KR20130105500A - 펜형 좌표지시기 - Google Patents

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KR20130105500A
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야스유키 후쿠시마
히로유키 후지츠카
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Abstract

[과제] 가압력(필압)의 검출범위를 넓혀 오류검출하지 않고, 가압력의 변화를 적절히 검출할 수 있는 위치입력장치의 펜형 좌표지시기를 실현한다.
[해결수단] 공진회로에 접속되는 코일(12)이 감겨진 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)와의 대향하는 단면 사이에 코일 스프링(제1 탄성체)(14)과 실리콘 러버(제2 탄성체)(15)를 개설한다. 심체(11)에 가해지는 가압력에 따라서, 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)가 작용하며, 제1 페라이트 코어와 제2 페라이트 코어와의 대향하는 단면 사이의 거리를 적절히 제어한다. 이것에 의해, 코일(12)의 유도계수를 제어하고, 공진회로로부터 송출되어 위치검출장치로 송신되는 전파의 위상(주파수)을 적절히 변화시킨다.

Description

펜형 좌표지시기 {PEN TYPE COORDINATE INDICATOR}
본 발명은 지시위치를 검출하는 위치검출장치에 대해서, 그 검출해야 할 위치를 지시함과 아울러, 조작자의 조작에 따른 정보를 공급하는 펜형 좌표지시기에 관한 것이다.
최근, 타블렛형 PC(퍼스널 컴퓨터) 등의 입력 디바이스로서 위치입력장치가 이용되고 있다. 이 위치입력장치는, 예를 들면, 펜형으로 형성된 좌표지시기(펜형 좌표지시기)와, 이 펜형 좌표지시기를 이용하여, 포인팅 조작이나 문자 및 그림 등의 입력을 행하는 입력면을 가지는 위치검출장치로 구성된다. 도 10에 종래의 펜형 좌표지시기(100)와 위치검출장치(200)의 개략 구성의 일례를 나타낸다.
펜형 좌표지시기(100)는, 회로구성으로서는 도 10의 좌상단부에 나타내는 바와 같이, 페라이트 코어(ferrite core)(104)와, 페라이트 칩(ferrite chip)(102)을 가지고, 페라이트 코어(104)에 감겨진 코일(105)에 대해서, 1 이상의 공진(共振)콘덴서(115)가 접속되어 이루어진다. 도 10에서는 코일(105)에 대해서 2개의 공진콘덴서(115a, 115b)가 접속되어 있는 경우를 나타내고 있다.
펜형 좌표지시기(100)의 보다 구체적인 구성을 도 11에 나타낸다. 도 11은 펜형 좌표지시기(100)의 단면도이지만, 설명을 간단하게 하기 위해, 코일(105)은 페라이트 코어(104)에 감겨진 상태를 나타내고 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 펜형 좌표지시기(100)는 코일(105)이 감겨 이루어지는 페라이트 코어(104)와 페라이트 칩(102)을 O(오)링(103)을 통하여 대향시키고, 심체(芯體)(101)에 가압력(필압(筆壓))이 가해짐으로써 페라이트 칩(102)이 페라이트 코어(104)에 가까워지는 구성으로 되어 있다.
또한, O링(103)은 합성수지나 합성고무 등을 영문자 「O」 모양으로 형성하여 이루어지는 링 모양의 부재이다. 또, 펜형 좌표지시기(100)는, 상술한 부분 외에, 도 11에 나타낸 바와 같이, 기판홀더(113), 기판(114), 공진콘덴서(115), 공진회로(116), 링형 필름(117), 완충부재(118)가 중공의 케이스(111) 내에 수납되고, 캡(112)에 의해 그들 위치가 고정되어 있다. 그리고, 펜 끝을 구성하는 심체(101)가 맞닿게 되는 페라이트 칩(102)이 심체에 가해지는 가압력에 따라 페라이트 코어(104)에 접근하면, 이것에 따라 코일(105)의 유도계수가 변화하고, 공진회로(116)의 코일(105)로부터 송신되는 전파의 위상(位相)(공진주파수)이 변화하는 구성으로 되어 있다.
한편, 위치검출장치(200)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, X축방향 루프코일군(211)과, Y축방향 루프코일군(212)을 적층시킨 위치검출코일(210)을 가진다. 각 루프코일군(211, 212)은, 예를 들면, 각각 40개의 직사각형의 루프코일로 이루어져 있다. 각 루프코일군(211, 212)을 구성하는 각 루프코일은 등간격으로 늘어서 순차(順次)적으로 겹치도록 배치되어 있다. 이들 X축방향 루프코일군(211) 및 Y축방향 루프코일군(212)은 선택회로(213)에 접속된다. 선택회로(213)는 2개의 루프코일군(211, 212) 중 하나의 루프코일을 순차 선택한다.
그리고, 발진기(221)는 주파수(f0)의 교류신호를 발생하고, 전류 드라이버(222)와 동기(同期) 검파기(檢波器)(229)에 공급한다. 전류 드라이버(222)는 발진기(221)로부터 공급된 교류신호를 전류로 변환하여 전환접속회로(223)에 공급한다. 전환접속회로(223)는 후술하는 처리제어부(233)로부터의 제어에 의해, 선택회로(213)에 의해서 선택된 루프코일이 접속되는 접속선(接續先)(송신 측 단자(T), 수신 측 단자(R))을 전환한다. 그리고, 송신 측 단자(T)에는 전류 드라이버(222)가 접속되며, 수신 측 단자(R)에는 수신앰프(224)가 접속되어 있다.
선택회로(213)에 의해 선택된 루프코일에 발생하는 유도전압은 선택회로(213) 및 전환접속회로(223)를 통하여 수신앰프(224)에 공급된다. 수신앰프(224)는 루프코일로부터 공급된 유도전압을 증폭하고, 검파기(225) 및 동기 검파기(229)에 공급한다. 검파기(225)는 루프코일에 발생한 유도전압, 즉 수신신호를 검파하여 저역(低域)필터(226)에 공급한다. 저역필터(226)는 상술한 주파수(f0)보다 충분히 낮은 차단주파수를 가지고 있고, 검파기(225)의 출력신호를 직류신호로 변환하여 샘플홀드회로(227)에 공급한다. 샘플홀드회로(227)는 저역필터(226)의 출력신호의 소정의 타이밍, 구체적으로는 수신기간 중의 소정의 타이밍에서의 전압값을 유지하여 A/D변환회로(228)에 공급한다. A/D변환회로(228)는 샘플홀드회로(227)의 아날로그 출력을 디지탈 신호로 변환하여 처리제어부(233)에 공급한다.
동기 검파기(229)는 수신앰프(224)의 출력신호를 발진기(221)로부터의 교류신호로 동기 검파하고, 그들 사이의 위상차에 따른 레벨의 신호를 저역필터(230)에 공급한다. 이 저역필터(230)는 주파수(f0)보다 충분히 낮은 차단주파수를 가지고 있으며, 동기 검파기(229)의 출력신호를 직류신호로 변환하여 샘플홀드회로(231)에 공급한다. 샘플홀드회로(231)는 저역필터(230)의 출력신호의 소정의 타이밍에서의 전압값을 유지하여 A/D변환회로(232)에 공급한다. A/D변환회로(232)는 샘플홀드회로(231)의 아날로그 출력을 디지탈 신호로 변환하여 처리제어부(233)에 공급한다.
