TWI587182B - 筆型座標指示器 - Google Patents

Description

筆型座標指示器

本發明，係有關對於檢測出指示位置之位置檢測裝置而對於其之應檢測出來的位置作指示並且將與操作者之操作相對應的資訊作供給之筆型座標指示器。

近年來，作為平板型PC(個人電腦)等之輸入裝置，係使用有位置輸入裝置。此位置輸入裝置，例如，係由被形成為筆型之位置指示器(筆型座標指示器)、和具備有使用此筆型座標指示器而進行指向(pointing)操作或是文字以及圖等之輸入的輸入面之位置檢測裝置所構成。於圖10中，展示先前技術之筆型座標指示器100和位置檢測裝置200的概略構成之其中一例。

筆型座標指示器100，作為電路構成，係如圖10之左上端部處所示一般，為具備有鐵氧體芯104、和鐵氧體片102，並對於被捲繞在鐵氧體芯104處之線圈105而連接有1以上之共振電容器115，所構成者。在圖10中，係針對對於線圈105而連接有2個的共振電容器 115a、115b之情況作展示。

在圖11中，對於筆型座標指示器100之更為具體性的構成作展示。圖11，係為筆型座標指示器100之剖面圖，但是，為了使說明成為簡單，係對於線圈105被捲繞在鐵氧體芯104上的狀態作展示。如圖11中所示一般，筆型座標指示器100，係成為下述之構成：亦即是，使被捲繞有線圈105所成之鐵氧體芯104和鐵氧體片102，隔著O型環103而相對向，並藉由對於芯體101施加推壓力(筆壓)，來使鐵氧體片102接近鐵氧體芯104。

另外，O型環103，係為將合成樹脂或合成橡膠等形成為英文之「O」字狀所成的環狀之構件。又，筆型座標指示器100，除了上述部分以外，係如圖11中所示一般，在中空之殼體111內，被收容有基板支持器113、基板114、共振電容器115、共振電路116、環型薄膜117、緩衝構件118，並藉由帽112而將該些之位置作固定。而，係成為下述之構成：亦即是，被構成筆尖之芯體101所抵接之鐵氧體片102，若是因應於被施加在芯體上之推壓力而接近鐵氧體芯104，則因應於此，線圈105之電感係改變，從共振電路116之線圈105所送訊的電波之相位(共振頻率)係改變。

另一方面，位置檢測裝置200，係如圖10中所示一般，具備有將X軸方向迴圈線圈群211和Y軸方向迴圈線圈群212作了層積的位置檢測線圈210。各迴圈線圈群211、212，例如係分別由40根之矩形的迴圈線圈 所成。構成各迴圈線圈群211、212之各迴圈線圈，係以作等間隔之並排且依序作重合的方式而被作配置。此些之X軸方向迴圈線圈群211以及Y軸方向迴圈線圈群212，係被與選擇電路213作連接。選擇電路213，係依序對於2個的迴圈線圈群211、212中之1個的迴圈線圈作選擇。

又，振盪器221，係產生頻率f0之交流訊號，並供給至電流驅動器222和同步檢波器229處。電流驅動器222，係將從振盪器221所供給而來之交流訊號變換為電流，並供給至切換連接電路223處。切換連接電路223，係藉由從後述之處理控制部233而來的控制，而對於經由選擇電路213所選擇了的迴圈線圈所被作連接之連接目標(送訊側端子T、受訊側端子R)作切換。而，在送訊側端子T處，係被連接有電流驅動器222，在受訊側端子R處，係被連接有受訊放大器224。

在被選擇電路213所選擇了的迴圈線圈處而產生之感應電壓，係經由選擇電路213以及切換連接電路223而被供給至受訊放大器224處。受訊放大器224，係將從迴圈線圈所供給而來之感應電壓作放大，並供給至檢波器225以及同步檢波器229處。檢波器225，係對在迴圈線圈處所產生之感應電壓、亦即是受訊訊號作檢波，並供給至低域濾波器226處。低域濾波器226，係具備有較前述之頻率f0而更充分低之遮斷頻率，並將檢波器225之輸出訊號變換為直流訊號而供給至取樣保持電路227 處。取樣保持電路227，係將低域濾波器226之輸出訊號的特定之時機處(具體而言，係為受訊期間中之特定時機處)的電壓值作保持，並供給至A/D變換電路228處。A/D變換電路228，係將取樣保持電路227之類比輸出變換為數位訊號，並供給至處理控制部233處。

同步檢波器229，係將受訊放大器224之輸出訊號，藉由從振盪器221而來之交流訊號而作同步檢波，並將與該些間之相位差相對應了的準位之訊號，供給至低域濾波器230處。此低域濾波器230，係具備有較頻率f0而更充分低之遮斷頻率，並將同步檢波器229之輸出訊號變換為直流訊號而供給至取樣保持電路231處。取樣保持電路231，係將低域濾波器230之輸出訊號的特定之時機處的電壓值作保持，並供給至A/D變換電路232處。A/D變換電路232，係將取樣保持電路231之類比輸出變換為數位訊號，並供給至處理控制部233處。

處理控制部233，係對位置檢測裝置200之各部作控制。亦即是，處理控制部233，係對在選擇電路213處之迴圈線圈的選擇、切換連接電路223之切換、取樣保持電路227、231的時機作控制。處理控制部233，係根據從A/D變換電路228、232而來之輸入訊號，而從X軸方向迴圈線圈群211以及Y軸方向迴圈線圈群212來以一定之送訊持續時間而將電波作送訊。

在X軸方向迴圈線圈群211以及Y軸方向迴圈線圈群212之各迴圈線圈處，係藉由從筆型座標指示器 100所送訊而來之電波而產生有感應電壓。處理控制部233，係根據此在各迴圈線圈處所產生了的感應電壓之電壓值的準位，而算出筆型座標指示器100之X軸方向以及Y軸方向的指示位置之座標值。又，處理控制部233，係根據所送訊了的電波與所受訊了的電波間之相位差，而檢測出筆壓。

