(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の一方の端部へ印加された力に対応して静電容量が変化するコンデンサを備えた位置指示器であって、
前記コンデンサは、第１の電極と、前記第１の電極と所定の距離を介して対向して配置された第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間に静電容量が形成され、前記筐体の一方の端部へ印加された力が前記第１の電極に伝達されることで前記静電容量が変化する半導体素子で構成されているとともに、
所定の弾性を有し、前記半導体素子の前記第１の電極に力を伝達する圧力伝達部材と、前記筐体の一方の端部へ印加された力を前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達する押圧部材とを備えることで、前記筐体の一方の端部へ印加される力は前記押圧部材によって前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達され、前記半導体素子の前記第１の電極に印加される力は前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して伝達されるものであり、
前記半導体素子と前記圧力伝達部材とが１つのパッケージに収納されている
ことを特徴とする位置指示器。
【請求項２】
前記圧力伝達部材は、前記半導体素子の前記第１の電極よりも小さな面積部分により、前記半導体素子の前記第１の電極に力を伝達するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
【請求項３】
前記圧力伝達部材は、シリコン樹脂で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
【請求項４】
前記パッケージには、前記筐体の一方の端部へ印加された力を前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達する押圧部材を保持する保持部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
【請求項５】
前記パッケージには、前記筐体の一方の端部へ印加された力を前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達する押圧部材が挿入される凹部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
【請求項６】
前記押圧部材が前記凹部に対向する面は非平面形状を有している
ことを特徴とする請求項５に記載の位置指示器。
【請求項７】
前記押圧部材が前記凹部に対向する面は曲面形状を有している
ことを特徴とする請求項６に記載の位置指示器。
【請求項８】
前記半導体素子で構成されたコンデンサとともに共振回路を構成するインダクタンス素子を備え、前記筐体の一方の端部へ印加された力に対応して前記共振回路の共振特性が変化するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
【請求項９】
インダクタンス素子を含む共振回路を備えるとともに、筐体の一方の端部へ印加された力に対応した前記半導体素子の静電容量変化に基づいた制御信号を生成して前記共振回路を制御する制御回路を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
【請求項１０】
前記共振回路にはスイッチ回路が備えられており、前記スイッチ回路は筐体の一方の端部へ印加された力に対応した前記半導体素子の静電容量変化に基づいて生成された前記制御信号によって制御される
ことを特徴とする請求項９に記載の位置指示器。
【請求項１１】
筐体の一方の端部へ印加された力に対応した前記半導体素子の静電容量変化に基づいた制御信号を生成する制御回路を備えるとともに、前記制御回路は前記パッケージに収納されている
ことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
【請求項１２】
前記インダクタンス素子は棒状部材に巻回されたコイルによって構成されている
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の位置指示器。
【請求項１３】
前記筐体の長手方向に、前記筐体の一方の端部と前記インダクタンス素子の間に前記半導体素子が配設されており、前記筐体の一方の端部に印加された力が前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して前記半導体素子の前記第１の電極に伝達されるようにした
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の位置指示器。
【請求項１４】
前記押圧部材は前記筐体の一方の端部から突出しており、前記筐体の一方の端部から突出した前記押圧部材に印加された力が前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して前記半導体素子の第１の電極に伝達されるようにした
ことを特徴とする請求項１３に記載の位置指示器。
【請求項１５】
前記筐体の長手方向に、前記筐体の一方の端部と前記半導体素子の間に、棒状部材に巻回されたコイルによって構成されたインダクタンス素子が配設されており、前記筐体の一方の端部に印加された力が前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して前記半導体素子の前記第１の電極に伝達されるようにした
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の位置指示器。
【請求項１６】
前記棒状部材には貫通孔が設けられており、前記筐体の一方の端部に印加された力が前記棒状部材に設けられた前記貫通孔を介して前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達されるようにした
ことを特徴とする請求項１５に記載の位置指示器。
【請求項１７】
前記押圧部材は、前記棒状部材に設けられた前記貫通孔を貫通して前記筐体の一方の端部から突出しており、前記筐体の一方の端部から突出した前記押圧部材に印加された力が前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達されるようにした
ことを特徴とする請求項１６に記載の位置指示器。
【請求項１８】
前記筐体の一方の端部に印加された力が前記棒状部材を介して前記押圧部材に伝達されることで、前記筐体の一方の端部に印加された力が前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して前記半導体素子の前記第１の電極に伝達されるようにした
ことを特徴とする請求項１５に記載の位置指示器。
【請求項１９】
前記棒状部材と前記押圧部材は一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の位置指示器。
【請求項２０】
前記筐体の一方の端部から突出した突出部材を有し、前記突出部材によって前記筐体の一方の端部に印加された力が前記棒状部材に伝達されるようにした
ことを特徴とする請求項１９に記載の位置指示器。
【請求項２１】
前記突出部材と前記棒状部材は一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項２０に記載の位置指示器。
【請求項２２】
前記棒状部材は磁性材料によって構成されている
ことを特徴とする請求項１５〜請求項２１のいずれかに記載の位置指示器。
【請求項２３】
筐体の一方の端部へ印加された力に対応して静電容量が変化するコンデンサを備えた位置指示器であって、
前記コンデンサは、第１の電極と、前記第１の電極と所定の距離を介して対向して配置された第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間に静電容量が形成され、前記筐体の一方の端部へ印加された力が前記第１の電極に伝達されることで前記静電容量が変化する半導体素子で構成されているとともに、
所定の弾性を有し、前記半導体素子の前記第１の電極に力を伝達する圧力伝達部材と、前記筐体の一方の端部へ印加された力を前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達する押圧部材とを備えることで、前記筐体の一方の端部へ印加される力は前記押圧部材によって前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達され、前記半導体素子の前記第１の電極に印加される力は前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して伝達されるものであり、
前記筐体にプリント配線基板が配設されるとともに、前記プリント配線基板の前記筐体の長手方向であって前記筐体の一方の端部の側に前記半導体素子が配設されて、前記筐体の一方の端部に印加された力が前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して前記半導体素子の前記第１の電極に伝達されるようにした
ことを特徴とする位置指示器。
【請求項２４】
前記半導体素子は、前記プリント配線基板の端面に配設されている
ことを特徴とする請求項２３に記載の位置指示器。
【請求項２５】
筐体の一方の端部へ印加された力に対応して静電容量が変化するコンデンサを備えた位置指示器であって、
前記コンデンサは、第１の電極と、前記第１の電極と所定の距離を介して対向して配置された第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間に静電容量が形成され、前記筐体の一方の端部へ印加された力が前記第１の電極に伝達されることで前記静電容量が変化する半導体素子で構成されているとともに、
所定の弾性を有し、前記半導体素子の前記第１の電極に力を伝達する圧力伝達部材と、前記筐体の一方の端部へ印加された力を前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達する押圧部材を備えることで、前記筐体の一方の端部へ印加される力は前記押圧部材によって前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達され、前記半導体素子の前記第１の電極に印加される力は前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して伝達されるものであり、
印加された力に対応して静電容量が変化する前記コンデンサを前記筐体の内壁面に複数配設するとともに、前記筐体の一方の端部へ印加された力によって生じる前記筐体の長手方向に交差する方向への分力が前記内壁面に配設された複数の前記コンデンサに印加されるようにした
ことを特徴とする位置指示器。
【請求項２６】
筐体の一方の端部へ印加された力に対応して静電容量が変化するコンデンサを備えた位置指示器であって、
前記コンデンサは、第１の電極と、前記第１の電極と所定の距離を介して対向して配置された第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間に静電容量が形成され、前記筐体の一方の端部へ印加された力が前記第１の電極に伝達されることで前記静電容量が変化する半導体素子で構成されているとともに、
所定の弾性を有し、前記半導体素子の前記第１の電極に力を伝達する圧力伝達部材と、前記筐体の一方の端部へ印加された力を前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達する押圧部材を備えることで、前記筐体の一方の端部へ印加される力は前記押圧部材によって前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達され、前記半導体素子の前記第１の電極に印加される力は前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して伝達されるものであり、
前記圧力伝達部材は、前記半導体素子の前記第１の電極に力を伝達する方向への移動が規制されるように、前記半導体素子が収納されたパッケージに配設されている
ことを特徴とする位置指示器。
【請求項２７】
前記圧力伝達部材には鍔部が設けられていると共に、前記パッケージには、前記半導体素子の前記第１の電極に力を伝達する方向への前記圧力伝達部材の移動が規制されるように、前記鍔部に対応した段部が設けられている
ことを特徴とする請求項２６に記載の位置指示器。
【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る、例えばペン形状の位置指示器に関し、特に、位置指示器の先端部に印加された圧力を検出する筆圧検出機能を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ等の入力デバイスとして、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し、この入力面における操作入力位置を電磁誘導方式で検出する位置検出装置を用いる位置入力装置が知られている。通常、この種の位置入力装置は、位置検出装置の前記入力面に対する操作入力手段として、ペンのような形状を有し、筆圧検出部を備える位置指示器が用いられる。
【０００３】
この位置指示器の筆圧検出部には、例えば特許文献１（特開平４−９６２１２号公報）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、細長の筒状の筐体内に収納される機構的な構造部品として、誘電体の一の面に取り付けられた第１の電極と、誘電体の前記一の面と対向する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、この可変容量コンデンサは、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離隔するスペーサ手段と、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部品を備えている。この相対的な圧力または変位を加える部品は、ペン形状の位置指示器の芯体に結合されており、位置指示器に、その筐体の一方の端部から筆圧が加えられると、芯体に加わる軸方向の力により、可撓性の第２の電極が変位する。これにより、誘電体を介して対向する第１の電極と第２の電極との距離が変化し、静電容量が変化する構成となっている。
【０００４】
したがって、この特許文献１の位置指示器の可変容量コンデンサは、誘電体、第１の電極、第２の電極、スペーサ、弾性体、誘電体を保持する保持体、第１及び第２の電極とプリント配線基板との接続のための端子部材などのように、部品点数が多く、また、それぞれが別々の機構部品である。このために、位置指示器の構成が複雑となると共に、位置指示器の組立に手間がかかり、高コストになるという問題がある。
【０００５】
一方、例えば、特許文献２（特開平１１−２８４２０４号公報）、特許文献３（特開２００１−８３０３０号公報）、特許文献４（特開２００４−３０９２８２号公報）、特許文献５（米国公開公報ＵＳ２００２／０１９４９１９）に開示されているように、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  System）技術などで代表される半導体微細加工技術により製作される静電容量方式の圧力センサが提案されている。
【０００６】
この特許文献２〜特許文献５に開示されている圧力センサは、第１の電極と、この第１の電極と所定の距離を介して対向して配置された第２の電極とを備える半導体構造を有するものであって、第１の電極に印加される圧力に応じて、第１の電極と第２の電極との間の距離が変化することで第１の電極と第２の電極との間に形成されている静電容量が変化するので、前記圧力を、前記静電容量の変化として検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−９６２１２号公報
【特許文献２】特開平１１−２８４２０４号公報
【特許文献３】特開２００１−８３０３０号公報
【特許文献４】特開２００４−３０９２８２号公報
【特許文献５】米国公開公報ＵＳ２００２／０１９４９１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１のような、外部からの押圧力により静電容量を可変にするために複数個の機構的な構造部品からなる可変容量コンデンサを、特許文献２〜特許文献５に記載のＭＥＭＳ技術により構成される圧力センサに置き換えることができれば、部品点数を低減させることができると共に、組み立てのための機構的な部品がなくなるので、構成が簡単になり、信頼性の向上およびコスト低減に寄与する。
【０００９】
ところで、上述した特許文献１に記載の位置指示器の筆圧検出用などのような、外部からの押圧力を感知する圧力センサとしては、音圧などの圧力レベルとは比べものにならない大きな圧力に対応させるために、その圧力に耐える耐圧性を有する構造を備える必要がある。しかも、位置指示器の場合、筐体の一方の端部からの軸芯方向の圧力のような、特定方向からの集中的な圧力（筆圧）を、確実に、且つ、効率よく感知することができる構造を備えることが望ましい。
【００１０】
ところが、特許文献２及び特許文献３の圧力センサは、水や空気などの流体の圧力を感知するものであり、上述した位置指示器の筆圧検出用としては適用することができない。
【００１１】
また、特許文献４及び特許文献５の圧力センサは、例えばセラミック層や例えばシリコンなどからなる半導体基板が圧力を受けて撓むことで、第１の電極と第２の電極との距離が変化し、静電容量が変化する。しかしながら、これら特許文献４及び特許文献５には、圧力が、それらセラミック層や半導体基板に直接的に印加された際の振る舞いについて記載されているだけで、位置指示器の筆圧検出のために適用する場合に必要である、筐体の一方の端部に印加された力に対応する特定方向からの集中的な圧力を確実且つ効率良く感知するための構造については、開示されていない。
【００１２】