처리제어부(233)는 위치검출장치(200)의 각 부를 제어한다. 즉, 처리제어부(233)는 선택회로(213)에서의 루프코일의 선택, 전환접속회로(223)의 변환, 샘플홀드회로(227, 231)의 타이밍을 제어한다. 처리제어부(233)는 A/D변환회로(228, 232)로부터의 입력신호에 근거하여, X축방향 루프코일군(211) 및 Y축방향 루프코일군(212)으로부터 일정한 송신계속시간을 가지고 전파를 송신시킨다.
X축방향 루프코일군(211) 및 Y축방향 루프코일군(212)의 각 루프코일에는 펜형 좌표지시기(100)로부터 송신되는 전파에 의해서 유도전압이 발생한다. 처리제어부(233)는 이 각 루프코일에 발생한 유도전압의 전압값의 레벨에 근거하여 펜형 좌표지시기(100)의 X축방향 및 Y축방향의 지시위치의 좌표값을 산출한다. 또, 처리제어부(233)는 송신한 전파와 수신한 전파와의 위상차에 근거하여 필압을 검출한다.
이와 같이, 펜형 좌표지시기(100) 및 위치검출장치(200)로 이루어지는 종래의 위치입력장치에 있어서는, 펜형 좌표지시기(100)에 의한 지시위치뿐만이 아니라, 펜형 좌표지시기(100)에 가해지고 있는 가압력, 즉 필압의 검출도 할 수 있도록 되어 있다. 또한, 도 10, 도 11을 이용하여 설명한 종래의 펜형 좌표지시기(100)의 상세한 것에 대해서는 아래에 적은 특허문헌 1에 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특개2002-244806호 공보
그런데, 도 10, 도 11을 이용하여 설명한 종래의 위치입력장치의 경우, 위치검출장치(200)에서는 펜형 좌표지시기(100)로부터의 전파의 위상(주파수)의 변화가 소정의 문턱값을 넘었을 경우에, 펜형 좌표지시기(100)에 필압이 가해지고 있는 것을 검지한다. 이와 같이, 소정의 문턱값을 마련하는 것은 필압의 오류검출을 방지하기 위함이다. 즉, 종래의 펜형 좌표지시기(100)의 경우, 펜형 좌표지시기(100)를 위치검출장치(200)에 대해서 기울인 것만으로도 코일(105)의 유도계수가 변화하고, 펜형 좌표지시기(100)로부터 송출되는 전파의 위상이 변화해 버려 필압의 오류검출로 이어질 가능성이 있었다. 그래서, 검출마진으로서의 문턱값을 마련함으로써, 이른바 불감대(不感帶)를 마련하여, 실제로 필압이 가해졌을 경우를 정확하게 검출할 수 있도록 하고 있다.
그렇지만, 종래의 펜형 좌표지시기(100)의 경우, O링(103)을 눌러 뭉개지도록 하여 페라이트 코어(104)에 대해서 페라이트 칩(102)을 접근시키는 데에는, 큰 필압(하중)을 펜형 좌표지시기(100)의 심체(101)에 가할 필요가 있다. 또, O링(103)을 눌러 뭉개는 경우, O링(103)의 변형에는 한계가 있다. 이 때문에, 심체(101)를 통해서 어느 일정 이상의 가압력이 걸리면, 페라이트 코어(104)와 페라이트 칩(102)이 충돌해 버려 간격은 좁게 되지 않고, 가압력에 따라 펜형 좌표지시기(100)로부터의 전파의 위상(주파수)을 변화시킬 수 없게 된다. 이와 같이, 펜형 좌표지시기(100)의 경우, 원래 가압력(필압)을 검출할 수 있는 범위가 좁다. 그리고, 상술한 바와 같이, 펜형 좌표지시기(100)로부터의 전파의 위상(주파수)의 변화에 대해서 문턱값을 마련할 필요가 있기 때문에, 가압력(필압)을 검출할 수 있는 하중의 변화범위는 더욱 좁게 되어 있다.
이 문제에 대한 하나의 해결방법으로서, 페라이트 코어(104)와 페라이트 칩(102)과의 간격을 크게 하는 것이 고려된다. 이 방법의 경우, 펜형 좌표지시기(100)를 구성하는 부품에 대해서 개량을 행하는 것도 없으므로, 비교적으로 간단하게 행할 수 있다. 그러나, 이 방법의 경우, 펜형 좌표지시기(100)를 심체가 위로 향하도록 한 것만으로, 페라이트 칩(102)이 페라이트 코어(104)에 가까워져 버린다. 이 경우, 펜형 좌표지시기(100)로부터의 전파의 위상이 변화하므로, 오류검출이 발생할 가능성이 높아진다고 하는 위험성이 있다.
이상을 감안하여, 본 발명은 상기의 문제점을 일소하고, 가압력(필압)의 오류검출을 방지함과 아울러, 펜 끝에 가해지는 가압력의 검출범위를 넓혀 가압력의 변화를 보다 적절히 검출할 수 있도록 하는 위치입력장치의 펜형 좌표지시기를 실현하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재한 발명의 펜형 좌표지시기는,
케이스의 일단으로부터 돌출하여 펜 끝을 구성하는 심체와,
상기 심체에 접하는 단면을 가지고, 코일이 감겨진 제1 자성체와,
상기 제1 자성체의 상기 심체 측과는 반대 측의 단면에 대해서, 단면끼리가 대향하도록 배치되는 제2 자성체와,
상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체와의 대향하는 단면과의 사이에 개설(介設)되는 제1, 제2 탄성체를 구비하고,
상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체와의 대향하는 단면 사이의 거리가 상기 심체를 통해서 인가되는 가압력에 의해서 변화함으로써, 가압력 감도를 가지는 펜형 좌표지시기에 있어서,
가압력에 의해, 적어도 상기 제1 탄성체가 탄성변형한 후, 상기 제1 자성체 단면 또는 상기 제2 자성체 단면은 상기 제2 탄성체에 접촉하고, 한층 더의 가압력에 의해, 상기 제1 탄성체에 더하여 상기 제2 탄성체가 탄성변형함으로써, 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체와의 대향하는 단면 사이의 거리에 따른 가압력 감도를 가지는 것을 특징으로 한다.
이 청구항 1에 기재한 발명의 펜형 좌표지시기에 의하면, 심체에 가해지는 가압력에 의해, 제1 자성체와 제2 자성체와의 대향하는 단면 사이의 거리가 변화하도록 구성되지만, 당해 단면 사이에는 제1 탄성체와 제2 탄성체가 개설된다. 그리고, 제1 탄성체와 제2 탄성체에 의해서, 보다 큰 가압력이 가해져도, 단면 사이의 거리를 서서히 좁힐 수 있게 된다. 이것에 의해, 가압력의 검출범위를 넓힐 수 있다.
