JP2005019583A - 可変容量コンデンサ、及び、位置指示器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ペンタブレットの位置指示器に用いる可変容量コンデンサの構造を、より小型化に適したものとする。
【解決手段】上面に電極５１１が形成された誘電体５１と、導電ゴム５２とを備えた可変容量コンデンサ５０において、フレキシブル基板６０によって電極５１１及び導電ゴム５２への配線を行う。フレキシブル基板６０の、穴６１１及び導電ゴム用端子６１２が形成されたスペーサ部６１と、はんだ用端子６３１が形成された誘電体接続部６３とによって、誘電体５１の上面と下面を挟みこみ、はんだ用端子６３１にはんだ付けを行い、さらに導電ゴム５２を導電ゴム用端子６１２に当接させると、可変容量コンデンサ５０の組み立て及び電極５１１と導電ゴム５２への配線が完了する。
【選択図】 図４
【解決手段】上面に電極５１１が形成された誘電体５１と、導電ゴム５２とを備えた可変容量コンデンサ５０において、フレキシブル基板６０によって電極５１１及び導電ゴム５２への配線を行う。フレキシブル基板６０の、穴６１１及び導電ゴム用端子６１２が形成されたスペーサ部６１と、はんだ用端子６３１が形成された誘電体接続部６３とによって、誘電体５１の上面と下面を挟みこみ、はんだ用端子６３１にはんだ付けを行い、さらに導電ゴム５２を導電ゴム用端子６１２に当接させると、可変容量コンデンサ５０の組み立て及び電極５１１と導電ゴム５２への配線が完了する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変容量コンデンサ、及び、この可変容量コンデンサを利用した位置指示器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータ用の入力デバイスとして、ペン型の位置指示器とタブレットとが組み合わされたペンタブレットが広く普及している。
ペンタブレットは、タブレットと位置指示器との間で電波を送受信することにより、位置指示器による指定位置を検出する。すなわち、タブレットのループコイルから所定の電波を送信し、この電波を位置指示器が内蔵する同調回路によって受信し、受信した電波に基づいて位置指示器の同調回路から所定の電波を発信し、この電波をタブレットのループコイルで受信する。これをタブレットの複数のループコイルについて繰り返し実行することにより、位置指示器によって指定された位置が検出される。
【０００３】
また、位置指示器が内蔵する同調回路は、ペン先に相当する芯体の変位に応じて容量が変化する可変容量コンデンサを含んでおり、位置指示器のペン先を変位させる操作が行われると、可変容量コンデンサの容量の変化に伴って同調回路の同調周波数が変化するようになっている。従って、同調回路の同調周波数の変化をタブレット側で検出することにより、位置指示器による指定位置とともに、該位置における位置指示器の操作状態を検出できる。
【０００４】
本出願人は、これまでペンタブレットに係る種々の提案をなしており、上記の可変容量コンデンサについても多数の提案を行ってきた（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２７５２８３号公報
【０００６】
以下、従来の可変容量コンデンサの一例として、特許文献１に開示した可変容量コンデンサについて説明する。
図１０は可変容量コンデンサの構成を示す要部断面図である。図１０に示す可変容量コンデンサは、誘電体１０１を、誘電体１０１の上面に形成されたベース状の第１の電極１０２と、誘電体１０１の下面側に配設された第２の電極１０４とで挟んだ構成となっている。第１の電極１０２には端子１０５が接続され、第２の電極１０４にはピン形状の端子１０６が接続されており、この可変容量コンデンサは、端子１０５及び端子１０６を介して図示しないコンデンサやコイル等と接続され、同調回路の一部をなしている。
【０００７】
誘電体１０１および第１の電極１０２は、ハウジング１０７により固定され、誘電体１０１と第２の電極１０４との間にはスペーサ１０３が挟まれていて、スペーサ１０３の厚み分に相当する空間が形成されている。
さらに、第２の電極１０４の下方には、芯体１１１及びキャップ体１１２からなる押圧体１１０が位置している。
押圧体１１０は、図１０の可変容量コンデンサを内蔵する位置指示器の先端から突出する芯体１１１と、芯体１１１の基端部に組み付けられたキャップ体１１２とから構成され、キャップ体１１２は第２の電極１０４に当接している。
【０００８】
上記位置指示器の操作時には、芯体１１１がタブレットの操作面に押しつけられ、押圧体１１０から第２の電極１０４に対して、図中上方向に押圧力が加わる。第２の電極１０４は導電ゴム等の可撓性を有する材料で構成されているので、押圧体１１０からの圧力によって変形し、誘電体１０１側へ接近する。これにより、誘電体１０１と第２の電極１０４との間に形成された空気層が薄くなる。さらに、押圧体１１０からの圧力が大きい場合は、第２の電極１０４は大きく変形して誘電体１０１に接触する。
【０００９】
上記位置指示器の非操作状態において、可変容量コンデンサの容量は、誘電体１０１の容量と、誘電体１０１と第２の電極１０４との間の空気層による容量との合成容量となり、小さな値である。ここで、第２の電極１０４が誘電体１０１に接近すると、空気層が薄くなることによって可変容量コンデンサの容量が増大し、さらに、第２の電極１０４が誘電体１０１に接触すると、可変容量コンデンサの容量はほぼ誘電体１０１の容量に等しくなる。つまり、図１０の可変容量コンデンサは、上記位置指示器の操作によって容量値が漸増するようになっている。
【００１０】
さらに、図１０の可変容量コンデンサの容量値が変化すると、この可変容量コンデンサを含む上記同調回路の同調周波数が変化する。この同調周波数の変化をタブレット側で検出すれば、位置指示器の操作状態を検出することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ペンタブレットの適用範囲は大幅に拡大され、据え置き型のコンピュータだけでなくＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型機器にも搭載されるようになった。これに伴い、位置指示器にも一層の小型化が求められているが、図１０に示すように、従来の可変容量コンデンサには小型の部品が多数用いられている。従って、位置指示器の小型化を実現しようとすると可変容量コンデンサの部品を微小化せざるを得ず、組み立て工程の複雑化が懸念される。このため、容易に小型化が可能な可変容量コンデンサが求められていた。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ペンタブレットの位置指示器に用いる可変容量コンデンサにおいて、より小型化に適した構造を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明の可変容量コンデンサは、電極が形成された誘電体と、前記誘電体と所定の間隔をおいて配設された導体と、前記誘電体と前記導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させる押圧手段とを備えた可変容量コンデンサにおいて、前記誘電体の電極に導通する第１のラインと、前記導体に導通する第２のラインとを含む配線パターンが形成された可撓性を有する配線材を含んで構成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、押圧手段によって誘電体と導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させることにより、容量を変化させる可変容量コンデンサにおいて、誘電体の電極及び導体への配線を、可撓性を有する配線材を用いて簡単に行うことができる。
ここで、可撓性を有する配線材とは、可撓性に富み、折り曲げ加工を施したり屈曲させたりすることが可能な配線用部材であって、例えば、フレキシブル基板、フレキシブルケーブル、或いはフラットケーブル等が挙げられる。これらは、例えばポリイミド樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂、架橋ポリエチレン樹脂等の樹脂製のフィルムを積層し、フィルム間に、メッキ軟銅やカーボン等の導体によって配線パターンを形成したものである。なお、上記配線材のうち、ポリイミド樹脂を用いたフレキシブル基板、フレキシブルケーブル及びフラットケーブルは、耐熱性が高いので、はんだ付け加工を行う場合には特に好適である。
【００１５】
可変容量コンデンサの配線に可撓性を有する配線材を用いれば、一つまたは少数の配線材によって配線を済ませることができるので、可変容量コンデンサの組み立て作業を簡単にすることが可能となる。特に、可変容量コンデンサを小型化するために誘電体や導体を非常に小さく形成した場合は、微小な配線部材を排することができる。さらに、誘電体の電極と導体への配線を別々に行う場合に比べて、配線に用いる部品点数を大幅に減少させ、組み立て工程を減らすことができる。また、上記配線材、すなわちフレキシブル基板、フレキシブルケーブル或いはフラットケーブル等は大量生産に適しており、微小な配線部材を用いる場合に比べて生産効率の向上とコスト低減を図ることができる。
【００１６】
このように、請求項１記載の発明によれば、可変容量コンデンサにおける配線部材として可撓性を有する配線材を用いることにより、部品点数の削減による組み立て工程の削減、組み立て作業の簡略化によって、小型化に適した構造の可変容量コンデンサを提供できる。また、部品生産効率の向上と低コスト化をも実現できる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の可変容量コンデンサにおいて、前記配線材は、前記誘電体と前記導体との間に挟まれて前記誘電体と前記導体とを離隔させるスペーサ部を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、可撓性を有する配線材が誘電体と導体とを離隔させるスペーサをも兼ねるので、部品点数をより少なくすることができる。また、上記配線材が可撓性を有することから、スペーサ部を設けることで組み立て作業が難しくなるといったことは無い。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の可変容量コンデンサにおいて、前記導体は、前記誘電体の前記電極が形成された面とは異なる側に対向して配設されており、前記配線材は、前記誘電体の電極が形成された面に当接する平面部を有し、前記平面部において前記第１のラインと前記誘電体の電極とが接続されることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明の可変容量コンデンサは、可撓性を有する配線材の平面部とスペーサ部とによって誘電体を挟み、スペーサ部に導体を当接させた構成である。上記配線材が可撓性を有するので、誘電体を挟み込む形状に加工することは極めて容易で、組み立て作業は非常に簡単であり、より一層の部品点数の削減と組み立て作業の簡略化とを実現できる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の可変容量コンデンサにおいて、前記配線材の前記スペーサ部に、前記第２のラインに導通する端子が、前記導体に接触する位置に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、可撓性を有する配線材によって誘電体を挟んだ状態で導体をスペーサ部に接触させることで導体への配線が済むので、より一層の部品点数の削減と組み立て作業の簡略化とを実現できる。
