TWI471791B - 可變容量電容器及位置指示器 - Google Patents
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Description
本發明,係有關於根據從外部所施加之壓力或者是位移來使容量值改變之可變容量電容器、以及使用有此之位置指示器。
例如,如同專利文獻1(日本特開昭64-53223號公報)中所示一般,由筆型之位置指示器和位置檢測裝置所成之位置輸入裝置,係為週知。位置檢測裝置,係具備有用以將藉由位置指示器所指示了的位置檢測出來之感測部。
此感測部,一般係被形成平板狀,並具備有將由位置指示器所致之指示輸入位置檢測出來的指示檢測平面。而,在電磁感應式之位置檢測裝置的情況時,於感測部處,係在X軸方向以及Y軸方向之各個處,而將細長之迴圈線圈作多數個的並排設置。另一方面,位置指示器,係具備有由線圈和電容器所成之共振電路。
而,位置檢測裝置,係在感測部之各個的迴圈線圈中,一次一根地來流動特定頻率之電流(激磁用送訊電流),並從該迴圈線圈來產生磁場。如此一來,當位置指示器接近正產生有磁場之迴圈線圈時,位置指示器之共振電路會由於電磁感應而作共振,並產生感應磁場。接著,係使從迴圈線圈而來之磁場的產生停止。之後,接著,係藉由迴圈線圈來受訊從位置指示器之共振電路所發出的感應磁場,並檢測出在該迴圈線圈中所流動的訊號電流(受訊電流)。位置檢測裝置,係在迴圈線圈每一根處而進行此動作,並根據受訊電流來檢測出位置指示器之位置。
而,在先前技術之位置指示器中,係具備有用以檢測出筆壓之芯體,並且亦具備有因應於被施加在此芯體處之筆壓來使線圈之電感成為可變的機構。藉由此,在位置指示器中,係成為藉由筆壓之變化,而使共振電路之共振頻率改變,在位置檢測裝置中,係構成為檢測出此共振頻率之改變(相位變化),而亦將被施加在位置指示器處之筆壓檢測出來。
然而,在專利文獻1所記載之位置指示器中,於其之構造上,多少會產生某種程度的衝程,並且,亦有著無法將共振頻率之變化幅度設的過大之問題。為了解決此問題,本申請案之申請人,係在日本特開平4-96212號公報(以下,稱為專利文獻2)、日本特開平5-275283號公報(以下,稱為專利文獻3)、日本特願2008-305556(以下,稱為先申請案發明)中,提案有一種使用了因應於被施加在芯體處的筆壓來使容量變化之可變容量電容器的位置指示器。亦即是,係在位置指示器之共振電路處設置可變容量電容器,並藉由因應於筆壓來使此可變容量電容器之容量改變,來使該共振電路之共振頻率改變。
具體而言,在專利文獻2中所記載之位置指示器,係使用有:在介電質之其中一面上設置第1電極,並在該介電質之另外一面上隔著間隔物地來設置第2電極,而設為能夠中介存在有彈性體地來經由芯體而對於該第2電極朝向介電質側作推壓之可變容量電容器。於此情況,因應於被施加在芯體上之推壓力(筆壓),第2電極係成為隔著彈性體而與介電質相接觸,並構成為因應於該接觸之狀態來使可變容量電容器之容量改變。藉由此,係能夠對於在專利文獻1中記載之「因應於線圈之電感的變化,來使共振頻率改變」的位置指示器所具有之問題點作解決。
又,在專利文獻3中所記載之位置指示器,係使用有:在介電質之其中一面上設置第1電極,並在該介電質之另外一面上隔著間隔物地來配置經由具備有可撓性和彈力性的導電性橡膠所成之第2電極,所構成之可變容量電容器。而後,因應於被施加在芯體上之推壓力(筆壓),導電性橡膠之第2電極係成為與介電質相接觸,並構成為因應於該接觸之狀態來使可變容量電容器之容量改變。於此情況,由於第2電極係藉由具備有可撓性和彈力性之導電性橡膠所形成,因此,相較於專利文獻2中所記載之位置指示器,係能夠實現一種可藉由更小之筆壓來得到安定之輸出值的位置指示器。
又,先申請案發明(日本特願2008-305556),係與專利文獻1以及2之情況相同的,使用具備有介電質和第1、第2電極之可變容量電容器,但是,該可變容量電容器,係以能夠使介電質和第2電極之間的位置關係能夠確實地回復至初期狀態的方式來作構成,並達成了耐久性之提升。具體而言,係在支持器內,具備有介電質、和對該介電質作推壓之端子構件、和構成以將該端子構件和該介電質作挾持的方式所設置之第2電極的導電構件,在該導電構件之周圍,係被設置有將該導電構件朝向與該介電質相反側來作推壓的彈性構件。而,當在芯體處施加有推壓力的情況時,係成為將該導電構件朝向介電質方向作推壓之構成。
如此這般,本申請案之申請人,係對於使用用途或者是耐久性等之各種方面作考慮,而針對被與觸控平板一同作使用之位置指示器來創造了各種的發明。另外,上述之專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3以及先申請案(日本特願2008-305556)之發明,係作為分別具備有特徵者,而於現今亦被使用於廣為末端使用者所支持之位置指示器中。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開昭64-53223號公報
[專利文獻2]日本特開平4-96212號公報
[專利文獻3]日本特開平5-275283號公報
另外,在使用有上述之專利文獻2、專利文獻3、先申請案(日本特願2008-305556)中所記載之發明的可變容量電容器之位置指示器的各個中,係如同在圖20~圖22之筆壓特性的圖表中所示一般,而分別具備有特有的特性。於此,圖20,係對於使用有在專利文獻2中所記載之可變容量電容器的位置指示器之筆壓特性作展示,圖21,係對於使用有在專利文獻3中所記載之可變容量電容器的位置指示器之筆壓特性作展示。又,圖22,係對於使用有先申請案之發明的可變容量電容器之位置指示器的筆壓特性作展示。
而,圖20~圖22之各個,係為對於被施加在所對應之可變容量電容器處的推壓力和輸出值之間的關係作展示的圖表。橫軸,係為推壓力之大小,單位,係為公克重。縱軸,係為可變容量電容器之輸出值,如同上述一般,係對於將可變容量電容器之共振頻率的變化作為感應電壓之相位角的變化而檢測出來的情況時之相位作展示,而單位係為度(degree)。亦即是,如同在專利文獻1中亦有所揭示一般,上述之各可變容量電容器的容量值之變化,係作為經由共振而被反射的電波之相位的偏差而被作輸出。
又,在圖20~圖22中,下側之圖表,係如同上方向之箭頭所示一般,為對於將推壓力逐漸增大的情況時之推壓力和輸出值的關係作展示。又,上側之圖表,係如同下方向之箭頭所示一般,為對於將一直施加至500公克重為止的推壓力逐漸縮小的情況時之推壓力和輸出值的關係作展示。
而,如同圖20~圖22中所示一般,在專利文獻2、專利文獻3、先申請案(日本特願2008-305556)中所記載之可變容量電容器的輸出值,係為作對數性之變化者。亦即是,當推壓力之值為小時,輸出值之變化係為線性,但是,在推壓力為大的區域中,輸出值之增加係成為到達極限而難以再度上升。此一結果,係為起因於共振電路之特性所產生者,而並非為人為性地得到者,但是,由於根據研究結果,以觸覺為首之人類的五官之感覺亦係為對數性的形態,因此,此一特性,在作為人機介面的觀點來看,亦為理想,又,事實上,亦係提供了一種具有良好使用性之尖筆(stylus pen)。
而,若是對於圖20~圖22中所展示之筆壓特性作比較,則係分別具備有特徵。在圖20中所示之硬形態的可變容量電容器之筆壓特性的情況中,起動荷重係為約30公克重左右,而為較重,筆壓特性之曲線(筆壓曲線)的鼓起程度係為中等,但是,遲滯係為較小。於此,所謂的遲滯,係指當伴隨著某種量(於此,係為推壓力)的變化而使得其他量(於此係為相位)變化時,經由某種量(推壓力)之變化的路徑(使推壓力逐漸變大之路徑、和使大的推壓力逐漸縮小的路徑),而使得對於相同之某種量(推壓力)的其他量(相位)成為相異一事。
又,在圖21中所示之軟形態的可變容量電容器之筆壓特性的情況中,起動荷重係為約10公克重左右,而較硬形態之可變容量電容器更小,但是筆壓曲線的鼓起程度以及遲滯係均為較大。又,在圖22中所示之小型可變容量電容器的情況中,起動荷重係為約1公克重左右,而為非常小,但是筆壓曲線的鼓起程度係為大,而遲滯係為中等程度。
如同上述一般,與推壓力相對應之輸出值(相位)的變化為對數性一事,從人機介面之觀點來看,係並不是一件壞事。然而,為了能夠進行更為精密之資訊的輸入,係期望能夠使與推壓力相對應之輸出值(相位)的變化成為更接近線性(linear)。進而,若是能夠將起動荷重盡可能的縮小並且亦將遲滯縮小,則係成為能夠進行與使用者之操作更為一致之資訊的輸入。如此這般,針對被適用在與觸控平板一同作使用之位置指示器中的可變容量電容器,係成為期望一種具備有起動荷重為小、與推壓力相對應之輸出值(相位)的變化為更接近線性、且亦將遲滯盡可能的縮小之特性者。
因此,本申請案之發明的發明者,係針對與推壓力相對應之輸出值(相位)的變化為平緩並且遲滯亦為較小之專利文獻2中所記載的可變容量電容器之介電質和第2電極間的接觸面積之變化作了調查。圖23,係為用以對於硬形態之可變容量電容器中的介電質和第2電極間的接觸面積之變化作說明的圖。
如圖23中所示一般,若是對於第2電極而朝向介電質側施加推壓力(荷重),則第2電極係成為與介電質作接觸。而,當對於第2電極之推壓力為0公克重~50公克重之間時,第2電極與介電質之間的接觸面積係較大幅度地擴廣。但是,若是對於第2電極之推壓力為超過50公克重,則第2電極與介電質之間的接觸面積係僅會少許少許地來作擴廣。亦即是,在對於第2電極之推壓力為0公克重~50公克重的期間中,硬形態之可變容量電容器的輸出值係以線性來作變化,相對於此,當若是推壓力超過50公克重,則硬形態之可變容量電容器的輸出值係會成為到達極限並難以增加。
圖24,係為電容器之容量的計算式,圖25,係為依據圖24中所示之計算式來算出專利文獻2中所記載之可變容量電容器的容量並作了圖表化者。於此情況,第2電極與介電質間之接觸面積(電極面積A),係如圖25(B)中所示一般地因應於推壓力而變化。亦即是,如同於圖23中亦有所展示一般,在推壓力為0公克重~50公克重為止,接觸面積係作較大的變化,但是,若是推壓力超過50公克重,則由於接觸面積之擴廣係逐漸地變小,因此,增加率亦係變得較小。如此這般,隨著所施加之推壓力變大,第2電極與介電質間之接觸面積由於係成為到達極限並難以增加,因此,如圖25(A)中所示一般,可變容量電容器之容量,係成為具備有非線性之特性。
在依據此種狀況而作了考察下,本發明者,係得到了下述之想法:亦即是,若是能夠設為使第2電極和介電質間之接觸面積在推壓起初時為小並且隨著推壓力之變大而使得接觸面積變大一般的構成,則係能夠得到具備有所期望之容量特性的可變容量電容器。
