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(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】P2024097454
(43)【公開日】2024-07-19
(54)【発明の名称】電子ペン
(51)【国際特許分類】
G06F 3/038 20130101AFI20240711BHJP
G06F 3/03 20060101ALI20240711BHJP
G06F 3/0354 20130101ALI20240711BHJP
【ＦＩ】
G06F3/038 320
G06F3/03 400F
G06F3/0354 445
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023000912
(22)【出願日】2023-01-06
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】武田 高司
【テーマコード（参考）】
5B087
【Ｆターム（参考）】
5B087AA02
5B087AC02
5B087BC03
5B087BC32
5B087DD02
(57)【要約】
【課題】非入力状態であっても媒体の非接触面に対する電子ペンの移動を検出する。
【解決手段】本発明の電子ペンは、情報処理装置と通信する電子ペンであって、第１光を発する光源と、光源から発せられた第１光の一部を媒体の入力面に向けて偏向し、入力面から反射される第２光の一部を偏向する第１光学部材と、第１光学部材によって偏向された第２光を受光する第１受光部材と、第１受光部材で受光された第２光の情報に基づいて電子ペンの移動を検出する検出部と、を備える。検出部は、電子ペンが媒体と隔離しているときに入力面に対する電子ペンの移動を検出し、電子ペンが媒体と接しているときに入力面に対する電子ペンの移動を検出するとともに、電子ペンの移動に対応する入力を検出する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の電子ペンは、情報処理装置と通信する電子ペンであって、第１光を発する光源と、光源から発せられた第１光の一部を媒体の入力面に向けて偏向し、入力面から反射される第２光の一部を偏向する第１光学部材と、第１光学部材によって偏向された第２光を受光する第１受光部材と、第１受光部材で受光された第２光の情報に基づいて電子ペンの移動を検出する検出部と、を備える。検出部は、電子ペンが媒体と隔離しているときに入力面に対する電子ペンの移動を検出し、電子ペンが媒体と接しているときに入力面に対する電子ペンの移動を検出するとともに、電子ペンの移動に対応する入力を検出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
情報処理装置と通信する電子ペンであって、
第１光を発する光源と、
前記光源から発せられた前記第１光の一部を媒体の入力面に向けて偏向し、前記入力面から反射される第２光の一部を偏向する第１光学部材と、
前記第１光学部材によって偏向された前記第２光を受光する第１受光部材と、
前記第１受光部材で受光された前記第２光の情報に基づいて電子ペンの移動を検出する検出部と、
を備え、
前記検出部は、電子ペンが前記媒体と隔離しているときに前記入力面に対する電子ペンの移動を検出し、電子ペンが前記媒体と接しているときに前記入力面に対する電子ペンの移動を検出するとともに、電子ペンの移動に対応する入力を検出する、
電子ペン。
第１光を発する光源と、
前記光源から発せられた前記第１光の一部を媒体の入力面に向けて偏向し、前記入力面から反射される第２光の一部を偏向する第１光学部材と、
前記第１光学部材によって偏向された前記第２光を受光する第１受光部材と、
前記第１受光部材で受光された前記第２光の情報に基づいて電子ペンの移動を検出する検出部と、
を備え、
前記検出部は、電子ペンが前記媒体と隔離しているときに前記入力面に対する電子ペンの移動を検出し、電子ペンが前記媒体と接しているときに前記入力面に対する電子ペンの移動を検出するとともに、電子ペンの移動に対応する入力を検出する、
電子ペン。
【請求項2】
中心軸に沿って延在し、前記光源と、前記第１光学部材と、前記第１受光部材と、前記検出部を収容する収容部材を備え、
前記第１光学部材は前記入力面の法線に沿って前記第１光を前記入力面に向けて偏向し、
前記中心軸は前記法線と交差する、
請求項１に記載の電子ペン。
前記第１光学部材は前記入力面の法線に沿って前記第１光を前記入力面に向けて偏向し、
前記中心軸は前記法線と交差する、
請求項１に記載の電子ペン。
【請求項3】
前記収容部材には、前記第１光学部材によって偏向された前記第１光が通る開口が形成され、
