JP2013191168A5

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Publication number: JP2013191168A5
Application number: JP2012058712A
Authority: JP
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2032-03-15

Description

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明のペン型座標指示器は、
筐体の一端より突出してペン先を構成する芯体と、
前記芯体に接する端面を有し、コイルが巻回された第１磁性体と、
前記第１磁性体の前記芯体側とは反対側の端面に対して、端面同士が対向するように配設される第２磁性体と、
前記第１磁性体と前記第２磁性体との対向する端面との間に介設される第１、第２の弾性体と
を備え、
前記第１磁性体と前記第２磁性体との対向する端面間の距離が、前記芯体を通じて印加される押圧力によって変化することで、押圧力感度を有するペン型座標指示器において、
押圧力により、少なくとも前記第１弾性体が弾性変形した後、前記第１磁性体端面または前記第２磁性体端面は前記第２弾性体に接触し、さらなる押圧力により、前記第１弾性体に加えて前記第２弾性体が弾性変形することで、前記第１磁性体と前記第２磁性体との対向する端面間の距離に応じた押圧力感度を有することを特徴とする。

そして、当該端面間の距離が所定の距離までは、少なくとも第１弾性体が弾性変形し、当該端面間の距離が狭められる。したがって、当該端面間の距離が所定の距離までは、主に第１弾性体に応じた感度でコイルのインダクタンスを変化させることにより、送信する電波の位相（周波数）を変化させることできる。

また、当該端面間の距離が当該所定の距離より近くなると、第１弾性体に加えて第２弾性体が弾性変形し、当該端面間の距離が狭められる。したがって、当該端面間の距離が所定の距離よりも近くなると、主に第２弾性体に応じた感度でコイルのインダクタンスを変化させることにより、送信する電波の位相（周波数）を変化させることできる。

図１は、この発明によるペン型座標指示器１の実施形態を説明するための図である。また、図２は、この実施形態のペン型座標指示器１を用いる電子機器２の一例を示すもので、この例では、電子機器２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置の表示画面２Ｄを備える高機能携帯電話端末であり、表示画面２Ｄの裏部に、電磁誘導方式の位置検出装置２２を備えている。この位置検出装置２２は、図１０を用いて説明した従来の位置検出装置２００と同様に構成されるものである。

そして、図１に示すように、第２フェライトコア１６の上側には、基板１８が設けられている。基板１８は、共振コンデンサ等が実装されたプリント基板等であり、ホルダー１７を介してケース１０内に固定される。基板１８上に実装された共振コンデンサ等の素子と、第１フェライトコアに巻回されたコイル１２とを含んで共振回路（同調回路）が構成される。すなわち、この実施の形態のペン型座標指示器１もまた、図１０の左上端部に等価回路を示した従来のペン型座標指示器１００と同様の等価回路を構成している。

［ペン型座標指示器１の主要部の構成］
図３は、図１に示したこの実施の形態のペン型座標指示器１の第１フェライトコア１３の端面と第２フェライトコア１６の端面とが対向する部分を拡大して示した図である。図３Ａに示すように、この実施の形態のペン型座標指示器１は、芯体１１側（図の下側）から、第１フェライトコア１３、シリコンラバー１５、コイルバネ１４、第２フェライトコア１６の順に直列的に配列された構造となる。そして、この実施の形態においては、シリコンラバー１５と第２フェライトコア１６との間には、所定の空隙Ａｒが設けられる。

このため、従来のペン型座標指示器１００の場合には、押圧当初の荷重が比較的に軽い区間においては比較的に大きくコイル１０５のインダクタンスが変化し、図５のグラフＧ２に示すように比較的に大きな位相変化が得られる。しかし、一定以上の押圧力を加えてしまうと、フェライトコア１０４とフェライトチップ１０２とがぶつかり間隔は狭められなくなり、位相の変化は所定値に張り付く結果となる。そして、上述もしたように、ペン型座標指示器１００からの位相の変化については、所定の閾値を超えるまで検出しないようにしているため、図５のグラフＧ２に示した特性の場合には、位相の変化がほぼ、＋２０から−２０の範囲でしかユーザーの押圧力（筆圧）を検出できないことになる。

