WO2023162455A1 - ペン入力装置用シート - Google Patents

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WO2023162455A1
WO2023162455A1 PCT/JP2022/047965 JP2022047965W WO2023162455A1 WO 2023162455 A1 WO2023162455 A1 WO 2023162455A1 JP 2022047965 W JP2022047965 W JP 2022047965W WO 2023162455 A1 WO2023162455 A1 WO 2023162455A1
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WO
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input device
sheet
pen
writing
pen input
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PCT/JP2022/047965
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English (en)
French (fr)
Inventor
壮 加藤
雅充 伊藤
Original Assignee
株式会社ワコム
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Definitions

  • the present invention relates to a pen input device sheet that is used in a pen input device and contacts the pen tip of an electronic pen.
  • a pen input device is composed of an electronic pen and a position detection device that detects a position indicated by the electronic pen.
  • Electronic pens used in pen input devices for such small-sized electronic devices are becoming slimmer, and many of the pen tips have the same diameter as the pen tips of commercially available ballpoint pens.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-137640
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-149817
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-119772 proposes a sheet (film) for a pen input device in which the surface of the sheet is coated with a soft resin so as to make writing comfortable.
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2018-173905
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2018-173905
  • a writing comfort improving sheet has been proposed in which the writing comfort improving layer has spherical fine particles, and the writing comfort improving layer satisfies the following predetermined limited conditions.
  • the pen tip of the touch pen with a hard felt core with a pen tip diameter of 0.5 mm is pressed against the surface of the writing quality improvement layer with which the touch pen comes into contact under a load of 3.92 N.
  • Contact in the vertical direction move in any direction parallel to the surface of the writing comfort improving layer at a speed of 100 mm / min, measure the pen tip resistance, and chart Fourier transform of the obtained movement distance - pen tip resistance.
  • the amplitude in the frequency range of 1 to 2 Hz obtained from the frequency-amplitude chart obtained by conversion is said to be 1.2 or more and 10 or less.
  • the writing feeling improvement sheet described in Patent Document 4 sets a standard for the feeling of resistance and smoothness as a writing feeling when writing with a touch pen with a hard felt core with a pen tip diameter of 0.5 mm, and follows the standard.
  • the idea of obtaining a writing feel similar to or similar to that obtained when writing is input on a predetermined writing medium with a predetermined writing instrument is also proposed in Patent Document 4.
  • the present invention provides a pen input that is capable of obtaining a writing feel equivalent to or similar to the writing feel of a combination of a writing instrument and a writing medium selected as a target when performing writing input with an electronic pen.
  • An object of the present invention is to provide a device sheet.
  • a sheet for a pen input device having a writing input surface side with a pen, When the electronic pen is moved at a predetermined speed on the writing input surface of the sheet for pen input device, the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient is such that a predetermined writing instrument can be used on a predetermined writing medium.
  • a sheet for a pen input device characterized by being adapted to vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient when moved at a speed of .
  • the sheet for a pen input device having the above-described structure, when performing writing input with an electronic pen, it is possible to obtain a writing feeling equivalent to or similar to the writing feeling of a combination of a writing utensil and a writing medium desired by the user. can be done.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a circuit configuration example of a position detection device of a pen input device using the pen input device sheet according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a circuit configuration example of a position detection device of a pen input device using the pen input device sheet according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a main part of a configuration example of an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient in the embodiment of the pen input device sheet according to the present invention
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient in the embodiment of the pen input device sheet according to the present invention
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in another example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of the sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in another example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of the sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of vibration frequency characteristics of a dynamic friction coefficient in an example of a writing instrument and a writing medium targeted by an embodiment of a sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a first modification of the configuration example of the embodiment of the sheet for pen input device according to the present invention
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a second modification of the configuration example of the embodiment of the sheet for pen input device according to the present invention
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a third modification of the configuration example of the embodiment of the sheet for pen input device according to the present invention
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a fourth modification of the configuration example of the embodiment of the sheet for pen input device according to the present invention
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a fifth modification of the configuration example of the embodiment of the sheet for pen input device according to the present invention
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a sixth modification of the configuration example of the embodiment of the sheet for pen input device according to the present invention
  • FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a seventh modification of the configuration example of the embodiment of the sheet for pen input device according to the present invention
  • FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining an eighth modification of the configuration example of the embodiment of the sheet for a pen input device according to the present invention
  • FIG. 1 shows an example of a tablet information terminal 200 as an example of a pen input device.
  • the tablet information terminal 200 includes a display device 202, in this example a LCD (Liquid Crystal Display), in the terminal housing, and at the bottom (back side) of the display screen 202D of the display device 202, An electromagnetic induction type position detection device 300 is provided.
  • the display device 202 When the display device 202 is not provided, the terminal becomes a pen tablet type terminal, and the position detection device 300 is provided under the top plate of the terminal housing (upper surface plate constituting the input surface of the pen tablet type terminal).
  • the position detection device 300 is an electromagnetic induction type position detection device having a position detection area of a size corresponding to the display area of the display screen 202D of the display device 202, although not shown in FIG. A sensor is provided, and the position detection sensor is arranged such that the display area of the display screen 202D and the position detection area overlap each other. Therefore, the tablet information terminal 200 of this example is configured so that almost the entire display area of the display screen 202D serves as the position detection area of the position detection sensor.
  • the position detection sensor may be provided so that the position detection area corresponds to a part of the display area of the display screen 202D instead of substantially the entire area of the display area.
  • the tablet-type information terminal 200 of this example includes the electronic pen 1 that indicates a position to the position detection sensor of the position detection device 300 by electromagnetic induction. Then, on the display screen 202D of the tablet information terminal 200, the pen input device sheet 100 of the present invention is attached and provided. In this example, almost the entire display area of the display screen 202D is used as the position detection area of the position detection sensor. are arranged. The exposed surface of the sheet 100 for pen input device becomes the input surface for position indication by the electronic pen 1, that is, the writing input surface.
  • the pen input device sheet of the present invention may be used even in the pen tablet type terminal that does not include the display device 202 .
  • the user touches the tip of the core body (pen tip) of the electronic pen 1 to the pen input device sheet 100 and applies a predetermined pen pressure to the pen input device sheet 100 .
  • Perform input operations such as drawing lines with .
  • the position detection device 300 detects a drawing input by the electronic pen 1 on the pen input device sheet 100 and also detects the writing pressure of the electronic pen 1 at the time of the drawing input.
  • FIG. 2 shows an outline of the electronic pen 1 used in the tablet information terminal 200 of this example.
  • the electronic pen 1 of this example is a case of an electromagnetic induction type electronic pen.
  • a printed circuit board 6 on which electronic components such as a capacitor 5 constituting a resonance circuit are mounted is arranged in order in the axial direction and stored.
  • the coil 3 is wound around a ferrite core 7, which is an example of a magnetic core having a through hole 7a in the axial direction, and is housed in the housing 2 near the opening 2a on the pen point side.
  • the writing pressure detection unit 4 includes a fitting portion 9 into which the axial center portion 82 of the core 8 is fitted.
  • the core body 8 has a configuration in which a tip portion 81 that serves as a pen tip and a shaft portion 82 are integrally connected.
  • the core body 8 is inserted into the housing 2 through the opening 2 a from the axial center portion 82 side and passes through the through hole 7 a of the ferrite core 7 .
  • the end portion of the axial center portion 82 of the core body 8 is fitted and held in the fitting portion 9 provided in the writing pressure detecting portion 4 .
  • the tip portion 81 of the core body 8 protrudes outside from the opening 2a of the housing 2, as shown in FIG. .
  • the pen pressure detection unit 4 is configured with a variable capacitance capacitor that detects the pen pressure applied to the tip 81 of the core 8 as a change in capacitance. An electrical connection is made to form a resonant circuit together with the coil 3 and the capacitor 5 .
  • the electromagnetic induction type electronic pen 1 of this example performs signal interaction with the position detection sensor of the position detection device 300 in a resonance circuit. Detect the coordinates of the position
  • the writing pressure detection unit 4 receives the pressure in the axial direction of the core 8 through the fitting portion 9 and detects the pressure in the axial direction as a change in capacitance.
  • the resonance frequency of the resonance circuit changes due to this change in capacitance.
  • the position detection device detects the writing pressure applied to the tip 81 of the core 8 of the electronic pen 1 based on the detection of this change in resonance frequency.
  • circuit configuration for position detection and writing pressure detection in position detection device used with electronic pen 1 [Circuit configuration for position detection and writing pressure detection in position detection device used with electronic pen 1]
  • one end and the other end of the coil 3 are connected to a capacitor 5, and a variable capacitor 4C composed of the writing pressure detection unit 4 is connected. are connected in parallel to the coil 3 and the capacitor 5 to form a resonance circuit 1R.
  • the electromagnetic induction type position detection device 300 of this embodiment transmits a signal to the electronic pen 1 by electromagnetic induction coupling, and the electronic pen 1 feeds back the signal received from the position detection device 300 via the resonance circuit 1R. do.
  • the feedback signal from the resonance circuit 1R of the electronic pen 1 is received by electromagnetic induction coupling, and the position on the sensor indicated by the electronic pen 1 is shifted from the position on the sensor where the received signal is detected.
  • the change in the resonance frequency is detected.
  • an X-axis direction loop coil group 311 and a Y-axis direction loop coil group 312 are laminated to form a position detection sensor 310 composed of position detection coils. Further, the position detection device 300 is provided with a selection circuit 313 to which the X-axis direction loop coil group 311 and the Y-axis direction loop coil group 312 are connected. This selection circuit 313 sequentially selects one loop coil from the two loop coil groups 311 and 312 .
  • the position detection device 300 includes an oscillator 301, a current driver 302, a switching connection circuit 303, a reception amplifier 304, a position detection circuit 305, a writing pressure detection circuit 306, and a processing control unit 307. is provided.
  • the processing control unit 307 is composed of a microcomputer. The processing control unit 307 controls selection of loop coils in the selection circuit 313 and switching of the switching connection circuit 303 , and controls processing timings in the position detection circuit 305 and the writing pressure detection circuit 306 .
  • the oscillator 301 generates an AC signal of frequency f0.
  • the oscillator 301 then supplies the generated AC signal to the current driver 302 and the writing pressure detection circuit 306 .
  • the current driver 302 converts the AC signal supplied from the oscillator 301 into a current and sends it to the switching connection circuit 303 .
  • the switching connection circuit 303 switches connection destinations (transmitting terminal T, receiving terminal R) to which the loop coil selected by the selection circuit 313 is connected under the control of the processing control unit 307 .
  • a current driver 302 is connected to the terminal T on the transmission side
  • a reception amplifier 304 is connected to the terminal R on the reception side.
  • the induced voltage generated in the loop coil selected by the selection circuit 313 is sent to the reception amplifier 304 via the selection circuit 313 and the switching connection circuit 303 .
  • the reception amplifier 304 amplifies the induced voltage supplied from the loop coil and sends it to the position detection circuit 305 and the pen pressure detection circuit 306 .
  • an induced voltage is generated by the radio wave transmitted from the electronic pen 1.
  • the position detection circuit 305 detects the induced voltage generated in the loop coil, that is, the received signal, converts the detected output signal into a digital signal, and outputs the digital signal to the processing control unit 307 .
  • the processing control unit 307 determines the coordinates of the indicated position of the electronic pen 1 in the X-axis direction and the Y-axis direction based on the digital signal from the position detection circuit 305, that is, the level of the voltage value of the induced voltage generated in each loop coil. Calculate the value.
  • the writing pressure detection circuit 306 synchronously detects the output signal of the reception amplifier 304 with the AC signal from the oscillator 301, obtains a signal with a level corresponding to the phase difference (frequency shift) therebetween, and A signal corresponding to the phase difference (frequency shift) is converted into a digital signal and output to the processing control unit 307 .
  • the processing control unit 307 applies to the electronic pen 1 based on the level of the digital signal from the writing pressure detection circuit 306, that is, the signal level corresponding to the phase difference (frequency shift) between the transmitted radio wave and the received radio wave. Detects the pressure applied.
  • the creator of the sheet for a pen input device selects a combination of target writing utensils and writing media for which he/she wishes to obtain a feeling of writing with an electronic pen.
  • the selected writing instrument is moved linearly, for example, at a predetermined speed in a predetermined direction while applying a predetermined writing pressure, and the dynamic friction coefficient at that time is measured. do.
  • the coefficient of dynamic friction is measured as a time-series change (vibration change) when the passage of time during linear movement is plotted on the horizontal axis.
  • the time-series change in the dynamic friction coefficient obtained as the measurement result is Fourier transformed to obtain the power spectrum of the change (vibration) over time in the dynamic friction coefficient, that is, the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient.
  • the frequency distribution of the vibration magnitude of the dynamic friction coefficient in the obtained vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient and the frequencies protruding from the adjacent frequency range are detected, and the frequency distribution of the vibration magnitude is detected. Detect the frequency at which the peak of the amplitude of vibration that protrudes from the broad waveform is detected.
  • the peak of the magnitude of vibration is the maximum value at the top of the crest constituting the frequency distribution of the magnitude of vibration.
  • the dynamic friction coefficient when moving the selected writing instrument at a predetermined speed on the selected writing medium is produced by configuring the sheet so as to have the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient that matches the vibration frequency characteristic.
  • the vibration frequency of the dynamic friction coefficient when moving the electronic pen on the writing input surface of the created pen input device sheet at the same speed as when the dynamic friction coefficient was measured in the combination of the selected writing instrument and writing medium A sheet for a pen input device is constructed so that the characteristics match the vibration frequency characteristics of the coefficient of dynamic friction obtained in the selected writing instrument and writing medium combination.
  • the peak of the vibration magnitude of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient obtained for the pen input device sheet is The frequency to be presented is within the range of frequency fp ⁇ Hz where the peak of the vibration magnitude of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient obtained in the combination of the selected writing instrument and writing medium exists.
  • the value of ⁇ at the frequency fp ⁇ Hz is determined according to the range of writing pressure applied to the tip of the electronic pen 1 by the user during writing.
  • the value of ⁇ is determined in view of the fact that the tip of the writing instrument that contacts the writing medium may have various degrees of hardness, that is, in this embodiment, the pencil lead may have several types of hardness. It is determined in consideration of the difference in peak frequency corresponding to the difference in hardness of these several types.
  • not only pencils but also fountain pens, for example have differences in the hardness of the nib, and ballpoint pens also have differences in the size of the ball at the tip (thinness of the nib). is determined.
  • the dynamic friction coefficient of the pen input device sheet of the embodiment is By configuring the pen input device sheet so that the vibration frequency characteristics match the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient obtained in the selected target combination of writing instrument and writing medium, the combination of the selected writing instrument and writing medium It is possible to obtain a writing feeling equivalent to or similar to the writing feeling in .
  • the frequency having the peak of the vibration magnitude of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient of the pen input device sheet 100 corresponds to the selected writing instrument and writing medium.
  • the pen input device sheet is configured so that the peak of the vibration magnitude of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient obtained under various writing pressures is within the frequency range. Even if the writing pressure applied to the electronic pen changes, it is possible to obtain a writing feeling equivalent to or similar to the writing feeling in the combination of the selected writing instrument and writing medium.
