KR20160102170A - 위치 지시용 모듈 및 스타일러스 펜 - Google Patents

Abstract

심체의 교환이 용이하고, 가벼운 터치에 의한 필압의 변화를 정밀하게 검출가능한 정전 방식의 스타일러스 펜용의 위치 지시용 모듈을 제공한다.
심체에 있는 전극으로부터, 신호를 송신하는 정전 방식의 스타일러스 펜용의 위치 지시용 모듈이다. 제1 면과 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지는 유전체와, 이 유전체의 상기 제1 면에 마련한 제1 전극과, 제2 면에 대향해서 배치되어 외력에 의해 제2 면과의 접촉 면적이 변화하는 제2 전극과, 적어도 선단부에 제3 전극을 가짐과 아울러 제2 전극에 외력을 전달하는 심체부를 가진다. 또한, 제1 전극과 전기적으로 접속되는 제1 단자부와, 제2 전극과 전기적으로 접속되는 제2 단자부와, 제3의 전극과 전기적으로 접속되는 제3 단자부를 구비한다. 심체부를 제3 단자부에 가압하면서 접촉시킴으로써 제3 전극과 제3 단자부를 전기적으로 접속하기 위한 감합부를 구비한다.

Description

위치 지시용 모듈 및 스타일러스 펜{POSITION INDICATING MODULE AND STYLUS PEN}

본 발명은, 태블릿 상에서 지시 위치를 입력할 때에 이용하는 위치 지시용 모듈 및 스타일러스 펜에 관한 것이다.

이 출원에 앞서, 출원인은, 특허 문헌 1(특개 2007－164356호 공보)에 있어서, 위치 지시부에 코일이나 전극을 마련하여 태블릿상에서의 좌표 위치를 구하는 위치 지시기에 관하여 제안하고 있다. 이것에 의하면, 필압에 따라 용량이 변화하는 가변 용량 콘덴서를 탑재함으로써, 필압을 디지털 값으로 변환하여 송신하여, 필압을 고정밀도로 검출할 수 있어 매우 조작성이 좋은 위치 지시기를 실현하고 있다.

필압에 따라 용량이 변화하는 가변 용량 콘덴서로서는, 특허 문헌 2(특개평 05－275283호 공보)나, 특허 문헌 3(특개 2011－186803호 공보) 등에서, 유전체를 이용한 것이 개시되어 있다.

근래에는, 스타일러스 펜과 같은 위치 지시기와 함께 정전 방식의 터치 패널을 병용하고 싶다고 하는 요구가 높아지고 있다. 그러한 장치에 이용하는 스타일러스 펜을 정전 방식으로 함으로써, 태블릿의 구성을 간단하게 할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다. 정전 방식의 스타일러스 펜으로는 상기의 특허 문헌 1 외에도, 특허 문헌 4(특개평 6－250772호 공보)나, 특허 문헌 5(특개평 7－295722호 공보) 등이 개시되어 있다.

특허 문헌 1: 특개 2007－164356호 공보 특허 문헌 2: 특개평 5－275283호 공보 특허 문헌 3: 특개 2011－186803호 공보 특허 문헌 4: 특개평 6－250772호 공보 특허 문헌 5: 특개평 7－295722호 공보

정전 방식의 스타일러스 펜에서는 펜심에 전극을 마련하여 결선해야 한다. 한편, 특허 문헌 2나 특허 문헌 3에 기재된 것과 같은 가변 용량 콘덴서는 필압에 따라 펜심이 약간 변위한다. 그와 같이 변위하는 부분에 결선을 실시하는 경우, 결선부분이 필압검출에 영향을 주기 때문에, 필압검출 특성이 나빠지거나 가벼운 하중에 의한 입력을 할 수 없는, 등의 문제가 있다. 또한, 펜 끝이 마모되어도 펜심을 용이하게 교환할 수 없는 등의 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제에 대해서 해결안을 제시하는 것으로, 가벼운 터치에 의한 필압의 변화를 정밀하게 검출할 수 있는 정전 방식의 스타일러스 펜 및, 그것에 이용하는 위치 지시용 모듈에 관하여 제안하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기에 추가하여, 전극을 구비하는 펜심이 착탈 가능한 정전 방식의 스타일러스 펜에 관하여 제안한다.

본 발명은,

(1) 2개의 대향하는 면을 가지는 유전체와 그 제1 면에 마련한 제1 전극과, 제2 면에 대향하여 배치되어 외력에 의해 제2 면과의 접촉 면적이 변화하도록 한 제2 전극과, 선단부에 제3 전극을 가짐과 아울러 제2 전극에 외력을 전달하는 심체부와, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속되는 제1 단자와, 상기 제2 전극과 전기적으로 접속되는 제2 단자와, 상기 제3의 전극과 전기적으로 접속되는 제3 단자를 마련한 위치 지시용 모듈을 제안한다.

또한,

(2) 상기 (1)에 있어서, 심체부의 타단(선단부의 반대단)에 제3 전극과 전기적으로 접속되는 도전부를 마련하고, 도전재로 구성되는 심 홀더를 마련하고, 심 홀더에는 심체부의 타단이 착탈 가능하게 압입되도록 하여, 제3 전극과 상기 제3 단자와의 접속을 실시하도록 한 위치 지시용 모듈을 제안한다.

또한,

(3) 상기 (2)에 있어서, 심 홀더와 제3 단자와의 사이의 전기적 접속을 도전성 스프링(용수철)을 통해서 실시하도록 한 위치 지시용 모듈을 제안한다.

또한,

(4) 상기 (2)에 있어서, 제2 전극을 도전성을 구비한 탄성 부재로 구성하고, 그것과 심 홀더를 가요성을 가지는 플렉서블 회로 기판의 양면에 접합한 위치 지시용 모듈을 제안한다.

추가로,

(5) 상기 (1)에 있어서, 심체부의 타단(선단부의 반대단)에 제3 전극과 전기적으로 접속되는 도전부를 마련하고, 그것과 전기적으로 접속되어 심체부의 축으로 수직 방향으로 뻗은 플렉서블 전선에 의해 제3 단자와 접속을 실시하도록 한 위치 지시용 모듈을 제안한다.

본 발명에 의하면, 펜심의 교환을 용이하게 할 수 있고, 가벼운 터치에 의한 필압의 변화를 정밀하게 검출 가능한 정전 방식의 스타일러스 펜을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도이다.
도 2는 도 1의 예에 있어서의 유전체, 스페이서, 제2 전극을 각각 분해하여 배치한 도면이다.
도 3은 도 1의 예에 있어서의 제1 단자(15) 및 제2 단자(16)의 외관을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 예에 있어서의 코일 용수철(19)의 외관도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도이다.
도 6은 도 5의 예에 있어서의 폴리이미드 필름(24)의 전개도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도이다.
도 8은 도 7의 예에 있어서의 폴리이미드 필름(26)의 전개도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도이다.
도 10은 도 9의 예에 있어서의 폴리이미드 필름(29)의 전개도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도이다.
도 12는 도 11의 예에 있어서의 심체 홀더(34)의 형상을 나타낸 도면이다.
도 13은 도 11의 예에 있어서의 폴리이미드 필름(36)의 전개도이다.
도 14는 도 11의 예에 있어서의 코일 용수철(37)의 외관도이다.
도 15는 본 발명의 제 5 실시 형태의 변형예 1의 일례의 구조도이다.
도 16은 도 15의 예에 있어서의 심체 홀더(34')의 형상을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 제 5 실시 형태의 변형예 2에 이용하는 펜심(330)의 일례의 구조를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 5 실시 형태의 변형예 2에 이용하는 폴리이미드 필름(360)의 전개도이다.
도 19는 본 발명의 제 6 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 제 7 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 개략을 나타낸 도면이다.
도 21은 도 20의 내부 구조를 나타내는 분해도이다.
도 22는 도 20의 예의 폴리이미드 필름(64)의 전개도이다.
도 23은 도 20의 예의 위치 지시용 모듈을 프린트 기판에 설치하는 경우의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 스타일러스 펜의 실시 형태를 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 스타일러스 펜의 실시 형태의 회로 구성예를 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명의 스타일러스 펜의 실시 형태의 동작을 나타낸 도면이다.
도 27은 스타일러스 펜의 검출에 이용하는 태블릿의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 28은 X축 전면 스캔 동작에 대해 나타낸 도면이다.
도 29는 부분 스캔으로의 이행 동작을 나타낸 도면이다.
도 30은 부분 스캔 동작에 대해 나타낸 도면이다.

［제1 실시 형태］

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도(중앙 단면도)를 나타낸 것이다. 도 1에 있어서, 11은 대략 원반 모양의 유전체, 12는 유전체(11)의 제1 면에 마련된 제1 전극, 13은 가요성을 가지는 재료로 이루어진 제2 전극이다. 제2 전극(13)은 링 형태의 스페이서(14)를 사이에 두고 유전체(11)의 제1 면에 대향하는 제2 면측에 배치되어 있다. 이 제2 전극(13)으로서는, 예를 들면 도전성 고무를 이용할 수 있고, 폴리이미드 필름의 한 면에 도전 물질을 증착한 재료도 좋다.

도 2는 유전체(11), 스페이서(14), 제2 전극(13)을 각각 분해해 배열했을 때의 사시도이다. 제2 전극(13)에 있어서 적어도 스페이서(14)와 접하는 면(13a)측은 도전성을 가지고 있고, 그 도전면에는 돌출부(13b)가 마련되어 있다.

도 1에 있어서, 15는 금속에 의해 성형된 제1 단자로, 유전체(11)의 제1 전극(12)과 전기적으로 접속된다. 16은 금속에 의해 성형된 제2 단자로, 제2 전극(13)과 전기적으로 접속된다.

도 3은 제1 단자(15) 및 제2 단자(16)의 외관을 나타낸 것이다. 제1 단자(15)에는 제1 전극(12)과 접속하는 평평한 부분(15a)이 마련되어 있다. 또한, 제2 단자(16)에는 제2 전극(13)의 돌출부(13b)와 접속하는 평평한 부분(16a)이 마련되어 있다.

도 1에 있어서, 17은 대략 막대 모양의 펜심으로, 이 예에서는 부도체 재료, 예를 들면 수지로 구성되어 있다. 이 예에서는, 심체부는 펜심(17)만으로 구성되어 있다. 펜심(17)의 선단(17a)에는 제3 전극(18)이 매립되어 있다. 펜심(17)의, 선단(17a)의 반대측의 접속단(17b)에는 도전성 물질이 도포되어 있고, 접속단(17b)은 펜심(17)의 내부에 설치되어 있는 도체(17c)를 통해서 제3 전극(18)과 전기적으로 접속되어 있다.

