体部33内的笔压检测部(在图2中省略图示)嵌合而设置作为电子笔主体部3的一部分。如图2所示,芯体34的一方的端部一端部34a(以下,称为前端部34a)作为笔尖从铁氧体芯32突出。
图3(A)是卷绕有线圈31的铁氧体芯32、筒状体部33的一部分、芯体34的部分的分解放大图。该例的铁氧体芯32例如在圆柱状形状的铁氧体材料上形成有用于插通芯体34的规定的直径r1(例如r1=1mm)的轴芯方向的贯通孔32d。在该铁氧体芯32的笔尖侧形成有逐渐变得尖细的锥部32e。通过该锥部32e,穿过该铁氧体芯32的磁通在锥部32e处成为高密度,与位置检测装置的传感器之间的磁耦合相比没有锥部32e的情况能够更强。
并且,在该实施方式中,如图3(A)所示,线圈31不是在铁氧体芯32的轴芯方向的全长上卷绕而是局部性地卷绕。即,在该例子中,线圈31具有铁氧体芯32的全长的约1/2长的卷绕长,并且如图3(A)所示,该线圈的铁氧体芯32的卷绕部32a设为向铁氧体芯32的与筒状体部33结合的结合部侧偏斜的位置。
并且,在沿铁氧体芯32的轴芯方向观察时,从笔尖侧的端部至线圈卷绕部32a的一方的端部一端部为止的部分设为不卷绕线圈的第一线圈非卷绕部32b,而且,从线圈卷绕部32a的另一方的端部一端部起,铁氧体芯32的与筒状体部33结合的结合部侧的些许的部分也设为未卷绕线圈31的第二线圈非卷绕部32c。第二线圈非卷绕部32c的轴芯方向的长度设为用于与筒状体部33结合的短的长度。另一方面,在该例子中,第一线圈非卷绕部32b的轴芯方向的长度设为从铁氧体芯32的全长的约1/2长减去了第二线圈非卷绕部32c的长度量的比较长的长度。
并且,在该实施方式中,在筒状体部33的与铁氧体芯32结合的结合部的附近设有笔压检测部35。在该例子中,该笔压检测部35设为例如使用了日本特开2013-161307号公报公开那样的根据笔压而使静电电容可变的半导体元件的结构。需要说明的是,笔压检测部35也可以设为例如使用了专利文献:日本特开2011-186803号公报记载的周知的机构的结构的笔压检测单元的根据笔压而静电电容变化的可变电容电容器的结构。
在筒状体部33内还收纳印制基板36。在该印制基板36设有与线圈31并联地连接而构成谐振电路的电容器37。并且,由笔压检测部35构成的可变电容电容器35C与形成于该印制基板36的电容器37并联连接,构成所述谐振电路的一部分(参照后述的图6)。
并且,如图3(B)所示,铁氧体芯32的第二线圈非卷绕部32c的全部或一部分与设于筒状体部33的凹部33a嵌合,由此铁氧体芯32与筒状体部33结合。虽然图示省略,但是在该铁氧体芯32的与筒状体部33的结合时,线圈31的一端31a及31b与设于筒状体部33的印制基板36上的电容器37以并联连接的方式电连接。
如图3(A)所示,芯体34设为最大径比铁氧体芯32的贯通孔的直径r1小的棒状的结构。在该例子中,如图4(A)所示,芯体34由管部341和在该管部341的中空部插通的中芯部342构成。
在该例子中,中芯部342由比较硬质且具有弹性的树脂材料,例如POM(Polyoxymethylene)构成,中芯部342的一方的端部一端部侧的至少前端部342a从管部341的轴芯方向的一端侧突出而构成笔尖。而且,中芯部342的另一方的端部一端部342b侧从管部341的轴芯方向的另一端侧突出,构成用于向笔压检测部35传递笔压的笔压传递部。尤其是在该例子中,如图3所示,中芯部342的另一方的端部一端部342b侧构成为了传递笔压而与笔压检测部35嵌合的嵌合部。
需要说明的是,在该例子中,中芯部342的另一方的端部一端部342b侧构成与笔压检测部35嵌合的嵌合部,但也可以设置与笔压检测部35嵌合的另一构件的按压构件,中芯部342的另一方的端部一端部342b侧与该按压构件嵌合,将向芯体34的前端施加的笔压经由按压构件传递给笔压检测部35。
需要说明的是,中芯部342的材料并不局限于POM,也可以使用将作为笔尖的运笔情况加入考虑的树脂材料或其他的材料。
管部341由刚性比中芯部342大的材料,在该例子中为金属,例如SUS构成。并且,管部341的外径r2设为比铁氧体芯32的贯通孔32d的直径r1小的值。并且,管部341的内径(中空部341a的径)r3选定为中芯部342能够插通该中空部341a的值。
在该例子中,如图4(A)所示,中芯部342的另一方的端部一端部342b的直径选定为与管部341的外径r2相等。并且,中芯部342的除了另一方的端部一端部342b之外的部分的直径设为比管部341的内径r3稍小的恒定的直径r3′。并且,中芯部342的该直径r3′的部分的长度选定得比管部341的长度长。
因此,如果将中芯部342的除了另一方的端部一端部342b之外的直径r3′的部分的全部插通于管部341的中空部341a内,则如图4(B)所示,中芯部342的另一方的端部一端部342b从管部341的另一方的端部一端部突出,并且中芯部342的一方的端部一端部侧的至少前端部342a作为笔尖成为从管部341的一方的端部一端部突出的状态。
并且,在该例子中,如图4(C)所示,在中芯部342的直径r3′的部分的另一方的端部一端部342b的附近形成有以成为比直径r3′及直径r3稍大的直径的方式鼓出的鼓出部342c。该中芯部342将该鼓出部342c向管部341的中空部341a内压入而装配于管部341。因此,将中芯部342的除了另一方的端部一端部342b之外的直径r3′的部分的全部插通于管部341的中空部341a内时,中芯部342成为通过该鼓出部342c而卡定于管部341的状态。
