CN107533383B - 电子笔 - Google Patents

Abstract

在具备笔压检测部的电子笔中，减少笔压检测部的劣化。电子笔通过与位置检测装置之间进行信号的收发，来对位置检测装置进行位置指示。在筒状的机壳的中空部内收纳有芯体、笔压检测部及笔压传递部。具备用于基于使用者的操作对芯体施加从与成为笔尖侧的一端侧的相反一侧朝向笔尖侧的位移力的按压构件。笔压传递部具备用于将向与该笔压传递部所具备的嵌合部嵌合的所述芯体施加的笔压传递至所述笔压检测部的突出部。按压构件构成为不对笔压检测部施加轴心方向的力，而是经由笔压传递部对芯体施加力。

Description

电子笔

技术领域

本发明涉及具有笔压检测功能的电子笔。

背景技术

近年来，例如如专利文献1(日本特开2007‐219723号公报)、专利文献2(日本特开2012-256088号公报)所公开的那样，作为电子笔的芯体，提出了使用圆珠笔的替换笔芯、自动铅笔的替换笔芯。根据这种电子笔，存在如下优点：通过将用纸放置于与电子笔一起使用的位置检测装置的位置检测传感器之上并用圆珠笔、自动铅笔书写，从而在用纸上残留有笔迹，并且能够通过位置检测传感器识别该笔迹而也作为电子信息留存。

此外，电子笔通常具备用于对向成为笔尖部的芯体的一端侧施加的压力(笔压)进行检测的笔压检测部，将检测出的笔压的信息连同位置检测用信号一起向位置检测装置传送，或者相对于位置检测用信号另外向位置检测装置无线发送。在将上述的圆珠笔的替换笔芯、自动铅笔的替换笔芯用作芯体的电子笔中，也设置有笔压检测部，将笔压信息向位置检测装置传递。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007‐219723号公报

专利文献2：日本特开2012-256088号公报

发明内容

发明所要解决的课题

笔压检测部在电子笔的机壳的中空部的轴心方向上设置于芯体的笔尖侧的相反侧的端部侧，形成为对向芯体的笔尖侧施加的压力进行检测的结构。在将上述的圆珠笔的替换笔芯、自动铅笔的替换笔芯用作芯体的电子笔中，用于进行笔压检测的机构也设为同样机构。

此外，熟知如下敲击式圆珠笔：在不使用时将圆珠笔的替换笔芯收纳于机壳内，在使用时利用敲击机构使圆珠笔的笔尖侧从机壳的开口向外部突出。另外，也熟知采用敲击式使石墨等的芯的送出机构工作的敲击式的自动铅笔。它们中的敲击机构设置于芯体的笔尖侧的相反侧。因此，在采用具备笔压检测部的电子笔的情况下，敲击机构成为经由笔压检测部对圆珠笔芯、自动铅笔的送出机构施加压力的状态。

因此，在具备敲击式的圆珠笔机构、构成为通过敲击式送出石墨等的芯的自动铅笔的机构的电子笔中，成为如下状态：笔压检测部不仅被从芯体侧施加压力，还与敲击操作相应地被从芯体侧的相反侧施加压力。并且，通常，敲击操作时的压力显著大于使用电子笔进行进行位置指示输入的情况下的施加于笔尖的笔压。因此，笔压检测部被施加压力的机会增加，并且被施加比施加于芯体的压力大的压力的机会也增多。

如以上那样，在具备笔压检测功能的电子笔中，在敲击式圆珠笔、敲击式的自动铅笔那样的情况下，向笔压检测部施加压力的施加频度与仅存在对向笔尖施加的压力(笔压)进行检测的情况时相比增多，另外，也有时向笔压检测部施加比向笔尖施加的笔压大的压力，相应地，存在笔压检测部的劣化提前这样的问题。

鉴于以上方面，本发明的目的在于，在具备笔压检测部的电子笔中能够减少笔压检测部的劣化。

用于解决课题的手段

为了解决上述问题，本发明提供一种电子笔，通过与位置检测装置之间进行信号的收发来对所述位置检测装置进行位置指示，其特征在于，具备：

筒状的机壳；

芯体，收纳于所述机壳的中空部内；

笔压检测部，在所述机壳的中空部内设置于所述芯体的与成为笔尖侧的一端侧相反的一侧；

笔压传递部，在所述机壳的中空部内设置于所述笔压检测部和所述芯体的与成为所述笔尖侧的一端侧相反的一侧之间；以及

按压构件，用于基于使用者的操作来对所述芯体施加从成为所述笔尖侧的一端侧的相反侧朝向所述笔尖侧的力，

所述笔压传递部具备突出部，该突出部用于将向嵌合于所述笔压传递部所具备的嵌合部的所述芯体施加的笔压传递至所述笔压检测部，

所述按压构件构成为不对所述笔压检测部施加轴心方向的力，而是经由所述笔压传递部对所述芯体施加所述力。

根据上述的结构的本发明的电子笔，芯体的与成为笔尖侧的一端侧相反的一侧经由笔压传递部结合于笔压检测部。并且，基于使用者对按压构件的按压操作而从成为笔尖侧的一端侧的相反侧向笔尖侧施加的力不施加于笔压检测部，而是经由笔压传递部施加于芯体。因此，笔压检测部不被施加从处于笔尖侧的一端侧的相反侧朝向笔尖侧的力，因此能够防止相应的施加力所引起的笔压检测部的劣化。

发明效果

根据本发明的电子笔，对笔压检测部仅施加来自芯体侧的压力，不从芯体侧的相反侧向笔压检测部施加力，因此能够减少笔压检测部的劣化。

附图说明

图1是用于说明本发明的电子笔的第一实施方式的结构例的图。

图2是用于说明本发明的电子笔的第一实施方式的结构例的分解立体图以及局部放大图。

图3是用于说明在本发明的电子笔的第一实施方式中使用的笔压检测部的主要部分的例子的图。

图4是用于说明与本发明的电子笔的第一实施方式一起使用的位置检测装置的电路结构例的图。

图5是用于说明本发明的电子笔的第二实施方式的结构例的图。

图6是用于说明本发明的电子笔的第二实施方式的电结构例的图。

图7是用于说明与本发明的电子笔的第二实施方式一起使用的位置检测装置的电路结构例的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的电子笔的实施方式。

