JP2006260345A - ペン型入力装置、および分離型クレードル - Google Patents

Abstract

【課題】 屋内の机上等に載置されるクレードルに、屋外にて、ペン型入力装置に対する充電や通信端末との通信などを可能にする。
【解決手段】 ペン型入力装置にて、ペン本体１０と、分離型クレードルとを備え、この分離型クレードルは、ペン本体１０を把持可能に構成され、把持されたペン本体１０と充電のための電気的な接続を行うキャップ３０と、このキャップ３０を取り付け可能に構成され、キャップ３０に把持されたペン本体１０を載置するためのおもりを有するベース５０とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばコンピュータ装置との通信を行うペン型入力装置、またこれらのペン型入力装置などを支持する分離型クレードルに関する。

近年、例えばコンピュータ装置に対する情報入力装置として、ペン型入力装置が注目されている。このペン型入力装置では、本来のペンとしての印字機能に加え、印字した内容や筆圧等を読み取る各種センサと、ペンで印字された内容をデジタル式に記録する電子デバイスとを備えたものが知られている(例えば、特許文献１参照。)。また、この特許文献１では、電子ペン本体の内部に回路ボードが配置され、この回路ボードには磁場に反応するホール素子が設けられている。また、電子ペン本体の先端を差し込むキャップを設け、電子ペン本体が差し込まれた際のホール素子の位置に対応して、キャップには磁石が設けられている。そして、この特許文献１では、このホール素子と磁石とによるセンサユニットからの出力でキャップの装脱着を認識し、電子ペンの起動と起動解除にキャップの装脱着が利用されている。

また、他の従来技術として、使用時以外の識別データの伝送を抑え、低消費電力で利用可能なペン型入力装置を提供するために、キャップが装着されているときに情報伝達手段による情報の伝達を禁止する技術が開示されている(例えば、特許文献２参照。)。

特表２００４−５２７８５３号公報 特開２００３−１５０３０５号公報

ここで、従来のペン型入力装置には、ペン本体が挿入されるとそのペン本体と電気的に接続し、ペン本体に対する充電を可能とするクレードルが利用されている。また、このクレードルでは、コンピュータ装置などの通信機器との間で、例えばＵＳＢ(Universal Serial Bus)を介してペン本体との通信を可能とするものも存在する。即ち、充電器や通信接続機器として機能するクレードルを用いたペン型入力装置が従来から知られている。
しかしながら、従来のクレードルは形状が非常に大きく、また、滑り止めと安定性向上のための「おもり」も内蔵されており、その重量も非常に大きかった。その結果、従来のクレードルは、持ち運びに不便であり、屋内での据え置き型としての利用に限定せざるを得なかった。また従来のクレードルが備える問題のために、ペン型入力装置の通信機能や充電機能などを屋外で利用することができない場合も生じていた。

また、ペン型入力装置のペン本体に、通信機能や充電機能を可能とする端子や接続のための各種回路を設けることも可能である。しかしながら、これらの端子や回路等をペン本体に設けた場合には、このペン本体自体が重くなり、またペン本体の嵩も張ることとなる。そのために、ペンや情報入力装置などとしての使い勝手が悪くなり、例えばペン本体を用いてユーザが文字を書く場合に書き易さが大幅に低減してしまう。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、例えば屋外でペン型入力装置を使用する場合であっても、例えばペン型入力装置に対する充電や通信端末との通信などを可能にすることにある。
また他の目的は、クレードルに屋外での利用性を向上させた場合であっても、屋内の使用時における例えばペン立てとしての機能など、本体の載置機能などをクレードルに充分に維持させることにある。

かかる目的のもと、本発明が適用されるペン型入力装置は、ペン本体と、分離型クレードルとを備え、この分離型クレードルは、ペン本体を把持可能に構成され、把持されたペン本体と電気的な接続を行うキャップと、このキャップを取り付け可能に構成され、キャップに把持されたペン本体を載置するためのベースとを含む。

ここで、このペン本体は充電可能な電池を備え、キャップは、ペン本体が把持されることで、電池に対する充電を可能にすることを特徴としている。
また、このペン本体はパーソナルコンピュータ(ＰＣ)などの外部機器との通信機能を備え、このキャップは、ペン本体が把持されることで、この本体の通信機能と外部機器との通信を可能にすることを特徴としている。
更に、このベースはおもりを有し、底面に平坦部分を備えたことを特徴とすれば、屋内の例えば机上における設置機能を充実させることが可能となり、例えばキャップを小型軽量化したことによる屋内使用時の問題を解消することができる点で好ましい。
また更に、このベースは、取り付けられたキャップをロックするためのロック機構を備えたことを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、本発明が適用されるペン型入力装置は、ペン本体と、このペン本体の先端を挿入可能なキャップと、このキャップに設けられ、先端が挿入されたペン本体と外部機器との電気的な接続を可能にするためのコネクタとを含む。

ここで、このコネクタは、キャップに挿入されたペン本体への電源供給路を提供することを特徴としている。
また、このコネクタは、キャップに挿入されたペン本体が外部コンピュータと通信するためのインタフェースとして機能することを特徴とすることができる。
更に、このキャップは、ペン本体が挿入される内側に、このペン本体の挿入により動作するスイッチと、ペン本体との電気的な接続を行う内側コネクタと備え、このスイッチのオン/オフにより内側コネクタへの導通をオン/オフさせると共に、このスイッチと内側コネクタとは、本体が挿入される内側の手前側と奥側とに互いが位置することを特徴とすることができる。このように構成すれば、内側コネクタに接触してもスイッチが動作しなければ導通しないことで、ユーザに対する電気的な安全性を向上させることが可能となる。

一方、本発明は、ペン型入力装置などの可搬性電子機器を把持可能な分離型クレードルとして定義できる。即ち、本発明が適用される分離型クレードルは、可搬性電子機器を把持可能に構成され、把持された可搬性電子機器に対して外部との電気的な接続を可能とするための第１の構造物と、この第１の構造物を取り付け可能に構成され、第１の構造物に把持された可搬性電子機器を支持するための第２の構造物とを含む。

ここで、この第１の構造物は、可搬性電子機器が有する電池に対する充電のための接続部を備えたことを特徴とすることができる。
また、この第１の構造物は、可搬性電子機器と外部機器とのインタフェースのための接続機能を備えたことを特徴とすることができる。
更に、この第２の構造物は、底面を平坦に構成すると共に、おもり部材を備えることで、平面上に安定的に載置されることを特徴とすることができる。

また更に、この第２の構造物は、取り付けられた第１の構造物をロックするロック機構を備えたことを特徴とすれば、可搬性電子機器を把持した第１の構造物が、第２の構造物から離れて、不意に落下するなどの問題を解消することができる。また、第１の構造物に把持された可搬性電子機器を取り出す際、可搬性電子機器の取り出しに引きずられて第１の構造物が動くことを防止でき、例えば第１の構造物に接続されるＵＳＢケーブルなどの損傷を防止することが可能となる。

本発明によれば、ペン型入力装置などを屋内や屋外で使用する場合であっても、充電や通信端末との通信などを可能にでき、同時に、ペン本体などの可搬性電子機器を安定的に把持する取り付け機能をも充実させることが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用されるペン型入力装置の全体構成を示した斜視図である。図１に示すペン型入力装置は、可搬性電子機器の一つであるペン本体１０と、ペン本体１０を挿入することでペン本体１０を把持する第１の構造物であるキャップ３０と、キャップ３０を挿入可能(取り付け可能)に構成される第２の構造物であるベース５０とを備えている。また、キャップ３０からは、キャップ３０のＵＳＢコネクタ(後述)に接続されるインタフェースとしてのＵＳＢケーブル７０が出ている。本実施の形態では、キャップ３０とベース５０とを含めて分離型クレードルとすることができる。

ペン本体１０は、通常のボールペンと同様な筆記機能に加え、筆記された内容を例えば光学的に読み取って記憶し、必要に応じて外部のコンピュータ装置と通信する電子機能を備えている。キャップ３０とベース５０とで構成される分離型クレードルは、ペン本体１０を載置するための機能と、ペン本体１０の充電機能や外部端末との通信機能に必要な機能とを備えている。そして、本実施の形態では、この第１の構造物であるキャップ３０と第２の構造物であるベース５０とでこれらの機能を分担している点に特徴がある。

図２は、ペン本体１０の構造を説明するための部分断面図である。ペン本体１０は、外装ケース１１と、外装ケース１１の先端に突出するペン先１２とを備えている。この外装ケース１１は、その内部に、ペン先１２から吐出するインクを蓄えるペン芯１３と、ペン先１２およびペン芯１３を介して伝わったユーザの筆圧を検出する筆圧センサ部１４とを備えている。また、例えばアノト(商標)社が提供しているドットパターンとペン先１２によって描かれた部分とを読み込む光学モジュール１５を備えている。更に、ペン本体１０を充電するための電力の供給や、外部のコンピュータとの通信を行うための端子１６を備えている。この端子１６は、キャップ３０にペン本体１０が挿入された際にキャップ３０の端子と接続可能に構成されている(後述)。

また、ペン本体１０には、充電した後に放電することで、ペン本体１０の電力源となる例えばリチウムイオン電池からなる電池１７と、例えば電源をオンしたときに震えるバイブレータ１８とを備えている。更に、ペン本体１０の一端(ペン先１２)に対するペン本体１０の他端には、その外装ケース１１にストラップ用穴１９が設けられている。また更に、ペン本体１０の内部には、各種集積回路や電子部品を搭載した基板２０が設けられている。この基板２０上には、光学モジュール１５が取り付けられるとともに、ペン本体１０の全体を制御するプロセッサ２１と、光学モジュール１５により読み取られた情報(筆記された内容、位置情報等)を格納するメモリ２２と、例えばBluetooth(商標)などにより無線通信を行うための無線通信モジュール２３とを備えている。

図３(ａ),(ｂ)は、分離型クレードルの第１の構造物であるキャップ３０の構造を説明するための図である。図３(ａ)はキャップ３０の外観を示す斜視図であり、図３(ｂ)はキャップ３０の断面図である。図３(ａ),(ｂ)に示すように、キャップ３０は、筐体構造として、外装部３１と、ペン本体１０が挿入される挿入口３２と、キャップ内部３３とを備えている。また、外装部３１には、図３(ａ)に示すようなラッチ溝３９が設けられている。このラッチ溝３９は、キャップ３０がベース５０に取り付けられ、ベース５０によるロックレバー(後述)が操作された際に、キャップ３０をロックするロック機構の一つとして機能する。また、外装部３１の先端側に向けて開口部が設けられ、外部機器(例えばパーソナルコンピュータ(ＰＣ))と接続されるＵＳＢケーブル７０を取り付けるためのＵＳＢコネクタ３７が設けられている。更に、キャップ３０は、ペン本体１０の端子１６に当接して電気的接続を可能とする接点バネ３４と、ペン本体１０の挿入によって動作するスイッチレバー３５と、スイッチレバー３５によって押された際に接点バネ３４への導通を可能とするためのスイッチ３６とを備えている。

このスイッチレバー３５とスイッチ３６とは、ペン本体１０の挿入により、接点バネ３４への導通をオン/オフする安全スイッチとして機能している。本実施の形態が適用されるキャップ３０では、接点バネ３４とスイッチレバー３５とが、キャップ３０の挿入口３２からキャップ内部の先端側(奥側)に向けて、奥側と手前側とに互いが位置するように、並んで配列される。特に、導通をとる接点バネ３４の奥側にスイッチレバー３５が設けられている。その結果、ユーザが誤って指などを挿入した場合であっても、奥まで指を挿入してスイッチレバー３５を押し込まない限り通電しないように構成されることで、安全性を向上させることが可能となる。

図４(ａ),(ｂ)は、分離型クレードルの第２の構造物であるベース５０の構造を説明するための図である。図４(ａ)は一側面から眺めた図であり、図４(ｂ)は底面側から眺めた図である。ここでは理解の容易のために、ベース５０にキャップ３０が取り付けられた状態が示されている。このベース５０は、キャップ３０を保持する保持部５８と、保持部５８に連結して設けられ底面を平坦に構成される台座部５９とを備えている。また、ベース５０には、取り付けられたキャップ３０をロックするロック機構としてのロックレバー５２が設けられている。

図４(ｂ)に示すように、ベース５０の台座部５９には、挿入された(取り付けられた)ＵＳＢコネクタ３７にＵＳＢケーブル７０のコネクタ(後述)を接続するために開口された開口部５６を備えている。また、台座部５９の後方側に設けられ、ＵＳＢコネクタ３７に接続されたＵＳＢケーブル７０を通し、図１に示すようにベース５０からＵＳＢケーブル７０を取り出すためのケーブル取り出し口５３が設けられている。更に、ベース５０の台座部５９には、底面の四隅に設けられゴム材等により形成されるすべり止め５４が設けられている。また更に、台座部５９の内部には、ベース５０を平面上に安定的に載置するためのおもり５５が所定の位置に設けられている。このように、ベース５０は、屋内使用の据え置き形状となっており、キャップ３０とベース５０とを結合することで、据え置き型の充電器、接続機器を実現している。

尚、ユーザが屋内で、キャップ３０をベース５０に把持させた状態で分離型クレードルを使用する場合には、まず、キャップ３０をベース５０に差し込み、ロックレバー５２を動かし、キャップ３０のラッチ溝３９(図３(ａ)参照)を用いてキャップ３０をベース本体５０にロックする。そして、台座部５９の裏側に設けられた開口部５６から見られるキャップ３０のＵＳＢコネクタ３７に、ＵＳＢケーブル７０のコネクタ(後述)を差し込む。その後、台座部５９を切り欠いて形成されたケーブル取り出し口５３にＵＳＢケーブル７０を通す。このようにして組み込まれた分離型クレードルのキャップ３０にペン本体１０を挿入することで、図１に示すような屋内における使用が実現できる。

図５は、ペン本体１０をキャップ３０に挿入して結合した状態を示した図である。キャップ３０はベース５０から取り外された場合でも、ペン本体１０に対する充電のための充電器としての機能を維持し、また、ペン本体１０とＰＣとのＵＳＢ接続を可能とする接続機器としての機能をも維持している。即ち、キャップ３０のＵＳＢコネクタ３７(図３(ａ),(ｂ)参照)には、図５に示すようなコネクタ７１を有するＵＳＢケーブル７０が接続されることで、結合されたペン本体１０に対する充電器や接続機器としての機能を実現している。このように、キャップ３０には充電器や接続機器としての最小限の機能のみを搭載することで、キャップ３０の小型軽量化を実現し、キャップ３０の屋外での使用を容易にしている。

この図５に示すような屋外使用を実現するためには、ベース５０に把持されているキャップ３０をベース５０から取り外す作業を行う必要がある。そのためには、まず、図４に示すケーブル取り出し口５３に嵌め込まれているＵＳＢケーブル７０を取り外し、開口部５６からＵＳＢコネクタ３７に接続されているコネクタ７１を、このＵＳＢコネクタ３７から取り外す。次に、図４(ａ)に示すロックレバー５２のロックを外し、キャップ３０を抜き出す。その後、キャップ３０のＵＳＢコネクタ３７にコネクタ７１を接続することで、図５に示すような、屋外使用時の充電器や接続機器を実現することが可能となる。

図６は、図１や図５に示すように、キャップ３０にペン本体１０が挿入された場合の、キャップ３０とペン本体１０との状態を説明するための図である。図６に示すように、ペン本体１０のペン先１２がキャップ３０に挿入されると、ペン本体１０の外装ケース１１(図２参照)によってスイッチレバー３５が押され、スイッチ３６がオンされる。また、ペン本体１０に設けられた端子１６が、キャップ３０の接点バネ３４を押し上げ、端子１６と接点バネ３４とが充分に当接する。このようにして、スイッチ３６がオンされ、接点バネ３４が導通されることで、端子１６を介してペン本体１０の電池１７(図２参照)への充電を可能にすると共に、ペン本体１０と外部機器との通信を実現している。

以上、詳述したように、本実施の形態では、ペン本体１０に対する充電器としての機能やＰＣなどの外部機器との接続器(通信接続器など)としての機能を実現するクレードルを、第１の構造物であるキャップ３０と第２の構造物であるベース５０との分離型クレードルとして形成した。そして、キャップ３０には、この充電器と接続器としての必要最小限の機能を搭載し、小型軽量化を実現した。一方、ベース５０は、おもり５５を内蔵し、台座部５９の底面を平坦にして、屋内使用の据え置き形状を実現した。これによって、ユーザがペン本体１０を屋内で使用するときには、ベース５０に把持されたキャップ３０にペン本体１０の先端(ペン先１２側)を挿入することで、ＵＳＢケーブル７０を介したペン本体１０の充電や外部機器との通信を行うことが可能となる。一方、ユーザがペン本体１０を屋外で使用するときには、必要最小限の機能だけが搭載され軽量化されたキャップ３０と、ＵＳＢケーブル７０とをペン本体１０と共に持ち歩けば良い。これによって、屋内および屋外における充電器や接続器としてのクレードルの使い勝手を大幅に向上させることが可能となる。

尚、本実施の形態では、充電器や接続器としての機能を、キャップ３０に持たせることで、ペン本体１０の構造の簡略化も実現している。即ち、ペン本体１０に特定のＵＳＢコネクタ等を備えず、キャップ３０に持たせることで、簡略化、軽量化、および設計の自由度を向上させることが可能となり、例えばペン本体１０を用いてユーザが文字を書く場合など、その書き易さを大幅に向上させることができる。

本実施の形態が適用されるペン型入力装置の全体構成を示した斜視図である。 ペン本体の構造を説明するための部分断面図である。 (ａ),(ｂ)は、分離型クレードルの第１の構造物であるキャップの構造を説明するための図である。 (ａ),(ｂ)は、分離型クレードルの第２の構造物であるベースの構造を説明するための図である。 ペン本体をキャップに挿入して結合した状態を示した図である。 キャップにペン本体が挿入された場合の、キャップとペン本体との状態を説明するための図である。

符号の説明

１０…ペン本体、１１…外装ケース、１２…ペン先、１６…端子、１７…電池、３０…キャップ、３１…外装部、３２…挿入口、３３…キャップ内部、３４…接点バネ、３５…スイッチレバー、３６…スイッチ、３７…ＵＳＢコネクタ、３９…ラッチ溝、５０…ベース、５２…ロックレバー、５５…おもり、５８…保持部、５９…台座部、７０…ＵＳＢケーブル、７１…コネクタ

Claims (14)

1. 本体と、
   前記本体を把持可能に構成され、把持された当該本体と電気的な接続を行うキャップと、
   前記キャップを取り付け可能に構成され、当該キャップに把持された前記本体を載置するためのベースと
   を含むペン型入力装置。
2. 前記本体は充電可能な電池を備え、
   前記キャップは、前記本体が把持されることで、前記電池に対する充電を可能とすることを特徴とする請求項１記載のペン型入力装置。
3. 前記本体は外部機器との通信機能を備え、
   前記キャップは、前記本体が把持されることで、前記通信機能と前記外部機器との通信を可能にすることを特徴とする請求項１記載のペン型入力装置。
4. 前記ベースはおもりを有し、底面に平坦部分を備えたことを特徴とする請求項１記載のペン型入力装置。
5. 前記ベースは、取り付けられた前記キャップをロックするためのロック機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のペン型入力装置。
6. 本体と、
   前記本体の先端を挿入可能なキャップと、
   前記キャップに設けられ、前記先端が挿入された前記本体と外部機器との電気的な接続を可能にするためのコネクタと
   を含むペン型入力装置。
7. 前記コネクタは、前記キャップに挿入された前記本体への電源供給路を提供することを特徴とする請求項６記載のペン型入力装置。
8. 前記コネクタは、前記キャップに挿入された前記本体が外部コンピュータと通信するためのインタフェースとして機能することを特徴とする請求項６記載のペン型入力装置。
9. 前記キャップは、前記本体が挿入される内側に、当該本体の挿入により動作するスイッチと、当該本体との電気的な接続を行う内側コネクタと備え、当該スイッチのオン/オフにより当該内側コネクタへの導通をオン/オフさせると共に、当該スイッチと当該内側コネクタとは当該本体が挿入される内側の手前側と奥側とに互いが位置することを特徴とする請求項６記載のペン型入力装置。
10. 可搬性電子機器を把持可能に構成され、把持された当該可搬性電子機器に対して外部との電気的な接続を可能とするための第１の構造物と、
    前記第１の構造物を取り付け可能に構成され、当該第１の構造物に把持された前記可搬性電子機器を支持するための第２の構造物と
    を含む分離型クレードル。
11. 前記第１の構造物は、前記可搬性電子機器が有する電池に対する充電のための接続部を備えたことを特徴とする請求項１０記載の分離型クレードル。
12. 前記第１の構造物は、前記可搬性電子機器と外部機器とのインタフェースのための接続機能を備えたことを特徴とする請求項１０記載の分離型クレードル。
13. 前記第２の構造物は、底面を平坦に構成すると共に、おもり部材を備えることで、平面上に安定的に載置されることを特徴とする請求項１０記載の分離型クレードル。
14. 前記第２の構造物は、取り付けられた前記第１の構造物をロックするロック機構を備えたことを特徴とする請求項１０記載の分離型クレードル。

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