如以上所述,芯体34如图4(B)所示将中芯部342插入而嵌合于管部341内,而与管部341一体地构成。需要说明的是,芯体34在一体地构成之后,能够从管部341将中芯部342向其另一方的端部一端部342b侧拉拔。即,相对于管部341,中芯部342构成为能够更换。
该芯体34在铁氧体芯32与筒状体部33结合的状态下,如图3(B)所示,从形成锥部32e的一侧插通于铁氧体芯32的贯通孔32d。并且,芯体34的构成笔尖的中芯部342的一方的端部一端部侧的前端部342a的相反侧的中芯部342的另一方的端部一端部342b与筒状体部33内的笔压检测部35的嵌合部35a嵌合。这种情况下,虽然省略详细的图示,但是在笔压检测部35的嵌合部35a配置有例如弹性橡胶等弹性材料,芯体34的中芯部342的另一方的端部一端部342b由该弹性材料保持,由此芯体34不会容易地脱落。但是,使用者如果以拉拔芯体34的方式施加力,则芯体34与笔压检测部35的嵌合部35a的嵌合容易脱落,能够拉拔芯体34。即,芯体34能够更换。
这样,在芯体34的中芯部342的另一方的端部一端部342b与笔压检测部35的嵌合部35a嵌合的状态下,如图3(B)所示,芯体34的中芯部342的一方的端部一端部侧的前端部342a作为笔尖而成为从铁氧体芯32突出的状态。此外,在该例子中,芯体34的管部341的一方的端部一端部侧也与中芯部342的一方的端部一端部侧的前端部342a一起成为从铁氧体芯32突出的状态。由此,从铁氧体芯32突出的中芯部342的一方的端部一端部侧的前端部342a成为由从管部341的铁氧体芯32突出的一部分保护(加强)的状态。
在该例子的情况下,如图2(A)及图2(B)所示,电子笔主体部3的笔尖侧的尺寸与圆珠笔的替芯6的笔尖侧的尺寸大致相等。即,在电子笔主体部3的笔尖侧设置的铁氧体芯32的直径与圆珠笔的替芯6的笔尖部61的直径R1大致相等。而且,芯体34的前端部34a的从铁氧体芯32突出的部分的长度与铁氧体芯32的第一线圈非卷绕部32b的长度的合计的长度如图2及图3(B)所示构成为与圆珠笔的替芯6的笔尖部61的长度L1大致相等。
另外,电子笔主体部3的铁氧体芯32的卷绕有线圈31的线圈卷绕部32a的直径及筒状体部33的直径与圆珠笔的替芯6的墨水收纳部62的直径R2大致相等,且比所述笔尖部61的直径R1大(R2>R1)。需要说明的是,壳体2的开口部2b的直径比该直径R2小。因此,线圈卷绕部32a无法从开口部2b向外部突出。
另外,如图2(A)及(B)所示,将铁氧体芯32与筒状体部33结合,将芯体34穿过铁氧体芯32的贯通孔而与筒状体部33的笔压检测部35嵌合的状态下的电子笔主体部的长度(全长)选定为与圆珠笔的替芯6的全长L2相等。
以上那样的结构的电子笔主体部3能够通过使其筒状体部33与顶敲凸轮机构部4的转子43的嵌合部43a嵌合而收纳在壳体2内。并且,在该实施方式的电子笔1中,使用者在与位置检测装置一起使用时,按下顶敲棒42的端部42a。于是,在电子笔1中,如图1(B)及图3(B)所示,芯体34的前端部34a及铁氧体芯32的第一线圈非卷绕部32b的一部分成为从壳体2的开口部2b突出的状态。电子笔1的使用者在该状态下,在位置检测装置的传感器上,进行指示位置的输入操作。
当结束了电子笔1的使用时,通过再按下顶敲棒42的端部42a,由此如图1(A)所示,能够成为电子笔主体部3的整体收容在壳体2的中空部2a内的状态。此时,电子笔主体部3的整体收容在壳体2的中空部2a内,电子笔主体部3的芯体34的前端34a成为由壳体2保护的状态。
[第一实施方式的效果]
在该实施方式的电子笔1中,在芯体34的前端部34a向外部突出的电子笔1的使用时,不仅是芯体34,铁氧体芯32的第一线圈非卷绕部32b的一部分也从壳体2的开口部2b突出,从铁氧体芯32的锥部32e的前端至传感器的输入面的距离变短。因此,根据该实施方式的电子笔1,与铁氧体芯32留在壳体2的中空部2a内的以往的电子笔相比,与传感器的电磁耦合增强。此外,在该实施方式中,铁氧体芯32的芯体34的前端部34a侧形成为锥部32e,因此铁氧体芯32的前端的截面积变小,磁通密度进一步增大,与传感器较强地进行电磁耦合。
因此,该实施方式的电子笔1即使在细型化的情况下,也能够与传感器较强地进行电磁耦合,在位置检测装置中,基于电子笔的指示位置的检测能够灵敏度良好地进行检测。
并且,伴随着电子笔1的细型化,芯体34变得非常细,强度成为问题,但是根据上述的实施方式,芯体34是将管部341与中芯部342组合的结构,与实心的棒状体相比,管部341对于弯曲应力的耐性强,并且使用刚性比中芯部342大的材料作为管部341,两者相结合,能够增强芯体34的强度。
另外,作为笔尖侧而从铁氧体芯32的贯通孔32d的端部突出的芯体34不仅是中芯部342的一方的端部一端部侧的前端部342a,而且也包括管部341的一方的端部一端部的一部分。因此,从铁氧体芯32的贯通孔32d的端部突出的芯体34的中芯部342的一方的端部一端部342a成为由管部341保护的状态,因此即使中芯部342的一方的端部一端部342a非常细,也能实现更有效地防止其破损的效果。
即,在构成为芯体34的中芯部342的从管部341突出的前端部342a构成为与壳体2的开口部2b的壁部对向的情况下,中芯部342为树脂且刚性小,因此在中芯部342的前端部342a与开口部2b的壁部碰撞时,中芯部342的前端部342a可能会折断。
相对于此,在该实施方式的电子笔1中,由于芯体34的管部341与壳体2的开口部2b的壁部对向,因此在芯体34与开口部2b的壁部碰撞时,芯体34的与该壁部碰撞的碰撞部成为金属制的管部341。
