KR20110102122A - 위치 지시기, 가변 용량 컨덴서 및 입력 장치 - Google Patents

위치 지시기, 가변 용량 컨덴서 및 입력 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110102122A
KR20110102122A KR1020100093875A KR20100093875A KR20110102122A KR 20110102122 A KR20110102122 A KR 20110102122A KR 1020100093875 A KR1020100093875 A KR 1020100093875A KR 20100093875 A KR20100093875 A KR 20100093875A KR 20110102122 A KR20110102122 A KR 20110102122A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dielectric
surface portion
conductive
variable capacitance
terminal
Prior art date
Application number
KR1020100093875A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101716502B1 (ko
Inventor
야스유키 후쿠시마
히로유키 후지츠카
Original Assignee
가부시키가이샤 와코무
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 와코무 filed Critical 가부시키가이샤 와코무
Publication of KR20110102122A publication Critical patent/KR20110102122A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101716502B1 publication Critical patent/KR101716502B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Abstract

[과제] 가변 용량 컨덴서를 확실하게 초기 상태로 되돌려, 가변 용량 컨덴서의 내구성의 향상을 도모한다.
[해결 수단] 케이스(11)와; 거의 막대 형상으로 형성되고, 일단이 케이스(11)의 외측으로 돌출하여 케이스(11)에 수납된 심체(12)와; 심체(12)를 통해 가해지는 외력에 의해 전기 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서(15)로 이루어진다. 가변 용량 컨덴서(15)는 유전체(22), 제1 전극부로 이루어지는 단자 부재(23), 도전 부재(26), 및 탄성 부재(27)를 구비하고 있다. 유전체(22)는 제1 면부(22a) 및 제2 면부(22b)를 가지고 있다. 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 대향하여 배치된, 도전 부재(26)를 포함하고 있는 제2 전극부에서, 이 도전 부재(26)는 외력에 의해 제2 면부(22b)와의 맞닿음 면적이 변화한다. 또한, 탄성 부재(27)는 도전 부재(26)를 제2 면부(22b)로부터 떨어지는 방향으로 바이어스한다.

Description

위치 지시기, 가변 용량 컨덴서 및 입력 장치{POSITION POINTER, VARIABLE CAPACITOR AND INPUTTING APPARATUS}
본 발명은 필압(筆壓)을 검출하는 경우에 이용하기 바람직한 위치 지시기, 그 필압을 검출하는 가변 용량 컨덴서 및 이 위치 지시기를 구비하여 구성되는 입력 장치에 관한 것이다.
최근, 퍼스널 컴퓨터 등의 입력 디바이스로서 입력 장치가 이용되고 있다. 이 입력 장치는 예를 들어, 펜 형으로 형성된 위치 지시기와, 이 위치 지시기를 이용하여, 포인팅 조작이나 문자 및 도면 등의 입력을 행하는 입력면을 갖는 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 가요성(可撓性)을 갖는 제2 전극을 가지고 있다. 그리고 상기 가변 용량 컨덴서는 제2 전극과 유전체의 타면 사이를 그 일부를 제외하고 약간의 간격만 이격(離隔)하는 수단과, 제2 전극과 유전체 사이에 상대적인 압력 또는 변위를 가하는 수단을 구비하고 있다.
도 41에, 종래의 가변 용량 컨덴서의 구체적인 구성을 나타낸다. 도 41A는 종래의 가변 용량 컨덴서에 있어서 초기 상태를 나타내는 도면, 도 41B는 압력이 가해진 상태를 나타내는 도면이다.
이 가변 용량 컨덴서(200)는 거의 원반(円盤) 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 개재시켜 유전체(201)의 타면(201b)측에 설치되어 있다. 또, 제2 전극(203)에 있어서 유전체(201)와 반대측에는 탄성체(205)를 개재시켜 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(flange portion; 206a)와, 이 플랜지부(206a)의 일면의 거의 중앙으로부터 연재(延在)하는 리드부(lead portion; 206b)로 구성되어 있다. 플랜지부(206a)는 필압이 가해졌을 때에 제1 전극(202)의 일면에 접촉하여, 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)의 일면의 거의 중앙으로부터 연재하는 리드부(207b)로 구성되어 있다. 플랜지부(207a)는 필압이 가해졌을 때에 제2 전극(203)의 일면의 단부에 접촉하여, 이 제2 전극(203)과 전기적으로 접속된다.
이 가변 용량 컨덴서(200)는 심체(210)에 압력 또는 변위가 전혀 가해지지 않는 상태(초기 상태)에서, 유전체(201)의 타면(201b)과 제2 전극(203) 사이에 스페이서(204)에 의해 약간의 간격이 형성되어 있다. 또, 도 41B에 나타내는 바와 같이, 심체(210)에 압력이 가해지면, 탄성체(205)와 제2 전극(203)이 심체(210)에 프레스(press)되어 탄성 변형된다. 이로 인해, 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 및 제2 단자(206, 207) 사이의 용량값이 증가한다. 그 결과, 제1 및 제2 단자(206, 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
그렇지만 종래의 가변 용량 컨덴서(200)에서는 제2 전극(203)과 유전체(201) 사이에, 링 형상의 스페이서(204)를 개재시키고 있을 뿐, 제2 전극(203)을 유전체(201)로부터 떼어 놓기 위한 구성을 가지고 있지 않다. 그 때문에, 가변 용량 컨덴서(200)를 제2 전극(203)이 위쪽에 위치하도록 향하게 하면, 제2 전극(203)이 그 자중(自重)에 의해 휜다. 또, 가변 용량 컨덴서(200)를 위치 지시기에 탑재한 경우에서, 심체(210)의 지시부를 위쪽을 향하게 하면, 심체(210)가 중력에 의해 내려가고, 탄성체(205) 및 제2 전극(203)을 프레스한다. 그 결과, 압력(필압)이 인가되어 있지 않은 상태에서, 제2 전극(203)과 유전체(201)가 접촉되어 버리는 문제가 있었다.
또, 제2 전극(203)과 유전체(201)가 접촉한 상태에서 보관하면, 제2 전극(203)과 유전체(201)가 첩부(貼付)될 우려가 있었다. 그 때문에, 제2 전극(203) 또는 유전체(201)가 열화(劣化)되어, 가변 용량 컨덴서(200)의 내구성이 떨어진다는 문제도 있었다.
또, 종래의 가변 용량 컨덴서(200)는 유전체(201)의 일면(201a)에 제1 전극(202)을 형성하여, 그 형성된 제1 전극에 대해 제1 단자(206)를 접촉시켜서 전기적으로 접속시키는 구성이다. 이 때문에, 제1 전극(202)을 유전체의 일면(201a)에 형성하는 공정 수가 필요하게 됨과 아울러, 제1 전극(202)에 더하여 제1 단자(206)가 필요하게 된다.
또, 제1 단자(206)의 플랜지부(206a)는 필압이 가해졌을 때에 제1 전극(202)에 접촉하여, 제1 전극(202)과 전기적으로 접속되므로, 필압이 가해질 때마다, 제1 전극(202)과 제1 단자(206)의 플랜지부(206a)가 부딪친다. 그리고 일반적으로, 제1 전극(202)과 제1 단자(206)의 플랜지부(206a)는 점 접촉(point contact)하도록 구성된다. 이 때문에, 종래의 위치 지시기는 제1 전극(202)의, 제1 단자(206)의 플랜지부(206a)과 부딪치는 부분이 서서히 마모되고 말아, 가변 용량 컨덴서로서의 내구성이 저하될 우려가 있었다.
상술한 문제점에 감안하여 본 발명의 목적은 확실하게 초기 상태로 되돌아올 수 있는 동시에, 제조 공정 수의 삭감이 가능하며, 내구성의 향상을 도모할 수 있는 위치 지시기 및 가변 용량 컨덴서를 제공하는 것이다.
본 발명의 위치 지시기는
하우징(housing)과,
일단(一端)이 상기 하우징의 외측으로 돌출하는 상태에서 상기 하우징 내에 수납된 거의 막대 형상의 심체와,
상기 심체를 통해 가해지는 외력에 의해 전기 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서로 이루어지고,
상기 가변 용량 컨덴서는
제1 면부와, 상기 제1 면부에 대향하는 제2 면부를 갖는 적어도 하나의 유전체와,
상기 유전체의 상기 제1 면부에 계합(係合; 맞물림)하는 단자 부재와,
상기 유전체의 상기 제2 면부에 대향하여 배치되고, 상기 외력에 의해 상기 제2 면부와의 맞닿음 면적이 변화하는 도전 부재를 포함하는 전극부와,
상기 도전 부재를 상기 제2 면부로부터 떨어지는 방향으로 바이어스(bias)하는 탄성 부재를 구비하고 있다.
또, 본 발명의 가변 용량 컨덴서는
제1 면부와, 상기 제1 면부에 대향하는 제2 면부를 갖는 적어도 하나의 유전체와,
상기 유전체의 상기 제1 면부에 계합하는 단자 부재와,
상기 유전체의 상기 제2 면부에 대향하여 배치되고, 상기 외력에 의해 상기 제2 면부와의 맞닿음 면적이 변화하는 도전 부재를 포함하는 전극부와,
상기 도전 부재를 상기 제2 면부로부터 떨어지는 방향으로 바이어스하는 탄성 부재를 구비한다.
상술한 구성의 위치 지시기 및 가변 용량 컨덴서에 있어서, 가변 용량 컨덴서는, 유전체의 제1 면부측에는 단자 부재가 계합되고, 당해 단자 부재가 제1 전극의 역할을 하도록 구성되어 있다. 따라서, 유전체의 제1 면부측에는 전극을 형성하지 않아도 되고, 그 전극 형성을 위한 공정을 생략할 수 있는 동시에, 단자 부재와 유전체의 제1 면부의 전극의 접촉에 의한 마모의 염려도 없으므로, 내구성이 우수하다.
또, 유전체의 제2 면부측에는 제1 전극과 대향하는 제2 전극으로 이루어지는 전극부가 마련된다. 이 전극부는, 심재에 가해지는 외력에 의해 유전체의 제2 면부와 맞닿고 또한 그 맞닿음 면적이 심재에 가해지는 외력에 따라 변화하도록 구성되는 도전 부재를 구비한다. 그리고 도전 부재는 탄성 부재에 의해 제2 면부로부터 떨어지는 방향으로 바이어스되어 있다.
따라서, 전극부의 도전 부재가 유전체의 제2 면부에 첩부되어 버리는 사태를 방지할 수 있어, 내구성이 우수하다.
본 발명에 의하면, 확실하게 초기 상태로 되돌아올 수 있는 동시에, 제조 공정 수의 삭감이 가능하며, 내구성의 향상을 도모할 수 있는 위치 지시기 및 가변 용량 컨덴서를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 입력 장치의 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 2은 도 1에 나타내는 위치 지시기를 A－A'선에서 단면(斷面)하여 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 가변 용량 컨덴서의 제1 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 가변 용량 컨덴서를 B－B'선에서 단면하여 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 케이스를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 케이스를 나타내는 것으로, 도 6A는 정면도, 도 6B는 도 5에 나타내는 C－C'선 단면도, 도 6C는 도 5에 나타내는 D－D'선 단면도이다.
도 7은 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 케이스를 나타내는 것으로, 도 7A는 평면도, 도 7B는 저면도이다.
도 8은 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 유전체를 나타내는 것으로, 도 8A는 평면도, 도 8B는 정면도, 도 8C는 저면도이다.
도 9는 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 단자 부재를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 도전 부재 및 유전체를 홀딩 부재에 장착한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 홀딩 부재를 나타내는 것으로, 도 11A는 사시도, 도 11B는 반대측으로부터 본 사시도이다.
도 12는 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 홀딩 부재를 나타내는 것으로, 도 12A는 도 11A에 나타내는 S－S'선 단면도, 도 12B는 도 11A에 나타내는 T－T'선 단면도이다.
도 13은 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 도전 부재의 다른 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 도전 부재의 다른 실시 형태를 나타내는 것으로, 도 14A는 도전 부재의 평면도, 도 14B는 도전 부재의 정면도, 도 14C는 도전 부재의 좌측면도이다.
도 15는 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 탄성 부재를 나타내는 것으로, 도 15A는 정면으로부터 본 설명도, 도 15B는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 가변 용량 컨덴서에 관한 탄성 부재의 다른 실시 형태를 나타내는 정면으로부터 본 설명도이다.
도 17은 심체에 압력(필압)이 가해진 상태를 나타내는 가변 용량 컨덴서의 단면도이다.
도 18은 본 발명을 적용한 위치 지시기 및 위치 검출 장치의 회로 구성의 모식적인 블록도이다.
도 19는 본 발명을 적용한 입력 장치에 관한 위치 검출 장치의 처리부에 의한 처리의 흐름도이다.
도 20은 본 발명을 적용한 입력 장치에 관한 위치 검출 장치의 X축 글로벌 스캔 동작에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명을 적용한 입력 장치에 관한 위치 검출 장치의 Y축 글로벌 스캔 동작에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 22는 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 23은 가변 용량 컨덴서의 위상-하중 특성을 나타내는 것으로, 도 23A는 본 발명의 가변 용량 컨덴서의 위상-하중 특성을 나타내는 그래프, 도 23B는 도 41에 나타내는 종래의 가변 용량 컨덴서의 위상-하중 특성을 나타내는 그래프이다.
도 24는 본 발명을 적용한 위치 지시기에 설치되는 공진 회로의 다른 실시 형태를 나타내는 설명도이다.
도 25는 본 발명을 적용한 위치 지시기의 다른 실시 형태를 나타내는 전기 회로도이다.
도 26은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 단면도이다.
도 27은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 단면도이다.
도 30은 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 단면도이다.
도 32는 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 본 발명의 제6 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 단면도이다.
도 34는 본 발명의 제6 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 본 발명의 제7 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 단면도이다.
도 36은 본 발명의 제7 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 다른 예의 단면도이다.
도 37은 본 발명의 제8 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 단면도이다.
도 38은 본 발명의 제9 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 단면도이다.
도 39는 본 발명의 제10 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 단면도이다.
도 40은 본 발명의 제10 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서의 다른 예 단면도이다.
도 41은 종래의 가변 용량 컨덴서를 모식적으로 설명하는 것에 의해 도 41A는 초기 상태를 나타내는 도면, 도 41B는 심체에 압력(필압)이 가해진 상태를 나타내는 도면이다.
[제1 실시 형태]
본 발명의 위치 지시기, 가변 용량 컨덴서 및 입력 장치의 제1 실시 형태에 대해, 도 1 ~ 도 25를 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 공통의 부재에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 또, 본 발명은 이하의 형태로 한정되는 것은 아니다.