この発明は、以上の点にかんがみ、構成が簡単であり、しかも筐体の一方の端部に印加された力に対応する集中的な圧力を確実且つ効率良く感知することができるようにした位置指示器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】
【００１３】
上記の課題を解決するために、この発明は、
筐体の一方の端部へ印加された力に対応して静電容量が変化するコンデンサを備えた位置指示器であって、
前記コンデンサは、第１の電極と、前記第１の電極と所定の距離を介して対向して配置された第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間に静電容量が形成され、前記筐体の一方の端部へ印加された力が前記第１の電極に伝達されることで前記静電容量が変化する半導体素子で構成されているとともに、
所定の弾性を有し、前記半導体素子の前記第１の電極に力を伝達する圧力伝達部材と、前記筐体の一方の端部へ印加された力を前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達する押圧部材を備えることで、前記筐体の一方の端部へ印加される力は前記押圧部材によって前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材に伝達され、前記半導体素子の前記第１の電極に印加される力は前記所定の弾性を有する前記圧力伝達部材を介して伝達されるものであり、
前記半導体素子と前記圧力伝達部材とが１つのパッケージに収納されている
ことを特徴とする位置指示器を提供する。
【００１４】
上記の構成を備えたこの発明の位置指示器においては、筐体の一方の端部へ印加された力は、所定の弾性を有する圧力伝達部材を介して、コンデンサを構成する半導体素子の第１の電極を押圧する圧力として伝達される。そして、半導体素子の第１の電極に印加された圧力に応じて、第１の電極と第２の電極との距離が変化することで、コンデンサの静電容量が変化する。
【００１５】
したがって、所定の弾性を有する圧力伝達部材の存在により、筐体の一方の端部へ印加された力に対応する圧力が半導体素子の第１の電極に直接的に加わることがなくなる。このため、この発明による位置指示器によれば、コンデンサを構成する半導体素子は、筐体の一方の端部へ印加された力に対して耐圧性を備える。
【００１６】
そして、コンデンサを構成する半導体素子の第１の電極は、所定の弾性を有する圧力伝達部材を介して圧力を受けるので、筐体の一方の端部へ印加された力に対応する圧力を、所定の弾性を有する圧力伝達部材により、第１の電極に対して適切に伝達するように構成することができ、コンデンサを構成する半導体素子は、前記圧力を確実且つ効率良く感知することができる。
【００１７】
更には、所定の弾性を有する圧力伝達部材が存在するために、予期せずに印加された衝撃性の圧力に対しても耐衝撃性を備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、筐体内に半導体素子からなるコンデンサを備えると共に、その半導体素子に対して、所定の弾性を有する圧力伝達部材を介して、筐体の一方の端部へ印加される力に応じた圧力が印加されるので、前記筐体の一方の端部へ印加される力に対して耐圧性を備えると共に、前記力を確実且つ効率良く感知することができ、しかも予期しない衝撃性の圧力に対する耐衝撃性を備えた位置指示器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明による第１の実施形態の位置指示器の構成例を説明するための図である。
【図２】この発明による位置指示器の実施形態と、この位置指示器と共に使用する位置検出装置を備える電子機器の例を示す図である。
【図３】図１の実施形態の位置指示器の要部を説明するための図である。
【図４】この発明による位置指示器の実施形態が備える半導体素子からなるコンデンサの一例を説明するための図である。
【図５】この発明による位置指示器の実施形態と共に使用する位置検出装置の構成例を説明するための図である。
【図６】この発明による位置指示器の実施形態が備える半導体素子からなるコンデンサの特性例を説明するための図である。
【図７】この発明による位置指示器の実施形態が備える半導体素子からなるコンデンサの他の例を説明するための図である。
【図８】この発明による位置指示器の実施形態が備える半導体素子からなるコンデンサの他の例の特性例を説明するための図である。
【図９】この発明による第２の実施形態の位置指示器の構成例を説明するための図である。
【図１０】この発明による第３の実施形態の位置指示器の構成例を説明するための図である。
【図１１】この発明による位置指示器の実施形態と共に使用する位置検出装置の他の例の構成例を説明するための図である。
【図１２】この発明による第４の実施形態の位置指示器の構成例を説明するための図である。
【図１３】この発明による第５の実施形態の位置指示器の構成例を説明するための図である。
【図１４】この発明による第５の実施形態の位置指示器に用いられる半導体素子を含むデバイスの構成例を説明するための図である。
【図１５】この発明による第６の実施形態の位置指示器の構成例を説明するための図である。
【図１６】この発明による第６の実施形態の位置指示器に用いられる半導体素子を含むデバイスの構成例を説明するための図である。
【図１７】この発明による第７の実施形態の位置指示器の構成例を説明するための図である。
【図１８】この発明による位置指示器の実施形態と、この位置指示器と共に使用する位置検出装置を備える電子機器の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１の実施形態］
図１は、この発明による位置指示器の実施形態を説明するための図である。また、図２は、この実施形態の位置指示器１００を用いる電子機器２００の一例を示すもので、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の下部に、電磁誘導方式の位置検出装置２０２を備えている。
【００２１】
そして、この例の電子機器２００の筐体には、ペン形状の位置指示器１００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に収納されている位置指示器１００を、電子機器２００から取り出して、表示画面２００Ｄで位置指示操作を行う。
【００２２】
電子機器２００においては、表示画面２００Ｄ上で、ペン形状の位置指示器１００により位置指示操作がされると、表示画面２００Ｄの下部に設けられた位置検出装置２０２が、位置指示器１００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。
【００２３】
図１（Ａ）は、この実施形態の位置指示器１００の全体の概要を示すもので、その軸方向の半分は断面で示している。また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図（拡大図）である。更に、図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）のＢ−Ｂ線断面図、図１（Ｄ）は、図１（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００２４】
図１（Ａ）に示すように、位置指示器１００は、軸芯方向に細長であって、一方が閉じられた有底の円筒状の筐体を構成するケース１０１を備える。このケース１０１は、例えば樹脂などからなる第１のケース１０２と第２のケース１０３とから構成され、これら第１のケース１０２と第２のケース１０３とが、同心円状に組み合わされる構成とされている。この場合、図１（Ａ）に示すように、第２のケース１０３が、第１のケース１０２の内側になるようにして両者が組立結合される。ただし、図１（Ｂ）に示すように、第２のケース１０３の軸方向の長さは、ケース１０１の軸方向（長手方向）の全体の長さよりも短くされており、ケース１０１のペン先側は、第１のケース１０２でその内壁面が構成されている。
【００２５】
第１のケース１０２の軸方向の一端側がペン形状の位置指示器のペン先側とされており、ペン形状の位置指示器のペン先、すなわち、筐体を構成する第１のケース１０２の軸方向の一端部には筆圧が印加される構成を備える。この第１のケース１０２のペン先側には、図２（Ｂ）に示すように、ペン先スリーブ１０４が螺合するねじ部１０２ａが形成されている。ペン先スリーブ１０４は、第１のケース１０２のねじ部１０２ａと螺合するねじ部１０４ａを備えると共に、後述する突出部材（ペン先部）を外部に突出させるための貫通孔１０４ｂを備える。
【００２６】
そして、位置指示器１００のケース１０１内には、図１（Ｂ）に示すような位置指示器本体１１０が設けられる。図３は、この位置指示器本体１１０の構成を説明するための図であり、図３（Ａ）は、図１（Ａ）のうち、ケース１０１を除いて位置指示器本体１１０のみを示す断面図である。また、図３（Ｂ）は、位置指示器本体１１０の中央部の拡大斜視図である。
【００２７】
この例の位置指示器本体１１０は、インダクタンス素子の一例としての位置指示コイル１１１と、磁性材料の一例としてのフェライトコア１１２と、圧力センシング半導体デバイス１１３と、端子板１１４，１１５と、半固定の調整用コンデンサ１１６と、調整用コンデンサ１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ，１１７ｄとからなる。そして、後述するように、位置指示コイル１１１と、圧力センシング半導体デバイス１１３で構成される可変容量コンデンサと、半固定の調整用コンデンサ１１６および調整用コンデンサ１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ，１１７ｄとにより並列共振回路が構成される。
【００２８】
位置指示器本体１１０は、この第１の実施形態においては、図３（Ａ）に示すように、圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０からは端子板１１４，１１５が導出されているとともに、棒状部材を構成する、磁性材料から成るフェライトコア１１２が保持されて一体化構造とされたユニットの構成とされている。
【００２９】
図１（Ｂ）及び図３（Ａ）に示すように、位置指示コイル１１１は、フェライトコア１１２に巻回されている。フェライトコア１１２は、この例では、中実の円柱状形状を有すると共に、その中心線方向の両端は、直径が小さい径小部１１２ａ，１１２ｂとされ、また、中央部は、直径が大きい径大部１１２ｃとされる。位置指示コイル１１１は、フェライトコア１１２の径大部１１２ｃに巻回されている。この例では、フェライトコア１１２の径小部１１２ａ及び１１２ｂの直径は、１ｍｍとされ、径大部１１２ｃの直径は、３ｍｍとされている。
【００３０】
そして、フェライトコア１１２の一方の径小部１１２ａは、図１（Ｂ）に示すように、ペン先スリーブ１０４の貫通孔１０４ｂを通じて、外部に突出する突出部材を構成する。この例では、このフェライトコア１１２の径小部１１２ａの先端には、嗜好調整部材１０５が、ペン先スリーブ１０４とは極めて小さな隙間が設けられて、この先端を覆うように着脱自在に取り付けられている。嗜好調整部材１０５は、位置指示操作者の嗜好に応じて、径小部１１２ａの先端に、必要に応じて、取り付けられる部材である。この嗜好調整部材１０５により、例えば、位置指示器１００のペン先を種々の太さ、形状、弾性率、素材に取り替え可能とすることで、位置指示操作の相手方、例えば表示画面２００Ｄとの間での書き味を好みに応じて調整することができる。
【００３１】
一方、フェライトコア１１２の他方の径小部１１２ｂは、圧力センシング半導体デバイス１１３に筆圧に応じた圧力を伝達する押圧部材となるように、圧力センシング半導体デバイス１１３内に挿入される。そして、この例では、図１（Ｂ）及び図３（Ａ）に示すように、フェライトコア１１２の径大部１１２ｃの一部も、圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０内に保持されるように構成されている。
【００３２】
次に、この例の圧力センシング半導体デバイス１１３の構成について説明する。  
この例の圧力センシング半導体デバイス１１３は、例えば、ＭＥＭＳ技術により製作されている半導体素子として構成される圧力感知チップ１０を、例えば立方体あるいは直方体の箱型のパッケージ２０内に封止したものである（図３参照）。
【００３３】
圧力感知チップ１０は、印加される圧力を、静電容量の変化として検出するものであり、この例では、図４に示すような構成を備える。図４（Ｂ）は、この例の圧力感知チップ１０を、圧力Ｐ（図４（Ａ）参照）を受ける面１ａ側から見た図であり、また、図４（Ａ）は、図４（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００３４】
この図４に示すように、この例の圧力感知チップ１０は、縦×横×高さ＝Ｌ×Ｌ×Ｈの直方体形状とされている。この例では、Ｌ＝１．５ｍｍ、Ｈ＝０．５ｍｍとされている。
【００３５】
この例の圧力感知チップ１０は、第１の電極１と、第２の電極２と、第１の電極１及び第２の電極２の間の絶縁層（誘電体層）３とからなる。第１の電極１および第２の電極２は、この例では、単結晶シリコン（Ｓｉ）からなる導体で構成される。絶縁層３は、この例では酸化膜（ＳｉＯ２）からなる絶縁膜で構成される。なお、絶縁層３は、酸化膜で構成する必要はなく、他の絶縁物で構成しても良い。
【００３６】
そして、この絶縁層３の第１の電極１と対向する面側には、この例では、この面の中央位置を中心とする円形の凹部４が形成されている。この凹部４により、絶縁層３と、第１の電極１との間に空間５が形成される。この例では、凹部４の底面は平坦な面とされ、その直径Ｄは、例えばＤ＝１ｍｍとされている。また、凹部４の深さは、この例では、数十ミクロン〜数百ミクロン程度とされている。
【００３７】
この例の圧力感知チップ１０は、次のようにして半導体プロセスにより作成される。先ず、第２の電極２を構成する単結晶シリコン上に、酸化膜からなる絶縁層３を形成する。次に、この酸化膜の絶縁層３に対して空間５が形成されるように、直径Ｄの円形の部分以外の部分を覆うマスクを配設してエッチングを施すことにより、凹部４を形成する。そして、絶縁層３の上に、第１の電極１を構成する単結晶シリコンを被着する。これにより、第１の電極１の下方に、空間５を備える圧力感知チップ１０が形成される。
【００３８】
この空間５の存在により、第１の電極１は、第２の電極２と対向する面とは反対側の面１ａ側から押圧されると、空間５の方向に撓むように変位可能となる。第１の電極１の例としての単結晶シリコンの厚さｔは、印加される圧力Ｐによって撓むことが可能な厚さとされ、第２の電極２よりも薄くされている。この第１の電極１の厚さｔは、後述するように、印加される圧力Ｐに対する第１の電極１の撓み変位特性が、所望のものとなるように選定される。
【００３９】
以上のような構成の圧力感知チップ１０は、第１の電極１と第２の電極２との間に静電容量Ｃｖが形成されるコンデンサである。そして、図４（Ａ）に示すように、第１の電極１の、第２の電極２と対向する面とは反対側の面１ａ側から第１の電極１に対して圧力Ｐが印加されると、第１の電極１は、図４（Ａ）において、点線で示すように撓み、第１の電極１と、第２の電極２との間の距離が短くなり、静電容量Ｃｖの値が大きくなるように変化する。第１の電極１の撓み量は、印加される圧力Ｐの大きさに応じて変化する。したがって、静電容量Ｃｖは、図４（Ｃ）の等価回路に示すように、圧力感知チップ１０に印加される圧力Ｐの大きさに応じて変化する。
【００４０】
なお、第１の電極１として例示した単結晶シリコンでは圧力により数ミクロンの撓みを生じる。圧力感知チップ１０からなるコンデンサの静電容量Ｃｖは、その撓みを引き起こす押圧力Ｐにより０〜２５０ｐＦ（ピコファラッド）の変化を呈する。
【００４１】
この実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３においては、以上のような構成を備える圧力感知チップ１０は、圧力を受ける第１の電極１の面１ａが、図１（Ｂ）及び図３（Ａ）、（Ｂ）において、パッケージ２０の上面２０ａに対向する状態でパッケージ２０内に収納されている。
【００４２】
パッケージ２０は、この例では、セラミック材料や樹脂材料等の電気絶縁性材料からなるパッケージ部材２１と、このパッケージ部材２１内において、圧力感知チップ１０が圧力を受ける面１ａ側に設けられる弾性部材２２とからなる。弾性部材２２は、所定の弾性を有する圧力伝達部材の一例である。
【００４３】
そして、この例では、パッケージ部材２１内の、圧力感知チップ１０が圧力を受ける第１の電極１の面１ａ側の上部には、第１の電極１の面積に対応した凹部２１ａが設けられており、この凹部２１ａ内には弾性部材２２が充填されて配置されている。弾性部材２２は、この例では、所定の弾性を有するシリコン樹脂で構成され、特にシリコンゴムで構成されている。
【００４４】
そして、パッケージ２０には、上面２０ａから弾性部材２２の一部にまで連通する連通穴２３が形成されている。すなわち、パッケージ部材２１には、連通穴２３の一部を構成する貫通孔２１ｂが形成されていると共に、弾性部材２２には、連通穴２３の端部を構成する凹穴２２ａが設けられている（図３（Ａ）参照）。また、パッケージ部材２１の連通穴２３の開口部側（上面２０ａ側）にはテーパー部２１ｃが形成されて、連通穴２３の開口部は、ラッパ状形状とされている。
【００４５】
図１（Ｂ）及び図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、連通穴２３には、圧力センシング半導体デバイス１１３に対して、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂが挿入される。この場合、圧力センシング半導体デバイス１１３の圧力感知チップ１０には、ペン先部となる突出部材を構成するフェライトコア１１２の径小部１１２ａに印加される筆圧に応じた圧力Ｐが、フェライトコア１１２の軸芯方向（中心線方向）に伝達される。なお、この例では、パッケージ部材２１の貫通孔２１ｂの内径は、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂが貫通孔２１ｂに当接する部分の直径より若干大きくされていると共に、弾性部材２２の凹穴２２ａの内径は、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂが凹穴２２ａに当接する部分の直径よりも若干小さくされている。これにより、テーパー部２１ｃと貫通孔２１ｂによってフェライトコア１１２の径小部１１２ｂの圧力センシング半導体デバイス１１３の内部へのガイドを容易にするとともに、圧力センシング半導体デバイス１１３に径小部１１２ｂが挿入されたフェライトコア１１２が容易に脱落しないように保持する構成を備えている。
