KR20130116203A

KR20130116203A - 위치지시기

Info

Publication number: KR20130116203A
Application number: KR1020130040308A
Authority: KR
Inventors: 야스유키 후쿠시마; 히로유키 후지츠카
Original assignee: 가부시키가이샤 와코무
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2013-10-23
Also published as: CN203178942U; US9151586B2; EP2650761A3; US20130269446A1; JP5991735B2; TW201403399A; US20150370355A1; EP2650761B1; US9377881B2; CN103376923A; CN103376923B; EP2650761A2; JP2013222268A

Abstract

[과제] 케이스로의 직접적인 스트레스의 인가를 방지함과 아울러, 보다 가는 형상으로 할 수 있는 위치지시기를 제공한다.
[해결수단] 통 모양의 케이스의 중공부 내에 케이스의 축심방향을 길이방향으로서 수납되는 홀더를 구비한다. 홀더는 심체를 유지하여 선단방향으로의 이동을 규제하도록 맞물리는 심체 맞물림부와, 심체에 인가되는 가압력을 받도록 축심방향으로 감압용 부품을 배치하기 위한 부품 배치부와, 프린트기판의 길이방향을 축심방향으로 하는 상태에서, 프린트기판을 맞물려 놓는 프린트기판 재치부를 가진다. 심체 맞물림부와 부품 배치부에 의해서, 심체와 감압용 부품의 중심위치는 소정의 위치에서 합치하도록 유지한다. 심체와 프린트기판과 감압용 부품을 유지하여 놓은 홀더가 케이스 내에 수납되고, 심체로부터의 가압력을 프린트기판상의 회로소자에 의해 검출함으로써, 가압력의 검출을 가능하게 한다.

Description

위치지시기 {POSITION INDICATOR}

본 발명은 위치검출장치와 함께 사용되는, 예를 들면 펜 형상의 위치지시기에 관한 것이고, 특히, 위치지시기의 선단부에 인가된 압력을 검출하는 기능을 구비하는 것에 관한 것이다.

최근, 타블렛형 PC(퍼스널 컴퓨터) 등의 입력 디바이스로서 위치입력장치가 이용되고 있다. 이 위치입력장치는, 예를 들면, 펜형으로 형성된 위치지시기와, 이 위치지시기를 이용하여, 포인팅 조작이나 문자 및 그림 등의 입력을 행하는 입력면을 가지는 위치검출장치로 구성된다.

도 15에 종래의 펜형의 위치지시기(100)의 개략 구성의 일례를 나타낸다. 이 도 15의 예의 위치지시기(100)는, 특허문헌 1(일본국 특개2002-244806호 공보)에 기재되어 있는 것으로, 전자유도방식의 위치검출장치용인 것이다. 이 예의 위치지시기(100)는 회로구성으로서, 페라이트 코어(ferrite core)(104)와, 페라이트 칩(ferrite chip)(102)을 가지며, 페라이트 코어(104)에 감겨진 코일(105)에 대해서, 1 이상의 공진용 콘덴서(115)가 접속되어 이루어지는 공진회로를 구비한다.

도 15는 위치지시기(100)의 단면도이지만, 설명을 위해, 코일(105)은 페라이트 코어(104)에 감겨진 상태를 나타내고 있다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 위치지시기(100)는 코일(105)이 감겨져서 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 등의 탄성재료를 영문자 「O」 모양으로 형성하여 이루어지는 링 모양의 탄성부재이다. 또, 위치지시기(100)는, 상술한 부분의 외에, 도 15에 나타낸 바와 같이, 기판홀더(113), 기판(114), 공진용 콘덴서(115), 이 공진용 콘덴서(115)와 코일(105)을 접속하여 공진회로를 구성하기 위한 접속선(116), 링형 필름(117), 완충부재(118)가 중공의 케이스(이하, '케이스'라 함)(111) 내에 수납되고, 캡(112)에 의해 그들의 위치가 고정되어 있다.

그리고, 펜 끝을 구성하는 심체(101)가 맞닿게 되는 페라이트 칩(102)이 심체(101)에 가해지는 가압력에 따라서 페라이트 코어(104)에 접근하면, 이것에 따라 코일(105)의 인덕턴스(inductance)가 변화하고, 공진회로의 코일(105)로부터 송신되는 전파의 위상(공진주파수)이 변화하는 구성으로 되어 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2002-244806호 공보

도 15에 나타낸 구성의 종래의 위치지시기(100)에서는, 탄성의 O링(103)을 포함하는 케이스(111) 내부의 부품은 케이스(111)에 대해서 직접적으로 편의력(偏倚力)(스트레스)을 인가하는 상태에서 직접적으로 케이스(111) 내에 수납되어 있다.

이 때문에, 도 15에 나타낸 펜형의 위치지시기(100)는 잘못하여 낙하시켜 버리거나 하여 케이스(111)에 충격이 가해지면, 그 충격이 내부로 전달되어, O링(103), 페라이트 코어(104), 페라이트 칩(102) 등의 각 부품의 위치어긋남이 발생한다. 그러면, 그 각 부품의 위치어긋남에 의해, 회로정수(回路定數, circuit constant)의 변화를 일으켜, 정상적으로 사용할 수 없게 될 우려가 있었다. 특히 페라이트 코어를 포함하는 경우, 페라이트 코어가 충격에 의해 파손하거나 중심축이 어긋나거나 함으로써, 정수가 변화하여, 페라이트 칩(102)의 근접에 의한 인덕턴스의 변화가 소망의 것으로 되지 않는 경우가 있었다.

또, 케이스(111) 내부에 수납하는 부품 및 당해 부품으로 구성되는 내부회로는 일반적으로 조정이 필요하다. 그런데, 도 15의 구성의 종래의 위치지시기(100)의 경우, 탄성의 O링(103)을 포함하는 부품이 케이스(111)에 대해서 직접적으로 스트레스를 인가하는 상태에서 수납되어 있으므로, 조정을 케이스(111)에 수납하기 전에 행해도 상기 스트레스에 의해서 케이스(111) 내에 수납했을 때에 정수가 변화해 버린다. 이 때문에, 조정을 케이스(111)에 수납하기 전에 행해도 케이스(111) 내에 수납한 상태에서의 재조정이 필요해 버린다고 하는 문제가 있었다.

또, 케이스(111)에 대해서 직접적으로 편의력(스트레스)을 인가하는 상태에서 부품군이 수납되는 구성인 경우, 경년(經年)변화나 가혹한 고온상태에서의 사용에서는, 위치지시기(100)의 케이스(111)가 바나나 형상으로 구부러져 버릴 우려가 있다고 하는 문제도 있었다.

그래서, O링(103) 등의 탄성적으로 편의하는 부분의 부품군을 미리 모듈화하여 조직한 후, 다른 부품과 조합함으로써, 케이스(111)에 상기의 탄성적인 편의력이 직접적으로는 가해지지 않도록 하는 연구가 이용되고 있었다.

한편, 최근, 펜형의 위치지시기는 PDA나 고기능의 휴대전화단말 등의 휴대형 전자기기의 소형화에 수반하여, 보다 가는 형상인 것이 요구되게 되어 있다. 그런데, 탄성적으로 편의하는 부분의 부품군을 미리 조직하여 모듈화 부품으로 했을 경우, 모듈화 부품을 소형화하는 것이 곤란하고, 펜형의 위치지시기를 가늘게 할 때의 지장이 되어 버린다고 하는 문제가 있었다. 또, 소정의 부품군을 조직하여 모듈화한 부품을 조직할 때에는, 그 조직에 시간이 걸린다. 따라서, 작업자는, 모듈화 부품을, 시간을 들여 조직한 후, 다른 부품과 조합하고, 케이스(111) 내에 배치하도록 해야 하여, 생산성이 나쁘다고 하는 문제도 있었다.

본 발명은 이상의 문제점를 감안하여, 케이스로의 직접적인 스트레스의 인가를 방지함과 아울러, 상술과 같은 문제를 회피하여, 보다 가는 형상으로 할 수 있는 위치지시기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,

통 모양의 케이스와,

상기 케이스의 한쪽의 개구단 측으로부터 선단이 돌출하도록, 상기 케이스 내에 배치되는 심체와,

상기 케이스 내에 배치되고, 상기 심체의 상기 선단에 대해서 인가되는 가압력을 검출하기 위한 회로소자가 마련된 프린트기판과,

상기 선단에 대해서 인가되는 가압력에 따른 상기 심체의 상기 케이스의 축심(軸芯)방향의 변위를 검출하기 위한 1 또는 복수의 감압용 부품과,

상기 케이스의 중공부 내에, 상기 케이스의 축심방향을 길이방향으로서 수납되는 홀더를 구비하고,

상기 홀더는,

상기 심체를 유지하여 상기 선단방향으로의 이동을 규제하도록 맞물리는 심체 맞물림부와,

상기 심체에 인가되는 가압력을 받도록 상기 축심방향으로 상기 1 또는 복수의 감압용 부품을 배치하기 위한 부품 배치부와,

상기 프린트기판의 길이방향을 상기 축심방향으로 하는 상태에서, 상기 프린트기판을 맞물려 놓는 프린트기판 재치부를 가지고,

상기 심체 맞물림부와 상기 부품 배치부에 의해서, 상기 심체와 상기 감압용 부품의 상기 중심위치는 소정의 위치에서 합치(合致)하도록 유지되며,

상기 심체와 상기 프린트기판과 상기 감압용 부품을 유지하여 놓은 상기 홀더가 상기 케이스 내에 수납되고,

상기 심체로부터의 가압력을 상기 프린트기판상의 회로소자에 의해 검출함으로써, 상기 가압력의 검출을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 위치지시기를 제공한다.

상기의 구성의 본 발명에 의한 위치지시기에 의하면, 홀더에, 심체와 감압용 부품과 프린트기판을 배치하여 유지시킨 것을, 케이스의 내부에 수납하도록 한다. 이 경우에, 심체에 인가되는 가압력을 받아 편의하는 감압용 부품은 부품 배치부에 배치되어 홀더에 유지되기 때문에, 케이스에 대해서 편의력이 직접적으로는 인가되지 않는 구조가 된다.

그리고, 본 발명의 위치지시기에서는, 부품 배치부에 배치하는 것만으로, 각 부품의 중심위치가 홀더에 대해서 소정의 위치가 되도록 유지된다. 이 중심위치는 홀더에 유지된 상태의 심체의 중심선위치와 일치하고 있다.

따라서, 본 발명의 위치지시기에 의하면, 충격이 케이스에 가해졌을 때에도, 홀더에 유지된 심체와 감압용 부품의 중심선위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 또, 케이스에 대해서, 내부 부품에 의한 편의력이 직접적으로는 인가되지 않는 구조가 되므로, 홀더에 유지한 부품에 대해서 조정을, 케이스에 수납하기 전에 행해도, 케이스에 수납 후에 재조정을 할 필요는 없다. 또, 경년 변화나 가혹한 고온 상태에서 사용되어도, 케이스가 바나나 모양으로 변형해 버리는 것도 방지된다.

또한, 본 발명의 위치지시기에서는, 상술한 바와 같이, 심체에 인가되는 가압력을 받아 편의하는 감압용 부품은 부품 배치부에 심체에 대해서 축선방향으로 늘어놓아 배치하는 것만으로 홀더에 유지된다. 따라서, 감압용 부품을 모듈화 부품으로 하지 않고, 위치지시기의 세형화(細型化)에 대응하는 부품으로서 늘어놓도록 할 수 있으므로, 위치지시기의 세형화가 가능하게 된다.

