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JP-2026077964-A - 電子ペン

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Abstract

【課題】 筆記具筐体に電子ペンカートリッジを装着して構成する電子ペンに関し、適切かつ確実に操作が可能なサイドスイッチを備えた電子ペンを提供する。 【解決手段】 電子ペン本体部１の本体部筐体１１ａは、棒状に形成された芯体１２と押しボタンスイッチの構成とされたサイドスイッチ１８ａが搭載された回路基板１８とが収納され、芯体１２のペン先は、ペン先開口部１１ＦＨから突出する。本体部筐体１１ａの側面開口部１１ＳＨには、サイドスイッチ１８ａ上に、係止部１１ｂａによって本体部筐体の側面から外側に突出しないように押下部材１１ｂが設けられる。電子ペン本体部１を装着する外側筐体の操作子が押下操作されると、電子ペン本体部１の押下部材１１ｂを介して、回路基板１８のサイドスイッチ１８ａが操作される 【選択図】図１

Inventors

  • 菅野 哲平
  • 佐藤 雄太

Assignees

  • 株式会社ワコム

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20260309
Priority Date
20200612

Claims (10)

  1. 外側筐体に対して、差し替えが可能なカートリッジ式の電子ペン本体部を装着することにより構成される電子ペンであって、 前記電子ペン本体部は、 押しボタンスイッチが搭載された回路基板と、 前記回路基板を収納可能である本体部筐体と、 ペン先側から後端側に延在する第１嵌合部と、 を備え、 前記外側筐体は、 前記電子ペン本体部を装着するためにペン先側に設けられた開口部と、 ペン先側から後端側に延在する第２嵌合部と、 を備え、 前記外側筐体に対して前記電子ペン本体部を装着した際に前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とが嵌合し、前記電子ペン本体部が前記第２嵌合部に沿ってペンの軸方向に移動可能とされる ことを特徴とする電子ペン。
  2. 請求項１に記載の電子ペンであって、 前記電子ペン本体部において、 前記本体部筐体に対して前記回路基板が配される面側と前記第１嵌合部が設けられる面側とが異なる面側である ことを特徴とする電子ペン。
  3. 請求項１に記載の電子ペンであって、 前記電子ペン本体部における押下部と前記第１嵌合部とが異なる面側に位置する ことを特徴とする電子ペン。
  4. 請求項１に記載の電子ペンであって、 前記外側筐体における側面の開口部と反対側の筐体面の内側に前記第２嵌合部が設けられる ことを特徴とする電子ペン。
  5. 請求項１に記載の電子ペンであって、 前記電子ペン本体部はショックアブソーバーによって前後方向に対して揺動する ことを特徴とする電子ペン。
  6. 請求項１に記載の電子ペンであって、 前記第１嵌合部が突起部、前記第２嵌合部が溝部である ことを特徴とする電子ペン。
  7. 請求項１に記載の電子ペンであって、 前記第１嵌合部が溝部、前記第２嵌合部が突起部である ことを特徴とする電子ペン。
  8. 請求項１に記載の電子ペンであって、 前記電子ペン本体部の前記本体部筐体の側面の前記回路基板の前記押しボタンスイッチに対応する位置には、側面開口部が設けられており、 前記電子ペン本体部は、前記本体部筐体の前記側面開口部に設けられる部材であって、前記押しボタンスイッチに対応して作用すると共に、前記本体部筐体の側面から外側に突出しないようにする係止部を有する押下部材を備え、 前記外側筐体は、 定位置に前記電子ペン本体部を装着した場合に、側面の前記電子ペン本体部の前記押下部材に対応する位置に設けられた操作子用開口部と、 前記操作子用開口部に対して、前記押下部材に対向する面が前記外側筐体の内壁面から内側に突出しないように設けられると共に、前記電子ペン本体部の前記押下部材を介して、前記押しボタンスイッチを操作する操作子と を備えることを特徴とする電子ペン。
  9. 請求項８に記載の電子ペンであって、 前記電子ペン本体部の前記押下部材の前記係止部は、前記押下部材の長手方向の両端に設けられたツメ部である ことを特徴とする電子ペン。
  10. 請求項８に記載の電子ペンであって、 前記電子ペン本体部の前記押下部材は、外側の面が前記本体部筐体の側面と同一面上に位置するようにされており、 前記外側筐体の前記操作子は、前記押下部材に対向する内側の面が前記外側筐体の内壁面と同一面上に位置するようにされている ことを特徴とする電子ペン。

