WO2016052051A1 - 情報入力ペン - Google Patents

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WO2016052051A1
WO2016052051A1 PCT/JP2015/074738 JP2015074738W WO2016052051A1 WO 2016052051 A1 WO2016052051 A1 WO 2016052051A1 JP 2015074738 W JP2015074738 W JP 2015074738W WO 2016052051 A1 WO2016052051 A1 WO 2016052051A1
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WO
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pen
touch
touch surface
touch panel
information input
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PCT/JP2015/074738
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English (en)
French (fr)
Inventor
岩 銭
中林　太美世
Original Assignee
シャープ株式会社
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Publication date
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Priority to US15/515,967 priority patent/US20170300138A1/en
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
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    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes

Definitions

  • the present invention relates to an information input pen, and more particularly to an information input pen for inputting information to a capacitive touch panel.
  • a user's finger or an information input pen (hereinafter also referred to as a stylus pen) is used to input information to the capacitive touch panel.
  • a capacitance is formed between the electrode in the touch panel and the stylus pen.
  • the touch panel detects a contact position between the stylus pen and the touch surface by detecting a change in the weak current flowing through the capacitance.
  • the touch panel is usually integrated with the display device by arranging the touch surface of the touch panel so as to overlap the display surface of the display device.
  • the user can input information by touching an area where an object such as an operation button on the display surface of the display device is displayed.
  • Patent Document 1 discloses that in a highly accurate touch panel that can detect a change in capacitance with high sensitivity, the detected touch position may vary depending on how the stylus pen is held. Yes.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining touch input in the conventional touch panel device disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 16A shows a state in which a conventional stylus pen is placed vertically with respect to the touch surface and touch input is performed, and FIG. 16B is detected at and near the touch position of the touch panel.
  • the distribution of the magnitude of the change in capacitance is indicated by a contour line Lc1
  • FIG. 16C shows the magnitude S of the change in capacitance in the horizontal direction as a graph G1.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining touch input in the conventional touch panel device shown in FIG.
  • FIG. 17A shows a state in which a conventional stylus pen is tilted with respect to the touch surface to perform touch input
  • FIG. 17B is detected at and near the touch position of the touch panel.
  • the distribution of the magnitude of the change in capacitance is indicated by a contour line Lc2
  • FIG. 17C shows the magnitude S of the change in capacitance in the horizontal direction as a graph G2.
  • the user performs touch input in a state where the stylus pen 200 stands upright with respect to the touch surface 111 of the touch panel unit 110.
  • the distribution of the magnitude S of the capacitance change caused by the touch input is determined in the horizontal direction (X direction) and the vertical direction about the actual touch position RTp on the touch surface 111. It is represented by a contour line Lc1 that is symmetrical in the (Y direction).
  • Xp is an axis parallel to the X direction passing through the actual touch position RTp
  • Yp is an axis parallel to the Y direction passing through the actual touch position RTp
  • Zp is the actual touch position RTp.
  • an axis perpendicular to the touch surface 111 The Xp axis and the Yp axis are orthogonal.
  • positions A1 and A2 are positions where the magnitude of the change in capacitance matches the predetermined threshold value Sth.
  • the X-direction coordinate Ax of the detected touch position coincides with the X-direction coordinate of the actual touch position RTp.
  • the user performs touch input with the stylus pen 200 tilted obliquely to the left with respect to the touch surface 111 of the touch panel unit 110.
  • ⁇ x represents the inclination angle of the stylus pen 200 with respect to the touch surface 111.
  • the inclination angle ⁇ x is smaller than 90 °.
  • a distribution of the magnitude S of the capacitance change caused by the touch input is shown as a contour line Lc2 in FIG.
  • the contour line Lc2 is a figure that is asymmetric in the left-right direction (X direction). Specifically, the magnitude S becomes denser on the right side than the peak position Sp of the change in capacitance, while the magnitude S becomes sparser on the left side of the peak position Sp.
  • positions B1 and B2 are positions where the magnitude of the detected change in capacitance matches the predetermined threshold value Sth.
  • the X-direction coordinate Bx of the detected touch position is shifted to the left from the X-direction coordinate of the actual touch position RTp.
  • the detected touch position varies depending on the tilt angle of the stylus pen 200 with respect to the touch surface 111.
  • the reason is as follows.
  • the capacitance of the stylus pen 200 is also changed by the conductor portion close to the touch surface 11 at the tip portion.
  • the tilt angle of the stylus pen 200 changes, the magnitude of the capacitance generated between the touch panel and the conductor portion also changes.
  • the distribution of the magnitude of the capacitance change due to the conductor portion also changes in accordance with the inclination angle of the stylus pen, and the distribution becomes more asymmetric as the inclination angle becomes larger.
  • Patent Literature 1 discloses a stylus pen 100 shown in FIG.
  • FIG. 18 is a diagram showing a stylus pen 100 according to Patent Document 1.
  • the spherical member 101 is provided so that the spherical member 101 of the conductor is provided at the tip of the pen, and only the spherical member 101 is involved in the distribution of the magnitude of the change in capacitance.
  • the pen tip portion 102 and the pen main body portion 103 in the vicinity of are made non-conductive.
  • Patent Document 1 The advantages of the stylus pen 101 are described in Patent Document 1 as follows. Since the pen tip 101 of the stylus pen 100 is spherical, when the stylus pen 100 is tilted as shown in FIG. 18B, the grounded portion (touch position) of the pen tip 101 becomes the center of the conductor. . As a result, the distribution of the magnitude of the change in capacitance becomes symmetric with respect to the actual touch position, so that the touch position does not vary even when the stylus pen 100 is tilted.
  • a spherical pen 101 tip is attached to a non-conductor pen main body, and in addition, a hand gripping the pen main body and the pen tip 101 are electrically connected to each other. It is necessary to provide a conductive wire 105 that connects the contact member 104 and the pen tip 101 provided in the section. This is problematic in terms of ease of processing. In order to facilitate processing, it is conceivable to process the tip of the conducting wire into a conical shape without providing the spherical member 101.
  • the spherical nib 101 is sufficiently larger than the conductive wire 105, the influence of the conductive wire 105 on the distribution of the magnitude of the change in capacitance can be ignored. However, if the pen tip 101 is too large, the touch position detection interval of the touch panel becomes too wide. If the spherical pen tip 101 is made sufficiently small in order to narrow the detection interval, the influence of the conductive wire 105 on the distribution cannot be ignored, so that the problem that the distribution becomes asymmetric with respect to the actual touch position reoccurs.
  • An object of the present invention is to provide an information input pen that can suppress variations in detected contact position or proximity position when the pen body is tilted even if the pen tip is sufficiently small.
  • an information input pen for inputting information to a capacitive touch panel, A non-conductive pen body; A conductive nib, A conductive portion that is electrically connected to the pen tip and is disposed obliquely with respect to the length direction of the pen body,
  • the inclination angle in the length direction of the conductive portion with respect to the touch surface of the touch panel is such that the contact position or proximity position of the pen tip on the touch surface and the pen
  • the predetermined angle at which the difference from the center of gravity position in the distribution of the magnitude of the change in capacitance generated when the tip touches or approaches the touch surface is constant regardless of the location of the touch surface. It is said.
  • Embodiment 1 of this invention It is a perspective view which shows the principal part structure of the touch input system which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a block which shows the principal part structure of the touch panel which comprises the touch input system which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the principal part structure of the stylus pen which comprises the touch input system which concerns on Embodiment 1 of this invention. In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the example of the relationship between the inclination-angle of a pen main body with respect to the touch surface of a touchscreen, and the inclination-angle of an electroconductive part. It is a figure explaining the problem at the time of inclining the conventional stylus pen 30 degrees with respect to the touch surface of a touch panel.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of a touch input system 100 (information input system) according to the present embodiment.
  • the touch input system 100 includes a stylus pen 1 (information input pen) and a capacitive touch panel 2.
  • the user performs touch input (touch operation) on the touch panel 2 by bringing the stylus pen 1 into contact with or in proximity to the touch surface of the touch panel 2.
  • the touch panel 2 is integrated with a display device (not shown), and the touch surface of the touch panel 2 is arranged on the display surface of the display device.
  • the user can input information by touching a region where an object such as an operation button on the display surface of the display device is displayed.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a main configuration of the touch panel 2.
  • the touch panel 2 includes a panel body 21 having a plurality of drive lines 22 and a plurality of sense lines 23, a drive line drive unit 24 for applying a drive signal Ds to the drive lines 22 of the panel body 21,
  • the signal processing unit 30 receives the sense signal Ss generated by the application of the drive signal Ds from the sense line 23 and generates touch information ISp for the sense signal Ss.
  • the signal processing unit 30 includes an amplification circuit 31, a signal selection unit 32, an A / D conversion unit 33, a decoding processing unit 34, and a touch position detection unit 35.
  • the amplifier circuit 31 amplifies the sense signal Ss from the plurality of sense lines 23.
  • the signal selection unit 32 sequentially selects the amplified sense signal ASs and outputs the selected amplified sense signal ASs.
  • the A / D converter converts the amplified sense signal ASs after amplification into a digital signal DSs.
  • the decoding processing unit 34 decodes the obtained digital signal DSs using a conversion signal for decoding based on the series signal used to generate the drive signal Ds, and the drive line 22 and the sense line in the panel body 21.
  • the signal intensity Cd corresponding to the magnitude of the change in the capacitance at the intersection with 23 is acquired.
  • the touch position detection unit 35 calculates the distribution of the magnitude of the capacitance change in the panel body 21 based on the signal intensity Cd, and the user touches the panel body 21 based on the barycentric position in the distribution.
  • the touch position on the touch surface is detected by generating touch information ISp indicating the position.
  • a plurality of drive lines 22 arranged in parallel with each other and a sense line 23 arranged in parallel with each other are arranged in a three-dimensional manner.
  • a plurality of drive lines 22 and a plurality of sense lines 23 form an electrode pattern on the mesh. At least the intersection of each drive line 22 and each sense line 23 is insulated.
  • a capacitance between the drive line 22 and the sense line 23 is generated at each intersection.
  • the touch panel 2 detects the touch position (contact position) or proximity position of the indicator on the touch surface by measuring the magnitude of the change in capacitance.
  • the touch panel 2 can detect the touch position or the proximity position at a point other than the intersection by measuring the distribution of the magnitude of the change in capacitance and calculating the center of gravity position of the distribution. .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a main configuration of the stylus pen 1.
  • the stylus pen 1 includes a pen body 10, a pen tip 12, and a conductive portion 13.
  • the pen body 10 is made of a nonconductive material.
