特開 2024-95214 入力タッチペン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024095214

(43)【公開日】2024-07-10

(54)【発明の名称】入力タッチペン

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20240703BHJP

   G06F 3/046 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400Z

G06F3/046 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022212330

(22)【出願日】2022-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005957

【氏名又は名称】三菱鉛筆株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】阪上 正史

(57)【要約】

【課題】電磁誘導リフィルの種類を増やすことなく、生産時、経年劣化時、対象機器の変更時において、発振周波数を容易に変更可能にする。
【解決手段】入力タッチペン１０は、電磁誘導方式の位置検出装置に接触させるための接触先端２２Ａを有し、位置検出装置により送信された電磁エネルギーを反射する電磁誘導リフィル１２と、電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに装着され、電磁誘導リフィル１２が反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる発振周波数調整部材１４と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁誘導方式の位置検出装置に接触させるための接触先端を有し、前記位置検出装置により送信された電磁エネルギーを反射する電磁誘導リフィルと、
前記電磁誘導リフィルの外面に装着され、前記電磁誘導リフィルが反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる発振周波数調整部材と、
を有する入力タッチペン。

【請求項2】

前記発振周波数調整部材は、前記電磁誘導リフィルの外面に装着される保持部材に固定される請求項１に記載の入力タッチペン。

【請求項3】

前記電磁誘導リフィルは、前記電磁誘導リフィルの軸方向を長さ方向とする円筒コイルを有し、
前記電磁誘導リフィルの軸方向における前記接触先端側を前方、その反対側を後方とし、
前記接触先端から前記円筒コイルの前端までの距離をＡ、前記電磁誘導リフィルの軸方向における前記円筒コイルの長さをＢとしたときに、
前記発振周波数調整部材の前端が、前記接触先端から後方にＡ／２の位置と前記円筒コイルの後端から後方にＢ／２の位置との間に位置する請求項１又は請求項２に記載の入力タッチペン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力タッチペンに関する。

【背景技術】

【0002】

電磁誘導方式の位置検出装置に対して座標を入力するための入力タッチペンをリフィル化したものが開示されている（特許文献１～４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第ＷＯ２０１６／０３１３２９号

【特許文献2】国際公開２０２１／１１７２５０号

【特許文献3】特開２０１９－１３９７３５号公報

【特許文献4】特開２０１９－２０７６７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、リフィル化された入力タッチペンでは、トリマコンデンサ等の発振周波数調整用部材の搭載がサイズ的に困難となり、入力タッチペンの製造時に発振周波数を固定した後には発振周波数を容易に調整することが難しい。

【0005】

ところで、電磁誘導方式の座標入力装置には、発振周波数を変化させるための物理スイッチが設置されることがある。この物理スイッチを押下すると、座標入力装置にインダクタまたはコンデンサがＬＣ回路に挿入され、発振周波数を変化させる仕組みである。変化後の周波数には、座標入力装置を用いてよく使用する機能（例えば描線消去機能やアンドゥ機能）が割り当てられることが多く、ＰＣ用マウスの左右クリックを代替することもある。

【0006】

しかし、リフィル化された入力タッチペンの場合、スイッチ搭載がサイズ的に難しい点、ペン外軸との位置合わせが必要な点、コスト上昇といった要因から、物理スイッチは省かれることが多い。一方、前述の特許文献１～４においては、物理スイッチが担っていた機能を実現するためには生産時に発信周波数を調整しておく必要があるため、リフィルの種類を機能の数だけ製造することとなる。リフィルを機能の数だけ製造すると、それだけ多くの在庫を抱えることとなる。更に、生産管理の観点からもリスクがある。また、生産後に経年劣化等で周波数が変化してしまった場合や、電磁誘導方式の描画対象である位置検出装置（PCやタブレット端末）の設定を変更したいときには商品価値が失われてしまう。

【0007】

本発明は、電磁誘導リフィルの種類を増やすことなく、生産時、経年劣化時、対象機器の変更時において、発振周波数を容易に変更可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の態様に係る入力タッチペンは、電磁誘導方式の位置検出装置に接触させるための接触先端を有し、前記位置検出装置により送信された電磁エネルギーを反射する電磁誘導リフィルと、前記電磁誘導リフィルの外面に装着され、前記電磁誘導リフィルが反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる発振周波数調整部材と、を有する。

【0009】

この入力タッチペンでは、発振周波数調整部材が電磁誘導リフィルの外面に装着される。したがって、電磁誘導リフィルの種類を増やさなくても、電磁誘導リフィルに対する発振周波数調整部材の装着位置を生産時に調整することにより、電磁誘導リフィルの発振周波数を容易に変更することができる。