【００４６】
すなわち、連通穴２３の開口部はラッパ状形状を有しているので、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂはその開口部のテーパー部２１ｃにガイドされて、連通穴２３内に容易に導かれて挿入される。そして、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂは、連通穴２３の端部の弾性部材２２の凹穴２２ａ内まで押し込まれる。こうして、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂは、圧力センシング半導体デバイス１１３の連通穴２３に挿入されることで、圧力感知チップ１０が圧力を受ける面側に対して、軸芯方向の圧力Ｐを印加する状態に位置決めされる。
【００４７】
この場合、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂが凹穴２２ａに当接する部分の直径よりも凹穴２２ａの内径が若干小さいので、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂは、弾性部材２２の凹穴２２ａにおいて、弾性部材２２により弾性的に保持される状態となる。つまり、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂは、圧力センシング半導体デバイス１１３の連通穴２３に挿着されると、圧力センシング半導体デバイス１１３に保持される。
【００４８】
また、この例では、圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０は、その上面２０ａ側に、フェライトコア１１２の径大部１１２ｃの一部を嵌合して保持するための凹部２０ｃを備えている。そして、パッケージ２０は、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂがパッケージ２０の連通穴２３内に挿通され、かつ、フェライトコア１１２の径大部１１２ｃの一部を凹部２０ｃに嵌合する状態として、フェライトコア１１２を保持する。
【００４９】
この場合に、印加される圧力によりフェライトコア１１２の径小部１１２ｂが圧力感知チップ１０の第１の電極を空間５の方向に撓ませることが制限されないように、フェライトコア１１２の径大部１１２ｃと径小部１１２ｂとの段部と、圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０の凹部２０ｃの底部との間には、クッション部材２３ｓが設けられている。なお、パッケージ２０を構成するパッケージ部材２１を弾性部材２２と同じ素材、例えばシリコン樹脂で構成することもできる。
【００５０】
そして、図１（Ｂ）及び図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０の上面２０ａと対向する底面２０ｂからは、圧力感知チップ１０の第１の電極１と接続される第１の端子板１１４が導出されると共に、圧力感知チップ１０の第２の電極２と接続される第２の端子板１１５が導出される。第１の端子板１１４は、例えば金線３１により第１の電極１と電気的に接続される。また、第２の端子板１１５は、第２の電極２と、金線３２により電気的に接続される。
【００５１】
この例では、第１及び第２の端子板１１４及び１１５は、板状の導体で構成され、図示のように幅広とされている。そして、この例では、第１及び第２の端子板１１４及び１１５は、図１（Ｂ）及び図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、パッケージ２０の底面２０ｂから、底面２０ｂに対して垂直な方向に導出されていると共に、その板面が面一となるように、所定の間隔を空けて配設されている。
【００５２】
そして、第１の端子板１１４と第２の端子板１１５の板面上には、両端子板１１４，１１５とを橋渡しするようにして、半固定の調整用コンデンサ１１６および調整用コンデンサ１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ，１１７ｄの一端、他端が、半田付け等により電気的に接続されている。
【００５３】
この場合、半固定の調整用コンデンサ１１６および調整用コンデンサ１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ，１１７ｄは、位置指示コイル１１１と共に、共振回路を構成するものである。そして、半固定の調整用コンデンサ１１６は、外部から治具を用いて静電容量を調整することにより、前記共振回路の共振周波数を調整することが可能である。また、調整用コンデンサ１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ，１１７ｄは、その数を調整することにより、同様に共振回路の共振周波数を調整するためのものである。なお、調整用コンデンサの数の調整は、第１及び第２の端子板１１４，１１５に予め所定数のコンデンサを接続しておき、第１及び第２の端子板１１４、１１５を、必要な調整用のコンデンサの数のところで切断することで行うことができる。あるいは、第１及び第２の端子板１１４，１１５の間に所望の調整用コンデンサを追加して接続することで行うこともできる。
【００５４】
また、この例では、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、パッケージ２０の上面２０ａには、第１及び第２の端子板１１４，１１５のそれぞれと電気的に接続（点線で図示）された端子１１８，１１９が設けられている。そして、これら端子１１８と端子１１９とは、フェライトコア１１２の径大部１１２ｃに巻回されている位置指示コイル１１１の一端及び他端がそれぞれ接続されるようにされている。これにより、ユニット化された位置指示器本体１１０は、後述する図５に示すように、位置指示コイル１１１と、圧力センシング半導体デバイス１１３の圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖと、半固定の調整用コンデンサ１１６および調整用コンデンサ１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ，１１７ｄからなる静電容量Ｃｆとからなる並列共振回路を構成する。
【００５５】
そして、図１（Ｄ）に示すように、ケース１０１の第２のケース１０３の内壁面には、位置指示器本体１１０の第１の端子板１１４及び第２の端子板１１５の幅方向の端部を保持する溝１０３ａ，１０３ｂが形成されている。位置指示器本体１１０は、第１の端子板１１４及び第２の端子板１１５の幅方向の端部を、第２のケース１０３の内壁面の溝１０３ａ，１０３ｂに挿入するようにして、ケース１０１内に収納される。第２のケース１０３の内壁面の溝１０３ａ，１０３ｂは、第２のケース１０３の先端部１０３ｃから、丁度、第１及び第２の端子板１１４，１１５の長さ分だけ形成されている。したがって、位置指示器本体１１０は、第２のケース１０３の内壁面の溝１０３ａ，１０３ｂにより、その軸方向の位置が係止されることになる。
【００５６】
更に、第２のケース１０３の先端部１０３ｃは、第１のケース１０２の内壁面とは段部を形成している。そして、この段差部を形成する第２のケース１０３の先端部１０３ｃは、位置指示器本体１１０のパッケージ２０の底面２０ｂと突き当たり、位置指示器本体１１０の、ケース１０１内における軸方向の位置が、これによっても規制される。すなわち、位置指示器本体１１０は、第２のケース１０３の内壁の溝１０３ａ，１０３ｂと、先端部１０３ｃにより、ケース１０１の軸方向のペン先側からの圧力に抗して係止され、圧力センシング半導体デバイス１１３は、軸方向の筆圧を受けることができる。
【００５７】
また、図１（Ｃ）に示すように、第１のケース１０２の、圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０の側面に対向する内壁面部分１０２ｂは、圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０の外形形状に応じた、断面が四角形形状とされている。したがって、ケース１０１内に収納されたときには、位置指示器本体１１０は、圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０が、第１のケース１０２の断面が四角形形状の内壁面部分により保持されることになる。
【００５８】
更に、また、ペン先スリーブ１０４は、ケース１０１内に収納された位置指示器本体１１０のフェライトコア１１２の径大部１１２ｃと径小部１１２ａとの段部１１２ｄと係合する壁部１０４ｃを備えている。そして、この壁部１０４ｃは、ペン先スリーブ１０４を、第１のケース１０２に螺合させたときに、フェライトコア１１２の段部１１２ｄと係合し、これにより、ケース１０１内に収納された位置指示器本体１１０は、軸方向の位置が規制される。
【００５９】
この状態で、位置指示器１００のペン先側に軸芯方向に押圧力が加わると、すなわち、筆圧が加わると、その筆圧に応じた圧力によりフェライトコア１１２が、圧力センシング半導体デバイス１１３の弾性部材２２を介して、圧力感知チップ１０を押圧する。前述したように、圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖは、圧力感知チップ１０に伝達された筆圧に応じて変化する。
【００６０】
この場合に、図１（Ｂ）及び図３（Ａ）に示すように、圧力感知チップ１０は、圧力を受ける面１ａ側において弾性部材２２を介して第１の電極１に圧力が印加されることで、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂによる筆圧に応じた静電容量Ｃｖを呈する。
【００６１】
そして、この場合に、圧力感知チップ１０が圧力を受ける面側がフェライトコア１１２の径小部１１２ｂによって直接に押圧されるのではなく、弾性部材２２が、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂと圧力感知チップ１０との間に介在するので、圧力感知チップ１０が圧力を受ける面側における耐圧性、耐ショック性が向上し、この面側が過大な圧力、予期しない瞬間圧力などにより損壊されてしまうことを防止することができる。すなわち、圧力センシング半導体デバイス１１３は、筆圧による圧力を所定の弾性を有する圧力伝達部材としての弾性部材２２を介して、圧力感知チップ１０が受けるようにしているので、圧力感知チップ１０、より具体的には圧力を受ける第１の電極１への印加圧力に対する耐圧性、耐ショック性を備えている。
【００６２】
また、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂは、圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０に設けられた連通穴２３に差し込まれ、ガイドされることにより位置決めされるので、印加される筆圧は、弾性部材２２を介して確実に圧力感知チップ１０に伝達される。
【００６３】
そして、印加される筆圧は、弾性部材２２により圧力感知チップ１０の第１の電極１の面１ａへの圧力として伝達される。したがって、印加される筆圧が、圧力感知チップ１０が圧力を受ける面１ａに確実に印加されることになり、圧力センシング半導体デバイス１１３は、筆圧Ｐに対応した静電容量の変化を呈し、筆圧を良好に検出することができるようになる。
【００６４】
［電子機器２００における位置検出および筆圧検出のための回路構成］
次に、上述の実施形態の位置指示器１００を用いて指示位置の検出および筆圧の検出を行う電子機器２００の位置検出装置２０２における回路構成例について、図５を参照して説明する。図５は、位置指示器１００及び電子機器２００が備える位置検出装置２０２の回路構成例を示すブロック図である。
【００６５】
位置指示器１００は、回路構成としては、前述したように、インダクタンス素子としての位置指示コイル１１１と、半導体素子として圧力感知チップ１０により構成されるコンデンサの可変容量Ｃｖと、半固定の調整用コンデンサ１１６および調整用コンデンサ１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ，１１７ｄからなる固定容量Ｃｆとが並列に接続された共振回路を備える。
【００６６】
一方、電子機器２００の位置検出装置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。各ループコイル群２１１，２１２は、例えば、それぞれｎ，ｍ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２１１，２１２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。
【００６７】
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。
【００６８】
さらに、位置検出装置２０２には、発振器２２１と、電流ドライバ２２２と、切り替え接続回路２２３と、受信アンプ２２４と、検波器２２５と、低域フィルタ２２６と、サンプルホールド回路２２７と、Ａ／Ｄ変換回路２２８と、同期検波器２２９と、低域フィルタ２３０と、サンプルホールド回路２３１と、Ａ／Ｄ変換回路２３２と、処理制御部２３３とが設けられている。処理制御部２３３は、マイクロコンピュータにより構成されている。
【００６９】
発振器２２１は、周波数ｆ０の交流信号を発生する。そして、発振器２２１は、発生した交流信号を、電流ドライバ２２２と同期検波器２２９に供給する。電流ドライバ２２２は、発振器２２１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２２３へ送出する。切り替え接続回路２２３は、処理制御部２３３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２２２が、受信側端子Ｒには受信アンプ２２４が、それぞれ接続されている。
【００７０】
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２２３を介して受信アンプ２２４に送られる。受信アンプ２２４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２２５及び同期検波器２２９へ送出する。
【００７１】
検波器２２５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２２６へ送出する。低域フィルタ２２６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２２５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２２７へ送出する。サンプルホールド回路２２７は、低域フィルタ２２６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２２８へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２２８は、サンプルホールド回路２２７のアナログ出力をディジタル信号に変換し、処理制御部２３３に出力する。
【００７２】
一方、同期検波器２２９は、受信アンプ２２４の出力信号を発振器２２１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２３０に送出する。この低域フィルタ２３０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２２９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２３１に送出する。このサンプルホールド回路２３１は、低域フィルタ２３０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２３２へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２３２は、サンプルホールド回路２３１のアナログ出力をディジタル信号に変換し、処理制御部２３３に出力する。
【００７３】
処理制御部２３３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２３３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２２３の切り替え、サンプルホールド回路２２７、２３１のタイミングを制御する。処理制御部２３３は、Ａ／Ｄ変換回路２２８、２３２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。
【００７４】
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、位置指示器１００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２３３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１００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２３３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。
【００７５】