또, 홀더에 심체와 감압용 부품과 프린트기판을 배치한 후, 그 홀더를 케이스 내에 수납하도록 하는 것만으로 되므로, 위치지시기의 제조의 작업성도 향상한다.

본 발명에 의하면, 홀더에, 심체와 감압용 부품과 프린트기판을 배치하여 유지시킨 것을, 케이스의 내부에 수납하는 구조로 한 것에 의해, 케이스로의 직접적인 스트레스의 인가를 방지할 수 있음과 아울러, 제조의 작업성이 향상하며, 세형화가 가능한 위치지시기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 위치지시기의 제1 실시형태의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 위치지시기의 실시형태와, 당해 위치지시기와 함께 사용하는 위치검출장치를 구비하는 전자기기의 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 위치지시기의 실시형태 및 위치검출장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명에 의한 위치지시기의 제1 실시형태의 주요부의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 위치지시기의 제1 실시형태의 주요부의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 위치지시기의 제1 실시형태의 주요부의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 위치지시기의 제2 실시형태의 주요부의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 위치지시기의 제3 실시형태의 주요부의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 위치지시기의 제3 실시형태의 주요부의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 위치지시기의 제3 실시형태의 변형예의 주요부의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 의한 위치지시기의 제4 실시형태의 주요부의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명에 의한 위치지시기와 함께 사용되는 정전용량방식의 센서의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명에 의한 위치지시기의 제4 실시형태에서 이용하는 감압용 부품의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명에 의한 위치지시기의 제4 실시형태에서 이용하는 감압용 부품의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 종래의 위치지시기의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 의한 위치지시기의 몇 개의 실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1 실시형태]

도 1은 본 발명에 의한 위치지시기의 제1 실시형태를 설명하기 위한 도면이다. 또, 도 2는 이 제1 실시형태의 위치지시기(1)를 이용하는 전자기기(200)의 일례를 나타내는 것으로, 이 예에서는, 전자기기(200)는, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시장치의 표시화면(200D)을 구비하는 고기능 휴대전화단말이며, 표시화면(200D)의 하부(이면 측)에 전자유도방식의 위치검출장치(202)를 구비하고 있다.

그리고, 이 예의 전자기기(200)의 케이스에는 펜 형상의 위치지시기(1)를 수납하는 수납오목구멍(201)을 구비하고 있다. 사용자는, 필요에 따라서, 수납오목구멍(201)에 수납되어 있는 위치지시기(1)를, 전자기기(200)로부터 취출하여, 표시화면(200D)에서 위치지시조작을 행한다.

전자기기(200)에서는, 표시화면(200D)상에서, 펜 형상의 위치지시기(1)에 의해 위치지시조작이 되면, 표시화면(200D)의 하부에 마련된 위치검출장치(202)가 위치지시기(1)에서 조작된 위치 및 필압을 검출하고, 전자기기(200)의 위치검출장치(202)가 구비하는 마이크로 컴퓨터가 표시화면(200D)에서의 조작위치 및 필압에 따른 표시처리를 시행한다.

도 1은 이 실시형태의 위치지시기(1)의 전체의 개요를 나타내는 것이다. 이 도 1은 설명을 위해서 위치지시기(1)의 케이스(2)만을 파단(破斷)하여, 그 내부를 나타낸 것이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 위치지시기(1)는 축심방향으로 가늘고 길고, 한쪽이 닫힌 바닥이 있는 원통 모양의 케이스를 구성하는 케이스(2)를 구비한다. 이 케이스(2)는, 예를 들면 수지 등으로 이루어지는 것으로, 내부에 중공부을 가지는 원통 형상으로 구성되어 있다.

그리고, 이 실시형태에서는, 이 케이스(2)의 중공부 내에, 후술하는 바와 같이, 심체(4)와, 감압용 부품(필압검출용 부품)(5)과, 프린트기판(6)을 유지한 홀더(3)가 수납된다. 홀더(3)는, 예를 들면 수지에 의해 구성된다. 또, 이 예에서는, 심체(4)는 돌출부재(펜 끝 부재)(41)와 페라이트 코어(42)로 구성되어 있다. 또, 감압용 부품(5)은 페라이트 칩(51)과, 코일 스프링(52)과, 탄성체, 이 예에서는 실리콘 고무(53)로 구성되어 있다. 또한, 페라이트 코어(42)는 제1 자성체의 일례이며, 페라이트 칩(51)은 제2 자성체의 일례이다.

이 케이스(2)의 축심방향의 일단 측이 펜 형상의 위치지시기의 펜 끝 측으로 되어 있으며, 이 케이스(2)의 펜 끝 측에는 돌출부재(펜 끝 부재)(41)를 외부로 돌출시키기 위한 관통구멍(21)을 구비한다.

그리고, 위치지시기(1)의 케이스(2) 내의 펜 끝 측에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 돌출부재(41)를, 그 일부가 관통구멍(21)을 통해서 돌출시키는 상태로 수납시킨다. 돌출부재(41)는 가드(guard)부(41a)를 구비하고, 이 가드부(41a)가 케이스(2)에 맞물려, 돌출부재(41)가 관통구멍(21)으로부터 이탈해 버리지 않도록 하고 있다. 또한, 돌출부재(41)는 조작면에 맞닿아 사용되는 경우의 마찰에 대한 내성을 고려하여, 폴리아세탈수지(듀라콘(DURACON)) 등의 합성수지제이다.

그리고, 케이스(2) 내의, 이 돌출부재(41)의 돌출 측과는 반대 측에는, 인덕턴스소자의 일례로서의 위치지시코일(43)이 감겨진 자성재료의 일례로서의 페라이트 코어(42)가 배치된다. 페라이트 코어(42)는, 이 예에서는, 원기둥 형상을 구비한다.

심체(4)의 일부를 구성하는 페라이트 코어(42)는 위치지시코일(43)의 권회(卷回)부분보다도 지름이 큰 가드부(42a)를 돌출부재(41) 측과는 반대 측에 구비하고, 이 가드부(42a)의 부분이 홀더(3)의 심체 맞물림부(31)에서 맞물림으로써, 홀더(3)에 의해 맞물려 유지된다.

또, 홀더(3)는, 심체(4)와는 반대 측에서, 심체 맞물림부(31)와 연속하도록 형성되어 있는 부품 배치부(32)를 구비하며, 또한, 이 부품 배치부(32)에 연속하도록 형성되어 있는 프린트기판 재치(載置)부(33)를 구비한다. 그리고, 부품 배치부(32)에는 감압용 부품(5)을 구성하는 페라이트 칩(51), 코일 스프링(52) 및 실리콘 고무(53)가 프린트기판(6) 측으로부터 심체(4) 측을 향하는 방향에 따르는 축선방향으로, 차례차례 늘어놓여 유지된다. 또한, 홀더(3)의 프린트기판 재치부(33)에는 프린트기판(6)이 놓인다.

홀더(3)의 상세한 구성 및 심체(4), 감압용 부품(5) 및 프린트기판(6)이 홀더(3)에 유지 및 놓이는 구성에 대해서는, 다음에 상세히 설명한다.

프린트기판(6)은 케이스(2)의 내경보다도 좁은 폭을 가지고, 가늘고 긴 직사각형 형상으로 되어 있다. 도시는 생략하지만, 위치지시코일(43)의 일단 및 타단은 이 프린트기판(6)에 형성되어 있는 도전패턴에, 예를 들면 납땜된다.

이 프린트기판(6)에는 눌러 내려졌을 때에 온이 되고, 눌러 내림을 정지하면 오프로 돌아오는 푸쉬 스위치(11)가 마련되어 있음과 아울러, 위치지시코일(43)과 공진회로를 구성하는 콘덴서(12, 13)가 마련되어 있다. 콘덴서(12)는, 이 예에서는, 정전용량의 조정이 가능한 트리머(trimmer) 콘덴서이다. 또한, 프린트기판(6)에는 도시를 생략하는 도체패턴이 형성되며, 콘덴서(12)가 위치지시코일(43)에 병렬로 접속됨과 아울러, 콘덴서(13)와 푸쉬 스위치(11)가 직렬로 접속되고, 그 콘덴서(13)와 푸쉬 스위치(11)와의 직렬회로가 위치지시코일(43)에 병렬로 접속된다.

그리고, 이 예에서는, 위치지시기(1)의 케이스(2)의 측둘레면의, 푸쉬 스위치(11)에 대응하는 위치에는 관통구멍(14)(도 2 참조)이 뚫려 있고, 스위치(11)의 눌러내림 조작자(16)가 이 관통구멍(14)을 통해서 당해 푸쉬 스위치(11)를 눌러 내릴 수 있도록 노출되게 되어 있다. 이 경우, 눌러내림 조작자(16)에 의한 푸쉬 스위치(11)의 눌러내림 조작에 대해서는, 위치검출장치(202)를 구비하는 전자기기(2) 측에서 소정의 기능이 할당 설정된다. 예를 들면, 이 예의 전자기기(200)에서는, 눌러내림 조작자(16)에 의한 푸쉬 스위치(11)의 눌러내림 조작은 마우스 등의 포인팅 디바이스에서의 클릭 조작과 동일한 조작으로서 할당 설정이 가능하다.

공진회로의 일부를 구성하는 콘덴서(12, 13)는, 이 예에서는 칩 부품으로서 프린트기판(6)에 배치된다. 그리고, 이 실시형태에서는, 트리머 콘덴서(12)의 정전용량이 조정됨으로써, 공진회로의 공진주파수가 조정된다.

또한, 케이스(2)의 펜 끝 측과는 반대 측은 덮개(17)가 케이스(2)에 끼워맞춤하도록 장착됨으로써, 폐색(閉塞)된다. 이 예에서는, 덮개(17)의 케이스(2)의 중공부에 위치하는 면의 거의 중앙부에는 오목부(17a)가 형성되어 있다. 한편, 홀더(3)의 축심방향의 덮개(17) 측의 단부(34)에는 오목부(17a)에 끼워맞춤하는 돌기부(34a)가 마련되어 있다. 그리고, 케이스(2)에 대해서 덮개(17)가 장착됨으로써, 오목부(17a)와 돌기부(34a)가 끼워맞춤하고, 이 끼워맞춤에 의해, 홀더(3)는 그 중심선위치가 통 모양의 케이스(2)의 중심선위치와 일치하는 상태에서, 케이스(2) 내에 맞물린다.

이 경우, 후술도 하는 바와 같이, 케이스(2)의 축심방향으로 탄성적으로 편의하는 감압용 부품(5)은 홀더(3)의 심체 맞물림부(31)에 의해 맞물리는 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)와, 홀더(3)의 프린트기판 재치부(33)와의 사이의 부품 배치부(32)에 유지되어, 탄성적인 편의가 홀더(3) 내에서만 발생하도록 구성되므로, 케이스(2)에는 감압용 부품(5)의 탄성적인 편의에 의한 스트레스는 가해지지 않는 상태가 된다.

[전자기기(200)에서의 위치검출을 위한 회로구성]

다음으로, 상술의 실시형태의 위치지시기(1)를 이용하여 지시위치의 검출 및 필압의 검출을 행하는 전자기기(200)의 위치검출장치(202)에서의 회로구성예에 대해서, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 위치지시기(1) 및 전자기기(200)가 구비하는 위치검출장치(202)의 회로구성예를 나타내는 블럭도이다.