  • the frequency having the peak of the vibration magnitude of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient of the pen input device sheet 100 corresponds to the selected writing instrument and writing medium.
  • the frequency range where the peak of the vibration magnitude of the dynamic friction coefficient exists in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient obtained according to the difference in hardness of the tip portion that is the contact portion with the writing medium of the selected writing instrument Since the sheet for a pen input device is configured so as to obtain a writing feel equivalent to or similar to that of a combination of a selected writing instrument and writing medium, regardless of the difference in hardness of the core body of the electronic pen. can be done.
  • the sheet for a pen input device is for a case where the combination of a target writing instrument and writing medium for which a user desires to obtain writing comfort with an electronic pen is a combination of a pencil and paper.
  • the pencil as an example of the writing utensil was a Hi-Uni pencil manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd., and the example of the writing medium was copy paper.
  • the pencil was subjected to three writing pressures of 50 gf, 100 gf and 200 gf, and the pencil was linearly moved on the copy paper at a speed of 10 mm/sec, for example, for measurement.
  • the pencil was moved while being inclined at an angle of about 45 to 60 degrees with respect to the surface of the copy paper.
  • the time series change of the dynamic friction coefficient obtained as the measurement result was Fourier transformed to obtain the power spectrum of the change (vibration) of the dynamic friction coefficient over time, that is, the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient.
  • FIG. 4 shows the case of writing with a pencil with a core hardness of 4B
  • FIG. 5 shows the case of writing with a pencil with a core hardness of 2B
  • FIG. 6 shows the case of writing with a pencil with a core hardness of HB
  • FIG. 7 respectively show the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when writing with a pencil having a lead hardness of 2H.
  • FIGS. 4(A), 5(A), 6(A) and 7(A) show that when a writing pressure of 50 gf is applied to the pencil
  • FIGS. 6(B) and 7(B) are when 100 gf is applied to the pencil as writing pressure
  • FIGS. 4(C), 5(C), 6(C) and 7(C) are as writing pressure It shows the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient in each case when 200 gf is applied to a pencil.
  • the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when writing on copy paper with a pencil with a writing pressure of 50 gf The frequency at which the magnitude of the vibration of the dynamic friction coefficient peaks is 18 Hz for a 4B pencil, 20 Hz for a 2B pencil, 17 Hz for a HB pencil, and 15 Hz for a 2H pencil. It can be confirmed that the characteristic exhibits a peak with a magnitude of .
  • the writing pressure when a user holds a pencil and writes on a writing medium is about 50 gf.
  • a frequency that protrudes from the adjacent frequency range exists after 60 Hz, but as a broad waveform over several tens of Hz of the frequency distribution of vibration magnitude Figure 2 shows the trend of the power spectrum distribution with maxima at frequencies below 35 Hz.
  • the tip of the lead tends to wear out during the writing process.
  • the frictional vibration of writing is influenced by the vibration caused by the breakage of the lead that occurs when the lead is worn out, and the frequency of the measured frictional vibration is dispersed.
  • the peak of the magnitude of vibration is 22 Hz for a pencil with a core hardness of 4B and 12 Hz for a pencil with a core hardness of 2B at a frequency of 12 Hz. It can be confirmed that the characteristic exhibits a peak of the magnitude of vibration of .
  • the peak of the vibration magnitude of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when writing on copy paper with a pencil with a writing pressure of 200 gf is It can be confirmed that a pencil with a lead hardness of 4B has a frequency of 8 Hz, and a pencil with a core hardness of 2B has a peak of the magnitude of vibration of the dynamic friction coefficient at a frequency of 10 Hz.
  • the peak of the vibration magnitude of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when writing on copy paper with a pencil with a writing pressure of 200 gf is It can be confirmed that the frequency exhibits a peak of the magnitude of vibration of the dynamic friction coefficient at a frequency of 22 Hz for a pencil with a core hardness of HB and at a frequency of 21 Hz for a pencil with a core hardness of 2H.
  • the pen input device sheet of this embodiment can provide a writing feel similar to that of a combination of a pencil and copy paper. Further, even without considering the hardness of the core of the electronic pen 1, considering that the writing pressure when writing on the pen input device sheet 100 with the electronic pen 1 is normally about 50 gf, this Even with such a frequency range, the pen input device sheet of this embodiment can provide a writing feel similar to that of a combination of a pencil and copy paper.
  • the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient when writing with the electronic pen 1 on the pen input device sheet 100 is The pen input device sheet 100 is configured so as to conform to the vibration frequency characteristics of the coefficient of dynamic friction when writing on copy paper.
  • the electronic pen 1 is applied with a predetermined writing pressure, for example, 50 gf, and at a predetermined speed.
  • the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient of the pen input device sheet 100 when moved at a speed of 10 mm/sec are compared with the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when a pencil is moved on copy paper under the same conditions (Fig. 4(A), FIG. 5(A), FIG. 6(A) and FIG. 7(A)) over a predetermined frequency range, in this example a frequency range of 17 Hz ⁇ 5 Hz. is configured to have a vibration amplitude peak of
  • the writing pressure applied to the electronic pen 1 when obtaining the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient of the pen input device sheet 100 is not limited to 50 gf, and may be smaller or larger than 50 gf.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a configuration example of the pen-input device sheet 100 of the first embodiment.
  • the pen input device sheet 100 is shown here in cross-section.
  • the pen input device sheet 100 of this embodiment is fixed with a sheet-like adhesive layer 101 on a smooth glass plate 400 that serves as a support for a pen tablet terminal housing or a display device.
  • the position detection device 300 is omitted in FIG.
  • the same writing effect as when the pen input device sheet is pasted on the pen tablet terminal housing or display device is obtained.
  • the pen input device sheet 100 of this embodiment is composed of an adhesive layer 101 and an elastic material layer 102 disposed on the adhesive layer 101, as shown in FIG.
  • the elastic material layer 102 a material having elasticity, in this example, a PVC (polyvinyl chloride) sheet having a film thickness of 0.1 mm is used.
  • the elastic material layer 102A is disposed on one surface of the sheet-like adhesive layer 101, and the exposed surface 102S of the elastic material layer 102 on the side opposite to the adhesive layer 101 side is the writing input surface of the electronic pen 1. It is said that
  • the elastic material layer 102 includes a plurality of layer portions having different configurations (structures) in the thickness direction. 101 side and a second layer portion 1022 on the opposite side.
  • examples of different configurations (structures) between the first layer portion 1021 and the second layer portion 1022 include different densities per unit volume from each other and/or The hardness is made different.
  • the second layer portion 1022 of the elastic material layer 102 is only a single PVC layer portion.
  • the first layer portion 1021 has a concavo-convex pattern 1021P in which concave portions 1021Pa and convex portions 1021Pb are alternately repeated along the plane parallel to the sheet surface of the second layer portion 1022.
  • the uneven pattern 1021P is a lattice pattern as shown in FIG. 9 in this example. Therefore, in this example, the first layer portion 1021 and the second layer portion 1022 have different density and hardness per unit volume.
  • the tip of the convex portion 1021Pb forming the uneven pattern 1021P of the first layer portion 1021 on the adhesive layer 101 side is brought into contact with one surface of the adhesive layer 101.
  • the convex portion 1021Pb of the concave-convex pattern 1021P of the first layer portion 1021 on the adhesive layer 101 side is composed of the hard member 103 made of a harder material than the second layer portion 1022.
  • This hard member 103 is made of an ultraviolet (UV (Ultra Violet)) curable material in this example.
  • UV Ultra Violet
  • the concave portion 1021Pa of the concave/convex pattern 1021P of the first layer portion 1021 on the adhesive layer 101 side is a space that is not filled with material and is filled with air.
  • An example of the manufacturing method of the pen input device sheet 100 of this example is as follows. On one surface of the PVC sheet-like second layer portion 1022, a lattice pattern corresponding to the lattice pattern of the concave-convex pattern 1021P is formed with UV curable ink (UV curable ink) as shown in FIG. Then, the hard member 103 is UV-printed and formed by UV curing. In this case, in this example, in the grid pattern formed by the hard member 103, the lines of the UV curable ink forming the grid are tilted 45 degrees with respect to the horizontal and vertical directions of the rectangular position detection area. formed in the state.
  • UV curable ink UV curable ink
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 9, and is a cross-sectional view when the pen input device sheet 100 of this embodiment is cut at the diagonal position of the lattice pattern of the uneven pattern 1021P. It's becoming
  • the portion corresponding to the position where the UV curable ink of the hard member 103 UV-printed on the second layer portion 1022 does not exist is the concave portion of the uneven pattern 1021P of the first layer portion 1021 of the elastic material layer 102. 1021 Pa, and the portion corresponding to the position where the UV curable ink exists becomes the convex portion 1021Pb of the uneven pattern 1021P of the first layer portion 1021 of the elastic material layer 102 .
  • the sheet-like adhesive layer 101 is attached to the surface of the first layer portion 1021 opposite to the second layer portion 1022 side, thereby forming the pen input device sheet 100 of the embodiment. .
  • the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient is the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient when the pencil is moved on the copy paper (Fig. 4 (A ), see FIGS. 5(A), 6(A) and 7(A)) to exhibit the maximum value of the peak waveform of the dynamic friction coefficient oscillation in the frequency range of 17 Hz ⁇ 5 Hz.
  • the line width w (see FIG. 9) of the UV curable ink of the grid pattern for forming the uneven pattern 1021P and the pitch Pt (see FIG. 9) for forming the grid of the grid pattern are selected.
  • a grid-like pattern is formed by the cured ink.
  • 10 and 11 show the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient of the pen-input device sheet 100 according to the first embodiment, in which the uneven pattern 1021P is formed on the layer portion 1021.
  • FIG. The vibration frequency characteristics of the coefficient of dynamic friction shown in FIGS. This is a case where writing input is performed with the electronic pen 1 at a speed of 10 mm/sec while the electronic pen 1 is being applied. In this case as well, writing input is performed with the electronic pen 1 tilted at an angle of 45 to 60 degrees with respect to the writing input surface.
  • FIG. 10 shows the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient of the pen input device sheet 100 when the core of the electronic pen 1 is made of POM (Polyoxymethylene), which is a hard material.
  • 10(B) shows the case of applying a writing pressure of 100 gf
  • FIG. 10(C) shows the case of applying a writing pressure of 200 gf.
  • FIG. 11 shows the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient of the pen input device sheet 100 when the core of the electronic pen 1 is made of elastomer, which is a soft material.
  • FIG. 11B shows the case of applying 100 gf as writing pressure
  • FIG. 11C shows the case of applying 200 gf as writing pressure.
  • the pen input device sheet of the first embodiment described above when a handwriting input is made on the pen input device sheet 100 with the electronic pen, the user can write on the copy paper with a pencil. It is possible to obtain the same feel (writing feeling or writing feeling) as in the case of writing input with , and also obtain a rough feeling during writing in the relationship between a pencil and paper.
  • the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient of the pen input device sheet 100 when the electronic pen 1 is moved at a predetermined speed while a predetermined writing pressure is applied is not within the predetermined frequency range.
  • the frequency exhibiting the maximum value of the peak waveform of the vibration of the coefficient of dynamic friction is the maximum value of the peak waveform of the vibration of the coefficient of dynamic friction in the vibration frequency characteristics of the coefficient of dynamic friction when a pencil is moved on copy paper under the same conditions. It may be configured to correspond to, ie, equal or approximate, the frequencies.
  • the frequency at which the peak waveform of the vibration of the coefficient of dynamic friction exhibits the maximum value is 17 Hz in the case of a pencil with a lead hardness of HB. Therefore, when writing with the electronic pen 1, if it is desired to obtain the same writing feeling as when writing on a copy paper with a pencil having a core hardness of HB, the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient at a writing pressure of 50 gf is
  • the pen input device sheet 100 is configured such that the frequency at which the peak waveform of the vibration of the coefficient of dynamic friction at 100 is the maximum value is 17 Hz. That is, the line width and formation pitch of the lattice pattern of the concave-convex pattern of the first layer portion of the elastic material layer 102 in the above-described embodiment are selected so as to achieve such a configuration.
  • the writing pressure applied to the pencil and the hardness of the lead of the pencil are changed as targets to be obtained as a feeling of writing when writing with the electronic pen 1, the value of the writing pressure and the hardness of the lead of the pencil are changed.
  • the frequency corresponding to the frequency that exhibits the maximum value of the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient at the time of hardness exhibits the maximum value of the vibration peak waveform of the dynamic friction coefficient.
  • a sheet 100 is constructed.
  • the sheet for a pen input device of the second embodiment is for a combination of a ballpoint pen and paper as a target combination of a writing instrument and a writing medium for which a user desires to obtain writing comfort with an electronic pen.
  • the ballpoint pen as an example of the writing instrument is "Uni 0.5mm Lakubo" manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd.
  • the writing medium "Campus loose-leaf notebook No-837WEN” manufactured by Kokuyo Co., Ltd. is used as paper. Using.
  • the above-described ballpoint pen was moved on two sheets of paper and three sheets of paper, and the dynamic friction coefficient was measured at that time.
  • the ball-point pen was applied with three writing pressures of 50 gf, 100 gf, and 200 gf, and the ball-point pen was linearly moved on the paper at a speed of 10 mm/sec, for example, for the measurement.
  • the ballpoint pen was moved while being inclined at an angle of about 45 to 60 degrees with respect to the surface of the paper.
  • the time series change of the dynamic friction coefficient obtained as the measurement result was Fourier transformed to obtain the power spectrum of the change (vibration) of the dynamic friction coefficient over time, that is, the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient.
  • FIGS. 12 and 13 show the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient in the case of two sheets
  • FIG. 13 shows the vibration frequency characteristics in the case of three sheets.
  • FIGS. (C) and FIG. 13(C) show the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when a writing pressure of 200 gf is applied to the ballpoint pen.
  • the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when writing on paper with a ballpoint pen with a writing pressure of 50 gf is the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient at a frequency of 11 Hz. It was confirmed that the characteristics exhibited the maximum value.
  • the writing pressure when a user writes on a writing medium with a ballpoint pen is about 50 gf.
  • the frequency at which the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient exhibits the maximum value is applied to the ballpoint pen. It was confirmed that as the writing pressure increased, the frequency shifted toward higher frequencies, and the maximum value of the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient was slightly suppressed, but hardly changed.
  • the pen input device sheet of the second embodiment is configured.
  • an elastic material layer 102 is formed on an adhesive layer 101 .
  • the hard member 103 formed by UV printing on the first layer portion 1021 is configured based on the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient shown in FIGS. 12 and 13 described above.
  • the hard member 103 is formed by UV printing on the PVC sheet of the second layer portion 1022 having a thickness of 0.1 mm. , are determined based on the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficients shown in FIGS.
  • the electronic pen The frequency at which the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when writing by 1 is present in the frequency range of 11 Hz to 19 Hz. configure the sheet; That is, when forming the hard member 103 formed by UV printing on the first layer portion 1021, the line width of the UV curable ink and the formation pitch of the grid pattern are selected to values that provide such frequency characteristics. .
  • the electronic pen 1 is used on the pen input device sheet of the second embodiment.
  • the pen input device sheet of the second embodiment is used so that the frequency at which the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when writing is at its maximum value is in the frequency range of 11 Hz to 16 Hz.