[입력 장치]
먼저, 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 제1 실시 형태의 입력 장치(10)는 위치 검출 장치(1)와, 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 통해 접속함으로써, 이 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)에서 지시한 위치를 검출하는 검출부(4)와, 이 검출부(4)를 갖는 중공(中空)의 얇은 거의 직방체를 이루는 하우징(5)으로 구성되어 있다. 하우징(5)은 검출부(4)의 검출면을 노출시키기 위한 개구부(開口部; 6)를 갖는 상부 하우징(7)과, 이 상부 하우징(7)에 겹쳐지는 도시하지 않은 하부 하우징을 가지고 있다. 그리고 상부 하우징(7)은 검출부(4)의 입력면을 노출시키는 사각형의 개구부(6)를 가지고 있고, 이 개구부(6)에 검출부(4)가 끼워 넣어진다. 이와 같은 구성을 갖는 위치 검출 장치(1)는 위치 지시기(2)를 통한 포인팅 조작에 의한 문자 및 도면 등의 입력이 행해진다.
[위치 지시기(2)]
다음에, 도 2를 참조하여 위치 지시기(2)의 개략 구성에 대해 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 대해 위치를 지시하는 것이다. 즉, 위치 지시기(2)는 위치 검출 장치(1)로부터 송신되는 특정 주파수의 전자파에 대해 공진하는 공진 회로를 가지고 있다. 그리고 위치 지시기(2)는 이 공진 회로에서 검출한 공진 신호를 위치 검출 장치(1)에 송신함으로써 위치 검출 장치(1)에 대해 위치를 지시하도록 되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 위치 지시기(2)는 하우징의 한 구체예를 나타내는 케이스(11)와 심체(12)와 위치 지시 코일(13)과 가변 용량 컨덴서(15)와 페라이트 코어(16)와 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 바닥 있는 원통 형상을 이루고 있다. 그리고 케이스(11)는 축 방향에 겹쳐서 조립 결합되는 제1 케이스(18)와 제2 케이스(19)로 구성되어 있다. 제1 케이스(18)는 축 방향의 일단측이 거의 원추 형상을 이루고 있고, 그 선단(先端)에 개구부(18a)를 가지고 있다. 그리고 이 제1 케이스(18)의 축 방향 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 동일 축선 상에 배치되고, 접착제나 고정나사 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 통 구멍(16a)에 심체(12)가 삽통(揷通)되어 있다. 그리고 페라이트 코어(16)의 축 방향 일단측으로부터 심체(12)의 지시부(12a)가 돌출되고 있다. 또한, 페라이트 코어(16)의 외주(外周)에는 공진 회로를 구성하는 위치 지시 코일(13)이 권회(卷回)되어 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 이루어지며, 케이스(11)의 축 방향을 따라서 케이스(11) 내에 수납되어 있다. 이 심체(12)는 그 축 방향의 일단에 펜 끝의 역할을 갖는 지시부(12a)와, 지시부(12a)로부터 연속하여 형성된 축부(12b)로 구성되어 있다. 지시부(12a)는 거의 원추 형상으로 형성되어 있다. 이 지시부(12a)는 심체(12)를 케이스(11) 내에 수납했을 때에, 제1 케이스(18)의 개구부(18a)로부터 외측을 향해 돌출한다. 그리고 축부(12b)의 축 방향 타단에는 가변 용량 컨덴서(15)가 장착되어 있다.
[가변 용량 컨덴서(15)]
다음에, 도 3 ~ 도 18을 참조하여 이 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)에 대해 설명한다. 도 3은 가변 용량 컨덴서(15)의 사시도, 도 4는 도 3에 나타내는 가변 용량 컨덴서(15)의 B－B'선 단면도이다.
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 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 가변 용량 컨덴서(15)는 홀더(21), 유전체(22), 단자 부재(23), 홀딩 부재(24), 도전 부재(26) 및 탄성 부재(27)를 구비하여 구성되어 있다.
[홀더(21)]
먼저, 도 5 ~ 도 7B를 참조하여 가변 용량 컨덴서(15)의 홀더(21)에 대해 설명한다. 도 5는 홀더(21)의 외관 사시도, 도 6A는 홀더(21)의 정면도, 도 6B는 도 5에 나타내는 홀더(21)의 C－C'선 단면도, 도 6C는 도 5에 나타내는 홀더(21)의 D－D'선 단면도이다. 또, 도 7A는 홀더(21)의 평면도, 도 7B는 홀더(21)의 저면도이다.
홀더(21)는 중공의 거의 원통형을 이루고 있다. 이 홀더(21)는 그 측면에 서로 평행하게 대향하는 2개의 평면부(21b, 21b)를 가지고 있다. 이 홀더(21)에는 축 방향의 일단측을 4개소(箇所) 절결하는 것에 의해, 4개의 돌기부(29, 29, 29, 29)가 형성되어 있다. 그리고 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 홀더(21)에 유전체(22)가 장착됨과 아울러, 본 발명의 중공부(中空部)의 일 구체예를 나타내는 홀더(21)의 통 구멍(21a)에 도전 부재(26), 탄성 부재(27) 및 홀딩 부재(24)가 수납된다. 또, 홀더(21)에는 플랜지부(31), 2개의 계합 구멍(32, 32) 및 2개의 계지수부(係止受部; 33, 33)가 마련되어 있다.
도 6B 및 도 6C에 나타내는 바와 같이, 볼록부의 일 구체예를 나타내는 플랜지부(31)는 홀더(21)의 반경 방향의 내측으로 돌출되어서 설치되어 있다. 이 플랜지부(31)는 예를 들어 홀더(21)의 내벽에, 그 내벽의 둘레 방향을 따라서 연속하여 길게 뻗은 칼라(collar) 형상의 돌출부이다. 그리고 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 플랜지부(31)에는 홀더(21)의 축 방향 일단측으로부터 유전체(22)가 맞닿고, 홀더(21)의 축 방향 타단측으로부터 탄성 부재(27)가 맞닿는다. 또한, 도 7A 및 도 7B에 나타내는 바와 같이, 이 플랜지부(31)의 일부를 절결하는 것에 의해, 관통 구멍(34)이 마련되어 있다.
또한, 본 예에 있어서는 볼록부의 일 구체예로서 홀더(21)의 내벽에, 그 내벽의 둘레 방향을 따라 연속하여 돌출한 칼라 형상의 플랜지부로서 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 볼록부를, 홀더(21)의 내벽에, 그 내벽의 반경 방향의 내측으로 돌출되는 복수의 돌기로서 형성해도 좋다. 즉, 볼록부에 유전체(22)가 홀더(21)의 축 방향 일단측으로부터 맞닿고, 또한 탄성 부재(27)가 홀더(21)의 축 방향 타단측으로부터 맞닿으면, 어떠한 형상으로 형성해도 좋다.
또, 도 5, 도 6A 및 도 6B에 나타내는 바와 같이, 홀더(21)에는 그 2개의 평면부(21b, 21b)에 제1 계합부의 일 구체예를 나타내는 2개의 계합 구멍(32, 32)이 마련되어 있다. 이 2개의 계합 구멍(32, 32)은 홀더(21)의 축 방향의 중앙으로부터 타단측 가까이 마련되어 있다. 그리고 2개의 계합 구멍(32, 32)은 예를 들어 거의 사각 형상으로 개구되어 있다. 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 2개의 계합 구멍(32, 32)에 홀딩 부재(24)가 홀더(21)의 축 방향을 따라서 이동 가능하게 계합된다. 또한, 2개의 계합 구멍(32, 32)은 거의 사각형뿐만 아니라, 거의 원 형상으로 형성해도 좋다. 또, 2개의 계합 구멍(32, 32)은 관통 구멍뿐만 아니라, 홀더(21)의 내벽에 마련한 오목부로서 형성해도 좋다.
또한, 도 5, 도 6A, 도 6B에 나타내는 바와 같이, 홀더(21)에는 축 방향의 일단측에 2개의 계지수부(33, 33)를 가지고 있다. 이 2개의 계지수부(33, 33)는 홀더(21)의 축 방향 일단측에 있어서, 2개의 돌기부(29, 29) 사이에 위치하도록 마련되어 있다(도 6A 참조). 도 6B에 나타내는 바와 같이, 계지수부(33)는 홀더(21)의 축 방향으로 절단한 단면 형상이 거의 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다. 그리고 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 단자 부재(23)가 이 2개의 계지수부(33, 33)에 계지되어, 홀더(21)에 고정된다.
또한, 이 홀더(21)의 재질에는 예를 들어 엔지니어링 플라스틱 등이 이용된다. 또, 본 예에서는 홀더(21)를 원통 형상으로 형성한 예를 설명하였으나, 홀더(21)의 형상은 예를 들어 각통(角筒) 형상으로 형성해도 좋다. 또한, 유전체(22), 도전 부재(26), 탄성 부재(27) 및 홀딩 부재(24)를 홀더(21)에 수납한 예를 설명하였으나, 이 홀더(21)와 케이스(11)를 일체로 성형하여 도전 부재(26), 탄성 부재(27) 및 홀딩 부재(24)를 케이스(11)에 직접 수납해도 좋다.
[유전체(22)]
다음에, 도 8A ~ 도 8C를 참조하여 유전체(22)에 대해 설명한다. 도 8A는 유전체(22)의 평면도, 도 8B는 유전체(22)의 정면도, 도 8C는 유전체(22)의 저면도이다.
이 유전체(22)는 예를 들어 거의 원반 형상을 이루고 있고, 거의 원형의 제1 면부(22a)와, 이 제1 면부(22a)와 거의 평행하게 대향하는 거의 원형의 제2 면부(22b)를 가지고 있다. 이 예에서, 제1 면부(22a) 및 제2 면부(22b)는 모두 평면 형상으로 형성되어 있다. 그리고 이 예에서, 제1 면부(22a)에는 전극부가 마련되어 있지 않고, 단자 부재(23)가 전극부도 겸용하는 구성으로 되어 있다. 또, 제2 면부(22b)는 도 8C에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 표면을 경면 연마(鏡面 硏磨)하는 것에 의해 경면 가공이 실시되어 있다.
그리고 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 유전체(22)는 제2 면부(22b)를 홀더(21)의 축 방향 타단측을 향해, 플랜지부(31)에 재치(載置)된다. 또한, 이 유전체(22)는 홀더(21)의 플랜지부(31)에 재치된 상태에서, 단자 부재(23)에 의해 홀더(21)의 축 방향 타단측으로 바이어스된다. 또한, 유전체(22)의 형상은 거의 원반 형상뿐만 아니라, 거의 사각 기둥이나 거의 육각 기둥 등의 판 형상으로 형성해도 좋다. 또, 제2 면부(22b)에 경면 가공을 행한 예를 설명하였으나, 제2 면부(22b)에 경면 가공을 실시하지 않아도 된다.
[단자 부재(23)]
도 9는 단자 부재(23)의 외관 사시도이다. 이 단자 부재(23)는 도전성의 금속으로 구성되고, 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 계합하는 면부의 일례로서의 평탄부(37)와, 이 평탄부(37)로부터 연속하여 형성된 2개의 계지부(38, 38)와, 동일하게 평탄부(37)로부터 연속하여 형성된 리드 편(lead piece; 39)을 가지고 있다. 평탄부(37)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 형상에 따른 형상으로 되어 있고, 이 예에서는 제1 면부(22a)가 평면이므로, 평탄부(37)는 거의 평판 형상으로 형성되어 있다.
2개의 계지부(38, 38)는 평탄부(37)를 사이에 끼우도록 마련되어 있다. 이 2개의 계지부(38)는 거의 J자 형상을 이루고 있다. 단, 평탄부(37) 좌우의 계지부(38)는 평탄부(37)를 사이에 두고 좌우 대칭의 형상으로 되어 있다. 그리고 계지부(38)는 도전성 금속이 평탄부(37)의 외연(外緣)으로부터 2회 절곡(折曲)되는 것에 의해 형성되어 있다. 이 2개의 계지부(38)에 의해, 단자 부재(23)의 평탄부(37)가 계지부(38)의 단부(38b)의 방향으로 항상 탄성 바이어스되도록, 단자 부재(23)에는 탄성이 부여되어 있다. 그리고 계지부(38)의 단부(38b)에는 예를 들어 거의 사각 형상의 개구부(38a)가 마련되어 있다.
또, 리드 편(39)은 계지부(38)의 단부(38b)가 돌출되는 방향과 반대 방향으로 돌출되어서 마련되어 있다. 그리고 이 리드 편(39)은 도 2에 나타내는 프린트 기판(17)의 도시하지 않은 접점부에, 예를 들어 저항 용접이나 초음파 용접 등에 의해 접속된다. 이로 인해, 단자 부재(23)는 프린트 기판(17)의 전자 부품과 전기적으로 접속된다. 또한, 이 단자 부재(23)의 재질로서는 예를 들어 티탄 동에 은 도금을 행한 것 등을 들 수 있다.
또, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 단자 부재(23)는 2개 계지부(38, 38)의 개구부(38a, 38a)가 홀더(21)의 계지수부(33, 33)에 계지되어 홀더(21)에 고정된다. 이 때, 단자 부재(23)의 평탄부(37)가 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 맞닿는다. 단자 부재(23)는 2개의 계지부(38, 38)에 의한 탄성을 가지고 있고, 평탄부(37)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 프레스되는 상태에서 맞닿는다. 상술한 바와 같이, 단자 부재(23)의 평탄부(37)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 면 형상에 따른 면 형상(이 예에서는 평면)으로 되어 있으므로, 평탄부(37)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)는 틈새 없이 맞닿은 상태로 된다.
이로 인해, 단자 부재(23)의 평탄부(37)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)를 확실하게 접촉시킬 수 있다. 또한, 단자 부재(23)는 그 탄성에 의해 유전체(22)를 홀더(21)의 축 방향 타단측에 바이어스하므로, 유전체(22)가 홀더(21) 내에서 기울어지는 것을 방지하거나 또는 억제하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 단자 부재(23)는 유전체(22)를 홀더(21)측으로 바이어스하는 역할과, 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 접촉하는 동시에 프린트 기판(17)에 접속되는 전극 단자로서의 2개 역할을 가지고 있다. 또한, 본 예에서는 단자 부재(23)를 한 부재로 형성한 경우를 설명하였으나, 평탄부(37) 및 계지부(38)와, 리드 편(39)을 각각 다른 부재로 하여 형성해도 좋다.