위치지시기(1)는 상술한 바와 같이 위치지시코일(43)과 콘덴서(12, 13)로 이루어지는 공진회로를 구비한다. 이 공진회로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 인덕턴스소자로서의 위치지시코일(43)과, 칩 부품에 의해 구성되는 트리머 콘덴서(12)가 서로 병렬로 접속됨과 아울러, 푸쉬 스위치(11)와 칩 부품으로 이루어지는 콘덴서(13)와의 직렬회로가 더욱 병렬로 접속되어 구성된다.

이 경우, 푸쉬 스위치(11)의 온·오프에 따라서, 콘덴서(13)의, 병렬 공진회로로의 접속이 제어되고, 공진주파수가 변화한다. 위치검출장치(202)에서는, 후술하는 바와 같이, 위치지시기(1)로부터의 신호의 위상변화를 검출함으로써 주파수 변화를 검출하여, 푸쉬 스위치(11)가 눌렸는지 여부를 검출하도록 한다.

전자기기(200)의 위치검출장치(202)에는 X축방향 루프코일군(211X)과, Y축방향 루프코일군(212Y)이 적층되어 위치검출코일이 형성되어 있다. 각 루프코일군(211X, 212Y)은, 예를 들면, 각각 n, m개의 직사각형의 루프코일로 이루어져 있다. 각 루프코일군(211X, 212Y)을 구성하는 각 루프코일은 등간격으로 늘어서 차례차례 서로 겹치도록 배치되어 있다.

또, 위치검출장치(202)에는 X축방향 루프코일군(211X) 및 Y축방향 루프코일군(212Y)이 접속되는 선택회로(213)가 마련되어 있다. 이 선택회로(213)는 2개의 루프코일군(211X, 212Y) 중 1의 루프코일을 차례차례 선택한다.

또한, 위치검출장치(202)에는 발진기(221)와, 전류 드라이버(222)와, 변환접속회로(223)와, 수신앰프(224)와, 검파기(225)와, 저역필터(226)와, 샘플홀드회로(227)와, A/D변환회로(228)와, 동기(同期)검파기(229)와, 저역필터(230)와, 샘플홀드회로(231)와, A/D변환회로(232)와, 처리제어부(233)가 마련되어 있다. 처리제어부(233)는 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되어 있다.

발진기(221)는 주파수 f0의 교류신호를 발생한다. 그리고, 발진기(221)는 발생한 교류신호를 전류 드라이버(222)와 동기검파기(229)에 공급한다. 전류 드라이버(222)는 발진기(221)로부터 공급된 교류신호를 전류로 변환하여 변환접속회로(223)로 송출한다. 변환접속회로(223)는 처리제어부(233)로부터의 제어에 의해, 선택회로(213)에 의해서 선택된 루프코일이 접속되는 접속처(송신 측 단자(T), 수신 측 단자(R))를 전환한다. 이 접속처 가운데, 송신 측 단자(T)에는 전류 드라이버(222)가, 수신 측 단자(R)에는 수신앰프(224)가 각각 접속되어 있다.

선택회로(213)에 의해 선택된 루프코일에 발생하는 유도전압은 선택회로(213) 및 변환접속회로(223)를 통하여 수신앰프(224)로 보내진다. 수신앰프(224)는 루프코일로부터 공급된 유도전압을 증폭하고, 검파기(225) 및 동기검파기(229)로 송출한다.

검파기(225)는 루프코일에 발생한 유도전압, 즉 수신신호를 검파하고, 저역필터(226)로 송출한다. 저역필터(226)는 상술한 주파수 f0보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있고, 검파기(225)의 출력신호를 직류신호로 변환하여 샘플홀드회로(227)로 송출한다. 샘플홀드회로(227)는 저역필터(226)의 출력신호의 소정의 타이밍, 구체적으로는 수신기간 중의 소정의 타이밍에서의 전압값을 유지하고, A/D(Analog to Digital)변환회로(228)로 송출한다. A/D변환회로(228)는 샘플홀드회로(227)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하며, 처리제어부(233)로 출력한다.

한편, 동기검파기(229)는 수신앰프(224)의 출력신호를 발진기(221)로부터의 교류신호로 동기검파하고, 그들 사이의 위상차이에 따른 레벨의 신호를 저역필터(230)로 송출한다. 이 저역필터(230)는 주파수 f0보다 충분히 낮은 차단 주파수를 가지고 있으며, 동기검파기(229)의 출력신호를 직류신호로 변환하여 샘플홀드회로(231)로 송출한다. 이 샘플홀드회로(231)는 저역필터(230)의 출력신호의 소정의 타이밍에서의 전압값을 유지하고, A/D(Analog to Digital)변환회로(232)로 송출한다. A/D변환회로(232)는 샘플홀드회로(231)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하고, 처리제어부(233)로 출력한다.

처리제어부(233)는 위치검출장치(202)의 각 부를 제어한다. 즉, 처리제어부(233)는 선택회로(213)에서의 루프코일의 선택, 변환접속회로(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)로부터 일정한 송신계속시간을 가지고 전파를 송신시킨다.

X축방향 루프코일군(211) 및 Y축방향 루프코일군(212)의 각 루프코일에는 위치지시기(1)로부터 송신되는 전파에 의해서 유도전압이 발생한다. 처리제어부(233)는 이 각 루프코일에 발생한 유도전압의 전압값의 레벨에 근거하여 위치지시기(1)의 X축방향 및 Y축방향의 지시위치의 좌표값을 산출한다. 또, 처리제어부(233)는 송신한 전파와 수신한 전파와의 위상차이에 따른 신호의 레벨에 근거하여, 푸쉬 스위치(111)가 눌러 내려졌는지 여부를 검출한다.

이와 같이 하여, 위치검출장치(202)에서는 접근한 위치지시기(1)의 위치를 처리제어부(233)로 검출할 수 있다. 게다가, 수신한 신호의 위상(주파수 편이)을 검출함으로써, 위치지시기(1)에서 눌러내림 조작자(16)가 눌러 내려졌는지 여부를 검출할 수 있다.

[홀더(3)의 구성 및 각 부품의 유지의 구성]

도 4는 위치지시기(1)의 케이스(2)의 내부에 수납되는 부분의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 도 4의 (B)는 홀더(3)의 사시도이며, 또, 도 4의 (A)는 홀더(3)에 유지되는 부품을, 케이스(2)의 축심방향으로, 홀더(3)에 배치되는 순으로 나타낸 도면이며, 또한, 도 4의 (C)는 홀더(3)에, 페라이트 코어(42), 감압용 부품(5) 및 프린트기판(6)을 배열하여 유지 및 재치하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 홀더(3)에 유지되는 부품은 심체(4) 중 페라이트 코어(42)(위치지시코일(43)이 감겨져 있음)와, 감압용 부품(5)의 전체이며, 이 예에서는, 프린트기판(6)은 홀더(3)에 놓인다.

감압용 부품(5)은 펜 끝 측을 기점(基点)으로 하면, 실리콘 고무(53), 코일 스프링(52), 페라이트 칩(51)의 순서로 배치된다. 또한, 도 4의 (A)에서, 페라이트 칩(51)의 다음에 배치되는 봉상(棒狀)부재(54)는, 후술하는 바와 같이, 감압용 부품(5)의 페라이트 칩(51)을 당해 페라이트 칩(51)의 중심선위치와, 홀더(3)의 중심선위치가 일치하는 상태에서, 홀더(3)에 맞물리게 하기 위한 맞물림용 부재이다.

홀더(3)는, 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 케이스(2)의 중공부에 대응한 원통을, 축심방향을 따라서, 부분적으로 잘라낸 축심방향에 수직인 방향으로 개구부를 구비한다. 그리고, 이 홀더(3)의 심체 측이 되는 단부에 심체 맞물림부(31)가 형성된다. 또, 이 심체 맞물림부(31)와 연속하도록 하여 상기 개구부를 가지고, 감압용 부품(5)을 배치하기 위한 부품 배치부(32)가 홀더(3)에 형성된다. 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 심체 맞물림부(31) 및 부품 배치부(32)는 적어도 케이스(2)의 중공부에 대응한 원통의 둘레 측면 중 180도 각(角)간격만큼, 혹은 그 이상의 각범위만큼을 구비한다.

또, 이 홀더(3)의 덮개(17) 측의 단부(34)는 케이스(2)의 중공부에 대응한 원통을 폐색하는 원형벽부로서 형성되어 있다. 그리고, 이 홀더(3)의 단부(34)와 부품 배치부(32)와의 사이에 프린트기판 재치부(33)가 형성된다. 이 프린트기판 재치부(33)는 가늘고 긴 프린트기판(6)의 형상에 따른 가늘고 긴 재치(載置)평면(33a)을 구비함과 아울러, 프린트기판(6)을, 끼워 지지하여 맞물림 유지하는 맞물림부(33b)가 단부(34)에 형성되어 있다. 프린트기판 재치부(33)의 재치평면(33a)의 길이방향의 길이는 프린트기판(6)의 길이방향의 길이와 대략 같거나 혹은 약간 큰 길이로 되어 있다.

도 5는 홀더(3)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 5의 (A)는 홀더(3)를 프린트기판 재치부(33)의 재치평면(33a)에 직교하는 방향에서 본 상면도, 도 5의 (B)는 프린트기판 재치부(33)의 재치평면(33a)에 평행한 방향에서 측면도, 도 5의 (C)는 도 5의 (A)에서의 A-A단면도, 도 5의 (D)는 도 5의 (B)의 측면도에서, 홀더(3)를 단부(34) 측으로부터 축심방향으로 본 도면, 도 5의 (E)는 도 5의 (C)에서의 B-B단면도이다.

또, 도 6은 홀더(3)의 심체 유지부(31) 및 부품 배치부(32)에서의 페라이트 코어(42) 및 감압용 부품(5)의 수납 유지 상태를 설명하기 위한 도면이다. 이 도 6은, 설명을 위해서, 홀더(3)는 도 5의 (C)에 나타낸 단면도 상태로 하고 있다.

도 4, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 심체 맞물림부(31)의 내경은 위치지시코일(43)이 감겨지는 페라이트 코어(42)의 부분의 지름보다도 약간 크게 선정되어 있다. 그리고, 이 심체 맞물림부(31)와 연속적으로 부품 배치부(32)가 형성되지만, 부품 배치부(32)의 심체 맞물림부(31)와의 연결 부분은 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 외경보다도 약간 큰 내경을 가지도록 구성되어, 심체 맞물림부(31)와 부품 배치부(32)와의 연결 부분에 단차부(31a)가 형성된다.

페라이트 코어(42)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 그 가드부(42a)가 심체 맞물림부(31)보다도 부품 배치부(32) 측에 배치됨으로써, 단차부(31a)에 의해, 홀더(3)로부터 축심방향의 펜 끝 측으로 빠지지 않도록 맞물려 있다. 또, 부품 배치부(32)에서는, 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)도 그 내부에 삽입 가능하게 되도록 잘라내어 있지만, 심체 맞물림부(31)에서는 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의, 180도 각간격보다 큰 각범위만큼을 유지하도록 형성되어 있다. 이 때문에, 페라이트 코어(42)는 그 중심선위치가 홀더(3)의 가상 원통의 중심선위치와 일치하는 상태에서, 축심방향에 직교하는 방향으로도, 심체 맞물림부(31)로부터 이탈하지 않게 유지된다.

감압용 부품(5) 중 실리콘 고무(53)는, 도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 돌기부(53a)를 구비한다. 한편, 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 단면에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 실리콘 고무(53)의 돌기부(53a)가 끼워맞춤되는 오목구멍(42b)을 구비한다. 실리콘 고무(53)는 그 돌기부(53a)를 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 오목구멍(42b)에 압입(壓入) 끼워맞춤함으로써, 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 단면에 장착된다. 이 실리콘 고무(53)의 외경은 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 단면의 지름보다도 작게 선정되어 있다.

