JP2016053750A5 - - Google Patents

Description

そして、この位置指示器３０１の筐体３０３の開口側は、図１１の部分拡大図に示すように、先端に向かって徐々に細くなるテーパー部３０３ａとされており、そのテーパー部３０３ａの外周側に、環状に形成するとともに導電性を有する金属からなる周辺電極３０６が取り付けられている。また、中心電極３０７が、その先端部３０７ａが図１１のように前記開口から外部に突出するような状態で、位置指示器３０１の筐体３０３の中空部内に収納されている。なお、中心電極３０７の先端には、位置検出センサ３０２の指示入力面を傷付けないようにすると共に、指示入力面との接触面積を大きくするために、導電性の弾性ゴムなどからなる弾性保護部材３０７ｂにより覆われている。

一方、位置検出センサ３０２には交流信号が流れているので、この交流信号が静電容量Ｃ１及び周辺電極３０６を介して電流信号として信号処理回路３０４に供給される。この信号処理回路３０４は、例えば入力された交流信号を増幅するなど信号を増強する処理を行い、その信号処理結果の出力信号である交流信号を、中心電極３０７に供給するようにする。位置指示器３０１が位置検出センサ３０２上に在るときには、中心電極３０７は静電容量Ｃ２を介して位置検出センサ３０２に結合されているので、位置指示器３０１から位置検出センサ３０２に交流信号が帰還される。

そのような筆圧検出手段で筆圧を検出するためには、位置指示器の芯体（中心電極）に印加される筆圧を筆圧検出手段に伝達する必要があり、そのためには、位置指示器の芯体（中心電極）は、位置指示器の軸心方向に移動可能として、筆圧を確実に伝達するための構成が必要となる。

したがって、位置指示器１００の周辺電極２から位置検出センサ２０１のセンサ部２１０に帰還される交流信号は、送信導体２１３Ｙに供給される交流信号が増強された逆相の信号であるので、位置指示器１００は、位置検出センサ２０１の受信導体２１４Ｘの受信信号における交流信号の変化を、より増大させるように機能する。このため、位置検出センサ２０１は、位置指示器１００の接触位置を高感度で検出することが可能となる。

中心電極５は、図５、図７及び図８に示すように、直径が例えば１．９ｍｍに形成された導電性材料、例えば金属からなる芯体５１を備える。そして、この実施形態では、中心電極５は、芯体５１のペン先側の約半分が絶縁性材料、この例ではＰＯＭ（Polyoxymethylene）からなる保護部材５２により覆われている。この芯体５１の保護部材５２により覆われた部分は、位置指示器１００として組み上げたときに、周辺電極２がその周囲に位置する状態となる。そして、図５及び図８に示すように、芯体５１は先端部が球形を有するように構成されており、保護部材５２は、この芯体５１の球形の先端部の全体を覆うように形成されて中心電極５の先端部５ａを形成している。この保護部材５２は、位置検出センサ２０１の指示入力面を傷付けないようにすると共に指示入力面との接触面積を大きくする役割と、この実施形態では、特に、シールド部材６及び周辺電極２に対する絶縁をより強固にする役割を有する。

シールド部材６を構成する導電性材料からなる筒状体６１は、この実施形態では、アルマイト加工されたアルミニウムで構成されている。そして、図５及び図８に示すように、筒状体６１の外壁面６１ａ及び内壁面６１ｂを含む全表面を覆うように形成されたアルマイト被膜により絶縁層６２が形成されている。

このため、シールド部材６の筒状体６１は、図５及び図８に示すように、主としてペン先側において、中心電極５を軸心方向に移動可能に収納する内径を有する小径部６４と、ペン先側とは反対側において、圧力伝達部材７を軸心方向に移動可能に収納する内径を有する大径部６５とを有するように構成される。

小径部６４の中空部の内径は、中心電極５の外径（芯体５１に保護部材５２が形成されている部分の径）よりも若干大きく選定されている。また、大径部６５は、圧力伝達部材の最大径よりも若干大きく選定されている。したがって、筒状体６１の中空部内には、小径部６４から大径部６５に変化する部分で段差部６６が形成されている。また、筒状体６１の外周側面にも、小径部６４から大径部６５に変化する部分で段差部６７が形成されている。