これに対して、この実施の形態のペン型座標指示器１の場合には、端面が対向する第１フェライトコア１３と第２フェライトコア１６との間には、図１、図３、図４を用いて説明したように、コイルバネ１４とシリコンラバー１５が設けられた構成となっている。このため、芯体１１に押圧力（筆圧）が加えられると、図４Ａを用いて説明したように、シリコンラバー１５よりも弾性係数の小さなコイルバネ１４がまず作用する。この場合、第１フェライトコア１３が第２フェライトコア１６に対して比較的に素早く接近するため、コイル１２のインダクタンスも素早く変化し、図５のグラフＧ１に示すように、押圧当初の荷重が比較的に軽い区間においては急峻に位相が変化する。

図４Ｂに示した状態の場合、コイルバネ１４の弾性係数ｋ１は既に限界を超えているか、あるいは、押圧力感度にはあまり影響を与えないようなほぼ一定の値になっていると考えることができる。このため、図１、図３、図４に示した例において、シリコンラバー１５に第２フェライトコア１６が当接した状態になると、主にシリコンラバー１４の弾性係数ｋ２が支配的となって、図５のグラフＧ１に示すように、押圧力に応じて、位相が徐々に変化していく。このシリコンラバー１５の作用により、従来よりも荷重の変化が広い範囲で、ペン型座標指示器１から送信される電波の位相を変化させることができる。

［変形例１］
図６は、この実施の形態のペン型座標指示器１の変形例１を説明するための図である。図６に示す変形例１の場合、シリコンラバー１５Ｂ、１５Ｃが設けられる第１フェライトコア１３Ｂの端面の中央部分には凹部１３Ｂａが設けられている。また、第２弾性体としてのシリコンラバー１５Ｂ、１５Ｃの中央部分には、第１フェライトコア１３Ｂの凹部１３Ｂａと嵌合する凸部１５Ｂａ、１５Ｃａが設けられている。これら以外の部分は、図３を用いて説明したペン型座標指示器１の場合と同様に構成される。

なお、図６においては、シリコンラバー１５Ｂ、１５Ｃを、第１フェライトコア１３の端面に設けるものとして説明したが、これに限るものではない。シリコンラバー１５Ｂ、１５Ｃを、第１フェライトコア１３Ｂの端面と対向する第２フェライトコア１６の端面に設けるようにしてもよい。したがって、第２フェライトコア１６の端面の中央部に凹部を設けるようにしてもよい。また、シリコンラバー１５Ｂ、１５Ｃに厚みの余裕が有れば、シリコンラバー１５Ｂ、１５Ｃの中央部に凹部を設け、第１フェライトコア１３の端面の中央部や第２フェライトコア１６の端面の中央部に凸部を設けるように構成してもよい。

［変形例２］
図７は、この実施の形態のペン型座標指示器１の変形例２を説明するための図である。図７に示す変形例２の場合、第１フェライトコア１３Ｂと第２フェライトコア１６との間に介設される第２弾性体としてのシリコンラバー１９、１９Ａの形状が、図１、図３、図６に示したものと異なっている。これら以外の部分は、図３、図６を用いて説明したペン型座標指示器１の場合とほぼ同様に構成される。

［変形例３］
図８は、この実施の形態のペン型座標指示器１の変形例３を説明するための図である。図８に示す変形例３の場合、第１フェライトコア１３と第２フェライトコア１６との間に介設される第２弾性体として、シリコンラバーに替えて第２のコイルバネ２０を用いるようにした点が、図１、図３、図６、図７に示したものと異なっている。これら以外の部分は、図３、図６、図７を用いて説明したペン型座標指示器１の場合とほぼ同様に構成される。

図９は、可変容量コンデンサを用いたペン型座標指示器の等価回路を示す図である。可変容量コンデンサを用いたペン型座標指示器は、コイルＬと１つ以上の共振コンデンサＣｆ１、Ｃｆ２と、可変容量コンデンサＣｖとからなる共振回路を備える。この場合の可変容量コンデンサＣｖは、簡単に構成するとすれば、例えば、図３に示した第１フェライトコア１３と第２フェライトコア１６の対向する端面に電極を設けることにより構成することができる。そして、第２フェライトコア１６の端面に設けられた電極に対して、第１フェライトコア１３の端面に設けられた電極の距離に応じて、これら２つの電極により構成されるコンデンサの容量を可変にすることができる。

