JP7465938B2 - 入力タッチペン - Google Patents

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Description

本発明は、入力タッチペンに関する。
近年、電磁誘導方式による入力が可能な電磁誘導リフィルを備えた入力タッチペンが提供されている。また、この電磁誘導リフィルは、汎用性を高めるべく、ボールペンリフィルと同形状及び同サイズとなるように細軸化(例:直径2mmから3mm程度)が進んでいる。
ここで、電磁誘導方式の位置検出装置を搭載した入力装置(例:電磁誘導方式タブレット)には、例えば、入力タッチペンでなぞった筆跡に対応する描線が電子情報として入力される「筆記モード」や、入力タッチペンでなぞった筆跡に対応する部分の電子情報が消去される「消去モード」等の複数のモードが設けられている。また、電磁誘導リフィルには、入力装置に設定される上記のモード(筆記モード及び消去モード)の変更を行う切替機能が設けられているものがある。そして、特許文献1に記載の入力タッチペンには、入力タッチペンの軸筒に、上記の切替機能を実現するサイドスイッチが設けられている。
WO2017/043214
しかし、特許文献1に記載の入力タッチペンでは、使用者が直接に把持する軸筒の先端側に、外側に突出したサイドスイッチが設けられているため、使用者が入力タッチペンを把持しづらくなり、操作性が低下するおそれがある。
そこで、本発明は、使用者の操作性を低下させずに、電磁誘導方式の入力装置に設定される複数のモード間の変更を行う切替機能が設けられた入力タッチペンの提供を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の実施態様は、以下のような構成を備える。
(1)第1の実施態様
本発明の第1の実施態様における入力タッチペンは、軸方向の先端の開口部である先端開口が形成された軸筒と、前記軸筒の内部に収容され、前記先端開口から露出可能な接触先端を有し、電磁誘導方式の位置検出装置により送信された電磁エネルギーを反射する電磁誘導リフィルと、前記電磁誘導リフィルが反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる発振周波数調整部材と、を備える。
(2)第2の実施態様
本発明の第2の実施態様における入力タッチペンは、第1の実施態様に加え、前記電磁誘導リフィルに対して前記軸方向に前記発振周波数調整部材を移動させる移動機構を備える。
(3)第3の実施態様
本発明の第3の実施態様における入力タッチペンは、第2の実施態様に加え、前記電磁誘導リフィルは、少なくとも、前記軸筒の軸心に位置するフェライトコアと、前記フェライトコアの外周に配設される電磁誘導コイルと、前記フェライトコアの先端に装着される前記接触先端と、を備え、前記移動機構は、前記軸筒における前記軸方向の後端側に前記軸方向に沿って形成された摺動溝、又は前記軸筒の後端の開口部である後端開口から露出し、ノック操作により前記電磁誘導コイルに対して近付く方向及び離れる方向に前記発振周波数調整部材を移動させるノック機構である。
(4)第4の実施態様
本発明の第4の実施態様における入力タッチペンは、第2の実施態様に加え、前記電磁誘導リフィルは、少なくとも、前記軸筒の軸心に位置するフェライトコアと、前記フェライトコアの外周に配設される電磁誘導コイルと、前記フェライトコアの先端に装着される前記接触先端と、を備え、前記移動機構は、前記電磁誘導リフィル及び前記発振周波数調整部材を支持する支持リフィルの後端に各々連結する複数の摺動コマと、前記軸筒の周方向に回動し、前記複数の摺動コマを移動させる円筒カムと、を備え、前記円筒カムが回動することにより、前記円筒カム上を移動する前記複数の摺動コマの各々の位置を変化させ、前記電磁誘導コイルに対して近付く方向及び離れる方向に前記発振周波数調整部材を移動させる繰出機構である。
(5)第5の実施態様
本発明の第5の実施態様における入力タッチペンは、第4の実施態様に加え、前記円筒カムには、前記複数の摺動コマの各々の前記軸方向の先端側又は後端側への移動を可能とする一対のガイド部と、前記一対のガイド部の先端を繋ぐ頂部と、前記一対のガイド部の後端を繋ぐ底部と、を備えるカム溝が形成され、前記頂部には、前記複数の摺動コマの各々を着脱自在に嵌合可能な複数の嵌合部が設けられている。
(6)第6の実施態様
本発明の第6の実施態様における入力タッチペンは、第1の実施態様に加え、前記電磁誘導リフィルの先端部を保護する保護部材を備え、前記発振周波数調整部材は、前記保護部材の内部に収容されている。
(7)第7の実施態様
本発明の第7の実施態様における入力タッチペンは、第6の実施態様に加え、前記軸筒の後端側には、電子ペン機能を有する入力部が設けられている。
(8)第8の実施態様
本発明の第8の実施態様における入力タッチペンは、第1から第7の実施態様の何れか1つに加え、前記発振周波数調整部材は、単一の磁性体から構成される。
本発明によれば、使用者の操作性を低下させずに、電磁誘導方式の入力装置に設定される複数のモード間の変更を行う切替機能が設けられた入力タッチペンを提供することができる。
第1の実施形態に係る入力タッチペンの離間状態における正面図(A)及び正面図のA-A断面図(B)である。 第1の実施形態に係る入力タッチペンの接近状態における正面図(A)及び正面図のB-B断面図(B)である。 図1(B)の拡大図(A)及び図2(B)の拡大図(B)である。 第1の実施形態に係る入力タッチペンの使用状態を示す斜視図である。 第2の実施形態に係る入力タッチペンの離間状態における正面図(A)、右側面図(B)、及び正面図のC-C断面図(C)である。 第2の実施形態に係る入力タッチペンの接近状態における正面図(A)、右側面図(B)、及び正面図のD-D断面図(C)である。 第4の実施形態に係る入力タッチペンの離間状態における正面図(A)、右側面図(B)、及び正面図のE-E断面図(C)である。 第4の実施形態に係る入力タッチペンの接近状態における正面図(A)、右側面図(B)、及び正面図のF-F断面図(C)である。 第4の実施形態に係る入力タッチペンの継手及び発振周波数調整部材の斜視図である。 第5の実施形態に係る入力タッチペンの没入状態における正面図(A)、右側面図(B)、及び正面図のG-G断面図(C)である。 第5の実施形態に係る入力タッチペンの突出状態における正面図(A)、右側面図(B)、及び正面図のH-H断面図(C)である。 第5の実施形態に係る円筒カムの斜視図(A)及び正面図(B)である。 第5の実施形態に係る入力タッチペンの没入状態における電磁誘導リフィル及び2本の筒体の位置関係を示す図(A)並びに没入状態における複数の摺動コマの位置関係図(B)である。 第5の実施形態に係る入力タッチペンの突出状態における電磁誘導リフィル及び2本の筒体の位置関係を示す図(A)並びに突出状態における複数の摺動コマの位置関係図(B)である。 第6の実施形態に係る入力タッチペンの装着状態における斜視図(A)、正面図(B)、及び正面図のI-I断面図(C)である。 第6の実施形態に係る入力タッチペンの開放状態における斜視図(A)、正面図(B)、及び正面図のJ-J断面図(C)である。 第7の実施形態に係る入力タッチペンの収容状態における正面図(A)、及び正面図のK-K断面図(B)である。 第7の実施形態に係る入力タッチペンの露出状態における斜視図(A)、正面図(B)、及び正面図のL-L断面図(C)である。
本実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明における「先端側」とは、入力タッチペン5の軸方向のうち、後述する先軸12に向かう一方側をいい、「後端側」とは、後述する後軸14に向かう他方側をいう。
<第1の実施形態>
(1)入力タッチペン5外観
第1の実施形態に係る入力タッチペン5は、図1(A)及び図2(A)に示すような外観を呈する。図1(A)は、後述する発振周波数調整部材23が後述する電磁誘導コイル46に対して離間した離間状態を示す入力タッチペン5の正面図であり、図2(A)は、後述する発振周波数調整部材23が後述する電磁誘導コイル46に対して接近した接近状態を示す入力タッチペン5の正面図である。
この入力タッチペン5は、その外部構造として、その先端と後端とにそれぞれ開口部を有する軸筒10を備えている。この軸筒10は、軸方向の先端側を構成し、その先端部分が先細となるテーパ形状に形成された先軸12を、軸方向の後端側を構成する後軸14の先端から圧入し、後軸14よりも後端側に位置する内軸16を、後軸14の後端から圧入することにより構成される。そして、先軸12の先端には、先端の開口部として後述する電磁誘導リフィル40の接触先端45が露出する先端開口13が形成され、内軸16の後端には、後端の開口部として後述するノック機構30の操作部32が露出する後端開口15が形成されている。
(2)入力タッチペン5内部
図1(B)は、離間状態を示す入力タッチペン5の正面図のA-A断面図であり、図2(B)は、接近状態を示す入力タッチペン5の正面図のB-B断面図である。
軸筒10の内部には、筒体20と、筒体20を軸方向に移動させるノック機構30と、筒体20の内部に収容された電磁誘導リフィル40と、が収容されている。ただし、電磁誘導リフィル40の構成部材のうち、少なくとも後述する接触先端45は軸筒10の内部に収容されずに先端開口13から露出しており、ノック機構30の構成部材のうち、少なくとも後述する操作部32は軸筒10の内部に収容されずに後端開口15から露出している。
