KR101809275B1 - 가변 용량 컨덴서, 위치 지시기 및 입력 장치 - Google Patents

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Abstract

[과제] 성능을 떨어뜨리는 일 없이, 구성을 가능한 간단하게 한 가변 용량 컨덴서를 제공한다.
[해결 수단] 유전체(15a), 스페이서(15b), 도전성 탄성 부재(15c)에 의해 가변 용량 컨덴서(15)가 형성된다. 이 경우, 유전체(15a)는 기판(17)의 제1 단자부(17a)와 접합되는 제1 면부(15a1), 및 이 제1 면부(15a1)에 대향하는 제2 면부(15a2)를 가진다. 도전성 탄성 부재(15c)는 기판(17)의 제2 단자부(17b)와 접속되는 그루브부(기판 연결부; 15ck)를 가짐과 아울러, 유전체의 제2 면부에 대향하고, 심체(12)에 의해 유전체측에 프레스되어 있는 경우에는 당해 제2 면부에 접촉하고, 프레스되어 있지 않은 경우에는 당해 제2 면부와 이격되는 유전체 접촉부를 가진다.

Description

가변 용량 컨덴서, 위치 지시기 및 입력 장치{VARIABLE CAPACITOR, POSITION INDICATOR, AND INPUT DEVICE}
본 발명은 외부로부터 가해지는 압력 또는 변위에 따라서 용량값이 변화하는 가변 용량 컨덴서, 당해 가변 용량 컨덴서를 이용한 위치 지시기 및 당해 위치 지시기를 이용한 입력 장치에 관한 것이다.
최근, 퍼스널 컴퓨터 등의 입력 디바이스로서 입력 장치가 이용되고 있다. 이 입력 장치는 예를 들어, 펜형으로 형성된 위치 지시기와, 이 위치 지시기를 이용하여 포인팅 조작이나 문자 및 그림 등의 입력을 행하는 입력면을 가지는 위치 검출 장치로 구성되어 있다.
그리고 위치 지시기의 필압 검출부에는 종래부터 특허 문헌 1에 기재되어 있는 가변 용량 컨덴서가 이용되고 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 가변 용량 컨덴서는 유전체의 일면에 장착된 제1 전극과, 유전체의 상기 일면과 대향하는 타면측에 배치된 가요성을 가지는 제2 전극을 가지고 있다. 그리고 상기 가변 용량 컨덴서는 제2 전극과 유전체의 타면 사이를, 그 일부를 제외하고 약간의 간격만큼 이격하는 수단과, 제2 전극과 유전체 사이에 상대적 압력 또는 변위를 가하는 수단을 구비하고 있다.
도 20에, 종래의 가변 용량 컨덴서의 구체적인 구성을 나타낸다. 도 20A는 종래의 가변 용량 컨덴서에 있어서 초기 상태를 나타내는 도면, 도 20B는 압력이 가해진 상태를 나타내는 도면이다.
이 가변 용량 컨덴서(200)는 거의 원반 형상의 유전체(201)와, 유전체(201)의 일면(201a)에 장착된 제1 전극(202)과, 유전체(201)의 일면(201a)과 대향하는 타면(201b)측에 설치된 제2 전극(203)을 가지고 있다. 제2 전극(203)은 가요성을 가지고 있고, 링 형상의 스페이서(204)를 통하여 유전체(201)의 타면(201b)측에 설치되어 있다. 또, 제2 전극(203)에 있어서 유전체(201)와 반대측에는 탄성체(205)를 사이에 두고 막대 형상의 심체(芯體; 210)가 마련되어 있다.
제1 전극(202)의 일면측에는 제1 단자(206)가 마련되어 있다. 제1 단자(206)는 원반 형상의 플랜지부(206a)와, 이 플랜지부(206a) 일면의 거의 중앙으로부터 연재(延在)하는 리드부(206b)로 구성되어 있다. 플랜지부(206a)는 필압이 가해졌을 때에 제1 전극(202)의 일면에 접촉하고, 이 제1 전극(202)과 전기적으로 접속된다.
제2 전극(203)의 단부(端部)에는 제2 단자(207)가 마련되어 있다. 제2 단자(207)는 제1 단자(206)와 동일하게, 원반 형상의 플랜지부(207a)와, 이 플랜지부(207a) 일면의 거의 중앙으로부터 연재하는 리드부(207b)로 구성되어 있다. 플랜지부(207a)는 필압이 가해졌을 때에 제2 전극(203) 일면의 단부에 접촉하고, 이 제2 전극(203)과 전기적으로 접속된다.
이 가변 용량 컨덴서(200)는 심체(210)에 압력 또는 변위가 전혀 가해지지 않은 상태(초기 상태)에서, 유전체(201)의 타면(201b)과 제2 전극(203) 사이에 스페이서(204)에 의해, 약간의 간격이 형성되어 있다. 또, 도 20B에 나타내는 바와 같이, 심체(210)에 압력이 가해지면, 탄성체(205)와 제2 전극(203)이 심체(210)에 프레스되어 탄성 변형한다. 이에 의해, 제2 전극(203)이 유전체(201)의 타면(201b)에 접촉한다. 그리고 이 제2 전극(203)과 유전체(201)의 타면(201b)의 접촉 면적이 증가하면, 제1 단자(206)와 제2 단자207) 사이의 용량값이 증가한다. 그 결과, 제1 단자(206)와 제2 단자(207) 사이의 용량값 변화를 검출함으로써, 심체(210)에 가해지는 압력(필압)이 검출된다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
[특허 문헌 1] 일본 특개평 4－96212호 공보
도 20을 이용하여 설명한 종래의 가변 용량 컨덴서(200)는 실제로, 소정의 하우징 부재 내에 형성된다. 구체적으로, 가변 용량 컨덴서(200)는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(202)이 마련된 유전체(201), 스페이서(204), 제2 전극(203), 탄성체(205)가 순번으로 제1 하우징 부재(221) 내에 적층되어 형성된다.
이 경우에, 제1 전극(202)에는 제1 단자(206)가 접속되고, 제2 전극(203)의단부에는 제2 단자(207)가 접속된다. 그리고 제1 하우징 부재(221)의 하측으로부터, 심체(210)를 홀딩하는 캡체(72)와 제2 하우징 부재(222)가 삽입되게 되고, 1개의 가변 용량 컨덴서(200)가 형성된다.
따라서 종래의 가변 용량 컨덴서(200)는 (1) 제1 단자(206), (2) 제2 단자(207), (3) 제1 하우징 부재(221), (4) 제1 전극(202)이 마련된 유전체(201), (5) 스페이서(204), (6) 제2 전극(203), (7) 탄성체(205), (8) 심체 홀딩용의 캡체(72), (9) 제2 하우징 부재(222)라고 하는 9개의 부품에 의해 형성되어 있다.
이와 같이, 종래의 가변 용량 컨덴서(200)는 부품 개수가 많다. 또, 가변 용량 컨덴서(200)의 크기는 펜형의 위치 지시기 내에 수납되는 것이므로, 비교적 작은 것이다. 이 때문에, 가변 용량 컨덴서(200)의 제조에는 수고나 시간이 걸리는 경우가 있어서, 이와 같은 부적절함을 개선하는 것이 바람직하다.
이상을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명은 성능을 떨어뜨리는 일 없이, 구성을 가능한 간단하게 한 가변 용량 컨덴서를 제공하는 것, 당해 가변 용량 컨덴서를 이용한 위치 지시기 및 입력 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명의 가변 용량 컨덴서는, 위치 지시기에 내장된 제1 단자부와 제2 단자부를 구비한 전자 회로 기판과 협동하여 이용되는 가변 용량 컨덴서로서, 상기 가변 용량 컨덴서는 제1 면부와 그 제1 면부에 대향하는 제2 면부를 가지는 유전체와; 기판 연결부와 유전체 접촉부를 가지는 도전성 탄성 부재를 구비하고, 상기 제1 단자부는 상기 제1 면부와 연결되고, 상기 제2 단자부는 상기 기판 연결부와 연결되고, 상기 유전체 접촉부는 상기 제2 면부에 이간하여 대향 배치되는 것과 아울러 당접(當接) 가능하게 변형하는 것으로 하고, 상기 유전체 접촉부에 대한 유전체측으로의 프레스력에 의해, 상기 제2 면부와 상기 유전체 접촉부의 접촉 면적이 변화하는 것에 의해 정전 용량이 변화하는 것을 특징으로 한다.
이 청구항 1에 기재된 발명의 가변 용량 컨덴서에 의하면, 전자 회로 기판의 제1 단자부는 유전체의 제1 면부와 연결되고, 전자 회로 기판의 제2 단자부는 도전성 탄성 부재의 기판 연결부와 연결된다. 도전성 탄성 부재의 유전체 접촉부는 유전체의 제2 면부에 이간(이격)하여 대향 배치되고, 제2 면부에 대해서 당접 가능하게 변형할 수 있도록 되어 있다. 그리고 유전체 접촉부에 대한 유전체측으로의 프레스력에 의해, 유전체 접촉부와 유전체의 제2 면부가 접촉하고, 그 접촉 면적이 변화하는 것에 의해 정전 용량이 변화하게 된다.
따라서 전자 회로 기판의 제1 단자부 → 유전체의 제1 면부 → 유전체의 제2 면부 → 도전성 탄성 부재의 유전체 접촉부 → 도전성 탄성 부재의 기판 연결부 → 기판의 제2 단자부라고 하는 접속계(接續系)가 형성된다. 그리고 당해 접속계의 유전체의 제2 면부와 도전성 탄성 부재의 유전체 접속부의 프레스력에 따른 접촉 상태에 따라 전기적 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서가 구성된다.
