JP2014081890A - スタイラスペンおよび情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】より容易に小さい文字を書くことができる電子デバイス用入力ペンを提供する。
【解決手段】タブレット入力装置における入力用ペンであるスタイラスペンにおいて、このスタイラスペンのペン先を、高摩擦素材で球形の一部に形成し、かつ、このペン先の前記タブレット入力装置への接地点を明確にする構造を備えたスタイラスペン。また、タブレット面と、このタブレット面への入力用ペンであるスタイラスペンとを備えた情報機器において、このスタイラスペンのペン先は、高摩擦素材で球形の一部に形成され、かつ、このペン先の前記タブレット面への接地点を明確にする構造を備えた情報機器。
【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、電子デバイス用入力ペンであるスタイラスペンおよびこのスタイラスペンを備えた情報機器に関する。

例えばタブレット入力装置における入力用デバイスとなるスタイラスペンに関して、ペン芯が太い場合、ボールペンで筆記するような小さい文字が書きにくいという課題がある。

特開平５−１９７４８７号公報

本発明の実施の形態は、より容易に小さい文字を書くことができる電子デバイス用入力ペンを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態によればスタイラスペンは、タブレット入力装置における入力用ペンであるスタイラスペンにおいて、このスタイラスペンのペン先を、高摩擦素材で球形の一部に形成し、かつ、このペン先の前記タブレット入力装置への接地点を明確にする構造を備える。

実施形態の電子機器の外観の一例を示す斜視図。 実施形態の電子機器のシステム構成を示すブロック図。 （実施例１）のペン芯形状を示す断面図。 （実施例２）のペン芯形状を示す断面図。 （実施例３）のペン芯形状を示す断面図。 （実施例４）のペン芯形状を示す断面図。 （実施例５）のペン芯形状を示す断面図。 （実施例６）のペン芯形状を示す断面図。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、情報機器の一実施形態である電子機器の外観を示す斜視図である。この電子機器は、例えば、ペンまたは指によって手書き入力可能なペン・ベースの携帯型電子機器である。この電子機器は、タブレットコンピュータ、ノートブック型パーソナルコンピュータ、スマートフォン、ＰＤＡ等として実現され得る。以下では、この電子機器がタブレットコンピュータ１０として実現されている場合を想定する。タブレットコンピュータ１０は、タブレットまたはストレートコンピュータとも称される携帯型電子機器であり、図１に示すように、本体１１とタッチスクリーンディスプレイ１７とを備える。タッチスクリーンディスプレイ１７は、本体１１の上面に重ね合わせるように取り付けられている。

本体１１は、薄い箱形の筐体を有している。タッチスクリーンディスプレイ１７には、フラットパネルディスプレイと、フラットパネルディスプレイの画面上のペンまたは指の接触位置を検出するように構成されたセンサとが組み込まれている。フラットパネルディスプレイは、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）であってもよい。センサとしては、例えば、静電容量方式のタッチパネル、電磁誘導方式のデジタイザなどを使用することができる。以下では、デジタイザとタッチパネルの２種類のセンサの双方がタッチスクリーンディスプレイ１７に組み込まれている場合を想定する。

デジタイザおよびタッチパネルタッチの各々は、フラットパネルディスプレイの画面を覆うように設けられる。このタッチスクリーンディスプレイ１７は、指を使用した画面に対するタッチ操作のみならず、ペン１００を使用した画面に対するタッチ操作も検出することができる。ペン１００は例えば電磁誘導ペンであってもよい。ユーザは、外部オブジェクト（ペン１００又は指）を使用してタッチスクリーンディスプレイ１７上で手書き入力操作を行うことができる。手書き入力操作中においては、画面上の外部オブジェクト（ペン１００又は指）の動きの軌跡、つまり手書き入力操作によって手書きされるストロークの軌跡（筆跡）がリアルタイムに描画され、これによって各ストロークの軌跡が画面上に表示される。外部オブジェクトが画面に接触されている間の外部オブジェクトの動きの軌跡が１ストロークに相当する。手書きされた文字または図形などに対応する多数のストロークの集合、つまり多数の軌跡（筆跡）の集合が手書き文書を構成する。

本実施形態では、この手書き文書は、イメージデータではなく、各ストロークの軌跡の座標列とストローク間の順序関係を示す時系列情報として記憶媒体に保存される。この時系列情報は、概して、複数のストロークにそれぞれ対応する時系列のストロークデータの集合を意味する。各ストロークデータは、ある一つのストロークに対応し、このストロークの軌跡上の点それぞれに対応する座標データ系列（時系列座標）を含む。これらストロークデータの並びの順序は、ストロークそれぞれが手書きされた順序つまり筆順に相当する。

