JPWO2018173420A1 - 電子ペン - Google Patents
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Abstract
Description
筒状の筐体と、
前記筒状の筐体の軸心方向の一端側に配置される芯体と、
前記芯体に印加される圧力を検出する筆圧検出部と、
前記筒状の筐体内において、前記軸心方向に延在可能な形状とされたフレキシブル基板が用いられた回路基板と、
前記筒状の筐体内において、前記筆圧検出部と前記回路基板とを保持して、前記軸心方向に延在するように収納されるホルダー部と、
を備え、
前記回路基板は、前記筆圧検出部の少なくとも一部の部品が載置されて固定されている筆圧検出部載置部と、所定の回路が前記フレキシブル基板上に形成されている回路載置部と、前記筆圧検出部載置部と前記回路載置部との間に形成され、前記筆圧検出部の部品と前記回路載置部の回路素子との間を電気的に接続する線路パターンが形成されている線路部とが、前記筆圧検出部載置部が前記芯体側となるような状態で前記軸心方向に並ぶように形成されており、
前記回路基板の前記回路載置部は、前記ホルダー部に保持されると共に、前記回路基板の前記筆圧検出部載置部は、前記線路部の部分で前記フレキシブル基板が屈曲されて、前記軸心方向に垂直な方向となる状態で前記ホルダー部に保持されて、前記筆圧検出部が、前記芯体に印加される軸芯方向の圧力を受けることが可能に構成された
ことを特徴とする電子ペンを提供する。
図1は、この発明による電子ペンの第1の実施形態の構成例を示す図であり、この例は、電磁誘導方式の電子ペンの場合である。この第1の実施形態の電子ペン1は、筒状の筐体2の中空部2a内に、電子ペン本体部3が収納され、ノックカム機構部10により、電子ペン本体部3のペン先側が、筐体2の長手方向の一端の開口2b側から出し入れされるノック式の構成を備える。この実施形態では、電子ペン本体部3は、カートリッジ式の構成とされ、筐体2に対して着脱可能とされている。
図2は、電子ペン本体部3の構成例を、市販のノック式ボールペンの替え芯と比較して示す図である。すなわち、図2(A)は、市販のノック式ボールペンの替え芯6を示し、また、図2(B)は、この実施形態の電子ペン本体部3の構成例を示している。
次に、上述の実施形態の電子ペン1による指示位置の検出および電子ペン1に印加される筆圧の検出を行う位置検出装置400の回路構成例及びその動作について、図8を参照して説明する。
上述の実施形態の電子ペン1においては、フレキシブル基板91に、その長手方向に、回路載置部92と、筆圧検出部載置部93と、回路載置部92と筆圧検出部載置部93との間の線路部94とを形成した回路基板90を用い、筆圧検出部載置部93には、予め筆圧検出部80が載置され、線路部94を介して電気的に回路載置部92の回路素子と接続される状態で固定されている。したがって、回路基板90をホルダー部50に保持させる前の段階で、既に筆圧検出部80と回路載置部92との間の電気的な接続は終了しており、筆圧検出部80と回路載置部92の回路素子とを電気的に接続するための半田付け処理の工程を削減することができる。
上述の第1の実施形態の電子ペン1においては、コイル41と回路基板90の回路載置部92の回路素子との接続のために、ホルダー部50の筒状部51に、端子部材53及び54を立体微細パターンとして形成するようにした。しかしながら、コイル41と回路基板90の回路載置部92の回路素子との接続は、このような態様に限らない。第2の実施形態の電子ペンにおいては、第1の実施形態における電子ペン本体部3のホルダー部50及び回路基板90の構成を若干変更することにより、回路基板とコイル41の両端とを直接的に接続することができるように構成する。
<第1の変形例>
上述の第2の実施形態の電子ペン1Aにおいては、延伸部98を外部に露呈させる開口凹部51hは、収納部51bのペン先側に形成した。このため、回路基板90Aのフレキシブル基板91Aは、図10(A)に示したように、延伸部98は、ペン先側に延伸するように屈曲されて、開口凹部51hからは、延伸部98のフレキシブル基板91Aの裏面91Ab側が露呈する状態とされる。そのために、上述の第2の実施形態においては、延伸部98においては、裏面91Ab側に、スルーホール983及び984を通じて、表面91Aa側の線路パターン981及び982と接続される導電パッド95及び96を形成する必要があった。
図11(B)は、第2の実施形態の変形例の第2の例の電子ペン1Cを説明するための図であり、この図11(B)も、この例の電子ペン1Cの信号送信用部材40と、ホルダー部50Cの結合部分の断面図を示すものである。
第2の実施形態の電子ペン1A及び変形例の第1の例の電子ペン1Bにおいては、回路基板90A及び90Bには、筆圧検出部載置部93から、長手方向に延長するように延伸部98,98Bを形成するようにした。しかしながら、図11(C)に示すように、筆圧検出部載置部93からフレキシブル基板91を延伸させる延伸部98Dを、長手方向ではなく、回路基板90の短辺方向に延伸するように、回路基板90Dを形成してもよい。