如前所述,即使由相同材料构成,管形状的构件的刚性也比实心的棒状体的刚性大。而且,在该实施方式中,管部341使用刚性比由树脂构成的中芯部342大的金属作为材料。因此,在该实施方式的电子笔1中,即使芯体34与壳体2的开口部2b的壁部发生碰撞,该芯体34的碰撞部也成为刚性比中芯部342大的金属制的管部341,芯体34的中芯部342的前端部342a能够成为不易折断的结构。通过该结构,根据该实施方式的电子笔1,即使中芯部342的前端部342a是与管部341相同的金属,也成为比金属棒的芯体不易折断的构造。
此外,金属制的管部341的外周面与树脂相比摩擦系数小,因此即使开口部2b的壁部与芯体34的管部341发生碰撞,与树脂相比也容易滑动,在这一点上,也能够使芯体34的前端部342a不易折断。
此外,在该实施方式中,在芯体34的前端部34a从壳体2的开口部2b向外部突出时,是铁氧体芯32的线圈非卷绕部32b的一部分也从壳体2的开口部2b向外部突出的结构,芯体34的前端部34a侧从铁氧体芯32的贯通孔32d的端部突出的长度可以是作为笔尖的最小的长度。换言之,在该实施方式的电子笔主体部3中,芯体34除了向外部突出的必要最小限度的前端部34a以外,插入到铁氧体芯32的贯通孔32d内而被保护。因此,根据该实施方式的电子笔1及电子笔主体部3,即使芯体34变细,芯体34的前端部除了管部341之外也由铁氧体芯32保护,因此起到能够进一步防止其破损的效果。
并且,根据上述的实施方式,能够实现电子笔主体部3的细型化,因此能够使电子笔主体部3成为与市售的圆珠笔的替芯取得互换性的结构。
在将电子笔主体部3设为与市售的圆珠笔的替芯取得互换性的结构的情况下,具有电子笔1的壳体2能够沿用市售的圆珠笔的壳体的优点。即,可以取代圆珠笔的替芯,通过将该实施方式的电子笔主体部3收纳于圆珠笔的壳体而构成电子笔1。
需要说明的是,在图2的例子中,将线圈31卷绕成铁氧体芯32的大致1/2长部分,但是在铁氧体芯32中,卷绕线圈31的部分的长度并不局限于此,可以任意。并且,芯体34的前端部34a的长度与铁氧体芯32的线圈非卷绕部32b的长度的合计的长度在确保与市售的圆珠笔的替芯的互换性的情况下,并未限定为上述的长度L1,只要是长度L1以上即可。
[与电子笔1一起使用的位置检测装置中的位置检测及笔压检测用的电路结构]
接下来,关于进行上述的实施方式的电子笔1的指示位置的检测及向电子笔1施加的笔压的检测的位置检测装置400的电路结构例及其动作,参照图5进行说明。
如图5所示,电子笔1具备将作为电感元件的线圈31、由笔压检测部35构成的可变电容电容器35C、收纳于筒状体部33的谐振用电容器37并联连接的谐振电路。
另一方面,在位置检测装置400,将X轴方向环形线圈组411与Y轴方向环形线圈组412层叠而形成位置检测线圈410。各环形线圈组411、412例如分别由n、m根的矩形的环形线圈构成。构成各环形线圈组411、412的各环形线圈以等间隔排列而依次重合的方式配置。
另外,在位置检测装置400设有将X轴方向环形线圈组411及Y轴方向环形线圈组412连接的选择电路413。该选择电路413依次选择2个环形线圈组411、412中的一个环形线圈。
此外,在位置检测装置400设有振荡器421、电流驱动器422、切换连接电路423、接收放大器424、检波器425、低域滤波器426、取样保持电路427、A/D转换电路428、同步检波器429、低域滤波器430、取样保持电路431、A/D转换电路432、处理控制部433。处理控制部433由微处理器构成。
振荡器421产生频率f0的交流信号。并且,振荡器421将产生的交流信号向电流驱动器422和同步检波器429供给。电流驱动器422将从振荡器421供给的交流信号转换成电流而向切换连接电路423送出。切换连接电路423通过来自处理控制部433的控制,来切换由选择电路413选择的环形线圈所连接的连接目标(发送侧端子T、接收侧端子R)。在该连接目标中的发送侧端子T连接电流驱动器422,在接收侧端子R连接接收放大器424。
在由选择电路413选择的环形线圈产生的感应电压经由选择电路413及切换连接电路423向接收放大器424传送。接收放大器424将从环形线圈供给的感应电压放大,向检波器425及同步检波器429送出。
检波器425对于在环形线圈产生的感应电压即接收信号进行检波,向低域滤波器426送出。低域滤波器426具有远低于前述的频率f0的截止频率,将检波器425的输出信号转换成直流信号向取样保持电路427送出。取样保持电路427保持低域滤波器426的输出信号的规定的定时,具体而言接收期间中的规定的定时的电压值,向A/D(Analog to Digital)转换电路428送出。A/D转换电路428将取样保持电路427的模拟输出转换成数字信号,向处理控制部433输出。
另一方面,同步检波器429以来自振荡器421的交流信号对接收放大器424的输出信号进行同步检波,将与它们之间的相位差对应的等级的信号向低域滤波器430送出。giant低域滤波器430具有远低于频率f0的截止频率,将同步检波器429的输出信号转换成直流信号向取样保持电路431送出。该取样保持电路431保持低域滤波器430的输出信号的规定的定时的电压值,向A/D(Analog to Digital)转换电路432送出。A/D转换电路432将取样保持电路431的模拟输出转换成数字信号,向处理控制部433输出。