このようにして、位置検出装置２０２では、接近した位置指示器１００の位置を処理制御部２３３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１００の筆圧値の情報を得ることができる。
【００７６】
［第１の実施形態の変形例］
＜筆圧−静電容量変化特性調整＞
＜第１の例＞
上述した第１の実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３の圧力感知チップ１０においては、圧力（筆圧）が印加される第１の電極１を構成する単結晶シリコンの厚さｔを変えると、筆圧に応じた第１の電極１の撓み量が変わる。したがって、第１の電極１の厚さｔを選定することにより、筆圧に対する圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖの容量変化特性を変えることができる。
【００７７】
図６は、圧力感知チップ１０へ印加される筆圧に対する静電容量Ｃｖの容量変化特性の例を示す特性図である。この図６に示すように、第１の電極１の厚さがｔ＝ｔ１の場合、印加される筆圧に対する圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖの容量変化特性は、曲線４０で示すようなものとなる。
【００７８】
そして、第１の電極１の厚さｔを、ｔ１よりも厚いｔ２（ｔ２＞ｔ１）とした場合には、印加される筆圧に対して、第１の電極１が、より撓みにくくなるので、印加される筆圧に対する静電容量Ｃｖの容量変化特性は、曲線４０とは同様の変化をするものではあるが、曲線４０よりも変化が緩やかな曲線４１となる。
【００７９】
また、第１の電極１の厚さｔを、ｔ１よりも薄いｔ３（ｔ３＜ｔ１）とした場合には、印加される筆圧に対して、第１の電極１が、より撓み易くなるので、印加される筆圧に対する静電容量Ｃｖの容量変化特性は、曲線４０とは同様の変化をするものではあるが、曲線４０よりも変化が急峻な曲線４２となる。
【００８０】
以上のようにして、圧力感知チップ１０の第１の電極１の厚さｔを変えることにより、印加される筆圧に対する静電容量Ｃｖの容量変化特性を、所望のものに選定することができる。
【００８１】
なお、以上の例は、第１の電極１の厚さｔを変えるようにしたが、第１の電極１の材質を、より撓み易い材質、より撓みにくい材質、というように異ならせることにより、厚さｔが同一であっても、印加される筆圧に対する圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖの容量変化特性を変えることができる。この場合に、第１の電極１の材質を異ならせると共に、厚さｔを変えることで、より細かく容量変化特性を変えるようにすることもできる。
【００８２】
なお、弾性部材２２の弾性率を選定することによって、あるいは弾性部材２２と第１の電極１との係合関係（例えば、当接形状）にバリエーションを持たせることによって、圧力感知チップ１０への筆圧の印加特性（伝達特性）を変化させることもできるために、このような方法で、圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖの容量変化特性を変えることもできる。
【００８３】
＜第２の例＞
以上の例では、圧力感知チップ１０へ印加される筆圧に対する静電容量Ｃｖの容量変化特性は互いに類似した傾向を備えるものであった。第２の例は、圧力感知チップ１０へ印加される筆圧に対する静電容量Ｃｖの容量変化特性の変化率、いわゆる勾配変化の傾向が互いに異なる特性を有する例である。
【００８４】
この第２の例においては、圧力感知チップ１０の絶縁層３の凹部４の、第１の電極１に対向して空間５を形成する面を一様な平面とするのではなく、厚みが非均一な形状とすることにより、圧力感知チップ１０の筆圧に対する静電容量Ｃｖの容量変化特性を所望のものとなるようにする。図７（Ａ），（Ｂ）は、この第２の例の圧力感知チップ１０Ａ，１０Ｂを説明するための図であり、それぞれ前述した圧力感知チップ１０の図４（Ａ）に示した断面図に対応する断面図である。この図７（Ａ），（Ｂ）において、前述の圧力感知チップ１０と同一部分には、同一参照番号を付して、その説明は省略する。
【００８５】
図７（Ａ）の例の圧力感知チップ１０Ａにおいては、絶縁層３に形成される凹部４Ａは、この凹部４Ａの第１の電極１との対向面が徐々に深くなるように厚みが変化する形状とされる場合の一例であり、この例では、凹部４Ａの第１の電極１との対向面が徐々に深くなるようにする２段の段差部６１，６２を形成する。この段差部６１，６２は、前述したようにして凹部４Ａを形成した後、凹部４Ａの第１の電極１と対向する底面の所定の大きさの円形領域以外を覆うマスクを配設し、更にエッチング処理を施すことを繰り返すことにより形成する。このエッチング処理により、マスクされていない円形領域は、その周囲よりも深さが更に深い凹部となり、段差部６１，６２が形成される。
【００８６】
第１の電極１との対向面が平面である凹部４を備える前述した圧力感知チップ１０の場合の印加圧力に対する静電容量Ｃｖの特性曲線は、図８において、曲線４３のようなものであるとすると、この図７（Ａ）の例の圧力感知チップ１０Ａは、図８において、曲線４４に示すようなものとなり、印加圧力に対して静電容量Ｃｖが略直線的に比例して変化する特性を有する。
【００８７】
なお、この図８の曲線４４のような特性を得るために、凹部４Ａの第１の電極１との対向面が徐々に深くなる形状とする方法としては、上述の例のような段差部６１，６２を設けるようにする方法に限られるわけではなく、例えば凹部４Ａの中心に向かって徐々に深くなる曲面形状の凹部とするようしても良い。
【００８８】
次に、図７（Ｂ）の例の圧力感知チップ１０Ｂにおいては、絶縁層３に形成される凹部４Ｂは、図７（Ａ）の例とは異なり、凹部４Ｂの第１の電極１との対向面が、その周部からその中央部に向かうに従って、徐々に第１の電極１側に近づくように厚みが変化する形状とされる場合の一例である。この例では、凹部４Ｂの第１の電極１との対向面に、第１の電極１側に膨出する膨出部６３，６４を形成する。
【００８９】
この例の場合には、先ず、絶縁層３を構成する酸化膜において、膨出部６３の部分を除いた部分にマスクを配設してエッチング処理を施し、膨出部６３の部分を凹部とする。次に、膨出部６３の部分をマスクすると共に、膨出部６３の周囲の膨出部６４の部分を露呈させる状態でマスクを施し、エッチング処理を施して、膨出部６３の部分の周囲に、膨出部６３よりも深さの深い領域を形成するようにして膨出部６４を形成する。次に、膨出部６３，６４の部分をマスクすると共に、膨出部６３，６４の周囲の凹部４Ｂの部分を露呈させる状態でマスクを施し、エッチング処理を施して、膨出部６３，６４の部分の周囲に、膨出部６４よりも深さの深い領域を形成するようにする。このような処理を必要に応じ繰り返し行うことで、図７（Ｂ）に示すような周部よりも中央部が膨出した形状の空間５を形成することができる。
【００９０】
この図７（Ｂ）の例の場合、圧力感知チップ１０Ｂへの印加される圧力に対する静電容量Ｃｖの特性曲線は、図８において、曲線４５に示すようなものとなり、印加される筆圧が小さいときには容量は大きく変化し、印加される筆圧が大きくなると、容量の変化が小さくなる特性となる。
【００９１】
なお、この図８の曲線４５のような特性を得るために、凹部４Ｂの第１の電極１との対向面との間の距離が、凹部４Ｂの中心に向かって第１の電極１側に近づくにつれて、短くなるような形状とする方法としては、上述の例のような膨出部６３，６４を形成する方法に限られるわけではなく、凹部４Ｂの第１の電極１と対向する面を、例えば凹部４Ｂの中心に向かって徐々に曲面状に膨出するドーム形状とするようしても良い。
【００９２】
以上のようにして、絶縁層３と第１の電極１との間で形成される空間５を形成するための凹部４Ａ，４Ｂの、第１の電極１との対向面の形状を変化させることにより第１の電極１との間の距離を非均一とすることで、圧力感知チップ１０Ａ，１０Ｂへの印加される圧力に対する静電容量Ｃｖの特性を、所望の特性にすることができる。
【００９３】
なお、上述の圧力感知チップ１０の場合と同様に、圧力感知チップ１０Ａ，１０Ｂへ印加される筆圧に対する静電容量Ｃｖの特性は、第１の電極１の厚さｔ、弾性部材２２の弾性率や弾性特性、あるいは弾性部材２２と第１の電極１との係合関係（例えば、当接形状）にバリエーションを持たせることによっても所望の特性にすることができる。
【００９４】
すなわち、弾性部材２２に係合する、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂの先端の形状を、例えば、球面形状などの曲面形状、鋭利に尖らせた形状などの非平面状、あるいは平面形状とする、などのように変化させることにより圧力感知チップ１０，１０Ａ，１０Ｂへの印加圧力に対する第１の電極１の空間５の方向への撓み方を異ならせる。このように、弾性部材２２に係合する、フェライトコア１１２の径小部１１２ｂの先端の形状を、上記のように種々の形状に変えることによっても、印加圧力に対する圧力感知チップ１０の可変容量Ｃｖの容量変化特性を変えることができる。
【００９５】
［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態の位置指示器１００Ａを説明するための図である。この第２の実施形態の位置指示器１００Ａは、第１の実施形態の場合と同様の携帯電話端末などの電子機器が備える位置検出装置の位置指示器の場合であり、上述の第１の実施形態の位置指示器１００と同一部分には、同一の参照符号を付してその説明は省略する。
【００９６】
図９（Ａ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図に対応する部分における、第２の実施形態の位置指示器１００Ａの断面図を示すものである。また、図９（Ｂ）は、この第２の実施形態の位置指示器１００Ａにおける圧力センシング半導体デバイス１１３Ａの構成例の斜視図である。図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【００９７】
この第２の実施形態の位置指示器１００Ａは、ケース１０１およびペン先スリーブ１０４は、第１の実施形態と同様に構成される。この第２の実施形態は、筐体を構成するケース１０１内に収納される位置指示器本体の構成が、上述の第１の実施形態とは異なる。
【００９８】
すなわち、この第２の実施形態の位置指示器本体１１０Ａは、圧力センシング半導体デバイス１１３Ａと、位置指示コイル１１１が巻回された、磁性材料にて構成された棒状部材としてのフェライトコア１１２Ａと、突出部材としてのペン先１０６と、端子板１１４，１１５と、半固定の調整用コンデンサ１１６と、調整用コンデンサ１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ，１１７ｄと、結合部材１１８とからなる。そして、この第２の実施形態では、圧力センシング半導体デバイス１１３Ａのパッケージ２０Ａは、その底面２０Ａｂ側においてフェライトコア１１２Ａを保持すると共に、例えば樹脂からなるペン先１０６を、後述する凹穴２３Ａに嵌合するように構成される。
【００９９】
そして、フェライトコア１１２Ａは、この第２の実施形態では、径が一定の円柱状形状を有しており、位置指示コイル１１１が巻回される。そして、フェライトコア１１２Ａの中心線方向（軸方向）の一側が圧力センシング半導体デバイス１１３Ａのパッケージ２０Ａの底面２０Ａｂ側に設けられた凹部２１Ａｄに嵌合される。また、フェライトコア１１２Ａの中心線方向の他側が、例えば樹脂からなる結合部材１１８に嵌合して結合されている。そして、この結合部材１１８は、端子板１１４及び１１５を、前述の圧力センシング半導体デバイス１１３のパッケージ２０と同様にして、保持する構成となっている。結合部材１１８は、第１のケース１０２の内径とほぼ同じ外径を有する円柱状の部材とされ、第１のケース１０２により保持される。
【０１００】
そして、端子板１１４と端子板１１５との間には、第１の実施形態と同様に、半固定の調整用コンデンサ１１６と、調整用コンデンサ１１７ａ，１１７ｂ、１１７ｃ，１１７ｄとが設置される。なお、端子板１１４と端子板１１５とは、第１の実施形態と同様に、第２のケース１０３の内壁面に設けられた溝１０３ａ及び１０３ｂにより保持されて、ケース１０１内に収納される。
【０１０１】
この第２の実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３Ａは、第１の実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３と同様の構成とすることもできるが、この例では、図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような構成とされる。
【０１０２】
すなわち、この第２の実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３Ａのパッケージ２０Ａは、弾性を有する樹脂部材、例えばシリコンゴムから成るパッケージ部材２１Ａで構成されており、独立して配設された弾性部材２２は有していない。
【０１０３】
そして、このパッケージ部材２１Ａには、前述した圧力センシング半導体デバイス１１３の連通穴２３に対応する、断面が所定形状、例えば円形の凹穴２３Ａが形成されている。そして、図９（Ｃ）に示すように、この凹穴２３Ａの内壁面には、丸棒状のペン先１０６を保持するためのＯリング状の突部２７ａ及び２７ｂが設けられている。すなわち、凹穴２３Ａの内径は、丸棒状のペン先１０６が当接する部分の直径と等しいあるいは若干大きくされ、また、Ｏリング状の突部２７ａ及び２７ｂの内径は、ペン先１０６が当接する部分の直径よりも小さく選定されている。
【０１０４】
したがって、ペン先１０６が、パッケージ部材２１Ａの開口部側（上面２０Ａａ側）に設けられたテーパー部２１Ａｃによってガイドされて凹穴２３Ａ内に挿入されたときには、ペン先１０６は、突部２７ａ，２７ｂにより保持される。しかし、ペン先１０６は、凹穴２３Ａ内に固定される訳ではなく、所定の力で凹穴２３Ａから引き抜くことが可能である。したがって、ペン先１０６は、容易に交換可能である。なお、第２の実施形態では、突状部材であるペン先１０６は、圧力伝達部材としてのパッケージ部材２１Ａに圧力を伝達する押圧部材でもある。
【０１０５】
そして、圧力感知チップ１０の第１の電極１は、金線３３により導体で構成される第１のリード端子２４Ａに接続され、また、第２の電極２は、導体で構成される第２のリード端子２５Ａに接続される。この第２の実施形態では、これら第１及び第２のリード端子２４Ａ及び２５Ａは、図９（Ｂ），（Ｃ）に示すように、パッケージ２０Ａの上面２０Ａａあるいは底面２０Ａｂに垂直となるように導出されている。圧力センシング半導体デバイス１１３Ａのその他の構成は、圧力センシング半導体デバイス１１３と同様である。
【０１０６】
なお、図示は省略するが、この第２の実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３Ａの第１のリード端子２４Ａ及び第２のリード端子２５Ａは、それぞれ端子板１１４及び１１５に金線などにより電気的に接続される。また、フェライトコア１１２Ａに巻回されている位置指示コイル１１１の一端及び他端も、それぞれ端子板１１４及び１１５に電気的に接続される。
【０１０７】
この第２の実施形態においては、圧力センシング半導体デバイス１１３Ａがペン先１０６に近い位置に配置されるので、筆圧を感度良く検出することができる。また、この第２の実施形態の位置指示器１００Ａで用いた圧力センシング半導体デバイス１１３Ａは、パッケージ２０Ａが、圧力伝達部材としての機能を果たすパッケージ部材２１Ａで構成されているために、圧力センシング半導体デバイスとしての構成を非常にシンプルにすることができる。
【０１０８】
［第３の実施形態］
上述した第１の実施形態の位置指示器１００においては、位置指示器本体１１０は、位置指示コイルとコンデンサとの共振回路のみからなる回路構成であり、ユニット化することが可能であった。しかしながら、位置指示器としては、この位置指示器と電磁結合する位置検出装置の構成によっては、ＩＣ（Integrated  Circuit；集積回路）を含む信号処理回路を備える必要がある場合もある。そのような場合には、位置指示器は、一般的には、信号処理回路を配設するためのプリント配線基板を備える。
【０１０９】
第３の実施形態の位置指示器は、ケース内にプリント配線基板を備える。そして、筆圧を検出する圧力センシング半導体デバイスは、このプリント配線基板に対して固定して配設するようにする。
【０１１０】
図１０は、この第３の実施形態の位置指示器１００Ｂを説明するための図である。この第３の実施形態の位置指示器１００Ｂは、第１の実施形態の場合と同様の携帯電話端末などの電子機器が備える位置検出装置の位置指示器の場合であり、上述の第１の実施形態の位置指示器１００と同一部分には、同一の参照符号を付してその説明は省略する。
【０１１１】
図１０（Ａ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図に対応する部分における、第３の実施形態の位置指示器１００Ｂの断面図を示すものである。また、図１０（Ｂ）は、この第３の実施形態の位置指示器１００Ｂにおける圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂとプリント配線基板３００との取り付け部の構成例を示す図である。更に、図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）におけるＦ−Ｆ線断面図である。
【０１１２】
この第３の実施形態の位置指示器１００Ｂのケース１０１Ｂは、第１の実施形態の位置指示器１００のケース１０１と同様に、第１のケース１０２Ｂと第２のケース１０３Ｂとからなり、両者が同心円状に組み合わされることにより、有底の筒状形状とされる。
【０１１３】
そして、この第３の実施形態では、第２のケース１０３Ｂには軸方向に溝１０３Ｂａ，１０３Ｂｂが形成されており、この溝内に、プリント配線基板３００の幅方向の端部がそれぞれ嵌合されて、プリント配線基板３００がケース１０１Ｂ内に収納されて配設されるようにされている。なお、第２のケース１０３Ｂの軸方向の溝１０３Ｂａ，１０３Ｂｂのペン先側とは反対側の端部（図示は省略）において、プリント配線基板３００は突き当たり、ペン先方向からの力を受け止めるように係止される。