如此這般，在由筆型座標指示器100以及位置檢測裝置200所成之先前技術的位置輸入裝置中，係成為並不僅是能夠檢測出由筆型座標指示器100所致之指示位置，且亦能夠檢測出被施加在筆型座標指示器100處之推壓力、亦即是筆壓。另外，關於使用圖10、圖11所說明了的先前技術之筆型座標指示器100的詳細內容，係在後述之專利文獻1中有所記載。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2002-244806號公報

然而，在使用圖10、圖11所說明了的先前技術之位置輸入裝置的情況中，於位置檢測裝置200處，係當從筆型座標指示器100而來之電波的相位(頻率)之變化超過了特定之臨限值的情況時，將在筆型座標指示器100 處被施加有筆壓一事檢測出來。如此這般，設定特定之臨限值的目的，係在於用以防止筆壓之誤檢測。亦即是，在先前技術之筆型座標指示器100的情況中，就算是僅將筆型座標指示器100相對於位置檢測裝置200而作了傾斜，線圈105之電感也會改變，從筆型座標指示器100所送出之電波的相位會變化，而有可能導致筆壓之誤檢測。因此，係藉由設置作為檢測邊際的臨限值，來設置所謂的無感帶，而成為能夠正確地將真正被施加有筆壓的情況檢測出來。

然而，在先前技術之筆型座標指示器100的情況時，為了將O形環103壓潰並使鐵氧體片102相對於鐵氧體芯104而作接近，係有必要對於筆型座標指示器100之芯體101施加大的筆壓(荷重)。又，在將O形環103壓潰的情況時，於O形環103之變形中係存在有極限。因此，若是透過芯體101而施加某一定以上之推壓力，則鐵氧體芯104和鐵氧體片102係會相互衝突，間隔係並不會變窄，而變得無法因應於推壓力來使從筆型座標指示器100而來之電波的相位(頻率)作改變。如此這般，在筆型座標指示器100之情況中，原本之能夠檢測出推壓力(筆壓)的範圍變為狹窄。進而，如同上述一般，由於係需要針對從筆型座標指示器100而來之電波的相位(頻率)之變化而設定特定之臨限值，因此能夠檢測出推壓力(筆壓)之荷重的變化範圍係變得更加狹窄。

作為針對此問題之其中1個解決方法，係可 考慮將鐵氧體芯104和鐵氧體片102之間的間隔增大。在此方法的情況中，由於係並不需要對於構成筆型座標指示器100之零件進行改良，因此係能夠較為簡單地進行。但是，於此方法的情況中，只要將筆型座標指示器100設為使芯體朝向上方，鐵氧體片102便會接近鐵氧體芯104。於此情況，由於從筆型座標指示器100而來之電波的相位係會改變，因此係有著使誤檢測之發生可能性變高的危險性。

有鑑於上述事態，本發明之目的，係在於完全解決上述之問題點，並實現一種能夠防止推壓力(筆壓)之誤檢測並且能夠將被施加於筆尖處之推壓力的檢測範圍擴廣而能夠更為適當地檢測出推壓力的變化之位置輸入裝置的筆型座標指示器。

為了解決上述課題，在請求項1中所記載之筆型座標指示器，其特徵為，具備有：芯體，係從框體之其中一端而突出並構成筆尖；和第1磁性體，係具有與前述芯體相接之端面，並被捲繞有線圈；和第2磁性體，係對於前述第1磁性體之與前述芯體側相反側的端面，而以使端面彼此相對向的方式來作配設；和第1、第2彈性體，係被中介設置於前述第1磁性體和前述第2磁性體之相對向的端面之間，前述第1磁性體和前述第2磁性體之相對向的端面間之距離，係依存於透過前述芯體所施加之 推壓力而改變，藉由此，而具備有推壓力感度，該筆型座標指示器，在藉由推壓力而至少使前述第1彈性體作了彈性變形之後，前述第1磁性體端面或者是前述第2磁性體端面係與前述第2彈性體作接觸，並藉由更進一步之推壓力，而除了前述第1彈性體以外亦使前述第2彈性體作彈性變形，藉由此，而具備有與前述第1磁性體和前述第2磁性體間之相對向的端面間之距離相對應的推壓力感度。

若依據此請求項1中所記載之筆型座標指示器，則雖係採用藉由被施加於芯體處之推壓力來使第1磁性體和第2磁性體之間的相對向之端面間的距離改變之構成，但是，在該端面間，係中介設置有第1彈性體和第2彈性體。並且，藉由第1彈性體和第2彈性體，係成為就算是被施加有更大的推壓力，端面間之距離亦會緩慢地被縮窄。藉由此，係能夠將推壓力之檢測範圍擴廣。

又，在直到該端面間之距離成為特定之距離為止的期間中，至少第1彈性體係作彈性變形，該端面間之距離係被縮窄。故而，直到該端面間之距離成為特定之距離為止的期間中，係能夠主要藉由與第1彈性體相對應之感度來使線圈的電感改變，並藉由此來使所送訊之電波的相位(頻率)改變。

又，若是該端面間之距離成為較該特定之距離而更近，則除了第1彈性體以外，第2彈性體亦作彈性變形，該端面間之距離係被縮窄。故而，若是該端面間之距離成為較特定之距離而更近，則係能夠主要藉由與第2 彈性體相對應之感度來使線圈的電感改變，並藉由此來使所送訊之電波的相位(頻率)改變。

如此這般，藉由在第1磁性體和第2磁性體之間的相對向之端面間，中介設置第1彈性體和第2彈性體，係能夠防止當將芯體朝向上方時所發生之誤檢測，並且係能夠將可檢測出之推壓力的範圍增大。並且，藉由第1彈性體和第2彈性體之功能，係亦能夠改變推壓力之檢測感度(推壓力感度)。藉由此，係成為能夠更適當地因應於推壓力來使線圈之電感改變，而能夠實現一種可因應於推壓力來適當地使相位(頻率)改變之筆型座標指示器。