本發明,係基於上述想法而進行,並以提供一種:起動荷重為小,並且使與經由使用者所施加了的推壓力相對應之輸出值或者是遲滯成為所期望之特性的可變容量電容器,以及使用有此之位置指示器一事,作為目的。
為了解決上述課題,申請項1中所記載之發明的可變容量電容器,其特徵為,具備有:介電質,係具備有第1面部以及與該第1面部相對向之第2面部;和第1電極,係被配設在前述介電質之第1面部上;和第2電極,係與前述介電質之前述第2面部相對向地而被配設;和推壓構件,係用以使前述第2電極與前述介電質作接觸,前述第2電極,係為具備有與前述推壓構件作抵接之抵接中心部並且具備有至少1個的從該抵接中心部而朝向前述介電質週邊部之方向來以輻射狀形狀作延伸之部分的電極片,因應於前述推壓構件之推壓力,來使前述介電質與前述第2電極之接觸面積改變,並藉由此而使靜電容量改變。
若依據申請項1中所記載之可變容量電容器,則係成為下述之構成:在介電質之第1面部上,係被配設有第1電極,並以與該介電質之第2面部相對向的方式,而被配設有第2電極,當該第2電極透過推壓構件而被推壓至介電質側時,係與介電質作接觸。
並且,係成為下述構成:第2電極,係為具備有從與推壓構件作接觸之部分的中心(抵接中心部)而沿著介電質之第2面部來朝向其之週邊部的方向而以輻射狀形狀作延伸之部分的1以上之電極片,因應於透過推壓構件所施加之推壓力,來使其與介電質間之接觸面積改變,並藉由此而使作為電容器之靜電容量改變。
如此這般,係成為下述構成:第2電極,係為具備有從推壓構件之抵接中心部而沿著介露質之第2面部來朝向其之週邊部的方向而以輻射狀形狀作延伸之部分,藉由此,當透過推壓構件而被作了推壓的情況時,介電質之第2面部和第2電極間之接觸面積,在接觸起初時係為小,並隨著推壓力之變大而變大。
藉由此,係能夠實現一種:起動荷重係為小,並且係使得與推壓力相對應之輸出值或者是遲滯成為目的之特性的可變容量電容器。
若依據本發明之可變容量電容器,則起動荷重係為小,並且能夠使與經由使用者所施加了的推壓力相對應之輸出值或者是遲滯成為所期望之特性。
又,藉由將該可變容量電容器適用在位置指示器中,係能夠實現一種可將更為與使用者之操作相一致的資訊之輸出成為可能,並且能夠更精密地進行資訊輸入之位置指示器。
以下,參考圖面,對於本發明之其中一種實施形態作說明。以下,首先,針對由位置檢測裝置和本發明之位置指示器所成的輸入裝置之概要作說明。之後,針對被適用在本發明之位置指示器的其中一種實施形態中之本發明的可變容量電容器之4個的相異之實施形態作說明。
首先,針對使用有本發明之位置指示器所構成的輸入裝置之其中一種實施形態的概要作說明。圖1,係為用以對於此實施形態之輸入裝置的概略構成作說明之立體圖。如圖1中所示一般,此實施形態之輸入裝置,係由位置指示器100和位置檢測裝置200所構成。
位置檢測裝置200,係為經由以纜線205來連接於個人電腦或是PDA(Personal Digital Assistant)等之未圖示的外部裝置處,而被使用為此些之外部裝置的輸入裝置者。另外,雖然並未特別圖示並作說明,但是,亦可將此位置檢測裝置200內藏於個人電腦等之中。
位置檢測裝置200,係由將藉由後述之位置指示器100所指示了的位置檢測出來之檢測部201、和具備有此檢測部201之中空的成為薄型之略直方體的筐體202所構成。筐體202,係具備有:具有用以使檢測部201之檢測面露出之開口部203的上部筐體204、和被與此上部筐體204重合之未圖示的下部筐體。
而,檢測部201係被嵌入至上部筐體204之四角形的開口部203中,檢測部201之檢測面係被設為露出。在該筐體202之內部,係被搭載有電波之送受訊用的複數之迴圈線圈或者是所需要之電路部。具備有此種構成之位置檢測裝置200,係對於由經由後述之位置指示器100而進行之指標操作所致的文字以及圖等之輸入作接收。
位置指示器100,係為如同圖1中所示一般之被形成為筆型者。而,詳細雖係於後再述,但是,在位置指示器100之箱體11內,係被設置有:以使其中一方的前端部份從箱體11而突出的方式所設置的芯體71、和芯體71用之位置指示線圈、和可變容量電容器、和印刷基板等。
又,雖然在上述之專利文獻1中亦係對於其之原理作了詳細說明,但是,例如,係如同圖1中所示一般,被設為觸控平板之構成的位置檢測裝置200、和被設為筆型之構成的位置指示器100,其兩者之間係進行電波之交換。藉由此,在位置檢測裝置200側處,係構成為:將由位置指示器100所致之指定位置檢測出來,並且,將對於位置指示器100之使用狀態的變化檢測出來,而能夠將此供給至個人電腦等之外部裝置處。
接著,針對被使用在本發明之位置指示器中的本發明之可變容量電容器的第1實施形態作說明。此第1實施形態之可變容量電容器,係為沿襲被使用在上述之專利文獻2所揭示的可變容量電容器中之技術,並且更進而進行改良所實現者。
圖2,係為對於此第1實施形態之可變容量電容器的構造作展示之剖面圖。圖中,1係為介電質、2係為第1電極、3係為第2電極、4係為間隔物、5係為彈性體、6係為殼體、7係為推壓體、8以及9係為端子。
圖3,係為對於構成此第1實施形態之可變容量電容器的主要構件之形狀作展示的分解立體圖。如圖2、圖3中所示一般,此第1實施形態之可變容量電容器,係被形成於殼體6之內,該殼體6,係為由第1殼體構件61、和被設為從下側來***此殼體構件61中的第2殼體構件62所成。而後,如圖2、圖3中所示一般,而將第1電極2、介電質1、間隔物4、第2電極3、彈性體5依序作層積,之後,將由芯體71和帽體72所成之推壓體7,設為能夠隔著彈性體5來將第2電極3朝向介電質1側作推壓之構成。
介電質1,係為具備有相互平行之2個的面1a以及1b之由略圓盤狀之硬的材質所成者,於此,係使用厚度2mm、直徑4.6mm、比介電率7000之陶瓷。而,在圖2、圖3中,在介電質1之身為上側之面的面1a側,設置第1電極2,並在介電質1之身為下側之面的面1b側,設置第2電極3。
第1電極2,係為由厚度0.2mm、直徑4.0mm之略圓盤狀的銀板所成者,並被燒結在介電質1之其中一面1a上而被作安裝。第2電極3,係為在具備有可撓性之絕緣薄膜(於此,係為厚度70μm之聚醯亞胺薄膜)上,蒸鍍有厚度1000之鎳鉻合金(nichrome)所成者。
間隔物4,係為由厚度40μm、比介電率3.5之聚醯亞胺薄膜所成者,並為被形成為外徑4.6mm以及內徑3.3mm之環狀者。彈性體5,係為厚度0.35mm之由矽橡膠所成者,並由直徑4.6mm之圓盤狀的本體部、和從於其之徑方向而相對向之2個的位置處而以舌狀來延伸之卡止部所構成。另外,介電質1之與第2電極3相對向的面1b,係以使其之表面精度成為Ra=0.1μm以下的方式,而被平滑地作了最後研磨處理。
殼體6,係如同上述一般,為由第1殼體構件61以及第2殼體構件62所成者,此些,均係由剛性為高之合成樹脂(於此實施形態中,係為添加有玻璃纖維之聚醯胺)所構成。殼體構件61,係如同圖3中所示一般,成為略有底圓筒狀。
又,殼體構件62,係為能夠收容在殼體構件61之內部的略圓柱狀者,並為在殼體構件62之軸方向的其中一端而一體性地設置有與殼體構件61具備相同口徑之環狀的鍔部621所成者。又,在殼體構件62處,係如圖3中所示一般,被設置有將其之軸方向作貫通的貫通孔622。另外,殼體構件62之外徑,係與介電質1、第2電極3之電極部、間隔物4、彈性體5之外徑相同。
推壓體7,係如同上述一般,為由芯體71以及帽體72所成者,此些係分別由硬的材質以及剛性為高的材質(於此,係為陶瓷以及添加有玻璃纖維之聚醯胺)所構成。芯體71,係具備有較殼體構件62之圖3中所示的貫通孔622之內徑而更些許小的外徑,其之其中一端71a,係被形成為半球狀。
帽體72,係具備有較殼體構件62之貫通孔622而更些許小的外徑以及較芯體71之外徑而更些許小之內徑,並成為軸方向之長度為較殼體構件62更短之略有底圓筒狀。而,對於第1電極2,係連接有端子8,在第2電極3處,係連接有端子9。此些之端子8、9,例如係在黃銅上施加鎳電鍍以及金電鍍而形成。
接著,針對此第1實施形態之可變容量電容器的組裝方式作說明。首先,如圖2、圖3中所示一般,將端子8、9從第1殼體構件61之上部而***並作安裝。接著,在第1殼體61之內部,將於其中一面1a上被燒結安裝有第1電極2之介電質1、和間隔物4、和第2電極3、以及彈性體5,依此順序來依序作層積收容。此時,介電質1,係使其之其中一面1a側、亦即是使第1電極2,與端子8作抵接(連接)。又,第2電極3,係以當如同後述一般地經由推壓體7而被作了推壓的情況時,能夠使第2電極3之蒸鍍面側隔著間隔物4來與介電質1之另外一面1b作接觸的方式,而被作配置。又,在第2電極3之端子部33a處,係抵接(連接)有端子9。
接下來,在將帽體72收容在第2殼體構件62之貫通孔622內之後,將該第2殼體構件62從第1殼體61之下側來嵌入至其內部。此時,第1殼體構件61與第2殼體構件62,係藉由使被設置在特定之位置處的切缺或者是凹部、凸部作卡合,而被相互固定。另外,在此狀態下,係以於各零件間(特別是於第1電極2與端子8之間以及第2電極3與端子9之間)而被施加有特定之力的方式,來對於第1殼體構件61以及第2殼體構件62之各部的尺寸作設定。
最後,將芯體71之另外一端71b,通過第2殼體構件62之貫通孔622而***至被作收容的帽體72之內部並作固定。另外,亦可預先將芯體71與帽體72作組合,並將此些收容在第2殼體構件62中,之後再將該第2殼體構件62嵌入至第1殼體構件61中。
藉由此,在殼體6內,係成為將介電質1以及間隔物4作挾持地而在其之兩側處配置有第1電極2以及第2電極3,並經由此些而形成電容器。而,由於第2電極3係被設為挾持著間隔物4而與介電質1之面1b相對向,因此,因應於透過推壓部7所施加之推壓力,介電質1之面1b和第2電極3之間的接觸面係改變,經由此,而實現可變容量電容器。
又,此第1實施形態之可變容量電容器的上述之基本構成,係為與上述之專利文獻2中所揭示的可變容量電容器相同。但是,在此第1實施形態之可變容量電容器中,其之第2電極3的形狀,係為與專利文獻2中所揭示的可變容量電容器完全相異。
圖4,係為用以對於此第1實施形態的可變容量電容器之第2電極3的形狀之其中一例作說明的圖。此第1實施形態之可變容量電容器的第2電極3之形狀,係如圖4中所示一般,由包含中心O之具備有特定面積的中心部31、和以挾持該中心部31的方式而從中心部31起延伸之延伸部32a、32b、以及被設置在延伸部32a、32b之端部處的端子部33a、33a所成。