【００２３】
請求項５記載の発明の可変容量コンデンサは、誘電体と、前記誘電体の同一面に互いに離隔して配設された二つの電極と、前記誘電体と所定の間隔をおいて配設された導体と、前記誘電体と前記導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させる押圧手段とを備えた可変容量コンデンサにおいて、前記二つの電極に各々導通する二本のラインを含む配線パターンが形成された可撓性を有する配線材を含んで構成されることを特徴とする。
【００２４】
ここで、可撓性を有する配線材とは、可撓性に富み、折り曲げ加工を施したり屈曲させたりすることが可能な配線用部材であって、例えば、上述したフレキシブル基板、フレキシブルケーブル、或いはフラットケーブル等が挙げられる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、押圧手段によって誘電体と導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させることにより、容量を変化させる可変容量コンデンサにおいて、可変容量コンデンサの配線に可撓性を有する配線材を用いることで、配線に用いる部材を少なくすることができ、部品点数の減少によって組み立て工程を減らすことができる。すなわち、部品点数の削減による組み立て工程の削減、組み立て作業の簡略化によって、小型化に適した構造の可変容量コンデンサを提供できる。また、部品生産効率の向上と低コスト化をも実現できる。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の可変容量コンデンサにおいて、前記配線材は、前記誘電体と前記導体との間に挟まれて前記誘電体と前記導体とを離隔させるスペーサ部を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項６記載の発明によれば、可撓性を有する配線材が誘電体と導体とを離隔させるスペーサをも兼ねるので、部品点数をより少なくすることができる。また、上記配線材が可撓性を有するので、スペーサ部を設けることで組み立て作業が難しくなるといったことは無い。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の可変容量コンデンサにおいて、前記配線材は、前記誘電体の電極が形成された面に当接する平面部を有し、前記平面部において前記二本のラインと前記二つの電極とが各々接続されることを特徴とする。
【００２９】
請求項７記載の発明によれば、可撓性を有する配線材の平面部とスペーサ部とによって誘電体を挟み、スペーサ部に導体を当接させた構成である。上記配線材は可撓性を有するので、誘電体を挟み込む形状に加工することは極めて容易で、組み立て作業は非常に簡単であり、より一層の部品点数の削減と組み立て作業の簡略化とを実現できる。
【００３０】
請求項８記載の発明の位置指示器は、請求項１から７のいずれかに記載の可変容量コンデンサを回路素子の一部とする同調回路を備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項８記載の発明によれば、少ない部品数と簡単な組み立て作業によって製造可能で、容易に小型化が可能な可変容量コンデンサを用いて、位置指示器を小型化することができる。
【００３２】
また、請求項９記載の発明は、請求項８記載の位置指示器において、前記同調回路を収容する中空のペン筐体と、前記ペン筐体の先端から突出しており、当該位置指示器の操作時に押圧力を受ける芯とを備え、前記可変容量コンデンサが、前記芯に加わる押圧力によって前記導体が前記誘電体に向かう方向に押圧力を受ける位置に配設されたことを特徴とする。
【００３３】
請求項９記載の発明によれば、位置指示器の操作時に、芯に加わる押圧力によって導体が押圧力を受け、可変容量コンデンサを含む同調回路の同調周波数が変化するので、この変化を検出することによって位置指示器の操作状態を容易に検出できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００３５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における位置指示器１の構成を示す一部破断平面図である。
【００３６】
図１に示す位置指示器１は、ペン筐体１１の内部に、回路基板２１、押圧手段としての押圧体４０、及び、可変容量コンデンサ５０等の各部を収容したものである。
ペン筐体１１は一般的な筆記具様の形状を有する中空の筒であり、先端部分が先細り形状となっていて、最先端部分には後述する芯４１を貫通させるための孔が穿設されている。なお、以下の説明においては、ペン筐体１１の先端に近い方を「先端側」とし、ペン筐体１１の基端に近い方を「基端側」と呼ぶ。
【００３７】
ペン筐体１１の内部においては、所定の配線パターンが形成された略長方形の回路基板２１が、基板ホルダ３１によって固定されている。基板ホルダ３１は、回路基板２１の先端側及び基端側の端部をペン筐体１１の内面に係止する樹脂製または金属製の部材である。
回路基板２１の先端側には、基板ホルダ３１を挟んで可変容量コンデンサ５０が配置されており、さらに可変容量コンデンサ５０の先端側には押圧体４０が配置され、回路基板２１と押圧体４０との間に可変容量コンデンサ５０が挟まれた構成となっている。
【００３８】
押圧体４０は、芯４１と、フェライトコア４２と、フェライトコア４２の側面に巻き回されたコイル４３と、芯４１に取り付けられたキャップ４４とを備える。芯４１は、合成樹脂、金属またはセラミック製の軸状部材であり、先端部分がペン筐体１１の最先端部に穿設された孔から突出している。フェライトコア４２は、長手方向に貫通する孔（図示略）が形成された筒状部材であり、その先端は、ペン筐体１１の内面の先端部近傍まで達している。フェライトコア４２の孔には芯４１が移動可能に挿通され、芯４１の基端部はフェライトコア４２の基端側から突出し、キャップ４４が被せられている。
【００３９】
また、ペン筐体１１の内部においては、フェライトコア４２の基端部とキャップ４４との間において、芯４１を挟むようにハウジング３２が配設されている。ハウジング３２は、ペン筐体１１の内面に固定され、キャップ４４を、所定の位置よりも先端側に移動しないよう動作を制限する部材であって、芯４１には当接していない。このため、芯４１は、キャップ４４がハウジング３２に制限されない範囲において、フェライトコア４２の孔に沿って移動可能である。
【００４０】
回路基板２１にはコンデンサ２５等の各種回路素子が実装され、コンデンサ２５に導通する回路基板２１上のライン（図示略）には、押圧体４０のコイル４３及び可変容量コンデンサ５０が接続されている。これらコンデンサ２５、可変容量コンデンサ５０及びコイル４３により、同調回路が構成される。
【００４１】
可変容量コンデンサ５０は、誘電体５１、導体としての導電ゴム５２及びフレキシブル基板６０により構成される。
図２は、可変容量コンデンサ５０の要部であるフレキシブル基板６０の構成を示す平面図であり、図２（ａ）は一方側の平面を示し、図２（ｂ）は同図（ａ）の裏側に相当する面を示す。
【００４２】
本実施の形態では、可撓性を有する配線材としてフレキシブル基板６０を用いる。フレキシブル基板６０は、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＶＣ樹脂或いは架橋ポリエチレン樹脂等の樹脂製の複数のシートないしフィルムを積層してなる基板であり、上記シートないしフィルム上に、塗布、印刷、或いはエッチングによってメッキ軟銅やカーボン等の導体を付着させ、第１のライン６４１及び第２のライン６４２を含む所定の配線パターンが形成されたものである。フレキシブル基板６０は可撓性を有しており、折り曲げ加工を施したり、屈曲させたりすることが可能である。なお、フレキシブル基板６０は、後述するようにはんだ付け加工が施されることから、耐熱性の高いポリイミド樹脂性であれば、より好ましい。
【００４３】
フレキシブル基板６０は、リング状のスペーサ部６１と、平面部としての誘電体接続部６３と、スペーサ部６１と誘電体接続部６３とを繋ぐブリッジ部６２と、誘電体接続部６３から突出する回路基板接続部６４との４の部分により構成される。
第１のライン６４１は、回路基板接続部６４から誘電体接続部６３にかけて配されており、第２のライン６４２は、回路基板接続部６４から誘電体接続部６３及びブリッジ部６２を経てスペーサ部６１に達している。
【００４４】
スペーサ部６１は、中央に円形の穴６１１を有するリング形状の部分であり、図２（ａ）に示すように、第２のライン６４２に導通する導電ゴム用端子６１２が表面に露出している。導電ゴム用端子６１２はリング状の導体からなり、リング状のスペーサ部６１の全周にわたって穴６１１と同心円上に配される。
ブリッジ部６２は、スペーサ部６１と誘電体接続部６３との間に形成された帯状部分であって、後述する誘電体５１の高さとほぼ等しいか、それ以上の長さとなっている。
【００４５】
誘電体接続部６３は、後述する誘電体５１の上面の径に適合するサイズの円板状に形成されている。誘電体接続部６３の中心には円形のはんだ用穴６３２が形成されており、はんだ用穴６３２の周縁部には、図２（ａ）に示すように、第１のライン６４１に導通するはんだ用端子６３１が露出している。
回路基板接続部６４は、誘電体接続部６３から延びる帯状の部分である。可変容量コンデンサ５０をペン筐体１１に組み付ける際には、回路基板接続部６４上において、第１のライン６４１及び第２のライン６４２は、それぞれ回路基板２１上に形成された配線パターンに接続される。なお、回路基板接続部６４に、第１のライン６４１及び第２のライン６４２が露出する端子部を設けても良い。
【００４６】
そして、図２（ａ）に示すように、スペーサ部６１の導電ゴム用端子６１２と、誘電体接続部６３のはんだ用端子６３１とは同一面に露出している。
【００４７】
図３は、可変容量コンデンサ５０の構成を示す分解斜視図である。
図３に示すように、誘電体５１は、上端及び下端が平面に形成された円柱形状のセラミックス製誘電体であり、上面には、金属製の薄板または薄膜によってなる電極５１１が設けられている。
【００４８】
導電ゴム５２は、炭素粒子や銀粒子等の導電粒子を混在させた合成ゴムを、誘電体５１のサイズに合わせて円板状に形成したものであり、可撓性と弾性とを有する。
【００４９】
以上の誘電体５１、導電ゴム５２及びフレキシブル基板６０を用いて可変容量コンデンサ５０を作成する手順について説明する。
まず、フレキシブル基板６０を、スペーサ部６１とブリッジ部６２との境界部、ブリッジ部６２と誘電体接続部６３との境界部、及び、誘電体接続部６３と回路基板接続部６４との境界部の３カ所において、ほぼ直角に折り曲げる。この折り曲げ加工は、フレキシブル基板６０のスペーサ部６１と誘電体接続部６３とがブリッジ部６２の長さに相当する間隔をおいて対向し、回路基板接続部６４が、ブリッジ部６２とは反対側を向く方向になるよう行われる。また、上記折り曲げ加工は、誘電体接続部６３のはんだ用端子６３１とスペーサ部６１の導電ゴム用端子６１２とが互いに反対側を向くよう行われる。