处理控制部433对位置检测装置400的各部进行控制。即,处理控制部433对于选择电路413处的环形线圈的选择、切换连接电路423的切换、取样保持电路427、431的定时进行控制。处理控制部433基于来自A/D转换电路428、432的输入信号,从X轴方向环形线圈组411及Y轴方向环形线圈组412以一定的发送持续时间(连续发送区间)发送电波。
通过从电子笔1发送(反馈)的电波而在X轴方向环形线圈组411及Y轴方向环形线圈组412的各环形线圈产生感应电压。处理控制部433基于在该各环形线圈产生的感应电压的电压值的等级来算出电子笔1的X轴方向及Y轴方向的指示位置的坐标值。而且,处理控制部433基于与发送的电波和接收的电波的相位差对应的信号的等级来检测笔压。
这样,在位置检测装置400中,通过处理控制部433对接近的电子笔1的位置进行检测。并且,通过对接收到的信号的相位进行检测而得到电子笔1的笔压值的信息。
并且,电子笔主体部3的细型化能够实现,因此能够将电子笔主体部3形成为与市售的圆珠笔的替芯取得互换性的结构。
在将电子笔主体部3形成为与市售的圆珠笔的替芯取得互换性的结构的情况下,具有电子笔1的壳体2能够沿用市售的圆珠笔的壳体的优点。即,可以取代圆珠笔的替芯,通过将该实施方式的电子笔主体部3收纳于圆珠笔的壳体而构成电子笔1。
[第一实施方式的变形例]
在上述的第一实施方式的例子中,芯体34由管部341和中芯部342构成,该中芯部342插通于该管部341的中空部341a内,并且一方的端部一端部侧的前端部342a构成笔尖,另一方的端部一端部342b构成向笔压检测部35传递笔压的笔压传递部。然而,芯体的结构并不局限于这样的结构。
<芯体的其他的第一例子>
图6是用于说明第一实施方式的电子笔1能够使用的其他的第一例子的芯体34A的结构例的图。
在该例子的芯体34A中,如图6(A)所示,管部使用与上述的第一实施方式的例子的管部341同样的结构的管部341A,但是中芯部的结构与上述的第一实施方式的例子不同。即,在该例子的芯体34A中,如图6(A)所示,中芯部342A被分离成笔尖侧部3421和笔压传递部3422,该笔尖侧部3421构成中芯部342A的一方的端部一端部侧的前端部,该笔压传递部3422向笔压检测部35传递笔压。在该例子中,笔尖侧部3421及笔压传递部3422都由树脂例如POM构成。需要说明的是,在笔尖侧部3421和笔压传递部3422中,可以使用材料不同的结构。例如,可以是笔尖侧部3421由POM构成,笔压传递部3422由具有弹性的树脂或具有弹性的硬质橡胶构成。
笔尖侧部3421由成为笔尖的前端部3421a和向管部341A插入的插入部3421b构成。并且,在该例子中,笔尖侧部3421的前端部3421a构成为,其外径选定得与管部341A的外径大致相等,并且前端具有炮弹型的曲面。而且,笔尖侧部3421的插入部3421b具有比管部341A的中空部341Aa的内径稍小的外径,并且在该插入部3421b形成有与管部341A的中空部341Aa的内径相等或比管部341A的中空部341Aa的内径稍大的直径的鼓出部3421c。
并且,如图6(B)所示,将笔尖侧部3421的插入部3421b在鼓出部3421c的部分处压入插入到管部341A的中空部341Aa内,由此将笔尖侧部3421结合并卡定于管部341A。需要说明的是,通过将笔尖侧部3421从管部341A拉拔而能够解除两者的结合。
另外,在该例子中,芯体34A的笔压传递部3422由与笔压检测部35嵌合的嵌合部3422a和向管部341A插入的插入部3422b构成。并且,在该例子中,笔压传递部3422的嵌合部3422a构成为,其外径选定得与管部341A的外径大致相等,并且前端具有与笔压检测部35嵌合的形状。而且,笔压传递部3422的插入部3422b具有比管部341A的中空部341Aa的内径稍小的外径,并且在该插入部3422b形成有与管部341A的中空部341Aa的内径相等或比管部341A的中空部341Aa的内径稍大的直径的鼓出部3422c。
并且,如图6(B)所示,将笔压传递部3422的插入部3422b在鼓出部3422c的部分处压入插入到管部341A的中空部341Aa内,由此将笔压传递部3422结合并卡定于管部341A。需要说明的是,通过将笔压传递部3422从管部341A拉拔而能够解除两者的结合。
如以上所述,如图6(B)所示,该例子的芯体34A通过将笔尖侧部3421和笔压传递部3422插入并卡定于管部341A而构成。因此,如该图6(B)所示,在该例子的芯体34A中,中芯部342A可以具有由笔尖侧部3421、笔压传递部3422、及两者之间的空气3423构成的结构。
并且,与上述的芯体34同样,该例子的芯体34A插通铁氧体芯32的贯通孔32d内,笔压传递部3422的嵌合部3422a与笔压检测部35嵌合,成为笔尖侧部3421的前端部3421a和管部341A的一部分从铁氧体芯32突出的状态而装配于电子笔1。因此,在使用该芯体34A的情况下,也与上述同样,电子笔1以电磁感应方式对位置检测传感器进行位置指示。
<芯体的其他的第二例子>
图7是表示第一实施方式的电子笔1能够使用的芯体的其他的第二例子的结构例的图。该芯体的其他的第二例子具有作为书写用具的毡笔的结构。
图7是用于说明其他的第二例子的芯体34B的结构例的剖视图。在该例子的芯体34B中,管部也使用与上述的第一实施方式的例子的管部341同样的结构的管部341B。并且,在该例子的芯体34B中,如图7所示,中芯部342B被分离成笔尖侧部3424和笔压传递部3425。