中心部31,係為當透過推壓體7而被施加了推壓力的情況時所最初與介電質1之面1b相接觸的部分,並與推壓體7之抵接中心部相一致。又,換言之,在圖4中所示之例的情況時,如同於圖4中以點線之圓所展示一般,中心部31,係可定義為包含有中心O並且通過中心O之中心部31的中心之長度(直徑)為長度D的圓狀部分。另外,長度D,係可作各種的選擇。
又,延伸部32a、32b,係從以中心O作為中心之中心部31起,而在其之半徑方向(圖4中係為x軸方向)上以輻射狀形狀來延伸,並因應於推壓力而與介電質1之面1b成為接觸狀態,並且,與該半徑方向相正交之方向的長度L,係構成為隨著遠離中心部31而變長。另外,於圖4中所示之例的情況時,係形成為:除了端子部33a、33a以外,以x軸作為中心的上下之部分係成為線對稱,並且以y軸作為中心之左右的部分係成為線對稱。
另外,延伸部32a側之端子部33a,係成為上述之端子9的連接部,並且,係為為了將第2電極3卡止於殼體6內所被使用的部分。又,延伸部32b側之端子部33a,係為為了將第2電極3卡止於殼體6內所被使用的部分。另外,此些之2個的端子部33a、33a之形狀互為相異的原因,係為了例如對於第2電極之表背面簡單地作區別,並防止造成層積狀態錯誤等之問題之故。
如此這般,在此第1實施形態之可變容量電容器中,第2電極3之形狀,係藉由在先前技術之圓形的第2電極處施加略扇狀之切缺,而如同圖4中所示一般,設為具備有如同蝴蝶展翅一般的形狀者。而,若是透過推壓部7而對於第2電極3施加推壓力,則首先,中心部31係與介電質1之面1b作接觸,並隨著推壓力之變大,而使得與介電質1之面1b相接觸的部分擴廣至第2電極3之延伸部32a、32b之部分處。
圖5,係為用以對於此第1實施形態之可變容量電容器的作用作說明之圖。在此第1可變容量電容器中,當完全未在推壓部7之芯體71處施加有任何之壓力或者是位移的狀態(初期狀態)下,介電質1之面1b和第2電極3,係藉由間隔物4,而如同圖5(A)中所示一般,除了其之週邊部以外,係相分離有相當於該間隔物4之厚度的間隔,於其間,係成為形成有空氣層10。故而,此時之端子8、9間的容量值(初期容量),係略成為由介電質1所致之容量和由比介電率1.0之空氣層10所致之容量間的串聯合成容量,而成為相當小。
另一方面,若是在芯體71處被施加有壓力或者是位移,而推壓部7之帽體72隔著彈性體5來使第2之電極3朝向介電質1側作彎曲,則空氣層10之厚度,係成為較間隔物4之厚度更小,但是,由該空氣層10所致之容量,係與空氣層10之厚度成反比地而變大,因此,端子8、9間之容量值亦變大。
之後,若是施加在芯體71處之壓力或者是位移增加,而如圖5(B)中所示一般,第2電極3與介電質1之面1b作接觸,則在該接觸部分處,係成為僅存在有由介電質1所致之容量,端子8、9間之容量值,係成為與接觸面積略成正比地而增加。如此這般,在此第1實施形態之可變容量電容器的情況時,係從端子8、9而取出有會與施加在推壓體7之其中一端處的壓力或者是極為微小之位移相對應地來作大幅度變化之容量值。
並且,在此第1實施形態之可變容量電容器的情況時,如圖4中所示一般,第2電極3之形狀,係成為下述一般:亦即是,其之中心部31的部分之面積係為狹窄,而延伸部32a、32b之面積,係成為隨著朝向外側而更加變廣。因此,隨著施加在第2電極3處之推壓力變大,與介電質1之面1b相接觸的第2電極3之面積係變廣。
亦即是,係並不會有如同使用圖23~25所說明了的專利文獻2所記載之可變容量電容器一般之隨著推壓力之增大而使得介電質1和第2電極3之間的接觸面積之增加形態成為到達極限並難以增加的情形,而是以近似於線性(linear)的狀態來作增加。故而,於此第1實施形態之可變容量電容器的情況時,就算是針對相位-荷重特性,亦能夠成為不會有隨著荷重之增加而使得相位之變化成為到達極限並難以增加的情況。
圖6,係為對於此第1實施形態之可變容量電容器的相位-荷重特性作展示之圖。若是將圖6和展示有先前技術之可變容量電容器的相位-荷重特性之圖20~圖22作比較,則係可明顯得知下述的內容。當於此第1實施形態之可變容量電容器的情況時,係能夠實現下述一般之特性:亦即是,起動荷重係為非常輕,又,相位-荷重特性(所謂的筆壓特性)的鼓起程度係為較小,又,遲滯相對上亦為較小。相較於上述之先前技術的可變容量電容器,係能夠實現下述之特性:亦即是,其之起動荷重係為小,並且與推壓力相對應之輸出值亦係成為更接近線性,進而,遲滯亦為小。
針對此第1實施形態的可變容量電容器之第2電極3的形狀,係可進行各種之調整。圖7,係為用以對於第2電極3之形狀的調整例作說明之圖。在圖7(A)、(B)、(C)、(D)中,x軸、y軸,係代表分別通過中心部31之中心O並相互正交之軸。
於圖7中,係對於將中心部31之直徑D、和在延伸部32a、32b處之與中心部31的半徑方向(於圖7中,係為x軸方向)相正交的方向上之最大長度L作了調整的情況時,該第2電極3之形狀的4個例子作展示。
而,如同對於圖7(A)、(B)、(C)、(D)之各個作比較所能夠理解一般,中心部31之直徑,係如同D(1)>D(2)>D(3)>D(4)一般,在圖7(A)中所示之形狀的情況時成為最長,而在圖7(D)中所示之形狀的情況時成為最短。
又,在延伸部32a、32b處之與中心部31的該半徑方向相正交的方向之最大長度L,圖7(A)之L(1)和圖7(D)之L(4)係成為相同,但是,圖7(B)之L(2)和圖7(C)之L(3),係成為較L(1)和L(4)更長。另外,於圖7中所示之例的情況時,係對於設為L(2)>L(3)的情況作展示。
如此這般,藉由對於中心部31之直徑D和在延伸部32a、32b處之與中心部31之該半徑方向相正交的方向之最大長度L,此兩者之其中一者或者是雙方作調整,係能夠對於此第1實施形態之可變容量電容器的相位-
荷重特性(筆壓特性)作調整。
圖8,係為用以對於與中心部31之直徑D相對應的相位-荷重特性作說明之圖,圖9,係為用以對於在延伸部32a、32b處之與中心部31之半徑方向(圖9中,係為x軸方向)相正交的方向之最大長度L相對應的相位-荷重特性作說明之圖。
首先,如同圖8(A)、(B)中所示一般,針對使用有中心部31之直徑D的長度為相異之第2電極3的可變容量電容器之相位-荷重特性作說明。於圖8(C)中,特性FA,係為當使用有圖8(A)中所示之直徑D為短的第2電極3的情況時之可變容量電容器的相位-荷重特性。又,於圖8(C)中,特性FB,係為當使用有圖8(B)中所示之直徑D為長的第2電極3的情況時之可變容量電容器的相位-荷重特性。
若是對於此些之特性FA、特性FB作比較,則能夠得知,如同圖8(A)中所示一般,當第2電極3之中心部31的直徑D為短的情況時,初期接觸時之第2電極3和介電質1之面1b之間的接觸面積係被抑制為較小,之後,係能夠使接觸面積逐漸地增大。故而,如同圖8(C)之特性FA中所示一般,係能夠將相位-荷重特性設為線性(linear)之特性。
相對於此,如同圖8(B)中所示一般,當第2電極3之中心部31的直徑D為長的情況時,初期接觸時之第2電極3和介電質1之面1b之間的接觸面積係相對性地成為較大。因此,相較於使用有直徑D為更短之形狀的第2電極3之情況時的相位-荷重特性FA,雖然起動性係變佳,但是其之線性度係成為有所劣化。如此這般,經由對於第2電極3之中心部31的直徑D作調整,主要係能夠對於相位-荷重特性之線性度作調整。
接著,如同圖9(A)、(B)、(C)中所示一般,針對使用有雖然中心部31之直徑D係為相同,但是在延伸部32a、32b處之與中心部31之半徑方向(於圖9中,係為x軸方向)相正交的方向之最大長度L係為相異之第2電極3的可變容量電容器之相位-荷重特性作說明。另外,如同圖9(A)、(B)、(C)中所示一般,若是並不對於中心部31之直徑D作改變地而將延伸部32a、32b之與該半徑方向相正交的方向之最大長度L之長度增長,則由通過中心部31之直徑D的端部o1並且與x軸相平行之直線k、和延伸部32a、32b之邊,其兩者所成的角度,係成為逐漸變大。
而,於圖9(D)中,特性Fa,係為當使用有圖9(A)中所示之最大長度L為最短的第2電極3的情況時之可變容量電容器的相位-荷重特性。又,於圖9(D)中,特性Fb,係為當使用有圖9(B)中所示之最大長度L為中等程度之長度的第2電極3的情況時之可變容量電容器的相位-荷重特性。又,於圖9(D)中,特性Fc,係為當使用有圖9(C)中所示之最大長度L為最長的第2電極3的情況時之可變容量電容器的相位-荷重特性。
如同對於此些圖9(D)中所示之特性Fa、特性Fb、特性Fc作比較而能夠得知一般,隨著在延伸部32a、32b處之與中心部31的半徑方向相正交之方向的最大長度L之變長,相位-荷重特性之斜率係變大。於此,中心部31之半徑方向,係如同上述一般,為在圖9(A)、(B)、(C)中之x軸方向。故而,藉由對於在延伸部32a、32b處之與中心部31的該半徑方向相正交之方向的最大長度L作調整,係能夠對於相位-荷重特性之斜率作調整。
另外,對於延伸部32a、32b處之與中心部31之該半徑方向相正交的方向之最大長度L作調整一事,係等價於:對於通過中心部31之直徑D的端部ol並且與x軸相平行之直線k、和延伸部32a、32b之邊,其兩者所成的角度作調整一事。更進一步說,延伸部32a、32b,係具備有扇形形狀。故而,當將延伸部32a、32b視為以中心O作為中心之扇形形狀的情況時,在延伸部32a、32b處之與中心部31的該半徑方向相正交之方向的最大長度L之調整,可以說係等同於對在該扇形形狀處之中心角作調整。
而,藉由對於中心部31之直徑D和在延伸部32a、32b處之與中心部31之該半徑方向相正交的方向之最大長度L,此兩者之其中一者或者是雙方作調整,係成為能夠將此第1實施形態之可變容量電容器的相位-荷重特性調整為目的之特性。
另外,最大長度L之調整,由於係與對於該扇形形狀之中心角作調整一事為等價,因此,換言之,藉由對於中心部31之直徑D和在延伸部32a、32b之中心角,此兩者之其中一者或者是雙方作調整,係成為能夠將此第1實施形態之可變容量電容器的相位-荷重特性調整為目的之特性。
又,不僅是藉由第2電極3之中心部31的直徑D和在延伸部32a、32b處之與中心部31之該半徑方向相正交的方向之最大長度L作調整,就算是藉由對於其他之各種部分的長度或者是曲線部分的曲率等作調整,亦能夠進行特性之微調整。
另外,第2電極3之形狀,係並不被限定於上述之形狀。圖10,係為用以對於第2電極3之形狀的其他例作說明之圖。圖10(A),係與上述之第2電極的形狀相同,而為具備有中心部31和延伸部32a、32b者,但是,延伸部32a、32b之形狀,係與上述相異。
