JP2019185579A - Stylus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、静電容量方式のタッチパネルに対して座標情報を入力するためのタッチペン、特にタッチの度合いに応じて抵抗値が可変する機能を備えたタッチペンに関する。 The present invention relates to a touch pen for inputting coordinate information to a capacitive touch panel, and more particularly to a touch pen having a function of changing a resistance value in accordance with the degree of touch.
近年において急速に普及している例えばスマートフォンやタブレットPCなどの携帯型情報端末機器には、指先で触れることにより座標入力の指示ができるタッチパネルが採用されており、このタッチパネルは例えば液晶表示パネルと一体化させることで、タッチスクリーンを構成している。
そして、タッチスクリーン上の表示画像に連携させて、指先などによる軽いタッチ操作により、入力指示を可能にするために、タッチパネルとしては投影型の静電容量方式が多く採用されている。
In recent years, portable information terminal devices such as smartphones and tablet PCs, which are rapidly spreading, employ a touch panel that can instruct coordinate input by touching with a fingertip. This touch panel is integrated with, for example, a liquid crystal display panel. By making it into a touch screen, it constitutes a touch screen.
In order to enable an input instruction by a light touch operation with a fingertip or the like in cooperation with a display image on a touch screen, a projected capacitive method is often used as a touch panel.
ところで、前記した静電容量方式のタッチパネルに対しては、スクリーンの画面を指紋等で汚すことが少ないタッチペンも広く使われており、このタッチペンによると指先の入力に比較して、細かく正確な入力操作が可能であり、したがって手書き文字、サイン、イラストなどの筆記入力に適している。 By the way, touch pens that do not stain the screen screen with fingerprints are widely used for the capacitive touch panels described above. According to this touch pen, finer and more accurate input than fingertip input is used. It can be operated and is therefore suitable for handwritten input such as handwritten characters, signatures, and illustrations.
この静電容量方式のタッチパネルに用いるタッチペンは、使用者の手で把持される導電性を有する素材により成形された軸筒と、この軸筒の先端部に取り付けられ、同じく導電性を有する素材により形成されたペン先としてのパネル接触部が備えられ、前記軸筒とパネル接触部とは電気的に導通されている。 The touch pen used for this capacitive touch panel is made of a shaft cylinder formed of a conductive material that is gripped by the user's hand, and attached to the tip of this shaft cylinder, and is also made of a conductive material. A panel contact portion as a formed pen tip is provided, and the shaft tube and the panel contact portion are electrically connected.
一方、タッチペンの先端部に配置されたパネル接触部が、スクリーン画面上にタッチした際のタッチの度合いを感知することができるタッチペンが、特許文献1に開示されている。この特許文献1に開示されたタッチペンによると、先端部のパネル接触部に圧力(筆圧)が加わった場合には、軸筒に対してパネル接触部が軸線方向に、もしくは軸線方向に直交する方向に相対移動するように構成されている。
On the other hand,
そして、軸筒に対するパネル接触部の相対移動の度合いを、タッチペンに備えられた可変容量センサーによって計測し、この計測結果を変調器を備えた無線送信手段を介して、タッチスクリーン側の画像表示ドライバーに与えるように構成されている。
また、画像表示ドライバー側においては、軸筒に対するパネル接触部の相対移動の度合い(すなわち、可変容量センサーによる計測結果)に応じて、タッチスクリーン上で描画される画像の線幅や、発色または濃度などが適宜選択されるように動作する。
Then, the degree of relative movement of the panel contact portion with respect to the shaft cylinder is measured by a variable capacitance sensor provided in the touch pen, and the measurement result is transmitted to the touch screen side image display driver via the wireless transmission means including the modulator. Is configured to give to.
On the image display driver side, the line width, color or density of the image drawn on the touch screen is determined according to the degree of relative movement of the panel contact portion with respect to the barrel (that is, the measurement result by the variable capacitance sensor). And so on.
したがって、前記したタッチペンとタッチスクリーンの組み合わせによると、タッチスクリーン上にタッチするパネル接触部に加わる圧力および軸筒のスクリーンに対する傾きなどに応じて、スクリーン上に描画される描線の線幅、描線の発色および濃度などが、選択可能になされると特許文献1において説明されている。 Therefore, according to the combination of the touch pen and the touch screen as described above, the line width of the drawn line drawn on the screen, the stroke of the drawn line according to the pressure applied to the panel contact portion touching the touch screen and the inclination of the shaft tube with respect to the screen, etc. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 describes that color development and density can be selected.
ところで、前記した特許文献1に開示されたタッチペンとタッチスクリーンの組み合わせによると、タッチペン側においては、軸筒に対して相対移動が可能なパネル接触部を備える他に、パネル接触部の相対移動量を検出する可変容量センサーや、可変容量センサーの検知信号をタッチスクリーン側の画像表示ドライバーに送信する変調器を備えた無線送信手段などが必要となる。
また、無線送信手段を動作させる電力を得るために、タッチスクリーンとタッチペンとの間で、例えば電磁誘導による電力供給手段などの付帯的な設備を備えることも必要となる。
By the way, according to the combination of the touch pen and the touch screen disclosed in
In order to obtain power for operating the wireless transmission means, it is also necessary to provide ancillary equipment such as power supply means by electromagnetic induction between the touch screen and the touch pen.
この発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、特許文献1に開示されたタッチペンの筆圧等の情報を伝送する無線送信手段や、無線送信手段を動作させる電力供給手段などの付帯的な設備を不要にすると共に、タッチペンによる筆圧の情報をタッチスクリーン側に効果的に作用させることが可能な、構成を簡素化したタッチペンを提供することを主要な課題とするものである。
The present invention has been made on the basis of the above-described technical point of view, and includes a wireless transmission means for transmitting information such as writing pressure of a touch pen disclosed in
前記した課題を解決するためになされたこの発明に係るタッチペンは、静電容量方式のタッチパネルに、パネル接触部を接触させて情報入力をするタッチペンであって、導電性を有する素材により形成されて把持部を構成する軸筒と、前記軸筒の前端部に配置された導電性を有する素材により形成されたパネル接触部と、前記パネル接触部に加わる筆圧に応じてパネル接触部を軸筒側に後退させるばね部材と、前記パネル接触部の軸線方向に沿った側面に接触して、前記パネル接触部と前記軸筒とを導通させる通電部材とが具備され、前記通電部材による前記パネル接触部の軸線方向の接触位置に応じて、前記パネル接触部と軸筒との間の抵抗値が変化する可変抵抗体が形成されていることを特徴とする。 The touch pen according to the present invention made to solve the above-described problem is a touch pen that inputs information by bringing a panel contact portion into contact with a capacitive touch panel, and is formed of a conductive material. A shaft cylinder constituting the gripping part, a panel contact part formed of a conductive material disposed at the front end of the shaft cylinder, and the panel contact part according to the writing pressure applied to the panel contact part A spring member that is retracted to the side, and an energizing member that is in contact with a side surface along the axial direction of the panel contact portion and electrically connects the panel contact portion and the shaft tube, and the panel contact by the energization member A variable resistor is formed in which a resistance value between the panel contact portion and the shaft tube changes according to the contact position in the axial direction of the portion.
この場合、好ましくは前記通電部材は、金属素材をコ字状に折り曲げることで、折り曲げ中央部に対して一対の脚部が形成され、前記脚部の各先端が前記パネル接触部の軸線方向に沿った側面に、それぞれ両外側から接触した構成が採用される。 In this case, the current-carrying member is preferably formed by bending a metal material into a U shape so that a pair of leg portions are formed with respect to the central portion of the bend, and each end of the leg portion is in the axial direction of the panel contact portion. The structure which contacted from the both outer sides is respectively employ | adopted for the side surface along.
また、前記パネル接触部の軸線方向の中央部には、前後に対して径を細くした細径部が形成されることで、パネル接触部の前端部側と後端部側との間で、それぞれ前方段差部および後方段差部が形成されていることが望ましく、前記通電部材の各脚部の先端が前記前方段差部および後方段差部に当接することで、パネル接触部の軸線方向の移動範囲が規制された構成が採用される。 Further, in the central portion of the panel contact portion in the axial direction, a narrow diameter portion is formed with a reduced diameter with respect to the front and rear, and between the front end portion side and the rear end portion side of the panel contact portion, It is desirable that a front stepped portion and a rear stepped portion are formed, respectively, and the front end of each leg portion of the current-carrying member abuts on the front stepped portion and the rear stepped portion, so that the panel contact portion moves in the axial direction. A configuration in which is regulated is adopted.
さらに、前記パネル接触部に加わる筆圧に応じてパネル接触部を軸筒側に後退させるばね部材は、コイルばねにより構成され、前記コイルばねが前記通電部材の折り曲げ中央部の内側と、前記パネル接触部の後端部との間に配置された構成が採用される。 Furthermore, the spring member that retreats the panel contact portion toward the axial tube side according to the writing pressure applied to the panel contact portion is configured by a coil spring, and the coil spring is disposed inside the bent central portion of the energizing member, and the panel The structure arrange | positioned between the rear-end parts of a contact part is employ | adopted.
そして、前記軸筒の前端部には、非導電性の素材により形成された先端支持部が取り付けられ、前記先端支持部に形成された開口によって、前記パネル接触部が軸線方向に摺動可能に支持された構成を好適に採用することができる。 A front end support portion made of a non-conductive material is attached to the front end portion of the shaft cylinder, and the panel contact portion can slide in the axial direction by an opening formed in the front end support portion. The supported configuration can be suitably employed.
前記したこの発明に係るタッチペンによると、軸筒の前端部に配置されたパネル接触部は、筆圧に応じて軸筒側に後退するように動作し、パネル接触部の側面に接触する通電部材の接触位置に応じて、パネル接触部と軸筒との間の抵抗値が変化する可変抵抗体が形成される。 According to the above-described touch pen according to the present invention, the panel contact portion disposed at the front end portion of the shaft cylinder operates to retreat toward the shaft tube side in accordance with the writing pressure, and contacts the side surface of the panel contact portion. Depending on the contact position, a variable resistor is formed in which the resistance value between the panel contact portion and the shaft tube changes.
したがって、タッチペンに加わる筆圧に応じた抵抗値の変化を利用して、タッチペンのパネル接触部とタッチスクリーン上の電極パッドとの間の容量結合の度合いを変更させることが可能となり、これをタッチスクリーン上で描画される画像の線幅や濃度などの設定に生かすことができる。
これにより、タッチペンによる筆圧の情報をタッチスクリーン側に効果的に作用させることが可能な、構成を簡素化させたタッチペンを提供することができる。
Therefore, it is possible to change the degree of capacitive coupling between the touch panel touch panel and the electrode pad on the touch screen by using the change in resistance value according to the pressure applied to the touch pen. This can be used to set the line width and density of the image drawn on the screen.
Accordingly, it is possible to provide a touch pen with a simplified configuration capable of effectively causing writing pressure information by the touch pen to act on the touch screen side.
この発明に係るタッチペンについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
図1は、第1の実施の形態について、その全体構成を断面図で示している。このタッチペン1は、把持部を構成する円筒状に形成された軸筒2の前端部に、先端支持部材3が取り付けられ、この先端支持部材3の円錐状に形成された前端部に、ペン先としてのパネル接触部4が軸線方向に移動可能に取り付けられている。また、軸筒2の後端部には尾栓5が嵌め込まれて取り付けられている。
A touch pen according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the overall configuration of the first embodiment. The
前記軸筒2の前端部と先端支持部材3との間に形成された空間部内には、金属素材により形成された通電部材6が収容されており、この通電部材6内にばね部材(コイルばね)7が配置されている。
そして、前記パネル接触部4には、ばね部材7によって前方に押し出す付勢力が与えられており、軸方向に長いパネル接触部4の軸線方向に沿った側面に、通電部材6の前端部が弾性接触している。
An energizing
The
図2は、図1に示すタッチペン1の前端部付近を拡大して示している。以下、図2(A)に基づいて、さらに各部の詳細な構成について説明する。
図2(A)に示すように軸筒2の前端部付近には、軸線方向に直交する方向に隔壁2aが、軸筒2と一体に形成されており、隔壁2aの前側における軸孔内に、前記した通電部材6などを収容する空間部を形成している。
この軸筒2は導電性を有する素材、例えば樹脂素材にカーボンブラックなどを分散させた素材が用いられており、したがって、この軸筒2は射出成型により形成することができる。
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the front end portion of the
As shown in FIG. 2A, in the vicinity of the front end portion of the
The
軸筒2の前端部に取り付けられた先端支持部材3は、例えばポリアセタールなどの絶縁性の樹脂素材により形成されており、その前半部は円錐部3aになされ、後半部は円筒部3bを構成している。そして、円筒部3bが軸筒2の前端部における軸孔内に挿入されて嵌合されており、これにより、先端支持部材3は軸筒2の前端部に取り付けられている。
さらに円錐部3aには軸線方向に沿って開口3cが施されており、この開口3cによって、パネル接触部4が軸線方向に摺動可能に支持されている。
The
Further, the conical portion 3a is provided with an opening 3c along the axial direction, and the
通電部材6は、前記したとおり金属素材、すなわち短冊状の金属板をコ字状に折り曲げることで、折り曲げ中央部6aに対して一対の脚部6bが形成されている。
また、各脚部6bの先端はそれぞれ内側に向かって、く字状に曲げられており、く字状の曲げ部6cが、前記パネル接触部4の軸線方向に沿った側面に、それぞれ両外側から弾性接触している。
As described above, the current-carrying
Further, the tip of each leg portion 6b is bent inwardly toward the inside, and the bent portion 6c is formed on the side surface along the axial direction of the
そして、通電部材6の折り曲げ中央部6aの内側と、前記パネル接触部4の後端部との間に、前記したばね部材(コイルばね)7が配置されている。これにより、通電部材6に対して前記ばね部材7によって前方に押し出す付勢力が与えられており、ばね部材7はパネル接触部4に加わる筆圧に応じて、パネル接触部4を軸筒2側に後退するように作用するものとなる。
The above-described spring member (coil spring) 7 is disposed between the inner side of the bent central portion 6 a of the energizing
前記パネル接触部4は、その先端部が半球状に成形されると共に、軸線方向の中央部には、前後に対して径を細くした細径部4aが形成されている。これにより、パネル接触部4の前端部側と後端部側との間で、それぞれ前方段差部4bおよび後方段差部4cが形成されている。
そして、前記した通電部材6の各脚部6bに形成されたく字状の曲げ部6cが、前方段差部4bおよび後方段差部4cに当接することで、パネル接触部4の軸線方向の移動範囲が規制されている。
The front end of the
Then, since the rectangular bent portions 6c formed on the respective leg portions 6b of the energizing
なお、パネル接触部4は、静電容量方式のタッチパネルに接触して円滑に摺動可能となるように、ある程度の自己潤滑性を有して摩擦係数が低く、機械的な強度に優れた特性を有していることが望ましい。
そこで、一例としてフラン樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂などの熱硬化性樹脂に、黒鉛やカーボンブラックなどの炭素粉末を混合攪拌し、これを図に示す形態に成形して焼成することで得ることができる。これによると、パネル接触部4は適度な電気抵抗率を有し、パネル面に対して滑らかに摺動操作を行うことが可能であり、タッチペンとしての操作性も向上させることができる。
The
Therefore, as an example, it can be obtained by mixing and stirring a carbon powder such as graphite or carbon black with a thermosetting resin such as a furan resin, a phenol resin, or an imide resin, and molding and firing the powder into a form shown in the figure. it can. According to this, the
なお、パネル接触部4を軸線方向に摺動可能に支持する金属製の通電部材6は、その折り曲げ中央部6aが、軸筒2に施された隔壁2aに接することで、パネル接触部4と軸筒2を電気的に導通させている。
したがって、必要に応じて折り曲げ中央部6aは、隔壁2aに対して導電性接着剤で接着するか、ビスなどで締結させた構成とすることが望ましい。
The
Therefore, it is desirable that the bent central portion 6a be bonded to the partition wall 2a with a conductive adhesive or fastened with screws or the like as necessary.
前記した構成のタッチペン1によると、タッチスクリーンにタッチすることで、パネル接触部4に圧力(筆圧)が加わり、その圧力(筆圧)の度合いに応じて、ばね部材7を収縮させてパネル接触部4は、軸筒2側に後退する。これによって、パネル接触部4の細径部4aに対する通電部材6における曲げ部6cの接触位置が、図2の(A)〜(C)に示すように変化する。
According to the
ここでパネル接触部4の素材として、前記したとおり熱硬化性樹脂に炭素粉末を分散させたものを用いたことで、その電気抵抗率(Ωm)は金属素材に比較して、若干大きくなされている。しかも、通電部材6の脚部先端の曲げ部6cが、パネル接触部4の細径部4aに弾性接触しているので、この細径部4aにおける電気抵抗率はより大きくなされ、結果としてより抵抗変化率の大きな可変抵抗体(摺動抵抗器)を形成することができる。
したがって、パネル接触部4の先端と軸筒2との間の抵抗値(Ω)は、図2(A)の状態で最も大きくなされ、図2(B)の状態で中程度、さらに図2(C)の状態で最小値に設定される。
Here, as a material of the
Therefore, the resistance value (Ω) between the tip of the
前記した構成のタッチペン1によると、筆圧に応じた前記抵抗値の変化を利用することで、タッチペンのパネル接触部4とタッチスクリーン上の電極パッドとの間の容量結合の度合いを、変更させることが可能となる。
したがって、この容量結合の変化を、タッチスクリーン上で描画される画像の線幅や濃度などの設定に生かすことにより、タッチペン1による筆圧に応じて、タッチスクリーン上における描線の線幅および/または濃度を適正に描くことが可能となる。
According to the
Therefore, by utilizing this change in capacitive coupling in the setting of the line width and density of an image drawn on the touch screen, the line width of the drawn line on the touch screen and / or according to the writing pressure by the
加えて、前記したタッチペン1によると、冒頭において説明した特許文献1に開示された従来のタッチペンに比較して、筆圧の情報を画像表示ドライバーに送信する無線送信手段や、この送信手段を動作させる電力供給手段などの付帯的な設備を備える必要もない。
したがって、構成をより簡素化させた低コストなタッチペンを提供することに寄与できる。
In addition, according to the
Therefore, it is possible to contribute to providing a low-cost touch pen with a simplified configuration.
図3は、この発明に係るタッチペンの第2の実施の形態を示しており、この図3に示す例は、すでに説明したタッチペン1の機能に加えて、マーキングペンが備えられている。
図3に示すタッチペン1については、図1および図2に基づいて説明した各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがってその詳細な説明は省略する。なお、この例においては、タッチペン1のパネル接触部4と、先端支持部材3を覆うように、キャップ9が軸筒1に着脱可能に取り付けられている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the touch pen according to the present invention, and the example shown in FIG. 3 is provided with a marking pen in addition to the function of the
In the
一方、マーキングペン11は、軸筒2におけるタッチペン1の配置側に対して、軸方向の反対側に配置されている。すなわちマーキングペン11のペン芯12は、予め先軸13に形成された軸孔内に取り付けられ、この状態で先軸13が軸筒2の端部内周面に嵌合されることで、ペン芯12は軸筒から突出するようにして取り付けられている。
On the other hand, the marking pen 11 is arranged on the opposite side in the axial direction with respect to the arrangement side of the
そして、軸筒2に形成された隔壁2aから先軸13に至る軸筒2内の空間部が、マーキングペン11のインク貯蔵部14になされている。
このマーキングペン11におけるペン芯12は、先軸13に着脱可能に嵌合されたクリップ15aを備えたキャップ15によって覆われている。
A space in the
The
図3に示したタッチペンの第2の実施の形態においても、その基本構成は図1および図2示したタッチペンの構成と同一であり、したがって、第1の実施の形態と同様のタッチペンとしての作用効果を得ることができる。 Also in the second embodiment of the touch pen shown in FIG. 3, the basic configuration is the same as the configuration of the touch pen shown in FIGS. 1 and 2, and therefore the same function as the touch pen as in the first embodiment. An effect can be obtained.
1 タッチペン
2 軸筒
2a 隔壁
3 先端支持部材
3a 円錐部
3b 円筒部
3c 開口
4 パネル接触部(可変抵抗体)
4a 細径部
4b 前方段差部
4c 後方段差部
5 尾栓
6 通電部材(可変抵抗体)
6a 折り曲げ中央部
6b 脚部
6c 曲げ部
7 ばね部材(コイルばね)
9 キャップ
11 マーキングペン
12 ペン芯
13 先軸
14 インク貯蔵部
15 キャップ
15a クリップ
DESCRIPTION OF
4a Thin diameter part 4b Front step part 4c Back step part 5 Tail plug 6 Current supply member (variable resistor)
6a Bending center part 6b Leg part
9 Cap 11
Claims (5)
導電性を有する素材により形成されて把持部を構成する軸筒と、前記軸筒の前端部に配置された導電性を有する素材により形成されたパネル接触部と、前記パネル接触部に加わる筆圧に応じてパネル接触部を軸筒側に後退させるばね部材と、前記パネル接触部の軸線方向に沿った側面に接触して、前記パネル接触部と前記軸筒とを導通させる通電部材とが具備され、前記通電部材による前記パネル接触部の軸線方向の接触位置に応じて、前記パネル接触部と軸筒との間の抵抗値が変化する可変抵抗体が形成されていることを特徴とするタッチペン。 A touch pen that inputs information by bringing a panel contact portion into contact with a capacitive touch panel,
A shaft cylinder formed of a conductive material and constituting a gripping portion, a panel contact portion formed of a conductive material disposed at a front end portion of the shaft cylinder, and a writing pressure applied to the panel contact portion And a current-carrying member that makes contact with the side surface along the axial direction of the panel contact portion and electrically connects the panel contact portion and the shaft tube. The touch pen is characterized in that a variable resistor is formed in which a resistance value between the panel contact portion and the shaft tube changes according to a contact position of the panel contact portion in the axial direction by the current-carrying member. .
Priority Applications (1)
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