【０１１４】
この第３の実施形態の位置指示器本体１１０Ｂは、上述した第１の実施形態のような１ユニットの構成ではない。この第３の実施形態の位置指示器本体１１０Ｂは、プリント配線基板３００と、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂと、押圧部材１２０と、位置指示コイル１１１と、フェライトコア１１２Ｂと、ペン先保持部１３０と、突状部材を構成するペン先１３１とからなる。
【０１１５】
そして、図１０（Ｂ）に示すように、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂは、プリント配線基板３００のペン先側の端面３００ａに取り付けられる。図１０（Ｃ）は、この第３の実施形態の位置指示器本体１１０Ｂに用いられる圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂの構成例を示す拡大断面図である。
【０１１６】
この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂは、第１の実施形態で用いた圧力センシング半導体デバイス１１３と同様の構成を備え、圧力伝達部材として例えばシリコンゴムからなる弾性部材２２を用いる構成を備える。この図１０（Ｃ）において、前述した圧力センシング半導体デバイス１１３と同一部分には同一参照符号を付して、その説明は省略する。
【０１１７】
ただし、この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂは、第１の実施形態で用いた圧力センシング半導体デバイス１１３とは、端子部の導出方法が異なると共に、パッケージ２０Ｂを構成するパッケージ部材が、図１０（Ｃ）に示すように、圧力感知チップ１０の第１の電極１の面１ａに垂直な方向において、第１のパッケージ部材２１ＵＰと第２のパッケージ部材２１ＤＷとに２分割されている点が異なる。
【０１１８】
そして、この例では、第１のパッケージ部材２１ＵＰは、弾性部材２２を有すると共に、連通穴２３を形成した部材として構成される。また、連通穴２３の開口部側にはテーパー部２１ｃが形成されている。
【０１１９】
一方、第２のパッケージ部材２１ＤＷは、圧力感知チップ１０を、その第１の電極１の面１ａ側を露呈した状態で封止すると共に、リード端子２４Ｂ，２５Ｂを導出するように構成される。
【０１２０】
そして、上記のように構成された第１のパッケージ部材２１ＵＰと、第２のパッケージ部材２１ＤＷとを、圧力感知チップ１０の第１の電極１の面１ａ上に、弾性部材２２が衝合するようにして、例えば接着材、圧接などにより一体的に結合して、１つのパッケージ２０Ｂを構成するようにする。
【０１２１】
この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂは、パッケージ２０Ｂの大きさが、図１の例の場合と比較して、若干小さいものとされている。そして、図１０（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂにおいては、圧力感知チップ１０の第１の電極１に接続されているリード端子２４Ｂと、第２の電極２に接続されているリード端子２５Ｂとが、パッケージ２０Ｂの一側面２０Ｂｄ側において、パッケージ部材２１ＤＷから側面２０Ｂｄに垂直な方向に導出される。そして、この導出されたリード端子２４Ｂ及びリード端子２５Ｂは、更に、パッケージ２０Ｂの底面２０Ｂｂに対して垂直な方向となるように、図示のように直角に折り曲げられた形状を備えている。
【０１２２】
また、パッケージ２０Ｂの前記一側面２０Ｂｄと対向する側面２０Ｂｅにおいて、第２のパッケージ部材２１ＤＷからは、圧力感知チップ１０とは電気的には非接続の状態にあるダミー端子２６が導出される。このダミー端子２６も、図示のように直角に折り曲げられた形状を備えている。また、このダミー端子２６は幅広とされている。
【０１２３】
この場合、パッケージ２０Ｂの側面２０Ｂｄ側から導出されたリード端子２４Ｂ，２５Ｂが直角に折り曲げられた部分と、側面２０Ｂｅ側から導出されたダミー端子２６が直角に折り曲げられた部分とは、互いに対向する状態となり、それらの間の距離は、図１０（Ｂ），（Ｃ）に示すように、プリント配線基板３００の厚さｄにほぼ等しく選定されている。
【０１２４】
さらに、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂのパッケージ２０Ｂの底面２０Ｂｂの例えば中央部には、位置決め用の突部２８が形成されている。一方、図１０（Ｂ）に示すように、プリント配線基板３００の端面３００ａには、突部２８が嵌合する凹穴３０１が設けられている。突部２８は、例えば円柱状形状、四角柱形状、円錐形状、円錐台形状、角錐台形状、ドーム形状など、位置決めするためのどのような形状であってもよい。そして、凹穴３０１は、突部２８の形状に対応する形状とされるものであることは言うまでもない。
【０１２５】
プリント配線基板３００の端面３００ａにおける凹穴３０１の形成位置は、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂのリード端子２４Ｂ，２５Ｂ及びダミー端子２６でプリント配線基板３００を挟み、凹穴３０１に圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂの突部２８が嵌合されたときに、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂのリード端子２４Ｂ及び２５Ｂが、プリント配線基板３００の一面３００ｂに設けられている印刷配線パターン３０２及び３０３のそれぞれに電気的に接続される位置とされる。
【０１２６】
圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂのその他の構成は、圧力センシング半導体デバイス１１３と同様である。
【０１２７】
この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂは、図１０（Ｂ）に示すように、プリント配線基板３００の端面３００ａに対して、パッケージ２０Ｂの底面２０Ｂｂが当接した状態で、リード端子２４Ｂ，２５Ｂとダミー端子２６とで、プリント配線基板３００の厚さ方向を挟持するように配設される。この場合に、図１０（Ｂ）に示すように、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂのパッケージ２０Ｂの突部２８が、この凹穴３０１に挿入されて嵌合されることにより、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂがプリント配線基板３００の端面３００ａに位置決めされる。
【０１２８】
そして、プリント配線基板３００の一面３００ｂに設けられている印刷配線パターン３０２及び３０３と、第１のリード端子２４Ｂ及び第２のリード端子２５Ｂをそれぞれ半田付けして固定する。また、図示は省略するが、同様にして、プリント配線基板３００の一面３００ｂとは反対側の面においては、ダミー端子２６をダミー配線パターンと半田付けをして圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂをプリント配線基板３００にしっかりと固定する。こうして、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂは、ペン先１３１からケース１０１Ｂの軸方向の押圧力を受けて、圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖを変化させることが可能なように、プリント配線基板３００に対して固定されて取り付けられる。
【０１２９】
次に、この第３の実施形態においては、フェライトコア１１２Ｂは、磁性材料から成る棒状部材であって、この例では円柱状形状を有する。フェライトコア１１２Ｂに位置指示コイル１１１が巻回されてインダクタンス素子を構成する。位置指示コイル１１１の一端及び他端は、図示は省略するが、プリント配線基板３００の印刷パターンに対して接続される。そして、フェライトコア１１２Ｂの軸方向のペン先側の端面の中央部には、凹部１１２Ｂａが形成され、また、軸方向のペン先側とは反対側の端面の中央部には、凹部１１２Ｂｂが形成されている。
【０１３０】
また、ペン先保持部１３０は、例えばシリコンゴムなどの弾性を有する樹脂などにより構成された円柱状形状の弾性部材で構成される。そして、このペン先保持部１３０の軸方向のペン先側の端面の中央部には、突状部材としての、例えば樹脂などからなる棒状のペン先１３１を嵌合する凹部１３０ａが設けられると共に、軸方向のペン先側とは反対側の端面の中央部には、フェライトコア１１２Ｂの凹部１１２Ｂａに嵌合してフェライトコア１１２Ｂと結合するための突部１３０ｂが設けられている。
【０１３１】
この場合、ペン先保持部１３０は、その突部１３０ｂとフェライトコア１１２Ｂの凹部１１２Ｂａとで嵌合した状態でフェライトコア１１２Ｂに対して接着材などにより固定する。しかし、ペン先１３１は、ペン先保持部１３０の凹部１３０ａに圧入嵌合されるだけであって、ペン先１３１は、ペン先保持部１３０から引き抜いて、交換することが可能とされている。なお、ペン先１３１には、嗜好調整部材１０５が前述の実施形態と同様に着脱自在に被せられる。
【０１３２】
一方、フェライトコア１１２Ｂの軸方向のペン先側とは反対側には、例えば樹脂からなる円柱状形状の結合部材１４０が設けられる。この結合部材１４０のフェライトコア１１２Ｂ側の端面の中心部には、フェライトコア１１２Ｂの凹部１１２Ｂｂと嵌合する突部１４０ａが形成されている。そして、フェライトコア１１２Ｂの凹部１１２Ｂｂと結合部材１４０の突部１４０ａとが嵌合された状態で、結合部材１４０がフェライトコア１１２Ｂと例えば接着材により接着されて固定される。
【０１３３】
また、結合部材１４０のフェライトコア１１２Ｂとは反対側の端面の中央部には、押圧部材１２０に嵌合される突部１４０ｂが設けられている。この例では、ペン先１３１、フェライトコア１１２Ｂおよび結合部材１４０が、印加される筆圧に応じた圧力を押圧部材１２０に伝達する棒状部材を構成する。
【０１３４】
押圧部材１２０は、例えば樹脂からなる円柱状の形状を備え、結合部材１４０の突部１４０ｂが嵌合する嵌合凹穴１２０ｃを備えている。結合部材１４０の突部１４０ｂが押圧部材１２０の嵌合凹穴１２０ｃに嵌合されて、結合部材１４０と押圧部材１２０とが一体的に結合されている。
【０１３５】
そして、押圧部材１２０の側周部には、第１のケース１０２Ｂの内壁面に固着されている保持部１２１の側面に形成されたケース１０１Ｂの軸方向に所定の長さを有する切り欠き部１２１ａ，１２１ｂ内に挿入される突部１２０ａ，１２０ｂが形成されている。押圧部材１２０は、第１のケース１０２Ｂに固定されている筒状の保持部１２１内に、突部１２０ａ，１２０ｂと切り欠き部１２１ａ，１２１ｂとがそれぞれ嵌合することで、ケース１０１Ｂの軸方向に移動可能に収納されている。従って、押圧部材１２０は、突部１２０ａ，１２０ｂが、切り欠き部１２１ａ，１２１ｂ内に挿入された状態で、保持部１２１の切り欠き部１２１ａ，１２１ｂの長さの範囲内で、ケース１０１Ｂの軸方向に移動可能となる。
【０１３６】
なお、連通穴２３を構成する貫通孔２１ｂの内径は、この連通穴２３に挿入される押圧部材１２０の突起１２０ｄの直径よりも若干大きくされており、テーパー部２１ｃとともに押圧部材１２０の挿入をガイドするように構成されている。また、連通穴２３を構成する弾性部材２２の凹穴２２ａの内径は、突起１２０ｄの直径よりも若干小さくされて、押圧部材１２０の保持部を形成している。
【０１３７】
なお、連通穴２３を構成する貫通孔２１ｂの内径は、この連通穴２３に挿入される押圧部材１２０の突起１２０ｄの直径よりも若干大きくされており、テーパー部２１ｃとともに押圧部材１２０の挿入をガイドするように構成されている。また、連通穴２３を構成する弾性部材２２の凹孔２２ａの内径は、突起１２０ｄの直径よりも若干小さくされて、押圧部材１２０の保持部を形成している。
【０１３８】
位置指示器１００Ｂは、以上のように構成されているので、使用者が、この位置指示器１００Ｂを手に持って、例えば電子機器の表示画面上に接触させて押圧すると、ペン先１３１がケース１０１Ｂの軸方向の力を受け、これにより、押圧部材１２０の突起１２０ｄが圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂの圧力感知チップ１０の第１の電極１を、空間５の方向に押圧する。したがって、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂの圧力感知チップ１０の第１の電極１には、ペン先１３１に加わる筆圧に応じた押圧力が印加され、圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖは、筆圧に応じて変化する。
【０１３９】
この例の場合には、プリント配線基板３００には、調整用のコンデンサ３０４のほかに、信号処理回路を構成するＩＣ（Integrated  Circuit；集積回路）３０５が設けられており、以下に説明するように、このＩＣ３０５において、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂの圧力感知チップ１０で検出された筆圧に応じた静電容量Ｃｖについての処理が行なわれる。
【０１４０】
なお、図１０（Ｂ），（Ｃ）の例においては、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂにおいては、第１のパッケージ部材２１ＵＰ側に圧力伝達部材としての弾性部材２２を設けるようにしたが、弾性部材２２は、第２のパッケージ部材２１ＤＷ側に設けておくようにしても良い。この場合には、弾性部材２２として、例えば、シリコン樹脂から成る、弾性を有するフィルム状部材を圧力感知チップ１０の第１の電極１の前面に配置し、弾性部材２２を、押圧部材１２０の突起１２０ｄで押圧することもできる。また、この例では、位置指示器１００Ｂ内にプリント配線基板３００を配置し、プリント配線基板３００上に調整用のコンデンサ３０４のほかに、信号処理回路を構成するＩＣ（Integrated  Circuit；集積回路）３０５などが配置されているが、省スペース、あるいは小型化された位置指示器が求められる場合には、これらの電子部品と圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂが集積されて一つのパッケージに収納される。
【０１４１】
［第３の実施形態における位置検出および筆圧検出のための回路構成］
図１１は、この第３の実施形態の位置指示器１００Ｂの等価回路と、位置指示器１００Ｂと電磁誘導結合により位置検出及び筆圧検出を行う位置検出装置２０３の回路構成例を示す図である。
【０１４２】
この図１１の例の位置検出装置２０３においては、図５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。しかし、この図１１にて例示する位置指示器１００Ｂと位置検出装置２０３から成るシステムにおいては、位置指示器１００ＢにＩＣ回路で構成される信号制御回路を備えており、このＩＣ回路を駆動するための駆動電圧を位置検出装置２０３に備えられた励磁コイル２１４から送信された励磁信号から取得する点で、位置指示器１００と位置検出装置２０２から成る既述したシステムとは異なっている。また、図１１では、一例として、位置検出装置２０３のループコイル群２１１，２１２は位置指示器１００Ｂ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、位置指示器１００Ｂとの間で電磁結合することで、励磁コイル２１４に代えて位置指示器１００Ｂに備えられた信号制御回路を駆動することを排除するものでもない。また位置指示器１００Ｂに備えられた信号制御回路に対して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もない。
【０１４３】
この図１１の例の位置検出装置２０３においては、位置検出コイル２１０を取り囲むようにして、励磁コイル２１４が配設されている。図１１においては、励磁コイル２１４は、２ターンとなっているが、実際的には、より多くのターン数、例えば８〜１０ターンとされている。図１１に示すように、励磁コイル２１４は、ドライブ回路２４２に接続され、ドライブ回路２４２は、周波数ｆｏで発振する発振回路２４１に接続されている。
【０１４４】
ドライブ回路２４２は、マイクロコンピュータで構成される処理制御部２４０により制御される。処理制御部２４０は、ドライブ回路２４２を制御して、発振回路２４１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からの位置指示器１００Ｂへの信号送信を制御する。
【０１４５】
選択回路２１３は、処理制御部２４０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２４３にて増幅され、バンドパスフィルタ２４５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２４５は、その抽出した成分を検波回路２４６に供給する。
【０１４６】
検波回路２４６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２４７に供給する。サンプルホールド回路２４７は、検波回路２４６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変換回路２４８へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２４８は、サンプルホールド回路２４７のアナログ出力をディジタル信号に変換し、処理制御部２４０に出力する。処理制御部２４０は、前記所定のタイミングの信号をサンプルホールド回路２４７に供給する。
【０１４７】