이에 의해, 유전체와 도전성 탄성 부재라고 하는 적어도 2개의 부재에 의해, 극히 구성이 간단한 가변 용량 컨덴서를 구성할 수 있게 된다. 또한, 당해 가변 용량 컨덴서는 종래의 가변 용량 컨덴서에 비해 성능을 떨어뜨리는 일도 없다. 즉, 성능을 떨어뜨리는 일 없이, 구성을 가능한 간단하게 한 가변 용량 컨덴서를 실현할 수 있게 된다. 또한, 당해 가변 용량 컨덴서를 이용한 위치 지시기 및 입력 장치를 실현할 수도 있게 된다.
본 발명에 의하면, 성능을 떨어뜨리는 일 없이, 구성을 가능한 간단하게 한 가변 용량 컨덴서를 실현할 수 있다. 또, 당해 가변 용량 컨덴서를 이용한 위치 지시기 및 입력 장치를 실현할 수도 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 입력 장치의 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 위치 지시기를 A－A'선으로 단면하여 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태를 적용한 가변 용량 컨덴서(15)의 분해 사시도이다.
도 4는 가변 용량 컨덴서(15)의 도전성 탄성 부재(15c)의 상면도와 저면도(底面圖)를 나타내는 도면이다.
도 5는 기판(17) 및 심체(12)를 장착한 경우 가변 용량 컨덴서(15) 부분의 단면도이다.
도 6은 기판(17)과 유전체(15a)의 접합예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 가변 용량 컨덴서(15)의 필압 특성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명을 적용한 위치 지시기 및 위치 검출 장치의 회로 구성의 모식적인 블록도이다.
도 9는 본 발명을 적용한 입력 장치에 관한 위치 검출 장치의 처리부에 의한 처리의 흐름도이다.
도 10은 본 발명을 적용한 입력 장치에 관한 위치 검출 장치의 X축 글로벌 스캔 동작에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명을 적용한 입력 장치에 관한 위치 검출 장치의 Y축 글로벌 스캔 동작에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명을 적용한 입력 장치에 관한 위치 검출 장치의 X축 섹터 스캔 동작 및 Y축 섹터 스캔 동작에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명을 적용한 위치 지시기에 마련되는 공진 회로의 다른 실시 형태를 나타내는 설명도이다.
도 14는 본 발명을 적용한 위치 지시기의 다른 실시 형태를 나타내는 전기 회로도이다.
도 15는 가변 용량 컨덴서(15)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 가변 용량 컨덴서(15)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 가변 용량 컨덴서(15)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도전성 탄성 부재(15c)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 도전성 탄성 부재(15c)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 종래의 가변 용량 컨덴서를 모식적으로 설명하는 것이며, 도 20A는 초기 상태를 나타내는 도면, 도 20B는 심체에 압력(필압)이 가해진 상태를 나타내는 도면이다.
도 21은 도 20에 나타내는 종래의 가변 용량 컨덴서의 구체적인 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 심체 홀더부(15c2)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 위치 지시기, 가변 용량 컨덴서 및 입력 장치의 제1 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 각 도에 대해서 공통의 부재에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 또한, 이하의 실시예에서는 특허 청구의 범위에 있어서 수납부는 기판 등 홀딩 구멍(15ch)으로 표현하고, 특허 청구의 범위에 있어서 기판 연결부는 기판 등 홀더부(15c1)에 마련된 그루브부(groove portion; 15ck)에 의해 구성되고, 특허 청구의 범위에 있어서 심체 연결부는 심체 홀딩 구멍(15cp) 및 심체 홀더(15c2)에 의해 구성되는 것으로 한다. 또, 본 발명은 이하의 형태로 한정되는 것은 아니다.
[입력 장치]
우선, 본 발명의 입력 장치의 실시 형태의 개략 구성을 도 1에 따라서 설명한다. 이 도 1은 본 발명의 입력 장치의 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 실시 형태의 입력 장치(10)는 위치 검출 장치(1), 이 위치 검출 장치(1)에 정보를 입력하는 위치 지시기(2)로 구성되어 있다.
[위치 검출 장치(1)]
위치 검출 장치(1)는 퍼스널 컴퓨터나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 도시하지 않은 외부 장치에 케이블(8)을 통하여 접속함으로써, 이들 외부 장치의 입력 장치로서 이용되는 것이다. 또한, 특별히 도시하여 설명하고 있지 않지만, 이러한 위치 검출 장치(1)를 퍼스널 컴퓨터 등에 내장해도 좋다.
위치 검출 장치(1)는 위치 지시기(2)로 지시한 위치를 검출하는 검출부(4)와, 이 검출부(4)를 가지는 중공(中空)의 얇은 거의 직방체를 이루는 케이스(5)로 구성되어 있다. 케이스(5)는 검출부(4)의 검출면을 노출시키기 위한 개구부(6)를 가지는 상부 케이스(7)와, 이 상부 케이스(7)에 중첩하는 도시하지 않은 하부 케이스를 가지고 있다. 그리고 상부 케이스(7)는 검출부(4)의 입력면을 노출시키는 4각형의 개구부(6)를 가지고 있고, 이 개구부(6)에 검출부(4)가 끼워 넣어진다. 이와 같은 구성을 가지는 위치 검출 장치(1)는 위치 지시기(2)를 통한 포인팅 조작에 의해 문자 및 그림 등의 입력이 행해진다.
[위치 지시기(2)]
다음에, 도 2를 참조하여 위치 지시기(2)의 개략 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 도 1에 나타내는 위치 지시기(2)의 A－A'선 단면도이다.
이 위치 지시기(2)는 전자 유도 방식에 의해 위치 검출 장치(1)에 대해서 위치를 지시하는 것이다. 즉, 위치 지시기(2)는 위치 검출 장치(1)로부터 송신되는 특정 주파수의 전자파에 대해서 공진하는 공진 회로를 가지고 있다. 그리고 위치 지시기(2)는 이 공진 회로로 검출한 공진 신호를 위치 검출 장치(1)에 송신함으로써 위치 검출 장치(1)에 대해서 위치를 지시하게 되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 위치 지시기(2)는 케이스의 일 구체예를 나타내는 케이스(11), 심체(12), 위치 지시 코일(13), 가변 용량 컨덴서(15), 페라이트 코어(ferrite core; 16), 프린트 기판(17)을 구비하여 구성되어 있다.
케이스(11)는 위치 지시기(2)의 외장부(外裝部)로서 형성되어 있다. 이 케이스(11)는 일방이 닫혀진, 바닥이 있는 원통형을 이루고 있다. 그리고 케이스(11)는 축 방향으로 중첩되어 조립 결합되는 제1 케이스(18)와 제2 케이스(19)로 구성되어 있다. 제1 케이스(18)는 축 방향의 일단측이 거의 원추형을 이루고 있고, 그 선단(先端)에 개구부(18a)를 가지고 있다. 그리고 이 제1 케이스(18)의 축 방향의 타단은 개구되어 있다.
제2 케이스(19)는 축 방향의 일단이 개구되고, 또한 타단이 닫혀진 원통형을 이루고 있다. 제1 케이스(18)와 제2 케이스(19)는 동일축선 상에 배치되고, 접착제나 고정 나사 등의 고착 수단에 의해 고정되어 있다. 그리고 제2 케이스(19)에, 전자 부품이 실장된 프린트 기판(17)이 접착제나 고정 나사 등의 고착 수단에 의해 고정되어 있고, 제1 케이스(18)에는 페라이트 코어(16)가 수납되어 있다.
페라이트 코어(16)는 예를 들어 원통형을 이루고 있고, 그 통공(16a)에 심체(12)가 삽통(揷通)되어 있다. 그리고 페라이트 코어(16)의 축 방향의 일단측으로부터 심체(12)의 지시부(12a)가 돌출되어 있다. 또한, 페라이트 코어(16)의 외주(外周)에는 공진 회로를 구성하는 위치 지시 코일(13)이 감겨져서 장착되어 있다. 위치 지시 코일(13)의 도시하지 않은 양단은 프린트 기판(17)상의 전자 부품에 전기적으로 접속되어 있다. 프린트 기판(17)에는 공진 회로를 구성하는 전자 부품이 실장되어 있다.
심체(12)는 거의 막대 형상의 부재로 이루어지고, 케이스(11)의 축 방향을 따라서 케이스(11) 내에 수납되어 있다. 이 심체(12)는 그 축 방향의 일단에 펜 끝의 역할을 가지는 지시부(12a)와, 지시부(12a)로부터 연속하여 형성된 축부(12b)로 구성되어 있다. 지시부(12a)는 거의 원추형으로 형성되어 있다. 이 지시부(12a)는 심체(12)를 케이스(11) 내에 수납했을 때에, 제1 케이스(18)의 개구부(18a)로부터 외측을 향하여 돌출한다. 그리고 축부(12b)의 축 방향의 타단에는 가변 용량 컨덴서(15)가 장착되어 있다.
[가변 용량 컨덴서(15)]
다음에, 도 3 ~ 도 6을 참조하여 이 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)에 대해서 설명한다. 도 3은 가변 용량 컨덴서(15)의 분해 사시도이며, 도 4는 가변 용량 컨덴서(15)의 도전성 탄성 부재(15c)의 상면도와 저면도를 나타내는 도면이다. 또, 도 5는 기판(17) 및 심체(12)를 장착한 경우 가변 용량 컨덴서(15) 부분의 단면도이다. 또, 도 6은 기판(17)과 유전체(15a)의 접합예를 설명하기 위한 도면이다.
가변 용량 컨덴서(15)는 위치 지시기(2)에 가해진 압력(필압)에 대응하여 용량값을 변화시키는 컨덴서이다. 그리고 이 가변 용량 컨덴서(15)는 이 용량값의 변화에 의해, 심체(12)에 가해지는 필압을 검출하고 있고, 위치 지시기(2)의 필압 검출부로서 작용하고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 가변 용량 컨덴서(15)는 유전체(15a), 스페이서(이간 부재; 15b), 도전성 탄성 부재(15c)에 의해 구성된다. 그리고 이들은 기판(17)과 심체(12)에 의해 사이에 넣어지게 되고, 위치 지시기(2)의 가변 용량 컨덴서(15)로서 이용된다.
