专利名称：坐标指示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用作计算机等电子设备的输入装置的坐标指示器。
背景技术：
人们已知使用图形输入板作为计算机等各种电子设备的输入装置。由于该图形输入板的整体尺寸可比键盘等小，故人们将其应用于PDA等小型电子设备中，但这样也对图形输入板的整体尺寸减小提出了更高的要求。
到目前，本申请人针对图形输入板中所采用的笔型坐标指示器(所谓的输入笔)，提出了各种谋求其整体尺寸进一步减小的技术方案(比如，参照专利文献1)。
专利文献1日本特开2002-244806号公报在专利文献1所公开的笔型坐标指示器中，通过采用具有没有开口部的端面的铁氧体磁芯，来克服铁氧体的脆性，从而实现坐标指示器整体尺寸的进一步减小。在采用电磁感应的笔式图形输入板中，还必须在笔型坐标指示器的内部设置具有铁氧体的部件。于是，铁氧体的脆性是非常重要的课题，在克服铁氧体脆性的情况下，对减小笔型坐标指示器整体尺寸具有较大的效果。
发明内容
发明要解决的课题但是，当前的电子设备，特别是便携式设备，其整体尺寸不断减小，这样也对笔式图形输入板的整体尺寸的减小提出了更高的要求。此外，如上述专利文献1中所指出的那样，如果打算减小笔型坐标指示器的整体尺寸，则不得不使设置于笔型坐标指示器内部的铁氧体磁芯变小且细长。
然而，铁氧体磁芯越是小而细长，则对于耐冲击性的方面就越是不利。显然，同样对于其它的部件，一般地，加工得越细长，强度则越低。另一方面，由于在对便携式电子设备进行操作时，容易预想到笔型坐标指示器断落，故重要的是确保较高的耐冲击性，以便用户能够安心地使用。
由此，同样在使以铁氧体磁芯为主的各种部件变小而细长的情况下，人们要求笔型坐标指示器能够克服这些部件的脆性。
于是，本发明的目的在于提供一种用作电子设备的输入装置的坐标指示器，通过部件尺寸的减小，来实现指示器整体尺寸的减小，并且确保耐冲击性和较高的可靠性。
用于解决课题的技术方案为了实现上述目的，权利要求1所述的发明涉及一种坐标指示器，该坐标指示器对用于测定位置的位置检测器指示应测定的位置，并且通知操作者的操作，其特征在于该坐标指示器包括二个磁芯体，该二个磁芯体分别由磁性体形成，并按照规定的间距并排地设置；管，该管容纳上述二个磁芯体中的至少一部分；线圈，该线圈由缠绕于上述管的侧面上的导线形成，对应于操作者的操作使上述二个磁芯体接近的动作。
权利要求2所述的发明涉及权利要求1所述的坐标指示器，其特征在于在夹持于上述二个磁芯体之间的位置设置弹性体。
权利要求3所述的发明涉及权利要求1或2所述的坐标指示器，其特征在于上述二个磁芯体中的至少一个由多个磁性体形成。
权利要求4所述的发明涉及权利要求1～3中任意一项所述的坐标指示器，其特征在于上述线圈中的至少一部分为二重结构，其中，上述线圈的导线还按照重合的方式缠绕于该线圈的一部分上。
权利要求5所述的发明涉及权利要求1～4中的任意一项所述的坐标指示器，其特征在于上述二个磁芯体中的至少一个在与另一磁芯体相对的相对面上具有突起。
权利要求6所述的发明涉及权利要求1～5中的任意一项所述的坐标指示器，其特征在于还包括缠绕于上述线圈外侧的缓冲件。
权利要求7所述的发明涉及权利要求2～6中的任意一项所述的坐标指示器，其特征在于上述弹性体由O形环构成。
权利要求8所述的发明涉及权利要求1～7中的任意一项所述的坐标指示器，其特征在于上述管由氧化铝或氧化锆形成。
发明的效果权利要求1所述的发明涉及一种坐标指示器，该坐标指示器对测定位置的位置检测器指示应测定的位置，并且通知操作者的操作。其中，二个磁芯体分别由磁性体形成，并且按照规定的间距并排地设置。该二个磁芯体中的至少一部分容纳于管中，在管的侧面缠绕导线以形成线圈，当操作者的操作使上述二个磁芯体接近，线圈的阻抗变化。于是，如果通过直接或间接地检测坐标指示器中线圈阻抗变化的位置检测器，来检测本发明的坐标指示器的操作的方案，则可实现操作性良好的输入装置。
另外，按照本发明的坐标指示器，二个磁芯体中的至少一部分容纳于管中，磁芯体由管保护。由于磁芯体由一般较脆的铁氧体等磁性体形成，在磁芯体非常小的场合，容易受到外力的冲击破损。然而，在本发明的坐标指示器中，由于磁芯体由管保护，故即使有较强的外力作用于坐标指示器，仍可减轻磁性体受外力的影响，从而防止磁芯体的破损。由此，可确保较高的耐冲击性，将磁芯体的整体尺寸减小到在过去不可能的程度，特别是克服细长形状所引起的脆性问题。由此，可实现下述的坐标指示器，该坐标指示器的整体尺寸非常小，耐冲击性较高，操作者(用户)能够在不必担心破损的情况下安心地使用。
按照权利要求2所述的发明，由于弹性体设置于二个磁芯体之间，故在非操作状态二个磁芯体保持一定的间距，并且对应于操作时施加的外力所引起的二个磁芯体之间的间距而适当地变化。由此，操作者的操作能够确实地以线圈的阻抗变化来反映。另外，当操作者停止操作时，二个磁芯体的间距快速地恢复到初始状态。由此，在小型、特别是具有较高的耐冲击性和可靠性的坐标指示器中，可确保良好的操作性。