【0010】

第２の態様は、第１の態様に係る入力タッチペンにおいて、前記発振周波数調整部材が、前記電磁誘導リフィルの外面に装着される保持部材に固定される。

【0011】

この入力タッチペンでは、発振周波数調整部材が、電磁誘導リフィルの外面に装着される保持部材に固定されるので、発振周波数調整部材が固定された保持部材の位置を調整することで、電磁誘導リフィルの発振周波数を容易に変更することができる。

【0012】

第３の態様は、第１の態様又は第２の態様に係る入力タッチペンにおいて、前記電磁誘導リフィルが、前記電磁誘導リフィルの軸方向を長さ方向とする円筒コイルを有し、前記電磁誘導リフィルの軸方向における前記接触先端側を前方、その反対側を後方とし、前記接触先端から前記円筒コイルの前端までの距離をＡ、前記電磁誘導リフィルの軸方向における前記円筒コイルの長さをＢとしたときに、前記発振周波数調整部材の前端が、前記接触先端から後方にＡ／２の位置と前記円筒コイルの後端から後方にＢ／２の位置との間に位置する。

【0013】

この入力タッチペンでは、発振周波数調整部材の前端が、電磁誘導リフィルの接触先端から後方にＡ／２の位置と円筒コイルの後端から後方にＢ／２の位置との間に位置する。発振周波数調整部材が電磁誘導リフィルの接触先端に近すぎると、電磁誘導方式の描画対象である位置検出装置（ＰＣ、タブレット端末、携帯電話等）から得る電磁エネルギーが大きく、または小さくなり、周波数の調整が難しい。また、発振周波数調整部材が電磁誘導リフィルの接触先端から遠すぎると、電磁エネルギーの変化が発生し難くなる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、電磁誘導リフィルの種類を増やすことなく、生産時、経年劣化時、対象機器の変更時において、発振周波数を容易に変更可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（Ａ）は、第１の例に係る電磁誘導リフィルを示す断面図である。（Ｂ）は、第２の例に係る電磁誘導リフィルを示す断面図である。（Ｃ）は、第３の例に係る電磁誘導リフィルを示す断面図である。

【図2】（Ａ）は、入力タッチペンを示す正面図である。（Ｂ）は、入力タッチペンを示す右側面図である。（Ｃ）は、正面図の２Ｃ－２Ｃ矢視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一又は同様の構成要素であることを意味する。なお、以下に説明する実施形態において重複する説明及び符号については、省略する場合がある。また、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。

【0017】

図１（Ａ）において、本実施形態に係る入力タッチペン１０は、電磁誘導リフィル１２と、発振周波数調整部材１４と、を有している。発振周波数調整部材１４が装着された電磁誘導リフィル１２は、図２に示されるように、例えば軸筒４０に収容されて入力タッチペン１０として使用されるが、発振周波数調整部材１４が装着された電磁誘導リフィル１２そのものを、入力タッチペンとして使用することも可能である。

【0018】

電磁誘導リフィル１２は、電磁誘導方式の位置検出装置（図示せず）に接触させるための接触先端２２Ａを有し、位置検出装置により送信された電磁エネルギーを反射するものである。なお、電磁誘導リフィル１２の軸方向における接触先端２２Ａ側を前方、その反対側を後方とする。また、前方側を先端側、後方側を後端側と呼ぶことがある。

【0019】

電磁誘導リフィル１２は、電磁誘導リフィル１２の軸方向を長さ方向とする円筒コイル１６を有する。また、電磁誘導リフィル１２は、この円筒コイル１６とコンデンサ（図示せず）を有するＬＣ共振回路（図示せず）と、その制御素子（図示せず）とを有する。電磁誘導リフィル１２の外形は、例えば３．２ｍｍである。そして、電磁誘導リフィル１２は収容筒１８を備えており、この収容筒１８の内部に種々の部材が収容されている。収容筒１８には、ＬＣ共振回路等も収容されている。

【0020】

収容筒１８の先端側には、接触先端２２Ａが設けられている。接触先端２２Ａは、例えば樹脂製の芯体２２の先端であり、収容筒１８の先端から突出している。芯体２２における接触先端２２Ａより後方側の部分は、収容筒１８の中心部に収容されている。芯体２２の周囲には、例えば円筒形のフェライトコア２４が挿通されている。フェライトコア２４の周囲には、電磁誘導用の円筒コイル１６が配設されている。円筒コイル１６は、ＬＣ共振回路の一部を構成する。収容筒１８の後端には、電磁誘導リフィル１２を軸筒４０内のリフィル装着部２８（図２）に圧入される差込み部２６が設けられている。

【0021】

発振周波数調整部材１４は、電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに装着され、電磁誘導リフィル１２が反射する電磁エネルギーの周波数を変化させる部材である。