ここで、スペーサ部６１と誘電体接続部６３との間に、電極５１１が誘電体接続部６３側を向くように誘電体５１を挿入する。すると、誘電体接続部６３のはんだ用穴６３２から電極５１１が露出するので、露出する電極５１１とはんだ用端子６３１とに跨るように、はんだ付けを行う。
さらに、スペーサ部６１の下面、すなわち導電ゴム用端子６１２が露出する面に導電ゴム５２を密着させて接着剤等によって固定し、導電ゴム５２と導電ゴム用端子６１２とを導通させる。
これにより、電極５１１と導電ゴム５２との２つの電極によって誘電体５１を挟んだ可変容量コンデンサ５０が完成する。
【００５０】
図４は、可変容量コンデンサ５０の構成を示す断面図である。
図４に示すように、可変容量コンデンサ５０は、フレキシブル基板６０のスペーサ部６１と誘電体接続部６３との間に誘電体５１が挟まれ、スペーサ部６１の下方に導電ゴム５２が位置した構成となる。誘電体５１と導電ゴム５２とはスペーサ部６１を挟んで隣接し、穴６１１の部分では、誘電体５１と導電ゴム５２との間にスペーサ部６１の厚み分の空間、すなわち空気層５３が形成される。
【００５１】
また、導電ゴム５２は導電ゴム用端子６１２に接触して導通しており、誘電体５１の電極５１１は、はんだ６５によって、はんだ用端子６３１に接続されている。従って、フレキシブル基板６０が有する第１のライン６４１（図２）は、はんだ用端子６３１及び電極５１１を介して誘電体５１に導通し、第２のライン６４２は導電ゴム用端子６１２を介して導電ゴム５２に導通する。
【００５２】
上述のように、可変容量コンデンサ５０は、押圧体４０と回路基板２１とに挟まれる位置に配設され、導電ゴム５２の下面は押圧体４０のキャップ４４に当接し、誘電体接続部６３の上面は基板ホルダ３１に当接している。また、回路基板接続部６４は回路基板２１に固定されている。回路基板接続部６４において、第１のライン６４１及び第２のライン６４２が回路基板２１上の配線パターンに接続されており、これにより、可変容量コンデンサ５０がコンデンサ２５と並列接続される。
【００５３】
以上のように構成される位置指示器１は、先端の芯４１をタブレットの操作面に押しつけるように操作されるので、操作時には、押圧体４０がペン筐体１１の基端側へ向かう方向に押圧力を受ける。
これにより、押圧体４０のキャップ４４から導電ゴム５２に押圧力が加わるので、導電ゴム５２は屈曲して誘電体５１に接近する。押圧体４０に対してさらに強く押圧力が加わると、導電ゴム５２は誘電体５１に接触して弾性変形する。
そして、導電ゴム５２が屈曲して誘電体５１に接近し、誘電体５１に接触し、弾性変形する過程で、可変容量コンデンサ５０の容量値が大きく変化する。
【００５４】
位置指示器１の非操作状態における可変容量コンデンサ５０の容量値は、誘電体５１の容量と、空気層５３による容量との合成容量に等しく、誘電体５１のみの容量に比べて小さい。
導電ゴム５２が、位置指示器１の操作によって屈曲して誘電体５１に接近すると、空気層５３はスペーサ部６１の厚みよりも薄くなる。空気層５３による容量は空気層５３の厚みに反比例して増大する。つまり、導電ゴム５２が屈曲することによって可変容量コンデンサ５０の容量が増大する。
【００５５】
位置指示器１がさらに強い力で操作され、押圧体４０から導電ゴム５２へ、より大きな押圧力が加わると、導電ゴム５２が誘電体５１に接触する。さらに押圧体４０から導電ゴム５２への押圧力が増すにつれて、導電ゴム５２と誘電体５１との接触面積が増大する。
誘電体５１と導電ゴム５２とが接触した部分においては、静電容量は誘電体５１による容量に近くなるので、誘電体５１と導電ゴム５２とが接触すると、その接触面積に比例して可変容量コンデンサ５０の容量が増大する。
【００５６】
このように、可変容量コンデンサ５０の容量値は、位置指示器１の非操作状態においては非常に小さく、位置指示器１の操作時に芯４１に押圧力が加わると増大し、芯４１に加わる力が強くなるにつれて増大する。従って、可変容量コンデンサ５０を含む同調回路の同調周波数は、位置指示器１の操作に応じて大きく変化する。この同調周波数の変化を検出することにより、タブレット側において位置指示器１の操作状態を容易に検出することができる。
【００５７】
以上のように、本発明の第１の実施の形態における位置指示器１によれば、位置指示器１の操作に応じて容量が大きく変化する可変容量コンデンサ５０を備えるので、位置指示器１の操作をタブレット側で確実に検出することができる。
【００５８】
位置指示器１が備える可変容量コンデンサ５０は、フレキシブル基板６０を用いることにより、電極５１１および導電ゴム５２の２つの電極から回路基板２１までの配線を、非常に簡単な構造で実現できる。すなわち、第１のライン６４１と電極５１１とを接続するためには、はんだ用端子６３１に対するはんだ付けを行えば良く、第２のライン６４２と導電ゴム５２とは、可変容量コンデンサ５０をペン筐体１１に組み付けることで、接触して導通する。また、第１のライン６４１および第２のライン６４２と回路基板２１上のラインとの接続は、はんだ付けを行うか、あるいはコネクタ等を設けることによって容易に実現できる。
さらに、フレキシブル基板６０は可撓性に富み、折り加工や曲げ加工を施すことが可能なため、狭い空間においても容易に配設することができ、ペン筐体１１内に、配線部材の取り回しのためのスペースを設ける必要がない。
【００５９】
従って、可変容量コンデンサ５０を用いることにより、従来の可変容量コンデンサを用いた場合と比較して、部品点数を大幅に減らすことができ、組み立て工数を減らすことができる。特に、配線用の小さな部品が不要なため、組み立て作業自体を簡単にすることができる。さらに、可変容量コンデンサ５０は、小型の部品を含まないこと、及び組み立て作業が簡単なことにより、ペン筐体１１の小型化に合わせて小さくすることが容易である。
このように、可変容量コンデンサ５０を用いれば、部品点数の減少と組み立て工程の簡略化によって低コスト化と生産性の向上を図ることができ、ペン筐体１１を容易に小型化することができる。
【００６０】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態における可変容量コンデンサ７０の構成を示す分解斜視図である。また、図６は、可変容量コンデンサ７０に用いるフレキシブル基板８０の構成を示す平面図である。図５及び図６に示す可変容量コンデンサ７０は、上記第１の実施の形態における可変容量コンデンサ５０に代えて、位置指示器１に用いることができる。なお、本第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００６１】
可変容量コンデンサ７０は、誘電体７１、導電ゴム５２、及びフレキシブル基板８０によって構成される。
誘電体７１は、誘電体５１と同様に、上端及び下端が平面に形成された円筒形状のセラミックス誘電体である。誘電体７１の上面には、第１の電極７１１及び第２の電極７１２の２つの電極が設けられている。第１の電極７１１及び第２の電極７１２は、いずれも半円形の薄板または薄膜であって、互いに直接導通することがないよう、所定の間隔をあけて配されている。
【００６２】
フレキシブル基板８０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すフレキシブル基板６０と同様の材料により構成され、ほぼ同一の外径形状を有する。すなわち、リング状のスペーサ部８１と、円形の誘電体接続部８３と、スペーサ部８１と誘電体接続部８３とを繋ぐブリッジ部８２と、誘電体接続部８３から突出して回路基板２１（図１）に接続される回路基板接続部８４との４の部分により構成される。
【００６３】
誘電体接続部８３には、円形のはんだ用穴８３３及びはんだ用穴８３４が並べて形成されており、はんだ用穴８３３の周縁部にはリング状のはんだ用端子８３１が形成され、同様に、はんだ用穴８３４の周縁部にはリング状のはんだ用端子８３２が形成されている。
はんだ用端子８３１及びはんだ用端子８３２は、フレキシブル基板８０の同一平面上に露出する導体であって、互いに導通しないよう所定の間隔を空けて並んでいる。
【００６４】
フレキシブル基板８０には、第１のライン８４１及び第２のライン８４２の２本のラインを含むパターンが形成されている。
第１のライン８４１及び第２のライン８４２は、いずれも、回路基板接続部８４から誘電体接続部８３にかけて配設され、第１のライン８４１ははんだ用端子８３１に接続され、第２のライン８４２ははんだ用端子８３２に接続されている。また、可変容量コンデンサ７０をペン筐体１１に組み付ける際には、回路基板接続部８４上において、第１のライン８４１及び第２のライン８４２は、それぞれ回路基板２１上に形成された配線パターンに接続される。なお、回路基板接続部８４に、第１のライン８４１及び第２のライン８４２が露出する端子部を設けても良い。
【００６５】
スペーサ部８１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すフレキシブル基板６０におけるスペーサ部６１と同様に、中央に穴８１１を有するリング状に形成され、ブリッジ部８２はフレキシブル基板６０におけるブリッジ部６２と同一形状に形成されている。しかしながら、スペーサ部８１及びブリッジ部８２は、スペーサ部６１及びブリッジ部６２とは異なり、配線パターンや端子等を有しない。
【００６６】
図５に示すように、可変容量コンデンサ７０は、フレキシブル基板８０のスペーサ部８１と誘電体接続部８３との間に誘電体７１が挟まれ、スペーサ部８１の下方に導電ゴム５２が位置した構成となる。誘電体７１と導電ゴム５２とはスペーサ部８１を挟んで隣接し、穴８１１の部分では、誘電体７１の下面と導電ゴム５２との間にスペーサ部８１の厚み分の空気層が形成される。
【００６７】
可変容量コンデンサ７０において、フレキシブル基板８０のはんだ用穴８３３は、可変容量コンデンサ７０の第１の電極７１１と重なる位置にあり、はんだ用穴８３４は第２の電極７１２と重なる位置にある。また、はんだ用端子８３１及びはんだ用端子８３２は、第１の電極７１１及び第２の電極７１２と接触しない側の面に露出する。そして、はんだ用穴８３３にははんだ付けが施され、これによってはんだ用端子８３１と第１の電極７１１とが導通する。同様に、はんだ用穴８３４にはんだ付けが施されることによって、はんだ用端子８３２と第２の電極７１２とが導通する。
【００６８】
従って、可変容量コンデンサ７０においては、フレキシブル基板８０が有する第１のライン８４１は第１の電極７１１に接続され、第２のライン８４２は第２の電極７１２に接続される。
【００６９】
上述のように、可変容量コンデンサ７０は、可変容量コンデンサ５０と同様に、押圧体４０と回路基板２１とに挟まれる位置に配設される。導電ゴム５２の下面は押圧体４０のキャップ４４に当接し、誘電体接続部８３は基板ホルダ３１に当接している。また、回路基板接続部８４は回路基板２１に固定され、第１のライン８４１及び第２のライン８４２が回路基板２１上の配線パターンに接続されており、可変容量コンデンサ７０は、コンデンサ２５と並列接続される。
【００７０】
可変容量コンデンサ７０を備えた位置指示器１の操作時には、押圧体４０のキャップ４４から導電ゴム５２に押圧力が加わることにより、導電ゴム５２が屈曲して誘電体７１に接近する。押圧体４０に対してさらに強く押圧力が加わると、導電ゴム５２は誘電体７１に接触して弾性変形する。
そして、導電ゴム５２が屈曲して誘電体７１に接近し、誘電体７１に接触し、弾性変形する過程で、可変容量コンデンサ７０の容量値が大きく変化する。
【００７１】