  • both the nib 12 and the conductive portion 13 are made of a conductive material.
  • the pen body 10 is formed with an inclined surface that is inclined by 30 ° with respect to the length direction of the stylus pen 1, and the conductive portion 13 is formed on the inclined surface.
  • the conductive portion 13 is disposed obliquely with respect to the length direction of the pen body 10, and more specifically, is inclined by 30 ° with respect to the length direction of the pen body 10. In other words, the angle formed by the length direction of the stylus pen 1 and the length direction of the conductive portion 13 is 30 °.
  • One end of the conductive portion 13 is electrically connected to the pen tip 12.
  • a plurality of depressions 11 are formed in the pen body 10 where the stylus pen 1 is gripped. These recesses 11 have a shape that fits the user's finger when the user holds the stylus pen 1. When the user naturally holds the stylus pen 1 by fitting his / her finger to the plurality of depressions, the conductive portion 13 comes to the upper side (front side) of the stylus pen 1.
  • a portion of the stylus pen 1 gripped by the user is provided with a conductor portion (not shown).
  • the conductive portion 13 serves as a conductor that electrically connects the conductor portion and the pen tip 12 to ground the stylus pen 1 through the human body and move the capacitance in the touch panel 2 in the ground direction. Plays.
  • This conductor portion is preferably provided in the recess 11.
  • the pen tip 12 since the pen tip 12 is made smaller, the change in capacitance appearing on the touch panel 2 is almost caused by the conductor portion present at the tip of the stylus pen 1.
  • the conductor present at the tip of the stylus pen 1 corresponds to the pen tip 12 and the conductive portion 13. Since the length of the conductive portion 13 is sufficiently larger than the pen tip 12, most of the influence on the distribution of the magnitude of the change in the measured capacitance is based on the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the touch surface. The influence occupies.
  • the stylus pen 1 is inclined at a certain angle with respect to the touch surface of the touch panel 2 during use. Since the conductive portion 13 is inclined by 30 ° with respect to the length direction of the stylus pen 1, the inclination angle of the pen body 10 with respect to the touch surface is different from the inclination angle of the conductive portion 13.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the tilt angle of the pen body 10 with respect to the touch surface and the tilt angle of the conductive portion 13.
  • the stylus pen 1 is tilted such that the tilt angle of the pen body 10 with respect to the touch surface is 30 °.
  • the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the touch surface is 60 °. That is, the conductive portion 13 is inclined by 30 ° with respect to the direction perpendicular to the touch surface.
  • the stylus pen 1 is tilted so that the tilt angle of the pen body 10 with respect to the touch surface is 60 °.
  • the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the touch surface is 90 °. That is, the conductive portion 13 is not inclined at all with respect to the direction perpendicular to the touch surface, in other words, stands upright with respect to the touch surface.
  • the stylus pen 1 stands upright so that the tilt angle of the pen body with respect to the touch pen is 90 °.
  • the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the touch surface is 60 °. Therefore, the conductive portion 13 is inclined by 30 ° with respect to the direction perpendicular to the touch surface.
  • the inclination angle of the pen body 10 with respect to the touch surface is 30 ° to 90 °.
  • the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the touch surface is 60 ° to 90 ° (60 ° or more and 90 ° or less).
  • the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the direction perpendicular to the touch surface is 0 ° to 30 °.
  • the conductive portion 13 When the conductive portion 13 is inclined at an angle in these ranges, as will be described in detail later, the actual touch position (or proximity position) of the pen tip 12 with respect to the touch surface and the magnitude of the measured capacitance change The difference from the center of gravity position in the distribution is constant regardless of the location of the touch surface. Thereby, since the influence of the conductive part 13 on the distribution of the magnitude of the change in capacitance can be suppressed, variations in the detected touch position (or proximity position) can be suppressed.
  • the inclination angle of the stylus pen 1 with respect to the direction perpendicular to the touch surface is increased, the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the direction perpendicular to the touch surface is as small as 30 °. . Therefore, even when the stylus pen 1 is greatly inclined with respect to the direction perpendicular to the touch surface, variations in the detected touch position can be suppressed.
  • the stylus pen 1 since the stylus pen 1 takes into account the influence of the conductive portion 13 on the distribution of the magnitude of the change in capacitance to be measured, unlike the stylus pen disclosed in Patent Document 1, the stylus pen 1 has the influence. There is no need to increase the nib 12 for reduction. Therefore, even if the pen tip 12 is sufficiently small, it is possible to suppress variations in detected touch detection when the stylus pen 1 is greatly tilted.
  • the conventional stylus pen is a stylus pen in which the entire pen is formed of a conductor as shown in FIGS. 16 and 17, for example.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a problem when the conventional stylus pen is tilted by 30 ° with respect to the touch surface of the touch panel 2.
  • the user tilts the stylus pen 30 ° with respect to the touch surface of the touch panel 2 and traces the touch surface.
  • the inclination angle of the stylus pen with respect to the direction perpendicular to the touch surface is 60 °.
  • the touch detection position of the pen tip on the touch panel 2 varies, even if the pen tip moves linearly, the locus becomes jagged as shown in FIG.
  • the capacitance of the touch panel is not constant within the touch surface, and there are minute differences depending on the location. For this reason, even if the range in which the capacitance changes appear in the two places is the same size, the distribution of the magnitude of the change in each place is not necessarily the same.
  • the center of gravity position of the calculated distribution is the actual touch position on the touch surface. It will be far away from. Even if the pen tip moves on the touch surface, if the difference between the actual touch position and the calculated center of gravity position is constant, even if the touch input locus is displayed at the calculated center of gravity position, A display that reproduces the movement can be performed. However, because the detected distribution range changes depending on the location due to the influence of the capacitance difference of the touch panel depending on the location, the difference between the actual touch position of the pen tip and the calculated center of gravity position also changes depending on the location.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a problem when the conventional stylus pen is tilted by 45 ° with respect to the touch surface of the touch panel 2.
  • the inclination angle of the stylus pen with respect to the direction perpendicular to the touch surface is 45 °.
  • the locus of the stylus pen is still jagged.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a problem when the stylus pen 1 according to the present embodiment is inclined by 30 ° with respect to the touch surface of the touch panel 2.
  • the user tilts the stylus pen 1 with respect to the touch surface of the touch panel 2 by 30 ° and traces the touch surface.
  • the inclination angle of the stylus pen with respect to the direction perpendicular to the touch surface is 60 °.
  • the conductive portion 13 is inclined by 60 ° with respect to the touch surface. That is, the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the direction perpendicular to the touch surface is 30 °.
  • FIG. 7D shows the distribution of the magnitude of the change in capacitance in the range shown in FIG.
  • FIGS. 7C and 7D the shape of the distribution is symmetric in the x direction. Since the distributions are contrasted, there is no displacement between the actual touch position and the center of gravity position of the detected distribution. As a result, the locus becomes smooth as shown in FIG.
  • the range in which the capacitance change appears on the touch panel 2 becomes narrower.
  • the difference between the calculated center of gravity position and the actual touch position becomes smaller. If the range in which the capacitance change appears is narrower, even if the distribution of the magnitude of the measured capacitance change changes due to the influence of the capacitance difference of the touch panel depending on the location, the calculated center of gravity position and The variation depending on the location of the difference from the actual touch position is negligible. This is substantially the same as the difference being constant regardless of the location of the touch surface.
  • the difference between the calculated center of gravity position and the actual touch position of the pen tip 12 is constant regardless of the location of the touch surface. Even if the difference from the touch position differs depending on the location of the touch surface, the difference between the difference at one location and the difference at another location is less than the minimum recognition unit (minimum display unit) on the display surface. It is synonymous with.
  • the capacitance is formed at a constant interval called a mesh interval.
  • the touch panel measures the distribution of the magnitude of the change in capacitance and calculates the position of the center of gravity of the distribution
  • the touch panel uses the spread of the distribution in a certain region in the touch surface for calculation.
  • the capacitance at more intersections included in a certain region changes compared to a touch panel with a larger mesh interval. Therefore, in the touch panel having a smaller mesh interval, the center of gravity position can be calculated using more data, so that the influence of the capacitance difference at each location on the touch panel can be averaged.
  • the error between the pen tip position and the gravity center position caused by the inclination of the stylus pen does not vary greatly even if the touched location changes.
  • a touch panel with a larger mesh interval needs to obtain the position of the center of gravity using less data, and thus is greatly affected by the capacitance difference at each location on the touch panel.
  • the difference between the pen tip position and the gravity center position generated by the inclination of the stylus pen varies greatly when the location of the touch position changes.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the tilt of the conventional stylus pen and the displacement of the center of gravity position with respect to the mesh interval of the touch panel.
  • the horizontal axis represents the inclination of the stylus pen, and the horizontal axis represents the mesh interval.
  • the distribution of the deviation of the center of gravity is represented as contour lines.
  • the vertical axis represents a general range of mesh intervals in the touch panel corresponding to pen touch detection as a standard value. In other words, the mesh interval in the touch panel for pen touch detection is within the range indicated by the vertical axis in FIG.
  • the dotted line in FIG. 8 shows the boundary line of the center-of-gravity position deviation that can guarantee the reproduction of the trajectory of the stylus pen on the touch panel.
  • the reproduction of the trajectory of the stylus pen can be guaranteed under the condition on the left side of the dotted line.
  • the reproduction of the trajectory of the stylus pen cannot be guaranteed.
  • the mesh interval is small, the reproducibility of the stylus pen trajectory can be ensured when the inclination angle of the stylus pen with respect to the direction perpendicular to the touch surface is in the range of 0 ° to about 40 °.
  • the mesh interval is large, the reproduction of the stylus pen trajectory can be ensured in the range where the inclination angle of the stylus pen with respect to the touch surface is 0 ° to less than 30 °.
  • FIG. 8 shows the boundary line in the touch panel having the pattern shape and material that makes the noise worst, and the thickness of the cover glass in consideration of the influence of these noises.
  • the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the direction perpendicular to the touch surface is 0 ° to 30 °. is there.
  • the stylus pen is used regardless of the mesh interval. The reproduction of the trajectory can be guaranteed. Therefore, the stylus pen 1 according to the present embodiment can guarantee the reproduction of the locus of the touch position on the touch surface within the normal use range.
  • the user's hand touches the conductor portion connected to the conductive portion 13, so that both the pen tip 12 and the conductive portion 13 are at the same potential (ground) as a human.
  • the pen tip 12 and the conductive part 13 do not enter a floating state, the distribution of the magnitude of the change in capacitance becomes more stable. As a result, the touch position can be detected with higher accuracy.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a main configuration of the touch input system 100a according to the present embodiment.