19는 도전성 재료로 형성된 스프링(용수철), 이 예에서는 코일 용수철로서, 그 외관을 도 4에 나타낸다. 탄성을 가지는 권회부(19a)와 곧게 뻗은 제3 단자(19b)가 마련되어 있다.

20은 도전성 재료로 형성된 심체 홀더로서, 코일 용수철(19)의 권회부(19a)에 딱 맞게 들어가는 형상으로 이루어져 있다. 또한, 심체 홀더(20)의 외주면에 플랜지 모양으로 돌출하는 돌출부(20a)에 의해 코일 용수철(19)이 접촉하여 전기적으로 접속된다. 심체 홀더(20)에는 펜심(17)의 접속단(17b)이 삽입되어 감합되는 구멍이 마련되어 있어, 펜심(17)의 접속단(17b)이 심체 홀더(20)에 압입 감합됨으로써 접속단(17b)과 전기적으로 접속되어 있다.

21은 플라스틱으로 성형된 압압체로, 일단이 둥근 원통 형상으로 이루어지고 타단은 평평한 형상으로 이루어져 있다. 압압체(21)의 평평한 형상인 타단측은 심체 홀더(20)와 접착되고 둥근 일단측은 제2 전극(13)에 딱맞게 접하도록 배치된다. 이 압압체(21)는 고무 등의 탄력성이 있는 재료를 이용해도 좋다.

22는 하우징으로서, 전술한 유전체(11), 제1 전극(12), 제2 전극(13), 스페이서(14), 제1 단자(15), 제2 단자(16), 제3 전극(18)을 구비하는 펜심(17), 코일 용수철(19), 심체 홀더(20), 압압체(21)의 각 부재를 결합하여 위치 지시용 모듈로서 형성하고 있다. 하우징(22)은 각 부재를 결합하기 용이하게 하기 위해서, 도시하지 않는 복수의 부분으로 분해되는 것과 아울러, 압입이나 접착 등의 방법에 의해 조립되어 있다.

이와 같이 형성한 제1 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 동작에 대해 설명한다. 덧붙여 이 제1 실시 형태에서는, 유전체(11), 제1 전극(12), 제2 전극(13), 스페이서(14)에 의해, 가변 용량 콘덴서가 구성된다. 이 가변 용량 콘덴서는, 필압 검출부의 구성의 일례이다.

펜심(17)에 필압이 기해지지 않는 상태에서는 유전체(11)와 제2 전극(13)은 스페이서(14)에 의해서 접촉하지 않는 상태로 되어 있다. 펜심(17)에 필압이 가해지면, 압압체(21)는 제2 전극(13)을 변위시키고, 유전체(11)의 제2면에 접촉한다. 이 접촉 면적은 펜심(17)에 가해지는 필압의 크기에 따라 변화하므로, 제1 단자(15)와 제2 단자(16)간의 용량은 펜심(17)에 가해지는 필압의 크기에 따라 변화한다.

한편, 펜심(17)에 마련된 제3 전극(18)은, 필압의 유무에 상관없이 심체 홀더(20) 및 코일 용수철(19)을 경유하여 제3 단자(19b)에 전기적으로 접속되어 있다.

제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈에서는, 필압이 없어졌을 때에 펜심(17)을 되돌리는 작용을 하는 부분과, 제3 단자와 제3 전극(18)과의 결선부가 코일 용수철(19)에 의해서 겸용되고 있기 때문에, 제3 단자와 제3 전극(18)과의 결선부가 필압 검출에 영향을 주지 않고, 가벼운 하중의 검출을 정밀하게 실시할 수 있다.

또한, 펜심(17)의 변위가 반복됨으로써 제3 단자와, 제3 전극(18)과의 접속선이 단선되거나 하는 일도 없다.

［제2 실시 형태(제1 실시 형태의 변형예)］

도 5는 제2 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도(중앙 단면도)를 나타낸 것으로, 도 1에 나타난 제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈과 동일 구성의 것은 동일 부호에 의해서 나타낸다. 제2 실시 형태는 제1 실시 형태와 공통점이 많기 때문에, 여기에서는 도 1과 다른 부분에 대한 것만 설명한다.

23은 도전성 재료로 형성된 코일 용수철로, 제1 실시 형태에서 이용한 도 4에 나타난 코일 용수철(19)과 거의 같지만, 곧게 뻗은 부분인 단자(19b)에 상당하는 부분이 없다. 코일 용수철(23)은 제1 실시 형태의 코일 용수철(19)과 같이 심체 홀더(20)에 삽입되어 돌출부(20a)와 접촉하여 전기적으로 접속된다.

24는 폴리이미드 필름으로, 도 6은 그 전개도이다. 폴리이미드 필름(24)은, 링 형상 부분과 직선 부분이 결합된 형태로 되어 있고, 그 한 면에 있어서, 링 형상 부분에는 링 모양의 도전 패턴(24a)이, 직선 부분에는 직선 모양의 도전 패턴(24b)이, 도전 패턴(24a)과 도전 패턴(24b)의 양자가 연속하는 상태가 되도록, 에칭 등에 의해서 형성되어 있다. 또한, 폴리이미드 필름(24)은, 도 6의 a－a＇에서 직각으로 접어 구부러져 있다. 폴리이미드 필름(24)의 링 형상 부분의 도전 패턴(24a)은 코일 용수철(23)의 단면과 동일 사이즈로 되어 있어 코일 용수철(23)과 전기적으로 접속된다. 직선 부분의 도전 패턴(24b)은 제3 단자(24b)로서 돌출한다.

25는 하우징으로, 제1 실시 형태와 같이 모든 부재를 결합하여 위치 지시용 모듈로 형성하고 있다. 하우징(25)은 각 부재를 결합하기 용이하게 하기 위해서, 도시하지 않는 복수의 부분에 분해되는 것과 동시에, 압입이나 접착 등의 방법에 의해 조립되어 있다.

이와 같이 구성한 제2 실시 형태에 있어서도, 제3 전극(18)은, 심체 홀더(20), 코일 용수철(23) 및 폴리이미드 필름(24)를 경유하여 제3 단자(24b)에 전기적으로 접속된다.

이 제2 실시 형태에서도, 필압이 없어졌을 때에 펜심(17)을 되돌리는 작용을 하는 부분과 제3 단자(24b)로부터 제3 전극(18)으로의 결선부가 코일 용수철(23)에 의해서 겸용되어 있기 때문에, 제3 단자(24b)로부터 제3 전극(18)으로의 결선부가 필압 검출에 영향을 주지 않고, 가벼운 하중의 검출을 정밀하게 실시할 수 있다.

또한, 펜심(17)의 변위가 반복됨으로써 제3 단자와 제3 전극(18)과의 접속선이 단선되거나 하는 일도 없다.

［제3 실시 형태］

도 7은 제3 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도(중앙 단면도)를 나타낸 것으로, 도 1에 나타난 제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈과 동일 구성은 동일 부호에 의해서 나타낸다.

즉, 11은 대략 원반 모양의 유전체, 12는 유전체(11)의 제1면에 마련된 제1 전극, 14는 스페이서다. 15는 금속에 의해 성형된 제1 단자로, 유전체(11)의 제1 전극(12)과 전기적으로 접속된다. 16은 금속에 의해 성형된 제2 단자다. 17은 대략 막대 모양의 펜심으로, 그 선단(17a)에는 제3 전극(18)이 매립되어 있다. 펜심(17)의 접속단(17b)에는 도전성 물질이 도포되어 있어 접속단(17b)은 펜심(17)의 내부에 설치되어 있는 도체(17c)를 통해서 제3 전극(18)과 전기적으로 접속되어 있다. 이들 구성은 제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈과 같다.

26은 폴리이미드 필름으로, 도 8은 그 전개도이다. 폴리이미드 필름(26)은, 대략 원형 형상 부분과 직선 부분이 결합된 형태이고, 그 양면에 도전 패턴이 형성되어 있다. 또한, 폴리이미드 필름(26)은, 도 8의 a－a＇에서 직각으로 구부러져 있다. 폴리이미드 필름(26)의 대략 원형 형상 부분의 유전체(11)측인 제1 면에는, 도전성 물질이 증착됨으로써 형성되는 제2 전극(26a)(도 8에서는 파선으로 나타냄)이 마련되어 있다. 이 제2 전극(26a)은, 대략 원형 형상 부분의 돌출부(26b)에서 제2 단자(16)와 전기적으로 접속된다. 폴리이미드 필름(26)의 제1면과 반대면인 제2면에는, 대략 원형 형상부의 중앙에 원형의 도전 패턴(26c)이 마련되어 있다. 또한, 폴리이미드 필름(26)의 제2면의 직선 부분의 선단에는 제3 단자(26d)가 마련되어 있다. 원형의 도전 패턴(26c)과 제3 단자(26d)는 얇은 도전 패턴(26e)에 의해 결선되어 있고, 이들 패턴은 에칭 등에 의해 형성되어 있다.

27은 도전성을 가지는 탄성재, 예를 들어 도전 고무로 형성된 압압체이다. 이 압압체(27)의 일단은 둥근 원통 형상으로 이루어져 있고, 타단에는, 펜심(17)의 접속단(17b)이 압입되는 구멍이 마련되어 있다. 압압체(27)의 둥근 선단은 폴리이미드 필름(26)의 도전 패턴(26c)에 딱 맞게 접하도록 후술하는 하우징(28)의 형상이 결정되어 있다.

28은 하우징으로, 제1 실시 형태와 같이 모든 부재를 결합하여 위치 지시용 모듈로 형성하고 있다. 하우징(28)은 각 부재를 결합하기 용이하게 하기 위해서, 도시하지 않는 복수의 부분으로 분해되는 것과 동시에, 압입이나 접착등의 방법에 의해 조립되어 있다.

폴리이미드 필름(26)은 가요성을 가지고 있으므로, 펜심(17)에 필압이 걸리지 않는 상태에서는 평평한 형상이 된다. 유전체(11)와 제2 전극(26a)은 스페이서(14)에 의해서 접촉하지 않는 상태로 되어 있지만, 펜심(17)에 필압이 가해지면, 압압체(27)는 제2 전극(26a)을 변위시켜, 유전체(11)에 접촉한다. 이 유전체(11)와 제2 전극(26a)의 접촉 면적은 펜심(17)에 가해지는 필압의 크기에 따라 변화하므로, 제1 단자(15)와 제2 단자(16)간의 용량은 펜심(17)에 가해지는 필압의 크기에 따라 변화한다.

한편, 펜심(17)에 마련된 제3 전극(18)은 압압체(27) 및 폴리이미드 필름(26)의 제2면 측의 도전 패턴(26c)을 경유하여 제3 단자(26d)에 전기적으로 접속되어 있다.