[第一实施方式]

图1是表示本发明的电子笔的第一实施方式的结构例的图，该第一实施方式的电子笔1是形成为电磁感应方式的位置指示器的结构的情况。图1(A)是表示第一实施方式的电子笔1的整体结构的图，是为了说明内部部件而将笔形状的机壳2的部分剖切地示出的图。

在该第一实施方式的电子笔1中，如图1(A)所示，在筒状的机壳2内以沿着机壳2的轴心方向依次排列的方式配设有构成芯体的一例的自动铅笔的替换笔芯3、笔压传递构件4、笔压检测部5、以及按压构件6。在该情况下，自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a配设为从成为机壳2的笔尖侧的开口2a突出。

图1(B)示出了自动铅笔的替换笔芯3的一例，图1(C)是该自动铅笔的替换笔芯3的例如石墨芯等芯的送出机构部的放大图。关于该自动铅笔的替换笔芯3的送出机构，之后详细叙述。

在该第一实施方式的电子笔1中，如图1(A)所示，在机壳2内的开口2a的附近设置有卷绕有线圈7的磁性体芯部，在该例子中设置有铁氧体芯部8。在铁氧体芯部8上如后所述那样沿着轴心方向设置有贯通孔，构成芯体的自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a侧构成为插通该铁氧体芯部8的贯通孔而突出。

图2(A)是该第一实施方式的电子笔1的分解立体图。另外，图2(B)是卷绕有线圈7的铁氧体芯部8的放大剖视图，示出了自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a侧插通铁氧体芯部8而从铁氧体芯部8突出的状态(未对自动铅笔的替换笔芯3作出剖视图)。

如图1以及图2(A)所示，机壳2包括筒状的外侧壳体21、筒状的内侧壳体22、筒状的盖部23以及笔尖套筒24。外侧壳体21的轴心方向的一端侧形成为该实施方式的电子笔1的笔尖侧，如图1(A)所示，在该外侧壳体21的笔尖侧，在螺纹部25螺合有笔尖套筒24。机壳2的开口2a形成为笔尖套筒24的开口。

卷绕有线圈7的铁氧体芯部8以在由笔尖套筒24和外侧壳体21的笔尖侧构成的中空部内尽量处于开口2a附近的方式收纳。在此，如图1(A)所示，铁氧体芯部8的外径选定为比开口2a的直径大，铁氧体芯部8构成为不从外侧壳体21的笔尖侧的开口2a向外部脱落。

内侧壳体22的外径比外侧壳体21的中空部的直径略小，如图1(A)所示，内侧壳体22收纳于外侧壳体21的中空部内。另外，内侧壳体22的中空部的直径如图1(A)所示选定为比自动铅笔的替换笔芯3的最大外径大的值，自动铅笔的替换笔芯3能够在内侧壳体22的中空部内自由移动。

并且，内侧壳体22的中空部的开口2a侧的直径选定为比铁氧体芯部8的外径小的值。因此，在卷绕有线圈7的铁氧体芯部8收纳于笔尖套筒24以及外侧壳体21的笔尖侧的中空部之后，内侧壳体22收纳于外侧壳体21内时，如图1(A)所示，内侧壳体22的笔尖侧的端部与铁氧体芯部8的端面对接，从而铁氧体芯部8成为在机壳2的中空部的笔尖侧被固定位置的状态。

并且，在该实施方式中，在内侧壳体22上其外周面的一部分被沿着轴心方向切去而形成有平坦部22c。在该实施方式中，平坦部22c在内侧壳体22上形成于靠卷绕有线圈7的铁氧体芯部8侧的位置。如图1(A)以及图2(B)所示，在该平坦部22c配设有印刷基板9。

在该实施方式中，在该印刷基板9设置有与线圈7并联连接而构成谐振电路的电容器91。并且，卷绕于铁氧体芯部8的线圈7的一端7a以及另一端7b通过钎焊等方式与该印刷基板9电连接，由此与电容器91并联连接而形成谐振电路。

并且，自动铅笔的替换笔芯3如图1(A)所示那样以如下状态收纳于机壳2内：插通该内侧壳体22的中空部并且经由铁氧体芯部8的贯通孔8a(参照图2(B))地插通，且自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a从机壳2的开口2a向外部突出。

铁氧体芯部8在该例子中如图2(B)所示那样，形成有开口2a侧变得尖细的锥状部8b，从而形成为磁通在该铁氧体芯部8的开口2a侧更加集中的形状。

并且，在该实施方式中，如图2(B)所示，铁氧体芯部8的贯通孔8a的直径不恒定，开口2a侧形成为比其它部位小的小径孔部8c。如图2(B)所示，自动铅笔的替换笔芯3在笔尖3a与其它部分之间具备台阶部3c，比该台阶部3c靠笔尖3a侧的部位形成为比铁氧体芯部8的小径孔部8c的直径小的直径，但比台阶部3c靠笔尖3a侧的相反侧的部位形成为比铁氧体芯部8的小径孔部8c的直径大的直径。

因此，自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a从开口2a向外部突出，但台阶部3c与铁氧体芯部8的小径孔部8c对接，因此自动铅笔的替换笔芯3自身被铁氧体芯部8卡定而不向轴心方向的开口2a侧移动。由此，如后所述，若由送出机构从笔尖3a侧的相反侧对自动铅笔的替换笔芯3施加送出石墨芯等芯30的力，则芯30被从笔尖3a送出。

如图1(A)所示，内侧壳体22的开口2a侧的相反侧的中空部22b的内径比其它中空部22a略大。并且，在该内侧壳体22的开口2a侧的相反侧的中空部22b内配设有笔压传递构件4以及笔压检测部5。

笔压传递构件4具有圆柱状形状，其外径设置为比内侧壳体22的中空部22a的内径大且比中空部22b小的值。并且，在笔压传递构件4的轴心方向的一方的端部侧的端面形成有供端部3b嵌合的凹部4a，该端部3b是自动铅笔的替换笔芯3的与笔尖3a相反侧的端部。另外，在笔压传递构件4的轴心方向的另一方的端部侧的端面的中央部设置有用于向笔压检测部5传递按压力的突部4b。并且，通过自动铅笔的替换笔芯3的与笔尖3a相反侧的端部3b嵌合于笔压传递构件4的凹部4a，从而自动铅笔的替换笔芯3的端部3b被封闭。