Description

この発明は、例えば、タブレットＰＣ（Personal Computer）、高機能電話端末、ペンタブレットといった位置検出センサを搭載した種々の電子機器に対して、座標を指示することにより情報の入力を行うようにする電子ペンに関する。 位置検出センサを搭載した種々の電子機器の登場により、電子ペンも広く利用されるようになった。しかし、位置検出センサを搭載した電子機器に専用の電子ペンではなく、使いなれた例えばボールペンなどの筆記具の筐体に、電子ペン機能が搭載された替え芯（リフィル）を装着して使用したいとする要求があった。そこで、電子ペン機能が搭載されたカートリッジ式の替え芯（電子ペンカートリッジ）を、既存の筆記具の筐体に装着して使用する電子ペンが考えられた。 電子ペンは電子機器に対して情報を入力するための機能を担っているため、ＰＣ（Personal Compute）のポインティングデバイスであるいわゆるマウスと同様の使い方ができることが求められる。いわゆるマウスには、クリックボタンが設けられており、クリックボタンの押下操作に応じて、ＰＣにおいて種々の機能が実行可能になっている。そのため、電子ペンの側面には、いわゆるマウスのクリックボタンに対応するサイドスイッチが設けられているものがある。 しかし、電子ペンカートリッジの場合には、筆記具の筐体に収納されて使用されるものである。このため、後に記す特許文献１に開示されているように、電子ペンカートリッジのカートリッジ筐体に例えば２つの接点を設け、この２つの接点を筆記具筐体の操作部を操作して短絡することにより、スイッチとして機能させることが考えられる。或いは、電子ペンカートリッジに押しボタンスイッチを設け、これを筆記筐体に設けられた操作孔を介して操作することも考えられる。 国際公開第２０１７／０４３２１４号 実施の形態の電子ペン本体部の構成例を説明するための図である。実施の形態の電子ペン本体部に搭載される回路基板の構成例を説明するための図である。実施の形態の電子ペン本体部が装着されて構成される電子ペンの構成例を説明するための図である。実施の形態の電子ペンに設けられる緩衝機構部の構成例を説明するための図である。実施の形態の電子ペンの等価回路について説明するための図である。実施の形態の電子ペンの外側筐体と電子ペン本体部との位置決めのための構成部について説明するための図である。 以下、図を参照しながら、この発明による電子ペン及び電子ペン本体部の一実施の形態について説明する。なお、電子ペン及び位置検出センサの位置検出方式には、例えば、電磁誘導方式や静電容量方式などがある。電磁誘導方式（ＥＭＲ（Electro Magnetic Resonance）方式）は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのそれぞれに複数のループコイルを配設したセンサ部を位置検出装置が備える。当該センサ部の複数のループコイルに順次に電力を供給して磁界を発生させる送信期間と、電力の供給を停止し外部からの磁界を受信する受信期間とを交互に設ける。対応する電子ペンは、コイルとコンデンサとからなる共振回路を備え、当該センサ部からの磁界に応じて、当該コイルに電流が流れることにより信号を発生させ、この信号に筆圧情報を含めて位置検出センサに送信する。これを受信期間において位置検出装置が受信して、電子ペンによる指示位置と筆圧を検出する。 静電容量方式は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのそれぞれに複数の線状導体（ライン電極）を配設したセンサ部を位置検出装置が備える。当該センサ部は、指や静電ペンが近づけられることによって、線状導体に生じる静電容量（電荷）の変化に応じて指示位置を検出する。なお、静電ペンには、導電性を有するペン型の位置指示器、あるいはバッテリで駆動され、信号を送出するいわゆるアクティブ静電ペン（ＡＥＳ（Active Electrostatic）方式）がある。