タブレットコンピュータ１０は、記憶媒体から既存の任意の時系列情報を読み出し、この時系列情報に対応する手書き文書、つまりこの時系列情報によって示される複数のストロークそれぞれに対応する軌跡を画面上に表示することができる。さらに、タブレットコンピュータ１０は編集機能を有している。この編集機能は、「消しゴム」ツール、範囲指定ツール、および他の各種ツール等を用いたユーザによる編集操作に応じて、表示中の手書き文書内の任意のストロークまたは任意の手書き文字等を削除または移動することができる。さらに、この編集機能は、幾つかの手書き操作の履歴を取り消す機能も含んでいる。

本実施形態では、時系列情報（手書き文書）は、１つまたは複数のページとして管理されうる。この場合、時系列情報（手書き文書）を１つの画面に収まる面積単位で区切ることによって、１つの画面に収まる時系列情報のまとまりを１つのページとして記録してもよい。あるいは、ページのサイズを可変できるようにしてもよい。この場合、ページのサイズは１つの画面のサイズよりも大きい面積に広げることができるので、画面のサイズよりも大きな面積の手書き文書を一つのページとして扱うことができる。１つのページ全体をディスプレイに同時に表示できない場合は、そのページを縮小するようにしてもよいし、縦横スクロールによってページ内の表示対象部分を移動するようにしてもよい。

図２は、タブレットコンピュータ１０のシステム構成を示す図である。
タブレットコンピュータ１０は、図２に示されるように、ＣＰＵ１０１、システムコントローラ１０２、主メモリ１０３、グラフィクスコントローラ１０５、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０５、不揮発性メモリ１０６、無線通信デバイス１０７、エンベデッドコントローラ（ＥＣ）１０８等を備える。

ＣＰＵ１０１は、タブレットコンピュータ１０内の各種モジュールの動作を制御するプロセッサである。ＣＰＵ１０１は、ストレージデバイスである不揮発性メモリ１０６から主メモリ１０３にロードされる各種ソフトウェアを実行する。これらソフトウェアには、オペレーティングシステム（ＯＳ）２０１、および各種アプリケーションプログラムが含まれている。アプリケーションプログラムには、デジタルノートブックアプリケーションプログラム２０２が含まれている。このデジタルノートブックアプリケーションプログラム２０２は、上述の手書き文書を作成および表示する機能、手書き文書を編集する機能、および文字・図表認識機能等を有している。

また、ＣＰＵ１０１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０５に格納された基本入出力システム（ＢＩＯＳ）も実行する。ＢＩＯＳは、ハードウェア制御のためのプログラムである。

システムコントローラ１０２は、ＣＰＵ１０１のローカルバスと各種コンポーネントとの間を接続するデバイスである。システムコントローラ１０２には、主メモリ１０３をアクセス制御するメモリコントローラも内蔵されている。また、システムコントローラ１０２は、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳ規格のシリアルバスなどを介してグラフィクスコントローラ１０４との通信を実行する機能も有している。

グラフィクスコントローラ１０４は、本タブレットコンピュータ１０のディスプレイモニタとして使用されるＬＣＤ１７Ａを制御する表示コントローラである。このグラフィクスコントローラ１０４によって生成される表示信号はＬＣＤ１７Ａに送られる。ＬＣＤ１７Ａは、表示信号に基づいて画面イメージを表示する。このＬＣＤ１７Ａ上にはタッチパネル１７Ｂおよびデジタイザ１７Ｃが配置されている。タッチパネル１７Ｂは、ＬＣＤ１７Ａの画面上で入力を行うための静電容量式のポインティングデバイスである。指が接触される画面上の接触位置および接触位置の動き等はタッチパネル１７Ｂによって検出される。デジタイザ１７ＣはＬＣＤ１７Ａの画面上で入力を行うための電磁誘導式のポインティングデバイスである。ペン１００が接触される画面上のペン１００の位置（座標）およびペン１００の位置の動き等はデジタイザ１７Ｃによって検出される。デジタイザ１７Ｃは、画面上のペン１００の位置を示す座標を出力する。

無線通信デバイス１０７は、無線ＬＡＮまたは３Ｇ移動通信などの無線通信を実行するように構成されたデバイスである。ＥＣ１０８は、電力管理のためのエンベデッドコントローラを含むワンチップマイクロコンピュータである。ＥＣ１０８は、ユーザによるパワーボタンの操作に応じて本タブレットコンピュータ１０を電源オンまたは電源オフする機能を有している。

さて背景として本実施形態は、電子デバイス入力用のスタイラスペンに関するものである。スタイラスペンは、タブレットやノートPCなどのデバイスに入力するペンであり、画面上にペンで記述するため、ペン芯素材には、画面に傷をつけないように侵襲性を考慮したものや、筆記の際に生じる擦り減らしに対し耐久性があるものが用いられる。

