JP2005063200A - 電子機器及びこれに使用される入力ペン - Google Patents

Abstract

【課題】 入力ペンを機器本体の収納部に収納した状態にあっても、入力装置として機能させることができる電子機器を提案することを目的とする。
【解決手段】 入力ペン１による入力機能を備えるとともに、機器本体に当該入力ペン１を収納する収納部３０を持つ電子機器１０に、入力ペン１がこの収納部３０に収納されている状態においてこの入力ペン１が外部から操作されたことを検出する検出手段１１，１２，１３を有し、例えば、入力ペン表面の長手方向の一部を外部に露出して収納するようにしたものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子機器における手書き入力ないしタッチ入力に用いられる入力ペン及びこれを用いる電子機器に関するものである。

従来、タッチパネル式手書き入力機能を備えた電子機器においては、液晶表示部の面上に、例えば感圧式透明タブレットなどからなるタッチパネルが設置されており、タッチパネル上を入力ペンにより押下し接触させることにより手書き入力を行うことができる。また、この入力ペンを用いアイコン等が表示されたタッチパネル上をタッチして入力を行うことができる。そして、携帯型電子機器等においては、入力ペンを使用しないときは、入力ペンを電子機器の筐体に設けられたペン収納部に収納して、電子機器と一体に持ち運びが可能となっている。

また、最近では、この入力ペンのペン先にボールを設けたり、あるいはペン本体にホイールボタン等の操作部を設けて、入力ペンの移動距離や方向を検出するようにすることで、タッチパネルに入力ペンを直接触れなくても、タッチパネル以外の机上などの平面上での操作により所望の入力が可能な電子機器及び入力ペンが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２１６０８９号公報

しかしながら、タッチパネルに付属している入力ペンは、機器本体に収納あるいは内蔵された状態ではペンそのものは機能せず、例えば画面の表示をスクロールさせる場合には、入力ペンを取り外してタッチパネル上のスクロールバーなどを指示するか、抵抗膜方式など特別なペンを必要としない場合も、タッチパネル上のスクロールバーを指先や先の尖ったもので指示するか、あるいは上述の机上での操作が必要があった。この場合、スクロールバーなどを操作する困難さが伴い、確実にスクロールさせるには注意が必要で心理的な圧迫感を伴っていた。

また、機器本体に付属するカーソルキーなどによってスクロールの指示を行う方法もあったが、機器本体筐体にカーソルキーを配置するための余分な空間が必要となり、機器本体の物理的なサイズが大きくなってしまっていた。

斯かる点に鑑み、入力ペンを機器本体の収納部に収納した状態にあっても、入力装置として機能させることができる電子機器、及びこれに使用される入力ペンを提案することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、入力ペンによる入力機能を備えるとともに、機器本体に当該入力ペンを収納する収納部を持つ電子機器に、入力ペンが前記収納部に収納されている状態においてこの入力ペンが外部から操作されたことを検出する検出手段を有することを特徴とする。

斯かる本発明によれば、検出手段により、入力ペンが機器本体に完全に収納された状態で外部から操作されたことを検出するので、入力ペンを収納した状態でも入力ペンを操作できる。

また、上述収納部は、入力ペン表面の長手方向の一部を外部に露出して収納することを特徴とする。

斯かる本発明によれば、入力ペン表面の長手方向の一部を機器本体外部に露出して収納することで、この長手方向の一部と利用者の指等との接触面積が広くとれる。

また、上述検出手段は、入力ペンが外部からの操作により収納部内で移動したことを検出する押圧検出手段、及び／又は入力ペンが回転したことを検出する回転検出手段であることを特徴とする。

斯かる本発明によれば、押圧検出手段及び回転検出手段により、入力ペンの直線的な移動及び回転を検出できる。

また、本発明は、収納部内部に、金属片が内蔵された入力ペンを引き付けるための磁石を設けることを特徴とする。

斯かる本発明によれば、収納部内部に磁石を設けるようにしたので、金属片を内蔵した入力ペンを収納した際に、収納部に入力ペンを保持して落ちにくい構造とすることができる。