按照权利要求3所述的发明，由于二个磁芯体中的至少一个由多个磁性体组成，故可更加确实地防止磁芯体的破损。当磁性体采用较脆的铁氧体等时，磁芯体细长的形状增加了其破损的危险。但是，通过采用本发明，即使磁芯体整体呈细长状，仍可将相应磁性体的长度控制在不必担心破损的程度。由此，可确保更进一步高的耐冲击性和可靠性。
按照权利要求4所述的发明，由于线圈的至少一部分是由线圈的导线以重合方式缠绕于其上的二重结构，故操作者的操作使二个磁芯体的间距变化时，线圈的阻抗变化更加灵敏。由此，可通过位置检测器更加确实地检测操作者的操作，从而确保更加良好的操作性。
按照权利要求5所述的发明，由于二个磁芯体中的至少一个在与另一磁芯体相对的相对面上具有突起，故可使处于非操作状态的二个磁芯体的间距更窄。由此，在操作者的操作使二个磁芯体的间距变化的情况下，线圈的阻抗变化更加灵敏，故位置检测器可更加进一步确实地检测操作者的操作，从而确保极良好的操作性。
按照权利要求6所述的发明，通过缠绕于线圈外侧的缓冲体保护磁芯体等。由此，在施加外力冲击的情况下，可减轻对部件的影响，从而可确保更进一步高的耐冲击性和可靠性。
按照权利要求7所述的发明，由于弹性体为O形环，故容易并且低成本地实现下述的优选方案。其中，在该坐标指示器的非操作状态，二个磁芯体之间保持一定间距；在该坐标指示器的操作时，对应于外力，二个磁芯体之间的距离变化。
按照权利要求8所述的发明，因为管由氧化铝或氧化锆形成，故可确实避免磁芯体受到从外部施加的压力的影响，从而确保更高的耐冲击性和可靠性。
图1为表示采用本发明第一实施例的坐标指示器11的结构的剖视图；图2为图1所示的坐标指示器11的铁氧体磁芯121、管115、线圈116和缓冲件105的结构的说明图；图3为表示包含图1的坐标指示器11的坐标输入装置1的电路结构图；图4为在对第一实施例的坐标指示器11施加荷载的场合，荷载与在坐标输入装置1中检测的笔压程度之间的相关关系的图表；图5为表示采用本发明第二实施例的坐标指示器12的结构的剖视图；图6为表示采用本发明第三实施例的坐标指示器13的结构的剖视图；图7为表示采用本发明第四实施例的坐标指示器14的结构的剖视图；图8为表示采用本发明第五实施例的坐标指示器15的结构的剖视图；图9为表示采用本发明第六实施例的坐标指示器16的结构的剖视图；图10为表示采用本发明第七实施例的坐标指示器17的结构的剖视图。
标号说明标号1表示坐标输入器；标号11，12，13，14，15，16，17表示坐标指示器；标号101表示外壳顶部；标号102表示衬底支架；标号103表示陶瓷管；标号104表示外壳前端；标号111表示衬底；标号112表示电容器；标号113表示调谐电路；标号114表示芯；标号115表示管；标号116表示线圈；
标号117，118表示第二线圈；标号121，122，125，126，128，130，131表示铁氧体磁芯。
具体实施例方式
下面根据图1至图10，对本发明的优选实施例进行描述。
(第一实施例)图1为表示采用本发明第一实施例的坐标指示器11的结构的剖视图。在图1中，标号101表示外壳顶部，标号102表示衬底支架，标号103表示陶瓷管，标号104表示外壳前端，标号106表示止动件，标号111表示衬底，标号112表示电容器，标号114表示芯，标号115表示管，标号116表示线圈，标号121、122表示铁氧体磁芯，标号123为O形环。另外，图1表示非操作状态的坐标指示器11。
该坐标指示器11包括中空的外壳。该外壳按照圆珠笔、尖锐铅笔(sharp pencil)等笔具的形状而模制，按照各部分置于该外壳内部的方式构成。即，将外壳顶部101、衬底支架102、陶瓷管103与外壳前端104连接。
筒状的外壳顶部101相当于坐标指示器11的基端部。外壳顶部101的一端封闭，在外壳顶部101的内部安装了具有电容器112等的衬底111。在外壳顶部101的另一端，连接有衬底支架102。
衬底支架102固定于外壳顶部101与陶瓷管103之间。衬底支架102的一端固定于外壳顶部101上，以固定衬底111。衬底支架102的另一端按照逐级变细的方式形成，并嵌入陶瓷管103中。
另外，在衬底支架102的内部设有止动件106，其外沿与衬底支架102的侧边重合。该止动件106的基端侧固定于衬底支架102上，其前端侧接触到后述的铁氧体磁芯122。
陶瓷管103为氧化铝、氧化锆等陶瓷制的筒状部件，其容纳衬底支架102的一部分。
在陶瓷管103的前端侧，连接有外壳前端104。该外壳前端104基本呈穹顶状，在其前端设有开孔。
此外，芯114贯穿外壳前端104的开孔。该芯114的前端突出在外壳前端104的外面，基端部位于外壳前端104的内侧。芯114的基端部的凸缘比外壳前端104的孔的直径的尺寸要大，从而避免芯114脱落到外壳前端104的外侧。
