JP3217279U - 先端およびそれを有するスタイラス - Google Patents

Abstract

【課題】小さい非変形の先端を使用しながらも相互キャパシタンス式タッチデバイスと正確に相互作用をすることができるスタイラスを提供する。【解決手段】静電容量センサのための先端およびスタイラスであって、スタイラスは、スタイラス本体、増幅器回路、および先端を含む。先端２００は、第１の電極（エミッタ電極２１０）、絶縁要素２１３、第２の電極（感知電極２１２）、およびシールド２１１を含む。第１の電極は、遠位端にねじ山要素２１０Ｔを有する。第２の電極は、スタイラスの中心軸に平行な長手方向軸に整列する。シールドは、第１の電極と第２の電極との間に配設される。第１の電極と第２の電極は、キャップ層２３１によりシールドから絶縁され、第１の電極、第２の電極、およびシールドは、スタイラスの先端が静電容量センサを有するタッチスクリーンに接触するのに応答して、接触角と接触力に従って選択的に動く。【選択図】図５

Description

本開示は、先端およびそれを有するスタイラスに関し、より具体的には多部品電極を含む先端を有するスタイラスに関する。

一般的に言って、静電容量式タッチスクリーンと共に使用するためのスタイラスは、タッチスクリーン内の静電容量センサがスタイラスの位置を正確に検出するために、スタイラスとタッチスクリーンとの間に最低限の静電容量を必要とする。今日、このようなスタイラスのほとんどは、受動式であり、本体がユーザにより握持されるときユーザが先端に電気的に結合されるように、スタイラス本体に電気的に結合される幅広な導電性の先端を有する。これは、ユーザの身体の静電容量が、指先のタッチをシミュレートするために十分に大きい面積にわたって、タッチスクリーンにより感知されることを可能にする。今日最も人気のあるデバイスのうちの多数に搭載されているタッチスクリーンは、機能するために、非常に大きいタッチおよび静電容量を必要とする。静電容量ノイズを拒否し、それにより複雑性およびコストを低下させるのを助けるために、より小さい静電容量による接触またはより小さい接触領域にわたっての接触は、デバイスのファームウェアにより無視される。

スクリーン上の点を正確に位置付け、「タッチする」ことは、小さい非変形性の先端を含むスタイラスを有することにより支援される。小さい先端は、ユーザが周囲のスクリーンを見ることを可能にし、それによりユーザが先端を正確に位置決めするのを助けるだけでなく、非変形性の先端は、ファームウェアが、そこから重心を決定するための一貫した接触形状を有することになることを意味する。

より高解像度のタッチスクリーンは、存在するが、一般に、タッチスクリーンが他のタッチをノイズとして無視することができるように、所与のタッチスクリーンと相互作用するように特別に設計されたスタイラスを必要とする。これは、指先を使用してタッチスクリーンと相互作用するユーザの能力をなくし、利便性を劇的に低減させ、特別なハードウェア（スタイラス）が開発され、デバイスと共に保管されることを必要とする。

タッチパッドの静電容量センサは、偶発的なタッチ検出を防止するために近接性を必要とするように設計され、静電容量センサの能力をさらに制限している。例えば、スクリーンから多少の距離にあるスタイラスが検出されることを可能にし、このようにしてタッチスクリーンが予期される接触点にカーソルを表示することを可能にするカスタムハードウェアが、一部の製造業者により開発されている。しかし、これは、ユーザの指先の静電容量を検出するように設計されている標準的な静電容量式タッチスクリーンではうまくいかない。その代わりとして、これらのタッチスクリーンのための特別なハードウェアは、特別なスタイラスの使用を必要とし、それによりユーザが自分の指先を使用することを完全に妨げる。

しかしながら、タッチスクリーン内の静電容量センサと相互作用する極細先端の能動スタイラスは、オフセット問題に影響されやすく、スマートフォンなどのデバイスと共に快適に使用するには厚すぎ、かさばりすぎであり得る。したがって、小さい非変形の先端を使用して相互キャパシタンス式タッチデバイスと正確に相互作用することができるスタイラスが、望ましい。