可変容量コンデンサ７０は、第１の電極７１１と導電ゴム５２との間に誘電体７１及び空気層を挟んだ第１のコンデンサと、第２の電極７１２と導電ゴム５２との間に誘電体７１及び空気層を挟んだ第２のコンデンサとが、直列に接続されたものと見ることができる。可変容量コンデンサ７０の容量は、上記第１のコンデンサと第２のコンデンサの合成容量値となる。
導電ゴム５２が位置指示器の操作によって屈曲して誘電体７１に接近すると、空気層が薄くなることによって、第１及び第２のコンデンサの容量値は増大する。導電ゴム５２が誘電体７１に接触すると、第１及び第２のコンデンサの容量値は、さらに増大する。つまり、可変容量コンデンサ７０の容量値は、上記位置指示器の操作に応じて増大する。
【００７２】
このため、上記第１の実施の形態における位置指示器１において、可変容量コンデンサ５０に代えて可変容量コンデンサ７０を用いた場合、位置指示器１の操作に応じて可変容量コンデンサ７０を含む同調回路の同調周波数が変化するので、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
また、可変容量コンデンサ７０が有するフレキシブル基板８０は、上記第１の実施の形態に比べ、配線パターンが配設された部分が少ないので、より低コストで製造可能である。また、フレキシブル基板８０において、配線パターンの無いスペーサ部８１及びブリッジ部８２は、急な屈曲や曲げ加工を施しても断線する心配が無く、様々な実装形態に対応できる。
【００７４】
［第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３の実施の形態における位置指示器２の構成を示す一部破断平面図である。なお、本第３の実施の形態において、上記第１及び第２の実施の形態と同様に構成される部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００７５】
図７に示すように、位置指示器２は、中空のペン筐体１２の内部に各部を収容して構成される。ペン筐体１２は、上記第１の実施の形態におけるペン筐体１１と同様に筆記具様に形成され、先端には芯４１を貫通させるための孔が穿設されている。
【００７６】
ペン筐体１２内部の基端側には、所定の配線パターンが形成された略長方形の回路基板２２が固定されている。
ペン筐体１２内部の中空部分のうち、先端側は細径となっており、この細径部分に押圧体４０が収容される。ペン筐体１２の細径部分はフェライトコア４２の外径よりわずかに大きい程度に形成されている。フェライトコア４２が収容される細径部分のさらに先端側は、芯４１よりもわずかに大きな程度の径を有する最細径部分になっている。この最細径部分を貫通するように芯４１が配設される。
【００７７】
また、ペン筐体１２内においては、回路基板２２の先端側と、上記細径部分とに挟まれる位置に、可変容量コンデンサ５０が配設される。可変容量コンデンサ５０の基端側は回路基板２２の先端と突き合わされ、導電ゴム５２には押圧体４０が当接する。
【００７８】
つまり、位置指示器２は、ペン筐体１２内に細径部分を設けることにより、細径部分と回路基板２２とによって可変容量コンデンサ５０を挟み込んで、可変容量コンデンサ５０を固定した構成となっている。
位置指示器２は、上記第１の実施の形態における位置指示器１と同様に、芯４１がペン筐体１２内に引っ込むように操作される。この操作により、押圧体４０のキャップ４４から導電ゴム５２に押圧力が加わり、可変容量コンデンサ５０を含む同調回路の同調周波数が変化するので、位置指示器２は、位置指示器１と同等のものとして使用可能である。
さらに、位置指示器２は、上記第１の実施の形態における位置指示器１に比較して、可変容量コンデンサ５０を固定するための部材が少なくて済むことから、部品点数及び組み立て工数を減らすことが可能であるという利点を有する。
【００７９】
なお、上記第３の実施の形態においては、回路基板２２の先端と可変容量コンデンサ５０とが突き合わされる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、回路基板２２と可変容量コンデンサ５０との間に緩衝材を挟み込む構成としても良い。この場合、上述の効果に加えて、回路基板２２と可変容量コンデンサ５０との接触部分に強い力が加わった場合にも、部品の破損を防止することができ、位置指示器２の耐久性を高めることができるという利点が得られる。
【００８０】
さらに、回路基板２２の先端と可変容量コンデンサ５０とが突き合わされる部分において、回路基板２２と可変容量コンデンサ５０とをはんだ付けによって固定することも可能である。この場合、回路基板２２と可変容量コンデンサ５０とを固定するはんだにより、フレキシブル基板６０上の第１のライン６４１及び第２のライン６４２を回路基板２２上の配線に接続すれば、一カ所のはんだ付け加工によって可変容量コンデンサ５０の固定と配線の接続とを同時に実現することができる。
【００８１】
また、可変容量コンデンサ５０に代えて、上記第２の実施の形態で説明した可変容量コンデンサ７０を用いることも、勿論可能である。この場合、上述の効果に加え、配線パターンが配設された部分が少ないために、低コストで製造可能であり、様々な実装形態に対応できるという利点が得られる。
【００８２】
［第４の実施の形態］
図８は、本発明の第４の実施の形態における位置指示器３の構成を示す一部破断平面図である。また、図９は、図８に示す位置指示器３の要部を拡大して示す図である。なお、本第４の実施の形態において、上記第１〜第３の実施の形態と同様に構成される部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００８３】
図８に示す位置指示器３は、上記第３の実施の形態における位置指示器２において、回路基板２２に代えて回路基板２３を用いたものである。
回路基板２３は、回路基板２２と同様に所定の配線パターンが形成された略長方形の回路基板であるが、先端側にコ字状の切欠部を有する。
そして、ペン筐体１２の内部においては、回路基板２３と、ペン筐体１２の細径部分との間に可変容量コンデンサ５０が挟まれる。この状態において、可変容量コンデンサ５０は、回路基板２３の切欠部に嵌め込まれた状態となる。
【００８４】
図９に拡大して示すように、可変容量コンデンサ５０の先端側には押圧体４０が配設されているので、位置指示器３の操作時には、キャップ４４から導電ゴム５２に押圧力が加わる。この点は位置指示器２と同様である。
しかしながら、可変容量コンデンサ５０は、回路基板２３の先端に形成された切欠部内に嵌め込まれているので、回路基板２３から可変容量コンデンサ５０に押圧力が加わることがない。これにより、位置指示器３の運搬時など、位置指示器３の非操作時において、可変容量コンデンサ５０に過大な力が加わることを防止できる。
【００８５】
なお、本発明は上記第１〜第４の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術思想の範囲内において種々の変更が可能なのはいうまでもない。
【００８６】
例えば、フレキシブル基板６０，８０には、明瞭な折り目を付ける折り曲げ加工を施しても良いし、緩やかに湾曲させる曲げ加工を施しても良い。また、スペーサ部６１，８１と導電ゴム５２とを、粘着テープや粘着剤等によって固定しても良い。この場合、組み立て時の作業性が高まるという利点が得られる。また、可撓性の配線材はフレキシブル基板に限定されず、フレキシブルケーブルやフラットケーブルを用いることも勿論可能である。
【００８７】
また、可変容量コンデンサ５０，７０においては、導体として導電ゴム５２を用いたが、本発明はこれに限定されず、導体として、可撓性を有するフィルム上に金属を膜状に蒸着してなる導体板とシリコンゴム板とを組み合わせて用いることも可能である。
【００８８】
さらに、フレキシブル基板６０において、回路基板接続部６４は、誘電体接続部６３を挟んでブリッジ部６２と同一軸線上に位置するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、回路基板接続部６４とブリッジ部６２とが互いに直角となる向きに配設されていても良い。フレキシブル基板８０における回路基板接続部８４についても同様である。また、はんだ用穴６３２，８３３，８３４の形状も任意である。
【００８９】
また、可変容量コンデンサ５０における誘電体５１、及び可変容量コンデンサ７０における誘電体７１について、円柱形のセラミック誘電体として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ペン筐体１１，１２の形状に合わせて適宜変更可能である。導電ゴム５２についても同様に、円板形状に限定されるものでは無く、その形状は任意に変更可能である。さらに、誘電体５１，７１、フレキシブル基板６０，８０、はんだ６５の具体的な材料（組成）等についても、設計的事項として任意に変更可能であり、その他の細部構成についても適宜変更可能である。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品点数の削減による組み立て工程の削減、組み立て作業の簡略化によって、小型化に適した可変容量コンデンサを実現できる。さらに、可変容量コンデンサの小型化によって、位置指示器の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における位置指示器の構成を示す一部破断平面図である。
【図２】図１に示すフレキシブル基板の構成を示す平面図であり、（ａ）は一方側の平面を示し、（ｂ）は同図（ａ）の裏面を示す。
【図３】図１に示す可変容量コンデンサの構成を示す分解斜視図である。
【図４】図１に示す可変容量コンデンサの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における可変容量コンデンサの構成を示す分解斜視図である。
【図６】図５に示すフレキシブル基板の構成を示す平面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における位置指示器の構成を示す一部破断平面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態における位置指示器の構成を示す一部破断平面図である。
【図９】図８の要部を拡大して示す図である。
【図１０】従来の可変容量コンデンサの構成を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１、２，３ 位置指示器
１１，１２ ペン筐体
２１，２２，２３ 回路基板
２５ コンデンサ
４０ 押圧体
５０，７０ 可変容量コンデンサ
５１，７１ 誘電体
５１１ 電極
５２ 導電ゴム
５３ 空気層
７１１ 第１の電極
７１２ 第２の電極
６０，８０ フレキシブル基板
６１，８１ スペーサ部
６２，８２ ブリッジ部
６３，８３ 誘電体接続部
６３１，８３１，８３２ はんだ用端子
６３２，８３３，８３４ はんだ用穴
６４，８４ 回路基板接続部
６４１，８４１ 第１のライン
６４２，８４２ 第２のライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変容量コンデンサ、及び、この可変容量コンデンサを利用した位置指示器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータ用の入力デバイスとして、ペン型の位置指示器とタブレットとが組み合わされたペンタブレットが広く普及している。