유전체(15a)는 서로 대향하는 제1 면부(15a1), 제2 면부(15a2)를 가지는 원기둥 형상으로 형성된 것이다. 이 실시 형태에 있어서, 유전체(15a)는 예를 들어, 외경이 2.95mm, 두께가 1mm, 용량이 예를 들어 160pF(유전율 4000F／m)인 것도 있다. 여기서, 단위 mm는 밀리미터, 단위 pF는 피코 패러드, 단위 F／m은 미터당 패러드를 의미하고 있다.
또한, 여기서 나타내는 유전체(15a)에 관한 각 수치는 일례이며, 가변 용량 컨덴서(15)가 탑재되는 위치 지시기(2)의 사이즈나 기판(17)의 사이즈 등에 따라서 여러 가지 수치로 할 수 있다. 또, 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)는 경면 연마되어 있고, 후술하는 도전성 탄성 부재(15c)의 유전체 접촉부와의 밀착도를 증가시키도록 하고 있다. 또, 유전체(15a)의 재질로서는 용량이나 유전율 등의 조건에 합치하는 것이면, 세라믹스, 플라스틱 등의 여러 가지를 이용하는 것이 가능하다.
스페이서(이간 부재; 15b)는 링 형상(고리 형상)으로 형성된 것이다. 스페이서(15b)의 내경은 유전체(15a)의 직경보다 작고, 또 스페이서(15b)의 외경은 유전체(15a)의 직경보다 크고, 또한 스페이서(15b)가 수납되는 후술하는 도전성 탄성 부재(15c)의 내경보다는 약간 작은 정도로 되어 있다. 이와 같이 함으로써, 도전성 탄성 부재(15c) 내에 있어서 스페이서(15b)의 위치 어긋남도 방지할 수 있다.
상기에 예시한 사이즈의 유전체(15a)에 대응시키는 경우, 스페이서(15b)는 내경이 2.6mm, 외경이 4.3mm 정도인 것으로 된다. 또, 두께는 예를 들어, 125㎛ 이하로 된다. 물론, 여기에 나타내는 각 수치도 일례이며, 유전체(15a)의 크기 등에 기초하여 적절한 수치의 것으로 할 수 있다. 또, 스페이서(15b)의 재질은 여러 가지 절연물을 이용하는 것이 가능하지만, 예를 들어 PET(Polyethylene Terephthalate)나 폴리이미드(polyimide) 필름 등에 의해 형성된다.
도전성 탄성 부재(15c)는 도전 고무에 의해, 기판 등 홀더부(15c1)와 심체 홀더부(15c2)가 일체적으로 형성된 것이다.
기판 등 홀더부(15c1)는 스페이서(15b)의 외경보다 약간 큰 직경의 개구부를 포함하고, 당해 개구부의 면적을 유지하며 소정의 깊이를 가지는 기판 등 홀딩 구멍(수납부; 15ch)이 마련된 원통형의 부분이다. 이 기판 등 홀딩 구멍(15ch)에는 하측으로부터 순서대로, 스페이서(15b), 유전체(15a), 프린트 기판(17)의 단자부가 수납되어 홀딩된다. 또한, 기판 등 홀더부(15c1)의 개구부와 반대측에는 저면이 마련되어 막혀 있다. 이 저면이 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)와 접촉하는 유전체 접촉부를 구성한다.
또, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(15ch) 외주의 대향하는 위치에 기판 연결부를 구성하는 한 쌍의 그루브부(15ck)가 마련되어 있다. 즉, 도 4A의 도전성 탄성 부재(15c)의 상면도에 나타내는 바와 같이, 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 개구부의 대향하는 위치에, 기판(17)이 삽입되는 기판 연결부를 구성하는 한 쌍의 그루브부(15ck)가 마련된 구성으로 되어 있다.
이 그루브부(15ck)의 깊이는 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 깊이보다 약간 얕다(짧다)다. 또, 도 4A에 나타내는 그루브부(15ck)의 폭 w는 이것에 삽입되는 기판(17)의 두께보다 약간 좁게 되어 있다. 이에 의해, 그루브부(15ck)에 대해서 삽입된 기판(17)을 협지(挾持)하고, 도전성 탄성 부재(15c)의 기판 등 홀더부(15c1)로부터 기판이 간단하게 이탈하지 않게 함과 아울러, 상세한 것은 후술하는 바와 같이 기판에 마련된 리드편(lead piece; 단자부)과 도전성 탄성 부재(15c)를 전기적으로 접속할 수 있도록 하고 있다.
또, 기판 등 홀더부(15c1)는 도 4A에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 그루브부(15ck)를 연결하는 직경 방향과 교차하는 방향(도 4A에서는 상하 방향)의 외주 부분이 절취된 형상으로 되어 있다. 이와 같이 하는 것에 의해, 쓸데없이 도전 고무를 이용하지 않고, 롤링(rolling)하기 어렵고, 취급하기 쉬운 도전성 탄성 부재를 형성할 수 있다.
한편, 심체 홀더부(15c2)는 그 저면이 기판 등 홀더부(15c1)의 저면과 같은 높이로 되도록 해서 마련되어 있다. 심체 홀더부(15c2)는 그 외경이 기판 등 홀더부(15c1)의 외경보다 작고, 기판 등 홀더부(15c1) 저면의 중심과 심체 홀더부(15c2) 저면의 중심이 일치하도록 해서 마련된다.
그리고 심체 홀더부(15c2)는 심체(12)의 축부(12b)의 외경보다 약간 작은 직경의 개구부를 가지고, 당해 개구부의 면적을 유지하며 소정의 깊이를 가지는 심체 홀딩 구멍(15cp; 심체 연결부)이 마련된 원통형의 부분이다. 이 심체 홀딩 구멍(15cp)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 심체(12)의 축부(12b)가 삽입되어 홀딩된다.
또, 도 4B의 도전성 탄성 부재(15c)의 저면도에 나타내는 바와 같이, 심체 홀더부(15c2)의 심체 홀딩 구멍(15cp)의 개구부의 대향하는 위치에는 한 쌍의 슬릿부(slit portion; 15cs)가 마련된 구성으로 되어 있다. 이 슬릿부(15cs)의 깊이는 심체 홀딩 구멍(15cp)의 깊이보다 약간 얕게 되어 있다. 이 슬릿부(15cs)에 의해, 심체(12)의 심체 홀딩 구멍(15cp)으로의 삽입이 용이하게 되도록 하고 있다.
또한, 도전성 탄성 부재(15c)를 형성하는 도전 고무는 탄소 입자 또는 은 입자 등의 도전 입자를 혼재시킨 합성 고무이며, 도전성을 가짐과 아울러 가요성과 탄력성을 겸비한 재료이다. 일반적으로, 넓은 의미의 도전 고무로는 전기 저항값이 압력에 의존하는 타입, 즉 가해지는 프레스력이 클수록 저항값이 작아지는 경향이 있는 것(감압 고무)과, 전기 저항값이 압력에 의존하지 않는 타입(협의의 도전 고무)이 있다. 이 2개의 타입 중 어느 쪽이어도 도전성 탄성 부재(15c)를 형성하는 재료로서 이용하는 것이 가능하다.
또, 가요성과 탄력성이라고 하는 단어는 통상 혼동되어서 이용되고 있는 용어이지만, 그 각각을 이하와 같이 정의할 수 있다. 즉, 가요성은 휠 수 있는 성질, 또는 휘어지는 것이 가능한 성질이 있으면서 프레스력에 대해서 그것이 변형될 수 있고, 또한 그 프레스력이 제거되었을 때 원래의 상태로 복원될 수 있는 것을 말한다. 프레스 방향에 관해서 그것의 치수가 바뀌는지의 여부는 묻지 않는다. 이에 대해, 탄력성은 프레스력이 가해졌을 때, 그 프레스 방향에 관해서 그것의 치수가 작아지고, 그 프레스력이 제거되었을 때 원래의 상태로 복원될 수 있는 것을 말한다. 프레스 방향에 관해서 그것이 휘는지의 여부는 묻지 않는다. 따라서 이 실시 형태의 도전성 탄성 부재(15c)는 압력이 가해지는 것에 의해, 휘거나 축소될 수 있고, 압력이 제거되면 원 상태로 돌아올 수 있는 것이다.
그리고 이 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)는, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같이, 유전체(15a)와 스페이서(15b)가 도전성 탄성 부재(15c)의 기판 등 홀더부(15c1)에 마련된 기판 등 홀딩 구멍(15ch)에 수납된다. 그리고 이들 유전체(15a), 스페이서(15b), 도전성 탄성 부재(15c)가 기판(17)과 심체(12)에 의해 사이에 넣어지고, 위치 지시기(2)의 가변 용량 컨덴서(15)로서 기능한다.
기판(17)의 가변 용량 컨덴서(15)와 접속되는 쪽의 단부는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 그 양쪽의 측변 부분이, 그것들 사이의 저변 부분보다 약간 길게 되어 있다. 그리고 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(17)의 저변 부분에는 제1 리드편(제1 단자부; 17a)이, 또한 양쪽의 측변 부분에는 제2 리드편(제2 단자부; 17b)이 마련되어 있다. 이들 제1 단자부(17a)와 제2 단자부(17b)는 도시하지 않지만, 리드 선에 의해 기판(17)에 마련되어 있는 소정의 회로부에 접속되어 있다.
그리고 기판(17)의 제1 리드편(17a)은 유전체(15a)의 제1 면부(15a1)에 대해서 전기적으로 접속됨과 아울러, 유전체(15a) 자체가 기판(17)에 대해서 고착하게 된다. 이 경우, 기판(17)의 제1 리드편(17a)과 유전체(15a)의 제1 면부(15a1)는 예를 들어 납땜이나 땜질 등의 방법에 의해 접합된다. 이에 의해, 기판(17)의 제1 리드편(17a)과 유전체(15a)의 제1 면부(15a1)가 전기적으로 접속됨과 아울러, 유전체(15a)가 기판(17)에 대해서 고착된다.
