JP6370171B2 - 位置指示器 - Google Patents
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Description
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。
e≦C1/C3・V
なる関係がある。このため、周辺電極306と中心電極307との間の静電容量C3は、できるだけ小さい方が、中心電極307の電圧eを高くするのに有利である。
位置検出センサからの交流信号を受信するための第1の電極と、交流信号を前記位置検出センサに送信する第2の電極とを備え、前記位置検出センサに対して位置指示を行う位置指示器であって、
ペン形状に形成され、軸心方向の一端側に開口部を有する筒状の筐体と、
該筐体の前記開口部から外部に一端側が突出するように前記筐体内に設けられ、前記第1の電極または前記第2の電極の一方を構成する棒状の導電性部材からなる中心電極と、
前記開口部側において前記中心電極の周囲を囲むように設けられ、前記第1の電極または前記第2の電極の他方を構成する導電性部材からなる周辺電極と、
前記中心電極と前記周辺電極との間に設けられ、前記中心電極の少なくとも前記周辺電極により囲まれる部分を収納する中空部を有する筒状部が導電性部材からなるシールド部材と、
を備え、
前記シールド部材は、前記中心電極の前記周辺電極により囲まれる部分に対応する前記筒状部の内壁面及び外壁面に絶縁層が形成されて構成されると共に、前記筒状部がグラウンドに電気的に接続されており、
前記筐体内には、前記筐体の前記開口部から外部に突出された前記中心電極の前記一端側に印加された圧力を検出する筆圧検出ユニットが設けられ、
前記中心電極は、前記軸心方向に移動可能の状態で前記シールド部材の中空部内に配されており、
前記中心電極の径よりも大きい径を有し、前記中心電極の他端側が結合されている圧力伝達部材が、前記筐体の前記開口部から外部に突出された前記中心電極の前記一端側に印加された圧力を、前記筆圧検出ユニットに伝達するように配設されており、
前記シールド部材の前記筒状部は、前記中心電極を前記軸心方向のペン先側に移動可能とするように収納する小径部と、前記圧力伝達部材を前記軸心方向のペン先側に移動可能とするように収納する大径部とを備える
ことを特徴とする位置指示器を提供する。
この例の静電容量方式の位置検出センサ201は、以下に説明するように、センサ電極が入力電極と出力電極から構成されており、位置指示器100が接触したポイントの結合容量の変化を検出する相互容量方式の位置検出センサである。
<位置指示器100の構成例の概要>
この実施形態の位置指示器100の概要を図3及び図4を参照して説明する。この位置指示器100は、導電性材料、例えばSUS(Steel Special Use Stainless)からなる筒状の筐体1を備える。この筐体1のペン形状のペン先側となる一端側の開口部に、絶縁スリーブ3を介して導電性材料、例えばSUSからなる周辺電極2が設けられている。絶縁スリーブ3は、導電性の筐体1と、周辺電極2とを絶縁するためのもので、例えば絶縁性樹脂で構成されている。
図5は、この実施形態の位置指示器100のペン先側の詳細構成例を示す断面図であり、図3において断面として示さなかった部分に対応している。この図5は、より分かり易いように、位置指示器100のペン先側の斜視図を、筐体1を構成する筒状体の中心軸位置を含む面で切断した状態を示している。
圧力伝達部材7に配設されている端子片73は、中心電極5と、プリント基板21上に配設されている信号処理回路とを電気的に接続するための部材である。中心電極5の芯体51の端部51bと1対の第1の端子片73aとが弾性的に接触することで、中心電極5は、端子片73と電気的に接続される。
次に、シールド部材6の筒状体61と、プリント基板21のアース導体との接続のための構成について説明する。すなわち、前述もしたように、シールド部材6を構成する導電性材料の筒状体61は、プリント基板21のアース導体に電気的に接続される必要がある。プリント基板21のアース導体と筐体1とは電気的に接続されているので、使用者が筐体を持って位置指示器100を操作するときに、アース導体は、人体を介して地気(グラウンド)に接続され、良好なシールド効果を奏する。
次に、周辺電極2とプリント基板21の信号処理回路401の出力端との電気的接続のための構成について説明する。
この実施形態においては、中心電極5とプリント基板21の信号処理回路401の入力端子との接続線23と、周辺電極2とプリント基板21の信号処理回路の出力端との電気的接続のための端子片9とは、それぞれ受信信号の信号線路および送信信号の信号線路を形成している。そして、接続線23と端子片9は、共に軸心方向に沿って、筆圧検出ユニット10を跨ぐようにして配設されている。このため、送信信号と受信信号とが互いに干渉して、位置指示器100が安定に動作することができなくなってしまう恐れがある。
以上のようにして、この実施形態の位置指示器100においては、シールド部材6が、アルミニウムからなる筒状体61の全体(端子部分63を除く)をアルマイト加工することで、アルマイト被膜からなる絶縁層62が、筒状体61の外壁面61a及び内壁面61bを含む全体に亘って形成されている。そして、導電性材料からなるアルミニウムが、端子部分63でプリント基板21のアース導体と接続されることで、電界シールドが実現されている。
上述の実施形態では、中心電極5を位置検出センサからの信号の受信電極とし、周辺電極を位置検出センサへ信号を送信する送信電極としたが、冒頭でも説明したように、中心電極を送信電極とし、周辺電極を受信電極とするように構成することもできる。
Claims (13)
- 位置検出センサからの交流信号を受信するための第1の電極と、交流信号を前記位置検出センサに送信する第2の電極とを備え、前記位置検出センサに対して位置指示を行う位置指示器であって、
ペン形状に形成され、軸心方向の一端側に開口部を有する筒状の筐体と、