一態様では、本発明の実施形態は、静電容量センサのためのスタイラスの先端を提供する。先端は、第１の電極、絶縁要素、第２の電極、およびシールドを含む。第１の電極は、第１の電極の遠位端にねじ山要素を有する。第２の電極は、スタイラスの長手方向軸に整列し、長手方向軸は、スタイラスの中心軸に平行である。シールドは、第１の電極と第２の電極との間に配設されている。第１の電極および第２の電極は、キャップ層によりシールドから電気的に絶縁され、第１の電極、第２の電極、およびシールドは、スタイラスの先端が静電容量センサを有するタッチスクリーンに接触するのに応答して、接触角および接触力に従って選択的に動く。

本発明のある実施形態によれば、先端は、第１の電極の遠位端と絶縁要素との間に配設されたリング要素をさらに含む。

本発明のある実施形態によれば、先端は、シールド上に配設されたばね要素をさらに含み、リング要素およびばね要素は、スタイラスがタッチスクリーンに接触するとき、復原力を提供する。

本発明のある実施形態によれば、復原力の大きさは、接触角および接触力に関係する。

本発明のある実施形態によれば、ばね要素は、遠位端に細長リード線を有する。

本発明のある実施形態によれば、シールド上に配設された絶縁要素は、内側筋状部分を有する。

本発明のある実施形態によれば、シールドは、保持リングを有し、キャップ層は、保持リング上に配設されている。

本発明のある実施形態によれば、シールドの近位部およびシールドの遠位部は、シールドのフレア状部分内で接合されている。

本発明のある実施形態によれば、キャップ層は、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＨＤＰＥ、またはナイロンを含む。

本発明のある実施形態によれば、キャップ層は、０．１ｍｍ以下の厚さを有する。

本発明の別の態様では、本発明の実施形態は、静電容量センサのためのスタイラスを提供し、スタイラスは、スタイラス本体、増幅器回路、および先端を含む。先端は、第１の電極、絶縁要素、第２の電極、およびシールドを含む。第１の電極は、第１の電極の遠位端にねじ山要素を有する。第２の電極は、スタイラスの長手方向軸に整列し、長手方向軸は、スタイラスの中心軸に平行である。シールドは、第１の電極と第２の電極との間に配設されている。第１の電極および第２の電極は、キャップ層によりシールドから電気的に絶縁され、第１の電極、第２の電極、およびシールドは、スタイラスの先端が静電容量センサを有するタッチスクリーンに接触するのに応答して、接触角および接触力に従って選択的に動く。

本発明のある実施形態による、スタイラスおよびタッチスクリーンの斜視図である。 本発明のある実施形態による、使用中のスタイラスおよびタッチスクリーンの斜視図である。 本発明のある実施形態による、静電容量センサのためのスタイラスの先端の斜視図である。 本発明のある実施形態による、静電容量センサのためのスタイラスの先端の正面図である。 本発明のある実施形態による、静電容量センサのためのスタイラスの先端の側面図である。 本発明のある実施形態による、静電容量センサのためのスタイラスの先端の線Ａ−Ａを横切る断面図である。 本発明のある実施形態による、静電容量センサのためのスタイラスの先端の線Ａ−Ａを横切る展開図である。 本発明のある実施形態による、静電容量センサのためのスタイラスの先端の側面図である。 本発明のある実施形態による、静電容量センサのためのスタイラスの先端の線Ａ−Ａを横切る断面図である。 本発明のある実施形態による、静電容量センサのためのスタイラスの先端の線Ａ−Ａを横切る展開図である。

実施形態の説明

以下の実施形態の詳細な説明は、本明細書の一部を形成する添付図面を参照しており、添付図面には、それを通じて本発明を実施することができる様々な例示的な実施形態が示されている。図面において、類似の参照番号は、類似の特徴または機能的に同一のステップを表す。実施形態は、当業者が本発明を実施することができるように十分に詳細に説明されている。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなしに、他の実施形態を利用することができること、ならびに論理的な変更を行うことができることが理解されるべきである。したがって、詳細な説明は、限定的な意味で受け取られるべきではなく、本発明の範囲は、専ら添付請求項により定義される。