現行市販されているものの多くはポリアセタール（ＰＯＭ）が用いられている。この場合、ユーザが筆記を行う際に、滑るため書きにくく感じることがある。摩擦抵抗の測定結果からも、スタイラスペンの筆記により得られる摩擦抵抗値は、従来の紙とペンを用いた筆記より大幅に小さい値となることが分かっている。

このため、抵抗値を上げ、紙同等の書き心地へと改善するため、ペン芯素材に高摩擦係数素材が用いることが検討されている。高摩擦素材を用いる場合、ＰＯＭなどのプラスチック素材と比較して、耐久性などの理由によりペン先が大きくなる。大きいペン先をスタイラスペンに用いることは、ディスプレイ上に筆記する際、小さい文字を書きにくくなり、紙上筆記感覚を損なう可能性が十分にある。

本実施形態では、ペン先形状が大きくなるような高摩擦係数素材を用いたとしても、視界を遮らないような特殊形状や、接点が分かり易いようにマーカーをペン芯に用意することで、小さい文字の筆記が容易となる。

本実施形態における、スタイラスペン用ペン芯に使用する高摩擦係数素材としては、熱可塑性エラストマーや摩擦抵抗値の高い樹脂が挙げられる。熱可塑性エラストマーは、具体的には、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＰＳ）、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴムなどが挙げられる。これらの熱可塑性エラストマーは、夫々単独で、又は２種以上混合して用いることができる。また、樹脂と混ぜて用いても良い。

ペン芯素材としては、高摩擦に加え、摩耗に対する耐久性も求められる。スタイラスペンへのペン芯の取り付けは、固定でもよいし、取り換え可能なリフィルタイプでもよい。また、スタイラスペンを使用するデバイスは、タブレット、電子書籍など様々なものに対応する。

（実施例１）
本実施形態の第１の実施例のスタイラスペン（ペン１００、以下の例も同様）を、図３により説明する。図３は、本実施形態の第１の実施例のスタイラスペンのペン先の断面図を示す。図３（ａ）は、ペンを垂直に立てた場合の根本（上面）の方向から見た断面形状であり回転対称な円形をしている。図３（ｂ）は、ペンを垂直に立てた場合の側面の方向から見た断面形状であり線対称な形をしている。図３（ｃ）は、図３（ｂ）の丸囲いをした辺りの拡大説明図である。

図３（ｂ）に示すように、ペン芯は、球形の先端部３ａと、軸となる円錐部３ｂとが、球形直径よりも短い地点で接続されている。いわばこの地点にくびれがありこれにより、標準芯と比較して、図３（ｃ）のペン芯が画面を隠す部分３ｃが減るため、通常よりも小さい字を書きやすくなる。なお上記回転対称な円形でなく例えば多角形の断面を備えていてもよい。また先端部に対し軸は、芯ホルダーの構造を有して両者は容易に分離可能に構成してもよい。

（実施例２）
本実施形態の第２の実施例のスタイラスペンを、図４により説明する。図４は、本実施形態の第２の実施例のスタイラスペンのペン先の断面図を示す。図４に示すように、ペン芯の先端を高摩擦素材で形成し、ペン芯軸部をプラスチックなどの透明素材で形成する。ペン芯軸部にはランドマーク（接地点を示すための目印）が記されている。ここでは図４（ａ）、図４（ｂ）と２種類のランドマーク形状４ａ、４ｂを示しているが、これ以外の形状であっても良い。このランドマークにより、ディスプレイ上で記述される地点を分かり易くし、小さい文字が書きやすくなる。

（実施例３）
本実施形態の第３の実施例のスタイラスペンを、図５により説明する。図５は、本実施形態の第３の実施例のスタイラスペンのペン先の断面図を示す。図５に示すように、ペン芯の先端を高摩擦素材で形成し、ペン芯軸部をプラスチックなどの透明素材で形成する。ペン芯先端部は、使用の耐久性を考慮し、図４よりもペン軸部から剥離しないような構造（高摩擦素材のペン芯軸部への入り込み）をとる。また、図４と同様に、ペン芯軸部にはランドマーク５ａ、５ｂが記されている。ランドマーク形状はこれ以外の形状であっても良い。このランドマークにより、ディスプレイ上で記述される地点を分かり易くし、小さい文字が書きやすくなる。

（実施例４）
本実施形態の第４の実施例のスタイラスペンを、図６により説明する。図６は、本実施形態の第４の実施例のスタイラスペンのペン先の断面図を示す。図６に示すように、ペン芯の先端を透明または半透明な高摩擦素材で形成し、ペン芯軸部をプラスチックなどの素材で形成する。ペン芯先端部は、使用の耐久性を考慮し、図４よりもペン軸部から剥離しないような構造（ペン芯軸部の高摩擦素材部分への入り込み）をとる。また、図４と同様に、ペン芯軸部にはランドマーク６ａ、６ｂが記されている。ランドマーク形状はこれ以外の形状であっても良い。このランドマークにより、ディスプレイ上で記述される地点を分かり易くし、小さい文字が書きやすくなる。