在该例子中,笔尖侧部3424由与管部341B的中空部341Ba的直径大致相等的直径的毛毡构成。并且,如图7所示,该笔尖侧部3424的一部分插入于管部341B的中空部341Ba,笔尖侧部3424卡定于管部341B。在这种情况下,在图7中,虽然图示省略,但也是在笔尖侧部3424的向管部341B的中空部341B插入的部分形成鼓出部,能够将笔尖侧部3424压入并插入于管部341B的中空部341B。
另外,笔压传递部3425由树脂构成,与上述的图6所示的芯体34A的笔压传递部3422同样地构成,且具备嵌合部3425a和插入部3425b。在图7中,虽然图示省略,但是在笔压传递部3425的插入部3425b设有与笔压传递部3422的鼓出部3422c同样的鼓出部。并且,与上述的图6所示的芯体34A的笔压传递部3422同样,向管部341B的中空部341Ba内插入笔压传递部3425的插入部3425b,笔压传递部3425相对于管部341B卡定。
并且,在该例子的芯体34B中,在管部341B的笔尖侧部3424与笔压传递部3425之间装填有毡笔用的凝胶状墨水材料3426。因此,如图7所示,该例子的芯体34B的中芯部342B具有由笔尖侧部3424、笔压传递部3425、及两者之间的凝胶状墨水构件3426构成的结构。
并且,与上述的芯体34A同样,该例子的芯体34B插通铁氧体芯32的贯通孔32d内,笔压传递部3425的嵌合部3425a与笔压检测部35嵌合,成为笔尖侧部3424的前端部3424a和管部341B的一部分从铁氧体芯32突出的状态而装配于电子笔1。因此,在使用该芯体34B的情况下,也与上述同样,电子笔1以电磁感应方式对位置检测传感器进行位置指示。
此外,在该气体的第二例子的芯体34B中,凝胶状墨水构件3426浸透至由毛毡构成的笔尖侧部3424的前端部3424a。因此,在装配有该芯体34B的电子笔1的使用时,使笔尖侧部3424的前端部3424a与用纸接触而描绘轨迹,由此与所谓毡笔同样,能够描绘文字或图画。因此,如果在位置检测传感器上放置用纸,通过电子笔1描绘文字或图画,则该描绘文字或图画残留于用纸,并且通过位置检测传感器检测该描绘的文字或图画的轨迹,其坐标数据由位置检测装置得到。
需要说明的是,在图7的例子中,在芯体34B安装笔压传递部3425,但是通过将芯体34B的管部341B的与笔尖侧部3424相反的一侧兼用作笔压传递部,也可以省略笔压传递部3425。
<芯体的其他的第三例子>
图8是表示第一实施方式的电子笔1能够使用的芯体的其他的第三例子的结构例的图。该芯体的其他的第三例子具有作为书写用具的圆珠笔的结构。
图8是用于说明其他的第三例子的芯体34C的结构例的剖视图。在该例子的芯体34C中,管部也使用与上述的第一实施方式的例子的管部341同样的结构的管部341C。并且,在该例子的芯体34B中,笔尖侧部3427具备与圆珠笔的笔尖同样的结构,由前端部3427a和插入部3427b构成,在前端部3427a的前端埋入有滚珠3427c。
该笔尖侧部3427的插入部3427b具有与管部341C的中空部341Ca的直径大致相等或比管部341C的中空部341Ca的直径稍小的直径,并且虽然在图8中省略图示,但是具有鼓出部。并且,该插入部3427b插入到管部341C的中空部341Ca内,笔尖侧部3427卡定于管部341C。
并且,在管部341C的中空部341Ca内填充圆珠笔用的墨水液3428。并且,在该例子的芯体34C中,管部341C的与笔尖侧部3427相反的一侧兼用作笔压传递部3429。需要说明的是,当然在管部341C的与笔尖侧部3427相反的一侧也可以嵌合并设置与图7所示的芯体34B的笔压传递部3425同样的笔压传递部。
如图8所示,该例子的芯体34C的中芯部342C具有由笔尖侧部3427、笔压传递部3429、及两者之间的圆珠笔用墨水液3428构成的结构。
并且,与上述的芯体34A同样,该例子的芯体34C插通铁氧体芯32的贯通孔32d内,笔压传递部3429与笔压检测部35嵌合,成为笔尖侧部3427的前端部3427a和管部341C的一部分从铁氧体芯32突出的状态而装配于电子笔1。因此,即使在使用该芯体34C的情况下,也与上述同样,电子笔1以电磁感应方式对位置检测传感器进行位置指示。
此外,在该其他的第三例子的芯体34C中,圆珠笔用墨水液3428浸透至笔尖侧部3427的前端部3427a的滚珠3427c。因此,在装配有该芯体34C的电子笔1的使用时,使笔尖侧部3427的前端部3427a与用纸接触而描绘轨迹,由此与圆珠笔同样,能够描绘文字或图画。因此,如果在位置检测传感器上放置用纸,通过电子笔1描绘文字或图画,则该描绘文字或图画残留于用纸,并且通过位置检测传感器检测该描绘的文字或图画,其坐标数据由位置检测装置得到。
需要说明的是,在上述的其他的第一~第三例子的芯体34A~34C中,中芯部342A~342C的与笔尖侧相反的一侧的笔压传递部3422、3425、3429构成与笔压检测部35嵌合的嵌合部,但是也可以设置与笔压检测部35嵌合的其他构件的按压构件,中芯部342A~342C的笔压传递部3422、3425、3429与该按压构件嵌合,将向芯体34的前端施加的笔压经由按压构件传递给笔压检测部35。
[第二实施方式]
以上是在电磁感应方式的电子笔的情况下适用了本发明的情况。然而,本发明也可以适用于静电电容方式的电子笔的例子的主动式静电笔。在以下说明的第二实施方式的电子笔中,卷绕于铁氧体芯的线圈成为对信号发送电路的电源进行充电的充电电路的一部分。
图9是表示第二实施方式的电子笔的例子的静电方式触控笔1D的位置指示部的内部构造的图。图10是该第二实施方式的电子笔的例子的静电方式触控笔1D的电路结构图。在图9和图10中,同一结构要素由同一符号表示。