부품 배치부(32)에서는, 코일 스프링(52)에 의해, 페라이트 칩(51)의 단면이 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 단면에 장착된 실리콘 고무(53)와의 사이에 소정의 공극(空隙)(Ar)을 형성하는 상태에서, 감압용 부품(5)이 유지된다.

이 때문에, 부품 배치부(32)는, 도 4, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 페라이트 칩(51)의 가드부(51a)의 단면이 충합(衝合)하여, 축심방향의 단부(34) 측으로 이동하지 않도록 하기 위한 벽부(32a)를 구비한다. 이 벽부(32a)의 홀더(3)의 가상적인 통 모양 형상의 중심위치에는, 후술하는 바와 같이, 봉상부재(54)가 삽입 통과되는 관통구멍(32f)이 형성되어 있다.

또, 부품 배치부(32)에는 이 벽부(32a)로부터 심체 맞물림부(31) 측을 향하는 방향에서, 페라이트 칩(51)의 가드부(51a)의 두께분의 거리만큼, 당해 가드부(51a)의 외경에 동일한 내경 혹은 약간 큰 내경의 끼워맞춤 오목부(32b)가 형성되어 있다.

그리고, 이 끼워맞춤 오목부(32b)보다도 심체 맞물림부(31) 측에는 페라이트 칩(51)의 가드부(51a)를 제외한 소경(小徑)부의 외경에 동일하거나, 혹은 약간 큰 내경의 단부(32c)가 형성되어 있다. 이 단부(32c)보다도 더욱 심체 맞물림부(31) 측의 부분은 단차부(31a)를 형성하기 위해서 내경이 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)보다도 약간 크게 된 부분과 동일한 내경으로 된 코일 배치부(32d)로 이루어진다.

이 코일 배치부(32d)의 축심방향의 길이는 심체 맞물림부(31)와의 단차부(31a)의 위치로부터, 당해 코일 배치부(32d)와 단부(32c)와의 사이에 형성되는 단차부(32e)의 위치까지의 사이의 길이가 된다. 그리고, 이 코일 배치부(32d)의 축심방향의 길이는, 상술한 바와 같이, 페라이트 칩(51)의 가드부(51a)와는 축심방향으로 반대 측의 단면이 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 단면에 장착된 실리콘 고무(53)와의 사이에 소정의 공극(Ar)을 형성하는 상태에서, 감압용 부품(5)을 유지할 수 있는 길이로 이루어진다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 이 코일 배치부(32d)의 심체 맞물림부(31) 측에는 실리콘 고무(53)가 가드부(42a)의 단면에 장착된 페라이트 코어(42)가 배치된다. 또, 부품 배치부(32)의 끼워맞춤 오목부(32b)에 페라이트 칩(51)의 가드부(51a)가 벽부(32a)에 충합(衝合)하는 상태에서 끼워맞춤된다. 가드부(51a)는 끼워맞춤 오목부(32b)와 단부(32c)와의 단차부에 의해, 축심방향의 이동이 불가하게 된다.

코일 스프링(52)은 실리콘 고무(53)보다도 큰 감김지름을 가지는 것으로 이루어져 있고, 이 때문에, 코일 스프링(52)의 탄성편의방향의 일단 측은, 도 1 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 실리콘 고무(53)를 그 감김지름 내에 수납하는 상태에서 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 단면에 충합한다. 한편, 코일 스프링(52)의 탄성편의방향의 타단 측은 단부(32c)와 코일 배치부(32d)와의 사이에서 형성되는 단차부(32e)에 충합한다. 이 코일 스프링(52)에 의해, 페라이트 코어(42)는, 상시, 펜 끝 측에 탄성적으로 편의되어, 심체 맞물림부(31)에 맞물림 유지되는 상태가 된다.

또한, 실제적으로는 작업자는 페라이트 코어(42)에 실리콘 고무(53)를 끼워맞춤하여 장착한 후, 코일 스프링(52)을 페라이트 칩(51)의 소경부에 장착하고, 또한 코일 스프링(52)의 감김지름 안에 실리콘 고무(53)를 넣도록 하여, 페라이트 코어(42)에 장착된 실리콘 고무(53)와 페라이트 칩(51)의 단면을 가(假)연결시키고, 그 상태에서, 홀더(3)의 부품 배치부(32)에 그 개구부 측으로부터 삽입한다. 이 경우에, 페라이트 칩(51)의 가드부(51a)는 끼워맞춤 오목부(32b) 내에 끼워맞춤하며, 또한, 코일 스프링(52)이 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 단면과, 단부(32c)와 코일 배치부(32d)와의 사이에서 형성되는 단차부(32e)에 충합하도록 삽입한다.

그러면, 부품 배치부(32) 내에, 그들 부품이 삽입된 상태에서는, 코일 스프링(52)에 의해, 페라이트 코어(42)가 상시, 심체 맞물림부(31) 측에 탄성적으로 편의되는 상태가 되며, 도 1 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 실리콘 고무(53)와 페라이트 칩(51)의 소경부의 단부와의 사이에 공극(Ar)이 발생하는 상태로 유지된다.

그리고, 페라이트 칩(51)의 가드부(51a)의 단면의 중심위치에는, 도 1 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 오목구멍(51b)이 형성되어 있고, 봉상부재(54)가 벽부(32a)의 관통구멍(32f)을 통해서 이 오목구멍(51b) 내에 끼워맞춤된다. 이것에 의해, 페라이트 칩(51)은 그 중심선위치가 홀더(3)의 가상적 통상체의 중심선위치에 일치하도록 유지된다.

그리고, 상술한 바와 같이, 페라이트 코어(42)는, 심체 맞물림부(31)에 의해, 그 중심선위치가 홀더(3)의 가상적 통상체의 중심선위치에 일치하도록 유지되어 있으므로, 부품 배치부(32)에 배치된 각 부품의 중심선위치는 모두 홀더(3)의 가상적 통상체의 중심선위치에 일치하도록 유지된다.

그리고, 프린트기판(6)은 홀더(3)의 프린트기판 재치부(33)의 재치평면(33a)에 놓임과 아울러, 그 단부(34) 측의 끝단 가장자리가 홀더(3)의 단부(34)에 마련되어 있는 맞물림부(33b)에 의해 끼워지지되어 맞물림과 아울러, 프린트기판(6)의 부품 배치부(32) 측의 끝단 가장자리는 봉상부재(54)로 끼워지지되도록 된다.

이상과 같이 하여, 위치지시코일(43)이 감겨진 페라이트 코어(42) 및 감압용 부품(5)이 홀더(3)에 유지되고, 또, 프린트기판(6)이 홀더(3)에 재치 및 맞물린 상태에서, 또한 페라이트 코어(42)의 선단에 돌출부재(41)를 장착한다. 그리고, 그 홀더(3)를 케이스(2)의 중공부 내에 삽입하고, 마지막으로, 덮개(17)로 케이스(2)를 폐색한다. 이 폐색시에는, 덮개(17)의 오목부(17a) 내에, 홀더(3)의 단부(34)에 형성되어 있는 돌기부(34a)가 끼워맞춤하며, 홀더(3)는 그 중심선위치가 통 모양의 케이스(2)의 중심선위치와 일치하는 상태에서 케이스(2) 내에 맞물린다.

그리고, 위치지시기(1)의 사용자에 의해, 펜 끝을 구성하는 돌출부재(41)에 가압력(필압)이 인가되면, 그 가압력에 따라서, 돌출부재(41)가 결합되어 있는 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 단면이 코일 스프링(52)의 편의력에 저항하여, 페라이트 칩(51) 측에 편의하여 접근한다. 그러면, 이것에 따라 위치지시코일(43)의 인덕턴스가 변화하고, 공진회로의 코일(43)로부터 송신되는 전파의 위상(공진주파수)이 변화한다.

그리고, 또한, 가압력이 커지면, 페라이트 칩(51)의 단면이 실리콘 고무(53)에 맞닿고, 이 실리콘 고무(53)를 탄성편의시킨다. 이것에 의해, 실리콘 고무(53)의 탄성계수에 따른 변화 특성에 의해, 위치지시코일(43)의 인덕턴스가 변화하며, 공진회로의 코일(43)로부터 송신되는 전파의 위상(공진주파수)이 변화한다.

또한, 이 제1 실시형태에서, 코일 스프링(52)은 실리콘 고무(53)보다도 탄성계수가 작은 것으로 되어 있다. 즉, 코일 스프링(52)의 탄성계수를 k1로 하고, 실리콘 고무(53)의 탄성계수를 k2로 하면, k1 < k2라는 관계로 되어 있다. 따라서, 코일 스프링(52)이 작은 가압력으로 탄성변형하고, 실리콘 고무(53)는 코일 스프링(52)보다도 큰 가압력을 가하지 않으면 탄성변형하지 않는다.

이상과 같이 구성되는 위치지시기(1)는 페라이트 코어(42)와 페라이트 칩(51)과의 사이에 코일 스프링(52)과 실리콘 고무(53)가 개설(介設)된다. 이것에 의해, 주로 코일 스프링(52)의 작용에 의해서, 페라이트 코어(42)는 페라이트 칩(51)으로부터 떼어내지도록 되어 있으므로, 위치지시기(1)의 펜 끝 측을 위로 향하도록 해도 페라이트 코어(42)와 페라이트 칩(51)이 가까워지지 않는다. 따라서, 위치지시기(1)를, 돌출부재(41)를 위로 향하도록 취급해도, 가압력의 오검출을 발생시키지 않는다.

또, 코일 스프링(52)과 실리콘 고무(53)와의 작용에 의해, 돌출부재(41)와 페라이트 코어(42)로 이루어지는 심체에 걸린 가압력(필압)의 검출 레인지를 넓힐 수 있다. 게다가 가압력에 따라 적절히 위상(주파수)이 변화하는 전파를 위치검출장치(202)로 송신하고, 가압력(필압)의 검출을 적절히 행할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상술의 실시형태에서는, 실리콘 고무(53)를 페라이트 코어(42)의 가드부(42a)의 단면에 마련하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 실리콘 고무(53)를 페라이트 코어(42)의 단면과 대향하는 페라이트 칩(51)의 단면에 마련하도록 해도 된다.

상술한 제1 실시형태의 위치지시기(1)에서는, 홀더(3)에, 케이스(2) 내에 수납하는 부품의 전부를 유지시킴과 아울러, 감압용 부품은 홀더(3)의 부품 배치부(32)에서 탄성적인 편의력을 받도록 구성함으로써, 케이스(2)에는 탄성적인 편의력이 가해지지 않는다. 이 때문에, 홀더(3)에 수납한 부품을 조정한 후, 케이스(2) 내에 수납했을 때에도, 재조정의 필요는 없다. 또, 위치지시기(1)가 경년 변화나 고온 상태 등의 가혹한 상태에 놓여졌다고 해도, 케이스(2)가 바나나 형상으로 변형해 버리는 것을 방지할 수 있다.

또, 홀더(3)에는 부품을 축심방향을 따라서, 간단히 늘어놓아 배치함으로써, 케이스(2)의 중심선위치와 각 부품의 중심선위치를 일치시킨 상태로 유지할 수 있고, 그 상태에서, 마치 모듈과 같이 취급할 수 있기 때문에, 위치지시기의 제조상의 작업 효율이 좋아진다.