在芯114的基端侧设置有铁氧体磁芯121。该铁氧体磁芯121的横截面呈圆形，断面呈矩形的杆状。其前端面与芯114接触，而基端面与O形环123接触。
铁氧体磁芯122为片状的铁氧体，其截面形状与铁氧体磁芯121相同。该铁氧体磁芯122的一端面通过O形环123、与铁氧体磁芯121的基端面相对，而另一端面与上述止动件106接触。
另外，在外壳顶部101、陶瓷管103与外壳前端104的内部，组装有芯114，铁氧体磁芯121、122和O形环123。然后，将止动件106固定于衬底支架102上，并与铁氧体磁芯122接触。此时，可通过止动件106，吸收铁氧体磁芯121、122的公差。
O形环123是由柔性材料形成的O字形的部件，在其平面中间处具有通孔。该O形环123具有弹性和柔性，由此，如果沿上述铁氧体磁芯121、122相互接近的方向施加力，则O形环123弯曲变形，上述铁氧体磁芯121、122之间的距离缩短。
此外，作为管状部件的管115容纳上述铁氧体磁芯121、122和O形环123。该管115具有从上述铁氧体磁芯121的前端附近到达铁氧体磁芯122的衬底支架102侧端部的长度。管115的内径尺寸与上述铁氧体磁芯121、122的外径尺寸相对应，管115既可与铁氧体磁芯121、122的侧面接触，也可与它们的侧面相间。因为越希望将管115与铁氧体磁芯121、122接触以求完全地固定，但是越无法牢固地压接，则必须要求铁氧体磁芯121具有可发生稍稍移动(位移)程度的缓冲度。
在管115的外侧设置线圈116。在该线圈116中及管115的外周面(侧面)，缠绕有导线(绞合线等)。该导线的一端或二端作为引线116a(图2)延伸到衬底111处，并与安装于衬底111上的电容器112连接。
还有，在缠绕于管115上的线圈116的外侧，设置缓冲件105。该缓冲件105由具有冲击吸收(缓冲)功能的材料，比如，由规定的弹性或柔性材料构成。
图2为表示容纳于陶瓷管103的内部的铁氧体磁芯121、122，管115，线圈116和缓冲件105的结构的说明图。另外，在图2中局部示出了铁氧体磁芯121、管115、线圈116。但是，如图2所示，该图示只是为了便于说明，各部分并未露出。其实际结构，请参照图1。
如图2所示，缓冲件105具有下述结构，即，呈长方形的片状的部件缠绕于线圈116上。该缓冲件105的长方形的片具有仅仅完全覆盖线圈116的长度，而稍短于线圈116的外周的长度。当缓冲件105缠绕于线圈116上，形成未被缓冲件105覆盖的部分，即形成接缝的间隙，该间隙构成沿管115的纵向延伸的缺口105a。
由于该缺口105a为沿管115的纵向延伸的槽，故可将从构成线圈116的导线的一端或二端延伸的引线116a设置于缺口105a中。引线116a通过缺口105a的内部，到达衬底111，通过安装于坐标指示器11上的电路元件(图示省略)和端子(图示省略)与电容器112(图1)连接。
另外，如图1和图2所示，在陶瓷管103的内部及铁氧体磁芯121、122的外侧，管115、线圈116和缓冲件105由内而外地设置。
衬底111(图1)为安装有电容器112等的印刷电路衬底，其容纳于外壳顶部101的内部，通过衬底支架102被固定。电容器112为公知的器件。另外，在坐标指示器11中，构成包括电容器112和线圈116的调谐电路113(图3)。另外，显然，该调谐电路113不仅包括电容器112和线圈116，还可包括其它的电路元件(图示省略)。
上述的各部件中，外壳顶部101、衬底支架102、外壳前端104和止动件106可由比如，合成树脂或金属制成。但是，也可采用其它的材料。
芯114可由合成树脂制成，考虑到滑动时的摩擦的抵抗性，最好由聚缩醛树脂(聚甲醛)等合成树脂制成。
此外，陶瓷管103由陶瓷制成的原因在于陶瓷具有硬度高、耐冲击性优良、以及与磁性的影响无关等特性。所以，也可采用具有与上述相同或类似的特性的其它材质。
还有，O形环123可由硅橡胶、其它的合成橡胶、聚氨酯橡胶、其它的合成树脂等材料构成。如果只考虑具有柔性和弹性，则可采用各种材料。但是，如果考虑施加按压力后初始状态的恢复性，则应采用纯硅酮制，最好为橡胶硬度为30度的纯硅酮。缓冲件105，可为具有吸收冲击的功能的材料，比如，纯硅酮、硅橡胶、合成橡胶、聚氨酯硅橡胶、其它的合成橡胶、聚氨酯橡胶、其它的合成树脂等。
管115比如，由聚酰亚胺等合成树脂制成。但是，如果考虑到与磁的影响无关、具有规定的硬度、弹性和柔性，则也可采用其它的材料。
如上述那样构成的坐标指示器11在基本呈平板状的图形输入板20(图3)上进行操作。在操作时，按照将与普通的笔具有相同的外壳前端104的前端向下的方式握持坐标指示器11，再将芯114按压于图形输入板20上。
再有，在坐标指示器11的操作过程中，通过作用于芯114上的按压力，芯114压入外壳前端104的内部，铁氧体磁芯121与芯114一起向铁氧体磁芯122侧按压。这样，铁氧体磁芯121发生位移，接近铁氧体磁芯122，O形环123则发生弹性变形。
另外，随着铁氧体磁芯121和铁氧体磁芯122之间的间距变化(变窄)，线圈116的阻抗也变化。