笔压检测部5在该例子中构成为使感压用部件50保持于感压用部件保持件51。感压用部件50在该例子中例如将压力传感芯片500密封于例如立方体或长方体的箱型的封装件510内，所述压力传感芯片500作为通过MEMS技术制作的半导体器件而构成。

图3是用于说明该例子的感压用部件的结构的图，图3(A)是该例子的感压用部件50的立体图，图3(B)是图3(A)的包括A-A线的纵剖视图。

压力传感芯片500将被施加的压力检测为静电容量的变化。该例子的压力传感芯片500形成为纵×横×高度＝L×L×H的长方体形状，例如形成为L＝1.5mm、H＝0.5mm。

该例子的压力传感芯片500包括第一电极501、第二电极502、以及第一电极501与第二电极502之间的绝缘层(电介体层)503。第一电极501以及第二电极502在该例子中采用由单结晶硅(Si)构成的导体构成。绝缘层503在该例子中由氧化膜(SiO₂)构成。

并且，在该绝缘层503的与第一电极501对向的面侧，在该例子中形成有以该面的中央位置为中心的圆形的凹部504。利用该凹部504在绝缘层503与第一电极501之间形成有空间505。在该例子中，凹部504的底面形成为平坦的面，其半径R例如设为R＝1mm。另外，凹部504的深度在该例子中形成为几十微米～百微米左右。

由于存在该空间505，第一电极501当被从面501a侧按压时，能够进行向该空间505的方向挠曲的位移，所述面501a是与第二电极502对向的面的相反侧的面。作为第一电极501的例子的单结晶硅的厚度设置为能够因被施加的压力P而挠曲的厚度，形成为比第二电极502薄。

在以上那样的结构的压力传感芯片500中，在第一电极501与第二电极502之间形成有电容器5C。并且，当从面501a侧对第一电极501施加压力P时，第一电极501挠曲，第一电极501与第二电极502之间的距离变短，电容器5C的静电容量的值以增大的方式变化，所述面501a是第一电极501的与第二电极502对向的面的相反侧的面。第一电极501的挠曲量根据被施加的压力P的大小而变化。因此，电容器5C成为与向压力传感芯片500施加的压力P的大小相应的可变容量电容器。

在该实施方式的感压用部件50中，具备以上那样的结构的压力传感芯片500接受压力的第一电极501的面501a在图3(A)以及图3(B)中，以与封装件510的上表面510a平行且与上表面510a对向的状态收纳于封装件510内。

封装件510在该例子中包括：封装构件511，由陶瓷材料、树脂材料等电绝缘性材料构成；和弹性构件512，设置于该封装构件511内的压力传感芯片500的接受压力的面501a侧。

并且，在该例子中，在封装构件511的位于压力传感芯片500的接受压力的第一电极501的面501a侧的上部，设置有盖住压力传感芯片500的接受压力的部分的面积的凹部511a，在该凹部511a内填充有由例如硅橡胶构成的弹性构件512。

并且，在封装件510上形成有连通孔513，该连通孔513从上表面510a连通到弹性构件512的一部分。并且，在图3(A)以及图3(B)中，如虚线所示，设置于笔压传递构件4的突部4b相对于感压用部件50插入连通孔513。在该情况下，来自外部的压力P沿着笔压传递构件4的轴心方向(中心线方向)施加。此外，在该例子中，连通孔513的直径比笔压传递构件4的突部4b的直径略小。因此，笔压传递构件4的突部4b挤入到连通孔513的端部的弹性构件512内。这样，笔压传递构件4的突部4b仅通过插入感压用部件50的连通孔513，便被定位成向压力传感芯片500的接受压力的面侧施加轴心方向的压力P的状态。

在该情况下，由于连通孔513的直径比笔压传递构件4的突部4b的直径略小，因此笔压传递构件4的突部4b成为被弹性构件512弹性保持的状态。即，笔压传递构件4的突部4b当被插装于感压用部件50的连通孔513时，被保持于感压用部件50。然而，笔压传递构件4的突部4b能够通过以规定的力拉拔，而容易地解除基于感压用部件50进行的保持状态。

并且，如图3(A)以及图3(B)所示，从感压用部件50的封装构件511导出与压力传感芯片500的第一电极501连接的第一引线端子521，并且从感压用部件50的封装构件511导出与压力传感芯片500的第二电极502连接的第二引线端子522。第一引线端子521例如通过金线523与第一电极501电连接。另外，第二引线端子522通过在与第二电极502接触的状态下被导出而与第二电极502电连接。

该感压用部件50保持于感压用部件保持件51。在该情况下，感压用部件50以封装件510的上表面510a与笔压传递构件4的突部4b对向且在连通孔513中嵌合笔压传递构件4的突部4b的方式收纳并保持于感压用部件保持件51。此外，在封装件510的底面形成有对位用的突部524，通过该突部524与设置于感压用部件保持件51的对位用的凹部(省略图示)卡合而进行感压用部件50的对位。

并且，在感压用部件保持件51设置有与感压用部件50的第一引线端子521以及第二引线端子522连接的端子(省略图示)，该端子与印刷基板9连接而构成为在线圈7以及电容器91并联地连接有由压力传感芯片500构成的可变容量电容器5C。

并且，在该实施方式中，如图1(A)以及图2(A)所示，感压用部件保持件51具备收纳感压用部件50的主体部51a和凸缘部51b。感压用部件保持件51的主体部51a具有与笔压传递构件4同样的外径。如图1(A)所示，凸缘部51b作为具有比外侧壳体21的中空部的直径略小且比内侧壳体22的中空部的直径大的直径的构件而形成。

因此，如图1(A)所示，感压用部件保持件51在收纳于机壳2内时，凸缘部51b与内侧壳体22的端部对接，不能向笔尖3a侧移动。

盖部23的小径部23a的外径选定为大致等于或略小于外侧壳体21的中空部的与开口2a侧相反侧的开口21b侧的直径。盖部23通过小径部23a从外侧壳体21的开口21b侧插入外侧壳体21的中空部内而与外侧壳体21嵌合。