また、後軸14における軸方向の中央よりもやや後端側には、電磁誘導リフィル40と、後述するスプリング17とが接触する接触部18が設けられている。接触部18は、その先端から後端にかけて凹んだ凹部18Aを有している。さらに、接触部18には、後述する筒体20の幅広部21が通過するための軸方向に沿って開口した通過孔18Bが形成されている。
また、内軸16における先端側には、ノック機構30の後述する回転子31と係止するカム部16Aが設けられている。
筒体20は、全体として筒状であり、その内部は先端から後端まで貫通している。この筒体20は、その後端側を構成する幅広部21と、その先端側を構成し、幅広部21よりも外径が小さい幅狭部22と、を備えている。そして、幅広部21の外径は電磁誘導リフィル40の外径より大きく、幅狭部22の外径は電磁誘導リフィル40の外径よりやや大きくなっている。
筒体20は、幅広部21の後端側の一部が通過孔18Bを通過するまで挿入された後、通過孔18Bを通過した幅広部21の後端側の一部にノック機構30の後述する回転子31の先端が接続されることで軸筒10の内部に収容される。なお、筒体20が軸筒10の内部に収容された状態では、回転子31の先端にスプリング17の後端が接触し、接触部18の後端にスプリング17の先端が接触している。そして、ノック機構30及び筒体20は、スプリング17の付勢力によって常に後端側へ付勢されている。
ここで、幅狭部22の後端側の外周には、電磁誘導リフィル40が反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる、具体的には、電磁誘導リフィル40内部の発振回路と電磁結合する発振周波数調整部材23が装着されている。この発振周波数調整部材23は、少なくともコイルとコンデンサとで構成されている。そして、発振周波数調整部材23の発振周波数は電磁誘導リフィル40内部の発振回路と等しくなるように調整されている。
発振周波数調整部材23は、電磁誘導リフィル40と同じタイミングで位置検出装置から受け取った電磁エネルギーを反射する。接近状態においては発振周波数調整部材23が反射する磁束が電磁誘導リフィル40の後述する電磁誘導コイル46を貫くことで、電磁誘導リフィル40の後述する電磁誘導コイル46の鎖交磁束が変化し、電磁誘導リフィル40の発振周波数が変化する。
第1の実施形態における発振周波数調整部材23は筒状のフェライトにコイルを配設した構造となっている。また、発振周波数調整部材23を構成するコイルの巻き始め及び巻き終わりは、コンデンサを搭載した基板(図示せず)に接続されている。そして、発振周波数調整部材23は、筒体20が軸筒10の内部に収容された状態では、先軸12の内部に位置している。なお、フェライトとは、鉄を含む酸化物磁性体をいう。
ノック機構30は、内軸16の内部に配置され、軸方向に移動可能な回転子31と、内軸16の後端、すなわち、後端開口15から露出し、軸方向に移動可能な操作部32と、を備えている。このノック機構30は、電磁誘導リフィル40に対して軸方向に発振周波数調整部材23を移動させるものであり、具体的には、ノック操作により電磁誘導コイル46に対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)に発振周波数調整部材23を移動させるものである。そして、ノック操作は、操作部32を先端側に向かって押圧することによって行われる。
そして、離間状態(図1参照)においてノック操作が行われると、操作部32の移動によって回転子31が先端側へ押圧され、回転子31と内軸16のカム部16Aの先端面とが係止し、入力タッチペン5は接近状態(図2参照)となる。また、接近状態(図2参照)においてノック操作が行われると、操作部32の移動によって回転子31が先端側へ押圧され、回転子31と内軸16のカム部16Aの先端面との係止が解除される。これにより、ノック機構30及び筒体20は、スプリング17の付勢力によって後端側へ移動し、入力タッチペン5は離間状態(図1参照)となる。
電磁誘導リフィル40は、電磁誘導方式の位置検出装置により送信された電磁エネルギーを反射するものであって、例えば、以下の構成を有する。なお、第1の実施形態では、電磁誘導リフィル40の直径を3.2mmで形成している。そして、電磁誘導リフィル40は、その先端と後端とにそれぞれ開口部を有する収容筒41を備えており、この収容筒41の内部に種々の部材が収容され、また、収容筒41に種々の部材が装着されている。
収容筒41の先端側には、合成樹脂製の先端継手44が装着されている。この先端継手44には、略管状のコアホルダー42が内蔵されている。このコアホルダー42には、棒状のフェライトコア43が挿通されている。このフェライトコア43の先端には、合成樹脂製の接触先端45が装着されている。さらに、フェライトコア43の周囲には、コアホルダー42を挟んで電磁誘導コイル46が配設されている。
収容筒41の内部空間におけるフェライトコア43よりも後端側には、電磁誘導コイル46と電気的に接続された感圧センサ47とコンデンサ48とが収容されている。感圧センサ47は筆圧に応じて静電容量が増加する可変のコンデンサで、コンデンサ48と電磁誘導コイル46とともに、発振回路を構成する。また、収容筒41の後端には、合成樹脂製の後端継手49が装着されている。
後端継手49の後端には、接触部18の凹部18Aに挿入するための挿入部50が装着されている。この挿入部50の外径は、凹部18Aの幅(径方向の長さ)よりもやや狭く形成されている。そのため、挿入部50を凹部18Aに圧入することで、挿入部50と接触部18、すなわち、挿入部50と後軸14とが接続される。これにより、電磁誘導リフィル40が後軸14に固定され、電磁誘導リフィル40が軸筒10の内部に収容される。そして、電磁誘導リフィル40が軸筒10の内部に収容された状態では、接触先端45が先端開口13から露出している。
また、挿入部50の周囲には、収容筒41を先端側に付勢するリターンスプリング51が装着されている。このリターンスプリング51は、接触先端45が押圧されることに伴い収容筒41が後端側へ移動する際に圧縮される。なお、電磁誘導リフィル40は後軸14に対し挿入部50で着脱可能に固定されているため、接触先端45が摩耗したり、内蔵する電子機器類が故障したりした際には、容易に新品と交換することができる。
(3)作用
次に、第1の実施形態の作用、具体的には、電磁誘導リフィル40により図4に示す入力装置100(例:電磁誘導方式タブレット)に情報が入力される流れについて説明する。なお、入力装置100は、電磁誘導リフィル40による入力が行われる入力面102が設けられており、その入力面102の下面には、特定の周波数の電磁エネルギーを送信する位置検出装置が設けられている。
また、第1の実施形態における入力装置100には、入力タッチペン5でなぞった筆跡に対応する描線が電子情報として入力される「筆記モード」と、入力タッチペン5でなぞった筆跡に対応する部分の電子情報が消去される「消去モード」とが設けられている。この入力装置100は、入力タッチペン5から帰還する電磁エネルギーの周波数に基づいて上記の各モードの切替を行っており、所定の周波数の範囲である第1範囲では「筆記モード」に設定され、第1範囲よりも周波数が小さい第2範囲では「消去モード」に設定されるよう予め構成されている。
さらに、入力装置100が有する位置検出装置には、電磁誘導リフィル40に電磁エネルギーを送信するためのコイルが複数設けられている。一方、電磁誘導リフィル40には、送信信号の周波数に応じた共振周波数を有する発振回路(図示せず)が設けられている。この位置検出装置のコイルと電磁誘導リフィル40の発振回路(図示せず)の電磁誘導作用により電磁誘導リフィル40は電磁エネルギーを蓄えることができる。
そして、電磁誘導リフィル40は、発振回路(図示せず)に蓄えた電磁エネルギーを位置検出装置に帰還させる。位置検出装置は、この電磁誘導リフィル40からの電磁エネルギーを検出する。具体的には、位置検出装置は、送信信号を供給したコイルの位置と、電磁誘導リフィル40の発振回路(図示せず)からの電磁エネルギーを検出したコイルの位置とにより、電磁誘導リフィル40が指示する座標値を検出する。
また、電磁誘導リフィル40の接触先端45が押圧されると、感圧センサ47が押圧されて静電容量が増加する。これにより共振周波数がわずかに低くなる。そして、位置検出装置が電磁誘導リフィル40の共振周波数の変化を検出することで、電磁誘導リフィル40の接触を検出する。これにより文字等を描くことができる。
ここで、離間状態(図3(A)参照)では、発振周波数調整部材23が電磁誘導コイル46に対して十分離間しているため、電磁誘導リフィル40内部の発振回路との電磁結合の度合いが十分小さくなっている。したがって、離間状態では、電磁誘導リフィル40の発振周波数は変化せず、入力装置100では、第1範囲内であると判断し、筆記モードを設定している。そのため、離間状態において、入力装置100の入力面102を接触先端45でなぞると、その入力装置100に文字、例えば、図4(A)に示すようなアルファベットの「P」を描くことができる。
離間状態においてノック操作が行われると、操作部32の移動によって回転子31が先端側へ押圧され、回転子31と内軸16のカム部16Aの先端面とが係止し、入力タッチペン5は接近状態となる。