[홀딩 부재(24), 도전 부재(26) 및 탄성 부재(27)]
다음에, 도 10 ~ 도 17을 참조하여 홀딩 부재(24), 도전 부재(26) 및 탄성 부재(27)에 대해 설명한다. 도 10은 홀딩 부재(24)로 도전 부재(26) 및 탄성 부재(27)를 홀딩한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 11A는 홀딩 부재(24)의 외관 사시도, 도 11B는 홀딩 부재(24)를 도 11A와 반대측으로부터 본 사시도, 도 12A는 도 11A에 나타내는 홀딩 부재(24)의 S－S'선 단면도, 도 12B는 도 11A에 나타내는 홀딩 부재(24)의 T－T'선 단면도이다.
[홀딩 부재]
도 10 ~ 도 12에 나타내는 바와 같이, 홀딩 부재(24)는 거의 각주(角柱) 형상의 기부(基部; 41)와, 거의 원통 형상의 감합부(嵌合部; 42)를 가지고 있다. 기부(41)에는 거의 원주 형상으로 패인 계합 오목부(43; 도 11 참조)가 마련되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 계합 오목부(43)에는 심체(12)의 축부(12b)의 축 방향 타단이 삽입된다. 이로 인해, 홀딩 부재(24)와 심체(12)가 접합된다. 또, 이 기부(41)의 측면부에 있어서 서로 대향하는 2개의 평면부에는 단면 형상이 거의 삼각 형상인 2개의 계합부(44, 44)가 마련되어 있다. 그리고 이 2개의 계합부(44, 44)는 홀더(21)에 마련한 2개의 계합 구멍(32, 32)에 계합된다. 이로 인해, 홀딩 부재(24)는 홀더(21)의 축 방향을 따라서 이동 가능하게 지지된다.
또한, 기부(41)에는 2개의 슬릿(46, 46)이 마련되어 있다. 이 2개의 슬릿(46, 46)은 각각 기부(41)의 축 방향 일단으로부터 타단측에 소정의 길이에 걸쳐서 절결되어서 형성되어 있다.
또, 도전 부재(26)를 홀딩 부재에 장착하기 위한 오목부로서의 감합부(42)가, 기부(41)의 타단측으로 돌출되어서 형성되어 있다. 이 감합부(42)에는 거의 등각도 간격으로 2개의 절결(47, 47)이 형성되어 있다. 이 2개의 절결(47, 47)은 감합부(42)의 축 방향 일단으로부터 기부(41)까지 절결되어서 형성되어 있다. 또한, 이 절결(47)의 수는 2개로 한정되는 것이 아니며, 3개 이상 형성해도 좋고, 적어도 1개 있으면 그 목적을 달성할 수 있다. 그리고 이 감합부(42)에 도전 부재(26)가 감합된다.
[도전 부재(26)]
도 4 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 도전 부재(26)는 예를 들어 포탄형(砲彈型)으로 형성되어 있고, 그 축 방향의 일단에 곡면부(26a)를 가지고 있다. 이 도전 부재(26)는 축 방향의 타단측의 원주부(26b)가 홀딩 부재(24)의 감합부(42)에 감합된다. 또한, 이 도전 부재(26)의 원주부(26b)의 직경은 예를 들어 홀딩 부재(24)의 감합부(42)의 내경보다 약간 크게 설정되어 있다. 이로 인해, 도전 부재(26)와 홀딩 부재(24)의 감합부(42)의 감합 관계는 꼭 맞게 끼운 관계로 설정되어 있다. 그 결과, 도전 부재(26)가 홀딩 부재(24)의 감합부(42)로부터 빠져서 떨어지는 것을 방지하거나 또는 억제할 수 있다.
그리고 가변 용량 컨덴서(15)에 있어서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 도전 부재(26)의 축 방향 일단측에 형성된 곡면부(26a)는 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 대향하도록 배치되고, 도전 부재(26)는 가변 용량 컨덴서(15)의 제2 전극부를 형성한다.
후술하는 바와 같이, 도전 부재(26)의 곡면부(26a)와 유전체(22)의 제2 면부(22b)는 초기적으로, 공기층을 개재시켜 떨어진 상태로 되어 있지만, 심체(12)에 필압이 가해지면, 양자는 접촉하는 상태로 된다.
그리고 이 도전 부재(26)는 도전성을 가짐과 동시에 탄성 변형 가능한 탄성 부재로 이루어진다. 이와 같은 탄성 부재로서는, 예를 들어, 실리콘 도전 고무나, 가압 도전 고무(PCR：Pressure sensitive Conductive Rubber) 등을 들 수 있다. 도전 부재(26)로서 이러한 탄성 부재를 사용하는 것에 의해, 심체(12)에 가해지는 필압(압력)의 증가에 수반하여, 유전체(22)의 제2 면부(22b)와 도전 부재(26)의 접촉 면적이 증가하게 되어 있다.
또한, 본 예에서는 도전 부재(26)의 형상을, 그 일방의 단부인 곡면부(26a)가 거의 반구 상태로 형성된 것으로 설명하고 있지만, 이 도전 부재의 형상은 이러한 형상으로 한정되는 것은 아니다. 도전 부재의 형상은 심체(12)에 가해지는 필압(압력)의 증가에 수반하여 제1 전극부(36)와 대향하는 면적이 증가하면, 어떠한 형상으로 형성해도 좋다.
다음에, 본 예에 따른 도전 부재의 다른 실시예를, 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다.
도 13은 도전 부재의 다른 실시 형태를 나타내는 사시도, 도 14A는 도전 부재의 다른 실시 형태를 나타내는 평면도, 도 14B는 도전 부재의 다른 실시 형태를 나타내는 정면도, 도 14C는 도전 부재의 다른 실시 형태를 나타내는 좌측면도이다.
이 외의 실시 형태에 따른 도전 부재(70)는 거의 원주 형상으로 형성되어 있고, 그 축 방향의 일단에 3개의 다른 곡율 반경을 갖는 곡면부(71)를 가지고 있다. 곡면부(71)는 도전 부재(70)의 축 방향 Z와 직교하는 제1 방향 X에 대해 제1 곡율 반경(Ra)을 갖는 제1 곡면(71a)이 형성되어 있다. 이 제1 곡면(71a)은 도전 부재(70)의 축 방향 Z와 직교하는 동시에 제1 방향 X와도 직교하는 제2 방향 Y에 대해 제1 곡율 반경(Ra)과는 다른 제2 곡율 반경(Rb)을 가지고 있다.
또, 곡면부(71)는 도전 부재(70)의 축심을 통과하여 제1 방향 X를 따라서 형성되고, 제1 방향 X에 대해 제1 곡율 반경(Ra)을 갖고, 제2 방향 Y에 대해 제1 곡율 반경(Ra) 및 제2 곡율 반경(Rb)과 다른 제3 곡율 반경(Rc)을 갖는 제2 곡면(71b)이 마련되어 있다. 또한, 곡면부(71)는 도전 부재(70)의 축심을 통과하여 제2 방향 Y를 따라서 형성되고, 제2 방향 Y에 대해 제2 곡율 반경(Rb)을 갖고, 제1 방향 X에 대해 제3 곡율 반경(Rc)을 갖는 제3 곡면(71c)이 마련되어 있다. 즉, 제2 곡면(71b)은 제1 곡율 반경(Ra)을 갖는 곡면으로 형성되는 능선에 형성되고, 제3 곡면(71c)은 제2 곡율 반경(Rb)을 갖는 곡면으로 형성되는 능선에 형성되어 있다.
또한, 제1 곡율 반경(Ra)은 예를 들어 2mm로 설정되어 있고, 제2 곡율 반경(Rb)은 예를 들어 4mm로 설정되어 있다. 또, 제3 곡율 반경(Rc)은 예를 들어 0.5mm로 설정되어 있다.
여기서, 먼저 설명한 거의 포탄형으로 형성한 도전 부재(26)에서는 제품마다의 편차나 조립 시의 어긋남에 의해, 곡면부(26a)의 탑부(top portion)에서 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 맞닿지 않을 우려가 있다. 그렇지만 그외의 실시 형태에 관한 도전 부재(70)에서는 제품마다의 편차나 조립 시에 홀딩 부재(24)와 도전 부재(70) 사이에 어긋남이 발생해도, 확실하게 제2 곡면(71b) 또는 제3 곡면(71c)을 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 확실하게 접촉시킬 수 있다.
또한, 상술한 다른 실시 형태에 있어서는 도전 부재(70)의 축 방향 일단을 제1 곡율 반경(Ra)과 제2 곡율 반경(Rb)을 거의 90°로 교차하도록 형성한 예를 설명했지만, 이들의 곡율 반경은 거의 90°로 하는 경우로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 곡율 반경(Ra)과 제2 곡율 반경(Rb)을 서로 다른 2개의 각도 방향으로부터 형성하여, 제1 곡율 반경(Ra)을 갖는 곡면으로 형성한 능선과 제2 곡율 반경(Rb)을 갖는 곡면으로 형성한 능선을 면취(面取)하여, 원형성을 마련해도 좋다. 이로 인해, 제품마다의 편차나 조립 시에 홀딩 부재(24)와 도전 부재 사이에 어긋남이 발생해도, 확실하게 제2 곡면 또는 제3 곡면을 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 확실하게 점 접촉시킬 수 있다.
[탄성 부재]
도 15A는 탄성 부재(27)의 정면도, 도 15B는 탄성 부재(27)의 평면도이다. 탄성 부재(27)는 예를 들어 도전성을 갖는 코일 스프링이며, 탄성을 갖는 권회부(卷回部; 51)와, 이 권회부(51)의 일단부에 단자 편(53)과, 권회부(51)의 타단부에 접속부(52)를 가지고 있다.
접속부(52)는 권회부(51)의 타단부가 권회의 반경 방향의 내측을 향해 거의 수직으로 절곡되어서 형성되어 있다. 그리고 탄성 부재(27)는 이 접속부(52)를 홀딩 부재(24)의 감합부(42)에 마련한 절결(47)과 계합하는 것에 의해 홀딩 부재(24)에 장착된다. 도 4 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 탄성 부재(27)는 홀딩 부재(24)에 장착되었을 때에, 권회부(51)가 홀딩 부재(24)의 감합부(42)를 가운데 넣어 도전 부재(26)의 외주를 덮도록 설치된다. 이 때, 접속부(52)는 홀딩 부재(24)와 도전 부재(26)의 사이에 개재되어 도전 부재(26)에 접촉한다. 이로 인해, 탄성 부재(27)는 도전 부재(26)와 전기적으로 접속된다.
또, 단자 편(53)은 권회부(51)의 일단부가 권회 방향에 대해 거의 수직으로 절곡되어서 형성되어 있다. 그리고 도 3에 나타내는 바와 같이, 이 단자 편(53)은 탄성 부재(27)를 홀더(21)에 수납했을 때에, 이 홀더(21)에 마련한 관통 구멍(34)을 통과하여, 홀더(21)의 축 방향 일단측으로 돌출한다. 그리고 단자 편(53)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 프린트 기판(17)의 도시하지 않은 접점부에, 예를 들어, 납땜, 저항 용접이나 초음파 용접 등에 의해 접속된다. 이로 인해, 탄성 부재(27)는 프린트 기판(17)의 전자 부품과 전기적으로 접속된다. 이 탄성 부재(27)의 재질로서는 도전성을 갖는 재질, 예를 들어 티탄 동이나, 스텐리스 강(鋼) 등의 금속을 들 수 있다.
그리고 도 4에 나타내는 바와 같이, 도전 부재(26) 및 탄성 부재(27)는 홀딩 부재(24)에 장착되고, 홀더(21)의 통 구멍(21a)에 수납된다. 이 때, 도전 부재(26)의 축 방향 일단측에 형성된 곡면부(26a)가 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 대향하고, 도전 부재(26)는 가변 용량 컨덴서(15)의 제2 전극부로서 동작한다.
도 16은 탄성 부재의 다른 실시 형태를 나타내는 것이다. 이 다른 실시 형태에 관한 탄성 부재(27A)는 접속부(52A)를 다시 권회부(51A)의 권회 방향을 향해 절곡한 것이다. 이로 인해, 탄성 부재(27A)와 도전 부재(26)를 홀딩 부재(24)에 장착했을 때에, 이 접속부(52A)가 도전 부재(26)의 타단을 축 방향으로 관통한다. 그 결과, 확실하게 도전 부재(26)와 탄성 부재(27A)를 접속시킬 수 있어, 도전 부재(26)와 탄성 부재(27A)의 접촉 불량을 방지하거나 또는 억제할 수 있다.
[가변 용량 컨덴서(15)의 조립]
이와 같은 구성을 갖는 가변 용량 컨덴서(15)는 예를 들어 다음과 같이 하여 조립된다. 우선 도 10에 나타내는 바와 같이, 도전 부재(26)와 탄성 부재(27)를 홀딩 부재(24)에 장착한다. 즉, 탄성 부재(27)의 접속부(52)를 홀딩 부재(24)에 있어서 감합부(42)에 마련한 절결(47)에 계합하여, 탄성 부재(27)를 홀딩 부재(24)에 장착한다. 이 때, 탄성 부재(27)의 권회부(51)는 홀딩 부재(24)의 감합부(42)의 외주를 덮도록 배치된다. 여기서, 감합부(42)에 2개의 절결(47)을 마련하고 있다. 이로 인해, 절결(47)이 1개인 경우에 비해, 탄성 부재(27)의 접속부(52)와 홀딩 부재(24)의 절결(47)의 방향을 고려하지 않기 때문에, 탄성 부재(27)의 장착 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.
다음에, 도전 부재(26)를 홀딩 부재(24)의 감합부(42)에 감합된다. 여기서, 감합부(42)와 도전 부재(26)의 감합이 꼭 맞게 끼운 관계를 이루고 있기 때문에, 도전 부재(26)가 홀딩 부재(24)로부터 어긋나는 것을 방지하거나 또는 억제할 수 있다.
이 때, 탄성 부재(27)의 접속부(52)가 도전 부재(26)와 홀딩 부재(24)의 사이에 개재되어, 도전 부재(26)와 접속부(52)가 접촉된다. 이로 인해, 도전 부재(26)와 탄성 부재(27)가 전기적으로 접속된다. 또한, 탄성 부재(27)의 권회부(51)가 홀딩 부재(24)의 감합부(42)를 사이에 두고 도전 부재(26)의 외주를 덮도록 배치된다. 이로 인해, 도전 부재(26), 탄성 부재(27) 및 홀딩 부재(24)로 이루어지는 제1 조립체가 조립된다.