并且，在盖部23嵌合于外侧壳体21时，盖部23的小径部23a的端部正好成为与内侧壳体22的端部之间夹持并固定笔压检测部5的感压用部件保持件51的凸缘部51b的状态。因此，感压用部件保持件51在如图1(A)所示那样收纳于机壳2内时，也不能向笔尖3a侧的相反侧移动。

如图2(A)所示，盖部23具有：小径部23a，具有比外侧壳体21的中空部的直径略小的外径；和大径部23b，具有与外侧壳体21的外径相等的外径。在盖部23上形成有将小径部23a与大径部23b连通的中空部23c。在大径部23b的端部形成有与该中空部23c连通的开口23d。该开口23d的内径比中空部23c的直径小，因此，大径部23b在其端部具有阶梯部。

按压构件6以一部分从盖部23的大径部23b向外部突出的状态收纳于盖部23的中空部23c。如图1(A)以及图2(A)所示，按压构件6包括圆柱状的主体部61、与该主体部61一体的圆柱状的按压突部62、以及从主体部61的周部的一部分沿着轴心方向延伸的一对按压臂部63a、63b。

按压构件6的主体部61的直径设为比盖部23的中空部23c的直径略小且比盖部23的大径部23b的端部的开口23d的直径大的值。另外，按压构件6的按压突部62的直径设为比盖部23的大径部23b的端部的开口23d的直径略小的值。因此，按压构件6的按压突部62从盖部23的开口23d向外部突出，并且主体部61通过该主体部61与按压突部62的阶梯部卡合于盖部23的中空部23c的开口23d的部分的阶梯部，从而不从开口23d突出而收纳于中空部23c内。

如图2(A)所示，按压构件6的按压臂部63a、63b设置为夹着主体部61的中心位置分开规定距离地彼此对向。按压臂部63a、63b的轴心方向的长度选定为比笔压检测部5的轴心方向的长度长的值。

并且，如图2(A)所示，在笔压检测部5的感压用部件保持件51的凸缘部51b形成有供该按压臂部63a、63b插通的缺口部51c、51d(在图2(A)中省略缺口部51d的图示)，并且在感压用部件保持件51的侧周面形成有平坦部51e、51f，该平坦部51e、51f形成为从该缺口部51c、51d沿着轴心方向连续。平坦部51e与平坦部51f的对向距离比按压臂部63a与按压臂部63b的对向距离略短。

因此，按压构件6的按压臂部63a、63b经由笔压检测部5的感压用部件保持件51的凸缘部51b的缺口部51c、51d并进一步经由平坦部51e、51f的部分而到达笔压传递构件4的端部，按压臂部63a、63b的前端与笔压传递构件4的端部抵接。并且，如图2(A)所示，在按压构件6与笔压检测部5之间居间存在弹簧64。

如前述那样，笔压检测部5的感压用部件保持件51的凸缘部51b的部分的轴心方向的位置被内侧壳体22的端部和盖部23的小径部23a的端部固定，因此按压构件6成为始终被弹簧64向盖部23的开口23d侧弹性按压的状态。并且，当使用者克服弹簧64的弹性力向笔尖侧按压按压构件6的按压突部62时，按压构件6的按压臂63a、63b与笔压传递构件4对接而发挥作用以使该笔压传递构件4向笔尖方向移动。由此，对与笔压传递构件4嵌合的自动铅笔的替换笔芯3进行动作以发挥送出石墨芯等芯的功能。

此时，笔压检测部5位于按压构件6的按压臂63a、63b之间的空间，因此按压构件6所引起的促使向笔尖方向进行位移的力不会施加于笔压检测部5。

并且，当使用者停止对按压构件6的按压突部62的按压时，按压构件6的按压突部62借助弹簧64的弹性力而复原到原来的状态。因此，使用者通过以一次或数次敲击按压突部62的方式进行按压，能够使自动铅笔的替换笔芯3的石墨芯的送出机构动作而从自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a送出规定量的石墨芯。在该情况下，按压构件6所引起的促使向笔尖方向进行位移的力不会施加于笔压检测部5。

并且，当自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a侧被施加笔压时，与该施加的笔压相应地自动铅笔的替换笔芯3向笔尖3a的相反侧移位，该移位被向与自动铅笔的替换笔芯3嵌合的笔压传递构件4传递。由此，笔压传递构件4的突部4b与被施加的笔压相应地按压笔压检测部5的压力传感芯片500，因此由压力传感芯片500构成的可变容量电容器5C的静电容量根据被施加的笔压而变化。并且，在该实施方式的电子笔1中，可变容量电容器5C构成谐振电路的一部分，因此笔压信息作为谐振频率(相位)的变化而被向位置检测装置发送。

[自动铅笔的替换笔芯3的芯的送出机构]

接着，参照图1(C)的放大图说明自动铅笔的替换笔芯3中的芯的送出机构。

自动铅笔的替换笔芯3具有由送出机构32将自动铅笔芯例如石墨芯30从芯插通管31的前端部的笔尖3a的开口送出的结构。芯插通管31与芯收容管33嵌合。送出机构32包括设置于芯收容管33的前端的装夹件卡环321、装夹件322、滑动管323、以及弹簧324。

装夹件322把持石墨芯等芯30，装夹件322的笔尖3a侧的端部形成为直径比其它部分的直径大的大径部，并与设置于芯收容管33的前端的装夹件卡环321卡合，从而装夹件322不向笔尖3a侧移动。

滑动管323具备外径与芯收容管33的外径相等的大径部323a和外径比芯收容管33的中空部的直径略小的小径部323b。滑动管323的小径部323b的一部分插入芯收容管33内。并且，在滑动管323的小径部323b的前端侧安装有装夹件322。在滑动管323的小径部323b的未插入芯收容管33内的部分配设有弹簧324。滑动管323以及装夹件322始终被该弹簧324相对于芯插通管31以及芯收容管33向与笔尖3a相反侧弹性施力。滑动管323的大径部323a延长到自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a相反侧的端部，在该滑动管323的大径部323a的端部嵌合有笔压传递构件4。

因此，当按压构件6的按压突部62被使用者敲击式地按压而笔尖3a侧被施加按压力时，如前述那样，按压构件6的按压臂63a、63b与自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a相反侧的端部即滑动管323的大径部323a的端部对接，从而对滑动管323施加使其向笔尖3a侧移位的按压力。并且，在该按压力的作用下，滑动管323相对于芯插通管31以及芯收容管33向笔尖3a侧滑动，与该滑动的量相应地，装夹件322送出石墨芯等芯30。