亦即是,圖10(A)中所示之第2電極3,在延伸部32a、32b處,從中心部31所分別延伸至各別的弧(外緣)之端部處的側邊,係形成為沿著延伸部32a、32b之內側的圓弧狀。如此這般,係能夠以使延伸部32a、32b之側邊部分成為並非僅為直線且亦成為曲線的方式,來對於形狀作調整。
又,於圖10(B)中所示之第2電極3,係為僅設置有1個的延伸部32者。亦即是,上述之第2電極,係挾持著中心部31,而具備有2個的延伸部32a、32b,但是,於圖10(B)中所示之第2電極3,係為僅設置有延伸部32a與延伸部32b中之其中一者的構成。
又,於圖10(C)中所示之第2電極3,係為將延伸部之數量增加為4個者。亦即是,圖10(C)之第2電極3,係為由八角形狀之中心部31、和4個的延伸部32a、32b、32c、32d所成者。
如此這般,藉由增加延伸部的數量,係成為能夠主要對於可變容量電容器之相位-荷重特性的斜率作調整。另外,延伸部之大小或者是數量,係可設為各種不同之大小或數量,又,關於中心部31之形狀,亦可設為圓形狀或者是設為多角形狀等。亦即是,係可設為在身為從中心部31之中心起所朝向外側之方向的半徑方向上,而於複數之半徑方向來設置延伸部。
又,圖10(D)、(E)中所示之第2電極3,係為具備有中心部31和延伸部32a、32b者,但是,中心部31之形狀,係與上述相異。亦即是,在圖10(D)之第2電極3的情況時,中心部31係被設為四角形狀。該中心部分31之形狀,係可設為正方形、長方形、梯形等之各種的四角形狀。又,在圖10(E)之第2電極3的情況時,中心部31係被設為圓形狀。另外,圓形狀之中心部31的直徑,係可設為各種之值。如此這般,藉由改變中心部31之形狀,主要係成為可對於可變容量電容器之起動特性作調整。
又,上述之實施形態的第2電極3之延伸部,由於殼體6內係被形成為圓筒狀,因此,係以與其相合致的方式,而將除了端子部或者是卡止部以外之部分設為具備有略扇形之形狀。但是,係並不被限定於此。延伸部之形狀,例如,係亦可設為並不具備有成為圓弧之部分的梯形、三角形或者是其他之各種形狀。
亦即是,包含有中心部以及延伸部之第2電極3的形狀,只要是當由於被施加有推壓力而與介電質1之面1b相接觸的情況時,於接觸初始能夠將接觸面積抑制為較小,之後,能夠因應於推壓力而使接觸面積並不會到達極限而難以增加地來作較大幅度之增加者即可。經由設為此種構成,能夠將可變容量電容器之相位-荷重特性(筆壓特性),設為起動特性為佳且成線性變化並且遲滯為小者。
接著,針對使用有以圖1~圖10來作了說明的第1實施形態之可變容量電容器所形成的位置指示器100來作說明。圖11,係為用以對於使用有此第1實施形態的可變容量電容器之本發明的位置指示器100之其中一種實施形態作說明的剖面圖。亦即是,圖11,係為圖1中所示之位置指示器100的A-A’線剖面圖。於圖11中,11係為筆軸、12係為線圈、13係為上述之第1實施形態的可變容量電容器、14係為基板、15係為電容器。
筆軸11,係由合成樹脂等之非金屬素材所成,於其之前端側,係具備有能夠將芯體71作插通之透孔。線圈12,係為在具備有能夠將芯體71可自由滑動地作插通的透孔之鐵氧體芯上,而將高頻阻抗為少之李茲線作捲繞所成者,並被保持在筆軸1之前端側和可變容量電容器13之間。另外,詳細而言,在構成可變容量電容器13之第2殼體構件62的貫通孔622內,係被收容、保持有線圈12之其中一端。
基板14,係為用以搭載電容器15並且將可變容量電容器13作固定者,其之一側,係被固定在可變容量電容器13之第1殼體構件61的底部,另外一側,係成為與筆軸11之底部作抵接。另外,在第1殼體構件61之底部處,係亦可預先一體性地設置用以與該基板14作固定之突出片。電容器15,係為週知之晶片電容器等,該電容器15,係與可變容量電容器13一同地而被與線圈12作並聯連接,並成為構成週知之共振(同調)電路。
而,在該位置指示器100處,只要不將芯體71之其中一端71a以一定以上之壓力來推壓至位置檢測裝置(觸控平板)200之檢測部4的輸入面等處,則在可變容量電容器13處之容量值,相較於電容器15係為極小,故而,共振電路之共振頻率係依據線圈12以及電容器15之值而被略決定。另一方面,若是將芯體71之其中一端71a以一定以上之壓力來作推壓,則在可變容量電容器13處之容量值,係成為具備有會對於共振電路之共振頻率造成影響的程度之值,該共振電路之共振頻率係改變。之後,若是進而使施加在芯體71之其中一端71a處的壓力增加,則在可變容量電容器13處之容量值,係會與施加在該芯體71處之壓力成正比地而改變,共振電路之共振頻率亦會與該壓力成正比地而改變。
如此這般,若是依據使用第1實施形態之可變容量電容器所構成的位置指示器100,則係能夠藉由並未施加一定以上之壓力的狀態、和施加有一定以上之壓力的狀態,來使共振電路之共振頻率明確地改變,而成為能夠傳輸開關性之資訊。並且,於此之後,在位置指示器100處,係能夠與壓力成正比地而使共振頻率作連續性的變化,而能夠將連續性之筆壓資訊傳輸至觸控平板側。
又,在如同前述一般之並不具備電源的共振電路中,由於在該電路中所流動之電流係極為微量,因此,在使用有先前技術之機械性開關的情況時,會由於其之自清除(self cleaning)作用,而成為無法對於性能之維持有所期待,而缺乏耐久性。但是,在位置指示器100之情況中,藉由使用了第1實施形態之可變容量電容器13,係能夠將涵蓋長期間而為安定之資訊傳輸至位置檢測裝置(觸控平板)200側。
又,可變容量電容器13,係如同前述一般,為依據介電質以及電極間之些微的間隔變化來使容量值改變者,且其之位移量係為極小(數10μm程度以下),因此,係能夠得到自然且順暢之操作感。並且,第1實施形態之可變容量電容器,由於係將第2電極3之形狀設為例如圖4中所示之形狀,因此,係成為能夠因應於使用者之操作,而實現更加線性(linear)之變化的相位-荷重特性(筆壓特性),並能夠進行更加細微之資訊輸入。
接著,針對本發明之可變容量電容器的第2實施形態作說明。此第2實施形態之可變容量電容器,係為沿襲被使用在上述之專利文獻3所揭示的可變容量電容器中之技術,並且更進而進行改良所實現者。另外,為了使說明成為簡單,在此第2實施形態之可變容量電容器中,對於與使用圖2~圖10所說明了的上述之第1實施形態的可變容量電容器相同之形成部分,係附加同樣的參考符號,並省略針對該些部分的詳細說明。
圖12,係為對於此第2實施形態之可變容量電容器的構造作展示之剖面圖。此第2實施形態之可變容量電容器,如同與圖2之對於第1實施形態的可變容量電容器的構造作展示之剖面圖相比而能夠得知一般,在大致之構成上係具備有略相同之構造。但是,代替圖2中所示之第1實施形態的可變容量電容器所具備之第2電極3和彈性體5,圖12中所示之此第2實施形態的可變容量電容器,係設置有第2電極23,於此點上,係為相異。
圖13,係為對於身為構成此第2實施形態之可變容量電容器的主要構件之介電質1以及與其作抵接之構件的形狀作展示之分解立體圖。若是將圖3和圖13作比較,則此第2實施形態之可變容量電容器和上述之第1實施形態的可變容量電容器之間的差異點,係成為更加明確。如圖13(A)中所示一般,介電質1,係為具備有身為相互平行之2個面的其中一面1a以及其之相反側的另外一面1b之由略圓盤狀之硬的材質所成者,於此,係使用厚度2mm、直徑4.6mm、比介電率5800左右之陶瓷。
第1電極2,係為由厚度0.2mm、直徑4.0mm之略圓盤狀的銀板所成者,並被燒結在介電質1之其中一面1a上而被作安裝。介電質1之另外一面1b,在第1實施形態之可變容量電容器的情況時,係被作了鏡面最後加工。但是,在此第2實施形態之可變容量電容器的情況時,係藉由將第2電極23設為了導電性橡膠,而成為不需要進行此最後加工。在陶瓷介電質的情況時,由於其係為燒結體,因此,其之表面,係依存於結晶粒徑(數μm~數10μm左右)而成為粗糙的狀態,但是,就算是在此種單純燒成的表面狀態下,亦能夠充分地滿足特性。
第2電極23,係為由厚度0.4mm之導電橡膠所成者,其之形狀,例如係為與使用圖4所說明了的第1實施形態之第2電極3相同者。亦即是,此第2實施形態之可變容量電容器的第2電極23,係具備有中心部231、和延伸部232a、232b、和兩側之端子部233a、233a。
於此,中心部231,係對應於第1實施形態之中心部31,延伸部232a、232b,係對應於第1實施形態之延伸部32a、32b。又,端子部233a、233a,係對應於第1實施形態之端子部33a、33a。故而,第2電極23,係經由中心部231、和延伸部232a、232b,而形成與介電質1之另外一面1b間的抵接面23a。又,第2電極23之包含有切缺部份的形狀,係成為直徑4.6mm之圓板狀(平板狀)。
於此,構成第2電極23之導電橡膠,係為混合存在有碳粒子或者是銀粒子等之導電粒子的合成橡膠,而為具備有導電性並且亦一併具備有可撓性和彈力性之材料。一般而言,在廣義之導電橡膠中,係存在有:電阻值為依存於壓力之形態、亦即是,具有若是所被施加之推壓力越大則電阻值會變得越小的傾向者(以下,稱為「感壓橡膠」),和電阻值並不依存於壓力之形態(以下,稱為「狹義之導電橡膠」)者。
不論是此2種的形態中之何者,均能夠使用在此第2實施形態之可變容量電容器的第2電極23中。但是,在此第2實施形態中,係使用身為狹義之導電橡膠的依據日本工業規格而橡膠硬度為70、體積固有電阻為5Ω以下者。
間隔物4,係為由厚度40μm、比介電率3.5之聚醯亞胺薄膜所成者,並為被形成為外徑4.6mm以及內徑2.0mm之環狀者。
另外,此第2實施形態之可變容量電容器的殼體部6、推壓部7、端子部8、9,係為與上述之第1實施形態的可變容量電容器之殼體部6、推壓部7、端子8、9具備有相同構成者。
圖14,係為對於此第2實施形態之可變容量電容器的作用作展示之說明圖。在此第2實施形態之可變容量電容器中,當完全未在芯體71處施加有壓力或者是位移的狀態(初期狀態)下,介電質1之另外一面1b和第2電極23,係藉由間隔物4,而如同圖14(A)中所示一般,除了其之週邊部以外,係相分離有相當於該間隔物4之厚度的間隔,於其間,係成為形成有空氣層10。故而,此時之端子8、9間的容量值(初期容量),係成為與由介電質1所致之容量和由比介電率1.0之空氣層10所致之容量間的串聯合成容量略相等,而成為相當小。
另一方面,若是在芯體71處被施加有壓力或者是位移,而帽體72係使第2電極23朝向介電質1側作彎曲,則空氣層10之厚度,係成為較間隔物4之厚度更小,但是,由該空氣層10所致之容量,係與空氣層10之厚度成反比地而變大,因此,端子8、9間之容量值亦變大。此時,由於第2電極23係具備有彈力性,因此,透過帽體72所傳導至第2電極23處之推壓力,係被均等地分散,並以使空氣層10之厚度平緩地減少的方式來起作用。
