JP5400237B2 - 位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、筆圧を検出する場合に用いて好適な位置指示器、その筆圧を検出する可変容量コンデンサ及びこの位置指示器を備えて構成される入力装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータ等の入力デバイスとして入力装置が用いられている。この入力装置は、例えば、ペン型に形成された位置指示器と、この位置指示器を用いて、ポインティング操作や文字及び図等の入力を行う入力面を有する位置検出装置から構成されている。

そして、位置指示器の筆圧検出部には、従来から特許文献１に記載されているような可変容量コンデンサが用いられている。この特許文献１に記載された可変容量コンデンサは、誘電体の一の面に取り付けられた第１の電極と、誘電体の他の面側に配置された可撓性を有する第２の電極を有している。そして、第２の電極と誘電体の他の面との間をその一部を除いてわずかな間隔だけ隔離する手段と、第２の電極と誘電体との間に相対的な圧力または変位を加える手段を備えている。

図２６に、従来の可変容量コンデンサの具体的な構成を示す。図２６Ａは、従来の可変容量コンデンサにおける初期状態を示す図、図２６Ｂは、圧力が加わった状態を示す図である。

この可変容量コンデンサ２００は、略円盤状の誘電体２０１と、誘電体２０１の一面２０１ａに取り付けられた第１の電極２０２と、誘電体２０１の他面２０１ｂ側に配設された第２の電極２０３とを有している。第２の電極２０３は、可撓性を有しており、リング状のスペーサ２０４を介して誘電体２０１の他面２０１ｂ側に配設されている。また、第２の電極２０３における誘電体２０１と反対側には、弾性体２０５を介して棒状の芯体２１０が設けられている。

第１の電極２０２の一面側には、第１の端子２０６が設けられている。第１の端子２０６は、円盤状のフランジ部２０６ａと、このフランジ部２０６ａの一面の略中央から延在するリード部２０６ｂとから構成されている。フランジ部２０６ａは、筆圧が加わったときに第１の電極２０２の一面に接触し、この第１の電極２０２と電気的に接続される。

第２の電極２０３の端部には、第２の端子２０７が設けられている。第２の端子２０７は、第１の端子２０６と同様に、円盤状のフランジ部２０７ａと、このフランジ部２０７ａの一面の略中央から延在するリード部２０７ｂとから構成されている。フランジ部２０７ａは、筆圧が加わったときに第２の電極２０３の一面の端部に接触し、この第２の電極２０３と電気的に接続される。

この可変容量コンデンサ２００は、芯体２１０に圧力または変位が全く加わらない状態（初期状態）で、誘電体２０１の他面２０１ｂと第２の電極２０３の間にスペーサ２０４によって、わずかな間隔が形成されている。また、図２６Ｂに示すように、芯体２１０に圧力が加わると、弾性体２０５と第２の電極２０３とが芯体２１０に押圧されて弾性変形する。これにより、第２の電極２０３が、誘電体２０１の他面２０１ｂに接触する。そして、この第２の電極２０３と誘電体２０１の他面２０１ｂの接触面積が増加すると、第１及び第２の端子２０６，２０７間の容量値が増加する。その結果、第１及び第２の端子２０６，２０７間の容量値の変化を検出することにより、芯体２１０に加わる圧力（筆圧）が検出される。

特開平４−９６２１２号公報

しかしながら、従来の可変容量コンデンサ２００では、第２の電極２０３と誘電体２０１の間に、リング状のスペーサ２０４を介在させているだけで、第２の電極２０３を誘電体２０１から引き離すための構成を有していない。そのため、可変容量コンデンサ２００を第２の電極２０３が上方に位置するように向けると、第２の電極２０３がその自重によって撓む。また、可変容量コンデンサ２００を位置指示器に搭載した場合で、芯体２１０の指示部を上方に向けると、芯体２１０が重力によって下がり、弾性体２０５及び第２の電極２０３を押圧する。その結果、圧力（筆圧）が印加されてない状態で、第２の電極２０３と誘電体２０１が接触してしまう、という問題があった。

更に、第２の電極２０３と誘電体２０１が接触した状態で保管すると、第２の電極２０３と誘電体２０１が貼り付くおそれがあった。そのため、第２の電極２０３または誘電体２０１が劣化して、可変容量コンデンサ２００の耐久性が下がる、という不具合もあった。

本発明の目的は、上述の問題点を考慮し、確実に初期状態に戻ることができると共に耐久性の向上を図ることができる位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置を提供することにある。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の位置指示器は、略棒状に形成された芯体の一端が筐体の外側に突出するように収納され、この芯体を介して加わる外力により静電容量が変化する可変容量コンデンサを有する。そして、この可変容量コンデンサは、対向する２面を有する誘電体と、該誘電体の対向する２面のうち一方の面に設けられた第１の電極部と、誘電体の他方の面に対抗して設けられ、芯体を介して加わる外力に応じて誘電体の他方の面との当接面積が変化する第２の電極部を形成する導電部材を有する。
更に、本発明の位置指示器は、導電部材に電気的に接続され、巻回部の弾性により前記誘電体の前記他方の面から離れる方向に付勢する弾性部材と、導電部材と弾性部材が取り付けられる保持部材と、誘電体と保持部材を収納するためのホルダを備え、保持部材は、ホルダ内を移動可能に支持されることを特徴としている。

本発明の可変容量コンデンサは、対向する２面を有する誘電体と、誘電体の対向する２面のうち一方の面に設けられた第１の電極部と、誘電体の他方の面に対抗して設けられ、芯体を介して加わる外力に応じて誘電体の他方の面との当接面積が変化する第２の電極部を形成する導電部材を有する。また、導電部材に電気的に接続され、巻回部の弾性により誘電体の他方の面から離れる方向に付勢する弾性部材と、導電部材と弾性部材が取り付けられる保持部材と、誘電体と保持部材を収納するためのホルダを備え、保持部材は、ホルダ内を移動可能に支持されるようになっている。

また、本発明の入力装置は、略棒状に形成された芯体の一端が筐体の外側に突出するように収納され、芯体を介して加わる外力により静電容量が変化する可変容量コンデンサを有する位置指示器と、芯体の一端により指示される検出面を有し、芯体の一端が指示した位置を検出する位置検出装置と、を備える。そして、可変容量コンデンサは、対向する２面を有する誘電体と、誘電体の対向する２面のうち一方の面に設けられた第１の電極部と、誘電体の他方の面に対抗して設けられ、芯体を介して加わる外力に応じて誘電体の他方の面との当接面積が変化する第２の電極部を形成する導電部材とを有する。更に、可変容量コンデンサは、導電部材に電気的に接続され、巻回部の弾性により誘電体の他方の面から離れる方向に付勢する弾性部材と、導電部材と弾性部材が取り付けられる保持部材と、誘電体と保持部材を収納するためのホルダを備え、保持部材は、ホルダ内を移動可能に支持されるようになっている。

本発明の位置指示器によれば、弾性部材によって導電部材を誘電体から離反する方向に付勢することで、導電部材を確実に初期状態に戻すことができ、立ち下がりの応答性を改善することができる。また、導電部材が誘電体に貼り付くことを防止し又は抑制することができるため、導電部材または誘電体が劣化すること防止し又は抑制でき、可変容量コンデンサの耐久性を向上させることができる。