如前述那样，在该实施方式中，该送出时的对按压构件6的按压突部62的按压力不施加于笔压检测部5，而是经由笔压传递构件4向自动铅笔的替换笔芯3的端部传递。因此，在该自动铅笔的替换笔芯3的芯的送出机构送出芯时，不会向笔压检测部5的压力传感芯片500施加压力。

因此，根据上述的第一实施方式的电子笔1，对笔压检测部5仅施加来自自动铅笔的替换笔芯3的笔尖3a的笔压，不施加来自笔尖的相反侧的由按压构件6的按压引起的对自动铅笔的替换笔芯3的芯的送出机构的压力，因此能够减少笔压检测部5的劣化。

[与电子笔1一起使用的位置检测装置的位置检测以及笔压检测用的电路结构]

接着，参照图4说明位置检测装置400的电路结构例及其动作，所述位置检测装置400进行由上述的实施方式的电子笔1实施的指示位置的检测以及施加于电子笔1的笔压的检测。

如图4所示，电子笔1具备线圈7、由笔压检测部5构成的可变容量电容器5C、以及配设于印刷基板9的电容器91并联连接而成的谐振电路。

另一方面，在位置检测装置400层叠X轴方向环形线圈组411和Y轴方向环形线圈组412而形成位置检测线圈410。各环形线圈组411、412例如分别由n、m个矩形的环形线圈构成。构成各环形线圈组411、412的各环形线圈配置为等间隔排列并依次重叠。

另外，在位置检测装置400设置有选择电路413，该选择电路413连接X轴方向环形线圈组411以及Y轴方向环形线圈组412。该选择电路413依次选择两个环形线圈组411、412中的一个环形线圈。

而且，在位置检测装置400设置有振荡器421、电流驱动器422、切换连接电路423、接收放大器424、检波器425、低通滤波器426、采样保持电路427、A/D转换电路428、同步检波器429、低通滤波器430、采样保持电路431、A/D转换电路432以及处理控制部433。处理控制部433由微型计算机构成。

振荡器421产生频率f0的交流信号。并且，振荡器421将产生的交流信号向电流驱动器422和同步检波器429供给。电流驱动器422将从振荡器421供给的交流信号转换为电流并向切换连接电路423送出。切换连接电路423通过来自处理控制部433的控制而切换与由选择电路413选择出的环形线圈连接的连接目标(发送侧端子T、接收侧端子R)。该连接目标中的发送侧端子T连接电流驱动器422，该连接目标中的接收侧端子R连接接收放大器424。

在由选择电路413选择出的环形线圈产生的感应电压经由选择电路413以及切换连接电路423向接收放大器424输送。接收放大器424对从环形线圈供给来的感应电压进行放大，并将其向检波器425以及同步检波器429送出。

检波器425对在环形线圈产生的感应电压即接收信号进行检波，并将其向低通滤波器426送出。低通滤波器426具有充分低于前述的频率f0的截止频率，将检波器425的输出信号转换为直流信号并向采样保持电路427送出。采样保持电路427保持低通滤波器426的输出信号的规定定时、具体而言接收期间中的规定定时的电压值并将该电压值向A/D(Analog to Digital)转换电路428送出。A/D转换电路428将采样保持电路427的模拟输出转换为数字信号并向处理控制部433输出。

另一方面，同步检波器429利用来自振荡器421的交流信号对接收放大器424的输出信号进行同步检波，将与它们之间的相位差相应的电平的信号向低通滤波器430送出。该低通滤波器430具有充分低于频率f0的截止频率，将同步检波器429的输出信号转换为直流信号并向采样保持电路431送出。该采样保持电路431保持低通滤波器430的输出信号的规定定时的电压值并将该电压值向A/D(Analog to Digital)转换电路432送出。A/D转换电路432将采样保持电路431的模拟输出转换为数字信号并向处理控制部433输出。

处理控制部433控制位置检测装置400的各部分。即，处理控制部433控制选择电路413对环形线圈的选择、切换连接电路423的切换、采样保持电路427、431的定时。处理控制部433基于来自A/D转换电路428、432的输入信号，从X轴方向环形线圈组411以及Y轴方向环形线圈组412按一定的发送持续时间(连续发送区间)发送电波。

X轴方向环形线圈组411以及Y轴方向环形线圈组412的各环形线圈产生因从电子笔1发送(返回)的电波而产生感应电压。处理控制部433基于在该各环形线圈产生的感应电压的电压值的电平来算出电子笔1的X轴方向以及Y轴方向的指示位置的坐标值。另外，处理控制部433基于和所发送的电波与所接收的电波的相位差相应的信号的电平来检测笔压。

这样，在位置检测装置400中，利用处理控制部433检测接近的电子笔1的位置。并且，通过检测所接收的信号的相位来得到电子笔1的笔压值的信息。

[第二实施方式]

上述的第一实施方式的电子笔1是从轴心方向施加使自动铅笔的替换笔芯的芯送出的按压力的情况。与此相对，该第二实施方式是用于使自动铅笔的替换笔芯的芯送出的按压力通过来自与轴心方向正交的方向的按压力而实现的情况。并且，上述的第一实施方式的电子笔1与电磁感应方式的位置检测装置对应。与此相对，第二实施方式是与电容耦合方式的位置检测装置对应的电子笔，具备信号发送电路，将发送信号发送于位置检测装置。

图5是表示第二实施方式的电子笔1A的结构例的图。图5(A)示出了第二实施方式的电子笔1A的主要部分的剖视图。在该第二实施方式的电子笔1A中，如图5(A)所示，在筒状的机壳2A内以沿着机壳2A的轴心方向依次排列的方式配设有构成芯体的一例的自动铅笔的替换笔芯3A、笔压传递构件4A以及笔压检测部5A。

并且，在该第二实施方式中，如图5(A)所示，在机壳2A的侧周面的一部分设置有开口2As，且设置有构成为经由该开口2As将笔压传递构件4A以及自动铅笔的替换笔芯3A向笔尖3Aa侧按压的按压构件6A。图5(B)、(C)、(D)是用于说明如下结构部分的图，所述结构部分用于利用该第二实施方式的电子笔1A中的按压构件6A并采用来自与轴心方向正交的方向的按压力，来进行自动铅笔的替换笔芯3A的芯的送出。

