JP2013254816A - コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】誘電体フィルムを介して対向配置された第1の導体層と第2の導体層とが棒状に巻回されるとともに、第1の導体層から導出された第1の電極と、第2の導体層から導出された第2の電極を備えたコンデンサである。棒状に巻回されたコンデンサの外周側に配置された、第1の導体層と第2の導体層の少なくとも一方の導体層には、当該導体層の導体面積を変更可能とするための第1の導体面積変更用導体パターンが、外部から物理的な処理を受けることが可能に形成されている。コンデンサは、外部からの物理的な処理を受けることにより変更された導体層の導体面積に対応した静電容量の値を有する。
【選択図】図1
Description
誘電体フィルムを介して対向配置された第1の導体層と第2の導体層とが棒状に巻回されるとともに、前記第1の導体層から導出された第1の電極と、前記第2の導体層から導出された第2の電極を備えたコンデンサであって、
前記棒状に巻回された前記コンデンサの外周側に配置された、前記第1の導体層と前記第2の導体層の少なくとも一方の導体層には、当該導体層の導体面積を変更可能とするための第1の導体面積変更用導体パターンが、外部から物理的な処理を受けることが可能に形成されており、前記導体層の導体面積の変更に対応した静電容量の値を有するようにした
ことを特徴とするコンデンサを提供する。
図1〜図4は、この発明によるコンデンサの第1の実施形態の構成例を説明するための図である。この第1の実施形態のコンデンサ1は、前述したペン形状であって、前述したスイッチ回路としてのプッシュスイッチを備える位置指示器の共振回路を構成するコンデンサとして用いる場合を想定している。
以上のような構成の第1の実施形態のコンデンサ1の等価回路を、図5において点線で囲んで示す。この図5において、Co1及びCo2は、概念的には、第1の導体層3の第1の共通導体パターン31a及び第2の共通導体パターン31bが、それぞれ誘電体フィルム2を介して第2の導体層4と対向することで形成される、それぞれの面積に応じた静電容量である。また、Ca〜Cgは、第1の導体層3の容量形成用導体パターン32a〜32gのそれぞれが、誘電体フィルム2を介して第2の導体層4と対向することで形成される、それぞれの面積に応じた静電容量である。
したがって、例えば、このコンデンサ1を、前述した電磁誘導方式の位置検出装置用の位置指示器の共振回路を構成するコンデンサとして使用したときには、次に説明するようにして、このコンデンサ1の静電容量を調整することにより、共振回路の共振周波数の調整が可能となる。
図6は、上述した第1の実施形態のコンデンサ1を、共振回路を構成するコンデンサとして用いた位置指示器100Aの構成例を示すものである。この図6の例の位置指示器100Aは、図24に示した電磁誘導方式の位置検出装置と共に使用する位置指示器の例であり、図24の例の位置指示器100と同一の各部については、同一の参照符号を付与して、その詳細な説明は省略する。なお、図6においては、ケース111A内の構成の説明を容易にするために、ケース111Aは断面として示した。
上述の第1の実施形態では、第1のグループの静電容量Co1及びCa〜Cdと、第2のグループの静電容量Co2及びCe〜Cgとは、第1の導体層3において、共通導体パターンと容量形成用導体パターンとを2グループに分けることにより、分離するようにした。しかし、第1の導体層3において2グループに分けるのではなく、第2の導体層4において2つのグループに分けるようにすることもできる。第2の実施形態は、その場合の例である。
以上のような構成の第2の実施形態のコンデンサ1Bの等価回路を、図11において点線で囲んで示す。この図11において、Co1´及びCo2´は、第1の導体層3Bの共通導体パターン31Bが、誘電体フィルム2を介して第2の導体層4Bの第1の裏面導体パターン42Baまたは第2の裏面導体パターン42Bbと対向することで形成される、第1の裏面導体パターン42Ba及び第2の裏面導体パターン42Bbのそれぞれの面積に応じた静電容量である。
<第1の例>
上述した第1の実施形態のコンデンサ1を適用した位置指示器100Aでは、芯体101に印加された筆圧に応じたコイル105のインダクタンス値の変化に基づく周波数変化(位相)を検出することで筆圧を検出する。
次に、コンデンサ1またはコンデンサ1Bを搭載した位置指示器の更に他の例について説明する。以下に説明する第2の例の位置指示器100Cも、上述の第1の例の位置指示器100Bと同様に、筆圧を、コイル105Cと共に共振回路を構成するコンデンサの静電容量の変化として検出する。ただし、この第2の例の位置指示器100Cでは、上述の第1の例のような、複数個の機構部品の組合せによる可変容量コンデンサを用いて筆圧を検出するのではなく、出願人が特願2012−15254号として、先に提案した、いわゆるMEMS(Micro Electromechanical System)と呼ばれる半導体デバイスを用いた構成である。この第2の例の位置指示器100Cでは、筆圧に対応した可変容量コンデンサは、単一の静電容量方式圧力センシング半導体デバイス(以下、圧力センシングデバイスという)で構成される。