게다가, 상술의 실시형태에서는, 감압용 부품을 모듈 부품화하는 것이 아니라, 단순히 늘어놓아 홀더(3)에 배치하는 것만으로 되기 때문에, 각각의 부품을 위치지시기의 세형화에 대응하도록 소형으로 함으로써, 용이하게 위치지시기를 세형화할 수 있다.

또한, 상술의 실시형태에서는, 홀더(3)의 심체 맞물림부(31) 및 부품 배치부(32)에 있어서는, 각 부품을 그 외경을 따라 마련한 개구부로부터 삽입하여 배치하도록 했지만, 홀더(3)가 수지 등의 탄성을 가지는 재료로 구성하고 있는 경우에는, 각 부품의 외경보다도 작은 개구로 해 두고, 삽입은 홀더 측을 탄성적으로 편의시켜 행하며, 삽입 후에는, 탄성 복귀에 의해, 축심방향으로는 각 부품이 어긋나지 않도록 할 수도 있다.

[제2 실시형태]

상술의 제1 실시형태에서는, 홀더(3)는 케이스(2)의 중공부에 대응한 원통을 축심방향을 따라서 부분적으로 잘라낸 형상으로서, 그 잘라낸 부분은 개구한 채로 하도록 했다. 이와 같은 구성의 홀더(3)라도, 작업자가 상술한 페라이트 코어(42)나, 감압용 부품(5), 프린트기판(6)을 유지한, 그 홀더(3)를 케이스(2) 내에, 시간을 두지 않고, 수납하도록 한다면 문제는 없다.

그러나, 홀더(3)에 페라이트 코어(42)나, 감압용 부품(5), 프린트기판(6)을 배치하여 유지하도록 조립한 후, 그것을 보존하고, 다음에 케이스 내에 수납하도록 작업하는 경우에는, 개구부가 존재하기 때문에 방진(防塵)을 할 수 없다.

이 제2 실시형태는, 이와 같은 문제에 대처하도록 한 제1 실시형태의 변형예이다. 이 제2 실시형태에서, 제1 실시형태와 동일한 구성 부분에는 동일 참조 부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.

이 제2 실시형태에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 홀더(30)는 케이스(2)의 중공부에 대응한 원통을 축심방향을 따라서 2개로 나누어, 제1 수납부로서 제1 홀더(3A)와, 제2 수납부로서의 제2 홀더(3B)로 이루어지는 것으로 한다. 이 예의 경우, 제1 홀더(3A)와 제2 홀더(3B)를 축심방향에 따른 힌지에 의해 연결해 두도록 한다. 무엇보다, 제1 홀더(3A)와, 제2 홀더(3B)를 분리하도록 해도 된다.

그리고, 이 예의 경우, 제1 홀더(3A)는 상술한 홀더(3)와 완전히 같은 구성으로 하고, 이 제1 홀더(3A)에 심체 맞물림부(31), 부품 배치부(32), 프린트기판 재치부(33)를 형성한다. 한편, 제2 홀더(3B)는 케이스(2)의 중공부에 대응한 원통으로부터, 제1 홀더(3A)의 부분을 제외한 부분에 상당하는 것으로서 형성한다.

그리고, 도 7의 (A)에 나타내는 바와 같이, 제1 홀더(3A)에, 상술한 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이 하여, 페라이트 코어(42) 및 감압용 부품(5)을 심체 맞물림부(31) 및 부품 배치부(32)에 배치하여 유지시킴과 아울러, 프린트기판(6)을 프린트기판 재치부(33)에 놓고 맞물리도록 한다. 그리고, 그 후, 제2 홀더(3B)를 제1 홀더(3A)의 개구부를 폐색시키도록 씌워, 도 7의 (B)에 나타내는 바와 같이, 케이스(2)의 중공부에 대응한 원통을 형성하도록 한다. 또한, 이 원통의 상태에서는 제1 홀더부(3A)와, 제2 홀더부(3B)를 접착재에 의해 접합하거나 접착 테이프로 결속시키거나 하도록 하면 된다.

이 제2 실시형태에 의하면, 위치지시기의 세형화에 대응한 내부 부품의 전부를 통상체의 홀더(30)에 수납하여, 방진할 수 있다. 또, 이 통 모양의 홀더(30)로 함으로써, 독립한 부품으로서 이용할 수 있다.

또한, 상술의 제2 실시형태에서는, 제1 수납부(제1 홀더부)와 제2 수납부(제2 홀더부) 중 한쪽의 수납부에만 심체 맞물림부와 부품 배치부와 프린트기판 재치부의 전부를 형성하도록 했지만, 예를 들면 프린트기판 재치부는 제2 수납부에 마련하고, 그 외는 제1 수납부에 마련하도록 하는 등, 필요에 따라서, 제1 수납부와 제2 수납부에 심체 맞물림부와 부품 배치부와 프린트기판 재치부를 나누어 마련하도록 해도 물론 된다.

[제3 실시형태]

상술의 실시형태의 위치지시기에서의 감압용 부품은 인덕턴스의 변화를 검출하는 예였지만, 정전용량의 변화에 의해, 가압력(필압)을 검출하는 타입인 것이라도 된다. 이 제3 실시형태는, 감압용 부품은 정전용량의 변화를 검출함으로써, 가압력을 검출하는 타입인 것이다.

도 8은 이 제3 실시형태의 위치지시기에서의 홀더(300) 및 그 내부 부품을 나타내는 도면이다. 또, 도 9는 홀더(300)에 그 내부 부품을 수납한 상태를 설명하기 위한 도면이다. 이 제3 실시형태에서는, 홀더(300)는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 중공의 원통 형상으로 이루어진다. 이 홀더(300)도, 예를 들면 수지로 구성한다.

그리고, 이 제3 실시형태에서는, 홀더(300)는 펜 끝 측이 되는 개구부(300a)의 내경은 위치지시코일(301)이 감겨진 페라이트 코어(302)의 소경부(302a)의 지름에 따른 지름 R1로 이루어진다. 또, 홀더(300)의 펜 끝 측과는 반대 측의 개구부(300b)의 내경은 페라이트 코어(302)의 가드부(302b)의 외경에 따른 지름 R2(R2 > R1)로 이루어진다.

그리고, 홀더(300)는 펜 끝 측의 개구부(300a)로부터 약간의 길이 부분은 그 내경을 지름 R1로 함과 아울러, 그 외의 부분의 내경을 개구부(300b)와 동일한 지름 R2로 한다. 이것에 의해, 개구부(300a)로부터 약간의 길이 부분과, 그 외의 부분과의 사이에는 단차부(300c)가 형성된다.

이 제3 실시형태에서는, 감압용 부품은 콘덴서의 한쪽의 전극이 되는 도전체(303)와, 코일 스프링(304)과, 유전체(305)와, 콘덴서의 다른 쪽의 전극이 되는 도전체(306)로 이루어진다. 이 예의 경우, 도전체(303)는 탄성편의가 가능한 재료인 도전성 탄성체로 이루어진다. 그리고, 도전체(303)와 도전체(306)는 유전체(305)를 통하여 대향하게 되지만, 도전체(303)의, 유전체(305)와의 대향면은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 돔 형상으로, 유전체(305) 측으로 팽출(膨出)하는 형상으로 되어 있다.

이들 감압용 부품은 홀더(300) 내에 도시의 순서로 삽입된다. 그리고, 홀더(300)의 개구부(300b) 측은, 예를 들면 프린트기판(307)을 그 중심을 통과하는 홈(308a) 내에 수납하는 덮개(308)에 의해 폐색된다. 이 경우에, 홀더(300)로의 삽입방법으로서는, 다음과 같이 할 수 있다. 먼저, 작업자에 의해 홀더(300)에 삽입하는 차례로 삽입용 트레이상에 부품이 늘어 놓인다. 그 후, 가압 조작기에 의해 삽입용 트레이에 늘어 놓인 부품이 밀려, 차례로 홀더(300)의 중공부 내에 자동적으로 삽입된다.

홀더(300) 내에 삽입된 페라이트 코어(302)는 위치지시코일(301)이 감겨져 있는 소경부(302a)가 개구부(300a)로부터 돌출하는 상태로 됨과 아울러, 페라이트 코어(302)의 가드부(302b)가 홀더(300)의 중공부 내의 단차부(300c)와 맞물림함으로써, 페라이트 코어(302)가 홀더(300) 내에 맞물린다.

이 제3 실시형태에서는, 페라이트 코어(302)의 가드부(302b)의 단면에는, 도 9에 나타내는 바와 같이 오목구멍(302c)이 마련되어 있다. 또, 도전체(303)는 이 오목구멍(302c)에 끼워맞춤하는 돌기부(303a)를 구비한다. 그리고, 도전체(303)는 돌기부(303a)를 오목부(302c)에 끼워맞춤함으로써, 페라이트 코어(302)의 가드부(302b)의 단면에 장착된다.

이 도전체(303)의 지름은 유전체(305)의 지름과 동일하게 되며, 도 9에 나타내는 바와 같이, 코일 스프링(304)에 의해 공극(Ar1)을 통하여, 도전체(303)와 유전체(305)는 서로 단면이 대향하도록 배치된다.

이 경우, 코일 스프링(304)의 감김지름은 도전체(303) 및 유전체(305)의 지름보다도 큰 것으로 되어 있으며, 이 코일 스프링(304)은 그 감김 프레임 내에 도전체(303) 및 유전체(305)를 수납하는 상태에서, 그 축방향의 일단 측이 페라이트 코어(302)의 가드부(302b)의 단면에 충합하고, 타단 측이 유전체(305)가 끼워맞춤되어 있는 도전체(306)의 단면에 충합하도록 되어 있다. 도전체(306)의 지름은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 지름 R2로 되어 있다.

그리고, 도전체(306)의, 유전체(305)의 결합부와는 반대 측의 단면에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 오목부(306a)가 형성되어 있다. 그리고, 프린트기판(307)의 단부에는 이 오목부(306a)에 끼워맞춤하는 돌기부(307a)가 형성되어 있다. 따라서, 프린트기판(307)의 도전체(306) 측의 단부는 돌기부(307a)가 도전체(306)의 오목부(306a)에 끼워맞춤되어 위치 규제되어 홀더(300) 내에 유지된다.

이렇게 하여, 각 부품이 홀더(300) 내에 수납되어, 덮개(308)에 의해 개구부(300b) 측이 폐색된 상태에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 도전체(303)와 도전체(306)가 코일 스프링(304)에 의해 이간되어, 공극(Ar1) 및 유전체(305)를 통하여 대향하도록 유지된다.

그리고, 이 예의 경우에는, 도시는 생략하지만, 도전체(303)와 도전체(306)가 프린트기판(307)에서, 페라이트 코어(302)와 병렬로 접속되도록 전기적으로 접속되어 있다.

따라서, 이 예에서는, 펜 끝을 구성하는 돌출부재(309) 측으로부터 가압력이 페라이트 코어(302)를 통해서 도전체(303)에 인가되면, 코일 스프링(304)의 편의력에 저항하여, 도전체(303)의 돔 형상으로 팽출된 단면이 유전체(305)의 단면에 가까워져 접촉하도록 편의한다. 그리고, 도전성 탄성체로 이루어지는 도전체(303)의 돔 형상의 팽출 단면은 가압력에 따른 면적에서 유전체(305)의 단면과 접촉하게 된다. 이 때문에, 유전체(305)를 통한 도전체(303)와 도전체(306)와의 사이에서 구성되는 콘덴서의 용량이 변화한다.