ペンタブレットは、タブレットと位置指示器との間で電波を送受信することにより、位置指示器による指定位置を検出する。すなわち、タブレットのループコイルから所定の電波を送信し、この電波を位置指示器が内蔵する同調回路によって受信し、受信した電波に基づいて位置指示器の同調回路から所定の電波を発信し、この電波をタブレットのループコイルで受信する。これをタブレットの複数のループコイルについて繰り返し実行することにより、位置指示器によって指定された位置が検出される。
【０００３】
また、位置指示器が内蔵する同調回路は、ペン先に相当する芯体の変位に応じて容量が変化する可変容量コンデンサを含んでおり、位置指示器のペン先を変位させる操作が行われると、可変容量コンデンサの容量の変化に伴って同調回路の同調周波数が変化するようになっている。従って、同調回路の同調周波数の変化をタブレット側で検出することにより、位置指示器による指定位置とともに、該位置における位置指示器の操作状態を検出できる。
【０００４】
本出願人は、これまでペンタブレットに係る種々の提案をなしており、上記の可変容量コンデンサについても多数の提案を行ってきた（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２７５２８３号公報
【０００６】
以下、従来の可変容量コンデンサの一例として、特許文献１に開示した可変容量コンデンサについて説明する。
図１０は可変容量コンデンサの構成を示す要部断面図である。図１０に示す可変容量コンデンサは、誘電体１０１を、誘電体１０１の上面に形成されたベース状の第１の電極１０２と、誘電体１０１の下面側に配設された第２の電極１０４とで挟んだ構成となっている。第１の電極１０２には端子１０５が接続され、第２の電極１０４にはピン形状の端子１０６が接続されており、この可変容量コンデンサは、端子１０５及び端子１０６を介して図示しないコンデンサやコイル等と接続され、同調回路の一部をなしている。
【０００７】
誘電体１０１および第１の電極１０２は、ハウジング１０７により固定され、誘電体１０１と第２の電極１０４との間にはスペーサ１０３が挟まれていて、スペーサ１０３の厚み分に相当する空間が形成されている。
さらに、第２の電極１０４の下方には、芯体１１１及びキャップ体１１２からなる押圧体１１０が位置している。
押圧体１１０は、図１０の可変容量コンデンサを内蔵する位置指示器の先端から突出する芯体１１１と、芯体１１１の基端部に組み付けられたキャップ体１１２とから構成され、キャップ体１１２は第２の電極１０４に当接している。
【０００８】
上記位置指示器の操作時には、芯体１１１がタブレットの操作面に押しつけられ、押圧体１１０から第２の電極１０４に対して、図中上方向に押圧力が加わる。第２の電極１０４は導電ゴム等の可撓性を有する材料で構成されているので、押圧体１１０からの圧力によって変形し、誘電体１０１側へ接近する。これにより、誘電体１０１と第２の電極１０４との間に形成された空気層が薄くなる。さらに、押圧体１１０からの圧力が大きい場合は、第２の電極１０４は大きく変形して誘電体１０１に接触する。
【０００９】
上記位置指示器の非操作状態において、可変容量コンデンサの容量は、誘電体１０１の容量と、誘電体１０１と第２の電極１０４との間の空気層による容量との合成容量となり、小さな値である。ここで、第２の電極１０４が誘電体１０１に接近すると、空気層が薄くなることによって可変容量コンデンサの容量が増大し、さらに、第２の電極１０４が誘電体１０１に接触すると、可変容量コンデンサの容量はほぼ誘電体１０１の容量に等しくなる。つまり、図１０の可変容量コンデンサは、上記位置指示器の操作によって容量値が漸増するようになっている。
【００１０】
さらに、図１０の可変容量コンデンサの容量値が変化すると、この可変容量コンデンサを含む上記同調回路の同調周波数が変化する。この同調周波数の変化をタブレット側で検出すれば、位置指示器の操作状態を検出することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ペンタブレットの適用範囲は大幅に拡大され、据え置き型のコンピュータだけでなくＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型機器にも搭載されるようになった。これに伴い、位置指示器にも一層の小型化が求められているが、図１０に示すように、従来の可変容量コンデンサには小型の部品が多数用いられている。従って、位置指示器の小型化を実現しようとすると可変容量コンデンサの部品を微小化せざるを得ず、組み立て工程の複雑化が懸念される。このため、容易に小型化が可能な可変容量コンデンサが求められていた。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ペンタブレットの位置指示器に用いる可変容量コンデンサにおいて、より小型化に適した構造を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明の可変容量コンデンサは、電極が形成された誘電体と、前記誘電体と所定の間隔をおいて配設された導体と、前記誘電体と前記導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させる押圧手段とを備えた可変容量コンデンサにおいて、前記誘電体の電極に導通する第１のラインと、前記導体に導通する第２のラインとを含む配線パターンが形成された可撓性を有する配線材を含んで構成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、押圧手段によって誘電体と導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させることにより、容量を変化させる可変容量コンデンサにおいて、誘電体の電極及び導体への配線を、可撓性を有する配線材を用いて簡単に行うことができる。
ここで、可撓性を有する配線材とは、可撓性に富み、折り曲げ加工を施したり屈曲させたりすることが可能な配線用部材であって、例えば、フレキシブル基板、フレキシブルケーブル、或いはフラットケーブル等が挙げられる。これらは、例えばポリイミド樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂、架橋ポリエチレン樹脂等の樹脂製のフィルムを積層し、フィルム間に、メッキ軟銅やカーボン等の導体によって配線パターンを形成したものである。なお、上記配線材のうち、ポリイミド樹脂を用いたフレキシブル基板、フレキシブルケーブル及びフラットケーブルは、耐熱性が高いので、はんだ付け加工を行う場合には特に好適である。
【００１５】
可変容量コンデンサの配線に可撓性を有する配線材を用いれば、一つまたは少数の配線材によって配線を済ませることができるので、可変容量コンデンサの組み立て作業を簡単にすることが可能となる。特に、可変容量コンデンサを小型化するために誘電体や導体を非常に小さく形成した場合は、微小な配線部材を排することができる。さらに、誘電体の電極と導体への配線を別々に行う場合に比べて、配線に用いる部品点数を大幅に減少させ、組み立て工程を減らすことができる。また、上記配線材、すなわちフレキシブル基板、フレキシブルケーブル或いはフラットケーブル等は大量生産に適しており、微小な配線部材を用いる場合に比べて生産効率の向上とコスト低減を図ることができる。
【００１６】
このように、請求項１記載の発明によれば、可変容量コンデンサにおける配線部材として可撓性を有する配線材を用いることにより、部品点数の削減による組み立て工程の削減、組み立て作業の簡略化によって、小型化に適した構造の可変容量コンデンサを提供できる。また、部品生産効率の向上と低コスト化をも実現できる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の可変容量コンデンサにおいて、前記配線材は、前記誘電体と前記導体との間に挟まれて前記誘電体と前記導体とを離隔させるスペーサ部を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、可撓性を有する配線材が誘電体と導体とを離隔させるスペーサをも兼ねるので、部品点数をより少なくすることができる。また、上記配線材が可撓性を有することから、スペーサ部を設けることで組み立て作業が難しくなるといったことは無い。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の可変容量コンデンサにおいて、前記導体は、前記誘電体の前記電極が形成された面とは異なる側に対向して配設されており、前記配線材は、前記誘電体の電極が形成された面に当接する平面部を有し、前記平面部において前記第１のラインと前記誘電体の電極とが接続されることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明の可変容量コンデンサは、可撓性を有する配線材の平面部とスペーサ部とによって誘電体を挟み、スペーサ部に導体を当接させた構成である。上記配線材が可撓性を有するので、誘電体を挟み込む形状に加工することは極めて容易で、組み立て作業は非常に簡単であり、より一層の部品点数の削減と組み立て作業の簡略化とを実現できる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の可変容量コンデンサにおいて、前記配線材の前記スペーサ部に、前記第２のラインに導通する端子が、前記導体に接触する位置に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、可撓性を有する配線材によって誘電体を挟んだ状態で導体をスペーサ部に接触させることで導体への配線が済むので、より一層の部品点数の削減と組み立て作業の簡略化とを実現できる。
【００２３】
請求項５記載の発明の可変容量コンデンサは、誘電体と、前記誘電体の同一面に互いに離隔して配設された二つの電極と、前記誘電体と所定の間隔をおいて配設された導体と、前記誘電体と前記導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させる押圧手段とを備えた可変容量コンデンサにおいて、前記二つの電極に各々導通する二本のラインを含む配線パターンが形成された可撓性を有する配線材を含んで構成されることを特徴とする。
【００２４】
ここで、可撓性を有する配線材とは、可撓性に富み、折り曲げ加工を施したり屈曲させたりすることが可能な配線用部材であって、例えば、上述したフレキシブル基板、フレキシブルケーブル、或いはフラットケーブル等が挙げられる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、押圧手段によって誘電体と導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させることにより、容量を変化させる可変容量コンデンサにおいて、可変容量コンデンサの配線に可撓性を有する配線材を用いることで、配線に用いる部材を少なくすることができ、部品点数の減少によって組み立て工程を減らすことができる。すなわち、部品点数の削減による組み立て工程の削減、組み立て作業の簡略化によって、小型化に適した構造の可変容量コンデンサを提供できる。また、部品生産効率の向上と低コスト化をも実現できる。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の可変容量コンデンサにおいて、前記配線材は、前記誘電体と前記導体との間に挟まれて前記誘電体と前記導体とを離隔させるスペーサ部を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項６記載の発明によれば、可撓性を有する配線材が誘電体と導体とを離隔させるスペーサをも兼ねるので、部品点数をより少なくすることができる。また、上記配線材が可撓性を有するので、スペーサ部を設けることで組み立て作業が難しくなるといったことは無い。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の可変容量コンデンサにおいて、前記配線材は、前記誘電体の電極が形成された面に当接する平面部を有し、前記平面部において前記二本のラインと前記二つの電極とが各々接続されることを特徴とする。