于是，在坐标指示器11的操作时，线圈116的阻抗变化。图形输入板20通过检测阻抗的变化来确定坐标指示器11的操作。
下面对包含坐标指示器11的坐标输入装置1进行描述。
图3为表示坐标输入装置1的电路结构图。在图中，标号20表示图形输入板，标号201表示控制电路，标号202表示信号发生电路，标号203、204分别表示X方向和Y方向的选择电路，标号205、206表示发送接收切换电路，标号207表示XY切换电路，标号208表示接收时刻切换电路，标号209表示带通滤波器(BPFBand Pass Filter)，标号210表示检波器，标号211表示低通滤波器(LPFLow Pass Filter)，标号212、213表示相移检测器(PSDPhase Shift Detector)，标号214、215表示低通滤波器(LPF)，标号216、217表示驱动电路，标号218、219表示放大器，标号23表示电子设备，标号24表示显示器，标号25表示输出装置。
此外，电子设备23，比如，可与液晶(LCD，Liquid Crystal Display)显示器24成为一体，或者是设置于外部的个人计算机、PDA(PersonalDigital Assistant)、以及具有无线通信功能的便携终端设备等。输出器25，例如，可与电子设备23形成一体，或者是外部连接的打印机、无线通信装置、各种磁盘驱动器、采用半导体存储器的存储装置等。
图3所示的图形输入板20具有平板状的操作区域(图示省略)。在该操作区域，用于检测坐标指示器11的操作位置的二维正交X-Y坐标系，具有X方向的环形线圈组21以及Y方向的环形线圈组22。
X方向的环形线圈组21由多个环形线圈形成，该多个环形线圈按照X方向相互平行、以及相互重合的方式设置；Y方向的环形线圈组22由多个环形线圈形成，该多个环形线圈按照Y方向相互平行、以及相互重合的方式设置。
图3所示的控制电路201由公知的微波处理器等构成。该控制电路201对信号发生电路202进行控制，以及对图形输入板20所具有的环形线圈组21、22中的环形线圈的切换进行控制。另外，控制电路201通过控制XY切换电路207和接收时刻切换电路208，来控制坐标检测方向的切换。
另外，控制电路201对来自低通滤波器211、214、215的输出值进行模数(A/D)转换，通过后序的运算处理求出坐标指示器11的指示位置的坐标值、以及检测接收信号的相位，并将其发送给电子设备23。
选择电路203从X方向的环形线圈组21中依次选择一个环形线圈。另外，选择电路204从Y方向的环形线圈组22中依次选择一个环形线圈。这些选择电路203、204分别根据从信号发生电路202输入的发送接收切换信号而动作。
发送接收切换电路205交替地将由选择电路203选择的X方向的一个环形线圈与驱动电路216和放大器218连接在一起。另外，发送接收切换电路206交替地将有选择电路204选择的Y方向的一个环形线圈与驱动电路217和放大器219连接在一起。发送接收切换电路205、206根据从信号发生电路202输入的发送接收切换信号而动作。
信号发生电路202产生规定频率的矩形波信号，并输出使该矩形波信号的相位延迟90°(度degree)的信号、规定频率的发送接收切换信号、以及接收时刻信号。
从信号发生电路202输出的矩形波信号发送给相移检测器212、213，并且通过图中未示出的低通滤波器变换为正弦波信号，再通过XY切换电路207发送给驱动电路216、217中的任意一个。另外，从信号发生电路202将发送接收切换信号发送给发送接收切换电路205、206，以及将接收时刻信号送出给接收时刻切换电路208。
控制电路201输出选择X方向的信息，并将该信息输入到XY切换电路207和接收时刻切换电路208中。此时，从信号发生电路202输出的正弦波信号送出给驱动电路216，变换为平衡信号，再发送给发送接收切换电路205。该发送接收切换电路205根据发送接收切换信号，切换到驱动电路216与放大器218中的任一者。由此，从该发送接收切换电路205输出给选择电路203的信号为以规定时间(在下面称为“时间T”)反复进行输出/停止的信号。接着，从该发送接收切换电路205输出的信号通过选择电路203发送给环形线圈，根据环形线圈产生基于输入信号的电波。
在这里，向环形线圈输出信号的期间为发送信号期间，未输出信号的期间为接收信号期间。该发送信号期间和接收信号期间针对时间T交替地反复进行。
在图形输入板20中，如果坐标指示器11保持基本直立状态(即使用状态)，则通过环形线圈产生的电波，对坐标指示器11的线圈116进行激励，并在调谐电路中产生感应电压。
然后，通过发送接收切换电路205的动作，坐标输入装置1进入接收信号期间。如果通过选择电路203选择的环形线圈切换到放大器218，则来自环形线圈的电波马上消失。但是，在坐标指示器11的调谐电路113中产生的感应电压则因为调谐电路113内的损失而慢慢地衰减。