그리고, 당해 단면 사이의 거리가 소정의 거리까지는 적어도 제1 탄성체가 탄성변형하여, 당해 단면 사이의 거리를 좁힐 수 있다. 따라서, 당해 단면 사이의 거리가 소정의 거리까지는 주로 제1 탄성체에 따른 감도로 코일의 유도계수를 변화시킴으로써, 송신하는 전파의 위상(주파수)을 변화시킬 수 있다.
또, 당해 단면 사이의 거리가 당해 소정의 거리보다 가깝게 되면, 제1 탄성체에 더하여 제2 탄성체가 탄성변형하여, 당해 단면 사이의 거리를 좁힐 수 있다. 따라서, 당해 단면 사이의 거리가 소정의 거리보다도 가깝게 되면, 주로 제2 탄성체에 따른 감도로 코일의 유도계수를 변화시킴으로써, 송신하는 전파의 위상(주파수)을 변화시킬 수 있다.
이와 같이, 제1 자성체와 제2 자성체와의 대향하는 단면 사이에 제1 탄성체와 제2 탄성체를 개설함으로써, 심체가 위로 향하도록 했을 때의 오류검출을 방지할 수 있음과 아울러, 검출 가능한 가압력의 범위를 크게 할 수 있다. 게다가, 제1 탄성체와 제2 탄성체와의 기능에 의해, 가압력의 검출감도(가압력 감도)도 바꿀 수 있다. 이것에 의해, 보다 적절히 가압력에 따라 코일의 유도계수를 변화시키는 것이 가능하게 되어, 가압력에 따라 위상(주파수)을 적절히 변화시킬 수 있는 펜형 좌표지시기를 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 예를 들면, 심체가 위로 향하도록 했을 때의 오류검출을 방지함과 아울러, 펜 끝에 가해지는 가압력의 검출범위를 넓혀, 가압력의 변화를 보다 적절히 검출할 수 있도록 하는 위치입력장치의 펜형 좌표지시기를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 펜형 좌표지시기(1)의 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 펜형 좌표지시기(1)를 이용하는 전자기기(2)의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 펜형 좌표지시기(1)의 제1 페라이트 코어(13)의 단면과 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 대향하는 부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 4는 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)의 작용에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 펜형 좌표지시기의 위상-하중 특성의 그래프를 나타내는 도면이다.
도 6은 펜형 좌표지시기(1)의 변형예 1을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 펜형 좌표지시기(1)의 변형예 2를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 펜형 좌표지시기(1)의 변형예 3을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 가변용량 콘덴서를 이용한 펜형 좌표지시기의 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 10은 종래의 위치입력장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 종래의 펜형 좌표지시기의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 펜형 좌표지시기의 일실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 펜형 좌표지시기(1)의 실시형태를 설명하기 위한 도면이다. 또, 도 2는 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)를 이용하는 전자기기(2)의 일례를 나타내는 것으로, 이 예에서는, 전자기기(2)는, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시장치의 표시화면(2D)을 구비하는 고기능 휴대전화단말이며, 표시화면(2D)의 이면부에 전자유도방식의 위치검출장치(22)를 구비하고 있다. 이 위치검출장치(22)는 도 10을 이용하여 설명한 종래의 위치검출장치(200)와 동일하게 구성되는 것이다.
그리고, 이 예의 전자기기(2)의 케이스에는 펜형 좌표지시기(1)를 수납하는 수납오목구멍(21)을 구비하고 있다. 사용자는 필요에 따라서 수납오목구멍(21)에 수납되어 있는 펜형 좌표지시기(1)를 전자기기(2)로부터 취출하여, 표시화면(2D)에서 위치지시조작을 행한다.
전자기기(2)에서는 표시화면(2D)상에서 펜형 좌표지시기(1)에 의해 위치지시조작이 되면, 표시화면(2D)의 이면부에 마련된 위치검출장치(22)가 펜형 좌표지시기(1)로 조작된 위치 및 필압을 검출하고, 전자기기(2)의 위치검출장치(22)가 구비하는 마이크로 컴퓨터가 표시화면(2D)로의 조작위치 및 필압에 따른 표시처리를 시행한다.
[펜형 좌표지시기(1)의 구성]
도 1은 펜형 좌표지시기(1)의 케이스(10)나 홀더(17)의 앞쪽 반분을 절단하여 없애고, 그 내부의 구조의 개략을 나타내고 있다. 도 1에서 케이스(10)는 볼펜이나 샤프펜슬 등의 일반적인 필기도구를 본떠, 보다 소형으로 형성된 ABS수지 등의 합성수지 혹은 금속제의 케이스이고, 이하에 설명하는 각 부재가 수납 가능하도록 중공으로 되어 있다. 또, 케이스(10)는 도 1에 나타내는 바와 같이 적어도 그 한쪽의 단부가 가늘어지도록 형성되며, 그 선단은 개구부를 가진다.
케이스(10)가 가늘어지도록 형성된 선단부에는 케이스(10)의 개구부로부터 돌출하도록 펜 끝을 구성하는 심체(11)가 배치된다. 케이스(10)의 내부에 위치하는 심체(11)의 기단부에는 도 1에 나타낸 바와 같이 케이스(10)의 개구부 부분에 맞물리는 돌기가 마련되어 있으며, 심체의 전부(全部)가 케이스(10)로부터 돌출하지 않는 구조로 되어 있다. 또한, 심체(11)는 조작면에 맞닿아 사용되는 경우의 마찰에 대한 내성을 고려하여, 폴리아세탈(polyacetal) 수지(듀라콘(DURACON)) 등의 합성수지제이다.
그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 심체(11)의 기단부(基端部)의 단면에 대해서, 제1 페라이트 코어(13)가 단면을 맞닿게 하여 마련된다. 제1 페라이트 코어(13)는 길이방향과 교차하는 방향으로 절단했을 경우의 절단면이 원형이나 방형(方形)으로 형성된 기둥 모양(막대 모양)의 자성체 부재이다. 이 제1 페라이트 코어(13)의 측면에는 도 1에 나타내는 바와 같이 코일(12)이 세세하게 감겨져 있다. 코일(12)은 후술하는 기판(18)의 공진회로(도시생략)에 접속되어 있다.
또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 페라이트 코어(13)의 심체(11) 측과는 반대 측의 단면(기단부의 단면)에 대해서, 제2 페라이트 코어가 단면을 대향시키도록 하여 마련된다. 제2 페라이트 코어(16)도 길이방향과 교차하는 방향으로 절단했을 경우의 절단면이 원형이나 방형으로 형성된 기둥 모양(막대 모양)의 자성체 부재이다. 그리고, 대향하는 제1 페라이트 코어의 단면과 제2 페라이트 코어(16)의 단면은 소정 면적을 가지고 대향하도록 되어 있다.