  • the hard member 103 is formed on the first layer portion 1021 by UV printing. to be selected.
  • the electronic pen 1 can be used to write on the sheet for pen input device of the second embodiment.
  • the pen input device sheet of the second embodiment is configured such that the frequency at which the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient exhibits the maximum value is 11 Hz. That is, when forming the hard member 103 formed by UV printing on the first layer portion 1021, the line width of the UV curable ink and the formation pitch of the grid pattern are selected to values that provide such frequency characteristics. .
  • the frequency at which the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient exhibits the maximum value is In the case of 50 gf, it does not change even if the number of sheets of paper is changed, but as the writing pressure increases from 100 gf to 200 gf, the frequency tends to change to a lower frequency as the number of sheets of paper increases. is confirmed. It should be noted that the number of sheets may be considered to correspond to the thickness of one sheet.
  • the thickness of paper as a writing medium is considered as an object to obtain as a writing feeling when writing with the electronic pen 1, when writing with the electronic pen 1 on the pen input device sheet of the embodiment, It is effective that the frequency or frequency range exhibiting the maximum value of the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient is varied according to the thickness of the paper.
  • the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when the thickness of the paper was changed changed to a lower frequency when the thickness of the paper was thicker, as in the case of a ballpoint pen.
  • the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient of the pen input device sheet the frequency that indicates the maximum value of the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient is lower when the thickness of the paper is thicker. tend to change.
  • FIGS. 14 to 19 show examples of the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when the thickness of the paper is changed with a combination of pencil and paper.
  • Figures 14 to 16 show the coefficient of dynamic friction when writing with a mechanical pencil core of 0.5 mm, Hi-Uni, HB manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd., and "Campus Loose Leaf Notebook No-836AT" manufactured by Kokuyo Co., Ltd. as paper.
  • FIG. 14 shows the case of one sheet
  • FIG. 15 shows the case of two sheets
  • FIG. 16 shows the case of three sheets. 17 to 19, as an example of a pencil, a mechanical pencil core of 0.5 mm, Hi-Uni, HB manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd.
  • FIGS. 17 is for one sheet
  • Fig. 18 is for two sheets
  • Fig. 19 is for three sheets, are shown respectively.
  • the pen input device sheet of the second embodiment described above when writing input is performed with an electronic pen on the pen input device sheet, it is the same as when writing is input on paper with a ballpoint pen. feeling (writing feeling or feeling of writing) can be obtained.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining a specific configuration example (structural example) of the pen input device sheet 100A of the first modified example.
  • the same reference numerals are given to the same components as those of the pen-input device sheet 100 of the first embodiment described above, and the detailed description thereof is as follows. omitted.
  • the pen-input device sheet 100A of this first modified example has a configuration obtained by removing the adhesive layer 101 from the pen-input device sheet 100 of the first embodiment.
  • the elastic material layer 102A has the first layer portion 1021 on the side facing the direction of the position detection device 300 and the side opposite to the position detection device 300 side. and a second layer portion 1022 on the side.
  • the tip of the convex portion 1021Pb of the uneven pattern 1021P of the first layer portion 1021 on the position detection device 300 side is exposed from the surface of the elastic material layer 102A.
  • the elastic material layer 102A alone constitutes the pen-input device sheet 100A.
  • the pen input device sheet 100A moves in the same manner as paper.
  • the pen-input device sheet 100A By pressing the pen-input device sheet 100A with a hand or a tape so as not to cause the pen-input device sheet 100A to be in contact with the pen-input device sheet 100A, it is possible to obtain the same feeling (writing feeling or writing feeling) as that of the pen-input device sheet 100 of the first embodiment described above.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining a specific configuration example (structural example) of the pen-input device sheet 100B of the second modification.
  • the same reference numerals are given to the same components as those of the pen-input device sheet 100 of the first embodiment described above, and detailed description thereof is as follows. omitted.
  • the pen-input device sheet 100B of the second modification is an example in which the adhesive layer 101 of the pen-input device sheet 100 of the first embodiment is changed to a base material 105.
  • the pen input device sheet 100B of this second modification is composed of a base material 105 and an elastic material layer 102 disposed on the base material 105, as shown in FIG.
  • the base material 105 is made of a material harder than the elastic material of the elastic material layer 102, in this example, PET (Polyethylene terephthalate) resin.
  • the base material 105 is a sheet-like member that is disposed on the position detection device 300 and covers the entire position detection area of the position detection sensor 310 of the position detection device 300. .
  • the elastic material layer 102 has a first layer portion as a layer portion of a plurality of layers having different configurations (structures) in the thickness direction. 1021 and a second layer portion 1022.
  • the first layer portion 1021 is on the substrate 105 side
  • the second layer portion 1022 is on the side opposite to the substrate 105 side. It is configured to have
  • the tips of the projections 1021Pb forming the uneven pattern 1021P of the first layer portion 1021 on the base material 105 side are brought into contact with one surface of the base material 105 .
  • the pen input device sheet 100B of the second modified example does not move like paper.
  • the pen input device sheet 100B by pressing the pen input device sheet 100B with a hand or tape, it is possible to obtain the same feeling (writing feeling or writing feeling) as that of the pen input device sheet 100 of the first embodiment described above.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining a specific configuration example (structural example) of the pen-input device sheet 100C of the third modification.
  • the same reference numerals are given to the same constituent parts as those of the pen-input device sheet 100 of the first embodiment described above, and detailed description thereof is as follows. omitted.
  • the pen-input device sheet 100C of the third modification has the adhesive layer 101 on the surface of the base material 105 opposite to the elastic material layer 102 side of the pen-input device sheet 100B of the second modification. This is an added example.
  • the sheet 100C for a pen input device of the third modification includes an adhesive layer 101, a base material 105 provided on the adhesive layer 101, and a base material 105 provided on the base material 105. and an elastic material layer 102 that is The pen input device sheet 100C is attached to the upper surface of the top plate 500 of the pen tablet terminal housing.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining a specific configuration example (structural example) of the pen-input device sheet 100D of the fourth modification.
  • the same reference numerals are given to the same constituent parts as those of the pen-input device sheet 100 of the first embodiment described above, and the detailed description thereof is as follows. omitted.
  • the elastic material of the pen input device sheet 100 of the first embodiment is changed to polyurethane resin, and the recesses of the uneven pattern of the first layer portion 1021 are replaced with This corresponds to an example in which an elastic material is filled and the adhesive layer 101 is removed.
  • the elastic material layer 102D has a plurality of layer portions having different configurations (structures) in the thickness direction. As such, it is composed of a first layer portion 1021D and a second layer portion 1022D.
  • the elastic material layer 102D has a first layer portion 1021D on the side facing the position detection device 300, and a second layer portion 1021D on the side opposite to the position detection device 300. 1022D.
  • the elastic material layer 102D alone constitutes the pen-input device sheet 100D.
  • examples of different configurations (structures) between the first layer portion 1021D and the second layer portion 1022D include different densities per unit volume from each other and/or The hardness is made different.
  • the second layer portion 1022D of the elastic material layer 102D is made only of a single polyurethane resin.
  • the first layer portion 1021D has a concavo-convex pattern 1021DP in which concave portions 1021DPa and convex portions 1021DPb are alternately repeated along the direction of the plane parallel to the exposed surface 102S of the second layer portion 1022D.
  • the uneven pattern 1021DP is a lattice pattern as shown in FIG. Therefore, in this example, the first layer portion 1021D and the second layer portion 1022D have different density and hardness per unit volume.
  • the concave portions 1021DPa of the uneven pattern 1021DP of the first layer portion 1021D on the position detection device 300 side are filled with the same elastic material as the second layer portion 1022D.
  • This elastic material uses an optical material in the case of a terminal having a display device 202 .
  • the tip of the projection 1021DPb is exposed from the surface of the elastic material layer 102D.
  • the convex portion 1021DPb of the concave-convex pattern 1021DP of the first layer portion 1021D on the position detection device 300 side is more It is configured to be buried with a hard member 103 made of a sufficiently hard material.
  • This hard member 103 is made of an ultraviolet (UV (Ultra Violet)) curable material in this example.
  • UV Ultra Violet
  • FIG. 24 is a diagram for explaining a specific configuration example (structural example) of the pen-input device sheet 100E of the fifth modification.
  • the same reference numerals are given to the same components as those of the pen-input device sheet 100D of the fourth modification described above in FIG. Description is omitted.
  • the sheet for pen input device 100E of the fifth modification is a modification in which a base material 101E is disposed on the position detection device 300 side of the elastic material layer 102D that constitutes the sheet for pen input device 100D of the fourth modification. For example.
  • the base material 105E is made of a material harder than the elastic material of the elastic material layer 102D, in this example, PET (Polyethylene terephthalate) resin.
  • the base material 105E is a sheet-like member that is disposed on the position detection device 300 and covers the entire position detection area of the position detection sensor 310 of the position detection device 300. .
  • the sheet 100E for a pen input device of this fifth modification is composed of a base material 101E and an elastic material layer 102D arranged on this base material 105E.
  • a base material 101E an optical material is used in the case of a terminal having the display device 202.
  • the tips of the projections 1021Pb forming the uneven pattern 1021P of the first layer portion 1021 on the side of the substrate 105E abut one surface of the substrate 105E.
  • the pen input device sheet 100E of the fifth modification when writing is input with an electronic pen on the pen input device sheet 100E of the fifth modification, the pen input device sheet does not move in the same manner as paper. Thus, by pressing the pen input device sheet 100E with a hand or a tape, the same feeling (writing feeling or writing feeling) as that of the pen input device sheet 100 can be obtained.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining a specific configuration example (structural example) of the pen-input device sheet 100F of the sixth modification.
  • the same constituent parts as those of the pen-input device sheet 100D of the fourth modification described above are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is as follows. omitted.
  • the sheet for pen input device 100F of the sixth modification is a modification in which an adhesive layer 101F is arranged on the position detection device 300 side of the elastic material layer 102D that constitutes the sheet for pen input device 100D of the fourth modification. For example.
  • the sheet 100F for a pen input device of the sixth modification is composed of an adhesive layer 101F and an elastic material layer 102D disposed on the adhesive layer 101F.
  • an optical material is used for the adhesive layer 101F.
  • the tip of the convex portion 1021DPb forming the uneven pattern 1021DP of the first layer portion 1021D on the adhesive layer 101F side is brought into contact with one surface of the adhesive layer 101F.
  • the pen input device sheet 100 ⁇ /b>F is attached to the display screen 202 ⁇ /b>D of the display unit 202 of the tablet information terminal 200 .
  • the entire display area of the display screen 202D is used as the position detection area of the position detection sensor. are arranged.
  • the exposed surface of the pen-input device sheet 100F serves as the input surface for position indication with the electronic pen 1, that is, the writing input surface.
  • FIG. 26 is a diagram for explaining a specific configuration example (structural example) of the pen-input device sheet 100G of the seventh modification.
  • the pen input device sheet 100G of the seventh modification has an adhesive layer 101G on the surface of the pen input device sheet 100E of the fifth modification opposite to the elastic material layer 102D side of the base material 105E. This is an added modified example.
  • the sheet 100G for a pen input device of the seventh modification includes an adhesive layer 101G, a base material 105E provided on the adhesive layer 101G, and a base material 105E provided on the base material 105E. and an elastic material layer 102D.
  • an optical material is used for the adhesive layer 101G and the base material 105E.
  • the pen input device sheet 100 ⁇ /b>G is attached on the display screen 202 ⁇ /b>D of the display section 202 of the tablet information terminal 200 .
  • the entire display area of the display screen 202D is used as the position detection area of the position detection sensor. are arranged.
  • the exposed surface of the pen-input device sheet 100G becomes an input surface for position indication by the electronic pen 1, that is, a writing input surface.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining a specific configuration example (structural example) of a pen-input device sheet 100H of an eighth modification obtained by further modifying the pen-input device sheet 100G of the seventh modification. is.
  • the same reference numerals are used for the same components as in the pen-input device seat 100G of the seventh modification shown in FIG. , and detailed description thereof will be omitted.
  • the combination of the target writing instrument and the writing medium for which one desires to obtain a feeling of writing with the electronic pen 1 is a pencil. This is the case of writing on paper.
  • the pen-input device sheet 100H of the eighth modified example is a modified example of the pen-input device sheet 100 of the first embodiment, and is also an improved example.
  • a sheet-like adhesive layer 101G is arranged on the surface of the sheet-like base material 105E on the side of the display screen 202D of the display device 202. and an elastic material layer 102H is provided on the opposite surface.
  • the elastic material layer 102H includes first layer portions 1021D and 1022D formed in the same manner as the elastic material layer 102D of the pen input device sheet 100G of the seventh modified example of FIG.
  • a third layer portion 1023 is provided on top of the second layer portion 1022D.
  • the third layer portion 1023 has a concavo-convex pattern 1023P having convex portions 1023Pa and concave portions 1023Pb along the plane parallel to the sheet surface of the sheet-like base material 105E.
  • the uneven pattern 1023P of the third layer portion 1023 is a pattern that repeats at specific regular intervals or forms irregularly arranged uneven shapes.
  • the concavo-convex pattern 1023P of the third layer portion 1023 is formed at a formation pitch PtH, which is a smaller average distance between concavo-convex patterns than the lattice formation pitch Pt of the lattice pattern of the concavo-convex pattern 1021DP of the first layer portion 1021D.
  • the line width of the UV curable ink may be the same or may be changed.
  • the formation pitch Pt of the lattice pattern of the uneven pattern 1021DP of the first layer portion 1021D is the same as that of the first and second embodiments described above.
  • the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient it is selected so as to match the frequency of the maximum value of the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient.
  • the uneven pattern 1023P of the third layer portion 1023 disperses the sharp peak waveform of the vibration frequency characteristic of the dynamic friction coefficient generated by the above-described method, and forms a broadened peak waveform of the vibration frequency distribution. selected for
  • the first layer portion 1021D, the second layer portion 1022D, and the third layer portion 1023 have different densities and hardnesses per unit volume. Both are configured differently.
  • “appropriate to the frequency exhibiting the peak” may mean that the frequency exhibiting the peak exists within a predetermined frequency range, or that the frequency exhibiting the peak is , a frequency that matches or approximates a predetermined frequency.
  • a method of forming the uneven pattern 1023P of the third layer portion 1023 is as follows. That is, in this example, as shown in FIG. 27, a transfer film member 600 is used. In this transfer film member 600, a concave-convex pattern corresponding to the concave-convex pattern 1023P of the third layer portion 1023 is formed on a sheet-like base film 601 by UV curing ink, and the hard member 602 is UV-printed by UV curing. It was formed by Furthermore, in this transfer film member 600, a release agent is applied to the surface side where the hard member 602 is formed.
  • the side of the transfer film member 600 on which the hard member 602 of the base film 601 is formed is pressed against the side of the elastic material layer 102D opposite to the side of the base 105E.
  • a third layer portion 1023 is formed on the elastic material layer 102D by peeling.
  • An adhesive layer 101G is provided on the surface of the base material 105E opposite to the elastic material layer 102D.
  • the elastic material layer 102D of the adhesive layer 101G is formed in the same manner as the pen-input device sheet 100 of the above-described first embodiment.
