JP6824128B2 - タッチペン及びそれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル等の表示装置に指示を与えるタッチペン及びそれを用いた表示装置に関する。

従来、電子白板システムにおいてタッチパネル等への情報入力する電子式のタッチペンでは、スイッチ部やＬＥＤ等のインジケータが本体に配置されている。

例えば、特許文献１では、入力装置本体の先端に押し下げ型ペン先スイッチが、後端に押し下げ式ボタンが、側面に液晶表示部が設けられたペン入力装置が開示される。

また、特許文献２では、先端に測色センサーを有し、先方側面に配列された第２機能防ボタンを操作して測色モードを選択すると、第１機能ボタンの操作によって測色センサーが測色処理を行うタッチペンが開示されている。

特開２００３−１５０３０４号公報 特開２０１３−２５０８０５号公報

従来のタッチペンでは、軸状本体の表面に操作用スイッチ部が存在する。そして、ペン本体内に動作用の電池が内蔵されており、蓋を外して電池を交換するが、基板の関係などで電池の配設箇所が一方向側への偏在で重心が偏っており、テーブルの上にタッチペンを置いた場合に、スイッチ部側に傾いてスイッチを破損する恐れがある。電池の位置を所望の位置に偏らせるには、上記の基盤等の配設から難しく、重りも用いると構造が複雑になるので避けてタッチペンの傾きを簡単な構造で有効に防止する技術がなかった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、簡単な構造で重心バランスを適性にして転がりを防止できるタッチペン及びそれを用いた表示装置を提供しようとするものである。

本発明は、情報入力用のペン先を軸状の本体の先端に備え、操作用のスイッチ部を前記本体に設けたペン型の電子入力装置のタッチペンにおいて、
前記本体の側面部に直線状に配列した前記スイッチ部と、
本体内部に配設した電池と、
軸方向のスリットが形成されて、前記本体の後部を筒体の前方開口から差し込んで前記スリットに前記スイッチ部を位置させて前記本体の外面を覆うものであって、横断面で見て前記スリットの反対側に重心がある筒体とを有し、
前記筒体を前記本体の外面に装着した状態で水平に置いた際に、前記スイッチ部の反対側に重心が位置して前記スイッチ部が上方に位置することを特徴とする
である。

また、本発明は、手書き入力を受け付けるタッチパネルと、前記タッチパネルが受け付けた手書きの軌跡を表示する表示部と、前記タッチパネルに対して入力操作を行う操作体を備えた表示装置であって、操作体に前記タッチペンを用いることを特徴とする表示装置である。

本発明のタッチペンによれば、本体の側面部に直線状に配列した前記スイッチ部と、軸方向のスリットが形成されて、前記本体の後部を筒体の前方開口から差し込んで前記本体の外面を覆うものであって、横断面で見て前記スリットの反対側に重心がある筒体とを有し、前記筒体を前記本体の外面に装着した状態で水平に置いた際に、前記スイッチ部の反対側に重心が位置して前記スイッチ部が上方に位置するようにしたので、不使用時にタッチペンをテーブル上等の水平な台に置いた際に転がらずに自然にスイッチ部が上向きの状態で静止しやすくなり、回転しないのでスイッチ部が下向きならず、下向きの状態で圧力がかかってスイッチ部が破損することがない。また、筒体の重心バランスをとるため構造が簡単である。したがって、簡単な構造で重心バランスを適性にして転がりを防止できるという優れた効果を奏し得る。

本発明の実施形態に係るタッチペンの説明図であって、（ａ）が（ｃ）のＣ−Ｃ線に沿う横断面図、（ｂ）が（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿う横断面図、（ｃ）が全体正面図、（ｄ）が（ｃ）のＡ−Ａ線に沿う縦断面図、（ｅ）が全体側面図である。 図１のタッチペンの説明図であって、（ａ）が後方からの全体斜視図、（ｂ）が筒体の後方からの全体斜視図である。 図１のタッチペンに設けた筒体の説明図であって、（ａ）が（ｃ）の側面図、（ｂ）が（ｄ）のＡ−Ａ線に沿う縦断面図、（ｃ）が後方からの視図、（ｄ）が正面図、（ｅ）が前方からの視図である。 図１のタッチペンの横断した説明図であり、（ａ）が図１（ｃ）のＣ−Ｃ線に沿う横断面図、（ｂ）が図１（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿う横断面図横断した説明図である。 タッチペンの電子白板に使用するシステム構成図である。 図５のシステムブロック図である。 図５のシステムにおけるタッチペン及びドングルの説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１〜図２はタッチペンの説明図、図３は筒体の説明図、図４はタッチペンの横断説明図である。

