JPH10171579A - 静電容量型座標入力パッド用入力ペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電容量型座標入力パッドに精度良く座標情
報を入力することができ、しかも操作性を向上させるこ
とができる静電容量型座標入力パッド用入力ペンを提供
すること。 【構成】 使用者の手に把持されるペン本体と、該ペン
本体の先端部に導電性のペン先とを備えて、静電容量型
座標入力パッドに座標情報を入力可能とする静電容量型
座標入力パッド用入力ペンに於いて、前記ペン本体の外
周部で、通常手によって把持される部位近傍の所要位置
に、前記導電性のペン先と電気的に導通する導電部位が
形成され、他の部位が非導電体として構成され、ペン本
体の非導電体部を把持しながら人指し指を導電部位に接
触させた時に手とペン先とが電気的に導通され、この入
力ペンで静電容量型座標入力パッドを操作することによ
り精度の良い座標情報の入力が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パソコンなどの情報処
理装置に接続された静電容量型座標入力パッドに座標情
報を入力するための静電容量型座標入力パッド用入力ペ
ンに関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、図９及び図１０を参照しながら、
従来の技術について説明する。ここで、図９は静電容量
型座標入力パッドの外観図であり、使用者の指による操
作状態を示す図である。又、図１０は静電容量型座標入
力パッドの動作原理を示した説明図である。

【０００３】従来、デスクトップ型パソコンなどの情報
処理装置に座標情報を入力するための座標入力装置とし
て、所謂マウスが一般に知られており、このマウスは座
標情報の入力作業を行う上で一定の作業スペースを必要
とする。これに対して、携帯性を特徴とするノートブッ
ク型パソコンでは、座標入力装置にも携帯性が求めら
れ、極めて限定されたスペースで操作可能なことが要求
される。

【０００４】このような省スペース型の座標入力装置と
して、図９に示すような静電容量型座標入力パッドがあ
る。この静電容量型座標入力パッドは、座標入力面Ｐの
上の使用者の指Ｆの位置や動きを静電容量の変化として
検出することにより、例えばディスプレイ上に配列され
たアイコンの選択を行うための座標入力装置として使用
される。

【０００５】ここで、図１０を参照して、静電容量型座
標入力パッドの動作原理について説明する。同図に示す
ように、静電容量型座標入力パッドは、図９示す座標入
力面ＰのＸ軸方向に延在する下部電極Ｒx と、Ｙ軸方向
に延在する上部電極Ｒy とを直交するように僅かな隙間
を介して重ねて備え、これら下部電極Ｒｘと上部電極Ｒ
ｙとの重なり部には静電容量Ｃｏが形成されている。
尚、同図では、説明の簡略化のため省略されているが、
下部電極Ｒｘ及び上部電極Ｒｙのそれぞれは短冊状に複
数形成されており、これら複数の下部電極Ｒｘ及び上部
電極Ｒｙは、互いに直交するようにして僅かな隙間を挟
んで重ねられている。

【０００６】このような構造を有する静電容量型座標入
力パッドは、使用者の指Ｆとの間に形成される静電容量
Ｃｆを検出して座標情報を特定するものである。即ち、
座標情報を入力しようとする使用者が静電容量型座標入
力パッドの座標入力面Ｐに指Ｆを接触させると、その指
Ｆが位置する上部電極Ｒｙと指Ｆとの間に静電容量Ｃｆ
が形成され、この結果、下部電極Ｒｘと上部電極Ｒｙと
の間の静電容量が変化する。この静電容量の変化は容量
バランス測定器Ｍで検出されて、指Ｆの座標入力面Ｐ上
の位置が特定され、この指Ｆにより指定される座標情報
が入力される。

【０００７】即ち、座標入力面Ｐを指Ｆでなぞることに
より、ディスプレイの画面上でカーソルが移動可能とな
るが、座標入力面Ｐを指で軽くたたくことでマウスの釦
操作と同様のクリック、ダブルクリック、ドラッグとい
った操作を行うことが可能である。以上のように、静電
容量型座標入力パッドは、機械的可動部を有することな
く座標情報を入力することができ、塵や埃等に起因して
作動状態が変化することがなく、耐久性に優れると共
に、指で軽く触れる程度で操作できるという利点があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９示
すように、使用者が静電容量型座標入力パッドを指Ｆで
操作する場合、指Ｆの力加減により、指Ｆと座標入力面
との接触状態が微妙に変化してしまう。このため、前述
の上部電極Ｒｙとその指Ｆとの静電容量の変化する位置
が変動してしまい、精度良く座標情報を入力することが
困難となるという問題があった。従って、例えばパソコ
ン等のディスプレイ上の小さなアイコンにポインタを合
わせる場合のように、高い精度で座標情報を入力する必
要がある場合には、ある程度の熟練を必要としていた。
又、使用者の指Ｆの爪が長い場合には、座標入力面Ｐと
の接触面積を得るために、指を寝かせて操作しなければ
ならず、この場合、操作性が低下するという問題があっ
た。