  • the third layer portion 1023 side having the concave-convex pattern 1023P is arranged and used on the display screen 202D so that the side opposite to the side on which the electronic pen 1 is provided is, for example, the display screen side. face.
  • the pen input device has vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient that are more similar to the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient in the target combination of the writing instrument and the writing medium. You can get a sheet for
  • the maximum value of the peak waveform does not spike from the frequency range before and after, but about 20 Hz including the maximum value of the peak waveform.
  • the vibration frequency range with a width of there is a tendency to become a peak portion of a broad waveform over several tens of Hz of the frequency distribution of the magnitude of vibration.
  • the pen input device sheet of the third embodiment is provided with:
  • the frequency exhibiting the maximum value of the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient when writing with the electronic pen 1 is in the frequency range of 17 Hz ⁇ 5 Hz, as in the first embodiment.
  • the line width of the UV curable ink and the formation pitch of the lattice pattern when forming the hard member 103 formed by UV printing on the base material 105E are set to the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient as in the first embodiment.
  • a hard member 602 formed on the base film 601 of the transfer film member 600 is selected so that the frequency exhibiting the maximum value of the peak waveform of the vibration of the coefficient of dynamic friction is in the frequency range of 17 Hz ⁇ 5 Hz.
  • the formation pitch of the concavo-convex pattern of the UV curable ink is made smaller than the formation pitch of the hard member 103, and the constant vibration frequency due to the lattice pattern of the hard member 103 is dispersed back and forth, and this eighth modification constitute the pen input device sheet 100H.
  • the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient can be reproduced for core hardnesses of 4B, 2B and HB.
  • the hard member 103 formed by UV printing on the base material 105E is formed in the same manner as in the first embodiment.
  • the hard material formed on the base material 601 of the transfer film member 600 is such that the frequency exhibiting the second peak of the vibration of the dynamic friction coefficient in the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient exists in the frequency range of 100 Hz ⁇ 10 Hz.
  • the pen input device sheet 100H of the eighth modification configured in this way, only the maximum value of the peak waveform of the vibration of the dynamic friction coefficient of the vibration frequency characteristics of the dynamic friction coefficient in the case of the target writing instrument and the writing medium.
  • it is configured to adapt to a broad waveform of the frequency distribution of the magnitude of vibration, including the vibration frequency before and after the maximum value of the peak waveform, it is possible to achieve a better writing feel between the target writing instrument and the writing medium. It is possible to approach the writing feeling of the combination.
  • hard members for forming the uneven patterns 1021P, 1021DP and 1023P formed on the first layer portions 1021 and 1021D and the third layer portions 1023 of the elastic material layers 102 and 102D 103 and the hard member 602 are formed by UV printing with UV curable ink, but the method of forming the hard member is not limited to UV printing, and any method that can form the hard member can be used. Any method may be used. Alternatively, the uneven shape may be formed by a method of deforming the base material 105 or 105E.
  • the hard member 103 and the hard member 602 are formed in a lattice pattern in the above embodiment, they are not limited to a lattice pattern.
  • a short line of UV curable resin may be placed on the substrate 101 or 401 .
  • the dot-like UV curable resin may be provided in the first layer portions 1021 and 1021D or on the base film 601.
  • the pen input device sheet is used for the display Since this example assumes a pen tablet type terminal that is not arranged on the screen, the adhesive layers 101, 101F, 101G and the elastic material layers 102, 102D are made of non-optical materials, but the display When arranged on the screen, it is made of a material having optical properties.
  • the electronic pen and the position detection device are of the electromagnetic induction type.
  • any method such as an electrostatic coupling method or another method may be used.
  • Reference Signs List 1 Electronic pen 1R Resonance circuit 100 100A, 100B, 100C, 101D, 101E, 101F, 101G, 101H Sheet for pen input device 101, 101F, 101G Adhesive layer 102, 102D, 102H Elastic material layer 102S Exposed surface 1021, 1021D First layer portion 1022, 1022D Second layer portion 1023 Third layer portion 1021P, 1021DP Concavo-convex pattern of first layer portion 1021Pa, 1021DPa Concavo-convex pattern 1021P, 1021DP Concave portions 1021Pb, 1021DPb... Convex portions of the concavo-convex patterns 1021P and 1021DP 1023P...

Abstract

電子ペンで筆記入力をしたときに、所定の筆記媒体に、所定の筆記具で筆記したときと同等あるいは近似する書き味を得ることができるようにしたペン入力装置用シートを提供する。 位置検出センサの位置検出領域上に配設され、厚さ方向に複数の層部分を有し、弾性を有する弾性材料層を有し、弾性材料層の位置検出センサ側とは反対側を、電子ペンによる筆記入力面側とするペン入力装置用シートである。ペン入力装置用シートの筆記入力面上で、電子ペンを、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性が、所定の筆記媒体上で、所定の筆記具を、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性に適合するように構成されている。

Description

ペン入力装置用シート
 この発明は、ペン入力装置に用いる、電子ペンのペン先と接触するペン入力装置用シートに関する。
 最近、スマートフォンと呼ばれる高機能携帯電話端末や、パッド型端末などの小型の電子機器の入力装置として、ペン入力装置が用いられるようになっている。ペン入力装置は、電子ペンと、この電子ペンにより指示された指示位置を検出する位置検出装置とからなる。このような小型の電子機器用のペン入力装置に使用される電子ペンは、細型化が進み、そのペン先は、市販のボールペンのペン先と同様の径のものも多くなってきている。
 このような背景もあって、電子ペンが、例えば、紙に対して鉛筆やボールペンで書くような書き味で入力することができるようにすることが求められるようになっている。この目的のため、従来から、ペン入力装置のペン指示入力面上に、上記のような書き味を現出するように工夫されたシート(ペン入力装置用シート)を貼付することが行われている。
 例えば特許文献1(特開2014-137640号公報)や特許文献2(特開2014-149817号公報)には、シート表面の凹凸形状を制御することで書き味を調整するようにしたペン入力装置用シート(フィルム)が提案されている。また、特許文献3(特開2006-119772号公報)には、シート表面に軟質樹脂のコーティングを施すことで書き味を現出するようにしたペン入力装置用シート(フィルム)が提案されている。
 また、特許文献4(特開2018-173905号公報)には、基材と、タッチペンが接触する書き味向上層と、基材及び書き味向上層の間に設けられた光拡散層とを備えた書き味向上シートであって、書き味向上層が球状微粒子を有し、書き味向上層が以下のような所定の限定された条件を備えるものが提案されている。
 そして、特許文献4の書き味向上シートは、書き味向上層のタッチペンが接触する表面に対し、ペン先直径0.5mmのハードフェルト芯のタッチペンのペン先を荷重3.92Nの加圧条件で垂直方向に接触させ、書き味向上層の表面と平行な任意の一方向に速度100mm/分で移動させながらペン先抵抗力を測定し、得られた移動距離-ペン先抵抗力のチャートフーリエ変換し、変換して得られた周波数-振幅チャートから取得される、周波数1~2Hzの範囲における振幅が、1.2以上、10以下であるとされている。
特開2014-137640号公報 特開2014-149817号公報 特開2006-119772号公報 特開2018-173905号公報
 ところで、電子ペンの筆記入力の際の書き味として求めるターゲットの筆記具と筆記媒体との組み合わせを選定し、そのターゲットの筆記具と筆記媒体との組み合わせにおける書き味と同等あるいは近似する書き味を得たいという要望がある。例えば、鉛筆でコピー用紙などの紙に筆記入力したときと同等あるいは近似する書き味を、電子ペンの筆記入力をしたときに得たいという要望がある。
 しかしながら、特許文献1及び特許文献2の記載のペン入力装置用シートの表面の凹凸形状を制御することで書き味を調整する手法では、ペンで紙に筆記した際の紙の凹みによる感触(書き味または筆圧感)を再現することができないという問題があると共に、これら特許文献1及び特許文献2では、所定の筆記具で所定の筆記媒体に筆記入力をしたときの書き味と同等あるいは近似する書き味を得るという考えはなく、上記の課題を解決することはできないという問題がある。
 また、特許文献3に記載の表面に軟質樹脂のコーティングを行う手法においても、所定の筆記具で所定の筆記媒体に筆記入力をしたときの書き味と同等あるいは近似する書き味を得るという考えはなく、上記の課題を解決することはできないという問題がある。
 さらに、特許文献4に記載の書き味向上シートは、ペン先直径0.5mmのハードフェルト芯のタッチペンで筆記入力したときの書き味としての抵抗感や滑らかさについて基準を設け、その基準に従った官能評価として良好なものとなるようにしているが、この特許文献4にも所定の筆記具で所定の筆記媒体に筆記入力をしたときの書き味と同等あるいは近似する書き味を得るという考えはなく、上記の課題を解決することはできないという問題がある。
 この発明は以上の点に鑑み、電子ペンで筆記入力をしたときに、ターゲットとして選定した筆記具と筆記媒体との組み合わせにおける書き味と同等あるいは近似する書き味を得ることができるようにしたペン入力装置用シートを提供することを目的とする。
 上記の課題を解決するために、
 位置検出センサの位置検出領域上に配設され、厚さ方向に複数の層部分からなる弾性を有する弾性材料層を有し、前記弾性材料層の前記位置検出センサ側とは反対側を、電子ペンによる筆記入力面側とするペン入力装置用シートであって、
 前記ペン入力装置用シートの前記筆記入力面上で、前記電子ペンを、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性が、所定の筆記媒体上で、所定の筆記具を、前記所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性に適合するように構成されている
 ことを特徴とするペン入力装置用シートを提供する。
 上述の構成のペン入力装置用シートによれば、電子ペンにより筆記入力をしたときに、使用者が望む筆記具と筆記媒体との組み合わせにおける書き味と同等あるいは近似する書き味を呈するものを得ることができる。
この発明によるペン入力装置用シートが用いられるペン入力装置の一例を説明するための図である。 この発明によるペン入力装置用シート上で筆記入力を行う電子ペンの一例を説明するための図である。 この発明によるペン入力装置用シートが用いられるペン入力装置の位置検出装置の回路構成例を説明するための図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例を説明するための断面図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例の要部を説明するための図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の他の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の他の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態がターゲットとする筆記具と筆記媒体の一例における動摩擦係数の振動周波数特性の例を示す図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例の第1の変形例を説明するための断面図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例の第2の変形例を説明するための断面図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例の第3の変形例を説明するための断面図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例の第4の変形例を説明するための断面図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例の第5の変形例を説明するための断面図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例の第6の変形例を説明するための断面図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例の第7の変形例を説明するための断面図である。 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例の第8の変形例を説明するための断面図である。
