JP2020119440A - 電子入力コンパス - Google Patents

Abstract

【課題】固定側の中心位置を特定することが容易で、円又は円弧の電子的な描画が容易な電子入力コンパスを提供する。【解決手段】入力画面Ｄに円又は円弧を電子的に描画する電子入力コンパス１０であって、支点１１を中心に開閉可能な１対の脚部１３と、前記１対の脚部１３の一方である支持脚部１４の末端に設けられ描画中心Ｃに設置される支持部５０と、前記１対の脚部１３の他方である回動脚部１５の末端に装着され、前記入力画面Ｄと接触して円又は円弧を電子的に描画する接触先端４２を有する入力体３０と、を備えるとともに、前記支持部５０の先端に設けられ、前記描画中心Ｃから外方へ延設される少なくとも１つの付着部５１と、を備える。【選択図】図９

Description

本発明は、入力画面に円又は円弧を電子的に描画する電子入力コンパスに関する。

従来より、特許文献１のようなディスプレイやモニタ上での円の描画用にコンパス型の入力ペン（コンパスエレメント）が開示されている。このコンパスエレメントは一端が円形描画の入力としての電子ペンともう他端は固定側としてのベース台で構成されている。

実用新案登録第３０８９０１６号公報

特許文献１のコンパスエレメントは、固定側としてのベース台が比較的大きな円形であるため、小さな円を描画することができない。また、ベース台の中心を特定することが困難なため、所望の位置にベース台の中心を据えることが困難である。

そこで本発明の実施態様は、固定側の中心位置を特定することが容易で、円又は円弧の電子的な描画が容易な電子入力コンパスを提供することを課題とする。

本発明の第１の実施態様は、入力画面に円又は円弧を電子的に描画する電子入力コンパスであって、支点を中心に開閉可能な１対の脚部と、前記１対の脚部の一方である支持脚部の末端に設けられ描画中心に設置される支持部と、前記１対の脚部の他方である回動脚部の末端に装着され、前記入力画面と接触して円又は円弧を電子的に描画する接触先端を有する入力体と、を備えるとともに、前記支持部の先端に設けられ、前記描画中心から外方へ延設される少なくとも１つの付着部と、を備えることを特徴とする。

本発明の第２の実施態様は、第１の実施態様において、前記付着部は複数設けられているとともに、前記複数の付着部は前記描画中心から外方へ放射状に延設されている。

本発明の第３の実施態様は、第１又は第２の実施態様において、前記支持部に、前記描画中心を入力するための、第２接触先端を有する第２入力体が設けられている。

本発明の第４の実施態様は、第３の実施態様において、前記支持脚部の末端に形成され、先端が前記支持部として形成され、前記第２入力体が内部に装着される支持筒部と、前記支持部を貫通し、前記描画中心と一致する貫通孔と、前記支持筒部の内部に装着され、前記第２入力体を前記描画中心から離間させる方向に付勢する付勢部材と、前記第２入力体の後端に装着され、前記付勢部材に付勢されて前記支持筒部から突出するノックボタンと、を備え、前記ノックボタンが押圧されると、前記第２接触先端が前記貫通孔を貫通して前記入力画面に接触する。

本発明の第５の実施態様は、第１から第４までのいずれかの実施態様において、前記入力体に外挿される木軸を備え、該木軸が前記回動脚部の末端に装着される。

本発明の第６の実施態様は、第１から第５までのいずれかの実施態様において、前記支持部は、他の部位よりも暗色に形成されている。

本発明の実施態様により、固定側に位置する中心位置の視認性が向上して所望の位置に中心を据えることが可能となり、また、それにより所望の大きさの円又は円弧の描線を電子的に描画することができる。

第１の実施形態の電子入力コンパスの正面図である。 図１の電子入力コンパスの左側面図である。 図１の電子入力コンパスの右側面図である。 図１の電子入力コンパスの平面図である。 図１の電子入力コンパスの底面図である。 図１の電子入力コンパスにおける入力体の外観を示す正面図である。 図６の入力体のＡ−Ａ断面図である。 図６の入力体における電磁誘導コイルの回路図である。 図２〜図５におけるＢ−Ｂ断面図を正面視にて示したものである。 図９における支持部の拡大図である。 図１の電子入力コンパスの使用状態を斜視図にて示す。 第２の実施形態の電子入力コンパスの正面図である。 図１２の電子入力コンパスの左側面図である。 図１２の電子入力コンパスの右側面図である。 図１２の電子入力コンパスの平面図である。 図１２の電子入力コンパスの底面図である。 図１３〜図１６におけるＣ−Ｃ断面図を正面視にて示したものである。 図１７における支持部の拡大図である。 図１２においてノックボタンが押圧された状態を正面図にて示す。 図１７においてノックボタンが押圧された状態を正面断面図にて示す。 図２０における支持部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、入力体３０（又は第２入力体６０）の接触先端４２（又は第２接触先端６１）が位置する方の側を「先端」と称し、その反対側を「後端」と称する。また、入力体３０（又は第２入力体６０）において、先端へ向かう方向を「前方」と称し、その反対方向を「後方」と称する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る電子入力コンパス１０は、図１の正面図、図２の左側面図、図３の右側面図、図４の平面図及び図５の底面図に示すような外観を呈している。

電子入力コンパス１０は、支点１１（図１）を中心に開閉可能な１対の脚部１３（図１、図４、図５）を有する。この１対の脚部１３の一方が、描画中心の側に位置する支持脚部１４（図１、図３、図４、図５）である。また、この１対の脚部の他方が、描線の側に位置する回動脚部１５（図１、図２、図４、図５）である。さらに、支点１１に対して１対の脚部１３の反対側に、円柱状のつまみ１２（図１〜４）が形成されている。

支持脚部１４の末端には、描画中心Ｃ（図１１参照）に設置される支持部５０（図１〜図３）が設けられ、その先端には、描画中心Ｃから外方へ少なくとも１つ、具体的には複数、さらに具体的には３個の付着部５１（図１〜図５）が、図４及び図５に示すように外方へ放射状に等配されて延設されている。支持部５０には、貫通孔５４（図５）が設けられている。

回動脚部１５の先端には、外方から締付ネジ１７（図１、図２、図４、図５）が装着された筒状のホルダ１６（図１〜図５）が設けられる。このホルダ１６を貫通するようにして、断面円形の柱状の木軸２０（図１〜図５）が外挿された入力体３０（図１、図２、図５）が装着され、締付ネジ１７により適宜の位置に固定される。木軸２０の先端は先細に切削されたテーパ部２１となっている。このテーパ部２１の先端から、入力体３０の先端が突出している（図１、図２）。この入力体３０は先端に、後述するように入力画面Ｄ（図１１参照）と接触して円又は円弧を電子的に描画する接触先端４２（図１、図２）を有している。

図６は、図１の電子入力コンパス１０における入力体３０の外観を正面図で示したものである。入力体３０は、筒状の外筒３１の内部に後述するデジタイザユニット４０が内蔵されたものであり、先端からは前記した接触先端４２が突出している。また、後端には支持蓋３２が装着されている。外筒３１は、ポリカーボネートＡＢＳ（ＰＣ／ＡＢＳ）ポリマーアロイ樹脂で形成されている。

図７は、図６の入力体３０のＡ−Ａ断面図である。外筒３１に内蔵されているデジタイザユニット４０は、キャパシタ４７を搭載した回路基板４８を内蔵した収納筒４３の先端に、先端継手４１を介して、電磁誘導コイル４５が巻き回されている棒状のフェライトコア４４が装着され、また、その収納筒４３の後端に、可変容量キャパシタ４６ａによる筆圧検知部４６が装着された構造を有する。フェライトコア４４の先端には合成樹脂製の接触先端４２が固定されている。キャパシタ４７の２つの足４７ａ、４７ｂは、回路基板４８の配線によって２つの先端側の端子４８ａ、４８ｂとそれぞれ連絡しているとともに、２つの後端側の端子４８ｃ、４８ｄともそれぞれ連絡している。先端側の端子４８ａ、４８ｂはそれぞれ電磁誘導コイル４５の両端の延長線４５ａ、４５ｂと接続している。後端側の端子４８ｃ、４８ｄはそれぞれ筆圧検知部４６内の可変容量キャパシタ４６ａ（図８の回路図参照）の２つの足４６ｃ、４６ｄと接続している。この可変容量キャパシタ４６ａは、接触先端４２に加えられた筆圧により印加される圧力を、静電容量の変化として検出するものである。以上のフェライトコア４４、電磁誘導コイル４５、可変容量キャパシタ４６ａ及びキャパシタ４７は、入力体３０の中に内蔵される電子部品であり、回路基板４８の配線によって図８に示すような並列共振回路を形成している。また、外筒３１の後端には、筆圧検知部４６の後端を支持する支持蓋３２が装着されている。

図９は、図２〜図５におけるＢ−Ｂ断面図を正面視にて示したものである。図６に示す入力体３０は、木軸２０の軸心に沿って穿設された装着孔２２に挿入された状態で、図１に示すように回動脚部１５の末端のホルダ１６に装着される。なお、図９では入力体３０の内部構造は省略している。入力体３０の大部分は装着孔２２に収容されており、接触先端４２を含む先端部分のみが木軸２０の先端から突出している。

ここで、木軸２０の材質として用いられる種類としては、たとえば、気乾比重１未満とした木材であり、檜、檜葉、桐、チーク、マホガニー、杉、松、桜、竹、アオダモ、ホワイトアッシュ、ホワイトファー、ハードメープル、インセンスシダー、リンデン、バルサなどが挙げられる。また、無垢の木材だけではなく、間伐材、廃材チップや木粉等を集めて固めた圧縮加工材料のような木質材を使用することも可能である。また、その際の含水率は２０％未満である。なお、含水率は、電気式水分計ＭＲ−２００ＩＩ（サンコウ電子研究所）を用いて測定することができる。

ここで、入力体３０を木軸２０で外挿する意義は以下の通りである。

合成ゴム又は合成樹脂のような無機質の素材より、天然の木材のような有機質の素材の方が環境に優しいものであり、自然の素材で作成され、また、コンピューターを操作する人にとっても木の香りによる安らぎを与えることができる。また、木材を用いることによって靭性が高く衝撃にも強いために木軸２０が割れにくく、また、落下時等の音を吸収するという別の効果もある。さらに、塗装すると、木材の道管の色が濃く染まって木目が浮き出し美しく仕上がるという利点もある。

また、木材は、水分を吸収するので、指に汗をかいた場合であっても、指先の汗を吸収し、指が汗で滑ったりすることがない。さらに利用者の手が直接木軸２０の木肌に触れるので木の温もりが伝わり作業効率の向上が期待される。

そして、木材は、使い込めば、使い込む程に特有の渋みが生れ、独特の風雅な感じを与えることができる。

ゆえに日常を無機質で無味乾燥な電子部材に囲まれている作業環境のなかで、木軸２０が有する特有の手触り感と暖かさにはストレス解消と癒しの心理効果が期待される。また、それぞれに異なる木目模様の個性的なゆらぎや質感等の固体別特徴により、長期の使用頻度に比例して専用意識が芽生え、日常の手入れを楽しめる等の精神的なリラックス効果も望める。

また、学校教育現場のような、デジタル機器と非デジタルなアナログ製品とが混在しやすい環境下では、筆記具として用いられる鉛筆等と近似した材料を用いることで、違和感なく使用することができる。

図１０は、図９における支持部５０の拡大図である。支持部５０の先端には、略球状の陥凹部である基部受５２が形成されている。一方、付着部５１には略球状の突起である基部５３が形成されている。この基部５３が弾性変形により基部受５２に嵌入されることで、支持部５０は付着部５１に対し回動自在に連結される。基部５３には、付着部５１に対し垂直方向に貫通する貫通孔５４が形成されており、描画の際には、この貫通孔５４が描画中心Ｃと一致する。すなわち、貫通孔５４は支持部５０を貫通している。基部５３はディスプレイ又はモニタのような入力画面Ｄの材質より表面が軟質な材料で形成され、特にシリコンゴムのような合成樹脂で形成されることが好ましい。また、付着部５１が入力画面Ｄと接触する面には、粘着処理を施して、描画中に付着部５１が入力画面Ｄに固着されているようにすることが望ましい。

図１１は、本実施形態の電子入力コンパス１０の使用状態を示すものである。電子入力コンパス１０の支持部５０は、基部５３の貫通孔５４（図１０参照）を所望の描画中心Ｃと一致させるように、付着部５１を図示しない入力装置の入力画面Ｄに付着させる。ここで、入力画面Ｄの下面には、特定の周波数の電磁波を周期的に発生する図示しない位置検出装置が設けられている。

そして、つまみ１２を手指で把持した状態で、支持部５０を軸として回動させ、入力画面Ｄの上を入力体３０の接触先端４２で描線Ｌのように円弧状になぞると、接触先端４２が押圧される。このとき、図８に示す並列共振回路が電磁波により共鳴し、電磁誘導コイル４５で生成された電気がキャパシタ４７に蓄電される。この電気が電磁誘導コイル４５を流れることによって生ずる電磁波を、入力体３０が送信しこれを前記位置検出装置が受信することで、この電磁誘導が生じた位置を、入力装置は座標情報として認識することで、描線Ｌが電子データとして記録されることとなる。

ここで、可変容量キャパシタ４６ａは、接触先端４２の押圧により電気容量が変化するため、これによって入力体３０が送信する電磁波の周波数を変化させることができる。この周波数の変化を前記位置検出装置で検知することによって、描線Ｌに関する様々な属性として認識させることが可能となっている。この様々な属性とは、たとえば、描線Ｌの太さ及び色であったり、また、描画モードの切り替え（筆記モード及び消去モード）であったりする。

このようにして、入力画面Ｄに、描線Ｌとしての円又は円弧が電子的に描画される。

なお、支持部５０は、他の部位よりも暗色、具体的には黒色に形成されている。これにより、明度の高い入力画面Ｄの上において、描画中に描画中心Ｃの位置が明示される。本実施形態でいう暗色とは、黒色を含み一定の明度以下の有彩色および無彩色を意味する。具体的には、該当部分の表面の明度が、ＨＳＶ方式における明度５０％以下、好ましくは４０％以下、より好ましくは３０％以下のものである。

なお、本実施形態では、電磁誘導式の入力体３０が用いられているが、静電容量式の入力体３０を用いてもよい。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る電子入力コンパス１０は、図１２の正面図、図１３の左側面図、図１４の右側面図、図１５の平面図及び図１６の底面図に示すような外観を呈している。

電子入力コンパス１０は、支点１１（図１２）を中心に開閉可能な１対の脚部１３（図１２、図１５、図１６）を有する。この１対の脚部１３の一方が、描画中心の側に位置する支持脚部１４（図１２、図１４、図１５、図１６）である。また、この１対の脚部の他方が、描線の側に位置する回動脚部１５（図１２、図１３、図１５、図１６）である。さらに、支点１１に対して１対の脚部１３の反対側に、円柱状のつまみ１２（図１２〜１５）が形成されている。

支持脚部１４の末端には、円筒状の後筒７２が形成され、その先端側には後筒７２よりやや小径の円筒状の先筒７１が螺着されている。これら先筒７１及び後筒７２により、支持筒部７０が形成される。支持筒部７０の後端からは、後述するように第２入力体６０の後端に装着されるノックボタン７３が突出している。また、先筒７１の先端が、描画中心Ｃ（図１１参照）に設置される支持部５０（図１２〜図１４）として形成され、その先端には、描画中心Ｃから外方へ少なくとも１つ、具体的には複数、さらに具体的には４個の付着部５１（図１２〜図１６）が、図１５及び図１６に示すように外方へ放射状に等配されて延設されている。支持部５０には、貫通孔５４（図１６）が設けられている。

回動脚部１５の末端には、外方から締付ネジ１７（図１２、図１３、図１５、図１６）が装着された筒状のホルダ１６（図１２〜図１６）が設けられる。このホルダ１６を貫通するようにして、断面円形の柱状の木軸２０（図１２〜図１６）が外挿された入力体３０（図１２、図１３、図１６）が装着され、締付ネジ１７により適宜の位置に固定される。木軸２０の先端は先細に切削されたテーパ部２１となっている。このテーパ部２１の先端から、入力体３０の先端が突出している（図１２、図１３）。この入力体３０は先端に、入力画面Ｄ（図１１参照）と接触して円又は円弧を電子的に描画する接触先端４２（図１２、図１３）を有している。なお、入力体３０の構成については前記第１実施形態と同様である。

図１７は、図１３〜図１６におけるＣ−Ｃ断面図を正面視にて示したものである。図１７に示す入力体３０は、木軸２０の軸心に沿って穿設された装着孔２２に挿入された状態で、図１２に示すように回動脚部１５の末端のホルダ１６に装着される。なお、図１７では入力体３０の内部構造は省略している。入力体３０の大部分は装着孔２２に収容されており、接触先端４２を含む先端部分のみが木軸２０の先端から突出している。なお、木軸２０を使用する意義については、前記第１実施形態と同様である。

一方、支持部５０を含む支持筒部７０には、前記描画中心Ｃを入力するための、第２接触先端６１を有する第２入力体６０が内部に装着されている。第２入力体６０は先端に、後述するように入力画面Ｄと接触して描画中心を電子的に描画する第２接触先端６１を有している。なお、第２入力体６０の構成は、入力体３０の構成と同様である。

第２入力体６０の後端には、ノックボタン７３が装着されている。支持筒部７０は、後筒７２に先筒７１が螺着されて形成されているが、その先筒７１の後端と、ノックボタン７３の先端との間には、スプリングによる付勢部材７４が介装されている。すなわち、付勢部材７４は、支持筒部７０の内部に装着され、第２入力体６０を描画中心Ｃから離間させる方向に付勢することで、図１２に示すように、ノックボタン７３が支持筒部７０の後端から突出する。

図１８は、図１７における支持部５０の拡大図である。支持部５０の先端には、略球状の陥凹部である基部受５２が形成されている。一方、付着部５１には略球状の突起である基部５３が形成されている。この基部５３が弾性変形により基部受５２に嵌入されることで、支持部５０は付着部５１に対し回動自在に連結される。基部５３には、付着部５１に対し垂直方向に貫通する貫通孔５４が形成されており、描画の際には、この貫通孔５４が描画中心Ｃと一致する。すなわち、貫通孔５４は支持部５０を貫通している。この貫通孔５４は、第２入力体６０の第２接触先端６１が貫通可能な内径に形成されている。なお、基部５３及び付着部５１が入力画面Ｄと接触する面には、粘着処理を施して、描画中に付着部５１が入力画面Ｄに固着されているようにすることが望ましい。

本実施形態の電子入力コンパス１０は、前記第１実施形態と同様に、図１１に示すようにして、支持部５０の貫通孔５４を所望の描画中心Ｃと一致させるように、付着部５１を入力画面Ｄに付着させ、つまみ１２を手指で把持した状態で、支持部５０を軸として回動させ、入力画面Ｄの上を入力体３０の接触先端４２で描線Ｌのように円弧状になぞることで、入力画面Ｄに、描線Ｌとしての円又は円弧が電子的に描画される。

この描線Ｌの描画中又は描画前後に、図１９に示すように、ノックボタン７３が押圧されると、図２０の断面図に示すように付勢部材７４が圧縮され、第２入力体６０が入力画面Ｄに接近するように移動させられる。そして、第２接触先端６１が、図２１に示すように貫通孔５４を貫通し、入力画面Ｄの上で描画中心Ｃと接触することで、入力画面Ｄに、描画中心Ｃが電子的に描画される。すなわち、描線Ｌとしての円又は円弧の中心が、ノックボタン７３を押圧するだけで容易に電子的にマーキングされる。

なお、本実施形態では、電磁誘導式の入力体３０及び第２入力体６０が用いられているが、これらの入力体３０及び第２入力体６０のいずれかあるいは両方を、静電容量式としてもよい。

本発明は、入力画面に円又は円弧を電子的に描画する電子入力コンパスとして利用可能である。

１０ 電子入力コンパス １１ 支点
１２ つまみ １３ 脚部
１４ 支持脚部 １５ 回動脚部
１６ ホルダ １７ 締付ネジ
２０ 木軸 ２１ テーパ部
２２ 装着孔
３０ 入力体 ３１ 外筒
３２ 支持蓋
４０ デジタイザユニット ４１ 先端継手
４２ 接触先端 ４３ 収納筒
４４ フェライトコア
４５ 電磁誘導コイル ４５ａ、４５ｂ 延長線
４６ 筆圧検知部 ４６ａ 可変容量キャパシタ
４６ｃ、４６ｄ 可変容量キャパシタの足
４７ キャパシタ ４７ａ、４７ｂ キャパシタの足
４８ 回路基板 ４８ａ、４８ｂ 先端側の端子
４８ｃ、４８ｄ 後端側の端子
５０ 支持部 ５１ 付着部
５２ 基部受 ５３ 基部
５４ 貫通孔
６０ 第２入力体 ６１ 第２接触先端
７０ 支持筒部 ７１ 先筒
７２ 後筒 ７３ ノックボタン
７４ 付勢部材
Ｃ 描画中心 Ｄ 入力画面
Ｌ 描線

Claims (6)

1. 入力画面に円又は円弧を電子的に描画する電子入力コンパスであって、
   支点を中心に開閉可能な１対の脚部と、
   前記１対の脚部の一方である支持脚部の末端に設けられ描画中心に設置される支持部と、
   前記１対の脚部の他方である回動脚部の末端に装着され、前記入力画面と接触して円又は円弧を電子的に描画する接触先端を有する入力体と、を備えるとともに、
   前記支持部の先端に設けられ、前記描画中心から外方へ延設される少なくとも１つの付着部と、
   を備えることを特徴とする電子入力コンパス。
2. 前記付着部は複数設けられているとともに、前記複数の付着部は前記描画中心から外方へ放射状に延設されていることを特徴とする請求項１記載の電子入力コンパス。
3. 前記支持部に、前記描画中心を入力するための、第２接触先端を有する第２入力体が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電子入力コンパス。
4. 前記支持脚部の末端に形成され、先端が前記支持部として形成され、前記第２入力体が内部に装着される支持筒部と、
   前記支持部を貫通し、前記描画中心と一致する貫通孔と、
   前記支持筒部の内部に装着され、前記第２入力体を前記描画中心から離間させる方向に付勢する付勢部材と、
   前記第２入力体の後端に装着され、前記付勢部材に付勢されて前記支持筒部から突出するノックボタンと、を備え、
   前記ノックボタンが押圧されると、前記第２接触先端が前記貫通孔を貫通して前記入力画面に接触することを特徴とする、請求項３記載の電子入力コンパス。
5. 前記入力体に外挿される木軸を備え、該木軸が前記回動脚部の末端に装着されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の電子入力コンパス。
6. 前記支持部は、他の部位よりも暗色に形成されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の電子入力コンパス。