다음에, 도 4에 나타내는 바와 같이, 유전체(22)를 홀더(21)의 축 방향 일단측으로부터 제2 면부(22b)를 홀더(21)의 축 방향 타단측을 향해 삽입하여, 홀더(21)의 플랜지부(31)에 재치한다. 다음에, 단자 부재(23)를 홀더(21)에 장착한다. 즉, 단자 부재(23)의 2개 계지부(38, 38)를 홀더(21)의 2개 계지수부(33, 33)에 계지한다. 이 때, 단자 부재(23)의 평탄부(37)가 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 면 접촉한다. 이로 인해, 단자 부재(23)의 평탄부(37)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)측의 제1 전극의 역할을 하게 된다.
여기서, 단자 부재(23)의 2개 계지부(38, 38)는 탄성을 가지고 있고, 평탄부(37)를 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 바이어스한다. 이로 인해, 단자 부재(23)의 평탄부(37)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 프레스되어 확실하게 접촉하는 상태로 된다.
따라서, 이 실시 형태에 있어서는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 전극을 형성하지 않아도, 단자 부재(23)를 전극으로서 겸용할 수 있다. 이 때문에, 유전체(22)의 제1 면부(22a) 상에 전극을 형성하는 공정을 삭감할 수 있다. 또, 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 대해 단자 부재(23)의 평탄부(37)가 항상 탄성 바이어스되어 접촉하는 상태로 되므로, 유전체(22) 상에 형성한 전극이, 단자 부재(23)와의 부딪침에 의한 접촉(특히 점 접촉)에 의해 마모되는 문제를 해소할 수 있다.
또, 단자 부재(23)가 갖는 탄성에 의해, 유전체(22)는 단자 부재(23)에 의해 홀더(21)의 축 방향 타단측에 바이어스되므로, 유전체(22)가 홀더(21)로부터 누락되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 유전체(22)가 홀더(21) 내에서 기우는 것을 방지하거나 또는 억제하는 것도 할 수 있어, 유전체(22)와 도전 부재(26)가 기우는 일 없이 균형 좋게 접촉되는 것이 가능하다. 이로 인해, 홀더(21)와 유전체(22)와 단자 부재(23)로 이루어지는 제2 조립체가 완성된다.
다음에, 제1 조립체를 홀더(21)의 축 방향 타단측으로부터 삽입한다. 이 때, 탄성 부재(27)의 단자 편(53)을, 도 7A 및 도 7B에 나타내는 홀더(21)의 관통 구멍(34)에 통과시켜, 홀더(21)의 축 방향 일단측으로부터 돌출시킨다. 그리고 제1 조립체를 구성하는 홀딩 부재(24)의 2개 계합부(44, 44)를, 홀더(21)의 2개 계합 구멍(32, 32)에 계합시킨다. 여기서, 2개 계합 구멍(32, 32)은 홀더(21)의 축 방향을 따라서 소정의 길이에 걸쳐서 개구되어 있기 때문에, 홀딩 부재(24)는 홀더(21)에 그 축 방향을 따라서 이동 가능하게 지지된다. 이 때, 도전 부재(26)의 곡면부(26a)가 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 근접한다.
또, 홀딩 부재(24)의 2개 계합부(44, 44)를, 홀더(21)의 2개 계합 구멍(32, 32)에 계합시켰을 때에, 탄성 부재(27)의 권회부(51)가 플랜지부(31)에 있어서 홀더(21)의 축 방향 타단측에 맞닿는다.
이 때, 탄성 부재(27)의 권회부(51)는 홀딩 부재(24)와 홀더(21)의 플랜지부(31) 사이에 약간 압축된 상태에서 개재된다. 이 때문에, 탄성 부재(27)에 의해, 항상 도전 부재(26)는 유전체(22)로부터 이반(離反)하는 방향으로 바이어스된다. 그 때문에, 심체(12)에 압력(필압)이 가해지지 않은 초기 상태에서는 도전 부재(26)가 위쪽에 위치하도록 가변 용량 컨덴서(15)의 방향을 반대로 해도, 도전 부재(26)와 유전체(22)가 접촉하는 것을 방지하거나 또는 억제할 수 있다. 그 결과, 도전 부재(26)와 유전체(22)가 접촉하는 것을 방지하거나 또는 억제할 수 있기 때문에, 도전 부재(26) 또는 유전체(22)가 열화되는 것을 방지할 수 있어, 가변 용량 컨덴서(15)의 내구성을 향상시키는 것이 가능하다.
이상과 같이 하여, 도 3 및 도 4에 나타내는 가변 용량 컨덴서(15)의 조립이 완료된다. 또한, 가변 용량 컨덴서(15)의 조립은 상술한 것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 조립체와 제2 조립체의 조립은 어느 쪽을 먼저 해도 좋다.
[가변 용량 컨덴서(15)의 동작]
다음에, 도 2, 도 4 및 도 17을 참조하여 본 예의 가변 용량 컨덴서(15)의 동작에 대해 설명한다. 도 17은 심체(12)에 압력(필압)이 가해진 상태를 나타내는 가변 용량 컨덴서(15)의 단면도이다.
심체(12)의 지시부(12a)에 대해 도 17에 나타내는 화살표 K의 방향으로 압력(필압)이 걸리면, 가변 용량 컨덴서(15)의 홀딩 부재(24)는 심체(12)의 축부(12b)의 타단으로 프레스된다. 이로 인해, 도 17에 나타내는 바와 같이, 홀딩 부재(24)는 홀더(21)의 통 구멍(21a) 내를 홀더(21)의 축 방향 일단측으로 이동한다. 그리고 도전 부재(26)의 곡면부(26a)가 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 접촉한다. 더욱 심체(12)의 지시부(12a)에 압력이 걸리면, 도전 부재(26)는 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 프레스되어 변형(편평화)된다. 그 결과, 도전 부재(26)와 제2 면부(22b)의 접촉 면적이 변화되는 것에 의해, 유전체(22)의 용량값이 변화된다. 그리고 단자 부재(23)와 탄성 부재(27)의 사이에서 그 용량값이 검출된다. 이로 인해, 지시부(12a)에 걸리는 압력을 검출할 수 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 심체(12)에 압력(필압)이 가해지지 않은 상태(초기 상태)에서, 도전 부재(26)는 유전체(22)의 제2 면부(22b)로부터 물리적으로 떨어져 있어, 제2 면부(22b)와 접촉하고 있지 않다. 따라서, 도전 부재(26)의 곡면부(26a)와 유전체(22)의 제2 면부(22b) 사이에는 공기층이 존재하게 된다. 이 때문에, 이 때의 유전체(22)의 제1 면부(22a)측의 제1 전극(단자 부재(23))과, 제2 전극부 사이의 용량값(초기 용량)은 거의 유전체(22)에 의한 용량과 비유전률 1.0의 공기층에 의한 용량의 직렬 합성 용량에 동일하게 되어, 아주 작은 것이 된다.
심체(12)에 압력이 가해지면, 도전 부재(26)와 유전체(22)의 제2 면부(22b) 사이의 공기층 두께는 초기 상태보다 얇아진다. 그러면, 이 공기층에 의한 용량은 당해 공기층의 두께에 반비례하여 커지고, 그 만큼 가변 용량 컨덴서(15)의 제1 전극과 제2 전극 사이의 합성 용량값도 커진다.
심체(12)에 가하는 압력이 증가하여, 도 17에 나타내는 바와 같이, 도전 부재(26)의 곡면부(26a)가 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 접촉하면, 그 접촉 부분에 있어서는 유전체(22)에 의한 용량만으로 이루어진다. 그리고 그 후, 심체(12)에 가하는 프레스력이 더욱 증가하면, 유전체(22)의 비유전률은 공기보다 크기 때문에, 가변 용량 컨덴서(15)의 제1 및 제2 전극 사이의 용량값은 유전체(22)와 도전 부재(26)의 곡면부(26a)의 접촉 면적에 거의 비례하여 증가한다.
이상으로부터, 가변 용량 컨덴서(15)의 용량은 도전 부재(26)의 곡면부(26a)가 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 접촉할 때까지는 매우 작고, 필압에 의해, 도전 부재(26)의 곡면부(26a)와 유전체(22)의 제2 면부(22b) 사이의 공기층 두께가 서서히 작아질수록 커진다. 그리고 도전 부재(26)의 곡면부(26a)가 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 접촉한 후에, 가변 용량 컨덴서(15)의 용량은 도전 부재(26)의 곡면부(26a)와 유전체(22)의 제2 면부(22b)의 접촉 면적에 비례하여 커진다.
이 때의 가변 용량 컨덴서(15)의 용량값 증대 변화는 유전체(22)의 제2 면부(22b)의 연마 정밀도에 따라 달라지는데, 이 실시 형태에서는 경면(鏡面) 마무리로 되어 있기 때문에, 접촉 면적에 올바르게 비례한 증가 변화를 한다.
여기서, 탄성 부재(27)의 탄성력은 심체(12)에 걸리는 압력(필압)보다 작아지도록 설정하여, 탄성 부재(27)의 탄성력이 가변 용량 컨덴서(15)에서 검출되는 필압 특성에 영향을 주지 않게 하고 있다. 또, 유전체(22)의 제2 면부(22b)는 경면 가공이 실시되어 있다. 그 때문에, 유전체(22)의 제2 면부(22b)와 도전 부재(26)가 접촉을 반복하는 것에 의한 도전 부재(26)의 마모의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 제2 면부(22b)에 경면 가공을 실시하여, 평활한 면으로 하는 것에 의해 가변 용량 컨덴서(15)의 초기 감도를 향상시킬 수도 있다.
또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 심체(12)의 지시부(12a)에 압력이 가해지지 않게 되면, 홀딩 부재(24)는 탄성 부재(27)의 탄성력과 도전 부재(26)의 곡면부(26a)의 복원력에 의해, 홀더(21)의 통 구멍(21a) 내를 홀더(21)의 축 방향 타측으로 이동한다. 그리고 도전 부재(26)는 유전체(22)의 제2 면부(22b)로부터 떨어진다.
또한, 심체(12)의 지시부(12a)를 위쪽으로 향해도, 탄성 부재(27)의 탄성력에 의해, 홀딩 부재(24)가, 심체(12)나 홀딩 부재(24)의 자중에 의해 홀더(21) 내를 유전체(22)측으로 이동하는 것을 방지하거나 또는 억제할 수 있다. 그 결과, 심체(12)에 압력이 가해지지 않은 상태에서, 도전 부재(26)와 유전체(22)가 접촉하는 것을 방지하거나 또는 억제할 수 있는 동시에, 하향 응답성을 향상시키는 것이 가능하다.
또, 홀딩 부재(24)에 2개의 계합부(44, 44)를 마련하고, 홀더(21)에 이 2개의 계합부(44, 44)가 계합되는 2개의 계합 구멍(32, 32)을 마련하고 있다. 그 결과, 2개의 계합부(44, 44)가 홀더(21)의 2개 계합 구멍(32, 32)의 축 방향 타단측에 맞닿는 것에 의해, 홀딩 부재(24)가 홀더(21)로부터 누락되는 것을 방지할 수 있다.
[위치 검출 장치의 회로 구성]
다음에, 상술한 실시 형태의 위치 지시기(2)를 이용하여 지시 위치의 검출 및 필압의 검출을 행하는 위치 검출 장치(1)의 구체적인 실시 형태의 회로 구성예에 대해, 도 18을 참조하여 설명한다.
도 18은 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 접속된 공진 컨덴서(60a)로 이루어진 공진 회로(61)에 의해 표현된다.
한편, 위치 검출 장치(1)에는 X축 방향 루프 코일군(104a)과, Y축 방향 루프 코일군(104b)을 적층시켜 마련하는 것에 의해, 위치 검출 코일(101)이 형성되어 있다. 각 루프 코일군(104a, 104b)은 예를 들어, 각각 40개의 구형(矩形)의 루프 코일로 이루어져 있다. 각 루프 코일군(104a, 104b)을 구성하는 각 루프 코일은 등간격으로 늘어서 순차적으로 서로 겹치도록 배치되어 있다.
또, 위치 검출 장치(1)에는 X축 방향 루프 코일군(104a) 및 Y축 방향 루프 코일군(104b)이 접속되는 선택 회로(106)가 마련되어 있다. 이 선택 회로(106)는 2개의 루프 코일군(104a, 104b) 중 하나의 루프 코일을 순차 선택한다.
또, 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) 및 처리부(114)가 마련되어 있다.
발진기(103)는 주파수(f0)의 교류 신호를 발생하여, 전류 드라이버(105)와 동기 검파기(116)에 공급하는 발진기(103)이다. 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 중, 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 통해 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 검파하여, 저역 필터(110)에 송출한다. 저역 필터(110)은 전술한 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 중의 소정 타이밍에 있어서 전압값을 홀딩하여, 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 변환하여, 처리부(114)에 출력한다.
한편, 동기 검파기(116)는 수신 앰프(108)의 출력 신호를 발진기(103)로부터의 교류 신호로 동기 검파하여, 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 소정 타이밍에 있어서 전압값을 홀딩하여, A/D 변환 회로(119)에 송출한다. A/D 변환 회로(119)는 샘플 홀드 회로(118)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하여, 처리부(114)에 출력한다.
처리부(114)는 위치 검출 장치(1)의 각 부를 제어한다. 즉, 처리부(114)는 선택 회로(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 신호에 기초하여, X축 방향 루프 코일군(104a) 및 Y축 방향 루프 코일군(104b)로부터 일정한 송신 계속 시간 동안 전파를 송신시킨다.
X축 방향 루프 코일군(104a) 및 Y축 방향 루프 코일군(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 흐름에 따른 위치 검출 장치(1)의 동작에 대해, 도 19를 참조하여 설명한다. 도 19는 처리부(114)에 있어서 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
우선, 처리부(114)는 X축 방향 루프 코일군(104a)의 각 루프 코일을 순차로 주사ㆍ선택(이하, 이 순차 주사ㆍ선택을 글로벌 스캔이라 함)한다(단계 S1).
이 글로벌 스캔을 구체적으로 설명하면, 처리부(114)는 처음에, 선택 회로(106)에 X축 방향 루프 코일군(104a) 중 1번째의 루프 코일, 예를 들어 루프 코일(X1)을 선택하는 정보를 송출하는 동시에, 전환 접속 회로(107)에 송신측을 선택하는 신호를 송출한다. 이로 인해, 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 갖는 공진 회로(61)를 여진(勵振)한다. 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 송출하여, 루프 코일(X1)로부터 발생하는 전파를 소멸시킨다. 이 때, 위치 지시기(2)의 공진 컨덴서(60a) 및 가변 용량 컨덴서(15)를 갖는 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 코일군(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, 전술과 동일한 전파의 송수신을 행한다.