  • the touch input system 100a includes a stylus pen 1a (information input pen) and a capacitive touch panel 2a.
  • FIG. 10 is a diagram showing a main configuration of the stylus pen 1a and the touch panel 2a constituting the touch input system 100a according to the present embodiment.
  • the stylus pen 1a further includes a movable portion 14 and a fixed portion 15 in addition to the members included in the stylus pen 1 of the first embodiment.
  • the touch panel 2a further includes a proximity detection unit 40 and a fixing instruction unit 41 in addition to the touch panel 2 of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a state of the stylus pen 1a before being detected by the touch panel 2a.
  • the movable unit 14 moves a portion including the pen tip 12 and the conductive portion 13.
  • the movable unit 14 determines that the inclination angle in the length direction of the conductive unit 13 with respect to the touch surface of the touch panel 2a is the contact position of the pen tip 12 on the touch surface and the pen.
  • a predetermined difference in which the difference from the center of gravity position in the distribution of the magnitude of the change in capacitance generated when the tip 12 contacts the touch surface is constant regardless of the location of the touch surface (the contact position of the pen tip 12).
  • the conductive portion 13 including the pen tip 12 and the conductive portion 13 is moved so as to be at an angle.
  • the predetermined angle that satisfies this condition is, for example, 60 ° to 90 ° as described in the first embodiment.
  • the pen tip 12 naturally faces the ground and the conductive portion 13 is parallel to the direction of gravity, regardless of the angle at which the pen body 10 is inclined. As described above, the location including the pen tip 12 and the conductive portion 13 moves. At this time, the conductive portion 13 stands upright with respect to the touch surface. That is, the angle formed by the length direction of the conductive portion 13 and the touch surface is 90 °.
  • FIG. 12 is a diagram showing a state of the stylus pen 1a after being detected by the touch panel 2a.
  • the proximity detector 40 in the touch panel 2a detects it and notifies the fixing instruction unit 41 of it.
  • the stylus pen 1a and the touch panel 2a can communicate wirelessly, and the fixing instruction unit 41 receives a notification from the proximity detection unit 40 and notifies the stylus pen 1a that the pen tip 12 has been detected by the touch panel 2. Instructs to fix the pen tip 12.
  • the fixing unit 15 receives this instruction. In response to this instruction, the fixing unit 15 instructs the movable unit 14 to fix the location including the pen tip 12 and the conductive unit 13. Thereby, the movable part 14 fixes the location including the pen tip 12 and the conductive part 13.
  • the length direction of the conductive portion 13 is upright with respect to the touch surface of the touch panel 2a. That is, the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the touch surface is 90 °.
  • the conductive portion 13 is fixed in a state where the inclination angle with respect to the touch surface is 90 °. Thereafter, while the user continues to hold the touch panel 2a, the stylus pen 1a may be more inclined with respect to the touch surface.
  • the stylus pen 1a since the stylus pen 1a does not greatly tilt beyond 60 ° with respect to the direction perpendicular to the touch surface, the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the touch surface is the stylus pen 1a. Is kept in the range of 60 ° to 90 ° when used.
  • the influence of the conductive portion 13 on the distribution of the magnitude of the change in capacitance generated by the pen tip 12 can be suppressed. .
  • variations in the touch detection position can be suppressed when the stylus pen 1a is tilted.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a main configuration of the touch input system 100b according to the present embodiment.
  • the touch input system 100b includes a stylus pen 1b (information input pen) and a capacitive touch panel 2b.
  • FIG. 14 is a diagram showing a main configuration of the stylus pen 1b and the touch panel 2b constituting the touch input system 100b according to the present embodiment.
  • the stylus pen 1b further includes a movable portion 14 and an angle adjustment portion 16 in addition to the members included in the stylus pen 1 of the first embodiment.
  • the touch panel 2 b further includes a distribution deflection determination unit 42 and an angle adjustment instruction unit 43 in addition to the touch panel 2 of the first embodiment.
  • the movable portion 14 can move the location including the pen tip 12 and the conductive portion 13 as in the second embodiment.
  • the movable portion 14 includes a stepping motor and a control circuit, and adjusts the inclination angle of the portion including the pen tip 12 and the conductive portion 13 with respect to the pen body 10 by these functions.
  • the touch position detection unit 35 outputs data indicating the distribution of the measured magnitude of the change in capacitance to the distribution deflection determination unit 42. Based on the input data, the distribution deflection determination unit 42 determines whether or not the distribution deviation exceeds a predetermined reference value, and notifies the angle adjustment instruction unit 43 of the result.
  • the stylus pen 1b and the touch panel 2a can communicate wirelessly, and when the angle adjustment instruction unit 43 receives a notification that the deviation exceeds the reference value, the angle adjustment instruction unit 43 displays information indicating in which direction the distribution is biased in the x-axis. While transmitting to the stylus pen 1b, the stylus pen 1b is instructed to adjust the angle of the pen tip 12 to an angle that further reduces the distribution bias.
  • the angle adjustment unit 16 receives this information and instruction.
  • the angle adjusting unit 16 controls the stepping motor and the control circuit of the movable unit 14 to change the angles of the pen tip 12 and the conductive unit 13 to angles that further reduce the distribution bias.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating how the stylus pen 1b adjusts the inclination of the conductive portion 13 in accordance with the distribution of the magnitude of the change in capacitance.
  • the stylus pen 1b is shown on the upper side of FIGS. 15A to 15C, and the distribution of the magnitude of the change in capacitance is shown on the lower side.
  • the distribution deflection determination unit 42 determines that the distribution bias does not exceed a predetermined reference value, and notifies the angle adjustment instruction unit 43 to that effect.
  • the angle adjustment instructing unit 43 does not instruct the stylus pen 1 b to adjust the angle, so the stylus pen 1 b does not adjust the inclination angle of the conductive unit 13.
  • the length direction of the conductive portion 13 is inclined at a certain angle with respect to the touch surface.
  • the distribution is biased in the + x direction on the x axis.
  • the distribution deflection determination unit 42 determines that this deviation exceeds a predetermined reference value, and notifies the angle adjustment instruction unit 43 to that effect.
  • the angle adjustment instructing unit 43 notifies that the distribution is biased in the + x direction and instructs the stylus pen 1b to adjust the angle of the conductive unit 13.
  • the angle adjustment unit 16 adjusts the inclination angle of the conductive unit 13 to an angle that reduces the deflection in the + x direction of the distribution. Specifically, the movable part 14 is controlled so as to increase the inclination angle of the conductive part 13 with respect to the touch surface.
  • the movable portion 14 is controlled by the angle adjusting portion 16 so that the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the direction perpendicular to the touch surface becomes 0 °. 13 is moved.
  • the influence of the conductive portion 13 on the distribution can be completely suppressed, so that the uneven distribution can be eliminated.
  • the distribution symmetry is maintained, so that variations in the detected touch position can be completely eliminated.
  • the inclination angle of the conductive portion 13 with respect to the touch surface is the difference between the contact position of the pen tip 12 and the center of gravity position in the distribution, and the location of the touch surface (contact position of the pen tip 12). Regardless of the predetermined angle (60 ° to 90 °) which is constant regardless of the variation in the detected touch position, it can be suppressed. In other words, the distribution bias (asymmetry) when the inclination angle of the conductive portion 13 is within this range is sufficiently allowed without affecting the variation of the touch position.
  • the angle adjusting unit 16 receives a notification from the touch panel 2b that the measured distribution is more than a certain deviation, the inclination angle of the conductive unit 13 with respect to the touch surface approaches an angle in the range of 60 ° to 90 °.
  • the inclination angle of the conductive portion 13 may be adjusted by controlling the movable portion 14.
  • the angle adjustment unit 16 adjusts the inclination angle of the conductive portion 13 until the bias data corresponding to the desired angle is received from the touch panel 2b. Can be repeated.
  • the stylus pen 1b As described above, in the stylus pen 1b according to the present embodiment, as in the stylus pen 1 of the first embodiment, it is possible to suppress a bias in the distribution of the magnitude of the change in capacitance generated by the pen tip 12. . Thereby, even if the pen tip 12 is sufficiently small, it is possible to suppress variations in the touch detection position when the stylus pen 1b is tilted.
  • An information input pen (stylus pen 1) according to aspect 1 of the present invention is An information input pen for inputting information to a capacitive touch panel, A non-conductive pen body; A conductive nib, A conductive portion that is electrically connected to the pen tip and is disposed obliquely with respect to the length direction of the pen body, When the pen tip is in contact with or close to the touch surface of the touch panel, the inclination angle in the length direction of the conductive portion with respect to the touch surface of the touch panel is such that the contact position or proximity position of the pen tip on the touch surface and the pen The predetermined angle at which the difference from the center of gravity position in the distribution of the magnitude of the change in capacitance generated when the tip touches or approaches the touch surface is constant regardless of the location of the touch surface. And
  • the actual contact position or proximity position of the pen tip with respect to the touch surface and the distribution of the magnitude of the measured capacitance change The difference from the center of gravity is constant regardless of the location of the touch surface.
  • the influence of the conductive part on the distribution of the magnitude of the change in capacitance to be measured is small, it is not necessary to enlarge the pen tip in order to reduce the influence. Therefore, even if the pen tip is sufficiently small, it is possible to suppress variations in the detected contact position or proximity position when the stylus pen is greatly inclined.
  • An information input pen (stylus pen 1a) according to aspect 2 of the present invention is An information input pen for inputting information to a capacitive touch panel that detects the proximity of the information input pen, A non-conductive pen body; A conductive nib, A conductive portion electrically connected to the pen tip; When the proximity of the information input pen is not detected by the touch panel, the inclination angle in the length direction of the conductive portion with respect to the touch surface of the touch panel is determined by the contact position or proximity position of the pen tip on the touch surface and the pen tip.
  • the conductive portion is set so that the difference from the center of gravity position in the distribution of the magnitude of the change in capacitance generated by contacting the touch surface is a predetermined angle that is constant regardless of the location of the touch surface.
  • a moving part to move When the proximity of the information input pen is detected by the touch panel, a fixing unit that fixes the conductive unit is provided.
  • the actual contact position or proximity position of the pen tip with respect to the touch surface, and the barycentric position in the distribution of the magnitude of the measured capacitance change The difference is constant regardless of the location of the touch surface.
  • the influence of the conductive part on the distribution of the magnitude of the change in capacitance to be measured is small, it is not necessary to enlarge the pen tip in order to reduce the influence. Therefore, even if the pen tip is sufficiently small, it is possible to suppress variations in the detected contact position or proximity position when the stylus pen is greatly inclined.