 [ペン入力装置の構成例]
 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態を説明する前に、この発明が適用されるペン入力装置の一例の構成例について説明する。
 図1は、ペン入力装置の一例としてのタブレット型情報端末200の一例を示すものである。この例では、タブレット型情報端末200は、端末筐体内に、表示装置202、この例ではLCD(Liquid Crystal  Display)を備えると共に、当該表示装置202の表示画面202Dの下部(裏面側)には、電磁誘導方式の位置検出装置300を備えている。なお、表示装置202を備えない場合はペンタブレット型端末となり、端末筐体の天板(ペンタブレット型端末の入力面を構成する上面板)下に位置検出装置300を備える。
 図1の例の場合に、位置検出装置300は、図1では図示を省略するが、表示装置202の表示画面202Dの表示領域に対応する大きさの位置検出領域を有する電磁誘導方式の位置検出センサを備え、当該位置検出センサが、表示画面202Dの表示領域と、その位置検出領域とが、互いに重なるような状態で配設されている。したがって、この例のタブレット型情報端末200は、表示画面202Dの表示領域のほぼ全領域が、位置検出センサの位置検出領域となるように構成されている。
 なお、表示画面202Dの表示領域のほぼ全領域ではなく、表示領域の一部の領域に位置検出領域が対応するように、位置検出センサが設けられるようにしてもよい。
 そして、この例のタブレット型情報端末200は、位置検出装置300の位置検出センサに対して電磁誘導方式に位置指示を行う電子ペン1を備える。そして、タブレット型情報端末200の表示画面202Dの上には、この発明のペン入力装置用シート100が貼付されて設けられる。この例では、表示画面202Dの表示領域のほぼ全領域が、位置検出センサの位置検出領域とされているので、ペン入力装置用シート100は、表示画面202Dの表示領域の全領域を覆うように配設されている。そして、このペン入力装置用シート100の露出している面が、電子ペン1による位置指示の入力面、つまり筆記入力面となる。
 なお、表示装置202を備えない、前記ペンタブレット型端末においても、この発明のペン入力装置用シートを使用してもよいことは言うまでもない。
 使用者は、電子ペン1の芯体の先端部(ペン先)を、ペン入力装置用シート100に接触させ、ペン先に所定の筆圧を印加させた状態で、ペン入力装置用シート100上で線を描くなどの入力操作を行う。位置検出装置300は、電子ペン1によるペン入力装置用シート100上での描画入力を検出すると共に、当該描画入力時における電子ペン1の筆圧を検出する。
 [電子ペン1の機構的構成例の説明]
 図2は、この例のタブレット型情報端末200で用いられる電子ペン1の概要を示すものである。この例の電子ペン1は、電磁誘導方式の電子ペンの場合であり、円筒状形状の筐体2の中空部内には、位置検出用のコイル3と、筆圧検出部4と、コイル3と共に共振回路を構成するコンデンサ5などの電子部品が搭載されたプリント基板6とが、軸芯方向に順次に並べられて収納されている。
 コイル3は、軸芯方向の貫通孔7aを有する磁性体コアの例としてのフェライトコア7に巻回されており、筐体2のペン先側の開口2aの近傍に収納されている。筆圧検出部4は、芯体8の軸心部82を嵌合させる嵌合部9を備える。
 芯体8は、この例では、ペン先となる先端部81と軸心部82とが一体に結合された構成を備える。芯体8は、軸心部82側から開口2aを通じて筐体2内に挿入され、フェライトコア7の貫通孔7aを貫通するようにされる。そして、芯体8の軸心部82の端部が、筆圧検出部4に設けられる嵌合部9に嵌合されて保持される。軸心部82の端部が嵌合部9に嵌合されたときには、芯体8の先端部81は、図2に示すように、筐体2の開口2aから外部に突出する状態とされる。
 図2の例では、筆圧検出部4は、芯体8の先端部81に印可される筆圧を、静電容量の変化として検出する可変容量コンデンサの構成とされており、プリント基板6において電気的な接続がなされて、コイル3及びコンデンサ5と共に共振回路を構成するようにされている。
 この例の電磁誘導方式の電子ペン1は、共振回路で位置検出装置300の位置検出センサとの間で信号のインタラクションを行い、これに基づいて、位置検出装置300が、電子ペン1により指示された位置の座標を検出する。
 筆圧検出部4は、当該芯体8の軸心方向の圧力を、嵌合部9を通じて受け、その軸心方向の圧力を静電容量の変化として検出する。そして、この例の電子ペン1では、この静電容量の変化により共振回路の共振周波数が変化する。位置検出装置は、この共振周波数の変化を検出することに基づいて、電子ペン1の芯体8の先端部81に印可されている筆圧を検出するようにする。
 [電子ペン1と共に使用する位置検出装置における位置検出および筆圧検出のための回路構成]
 次に、上述の電子ペン1による指示位置の検出および電子ペン1に印加される筆圧(=荷重)の検出を行う位置検出装置300の回路構成例及びその動作について、図3を参照して説明する。
 この図3に示すように、電子ペン1においては、コイル3の一方の端部及び他方の端部と、コンデンサ5とが接続されると共に、筆圧検出部4で構成される可変容量コンデンサ4Cが、コイル3及びコンデンサ5に並列に接続されて、共振回路1Rが構成されている。
 この実施形態の電磁誘導方式の位置検出装置300は、電子ペン1に対して電磁誘導結合により信号を送信し、電子ペン1は、位置検出装置300から受信した信号を共振回路1Rを介して帰還する。
 位置検出装置300では、電子ペン1の共振回路1Rからの帰還信号を、電磁誘導結合により受信し、その受信した信号が検出されるセンサ上の位置から、電子ペン1により指示されたセンサ上の位置を検出すると共に、電子ペン1の共振回路1Rから電磁誘導結合により受信する信号の位相変化を検出することより共振周波数の変化を検出して、電子ペン1の芯体8の先端部81に印加された筆圧を検出するようにする。
 位置検出装置300には、X軸方向ループコイル群311と、Y軸方向ループコイル群312とが積層されて位置検出コイルからなる位置検出センサ310が形成されている。また、位置検出装置300には、X軸方向ループコイル群311及びY軸方向ループコイル群312が接続される選択回路313が設けられている。この選択回路313は、2つのループコイル群311,312のうちの一のループコイルを順次選択する。
 また、位置検出装置300には、発振器301と、電流ドライバ302と、切り替え接続回路303と、受信アンプ304と、位置検出用回路305と、筆圧検出用回路306と、処理制御部307とが設けられている。処理制御部307は、マイクロコンピュータにより構成されている。処理制御部307は、選択回路313におけるループコイルの選択、切り替え接続回路303の切り替えを制御すると共に、位置検出用回路305及び筆圧検出用回路306での処理タイミングを制御する。
 発振器301は、周波数f0の交流信号を発生する。そして、発振器301は、発生した交流信号を、電流ドライバ302と筆圧検出用回路306に供給する。電流ドライバ302は、発振器301から供給された交流信号を電流に変換して切り替え接続回路303へ送出する。切り替え接続回路303は、処理制御部307からの制御により、選択回路313によって選択されたループコイルが接続される接続先(送信側端子T、受信側端子R)を切り替える。この接続先のうち、送信側端子Tには電流ドライバ302が、受信側端子Rには受信アンプ304が、それぞれ接続されている。
 選択回路313により選択されたループコイルに発生する誘導電圧は、選択回路313及び切り替え接続回路303を介して受信アンプ304に送られる。受信アンプ304は、ループコイルから供給された誘導電圧を増幅し、位置検出用回路305及び筆圧検出用回路306へ送出する。
 X軸方向ループコイル群311及びY軸方向ループコイル群312の各ループコイルには、電子ペン1から送信される電波によって誘導電圧が発生する。位置検出用回路305は、ループコイルに発生した誘導電圧、すなわち受信信号を検波し、その検波出力信号をデジタル信号に変換し、処理制御部307に出力する。処理制御部307は、位置検出用回路305からのデジタル信号、すなわち、各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値のレベルに基づいて電子ペン1のX軸方向及びY軸方向の指示位置の座標値を算出する。
 一方、筆圧検出用回路306は、受信アンプ304の出力信号を発振器301からの交流信号で同期検波して、それらの間の位相差(周波数偏移)に応じたレベルの信号を得、その位相差(周波数偏移)に応じた信号をデジタル信号に変換して処理制御部307に出力する。処理制御部307は、筆圧検出用回路306からのデジタル信号、すなわち、送信した電波と受信した電波との位相差(周波数偏移)に応じた信号のレベルに基づいて、電子ペン1に印加されている圧力を検出する。
 [この発明によるペン入力装置用シートの作成手順の概要の説明]
 この発明によるペン入力装置用シートの実施形態の構成例を説明する前に、この発明によるペン入力装置用シートの作成手順の概要について説明する。
 (1)まず、この発明によるペン入力装置用シートの作成者は、電子ペンにより書き味を得たいと希望するターゲットの筆記具と筆記媒体の組み合わせを選択する。
 (2)次に、選択した筆記媒体上で、選択した筆記具を、所定の筆圧をかけた状態で、所定の方向に、所定の速度で、例えば直線移動させ、その際の動摩擦係数を測定する。このとき、動摩擦係数は、直線移動時の時間経過を横軸にとったときの時系列変化(振動変化)として測定される。
 (3)次に、測定結果として得られた動摩擦係数の時系列変化を、フーリエ変換して、動摩擦係数の時間経過に対する変化(振動)のパワースペクトル、すなわち、動摩擦係数の振動周波数特性を得る。そして、この実施形態では、得られた動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさの周波数分布と、隣接する周波数域から突出している周波数を検出し、振動の大きさの周波数分布のブロードな波形上から突出した、振動の大きさのピークを呈する周波数を検出しておくようにする。なお、筆記具と筆記媒体の組み合わせによっては、突出した周波数が現れない場合がある。このような組み合わせにおいては、振動の大きさの周波数分布を構成している山部分の頂点となる最大値が、振動の大きさのピークとなる。
 (4)次に、以上のようにして求めた、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせの場合において、選択した筆記具を、選択した筆記媒体上で、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性と適合する動摩擦係数の振動周波数特性を有するように構成することで、この実施形態のペン入力装置用シートを作成する。
 すなわち、作成したペン入力装置用シートの筆記入力面上で、電子ペンを、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせにおいて動摩擦係数の測定をしたときと同じ速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性が、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせにおいて得られた動摩擦係数の振動周波数特性に適合するように、ペン入力装置用シートを構成する。
 この場合に、2つの動摩擦係数の振動周波数特性を適合させる方法として、この実施形態では、特に、ペン入力装置用シートについて得られる動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する周波数が、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせにおいて得られた動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークが存在する周波数fp±ΔHzの範囲内となるようにする。
 ここで、周波数fp±ΔHzにおけるΔの値は、この実施形態では、使用者が筆記時に電子ペン1のペン先にかける筆圧の幅に応じて定めるようにする。また、Δの値は、筆記具の筆記媒体と接触する先端部の硬さが種々存在する場合があること、すなわち、この実施形態では鉛筆の芯の硬さが数種類ある場合があることに鑑み、それらの数種類の硬さの違いに応じたピークを呈する周波数の違いを考慮して定める。なお、鉛筆に限らず、例えば万年筆でも、ペン先の硬さの違いがあり、また、ボールペンでも先端のボールの大きさ(ペン先の細さ)に違いがあり、それらの違いに応じてΔの値が定められる。
 こうして作成されたペン入力装置用シート上で、電子ペンによる筆記入力を行った場合には、後述するように、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせにおける書き味と同等あるいは近似する書き味を得ることが官能評価として確認できた。
 以上のように、上述の実施形態のペン入力装置用シートにおいては、筆記具と筆記媒体の組み合わせにおいて得られた動摩擦係数の振動周波数特性に着目し、実施形態のペン入力装置用シートの動摩擦係数の振動周波数特性が、選択したターゲットの筆記具と筆記媒体の組み合わせにおいて得られた動摩擦係数の振動周波数特性に適合するように、ペン入力装置用シートを構成することで、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせにおける書き味と同等あるいは近似する書き味を得ることができる。
 そして、上述の実施形態のペン入力装置用シートにおいては、ペン入力装置用シート100の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークを有する周波数が、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせにおいて、種々の筆圧下で得られた動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークが存在する周波数範囲内となるように、ペン入力装置用シートを構成したので、筆記時の電子ペンにかかる筆圧が変化しても、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせにおける書き味と同等あるいは近似する書き味を得ることができる。
 また、上述の実施形態のペン入力装置用シートにおいては、ペン入力装置用シート100の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークを有する周波数が、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせにおいて、選択した筆記具の筆記媒体との接触部である先端部の硬さの違いに応じて得られた動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークが存在する周波数範囲内となるように、ペン入力装置用シートを構成したので、電子ペンの芯体の硬さの違いにかかわらず、選択した筆記具と筆記媒体の組み合わせにおける書き味と同等あるいは近似する書き味を得ることができる。
 [第1の実施形態のペン入力装置用シートの構成例]
 第1の実施形態のペン入力装置用シートは、電子ペンにより書き味を得たいと希望するターゲットの筆記具と筆記媒体の組み合わせが、鉛筆と用紙との組み合わせの場合である。
 <ターゲットの筆記具と筆記媒体の組み合わせにおける動摩擦係数の振動周波数特性>
 筆記具の例としての鉛筆は、この例では、三菱鉛筆株式会社製のハイユニ鉛筆とし、筆記媒体の例としては、コピー用紙とした。
 そして、1枚のコピー用紙上において、芯の硬さが4B,2B,HB,2Hの各鉛筆を移動させて、その際の動摩擦係数を測定した。この場合に、鉛筆には筆圧として50gf、100gf、200gfの3通りをかけた状態で、当該鉛筆をコピー用紙上において10mm/秒の速度で、例えば直線移動させて測定を行った。なお、鉛筆は、コピー用紙の紙面に対して45度~60度前後の角度を持って傾斜した状態で移動させた。次に、測定結果として得られた動摩擦係数の時系列変化を、フーリエ変換して、動摩擦係数の時間経過に対する変化(振動)のパワースペクトル、すなわち、動摩擦係数の振動周波数特性を得た。
 得られた動摩擦係数の振動周波数特性を、図4~図7に示す。図4は、芯の硬さが4Bの鉛筆で筆記した場合、図5は、芯の硬さが2Bの鉛筆で筆記した場合、図6は、芯の硬さがHBの鉛筆で筆記した場合、図7は、芯の硬さが2Hの鉛筆で筆記した場合、における動摩擦係数の振動周波数特性をそれぞれ示している。
 そして、図4(A)、図5(A)、図6(A)及び図7(A)は、筆圧として50gfを鉛筆にかけた場合、図4(B)、図5(B)、図6(B)及び図7(B)は、筆圧として100gfを鉛筆にかけた場合、図4(C)、図5(C)、図6(C)及び図7(C)は、筆圧として200gfを鉛筆にかけた場合、のそれぞれの場合の動摩擦係数の振動周波数特性を示している。
 図4(A)、図5(A)、図6(A)及び図7(A)を参照すると、筆圧として50gfをかけた鉛筆でコピー用紙に筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する周波数は、芯の硬さが4Bの鉛筆では18Hz、2Bの鉛筆では20Hz、HBの鉛筆では17Hz、2Hの鉛筆では15Hz、の周波数において動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する特性となっていることが確認できる。なお、通常、使用者が鉛筆を持って筆記媒体上で筆記する際の筆圧は50gf程度である。
 図4(B)及び図5(B)を参照すると、隣接する周波数域から突出している周波数が60Hz以降に存在するが、振動の大きさの周波数分布の数十Hzにわたるブロードな波形としては、35Hz以下の周波数において最大値を有するパワースペクトルの分布の傾向を示す。特に軟質な鉛筆の芯による筆記においては、筆記の過程にて芯先が擦り減りやすい。この際、筆記の摩擦振動は芯が擦り減る際に生じる芯が砕けることによる振動の影響を受け、測定される摩擦振動の周波数が分散されることとなる。そのことから、筆圧として100gfをかけた鉛筆でコピー用紙に筆記した場合の振動の大きさのピークとしては、芯の硬さが4Bの鉛筆では22Hz、2Bの鉛筆では12Hzの周波数において動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する特性となっていることが確認できる。