アクティブ静電ペンを用いるアクティブ静電結合方式の場合には、電子ペンは、電子ペンに搭載された発振回路からの信号に筆圧情報をも含めて送信し、これを位置検出装置で受信して、指示位置と筆圧を検出する。 この発明の電子ペン及び電子ペン本体部は、電磁誘導方式の電子ペンにも、また、アクティブ静電結合方式の電子ペン（アクティブ静電ペン）にも適用可能なものである。すなわち、この発明の電子ペン及び電子ペン本体部は、いわゆるサイドスイッチを設けた種々の電子ペン及び電子ペン本体部に適用可能である。以下に説明する実施の形態においては、説明を簡単にするため、電磁誘導方式の電子ペン及び電子ペン本体部に用いる場合を例にして説明する。 また、以下に説明する実施の形態の電子ペンは、例えば、市販の鉛筆やボールペンなどと外形サイズがほぼ同じで、内側が円柱状の空洞となった外側筐体に対して、カートリッジ式の電子ペン本体部を装着することにより構成される。「カートリッジ式」との文言は、機器の部品で、差し替えが自由にできるものを意味する。従って、カートリッジ式の電子ペン本体部は、例えば、ボールペンの替え芯（リフィル）と同様の外形を有し、電子ペン機能を実現する替え芯（リフィル）に相当する。以下においては、まず、カートリッジ式の電子ペン本体部について説明し、その後に当該電子ペンカートリッジが装着される外側筐体を含む電子ペンについて説明する。 ［電子ペン本体部１の構成例］ 図１は、実施の形態の電子ペン本体部１の構成例を説明するための図である。また、図２は、電子ペン本体部１に搭載される回路基板１８の構成例を説明するための図である。図１（Ａ）は、電子ペン本体部１の外観を示している。電子ペン本体部１は、筒状の本体部筐体１１ａを有する。本体部筐体１１ａは、ペン先側が先端に向かって徐々に先が細くなるテーパー形状になっている。本体部筐体１１ａのペン先側の先端部にはペン先開口部１１ＦＨが設けられており、図１（Ａ）に示すように、本体部筐体１１ａの内部に取り付けられる芯体１２のペン先部が当該ペン先開口部１１ＦＨから突出する。 本体部筐体１１ａの側面には、本体部筐体１１ａに搭載される回路基板に設けられているサイドスイッチ（押しボタンスイッチ）に対応する位置に、側面開口部１１ＳＨが設けられ、ここに押下部材としてのサイドスイッチノブ１１ｂが設けられる。サイドスイッチノブ１１ｂは、後述するサイドスイッチに作用する可動部であって、側面開口部１１ＳＨを塞ぐカバー部として機能する。従って、サイドスイッチノブ１１ｂは、側面開口部１１ＳＨが存在することにより生じる本体部筐体１１ａの脆弱となっている部分を塞ぎ（補い）、本体部筐体１１ａの強度が弱くならないようにする機能をも有する。また、本体部筐体１１ａの後端には、後述する回路基板等の部品を搭載するための後端開口部１１ＢＨが設けられている。この後端開口部１１ＢＨは、リアキャップ１１ｃにより閉じられ、電子ペン機能が搭載された電子ペン本体部１を構成する。 なお、この実施の形態の電子ペン本体部１は、図１（Ａ）に示したように、直径が例えば３．８ｍｍとされ、長手方向の全長が、例えば６５．６５ｍｍとされている。このように、電子ペン本体部１は、ボールペンの一般的な替え芯（リフィル）とほぼ同様のサイズで構成されたものである。また、芯体１２のペン先からサイドスイッチノブ１１ｂの中央までの長さが例えば３１．５４ｍｍとされている。これにより、当該電子ペン本体部１が装着されて構成された電子ペンにおいて、これを把持している使用者の手の例えば人差し指によって簡単に操作可能な位置に、いわゆるサイドスイッチを設けることが可能になる。 図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した状態の電子ペン本体部１を長手方向に半分に切断し、前側部分を取り除いた場合の断面図である。図１（Ｂ）に示すように、本体部筐体１１ａの内部のペン先側には、フロントコアキャップ１４ａとリアコアキャップ１４ｂとに挟まれたフェライトコア及びコイル部１３が設けられている。