（実施例５）
本実施形態の第５の実施例のスタイラスペンを、図７により説明する。図７は、本実施形態の第５の実施例のスタイラスペンのペン先の断面図を示す。図７に示すように、ペン芯の先端を透明または半透明な高摩擦プラスチック素材で形成し、ペン芯軸部も同様にプラスチック素材で形成する。ペン芯先端部は、使用の耐久性を考慮し、円盤状の部分７ａを設けて図４よりもペン軸部から剥離しないような構造をとる。また、ペン芯前端部にはランドマーク７ｂが記されている。ランドマーク形状はこれ以外の形状であっても良い。このランドマークにより、ディスプレイ上で記述される地点を分かり易くし、小さい文字が書きやすくなる。

（実施例６）
本実施形態の第６の実施例のスタイラスペンを、図８により説明する。図８は、本実施形態の第６の実施例のスタイラスペンのペン先の断面図を示す。図８に示すように、本実施例では、スタイラスペン内部に光源を内蔵し、プラスチックなどの透明素材で形成したペン芯軸部に光線を投影し、これをランドマーク８ａとする。ペン芯軸部または軸部と先端部の双方は、光線が発散することなく伝わる必要があるため、光ファイバなどの素材を光路に用いることが望ましい。このランドマークにより、ディスプレイ上で記述される地点を分かり易くし、小さい文字が書きやすくなる。

従来技術では、高摩擦係数素材を利用しており、素材によっては耐久性などの理由により、ペン先が大きくなる。大きいペン先をスタイラスペンに用いることは、ディスプレイ上に筆記する際、小さい文字を書きにくくなり、紙上筆記感覚を損なう可能性が十分にある。この課題に対し、ペン芯の一部を削ることや、ペン芯の中心を示すマーカーを付加することで、ペン芯の接地点を明確にし、ボールペン同等な小さい文字の筆記を可能とした。

＜実施形態のポイント＞
（１）．タブレット入力装置における入力用ペンであるスタイラスペンにおいて、スタイラスペンのペン芯が高摩擦素材で形成され、前記ペン芯が入力する点を明確に示すことを特徴とするスタイラスペン用ペン芯。

（２）．上記ペン芯は、球形の先端部と、軸となる円錐部とが接続されていることを特徴とするスタイラスペン用ペン芯。
（３）．上記ペン芯の内部に、中心を示す軸が記されていることを特徴とするスタイラスペン用ペン芯。
（４）．上記ペン芯内部に、光源を有し、前記光源からの発せられる光が入力デバイスの入力点を示すことを特徴とするスタイラスペン用ペン芯。
以上本実施形態では、ペン先形状が大きくなるような高摩擦係数素材を用いたとしても、視界を遮らないような特殊形状や、接点が分かり易いようにマーカーをペン芯に用意することで、小さい文字の筆記が容易となる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係わる構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

１０…タブレットコンピュータ、１７…タッチスクリーンディスプレイ、１７Ａ…ＬＣＤ、１７Ｂ…タッチパネル、１７Ｃ…デジタイザ、１００…ペン、１０１…ＣＰＵ、１０３…主メモリ、１０４…グラフィクスコントローラ、１０６…不揮発性メモリ、２０１…オペレーティングシステム、２０２…デジタルノートブックアプリケーションプログラム。

Claims (5)

1. タブレット入力装置における入力用ペンであるスタイラスペンにおいて、
   このスタイラスペンのペン先を、高摩擦素材で球形の一部に形成し、かつ、このペン先の前記タブレット入力装置への接地点を明確にする構造を備えたスタイラスペン。
2. 前記構造は、前記球形の一部が前記ペン先とは反対側で前記スタイラスペンの軸部分に接続する部位におけるくびれである請求項１に記載のスタイラスペン。
3. 前記構造は、前記球形の一部が前記ペン先とは反対側で前記スタイラスペンの軸部分に接続する部位または前記ペン先における中心を示すランドマークである請求項１に記載のスタイラスペン。
4. 更に光源を備え、前記構造は、この光源から発せられる光が前記接地点を示すものである請求項１に記載のスタイラスペン。
5. タブレット面と、このタブレット面への入力用ペンであるスタイラスペンとを備えた情報機器において、
   このスタイラスペンのペン先は、高摩擦素材で球形の一部に形成され、かつ、このペン先の前記タブレット面への接地点を明確にする構造を備えた情報機器。

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