JP2012014679A

JP2012014679A - 静電容量式タッチパネル用スタイラス

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Publication number: JP2012014679A
Application number: JP2011000335A
Authority: JP
Inventors: Fang Te-Hsiang; ファンテ−シアン
Original assignee: TE HSIANG FANG
Current assignee: TE HSIANG FANG
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2031-01-05
Also published as: JP5369122B2; US20110316815A1; US8319754B2; TWM393735U

Abstract

【課題】ユーザインターフェースを操作制御することができる静電容量式タッチパネル用スタイラスを提供する。
【解決手段】静電容量式タッチパネル用スタイラス１０は、静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられる。静電容量式タッチパネル用スタイラス１０は、内部にばね１３が収納される軸向空間が形成された内筒１１と、内筒１１の外部に嵌合され、ユーザの指が握持され、内筒１１との間に収納空間を有するスリーブ１５と、軸方向に沿って第１の部分１７１及び第２の部分１７３を有し、第２の部分１７３は、収納空間内に配置される上、スリーブ１５の押圧作用により、スタイラス１０に固定され、第１の部分１７１は、スリーブ１５の外部に露出し、静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられ、静電容量式タッチパネルとの接触部分は、導電布からなる先端部１７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザインターフェースを操作制御するために用いられるスタイラス（Ｓｔｙｌｕｓ）に関し、特に、静電容量式タッチパネルに使用されるスタイラスに関する。

近年、技術の進歩により、例えば、アップル社が製造販売する携帯電話ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、タブレットコンピュータｉＰａｄ（登録商標）など、タッチ操作する携帯電話又はコンピュータが人気を集めている。

一般に、上述の装置は、ユーザの指を用いてタッチ操作が行われ、通常の操作を行う場合、スタイラスは必要ない。しかし、指は、所定の太さ（また、指の太さは、ユーザによって異なる）を有するため、字を速く書く必要があったり、小さい字を書く必要があったりする場合、問題が生じる。また、複雑な漢字を指で手書き入力する場合、識別が困難になる。また、夏季などには、指から汗が出るため、手書き入力する場合、指での操作が困難になる。また、付け爪を付けたり、爪にネイルアートを施したりしている（爪が指から突出している）場合、指での操作制御ができない。

抵抗膜式タッチパネル用スタイラスは、先端部が尖っているため、タッチパネル中のアイコン（ｉｃｏｎ）の寸法を小さくすることができる。このため、小さなタッチパネル中に多くのアイコンを配置することができる。しかし、抵抗膜式タッチパネル用スタイラスを静電容量式タッチパネルに使用することはできない。

従来の静電容量式タッチパネル用スタイラスは、以下（１）及び（２）の２種類存在する。
（１）導体の作用を利用したものであり、人体の微弱な電流をスタイラスに流し、静電容量式タッチパネル表面の静電容量の電位又は形成された電界の静電容量を変化させるもの。
（２）スタイラス自身に感応作用を有する電界が設けられることにより、静電容量式タッチパネル表面に形成された電界の静電容量を変化させるもの。或いは、スタイラス自身に静電容量回路及び放電回路が内蔵されることにより、静電容量式タッチパネル表面の静電容量の電位を変化させるもの。

（２）の静電容量式タッチパネル用スタイラスは、コストが高いが、手袋を装着した手でも操作することができる。（１）の静電容量式タッチパネル用スタイラスは、基本的に人体の電流を利用するため、コストが低いが、手袋を装着した手で操作することができない。

静電容量式タッチパネルは、感度が高いため、広く使用されている。また、静電容量式タッチパネル用スタイラスには、十分な感応面積及び操作時の円滑度が求められる。また、一般に、静電容量式タッチパネルのアイコンの寸法は、指先の寸法に相当する。しかし、従来の静電容量式タッチパネル用スタイラスは、タッチ検出精度又は操作性がユーザの要求を満たさない場合がある。

従来技術によるＤＡＧｉ社の透明先端部を有する静電容量式タッチパネル用スタイラスは、以下（１）〜（５）の長所を有する。
（１）ユーザの視線が指に遮蔽され、指がタッチパネルに誤接触するのを有効に防止することができる。
（２）電源が必要ない。握持性に優れる。操作制御の精度が高い。円滑に操作できる。感度が高い。タッチ力が少なくてすむ。文書の編集に適用される。
（３）ホームページを閲覧するとき、小型のアイコンを正確に選択できる。
（４）イラスト又は手書き文書の作成に適用される。
（５）指が大きいユーザ又は爪が長い（付け爪を付けたり、ネールアートを施したりしている）ユーザに適用される。

しかし、透明先端部は、前端の透明片が折れやすいため、改善が求められていた。

Ｎｏｋｉａ社の品番ＳＵ−３６のスタイラスは、ＮｏｋｉａＮ８、Ｘ６及び静電容量式タッチパネルが採用された全ての他社の携帯電話に適用される。スタイラスＳＵ−３６は、Ｎｏｋｉａ社がＮｏｋｉａＮ８を発表したとき、同時に発表された。

ＨＴＣ社のスタイラスＳＴＣ４００で使用されている特許技術は、指による電気反応の代わりに、磁性先端部を静電容量式タッチパネル上で移動させたときに発生する電流を利用するものであり、従来のスタイラスより精度が高い。

台湾の松達科技社は、静電容量式タッチパネル携帯電話専用のスタイラスに関する特許技術を次々に取得している。これらの特許技術の最大の特徴は、手袋を装着した手でもスタイラスを使用することができる点にある。その原理は、親指と人差し指との間の結合電界を運用したものである。また、先端部の主材料であるポリウレタン（ＰＵ）中に特殊元素を添加することにより、先端部の寿命を延長させることができる。これにより、正常な使用状況の下でのスタイラスの使用寿命は、携帯電話本体と同一である。

アップル社のｉＰｈｏｎｅ（登録商標）２Ｇ、３Ｇ及び３ＧＳ専用の静電容量式タッチパネル用スタイラスＴＯＵＣＨ、ＴＯＵＣＨ２及びＴＯＵＣＨ３の先端部は、導電ゴム又は軟質発泡樹脂からなる。しかし、使用するとき、タッチパネル上を押したり、ドラッグしたり、引いたりする必要がある。従って、使用時の手触りをよくするため、タッチパネル上をできる限り円滑な状態にし、摩擦力を低減させる必要がある。

先端部に炭素含有軟質ゴム（導電ゴム）を採用した場合、ゴムは、滑り止め作用があるため、字を書くとき、抵抗力が発生するという欠点を有する。また、ゴムは、柔らかすぎるため、暫く使用すると、弾力性が失われる。また、一般に、導電ゴムは、炭素含有量が多くないと、導電効果に優れないが、炭素含有量が多い場合、硬度が高くなりすぎるため、タッチパネルの表面を破損させる虞がある。また、発泡樹脂からなる先端部も導電ゴムと同様の欠点を有する。

静電容量式タッチパネル用スタイラスに関する従来技術としては、特許文献１が存在する。特許文献１の静電容量式タッチパネル用スタイラスは、先端部が軟質発泡樹脂（ｆｏａｍ）からなる。

本発明は、上述の従来の静電容量式タッチパネル用スタイラスに存在する欠点を解決する静電容量式タッチパネル用スタイラスを提供するものである。

米国特許第５，９１４，７０８号明細書

本発明の主な目的は、ユーザインターフェースを操作制御することができる静電容量式タッチパネル用スタイラスを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられる静電容量式タッチパネル用スタイラスであって、内部にばねが収納される軸向空間が形成された内筒と、前記内筒の外部に嵌合され、ユーザの指が握持され、前記内筒との間に収納空間を有するスリーブと、軸方向に沿って第１の部分及び第２の部分を有し、前記第２の部分は、前記収納空間内に配置される上、前記スリーブの押圧作用により、前記スタイラスに固定され、前記第１の部分は、前記スリーブの外部に露出し、前記静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられ、前記静電容量式タッチパネルとの接触部分は、導電布からなる先端部と、を備えることを特徴とする静電容量式タッチパネル用スタイラスが提供される。

上記課題を解決するために、本発明の第２の形態によれば、静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられる静電容量式タッチパネル用スタイラスであって、軸方向に沿って第１の部分及び第２の部分を有し、前記第１の部分は、露出した状態であり、前記静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられ、前記静電容量式タッチパネルとの接触部分は、導電布からなる先端部を備えることを特徴とする静電容量式タッチパネル用スタイラスが提供される。

本発明の静電容量式タッチパネル用スタイラスは、以下（１）〜（４）の効果を有する。
（１）円滑度が高く、タッチパネル表面との接触性に優れる導電布が先端部に使用されるため、先端部が導電ゴム又は発泡樹脂からなる従来のスタイラスより字が書きやすい。
（２）ユニークな２層構造の先端部を有する。
（３）ばねによってゴム筒内が支持されているため、使用寿命を延長させることができる。
（４）構造が簡単であるため、容易に製造することができる。

本発明の第１実施形態による静電容量式タッチパネル用スタイラスを示す断面図である。本発明の第２実施形態による静電容量式タッチパネル用スタイラスを示す断面図である。本発明の第３実施形態による静電容量式タッチパネル用スタイラスを示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１を参照する。図１に示すように、本発明の第１実施形態によるスタイラス１０は、内筒１１、スリーブ１５及び先端部１７を含む。内筒１１の内部には、ばね１３が収納される軸向空間が形成される。スリーブ１５は、内筒１１の外部に嵌合され、ユーザの指が握持される。スリーブ１５と内筒１１との間は、収納空間を有する。先端部１７は、軸方向に沿って第１の部分１７１及び第２の部分１７３を有する。第２の部分１７３は、収納空間内に配置される。また、先端部１７は、スリーブ１５の押圧作用により、スタイラス１０に固定される。先端部１７の第１の部分１７１は、スリーブ１５の外部に露出し、静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられる。先端部１７の静電容量式タッチパネルとの接触部分は、導電布１９からなる。導電布１９は、織（ｗｏｖｅｎ）布でも、不織（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ）布でもよい。符号１７２は、第１の部分１７１と第２の部分１７３との境界を示す。

本発明の第１実施形態による先端部１７は、ゴム筒１２をさらに含む。また、ゴム筒１２の外表面には、導電布１９が被覆される。

ばね１３の端部がゴム筒１２の内底部に当接されることにより、先端部１７に弾性力が付勢される。

図１に示すように、ユーザの人体の静電容量は、指から順番に、スリーブ１５、導電布１９、ゴム筒１２を経由し、静電容量式タッチパネル（図示せず）に伝達される。

本発明の第１実施形態によるスタイラス１０は、収容空間内に配置される金属巻線１４をさらに有する。金属巻線１４が第２の部分１７３に巻設されることにより、第２の部分１７３は、内筒１１の外壁上に緊密に固定される。また、これにより、静電容量が静電容量式タッチパネル（図示せず）に伝達される経路が形成される。

本発明の第１実施形態によるスタイラス１０を他の側面から説明する。本発明の第１実施形態によるスタイラス１０は、軸方向に沿って第１の部分１７１及び第２の部分１７３を有する先端部１７を含む。先端部１７の第１の部分１７１は、露出した状態であり、静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられる。先端部１７の静電容量式タッチパネルとの接触部分は、導電布１９からなる。符合１７２は、第１の部分１７１と第２の部分１７３との境界を示す。導電布１９は、織（ｗｏｖｅｎ）布でも、不織（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ）布でもよい。

（第２実施形態）
図２を参照する。図２に示すように、本発明の第２実施形態によるスタイラス１０は、外管２１をさらに含んでもよい。外管２１とスリーブ１５との間は、導電ばね２３が収納される第２の収納空間を有する。ユーザの人体の静電容量は、指から順番に、外管２１、導電ばね２３、スリーブ１５、ゴム筒１２及び導電布１９を経由し、静電容量式タッチパネル（図示せず）に伝達される。導電布１９は、織（ｗｏｖｅｎ）布でも、不織（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ）布でもよい。図２に示す本発明の第２実施形態によるスタイラス１０の多くの部材の機能は、図１に示す第１実施形態によるスタイラス１０の対応する部材と同一であるため、ここでは詳しく述べない。

上述の説明及び図１及び図２から分かるように、本発明の第１実施形態及び第２実施形態によるスタイラス１０は、静電容量の導電経路を複数有するため、ゴム筒１２は、導電体でも、非導電体でもよい。

（第３実施形態）
図３を参照する。図３に示すように、本発明の第３実施形態によるスタイラス３０は、内筒１１、スリーブ１５及び先端部１７を含む。また、先端部１７は、ゴム筒１２及び導電布１９を含む。スリーブ１５は、内筒１１に嵌合され、ユーザの指が握持される。図１に示す第１実施形態によるスタイラス１０と異なり、第３実施形態によるスタイラス３０は、スリーブ１５の周囲上に、先端部１７のゴム筒１２を押圧するために用いられる押圧溝１８が設けられる。また、図１に示す第１実施形態によるスタイラス１０と同様に、先端部１７は、軸方向に沿って第１の部分１７１及び第２の部分１７３を有する。第２の部分１７３は、スリーブ１５と内筒１１との間の空間内に配置される。また、先端部１７は、スリーブ１５の周囲上に設けられた押圧溝１８の押圧作用により、スタイラス１０の所望の位置に安全に固着される。スリーブ１５の反対側に位置する先端部１７の第１の部分１７１は、露出した状態であり、静電容量式タッチパネルにコマンドを入力するために用いられる。先端部１７の静電容量式タッチパネルとの接触部分は、導電布１９を含む。導電布１９は、織（ｗｏｖｅｎ）布でも、不織（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ）布でもよい。ゴム筒１２の外表面には、導電布１９が被覆される。内筒１１の端部とゴム筒１２の内部底端との間の空間中には、ばね１３が配置される。ばね１３の端部がゴム筒１２の内部底端に当接されることにより、先端部１７に弾性力が付勢される。図３に示す本発明の第３実施形態によるスタイラス３０の多くの部材の機能は、図１に示す第１実施形態によるスタイラス１０の対応する部材と同一であるため、ここでは詳しく述べない。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１０スタイラス
１１内筒
１２ゴム筒
１３ばね
１４金属巻線
１５スリーブ
１７先端部
１８押圧溝
１９導電布
２１外管
２３導電ばね
３０スタイラス
１７１第１の部分
１７２第１の部分と第２の部分との境界
１７３第２の部分

Claims

静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられる静電容量式タッチパネル用スタイラスであって、
内部にばねが収納される軸向空間が形成された内筒と、
前記内筒の外部に嵌合され、ユーザの指が握持され、前記内筒との間に収納空間を有するスリーブと、
軸方向に沿って第１の部分及び第２の部分を有し、前記第２の部分は、前記収納空間内に配置される上、前記スリーブの押圧作用により、前記スタイラスに固定され、前記第１の部分は、前記スリーブの外部に露出し、前記静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられ、前記静電容量式タッチパネルとの接触部分は、導電布からなる先端部と、を備えることを特徴とする静電容量式タッチパネル用スタイラス。
静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられる静電容量式タッチパネル用スタイラスであって、
軸方向に沿って第１の部分及び第２の部分を有し、前記第１の部分は、露出した状態であり、前記静電容量式タッチパネルを操作制御するために用いられ、前記静電容量式タッチパネルとの接触部分は、導電布からなる先端部を備えることを特徴とする静電容量式タッチパネル用スタイラス。