図１〜３に示すように、実施形態に係るタッチペン１０は、情報入力用のペン先１０ａを軸状の本体１２の先端に備え、操作用のスイッチ部１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）及び表示用のインジケータ部１６を前記本体１２に設けたペン型の電子入力装置のタッチペン１０に関するものである。

前記タッチペン１０は、前記本体１２の側面部１２ａに設けた直線状に配列した前記スイッチ部１４及びインジケータ部１６と、本体１２内部に配設した電池２４と、軸方向のスリット１８が形成されて、前記本体１２の後部を筒体２０の前方開口から差し込んで前記スリット１８に前記スイッチ部１４及びインジケータ部１６を位置させて前記本体１２の外面を覆うものであって、横断面で見て前記スリット１８の反対側に重心がある導電性のある筒体２０とを有し、前記筒体２０を前記本体１２の外面に装着した状態で水平に置いた際に、前記スイッチ部１４の反対側に重心が位置して前記スイッチ部１４が上方に位置するようにしたタッチペンである。

電池２４を本体１２の筐体中であって前記本体１２の軸方向中央部に設け、筐体１２には電池の蓋部１２ｂは前記筒体２０から外して電池２４を本体１２から脱着できる構造になっている。

また、前記筒体２０には、前端部２０ａに斜めの前方開口が形成されており、前記本体１２の後端部をその斜めの前方開口から差し込んで前記筒体２０によって前記本体１２の外面を覆うようになっている。前端部２０ａが斜めの開口のため、斜めの部分が本体１２の後端部を差し込む際のガイドになり、容易に押し込んで筒体２０を本体１２に装着しやすい。

また、ペン先１０ａから筒体２０まで導通させる基板等状に配線の導通部２２を本体１２の内部に設け、タッチペン１０を静電容量式タッチパネルに使用する際に、前記筒体を使用者が持つことでペン先１０ａの静電容量を確保できるものである。

タッチペン１０は、図１に示すように電池２４を本体１２の筐体中であって前記本体１２の軸方向中央部に設けたものである。本体１２の筐体は樹脂製の薄板で形成されており、側面部１２ａの蓋部１２ｂが開閉可能に設けられており、蓋部１２ｂを開けて電池２４を交換のために出し入れ可能になっている。

また、タッチペン１０はその後端部に、前記本体１２に装着した筒体２０固定用の尾栓２６が着脱可能に装着される。つまり、前記タッチペン１０の本体１２の後端部に尾栓２６を着脱可能に設け、前記筒体２０で本体１２を覆ったときに前記尾栓２６の前記本体１２への固定によって前記筒体２０を前記本体１２に対して固定し、前記尾栓２６を外したことによって前記筒体２０が前記本体１２から外せるようになっている。
前記尾栓２６は、後部が斜めにカットされた形状である。尾栓２６の形状からタッチペン１０の後方がどちらの向きか視認・認識しやすい。

前記筒体２０は、図２〜図３に示すように、アルミニウムや銅等の良導電性の金属製とされたパイプ状で前端部２０ａから後端部２０ｂが開放した中空パイプである。そして、前記筒体２０の側面部に前方開きの概略Ｕの字形状のスリット１８が切り欠いて形成される。詳しくは、前記前端部２０ａが斜めにカットされて開口され、その開口が前記スリット１８に繋がり、また、後端部２０ｂが円筒形状に形成されていて前記スリット１８がその後端部２０ｂの近辺まで延びて形成されている。

前記筒体２０は、スリット１８付き金属筒構造のメリットとしては、操作面のスイッチ部１４とインジケータ部１６一直線に並び、使用時に視認しやすい。

また、操作面のスイッチ部１４とインジケータ部１６を一列にし、筒体２０はスリット１８によってその列と干渉しなくすることで、タッチペン１０全体の層構造を減らし、直径が大きくなることを抑えている。

また、ペン先１０ａから筒体２０までの導通を内部で取り筒体２０を手で持つことで、静電容量式タッチパネルで使用する際のペン先の静電容量を確保できる。

筒体２０に金属を使うので強度が確保できる。それにより、 大きくスリット１８の付いた構造が実現できるとともに、カバーとしての厚みそのものを抑えることができる。また、筒体２０は軸方向のスリットが形成されて横断面で見て前記スリットの反対側に重心がある。重心を偏らせるために、スリット１８が形成されているため、スリットの反対側に重心が偏在している。

筒体２０は前記尾栓２６を外すことによって本体１２からそっくり外せるので、カバーを大きく取り外せるので電池２４を筐体中ほど、つまり本体１２長さ方向の中央部に配置できる。これにより、電池２４を本体１２の後端部に入れた場合に比べて重心を前寄りに寄せることができ持ちやすい。