이 제3 실시 형태에서는, 폴리이미드 필름(26)의 가요성과 압압체(27)의 탄성에 의해, 필압의 유무에 관계없이 압압체(27)와 폴리이미드 필름(26)의 도전 패턴(26c)은 항상 접촉한 상태가 유지된다.

제3 실시 형태에서는, 제2 단자(16)와 제2 전극(26a)의 접속을 폴리이미드 필름(26)의 돌출부(26b)에 의해서 실시하고 있지만, 폴리이미드 필름(26)의 직선 부분의 제1면을 경유하여 결선을 실시하고, 제3 단자(26d)의 뒤편에 제2 단자를 마련해도 괜찮다.

［제4 실시 형태］

도 9는 제4 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도(중앙 단면도)를 나타낸 것으로, 도 1에 나타난 제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈과 동일한 구성은 동일 부호로 나타낸다.

즉, 11은 대략 원반 모양의 유전체, 12는 유전체(11)의 제1면에 마련된 제1 전극, 15는 금속에 의해 성형된 제1 단자로, 유전체(11)의 제1 전극(12)과 전기적으로 접속된다. 17은 대략 막대 모양의 펜심으로, 그 선단(17a)에는 제3 전극(18)이 매립되어 있다. 펜심(17)의 접속단(17b)에는 도전성 물질이 도포되어 있고, 접속단(17b)은 펜심(17)의 내부에 마련되어 있는 도체(17c)를 통해서 제3 전극(18)과 전기적으로 접속되어 있다. 이들 구성은 제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈과 같다.

29는 폴리이미드 필름으로, 도 10은 그 전개도이다. 폴리이미드 필름(29)은, 원형 부분과 2개의 직선 부분이 결합된 형태로 되어 있고, 그 양면에 도전 패턴이 형성되어 있다. 또한, 폴리이미드 필름(29)은, 도 10의 a－a＇및 b－b＇에서 각각 직각으로 구부러져 있다. 이 폴리이미드 필름(29)을 도 9와 같이 장착했을 때, 원형 부분이 펜심(17)으로 향하고 있는 면을 표면, 유전체(11)를 향하고 있는 면을 이면으로 하여 설명한다.

도 10은 폴리이미드 필름(29)을 그 표면에서 보았을 때의 도전 패턴을 흑색으로 나타내고 있고, 이면의 도전 패턴을 점선으로 나타내고 있다. 원형 부분의 표면에는 3개의 부채꼴이 중앙부에서 결합된 것 같은 패턴(29a)이 도 10과 같이 형성되고 있다. 원형 부분의 이면에는, 표면의 패턴(29a)을 정확히 60^о회전시킨 위치에 패턴(29b)이 형성되어 있다. 이와 같이 패턴(29a)과 패턴(29b)이 부채꼴 부분에서 겹치지 않게 함으로써, 각각의 패턴(29a, 29)에 가해지는 신호가 서로 영향을 주는 것을 피하는 효과가 있다.

폴리이미드 필름(29)의 제1 직선 부분의 선단(표면)에는 제3 단자(29d)가 마련된다. 이 제3 단자(29d)는, 폴리이미드 필름(29)의 제1 직선 부분에 형성되어 있는 얇은 패턴(29c)을 통해서 패턴(29a)과 결선되어 있다. 또한, 폴리이미드 필름(29)의 제2 직선 부분의 선단(이면)에는 제2 단자(29f)가 마련된다. 이 제2 단자(29f)는, 폴리이미드 필름(29)의 제2 직선 부분에 형성되어 있는 얇은 패턴(29e)을 통해서 패턴(29b)과 결선되어 있다.

30은 도전성을 가지는 탄성재, 예를 들어 도전 고무로 형성된 제2 전극이다. 제2 전극(30)은 폴리이미드 필름(29)의 패턴(29b)의 직경과 대략 동일한 대략 원반 형상을 하고 있고, 그 일면은 평탄하고 다른 면은 불룩하게 되어 있다. 제2 전극(30)은, 폴리이미드 필름(29)의 이면에 도전성 접착제로 접착되어 패턴(29b)과 전기적으로 접속되어 있다.

31은 도전성 재료로 대략 원통 형상으로 형성된 심체 홀더로, 그 일단은 평탄하고, 타단에는 펜심(17)의 접속단(17b)이 압입 감합되는 구멍이 설치되어 있다. 심체 홀더(31)의 평탄면은, 폴리이미드 필름(29)의 표면에 도전성 접착제로 접착되어 패턴(29a)과 전기적으로 접속되어 있다.

32는 하우징으로, 제1 실시 형태와 같이 모든 부재를 결합하여 위치 지시용 모듈로 형성하고 있다. 하우징(32)은 각 부재를 결합하기 용이하게 하기 위해서, 도시하지 않는 복수의 부분으로 분해되는 것과 동시에, 압입이나 접착 등의 방법에 의해 조립되어 있다.

덧붙여, 폴리이미드 필름(29)의 원형부의 외주는 표면과 이면의 양면에서 하우징(28)에 의해서 고정된다. 이 때, 폴리이미드 필름(29)의 이면측은 외주 부근에 원형으로 선접촉하는 부분(32a)에 의해서 눌려져 있다. 이것은, 펜심(17)에 필압이 가해졌을 때에 폴리이미드 필름(29)이 변위하기 쉽게 하기 위해서이다.

하우징(32)은, 펜심(17)에 필압이 가해지지 않을 때에 제2 전극(30)과 유전체(11) 사이에 약간의 틈새가 생기도록 치수가 결정되어 있다.

이와 같이, 구성한 본 실시예에서도, 펜심(17)에 가해지는 필압에 따라 제2 전극(30)과 유전체(11)의 접촉 면적이 변화한다. 또한, 제3 전극(18)은 필압의 유무에 관계없이, 심체 홀더(31) 및 폴리이미드 필름(29)의 패턴(29a)을 경유하여 제3 단자(29b)에 결선된다.

［제 5 실시 형태］

도 11은 제5 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 일례의 구조도(중앙 단면도)를 나타낸 것으로, 도 1에 나타난 제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈과 동일한 구성은 동일 부호에 의해서 나타낸다.

즉, 11은 대략 원반 모양의 유전체, 12는 유전체(11)의 제1면에 마련된 제1 전극, 15는 금속에 의해 성형된 제1 단자로, 유전체(11)의 제1 전극(12)과 전기적으로 접속된다. 18은 제3전극이다.

이 제 5 실시 형태는, 펜심의 선단에 마련된 제3 전극(18)으로의 전기적 접속을 플렉서블한 선을 이용해 실시하는 것이다. 도 11에 있어서, 33은 대략 막대 모양의 펜심으로, 제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈의 펜심(17)과 거의 같은 것이다. 이 제 5 실시 형태에 있어서도 심체부는, 펜심(33)만으로 이루어진다. 펜심(33)의 선단(33a)에는 제3 전극(18)이 매립되어 있다. 펜심(33)의, 선단(33a)과는 반대측의 접속단(33b)의 단면에는 도전성 물질이 도포되어 있어 접속단(33b)은 펜심(33)의 내부에 설치되어 있는 도체(33c)를 통해서 제3 전극(18)과 전기적으로 접속되어 있다.

34는 플라스틱으로 성형된 심체 홀더로, 도 12는 그 형상을 나타낸 도면이다. 심체 홀더(34)에는 2개의 원형의 압입부(34a 및 34b)가 형성되어 있고, 압입부(34a)에는 펜심(33)의 접속단(33b)이 압입 감합되어, 압입부(34b)에는 후술하는 제2 전극(35)이 압입된다. 압입부(34a)의 외주에는 슬릿(34c)이 마련되어 있고, 슬릿(34c)의 외주 방향에는 돌출부(34d)가 마련되어 있다. 압입부(34a)의 저부 및 슬릿(34c)의 저부 및 돌출부(34d)는, 후술하는 폴리이미드 필름(36)을 배치하기 위하여 동일 평면을 구성한다. 압입부(34b)의 외주에도 슬릿(34e)이 마련되어 있다.

36은 폴리이미드 필름으로, 도 13은 그 전개도이다. 폴리이미드 필름(36)의 한 면에는 도 13에서 흑색 부분에서 나타낸 도전 패턴이 에칭 등에 의해 형성되어 있다. 그리고, 폴리이미드 필름(36)의 일단측의 원형 부분의 도전 패턴으로서 접속부(36a)가 구성되며, 타단측의 구형 부분의 도전 패턴으로서 제3 단자(36b)가 구성되고 폴리이미드 필름(36)의 얇고 플렉서블한 부분의 선 모양의 패턴(36c)에 의해, 접속부(36a)와 제3 단자(36b)가 전기적으로 접속되어 있다. 덧붙여 폴리이미드 필름(36)의 선 모양의 패턴(36c)이 형성되어 있는 얇고 플렉서블한 부분의 일부는, 도 13에 나타내는 것과 같이, 약간, 폭이 넓은 부분(36d)으로 이루어져 있다.

폴리이미드 필름(36)의 접속부(36a)의 원형 부분은, 심체 홀더(34)의 압입부(34a)의 저부에 접착되어 선 모양의 패턴(36c)이 형성되어 있는 얇고 플렉서블한 부분이 심체 홀더(34)의 슬릿(34c)를 통하여 돌출부(34d)에 연장되도록 장착된다.

펜심(33)의 접속단(33b)은 심체 홀더(34)의 압입부(34a)에 압입 감합되는 것으로써, 제3 전극(18)과 제3 단자(36b)가 전기적으로 접속된다. 폴리이미드 필름(36)은 도 13에 나타난 폭이 넓은 부분(36d)에서 후술하는 하우징(38)의 외주에 접착되어 고정된다. 덧붙여, 펜심(33)의 접속단(33b)과 폴리이미드 필름(36)의 접속부(36a)와의 접속을 확실하게 하기 위해서 사이에 탄성이 있는 도전재(예를 들면 도전 고무 등)를 끼우도록 해도 좋다.

37은 도전성 재료로 형성된 코일 용수철로, 그 외관을 도 14에 나타낸다. 이 코일 용수철(37)은 탄성을 가지는 권회부(37a)와 곧게 뻗은 제2 단자(37b)를 구비함과 아울러, 권회부(37a)의 내측으로 연장하고 있는 접속부(37c)를 구비한다. 코일 용수철(37)은 심체 홀더(34)에, 접속부(37c)가 슬릿(34e)을 통과하도록 장착된다.

35는 도전성을 가지는 탄성재, 예를 들어 도전 고무로 원통 형상으로 형성된 제2 전극이다. 이 제2 전극(35)의 일단은 둥근 돔 형상으로 이루어져 있다. 그리고, 이 제2 전극(35)의 타단은 심체 홀더(34)의 압입부(34b)에 압입된다. 제2 전극(35)은 심체 홀더(34)의 압입부(34b)에 압입됨으로써 코일 용수철(37)의 접속부(37c)와 접속되어, 제2 단자(37b)와 전기적으로 접속된다.