  • An information input pen (stylus pen 1b) according to aspect 3 of the present invention is An information input pen for inputting information to a capacitive touch panel that measures the distribution of the magnitude of the change in capacitance that occurs when the pen tip of the information input pen touches or approaches the touch surface.
  • a non-conductive pen body A non-conductive pen body;
  • a conductive nib A conductive portion electrically connected to the pen tip;
  • the inclination angle of the conductive portion in the length direction with respect to the touch surface of the touch panel is determined based on the touch of the pen tip on the touch surface.
  • a movable part that moves the conductive part so that a difference between the position or the proximity position and the center of gravity position in the distribution becomes closer to a predetermined angle that is constant regardless of the location of the touch surface.
  • the angle of the conductive portion is adjusted so that the difference from the center of gravity position distribution in the distribution of the size is constant regardless of the location of the touch surface.
  • the inclination angle of the information input pen with respect to the direction perpendicular to the touch surface is increased, the inclination angle of the conductive portion with respect to the direction perpendicular to the touch surface remains small. Therefore, even when the stylus pen is greatly inclined with respect to the direction perpendicular to the touch surface, variations in the detected contact position or proximity position can be suppressed.
  • the influence of the conductive part on the distribution of the magnitude of the change in the capacitance to be measured is small, so there is no need to increase the pen tip in order to reduce the influence. Therefore, even if the pen tip is sufficiently small, it is possible to suppress variations in the detected contact position or proximity position when the stylus pen is greatly inclined.
  • An information input pen is the above aspect 1 to 3,
  • the predetermined angle is 60 ° or more and 90 ° or less.
  • An information input system (touch input system 100) according to aspect 5 of the present invention includes: The information input pen according to any one of the above aspects 1 to 4 and a capacitive touch panel are provided.
  • the present invention can be used as an information input pen for inputting information to a capacitive touch panel and an information input system including the information input pen and the capacitive touch panel.

Abstract

　導電部（１３）はペン本体（１０）に対して３０°傾斜して配置されている。ペン先（１２）がタッチパネル（２）のタッチ面に接触または近接するとき、タッチパネル（２）のタッチ面に対する導電部（１３）の長さ方向の傾斜角度が、タッチ面におけるペン先（１２）の接触位置または近接位置とペン先（１２）がタッチ面に接触または近接することによって発生する静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差がタッチ面の場所に関わらず一定になる角度（６０°～９０°）である。これにより、ペン先が十分に小さくても、ペン本体を傾けたときにおける、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑える。

Description

情報入力ペン
　本発明は、情報入力ペンに関し、特に、静電容量方式のタッチパネルに情報を入力するための情報入力ペンに関するものである。
　従来、タッチパネルの方式として、抵抗膜方式、赤外線方式、および超音波方式などの多数が知られている。その中でも近年、携帯電話機に広く採用されている静電容量方式のタッチパネルが脚光をあびている。
　静電容量方式のタッチパネルへの情報入力には、ユーザの指または情報入力ペン（以下、スタイラスペンとも表記）を用いる。タッチパネルのタッチ面上に情報入力ペンを接触させると、タッチパネル内の電極とスタイラスペンとの間に静電容量が形成される。タッチパネルは、その静電容量を介して流れる微弱電流の変化分を検出することによって、スタイラスペンとタッチ面との接触位置を検出する。
　情報入力装置では、通常、表示装置の表示面上にタッチパネルのタッチ面が重ねて配置されることによって、タッチパネルが表示装置と一体化されている。このような情報入力装置では、ユーザは、表示装置の表示面における操作ボタンなどのオブジェクトが表示された領域をタッチすることによって、情報を入力することができる。
　スタイラスペンの持ち方はユーザによって様々であり、まっすぐ持つユーザもいれば、傾けて持つユーザもいる。従来のスタイラスペンを用いて高精度のタッチパネルに情報を入力しようとすると、ユーザのペンの持ち方によっては不具合が生ずることがある。特許文献１には、静電容量の変化を高感度で検出することができる高精度のタッチパネルにおいて、スタイラスペンの持ち方の違いによって、検出されるタッチ位置がばらつく恐れがあることが開示されている。
　この問題について、図１６～図１８を参照して以下に説明する。図１６は、特許文献１に開示された従来のタッチパネル装置におけるタッチ入力を説明する図である。図１６の（ａ）は、従来のスタイラスペンをタッチ面に対して垂直に立ててタッチ入力を行った状態を示し、図１６の（ｂ）は、タッチパネルのタッチ位置およびその近傍で検出される静電容量の変化の大きさの分布を等高線Ｌｃ１で示し、図１６の（ｃ）は、水平方向における静電容量の変化の大きさＳをグラフＧ１で示している。
　図１７は、図１６に示す従来のタッチパネル装置におけるタッチ入力を説明する図である。図１７の（ａ）は、従来のスタイラスペンをタッチ面に対して斜めに傾けてタッチ入力を行った状態を示し、図１７の（ｂ）は、タッチパネルのタッチ位置およびその近傍で検出される静電容量の変化の大きさの分布を等高線Ｌｃ２で示し、図１７の（ｃ）は水平方向における静電容量の変化の大きさＳをグラフＧ２で示している。
　図１６の（ａ）の例では、ユーザは、タッチパネル部１１０のタッチ面１１１に対してスタイラスペン２００を垂直に立てた状態でタッチ入力を行う。このタッチ入力によって生ずる静電容量の変化の大きさＳの分布は、図１６（ｂ）に示すように、タッチ面１１１上で実際のタッチ位置ＲＴｐを中心として左右方向（Ｘ方向）および上下方向（Ｙ方向）に対称な等高線Ｌｃ１によって表される。この図において、Ｘｐは、実際のタッチ位置ＲＴｐを通るＸ方向と平行な軸であり、Ｙｐは、実際のタッチ位置ＲＴｐを通るＹ方向と平行な軸であり、Ｚｐは、実際のタッチ位置ＲＴｐを通りかつタッチ面１１１に垂直な軸である。Ｘｐ軸とＹｐ軸とは直交している。
　図１６の（ｃ）において、位置Ａ１およびＡ２は、静電容量の変化の大きさが所定の閾値Ｓｔｈに一致する位置である。タッチパネル部１１１は、これらの位置Ａ１およびＡ２の中間点をタッチ位置のＸ方向の座標Ａｘとして算出する。すなわちＡｘ＝（Ａ１＋Ａ２）／２である。検出されたタッチ位置のＸ方向の座標Ａｘは、実際のタッチ位置ＲＴｐのＸ方向の座標と一致する。
　図１７の（ａ）では、ユーザは、タッチパネル部１１０のタッチ面１１１に対してスタイラスペン２００を左に斜めに傾けた状態でタッチ入力を行う。図１７の（ａ）において、θｘは、タッチ面１１１に対するスタイラスペン２００の傾斜角度を表す。図１７の（ａ）では、傾斜角度θｘは９０°よりも小さい。このタッチ入力により生ずる静電容量の変化の大きさＳの分布を、図１７（ｂ）における等高線Ｌｃ２として示す。この図に示すように、等高線Ｌｃ２は、左右方向（Ｘ方向）において非対称な図形である。具体的には、静電容量の変化のピーク位置Ｓｐよりも右側では大きさＳがより密になり、一方、ピーク位置Ｓｐよりも左側では大きさＳがより疎となる。
　図１７の（ｃ）において、位置Ｂ１およびＢ２は、検出された静電容量の変化の大きさが所定の閾値Ｓｔｈに一致する位置である。タッチパネル部１１１は、これらの位置Ｂ１およびＢ２の中間点を、タッチ位置のＸ方向の座標Ｂｘとして算出する。すなわち中間位置Ｂｘ＝（Ｂ１＋Ｂ２）／２である。図１７の（ｃ）に示すように、検出されたタッチ位置のＸ方向の座標Ｂｘは、実際のタッチ位置ＲＴｐのＸ方向の座標よりも左側にずれている。