また、筒体２０の前短が斜めにカットされているが、これはデザイン性に加えてタッチペン本体１２後部から挿し入れる時にその筐体を受けて組み立てやすくしている。

実施形態のタッチペン１０によれば、筒状の本体１２の側面部１２ａに直線状に配列した前記スイッチ部１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）と、軸方向のスリット１８が形成された導電性の有る金属製の筒体２０とを有し、前記スイッチ部１４が前記スリット１８を通して露出状態になるようにして前記軸状の本体１２の外面に装着したものであるので、前記筒体２０で強度を保つことができ、それとともに、操作するスイッチ部１４が一直線上に並ぶので、使用時に視認しやすく、使いやすい。併せて表示用のインジケータ部１６もスイッチ部１４と同じ直線状に並べるので視認性よく使いやすい。

また、操作するスイッチ部１４やインジケータ部１６がスリット１８を通して露出状態であって、干渉しないことで、タッチペン１０全体の層構造を減らし、直径が大きくなることを防止できる。
したがって、タッチペン１０において、細い径であっても強度を保ちつつスイッチ部１４が使いやすい等の優れた効果を奏し得る。

その他の構造を説明する。
スイッチ部１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の配置は、通常のペンの持ち方をした時と逆に持つ時で分けている。

前側のスイッチ部１４ａはペン持ちの時に押しやすいので筆記アプリ等と併用する。
後側のスイッチ部１４ｂ、１４ｃはプレゼン用で、スイッチ部１４ｂがポインター用で、スイッチ部１４ｃはスイング式のスイッチでありページアップ/ダウンが標準で操作できる。

ポインターはタッチペン１０の後端を前に向けて持ち使用するが、タッチペン１０後端の形状はただ平らではなく、斜めにカットされた形状とすることでポインター使用時の向きをイメージさせる形状としている。

ここで、タッチペン１０の重心について説明する。
タッチペン１０について、図４（ａ）は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｂ）にＢ−Ｂ線に沿う断面を示している。図４に示すように、タッチペン１０はその本体１２内で電池２４がほとんどを占めた状態であり、電池２４の重心が操作部分の分だけ上方向に移動し、タッチペン１０の本体１２のみだと形状からしてテーブル上に置いた際に簡単に転がる。

操作部のスイッチ部１４や表示部のインジケータ部１６がテーブル面にあたって止まっている状態では、外部圧がかかって破損する可能性が有って、操作部の台座部分１４ｄがボタンを保護する。なお、重心は電池２４が（本体１２）の略中心に有るので、意識的に転がさないと回転はしにくい状態である。

実施形態では、ペンカバーとして筒体２０をして本体１２に装着している。図２、図３に示すように、この筒体２０は金属製のパイプ形状で一部が長手方向にスリット１８が切り欠かれた状況である。図１、図４に示すように、この筒体２０をスリット１８に沿って本体１２に圧入すれば、前記筒体２０が当該本体１２を覆って保護する。

前記筒体２０の装着によって、筒体２０の重量が影響して、タッチペン１０の重心は中心点Ｃよりも下側（スイッチ部１４、インジケータ部１６の反対側）の符号Ｇの位置になる。実施形態では、本体１２の外周面は前記筒体２０の装着分の厚みが薄く形成されており、前記本体１２に筒体を装着すると外径が断面円形に統一される。この場合、スイッチ部１４、インジケータ部１６周囲が突出して、外径が一致するようになっている。
したがって、タッチペン１０の不使用時に、テーブル上に置いても左右に揺れても直ぐにスイッチ部１４、インジケータ部１６を上にして安定する。そして、タッチペン１０では、電池２４を本体１２内部に配設し、軸方向のスリット１８が形成されて横断面で見て前記スリットの反対側に重心がある筒体２０を設けていることから、前記筒体２０を前記軸状の本体１２の外面に装着した状態で水平に置いた際に、前記スイッチ部１４の反対側に重心が位置して前記スイッチ部１４が上方に位置するので、不使用時にタッチペン１０をテーブル上等の水平な台に置いた際に転がらずに、回転しないのでスイッチ部１４が当たらずスイッチ部１４が破損しない。また、筒体２０の重心バランスをとるため構造が簡単である。よって、簡単な構造で重心バランスを適性にして転がりを防止できる。

ここで、前記タッチペン１０を使用する表示装置について説明する。
図５は、実施形態に係るタッチペンの電子白板の表示装置に使用するシステム構成図、図６は、前記システムブロック図、図７は、前記システムにおけるタッチペン及びドングルの説明図である。
表示装置２８は、手書き入力を受け付けるタッチパネルとしてのディスプレイ２８ａと、前記ディスプレイ２８ａが受け付けた手書きの軌跡を表示する表示部としてのディプレイ２８ａと、前記タッチパネルに対して入力操作を行う操作体を備えた表示装置であって、操作体にタッチペン１０を用いた電子白板に関するシステムである。

