JPH0210966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、座標入力装置、デイジタイザなどの
コンピユータ入力装置に使用する入力装置用ペン
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 コンピユータの入力端末装置として、文字、図
形などをペンで描き、ペン位置を入力盤面上の座
標として読み込む座標入力装置がよく使用されて
いる。このような座標入力装置においては、座標
の検出法として、ペンを入力盤面との間の電磁結
合が用いられることが多い。このようにペンと入
力盤面とを空間的に結合すると、ペン先の形状、
入力盤面の汚れなどが座標検出に与える影響が少
なく、信頼性の高い装置とすることができる。し
かしその反面、入力盤面からペンが離れてもその
間の結合が存在するので入力盤面にペンが触れな
くとも座標が入力されてしまう。そのため、従来
はペンにペン先と連動するマイクロスイツチを取
り付け、ペン先の筆圧によつてマイクロスイツチ
を動作させてペンと入力盤面との接触を検出して
いる。このように従来の入力装置用のペンは、単
に入力盤面との接触の有無を検出するものであつ
た。

一方、このような入力装置の用途が拡大するに
つれ、入力装置用のペンも単に入力盤面との接触
の有無を検出するのみではなく、接触圧すなわち
筆圧を二段階程度識別する機能があれば便利なこ
とが多い。たとえば、手書き文字を入力する際
に、文字の線の太い細いを筆圧の大小で判別する
とか、カーソルの移動は軽い筆圧で行ない、カー
ソルの固定を強い筆圧で行なう等の用途がある。
このような機能は上記した従来の入力装置用ペン
ではないものであつた。

発明の目的 本発明の目的は、従来の入力装置用のペンでは
なかつたペンの入力盤面に対する接触圧を二段階
で検出できる入力装置用ペンを提供することを目
的とする。

発明の構成 本発明の入力装置用ペンは、入力盤面に接しめ
られるペン軸とスイツチハウジングＡとの間に第
１スイツチを設け、またスイツチハウジングＡと
スイツチハウジングＢとの間には第２スイツチを
設け、ペン軸とスイツチハウジングＡとは連結し
て一体化物Ａとし、スイツチハウジングＢとケー
スとも連結して一体化物Ｂとし、この一体化物Ａ
と一体化物Ｂとは互いにしゆう動できるように構
成し、上記一体化物Ａと一体化物Ｂとの間には上
記第２スイツチの作動荷重を決めるバネを設け
て、上記の第１スイツチと第２スイツチとの作重
する荷重が異なるように構成し、入力操作にとも
なつて上記ペン軸に与えられる押圧力を作動荷重
がそれぞれ異なる上記第１スイツチと第２スイツ
チとに与えることにより、前記ペン軸の入力盤面
に対する接触圧の変化を二段階検出を行なうとと
もに、ペン軸のへこみが第２スイツチ作動時には
おこらず、第１スイツチ作動時のみにおこるよう
にしたことにより、入力時におけるペン先のへこ
みは二段階検出にかかわらず、小さくなり、ペン
先が見やすく、確実に入力でき、操作性を向上で
きるものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。