另外，通过根据流过调谐电路113的电流产生的感应电压，线圈116发送电波。通过从线圈116发送的电波，对与放大器218连接的环形线圈组21进行激励。在该环形线圈组21中，产生来自线圈116的电波所引起的感应电压。该感应电压仅仅在接收信号期间，从发送接收切换电路205送至放大器218进行放大，再发送给接收时刻切换电路208。
在接收时刻切换电路208中，输入X方向、Y方向的选择信息中的任一选择信息，与实质上作为发送接收切换信号的反转信号的接收时刻信号。接收时刻切换电路208在接收时刻信号为‘Hi’电平期间输出接收信号H，在‘Lo’电平期间，不输出任何信号。由此，输出实质上与接收信号相同的信号。
从接收时刻切换电路208输出的信号发送给带通滤波器209。该带通滤波器209为以频率f0作为固有的振动次数的陶瓷滤波器，将具有与输入信号中的频率f0成分的能量相对应的振幅的信号发送到检波器210以及相移检测器212、213。
输入到检波器210的信号经过检波整流，再通过隔绝频率的充分低的低通滤波器211，变换为具有与基本1/2振幅的电压值相对应的直流信号，再发送给控制电路201。该直流信号的电压值基于在环形线圈组21的环形线圈中产生的感应电压的值，与坐标指示器11及该环形线圈之间的距离成反比。由此，如果将环形线圈切换为不同的环形线圈，则直流信号的电压值为不同的值。
于是，在控制电路201中，将针对每个环形线圈所获得的电压值变换为数字值，再对其进行后述的运算处理，从而求出各环形线圈与坐标指示器11的位置关系。这样，求出指示坐标指示器11的X方向的位置的坐标值。另外，同样地求出指示坐标指示器11的Y方向的位置的坐标值。
另一方面，在相移检测器212中，信号发生电路202所产生的矩形波信号作为检波信号被输入。此外，在相位检波器213中，相位比上述矩形波信号延迟90°的矩形波信号作为检波信号而输入。
另外，从带通滤波器209输入的信号的相位与信号发生电路202输入的矩形波信号的相位基本一致。相移检测器212将从频带滤波器209输入的信号反转为正侧的信号而输出，而相移检测器213输出的信号的波形在正侧和负侧对称。
从相移检测器212输出的信号通过低通滤波器214，变换为具有与基本1/2振幅的的电压值相对应的直流信号，再发送给控制电路201。
此外，从相移检测器213输出的信号同样地通过低通滤波器215，变换为直流信号，再发送给控制电路201。
控制电路201将低通滤波器214、215的输出值变换为数字值，并利用已获得的数字值进行运算处理，从而求出施加在相移检测器212、213之间的信号的相位差θ。
但是，从带通滤波器209输出的信号的相位对应于坐标指示器11的调谐电路113的调谐频率而变化。即，在调谐电路113的调谐频率与规定频率f0一致时，在调谐电路113中，在信号的发送信号期间和接收信号期间，均产生频率f0的感应电压。此外，由于流过与其同步的感应电流，故从放大器218输出的接收信号的频率和相位与从信号发生电路202输出的矩形波信号一致。从频带滤波器209输出的信号的相位也与该矩形波信号一致。
另一方面，在调谐电路113的调谐频率与规定频率f0不一致时，比如，其频率f1比频率f0稍低，在发送信号期间，在调谐电路113中，产生频率f0的感应电压。但是通过该感应电压，在该调谐电路113中，流过伴随相位延迟的感应电流。另外，在接收信号期间，产生基本为频率f1的感应电压，流过与其同步的感应电流。由此，从放大器218输出的接收信号的频率比从频带滤波器209输出的矩形波信号的频率稍低，并且比其相位稍稍延迟。
如前所述，在带通滤波器209中，仅仅频率f0为固有的振动次数。由此，其输入信号的较低者的频率的差异作为相位延迟而输出。于是，从频带滤波器209输出的信号的相位比放大器218输出的接收信号进一步延迟。
相反地，在调谐电路113的调谐频率为比规定频率f0稍高的频率f2时，在发送信号期间，在调谐电路113，产生频率f0的感应电压，并流过伴随有相位超前的感应电流。另外，在接收信号期间，施加基本为频率f2的感应电压，流过与其同步的感应电流。由此，从放大器218输出的接收信号的频率比从信号发生电路202输出的矩形波信号的频率稍高，并且其相位也稍稍超前。在频带滤波器209中，其输入信号较高的一者的频率的差异与前述的场合相反，作为相位超前而输出。于是，从频带滤波器209输出的信号的相位比从放大器218输出的接收信号进一步超前。
如前所述，在坐标指示器11中，在操作时，铁氧体磁芯121接近铁氧体磁芯122。于是，在坐标指示器11的操作时，线圈116的阻抗增加，调谐电路113的调谐频率变为较低的频率。该调谐频率的变化与线圈16的阻抗的变化量，即O形环123的变化量，相对应。于是，可根据通过控制电路201的运算处理获得的相位差θ的值，检测O形环123的变形量，即，坐标指示器11的操作时所施加的力的大小。
在这里，列举具体的实例，对通过坐标输入装置1检测在坐标指示器11的操作时所施加的力的动作进行描述。图4为表示对坐标指示器11施加荷载时，该荷载与坐标输入装置1中检测的笔压程度之间的相关关系的曲线图。