【００２９】
請求項７記載の発明によれば、可撓性を有する配線材の平面部とスペーサ部とによって誘電体を挟み、スペーサ部に導体を当接させた構成である。上記配線材は可撓性を有するので、誘電体を挟み込む形状に加工することは極めて容易で、組み立て作業は非常に簡単であり、より一層の部品点数の削減と組み立て作業の簡略化とを実現できる。
【００３０】
請求項８記載の発明の位置指示器は、請求項１から７のいずれかに記載の可変容量コンデンサを回路素子の一部とする同調回路を備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項８記載の発明によれば、少ない部品数と簡単な組み立て作業によって製造可能で、容易に小型化が可能な可変容量コンデンサを用いて、位置指示器を小型化することができる。
【００３２】
また、請求項９記載の発明は、請求項８記載の位置指示器において、前記同調回路を収容する中空のペン筐体と、前記ペン筐体の先端から突出しており、当該位置指示器の操作時に押圧力を受ける芯とを備え、前記可変容量コンデンサが、前記芯に加わる押圧力によって前記導体が前記誘電体に向かう方向に押圧力を受ける位置に配設されたことを特徴とする。
【００３３】
請求項９記載の発明によれば、位置指示器の操作時に、芯に加わる押圧力によって導体が押圧力を受け、可変容量コンデンサを含む同調回路の同調周波数が変化するので、この変化を検出することによって位置指示器の操作状態を容易に検出できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００３５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における位置指示器１の構成を示す一部破断平面図である。
【００３６】
図１に示す位置指示器１は、ペン筐体１１の内部に、回路基板２１、押圧手段としての押圧体４０、及び、可変容量コンデンサ５０等の各部を収容したものである。
ペン筐体１１は一般的な筆記具様の形状を有する中空の筒であり、先端部分が先細り形状となっていて、最先端部分には後述する芯４１を貫通させるための孔が穿設されている。なお、以下の説明においては、ペン筐体１１の先端に近い方を「先端側」とし、ペン筐体１１の基端に近い方を「基端側」と呼ぶ。
【００３７】
ペン筐体１１の内部においては、所定の配線パターンが形成された略長方形の回路基板２１が、基板ホルダ３１によって固定されている。基板ホルダ３１は、回路基板２１の先端側及び基端側の端部をペン筐体１１の内面に係止する樹脂製または金属製の部材である。
回路基板２１の先端側には、基板ホルダ３１を挟んで可変容量コンデンサ５０が配置されており、さらに可変容量コンデンサ５０の先端側には押圧体４０が配置され、回路基板２１と押圧体４０との間に可変容量コンデンサ５０が挟まれた構成となっている。
【００３８】
押圧体４０は、芯４１と、フェライトコア４２と、フェライトコア４２の側面に巻き回されたコイル４３と、芯４１に取り付けられたキャップ４４とを備える。芯４１は、合成樹脂、金属またはセラミック製の軸状部材であり、先端部分がペン筐体１１の最先端部に穿設された孔から突出している。フェライトコア４２は、長手方向に貫通する孔（図示略）が形成された筒状部材であり、その先端は、ペン筐体１１の内面の先端部近傍まで達している。フェライトコア４２の孔には芯４１が移動可能に挿通され、芯４１の基端部はフェライトコア４２の基端側から突出し、キャップ４４が被せられている。
【００３９】
また、ペン筐体１１の内部においては、フェライトコア４２の基端部とキャップ４４との間において、芯４１を挟むようにハウジング３２が配設されている。ハウジング３２は、ペン筐体１１の内面に固定され、キャップ４４を、所定の位置よりも先端側に移動しないよう動作を制限する部材であって、芯４１には当接していない。このため、芯４１は、キャップ４４がハウジング３２に制限されない範囲において、フェライトコア４２の孔に沿って移動可能である。
【００４０】
回路基板２１にはコンデンサ２５等の各種回路素子が実装され、コンデンサ２５に導通する回路基板２１上のライン（図示略）には、押圧体４０のコイル４３及び可変容量コンデンサ５０が接続されている。これらコンデンサ２５、可変容量コンデンサ５０及びコイル４３により、同調回路が構成される。
【００４１】
可変容量コンデンサ５０は、誘電体５１、導体としての導電ゴム５２及びフレキシブル基板６０により構成される。
図２は、可変容量コンデンサ５０の要部であるフレキシブル基板６０の構成を示す平面図であり、図２（ａ）は一方側の平面を示し、図２（ｂ）は同図（ａ）の裏側に相当する面を示す。
【００４２】
本実施の形態では、可撓性を有する配線材としてフレキシブル基板６０を用いる。フレキシブル基板６０は、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＶＣ樹脂或いは架橋ポリエチレン樹脂等の樹脂製の複数のシートないしフィルムを積層してなる基板であり、上記シートないしフィルム上に、塗布、印刷、或いはエッチングによってメッキ軟銅やカーボン等の導体を付着させ、第１のライン６４１及び第２のライン６４２を含む所定の配線パターンが形成されたものである。フレキシブル基板６０は可撓性を有しており、折り曲げ加工を施したり、屈曲させたりすることが可能である。なお、フレキシブル基板６０は、後述するようにはんだ付け加工が施されることから、耐熱性の高いポリイミド樹脂性であれば、より好ましい。
【００４３】
フレキシブル基板６０は、リング状のスペーサ部６１と、平面部としての誘電体接続部６３と、スペーサ部６１と誘電体接続部６３とを繋ぐブリッジ部６２と、誘電体接続部６３から突出する回路基板接続部６４との４の部分により構成される。
第１のライン６４１は、回路基板接続部６４から誘電体接続部６３にかけて配されており、第２のライン６４２は、回路基板接続部６４から誘電体接続部６３及びブリッジ部６２を経てスペーサ部６１に達している。
【００４４】
スペーサ部６１は、中央に円形の穴６１１を有するリング形状の部分であり、図２（ａ）に示すように、第２のライン６４２に導通する導電ゴム用端子６１２が表面に露出している。導電ゴム用端子６１２はリング状の導体からなり、リング状のスペーサ部６１の全周にわたって穴６１１と同心円上に配される。
ブリッジ部６２は、スペーサ部６１と誘電体接続部６３との間に形成された帯状部分であって、後述する誘電体５１の高さとほぼ等しいか、それ以上の長さとなっている。
【００４５】
誘電体接続部６３は、後述する誘電体５１の上面の径に適合するサイズの円板状に形成されている。誘電体接続部６３の中心には円形のはんだ用穴６３２が形成されており、はんだ用穴６３２の周縁部には、図２（ａ）に示すように、第１のライン６４１に導通するはんだ用端子６３１が露出している。
回路基板接続部６４は、誘電体接続部６３から延びる帯状の部分である。可変容量コンデンサ５０をペン筐体１１に組み付ける際には、回路基板接続部６４上において、第１のライン６４１及び第２のライン６４２は、それぞれ回路基板２１上に形成された配線パターンに接続される。なお、回路基板接続部６４に、第１のライン６４１及び第２のライン６４２が露出する端子部を設けても良い。
【００４６】
そして、図２（ａ）に示すように、スペーサ部６１の導電ゴム用端子６１２と、誘電体接続部６３のはんだ用端子６３１とは同一面に露出している。
【００４７】
図３は、可変容量コンデンサ５０の構成を示す分解斜視図である。
図３に示すように、誘電体５１は、上端及び下端が平面に形成された円柱形状のセラミックス製誘電体であり、上面には、金属製の薄板または薄膜によってなる電極５１１が設けられている。
【００４８】
導電ゴム５２は、炭素粒子や銀粒子等の導電粒子を混在させた合成ゴムを、誘電体５１のサイズに合わせて円板状に形成したものであり、可撓性と弾性とを有する。
【００４９】
以上の誘電体５１、導電ゴム５２及びフレキシブル基板６０を用いて可変容量コンデンサ５０を作成する手順について説明する。
まず、フレキシブル基板６０を、スペーサ部６１とブリッジ部６２との境界部、ブリッジ部６２と誘電体接続部６３との境界部、及び、誘電体接続部６３と回路基板接続部６４との境界部の３カ所において、ほぼ直角に折り曲げる。この折り曲げ加工は、フレキシブル基板６０のスペーサ部６１と誘電体接続部６３とがブリッジ部６２の長さに相当する間隔をおいて対向し、回路基板接続部６４が、ブリッジ部６２とは反対側を向く方向になるよう行われる。また、上記折り曲げ加工は、誘電体接続部６３のはんだ用端子６３１とスペーサ部６１の導電ゴム用端子６１２とが互いに反対側を向くよう行われる。
ここで、スペーサ部６１と誘電体接続部６３との間に、電極５１１が誘電体接続部６３側を向くように誘電体５１を挿入する。すると、誘電体接続部６３のはんだ用穴６３２から電極５１１が露出するので、露出する電極５１１とはんだ用端子６３１とに跨るように、はんだ付けを行う。
さらに、スペーサ部６１の下面、すなわち導電ゴム用端子６１２が露出する面に導電ゴム５２を密着させて接着剤等によって固定し、導電ゴム５２と導電ゴム用端子６１２とを導通させる。
これにより、電極５１１と導電ゴム５２との２つの電極によって誘電体５１を挟んだ可変容量コンデンサ５０が完成する。
【００５０】
図４は、可変容量コンデンサ５０の構成を示す断面図である。
図４に示すように、可変容量コンデンサ５０は、フレキシブル基板６０のスペーサ部６１と誘電体接続部６３との間に誘電体５１が挟まれ、スペーサ部６１の下方に導電ゴム５２が位置した構成となる。誘電体５１と導電ゴム５２とはスペーサ部６１を挟んで隣接し、穴６１１の部分では、誘電体５１と導電ゴム５２との間にスペーサ部６１の厚み分の空間、すなわち空気層５３が形成される。
【００５１】
また、導電ゴム５２は導電ゴム用端子６１２に接触して導通しており、誘電体５１の電極５１１は、はんだ６５によって、はんだ用端子６３１に接続されている。従って、フレキシブル基板６０が有する第１のライン６４１（図２）は、はんだ用端子６３１及び電極５１１を介して誘電体５１に導通し、第２のライン６４２は導電ゴム用端子６１２を介して導電ゴム５２に導通する。
【００５２】
上述のように、可変容量コンデンサ５０は、押圧体４０と回路基板２１とに挟まれる位置に配設され、導電ゴム５２の下面は押圧体４０のキャップ４４に当接し、誘電体接続部６３の上面は基板ホルダ３１に当接している。また、回路基板接続部６４は回路基板２１に固定されている。回路基板接続部６４において、第１のライン６４１及び第２のライン６４２が回路基板２１上の配線パターンに接続されており、これにより、可変容量コンデンサ５０がコンデンサ２５と並列接続される。
【００５３】
以上のように構成される位置指示器１は、先端の芯４１をタブレットの操作面に押しつけるように操作されるので、操作時には、押圧体４０がペン筐体１１の基端側へ向かう方向に押圧力を受ける。