まず実施例の構成について説明する。第１図は
本発明における一例の入力装置用ペンの構造概様
図である。第１図において、１は入力盤面から発
生される磁界を検出するためのピツクアツプコイ
ル、２はペン軸、３は第１スイツチ用のラバース
イツチ、４は第１スイツチ用の対向電極を有する
円板状の電極板、５はペン軸２とラバースイツチ
３とを電極板４に軽く圧接するための与圧バネ、
６は第２スイツチ用の対向電極を有するリング状
の電極板、７は第２スイツチ用のリング状に設け
られた導電ゴムから成る接点、８は第２スイツチ
の作動する荷重を決めるバネ、９は電極板４に取
り付けられたエナメル被覆銅線から成る第１スイ
ツチ用のリード線、１０は電極板６に取り付けら
れたエナメル被覆銅線で成る第２スイツチのリー
ド線、１１はピツクアツプコイル１と二個のスイ
ツチ（第１スイツチと第２スイツチ）とからの信
号をペン外部へ取り出すためのケーブル、１２は
ピツクアツプコイル１や二個のスイツチのリード
線９，１０とケーブル１１とを中継して接続する
ためのプリント基板、１３はプリント基板１２を
固定するためのネジ、１４はペン軸２を収納する
ためのペン軸ホルダであり、ペン軸２はペン軸ホ
ルダ１４の軸方向にしゆう動自在である。１５は
スイツチハウジングＡであり、その前円筒部１５
ａの先端部分にはラバースイツチ３と電極板４と
を収納し、後円筒部１５ｅの端部には電極板６を
収納されこの電極板６に取付けられたリード線１
０がリード穴１５ｄを介してプリント基板１２側
に導き出し、中央部の基板取付部１５ｃにはプリ
ント基板１２がネジ１３により取付けられてい
る。１６は第２スイツチの作動荷重を決めるバネ
８を設置するのと、ペン先端部の保護とを兼ねた
ペン先ケースであり、ペン軸ホルダ１４にネジで
取付けられている。１７はケーブル１１をペン外
部からペン内部のプリント基板１２の近傍に導き
入れるためのパイプであり、このパイプ１７はス
イツチハウジングＡ１５の後円筒部の中心部の穴
に圧入固定されている。そして上記のペン軸ホル
ダ１４とスイツチＡ１５とは、スイツチハウジン
グＡ１５の前円筒部１５ａの前面に形成された三
角形状のストツパ爪１５ｂがペン軸ホルダ１４の
後円筒部に形成された掛止角孔１４ａに嵌入し、
連結して一体化されている。１８はスイツチハウ
ジングＢであり、このスイツチハウジング１８の
先端部には接点７が貼り付けられている。１９は
ペン全体のためのケースであつて、このケース１
９とスイツチハウジングＢ１８とは接着して一体
化されている。

上記において、ペン先ケース１６とペン軸ホル
ダ１４とスイツチハウジングＡ１５とは連結され
て一体化しており、この一体化されたものを一体
化物Ａとする。また、スイツチハウジングＢ１８
とケース１９との連結されて一体化したものを一
体化物Ｂとする。これら一体化物Ａと一体化物Ｂ
とは、ペンの軸方向にしゆう動自在になつてい
る。

次に第２図は、第１図におけるペン軸２、ラバ
ースイツチ３、電極板４とから成る第１スイツチ
の組立構成とそれぞれの構造とを示す分解断面図
である。第２図において、ラバースイツチ３は３
ａのシリコーンゴム弾性体から成り内部に空間を
有した支持体と、支持体３ａの空間部の内頂部に
設けられた導電性ゴムから成る接点とで構成され
ている。この接点３ｂの表面は、支持体３ａの外
周部の凸部より若干へこんでいる。電極板４は、
４ａのエポキシーガラス積層板で成る基板、４ｂ
の対向電極部、４ｃ，４ｄの端子部、４ｅ，４ｆ
のスルホール部とから構成され、対向電極部４ｂ
の一方と端子部４ｃとはスルホール部４ｅにより
導通され、対向電極部４ｂの他の一方と端子部４
ｄとはスルホール部４ｆにより導通している。端
子部４ｃ，４ｄにはリード線９が半田付けにより
取付けられている。

第３図は、第１図において示した第２スイツチ
用の電極板６の拡大図である。電極板６は両面銅
箔貼り基板で作製されており、第３図ａは接点７
に面した側に形成された銅箔パターンを示し、第
３図ｂはその反対側の面に形成された銅箔パター
ンを示している。第３図において、６ａ，６ｂは
対向電極部、６ｃ，６ｄはリード線取付け用の端
子部、６ｅ，６ｆはスルホール部、６ｇはパイプ
１７を通すための穴である。対向電極部６ａはス
ルホール部６ｅを通じて端子部６ｃに、対向電極
部６ｂはスルホール部６ｆを通じて端子部６ｄに
それぞれ導通されている。