本発明を適用した入力装置の実施の形態を示す斜視図である。 図１に示す位置指示器をＡ−Ａ′線で断面して示す説明図である。 本発明の可変容量コンデンサの実施の形態を示す斜視図である。 図３に示す可変容量コンデンサをＢ−Ｂ′線で断面して示す説明図である。 本発明の可変容量コンデンサに係るケースを示す斜視図である。 本発明の可変容量コンデンサに係るケースを示すもので、図６Ａは正面図、図６Ｂは図５に示すＣ−Ｃ′線断面図、図６Ｃは図５に示すＤ−Ｄ′線断面図である。 本発明の可変容量コンデンサに係るケースを示すもので、図７Ａは平面図、図７Ｂは底面図である。 本発明の可変容量コンデンサに係る誘電体を示すもので、図８Ａは平面図、図８Ｂは正面図、図８Ｃは底面図である。 本発明の可変容量コンデンサに係る端子部材を示す斜視図である。 本発明の可変容量コンデンサに係る導電部材及び誘電体を保持部材に取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の可変容量コンデンサに係る保持部材を示すもので、図１１Ａは斜視図、図１１Ｂは反対側から見た斜視図である。 本発明の可変容量コンデンサに係る保持部材を示すもので、図１２Ａは、図１１Ａに示すＳ−Ｓ′線断面図、図１２Ｂは図１１Ａに示すＴ−Ｔ′線断面図である。 本発明の可変容量コンデンサに係る導電部材の他の実施の形態を示す斜視図である。 本発明の可変容量コンデンサに係る導電部材の他の実施の形態を示すもので、図１４Ａは、導電部材の平面図、図１４Ｂは、導電部材の正面図、図１４Ｃは、導電部材の左側面図である。 本発明の可変容量コンデンサに係る弾性部材を示すもので、図１５Ａは正面から見た説明図、図１５Ｂは平面図である。 本発明の可変容量コンデンサに係る弾性部材の他の実施の形態を示す正面から見た説明図である。 芯体に圧力（筆圧）が加わった状態を示す可変容量コンデンサの断面図である。 可変容量コンデンサの位相−荷重特性を示すもので、図１８Ａは本発明の可変容量コンデンサの位相−荷重特性を示すグラフ、図１８Ｂは図２６に示す従来の可変容量コンデンサの位相−荷重特性を示すグラフである。 本発明を適用した位置指示器及び位置検出装置の回路構成の模式的なブロック図である。 本発明を適用した入力装置に係る位置検出装置の処理部による処理の流れ図である。 本発明を適用した入力装置に係る位置検出装置のＸ軸グローバルスキャン動作における各部の波形の一例を示す図である。 本発明を適用した入力装置に係る位置検出装置のＹ軸グローバルスキャン動作における各部の波形の一例を示す図である。 本発明を適用した入力装置に係る位置検出装置のＸ軸セクタスキャン動作及びＹ軸セクタスキャン動作における各部の波形の一例を示す図である。 本発明を適用した位置指示器に設けられる共振回路の他の実施形態を示す説明図である。 本発明を適用した位置指示器の他の実施形態を示す電気回路図である。 従来の可変容量コンデンサを模式的に説明するもので、図２６Ａは初期状態を示す図、図２６Ｂは芯体に圧力（筆圧）が加わった状態を示す図である。

以下、本発明の位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置を実施するための実施形態について、図１〜図２５を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。

［入力装置］
まず、本発明が適用される入力装置の概略構成を図１に従って説明する。この図１は、本発明が適用される入力装置を示す斜視図である。
本発明の実施の形態（以下、「本例」という。）である入力装置１０は、位置検出装置１と、この位置検出装置１に情報を入力する位置指示器２とから構成されている。

［位置検出装置］
位置検出装置１は、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の図示しない外部装置にケーブル８を介して接続することによって、これら外部装置の入力装置として用いられるものである。なお、特に図示して説明していないが、かかる位置検出装置１をパーソナルコンピュータ等に内蔵しても良い。

位置検出装置１は、位置指示器２で指示した位置を検出する検出部４と、この検出部４を有する中空の薄い略直方体をなす筐体５とから構成されている。筐体５は、検出部４の検出面を露出させるための開口部６を有する上部筐体７と、この上部筐体７に重ね合わされる図示しない下部筐体を有している。そして、上部筐体７は、検出部４の入力面を露出させる四角形の開口部６を有しており、この開口部６に、検出部４が嵌め込まれる。このような構成を有する位置検出装置１は、位置指示器２を介したポインティング操作による文字及び図等の入力が行われる。

［位置指示器］
次に、図２を参照して位置指示器２の概略構成について説明する。図２は、図１に示す位置指示器２のＡ−Ａ′線断面図である。
この位置指示器２は、電磁誘導方式により位置検出装置１に対して位置を指示するものである。すなわち、位置指示器２は、位置検出装置１から送信される特定周波数の電磁波に対して共振する共振回路を有している。そして、位置指示器２は、この共振回路で検出した共振信号を位置検出装置１に送信することにより位置検出装置１に対して位置を指示するようになっている。

図２に示すように、位置指示器２は、筐体の一具体例を示すケース１１と、芯体１２と、位置指示コイル１３と、可変容量コンデンサ１５と、フェライトコア１６と、プリント基板１７とを備えて構成されている。

ケース１１は、位置指示器２の外装部として形成されている。このケース１１は、一方が閉じられた有底の円筒状をなしている。そして、ケース１１は、軸方向に重ね合わせて組立結合される第１のケース１８と第２のケース１９とから構成されている。第１のケース１８は、軸方向の一端側が略円錐状をなしており、その先端に開口部１８ａを有している。そして、この第１のケース１８の軸方向の他端は、開口している。

第２のケース１９は、軸方向の一端が開口し、かつ他端が閉じられた円筒形をなしている。第１のケース１８と第２のケース１９とは、同一軸線上に配置されて、接着剤や固定ねじ等の固着手段により固定されている。そして、第２のケース１９に、電子部品が実装されたプリント基板１７が接着剤や固定ねじ等の固着手段によって固定されており、第１のケース１８には、フェライトコア１６が収納されている。

フェライトコア１６は、例えば円筒形をなしており、その筒孔１６ａに芯体１２が挿通されている。そして、フェライトコア１６の軸方向の一端側から芯体１２の指示部１２ａが突出している。更に、フェライトコア１６の外周には、共振回路を構成する位置指示コイル１３が巻回して装着されている。位置指示コイル１３の図示しない両端は、プリント基板１７上の電子部品に電気的に接続されている。プリント基板１７には、共振回路を構成する電子部品が実装されている。

芯体１２は、棒状の部材からなり、ケース１１の軸方向に沿ってケース１１内に収納されている。この芯体１２は、その軸方向の一端にペン先の役割を有する指示部１２ａと、指示部１２ａから連続して形成された軸部１２ｂとから構成されている。指示部１２ａは、略円錐状に形成されている。この指示部１２ａは、芯体１２をケース１１内に収納した際に、第１のケース１８の開口部１８ａから外側に向けて突出する。そして、軸部１２ｂの軸方向の他端には、可変容量コンデンサ１５が取り付けられている。

［可変容量コンデンサ］
次に、図３〜図１８を参照して本発明の可変容量コンデンサ１５について説明する。図３は、本発明の可変容量コンデンサ１５の斜視図、図４は、図３に示す可変容量コンデンサ１５のＢ−Ｂ′線断面図である。

可変容量コンデンサ１５は、加えられた圧力に対応して容量値を変化させるコンデンサである。そして、この可変容量コンデンサ１５は、この容量値の変化によって、芯体１２に加わる筆圧を検出しており、位置指示器２の筆圧検出部として作用している。

図３及び図４に示すように、可変容量コンデンサ１５は、ホルダ２１と、誘電体２２と、この誘電体２２を付勢する端子部材２３と、保持部材２４と、導電部材２６と、弾性部材２７とを備えて構成されている。

［ケース］
まず、図５〜図７Ｂを参照して本発明の可変容量コンデンサ１５のホルダ２１について説明する。図５は、ホルダ２１の外観斜視図、図６Ａは、ホルダ２１の正面図、図６Ｂは、図５に示すホルダ２１のＣ−Ｃ′線断面図、図６Ｃは、図５に示すホルダ２１のＤ−Ｄ′線断面図である。また、図７Ａは、ホルダ２１の平面図、図７Ｂは、ホルダ２１の底面図である。

ホルダ２１は、中空の略円筒形をなしている。このホルダ２１には、その側面に互いに平行に対向する２つの平面部２１ｂ，２１ｂを有している。このホルダ２１には、軸方向の一端側を４箇所切り欠くことによって、４つの突起部２９，２９，２９，２９が形成されている。そして、図４に示すように、このホルダ２１に、誘電体２２が取り付けられると共に、本発明の中空部の一具体例を示すホルダ２１の筒孔２１ａに導電部材２６と、弾性部材２７と、保持部材２４とが収納される。また、ホルダ２１には、フランジ部３１と、２つの係合穴３２，３２と、２つの係止受部３３，３３とが設けられている。