38은 하우징으로, 전술한 실시 형태와 같이 모든 부재를 결합하여 위치 지시용 모듈로서 형성하고 있다. 하우징(38)은 각 부재의 결합을 용이하게 하기 위하여, 도시하지 않는 복수의 부분으로 분해되는 것과 동시에, 압입이나 접착 등의 방법에 의해 조립되어 있다. 덧붙여, 펜심(33)에 필압이 가해지지 않을 때에, 제2 전극(35)의 돔 형상부와 유전체(11)와의 사이에 약간의 틈새가 생기도록, 하우징(38)의 치수가 결정되어 있다.

이와 같이 형성한 제 5 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 동작에 대해 설명한다.

펜심(33)에 필압이 가해지지 않는 상태에서는 유전체(11)와 제2 전극(35)간은 접촉하지 않는 상태로 되어 있다. 펜심(33)에 필압이 가해지면 제2 전극(35)은 유전체(11)에 접촉한다. 제2 전극(35)은 탄성을 가지므로, 이 접촉 면적은 펜심(33)에 가해지는 필압의 크기에 따라 변화한다.

덧붙여 제 5 실시 형태에서는 폴리이미드 필름(36)의 접속부(36a)로부터 연장되는 선 모양의 도체 패턴(36c)이 형성되어 있는 플렉서블한 부분이 펜심(33)의 변위 방향과 직각 방향으로 되어 있으므로, 폴리이미드 필름(36) 자체의 변위 방향에 대한 탄성력은 코일 용수철(37)의 탄성력보다도 매우 작고, 폴리이미드 필름(36)은 펜심(33)의 변위에 지장을 거의 주지 않는다.

［제 5 실시 형태의 변형예 1］

도 15는 제 5 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 변형 예의 구조도(중앙 단면도)를 나타낸 것으로, 도 11에 나타낸 제 5 실시 형태의 위치 지시용 모듈과 동일한 구성의 것은 동일 부호에 의해서 나타내다. 이 제 5 실시 형태의 변형예 1은, 상술한 제 5 실시 형태에서, 압입부(34a)의 돌출부(34d)의 존재때문에, 도 11에서 나타내는 것과 같이, 폴리이미드 필름(36)의 얇고 플렉서블한 부분은 하우징(38)으로부터 떨어져 떠 버릴 우려가 있는 문제를 개선한 예이다. 제 5 실시 형태의 변형예 1에 있어서는, 심체 홀더(34')를 이용한다.

도 16은 심체 홀더(34')의 형상을 나타낸 도면으로서, 슬릿(34c')은, 도 12에 나타낸 제 5 실시 형태의 심체 홀더(34)의 돌출부(34d)를 가지지 않는다. 그리고, 압입부(34a)의 저부보다도 슬릿(34c')의 저부를 보다 깊게 구성하고, 폴리이미드 필름(36)의 얇고 플렉서블한 부분의 굴곡부가, 슬릿(34c')내에 들어가도록 하고 있다. 이것에 의해, 도 15에 나타내는 것과 같이, 폴리이미드 필름(36)의 얇고 플렉서블한 부분은 하우징(38)의 측면에 밀착하게 된다.

덧붙여 도 15 및 도 16에서 나타내는 것과 같이, 이 제 5 실시 형태의 변형예 1에 대해서는, 심체 홀더(34')의 압입부(34a)에는, 요철부(34f)가 형성되어 있다. 그리고, 펜심(33)의 접속단(33b) 측의, 압입부(34a)의 요철부(34f)의 대응하는 부분에는, 대응하는 형상의 요철부(33d)가 형성되어 있다. 이 요철부(34f)와 요철부(33d)의 감합에 의해, 심체 홀더(34')로부터, 펜심(33)이 걸리게 되고, 용이하게 이탈하지는 않게 된다. 덧붙여 펜심(33)을 소정의 힘으로 뽑을 수 있도록 함으로써, 요철부(34f)와 요철부(33d)의 감합은 해제된다.

［제 5 실시 형태의 변형예 2］

상술의 제 5 실시 형태에서는, 제3의 전극은, 펜심(33)의 선단(33a)에 1개의 전극(18)이 매립되어 있지만, 출원인은, 펜심에 복수개의 전극을 마련하는 것으로, 위치 검출 장치에 있어서, 스타일러스 펜의 축심 방향의 기울기나, 태블릿 면에 대한 수직 방향을 축으로 한 회전각을 검출할 수 있도록 한 발명을 제안하고 있다. 스타일러스 펜의 축심 방향의 기울기나, 태블릿 면에 대한 수직 방향을 축으로 한 회전각을 검출하는 구성 및 동작의 상세한 것에 대하여는, 앞의 출원(특원 2012－176102)에 상세하게 언급하고 있기 때문에, 여기에서는 생략한다

이 제 5 실시 형태의 변형예 2는, 펜심으로서 이 앞의 출원과 같이 복수개의 전극을 마련하는 펜심을 이용하는 경우이다.

도 17은, 이 제 5 실시 형태의 변형예 2에 있어서의 펜심(330)의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 17(A)는 펜심(330)의 사시도, 도 17(B)는, 도 17(A)에 있어서의 A－A에서 절단 했을 때의 단면도, 도 17(C)는 펜심(330)의, 선단(330a)과는 반대측의 접속단(330b)의 단면 형상을 나타내는 도면이다.

즉, 도 17(A)에 나타내는 것과 같이, 이 예의 펜심(330)은, 대략 막대 형상을 가짐과 아울러, 제3 전극으로서 3개의 전극(331, 332, 333)을 구비한다. 3개의 전극(331, 332, 333)은, 도 17에서 나타내는 것과 같이, 선단(330a)에서 접속단(330b)까지 걸친 축심 방향으로, 서로 전기적으로 비접속의 상태로 형성되어 있다. 그리고, 3개의 전극(331, 332, 333)의 펜심(330)의 접속단(330b)에 드러나는 부분은, 후술하는 폴리이미드 필름(360)과의 접속을 확실히 할 수 있도록, 도 17(C)에 나타내는 것과 같이 외측에 팽출(膨出)하도록 형성되어 있다.

이 제 5 실시 형태의 변형예 2의 폴리이미드 필름(360)은, 도 18(A)에서 나타나는 것과 같이 구성되어 있다. 즉, 폴리이미드 필름(360)의 일단측의 원형 부분은 펜심(330)의 3개의 전극(331, 332, 333)과의 접속부(360a)로 되고 타단측의 구형 부분은 제3 단자부(360b)로 되어 있다. 폴리이미드 필름(360)의 일단측의 접속부(360a)에는, 펜심(330)에 설치된 3개의 전극(331, 332, 333)의 각각 접속하는 3개의 도전 패턴(361, 362, 363)이 형성되어 있다. 또한, 폴리이미드 필름(360)의 타단 측의 제3 단자부(360b)에는, 3개의 단자(364, 365, 366)가 형성되어 있다. 그리고, 접속부(360a)의 3개의 도전 패턴(361, 362, 363)과 제3 단자부(360b)의 3개의 단자(364, 365, 366)는, 폴리이미드 필름(360)의 얇고 플렉서블한 부분의 선 모양의 패턴(367, 368, 369)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

폴리이미드 필름(360)의 접속부(360a)의 원형 부분은, 심체 홀더(34')의 압입부(34a)의 저부에 접착되고, 얇고 플렉서블한 부분이 심체 홀더(34')의 슬릿(34c')을 통하여 하우징(38)외로 연장하도록 장착된다.

펜심(330)의 접속단(330b)은 심체 홀더(34')의 압입부(34a)에 압입되는 것에 의해, 제3 전극으로서의 전극(331, 332, 333)과 제3 단자부(360b)의 3개의 단자(364, 365, 366)가 전기적으로 접속된다. 폴리이미드 필름(360)은 도 18(A)에 나타난 폭이 넓은 부분에서 후술하는 하우징(38)의 외주에 접착되어 고정된다.

덧붙여 도 17(A)에 나타나는 것과 같이, 펜심(330)의 접속단(330b) 측에는, 심체 홀더(34')의 압입부(34b)에 삽입했을 때에 요철부(34f)와 감합하는 요철부(330c)가 형성됨과 아울러, 펜심(330)의 원주 방향의 위치 결정용의 돌기부(330d)가 형성되어 있다. 이 경우, 도시는 생략하지만, 심체 홀더(34')의 압입부(34a)의 원주 방향의 소정 위치에는, 돌기부(330d)와 감합하는 홈이 형성되어 있다. 이 돌기부(330d)와 홈의 감합에 의해, 펜심(330)의 원주 방향의 위치가 고유하게 정해져, 이것에 의해, 제3 전극으로서의 전극(331, 332, 333)과 폴리이미드 필름(360)의 접속부(360a)의 3개의 도전 패턴(361, 362, 363)이, 미리 정해진 관계로 전기적으로 접속된다.

도 18(B)는, 제 5 실시 형태의 변형예 2에 이용하는 폴리이미드 필름의 다른 예를 나타내는 도면이다. 즉, 이 예의 폴리이미드 필름(360A)은, 도 18(B)에 나타나는 것과 같이, 원형 부분으로부터 이루어져, 제3 전극으로서 3개의 전극(361A, 362A, 363A)이 형성되어 있는 접속부(360c)는, 길이 방향의 거의 중앙부에 마련된다. 그리고, 제3 단자부는 2개로 나누어져, 접속부(360c)의 양측으로 마련된다.

도 18의 예에서는, 접속부(360c)의 좌측에는 제3 단자부의 3개의 단자 중의 단자(364A)만이 형성되는 제3 단자 부분(360d)이 설치되고, 우측에는 제3 단자부의 3개의 단자 중의 단자(365A)와 단자(366A)가 형성되는 제3 단자 부분(360e)이 마련된다. 그리고, 접속부(360c)의 도전 패턴(361A)은 선 모양의 패턴(367A)을 통해서 단자(364A)에 전기적으로 접속되어 접속부(360c)의 도전 패턴(362A 및 363A)은 선 모양의 패턴(368A 및 369A)을 통해서 단자(365A 및 366A)에 전기적으로 접속된다.

이 도 18(B)에 나타나는 예의 경우의 폴리이미드 필름(360A)을 이용하는 경우에는, 위에서 설명한 바와 같이 제3 단자부는, 2개의 제3 단자 부분(360d, 360e)으로 나누어져 있다. 이 때문에, 심체 홀더(34')에는, 도시는 생략하지만, 제3 단자 부분(360d)을 외부에 도출하는 홈부와, 제3 단자 부분(360e)을 도출하는 홈부가 마련되는 것이다.