在该第二实施方式的静电方式触控笔1D中,芯体34D的结构及包含铁氧体芯32D的部分的笔尖侧的结构与使用图1~图4说明的第一实施方式相同。但是,在该第二实施方式的静电方式触控笔1D中,设为未使用电子笔主体部的结构。
即,铁氧体芯32D具备轴芯方向的贯通孔32Da,并且在该铁氧体芯32D局部性地卷绕线圈31D。并且,与第一实施方式同样,铁氧体芯32D在其轴芯方向上形成有卷绕线圈31D的线圈卷绕部32Da,并且在笔尖侧形成第一线圈非卷绕部32Db,在笔尖侧的相反侧形成第二线圈非卷绕部32Dc。
并且,在该第二实施方式中,芯体34D设为与图3及图4所示的芯体34同样的结构,但是设为具有导电性的结构。即,虽然详细的图示省略,但是芯体34D具备与芯体34的管部341同样的结构,具备管部和中芯部,该管部由具有导电性的金属构成,该中芯部是与芯体34的中芯部342同样的结构并且由导体例如混入有导电性金属或导电性粉末的硬质树脂构成。因此,在该第二实施方式中,芯体34D具有导电性,因此在以下的说明中,将芯体34D称为电极芯34D。
与第一实施方式的情况同样,该电极芯34D插通铁氧体芯32D的贯通孔32Dd,并与笔压检测部35D嵌合。笔压检测部35D在静电方式触控笔1D的壳体内,设置在与铁氧体芯32D结合而设置的筒状体部内,成为可变电容电容器的结构。电极芯34D一体地构成有信号送出用的电极和与作为可变电容电容器的结构的笔压检测部35D嵌合的按压体。
需要说明的是,在图9中,虽然省略图示,但是在静电方式触控笔1D的壳体内配置印制基板,该印制基板搭载有通过电极芯34D向外部送出的信号发送电路。电极芯34D在与笔压检测部35D嵌合时,通过连接线39而与印制基板的信号发送电路连接。接下来,说明该静电方式触控笔1D的电路结构。
在图10中,51是双电荷层电容器,52是整流用二极管,53是电压变换电路,54是该例子的构成信号发送电路的振荡电路。如图10所示,在该例子中,线圈31D的一端连接于二极管52的阳极,另一端接地(GND)。而且,双电荷层电容器51的一端连接于二极管52的阴极,另一端接地。
电极芯34D将卷绕有线圈31D的铁氧体芯32D的贯通孔32Dd贯通,与构成可变电容电容器的笔压检测部35D物理性地结合(卡合),并且在电极芯34D与构成可变电容电容器的笔压检测部35D的所述结合部处与连接线39电连接。连接线39将电极芯34D与振荡电路54电连接。因此,通过电极芯34D与构成可变电容电容器的笔压检测部35D的所述物理性的结合而向电极芯34D施加的压力(笔压)传递给笔压检测部35D,并且经由连接线39将来自振荡电路54的发送信号从电极芯34D发送。
振荡电路54产生根据笔压检测部35D的可变电容电容器的电容而频率变化的信号,并将该产生的信号向电极芯34D供给。来自振荡电路54的信号从电极芯34D作为基于该信号的电场而放射。振荡电路54由例如利用了基于线圈和电容器的谐振的LC振荡电路构成。在检测该实施方式的电子笔的例子的静电方式触控笔1D的坐标位置的平板中,由该信号的频率能够求出向电极芯34D施加的笔压。
电压变换电路53将蓄积于双电荷层电容器51的电压变换成一定的电压而作为振荡电路54的电源进行供给。该电压变换电路53可以是比双电荷层电容器51的两端的电压低的降压类型的结构,也可以是比双电荷层电容器51的两端的电压高的升压类型的结构。而且,还可以是在双电荷层电容器51的两端的电压比所述一定的电压高的情况下作为降压电路进行动作,在比所述一定的电压低的情况下作为升压电路进行动作的升降压类型的结构。
在将该实施方式的静电方式触控笔1D装配于未图示的充电器时,通过充电器产生的交变磁场而在线圈31D产生感应电动势,经由二极管52对双电荷层电容器51进行充电。
在该实施方式的静电方式触控笔1D进行通常动作时(未进行充电动作时),线圈31D成为固定电位(在该例子中为接地电位(GND)),因此作为设置在电极芯34D的周围的屏蔽电极发挥作用。需要说明的是,静电方式触控笔1D进行通常动作时的线圈31D的固定电位并不局限于接地电位,可以是电源的正侧电位,也可以是电源的正侧电位与接地电位的中间的电位。
根据上述的第二实施方式的电子笔的例子的静电方式触控笔1D,以将充电用的线圈31D贯通的方式配置了电极芯34D,因此起到
·将施加于电极芯34D的笔压没有阻碍地传递给笔压检测部35D,
·能够增大充电用的线圈31D的截面积,因此能够高速且效率良好地进行充电,
·能够将充电用的线圈31D和电极芯34D配置于狭窄的空间,能够较细地制作静电方式触控笔,
这样的效果。
另外,根据上述的第二实施方式的电子笔的例子的静电方式触控笔1D,在不是充电动作时的通常动作时,充电用的线圈31D作为屏蔽电极发挥作用,因此即使用手握持静电方式触控笔1D的壳体2,也不会对电极芯34D输出的信号造成影响。
另外,根据上述的第二实施方式的电子笔的例子的静电方式触控笔1D,由于在电极芯34D的周围设置了非接触充电用的线圈31D,因此能够进行基于笔架形状的充电器的非接触充电,能够实现操作性良好的静电方式触控笔。
图11是用于说明接收来自第二实施方式的电子笔的例子的静电方式触控笔1D的信号,检测传感器上的位置并检测笔压的位置检测装置700的框图。
如图11所示,该实施方式的位置检测装置700由传感器710和与该传感器710连接的笔检测电路720构成。在该例子中,虽然剖视图省略,但传感器710是从下层侧依次将第一导体组711、绝缘层(图示省略)、第二导体组712层叠而形成的结构。第一导体组711是例如将沿横向(X轴方向)延伸的多个第一导体711Y1、711Y2、…、711Ym(m为1以上的整数)相互分离规定间隔而并列地沿Y轴方向配置的结构。