그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제2 페라이트 코어(16)의 제1 페라이트 코어(13)와는 반대 측의 단부(기단부)에는 외측으로 튀어나온 돌기부가 마련되어 있으며, 이것이 홀더(17)의 오목부(17a)와 끼워 맞춤한다. 이것에 의해, 제2 페라이트 코어(16)가 케이스(10) 내에서 이동하지 않고, 그 위치가 규제(고정)된다.
또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 페라이트 코어(13)의 기단부에는 외측으로 튀어나온 돌기부가 마련되어 있고, 이것이 홀더(17)의 돌기부(17b)와 맞물린다. 이것에 의해, 제1 페라이트 코어(13)의 케이스(10) 내에서의 심체(11) 방향으로의 이동이 규제된다. 즉, 제1 페라이트 코어(13)는 케이스(10) 내에서 펜형 좌표지시기(1)의 중심선(CL)에 따르는 방향(길이방향)에는 소정의 범위에서 슬라이딩 가능하게 된다. 그러나, 심체(11) 방향으로의 슬라이딩(이동)은 홀더(17)의 돌기(17b)에 의해서 규제되며, 필요 이상으로 심체(11) 측으로 움직이지 않도록 되어 있다.
그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)와의 사이에는 제1 탄성체로서의 코일 스프링(14)이 마련됨과 아울러, 제2 탄성체로서의 시트 모양의 실리콘 러버(실리콘 고무)(15)가 마련된다. 이 실시형태에서 실리콘 러버(15)는 제2 페라이트 코어(16)의 단면과 대향하는 제1 페라이트 코어(13)의 단면의 전체 면에 마련된다. 또, 실리콘 러버(15)와 제2 페라이트 코어(16)의 단면과의 사이에는 소정 폭의 공극(Ar)이 마련되어 있다.
또한, 이 실시형태에서 코일 스프링(14)은 실리콘 러버(15)보다도 탄성계수가 작은 것이다. 즉, 코일 스프링(14)의 탄성계수를 k1로 하고, 실리콘 러버(15)의 탄성계수를 k2로 하면, k1<k2라는 관계로 되어 있다. 따라서, 코일 스프링(14) 쪽이 작은 가압력으로 탄성변형하고, 실리콘 러버(15)는 코일 스프링(14)보다도 큰 가압력을 가하지 않으면 탄성변형하지 않는다.
또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 코일 스프링(14)은 그 일부가 제2 페라이트 코어의 측면을 감아 돌도록 마련되며, 그 일단은 홀더(17)의 돌기부(17c)에 맞닿고, 타단은 제1 페라이트 코어(13)의 단면에 마련된 실리콘 러버(15)에 맞닿아 있다. 이것에 의해, 코일 스프링(14)은 맞닿음부 사이에서 탄성적으로 가압되며, 케이스(10) 내에서 위치가 고정된 제2 페라이트 코어(16)의 단면으로부터 제1 페라이트 코어(13)의 단면을 갈라 놓도록 작용하고 있다. 즉, 코일 스프링(14)은 제1 페라이트 코어의 단면과 제2 페라이트 코어의 단면과의 사이에 마련되어 있는 것과 등가이다.
또한, 코일 스프링(14)을 제2 페라이트 코어의 측면을 감아 돌도록 마련함으로써, 다음과 같은 이점이 있다. 즉, 소정의 탄성계수 k1를 가지는 코일 스프링(14)을 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)와의 사이에 개설할 수 있고, 게다가, 코일 스프링(14) 자체가 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)와의 접근의 방해가 되지도 않는다.
그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제2 페라이트 코어(16)의 상측에는 기판(18)이 마련되어 있다. 기판(18)은 공진콘덴서 등이 실장(實裝)된 프린트 기판 등이며, 홀더(17)를 통하여 케이스(10) 내에 고정된다. 기판(18)상에 실장된 공진콘덴서 등의 소자와, 제1 페라이트 코어에 감겨진 코일(12)을 포함하여 공진회로(공진회로)가 구성된다. 즉, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)도 또한, 도 10의 좌상단부에 등가회로를 나타낸 종래의 펜형 좌표지시기(100)와 동일한 등가회로를 구성하고 있다.
이와 같이 구성되는 펜형 좌표지시기(1)는 도 2에 나타낸 전자기기(2)의 위치검출장치(22)상에서 조작된다. 그리고, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)는 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)와의 사이에 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)가 개설된다. 이것에 의해, 주로 코일 스프링(14)의 작용에 의해서, 제1 페라이트 코어(13)는 제2 페라이트 코어(16)로부터 갈라 놓아지도록 되어 있으므로, 심체(11)를 위로 향하도록 하여도 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)가 가까워지지 않는다. 따라서, 예를 들면, 심체(11)를 위로 향하도록 취급해도, 가압력의 오류검출을 일으키게 하지 않는다.
또, 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)와의 작용에 의해, 심체(11)에 걸려진 가압력(필압)의 검출 레인지를 넓힐 수 있다. 게다가 가압력에 따라 적절히 위상(주파수)이 변화하는 전파를 위치검출장치(22)에 송신하고, 가압력(필압)의 검출을 적절히 행할 수 있도록 할 수 있다. 다음으로, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)에서의 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)의 기능에 대해서 구체적으로 설명한다.
[펜형 좌표지시기(1)의 주요부의 구성]
도 3은 도 1에 나타낸 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)의 제1 페라이트 코어(13)의 단면과 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 대향하는 부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 3의 A에 나타내는 바와 같이, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)는 심체(11) 측(도면의 하측)으로부터 제1 페라이트 코어(13), 실리콘 러버(15), 코일 스프링(14), 제2 페라이트 코어(16)의 순서로 직렬적으로 배열된 구조가 된다. 그리고, 이 실시형태에서는, 실리콘 러버(15)와 제2 페라이트 코어(16)와의 사이에는 소정의 공극(Ar)이 마련된다.
상술한 바와 같이, 코일 스프링(14)은 홀더(17)의 돌기부(17c)와 실리콘 러버(15)와의 사이에서 탄성적으로 가압되고, 케이스(10) 내에서 위치가 고정된 제2 페라이트 코어(16)의 단면으로부터 제1 페라이트 코어(13)의 단면을 갈라 놓도록 작용한다. 이것에 의해, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)는, 예를 들면, 기울이거나, 흔들거나, 또, 심체(11)가 위를 향하도록 취급해도, 제1 페라이트 코어(13)의 단면이 제2 페라이트 코어(16)의 단면에 가까워지지 않는다. 즉, 기울이거나 흔들거나 또, 심체(11)를 위로 향하거나 해도 제1 페라이트 코어(13)에 감겨진 코일(12)의 유도계수가 변화하지 않는다. 이것에 의해, 펜형 좌표지시기(1)로부터 송신되는 전파의 위상이 불필요하게 변화하는 것을 방지할 수 있으며, 전자기기(2) 측의 위치검출장치(22)로의 펜형 좌표지시기(1)에 대해서 걸려진 가압력(필압)의 오류검출을 방지할 수 있다.