若依據本發明，則例如係能夠實現一種可防止在將芯體朝向上方時所發生的誤檢測，並且能夠將被施加於筆尖處之推壓力的檢測範圍擴廣，而能夠更為適當地檢測出推壓力的變化之位置輸入裝置的筆型座標指示器。

1‧‧‧筆型座標指示器

10‧‧‧殼體

11‧‧‧芯體

12‧‧‧線圈

13‧‧‧第1鐵氧體芯

14‧‧‧線圈彈簧(第1彈性體)

15、15A‧‧‧矽橡膠(第2彈性體)

16‧‧‧第2鐵氧體芯

17‧‧‧支持器

18‧‧‧基板

CL‧‧‧中心線

17a‧‧‧支持器之凹部

17b、17c‧‧‧支持器之突起部

15B、15C‧‧‧矽橡膠(第2彈性體)

15Ba、15Ca‧‧‧凸部

13Ba‧‧‧第1鐵氧體芯之凹部

19‧‧‧球體之矽橡膠

19A‧‧‧柱狀之矽橡膠

20‧‧‧第2線圈彈簧

[圖1]用以對於由本發明所致之筆型座標指示器1的實施形態作說明之圖。

[圖2]用以對於使用有筆型座標指示器1之電子機器2的其中一例作說明之圖。

[圖3]對於筆型座標指示器1之第1鐵氧體芯13的端 面和第2鐵氧體芯16的端面所相互對向之部分作擴大展示之圖。

[圖4]用以針對線圈彈簧14和矽橡膠15的作用作說明之圖。

[圖5]對於筆型座標指示器之相位-荷重特性的圖表作展示之圖。

[圖6]用以對於筆型座標指示器1的變形例1作說明之圖。

[圖7]用以對於筆型座標指示器1的變形例2作說明之圖。

[圖8]用以對於筆型座標指示器1的變形例3作說明之圖。

[圖9]對於使用有可變容量電容器之筆型座標指示器的等價電路作展示之圖。

[圖10]用以對於先前技術之位置輸入裝置的其中一例作說明之圖。

[圖11]用以對於先前技術之筆型座標指示器的其中一例作說明之圖。

以下，參考圖面，對於本發明之筆型座標指示器的其中一種實施形態作具體性說明。

圖1，係為用以對於由本發明所致之筆型座標指示器1的實施形態作說明之圖。又，圖2，係為對於使用 本實施形態之筆型座標指示器1的電子機器2之其中一例作展示者，在此例中，電子機器2，係為具備有例如LCD(Liquid Crystal Display)等之顯示裝置的顯示畫面2D之高性能行動電話終端，在顯示畫面2D之背面部，係具備有電磁感應方式之位置檢測裝置22。此位置檢測裝置22，係為與使用圖10所說明的先前技術之位置檢測裝置200同樣地而被構成者。

而，於此例之電子機器2的框體中，係具備有收容筆型座標指示器1的收容凹孔21。使用者，係因應於需要，而將被收容在收容凹孔21中之筆型座標指示器1從電子機器2取出，並在顯示畫面2D上進行位置指示操作。

在電子機器2中，若是於顯示畫面2D上藉由筆型座標指示器1而進行位置指示操作，則被設置在顯示畫面2D之背面部的位置檢測裝置22，係檢測出藉由筆型座標指示器1所進行了操作的位置以及筆壓，電子機器2之位置檢測裝置22所具備的微電腦，係施加與在顯示畫面2D上之操作位置以及筆壓相對應的顯示處理。

〔筆型座標指示器1之構成〕

圖1，係為將筆型座標指示器1之殼體10和支持器17的前方側一半作切斷並去除，而對於其之內部的構造之概略作展示者。在圖1中，殼體10，係為模仿原子筆或自動鉛筆等之一般性的筆記用具而形成為更加小型之 ABS樹脂等的合成樹脂或者是金屬製之框體，並以能夠將以下所說明之各構件作收容的方式而成為中空。又，殼體10，係如圖1中所示一般，以至少使其中一方之端部變細的方式來形成，其之前端係具備有開口部。

在殼體10之以縮細的方式而形成的前端部處，係被配設有以從殼體10之開口部突出的方式而構成筆尖的芯體11。在位至於殼體10之內部的芯體11之基端部處，係如圖1中所示一般，被設置有與殼體10之開口部部分作卡合的突起，並成為不會使芯體全部從殼體10而突出的構造。另外，芯體11，係考慮到相對於當抵接於操作面而使用的情況時之摩擦的耐性，而為縮醛樹脂(DURACON)等之合成樹脂製。

又，如圖1中所示一般，對於芯體11之基端部的端面，而使第1鐵氧體芯13抵接於端面地來作設置。第1鐵氧體芯13，係為當在與長邊方向相交叉之方向上作了切斷的情況時之切斷面為被形成為圓形或方形之柱狀(棒狀)的磁性體構件。在此第1鐵氧體芯13之側面處，係如圖1中所示一般而密集地捲繞有線圈12。線圈12，係被與後述之基板18的共振電路(未圖示)作連接。

又，如圖1中所示一般，對於第1鐵氧體芯13之與芯體11側相反側的端面(基端部的端面)，而將第2鐵氧體芯以與端面相對向的方式來作設置。第2鐵氧體芯16，亦係為當在與長邊方向相交叉之方向上作了切斷的情況時之切斷面為被形成為圓形或方形之柱狀(棒狀)的 磁性體構件。又，相對向之第1鐵氧體芯的端面和第2鐵氧體芯16的端面，係成為以特定面積來相對向。