前記中心軸に直交する面内が前記中心軸を基準として第１領域と第２領域とに区画される場合に、前記第１光学部材によって偏向された前記第１光は前記第１領域における前記開口を通り、前記第１領域における前記開口の面積は前記第２領域における前記開口の面積よりも大きい、
請求項２に記載の電子ペン。
前記中心軸に直交する面内が前記中心軸を基準として第１領域と第２領域とに区画される場合に、前記第１光学部材によって偏向された前記第１光は前記第１領域における前記開口を通り、前記第１領域における前記開口の面積は前記第２領域における前記開口の面積よりも大きい、
請求項２に記載の電子ペン。
【請求項4】
前記中心軸に平行な板面を有する基板を備え、
前記光源と前記第１受光部材は前記板面に配置され、
前記中心軸に直交する面内が前記中心軸を基準として第１領域と第２領域とに区画される場合に、前記基板は前記第１領域における前記収容部材に配置されている、
請求項２に記載の電子ペン。
前記光源と前記第１受光部材は前記板面に配置され、
前記中心軸に直交する面内が前記中心軸を基準として第１領域と第２領域とに区画される場合に、前記基板は前記第１領域における前記収容部材に配置されている、
請求項２に記載の電子ペン。
【請求項5】
回転体と、
所定の向きにおいて、前記回転体を前記回転体が前記媒体と隔離している状態での第１位置と、前記回転体が前記媒体に接している状態での第２位置と、で移動可能に支持する支持部と、
を備え、
前記検出部は、前記回転体が前記第１位置にある場合に、電子ペンの移動を検出し、前記回転体が前記第２位置にある場合に、電子ペンの移動と電子ペンの移動に対応する入力とを検出する、
請求項１から４の何れか一項に記載の電子ペン。
所定の向きにおいて、前記回転体を前記回転体が前記媒体と隔離している状態での第１位置と、前記回転体が前記媒体に接している状態での第２位置と、で移動可能に支持する支持部と、
を備え、
前記検出部は、前記回転体が前記第１位置にある場合に、電子ペンの移動を検出し、前記回転体が前記第２位置にある場合に、電子ペンの移動と電子ペンの移動に対応する入力とを検出する、
請求項１から４の何れか一項に記載の電子ペン。
【請求項6】
前記支持部に設けられ、前記第１光学部材で偏向された前記第１光の別の一部を偏向する第２光学部材と、
前記第２光学部材で偏向された前記第１光を受光する第２受光部材と、
を備え、
前記検出部は前記第２受光部材における前記第１光の受光位置及び受光量に基づいて前記媒体に対する前記回転体の位置を検出する、
請求項５に記載の電子ペン。
前記第２光学部材で偏向された前記第１光を受光する第２受光部材と、
を備え、
前記検出部は前記第２受光部材における前記第１光の受光位置及び受光量に基づいて前記媒体に対する前記回転体の位置を検出する、
請求項５に記載の電子ペン。
【請求項7】
前記第２光学部材は、前記回転体が前記第１位置にある場合に受光する前記第１光の受光量と前記回転体が前記第２位置にある場合に受光する前記第１光の受光量とが互いに異なるように、前記第１光の別の一部を偏向し、
前記検出部は、前記第２受光部材で受光される前記第１光の受光量に応じて前記回転体が前記第１位置及び前記第２位置の何れかの位置にあることを判定する、
請求項６に記載の電子ペン。
前記検出部は、前記第２受光部材で受光される前記第１光の受光量に応じて前記回転体が前記第１位置及び前記第２位置の何れかの位置にあることを判定する、
請求項６に記載の電子ペン。
【請求項8】
前記第１光学部材は中心軸上に配置され、
前記支持部は、前記回転体が前記第２位置にある場合に、前記回転体が前記中心軸上で前記媒体の前記入力面と接するように支持する、
請求項５に記載の電子ペン。
前記支持部は、前記回転体が前記第２位置にある場合に、前記回転体が前記中心軸上で前記媒体の前記入力面と接するように支持する、
請求項５に記載の電子ペン。
【請求項9】
前記光源から発せられる前記第１光の少なくとも一部を前記第１光学部材に偏向する第３光学部材と、
前記第１光学部材が偏向した前記第１光を前記第２光学部材に向けて偏向する第４光学部材と、
を備え、
電子ペンが前記媒体に接しているときに、
前記第３光学部材は前記入力面に直交する方向で前記第１光学部材と重なるように配置され、
前記第４光学部材は前記入力面に直交する方向で前記第２光学部材と重なるように配置されている、
請求項６に記載の電子ペン。
前記第１光学部材が偏向した前記第１光を前記第２光学部材に向けて偏向する第４光学部材と、
を備え、
電子ペンが前記媒体に接しているときに、
前記第３光学部材は前記入力面に直交する方向で前記第１光学部材と重なるように配置され、