次に、この例の圧力センシングデバイス130の構成について説明する。
この例の圧力センシングデバイス130は、例えば、MEMS技術により製作されている半導体素子として構成される圧力感知チップ300を、例えば立方体あるいは直方体の箱型のパッケージ131内に封止したものである。そして、この例においては、圧力センシングデバイス130のパッケージ131は、コイル105Cが巻回されたフェライトコア104Cと、第1の実施形態のコンデンサ1との機構的、また、電気的な連結部材としての機能を備えるように構成されている。
<容量形成用導体パターンの変形例>
上述の第1の実施形態のコンデンサ1、また、第2の実施形態のコンデンサ1Bでは、複数個の容量形成用導体パターン32a〜32g、32Ba〜32Bgは、誘電体フィルム2(フィルムコンデンサ5)の巻回軸芯方向の幅Wを同じにしつつ、巻回方向の長さを異ならせることで、その面積を異ならせ、裏面側の導体層4との間で形成される静電容量の値を、互いに異ならせるようにした。
上述した第1及び第2の実施形態のコンデンサ1,1Bでは、スイッチ回路としてのプッシュスイッチ118Aと接続する導体電極のパターンは、同一の径の1/2リング状の電極とした。このため、プッシュスイッチ118Aの一端及び他端との接続の際には、周方向の位置決めをしないと、正しく電気的に接続されない場合が生じるので、上述のような軸芯方向の突部と凹溝を用いた位置決めを行うようにした。
上述した実施形態は、いずれも、導体面積変更用導体パターンは、導体パターンを分断することにより、容量形成用導体パターンを、共通導体パターンから切り離し、これによりコンデンサの静電容量値を変更するようにした。
上述の実施形態では、軸芯方向配設導体パターン、周方向配設導体パターン、軸芯方向分断導体パターン及び周方向分断導体パターンは、棒状のコンデンサの周方向の同一位置において、軸芯方向に一列に並ぶように構成した。しかしながら、これらのパターンは、周方向に異なる位置に配設するようにすることもできる。
Claims (22)
- 誘電体フィルムを介して対向配置された第1の導体層と第2の導体層とが棒状に巻回されるとともに、前記第1の導体層から導出された第1の電極と、前記第2の導体層から導出された第2の電極を備えたコンデンサであって、
前記棒状に巻回された前記コンデンサの外周側に配置された、前記第1の導体層と前記第2の導体層の少なくとも一方の導体層には、当該導体層の導体面積を変更可能とするための第1の導体面積変更用導体パターンが、外部から物理的な処理を受けることが可能に形成されており、前記導体層の導体面積の変更に対応した静電容量の値を有するようにした
ことを特徴とするコンデンサ。 - 前記第1の導体面積変更用導体パターンは、前記棒状に巻回された前記コンデンサの最外周側に配置された、前記第1の導体層と前記第2の導体層の少なくとも一方の導体層に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。 - 前記導体層の導体面積を変更可能とするための前記第1の導体面積変更用導体パターンは、前記棒状に巻回された前記コンデンサの最外周側に配置された、前記第1の導体層と前記第2の導体層に対して、より外周側に配置された導体層に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。
- 前記第1の導体層と前記第2の導体層の少なくとも一方の導体層は、所定の面積を有する少なくとも1つの第1の容量形成用導体パターンと、第1の共通導体パターンとが配置されており、前記第1の導体面積変更用導体パターンが前記第1の共通導体パターンと前記所定の面積を有する前記第1の容量形成用導体パターンとの間に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。 - 前記第1の導体面積変更用導体パターンは、前記棒状に巻回されて形成された前記コンデンサの軸芯方向に延伸された軸芯方向配設導体パターンを備えており、前記軸芯方向配設導体パターンによって前記導体層の導体面積が変更可能とされる
ことを特徴とする請求項4に記載のコンデンサ。 - 複数の前記第1の容量形成用導体パターンの配置に対応して備えられたそれぞれの前記軸芯方向配設導体パターンの少なくとも2つは、前記コンデンサの軸芯方向に並ぶように前記コンデンサの周方向における同一位置に配設されている