下面给出图4所示实例(1)和(2)的具体条件。
实例(1)·管115由聚酰亚胺制成，其外径为1.72mm(毫米)，内径为1.6mm，长度为25mm；·铁氧体磁芯121采用L6材(TDK株式会社生产)，由外径φ为1.6mm，长度为20mm的圆柱构成。
·铁氧体磁芯122采用L6材(TDK株式会社生产)，由外径φ为1.6mm，长度为2mm的圆柱构成。
·O形环123由线径为0.4mm的硅橡胶(硬度为30度)构成，其外径为1.6mm，内径为0.8mm。
·线圈116按照由线径为0.07mm的线材形成的五芯的绞合线缠绕50匝的方式形成。
实例(2)针对上述实例(1)的方案，铁氧体磁芯122采用L6材(TDK株式会社生产)，由外径φ为1.6mm，长度为3mm的圆柱构成。
在图4所的曲线图中，横轴表示作用于坐标指示器11上的荷载，纵轴表示通过坐标输入装置1检测的笔压程度。
通过图形输入板20检测的笔压程度的变化，如前所述，是基于线圈116的阻抗的变化。于是，曲线图的纵轴方向的变化间接表示线圈116的阻抗的变化。
显然，在图4所示任意实例(1)和(2)中，对应于坐标指示器11的荷载而检测的笔压程度明显不同，可确实通过坐标输入装置1检测作用于坐标指示器11上的荷载的变化。
在图4所示的实例中，在作用于坐标指示器11上的荷载在0～300g(克)的范围内变化时，即使有10～30g的范围内的较小的荷载的变化，仍可通过坐标输入装置1确实检测荷载(笔压程度)的变化。于是，在坐标输入装置1中，还可确实检测坐标指示器11的微妙操作。
另外，在图4所示的实例(1)中，随着作用于坐标指示器11上的荷载的增加，通过坐标输入装置1检测的笔压程度缓慢地上升。另一方面，在实例(2)中，与实例(1)相比较，随着荷载的增加，笔压程度快速地上升。此场合呈现下述的情况，即，相比实例(1)而言，在实例(2)中，铁氧体磁芯122的尺寸增加，故铁氧体磁芯121和铁氧体磁芯122接近时，线圈116的阻抗变化更加敏感。
如果采用本发明的第一实施例，由于可通过坐标输入装置1正确地检测坐标指示器11的荷载，并对坐标指示器11的操作作出良好的反应，从而可确保适合的操作性。
此外，在坐标指示器11的结构中，铁氧体磁芯121、122采用极细的铁氧体材料。考虑到管115、线圈116和缓冲件105的厚度，即使这样，仍可使坐标指示器的直径非常细。比如，在图4所示的实例中，铁氧体磁芯121、122的外径均为1.6mm。这样，坐标指示器11可为外径为3mm的非常细的笔形。
由此，坐标指示器11的整体尺寸比过去明显地变小。这样，可设置用于将坐标指示器置于薄型的电子设备的外壳内的袋体，从而较大程度扩大图形输入板的适用范围。
另外，在坐标指示器11的第一实施例中，铁氧体磁芯121、122置于管115的内部，并由缓冲件105包围。由此，在较强的外力作用于该坐标指示器11下，作用于该铁氧体磁芯121、122上的力(冲击)通过缓冲件105等缓和。由此，导致铁氧体磁芯121、122的破损的可能性极低。即，铁氧体磁芯121、122等的部件的脆性因为采用了管115和缓冲件105等而被克服。由此，在铁氧体磁芯121、122等的部件非常细小时，可实现下述的坐标指示器耐冲击性优良，可靠性较高。即使在用户误使坐标指示器11落下的情况下，仍不会导致部件的破损的危险。
(第二实施例)图5为表示采用本发明的第二实施例的坐标指示器12的结构的剖视图。另外，在本第二实施例中，与图1所示的坐标指示器11相同的部件，在图5中采用相同的标号，并省略对其的描述。
在图5所示的坐标指示器12中设置铁氧体磁芯125、126，代替图1所示的坐标指示器11的铁氧体磁芯121。
铁氧体磁芯125、126分别为杆状的铁氧体部件，其外径与铁氧体磁芯121(图1)基本相等，其长度分别为铁氧体磁芯121的基本一半的长度。即，坐标指示器12可视为将坐标指示器11中的铁氧体磁芯121沿纵向分为2个部分。
另外，在铁氧体磁芯125和铁氧体磁芯126之间，没有夹持任何部件，使其相应的端面接触。
人们知道铁氧体部件为具有脆性的材料，特别是在其细长地状态下，较强的外力容易使其产生破损的倾向。相反地，其长度越短，抵抗外力的耐久性就越高。
于是，由于铁氧体磁芯125、126的长度小于铁氧体磁芯121，故在施加冲击时，破损的可能性更低。另外，铁氧体磁芯125、126与铁氧体磁芯121(图1)同样置于管115内，且由缓冲件105包围。这样，外部施加的冲击使铁氧体磁芯125、126的破损的可能性更低。
此外，由于铁氧体磁芯125和铁氧体磁芯126之间没有夹持任何部件，荷载作用于芯114上时线圈116的阻抗的变化与坐标指示器11(图1)的相同敏感。于是，坐标指示器12与坐标指示器11一样可用于坐标输入装置1。
这样，采用如图5所示的坐标指示器12，可在确保坐标指示器1相同的良好操作性的同时，实现细长型、更高的耐冲击性、以及较高的可靠性。