　以上のように、従来のスタイラスペン２００を用いてタッチ面１１１に対してタッチ入力を行うと、タッチ面に１１１に対するスタイラスペン２００の傾斜角度に応じて、検出されるタッチ位置にばらつきが生ずる。この理由は次の通りである。高精度のタッチパネルでは、タッチ面１１１に接しているペン先に加えて、スタイラスペン２００の先端部におけるタッチ面１１に近接する導体部分によっても、静電容量の大きさの変化が生ずる。スタイラスペン２００の傾斜角度が変化すると、タッチパネルと導体部分との間に生ずる静電容量の大きさも変化する。これにより、導体部分による静電容量の変化の大きさの分布もスタイラスペンの傾斜角度に応じて変化し、傾斜角度がより大きくなるほどその分布はより非対称になる。
　この問題を解決すべく、特許文献１には、図１８に示すスタイラスペン１００が開示されている。図１８は、特許文献１に係るスタイラスペン１００を示す図である。この図に示すスタイラスペン１００では、ペン先部に導体の球状部材１０１を設け、かつ、静電容量の変化の大きさの分布に関与する部分を球状部材１０１のみにするように、球状部材１０１の周辺にあるペン先部１０２およびペン本体部１０３を非導体にしている。
　このスタイラスペン１０１の利点について、特許文献１には次のように記載されている。スタイラスペン１００のペン先１０１が球状になっているので、図１８の（ｂ）に示すようにスタイラスペン１００を傾けた場合、ペン先１０１の接地部分（タッチ位置）は導体の中心部になる。これにより、静電容量の変化の大きさの分布が実際のタッチ位置に対して対称になるので、スタイラスペン１００を傾けてもタッチ位置にばらつきが生じない。
日本国公開特許公報「ＷＯ２０１３／０５７８６２公報（２０１３年４月２５日公開）」
　特許文献１のスタイラスペン１００を製造するためには、非導体のペン本体に球状のペン１０１先を取り付け、さらに、ペン本体を握る手とペン先１０１とを導通させるために、ペン本体の握り部に設けた接触部材１０４とペン先１０１とを接続する導線１０５を設ける必要がある。これには加工の容易性の点で問題がある。加工を容易にするため、球状部材１０１を設けずに、導線の先端を円錐状に加工することが考えられる。しかしペン先を円錐状にすると、ペン先１０１の接触によって生ずる静電容量の変化の大きさの分布が、導線１０５の影響を受けることによって、ペンの傾斜角度に応じてタッチ位置に対して非対称になるという問題が再発する。
　また、導線１０５に比べて球状のペン先１０１が十分に大きければ、静電容量の変化の大きさの分布に対する導線１０５の影響は無視できる。しかし、ペン先１０１が大きすぎるとタッチパネルのタッチ位置検出間隔が広くなりすぎる。この検出間隔を狭めるために球状のペン先１０１を十分に小さくすると、分布に対する導線１０５の影響を無視できなくなるので、実際のタッチ位置に対して分布が非対称になる問題が再発する。
　本発明は上記の課題を解決するためになされたものである。そして、その目的は、ペン先が十分に小さくても、ペン本体を傾けたときにおける、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる情報入力ペンを提供することにある。
　本発明に係る情報入力ペンは、上記の課題を解決するために、
　静電容量方式のタッチパネルに情報を入力するための情報入力ペンであって、
　非導電性のペン本体と、
　導電性のペン先と、
　上記ペン先に電気的に接続されており、かつ、上記ペン本体の長さ方向に対して斜めに配置されている導電部とを備えており、
　上記ペン先が上記タッチパネルのタッチ面に接触または近接するとき、上記タッチパネルのタッチ面に対する上記導電部の長さ方向の傾斜角度が、上記タッチ面における上記ペン先の接触位置または近接位置と上記ペン先が上記タッチ面に接触または近接することによって発生する静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が上記タッチ面の場所に関わらず一定になる所定の角度であることを特徴としている。
　本発明の一態様によれば、ペン先が十分に小さくても、ペン本体を傾けたときにおける、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができるという効果を奏する。
本発明の実施形態１に係るタッチ入力システムの要部構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係るタッチ入力システムを構成するタッチパネルの要部構成を示すブロックである。 本発明の実施形態１に係るタッチ入力システムを構成するスタイラスペンの要部構成を示す図である。 本発明の実施形態１において、タッチパネルのタッチ面に対するペン本体の傾斜角度と導電部の傾斜角度との関係の例を示す図である。 従来のスタイラスペンをタッチパネルのタッチ面に対して３０°傾けた場合の問題を説明する図である。 従来のスタイラスペンをタッチパネルのタッチ面に対して４５°傾けた場合の問題を説明する図である。 本実施形態に係るスタイラスペンをタッチパネルのタッチ面に対して３０°傾けた場合の問題を説明する図である。 従来のスタイラスペンの傾斜と、タッチパネルのメッシュ間隔に対する重心位置の位置ずれとの関係を示す図である。 本発明の実施形態２に係るタッチ入力システムの要部構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態２に係るタッチ入力システムを構成するスタイラスペンおよびタッチパネルの要部構成を示す図である。 本発明の実施形態２においてタッチパネルによって検知される前のスタイラスペンの状態を示す図である。 本発明の実施形態２においてタッチパネルによって検知された後のスタイラスペンの状態を示す図である。 本発明の実施形態３に係るタッチ入力システムの要部構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態３に係るタッチ入力システムを構成するスタイラスペンおよびタッチパネルの要部構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るスタイラスペンにおいて、導電部の傾斜を静電容量の変化の大きさの分布の偏りに応じて調整する様子を示す図である。 特許文献１に開示された従来のタッチパネル装置におけるタッチ入力を説明する図である。 図１６に示す従来のタッチパネル装置におけるタッチ入力を説明する図である。 特許文献１に係るスタイラスペンを示す図である。
　〔実施形態１〕
　本発明に係る第１実施形態を図１～図８に基づき以下に説明する。
　（タッチ入力システム１００の構成）
　図１は、本実施形態に係るタッチ入力システム１００（情報入力システム）の要部構成を示す斜視図である。この図に示すように、タッチ入力システム１００は、スタイラスペン１（情報入力ペン）および静電容量方式のタッチパネル２によって構成されている。ユーザは、タッチパネル２のタッチ面に対してスタイラスペン１を接触または近接させることによって、タッチパネル２に対するタッチ入力（タッチ操作）を行う。タッチパネル２は表示装置（不図示）と一体化されており、表示装置の表示面上にタッチパネル２のタッチ面が重ねて配置されている。
　タッチパネル２と表示装置とが一体化された情報入力装置では、ユーザは、表示装置の表示面における操作ボタンなどのオブジェクトが表示された領域をタッチすることによって、情報を入力することができる。
　（タッチパネル２の構成）
　図２は、タッチパネル２の要部構成を示すブロックである。この図に示すように、タッチパネル２は、複数のドライブライン２２および複数のセンスライン２３を有するパネル本体２１と、パネル本体２１のドライブライン２２に駆動信号Ｄｓを印加するドライブライン駆動部２４と、この駆動信号Ｄｓの印加によって生じたセンス信号Ｓｓをセンスライン２３から受信し、センス信号Ｓｓに対するタッチ情報ＩＳｐを生成する信号処理部３０とを備えている。
　信号処理部３０は、増幅回路３１、信号選択部３２、Ａ／Ｄ変換部３３、復号処理部３４、およびタッチ位置検出部３５を備えている。増幅回路３１は、複数のセンスライン２３からのセンス信号Ｓｓを増幅する。信号選択部３２は、増幅されたセンス信号ＡＳｓを順次選択し、選択した増幅されたセンス信号ＡＳｓを出力する。Ａ／Ｄ変換部は、出力された増幅後のセンス信号ＡＳｓをデジタル信号ＤＳｓに変換する。復号処理部３４は、得られたデジタル信号ＤＳｓを、駆動信号Ｄｓの生成に用いられた系列信号に基づく復号のための変換信号を用いて復号して、パネル本体２１においてドライブライン２２とセンスライン２３との交点部における静電容量の変化の大きさに相当する信号強度Ｃｄを取得する。タッチ位置検出部３５は、この信号強度Ｃｄに基づいて、パネル本体２１における静電容量の変化の大きさの分布を算出し、当該分布における重心位置に基づいて、パネル本体２１でのユーザによるタッチ位置を示すタッチ情報ＩＳｐを生成することによって、タッチ面におけるタッチ位置を検出する。
　タッチパネル２では、互いに平行に配置された複数のドライブライン２２と、互いに平行に配置されたセンスライン２３とが立体交差するように配置されている。複数のドライブライン２２および複数のセンスライン２３とによって、升目上の電極パターンが形成される。少なくとも各ドライブライン２２と各センスライン２３との交点は絶縁されている。各交点にはドライブライン２２とセンスライン２３との間の静電容量が発生する。接地された導電性の指示体（指またはスタイラスペン１）がタッチパネル２のタッチ面に接触または近接すると、指示体付近におけるドライブライン２２とセンスライン２３との間の電荷が指示体を通じて接地方向へ移動する。これにより、指示体付近における静電容量が減少する。タッチパネル２は、この静電容量の変化の大きさを測定するによって、タッチ面における指示体のタッチ位置（接触位置）または近接位置を検出する。本実施形態では、タッチパネル２は、静電容量の変化の大きさの分布を測定し、当該分布の重心位置を算出することによって、交点以外の地点におけるタッチ位置または近接位置も検出することができる。
　（スタイラスペン１の構成）
　図３は、スタイラスペン１の要部構成を示す図である。図５の（ａ）に示すように、スタイラスペン１は、ペン本体１０、ペン先１２、および導電部１３を備えている。ペン本体１０は、非導電性の材料によって構成されている。一方、ペン先１２および導電部１３はいずれも導電性の材料によって構成されている。ペン本体１０には、スタイラスペン１の長さ方向に対して３０°傾斜する傾斜面が形成されており、導電部１３はこの傾斜面に形成されている。これにより導電部１３は、ペン本体１０の長さ方向に対して斜めに配置されており、より具体的にはペン本体１０の長さ方向に対して３０°傾斜している。言い換えると、スタイラスペン１の長さ方向と導電部１３の長さ方向とが成す角度は３０°である。導電部１３の一端はペン先１２に電気的に接続されている。
　ペン本体１０におけるスタイラスペン１を握る箇所には、複数の窪み１１が形成されている。これらの窪み１１は、ユーザがスタイラスペン１を握ったときにユーザの指にフィットする形状を有している。ユーザが自身の指を複数の窪みにフィットさせるようにしてスタイラスペン１を自然に握ると、導電部１３がスタイラスペン１の上側（表側）に来る。
　スタイラスペン１におけるユーザが握る箇所の一部には、図示しない導体部分が設けられている。導電部１３は、この導体部分とペン先１２とを電気的に接続することによって、人体を介してスタイラスペン１を接地させる共に、タッチパネル２内の静電容量を接地方向へ移動させる導線の役割を果たしている。この導体部分は、窪み１１に設けられることが望ましい。
　本実施形態では、従来例と異なり、ペン先１２を小さくしているため、タッチパネル２に現れる静電容量の変化は、スタイラスペン１の先端に存在する導体部分にほぼ起因する。本実施形態の場合、スタイラスペン１の先端に存在する導体はペン先１２および導電部１３に相当する。導電部１３の長さがペン先１２よりも十分に大きいことから、測定される静電容量の変化の大きさの分布に与える影響の大部分を、タッチ面に対する導電部１３の傾斜角度に基づく影響が占めている。