【０００９】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、静電容量型座標入力パッドに精度良く座
標情報を入力することができ、しかも操作性を向上させ
ることができる静電容量型座標入力パッド用入力ペンを
提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決達成するため、以下の構成を有する。即ち、請求項１
に記載の発明に係る静電容量型座標入力パッド用入力ペ
ンは、静電容量型座標入力パッドに座標情報を入力する
ための静電容量型座標入力パッド用入力ペンであって、
使用者の手に把持されるペン本体と、該ペン本体の先端
部に導電性のペン先とを備えて、ペン本体の外周部で、
通常手によって把持される部位近傍の所要位置に、前記
導電性のペン先と電気的に導通する導電部位が形成さ
れ、他の部位が非導電体として成ることを特徴として構
成されている。

【００１１】請求項２に記載の発明に係る静電容量型座
標入力パッド用入力ペンは、導電部位が、ペン本体の手
によって把持される部位の前方近傍位置に形成されて構
成されている。

【００１２】又、請求項３に記載の発明に係る静電容量
型座標入力パッド用入力ペンは、そのペン先が、軸体又
は球体の導電性のゴム、筆状に束ねられた導電性の繊
維、先端部が導電性の軸体でその先端部に静電植毛して
形成された導電性繊維、軸体の導電性のフェルト、導電
性炭素繊維又は導電性炭素繊維と樹脂繊維とをブレンド
した繊維束を主成分として樹脂バインダーで固化又は樹
脂繊維を熱溶着して軸体に形成、等の実施形態を特徴と
して構成されている。

【００１３】

【実施例】以下、図を参照しながら、本発明の実施の形
態に係る静電容量型座標入力パッド用入力ペン（以下、
単に「入力ペン」と記す）について説明する。先ず、図
１は、本発明の入力ペンの外観図であり、使用者の手に
把持されるペン本体１と、該ペン本体１の先端部に導電
性のペン先２とを備えて、ペン本体の外周部で、通常手
によって把持される部位近傍の所要位置に、前記導電性
のペン先２と電気的に導通する導電部位５が形成され、
他の部位が樹脂成型品等の非導電体３として成ることを
特徴として構成されている。図２及び図３は入力状態を
示す要部図である。尚、ペン先２は導電性ゴムで示して
いるが、後述する実施形態のペン先についても同様に構
成されるものである。

【００１４】図４はペン先の第１の実施形態であり、ペ
ン先２は導電性ゴムである。又、そのペン先２は、直径
が２〜１０ミリ、好ましくは直径が３〜８ミリの軸体
で、その先端部が略球面状の曲面６に形成されている。
ペン先をそのように形成することで、静電容量型座標入
力パッドと静電容量型座標入力パッド用入力ペンの接触
圧に対し、静電容量を形成するための良好な接触面積を
構成する。又、ペン体１の先方にはペン先２の後端と連
結して導電体４が設けられ、その導電体４の一部がペン
体１の外周部に露出して導電部位５を形成している。

【００１５】ところで、導電性の高分子として、例えば
ポリアセチレンのように高分子化合物自体を分子構造的
に導電性を持たせるものも知られているが、弾力性、耐
久性、コストなどで有利なゴムに導電性フィラーを混練
した導電性ゴムをペン先として使用している。具体的に
は、ゴムに導電性カーボンブラック又は金属の粉末ある
いは繊維などを配合した複合材料より構成されている。
又、ゴムの種類としては、ＮＢＲ，ＳＢＲ，ＢＲ，ＥＰ
ＤＭ，ウレタンゴム，シリコンゴムなどが使われる。
又、ゴムの硬度はＪＩＳ Ａ硬度で４０〜９０、好まし
くは５０〜８０が適当である。又、ペン全体としての抵
抗値は１００ＭΩ以下（０〜１００ＭΩ）であり、従っ
て、ペン先として使用される導電性ゴムの体積抵抗率は
１０７ Ω．〓以下である。

【００１６】又、静電容量型座標入力パッドと静電容量
型座標入力パッド用入力ペンの接触圧に対する接触面積
を良好とするために適度な柔軟性を有するが、更に柔軟
性を増すためにスポンジ状と成すことが考えられる。そ
の一例として、前記複合材料に例えば塩化ナトリウム等
の水溶性微粉末を加えて混練し、成形後に洗浄して微粉
末分を溶出してスポンジ状と成したりする。又、静電容
量型座標入力パッドと静電容量型座標入力パッド用入力
ペンの接触抵抗を少なくしてペン先の滑りを良好とする
ために、ペン先の表面にテフロンコーティング等が配慮
される。