【0022】

発振周波数調整部材１４として、電磁波を吸収する軟磁性体や、電磁波シールドとして機能する素材が挙げられる。軟磁性体としては、例えばソフトフェライト、鉄、けい素鉄、パーマロイ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ、パーメンジュール、電磁ステンレス、アモルファス、ナノ結晶が挙げられる。軟磁性体は、コイルからの漏れ磁束を減じることでコイルの見かけの透磁率を上昇させて、インダクタンスの値を増加させる。透磁率が上昇すると、共振周波数が増加する。

【0023】

電磁波シールドとして機能する素材としては、吸収損失優位（高周波に効果的）なものと、反射損失優位（低周波に効果的）なものがある。吸収損失優位なものとして、例えば鉄、フェライトが挙げられる。これらは軟磁性体であると共に誘導電流も大きく、シールドとしても有効である。反射損失優位なものとして、例えば銀、銅、金、アルミニウム、ニッケルが挙げられる。電磁波シールドで円筒コイル１６の一部または全部を覆うことで、円筒コイル１６が受け取る電磁エネルギーが減少する。また、更に、ＬＣ共振回路（電磁誘導回路）が反射する電磁エネルギーも電磁シールドで減じられるため、円筒コイル１６の見かけの透磁率が減少する。透磁率が減少すると、共振周波数が減少する。

【0024】

本実施形態では、発振周波数調整部材１４は、薄膜状に形成されている。図１（Ａ）に示される第１の例では、発振周波数調整部材１４が、電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに装着される保持部材３２に固定されている。図１（Ｂ）に示される第２の例では、発振周波数調整部材１４が電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに直接装着されている。図１（Ｃ）に示される第３の例では、発振周波数調整部材１４が、電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに装着される保持部材３４に固定されている。保持部材３２は、例えばゴムや樹脂を環状に構成したものである。また、保持部材３４は、例えばゴムや樹脂を円筒状（管状）に構成したものである。保持部材３２，３４は、電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに、例えば自身の弾性力により保持され、又は接着により固定されている。所望の発振周波数が得られるように、電磁誘導リフィル１２の生産時に発振周波数調整部材１４の位置を調整することができる。

【0025】

電磁誘導リフィル１２の軸方向における発振周波数調整部材１４の長さは、任意に変更することができる。保持部材３２，３４を用いる場合には、電磁誘導リフィル１２の長さは、保持部材３２，３４の長さ以下に設定される。

【0026】

ここで、図１（Ｃ）において、接触先端２２Ａから円筒コイル１６の前端までの距離をＡ、電磁誘導リフィル１２の軸方向における円筒コイル１６の長さをＢ、接触先端２２Ａから発振周波数調整部材１４の前端１４Ａまでの距離をＣとする。距離Ｃは、例えば１２ｍｍである。

【0027】

また、発振周波数調整部材１４の前端１４Ａは、接触先端２２Ａから後方にＡ／２の位置と円筒コイル１６の後端から後方にＢ／２の位置との間に位置していてもよい（［１］の範囲）。また、発振周波数調整部材１４の前端１４Ａは、円筒コイル１６の前端の位置と円筒コイル１６の後端から後方にＢ／２の位置との間に位置していてもよい（［２］の範囲）。更に、発振周波数調整部材１４の前端１４Ａは、円筒コイル１６の前端から後方にＡ／２の位置と円筒コイル１６の後端から後方にＢ／２の位置との間に位置していてもよい（［３］の範囲）。

【0028】

発振周波数調整部材１４が電磁誘導リフィル１２の接触先端２２Ａに近すぎると、電磁誘導方式の描画対象である位置検出装置（ＰＣ、タブレット端末、携帯電話等）から得る電磁エネルギーが大きく、または小さくなり、周波数の調整が難しい。また、発振周波数調整部材１４が電磁誘導リフィル１２の接触先端２２Ａから遠すぎると、電磁エネルギーの変化が発生し難くなる。

【0029】

図２に示される例では、入力タッチペン１０は、軸筒４０内に、発振周波数調整部材１４が装着された電磁誘導リフィル１２を収容して構成されている。軸筒４０は、先軸４２と後軸４４とが互いに螺合されて形成される。そして、先軸４２の先端には、電磁誘導リフィル１２の接触先端２２Ａが露出する先端開口４３が形成されている。

【0030】

後軸４４の後端側の表面には、軸方向に沿った長孔である摺動溝４４Ａが例えば合計２本形成されている。摺動溝４４Ａからは、ノック機構３０の構成部材であって、他のリフィル４６を操作するための計２本のノック棒３６のノック突起３８が露出している。また、後軸４４の後端側には、電磁誘導リフィル１２の後端に装着される棒部材６４と一体に形成されたクリップ６６が露出可能な長さに開口された露出孔４４Ｂが形成されている。