上述の実施形態においては、筆圧検出部は、MEMS素子を用いた1個のパッケージ部品としたが、筆圧検出部の構成は、これに限られるものではない。第3の実施形態は、誘電体を挟む第1及び第2の電極を備え、第1の電極と誘電体との接触面積を、芯体に印加される圧力に応じた変化をさせることで、静電容量の変化として筆圧を検出する構成の筆圧検出部(特許文献1参照)を用いる場合である。
以上の実施形態は、電磁誘導方式の電子ペンの場合であったが、この発明は、所定の信号を静電結合方式で位置検出装置に送信することで位置指示するようにする、アクティブ静電結合方式の電子ペンにも適用可能である。
なお、上述の実施形態は、電子ペンの筐体内に収納されるカートリッジ状の電子ペン本体部に、この発明を適用した場合として説明したが、このような電子ペン本体部ではなく、電子ペンの筐体内に、直接的に、信号送信用部材と、ホルダー部と、回路基板とを収納する構成であってもよいことは言うまでもない。
筒状の筐体と、
前記筒状の筐体の軸心方向の一端側に配置される芯体と、
前記芯体に印加される圧力を検出する筆圧検出部と、
前記筒状の筐体内において、前記軸心方向に延在可能な形状とされたフレキシブル基板が用いられた回路基板と、
前記筒状の筐体内において、前記筆圧検出部と前記回路基板とを保持して、前記軸心方向に延在するように収納されるホルダー部と、
を備え、
前記回路基板は、前記筆圧検出部の少なくとも一部の部品が載置されて固定されている筆圧検出部載置部と、所定の回路が前記フレキシブル基板上に形成されている回路載置部と、前記筆圧検出部載置部と前記回路載置部との間に形成され、前記筆圧検出部の部品と前記回路載置部の回路素子との間を電気的に接続する線路パターンが形成されている線路部とが、前記筆圧検出部載置部が前記芯体側となるような状態で前記軸心方向に並ぶように形成されており、
前記回路基板の前記回路載置部は、前記ホルダー部に保持されると共に、前記回路基板の前記筆圧検出部載置部は、前記線路部の部分で前記フレキシブル基板が屈曲されて、前記軸心方向に垂直な方向となる状態で前記ホルダー部に保持されて、前記筆圧検出部が、前記芯体に印加される軸心方向の圧力を受けることが可能に構成され、
前記ホルダー部は、前記筆圧検出部を前記軸心方向に垂直な方向の状態で保持するための収納部を備え、
前記収納部は、軸心方向に直交する方向を向く開口を備え、前記回路基板の前記筆圧検出部載置部に載置されている前記筆圧検出部の少なくとも一部が、前記開口を通じて前記収納部に差し込まれて挿入される
ことを特徴とする電子ペンを提供する。
Claims (20)
- 筒状の筐体と、
前記筒状の筐体の軸心方向の一端側に配置される芯体と、
前記芯体に印加される圧力を検出する筆圧検出部と、
前記筒状の筐体内において、前記軸心方向に延在可能な形状とされたフレキシブル基板が用いられた回路基板と、
前記筒状の筐体内において、前記筆圧検出部と前記回路基板とを保持して、前記軸心方向に延在するように収納されるホルダー部と、
を備え、
前記回路基板は、前記筆圧検出部の少なくとも一部の部品が載置されて固定されている筆圧検出部載置部と、所定の回路が前記フレキシブル基板上に形成されている回路載置部と、前記筆圧検出部載置部と前記回路載置部との間に形成され、前記筆圧検出部の部品と前記回路載置部の回路素子との間を電気的に接続する線路パターンが形成されている線路部とが、前記筆圧検出部載置部が前記芯体側となるような状態で前記軸心方向に並ぶように形成されており、
前記回路基板の前記回路載置部は、前記ホルダー部に保持されると共に、前記回路基板の前記筆圧検出部載置部は、前記線路部の部分で前記フレキシブル基板が屈曲されて、前記軸心方向に垂直な方向となる状態で前記ホルダー部に保持されて、前記筆圧検出部が、前記芯体に印加される軸芯方向の圧力を受けることが可能に構成された
ことを特徴とする電子ペン。 - 前記ホルダー部は、前記筆圧検出部を前記軸心方向に垂直な方向の状態で保持するための収納部を備えることを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
- 前記収納部は、軸心方向に直交する方向を向く開口を備え、前記回路基板の前記筆圧検出部載置部に載置されている前記筆圧検出部の少なくとも一部が、前記開口を通じて前記収納部に差し込まれて挿入される
ことを特徴とする請求項2に記載の電子ペン。 - 前記回路基板において、前記フレキシブル基板の前記線路部の前記軸心方向に直交する方向の幅は、前記回路載置部よりも細く構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記回路基板の前記筆圧検出部載置部と前記回路載置部とは、前記フレキシブル基板の同一の面側に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記回路基板は、両面テープにより、前記ホルダー部に固定される
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記筆圧検出部は、前記芯体に印加される圧力を静電容量の変化として検出するMEMS(Micro Electro Mechanical System)素子を用いた単一部品からなる