【００１７】図５はペン先の第２の実施形態であり、当
該静電容量型座標入力パッド用入力ペンのペン先７は、
導電性炭素繊維に樹脂繊維をブレンドした複合材料を主
成分として構成されたことを特徴とする。又、樹脂繊維
の種類としては、一例としてポリエチレン、ポリプロピ
レン等のポリオレフィン系の繊維やポリエステル系の繊
維が使用される。又、導電性炭素繊維及び樹脂繊維は連
続的な長繊維でも良いが、相互の絡み性、ブレンド性、
導電性炭素繊維の均一な配向性を得るために適宜長さの
繊維とすることがが好ましい。導電性炭素繊維に樹脂繊
維をブレンドすることで、ペン先に柔軟性と弾力性を付
与可能とする。

【００１８】又、導電性炭素繊維及び樹脂繊維を樹脂バ
インダーで固化してペン先を構成する場合には、ペン先
が適宜弾性を有するようにゴム系の樹脂バインダーが選
択されることが望ましい。又、樹脂繊維を熱溶着してペ
ン先を構成する場合にも、上記ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン系の繊維やポリエステル系の
繊維が利用可能である。又、樹脂繊維が低融点部分と高
融点部分から成る複合繊維であって、その外面の少なく
とも一部が低融点部で低融点部のみを熱溶融させて、樹
脂繊維どうし及び導電性炭素繊維が絡み合う交叉部を溶
着させることで固化してペン先を構成する場合には、一
例として、外面が低融点のポリエステルで内部が高融点
のポリエステルである鞘芯型ポリエステル系複合繊維が
使用される。又、樹脂繊維が低融点部分と高融点部分か
ら成る複合繊維とすることで、低融点部のみが溶融する
ので樹脂繊維及び導電性炭素繊維のブレンドされた均質
状態が大きく崩れることがなく、ペン先に柔軟性、弾力
性、均一な導電性が維持される。単一な樹脂繊維を溶着
する場合には、溶融部が凝集しやすいのでペン先として
歪み防止や均一な導電性を得るための管理が重要とな
る。尚、樹脂バインダーで固化してペン先を得る場合に
は、導電性炭素繊維単独であってもよい。

【００１９】図６はペン先の第３の実施形態であり、ペ
ン先８が、筆状に束ねられた導電性繊維により構成され
ている。又、第４の実施形態として、ペン先が図５に示
す形状で、導電性のフェルトを素材として構成され、該
ペン先の先端部が球面状に形成されて構成される。

【００２０】図７はペン先の第５の実施形態であり、ペ
ン先９が、先端部が球面状の導電性の軸体と、その先端
部に静電植毛して形成された導電性繊維９ａとから構成
されている。

【００２１】図８はペン先の第６の実施形態であり、直
径が３〜１０ミリ、好ましくは直径が４〜９ミリの導電
性ゴムより成る球状のペン先１６がペン体１０の先端部
に抜出不能に抱持されて成る。尚、必要に応じて球の中
心部にマウスボールのように金属製のボール状の芯体１
７を設ける。又、望ましくは、球状のペン先１６はペン
体１の先端部に対し回転可能に抱持される。尚、図８に
示すペン体１０の構成を詳説すると、ホルダー１３の先
端に前記ペン先１６が抱持部１４で抜出不能に抱持さ
れ、ペン先１６の背面に金属製のボール１８が配設され
ると共に、その背面に座部１５で略当接する金属製の接
触体１２がホルダー１３の後端に固定され、更に接触体
１２の後端に樹脂製のグリップ１１が連結されている。

【００２２】又、上述した入力ペンの後端部にボールペ
ンなどの筆記具を結合して構成しても良い。又、入力ペ
ンを、軸筒内に複数の筆記体リフィールを搭載した所
謂、複式筆記具に搭載可能なリフィール形態と成して、
軸筒の先端口から選択的に筆記体及び入力ペンの先端部
を交互に出没可能と成すことも可能である。

【００２３】

【作用】即ち、本発明に係る静電容量型座標入力パッド
用入力ペンによれば、ペン先は、ペン本体の導電部位を
介して使用者の手と電気的に導通される。従って、ペン
先がペン本体を把持する使用者の手と同電位に維持され
ると共に、静電容量型座標入力パッドとペン先の接触状
態で静電容量が形成される。