ことを特徴とする請求項5に記載のコンデンサ。 - 複数の前記第1の容量形成用導体パターンの配置に対応して備えられたそれぞれの前記軸芯方向配設導体パターンは、前記コンデンサの周方向に所定の間隔にて配設されている
ことを特徴とする請求項5に記載のコンデンサ。 - 前記第1の導体面積変更用導体パターンは、前記棒状に巻回されて形成された前記コンデンサの周方向に延伸された周方向配設導体パターンを備えており、前記周方向配設導体パターンによって前記導体層の導体面積が変更可能とされる
ことを特徴とする請求項4に記載のコンデンサ。 - 複数の前記第1の容量形成用導体パターンの配置に対応して備えられたそれぞれの前記周方向配設導体パターンの少なくとも2つは、前記コンデンサの軸芯方向に並ぶように前記コンデンサの周方向における同一位置に配設されている
ことを特徴とする請求項8に記載のコンデンサ。 - 複数の前記第1の容量形成用導体パターンの配置に対応して備えられたそれぞれの前記周方向配設導体パターンは、前記コンデンサの軸芯方向における同一位置に配設されている
ことを特徴とする請求項8に記載のコンデンサ。 - 前記第1の導体面積変更用導体パターンを電気的に分断することで、あるいは前記第1の導体面積変更用導体パターンは電気的に分断状態にあり、前記分断状態にある前記第1の導体面積変更用導体パターンを電気的に接続することで、上記静電容量の値を変更可能とするようにした
ことを特徴とする請求項4に記載のコンデンサ。 - 前記第1の導体層と前記第2の導体層とが棒状に巻回される際の所定の位置に棒状導体が配設されて前記第1の電極あるいは前記第2の電極とされている
ことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。 - 前記棒状導体は前記コンデンサの巻回中心に配設されている
ことを特徴とする請求項12に記載のコンデンサ。 - 前記第1の導体層及び前記第2の導体層のうちの一方の導体層と前記コンデンサの巻回中心に配設された前記棒状導体とが電気的に接続されているとともに、他方の導体層には前記巻回中心に沿った方向に所定形状の導体パターンが延出しており、前記棒状導体と前記所定形状の導体パターンが前記第1の電極及び前記第2の電極として機能する
ことを特徴とする請求項13に記載のコンデンサ。 - 前記巻回中心に沿った方向に延出された前記所定形状の導体パターンは中心孔を有するリング状の導体パターンを有しており、前記中心孔から前記棒状導体が突出している
ことを特徴とする請求項14に記載のコンデンサ。 - サイドスイッチ制御用容量調整パターン
前記第1の導体層と前記第2の導体層における少なくとも一方の導体層には電気的に分離可能な第2の導体面積変更用導体パターンが形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。 - 前記第2の導体面積変更用導体パターンは、前記第1の導体面積変更用導体パターンが形成された前記第1の導体層あるいは前記第2の導体層に形成されている
ことを特徴とする請求項16に記載のコンデンサ。 - 前記第2の導体面積変更用導体パターンは、第2の共通導体パターンと第2の容量形成用導体パターンとの間に配置されているとともに、前記第2の共通導体パターンは前記第1の共通導体パターンと電気的に分離されて形成されている
ことを特徴とする請求項17に記載のコンデンサ。 - 前記第1の導体面積変更用導体パターンと前記第2の導体面積変更用導体パターンが形成された前記第1の導体層あるいは前記第2の導体層には、前記巻回の中心軸に沿った方向に前記第1の共通導体パターンと前記第2の共通導体パターンとが互いに近接して配置されて延出されている
ことを特徴とする請求項18に記載のコンデンサ。 - 前記巻回の中心軸に沿った方向に延出された前記第1の共通導体パターンと前記第2の共通導体パターンは、リング状に配置されている
ことを特徴とする請求項19に記載のコンデンサ。 - 前記第2の導体面積変更用導体パターンは、前記第1の容量形成用導体パターンが形成された前記第1の導体層および前記第2の導体層のうちの一方の導体層とは異なる他方の導体層に形成されている
ことを特徴とする請求項16に記載のコンデンサ。 - 互いが対向配置された前記第1の導体層と前記第2の導体層を備えた前記誘電体フィルムに絶縁フィルムが、前記絶縁フィルムが前記コンデンサの外周面に露呈するように巻回されており、前記第1の導体面積変更用導体パターンの配置位置に対応した前記外周面の所定位置には、前記第1の導体面積変更用導体パターンが配置されていることを示すマーキングが施されている
ことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。
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