斯かる本発明によれば、機器本体に、入力ペンの回転を検出する回転検出手段や入力ペンのスライド方向等を検出する押圧検出手段を設けたので、機器本体に内蔵された状態では、スクロールやスイッチを伴うポインティングデバイスなどとして使用でき、機器本体より取り外せばタッチパネルへの入力を行う入力ペンとして使用することができる。したがって、入力ペンを機器本体に内蔵した状態で入力ペンを取り外すことなく、容易にページ送りや作品の検索、設定変更などの操作を行うことができ、入力ペンが収納された場合にも入力装置として機能させることができるという効果が得られる。

さらに、機器本体にペン表面の長手方向の一部を露出した状態で収納された入力ペンを利用して操作を行うので、カーソルキーなどの入力装置を配置するのに必要となるスペースを節約することができるという効果が得られる。

以下、図１〜図８を参照して、本発明の一実施の形態の例について、入力ペンが用いられる電子機器として電子書籍閲覧装置に適用した場合を例に説明する。

図１は、本例の電子書籍閲覧装置の概観図である。１はタッチパネルを介して利用者の操作に従って指示を入力する入力ペン（以下、ペンと称する。）、１０はデジタルデータ化された書籍を画面上に表示して閲覧することができる電子書籍閲覧装置１０本体(以下、機器本体と称する。)である。

図１Ａはペン１を機器本体１０の表示画面がある前面部と側面部とで構成される角部に沿って凹部を設けて形成されているペン収納部３０に、ペン表面の略円筒面長手方向の一部を外部に露出して収納・装着した状態、図１Ｂはペン１を機器本体１０から取り外した状態を示す。後述して詳細に説明するが、ペン１を収納部３０に完全に収納した状態で、利用者などによる外部からの操作に対してペン1が回転運動や直線運動が可能な構造となっている。本例の「完全に収納」とは、例えば機器本体内に収納して入力ペンの姿が見えなくなるようにするという意味ではなく、外部から入力ペンの一部が見えている状態であっても所定の手段により機器本体に保持されて離脱、落下しない状態にあることを指す。

図中１２ａは後述する収納部３０内部に設けられた回転検出手段としての反射型フォトインタラプタでペン１の回転を検知するのに使用されるスリットである。尚、このペン１の収納部３０は前面部と側面部との間の角部ではなく、前面部や側面部などの任意の平面部にペン収納可能な細長の凹部を設けるようにして形成してもよい。

図２は細長形状のペン１を表し、Ａは側面図、Ｂは断面図である。ペン１の本体表面の中央部分には、反射面と非反射面を交互に持つ回転識別部として機能する縞模様２を有し、機器本体１０に設けられた反射型フォトインタラプタによってスリット１２ａを通って照射される光の縞模様２での反射光の変化を検知してペンの回転が検出できるようになっている。また、この例ではペン１の内部に例えば鉄のような磁石につく金属片３が組み込まれており、機器本体１０のペン収納部３０にペン１を差し込みで装着した場合に落ちにくい構造になっている。尚、ペン１と収納部３０は、ペン１を収納部３０に収納した際に落ちにくく、かつ滑らかに操作可能な構成であればこの例に限るものではない。

図３は、本例の機器本体１０の三面図を示し、Ａは正面図、Ｂは側面図、Ｃは上面図である。押圧検出手段としてのプッシュスイッチ１１及びプッシュスイッチ１３は、それぞれ収納部３０に収納されたペン１を回転軸上方向と下方向にスライドさせたことを検知することができる。回転検出手段としての反射型フォトインタラプタ１２は、スリット１２ａを通して、ペン１の縞模様２の反射光の変化によって、ペン１が回転する方向と量を検知することができる。２５は電子書籍データを記録するメモリカードであり、電子書籍データを電子機器１０に供給するものである。

磁石２２及び磁石２３は、ペン１に組み込まれた金属片３を引き寄せる作用を行うことによって、ペン１が機器本体１０より離脱することを防いでいる。タッチパネル２１は、例えば抵抗膜方式などで、ペン先や指先などをパネル表面に当接することによって、タッチパネル上の座標を読み取ることができる。タッチパネル２１の裏面には、図３Ｃに示されるように液晶パネル１９が配置されている。

図４は、電気回路の構成例を示すブロック図である。ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５は、全体の制御・演算を行なう機能を備え、ＲＯＭ（Read Only Memory）１７に記憶されたプログラムに従って各種の処理を行なう制御手段である。また、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６は、ＣＰＵ１５の指示により、情報の書込み・読み出しを行なう記憶手段である。ＲＯＭ１７は、ＣＰＵ１５が処理する手順が書かれたプログラムが格納されている。

メモリカード２５は、機器本体１０から着脱可能な不揮発性メモリで、一例として図５に示されるようなデータ構造を持った電子書籍データなどが格納されており、メモリカードコントローラ２４によって制御され、ＣＰＵ１５から読み書きすることができる。ＲＡＭ１６は、作業領域、選択されている書籍の情報など状態の保存に利用される。パラレルＩ／Ｏ１４は、プッシュスイッチ１１及びプッシュスイッチ１３、反射型フォトインタラプタ１２からの信号を入力し、ＣＰＵ１５へ伝える。液晶パネル１９は、ＣＰＵ１５からの指示に従って、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）コントローラ１８を介してテキスト表示やグラフィック表示等を行う。タッチパネル２１は、タッチパネルコントローラ２１を介して、タッチパネル２１上でペンなどで指示された座標をＣＰＵ１５へ伝える。

図５は、電子書籍データのデータ構造の一例を示したものである。複数の作者のデータが収められており、それぞれの作家毎に作品データが関連付けられている。このような電子書籍データの階層的なデータ構造はこの例に限るものではない。以下、図５の電子書籍データを閲覧することを例にとり、本例の電子書籍閲覧装置の操作方法を説明する。尚、この例ではメモリカード２５に記録された電子書籍データを読み出して液晶パネル１９に表示するようにしているが、通信回線を介して電子書籍データを取得するようにしてもよい。

図６Ａに、表示例として太宰治の小説「トカトントン」の本文の一部が表示されている状態を示す。ペン１を機器本体１０のペン収納部３０に収納した状態で、ペン１を指を使って右へ回転させると回転量に応じて本文が先に進むようになっている。例えば図６Ｂは、図６Ａの状態から半ページ送り、矢印部分の「夏になると、この地方の・・・」という段落を、液晶パネル１９の最終行から真ん中に移動させた状態を示している。逆にペン１を左へ回転させると本文が回転量に応じて戻る。

次に、図７にペン１を機器本体１０に収納した状態で回転軸上方向へスライドさせた場合の例を示す。図７Ａは、図６Ａと同じ状態であるが、ペン１を上にずらすことにより、ペン先でプッシュスイッチ１１を押圧し、パラレルＩ／Ｏ１４を介してプッシュスイッチ１１が押圧されたという情報がＲＡＭ１６に伝達されて、ＣＰＵ１５から図７Ｂに示す作品リスト画面へ移行するよう指令が出される。そして、作品リストが表示され、図７Ａで表示していた本文に対応する作品「トカトントン」にフォーカス（太線で表示）が当たる。このとき、ペン１を左右に回転させてフォーカス表示を所望の作品名に移動させることで、目的の作品を選択することができる。

図７Ｂの状態で、更にペン１を上にずらすと、図７Ｃに示すように作家リストが表示され、図７Ｂでフォーカスが当たっていた作品に対応した作家にフォーカスが当たる。このとき、ペン１を左右に回してフォーカス表示を所望の作家名に移動させることで、目的の作家を選択することができる。

尚、図７Ｃの状態でペン１を下（回転軸下方向）にずらすと図７Ｂの表示に戻り、更にペン１を下にずらすと、図７Ａの表示に戻すことができる。

図８は、ペン１を機器本体１０に収納した状態で回転軸下方向へスライドさせた場合の例を示す。図８Ａは、図６Ａと同じ状態であるが、ペン１を下にずらすことにより、ペン先でプッシュスイッチ１３を押圧し、パラレルＩ／Ｏ１４を介してプッシュスイッチ１３が押圧されたという情報がＲＡＭ１６に伝達されて、ＣＰＵ１５から図８Ｂに示す設定画面へ移行するよう指令が出される。設定画面には、各種設定項目が列挙されており、図８Ｂの例では「縦書き／横書き」の切り替えをする項目にフォーカスが当たっている。このとき、ペン１を左右に回してフォーカスを所望の設定項目に移動させることで、目的の設定項目を選択することができる。

図８Ｂの状態で、更にペン１を下にずらすと、図８Ｃに示すように縦書きと横書きを選択するための画面が表示される。ペン１を左右に回してフォーカスを縦書き又は横書きのいずれかに移動させることで、目的の設定を選択することができる。

尚、図８Ｃの状態でペン１を上（回転軸上方向）にずらすと、図８Ｂの表示に戻り、更にペン１を上にずらすと、図８Ａの表示が図８Ｃで設定された内容に応じて変更されて表示される。

ペン１は、機器本体１０から取り外すことができ、上述のペン１を回転及び上下にスライドさせることによって行った選択操作を、ペン１先端部でタッチパネル２１に触れることによって行うこともできる。

斯かる本例によれば、機器本体１０に、ペン１の回転を検出する反射型フォトインタラプタ１２及びペン１のスライド方向を検出するためのプッシュスイッチ１１、１３を設けたので、機器本体に内蔵された状態では、スクロール機能とボタン機能を伴うポインティングデバイスとして使用でき、機器本体より取り外せば直接タッチパネルへの入力を行うペンとして使用することができる。したがって、ペン１を機器本体に内蔵した状態で、ペン１を持つことなく容易にページ送りや作品の検索、設定変更などの操作を行うことができる。

また、収納されたペンを利用して操作を行うので、電子機器上でのカーソルキーなどを配置するのに必要となるスペースを節約することができる。小型の携帯型電子機器においては特にカーソルキー等の入力装置を配置するスペースが限られるので有効である。

また、ペン１は収納時の露出部分が回転軸方向、即ち長手方向に長いため、スクロールさせる際に手との接触が広く取れるため動作させ易い。

以下、図９を参照して、本発明の他の実施の形態の例について説明する。図９は、図３の電子書籍閲覧装置機器本体のペン収納部３０に、プッシュスイッチ２６及びプッシュスイッチ２７を追加したものであり、その他は、図３と同様の構成である。尚、図９において、図３と対応する部分には同一符号を付して示す。プッシュスイッチ２６及びプッシュスイッチ２７に得られる情報は、パラレルＩ／Ｏ１４を介してＲＡＭ１６に保持されるよう構成されている。

これにより、本例の電子機器は、図３の例で説明したプッシュスイッチ２２及び２３の機能に加え、ペン１が機器本体１０に収納された状態でペン１の上下両先端部付近がペン回転軸と略垂直方向に押された否かを、プッシュスイッチ２６又はプッシュスイッチ２７により検出することができる。

このように、機器本体１０に収納されたペン１の動きを検出するプッシュスイッチが２つ増えることにより、ペン収納部３０に収納されたペン１を用いてより複雑な操作が実現可能となる。その他、図３の例と同様の作用効果が得られる。

以下、図１０を参照して、本発明のさらに他の実施の形態の例について説明する。図１０は、図３の電子書籍閲覧装置機器本体のペン収納部３０に、プッシュスイッチ２８を追加したものであり、その他は、図３と同様の構成である。尚、図１０において、図３と対応する部分には同一符号を付して示す。プッシュスイッチ２８に得られる情報は、パラレルＩ／Ｏ１４を介してＲＡＭ１６に保持されるよう構成されている。

これにより、本例の電子機器は、図３の例で説明したプッシュスイッチ２２及び２３の機能に加え、ペン１が機器本体１０に収納された状態でペン１の中央部付近がペン回転軸と略垂直方向に押されたか否かを、プッシュスイッチ２８により検出することができる。

このように、機器本体１０に収納されたペン１の動きを検出するプッシュスイッチが１つ増えることにより、ペン収納部３０に収納されたペン１を用いてより複雑な操作が実現可能となる。その他、図３の例と同様の作用効果が得られる。

尚、ペンの回転軸が電子機器に対して横方向となるよう収納した場合、縦方向のスクロール操作が可能となり、例えばウェブ（Ｗｅｂ）ブラウザでの縦スクロール、プッシュボタンによってＷｅｂサイトのリンク先の移動操作等を実現することができる。

また、ペンの回転を検知する方法としては、各実施の形態の例の反射型フォトインタラプタの他、ペンの回転識別部として縞模様の代わりに例えばペン本体にペン回転軸垂直方向に貫通するスリットまたは孔を設けるとともに、回転検出手段には透過形フォトインタラプタを用いてペンの回転を検出することも考えられる。また、磁石をペンに内蔵し回転による磁場の変化によって回転を検知することも考えられる。

また、上述した各実施の形態の例では、電子書籍閲覧装置に適用した場合を例に説明したが、電子書籍閲覧装置の操作の他、ＥＰＧ(電子番組表)、ウェブブラウザ等の操作などにも応用することができる。

そしてまた、本発明は上述した実施の形態の例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。

本発明の一実施の形態の例の概観図である。 本発明の一実施の形態の例の入力ペンの説明図である。 本発明の一実施の形態の例を示し、Ａは正面図、Ｂは側面図、Ｃは上面図である。 本発明の一実施の形態の例の電気回路構成例を示すブロック図である。 電子書籍データのデータ構造の例である。 本発明の一実施の形態の例の電子書籍のページ送り操作の説明図である。 本発明の一実施の形態の例の電子書籍の作品及び作家検索操作の説明図である。 本発明の一実施の形態の例の電子書籍の設定操作の説明図である。 本発明の他の実施の形態の例を示し、Ａは正面図、Ｂは側面図、Ｃは上面図である。 本発明のさらに他の実施の形態の例を示し、Ａは正面図、Ｂは側面図、Ｃは上面図である。

符号の説明

１…入力ペン、２…縞模様（回転識別部）、３…金属片、１０…電子書籍閲覧装置、１１，１３，２６，２７，２８…プッシュスイッチ（押圧検出手段）、１２…反射型フォトインタラプタ（回転検出手段）、１２ａ…スリット、１４…パラレルＩ／Ｏ、１５…ＣＰＵ、１６…ＲＡＭ、１７…ＲＯＭ、１８…ＬＣＤコントローラ、１９…液晶パネル、２０…タッチパネルコントローラ、２１…タッチパネル、２４…メモリカードコントローラ、２５…メモリカード、３０…収納部

Claims (8)

1. 入力ペンによる入力機能を備えるとともに機器本体に当該入力ペンを収納する収納部を持つ電子機器であって、
   前記入力ペンが前記収納部に収納されている状態において、前記入力ペンが外部から操作されたことを検出する検出手段を有する
   ことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１記載の電子機器において、
   前記収納部は、前記入力ペン表面の長手方向の一部を外部に露出して収納する
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項１記載の電子機器において、
   前記検出手段は、前記入力ペンが外部からの操作により前記収納部内で移動したことを検出する押圧検出手段、及び／又は、前記入力ペンが回転したことを検出する回転検出手段である
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項３記載の電子機器において、
   前記押圧検出手段は、前記入力ペンの軸方向に平行方向及び／又は垂直方向への移動を検出する
   ことを特徴とする電子機器。
5. 請求項３記載の電子機器において、
   前記回転検出手段は、前記入力ペンに当該入力ペンが回転したことを識別するために設けられている回転識別部の回転による変化を検知する
   ことを特徴とする電子機器。
6. 請求項１記載の電子機器において、
   前記収納部内部に、金属片が内蔵された入力ペンを引き付けるための磁石を有する
   ことを特徴とする電子機器。
7. 入力ペンによる入力機能を備えるとともに機器本体に当該入力ペンを収納する収納部を持つ電子機器に用いられる入力ペンであって、
   前記入力ペンが前記収納部に収納されている状態において前記電子機器に設けられた検出手段により当該入力ペンが回転したことを識別するための回転識別部を有する
   ことを特徴とする入力ペン。
8. 請求項７記載の入力ペンにおいて、
   前記入力ペン内部に金属片を内蔵する
   ことを特徴とする入力ペン。

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