そして、接近状態(図3(B)参照)では、発振周波数調整部材23が電磁誘導コイル46に対して接近しており、入力タッチペン5が発する電磁エネルギーの周波数は離間状態(図3(A)参照)に比べて低くなっている。これにより、入力装置100では、第2範囲内であると判断し、消去モードを設定している。そのため、接近状態において、上記で記載されたアルファベットの「P」の一部を接触先端45でなぞると、なぞられた部分に対応するアルファベットの「P」の部分の電子情報が消去され、入力装置100の入力面102からなぞられた部分が消失する(図4(B)参照)。
<第2の実施形態>
次に、本実施の形態の第2の実施形態について、第1の実施形態との重複部分を省略しつつ説明する。
(1)入力タッチペン5外観
第2の実施形態に係る入力タッチペン5は、図5(A)及び(B)並びに図6(A)及び(B)に示すような外観を呈する。図5(A)は、離間状態を示す入力タッチペン5の正面図であり、図5(B)は、離間状態を示す入力タッチペン5の右側面図であり、図6(A)は、接近状態を示す入力タッチペン5の正面図であり、図6(B)は、接近状態を示す入力タッチペン5の右側面図である。
この入力タッチペン5は、その外部構造として、その先端と後端とにそれぞれ開口部を有する軸筒10を備えている。この軸筒10は、先軸12と後軸14とが互いに螺合されて形成される。そして、先軸12の先端には、電磁誘導リフィル40の接触先端45が露出する先端開口13が形成され、後軸14の後端には、キャップ部材60が露出する後端開口15が形成されている。このキャップ部材60は、中空ドーム状に形成されており、ガイド筒62の後端に設けられている(図5(C)及び図6(C)参照)。
後軸14の後端側の表面には、軸方向に沿った長孔である摺動溝14Aが合計2本形成されている。摺動溝14Aからは、ノック機構30の構成部材であって、筒体20の後端に装着される計2本のノック棒33のノック突起34が露出している。また、後軸14の後端側には、電磁誘導リフィル40の後端に装着される棒部材64と一体に形成されたクリップ66が露出可能な長さに開口された露出孔14Bが形成されている。
そして、筒体20に装着されたノック棒33は、対応する摺動溝14Aに沿って軸方向に移動可能とされている。具体的には、使用者によるノック操作に基づいて、そのノック棒33が対応する摺動溝14Aに沿って軸方向に移動され、これにより、離間状態と接近状態との切替が可能となっている。つまり、第2の実施形態では、ノック棒33を対応する摺動溝14Aに沿って軸方向に移動させることで、発振周波数調整部材23を電磁誘導コイル46に対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)に移動させている。一方、電磁誘導リフィル40に装着された棒部材64は、定位置に固定されており、軸方向に移動できない、すなわち、ノック操作ができない構造となっている。
(2)入力タッチペン5内部
図5(C)は、離間状態を示す入力タッチペン5の正面図のC-C断面図であり、図6(C)は、接近状態を示す入力タッチペン5の正面図のD-D断面図である。
軸筒10の内部には、電磁誘導リフィル40と2本の筒体20とが収容されている。なお、図5(C)及び図6(C)においては正面側に位置し断面にて表示されている電磁誘導リフィル40と、その左側面側に位置する筒体20とが表示されているが、図示されていない右側面側に位置する筒体20も存在する。
また、軸筒10の内部における軸方向の中央よりもやや後方には、電磁誘導リフィル40と2本の筒体20とを支持するための支持筒68が装着されている。この支持筒68は、短円筒形状に形成されるとともに、電磁誘導リフィル40と2本の筒体20とが挿通される支持孔61が形成されている。なお、支持筒68は、軸筒10の内部における軸方向の中央よりもやや後方の内周面から内方に突出した支持突条63によって軸筒10の内部に支持されている。
筒体20に装着されたノック棒33は、上記のノック突起34に加え、ノック棒33の先端部分である接続突起35と、接続突起35よりも後端側の部分であって、後述するノックスプリング37の後端を支持するスプリング支持端36と、を備えている。
電磁誘導リフィル40に装着された棒部材64は、上記のクリップ66に加え、棒部材64の先端部分である接続部65と、接続部65よりも後端側の部分であって、後述するノックスプリング69の後端を支持するスプリング支持端67と、を備えている。
筒体20は、筒状の胴部24と、胴部24の先端に装着される継手25と、継手25の先端側の周囲に装着される発振周波数調整部材23と、を備えている。
ここで、筒体20のうち、胴部24の後端には、ノック棒33の接続突起35が圧入され、胴部24とノック棒33とが接続されている(図5(C)及び図6(C)参照)。これにより、筒体20とノック棒33とが固定され、筒体20が軸筒10の内部に収容される。
また、胴部24の後端側の周囲には、ノック棒33を後端側に付勢するノックスプリング37が装着されている(図5(C)及び図6(C)参照)。このノックスプリング37は、その先端が支持筒68の後端縁に支持され、その後端がノック棒33のスプリング支持端36に支持されることで、ノック棒33を常に後端側へ付勢している。
さらに、接続部65の周囲には、棒部材64を後端側に付勢するノックスプリング69が装着されている(図5(C)及び図6(C)参照)。このノックスプリング69は、その先端が支持筒68の後端縁に支持され、その後端が棒部材64のスプリング支持端67に支持されることで、棒部材64を常に後端側へ付勢している。
(3)作用
第2の実施形態でも、第1の実施形態と同様に、離間状態において、入力装置100の入力面102を接触先端45でなぞると、その入力装置100に文字、例えば、図4(A)に示すようなアルファベットの「P」を描くことができる。
ここで、離間状態(図5(C)参照)では、ノックスプリング37がノック棒33を後端側へ付勢しており、発振周波数調整部材23が電磁誘導コイル46に対して離間している。そして、離間状態において、使用者によるノック操作が行われると、ノック棒33により筒体20が先端側に押圧される。このノック操作により、ノックスプリング37が支持筒68の後端縁とノック棒33のスプリング支持端36との間で圧縮され、発振周波数調整部材23が電磁誘導コイル46に対して接近し、接近状態(図6(C)参照)へと変移する。
なお、第2の実施形態では、接近状態(図6(C)参照)における発振周波数調整部材23の先端から接触先端45の先端までの距離Lが18mmとなっている。
そして、第2の実施形態でも、第1の実施形態と同様に、接近状態において、上記で記載されたアルファベットの「P」の一部を接触先端45でなぞると、なぞられた部分に対応するアルファベットの「P」の部分の電子情報が消去され、入力装置100の入力面102からなぞられた部分が消失する(図4(B)参照)。
<第1の実施形態と第2の実施形態との相違点>
以上説明したように、発振周波数調整部材23は、第1の実施形態のように、電磁誘導リフィル40の外周を幅狭部22を介して覆うように配置してもよいし、第2の実施形態のように、電磁誘導リフィル40の側面の一部のみに近接可能に配置してもよい。そして、第1の実施形態と第2の実施形態とでは、共に同様の効果を奏することができる。
また、第1の実施形態における利点としては、電磁誘導リフィル40と発振周波数調整部材23との位置関係を精密に制御しやすい点があり、第2の実施形態における利点としては、発振周波数調整部材23の外径を小さく形成できる点がある。
<第3の実施形態>
次に、本実施の形態の第3の実施形態について、第1、又は第2の実施形態との重複部分を省略しつつ説明する。
第1の実施形態及び第2の実施形態における発振周波数調整部材23は何れも、少なくともコイルとコンデンサとを含む発振回路で構成されていた。そして、第1の実施形態及び第2の実施形態における発振周波数調整部材23は、電磁誘導リフィル40と同じタイミングで位置検出装置から受け取った電磁エネルギーを反射することで電磁誘導リフィル40の発振周波数を変化させていた。
しかし、第3の実施形態における発振周波数調整部材23は、単一の磁性体、具体的には、フェライトのみで構成されており、発振回路ではない点で第1の実施形態及び第2の実施形態と異なる。
そして、第3の実施形態における発振周波数調整部材23は、電磁誘導リフィル40の発振回路を構成するインダクタの漏れ磁束を低減させることで実効透磁率を増加させる効果を有している。具体的には、第3の実施形態では、発振周波数調整部材23により実効透磁率を増加させることで電磁誘導リフィル40の発振回路のインダクタンスが増加し、その結果として電磁誘導リフィル40の発振周波数が低下することとなっている。
上記の効果により第3の実施形態でも、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様に、離間状態において、入力装置100の入力面102を接触先端45でなぞると、その入力装置100に文字、例えば、図4(A)に示すようなアルファベットの「P」を描くことができる。
そして、第3の実施形態でも、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様に、接近状態において、上記で記載されたアルファベットの「P」の一部を接触先端45でなぞると、なぞられた部分に対応するアルファベットの「P」の部分の電子情報が消去され、入力装置100の入力面102からなぞられた部分が消失する(図4(B)参照)。