次に以上のように構成された本実施例の入力装
置用ペンの動作について説明する。

前記のように構成されたペンは、文字や図形な
どを入力する時、ペン軸２の先端が入力盤面に触
れると、ペン軸２からラバースイツチ３に押圧力
が加わる。このペン軸２からの押圧力により、ラ
バースイツチ３の支持体３ａのブリツヂ部がたわ
み、接点３ｂが、電極板４の対向電極部４ｂに接
触する。これにより対向電極部４ｂの電極間に電
気的導通が起り第１スイツチがオンする。ペン軸
２からの押圧力を解除すると、ラバースイツチ３
の復元力によりペン軸２は押し戻されて第１スイ
ツチはオフとなる。これにより第１スイツチとし
ての機能が達成される。この第１スイツチの作動
する荷重は、ラバースイツチ３の支持体３ａに使
用されるゴム硬度や支持体３ａのブリツヂ部の厚
みなど、ラバースイツチ３の構成条件により設定
されるが、通常の筆記筆圧以下の比較的に弱い荷
重にするのが好ましい。また第１スイツチの作動
によるペン上下動のストロークは、ラバースイツ
チ３の接点３ｂの表面から電極板４の対向電極部
４ｂの表面までの寸法でほぼ決まり、この寸法は
小さい方がペン操作時のペン上下動を実質的に感
じなくなり望ましい。

次に上記した文字などの手書き入力よりさらに
強い筆圧で操作して、カーソル固定の入力をする
場合のペンの動作について説明する。

まずペンはケース１９の外周部を手で持ち、強
い押圧でペン軸２の先端を入力盤面に押しつけ
る。この時、まず第１スイツチが前記した理由に
よりオンとなる。さらにペン軸２からの押圧力が
増していき、この押圧力が第２スイツチ用のバネ
８の力に打ち勝つようになると、ペン軸ホルダ１
４とスイツチハウジングＡ１５とが連結して一体
化した一体化物Ａと、スイツチハウジングＢ１８
とケース１９とが連結した一体化物Ｂとの間にし
ゆう動が起り、上記一体化物Ａのスイツチハウジ
ングＡ１５の後円筒部に取付けられている電極板
６に上記一体化物ＢのスイツチハウジングＢ１８
に取付けられている導電性ゴムで成る接点１７が
圧接しこの結果、電極板６の対向電極部６ａと６
ｂ間に導通が起つて第２スイツチがオンする。ペ
ン軸２からの押圧を解除すると、バネ８の反発力
により上記一体化物Ｂは押し戻されて第２スイツ
チはオフとなる。これにより第２スイツチとして
の機能が達成される。この第２スイツチの作動す
る荷重は、バネ８の力により決められる。この第
２スイツチの作動荷重は、通常の文字を手書きす
る場合の筆圧より高い荷重にするのがよい。ま
た、この第２スイツチの作動によるペン上下動の
ストロー７は、電極板６と接点７との距離などに
より決められ、この距離はペン上下動のストロー
クを操作者に十分に感知させ得る程度のものであ
ることが好ましい。この理由は、カーソル固定操
作が、入力装置用ペンを軽く押し当てながら入力
盤面上を移動させて、カーソルの移動を行ない、
所定の位置にカーソルがくると上記ペンを強く入
力盤面に押し当ててカーソルの固定を行なうの
で、この時にペン上下動を操作者に感じさせるこ
とで、操作者にカーソル固定操作できたことを操
作しながら手を通じて知らせることができるから
である。これについては音や光で操作者に知らす
方法があるが、これらの方法は作業環境、例えば
室内の騒音、あるいは操作者の注意力などによる
影響で目的を十分に果せるものではない。またカ
ーソル固定操作ができたことを操作者に知らせる
理由は、操作に所定の入力操作をできたという安
心感を与えるために実用的に必要なものである。

発明の効果 本発明は、入力盤面に接しめられるペン軸と、
ペン軸を収納するペン軸ホルダと、このペン軸ホ
ルダと連結して一体化できるスイツチハウジング
Ａと、ペン全体の外ケースと連結して一体化でき
るスイツチハウジングＢとを具備し、上記ペン軸
とスイツチハウジングＡとの間比較的に弱い筆圧
で作動する第１スイツチを設け、またスイツチハ
ウジングＡとスイツチハウジングＢとの間には比
較的に強い筆圧で作動する第２スイツチとを設
け、上記ペン軸ホルダとスイツチハウジングＡと
の一体化物Ａと、上記スイツチハウジングＢとケ
ースとの一体化物Ｂとはしゆう動可能にし、上記
一体化物Ａと一体化物Ｂとの間には互いに反発し
合うことにより第２スイツチの作動荷重を決める
ことになるバネを設ける構成にしているために、
入力操作時のペン先の見やすさに影響するペン軸
のへこみは、第１スイツチ作動時のみにおこり、
第２スイツチ作動時には起らない。これは、第２
スイツチ作動によるペン上下動がペンの外ケース
のしゆう動によるストロークであるためである。