덧붙여, 도 18에 나타난 제 5 실시 형태의 변형예 2는, 제 5 실시 형태의 변형예 1에 적용했을 경우로 설명했지만, 도 11에 나타난 제 5 실시 형태에 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

［제 6 실시 형태］

도 19는, 제 6 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈을 탑재한 위치 지시기(전자 펜)의 일부를 나타내는 단면도이며, 전술의 제 5 실시 형태의 위치 지시용 모듈과 동일한 구성은 동일 부호에 의해서 나타낸다.

즉, 이 제 6 실시 형태의 필압 검출 수단도, 제 5 실시 형태와 같이 가변 용량 콘덴서로서 구성된다. 11은 대략 원반 모양의 유전체, 35는 도전성의 탄성재로 이루어지는 제2 전극, 도전성 재료로 형성된 37은 코일 용수철이다. 코일 용수철(37)은, 제2 단자(37b)를 구비하는 동시에, 제2 전극(35)과 접속되는 접속부(37c)를 구비한다.

39는 도전성의 금속으로 이루어지는 제1 전극이며, 유전체(11)의 제1면에 압접되도록 마련되어 있다. 이 제1 전극(39)으로부터는, 당해 제1 전극(39)과 일체로 제1 단자(39a)가 도출되는 구성으로 되어 있다.

그리고, 제2 전극은 심체 홀더(340)에, 상술된 제 5 실시 형태와 같이 장착되어 있고, 하우징(38') 내에 있어서, 후술하는 펜심(110)에 인가되는 필압에 따라 심체 홀더(340)에 고정된 제2 전극(35)이 축심 방향으로 이동 가능하도록 구성되어 있다.

또한, 도 19에 있어서, 101은 원통 모양의 도전성 재료로 이루어지는 케이스이다. 102는 프런트 캡으로 테이퍼 모양(tapered shape)으로 형성된 도체 재료로 이루어진다. 103은 펜 끝 가이드 부재로, 절연성 재료로 이루어진다.

케이스(101)의 중공부 내에는, 기판 홀더(104)가 수납되어 있다. 이 기판 홀더(104)의 프린트 기판 재치대부(104a)에는 프린트 기판(105)이 장착되어 있다. 또한, 기판 홀더(104)의 모듈 유지부(104b)에는, 위치 지시용 모듈이 유지되어 있다. 덧붙여 케이스(101)에는, 도시를 생략한 전지가 수납되어 있다.

이 제 6 실시 형태의 위치 지시용 모듈의 구성에 대해 설명한다.

110은 펜심으로, 이 예에서는, 금속 등의 도전성의 막대 모양체로 구성되어 있다. 덧붙여, 펜심(110)은, 도전성을 가지는 펠트로 이루어져도 좋다. 이 제 6 실시 형태에서는, 펜심(110) 자체가 제3 전극을 구성하고 있다.

111은 심홀더로, 펜심(110)의 유지부(111a)를 구비한다. 이 유지부(111a) 내에는, 예를 들면 도전성 고무 등의 탄성을 가지는 도전성 재료로 이루어지는 도전성 탄성 부재(112)가 수납되어 있어 펜심(110)이 이 도전성 탄성 부재(112)를 통해서 유지부(111a)에 감합된다. 펜심(110)은, 소정의 힘으로 당기는 것으로, 심홀더(111)로부터 뽑을 수 있도록 구성되어 있다.

이 제 6 실시 형태에서는, 펜심(110)이 심 홀더(111)에 감합된 상태의 것으로 해 심체부가 구성되어 있다. 심 홀더(111)의, 펜심(110)의 유지부(111a)의 반대측은, 심체 홀더(340)에 감합되는 막대 모양부(111b)로 되어 있다. 이 막대 모양1d11b)는, 펜심(110)에 인가되는 외력(필압)을 심체 홀더(340)에 유지되어 있는 제2 전극(35)에 전달하는 전달 부재를 구성한다.

심체 홀더(340)에는, 막대 모양부(111b)가 감합되는 감합부(340a)가 형성되어 있다. 감합부(340a)에는, 심 홀더(111)의 막대 모양부(111b)가 압입 감합된다. 막대 모양부(111b)의 선단부 근방에는 팽출부가 형성되어 있어 이 팽출부가 심체 홀더(340)에 계합함으로써, 심홀더(111)가 심체 홀더(340)로부터 빠지지 않도록 되어 있다.

이 심 홀더(111)의 막대 모양부(111b)에 대해서는, 도전성 금속 등의 도전성 재료로 이루어지는 코일 용수철(113)이 장착된다. 심 홀더(111)는, 이 코일 용수철(113)에 의해, 기판 홀더(104)에 대해서 항상 펜심(110) 측에 가압되도록 구성되어 있다.

한편, 하우징(38')에 대해서, 당해 하우징(38')을 넘어, 프린트 기판(105) 측에 연장되도록 설치된 도체 단자 부재(115)가 설치되어 있다. 이 도체 단자 부재(115)와 도전성 재료로 이루어지는 코일 용수철(113)에 의해 전기적 접속용 부재를 구성하여, 이 전기적 접속용 부재에 의해, 프린트 기판(105)의, 신호 공급을 위한 회로 부재와 전기적 접속을 실현하고 있다.

도체 단자 부재(115)는, 코일 용수철(113)의 일단이 맞닿는 당접 판부(115a)와, 당해 당접 판부(115a)와 프린트 기판(105)의 신호 공급단에 접속되아 있는 동박 부분을 기판 홀더(104)의 감압용 부품 유지부(104b)의 부분을 넘어 접속하기 위한 연신(延伸)부로 이루어진 제3 단자(115b)로 이루어진다. 프린트 기판(105)의 신호 공급단으로부터의 신호는, 도체 단자 부재(115), 코일 용수철(113), 심 홀더(111) 및 도전성 탄성 부재(112)를 통해서, 펜심(110)으로 공급된다.

［제 7 실시 형태］

이상의 제1 실시 형태~ 제3 실시 형태에 있어서는, 필압 검출부를 구성하는 각각 개별의 구성부품으로서의 유전체(11)와, 제1 전극(12)과, 제2 전극(13, 26a) 및 스페이서(14)에 의해 가변 용량 콘덴서를 구성했다. 또한, 제4 실시 형태~ 제 6 실시 형태에 있어서는, 필압 검출부를 구성하는 각각 개별의 구성부품으로서의 유전체(11)와 제1 전극(12, 39)과 제2 전극(30, 35)에 의해 가변 용량 콘덴서를 구성했다. 제 7 실시 형태에 있어서는, 필압 검출부를 구성하는 가변 용량 콘덴서로서 상술된 실시 형태와 같은 복수개의 구성 부품을 이용하는 것이 아니라, 1개의 반도체 디바이스로서의 정전 용량 방식의 압력 센싱 디바이스를 이용한다.

도 20은 제 7 실시 형태에 의한 위치 지시용 모듈의 개략을 나타낸 것이다. 도 21은, 이 제 7 실시 형태의 위치 지시용 모듈의 내부 구성을 나타내는 분해도이며, 압력 감지부(61), 펜심(62), 심체 홀더(63), 폴리이미드 필름(64), 압압부(65)로 구성되어 있다. 이것들 각부 61~65 모두는, 하우징(66) 내에서 결합되어 위치 지시용 모듈로 형성하고 있다.

압력 감지부(61)는, 예를 들면 특개 2013－156066호 공보의 도 2에 나타난 것과 같은 정전 용량 방식의 압력 센싱 디바이스의 일례인 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 센서에 의해 구성되어 있다.

이 MEMS 센서는, 자세한 것은 특개 2013－156066호 공보에 기재되어 있지만, 인가 압력을 정전 용량의 변화로서 검출하는 반도체 디바이스이며, 외부로부터의 압력을 받아 휘는 구성의 제1 전극과, 고정의 제2 전극이, 유전체인 공기층(공간)을 개재하여 대향해서 배치되는 구성으로 이루어져 있다. 이 MEMS 센서는, 외부로부터의 압력을 받으면 제1 전극면이 휘는 것으로, 공기층을 개재하는 제1 전극과 제2 전극 사이의 거리가 바뀌어, 제1 전극과 제2 전극간의 정전 용량이 변화하는 것으로, 이 정전 용량의 변화로서 외부로부터 인가되는 압력을 검출하는 구성이다.

덧붙여 이 압력 감지부(61)는, MEMS 센서가 아니고, 예를 들면 제1 실시 형태로 나타낸 위치 지시용 모듈의 구성의 일부(유전체(11), 제1 전극(12), 제2 전극(13) 및 스페이서(14))를 모듈화한 것과 같은 것에 의해 구성해도 괜찮다.

펜심(62)은, 이 예에서는, 대략 막대 모양의 부도체 재료, 예를 들면 수지로 구성되어 있다. 이 예에서는, 심체부는 펜심(62)만으로 구성되어 있다. 이 펜심(62)는, 도시는 생략하는 선단에 제3 전극을 구비하는 것과 아울러, 선단과 반대측의 도전 접속단(62b)을 구비한다. 또한, 이 예의 펜심(62)은, 도전 접속단(62b) 측에 약간의 요철부(62c)를 구비한다. 심체 홀더(63)는, 펜심(62)의 요철부(62c)와 꼭 맞게 감합하는 형상의 구멍을 가지고 있어 펜심(62)이 착탈 가능한 구조로 되어 있다.

도 22는 폴리이미드 필름(64)의 전개도이다. 폴리이미드 필름(36)의 한 면에는 도 22에서 흑색 부분으로 나타낸 도전 패턴이 에칭 등에 의해 형성되어 있다. 폴리이미드 필름(64)의 일단측의 원형 부분에는, 후술하듯이, 펜심(62)의 도전 접속단(62b)과 접속되는 도전 패턴(64a)이 구성되고, 타단측의 구형 부분의 도전 패턴으로서 접속 단자(64b)가 구성된다.

그리고, 폴리이미드 필름(64)의 도전 패턴(64a) 측이 심체 홀더(63)에 접착됨으로써, 이 심체 홀더(63)에 펜심(62)을 장착했을 때에, 펜심(62)의 도전 접속단(62b)이 폴리이미드 필름(64)의 도전 패턴(64a)에 전기적으로 접속된다. 펜심(62)의 도전 접속단(62b)의 접촉부에 도전 고무 등의 탄성이 있는 도전재를 붙임으로써, 폴리이미드 필름(64)의 도전 패턴(64a)과의 전기적 접속이 확실해지도록 해도 괜찮다.