<第1の実施形態及び第2の実施形態と、第3の実施形態との相違点>
以上説明したように、発振周波数調整部材23は発振回路で構成されてもよく、電磁誘導リフィル40の漏れ磁束を低減させる磁性体(フェライト)のみで構成されてもよい。
<第4の実施形態>
次に、本実施の形態の第4の実施形態について、第1、第2又は第3の実施形態との重複部分を省略しつつ説明する。
第4の実施形態の構造は、基本的に第2の実施形態と同様だが、発振周波数調整部材23及び継手25の構造が第2の実施形態と異なる。また、第4の実施形態は、電磁誘導リフィル40と1本の筒体20とが軸筒10の内部に収容されている点で、電磁誘導リフィル40と2本の筒体20とが軸筒10の内部に収容されている第2の実施形態と異なる。
(1)入力タッチペン5外観
第4の実施形態に係る入力タッチペン5は、図7(A)及び(B)並びに図8(A)及び(B)に示すような外観を呈する。図7(A)は、離間状態を示す入力タッチペン5の正面図であり、図7(B)は、離間状態を示す入力タッチペン5の右側面図であり、図8(A)は、接近状態を示す入力タッチペン5の正面図であり、図8(B)は、接近状態を示す入力タッチペン5の右側面図である。
(2)入力タッチペン5内部
図7(C)は、離間状態を示す入力タッチペン5の正面図のE-E断面図であり、図8(C)は、接近状態を示す入力タッチペン5の正面図のF-F断面図である。
第4の実施形態における筒体20は、第2の実施形態と同様に、筒状の胴部24と、胴部24の先端に装着される継手25と、継手25に装着される発振周波数調整部材23と、を備えている。
図9(A)及び(B)は、第4の実施形態に係る入力タッチペン5の継手25及び発振周波数調整部材23の斜視図である。
第4の実施形態における継手25は、継手胴部25Aと、継手胴部25Aの先端から延びる延出部25Bと、継手胴部25Aの後端から延びる圧入部25Cと、を備えている。また、継手25は、全体として略筒状であり、その先端から後端までを貫通する貫通孔25Dが形成されている。そして、この貫通孔25Dには電磁誘導リフィル40が挿通されている(図7(C)及び図8(C)参照)。
延出部25Bは、継手25において、発振周波数調整部材23の一部が装着される部分である。
圧入部25Cは、継手25において、胴部24内に圧入される部分である。つまり、圧入部25Cを胴部24の先端から胴部24内に圧入することで、継手25が胴部24の先端に装着される。
発振周波数調整部材23は、延出部25Bの周囲に装着された筒状のフェライトと、このフェライトに配設されたコイルとからなるコイル部23Aと、このコイル部23Aのコイルの巻き始め及び巻き終わりに接続されたチップコンデンサ23Bと、を備えている。なお、コイル部23Aのコイルの巻き始め及び巻き終わりと、チップコンデンサ23Bとは、継手胴部25Aの外周面に配置されている。そして、第4の実施形態における発振周波数調整部材23は、コイル部23Aとチップコンデンサ23Bとで閉回路を形成している。
(3)作用
第4の実施形態でも、第1、第2及び第3の実施形態と同様に、離間状態において、入力装置100の入力面102を接触先端45でなぞると、その入力装置100に文字、例えば、図4(A)に示すようなアルファベットの「P」を描くことができる。
そして、第4の実施形態でも、第1、第2及び第3の実施形態と同様に、接近状態において、上記で記載されたアルファベットの「P」の一部を接触先端45でなぞると、なぞられた部分に対応するアルファベットの「P」の部分の電子情報が消去され、入力装置100の入力面102からなぞられた部分が消失する(図4(B)参照)。なお、第4の実施形態でも、第2の実施形態と同様に、接近状態(図8(C)参照)における発振周波数調整部材23の先端から接触先端45の先端までの距離Lが18mmとなっている。
第4の実施形態は、以上のように構成されているため、電磁誘導リフィル40と発振周波数調整部材23との位置関係を精密に制御しやすくなり、離間状態と接近状態との間における磁束変化を安定させることができる。なお、第4の実施形態では、発振周波数調整部材23と継手25とを一体とした構造で形成してもよい。
<まとめ>
本実施の形態では、電磁誘導リフィル40が反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる発振周波数調整部材23と、電磁誘導リフィル40に対して軸方向に発振周波数調整部材23を移動させるノック機構30と、を備えている。
第1の実施形態においては、ノック機構30は、後端開口15から露出した操作部32を先端側に向かって押圧するノック操作が行われることにより、電磁誘導コイル46に対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)に発振周波数調整部材23を移動させる。一方、第2の実施形態においては、ノック機構30は、摺動溝14Aから露出したノック棒33のノック突起34を対応する摺動溝14Aに沿って軸方向に移動させるノック操作が行われることにより、電磁誘導コイル46に対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)に発振周波数調整部材23を移動させる。なお、第3の実施形態においては、第1又は第2の実施形態と同様の方法で電磁誘導コイル46に対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)に発振周波数調整部材23を移動させ、第4の実施形態においては、第2の実施形態と同様の方法で電磁誘導コイル46に対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)に発振周波数調整部材23を移動させる。
そして、上記のように、離間状態と接近状態とでは、入力タッチペン5が入力装置100に対して発する電磁エネルギーの周波数が異なっており、それらの各状態における周波数に基づいて、入力装置100により筆記モード又は消去モードの各モードが設定される。
また、本実施の形態では、入力タッチペン5の使用時に使用者が把持しない軸筒10の後端側にノック機構30が設けられている。つまり、本実施の形態は、一般的にリフィルの出没で用いられるノック機構30を用いて、発振周波数調整部材23の電磁誘導コイル46に対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)への移動を実現している。
そのため、本実施の形態によれば、使用者の操作性を低下させずに、電磁誘導方式の入力装置100に設定される複数のモード間の変更を行う切替機能が設けられた入力タッチペン5を提供することができる。
<その他>
第1、第2又は第4の実施形態では、発振周波数調整部材23を筒状のフェライトにコイルを配設した構成としたが、これに限らず、例えば樹脂にコイルを配設して発振周波数調整部材23を構成してもよい。
本実施の形態では、筒体20が発振周波数調整部材23を備えることとしたが、これに限らず、電磁誘導リフィル40が発振周波数調整部材23を備える構成としてもよい。例えば、電磁誘導リフィル40の収容筒41の表面にコイルを配設し、収容筒41の内部に筒状のフェライトを収容して、ノック機構30のノック操作に基づいて、筒状のフェライトがコイルに対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)に移動可能な発振周波数調整部材23を構成してもよい。また、前記と逆の構成として、電磁誘導リフィル40の収容筒41の表面に筒状のフェライトを装着し、収容筒41の内部にコイルを収容して、ノック機構30のノック操作に基づいて、コイルが筒状のフェライトに対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)に移動可能な発振周波数調整部材23を構成してもよい。
本実施の形態では、入力装置100のモードとして、筆記モード及び消去モードを設けたが、入力装置100に設定可能なモードはこれには限られない。例えば、入力装置100のモードとして、入力装置100に黒色の描線が表示される「モノクロモード」や、入力装置100に赤色や青色等の描線が表示される「カラーモード」等を、上記の筆記モード及び消去モードに代えて又は加えて設けてもよい。
第2、及び第3の実施形態における発振周波数調整部材23を以下のように構成してもよい。
1つ目は、2本の筒体20が備える発振周波数調整部材23を構成する、筒状のフェライトの長さや厚さを異ならせたり、コイルの巻数を異ならせたりすることで、各々の発振周波数調整部材23が電磁誘導リフィル40の電磁誘導コイル46に鎖交する磁束の強さを異ならせてもよい。これにより、入力タッチペン5の変化後の発振周波数に基づいて入力装置100に設定可能なモード数を増やすことができる。
2つ目は、2本の筒体20が備える発振周波数調整部材23が電磁誘導リフィル40の電磁誘導コイル46に鎖交する磁束の強さを同様としてもよい。これにより、一方の発振周波数調整部材23が故障した場合でも、他方の発振周波数調整部材23を用いて、同様のモードを入力装置100に設定することができる。
<第5の実施形態>
次に、本実施の形態の第5の実施形態について、第1、第2、第3又は第4の実施形態との重複部分を省略しつつ説明する。
(1)入力タッチペン5外観