また、第１フェライトコア１６の端面上であって、第２フェライトコア１６の周囲に、細く形成した複数のコイルバネを配設してもよい。この場合には、第２フェライトコア１３の周囲に配設された複数のコイルバネが第１弾性体を構成することになる。また、上述した実施の形態のコイルバネ１５と同様の機能を実現することができれば、第１弾性体として、種々の材質、種々の形状の弾性部材を用いることができる。

Claims

筐体の一端より突出してペン先を構成する芯体と、
前記芯体に接する端面を有し、コイルが巻回された第１磁性体と、
前記第１磁性体の前記芯体側とは反対側の端面に対して、端面同士が対向するように配設される第２磁性体と、
前記第１磁性体と前記第２磁性体との対向する端面との間に介設される第１、第２の弾性体と
を備え、
前記第１磁性体と前記第２磁性体との対向する端面間の距離が、前記芯体を通じて印加される押圧力によって変化することで、押圧力感度を有するペン型座標指示器において、
押圧力により、少なくとも前記第１弾性体が弾性変形した後、前記第１磁性体端面または前記第２磁性体端面は前記第２弾性体に接触し、さらなる押圧力により、前記第１弾性体に加えて前記第２弾性体が弾性変形することで、前記第１磁性体と前記第２磁性体との対向する端面間の距離に応じた押圧力感度を有することを特徴とするペン型座標指示器。
請求項１に記載のペン型座標指示器にあって、
前記端面間の距離が所定の距離までは、前記第１弾性体により決まる、あるいは、前記第１弾性体と前記第２弾性体とにより決まる第１弾性係数に応じた押圧力感度を有し、
前記端面間の距離が前記所定の距離より近くなると、前記第１弾性体と前記第２弾性体とにより決まる、あるいは、前記第２の弾性体により決まる第２弾性係数に応じた押圧力感度を有することを特徴とするペン型座標指示器。
請求項１または請求項２に記載のペン型座標指示器であって、
前記第１弾性体および前記第２弾性体は、直列に接し、前記第１磁性体と前記第２磁性体との対向する端面との間に介設されて付勢されることを特徴とするペン型指示器。
請求項１または請求項２に記載のペン型指示器であって、
前記第１弾性体は、前記第１磁性体と前記第２磁性体との対向する端面との間に介設されて付勢されることを特徴とするペン型指示器。
請求項１または請求項２に記載のペン型指示器であって、
前記第２弾性体は、前記第１磁性体と前記第２磁性体の対向する端面の少なくとも一方に設けられることを特徴とするペン型指示器。
請求項５に記載のペン型指示器であって、
前記第２弾性体には凸部あるいは凹部が設けられ、前記第２弾性体が設けられる前記第１磁性体と前記第２磁性体の対向する端面には、前記第２弾性体の凸部あるいは凹部に対応する凹部あるいは凸部が設けられ、対応する凸部と凹部とが嵌合して固着されることを特徴とするペン型指示器。
請求項１または請求項２に記載のペン型指示器であって、
前記第１弾性体はバネ部材であり、前記第２弾性体はゴム部材であることを特徴とするペン型指示器。
請求項７に記載のペン型指示器であって、
前記第１弾性体のバネ部材は、前記第２磁性体の外周に配置され、押圧力により前記第２磁性体は前記バネ部材の中を移動して前記第２弾性体に接することを特徴とするペン型指示器。
請求項１または請求項２に記載のペン型指示器であって、
前記第１弾性体および前記第２弾性体の変形に応じて押し圧力感度が変化することを特徴とするペン型指示器。
請求項１または請求項２に記載のペン型指示器であって、
前記第１磁性体の端面または前記第２磁性体の端面と前記第２弾性体との接触前よりも接触後の方が、押し圧力に対する筆圧変化量が小さいことを特徴とするペン型指示器。