又，如圖1中所示一般，在第2鐵氧體芯16之與第1鐵氧體芯13相反側的端部(基端部)處，係被設置有朝向外側膨出之突起部，此係與支持器17之凹部17a相嵌合。藉由此，第2鐵氧體芯16係以不會在殼體10內而移動的方式，來對於其之位置作了限制(固定)。

又，如圖1中所示一般，在第1鐵氧體芯13之基端部處，係被設置有朝向外側膨出之突起部，此係與支持器17之突起部17b相卡合。藉由此，第1鐵氧體芯13之在殼體10內的朝向芯體11方向之移動係被作限制。亦即是，第1鐵氧體芯13，係在殼體10內，被構成為在沿著筆型座標指示器1之中心線CL的方向(長邊方向)上能夠於特定之範圍中滑動。但是，朝向芯體11方向之滑動(移動)，係被支持器17之突起17b所限制，而成為不會朝向芯體11側而作必要以上的移動。

又，如圖1中所示一般，在第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16之間，係被設置有作為第1彈性體之線圈彈簧14，並且係被設置有作為第2彈性體之薄片狀的矽橡膠(矽橡皮)15。在此實施形態中，矽橡膠15，係被設置在與第2鐵氧體芯16之端面相對向的第1鐵氧體芯13之端面的全面上。又，在矽橡膠15和第2鐵氧體芯16的端面之間，係被設置有特定寬幅之空隙Ar。

另外，在此實施型態中，線圈彈簧14，係為 相較於矽橡膠15而彈性係數為更小者。亦即是，若是將線圈彈簧14之彈性係數設為k1，並將矽橡膠15之彈性係數設為k2，則係成為k1<k2之關係。故而，線圈彈簧14係藉由較小之推壓力而作彈性變形，矽橡膠15則成為若是不施加較線圈彈簧14更大之推壓力則不會作彈性變形。

又，如圖1中所示一般，線圈彈簧14，係以將其之一部分捲繞在第2鐵氧體芯之側面的方式而被作設置，其之其中一端係與支持器17之突起部17c相抵接，另外一端則係與被設置在第1鐵氧體芯13之端面處的矽橡膠15相抵接。藉由此，線圈彈簧14，係在抵接部之間而被彈性地作推壓，並以將第1鐵氧體芯13之端面從在殼體10內而位置被作了固定的第2鐵氧體芯16之端面拉開的方式而起作用。亦即是，線圈彈簧14，係等價於被設置在第1鐵氧體芯之端面和第2鐵氧體芯之端面之間。

另外，藉由將線圈彈簧14以捲繞在第2鐵氧體芯之側面的方式來作設置，係有著下述一般之優點。亦即是，係能夠將具備有特定之彈性係數k1的線圈彈簧14，中介設置於第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16之間，並且，線圈彈簧14本身也不會對於第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16的兩者之接近造成阻礙。

另外，如圖1中所示一般，在第2鐵氧體芯16之上側處，係被設置有基板18。基板18，係為被安裝有共振電容器等之印刷基板，並經由支持器17而被固定 在殼體10內。包含被安裝在基板18上之共振電容器等的元件和被捲繞在第1鐵氧體芯上之線圈12地，而構成共振電路(調諧電路)。亦即是，本實施形態之筆型座標指示器1，亦係構成與在圖10之左上端部處以等價電路來作了展示的先前技術之筆型座標指示器100相同的等價電路。

如此這般所構成之筆型座標指示器1，係在圖2中所示之電子機器2的位置檢測裝置22上而進行操作。又，本實施形態之筆型座標指示器1，係在第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16之間，中介設置有線圈彈簧14和矽橡膠15。藉由此，主要藉由線圈彈簧14之作用，第1鐵氧體芯13由於係成為被從第2鐵氧體芯16而拉開，因此，就算是將芯體11朝向上方，第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16也不會相互接近。故而，例如就算是將芯體11朝向上方地來作使用，也不會有發生推壓力之誤檢測的情況。

又，藉由線圈彈簧14和矽橡膠15之間的作用，係能夠將被施加在芯體11處之推壓力(筆壓)的檢測範圍擴廣。並且，係成為能夠將因應於推壓力而適當地使相位(頻率)作改變的電波，對於位置檢測裝置22作送訊，並適當地進行推壓力(筆壓)之檢測。接著，針對在本實施形態之筆型座標指示器1中的線圈彈簧14和矽橡膠15之功能作具體性說明。

〔筆型座標指示器1之主要部分的構成〕

圖3，係為對於圖1中所示之本實施形態之筆型座標指示器1的第1鐵氧體芯13的端面和第2鐵氧體芯16的端面所相互對向之部分作了擴大展示之圖。如圖3A中所示一般，本實施形態之筆型座標指示器1，係成為從芯體11側(圖之下側)起，而依序串聯性地配列有第1鐵氧體芯13、矽橡膠15、線圈彈簧14、第2鐵氧體芯16之構造。又，在本實施形態中，於矽橡膠15和第2鐵氧體芯16之間，係被設置有特定之空隙Ar。

如同上述一般，線圈彈簧14，係在支持器17之突起部17c和矽橡膠15之間而被彈性地作推壓，並以將第1鐵氧體芯13之端面從在殼體10內而位置被作了固定的第2鐵氧體芯16之端面拉開的方式而起作用。藉由此，本實施形態之筆型座標指示器1，就算是例如以有所傾斜、被作甩動、或者是以使芯體11朝向上方的方式而被作使用，第1鐵氧體芯13之端面也不會有接近第2鐵氧體芯16之端面的情形。亦即是，就算是有所傾斜、作甩動、或者是將芯體11朝向上方，被捲繞在第1鐵氧體芯13處之線圈12的電感也不會有改變。藉由此，係能夠防止從筆型座標指示器1所送訊之電波的相位產生不必要的改變，而能夠防止在電子機器2側之位置檢測裝置22處的對於筆型座標指示器1所施加之推壓力(筆壓)的誤檢測之情形。