　図３の（ａ）に示すように、スタイラスペン１は、使用時にタッチパネル２のタッチ面に対して一定の角度で傾斜する。導電部１３はスタイラスペン１の長さ方向に対して３０°傾斜しているので、タッチ面に対するペン本体１０の傾斜角度と導電部１３の傾斜角度とは互いに異なる。
　図４は、タッチ面に対するペン本体１０の傾斜角度と導電部１３の傾斜角度との関係の例を示す図である。
　図４の（ａ）では、スタイラスペン１は、タッチ面に対するペン本体１０の傾斜角度が３０°になるように傾いている。このときタッチ面に対する導電部１３の傾斜角度は６０°である。すなわち導電部１３は、タッチ面と垂直な方向に対して３０°傾いている。
　図４の（ｂ）では、スタイラスペン１は、タッチ面に対するペン本体１０の傾斜角度が６０°になるように傾いている。このときタッチ面に対する導電部１３の傾斜角度は９０°である。すなわち導電部１３は、タッチ面と垂直な方向に対してまったく傾いておらず、言い換えるとタッチ面に対して直立している。
　図４の（ｃ）では、スタイラスペン１は、タッチペンに対するペン本体の傾斜角度が９０°になるように直立している。このときタッチ面に対する導電部１３の傾斜角度は６０°である。したがって導電部１３は、タッチ面と垂直な方向に対して３０°傾いている。
　図４の（ａ）～（ｃ）に示すように、スタイラスペン１では、ペン先１２がタッチパネル２ａのタッチ面に接触するとき、タッチ面に対するペン本体１０の傾斜角度が３０°～９０°の範囲内において、タッチ面に対する導電部１３の傾斜角度は６０°～９０°（６０°以上かつ９０°以下）である。言い換えると、タッチ面と垂直な方向に対する導電部１３の傾斜角度は０°～３０°である。導電部１３がこれらの範囲の角度で傾いている場合、詳しくは後述するが、タッチ面に対するペン先１２の実際のタッチ位置（または近接位置）と、測定された静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が、タッチ面の場所に関わらず一定になる。これにより、静電容量の変化の大きさの分布に対する導電部１３の影響を抑えることができるので、検出されるタッチ位置（または近接位置）のばらつきを抑えることができる。
　また、図４の（ａ）に示すように、タッチ面と垂直な方向に対するスタイラスペン１の傾斜角度を大きくしても、タッチ面と垂直な方向に対する導電部１３の傾斜角度は３０°と小さい。したがって、タッチ面と垂直な方向に対してスタイラスペン１を大きく傾けた場合であっても、検出されるタッチ位置のばらつきを抑えることができる。
　さらには、スタイラスペン１は、測定される静電容量の変化の大きさの分布に対する導電部１３の影響が考慮されているので、特許文献１に開示されたスタイラスペンとは異なり、当該影響を低減するためにペン先１２を大きくする必要がない。したがって、ペン先１２が十分に小さくても、スタイラスペン１を大きく傾けたときの、検出されるタッチ検出のばらつきを抑えることができる。
　（軌跡の比較）
　従来のスタイラスペンをタッチ面の垂直方向に対して大きく傾けると、タッチパネル２におけるペン先の軌跡はギザギザになる問題が生じる。一方、本実施形態に係るスタイラスペン１ではそのような問題は生じない。その理由について、図５～７を参照して以下に説明する。なお、ここでいう従来のスタイラスペンとは、たとえば図１６および図１７に示すような、ペン全体が導体で構成されているスタイラスペンのことである。
　図５は、従来のスタイラスペンをタッチパネル２のタッチ面に対して３０°傾けた場合の問題を説明する図である。この図の例では、ユーザは、スタイラスペンをタッチパネル２のタッチ面に対して３０°傾けて、タッチ面をなぞる。このときタッチ面と垂直な方向に対するスタイラスペンの傾斜角度は６０°である。この場合、タッチパネル２におけるペン先のタッチ検出位置がばらつくので、ペン先が直線的に動いたとしても、図５の（ｂ）のようにその軌跡はギザギザになる。
　これは、図５の（ｃ）に示すように、導体部分の検知範囲が大きくことによって、静電容量の変化が現れる範囲が広くなることが原因である。図５の（ｃ）に示す範囲における静電容量の変化の大きさの分布を、図５の（ｄ）に示す。図５の（ｃ）および（ｄ）に示すように、この分布の形状はｘ方向において大きく非対称である。この非対称性が原因となって、実際のタッチ位置と、算出された分布の重心位置との間に差（すなわち位置ずれ）が生じる。
　タッチパネルの静電容量は、タッチ面内において一定ではなく、その場所によって微小な差異がある。このため、２つの場所における静電容量の変化が現れる範囲が同じ大きさであったとしても、それぞれの場所における変化の大きさの分布は必ずしも同じになるとは限らない。
　従来のスタイラスペンをタッチ面の垂直方向に対して大きく傾けることによって、タッチパネル２における静電容量の変化が現れる範囲が大きくなれば、算出される分布の重心位置は、タッチ面における実際のタッチ位置から大きく離れてしまう。タッチ面上をペン先が動いたとしても、実際のタッチ位置と算出される重心位置との差が一定であれば、算出された重心位置にタッチ入力の軌跡を表示したとしても、ペン先の動きを再現する表示を行うことができる。しかし、場所によるタッチパネルの静電容量差の影響によって、検出される分布の範囲が場所によって変化するので、ペン先の実際のタッチ位置と算出される重心位置と差も場所によって変化する。このためペン先の動きを忠実に表示できず、図５の（ｂ）に示すようにその軌跡がギザギザになる.
　図６は、従来のスタイラスペンをタッチパネル２のタッチ面に対して４５°傾けた場合の問題を説明する図である。この図の例では、タッチ面と垂直な方向に対するスタイラスペンの傾斜角度は４５°である。この場合、図６の（ｂ）に示すように、依然としてスタイラスペンの軌跡はギザギザになる。
　これは、図６の（ｃ）に示すように、導体部分の検知範囲が大きくなることによって静電容量の変化が現れる範囲が広くなることが原因である。図６の（ｃ）に示す範囲における静電容量の変化の大きさの分布を、図６の（ｄ）に示す。図６の（ｃ）および（ｄ）に示すように、この分布の形状はｘ方向において非対称である。この非対称性が原因となって、実際のタッチ位置と算出された分布の重心位置との位置ずれが生じ、その位置ずれがタッチ面の場所によって異なるので、図６の（ｂ）に示すように軌跡がギザギザになる。図６の例では、タッチ面と垂直な方向に対するスタイラスペンの傾斜角度が図５の例よりも小さいので、ギザギザの度合いはより小さいが、それでも問題になることに変わりはない。
　図７は、本実施形態に係るスタイラスペン１をタッチパネル２のタッチ面に対して３０°傾けた場合の問題を説明する図である。この図の例では、ユーザは、スタイラスペン１をタッチパネル２のタッチ面に対して３０°傾けてタッチ面をなぞる。このときタッチ面と垂直な方向に対するスタイラスペンの傾斜角度は６０°である。スタイラスペン１において、スタイラスペン１の長さ方向に対する導電部１３の傾斜角度は３０°であるので、導電部１３はタッチ面に対して６０°傾斜する。すなわち、タッチ面と垂直な方向に対する導電部１３の傾斜角度は３０°である。
　この場合、タッチパネル２におけるペン先の検知結果が一定になるので、図７の（ｂ）のようにその軌跡がギザギザにならずに滑らかになる。これは、図７の（ｃ）に示すように、タッチ面と垂直な方向に対して導電部１３があまり傾いていないので、導電部１３の検知範囲が大きくならず、静電容量の変化が現れる範囲が狭くなるからである。図７の（ｃ）に示す範囲における静電容量の変化の大きさの分布を、図７の（ｄ）に示す。図７の（ｃ）および（ｄ）に示すように、分布の形状はｘ方向において対称的である。分布が対照的であるため、実際のタッチ位置と、検出された分布の重心位置との位置ずれが生じず、その結果、図７の（ｂ）に示すように軌跡が滑らかになる。
　上述したように、タッチ面と垂直な方向に対する導電部１３の傾斜角度がより小さいと、タッチパネル２において静電容量の変化が現れる範囲がより狭くなる。これにより、算出される重心位置と実際のタッチ位置との差もより小さくなる。静電容量の変化が現れる範囲がより狭ければ、測定された静電容量の変化の大きさの分布が場所によるタッチパネルの静電容量差の影響によって変化しても、算出された重心位置と実際のタッチ位置との差の場所による変動はごくわずかである。このことは、その差がタッチ面の場所に関わらず一定であることと実質的に同じである。したがって、本実施形態に係るスタイラスペン１をタッチパネル２のタッチ面に対して図７の（ａ）に示すように６０°傾けて用いたとしても、図７の（ｂ）に示すように、表示されるタッチ位置の軌跡は、ペン先１２の動きを忠実に再現した滑らかものになる。
　本実施形態に係るタッチ入力システム１００において、算出された重心位置とペン先１２の実際のタッチ位置との差がタッチ面の場所に関わらず一定であることは、算出された重心位置と実際のタッチ位置との差がタッチ面の場所に応じて異なったとしても、ある場所における差と別の場所における差との間の差が、表示面における最小認識単位（最小表示単位）以下であることと同義である。
　（メッシュ間隔と位置ずれとの関係）
　上述したように、分布における重心位置のずれは、タッチパネルにおいて検知される傾斜したスタイラスペンの導体部分の面積が、タッチパネルにおける静電容量の変化の大きさの分布の形状に影響を与えて当該分布を非対称にすることによって発生する。この問題の程度は、タッチパネルにおける静電容量のメッシュ間隔に応じて異なる。
　静電容量方式のタッチパネルでは、静電容量は、メッシュ間隔とよばれる一定の間隔で形成されている。タッチパネルは、静電容量の変化の大きさの分布を測定してその分布の重心位置を算出するとき、タッチ面内におけるある一定の領域内の分布の拡がりを算出に用いる。メッシュ間隔がより小さいタッチパネルでは、メッシュ間隔がより大きいタッチパネルに比べて、一定領域内に含まれるより多くの交点における静電容量が変化する。したがって、メッシュ間隔がより小さいタッチパネルでは、より多くのデータを用いて重心位置を算出するができるため、タッチパネルにおける場所ごとの静電容量差の影響を平均化できる。この結果、スタイラスペンの傾斜によって発生するペン先位置と重心位置との誤差は、タッチされる場所が変わっても大きく変動しない。
　一方、メッシュ間隔がより大きいタッチパネルでは、より少ないデータを用いて重心位置を求める必要があるため、タッチパネルにおける場所ごとの静電容量差の影響を大きく受ける。これにより、スタイラスペンの傾斜によって発生するペン先位置と重心位置との差が、タッチ位置の場所が変わると大きく変動するという問題が発生する。
　図８は、従来のスタイラスペンの傾斜と、タッチパネルのメッシュ間隔に対する重心位置の位置ずれとの関係を示す図である。図８において、横軸はスタイラスペンの傾斜であり、横軸はメッシュ間隔である。重心位置のずれの分布を、等高線として表す。縦軸は、ペンタッチ検出に対応したタッチパネルにおけるメッシュ間隔の一般的な範囲を、規格値として表している。言い換えると、ペンタッチ検出向けのタッチパネルにおけるメッシュ間隔は、図８の縦軸に示す範囲内にある。
　この図に示すように、タッチ面と垂直な方向に対するスタイラスペン１の傾斜角度がより大きい場合、重心位置のずれがより大きくなる。また、メッシュ間隔がより大きい場合も、重心位置のずれがより大きくなる。タッチ面と垂直な方向に対するスタイラスペンの傾斜角度が大きいと、スタイラスペン１の傾斜によって発生する、タッチパネルにおいて検出される導体部分の面積が増加する。一方、メッシュ間隔が大きいと、タッチされたペン先の実際の位置と、検出された静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との誤差が大きくなる。