第１スイツチ作動によるペン上下動のストロー
クは、相対的に第２スイツチより小さくなつてい
る。したがつて本発明では、ペンを所定の角度よ
り傾斜させて使用しても、ペンケースの先端部が
入力盤面に当つてペンのスイツチが正常に作動し
なくなり、ペンの入力盤面に対する接触検出に誤
動作をきたすようなことは起りにくいものであ
る。

また上記のような接触検出の誤動作をなくする
ためのペンケースの先端部から突出するペン軸の
長さを小さくできるものでもある。このペンケー
スの先端部から突出するペン軸の長さを小さくで
きると言うことは、ピツクアツプコイルを磁界を
発生する入力盤面に近づけることができるので、
ピツクアツプコイルによる入力座標の読取精度を
高くできるものである。上記のように第２スイツ
チの作動によるペン上下動のストロークをペン軸
に起こさなくて、ペンケースに起こる上下動のス
トロークで入力操作できたことを操作者に知らし
せしめることができる。また構造が簡単なため容
易に製造できるものである。

なお前記の実施例では、第２スイツチの作動荷
重を決めるバネ８をペン軸ホルダ１４にネジで固
定したペン先ケース１６とケース１９との間に設
けた空間に設置しているが、スイツチハウジング
Ａ１５とスイツチハウジングＢ１８との間の空間
に第２スイツチの作動荷重を決めるバネ８を設け
ても、前記実施例と同一の効果を得られるもので
ある。

発明の効果 以上のように本発明は、操作性よく確実にペン
の入力盤面への接触圧の変化を二段階に検出でき
る多機能な入力装置用ペンを簡単に得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の一実施例における入力装置
用ペンの断面図、第１図ｂは第１図ａの要部上面
図、第２図は第１図ａの第１スイツチ部の組立構
成を示す分解断面図、第３図ａ，ｂは第１図ａの
第２スイツチ部用の電極板６に形成された表裏の
銅箔パターン形状を示す正面図である。 １……ピツクアツプコイル、２……ペン軸、３
……ラバースイツチ、４，６……電極板、７……
接点、８……バネ、１４……ペン軸ホルダ、１５
……スイツチハウジングＡ、１８……スイツチハ
ウジングＢ、１９……ケース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力操作時に入力盤面に接しめられるペン軸
   と、ペン軸を収納するペン軸ホルダと、ペン軸ホ
   ルダと一体化できるスイツチハウジングＡと、ペ
   ン全体の外ケースと一体化できるスイツチハウジ
   ングＢとを具備し、上記ペン軸とスイツチハウジ
   ングＡ間に比較的に弱い筆圧で作動する第１スイ
   ツチを設け、上記スイツチハウジングＡとスイツ
   チハウジングＢ間には比較的に強い筆圧で作動す
   る第２スイツチを設置し、前記ペン軸ホルダとス
   イツチハウジングＡとの一体化物Ａと、前記スイ
   ツチハウジングＢとケースとの一体化物Ｂとにし
   ゆう動できるように構成し、前記の一体化物Ａと
   一体化物Ｂとの間には第２スイツチの作動する荷
   重を決定するバネを設置し、入力操作にともなつ
   て前記ペン軸に与えられる押圧力を前記の第１ス
   イツチと第２スイツチとに与えることにより、こ
   れらのスイツチを作動させて、前記ペン軸の前記
   入力盤面に対する接触圧の変化を二段階に検出す
   るように構成するとともに、前記ペン軸のへこみ
   は、第１スイツチ作動時のみにおこり、第２スイ
   ツチ作動時にはおこらないように構成したことを
   特徴とする入力装置用ペン。