本発明のある実施形態による、スタイラス１００およびタッチスクリーン１の斜視図である図１Ａおよび図１Ｂを参照されたい。本実施形態では、スタイラス１００は、先端２００、本体１１、フェアリング１２、エミッタ電極２１０、感知電極２１２、およびシールド２１１を含む。破線の輪郭として描かれている印刷回路基板（ＰＣＢ）２０およびバッテリー３０は、本体１１の内側に収容され得る。本体１１は、スタイラス１００のフェアリング１２内に取り付けられ得る。本実施形態では、印刷回路基板２０は、バッテリー充電回路、増幅器回路、および増幅器回路に結合された電源回路、タッチスクリーン１と通信するための通信モジュール、電力スイッチなどを含む、スタイラス１００の様々な電子機能を実装するために必要な全ての回路を含み得るが、本発明は、それらには限定されない。

その上、増幅器回路の入力端子は、先端の感知電極２１２に電気的に結合されていてもよく、回路の出力端子は、先端のエミッタ電極２１０に電気的に結合されていてもよい。増幅器回路は、感知電極を通じて信号を受信し、信号を増幅および反転させ、エミッタ電極２１０を通じて信号をタッチスクリーン１に出力し得る。さらに、増幅器回路は、閾値電圧を超える信号の一部分のみを増幅し得る。例えば、増幅器回路は、印刷回路基板２０内の通信モジュールを通じてデバイスから受信した情報に従って信号の増幅を修正し得る。

受動静電容量式スタイラスでは、スタイラス本体は、導電性の先端をユーザの手に電気的に結合する働きをし得る。他方、能動スタイラスは、必ずしもスタイラス本体を使用して導電性の先端を手に結合する必要はなく、したがって、能動スタイラスは、導電性材料もしくは非導電性材料、またはそれらの組み合わせのうちのいずれかから作製され得る。本実施形態では、スタイラス１００の本体１１は、先端２００を保持し、能動電子回路２０と、能動電子回路２０に動力供給するためのバッテリー３０とを収容する働きをし得る。図１Ａおよび図１Ｂでは、先端２００は、例えば、陽極酸化されたセンサ／エミッタの先端であってもよいが、本発明は、それらには限定されない。シールド２１１は、エミッタ電極２１０と感知電極２１２とを分離させ得る。タッチスクリーン１は、スタイラス１００とタッチスクリーン１との間の相互キャパシタンスを感知することができるセンサを含む任意の種類のタッチスクリーンであってよい。例えば、タッチスクリーン１は、スタイラス１００とタッチスクリーン１との間の相互キャパシタンスを感知するための複数の駆動線および複数の感知線（図示せず）を有する静電容量センサを含み得る。

図２〜図６を参照すると、これらの図面は、静電容量センサのためのスタイラスの先端のある実施形態の５つ（それぞれ斜視、正面、側面、断面、および展開）を例示する。本実施形態では、先端２００は、エミッタ電極２１０、シールド２１１、および感知電極２１２を有する。絶縁要素２１３が、肩部２１０Ｓが絶縁要素２１３の前端縁部に当接する状態で、スタイラス本体（例えば、図１の本体１１）上に螺合され得るように、エミッタ電極２１０は、遠位端にねじ山要素２１０Ｔおよび肩部２１０Ｓを有する。シールド２１１上に配設された絶縁要素２１３はまた、図５および図６に描かれる内側筋状部分を有し得る。シールド２１１は、エミッタ電極２１０と感知電極２１２との間に配設され得る。本実施形態では、感知電極２１２は、スタイラスの長手方向軸に整列し得、長手方向軸は、スタイラスの中心軸に平行である。エミッタ電極２１０は、タッチスクリーン表面との接触により近い電極の直径を増大させるために、尖頭アーチ形状の外表面２１０Ｃを有してもよく、それにより、先端２００を有するスタイラスがタッチスクリーン表面に近づけられるにつれて、外表面２１０Ｃとタッチスクリーン表面との間の静電容量を増大させる。それゆえに、先端２００は、スタイラスにより使用される電圧の低減を可能にし得、ゆえに、能動スタイラス１０の総電力ニーズを低減する。エミッタ電極２１０は、感知電極２１２を収容および隔離するシールド２１１がそれを貫通して突出する中心孔２１０Ｈをさらに有し得る。本実施形態のシールド２１１は、フランジを有さない。シールド２１１の直径は、感知電極先端２１２Ｔの最も幅広な直径の直径とほぼ同じである。