又，筆型座標指示器1，係與通常之筆記工具 相同的，以將芯體11推壓至電子機器2之顯示畫面2D處的方式來進行操作。故而，在筆型座標指示器1之操作時，芯體11係被推入至殼體10之內部，藉由此，被捲繞有線圈12之第1鐵氧體芯13，係與芯體11一同地而被朝向第2鐵氧體芯側作推入。

圖4，係為用以針對在如此這般之對於芯體11施加有推壓力的情況時之線圈彈簧14和矽橡膠15的作用作說明之圖。假設係對於芯體11而施加有推壓力，而第1鐵氧體芯13係被朝向第2鐵氧體芯側作了推壓。於此情況，如圖4A中所示一般，首先，彈性係數為較矽橡膠15而更小之線圈彈簧14矽產生彈性變形並縮短，第1鐵氧體芯13係接近第2鐵氧體芯16。之後，若是更進一步被作推壓，並如圖4B中所示一般地成為使矽橡膠15被推壓並附著於第2鐵氧體芯16之端面上，則矽橡膠15係作彈性變形，第1鐵氧體芯13係相對於第2鐵氧體芯16而更進一步接近。

在本實施形態中，如同上述一般，由於相較於矽橡膠15，係以線圈彈簧14的彈性係數為更小，因此，如圖4A中所示一般，在主要為線圈彈簧14進行彈性變形的區間中，第1鐵氧體芯13係相對於第2鐵氧體芯16而較為急峻地作接近。然而，如圖4B中所示一般，在矽橡膠15也會進行彈性變形的區間中，由於矽橡膠15之彈性係數係較線圈彈簧14更大，因此，第1鐵氧體芯13係因應於推壓力來相對於第2鐵氧體芯16而較緩慢地作 接近。

如此這般，在本實施形態之筆型座標指示器1中，藉由線圈彈簧14和矽橡膠15之作用，係能夠將被捲繞在第1鐵氧體芯13上之線圈12的因應於被施加在芯體11處之推壓力(筆壓)而使電感產生改變的區間擴大。進而，在本實施形態之筆型座標指示器1中，係藉由設置有主要為線圈彈簧14會起作用之區間和主要為矽橡膠15會起作用之區間，而設置第1鐵氧體芯13之相對於第2鐵氧體芯16而作接近的形態會互為相異之2個區域，並成為能夠以更良好之感度來檢測出與推壓力相對應之變化。

〔效果之檢討〕

圖5，係為對於筆型座標指示器之相位-荷重特性的圖表作展示之圖。在圖5中，圖表G1，係對於本實施形態之筆型座標指示器1的相位-荷重特性作展示。又，圖表之圖表G2，係對於使用圖10、圖11而作了說明的先前技術之筆型座標指示器100的相位-荷重特性作展示。

在先前技術之筆型座標指示器100的情況中，如同使用圖11而作了說明一般，在鐵氧體芯104和鐵氧體片102之間，係存在有O形環103。因此，為了將O形環103壓潰並使鐵氧體片102相對於鐵氧體芯104而作接近，係有必要對於筆型座標指示器100之芯體101施加大的推壓力(荷重)。又，在將O形環103作壓潰時，亦存在有極限。

因此，在先前技術之筆型座標指示器100的情況中，在初始之推壓時的荷重為較輕之區間中，線圈105之電感係作較大幅度的改變，並如同圖5之圖表G2中所示一般，能夠得到較大之相位改變。然而，若是施加有一定以上之推壓力，則鐵氧體芯104和鐵氧體片102係相互碰觸，並成為無法進一步將間隔縮窄，其結果，相位之改變係成為停滯在特定值處。而，如同上述一般，關於從筆型座標指示器100而來之相位的改變，由於係設為在直到超過了特定之臨限值為止均設為並不作檢出，因此，在圖5之圖表G2所致的特性之情況中，相位之改變係略成為僅能夠在+20~-20之範圍內而檢測出使用者之推壓力(筆壓)。

相對於此，在本實施形態之筆型座標指示器1的情況中，在端面相互對向之第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16之間，係如同使用圖1、圖3、圖4而作了說明一般，成為被設置有線圈彈簧14和矽橡膠15的構成。因此，若是對於芯體11施加有推壓力(筆壓)，則如同使用圖4A所作了說明一般，首先，相較於矽橡膠15而彈性係數為更小之彈性構件14係起作用。於此情況，由於第1鐵氧體芯13係相對於第2鐵氧體芯16而較為迅速地接近，因此，線圈12之電感亦係迅速地改變，如同在圖5之圖表G1中所示一般，在推壓初始時之荷重較輕的區間中，相位係急峻地改變。

亦即是，如同圖1、圖3、圖4中所示一般， 於此例之情況中，線圈彈簧14和矽橡膠15係為作串聯接觸之狀態。因此，在直到第2鐵氧體芯16之端面與矽橡膠15相接為止的區間(距離)中，線圈彈簧14之影響係成為具支配性，但是，推壓力(筆壓)之檢測感度，係成為與藉由線圈彈簧14和矽橡膠15所決定的第1彈性係數相應者。

之後，若是更進一步被作推壓，並如圖4B中所示一般地成為使矽橡膠15被推壓並附著於第2鐵氧體芯16之端面上，則矽橡膠15係作彈性變形。於此情況，由於彈性係數為較大之矽橡膠15係因應於推壓力而逐漸變形，因此，第1鐵氧體芯13係成為相對於第2鐵氧體芯16而逐漸緩慢地作接近。

在圖4B所示之狀態的情況，可以考慮為線圈彈簧14之彈性係數k1已經超過了極限或者是成為已經不會對於推壓力感度造成多大的影響之略一定之值。因此，在圖1、圖3、圖4所示之例中，若是成為第2鐵氧體芯16抵接於矽橡膠15處之狀態，則主要是矽橡膠15之彈性係數k2會成為具支配性，並如圖5之圖表G1中所示一般，因應於推壓力而使相位逐漸改變。藉由此矽橡膠15之作用，係能夠相較於先前技術而以更廣之荷重變化範圍來使從筆型座標指示器1所送訊之電波的相位改變。