之後,若是施加在芯體71處之壓力或者是位移增加,而如圖14(B)中所示一般,該第2電極23與介電質1之另外一面1b作接觸,則在該接觸部分處,係成為僅存在有由介電質1所致之容量,端子8、9間之容量值,係成為與接觸面積略成正比地而增加。
如此這般,若依據此第2實施形態之可變容量電容器,則係從端子8、9而取出有會與施加在推壓體7之其中一端處的壓力或者是極為微小之位移相對應地來作大幅度變化之容量值。
並且,在此第2實施形態之可變容量電容器的情況中,第2電極23之形狀,係為具備有與使用圖4所說明了的第1實施形態之可變容量電容器之第2電極3的情況時相同之形狀者。亦即是,此第2實施形態之可變容量電容器的第2電極23,係如同在圖13中亦有所展示一般,而成為:其之中心部231的部分之面積係為狹窄,而延伸部232a、232b之面積,係成為隨著朝向外側而更加變廣。因此,隨著施加在第2電極23處之推壓力變大,與介電質1之面1b相接觸的第2電極23之面積,係以線性(linear)來變廣。
亦即是,在此第2實施形態之可變容量電容器的情況時,亦係如同使用圖23~圖25所說明了的先前技術之硬形態的可變容量電容器一般,不會有隨著推壓力之變大而使得介電質1和第2電極3之間的接觸面積之增加形態成為到達極限並難以增加的情形。故而,於此第2實施形態之可變容量電容器的情況時,就算是針對相位-荷重特性,亦能夠成為不會有隨著荷重之增加而使得相位之變化成為到達極限並難以增加的情況。
而,在此第2實施形態之可變容量電容器的情況時,由於係將第2電極23藉由導電性橡膠來形成,因此,係成為就算是在推壓力為小的區域中,亦能夠得到安定的輸出值。又,如同上述一般,經由使第2電極23之形狀成為於圖13(C)中所示一般,係能夠將其之相位-荷重特性(筆壓特性)設為更為接近線性(linear),並且,亦能夠使遲滯相對性地成為較小。
另外,關於此第2實施形態之可變容量電容器的第2電極23之形狀,亦係與使用圖7~圖9所說明了的第1實施形態之情況相同的,而可進行各種之調整。又,關於此第2實施形態之可變容量電容器的第2電極23,亦係與使用圖10所說明了的第1實施形態之情況相同的,而能夠設為各種之形狀。
另外,在使用以圖11來作了說明的第1實施形態之可變容量電容器13所形成的位置指示器100中,係亦能夠將可變容量電容器13改變為使用圖12~圖14所說明了的第2實施形態之可變容量電容器。藉由此,亦可構成使用有以圖12~圖14來作了說明的第2實施形態之可變容量電容器所形成的位置指示器100。而,第2實施形態之可變容量電容器,係如同前述一般,為依據介電質以及電極間之些微的間隔變化來使容量值改變者,且其之位移量係為極小(數10μm程度以下),因此,係能夠得到自然且順暢之操作感。
另外,在第1、第2實施形態中,係使可變容量電容器之推壓體的移動方向與筆軸方向相互一致,但是,亦可將其設為與筆軸方向相正交,並透過被設置在側面之操作按鍵等來以手指作推壓。
接著,針對本發明之可變容量電容器的第3實施形態作說明。此第3實施形態之可變容量電容器,係為沿襲被使用在先申請案(日本特願2008-305556)中所揭示的可變容量電容器中之技術,並且更進而進行改良所實現者。
圖15,係為此第3實施形態之可變容量電容器的立體圖,圖16,係為圖15中所示之可變容量電容器15的B-B’線剖面圖。此第3實施形態之可變容量電容器,亦係與上述之第1、第2實施形態之可變容量電容器相同的,而為對應於被施加之壓力來使容量值作改變者。
此第3實施形態之可變容量電容器的殼體121內,係成為中空之略圓筒形,在該殼體121內,係被搭載有此第3實施形態之可變容量電容器的主要部分,並從上部而被導出有端子139和端子153。而,如圖16中所示一般,在該殼體121內,係具備有介電質122、和將此介電質122作推壓之端子構件123、和保持構件124、和導電構件126、以及彈性構件127,而構成之。
於圖16中所示之介電質122,例如係成為略圓盤狀,並具備有略圓形之第1面部122a、和與此第1面部122a略平行地相對向之略圓形的第2面部122b。在第1面部122a處,係涵蓋其之略全體地而被設置有第1電極部136。此第1電極部136,例如係藉由在第1面部122a上燒結有銀板所形成者。又,第2面部122b,例如係藉由將表面作鏡面研磨,而被施加有鏡面加工。
而,如圖16中所示一般,此介電質122,係使第2面部122b朝向殼體121之軸方向的另外一端側,並被載置在凸緣部131上。進而,此介電質122,係在被載置於殼體121之凸緣部131上的狀態下,經由端子構件123而被朝向支持器121之軸方向的另外一端側作推壓。另外,介電質122之形狀,係並不僅被限定為略圓盤狀,而亦可被形成為略四角形或是略六角形等之平板狀。又,雖係針對將第2面部122b施加了鏡面加工的例子作了說明,但是,亦可並不在第2面部122b處施加鏡面加工。
端子構件123,係具備有:代表接點部之其中一具體例的平坦部137、和從此平坦部137而連續地形成之2個的卡止部138、138、以及導線片139。平坦部137,係被形成為略平板狀,於略中央處,係被設置有突起137a。此2個的卡止部138、138,係代表第2卡合部之其中一具體例。
以將此平坦部137挾持在中間的方式,而設置2個的卡止部138、138。此卡止部138,係成為略L字狀。此卡止部138,係為藉由從平坦部137之外緣起而作2次之彎折,而被賦予有彈性。並且,在卡止部138之端部,係被設置有例如略四角形狀之開口部138a。
又,導線片139,係從與卡止部138之端部所突出之方向相反的方向而突出地被作設置。另外,作為此端子構件123之材質,例如係可列舉有在鈦銅上而施加了銀電鍍之物等。
又,如圖15以及圖16中所示一般,端子構件123,係使2個的卡止部138、138之開口部138a、138a卡止於殼體121之卡止承受部133、133處,並被固定在支持器121上。此時,端子構件123之平坦部137,係與被設置在介電質122之第1面部122a處的第1電極部136相抵接。又,端子構件123,由於係在2個的卡止部138、138處賦予有彈性,因此,係將介電質122朝向殼體121之軸方向的另外一端側作推壓。藉由此,係能夠使平坦部137與第1電極部136確實地作接觸,而能夠對於介電質122與端子構件123間之接觸不良作防止或者是抑制。進而,亦能夠對於介電質122在支持器121內而傾斜的情況作防止或者是抑制。
而,藉由在端子構件123之平坦部137處設置突起137a,平坦部137與介電質122係作面接觸。藉由此,不會有受到端子構件123之沖壓加工時所發生的彎曲或者是浮起之影響的情況,而能夠確實地使被設置在介電質122之第1面部122a處的第1電極部136和端子構件123之平坦部137作接觸。
如此這般,端子構件123,係具備有將介電質122朝向殼體121側而作推壓之作用、和與被搭載有該可變容量電容器之位置指示器100的印刷基板相連接之作為電極端子的作用。另外,在本例中,雖係針對藉由1個構件來形成端子構件123之情況而作了說明,但是,亦可將平坦部137以及卡止部138和導線片139分別作為相異之構件來形成之。
保持構件124,係具備有略角柱狀之基部141、和略圓筒狀之嵌合部142。在基部141處,係被設置有凹陷為略圓柱狀之卡合凹部143。如圖16中所示一般,在此卡合凹部143中,係被***有芯體71之軸方向的另外一端71b。藉由此,保持構件124與芯體71係被相接合。又,在此基板141之側面部處而相互對向之2個的平面部中,係被設置有剖面形狀為略三角形狀之2個的卡合部144、144。而,此2個的卡合部144、144,係與被設置在殼體121處之2個的卡合孔132、132相卡合。藉由此,保持構件124,係可沿著殼體121之軸方向而移動地被作支持。
進而,在基部141處,係被設置有縫隙146、146。圖17,係為對於藉由保持構件124而將導電構件126以及彈性構件127作了保持的狀態作展示之立體圖。如圖17中所示一般,被設置在基部141處之2個的縫隙146、146,係分別從基部141之軸方向的其中一端起而朝向另外一端側地被切缺有特定之長度而形成之。
又,代表凹部之其中一具體例的嵌合部142,係朝向基部141之另外一端側突出地而形成。而,在此嵌合部142處,係以略等角度間隔而被形成有2個的切缺部147、147。此2個的切缺部147、147,係從嵌合部142之軸方向的其中一端起而一直切缺至基部41處地而形成之。另外,此切缺部147之數量,係並非被限定為2個,而亦可形成3個以上,並且為只要至少存在有1個便能夠達成目的者。而,導電構件126係被嵌合於此嵌合部142中。
如同圖16以及圖17中所示一般,導電構件126,例如係被形成為砲彈型,並於其之軸方向的其中一端處具備有曲面部126a。此曲面部126a之形狀,於此第3實施形態之可變容量電容器和先申請案之可變容量電容器處,係為相異。另外,針對此第3實施形態之可變容量電容器的導電構件126之曲面部126a的形狀,係於後再詳細敘述,但是,為了作為比較對象,在圖17中,導電構件126之曲面部126a,係展示有先申請案之可變容量電容器的形狀。
而,此導電構件126,係使軸方向之另外一端側的圓柱部126b嵌合於保持構件124之嵌合部142之中。另外,此導電構件126之圓柱部126b的直徑,例如係被設定為較保持構件124之嵌合部142的內徑而更些許大。藉由此,導電構件126與保持構件124之嵌合部142之間的嵌合關係,係被設定為縮緊嵌合的關係。其結果,係能夠對於導電構件126從保持構件124之嵌合部142而脫落的情況作防止或者是抑制。
而,此導電構件126,係為由具備有導電性並且能夠作彈性變形之構件所成者。作為此種構件,例如,係可列舉有矽導電橡膠或者是加壓導電橡膠(PCR: Pressure sensitive Conductive Rubber)等。藉由使用此種構件,伴隨於施加在芯體71上之筆壓(壓力)的增加,介電質122之第2面部122b與導電構件126之間的接觸面積係成為增加。
彈性構件127,例如係為具備有導電性之線圈彈簧,並具備有:具有彈性之捲繞部151、和於此捲繞部151之其中一端部處所具備之端子片153、以及於此捲繞部151之另外一端部處所具備之連接部152。
而,如同圖16中所示一般,導電構件126以及彈性構件127,係被安裝在保持構件124上,並被收容在殼體121之筒孔121a中。此時,被形成於導電構件126之軸方向的其中一端側處之曲面部126a,係與介電質122之第2面部122b相對向,並形成第2電極部。