 また、図4(C)及び図5(C)を参照すると、筆圧として200gfをかけた鉛筆でコピー用紙に筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する周波数は、芯の硬さが4Bの鉛筆では8Hz、2Bの鉛筆では10Hzの周波数において動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する特性となっていることが確認できる。
 図6(B)及び図7(B)を参照すると、筆圧として100gfをかけた鉛筆でコピー用紙に筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する周波数は、芯の硬さがHBの鉛筆では19Hz、2Hの鉛筆では17Hzの周波数において動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する特性となっていることが確認できる。
 また、図6(C)及び図7(C)を参照すると、筆圧として200gfをかけた鉛筆でコピー用紙に筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する周波数は、芯の硬さがHBの鉛筆では22Hz、2Hの鉛筆では21Hzの周波数において動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する特性となっていることが確認できる。
 なお、図4(B),(C)、図5(B),(C)、図6(B),(C)及び図7(B),(C)を参照すると、鉛筆にかかる筆圧が高くなるについて動摩擦係数の振動周波数特性においては動摩擦係数の振動が抑制され、鉛筆の芯の硬さが硬くなると、その傾向が薄れてゆくことが確認できた。
 以上のことから、この実施形態では、50gf~200gfの範囲で筆圧をかけた状態で、芯の硬さが2B及び4Bの場合を除き、これよりも芯が硬い鉛筆でコピー用紙に筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性は、17Hz±5Hzの周波数範囲内で、動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する特性となることが確認できる。また、芯の硬さが2B及び4Bの場合であっても、筆圧が50gf~100gfのように軽い範囲であれば、17Hz±5Hzの周波数範囲内で、動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する。すなわち、この実施形態では、前述した±Δを、±Δ=±5Hzとする。
 なお、この周波数範囲では、筆圧が100gfを超える際、芯の硬さが2B及び4Bの場合の特性をカバーしないことになるが、電子ペン1の芯体の硬さを考慮することで、このような周波数範囲としても、この実施形態のペン入力装置用シートにおいては、鉛筆とコピー用紙との組み合わせの場合の書き味と同様の書き味を得ることができる。また、電子ペン1の芯体の硬さを考慮せずとも、電子ペン1により、ペン入力装置用シート100上で筆記する際の筆圧が通常は50gf程度であることを考慮すれば、このような周波数範囲としても、この実施形態のペン入力装置用シートにおいては、鉛筆とコピー用紙との組み合わせの場合の書き味と同様の書き味を得ることができる。
 以上のような測定結果を踏まえて、この第1の実施形態においては、当該ペン入力装置用シート100上で電子ペン1により筆記を行ったときの動摩擦係数の振動周波数特性が、上述した鉛筆によりコピー用紙上で筆記をした場合の動摩擦係数の振動周波数特性に適合したものとなるように、ペン入力装置用シート100を構成する。
 この第1の実施形態では、ペン入力装置用シート100の筆記入力面上において、電子ペン1を、所定の筆圧、例えば50gfの筆圧が印加されている状態で、かつ、所定の速度として10mm/秒の速度で移動させたときの当該ペン入力装置用シート100の動摩擦係数の振動周波数特性が、鉛筆によりコピー用紙上を同条件下で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性(図4(A)、図5(A)、図6(A)及び図7(A)参照)に適合するように、所定の周波数範囲、この例の場合には17Hz±5Hzの周波数範囲で動摩擦係数の振動の大きさのピークを有するように構成する。なお、ペン入力装置用シート100の動摩擦係数の振動周波数特性を得る際に電子ペン1に印可する筆圧は、50gfに限られるものではなく、50gfよりも小さくても、大きくてもよい。
 このような構成にするための第1の実施形態のペン入力装置用シートの具体的な構成例を以下に説明する。
 図8は、この第1の実施形態のペン入力装置用シート100の構成例を説明するための図である。ペン入力装置用シート100は、ここでは断面図で示されている。図8においては、この実施形態のペン入力装置用シート100は、ペンタブレット端末筐体、もしくは表示装置に見立てた支持体となる平滑なガラス板400上に、シート状の粘着層101にて固定されている。なお、図8では、位置検出装置300は省略している。これにより、ペンタブレット端末筐体、もしくは表示装置上にペン入力装置用シートを貼付されて設けた際と同様の筆記効果を得る。
 この実施形態のペン入力装置用シート100は、図8に示すように、粘着層101と、この粘着層101上に配設される弾性材料層102とで構成される。
 弾性材料層102は、弾性を有する材料、この例では、0.1mmの膜厚を有するPVC(ポリ塩化ビニル;polyvinyl chloride)シートが用いられる。この弾性材料層102Aは、シート状の粘着層101の一方の面上に配設され、この弾性材料層102の粘着層101側とは反対側の露出面102Sが、電子ペン1による筆記入力面とされる。
 この実施形態で、弾性材料層102は、その厚さ方向において異なる構成(構造)とされている複数層の層部分、この例では、粘着層101側の第1の層部分1021と、粘着層101側とは反対側の第2の層部分1022とを有する構成とされている。ここで、第1の層部分1021と第2の層部分1022とで異なる構成(構造)の例としては、互いに単位体積当たりの密度が異なるようにされる、及び/又は、互いに単位体積当たりの硬さが異なるようにされるものである。
 図8の例の第1の実施形態のペン入力装置用シート100においては、弾性材料層102の第2の層部分1022は、単一のPVC層部分のみとされている。そして、第1の層部分1021は、第2の層部分1022のシート面に平行な面の方向に沿って、凹部1021Paと凸部1021Pbとが交互に繰り返す凹凸パターン1021Pを有する構成とされている。この凹凸パターン1021Pは、この例では、図9に示すような格子状パターンとされている。したがって、この例では、第1の層部分1021と第2の層部分1022とは、互いに単位体積当たりの密度及び硬度の両方が異なる構成とされている。
 この場合に、粘着層101側の第1の層部分1021の凹凸パターン1021Pを構成する凸部1021Pbの先端は、粘着層101の一方の面に当接するようにされている。そして、この例では、粘着層101側の第1の層部分1021の凹凸パターン1021Pの凸部1021Pbは、第2の層部分1022よりも硬質の材料からなる硬質部材103により構成とされている。この硬質部材103は、この例では、紫外線(UV(Ultra Violet))硬化材料で構成されている。なお、図9では、硬質部材103をより明確に示すために太い黒線で示したが、この硬質部材103は透明材料でもよい。
 さらにこの例では、粘着層101側の第1の層部分1021の凹凸パターン1021Pの凹部1021Paは、材料により充填されていない空間となり、空気により埋められている構成とされている。
 この例のペン入力装置用シート100の製造方法の一例は、次のようなものとされる。PVCシート状の第2の層部分1022の一方の面上に、UV硬化インク(UV硬化型のインク)により、図9に示すように凹凸パターン1021Pの格子状パターンに対応する格子状パターンとして形成され、UV硬化により硬質部材103がUV印刷されて形成される。この場合に、この例では、硬質部材103で形成される格子状パターンは、格子を形成するUV硬化インクによる線が、矩形の位置検出領域の横方向及び縦方向に対して、45度傾いた状態で形成されている。
 なお、図8は、図9のA-A線断面図であり、凹凸パターン1021Pの格子状パターンの格子の対角線位置で、この実施形態のペン入力装置用シート100を切断したときの断面図となっている。
 このとき、第2の層部分1022上にUV印刷されている硬質部材103のUV硬化インクが存在しない位置に対応する部分が、弾性材料層102の第1の層部分1021の凹凸パターン1021Pの凹部1021Paとなり、UV硬化インクが存在している位置に対応する部分が、弾性材料層102の第1の層部分1021の凹凸パターン1021Pの凸部1021Pbとなる。
 そして、第1の層部分1021の、第2の層部分1022側とは反対の面上に、シート状の粘着層101を貼り付けることで、実施形態のペン入力装置用シート100が形成される。
 そして、この第1の実施形態のペン入力装置用シート100においては、その動摩擦係数の振動周波数特性を、鉛筆をコピー用紙の上で移動させた場合の動摩擦係数の振動周波数特性(図4(A)、図5(A)、図6(A)及び図7(A)参照)に適合させて、17Hz±5Hzの周波数範囲で動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈するようにするために、凹凸パターン1021Pを形成するための格子状パターンのUV硬化インクの線幅w(図9参照)と、格子状パターンの格子の形成ピッチPt(図9参照)とを選定する。
 この実施形態では、UV硬化インクの線幅wは、w=0.11mm~0.15mmとし、また、格子状パターンの格子の形成ピッチPtは、Pt=0.4mm~0.5mmとして、UV硬化インクにより格子状パターンを形成する。
 線幅wをw=0.11とし、格子の形成ピッチPtをPt=0.4mmとして、格子状パターンを第2の層部分1022のPVCシート上に形成して、弾性材料層102の第1の層部分1021に凹凸パターン1021Pを形成した、第1の実施形態のペン入力装置用シート100の動摩擦係数の振動周波数特性を、図10及び図11に示す。この図10及び図11に示す動摩擦係数の振動周波数特性は、ペン入力装置用シート100の筆記入力面である弾性材料層102の第2の層部分102の露出面上で、所定の筆圧をかけながら、10mm/秒の速度で、電子ペン1により筆記入力をした場合のものである。この場合も、電子ペン1を筆記入力面に対して45度~60度、傾けた状態で筆記入力をするようにした。
 ここで、図10は、電子ペン1の芯体を、硬質な材料であるPOM(Polyoxymethylene)で構成した場合のペン入力装置用シート100の動摩擦係数の振動周波数特性であり、図10(A)は、筆圧として50gfをかけた場合、図10(B)は、筆圧として100gfをかけた場合、また、図10(C)は、筆圧として200gfをかけた場合、を示している。
 また、図11は、電子ペン1の芯体を、軟質な材料であるエラストマーで構成した場合のペン入力装置用シート100の動摩擦係数の振動周波数特性であり、図11(A)は、筆圧として50gfをかけた場合、図11(B)は、筆圧として100gfをかけた場合、また、図11(C)は、筆圧として200gfをかけた場合を示している。
 図10及び図11から分かるように、この実施形態のペン入力装置用シート100においては、当該ペン入力装置用シート100の第1の層部分上を、電子ペン1により所定の筆圧をかけながら、10mm/秒の速度で、筆記入力をしたときには、図4(A)~図7(A)の場合と同様に、動摩擦係数の振動周波数特性において周波数17Hz±5Hzの範囲内に、動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値が存在する特性が得られることが確認される。
 そして、使用者が電子ペン1を把持して、この第1の実施形態のペン入力装置用シート100上で筆記入力をしたときには、鉛筆によりコピー用紙上で筆記したのと同等あるいは近似する感触(書き味または筆圧感(特にザラザラ感))が得られることが確認された。
 以上のようにして、上述の第1の実施形態のペン入力装置用シートによれば、当該ペン入力装置用シート100上で、電子ペンにより筆記入力をした場合には、鉛筆でコピー用紙の上で筆記入力をした場合と同様の感触(書き味又は筆記感)を得ることができ、また、鉛筆と紙との関係における筆記時のザラザラ感をも得ることができる。
 なお、上述の第1の実施形態のペン入力装置用シート100においては、筆記入力面上において、電子ペン1を、所定の筆圧が印加されている状態で、所定の速度で移動させたときの当該ペン入力装置用シート100の動摩擦係数の振動周波数特性が、鉛筆によりコピー用紙上で同条件下で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性に適合するように、所定の周波数範囲で動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を有するように構成した。
 しかし、所定の周波数範囲内ではなく、電子ペン1を、所定の筆圧が印加されている状態で、所定の速度で移動させたときの当該ペン入力装置用シート100の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数が、鉛筆によりコピー用紙上で同条件下で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数に対応する、すなわち、等しいかあるいは近似する周波数とするように構成してもよい。
 例えば、50gfの筆圧を印可させたときの動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数が、芯の硬さがHBの鉛筆の場合には、17Hzであるので、電子ペン1により筆記したときに芯の硬さがHBの鉛筆でコピー用紙上で筆記した場合と同様の書き味を得たい場合には、50gfの筆圧での動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数が当該17Hzとなるようにペン入力装置用シート100を構成する。すなわち、上述の実施形態における弾性材料層102の第1の層部分の凹凸パターンの格子状パターンの線幅及び形成ピッチをそのような構成とするように選定するものである。
 また、電子ペン1により筆記したときに書き味として得たい対象として、鉛筆に印可する筆圧の値及び鉛筆の芯の硬さを変えた場合には、その筆圧の値及び鉛筆の芯の硬さのときの動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数に対応する周波数で、動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈するように、ペン入力装置用シート100を構成するようにする。
 [第2の実施形態のペン入力装置用シートの構成例]
 第2の実施形態のペン入力装置用シートは、電子ペンにより書き味を得たいと希望するターゲットの筆記具と筆記媒体の組み合わせが、ボールペンと用紙との組み合わせの場合である。
 <ターゲットの筆記具と筆記媒体の組み合わせにおける動摩擦係数の振動周波数特性>
 筆記具の例としてのボールペンは、この例では、三菱鉛筆株式会社製の「Uni 0.5mm Lakubo」とし、筆記媒体の例としては、コクヨ株式会社製の「キャンパスルーズリーフノート ノ-837WEN」を用紙として用いた。
 そして、2枚を重ねた用紙上及び3枚を重ねた用紙上において、上記のボールペンを移動させて、その際の動摩擦係数を測定した。この場合に、ボールペンには筆圧として50gf、100gf、200gfの3通りをかけた状態で、当該ボールペンを用紙上において10mm/秒の速度で、例えば直線移動させて測定を行った。なお、ボールペンは、用紙の紙面に対して45度~60度前後の角度を持って傾斜した状態で移動させた。次に、測定結果として得られた動摩擦係数の時系列変化を、フーリエ変換して、動摩擦係数の時間経過に対する変化(振動)のパワースペクトル、すなわち、動摩擦係数の振動周波数特性を得た。
 得られた動摩擦係数の振動周波数特性を、図12及び図13に示す。図12は、用紙が2枚の場合、図13は、用紙が3枚の場合、のそれぞれの場合における動摩擦係数の振動周波数特性を示している。
 そして、図12(A)及び図13(A)は、筆圧として50gfをボールペンにかけた場合、図12(B)及び図13(B)は、筆圧として100gfをボールペンにかけた場合、図12(C)及び図13(C)は、筆圧として200gfをボールペンにかけた場合、のそれぞれの場合の動摩擦係数の振動周波数特性を示している。
 図12(A)及び図13(A)を参照すると、筆圧として50gfをかけたボールペンで用紙に筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性は、11Hzの周波数において動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する特性となっていることが確認できた。なお、通常、使用者がボールペンを持って筆記媒体上で筆記する際の筆圧は50gf程度である。
 また、図12(B),(C)及び図13(B),(C)を参照すると、動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数は、ボールペンにかかる筆圧が高くなるにつれて高い周波数方向に移行すると共に、動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値は、若干抑制されるが殆ど変わらないことが確認できた。また、用紙の枚数が異なった場合にも、50gfの筆圧が印加されたボールペンで用紙に筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数は、殆ど変化せず、筆圧が大きくなると、用紙の枚数の多い方が若干高い周波数側に変位することが確認された。
 以上のような測定結果を踏まえて、この第2の実施形態のペン入力装置用シートを構成する。この第2の実施形態では、ペン入力装置用シート100と同様に、粘着層101上に弾性材料層102を形成した構成のものとする。ただし、この第2の実施形態では、第1の層部分1021に、UV印刷により形成する硬質部材103を、上述の図12及び図13の動摩擦係数の振動周波数特性に基づいた構成とする。
 すなわち、第2の層部分1022の膜厚0.1mmのPVCシート上に、UV印刷により硬質部材103を形成するが、その形成の際のUV硬化インクの線幅及び格子状パターンの形成ピッチを、上述の図12及び図13の動摩擦係数の振動周波数特性に基づいて定めた値とするようにする。
 この場合に、筆圧の値として50gfから200gfまで変化してもボールペンで用紙上で筆記したときの書き味を得たい場合には、第2の実施形態のペン入力装置用シート上において電子ペン1により筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数は、11Hz~19Hzの周波数範囲に存在するように、第2の実施形態のペン入力装置用シートを構成する。すなわち、第1の層部分1021に、UV印刷により形成する硬質部材103を形成するに当たって、UV硬化インクの線幅及び格子状パターンの形成ピッチを、そのような周波数特性が得られる値に選定する。