如此這般，此例之筆型座標指示器1，在直到第2鐵氧體芯16之端面與矽橡膠15相接觸為止，係具備有與由線圈彈簧14和矽橡膠15所決定的第1彈性係數相 對應之推壓力感度。又，此例之筆型座標指示器1，在第2鐵氧體芯16之端面與矽橡膠15相接觸之後的區間(距離)中，主要是矽橡膠15之彈性係數k2會成為具支配性，而具有與較上述之第1彈性係數而更大的第2彈性係數相對應之推壓力感度。

而，在此實施形態之筆型座標指示器1中，亦係與先前技術之筆型座標指示器100之情況相同的，就算是針對相位的改變之檢測而構成為使用有特定之臨限值，亦如同在圖5之圖表G1中所示一般，相位之改變係略成為能夠在+20~-60之近旁為止的範圍內而進行推壓力(筆壓)之檢測。亦即是，作為能夠充分地檢測出推壓力(筆壓)之構成，係具備有在直到成為一定之臨限值為止的範圍內而主要使能夠盡可能輕快地引起大的相位改變之彈性係數為小的線圈彈簧14起作用之構成。並且，係具備有當超過了一定之臨限值(在圖5中，係為相位+20)時，係主要使因應於荷重來引起相位改變之彈性係數為大的矽橡膠15起作用之構成。

如此這般，此實施形態之筆型座標指示器1，係能夠防止例如在將芯體11朝向上方而使用的情況時之誤檢測，並將推壓力(筆壓)之檢測範圍擴大，並且，係能夠更為靈活且適當地進行推壓力(筆壓)的檢測。

另外，如同使用圖1以及圖3A而作了說明一般，矽橡膠15，雖係作為被設置在第1鐵氧體芯13之端面的全面上者來作了說明，但是，係並不被限定於此。亦 可將圖3A中所示之被設置在第1鐵氧體芯13之端面上的矽橡膠15，如同圖3B中所示一般地來以不會與線圈彈簧14相抵接的方式而構成為能夠收容在線圈彈簧14之內側的大小。於此情況，由於線圈彈簧14和矽橡膠15之間係並沒有相互抵接之部分，因此，在對於芯體11之推壓初始時，係能夠僅因應於線圈彈簧14之作用，來使從筆型座標指示器1所送訊之電波的相位作更為急峻的改變。

之後，若是更進一步被施加推壓力，而矽橡膠15和第2鐵氧體芯16之端面成為相互抵接，則係成為主要為彈性係數為大之矽橡膠15A產生作用。於此情況，主要藉由矽橡膠15A之作用，係能夠使第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16之間的距離逐漸緩慢接近。故而，在圖3B所示之例的情況時，亦能夠得到與在圖1、圖3A中所示之例的情況相同之效果。

另外，在圖3中，雖係將矽橡膠15、15A，作為被設置在第1鐵氧體芯13之端面上者來作了說明，但是，係並不被限定於此。亦可構成為將矽橡膠15、15A，設置在與第1鐵氧體芯13之端面相對向的第2鐵氧體芯16之端面上。

〔關於變形例〕

接下來，針對本實施形態之筆型座標指示器1的變形例作說明。以下所說明之變形例，主要係為對於被中介設置在第1鐵氧體芯13之端面和第2鐵氧體芯16之端面間 的作為第2彈性體之構件的形狀等作改變者。

〔變形例1〕

圖6，係為用以對於此實施形態之筆型座標指示器1的變形例1作說明之圖。在圖6中所示之變形例1的情況時，在被設置有矽橡膠15B、15C之第1鐵氧體芯13B的端面之中央部分處，係被設置有凹部13Ba。又，在作為第2彈性體之矽橡膠15B、15C之中央部分處，係被設置有與第1鐵氧體芯13B之凹部13Ba作嵌合的凸部15Ba、15Ca。此些以外之部分，係為與使用圖3所說明的筆型座標指示器1之情況同樣地而構成者。

藉由設為此種構成，係能夠相對於第1鐵氧體芯13B之端面，而將矽橡膠15B、15C以不會相對於作為目的之位置而有所偏移的方式來作固著，故能夠使製造變得容易。又，在使用時，亦同樣的，由於在第1鐵氧體芯13B之端面上，矽橡膠15B、15C係不會有偏移的情況，因此亦成為難以發生故障。特別是，當如同圖6B中所示一般之矽橡膠15C為位置在線圈彈簧14之內側的情況時，係為有效。

另外，在圖6中，雖係將矽橡膠15B、15C，作為被設置在第1鐵氧體芯13之端面上者來作了說明，但是，係並不被限定於此。亦可構成為將矽橡膠15B、15C，設置在與第1鐵氧體芯13B之端面相對向的第2鐵氧體芯16之端面上。故而，係亦可構成為在第2鐵氧體 芯16之端面的中央部處設置有凹部。又，若是矽橡膠15B、15C係在厚度上具備有餘裕，則亦可構成為在矽橡膠15B、15C之中央部處設置凹部，並在第1鐵氧體芯13之端面的中央部或者是第2鐵氧體芯16之端面的中央部處設置凸部。

〔變形例2〕

圖7，係為用以對於此實施形態之筆型座標指示器1的變形例2作說明之圖。在圖7中所示之變形例2的情況，被中介設置於第1鐵氧體芯13B和第2鐵氧體芯16之間的作為第2彈性體之矽橡膠19、19A的形狀，係與在圖1、圖3、圖6中所示者相異。此些以外之部分，係為與使用圖3、圖6所說明的筆型座標指示器1之情況略同樣地而構成者。