これにより、押圧体４０のキャップ４４から導電ゴム５２に押圧力が加わるので、導電ゴム５２は屈曲して誘電体５１に接近する。押圧体４０に対してさらに強く押圧力が加わると、導電ゴム５２は誘電体５１に接触して弾性変形する。
そして、導電ゴム５２が屈曲して誘電体５１に接近し、誘電体５１に接触し、弾性変形する過程で、可変容量コンデンサ５０の容量値が大きく変化する。
【００５４】
位置指示器１の非操作状態における可変容量コンデンサ５０の容量値は、誘電体５１の容量と、空気層５３による容量との合成容量に等しく、誘電体５１のみの容量に比べて小さい。
導電ゴム５２が、位置指示器１の操作によって屈曲して誘電体５１に接近すると、空気層５３はスペーサ部６１の厚みよりも薄くなる。空気層５３による容量は空気層５３の厚みに反比例して増大する。つまり、導電ゴム５２が屈曲することによって可変容量コンデンサ５０の容量が増大する。
【００５５】
位置指示器１がさらに強い力で操作され、押圧体４０から導電ゴム５２へ、より大きな押圧力が加わると、導電ゴム５２が誘電体５１に接触する。さらに押圧体４０から導電ゴム５２への押圧力が増すにつれて、導電ゴム５２と誘電体５１との接触面積が増大する。
誘電体５１と導電ゴム５２とが接触した部分においては、静電容量は誘電体５１による容量に近くなるので、誘電体５１と導電ゴム５２とが接触すると、その接触面積に比例して可変容量コンデンサ５０の容量が増大する。
【００５６】
このように、可変容量コンデンサ５０の容量値は、位置指示器１の非操作状態においては非常に小さく、位置指示器１の操作時に芯４１に押圧力が加わると増大し、芯４１に加わる力が強くなるにつれて増大する。従って、可変容量コンデンサ５０を含む同調回路の同調周波数は、位置指示器１の操作に応じて大きく変化する。この同調周波数の変化を検出することにより、タブレット側において位置指示器１の操作状態を容易に検出することができる。
【００５７】
以上のように、本発明の第１の実施の形態における位置指示器１によれば、位置指示器１の操作に応じて容量が大きく変化する可変容量コンデンサ５０を備えるので、位置指示器１の操作をタブレット側で確実に検出することができる。
【００５８】
位置指示器１が備える可変容量コンデンサ５０は、フレキシブル基板６０を用いることにより、電極５１１および導電ゴム５２の２つの電極から回路基板２１までの配線を、非常に簡単な構造で実現できる。すなわち、第１のライン６４１と電極５１１とを接続するためには、はんだ用端子６３１に対するはんだ付けを行えば良く、第２のライン６４２と導電ゴム５２とは、可変容量コンデンサ５０をペン筐体１１に組み付けることで、接触して導通する。また、第１のライン６４１および第２のライン６４２と回路基板２１上のラインとの接続は、はんだ付けを行うか、あるいはコネクタ等を設けることによって容易に実現できる。
さらに、フレキシブル基板６０は可撓性に富み、折り加工や曲げ加工を施すことが可能なため、狭い空間においても容易に配設することができ、ペン筐体１１内に、配線部材の取り回しのためのスペースを設ける必要がない。
【００５９】
従って、可変容量コンデンサ５０を用いることにより、従来の可変容量コンデンサを用いた場合と比較して、部品点数を大幅に減らすことができ、組み立て工数を減らすことができる。特に、配線用の小さな部品が不要なため、組み立て作業自体を簡単にすることができる。さらに、可変容量コンデンサ５０は、小型の部品を含まないこと、及び組み立て作業が簡単なことにより、ペン筐体１１の小型化に合わせて小さくすることが容易である。
このように、可変容量コンデンサ５０を用いれば、部品点数の減少と組み立て工程の簡略化によって低コスト化と生産性の向上を図ることができ、ペン筐体１１を容易に小型化することができる。
【００６０】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態における可変容量コンデンサ７０の構成を示す分解斜視図である。また、図６は、可変容量コンデンサ７０に用いるフレキシブル基板８０の構成を示す平面図である。図５及び図６に示す可変容量コンデンサ７０は、上記第１の実施の形態における可変容量コンデンサ５０に代えて、位置指示器１に用いることができる。なお、本第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００６１】
可変容量コンデンサ７０は、誘電体７１、導電ゴム５２、及びフレキシブル基板８０によって構成される。
誘電体７１は、誘電体５１と同様に、上端及び下端が平面に形成された円筒形状のセラミックス誘電体である。誘電体７１の上面には、第１の電極７１１及び第２の電極７１２の２つの電極が設けられている。第１の電極７１１及び第２の電極７１２は、いずれも半円形の薄板または薄膜であって、互いに直接導通することがないよう、所定の間隔をあけて配されている。
【００６２】
フレキシブル基板８０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すフレキシブル基板６０と同様の材料により構成され、ほぼ同一の外径形状を有する。すなわち、リング状のスペーサ部８１と、円形の誘電体接続部８３と、スペーサ部８１と誘電体接続部８３とを繋ぐブリッジ部８２と、誘電体接続部８３から突出して回路基板２１（図１）に接続される回路基板接続部８４との４の部分により構成される。
【００６３】
誘電体接続部８３には、円形のはんだ用穴８３３及びはんだ用穴８３４が並べて形成されており、はんだ用穴８３３の周縁部にはリング状のはんだ用端子８３１が形成され、同様に、はんだ用穴８３４の周縁部にはリング状のはんだ用端子８３２が形成されている。
はんだ用端子８３１及びはんだ用端子８３２は、フレキシブル基板８０の同一平面上に露出する導体であって、互いに導通しないよう所定の間隔を空けて並んでいる。
【００６４】
フレキシブル基板８０には、第１のライン８４１及び第２のライン８４２の２本のラインを含むパターンが形成されている。
第１のライン８４１及び第２のライン８４２は、いずれも、回路基板接続部８４から誘電体接続部８３にかけて配設され、第１のライン８４１ははんだ用端子８３１に接続され、第２のライン８４２ははんだ用端子８３２に接続されている。また、可変容量コンデンサ７０をペン筐体１１に組み付ける際には、回路基板接続部８４上において、第１のライン８４１及び第２のライン８４２は、それぞれ回路基板２１上に形成された配線パターンに接続される。なお、回路基板接続部８４に、第１のライン８４１及び第２のライン８４２が露出する端子部を設けても良い。
【００６５】
スペーサ部８１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すフレキシブル基板６０におけるスペーサ部６１と同様に、中央に穴８１１を有するリング状に形成され、ブリッジ部８２はフレキシブル基板６０におけるブリッジ部６２と同一形状に形成されている。しかしながら、スペーサ部８１及びブリッジ部８２は、スペーサ部６１及びブリッジ部６２とは異なり、配線パターンや端子等を有しない。
【００６６】
図５に示すように、可変容量コンデンサ７０は、フレキシブル基板８０のスペーサ部８１と誘電体接続部８３との間に誘電体７１が挟まれ、スペーサ部８１の下方に導電ゴム５２が位置した構成となる。誘電体７１と導電ゴム５２とはスペーサ部８１を挟んで隣接し、穴８１１の部分では、誘電体７１の下面と導電ゴム５２との間にスペーサ部８１の厚み分の空気層が形成される。
【００６７】
可変容量コンデンサ７０において、フレキシブル基板８０のはんだ用穴８３３は、可変容量コンデンサ７０の第１の電極７１１と重なる位置にあり、はんだ用穴８３４は第２の電極７１２と重なる位置にある。また、はんだ用端子８３１及びはんだ用端子８３２は、第１の電極７１１及び第２の電極７１２と接触しない側の面に露出する。そして、はんだ用穴８３３にははんだ付けが施され、これによってはんだ用端子８３１と第１の電極７１１とが導通する。同様に、はんだ用穴８３４にはんだ付けが施されることによって、はんだ用端子８３２と第２の電極７１２とが導通する。
【００６８】
従って、可変容量コンデンサ７０においては、フレキシブル基板８０が有する第１のライン８４１は第１の電極７１１に接続され、第２のライン８４２は第２の電極７１２に接続される。
【００６９】
上述のように、可変容量コンデンサ７０は、可変容量コンデンサ５０と同様に、押圧体４０と回路基板２１とに挟まれる位置に配設される。導電ゴム５２の下面は押圧体４０のキャップ４４に当接し、誘電体接続部８３は基板ホルダ３１に当接している。また、回路基板接続部８４は回路基板２１に固定され、第１のライン８４１及び第２のライン８４２が回路基板２１上の配線パターンに接続されており、可変容量コンデンサ７０は、コンデンサ２５と並列接続される。
【００７０】
可変容量コンデンサ７０を備えた位置指示器１の操作時には、押圧体４０のキャップ４４から導電ゴム５２に押圧力が加わることにより、導電ゴム５２が屈曲して誘電体７１に接近する。押圧体４０に対してさらに強く押圧力が加わると、導電ゴム５２は誘電体７１に接触して弾性変形する。
そして、導電ゴム５２が屈曲して誘電体７１に接近し、誘電体７１に接触し、弾性変形する過程で、可変容量コンデンサ７０の容量値が大きく変化する。
【００７１】
可変容量コンデンサ７０は、第１の電極７１１と導電ゴム５２との間に誘電体７１及び空気層を挟んだ第１のコンデンサと、第２の電極７１２と導電ゴム５２との間に誘電体７１及び空気層を挟んだ第２のコンデンサとが、直列に接続されたものと見ることができる。可変容量コンデンサ７０の容量は、上記第１のコンデンサと第２のコンデンサの合成容量値となる。
導電ゴム５２が位置指示器の操作によって屈曲して誘電体７１に接近すると、空気層が薄くなることによって、第１及び第２のコンデンサの容量値は増大する。導電ゴム５２が誘電体７１に接触すると、第１及び第２のコンデンサの容量値は、さらに増大する。つまり、可変容量コンデンサ７０の容量値は、上記位置指示器の操作に応じて増大する。
【００７２】
このため、上記第１の実施の形態における位置指示器１において、可変容量コンデンサ５０に代えて可変容量コンデンサ７０を用いた場合、位置指示器１の操作に応じて可変容量コンデンサ７０を含む同調回路の同調周波数が変化するので、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
また、可変容量コンデンサ７０が有するフレキシブル基板８０は、上記第１の実施の形態に比べ、配線パターンが配設された部分が少ないので、より低コストで製造可能である。また、フレキシブル基板８０において、配線パターンの無いスペーサ部８１及びブリッジ部８２は、急な屈曲や曲げ加工を施しても断線する心配が無く、様々な実装形態に対応できる。
【００７４】
［第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３の実施の形態における位置指示器２の構成を示す一部破断平面図である。なお、本第３の実施の形態において、上記第１及び第２の実施の形態と同様に構成される部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００７５】
図７に示すように、位置指示器２は、中空のペン筐体１２の内部に各部を収容して構成される。ペン筐体１２は、上記第１の実施の形態におけるペン筐体１１と同様に筆記具様に形成され、先端には芯４１を貫通させるための孔が穿設されている。
【００７６】
ペン筐体１２内部の基端側には、所定の配線パターンが形成された略長方形の回路基板２２が固定されている。