シールド２１１は、導電性材料、または金属もしくは導電性ポリマーなどの材料から作製され得、モノリシックであってもよく、または複数の異なる材料から作製されてもよいが、本発明は、それらには限定されない。シールド２１１は、キャップ層２３１がシールド２１１および感知電極２１２の上に配置されることを可能にするために、エミッタ電極２１０の中心孔２１０Ｈよりも十分に小さい直径を有する。キャップ層２３１は、シールド２１１とエミッタ電極２１０との間の低摩擦ベアリングとして働き得、キャップ層２３１は、タッチスクリーン１を感知電極２１２の先端２１２Ｔから保護し得る。キャップ層２３１は、例えば、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＨＤＰＥ、ナイロン、または別の長持ちする低摩擦の非導電性ポリマーから作製されたポリマーであってもよいが、本発明は、それらには限定されない。キャップ層２３１はまた、キャップ層２３１が摩耗したとき、キャップ層２３１の近位面２３１Ｐにおいて、またはキャップ層２３１の支承面２３１Ｓ上でキャップ層２３１の側面に沿ってのいずれかで、ユーザが自分で交換可能であるように設計され得る。シールド２１１は、任意追加的に、キャップ層２３１が滑り落ちるのを防止するために、キャップ層２３１が上に配設され（例えば、上から被せられ）得る保持リング２１１Ｇ（図６に図示する）をさらに含み得る。シールド２１１は、中心がシールド２１１の長手方向軸に整列した近位導管２１１Ａおよび遠位導管２１１Ｂを有し、その中に感知電極２１２が嵌合される。ばね２２１の近位端は、感知電極２１２の背後に形成されたウェル２１２Ｗ内に置かれ得る。

感知電極軸２１２Ｓと感知電極先端２１２Ｔとを含む感知電極２１２は、シールド２１１内に配設され得、シールド２１１の内側のワイヤ２２２によりＰＣＢ（例えば、図１のＰＣＢ２０）に電気的に結合され得、ワイヤ２２２はまた、感知電極２１２およびシールド２１１の組立体をスタイラス（例えば、図１のスタイラス１００）から外向きに付勢する働きをし得る。さらに、リング要素２１４は、エミッタ電極２１０の遠位端と絶縁要素２１３との間に配設され得る。加えるに、本実施形態の先端２００は、シールド２１１上に配設されたばね要素２２１を含み得、リング要素２１４およびばね要素２２１は、スタイラス１００がタッチスクリーン１に接触するとき、復原力を提供する。ばね２２１は、遠位端２２１Ｄに細長リード線を有し得、細長リード線は、印刷回路基板（例えば、ＰＣＢ２０）に電気的に結合され得る。感知電極の先端２１２Ｔは、半球体もしくは球体のキャップ、または他の平滑曲面の形状であってもよく、任意追加的に、感知電極軸２１２Ｓより幅広であってもよい。それゆえに、エミッタ電極２１０、感知電極２１２、およびシールド２１１は、スタイラスの先端２００が静電容量センサを有するタッチスクリーン１に接触するのに応答して、接触角および接触力に従って選択的に動き得る。なお、リング要素２１４およびばね要素２２１により提供される復原力の大きさは、接触角および接触力に関係してもよい。

使用中、感知電極２１２、シールド２１１、およびエミッタ電極２１０は、反転増幅器回路（図示せず）を有するＰＣＢ２０上のそれらのそれぞれの導体パッドに電気的に結合され得る。

