JPS60164831A - 入力装置用ペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、座標入力装置、ディジタイザなどのコンピュ
ータ入力装置に使用する入力装置用ペンに関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点 近年コンピュータの入力端末装置として、文字、図形な
どをペンで描き、ペン位置を入力盤面上の座標として読
み込む座標入力装置がよく使われでいる。このような座
標入力装置には、加圧導電ゴ２　〜゛ ムシートを用いた場合のように座標検出自体に盤面への
ペン先の接触あるいはさらに加圧といった積極的操作を
期待するものと、電磁結合を用いた場合のように積極的
入力操作と独立して座標検出を行なうものと二種□類の
方法がある。

図形情報をデータベース化してこれを再現して編集する
場合などでは、仮想空間上の所望の座標をカーソル掃査
でめる等の、入力操作を伴なわない座標検出が不可欠で
あり、汎用性の高い座標入力装置を実現するためには、
前記二種の方式のうち後者、つまり入力操作と独立して
座標検出を行うものでなければ潜らない。このような方
式を用いた場合、入力装置用のペンに入力操作の有無を
検出するスイッチ機構が当然必要となってくる。

この場合゛、単にメ風ユニシート上をディジタイズする
等の点入力のみならば、ペンの盤面接触部をマイクロス
イッチ等の機構スイッチと連動させることで用は足りる
が、オンライン手書き文字認識や、図形のトレース等、
連続的座標検出を行なおうとするとき、スイッチ機構部
にストローク、及３・し゛ びクリック感があると、非常に扱いにりく、かつ、線の
とぎれ等による誤入力を生じやすい。こ、れはスイッチ
機構部が接点式であり、本質的にストローク検出である
かぎシ、不可避的問題である。

そこで、特にオンライン手書き文字認識機能を備えた装
置用のペンにおいて、加圧導電性ゴムや圧電振動子等の
感圧素子を用いたスイッチ機構を採用することが提案さ
れている。このような方式を用いて操作性にすぐれたペ
ンを実現するためには、ペン先にガタッキが生じないよ
うに感圧素子と押圧子は、常にスイッチング荷重以下の
圧力で接触状態にある必要がある。従来はそのために調
整用のネジを設け、これを回し込むといった方式％式％ 以下皐の従来例について、感圧素子として加圧導電性ゴ
ムを用いた場合を例にとって、図面を参照しながら説明
する・ 第１図は、従来の入力装置用ペンの要部の断面図である
。同図において、１は入力操作時に入力盤面に接しめら
れ、後：述の加圧導電性ゴムに盤面からの圧力を印加す
る押圧子ともなるペン軸部、２は無負荷時には絶縁性を
示し、ある一定値以上の圧力を印加されたときに導電性
を示す加圧導電性ゴム、３はくし目状電極を有する円形
プリント基板であり、スルホールによって裏面に電極端
子を設けている。４はくし目状電極３と加圧導電性ゴム
２との圧接状態を調整するための調整用ネジ、５はペン
本体のケースである。

以上の構成において、入力操作に伴って、ペン軸１に圧
力が加えられ、加圧導電性ゴム２に加えられる応力があ
る一定値を超えると、加圧導電性ゴムは導通状態となり
、くし０電極間は短終し、スイッチが閉じたことになる
。この場合、良好な入力操作性を実現するためには、ペ
ン軸１とケース５の間にガタッキがあってはならない。

そのために調整用ネジ４を回し込んで初期調整を行うわ
けであるが、前記構成部品のうち弾性を有するのは加圧
導電性ゴムだけであるので、そのガタッキのマージン、
つまシガタツキが生じないための最小押込量と、加圧導
電性ゴムが導通状態にならな６ペブ いための最大押込量の差は加圧導電性ゴムの弾性歪にの
み依存する。このとき、加圧導電性ゴムのスイッチング
のだめの圧縮歪率は高々数パーセントであり、実質数十
ミクロンの範囲でこの調整を行なわなければならず、非
常に困難である。また初期調整後も熱膨張、外部衝撃に
よるズレ等により導通状態から復帰しないという事故即
ちスイッチング機能を喪失するという危険も大きい。こ
れはもともとマイクロスイッチ等に存するストロークを
排するために用いている感圧素子に、寸法的マージンを
期待するという根本的な矛盾によって生ずるものであシ
、例えば、理想的感圧素子、即ち加圧によって圧縮歪を
全く生じ々いよすなものを使用した場合、この方式では
、初期調整自体が原理的に不可能になる。