심체 홀더(63)에 접착된 폴리이미드 필름(64)의 도체 패턴(64a)이 형성되어 있지 않은 측에는, 압압부(65)가 접착되어 있다. 이 압압부(65)는, 이 예에서는, 실리콘 고무 등의 탄성력이 있는 재료로 대략 원추 모양으로 형성된 것으로 구성되어 있다. 이 압압부(65)의 대략 원추 모양의 선단에 의해, MEMS 센서(61)의 압압 인가면(61a)을 프레스하도록 구성된다.

도 23은 제 7 실시 형태의 위치 지시용 모듈을, 프린트 기판(67)에 장착하는 경우의 구성예를 나타내는 도면이다. 통 형상의 하우징(66)의, 프린트 기판(67) 측의 단부의 주측(周側)면의 일부에는, 하우징(66) 내부에 연통하는 홈(66a)이 형성되어 있고 이 홈(66a) 내에 폴리이미드 필름(64)이 수납됨과 아울러, 이 홈(66a)에서 폴리이미드 필름(64)의 접속 단자(64b)가 도출된다.

하우징(66)의 프린트 기판(67)측의 단면에는, 프린트 기판(67)의 단부가 삽입되는 오목부(66b)가 형성되어 있음과 아울러, 프린트 기판(67)을, 그 두께 방향으로 협지하는 1 개의 돌기(66c, 도 23에서는, 1 쌍의 돌기의 한쪽만이 나타남)가 형성되어 있다. 프린트 기판(67)은, 도 23에 나타나는 것과 같이, 하우징(66)과 결합되어 예를 들면 접착된다. 그리고, 하우징(66)으로부터 도출되고 있는 폴리이미드 필름(64)의 접속 단자(64b)가, 프린트 기판(67)에, 예를 들면 납땜되고, 프린트 기판(67)에 마련되는 전자 회로와 접속된다.

이 제 7 실시 형태에 있어서는, 펜심(62)에 필압이 인가되면, 그 필압은 심체 홀더(63)를 통해서 압압부(65)에 전달되어, MEMS 센서(61)의 압압 인가면(61a)이 압압되어 MEMS 센서(61)의 정전 용량은, 필압에 따른 변화를 나타낸다. 따라서, 이 MEMS 센서(61)의 정전 용량의 변화로부터 필압을 검출할 수 있다.

［스타일러스 펜의 실시 형태］

도 24는 본 발명에 의한 스타일러스 펜의 실시 형태에 대한 내부 구조의 일례를 나타낸 것이다. 도 24에 있어서, 40은 도 1에서 나타낸 제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈이다. 도 24에 있어서, 도 1에서 나타낸 제1의 위치 지시용 모듈의 구성과 동일한 것은 동일 부호로 나타낸다. 즉, 15는 제1 단자, 16은 제2 단자, 17은 펜심, 18은 제3의 전극, 19 b는 제3 단자다.

41은 전원을 축적하는 전기 이중층 캐패시터, 42는 전기 이중층 캐패시터(41)을 비접촉으로 충전하기 위한 코일로서, 코일(42)은 중공의 원통 형상의 ㅍ페라이트 코어(ferrite core)에 감겨져 있rh 펜심(17)이 그 속을 관통하도록 배치된다. 43은 프린트 기판이다.

도 25는 도 24에 나타난 스타일러스 펜의 회로 구성을 나타낸 것으로, 도 24와 동일한 것은 동일 부호로 나타낸다. 즉, 18은 제3 전극, 41은 전기 이중층 캐패시터, 42는 전기 이중층 캐패시터(41)를 비접촉으로 충전하기 위한 코일이다.

44는 마이크로 프로세서, 45는 일정 주파수의 신호를 발생시키는 발진 회로, 46은 변조 회로로, 발진 회로(45)로부터 출력되는 신호를 마이크로 프로세서(44)의 출력 단자 P1로부터의 제어 신호 p에 기초하여 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조한다. 변조 회로(46)에 의해 변조된 신호 r은 제3 전극(18)으로 공급되어 신호로서 송출된다. 여기서, 변조 회로(46)로부터 제3 전극(18)으로의 신호 공급은, 위치 지시용 모듈(40)을 경유하여 행해진다.

47은, 코일(42)에 유도된 전압에 의해 전기 이중층 캐패시터(41)를 충전하기 위한 충전 회로이다. 본 실시 형태에서는 코일(42)이 펜심(17)의 주위에 배치되어 있지만, 펜심(17)과는 다른 지점에 설치해도 좋다.

48은 전압 변환 회로로, 전기 이중층 캐패시터(41)에 축적되어 있는 전압으로부터 일정한 전압을 생성하고, 마이크로 프로세서(44), 발진 회로(45) 및 변조 회로(46)의 각 회로를 구동하기 위한 전원으로서 공급한다. 본 실시 형태에서는 이 일정한 전원 전압이 1.5 V인 것으로서 설명을 실시한다.

40a는 위치 지시용 모듈(40)의 유전체(11)와 제1 단자(15)와 제2 단자(16)에 의해서 형성되는 가변 용량 콘덴서이다. 가변 용량 콘덴서(40a)에는 저항 R이 병렬로 접속되어 그 일단은 마이크로 프로세서(44)의 입출력 단자 P2에 접속되고 있다. 단자 P2가 출력 상태일 때에는 하이 레벨이 출력되고, 가변 용량 콘덴서(40a)는 1.5 V로 충전된다. 단자 P2가 입력 상태일 때에는 단자 P2는 하이 임피던스 상태가 되기 때문에, 가변 용량 콘덴서(40a)에 축적된 전하는 병렬로 접속한 저항 R을 통해서 천천히 방전되어 단자 P2의 전압은 서서히 저하해 간다. 단자 P2가 입력 상태일 때에는 단자 P2는 일정한 입계값 Vth의 컴퍼레이터로서 동작한다. 이 임계치를 본 실시예에서는 전원 전압의 2분의 1, 즉 0.75 V로서 설명한다.

덧붙여, 본 실시 형태에서는 발진 회로(45)가 생성하는 신호의 주파수를 1.5 MHz~2.0 MHz 정도로 함으로써, 도 24에는 도시하지 않는 케이스를 전기적으로 접지하여 손으로 만지는 것과 같은 구성을 필요로 하는 일 없이, 태블릿으로 신호를 검출할 수 있는 것이다.

도 26은 본 실시 형태의 동작을 나타낸 것으로, 도 25에 있어서의 신호 p, q, r의 변화의 모습을 나타내고 있다. 마이크로 프로세서(44)는, 단자 P1(신호 p)가 일정기간 하이레벨을 유지하도록 제어한다. 이것에 의해서 제3 전극(18)에서는 일정기간 연속해 신호(r)를 방사한다(도 26의 연속 송신 기간 참조). 이 연속 송신 기간 중에, 마이크로 프로세서(44)는 단자 P2를 제어해 위치 지시용 모듈(40)에 가해진 필압을 구한다.

즉, 마이크로 프로세서(44)는 단자 P2를 출력 상태로 함으로써, 가변 용량 콘덴서(40a)를 충전한다. 그 다음에, 단자 P2를 입력 상태로 전환한다. 이 때, 가변 용량 콘덴서(40a)에 축적한 전하는 이것과 병렬로 접속한 저항 R에 의해서 방전되기 때문에, 가변 용량 콘덴서(40a)의 전압(q)은 서서히 저하한다. 단자 P2를 입력 상태로 전환한 후 전압 q가 0.75 V이하로 저하할 때까지의 시간 Tp를 구한다. 이 시간 Tp가 구하는 필압에 상당하는 것으로서, 본 실시 형태에서는 필압을 11비트의 값으로 해서 구한다.

이 연속 송신 기간을 종료하면, 마이크로 프로세서(44)는 소정의 주기(Td)로 단자 P1을 하이 또는 로우 레벨로 제어함으로써 ASK 변조를 실시한다. 이 때 처음에는 반드시 하이 레벨로 한다(도 26의, 스타트 신호). 이것은, 이후의 데이터 송출 타이밍을 태블릿 측에서 정확하게 판정할 수 있도록 하기 위한 것이다.

마이크로 프로세서(44)는 스타트 신호에 이어서 11비트의 필압데이터를 차례로 송신한다. 그리고, 마이크로 프로세서(44)는 송신 데이터가 0일 때는 단자 P1를 로우 레벨로서, 또한 송신 데이터가 1일 때는 단자 P1을 하이 레벨로 제어한다. 도 26에서는 송신하는 필압이 「10101110101」의 경우에 대해 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는 도 26의 동작이 반복하여 행해진다.

덧붙여 본 실시 형태의 스타일러스 펜에서는 제1 실시 형태의 위치 지시용 모듈(도 1)을 이용했지만, 제2~ 제 7 실시 형태의 위치 지시용 모듈을 이용해도 좋다. 또한, 제1~ 제 7 실시 형태의 위치 지시용 모듈과 같은 구성을 스타일러스 펜 내에 직접 구성하도록 해도 좋다.

［태블릿의 구성예］

도 27은 본 발명에 의한 스타일러스 펜의 검출에 이용하는 태블릿의 구성을 나타낸 예이다. 도 27에 있어서, 50은 도 24 및 도 25에 나타낸 스타일러스 펜, 51은 투명한 유리를 기재(基材)로 하는 태블릿 센서이다. 태블릿 센서(51)의 표면에는 X방향으로 배열한 X전극군이, 이면에는 Y방향으로 배열한 Y전극군이 각각 마련되어 있다. 이들 X전극군 및 Y전극군은, ITO(Indium Tin Oxide；투명 도전막)에 의해 투명한 전극으로서 형성되어 있다.

또한, 태블릿 센서(51)는 도시하지 않는 표시장치 상에 배치되어 있어 그 표시 지점을 스타일러스 펜(50)으로 직접 입력할 수 있게 되어 있다. 52는 X전극군 및 Y전극군 중에서 1개의 전극을 선택하는 선택 회로이다. 본 실시 형태에서는 X전극이 40개(X1~X40), Y전극이 30개(Y1~Y30)로 설명한다. 선택 회로(52)에 의해 선택된 전극은 증폭 회로(53)에 접속되고, 스타일러스 펜(50)으로부터의 신호가 선택된 전극에 의해 검출되어 증폭 회로(53)에 의해 증폭된다.

증폭 회로(53)의 출력은 밴드 패스 필터 회로(54)로 공급되고, 스타일러스 펜(50)으로부터 송신되는 주파수의 성분만이 추출된다. 밴드 패스 필터 회로(54)의 출력 신호는 검파 회로(55)에 의해서 검파되고, 검파 회로(55)의 출력 신호는 샘플 홀드 회로(56)에 공급되고, 소정의 타이밍에 샘플 홀드 된 후, AD 변환 회로(57)에 의해서 디지털 값으로 변환된다. 이 디지털 데이터는 마이크로 프로세서(58)에 의해서 판독되어 처리된다.