第5の実施形態に係る入力タッチペン5は、図10(A)及び(B)並びに図11(A)及び(B)に示すような外観を呈する。図10(A)は、電磁誘導リフィル40の先端部が軸筒10内に収容されている没入状態を示す入力タッチペン5の正面図であり、図10(B)は、没入状態を示す入力タッチペン5の右側面図であり、図11(A)は、電磁誘導リフィル40の先端部が軸筒10から突出している突出状態を示す入力タッチペン5の正面図であり、図11(B)は、突出状態を示す入力タッチペン5の右側面図である。
この入力タッチペン5は、その外部構造として、先軸12と後軸14とを有する軸筒10を備えている。また、入力タッチペン5は、先軸12の後端と当接するリング部材11と、後軸14の後端と当接する係止部材70と、係止部材70により係止される機能部材80と、後軸14の後端側に取り付けられるクリップ66と、を備えている。なお、係止部材70及び機能部材80の詳細については後述する。
先軸12は、筒形状の先軸胴部12Aと、先軸胴部12Aの先端から先端側にかけて外径が縮径された先軸テーパ部12Bと、を備えている。また、先軸テーパ部12Bの先端には、電磁誘導リフィル40の接触先端45が露出する先端開口13が形成されている。
後軸14は、筒形状の後軸胴部14Cと、後軸胴部14Cの後端から後端側にかけて外径が縮径された後軸テーパ部14Dと、を備えている。また、後軸テーパ部14Dの後端には、後述する中継筒90が収容される後端開口15(図10(C)及び図11(C)参照)が形成されている。
クリップ66は、後軸14と係止部材70との間に支持されている。このクリップ66の先端側には、後軸胴部14Cに向けて突出する挟持部66Aが設けられ、この挟持部66Aと後軸胴部14Cの外周面との間で衣服のポケット等を挟持することで入力タッチペン5を支持することができる。
(2)入力タッチペン5内部
図10(C)は、没入状態を示す入力タッチペン5の正面図のG-G断面図であり、図11(C)は、突出状態を示す入力タッチペン5の正面図のH-H断面図である。
軸筒10の内部には、電磁誘導リフィル40と、2本の筒体20と、電磁誘導リフィル40及び2本の筒体20を軸方向に移動させる繰出機構110と、繰出機構110の後端部に螺合される中継筒90と、が収容されている。
なお、図10(C)においては、2本の筒体20が表示されているが、図示されていない手前側に位置する電磁誘導リフィル40も存在し、図11(C)においては、電磁誘導リフィル40と、その左側面側に位置する筒体20とが表示されているが、図示されていない右側面側に位置する筒体20も存在する。さらに、図10(C)及び図11(C)においては、電磁誘導リフィル40の詳細構造を図示していないが、第5の実施形態における電磁誘導リフィル40は、第1の実施形態で説明した構成を有している。
図10(C)及び図11(C)に示すように、先軸胴部12Aの後端部の内周面には、先軸雌ネジ12Cが形成されている。また、2本の筒体20は、筒状の胴部24を各々備えている。そして、支持リフィルとしての2本の筒体20の一方(以下、「第1筒体20A」とする)の胴部24の先端側には、発振周波数調整部材23が設けられている。これに対し、2本の筒体20の他方(以下、「第2筒体20B」とする)には、発振周波数調整部材23が設けられておらず、第5の実施形態において備える発振周波数調整部材23は1つとされている。
繰出機構110は、先軸雌ネジ12Cと螺合することにより先軸12に固定されるガイド筒120と、ガイド筒120の後端側に形成されたガイド溝122に収まる複数(3つ)の摺動コマ130と、後軸胴部14Cに内接し、軸筒10の周方向に回動して複数の摺動コマ130を移動させる円筒カム140と、を備えている。
ガイド筒120の先端部は、後軸14に収容された状態において、後軸胴部14Cから突出する。そして、ガイド筒120の先端部の外周面には、先軸雌ネジ12Cと螺合するガイド筒雄ネジ121が形成されている。また、ガイド筒120の後端からは、先端側に向かって軸方向に延びる複数のガイド溝122が形成されている。
摺動コマ130は、ガイド筒120と円筒カム140との間に支持され、ガイド溝122を軸方向に摺動自在な摺動部131と、摺動部131の先端から先端側に突出し、電磁誘導リフィル40及び2本の筒体20の各々の後端に装着される装着部132と、摺動部131の表面に形成され、軸筒10側に向けて突出した突起部133と、を備えている。
摺動部131の先端面には、コイルスプリングであるリターンバネ19の後端が係止されている。なお、リターンバネ19の先端は、ガイド筒120に係止されている。そのため、リターンバネ19は、摺動コマ130とガイド筒120との間で圧縮可能となっている。
図12(A)は、円筒カム140を示す斜視図であり、図12(B)は、円筒カム140を示す正面図である。円筒カム140は、繰出機構110においてガイド筒120の外周面を覆うように装着されている(図10(C)及び図11(C)参照)。
図12(A)及び(B)に示すように、円筒カム140は、円筒形状の円筒部141を備え、この円筒部141の先端面から後端側の外周面に向かって切断されたカム溝142が設けられている。この円筒部141の後端側の内周面には、中継筒90の後述する中継筒雄ネジ93と螺合する円筒カム雌ネジ143(図10(C)及び図11(C)参照)が形成されている。
カム溝142は、複数の摺動コマ130の各々の軸方向の先端側又は後端側への移動を可能とする一対のガイド部144と、一対のガイド部144の先端を繋ぐ頂部145と、一対のガイド部144の後端を繋ぐ底部147と、を備えている。
一対のガイド部144は、円筒部141の先端面と円筒部141の外周面とを曲線で繋いだ曲面であり、先端から後端に向かって一対のガイド部144の径方向の距離が短くなっている。
頂部145は、円筒部141の先端面の一部であって、円弧状を呈している。頂部145の円弧の長さは、2つの摺動コマ130の突起部133を同時に留置可能な長さとなっており、円弧の両端部には、2つの摺動コマ130の各々を着脱自在に嵌合可能な2つの嵌合部146が設けられている。この嵌合部146は、円筒部141の先端面が後端側に凹んだ溝である。そして、この嵌合部146に摺動コマ130の突起部133が嵌合することで、その摺動コマ130が装着された電磁誘導リフィル40や2本の筒体20が先端側に移動した状態が維持される。
底部147は、一対のガイド部144の後端を繋ぐ部分であって、1つの摺動コマ130を留置可能となっている。
図10(C)及び図11(C)に示すように、中継筒90は、先端が閉じた筒形状を呈する中継筒胴部91と、中継筒胴部91の先端から先端側に突出し、ガイド筒120と連結する連結部92と、中継筒胴部91の先端側の外周面に形成され、円筒カム雌ネジ143と螺合する中継筒雄ネジ93と、中継筒胴部91の後端側の内周面に形成され、後述するホルダー雄ネジ154と螺合する中継筒雌ネジ94と、を備えている。
また、中継筒雌ネジ94を介して、機能部材80が載置されるホルダー150が中継筒90に装着される。
ホルダー150は、筒形状のホルダー先端部151と、ホルダー先端部151の後端から径方向外側に突出したホルダーフランジ152と、ホルダーフランジ152の後端から後端側に延び、ホルダーフランジ152より外径の小さいホルダー後端部153と、を備えている。
ホルダー先端部151の外周面には、中継筒雌ネジ94と螺合するホルダー雄ネジ154が形成されている。ホルダーフランジ152の外周面には、後述する係止部材雌ネジ73と螺合するホルダー雄ネジ155が形成されている。
係止部材70は、筒形状の本体部71と、本体部71の後端側の内周面が径方向内側に突出して形成された段差であり、機能部材80と係合する内方段部72と、本体部71の先端側の内周面に形成され、ホルダー雄ネジ155と螺合する係止部材雌ネジ73と、を備えている。
入力部としての機能部材80は、電子ペン機能を有しており、具体的には、静電容量式による入力に用いられるものである。
機能部材80は、弾性を有する合成樹脂(ゴム、エラストマー)で形成されている。この合成樹脂としては、例えば、シリコン樹脂、SBS樹脂(スチレン-ブタジエン-スチレン共重合体)、SEBS樹脂(スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン共重合体)、フッ素系樹脂、クロロプレン樹脂、ニトリル樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)等があげられ、摩擦時に屑が殆ど生じない低摩耗性の弾性材料で構成される。
さらに、機能部材80は、金属、導電性樹脂、又は導電性繊維等の導電性材料を上記の合成樹脂に混ぜ込んだ導電性ゴムとすることで、入力装置100へ接触させた際の入力面102の傷付きを抑制することができる。この導電性ゴムは、市販の導電性ゴム材料を成形することで製造することができる。この市販の導電性ゴム材料としては、信越化学工業(株)製のECシリーズ・シリコーンゴム、ライオン(株)製のレオパウンドシリーズ、JFEテクノリサーチ(株)製のサステックシリーズ等が例示できる。
また、機能部材80は、略半球状を呈する半球部81と、半球部81の先端を周方向に覆う円盤状の円盤部82と、を備えている。そして、機能部材80は、円盤部82をホルダーフランジ152上に載置し、円盤部82をホルダーフランジ152と内方段部72とで挟持した状態で、係止部材雌ネジ73とホルダー雄ネジ155とを螺合することにより固定される。
(3)作用