図２〜６に描かれている先端２００は、より狭い外形を容易にするために、または他の特徴（例えば、力の感知）を含めるために、代替的な構成を有し得ることが理解されるべきである。図７〜図９を参照すると、これらの図面は、静電容量センサのためのスタイラスの先端の別の実施形態の側面図、断面図、および展開図を例示する。本実施形態では、先端３００は、エミッタ電極３１０、シールド３１１、および感知電極３１２を有する。図７〜図９の先端３００と図２〜図６の先端２００との間の１つの相違点は、先端３００のシールド３１１が、シールド３１１のフレア状部分３１１Ｆ内で接合される近位導管３１１Ａおよび遠位導管３１１Ｂを有することである。

絶縁要素３１３が、肩部３１０Ｓが絶縁要素３１３の前端縁部に当接する状態で、スタイラス本体（例えば、図１の本体１１）上に螺合され得るように、エミッタ電極３１０は、遠位端にねじ山要素３１０Ｔおよび肩部３１０Ｓを有する。シールド３１１上に配設された絶縁要素３１３はまた、図８および図９に描かれる内側筋状部分を有し得る。シールド３１１は、エミッタ電極３１０と感知電極３１２との間に配設され得る。本実施形態では、感知電極３１２は、スタイラスの長手方向軸に整列し得、長手方向軸は、スタイラスの中心軸に平行である。エミッタ電極３１０は、タッチスクリーン表面との接触により近い電極の直径を増大させるために、尖頭アーチ形状の外表面３１０Ｃを有してもよく、それにより、先端３００を有するスタイラスがタッチスクリーン表面に近づけられるにつれて、外表面３１０Ｃとタッチスクリーン表面との間の静電容量を増大させる。それゆえに、先端３００は、スタイラスにより使用される電圧の低減を可能にし得、ゆえに、能動スタイラス１０の総電力ニーズを低減する。エミッタ電極３１０は、感知電極３１２を収容および隔離するシールド３１１がそれを貫通して突出する中心孔３１０Ｈをさらに有し得る。本実施形態のシールド３１１は、スタイラス１００の本体１１の内側の移動量制限ブロック（図示せず）と相互作用して前方（過小力）方向および後方（過大力）方向の両方における過移動を防止するフレア状部分３１１Ｆを含む。これは、シールド３１１が、強度を犠牲にすることなしにあまりにも狭くすることができないＰＣＢ（例えば、ＰＣＢ２０）も収容しながら、使いやすさの理由から望ましい狭い先端を有することを可能にする。

感知電極軸３１２Ｓと感知電極先端３１２Ｔとを含む感知電極３１２は、シールド３１１内に配設され得、シールド３１１の内側のワイヤ３２２によりＰＣＢ（例えば、図１のＰＣＢ２０）に電気的に結合され得、ワイヤ３２２はまた、感知電極３１２およびシールド３１１の組立体をスタイラス（例えば、図１のスタイラス１００）から外向きに付勢する働きをし得る。さらに、リング要素３１４は、エミッタ電極３１０の遠位端と絶縁要素３１３との間に配設され得る。加えるに、本実施形態の先端３００は、シールド３１１上に配設されたばね要素３２１を含み得、リング要素３１４およびばね要素３２１は、スタイラス１００がタッチスクリーン１に接触するとき、復原力を提供する。ばね３２１は、遠位端３２１Ｄに細長リード線を有し得る。感知電極の先端３１２Ｔは、半球体もしくは球体のキャップ、または他の平滑曲面の形状であってもよく、任意追加的に、感知電極軸３１２Ｓより幅広であってもよい。それゆえに、エミッタ電極３１０、感知電極３１２、およびシールド３１１は、スタイラスの先端３００が静電容量センサを有するタッチスクリーン１に接触するのに応答して、接触角および接触力に従って選択的に動き得る。なお、リング要素３１４およびばね要素３２１により提供される復原力の大きさは、接触角および接触力に関係してもよい。

使用中、感知電極３１２、シールド３１１、およびエミッタ電極３１０は、反転増幅器回路（図示せず）を有するＰＣＢ２０上のそれらのそれぞれの導体パッドに電気的に結合され得る。