另外,第二导体组712是将沿着与第一导体711Y1、711Y2、…、711Ym的延伸方向交叉的方向在该例子中为正交的纵向(Y轴方向)延伸的多个第二导体712X1、712X2、…、712Xn(n为1以上的整数)相互分离规定间隔而并列地沿X轴方向配置的结构。
这样,在位置检测装置700的传感器710中,具备使用使第一导体组711与第二导体组712交叉而形成的传感器图案而对静电方式触控笔1D指示的位置进行检测的结构。
需要说明的是,在以下的说明中,关于第一导体711Y1、711Y2、…、711Ym,在不需要区分各个导体时,将该导体称为第一导体711Y。同样,关于第二导体712X1、712X2、…、712Xn,在不需要区分各个导体时,将该导体称为第二导体712X。
笔指示检测电路720包括作为与传感器710的输入输出接口的选择电路721、放大电路722、带通滤波器723、检波电路724、取样保持电路725、AD(Analog to Digital)转换电路726、控制电路727。
选择电路721基于来自控制电路727的控制信号,从第一导体组711及第二导体组712之中选择1个导体711Y或712X。通过选择电路721选择的导体与放大电路722连接,来自静电方式触控笔1D的信号由选择的导体检测而由放大电路722放大。该放大电路722的输出向带通滤波器723供给,仅提取从静电方式触控笔1D发送的信号的频率的成分。
带通滤波器723的输出信号由检波电路724检波。该检波电路724的输出信号向取样保持电路725供给,通过来自控制电路727的取样信号,以规定的定时进行了取样保持之后,由AD转换电路726转换成数字值。来自AD转换电路726的数字数据由控制电路727读取、处理。
控制电路727通过存储于内部的ROM中的程序,以向取样保持电路725、AD转换电路726及选择电路721分别送出控制信号的方式进行动作。并且,控制电路727根据来自AD转换电路726的数字数据,算出由静电方式触控笔1D指示的传感器710上的位置坐标,并检测由笔压检测部35D检测到的笔压。
即,控制电路727例如首先将依次选择第二导体712X1~712Xn的选择信号向选择电路721供给,在第二导体712X1~712Xn的各自的选择时,读取从AD转换电路726输出的数据作为信号等级。并且,如果第二导体712X1~712Xn的全部的信号等级未到达规定值,则控制电路727判断为静电方式触控笔1D不在传感器710上,重复进行依次选择第二导体712X1~712Xn的控制。
在从第二导体712X1~712Xn中的任一个检测到规定值以上的等级的信号的情况下,控制电路720对检测到最高的信号等级的第二导体712X的编号及其周边的多个第二导体712X进行存储。并且,控制电路727对选择电路721进行控制,依次选择第一导体711Y1~711Ym,读取来自AD转换电路726的信号等级。此时,控制电路727对于检测到最大的信号等级的第一导体711Y及其周边的多个第一导体711Y的编号进行存储。
并且,控制电路727根据如以上所述存储的检测到最大的信号等级的第二导体712X的编号及第一导体711Y的编号和其周边的多个多个第二导体712X及第一导体711Y,来检测通过静电方式触控笔1D指示的传感器710上的位置。
控制电路727还检测来自AD转换电路726的信号的频率,根据该检测到的频率,来检测由笔压检测部35D检测的笔压值。即,如前所述,静电方式触控笔1D的振荡电路54的振荡频率成为与由笔压检测部35D构成的可变电容电容器的静电电容对应的频率。控制电路727具备例如静电方式触控笔1D的振荡电路54的振荡频率与笔压值的对应表格的信息,根据该对应表格的信息,来检测笔压值。
需要说明的是,在上述的第二实施方式中,静电方式触控笔1D将由笔压检测部35D检测的笔压转换成频率向电极芯34D供给,但是作为与笔压对应的信号属性,并不局限于频率,也可以使笔压与信号的相位或信号的断续次数等对应。
[第二实施方式的变形例]
上述的实施方式的静电方式触控笔1D的芯体34D设为与图3及图4所示的芯体34同样的结构,但也可以设为与图6、图7及图8所示的其他的例子的芯体34A、34B、34C同样的结构。
在将芯体34D设为与芯体34A、34B同样的结构的情况下,笔尖侧部与笔压传递部成为分体的结构,但是上述的笔尖侧部和笔压传递部由例如混入有导电性金属或导电性粉末的硬质树脂等的具有导电性的构件构成,插入嵌合而结合于导电金属制的管部。需要说明的是,在将芯体34D设为与芯体34C同样的结构的情况下,笔压传递部兼用作由导电性金属构成的管部,因此未必作为笔压传递部而非要由导电性的构件构成是不言自明的。
在上述的第二实施方式中,使用充电式的双电荷层电容器作为信号发送电路的电源,并使用卷绕于铁氧体芯的线圈作为充电能量的接收用元件。然而,也可以在静电方式触控笔1D的壳体形成充电用电极,通过该电极对双电荷层电容器等充电元件进行充电,或者使用更换式的二次电池作为信号发送电路的电源。这种情况下,静电方式触控笔1D可以不使用卷绕于铁氧体芯的线圈,芯体34D可以不是插通铁氧体芯的贯通孔的结构。
另外,在上述的第二实施方式的说明中,信号发送电路设为振荡电路的结构,但也可以是对振荡信号进行ASK(Amplitude Shift Keying)调制或产生扩频码的电路。
[其他的实施方式或变形例]
在上述的实施方式中,笔压检测部使用了根据笔压而静电电容可变的可变电容电容器,但只要是使谐振电路的谐振频率变化的变化元件即可,当然也可以是电感值或电阻值可变的结构。