이 실시형태에서는, 이 콘덴서가 위치지시코일(301)과 병렬로 접속되어 공진회로를 구성하고 있으므로, 변화한 용량에 따라서, 공진회로의 공진주파수가 변화한다. 즉, 공진회로의 코일(301)로부터 송신되는 전파의 위상(공진주파수)이 변화한다.

이 제3 실시형태에서도, 감압용 부품은 홀더(300) 내에서 탄성편의력을 받는 상태가 되고, 당해 홀더(300)를 케이스(2) 내에 수납했을 때에, 케이스(2)에 대해서, 그 탄성편의력이 스트레스로서 인가되지 않는다. 게다가, 이 제3 실시형태에서는, 부품은 모두 통 모양의 홀더(300) 내에 중심선위치가 일치하도록 삽입되어 유지된다.

따라서, 이 제3 실시형태의 위치지시기도 상술한 제1 및 제2 실시형태와 같은 효과를 발휘하며, 세형화도 용이하게 된다.

[제3 실시형태의 변형예]

상술한 제3 실시형태에서는, 페라이트 코어(302)의 소경부(302a)에 감겨진 위치지시코일(301)은 홀더(300)의 개구부(300a)로부터 돌출하도록 했다. 그러나, 페라이트 코어(302)에 결합되는 돌출부재만을 홀더(300)의 개구부(300a)로부터 외부로 돌출하도록 하여, 위치검출코일(301)은 홀더(300) 내의 수납하도록 해도 된다. 도 10은 그와 같이 했을 경우의 홀더(300) 내의 부품 배열의 예를 나타내는 도면이다.

즉, 도 10의 예의 경우에는, 페라이트 코어(302)의 가드부(302b)와는 반대 측에 끼워맞춤하는 돌출부재(310)는 가드부(310b)와 소경부(310a)를 구비하는 형상으로 한다. 그리고, 이 돌출부재(310)의 소경부(310a)의 지름은 홀더(300)의 개구부(300a)의 내경 R1보다도 약간 작은 지름으로 한다. 또, 돌출부재(310)의 가드부(310b)의 외경은 홀더(300)의 개구부(300a)의 내경 R1과 개구부(300b)의 내경 R2와의 사이의 크기의 지름으로 한다.

이와 같이 하면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 돌출부재(310)의 가드부(310b)가 홀더(300)의 개구부(300a) 측의 단차부에 맞물려, 돌출부재(310)는 소경부(310a)만이 개구부(300a)로부터 외부로 돌출하는 상태가 된다. 그 외의 구성은, 상술한 제3 실시형태와 동일하며, 이 제3 실시형태의 변형예에서도, 상술한 제3 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 이 제3 실시형태의 변형예의 경우에는, 홀더(300)의 개구부(300a)로부터 돌출부재(310)의 소경부(310a)가, 이른바 펜 끝으로서 돌출하는 상태가 된다. 그리고, 위치지시기의 케이스는 그 펜 끝 측의 개구부에 단차부를 마련하고, 홀더(300)로부터 돌출하는 돌출부재(310)의 소경부(310a)는 외부로 돌출하지만, 홀더(300)의 개구부(300a)의 단면이 단차부에 맞물려 걸리도록 한다. 그리고, 케이스에 덮개를 함으로써, 홀더(300)가 케이스 내에서 축심방향으로 이동하지 않도록 규제한다.

이와 같이 하면, 각 부품이 내부에 수납 유지된 홀더(300)는 위치지시기의 케이스에 대한, 이른바 심교환할 수 있다.

[제4 실시형태]

이 제4 실시형태도, 감압용 부품은, 제3 실시형태와 마찬가지로, 정전용량의 변화에 의해 가압력을 검출하는 타입인 것이지만, 특히, 이 실시형태에서는, 이른바 MEMS(Micro Electro Mechanical System)로 불리는 반도체 디바이스에 의해, 감압용 부품이 구성되는 경우이다. 이 제4 실시형태에서는, 감압용 부품은 단일의 정전용량방식 압력 센싱 반도체 디바이스(이하, '압력 센싱 디바이스'라 함)로 구성된다.

또, 상술의 위치지시기는, 전자유도방식의 위치검출장치용의 위치지시기의 경우의 구성이었지만, 정전용량방식의 위치검출장치용의 위치지시기의 경우에도, 본 발명은 적용 가능하다. 이 제4 실시형태는 정전용량방식의 위치검출장치용의 위치지시기의 경우이다.

도 11은 이 제4 실시형태의 위치지시기에서의 홀더(400) 및 그 내부 부품을 나타내는 도면이다. 이 제4 실시형태에서도, 홀더(400)는, 예를 들면 수지로 구성되고, 제3 실시형태와 마찬가지로, 중공의 원통 형상으로 되어 있다.

그리고, 이 제4 실시형태에서도, 홀더(400)는 펜 끝 측이 되는 개구부(400a)의 내경은 도전체로 이루어지는 심체(401)의 소경부(401a)의 지름에 따른 지름 R11로 이루어진다. 또, 홀더(400)의 펜 끝 측과는 반대 측의 개구부(400b)의 내경은 심체(401)의 가드부(401b)의 외경에 따른 지름 R12(R12 > R11)로 이루어진다. 또한, 이 예의 경우에는, 심체(401)에는 도전체로 이루어지는 돌기모양부재(도시는 생략)가 결합된다. 그리고, 도전체의 심체(401)는, 도전체, 예를 들면 도전 금속으로 이루어지는 케이스에 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 홀더(400)는, 펜 끝 측의 개구부(400a)로부터 약간의 길이 부분은 내경이 지름 R11로 함과 아울러, 그 외의 부분의 내경은 개구부(400b)와 동일한 지름 R12로 한다. 이것에 의해, 개구(400a)로부터 약간의 길이 부분에는 단차부(400c)가 형성된다.

그리고, 이 예에서는, 심체(401)에는 압력 센싱 디바이스(500)를 가압하기 위한 가압부재(401c)가 형성되어 있다. 그리고, 이 예에서는, 압력 센싱 디바이스(500)는 프린트기판(402)의 단면에 마련되어 있다.

프린트기판(402)은, 그 폭이 홀더(400)의 내경 R12보다도 약간 긴 것으로 되어 있다. 그리고, 홀더(400)의 내벽면에는, 도 11의 (B)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 축심방향에 따른 방향으로 홈(400d 및 400e)이 형성되고, 프린트기판(402)의 폭방향의 양측 끝단 가장자리가 이 홈(400d, 400e)에 삽입되어 유지되는 것으로 되어 있다.

이 제4 실시형태에서는, 심체(401)가 홀더(400)의 중공부 내에 삽입되면, 심체(401)의 소경부(401a)가 개구부(400a)로부터 외부로 돌출하는 상태로 됨과 아울러, 심체(401)의 가드부(401b)가 홀더(400)의 중공부 내의 단차부(400c)와 맞물림으로써, 심체(401)가 홀더(400) 내에 맞물린다.

그리고, 덮개(410)가 홀더(400)의 개구부(400b) 측을 폐색하도록 끼워맞춤됨으로써, 프린트기판(402)의 단면에 마련된 압력 센싱 디바이스(500)에, 심체(401)에 마련된 가압부재(401c)가 충합하게 된다. 프린트기판(402)에는 압력 센싱 디바이스(500)의 가변용량을, 예를 들면 주파수 변화로서 검출하기 위한 회로소자(403a)와, 검출한 가변용량에 따른 필압의 정보를 적외선이나 전파 등을 이용하여 무선으로 전송하기 위한 회로소자(403b)가 마련되어 있다.

그리고, 이 심체(401)와, 프린트기판(402)이 내부에 수납되어 유지된 홀더(400)가 위치지시기의 케이스 내에 수납된다.

이 위치지시기에서, 심체(400)의 선단에 장착된 펜 끝 부재로서의 돌출부재를 통해서 가압력을 받으면, 그 가압력에 의해 압력 센싱 디바이스(500)를 가압하여 정전용량이 변화한다. 그리고, 그 정전용량을 회로소자(403a)가 검출하고, 회로소자(403b)가 회로소자(403a)로 검출한 정전용량에 따른 필압의 정보를 무선으로 정전용량방식의 위치검출장치에 공급한다.

또한, 이 예의 위치지시기와 함께 사용되는 정전용량방식의 위치검출장치의 일례를 도 12에 나타낸다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 이 예의 정전용량방식의 위치검출장치의 센서부는 지시입력면의 예를 들면 Y축방향(세로방향)의 상부 전극(Ex)과, X축방향(가로방향)의 하부 전극(Ey)을, X축방향 및 Y축방향으로, 각각 소정간격으로 복수 개 늘어놓아 서로가 직교함과 아울러 약간의 틈새를 두고 배열시키는 것으로 구성되어 있다. 이 경우, 상부 전극(Ex)과 하부 전극(Ey)과의 사이의 중복 부분(크로스 포인트)에는 소정의 정전용량 Co(고정용량)이 형성된다.

그리고, 사용자의 손가락이나 사용자가 파지한 위치지시기(1A) 등의 지시체가 지시입력면에 가까워지거나 혹은 접촉한 위치에서는, 그 위치의 전극(Ex, Ey)과 지시체와의 사이에 정전용량 Cf가 형성된다. 그리고, 위치지시기(1A) 등의 지시체는 인체를 통해서 그라운드에 소정의 정전용량 Cg를 통하여 접속되어 있다. 이 결과, 그 정전용량 Cf 및 Cg 때문에, 그 지시체가 지시하는 위치에서 상부 전극(Ex)과 하부 전극(Ey)과의 사이의 전하의 이동량이 변화한다. 크로스 포인트 정전용량방식의 위치검출장치에서는, 이 전하의 이동량의 변화를 검출함으로써, 지시입력면 내에서 위치지시기(1A) 등의 지시체(100)에 의해 지시된 위치가 특정된다.

이 전하의 이동량의 변화는, 예를 들면, 하부 전극(Ey)을 송신 전극으로서, 이것에 소정의 신호를 공급함과 아울러, 상부 전극(Ex)을 수신 전극으로서 이 수신 전극으로부터의 수신신호의 전류 변화를 검출함으로써 검출한다.

또한, 이 예의 경우에는, 위치검출장치는 이 예의 위치지시기로부터 무선으로 송신되는 필압의 정보를 수신하여, 필압의 검출을 행하는 회로도 구비한다.

다음으로, 이 경우의 압력 센싱 디바이스(500)의 일례를, 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다.

도 13은 이 예의 압력 센싱 디바이스의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 13의 (A)는 이 예의 압력 센싱 디바이스(500)의 사시도, 도 13의 (B)은 도 13의 (A)의 C-C선을 포함하는 종단면도, 도 13의 (C)는 이 예의 압력 센싱 디바이스(500)를 프린트기판(402)에 장착했을 때의 상태를 나타내는 도면이다.

이 예의 압력 센싱 디바이스(500)는, 예를 들면, MEMS 기술에 의해 제작되어 있는 반도체 디바이스로서 구성되는 압력감지 칩(600)을, 예를 들면 입방체 혹은 직방체의 상자형의 패키지(510) 내에 봉지한 것이다(도 13의 (A), (B) 참조).

압력감지 칩(600)은 인가되는 압력을 정전용량의 변화로서 검출하는 것으로, 이 예에서는, 도 13에 나타내는 구성을 구비한다. 도 14의 (B)는 이 예의 압력감지 칩(600)을, 압력(P)을 받는 면(601a) 측에서 본 도면이며, 또, 도 14의 (A)는 도 14의 (B)의 D-D선 종단면도이다.

