JP2014170273A - 電子ペン - Google Patents

Abstract

【課題】従来の電子ペンと比較して、容易に細かい図形や文字等を描画することが可能となる電子ペンを提供する。
【解決手段】棒状の形状を有するアーム部１０と、アーム部１０の先端に配置され、描画を行う面に接触する先端部６０と、アーム部１０の表面に配置され、使用者が操作する操作部７０とを備え、先端部６０が描画を行う面に接触したとき又は操作部７０が操作されたときのいずれのときにおいても、書き込み信号を発信することを特徴とする電子ペン１。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子ペンに関する。

従来、プロジェクター等によってホワイトボート、黒板、壁面等の投写面に投写された画像に対して、電子ペンにより描画した図形や文字等を重ねて表示するシステムが広く知られている。このようなシステムにおいては、電子ペンから発せられる書き込み信号をプロジェクターやＰＣ等が検知し、元の画像情報に信号の発信位置や信号の種類に応じた情報を加えた投写画像をプロジェクターが投写する。

上記のようなシステムに用いる電子ペンとして、描画を行う面（上記のようなシステムにおいては、投写面と同様である。）から離れた位置から操作可能な発信機付差し棒である電子ペン（いわゆるロング電子ペン）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
従来の電子ペンは、超音波信号を発信する超音波発信部と、赤外線信号を発信する赤外線発光部と、使用者が操作する操作部（スイッチ）とを備え、操作部が操作されたときに書き込み信号を発信する。

従来の電子ペンによれば、描画を行う面から離れた位置から電子ペンの操作を行うことで投写画像が使用者の陰になるのを抑制し、その結果、投写画像や使用者の操作を見やすくすることが可能となる。

特開２００６−１９７１０５号公報

しかしながら、従来の電子ペンにおいては、操作部を操作することによって書き込み信号を発信するため、細かい図形や文字等を描画するのが難しいという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、従来の電子ペンと比較して、容易に細かい図形や文字等を描画することが可能となる電子ペンを提供することを目的とする。

［１］本発明の電子ペンは、棒状の形状を有するアーム部と、前記アーム部の先端に配置され、描画を行う面に接触する先端部と、前記アーム部の表面に配置され、使用者が操作する操作部とを備え、前記先端部が前記描画を行う面に接触したとき又は前記操作部が操作されたときのいずれのときにおいても、書き込み信号を発信することを特徴とする。

本発明の電子ペンによれば、アーム部を備えるため、従来の電子ペンと同様に、描画を行う面から離れた位置から電子ペンの操作を行うことで投写画像が使用者の陰になるのを抑制し、その結果、投写画像や使用者の操作を見やすくすることが可能となる。

また、本発明の電子ペンによれば、先端部が描画を行う面に接触したときに書き込み信号を発信するため、容易に細かい図形や文字等を描画することが可能となる

また、本発明の電子ペンによれば、操作部が操作されたときにも書き込み信号を発信するため、同じ場所を素早く２回選択する動作（いわゆるダブルクリック動作）を容易に行うことが可能となる。

ところで、描画を行う面が硬く、描画を行う面を押圧したときに強い反発が得られる場合（ホワイトボードや硬質のスクリーン等に投写を行っている場合）には、先端部を描画を行う面に接触させて描画を行うことがやり易い。また、描画を行う面が軟らかく、描画を行う面を押圧したときに強い反発が得られない場合（布や軟質のスクリーン等に投写を行っている場合）には、操作部を操作して描画を行うことがやり易い。
つまり、本発明の電子ペンによれば、先端部が描画を行う面に接触したとき又は操作部が操作されたときのいずれのときにおいても書き込み信号を発信するため、描画を行う面が硬いときにも軟らかいときにも使用しやすくすることが可能となる。

操作部としては、例えば、使用者が操作する具体的な構成要素からなるものを挙げることができる。具体的な構成要素としては、使用者が扱えるものであれば種々の形状、性質のものを用いることができる。中でも、アーム部の表面に設けられた押しボタンスイッチのように、簡便で単機能の構成要素を用いることが好ましい。このような構成とすることにより、操作部の操作を容易に行うことが可能となる。

［２］本発明の電子ペンにおいては、前記アーム部は、前記先端部とは反対側の後端に配置され、使用者に把持されるグリップ部を有し、前記操作部は、前記グリップ部に配置されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、使用時において操作部が使用者の手元に来るようになり、操作部の操作を一層容易に行うことが可能となる。

［３］本発明の電子ペンにおいては、前記電子ペンは、前記電子ペンの制御を行う制御部と、前記電子ペンに電力を供給する電源部とをさらに備え、前記制御部及び前記電源部は、前記グリップ部に収納されていることが好ましい。

ところで、電子ペンの先端部は描画を行う面との接触を繰り返すため、電子ペンの先端部付近は振動や衝撃にさらされることとなる。
一方、上記のような構成とすることにより、ハードウェア的には精密機械（ＣＰＵや記憶装置等）からなる制御部を、先端部から離れた場所に配置して振動や衝撃から守り、製品としての信頼性を一層高くすることが可能となる。

また、上記のような構成とすることにより、一般に重量がある電源部を手元側に配置することで、電子ペンの重量バランスをグリップ部側（手元側）に偏らせ、使用時の安定性を高くすることが可能となる。

［４］本発明の電子ペンにおいては、前記電子ペンは、前記アーム部の先端側に配置され、前記先端部が前記描画を行う面に接触しているか否かを検知する検知部と、前記制御部と前記検知部との間における情報伝達を可能とする伝達部とをさらに備えることが好ましい。

このような構成とすることにより、検知部がアーム部の先端側（先端部側）にあり、制御部がアーム部の後端側（グリップ部側）にあっても、情報の伝達が可能となる。

伝達部は、例えばケーブルのように検知部と制御部とを有線で接続するものであってもよいし、例えば無線機のように検知部と制御部とを無線で接続するものであってもよい。また、検知部と制御部とを有線で接続する場合には、１つの伝達部を用いてもよいし、複数の伝達部を用いてもよいし、複数の伝達部を纏めて外見的に１つにした伝達部を用いてもよい。

検知部は、スイッチ式の検知部や、センサー式の検知部（感圧センサー、歪みセンサー等）等、種々の検知部を用いることができる。

伝達部を用いた情報の伝達は、一方向的なものでもよいし、双方向的なものでもよい。また、伝達部は、情報の他に電力も伝達するものであってもよい。

［５］本発明の電子ペンにおいては、前記アーム部が連結・分割可能に構成されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、不使用時における収納性を高くすること可能となる。

なお、例えば、アーム部同士の分割面に伝達部同士の接点（例えば、電気的な接点）を設けることで、上記［４］に記載したような伝達部を備える電子ペンにも上記［５］の発明を適用することが可能となる。

［６］本発明の電子ペンにおいては、前記アーム部が伸縮可能に構成されていることが好ましい。

このような構成とすることによっても、不使用時における収納性を高くすることが可能となる。

なお、例えば、アーム部を最大まで伸ばした長さに伝達部の長さを合わせておくことで、上記［４］に記載したような伝達部を備える電子ペンにも上記［６］の発明を適用することが可能となる。この場合、アーム部を縮めたときに伝達部が絡まってしまったりするのを抑制するため、例えばケーブルがカール状に巻かれている伸縮カールケーブルのように、伸縮性のある伝達部を用いることが好ましい。

実施形態１に係る電子ペン１の側面図。 実施形態１に係る電子ペン１の断面図。 実施形態１におけるグリップ部２０及び第１分割アーム部３０を説明するために示す図。 実施形態１における第２分割アーム部４０を説明するために示す図。 実施形態１における第３分割アーム部５０及び先端部６０を説明するために示す図。 実施形態２に係る電子ペン２の側面図。 実施形態２に係る電子ペン２の断面図。

以下、本発明に係る電子ペンの実施形態について説明する。なお、各実施形態及び各図においては、本発明に直接関係しない構成要素の説明や図示は基本的に省略する。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る電子ペン１の側面図である。図１（ａ）はアーム部１０を連結したときの電子ペン１の側面図であり、図１（ｂ）アーム部１０を分割したときの電子ペン１の側面図である。
図２は、実施形態１に係る電子ペン１の断面図である。

図３は、実施形態１におけるグリップ部２０及び第１分割アーム部３０を説明するために示す図である。図３（ａ）はグリップ部２０及び第１分割アーム部３０の斜視図であり、図３（ｂ）は第１分割アーム部３０を先端側から見た図である。なお、図３〜図５の斜視図においては、本来見えない構成要素（制御部８０等）も破線で表示している。
図４は、実施形態１における第２分割アーム部４０を説明するために示す図である。図４（ａ）は第２分割アーム部４０の斜視図であり、図４（ｂ）は第２分割アーム部４０を後端側から見た図であり、図４（ｃ）は第２分割アーム部４０を先端側から見た図である。
図５は、実施形態１における第３分割アーム部５０及び先端部６０を説明するために示す図である。図５（ａ）は第３分割アーム部５０及び先端部６０の斜視図であり、図５（ｂ）は第３分割アーム部５０を後端側から見た図である。

なお、各図面においては、アーム部１０の長手方向に沿う軸をｚ軸、ｚ軸と垂直かつ図１（ａ）において紙面と平行な軸をｘ軸、ｚ軸と垂直かつ図１（ａ）において紙面と垂直な軸をｙ軸として、立体的な表示を行っている。

実施形態１に係る電子ペン１は、プロジェクター等によって投写面に投写された画像に対して、電子ペンにより描画した図形や文字等を重ねて表示するシステムに用いるための電子ペンである。電子ペン１は、書き込み信号や、現在位置に関する信号等を赤外線信号の形で発信し、プロジェクターやＰＣ等に検知させる方式の電子ペンである。

電子ペン１は、図１及び図２に示すように、アーム部１０と、先端部６０と、操作部７０と、制御部８０と、電源部９０と、検知部１００と、伝達部１１０と、発信部１５０とを備える、いわゆるロング電子ペンである。なお、各図に表示されている制御部８０は、制御部８０を構成する要素のうちのハードウェア部分を搭載する基板である。

まず、電子ペン１のうち、外から見える部分について説明する（図１参照。）。
アーム部１０は、棒状の形状を有する。アーム部１０は、先端部６０とは反対側の後端に配置され、使用者に把持されるグリップ部２０を備える。また、アーム部１０は、連結・分割可能に構成されており、グリップ部２０及び第１分割アーム部３０からなる部分と、第２分割アーム部４０からなる部分と、第３分割アーム部５０からなる部分とに分割できる（図１（ｂ）参照。）。なお、第３分割アーム部５０の先端側には、先端部６０が配置されている。

第１分割アーム部３０は、図３に示すように、グリップ部２０と接続されている。第１分割アーム部３０の先端側には、ボルト部３２が設けられている。ボルト部３２は後述するボルト穴部４２と結合・分離することができる。
第１分割アーム部３０の内部には、後述する第１分割伝達部１２０が配置されている。また、第１分割アーム部３０の先端側には、第１分割伝達部１２０と後述する第２分割伝達部１３０との電気的接点である接点１２２が設けられている。

第２分割アーム部４０には、図４に示すように、後端側にはボルト穴部４２が設けられており、先端側にはボルト部４４が設けられている。ボルト穴部４２はボルト部３２と結合・分離することができ、ボルト部４４は後述するボルト穴部５２と結合・分離することができる。
第２分割アーム部４０の内部には、第２分割伝達部１３０が配置されている。また、第２分割アーム部４０の後端側には、第１分割伝達部１２０と第２分割伝達部１３０との電気的接点である接点１３２が設けられている。さらに、第２分割アーム部４０の先端側には、第２分割伝達部１３０と後述する第３分割伝達部１４０との電気的接点である接点１３４が設けられている。

第３分割アーム部５０には、図５に示すように、後端側にはボルト穴部５２が設けられている。ボルト穴部５２はボルト部４４と結合・分離することができる。
第３分割アーム部５０の内部には、第３分割伝達部１３０が配置されている。また、第３分割アーム部５０の後端側には、第２分割伝達部１３０と第３分割伝達部１４０との電気的接点である接点１４２が設けられている。
第３分割アーム部５０の先端側の内部には、検知部１００が配置されている。

先端部６０は、アーム部１０の先端に配置され、使用時において、描画を行う面に接触する。電子ペン１は、先端部６０が描画を行う面に接触したときに書き込み信号を発信する。先端部６０は、内部に後述する発信部１５０を配置するための空間を有する。先端部６０は、発信部１５０から発せられる赤外線信号を通過させる。赤外線信号を通過させるための構成として、例えば、先端部６０そのものが赤外線を通過させる物質からなるようにしてもよいし、赤外線を通過させる貫通孔を有するようにしてもよい。

先端部６０とアーム部１０とは、着脱可能に構成されていてもよいし、着脱不可能に構成されていてもよい。先端部６０が着脱可能に構成されている場合には、先端部６０に損傷や磨耗が発生した場合でも、先端部６０のみを交換することで改善することができるため、電子ペン１全体としてみたときの製品寿命を長くすることが可能となるという効果がある。

操作部７０は、アーム部１０の表面、さらにいえばグリップ部２０に配置され、使用者が操作する。電子ペン１は、操作部７０が操作されたときにも、書き込み信号を発信する。操作部７０は、使用者が操作する具体的な構成要素である押しボタンスイッチからなる。

次に、電子ペン１のうち、使用時においては外から見えない部分について説明する（図２参照。）。
制御部８０は、電子ペン１の制御を行う。制御部８０は、ハードウェア的には、ＣＰＵ等の処理装置やメモリやＲＯＭ等の記憶装置等からなる。電子ペン１の制御を行う方法については、種々の方法が広く知られているため、説明を省略する。

電源部９０は、電子ペン１に電力を供給する。電源部９０としては、各種の非充電式乾電池や充電式乾電池等を用いることができる。
制御部８０及び電源部９０は、グリップ部２０に収納されている。

検知部１００は、アーム部１０の先端側に配置され、先端部６０が描画を行う面に接触しているか否かを検知する。検知部１００としては、スイッチ式の検知部や、センサー式の検知部（感圧センサー、歪みセンサー等）等、種々の検知部を用いることができる。

伝達部１１０は、制御部８０と検知部１００との間における情報伝達を可能とする。伝達部１１０は、図２に示すように、第１分割アーム部３０内部に配置されている第１分割伝達部１２０、第２分割アーム部４０内部に配置されている第２分割伝達部１３０及び第３分割アーム部５０内部に配置されている第３分割伝達部１４０を有する。各分割伝達部は、使用時（アーム部１０が連結されているとき）においては、各分割伝達部間に設けられている接点１２２，１３２，１３４，１４２により接続される。
実施形態１における伝達部１１０は、検知部１００と制御部８０とを有線で接続するものであり、複数の伝達部（電源部９０からの電力を検知部１００に送信するものも含む）を纏めて外見的に１つにしたケーブルからなる。

発信部１５０は、先端部６０の内部に配置される（図２参照。）。発信部１５０は、先端部６０が描画を行う面に接触したとき又は操作部７０が操作されたときのいずれのときにおいても、書き込み信号を発信する。

発信部１５０は、制御部８０による制御に従って、プロジェクターやＰＣ等に宛てて信号を発信する。実施形態１においては、発信部１５０は、赤外線を発する赤外線発光ダイオード（ＩＲ−ＬＥＤ）からなる。発信部１５０は、位置情報、機器認証に関連する情報、電子ペン１のステータス情報等、必要に応じた種々の情報を発信するように構成することができる。赤外線を用いた信号の発信方法や受信方法については、広く知られている技術であるので説明を省略する。

次に、実施形態１に係る電子ペン１の効果を説明する。

実施形態１に係る電子ペン１によれば、アーム部１０を備えるため、従来の電子ペンと同様に、描画を行う面から離れた位置から電子ペンの操作を行うことで投写画像が使用者の陰になるのを抑制し、その結果、投写画像や使用者の操作を見やすくすることが可能となる。

また、実施形態１に係る電子ペン１によれば、先端部６０が描画を行う面に接触したときに書き込み信号を発信するため、容易に細かい図形や文字等を描画することが可能となる

また、実施形態１に係る電子ペン１によれば、操作部７０が操作されたときにも書き込み信号を発信するため、同じ場所を素早く２回選択する動作（いわゆるダブルクリック動作）を容易に行うことが可能となる。

また、実施形態１に係る電子ペン１によれば、先端部６０が描画を行う面に接触したとき又は操作部７０が操作されたときのいずれのときにおいても書き込み信号を発信するため、描画を行う面が硬いときにも軟らかいときにも使用しやすくすることが可能となる。

また、実施形態１に係る電子ペン１によれば、操作部７０としてアーム部の表面に設けられた押しボタンスイッチを用いるため、操作部の操作を容易に行うことが可能となる。

また、実施形態１に係る電子ペン１によれば、操作部７０がグリップ部２０に配置されているため、使用時において操作部が使用者の手元に来るようになり、操作部の操作を一層容易に行うことが可能となる。

また、実施形態１に係る電子ペン１によれば、制御部８０がグリップ部２０に収納されているため、ハードウェア的には精密機械（ＣＰＵや記憶装置等）からなる制御部を、先端部から離れた場所に配置して振動や衝撃から守り、製品としての信頼性を一層高くすることが可能となる。

また、実施形態１に係る電子ペン１によれば、電源部９０がグリップ部２０に収納されているため、一般に重量がある電源部を手元側に配置することで、電子ペンの重量バランスをグリップ部側（手元側）に偏らせ、使用時の安定性を高くすることが可能となる。

また、実施形態１に係る電子ペン１によれば、制御部８０と検知部１００との間における情報伝達を可能とする伝達部１１０を備えるため、検知部がアーム部の先端側（先端部側）にあり、制御部がアーム部の後端側（グリップ部側）にあっても、情報の伝達が可能となる。

また、実施形態１に係る電子ペン１によれば、アーム部１０が連結・分割可能に構成されているため、不使用時における収納性を高くすること可能となる。

［実施形態２］
図６は、実施形態２に係る電子ペン２の側面図である。図６（ａ）はアーム部１２を伸ばしたときの側面図であり、図６（ｂ）はアーム部１２を縮めたときの側面図である。
図７は、実施形態２に係る電子ペン２の断面図である。図７（ａ）はアーム部１２を伸ばしたときの断面図であり、図７（ｂ）はアーム部１２を縮めたときの断面図である。

実施形態２に係る電子ペン２は、基本的には実施形態１に係る電子ペン１と同様の構成を有するが、アーム部及び伝達部の構成が実施形態１に係る電子ペン１の場合とは異なる。
以下、実施形態２に係る電子ペン２について、実施形態１に係る電子ペン１とは異なる部分について説明する。

実施形態２に係る電子ペン２は、図６及び図７に示すように、アーム部１２が伸縮可能に構成されている。
アーム部１２は、それぞれ中空の第１伸縮アーム部１６０、第２伸縮アーム部１７０及び第３伸縮アーム部１８０を有する。第１伸縮アーム部１６０、第２伸縮アーム部１７０及び第３伸縮アーム部１８０は、この順番に少しずつ太くなっており、アーム部１２全体としての伸縮が可能である。なお、各伸縮アーム部が抜けないようにするためのストッパーについては、図示及び説明を省略する。

また、電子ペン２は、ケーブルがカール状に巻かれている伸縮カールケーブルからなり、伸縮性のある伝達部１９０を備える。伝達部１９０は、図７に示すように、アーム部１２の伸縮に併せて伸縮する。

上記のように、実施形態２に係る電子ペン２は、アーム部及び伝達部の構成が実施形態１に係る電子ペン１の場合とは異なるが、先端部６０が描画を行う面に接触したときに書き込み信号を発信するため、実施形態１に係る電子ペン１と同様に、容易に細かい図形や文字等を描画することが可能となる。

また、実施形態２に係る電子ペン２によれば、アーム部１２が伸縮可能に構成されているため、不使用時における収納性を高くすることが可能となる。

なお、実施形態２に係る電子ペン２は、アーム部及び伝達部の構成以外は実施形態１に係る電子ペン１と同様の構成を有するため、実施形態１に係る電子ペン１が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

以上、本発明を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態において記載し、各図面において図示した各構成要素の寸法、個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）上記各実施形態においては、押しボタンスイッチからなる操作部７０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。押しボタンスイッチ以外にも、スライド式スイッチ等、種々の形状、性質のものからなる操作部を用いることできる。

（３）また、押しボタンスイッチのような具体的な構成要素からなるものではない操作部を用いてもよい。このような操作部としては、例えば、タッチ機能付ディスプレイパネル上に表示された操作部や、グリップ部を強く握ることで操作する操作部や、アーム部の一部を捻ることで操作する操作部を挙げることができる。要するに、使用者が任意に操作できる仕組みであれば、種々の操作部を用いることができる。

（４）上記各実施形態においては、赤外線を発する赤外線発光ダイオードからなる発信部１５０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、無線信号を発する発信部や、超音波信号を発する発信部等を用いてもよい。また、複数種類の発信部を同時に用いてもよい。

（５）上記各実施形態においては、電子ペンの先端側内部に配置されている発信部１５０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。種類や信号発信方法に応じて任意の位置に配置した発信部を用いることができる。

（６）上記各実施形態においては、プロジェクター等によってホワイトボート、黒板、壁面等の投写面に投写された画像に対して、電子ペンにより描画した図形や文字等を重ねて表示するシステムに用いる電子ペンを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の電子ペンは、他の用途に用いることもできる。

１，２…電子ペン、１０，１２…アーム部、２０…グリップ部、３０…第１分割アーム部、３２，４４…ボルト部、４０…第２分割アーム部、４２，５２…ボルト穴部、６０…先端部、７０…操作部、８０…制御部、９０…電源部、１００…検知部、１１０，１９０…伝達部、１２０…第１分割伝達部、１２２，１３２，１３４，１４２…接点、１３０…第２分割伝達部、１４０…第３分割伝達部、１５０…発信部、１６０…第１伸縮アーム部、１７０…第２伸縮アーム部、１８０…第３伸縮アーム部

Claims (6)

1. 棒状の形状を有するアーム部と、
   前記アーム部の先端に配置され、描画を行う面に接触する先端部と、
   前記アーム部の表面に配置され、使用者が操作する操作部とを備え、
   前記先端部が前記描画を行う面に接触したとき又は前記操作部が操作されたときのいずれのときにおいても、書き込み信号を発信することを特徴とする電子ペン。
2. 請求項１に記載の電子ペンにおいて、
   前記アーム部は、前記先端部とは反対側の後端に配置され、使用者に把持されるグリップ部を有し、
   前記操作部は、前記グリップ部に配置されていることを特徴とする電子ペン。
3. 請求項２に記載の電子ペンにおいて、
   前記電子ペンは、前記電子ペンの制御を行う制御部と、前記電子ペンに電力を供給する電源部とをさらに備え、
   前記制御部及び前記電源部は、前記グリップ部に収納されていることを特徴とする電子ペン。
4. 請求項３に記載の電子ペンにおいて、
   前記電子ペンは、
   前記アーム部の先端側に配置され、前記先端部が前記描画を行う面に接触しているか否かを検知する検知部と、
   前記制御部と前記検知部との間における情報伝達を可能とする伝達部とをさらに備えることを特徴とする電子ペン。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の電子ペンにおいて、
   前記アーム部が連結・分割可能に構成されていることを特徴とする電子ペン。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の電子ペンにおいて、
   前記アーム部が伸縮可能に構成されていることを特徴とする電子ペン。

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