図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、凸部の一具体例を示すフランジ部３１は、ホルダ２１の半径方向の内側へ突出して配設されている。このフランジ部３１は、例えばホルダ２１の内壁に、その内壁の周方向に沿って連続して張り出したつば状の突出部である。そして、図４に示すように、このフランジ部３１には、ホルダ２１の軸方向の一端側から誘電体２２が当接し、ホルダ２１の軸方向の他端側から弾性部材２７が当接する。さらに、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、このフランジ部３１の一部を切り欠くことにより、貫通孔３４が設けられている。

なお、本例については、凸部の一具体例としてホルダ２１の内壁に、その内壁の周方向に沿って連続して突出したつば状のフランジ部として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、凸部を、ホルダ２１の内壁に、その内壁の半径方向の内側へ突出する複数の突起として形成してもよい。すなわち、凸部に、誘電体２２がホルダ２１の軸方向の一端側から当接し、且つ弾性部材２７がホルダ２１の軸方向の他端側から当接すれば、どのような形状に形成してもよい。

また、図５、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ホルダ２１には、その２つの平面部２１ｂ，２１ｂに第１の係合部の一具体例を示す２つの係合穴３２，３２が設けられている。この２つの係合穴３２，３２は、ホルダ２１の軸方向の中央から他端側寄りに設けられている。そして、２つの係合穴３２，３２は、例えば略四角形状に開口されている。図３及び図４に示すように、この２つの係合穴３２，３２に、保持部材２４がホルダ２１の軸方向に沿って移動可能に係合される。なお、２つの係合穴３２，３２は、略四角形だけでなく、略円形状に形成してもよい。また、２つの係合穴３２，３２は、貫通穴だけでなく、ホルダ２１の内壁に設けた凹部として形成してもよい。

更に、図５、図６Ａ，図６Ｂに示すように、ホルダ２１には、軸方向の一端側に２つの係止受部３３，３３を有している。この２つの係止受部３３，３３は、ホルダ２１の軸方向の一端側において、２つの突起部２９，２９の間に位置するように設けられている（図６Ａ参照）。図６Ｂに示すように、係止受部３３は、ホルダ２１の軸方向に切断した断面形状が略台形状に形成されている。そして、図３及び図４に示すように、端子部材２３がこの２つの係止受部３３，３３に係止されて、ホルダ２１に固定される。

なお、このホルダ２１の材質には、例えばエンジニアリングプラスチック等が用いられる。また、本例では、ホルダ２１を円筒状に形成した例を説明したが、ホルダ２１の形状は、例えば角筒状に形成してもよい。更に、誘電体２２、導電部材２６、弾性部材２７及び保持部材２４をホルダ２１に収納した例を説明したが、このホルダ２１とケース１１とを一体に成形して、導電部材２６、弾性部材２７及び保持部材２４をケース１１に直接収納してもよい。

［誘電体］
次に、図８Ａ〜図８Ｃを参照して誘電体２２について説明する。図８Ａは、誘電体２２の平面図、図８Ｂは、誘電体２２の正面図、図８Ｃは、誘電体２２の底面図である。
この誘電体２２は、例えば略円盤状をなしており、略円形の第１の面部２２ａと、この第１の面部２２ａと略平行に対向する略円形の第２の面部２２ｂとを有している。第１の面部２２ａには、その略全体に亘って第１の電極部３６が設けられている。この第１の電極部３６は、例えば第１の面部２２ａに銀板を焼結することで形成される。また、図８Ｃに示すように、第２の面部２２ｂは、例えば表面を鏡面研磨することで鏡面加工が施されている。

そして、図４に示すように、この誘電体２２は、第２の面部２２ｂをホルダ２１の軸方向の他端側に向けて、フランジ部３１に載置される。更に、この誘電体２２は、ホルダ２１のフランジ部３１に載置した状態で、端子部材２３によってホルダ２１の軸方向の他端側へ付勢される。なお、誘電体２２の形状は、略円盤状だけでなく、略四角形や略六角形等の平板状に形成してもよい。また、第２の面部２２ｂに鏡面加工を施した例を説明したが、第２の面部２２ｂに鏡面加工を施さなくてもよい。

［端子部材］
図９は、端子部材２３の外観斜視図である。この端子部材２３は、接点部の一具体例を示す平坦部３７と、この平坦部３７から連続して形成された２つの係止部３８，３８と、リード片３９とを有している。平坦部３７は、略平板状に形成されており、略中央に突起３７ａが設けられている。この２つの係止部３８，３８は、第２の係合部の一具体例を示している。

この平坦部３７を間に挟むように２つの係止部３８，３８が設けられている。この係止部３８は、略Ｌ字状をなしている。この係止部３８は、平坦部３７の外縁から２回折り曲げることで弾性が付与されている。そして、係止部３８の端部３８ｂには、例えば略四角形状の開口部３８ａが設けられている。

また、リード片３９は、係止部３８の端部３８ｂが突出する方向と反対方向に突出して設けられている。そして、このリード片３９は、図２に示すプリント基板１７の図示しない接点部に、例えば、抵抗溶接や超音波溶接等によって接続される。これにより、端子部材２３は、プリント基板１７の電子部品と電気的に接続される。なお、この端子部材２３の材質としては、例えばチタン銅に銀メッキを施したもの等が挙げられる。

また、図３及び図４に示すように、端子部材２３は、２つの係止部３８，３８の開口部３８ａ，３８ａがホルダ２１の係止受部３３，３３に係止されてホルダ２１に固定される。このとき、端子部材２３の平坦部３７が、誘電体２２の第１の面部２２ａに設けた第１の電極部３６に当接する。また、端子部材２３は、２つの係止部３８，３８に弾性を付与しているため、誘電体２２をホルダ２１の軸方向の他端側に付勢する。これにより、平坦部３７と第１の電極部３６とを確実に接触させることができ、誘電体２２と端子部材２３との接触不良を防止し又は抑制することができる。更に、誘電体２２がホルダ２１内で傾くことを防止し又は抑制することも可能である。

そして、端子部材２３の平坦部３７に突起３７ａを設けることにより、平坦部３７と誘電体２２が面ではなく、点接触する。これにより、端子部材２３のプレス加工時に発生するソリや浮きに影響を受けることなく、確実に誘電体２２の第１の面部２２ａに設けた第１の電極部３６と端子部材２３の平坦部３７を接触させることができる。

上述したように、端子部材２３は、誘電体２２をホルダ２１側へ付勢する役割と、プリント基板１７に接続される電極端子としての２つの役割を有している。なお、本例では端子部材２３を一部材で形成した場合を説明したが、平坦部３７及び係止部３８と、リード片３９をそれぞれ別部材として形成してもよい。

次に、図１０〜図１７を参照して保持部材２４、導電部材２６及び弾性部材２７について説明する。図１０は、保持部材２４で導電部材２６及び弾性部材２７を保持した状態を示す斜視図である。図１１Ａは、保持部材２４の外観斜視図、図１１Ｂは、保持部材２４を図１１Ａと反対側から見た斜視図、図１２Ａは、図１１Ａに示す保持部材２４のＳ−Ｓ′線断面図、図１２Ｂは、図１１Ａに示す保持部材２４のＴ−Ｔ′線断面図である。

［保持部材］
図１０〜図１２に示すように、保持部材２４は、略角柱状の基部４１と、略円筒状の嵌合部４２とを有している。基部４１には、略円柱状に凹んだ係合凹部４３（図１１参照）が設けられている。図４に示すように、この係合凹部４３には、芯体１２の軸部１２ｂの軸方向の他端が挿入される。これにより、保持部材２４と芯体１２とが接合される。また、この基部４１の側面部における互いに対向する２つの平面部には、断面形状が略三角形状の２つの係合部４４，４４が設けられている。そして、この２つの係合部４４，４４は、ホルダ２１に設けた２つの係合穴３２，３２に係合される。これにより、保持部材２４は、ホルダ２１の軸方向に沿って移動可能に支持される。

更に、基部４１には、スリット４６，４６が設けられている。この２つのスリット４６，４６は、それぞれ基部４１の軸方向の一端から他端側へ所定の長さにわたって切り欠いて形成されている。

また、凹部の一具体例を示す嵌合部４２は、基部４１の他端側へ突出して形成されている。そして、この嵌合部４２には、略等角度間隔に２つの切り欠き４７，４７が形成されている。この２つの切り欠き４７，４７は、嵌合部４２の軸方向の一端から基部４１まで切り欠いて形成されている。なお、この切り欠き４７の数は、２つに限定されるものではなく、３つ以上形成してもよく、少なくとも１つあればその目的を達成できるものである。そして、この嵌合部４２に導電部材２６が嵌合される。