另外,在上述的实施方式中,在电子笔主体部设置了笔压检测部,但也可以取代笔压检测部,设置根据向电子笔主体部的芯体施加的压力而接通的开关,在该开关接通时,谐振电路进行动作或者振荡电路开始振荡。而且,可以对于由笔压检测部检测的压力来设置阈值,在由笔压检测部检测到的压力超过阈值时,谐振电路进行动作或振荡电路开始振荡。
另外,在上述的实施方式中,电子笔主体部设为与市售的圆珠笔的替芯相同尺寸,能够实现电子笔1、1M的壳体与市售的圆珠笔的壳体的互换性,但是当然也可以不考虑与市售的圆珠笔的替芯的互换性而构成细型化的电子笔主体部。
另外,在上述的第一实施方式中,设为使用顶敲凸轮机构而顶敲式地使电子笔主体部向壳体内进出的结构,但是并不局限于这样的顶敲式的结构,可以是简单地将电子笔主体部收纳于壳体内的方式的电子笔。
另外,在上述的第一~第二实施方式的电子笔中,作为由线圈31和电容器构成的谐振电路中的谐振频率的变化或振荡信号的频率的变化,将由笔压检测部35、35A检测到的笔压的信息向位置检测装置发送,但是作为谐振频率的变化或振荡信号的频率的变化而向位置检测装置发送的信息并不局限于笔压的信息。例如,可以将通过检测电子笔主体部相对于传感器面(指示输入面)的倾斜的倾斜检测传感器检测到的倾斜作为谐振频率的变化或振荡信号的频率的变化进行发送。
需要说明的是,在上述的说明中,在第二实施方式中,未设为使用了电子笔主体部的盒式的结构,但是在第二实施方式中,也可以设为使用了电子笔主体部的盒式的结构。而且,反之,在第一实施方式中,设为使用了电子笔主体部的盒式的结构,但是在该第一实施方式的电磁感应方式的电子笔中,也可以是不设为使用了电子笔主体部的盒式的结构。
符号说明
1、1D…电子笔,2…壳体,3…电子笔主体部,4…顶敲凸轮机构,6…市售的圆珠笔的替芯,31…线圈,32、32D…铁氧体芯,33…筒状体部,34、34A、34B、34C、34D…芯体,35、35D…笔压检测部,341…管部,342…中芯部,342a…中芯部342的一方的端部一端部(笔尖),342b…中芯部342的另一方的端部一端部(笔压传递部)。
Claims (14)
1.一种电子笔,其特征在于,具有:
在一方具有开口部的筒状的壳体;
芯体,收纳于所述壳体,且前端从所述开口部突出;及
笔压检测部,检测向所述芯体施加的笔压,
所述芯体具备中芯部和管部,
所述中芯部插入于所述管部的中空部,以至少前端部从所述管部的轴芯方向的一方的端部突出的状态相对于所述管部卡定,
所述中芯部的前端部作为所述芯体的前端,并且在所述中芯部的前端部从所述壳体的所述开口部突出时,所述管部的一部分也从所述开口部突出,
所述芯体能够根据施加于所述中芯部的前端部的笔压而在所述管部的侧面与所述开口部对向的状态下在所述筒状的壳体的轴芯方向上滑动,从而将施加的所述笔压经由所述管部向所述笔压检测部传递,
在所述壳体内,在所述开口部的附近设置有卷绕有线圈的磁性体芯,
在所述磁性体芯形成有贯通孔,
所述芯体插通所述磁性体芯的贯通孔,所述前端从所述开口部突出,并且所述芯体的与所述前端相反的一侧贯通所述磁性体芯而突出,将施加于所述芯体的前端的笔压经由所述管部向所述笔压检测部传递,
在所述芯体的前端从所述开口部突出时,所述磁性体芯的一部分也从所述开口部突出。
2.根据权利要求1所述的电子笔,其特征在于,
在所述芯体的所述管部的所述轴芯方向的另一方的端部设有笔压传递部,
所述笔压传递部从所述管部的所述轴芯方向的端部突出,用于向所述笔压检测部传递笔压,由与所述管部不同的材料构成,
所述中芯部具备所述前端部和所述笔压传递部。
3.根据权利要求2所述的电子笔,其特征在于,
所述中芯部由一体地具备所述前端部和所述笔压传递部的构件构成。
4.根据权利要求2所述的电子笔,其特征在于,
所述中芯部在所述前端部与所述笔压传递部之间具备空气或凝胶或液体。
5.根据权利要求1所述的电子笔,其特征在于,
所述管部由刚性比所述中芯部大的构件构成。
6.根据权利要求1所述的电子笔,其特征在于,
所述管部由金属构成。
7.根据权利要求1所述的电子笔,其特征在于,
所述中芯部能够相对于所述管部插入脱离且能够更换。
8.根据权利要求4所述的电子笔,其特征在于,
所述前端部及/或所述笔压传递部能够相对于所述管部插入脱离且能够更换。
9.根据权利要求2~4中任一项所述的电子笔,其特征在于,
所述中芯部的所述前端部及/或所述笔压传递部由树脂材料构成。
10.根据权利要求1所述的电子笔,其特征在于,
从所述开口部突出的所述磁性体芯为没有卷绕所述线圈的部分。
11.根据权利要求1或10所述的电子笔,其特征在于,
从所述磁性体芯的贯通孔突出的所述芯体的前端由所述中芯部的前端部及所述管部的一部分构成。
12.根据权利要求10所述的电子笔,其特征在于,
所述电子笔具有在卷绕于所述磁性体芯的所述线圈上并联地连接电容器而成的谐振电路,通过利用所述谐振电路以电磁感应方式与位置检测传感器耦合而进行位置指示。
13.根据权利要求11所述的电子笔,其特征在于,
所述电子笔具有在卷绕于所述磁性体芯的所述线圈上并联地连接电容器而成的谐振电路,通过利用所述谐振电路以电磁感应方式与位置检测传感器耦合而进行位置指示。
14.根据权利要求1所述的电子笔,其特征在于,
所述电子笔具备信号发送电路,
所述管部由导电性金属构成,并且构成所述芯体的前端的所述中芯部的前端部由具有导电性的材料构成,
将来自所述信号发送电路的信号通过所述管部及所述中芯部的前端部进行发送。
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