　図８の点線は、タッチパネルにおけるスタイラスペンの軌跡の再現を保証できる重心位置ずれの境界線を示している。図８の等高線において、点線よりも左側の条件下では、スタイラスペンの軌跡の再現を保証できる。一方、点線よりも右側条件下では、スタイラスペンの軌跡の再現を保証できない。メッシュ間隔が小さければ、タッチ面と垂直な方向に対するスタイラスペンの傾斜角度が０°～約４０°の範囲で、スタイラスペンの軌跡の再現を保証できる。逆に、メッシュ間隔が大きければ、タッチ面に対するスタイラスペンの傾斜角度が０°～３０°弱までの範囲で、スタイラスペンの軌跡の再現を保証できる。
　メッシュ間隔が同じであっても、ドライブラインおよびセンスラインのパターン形状および材質、ならびにカバーガラスの厚さに応じて、検出される静電容量の変化の大きさに影響するノイズの大きさが異なる。図８は、これらのノイズの影響を考慮し、ノイズが最悪になるパターン形状および材質ならびにカバーガラスの厚さを有するタッチパネルにおける境界線を示している。この過剰マージンを考慮すると、ペンタッチ検出向けのタッチパネルにおいて、タッチ面に垂直な方向に対するスタイラスペンの傾斜角度が３０°以内であれば、メッシュ間隔に関わらずスタイラスペンの軌跡の再現を保証することができることが分かる。
　図４の（ａ）～（ｃ）に示すように、本実施形態に係るスタイラスペン１の通常使用範囲内では、タッチ面と垂直な方向に対する導電部１３の傾斜角度は０°～３０°である。一方、図８に示すように、タッチ面に垂直な方向を基準にした、全体が導電材料でできたスタイラスペンのタッチ面に対する傾斜角度が３０°以内であれば、メッシュ間隔に関わらずスタイラスペンの軌跡の再現を保証することができる。したがって、本実施形態に係るスタイラスペン１は、通常の使用範囲内において、タッチ面におけるタッチ位置の軌跡の再現を保証することができる。
　また、ユーザがスタイラスペン１を持つときに、導電部１３に接続された導体部分にユーザの手が触れるので、ペン先１２および導電部１３の双方が人間と同じ電位（接地）になる。これにより、ペン先１２および導電部１３が浮遊状態にならないので、静電容量の変化の大きさの分布がより安定する。その結果、タッチ位置をより高精度に検出することができる。
　〔実施形態２〕
　本発明に係る第２実施形態を図９～図１２に基づき以下に説明する。
　図９は、本実施形態に係るタッチ入力システム１００ａの要部構成を示す斜視図である。この図に示すように、タッチ入力システム１００ａは、スタイラスペン１ａ（情報入力ペン）および静電容量方式のタッチパネル２ａによって構成されている。
　図１０は、本実施形態に係るタッチ入力システム１００ａを構成するスタイラスペン１ａおよびタッチパネル２ａの要部構成を示す図である。スタイラスペン１ａは、実施形態１のスタイラスペン１が備える各部材に加えて、可動部１４および固定部１５をさらに備えている。タッチパネル２ａは、実施形態１のタッチパネル２に加えて、近接検知部４０および固定指示部４１をさらに備えている。
　図１１は、タッチパネル２ａによって検知される前のスタイラスペン１ａの状態を示す図である。この図に示すように、可動部１４は、スタイラスペン１ａのペン先１２がタッチパネル２ａのタッチ面から一定距離以上離れているとき、ペン先１２および導電部１３を含む箇所を動かす。言い換えると、可動部１４は、スタイラスペン１ａの近接がタッチパネル２ａによって検知されないとき、タッチパネル２ａのタッチ面に対する導電部１３の長さ方向の傾斜角度が、タッチ面におけるペン先１２の接触位置とペン先１２がタッチ面に接触することによって発生する静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が、タッチ面の場所（ペン先１２の接触位置）に関わらず一定になる所定の角度になるように、ペン先１２および導電部１３を含む導電部１３を動かす。この条件を満たす所定の角度は、実施形態１において説明したように、たとえば６０°～９０°である。
　図１１の（ａ）～（ｃ）の例では、ペン本体１０がどのような角度で傾斜していても、ペン先１２が自然と地面に向き、かつ導電部１３が重力方向と平行になるように、ペン先１２および導電部１３を含む箇所が動く。このとき、導電部１３はタッチ面に対して直立している。すなわち、導電部１３の長さ方向とタッチ面とが成す角度は９０°である。
　図１２は、タッチパネル２ａによって検知された後のスタイラスペン１ａの状態を示す図である。スタイラスペン１ａのペン先１２がタッチパネル２ａのタッチ面に一定距離以内に近づくと、タッチパネル２ａ内の近接検知部４０がそれを検知し、それを固定指示部４１に通知する。スタイラスペン１ａとタッチパネル２ａとは無線通信可能であり、固定指示部４１は近接検知部４０からの通知を受けて、スタイラスペン１ａに対し、ペン先１２がタッチパネル２によって検知した旨を通知すると共に、ペン先１２を固定するように指示する。
　スタイラスペン１ａにおいて、この指示を固定部１５が受信する。固定部１５は、この指示を受けて、可動部１４に対してペン先１２および導電部１３を含む箇所を固定するように指示する。これにより可動部１４は、ペン先１２および導電部１３を含む箇所を固定する。
　図１１の（ｂ）に示す状態のスタイラスペン１ａのペン先１２を、この傾斜角度を維持したままタッチパネル２ａのタッチ面に接触させると、スタイラスペン１ａの状態は、図１２の（ａ）に示すものになる。このとき、ペン先１２および導電部１３を含む箇所は固定されているので、図１２の（ｂ）または（ｃ）に示すように、スタイラスペン１ａの全体をタッチ面に向けてさらに傾けたとしても、ペン先１２および導電部１３を含む箇所はペン本体１０に対して相対的に動くことはない。
　上述したように、スタイラスペン１ａがタッチパネル２ａによって検知される前では、導電部１３の長さ方向は、タッチパネル２ａのタッチ面に対して直立している。すなわち、タッチ面に対する導電部１３の傾斜角度は９０°である。これにより、スタイラスペン１ａのペン先１２がタッチパネル２ａに接触する時点では、導電部１３は、タッチ面に対する傾斜角度が９０°の状態で固定される。この後、ユーザがタッチパネル２ａを持ち続ける間に、スタイラスペン１ａがタッチ面に対してより傾斜する可能性がある。しかし、タッチパネル２ａの通常の使用範囲では、タッチ面と垂直な方向に対してスタイラスペン１ａが６０°を超えて大きく傾くことはないため、タッチ面に対する導電部１３の傾斜角度は、スタイラスペン１ａの使用時に６０°～９０°の範囲内に保たれる。
　したがって本実施形態に係るスタイラスペン１ａでは、実施形態１のスタイラスペン１と同様に、ペン先１２によって発生する静電容量の変化の大きさの分布に対する導電部１３の影響を小さく抑えることができる。これにより、ペン先１２が十分に小さくても、スタイラスペン１ａを傾けたときにタッチ検出位置のばらつきを抑えることができる。
　〔実施形態３〕
　本発明に係る第３実施形態を図１３～図１５に基づき以下に説明する。
　図１３は、本実施形態に係るタッチ入力システム１００ｂの要部構成を示す斜視図である。この図に示すように、タッチ入力システム１００ｂは、スタイラスペン１ｂ（情報入力ペン）および静電容量方式のタッチパネル２ｂによって構成されている。
　図１４は、本実施形態に係るタッチ入力システム１００ｂを構成するスタイラスペン１ｂおよびタッチパネル２ｂの要部構成を示す図である。スタイラスペン１ｂは、実施形態１のスタイラスペン１が備える各部材に加えて、可動部１４および角度調整部１６をさらに備えている。タッチパネル２ｂは、実施形態１のタッチパネル２に加えて、分布偏向判定部４２および角度調整指示部４３をさらに備えている。
　本実施形態のスタイラスペン１ｂでは、実施形態２と同様に、可動部１４は、ペン先１２および導電部１３を含む箇所を動かすことができる。本実施形態では、可動部１４はステッピングモータおよび制御回路を備えており、これらの働きによって、ペン先１２および導電部１３を含む箇所のペン本体１０に対する傾斜角度を調整する。
　タッチパネル２ｂにおいて、タッチ位置検出部３５は、測定した静電容量の変化の大きさの分布を示すデータを、分布偏向判定部４２に出力する。分布偏向判定部４２は、入力されたデータに基づき、当該分布の偏りが所定の基準値を超えるか否かを判定し、その結果を角度調整指示部４３に通知する。スタイラスペン１ｂとタッチパネル２ａとは無線通信可能であり、角度調整指示部４３は、偏りが基準値を超える旨の通知を受けると、分布がｘ軸におけるどの方向に偏っているのかを示す情報をスタイラスペン１ｂに送信すると共に、スタイラスペン１ｂに対して、ペン先１２の角度を分布の偏りをより低減する角度に調整するように指示する。
　スタイラスペン１ｂにおいて、この情報および指示を角度調整部１６が受信する。角度調整部１６は、可動部１４のステッピングモータおよび制御回路を制御することによって、ペン先１２および導電部１３の角度を、分布の偏りをより低減させる角度に変更する。
　図１５は、スタイラスペン１ｂにおいて、導電部１３の傾斜を静電容量の変化の大きさの分布の偏りに応じて調整する様子を示す図である。図１５の（ａ）～（ｃ）の上側にスタイラスペン１ｂを示し、下側に静電容量の変化の大きさの分布を示す。
　スタイラスペン１ｂが、図１５の（ａ）に示す状態でタッチ面に接触しているとき、導電部１３の長さ方向はタッチ面に対して垂直であるので、測定される静電容量の変化の大きさの分布に偏りは存在しない。したがって分布偏向判定部４２は、分布の偏りは所定の基準値を超えないと判定し、角度調整指示部４３にその旨を通知する。これを受けて角度調整指示部４３は角度調整をスタイラスペン１ｂに指示しないので、スタイラスペン１ｂは、導電部１３の傾斜角度を調整しない。
　一方、スタイラスペン１ｂが図１５の（ｂ）に示す状態でタッチ面に接触しているとき、導電部１３の長さ方向はタッチ面に一定の角度で傾斜しているので、測定される静電容量の変化の大きさの分布に偏りが存在する。この図の例では、分布はｘ軸における＋ｘ方向に偏っている。分布偏向判定部４２は、この偏りが所定の基準値を超えていると判定し、角度調整指示部４３にその旨を通知する。これを受けて角度調整指示部４３は、分布が＋ｘ方向に偏っていることを通知すると共に、導電部１３の角度調整をスタイラスペン１ｂに指示する。角度調整部１６は、これを受けて、導電部１３の傾斜角度を、分布の＋ｘ方向における偏向を低減させる角度に調整する。具体的には、タッチ面に対する導電部１３の傾斜角度をより増加させるように、可動部１４を制御する。
　図１５の（ｃ）に示す例では、可動部１４は、角度調整部１６の制御を受けることによって、タッチ面と垂直な方向に対する導電部１３の傾斜角度が０°になるように、導電部１３を動かす。これにより分布に対する導電部１３の影響を完全に抑制することができるので、分布の偏りを無くすることができる。この結果、分布の対称性が保持されるので、検出されるタッチ位置のばらつきを完全に無くすことができる。
　実施形態１および２において説明したように、タッチ面に対する導電部１３の傾斜角度が、ペン先１２の接触位置と分布における重心位置との差が、タッチ面の場所（ペン先１２の接触位置）に関わらず一定になる所定の角度（６０°～９０°）であれば、検出されるタッチ位置のばらつきを抑えることができる。言い換えると、導電部１３の傾斜角度がこの範囲内にある場合の分布の偏り（非対称性）は、タッチ位置のばらつきに影響を与えることのない、十分に許容されるものである。そこで角度調整部１６は、測定された分布に一定以上の偏りがある旨の通知をタッチパネル２ｂから受けたとき、タッチ面に対する導電部１３の傾斜角度が６０°～９０°の範囲の角度に近づくように、可動部１４を制御することによって、導電部１３の傾斜角度を調整すればよい。
　これを実現するためには、タッチ面に対する導電部１３の傾斜角度と、そのとき測定される分布の偏りの程度との相対関係を示すデータを予め取得しておき、スタイラスペン１ｂに用意しておけばよい。角度調整部１６は、タッチ面に対する導電部１３の傾斜角度を、所望の角度に調整する場合、当該所望の角度に対応する偏りデータをタッチパネル２ｂから受信するまで、導電部１３の傾斜角度の調整を繰り返せばよい。