그리고, 펜형 좌표지시기(1)는 통상의 필기도구와 같은 심체(11)를 전자기기(2)의 표시화면(2D)으로 밀어붙이도록 하여 조작된다. 따라서, 펜형 좌표지시기(1)의 조작시에는 심체(11)가 케이스(10)의 내부로 밀어 넣어짐으로써, 코일(12)이 감겨진 제1 페라이트 코어(13)가 심체(11)와 함께 제2 페라이트 코어 측으로 밀어 넣어진다.
도 4는 이와 같이 심체(11)에 가압력이 가해졌을 경우의 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)의 작용에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 심체(11)에 가압력이 가해지고, 제1 페라이트 코어(13)가 제2 페라이트 코어 측으로 가압된 것으로 한다. 이 경우, 도 4의 A에 나타내는 바와 같이, 우선, 실리콘 러버(15)보다도 탄성계수가 작은 코일 스프링(14)이 탄성변형하여 줄어들고, 제1 페라이트 코어(13)가 제2 페라이트 코어(16)에 가까워진다. 그리고, 더욱 가압되어, 도 4의 B에 나타내는 바와 같이 실리콘 러버(15)가 제2 페라이트 코어(16)의 단면으로 밀어붙여지게 되면, 실리콘 러버(15)가 탄성변형하여, 제1 페라이트 코어(13)가 제2 페라이트 코어(16)에 대해서 더욱 가까워진다.
이 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 코일 스프링(14) 쪽이 실리콘 러버(15)보다도 탄성계수가 작기 때문에, 도 4의 A에 나타낸 바와 같이, 주로 코일 스프링(14)이 탄성변형하는 구간에서는, 비교적으로 급격하게 제1 페라이트 코어(13)가 제2 페라이트 코어(16)에 대해서 가까워진다. 그러나, 도 4의 B에 나타낸 바와 같이, 실리콘 러버(15)도 탄성변형하는 구간에서는 실리콘 러버(15)의 탄성계수는 코일 스프링(14)보다 크기 때문에, 가압력에 따라서, 제1 페라이트 코어(13)는 제2 페라이트 코어(16)에 대해서 서서히 가까워진다.
이와 같이, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)에서는 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)의 작용에 의해 심체(11)에 가해지는 가압력(필압)에 따라서, 제1 페라이트 코어(13)에 감겨진 코일(12)의 유도계수를 변화시키는 구간을 확대시키고 있다. 또한, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)에서는 코일 스프링(14)이 주로 작용하는 구간과 실리콘 러버(15)가 주로 작용하는 구간이 마련됨으로써, 제1 페라이트 코어(13)가 제2 페라이트 코어(16)에 가까워지는 형태가 다른 2개의 구간을 마련하여, 보다 감도 좋게 가압력에 따른 변화를 검출할 수 있도록 하고 있다.
[효과의 검증]
도 5는 펜형 좌표지시기의 위상-하중 특성의 그래프를 나타내는 도면이다. 도 5에서, 그래프 G1은 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)에 대한 위상-하중 특성을 나타내고 있다. 또, 그래프의 그래프 G2는 도 10, 도 11을 이용하여 설명한 종래의 펜형 좌표지시기(100)에 대한 위상-하중 특성을 나타내고 있다.
종래의 펜형 좌표지시기(100)의 경우에는, 도 11을 이용하여 설명한 바와 같이, 페라이트 코어(104)와 페라이트 칩(102)과의 사이에는 O링(103)이 존재하고 있다. 이 때문에, O링(103)을 눌러 뭉개지도록 하여 페라이트 코어(104)에 대해서 페라이트 칩(102)을 접근시키는 데에는 큰 가압력(하중)을 펜형 좌표지시기(100)의 심체(101)에 가할 필요가 있다. 또, O링(103)을 눌러 뭉개는 데도 한계가 있다.
이 때문에, 종래의 펜형 좌표지시기(100)의 경우에는 가압 당초(當初)의 하중이 비교적 가벼운 구간에서는 비교적 크게 코일(105)의 유도계수가 변화하고, 도 5의 그래프 G2에 나타내는 바와 같이 비교적 큰 위상변화가 얻어진다. 그러나, 일정 이상의 가압력을 가해 버리면, 페라이트 코어(104)와 페라이트 칩(102)이 부딪쳐 간격은 좁힐 수 없게 되어, 위상의 변화는 소정값에 고정되는 결과가 된다. 그리고, 상술한 바와 같이, 펜형 좌표지시기(100)로부터의 위상의 변화에 대해서는, 소정의 문턱값을 넘을 때까지 검출하지 않도록 하고 있기 때문에, 도 5의 그래프 G2에 나타낸 특성의 경우에는, 위상의 변화가 대략 +20으로부터 -20의 범위에서밖에 유저의 가압력(필압)을 검출할 수 없게 된다.
이것에 대해서, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)의 경우에는, 단면이 대향하는 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)와의 사이에는, 도 1, 도 3, 도 4를 이용하여 설명한 바와 같이, 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)가 마련된 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 심체(11)에 가압력(필압)이 가해지면, 도 4의 A를 이용하여 설명한 바와 같이, 실리콘 러버(15)보다도 탄성계수가 작은 코일 스프링(14)이 우선 작용한다. 이 경우, 제1 페라이트 코어(13)가 제2 페라이트 코어(16)에 대해서 비교적 재빠르게 접근하기 때문에, 코일(12)의 유도계수도 재빠르게 변화하며, 도 5의 그래프 G1에 나타내는 바와 같이, 가압 당초의 하중이 비교적 가벼운 구간에서는 급격하게 위상이 변화한다.
즉, 도 1, 도 3, 도 4에 나타낸 바와 같이, 이 예의 경우에는, 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)가 직렬로 접한 상태에 있다. 이 때문에, 실리콘 러버(15)에 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 접할 때까지의 구간(거리)에서는 코일 스프링(14)의 영향이 지배적이 되지만, 가압력(필압)의 검출감도는 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)에 의해 정해지는 제1 탄성계수에 따른 것이 된다.
그리고, 더욱 가압되어, 도 4의 B에 나타낸 바와 같이 실리콘 러버(15)가 제2 페라이트 코어(16)의 단면으로 밀어 붙여지게 되면, 실리콘 러버(15)가 탄성변형한다. 이 경우, 탄성계수가 큰 실리콘 러버(15)는 가압력에 따라 서서히 변형하기 때문에, 제1 페라이트 코어(13)가 제2 페라이트 코어(16)에 대해서 조금씩 다가가게 된다.
도 4의 B에 나타낸 상태의 경우, 코일 스프링(14)의 탄성계수 k1은 이미 한계를 넘고 있거나, 혹은, 가압력 감도에는 너무 영향을 주지 않도록 하는 거의 일정한 값으로 되어 있다고 생각할 수 있다. 이 때문에, 도 1, 도 3, 도 4에 나타낸 예에 있어서, 실리콘 러버(15)에 제2 페라이트 코어(16)가 맞닿은 상태가 되면, 주로 실리콘 러버(15)의 탄성계수 k2가 지배적이 되고, 도 5의 그래프 G1에 나타내는 바와 같이, 가압력에 따라서 위상이 서서히 변화해 간다. 이 실리콘 러버(15)의 작용에 의해, 종래보다도 하중의 변화가 넓은 범위에서 펜형 좌표지시기(1)로부터 송신되는 전파의 위상을 변화시킬 수 있다.