［導電部材］
図４及び図１０に示すように、導電部材２６は、例えば砲弾型に形成されており、その軸方向の一端に曲面部２６ａを有している。この導電部材２６は、軸方向の他端側の円柱部２６ｂが保持部材２４の嵌合部４２に嵌合される。なお、この導電部材２６の円柱部２６ｂの直径は、例えば保持部材２４の嵌合部４２の内径よりもやや大きく設定されている。これにより、導電部材２６と保持部材２４の嵌合部４２の嵌め合いの関係は、しまりばめの関係に設定されている。その結果、導電部材２６が保持部材２４の嵌合部４２から抜け落ちることを防止し又は抑制することができる。

また、この導電部材２６は、導電性を有すると共に弾性変形可能な部材からなる。このような部材としては、例えば、シリコン導電ゴムや、加圧導電ゴム（ＰＣＲ：Pressure sensitive Conductive Rubber）などを挙げることができる。かかる部材を使用することで、芯体１２に加えられる筆圧（圧力）の増加に伴って、誘電体２２の第２の面部２２ｂと導電部材２６との接触面積が増加するようになっている。

なお、本例では、導電部材２６の形状を、その一方の端部である曲面部２６ａが略半球状に形成されたもので説明しているが、この導電部材の形状は、かかる形状に限定されるものではない。導電部材の形状は、芯体１２に加えられる筆圧（圧力）の増加に伴って第１の電極部３６と対向する面積が増加すれば、どのような形状に形成してもよい。

次に、本例にかかる導電部材の他の実施例を図１３及び図１４を参照して説明する。
図１３は、導電部材の他の実施の形態を示す斜視図、図１４Ａは、導電部材の他の実施の形態を示す平面図、図１４Ｂは、導電部材の他の実施の形態を示す正面図、図１４Ｃは、導電部材の他の実施の形態を示す左側面図である。

この他の実施の形態にかかる導電部材７０は、略円柱状に形成されており、その軸方向の一端に３つの異なる曲率半径を有する曲面部７１を有している。曲面部７１は、導電部材７０の軸方向Ｚと直交する第１の方向Ｘに対して第１の曲率半径Ｒａを有する第１の曲面７１ａが形成されている。この第１の曲面７１ａは、導電部材７０の軸方向Ｚと直交すると共に第１の方向Ｘとも直交する第２の方向Ｙに対して第１の曲率半径Ｒａとは異なる第２の曲率半径Ｒｂを有している。

また、曲面部７１は、導電部材７０の軸心を通って第１の方向Ｘに沿って形成され、第１の方向Ｘに対して第１の曲率半径Ｒａを有し、第２の方向Ｙに対して第１の曲率半径Ｒ１及び第２の曲率半径Ｒｂと異なる第３の曲率半径Ｒｃを有する第２の曲面７１ｂが設けられている。更に、曲面部７１は、導電部材７０の軸心を通って第２の方向Ｙに沿って形成され、第２の方向Ｙに対して第２の曲率半径Ｒｂを有し、第１の方向Ｘに対して第３の曲率半径Ｒｃを有する第３の曲面７１ｃが設けられている。すなわち、第２の曲面７１ｂは、第１の曲率半径Ｒａを有する曲面で形成される稜線に形成され、第３の曲面７１ｃは、第２の曲率半径Ｒｂを有する曲面で形成される稜線に形成されている。

なお、第１の曲率半径Ｒａは、例えば２ｍｍに設定されており、第２の曲率半径Ｒｂは、例えば４ｍｍに設定されている。また、第３の曲率半径Ｒｃは、例えば０．５ｍｍに設定されている。

ここで、先に説明した略砲弾型に形成した導電部材２６では、製品ごとのバラツキや組み立ての際のズレによって、曲面部２６ａの頭頂部で誘電体２２の第２の面部２２ｂに当接しないおそれがある。しかしながら、この他の実施の形態に係る導電部材７０では、製品ごとのバラツキや組み立ての際に保持部材２４と導電部材７０との間でズレが発生しても、確実に第２の曲面７１ｂ又は第３の曲面７１ｃを誘電体２２の第２の面部２２ｂに確実に点接触させることができる。

なお、上述した他の実施の形態においては、導電部材７０の軸方向の一端を第１の曲率半径Ｒａと第２の曲率半径Ｒｂを略９０°に交わるように形成した例を説明したが、これらの曲率半径は、略９０°にする場合に限られない。例えば、第１の曲率半径Ｒａと第２の曲率半径Ｒｂを互いに異なる２つの角度方向から形成し、第１の曲率半径Ｒａを有する曲面で形成した稜線と第２の曲率半径Ｒｂを有する曲面で形成した稜線を面取りして、丸みを設けてもよい。これによっても、製品ごとのバラツキや組み立ての際に保持部材２４と導電部材との間でズレが発生しても、確実に第２の曲面又は第３の曲面を誘電体２２の第２の面部２２ｂに確実に点接触させることができる。

［弾性部材］
図１５Ａは、弾性部材２７の正面図、図１５Ｂは、弾性部材２７の平面図である。
弾性部材２７は、例えば導電性を有するコイルばねであり、弾性を有する巻回部５１と、この巻回部５１の一端部に端子片５３と、巻回部５１の他端部に接続部５２とを有している。

第２の端子部の一具体例を示す接続部５２は、巻回部５１の他端部を巻回の半径方向の内側に向けて略垂直に折り曲げて形成されている。そして、弾性部材２７は、この接続部５２を保持部材２４の嵌合部４２に設けた切り欠き４７と係合することで、保持部材２４に取り付けられる。図４及び図１０に示すように、弾性部材２７は、保持部材２４に取り付けられた際に、巻回部５１が保持部材２４の嵌合部４２を介して導電部材２６の外周を覆うように配設される。このとき、接続部５２は、保持部材２４と導電部材２６の間に介在されて導電部材２６に接触する。これにより、弾性部材２７は、導電部材２６と電気的に接続される。

また、第１の端子部の一具体例を示す端子片５３は、巻回部５１の一端部を巻回方向に対して略垂直に折り曲げて形成されている。そして、図３に示すように、この端子片５３は、弾性部材２７をホルダ２１に収納した際に、このホルダ２１に設けた貫通孔３４を通って、ホルダ２１の軸方向の一端側に突出する。そして、端子片５３は、図２に示すように、プリント基板１７の図示しない接点部に、例えば、半田付け、抵抗溶接や超音波溶接等によって接続される。これにより、弾性部材２７は、プリント基板１７の電子部品と電気的に接続される。この弾性部材２７の材質としては、導電性を有する材質、例えばチタン銅や、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。

そして、図４に示すように、導電部材２６及び弾性部材２７は、保持部材２４に取り付けられて、ホルダ２１の筒孔２１ａに収納される。このとき、導電部材２６の軸方向の一端側に形成された曲面部２６ａが誘電体２２の第２の面部２２ｂに対向し、第２の電極部を形成する。

図１６は、弾性部材の他の実施の形態を示すものである。
この他の実施の形態に係る弾性部材２７Ａは、接続部５２Ａを更に巻回部５１Ａの巻回方向に向けて折り曲げたものである。これにより、弾性部材２７Ａと導電部材２６を保持部材２４に取り付けた際に、この接続部５２Ａが導電部材２６の軸方向の他端に突き刺さる。その結果、確実に導電部材２６と弾性部材２７Ａを接続させることができ、導電部材２６と弾性部材２７Ａの接触不良を防止し又は抑制することができる。

［可変容量コンデンサの組み立て］
このような構成を有する可変容量コンデンサ１５は、例えば次のようにして組み立てられる。まず、図１０に示すように、導電部材２６と弾性部材２７とを保持部材２４に取り付ける。即ち、弾性部材２７の接続部５２を保持部材２４における嵌合部４２に設けた切り欠き４７に係合して、弾性部材２７を保持部材２４に装着する。このとき、弾性部材２７の巻回部５１は、保持部材２４の嵌合部４２の外周を覆うように配置される。ここで、嵌合部４２に２つの切り欠き４７を設けている。これにより、切り欠き４７が１つの場合に比べて、弾性部材２７の接続部５２と保持部材２４の切り欠き４７の向きを考慮することがないため、弾性部材２７の取り付け作業の効率を向上させることができる。

