JP2021189970A - アクティブスタイラス - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブスタイラスが入力面と接触する際の叩打音を軽減させ、快適なデジタイザへの入力を可能にするとともに、入力先端そのものの摩耗も低減させる。【解決手段】先端が尖っているとともに、該先端が異なる材質、特に、粒子が含有されたバインダーが含浸されている繊維素材で形成されている被覆部材で被覆されている、アクティブスタイラス。【選択図】図１２

Description

本発明は、デジタイザへの入力手段として用いるアクティブスタイラスに関する。

近年、画面上への物理的な接触により入力を行う、デジタイザ等のポインティングデバイスが広く用いられている。すなわち、ペン型に形成された位置指示器で、位置検出装置が設けられた板状の入力装置の入力面に接触して接触位置を検出するものである。

このようなデジタイザに対して用いられる位置指示器のうち、下記特許文献１に開示されるような、いわゆるアクティブスタイラスというものがある。アクティブスタイラスの入力先端付近には、位置検出装置が検出可能な量の静電気を発生させる金属部材が装着されているため、入力先端を、ボールペン又はシャープペンシルのような通常の筆記具と同様に細く尖らせることができる。

特開２０１８−１４２３１８号公報

アクティブスタイラスによってデジタイザへの入力を行うとき、アクティブスタイラスの先端がデジタイザの入力面（通常、強化ガラスが使用される）に接触する際、先端で入力面に対する叩打音が生ずることがある。この叩打音は、使用者又は周囲にいる人に不快感を与えることがある。

上記の問題点に鑑み、本開示の実施態様は、アクティブスタイラスが入力面と接触する際の叩打音を軽減させ、快適なデジタイザへの入力を課題とする。また、入力先端そのものの摩耗も低減させる。

本開示の第１の実施態様に係るアクティブスタイラスは、入力先端が尖っているとともに、該入力先端が異なる材質の被覆部材で被覆されている。ここで、アクティブスタイラスの先端が尖っているとは、アクティブスタイラスの先端の部分が軸の部分よりも小径で、かつ、アクティブスタイラスの全体で最も小径な部分であることを意味する。

本開示の第２の実施態様は、第１の実施態様の特徴に加え、前記被覆部材は繊維素材で形成されている。繊維素材には、たとえば、布や不織布が含まれる。

本開示の第３の実施態様は、第２の実施態様の特徴に加え、前記繊維素材は、バインダーとしての合成樹脂が含浸されている。バインダーは、繊維素材の補強並びに賦形性及び滑らかさの付与を目的として繊維素材に含浸される合成樹脂である。バインダーに用いられる樹脂は繊維素材に含浸可能な物性を有していれば特に限定されず、ポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂も使用可能であるが、たとえば、ポリイミド樹脂又はポリテトラフルオロエチレン樹脂のような、耐摩耗性に優れた樹脂が好適に用いられる。

本開示の第４の実施態様は、第３の実施態様の特徴に加え、前記バインダーには粒子が含有されている。この粒子とは、バインダーの特性を補うために添加されるものである。たとえば、バインダーがポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂のような比較的柔らかい樹脂である場合には、たとえばカーボン粒子又はセラミック粒子を含有させて、被覆部材に耐摩耗性及び耐摺動特性を付与することが望ましい。一方、ポリイミド樹脂又はポリテトラフルオロエチレン樹脂のような、耐摩耗性及び耐摺動特性に優れた樹脂をバインダーに使用する場合は、たとえばゴム粒子を添加して、被覆部材に柔らかい感触を付与してもよい。

本開示の実施態様は上記のように構成されているので、アクティブスタイラスが入力面と接触する際の叩打音を軽減させ、快適なデジタイザへの入力が可能となる。また、入力先端そのものの摩耗も低減させることができる。

実施形態のアクティブスタイラスの正面図である。 被覆部材を装着する前のアクティブスタイラスの正面図である。 入力先端の前方斜視図である。 図３の入力先端の正面断面図である。 軸筒の先端部分を断面図で示す。 図２のアクティブスタイラスの先端部分を断面図で示す。 図２のアクティブスタイラスに被覆部材を装着するための装着具の斜視図である。 図７の装着具の分解状態を組図で示す。 図７の装着具において被覆部材を載置した状態を斜視図で示す。 アクティブスタイラスへの被覆部材の装着方法の一例を断面図で示す。 アクティブスタイラスへの被覆部材の装着方法の一例を断面図で示す。 図１のアクティブスタイラスの先端部分を断面図で示す。 本実施形態のアクティブスタイラスによるデジタイザへの入力に伴う叩打音の周波数スペクトルを示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明においては、アクティブスタイラス１０の使用時においてデジタイザの入力画面と接触する側を「先端」と称し、その反対側を「後端」と称する。

本実施形態のアクティブスタイラス１０は、図１の正面図に示すように、先端が尖ったペン状に形成されている。すなわち、略筒状の軸筒２０の先端が先細のテーパ部２１となっていて、このテーパ部２１の先端に、先端が丸みを帯びた略円錐形状の入力先端３０が装着されている。入力先端３０の表面は被覆部材４０によって被覆されている。なお、軸筒２０の内部には、アクティブスタイラス１０としての機能を実現するための図示しない種々の電子部品及びこれらの配線等が収納されているが、本開示では説明を割愛する。

図２は、図１のアクティブスタイラス１０において、被覆部材４０の装着前の状態を正面図で示している。軸筒２０の先端部分であるテーパ部２１の先端に、先端が丸みを帯びた略円錐形状の入力先端３０が、表面に素材を露出させた状態で装着されている。

図３は、入力先端３０の前方斜視図である。入力先端３０は、略円錐形状を呈し、デジタイザの入力画面と接触する先端側の接触部３１と、略円筒形状を呈する後端側の接続部３２とが、ポリアセタール等の合成樹脂にて一体成形されている。

図４は、図３の入力先端３０を正面断面図で示している。接触部３１は先細のテーパ形状を呈している。接触部３１の先端内部には、ステンレス鋼製の電界発生部３３が、接触部３１とともにインサート成形されている。また、入力先端３０の内部には、後端から電界発生部３３に至るまでの接続空間３４が設けられている。接続空間３４の後端部分の内周面には雌ネジ３５が切られている。

図５は、軸筒２０の先端部分を断面図で示している。なお、軸筒２０の内部構造は省略している。軸筒２０のテーパ部２１の先端には、陥凹部２２が形成される。陥凹部２２の底面からは先端方向へ略円柱状の接続突起２４が形成され、その外周面には雄ネジ２５が切られている。さらに接続突起２４の先端から棒状の信号伝達部２３が突設されている。

軸筒２０の先端に入力先端３０が挿入された状態を、図６の断面図に示す。信号伝達部２３を接続空間３４に挿入しつつ、接続突起２４の雄ネジ２５（図５参照）と接続空間３４の雌ネジ３５（図４参照）とを互いに螺合させると、接続部３２は陥凹部２２に挿入されると同時に、信号伝達部２３が電界発生部３３と接触する。この状態で、図２に示すアクティブスタイラス１０が得られる。

図７は、図２に示すアクティブスタイラス１０の入力先端３０の表面に被覆部材４０を装着するための装着具５０を斜視図で示している。装着具５０の蓋部５１の天面からは、中心に挿入口５２Ａが形成された挿入部５２が突設されている。また、蓋部５１の天面には、後述する位置決め板５３（図８参照）を固定するための固定孔５１Ａが挿入部５２を挟んで２つ設けられている。なお、装着具５０は平面視では蓋部５１のみが視認可能であり、この蓋部５１が覆っている載置部５５（図９参照）はこの状態では視認されない。

図８は、図７の装着具５０の組図である。図７においては蓋部５１に被覆されている載置部５５の天面である長方形状の載置面５６には、前記した蓋部５１の固定孔５１Ａに対応する位置に、固定突起５６Ａが突設されている。載置面５６は、長辺を二分する位置に設けられた、断面Ｖ字形の溝である挿入溝５７で二分されている。挿入溝５７は、底面側に向かうに従い幅が小さくなっている。挿入溝５７の溝面の傾斜は、前記した入力先端３０の接触部３１のテーパ形状の傾斜とほぼ一致している。載置面５６には、中央に長方形の開口である位置決め窓５３Ａが形成されている位置決め板５３が載置される。位置決め板５３には、この固定突起５６Ａに対応する位置に挿通孔５３Ｂが形成されている。

被覆部材４０は、図８に示すように、２枚の扇形を各々の頂角部分で連結した平面形状を呈している。被覆部材４０は、入力先端３０とは異なる材質、具体的には、耐摩耗又は高耐熱性の高分子粒子、無機粒子、表面にメッキ処理又はコーティングされた粒子にポリウレタン、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、シリコーンなどの液状から硬化する合成樹脂からなるバインダーが、基材である羊毛若しくはコットンなどの天然繊維、ポリプロピレン若しくはポリエステルなどの化学繊維又はガラス繊維若しくは炭素繊維などの無機繊維からなる不織布繊維素材に含浸されて形成されている。また、被覆部材４０の一方の面にはゴム系、アクリル系、シリコーン系の粘着剤が塗布されており、これにより被覆部材４０は入力先端３０と接着される。

図９は、載置面５６の上に被覆部材４０を載置した状態を斜視図で示す。固定突起５６Ａを挿通孔５３Ｂに通すように、載置面５６の上に位置決め板５３を載置する。この状態で、位置決め板５３の中央の位置決め窓の中心付近に、挿入溝５７を跨ぐように被覆部材４０を載置する。このとき、粘着剤が上向きになるようにする。この状態から、固定突起５６Ａを固定孔５１Ａに通すようにして、載置部５５に蓋部５１が装着されると、図７に示す状態となり装着具５０が使用可能となる。

次に、アクティブスタイラス１０への被覆部材４０の装着方法を、図１０及び図１１の断面図で示す。ただし、アクティブスタイラス１０の内部構造は省略している。装着具５０の内部には上記したように被覆部材４０が装着されている。この状態で、図１０に示すように、挿入部５２の挿入口５２Ａにアクティブスタイラス１０の先端を挿入させ、入力先端３０の先端を被覆部材４０の粘着剤の面に当接させる。ここからさらにアクティブスタイラス１０を押し込むと、入力先端３０は、被覆部材４０を底面に向かって押し下げつつ、図１１に示すように、挿入溝５７に嵌入する。この状態で、被覆部材４０は、挿入溝５７によって入力先端３０の表面に押しつけられるようにして、２つの扇形部分がそれぞれ接触部３１の側面の半分を覆うように粘着剤によってシワ及びたるみがない状態で貼着される。そして、アクティブスタイラス１０を挿入部５２から引き抜くと、図１に示すアクティブスタイラス１０となる。

このアクティブスタイラス１０は、図１２の断面図に示すように、入力先端３０の表面に被覆部材４０の層が形成されたようになっている。このように、入力先端３０には、繊維素材を基材とする被覆部材４０が装着されているため、入力の際にデジタイザの入力画面と接触して生ずる叩打音が軽減され、快適な入力が可能となっている。また、入力先端３０の摩耗が低減されることで、入力先端３０の長寿命化も実現される。なお、被覆部材４０が摩耗した際には、再度装着具５０を用いて新たな被覆部材４０を装着することができる。また、入力先端３０と軸筒２０との螺合を解くことで、入力先端３０そのものの交換も可能である。

本実施形態のアクティブスタイラスによるデジタイザへの入力に際する叩打音の低減効果を実施例にて説明する。本実施例では、図１に示すようなアクティブスタイラスを用いて、実際にデジタイザの入力画面への入力を試みた。

すなわち、ポリアセタール製の入力先端の表面に、ＪＩＳ Ｋ７３６７−３：１９９９に基づいて測定した粘度平均分子量が１００万以上の超高分子量ポリエチレン粒子とポリウレタン樹脂からなるバインダーを含有させたポリエステル繊維で形成された被覆部材をシリコーン系の粘着剤を用いて装着した。

このようにして構成された実施例のアクティブスタイラスを用いて、デジタイザの強化ガラス製の入力面への入力操作を行った。入力操作の際に生じた叩打音を、スマートフォン用アプリケーション「Ｓｏｎｉｃ Ｔｏｏｌｓ ＳＶＭ」（Ｒｉｋｋｉ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．）による周波数スペクトル解析に供した。なお、比較例として、被覆部材を装着しないものについても同様に周波数スペクトル解析を行った。その結果を、図１３のグラフに示す。

図１３のグラフの破線は比較例の周波数スペクトルを示し、実線は実施例の周波数スペクトルを示す。このグラフが示すとおり、実施例のアクティブスタイラスでは、叩打音の全周波数帯域にわたって音圧の低下が見られるが、特に、図中に点線で示す約２ｋＨｚ〜約５ｋＨｚの不快音域の音圧についておよそ２０〜３５ｄＢの低下が見られた。よって、被覆部材の装着は不快な叩打音の低減に有効であることが分かった。

本発明は、デジタイザへの入力に用いられるスタイラスペンに利用可能である。

１０ アクティブスタイラス
２０ 軸筒 ２１ テーパ部 ２２ 陥凹部
２３ 信号伝達部 ２４ 接続突起 ２５ 雄ネジ
３０ 入力先端 ３１ 接触部 ３２ 接続部
３３ 電界発生部 ３４ 接続空間 ３５ 雌ネジ
４０ 被覆部材
５０ 装着具 ５１ 蓋部 ５１Ａ 固定孔
５２ 挿入部 ５２Ａ 挿入口 ５３ 位置決め板
５３Ａ 位置決め窓 ５３Ｂ 挿通孔
５５ 載置部 ５６ 載置面 ５６Ａ 固定突起
５７ 挿入溝

Claims (4)

1. 入力先端が尖っているとともに、該入力先端が異なる材質の被覆部材で被覆されている、アクティブスタイラス。
2. 前記被覆部材は繊維素材で形成されている、請求項１に記載のアクティブスタイラス。
3. 前記繊維素材には、バインダーとしての合成樹脂が含浸されている、請求項２に記載のアクティブスタイラス。
4. 前記バインダーには粒子が含有されている、請求項３に記載のアクティブスタイラス。

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