而後,如圖16中所示一般,若是對於芯體71之指示部(前端)71a而朝此第3實施形態之可變容量電容器側施加壓力(筆壓),則該可變容量電容器之保持構件124,係被朝向芯體71之軸部71b的另外一端作推壓。藉由此,保持構件124,係朝向殼體121之軸方向的其中一端側移動。而,導電構件126之曲面部126a,係與介電質122之第2面部122b相接觸,並形成第2電極部。若是更進而對於芯體71之指示部71a施加壓力,則導電構件126,係被推壓至介電質122之第2面部122b上並變形(扁平化)。其結果,由於導電構件126與第2面部122b之間的接觸面積係改變,因此,介電質22之容量值係改變。而,在端子構件123與彈性構件127之間,該容量值係被檢測出來。藉由此,能夠將施加於指示部71a處之壓力檢測出來。
如此這般,在此第3實施形態之可變容量電容器的情況時,在並未對於芯體71施加有壓力的情況下,導電構件126,係並不與介電質122相接觸。因此,係成為與上述之第1、第2實施形態的可變容量電容器之存在有空氣層10時相同之狀態,該可變容量電容器之容量係成為相當小。但是,當對於芯體71而施加有壓力的情況時,導電構件126係與介電質122相接觸,因應於被施加之壓力,接觸面係變大,並成為能夠將與接觸面積相對應之容量檢測出來。
此第3實施形態之可變容量電容器的導電構件126,係為如同上述一般地而被形成為砲彈型者。但是,此第3實施形態之導電構件126的曲面部126a,係並非為如同圖17中所示一般地而被形成在圓頂上者。圖18,係為對於此第3實施形態之可變容量電容器的導電構件126之曲面部126a的形狀作展示之圖。圖18(A),係為從切缺部26aR側來對於曲面部126a作展示之立體圖,圖18(B),係為從延伸部26a2側來對於曲面部126a作展示之立體圖。又,圖18(C),係為從正上方來對於曲面部126a作觀察的情況之上面圖。
如圖18中所示一般,此第3實施形態之導電構件126的曲面部126a,係在其之兩側處被設置有切缺部26aR、26aL,若是從上面作觀察,則係以具備有中心部26a1和將其作挾持之延伸部26a2、26a3的方式而被形成。亦即是,中心部26a1、和將其作挾持之延伸部26a2、26a3,係被設為構成與介電質122之面122b相接觸的接觸部(第2電極部)。
而,曲面部126a,係被設為下述之形狀:亦即是,中心部26a1部分之寬幅係為窄,而延伸部26a2、26a3係成為若是越朝向外側則在與半徑方向(於圖18(C)中,係為與直徑D相正交之方向)相正交之方向上的長度會變得越長一般之形狀。亦即是,中心部26a1,係為當透過芯體71而被施加了推壓力的情況時,所最初與介電質122之面122b相接觸的部分。又,換言之,中心部26a1,係如同於圖18(C)中以點線之圓所展示一般,可定義為包含有中心O並且通過中心O之中心部26a1的中心之長度(直徑)為長度D的圓狀部分。另外,長度D,係可作各種的選擇。
又,延伸部26a2、26a3,係從以中心O作為中心之中心部26a1起,而在其之半徑方向上延伸,並因應於推壓力而與介電質122之面122b成為接觸狀態,並且,與該半徑方向相正交之方向的長度L,係構成為隨著遠離中心部26a1而變長。亦即是,此第3實施形態之導電構件126的曲面部126a,其之與介電質122之面122b間的接觸部分之形狀,係以成為與使用圖4、圖7~圖9所說明了的第1、第2實施形態之第2電極3相同的形狀之方式,來作形成。
經由具備有此種形狀,在此第3實施形態之可變容量電容器的情況時,亦同樣的,當在芯體71處施加了推壓力的情況時,最初,導電構件126之曲面部126a和介電質122之面122b間的接觸面積係為狹窄,並能夠隨著推壓力之變大而線性(linear)地使接觸面積擴廣。
亦即是,在此第3實施形態之可變容量電容器的情況時,亦係如同使用圖23~圖25所說明了的先前技術之硬形態的可變容量電容器一般,不會有隨著推壓力之變大而使得介電質122和形成第2電極之導電構件126的曲面部126a之間的接觸面積之增加形態成為到達極限並難以增加的情形。故而,於此第3實施形態之可變容量電容器的情況時,就算是針對相位-荷重特性,亦能夠成為不會有隨著荷重之增加而使得相位之變化成為到達極限並難以增加的情況。
而,在此第3實施形態之可變容量電容器的情況時,由於係將導電構件126本身藉由導電性橡膠來形成,因此,係成為就算是在推壓力為小的區域中,亦能夠得到安定的輸出值。又,如同上述一般,經由使導電構件126之曲面部126a的形狀成為於圖18中所示一般,係能夠將其之相位-荷重特性(筆壓特性)設為更為接近線性(linear),並且,亦能夠使遲滯相對性地成為較小。
另外,關於此第3實施形態之可變容量電容器的導電構件126之曲面部126a的形狀,亦係與使用圖7~圖9所說明了的第1、第2實施形態之情況相同的,而可進行各種之調整。又,關於此第3實施形態之可變容量電容器的導電構件126之曲面部126a,亦係與使用圖10所說明了的第1、第2實施形態之情況相同的,而能夠設為各種之形狀。
另外,在使用以圖11來作了說明的第1實施形態之可變容量電容器13所形成的位置指示器100中,係亦能夠將可變容量電容器13改變為使用圖15~圖18所說明了的第3實施形態之可變容量電容器。藉由此,亦可構成使用有以圖15~圖18來作了說明的第3實施形態之可變容量電容器所形成的位置指示器100。
而,此第3實施形態的可變容量電容器,係經由彈性構件127之彈性力與導電構件126的曲面部126a之復原力,而將導電構件126朝向從介電質122而遠離之方向作推壓。藉由此,係對於介電質122和導電構件126之曲面部126a恆常成為接觸狀態一事作防止,並防止彈性構件之劣化,而能夠使可變容量電容器之耐久性提升,並可實現一種信賴性更高之位置指示器。
又,此第3實施形態之可變容量電容器,係能夠將遲滯縮小,並能夠將施加有某一荷重時與將荷重除去後之相位差縮小。其結果,係能夠使筆壓之控制成為容易,當將此第3實施形態之可變容量電容器15搭載在位置指示器100上時,係能夠使位置指示器之書寫感或者是感觸提升。
接著,針對本發明之可變容量電容器的第4實施形態作說明。此第4實施形態之可變容量電容器,係為與使用圖15~圖18所說明了的上述之第3實施形態的可變容量電容器略相同之構成。但是,介電質122和構成第2電極之導電構件126的構成,係與第3實施形態相異。其他之部分,係形成為與第3實施形態之可變容量電容器相同。
因此,此第4實施形態之可變容量電容器,係設為與使用圖15~圖17所說明了的第3實施形態的可變容量電容器相同之構成,並以與第3實施形態之可變容量電容器相異的部分為中心來作說明。
圖19,係為用以對於此第4實施形態之可變容量電容器的重要部分作說明之圖。在此第4實施形態之可變容量電容器中,與使用圖15~圖18所說明了的第3實施形態的可變容量電容器相異之部分,係為在構成圖19(A)所示之可變容量電容器的部分中之介電質122和導電構件126。
在此第4實施形態之可變容量電容器中,介電質122之第2面部122b的構成,係設為如圖19(B)中所示之構成。亦即是,介電質122,係如同上述一般,為略圓板狀者。而,在此第4實施形態之可變容量電容器的介電質122處,與成為第2電極之導電構件126相接觸的第2面部,係如圖19(B)中所示一般,以成為由電極接觸部122b1和遮罩部122b2、122b3而成的方式,來構成之。
於此,電極接觸部122b1,係為介電率高之介電質部分作了露出的部分。遮罩部122b2、122b3,係為藉由比介電率為盡可能接近空氣之物質(例如橡膠或樹脂或者是聚醯亞胺薄膜等)所作了遮蔽的部分。於此,電極接觸部分122b1,係具備有與上述之第1、第2實施形態的第2電極相同之形狀。亦即是,係成為具備有中心部b11和延伸部b1a、b1b之形狀。
中心部b11,係為與構成第2電極之導電構件126的包含有會與介電質之第2面部最初作接觸的抵接中心之部分作接觸之部分。又,換言之,中心部b11,係如同於圖19(B)中以點線之圓所展示一般,可定義為包含有中心O並且通過中心O之中心部b11的中心之長度(直徑)為長度D的圓狀部分另外,長度D,係可作各種的選擇。
又,延伸部b1a、b1b,係從以中心O作為中心之中心部b11起,而在其之半徑方向(圖19(B)中與直徑D相正交之方向方向)上以輻射狀形狀來延伸,並因應於推壓力而與導電構件126成為接觸狀態,並且,與該半徑方向相正交之方向的長度L,係構成為隨著遠離中心部b11而變長。
而,導電構件126,係為與上述之先申請案(日本特願2008-305556)的可變容量電容器之導電構件126相同形狀者。亦即是,此第4實施形態之可變容量電容器的導電構件126之曲面部126a,係具備有圓頂狀之形狀。
而後,若是對於芯體71施加推壓力,而導電構件126被上推,則導電構件126和介電質122之第2面部122b係成為相接觸。於此情況,導電構件126,係與介電質122之第2面部122b的電極接觸部分122b1相接觸,此兩者所接觸之部分的面積,係成為能夠隨著推壓力之變大而更為線性(linear)地來擴廣。
亦即是,係能夠形成可得到與上述之第3實施形態的可變容量電容器同樣的輸出特性之可變容量電容器。在此第4實施形態之可變容量電容器的情況時,由於係並不需要將導電構件126之形狀加工為如同圖18中所示一般之形狀,而只要將介電質122之第2面部122b的構成,設為如同使用圖19(B)所說明了的構成即可,因此,係能夠較為簡單地來製造。
另外,在上述之第4實施形態中,介電質122之第2面部122b的遮罩部122b2、122b3,雖係作為藉由橡膠等來作了遮蔽的部分而作了說明,但是,係並不被限定於此。亦可設為:藉由將在圖19(B)中以網線所標示出的遮罩部122b2、122b3之部分削去,來設為空氣層。
另外,關於被形成在此第4實施形態之可變容量電容器的介電質122之第2面部122b處的電極接觸部分122b1之形狀,亦係與使用圖7~圖9所說明了的第1、第2實施形態之第2電極的情況相同地,而可進行各種之調整。又,關於被形成在此第4實施形態之可變容量電容器的介電質122之第2面部122b處的電極接觸部分122b1之形狀,亦係與使用圖10所說明了的第1、第2實施形態之第2電極的情況相同地,而可設為各種之形狀。
另外,在使用以圖11來作了說明的第1實施形態之可變容量電容器13所形成的位置指示器100中,係亦能夠將可變容量電容器13改變為使用圖15~圖17、圖19所說明了的第4實施形態之可變容量電容器。藉由此,亦可構成使用有以圖15~圖17、圖19來作了說明的第4實施形態之可變容量電容的位置指示器100。