又，在圖7A所示之例的情況中，代替圖3、圖6中所示之薄片狀的矽橡膠15、15A、15B、15C，係使用有球體之矽橡膠19。又，在圖7B所示之例的情況中，代替圖3、圖6中所示之薄片狀的矽橡膠15、15A、15B、15C，係使用有柱狀之矽橡膠19A。柱狀之矽橡膠19A，係可為圓柱狀，亦可為角柱狀。

藉由設為此種構成，係將作為第2彈性體之球體的矽橡膠19、柱狀的矽橡膠19A所作用之範圍擴大，而成為能夠以良好之精確度來檢測出被施加在芯體11處之推壓力(筆壓)。特別是，如同圖7A中所示一般， 藉由使用球體之矽橡膠19，係能夠將與推壓力(荷重)相對應的相位之改變成為良好。

如此這般，在此變形例2的情況中，在直到第2鐵氧體芯16之端面與矽橡膠19、19A相接觸為止，係具備有與由線圈彈簧14所決定的第1彈性係數相對應之推壓力感度。又，在此變形例2的情況中，當更進而被施加推壓力，而第2鐵氧體芯16之端面與矽橡膠19、19A作了接觸之後的區間(距離)中，雖然主要是矽橡膠19、19A會產生作用，但是，係具有與藉由線圈彈簧14和矽橡膠19或者是藉由線圈彈簧14和矽橡膠19A所決定的第2彈性係數相對應之推壓力感度。

另外，作為第2彈性體之球體的矽橡膠19、柱狀的矽橡膠19A之大小，係可設為適當之大小。因此，係只要因應於球體之矽橡膠19、柱狀之矽橡膠19A的大小，來對於第1鐵氧體芯13的端面和第2鐵氧體芯16的端面所相互對向之區間的間隔作調整即可。又，雖並未圖示，但是，作為第2彈性體，係亦可使用半球狀、圓錐狀、角錐狀之矽橡膠。亦即是，被中介設置在第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16之間的第2彈性體，係可使用各種形狀者。

又，在此變形例2的情況中，亦係與使用圖6所作了說明的變形例1之情況相同，可在球體之矽橡膠19、柱狀之矽橡膠19A處設置凸部，並在第1鐵氧體芯13之端面的中央部處設置凹部，而相互作固定。又，亦 可構成為在第2鐵氧體芯16之端面的中央部處設置凹部，並在第2鐵氧體芯16之端面處設置球體之矽橡膠19、柱狀之矽橡膠19A。當然的，亦可構成為在球體之矽橡膠19、柱狀之矽橡膠19A處設置凹部，並在第1鐵氧體芯13之端面的中央部或第2鐵氧體芯16之端面的中央部處設置凸部。

〔變形例3〕

圖8，係為用以對於此實施形態之筆型座標指示器1的變形例3作說明之圖。在圖8中所示之變形例3的情況，作為被中介設置於第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16之間的第2彈性體，係代替矽橡膠，而構成為使用第2線圈彈簧20，在此點上，係為與在圖1、圖3、圖6、圖7中所示者相異。此些以外之部分，係為與使用圖3、圖6、圖7所說明的筆型座標指示器1之情況略同樣地而構成者。

如此這般，作為第2彈性體，亦可使用線圈彈簧，而能夠將設計上的自由度擴大。例如，假設將相較於矽橡膠而彈性係數為更小之線圈彈簧，作為第2線圈彈簧來在圖8所示之形態中作使用。於此情況，在作為第2彈性體之第2線圈彈簧所產生作用的範圍中，相較於構成為使用矽橡膠的情況，係能夠將與推壓力相對應之線圈12的電感之變化的程度設為更急峻。於此情況，係能夠使從筆型座標指示器1之共振電路所送訊之電波的相位 (頻率)作急峻的改變。

在此變形例3的情況中，亦與圖7中所示之變形例2的情況相同，在直到第2鐵氧體芯16之端面與第2線圈彈簧20相接觸為止，係具備有與由線圈彈簧14所決定的第1彈性係數相對應之推壓力感度。而，在此例的情況中，當更進而被施加推壓力，而第2鐵氧體芯16之端面與第2線圈彈簧20作了接觸之後的區間(距離)中，係具有與藉由線圈彈簧14和第2線圈彈簧20所決定的第2彈性係數相對應之推壓力感度。另外，於此變形例3的情況中，亦可設為將第2線圈彈簧20設置在第2鐵氧體芯16側處。

〔對於使用有可變容量電容器之筆型座標指示器的應用〕

上述之實施形態的筆型座標指示器1，係構成為藉由使被捲繞在第1鐵氧體芯13處之線圈的電感改變，來使從筆型座標指示器1所送訊之電波的相位(頻率)改變。但是，係並不被限定於此。例如，構成為藉由使可變容量電容器之容量改變來使所送訊之電波的相位(頻率)改變之筆型座標指示器，亦可適用在本發明中。

圖9，係為對於使用有可變容量電容器之筆型座標指示器的等價電路作展示之圖。使用有可變容量電容器之筆型座標指示器，係具備有由線圈L和1個以上的共振電容器Cf1、Cf2以及可變容量電容器Cv所成的共振電 路。於此情況之可變容量電容器Cv，若是採用簡單的構成，則例如係可藉由在圖3中所示之第1鐵氧體芯13和第2鐵氧體芯16之相對向的端面處而設置電極，來構成之。之後，因應於相對於被設置在第2鐵氧體芯16之端面處的電極之被設置在第1鐵氧體芯13之端面處的電極之距離，係能夠使藉由此些之2個電極所構成的電容器之容量成為可變。

而，就算是在使用有此種可變容量電容器的情況時，亦能夠藉由由線圈彈簧或矽橡膠所成的第1、第2彈性體，來對於相對向之電極間的距離作調整。故而，針對使用有可變容量電容器Cv之筆型座標指示器，係亦能夠與上述之電感控制的筆型座標指示器1之情況相同地，而適用在本發明中。另外，關於使用有可變容量電容器Cv之筆型座標指示器，例如係在日本特開平4-96212號公報中有詳細的說明。