이하, 처리부(114)가 동일한 처리를 실행함으로써, X축 방향 루프 코일군(104a) 중 3번째로부터 40번째까지의 루프 코일, 예를 들어 루프 코일(X3 ~ X40)이 순차로 주사ㆍ선택된다. 그 결과, 루프 코일(X3 ~ X40)에 있어서, 전파의 송수신이 행해진다.
또한, 단계 S1의 처리에 있어서, 처리부(114)는 X축 방향 루프 코일군(104a)의 모든 루프 코일을 선택하는 일 없이, 선택할 루프 코일을 1개 건너, 2개 건너와 같이 적당히 뽑아도 좋다. 또, 1개의 루프 코일에 대한 전파의 송수신을 복수 회 행하도록 해도 좋다. 또, 각 루프 코일에 대한 송신 시간, 및 각 루프 코일에 대한 수신 시간은 같아야 하지만, 송신 시간과 수신 시간은 반드시 동일하지 않아도 좋다.
전술한 수신 기간 중에 X축 방향 루프 코일군(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 통하는 것에 의해, 전압값으로서 처리부(114)에 송출된다.
도 20은 전술한 X축 글로벌 스캔 동작(도 19의 단계 S1에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 것이다. 도 20에 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. 그 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 이상이 아니면, 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 코일로 칭함)을 추출하고, 그 번호(본 예에서는 「X7」)를 기억한다(단계 S3).
다음에, 처리부(114)는 Y축 방향 루프 코일군(104b)의 각 루프 코일을 순차로 주사ㆍ선거(글로벌 스캔)하고(단계 S4), Y축 방향 루프 코일군(104b)의 각 루프 코일에 있어서 전파의 송수신을 행한다.
도 21은 Y축 글로벌 스캔 동작에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 것이다. 도 21에 있어서, (a), (b), (c), (d)에 나타내는 각 신호는 도 20의(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 코일로 칭함)을 추출하고, 그 번호(본 예에서는 「Y5」)를 기억(단계 S5).
다음에, 처리부(114)는 X축 방향 루프 코일군(104a) 중 피크 코일을 중심으로 하여, 그 피크 코일에 인접하는 소정 수의 루프 코일, 예를 들어 5개의 루프 코일에 대해 전파의 송수신을 행한다. 이 전파의 송수신에 있어서, 전파를 송신할 때, 즉 전환 접속 회로(107)에서 송신측 단자(T)를 선택할 때에는, 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 선택할 때에, 처리부(114)는 루프 코일(본 예에서는 5개)를 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 코일군(104b) 중 피크 코일을 중심으로 하는 소정의 수, 예를 들어 5개의 루프 코일에 대해 전파의 송수신을 행한다. 이 전파의 송수신에 있어서, 전파를 송신할 때, 즉 전환 접속 회로(107)에서 송신측 단자(T)를 선택할 때에는, 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 선택할 때에, 처리부(114)는 루프 코일(본 예에서는 5개)를 번호가 작은 쪽으로부터 큰 쪽(또는 큰 쪽으로부터 작은 쪽)으로 순차 주사ㆍ선택(섹터 스캔)한다(단계 S7).
도 22는 X축 섹터 스캔 동작 및 Y축 섹터 스캔 동작에 있어서 각 부의 파형의 일례를 나타내는 것이다. 도 22에 있어서, (a), (b), (c), (d)에 나타내는 각 신호는 도 20의(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 아니면, 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 순서로 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 특허 제 2131145호에서 기술된 바와 같이 주지(周知)된 좌표 계산을 실행함으로써 산출할 수 있다.
다음에, 처리부(114)는 송신한 전파와 수신한 전파의 위상차에 따른 신호의 레벨로부터 필압을 검출한다(단계 S12). 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. 또, 수신한 신호의 위상을 검출함으로써, 위치 지시기(2)의 필압값의 정보를 얻을 수 있다.
[위치 지시기(2)에 있어서 필압(압력)의 검출 정밀도]
전술한 바와 같이, 가변 용량 컨덴서(15)는 위치 지시기에 있어서 필압 검출부를 구성하며, 다음에 도 23A 및 도 23B를 참조하여, 상술한 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)와 종래의 가변 용량 컨덴서에 의한 필압(압력)의 검출 정밀도에 대해 설명한다.
도 23A 및 도 23B는 횡축에 심체(12)에 걸리는 하중을 취하고, 종축에 위상(송신한 전파와 수신한 전파의 위상차)를 취했을 때의, 가변 용량 컨덴서의 위상-하중 특성을 나타내는 그래프이다. 그리고 도 23A는 상술한 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)의 위상-하중 특성을 나타내는 그래프, 도 23B는 도 41에 나타낸 종래의 가변 용량 컨덴서의 위상-하중 특성을 나타내는 그래프이다.
실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)는 유전체(22)의 제2 면부(22b)에 경면 가공을 실시하고, 또한 도전 부재(26)의 접촉 부분을 곡면 형상으로 형성하고 있다. 그 결과, 도 23A에 나타나는 바와 같이, 1g의 미소한 하중(압력)을 검출하는 것이 가능하다. 또, 탄성 부재(27)의 탄성력은 예를 들어 1g 이하의 심체(12)에 걸리는 압력(필압)보다 매우 작아지도록 설정하여, 탄성 부재(27)의 탄성력이 필압 특성에 영향을 주지 않게 하고 있다. 이것에 대해, 도 23B에 나타내는 바와 같이, 종래의 가변 용량 컨덴서는 10g ~ 20g의 무감(無感) 영역이 있어, 심체에 걸리는 미소한 압력을 검출할 수 없다.
또, 종래의 가변 용량 컨덴서(200)는 제2 전극(203)을 유전체(201)로부터 떨어지게 하기 위한 구성을 갖지 않는다. 또, 도 23B에 나타내는 바와 같이, 하중을 가하면 곡선(화살표 E')과 같이 위상이 변화하고, 하중을 감소시키면 곡선(화살표 F')와 같이 위상이 변화하고 있다는 것을 알 수 있다. 이 도 23B에 나타내는 바와 같이, 히스테리시스가 커져, 어떤 하중을 가했을 때와 하중을 감소시켰을 때의 위상차(화살표 H')가 크게 달라진다. 그 결과, 필압의 컨트롤이 어려워져, 가변 용량 컨덴서를 위치 지시기에 탑재했을 때에, 위치 지시기의 기입감이나 감촉이 저하되어 있었다.
이에 대해, 상술한 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(15)는 탄성 부재(27)의 탄성력과 도전 부재(26)의 곡면부(26a)의 복원력에 의해, 도전 부재(26)를 유전체(22)로부터 떨어지는 방향으로 바이어스하고 있다. 또, 도 23A에 나타내는 바와 같이, 하중을 가하면 곡선(화살표 E)와 같이 위상이 변화하고, 하중을 감소시키면 곡선(화살표 F)와 같이 위상이 변화하고 있다는 것을 알 수 있다. 이 도 23A에 나타내는 바와 같이, 종래의 가변 용량 컨덴서(200)보다 히스테리시스를 작게 할 수 있어, 어떤 하중을 가했을 때와 하중을 감소시켰을 때의 위상차(화살표 H')를 작게 하는 것이 가능하다. 그 결과, 필압의 컨트롤이 용이하게 할 수 있어, 가변 용량 컨덴서(15)를 위치 지시기(2)에 탑재했을 때에, 위치 지시기의 기입감이나 감촉을 향상시키는 것이 가능하다.
[위치 지시기의 다른 예]
도 24는 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 18을 참조)에서는 가변 용량 컨덴서(15)와 공진 컨덴서(60a)를 병렬로 접속하여 병렬 공진 회로를 구성했다. 그러나 위치 지시기(2)의 공진 회로로서는 도 24에 나타내는 바와 같이, 컨덴서로서 가변 용량 컨덴서(15)만을 이용하여 구성할 수도 있다.
다음에, 위치 지시기의 다른 예에 대해, 도 25를 참조하여 설명한다. 도 25는 다른 예의 위치 지시기(2A)를 나타내는 전기 회로도이다. 또한, 이 도 25의 설명에 있어서, 도 18에 대응하는 부분에는 도 18과 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다.
위치 지시기(2A)는 위치 검출 장치(1)에 마련된 위치 검출 코일(101; 도 18을 참조)로부터 송출되는 f0의 주파수에서 공진하는 공진 회로(121)을 가지고 있다. 이 공진 회로(121)는 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 정류(整流)되어 추가로 직류로 변환되고, 집적 회로(122)의 구동 전원으로 된다. 또한, 공진 회로(121)에 발생한 신호는 컨덴서(125)를 통해 집적 회로(122)에도 공급된다. 이 집적 회로(122)는 컨덴서(125)를 통해 공급되는 신호에 기초하여, 위치 지시기(2A)와 위치 검출 장치(1) 사이에 신호의 송수신을 행하기 위해 사용되는 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 비트 수, 예를 들어 8비트의 필압값으로 변환된다.
이와 같이 하여 구해진 필압 데이터(8비트의 필압값)는 전술한 위치 검출 장치(1)와 위치 지시기(2A) 사이의 신호의 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.
이로 인해, 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.
[제2 실시 형태]
제2 실시 형태는 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서에 있어서, 단자 부재(23)의 평탄부(37)와 유전체의 제1 면부(22a)의 접촉부 구성이 제1 실시 형태와는 다르다. 도 26은 이 제2 실시 형태에 있어서 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서(150)의 구성을 나타내는 도면이다. 이 도 26의 가변 용량 컨덴서(150)에 있어서, 상술한 제1 실시 형태에서 가변 용량 컨덴서(15)와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제2 실시 형태에 있어서, 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 마련되는 단자 부재(23)의 평탄부(37)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 직접 접촉하는 것이 아니라, 단자 부재(23)의 평탄부(37)와 유전체(22)의 제1 면부(22a) 사이에, 예를 들어 도전성 고무로 이루어지는 도전성 탄성 부재(81)를 개재시키도록 한다.
이 도전성 탄성 부재(81)는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 단자 부재(23)의 평탄부(37)에 거의 같거나, 또는 약간 큰 원판형의 형상으로 된다. 그리고 가변 용량 컨덴서(150)이 조립됐을 때에, 단자 부재(23)의 계지부(38, 38)에 의한 탄성 바이어스력에 의해, 도전성 탄성 부재(81)가, 단자 부재(23)의 평탄부(37)와 유전체(22)의 제1 면부(22a) 사이에 협지(挾持)된다.
이 제2 실시 형태에 의하면, 도전성 탄성 부재(81)를 개재시키는 것에 의해, 단자 부재(23)의 평탄부(37)의 전체 면적 부분이, 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 대해 확실하게 접촉하는 상태로 된다. 따라서, 필압에 의해 유전체(22)가 제2 면부(22b)측으로부터 프레스 바이어스됐을 때에도, 유전체(22)의 제1 면부(22a)측의 제1 전극은, 도전성 탄성 부재(81)를 개재시킨 단자 부재(23)의 평탄부(37)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 접촉 면적으로 이루어진 안정한 전극 면적을 갖는 것이 된다.
또한, 도전성 탄성 부재(81)는 유전체(22) 및 단자 부재(23)와 다른 부재로 하여 준비하고, 가변 용량 컨덴서(150)의 조립 시에, 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 단자 부재(23)의 평탄부(37) 사이에 협지되도록 해도 좋지만, 유전체(22)의 제1 면부(22a), 또는 단자 부재(23)의 평탄부(37)에 미리 접착하도록 해도 좋다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태도, 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서에 있어서, 단자 부재(23)의 평탄부(37)와 유전체의 제1 면부(22a)의 접촉부 구성이 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와는 다르다. 즉, 이 제3 실시 형태에 있어서, 도 28에 나타내는 바와 같이, 유전체(22)의 제1 면부(22a)에는, 단자 부재(23)의 평탄부(37)가 접촉하는 면적 부분과 동일한 영역 또는 당해 면적 부분보다 큰 영역에 전극층(82)을 형성한다. 이 전극층(82)은 예를 들어, 은 페이스트를 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 소결(燒結)함으로써 형성한다. 그외의 구성은 상술한 제1 실시 형태와 동일하게 한다.
이와 같이 구성한 것에 의해, 제3 실시 형태의 가변 용량 컨덴서에 있어서, 단자 부재(23)의 평탄부(37)는 단자 부재(23)의 탄성력에 의해 프레스 바이어스력을 받으면서, 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 소정의 면적을 갖고 접촉했을 때, 전극층(82)에 확실하게 접촉한다.
그리고 이 제3 실시 형태의 경우에, 유전체(22)의 제1 면부(2a)측의 제1 전극의 면적은 전극층(82)의 면적으로 정해지고, 안정한 전극 면적이 된다. 이 제3 실시 형태의 경우에는, 전극층(82)이 존재해도, 항상 단자 부재(23)의 탄성력에 의해, 당해 단자 부재(23)의 평탄부(37)가 전극층(82)에 면 접촉하고 있는 상태로 된다. 따라서, 단자 부재(23)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 전극층(82) 사이에서, 종래와 같은 부딪침이 생길 우려는 없기 때문에, 전극층(82)의 마모가 거의 없어, 내구성이 우수하다.
[제4 실시 형태]
제4 실시 형태는 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 단자 부재의 구성이 상술한 실시 형태와는 다르다. 도 29는 이 제4 실시 형태에 있어서 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서(151)의 구성예를 나타내는 것이다. 이 도 29의 가변 용량 컨덴서(151)에 있어도, 상술한 제1 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서(15)와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제4 실시 형태에 있어서, 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 마련되는 단자 부재는 도 29 및 도 30에 나타내는 단자 부재(400)로 된다. 이 단자 부재(400)는 단자 부재(23)와 동일한 도전성 금속으로 구성되는 것으로, 탄성 계합부(401)와 리드 편(402)으로 이루어진다. 탄성 계합부(401)는 도 30A에 나타내는 바와 같이, 단면 형상이 U자형으로 되어 잇고, 그 U자로 절곡되어 있는 저부(底部)에 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 평탄부(403)를 구비한다.
또, 리드 편(402)은 도 30A, B에 나타내는 바와 같이, U자의 일방의 단부로부터 연장하여 마련되어 있다. 그리고 이 리드 편(402)은 도 2에 나타낸 프린트 기판(17)의 도시하지 않은 접점부에, 예를 들어, 저항 용접이나 초음파 용접 등에 의해 접속된다. 이로 인해, 단자 부재(400)는 프린트 기판(17)의 전자 부품과 전기적으로 접속된다.
이 실시 형태에서, 홀더(21)의 축 방향 일단측에는 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 대향하는 개부(蓋部; 21c)가 홀더(21)에 고착되어 마련된다. 이 개부(21c)에는 단자 부재(400)의 리드 편(402)이 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이 마련되어 있다.