　以上のように、本実施形態に係るスタイラスペン１ｂでは、実施形態１のスタイラスペン１と同様に、ペン先１２によって発生する静電容量の変化の大きさの分布の偏りを小さく抑えることができる。これにより、ペン先１２が十分に小さくても、スタイラスペン１ｂを傾けたときにタッチ検出位置のばらつきを抑えることができる。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る情報入力ペン（スタイラスペン１）は、
　静電容量方式のタッチパネルに情報を入力するための情報入力ペンであって、
　非導電性のペン本体と、
　導電性のペン先と、
　上記ペン先に電気的に接続されており、かつ、上記ペン本体の長さ方向に対して斜めに配置されている導電部とを備えており、
　上記ペン先が上記タッチパネルのタッチ面に接触または近接するとき、上記タッチパネルのタッチ面に対する上記導電部の長さ方向の傾斜角度が、上記タッチ面における上記ペン先の接触位置または近接位置と上記ペン先が上記タッチ面に接触または近接することによって発生する静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が上記タッチ面の場所に関わらず一定になる所定の角度であることを特徴とする。
　上記の構成によれば、ペン先がタッチパネルのタッチ面に接触または近接するとき、タッチ面に対するペン先の実際の接触位置または近接位置と、測定された静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が、タッチ面の場所に関わらず一定になる。これにより、静電容量の変化の大きさの分布に対する導電部の影響を抑えることができるので、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　また、タッチ面と垂直な方向に対する情報入力ペンの傾斜角度を大きくしても、タッチ面と垂直な方向に対する導電部の傾斜角度は小さいままである。したがって、タッチ面と垂直な方向に対してスタイラスペンを大きく傾けた場合であっても、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　さらには、測定される静電容量の変化の大きさの分布に対する導電部の影響が小さいので、当該影響を低減するためにペン先を大きくする必要がない。したがって、ペン先が十分に小さくても、スタイラスペンを大きく傾けたときの、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　本発明の態様２に係る情報入力ペン（スタイラスペン１ａ）は、
　情報入力ペンの近接を検知する静電容量方式のタッチパネルに情報を入力するための情報入力ペンであって、
　非導電性のペン本体と、
　導電性のペン先と、
　上記ペン先に電気的に接続されている導電部と、
　上記情報入力ペンの近接が上記タッチパネルによって検知されないとき、上記タッチパネルのタッチ面に対する上記導電部の長さ方向の傾斜角度が、上記タッチ面における上記ペン先の接触位置または近接位置と上記ペン先が上記タッチ面に接触することによって発生する静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が上記タッチ面の場所に関わらず一定になる所定の角度になるように、上記導電部を動かす可動部と、
　上記情報入力ペンの近接が上記タッチパネルによって検知されたとき、上記導電部を固定する固定部とを備えていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、情報入力ペンがタッチパネルによって検知された後、タッチ面に対するペン先の実際の接触位置または近接位置と、測定された静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が、タッチ面の場所に関わらず一定になる。これにより、静電容量の変化の大きさの分布に対する導電部の影響を抑えることができるので、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　また、タッチ面と垂直な方向に対する情報入力ペンの傾斜角度を大きくしても、タッチ面と垂直な方向に対する導電部の傾斜角度は小さいままである。したがって、タッチ面と垂直な方向に対してスタイラスペンを大きく傾けた場合であっても、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　さらには、測定される静電容量の変化の大きさの分布に対する導電部の影響が小さいので、当該影響を低減するためにペン先を大きくする必要がない。したがって、ペン先が十分に小さくても、スタイラスペンを大きく傾けたときの、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　本発明の態様３に係る情報入力ペン（スタイラスペン１ｂ）は、
　情報入力ペンのペン先がタッチ面に接触または近接することによって発生する静電容量の変化の大きさの分布を測定する静電容量方式のタッチパネルに情報を入力するための情報入力ペンであって、
　非導電性のペン本体と、
　導電性のペン先と、
　上記ペン先に電気的に接続されている導電部と、
　測定された上記分布に一定以上の偏りがある旨の通知を上記タッチパネルから受けたとき、上記タッチパネルのタッチ面に対する上記導電部の長さ方向の傾斜角度を、上記タッチ面における上記ペン先の接触位置または近接位置と上記分布における重心位置との差が上記タッチ面の場所に関わらず一定になる所定の角度により近づけるように、上記導電部を動かす可動部とを備えていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、測定された静電容量の変化の大きさの分布に偏りがあった場合、タッチ面に対するペン先の実際の接触位置または近接位置と、測定された静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が、タッチ面の場所に関わらず一定になるように、導電部の角度が調整される。この調整が完了が完了すると、静電容量の変化の大きさの分布に対する導電部の影響を抑えることができるので、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　また、調整の完了後では、タッチ面と垂直な方向に対する情報入力ペンの傾斜角度を大きくしても、タッチ面と垂直な方向に対する導電部の傾斜角度は小さいままである。したがって、タッチ面と垂直な方向に対してスタイラスペンを大きく傾けた場合であっても、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　さらには、調整の完了後では、測定される静電容量の変化の大きさの分布に対する導電部の影響が小さいので、当該影響を低減するためにペン先を大きくする必要がない。したがって、ペン先が十分に小さくても、スタイラスペンを大きく傾けたときの、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　本発明の態様４に係る情報入力ペンは、上記態様１～３において、
　上記所定の角度は、６０°以上かつ９０°以下であることを特徴としている。
　上記の構成によれば、タッチパネルのメッシュ間隔に関わらず、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる。
　本発明の態様５に係る情報入力システム（タッチ入力システム１００）は、
　上記態様１～４のいずれかに係る情報入力ペンと、静電容量のタッチパネルとを備えていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、スタイラスペンのペン先が十分に小さくても、ペン本体を傾けたときにおける、検出される接触位置または近接位置のばらつきを抑えることができる情報入力システムを提供することができる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　本発明は、静電容量方式のタッチパネルに情報を入力するための情報入力ペン、ならびに当該情報入力ペンおよび静電容量タッチパネルを備えている情報入力システムとして利用することができる。
１，１ａ，１ｂ　スタイラスペン（情報入力ペン）
２，２ａ，２ｂ　タッチパネル
１０　ペン本体
１１　窪み
１２　ペン先
１３　導電部
１４　可動部
１５　固定部
４０　近接検知部
４１　固定指示部
４２　分布偏向判定部
４３　角度調整指示部
１００，１００ａ、１００ｂ　タッチ入力システム（情報入力システム）

Claims (5)

  1. 　静電容量方式のタッチパネルに情報を入力するための情報入力ペンであって、
    　非導電性のペン本体と、
    　導電性のペン先と、
    　上記ペン先に電気的に接続されており、かつ、上記ペン本体の長さ方向に対して斜めに配置されている導電部とを備えており、
    　上記ペン先が上記タッチパネルのタッチ面に接触または近接するとき、上記タッチパネルのタッチ面に対する上記導電部の長さ方向の傾斜角度が、上記タッチ面における上記ペン先の接触位置または近接位置と上記ペン先が上記タッチ面に接触または近接することによって発生する静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が上記タッチ面の場所に関わらず一定になる所定の角度であることを特徴とする情報入力ペン。
  2. 　情報入力ペンの接触または近接を検知する静電容量方式のタッチパネルに情報を入力するための情報入力ペンであって、
    　非導電性のペン本体と、
    　導電性のペン先と、
    　上記ペン先に電気的に接続されている導電部と、
    　上記情報入力ペンの接触または近接が上記タッチパネルによって検知されないとき、上記タッチパネルのタッチ面に対する上記導電部の長さ方向の傾斜角度が、上記タッチ面における上記ペン先の接触位置または近接位置と上記ペン先が上記タッチ面に接触または近接することによって発生する静電容量の変化の大きさの分布における重心位置との差が上記タッチ面の場所に関わらず一定になる所定の角度になるように、上記導電部を動かす可動部と、
    　上記情報入力ペンの近接が上記タッチパネルによって検知されたとき、上記導電部を固定する固定部とを備えていることを特徴とする情報入力ペン。
  3. 　情報入力ペンのペン先がタッチ面に接触または近接することによって発生する静電容量の変化の大きさの分布を測定する静電容量方式のタッチパネルに情報を入力するための情報入力ペンであって、
    　非導電性のペン本体と、
    　導電性のペン先と、
    　上記ペン先に電気的に接続されている導電部と、
    　測定された上記分布に一定以上の偏りがある旨の通知を上記タッチパネルから受けたとき、上記タッチパネルのタッチ面に対する上記導電部の長さ方向の傾斜角度を、上記タッチ面における上記ペン先の接触位置または近接位置と上記分布における重心位置との差が上記タッチ面の場所に関わらず一定になる所定の角度により近づけるように、上記導電部を動かす可動部とを備えていることを特徴とする情報入力ペン。
  4. 　上記所定の角度は、６０°以上かつ９０°以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の情報入力ペン。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の情報入力ペンと、静電容量のタッチパネルとを備えていることを特徴とする情報入力ペン。
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