なお、ばね３２１はまた、例えば、力感知特徴を実装するように、シールド３１１の内側で構成され得る。ばね３２１の遠位端３２１Ｄは、図１のＰＣＢ２０にはんだ付けされ得る一方、ばね３２１の近位端は、感知電極３１２の背後に形成されたウェル３１２Ｗ内に置かれる。シールド３１１は、次いで、感知電極およびシールドの組立体の長手方向の沈下を検出するために、ゲート付き光検出器および光源、または１つ以上の歪みゲージを有する隔膜、またはばねおよびセンサなどの力センサ（図示せず）に機械的に結合され得る。

一部の実施形態では、シールド３１１は、アルマイトから形成され得、シールド３１１のアルミニウム部分への導電性を確保しながらワイヤ（図示せず）との確かなはんだ接合を形成するための場所を提供するために、シールド３１１の遠位端３１１Ｄの周囲に圧入された銅リング３１５を有する。該実施形態では、シールド２１１の陽極酸化および表面酸化は、最大限の導電性を確保するために、銅リング３１５の設置前に遠位端３１１Ｄの外面から除去されなければならない。陽極酸化は、シールド３１１と感知電極３１２との間、およびシールド３１１とエミッタ電極３１０との間の絶縁を提供するために、シールド３１１上のそのほかの場所では保持され得る。その上、シールド３１１は、エミッタ電極３１０の中心孔３１０Ｈ内に滑り嵌めされ得る。シールド３１１は、導電性材料、または金属もしくは導電性ポリマーなどの材料から作製され得、モノリシックであってもよく、または複数の異なる材料から作製されてもよいが、本発明は、それらには限定されない。シールド３１１はまた、キャップ層３３１がシールド３１１および感知電極３１２の上に配置されることを可能にするために、エミッタ電極３１０の中心孔３１０Ｈよりも十分に小さい直径を有する。キャップ層３３１は、シールド３１１とエミッタ電極３１０との間の低摩擦ベアリングとして働き得、キャップ層３３１は、タッチスクリーン１を感知電極３１２の先端３１２Ｔから保護し得る。キャップ層３３１は、例えば、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＨＤＰＥ、ナイロン、または別の長持ちする低摩擦の非導電性ポリマーから作製されたポリマーであってもよいが、本発明は、それらには限定されない。キャップ層３３１はまた、キャップ層３３１が摩耗したとき、キャップ層３３１の近位面３３１Ｐにおいて、またはキャップ層３３１の支承面３３１Ｓ上でキャップ層３３１の側面に沿ってのいずれかで、ユーザが自分で交換可能であるように設計され得る。シールド３１１は、任意追加的に、キャップ層３３１が滑り落ちるのを防止するために、キャップ層３３１が上に配設され（例えば、上から被せられ）得る保持リング３１１Ｇ（図９に図示する）をさらに含み得る。キャップ層３３１の厚さは、０．１ｍｍ以下であってよいが、用途、または先端２００がタッチスクリーン１に接触するときのさらなる消音などの必要とされる特徴に応じて、他の寸法もまた可能である。シールド３１１は、シールド３１１の長手方向軸に整列した中心を通る近位導管３１１Ａおよび遠位導管３１１Ｂを有し、その中に感知電極３１２が嵌合される。

開示した実施形態の構造に対して、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなしに、様々な修正および変形がなされ得ることは、当業者には明らかであろう。上記を鑑みて、本発明は、本発明の修正および変形を、それらの修正および変形が以下の請求項およびそれらの等価物の範囲内に属することを条件として、包含することを意図する。