그리고 이 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(151)의 조립 시에, 개부(21c)를 홀더(21)에 고착하기 전에, 이 개부(21c)의 관통 구멍에 단자 부재(400)의 리드 편(402)을 삽통한다. 그리고 U자형의 탄성 계합부(401)가 개부(21c)와 유전체(22)의 제1 면부(22a) 사이의 공간에 배치되는 상태에서, 개부(21c)를 홀더(21)에 고착한다.
이 경우, 단자 부재(400)의 평탄부(403)의 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 면으로부터, U자형의 탄성 계합부(401)의 단부(401a 및 401b)까지의 길이는 고착된 개부(21c)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 거리보다 길게 설정되어 있다.
이 때문에, 개부(21c)가 홀더(21)에 고착된 상태에서, 단자 부재(400)의 U자형의 탄성 계합부(401)의 단부(401a 및 401b)는 개부(21c)에 맞닿고, 탄성 계합부(401)의 탄성 바이어스력에 의해, 평탄부(403)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 바이어스되어, 평탄부(403)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 눌려 맞닿는 상태로 된다.
이상과 같이, 이 제4 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태와 동일하게, 단자 부재(400)의 평탄부(403)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 프레스되어 접촉하는 상태로 되고, 단자 부재(400)는 제1 전극으로서 동작한다. 따라서, 이 제4 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
또한, 도 29에 나타낸 가변 용량 컨덴서(151)의 예는 단자 부재(400)의 평탄부(403)를 직접적으로 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 접촉시키도록 한 경우이지만, 전술한 제2 실시 형태와 같이, 단자 부재(400)의 평탄부(403)와 유전체(22)의 제1 면부(22a) 사이에, 도전성 탄성 부재(81)를 개재시키도록 해도 좋다. 또, 제3 실시 형태와 같이, 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 금속 전극(82)을 형성하여, 그 금속 전극(82)과 단자 부재(400)의 평탄부(403)를 접촉시키도록 구성해도 좋다.
[제5 실시 형태]
제5 실시 형태도, 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 단자 부재의 구성이 상술한 실시 형태와는 다르다. 도 31은 이 제5 실시 형태에 있어서 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서(152)의 구성예를 나타내는 것이다. 이 도 31의 가변 용량 컨덴서(152)에 있어서도, 상술한 제1 실시 형태에서 가변 용량 컨덴서(15)와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제5 실시 형태에 있어서, 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 마련되는 단자 부재는 도 31 및 도 32에 나타내는 단자 부재(410)로 된다. 이 단자 부재(410)는 단자 부재(23)와 동일한 도전성 금속으로 구성되는 것으로, 탄성 계합부(411)와 리드 편(412)으로 이루어진다. 탄성 계합부(411)는 도 32A에 나타내는 바와 같이, 판 형상의 금속이 소용돌이 형상으로 형성되어 있고, 그 저부에 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 평탄부(413)를 구비한다.
또, 리드 편(412)은 도 32A, B에 나타내는 바와 같이, 소용돌이 형상의 판 형상 금속의 최외주(最外周) 부분의 단부로부터 연장하여 마련되어 있다. 그리고 이 리드 편(412)은 도 2에 나타내는 프린트 기판(17)의 도시하지 않은 접점부에, 예를 들어, 저항 용접이나 초음파 용접 등에 의해 접속된다. 이로 인해, 단자 부재(410)는 프린트 기판(17)의 전자 부품과 전기적으로 접속된다.
그리고 이 제5 실시 형태에 있어서도, 제4 실시 형태와 동일하게, 홀더(21)의 축 방향 일단측에 마련되는 개부(21c)에는 단자 부재(410)의 리드 편(412)이 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이 마련되어 있다.
그리고 이 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(152)의 조립 시에, 개부(21c)를 홀더(21)에 고착하기 전에, 이 개부(21c)의 관통 구멍에 단자 부재(410)의 리드 편(412)을 삽통한다. 그리고 탄성 계합부(411)가 개부(21c)와 유전체(22)의 제1 면부(22a) 사이의 공간에 배치되는 상태에서, 개부(21c)를 홀더(21)에 고착한다.
이 경우, 단자 부재(410)의 평탄부(413)의 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 면으로부터, 상기 평탄부(413)와 대향하는 소용돌이 형상의 탄성 계합부(411)의 상단부(411a)까지의 거리는 고착된 개부(21c)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 거리보다 크게 설정되어 있다.
이 때문에, 개부(21c)가 홀더(21)에 고착된 상태에서, 단자 부재(410)의 소용돌이 형상의 탄성 계합부(411)의 상단부(411a)는 개부(21c)에 맞닿고, 탄성 계합부(411)의 탄성 바이어스력에 의해, 평탄부(413)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 바이어스되어, 평탄부(413)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 눌려 맞닿는 상태로 된다.
이상과 같이, 이 제5 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태와 동일하게, 단자 부재(410)의 평탄부(413)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 프레스되어 접촉하는 상태로 되고, 단자 부재(410)는 제1 전극으로서 동작한다. 따라서, 이 제5 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
또한, 도 31에 나타낸 가변 용량 컨덴서(152)의 예는 단자 부재(410)의 평탄부(413)를 직접적으로 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 접촉시키도록 한 경우이지만, 전술한 제2 실시 형태와 같이, 단자 부재(410)의 평탄부(413)와 유전체(22)의 제1 면부(22a) 사이에, 도전성 탄성 부재(81)를 개재시키도록 해도 좋다. 또, 제3 실시 형태와 같이, 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 금속 전극(82)을 형성하여, 그 금속 전극(82)과 단자 부재(410)의 평탄부(413)를 접촉시키도록 구성해도 좋다.
[제6 실시 형태]
제6 실시 형태도, 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 단자 부재의 구성이 상술한 실시 형태와는 다르다. 도 33은 이 제6 실시 형태에 있어서 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서(153)의 구성예를 나타내는 것이다. 이 도 33의 가변 용량 컨덴서(153)에 있어도, 상술한 제1 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서(15)와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제6 실시 형태에 있어서, 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 마련되는 단자 부재는 도 33 및 도 34에 나타내는 단자 부재(420)로 된다. 이 단자 부재(420)는 단자 부재(23)와 동일한 도전성 금속으로 구성되는 것으로, 원판 형상 계합부(421)와 막대 형상의 리드 편(422)으로 이루어진다. 원판 형상 계합부(421)는 도 34에 나타내는 바와 같이, 도전성 금속로 이루어지는 원판으로 구성되어 있고, 이 원판 형상 계합부(421)의 일면(421a)으로부터, 당해 일면(421a)에 대해 수직인 막대 형상 편이 식립(植立)되는 것에 의해, 리드 편(422)이 형성되어 있다.
이 리드 편(422)는 도 2에 나타낸 프린트 기판(17)의 도시하지 않은 접점부에, 예를 들어 저항 용접이나 초음파 용접 등에 의해 접속된다. 이로 인해, 단자 부재(420)는 프린트 기판(17)의 전자 부품과 전기적으로 접속된다.
그리고 이 제6 실시 형태에 있어서도, 제4 실시 형태와 동일하게, 홀더(21)의 축 방향 일단측에 마련되는 개부(21c)에는 단자 부재(420)의 리드 편(422)이 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이 마련되어 있다.
그리고 이 제6 실시 형태에 있어서는 막대 형상의 리드 편(422)에 코일 스프링(423)이 삽통되어 마련되고, 이 코일 스프링(423)의 탄성 바이어스력에 의해 단자 부재(420)의 원판 형상 계합부(421)의 일면(421a)과 반대측의 면이 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 눌려 맞닿게 된다.
이 제6 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(153)의 조립 시에서는 단자 부재(420)의 막대 형상 리드 편(422)에 코일 스프링(423)을 삽통시킨 후, 막대 형상 리드 편을 개부(21c)의 관통 구멍에 삽통한다. 그리고 단자 부재(420)의 원판 형상 계합부(421)의 일면(421a)은 반대측의 면을 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉시키고, 또한 코일 스프링(423)을 수축시킨 상태에서, 개부(21c)를 홀더(21)에 고착한다.
그러면, 개부(21c)가 홀더(21)에 고착된 상태에서는 코일 스프링(423)이 단자 부재(420)의 원판 형상 계합부(421)를, 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 바이어스시키도록 동작한다.
이상과 같이, 이 제6 실시 형태에 있어서도, 단자 부재(420)의 원판 형상 계합부(421)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 프레스되어 접촉하는 상태로 되고, 단자 부재(420)는 제1 전극으로서 동작한다. 따라서, 이 제6 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
[제7 실시 형태]
제7 실시 형태도, 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 단자 부재의 구성이 상술한 실시 형태와는 다르다. 도 35는 이 제7 실시 형태에 있어서 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서(154)의 구성예를 나타내는 것이다. 이 도 35의 가변 용량 컨덴서(154)에 있어도, 상술한 제1 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서(15)와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제7 실시 형태에 있어서, 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 마련되는 단자 부재는 도 35에 나타내는 단자 부재(430)로 된다. 이 단자 부재(430)는 이 예에서, 1개의 구형의 탄성 부재(431)와 개부(21c)와 리드 편(432)으로 구성된다. 탄성 부재(431)는 예를 들어 도전 고무로 구성된다. 그리고 이 예에서, 구형의 탄성 부재(431)의 직경은 고착된 개부(21c)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 거리보다 크게 설정되어 있다.
그리고 이 제7 실시 형태에 있어서는 개부(21c)가 도전 금속으로 구성되고, 이 개부(21c)에, 프린트 기판(17)의 접점부에 접속하기 위한 리드 편(432)이 접속되어 마련된다.
그리고 이 제7 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(154)의 조립에 있어서는 탄성 부재(431)를 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 개부(21c) 사이에 배치한 상태에서, 개부(21c)를 홀더(21)에 고착한다.
그러면, 탄성 부재(431)의 직경이, 고착된 개부(21c)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 거리보다 크기 때문에, 탄성 부재(431)는 찌부러지고, 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 면 접촉 상태에서 눌려 맞닿는 상태로 된다.
이상과 같이, 이 제7 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태와 동일하게, 단자 부재(430)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 프레스되어 면 접촉하는 상태로 되고, 단자 부재(430)는 제1 전극으로서 동작한다. 따라서, 이 제7 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
또한, 상술한 제7 실시 형태의 설명에서, 단자 부재(430)는 1개의 탄성 부재(431)를 이용하고 있지만, 복수 개, 예를 들어 도 36에 나타내는 바와 같이, 2개의 탄성 부재(431a, 431b)를 이용하도록 해도 좋다.
[제8 실시 형태]
제8 실시 형태도, 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 단자 부재의 구성이 상술한 실시 형태와는 다르다. 도 37은 이 제8 실시 형태에 있어서 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서(155)의 구성예를 나타내는 것이다. 이 도 37의 가변 용량 컨덴서(155)에 있어도, 상술한 제1 실시 형태에 있어서 가변 용량 컨덴서(15)와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제8 실시 형태에 있어서, 유전체(22)의 제1 면부(22a)측에 마련되는 단자 부재는 도 37에 나타내는 단자 부재(440)로 된다. 이 단자 부재(440)는 이 예에서는 탄성 계합부(441)와 리드 편(442)으로 구성된다. 탄성 계합부(441)는 유전체(22)의 제2 면부(22b)측에 마련되는 도전 부재(26)와 동일한 포탄 형상의 예를 들어 도전 고무로 구성된다. 그리고 이 예에서, 탄성 계합부(441)의 축 방향의 길이는 고착된 개부(21c)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 거리보다 약간 크게 설정되어 있다.
리드 편(442)은 도전성 금속으로 구성되어 있고, 탄성 부재(441)와 접속되는 금속판부(442a)와, 프린트 기판(17)의 도시하지 않은 접점부에 접속되도록 형성되는 막대 형상 편(442b)으로 이루어진다. 개부(21c)에는 리드 편(442)의 막대 형상 편(442b)이 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이 마련되어 있다.
그리고 이 제8 실시 형태의 가변 용량 컨덴서(155)의 조립에 있어서, 개부(21c)를 홀더(21)에 고착하기 전에, 이 개부(21c)의 관통 구멍에 단자 부재(440)의 리드 편(442)의 막대 형상 편(442b)을 삽통한다. 그리고 포탄형의 탄성 계합부(441)의 돔 형상 곡면(441a)을, 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 면 접촉시킨 상태에서, 개부(21c)를 홀더(21)에 고착한다. 전술한 바와 같이, 탄성 계합부(441)의 축 방향 길이는 고착된 개부(21c)와 유전체(22)의 제1 면부(22a)의 거리보다 약간 크게 설정되어 있으므로, 탄성 계합부(441)의 돔 형상 곡면(441a)의, 유전체(22)의 제1 면부(22a)와 접촉하는 부분은 탄성 바이어스되어 찌부러진 상태로 되고, 탄성 계합부(441)의 돔 형상 곡면(441a)과 유전체(22)의 제1 면부(22a)는 면 접촉하는 상태로 된다.
이상과 같이, 이 제8 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태와 동일하게, 단자 부재(440)는 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 프레스되어 접촉하는 상태로 되고, 단자 부재(440)는 제1 전극으로서 동작한다. 따라서, 이 제8 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
또한, 도 29, 도 31, 도 33, 도 35, 도 36 및 도 37에 나타낸 가변 용량 컨덴서의 예는 모두 제1 실시 형태와 동일하게, 단자 부재(400, 410, 420, 430, 440)를 직접적으로 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 접촉시키도록 한 경우이지만, 전술한 제2 실시 형태와 같이, 단자 부재(400, 410, 420, 430, 440)와 유전체(22)의 제1 면부(22a) 사이에, 도전성 탄성 부재(81)를 개재시키도록 해도 좋다. 또, 제3 실시 형태와 같이, 유전체(22)의 제1 면부(22a)에 금속 전극(82)을 형성하여, 그 금속 전극(82)과 단자 부재(400, 410, 420, 430, 440)를 접촉시키도록 구성해도 좋다.
[제9 실시 형태]
이 제9 실시 형태도, 유전체(22)의 제2 면부(22b)측에 배치되는 도전 부재의 다른 예를 나타내는 것이다. 도 38은 이 제9 실시 형태에 있어서 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서(157)의 구성예를 나타내는 것이다. 이 도 38의 가변 용량 컨덴서(157)는 상술한 제1 실시 형태에서 가변 용량 컨덴서(15)에 있어서, 유전체(22)의 제2 면부(22b)측에 배치되는 도전 부재(26) 대신에, 도전 부재(510)가 마련되는 점이 제1 실시 형태의 예와는 다르다. 또한, 도 38에 있어서, 도 4의 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제9 실시 형태에 있어서 도전 부재(510)는 도전성 탄성 부재(511)와 판 스프링(512)과 코일 스프링(513)으로 구성된다.