또한, 납땜이나 땜질은 고착 방법의 일례이다. 여러 가지의 도전성 접착제를 이용하여 제1 리드편(17a)과 제1 면부(15a1)를 전기적으로 접속함과 아울러, 기판(17)에 대해서 유전체(15a)를 고착하도록 해도 좋다.
그리고 기판(17)은 그 측변의 단부가 도전성 탄성 부재(15c)의 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 외주 부분에 마련된 대향하는 한 쌍의 그루브부(기판 연결부; 15ck)에 대해서 끼워 넣어진다. 이에 의해, 상술한 바와 같이, 기판(17) 양쪽의 측변 부분에 마련된 제2 리드편(17b)이 도전성 탄성 부재(15c)에 대해서 전기적으로 접속하게 된다.
즉, 도 5의 가변 용량 컨덴서(15) 부분의 단면도에 나타내는 바와 같이, 도전성 탄성 부재(15c)의 기판 등 홀더부(15c1)에 마련된 기판 등 홀딩 구멍(15ch)에는 그 저면에 접하도록, 링 형상의 스페이서(15b)가 수납된다. 그 위에 기판(17)의 제1 리드편(17a)에 대해서 제1 면부(15a1)가 전기적으로 접속됨과 아울러, 기판(17)에 대해서 고착된 유전체(15a)가 기판(17)과 함께 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 개구부로부터 수납된다.
이 경우, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 외주 부분에 마련된 대향하는 한 쌍의 그루브부(기판 연결부; 15ck)에 대해서, 기판(17)의 제2 리드편(17b)이 마련되어 있는 양쪽의 측편 부분이 끼워 넣어진다. 이에 의해, 기판(17) 양쪽의 측변부에 마련되어 있는 제2 리드편(17b)은 기판 연결부를 구성하는 그루브부(15ck) 부분을 통해서 도전성 탄성 부재(15c)와 전기적으로 접속된다.
이 경우, 도 5에 나타내는 바와 같이, 유전체 접촉부(15cX)를 구성하는 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면부와 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)는 스페이서(15b)에 의해 그 두께만큼 이격(이간)한 상태가 된다. 즉, 유전체 접촉부(15cX)를 구성하는 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면부와 유전체(15a)의 제2 면부(15a2) 사이에는 스페이서(15b)에 의해 공극(15d)이 마련된다.
그리고 도 5에 나타내는 바와 같이, 도전성 탄성 부재(15c)의 심체 홀더부(15c2)의 심체 홀딩 구멍(15cp)에는 심체(12)의 축부(12b)가 끼워 넣어진다. 그리고 심체(12)의 지시부(12a)가 위치 검출 장치(1)의 검출부(4) 등에 눌려지는 등, 심체(12)에 대해서 유전체(15a)측으로 프레스력이 가해진 것으로 한다.
이 경우, 도전성 탄성 부재(15c)는 도전성을 가짐과 아울러, 탄력성과 가요성을 가지고 있으므로, 심체(12)에 의해, 기판 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면부(유전체 접촉부(15cX))가 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)측에 밀어 올려진다. 그리고 프레스력이 가해지는 것에 의해, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면부(유전체 접촉부(15cX))가 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)에 접촉하게 된다.
그리고 심체(12)에 대한 유전체(15a)측으로의 프레스력이 해제되면, 도전성 탄성 부재(15c)는 그 탄력성과 가요성에 의해 원 상태로 돌아와, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면부(유전체 접촉부(15cX))와 유전체(15a)의 제2 면부(15a2) 사이에, 스페이서(15b)에 의해 공극(15d)이 마련된 상태로 돌아오게 된다.
이와 같이, 심체(12)에 대해서 유전체(15a)측으로 프레스력이 가해지지 않은 경우에는, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면부(유전체 접촉부(15cX))와 유전체(15a)의 제2 면부(15a2) 사이에 공극(15d)이 존재하고, 전기적으로 접속된 접속계는 형성되지 않는다.
그러나 심체(12)에 대해서 유전체(15a)측으로 프레스력이 가해지면, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면부(유전체 접촉부(15cX))와 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)가 접촉한다. 이 경우, 기판(17)의 제1 리드편(17a) → 유전체(15a)의 제1 면부(15a1) → 유전체(15a)의 제2 면부(15a2) → 도전성 탄성 부재(15c)의 유전체 접촉부(15cX) → 도전성 탄성 부재(15c)의 기판 연결부(15ck) → 기판(17)의 제2 단자부(17b)라고 하는 접속계가 형성된다. 그리고 당해 접속계의 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)와 도전성 탄성 부재(15c)의 유전체 접속부(15cX)의 프레스력에 따른 접촉 상태에 따라 전기적 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서(15)가 구성된다.
그리고 도 3, 도 5에 나타내는 바와 같이, 이 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)는 기본적으로 유전체(15a), 스페이서(15b), 도전성 탄성 부재(15c)의 3개 부품에 의해 구성할 수 있다. 이와 같이, 구성이 극히 간단한 가변 용량 컨덴서(15)를 실현할 수 있다.
[기판(17)과 유전체(15a)의 제1 면부(15a1) 접합의 구체예]
상술한 바와 같이, 기판(17)의 제1 리드편(17a)과 유전체(15a)의 제1 면부(15a1)는 예를 들어 납땜에 의해 접합되는 것을 설명했다. 그리고 이 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)에 있어서는 기판(17)과 유전체(15a)의 제1 면부(15a1)를 확실하게 고착하기 위해, 기판(17)의 도전성 탄성 부재(15c)와의 접속단측의 구성을 생각할 수 있다.
즉, 이 실시 형태에 있어서는 도 6A에 나타내는 바와 같이, 기판(17)의 도전성 탄성 부재(15c)와의 접속단측으로서 제1 리드편(17a) 부분에 반원 형상의 쓰루홀(도전성 접착제인 납땜을 홀딩하는 절결부(홀딩 구멍); 17c)를 마련하고 있다. 환언하면, 기판(17)의 저변 부분을 반원 형상으로 잘라 넣어, 쓰루홀(17c)을 마련하고 있다. 그리고 도 6A에 나타내는 바와 같이, 반원 형상의 쓰루홀(17c)의 외주 부분을 따르도록, 원호 형상으로 제1 리드편(17a)을 마련하고 있다.
이와 같이 구성되는 기판(17)의 쓰루홀(17c) 부분에, 도 6B에 나타내는 바와 같이 유전체(15a)의 제1 면부(15a1)를 접촉시키도록 하고, 쓰루홀(17c) 부분에 도전성 접착제로서의 납땜(17x)을 흘려 넣도록 하고 납땜을 행한다. 이에 의해 쓰루홀(17c)은, 도 6B에 나타내는 바와 같이 납땜(17x)에 의해 잠긴다. 그리고 납땜(17x) 부분이 응고(凝固)되면, 유전체(15a)의 제1 면부(15a1)와 기판(17)의 제1 리드편(17a)이 납땜(17x)에 의해 전기적으로 접속됨과 아울러, 유전체(15a)가 기판(17)에 대해서 고착된다.
이와 같이, 이 실시 형태에 있어서는 기판(17)의 도전성 탄성 부재(15c)와의 접속단측에 쓰루홀(17c)을 마련하고, 그 외주부에 원호 형상의 제1 리드편(17a)을 마련한 구성으로 하고 있다. 이에 의해, 기판(17)의 제1 리드편(17a)과 유전체(15a)의 제1 면부(15a1)를 전기적으로 접속함과 아울러, 유전체(15a)를 기판(17)에 고착할 수 있게 하고 있다.
또한, 여기서는 쓰루홀(17c)은 반원 형상의 것으로 하여 설명했지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 3각 형상, 4각 형상 등, 다각 형상의 쓰루홀을 마련하고, 그 외연(外延)에 제1 리드편을 마련하도록 하는 것도 가능하다.
[위치 지시기(2)에 있어서 필압(압력)의 검출 정밀도]
상술한 바와 같이, 가변 용량 컨덴서(15)는 위치 지시기(2)에 있어서 필압 검출부를 구성하는데, 다음에 도 7을 참조하여 상술한 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)에 의한 필압(압력)의 검출 정밀도에 대해서 설명한다.
도 7은 횡축에 심체(12)에 걸리는 하중을 취하고, 종축에 위상(송신한 전파와 수신한 전파의 위상차)를 취했을 때, 가변 용량 컨덴서(15)의 위상―하중 특성을 나타내는 그래프이다.
실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)는 상술한 바와 같이 극히 간단한 구성이므로, 도 7에 나타내는 바와 같이, 10g 정도의 하중(압력)을 검출하는 것이 가능하다. 그리고 100g 정도까지는 거의 선형으로 감도(感度) 좋게 가해진 하중을 검출할 수 있고, 100g 이후에 있어서도 300g 정도까지는 가해진 하중을 적절하게 검출하는 것이 가능하게 된다. 300g 이후는 가해진 하중에 대한 위상차의 변화는 작아지지만, 위치 지시기(2)에 대해서 300g 이상의 큰 필압이 가해지는 것은 통상 발생하는 일은 적기 때문에, 그 실용성에는 아무런 문제도 생기지 않는다.
그리고 도 7에 나타내는 가변 용량 컨덴서(15)의 위상―하중 특성은 예를 들어, 도 20 및 도 21을 이용하여 설명한 종래의 가변 용량 컨덴서를 이용한 위치 지시기와 거의 동일한 특성을 나타내는 것이다. 따라서 이 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)는 구성이 단순해도 종래의 가변 용량 컨덴서에 비해 성능을 떨어뜨리는 일도 없다.
[위치 검출 장치의 회로 구성]
다음에, 상술한 가변 용량 컨덴서(15)를 이용하여 형성되는 이 실시 형태의 위치 지시기(2)를 이용하여 지시 위치의 검출 및 필압의 검출을 행하는 위치 검출 장치(1)의 구체적인 실시 형태의 회로 구성예에 대해서 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 위치 지시기(2) 및 위치 검출 장치(1)의 회로 구성예를 나타내는 블록도이다. 위치 지시기(2)와 위치 검출 장치(1)에 의해 입력 장치가 구성된다.