마이크로 프로세서(58)는, 내부에 ROM 및 RAM를 구비하는 동시에 ROM에 격납된 프로그램에 의해서 동작하여, 샘플 홀드 회로(56), AD 변환 회로(57), 및 선택 회로(52)에, 각각 제어 신호를 송출한다.

도 28은, 태블릿 센서(51) 상에 있어서, 스타일러스 펜(50)의 대략의 X방향 위치를 구하기 위한 X축 전면 스캔 동작에 대해 나타낸 것이다. 마이크로 프로세서(58)는 선택 회로(52)에 대해서 전극 X1을 선택하는 제어 신호를 송출하고, 그 때에 AD 변환 회로(57)로부터 출력되는 데이터를 신호 레벨로서 판독한다. 마찬가지로, 마이크로 프로세서(58)는 선택 회로(52)에 의한 선택을, 전극 X2, X3, X4...와 같이 차례로 전환하면서 신호 레벨을 읽어낸다. 이 때, 전극 X1~X40의 모든 전극으로 검출되는 신호 레벨이 소정치에 이르지 않으면, 스타일러스 펜(50)은 태블릿 센서(51) 상에 없는 것이라고 판단하고, 도 28의 동작을 반복한다. 전극 X1~X40의 어느 전극으로부터 소정치 이상의 레벨의 신호가 검출되었을 경우에는, 마이크로 프로세서(58)는, 가장 높은 신호 레벨이 검출된 X전극의 번호(도 28에서는 전극 X11)를 기억한다.

스타일러스 펜(50)이 전극 X11 부근에 있는 것이 확인되면, 마이크로 프로세서(58)는 도 29에 나타내는 것과 같은 부분 스캔으로의 이행 동작을 실시한다. 이 부분 스캔으로의 이행 동작은, 스타일러스 펜(50)이 도 26에 나타내는 것과 같은 동작을 반복할 때, 스타일러스 펜(50)으로부터의 연속 송신 기간의 개시시각을 검출함으로써, 마이크로 프로세서(58)가 스타일러스 펜(50)의 동작과 타이밍을 맞추는 것과 아울러, Y축에 대한 대략의 위치를 구하기 위한 동작이다.

도 29에 있어서, 마이크로 프로세서(58)는 선택 회로(52)에 대해서, 전술한 X축 전면 스캔 동작에 있어서 구해진 전극 X11를 선택하도록 제어 신호를 송출한다. 이 때, 스타일러스 펜(50)으로부터 송신되는 신호에 대응하는 신호가 전극 X11에 유도되어, 검파 회로(55)에는 그 신호 레벨에 대응한 전압이 발생한다. 마이크로 프로세서(58)는 일정한 주기로 샘플 홀드 회로(56) 및 AD 변환 회로(57)를 동작시키고, 그 신호 레벨을 판독한다. 이 샘플 홀드 회로(56) 및 AD 변환 회로(57)를 동작시키는 주기는, 스타일러스 펜(50)이 데이터 송신 기간에 송신하는 주기(Td) 보다도 충분히 짧은 시간으로 한다.

마이크로 프로세서(58)는, AD 변환 회로(57)에 의해 출력되는 신호 레벨이 일정시간(Ts) 계속하여 소정치 이상이었을 때에, 스타일러스 펜(50)의 연속 송신 기간이 개시되었다고 판단하여, Y축 전면 스캔 동작으로 이행한다(도 29). 이 시간(Ts)은, 스타일러스 펜(50)이 데이터 송신 기간에 송신하는 주기(Td) 보다 충분히 긴 시간으로 한다.

마이크로 프로세서(58)는 선택 회로(52)를 제어하여, 전극 Y1로부터 전극 Y30까지를 차례로 선택하여, AD 변환 회로(57)로부터의 신호 레벨을 판독한다. 이 때 마이크로 프로세서(58)는 가장 큰 신호 레벨이 검출된 전극을 기억해 둔다. 본 실시 형태에서는, 전극 Y20로부터 가장 큰 신호 레벨이 검출된 것으로서 설명을 실시한다.

선택 회로(52)가 마지막 전극 Y30를 선택하여 신호 레벨의 검출을 종료하면, 마이크로 프로세서(58)는 스타일러스 펜(50)으로부터의 연속 송신 기간의 종료를 기다리기 위한 동작을 실시한다. 마이크로 프로세서(58)는, 선택 회로(52)가 전극 X11을 선택하도록 제어를 실시한다. 이 때, 스타일러스 펜(50)으로부터의 송신이 계속되고 있으면 전술한 소정치 이상의 레벨의 신호가 검출된다. 수신 신호 레벨이 소정치에 이르지 않게 된 시각이 스타일러스 펜(50)으로부터의 연속 송신의 종료시각이 된다. 이어서, 스타일러스 펜(50)은 데이터 송신 기간이 되지만, 이 때 스타일러스 펜(50)의 상세한 위치가 구해져 있지 않기 때문에, 여기에서는 데이터를 판독하지 않고 도 30에 나타내는 부분 스캔 동작으로 이행한다.

마이크로 프로세서(58)는, 전극 X11을 선택한 상태로, AD 변환 회로(57)로부터 출력되는 신호 레벨이 일정시간(Ts) 계속하여 소정치 이상이었을 때에, 스타일러스 펜(50)의 연속 송신 기간이 개시되었다고 판단하고, 좌표 검출 동작으로 이행한다(도 30의 단계 1).이 시간(Ts)은 도 29에서 설명한 것과 마찬가지로, 스타일러스 펜(50)이 데이터 송신 기간에 송신하는 주기(Td) 보다도 충분히 긴 시간으로 한다.

마이크로 프로세서(58)는, 스타일러스 펜(50)으로부터의 신호의 X좌표를 구하기 위해, 선택 회로(52)가 전극 X11을 중심으로 하는 5개의 전극 X9~X13을 차례로 선택하고, AD 변환 회로(57)을 동작시켜 신호 레벨을 판독한다(단계 1). 이 때, 가장 높은 신호 레벨이 검출된 전극의 번호(여기에서는 전극 X11), 및 그 신호 레벨 VPX, 또 그 양 이웃의 전극에 의해 검출된 레벨을 VAX, VBX로서 보존한다(단계 1).

다음으로, 마이크로 프로세서(58)는, 스타일러스 펜(50)으로부터의 신호의 Y좌표를 구하기 위해, 선택 회로(52)가 전극 Y20을 중심으로 하는 5개의 전극 Y18~Y22를 차례로 선택하고, 신호 레벨을 판독한다(단계 1). 이 때, 가장 높은 신호 레벨이 검출된 전극의 번호(여기에서는 전극 Y20), 및 그 신호 레벨 VPY, 또한 그 좌우 양쪽의 전극에 의해 검출된 레벨을 VAY, VBY로서 보존한다(단계 1). 여기서 구해진 신호 레벨 VPX, VAX, VBX, VPY, VAY, VBY는, 후술하는 계산식에 의한 좌표치의 계산에 이용된다.

그 다음에, 마이크로 프로세서(58)는 스타일러스 펜(50)으로부터의 연속 송신 기간의 종료를 기다리기 위한 동작을 실시한다. 마이크로 프로세서(58)는 선택 회로(52)가 전술한 좌표 검출 동작에 있어서의 피크가 검출된 전극 X11을 선택하도록 제어를 실시한다. 이 때, 수신되는 신호 레벨이 소정치에 이르지 않게 된 시각이 스타일러스 펜(50)으로부터의 연속 송신의 종료시각이 된다(단계 1).

마이크로 프로세서(58)는 스타일러스 펜(50)으로부터의 연속 송신의 종료를 검출하면, 필압데이터에 앞서 송신되는 스타트 신호의 타이밍을 검출하는 동작에 들어간다(단계 2). 마이크로 프로세서(58)는 전극 X11를 선택한 상태로 샘플 홀드 회로(56) 및 AD 변환 회로(57)을 반복해 기동하도록 제어하고, 신호 레벨이 전술한 소정치 이상이 된 시각을 t1로서 기억한다. 마이크로 프로세서(58)는, 시각 t1로부터 일정시간 Tw만큼 대기한 시각부터 스타일러스 펜으로부터의 데이터 수신 동작을 개시한다(단계 2). 이 시간 Tw는, 스타일러스 펜(50)으로부터의 스타트 신호의 송신을 종료한 후, 태블릿으로 수신되는 신호 레벨이 거의 없어질 때까지로 하고, 미리 구해둔 시간으로 한다.

마이크로 프로세서(58)는 전술한 대기 시간이 Tw에 이르는 것과 동시에, 도시하지 않는 타이머를 기동한다. 이 타이머는 제로로부터 전술한 Td의 시간(스타일러스 펜으로부터의 데이터 송신 주기)에 일치하는 값까지를 반복 카운트 한다(단계 2). 타이머의 1 주기의 동작 기간중, 마이크로 프로세서(58)는 샘플 홀드 회로(56) 및 AD 변환 회로(57)를 반복하여 기동해 신호 레벨을 판독한다. 이 동안의 신호 레벨이 한번도 전술한 소정치에 이르지 않으면 스타일러스 펜(50)으로부터의 송신이 없었던 것이라고 판단해 그 회의 데이터를 「0」(으)로서 보존하고, 그 사이에 소정치 이상의 신호 레벨이 검출되었을 경우에는 스타일러스 펜으로부터의 송신이 있던 것이라고 판단해 그 회의 데이터를 「1」로 보존한다(단계 2).

전술한 타이머의 카운트를 11회 실시해, 11비트의 데이터가 보존된다. 이 11비트의 데이터는 도 26에서 나타낸 11비트의 데이터에 대응하는 것으로, 스타일러스 펜(50)의 위치 지시용 모듈(40)에 가해지는 필압의 검출 결과이다. 도 30에서는, 필압데이터가 「10101110101」의 경우에 대해 나타내고 있다.

덧붙여 단계 2에서는 X축 전극 중에서 최대 레벨이 검출된 전극(X11)을 선택하여 데이터의 수신을 실시했지만, 이것을 Y축 전극 중에서 최대 레벨이 검출된 전극(Y20)을 선택해도 좋다.

단계 2에 있어서, 11비트의 데이터 수신을 종료하면, 스타일러스 펜으로부터의 연속 송신 기간의 개시를 검출하는 동작(단계 1)으로 이행하고, 마이크로 프로세서(58)는 도 29의 동작을 반복하여 실시한다.

전술한 단계 1에 대있어서 구할 수 있던 수신 레벨로부터 스타일러스 펜(50)의 좌표 위치(X, Y)는 다음의 식에 의해 구할 수 있다.