(第三实施例)图6为表示采用本发明的第三实施例的坐标指示器13的结构的剖视图。另外，在该第三实施例中，与图1所示的坐标指示器11相同的部件，在图6中采用相同的标号，并省略对其的描述。
图6所示的坐标指示器13相对于图1所示的坐标指示器，在线圈116的外侧，还设有第二线圈117。
第二线圈117具有下述的结构，其中，在线圈116上，直接或通过绝缘体的薄膜等，缠绕与线圈116连接的覆盖导线。即，在管115上缠绕导线，形成线圈116，然后，进一步缠绕导线，形成第二线圈117。线圈116和第二线圈117可采用将一个较长的线圈折回的方式构成。
在图6所示的实例中，第二线圈117覆盖线圈116并接触到芯114侧的部分。于是，铁氧体磁芯121的前端侧置于双重线圈中。由此，铁氧体磁芯121的位移，对线圈116和第二线圈117的阻抗产生显著的影响。
于是，按照该第三实施例，在通过坐标指示器13的操作对芯114施加荷载时，线圈116和第二线圈117灵敏地反应，从而确实地检测坐标指示器13的操作。由此，在细长型，具有较高的耐冲击性和可靠性的坐标指示器中，可更进一步提高操作性。
(第四实施例)图7为表示采用本发明的第四实施例的坐标指示器14的结构的剖视图。另外，在该第四实施例中，与图1所示的坐标指示器11相同的部件，在图7中采用相同的标号，并省略对其的描述。
图7所示的坐标指示器14在图1所示的坐标指示器11中，在线圈116的外侧，还设有第二线圈118。
第二线圈118在线圈116上，直接或通过绝缘体的薄膜等，缠绕与线圈116连接的覆盖导体。即，形成下述的方案，其中，在管115上缠绕导线，形成线圈116，然后，进一步缠绕该导线，形成第2线圈118，线圈116和第二线圈118可采用将一个较长的线圈折回的方式构成。
在图7所示的实例中，第二线圈118按照覆盖线圈116至外壳顶部101侧的部分的方式设置。于是，铁氧体磁芯121的基端侧、O形环123和铁氧体磁芯122置于双重线圈中。由此，铁氧体磁芯121的位移，对线圈116和第二线圈118的阻抗产生显著的影响。
于是，按照该第四实施例，在通过坐标指示器14的操作对芯114施加荷载时，线圈116和第二线圈118灵敏地反应以确实地检测坐标指示器14的操作。由此，在细长型，具有较高的耐冲击性和可靠性的坐标指示器中，可更进一步地提高操作性。
(第五实施例)图8为表示采用本发明的第五实施例的坐标指示器15的结构的剖视图。另外，在该第五实施例中，与图1所示的坐标指示器11相同的部件，在图8中采用相同的标号，并省略对其的描述。
图8所示的坐标指示器15针对图1所示的坐标指示器，设有铁氧体磁芯128来代替铁氧体磁芯122。
该铁氧体磁芯128为具有与铁氧体磁芯122(图1)基本相等的外径的铁氧体部件，其在铁氧体磁芯121相对的端面，形成突起128a。
由此，在坐标指示器15的铁氧体磁芯128和铁氧体磁芯121中，与坐标指示器11(图1)的铁氧体磁芯122和铁氧体磁芯121相比较，非操作状态的间距变窄。于是，通过坐标指示器15的操作，铁氧体磁芯121与芯114一起发生位移，在接近铁氧体磁芯128时，线圈116的阻抗变化更加显著。
于是，在坐标指示器15与坐标指示器11(图1)一样被用于坐标输入装置1时，在坐标输入装置1中，可更加确实地检测坐标指示器15的操作。
这样，采用图8所示的坐标指示器15的方案，在细长型，具有较高的耐冲击性和可靠性的坐标指示器中，可实现更加良好的操作性。
另外，形成于铁氧体磁芯128中的突起128a的形状是任意的，其截面既可为圆形，也可为矩形。同时，突起128a的高度可根据O形环123的直径而任意设定，但是，最好采用在坐标指示器15的非操作状态，突起128a和铁氧体磁芯121不接触的结构。
(第六实施例)图9为表示采用本发明的第六实施例的坐标指示器16的结构的剖视图。另外，在该第六实施例中，与图1所示的坐标指示器11相同的部件，在图9中采用相同的标号，并省略对其的描述。
图9所示的坐标指示器16相对于图8所示的坐标指示器15，以坐标指示器15的纵向中心线为中心，反向设置铁氧体磁芯121、O形环123和铁氧体磁芯128。
即，在该坐标指示器16中，在芯114的基端设有铁氧体磁芯128，铁氧体磁芯121通过O形环123与铁氧体磁芯128相对。另外，在铁氧体磁芯128中且与铁氧体磁芯121相对的端面，具有突起128a。
按照图9所示的坐标指示器16的结构，通过作用于芯114上的外力，铁氧体磁芯128与芯114一起发生位移，该铁氧体磁芯128接近该铁氧体磁芯121，由此，铁氧体磁芯121和铁氧体磁芯128之间的间距变小，从而线圈116的阻抗变化。
这里，在对坐标指示器15(图8)和坐标指示器16进行比较时，在坐标指示器15中，铁氧体磁芯121与芯114一起发生位移，而在坐标指示器116中，铁氧体磁芯128与芯114一起发生位移。并且，铁氧体磁芯128的尺寸短于铁氧体磁芯121。