판 스프링(512)은 홀더(21)의 내부 공간에 따른 중앙 부분(512a)을 구비함과 아울러, 홀더(21)의 외부로 돌출하는 크기의 플랜지부(512b)를 구비한다. 그리고 판 스프링(512)은, 플랜지부(512a)가 홀더(21)에 이동 가능하게 계지되어, 필압이 걸리는 방향으로 탄성 바이어스 가능하게 된다.
도전성 탄성 부재(511)는 돔 형상의 예를 들어 도전 고무로 구성되는 것으로, 판 스프링(512)의 중앙 부분(512a)의 거의 중앙 위치에, 평면인 저면이 접착 등에 의해 고착되어, 판 스프링(512)에 장착된다.
그리고 홀딩 부재(24)의 기부(41)의 유전체(22)측의 선단부와 판 스프링(512) 사이에 코일 스프링(513)이 마련된다. 이 경우, 코일 스프링(513)은 판 스프링(512)의 중앙 부분(512a)의 중심 위치에 배치된다. 코일 스프링(513)은 홀딩 부재(24)가 필압에 따라 심체(12)에 의해 유전체(22)측에 바이어스한 경우에, 그 바이어스를 판 스프링(512)에 전달하기 위한 부재이다.
이 제9 실시 형태에 의하면, 필압에 따라 심체(12)에 가하는 압력이 증가하면, 판 스프링(512)이 바이어스되고, 도전성 탄성 부재(511)의 돔 형상 곡면(511a)이 유전체(22)의 제2 면부(22b)와 접촉함과 아울러, 그 접촉 면적이 필압에 따라 변화한다. 그리고 필압이 없어져서, 심체(12)가 원래대로 복귀되면, 판 스프링(512)의 탄성 복귀력에 의해 도전성 탄성 부재(511)는 유전체(22)의 제2 면부(22b)로부터는 확실하게 떨어지게 된다.
이상과 같이 하여, 이 제9 실시 형태에 있어서는 심체(12)의 지시부(12a)를 위쪽을 향해도, 판 스프링(512)의 탄성력에 의해, 홀딩 부재(24)가, 심체(12)나 홀딩 부재(24)의 자중에 의해 홀더(21) 내를 유전체(22)측으로 이동하는 것을 방지하거나 또는 억제하는 것이 가능하다. 그 결과, 심체(12)에 압력이 가해지지 않은 상태에서, 도전성 탄성 부재(511)와 유전체(22)가 접촉하는 것을 방지하거나 또는 억제할 수 있음과 아울러, 하향 응답성을 향상시키는 것이 가능하다.
[제10 실시 형태]
이 제10 실시 형태도, 유전체(22)의 제2 면부(22b)측에 배치되는 도전 부재의 다른 예를 나타내는 것이다. 도 39는 이 제10 실시 형태에 있어서 위치 지시기의 가변 용량 컨덴서(158)의 구성예를 나타내는 것이다. 이 도 39의 가변 용량 컨덴서(158)는 상술한 제1 실시 형태에서 가변 용량 컨덴서(15)에 있어서, 유전체(22)의 제2 면부(22b)측에 배치되는 도전 부재(26) 대신에, 도전 부재(520)가 마련되는 점이 제1 실시 형태의 예와는 다르다. 또한, 도 39에 있어서, 도 4의 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 제10 실시 형태에 있어서 도전 부재(520)는 도전성 탄성 부재(521)와 판 스프링(522)과 도전성 금속판부(523)로 구성된다.
판 스프링(522)은 홀더(21)의 내부 공간에 따른 중앙 부분(522a)을 구비함과 아울러, 홀더(21)의 외부로 돌출하는 크기의 플랜지부(522b)를 구비한다. 그리고 판 스프링(522)은, 플랜지부(522a)가 홀더(21)에 이동 가능하게 계지되어, 필압이 걸리는 방향으로 탄성 바이어스 가능하게 된다.
도전성 탄성 부재(521)는 선단(521a)이 돔 형상의 포탄형의 예를 들어 도전 고무로 구성된다. 한편, 이 예에서 판 스프링(522)의 중앙 부분(522a)의 중심부에는 도전성 탄성 부재(521)의 직경보다 작은 관통 구멍(522c)이 마련되어 있다. 그리고 도전성 탄성 부재(521)는 돔 형상의 선단(51a)을 판 스프링(522)의 관통 구멍(522c)으로부터 유전체(22)의 제2 면부(22b)측으로 돌출되도록 하여, 판 스프링(522)과 짜맞추어진다. 도전성 탄성 부재(521)의 선단(521a)과 반대측은 홀딩 부재(24)의 기부(41)의 감합 오목부(도시는 생략)에 감합시킨다.
도전성 금속판부(523)는 홀딩 부재(24)의 기부(41)측에 마련되어 있다. 이 도전성 금속판부(523)는 도전성 탄성 부재(521)와 접촉하여 전기적으로 접속된다. 이 도전성 금속판부(523)는 도전성 탄성 부재(521)에 의해 구성되는 제2 전극으로부터 리드 편(도시는 생략)을 도출하기 위한 것이다.
이 제10 실시 형태에 의하면, 필압에 따라 심체(12)에 가해지는 압력이 증가하면, 판 스프링(522)이 바이어스되고, 이 판 스프링(512)의 관통 구멍(512c)으로부터 돌출하고 있는 도전성 탄성 부재(521)의 선단(521a)의 돔 형상 곡면이 유전체(22)의 제2 면부(22b)와 접촉하는 동시에, 그 접촉 면적이 필압에 따라 변화한다. 그리고 필압이 없어져서, 심체(12)가 원래대로 복귀되면, 판 스프링(522)의 탄성 복귀력에 의해 도전성 탄성 부재(521)의 선단(521a)은 유전체(22)의 제2 면부(22b)로부터 확실하게 떨어지게 된다.
이상과 같이 하여, 이 제10 실시 형태에 있어서도 전술한 제1 실시 형태 및 제9 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
또한, 판 스프링(522)은 그 플랜지부(522b)를 홀더(21)의 외부로 돌출하도록 하여 계지시키는 것이 아니라, 도 40에 나타내는 바와 같이, 홀더(21) 내부의 유전체(22)의 계지용의 플랜지부(31)에 계지시키도록 해도 좋다.
또한, 본 발명은 전술하고 도면에 나타낸 실시 형태로 한정되는 것이 아니며 특허 청구 범위에 기재한 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지의 변형 실시가 가능하다. 단자 부재에 코일 스프링을 적용한 예를 설명했지만, 코일 스프링 뿐만 아니라, 판 스프링 등의 그외 각종의 탄성을 갖는 부재를 단자 부재에 적용해도 좋다. 또, 탄성 부재의 접속부를 도전 부재의 저면부에 접촉시키는 구성으로 했지만, 도전 부재의 측면부에 접촉하도록 탄성 부재를 형성해도 된다.
1ㆍㆍㆍ위치 검출 장치,
2, 2Aㆍㆍㆍ위치 지시기,
4ㆍㆍㆍ검출부,
10ㆍㆍㆍ입력 장치,
11ㆍㆍㆍ케이스(하우징)
12ㆍㆍㆍ심체,
12aㆍㆍㆍ지시부,
12bㆍㆍㆍ축부,
13ㆍㆍㆍ위치 지시 코일(코일),
15ㆍㆍㆍ가변 용량 컨덴서,
21ㆍㆍㆍ홀더,
21aㆍㆍㆍ통 구멍,
22ㆍㆍㆍ유전체,
22aㆍㆍㆍ제1 면부,
22bㆍㆍㆍ제2 면부,
23ㆍㆍㆍ단자 부재,
24ㆍㆍㆍ홀딩 부재,
26, 70ㆍㆍㆍ도전 부재,
26a, 71ㆍㆍㆍ곡면부,
27, 27Aㆍㆍㆍ탄성 부재,
29ㆍㆍㆍ돌기부,
31ㆍㆍㆍ플랜지부,
32ㆍㆍㆍ계합 구멍,
33ㆍㆍㆍ계지수부,
34ㆍㆍㆍ관통 구멍,
37ㆍㆍㆍ평탄부,
38ㆍㆍㆍ계지부,
38aㆍㆍㆍ개구부,
39ㆍㆍㆍ리드 편,
41ㆍㆍㆍ기부,
42ㆍㆍㆍ감합부,
43ㆍㆍㆍ계합 오목부,
44ㆍㆍㆍ계합부,
47ㆍㆍㆍ절결,
51ㆍㆍㆍ권회부,
52ㆍㆍㆍ접속부(제2 단자 부),
53ㆍㆍㆍ단자 편(제1 단자 부),
101ㆍㆍㆍ위치 검출 코일

Claims (11)

  1. 하우징(housing)과,
    일단(一端)이 상기 하우징의 외측으로 돌출하는 상태에서 상기 하우징 내에 수납된 거의 막대 형상의 심체(芯體)와,
    상기 심체를 통해 가해지는 외력에 의해 전기 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서로 이루어지고,
    상기 가변 용량 컨덴서는
    제1 면부와, 상기 제1 면부에 대향하는 제2 면부를 갖는 적어도 하나의 유전체와,
    상기 유전체의 상기 제1 면부에 계합(係合; 맞물림)하는 단자 부재와,
    상기 유전체의 상기 제2 면부에 대향하여 배치되고, 상기 외력에 의해 상기 제2 면부와의 맞닿음 면적이 변화하는 도전 부재를 포함하는 전극부와,
    상기 도전 부재를 상기 제2 면부로부터 떨어지는 방향으로 바이어스(bias)하는 탄성 부재를 구비한 위치 지시기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자 부재는 금속으로 구성되고, 상기 유전체의 상기 제1 면부와 계합하는 제3 면부를 구비하는 위치 지시기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자 부재는 탄성을 갖고, 상기 탄성에 의해 상기 단자 부재가 상기 제1 면부에 바이어스되어 이루어지는 위치 지시기.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 유전체의 상기 제1 면부와, 상기 단자 부재의 상기 제3 면부 사이에, 도전성 탄성 부재가 끼워져 있는 위치 지시기.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 단자 부재의 상기 제3 면부와 계합하는 상기 유전체의 상기 제1 면부에는 도전성 금속이 설치되어 있는 위치 지시기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 부재는 도전성을 갖고 이루어지는 위치 지시기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 탄성 부재는 권회(卷回)됨으로써 탄성을 갖는 위치 지시기.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 탄성 부재는 판 스프링인 위치 지시기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 유전체의 상기 제2 면부에는 경면 가공이 실시되어 있는 위치 지시기.
  10. 제1 면부와, 상기 제1 면부에 대향하는 제2 면부를 갖는 적어도 하나의 유전체와,
    상기 유전체의 상기 제1 면부에 계합하는 단자 부재와,
    상기 유전체의 상기 제2 면부에 대향하여 배치되고, 상기 외력에 의해 상기 제2 면부와의 맞닿음 면적이 변화하는 도전 부재를 포함하는 전극부와,
    상기 도전 부재를 상기 제2 면부로부터 떨어지는 방향으로 바이어스하는 탄성 부재를 구비한 가변 용량 컨덴서.
  11. 하우징과, 일단이 상기 하우징의 외측으로 돌출하는 상태에서 상기 하우징 내에 수납된 거의 막대 형상의 심체와, 상기 심체를 통해 가해지는 외력에 의해 전기 용량이 변화하는 가변 용량 컨덴서를 갖는 위치 지시기와,
    상기 심체의 일단에 의해 지시되는 검출면을 갖고, 상기 일단이 지시한 위치를 검출하는 위치 검출 장치를 구비하고,
    상기 가변 용량 컨덴서는
    제1 면부와, 상기 제1 면부에 대향하는 제2 면부를 갖는 적어도 하나의 유전체와,
    상기 유전체의 상기 제1 면부에 계합하는 단자 부재와,
    상기 유전체의 상기 제2 면부에 대향하여 배치되고, 상기 외력에 의해 상기 제2 면부와의 맞닿음 면적이 변화하는 도전 부재를 포함하는 전극부와,
    상기 도전 부재를 상기 제2 면부로부터 떨어지는 방향으로 바이어스하는 탄성 부재를 구비한 입력 장치.