圧力伝達部材７は、絶縁性材料、この例では樹脂からなり、図５、図７及び図８に示すように、中心電極５の芯体５１の端部５１ｂが嵌合される芯体嵌合部７１と、筆圧検出ユニット１０に嵌合する突出部７２とを有する。圧力伝達部材７の芯体嵌合部７１は、円柱状部材に、中心電極５の芯体５１の端部５１ｂが挿入される凹部７１ａが形成されて構成されている。そして、この芯体嵌合部７１の側周面の一部には、図７に示すように、凹部７１ａの側壁を開口部側から底部まで軸心方向に切り欠いたスリット７１ｂが形成されている。圧力伝達部材７の突出部７２は、図５及び図８に示すように、筆圧検出ユニット１０に、筆圧を伝達するために結合される。

そして、凹部７１ａ内には、図７及び図８に示すように、中心電極５とプリント基板２１の信号処理回路４０１との電気的な接続を行うための端子片７３が配設されている。この端子片７３は、金属板で構成されており、図７及び図８に示すように、凹部７１ａ内において、軸心方向に直交する方向に対向する状態で配置され、かつ、軸心方向に延伸形成された一対の第１の端子片７３ａと、スリット７１ｂを通じて圧力伝達部材７の芯体嵌合部７１の外周側面に直交する方向に突出するように配設される第２の端子片７３ｂとを備える。そして、一対の第１の端子片７３ａは、軸心方向に直交する方向に弾性変位可能に形成されており、その間隔が芯体５１の径と同じかやや狭くなるように配置されている。

弾性部材１４は、保持部材１５に保持された導電部材１３の周囲を、その巻回部で囲むように組み合わされる。このとき、弾性部材１４の接続部１４ａは、導電部材１３の端面と接触して、電気的に接続される状態となる。そして、弾性部材１４の接続部１４ａとは反対側の端部である端子片（図示は省略）は、プリント基板２１の導電パターンに、半田付け接続されるように構成されている。

以上のように構成される筆圧検出ユニット１０においては、中心電極５に筆圧が印加されると、当該筆圧は圧力伝達部材７を介して筆圧検出ユニット１０の保持部材１５に伝達され、保持部材１５は、印加された筆圧に応じて、導電部材１３を誘電体１２側に移動させる。すると、導電部材１３の端部が誘電体１２と当接し、導電部材１３との接触面積が印加された筆圧に応じて変化し、第１の電極と第２の電極との間に形成される可変容量コンデンサの静電容量が、印加された筆圧に応じて可変される。

この場合に、図示は省略するが、アーム部２１ａには、プリント基板２１上に配設されている信号処理回路４０１の出力端に接続するための導体パターンが形成され、アーム部２１ｂには、プリント基板２１のアース導体に接続するための導体パターンが形成されている。

すなわち、この実施形態においては、図７に示すように、例えば弾性を有する金属板により、その板厚方向に弾性変位可能な形状として、周辺電極２用の端子片９が用意されている。この周辺電極２用の端子片９の長手方向の一端側には、プリント基板２１のアーム部２１ａに形成されている信号処理回路４０１の出力端に接続されている導体パターンに接続される接続用突起９ａが形成されている。一方、この周辺電極２用の端子片９の長手方向の他端側には、周辺電極２の内壁面に対して弾性的に接触する接続用端部９ｂが形成されている。

以上の構成により、中心電極５と信号処理回路４０１の入力端との接続線２３による受信信号の信号線路と、端子片９による周辺電極２と信号処理回路４０１の出力端との送信信号の信号線路とが銅テープ４０によるシールドにより電気的に分離されて、送信信号と受信信号との干渉が抑えられる。

また、この実施形態においては、筐体１の中空部内に、中心電極５と信号処理回路４０１の入力端との接続線２３による受信信号の信号線路と、端子片９による周辺電極２と信号処理回路４０１の出力端との送信信号の信号線路とが存在することになるが、接続線２３が、銅テープ４０によってシールドされるので、送信信号と受信信号との干渉が抑えられるという効果がある。