이 도 14에 나타내는 바와 같이, 이 예의 압력감지 칩(600)은 세로 × 가로 × 높이 = L × L × H의 직방체 형상으로 되어 있다. 이 예에서는, L = 1.5㎜, H = 0.5㎜로 되어 있다.

이 예의 압력감지 칩(600)은 제1 전극(601)과, 제2 전극(602)과, 제1 전극(601) 및 제2 전극(602)의 사이의 절연층(유전체층)(603)으로 이루어진다. 제1 전극(601) 및 제2 전극(602)은, 이 예에서는, 단결정 실리콘(Si)으로 이루어지는 도체로 구성된다. 절연층(603)은, 이 예에서는 산화막(SiO2)으로 이루어진다. 또한, 절연층(603)은 산화막으로 구성할 필요는 없고, 다른 절연물로 구성해도 된다.

그리고, 이 절연층(603)의 제1 전극(601)과 대향하는 면 측에는, 이 예에서는 당해 면의 중앙위치를 중심으로 하는 원형의 오목부(604)가 형성되어 있다. 이 오목부(604)에 의해, 절연층(603)과 제1 전극(601)과의 사이에 공간(605)이 형성된다. 이 예에서는, 오목부(604)의 저면은 평탄한 면으로 이루어지며, 그 반경 R은, 예를 들면 R = 1㎜로 되어 있다. 또, 오목부(604)의 깊이는, 이 예에서는 수십 미크론 ~ 백 미크론 정도로 되어 있다.

이 예의 압력감지 칩(600)은 다음과 같이 하여 반도체 프로세스에 의해 조직된다. 먼저, 제2 전극(602)을 구성하는 단결정 실리콘상에 산화막으로 이루어지는 절연층(603)을 형성한다. 다음으로, 당해 산화막의 절연층(603)에 대해서 반경 R의 원형의 마스크를 시행하고, 에칭을 시행함으로써, 오목부(604)를 형성한다. 그리고, 절연층(603)의 위에, 제1 전극(601)을 구성하는 단결정 실리콘을 피착(被着)한다. 이것에 의해, 제1 전극(601)의 아래쪽에 공간(605)을 구비하는 압력감지 칩(600)이 형성된다.

이 공간(605)의 존재에 의해, 제1 전극(601)은 제2 전극(602)과 대향하는 면과는 반대 측의 면(601a) 측으로부터 가압되면, 당해 공간(605)의 방향으로 휘는 변위를 하는 것이 가능하게 된다. 제1 전극(601)의 예로서의 단결정 실리콘의 두께(t)는 인가되는 압력(P)에 의해서 휘는 것이 가능한 두께로 이루어지고, 제2 반도체 기판(602)보다도 얇게 되어 있다. 이 제1 전극(601)의 두께(t)는, 후술하는 바와 같이, 인가되는 압력(P)에 대한 제1 전극(601)의 휨 변위 특성이 소망의 것이 되도록 선정된다.

이상과 같은 구성의 압력감지 칩(600)에서는 제1 전극(601)과 제2 전극(602)과의 사이에 정전용량 Cv가 형성된다. 그리고, 도 14의 (A)에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(601)의 제2 전극(602)과 대향하는 면과는 반대 측의 상면(601a) 측으로부터 제1 전극(601)에 대해서 압력(P)이 인가되면, 제1 전극(601)은, 도 14의 (A)에서, 점선으로 나타내는 바와 같이 휘고, 제1 전극(601)과 제2 전극(602)과의 사이의 거리가 짧아져, 정전용량 Cv의 값이 커지도록 변화한다. 제1 전극(601)의 휨 양은 인가되는 압력(P)의 크기에 따라 변화한다. 따라서, 정전용량 Cv는, 도 14의 (C)의 등가(等價)회로에 나타내는 바와 같이, 압력감지 칩(600)에 인가되는 압력(P)의 크기에 따른 가변용량이 된다.

또한, 제1 전극(601)의 예로서의 단결정 실리콘은 압력에 의해 수 미크론의 휨을 일으키고, 그 휨에 따라서, 콘덴서 Cv의 용량은 이 정도의 가압력(P)에 의해 0 ~ 10pF(피코패러드(picofarad))의 변화를 나타내는 것이 확인되었다.

이 실시형태의 압력 센싱 디바이스(500)에서는, 이상과 같은 구성을 구비하는 압력감지 칩(600)은 압력을 받는 제1 전극(601)의 면(601a)이, 도 13의 (A) 및 (B)에 있어서, 패키지(510)의 상면(510a)에 평행하게, 또한, 상면(510a)에 대향하는 상태로 패키지(510) 내에 수납되어 있다.

패키지(510)는, 이 예에서는, 세라믹 재료나 수지 재료 등의 전기 절연성 재료로 이루어지는 패키지 부재(511)와, 이 패키지 부재(511) 내의, 압력감지 칩(600)의 압력을 받는 면(601a) 측에 마련되는 탄성부재(512)로 이루어진다. 탄성부재(512)는 압력전달부재의 일례이다.

그리고, 이 예에서는, 패키지 부재(511)의 압력감지 칩(600)의 압력을 받는 제1 전극(601)의 면(601a) 측의 상부에는 압력감지 칩(600)의 압력을 받는 부분의 면적을 커버하는 오목부(511a)가 마련되어 있으며, 이 오목부(511a) 내에 탄성부재(512)가 충전된다. 즉, 탄성부재(512)는 패키지 부재(511)의 오목부(511a) 내에 패키지(510)와 일체적인 구조가 되도록 된다. 탄성부재(512)는, 이 예에서는, 실리콘 수지로 구성되며, 특히 실리콘 고무로 구성되어 있다.

그리고, 패키지(510)에는 상면(510a)으로부터 탄성부재(512)의 일부까지 연통하는 연통구멍(513)이 형성되어 있다. 즉, 패키지 부재(511)에는 당해 연통구멍(513)의 일부를 구성하는 관통구멍(511b)이 형성되어 있음과 아울러, 탄성부재(512)에는 연통구멍(513)의 선단부를 구성하는 오목구멍(512a)이 마련되어 있다. 또, 패키지 부재(511)의 연통구멍(513)의 개구부 측(상면(510a) 측)에는 테이퍼부(511c)가 형성되어, 연통구멍(513)의 개구부는 깔때기 모양 형상(funnel-like shape)으로 되어 있다.

도 13의 (A) 및 (B)에서, 점선으로 나타내는 바와 같이, 연통구멍(513)에는, 압력 센싱 디바이스(500)에 대해서, 심체(401)에 마련된 가압부재(401c)가 삽입된다. 이 경우, 외부로부터의 압력(P)은 가압부재(401c)의 축심방향(중심선방향)으로 인가되는 것이 된다. 또한, 이 예에서는, 관통구멍(511b)의 지름은 가압부재(401c)의 지름보다도 약간 크게 되어 있음과 아울러, 오목구멍(512a)의 지름은 가압부재(401c)의 지름보다도 약간 작게 되어 있다.

연통구멍(513)의 개구부는 깔때기 모양 형상을 가지고 있으므로, 가압부재(401c)는 그 개구부의 테이퍼부(511c)에 가이드되어, 연통구멍(513) 내에 용이하게 유도되어 삽입된다. 그리고, 가압부재(401c)는 연통구멍(513)의 단부의 탄성부재(512)의 오목구멍(512a) 내까지 밀어 넣어진다. 이렇게 하여, 가압부재(401c)는 압력 센싱 디바이스(500)의 연통구멍(513)에 삽입되는 것만으로, 압력감지 칩(600)의 압력을 받는 면 측에 대하여, 축심방향의 압력(P)을 인가하는 상태로 위치결정된다.

이 경우, 가압부재(401c)의 지름보다도 오목구멍(512a)의 지름이 약간 작기 때문에, 가압부재(401c)는 탄성부재(512)의 오목구멍(512a)에서 탄성부재(512)에 의해 탄성적으로 유지되는 상태가 된다. 즉, 가압부재(401c)는 압력 센싱 디바이스(500)의 연통구멍(513)에 삽입 장착되면, 당해 가압부재(401c)는 압력 센싱 디바이스(500)에 유지된다. 그리고, 가압부재(401c)는 소정의 힘으로 인발(引拔)함으로써, 압력 센싱 디바이스(500)에 의한 유지 상태를 용이하게 해제시킬 수 있다.

그리고, 도 13의 (A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 압력 센싱 디바이스(500)의 패키지 부재(511)로부터는, 압력감지 칩(600)의 제1 전극(601)과 접속되는 제1 리드 단자(521)가 도출됨과 아울러, 압력감지 칩(600)의 제2 전극(602)과 접속되는 제2 리드 단자(522)가 도출된다. 제1 리드 단자(521)는, 예를 들면 금선(金線, gold wire)(523)에 의해 제1 전극(601)과 전기적으로 접속된다. 또, 제2 리드 단자(522)는 제2 전극(602)에 접촉한 상태로 도출됨으로써 제2 전극(602)과 전기적으로 접속된다. 무엇보다, 제2 리드 단자(522)와 제2 전극(602)도 금선 등으로 전기적으로 접속해도 물론 된다.

이 예에서는, 제1 및 제2 리드 단자(521 및 522)는 도체 금속으로 구성되어 도시와 같이 폭이 넓게 되어 있다. 그리고, 이 예에서는, 제1 및 제2 리드 단자(521 및 522)는 패키지(510)의 상면(510a)에 평행한 저면(510b)으로부터 당해 저면(510b)에 대해서 수직인 방향으로 도출되어 있음과 아울러, 프린트기판(402)의 두께(d)에 대응하는 간격을 두고, 서로 평행하게 대향하도록 도출되어 있다.

그리고, 도 13의 (C)에 나타내는 바와 같이, 압력 센싱 디바이스(500)를, 프린트기판(402)의 단면(402a)에 대해서, 패키지(510)의 저면(510b)이 맞닿은 상태에서, 제1 및 제2 리드 단자(521 및 522)에 의해 당해 프린트기판(402)의 두께 방향을 끼워지지하도록 배치한다.

그리고, 프린트 배선기판(402)의 일면(402b)에 마련되어 있는 인쇄패턴(701)과, 제1 리드 단자(521)를 납땜하여 고정한다. 또, 도시는 생략하지만, 마찬가지로 하여, 프린트 배선기판(402)의 일면(402b)과는 반대 측의 면에 마련되어 있는 인쇄패턴과, 제2 리드 단자(522)를 납땜하여 고정한다. 또한, 프린트 배선기판(402)의 일면(402b) 측에 신호처리회로(IC 등)가 마련되는 경우에는, 제2 리드 단자(522)가 납땜되는 인쇄패턴은 프린트 배선기판(402)의 일면(402b)과는 반대 측의 면에 마련되어 있으므로, 프린트 배선기판(402)의 쓰루홀(through hole)을 통하여, 일면(402b) 측의 인쇄패턴에 접속되어 신호처리회로에 접속된다.

이 상태에서, 도 13의 (C)에 나타내는 바와 같이, 가압부재(401c)에 대해서, 그 축심방향의 가압력(P)이 가해지면, 그 가압력(P)에 따른 압력이 탄성부재(512)를 통하여, 압력감지 칩(600)의 압력을 받는 면 측에 대해 인가된다. 상술한 바와 같이, 압력감지 칩(600)의 정전용량 Cv의 값은 압력에 따른 값이 된다. 따라서, 프린트 배선기판(402)에 마련되어 있는 신호처리회로는 이 정전용량 Cv의 용량값에 따른 신호처리동작을 한다.

