JP3327056B2 - Pen-type input device - Google Patents
Pen-type input deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、タブレットを用いず
に簡便に使用可能なペン型入力装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pen-type input device which can be easily used without using a tablet.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、コンピュータ等の機械に対し
て位置やコマンドの指示を行うポインティングデバイス
としては、マウスがよく知られている。このマウスは、
使用者の手全体で操作を行うため、文字を書く等の細か
い動きに対応することが困難であるという問題を有して
いた。2. Description of the Related Art Conventionally, a mouse has been well known as a pointing device for instructing a position such as a command to a machine such as a computer. This mouse
Since the operation is performed with the entire user's hand, there is a problem that it is difficult to respond to fine movements such as writing characters.
【０００３】また、スティックや円盤状の操作体に対し
て指先で力を加えることによってポインティングを行う
もの（例えばＩＢＭ社：Track Point （商標名）、イン
ターリンク社：Porta Point （商標名）等）は、操作に
要するスペースは少なくて済む。しかしながら、独特の
操作感覚を必要とするために、慣れが必要であるという
問題を有していた。[0003] In addition, pointing (for example, IBM: Track Point (trade name), Interlink: Porta Point (trade name), etc.) is performed by applying force with a fingertip to a stick or a disk-shaped operating body. Requires less space for operation. However, there is a problem that the user needs to get used to the device because it requires a unique operation feeling.
【０００４】これに対し、例えば特開平６１−２２６８
２６号公報による位置検出装置には、ペン型をした入力
装置が記載されている。この入力装置の位置検出部は、
平行に配列された複数の長尺の磁性体と、この磁性体の
周囲に直交する方向に所定の間隔で配設された複数の検
出線と、上記磁性体及び検出線の周囲のほぼ全域に亘っ
て複数回巻回された励磁線とを備えている。この励磁線
に、駆動電流源から所定周期の交番電流を供給して磁束
を発生させる。そして、この磁束により上記複数の検出
線に誘起された電圧を信号検出回路で次々と取出してそ
の差分を取り、差分電圧が所定の基準電圧と等しくなる
位置を算出する。こうして、定常的な磁界を発生する位
置指定用磁気発生器である入力ペンにより位置検出部上
の指定位置を求めると共に、位置検出回路で差分電圧の
傾きを検出して、該入力ペンの位置検出部に対する高さ
を求める。On the other hand, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-2268
In the position detecting device disclosed in Japanese Patent Publication No. 26, a pen-shaped input device is described. The position detection unit of the input device includes:
A plurality of long magnetic bodies arranged in parallel, a plurality of detection lines arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the periphery of the magnetic body, and a substantially whole area around the magnetic body and the detection lines. And an excitation wire wound a plurality of times over the excitation wire. A magnetic flux is generated by supplying an alternating current of a predetermined period from the drive current source to this excitation line. Then, the voltages induced on the plurality of detection lines by the magnetic flux are successively taken out by the signal detection circuit, and the difference between them is obtained, and a position where the difference voltage becomes equal to a predetermined reference voltage is calculated. Thus, the designated position on the position detecting unit is obtained by the input pen which is the position specifying magnetic generator for generating a stationary magnetic field, and the inclination of the differential voltage is detected by the position detecting circuit to detect the position of the input pen. Find the height for the part.
【０００５】したがって、上記特開平６１−２２６８２
６号公報の位置検出装置を用いれば、人間が従来から使
用している筆記用具と同じ感覚で使用できるため、細か
い動作を入力することが可能である。[0005] Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-22682 is disclosed.
The use of the position detecting device disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 6-204, allows a human to use the writing instrument with the same feeling as that of a conventional writing instrument, so that a fine motion can be input.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平６１−２２６８２６号公報に記載の装置は、特
殊なタブレットを必要とするものであった。こうしたタ
ブレットを使用するということは、使用場所の制限して
しまうという問題を有する。特に、携帯機器の入力装置
として用いる場合には、使用場所を制限するタブレット
の存在が携帯性を損ねることになってしまう。However, the device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-226826 described above requires a special tablet. Using such a tablet has the problem of limiting the place of use. In particular, when used as an input device of a portable device, the presence of a tablet that restricts the place of use impairs portability.
【０００７】このようなタブレットを必要としないペン
型の入力装置としては、「ＣＡＳＩＯ社：ペンマウス
（商標名）」等がある。これは、ペン先に取り付けた小
型のボールの回転によってペンの移動を検出するもので
ある。こうした入力装置に於いては、ボール及びペン先
の部分がペン先と同じ程度に小さくなければ、ペンと同
様の操作感を得ることは困難である。しかしながら、該
装置の構造上、ボール及び回転検出部をあまり小さくす
ることができず、それ故ペンの操作感を得ることができ
にくいという問題があった。この発明は上記実情に基い
てなされたものであり、その目的はタブレットを必要と
しないペン型入力装置を提供することである。[0007] As a pen-type input device that does not require such a tablet, there is "CASIO Corporation: Pen Mouse (trade name)" or the like. This is to detect the movement of the pen by the rotation of a small ball attached to the pen tip. In such an input device, unless the ball and the pen tip are as small as the pen tip, it is difficult to obtain the same operational feeling as the pen. However, due to the structure of the device, there is a problem that the ball and the rotation detecting unit cannot be made very small, and therefore, it is difficult to obtain a pen operation feeling. The present invention has been made based on the above situation, and an object of the present invention is to provide a pen-type input device that does not require a tablet.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、一
端に開口を有するペン型形状の装置本体と、この装置本
体の上記開口よりその一端が露出されて外部からの力が
伝達される作用部材と、上記装置本体に取り付けられて
上記作用部材を支持する支持部材と、上記作用部材に取
り付けられて該作用部材の移動に基いて移動自在の所定
質量を有する重りと、この重り若しくは上記作用部材に
取り付けられて該作用部材の移動に基いて移動自在の少
なくとも１つの電極を有する可動電極板と、上記支持部
材に取り付けられて上記可動電極板に対向するように配
置された少なくとも１つの電極を有する固定電極板と、
上記可動電極板と固定電極板との間に生じる静電容量を
測定し、上記重りに加えられた３次元の力及び加速度ベ
クトルを抽出する力ベクトル加速度測定手段と、この力
ベクトル加速度測定手段の抽出出力を、上記作用部材の
移動方向、移動量及びポインティングデバイスのクリッ
ク若しくはドラッグの釦動作に変換するインタフェース
と、を具備し、上記可動電極板及び上記固定電極板は、
それぞれ、上記作用部材の中心部に配置された中心電極
と、該中心電極の周囲に上記作用部材の垂直方向に対向
配置された周囲電極とから成り、上記力ベクトル加速度
測定手段は、上記中心電極間の静電容量を上記作用部材
の長手方向の力成分及び加速度ベクトルに変換する長手
方向力ベクトル加速度測定手段と、上記周囲電極間の静
電容量を上記作用部材の垂直方向の力成分及び加速度ベ
クトルに変換する垂直方向力ベクトル加速度測定手段と
から成ることを特徴とする。更にこの発明は、一端に開
口を有するペン型形状の装置本体と、この装置本体の上
記開口よりその一端が露出されて外部からの力が伝達さ
れる作用部材と、上記装置本体に取り付けられて上記作
用部材を支持する支持部材と、上記作用部材に取り付け
られて該作用部材の移動に基いて移動自在の所定質量を
有する重りと、この重り若しくは上記作用部材の長手方
向の側面で、該作用部材に垂直の第１の方向及び該第１
の方向と直交する第２の方向に取り付けられて、該作用
部材の移動に基いて移動自在の電極を有する可動電極板
と、上記支持部材に取り付けられて上記可動電極板に対
向するように配置され、且つ上記第１の方向及び第２の
方向のうち少なくとも一対は上記作用部材の長手方向に
分割された第１及び第２の固定電極板を有するもので、
上記可動電極板の移動により上記第１及び第２の固定電
極板の一方と上記可動電極板との対向面積が減ると共に
上記第１及び第２の固定電極板の一方と上記可動電極板
との対向面積が増えるように配置された固定電極板と、
上記可動電極板と固定電極板との間に生じる静電容量を
測定し、上記重りに加えられた３次元の力及び加速度ベ
クトルを抽出する力ベクトル加速度測定手段と、この力
ベクトル加速度測定手段の抽出出力を、上記作用部材の
移動方向、移動量及びポインティングデバイスのクリッ
ク若しくはドラッグの釦動作に変換するインタフェース
と、を具備し、上記力ベクトル加速度測定手段は、上記
可動電極板と固定電極板との間に生じる静電容量を上記
可動電極板と上記第１の固定電極板間の電圧と、上記可
動電極板と上記第２の固定電極板間の電圧との差に基い
て上記作用部材の長手方向の力成分及び加速度ベクトル
に変換する長手方向力ベクトル加速度測定手段と、上記
可動電極板と上記固定電極板間の静電容量を上記作用部
材の垂直方向の力成分及び加速度ベクトルに変換する垂
直方向力ベクトル加速度測定手段とから成ることを特徴
とする。 That is, the present invention provides a pen-shaped device main body having an opening at one end, and an operating member to which one end is exposed from the opening of the device main body and an external force is transmitted. And a support member attached to the apparatus main body and supporting the operating member; a weight attached to the operating member and having a predetermined mass movable based on the movement of the operating member; and the weight or the operating member. A movable electrode plate having at least one electrode attached to the movable member based on the movement of the action member, and at least one electrode attached to the support member and arranged to face the movable electrode plate. A fixed electrode plate having
An electrostatic capacitance generated between the movable electrode plate and the fixed electrode plate is measured, and the force vector acceleration measuring means for extracting a three-dimensional force and acceleration vectors applied to the weight, of the force vector acceleration measuring means the extract output, the direction of movement of the working member, interface which converts the amount of movement and the pointing device click or drag the button operation
And the movable electrode plate and the fixed electrode plate,
A center electrode disposed at the center of the working member,
And the periphery of the center electrode is opposed to the action member in the vertical direction.
And the above-described force vector acceleration
The measuring means determines the capacitance between the center electrodes by the action member
To be converted to the longitudinal force component and acceleration vector
The static force between the directional force vector acceleration measuring means and the surrounding electrodes
The capacitance is determined by the vertical force component and acceleration
Vertical force vector acceleration measuring means for converting to vector
Characterized by comprising: In addition, the present invention opens at one end.
A pen-shaped device main body having a mouth, and
One end is exposed from the opening to transmit external force.
And an operation member attached to the device main body.
A support member for supporting the member for use, and attached to the working member
A predetermined mass movable based on the movement of the action member.
Weight and the longitudinal direction of the weight or the working member
A first direction perpendicular to the working member and the first direction
Mounted in a second direction orthogonal to the direction of
A movable electrode plate having an electrode movable based on the movement of a member
And the movable electrode plate attached to the support member.
And the first direction and the second direction
At least one of the directions is in the longitudinal direction of the working member.
Having divided first and second fixed electrode plates,
The first and second fixed electrodes are moved by the movement of the movable electrode plate.
As the facing area between one of the electrode plates and the movable electrode plate decreases,
One of the first and second fixed electrode plates and the movable electrode plate
A fixed electrode plate arranged so as to increase the facing area with
The capacitance generated between the movable electrode plate and the fixed electrode plate is
Measure and measure the three-dimensional force and acceleration applied to the weight.
Force vector acceleration measuring means for extracting the vector and this force
The extracted output of the vector acceleration measuring means is
Movement direction, amount of movement and click of pointing device
Interface to convert to click or drag button operation
Wherein the force vector acceleration measuring means comprises:
The capacitance generated between the movable electrode plate and the fixed electrode plate
The voltage between the movable electrode plate and the first fixed electrode plate;
Based on the difference between the voltage between the moving electrode plate and the second fixed electrode plate,
The longitudinal force component and acceleration vector of the action member
A longitudinal force vector acceleration measuring means for converting the
The capacitance between the movable electrode plate and the fixed electrode plate
The vertical force component of the material and the vertical
Characterized by comprising a direct force vector acceleration measuring means.
And
【０００９】またこの発明は、一端に開口を有するペン
型形状の装置本体と、この装置本体の上記開口よりその
一端が露出されて外部からの力が伝達される作用部材
と、上記装置本体に取り付けられて上記作用部材を支持
する支持部材と、上記作用部材に取り付けられて該作用
部材の移動に基いて移動自在の所定質量を有する重り
と、この重り若しくは上記作用部材に取り付けられて該
作用部材の移動に基いて移動自在の少なくとも１つの電
極を有する可動電極板と、上記支持部材に取り付けられ
て上記可動電極板に対向するように配置された少なくと
も１つの電極を有する固定電極板と、上記可動電極板と
固定電極板との間に生じる静電容量を測定し、上記重り
に加えられた３次元の力及び加速度ベクトルを抽出する
力ベクトル加速度測定手段と、この力ベクトル加速度測
定手段の抽出出力を、上記作用部材の移動方向、移動量
及びアップ／ダウン並びに筆圧の情報に変換するインタ
フェースと、を具備し、上記可動電極板及び上記固定電
極板は、それぞれ、上記作用部材の中心部に配置された
中心電極と、該中心電極の周囲に上記作用部材の垂直方
向に対向配置された周囲電極とから成り、上記力ベクト
ル加速度測定手段は、上記中心電極間の静電容量を上記
作用部材の長手方向の力成分及び加速度ベクトルに変換
する長手方向力ベクトル加速度測定手段と、上記周囲電
極間の静電容量を上記作用部材の垂直方向の力成分及び
加速度ベクトルに変換する垂直方向力ベクトル加速度測
定手段とから成ることを特徴とする。 更にこの発明は、
一端に開口を有するペン型形状の装置本体と、この装置
本体の上記開口よりその一端が露出されて外部からの力
が伝達される作用部材と、上記装置本体に取り付けられ
て上記作用部材を支持する支持部材と、上記作用部材に
取り付けられて該作用部材の移動に基いて移動自在の所
定質量を有する重りと、この重り若しくは上記作用部材
の長手方向の側面で、該作用部材に垂直の第１の方向及
び該第１の方向と直交する第２の方向に取り付けられ
て、該作用部材の移動に基いて移動自在の電極を有する
可動電極板と、上記支持部材に取り付けられて上記可動
電極板に対向するように配置され、且つ上記第１の方向
及び第２の方向のうち少なくとも一対は上記作用部材の
長手方向に分割された第１及び第２の固定電極板を有す
るもので、上記可動電極板の移動により上記第１及び第
２の 固定電極板の一方と上記可動電極板との対向面積が
減ると共に上記第１及び第２の固定電極板の一方と上記
可動電極板との対向面積が増えるように配置された固定
電極板と、上記可動電極板と固定電極板との間に生じる
静電容量を測定し、上記重りに加えられた３次元の力及
び加速度ベクトルを抽出する力ベクトル加速度測定手段
と、この力ベクトル加速度測定手段の抽出出力を、上記
作用部材の移動方向、移動量及びアップ／ダウン並びに
筆圧の情報に変換するインタフェースと、を具備し、上
記力ベクトル加速度測定手段は、上記可動電極板と固定
電極板との間に生じる静電容量を上記可動電極板と上記
第１の固定電極板間の電圧と、上記可動電極板と上記第
２の固定電極板間の電圧との差に基いて上記作用部材の
長手方向の力成分及び加速度ベクトルに変換する長手方
向力ベクトル加速度測定手段と、上記可動電極板と上記
固定電極板間の静電容量を上記作用部材の垂直方向の力
成分及び加速度ベクトルに変換する垂直方向力ベクトル
加速度測定手段とから成ることを特徴とする。 The present invention also provides a pen-shaped device main body having an opening at one end, an operating member having one end exposed through the opening of the device main body, and transmitting an external force. A support member attached to support the operation member, a weight attached to the operation member and having a predetermined mass movable based on the movement of the operation member, and a weight attached to the weight or the operation member, A movable electrode plate having at least one electrode movable based on the movement of the member, and a fixed electrode plate having at least one electrode attached to the support member and arranged to face the movable electrode plate; an electrostatic capacitance generated between the movable electrode plate and the fixed electrode plate was measured, the force vector acceleration measurement to extract a three-dimensional force and acceleration vectors applied to the weight Comprising the stage, the extraction output of the force vector acceleration measuring means, and interface <br/> phosphate scan converting the moving direction, moving amount and up / down and pen pressure information of the working member, and the movable Electrode plate and the above fixed electrode
The electrode plates are respectively arranged at the center of the working member.
A center electrode, and a vertical direction of the action member around the center electrode.
And the surrounding electrodes arranged opposite to each other in the direction
The acceleration measurement means measures the capacitance between the center electrodes as described above.
Convert to longitudinal force component and acceleration vector of working member
Longitudinal force vector acceleration measuring means
The capacitance between the poles is the vertical force component of the action member and
Vertical force vector acceleration measurement converted to acceleration vector
And setting means. Further, the present invention
Pen-shaped device main body having an opening at one end, and this device
One end is exposed from the above opening of the main body and external force
And an operating member to which the
A supporting member for supporting the operating member,
Attachable and movable based on the movement of the working member
A weight having a constant mass and the weight or the working member
In a first direction perpendicular to said working member on the longitudinal side of
And mounted in a second direction orthogonal to the first direction.
And has an electrode movable based on the movement of the action member.
A movable electrode plate and the movable member attached to the support member.
The first direction is disposed so as to face the electrode plate;
And at least one pair of the second direction
It has first and second fixed electrode plates divided in the longitudinal direction
The first and second movable electrodes are moved by moving the movable electrode plate.
The facing area between one of the two fixed electrode plates and the movable electrode plate is
And one of the first and second fixed electrode plates and
Fixing arranged to increase the area facing the movable electrode plate
Between the electrode plate and the movable and fixed electrode plates
Measure the capacitance and apply the three-dimensional force applied to the weight
Vector acceleration measuring means for extracting the acceleration and acceleration vector
And the extracted output of the force vector acceleration measuring means
Moving direction, moving amount and up / down of the action member, and
And an interface for converting into pen pressure information.
The force vector acceleration measuring means is fixed to the movable electrode plate.
The capacitance generated between the movable electrode plate and the
The voltage between the first fixed electrode plate, the movable electrode plate and the
2 based on the difference between the voltage between the two fixed electrode plates.
Longitudinal direction converted to longitudinal force component and acceleration vector
Directional force vector acceleration measuring means, the movable electrode plate and the
The capacitance between the fixed electrode plates is determined by the vertical force of the action member.
Normal force vector converted to component and acceleration vector
And acceleration measuring means.
【００１０】[0010]
【作用】この発明のペン型入力装置にあっては、任意の
支持面上でペン型入力装置を押しつけるか若しくはスラ
イドさせることにより、任意の方向・速度でカーソルを
移動することができ、また、ポインティングデバイスの
クリックやドラッグ等の釦操作が可能となる。更に、任
意の支持面上で行った文字や図形等の描画動作を抽出
し、描画した文字や図形を認識してホストコンピュータ
に送信することが可能となる。According to the pen-type input device of the present invention, the cursor can be moved in any direction and at any speed by pressing or sliding the pen-type input device on any support surface. Button operations such as click and drag of the pointing device can be performed. Further, it is possible to extract a drawing operation of a character or a figure performed on an arbitrary support surface, recognize the drawn character or figure, and transmit the recognized character or figure to a host computer.
【００１１】更にこの発明のペン型入力装置にあって
は、任意の支持面上で行った文字や図形等の描画動作を
抽出することができ、また筆圧の変化に応じて電子イン
クの太さ等を変化させることにより、筆ペンと同様の書
き味を実現することができる。また、任意の支持面上で
行った文字や図形等の描画動作を抽出して、ホストコン
ピュータに送信すると同時に、インクや黒鉛芯を用いて
支持面上に描画を行うことが可能となる。Further, in the pen-type input device of the present invention, it is possible to extract a drawing operation of a character or a figure performed on an arbitrary supporting surface, and to change the thickness of the electronic ink in response to a change in the pen pressure. By changing the height or the like, it is possible to achieve the same writing taste as a brush pen. In addition, it is possible to extract a drawing operation of a character, a figure, or the like performed on an arbitrary support surface, transmit the extracted operation to a host computer, and simultaneously draw on the support surface using ink or a graphite core.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図１は、この発明の第１の実施例を示すもの
で、図１（ａ）はペン型入力装置が適用されたポインテ
ィングデバイスの全体の基本的な構成を示した図、図１
（ｂ）は同図（ａ）の重錘体及びその周辺部の構成を示
した図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a diagram showing the entire basic configuration of a pointing device to which a pen-type input device is applied.
(B) is a figure which showed the structure of the weight body of the same figure (a), and its peripheral part.
【００１３】ペン型形状の装置本体１内に、任意の質量
を有した重りである重錘体２が固定されたスティック３
が回動可能に取り付けられている。このスティック３
は、このペン型入力装置のペン先に相当する部分であ
り、該スティック３の先端を含む一部が、本体１の一端
に形成された開口１ａより外部に露出される。A stick 3 in which a weight 2 having an arbitrary mass is fixed in a pen-shaped apparatus main body 1.
Are rotatably mounted. This stick 3
Is a portion corresponding to the pen tip of the pen-type input device, and a part including the tip of the stick 3 is exposed to the outside through an opening 1 a formed at one end of the main body 1.
【００１４】上記重錘体２は、例えば図示の如く円錐形
状に構成されており、その底面部には複数の電極を有す
る可動電極板４が配設されている。また、本体１内で可
動電極板４と対向する位置には、複数の電極を有する固
定電極板５が配置されている。The weight 2 has a conical shape, for example, as shown in the figure, and a movable electrode plate 4 having a plurality of electrodes is disposed on the bottom surface thereof. Further, a fixed electrode plate 5 having a plurality of electrodes is arranged at a position facing the movable electrode plate 4 in the main body 1.
【００１５】一方、本体１内で、固定電極板５より後方
（図１（ａ）にて右側）には、力・加速度処理装置６、
処理装置７、バッテリ８が収納されている。また、本体
１の側面には、サイドスイッチ９が設けられている。更
に、本体１の後端部には、通信用ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）１０が設けられている。On the other hand, in the main body 1, behind the fixed electrode plate 5 (right side in FIG. 1A), a force / acceleration processing device 6,
The processing device 7 and the battery 8 are stored. A side switch 9 is provided on a side surface of the main body 1. Further, a communication LED (light emitting diode) 10 is provided at a rear end of the main body 1.
【００１６】尚、力・加速度処理装置６、処理装置７、
バッテリ８の配置は、図１に示されるものに限られず、
本体１内で固定電極板５より後方であれば何れに配置さ
れても良い。The force / acceleration processing device 6, processing device 7,
The arrangement of the battery 8 is not limited to that shown in FIG.
Any position behind the fixed electrode plate 5 in the main body 1 may be used.
【００１７】図２は、図１のポインティングデバイスの
ブロック構成図である。可動電極板４及び固定電極板５
より得られた出力は、力・加速度処理装置６に供給され
る。この力・加速度処理装置６では、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸
方向の力・加速度成分Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚが算出される。
そして、処理装置７では、これら力・加速度成分Ｖｘ、
Ｖｙ、Ｖｚに基いて、装置のＸ、Ｙ方向の移動量及びマ
ウス釦（図示せず）の動作に変換される。上記処理装置
７には、例えばマウス釦として動作可能なサイドスイッ
チ９からも信号が入力される。処理装置７に得られた情
報は、通信用ＬＥＤ１０を通して図示されないホストコ
ンピュータに送信される。FIG. 2 is a block diagram of the pointing device of FIG. Movable electrode plate 4 and fixed electrode plate 5
The obtained output is supplied to the force / acceleration processing device 6. The force / acceleration processing device 6 calculates force / acceleration components Vx, Vy, Vz in the X, Y, and Z axial directions.
Then, in the processing device 7, these force / acceleration components Vx,
Based on Vy and Vz, it is converted into the amount of movement of the apparatus in the X and Y directions and the operation of a mouse button (not shown). A signal is also input to the processing device 7 from, for example, a side switch 9 operable as a mouse button. Information obtained by the processing device 7 is transmitted to a host computer (not shown) through the communication LED 10.
【００１８】尚、可動電極板、固定電極板の配置及び力
・加速度処理装置の動作については、特開平４−１４８
８３３号公報の「力・加速度・磁気の検出装置」に於け
る検出手法等を用いる。The arrangement of the movable electrode plate and the fixed electrode plate and the operation of the force / acceleration processing device are described in JP-A-4-148.
For example, the detection method and the like described in “Detection device for force / acceleration / magnetism” in JP-A-833 are used.
【００１９】また、図１に於いてセンサ処理装置７は固
定電極板５と分離して示されているが、固定電極板５
（若しくは可動電極板４）上に設置されていても構わな
い。図３は、可動電極板４及び固定電極板５の電極の配
置の一例を示したものである。尚、可動電極板４及び固
定電極板５の電極は、それぞれ対向する位置に配置され
るため、図３に於いては固定電極板５電極の配置例のみ
示すが、可動電極板４の電極についても同様である。Although the sensor processing device 7 is shown separately from the fixed electrode plate 5 in FIG.
(Or the movable electrode plate 4). FIG. 3 shows an example of the arrangement of the electrodes of the movable electrode plate 4 and the fixed electrode plate 5. Since the electrodes of the movable electrode plate 4 and the fixed electrode plate 5 are arranged at opposing positions, only an example of the arrangement of the fixed electrode plate 5 is shown in FIG. The same is true for
【００２０】同図に於いて、電極板の中心部には電極Ｚ
が形成されている。そして、この電極Ｚの周囲で且つ同
心円上に、電極Ｘ+ 、Ｙ+ 、Ｘ- 、Ｙ- が図示の如く配
置されている。In FIG. 1, an electrode Z is provided at the center of the electrode plate.
Are formed. Then, and concentrically around the electrode Z, the electrode X +, Y +, X - , Y - is disposed as shown.
【００２１】可動電極板４及び固定電極板５上の対向す
る電極Ｘ+ 、Ｘ- 、Ｙ+ 、Ｙ- 、Ｚは、それぞれコンデ
ンサを構成している。スティック３に力が加わるか、重
錘体２に加速度が加わると、上述した各コンデンサの容
量が変化する。電極Ｘ+ によって形成されるコンデンサ
の容量をＣ（Ｘ+ ）と表すと、図示Ｘ及びＹ方向にかか
る力・加速度成分Ｖｘ、Ｖｙは、各方向のコンデンサの
容量差の関数によって表すことができる。同様に、ステ
ィック３の長手方向であるＺ方向にかかる力・加速度成
分Ｖｚも、Ｃ（Ｚ）として表すことができる。The electrodes opposed on the movable electrode plate 4 and the fixed electrode plate 5 X +, X -, Y +, Y -, Z constitute a capacitor, respectively. When a force is applied to the stick 3 or an acceleration is applied to the weight body 2, the capacitance of each of the above-described capacitors changes. When the capacitance of the capacitor formed by the electrode X + is represented as C (X + ), the force / acceleration components Vx and Vy applied in the illustrated X and Y directions can be represented by a function of the capacitance difference of the capacitor in each direction. . Similarly, stearyl
The force / acceleration component Vz applied in the Z direction, which is the longitudinal direction of the kick 3, can also be expressed as C (Z).
【００２２】すなわち、力・加速度成分Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖ
ｚは Ｖｘ＝ｆ（Ｃ（Ｘ+ ）−Ｃ（Ｘ- ）） Ｖｙ＝ｇ（Ｃ（Ｙ+ ）−Ｃ（Ｙ- ）） Ｖｚ＝ｈ（Ｃ（Ｚ）） のように表される。That is, the force / acceleration components Vx, Vy, V
z is expressed as follows: Vx = f (C (X + ) - C (X-)) Vy = g (C (Y + ) - C (Y-)) Vz = h (C (Z))
【００２３】図４は、力・加速度処理装置６に於ける処
理回路の一例を示したものである。この図では、各容量
を一旦Ｃ（容量）／Ｖ（電圧）変換器によって電圧に変
換してから差分をとっている。FIG. 4 shows an example of a processing circuit in the force / acceleration processing device 6. In this figure, each capacitance is once converted into a voltage by a C (capacity) / V (voltage) converter, and the difference is obtained.
【００２４】図４に於いて、コンデンサ１２、１３、１
４、１５、１６は、可動電極板４と固定電極板５間の電
極によって構成される。上記コンデンサ１２、１３、１
４、１５、１６にて得られた容量Ｃ（Ｘ+ ）、Ｃ（Ｘ
- ）、Ｃ（Ｙ+ ）、Ｃ（Ｙ- ）、Ｃ（Ｚ）は、それぞれ
Ｃ／Ｖ変換器１７、１８、１９、２０、２１にて電圧値
に変換される。上記Ｃ／Ｖ変換器１７と１８の出力は差
動増幅器２２に、Ｃ／Ｖ変換器１９と２０の出力は差動
増幅器２３に供給されて、それぞれの電圧値の間で差分
がとられる。In FIG. 4, capacitors 12, 13, 1
Reference numerals 4, 15 and 16 are constituted by electrodes between the movable electrode plate 4 and the fixed electrode plate 5. The capacitors 12, 13, 1
The capacitances C (X + ), C (X
− ), C (Y + ), C (Y − ), and C (Z) are converted to voltage values by C / V converters 17, 18, 19, 20, and 21, respectively. The outputs of the C / V converters 17 and 18 are supplied to a differential amplifier 22, and the outputs of the C / V converters 19 and 20 are supplied to a differential amplifier 23, where a difference is obtained between the respective voltage values.
【００２５】そして、差動増幅器２２の出力はＸ軸方向
の力・加速度成分Ｖｘとして出力される。同様に、差動
増幅器２３の出力はＹ軸方向の力・加速度成分Ｖｙとし
て出力される。また、Ｃ／Ｖ変換器２１の出力は、増幅
器２４を介してＺ軸方向の力・加速度成分Ｖｚとして出
力される。The output of the differential amplifier 22 is output as a force / acceleration component Vx in the X-axis direction. Similarly, the output of the differential amplifier 23 is output as a force / acceleration component Vy in the Y-axis direction. The output of the C / V converter 21 is output as a force / acceleration component Vz in the Z-axis direction via the amplifier 24.
【００２６】このような構成のポインティングデバイス
に於いて、装置本体１を手に把持して、机や膝の上等の
任意の支持面上でスライドさせるか、支持面上で押えつ
ける。すると、ペン先のスティック３に力が加わり、可
動電極板４と固定電極板５の間隙が僅かに変化する。或
いは、本体１を手に持った状態のまま空中で移動させる
と、加速度が生じ、重錘体２が僅かに移動する。する
と、重錘体２の移動に応じて、同様に可動電極板４と固
定電極板５の間隙が僅かに変化する。In the pointing device having such a configuration, the apparatus main body 1 is grasped by a hand and slid on an arbitrary supporting surface such as a desk or a knee or pressed on the supporting surface. Then, a force is applied to the stick 3 at the pen tip, and the gap between the movable electrode plate 4 and the fixed electrode plate 5 slightly changes. Alternatively, when the main body 1 is moved in the air while being held in a hand, an acceleration is generated and the weight 2 moves slightly. Then, similarly, the gap between the movable electrode plate 4 and the fixed electrode plate 5 slightly changes according to the movement of the weight body 2.
【００２７】上記可動電極板４と固定電極板５には、図
３に示されるような複数個の電極がプリントされて、図
４に示されるようなコンデンサ１２〜１６が構成されて
いる。したがって、コンデンサ１２〜１６による電極間
の容量が力・加速度処理装置６に於いて測定・演算され
ることで、ペン先に加えられた力及び加速度の方向及び
大きさが算出される。A plurality of electrodes as shown in FIG. 3 are printed on the movable electrode plate 4 and the fixed electrode plate 5 to constitute capacitors 12 to 16 as shown in FIG. Therefore, by measuring and calculating the capacitance between the electrodes by the capacitors 12 to 16 in the force / acceleration processing device 6, the direction and magnitude of the force and acceleration applied to the pen tip are calculated.
【００２８】このようにして、力・加速度処理装置６に
於いて算出されたＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向の力・加速度成
分Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚは、処理装置７に送出される。そし
て、この処理装置７にて、Ｘ、Ｙ軸方向の力・加速度成
分はそれぞれマウスのＸ、Ｙ方向の移動量に変換され
る。また、Ｚ軸方向の力・加速度成分は、予め設定され
た閾値と比較され、マウス釦の動作に変換される。The force / acceleration components Vx, Vy, Vz in the X, Y, and Z directions calculated by the force / acceleration processor 6 in this manner are sent to the processor 7. Then, in this processing device 7, the force / acceleration components in the X and Y axis directions are respectively converted into the movement amounts of the mouse in the X and Y directions. Further, the force / acceleration component in the Z-axis direction is compared with a preset threshold value and converted into a mouse button operation.
【００２９】尚、Ｚ軸方向の力・加速度成分は、筆圧情
報として変換することによって、ポインティングデバイ
スを電子的な筆ペンとして実現することも可能である。
上記筆圧情報は、この他にもコマンド選択等にも用いる
ことが可能である。By converting the force / acceleration components in the Z-axis direction as pen pressure information, the pointing device can be realized as an electronic pen.
The pen pressure information can also be used for command selection and the like.
【００３０】移動量及び釦（筆圧）の動作は、通信用Ｌ
ＥＤ１０を通して、図示されないホストコンピュータに
送信される。ホストコンピュータとの通信部分は、有線
であっても、電波等による他の無線通信手段を用いても
良い。The movement amount and the operation of the button (pen pressure) are controlled by the communication L
The data is transmitted to a host computer (not shown) through the ED 10. The communication portion with the host computer may be wired, or other wireless communication means using radio waves or the like may be used.
【００３１】上記サイドスイッチ９は、マウス釦の動作
と同様か、或いはダブルクリックやドラッグ等のアクシ
ョンに割り当てることができる。また、ポインティング
デバイスが２つ以上の釦を有している場合には、サイド
スイッチ９を他方の釦に割り当てても良い。The side switch 9 can be assigned to an action similar to the operation of a mouse button, or to an action such as double click or drag. When the pointing device has two or more buttons, the side switch 9 may be assigned to the other button.
【００３２】尚、上述した実施例のようなペン型のポイ
ンティングデバイスをタブレット無しで用いる場合に
は、使用者の指で装置本体を把持した時に、ペン軸の上
下関係が正しくなっていなければ、正しくポインティン
グ動作を行うことができない。しかしながら、このポイ
ンティングデバイスに於いては、本体が回転した場合で
も、重力の方向からペンの回転角と傾きを得て、これを
自動補正することができるので、手に持って使用する際
に、特にペンの把持方向を気にする必要がない。In the case where the pen-type pointing device as in the above-described embodiment is used without a tablet, if the vertical relationship between the pen axes is not correct when the user holds the apparatus main body with his / her finger, The pointing operation cannot be performed correctly. However, in this pointing device, even when the main body rotates, the rotation angle and tilt of the pen can be obtained from the direction of gravity, and these can be automatically corrected. In particular, there is no need to worry about the direction in which the pen is held.
【００３３】このように、本実施例によれば、ペン先と
なるスティックを支持面から浮かせて移動させた場合に
も、加速度情報によってペンの移動量を求めることがで
き、より正確なポインティング動作が可能である。As described above, according to this embodiment, even when the stick serving as the pen tip is lifted from the support surface and moved, the pen movement amount can be obtained from the acceleration information, and a more accurate pointing operation can be performed. Is possible.
【００３４】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。図５はこの発明の第２の実施例に従ったポイン
ティングデバイスとしての全体の基本的な構成を示した
図、図６は第２の実施例に於ける可動電極板及び固定電
極板の電極の配置例を示した図である。この例では、電
極板はペン軸に並行に、また重錘体はペン軸の後端に取
り付けられている。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram showing the entire basic configuration of a pointing device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing the electrodes of the movable electrode plate and the fixed electrode plate in the second embodiment. It is a figure showing an example of arrangement. In this example, the electrode plate is attached parallel to the pen shaft, and the weight is attached to the rear end of the pen shaft.
【００３５】ペン型形状の装置本体２７内には、ペン先
となる微動スティック２８が嵌装された中空パイプ２９
が、支持部材３０を介してダイヤフラム３１により支持
されている。微動スティック２８は、中空パイプ２９内
に嵌挿されてずれないようになっている。上記中空パイ
プ２９に於けるペン先と反対側には、重錘体３２が固着
されている。In a pen-shaped device main body 27, a hollow pipe 29 in which a fine movement stick 28 serving as a pen tip is fitted is provided.
Are supported by the diaphragm 31 via the support member 30. The fine movement stick 28 is inserted into the hollow pipe 29 so as not to shift. A weight 32 is fixed to the hollow pipe 29 on the side opposite to the pen tip.
【００３６】上記支持部材３０には、複数の電極を有す
る可動電極板３３が配設されている。この可動電極板３
３と略対向する位置には、複数の電極を有する固定電極
板３４が配設された固定部材３６が設けられている。こ
の固定部材３６は、固定部材３７により本体２７に固着
されている。この本体２７の側面には、サイドスイッチ
３８が設けられている。The support member 30 is provided with a movable electrode plate 33 having a plurality of electrodes. This movable electrode plate 3
A fixing member 36 provided with a fixed electrode plate 34 having a plurality of electrodes is provided at a position substantially facing 3. The fixing member 36 is fixed to the main body 27 by a fixing member 37. A side switch 38 is provided on a side surface of the main body 27.
【００３７】また、支点となるダイヤフラム３１からペ
ン先の微動スティック２８までの距離よりも、ダイヤフ
ラム３１から可動電極板３３までの距離が長い場合、微
動スティック２８に加わる力による変移が増幅され、検
出感度を高めることが可能となる。When the distance from the diaphragm 31 to the movable electrode plate 33 is longer than the distance from the diaphragm 31 serving as a fulcrum to the fine movement stick 28 at the pen tip, the displacement caused by the force applied to the fine movement stick 28 is amplified and detected. Sensitivity can be increased.
【００３８】尚、図５に於いては、可動電極板３３は中
空パイプ２９の側面に設置されているが、中空パイプ２
９を導電体で成形し、しかも図５に示されるように段差
を設けることによって、中空パイプ２９そのものに可動
電極板３３の役割を担わせることが可能となり、製作コ
ストを削減することができる。In FIG. 5, the movable electrode plate 33 is provided on the side of the hollow pipe 29.
By molding the conductor 9 with a conductor and providing a step as shown in FIG. 5, the hollow pipe 29 itself can play the role of the movable electrode plate 33, and the production cost can be reduced.
【００３９】加えて、ダイヤフラム３１や微動スティッ
ク２８や重錘体３２も含めて一体成形することにより、
更なるコスト削減が可能となる。図６は、上記可動電極
板３３、固定電極板３５及びその周辺部を拡大したもの
で、図６（ａ）は通常の状態を示した図、図６（ｂ）は
装置を垂直下方に押すか、同方向に加速度が加わった状
態を示した図である。尚、ここでは説明を簡便にするた
め、支持部材３０は省略してある。In addition, by integrally molding the diaphragm 31, the fine movement stick 28, and the weight 32,
Further cost reduction is possible. FIG. 6 is an enlarged view of the movable electrode plate 33, the fixed electrode plate 35 and the periphery thereof. FIG. 6 (a) shows a normal state, and FIG. 6 (b) pushes the device vertically downward. FIG. 4 is a diagram showing a state where acceleration is applied in the same direction. Note that the support member 30 is omitted here for the sake of simplicity.
【００４０】中空パイプ２９の４つの面上に配設された
可動電極板３３1 、３３2 、…（図６では３３1 、３３
2 のみ図示する）は、全て電気的に接合されている。固
定電極板３５は、対向する電極をＸ+ 、Ｘ- 、Ｙ+ 、Ｙ
- （電極Ｘ+ 、Ｘ- は図示せず）とする。また、固定電
極板３５の何れか一対の電極、この場合電極Ｙ+ 、Ｙ-
は、更に２分割して電極Ｙ+1、Ｙ+2、Ｙ-1、Ｙ-2とされ
る。The movable electrode plate 33 disposed on the four faces of the hollow pipe 29 1, 33 2, ... (in Fig. 6 33 1, 33
2 are all electrically connected. The fixed electrode plate 35, the opposing electrode X +, X -, Y + , Y
− (Electrodes X + and X − are not shown). Further, any one pair of electrodes of the fixed electrode plate 35, in this case, the electrodes Y + , Y −
Are further divided into two to form electrodes Y + 1 , Y + 2 , Y- 1 and Y- 2 .
【００４１】ポインティング動作が行われたり、文字や
線を書くと、ボールペンの芯に相当する微動スティック
２８の先に力が加わり、それに応じて芯を保持している
軸、すなわち中空パイプ２９が傾く。この中空パイプ２
９は変位電極であるので、固定電極板の電極Ｘ+ 、Ｘ
- 、Ｙ+ 、Ｙ- のそれぞれの方向に近付いたり、離れた
りする。この変化をここでは静電容量で捕らえ、電圧に
変換する。これら４方向の電圧の変化量をベクトルとみ
なし合成すると、力及び加速度の大きさと方向が検知で
きる。When a pointing operation is performed or characters or lines are written, a force is applied to the tip of the fine movement stick 28 corresponding to the core of the ballpoint pen, and the shaft holding the core, that is, the hollow pipe 29 is tilted accordingly. . This hollow pipe 2
Since 9 is a displacement electrode, the electrodes X + , X
-, Y +, Y - or close to each direction of, or away. Here, this change is captured by the capacitance and converted into a voltage. When the amounts of change in the voltages in these four directions are combined as a vector, the magnitude and direction of the force and acceleration can be detected.
【００４２】通常、図６（ａ）に示されるような状態に
あるが、微動スティック２８の先が垂直下方に押される
と、図６（ｂ）に示される状態になる。ここでは、電極
間の距離の変化は起らないが、相対する電極の面積が変
化する。つまり、微動スティック２８の先が垂直下方に
押されると、図示矢印Ｆで示される方向に中空パイプ２
９が移動される。これにより、可動電極板３３1 と対向
する部分の電極Ｙ+1の面積は減り、電極Ｙ+2は増える。
電極Ｙ-1、Ｙ-2についても同様である。Normally, the state is as shown in FIG. 6A. However, when the tip of the fine movement stick 28 is pressed vertically downward, the state shown in FIG. 6B is obtained. Here, the distance between the electrodes does not change, but the area of the opposing electrodes changes. That is, when the tip of the fine movement stick 28 is pressed vertically downward, the hollow pipe 2 is moved in the direction indicated by the arrow F in the figure.
9 is moved. Thus, the area of the movable electrode plate 33 1 and the opposing portions of the electrodes Y +1 is reduced, the electrodes Y +2 is increased.
The same applies to the electrodes Y -1 and Y -2 .
【００４３】したがって、微動スティック２８の変化に
よる可動電極板３３1 と電極Ｙ+1による静電容量の変化
は−ΔＣ、可動電極板３３1 と電極Ｙ+2による静電容量
の変化は＋ΔＣ、同様に可動電極板３３2 と電極Ｙ-1に
よる静電容量の変化は−ΔＣ、可動電極板３３2 と電極
Ｙ-2による静電容量の変化は＋ΔＣとなる。[0043] Thus, the change in capacitance by the movable electrode plate 33 1 and the electrode Y +1 due to the change of the fine stick 28 -DerutaC, a change in capacitance by the movable electrode plate 33 1 and the electrode Y +2 is + [Delta] C, Similarly the change in capacitance due to the movable electrode plate 33 2 and the electrode Y -1 is -DerutaC, a change in capacitance by the movable electrode plate 33 2 and the electrode Y -2 becomes + [Delta] C.
【００４４】静電容量は面積に比例するので、同じよう
に変化する。この第２の実施例では、Ｚ方向の力成分を
検出するために、Ｙ方向の電極を２分割している。Ｘ方
向の電極については、２分割の必要は必ずしもないが、
こちらも２分割することで、より高精度にＺ方向の力成
分を検出することが可能となる。Since the capacitance is proportional to the area, it changes similarly. In the second embodiment, the electrode in the Y direction is divided into two in order to detect the force component in the Z direction. It is not always necessary to divide the electrode into two in the X direction,
By dividing this also into two, it is possible to detect the force component in the Z direction with higher accuracy.
【００４５】各軸上に力が加えられたとき、各電極で構
成される容量の変化は、図７のように表される。図８
は、第２の実施例による力・加速度処理装置に於ける処
理回路の一例を示したものである。When a force is applied on each axis, the change in capacitance formed by each electrode is represented as shown in FIG. FIG.
Shows an example of a processing circuit in the force / acceleration processing device according to the second embodiment.
【００４６】コンデンサ４１、４２、４３、４４、４
５、４６により得られた容量Ｃ（Ｘ+）、Ｃ（Ｘ- ）、
Ｃ（Ｙ+1）、Ｃ（Ｙ+2）、Ｃ（Ｙ-1）、Ｃ（Ｙ-2）は、
Ｃ／Ｖ変換器４７、４８、４９、５０、５１、５２に供
給されて電圧値に変換される。そして、Ｃ／Ｖ変換器４
７、４８の出力からは、差動増幅器５３で差分がとられ
て、Ｘ軸方向の力・加速度成分Ｖｘが得られる。また、
Ｃ／Ｖ変換器４９〜５２の出力は、それぞれ差動増幅器
５４及び５５に供給されて差分がとられる。そして、差
動増幅器５４の出力から力・加速度成分Ｖｙが、差動増
幅器５の出力から力・加速度成分Ｖｚが得られる。Capacitors 41, 42, 43, 44, 4
The capacitances C (X + ), C (X − ) obtained by 5, 46,
C (Y +1 ), C (Y +2 ), C (Y -1 ), C (Y -2 )
The signals are supplied to the C / V converters 47, 48, 49, 50, 51, and 52 and are converted into voltage values. And the C / V converter 4
Differences are obtained from the outputs of 7 and 48 by the differential amplifier 53 to obtain a force / acceleration component Vx in the X-axis direction. Also,
The outputs of the C / V converters 49 to 52 are supplied to differential amplifiers 54 and 55, respectively, where the differences are obtained. Then, a force / acceleration component Vy is obtained from the output of the differential amplifier 54, and a force / acceleration component Vz is obtained from the output of the differential amplifier 5.
【００４７】このように、上述した第１の実施例と同様
に、Ｃ／Ｖ変換器によって静電容量が電圧に変換され、
図示されるような演算回路を用いることにより、他軸感
度のない出力が得られる。As described above, similarly to the above-described first embodiment, the capacitance is converted into the voltage by the C / V converter.
By using an arithmetic circuit as shown, an output having no sensitivity to other axes can be obtained.
【００４８】このような構成のポインティングデバイス
に於いて、装置本体２７を手に把持して机や膝の上等の
任意の支持面上でスライドさせるか、支持面上で押えつ
けると、ペン先に相当する微動スティック２８（及び中
空パイプ２９）に力が加わる。すると、ダイヤフラム３
１が僅かに撓むことによって、このダイヤフラム３１を
支点として微動スティック２８（及び中空パイプ２９）
が傾き、可動電極板３３と固定電極板３５の間隙が変化
する。In the pointing device having such a configuration, when the device main body 27 is gripped by hand and slid on an arbitrary supporting surface such as a desk or a knee, or pressed on the supporting surface, the pen tip is moved. A force is applied to the fine movement stick 28 (and the hollow pipe 29) corresponding to. Then, the diaphragm 3
When the diaphragm 1 is slightly bent, the fine movement stick 28 (and the hollow pipe 29) is supported by the diaphragm 31 as a fulcrum.
And the gap between the movable electrode plate 33 and the fixed electrode plate 35 changes.
【００４９】或いは、本体２７を手に持った状態のまま
空中で移動させると、加速度が生じ、重錘体３２が僅か
に移動することにより、同様にダイヤフラム３１が僅か
に撓む。これによって、ダイヤフラム３１を支点として
微動スティック２８（及び中空パイプ２９）が傾き、可
動電極板３３と固定電極板３５の間隙が変化する。Alternatively, when the main body 27 is moved in the air while holding it in the hand, acceleration is generated, and the weight body 32 moves slightly, so that the diaphragm 31 is also slightly bent. As a result, the fine movement stick 28 (and the hollow pipe 29) is tilted with the diaphragm 31 as a fulcrum, and the gap between the movable electrode plate 33 and the fixed electrode plate 35 changes.
【００５０】上記可動電極板３３と固定電極板３５に
は、図６に示されるような複数個の電極がプリントされ
て、図８に示されるようなコンデンサ４１〜４６が構成
されている。したがって、コンデンサ４１〜４６による
電極間の容量を、力・加速度処理装置に於いて測定・演
算することで、力の方向及び大きさが算出できる。A plurality of electrodes as shown in FIG. 6 are printed on the movable electrode plate 33 and the fixed electrode plate 35 to constitute capacitors 41 to 46 as shown in FIG. Therefore, by measuring and calculating the capacitance between the electrodes by the capacitors 41 to 46 in the force / acceleration processing device, the direction and magnitude of the force can be calculated.
【００５１】尚、上記ポインティングデバイスのペン先
に相当する部分にボールペン等の描画機構を設置するこ
とにより、描画をしながら同時に計算機に描画情報を取
り込むことが可能になる。By installing a drawing mechanism such as a ball-point pen at a portion corresponding to the pen tip of the pointing device, it becomes possible to simultaneously draw the drawing information into the computer while drawing.
【００５２】このように、上述したポインティングデバ
イスによって、机の上や膝の上等の任意の支持面上で、
タブレットを必要とせずに、ペンによる描画と同じ形式
でポインティング動作を行うことができる。また、ペン
型入力装置をスライドさせずに、指先でペンの傾きを僅
かに変化させるだけでポインティング動作を行うことも
できる。この場合、ポインティング動作に要するスペー
スは極めて小さくて良い。尚、可動電極板及び固定電極
板の電極の数は、少なくとも１つ設けられていれば良
く、上述した実施例に限定されるものではない。As described above, with the above-described pointing device, on an arbitrary supporting surface such as a desk or a knee,
The pointing operation can be performed in the same format as drawing with a pen without the need for a tablet. Further, the pointing operation can be performed only by slightly changing the tilt of the pen with the fingertip without sliding the pen-type input device. In this case, the space required for the pointing operation may be extremely small. The number of electrodes of the movable electrode plate and the number of electrodes of the fixed electrode plate may be at least one, and is not limited to the above-described embodiment.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、タブレ
ットを必要としないペン型入力装置を提供することがで
きる。As described above, according to the present invention, a pen-type input device that does not require a tablet can be provided.
【図１】この発明によるペン型入力装置の第１の実施例
を示すもので、（ａ）はポインティングデバイスとして
の全体の基本的な構成を示した図、（ｂ）は同図（ａ）
の重錘体及びその周辺部の構成を示した図である。FIGS. 1A and 1B show a first embodiment of a pen-type input device according to the present invention, wherein FIG. 1A shows the entire basic configuration of a pointing device, and FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a weight body and its peripheral portion.
【図２】図１のポインティングデバイスのブロック構成
図である。FIG. 2 is a block diagram of the pointing device of FIG. 1;
【図３】図１のポインティングデバイスに於ける可動電
極板４及び固定電極板５の電極の配置の一例を示した図
である。3 is a diagram showing an example of an arrangement of electrodes of a movable electrode plate 4 and a fixed electrode plate 5 in the pointing device of FIG.
【図４】力・加速度処理装置６に於ける処理回路の一例
を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a processing circuit in the force / acceleration processing device 6.
【図５】この発明の第２の実施例に従ったポインティン
グデバイスとしての全体の基本的な構成を示したもの
で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は同図（ａ）の可動電極
板及び固定電極板を含む断面図である。5A and 5B show an overall basic configuration of a pointing device according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a side sectional view, and FIG. It is sectional drawing including an electrode plate and a fixed electrode plate.
【図６】第２の実施例に於ける可動電極板及び固定電極
板の電極の配置例を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an arrangement of electrodes of a movable electrode plate and a fixed electrode plate in a second embodiment.
【図７】第２の実施例のポインティングデバイスの各電
極で構成される容量の変化を表した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a change in capacitance formed by each electrode of the pointing device according to the second embodiment.
【図８】第２の実施例による力・加速度処理装置に於け
る処理回路の一例を示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a processing circuit in a force / acceleration processing device according to a second embodiment.
１…本体、２…重錘体、３…スティック、４…可動電極
板、５…固定電極板、６…力・加速度処理装置、７…処
理装置、８…バッテリ、９…サイドスイッチ、１０…通
信用ＬＥＤ（発光ダイオード）、１２〜１６…コンデン
サ、１７〜２１…Ｃ（容量）／Ｖ（電圧）変換器、２
２、２３…差動増幅器、２４…増幅器。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Body, 2 ... Weight body, 3 ... Stick, 4 ... Movable electrode plate, 5 ... Fixed electrode plate, 6 ... Force / acceleration processing device, 7 ... Processing device, 8 ... Battery, 9 ... Side switch, 10 ... Communication LED (Light Emitting Diode), 12-16: Capacitor, 17-21: C (capacitance) / V (voltage) converter, 2
2, 23 ... differential amplifier, 24 ... amplifier.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根原 登 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 岡田 和廣 埼玉県上尾市菅谷四丁目73番地 株式会 社ワコー内 (72)発明者 中津川 順道 埼玉県上尾市菅谷四丁目73番地 株式会 社ワコー内 (56)参考文献 特開 平３−156519（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−148833（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−49205（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−35593（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 3/033 G06F 3/03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Noboru Sonehara 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Kazuhiro Okada 4-73 Sugaya, Ageo-shi, Saitama Stock Company In Wako, Inc. (72) Inventor Junichi Nakatsugawa 4-73, Sugaya, Ageo City, Saitama Pref. Wako Incorporation (56) References JP-A-3-156519 (JP, A) JP-A-4-148833 (JP, A JP-A-7-49205 (JP, A) JP-A-6-35593 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06F 3/033 G06F 3/03
Claims (4)
体と、 この装置本体の上記開口よりその一端が露出されて外部
からの力が伝達される作用部材と、 上記装置本体に取り付けられて上記作用部材を支持する
支持部材と、 上記作用部材に取り付けられて該作用部材の移動に基い
て移動自在の所定質量を有する重りと、 この重り若しくは上記作用部材に取り付けられて該作用
部材の移動に基いて移動自在の少なくとも１つの電極を
有する可動電極板と、 上記支持部材に取り付けられて上記可動電極板に対向す
るように配置された少なくとも１つの電極を有する固定
電極板と、 上記可動電極板と固定電極板との間に生じる静電容量を
測定し、上記重りに加えられた３次元の力及び加速度ベ
クトルを抽出する力ベクトル加速度測定手段と、 この力ベクトル加速度測定手段の抽出出力を、上記作用
部材の移動方向、移動量及びポインティングデバイスの
クリック若しくはドラッグの釦動作に変換するインタフ
ェースと、 を具備し、 上記可動電極板及び上記固定電極板は、それぞれ、上記
作用部材の中心部に配置された中心電極と、該中心電極
の周囲に上記作用部材の垂直方向に対向配置された周囲
電極とから成り、 上記力ベクトル加速度測定手段は、上記中心電極間の静
電容量を上記作用部材の長手方向の力成分及び加速度ベ
クトルに変換する長手方向力ベクトル加速度測定手段
と、上記周囲電極間の静電容量を上記作用部材の垂直方
向の力成分及び加速度ベクトルに変換する垂直方向力ベ
クトル加速度測定手段とから成る ことを特徴とするペン
型入力装置。A pen-shaped device main body having an opening at one end; an operating member having one end exposed through the opening of the device main body and transmitting an external force; and an operation member attached to the device main body. A support member for supporting the operation member, a weight attached to the operation member and having a predetermined mass movable based on the movement of the operation member, and a movement of the operation member attached to the weight or the operation member. A movable electrode plate having at least one electrode movable on the basis of a fixed electrode plate having at least one electrode attached to the support member and arranged to face the movable electrode plate; measuring the capacitance occurring between the plate and the fixed electrode plate, and the force vector acceleration measuring means for extracting a three-dimensional force and acceleration vectors applied to the weight, this The extract output force vector acceleration measuring means, comprising a moving direction of the working member, and Intafu <br/> E over scan converting the movement amount and a pointing device click or drag the button operation, and the movable electrode plate And the fixed electrode plate, respectively,
A center electrode disposed at the center of the working member, and the center electrode
Around the above-mentioned action member vertically opposed around
And the force vector acceleration measuring means comprises a static
The capacitance is determined by the longitudinal force component and the acceleration
Longitudinal force vector acceleration measuring means to convert to vector
And the capacitance between the surrounding electrodes in the vertical direction of the working member.
Force component and the vertical force
A pen-type input device comprising: a vector acceleration measuring means .
体と、 この装置本体の上記開口よりその一端が露出されて外部
からの力が伝達される作用部材と、 上記装置本体に取り付けられて上記作用部材を支持する
支持部材と、 上記作用部材に取り付けられて該作用部材の移動に基い
て移動自在の所定質量を有する重りと、 この重り若しくは上記作用部材の長手方向の側面で、該
作用部材に垂直の第１の方向及び該第１の方向と直交す
る第２の方向に取り付けられて、該作用部材の移動に基
いて移動自在の電極を有する可動電極板と、 上記支持部材に取り付けられて上記可動電極板に対向す
るように配置され、且つ上記第１の方向及び第２の方向
のうち少なくとも一対は上記作用部材の長手方向に分割
された第１及び第２の固定電極板を有するもので、上記
可動電極板の移動により上記第１及び第２の固定電極板
の一方と上記可動電極板との対向面積が減ると共に上記
第１及び第２の固定電極板の一方と上記可動電極板との
対向面積が増えるように配置された固定電極板と、 上記可動電極板と固定電極板との間に生じる静電容量を
測定し、上記重りに加えられた３次元の力及び加速度ベ
クトルを抽出する力ベクトル加速度測定手段と、 この力ベクトル加速度測定手段の抽出出力を、上記作用
部材の移動方向、移動量及びポインティングデバイスの
クリック若しくはドラッグの釦動作に変換するインタフ
ェースと、 を具備し、 上記力ベクトル加速度測定手段は、上記可動電極板と固
定電極板との間に生じる静電容量を上記可動電極板と上
記第１の固定電極板間の電圧と、上記可動電極板と上記
第２の固定電極板間の電圧との差に基いて上記作用部材
の長手方向の力成分及び加速度ベクトルに変換する長手
方向力ベクトル加速度測定手段と、上記可動電極板と上
記固定電極板間の静電容量を上記作用部材の垂直方向の
力成分及び加速度ベクトルに変換する垂直方向力ベクト
ル加速度測定手段とから成ることを特徴とするペン型入
力装置。 2. A pen-shaped apparatus book having an opening at one end.
And body, is exposed at one end than the opening of the main body outside
And an operation member to which the force is transmitted, and the operation member is attached to the device main body to support the operation member.
A support member , attached to the operation member, and configured to move based on the movement of the operation member.
A movable weight having a predetermined mass, and a longitudinal side surface of the weight or the working member,
A first direction perpendicular to the working member and orthogonal to the first direction;
Attached in a second direction, and is adapted to move
A movable electrode plate having movable electrodes and a movable electrode plate attached to the support member and facing the movable electrode plate.
And the first direction and the second direction
At least one pair is divided in the longitudinal direction of the action member
Having the first and second fixed electrode plates,
The first and second fixed electrode plates are moved by moving the movable electrode plate.
And the facing area of one of the movable electrode plates and the movable electrode plate is reduced.
One of the first and second fixed electrode plates and the movable electrode plate
A fixed electrode plate arranged so as to increase the facing area, and a capacitance generated between the movable electrode plate and the fixed electrode plate.
Measure and measure the three-dimensional force and acceleration applied to the weight.
A force vector acceleration measuring means for extracting the vector, and an extraction output of the force vector acceleration measuring means,
The direction and amount of movement of the member and the pointing device
Interface to convert to click or drag button action
Comprising a Esu, and the force vector acceleration measuring means, said movable electrode plate and the solid
The capacitance generated between the fixed electrode plate and the movable electrode plate
The voltage between the first fixed electrode plate, the movable electrode plate and the
The operating member based on a difference from a voltage between the second fixed electrode plates;
To be converted to the longitudinal force component and acceleration vector
Direction force vector acceleration measurement means, and the movable electrode plate
The capacitance between the fixed electrode plates in the vertical direction of the
Vertical force vector converted to force component and acceleration vector
Pen acceleration measuring means.
Power device.
体と、 この装置本体の上記開口よりその一端が露出されて外部
からの力が伝達される作用部材と、 上記装置本体に取り付けられて上記作用部材を支持する
支持部材と、 上記作用部材に取り付けられて該作用部材の移動に基い
て移動自在の所定質量を有する重りと、 この重り若しくは上記作用部材に取り付けられて該作用
部材の移動に基いて移動自在の少なくとも１つの電極を
有する可動電極板と、 上記支持部材に取り付けられて上記可動電極板に対向す
るように配置された少なくとも１つの電極を有する固定
電極板と、 上記可動電極板と固定電極板との間に生じる静電容量を
測定し、上記重りに加えられた３次元の力及び加速度ベ
クトルを抽出する力ベクトル加速度測定手段と、 この力ベクトル加速度測定手段の抽出出力を、上記作用
部材の移動方向、移動量及びアップ／ダウン並びに筆圧
の情報に変換するインタフェースと、 を具備し、 上記可動電極板及び上記固定電極板は、それぞれ、上記
作用部材の中心部に配置された中心電極と、該中心電極
の周囲に上記作用部材の垂直方向に対向配置された周囲
電極とから成り、 上記力ベクトル加速度測定手段は、上記中心電極間の静
電容量を上記作用部材の長手方向の力成分及び加速度ベ
クトルに変換する長手方向力ベクトル加速度測定手段
と、上記周囲電極間の静電容量を上記作用部材の垂直方
向の力成分及び加速度ベクトルに変換する垂直方向力ベ
クトル加速度測定手段とから成る ことを特徴とするペン
型入力装置。 3. A pen-shaped apparatus book having an opening at one end.
And body, is exposed at one end than the opening of the main body outside
And an operation member to which the force is transmitted, and the operation member is attached to the device main body to support the operation member.
A support member , attached to the operation member, and configured to move based on the movement of the operation member.
Weight and, for the acting attached to the weight or the working member having a predetermined mass of movable Te
At least one electrode movable based on the movement of the member
A movable electrode plate, and a movable electrode plate attached to the support member and facing the movable electrode plate.
With at least one electrode arranged in such a way
Electrode plate, the capacitance generated between the movable electrode plate and the fixed electrode plate
Measure and measure the three-dimensional force and acceleration applied to the weight.
A force vector acceleration measuring means for extracting the vector, and an extraction output of the force vector acceleration measuring means,
Moving direction, moving amount and up / down of member and pen pressure
Comprising of an interface to be converted into information, and the movable electrode plate and the fixed electrode plate, respectively, the
A center electrode disposed at the center of the working member, and the center electrode
Around the above-mentioned action member vertically opposed around
And the force vector acceleration measuring means comprises a static
The capacitance is determined by the longitudinal force component and the acceleration
Longitudinal force vector acceleration measuring means to convert to vector
And the capacitance between the surrounding electrodes in the vertical direction of the working member.
Force component and the vertical force
And a pen acceleration measuring means.
Type input device.
体と、 この装置本体の上記開口よりその一端が露出されて外部
からの力が伝達される作用部材と、 上記装置本体に取り付けられて上記作用部材を支持する
支持部材と、 上記作用部材に取り付けられて該作用部材の移動に基い
て移動自在の所定質量を有する重りと、 この重り若しくは上記作用部材の長手方向の側面で、該
作用部材に垂直の第１の方向及び該第１の方向と直交す
る第２の方向に取り付けられて、該作用部材の 移動に基
いて移動自在の電極を有する可動電極板と、 上記支持部材に取り付けられて上記可動電極板に対向す
るように配置され、且つ上記第１の方向及び第２の方向
のうち少なくとも一対は上記作用部材の長手方向に分割
された第１及び第２の固定電極板を有するもので、上記
可動電極板の移動により上記第１及び第２の固定電極板
の一方と上記可動電極板との対向面積が減ると共に上記
第１及び第２の固定電極板の一方と上記可動電極板との
対向面積が増えるように配置された固定電極板と、 上記可動電極板と固定電極板との間に生じる静電容量を
測定し、上記重りに加えられた３次元の力及び加速度ベ
クトルを抽出する力ベクトル加速度測定手段と、 この力ベクトル加速度測定手段の抽出出力を、上記作用
部材の移動方向、移動量及びアップ／ダウン並びに筆圧
の情報に変換するインタフェースと、 を具備し、 上記力ベクトル加速度測定手段は、上記可動電極板と固
定電極板との間に生じる静電容量を上記可動電極板と上
記第１の固定電極板間の電圧と、上記可動電極板と上記
第２の固定電極板間の電圧との差に基いて上記作用部材
の長手方向の力成分及び加速度ベクトルに変換する長手
方向力ベクトル加速度測定手段と、上記可動電極板と上
記固定電極板間の静電容量を上記作用部材の垂直方向の
力成分及び加速度ベクトルに変換する垂直方向力ベクト
ル加速度測定手段とから成ることを特徴とするペン型入
力装置。 4. A pen-shaped device main body having an opening at one end, an operating member having one end exposed through the opening of the device main body to transmit an external force, and a device attached to the device main body. A support member for supporting the operation member, a weight attached to the operation member and having a predetermined mass movable based on the movement of the operation member, and a longitudinal side surface of the weight or the operation member ;
A first direction perpendicular to the working member and orthogonal to the first direction;
Attached in a second direction, and is adapted to move
And a movable electrode plate having a movable electrode, the movable electrode plate being attached to the support member and arranged to face the movable electrode plate , and in the first direction and the second direction.
At least one pair is divided in the longitudinal direction of the action member
Having the first and second fixed electrode plates,
The first and second fixed electrode plates are moved by moving the movable electrode plate.
And the facing area of one of the movable electrode plates and the movable electrode plate is reduced.
One of the first and second fixed electrode plates and the movable electrode plate
A fixed electrode plate arranged so as to increase the facing area, and a capacitance generated between the movable electrode plate and the fixed electrode plate are measured, and a three-dimensional force and an acceleration vector applied to the weight are extracted. comprising a force vector acceleration measuring means, the extraction output of the force vector acceleration measuring means, the direction of movement of the working member, the interface for converting the movement amount and up / down and pen pressure information, and the force vector The acceleration measuring means is fixed to the movable electrode plate.
The capacitance generated between the fixed electrode plate and the movable electrode plate
The voltage between the first fixed electrode plate, the movable electrode plate and the
The operating member based on a difference from a voltage between the second fixed electrode plates;
To be converted to the longitudinal force component and acceleration vector
Direction force vector acceleration measurement means, and the movable electrode plate
The capacitance between the fixed electrode plates in the vertical direction of the
Vertical force vector converted to force component and acceleration vector
Pen acceleration measuring means.
Power device.
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|---|---|---|---|
| JP16080295A JP3327056B2 (en) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | Pen-type input device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0916322A JPH0916322A (en) | 1997-01-17 |
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ID=15722764
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|---|---|---|---|
| JP16080295A Expired - Fee Related JP3327056B2 (en) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | Pen-type input device |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9841828B2 (en) | 2016-04-20 | 2017-12-12 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pressure sensitive stylus |
| US9874951B2 (en) | 2014-11-03 | 2018-01-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Stylus for operating a digitizer system |
| US9898103B2 (en) | 2011-03-17 | 2018-02-20 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Interacting tips for a digitizer stylus |
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| KR100408518B1 (en) * | 2001-04-12 | 2003-12-06 | 삼성전자주식회사 | Pen input device and Measuring method of coordinate |
| JP4796768B2 (en) * | 2004-12-06 | 2011-10-19 | 日本システム開発株式会社 | Electronic pen input device |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP16080295A patent/JP3327056B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US9898103B2 (en) | 2011-03-17 | 2018-02-20 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Interacting tips for a digitizer stylus |
| US9727150B2 (en) | 2013-09-12 | 2017-08-08 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pressure sensitive stylus for a digitizer |
| US9874951B2 (en) | 2014-11-03 | 2018-01-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Stylus for operating a digitizer system |
| WO2017044215A1 (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pressure sensitive stylus |
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