次に、導電部材２６を保持部材２４の嵌合部４２に嵌め合わせる。ここで、嵌合部４２と導電部材２６の嵌め合いが、しまりばめの関係をなしているため、導電部材２６が保持部材２４から外れることを防止し又は抑制することができる。

このとき、弾性部材２７の接続部５２が、導電部材２６と保持部材２４の間に介在されて、導電部材２６と接続部５２とが接触する。これにより、導電部材２６と弾性部材２７が電気的に接続される。更に、弾性部材２７の巻回部５１が、保持部材２４の嵌合部４２を間に介して導電部材２６の外周を覆うように配置される。これらにより、導電部材２６と、弾性部材２７と、保持部材２４とからなる第１の組立体が組み立てられる。

次に、図４に示すように、誘電体２２をホルダ２１の軸方向の一端側から第２の面部２２ｂをホルダ２１の軸方向の他端側に向けて挿入し、ホルダ２１のフランジ部３１に載置する。次に、端子部材２３をホルダ２１に取り付ける。即ち、端子部材２３の２つの係止部３８，３８をホルダ２１の２つの係止受部３３，３３に係止する。このとき、端子部材２３の平坦部３７が、誘電体２２の第１の面部２２ａに設けた第１の電極部３６に接触する。これにより、端子部材２３と誘電体２２の第１の電極部３６が電気的に接続される。

ここで、端子部材２３の２つの係止部３８，３８は、弾性を有しているから、誘電体２２は端子部材２３によりホルダ２１の軸方向の他端側に付勢される。これにより、誘電体２２がホルダ２１から抜け落ちることを防止することができる。更に、誘電体２２がホルダ２１内で傾くことを防止し又は抑制することもでき、誘電体２２と導電部材２６が傾くことなくバランスよく接触させることができる。これらにより、ホルダ２１と、誘電体２２と、端子部材２３とからなる第２の組立体が完成する。

次に、第１の組立体をホルダ２１の軸方向の他端側から挿入する。このとき、弾性部材２７の端子片５３を、図７Ａ及び図７Ｂに示すホルダ２１の貫通孔３４に通して、ホルダ２１の軸方向の一端側から突出させる。そして、第１の組立体を構成する保持部材２４の２つの係合部４４，４４を、ホルダ２１の２つの係合穴３２，３２に係合させる。ここで、２つの係合穴３２，３２は、ホルダ２１の軸方向に沿って所定の長さにわたって開口しているため、保持部材２４は、ホルダ２１にその軸方向に沿って移動可能に支持される。このとき、導電部材２６の曲面部２６ａが誘電体２２の第２の面部２２ｂに近接される。

また、保持部材２４の２つの係合部４４，４４を、ホルダ２１の２つの係合穴３２，３２に係合させた際に、弾性部材２７の巻回部５１がフランジ部３１におけるホルダ２１の軸方向の他端側に当接する。

このとき、弾性部材２７の巻回部５１は、保持部材２４とホルダ２１のフランジ部３１との間に若干圧縮された状態で介在される。これにより、弾性部材２７は、常に導電部材２６を誘電体２２から離反する方向に付勢される。そのため、芯体１２に圧力（筆圧）が加わっていない初期状態では、導電部材２６が上方に位置するように可変容量コンデンサ１５の向きを逆さにしても、導電部材２６と誘電体２２とが接触することを防止し又は抑制することができる。その結果、導電部材２６と誘電体２２とが貼り付くことを防止し又は抑制することができるため、導電部材２６又は誘電体２２が劣化することを防止でき、可変容量コンデンサ１５の耐久性を向上させることが可能である。

以上の様にして、図３及び図４に示すような、可変容量コンデンサ１５の組み立てが完了する。なお、可変容量コンデンサ１５の組み立ては、上述したものに限定されるものではない。即ち、第１の組立体と第２の組立体の組み立ては、どちらを先に行ってもよい。

［可変容量コンデンサの動作］
次に、図２、図４及び図１７を参照して本例の可変容量コンデンサ１５の動作について説明する。図１７は、芯体１２に圧力（筆圧）が加わった状態を示す可変容量コンデンサ１５の断面図である。

芯体１２の指示部１２ａに対して図１７に示す矢印Ｋの方向に圧力（筆圧）がかかると、可変容量コンデンサ１５の保持部材２４は、芯体１２の軸部１２ｂの他端に押圧される。これにより、図１７に示すように、保持部材２４は、ホルダ２１の筒孔２１ａ内をホルダ２１の軸方向の一端側に移動する。そして、導電部材２６の曲面部２６ａが誘電体２２の第２の面部２２ｂに接触して第２の電極部を形成する。更に芯体１２の指示部１２ａに圧力がかかると、導電部材２６は、誘電体２２の第２の面部２２ｂに押圧されて変形（扁平化）する。その結果、導電部材２６と第２の面部２２ｂとの接触面積が変化することにより、誘電体２２の容量値が変化する。そして、端子部材２３と弾性部材２７の間でその容量値が検出される。これにより、指示部１２ａにかかる圧力を検出することができる。

ところで、誘電体の比誘電率をεｏ、コンデンサの相対向する両電極間の距離をｄ、電極の面積をＳとすると、コンデンサの容量Ｃは、
Ｃ＝εｏ（Ｓ／ｄ）
によって算出される。

図４に示す状態において、導電部材２６は、誘電体２２の第２の面部２２ｂから物理的に離れており、第２の面部２２ｂと接触していない。したがって、第２の電極部の面積Ｓが０となり、可変容量コンデンサ１５の容量は０となる。
そして、導電部材２６と第２の面部２２ｂとが接触した状態（図１７を参照）の電極の面積、つまり、第１の電極部３６と導電部材２６が対向する面積をＳ１とすると、可変容量コンデンサ１５の容量Ｃ１は、
Ｃ１＝εｏ（Ｓ１／ｄ）
となる。

また、導電部材２６が弾性変形した状態の第２の電極部の面積をＳ２（Ｓ２＞Ｓ１）とすると、可変容量コンデンサ１５の容量Ｃ２は、
Ｃ２＝εｏ（Ｓ２／ｄ）
となる。

ここで、弾性部材２７の弾性力は、芯体１２にかかる圧力（筆圧）よりも小さくなるように設定して、弾性部材２７の弾性力が可変容量コンデンサ１５で検出される筆圧特性に影響を与えないようにしている。また、誘電体２２の第２の面部２２ｂは、鏡面加工が施されている。そのため、誘電体２２の第２の面部２２ｂと導電部材２６が接触を繰り返すことによる導電部材２６の摩耗の低減を図ることができる。更に、第２の面部２２ｂに鏡面加工を施して、平滑な面にすることで、可変容量コンデンサ１５の初期感度を向上させることもできる。

また、図４に示すように、芯体１２の指示部１２ａに圧力が加わらなくなると、保持部材２４は、弾性部材２７の弾性力と導電部材２６の曲面部２６ａの復元力とによって、ホルダ２１の筒孔２１ａ内をホルダ２１の軸方向の他側に移動する。そして、導電部材２６は、誘電体２２の第２の面部２２ｂから離れる。

更に、芯体１２の指示部１２ａを上方に向けても、弾性部材２７の弾性力により、保持部材２４が、芯体１２や保持部材２４の自重によってホルダ２１内を誘電体２２側に移動することを防止し又は抑制することができる。その結果、芯体１２に圧力が加わっていない状態で、導電部材２６と誘電体２２が接触することを防止し又は抑制することができると共に、立ち下がりの応答性を向上させることが可能である。

また、保持部材２４に２つの係合部４４，４４を設け、ホルダ２１にこの２つの係合部４４，４４が係合される２つの係合穴３２，３２を設けている。その結果、２つの係合部４４，４４が、ホルダ２１の２つの係合穴３２，３２の軸方向の他端側に当接することで、保持部材２４がホルダ２１から抜け落ちることを防止することができる。

［圧力の検出精度］
次に、図１８Ａ及び図１８Ｂを参照して、本発明の可変容量コンデンサと従来の可変容量コンデンサの圧力の検出精度について説明する。
図１８Ａ及び図１８Ｂは、横軸に芯体にかかる荷重をとり、縦軸に位相をとって、可変容量コンデンサの位相−荷重特性を示すグラフである。そして、図１８Ａは、本発明の可変容量コンデンサの位相−荷重特性を示すグラフ、図１８Ｂは、図２６に示す従来の可変容量コンデンサの位相−荷重特性を示すグラフである。

本発明の可変容量コンデンサ１５は、誘電体２２の第２の面部２２ｂに鏡面加工を施し、且つ導電部材２６の接触部分を曲面状に形成している。その結果、図１８Ａに示すように、１ｇの微小な荷重（圧力）を検出することが可能である。また、弾性部材２７の弾性力は、例えば１ｇ以下の芯体１２にかかる圧力（筆圧）よりも非常に小さくなるように設定し、弾性部材２７の弾性力が筆圧特性に影響を与えないようにしている。これに対し、図１８Ｂに示すように、従来の可変容量コンデンサは、１０ｇ〜２０ｇの無感領域があり、芯体にかかる微小な圧力を検出することができない。

また、従来の可変容量コンデンサ２００は、第２の電極２０３を誘電体２０１から離すための構成を有していない。また、図１８Ｂに示すように、荷重を加えると曲線（矢印Ｅ′）のように位相が変化し、除荷すると曲線（矢印Ｆ′）のように位相が変化していることが分かる。この図１８Ｂに示すように、ヒステリシスが大きくなり、ある荷重を加えたときと除荷した時の位相差（矢印Ｈ′）が大きく異なっている。その結果、筆圧のコントロールが難しくなり、可変容量コンデンサを位置指示器に搭載した際に、位置指示器の書き味や感触が低下していた。

これに対し、本例の可変容量コンデンサ１５は、弾性部材２７の弾性力と導電部材２６の曲面部２６ａの復元力とによって、導電部材２６を誘電体２２から離す方向に付勢している。また、図１８Ａに示すように、荷重を加えると曲線（矢印Ｅ）のように位相が変化し、除荷すると曲線（矢印Ｆ）のように位相が変化していることが分かる。この図１８Ａで示すように、従来の可変容量コンデンサ２００よりもヒステリシスを小さくすることができ、ある荷重を加えた時と除荷した時の位相差（矢印Ｈ′）を小さくすることができる。その結果、筆圧のコントロールが容易にすることができ、可変容量コンデンサ１５を位置指示器２に搭載した際に、位置指示器の書き味や感触を向上させることができる。

［位置検出装置の回路構成］
次に、本発明を適用した位置指示器２及び位置検出装置１の具体的な実施形態の回路構成例について、図１９を参照して説明する。図１９は、位置指示器２及び位置検出装置１の回路構成例を示すブロック図である。

位置指示器２は、位置指示コイル１３と、この位置指示コイル１３に接続された可変容量コンデンサ１５と、この可変容量コンデンサ１５に並列に接続される共振コンデンサ６０ａからなる共振回路６１によって現される。

一方、位置検出装置１には、Ｘ軸方向ループコイル群１０４ａと、Ｙ軸方向ループコイル群１０４ｂとを積層させて設けることにより、位置検出コイル１０１が形成されている。各ループコイル群１０４ａ，１０４ｂは、例えば、それぞれ４０本の矩形のループコイルからなっている。各ループコイル群１０４ａ，１０４ｂを構成する各ループコイルは、等間隔に並んで順次重なり合うように配置されている。

また、位置検出装置１には、Ｘ軸方向ループコイル群１０４ａ及びＹ軸方向ループコイル群１０４ｂが接続される選択回路１０６が設けられている。この選択回路１０６は、２つのループコイル群１０４ａ，１０４ｂのうちの一のループコイルを順次選択する。

さらに、位置検出装置１には、発振器１０３と、電流ドライバ１０５と、切り替え接続回路１０７と、受信アンプ１０８と、検波器１０９と、低域フィルタ１１０と、Ｓ／Ｈ回路１１２と、Ａ／Ｄ変換回路１１３と、同期検波器１１６と、低域フィルタ１１７と、Ａ／Ｄ変換回路１１９と、処理部１１４とが設けられている。

発振器１０３は、周波数ｆ０の交流信号を発生し、電流ドライバ１０５と同期検波器１１６に供給する発振器１０３である。電流ドライバ１０５は、発振器１０３２３から供給された交流信号を電流に変換して切り替え接続回路１０７へ送出する。切り替え接続回路１０７は、選択回路１０６によって選択されたループコイルが、後述する処理部１１４からの制御により、接続される接続先（送信側端子Ｔ、受信側端子Ｓ）を切り替える。この接続先のうち、送信側端子Ｔには電流ドライバ１０５が、受信側端子Ｒには受信アンプ１０８がそれぞれ接続されている。

選択回路１０６に選択されたループコイルに発生する誘導電圧は、選択回路１０６及び切り替え接続回路１０７を介して受信アンプ１０８に送られる。受信アンプ１０８は、ループコイルから供給された誘導電圧を増幅し、検波器１０９及び同期検波器１１６へ送出する。

検波器１０９は、ループコイルに発生した誘導電圧、すなわち受信信号を検波し、低域フィルタ１１０へ送出する。低域フィルタ１１０は、前述した周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、検波器１０９の出力信号を直流信号に変換してＳ／Ｈ（Sample Hold）回路１１２へ送出する。Ｓ／Ｈ回路１１２は、低域フィルタ１１０の出力信号の所定のタイミング、具体的には受信期間中の所定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路１１３へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路１１３は、Ｓ／Ｈ回路１１２の出力をアナログ・ディジタル変換し、処理部１１４に出力する。

一方、同期検波器１１６は、受信アンプ１０８の出力信号を発振器１０３からの交流信号で同期検波し、それらの間の位相差に応じたレベルの信号を低域フィルタ１１７に送出する。この低域フィルタ１１７は、周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、同期検波器１１６の出力信号を直流信号に変換してＳ／Ｈ（Sample Hold）回路１１８に送出する。このＳ／Ｈ回路１１８は、低域フィルタ１１７の出力信号の所定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路１１９へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路１１９は、Ｓ／Ｈ回路１１８の出力をアナログ・ディジタル変換し、処理部１１４に出力する。

処理部１１４は、位置検出装置１の各部を制御する。すなわち、処理部１１４は、選択回路１０６におけるループコイルの選択、切り替え接続回路１０７の切り替え、Ｓ／Ｈ回路１１２、１１８のタイミングを制御する。処理部１１４は、Ａ／Ｄ変換回路１１３、１１９からの入力信号に基づき、Ｘ軸方向ループコイル群１０４ａ及びＹ軸方向ループコイル群１０４ｂから一定の送信継続時間をもって電波を送信させる。

Ｘ軸方向ループコイル群１０４ａ及びＹ軸方向ループコイル群１０４ｂの各ループコイルには、位置指示器２から送信される電波によって誘導電圧が発生する。処理部１１４は、この各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値のレベルに基づいて位置指示器２のＸ軸方向及びＹ軸方向の指示位置の座標値を算出する。また、処理部１１４は、送信した電波と受信した電波との位相差に基づいて筆圧を検出する。

次に、処理部１１４における処理の流れに沿った位置検出装置１の動作について、図２０を参照して説明する。図２０は、処理部１１４における処理の流れを示す図である。

まず、処理部１１４は、Ｘ軸方向ループコイル群１０４ａの各ループコイルを順次走査・選択（以下、この順次走査・選択をグローバルスキャンする）する（ステップＳ１）。

このグローバルスキャンを具体的に説明すると、処理部１１４は、初めに、選択回路１０６にＸ軸方向ループコイル群１０４ａのうちの１番目のループコイル、例えばＸ１を選択する情報を送出するとともに、切り替え接続回路１０７に送信側を選択する信号を送出する。これにより、発振器１０３からループコイルＸ１に周波数ｆ０の正弦波信号が供給され、ループコイルＸ１が周波数ｆ０の電波を発生する。このとき、位置検出装置１の上面３００ａに位置指示器２が接近或いは接触していると、ループコイルＸ１から発生した電波が、位置指示コイル１３を有する共振回路６１を励振する。その結果、共振回路６１には、周波数ｆ０の誘導電圧が発生する。

処理部１１４は、切り替え接続回路１０７に送信側端子Ｔを選択する信号を所定の一定時間送出すると、切り替え接続回路１０７に受信側端子Ｒを選択する信号を送出し、ループコイルＸ１より発生する電波を消滅させる。この際、位置指示器２の共振コンデンサ６０ａ及び可変容量コンデンサ１５を有する共振回路６１に発生した誘導電圧は、その損失に応じて徐々に減衰し、共振回路６１が周波数ｆ０の電波を発信する。この電波は、前述のループコイルＸ１を逆に励振し、ループコイルＸ１に誘導電圧を発生させる。

処理部１１４は、切り替え接続回路１０７に受信側端子Ｒを選択する信号を一定時間送出すると、選択回路１０６にＸ軸方向ループコイル群１０４ａのうちの２番目のループコイル、例えばループコイルＸ２を選択する情報を切り替え接続回路１０７に送出する。その後、処理部１１４が切り替え接続回路１０７に受信側端子Ｒを選択する信号を送出することにより、前述と同様な電波の送受信を行う。

以下、処理部１１４が同様の処理を実行することにより、Ｘ軸方向ループコイル群１０４ａのうちの３番目から４０番目までのループコイル、例えばループコイルＸ３〜Ｘ４０が順次走査・選択される。その結果、ループコイルＸ３〜Ｘ４０において、電波の送受信が行われる。

なお、ステップＳ１の処理において、処理部１１４は、Ｘ軸方向ループコイル群１０４ａの全てのループコイルを選択することなく、選択するループコイルを１つ置き、２つ置き、というように適当に間引いてもよい。また、一のループコイルに対する電波の送受信を複数回行うようにしてもよい。さらに、各ループコイルに対する送信時間、並びに各ループコイルに対する受信時間は等しくなければならないが、送信時間と受信時間は必ずしも同一でなくてもよい。

前述した受信期間中にＸ軸方向ループコイル群１０４ａのループコイルに発生した誘導電圧、すなわち受信信号は、検波器１０９で検波されて直流信号に変換され、低域フィルタ１１０で平滑化される。そして、Ｓ／Ｈ回路１１２によって所定のタイミングでホールドされ、Ａ／Ｄ変換回路１１３を介することにより、電圧値として処理部１１４へ送出される。

図２１は、前述したＸ軸グローバルスキャン動作（図２０のステップＳ１）における各部の波形の一例を示すものである。図２１において、（ａ）は位置検出コイル１０１から送信される電波、（ｂ）は共振回路６１に発生した誘導電圧、（ｃ）は位置検出装置１が受信した受信信号、（ｄ）はＳ／Ｈ回路１１２の出力信号を示している。

ここで、Ｓ／Ｈ回路１１２の出力レベルは位置指示器２とループコイルとの間の距離に依存した値となる。そのため、処理部１１４は、Ｓ／Ｈ回路１１２の出力レベルの最大値が予め設定した一定値以上であるか否かを判別し（ステップＳ２）、位置指示器２が位置検出装置１の有効読取り高さ内にあるか否かを判定する。

ステップＳ２の処理において、Ｓ／Ｈ回路１１２の出力レベルの最大値が予め設定した一定値以上ではない、つまり、位置指示器２が有効読取り高さ内にないと判定した場合（ステップＳ２の“ＮＯ”）、処理部１１４は、処理をステップＳ１に戻す。
一方、位置指示器２が有効読取り高さ内にあると判定した場合（ステップＳ２の“ｙｅｓ”）、処理部１１４は、各ループコイルＸ１〜Ｘ４０のうち最大値が得られたループコイル（以下、ピークコイルと称す。）を抽出し、その番号（本例では「Ｘ７」）を記憶する（ステップＳ３）。

次に、処理部１１４は、Ｙ軸方向ループコイル群１０４ｂの各ループコイルを順次走査・選（グローバルスキャン）し（ステップＳ４）、Ｙ軸方向ループコイル群１０４ｂの各ループコイルにおける電波の送受信を行う。
図２２は、Ｙ軸グローバルスキャン動作における各部の波形の一例を示すものである。図２２において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す各信号は図２１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す信号と同様の信号である。

次に、処理部１１４は、各ループコイルＹ１〜Ｙ４０のうち最大値が得られたループコイル（以下、ピークコイルと称す。）を抽出し、その番号（本例では「Ｙ５」）を記憶する（ステップＳ５）。

次に、処理部１１４は、Ｘ軸方向ループコイル群１０４ａのうちのピークコイルを中心として、そのピークコイルに隣接する所定の数のループコイル、例えば５つのループコイルについて電波の送受信を行う。この電波の送受信において、電波を送信するとき、すなわち切り替え接続回路１０７で送信側端子Ｔを選択するときには、処理部１１４が常にピークコイル（本例では「ループコイルＸ７」）を選択する。一方、電波を受信するとき、すなわち切り替え接続回路１０７で受信側端子Ｒを選択するときには、処理部１１４は、ループコイル（本例では５つ）を番号の小さい方から大きい方（又は大きい方から小さい方）へ順次走査・選択（セクタスキャン）する（ステップＳ６）。

Ｘ軸セクタスキャン動作が終了すると、処理部１１４は、Ｙ軸方向ループコイル群１０４ｂのうちのピークコイルを中心とする所定の数、例えば５つのループコイルについて電波の送受信を行う。この電波の送受信において、電波を送信するとき、すなわち切り替え接続回路１０７で送信側端子Ｔを選択するときには、処理部１１４が常にピークコイル（本例では「ループコイルＹ５」）を選択する。一方、電波を受信するとき、すなわち切り替え接続回路１０７で受信側端子Ｒを選択するときには、処理部１１４は、ループコイル（本例では５つ）を番号の小さい方から大きい方（又は大きい方から小さい方）へ順次走査・選択（セクタスキャン）する（ステップＳ７）。

図２３は、Ｘ軸セクタスキャン動作及びＹ軸セクタスキャン動作における各部の波形の一例を示すものである。図２３において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す各信号は図２１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す信号と同様の信号である。

Ｙ軸セクタスキャン動作が終了すると、処理部１１４は、ステップＳ６，Ｓ７の処理で得られた誘導電圧の最大値が予め設定した一定値以上か否かを判別し（ステップＳ８）、位置指示器２が位置検出装置１の有効読取り高さ内にあるか否かを判定する。

ステップＳ８の処理において、Ｓ／Ｈ回路１１２の出力レベルの最大値が予め設定した一定値以上ではない、つまり、位置指示器２が有効読取り高さ内にないと判定した場合（ステップＳ８の“ＮＯ”）、処理部１１４は、処理をステップＳ１に戻す。
一方、位置指示器２が有効読取り高さ内にあると判定した場合（ステップＳ８の“ｙｅｓ”）、処理部１１４は、最大の誘導電圧が得られたＸ軸方向のピークコイル及びＹ軸方向のピークコイルを抽出し、それぞれの番号を記憶する（ステップＳ９）。

次に、処理部１１４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のセクタスキャン毎にレベルの大きい順に複数、例えば３つの誘導電圧をそれぞれ抽出し、これらの信号に基づいて位置指示器２による指示位置のＸ軸方向及びＹ軸方向の座標値を求める（ステップＳ１０）。このＸ軸方向及びＹ軸方向の座標値は、本出願人が先に出願した特許第２１３１１４５号で述べているような周知の座標計算を実行することにより算出することができる。

次に、処理部１１４は、送信した電波と受信した電波の位相差に応じた信号のレベルから筆圧を検出する（ステップＳ１２）。以下、位置指示器２が有効読取り高さ内にあり続ける限り、処理部１１４は、ステップＳ６〜Ｓ１１の処理を繰り返し、有効読取り高さ内にないと判定した場合にステップＳ１の処理に復帰する。

このように、位置検出装置１では、接近した位置指示器２の位置を処理部１１４で検出することができる。しかも、受信した信号の位相を検出することにより、位置指示器２の筆圧値の情報を得ることができる。

図２４は、位置指示器２に設けられる共振回路の第２実施形態を示す説明図である。この共振回路６２は、位置指示コイル１３と、可変容量コンデンサ１５によって構成されている。共振回路の第１実施形態である共振回路６１（図１９を参照）では、可変容量コンデンサ１５と共振コンデンサ６０ａを並列に接続して並列共振回路を構成した。しかしながら、本発明に係る共振回路としては、図２４に示すように、コンデンサとして可変容量コンデンサ１５だけを用いて構成することもできる。