위치 지시기(2)는 회로 구성으로서, 위치 지시 코일(13)과, 이 위치 지시 코일(13)에 접속된 가변 용량 컨덴서(15)와, 이 가변 용량 컨덴서(15)에 병렬로 접속되는 공진 컨덴서(60a)로 이루어진 공진 회로(61)에 의해 구성된다.
한편, 위치 검출 장치(1)에는 X축 방향 루프 코일 그룹(104a)과, Y축 방향 루프 코일 그룹(104b)을 적층시켜 마련하는 것에 의해, 위치 검출 코일(101)이 형성되어 있다. 각 루프 코일 그룹(104a, 104b)은 예를 들어, 각각 40개의 직사각형 루프 코일로 이루어져 있다. 각 루프 코일 그룹(104a, 104b)을 구성하는 각 루프 코일은 등간격으로 늘어서 순차 겹치도록 배치되어 있다.
또, 위치 검출 장치(1)에는 X축 방향 루프 코일 그룹(104a) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(104b)이 접속되는 선택 회로(106)가 마련되어 있다. 이 선택 회로(106)은 2개의 루프 코일 그룹(104a, 104b) 중 1개의 루프 코일을 순차 선택한다.
또한, 위치 검출 장치(1)에는 발진기(103), 전류 드라이버(105), 전환 접속 회로(107), 수신 앰프(108), 검파기(109), 저역 필터(110), 샘플 홀드 회로(112), A／D 변환 회로(113), 동기 검파기(116), 저역 필터(117), 샘플 홀드 회로(118), A／D 변환 회로(119), 처리부(114)가 마련되어 있다.
발진기(103)는 주파수(f0)의 교류 신호를 발생하고, 전류 드라이버(105)와 동기 검파기(116)에 공급하는 발진기(103)다. 전류 드라이버(105)는 발진기(103)로부터 공급된 교류 신호를 전류로 변환하여 전환 접속 회로(107)에 송출한다. 전환 접속 회로(107)는 후술하는 처리부(114)로부터의 제어에 의해, 선택 회로(106)에 의해 선택된 루프 코일이 접속되는 접속처(송신측 단자(T), 수신측 단자(S))를 전환한다. 이 접속처 중에서, 송신측 단자(T)에는 전류 드라이버(105)가, 수신측 단자(R)에는 수신 앰프(108)가 각각 접속되어 있다.
선택 회로(106)에 선택된 루프 코일에 발생하는 유도 전압은 선택 회로(106) 및 전환 접속 회로(107)를 통하여 수신 앰프(108)에 보내진다. 수신 앰프(108)는 루프 코일로부터 공급된 유도 전압을 증폭하고, 검파기(109) 및 동기 검파기(116)에 송출한다.
검파기(109)는 루프 코일에 발생한 유도 전압, 즉 수신 신호를 검파하고, 저역 필터(110)에 송출한다. 저역 필터(110)는 상술한 주파수(f0)보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있고, 검파기(109)의 출력 신호를 직류 신호로 변환하여 샘플 홀드 회로(112)에 송출한다. 샘플 홀드 회로(112)는 저역 필터(110)의 출력 신호의 소정 타이밍, 구체적으로는 수신 기간 중 소정의 타이밍에 있어서 전압값을 홀딩하고, A／D(Analog to Digital) 변환 회로(113)에 송출한다. A／D 변환 회로(113)는 샘플 홀드 회로(112)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하고, 처리부(114)에 출력한다.
한편, 동기 검파기(116)는 수신 앰프(108)의 출력 신호를 발진기(103)로부터의 교류 신호로 동기 검파하고, 그들 사이의 위상차에 따른 레벨의 신호를 저역 필터(117)에 송출한다. 이 저역 필터(117)는 주파수(f0)보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있고, 동기 검파기(116)의 출력 신호를 직류 신호로 변환하여 샘플 홀드 회로(118)에 송출한다. 이 샘플 홀드 회로(118)는 저역 필터(117)의 출력 신호의 소정의 타이밍에 있어서 전압값을 홀딩하고, A／D 변환 회로(119)에 송출한다. A／D 변환 회로(119)는 샘플 홀드 회로(118)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하고, 처리부(114)에 출력한다.
처리부(114)는 위치 검출 장치(1)의 각 부를 제어한다. 즉, 처리부(114)는 선택회로(106)에 있어서 루프 코일의 선택, 전환 접속 회로(107)의 전환, 샘플 홀드 회로(112, 118)의 타이밍을 제어한다. 처리부(114)는 A／D 변환 회로(113, 119)로부터의 입력 신호 기초하여, X축 방향 루프 코일 그룹(104a) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(104b)으로부터 일정한 송신 계속 시간동안 전파를 송신시킨다.
X축 방향 루프 코일 그룹(104a) 및 Y축 방향 루프 코일 그룹(104b)의 각 루프 코일에는 위치 지시기(2)로부터 송신되는 전파에 의해 유도 전압이 발생한다. 처리부(114)는 이 각 루프 코일에 발생한 유도 전압의 전압값의 레벨에 기초하여 위치 지시기(2)의 X축 방향 및 Y축 방향의 지시 위치의 좌표값을 산출한다. 또, 처리부(114)는 송신한 전파와 수신한 전파의 위상차에 기초하여 필압을 검출한다.
다음에, 처리부(114)에 있어서 처리의 흐름을 따른 위치 검출 장치(1)의 동작에 대해서 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 처리부(114)에 있어서 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
우선, 처리부(114)는 X축 방향 루프 코일 그룹(104a)의 각 루프 코일을 순차 주사ㆍ선택(이하, 이 순차 주사ㆍ선택을 글로벌 스캔이라고 함)한다(단계 S1).
이 글로벌 스캔을 구체적으로 설명하면, 처리부(114)는 처음에, 선택 회로(106)에 X축 방향 루프 코일 그룹(104a) 중 1번째의 루프 코일, 예를 들어 루프 코일(X1)을 선택하는 정보를 송출하는 것과 아울러, 전환 접속 회로(107)에 송신측을 선택하는 신호를 송출한다. 이에 의해, 발진기(103)로부터 루프 코일(X1)에 주파수(f0)의 정현파 신호가 공급되고, 루프 코일(X1)이 주파수(f0)의 전파를 발생한다. 이 때, 위치 검출 장치(1)의 상면(300a)에 위치 지시기(2)가 접근 또는 접촉하고 있으면, 루프 코일(X1)로부터 발생한 전파가, 위치 지시 코일(13)을 가지는 공진 회로(61)를 여진한다. 그 결과, 공진 회로(61)에는 주파수(f0)의 유도 전압이 발생한다.
처리부(114)는 전환 접속 회로(107)에 송신측 단자(T)를 선택하는 신호를 소정의 일정 시간 송출하면, 전환 접속 회로(107)에 수신측 단자(R)를 선택하는 신호를 송출하고, 루프 코일(X1)로부터 발생하는 전파를 소멸시킨다. 이 때, 위치 지시기(2)의 공진 컨덴서(60a) 및 가변 용량 컨덴서(15)를 가지는 공진 회로(61)에 발생한 유도 전압은 그 손실에 따라 서서히 감쇠하고, 공진 회로(61)가 주파수(f0)의 전파를 발신한다. 이 전파는 전술한 루프 코일(X1)을 반대로 여진하여, 루프 코일(X1)에 유도 전압을 발생시킨다.
처리부(114)는 전환 접속 회로(107)에 수신측 단자(R)를 선택하는 신호를 일정 시간 송출하면, 선택 회로(106)에 X축 방향 루프 코일 그룹(104a) 중 2번째의 루프 코일, 예를 들어 루프 코일(X2)을 선택하는 정보를 전환 접속 회로(107)에 송출한다. 그 후, 처리부(114)가 전환 접속 회로(107)에 수신측 단자(R)를 선택하는 신호를 송출하는 것에 의해, 전술한 바와 같은 전파의 송수신을 행한다.
이하, 처리부(114)가 동일한 처리를 실행함으로써, X축 방향 루프 코일 그룹(104a) 중 3번째에서부터 40번째까지의 루프 코일, 예를 들어 루프 코일(X3 ~ X40)이 순차 주사ㆍ선택된다. 그 결과, 루프 코일(X3 ~ X40)에 있어서, 전파의 송수신이 행해진다.
또한, 단계 S1의 처리에 있어서, 처리부(114)는 X축 방향 루프 코일 그룹(104a)의 모든 루프 코일을 선택하는 일 없이, 선택하는 루프 코일을 1개 건너, 2개 건너 선택하는 것과 같이 적절히 해도 좋다. 또, 1개의 루프 코일에 대한 전파의 송수신을 복수 회 행하도록 해도 좋다. 또한, 각 루프 코일에 대한 송신 시간, 및 각 루프 코일에 대한 수신 시간은 동일해야 되지만, 송신 시간과 수신 시간은 반드시 동일하지 않아도 좋다.
상술한 수신 기간 중에 X축 방향 루프 코일 그룹(104a)의 루프 코일에 발생한 유도 전압, 즉 수신 신호는 검파기(109)에서 검파되어 직류 신호로 변환되고, 저역 필터(110)에서 평활화된다. 그리고 샘플 홀드 회로(112)에 의해 소정의 타이밍에서 홀드되고, A／D 변환 회로(113)를 통함으로써, 전압값으로서 처리부(114)에 송출된다.
도 10은 상술한 X축 글로벌 스캔 동작(도 9의 단계 S1)에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 것이다. 도 10에 있어서, (a)는 위치 검출 코일(101)로부터 송신되는 전파, (b)는 공진 회로(61)에 발생한 유도 전압, (c)는 위치 검출 장치(1)가 수신한 수신 신호, (d)는 샘플 홀드 회로(112)의 출력 신호를 나타내고 있다.