図５、図６に示すように、タッチペン１０は、表示装置２８のディスプレイ２８ａの表面にタッチすることによって、通信部３０から計算機（コンピュータ）３２に信号を入力し、数値やテキスト、図形や画像等の計算結果を表示装置２８のディスプレイ画面上に表示させるものである。

例えば、電子白板のシステムにおいて、前記タッチペン１０は、図６、図７（ａ）に示すように、操作部のスイッチ部１４と、インジケータ部１６等の表示部と、６軸加速度・角速度センサーによってタッチペン１０の動作を検出する動作検出部３４と、ペン先１０ａへのタッチした際の圧力を検出する感圧センサー３６と、それらの信号の入出力を制御する制御部３８と外部との信号の入出力をするための通信部３０のアンテナ３０ａとを設けたものである。表示装置２８はディスプレイ２８ａに表示する画像や文字を制御する表示制御部２８ｂが有る。また、計算機３２は、ＵＳＢ回線を通じて繋ぐドングル３０ｂの通信部と、制御部３２ａと、記憶部３２ｂとを設けている。

前記通信部３０は例えばブルートゥース（登録商標）の無線通信方式を採用している。前記表示装置２８には、前記計算機３２に信号が繋がるＵＳＢ端子２８ｃを設けており、通信部３０は、送受信用のドングル３０ｂをそのＵＳＢ端子２８ｃに接続して、無線方式のドングル３０ｂを介して信号をやり取りする。ドングル３０ｂには、アンテナの無線通信部３０ｂ１、ＲＦ接続用の制御部３０ｂ２、ＵＳＢインターフェイス（Ｉ／Ｆ）３０ｂ３が設けられる。

前記タッチペン１０を使用した際には、周知の方式によってドングル３０ｂを通じて計算機３２で計算し表示装置２８のディスプレイ２８ａに表示する。タッチペン１０の不使用時には、テーブル上にタッチペンを置いた際に、上記したように、転がることがなく使い勝手がよい。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されない。タッチペンの構造等は本発明の範囲内で種々に変形実施できる。例えばスイッチ部の種類などはシーソー式やスライド式のスイッチであってもよい。インジケータ部は見やすければどこでもよい。

本発明のタッチペンは、静電容量式、感圧式、光学式等各種のタッチペンとして利用することができる。

１０ タッチペン
１０ａ ペン先
１２ タッチペン本体
１２ａ 側面部
１２ｂ 蓋部
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ スイッチ部
１６ インジケータ部
１８ スリット
２０ 筒体
２０ａ 前端部
２０ｂ 後端部
２２ 導通部
２４ 電池
２６ 尾栓
２８ 表示装置
２８ａ ディスプレイ
２８ｂ 表示制御部
３０ 通信部
３０ａ アンテナ
３０ｂ ドングル
３２ 計算機
３２ａ 制御部
３２ｂ 記憶部
３４ 動作検出部
３６ 感圧センサー
３８ 制御部

Claims (5)

1. 情報入力用のペン先を軸状の本体の先端に備え、操作用のスイッチ部を前記本体に設けたペン型の電子入力装置のタッチペンにおいて、
   前記本体の側面部に直線状に配列した前記スイッチ部と、
   本体内部に配設した電池と、
   軸方向のスリットが形成されて、前記本体の後部を筒体の前方開口から差し込んで前記スリットに前記スイッチ部を位置させて前記本体の外面を覆うものであって、横断面で見て前記スリットの反対側に重心がある筒体とを有し、
   前記筒体を前記本体の外面に装着した状態で水平に置いた際に、前記スイッチ部の反対側に重心が位置して前記スイッチ部が上方に位置することを特徴とするタッチペン。
2. 電池を本体の筐体中であって前記本体の軸方向中央部に設け、筐体には電池の蓋は前記筒体から外して前記電池を脱着できる構造になっていることを特徴とする請求項１に記載のタッチペン。
3. 前記筒体は、前端部に斜めの前方開口が形成されており、前記本体の後端部をその斜めの前方開口から差し込んで前記筒体によって前記本体の外面を覆うようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチペン。
4. 前記本体の後部に尾栓を着脱可能に設け、前記筒体で本体を覆ったときに前記尾栓の前記本体への固定によって前記筒体を前記本体に対して固定し、前記尾栓を外したことによって前記筒体が前記本体から外せるようになっていることを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載のタッチペン。
5. 手書き入力を受け付けるタッチパネルと、前記タッチパネルが受け付けた手書きの軌跡を表示する表示部と、前記タッチパネルに対して入力操作を行う操作体を備えた表示装置であって、操作体に請求項１から４のうちの何れか一項に記載のタッチペンを用いることを特徴とする表示装置。