次に、図13及び図14を用いて、没入状態から突出状態へ変化する際における、電磁誘導リフィル40及び2本の筒体20の位置関係と、複数の摺動コマ130の位置関係とについて説明する。
図13(A)は、没入状態における電磁誘導リフィル40及び2本の筒体20の位置関係を示している。また、図13(B)は、没入状態における複数の摺動コマ130の位置関係を示している。なお、図13(B)は、円筒形状の円筒カム140の一部を平面図に展開した状態を示しており、図中の六角形の部材は、複数の摺動コマ130を示している。そして、図中の六角形の部材のうち、斜線が引かれたものが第1筒体20Aに装着された摺動コマ130(以下、「第1摺動コマ130A」とする)を示し、白塗りのものが第2筒体20Bに装着された摺動コマ130(以下、「第2摺動コマ130B」とする)を示し、黒塗りのものが電磁誘導リフィル40に装着された摺動コマ130(以下、「第3摺動コマ130C」とする)を示している。
図13(A)に示すように、没入状態においては、ガイド筒120からの電磁誘導リフィル40及び2本の筒体20の突出長さは、略同程度となっており、電磁誘導リフィル40及び2本の筒体20の全てが軸筒10に収容されている(図10(C)参照)。この没入状態においては、図13(B)に示すように、第1摺動コマ130A及び第2摺動コマ130Bが頂部145に位置し、第3摺動コマ130Cが底部147に位置している。
つまり、電磁誘導リフィル40の全長は、2本の筒体20の全長よりも長く形成されているため、第3摺動コマ130Cが底部147に位置していても、図13(A)に示す位置関係となる。
そして、没入状態において、後軸14を先軸12に対し一方向に捻って周方向に回動させると、第3摺動コマ130Cがガイド部144(図中左側)に沿って先端側に摺動を開始する。
一方、頂部145の嵌合部146(図中右側)に嵌合していた第2摺動コマ130Bは、頂部145から外れ、第3摺動コマ130Cが摺動するガイド部144とは反対側のガイド部144(図中右側)に沿って後端側に摺動を開始する。
さらに、頂部145の嵌合部146(図中左側)に嵌合していた第1摺動コマ130Aは、頂部145の反対側に向かって頂部145上で摺動を開始する。
そして、第3摺動コマ130Cがガイド部144(図中左側)に沿って先端側に摺動して頂部145に達すると、図14(B)に示すように、頂部145の嵌合部146(図中左側)に嵌合する。
一方、第3摺動コマ130Cが頂部145に達すると同時に、ガイド部144(図中右側)に沿って後端側に摺動していた第2摺動コマ130Bが底部147に達し、底部147に嵌合する。
さらに、第3摺動コマ130Cが頂部145に達すると同時に、頂部145の反対側に向かって頂部145上を摺動していた第1摺動コマ130Aが、第3摺動コマ130Cが嵌合する嵌合部146とは反対側の嵌合部146(図中右側)に嵌合する。
すると、図10(A)~(C)に示す没入状態から、図11(A)~(C)に示す突出状態へ変化する。
図14(A)は、突出状態における電磁誘導リフィル40及び2本の筒体20の位置関係を示している。また、図14(B)は、突出状態における複数の摺動コマ130の位置関係を示している。
図14(A)に示すように、突出状態における電磁誘導リフィル40及び2本の筒体20の位置関係は、図13(A)に示す没入状態と比べて、電磁誘導リフィル40が先端側に位置し、第2筒体20Bが後端側に位置している。
また、突出状態においては、図14(B)に示すように、第1摺動コマ130A及び第3摺動コマ130Cが頂部145に位置し、第2摺動コマ130Bが底部147に位置している。
つまり、突出状態においては、没入状態において底部147に位置していた第3摺動コマ130Cが頂部145に位置し、没入状態において頂部145に位置していた第2摺動コマ130Bが底部147に位置している。
これにより、突出状態では、接触先端45が先端開口13から露出する位置まで電磁誘導リフィル40が先端側に移動し、その状態が維持されている(図11(A)~(C)参照)。
なお、図示しないが、上記と同様の要領で、後軸14を先軸12に対し一方向に捻って周方向に回動させると、突出状態において、第2摺動コマ130B及び第3摺動コマ130Cが頂部145に位置し、第1摺動コマ130Aが底部147に位置する状態がある。
つまり、突出状態には、第1摺動コマ130A及び第3摺動コマ130Cが頂部145に位置し、第2摺動コマ130Bが底部147に位置する状態と、第2摺動コマ130B及び第3摺動コマ130Cが頂部145に位置し、第1摺動コマ130Aが底部147に位置する状態と、がある。
そして、突出状態において、第1摺動コマ130A及び第3摺動コマ130Cが頂部145に位置し、第2摺動コマ130Bが底部147に位置する状態が「接近状態」となり、第2摺動コマ130B及び第3摺動コマ130Cが頂部145に位置し、第1摺動コマ130Aが底部147に位置する状態が「離間状態」となっている。
(4)効果
第5の実施形態においては、繰出機構110は、ガイド筒120と、電磁誘導リフィル40及び2本の筒体20の後端に各々連結する複数の摺動コマ130と、円筒カム140と、を備えている。そして、繰出機構110は、後軸14を先軸12に対し一方向に捻って円筒カム140を周方向に回動させることにより、円筒カム140上を移動する複数の摺動コマ130の各々の位置を変化させ、電磁誘導コイル46に対して近付く方向(先端側)及び離れる方向(後端側)に発振周波数調整部材23を移動させるものである。また、上記のように、第5の実施形態では、後軸14を先軸12に対し一方向に捻って周方向に回動させることで、突出状態において、離間状態と接近状態とを切り替えることができる。
そして、上記のように、離間状態と接近状態とでは、入力タッチペン5が入力装置100に対して発する電磁エネルギーの周波数が異なっており、それらの各状態における周波数に基づいて、入力装置100により筆記モード又は消去モードの各モードが設定される。つまり、第5の実施形態でも、第1、第2、第3及び第4の実施形態と同様に、離間状態において、入力装置100の入力面102を接触先端45でなぞると、その入力装置100に文字、例えば、図4(A)に示すようなアルファベットの「P」を描くことができる。
さらに、第5の実施形態でも、第1、第2、第3及び第4の実施形態と同様に、接近状態において、上記で記載されたアルファベットの「P」の一部を接触先端45でなぞると、なぞられた部分に対応するアルファベットの「P」の部分の電子情報が消去され、入力装置100の入力面102からなぞられた部分が消失する(図4(B)参照)。
また、第5の実施形態では、後軸14を先軸12に対し一方向に捻って周方向に回動させる繰出機構110を用いているため、使用者が把持する部分に筆記モード又は消去モードの各モードを切り替える機構を備える場合に比べて、軸径を細くすることができる。そのため、第5の実施形態によれば、使用者の操作性を低下させずに、電磁誘導方式の入力装置100に設定される複数のモード間の変更を行う切替機能が設けられた入力タッチペン5を提供することができる。
(5)その他
第5の実施形態では、第1筒体20Aに発振周波数調整部材23を設け、第2筒体20Bに発振周波数調整部材23を設けないこととしたが、これに限らず、第1筒体20A及び第2筒体20Bの双方に発振周波数調整部材23を設けてもよい。この場合には、2つの発振周波数調整部材23を構成する、筒状のフェライトの長さや厚さを異ならせたり、コイルの巻数を異ならせたりすることで、各々の発振周波数調整部材23が電磁誘導リフィル40の電磁誘導コイル46に鎖交する磁束の強さを異ならせることが望ましい。これにより、変化後の電磁誘導リフィル40の発振周波数に基づいて入力装置100に設定可能なモードを異ならせることができる。
<第6の実施形態>
次に、本実施の形態の第6の実施形態について、第1、第2、第3、第4又は第5の実施形態との重複部分を省略しつつ説明する。
(1)入力タッチペン5外観
第6の実施形態に係る入力タッチペン5は、図15(A)及び(B)並びに図16(A)及び(B)に示すような外観を呈する。図15(A)は、電磁誘導リフィル40の先端部を保護する保護部材160により電磁誘導リフィル40の先端部が保護(被覆)されている保護状態を示す入力タッチペン5の斜視図であり、図15(B)は、保護状態を示す入力タッチペン5の正面図であり、図16(A)は、電磁誘導リフィル40の先端部が開放された開放状態を示す入力タッチペン5の斜視図であり、図16(B)は、開放状態を示す入力タッチペン5の正面図である。
この入力タッチペン5は、その外部構造として、軸心が軸方向に沿って貫通した開口部を有する軸筒10を備えている。この軸筒10は、先軸12に後軸14を圧入することにより構成される。また、入力タッチペン5は、その外部構造として、先軸12の先端から露出する電磁誘導リフィル40の先端部を保護する保護部材160を備えている。
先軸12は、筒形状の先軸胴部12Aと、先軸胴部12Aの先端から先端側にかけて外径が縮径された先軸テーパ部12Bと、を備えている(図15(C)及び図16(C)参照)。
後軸14は、先軸胴部12Aに圧入される筒形状の後軸前部14Eと、後軸前部14Eの後端から後端側に延びる後軸後部14Fと、を備えている(図15(C)及び図16(C)参照)。
保護部材160は、先軸12の先端から露出する電磁誘導リフィル40の先端部を保護するキャップである。この保護部材160は、先軸胴部12Aの外径よりやや広い内径を有する筒形状の保護部材胴部161と、保護部材胴部161の先端から先端側にかけて、先軸テーパ部12Bの形状に合わせて内径が縮径したテーパ形状の保護部材テーパ部162と、を備えている。
