JP6524639B2 - 入力装置、及び電子情報ボードシステム - Google Patents
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Description
特許文献1には、軸方向に進退可能なペン先部材と、ペン先部材が後退したときに押圧される押圧スイッチとを備えた入力装置が記載されている。ペン先部材が表示部に接触して押圧スイッチが押圧されたときに、ペン先部材と表示部との接触が検知される。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、入力装置を表示面に対して傾斜させた状態にて画像等を描画した場合であっても、表示面との接触を検知可能な入力装置を提供することを目的とする。
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1は、本発明による入力装置の一実施形態が適用される電子情報ボードシステムを示す斜視図である。
図1に示されるように、電子情報ボードシステム10は、ディスプレイ部20と、スタンド40と、機器収納部50とを有する。ディスプレイ部20は、液晶パネル又はプラズマパネルなどのフラットパネルからなり、ディスプレイ部20の筐体前面には画像を表示する表示面22及びタッチパネル(座標検知手段)24が形成されている。
さらに、電子情報ボードシステム10は、専用の入力装置100の筆記ユニットのペン先を接触させることにより表示面22に文字や図形などを書き込むことができる。
また、入力装置100は、他端のペン尻を表示面22に接触させると、消去検知信号(接触検知信号)を無線信号として送信する。そして、ディスプレイ部20は、入力装置100から送信された消去検知信号を受信すると、タッチパネル24により検知された座標位置に書き込まれた文字や図形等を表示面22から消去する。尚、この消去操作による表示処理としては、コントローラ60(図3、図4参照)において、検知された座標位置を背景と同じ色(例えば、白色)とする表示処理が行われる。
機器収納部50は、例えば、後述するコントローラ、プリンタ、ビデオディスク装置等の各種機器が収納されている。また、機器収納部50の上面には、入力操作を行うキーボード30が搭載されている。
図2は、入力装置の一般的な実施形態を示す縦断面図である。
図2に示されるように、入力装置100は、円筒形状のペン形のペン本体110の一端に筆記ユニット100Aが設けられ、ペン本体110の他端に消去ユニット100Bが設けられている。筆記ユニット100Aは、ペン本体110の軸方向先端部に形成された先端凹部112に、ペン先可動部120と、ペン先検知スイッチ140とを有する。また、消去ユニット100Bは、ペン本体110の軸方向後端部に形成された後端凹部114に、ペン尻可動部130と、ペン尻検知スイッチ150とを有する。
ペン先検知スイッチ140、及びペン尻検知スイッチ150は、一端が先端凹部112、後端凹部114の奥部に形成された隔壁113、115に固定されている。また、ペン先検知スイッチ140、及びペン尻検知スイッチ150には、他端より突出する可動切片142、152をオフの位置に押圧するバネ部材が内蔵されている。
信号入力部182は、ペン先検知スイッチ140及びペン尻検知スイッチ150からの検知信号が入力される。信号処理部184は、信号入力部182を介して入力された検知信号を無線信号に変換する。検知信号送信部186は、信号処理部184で生成された無線信号(赤外線)を送信する。尚、本実施形態では、無線信号として赤外線を用いているが、これに限らず、電波、光、音波などの信号を用いても良い。
図3は、電子情報ボードシステムの主要部を模式的に示す図である。図4は、電子情報ボードの制御系を示すブロック図である。
図3及び図4に示されるように、ディスプレイ部20は、コントローラ60により制御されており、入力操作される各種画面操作部26やユーザPC90から取り込まれた画像を表示面22に表示する。
また、コントローラ60は、USB(Universal Serial Bus)ケーブル70が接続されるUSBソケット72、VGA(Video Graphics Array)ケーブル80が接続されるVGA入力ソケット82を有する。
そのため、コントローラ60は、ユーザPC90のモニタ92に表示された画像データがUSBケーブル70及びVGAケーブル80を介して転送されると、ディスプレイ部20のユーザPC画面28にモニタ92に表示された画像データと同じ画像を表示する。
さらに、図4に示されるように、電子情報ボードシステム10は、入力装置100から送信された検知信号を受信するペン信号受信部210を有する。このペン信号受信部210は、入力装置100から送信された検知信号を受信すると、当該検知信号をタッチパネル24に入力する。これにより、タッチパネル24の制御回路であるタッチパネルドライバ部250(図5参照)は、入力装置100から送信された検知信号により入力装置100による入力操作が行われていることを認識し、コントローラ60に検知信号を出力する。
図5は、電子情報ボードのコントローラの構成を示すブロック図である。
図5に示されるように、電子情報ボードシステム10のコントローラ60は、コントローラオペレーションシステム部220と、アプリケーション部230と、映像入力デバイス部240と、タッチパネルドライバ部250を有する。また、アプリケーション部230は、イベント信号判断部231と、映像入力処理部232と、画像描画処理部234と、画面消去処理部236と、画面操作処理部238とを有する。
アプリケーション部230は、ディスプレイ部20の表示面22に表示される画像全体を生成する制御処理、ユーザPC画面28に表示する制御処理、入力装置100の筆記検知信号が検知された場合に筆記された図形や文字などを表示する制御処理を行う。
イベント信号判断部231は、コントローラオペレーションシステム部220から入力されるイベント信号を監視しており、入力されたイベント信号に応じた制御処理を行う。
映像入力処理部232は、ユーザPC90から入力された画像を表示面22のユーザPC画面28に表示するための制御処理を行う。
画面消去処理部236は、イベント信号判断部231を介してタッチパネル24から入力される座標位置の情報に基づいて現在表示されている画像の背景色でグラフィックを生成し、既に表示された画像に背景色のグラフィックを重畳してディスプレイ部20の表示面22に表示する。これにより、ディスプレイ部20に表示された手書きグラフィックに背景色のグラフィックが重畳されて見かけ上は、表示面22から消去される。
タッチパネルドライバ部250は、入力装置100及びタッチパネル24から入力された座標位置信号及び筆記検知信号又は消去検知信号を所定のイベント信号に変換してコントローラオペレーションシステム部220に伝送する。また、タッチパネルドライバ部250は、ペン信号受信部210で入力装置100より筆記検知信号又は消去検知信号が受信されると、座標位置信号と共に筆記検知信号又は消去検知信号をコントローラオペレーションシステム部220に伝送する。
図6は、座標位置を検知するタッチパネルの構成を示す図である。
図6に示されるように、タッチパネル24は、表示面22の上側の左右角部に一対の受発光センサ300、310が配置されている。表示面22の左右側方及び下方には、反射板320、330、340が配置されている。
表示面22に何も接触していない場合、受発光センサ300、310から照射された赤外線は、反射板320、330、340で反射され、その反射光が受発光センサ300、310で受光される。
ここで、入力装置100のペン先可動部120又はペン尻可動部130が表示面22に接触した場合、受発光センサ300、310から照射された赤外線が接触箇所で遮断される。そのため、受発光センサ回路350は、受発光センサ300、310からの検知信号に基づいて赤外線を遮断された箇所の水平方向に対する傾斜角度を検知し、三角測量の数式で座標位置を演算し、XY座標に変換する。そして、受発光センサ回路350で得られた座標位置の信号は、コントローラオペレーションシステム部220を介して画像描画処理部234、画面消去処理部236、画面操作処理部238に伝送される。
図7は、図2に示す入力装置の筆記ユニットを表示面に接触させた場合を示す模式図である。
図7に示されるように、操作者の手Hが入力装置100のペン本体110の軸方向の中間部分の外周を把持している場合、入力装置100のペン先可動部120のペン先部材122をディスプレイ部20の表示面22に接触させ、ペン本体110を表示面22側(図中矢印A方向)に押圧する。これにより、ペン先可動部120がペン本体110の先端凹部112内をX2方向に摺動し、ペン先保持部材124の押圧部124bがペン先検知スイッチ140の可動切片142をオンの位置まで押圧する。そのため、ペン先検知スイッチ140は、オンになり筆記検知信号を出力する。そして、この筆記検知信号は、送信回路ユニット180により無線信号に変換されて送信される。
このようにペン先検知スイッチ140をオンにしたまま、入力装置100を移動させると、ペン先可動部120の接触位置が移動して手書きの文字又は図形などが表示面22に表示される。
そこで、以下に説明する本発明の各実施形態においては、入力装置のペン先可動部120を入力装置の軸方向に対して傾斜する方向にも移動可能に構成して、接触検知不良を防止している。
本発明の第一の実施形態に係る入力装置のペン先可動部の構成について説明する。図8は、本発明の第一の実施形態に係る入力装置の先端部分の拡大縦断面図である。図9は、ペン先可動部の斜視図である。本実施形態に係る入力装置は、ペン先可動部が本体の軸方向に対して傾斜した方向へ押圧された時に、当該傾斜した方向へ変位するように構成した点に特徴がある。以下、図2に示した入力装置と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
具体的には、ペン先可動部410は先端に向けて外径(外周長)が漸減する傾斜外面413(被ガイド面)を備えている。また、先端凹部112の内壁が傾斜外面413と接触する部位には、先端に向けて内径(内周長)が漸減する傾斜内面415(ガイド面)が形成されている。傾斜外面413と傾斜内面415は縦断面形状が直線状である。ペン先可動部410の傾斜外面413が傾斜内面415と摺動することにより、ペン先可動部410は軸方向に対して傾斜した方向に進退移動する。ペン先可動部410は、傾斜内面415と摺動するため、ポリアセタール等の摺動性の高い樹脂から形成することが望ましい。
ペン先可動部410とペン先検知スイッチ140の可動切片142との間には弾性体420が配置されており、ペン先可動部410の基端面410cは弾性体420と接触している。弾性体420は、多孔性のスポンジや板状ゴム等から構成される。
ここで、先端凹部112の傾斜内面415とペン先可動部410の基部410bの外周面との間には空間417が形成されているため、ペン先可動部410は、空間417内を移動することができる。
図7に示した従来例と異なり本実施形態においては、ペン本体110の押圧方向(矢印A方向)と、ペン先可動部410の移動方向(矢印B方向)とが略平行、且つ反対向きとなっている。このため、ペン先可動部410が滑らかに内奥部112aに向けて移動する。
このように、ペン先可動部410とペン先検知スイッチ140との間に弾性体420を介在させることによって、ペン先検知スイッチ140の動作不良を防止する。
ここで、ペン先検知スイッチ140は所謂プッシュスイッチであり、ペン本体110の軸方向に移動する可動切片142を備えている。仮に可動切片142が軸方向に対して傾斜した方向に押圧された場合には、可動切片142が移動せず、ペン先検知スイッチ140がうまく作動しない虞がある。本実施形態によれば、弾性体420がペン先可動部410の基端面410cの傾斜、及びペン先可動部の傾斜方向への移動を弾性変形により吸収して、ペン先検知スイッチ140をペン本体110の軸方向に押圧するので、ペン先検知スイッチの動作不良を防止する。
図11は、第一の実施形態に係る入力装置の筆記ユニットを表示面に接触させ、且つ表示面に沿って移動させた場合を示す模式図である。入力装置400を表示面22に対して傾斜させた状態にて、ペン先可動部410を表示面22に接触させて紙面手前側から奥側に向かって移動させたとする。ペン先可動部410の表示面22との接触位置はペン先可動部410の中心軸Cからずれているため、ペン先可動部410は中心軸C回りに矢印D方向に回転する。そのため、ペン先可動部410と弾性体420との間に摩擦が生じて弾性体420が磨耗する虞がある。弾性体420の摩耗により生じた粉体が、ペン先検知スイッチ140の可動切片142周囲の隙間に入った場合には、可動切片142が進退せず、ペン先可動部410と表示面22との接触を検知できない虞がある。
そこで、本実施形態に係る入力装置においては、ペン先可動部の軸周り回転を阻止する回転阻止手段を設け、ペン先検知スイッチの動作不良を防止している。
入力装置430は、ペン先可動部431の軸周り回転を阻止する回転阻止手段433を備えている。回転阻止手段433は、傾斜内面415から先端凹部112内に突出した回転阻止突起435と、ペン先可動部431に形成されて回転阻止突起435を受け入れる回転阻止凹所437とを備えている。図示する回転阻止突起435は、先端凹部112の内面の周方向の一部にのみ形成されている。また回転阻止凹所437はペン先可動部431の外周面適所から中心軸Cに向かって形成された切欠きである。回転阻止突起435及び回転阻止凹所437は、ペン先可動部431の軸方向及び傾斜方向への移動を許容し、且つその移動範囲内において互いの係合状態を維持しうる形状及び大きさに設定される。
回転阻止突起435と回転阻止凹所437が係合することにより、ペン先可動部の軸周り回転が阻止される。これによりペン先可動部431と他物体(特に本実施形態では弾性体420)との接触による摩耗を防止し、ペン先検知スイッチの正常な動作を担保する。
図14は、本発明の第三の実施形態に係る入力装置の先端部分を示す図であり、(a)は斜視図であり、(b)は分解斜視図である。第一及び第二の実施形態と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
入力装置440においてペン先可動部441は傾斜外面413を有した四角錐形状の先部441aと四角柱状の基部441bとを備えている。ペン先可動部441の軸方向と直交する方向における断面形状は矩形状である。
入力装置440において先端凹部112は、ペン先可動部441の傾斜外面413に係合する形状の傾斜内面415を有する。傾斜内面415は傾斜外面413に対して並行である。また、先端凹部112の軸方向と直交する方向における断面形状(開口形状)は矩形状である。
このように中心軸Cからの距離が周方向位置に応じて変化するような外面形状を有するペン先可動部441と、ペン先可動部と係合する内面形状を有する先端凹部112とを組み合わせることによって、第二の実施形態と同様にペン先可動部の軸周り回転が阻止される。これにより弾性体の摩耗を防止し、ペン先検知スイッチの正常な動作を担保することができる。
第三の実施形態においては、ペン先可動部及び先端凹部の軸方向と直交する方向における断面形状は矩形状以外にも、その他の多角形状、星形形状、又は楕円形状等としてもよい。
以上、本発明を入力装置100の筆記ユニット100Aを構成するペン先可動部に適用した例により説明した。本発明は入力装置100の消去ユニット100Bを構成するペン尻可動部130に適用することができる。
<第一の実施態様>
本態様は、入力装置の軸方向端部(軸方向先端部、軸方向後端部)に形成された凹部(先端凹部112、後端凹部114)に入力装置の軸方向に進退可能に支持された可動部(ペン先可動部、ペン尻可動部)と、可動部を押圧して内奥部112aに変位させた時に当該接触位置の接触検知信号(筆記検知信号、消去検知信号)を送信する送信手段(送信回路ユニット180)と、を有する入力装置100であって、可動部が軸方向に沿って押圧された時には可動部を軸方向に沿って内奥部へ変位させ、軸方向に対して傾斜した方向へ押圧された時には可動部を当該傾斜した方向に沿って内奥部へ変位させるように構成されていることを特徴とする。
本態様によれば、可動部が軸方向に対して傾斜した方向へ押圧された時には可動部を当該傾斜した方向に沿って内奥部へ変位させるように凹部及び可動部が構成されているので、入力装置を表示面に対して傾斜させた状態にて画像等を描画した場合であっても、表示面との接触を検知可能となる。
本態様において可動部(ペン先可動部、ペン尻可動部)は先端に向けて外周長が漸減する被ガイド面(傾斜外面413)を備え、凹部(先端凹部112、後端凹部114)の内壁が被ガイド面に接する部位には、先端に向けて内周長が漸減するガイド面(傾斜内面415)が形成されていることを特徴とする。
可動部の被ガイド面が、凹部内の被ガイド面と摺動することによって、可動部は本体の軸方向に対して傾斜した方向にガイドされる。入力装置を表示面に対して傾斜させた状態にて画像等を描画した場合であっても、可動部が内奥部に向けて滑らかに変位することができ、表示面との接触を検知可能となる。
本態様は、可動部(ペン先可動部、ペン尻可動部)が内奥部に変位したときに押圧される検知スイッチ(ペン先検知スイッチ140、ペン尻検知スイッチ150)と、可動部と検知スイッチとの間に配置された弾性体420と、を備えたことを特徴とする。
本実施態様によれば、弾性体が可動部の傾斜及び傾斜方向への移動を弾性変形により吸収して、検知スイッチをペン本体の軸方向に押圧するので、検知スイッチの動作不良を防止できる。
本態様において可動部(ペン先可動部、ペン尻可動部)は、被ガイド面(傾斜外面413)を有する先部410aと、柱状の基部410bとを備え、凹部(先端凹部112、後端凹部114)から進出した位置にある可動部の基部の外周面とガイド面(傾斜内面415)との間には、傾斜した方向に沿って内奥部112aへ変位した可動部を受け容れる空間417が形成されていることを特徴とする。
本実施態様においては、基部の外周面とガイド面との間、即ちガイド面の内奥部寄りに相当する部位に空間を形成した。可動部が軸方向に対して傾斜した方向、且つ内奥部側に変位した場合に、この空間が可動部を受け入れることによって、可動部の変位が許容される。
本態様は、可動部(ペン先可動部、ペン尻可動部)の軸周り回転を阻止する回転阻止手段433を備えたことを特徴とする。
可動部の軸周り回転を阻止することにより、可動部と他物体との接触による摩耗を防止し、検知スイッチの正常な動作を担保することができる。
本態様において可動部(ペン先可動部、ペン尻可動部)は角錐形状であり、凹部(先端凹部112、後端凹部114)は可動部の外面形状に係合する形状を有することを特徴とする。
可動部の軸周り回転を阻止することにより、可動部と他物体との接触による摩耗を防止し、検知スイッチの正常な動作を担保することができる。
本態様は、実施態様1乃至6の何れかに記載の入力装置と、入力装置が接触する表示面22を有するディスプレイ部20と、入力装置が表示面に接触したときの座標を検知する座標検知手段(タッチパネル24)と、座標検知手段により検知された座標位置に入力装置の接触に基づく画像をディスプレイ部に表示させるコントローラ60と、を備えた電子情報ボードシステムを特徴とする。
本態様は、第一乃至第六の実施態様に係る効果を享受できる。
Claims (5)
- 入力装置の軸方向端部に形成された凹部によって前記入力装置の軸方向に進退可能に支持された可動部と、前記可動部を押圧して内奥部に変位させた時に当該接触位置の接触検知信号を送信する送信手段と、を有する入力装置であって、
該入力装置は、前記可動部が前記軸方向に沿って押圧された時には前記可動部を軸方向に沿って前記内奥部へ変位させ、前記軸方向に対して傾斜した方向へ押圧された時には前記可動部を当該傾斜した方向に沿って前記内奥部へ変位させるように構成されており、
前記凹部内に配置された可動切片を有し、前記可動切片の動きを検知して検知信号を出力する検知スイッチと、
前記可動部と前記可動切片との間に介在し、前記可動部が受けた押圧力を前記可動切片に伝達すると共に、前記可動部と接触する端面の形状が前記可動部の基端面よりも大きい板状ゴムと、をさらに備え、
前記送信手段は、前記接触検知信号を前記検知信号に基づいて送信し、
前記可動部は、先端に向けて外径が漸減する傾斜外面と、前記凹部の内壁が前記傾斜外面と接触する部位には、前記先端に向けて内径が漸減する傾斜内面と、を有し、前記可動部の前記傾斜外面が前記凹部の前記傾斜内面と摺動することで前記可動部が軸方向に対して傾斜した方向に進退することを特徴とする入力装置。 - 前記可動部は、前記傾斜外面を有する先部と、柱状の基部とを備え、
前記凹部から進出した位置にある前記可動部の前記基部の外周面と前記傾斜内面との間には、前記傾斜した方向に沿って前記内奥部へ変位した前記可動部を受け容れる空間が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 前記可動部の軸周り回転を阻止する回転阻止手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の入力装置。
- 前記可動部は角錐形状であり、前記凹部は前記可動部の外面形状に係合する形状を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の入力装置。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載の入力装置が接触する表示面を有するディスプレイ部と、
前記入力装置が前記表示面に接触したときの座標を検知する座標検知手段と、
前記座標検知手段により検知された座標位置に前記入力装置の接触に基づく画像を前記ディスプレイ部に表示させるコントローラと、を備えたことを特徴とする電子情報ボードシステム。
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