KR1020100093875A 2010-03-09 2010-09-28 위치 지시기, 가변 용량 컨덴서 및 입력 장치 KR101716502B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-051677 2010-03-09
JP2010051677A JP5534419B2 (ja) 2010-03-09 2010-03-09 位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110102122A true KR20110102122A (ko) 2011-09-16
KR101716502B1 KR101716502B1 (ko) 2017-03-14

Family

ID=43856011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100093875A KR101716502B1 (ko) 2010-03-09 2010-09-28 위치 지시기, 가변 용량 컨덴서 및 입력 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8913041B2 (ko)
EP (1) EP2365424B1 (ko)
JP (1) JP5534419B2 (ko)
KR (1) KR101716502B1 (ko)
CN (1) CN102192760B (ko)
IL (1) IL207948B (ko)
TW (1) TWI485729B (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140035854A (ko) * 2012-09-13 2014-03-24 가부시키가이샤 와코무 전자 유도 방식의 위치 지시기 및 전자 잉크 카트리지
KR101429925B1 (ko) * 2012-11-13 2014-08-13 엘지디스플레이 주식회사 입력 시스템
KR20140122670A (ko) * 2013-04-10 2014-10-20 가부시키가이샤 와코무 위치지시기
KR20140129865A (ko) * 2013-04-30 2014-11-07 엘지디스플레이 주식회사 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법
KR101469605B1 (ko) * 2013-07-16 2014-12-05 (주)파트론 압력 센서 및 압력 센서를 구비하는 위치 지시기
KR20150016098A (ko) * 2013-08-03 2015-02-11 가부시키가이샤 와코무 필압 검출 모듈 및 위치 지시기
KR20170029499A (ko) * 2014-07-08 2017-03-15 가부시키가이샤 와코무 위치 지시기
WO2020017876A1 (ko) * 2018-07-16 2020-01-23 엘지전자 주식회사 전자펜

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8525816B2 (en) * 2010-02-10 2013-09-03 Wacom Co., Ltd. Position pointer, variable capacitor and inputting apparatus
JP5483430B2 (ja) * 2010-03-31 2014-05-07 株式会社ワコム 可変容量コンデンサおよび位置指示器
US9122322B2 (en) 2011-03-17 2015-09-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Interacting tips for a digitizer stylus
US10082889B2 (en) 2011-10-28 2018-09-25 Atmel Corporation Multi-electrode active stylus tip
JP5954819B2 (ja) * 2012-05-31 2016-07-20 株式会社ワコム ペン型座標指示器
JP6008393B2 (ja) 2012-07-28 2016-10-19 株式会社ワコム 電磁誘導方式の位置指示器及び電子インクカートリッジ
US8978487B2 (en) * 2012-12-13 2015-03-17 Blackberry Limited Capacitive force sensor with magnetic spring
CN203276192U (zh) * 2013-05-03 2013-11-06 梁徽湖 用于触控界面的输入设备
JP5667708B2 (ja) 2013-06-20 2015-02-12 株式会社ワコム 位置指示器及び位置指示器の芯体
JP5647715B1 (ja) 2013-06-27 2015-01-07 株式会社ワコム 位置指示器
JP6215672B2 (ja) 2013-11-27 2017-10-18 株式会社ワコム 静電方式スタイラスペン
KR102293319B1 (ko) 2013-12-25 2021-08-25 가부시키가이샤 와코무 위치 지시용 모듈 및 스타일러스 펜
JP2015212906A (ja) * 2014-05-07 2015-11-26 ブラザー工業株式会社 位置指示器
US9239639B1 (en) * 2014-06-24 2016-01-19 Amazon Technologies, Inc. Protecting stylus force sensor from excess force
KR102327363B1 (ko) 2014-08-29 2021-11-17 가부시키가이샤 와코무 위치 지시기 및 위치 지시기용 카트리지
JP6370171B2 (ja) 2014-09-02 2018-08-08 株式会社ワコム 位置指示器
JP6472196B2 (ja) 2014-09-17 2019-02-20 株式会社ワコム センサ信号処理回路及びセンサ信号処理方法
WO2016063420A1 (ja) 2014-10-24 2016-04-28 株式会社ワコム 発信型電子ペン
JP6524639B2 (ja) * 2014-10-24 2019-06-05 株式会社リコー 入力装置、及び電子情報ボードシステム
WO2016079776A1 (ja) 2014-11-17 2016-05-26 株式会社ワコム 位置指示器
JP6487694B2 (ja) 2014-12-26 2019-03-20 株式会社ワコム 位置指示器及び信号処理装置
EP4345586A2 (en) 2015-01-19 2024-04-03 Wacom Co., Ltd. Position indicator
WO2016121477A1 (ja) 2015-01-29 2016-08-04 株式会社ワコム 電子ペン
CN107111379B (zh) 2015-01-30 2021-03-16 株式会社和冠 位置指示器
WO2016129614A1 (ja) * 2015-02-12 2016-08-18 株式会社ワコム 位置指示器
KR20160100903A (ko) * 2015-02-13 2016-08-24 어드밴스드 실리콘 에스아 팁 압력센서를 갖는 액티브 펜
CN107430451B (zh) 2015-03-06 2020-09-04 株式会社和冠 电子笔和电子笔用主体部
JP6789210B2 (ja) 2015-03-31 2020-11-25 株式会社ワコム 電子ペン及び電子ペン本体部
CN107533383B (zh) 2015-04-17 2020-11-03 株式会社和冠 电子笔
KR102562184B1 (ko) 2015-06-25 2023-08-02 가부시키가이샤 와코무 자심 코일 및 전자 펜
EP3314379B1 (en) * 2015-06-26 2020-05-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Input device and electronic apparatus for receiving signal from the input device
KR102369723B1 (ko) 2015-06-26 2022-03-04 삼성전자주식회사 입력 장치 및 그 입력 장치로부터 신호를 수신하는 전자기기
CN107949822B (zh) 2015-09-10 2021-05-07 株式会社和冠 电子笔及电子笔用主体部
JP6713772B2 (ja) 2016-01-06 2020-06-24 株式会社ワコム 位置指示器及び位置指示方法
US9841828B2 (en) * 2016-04-20 2017-12-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure sensitive stylus
TWI736580B (zh) 2016-04-22 2021-08-21 日商和冠股份有限公司 電子筆及電子筆本體部
JP6756525B2 (ja) 2016-06-16 2020-09-16 株式会社ワコム 筆記具及び電子ペン本体部
JP6715696B2 (ja) 2016-06-22 2020-07-01 株式会社ワコム 電子ペン
JP6677587B2 (ja) 2016-06-24 2020-04-08 株式会社ワコム 位置検出装置及び位置検出センサの制御方法
US10296089B2 (en) * 2016-08-10 2019-05-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Haptic stylus
TWI764906B (zh) 2016-09-01 2022-05-21 日商和冠股份有限公司 座標輸入處理裝置、情感推定裝置、情感推定系統及情感推定用資料庫之構築裝置
JP6338071B2 (ja) 2016-11-29 2018-06-06 国立大学法人 東京大学 振動発電デバイス
JP6767252B2 (ja) 2016-12-09 2020-10-14 株式会社ワコム 電子ペン
US10234964B2 (en) 2016-12-19 2019-03-19 Wacom Co., Ltd. Image processing apparatus
KR102293320B1 (ko) 2017-03-03 2021-08-25 가부시키가이샤 와코무 위치 지시기 및 필기 정보 처리 장치
KR101859035B1 (ko) * 2017-03-21 2018-05-18 주식회사 더한 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜
JP6359790B1 (ja) 2017-03-24 2018-07-18 株式会社ワコム 電子ペン
EP3605281B1 (en) 2017-03-24 2023-05-31 Wacom Co., Ltd. Electronic pen
JP2018180974A (ja) 2017-04-14 2018-11-15 株式会社ワコム スタイラス
US10379670B1 (en) 2017-04-27 2019-08-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Increasing low-force accuracy at a device
US10459538B2 (en) 2017-05-15 2019-10-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure sensitive stylus
JP6908442B2 (ja) 2017-06-06 2021-07-28 株式会社ワコム 位置指示器
JP2019046006A (ja) * 2017-08-31 2019-03-22 シャープ株式会社 タッチペン
DE102017216772A1 (de) 2017-09-21 2019-03-21 Continental Automotive Gmbh Plattenkondensator
JP6952591B2 (ja) 2017-12-11 2021-10-20 株式会社ワコム 電子ペン及び電子ペン本体部
CN108008847B (zh) * 2017-12-26 2024-02-13 汉王科技股份有限公司 主动式电容笔及其压力传感器
JP7074473B2 (ja) * 2017-12-26 2022-05-24 株式会社ワコム 電子ペン
CN110162194A (zh) 2018-02-14 2019-08-23 株式会社和冠 电子笔的电子电路及电子笔
CN111556989A (zh) 2018-02-23 2020-08-18 株式会社和冠 电子笔及电子笔主体部
CN111936954B (zh) 2018-04-17 2024-03-08 株式会社和冠 具备后端部连接器的电子笔用笔芯
JP7234233B2 (ja) * 2018-06-28 2023-03-07 株式会社ワコム 圧力検出素子
CN110825246B (zh) * 2018-08-07 2023-05-23 深圳普赢创新科技股份有限公司 侧压式位置指示装置
US11043945B2 (en) * 2019-03-22 2021-06-22 Yingchao WU Capacitance-variable pressure sensor
JPWO2020202761A1 (ko) 2019-04-03 2020-10-08
US11016617B2 (en) * 2019-04-12 2021-05-25 Egalax_Empia Technology Inc. Touch sensitive processing method and apparatus and touch sensitive system
JPWO2020235342A1 (ko) 2019-05-20 2020-11-26
JP7323336B2 (ja) * 2019-05-24 2023-08-08 株式会社ワコム 位置指示器及び座標入力装置
CN112146693B (zh) * 2019-06-27 2021-11-30 清华大学 一种电容传感器灵敏度大幅度调节方法
JPWO2021014701A1 (ko) 2019-07-19 2021-01-28
WO2021070516A1 (ja) * 2019-10-11 2021-04-15 株式会社ワコム 電子ペン及び電子ペン本体部
JP1663478S (ko) * 2019-10-17 2020-07-13
WO2022050015A1 (ja) 2020-09-04 2022-03-10 株式会社ワコム 位置指示器
WO2022145099A1 (ja) 2020-12-28 2022-07-07 株式会社ワコム 電子ペン
JP2022171167A (ja) 2021-04-30 2022-11-11 株式会社ワコム 電子ペン用芯体及び電子ペン本体部

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06129929A (ja) * 1992-10-21 1994-05-13 Seiko Instr Inc 圧力検出コンデンサおよび圧力検出座標指示器
JP3150685B2 (ja) * 1990-08-06 2001-03-26 株式会社ワコム 可変容量コンデンサ
JP2009105290A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Wacom Co Ltd 可変容量コンデンサ、位置指示器及び座標入力装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993939A (en) * 1975-01-07 1976-11-23 The Bendix Corporation Pressure variable capacitor
US4292660A (en) * 1977-12-24 1981-09-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Variable capacitor
JPS575828U (ko) 1980-06-06 1982-01-12
JPS6370326A (ja) 1986-09-12 1988-03-30 Wacom Co Ltd 位置検出装置
JPH02131145A (ja) 1988-11-11 1990-05-18 Iseki & Co Ltd 籾摺選別機における供給量制御装置
JP3071553B2 (ja) * 1992-03-24 2000-07-31 株式会社ワコム 可変容量コンデンサ及びこれを利用した位置指示器
RU2036523C1 (ru) * 1992-07-03 1995-05-27 Многопрофильное научно-техническое и производственно-коммерческое общество с ограниченной ответственностью "Эконд" Конденсатор с двойным электрическим слоем
WO1995011500A1 (en) * 1993-10-18 1995-04-27 Summagraphics Corporation Pressure sensitive stylus having resiliently compressible tip element
US6252182B1 (en) * 1999-05-06 2001-06-26 Aiptek International Inc. Digital pressure sensitive electromagnetic pen
WO2001024157A1 (en) 1999-09-29 2001-04-05 James Loke Kie Chan A method and apparatus for detecting depression pressure in a stylus
JP4376425B2 (ja) * 2000-05-08 2009-12-02 株式会社ワコム 可変容量コンデンサ及び位置指示器
US6801192B2 (en) * 2000-12-13 2004-10-05 Wacom Company Ltd. Pen-shaped coordinate pointing device
JP2004164505A (ja) * 2002-11-15 2004-06-10 Fujitsu Ltd 座標出力装置
JP4405335B2 (ja) * 2004-07-27 2010-01-27 株式会社ワコム 位置検出装置、及び、入力システム
JP2006163798A (ja) 2004-12-07 2006-06-22 Wacom Co Ltd 座標指示器、および、座標入力装置
CN101009158B (zh) 2006-01-26 2011-05-18 汉王科技股份有限公司 一种改变电容的装置
US20070195068A1 (en) * 2006-02-23 2007-08-23 Scriptel Corporation Pen apparatus and method of assembly
JP5109171B2 (ja) 2007-09-18 2012-12-26 株式会社ワコム 位置指示器、位置入力装置及びコンピュータシステム
US8184109B2 (en) * 2007-10-24 2012-05-22 Wacom Co., Ltd. Coordinate input device, position indicator and variable capacitor
US7825655B1 (en) * 2008-05-22 2010-11-02 Balluff, Inc. Inductive proximity sensors and housings for inductive proximity sensors
US20090315734A1 (en) * 2008-06-23 2009-12-24 Silverbrook Research Pty Ltd Electronic pen with automatically retractable nib
JP5235631B2 (ja) * 2008-11-28 2013-07-10 株式会社ワコム 位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置
US8525816B2 (en) * 2010-02-10 2013-09-03 Wacom Co., Ltd. Position pointer, variable capacitor and inputting apparatus
JP2013254816A (ja) * 2012-06-06 2013-12-19 Wacom Co Ltd コンデンサ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3150685B2 (ja) * 1990-08-06 2001-03-26 株式会社ワコム 可変容量コンデンサ
JPH06129929A (ja) * 1992-10-21 1994-05-13 Seiko Instr Inc 圧力検出コンデンサおよび圧力検出座標指示器
JP2009105290A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Wacom Co Ltd 可変容量コンデンサ、位置指示器及び座標入力装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140035854A (ko) * 2012-09-13 2014-03-24 가부시키가이샤 와코무 전자 유도 방식의 위치 지시기 및 전자 잉크 카트리지
KR101429925B1 (ko) * 2012-11-13 2014-08-13 엘지디스플레이 주식회사 입력 시스템
US9098131B2 (en) 2012-11-13 2015-08-04 Lg Electronics Inc. Input system with stylus pen having two coils and elastic member
KR20140122670A (ko) * 2013-04-10 2014-10-20 가부시키가이샤 와코무 위치지시기
KR20140129865A (ko) * 2013-04-30 2014-11-07 엘지디스플레이 주식회사 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법
KR101469605B1 (ko) * 2013-07-16 2014-12-05 (주)파트론 압력 센서 및 압력 센서를 구비하는 위치 지시기
KR20150016098A (ko) * 2013-08-03 2015-02-11 가부시키가이샤 와코무 필압 검출 모듈 및 위치 지시기
KR20170029499A (ko) * 2014-07-08 2017-03-15 가부시키가이샤 와코무 위치 지시기
WO2020017876A1 (ko) * 2018-07-16 2020-01-23 엘지전자 주식회사 전자펜

Also Published As

Publication number Publication date
KR101716502B1 (ko) 2017-03-14
JP5534419B2 (ja) 2014-07-02
US20110219892A1 (en) 2011-09-15
TWI485729B (zh) 2015-05-21
US8913041B2 (en) 2014-12-16
EP2365424B1 (en) 2018-10-03
JP2011186803A (ja) 2011-09-22
TW201131599A (en) 2011-09-16
CN102192760B (zh) 2016-05-18
EP2365424A2 (en) 2011-09-14
CN102192760A (zh) 2011-09-21
EP2365424A3 (en) 2013-10-09
IL207948A0 (en) 2011-02-28
IL207948B (en) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110102122A (ko) 위치 지시기, 가변 용량 컨덴서 및 입력 장치
JP5235631B2 (ja) 位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置
US8525816B2 (en) Position pointer, variable capacitor and inputting apparatus
JP5206343B2 (ja) 位置指示器
JP5109171B2 (ja) 位置指示器、位置入力装置及びコンピュータシステム
JP6249514B2 (ja) 筆圧検出モジュール及び電子ペン
CN108292174B (zh) 电子笔
EP2219104B1 (en) Position indicator, circuit component and input device
US6937231B2 (en) Pen-shaped coordinate pointing device
KR101809275B1 (ko) 가변 용량 컨덴서, 위치 지시기 및 입력 장치
JP5639703B2 (ja) 位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置
JP5400237B2 (ja) 位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置
JP2009130135A (ja) 可変容量コンデンサ、位置指示器及び座標入力装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant