(57)【要約】  部品の組み立て精度を容易に確保できると共に、大きな筆圧の印加に対して、プリント基板との接続強度を維持できるようにした筆圧検出モジュールを提供する。  検出した圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、感圧部を保持すると共に、保持された感圧部と、感圧部から出力される電気情報に基づいて印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続するホルダーとを備える。ホルダーは、感圧部を保持する保持部と、回路基板との係合部を備えると共に、ホルダーの表面上には保持部から係合部にまで亘る配線が形成されており、ホルダーと回路基板とが係合されたときに、感圧部の電極と回路基板とが、配線を介して電気的に接続される構成を備える。
2017010336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、
前記感圧部を保持すると共に、前記保持された前記感圧部と、前記感圧部から出力される前記電気情報に基づいて前記印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続するホルダーと、
を備え、
前記ホルダーは、前記感圧部を保持する保持部と、前記回路基板との係合部を備えると共に、前記ホルダーの表面上には前記保持部から前記係合部にまで亘る配線が形成されており、前記ホルダーと前記回路基板とが係合されたときに、前記感圧部の前記電極と前記回路基板とが、前記配線を介して電気的に接続される
ことを特徴とする筆圧検出モジュール。
【請求項２】
前記ホルダーは、樹脂による射出成型品に、前記配線が立体微細パターンとして形成されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項３】
前記ホルダーの表面上の前記配線には、導電性材料のメッキが施されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項４】
印加された圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、
前記感圧部を保持するための保持部と、前記保持部に保持された前記感圧部の前記電極と、前記感圧部から出力される前記電気情報に基づいて前記印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続するための導電性材料からなる端子部材を具備する接続部を有するホルダーと、
を備え、
前記ホルダーの前記保持部と前記接続部とは、前記保持部が前記圧力が印加される側となる状態で、前記圧力の印加方向に沿って並ぶように構成されると共に、
前記ホルダーの前記接続部は、前記圧力が印加される側とは反対側において、前記回路基板と係合する係合部を備え、前記端子部材は前記保持部から前記係合部にまで亘って形成されており、
前記ホルダーの前記接続部の前記係合部が前記回路基板と係合したときに、前記端子部材を介して前記感圧部と前記回路基板とが電気的に接続される
ことを特徴とする筆圧検出モジュール。
【請求項５】
前記ホルダーの前記接続部の前記係合部は、前記圧力が印加される側とは反対側において、前記圧力の印加方向と同方向に突出する突出部を有し、
前記突出部の本体部分は、樹脂からなると共に、前記回路基板の基板面と平行となる平面を有し、
前記端子部材の一方の端部は、前記保持部に保持された前記感圧部の前記電極と電気的に接続されるように形成されていると共に、
前記端子部材の他方の端部側は、前記突出部の本体部分の前記回路基板の基板面と平行となる平面側の表面に露出するように設けられており、
前記ホルダーと前記回路基板とが係合したときに、前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面が前記回路基板の基板面に接触して、前記端子部材の前記他方の端部が前記回路基板に形成されている導体パターンに電気的に接続される
ことを特徴とする請求項４に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項６】
前記ホルダーは、樹脂による射出成型品に、前記端子部材が立体微細パターンとして形成されたものである
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項７】
前記端子部材には、導電性材料のメッキが施されている
ことを特徴とする請求項６に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項８】
前記突出部においては、前記端子部材の前記他方の端部側が、前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面の、前記圧力の印加方向と直交する両端縁に形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項９】
前記接続部の係合部には、前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面との間で前記回路基板を厚さ方向に挟む突起が形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１０】
前記突出部の本体部分は、前記回路基板の端縁が衝合する衝合面を有し、
前記突出部の前記衝合面に前記回路基板の端縁が衝合する状態で前記接続部と前記回路基板とが係合したときに、前記ホルダーの前記接続部の前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面が前記回路基板の基板面に接触して、前記端子部材の前記他方の端部が前記回路基板に形成されている導体パターンに電気的に接続される
ことを特徴とする請求項５に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１１】
前記接続部には、前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面との間で前記回路基板を厚さ方向に挟む突起が形成されていると共に、前記衝合面は、前記突出部と前記突起部との間に形成されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１２】
前記感圧部を構成する感圧用部品は、誘電体と、導電体と、前記誘電体と前記導電体との間に介在される絶縁性材料からなるスペーサとを含む
ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１３】
前記感圧部を構成する感圧用部品は、印加される圧力に応じて静電容量を変化させる半導体素子を含む
ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１４】
前記感圧部の前記電極は、前記保持部に前記感圧部が保持されたときに、前記配線または前記端子部材の前記一方の端部と電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１５】
圧力伝達部材を前記圧力の印加方向に摺動可能に保持すると共に、前記ホルダーの前記保持部と係合する係合部を備える係合部材を備え、
前記係合部材を前記ホルダーの前記保持部と係合させることで、前記圧力伝達部材が前記感圧部に対して前記圧力を伝達可能とする状態で、前記感圧部が前記保持部に保持される
ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１６】
芯体と、
前記芯体の先端に印加される圧力を筆圧として検出する筆圧検出モジュールと、
前記筆圧検出モジュールで検出された前記筆圧に応じた信号を生成するための回路素子が配置されている回路基板と、
前記筆圧検出モジュールと、前記回路基板を保持するための第１のホルダーと、
を有し、筒状の筐体の中空部内に、前記芯体と、前記筆圧検出モジュールと、前記回路基板とが、軸心方向に順次に配列される電子ペンであって、
前記筆圧検出モジュールは、
印加された圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、
前記感圧部を保持すると共に、前記保持された前記感圧部と、前記感圧部から出力される前記電気情報に基づいて前記印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続する第２のホルダーと、
を備え、
前記第２のホルダーは、前記感圧部を保持する保持部と、前記回路基板との係合部を備えると共に、前記第２のホルダーの表面上には前記保持部から前記係合部にまで亘る配線が形成されており、前記第２のホルダーと前記回路基板とが係合されたときに、前記感圧部の前記電極と前記回路基板とが、前記配線を介して電気的に接続される
ことを特徴とする電子ペン。
【請求項１７】
芯体と、
前記芯体の先端に印加される圧力を筆圧として検出する筆圧検出モジュールと、
前記筆圧検出モジュールで検出された前記筆圧に応じた信号を生成するための回路素子が配置されている回路基板と、
前記筆圧検出モジュールと、前記回路基板を保持するための第１のホルダーと、
を有し、筒状の筐体の中空部内に、前記芯体と、前記筆圧検出モジュールと、前記回路基板とが、軸心方向に順次に配列される電子ペンであって、
前記筆圧検出モジュールは、
印加された圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、
前記感圧部を保持するための保持部と、前記保持部に保持された前記感圧部の前記電極と、前記感圧部から出力される前記電気情報に基づいて前記印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続するための導電性材料からなる端子部材を具備する接続部を有する第２のホルダーと、
を備え、
前記第２のホルダーの前記保持部と前記接続部とは、前記保持部が前記圧力が印加される側となる状態で、前記圧力の印加方向に沿って並ぶように構成されると共に、
前記第２のホルダーの前記接続部は、前記圧力が印加される側とは反対側において、前記回路基板と係合する係合部を備え、前記端子部材は前記保持部から前記係合部にまで亘って形成されており、
前記第２のホルダーの前記接続部の前記係合部が前記回路基板と係合したときに、前記端子部材を介して前記感圧部と前記回路基板とが電気的に接続される
ことを特徴とする電子ペン。
【請求項１８】
前記第２のホルダーは、樹脂による射出成型品に、前記端子部材が立体微細パターンとして形成されたものである
ことを特徴とする請求項１７に記載の電子ペン。
【請求項１９】
前記第１のホルダーは、前記回路基板を載置する載置台を備えると共に、前記筆圧検出モジュールの前記第２のホルダーの接続部と嵌合する嵌合部を備え、
前記筆圧検出モジュールの前記第２のホルダーの接続部が、前記第１のホルダーの前記嵌合部に嵌合されることで、前記載置台に載置されている前記回路基板に形成された導体に、前記筆圧検出モジュールの前記接続部に形成された前記端子部材が電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１７に記載の電子ペン。
【請求項２０】
前記第２のホルダーの前記接続部においては、前記端子部材の前記他方の端部側が、前記接続部の前記回路基板の基板面と平行となる面の、前記圧力の印加方向と直交する両端縁に形成されており、
前記回路基板の前記基板面には、前記端子部材に対応して、前記圧力の印加方向に沿って延在する導体パターンが形成されており、
前記筆圧検出モジュールの前記第２のホルダーの接続部が、前記第１のホルダーの前記嵌合部に嵌合したときに、前記端子部材と、前記導体パターンとが対応して電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１９に記載の電子ペン。
【請求項２１】
前記筆圧検出モジュールの前記接続部には、当該接続部が前記第１のホルダーの嵌合部に嵌合されたときに、前記接続部の前記回路基板の基板面と平行となる面との間で前記回路基板を厚さ方向に挟む突起が形成されている
ことを特徴とする２０に記載の電子ペン。
【請求項２２】
前記筆圧検出モジュールの前記感圧部を構成する感圧用部品は、誘電体と、導電体と、前記誘電体と前記導電体との間に介在されるスペーサとを含む
ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の電子ペン。
【請求項２３】
前記筆圧検出モジュールの前記感圧部を構成する感圧用部品は、印加される圧力に応じて静電容量を変化させる半導体素子を含む
ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の電子ペン。
【請求項２４】
前記筆圧検出モジュールの前記感圧部の前記電極は、前記保持部に前記感圧部が保持されたときに、前記配線または前記端子部材と電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の電子ペン。
【請求項２５】
前記ホルダーの前記接続部の前記係合部は、前記圧力が印加される側とは反対側において、前記圧力の印加方向と同方向に突出する突出部を有し、
前記突出部の本体部分は、前記配線基板の端縁が衝合する衝合面を有し、
前記突出部の前記衝合面に前記配線基板の端縁が衝合する状態で前記接続部と前記回路基板とが係合したときに、前記ホルダーの前記接続部の前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面が前記回路基板の基板面に接触して、前記端子部材のそれぞれの前記他方の端部が前記回路基板に形成されている導体パターンに電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１７に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項２６】
前記接続部には、前記回路基板の基板面と平行となる面との間で前記回路基板を厚さ方向に挟む突起が形成されていると共に、前記衝合面は、前記回路基板の基板面と平行となる面と前記突起部との間に形成されている
ことを特徴とする請求項２０に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項２７】
前記芯体と結合して前記芯体に印加される圧力を前記感圧部に伝達するための圧力伝達部材と、
前記第２のホルダーの前記保持部側と嵌合して、前記圧力伝達部材を、前記感圧部に対して前記圧力を伝達するように結合させる嵌合部材と、
を備え、前記嵌合部材を前記ホルダーの前記保持部側と嵌合させることで、前記圧力伝達部材が前記感圧部と結合した状態で、前記感圧部が前記保持部に保持される
ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の電子ペン。
【請求項２８】
前記筒状の筐体において、前記筆圧検出モジュールの前記芯体側には、磁性体コアに巻回されたコイルが配され、前記芯体が前記磁性体コアに設けられている貫通孔を挿通することで、前記芯体に印加される圧力を前記筆圧検出モジュールに伝達するようにする
ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の電子ペン。
【請求項２９】
前記コイルと電気的に接続されて、共振回路を構成するキャパシタが前記回路基板に形成されている
ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の電子ペン。
【請求項３０】
前記芯体は、導電性を有する部材で構成されている
ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の電子ペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、位置検出装置と共に使用され、筆圧検出機能を有する電子ペンに関する。特に、この発明は、電子ペンに使用される筆圧検出モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ペンは、ペン先に加わる筆圧（圧力）を伝達する芯体と、筆圧（圧力）を検出するための感圧部を含む筆圧検出モジュールと、感圧部で検出した筆圧に応じた電気的な出力信号を得るための筆圧検出回路を備える。【０００３】
一般的には、感圧部は、ペン先に加わる筆圧（圧力）を、例えば静電容量やインダクタンスなどの電気的な特性量（電気情報）の変化として捉える。このため、感圧部は、２個の電極を有し、筆圧検出モジュールは、この感圧部の２個の電極に電気的に接続されている２個の端子を備える。【０００４】
筆圧検出回路はプリント基板に配されており、筆圧検出モジュールは、２個の端子がプリント基板に例えば半田付けされることにより電気的に接続されて、筆圧検出回路に接続される。これにより、筆圧検出回路は、筆圧検出モジュールの感圧部で検出された筆圧に応じた電気的な特性量の変化量を検出し、電気的な出力信号を得ることができる。【０００５】
ところで、電子ペンのペン先に印加される筆圧は、非常に大きな圧力となる場合がある。例えば、ペン先に瞬間的に５００g以上の力が常時・断続的に加わる場合がある。そのため、筆圧検出モジュールにおいては、
・感圧部の周辺は、筆圧の強い力に対する耐久性が必要とされている、
・感圧部の周辺を構成する部品には精度の高い部品が要求される、
・高圧力の中、感圧部との電気的な接続を確保する必要がある、
などの条件を満足することが重要となる。【０００６】
そして、筆圧検出モジュールを構成する部品にズレ・ブレがあると、
・筆圧検出モジュールで破損が生じる、
・筆圧値の正確な検出ができない、
・筆圧検出モジュールと筆圧検出回路との電気的な接続が切断されてしまう
などの問題が生じる。【０００７】
具体例を挙げて説明する。従来、この種の電子ペンとしては、電磁誘導方式の位置検出装置用のものがよく知られている。この電磁誘導方式の電子ペンは、フェライトコアに巻回されたコイルに対して、共振用キャパシタが接続されて構成されている共振回路を有している。そして、この電子ペンは、共振回路で得られた共振信号を位置検出装置に送信することにより位置検出装置の位置検出センサ上での位置を指示するようになっている。【０００８】
そして、この電磁誘導方式の電子ペンにおいては、芯体の先端部（ペン先）に印加された圧力を、共振回路の共振周波数の変化として、位置検出装置に伝達するように構成されている。この場合に、筆圧を検出する筆圧検出モジュールとしては、共振回路を構成するコイルのインダクタンスを筆圧に応じて変化させる感圧部を用いる方法や、共振回路を構成するキャパシタの静電容量を筆圧に応じて変化させる感圧部を用いる方法が知られている。【０００９】
図１２は、電子ペンの共振回路を構成するキャパシタの静電容量を筆圧に応じて変化させる容量可変キャパシタ型の感圧部を備える筆圧検出モジュールの従来の構成例を示すものであり、特許文献１（特開平４−９６２１２号公報）に記載されているものである。【００１０】
この図１２は、この例の筆圧検出モジュールの構成例を説明するための断面図である。また、図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、図１２の例の筆圧検出モジュールの一部の部品を説明するための図である。【００１１】
図１２の例の筆圧検出モジュール１００は、電子ペンの芯体１０１に加えられた圧力（筆圧）に対応して静電容量を変化させる容量可変キャパシタを感圧部１１０として用いる。この例の筆圧検出モジュール１００においては、図１２に示すように、例えば樹脂からなるホルダー１０２内に、感圧部１１０が設けられると共に、この感圧部１１０に対して芯体１０１に印加される圧力（筆圧）を伝達する圧力伝達部材１０３が設けられる。【００１２】
ホルダー１０２は、第１のホルダー１０２ａと第２のホルダー１０２ｂとが嵌合することで構成される。感圧部１１０は、第１の電極導体１１１と、誘電体１１２と、スペーサ１１３と、第２の電極導体１１４と、弾性部材１１５とにより容量可変キャパシタとして構成されている。【００１３】
誘電体１１２は、図１３（Ａ）に示すように、例えば略円板状をなしており、互いに対向する円形の一方の面１１２ａ及び他方の面１１２ｂを有する。そして、誘電体１１２の一方の面１１２ａ上に第１の電極導体１１１が形成されている。【００１４】
スペーサ１１３は絶縁性材料からなり、図１３（Ｂ）に示すように、外径が誘電体１１２の径と同一とされているリング形状の薄い板状体１１３ａの外径の周縁から、１個の突出部１１３ｂが半径方向の外方に突出するように形成された形状とされている。【００１５】
第２の電極導体１１４は導電性材料からなり、図１３（Ｃ）に示すように、外径が誘電体１１２の径と同一とされている円板状の薄い板状体１１４ａの周縁から、１個の突出部１１４ｂが半径方向の外方に突出するように形成された形状とされている。【００１６】
弾性部材１１５は、例えばゴムなどの弾性を有する材料からなり、図１３（Ｄ）に示すように、外径が誘電体１１２の径と同一とされている円板状の薄い板状体１１５ａの互いに１８０角間隔離れた周縁から、２個の突出部１１５ｂ，１１５ｃが形成された形状とされている。【００１７】
図１２に示すように、誘電体１１２は、第１のホルダー１０２ａ内に収納されていて、この誘電体１１２の一方の面１１２ａに形成されている第１の電極導体１１１には、第１のホルダー１０２ａから外部に導出されている第１の端子１０４が電気的に接続される。第１の端子１０４は、導電性材料例えば導電性金属で構成され、図１３（Ｅ）に示すように、第１の電極導体１１１と接触することで電気的に接続される円板状の接触片１０４ａと、この円板状の接触片１０４ａの中心位置に植立されている棒状部１０４ｂとからなり、棒状部１０４ｂが、図１２に示すように、第１のホルダー１０２ａから外部に導出されている。【００１８】
そして、図１２に示すように、誘電体１１２の他方の面１１２ｂ側は、スペーサ１１３を介して第２の電極導体１１４が対向するように配されている。そして、第２の電極１１４のスペーサ１１３側とは反対側には、弾性部材１１５が重ねられるように配される。この場合に、スペーサ１１３の突出部１１３ａは、弾性部材１１５の突出部１１５ｂと空間的に重なる位置に配置され、第２の電極導体１１４の突出部１１４ａは、弾性部材１１５の突出部１１５ｃと重なる位置に配置される。【００１９】
そして、第２の電極１１４の突出部１１４ａに、第１のホルダー１０２ａから外部に導出されている第２の端子１０５が電気的に接続される。第２の端子１０５は、導電性材料、例えば導電性金属で構成され、図１３（Ｆ）に示すように、第２の電極導体１１４の突出部１１４ａと接触することで電気的に接続される小円板状の接触片１０５ａと、この小円板状の接触片１０５ａの中心位置に植立されている棒状部１０５ｂとからなり、棒状部１０５ｂが、図１２に示すように、第１のホルダー１０２ａから外部に導出されている。【００２０】
第２のホルダー１０２ｂには、圧力伝達部材１０３が、弾性部材１１５の板状体１１５ａを軸心方向に押圧可能の状態で、かつ、当該第２のホルダー１０２ｂの軸心方向に移動可能の状態で配置されている。この圧力伝達部材１０３は、例えば砲弾型に形成されており、弾性部材１１５の板状体１１５ａを押圧する側が曲面状端面１０３ａとされている。そして、この圧力伝達部材１０３は、図１２に示すように、芯体１０１のペン先側とは反対側の端部が嵌合される嵌合凹部１０３ｂを備える。【００２１】
そして、以上のように構成されている筆圧検出モジュール１００の第１の端子１０４の棒状部１０４ｂと、第２の端子１０５の棒状部１０５ｂとが、プリント基板の導体パターンに半田付けされて、筆圧検出モジュール１００が、当該プリント基板に配設されている筆圧検出回路に電気的に接続される。そして、筆圧検出モジュールの圧力伝達部材１０３の嵌合凹部１０３ｂに、芯体１０１が嵌合されることで、芯体１０１の先端に印加される筆圧が筆圧検出回路で検出される。【００２２】
すなわち、筆圧検出モジュール１００においては、図１２に示すように、芯体１０１のペン先側に圧力（筆圧）が加わっていない状態（初期状態）では、第２の電極導体１１４が、スペーサ１１３により誘電体１１２の第２の面部１１２ｂから物理的に離れており、第２の面部１１２ｂと接触していない。【００２３】
そして、芯体１０１のペン先側に圧力が加わると、その圧力が圧力伝達部材１０３を介して弾性部材１１５に伝達されて、圧力伝達部材１０３の曲面状端面１０３ａにより弾性部材１１５が誘電体１１２側に押圧変位される。この弾性部材１１５の押圧変位に応じて第２の電極導体１１４と誘電体１１２の第２の面部１１２ｂとの間の空気層の厚さは、初期状態よりも薄くなる。さらに、芯体１０１のペン先側に加わる圧力が増加して、圧力伝達部材１０３の曲面状端面１０３ａの押圧により、第２の電極導体１１４が誘電体１１２の第２の面部１１２ｂに接触し、その接触面積は、芯体１０１に印加される圧力に応じたものとなる。【００２４】
筆圧検出モジュール１００の感圧部１１０の容量可変キャパシタの静電容量は、第１の電極導体１１４と第２の電極導体１１５との間の様子が、芯体１０１に加わる押圧力に応じて、以上のように変化するので、芯体１０１に加わる押圧力に応じて変化する。プリント基板に配されている筆圧検出回路は、この容量可変キャパシタの静電容量に基づいて、芯体１０１に印加される筆圧を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開平４−９６２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
ところで、筆圧検出モジュールは、大きな力（筆圧）を受ける部品であるため、そのプリント基板への取り付け方、取付位置の精度によっては、筆圧検出モジュールの２個の端子の部分に大きなストレスがかかり、接触不良が生じることがある。【００２７】
ところが、上述したように、従来の筆圧検出モジュール１００から導出している第１及び第２の端子１０４及び１０５は、金属片及び金属棒から構成されていた。そのため、筆圧検出モジュール１００に、これら第１及び第２の端子１０４，１０５を取り付ける際の取付精度又は扱い方によっては、プリント基板に対する筆圧検出モジュール１００の固定位置が、適正な所定の位置からずれた位置となってしまう場合があった。【００２８】
したがって、従来の筆圧検出モジュール１００の場合には、第１及び第２の端子１０４及び１０５を、当該筆圧検出モジュール１００に対して取り付ける際の取付精度が大きな課題であり、製造に熟練と最新の注意が必要であって手間がかかるという問題があった。【００２９】
また、従来の筆圧検出モジュール１００は、第１及び第２の端子１０４及び１０５に導電性の金属部品を使用することで、高圧力に対する耐久性を高めると同時に導電性を確保していた。しかし、金属部品を含んだ複数の部品からなる筆圧検出モジュール１００を組み上げるには工程が多くなり、組み上げた筆圧検出モジュール１００全体の精度もばらつきが出てくるという問題があった。更に、筆圧検出モジュール１００からの信号をプリント基板の筆圧検出回路に伝達するため、筆圧検出モジュール１００の金属端子１０４及び１０５とプリント基板の導体パターンとを、半田付けにより、しっかりと取り付ける必要があった。【００３０】
しかも、近年の携帯端末の小型化に伴い、携帯端末で使用される電子ペンの細化も要求されている。そのため、筆圧検出モジュールの小型化が求められており、上記の筆圧検出モジュールの耐久性、精度、電気的な接続性は重要な問題となっていた。【００３１】
この発明は、以上の問題点に鑑み、部品の組み立て精度を容易に確保することができると共に、大きな筆圧の印加があっても、プリント基板との接続強度を維持することができるようにした筆圧検出モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記の課題を解決するために、この発明は、
印加された圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、
前記感圧部を保持すると共に、前記保持された前記感圧部と、前記感圧部から出力される前記電気情報に基づいて前記印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続するホルダーと、
を備え、
前記ホルダーは、前記感圧部を保持する保持部と、前記回路基板との係合部を備えると共に、前記ホルダーの表面上には前記保持部から前記係合部にまで亘る配線が形成されており、前記ホルダーと前記回路基板とが係合されたときに、前記感圧部の前記電極と前記回路基板とが、前記配線を介して電気的に接続される
ことを特徴とする筆圧検出モジュールを提供する。【００３３】
上述の構成の発明による筆圧検出モジュールにおいては、感圧部を保持する保持部と、回路基板と係合する係合部を有するホルダー部を備える。そして、ホルダーの表面上には保持部から係合部にまで亘る配線が形成されており、ホルダーと回路基板とが係合されたときに、感圧部の電極と回路基板とが、配線を介して電気的に接続される。【００３４】
したがって、この発明による筆圧検出モジュールによれば、感圧部をホルダーの保持部に収納して保持させ、ホルダーを回路基板と係合させることにより、感圧部の電極と回路基板との電気的な接続ができ、従来例のように、端子部材を、独立の金属部材として組み立てる必要がなく、筆圧検出モジュールにおける端子部材の取り付け精度は、高精度にすることが容易である。【００３５】
また、筆圧検出モジュールにおける感圧部の電極と回路基板との電気的な接続は、ホルダーに形成されている線路を介してなされるので、筆圧検出モジュールと、プリント基板との電気的な接続においても位置決めが容易に、且つ、高精度にできる。また、感圧部の電極と回路基板との電気的な接続を行う線路は、ホルダーの表面に形成されているので、筆圧の印加に対しても強度を確保することができる。【００３６】
さらに、筆圧検出モジュールのホルダーとプリント基板とが係合したときに、保持部に保持されている感圧部と回路基板とが電気的に接続されるようにされている。したがって、筆圧検出モジュールのホルダーに保持されている感圧部と回路基板との電気的な接続が、容易かつ高精度でなされる。【００３７】
また、この発明においては、ホルダーは、樹脂による射出成型品に、２個の端子部材が立体微細パターンとして形成されたものとするように構成することができる。【００３８】
このようにした場合には、２個の端子部材は、ホルダーに対して一体的に形成されていて、別部品として組み立てる必要がないので、従来例のように２個の端子部材についての取り付け精度を気にしながら組み立てる必要がなく、高精度の筆圧検出モジュールの組み立てが容易になる。
【発明の効果】
【００３９】
この発明によれば、部品の組み立て精度を容易に確保することができると共に、大きな筆圧の印加があっても、プリント基板との接続強度を維持することができるようにした筆圧検出モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明による電子ペンの実施形態の内部構成例を説明するための分解斜視図である。
【図２】この発明による電子ペンの実施形態が用いられる電子機器の例を説明するための図である。
【図３】この発明による筆圧検出モジュールの実施形態の構成例を説明するための分解斜視図である。
【図４】この発明による筆圧検出モジュールの実施形態に用いる感圧用部品群を説明するための図である。
【図５】図３に示した実施形態の筆圧検出モジュールの各構成部品を組み立てた状態の斜視図である。
【図６】図３に示した実施形態の筆圧検出モジュールを基板ホルダーと嵌合させたときの嵌合部分を、プリント基板の基板面に垂直な上方から見た図である。
【図７】図３に示した実施形態の筆圧検出モジュールを基板ホルダーと嵌合させたときの嵌合部分を、プリント基板の基板面に垂直な裏側から見た図である。
【図８】この発明による電子ペンの実施形態と共に使用される位置検出装置の回路構成例を示す図である。
【図９】この発明による電子ペンの他の実施形態と共に使用される位置検出装置の回路構成例を示す図である。
【図１０】この発明による電子ペンのさらに他の実施形態の構成例を説明するための図である。
【図１１】この発明による電子ペンのさらに他の実施形態と共に使用される位置検出装置の回路構成例を示す図である。
【図１２】筆圧検出モジュールの従来の構成例を説明するための図である。
【図１３】図１２の従来の筆圧検出モジュールの一部の部品を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、この発明による筆圧検出モジュールの実施形態を、電子ペンの実施形態と共に、図を参照しながら説明する。先ず、電子ペンによる指示位置が、位置検出装置に対して電磁誘導方式で伝達される場合の実施形態について説明する。
【００４２】
図２は、この実施形態の電子ペン１を用いる電子機器２００の一例を示すものである。この例では、電子機器２００は、例えばＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）などの表示装置の表示画面２００Ｄを備える高機能携帯電話端末であり、表示画面２００Ｄの下部（裏側）に、電磁誘導方式の位置検出装置２０２を備えている。
【００４３】
この例の電子機器２００の筐体は、電子ペン１を収納する収納凹穴２０１を備えている。使用者は、必要に応じて、収納凹穴２０１に収納されている電子ペン１を、電子機器２００から取り出して、表示画面２００Ｄを入力面として位置指示操作を行う。
【００４４】
電子機器２００においては、表示画面２００Ｄ上で、電子ペン１により位置指示操作がされると、表示画面２００Ｄの裏側に設けられた位置検出装置２０２が、電子ペン１で操作された位置及び筆圧を検出し、電子機器２００の位置検出装置２０２が備えるマイクロコンピュータが、表示画面２００Ｄでの操作位置及び筆圧に応じた表示処理を施す。
【００４５】
この実施形態の電子ペン１においては、例えば樹脂からなる筒状のケース（筐体）２の中空部内に、電子ペン１の複数個の部品が軸心方向に並べられて収納されている。そして、筒状のケースの一端側は先細形状にされると共に、その端部に開口（図２では図示を省略）が設けられ、その開口を通じて後述する芯体３の先端部３２がペン先として露出するようにされている。そして、ケース２のペン先側とは反対側は、ケースキャップ２ａが嵌合されて、閉塞されている。
【００４６】
図１は、電子ペン１のケース２内に収納される部品群を、部品毎に並べた分解斜視図である。この実施形態では、ケース２の中心軸に直交する方向の外形形状（ケース２の横断面の輪郭形状に等しい）は、扁平形状とされている。そして、このケース２の内部の中空部も、その横断面形状がケース２の外形形状に応じた扁平形状とされており、ケース２内に収納される部品も中空部の扁平形状に対応した形状とされている。
【００４７】
図１に示すように、ケース２の中空部内には、ペン先側から順に、軸心方向に、コイル４が巻回された磁性体コア、この例ではフェライトコア５と、筆圧検出モジュール６と、基板ホルダー７とが配置される。基板ホルダー７の基板載置台部７１には、プリント基板８が載置されて係止される。プリント基板８は、回路基板の一例である。
【００４８】
フェライトコア５は、この例では、中心軸位置に、芯体３の芯体本体部３１を挿通するために、芯体本体部３１の径よりも若干大きい径の貫通孔５ａを有する柱状形状を備える。このフェライトコア５は、この実施形態では、ケース２の中空部の横断面形状に対応した扁平の横断面形状を有し、ペン先側は、先細となるようにテーパ状に構成されている。
【００４９】
そして、このフェライトコア５に巻回されているコイル４の一端４ａ及び他端４ｂ（コイル４の巻き始め端及び巻き終わり端）は、ペン先側とは反対側において軸心方向に延伸されて、基板ホルダー７に載置されているプリント基板８に半田付けすることが可能なようにされている。
【００５０】
筆圧検出モジュール６は、この実施形態では、後述する複数個の感圧用部品からなる感圧部６１と、ホルダー６２と、係合部材６３とを備えている。ホルダー６２は、絶縁性材料例えば樹脂からなり、感圧部６１を保持する保持部６２１と、この保持部６２１に保持されている感圧部６１が備える２個の電極を基板ホルダー７に載置されているプリント基板８と電気的に接続するための接続部６２２とを一体として備える。後述するように、ホルダー６２の接続部６２２は、プリント基板８との係合部となる。
【００５１】
係合部材６３は、ホルダー６２の保持部６２１と係合することで、感圧部６１の複数個の感圧用部品を、ホルダー６２の保持部６２１に保持させるようにする。係合部材６３は、また、フェライトコア５を嵌合保持するための嵌合部も備える。係合部材６３のフェライトコア５を嵌合保持する嵌合部には、フェライトコア５のテーパ部とは反対側の端部が嵌合されて、筆圧検出モジュール６と、コイル４が巻回されているフェライトコア５とが結合されるように構成されている。
【００５２】
基板ホルダー７は、絶縁性材料例えば樹脂からなり、基板載置台部７１と、筆圧検出モジュール６との嵌合部７２とを備える。
【００５３】
基板ホルダー７の基板載置台部７１は、細長の矩形形状のプリント基板８の長辺方向を電子ペン１の軸心方向として載置するようにする載置面７１ａを備える。そして、基板載置台部７１は、載置面７１ａのケースキャップ側の端部位置に、当該載置面７１ａとでプリント基板８のケースキャップ側の端部８ａを挟持するようにする突部７１ｂ，７１ｃを備える。また、基板載置台部７１は、プリント基板８のペン先側の端部を係止させるために、載置面７１ａのペン先側の端部近傍において載置面７１ａから上方に突出する突部７１ｄ，７１ｅを備える。
【００５４】
一方、プリント基板８のペン先側の端部近傍においては、基板載置台部７１の載置面７１ａの突部７１ｄ，７１ｅに対応する位置に、突部７１ｄ，７１ｅと係合するように切欠き部８ｂ，８ｃが形成されている。そして、プリント基板８は、ケースキャップ側の端部８ａが、基板載置台部７１の突部７１ｂ，７１ｃと載置面７１ａとで挟持されるように結合されると共に、切欠き部８ｂ，８ｃが基板載置台部７１の突部７１ｄ，７１ｅと係合するように載置されることで、基板載置台部７１に係止される。
【００５５】
また、基板ホルダー７の嵌合部７２は、この実施形態では、筆圧検出モジュール６のホルダー６２の接続部６２２が挿入される中空部を有する筒状形状を有する。後述するように、ホルダー６２の接続部６２２には、感圧部６１の２個の電極に接続されている２個の端子部材が、プリント基板８に形成されている導体パターン８１，８２と接続するように形成されている。
【００５６】
そして、後述するように、筆圧検出モジュール６のホルダー６２の接続部６２２は、嵌合部７２に挿入されると、基板載置台部７１に載置されているプリント基板８を、その板厚方向に挟むように係合する。これにより、筆圧検出モジュール６に保持されている感圧部６１の２個の電極と、プリント基板８の基板面８ｄに形成されている導体パターン８１及び８２とが、接続部６２２の２個の端子部材を通じて、電気的に接続される。後述するように、筆圧検出モジュール６のホルダー６２の接続部６２２の２個の端子部材と、プリント基板８の導体パターン８１，８２とは、筆圧検出モジュール６と基板ホルダー７及びプリント基板８との嵌合結合により接触して電気的に接続される状態となるが、この実施形態では、電気的な接続をより強固にするために半田付けされる。
【００５７】
なお、この実施形態の電子ペン１は、その指示位置を位置検出装置に伝達するために、フェライトコア５に巻回されているコイル４とキャパシタとからなる共振回路を用いるが、その共振回路を構成するキャパシタ８３が、プリント基板８の基板面８ｄに形成されている。そして、この実施形態の筆圧検出モジュール６は、感圧部６１として、筆圧に応じた静電容量を呈する容量可変キャパシタを用いる。電子ペン１は、この筆圧検出モジュール６の感圧部６１の容量可変キャパシタを、前記共振回路に接続することで、共振回路の共振周波数を筆圧に応じたものとするようにする。電子ペン１に対応する位置検出装置２０２は、電子ペン１からの電磁結合信号の共振周波数の変化を検出することで、電子ペン１のペン先に印加されている筆圧を検出する機能を有する。上述の導体パターン８１及び８２は、筆圧検出モジュール６の感圧部６１により構成される容量可変キャパシタを、共振回路に接続するための端子部となっている。
【００５８】
以上のようにして、フェライトコア５が筆圧検出モジュール６の係合部材６３に嵌合されて結合され、そして、筆圧検出モジュール６のホルダー６２の接続部６２２が基板ホルダー７の嵌合部７２を介してプリント基板８と結合される。これにより、コイル４が巻回されているフェライトコア５と、筆圧検出モジュール６と、プリント基板８が保持される基板ホルダー７とは、互いに結合されて、一つのモジュール（ペンモジュール部品）の構成となる。
【００５９】
なお、この場合に、フェライトコア５に巻回されているコイル４の一端４ａ及び他端４ｂは、後述するように、筆圧検出モジュール６の外側を通って、プリント基板８の基板面８ｄとは反対側の面に延伸されて、当該基板面８ｄとは反対側に形成されている導体パターンと半田付けされる。この基板面８ｄとは反対側に形成されている導体パターンは、プリント基板８に形成されるスルーホールを通じて、基板面８ｄに形成されているキャパシタ８３に並列に接続されて、共振回路を構成する。
【００６０】
そして、上述したフェライトコア５と、筆圧検出モジュール６と、プリント基板８が保持される基板ホルダー７とが互いに結合されて一つのモジュールの構成とされたペンモジュール部品が、電子ペン１のケース２の中空部内に収納される。この場合に、ケース２の中空部のペン先側の開口部近傍には、フェライトコア５のテーパ部が位置するようにされるが、この実施形態では、フェライトコア５のテーパ部は保護キャップ９により覆われて保護されるようにされる。
【００６１】
なお、この実施形態では、筆圧検出モジュール６の係合部材６３の嵌合部にコイル４が巻回されたフェライトコア５が嵌合されることにより、筆圧検出モジュール６の軸心方向の中心線位置と、フェライトコア５の軸心方向の中心線位置とが一致するようになる。そして、基板ホルダー７の嵌合部７２に筆圧検出モジュール６が嵌合されてプリント基板８に対して、筆圧検出モジュール６が結合されることにより、筆圧検出モジュール６は、基板ホルダー７及びプリント基板８に対して既定の位置で結合するようになる。また、ペンモジュール部品を、ケース２の中空部内に収納した状態では、筆圧検出モジュール６の軸心方向の中心線位置及びフェライトコア５の軸心方向の中心線位置が、当該ケース２の中空部の軸心方向の中心線位置と一致するように、基板ホルダー７がケースキャップ２ａに結合されている。
【００６２】
そして、芯体３の芯体本体部３１は、ケース２の開口（図示は省略）及び保護キャップ９の貫通孔９ａ、更に、フェライトコア５の貫通孔５ａを挿通されて、筆圧検出モジュール６の感圧部６１に係合される。この場合に、芯体３は、先端部３２に印加される圧力（筆圧）を、筆圧検出モジュール６の感圧部６１に伝達することができるように、硬質の非導電性材料の例としての樹脂、例えばポリカーボネート、合成樹脂やＡＢＳ（acrylonitrile−butadiene−styrene）樹脂等からなる。この芯体３は、電子ペン１に対して、挿脱可能とされている。
【００６３】
［筆圧検出モジュールの実施形態の説明］
図３は、筆圧検出モジュール６の構成例を説明するための分解斜視図である。図４は、感圧用部品群を説明するための図である。また、図５は、図３に示した筆圧検出モジュール６の各構成部品を組み立てた状態の斜視図である。また、図６は、筆圧検出モジュール６を基板ホルダー７と嵌合させたときの嵌合部分を、プリント基板８の基板面８ｄに垂直な上方から見た図であり、図７は、逆に、プリント基板８の基板面８ｄに垂直な裏側から見た図である。
【００６４】
感圧部６１は、この実施形態では、図３及び図４に示すように、誘電体６１１と、スペーサ６１２と、導電性弾性体６１３とで構成されている。
【００６５】
誘電体６１１は、図４（Ａ）に示すように、例えば略円板状をなしており、互いに対向する円形の一方の面６１１ａ及び他方の面６１１ｂを有し、誘電体６１１の一方の面６１１ａ上に円形の導体層６１４が形成されている。この導体層６１４は、この例の感圧部６１としての容量可変キャパシタの第１の電極を構成する。
【００６６】
スペーサ６１２は絶縁性材料からなり、図４（Ｂ）に示すように、外径が誘電体６１１の径と同一とされているリング形状の薄い板状体の構成とされている。
【００６７】
導電性弾性体６１３は、この例では、弾性ゴムで構成されている。この例の導電性弾性体６１３は、冒頭の従来例で説明した第２の電極導体と弾性部材とを兼用した構成とされており、図４（Ｃ）に示すように、外径が誘電体６１１の径と同一とされている円板状の薄い板状体６１３ａの互いに１８０角間隔離れた周縁から、２個の突出部６１３ｂ，６１３ｃが形成された形状とされている。スペーサ６１２は、この導電性弾性体６１３の円板状板状体６１３ａに、例えば接着されている。
【００６８】
そして、誘電体６１１の他方の面６１１ｂ側に、スペーサ６１２を介して導電性弾性体６１３を重ねることで、この例の感圧部６１としての容量可変キャパシタが構成される。この例の感圧部６１としての容量可変キャパシタは、誘電体６１１の一方の面６１１ａに形成されている導体層６１４からなる第１の電極と、導電性弾性体６１３で構成される第２の電極とを備える。
【００６９】
筆圧検出モジュール６のホルダー６２は、樹脂を用いた例えば射出成型品として、保持部６２１と接続部６２２とを一体に備える構成とされている。そして、この実施形態では、ホルダー６２には、導電性の立体微細パターンとして、保持部６２１から接続部６２２にまでに亘って、２個の端子部材６２３及び６２４（理解を容易にするために、図３、図５及び図６では、斜線を付して示す）が、筆圧が印加される方向に沿って、すなわち、電子ペン１の軸心方向に形成されている。この結果、端子部材６２３及び６２４は、ホルダー６２に一体的に形成されている状態となる。
【００７０】
ここで、２個の端子部材６２３及び６２４を、ホルダー６２の表面に立体微細パターンとして形成する方法としては、例えばパナソニック社により開発されたＭＩＰＴＥＣ（Micorscopic Integrated Processing Technology）を用いることができる。立体微細パターンとして形成された端子部材６２３及び６２４の表面には、接触により電気的な接続を容易にするために、ニッケルメッキ層が形成され、更に、その上に金メッキ層が形成されている。
【００７１】
ホルダー６２の保持部６２１は、誘電体６１１とスペーサ６１２と導電性弾性体６１３とが結合された感圧部６１を収納する凹部６２１ａを備えると共に、この凹部６２１ａから、軸心方向に係合部材６３側（芯体３側）に向かって突出する係合突部６２１ｂ、６２１ｃ、６２１ｄ，６２１ｅを備える。凹部６２１ａの底部には、端子部材６２４の一方の端部６２４ａが露出して形成されている（図３の斜線部参照）。誘電体６１１は、一方の面６１１ａに形成されている導体層６１４が凹部６２１ａの底部の端子部材６２４の一方の端部６２４ａに当接するように収納される。したがって、凹部６２１ａ内に誘電体６１１が収納保持される状態では、感圧部６１の第１の電極としての導体層６１４と、端子部材６２４の一方の端部６２４ａとが接触して電気的に接続される状態となる。
【００７２】
また、ホルダー６２の保持部６２１の係合突部６２１ｂと６２１ｃとの間、及び係合突部６２１ｄと６２１ｅとの間には、導電性弾性体６１３の突出部６１３ｂ及び６１３ｃが衝合する端面が形成されている。そして、この実施形態では、係合突部６２１ｂと６２１ｃとの間の端面には、端子部材６２３の一方の端部６２３ａが露出して形成されている（図３の斜線部参照）。したがって、凹部６２１ａ内に、導電性弾性体６１３が、誘電体６１１及びスペーサ６１２と共に収納保持される状態では、導電性弾性体６１３の突出部６１３ｂが、端子部材６２３の一方の端部６２３ａと衝合することで、導電性弾性体６１３と端子部材６２３とが接触して電気的に接続される。
【００７３】
こうして、この実施形態では、ホルダー６２の保持部６２１に感圧部６１を収納保持することにより、感圧部６１の第１の電極及び第２の電極は、接続部６２２の２個の端子部材６２３及び６２４に自動的に電気的に接続される状態となる。
【００７４】
筆圧検出モジュール６の係合部材６３は、コイル４が巻回されたフェライトコア５と嵌合する嵌合部６３１と、ホルダー６２の保持部との係合部６３２とを備える。嵌合部６３１は、図７に示すように、フェライトコア５の一部を嵌合収納する嵌合凹穴６３１ａを備える。
【００７５】
係合部材６３の係合部６３２は、図示は省略するが、嵌合部６３１の嵌合凹穴６３１ａと連通する軸心方向の貫通孔を備え、その貫通孔内に、感圧部６１に筆圧を伝達するための筆圧伝達部材としての押圧部材６１５を、軸心方向に摺動可能に収納する。押圧部材６１５は、絶縁性材料例えば樹脂により構成されている。
【００７６】
押圧部材６１５は、芯体３の芯体本体部３１の端部が挿入嵌合される凹部６１５ａを備えている。芯体３の芯体本体部３１の端部は、押圧部材６１５の凹部６１５ａに圧入嵌合されるが、引き抜くことも可能とされている。芯体３の先端に筆圧が印加されると、その筆圧が、この押圧部材６１５に伝達され、当該押圧部材６１５により、導電性弾性体６１３の円板状の板状体６１３ａが軸心方向に筆圧に応じて押圧される。これにより、スペーサ６１２を介して離間されている導電性弾性体６１３と誘電体６１１とが接触し、その接触面積が筆圧に応じて変化する。この導電性弾性体６１３と誘電体６１１との接触面積に応じた静電容量が、感圧部６１の第１の電極と第２の電極との間に得られる。
【００７７】
係合部材６３の係合部６３２には、また、ホルダー６２の保持部６２１の係合突部６２１ｂ及び６２１ｃと係合する係合突起６３２ａと、係合突部６２１ｄ及び６２１ｅと係合する係合突起６３２ｂとが形成されている。ホルダー６２の保持部６２１の係合突部６２１ｂ及び６２１ｃの先端には係合突起６３２ａと係合する係合爪部６２１ｂｔ及び６２１ｃｔが形成されており、また、係合突部６２１ｄ及び６２１ｅ先端には、係合突起６３２ｂと係合する係合爪部６２１ｄｔ及び６２１ｅｔが形成されている。
【００７８】
そして、ホルダー６２の保持部６２１に感圧部６１を収納している状態において、ホルダー６２に対して、係合部材６３を軸心方向に結合させると、図５に示すように、両者が結合して、これにより、感圧部６１がホルダー６２の保持部６２１に保持されるようになる。このとき、ホルダー６２の保持部６２１の係合突部６２１ｂ及び６２１ｃの先端の係合爪部６２１ｂｔ及び６２１ｃｔが係合部材６３の係合突起６３２ａと係合すると共に、係合突部６２１ｄ及び６２１ｅ先端の係合爪部６２１ｄｔ及び６２１ｅｔが係合突起６３２ｂと係合して、ホルダー６２の保持部６２１に対して係合部材６３が係合して、これにより、ホルダー６２に対して係合部材６３が係止して、両者が結合する状態となる。
【００７９】
係合部材６３がホルダー６２に係合する状態では、保持部６２１において、前述したように、感圧部６１の誘電体６１１の一方の端面の導体層６１４（第１の電極）が、端子部材６２４に電気的に接続されると共に、導電性弾性体６１３（第２の電極）の突出部６１３ｂが、端子部材６２３に電気的に接続されている。
【００８０】
そして、ホルダー６２の接続部６２２は、プリント基板８の基板面８ｄに対して平行な方向であって軸心方向（筆圧の印加方向と同方向）に突出する板状の突出部６２２１を備える。突出部６２２１は、プリント基板８の基板面８ｄと平行となる平面６２２１ａ（図５参照）を備える。この突出部６２２１の平面６２２１ａは、筆圧検出モジュール６が基板ホルダー７と嵌合してプリント基板８と係合したときに、基板面８ｄと丁度接するように設けられている。
【００８１】
２個の端子部材６２３及び６２４は、図３及び図５に示すように、この突出部６２２１においては、平面６２２１ａの、短辺方向の両端縁（筆圧が印加される方向に直交する方向の端部）に、筆圧が印加される方向の長辺に沿って、互いに離間する状態で形成されている。そして、２個の端子部材６２３及び６２４は、少なくとも突出部６２２１の平面６２２１ａ側に露出するように形成されている。
【００８２】
また、図３及び図５に示すように、接続部６２２には、板状の突出部６２２１と同方向に突出する突起部６２２２が形成されている。突起部６２２２は、突出部６２２１の前記平面６２２１ａとの間でプリント基板８を板厚方向に丁度挟持するような位置関係で形成されている。この場合に、突起部６２２２を、その先端側になるほど、徐々に突出部６２２１側との間隔がわずかに狭くなるように形成して、突起部６２２２の弾性力により、プリント基板８を、常に突出部６２２１が変位させるように、突起部６２２２を構成してもよい。
【００８３】
そして、この実施形態では、接続部６２２の突出部６２２１の根本と突起部６２２２の根本との間には、プリント基板８の長辺方向の端縁（圧力の印加方向の端縁）が衝合する衝合面６２２３（図５参照）が形成されている。
【００８４】
したがって、筆圧検出モジュール６を基板ホルダー７と嵌合させたときには、突出部６２２１と突起部６２２２とによりプリント基板８の板厚方向が挟持される状態となると共に、プリント基板８の長辺方向の端縁（圧力の印加方向の端縁）は、接続部６２２の突出部６２２１と突起部６２２２との間の衝合面６２２３に衝合する状態となる。基板ホルダー７は、ケースキャップ２ａにより、芯体３に印加される筆圧の印加方向には移動不可とされている。このため、このプリント基板８の長辺方向の端縁と接続部６２２の衝合面６２２３との衝合により、電子ペン１のケース２内においては、筆圧検出モジュール６は、軸心方向には移動しないようにされる。
【００８５】
そして、この筆圧検出モジュール６と基板ホルダー７との嵌合状態では、接続部６２２とプリント基板８とが係合する状態となる。そして、この接続部６２２とプリント基板８とが係合する状態においては、図６に示すように、突出部６２２１の短辺方向の両端縁において、平面６２２１ａの表面に露出するように形成されている２個の端子部材６２３および６２４が、プリント基板８の基板面８ｄに形成されている導体パターン８１及び８２と接触して、電気的に接続される状態となる。
【００８６】
この実施形態では、プリント基板８に形成されている導体パターン８１及び８２のそれぞれは、図６に示すように、筆圧が印加される方向に沿って延在するように形成されている。筆圧検出モジュール６の２個の端子部材６２３及び６２４も、接続部６２２の突出部６２２１において、筆圧が印加される方向に沿って延在するように形成されている。したがって、２個の端子部材６２３および６２４と、導体パターン８１及び８２とは、確実に電気的に接続されるようになる。よって、半田付けをしなくても、２個の端子部材６２３および６２４と導体パターン８１及び８２との電気的な接続は可能となるが、この実施形態では、２個の端子部材６２３および６２４と、導体パターン８１及び８２とは半田付けされて、より強固に電気的に接続される。そして、この半田付けにより、筆圧検出モジュール６は基板ホルダー７に係止されたプリント基板８とが互い固定される。
【００８７】
以上のようにして、この実施形態によれば、筆圧検出モジュール６を、プリント基板８が係止された基板ホルダー７に対して嵌合するだけで、筆圧検出モジュール６の２個の端子部材６２３および６２４が、プリント基板８の基板面８ｄに形成されている導体パターン８１及び８２と接触して電気的な接続がされる。すなわち、筆圧検出モジュール６の２個の端子部材６２３および６２４と、プリント基板８の導体パターン８１及び８２との電気的な接続についての位置合わせは、筆圧検出モジュール６を基板ホルダー７に嵌合するだけで自動的になされる。
【００８８】
しかも、筆圧検出モジュール６を、プリント基板８が係止された基板ホルダー７に対して嵌合するだけで、上述したように、プリント基板８の長辺方向の端縁（圧力の印加方向の端縁）は、接続部６２２の突出部６２２１と突起部６２２２との間の端面６２２３に衝合する状態となるので、筆圧の印加を、筆圧検出モジュール６と基板ホルダー７とは、一体的に受けるようになり、筆圧の印加に対して、筆圧検出モジュール６とプリント基板８との電気的な接続部分が影響を受けることが無い。
【００８９】
そして、筆圧検出モジュール６の係合部材６３の嵌合部６３１の凹穴６３１ａ内には、図７に示すように、コイル４が巻回されたフェライトコア５が嵌合される。このように筆圧検出モジュール６にコイル４が巻回されたフェライトコア５が嵌合された状態で、筆圧検出モジュール６と基板ホルダー７とが嵌合されたときには、筆圧検出モジュール６に嵌合されたフェライトコア５に巻回されているコイル４の一端４ａ及び他端４ｂは、図７に示すように、基板ホルダー７の基板載置台部７１の裏側に延長して配設されている状態となる。
【００９０】
そして、プリント基板８の基板面８ｄとは反対側の面８ｅには、図７に示すように、コイルの一端４ａ及び他端４ｂが接続されるべき導体パターン８４及び８５が形成されている。この導体パターン８４及び８５は、基板ホルダー７の基板載置台部７１に形成されている切欠き部７１ｆ及び７１ｇにより、外部に露出している。コイルの一端４ａ及び他端４ｂは、露出している導体パターン８４及び８５に半田付けされる。この導体パターン８４及び８５は、図示を省略したスルーホールを通じて基板面８ｄに形成されているキャパシタ８３の両端に接続されている。したがって、導体パターン８４及び８５に、コイル４の一端４ａ及び他端４ｂが半田付けされることにより、コイル４とキャパシタ８３とにより並列共振回路が形成される。
【００９１】
［位置検出装置２０２における電子ペン１の位置検出及び筆圧検出のための回路構成］
次に、上述の実施形態の電子ペン１を用いて指示位置の検出および筆圧の検出を行う位置検出装置における回路構成例について、図８を参照して説明する。図８は、この例の位置検出装置２０２の回路構成例を示すブロック図である。
【００９２】
電子ペン１は、コイル４と、キャパシタ８３と、筆圧検出モジュール６の感圧部６１で構成される容量可変キャパシタ６１Ｃとの並列回路からなる共振回路１Ｒを備える。この場合、筆圧検出モジュール６の感圧部６１で構成される容量可変キャパシタの静電容量が、印加される筆圧に応じて変化するので、共振回路１Ｒの共振周波数が筆圧に応じて変化する。
【００９３】
位置検出装置２０２では、電子ペン１の共振回路１Ｒから電磁結合により受信する信号が検出されるセンサ上の位置から、電子ペン１により指示されたセンサ上の位置を検出すると共に、電子ペン１の共振回路１Ｒから電磁結合により受信する信号の位相変化を検出することより共振周波数の変化を検出して、電子ペン１の芯体３に印加された筆圧を検出するようにする。
【００９４】
位置検出装置２０２には、Ｘ軸方向ループコイル群２１１と、Ｙ軸方向ループコイル群２１２とが積層されて位置検出コイル２１０が形成されている。また、位置検出装置２０２には、Ｘ軸方向ループコイル群２１１及びＹ軸方向ループコイル群２１２が接続される選択回路２１３が設けられている。この選択回路２１３は、２つのループコイル群２１１，２１２のうちの一のループコイルを順次選択する。
【００９５】
さらに、位置検出装置２０２には、発振器２３１と、電流ドライバ２３２と、切り替え接続回路２３３と、受信アンプ２３４と、検波器２３５と、ローパスフィルタ２３６と、サンプルホールド回路２３７と、Ａ／Ｄ変換回路２３８と、同期検波器２３９と、ローパスフィルタ２４０と、サンプルホールド回路２４１と、Ａ／Ｄ変換回路２４２と、処理制御部２４３とが設けられている。処理制御部２４３は、マイクロコンピュータにより構成されている。
【００９６】
発振器２３１は、周波数ｆ０の交流信号を発生する。そして、発振器２３１は、発生した交流信号を、電流ドライバ２３２と同期検波器２３９に供給する。電流ドライバ２３２は、発振器２３１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２３３へ送出する。切り替え接続回路２３３は、処理制御部２４３からの制御により、選択回路２１３によって選択されたループコイルが接続される接続先（送信側端子Ｔ、受信側端子Ｒ）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２３２が、受信側端子Ｒには受信アンプ２３４が、それぞれ接続されている。
【００９７】
選択回路２１３により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２１３及び切り替え接続回路２３３を介して受信アンプ２３４に送られる。受信アンプ２３４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２３５及び同期検波器２３９へ送出する。
【００９８】
検波器２３５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、ローパスフィルタ２３６へ送出する。ローパスフィルタ２３６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２３５の出力信号を直流信号に変換してサンプルホールド回路２３７へ送出する。サンプルホールド回路２３７は、ローパスフィルタ２３６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２３８へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２３８は、サンプルホールド回路２３７のアナログ出力をディジタル信号に変換し、処理制御部２４３に出力する。
【００９９】
一方、同期検波器２３９は、受信アンプ２３４の出力信号を発振器２３１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ローパスフィルタ２４０に送出する。このローパスフィルタ２４０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２３９の出力信号を直流信号に変換してサンプルホールド回路２４１に送出する。このサンプルホールド回路２４１は、ローパスフィルタ２４０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２４２へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２４２は、サンプルホールド回路２４１のアナログ出力をディジタル信号に変換し、処理制御部２４３に出力する。
【０１００】
処理制御部２４３は、位置検出装置２０２の各部を制御する。すなわち、処理制御部２４３は、選択回路２１３におけるループコイルの選択、切り替え接続回路２３３の切り替え、サンプルホールド回路２３７、２４１のタイミングを制御する。処理制御部２４３は、Ａ／Ｄ変換回路２３８、２４２からの入力信号に基づき、Ｘ軸方向ループコイル群２１１及びＹ軸方向ループコイル群２１２から一定の送信継続時間をもって電波を送信させる。
【０１０１】
Ｘ軸方向ループコイル群２１１及びＹ軸方向ループコイル群２１２の各ループコイルには、電子ペン１から送信される電波によって誘導電圧が発生する。処理制御部２４３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電子ペン１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、処理制御部２４３は、送信した電波と受信した電波との位相差に応じた信号のレベルに基づいて筆圧を検出する。
【０１０２】
このようにして、位置検出装置２０２では、接近した電子ペン１の位置を処理制御部２４３で検出することができる。しかも、受信した信号の位相（周波数偏移）を検出することにより、電子ペン１において、電子ペン１の芯体３に印加された筆圧を検出することができる。
【０１０３】
［実施形態の効果］
上述した実施形態の筆圧検出モジュール６によれば、２個の端子部材６２３および６２４が、基板ホルダーと嵌合する筆圧検出モジュール６のホルダー６２の接続部６２２の表面に一体的に形成されている。このため、従来例のように２個の端子部材についての取り付け精度を気にしながら組み立てる必要がなく、高精度の筆圧検出モジュールの組み立てが容易になる。
【０１０４】
また、筆圧検出モジュール６のホルダー６２を、プリント基板８が係止された基板ホルダー７に対して嵌合するだけで、筆圧検出モジュール６の２個の端子部材６２３および６２４が、プリント基板８の基板面８ｄに形成されている導体パターン８１及び８２と自動的に位置合わせされて接触して電気的な接続がされる。したがって、筆圧検出モジュール６とプリント基板８との組み立て及び電気的な接続が容易になる。
【０１０５】
しかも、筆圧検出モジュール６を、プリント基板８が係止された基板ホルダー７に対して嵌合するだけで、上述したように、プリント基板８の長辺方向の端縁（圧力の印加方向の端縁）は、筆圧検出モジュール６のホルダー６２の接続部６２２の突出部６２２１と突起部６２２２との間の衝合面６２２３に衝合する状態となるので、筆圧検出モジュール６と基板ホルダー７とは、筆圧の印加を、一体的に受けるようになる。このため、筆圧の印加に対して、筆圧検出モジュール６とプリント基板８との電気的な接続部分が影響を受けることが無く、大きな筆圧の印加があっても、筆圧検出モジュール６の、プリント基板との接続強度を維持することができるという効果がある。
【０１０６】
［上述の実施形態の変形例］
なお、上述の例では、プリント基板８の端部は、接続部６２２の突出部６２２１と突起部６２２２とで挟持して、突出部６２２１と突起部６２２２との間の端面を衝合面６２２３とした。しかし、要は、接続部６２２の突出部６２２１に形成されている２個の端子部材６２３及び６２４とプリント基板８の導体パターン８１，８２とが電気的に接続されるように、筆圧検出モジュール６の接続部６２２とプリント基板８が係合するように構成されればよいので、筆圧検出モジュール６に、プリント基板８の長手方向の端縁が衝合する衝合面を形成する必要はない。例えば、筆圧検出モジュール６を、接続部６２２の突出部６２２１に形成されている２個の端子部材６２３及び６２４とプリント基板８の導体パターン８１，８２とが電気的に接続される係合状態となるように、基板ホルダー７に係止させるように構成してもよい。
【０１０７】
また、２個の端子部材６２３及び６２４は、突出部６２２１の両脇に形成するようにしたが、平面６２２３側に露出して形成されてプリント基板の導体パターンと接続するように構成されていればよいの、突出部の両脇ではなく、平面６２２３において、互いに離れた位置に形成されていてもよい。
【０１０８】
上述の実施形態の電子ペン１では、筆圧検出モジュール６の感圧部６１で検出される筆圧に応じた静電容量変化を、共振回路の周波数変化として位置検出装置に送信するようにしたが、電子ペンからの筆圧情報の位置検出装置への伝達方法は、この例に限られるものではない。
【０１０９】
図９の例は、電子ペンによる指示位置の検出は、上述の実施形態と同様に、コイル４とキャパシタ８３との共振回路からの信号を受信するセンサ上の位置を検出することで行うが、電子ペンの芯体に印加される筆圧は、電子ペンから位置検出装置にデジタル信号として伝送するようにする。
【０１１０】
この図９の例の位置検出装置２０３においては、図８に示した位置検出装置２０２と同様に、Ｘ軸方向ループコイル群２１１と、Ｙ軸方向ループコイル群２１２とが積層された位置検出コイル２１０が形成されていると共に、２つのループコイル群２１１，２１２のうちの一のループコイルを順次選択する選択回路２１３も、同様に設けられている。そして、この図９の例の位置検出装置２０３においては、２つのループコイル群２１１，２１２の周囲に、この例の電子ペン１Ａに電源を供給するための励磁コイル２１４が設けられている。
【０１１１】
図９の例の電子ペン１Ａは、ＩＣ回路で構成される信号制御回路３０１を備えている。そして、インダクタンス素子としてのコイル４と、プリント基板８に配設されているキャパシタ８３とにより共振回路１ＲＡが構成されており、この共振回路１ＲＡに並列に、スイッチ３０２が接続されている。このスイッチ３０２は、信号制御回路３０１によりオン・オフ制御されるように構成されている。この信号制御回路３０１によるスイッチ３０２のオン・オフ制御により、共振回路からの信号はＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調されて、位置検出装置２０３に供給されることになる。
【０１１２】
信号制御回路３０１は、コイル４とキャパシタ８３にて構成される共振回路１ＲＡにて位置検出装置２０３から電磁誘導により受信した交流信号を、ダイオード３０３及びキャパシタ３０４からなる整流回路（電源供給回路）３０５にて整流して得られる電源Ｖｃｃにより動作するように構成されている。信号制御回路３０１は、共振回路１ＲＡとはキャパシタ３０６を介して接続されており、共振回路１ＲＡの動作状況をモニターしている。共振回路１ＲＡの動作状況をモニターすることで、位置検出装置２０３の励磁コイル２１４との電磁結合状況、あるいは、この例では説明を省略するが、２つのループコイル群２１１，２１２を使用して位置検出装置２０３から送信された制御データなどの信号を信号制御回路３０１で検出し、所望の動作制御を行うことができるようになっている。
【０１１３】
更に、信号制御回路３０１には、筆圧検出モジュール６の感圧部６１により構成される容量可変キャパシタ６１Ｃが接続されており、信号制御回路３０１は、筆圧に応じた容量可変キャパシタ６１Ｃの静電容量を検出することができるように構成されている。信号制御回路３０１は、容量可変キャパシタ６１Ｃの静電容量の値から電子ペン１Ａにおける筆圧を検出し、その検出した筆圧を、複数ビット例えば８ビットのディジタル信号に変換する。そして、信号制御回路３０１は、その筆圧に対応するディジタル信号により、スイッチ３０２を制御する。なお、コイル４と、感圧部６１で構成される容量可変キャパシタの他は、全て、プリント基板８上に配設されている。
【０１１４】
なお、図９の例では、位置検出装置２０３のループコイル群２１１，２１２は電子ペン１Ａの共振回路１ＲＡからの電磁結合信号の受信にのみ用いられるものとして説明するが、電子ペン１Ａとの間で電磁結合することで、励磁コイル２１４に代えて電子ペン１Ａに備えられた信号制御回路３０１を駆動する電圧を生成するために用いることを排除するものではない。また、電子ペン１Ａに備えられた信号制御回路３０１に対して、位置検出装置３０１から所定の制御データなどの信号を送信することを排除するものではない。
【０１１５】
この図９の例の位置検出装置２０３においては、励磁コイル２１４は、ドライブ回路２５２に接続されている。ドライブ回路２５２は、所定の周波数ｆｏで発振する発振回路２５１に接続されている。
【０１１６】
ドライブ回路２５２は、マイクロコンピュータで構成される処理制御部２５８により制御される。処理制御部２５８は、ドライブ回路２５２を制御して、発振回路２５１からの周波数ｆｏの発振信号の、励磁コイル２１４への供給を制御して、励磁コイル２１４からの電子ペン１Ａへの信号送信を制御する。
【０１１７】
選択回路２１３は、処理制御部２５８により、前述した位置検出装置２０２と同様に選択制御されて一つのループコイルを選択する。この選択回路２１３により選択されたループコイルに発生する誘導電圧は、受信アンプ２５３にて増幅され、バンドパスフィルタ２５４に供給され、周波数ｆｏの成分のみが抽出される。バンドパスフィルタ２５４は、その抽出した成分を検波回路２５５に供給する。
【０１１８】
検波回路２５５は、周波数ｆｏの成分を検出し、その検出した周波数ｆｏの成分に応じた直流信号をサンプルホールド回路２５６に供給し、更にＡ／Ｄ変換回路２５７へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２５７は、サンプルホールド回路２５６のアナログ出力をディジタル信号に変換し、処理制御部２５８に出力する。
【０１１９】
そして、処理制御部２５８は、Ａ／Ｄ変換回路２５７からのディジタル信号が所定のスレッショールド値を超えた値であるか否かを判定して、選択回路２１３で選択されているループコイルが電子ペン１Ａで位置指示された位置のループコイルであるか否かを判定する。
【０１２０】
処理制御部２５８は、また、電子ペン１Ａによる指示位置の検出とは別に、電子ペン１Ａからの信号の断続を、数ビット例えば８ビットのディジタル信号として検出して、筆圧を検出するようにする。
【０１２１】
［電子ペンの他の実施形態］
以上は、電磁誘導方式の電子ペンの場合にこの発明を適用した場合である。しかし、この発明は、静電容量方式の電子ペンの例であるアクティブ静電ペンにも適用できる。以下に説明するアクティブ静電ペンの例の電子ペンにおいては、フェライトコアに巻回されたコイルは、アクティブ静電ペンが備える信号発信回路の電源を充電する充電回路の一部とされる。
【０１２２】
図１０は、この例のアクティブ静電ペンの構成の電子ペン１Ｂの回路構成例を示すものである。このアクティブ静電ペンの構成の電子ペン１Ｂにおいては、芯体３Ｂは、導体、例えば導電性金属や導電性粉末を混入した硬質樹脂からなる電極芯の構成とされる。以下の説明では、芯体３Ｂを、電極芯３Ｂと称する。なお、図示は省略するが、この電子ペン１Ｂの筆圧検出モジュールは、上述の実施形態と同様に形成されていて感圧部６１Ｂを備えており、コイル４Ｂが巻回されているフェライトコアと嵌合すると共に、基板ホルダーと嵌合して、基板ホルダーに係止されているプリント基板に形成されている電子回路（図１０参照）に電気的に接続されている。
【０１２３】
この例では、プリント基板に形成されている電子回路は、図１０に示すように、信号発信回路５１と、この信号発信回路５１を駆動するための駆動電圧（電源電圧）を発生する蓄電素子の例としての電気二重層キャパシタ５２と、整流用ダイオード５３と、電圧変換回路５４とを含む回路構成を有する。信号発信回路５１は、この例では発振回路で構成されている。
【０１２４】
電極芯３Ｂは、上述の実施形態の場合と同様にして、フェライトコアの貫通孔を挿通して、筆圧検出モジュールの押圧部材（圧力伝達部材）に嵌合され、この押圧部材を介して筆圧を感圧部６１Ｂに伝達する。そして、電極芯３Ｂは、接続線５５により、プリント基板の信号発信回路５１と電気的に接続されている。この場合、電極芯３Ｂは、筆圧検出モジュールの押圧部材に直接に嵌合するのではなく、導電性ゴムなどの導電性弾性部材を介して押圧部材に嵌合するようにすると共に、導電性弾性部材を接続線５５を介して信号発信回路５１に電気的に接続するようにする構成とする。これにより、電極芯３Ｂを導電性弾性部材を介して押圧部材に嵌合することで、電極芯３Ｂを信号発信回路５１と接続することができる。
【０１２５】
そして、筆圧検出モジュールの２個の端子部材６２３Ｂ及び６２４Ｂは、図１０に示すように、プリント基板に形成されている信号発信回路５１に電気的に接続されている。信号発信回路５１を構成する発振回路は、筆圧検出モジュールの感圧部６１Ｂの容量可変キャパシタ６１ＢＣの容量に応じて周波数が変化する信号を発生し、その発生した信号を電極芯３Ｂに供給する。
【０１２６】
この例の電子ペン１Ｂは、図示しない充電器に装着したときに、充電器が発生する交番磁界によりコイル４Ｂには誘導起電力が発生して、ダイオード５３を介して電気二重層キャパシタ５２を充電する。電圧変換回路５４は、電気二重層キャパシタ５２に蓄えられた電圧を一定の電圧に変換して信号発信回路５１の電源として供給する。
【０１２７】
この例の静電方式スタイラスペンとしての電子ペン１Ｂが通常動作するとき（充電動作を行わないとき）は、コイル４Ｂは固定電位（この例では接地電位（ＧＮＤ））となるため、電極芯３Ｂの周囲に設けたシールド電極として作用する。なお、静電方式スタイラスペンが通常動作するときのコイル４Ｂの固定電位は、接地電位に限らず、電源のプラス側電位であっても良いし、電源のプラス側電位と接地電位との中間の電位であっても良い。
【０１２８】
信号発信回路（発振回路）５１は、筆圧検出モジュールの感圧部６１Ｂで構成される可変容量キャパシタ６１ＢＣの容量に応じて周波数が変化する信号を発生し、その発生した信号を電極芯３Ｂに供給する。信号発信回路５１からの信号は、電極芯３Ｂよりその信号に基づく電界として放射される。信号発信回路５１を構成する発振回路は、例えばコイルとキャパシタによる共振を利用したＬＣ発振回路により構成される。この実施形態の電子ペン１Ｂの例の静電方式スタイラスペンの座標位置を検出する位置検出装置では、この信号の周波数より電極芯３Ｂに加えられた筆圧を求めることができる。
【０１２９】
図１１は、静電方式スタイラスペンの構成である電子ペン１Ｂからの信号を受け、センサ上の位置を検出すると共に、筆圧を検出するようにする位置検出装置７００を説明するためのブロック図である。
【０１３０】
この実施形態の位置検出装置７００は、図１１に示すように、センサ７１０と、このセンサ７１０に接続されるペン検出回路７２０とからなる。センサ７１０は、この例では、断面図は省略するが、下層側から順に、第１の導体群７１１、絶縁層（図示は省略）、第２の導体群７１２を積層して形成されたものである。第１の導体群７１１は、例えば、横方向（Ｘ軸方向）に延在した複数の第１の導体７１１Ｙ１、７１１Ｙ２、…、７１１Ｙｍ（ｍは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に、Ｙ軸方向に配置したものである。
【０１３１】
また、第２の導体群７１２は、第１の導体７１１Ｙ１、７１１Ｙ２、…、７１１Ｙｍの延在方向に対して交差する方向、この例では直交する縦方向（Ｙ軸方向）に延在した複数の第２の導体７１２Ｘ１、７１２Ｘ２、…、７１２Ｘｎ（ｎは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に、Ｘ軸方向に配置したものである。
【０１３２】
このように、位置検出装置７００のセンサ７１０では、第１の導体群７１１と第２の導体群７１２を交差させて形成したセンサパターンを用いて、電子ペン１Ｂが指示する位置を検出する構成を備えている。
【０１３３】
なお、以下の説明において、第１の導体７１１Ｙ１、７１１Ｙ２、…、７１１Ｙｍについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第１の導体７１１Ｙと称する。同様に、第２の導体７１２Ｘ１、７１２Ｘ２、…、７１２Ｘｎについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第２の導体７１２Ｘと称することとする。
【０１３４】
ペン検出回路７２０は、センサ７１０との入出力インターフェースとされる選択回路７２１と、増幅回路７２２と、バンドパスフィルタ７２３と、検波回路７２４と、サンプルホールド回路７２５と、ＡＤ（Analog  to  Digital）変換回路７２６と、制御回路７２７とからなる。
【０１３５】
選択回路７２１は、制御回路７２７からの制御信号に基づいて、第１の導体群７１１および第２の導体群７１２の中から１本の導体７１１Ｙまたは７１２Ｘを選択する。選択回路７２１により選択された導体は増幅回路７２２に接続され、電子ペン１Ｂからの信号が、選択された導体により検出されて増幅回路７２２により増幅される。この増幅回路７２２の出力はバンドパスフィルタ７２３に供給されて、電子ペン１Ｂから送信される信号の周波数の成分のみが抽出される。
【０１３６】
バンドパスフィルタ７２３の出力信号は検波回路７２４によって検波される。この検波回路７２４の出力信号はサンプルホールド回路７２５に供給されて、制御回路７２７からのサンプリング信号により、所定のタイミングでサンプルホールドされた後、ＡＤ変換回路７２６によってデジタル値に変換される。ＡＤ変換回路７２６からのデジタルデータは制御回路７２７によって読み取られ、処理される。
【０１３７】
制御回路７２７は、内部のＲＯＭに格納されたプログラムによって、サンプルホールド回路７２５、ＡＤ変換回路７２６、および選択回路７２１に、それぞれ制御信号を送出するように動作する。そして、制御回路７２７は、ＡＤ変換回路７２６からのデジタルデータから、電子ペン１Ｂによって指示されたセンサ７１０上の位置座標を算出すると共に、電子ペン１Ｂの筆圧検出モジュールで検出された筆圧を検出するようにする。
【０１３８】
動作の流れとしては、制御回路７２７は、選択信号を選択回路７２１に供給し、第２の導体７１２Ｘのそれぞれを選択し、ＡＤ変換回路７２６から出力されるデータを信号レベルとして読み取る。
【０１３９】
第２の導体７１２Ｘのいずれかから所定値以上のレベルの信号が検出された場合には、制御回路７２７は、最も高い信号レベルが検出された第２の導体７１２Ｘの番号とその周辺の複数個の第２の導体７１２Ｘを記憶する。同様にして、制御回路７２７は、選択回路７２１を制御して、第１の導体７１１Ｙのうちの最も大きい信号レベルが検出された第１の導体７１１Ｙとその周辺の複数個の第１の導体７１１Ｙの番号を記憶する。
【０１４０】
そして、制御回路７２７は、以上のようにして記憶した、第２の導体７１２Ｘの番号及び第１の導体７１１Ｙの番号から、電子ペン１Ｂにより指示されたセンサ７１０上の位置を検出する。
【０１４１】
制御回路７２７は、また、ＡＤ変換回路７２６からの信号の周波数を検出し、その検出した周波数から、電子ペン１Ｂの筆圧検出モジュールで検出された筆圧値を検出する。すなわち、前述したように、電子ペン１Ｂの信号発信回路５１を構成する発振回路の発振周波数は、筆圧検出モジュールの感圧部６１Ｂで構成される可変容量キャパシタ６１ＢＣの静電容量に応じた周波数となっている。制御回路７２７は、例えば、電子ペン１Ｂの信号発信回路５１を構成する発振回路の発振周波数と筆圧値との対応テーブルの情報を備えており、この対応テーブルの情報から、筆圧値を検出する。
【０１４２】
なお、上述の例では、電子ペン１Ｂは、筆圧検出モジュールの感圧部６１Ｂで検出した筆圧を周波数に変換して電極芯３Ｂに供給するようにしたが、筆圧を対応させる信号属性としては周波数に限られるものではなく、信号の位相や信号の断続回数などに筆圧を対応させるようにしても良い。
【０１４３】
また、上述の例のアクティブ静電ペンの構成の電子ペン１Ｂにおいては、フェライトコアに巻回されたコイル４Ｂを、充電用のコイルとしたが、信号発信回路５１の電源電圧の供給源として電池（バッテリー）を内蔵するように構成してもよい。その場合には、コイルを巻回したフェライトコアは不要となる。
【０１４４】
また、上述の例のアクティブ静電ペンの構成の電子ペン１Ｂにおいては、信号発信回路５１は、発振回路のみの構成とし、筆圧をその発振周波数の変化として位置検出装置に伝送するようにしたが、信号発信回路を、発振回路と、その発振信号に対して所定の変調を行う回路とで構成し、筆圧情報を、例えば上述したＡＳＫ信号などとして位置検出装置に伝送するようにしてもよい。
【０１４５】
［その他の実施形態又は変形例］
上述の実施形態では、筆圧検出モジュールの感圧部で構成される容量可変キャパシタは、上述の例のような複数の部品を組み合わせた機構的な構成を有するものに限られるものではなく、例えば特開２０１３−１６１３０７号公報に開示されているような筆圧に応じて静電容量を可変とする半導体素子を用いた１部品の構成とすることもできる。
【０１４６】
また、筆圧検出モジュールの感圧部は、上述の実施形態では、筆圧に応じて静電容量を可変する可変容量キャパシタを用いるようにしたが、共振回路の共振周波数を変化させる変化素子としてのインダクタンス値や抵抗値を可変するものであってもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１４７】
１…電子ペン、２…ケース、３…芯体３…コイル、５…フェライトコア、６…筆圧検出モジュール、７…基板ホルダー、８…プリント基板、６１…感圧部、６２…ホルダー、６３…係合部材、６２１…保持部、６２２…接続部、６２３，６２４…端子部材、８１，８２…導体パターン
【図１】
2017010336.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月27日(2017.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、  前記感圧部を保持すると共に、前記保持された前記感圧部と、前記感圧部から出力される前記電気情報に基づいて前記印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続するホルダーと、  を備え、  前記ホルダーは、前記感圧部を保持する保持部と、前記回路基板との係合部を備えると共に、前記ホルダーの表面上には前記保持部から前記係合部にまで亘る配線が形成されており、前記ホルダーと前記回路基板とが係合されたときに、前記感圧部の前記電極と前記回路基板とが、前記配線を介して電気的に接続される  ことを特徴とする筆圧検出モジュール。
【請求項２】
前記ホルダーは、樹脂による射出成型品に、前記配線が立体微細パターンとして形成されたものである  ことを特徴とする請求項１に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項３】
前記ホルダーの表面上の前記配線には、導電性材料のメッキが施されている  ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項４】
印加された圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、  前記感圧部を保持するための保持部と、前記保持部に保持された前記感圧部の前記電極と、前記感圧部から出力される前記電気情報に基づいて前記印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続するための導電性材料からなる端子部材を具備する接続部を有するホルダーと、  を備え、  前記ホルダーの前記保持部と前記接続部とは、前記保持部が前記圧力が印加される側となる状態で、前記圧力の印加方向に沿って並ぶように構成されると共に、  前記ホルダーの前記接続部は、前記圧力が印加される側とは反対側において、前記回路基板と係合する係合部を備え、前記端子部材は前記保持部から前記係合部にまで亘って形成されており、  前記ホルダーの前記接続部の前記係合部が前記回路基板と係合したときに、前記端子部材を介して前記感圧部と前記回路基板とが電気的に接続される  ことを特徴とする筆圧検出モジュール。
【請求項５】
前記ホルダーの前記接続部の前記係合部は、前記圧力が印加される側とは反対側において、前記圧力の印加方向と同方向に突出する突出部を有し、  前記突出部の本体部分は、樹脂からなると共に、前記回路基板の基板面と平行となる平面を有し、  前記端子部材の一方の端部は、前記保持部に保持された前記感圧部の前記電極と電気的に接続されるように形成されていると共に、  前記端子部材の他方の端部側は、前記突出部の本体部分の前記回路基板の基板面と平行となる平面側の表面に露出するように設けられており、  前記ホルダーと前記回路基板とが係合したときに、前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面が前記回路基板の基板面に接触して、前記端子部材の前記他方の端部が前記回路基板に形成されている導体パターンに電気的に接続される  ことを特徴とする請求項４に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項６】
前記ホルダーは、樹脂による射出成型品に、前記端子部材が立体微細パターンとして形成されたものである  ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項７】
前記端子部材には、導電性材料のメッキが施されている  ことを特徴とする請求項６に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項８】
前記突出部においては、前記端子部材の前記他方の端部側が、前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面の、前記圧力の印加方向と直交する両端縁に形成されている  ことを特徴とする請求項５に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項９】
前記接続部の係合部には、前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面との間で前記回路基板を厚さ方向に挟む突起が形成されている  ことを特徴とする請求項５に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１０】
前記突出部の本体部分は、前記回路基板の端縁が衝合する衝合面を有し、  前記突出部の前記衝合面に前記回路基板の端縁が衝合する状態で前記接続部と前記回路基板とが係合したときに、前記ホルダーの前記接続部の前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面が前記回路基板の基板面に接触して、前記端子部材の前記他方の端部が前記回路基板に形成されている導体パターンに電気的に接続される  ことを特徴とする請求項５に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１１】
前記接続部には、前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面との間で前記回路基板を厚さ方向に挟む突起が形成されていると共に、前記衝合面は、前記突出部と前記突起部との間に形成されている  ことを特徴とする請求項１０に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１２】
前記感圧部を構成する感圧用部品は、誘電体と、導電体と、前記誘電体と前記導電体との間に介在される絶縁性材料からなるスペーサとを含む  ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１３】
前記感圧部を構成する感圧用部品は、印加される圧力に応じて静電容量を変化させる半導体素子を含む  ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１４】
前記感圧部の前記電極は、前記保持部に前記感圧部が保持されたときに、前記配線と電気的に接続される  ことを特徴とする請求項１に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１５】
前記感圧部の前記電極は、前記保持部に前記感圧部が保持されたときに、前記端子部材の前記一方の端部と電気的に接続される ことを特徴とする請求項５に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１６】
圧力伝達部材を前記圧力の印加方向に摺動可能に保持すると共に、前記ホルダーの前記保持部と係合する係合部を備える係合部材を備え、  前記係合部材を前記ホルダーの前記保持部と係合させることで、前記圧力伝達部材が前記感圧部に対して前記圧力を伝達可能とする状態で、前記感圧部が前記保持部に保持される  ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の筆圧検出モジュール。
【請求項１７】
芯体と、  前記芯体の先端に印加される圧力を筆圧として検出する筆圧検出モジュールと、  前記筆圧検出モジュールで検出された前記筆圧に応じた信号を生成するための回路素子が配置されている回路基板と、  前記筆圧検出モジュールと、前記回路基板を保持するための第１のホルダーと、  を有し、筒状の筐体の中空部内に、前記芯体と、前記筆圧検出モジュールと、前記回路基板とが、軸心方向に順次に配列される電子ペンであって、  前記筆圧検出モジュールは、  印加された圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、  前記感圧部を保持すると共に、前記保持された前記感圧部と、前記感圧部から出力される前記電気情報に基づいて前記印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続する第２のホルダーと、  を備え、  前記第２のホルダーは、前記感圧部を保持する保持部と、前記回路基板との係合部を備えると共に、前記第２のホルダーの表面上には前記保持部から前記係合部にまで亘る配線が形成されており、前記第２のホルダーと前記回路基板とが係合されたときに、前記感圧部の前記電極と前記回路基板とが、前記配線を介して電気的に接続される  ことを特徴とする電子ペン。
【請求項１８】
芯体と、  前記芯体の先端に印加される圧力を筆圧として検出する筆圧検出モジュールと、  前記筆圧検出モジュールで検出された前記筆圧に応じた信号を生成するための回路素子が配置されている回路基板と、  前記筆圧検出モジュールと、前記回路基板を保持するための第１のホルダーと、  を有し、筒状の筐体の中空部内に、前記芯体と、前記筆圧検出モジュールと、前記回路基板とが、軸心方向に順次に配列される電子ペンであって、  前記筆圧検出モジュールは、  印加された圧力に応じた電気情報を電極を通じて出力する感圧部と、  前記感圧部を保持するための保持部と、前記保持部に保持された前記感圧部の前記電極と、前記感圧部から出力される前記電気情報に基づいて前記印加された圧力を検出する回路を有する回路基板とを電気的に接続するための導電性材料からなる端子部材を具備する接続部を有する第２のホルダーと、  を備え、  前記第２のホルダーの前記保持部と前記接続部とは、前記保持部が前記圧力が印加される側となる状態で、前記圧力の印加方向に沿って並ぶように構成されると共に、  前記第２のホルダーの前記接続部は、前記圧力が印加される側とは反対側において、前記回路基板と係合する係合部を備え、前記端子部材は前記保持部から前記係合部にまで亘って形成されており、  前記第２のホルダーの前記接続部の前記係合部が前記回路基板と係合したときに、前記端子部材を介して前記感圧部と前記回路基板とが電気的に接続される  ことを特徴とする電子ペン。
【請求項１９】
前記第２のホルダーは、樹脂による射出成型品に、前記端子部材が立体微細パターンとして形成されたものである  ことを特徴とする請求項１８に記載の電子ペン。
【請求項２０】
前記第１のホルダーは、前記回路基板を載置する載置台を備えると共に、前記筆圧検出モジュールの前記第２のホルダーの接続部と嵌合する嵌合部を備え、  前記筆圧検出モジュールの前記第２のホルダーの接続部が、前記第１のホルダーの前記嵌合部に嵌合されることで、前記載置台に載置されている前記回路基板に形成された導体に、前記筆圧検出モジュールの前記接続部に形成された前記端子部材が電気的に接続される  ことを特徴とする請求項１８に記載の電子ペン。
【請求項２１】
前記第２のホルダーの前記接続部においては、前記端子部材の前記圧力が印加される側とは反対側の端部側が、前記接続部の前記回路基板の基板面と平行となる面の、前記圧力の印加方向と直交する両端縁に形成されており、  前記回路基板の前記基板面には、前記端子部材に対応して、前記圧力の印加方向に沿って延在する導体パターンが形成されており、  前記筆圧検出モジュールの前記第２のホルダーの接続部が、前記第１のホルダーの前記嵌合部に嵌合したときに、前記端子部材と、前記導体パターンとが対応して電気的に接続される  ことを特徴とする請求項２０に記載の電子ペン。
【請求項２２】
前記筆圧検出モジュールの前記接続部には、当該接続部が前記第１のホルダーの嵌合部に嵌合されたときに、前記接続部の前記回路基板の基板面と平行となる面との間で前記回路基板を厚さ方向に挟む突起が形成されている  ことを特徴とする請求項２１に記載の電子ペン。
【請求項２３】
前記筆圧検出モジュールの前記感圧部を構成する感圧用部品は、誘電体と、導電体と、前記誘電体と前記導電体との間に介在されるスペーサとを含む  ことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の電子ペン。
【請求項２４】
前記筆圧検出モジュールの前記感圧部を構成する感圧用部品は、印加される圧力に応じて静電容量を変化させる半導体素子を含む  ことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の電子ペン。
【請求項２５】
前記筆圧検出モジュールの前記感圧部の前記電極は、前記保持部に前記感圧部が保持されたときに、前記配線または前記端子部材と電気的に接続される  ことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の電子ペン。
【請求項２６】
前記第２のホルダーの前記接続部の前記係合部は、前記圧力が印加される側とは反対側において、前記圧力の印加方向と同方向に突出する突出部を有し、  前記突出部の本体部分は、前記配線基板の端縁が衝合する衝合面を有し、  前記突出部の前記衝合面に前記配線基板の端縁が衝合する状態で前記接続部と前記回路基板とが係合したときに、前記ホルダーの前記接続部の前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面が前記回路基板の基板面に接触して、前記端子部材の前記圧力が印加される側とは反対側の端部が前記回路基板に形成されている導体パターンに電気的に接続される  ことを特徴とする請求項１８に記載の電子ペン。
【請求項２７】
前記接続部には、前記回路基板の基板面と平行となる面との間で前記回路基板を厚さ方向に挟む突起が形成されていると共に、前記衝合面は、前記回路基板の基板面と平行となる面と前記突起部との間に形成されている  ことを特徴とする請求項２６に記載の電子ペン。
【請求項２８】
前記芯体と結合して前記芯体に印加される圧力を前記感圧部に伝達するための圧力伝達部材と、  前記第２のホルダーの前記保持部側と嵌合して、前記圧力伝達部材を、前記感圧部に対して前記圧力を伝達するように結合させる嵌合部材と、  を備え、前記嵌合部材を前記第２のホルダーの前記保持部側と嵌合させることで、前記圧力伝達部材が前記感圧部と結合した状態で、前記感圧部が前記保持部に保持される  ことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の電子ペン。
【請求項２９】
前記筒状の筐体において、前記筆圧検出モジュールの前記芯体側には、磁性体コアに巻回されたコイルが配され、前記芯体が前記磁性体コアに設けられている貫通孔を挿通することで、前記芯体に印加される圧力を前記筆圧検出モジュールに伝達するようにする  ことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の電子ペン。
【請求項３０】
前記コイルと電気的に接続されて、共振回路を構成するキャパシタが前記回路基板に形成されている  ことを特徴とする請求項２９に記載の電子ペン。
【請求項３１】
前記芯体は、導電性を有する部材で構成されている  ことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の電子ペン。
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月6日(2017.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２６】
前記第２のホルダーの前記接続部の前記係合部は、前記圧力が印加される側とは反対側において、前記圧力の印加方向と同方向に突出する突出部を有し、
前記突出部の本体部分は、前記回路基板の端縁が衝合する衝合面を有し、
前記突出部の前記衝合面に前記回路基板の端縁が衝合する状態で前記接続部と前記回路基板とが係合したときに、前記第２のホルダーの前記接続部の前記突出部の前記回路基板の基板面と平行となる面が前記回路基板の基板面に接触して、前記端子部材の前記圧力が印加される側とは反対側の端部が前記回路基板に形成されている導体パターンに電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１８に記載の電子ペン。
【国際調査報告】
2017010336.tif 000016
2017010336.tif 000017