而,此第4實施形態之可變容量電容器的基本性構造,係為與上述之第3實施形態的可變容量電容器相同。因此,係對於介電質122和導電構件126之曲面部126a恆常成為接觸狀態一事作防止,並防止彈性構件之劣化,而能夠使可變容量電容器之耐久性提升,並可實現一種信賴性更高之位置指示器。
又,此第4實施形態之可變容量電容器,係能夠將遲滯縮小,並能夠將施加有某一荷重時與將荷重除去後之相位差縮小。其結果,係能夠使筆壓之控制成為容易,當將此第4實施形態之可變容量電容器搭載在位置指示器100上時,係能夠使位置指示器之書寫感或者是感觸提升。
1...介電質
1a...其中一面
1b...另外一面
2...第1電極
3、23...第2電極
4...間隔物
5...彈性體
6...殼體
61...第1殼體構件
62...第2殼體構件
7...推壓體
71...芯體
71a...前端部
71b...後端部
72...帽體
8、9...端子
10...空氣層
11...筆軸
12...線圈
13...可變容量電容器
14...基板
15...電容器
122...介電質
122a...第1面部
122b...第2面部
123...端子構件
124...保持構件
126...導電構件
126a...曲面部
127...彈性構件
131...凸緣部(凸部)
132...卡合孔(第1卡合部)
133...卡止承受部
134...貫通孔
136...第1電極部
137...平坦部(接點部)
138...卡止部(第2卡合部)
138a...開口部
139...導線片
141...基部
142...嵌合部(凹部)
143...卡合凹部
144...卡合部
147...切缺部
151...捲繞部
152...連接部(第2端子部)
153...端子片(第1端子部)
100...位置指示器
200...位置檢測裝置
[圖1]用以對於使用有本發明之位置指示器的其中一種實施形態之輸入裝置的外觀作說明之立體圖。
[圖2]用以對於本發明之可變容量電容器的第1實施形態作說明之剖面圖。
[圖3]用以對於構成圖2中所示之第1實施形態的可變容量電容器之主要構件作說明的分解立體圖。
[圖4]用以對於第1實施形態的可變容量電容器之第2電極3的形狀之其中一例作說明的圖。
[圖5]用以對於圖2中所示之可變容量電容器的作用作說明之圖。
[圖6]對於圖2中所示之可變容量電容器的相位-荷重特性作展示之圖。
[圖7]用以對於圖2中所示之可變容量電容器之第2電極的形狀之其中一例作說明的圖。
[圖8]用以對於與圖2中所示之可變容量電容器之第2電極的中心部之寬幅D的差異相對應之輸出特性的差異作說明之圖。
[圖9]用以對於與圖2中所示之可變容量電容器之第2電極的延伸部之寬幅L的差異相對應之輸出特性的差異作說明之圖。
[圖10]用以對於圖2中所示之可變容量電容器之第2電極的形狀之其他例作說明的圖。
[圖11]對於使用有圖2中所示之可變容量電容器的位置指示器之其中一實施例作展示之圖。
[圖12]用以對於本發明之可變容量電容器的第2實施形態作說明之剖面圖。
[圖13]用以對於構成圖12中所示之可變容量電容器的主要構件作說明之分解立體圖。
[圖14]用以對於圖12中所示之可變容量電容器的作用作說明之圖。
[圖15]用以對於本發明之可變容量電容器的第3實施形態作說明之立體圖。
[圖16]用以對於圖15中所示之可變容量電容器作說明之剖面圖。
[圖17]對於將相關於圖15中所示之可變容量電容器的導電構件以及介電質安裝在保持部上後的狀態作展示之立體圖。
[圖18]用以對於相關於圖15中所示之可變容量電容器的導電構件之形狀作說明的立體圖。
[圖19]用以對於本發明之可變容量電容器的第4實施形態作說明之立體圖。
[圖20]對於專利文獻2之硬形態的可變容量電容器之相位-荷重特性作展示的圖。
[圖21]對於專利文獻3之軟形態的可變容量電容器之相位-荷重特性作展示的圖。
[圖22]對於在先申請案中所記載之小型可變容量電容器的相位-荷重特性作展示之圖。
[圖23]用以對於在專利文獻2中的硬形態之可變容量電容器中的介電質和第2電極間的接觸面積之變化作說明的圖。
[圖24]對於可變容量電容器之容量的算出式作展示之圖。
[圖25]對於專利文獻2之硬形態的可變容量電容器之相位-荷重特性(圖25(A))、面積-荷重特性(圖25(B))作展示的圖。
31...中心部
32a、32b...延伸部
33a...端子部
Claims (8)
- 一種可變容量電容器,其特徵為,具備有:介電質,係具備有第1面部以及與該第1面部相對向之第2面部;和第1電極,係被配設在前述介電質之第1面部上;和第2電極,係與前述介電質之前述第2面部相對向地而被配設;和推壓構件,係用以使前述第2電極與前述介電質作接觸,前述第2電極,係為具備有與前述推壓構件作抵接之抵接中心部和2個的電極片,前述2個的電極片,係從該抵接中心部朝前述介電質週邊部而朝向互為相反之半徑方向來以輻射狀形狀作延伸,並且構成為使與該半徑方向相正交之方向的長度隨著遠離前述抵接中心部而逐漸變長,進而,前述抵接中心和前述2個的電極片,係電性、物理性相互連接,因應於前述推壓構件之推壓力,來使前述介電質與前述第2電極之接觸面積改變,並藉由此而使靜電容量改變。
- 如申請專利範圍第1項所記載之可變容量電容器,其中,前述第2電極,係更進而藉由導電性彈性構件所構成,並被形成為平板狀。
- 如申請專利範圍第2項所記載之可變容量電容器,其中,前述電極片,係由從前述抵接中心部起而朝向前述 介電質週邊方向作延伸之扇形形狀所成。
- 如申請專利範圍第3項所記載之可變容量電容器,其中,經由對於前述抵接中心部之寬幅和前述扇形形狀之中心角的其中一方或者是雙方作調整,而改變與相對於前述推壓力之前述接觸面積相對應的靜電容量之變化特性。
- 一種可變容量電容器,其特徵為,具備有:介電質,係具備有第1面部以及與該第1面部相對向之第2面部;和第1電極,係被配設在前述介電質之第1面部上;和第2電極,係與前述介電質之前述第2面部相對向地而被配設;和推壓構件,係用以使前述第2電極與前述介電質作接觸,前述第2面部,對於除了具備有從中心部起朝前述介電質週邊部而朝向互為相反之半徑方向來以輻射狀形狀作延伸之2個的部分之形狀以外的部分,係藉由具備有較前述介電質更低之介電率的遮罩來作覆蓋,並因應於前述推壓構件之推壓力,來使其與前述第2電極之接觸面積改變,並藉由此而使靜電容量改變。
- 如申請專利範圍第5項所記載之可變容量電容器,其中,前述第2電極,係更進而藉由導電性彈性構件而被形成為略圓柱狀,其之與前述第2面部作抵接的部分,係被設為略圓頂狀。
- 一種位置指示器,其特徵為,係具備有如申請專利 範圍第1~6項中之任一項所記載之可變容量電容器,並具備有將該可變容量電容器作為電路元件之一部分的共振電路。
- 一種位置指示器,係為具備有筆記用具之形態的筐體、亦即是具備有筆軸之如申請專利範圍第7項所記載之位置指示器,其特徵為:以使存在於前述第2電極與前述介電質之間的相對性之壓力或者是位移的變化方向成為與該筆軸之長邊方向相一致的方式,來配置前述可變容量電容器,在前述筆軸前端,設置能夠在與該方向相同之方向上而些微地作滑動之芯體,以將施加在該芯體上之壓力傳導至前述可變容量電容器處的方式,而將該芯體與前述可變容量電容器作了連結。
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---|---|
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Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130061958A (ko) * | 2011-12-02 | 2013-06-12 | 한국전자통신연구원 | 전자펜의 필압 측정장치 |
JP2013156066A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Wacom Co Ltd | 静電容量方式圧力センシング半導体デバイス |
JP5892595B2 (ja) * | 2012-02-06 | 2016-03-23 | 株式会社ワコム | 位置指示器 |
JP5954115B2 (ja) * | 2012-10-26 | 2016-07-20 | Tdk株式会社 | 電子ペン用コイル装置 |
JP6137610B2 (ja) * | 2013-04-10 | 2017-05-31 | 株式会社ワコム | 位置指示器 |
TWI478036B (zh) * | 2013-06-05 | 2015-03-21 | Elan Microelectronics Corp | 電容式觸控筆 |
JP5667708B2 (ja) | 2013-06-20 | 2015-02-12 | 株式会社ワコム | 位置指示器及び位置指示器の芯体 |
WO2015019883A1 (ja) * | 2013-08-03 | 2015-02-12 | 株式会社ワコム | 位置指示器 |
JP6261230B2 (ja) * | 2013-08-03 | 2018-01-17 | 株式会社ワコム | 筆圧検出モジュール及び位置指示器 |
CN103440055B (zh) * | 2013-08-16 | 2016-09-28 | 汉王科技股份有限公司 | 主动式电容笔、电容触控面板和触控装置 |
CN103425296B (zh) * | 2013-08-16 | 2016-12-28 | 汉王科技股份有限公司 | 主动式电容笔、电容触控面板和触控装置 |
CN108536322B (zh) * | 2013-11-08 | 2021-10-22 | 禾瑞亚科技股份有限公司 | 发信器的侦测方法、触控处理装置与触控*** |
CN103699262B (zh) * | 2013-12-20 | 2016-08-17 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 一种触摸屏及其制作方法、显示装置 |
KR102293319B1 (ko) * | 2013-12-25 | 2021-08-25 | 가부시키가이샤 와코무 | 위치 지시용 모듈 및 스타일러스 펜 |
JP5773472B1 (ja) | 2014-01-31 | 2015-09-02 | 株式会社ワコム | 位置指示器及び位置検出装置 |
WO2015145488A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | ニューコムテクノ株式会社 | 電子ペン |