(2)入力タッチペン5内部
図15(C)は、保護状態を示す入力タッチペン5の正面図のI-I断面図であり、図16(C)は、開放状態を示す入力タッチペン5の正面図のJ-J断面図である。
図15(C)及び図16(C)に示すように、先軸胴部12Aは、中空構造とされており、その内径が後軸前部14Eの外径よりもやや広くなっている。先軸テーパ部12Bの軸心は、軸方向に沿って貫通している。これにより、先軸テーパ部12Bには、先軸貫通孔12Dが形成されている。この先軸貫通孔12Dの内径は、電磁誘導リフィル40の外径よりもやや広くなっている。
また、後軸14の軸心は、軸方向に沿って貫通している。これにより、後軸14には、後軸貫通孔14Gが形成されている。この後軸貫通孔14Gの内径は、電磁誘導リフィル40の外径よりもやや広くなっている。ただし、後軸後部14Fの先端部における後軸貫通孔14Gの内径は、電磁誘導リフィル40の外径よりもやや狭くなっている。そして、この後軸貫通孔14Gの径差により、後軸後部14Fの先端部の内周面には、接触段部14Hが形成されている。
また、後軸後部14Fの後端部では、後軸貫通孔14Gの内径が拡径している。そして、この後軸貫通孔14Gの径差により、後軸後部14Fの後端部の内周面には、収容段部14Iが形成されている。
そして、第6の実施形態では、軸筒10の内部に2本の電磁誘導リフィル40が収容されている。なお、以下では、先軸12側に収容された電磁誘導リフィル40を「第1電磁誘導リフィル40A」と称し、後軸14側に収容された電磁誘導リフィル40を「第2電磁誘導リフィル40B」と称する。また、図15(C)及び図16(C)においては、電磁誘導リフィル40の詳細構造を図示していないが、第6の実施形態における電磁誘導リフィル40は、第1の実施形態で説明した構成を有している。
第1電磁誘導リフィル40Aは、その後端が接触段部14Hに接触するまで先軸貫通孔12Dから先軸12の内部に挿入される。第1電磁誘導リフィル40Aの後端が接触段部14Hに接触した状態では、先軸貫通孔12Dの先端から第1電磁誘導リフィル40Aの接触先端45が露出している。
第2電磁誘導リフィル40Bは、その後端が接触段部14Hに接触するまで後軸貫通孔14Gから後軸14の内部に挿入される。第2電磁誘導リフィル40Bの後端が接触段部14Hに接触した状態では、第2電磁誘導リフィル40Bの接触先端45が後軸後部14Fの内部に収容されている。
また、第6の実施形態における入力タッチペン5は、第1電磁誘導リフィル40A及び第2電磁誘導リフィル40Bの各々に対応する2つの発振周波数調整部材23を備えている。なお、以下では、第1電磁誘導リフィル40Aに対応する発振周波数調整部材23を「第1発振周波数調整部材23C」と称し、第2電磁誘導リフィル40Bに対応する発振周波数調整部材23を「第2発振周波数調整部材23D」と称する。
第1発振周波数調整部材23Cは、筒状のフェライトにコイルを配設したものであり、保護部材テーパ部162の内部に収容されている。そして、第1発振周波数調整部材23Cは、保護状態の場合に第1電磁誘導リフィル40Aが反射する電磁エネルギーの周波数を変化させ、開放状態の場合に第1電磁誘導リフィル40Aが反射する電磁エネルギーの周波数を変化させないこととされている。つまり、第6の実施形態では、保護状態の場合が「接近状態」となり、開放状態の場合が「離間状態」となる。
第2発振周波数調整部材23Dは、筒状のフェライトにコイルを配設したものであり、収容段部14Iに収容されている。第2発振周波数調整部材23Dは、第2電磁誘導リフィル40Bが反射する電磁エネルギーの周波数を常に変化させている。なお、第2電磁誘導リフィル40B及び第2発振周波数調整部材23Dは、本発明における入力部の一例である。
そして、第6の実施形態では、保護状態において保護部材テーパ部162の先端で入力装置100の入力面102をなぞった場合と、開放状態において第1電磁誘導リフィル40Aの接触先端45で入力装置100の入力面102をなぞった場合とで、第1電磁誘導リフィル40Aにより入力装置100に対して指示を行うことができる。また、第6の実施形態では、後軸後部14Fの後端で入力装置100の入力面102をなぞった場合に、第2電磁誘導リフィル40Bにより入力装置100に対して指示を行うことができる。
さらに、第6の実施形態では、保護状態及び開放状態にかかわらず、第1電磁誘導リフィル40Aが発する電磁エネルギーの周波数と、第2電磁誘導リフィル40Bが発する電磁エネルギーの周波数とは、異なるように構成されている。具体的には、2つの発振周波数調整部材23を構成する、筒状のフェライトの長さや厚さを異ならせたり、コイルの巻数を異ならせたりすることで、各々の発振周波数調整部材23が電磁誘導リフィル40の電磁誘導コイル46に鎖交する磁束の強さを異ならせている。
(3)効果
第6の実施形態においては、保護状態において保護部材テーパ部162の先端で入力装置100の入力面102をなぞった場合と、開放状態において第1電磁誘導リフィル40Aの接触先端45で入力装置100の入力面102をなぞった場合とで、第1電磁誘導リフィル40Aが発する電磁エネルギーの周波数を変化させることができる。具体的には、保護状態においては、第1発振周波数調整部材23Cが反射する磁束が第1電磁誘導リフィル40Aの電磁誘導コイル46を貫くことで、第1電磁誘導リフィル40Aの電磁誘導コイル46の鎖交磁束を変化させ、第1電磁誘導リフィル40Aの発振周波数を変化させている。
そのため、第6の実施形態でも、第1、第2、第3、第4及び第5の実施形態と同様に、開放状態において、入力装置100の入力面102を接触先端45でなぞると、その入力装置100に文字、例えば、図4(A)に示すようなアルファベットの「P」を描くことができる。
さらに、第6の実施形態でも、第1、第2、第3、第4及び第5の実施形態と同様に、保護状態において、上記で記載されたアルファベットの「P」の一部を保護部材テーパ部162の先端でなぞると、なぞられた部分に対応するアルファベットの「P」の部分の電子情報が消去され、入力装置100の入力面102からなぞられた部分が消失する(図4(B)参照)。
また、第6の実施形態においては、軸筒10の先端側に第1電磁誘導リフィル40Aを備え、軸筒10の後端側に第2電磁誘導リフィル40Bを備えている。そして、第6の実施形態では、第1電磁誘導リフィル40Aが発する電磁エネルギーの周波数と、第2電磁誘導リフィル40Bが発する電磁エネルギーの周波数とは異なっている。
そのため、上記の第1電磁誘導リフィル40Aにおける保護状態と開放状態との場合を踏まえると、第6の実施形態において入力装置100に設定可能なモード数は、最大で3つとなる。
そして、第6の実施形態における各モードの切り替えは、保護部材160を着脱することや、軸筒10を回転させて入力装置100に入力を行う電磁誘導リフィル40を切り替えることにより行われる。そのため、第6の実施形態によれば、使用者の操作性を低下させずに、電磁誘導方式の入力装置100に設定される複数のモード間の変更を行う切替機能が設けられた入力タッチペン5を提供することができる。
(4)その他
第6の実施形態における第1発振周波数調整部材23Cは、バネ状に形成してバネの機能を有してもよい。
<第7の実施形態>
次に、本実施の形態の第7の実施形態について、第1、第2、第3、第4、第5又は第6の実施形態との重複部分を省略しつつ説明する。
(1)入力タッチペン5外観
第7の実施形態に係る入力タッチペン5は、図17(A)並びに図18(A)及び(B)に示すような外観を呈する。図17(A)は、電磁誘導リフィル40が軸筒10の内部に収容されている収容状態を示す入力タッチペン5の正面図であり、図18(A)は、電磁誘導リフィル40の全体が軸筒10から露出した露出状態を示す入力タッチペン5の斜視図であり、図18(B)は、露出状態を示す入力タッチペン5の正面図である。
この入力タッチペン5は、その外部構造として、軸方向の両端が貫通した開口部を有する軸筒10と、軸筒10の開口部の先端側を塞ぐ保護部材160と、軸筒10の開口部の後端側を塞ぐ尾栓170と、を備えている。
(2)入力タッチペン5内部
図17(B)は、収容状態を示す入力タッチペン5の正面図のK-K断面図であり、図18(C)は、露出状態を示す入力タッチペン5の正面図のL-L断面図である。なお、図17(B)及び図18(C)においては、電磁誘導リフィル40の詳細構造を図示していないが、第7の実施形態における電磁誘導リフィル40は、第1の実施形態で説明した構成を有している。
図17(B)及び図18(C)に示すように、軸筒10は、中空構造とされており、その内径は、尾栓170の圧入部分の外径、及び、電磁誘導リフィル40の外径よりもやや広い。
そして、軸筒10の後端からは、尾栓170が圧入され、軸筒10の後端が閉鎖される。
軸筒10の先端からは、電磁誘導リフィル40の後端が尾栓170に接触するまで電磁誘導リフィル40が挿入される。電磁誘導リフィル40の後端が尾栓170に接触した状態では、電磁誘導リフィル40が軸筒10の内部に収容されている。
なお、電磁誘導リフィル40が軸筒10の内部に収容された状態において、電磁誘導リフィル40が先端側に引っ張られることで、電磁誘導リフィル40を軸筒10の内部から取り出すことができる。