이와 같이, 이 예의 펜형 좌표지시기(1)는, 실리콘 러버(15)에 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 접할 때까지는, 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)에 의해 정해지는 제1 탄성계수에 따른 가압력 감도를 가진다. 그리고, 이 예의 펜형 좌표지시기(1)는 실리콘 러버(15)에 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 접한 후의 구간(거리)에서는, 주로 실리콘 러버(15)의 탄성계수 k2가 지배적이 되고, 상술의 제1 탄성계수보다도 큰 제2 탄성계수에 따른 가압력 감도를 가진다.
그리고, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)에서도, 종래의 펜형 좌표지시기(100)의 경우와 마찬가지로, 위상의 변화의 검출에 대해서 소정의 문턱값을 이용하도록 했다고 해도, 도 5의 그래프 G1에 나타낸 바와 같이, 위상의 변화가 대략, +20으로부터 -60의 근방까지의 범위에서 가압력(필압)의 검출이 가능하게 된다. 즉, 충분히 가압력(필압)을 검출할 수 있도록 하는 구성으로서 일정한 문턱값까지는 가능한 한 가볍고, 큰 위상변화가 일어나도록 탄성계수가 작은 코일 스프링(14)을 주로 작용시키는 구성을 가진다. 그리고, 일정한 문턱값(도 5에서는 위상 +20)을 넘었을 때에는, 하중에 따라 위상변화가 일어나도록 탄성계수가 큰 실리콘 러버(15)를 주로 작용시키는 구성을 가진다.
이와 같이, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)는, 예를 들면 심체(11)를 위로 향해서 사용했을 경우의 오류검출을 방지하고, 가압력(필압)의 검출범위를 확대함과 아울러, 가압력(필압)의 검출을 유연하게, 또한, 보다 적절히 행할 수 있도록 하고 있다.
또한, 도 1 및 도 3의 A를 이용하여 설명한 바와 같이, 실리콘 러버(15)는 제1 페라이트 코어(13)의 단면의 전체 면에 마련되는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 도 3의 A에 나타낸 제1 페라이트 코어(13)의 단면에 마련하는 실리콘 러버(15)를, 도 3의 B에 나타내는 바와 같이, 코일 스프링(14)과 맞닿지 않도록 코일 스프링(14)의 내측에 수용되는 크기로 해도 된다. 이 경우에는, 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(15)가 맞닿는 부분이 없으므로, 심체(11)로의 가압 당초에서는, 코일 스프링(14)만의 작용에 따라서, 펜형 좌표지시기(1)로부터 송신하는 전파의 위상을 보다 급격하게 변화시킬 수 있다.
이 후, 더욱 가압력이 가해져, 실리콘 러버(15)와 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 맞닿게 되면, 이번은 탄성계수가 큰 실리콘 러버(15A)가 주로 작용한다. 이 경우에는, 주로 실리콘 러버(15A)의 작용에 의해, 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)와의 거리를 서서히 접근할 수 있다. 따라서, 도 3의 B에 나타낸 예의 경우에도, 도 1, 도 3의 A에 나타낸 예의 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 3에서는 실리콘 러버(15, 15A)를 제1 페라이트 코어(13)의 단면에 마련하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 실리콘 러버(15, 15A)를 제1 페라이트 코어(13)의 단면과 대향하는 제2 페라이트 코어(16)의 단면에 마련하도록 해도 된다.
[변형예에 대해서]
다음에, 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)의 변형예에 대해서 설명한다. 이하에 설명하는 변형예는, 주로, 제1 페라이트 코어(13)의 단면과 제2 페라이트 코어(16)의 단면과의 사이에 개설하는 제2 탄성체로서의 부재의 형상 등을 바꾸는 것이다.
[변형예 1]
도 6은 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)의 변형예 1을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 나타내는 변형예 1의 경우, 실리콘 러버(15B, 15C)가 마련되는 제1 페라이트 코어(13B)의 단면의 중앙 부분에는 오목부(13Ba)가 마련되어 있다. 또, 제2 탄성체로서의 실리콘 러버(15B, 15C)의 중앙 부분에는 제1 페라이트 코어(13B)의 오목부(13Ba)와 끼워맞춤하는 볼록부(15Ba, 15Ca)가 마련되어 있다. 이들 이외의 부분은 도 3을 이용하여 설명한 펜형 좌표지시기(1)의 경우와 동일하게 구성된다.
이와 같이 구성함으로써, 제1 페라이트 코어(13B)의 단면에 대해서, 실리콘 러버(15B, 15C)를 목적으로 하는 위치에 대해서 어긋나지 않게 고착할 수 있어, 제조를 용이하게 할 수 있다. 또, 사용시에도, 제1 페라이트 코어(13B)의 단면상에서, 실리콘 러버(15B, 15C)가 어긋나지 않기 때문에, 고장도 발생하기 어려워진다. 특히, 도 6의 B에 나타낸 바와 같이, 실리콘 러버(15C)가 코일 스프링(14)의 내측에 위치하는 것인 경우에는 효과적이다.
또한, 도 6에서는 실리콘 러버(15B, 15C)를 제1 페라이트 코어(13)의 단면에 마련하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 실리콘 러버(15B, 15C)를 제1 페라이트 코어(13B)의 단면과 대향하는 제2 페라이트 코어(16)의 단면에 마련하도록 해도 된다. 따라서, 제2 페라이트 코어(16)의 단면의 중앙부에 오목부를 마련하도록 해도 된다. 또, 실리콘 러버(15B, 15C)에 두께의 여유가 있으면, 실리콘 러버(15B, 15C)의 중앙부에 오목부를 마련하고, 제1 페라이트 코어(13)의 단면의 중앙부나 제2 페라이트 코어(16)의 단면의 중앙부에 볼록부를 마련하도록 구성해도 된다.
[변형예 2]
도 7은 본 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)의 변형예 2를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 나타내는 변형예 2의 경우, 제1 페라이트 코어(13B)와 제2 페라이트 코어(16)와의 사이에 개설되는 제2 탄성체로서의 실리콘 러버(19, 19A)의 형상이 도 1, 도 3, 도 6에 나타낸 것과 차이가 있다. 이들 이외의 부분은 도 3, 도 6을 이용하여 설명한 펜형 좌표지시기(1)의 경우와 대략 동일하게 구성된다.
그리고, 도 7의 A에 나타낸 예의 경우에는, 도 3, 도 6에 나타낸 시트 모양의 실리콘 러버(15, 15A, 15B, 15C)에 대신하여, 구체(球體)의 실리콘 러버(19)가 이용되고 있다. 또, 도 7의 B에 나타낸 예의 경우에는, 도 3, 도 6에 나타낸 시트 모양의 실리콘 러버(15, 15A, 15B, 15C)에 대신하여, 기둥 모양의 실리콘 러버(19A)가 이용되고 있다. 기둥 모양의 실리콘 러버(19A)는 원기둥 모양이라도 되고, 각기둥 모양이라도 된다.