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記筆圧検出部は、誘電体と、前記誘電体を挟んで互いに対向する2個の電極部とを備え、前記芯体に印加される圧力により前記2個の電極部の一方の電極部と前記誘電体との接触面積が変化し、前記接触面積に応じて静電容量を可変するものであり、
前記回路基板の前記筆圧検出部載置部には、前記2個の電極部の他方の電極部が載置されて固定されている ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記伝達部材を、前記筆圧検出部側に常時弾性的に変位させる弾性変位部材を備える
ことを特徴とする請求項7に記載の電子ペン。 - 前記芯体側には、信号送信用部材を備え、
前記回路基板には、前記信号送信用部材との接続部が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記信号送信用部材は、前記芯体を挿通する貫通孔を有する磁性体に巻回されたコイルを備え、前記回路基板の前記回路載置部の前記所定の回路は、前記コイルと共振回路を構成するキャパシタを含む
ことを特徴とする請求項10に記載の電子ペン。 - 前記信号送信用部材は、前記芯体側に設けられた導体で構成され、前記回路基板の前記回路載置部の前記所定の回路は、前記導体に送信信号を供給する信号発信回路を含む
ことを特徴とする請求項10に記載の電子ペン。 - 前記回路基板の前記回路載置部に前記接続部が設けられていると共に、前記ホルダー部には、前記信号送信用部材と、前記接続部とを電気的に接続するための導体パターンが施されている
ことを特徴とする請求項10に記載の電子ペン。 - 前記回路基板の前記フレキシブル基板は、前記筆圧検出部載置部から延伸する延伸部を備え、
前記延伸部には、前記信号送信用部材との接続部が設けられている
ことを特徴とする請求項10に記載の電子ペン。 - 前記ホルダー部には、前記延伸部を外部に露出させるための開口部が形成されており、
前記開口部から露出している前記延伸部の前記接続部に、前記信号送信用部材が電気的に接続される
ことを特徴とする請求項14に記載の電子ペン。 - 前記磁性体の前記貫通孔にはパイプ部材が嵌合されており、
前記芯体は、前記パイプ部材の中空部を摺動自在に挿通される
ことを特徴とする請求項11に記載の電子ペン。 - 筒状体からなり、少なくとも、前記ホルダーの前記回路基板を保持している部分を前記筒状体の中空部内に収納すると共に、前記回路基板の前記筆圧検出部載置部を挿入する開口を閉塞するような状態で、前記ホルダー部の一部を中空部内に収納する回路部保護部材を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記芯体側には、信号送信用部材を備え、
前記信号送信用部材は、前記回路部保護部材に一部が収納された前記ホルダー部の前記芯体側に嵌合されることで、電子ペンカートリッジの構成とされる
ことを特徴とする請求項17に記載の電子ペン。 - 電子ペンの筒状の筐体内に、前記筐体の軸心方向を長手方向として配置される回路基板の製法であって、
前記フレキシブル基板の長手方向に、所定の回路用の導体パターンが形成されている回路載置部と、筆圧検出部との接続用の導体パターンが形成されている筆圧検出部載置部と、前記筆圧検出部載置部と前記回路載置部との間に形成され、前記筆圧検出部の部品と前記回路載置部の回路素子との間を電気的に接続するための線路パターンが形成されている線路部とを、前記筆圧検出部載置部が前記長手方向の端部となるような状態で前記長手方向に並ぶように形成する第1の工程と、
前記回路載置部に電子部品を載置し、前記筆圧検出部載置部に前記筆圧検出部の少なくとも一部の部品を載置して、前記電子部品と前記回路用の導体パターンとの間及び前記筆圧検出部と前記接続用の導体パターンとの間を半田付けする第2の工程と、
を有することを特徴とする電子ペン用の回路基板の製法。 - 電子ペンの筒状の筐体内に当該筐体の軸心方向に延在するように収納されるホルダー部に対して、筆圧検出部と回路基板とを取り付ける方法であって、
前記回路基板は、前記筆圧検出部の少なくとも一部の部品が載置されて固定されている筆圧検出部載置部と、所定の回路が前記フレキシブル基板上に形成されている回路載置部と、前記筆圧検出部載置部と前記回路載置部との間に形成され、前記筆圧検出部の部品と前記回路載置部の回路素子との間を電気的に接続する線路パターンが形成されている線路部とが、前記筆圧検出部載置部が前記電子ペンの芯体側となるような状態で前記軸心方向に並ぶように形成されていると共に、
前記ホルダーは、筆圧検出部を、前記芯体に印加される軸芯方向の圧力を受けることが可能な状態で収納する収納部と、前記回路基板の前記回路載置部を前記軸心方向に沿った方向において載置可能とする載置台部とを備えており、
前記回路基板の前記筆圧検出部載置部を、前記軸心方向に直交する方向から前記収納部に差し込み、前記線路部のところで屈曲させて、前記回路載置部を前記載置台部に載置するようにし、前記回路載置部を前記載置台部に接着固定する
ことを特徴とする電子ペンにおける筆圧検出部及び回路基板の取付方法。
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