ペン筐体１２内部の中空部分のうち、先端側は細径となっており、この細径部分に押圧体４０が収容される。ペン筐体１２の細径部分はフェライトコア４２の外径よりわずかに大きい程度に形成されている。フェライトコア４２が収容される細径部分のさらに先端側は、芯４１よりもわずかに大きな程度の径を有する最細径部分になっている。この最細径部分を貫通するように芯４１が配設される。
【００７７】
また、ペン筐体１２内においては、回路基板２２の先端側と、上記細径部分とに挟まれる位置に、可変容量コンデンサ５０が配設される。可変容量コンデンサ５０の基端側は回路基板２２の先端と突き合わされ、導電ゴム５２には押圧体４０が当接する。
【００７８】
つまり、位置指示器２は、ペン筐体１２内に細径部分を設けることにより、細径部分と回路基板２２とによって可変容量コンデンサ５０を挟み込んで、可変容量コンデンサ５０を固定した構成となっている。
位置指示器２は、上記第１の実施の形態における位置指示器１と同様に、芯４１がペン筐体１２内に引っ込むように操作される。この操作により、押圧体４０のキャップ４４から導電ゴム５２に押圧力が加わり、可変容量コンデンサ５０を含む同調回路の同調周波数が変化するので、位置指示器２は、位置指示器１と同等のものとして使用可能である。
さらに、位置指示器２は、上記第１の実施の形態における位置指示器１に比較して、可変容量コンデンサ５０を固定するための部材が少なくて済むことから、部品点数及び組み立て工数を減らすことが可能であるという利点を有する。
【００７９】
なお、上記第３の実施の形態においては、回路基板２２の先端と可変容量コンデンサ５０とが突き合わされる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、回路基板２２と可変容量コンデンサ５０との間に緩衝材を挟み込む構成としても良い。この場合、上述の効果に加えて、回路基板２２と可変容量コンデンサ５０との接触部分に強い力が加わった場合にも、部品の破損を防止することができ、位置指示器２の耐久性を高めることができるという利点が得られる。
【００８０】
さらに、回路基板２２の先端と可変容量コンデンサ５０とが突き合わされる部分において、回路基板２２と可変容量コンデンサ５０とをはんだ付けによって固定することも可能である。この場合、回路基板２２と可変容量コンデンサ５０とを固定するはんだにより、フレキシブル基板６０上の第１のライン６４１及び第２のライン６４２を回路基板２２上の配線に接続すれば、一カ所のはんだ付け加工によって可変容量コンデンサ５０の固定と配線の接続とを同時に実現することができる。
【００８１】
また、可変容量コンデンサ５０に代えて、上記第２の実施の形態で説明した可変容量コンデンサ７０を用いることも、勿論可能である。この場合、上述の効果に加え、配線パターンが配設された部分が少ないために、低コストで製造可能であり、様々な実装形態に対応できるという利点が得られる。
【００８２】
［第４の実施の形態］
図８は、本発明の第４の実施の形態における位置指示器３の構成を示す一部破断平面図である。また、図９は、図８に示す位置指示器３の要部を拡大して示す図である。なお、本第４の実施の形態において、上記第１〜第３の実施の形態と同様に構成される部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００８３】
図８に示す位置指示器３は、上記第３の実施の形態における位置指示器２において、回路基板２２に代えて回路基板２３を用いたものである。
回路基板２３は、回路基板２２と同様に所定の配線パターンが形成された略長方形の回路基板であるが、先端側にコ字状の切欠部を有する。
そして、ペン筐体１２の内部においては、回路基板２３と、ペン筐体１２の細径部分との間に可変容量コンデンサ５０が挟まれる。この状態において、可変容量コンデンサ５０は、回路基板２３の切欠部に嵌め込まれた状態となる。
【００８４】
図９に拡大して示すように、可変容量コンデンサ５０の先端側には押圧体４０が配設されているので、位置指示器３の操作時には、キャップ４４から導電ゴム５２に押圧力が加わる。この点は位置指示器２と同様である。
しかしながら、可変容量コンデンサ５０は、回路基板２３の先端に形成された切欠部内に嵌め込まれているので、回路基板２３から可変容量コンデンサ５０に押圧力が加わることがない。これにより、位置指示器３の運搬時など、位置指示器３の非操作時において、可変容量コンデンサ５０に過大な力が加わることを防止できる。
【００８５】
なお、本発明は上記第１〜第４の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術思想の範囲内において種々の変更が可能なのはいうまでもない。
【００８６】
例えば、フレキシブル基板６０，８０には、明瞭な折り目を付ける折り曲げ加工を施しても良いし、緩やかに湾曲させる曲げ加工を施しても良い。また、スペーサ部６１，８１と導電ゴム５２とを、粘着テープや粘着剤等によって固定しても良い。この場合、組み立て時の作業性が高まるという利点が得られる。また、可撓性の配線材はフレキシブル基板に限定されず、フレキシブルケーブルやフラットケーブルを用いることも勿論可能である。
【００８７】
また、可変容量コンデンサ５０，７０においては、導体として導電ゴム５２を用いたが、本発明はこれに限定されず、導体として、可撓性を有するフィルム上に金属を膜状に蒸着してなる導体板とシリコンゴム板とを組み合わせて用いることも可能である。
【００８８】
さらに、フレキシブル基板６０において、回路基板接続部６４は、誘電体接続部６３を挟んでブリッジ部６２と同一軸線上に位置するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、回路基板接続部６４とブリッジ部６２とが互いに直角となる向きに配設されていても良い。フレキシブル基板８０における回路基板接続部８４についても同様である。また、はんだ用穴６３２，８３３，８３４の形状も任意である。
【００８９】
また、可変容量コンデンサ５０における誘電体５１、及び可変容量コンデンサ７０における誘電体７１について、円柱形のセラミック誘電体として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ペン筐体１１，１２の形状に合わせて適宜変更可能である。導電ゴム５２についても同様に、円板形状に限定されるものでは無く、その形状は任意に変更可能である。さらに、誘電体５１，７１、フレキシブル基板６０，８０、はんだ６５の具体的な材料（組成）等についても、設計的事項として任意に変更可能であり、その他の細部構成についても適宜変更可能である。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品点数の削減による組み立て工程の削減、組み立て作業の簡略化によって、小型化に適した可変容量コンデンサを実現できる。さらに、可変容量コンデンサの小型化によって、位置指示器の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における位置指示器の構成を示す一部破断平面図である。
【図２】図１に示すフレキシブル基板の構成を示す平面図であり、（ａ）は一方側の平面を示し、（ｂ）は同図（ａ）の裏面を示す。
【図３】図１に示す可変容量コンデンサの構成を示す分解斜視図である。
【図４】図１に示す可変容量コンデンサの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における可変容量コンデンサの構成を示す分解斜視図である。
【図６】図５に示すフレキシブル基板の構成を示す平面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における位置指示器の構成を示す一部破断平面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態における位置指示器の構成を示す一部破断平面図である。
【図９】図８の要部を拡大して示す図である。
【図１０】従来の可変容量コンデンサの構成を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１、２，３ 位置指示器
１１，１２ ペン筐体
２１，２２，２３ 回路基板
２５ コンデンサ
４０ 押圧体
５０，７０ 可変容量コンデンサ
５１，７１ 誘電体
５１１ 電極
５２ 導電ゴム
５３ 空気層
７１１ 第１の電極
７１２ 第２の電極
６０，８０ フレキシブル基板
６１，８１ スペーサ部
６２，８２ ブリッジ部
６３，８３ 誘電体接続部
６３１，８３１，８３２ はんだ用端子
６３２，８３３，８３４ はんだ用穴
６４，８４ 回路基板接続部
６４１，８４１ 第１のライン
６４２，８４２ 第２のライン
Claims (9)
- 電極が形成された誘電体と、
前記誘電体と所定の間隔をおいて配設された導体と、
前記誘電体と前記導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させる押圧手段とを備えた可変容量コンデンサにおいて、
前記誘電体の電極に導通する第１のラインと、前記導体に導通する第２のラインとを含む配線パターンが形成された可撓性を有する配線材を含んで構成されることを特徴とする可変容量コンデンサ。 - 前記配線材は、前記誘電体と前記導体との間に挟まれて前記誘電体と前記導体とを離隔させるスペーサ部を有することを特徴とする請求項１記載の可変容量コンデンサ。
- 前記導体は、前記誘電体の前記電極が形成された面とは異なる側に対向して配設されており、
前記配線材は、前記誘電体の電極が形成された面に当接する平面部を有し、前記平面部において前記第１のラインと前記誘電体の電極とが接続されることを特徴とする請求項２記載の可変容量コンデンサ。 - 前記配線材の前記スペーサ部には、前記第２のラインに導通する端子が、前記導体に接触する位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量コンデンサ。
- 誘電体と、
前記誘電体の同一面に互いに離隔して配設された二つの電極と、
前記誘電体と所定の間隔をおいて配設された導体と、
前記誘電体と前記導体との間に存する相対的な圧力又は変位を変化させる押圧手段とを備えた可変容量コンデンサにおいて、
前記二つの電極に各々導通する二本のラインを含む配線パターンが形成された可撓性を有する配線材を含んで構成されることを特徴とする可変容量コンデンサ。 - 前記配線材は、前記誘電体と前記導体との間に挟まれて前記誘電体と前記導体とを離隔させるスペーサ部を有することを特徴とする請求項５記載の可変容量コンデンサ。
- 前記配線材は、前記誘電体の電極が形成された面に当接する平面部を有し、前記平面部において前記二本のラインと前記二つの電極とが各々接続されることを特徴とする請求項６記載の可変容量コンデンサ。
- 請求項１から７のいずれかに記載の可変容量コンデンサを回路素子の一部とする同調回路を備えたことを特徴とする位置指示器。
- 前記同調回路を収容する中空のペン筐体と、前記ペン筐体の先端から突出しており、当該位置指示器の操作時に押圧力を受ける芯とを備え、
前記可変容量コンデンサが、前記芯に加わる押圧力によって前記導体が前記誘電体に向かう方向に押圧力を受ける位置に配設されたことを特徴とする請求項８記載の位置指示器。
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