発明の目的 本発明の目的は、スイッチングにストロークのない、通
常の筆記具と同等の良好な操作性を有する入力装置用ペ
ンを構成する際の、上記のような調整の困難とスイッチ
ング機能喪失の危険を排して、簡易に、かつ信頼高く、
これを実現することを可能にすることにある。

発明の構成 本発明の入力装置用ペンは、入力盤面に押しあてられる
ペン軸部と、このペン軸部、あるいはこれと連動する部
品を押圧子とする感圧機構部と、前記押圧子と前記感、
圧機構部との間に一定の圧接状態を入力盤面方向から与
える弾性機構部とを備えることを特徴とした入力装置用
ペンであり、押圧子と感圧機構部との圧接状態を、微妙
な調、整なしに良好に保つことを可能にし、ストローク
がない良好な操作性と高い信頼性を実現するものである
。

実施例の説明 以下本発明の実施例について、感圧素子として加圧導電
性ゴムを用いた場合を例にとって、図面を参照しながら
説明する。

第２図は、本発明の入力装置用ペンのスイッチ機構部の
断面図である。第２図において、１，２゜３は第１図と
同様に、それぞれペン軸、加圧導電性ゴム、くし目電極
を有するスルホール円形プリント基板、６はこれらの圧
接状態に一定のバイアスを与えるだめのバネであり、７
，８はそれらを保持するケースである。

以上の構成において、バネ６の弾性力ＦＡ（弾性率に×
縮み長α）がペン軸の自重を支えるのに充分になるよう
に、バネ自体、及び他の部品の寸法を設計してやればペ
ン先にガタッキの生ずることはない。また、入力操作の
検出筆圧をＦＢに設定するには、加圧導電性ゴムの荷重
感度Ｆ。をＦｏ＝ＦＡ＋ＦＢ　に設定すればよい。この
加圧導電性ゴムの荷重感度設定は、材質によってゴム自
体の圧力感度を変える方法と、押圧子の面積、形状によ
り、荷重に対するゴムへの負荷圧を変える方法とを組合
わせることにより、実用上任意に設定可能で、バネの設
計の自由度とともに、ペンの筆圧感度設定に大きなフレ
キシビリティをもたらす。

以上のような設定において、ケース７．８及び上記部品
のわずかな寸法誤差はバネ６が吸収し、上記部品の圧接
状態にほとんど影響せず、従って、従来例におけるよう
な微妙な調整は全く必要がなく、また、初期設定後に熱
膨張や外部衝撃などによりわずかに寸法ズレが生じても
、感度に対する影響はその微小量に弾性率を乗じた値の
みにとどまり、予想される変化量に対し、バネ６の初期
縮み量を充分大きくすることで無視し得るものであり、
増してや、それ故にペンがスイッチング機能を喪失する
ようなことは有り得ない。

なお、本実施例において、感圧素子として加圧導電性ゴ
ムを用いたが、本発明はこれに何ら規定されるものでは
なく、これは機械的な力を電気特性に変換し得るもので
あれば原理的に使用可能であり、例えば圧電振動子を用
いてこれを弾性体で挾持し、筆圧印加によってその振動
を吸収させ、その共振特性を変化させてこれを検出する
ことで一定値以上の筆圧を検知することも可能なことを
確認法である。

まだ、弾性機構としてはバネを使用しているが、これも
所望の弾性定数と弾性限界を備えたものであれば、使用
可能である。

９゛で一′ 発明の効果 本発明の入力装置用ペンは、弾性機構によって寸法誤差
を吸収して、感圧機構部と押圧子との圧接状態に一定の
バイアスを与えるように構成しているので、微妙な調整
なしに、良好な圧接状態、つまり、ペン先にガタッキな
くスイッチの開いた状態を保つことができ、また、熱膨
張や、衝撃によるズレも、弾性機構部で吸収してスイッ
チの動作条件に影響を与えず、操作性の高い入力装置用
ペンを、より簡易に、より信・頼性高く実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の入力装置用ペンの要部断面図、第２図は
本発明の入力装置用ペンの一実施例の要部断面図である
。 １・・・・・・ペン軸、２・・・・・・加圧導電性ゴム
、３・・・・・・円形プリント基板、４・・・・・・調
整用ネジ、６・・・・・・ペン本体ケース、６・・・・
・・バネ、７，８・・・・・・ペン本体ケース。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
ｒＩＡ 第２ｙＡ ／−−＼−−ノ ２ θ 汐

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力盤面に押しあてられるペン軸部と、このペン軸部、
   あるいはこれと連動する部品を押圧子とする感圧機構部
   と、前記押圧子と感圧機構部との間に、常に一定の圧接
   状態を入力盤面方向から与える弾性機構部とを備えたこ
   とを特徴とする入力装置用ペン。