이와 같이 구성함으로써, 제2 탄성체로서의 구체의 실리콘 러버(19), 기둥 모양의 실리콘 러버(19A)가 작용하는 범위를 확대하여, 심체(11)에 걸리는 가압력(필압)을 정밀도 좋게 검출하는 것이 가능하게 된다. 특히, 도 7의 A에 나타낸 바와 같이, 구체의 실리콘 러버(19)를 이용함으로써, 가압력(하중)에 따른 위상의 변화를 양호한 것으로 할 수 있다.
이와 같이, 이 변형예 2의 경우에는, 실리콘 러버(19, 19A)에 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 접할 때까지는, 코일 스프링(14)에 의해 정해지는 제1 탄성계수에 따른 가압력 감도를 가진다. 그리고, 이 변형예 2의 경우에는, 더욱 가압력이 가해져, 실리콘 러버(19, 19A)에 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 접한 후의 구간(거리)에서는 실리콘 러버(19, 19A)가 주로 작용하지만, 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(19), 혹은, 코일 스프링(14)과 실리콘 러버(19A)에 의해 정해지는 제2 탄성계수에 따른 가압력 감도를 가진다.
또한, 제2 탄성체로서의 구체의 실리콘 러버(19), 기둥 모양의 실리콘 러버(19A)의 크기는 적당의 크기로 할 수 있다. 이 때문에, 구체의 실리콘 러버(19), 기둥 모양의 실리콘 러버(19A)의 크기에 따라서, 제1 페라이트 코어(13)의 단면과 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 대향하는 구간의 간격을 조정하면 된다. 또, 도시하지 않으나, 제2 탄성체로서 반구 모양, 원추 모양, 각추 모양의 실리콘 러버를 이용할 수도 있다. 즉, 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)와의 사이에 개설되는 제2 탄성체는 여러 가지의 형상인 것을 이용할 수 있다.
또, 이 변형예 2의 경우에도, 도 6을 이용하여 설명한 변형예 1의 경우와 마찬가지로, 구체의 실리콘 러버(19), 기둥 모양의 실리콘 러버(19A)에 볼록부를 마련해 제1 페라이트 코어(13)의 단면의 중앙부에 오목부를 마련하여, 서로 고정하도록 해도 된다. 또, 제2 페라이트 코어(16)의 단면의 중앙부에 오목부를 마련하여, 제2 페라이트 코어(16)의 단면에 구체의 실리콘 러버(19), 기둥 모양의 실리콘 러버(19A)를 마련하도록 해도 된다. 물론, 구체의 실리콘 러버(19), 기둥 모양의 실리콘 러버(19A)에 오목부를 마련하고, 제1 페라이트 코어(13)의 단면의 중앙부나 제2 페라이트 코어(16)의 단면의 중앙부에 볼록부를 마련하도록 구성해도 된다.
[변형예 3]
도 8은 이 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)의 변형예 3을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에 나타내는 변형예 3의 경우, 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)와의 사이에 개설되는 제2 탄성체로서 실리콘 러버에 대신하여 제2 코일 스프링(20)을 이용하도록 한 점이 도 1, 도 3, 도 6, 도 7에 나타낸 것과 차이가 있다. 이들 이외의 부분은 도 3, 도 6, 도 7을 이용하여 설명한 펜형 좌표지시기(1)의 경우와 거의 동일하게 구성된다.
이와 같이, 제2 탄성체로서 코일 스프링을 이용하는 것도 가능하고, 설계상의 자유도를 확대할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 러버보다도 탄성계수가 작은 코일 스프링을 제2 코일 스프링으로서 도 8에 나타낸 형태로 이용하는 것으로 한다. 이 경우에는, 제2 탄성체로서의 제2 코일 스프링이 작용하는 범위에 있어서, 실리콘 러버를 이용하도록 했을 경우에 비해, 가압력에 따른 코일(12)의 유도계수의 변화의 정도를 급격하게 할 수 있다. 이 경우에는, 펜형 좌표지시기(1)의 공진회로로부터 송신되는 전파의 위상(주파수)을 급격하게 변화시킬 수 있다.
이 변형예 3의 경우에도 도 7에 나타낸 변형예 2의 경우와 마찬가지로, 제2 코일 스프링(20)에 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 접할 때까지는, 코일 스프링(14)에 의해 정해지는 제1 탄성계수에 따른 가압력 감도를 가진다. 그리고, 이 예의 경우에는, 더욱 가압력이 가해져, 제2 코일 스프링(20)에 제2 페라이트 코어(16)의 단면이 접한 후의 구간(거리)에서는, 코일 스프링(14)과 제2 코일 스프링(20)에 의해 정해지는 제2 탄성계수에 따른 가압력 감도를 가진다. 또한, 이 변형예 3의 경우에도, 제2 코일 스프링(20)을 제2 페라이트 코어(16) 측에 마련하도록 해도 된다.
[가변용량 콘덴서를 이용한 펜형 좌표지시기에의 응용]
상술한 실시형태의 펜형 좌표지시기(1)는 제1 페라이트 코어(13)에 감겨진 코일의 유도계수를 변화시킴으로써, 펜형 좌표지시기(1)로부터 송신하는 전파의 위상(주파수)을 변화시키도록 했다. 그러나, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 가변용량 콘덴서의 용량을 변화시킴으로써, 송신하는 전파의 위상(주파수)을 변화시키도록 하는 펜형 좌표지시기에도 본 발명을 적용할 수 있다.
도 9는 가변용량 콘덴서를 이용한 펜형 좌표지시기의 등가회로를 나타내는 도면이다. 가변용량 콘덴서를 이용한 펜형 좌표지시기는 코일(L)과 1개 이상의 공진콘덴서(Cf1, Cf2)와, 가변용량 콘덴서(Cv)로 이루어지는 공진회로를 구비한다. 이 경우의 가변용량 콘덴서(Cv)는 간단하게 구성하는 것으로 하면, 예를 들면, 도 3에 나타낸 제1 페라이트 코어(13)와 제2 페라이트 코어(16)의 대향하는 단면에 전극을 마련함으로써 구성할 수 있다. 그리고, 제2 페라이트 코어(16)의 단면에 마련된 전극에 대해서, 제1 페라이트 코어(13)의 단면에 마련된 전극의 거리에 따라서, 이들 2개의 전극에 의해 구성되는 콘덴서의 용량을 가변으로 할 수 있다.
그리고, 이와 같은 가변용량 콘덴서를 이용하는 경우라도, 대향하는 전극 사이의 거리를 코일 스프링이나 실리콘 러버로 이루어지는 제1, 제2 탄성체에 의해서 조정할 수 있다. 따라서, 가변용량 콘덴서(Cv)를 이용하는 펜형 좌표지시기에 대해서도 상술한 유도계수 제어의 펜형 좌표지시기(1)의 경우와 동일하게 하여, 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 가변용량 콘덴서(Cv)를 이용한 펜형 좌표지시기에 대해서는, 예를 들면, 일본국 특개평4-96212호 공보에 상세하게 설명되어 있다.