机壳2A构成为，笔尖连结部24Aa嵌合于机壳主体部21A，在该笔尖连结部24Aa的螺纹部25A螺合笔尖套筒24Ab。

在机壳2A的机壳主体部21A的中空部内配设有保持件26。该保持件26具备：芯收容部26a，具有比自动铅笔的替换笔芯3A的直径大的内径的中空部；笔压检测部保持部26b，保持笔压检测部5A；以及电池保持件部26c。在电池保持件部26c收纳有电池11。

在芯收容部26a的周面上，与第一实施方式的内侧壳体22同样地设置有平坦部26d，在该平坦部26d配设有印刷基板9A。在该印刷基板9A上设置有构成信号发送电路的例子的振荡电路92。并且，在保持件26的电池保持件部26c的附近设置有印刷基板93，电池11的一方的端子经由金属端子94而与在该印刷基板93上形成的电压转换电路95电连接。并且，虽然省略图示，印刷基板93上的电压转换电路95与印刷基板9A的振荡电路92连接，来自电压转换电路95的电压作为电源电压而向振荡电路92供给。

自动铅笔的替换笔芯3A形成为与前述的第一实施方式的自动铅笔的替换笔芯3同样的结构。该自动铅笔的替换笔芯3A以其笔尖3Aa经由笔尖套筒24Ab的开口2Aa向外部突出的状态收纳于芯收容部26a的中空部内。并且，芯插通管31A以及芯收容管33A和滑动管323A由导电性金属构成，所述滑动管323A与芯收容管33A嵌合，且构成芯送出机构32A的一部分。另外，弹簧324A在该例子中也由导电性金属构成。

并且，在该第二实施方式的电子笔1A中，在自动铅笔的替换笔芯3A的笔尖3Aa侧的周围配设有屏蔽构件27。屏蔽构件27形成为具有自动铅笔的替换笔芯3A侧的绝缘部和该绝缘部的周围的导体部这两层的结构，导体部与接地导体连接。

笔压传递构件4A构成为，在由导电性的构件构成的芯嵌合部41嵌合由例如树脂等绝缘性构件构成的笔压传递突部42。如图5(A)所示，在笔压传递构件4A的由导电性的构件构成的芯嵌合部41形成的凹部4Aa与自动铅笔的替换笔芯3A的端部3Ab(滑动管323A的端部)嵌合。

并且，笔压传递构件4A的笔压传递突部42与笔压检测部5A嵌合。在该第二实施方式中，笔压检测部5A在该例子中形成为例如日本特开2011-186803号公报所记载的周知的结构，即静电容量根据笔压而变化的可变容量电容器的结构。

即，该例子的笔压检测部5A如图5(A)所示构成为，在由绝缘性材料例如树脂构成的壳构件530内收纳有电介体531、导电构件532、弹性构件533、保持构件534、端子构件535这样的多个部件。端子构件535形成由笔压检测部5A构成的可变容量电容器的第一电极。另外，导电构件532与弹性构件533电连接而构成可变容量电容器的第二电极。

构成该可变容量电容器的第一电极的端子构件535与印刷基板93电连接，并且构成第二电极的弹性构件533也与印刷基板93电连接。并且，该印刷基板93与印刷基板9A经由省略图示的例如柔性基板而连接，由此可变容量电容器作为使印刷基板9A的振荡电路92的振荡频率可变的元件而连接。

笔压传递构件4A的笔压传递突部42与设置于保持构件534的凹部534a嵌合。不过，笔压传递突部42无需与保持构件534的凹部534a牢固地嵌合，而设置为能够容易从保持构件534脱离。

并且，在笔压检测部5A的壳构件530的笔压传递构件4A侧的端面安装有导电性的金属板96。在该金属板96上设置有使笔压传递构件4A的笔压传递突部42插通的贯通孔。并且，在该金属板96与笔压传递构件4A的芯嵌合部41之间配设有由导电性材料构成的弹簧97，导电性的芯嵌合部41与金属板96由该导电性的弹簧97电连接。

在金属板96设置有延长部96a，该延长部96a相对于该金属板96弯折成直角且延伸到印刷基板9A，延长部96a与构成印刷基板9A的信号发送电路的振荡电路92连接。由此，来自振荡电路92的信号经由金属板96、弹簧97、笔压传递构件4A的芯嵌合部41而向导电性的自动铅笔的替换笔芯3A供给，并被从该自动铅笔的替换笔芯3A的笔尖3Aa送出。

对于笔压检测部5A，当自动铅笔的替换笔芯3A被施加笔压时，该笔压经由笔压传递构件4A的笔压传递突部42而向笔压检测部5A的保持构件534传递，保持构件534与被施加的笔压相应地使导电构件532向电介体531侧移动。于是，导电构件532与电介体531的距离以及接触面积根据被施加的笔压而变化，由笔压检测部5A构成的可变容量电容器的静电容量根据被施加的笔压而可变。

并且，在该第二实施方式中，如图5(A)以及(B)所示，按压构件6A形成为具备两个腿部65、66的鞍型的形状。在腿部65、66的前端部形成有突起65a、66a，该突起65a、66a用于使按压构件6A不从机壳2A的主体部的开口2As脱离。

另外，如图5(C)以及(D)所示，笔压传递构件4A形成为能够与鞍型的按压构件6A卡合的形状。即，笔压传递构件4A的芯嵌合部41在侧周面形成有平坦部43、44，以便鞍型的按压构件6A的腿部65、66能够跨该芯嵌合部41地滑动。在该情况下，平坦部43、44的对向距离选定为比按压构件6A的两个腿部65、66的间隔略小。

并且，在该例子中，在笔压传递构件4A的芯嵌合部41的平坦部43、44突出地形成有具备从笔尖3Aa侧起逐渐下降的倾斜面45a、46a的倾斜部45、46，以便使按压构件6A的两个腿部65、66的前端与倾斜面45a、46a对接。