次に、本発明に係る位置指示器の他の実施形態について、図２５を参照して説明する。図２５は、本発明に係る位置指示器の他の実施形態を示す電気回路図である。なお、この図２５の説明において、図１９と対応する部分には、図１９と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

位置指示器２Ａは、位置検出装置１に設けられた位置検出コイル１０１（図１９を参照）から送出されるｆ_０の周波数で共振する共振回路１２１を有している。この共振回路１２１は、位置指示コイル１３と共振コンデンサ６０ａとによって構成されている。また、位置指示器２Ａの回路基板には、周知のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）技術による集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）１２２が配置される。この集積回路１２２は、ダイオード１２３とコンデンサ１２４とから構成される駆動電源によって駆動される。

このダイオード１２３は、共振回路１２１に接続されている。そして、このダイオード１２３には、位置検出コイル１０１から供給される励磁信号に基づいて共振回路１２１に発生する交流電圧が印加される。この交流電圧は、ダイオード１２３とコンデンサ１２４とによって整流され、さらに直流に変換されて、集積回路１２２の駆動電源とされる。また、共振回路１２１に発生した信号は、コンデンサ１２５を介して集積回路１２２にも供給される。この集積回路１２２は、コンデンサ１２５を介して供給される信号に基づいて、位置指示器２Ａと位置検出装置１との間で信号の送受信を行うために使用されるクロック信号及び筆圧検出のためのクロック信号を生成する。

可変容量コンデンサ１５は、上述したように、芯体１２（図２を参照）に加えられる筆圧によってその容量が変化する。この可変容量コンデンサ１５は、抵抗（図示せず）と接続されて時定数回路を構成している。したがって、可変容量コンデンサ１５の容量が筆圧に応じて変化すると、時定数回路の時定数が変化する。そして、この時定数は、集積回路１２２で、所定のビット数、例えば８ビットの筆圧値に変換される。

このようにして求められた筆圧データ（８ビットの筆圧値）は、前述した位置検出装置１と位置指示器２Ａとの間の信号の送受信に供されるクロック信号に同期して１ビットずつ集積回路１２２から出力される。この出力により、集積回路１２２は、共振回路１２１に並列的に接続されたスイッチ６０ｂのＯＮ／ＯＦＦの切替を制御する。したがって、このスイッチ６０ｂがオフの際には、位置検出装置１が位置指示器２Ａからの信号を検出する。そして、スイッチ６０ｂがオンの際には、共振回路１２１が短絡されるため、位置指示器２Ａから送出された信号は、位置検出装置１で検出できない。

これにより、位置検出装置１は、位置検出コイル１０１から一定時間、位置指示器２Ａに電力を供給するための励磁信号を送信し、その後、位置指示器２Ａから送出される信号を検出することで、芯体１２に加えられる筆圧を求めることができる。

尚、本発明は前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。端子部材にコイルばねを適用した例を説明したが、コイルばねだけでなく、板ばね等のその他各種の弾性を有する部材を端子部材に適用してもよい。また、弾性部材の接続部を導電部材の底面部に接触させる構成としたが、導電部材の側面部に接触するように弾性部材を形成してもよい。

１…位置検出装置、 ２，２Ａ…位置指示器、 ４…検出部、 １０…入力装置、 １１…ケース（筐体） １２…芯体、 １２ａ…指示部、 １２ｂ…軸部、 １３…位置指示コイル（コイル）、 １５…可変容量コンデンサ、 ２１…ホルダ、 ２１ａ…筒孔、 ２２…誘電体、 ２２ａ…第１の面部、 ２２ｂ…第２の面部、 ２３…端子部材、 ２４…保持部材、 ２６，７０…導電部材、 ２６ａ，７１…曲面部、 ２７，２７Ａ…弾性部材、 ２９…突起部、 ３１…フランジ部（凸部）、 ３２…係合穴（第１の係合部）、 ３３…係止受部、 ３４…貫通孔、 ３６…第１の電極部、 ３７…平坦部（接点部）、 ３８…係止部（第２の係合部）、 ３８ａ…開口部、 ３９…リード片、 ４１…基部、 ４２…嵌合部（凹部）、 ４３…係合凹部、 ４４…係合部、 ４７…切り欠き、 ５１…巻回部、 ５２…接続部（第２の端子部）、 ５３…端子片（第１の端子部）、 １０１・・・位置検出コイル

Claims (8)

1. 略棒状に形成された芯体の一端が筐体の外側に突出するように収納され、前記芯体を介して加わる外力により静電容量が変化する可変容量コンデンサを有する位置指示器であって、
   前記可変容量コンデンサは、
   対向する２面を有する誘電体と、
   前記誘電体の前記対向する２面のうち一方の面に設けられた第１の電極部と、
   前記誘電体の他方の面に対抗して設けられ、前記芯体を介して加わる前記外力に応じて前記誘電体の前記他方の面との当接面積が変化する第２の電極部を形成する導電部材と、
   前記導電部材に電気的に接続され、巻回部の弾性により前記誘電体の前記他方の面から離れる方向に付勢する弾性部材と、
   前記導電部材と前記弾性部材が取り付けられる保持部材と、
   前記誘電体と前記保持部材を収納するためのホルダを備え、前記保持部材は、ホルダ内を移動可能に支持されることを特徴とする
   位置指示器。
2. 前記ホルダは略筒状であり、前記誘電体は、前記ホルダの長手方向から挿入されて前記ホルダに収納可能とされる
   請求項１に記載の位置指示器。
3. 前記保持部材は、前記ホルダの長手方向から挿入されて前記ホルダに収納可能とされる、
   請求項２に記載の位置指示器。
4. 前記ホルダは、
   前記ホルダの内壁に前記ホルダの半径方向の内側へ延在して形成された凸部を設けることで、前記凸部により前記ホルダの軸方向における前記誘電体の位置と、前記弾性部材の位置とを規制するようにしたことを特徴とする、
   請求項３に記載の位置指示器。
5. 前記ホルダは、前記誘電体と前記第２の電極部と前記保持部材とが収納される中空部と、壁部と、該壁部に設けられた第１の係合部と、を備え、
   前記保持部材は、前記第１の係合部に係合されて前記ホルダに収納されることを特徴とする、請求項４に記載の位置指示器。
6. 前記第１の電極部に当接する接点部と、第２の係合部とを有し、且つ弾性を有する端子部材をさらに設け、
   前記端子部材は、前記第２の係合部が前記ホルダに係合することで前記ホルダに取り付けられるとともに、前記接点部が前記第１の電極部に押圧されることを特徴とする、
   請求項１に記載の位置指示器。
7. 対向する２面を有する誘電体と、
   前記誘電体の前記対向する２面のうち一方の面に設けられた第１の電極部と、
   前記誘電体の他方の面に対抗して設けられ、芯体を介して加わる前記外力に応じて前記誘電体の前記他方の面との当接面積が変化する第２の電極部を形成する導電部材と、
   前記導電部材に電気的に接続され、巻回部の弾性により前記誘電体の前記他方の面から離れる方向に付勢する弾性部材と、
   前記導電部材と前記弾性部材が取り付けられる保持部材と、
   前記誘電体と前記保持部材を収納するためのホルダを備え、前記保持部材は、ホルダ内を移動可能に支持されることを特徴とする
   可変容量コンデンサ。
8. 略棒状に形成された芯体の一端が筐体の外側に突出するように収納され、前記芯体を介して加わる外力により静電容量が変化する可変容量コンデンサを有する位置指示器と、
   前記芯体の一端により指示される検出面を有し、前記芯体の前記一端が指示した位置を検出する位置検出装置と、を備える入力装置であって、
   前記可変容量コンデンサは、
   対向する２面を有する誘電体と、
   前記誘電体の前記対向する２面のうち一方の面に設けられた第１の電極部と、
   前記誘電体の他方の面に対抗して設けられ、前記芯体を介して加わる前記外力に応じて前記誘電体の他方の面との当接面積が変化する第２の電極部を形成する導電部材と、
   前記導電部材に電気的に接続され、巻回部の弾性により前記誘電体の前記他方の面から離れる方向に付勢する弾性部材と、
   前記導電部材と前記弾性部材が取り付けられる保持部材と、
   前記誘電体と前記保持部材を収納するためのホルダを備え、前記保持部材は、ホルダ内を移動可能に支持されることを特徴とする、入力装置。

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