【0031】

そして、ノック棒３６は、対応する摺動溝４４Ａに沿って軸方向に移動可能とされている。具体的には、使用者によるノック操作に基づいて、そのノック棒３６が対応する摺動溝４４Ａに沿って軸方向に移動する。これにより、リフィル４６の出し入れが可能となっている。つまり、ノック棒３６を対応する摺動溝４４Ａに沿って軸方向に移動させることで、リフィル４６が進退する。

【0032】

ノック棒３６は、上記のノック突起３８に加え、ノック棒３６の先端部分である接続突起３５と、接続突起３５よりも後端側の部分であって、後述するノックスプリング３９の後端を支持するスプリング支持端３７と、を備えている。

【0033】

電磁誘導リフィル１２に装着された棒部材６４は、上記のクリップ６６に加え、棒部材６４の先端部分である接続部６５と、接続部６５よりも後端側の部分であって、ノックスプリング６９の後端を支持するスプリング支持端６７と、を備えている。

【0034】

棒部材６４の接続部６５は、筒体５０の後端に圧入されている。筒体５０の前端には、電磁誘導リフィル１２における差込み部２６が圧入されている。

【0035】

ノックスプリング３９は、ノック棒３６を後端側に付勢している。ノックスプリング６９は、棒部材６４を後端側に付勢している。

【0036】

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る入力タッチペン１０では、発振周波数調整部材１４が電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに装着される。具体的には、図１（Ａ）に示される第１の例では、発振周波数調整部材１４が、電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに装着される保持部材３２に固定される。図１（Ｂ）に示される第２の例では、発振周波数調整部材１４が電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに直接装着される。図１（Ｃ）に示される第３の例では、発振周波数調整部材１４が、電磁誘導リフィル１２の外面１２Ａに装着される保持部材３４に固定される。

【0037】

したがって、電磁誘導リフィル１２の種類を増やさなくても、電磁誘導リフィル１２に対する発振周波数調整部材１４の装着位置を生産時に調整することにより、電磁誘導リフィル１２の発振周波数を容易に変更することができる。第１の例及び第３の例では、発振周波数調整部材１４が固定された保持部材３２，３４の位置を調整することで、電磁誘導リフィル１２の発振周波数を容易に変更することができる。発振周波数の設定により、電磁誘導リフィル１２を筆記用に設定したり、消去用に設定したりすることも可能である。

【0038】

図１（Ｃ）において、発振周波数調整部材１４の前端１４Ａが、電磁誘導リフィル１２の接触先端２２Ａから後方にＡ／２の位置と円筒コイル１６の後端から後方にＢ／２の位置との間に位置している。

【0039】

発振周波数調整部材１４が電磁誘導リフィル１２の接触先端２２Ａに近すぎると、電磁誘導方式の描画対象（ＰＣ、タブレット端末、携帯電話等）から得る電磁エネルギーが大きく、または小さくなり、周波数の調整が難しい。また、発振周波数調整部材１４が電磁誘導リフィル１２の接触先端２２Ａから遠すぎると、電磁エネルギーの変化が発生し難くなる。

【0040】

このように、本実施形態によれば、電磁誘導リフィル１２の種類を増やすことなく、生産時、経年劣化時、対象機器の変更時において、発振周波数を容易に変更可能にすることができる。

【0041】

なお、図２において、電磁誘導リフィル１２を軸筒４０に収容して入力タッチペン１０として用いる場合、クリップ６６の操作により、電磁誘導リフィル１２の接触先端２２Ａを先端開口４３から出し入れすることができる。接触先端２２Ａを先端開口４３から突出させることで、電磁誘導方式の位置検出装置に対する入力装置（入力ペン、タッチペン）として利用可能である。電磁誘導リフィル１２は軸筒４０に対して着脱可能に固定されているため、接触先端２２Ａが摩耗したり、内蔵する電子機器類が故障したりした際には、容易に新品と交換することができる。また、電磁誘導リフィル１２に対して軸筒４０を好みのものに交換することも可能である。

【0042】

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0043】

１０ 入力タッチペン １２ 電磁誘導リフィル
１２Ａ 外面 １４ 発振周波数調整部材
１４Ａ 前端 １６ 円筒コイル
１８ 収容筒 ２２ 芯体
２２Ａ 接触先端 ２４ フェライトコア
２６ 差込み部 ２８ リフィル装着部
３０ ノック機構 ３２ 保持部材
３４ 保持部材 ３５ 接続突起
３６ ノック棒 ３７ スプリング支持端
３８ ノック突起 ３９ ノックスプリング
４０ 軸筒 ４２ 先軸
４３ 先端開口 ４４ 後軸
４４Ａ 摺動溝 ４６ リフィル
５０ 筒体 ６４ 棒部材
６５ 接続部 ６６ クリップ
６７ スプリング支持端 ６９ ノックスプリング

【図1】

【図2】