 また、筆圧の値として50gfから100gfまで変化してもボールペンで用紙上で筆記したときの書き味を得たい場合には、第2の実施形態のペン入力装置用シート上において電子ペン1により筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数は、11Hz~16Hzの周波数範囲に存在するように、第2の実施形態のペン入力装置用シートを構成する。すなわち、第1の層部分1021に、UV印刷により硬質部材103を形成するが、その形成の際のUV硬化インクの線幅及び格子状パターンの形成ピッチを、そのような周波数特性が得られる値に選定する。
 さらに、筆圧の値として50gfを印可したボールペンで用紙上で筆記したときの書き味を得たい場合には、第2の実施形態のペン入力装置用シート上において電子ペン1により筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数は、11Hzとなるように、第2の実施形態のペン入力装置用シートを構成する。すなわち、第1の層部分1021に、UV印刷により形成する硬質部材103を形成するに当たって、UV硬化インクの線幅及び格子状パターンの形成ピッチを、そのような周波数特性が得られる値に選定する。
 また、図12(B),(C)及び図13(B),(C)を参照すると、動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数は、筆圧が50gfの場合には、用紙の枚数が変わっても変わらないが、筆圧が100gf及び200gfと筆圧が大きくなるにしたがって、用紙の枚数が多い方が、より低い周波数に変化する傾向があることが確認される。なお、用紙の枚数は、1枚の用紙の厚さに対応するものであると考えても差し支えない。
 したがって、電子ペン1により筆記したときに書き味として得たい対象として、筆記媒体としての用紙の厚さを考慮した場合には、実施形態のペン入力装置用シート上において電子ペン1により筆記したときの動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数あるいは周波数範囲は、用紙の厚さに応じて異ならせることが有効である。
 なお、前述の鉛筆と用紙の組み合わせの場合においても、用紙の厚さを変えた動摩擦係数の振動周波数特性は、ボールペンの場合と同様に、用紙の厚さが厚い方が、より低い周波数に変化する傾向がある。すなわち、筆記具の違いに関係なく、ペン入力装置用シートの動摩擦係数の振動周波数特性において動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を示す周波数は、用紙の厚さが厚い方が、より低い周波数に変化する傾向がある。
 このことを裏付ける資料として、鉛筆と用紙の組み合わせで、用紙の厚さを変えたときの動摩擦係数の振動周波数特性の例を図14~図19に示す。図14~図16は、三菱鉛筆株式会社製の0.5mm、Hi-Uni,HBのシャープペン芯で、コクヨ株式会社製の「キャンパスルーズリーフノート ノ-836AT」を用紙として筆記したときの動摩擦係数の振動周波数特性であり、図14は用紙が1枚の場合、図15は用紙が2枚の場合、図16は用紙が3枚の場合、をそれぞれ示している。また、図17~図19は、鉛筆の例としては、図14~16の場合と同様に、三菱鉛筆株式会社製の0.5mm、Hi-Uni,HBのシャープペン芯を用いたが、用紙をコクヨ株式会社製の「キャンパスルーズリーフノート ノ-836AT」に変えた場合で、図17は用紙が1枚の場合、図18は用紙が2枚の場合、図19は用紙が3枚の場合、をそれぞれ示している。
 上述の第2の実施形態のペン入力装置用シートによれば、当該ペン入力装置用シート上で、電子ペンにより筆記入力をした場合には、ボールペンで用紙の上で筆記入力をした場合と同様の感触(書き味又は筆記感)を得ることができる。
 [ペン入力装置用シートの具体的な構成例(構造例)の他の例]
 次に、ペン入力装置用シートの具体的な構成例(構造例)の他の例を、上述の第1の実施形態のペン入力装置用シート100の構成例の変形例として説明する。
 <第1の変形例>
 図20は、第1の変形例のペン入力装置用シート100Aの具体的な構成例(構造例)を説明するための図である。この図20の例のペン入力装置用シート100Aにおいて、上述した第1の実施形態のペン入力装置用シート100と同一の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
 この第1の変形例のペン入力装置用シート100Aは、第1の実施形態のペン入力装置用シート100から粘着層101を取り除いた構成とされている。
 すなわち、この第1の変形例のペン入力装置用シート100Aにおいては、弾性材料層102Aは、位置検出装置300方向に面した側の第1の層部分1021と、位置検出装置300側とは反対側の第2の層部分1022とを有する構成とされている。
 この場合に、位置検出装置300側の第1の層部分1021の凹凸パターン1021Pの凸部1021Pbの先端は、弾性材料層102Aの表面から露出している。
 この第1の変形例のペン入力装置用シート100Aにおいては、図20に示すように、弾性材料層102A単体で、ペン入力装置用シート100Aを構成する。
 以上のような構成であっても、この第1の変形例のペン入力装置用シート100A上で、電子ペンにより筆記入力をした場合には、紙と同様に当該ペン入力装置用シート100Aが動かないように手やテープで当該ペン入力装置用シート100Aを押さえることで、上述した第1の実施形態のペン入力装置用シート100と同様の感触(書き味又は筆記感)を得ることができる。
 <第2の変形例>
 図21は、この第2の変形例のペン入力装置用シート100Bの具体的な構成例(構造例)を説明するための図である。この図21の例のペン入力装置用シート100Bにおいて、上述した第1の実施形態のペン入力装置用シート100と同一の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
 この第2の変形例のペン入力装置用シート100Bは、第1の実施形態のペン入力装置用シート100の粘着層101を、基材105に変更した例である。
 この第2の変形例のペン入力装置用シート100Bは、図21に示すように、基材105と、この基材105上に配設される弾性材料層102とで構成される。
 基材105は、弾性材料層102の弾性材料よりも硬質の材料、この例では、PET(Polyethylene terephthalate)樹脂で構成されている。そして、この例では、基材105は、位置検出装置300の上に配設されて、位置検出装置300の位置検出センサ310の位置検出領域の全体を覆うようなシート状の部材とされている。
 この第2の変形例においても、第1の実施形態と同様に、弾性材料層102は、その厚さ方向において異なる構成(構造)とされている複数層の層部分として、第1の層部分1021と第2の層部分1022とで構成されているが、この例では、基材105側に第1の層部分1021を有し、基材105側とは反対側に第2の層部分1022を有する構成とされている。
 この場合に、基材105側の第1の層部分1021の凹凸パターン1021Pを構成する凸部1021Pbの先端は、基材105の一方の面に当接するようにされている。
 以上のような構成であっても、この第2の変形例のペン入力装置用シート100B上で、電子ペンにより筆記入力をした場合には、紙と同様に当該ペン入力装置用シートが動かないように、手やテープで当該ペン入力装置用シート100Bを押さえることで、上述した第1の実施形態のペン入力装置用シート100と同様の感触(書き味又は筆記感)を得ることができる。
 <第3の変形例>
 図22は、この第3の変形例のペン入力装置用シート100Cの具体的な構成例(構造例)を説明するための図である。この図22の例のペン入力装置用シート100Cにおいて、上述した第1の実施形態のペン入力装置用シート100と同一の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
 この第3の変形例のペン入力装置用シート100Cは、第2の変形例のペン入力装置用シート100Bの、基材105の弾性材料層102側とは反対側の面に、粘着層101を追加した例である。
 この第3の変形例のペン入力装置用シート100Cは、図22に示すように、粘着層101と、この粘着層101上に配設される基材105と、この基材105上に配設される弾性材料層102とで構成される。そしてこのペン入力装置用シート100Cは、ペンタブレット端末筐体の天板500の上面上に貼付されて設けられる。
 以上のような構成であっても、この第3の変形例のペン入力装置用シート100C上で、電子ペンにより筆記入力をした場合には、上述した第1の実施形態のペン入力装置用シート100と同様の感触(書き味又は筆記感)を得ることができる。
 <第4の変形例>
 図23は、この第4の変形例のペン入力装置用シート100Dの具体的な構成例(構造例)を説明するための図である。この図23の例のペン入力装置用シート100Dにおいて、上述した第1の実施形態のペン入力装置用シート100と同一の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
 この第4の変形例のペン入力装置用シート100Dは、第1の実施形態のペン入力装置用シート100から、弾性材料をポリウレタン樹脂に変更し、第1の層部分1021の凹凸パターンの凹部を弾性材料で充填し、さらに粘着層101を取り除いた例に相当する。
 第1の実施形態と同様に、この第4の変形例のペン入力装置用シート100Dにおいても、弾性材料層102Dは、その厚さ方向において異なる構成(構造)とされている複数層の層部分として、第1の層部分1021Dと第2の層部分1022Dとで構成されている。そして、この第4の例では、弾性材料層102Dは、位置検出装置300方向に面した側に第1の層部分1021Dを有し、位置検出装置300側とは反対側に第2の層部分1022Dを有する構成とされている。
 この第4の変形例のペン入力装置用シート100Dにおいては、図23に示すように、弾性材料層102D単体で、ペン入力装置用シート100Dを構成する。ここで、第1の層部分1021Dと第2の層部分1022Dとで異なる構成(構造)の例としては、互いに単位体積当たりの密度が異なるようにされる、及び/又は、互いに単位体積当たりの硬さが異なるようにされるものである。
 図23の第4の変形例のペン入力装置用シート100Dにおいては、弾性材料層102Dの第2の層部分1022Dは、単一のポリウレタン樹脂のみとされている。そして、第1の層部分1021Dは、第2の層部分1022Dの露出面102Sに平行な面の方向に沿って、凹部1021DPaと凸部1021DPbとが交互に繰り返す凹凸パターン1021DPを有する構成とされている。この凹凸パターン1021DPは、この例では、図9に示したような格子状パターンとされている。したがって、この例では、第1の層部分1021Dと第2の層部分1022Dとは、互いに単位体積当たりの密度及び硬度の両方が異なる構成とされている。
 この場合に、位置検出装置300側の第1の層部分1021Dの凹凸パターン1021DPの凹部1021DPaは、第2の層部分1022Dと同じ弾性材料が充填されている。この弾性材料は、表示装置202を有する端末の場合は、光学材料を使用する。
 この第4の変形例において、凸部1021DPbの先端は、弾性材料層102Dの表面から露出している。そして、この例では、位置検出装置300側の第1の層部分1021Dの凹凸パターン1021DPの凸部1021DPbは、第2の層部分1022D及び第1の層部分1021Dの凹凸パターンの凹部1021DPaよりも、十分に硬質の材料からなる硬質部材103により埋められている構成とされている。この硬質部材103は、この例では、紫外線(UV(Ultra Violet))硬化材料で構成されている。なお、図9では、硬質部材103をより明確に示すために太い黒線で示したが、この硬質部材103も、表示装置202を有する端末の場合は、光学材料を使用する。ペン入力装置用シート100D内に空気層が無いことから、構成する部材に光学部材を選定することで、このペン入力装置用シート内部における部材の境界間における屈折率の大きな変化を防ぐことができ、光学特性を有したペン入力装置用シートとして使用可能になる。
 以上のような構成であっても、この第4の変形例のペン入力装置用シート100C上で、電子ペンにより筆記入力をした場合には、紙と同様に当該ペン入力装置用シートが動かないように手やテープで当該ペン入力装置用シート100Dを押さえることで、ペン入力装置用シート100と同様の感触(書き味又は筆記感)を得ることができる。
 <第5の変形例>
 図24は、この第5の変形例のペン入力装置用シート100Eの具体的な構成例(構造例)を説明するための図である。この図24の例のペン入力装置用シート100Eにおいて、図23上述した第4の変形例のペン入力装置用シート100Dと同一の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
 この第5の変形例のペン入力装置用シート100Eは、第4の変形例のペン入力装置用シート100Dを構成する弾性材料層102Dの位置検出装置300側に、基材101Eを配設した変形例である。
 基材105Eは、弾性材料層102Dの弾性材料よりも硬質の材料、この例では、PET(Polyethylene terephthalate)樹脂で構成されている。そして、この例では、基材105Eは、位置検出装置300の上に配設されて、位置検出装置300の位置検出センサ310の位置検出領域の全体を覆うようなシート状の部材とされている。
 この第5の変形例のペン入力装置用シート100Eは、図24に示すように、基材101Eと、この基材105E上に配設される弾性材料層102Dとで構成される。この基材105Eは、表示装置202を有する端末の場合は、光学材料を使用する。
 この場合に、基材105E側の第1の層部分1021の凹凸パターン1021Pを構成する凸部1021Pbの先端は、基材105Eの一方の面に当接するようにされている。
 以上のような構成であっても、この第5の変形例のペン入力装置用シート100E上で、電子ペンにより筆記入力をした場合には、紙と同様に当該ペン入力装置用シートが動かないように、手やテープで当該ペン入力装置用シート100Eを押さえることで、ペン入力装置用シート100と同様の感触(書き味又は筆記感)を得ることができる。
 <第6の変形例>
 図25は、この第6の変形例のペン入力装置用シート100Fの具体的な構成例(構造例)を説明するための図である。この図25の例のペン入力装置用シート100Fにおいて、上述した第4の変形例のペン入力装置用シート100Dと同一の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
 この第6の変形例のペン入力装置用シート100Fは、第4の変形例のペン入力装置用シート100Dを構成する弾性材料層102Dの位置検出装置300側に、粘着層101Fを配設した変形例である。
 この第6の変形例のペン入力装置用シート100Fは、図25に示すように、粘着層101Fと、この粘着層101F上に配設される弾性材料層102Dとで構成される。この粘着層101Fは、表示装置202を有する端末の場合は、光学材料を使用する。
 この場合に、粘着層101F側の第1の層部分1021Dの凹凸パターン1021DPを構成する凸部1021DPbの先端は、粘着層101Fの一方の面に当接するようにされている。そして、このペン入力装置用シート100Fは、タブレット型情報端末200の表示部202の表示画面202Dの上に貼付されて設けられる。
 この例では、表示画面202Dの表示領域のほぼ全領域が、位置検出センサの位置検出領域とされているので、ペン入力装置用シート100Fは、表示画面202Dの表示領域の全領域を覆うように配設されている。そして、このペン入力装置用シート100Fの露出している面が、電子ペン1による位置指示の入力面、つまり筆記入力面となる。
 以上のような構成であっても、この第6の変形例のペン入力装置用シート100F上で、電子ペンにより筆記入力をした場合には、ペン入力装置用シート100と同様の感触(書き味又は筆記感)を得ることができる。
 <第7の変形例>
 図26は、この第7の変形例のペン入力装置用シート100Gの具体的な構成例(構造例)を説明するための図である。この図26の例のペン入力装置用シート100Gにおいて、上述の図24に示した第5の変形例のペン入力装置用シート100Eと同一の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
 この第7の変形例のペン入力装置用シート100Gは、第5の変形例のペン入力装置用シート100Eの、基材105Eの弾性材料層102D側とは反対側の面に、粘着層101Gを追加した変形例である。
 この第7の変形例のペン入力装置用シート100Gは、図26に示すように、粘着層101Gと、この粘着層101G上に配設される基材105Eと、この基材105E上に配設される弾性材料層102Dとで構成される。この粘着層101Gと基材105Eは、表示装置202を有する端末の場合は、光学材料を使用する。そしてこのペン入力装置用シート100Gは、タブレット型情報端末200の表示部202の表示画面202Dの上に貼付されて設けられる。
 この例では、表示画面202Dの表示領域のほぼ全領域が、位置検出センサの位置検出領域とされているので、ペン入力装置用シート100Gは、表示画面202Dの表示領域の全領域を覆うように配設されている。そして、このペン入力装置用シート100Gの露出している面が、電子ペン1による位置指示の入力面、つまり筆記入力面となる。
 以上のような構成であっても、この第7の変形例のペン入力装置用シート100G上で、電子ペンにより筆記入力をした場合には、ペン入力装置用シート100と同様の感触(書き味又は筆記感)を得ることができる。
 <第8の変形例>
 図27は、第7の変形例のペン入力装置用シート100Gを、さらに変形させた第8の変形例のペン入力装置用シート100Hの具体的な構成例(構造例)を説明するための図である。この図27の第8の変形例のペン入力装置用シート100Hにおいて、上述の図26に示した第7の変形例のペン入力装置用シート100Gと同一の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
 この第8の変形例のペン入力装置用シート100Hも、上述した第1の実施形態と同様に、電子ペン1により書き味を得たいと希望するターゲットの筆記具と筆記媒体の組み合わせは、鉛筆で用紙に筆記する場合である。そして、この第8の変形例のペン入力装置用シート100Hは、第1の実施形態のペン入力装置用シート100の変形例であり、かつ、改良例でもある。
 この第8の変形例のペン入力装置用シート100Hにおいては、図27に示すように、シート状の基材105Eの表示装置202の表示画面202D側の面上にシート状の粘着層101Gが配設され、逆側の面上に、弾性材料層102Hが配設されている構成を備える。