〔其他變形例〕

另外，在上述之實施形態中，例如，係針對藉由線圈彈簧所實現的第1彈性體之彈性係數k1為較藉由矽橡膠所實現的第2彈性體之彈性係數k2而更小者，來作了說明。但是，係並不被限定於此。第1彈性體之彈性係數k1和第2彈性體之彈性係數k2，係亦可為相同。又，當想要設為在推壓初始時而緩慢地使送訊電波之相位改變，並在被施加了一定以上之推壓力後而急遽地使送訊電波之 相位改變的情況時，係只要將第1彈性體之彈性係數k1設為較第2彈性體之彈性係數k2而更大即可。如此這般，第1彈性體之彈性係數k1和第2彈性體之彈性係數k2，係可適宜作構成。

又，在上述之實施形態中，雖係構成為將作為第1彈性體之線圈彈簧14設置在相對於第2鐵氧體芯16而作捲繞的部份處，但是，係並不被限定於此。亦可構成為將線圈彈簧14之全體，設置在與相對向之第1鐵氧體芯13之端面和第2鐵氧體芯16之端面之間。

又，亦可在第1鐵氧體芯16之端面上且為第2鐵氧體芯16之周圍處，而配置被密集地形成之複數的線圈彈簧。於此情況，係成為由被配設在第2鐵氧體芯13之周圍處的複數之線圈彈簧來構成第1彈性體。又，只要是能夠實現與上述之實施形態的線圈彈簧15相同之功能，則作為第1彈性體，係可使用各種材質、各種形狀之彈性構件。

又，作為第2彈性體，係亦可構成為在第1鐵氧體芯13之端面上或者是第2鐵氧體芯16之端面上，將圓形或多角形之微小的矽橡膠作複數個的配設，或者是將微小的線圈彈簧作複數個的配設。亦即是，只要是能夠實現與上述之實施形態的矽橡膠15、15A、15B、15C、19、19A、第2線圈彈簧20相同之功能，則作為第2彈性體，係可使用各種材質、各種形狀之彈性構件。

1‧‧‧筆型座標指示器

10‧‧‧殼體

11‧‧‧芯體

12‧‧‧線圈

13‧‧‧第1鐵氧體芯

14‧‧‧線圈彈簧

15‧‧‧矽橡膠

16‧‧‧第2鐵氧體芯

17‧‧‧支持器

18‧‧‧基板

CL‧‧‧中心線

17a‧‧‧支持器之凹部

17b、17c‧‧‧支持器之突起部

Ar‧‧‧空隙

Claims (10)

1. 一種筆型座標指示器，其特徵為，具備有：芯體，係從框體之其中一端而突出並構成筆尖；和第1磁性體，係具有與前述芯體相接之端面，並被捲繞有線圈；和第2磁性體，係對於前述第1磁性體之與前述芯體側相反側的端面，而以使端面彼此相對向的方式來作配設；和第1、第2彈性體，係被中介設置於前述第1磁性體和前述第2磁性體之相對向的端面之間，前述第1磁性體和前述第2磁性體之相對向的端面間之距離，係依存於透過前述芯體所施加之推壓力而改變，藉由此，而具備有推壓力感度，該筆型座標指示器，在藉由推壓力而至少使前述第1彈性體作了彈性變形之後，前述第1磁性體端面或者是前述第2磁性體端面係與前述第2彈性體作接觸，並藉由更進一步之推壓力，而除了前述第1彈性體以外亦使前述第2彈性體作彈性變形，藉由此，而具備有與前述第1磁性體和前述第2磁性體間之相對向的端面間之距離相對應的推壓力感度。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之筆型座標指示器，其中，在直到前述端面間之距離成為特定之距離為止，係具備有與依據前述第1彈性體所決定或者是依據前述第1彈性體和前述第2彈性體所決定的第1彈性係數相 對應之推壓力感度，而若是前述端面間之距離成為較前述特定之距離更近，則係具備有與依據前述第1彈性體和前述第2彈性體所決定之第2彈性係數相對應之推壓力感度。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之筆型座標指示器，其中，前述第1彈性體以及前述第2彈性體，係作串聯連接，並被中介設置於前述第1磁性體和前述第2磁性體間之相對向的端面之間，而被作推壓。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之筆型座標指示器，其中，前述第1彈性體，係被中介設置於前述第1磁性體和前述第2磁性體間之相對向的端面之間，而被作推壓。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之筆型座標指示器，其中，前述前述第2彈性體，係被設置在前述第1磁性體和前述第2磁性體之相對向的端面之至少其中一者處。
6. 如申請專利範圍第5項所記載之筆型座標指示器，其中，在前述第2彈性體處，係被設置有凸部或凹部，在被設置有前述第2彈性體之前述第1磁性體和前述第2磁性體的相對向之端面處，係被設置有與前述第2彈性體之凸部或者是凹部相對應之凹部或者是凸部，相對應之凸部和凹部係相互嵌合並固著。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之筆型座標指示器，其中，前述第1彈性體，係為彈簧構件，前述第 2彈性體，係為橡膠構件。
8. 如申請專利範圍第7項所記載之筆型座標指示器，其中，前述第1彈性體之彈簧構件，係被配置在前述第2磁性體之外周處，藉由推壓力，使前述第2磁性體係在前述彈簧構件之中而移動並與前述第2彈性體接觸。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之筆型座標指示器，其中，因應於前述第1彈性體以及前述第2彈性體之變形，推壓力感度係改變。
10. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之筆型座標指示器，其中，相對於推壓力之筆壓改變量，相較於前述第1磁性體之端面或者是前述第2磁性體之端面與前述第2彈性體之間的接觸之前，係以接觸之後為更小。