【００２４】このように構成された入力ペンを用いて静
電容量型座標入力パッドに座標情報を入力する場合、図
１に示すように、使用者は、入力ペンのペン本体１の非
導電体３を把持し、例えば人指し指の先端を導電部位５
に接触させて入力ペンのペン先２を静電容量型座標入力
パッドの座標入力面Ｐに押し当てる。この時、ペン先２
の先端が適宜変形して所定の面積を維持しながら座標入
力面Ｐと接触する。尚、入力ペンを多少傾けたとして
も、接触する面積は概ね一定を維持する。尚、ペン先
が、図６に示す第３の実施形態及び図７に示す第５の実
施形態である場合には、座標入力面Ｐへの押圧力はごく
僅かであり、又、ペン先の先端部が容易に広がるので座
標入力面Ｐとの接触面積は容易に所定値を満足できる。
又、図８に示す場合は、グリップ１１を把持し、例えば
人指し指を接触体１２に接触させて行う。

【００２５】この結果、座標入力面Ｐと入力ペン（ペン
本体１）を把持する使用者の手との間には、接触面積に
依存した静電容量が形成される。又、座標入力面Ｐとこ
の入力ペンを把持する使用者の手との間に形成される静
電容量もまた入力ペンを押し当てる力や傾きに大きく影
響を受けることがない。そして、静電容量型座標入力パ
ッドは、前述のように、座標入力面Ｐとペン先２（ペン
本体１を把持する使用者の手）との間に形成された静電
容量を安定的に検出して、入力ペンにより指定される座
標を割り出す。又、マウスの釦操作に代わるクリック、
ダブルクリック、ドラッグといった操作は、前記人指し
指を導電部位５から離したり、接触させたりする操作を
行うことで可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下のような効果を得ることができる。即
ち、本発明によれば、ペン先と入力ペンを持つ手とが電
気的に導通するように構成したので、静電容量型座標入
力パッドと使用者の手との間に形成される静電容量を、
ペン先の形状で定めることが可能となり、極めて正確な
座標情報の入力が可能となる。又、入力ペンのペン本体
の非導電体を把持し、例えば人指し指の先端を導電部位
に接触させて、入力ペンのペン先を静電容量型座標入力
パッドの座標入力面Ｐに押し当てる。この時、人指し指
を導電部位から離したり、接触させたりすることで、マ
ウスの釦操作に代わるクリック、ダブルクリック、ドラ
ッグといった操作が簡単に実行可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る静電容量型座標入力パッド用入力
ペンの外観図である。

【図２】本発明に係る静電容量型座標入力パッド用入力
ペンの使用状態を示す説明図である。

【図３】本発明に係る静電容量型座標入力パッド用入力
ペンの使用状態を示す説明図である。

【図４】ペン先の第１の実施形態に係る静電容量型座標
入力パッド用入力ペンの部分断面図である。

【図５】ペン先の第２の実施形態に係る静電容量型座標
入力パッド用入力ペンの部分断面図である。

【図６】ペン先の第３の実施形態に係る静電容量型座標
入力パッド用入力ペンの部分断面図である。

【図７】ペン先の第５の実施形態に係る静電容量型座標
入力パッド用入力ペンの部分断面図である。

【図８】ペン先の第６の実施形態に係る静電容量型座標
入力パッド用入力ペンの部分断面図である。

【図９】静電容量型座標入力パッドの使用状態を示す説
明図である。

【図１０】静電容量型座標入力パッドの動作原理を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ ペン本体 ２ ペン先 ３ 非導電体 ４ 導電体 ５ 導電部位 ６ 曲面 ７ ペン先 ８ ペン先 ９ ペン先 ９ａ 導電繊維 １０ ペン体 １１ グリップ １２ 接触体 １３ ホルダー １４ 抱持部 １５ 座部 １６ ペン先 １７ 芯体 １８ ボール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 清一 神奈川県横浜市神奈川区入江２丁目５番12 号 三菱鉛筆株式会社横浜事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者の手に把持されるペン本体と、該
   ペン本体の先端部に導電性のペン先とを備えて、静電容
   量型座標入力パッドに座標情報を入力可能とする静電容
   量型座標入力パッド用入力ペンに於いて、 前記ペン本体の外周部で、通常手によって把持される部
   位近傍の所要位置に、前記導電性のペン先と電気的に導
   通する導電部位が形成され、他の部位が非導電体として
   成ることを特徴とする静電容量型座標入力パッド用入力
   ペン。
2. 【請求項２】 上記導電部位が、ペン本体の手によって
   把持される部位の前方近傍位置に形成されて成ることを
   特徴とする請求項１に記載の静電容量型座標入力パッド
   用入力ペン。
3. 【請求項３】 上記ペン先が、軸体又は球体の導電性の
   ゴム、筆状に束ねられた導電性の繊維、先端部が導電性
   の軸体でその先端部に静電植毛して形成された導電性繊
   維、軸体の導電性のフェルト、導電性炭素繊維又は導電
   性炭素繊維と樹脂繊維とをブレンドした繊維束を主成分
   として樹脂バインダーで固化又は樹脂繊維を熱溶着して
   軸体に形成、等を特徴として構成された請求項１及び２
   に記載の静電容量型座標入力パッド用入力ペン。