如图5(D)的虚线所示，当使用者沿着与机壳2A的轴心方向正交的方向按压按压构件6A时，按压构件6A的两个腿部65、66的前端与笔压传递构件4A的芯嵌合部41的倾斜部45、46的倾斜面45a、46a对接，从而该芯嵌合部41克服自动铅笔的替换笔芯3A的弹簧324A的弹性力而向笔尖3Aa侧移动。由此，自动铅笔的替换笔芯3A的滑动管323A克服弹簧324A的弹性力使装夹件322A(省略图示)滑动而以送出石墨芯的方式工作。

并且，当对按压构件6A进行的沿着与机壳2A的轴心方向正交的方向的按压停止时，自动铅笔的替换笔芯3A的滑动管323A借助弹簧324A的弹性力向笔尖3Aa的相反侧移动，由此，笔压传递构件4A的芯嵌合部41向笔尖3Aa的相反侧移动而将按压构件6A向上方推起以复原为原来的状态。如以上那样，使用者通过沿着与机壳2A的轴心方向正交的方向敲击式地按压按压构件6A，能够从自动铅笔的替换笔芯3A送出石墨芯等芯。并且，在该情况下，笔压传递构件4A的芯嵌合部41移动至笔尖3Aa侧之后，仅以复原至原来的位置的方式移动，而不会作为笔压向笔压检测部5A传递。

如以上那样，根据上述的第二实施方式的电子笔1A，对笔压检测部5A仅施加来自自动铅笔的替换笔芯3A的笔尖3Aa的笔压，不施加因按压构件6A的按压引起的对自动铅笔的替换笔芯3A的芯的送出机构产生的压力，因此能够减轻笔压检测部5A的劣化。

[电子笔1A的电路结构例以及位置检测装置中的位置检测以及笔压检测用的电路结构]

图6是表示电子笔1A的电路结构例的图。如前述那样，电池11与电压转换电路95连接。电压转换电路95将电池11的电压转换为一定电压而作为振荡电路92的电源进行供给。该电压转换电路95可以是使电压比电池11的电压低的降压类型的电压转换电路，也可以是使电压比电池11的电压高的升压类型的电压转换电路。另外，电压转换电路95也可以是在电池11的电压比一定电压高的情况下作为降压电路进行动作且在电池11的电压比一定电压低的情况下作为升压电路进行动作的升降压类型的电压转换电路。

在振荡电路92连接有由笔压检测部5A构成的可变容量电容器5AC。振荡电路92产生频率根据笔压检测部5A的可变容量电容器5AC的容量而变化的信号，将所产生的信号向自动铅笔的替换笔芯3A供给。来自振荡电路92的信号从自动铅笔的替换笔芯3A的笔尖3Aa作为基于该信号而产生的电场进行放射。振荡电路92例如由利用了线圈和电容器的谐振的LC振荡电路构成。在检测该实施方式的电子笔1A的例子的静电方式触控笔的坐标位置的平板中，能够根据该信号的频率求出施加于自动铅笔的替换笔芯3A的笔尖3Aa的笔压。

图7是用于说明接受来自该第二实施方式的电子笔1A的信号来检测传感器上的位置并且检测笔压的位置检测装置700的框图。

如图7所示，该实施方式的位置检测装置700包括传感器710和与该传感器710连接的笔检测电路720。传感器710在该例子中省略剖视图，从下层侧起依次层叠第一导体组711、绝缘层(省略图示)、第二导体组712而形成。第一导体组711例如通过将沿着横向(X轴方向)延伸的多个第一导体711Y₁、711Y₂、…、711Y_m(m为1以上的整数)彼此隔开规定间隔地并联配置在Y轴方向上而成。

另外，第二导体组712通过将沿着如下方向延伸的多个第二导体712X₁、712X₂、…、712X_n(n为1以上的整数)彼此隔开规定间隔地并联配置在X轴方向上而成，所述方向是与第一导体711Y₁、711Y₂、…、711Y_m的延伸方向交叉的方向，在该例子中是与第一导体711Y₁、711Y₂、…、711Y_m的延伸方向正交的纵向(Y轴方向)。

这样，在位置检测装置700的传感器710中，具备使用使第一导体组711与第二导体组712交叉而形成的传感器图案来检测电子笔1A所指示的位置的结构。

此外，在以下的说明中，关于第一导体711Y₁、711Y₂、…、711Y_m，在无需区分各个导体时，将该导体称作第一导体711Y。同样地，关于第二导体712X₁、712X₂、…、712X_n，在无需区分各个导体时，将该导体称作第二导体712X。

笔检测电路720包括形成为与传感器710连接的输入输出接口的选择电路721、放大电路722、带通滤波器723、检波电路724、采样保持电路725、AD(Analog to Digital：模拟到数字)转换电路726、以及控制电路727。

选择电路721基于来自控制电路727的控制信号从第一导体组711以及第二导体组712中选择一根导体711Y或导体712X。由选择电路721选择出的导体与放大电路722连接，来自电子笔1A的信号被选择出的导体检测并被放大电路722放大。该放大电路722的输出被向带通滤波器723供给，从而仅提取从电子笔1A发送的信号的频率成分。

带通滤波器723的输出信号被检波电路724检波。该检波电路724的输出信号被向采样保持电路725供给并通过来自控制电路727的采样信号而在规定定时被采样保持后，被AD转换电路726转换为数字值。来自AD转换电路726的数字数据被控制电路727读取并被处理。

控制电路727通过保存于内部的ROM的程序进行动作以向采样保持电路725、AD转换电路726以及选择电路721分别送出控制信号。并且，控制电路727根据来自AD转换电路726的数字数据算出由电子笔1A指示出的传感器710上的位置坐标，并且检测由笔压检测部5A检测出的笔压。

即，控制电路727例如首先将依次选择第二导体712X₁～712X_n的选择信号向选择电路721供给，在第二导体712X₁～712X_n各自的选择时，将从AD转换电路726输出的数据读取为信号电平。并且，若第二导体712X₁～712X_n的全部信号电平未达到规定值，则控制电路727判断为在传感器710上不存在电子笔1A，反复进行依次选择第二导体712X₁～712X_n的控制。

在从第二导体712X₁～712X_n中的任一者检测到规定值以上的电平的信号的情况下，控制电路727存储检测到最高的信号电平的第二导体712X的编号及其周边的多个第二导体712X。并且，控制电路727控制选择电路721而依次选择第一导体711Y₁～711Y_m并读取来自AD转换电路726的信号电平。此时，控制电路727存储检测到最大的信号电平的第一导体711Y及其周边的多个第一导体711Y的编号。