여기서, 샘플 홀드 회로(112)의 출력 레벨은 위치 지시기(2)와 루프 코일 사이의 거리에 의존한 값이 된다. 이 때문에, 처리부(114)는 샘플 홀드 회로(112)의 출력 레벨의 최대값이 미리 설정한 일정값 이상인지의 여부를 판별하고(단계 S2), 위치 지시기(2)가 위치 검출 장치(1)의 유효 독취 높이 내에 있는지의 여부를 판정한다.
단계 S2의 처리에 있어서, 샘플 홀드 회로(112)의 출력 레벨의 최대값이 미리 설정한 일정값 이상은 아닌, 즉 위치 지시기(2)가 유효 독취 높이 내에 없다고 판정한 경우(단계 S2의 "아니오"), 처리부(114)는 처리를 단계 S1로 되돌린다.
한편, 위치 지시기(2)가 유효 독취 높이 내에 있다고 판정한 경우(단계 S2의 "예"), 처리부(114)는 각 루프 코일(X1 ~ X40) 중 최대값이 얻어진 루프 코일(이하, 피크 코일이라 함)을 추출하고, 그 번호(본 예에서는 「X7」)를 기억한다(단계 S3).
다음에, 처리부(114)는 Y축 방향 루프 코일 그룹(104b)의 각 루프 코일을 순차 주사ㆍ선택(글로벌 스캔)하고(단계 S4), Y축 방향 루프 코일 그룹(104b)의 각 루프 코일에 있어서 전파의 송수신을 행한다.
도 11은 Y축 글로벌 스캔 동작에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 것이다. 도 11에 있어서, (a), (b), (c), (d)에 나타내는 각 신호는 도 10의 (a), (b), (c), (d)에 나타내는 신호와 동일한 신호이다.
다음에, 처리부(114)는 각 루프 코일(Y1 ~ Y40) 중 최대값이 얻어진 루프 코일(이하, 피크 코일이라 함)을 추출하고, 그 번호(본 예에서는 「Y5」)를 기억한다(단계 S5).
다음에, 처리부(114)는 X축 방향 루프 코일 그룹(104a) 중 피크 코일을 중심으로 하고, 그 피크 코일에 인접하는 소정수의 루프 코일, 예를 들어 5개의 루프 코일에 대해서 전파의 송수신을 행한다. 이 전파의 송수신에 있어서, 전파를 송신할 때, 즉 전환 접속 회로(107)에서 송신측 단자(T)를 선택하는 경우에는, 처리부(114)가 항상 피크 코일(본 예에서는 「루프 코일(X7)」)을 선택한다. 한편, 전파를 수신할 때, 즉 전환 접속 회로(107)에서 수신측 단자(R)를 선택하는 경우에, 처리부(114)는 루프 코일(본 예에서는 5개)을 번호가 작은 쪽으로부터 큰 쪽(또는 큰 쪽으로부터 작은 쪽)으로 순차 주사ㆍ선택(섹터 스캔))한다(단계 S6).
X축 섹터 스캔 동작이 종료되면, 처리부(114)는 Y축 방향 루프 코일 그룹(104b) 중 피크 코일을 중심으로 하는 소정의 수, 예를 들어 5개의 루프 코일에 대해서 전파의 송수신을 행한다. 이 전파의 송수신에 있어서, 전파를 송신할 때, 즉 전환 접속 회로(107)에서 송신측 단자(T)를 선택하는 경우에는, 처리부(114)가 항상 피크 코일(본 예에서는 「루프 코일(Y5)」)을 선택한다. 한편, 전파를 수신할 때, 즉 전환 접속 회로(107)에서 수신측 단자(R)를 선택하는 경우에, 처리부(114)는 루프 코일(본 예에서는 5개)을 번호가 작은 쪽으로부터 큰 쪽(또는 큰 쪽으로부터 작은 쪽)으로 순차 주사ㆍ선택(섹터 스캔)한다(단계 S7).
도 12는 X축 섹터 스캔 동작 및 Y축 섹터 스캔 동작에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 것이다. 도 12에 있어서, (a), (b), (c), (d)에 나타내는 각 신호(은)는 도 10의 (a), (b), (c), (d)에 나타내는 신호와 동일한 신호이다.
Y축 섹터 스캔 동작이 종료되면, 처리부(114)는 단계 S6, S7의 처리에서 얻어진 유도 전압의 최대값이 미리 설정한 일정값 이상인지의 여부를 판별하고(단계 S8), 위치 지시기(2)가 위치 검출 장치(1)의 유효 독취 높이 내에 있는지의 여부를 판정한다.
단계 S8의 처리에 있어서, 샘플 홀드 회로(112)의 출력 레벨의 최대값이 미리 설정한 일정값 이상이 아닌, 즉 위치 지시기(2)가 유효 독취 높이 내에 없다고 판정한 경우(단계 S8의 "아니오"), 처리부(114)는 처리를 단계 S1로 되돌린다.
한편, 위치 지시기(2)가 유효 독취 높이 내에 있다고 판정한 경우(단계 S8의 "예"), 처리부(114)는 최대의 유도 전압이 얻어진 X축 방향의 피크 코일 및 Y축 방향의 피크 코일을 추출하고, 각각의 번호를 기억한다(단계 S9).
다음에, 처리부(114)는 X축 방향 및 Y축 방향의 섹터 스캔마다 레벨이 큰 순으로 복수, 예를 들어 3개의 유도 전압을 각각 추출하고, 이러한 신호에 기초하여 위치 지시기(2)에 의한 지시 위치의 X축 방향 및 Y축 방향의 좌표값을 구한다(단계 S10). 이 X축 방향 및 Y축 방향의 좌표값은 본 출원인이 먼저 출원한 일본 특허 제2131145호에 기술되어 있는 주지된 좌표 계산을 실행함으로써 산출할 수 있다.
다음에, 처리부(114)는 송신한 전파와 수신한 전파의 위상차에 따른 신호의 레벨로부터 필압을 검출한다(단계 S11). 이하, 위치 지시기(2)가 유효 독취 높이 내에 계속 있는 한, 처리부(114)는 단계 S6 ~ S11의 처리를 반복하고, 유효 독취 높이 내에 없다고 판정한 경우에 단계 S1의 처리로 복귀한다.
이와 같이, 위치 검출 장치(1)에서는 접근한 위치 지시기(2)의 위치를 처리부(114)에서 검출할 수 있다. 또한, 수신한 신호의 위상을 검출함으로써, 위치 지시기(2)의 필압값의 정보를 얻을 수 있다.
[위치 지시기의 다른 예]
다음에, 상술한 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)를 이용한 위치 지시기(2)의 다른 예에 대해서 설명한다. 도 13은 위치 지시기(2)에 마련되는 공진 회로의 다른 예(제2 예)를 나타내는 설명도이다. 이 예의 공진 회로(62)는 위치 지시 코일(13)과 가변 용량 컨덴서(15)에 의해 구성되어 있다. 공진 회로의 제1 예인 공진 회로(61; 도 8을 참조)에서는 가변 용량 컨덴서(15)와 공진 컨덴서(60a)를 병렬로 접속하여 병렬 공진 회로를 구성했다. 그렇지만 위치 지시기(2)의 공진 회로로는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 컨덴서로서 가변 용량 컨덴서(15)만을 이용하여 구성할 수도 있다.
다음에, 위치 지시기의 다른 예에 대해서 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14는 다른 예의 위치 지시기(2A)를 나타내는 전기 회로도이다. 또한, 이 도 14의 설명에 있어서, 도 8과 대응하는 부분에는 도 8과 동일한 부호를 부여하고 상세 설명을 생략한다.
위치 지시기(2A)는 위치 검출 장치(1)에 마련된 위치 검출 코일(101; 도 8을 참조)로부터 송출되는 f0의 주파수로 공진하는 공진 회로(121)를 가지고 있다. 이 공진 회로(121)은 위치 지시 코일(13)과 공진 컨덴서(60a)에 의해 구성되어 있다. 또, 위치 지시기(2A)의 회로 기판에는 주지된 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 기술에 의한 집적 회로(IC：Integrated Circuit; 122)가 배치된다. 이 집적 회로(122)는 다이오드(123)와 컨덴서(124)로 구성되는 구동 전원에 의해 구동된다.
이 다이오드(123)는 공진 회로(121)에 접속되어 있다. 그리고 이 다이오드(123)에는 위치 검출 코일(101)로부터 공급되는 여자 신호에 기초하여 공진 회로(121)에 발생하는 교류 전압이 인가된다. 이 교류 전압은 다이오드(123)와 컨덴서(124)에 의해 정류되어 추가로 직류로 변환되고, 집적 회로(122)의 구동 전원으로 된다. 공진 회로(121)에 발생한 신호는 컨덴서(125)를 통하여 집적 회로(122)에도 공급된다. 이 집적 회로(122)는 컨덴서(125)를 통하여 공급되는 신호에 기초하여, 위치 지시기(2A)와 위치 검출 장치(1) 사이에 신호의 송수신을 행하기 위해 이용되는 클록 신호 및 필압 검출을 위한 클록 신호를 생성한다.
가변 용량 컨덴서(15)는 상술한 바와 같이, 심체(12; 도 2를 참조)에 가해지는 필압에 의해 그 용량이 변화한다. 이 가변 용량 컨덴서(15)는 저항(도시하지 않음)과 접속되어 시정수 회로를 구성하고 있다. 따라서 가변 용량 컨덴서(15)의 용량이 필압에 따라 변화하면, 시정수 회로의 시정수가 변화한다. 그리고 이 시정수는 집적 회로(122)에서, 소정의 비트수, 예를 들어 8비트의 필압값으로 변환된다.