一態様では、本発明の実施形態は、静電容量センサのためのスタイラスの先端を提供する。先端は、第１の電極、第２の電極、シールド、リング要素、およびばね要素を含む。第１の電極は、第１の電極の遠位端に絶縁要素および肩部を有する。第２の電極は、スタイラスの長手方向軸に位置合わせされ、長手方向軸は、スタイラスの中心軸に平行である。シールドは、第１の電極と第２の電極との間に配設されている。リング要素は、絶縁要素内に収容されている。ばね要素は、絶縁要素内に収容され、リング要素に対して接触している。リング要素およびばね要素が、シールドを取り囲む。第１の電極および第２の電極は、キャップ層によりシールドから電気的に絶縁され、第１の電極、第２の電極、およびシールドは、スタイラスの先端に応答して、静電容量センサを有するタッチスクリーンに接触するとき、接触角および接触力に従って選択的に動き、リング要素およびばね要素が、スタイラスがタッチスクリーンに接触するとき、復原力を提供する。

本発明のある実施形態によれば、リング要素は、第１の電極の遠位端と絶縁要素との間に配設される。

本発明のある実施形態によれば、シールドの直径は、感知電極先端の最も幅広な直径の直径に類似する。

本発明の別の態様では、本発明の実施形態は、静電容量センサのためのスタイラスを提供し、スタイラスは、スタイラス本体、増幅器回路、および先端を含む。先端は、第１の電極、第２の電極、シールド、リング要素、およびばね要素を含む。第１の電極は、第１の電極の遠位端に絶縁要素および肩部を有する。第２の電極は、スタイラスの長手方向軸に位置合わせされ、長手方向軸は、スタイラスの中心軸に平行である。シールドは、第１の電極と第２の電極との間に配設されている。リング要素は、絶縁要素内に収容されている。ばね要素は、絶縁要素内に収容され、リング要素に対して接触している。リング要素およびばね要素が、シールドを取り囲む。第１の電極および第２の電極は、キャップ層によりシールドから電気的に絶縁され、第１の電極、第２の電極、およびシールドは、スタイラスの先端に応答して、静電容量センサを有するタッチスクリーンに接触するとき、接触角および接触力に従って選択的に動き、リング要素およびばね要素が、スタイラスがタッチスクリーンに接触するとき、復原力を提供する。

一態様では、本発明の実施形態は、静電容量センサのためのスタイラスの先端を提供する。先端は、第１の電極、第２の電極、シールド、リング要素、およびばね要素を含む。第１の電極は、第１の電極の遠位端に絶縁要素および肩部を有する。第２の電極は、スタイラスの長手方向軸に位置合わせされ、長手方向軸は、スタイラスの中心軸に平行である。シールドは、第１の電極と第２の電極との間に配設されている。リング要素は、絶縁要素内に収容されている。ばね要素は、絶縁要素内に収容され、リング要素に対して接触している。リング要素およびばね要素が、シールドを取り囲む。第１の電極および第２の電極は、キャップ層によりシールドから電気的に絶縁され、第１の電極、第２の電極、およびシールドは、スタイラスの先端に応答して、静電容量センサを有するタッチスクリーンに接触するとき、接触角および接触力に従って選択的に動き、リング要素およびばね要素が、スタイラスがタッチスクリーンに接触するとき、復原力を提供する。

本発明のある実施形態によれば、リング要素は、第１の電極の遠位端と絶縁要素との間に配設される。

本発明のある実施形態によれば、シールドの直径は、感知電極先端の最も幅広な直径の直径に類似する。

本発明の別の態様では、本発明の実施形態は、静電容量センサのためのスタイラスを提供し、スタイラスは、スタイラス本体、増幅器回路、および先端を含む。先端は、第１の電極、第２の電極、シールド、リング要素、およびばね要素を含む。第１の電極は、第１の電極の遠位端に絶縁要素および肩部を有する。第２の電極は、スタイラスの長手方向軸に位置合わせされ、長手方向軸は、スタイラスの中心軸に平行である。シールドは、第１の電極と第２の電極との間に配設されている。リング要素は、絶縁要素内に収容されている。ばね要素は、絶縁要素内に収容され、リング要素に対して接触している。リング要素およびばね要素が、シールドを取り囲む。第１の電極および第２の電極は、キャップ層によりシールドから電気的に絶縁され、第１の電極、第２の電極、およびシールドは、スタイラスの先端に応答して、静電容量センサを有するタッチスクリーンに接触するとき、接触角および接触力に従って選択的に動き、リング要素およびばね要素が、スタイラスがタッチスクリーンに接触するとき、復原力を提供する。