そして、処理制御部２４０は、Ａ／Ｄ変換回路２４８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位置指示器１００Ｂ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。
【０１４８】
処理制御部２４０は、また、後述するように、位置指示器１００Ｂによる指示位置の検出とは別に、位置指示器１００Ｂ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。
【０１４９】
位置指示器１００Ｂの回路構成は、図１１において点線で囲んで示すようなものとなっている。すなわち、インダクタンス素子としての位置指示コイル１１１と、プリント配線基板３００に配設されているコンデンサ３０６とにより共振回路３２１が構成されている。そして、この共振回路３２１に並列に、スイッチ３０７が接続されている。このスイッチ３０７は、ＩＣ３０５によりオン・オフ制御されるように構成されている。なお、位置指示コイル１１１は、磁性材料から成る棒状部材に巻回されている。
【０１５０】
そして、ＩＣ３０５は、位置指示コイル１１１とコンデンサ３０６にて構成される共振回路３２１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３０８及びコンデンサ３０９からなる整流回路（電源供給回路）３２２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。ＩＣ３０５は、共振回路３２１とはコンデンサ３１０を介して接続されており、共振回路３２１の動作状況をモニターしている。共振回路３２１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ＩＣ３０５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。
【０１５１】
更に、ＩＣ３０５には、圧力感知チップ１０により構成されるコンデンサ（静電容量Ｃｖ）が接続されており、筆圧に応じた可変容量Ｃｖを検出することができる。ＩＣ３０５は、可変容量Ｃｖの値から位置指示器１００Ｂにおける筆圧を検出する。そして、検出した筆圧を、例えば８ビットのディジタル信号に変換し、その筆圧に対応するディジタル信号により、スイッチ３０７を制御する。以上の回路構成においては、圧力感知チップ１０により構成されるコンデンサは共振回路３２１を構成する必要はない。また、位置指示コイル１１１と、圧力感知チップ１０により構成される可変容量Ｃｖの他は、全て、プリント配線基板３００上に配設されている。
【０１５２】
以上のように構成された位置指示器１００Ｂ及び位置検出装置２０３の位置検出動作及び筆圧検出動作について説明する。
【０１５３】
処理制御部２４０は、先ず、ドライブ回路２４２を駆動して励磁コイル２１４から所定時間信号を位置指示器１００Ｂに送信すると共に、選択回路２１３にＸ軸方向ループコイル群２１１のうちの一つのループコイルを順次に選択して、位置指示器１００Ｂにより指示された位置のＸ座標値を求める。
【０１５４】
次に、処理制御部２４０は、ドライブ回路２４２を駆動して励磁コイル２１４から所定時間、信号を位置指示器１００Ｂに送信すると共に、選択回路２１３をＹ軸方向ループコイル群２１２のうちの一つのループコイルを順次に選択して、位置指示器１００Ｂにより指示された位置のＹ座標値を求める。
【０１５５】
以上のようにして、位置指示器１００Ｂの指示位置を検出したら、処理制御部２４０は、位置指示器１００Ｂからの８ビットの筆圧情報を検出するため、励磁コイル２１４から所定時間以上継続した送信を行った後、座標検出の際と同様なタイミングで送受信を８回継続して行う。このとき、選択回路２１３では、検出した座標値に従い、位置指示器１００Ｂから最も近いループコイル（Ｘ軸方向ループコイル，Ｙ軸方向ループコイルのどちらでもよい）を選択して信号を受信する。
【０１５６】
一方、位置指示器１００ＢのＩＣ３０５は、圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖに対応して得られた筆圧を８ビットのディジタル信号に変換し、その８ビットのディジタル信号により、位置検出装置２０３からの信号の送受信に同期してスイッチ３０７をオン・オフ制御する。スイッチ３０７がオフであるときには、共振回路３２１は、位置検出装置２０３から送信された信号を位置検出装置２０３に返送することができるので、位置検出装置２０３のループコイルはこの信号を受信する。これに対して、スイッチ３０７がオンであるときには共振回路３２１は動作が禁止された状態にあり、このために、共振回路３２１から位置検出装置２０３に信号は返送されず、位置検出装置２０３のループコイルは信号を受信しない。
【０１５７】
位置検出装置２０３の処理制御部２４０は、受信信号の有無を８回確認することにより、筆圧に応じた８ビットのディジタル信号を受信し、位置指示器１００Ｂからの筆圧情報を検出することができる。
【０１５８】
［第４の実施形態］
図１２は、第４の実施形態の位置指示器１００Ｃの構成例を説明するための図である。この第４の実施形態の位置指示器１００Ｃは、第１の実施形態の変形例であり、図１２において、上述の第１の実施形態の位置指示器１００と同一部分には、同一の参照符号を付してその説明は省略する。
【０１５９】
図１２（Ａ）は、この実施形態の位置指示器１００Ｃの全体の概要を示すもので、その軸方向の半分は断面で示している。また、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＧ−Ｇ線断面図（拡大図）である。更に、図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）のＨ−Ｈ線断面図である。
【０１６０】
この第４の実施形態の位置指示器１００Ｃにおいては、ケース１０１Ｃ内に収納される位置指示器本体１１０Ｃのうち、主としてフェライトコア１１２Ｃの形状が異なるものとされている。すなわち、この第４の実施形態の位置指示器１００Ｃの位置指示器本体１１０Ｃのフェライトコア１１２Ｃは、図１２（Ｂ）に示すように、中実の円柱状のものではなく、中心部が貫通孔の中空部１１２Ｃａとされた筒状の形状を備えた、磁性材料から成る棒状部材である。インダクタンス素子としての位置指示コイル１１１は、このフェライトコア１１２Ｃの外周部に巻回される。
【０１６１】
したがって、フェライトコア１１２Ｃは、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｃよりも大きな径となってしまうので、第１の実施形態とは異なり、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｃとフェライトコア１１２Ｃとは必ずしも結合されない。
【０１６２】
そして、フェライトコア１１２Ｃは、第１のケース１０２Ｃの一部により、その径方向が保持されると共に、ペン先スリーブ１０４の壁部１０４ｃにより、ケース１０１Ｃの軸方向のペン先側の位置が規制され、また、第２のケース１０３Ｃの端部と係合してケース１０１Ｃの軸方向のペン先側とは反対側の位置が規制される。
【０１６３】
この実施形態では、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｃは、フェライトコア１１２Ｃを保持する構成を備えないほかは、ほぼ第１の実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３と同様の構成を備えるものとされている。すなわち、この第４の実施形態の場合の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｃは、端子板１１４及び１１５を、そのパッケージ２０の底面２０ｂ側において保持する構成を備える。そして、端子板１１４及び１１５の軸方向の端部と溝１０３Ｃａおよび１０３Ｃｂとの衝合、及び、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｃの底面２０ｂと第２のケース１０３Ｃの段部との衝合により、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｃは、ペン先側からの圧力を受けることできるように、ケース１０１Ｃの軸方向の位置が係止される。
【０１６４】
そして、この第４の実施形態では、フェライトコア１１２Ｃの中空部１１２Ｃａを貫通する、例えば樹脂からなる芯体１０７を備え、この芯体１０７の一端側が、ペン先スリーブ１０４の開口部１０４ｂから外部に突出して突出部材を構成するようにされると共に、他端側が、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｃの連通穴２３に挿通されて、押圧部材を構成する。したがって、この例では、芯体１０７の一端側が突出部材を構成し、他端側が押圧部材を構成している。また、この芯体１０７は、印加される筆圧に応じた圧力を圧力伝達部材としての弾性部材２２に伝達する棒状部材を構成する。
【０１６５】
なお、この例では、連通穴２３を構成するパッケージ部材２１の貫通孔２１ｂの内径は、芯体１０７の他端部が貫通孔２１ｂに当接する部分の直径より若干大きくされていると共に、凹穴２２ａの内径は、芯体１０７の他端部が凹穴２２ａに当接する部分の直径よりも若干小さくされていることで、テーパー部２１ｃと貫通孔２１ｂによって芯体１０７の他端部の圧力センシング半導体デバイス１１３の内部へのガイドを容易にするとともに、凹穴２２ａは、圧力センシング半導体デバイス１１３に挿入された芯体１０７が容易に脱落しないように、芯体１０７を保持する保持部を構成する。なお、芯体１０７は、所定の力で引き抜くことにより、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｃによる保持から離脱することができるので、芯体１０７は容易に交換可能である。
【０１６６】
この第４の実施形態の位置指示器１００Ｃでは、フェライトコア１１２Ｃが中心孔（貫通孔）を有する中空円筒状とされた、磁性材料から成る棒状部材を構成しており、比較的太い形状となるので、その分、図１２（Ａ）に示すように、全体として第１の実施形態の位置指示器１００に比較して、太いペンの形状となる。しかし、ケース１０１Ｃは太さが第１の実施形態のケース１０１と異なるのみで、第１のケース１０２Ｃと第２のケース１０３Ｃとが同心円状に組み合わされるものである。そして、図１２（Ｃ）に示すように、第２のケース１０３Ｃの内壁に形成された溝１０３Ｃａ及び１０３Ｃｂにより、端子板１１４及び１１５が嵌合保持される構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１６７】
［第５の実施形態］
図１３は、第５の実施形態の位置指示器１００Ｄの構成例を説明するための図である。この第５の実施形態の位置指示器１００Ｄは、第３の実施形態の変形例であり、図１３において、上述の第３の実施形態の位置指示器１００と同一部分には、同一の参照符号を付してその説明は省略する。
【０１６８】
この第５の実施形態は、第４の実施形態と第１の実施形態との関係と同様に、第３の実施形態において、フェライトコアの形状を中実のものから、貫通孔を有する中空の円筒状とすると共に、フェライトコアの中空部に、棒状の芯体を挿入する構成に等しい。
【０１６９】
すなわち、図１３（Ａ）は、第５の実施形態の位置指示器１００Ｄの一部断面図であり、これは、図１２（Ａ）のＧ−Ｇ線断面図（拡大図）に対応する図である。更に、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【０１７０】
この第５の実施形態の位置指示器１００Ｄにおいては、ケース１０１Ｄ内に収納される位置指示器本体１１０Ｄのうち、フェライトコア１１２Ｄが、図１３（Ａ）に示すように、中心部が貫通孔の中空部１１２Ｄａとされた筒状の形状を有する、磁性材料から成る中心孔（貫通孔）を備えた棒状部材を構成する。
【０１７１】
そして、フェライトコア１１２Ｄは、第１のケース１０２Ｄの一部により、その径方向に保持されると共に、ケース１０１Ｄの軸方向のペン先側とは反対側の位置が規制される。また、ペン先スリーブ１０４の壁部１０４ｃにより、ケース１０１Ｄの軸方向のペン先側の位置が規制される。
【０１７２】
そして、この第５の実施形態では、フェライトコア１１２Ｄの中空部１１２Ｄａを貫通する芯体１０７Ｄを備え、芯体１０７Ｄの一端側が、ペン先スリーブ１０４の開口部１０４ｂから外部に突出して、突出部材を構成する。他端側は押圧部材１２０Ｄに圧入嵌合される。
【０１７３】
押圧部材１２０Ｄは、円柱状の形状を備え、軸方向にフェライトコア１１２Ｄの側には芯体１０７Ｄの他端側が圧入嵌合される嵌合凹穴１１２Ｄｃを備えている。そして、押圧部材１２０Ｄの側周部には、第１のケース１０２Ｄの内壁面に固着されている保持部１２１Ｄの側面に形成されたケース１０１Ｄの軸方向に所定の長さを有する切り欠き部１２１Ｄａ，１２１Ｄｂ内に挿入される突部１２０Ｄａ，１２０Ｄｂが形成されている。
【０１７４】
そして、図１３（Ｂ）に示すように、ケース１０１Ｄの第２のケース１０３Ｄの内壁面には、プリント配線基板３００を位置指示器本体１１０Ｄに固定するための溝１０３Ｄａ，１０３Ｄｂが形成されている。また、プリント配線基板３００の端面３００ａには、この端面３００ａを部分的に切り欠くことで、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄのパッケージの一部を収納し、位置決めするための凹部３１１が形成されている。
【０１７５】
押圧部材１２０Ｄは、第１のケース１０２Ｄに固定されている筒状の保持部１２１Ｄ内に、突部１２０Ｄａ，１２０Ｄｂと切り欠き部１２１Ｄａ，１２１Ｄｂとがそれぞれ嵌合することで、ケース１０１Ｄの軸方向に移動可能に収納されている。従って、押圧部材１２０Ｄは、突部１２０Ｄａ，１２０Ｄｂが、切り欠き部１２１Ｄａ，１２１Ｄｂ内に挿入された状態で、保持部１２１Ｄの切り欠き部１２１Ｄａ，１２１Ｄｂの長さの範囲内で、ケース１０１Ｄの軸方向に移動可能となる。
【０１７６】
そして、押圧部材１２０Ｄには、更に、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄの圧力感知チップ１０の第１の電極１を、空間５の方向に押圧するための突起１２０Ｄｄが設けられている。
【０１７７】
圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄは、第３の実施形態と同様の構成の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｂの構成とすることもできるが、この第５の実施形態では、図１４に示すような構成を備えるものとされている。
【０１７８】
図１４（Ａ）は、この第５の実施形態で用いられている圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄの斜視図であり、また、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＪ−Ｊ線断面図である。更に、図１４（Ｃ）は、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄをプリント配線基板３００に取り付けた状態を示す図の一例である。この図１４においては、前述した圧力センシング半導体デバイス１１３と同一部分には同一参照符号を付して、その説明は省略する。
【０１７９】
図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この第５の実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄにおいては、パッケージ２０Ｄは、パッケージ部材２１Ｄと、圧力伝達部材（２２Ｄ、２９Ｄａ、２９Ｄｂ）とで構成される。パッケージ部材２１Ｄは、主要部２１Ｄａと蓋部２１Ｄｂとからなる。そして、パッケージ部材２１Ｄの主要部２１Ｄａには、図１４（Ｂ）に示すように、凹部２３Ｄが形成されており、圧力感知チップ１０は凹部２３Ｄによって第１の電極１の上方が開口状態とされて収納される。また、圧力感知チップ１０の上方に設けられた凹部２３Ｄには、圧力伝達部材２２Ｄを構成する押圧突部２２Ｄａが第１の電極１に対向するようにして収納される。
【０１８０】
そして、圧力感知チップ１０の第１の電極１の上面には、この例では、所定の弾性を有するクッション部材２９Ｄａが被着形成されている。このクッション部材２９Ｄａは、圧力伝達部材２２Ｄの押圧突部２２Ｄａが第１の電極１に直接に接触して第１の電極１を損傷させないように保護すると共に、圧力伝達部材２２Ｄを通じて、押圧部材１２０Ｄの突部１２０Ｄｄにより印加される圧力を弾性的に伝達する役割を果たす。このクッション部材２９Ｄａは、例えばシリコンゴムなどから成る、フィルム状の弾性部材であるが、その弾性率あるいは弾性特性は、印加圧力に対する圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖの所望の容量変化特性あるいは押圧部材１２０Ｄの突部１２０Ｄｄにより印加される予期しない圧力に対する耐衝撃性特性に応じて選定される。
【０１８１】
圧力伝達部材２２Ｄは、圧力感知チップ１０の第１の電極１に対してクッション部材２９Ｄａを介して当接する押圧突部２２Ｄａと、鍔部２２Ｄｂと、パッケージ２０Ｄの外部に露呈して、押圧部材１２０Ｄの突部１２０Ｄｄによる押圧力を受ける、パッケージ２０Ｄの上面２０Ｄａと同一の平面を有する突出した押圧印加部２２Ｄｃとを備える。そして、この例では、圧力伝達部材２２Ｄの押圧突部２２Ｄａは、球状形状に構成されている。また、鍔部２２Ｄｂの、押圧突部２２Ｄａ側の面には、所定の弾性を有するクッション部材２９Ｄｂが被着形成されている。また、押圧印加部２２Ｄｃには、この例では半球状凹部２２Ｄｄが形成されている。
【０１８２】
この例では、圧力伝達部材２２Ｄは、クッション部材２９Ｄａ，２９Ｄｂの存在により、芯体１０７Ｄ及び押圧部材１２０Ｄを通じて印加される圧力を弾性的に圧力感知チップ１０の第１の電極１に伝達する。したがって、クッション部材２９Ｄａ，２９Ｄｂとは異なり、圧力伝達部材２２Ｄは、弾性を有しない樹脂で構成することができる。また、弾性を有する材料、例えばシリコンゴムなどで圧力伝達部材２２Ｄを構成し、予期しない瞬間圧力に対してはクッション部材２９Ｄａ，２９Ｄｂに防御可能な弾性特性を持たせるようにしても良い。