然后，控制电路727根据以上那样存储的检测到最大的信号电平的第二导体712X的编号和第一导体711Y的编号及其周边的多个第二导体712X和第一导体711Y，来检测由电子笔1A指示出的传感器710上的位置。

控制电路727另外检测来自AD转换电路726的信号的频率，根据该检测出的频率来对由笔压检测部5A检测出的笔压值进行检测。即，如前述那样，电子笔1A的振荡电路92的振荡频率成为与由笔压检测部5A构成的可变容量电容器5AC的静电容量相应的频率。控制电路727例如具备电子笔1A的振荡电路92的振荡频率与笔压值的对应表的信息，根据该对应表的信息来检测笔压值。

此外，在上述的第二实施方式中，电子笔1A将由笔压检测部5A检测出的笔压转换为频率并向自动铅笔的替换笔芯3A供给，但作为与笔压相对应的信号属性并不限定于频率，也可以使笔压与信号的相位、信号的断续次数等相对应。

[其他实施方式以及变形例]

此外，在上述的实施方式的电子笔中，作为芯体而使用了具备芯的送出机构的自动铅笔的替换笔芯，但芯体并不限定于自动铅笔的替换笔芯，例如也可以是通过敲击式而压出笔尖的圆珠笔芯。

在上述的实施方式中，笔压检测部使用了使静电容量根据笔压而可变的可变容量电容器，但当然只要是使谐振电路的谐振频率变化的变化元件即可，也可以使电感值、电阻值可变。

另外，在上述的实施方式中，作为信号发送电路而构成为使振荡电路的振荡信号自身为经由芯体送出的信号，但信号发送电路也可以构成为，不发送振荡电路的振荡信号自身，而对该振荡信号进行调制等来产生对振荡信号施加了某种处理而得的信号。

另外，在上述的实施方式中，由笔压检测部检测出的笔压的信息以谐振频率的变化、振荡信号的频率的变化的形式向位置检测装置传递，但从电子笔向位置检测装置传递的方法不限定于这样的传递方法。例如，也可以在本发明的电子笔以及位置检测装置这两方设置例如蓝牙(注册商标)标准的无线通信部，经由该无线通信部传送笔压的信息。

附图标记说明

1、1A…电子笔；2、2A…机壳；3、3A…自动铅笔的替换笔芯；4、4A…笔压传递构件；5、5A…笔压检测部；6、6A…按压构件；32…芯的送出机构。

Claims (10)

1.一种电子笔，通过与位置检测装置之间进行信号的收发来对所述位置检测装置进行位置指示，其特征在于，具备：

筒状的机壳；

芯体，收纳于所述机壳的中空部内；

笔压检测部，在所述机壳的中空部内设置于所述芯体的与成为笔尖侧的一端侧相反的一侧；

笔压传递部，在所述机壳的中空部内设置于所述笔压检测部和所述芯体的与成为所述笔尖侧的一端侧相反的一侧之间；以及

按压构件，用于基于使用者的操作来对所述芯体施加从与成为所述笔尖侧的一端侧相反的一侧朝向所述笔尖侧的力，

所述笔压传递部具备突出部，该突出部用于将向嵌合于所述笔压传递部所具备的嵌合部的所述芯体施加的笔压传递至所述笔压检测部，

所述按压构件构成为不对所述笔压检测部施加轴心方向的力，而是经由所述笔压传递部对所述芯体施加所述力，

在从所述按压构件向所述芯体传递力的力传递路径中，不存在所述笔压检测部，并且在从所述芯体向所述笔压检测部传递力的力传递路径中，不存在所述按压构件。

2.根据权利要求1所述的电子笔，其特征在于，

所述按压构件在所述机壳的轴心方向上设置于所述笔压检测部的与所述笔压传递部的嵌合侧相反的一侧，并且具备延伸部，该延伸部沿着所述笔压检测部的外周侧部延伸，并卡合于所述笔压传递部的与所述芯体的嵌合部相反的一侧。

3.根据权利要求1所述的电子笔，其特征在于，

所述按压构件以能够沿着与所述轴心方向正交的方向移动的方式设置于所述机壳的侧周面，并且与所述笔压传递部卡合而对该笔压传递部施加使所述芯体向所述笔尖侧位移的力。

4.根据权利要求1所述的电子笔，其特征在于，

所述芯体具备具有芯送出机构的自动铅笔的结构，

通过施加于所述按压构件的按压力来驱动所述自动铅笔的所述芯送出机构。

5.根据权利要求1所述的电子笔，其特征在于，

所述电子笔具备：线圈，卷绕于磁性体芯部，该磁性体芯部配置于所述机壳的成为所述笔尖侧的开口附近，且具有使所述芯体的成为所述笔尖侧的一端侧插通的贯通孔；和电容器，连接于所述线圈而构成谐振电路。

6.根据权利要求5所述的电子笔，其特征在于，

所述笔压检测部构成电气元件，被连接成构成所述谐振电路的一部分，构成所述笔压检测部的电气元件所呈现的值根据向所述芯体施加的笔压而变化，从而所述谐振电路的谐振频率变化。

7.根据权利要求1所述的电子笔，其特征在于，

所述芯体具备导电性，并且所述电子笔在所述机壳内具备信号发送电路，

来自所述信号发送电路的信号经过所述芯体而被送出。

8.根据权利要求7所述的电子笔，其特征在于，

所述笔压检测部构成电气元件，被连接成构成所述信号发送电路所具备的振荡电路的一部分，构成所述笔压检测部的电气元件所呈现的值根据向所述芯体施加的笔压而变化，从而所述振荡电路的振荡频率变化。

9.根据权利要求1所述的电子笔，其特征在于，

所述笔压检测部由MEMS即微机电系统构成。

10.根据权利要求1所述的电子笔，其特征在于，

所述笔压检测部构成为在所述机壳的轴心方向上夹着电介体而对向地配置有第一导体和第二导体，并且所述第一导体与经由所述笔压传递部而传递的所述笔压相应地移动，由此改变所述第一导体与所述电介体之间的距离以及接触面积，

从所述第一导体以及所述第二导体导出第一电极以及第二电极。

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