这样，在坐标指示器116中，更小的部件发生位移，从而，可期待下述的效果，即，在坐标指示器16的操作时，线圈116的阻抗更进一步灵敏地变化，容易通过坐标输入装置1检测坐标指示器16的操作。
(第七实施例)图10为表示采用本发明的第七实施例的坐标指示器17的结构的剖视图。另外，在该第七实施例中，与图1所示的坐标指示器11相同的部件，在图10中采用相同的标号，并省略对其的描述。
图10所示的坐标指示器17相对于图8所示的坐标指示器15，设置铁氧体磁芯131代替铁氧体磁芯121，设置铁氧体磁芯130代替铁氧体磁芯128。
铁氧体磁芯130为具有基本等于铁氧体磁芯128(图8)的外径的杆状的铁氧体部件，其长度为铁氧体磁芯121(图1)的基本一半。另外，在铁氧体磁芯130中，在与铁氧体磁芯131相对的端面上，形成突起130a。
另一方面，铁氧体磁芯131为具有基本等于铁氧体磁芯121(图1)的外径的杆状的铁氧体部件，其长度为铁氧体磁芯121(图1)的基本一半，即，长度与铁氧体磁芯130的基本相同。
即，在坐标指示器17中，设置具有铁氧体磁芯121(图1)的基本一半长度的2个铁氧体磁芯130、131，铁氧体磁芯131和铁氧体磁芯130夹持O形环123且相对，并且在该相对面上，在铁氧体磁芯130上设置有突起130a。
于是，按照图10所示的坐标指示器17的结构，首先，具有短于图1的坐标指示器11的铁氧体磁芯，由此，在较强的外力作用于坐标指示器17时，具有导致铁氧体磁芯的破损的可能性更进一步地降低的优点。另外，由于在铁氧体磁芯130上形成突起130a，坐标指示器17在非操作状态时铁氧体磁芯130和铁氧体磁芯131之间的间距变窄，故随着坐标指示器17的操作，铁氧体磁芯131与芯114一起发生位移，该铁氧体磁芯131接近铁氧体磁芯130时，线圈116的阻抗变化更加显著。
这样，采用图10所示的坐标指示器17的方案，可提供细长型的，具有更高的耐冲击性和可靠性，并且可实现更加良好的操作性的坐标指示器。
另外，在上述实施例中，对于构成坐标指示器11～17的外壳顶部101的尺寸，衬底支架102的细部形状，外壳前端104的穹顶部分的曲率等，可任意地变更。另外，铁氧体磁芯121、122、125、126、130、131除了为铁氧体部件以外，没有有关材料的限制，可采用任意类型，任意规格的材料。显然地，陶瓷管103，缓冲件105的厚度等均是任意的。同样对于其它的细部结构，可在不损害本发明的实质的范围内，进行适当变更。
权利要求
1.一种坐标指示器，该坐标指示器对测定位置的位置检测器，指示应测定的位置，并且通知操作者的操作，其特征在于其包括2个磁芯体，该2个磁芯体分别由磁性体形成，按照规定的间距并排地设置；管，该管容纳上述2个磁芯体中的至少一部分；线圈，该线圈由缠绕于上述管的侧面上的导线形成；对应上述操作者的操作，使上述2个磁芯体接近。
2.根据权利要求1所述的坐标指示器，其特征在于弹性体夹持于上述2个磁芯体之间。
3.根据权利要求1或2所述的坐标指示器，其特征在于上述2个磁芯体中的至少1个由多个磁性体形成。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的坐标指示器，其特征在于上述线圈中的至少一部分为双重结构，其中，上述线圈的导线还按照重合的方式缠绕于该线圈的一部分上。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的坐标指示器，其特征在于上述2个磁芯体中的至少一个在与另一磁芯体相对的相对面上，具有突起。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的坐标指示器，其特征在于还具有缠绕于上述线圈的外侧的缓冲件。
7.根据权利要求2～6中的任意一项所述的坐标指示器，其特征在于上述弹性体为O形环。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的坐标指示器，其特征在于上述管由氧化铝或氧化锆形成。
全文摘要
本发明的目的在于在作为电子设备输入装置的坐标指示器中，通过减小部件的尺寸，实现指示器整体尺寸的减小，并且确保较高的耐冲击性和可靠性。一种坐标指示器(11)，其中，在由外壳顶部(101)，衬底支架(102)，陶瓷管(103)和外壳前端(104)形成的外壳中，容纳有芯(114)；铁氧体磁芯(121)，在操作时，该铁氧体磁芯(121)与芯(114)一起移动；铁氧体磁芯(122)，该铁氧体磁芯(122)按照与铁氧体磁芯(121)相对的方式固定，铁氧体磁芯(121)的一部分和铁氧体磁芯(122)的全部容纳于管(115)中，覆盖导线缠绕于管(115)上，形成线圈(116)。
文档编号G06F3/033GK1744020SQ20051009349
公开日2006年3月8日 申请日期2005年8月30日 优先权日2004年8月30日
发明者福岛康幸, 藤塚広幸 申请人:株式会社华科姆