이 경우에, 도 13의 (B)에 나타내는 바와 같이, 압력감지 칩(600)의 압력을 받는 면(601a) 측에서는, 탄성부재(512)에 의해, 그 면전체에 압력이 가해지는 상태가 되어, 효율 좋게 가압력(P)에 따른 압력이 압력감지 칩(600)에 인가되며, 압력감지 칩(600)은 적절히 가압력(P)에 따른 정전용량 Cv를 나타낸다.

그리고, 이 경우에, 가압부재(401c)에 의해 직접적으로 압력감지 칩(600)의 압력을 받는 면 측이 가압되는 것이 아니라, 탄성부재(512)가 가압부재(401c)와 압력감지 칩(600)과의 사이에 개재하므로, 압력감지 칩(600)의 압력을 받는 면 측에서의 내압성이 향상하고, 당해 면 측이 압력에 의해 손괴(損壞)되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 즉, 압력 센싱 디바이스(500)는 외부로부터의 가압력(P)에 의한 압력을 압력전달부재로서의 탄성부재(512)를 통하여, 압력감지 칩(600)이 받도록 하고 있으므로, 압력감지 칩(600)에서의 인가 압력에 대한 내압성을 크게 할 수 있다.

또, 가압부재(401c)는 압력 센싱 디바이스(500)의 패키지(510)에 마련된 연통구멍(513)에 삽입됨으로써 위치결정되어, 가압부재(401c)에 의해 인가되는 압력은 탄성부재(512)를 통하여 확실히 압력감지 칩(600)에 인가된다.

그리고, 가압부재(401c)를 통해서 인가되는 가압력은 탄성부재(512)에 의해 압력감지 칩(600)의 제1 전극(601)의 면(601a)의 전체에 걸리는 압력으로서 전달된다. 따라서, 가압부재(401c)를 통해서 인가되는 가압력이 효율 좋게 압력감지 칩(600)의 압력을 받는 면(601a)에 인가되게 되며, 압력감지 칩(600)의 정전용량 Cv는 가압력(P)에 즉응(卽應)한 변화를 하게 된다. 즉, 이 실시형태의 압력 센싱 디바이스(500)는 가압력(P)에 즉응한 정전용량의 변화를 나타내고, 이것을 필압검출용으로 했을 경우에는, 필압을 양호하게 검출할 수 있게 된다.

이 제4 실시형태에서도, 홀더(400) 내에 심체(401)를 삽입한 후, 압력 센싱 디바이스(500)를 홀더(400) 내에 삽입함으로써, 심체(401)에 마련되어 있는 가압부재(401c)가 프린트기판(402)의 끝단 가장자리(402a)에 마련되어 있는 압력 센싱 디바이스(500)의 연통구멍(513)에 삽입되도록 유지된다.

이 예의 압력 센싱 디바이스(500)는 상술한 바와 같이 매우 소형이고, 위치지시기의 세형화가 용이하다. 그리고, 이 제4 실시형태는 구성이 매우 간단하다는 메리트도 있다.

또한, 이상 설명한 제4 실시형태는, 정전용량방식의 위치지시기에 적용했을 경우이지만, 압력 센싱 디바이스(500)를 감압용 부품으로서 이용하는 구성은 전자유도방식의 위치검출장치용의 위치지시기의 경우에도, 동일하게 하여 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 즉, 예를 들면, 전자유도방식의 위치검출장치와 함께 사용하는 위치지시기가 구비하는 공진회로를 구성하는 콘덴서의 일부로서 상술한 압력 센싱 반도체 디바이스(500)를 이용함으로써, 필압을 그 공진회로의 공진주파수의 변화로서 검출하도록 할 수 있다.

[그 외의 실시형태 및 변형예]

상술한 실시형태의 설명에서는, 홀더는 수지로 구성하도록 했지만, 홀더를 구성하는 재료로서는, 수지에 한정되는 것이 아니고, 절연성의 재료이면, 어떠한 재료여도 된다.

또, 상술의 실시형태에서는, 휴대전화단말에 탑재되는 위치검출장치용인 것으로 했지만, 본 발명의 위치지시기와 함께 사용하는 위치검출장치가 탑재되는 전자기기는 휴대전화단말에 한정되는 것이 아니고, 패드형 휴대 단말이나 패드형 퍼스널 컴퓨터 등, 그 외 여러 가지의 전자기기가 대상이 된다.

1 … 위치지시기, 2 … 케이스,
3 … 홀더, 4 … 심체,
5 … 감압용 부품, 6 … 프린트기판

Claims

통 모양의 케이스와,
상기 케이스의 한쪽의 개구단 측으로부터 선단이 돌출하도록, 상기 케이스 내에 배치되는 심체(芯體)와,
상기 케이스 내에 배치되고, 상기 심체의 상기 선단에 대해서 인가되는 가압력을 검출하기 위한 회로소자가 마련된 프린트기판과,
상기 선단에 대해서 인가되는 가압력에 따른 상기 심체의 상기 케이스의 축심방향의 변위를 검출하기 위한 1 또는 복수의 감압용 부품과,
상기 케이스의 중공부 내에, 상기 케이스의 축심(軸芯)방향을 길이방향으로서 수납되는 홀더를 구비하고,
상기 홀더는,
상기 심체를 유지하여 상기 선단방향으로의 이동을 규제하도록 맞물리는 심체 맞물림부와,
상기 축심방향에 수직인 방향으로 개구부를 가지고, 상기 심체에 인가되는 가압력을 받도록 상기 축심방향으로 상기 1 또는 복수의 감압용 부품을 배치하기 위한 부품 배치부와,
상기 프린트기판의 길이방향을 상기 축심방향으로 하는 상태에서, 상기 프린트기판을 맞물려 놓는 프린트기판 재치(載置)부를 가지고,
상기 심체와 상기 프린트기판과 상기 감압용 부품을 유지하여 놓은 상기 홀더가 상기 케이스에 수납됨으로써, 상기 심체에 인가되는 가압력을 홀더로 받는 것에 의해, 가압력이 직접 상기 케이스에 가해지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 1에 있어서,
상기 심체 맞물림부와 상기 부품 배치부에 의해, 상기 심체와 상기 감압용 부품의 상기 중심위치는 소정의 위치에서 합치(合致)하도록 유지되며,
상기 홀더가 상기 케이스 내에 수납됨으로써, 상기 심체에 인가되는 가압력을 홀더로 받는 것에 의해, 가압력이 직접 상기 케이스에 가해지지 않도록 하고,
상기 심체로부터의 가압력을 상기 프린트기판상의 회로소자에 의해 검출함으로써, 상기 가압력의 검출을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 2에 있어서,
상기 홀더는 수지에 의해 구성되고, 상기 심체 맞물림부와 상기 부품 배치부는 상기 심체와 상기 감압용 부품을 상기 홀더에 의해 탄성적으로 유지함으로써, 상기 심체와 상기 감압용 부품의 중심위치가 상기 소정의 위치가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 2에 있어서,
상기 홀더는 상기 소정의 위치가 상기 통 모양의 케이스의 중심선위치에 합치하도록 상기 통 모양의 케이스의 중공부 내에 수납되는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 4에 있어서,
상기 축심방향의 상기 심체 측과는 반대 측은 덮개에 의해 상기 케이스의 중공부가 폐색(閉塞)되는 것이고,
상기 홀더는 상기 축심방향의 길이에 따른 길이방향의 길이를 구비하며,
상기 홀더의 상기 길이방향의 상기 심체 맞물림부와는 반대 측의 단부에는 상기 덮개의 끼워맞춤 오목부 또는 끼워맞춤 볼록부와 끼워맞춤하는 끼워맞춤 볼록부 또는 끼워맞춤 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 2에 있어서,
상기 부품 배치부에 배치된 1 또는 복수의 감압용 부품 중, 상기 축심방향에서 상기 심체와는 반대 측의 단부의 부품에 대해서는, 그 중심위치가 상기 소정의 위치가 되도록 하는 맞물림부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 6에 있어서,
상기 맞물림부는 상기 심체와는 반대 측의 단부의 부품의 상기 축심방향에 교차하는 방향의 면에서, 상기 반대 측의 부품의 중심위치에 마련된 오목부와, 상기 홀더에 마련된 상기 축심방향에 교차하는 방향의 벽부를 관통하는 관통구멍을 통하여 상기 오목부에 끼워맞춤하는 봉상체(棒狀體)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 1에 있어서,
상기 홀더는 통상체를 그 축심방향을 따라서 2개로 나눈 제1 수납부 및 제2 수납부로 이루어지고,
상기 제1 수납부 또는 제1 및 제2 수납부는 상기 심체 맞물림부와, 상기 부품 배치부와, 상기 프린트기판 재치부를 구비하며,
상기 심체와 상기 감압용 부품과 상기 프린트기판을 수납 배치한 상기 제1 수납부에 상기 제2 수납부를 맞물리게 함으로써, 상기 심체와 상기 감압용 부품과 상기 프린트기판을 상기 홀더의 상기 통상체 내에 수납하도록 한 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 1에 있어서,
상기 홀더는 상기 케이스의 상기 중공부에 수납되는 통상체로 이루어지고,
상기 심체, 상기 복수의 감압용 부품, 상기 프린트기판의 순서로 상기 통상체의 홀더 내에 삽입되어 삽입구가 폐색됨으로써, 모듈화되며,
상기 모듈화되어, 상기 심체, 상기 복수의 감압용 부품, 상기 프린트기판을 유지한 상기 홀더가 상기 케이스의 상기 중공부 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 1에 있어서,
상기 감압용 부품은 유전체와, 상기 유전체를 사이에 두고 배치되는 2개의 도체를 포함하고, 상기 심체에 인가되는 가압력에 따른 상기 2개의 도체 사이의 거리의 변화를, 상기 유전체를 사이에 두는 상기 2개의 도체로 구성되는 콘덴서의 정전용량의 변화로서 검출하는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 1에 있어서,
상기 감압용 부품은 제1 전극과, 상기 제1 전극과 소정의 거리를 통하여 대향해서 배치된 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극과의 사이에 정전용량이 형성되며, 상기 제1 전극에 인가된 가압력에 따라 상기 거리가 변화함으로써 상기 정전용량이 변화하는 반도체소자로 구성되어 있고,
상기 심체에 인가된 가압력을 상기 반도체소자의 상기 제1 전극에 전달하기 위한 가압부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 1에 있어서,
정전용량방식의 센서용인 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 1에 있어서,
전자유도방식의 센서용인 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 1에 있어서,
상기 감압용 부품은 상기 심체에 인가되는 가압력에 따른 인덕턴스(inductance)의 변화를 검출하기 위한 복수의 부품으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치지시기.
청구항 14에 있어서,
제1 자성체를 중심으로 감겨진 코일을 구비함과 아울러,
상기 감압용 부품은,
상기 제1 자성체의 중심선방향에서, 상기 제1 자성체상에 마련되는 탄성체와,
상기 제1 자성체의 중심선방향에서, 상기 제1 자성체와 이간(離間)하여 마련되는 제2 자성체와,
상기 제1 자성체의 중심선방향에서, 상기 제2 자성체를 상기 제1 자성체에 대해서 소정 거리만큼 이간하도록 하기 위한 스프링 부재를 구비하고, 또한, 상기 심체에 인가되는 가압력에 따라서, 상기 제1 자성체가 상기 스프링 부재의 편의력(偏倚力)에 저항하여 상기 제2 자성체의 방향으로 편의함으로써, 인덕턴스가 변화하는 것을 검지하기 위한 부품인 것을 특징으로 하는 위치지시기.