[그 외의 변형예]
또한, 상술한 실시형태에서는, 예를 들면, 코일 스프링에 의해서 실현되는 제1 탄성체의 탄성계수 k1은 실리콘 러버로 실현되는 제2 탄성체의 탄성계수 k2보다도 작은 것으로서 설명했다. 그러나, 이것에 한정하는 것은 아니다. 제1 탄성체의 탄성계수 k1와 제2 탄성체의 탄성계수 k2는 동일하게 하여도 된다. 또, 가압 당초는 서서히 송신전파의 위상을 변화시키고, 일정 이상의 가압력이 걸린 후에는 급격하게 송신전파의 위상을 변화시키도록 하고자 하는 경우에는, 제1 탄성체의 탄성계수 k1를 제2 탄성체의 탄성계수 k2보다 크게 하면 된다. 이와 같이, 제1 탄성체의 탄성계수 k1와 제2 탄성체의 탄성계수 k2는 적절한 것으로 할 수 있다.
또, 상술한 실시형태에서는 제1 탄성체로서의 코일 스프링(14)을 제2 페라이트 코어(16)에 대해서 감아 돌리는 부분을 마련하도록 했지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 코일 스프링(14)의 전체를 대향하는 제1 페라이트 코어(13)의 단면과 제2 페라이트 코어(16)의 단면과의 사이에 마련하도록 해도 된다.
또, 제1 페라이트 코어(13)의 단면상으로서, 제2 페라이트 코어(16)의 주위에 가늘게 형성한 복수의 코일 스프링을 배치해도 된다. 이 경우에는, 제2 페라이트 코어(16)의 주위에 배치된 복수의 코일 스프링이 제1 탄성체를 구성하게 된다. 또, 상술한 실시형태의 코일 스프링(14)과 동일한 기능을 실현할 수 있으면, 제1 탄성체로서 여러 가지의 재질, 여러 가지의 형상의 탄성부재를 이용할 수 있다.
또, 제2 탄성체로서, 제1 페라이트 코어(13)의 단면상이나 제2 페라이트 코어(16)의 단면상에 원형이나 다각형인 작은 실리콘 러버를 복수 개 배치하거나, 작은 코일 스프링을 복수 개 배치하거나 할 수도 있다. 즉, 상술한 실시형태의 실리콘 러버(15, 15A, 15B, 15C, 19, 19A), 제2 코일 스프링(20)과 동일한 기능을 실현할 수 있으면, 제2 탄성체로서, 여러 가지의 재질, 여러 가지의 형상의 탄성부재를 이용할 수 있다.
1 … 펜형 좌표지시기, 10 … 케이스,
11 … 심체, 12 … 코일,
13 … 제1 페라이트 코어, 14 … 코일 스프링(제1 탄성체),
15, 15A … 실리콘 러버(제2 탄성체),
16 … 제2 페라이트 코어, 17 … 홀더,
18 … 기판, CL … 중심선,
17a … 홀더의 오목부, 17b, 17c … 홀더의 돌기부,
15B, 15C … 실리콘 러버(제2 탄성체),
15Ba, 15Ca … 볼록부, 13Ba … 제1 페라이트 코어의 오목부,
19 … 구체의 실리콘 러버, 19A … 기둥 모양의 실리콘 러버,
20 … 제2 코일 스프링

Claims (10)

  1. 케이스의 일단으로부터 돌출하여 펜 끝을 구성하는 심체(芯體)와,
    상기 심체에 접하는 단면을 가지고, 코일이 감겨진 제1 자성체와,
    상기 제1 자성체의 상기 심체 측과는 반대 측의 단면에 대해서, 단면끼리가 대향하도록 배치되는 제2 자성체와,
    상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체와의 대향하는 단면과의 사이에 개설(介設)되는 제1, 제2 탄성체를 구비하고,
    상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체와의 대향하는 단면 사이의 거리가 상기 심체를 통해서 인가되는 가압력에 의해서 변화함으로써, 가압력 감도를 가지는 펜형 좌표지시기에 있어서,
    가압력에 의해 적어도 상기 제1 탄성체가 탄성변형한 후, 상기 제1 자성체 단면 또는 상기 제2 자성체 단면은 상기 제2 탄성체에 접촉하며, 한층 더의 가압력에 의해 상기 제1 탄성체에 더하여 상기 제2 탄성체가 탄성변형함으로써, 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체와의 대향하는 단면 사이의 거리에 따른 가압력 감도를 가지는 것을 특징으로 하는 펜형 좌표지시기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단면 사이의 거리가 소정의 거리까지는 상기 제1 탄성체에 의해 정해지거나, 혹은, 상기 제1 탄성체와 상기 제2 탄성체에 의해 정해지는 제1 탄성계수에 따른 가압력 감도를 가지고,
    상기 단면 사이의 거리가 상기 소정의 거리보다 가깝게 되면, 상기 제1 탄성체와 상기 제2 탄성체에 의해 정해지는 제2 탄성계수에 따른 가압력 감도를 가지는 것을 특징으로 하는 펜형 좌표지시기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 탄성체 및 상기 제2 탄성체는 직렬로 접하고, 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체와의 대향하는 단면과의 사이에 개설되어 가압되는 것을 특징으로 하는 펜형 지시기.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 탄성체는 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체와의 대향하는 단면과의 사이에 개설되어 가압되는 것을 특징으로 하는 펜형 지시기.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제2 탄성체는 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체의 대향하는 단면의 적어도 한쪽에 마련되는 것을 특징으로 하는 펜형 지시기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 탄성체에는 볼록부 혹은 오목부가 마련되고, 상기 제2 탄성체가 마련되는 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체의 대향하는 단면에는 상기 제2 탄성체의 볼록부 혹은 오목부에 대응하는 오목부 혹은 볼록부가 마련되며, 대응하는 볼록부와 오목부가 끼워맞춤하여 고착되는 것을 특징으로 하는 펜형 지시기.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 탄성체는 스프링 부재이며, 상기 제2 탄성체는 고무 부재인 것을 특징으로 하는 펜형 지시기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 탄성체의 스프링 부재는 상기 제2 자성체의 외주에 배치되고, 가압력에 의해 상기 제2 자성체는 상기 스프링 부재 안을 이동하여 상기 제2 탄성체에 접하는 것을 특징으로 하는 펜형 지시기.
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 탄성체 및 상기 제2 탄성체의 변형에 따라 누르기 압력 감도가 변화하는 것을 특징으로 하는 펜형 지시기.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 자성체의 단면 또는 상기 제2 자성체의 단면과 상기 제2 탄성체와의 접촉 전보다도 접촉 후의 쪽이 누르기 압력에 대한 필압변화량이 작은 것을 특징으로 하는 펜형 지시기.
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