이와 같이 해서 구해진 필압 데이터(8비트의 필압값)는 상술한 위치 검출 장치(1)와 위치 지시기(2A) 사이의 신호 송수신에 제공되는 클록 신호에 동기하여 1비트씩 집적 회로(122)로부터 출력된다. 이 출력에 의해, 집적 회로(122)는 공진 회로(121)에 병렬적으로 접속된 스위치(60b)의 온／오프의 전환을 제어한다. 따라서 이 스위치(60b)가 오프일 때에는 위치 검출 장치(1)가 위치 지시기(2A)로부터의 신호를 검출한다. 그리고 스위치(60b)가 온일 때에는 공진 회로(121)가 단락(短絡)되기 때문에, 위치 지시기(2A)로부터 송출된 신호는 위치 검출 장치(1)에서 검출할 수 없다.
이에 의해, 위치 검출 장치(1)는 위치 검출 코일(101)로부터 일정 시간, 위치 지시기(2A)에 전력을 공급하기 위한 여자 신호를 송신하고, 그 후 위치 지시기(2A)로부터 송출되는 신호를 검출하는 것에 의해, 심체(12)에 가해지는 필압을 구할 수 있다.
[가변 용량 컨덴서(15)의 변형예]
다음에, 가변 용량 컨덴서(15)의 변형예에 대해서 설명한다. 도 15 ~ 도 17은 가변 용량 컨덴서(15)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 상술한 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)는 유전체(15a), 링 형상의 스페이서(15b), 도전성 탄성 부재(15c)에 의해 구성되는 것으로 하여 설명했다. 그러나 스페이서(15b)를 마련하지 않도록 하여, 추가로 구성을 간략화할 수도 있다. 또한, 도 15 ~ 도 17에 있어서는 주로 도 3 ~ 도 6을 이용하여 설명한 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)와 동일하게 구성되는 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 부분의 상세 설명은 생략한다.
도 15에 나타내는 가변 용량 컨덴서(15(1))는 스페이서(15b) 대신에, 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면에 절연물 부분(15x)을 마련하도록 한 것이다. 즉, 도(15b)의 도전성 탄성 부재(15c)의 상면도에 나타내는 바와 같이, 기판 등 홀딩 구멍(15ch) 저면의 사선으로 나타내는 부분에 절연물 부분(15x)을 마련하도록 한다.
절연물 부분(15x)은 기판 등 홀딩 구멍(15ch) 저면의 사선으로 나타내는 부분에, 여러 가지의 절연물을 증착, 융착, 도포하는 등 마련하거나 절연물에 의한 돌기를 복수 마련하는 것에 의해 형성할 수 있다. 이와 같이, 절연물 부분(15x)을 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면에 형성함으로써, 스페이서(15b)를 기판 등 홀딩 구멍(15ch)에 수납할 필요도 없어진다.
도 16에 나타내는 가변 용량 컨덴서(15(2))는 기판(17) 양쪽의 측변 부분(17c)을, 기판(17)의 저변 부분에 고착되는 유전체(15a)보다 돌출하도록 형성한 것이다. 이에 의해, 기판에 고착된 유전체(15a)가 기판(17) 양쪽의 측변 부분(17c)에 의해, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면(유전체 접촉부(15cX))과 이격하게 된다. 즉, 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)와 유전체 접촉부(15cX) 사이에 공극(15d)을 마련할 수 있게 된다.
도 17에 나타내는 가변 용량 컨덴서(15(3))는 기판(17) 및 유전체(15a)의 구성은 도 6 등을 이용하여 설명한 실시 형태의 대응하는 부분과 동일하게 형성된다. 그러나 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 형상이 다르게 된다. 구체적으로, 도 17에 나타내는 바와 같이, 기판(17)이 삽입되는 그루브부(15ck)의 깊이가 얕게 된다. 이에 의해, 기판에 고착된 유전체(15a)가 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면(유전체 접촉부(15cX))과 이격하게 된다. 즉, 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)와 유전체 접촉부(15cX) 사이에 공극(15d)을 마련할 수 있게 된다.
이 도 16, 도 17에 나타내는 바와 같이, 유전체(1a)의 제2 면부(15a2)와 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면(유전체 접촉부(15cX)) 사이를 이격시켜서, 공극(15d)을 마련하도록 함으로써, 스페이서(15b)를 이용하지 않게 할 수 있다.
단, 안정적이고 또한 균일하게 심체(12)에 가해지는 프레스력에 따라, 유전체(15a)의 제2 면부(15a2)와 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 저면(유전체 접촉부(15cX))을 접촉시키기 위해서는 스페이서(15b)를 이용하거나 절연체 부분(15x)을 마련하는 것이 바람직하다. 즉, 도 3 ~ 도 6을 이용하여 설명한 가변 용량 컨덴서(15)와 같이, 또는 도 15를 이용하여 설명한 가변 용량 컨덴서와 같이 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 기판(17)의 도전성 탄성 부재(15c)와 접속되는 부분을 한장의 기판의 구성으로 하는 것이 아니라, 예를 들어 교차하게 기판을 마련하는 등의 대응을 하는 것에 의해, 스페이서(15b)를 마련하도록 한 경우와 동일한 상태를 형성하는 것도 가능하다.
[도전성 탄성 부재(15c)의 변형예]
또, 도전성 탄성 부재(15c)에 대해서도 상술한 것에 한정하는 것이 아니며, 여러 가지의 개량을 행하는 것이 가능하다. 도 18, 도 19는 도전성 탄성 부재(15c)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 18, 도 19에 있어서도 주로 도 3 ~ 도 6을 이용하여 설명한 가변 용량 컨덴서(15)의 경우와 동일하게 구성되는 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 부분의 상세 설명에 있어서 생략한다.
도 18에 나타내는 도전성 탄성 부재(15c(1))는 기본적으로 도 4를 이용하여 설명한 도전성 탄성 부재(15c)와 동일하게 형성된다. 그러나 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(15ch) 외주의 대향하는 위치에 마련되는 그루브부(15ck)의 형상이 도 4A에 나타내는 것과는 다르다. 또, 심체 홀더부(15c2)의 심체 홀딩 구멍(15cp)의 형상도 도 4B에 나타내는 것과는 다르다.
즉, 도 18A의 도전성 탄성 부재(15c(1))의 상면도에 나타내는 바와 같이, 기판 등 홀딩 구멍(15ch) 외주의 대향하는 위치에 마련되는 그루브부(15ck)에는 대향하는 위치에 한 쌍의 돌기(P1)가 마련된다. 이 돌기(P1)는 그루브부(15ck)의 상단에서부터 하단까지 막대 형상으로 형성되어 있다.
이와 같이 한 쌍의 돌기(P1)를 마련하는 것에 의해, 그루브부(15ck)에 기판(17)의 제2 리드편(17b)이 마련된 부분을 삽입한 경우에, 보다 강고하게 제2 리드편(17b) 부분을 당해 돌기(P1)에 의해 끼움 장착할 수 있다. 따라서 제2 리드편(17b)과 도전성 탄성 부재(15c(1))의 전기적인 접속을 보다 확실하게 할 수 있다. 또, 도전성 탄성 부재(15c(1))로부터, 이것에 장착된 기판(17)이 용이하게 떨어져 버리는 것을 방지할 수도 있다.
또, 도 18B의 도전성 탄성 부재(15c(1))의 저면도에 나타내는 바와 같이, 심체 홀딩 구멍(15cp)에는 슬릿부(15cs)는 마련되지 않고, 심체 홀딩 구멍(15cp)의 내부에 3개의 돌기(P2)가 마련된다. 이 돌기(P2)는 심체 홀딩 구멍(15cp)의 상단에서부터 하단까지 막대 형상으로 형성되어 있다.
이와 같이 3개의 돌기(P2)를 마련하는 것에 의해, 심체 홀딩 구멍(15cp)에 삽입되는 심체(12)를 돌기(P2)에 의해 강고하게 끼움 장착하여 심체(12)를 심체 홀딩 구멍(15cp)에 확실하게 홀딩해 둘 수 있게 된다. 즉, 심체 홀딩 구멍(15cp)으로부터 심체(12)가 용이하게 떨어져 버리는 일도 방지할 수 있다.
도 19에 나타내는 도전성 탄성 부재(15c(2))는 도 4를 이용하여 설명한 도전성 탄성 부재(15c)와 동일하게 기판 등 홀더부(15c1)와 심체 홀더부(15c2)로 이루어진다. 그리고 도 19에 나타내는 도전성 탄성 부재(15c(2))는 도 4를 이용하여 설명한 도전성 탄성 부재(15c)와 동일하게, 기판 등 홀더부(15c1)에는 기판 등 홀딩 구멍(15ch)이 마련되고, 심체 홀더부(15c2)에는 심체 홀딩 구멍(15cp)이 마련된다.
그러나 도 19에 나타내는 이 예의 도전성 탄성 부재(15c(2))는 도 19A의 상면도에 도시한 바와 같이, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 개구부 부분에 톱니 형상의 스토퍼를 구비하여, 삽입되는 기판(17)을 사이에 두는 커버부(KU, KD)를 구비하고 있다. 도 19B는 도 19A에 대해서 화살표 a측으로부터 본 경우, 이 예의 도전성 탄성 부재(15c(2))의 단면도이다. 도 19B에 나타내는 바와 같이, 기판 등 홀더부(15c1)의 내부에는 기판 등 홀딩 구멍(15ch)이 마련되어 있지만, 그 상부에는 커버부(KU, KD)가 마련되어, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 개구부를 막을 수 있는 구성으로 되어 있다.
이 예의 도전성 탄성 부재(15c(2))의 기판 등 홀딩 구멍(15ch)에, 스페이서(15b), 유전체(15a)가 고착된 기판(17)을 수납하는 경우에는, 도 19A에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이, 커버부(KU, KD)를 눌러 열도록 하고, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)의 개구부를 드러낸다. 그리고 스페이서(15b), 유전체(15a)가 고착된 기판(17)을 기판 등 홀딩 구멍(15ch)에 수납하도록 한 후, 커버부(KU, KD)를 닫는다. 이에 의해, 수납된 기판(17)이 커버부(KU, KD)의 톱니 형상의 스토퍼에 의해 협지되고, 도전성 탄성 부재(15c(2))로부터 기판(17)이 떨어지는 일이 없게 할 수 있다.