フェライトコア及びコイル部１３は、貫通孔を有する筒状のフェライトコアの両端部分を除く部分に、導電線を巻回させることにより、コイルを配設して構成したものである。 リアコアキャップ１４ｂの後段には、基板等フォルダ１７が設けられる。基板等フォルダ１７は、ペン先側に先端筒状部１７ａを備え、先端筒状部１７ａの厚みを有する底面部１７ｂの後端面より板状部１７ｃが後端側に延伸されて形成されたものである。板状部１７ｃの後端には後端底面部１７ｄが形成され、この後端底面部１７ｄの後端面の中心部分には、嵌合突起１７ｅが設けられている。なお、底面部１７ｂと後端底面部１７ｄとは、本体部筐体１１ａの内径よりもやや短い直径を有する円形平板状に形成された部分である。 フロントコアキャップ１４ａは、ペン先に向かって細くなるテーパー形状を有する筒状体であり、その先端部分と側面が、本体部筐体１１ａの内壁面に接して配置される。フロントコアキャップ１４ａには、後端側よりフェライトコア及びコイル部１３のフェライトコアの先端側が嵌め込まれる。リアコアキャップ１４ｂは、直径の異なる２つの筒状部が連結された形状の筒状体である。リアコアキャップ１４ｂは、直径が長い筒状部の側面が、本体部筐体１１ａの内壁面に接し、直径が短い筒状部が、基板等フォルダ１７の先端筒状部１７ａに対してペン先側の開口部から嵌め込まれる。また、リアコアキャップ１４ｂに対しては、ペン先側よりフェライトコア及びコイル部１３のフェライトコアの後端側が嵌め込まれる。 リアコアキャップ１４ｂの後段には、キャップ状の押し子部材１５が設けられる。この押し子部材１５には、後述もするが、芯体１２の後端部が装着され、芯体１２を本体部筐体１１内に保持するようにする。押し子部材１５の後端側には、この押し子部材１５と基板等フォルダ１７の先端筒状部１７ａの底面部１７ｂとによって挟まれるようにして、筆圧検出部１６が設けられる。筆圧検出部１６は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）センサの構成とされたものである。筆圧検出部１６は、芯体１２及び押し子部材１５によって押圧されることにより、芯体１２にかけられた筆圧を例えば静電容量の変化として検出する。なお、押し子部材１５の外側側面（外壁面）の一部の周囲には、コイルバネ１５ａが設けられており、芯体１２にかかっている筆圧が解除された場合には、コイルバネ１５ａの復帰力により、芯体１２を元の位置に押し戻す構成を備えている。 図１（Ｂ）において、基板等フォルダ１７の上面には、回路基板１８が載置されて固定される。回路基板１８上には、図２（Ａ）の回路基板１８の側面図に示すように、主要な構成部品として、サイドスイッチ１８ａ、制御ＩＣ（Integrated Circuit）１８ｂ、コンデンサ１８ｃなどの種々の回路部品が搭載されて回路部が構成されている。サイドスイッチ１８ａは、上述もしたように、押しボタンスイッチの構成とされたものである。図１（Ｂ）にも示し、図２にも示すように、回路基板１８のペン先側には、筆圧検出部１６に接続される電極１８ｄが設けられ、この電極１８ｄと回路基板１８上に形成された回路部とが、導電部１８ｅによって電気的に接続される。 更に、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回路基板１８には、サイドスイッチ１８ａの近傍であってペン先側に、厚み方向に回路基板１８を貫通する固定孔１８ｆが設けられている。当該固定孔１８ｆには、図１（Ｂ）に示したように、回路基板１８が基板等フォルダ１７の定位置に載置された場合に、基板等フォルダ１７に設けられた固定突起１７ｆが嵌合する。これにより、基板等フォルダ１７上における回路基板１８の位置を固定する。なお、図２（Ｂ）に示したように、回路基板１８の電極１８ｄと導電部１８eを除いた部分の全長は３４．２５ｍｍであり、横幅は２．６ｍｍである。 このような構成の回路基板１８が、図