Claims (20)

1. 静電容量センサのためのスタイラスの先端であって、前記先端が、
   第１の電極であって、前記第１の電極の遠位端にねじ山要素を有する、第１の電極と、
   前記ねじ山要素上に配設された絶縁要素と、
   前記スタイラスの長手方向軸に整列した第２の電極であって、前記長手方向軸が前記スタイラスの中心軸に平行である、第２の電極と、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間に配設されたシールドと、を備え、
   前記第１の電極および前記第２の電極が、キャップ層により前記シールドから電気的に絶縁されており、
   前記第１の電極、前記第２の電極、および前記シールドが、前記スタイラスの前記先端が前記静電容量センサを有するタッチスクリーンに接触するのに応答して、接触角および接触力に従って選択的に動く、先端。
2. 前記先端が、前記第１の電極の前記遠位端と前記絶縁要素との間に配設されたリング要素をさらに備えた、請求項１に記載の先端。
3. 前記先端が、前記シールド上に配設されたばね要素をさらに備え、前記リング要素および前記ばね要素が、前記スタイラスが前記タッチスクリーンに接触するとき、復原力を提供する、請求項２に記載の先端。
4. 前記復原力の大きさが、前記接触角および前記接触力に関係する、請求項３に記載の先端。
5. 前記ばね要素が、遠位端に細長リード線を有する、請求項３に記載の先端。
6. 前記シールド上に配設された前記絶縁要素が、内側筋状部分を有する、請求項１に記載の先端。
7. 前記シールドが、保持リングを有し、前記キャップ層が、前記保持リング上に配設された、請求項１に記載の先端。
8. 前記シールドの近位部および前記シールドの遠位部が、前記シールドのフレア状部分内で接合された、請求項１に記載の先端。
9. 前記キャップ層が、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＨＤＰＥ、またはナイロンを含む、請求項１に記載の先端。
10. 前記キャップ層が、０．１ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１に記載の先端。
11. 静電容量センサのためのスタイラスであって、前記スタイラスが、
    スタイラス本体と、
    増幅器回路と、
    先端であって、
    遠位端にねじ山要素を有する第１の電極と、
    前記第１の電極の前記遠位端上に配設された絶縁要素と、
    前記スタイラスの長手方向軸に整列した第２の電極であって、前記長手方向軸が前記スタイラスの中心軸に平行である、第２の電極と、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間に配設されたシールドと、を備え、
    前記第１の電極および前記第２の電極が、キャップ層により前記シールドから電気的に絶縁されており、
    前記第１の電極、前記第２の電極、および前記シールドが、前記スタイラスの前記先端が前記静電容量センサを有するタッチスクリーンに接触するのに応答して、接触角および接触力に従って選択的に動く、先端と、を備えた、スタイラス。
12. 前記先端が、前記第１の電極の前記遠位端と前記絶縁要素との間に配設されたリング要素をさらに備えた、請求項１１に記載のスタイラス。
13. 前記先端が、前記シールド上に配設されたばね要素をさらに備え、前記リング要素および前記ばね要素が、前記スタイラスが前記タッチスクリーンに接触するとき、復原力を提供する、請求項１２に記載のスタイラス。
14. 前記復原力の大きさが、前記接触角および前記接触力に関係する、請求項１３に記載のスタイラス。
15. 前記ばね要素が、遠位端に細長リード線を有する、請求項１３に記載のスタイラス。
16. 前記シールド上に配設された前記絶縁要素が、内側筋状部分を有する、請求項１１に記載のスタイラス。
17. 前記シールドが、保持リングを有し、前記キャップ層が、前記保持リング上に配設された、請求項１１に記載のスタイラス。
18. 前記シールドの近位部および前記シールドの遠位部が、前記シールドのフレア状部分内で接合された、請求項１１に記載のスタイラス。
19. 前記キャップ層が、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＨＤＰＥ、またはナイロンを含む、請求項１１に記載のスタイラス。
20. 前記キャップ層が、０．１ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１１に記載のスタイラス。

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