JP2023151395A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者の意図しない力が電子機器に作用し操作方向情報に関して意図しない検出結果が取得されることを抑制すること。【解決手段】電子ペン１００では、操作方向に関する情報を取得する第１検出部材５１と、外力が付加された場合に第１位置ＳＬ１へ移動し、外力が付加されない場合に第２位置ＳＬ２に移動する可動部材６１と、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合に、特定の操作がされたことを検出する第２検出部材８２とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ポインター又はカーソルの移動やクリック動作を行うことができるポインティング装置のような電子機器に関する。

ポインティング装置として、光源と、装置全体の動きにより回転するボールと、装置の動きをイメージで検出する光学イメージセンサーとを備えるものが公知となっている（特許文献１）。特許文献１の装置は、光源で照射光をボールに向けて照射し、光学イメージセンサーでボールが反射した照射光を受光することで、移動方向を検出する。また、ボタン・スイッチは、外力が付加された場合にクリック操作を検出する。

特開２００４ー１３９５６２号公報

上記先行技術文献の装置では、外力が付加された場合にクリック操作を検出するので、外力によってポインティング装置自体が動いてしまい、ポインティング装置で検出される移動方向が使用者の意図しない方向になるおそれがある。

本発明の一側面における電子機器は、操作方向に関する情報を取得する第１検出部材と、外力が付加された場合に第１位置へ移動し、外力が付加されない場合に第２位置に移動する可動部材と、可動部材が第２位置にある場合に、特定の操作がされたことを検出する第２検出部材とを備える。

第１実施形態の電子機器である電子ペンを説明する縦断面図である。 電子ペンのＣ－Ｃ横断面図である。 電子ペンの可動部材に外力が付加されない状態を説明する図である。 電子ペンの制御部を説明する図である。 第２実施形態の電子機器である電子ペンを説明する縦断面図である。 第２実施形態を説明する縦断面図である。 第３実施形態の電子機器である電子ペンを説明する縦断面図である。 第３実施形態を説明する縦断面図である。 第４実施形態の電子機器である電子ペンを説明する縦断面図である。 第４実施形態を説明する縦断面図である。 第５実施形態の電子機器を説明する断面図である。 図１１に示す電子機器の変形例を説明する断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、本発明に係る電子機器である第１実施形態の電子ペンについて詳細に説明する。

図１は、電子ペン１００の側方断面図である。電子ペン１００は、コンピューターに付随するペン型マウスであり、使用者ＵＳの手ＨＤが電子ペン１００のペン軸本体５ａを握って操作することで、ディスプレイ等に表示されるポインター又はカーソルについて移動やクリック動作を行うことができる。電子ペン１００は、図示のように直立した状態に限らず、所定の範囲内で任意の角度に傾いていても、動作を正確に行うことができる。

電子ペン１００は、第１光源１０と、光ガイド２１と、回転体３０と、集光レンズ４１と、第１反射部材４２と、第１検出部材５１と、可動部材６１と、第２検出部材８２と、制御部２と、電源３と、基板４ａ，４ｂと、筐体５とを備える。電子ペン１００において、第１光源１０、光ガイド２１、回転体３０、集光レンズ４１、第１反射部材４２、及び第１検出部材５１は、操作方向取得部９１として機能する。操作方向取得部９１は、電子ペン１００の操作量及び操作方向に関する情報を取得する。特に第１検出部材５１は、自身の移動方向に関する情報を操作方向に関する情報として検出するものであり、ここでの操作方向は、電子ペン１００が移動する方向を意味する。また、可動部材６１及び第２検出部材８２は、操作検出部９２として機能する。操作検出部９２は、電子ペン１００において、クリック等の特定の操作がされたことを検出する。

筐体５は、縦長の筒状部材であり、電子ペン筐体に対応する。筐体５は、ペン軸本体５ａと、ペン先５ｂとを有する。ペン軸本体５ａは、筐体５の本体部分であり、肉厚が略一定の円筒形状を有する。ペン先５ｂは、回転体３０が取り付けられる部分であり、下方に向けて先細りのテーパ形状を有する。筐体５の内部空間５ｉには、第１光源１０、光ガイド２１、集光レンズ４１、第１反射部材４２、第１検出部材５１、可動部材６１の一部、第２検出部材８２、制御部２、電源３、基板４ａ，４ｂが収納されている。これらのうち、第１光源１０及び光ガイド２１は、投光系を構成し、集光レンズ４１、第１反射部材４２、及び第１検出部材５１は、受光系を構成する。第１光源１０及び第１検出部材５１は、第１の基板４ａに固定され、制御部２は、第２の基板４ｂに固定されている。光ガイド２１、集光レンズ４１、及び第１反射部材４２は、筐体５の内側面５ｄに対して不図示の部材を介して固定されている。可動部材６１は、ペン軸本体５ａに支持されて外部に露出する。第２検出部材８２は、ペン軸本体５ａにおいて可動部材６１に対応する箇所の内側に固定された支持板５ｓ上にその一部として設けられている。

一対の基板４ａ，４ｂは、筐体５の内部空間５ｉのうち、ペン軸本体５ａの下方に配置される。第１の基板４ａ上には、第１光源１０等を含む各種電子部品や回路パターンが実装されている。第２の基板４ｂ上には、制御部２を含む各種電子部品や回路パターンが実装されている。一対の基板４ａ，４ｂは、不図示のＦＰＣケーブル等を介して電気的に接続されている。

図２に示すように、第１の基板４ａは、細長い板状の部材であり、筐体５の内側面５ｄの一か所に固定されている。第２の基板４ｂは、板状の部材であり、可動部材６１に対して略平行に対面するように、第２の基板４ｂの横方向の端部４ｅ，４ｆにおいてペン軸本体５ａの内側面５ｄの対向する２か所に挟まれるように固定される。第２の基板４ｂは、ペン先５ｂの中心に配置される回転体３０の中心を通る仮想線ＫＬに平行なＹ方向又は第１方向Ａを長手方向とする状態で、第１方向Ａに垂直で第１の基板４ａに向かうＸ方向又は第２方向Ｂに対して垂直に配置される。

図１を参照して、第１光源１０は、第１照射光Ｌ１を出射する。第１光源１０は、本実施形態の電子ペン１００を構成する単一の光源であり、第２照射光は用いられない。第１光源１０は、第１の基板４ａの下端に配置される。第１光源１０としては、例えばレーザー、ＬＥＤ等が挙げられる。第１光源１０としてレーザーを用いる場合、検出精度を向上させつつ消費電力をより低減することができる。なお、第１光源１０がレーザーやＬＥＤである場合、光源出口にレンズを設けることにより、光ガイド２１への結合効率を高めることができる。

光ガイド２１は、第１光源１０が出射する第１照射光Ｌ１を回転体３０に照射する。光ガイド２１は、第１光源１０から回転体３０にかけて延び、第１光源１０に対向する入射端Ｐ１と、回転体３０に対向する出射端Ｐ２とを有する。光ガイド２１は、例えばコア及びクラッドを備える樹脂製光ファイバーであるが、これに限らず、複数の光ファイバーを束ねたもの、外側面をミラーコートした樹脂製のロッドやチューブに置き換えることができる。

回転体３０は、第１光源１０が出射する第１照射光Ｌ１を反射させ、かつ自在な方向への回転が可能となっている。回転体３０は、ペン先５ｂの開口部５ｏの周囲に設けられた軸受け部材３５にはめ込まれている。軸受け部材３５は、回転体３０を回転可能に支持する。回転体３０を軸受け部材３５のみと接触させることにより、回転体３０の回転が円滑になり、検出精度を向上させることができる。軸受け部材３５は、ペン軸本体５ａの軸方向の上下で回転体３０を露出させる開口３５ｄ，３５ｅを有しており、回転体３０の一部が露出するようになっている。回転体３０のうち上側の露出部分は、第１光源１０からの第１照射光Ｌ１を反射し、下側の露出部分は、マウスパッドや机等に接する。

回転体３０は、小型の球体又はボールであり、例えば金属や樹脂、セラミクス等で形成される。回転体３０は、その表面３０ａにランダムな微細凹凸が形成されているが、表面３０ａに模様を有するものであってもよい。また、回転体３０は、微細な凹凸や模様が形成されない表面であっても良い。

集光レンズ４１は、回転体３０が反射した第１照射光Ｌ１を集める。集光レンズ４１は、光ガイド２１の出射端Ｐ２から発散されつつ射出され回転体３０の表面３０ａで拡散されつつ反射された第１照射光Ｌ１を収束させる。集光レンズ４１は、回転体３０から第１検出部材５１までの光路上に配置される。

第１反射部材４２は、小サイズの平面ミラーであり、集光レンズ４１によって反射された第１照射光Ｌ１を第１検出部材５１に向けて反射させる。第１反射部材４２は、本実施形態の電子ペン１００を構成する単一の反射部材である。第１反射部材４２は、回転体３０から第１検出部材５１までの光路上に配置される。つまり、第１反射部材４２は、回転体３０と第１検出部材５１との光路の間に設けられ、回転体３０が反射した第１第１照射光Ｌ１を第１検出部材５１に向けて反射させる。

第１検出部材５１は、光を受光する受光素子であり、集光レンズ４１等を介して回転体３０で反射された第１照射光Ｌ１を受光することによって、操作量及び操作方向に関する情報を取得する。第１検出部材５１は、側断面視で第１の基板４ａ上において、第１光源１０よりも上側に配置される。第１検出部材５１は、例えば、１８×１８のマトリクス状に配置された光量センサーアレイ、具体的には例えばフォトダイオードアレイを有し、光量センサーアレイによって回転体３０からのスペックルパターン等を所定の時間周期で検出し、経時的に変化する一連のパターンの相関性を取って回転体３０の移動量と移動方向との取得を可能にする。スペックルパターンは、細かな凹凸のある物体表面へ照射光を照射したとき、反射光が互いに干渉し合って生じるランダムな明暗模様である。第１光源１０としてレーザーを用いる場合、以上のようなスペックルを検知することにより、高解像になる。

回転体３０の回転量及び回転方向を検出する操作方向取得部９１の光路について説明する。第１光源１０から出射した第１照射光Ｌ１は、光ガイド２１中を導光されて、回転体３０の表面３０ａに入射する。表面３０ａに入射した第１照射光Ｌ１は、表面３０ａで反射されて、集光レンズ４１を介して集光レンズ４１に入射して第１反射部材４２で反射され、第１検出部材５１に入射する。

可動部材６１は、操作の切り替えを可能にするボタン・スイッチの機械機構である。可動部材６１は、ペン軸本体５ａの外側面５ｅの一か所に形成された凹部５ｆに設けられる。可動部材６１は、ボタン本体６２と、支持部６３と、バネ６４とを有する。ボタン本体６２は、ペン軸本体５ａが延びる軸に平行な第１方向Ａに細長く延びる。ボタン本体６２の上部は、軸受けの機能を有する支持部６３によって紙面に垂直な軸のまわりに回動可能に支持され、ボタン本体６２の下部にバネ６４の一端が保持されている。なお、バネ６４の他端は、ペン軸本体５ａの凹部５ｆの底部に固定されている。可動部材６１のうちボタン本体６２は、ボタン本体６２の下部に外力を付加することにより、バネ６４の付勢力に抗してペン軸本体５ａの凹部５ｆに収納された状態となっている。

ボタン本体６２の内面６１ａには、突起６２ａが形成されている。突起６２ａの先端部に形成された導電層８２ｂは、支持板５ｓ上に形成されたスイッチ回路８２ｃの電極８２ｄに当接している。スイッチ回路８２ｃについては、後述する。

以下、図１及び図３を参照して、可動部材６１の動作について説明する。可動部材６１は、図１に示すように、外力が付加された場合にボタン本体６２において第１位置ＳＬ１に移動又は変位し、図３に示すように、外力が付加されない場合にボタン本体６２において第２位置ＳＬ２に移動又は変位する。図示の例では、第１位置ＳＬ１に移動した可動部材６１において、ボタン本体６２は、指によって押し込まれて外力が付与された状態となり、支持部６３を支点としてボタン本体６２の下部がペン軸本体５ａの凹部５ｆにはめ込まれるように第２方向Ｂに移動する（図１参照）。また、第２位置ＳＬ２に移動した可動部材６１において、ボタン本体６２は、指から解放され押し込まれない状態となり、支持部６３を支点としてボタン本体６２の下部がペン軸本体５ａの凹部５ｆから離れてペン軸本体５ａから突出するように移動する（図３参照）。ボタン本体６２の突起６２ａは、可動部材６１が第１位置ＳＬ１の場合に、支持板５ｓ上に形成されたスイッチ回路８２ｃに当接する。また、ボタン本体６２の突起６２ａは、可動部材６１が第２位置ＳＬ２の場合に、支持板５ｓ上に形成されたスイッチ回路８２ｃから離間する。

なお、可動部材６１は、ボタン本体６２から指を離す動作に際して、或いはボタン本体６２を指で押す際に、クリック音やクリック感覚が発生するような付加的機械機構を備えるものであってもよい。

第２検出部材８２は、ボタン本体６２の突起６２ａ及び導電層８２ｂと、支持板５ｓ上に形成されたスイッチ回路８２ｃとを含む。突起６２ａの先端に形成された導電層８２ｂは、スイッチ回路８２ｃの電極８２ｄに当接することで、スイッチ回路８２ｃを短絡させオン状態とし、スイッチ回路８２ｃの電極８２ｄから離間することで、スイッチ回路８２ｃを開放しオフ状態とする。第２検出部材８２は、スイッチ回路８２ｃの状態変化を出力するものであり、可動部材６１の変位状態によって、特定の操作がされたことを検出する。第２検出部材８２は、可動部材６１が第１位置ＳＬ１にある場合において、スイッチ回路８２ｃのオン状態を検出した場合、後述する制御部２での処理により、クリックオフの操作情報を取得可能にする。また、第２検出部材８２は、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合において、スイッチ回路８２ｃのオフ状態を検出した場合、制御部２での処理により、クリックオンの操作情報を取得可能にする。制御部２において、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合、すなわち可動部材６１に外力が付加されていない場合にクリックオンの操作状態であると設定することにより、使用者ＵＳの手ＨＤ等に起因する振動の発生及び動作への影響、つまりペン軸本体５ａを介して回転体３０に使用者ＵＳの意図しない力が伝達され操作方向取得部９１の動作に影響することを抑えることができ、クリック操作の判断を正確に行うことができる。

制御部２は、第１光源１０、第１検出部材５１、及び第２検出部材８２の動作を制御する。

電源３は、第１光源１０、第１検出部材５１、第２検出部材８２、及び制御部２に電力を供給する。

以下、図４を参照しつつ、制御部２の詳細な構成について説明する。

制御部２は、操作方向検出回路２ａと、クリック検出回路２ｂと、データ通信部２ｃと、制御回路２ｄとを有する。

操作方向検出回路２ａは、制御回路２ｄの制御下で、第１光源１０及び第１検出部材５１を動作させる。操作方向検出回路２ａは、第１光源１０から第１照射光Ｌ１を出射させる。また、操作方向検出回路２ａは、第１検出部材５１で取得した第１照射光Ｌ１からスペックルの画像処理を行い、経時的に変化する一連のスペックルパターンの相関性を取って、回転体３０の移動量及び移動方向（操作量及び操作方向）に関するデータを生成する。操作方向検出回路２ａは、回転体３０の移動量と移動方向とに関するデータを回転体３０の接する面に対する横又は縦の２次元的な変位データとして出力する。

クリック検出回路２ｂは、制御回路２ｄの制御下で、第２検出部材８２を動作させる。クリック検出回路２ｂは、第２検出部材８２のスイッチ回路８２ｃがオン状態かオフ状態か判断する。クリック検出回路２ｂは、可動部材６１の第２位置ＳＬ２において、第２検出部材８２でスイッチ回路８２ｃがオン状態でない場合、すなわちスイッチ回路８２ｃがオフ状態の場合、使用者ＵＳの指が可動部材６１から離れたことを感知して、クリック信号を出力する。クリック検出回路２ｂは、可動部材６１の第１位置ＳＬ１と第２位置ＳＬ２との切り替えにより、スイッチ回路８２ｃの状態を検出できるため、使用者ＵＳの動作に応じてクリック信号を出力することができる。

データ通信部２ｃは、制御回路２ｄの制御下で、第１検出部材５１及び第２検出部材８２での検出結果を無線又は有線でパーソナルコンピューター等の他の電子機器に送信する。具体的には、データ通信部２ｃは、操作方向検出回路２ａで生成された回転体３０の移動量、及び移動方向に関するデータを送信する。また、データ通信部２ｃは、クリック検出回路２ｂで出力されたクリック信号を送信する。

制御回路２ｄは、操作方向検出回路２ａ、クリック検出回路２ｂ、及びデータ通信部２ｃの動作を制御する。

以上で説明した電子ペン１００において、光ガイド２１は、反射部材や集光レンズに置き換えることができ、集光レンズ４１及び第１反射部材４２は、光ガイドに置き換えることができる。

以上で説明した電子機器である第１実施形態の電子ペン１００では、操作方向に関する情報を取得する第１検出部材５１と、外力が付加された場合に第１位置ＳＬ１へ移動し、外力が付加されない場合に第２位置ＳＬ２に移動する可動部材６１と、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合に、特定の操作つまりクリック操作がされたことを検出する第２検出部材８２とを備える。

上記電子機器では、第２検出部材８２により、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合に特定の操作がされたことを検出するので、外力が付加されない状態で特定の操作の入力がなされることになる。これにより、特定の操作の入力に際して、使用者ＵＳの意図しない力が電子機器である電子ペン１００に作用し第１検出部材５１の操作に関して意図しない検出結果が取得されることを抑制することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明に係る電子機器の第２実施形態である電子ペンについて説明する。なお、第２実施形態の電子ペンは、第１実施形態の電子ペンを部分的に変更したものであり、共通部分については説明を省略する。

図５は、電子ペンの可動部材に外力が付加されている状態を説明する断面図であり、図６は、電子ペンの可動部材に外力が付加されない状態を説明する断面図である。

図５等に示すように、第２実施形態の電子ペン１００において、操作検出部９２は、光学式の検出器であり、第２光源１２と、可動部材６１と、第２検出部材２８２と、吸光部材７を有する。

第２検出部材２８２において、第２光源１２は、第２照射光Ｌ２を出射する。第２光源１２は、第１光源１０とともに、第１の基板４ａ上に設けられている。第２光源１２は、第１光源１０と同様に、レーザー、ＬＥＤ等を用いた装置である。

可動部材６１は、図１等に示すものと同様に、操作の切り替えを可能にするボタン・スイッチの機械機構として、ボタン本体６２と、支持部６３と、バネ６４とを有する。可動部材６１において、ボタン本体６２の内面６１ａに設けられた第２検出部材２８２には、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２が入射可能になっている。

第２検出部材２８２は、可動部材６１に固定される。第２検出部材８２は、具体的にはボタン本体６２の内面６１ａに接着によって固定されている。また、可動部材６１において、具体的にはボタン本体６２の内面６１ａにおいて、第２検出部材２８２に隣接してその上側に、第２検出部材２８２と同程度のサイズを有し第２照射光Ｌ２を吸光する吸光部材７が接着によって固定されている。つまり、可動部材６１において、第２検出部材２８２と吸光部材７とが設けられている。

第２検出部材２８２は、光を受光する受光素子であり、第２光源１２に対向して配置されることにより第２光源１２からの第２照射光Ｌ２を受光することができ、可動部材６１の変位状態によって、特定の操作がされたことを検出する。第２検出部材２８２は、不図示のＦＰＣケーブル等を介して第２の基板４ｂ等と電気的に接続されている。第２検出部材２８２は、可動部材６１が第１位置ＳＬ１にある場合に、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２を受光するように配置される（図５参照）。第２検出部材２８２は、可動部材６１が第１位置ＳＬ１にある場合において、第２照射光Ｌ２を所定の閾値を超える強度で受光した場合、制御部２での処理により、クリックオフの操作情報を取得可能にする。また、第２検出部材２８２は、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合において、第２照射光Ｌ２を所定の閾値を超える強度で受光しなくなった場合、制御部２での処理により、クリックオンの操作情報を取得可能にする（図６参照）。

吸光部材７は、第２照射光Ｌ２を吸光することができる。吸光部材７は、カーボン等の光吸収材料を混合した樹脂シート等で形成されるが、表面に微細な光トラップ構造を設けることもできる。

吸光部材７は、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合に、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２が入射されるものである。つまり、可動部材６１が第２位置ＳＬ２の場合、第２照射光Ｌ２は、吸光部材７に吸収され、第２検出部材２８２には入射しない（図６参照）。吸光部材７を設けることで、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２が意図しないタイミングで第２検出部材２８２の周辺に入射して迷光の原因になることを防止することができる。

以上で説明した電子機器である第２実施形態の電子ペン１００では、可動部材６１において、第２検出部材２８２と、第２照射光Ｌ２を吸光する吸光部材７とが設けられ、吸光部材７は、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合に、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２が入射されるものである。この場合、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある状態で迷光が発生することを防止でき、可動部材６１に関する特定の操作の検出精度を向上させることができる。

〔第３実施形態〕
以下、本発明に係る電子機器の第３実施形態である電子ペンについて説明する。なお、第３実施形態の電子ペンは、第１実施形態及び第２実施形態の電子ペンを部分的に変更したものであり、共通部分については説明を省略する。

図７は、電子ペンの可動部材に外力が付加されている状態を説明する断面図であり、図８は、電子ペンの可動部材に外力が付加されない状態を説明する断面図である。

図７等に示すように、第３実施形態の電子ペン１００において、操作検出部９２は、第２光源１２と、可動部材６１と、第２反射部材７２と、第２検出部材２８２と、吸光部材７とを有する。

図７及び８に示すように、第２実施形態の電子ペン１００において、第２検出部材２８２と吸光部材７とは、第２光源１２等とともに、第１の基板４ａ上に設けられている。第２照射光Ｌ２を検出する第２検出部材２８２は、第１の基板４ａ上において、第１光源１０及び第１検出部材８２に対して筐体５が延びる第１方向Ａの一方に配置され、図示の例では、第１光源１０及び第２光源１２の上側に配置される。第２照射光Ｌ２を吸光する吸光部材７は、第１の基板４ａ上において、第２光源１２に対して筐体５が延びる第１方向Ａの一方に配置され、図示の例では、第２検出部材２８２の下側すなわち第１検出部材５１側に配置される。第２検出部材２８２と吸光部材７とは、第１の基板４ａ上において、隣接して配置されている。第１の基板４ａ上には、第１光源１０、第２光源１２、第１検出部材８２、及び第２検出部材２８２、及び吸光部材７が搭載されている。つまり、第１の基板４ａにおいて、第１光源１０、第２光源１２、及び第１検出部材８２に追加して、第２検出部材２８２と吸光部材７とが設けられている。

可動部材６１において、ボタン本体６２の内面６１ａには、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２が入射可能になっており、第２反射部材７２が固定されている。

第２反射部材７２は、小サイズの平面ミラーであり、第２光源１２から第２検出部材２８２までの光路上に配置される。第２反射部材７２は、可動部材６１に付随するものとして設けられて、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２を第２検出部材２８２に向けて反射させる。

第２検出部材２８２は、光を受光する受光素子であり、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２を第２反射部材７２を介して受光することができ、可動部材６１の変位状態によって、特定の操作がされたことを検出する。第２検出部材２８２は、可動部材６１が第１位置ＳＬ１にある場合に、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２を受光するように配置される（図７参照）。第２検出部材２８２は、可動部材６１が第１位置ＳＬ１にある場合において、第２照射光Ｌ２を所定の閾値を超える強度で受光した場合、制御部２での処理により、クリックオフの操作情報を取得可能にする。また、第２検出部材２８２は、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合において、第２照射光Ｌ２を所定の閾値を超える強度で受光しなくなった場合、制御部２での処理により、クリックオンの操作情報を取得可能にする（図８参照）。

吸光部材７は、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合に、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２が第２反射部材７２を介して入射されるものである。つまり、可動部材６１が第２位置ＳＬ２の場合、第２照射光Ｌ２は、吸光部材７に入射して吸光部材７に吸収され、第２検出部材２８２には入射しない。吸光部材７を設けることで、第２位置ＳＬ２に対応する第２反射部材７２で反射された第２照射光Ｌ２が意図しないタイミングで第２検出部材２８２の周辺に入射して迷光の原因になることを防止することができる。

以上で説明した電子機器である第３実施形態の電子ペン１００では、第１の基板４ａにおいて、第２照射光Ｌ２を吸光する吸光部材７が設けられ、吸光部材７は、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合に、第２光源１２からの第２照射光Ｌ２が第２検出部材２８２を介して入射されるものである。この場合、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある状態で迷光が発生することを防止でき、特定の操作の検出精度を向上させることができる。

〔第４実施形態〕
以下、本発明に係る電子機器の第４実施形態である電子ペンについて説明する。なお、第４実施形態の電子ペンは、第１実施形態及び第３実施形態の電子ペンを部分的に変更したものであり、共通部分については説明を省略する。

図９は、電子ペンの可動部材に外力が付加されている状態を説明する断面図であり、図１０は、電子ペンの可動部材に外力が付加されない状態を説明する断面図である。

図９等に示すように、操作方向取得部９１は、第１光源１０と、光学部材２４と、光ガイド２１と、回転体３０と、集光レンズ４１と、第１反射部材４２と、第１検出部材５１とを有する。また、操作検出部９２は、第１光源１０と、光学部材２４と、可動部材６１と、追加反射部材２５と、集光レンズ２６と、第２反射部材７２と、第２検出部材２８２と、吸光部材７とを有する。つまり、第１光源１０及び光学部材２４は、操作方向取得部９１及び操作検出部９２に共通するものとなっている。ここで、光学部材２４は、第１光源１０から回転体までの光路上に設けられ、第１光源１０が出射した第１照射光Ｌ１を分岐して回転体３０と可動部材６１との双方に向ける。より詳細には、光学部材２４は、第１照射光Ｌ１の一部を反射することによって第１照射光Ｌ１から一部を分岐して光ガイド２１に入射させるハーフミラー２４ａと、ハーフミラー２４ａによって分岐された第１照射光Ｌ１の他の一部である第２照射光Ｌ２を追加反射部材２５に向けて反射する反射部２４ｂとを有する。光学部材２４によって分岐された第１照射光Ｌ１の一部は、第１照射光Ｌ１として光ガイド２１の一端に入射する。第１２の基板４ａにおいて、第１光源１０及び第１検出部材５１に追加して、第２検出部材２８２と吸光部材７とが設けられている。また、第２反射部材７２は、可動部材６１に付随するものとして設けられていて、ボタン本体６２の内面６１ａに固定されている。光学部材２４によって分岐された第２照射光Ｌ２は、追加反射部材２５で反射され、集光レンズ２６を介して第２反射部材７２に入射し、第２検出部材２８２に向けて反射される。なお、光学部材２４、光ガイド２１、集光レンズ４１、及び第１反射部材４２、追加反射部材２５、及び集光レンズ２６は、筐体５の内側面５ｄに対して不図示の部材を介して固定されている。

第２検出部材２８２は、可動部材６１が第１位置ＳＬ１にある場合に、光学部材２４にっよって分岐された第２照射光Ｌ２を受光するように配置される（図９参照）。第２検出部材２８２は、可動部材６１が第１位置ＳＬ１にある場合において、第２照射光Ｌ２を所定の閾値を超える強度で受光した場合、制御部２での処理により、クリックオフの操作情報を取得可能にする。また、第２検出部材２８２は、可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合において、第２照射光Ｌ２を所定の閾値を超える強度で受光しなくなった場合、制御部２での処理により、クリックオンの操作情報を取得可能にする（図１０参照）。この際、つまり可動部材６１が第２位置ＳＬ２にある場合、吸光部材７には、第１光源１０からの第１照射光Ｌ１がハーフミラー２４ａを介して入射される。

以上において、光ガイド２１は、反射部材や集光レンズに置き換えることができ、集光レンズ２６，４１、第１反射部材４２、及び追加反射部材２５は、光ガイドに置き換えることができる。また、光学部材２４は、ハーフミラー２４ａによって第１照射光Ｌ１を部分的に反射することによって追加反射部材２５に導きつつ、ハーフミラー２４ａによって第１照射光Ｌ１を部分的に透過させることによって回転体３０や第１反射部材４２に導くものであってもよい。

〔第５実施形態〕
以下、本発明に係る電子機器の第５実施形態について説明する。なお、第５実施形態の電子機器は、第１実施形態の電子ペンを部分的に変更したポインティング装置又はトラックボール型のマウスであり、共通部分については説明を省略する。

図１１に示すように、電子機器５００は、操作方向取得部９１と操作検出部９２とを含み、操作方向取得部９１は、図１に示す回転体３０に代えて比較的大きなトラックボールである回転体５３０を備える。回転体５３０は、筐体５に内蔵された軸受け部材５３５にはめ込まれて自在に回転する。回転体５３０は、手ＨＤの指によって直接操作される。操作方向取得部９１は、操作方向に関する情報として、つまり電子機器５００の操作情報として、回転体５３０の操作量及び操作方向に関する情報を取得する。

第１光源１０と、光ガイド２１と、第１検出部材５１と、可動部材６１と、スイッチ回路８２ｃと、制御部２とは、基板５０４ａ上に固定されており、基板５０４ａに付随して設けられている。集光レンズ４１と第１反射部材４２とは、筐体５に対して不図示の部材を介して固定されている。

図１１に示す電子機器５００において、回転体５３０に代えて透過性のスクリーンを配置し、スクリーンの反対側からに手ＨＤの指を当て移動させることもできる。この場合、操作方向取得部９１は、操作方向に関する情報として、指紋の移動量及び移動方向を検出するものとして用いることができる。

図１２は、図１１に示す電子機器５００の変形例を示す。この場合、操作方向取得部５９１は、ジャイロセンサーや加速度センサーを内蔵し、筐体５の移動量や移動方向を電子機器５００の移動方向つまり操作方向に関する情報として取得する。

〔その他の事項〕
以上で説明した構造は例示であり、同様の機能を達成できる範囲で、種々変更することができる。

以上において、光学部材２４のハーフミラー２４ａは、部分的な透過性を有する回折素子や、２方向への反射特性を有する回折素子に置き換えることができる。

第２実施形態等において、第２検出部材２８２等に付随する吸光部材７を省略することができる。

第１実施形態等において、可動部材６１は、軸受けを有する支持部６３やバネ６４を用いたものである必要はなく、外力に応じて弾性的に変位し外力がなくなると復帰する様々な機構とすることができる。また、可動部材６１に付随する第２検出部材８２も、電気接点限らず、圧力や移動を検出する様々なセンサーとすることができる。

具体的な態様における電子機器は、操作方向に関する情報を取得する第１検出部材と、外力が付加された場合に第１位置へ移動し、外力が付加されない場合に第２位置に移動する可動部材と、可動部材が第２位置にある場合に、特定の操作がされたことを検出する第２検出部材とを備える。

上記電子機器では、第２検出部材により、可動部材が第２位置にある場合に特定の操作がされたことを検出するので、外力が付加されない状態で特定の操作の入力がなされることになる。これにより、特定の操作の入力に際して、使用者の意図しない力が電子機器に作用し第１検出部材の操作に関して意図しない検出結果が取得されることを抑制することができる。

具体的な側面において、操作方向は、電子機器が移動する方向である。つまり、第１検出部材は、自身の移動方向を検出する。この場合、第２検出部材の操作に際して電子機器が移動して移動方向の検出結果に影響が生じることを抑制することができる。

具体的な側面において、第１照射光を出射する第１光源と、第１照射光を反射し、回転が可能な回転体とを備え、第１検出部材は、第１照射光を受光する受光素子であり、第１検出部材は、回転体で反射される第１照射光の受光に基づいて、操作方向に関する情報を取得する。この場合、回転体の回転方向や回転量を光学的な手法で精密に計測することができる。

具体的な側面において、第２照射光を出射する第２光源を備え、第２検出部材は、第２照射光を受光する受光素子であり、第２検出部材は、可動部材が第１位置にあるにある場合に第２照射光を受光し、可動部材が第２位置にある場合に第２照射光を受光しない。この場合、可動部材の位置の変化を光学的な手法で精密に計測することができる。

具体的な側面において、可動部材において、第２検出部材と、第２照射光を吸光する吸光部材とが設けられ、吸光部材は、可動部材が第２位置にある場合に、第２光源からの第２照射光が入射されるものである。この場合、可動部材が第２位置にある状態で迷光が発生することを防止でき、特定の操作の検出精度を向上させることができる。

具体的な側面において、回転体と第１検出部材との光路の間に設けられ、回転体が反射した第１照射光を第１検出部材に向けて反射させる第１反射部材と、可動部材に設けられ、第２光源が出射した第２照射光を第２検出部材に向けて反射させる第２反射部材と、第１光源と、第２光源と、第１検出部材と、第２検出部材とを設ける基板とを備える。この場合、単一の基板上に光源や受光素子といった光学的能動装置を一体的に組付けることになり、アライメント精度を確保しつつ回路の簡潔を達成することができる。

具体的な側面において、基板において、第２照射光を吸光する吸光部材が設けられ、吸光部材は、可動部材が第２位置にある場合に、第２光源からの第２照射光が第２検出部材を介して入射されるものである。この場合、可動部材が第２位置にある状態で迷光が発生することを防止でき、特定の操作の検出精度を向上させることができる。

具体的な側面において、第１光源から回転体までの光路上に設けられ、第１光源が出射した第１照射光の一部を分岐しつつ回転体に向けるハーフミラーを備え、第２検出部材は、第１照射光を受光する受光素子であり、第２検出部材は、可動部材が第１位置にある場合に、ハーフミラーによって分岐された第１照射光の他の一部を受光し、可動部材が第２位置にある場合に、ハーフミラーによって分岐された第１照射光の他の一部を受光しない。この場合、単一の第１光源を第１検出部材及び第２検出部材の動作に利用することができ、第１検出部材及び第２検出部材を省スペースで電子機器中に組み込むことができる。

具体的な側面において、回転体と第１検出部材との光路の間に設けられ、回転体が反射した第１照射光を第１検出部材に向けて反射させる第１反射部材と、ハーフミラーと、ハーフミラーによって分岐された第１照射光の他の一部を可動部材に向けて反射する反射部と、を有する光学部材と、可動部材に設けられ、第１照射光の他の一部を第２検出部材に向けて反射させる第２反射部材と、第１光源と、第１検出部材と、第２検出部材と、を設ける基板とを備える。この場合、光源や受光素子といった光学的能動装置が単一の基板上に一体的に組付けられている。

具体的な側面において、基板に、第２照射光を吸光する吸光部材が設けられ、吸光部材に、可動部材が第２位置にある場合に、第１光源からの第１照射光がハーフミラーを介して入射される。

Ｌ１…第１照射光、Ｌ２…第２照射光、ＳＬ１…第１位置、ＳＬ２…第２位置、ＵＳ…使用者、２…制御部、３…電源、４ａ，４ｂ…基板、５…筐体、５ａ…ペン軸本体、５ｉ…内部空間、７…吸光部材、１０…第１光源、１２…第２光源、２１…光ガイド、３０…回転体、３５…軸受け部材、４１…集光レンズ、４２…第１反射部材、５１…第１検出部材、６１…可動部材、６２…ボタン本体、６３…支持部、６４…バネ、７２…第２反射部材、８２，２８２…第２検出部材、９１…操作方向取得部、９２…操作検出部、１００…電子ペン、５００…電子機器

Claims (10)

1. 操作方向に関する情報を取得する第１検出部材と、
   外力が付加された場合に第１位置へ移動し、外力が付加されない場合に第２位置に移動する可動部材と、
   前記可動部材が前記第２位置にある場合に、特定の操作がされたことを検出する第２検出部材と、を備える電子機器。
2. 前記操作方向は、前記電子機器が移動する方向である、請求項１に記載の電子機器。
3. 第１照射光を出射する第１光源と、
   前記第１照射光を反射し、回転が可能な回転体と、を備え、
   前記第１検出部材は、前記第１照射光を受光する受光素子であり、
   前記第１検出部材は、前記回転体で反射される前記第１照射光の受光に基づいて、前記操作方向に関する情報を取得する、請求項１及び２のいずれか一項に記載の電子機器。
4. 第２照射光を出射する第２光源を備え、
   前記第２検出部材は、前記第２照射光を受光する受光素子であり、
   前記第２検出部材は、前記可動部材が前記第１位置にあるにある場合に前記第２照射光を受光し、前記可動部材が前記第２位置にある場合に前記第２照射光を受光しない、請求項３に記載の電子機器。
5. 前記可動部材において、前記第２検出部材と、前記第２照射光を吸光する吸光部材と、が設けられ、
   前記吸光部材は、前記可動部材が前記第２位置にある場合に、前記第２光源からの前記第２照射光が入射されるものである、請求項４に記載の電子機器。
6. 前記回転体と前記第１検出部材との光路の間に設けられ、前記回転体が反射した前記第１照射光を前記第１検出部材に向けて反射させる第１反射部材と、
   前記可動部材に設けられ、前記第２光源が出射した前記第２照射光を前記第２検出部材に向けて反射させる第２反射部材と、
   前記第１光源と、前記第２光源と、前記第１検出部材と、前記第２検出部材と、を設ける基板と、を備える、請求項４及び５のいずれか一項に記載の電子機器。
7. 前記基板において、前記第２照射光を吸光する吸光部材が設けられ、
   前記吸光部材は、前記可動部材が前記第２位置にある場合に、前記第２光源からの前記第２照射光が前記第２反射部材を介して入射されるものである、請求項６に記載の電子機器。
8. 前記第１光源から前記回転体までの光路上に設けられ、前記第１光源が出射した前記第１照射光の一部を分岐しつつ前記回転体に向けるハーフミラーを備え、
   前記第２検出部材は、前記第１照射光を受光する受光素子であり、
   前記第２検出部材は、前記可動部材が前記第１位置にある場合に、前記ハーフミラーによって分岐された前記第１照射光の他の一部を受光し、前記可動部材が前記第２位置にある場合に、前記ハーフミラーによって分岐された前記第１照射光の他の一部を受光しない、請求項３に記載の電子機器。
9. 前記回転体と前記第１検出部材との光路の間に設けられ、前記回転体が反射した前記第１照射光を前記第１検出部材に向けて反射させる第１反射部材と、
   前記ハーフミラーと、前記ハーフミラーによって分岐された前記第１照射光の他の一部を前記可動部材に向けて反射する反射部と、を有する光学部材と、
   前記可動部材に設けられ、前記第１照射光の他の一部を前記第２検出部材に向けて反射させる第２反射部材と、
   前記第１光源と、前記第１検出部材と、前記第２検出部材と、を設ける基板と、を備える、請求項８に記載の電子機器。
10. 前記基板に、前記第２照射光を吸光する吸光部材が設けられ、
    前記吸光部材に、前記可動部材が前記第２位置にある場合に、前記第１光源からの前記第１照射光が前記ハーフミラーを介して入射される、請求項９に記載の電子機器。

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