【０１８３】
なお、圧力伝達部材２２Ｄがシリコンゴムなどの弾性体で構成される場合には、クッション部材２９Ｄａやクッション部材２９Ｄｂは省略することができる。
【０１８４】
パッケージ部材２１Ｄの主要部２１Ｄａの凹部２３Ｄは、図１４（Ｂ）に示すように、圧力伝達部材２２Ｄの押圧突部２２Ｄａを移動自由に収納する凹穴２３Ｄａを備えていると共に、圧力伝達部材２２Ｄの鍔部２２Ｄｂがクッション部材２９Ｄｂを介して係合する段部２３Ｄｂを備えている。
【０１８５】
そして、この圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄにおいては、圧力感知チップ１０が収納されたパッケージ部材２１Ｄの主要部２１Ｄａ内の凹部２３Ｄの凹穴２３Ｄａ内に、圧力伝達部材２２Ｄの押圧突部２２Ｄａを挿入すると共に、圧力伝達部材２２Ｄの鍔部２２Ｄｂを、クッション部材２９Ｄｂを介してパッケージ部材２１Ｄの主要部２１Ｄａに設けられた段部２３Ｄｂと係合させるようにして、圧力伝達部材２２Ｄをパッケージ部材２１Ｄの主要部２１Ｄａに装着される。
【０１８６】
そして、この装着状態を保持して、パッケージ部材２１Ｄの蓋部２１Ｄｂにより、圧力伝達部材２１Ｄの押圧印加部２２Ｄｃをパッケージ２０Ｄの上面２０Ｄａと同一平面を有する状態で、圧力伝達部材２２Ｄの上部を封止する。
【０１８７】
なお、この例においては、第１の電極１に接続されている第１のリード端子２４Ｄ及び第２の電極２に接続されている第２のリード端子２５Ｄは、パッケージ２０Ｄの底面２０Ｄｂから、この底面２０Ｄｂに垂直な方向に導出されている。この場合に、第１のリード端子２４Ｄ及び第２のリード端子２５Ｄは、プリント配線基板３００の厚さｄに対応する間隔を空けて、互いに平行に対向するように導出されている。
【０１８８】
そして、図１４（Ｃ）に示すように、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄを、プリント配線基板３００の端面３００ａに対して、パッケージ２０Ｄの底面２０Ｄｂが当接した状態で、第１及び第２のリード端子２４Ｄ及び２５Ｄによりプリント配線基板３００の厚さ方向を挟持するように配設する。
【０１８９】
そして、この場合に、プリント配線基板３００の端面３００ａには、この端面３００ａを部分的に切り欠くことで、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄのパッケージ２０Ｄの一部を収納するための凹部３１１が形成されている。この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄは、このプリント配線基板３００の端面３００ａに形成された凹部３１１にそのパッケージ２０Ｄの底面２０Ｄｂ側が収納されることで、プリント配線基板３００の端面３００ａに対して位置決めされる。
【０１９０】
そして、プリント配線基板３００の一面３００ｂに設けられている印刷配線パターン３１２と、第１のリード端子２４Ｄが半田３１３にて電気的に接続され、固定される。また、図示は省略するが、同様にして、プリント配線基板３００の一面３００ｂとは反対側の面に設けられている印刷配線パターンと、第２のリード端子２５Ｄとが半田付けされて固定される。なお、プリント配線基板３００の一面３００ｂ側に、信号処理回路（ＩＣなど）が設けられる場合には、第２のリード端子２５Ｄが半田付けされる印刷配線パターンは、プリント配線基板３００の一面３００ｂとは反対側の面に設けられているので、プリント配線基板３００に設けられたスルーホールを介して、一面３００ｂ側の印刷配線パターンに接続されて、信号処理回路に接続される。
【０１９１】
以上のように、この例においては、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄは、プリント配線基板３００の端面３００ａに設けられた凹部３１１に嵌合されることで、図１０（Ｂ）の例と全く同様にして、プリント配線基板３００に対して圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄが容易に位置決めされ、半田付け等の作業を容易、且つ、確実に行うことができる。
【０１９２】
こうして、プリント配線基板３００に対して固定された圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄにおいて、押圧部材１２０Ｄの突部１２０Ｄｄの先端が、圧力伝達部材２２Ｄの押圧印加部２２Ｄｃの上面を押圧する。なお、この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄにおいては、押圧部材１２０Ｄの突部１２０Ｄｄの先端は球面形状とされ、押圧印加部２２Ｄｃに形成されている凹部２２Ｄｄもまた突部１２０Ｄｄの先端形状と係合する形状を備えることで、押圧部材１２０Ｄによる圧力が、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄに確実に印加される。
【０１９３】
押圧部材１２０Ｄによる押圧力が圧力伝達部材２２Ｄの押圧印加部２２Ｄｃに印加されると、クッション部材２９Ｄａ及び２９Ｄｂの弾性により、圧力伝達部材２２Ｄの押圧突部２２Ｄａが、圧力感知チップ１０の第１の電極１を空間５側に押圧する。これにより、圧力感知チップ１０の第１の電極１は、空間５側に撓ませられ、静電容量Ｃｖが変化する。
【０１９４】
なお、この第５の実施形態に用いられる圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄにおいては、圧力伝達部材２２Ｄの押圧突部２２Ｄａの形状が球状であるために、芯体１０７Ｄ及び押圧部材１２０Ｄを通じて印加される押圧力の方向が、圧力感知チップ１０の第１の電極１の面に対して垂直な方向とは異なっていたとしても、クッション部材２９Ｄａと球状の押圧突部２２Ｄａとの接触点位置が維持されるために、第１の電極１に対して安定した当接状態を維持することができる。
【０１９５】
以上説明した図１４に示した第５の実施形態においては、圧力感知チップ１０の第１の電極１を押圧する圧力伝達部材の先端部の形状を球面形状としたが、圧力伝達部材の先端部の形状は球面形状に限らず、例えば突起状形状としても良い。このように、圧力伝達部材の先端部を、球面形状及び突起状形状を含む種々の突状形状とすることで、例えば圧力伝達部材２２Ｄの押圧突部２２Ｄａの先端形状と、クッション部材２９Ｄａ，２９Ｄｂの材料とのいずれか一方あるいは両方を選定することにより、印加される筆圧に対する圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖの容量変化特性を所望のものとすることができる。この場合に、圧力感知チップ１０の第１の電極１を押圧する圧力伝達部材の先端部は、前述した球状や先端が尖った形状などのように、非平面形状を有するようにしたが、この非平面形状としては、第１の電極１側を、点として押圧する例えば角錐や円錐形状であってもよいし、所定の曲率を備える曲面形状であってもよい。また、圧力感知チップ１０の第１の電極１を押圧する圧力伝達部材の先端部は、点として押圧するのではなく、所定の面積をもって、更には、印加圧力に対応してこの面積が非直線的に変化するように、第１の電極１を押圧するような形状であっても良い。
【０１９６】
［第６の実施形態］
図１５は、第６の実施形態の位置指示器１００Ｅの構成例を説明するための図である。この第６の実施形態の位置指示器１００Ｅは、第５の実施形態の変形例であり、第５の実施形態では、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｄは、プリント配線基板３００の端面３００ａに取り付ける例であるのに対して、この第６の実施形態では、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅを、プリント配線基板３００の一面（基板面）３００ｂ上に取り付ける。
【０１９７】
図１５（Ａ）は、第５の実施形態の位置指示器１００Ｄの一部断面図に対応する第６の実施形態の位置指示器１００Ｅの一部断面図である。また、図１５（Ｂ）は、この第６の実施形態の位置指示器１００Ｅに用いられる圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅの外観の斜視図、図１５（Ｃ）は、図１５（Ｂ）におけるＫ−Ｋ線断面図である。
【０１９８】
この第６の実施形態の位置指示器１００Ｅの位置指示器本体１１０Ｅは、第５の実施形態と同様に、磁性材料から成る棒状部材を構成する中空の筒状形状のフェライトコア１１２Ｅと、フェライトコア１１２Ｅに巻回された位置指示コイル１１１と、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅと、プリント配線基板３００と、芯体１０７Ｅとからなる。ただし、この第６の実施形態では、第５の実施形態とは異なり、芯体の一端がペン先から突出した突出部材を構成するとともに、芯体の他端が圧力伝達部材を押圧する押圧部材を構成している。
【０１９９】
プリント配線基板３００は、ケース１０１Ｅを構成する第２のケース１０３Ｅの内壁に形成されている溝１０３Ｅａ及び１０３Ｅｂによりケース１０１Ｅ内に保持される。そして、前述の実施形態と同様に、溝１０３Ｅａ及び１０３Ｅｂの、ケース１０１Ｅの軸方向のペン先とは反対側の端部により、プリント配線基板３００は、筆圧に抗して係止されるように位置が規制されている。なお、この第６の実施形態の場合、溝１０３Ｅａ及び１０３Ｅｂは、このプリント配線基板３００の一面３００ｂに配設される圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅに対して芯体１０７Ｅが嵌合可能となるように、プリント配線基板３００をケース１０１Ｅの中心線位置よりもずれた位置で保持するように形成されている。
【０２００】
そして、プリント配線基板３００の一面３００ｂ上には、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅが取り付けられている。この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅの構成例を、図１５（Ｂ）及び図１５（Ｃ）を参照して説明する。
【０２０１】
図１５（Ｃ）に示すように、この第６の実施形態における圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅにおいては、圧力感知チップ１０は、第１の電極１および第２の電極２がパッケージ２０Ｅの底面２０Ｅｂに対して垂直な方向に、パッケージ２０Ｅ内に封止されている。そして、圧力感知チップ１０の第１の電極１と接続されるリード端子２４Ｅは、底面２０Ｅｂと平行な方向に、且つ、底面２０Ｅｂと面一となるように、パッケージ２０Ｅの側面２０Ｅｃから導出される。また、第２の電極２と接続されるリード端子２５Ｅは、同様に、底面２０Ｅｂと平行な方向に、且つ、底面２０Ｅｂと面一となるように、パッケージ２０Ｅの前記側面２０Ｅｃと対向する側面２０Ｅｄから導出される。
【０２０２】
そして、この例では、図１５（Ｃ）に示すように、リード端子２４Ｅ及び２５Ｅは、パッケージ２０Ｅの底面２０Ｅｂに垂直な方向に更に折り曲げられた折り曲げ部２４Ｅａ及び２５Ｅａを備えている。一方、プリント配線基板３００においては、この圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅの取り付け位置に、リード端子２４Ｅ及び２５Ｅの折り曲げ部２４Ｅａ及び２５Ｅａを挿入する透孔３１４，３１５が形成されている。
【０２０３】
圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅは、リード端子２４Ｅ及び２５Ｅの折り曲げ部２４Ｅａ及び２５Ｅｂを、プリント配線基板３００の透孔３１４，３１５に挿入することで、プリント配線基板３００の一面３００ｂ上で位置決めされて配設される。この状態、リード端子２４Ｅ及び２５Ｅが、プリント配線基板３００の印刷パターン３１６及び３１７と半田付けされることにより、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅはプリント配線基板３００に対して固定される。
【０２０４】
圧力感知チップ１０を内部に収納するパッケージ２０Ｅのパッケージ部材２１Ｅ内には、パッケージ２０Ｅの底面２０Ｅｂに平行な方向に凹穴２３Ｅが設けられている。この凹穴２３Ｅは、パッケージ部材２１Ｅ内の圧力感知チップ１０の第１の電極１の上面１ａにまで連通するものとされている。また、この凹穴２３Ｅの開口側は、ラッパ状に広がるテーパー部２１Ｅｃとされて押圧部材としての芯体１０７Ｅの挿入が容易となるようにガイドする。
【０２０５】
そして、圧力感知チップ１０の第１の電極１の上面１ａ側には、圧力伝達部材を構成するフィルム状の弾性部材、例えばシリコンゴムからなるクッション部材２２Ｅが設けられている。更に、凹穴２３Ｅの内壁面には、Ｏリング状突部２３Ｅａ及び２３Ｅｂが形成されている。凹穴２３Ｅの内径は、芯体１０７Ｅ（図１５（Ｃ）では破線で示す）が当接する部分の直径とほぼ等しいあるいは若干大きくされている。そして、Ｏリング状突部２３Ｅａ及び２３Ｅｂの内径は、芯体１０７Ｅが当接する部分の直径よりも僅かに小さく選定されている。
【０２０６】
したがって、この凹穴２３Ｅ内に、芯体１０７Ｅを挿入して、その先端を、クッション部材２２Ｅを介して圧力感知チップ１０の第１の電極１の上面１ａに当接させるようにすることができる。この場合に、芯体１０７Ｅは、ペン先となる一端側とは反対側の端部１０７Ｅａが、図１５（Ａ）に示すように、フェライトコア１１２Ｅの中空部１１２Ｅａを貫通して、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅの凹穴２３Ｅ内に挿入される。
【０２０７】
したがって、芯体１０７Ｅに筆圧が加わると、凹穴２３Ｅ内に挿入された芯体１０７Ｅの端部１０７Ｅａによりパッケージ２０Ｅの上面２０Ｅａあるいは底面２０Ｅｂに対して平行な方向から圧力がクッション部材２２Ｅに伝達されることで、圧力感知チップ１０の第１の電極１が、空間５の方向に撓ませられ、圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖは、印加される筆圧に応じて変化する。すなわち、押圧体としての芯体１０７Ｅが圧力伝達部材としてのクッション部材２２Ｅを押圧することで圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖが変化することになる。なお、貫通孔１０４ｂから外部に突出したペン先部は突出部材を構成する。
【０２０８】
このとき、この第６の実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅによれば、芯体１０７Ｅは、その端部１０７Ｅａが凹穴２３Ｅ内に挿入されることにより、Ｏリング状突部２３Ｅａ及び２３Ｅｂにより形成された保持部によって保持される。そして、芯体１０７Ｅによる筆圧に応じた圧力は、クッション部材２２Ｅを介して、確実に圧力感知チップ１０の第１の電極１に対して伝達されることになる。
【０２０９】
なお、以上の例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅでは、圧力伝達部材として、クッション部材２２Ｅを設ける構成としたが、図１の例の圧力センシング半導体デバイス１１３のように、圧力感知チップ１０の第１の電極１の前面であって凹穴２３Ｅに弾性部材を配設する構成とすることもできる。また、第２の実施形態の圧力センシング半導体デバイス１１３Ａのように、パッケージ部材２１Ｅを弾性を有する材料で構成することで、圧力伝達部材の機能をパッケージ部材が併せ持つように構成することもできる。
【０２１０】
また、この図１５の例においては、凹穴２３Ｅ内に挿入される、芯体１０７Ｅの先端部の形状とクッション部材２２Ｅの材料とのいずれか一方あるいは両方を選定することにより、芯体１０７Ｅによって印加される筆圧に対する圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖの容量変化特性を所望のものとすることができる。
【０２１１】
更には、上述の第６の実施形態の説明の例は、中空の筒状のフェライトコアを用いた例であるが、前述の第１〜第３の実施形態のような中実のフェライトコアで構成する場合であっても、同様に適用できる。すなわち、押圧部材としての中実のフェライトコアの端部によって、あるいは、中実のフェライトコアの端部に設けた別部材を押圧部材として、圧力を圧力伝達部材に伝達することで、プリント配線基板３００の一面３００ｂ上に配設された圧力センシング半導体デバイスに対して筆圧を伝達するように構成するようにする。
【０２１２】
［第６の実施形態で用いられる圧力センシング半導体デバイスの他の例］
図１６は、第６の実施形態の位置指示器１００Ｅに用いられる圧力センシング半導体デバイスの他の例の構成例を示すものである。図１６（Ａ）は、この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｆの外観斜視図、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）におけるＬ−Ｌ線断面図である。
【０２１３】
この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｆにおいては、圧力感知チップ１０は、第１の電極１の面１ａが、パッケージ２０Ｆの上面２０Ｆａあるいは底面２０Ｆｂに対して平行となる状態で、パッケージ２０Ｆ内に封止されている。そして、圧力感知チップ１０の第１の電極１と接続されるリード端子２４Ｆは、底面２０Ｆｂおよび印加される筆圧の方向と平行な方向に、且つ、底面２０Ｆｂと面一となるように導出される。第２の電極２と接続されるリード端子２５Ｆも、底面２０Ｆｂおよび印加される筆圧と平行な方向に、且つ、底面２０Ｆｂと面一となるように導出される。