JP6304814B2 (ja) | 2014-05-23 | 2018-04-04 | 株式会社ワコム | 位置検出装置及び位置指示器 |
CN106716313B (zh) | 2014-10-24 | 2020-05-15 | 株式会社和冠 | 信号发送型电子笔 |
KR20160092360A (ko) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 삼성전자주식회사 | 스타일러스 펜 및 터치 패널 |
TWI556697B (zh) * | 2015-01-30 | 2016-11-01 | 禾瑞亞科技股份有限公司 | 力感應電容的組裝方法 |
WO2015158930A1 (en) * | 2015-02-13 | 2015-10-22 | Advanced Silicon Sa | Active pen with tip pressure sensor |
TWI549034B (zh) * | 2015-02-17 | 2016-09-11 | 佳世達科技股份有限公司 | 電子裝置 |
KR102369723B1 (ko) * | 2015-06-26 | 2022-03-04 | 삼성전자주식회사 | 입력 장치 및 그 입력 장치로부터 신호를 수신하는 전자기기 |
TWI557603B (zh) * | 2015-10-16 | 2016-11-11 | 翰碩電子股份有限公司 | 具有調整電壓訊號結構的電容式指標裝置 |
JP6945034B2 (ja) * | 2016-07-25 | 2021-10-06 | 株式会社ワコム | 電子ペン |
JP6694347B2 (ja) | 2016-07-25 | 2020-05-13 | 株式会社ワコム | 電子ペン |
US10296089B2 (en) * | 2016-08-10 | 2019-05-21 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Haptic stylus |
WO2018083872A1 (ja) | 2016-11-04 | 2018-05-11 | 株式会社ワコム | スタイラス、方法、及び処理装置 |
US10318022B2 (en) * | 2017-01-30 | 2019-06-11 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pressure sensitive stylus |
CN106952729B (zh) * | 2017-04-12 | 2018-10-30 | 鲁伯特(北京)教育科技有限公司 | 一种含环形可变电容的电磁笔 |
WO2020017876A1 (ko) * | 2018-07-16 | 2020-01-23 | 엘지전자 주식회사 | 전자펜 |
CN110825246B (zh) * | 2018-08-07 | 2023-05-23 | 深圳普赢创新科技股份有限公司 | 侧压式位置指示装置 |
CN113227949B (zh) * | 2019-01-17 | 2024-06-11 | 株式会社和冠 | 静电耦合方式的电子笔 |
US11043945B2 (en) * | 2019-03-22 | 2021-06-22 | Yingchao WU | Capacitance-variable pressure sensor |
JP7171861B2 (ja) * | 2020-04-17 | 2022-11-15 | 株式会社ワコム | 電子ペン |
JP2022104105A (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-08 | 日本電産株式会社 | 入力デバイス、及び、表示入力システム |
TWI788879B (zh) * | 2021-06-11 | 2023-01-01 | 立邁科技股份有限公司 | 主動式觸控筆 |
CN116301411B (zh) * | 2023-05-25 | 2023-08-04 | 南京湃睿半导体有限公司 | 压感分级感应装置、压感感应方法及静电容式触控笔 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5206785A (en) * | 1990-08-06 | 1993-04-27 | Wacom Co., Ltd. | Variable capacitor and position indicator employing variable capacitor |
US6437772B1 (en) * | 1996-10-23 | 2002-08-20 | International Business Machines Corporation | Capacitive pointing stick apparatus with floating conductive cone for symbol manipulation in a graphical user interface |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2608895B2 (ja) | 1987-08-24 | 1997-05-14 | 株式会社ワコム | 座標入力方法及びその装置 |
JP3071553B2 (ja) * | 1992-03-24 | 2000-07-31 | 株式会社ワコム | 可変容量コンデンサ及びこれを利用した位置指示器 |
JPH10149951A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Murata Mfg Co Ltd | 可変容量コンデンサ |
JP4376425B2 (ja) * | 2000-05-08 | 2009-12-02 | 株式会社ワコム | 可変容量コンデンサ及び位置指示器 |
US6937231B2 (en) * | 2001-09-21 | 2005-08-30 | Wacom Co., Ltd. | Pen-shaped coordinate pointing device |
JP2008305556A (ja) | 2005-09-27 | 2008-12-18 | Sharp Corp | 光源ユニットおよび表示装置 |
US20070108993A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-05-17 | U.S.A As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Virtual feel capaciflectors |
JP4950679B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2012-06-13 | 株式会社ワコム | 位置指示装置 |
JP4872111B2 (ja) * | 2007-04-19 | 2012-02-08 | 株式会社ワコム | 位置指示器 |
JP5109171B2 (ja) | 2007-09-18 | 2012-12-26 | 株式会社ワコム | 位置指示器、位置入力装置及びコンピュータシステム |
JP2009130135A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Wacom Co Ltd | 可変容量コンデンサ、位置指示器及び座標入力装置 |
JP4910215B2 (ja) * | 2007-10-24 | 2012-04-04 | 株式会社ワコム | 可変容量コンデンサ、位置指示器及び座標入力装置 |
US8184109B2 (en) * | 2007-10-24 | 2012-05-22 | Wacom Co., Ltd. | Coordinate input device, position indicator and variable capacitor |
JP5206343B2 (ja) * | 2008-11-13 | 2013-06-12 | 株式会社ワコム | 位置指示器 |
JP5235631B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2013-07-10 | 株式会社ワコム | 位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置 |
DE202009009028U1 (de) * | 2009-07-01 | 2010-12-30 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt | Kapazitive Sensoreinheit |
JP5534419B2 (ja) * | 2010-03-09 | 2014-07-02 | 株式会社ワコム | 位置指示器、可変容量コンデンサ及び入力装置 |
TWI461999B (zh) * | 2011-10-06 | 2014-11-21 | Mstar Semiconductor Inc | 互容式觸控感應裝置及包含其之互容式觸控感應電子系統 |
-
2010
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5206785A (en) * | 1990-08-06 | 1993-04-27 | Wacom Co., Ltd. | Variable capacitor and position indicator employing variable capacitor |
US6437772B1 (en) * | 1996-10-23 | 2002-08-20 | International Business Machines Corporation | Capacitive pointing stick apparatus with floating conductive cone for symbol manipulation in a graphical user interface |
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