 弾性材料層102Hは、上述した図26の第7の変形例のペン入力装置用シート100Gの弾性材料層102Dと同様にして形成される第1の層部分1021D及び1022Dを備えると共に、さらに、第2の層部分1022Dの上に、第3の層部分1023が設けられる。この第3の層部分1023は、シート状の基材105Eのシート面に平行な面の方向に沿って、凸部1023Paと凹部1023Pbが存在する凹凸パターン1023Pを有する構成とされている。
 この第3の層部分1023の凹凸パターン1023Pは、特定の規則的な間隔で繰り返すか、または不規則に配置された凹凸形状を形成するパターンとされている。ただし、この第3の層部分1023の凹凸パターン1023Pは、第1の層部分1021Dの凹凸パターン1021DPの格子パターンの格子の形成ピッチPtよりも小さな凹凸間平均距離となる形成ピッチPtHで形成される。なお、UV硬化インクの線幅は同一であっても、変えてもよい。
 この第8の変形例のペン入力装置用シート100Hにおいては、第1の層部分1021Dの凹凸パターン1021DPの格子パターンの格子の形成ピッチPtは、上述の第1の実施形態及び第2の実施形態と同様に、動摩擦係数の振動周波数特性において、動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値が呈する周波数に適合するように選定される。一方、第3の層部分1023の凹凸パターン1023Pは、上述の方法で生成された動摩擦係数の振動周波数特性のシャープなピーク波形を分散させ、振動周波数分布のブロード化されたピーク波形を形成させるように選定される。
 したがって、この第8の変形例のペン入力装置用シート100Hにおいて、第1の層部分1021Dは、第2の層部分1022Dと第3の層部分1023とは、互いに単位体積当たりの密度及び硬度の両方が異なる構成とされていることになる。
 なお、上述において、「ピークを呈する周波数に適合する」とは、上述の実施形態と同様に、ピークを呈する周波数が、所定の周波数範囲内に存在することとしてもよいし、ピークを呈する周波数が、所定の周波数と一致あるいは近似する周波数となるようにすることであってもよい。
 第3の層部分1023の凹凸パターン1023Pの形成方法は、以下のようにされる。すなわち、この例においては、図27に示すように、転写フィルム部材600を用いる。この転写フィルム部材600は、シート状の基材フィルム601上に、UV硬化インクにより、第3の層部分1023の凹凸パターン1023Pに対応する凹凸パターンが形成され、UV硬化により硬質部材602がUV印刷されて形成されたものである。そして、さらに、この転写フィルム部材600においては、硬質部材602が形成されている面側には離型剤が塗布されている。
 そして、この転写フィルム部材600を、その基材フィルム601の硬質部材602が形成されている側を、弾性材料層102Dの基材105E側とは反対側に押し当てて、弾性材料が硬化した後に剥離することで第3の層部分1023を、弾性材料層102Dに形成する。また、基材105Eの弾性材料層102Dと逆側の面には粘着層101Gが配設されている。
 以上のようにして作成された第8の変形例のペン入力装置用シート100Hは、上述の第1の実施形態のペン入力装置用シート100と同様に、粘着層101Gの弾性材料層102Dが形成されている側とは反対側が、例えば表示画面側となるようにして、表示画面202D上に配設されて使用され、凹凸パターン1023Pを有する第3の層部分1023側が、電子ペン1による筆記入力面となる。
 この第8の変形例のペン入力装置用シート100Hによれば、ターゲットとする筆記具と筆記媒体との組み合わせにおいて動摩擦係数の振動周波数特性に、より近似する動摩擦係数の振動周波数特性を有するペン入力装置用シートを得ることができる。
 例えば、筆記具が芯の硬さが4B,2B及びHBの場合で、筆記媒体がコピー用紙の場合には、図4(A)~(C)、図5(A)~(C)及び図6(A)~(C)に示すように、動摩擦係数の振動周波数特性において、ピーク波形の最大値は前後の周波数域からスパイク的に突出したものではなく、ピーク波形の最大値を含んだ20Hzほどの幅の振動周波数域における、振動の大きさの周波数分布の数十Hzにわたるブロードな波形の頂点部分となる傾向がある。
 そこで、この変形例は、芯の硬さが4B,2B及びHBの鉛筆でコピー用紙上で筆記したときの書き味を得たい場合には、第3の実施形態のペン入力装置用シート上において電子ペン1により筆記した場合の動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数は、第1の実施形態と同様に、17Hz±5Hzの周波数範囲に存在するように第1の層部分1021Dを構成すると共に、第1の層部分1021Dの凹凸パターンよりも小さな凹凸間平均距離となる間隔で形成されている凹凸パターンにより第3の層部分1023を構成することで、この第8の変形例のペン入力装置用シート100Hを構成する。
 すなわち、基材105Eに、UV印刷により形成する硬質部材103を形成する際のUV硬化インクの線幅及び格子状パターンの形成ピッチを、第1の実施形態と同様に、動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値を呈する周波数が、17Hz±5Hzの周波数範囲に存在するように選定すると共に、転写フィルム部材600の基材フィルム601上に形成する硬質部材602を形成する際のUV硬化インクの凹凸パターンの形成ピッチを、硬質部材103の形成ピッチよりも小さくし、硬質部材103の格子パターンによる一定の振動周波数を前後に分散させるようにして、この第8の変形例のペン入力装置用シート100Hを構成する。
 その際、動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピークの2番目を呈する周波数が、80Hz±5Hzの周波数範囲に存在するように、硬質部材602を形成する際のUV硬化インクの線幅及び格子状パターンの形成ピッチを選定することで、芯の硬さが4B,2B及びHBの動摩擦係数の振動周波数特性を再現できる。
 また、芯の硬さが2Hの鉛筆の場合には、図7(A)~(C)に示すように、動摩擦係数の振動の2番目に大きなピークを呈する周波数は、100±ΔHz(Δは例えば10)の周波数範囲に存在するものとなっている。
 そこで、芯の硬さが2Hの鉛筆で用紙上で筆記したときの書き味を得たい場合には、基材105Eに、UV印刷により形成する硬質部材103は、第1の実施形態と同様に構成するが、動摩擦係数の振動周波数特性における動摩擦係数の振動のピークの2番目を呈する周波数が、100Hz±10Hzの周波数範囲に存在するように、転写フィルム部材600の基材601上に形成する硬質部材602を形成する際のUV硬化インクの線幅及び格子状パターンの形成ピッチを選定して、この第8の変形例のペン入力装置用シート100Hを構成する。
 このように構成した第8の変形例のペン入力装置用シート100Hによれば、ターゲットの筆記具と筆記媒体とに場合における動摩擦係数の振動周波数特性の動摩擦係数の振動のピーク波形の最大値のみではなく、ピーク波形の最大値の前後の振動周波数を含んだ、振動の大きさの周波数分布のブロードな波形にも適合するように構成されるので、より書き味をターゲットの筆記具と筆記媒体との組み合わせの書き味に近づけることができる。
 [その他の実施形態又は変形例]
 なお、上述の実施形態及び変形例では、弾性材料層102、102Dの第1の層部分1021、1021Dや第3の層部分1023に形成する凹凸パターン1021P、1021DPや1023Pを形成するための硬質部材103や硬質部材602は、UV硬化インクによりUV印刷をすることで形成するようにしたが、硬質部材の形成方法は、UV印刷に限られるものではなく、硬質部材を形成することができる方法であれば、いかなる方法であってもよい。また、基材105や105Eを変形させる方法で凹凸形状を形成してもよい。
 また、硬質部材103や硬質部材602は、上述の実施形態では、格子状パターンとして形成するようにしたが、格子状パターンに限られる訳ではない。例えば、短い線状のUV硬化樹脂を、基材101や401上に配設するようにしてもよい。または、点状のUV硬化樹脂を、第1の層部分1021、1021D内や基材フィルム601上に配設するようにしてもよい
 また、上述の実施形態では、ペン入力装置用シートは、表示画面上に配設しないペンタブレット型端末を想定し配設される例であったので、粘着層101、101F、101G及び弾性材料層102、102Dは非光学材料で構成するようにしたが、表示画面上に配設する場合には、光学特性を有した材料で構成する。
 また、上述の実施形態では、電子ペン及び位置検出装置は、電磁誘導方式のもので構成したが、この発明によるペン入力装置用シートが用いられる電子ペン及び位置検出装置は、電磁誘導方式に限らず、静電結合方式やその他の方式のものなど、いずれの方式のものであってもよい。
 1…電子ペン
 1R…共振回路
 100,100A,100B,100C,101D,101E,101F,101G,,101H…ペン入力装置用シート
 101,101F,101G…粘着層
 102,102D,102H…弾性材料層
 102S…露出面
 1021,1021D…第1の層部分
 1022,1022D…第2の層部分
 1023…第3の層部分
 1021P,1021DP…第1の層部分の凹凸パターン
 1021Pa,1021DPa…凹凸パターン1021P,1021DPの凹部
 1021Pb,1021DPb…凹凸パターン1021P,1021DPの凸部
 1023P…第3の層部分の凹凸パターン
 1023Pa…凹凸パターン1023Pの凸部
 1023Pb…凹凸パターン1023Pの凹部
 103…硬質材料
 104…空気層
 105,105E…基材
 200…タブレット型情報端末
 201…位置検出装置
 202…表示装置
 202D…表示画面
 300…位置検出装置
 310…位置検出センサ
 400…ガラス板
 500…ペンタブレット端末筐体の天板
 600…転写フィルム部材
 601…基材フィルム
 602…硬質部材

Claims (28)

  1.  位置検出センサの位置検出領域上に配設され、厚さ方向に複数の層部分からなる弾性を有する弾性材料層を有し、前記弾性材料層の前記位置検出センサ側とは反対側を、電子ペンによる筆記入力面側とするペン入力装置用シートであって、
     前記ペン入力装置用シートの前記筆記入力面上で、前記電子ペンを、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性が、所定の筆記媒体上で、所定の筆記具を、前記所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性に適合するように構成されている
     ことを特徴とするペン入力装置用シート。
  2.  前記ペン入力装置用シートの前記筆記入力面上で、前記電子ペンを、所定の筆圧が印加されている状態で、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性における前記動摩擦係数の振動の大きさの周波数分布のブロードな波形上から突出した、前記振動の大きさのピークを呈する周波数が、所定の周波数範囲に存在するように構成されている
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  3.  前記ペン入力装置用シートの前記筆記入力面上で、前記電子ペンを、所定の筆圧が印加されている状態で、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性における前記動摩擦係数の振動の大きさの周波数分布を構成している山部分の頂点を最大値とした、前記振動の大きさのピークを呈する周波数が、所定の周波数範囲に存在するように構成されている
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  4.  前記ペン入力装置用シートの前記筆記入力面上において、前記電子ペンを、所定の筆圧が印加されている状態で、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性における前記動摩擦係数の振動の大きさのピークを呈する周波数が、前記所定の筆記媒体上で、前記所定の筆記具を、前記所定の筆圧が印加されている状態で、前記所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性における前記動摩擦係数の前記振動の大きさのピークを呈する周波数に対応するように構成されている
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  5.  前記所定の筆記具は、前記所定の筆記媒体と接触する先端部の硬さが異なるものであり、
     前記動摩擦係数の前記振動の大きさのピークを呈する周波数は、前記所定の筆記具の前記先端部の硬さに応じて設定されている
     ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のペン入力装置用シート。
  6.  前記所定の筆記具は鉛筆であり、前記所定の筆記媒体は紙である
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  7.  前記所定の筆記具はボールペンであり、前記所定の筆記媒体は紙である
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  8.  前記弾性材料層の弾性を有する材料は、ポリウレタン樹脂である
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  9.  前記弾性材料層の弾性を有する材料は、ポリ塩化ビニル樹脂である
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  10.  前記弾性材料層の前記複数の層部分は、それぞれ異なる構成を備える
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  11.  前記位置検出センサと前記弾性材料層との間の、前記弾性材料層側の面に基材層が配設される
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  12.  前記位置検出センサと前記弾性材料層との間の、前記弾性材料層側の面に粘着層が配設される
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  13.  前記位置検出センサと前記基材層の間の、前記基材層側の面に粘着層が配設される
     ことを特徴とする請求項11に記載のペン入力装置用シート。
  14.  前記弾性材料層は、前記複数の層部分において、互いに単位体積当たりの密度が異なる
     ことを特徴とする請求項10に記載のペン入力装置用シート。
  15.  前記弾性材料層は、前記複数の層部分において、互いに単位体積当たりの硬さが異なる
     ことを特徴とする請求項10に記載のペン入力装置用シート。
  16.  前記弾性材料層は、前記位置検出センサ側の第1の層部分と前記筆記入力面側の第2の層部分とを備え、前記第1の層部分と前記第2の層部分のうちの一方の層部分には、特定の規則的な間隔で繰り返す凹凸パターンが形成されている
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  17.  前記弾性材料層は、前記第1の層部分と前記第2の層部分のうちの、前記位置検出センサ側の前記第1の層部分に、前記凹凸パターンを備える
     ことを特徴とする請求項16に記載のペン入力装置用シート。
  18.  前記弾性材料層は、前記第1の層部分と前記第2の層部分のうちの、前記筆記入力面側の前記第2の層部分に、前記凹凸パターンを備える
     ことを特徴とする請求項16に記載のペン入力装置用シート。
  19.  前記凹凸パターンの凹部は、前記凹凸パターンを備えていない層部分と同じ材料からなる部材により埋められている
     ことを特徴とする請求項16に記載のペン入力装置用シート。
  20.  前記凹凸パターンの凹部は、材料によって充填されず、空気により埋められている
     ことを特徴とする請求項16に記載のペン入力装置用シート。
  21.  前記凹凸パターンの凸部は、前記凹凸パターンの凹部よりも硬質の材料からなる部材で構成されている
     ことを特徴とする請求項16に記載のペン入力装置用シート。
  22.  前記凹凸パターンの凸部は、前記凹凸パターンを備えていない層部分の材料よりも硬質の材料からなる部材で構成されている
     ことを特徴とする請求項16に記載のペン入力装置用シート。
  23.  前記硬質の材料からなる部材は、紫外線硬化樹脂で構成されている
     ことを特徴とする請求項21又は請求項22に記載のペン入力装置用シート。
  24.  前記凹凸パターンは、格子状パターンであり、
     前記硬質の材料からなる部材は、前記凹凸パターンに嵌合する格子状パターンとして形成されている
     ことを特徴とする請求項16に記載のペン入力装置用シート。
  25.   前記凹凸パターンは、点状パターンであり、
     前記硬質の材料からなる部材は、前記凹凸パターンに嵌合する点状パターンとして形成されている
     ことを特徴とする請求項16に記載のペン入力装置用シート。
  26.  前記弾性材料層は、前記位置検出センサ側の第1の層部分と前記筆記入力面側の第2の層部分と、前記第2の層部分の前記第1の層部分とは逆側の面に第3の層部分を備え、前記第1の層部分は特定の規則的な間隔で繰り返す第1の凹凸パターンを備え、前記第3の層部分には特定の規則的な間隔で繰り返すか、または不規則に配置された凹凸形状を形成する第2の凹凸パターンを備え、
     前記第1の凹凸パターンの存在により、前記ペン入力装置用シートの前記筆記入力面上で、前記電子ペンを、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性が、所定の筆記媒体上で、所定の筆記具を、前記所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性に適合するように構成されている
     ことを特徴とする請求項1に記載のペン入力装置用シート。
  27.  前記第2の凹凸パターンは、前記第1の凹凸パターンよりも小さな凹凸間平均距離となる間隔で形成されている
     ことを特徴とする請求項26に記載のペン入力装置用シート。
  28.  前記第2の凹凸パターンの存在により、前記ペン入力装置用シートの前記筆記入力面上で、前記電子ペンを、所定の速度で移動させたときの動摩擦係数の振動周波数特性が、所定の筆記媒体上で、所定の筆記具を、前記所定の速度で移動させたときの、振動の大きさの周波数分布の数十Hzにわたるブロードな波形を含む動摩擦係数の振動周波数特性に適合するように構成されている
     ことを特徴とする請求項27に記載のペン入力装置用シート。
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JP2015054417A (ja) * 2013-09-10 2015-03-23 株式会社ダイセル 透明触感フィルム及びその製造方法
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