該筐体の前記開口部から外部に一端側が突出するように前記筐体内に設けられ、前記第1の電極または前記第2の電極の一方を構成する棒状の導電性部材からなる中心電極と、
前記開口部側において前記中心電極の周囲を囲むように設けられ、前記第1の電極または前記第2の電極の他方を構成する導電性部材からなる周辺電極と、
前記中心電極と前記周辺電極との間に設けられ、前記中心電極の少なくとも前記周辺電極により囲まれる部分を収納する中空部を有する筒状部が導電性部材からなるシールド部材と、
を備え、
前記シールド部材は、前記中心電極の前記周辺電極により囲まれる部分に対応する前記筒状部の内壁面及び外壁面に絶縁層が形成されて構成されると共に、前記筒状部がグラウンドに電気的に接続されており、
前記筐体内には、前記筐体の前記開口部から外部に突出された前記中心電極の前記一端側に印加された圧力を検出する筆圧検出ユニットが設けられ、
前記中心電極は、前記軸心方向に移動可能の状態で前記シールド部材の中空部内に配されており、
前記中心電極の径よりも大きい径を有し、前記中心電極の他端側が結合されている圧力伝達部材が、前記筐体の前記開口部から外部に突出された前記中心電極の前記一端側に印加された圧力を、前記筆圧検出ユニットに伝達するように配設されており、
前記シールド部材の前記筒状部は、前記中心電極を前記軸心方向のペン先側に移動可能とするように収納する小径部と、前記圧力伝達部材を前記軸心方向のペン先側に移動可能とするように収納する大径部とを備える
ことを特徴とする位置指示器。 - 前記シールド部材の前記筒状部はアルミニウムからなり、アルマイト加工されることにより少なくとも前記内壁面及び外壁面に前記絶縁層が形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の位置指示器。 - 前記中心電極は、少なくとも前記筐体の外部に突出する前記一端側が当該中心電極を構成する前記導電性部材よりも摩擦抵抗が小さい非導電性部材で被膜されるとともに、前記他端側には前記導電性部材が露出した部分を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の位置指示器。 - 前記圧力伝達部材は、前記中心電極の本体の一端部が嵌合されている嵌合部と、前記筆圧検出ユニットに嵌合される突出部とを備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の位置指示器。 - 前記筆圧検出ユニットは、前記筐体の軸心方向に誘電体を挟んで対向する2個の電極を備え、前記中心電極の前記開口部から突出した部分に印加される圧力に応じて、前記2個の電極の間の静電容量を可変にする可変容量コンデンサで構成される
ことを特徴とする請求項1に記載の位置指示器。 - 前記第1の電極で受信した前記位置検出センサからの交流信号を受けると共に、交流信号を前記第2の電極に供給するための回路部をさらに備え、
前記圧力伝達部材には、前記中心電極の前記他端側の前記導電性部材が露出した部分と前記回路部とを電気的に接続するための接続部材が設けられている
ことを特徴とする請求項1又は請求項5に記載の位置指示器。 - 前記シールド部材の前記筒状部は、前記径小部と前記径大部との変化部に形成される段差部を備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の位置指示器。 - 前記中心電極を収納するシールド部材、前記筆圧検出ユニット、及び前記第1の電極で受信した前記位置検出センサからの交流信号を受けると共に、交流信号を前記第2の電極に供給するための回路部は、前記開口部側から見て前記シールド部材、前記筆圧検出ユニット、前記回路部の順に軸心方向に前記筐体内に配置されており、
前記中心電極と前記回路部とを電気的に接続する接続部材は、前記軸心方向の前記筆圧検出ユニットの配置空間と重なるように設けられ、
少なくとも前記筆圧検出ユニットの配置空間と重なるように設けられた前記接続部材の一部は、前記筆圧検出ユニットと共に部分的にシールドされて、前記接続部材は、前記周辺電極と前記回路部との電気的な接続路とは分離されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項5に記載の位置指示器。 - 前記回路部は、前記第1の電極を通じて受信した前記交流信号と所定の相関性を有する信号が増強された信号を形成し、前記増強された信号を前記第2の電極を通じて送信する前記交流信号とする
ことを特徴とする請求項8に記載の位置指示器。 - 前記シールド部材と前記筆圧検出ユニットとの間には、前記シールド部材の前記筒状部と前記回路部のグラウンドとを電気的に接続するための端子部材をさらに設けた
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の位置指示器。 - 前記回路部は前記筐体の中空部に設けられたプリント基板上に配設されており、
前記シールド部材と、前記筆圧検出ユニットとは、絶縁材料からなるホールド部内に配置されていると共に、前記ホールド部は、前記プリント基板に対して固定されている
ことを特徴とする請求項8〜請求項10のいずれかに記載の位置指示器。 - 前記プリント基板の回路部に一端部が電気的に接続された導電性部材からなる板状端子片をさらに備え、該板状端子片は、前記一端部側が前記ホールド部に固定されるとともに他端部が前記軸心方向に対して交差する方向に弾性的に変位可能に設けられ、
前記板状端子片の前記弾性的に変位可能な他端部が前記周辺電極に弾性的に接触することで該周辺電極と電気的に接続される
ことを特徴とする請求項11に記載の位置指示器。 - 前記筆圧検出ユニットで検出された前記筆圧を筆圧データとして前記位置検出センサに設けられた位置検出装置に無線送信する送信手段を備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載の位置指示器。
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