[심체 홀더부(15c2)의 변형예]
다음에, 심체 홀더부(15c2)의 변형예에 대해서 설명한다. 도 22는 심체 홀더부(15c2)의 변형예이다. 상술한, 실시 형태의 심체 홀더부(15c2)는 심체(12)의 축부(12b)를 삽입하여 홀딩하기 위해, 원통형의 심체 홀딩부(15cp)를 가진다. 이 형태에서는 펜이 낙하한 경우, 펜 끝으로부터 낙하했을 때, 충격에 의해 심체 홀더부(15c2)가 파손되는 경우가 있다. 그래서 도 22에 있어서 변형예는 이 낙하에 의한 충격을 완화시켜서, 심체 홀더부(15c2)의 파손을 방지하기 때문에, 심체(12)의 축부(12b)와 심체 홀더부(15c2) 사이에 접속 캡(20)을 마련한 것이다. 이 접속 캡(20)을 추가함으로써, 낙하에 의한 충격에 의해 심체 홀더부(15c2)가 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
[실시 형태의 효과]
상술한 바와 같이, 유전체(15a), 스페이서(15b), 도전성 탄성 부재(15c)에 의해, 종래의 가변 용량 컨덴서와 동등한 성능을 가지는 가변 용량 컨덴서(15)를 실현할 수 있다. 또, 스페이서(15b)를 이용하지 않게 한 가변 용량 컨덴서(15(1), (2), (3)) 등을 구성하는 것도 가능하다.
이에 의해, 종래에 가변 용량 컨덴서에 비해, 부품 개수를 현격히 줄인 가변 용량 컨덴서를 실현할 수 있다. 따라서 부품 개수가 적고, 제조가 극히 간단한 가변 용량 컨덴서를 실현할 수 있다. 이러한 일은 가변 용량 컨덴서의 비용을 큰 폭으로 저감시킬 수 있다. 그리고 당해 가변 용량 컨덴서를 이용한 위치 지시기, 당해 위치 지시기를 이용한 입력 장치도 실현될 수 있고, 위치 지시기나 입력 장치의 비용 저감에도 도움이 된다.
[그 외]
또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 도전성 탄성 부재(15c)는 기판 등 홀더부(15c1)와 심체 홀더부(15c2)를 구비하는 것으로 하여 설명했지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 케이스(18)측에 마련되는 기구에 의해, 심체(12)를 도 2에 나타내는 바와 같이 제1 케이스(18) 내에 축 방향으로 이동 가능하게 홀딩하고, 도전성 탄성 부재(15c)의 소정의 위치를 프레스할 수 있도록 하면, 심체 홀더부(15c2)를 마련할 필요는 없다.
또, 상술한 바와 같이, 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(5ch)의 형상도 여러 가지의 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 유전체(15a)를 4각 기둥 형상 등의 다각 기둥 형상으로 형성하고, 이것에 대응하여 스페이서(15b)를 4각 형상 등의 다각 형상으로 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 기판 등 홀더부(15c1)의 기판 등 홀딩 구멍(5ch)의 형상도 유전체(15a)나 스페이서(15b)의 형상에 합치한 다각 형상의 개구부를 가지는 것이 된다.
또, 기판 등 홀딩 구멍(15ch)을 마련하지 않은 구성으로 하는 것도 생각할 수 있다. 요점은 기판(17)의 제2 리드편(17b)과 도전성 탄성 부재(15c)를 상시 접촉하게 할 수 있고, 심체(12)가 프레스된 경우에만 기판(17)의 제1 리드편에 접속된 유전체(15a)의 제2 면부에 유전체 접촉부(15cX)를 접촉시키는 것이 가능하도록 구성할 수 있으면 좋다.
또, 위치 지시기(2)에 있어서, 심체(12)를 마련하는 측과는 반대측에, 심체(12)를 마련한 측과 동일하게 가변 용량 컨덴서(15)를 가지는 구성을 마련하고, 위치 지시기(2)의 양단 중 어느 것도 위치 지시 입력에 이용할 수 있도록 할 수도 있다. 또, 심체(12)를 마련한 측은 반대측에도 심체(12)를 마련한 측과 동일하게 가변 용량 컨덴서(15)를 가지는 구성을 마련하고, 심체(112)를 마련한 쪽을 정보의 입력에 이용하고, 타방을 입력한 정보를 삭제하는 소위 고무로서 이용하도록 구성하는 것도 가능하다.
1 위치 검출 장치,
2 위치 지시기,
4 검출부,
10 입력 장치,
11 케이스(하우징),
12 심체,
12a 지시부,
12b 축부,
13 위치 지시 코일(코일),
15, 15(1), 15(2), 15(3) 가변 용량 컨덴서,
15a 유전체,
15a1 제1 면부,
15a2 제2 면부,
15b 스페이서,
15c 도전성 탄성 부재,
15c1 기판 등 홀더부(기판 연결부),
15ch 기판 등 홀딩 구멍(수납부),
15ck 그루브부(기판 연결부),
15c2 심체 홀더부(심체 연결부),
15cp 심체 홀딩 구멍(심체 연결부),
15cs 슬릿부,
15cX 유전체 접촉부,
17 프린트 기판,
17a 제1 리드편,
17b 제2 리드편,
17c 쓰루홀(절결부).

Claims (11)

  1. 위치 지시기에 내장되며, 제1 단자부 및 제2 단자부를 구비한 전자 회로 기판과 협동하여 이용되는 가변 용량 컨덴서로서,
    상기 제1 단자부와 연결되는 제1 면부 및 상기 제1 면부에 대향하는 제2 면부를 가지는 유전체와, 도전성 탄성 부재를 구비하며,
    상기 도전성 탄성 부재에는, 상기 제2 단자부에 연결되는 기판 연결부와, 상기 제2 면부에 대향 배치되고, 압력에 따라 변형하여 상기 유전체의 상기 제2 면부에 당접(當接, 맞닿음) 가능하게 형성된 유전체 접촉부와, 상기 유전체 접촉부를 저부로 하고, 상기 유전체의 상기 제2 면부와 상기 유전체 접촉부가 이간한 상태에서 상기 유전체를 수납하는 수납부가 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 컨덴서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유전체의 상기 제2 면부와 상기 도전성 탄성 부재의 상기 유전체 접촉부 사이에는, 상기 제2 면부와 상기 유전체 접촉부를 이간시키기 위한 이간 부재가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 컨덴서.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 이간 부재는, 그 외경이, 상기 제2 면부의 외경 보다도 길고, 또한 상기 수납부의 내경 보다도 짧게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 컨덴서.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 도전성 탄성 부재의 상기 수납부는, 상기 유전체 접촉부로부터 상부로 연장되어 형성된 측벽과, 상기 측벽에 의해 형성되는 개구부를 가지며,
    상기 도전성 탄성 부재의 상기 기판 연결부는, 상기 수납부의 상기 측벽에, 상기 개구부로부터 상기 유전체 접촉부의 방향으로 연장되는 홈 모양으로 형성되고, 상기 전자 회로 기판이 상기 기판 연결부에 삽입되어 유지됨과 아울러, 상기 제2 단자부가 전기적으로 접속되도록 한 것을 특징으로 하는 가변 용량 컨덴서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 회로 기판의 상기 제1 단자부에는 절결부가 형성되고,
    상기 유전체는, 상기 제1 면부가 상기 전자 회로 기판의 상기 절결부에 도전성 접착 부재에 의해 접착되어 상기 전자 회로 기판에 고착되는 것을 특징으로 한 가변 용량 컨덴서.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 가변 용량 컨덴서와,
    전자 회로가 마련됨과 아울러, 제1, 제2 단자부를 구비한 전자 회로 기판을 가지며,
    상기 가변 용량 컨덴서를 회로 소자의 일부로 하는 공진 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    심체(芯體)와, 상기 전자 회로 기판 및 상기 가변 용량 컨덴서를 수납하기 위한 중공(中空)의 케이스를 가지며, 상기 케이스는 일단측에 개구부를 가지고, 상기 심체의 일방의 단부(端部)는 위치 지시를 위해 상기 케이스의 상기 개구부로부터 돌출하여 수납됨과 아울러 타방의 단부가 상기 가변 용량 컨덴서의 상기 유전체 접촉부를 프레스 가능하게 배치한 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 도전성 탄성 부재에는, 상기 심체와 상기 가변 용량 컨덴서를 연결하기 위한 심체 연결부가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 지시기.
  9. 일단측에 개구부를 가지는 중공의 케이스와, 막대 형상으로 형성되고, 일단이 상기 케이스의 상기 개구부로부터 외측으로 돌출하여 상기 케이스에 수납된 심체와, 상기 심체를 통하여 가해지는 외력에 의해 전기 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서와, 제1, 제2 단자부를 구비한 전자 회로 기판을 가지는 위치 지시기와,
    상기 심체의 일단에 의해 지시되는 검출면을 가지고, 상기 일단이 지시한 상기 검출면 상의 위치를 검출하는 위치 검출 장치를 구비하고,
    상기 가변 용량 컨덴서는
    상기 전자 회로 기판의 상기 제1 단자부와 연결되는 제1 면부와, 상기 제1 면부에 대향하는 제2 면부를 가지는 유전체와, 도전성 탄성 부재를 구비하며,
    상기 도전성 탄성 부재에는, 상기 제2 단자부에 연결되는 기판 연결부와, 상기 제2 면부에 대향 배치되고, 압력에 따라 변형하여 상기 유전체의 상기 제2 면부에 당접 가능하게 형성된 유전체 접촉부와, 상기 유전체 접촉부를 저부로 하고, 상기 유전체의 상기 제2 면부와 상기 유전체 접촉부가 이간한 상태에서 상기 유전체를 수납하는 수납부가 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
  10. 삭제
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