【０２１４】
図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｆにおいては、パッケージ２０Ｆを構成するパッケージ部材２１Ｆは、主要部２１Ｆａと蓋部２１Ｆｂとから構成されており、パッケージ部材２１Ｆの内部には、圧力感知チップ１０の第１の電極１の上部から鍵形に曲がる形状の凹部２３Ｆが形成されている。
【０２１５】
この凹部２３Ｆ内には、流体（または流動体）５０が充填され、この流体５０が洩れないように、閉塞弁２２Ｆａにより凹部２３Ｆが閉塞されている。ただし、この閉塞弁２２Ｆａは、後述するように、変位可能とされている。
【０２１６】
そして、この例では、弁押圧部２２Ｆｂが、パッケージ部材２１Ｆの主要部２１Ｆａに設けられた段部２３Ｆｂに係合した、フィルム状の弾性部材である、クッション部材２９Ｆａを介して、閉塞弁２２Ｆａを、流体５０を圧縮するような方向に押圧する。そして、弁押圧部２２Ｆｂには、図１６（Ｂ）における矢印で示す横方向から筆圧Ｐを印加する芯体１０７Ｅの先端を受ける凹部２２Ｆｄを備える。
【０２１７】
この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｆにおいては、以上のような構造を備えているので、図１６（Ｂ）における矢印で示す方向からの押圧力（筆圧）Ｐを、弁押圧部２２Ｆｂが受けると、クッション部材２９Ｆａにより押圧力Ｐの印加方向に弁押圧部２２Ｆｂが変位し、それに応じて閉塞弁２２Ｆａが流体５０を圧縮する方向に変位する。
【０２１８】
すると、流体５０に伝達された押圧力Ｐは、圧力感知チップ１０の第１の電極１に伝達され、圧力感知チップ１０の第１の電極１は、この押圧力Ｐに応じて撓み、これにより圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖが変化する。
【０２１９】
以上のことから、この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｆにおいては、流体５０と、閉塞弁２２Ｆａと、弁押圧部２２Ｆｂとクッション部材２９Ｆａとにより、圧力伝達部材が構成されるものである。
【０２２０】
この場合に、この例では、凹部２３Ｆの断面積は、閉塞弁２２Ｆａ側の断面積Ｓａよりも、圧力感知チップ１０の第１の電極１上における断面積Ｓｂの方が小さく選定されている。このため、閉塞弁２２Ｆａ側に印加された圧力は、圧力感知チップ１０の第１の電極１上に大きな力となって伝達されることで、効率良く、押圧力Ｐを圧力感知チップ１０の第１の電極１上に伝達することができる。
【０２２１】
この例の圧力センシング半導体デバイス１１３Ｆにおいては、クッション部材２９Ｆａの材質および流体５０の材料は、押圧力Ｐに対する圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖの容量変化特性を所望のものとするように選定されている。ここで、流体５０としては、液体、気体のいずれであっても良く、要は、印加された圧力Ｐを伝達することができるものであればよい。
【０２２２】
［第７の実施形態］
図１７は、第７の実施形態の位置指示器１００Ｇの構成例を説明するための図である。図１７（Ａ）は、第６の実施形態の位置指示器１００Ｅの一部断面図に対応する第７の実施形態の位置指示器１００Ｇの一部断面図である。また、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）におけるＭ−Ｍ線断面図である。図１７（Ｃ）は、この第７の実施形態の一部の構成部を説明するための図である。さらに、図１７（Ｄ）は、この第７の実施形態の動作の説明に用いる図である。
【０２２３】
この第７の実施形態の位置指示器１００Ｇにおいては、第６の実施形態の同様に、プリント配線基板３００の一面３００ｂ上に圧力センシング半導体デバイス１１３Ｇが形成されている。この圧力センシング半導体デバイス１１３Ｇは、第６の実施形態の位置指示器１００Ｅの圧力センシング半導体デバイス１１３Ｅと同様の構成とされており、前述した第６の実施形態と同様にしてプリント配線基板３００の一面３００ｂ上に固定されて取り付けられている。
【０２２４】
この第７の実施形態では、第６の実施形態とは異なり、フェライトコアを用いることなく、例えば樹脂からなる芯体１５０に、位置指示コイル１１１が巻回されて構成される。この場合、芯体１５０は、突出部材としてのペン先１５１と、このペン先１５１が嵌合されるとともにインダクタンス素子としての位置指示コイル１１１が巻回される棒状部材としての柱状体１５２とからなる。
【０２２５】
そして、柱状体１５２の、ペン先１５１側の端面の中央部には、ペン先１５１が嵌合される凹部１５２ａが形成される。また、軸方向において、柱状体１５２のペン先１５１側とは反対側には、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｇの凹穴２３Ｇに挿入される、
圧力伝達部材を押圧する押圧部材としての、突状部材１５２ｂが形成されている。そして、圧力感知チップ１０の第１の電極１の上面１ａ側には、既述したように、圧力伝達部材を構成するフィルム状の弾性部材、例えばシリコンゴムからなるクッション部材２２Ｇが設けられている。
【０２２６】
したがって、この第７の実施形態では、突出部材としてのペン先１５１に筆圧が印加されると、その筆圧に応じた押圧力が、押圧部材としての柱状体１５２の突状部材１５２ｂにより、圧力伝達部材としてのクッション部材２２Ｇを介して、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｇの圧力感知チップ１０の第１の電極１に伝達されることで、圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖが変化する。
【０２２７】
更に、この第７の実施形態では、芯体１５０の軸芯方向と交差する方向の筆圧をも検知することができるように構成されている。すなわち、図１７（Ｂ）に示すように、柱状体１５２のペン先１５１側の周面と対向するように、３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３が設けられている。
【０２２８】
この３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３のそれぞれは、図示は省略するが、既述したように、例えば圧力感知チップ１０の第１の電極１上に圧力伝達部材としてのクッション部材２２Ｇが配設されているとともに、圧力感知チップ１０が封止されるパッケージに形成された開口面１６１ａ、１６２ａ、１６３ａにこのクッション部材が外部に露呈する状態で封止された薄型形状とされている。そして、この３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３は、図１７（Ｃ）に示すように、Ｔ字型のフレキシブル基板１６４のＴ字の横ライン部１６４ａに、所定の間隔を開けて取り付けられる。
【０２２９】
プリント配線基板３００は、ケース１０１Ｇを構成する第２のケース１０３Ｇの内壁に形成されている溝１０３Ｇａ及び１０３Ｇｂによりケース１０１Ｇ内に保持される。そして、前述の実施形態と同様に、溝１０３Ｇａ及び１０３Ｇｂの、ケース１０１Ｇの軸方向のペン先とは反対側の端部により、プリント配線基板３００は、筆圧に抗して係止されるように位置が規制されている。なお。この横ライン部１６４ａの長さは、位置指示器１００Ｇのケース１０１Ｇの第１のケース１０２Ｇの内径に応じたものとされている。そして、この横ライン部１６４ａを、圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３のそれぞれが柱状部１５２の周面に対向する状態で、柱状部１５２を中心に巻回するように、第１のケース１０２Ｇのペン先１５１側に設ける。このとき、フレキシブル基板の横ライン部１６４ａは、第１のケース１０２Ｇの内壁面に接着されて固定される。この結果、この例では、３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３は、図１７（Ｂ）に示すように、１２０度角間隔で、柱状部１５２の周面に対向して配置される。
【０２３０】
そして、柱状部１５２の周面の、圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３の第１の電極１の面１ａのそれぞれに対向する部分には、図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、押圧突部１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃが形成されている。
【０２３１】
フレキシブル基板１６４の横ライン部１６４ａに取り付けられた３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３のそれぞれ第１の電極と第２の電極は、このフレキシブル基板１６４に形成されているリード配線パターンのそれぞれに接続される。そして、図示は省略するが、そのリード配線パターンは、フレキシブル基板１６４の縦ライン部１６４ｂにまで渡って形成される。
【０２３２】
フレキシブル基板１６４の縦ライン部１６４ｂの長さは、第１のケース１０２Ｇの内壁に接着された横ライン部１６４ａの３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３のそれぞれ第１の電極と第２の電極とプリント配線基板３００の印刷パターンとを電気的に接続することが可能な長さ分とされる。そして、フレキシブル基板１６４の縦ライン部１６４ｂの端部は、プリント配線基板３００の印刷パターンを介して、ＩＣ３０５に接続されるようにされている。
【０２３３】
以上のように構成されているので、図１７（Ｄ）に示すように、位置指示器１００Ｇを傾けた状態でペン先１５１に筆圧を印加した場合に、ペン先１５１に対して軸方向と交差する方向の筆圧Ｐｓが印加されることとなる。この場合、芯体１５０の柱状部１５２は、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｇとの嵌合部側を支点として、軸方向とは交差する方向の分力ＰｓＸを受け、この軸方向に交差する方向に僅かに変位する。３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３には、それぞれのパッケージに形成された開口面１６１ａ,１６２ａ,１６３ａがそれぞれの突部１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃによって押圧されることで、この変位に応じた圧力が印加される。したがって、３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３の圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖのそれぞれは、その受けた圧力に応じた値となる。
【０２３４】
この実施形態では、これら３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３のそれぞれの圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖは、ＩＣ３０５で検出される。また、ＩＣ３０５は、既述したように、圧力センシング半導体デバイス１１３Ｇで検出された軸方向の筆圧に応じた静電容量Ｃｖも検出する。
【０２３５】
ＩＣ３０５は、検出した圧力センシング半導体デバイス１１３Ｇの静電容量および３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３の静電容量から、位置指示器１００Ｇに対する筆圧およびサイドフォースの大きさを求めることができる。また、３個の圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３のそれぞれの圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖは、それぞれが受けた圧力に応じた値となっているので、ＩＣ３０５は、３個の圧力感知チップ１０の静電容量Ｃｖの値から、軸方向に交差する方向の筆圧Ｐｓの印加方向を検出することができる。
【０２３６】
この実施形態では、ＩＣ３０５は、前述の図１１を用いて説明したようにして、検出した筆圧の大きさに加えて、検出した筆圧の印加方向を、ディジタル信号として、位置検出装置に送信するようにする。
【０２３７】
以上のようにして、この第７の実施形態によれば、筆圧が軸方向に交差する方向から印加される場合に、その印加方向を含めてこの筆圧を検出することができる。
【０２３８】
なお、以上の第７の実施形態では、芯体１５０は、樹脂で構成するようにしたが、上述した実施形態と同様に、中実の磁性体（フェライトコア）を用いることができる。その場合に、図１０に示した第３の実施形態と同様に、フェライトコアの軸方向の両端は、樹脂で構成するようにしても勿論良い。
【０２３９】
また、フレキシブル基板１６４上に設ける圧力センシング半導体デバイスの数は、３個に限らず、１〜２個でも良いし、３個以上であっても良い。更に、上述の実施形態では、軸方向に交差する方向から印加される圧力を検出する圧力センシング半導体デバイス１６１，１６２，１６３の他に、ケースの軸方向の圧力を直接的に検出する圧力センシング半導体デバイス１１３Ｇなどを設けるようにしたが、このケースの軸方向の圧力を直接的に検出する圧力センシング半導体デバイスは設けなくても良い。その場合には、芯体のペン先とは反対側の端部は、何等かの手段により固定することはいうまでもない。
【０２４０】
［その他の実施形態または変形例］
上述の各実施形態の位置指示器は、図２に示した携帯電話端末に搭載された位置検出装置用の位置指示器の場合として説明した。しかしながら、この発明による位置指示器は、種々の電子機器に搭載される位置検出装置用の位置指示器として用いられることは言うまでもない。
【０２４１】
例えば、図１８は、パーソナルコンピュータや携帯機器等の図示しない外部の電子機器に、無線により、または、ケーブルを介して接続することによって、これら電子機器の入力装置として用いられる、いわゆるタブレットと呼ばれる位置検出装置５００と、その位置検出装置５００で使用される位置指示器４００とを示す図である。この位置検出装置５００は、表示部を備えることで外部の電子機器とは接続することなく操作ができる装置として構成することもできる。この発明の位置指示器は、この位置検出装置５００用の位置指示器４００に適用することができる。
【０２４２】
この例の位置検出装置５００は、位置指示器４００で指示した位置を、電磁誘導方式により検出する検出部５０１と、この検出部５０１を有する中空の薄い略直方体をなす筐体５０２とから構成されている。筐体５０２は、検出部５０１の検出面を露出させるための開口部５０３を有する上部筐体５０４と、この上部筐体５０４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５０４は、検出部５０１の入力面を露出させる四角形の開口部５０３を有しており、この開口部５０３に、検出部５０１が嵌め込まれる。
【０２４３】
このような構成を有する位置検出装置５００は、位置指示器４００による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、また表示部を備える場合には、表示部に位置指示器４００によるポインティング操作に対応した表示を行うことができる。さらに、位置検出装置５００は、位置指示器４００から電磁誘導により受け取った情報から検出した筆圧に応じて、文字の太さを変えるなどの、筆圧に応じた表示を行うことができる。
【０２４４】
なお、上述の実施形態の圧力センシング半導体デバイスの圧力感知チップ１０においては、空間５は、円形の凹部４により円形の空間として形成するようにしたが、空間の形状は、円形に限らないことはいうまでもない。
【０２４５】
また、圧力感知チップ１０は、上述の例では、可変容量コンデンサのみの構成としたが、この可変容量コンデンサに対して、直列または並列のコンデンサを半導体プロセスにより形成した構成のものであっても良い。さらに、圧力感知チップ１０は、可変容量コンデンサ単体あるいは可変容量コンデンサと他のコンデンサとの直列又は並列回路に対して接続されるべき信号処理回路が半導体プロセスにより同一の半導体チップに形成された構成であっても良い。
【０２４６】
また、上述の実施形態では、ペン先となる突出部材には、嗜好調整部材を被せるようにしたが、突出部材自身を嗜好調整部材とするようにしても良い。
【０２４７】
更には、図５に示すように、可変静電容量素子としての圧力感知チップ１０がインダクタンス素子とともに共振回路を構成する回路構成の他に、図１１に示すように、圧力感知チップ１０にて、静電容量の変化として感知された圧力に基づいて生成された制御信号によって、圧力感知チップ１０とは別途設けられた、インダクタンス素子と静電容量素子からなる共振回路を制御する回路構成を示し、位置指示器（１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｇ）としての各種構成をそれぞれの回路構成と関連付けて説明した。しかしながら、このような回路構成の違いに依存することなく、各種構成の位置指示器の間で、必要に応じ、位置指示器を構成する部材毎に、あるいは機能的観点から、部材の組み合わせあるいは配置関係を互いに置換し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０２４８】
１０…圧力感知チップ、１００，１００Ａ〜１００Ｇ…位置指示器、１０１，１００Ａ〜１００Ｇ…ケース、１０４…ペン先スリーブ、１０５…嗜好調整部材、１１１…位置指示コイル、１１２…フェライトコア、１１３，１１３Ａ〜１１３Ｇ…圧力センシング半導体デバイス、１１４，１１５…端子板、３００…プリント配線基板
【図１】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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