保護部材160は、筒形状の内筒163と、内筒163の外側において同心状に配置された筒形状の外筒164と、これら内筒163及び外筒164を互いに連結するリブ165と、を備えている。また、保護部材160における内筒163と外筒164との間には通気孔166が形成されている。
また、内筒163の後端部は、外筒164から後端側に突出しており、軸筒10の開口部の先端側を塞ぐ塞部167となっている。この塞部167の外径は、軸筒10の内径よりもやや狭い。そして、この塞部167を軸筒10の先端から圧入することで、軸筒10の先端が閉鎖される。
さらに、塞部167には、軸方向に沿って開口した受容孔168が形成されている。この受容孔168には、筒状のフェライトにコイルを配設した発振周波数調整部材23が収容されている。発振周波数調整部材23の内径は、電磁誘導リフィル40の接触先端45の外径よりもやや広い。そして、接触先端45に発振周波数調整部材23を挿入することで、電磁誘導リフィル40が保護部材160により保持される。
電磁誘導リフィル40は、保護部材160に対して着脱可能とされている。
具体的には、図17(A)及び(B)に示す収容状態において、外筒164を摘んで保護部材160を軸筒10から取り外すと、保護部材160に保持されている電磁誘導リフィル40が先端側に引っ張られ、軸筒10の内部から取り出される。これにより、図17(A)及び(B)に示す収容状態から図18(A)、(B)及び(C)に示す露出状態へと変化する。そして、図示しないが、露出状態において、電磁誘導リフィル40に対して保護部材160を先端側に引っ張ることで、電磁誘導リフィル40から保護部材160が取り外される。
ここで、第7の実施形態では、収容状態において保護部材160の先端で入力装置100の入力面102をなぞった場合と、露出状態において電磁誘導リフィル40から保護部材160を取り外して、電磁誘導リフィル40の接触先端45で入力装置100の入力面102をなぞった場合とで、入力装置100に対して指示を行うことができる。
そして、第7の実施形態における発振周波数調整部材23は、収容状態の場合に電磁誘導リフィル40が反射する電磁エネルギーの周波数を変化させ、露出状態において電磁誘導リフィル40から保護部材160を取り外された場合に電磁誘導リフィル40が反射する電磁エネルギーの周波数を変化させないこととされている。
具体的には、収容状態においては、発振周波数調整部材23が反射する磁束が電磁誘導リフィル40の電磁誘導コイル46を貫くことで、電磁誘導リフィル40の電磁誘導コイル46の鎖交磁束を変化させ、電磁誘導リフィル40の発振周波数を変化させている。つまり、第7の実施形態では、収容状態や、露出状態において電磁誘導リフィル40に保護部材160が装着されている場合が「接近状態」となり、露出状態において電磁誘導リフィル40から保護部材160を取り外した場合が「離間状態」となる。
(3)効果
第7の実施形態においては、収容状態において保護部材160の先端で入力装置100の入力面102をなぞった場合と、露出状態において電磁誘導リフィル40から保護部材160を取り外して電磁誘導リフィル40の接触先端45で入力装置100の入力面102をなぞった場合とで、電磁誘導リフィル40が発する電磁エネルギーの周波数を変化させることができる。
そのため、第7の実施形態でも、第1、第2、第3、第4、第5及び第6の実施形態と同様に、露出状態において電磁誘導リフィル40から保護部材160を取り外した状態において、入力装置100の入力面102を接触先端45でなぞると、その入力装置100に文字、例えば、図4(A)に示すようなアルファベットの「P」を描くことができる。
さらに、第7の実施形態でも、第1、第2、第3、第4、第5及び第6の実施形態と同様に、収容状態において、上記で記載されたアルファベットの「P」の一部を保護部材160の先端でなぞると、なぞられた部分に対応するアルファベットの「P」の部分の電子情報が消去され、入力装置100の入力面102からなぞられた部分が消失する(図4(B)参照)。
そして、第7の実施形態における各モードの切り替えは、保護部材160を着脱することにより行われる。そのため、第7の実施形態によれば、使用者の操作性を低下させずに、電磁誘導方式の入力装置100に設定される複数のモード間の変更を行う切替機能が設けられた入力タッチペン5を提供することができる。
(4)その他
第7の実施形態は、入力タッチペン5を例に説明したが、これに限らず、電磁誘導リフィル40を収容する収容容器に対応する実施形態とすることもできる。すなわち、第7の実施形態における入力タッチペン5は、電磁誘導リフィル40を収容する収容容器と言い換えることもできる。
5 入力タッチペン
10 軸筒 11 リング部材
12 先軸
12A 先軸胴部 12B 先軸テーパ部
12C 先軸雌ネジ 12D 先軸貫通孔
13 先端開口 14 後軸
14A 摺動溝 14B 露出孔
14C 後軸胴部 14D 後軸テーパ部
14E 後軸前部 14F 後軸後部
14G 後軸貫通孔 14H 接触段部
14I 収容段部
15 後端開口 16 内軸
16A カム部 17 スプリング
18 接触部 18A 凹部
18B 通過孔 19 リターンバネ
20 筒体 20A 第1筒体
20B 第2筒体 21 幅広部
22 幅狭部 23 発振周波数調整部材
23A コイル部 23B チップコンデンサ
23C 第1発振周波数調整部材 23D 第2発振周波数調整部材
24 胴部 25 継手
25A 継手胴部 25B 延出部
25C 圧入部 25D 貫通孔
30 ノック機構 31 回転子
32 操作部 33 ノック棒
34 ノック突起 35 接続突起
36 スプリング支持端 37 ノックスプリング
40 電磁誘導リフィル 40A 第1電磁誘導リフィル
40B 第2電磁誘導リフィル 41 収容筒
42 コアホルダー 43 フェライトコア
44 先端継手 45 接触先端
46 電磁誘導コイル 47 感圧センサ
48 コンデンサ 49 後端継手
50 挿入部 51 リターンスプリング
60 キャップ部材 61 支持孔
62 ガイド筒 63 支持突条
64 棒部材 65 接続部
66 クリップ 66A 挟持部
67 スプリング支持端
68 支持筒 69 ノックスプリング
70 係止部材 71 本体部
72 内方段部 73 係止部材雌ネジ
80 機能部材 81 半球部
82 円盤部
90 中継筒 91 中継筒胴部
92 連結部 93 中継筒雄ネジ
94 中継筒雌ネジ
100 入力装置 102 入力面
110 繰出機構
120 ガイド筒 121 ガイド筒雄ネジ
122 ガイド溝
130 摺動コマ 130A 第1摺動コマ
130B 第2摺動コマ 130C 第3摺動コマ
131 摺動部
132 装着部 133 突起部
140 円筒カム 141 円筒部
142 カム溝 143 円筒カム雌ネジ
144 ガイド部 145 頂部
146 嵌合部 147 底部
150 ホルダー 151 ホルダー先端部
152 ホルダーフランジ 153 ホルダー後端部
154 ホルダー雄ネジ 155 ホルダー雄ネジ
160 保護部材 161 保護部材胴部
162 保護部材テーパ部 163 内筒
164 外筒 165 リブ
166 通気孔 167 塞部
168 受容孔 170 尾栓

Claims (3)

  1. 軸方向の先端の開口部である先端開口が形成された軸筒と、
    前記軸筒の内部に収容され、前記先端開口から露出可能な接触先端を有し、電磁誘導方式の位置検出装置により送信された電磁エネルギーを反射する電磁誘導リフィルと、
    前記電磁誘導リフィルに対して前記軸方向に移動することで、前記電磁誘導リフィルが反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる発振周波数調整部材と、
    前記電磁誘導リフィルが反射する電磁エネルギーの周波数が変化する所定の位置で前記発振周波数調整部材を係止させる係止機構と、
    を備える入力タッチペン。
  2. 軸方向の先端の開口部である先端開口が形成された軸筒と、
    前記軸筒の内部に収容され、前記先端開口から露出可能な接触先端を有し、電磁誘導方式の位置検出装置により送信された電磁エネルギーを反射する電磁誘導リフィルと、
    前記電磁誘導リフィルが反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる発振周波数調整部材と、
    前記電磁誘導リフィルが反射する電磁エネルギーの周波数が変化する所定の位置で前記発振周波数調整部材を係止させる係止機構と、
    前記電磁誘導リフィルに対して前記軸方向に前記発振周波数調整部材を移動させる移動機構と、
    を備える入力タッチペン。
  3. 軸方向の先端の開口部である先端開口が形成された軸筒と、
    前記軸筒の内部に収容され、前記先端開口から露出可能な接触先端を有し、電磁誘導方式の位置検出装置により送信された電磁エネルギーを反射する電磁誘導リフィルと、
    前記電磁誘導リフィルが反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる発振周波数調整部材と、
    前記電磁誘導リフィルが反射する電磁エネルギーの周波数が変化する所定の位置で前記発振周波数調整部材を係止させる係止機構と、
    を備え
    前記発振周波数調整部材は、単一の磁性体から構成される、
    入力タッチペン。
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