X=Px＋(Dx/2)×((VBX－VAX)/(2×VPX－VAX－VBX))...(식 1)

단, Px는 X축에서 최대 레벨이 검출된 전극(여기에서는 전극 X11)의 좌표 위치로 하고, Dx는 X축 전극간의 배열 피치로 한다.

Y=Py＋(Dy/2)×((VBY－VAY)/(2 ×VPY－VAY－VBY))...(식 2)

단, Py는 Y축에서 최대 레벨이 검출된 전극(여기에서는 전극 Y20)의 좌표 위치로 하고, Dy는 Y축 전극 간의 배열 피치로 한다.

［실시 형태의 효과］

본 발명의 제1~ 제4 실시 형태의 위치 지시용 모듈에 의하면, 필압이 없어졌을 때에 펜심(17)을 되돌리는 작용을 하는 부분과 제3 전극(18)으로의 결선부가 동일 구성물(코일 용수철, 폴리이미드 필름)으로 되어 있기 때문에, 제3 전극(18)으로의 결선부가 필압검출에 영향을 주지 않고, 가벼운 터치에 의한 필압의 변화를 정밀하게 검출 가능한 정전 방식의 스타일러스 펜을 실현할 수 있다.

본 발명의 제 5 실시 형태의 위치 지시용 모듈에 의하면, 펜심의 전극으로의 접속선(폴리이미드 필름(36)의 플렉서블한 부분(36c))이 펜심(33)의 변위 방향과 직각 방향으로 되어 있으므로, 접속선이 필압 검출에 영향을 주지 않고, 가벼운 터치에 의한 필압의 변화를 정밀하게 검출 가능한 정전 방식의 스타일러스 펜을 실현할 수 있다.

11 유전체
12 제1 전극
13, 30, 35 제2 전극
14 스페이서
15 제1 단자
16 제2 단자
17, 33 펜심
18 제3 전극
19, 23, 37 코일 용수철
20, 31, 34, 340 심체 홀더
21, 27 압압체
22, 25, 28, 32, 38 하우징
24, 26, 29, 36 폴리이미드 필름
40 위치 지시용 모듈
41 전기 이중층 캐패시터
42 코일
43 프린트 기판
44, 58 마이크로 프로세서
45 발진 회로
46 변조 회로
47 충전 회로
48 전압 변환 회로
50 스타일러스 펜
51 태블릿 센서
52 선택 회로
53 증폭 회로
54 밴드 패스 필터 회로
55 검파 회로
56 샘플 홀드 회로
57 AD 변환 회로
111 심 홀더

Claims (20)

1. 제1 면과 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지는 유전체와,
   상기 유전체의 상기 제1 면에 마련한 제1 전극과,
   상기 유전체의 상기 제2 면에 대향하여 배치되고, 외력에 의해 상기 제2 면과의 접촉 면적이 변화하는 제2 전극과,
   적어도 선단부에 제3 전극을 가짐과 아울러, 상기 제2 전극에 상기 외력을 전달하는 심체부와,
   상기 제1 전극과 전기적으로 접속되는 제1 단자부와,
   상기 제2 전극과 전기적으로 접속되는 제2 단자부와,
   상기 제3 전극과 전기적으로 접속되는 제3 단자부와,
   상기 심체부를 상기 제3 단자부에 가압하면서 접촉시킴으로써 상기 제3 전극과 상기 제3 단자부를 전기적으로 접속하기 위한 감합부를 포함하고,
   상기 심체부의 상기 제3 전극으로부터 신호를 송신하는 정전 방식의 스타일러스 펜용의 위치 지시용 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제3 단자부는, 적어도 일부분은 플렉서블한 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 지시용 모듈.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 전극이 가요성을 가지는 재료로 구성됨과 아울러, 도전성을 구비한 탄성 부재로 구성되고, 상기 외력이 없어졌을 때에 상기 유전체의 상기 제2 면과의 사이에 약간의 간격만큼 격리하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 지시용 모듈.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 심체부는, 막대 모양 형상으로 이루어지고, 선단부에 상기 제3 전극을 마련하고, 반대측의 타단에 상기 제3 전극과 전기적으로 접속되는 도전부로 이루어지고,
   상기 심체부의 타단이 착탈 가능하게 감합하기 위한 상기 감합부를 가지는 심체 홀더를 구비하고,
   상기 심체 홀더에 상기 심체부를 감합시킴으로써, 상기 도전부와 상기 제3 단자의 접속을 실시하도록 한 위치 지시용 모듈.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 심체 홀더와 상기 제3 단자의 사이의 전기적 접속을, 도전성의 스프링(용수철)을 통해서 실시하도록 한 위치 지시용 모듈.
6. 청구항 4에 있어서,
   도전성을 구비한 탄성 부재로 구성되는 제2 전극과 상기 심체 홀더를, 가요성을 가지는 플렉서블 회로 기판의 양면에 접합하는, 위치 지시용 모듈.
7. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 선단부와는 반대측인 상기 심체부의 타단에 상기 제3 전극과 전기적으로 접속되는 도전부를 마련하고,
   상기 심체부의 타단과 전기적으로 접속되고, 상기 심체부의 축에 수직 방향으로 뻗은 플렉서블 전선에 의해 상기 제3 단자와의 접속을 실시하도록 한, 위치 지시용 모듈.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제3 전극은 복수개의 전극으로 이루어짐과 아울러, 상기 심체부의 타단의 도전부에 있어서, 상기 복수개의 제3 전극의 각각과, 상기 복수개의 제3 전극의 각각에 대응하는 3개의 플렉서블 전선을 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 위치 지시용 모듈.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 유전체와 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 대신에, 2개의 전극을 공기층을 개재하여 대향시켜, 상기 2개의 전극의 한쪽이, 외력에 의해 휘는 구성의 반도체 디바이스를 이용하는 것을 특징으로 하는 위치 지시용 모듈.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 심체부는, 도전성 부재에 의한 막대 모양의 형상으로 이루어짐과 아울러, 상기 제3 전극을 구성하는 심과 도전재로 구성되어, 상기 심을 홀딩하는 심 홀더로 구성되고,
    상기 심 홀더는, 상기 제2 전극에 외력을 전하는 전달부를 가지고,
    상기 심체 홀더는, 상기 심 홀더와 감합하여, 상기 제3 전극과 상기 제3 단자부를 전기적으로 접속하기 위한 감합부를 가지는 것을 특징으로 하는 위치 지시용 모듈.
11. 케이스와,
    제1 면과 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지는 유전체와,
    상기 유전체의 상기 제1 면에 마련한 제1 전극과,
    상기 유전체의 상기 제2 면에 대향해서 배치되고, 외력에 의해 상기 제2 면과의 접촉 면적이 변화하는 제2 전극과,
    일단이 상기 케이스의 외측에 돌출하도록 배치되고, 상기 제3 전극을 구성하는 것과 아울러, 상기 제2 전극에 상기 외력을 전달하는 심체부와,
    상기 제1 전극과 전기적으로 접속되는 제1 단자부와,
    상기 제2 전극과 전기적으로 접속되는 제2 단자부와,
    상기 제3 전극과 전기적으로 접속되는 제3 단자부와,
    상기 심체부를 상기 제3 단자부에 가압하면서 접촉시킴으로써 상기 제3 전극과 상기 제3 단자부를 전기적으로 접속하기 위한 고정부를 포함하고,
    상기 심체부에 가해지는 외력을, 상기 제1 단자부와 제2 단자부를 통하여, 상기 유전체를 사이에 끼는 상기 제1 전극과 제2 전극에 의해 형성되는 가변 용량 콘덴서의 용량 변화로 변환하여, 필압으로서 검출하는 필압검출 회로와,
    상기 제3 전극으로 공급하여 송신하는 송신 신호를 생성하는 신호 발생 회로를 구비하고,
    상기 제3 단자부는, 상기 신호 발생 회로와 상기 제3 전극을 전기적으로 접속하는 플렉서블한 접속 부재를 가지고,
    상기 제3 전극으로 구성되는 상기 심체부로부터 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 정전 방식의 스타일러스 펜.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 전극이 가요성을 가지는 재료로 구성됨과 아울러, 도전성을 구비한 탄성 부재로 구성되어, 상기 외력이 없어졌을 때에 상기 유전체의 상기 제2 면과의 사이에 약간의 간격만큼 격리하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
13. 청구항 11 또는 12에 있어서,
    상기 심체부와는, 막대 모양 형상으로 이루어지고, 선단부에 상기 제3 전극을 마련하고, 반대측인 타단에 상기 제3 전극과 전기적으로 접속되는 도전부로 이루어지고,
    상기 심체부의 타단이 착탈 가능하게 감합하기 위한 상기 감합부를 가지는 심체 홀더를 구비하고,
    상기 심체 홀더에 상기 심체부를 감합시킴으로써, 상기 도전부와 상기 제3 단자와의 접속을 실시하도록 한 스타일러스 펜.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 심체 홀더에 압입되는 도전성 스프링(용수철)을 마련하고, 상기 도전성 스프링(용수철)을 통해서 상기 송신 신호를 공급하도록 한 스타일러스 펜.
15. 청구항 13에 있어서,
    도전성을 구비한 탄성 부재로 구성되는 제2 전극과 상기 심체 홀더가, 가요성을 가지는 플렉서블 회로 기판의 양면에 접합되는 스타일러스 펜.
16. 청구항 11 또는 12에 있어서,
    상기 심체부의 타단에 상기 제3 전극과 전기적으로 접속되는 도전부를 마련하고,
    상기 심체부의 타단과 전기적으로 접속되고, 상기 심체부의 축에 수직 방향으로 뻗는 플렉서블 전선에 의해 상기 송신 신호를 공급하도록 한 스타일러스 펜.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제3 전극은 복수개의 전극으로 이루어짐과 아울러, 상기 심체부의 타단의 도전부에 있어서, 상기 복수개의 제3 전극의 각각과, 상기 복수개의 제3 전극의 각각에 대응하는 3개의 플렉서블 전선을 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
18. 청구항 11에 있어서,
    상기 유전체와 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 대신에, 2개의 전극을 공기층을 개재하여 대향시켜, 상기 2개의 전극의 한쪽이, 외력에 의해 휘는 구성의 반도체 디바이스를 이용하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
19. 청구항 11에 있어서,
    상기 심체부는, 도전성 부재에 의한 막대 모양의 형상으로 이루어짐과 아울러, 상기 제3 전극을 구성하는 심과, 도전재로 구성되어 상기 심을 홀딩하는 심 홀더로 구성되고,
    상기 심 홀더는, 상기 제2 전극에 외력을 전하는 전달부를 가지고,
    상기 심체 홀더는, 상기 심 홀더와 감합하여, 상기 제3 전극과 상기 제3 단자부를 전기적으로 접속하기 위한 감합부를 가지는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제3 단자는, 도전성의 코일 용수철인 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.

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