前記第４光学部材は前記入力面に直交する方向で前記第２光学部材と重なるように配置されている、
請求項６に記載の電子ペン。
【請求項10】
前記第１光学部材は回折光学素子であり、
前記第１光学部材は、前記入力面によって拡散される前記第２光を集光し、前記第１光学部材に向けて偏向する、
請求項１から４の何れか一項に記載の電子ペン。
前記第１光学部材は、前記入力面によって拡散される前記第２光を集光し、前記第１光学部材に向けて偏向する、
請求項１から４の何れか一項に記載の電子ペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子ペンに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、手書きの文字や図を瞬時に電子データに変換し、コンピュータや携帯端末装置等の情報処理装置に保存し、必要に応じて情報処理装置で編集する技術が知られている。この技術では、例えば光を反射可能な入力面を有する媒体と、光源と受光素子又は撮像素子が内蔵された電子ペンが用いられる。
【0003】
例えば、特許文献１には、照射部と受光部とを有し、回転軸によって回転自在に支持された撮像ユニットを備える電子ペンが開示されている。特許文献１に開示されている電子ペンでは、ペンの先端に配置されて入力面に沿って回転可能な回転体を有するペンチップが電子ペンの軸線に沿って移動することによって、照射部から媒体の入力面に光が照射される。媒体で反射される光が受光部で受光されることによって、入力面上でペンの先端が移動した経路が文字や図の情報として検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１０－１４１５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に開示されている電子ペンでは、回転体が媒体の入力面に接し、ペンチップが電子ペンの軸線に沿って基端側の位置に移動し、入力状態であるときのみ、ペンの先端が移動した経路や方向が検出される。しかしながら、回転体が媒体の入力面から離れ、ペンチップが電子ペンの軸線上の先端側の初期位置に移動し、非入力状態であるときには、ペンの先端が移動した経路や方向は検出されない。そのため、入力状態から一旦非入力状態になった後で再度入力状態になるとき、非入力状態におけるペンの先端の最後の位置に対して、その後の入力状態におけるペンの先端の最初の位置が正確に検出されず、結果として電子ペンで書かれた文字や図の情報が不正確である場合があった。そのため、非入力状態であっても媒体の入力面に対する移動を検出可能な電子ペンが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の電子ペンは、情報処理装置と通信する電子ペンであって、第１光を発する光源と、光源から発せられた第１光の一部を媒体の入力面に向けて偏向し、入力面から反射される第２光の一部を偏向する第１光学部材と、第１光学部材によって偏向された第２光を受光する第１受光部材と、第１受光部材で受光された第２光の情報に基づいて電子ペンの移動を検出する検出部と、を備える。検出部は、電子ペンが媒体と隔離しているときに入力面に対する電子ペンの移動を検出し、電子ペンが媒体と接しているときに入力面に対する電子ペンの移動を検出するとともに、電子ペンの移動に対応する入力を検出する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態の電子ペンの使用時の様子を説明するための概略図である。
【図2】第１実施形態の電子ペンの構成を示す概略図である。
【図6】第１実施形態の電子ペンの構成を示す他の概略図である。
【図11】第２実施形態の電子ペンの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。各図面では、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を変えている場合がある。
【0009】
［第１実施形態］
先ず、本発明の第１実施形態について、図１から図１０を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態の電子ペン１１の使用時の様子を説明するための概略図である。図２は、電子ペン１１の構成を示す概略図であり、電子ペン１１が媒体Ｂの入力面Ｐと隔離している状態の図である。図１に示すように、電子ペン１１は、マン・マシン・インターフェース（Ｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＭＭＩ）の一種であり、情報処理装置１５０に対して手書きの文字や図を入力するためのペン型の入力装置である。
先ず、本発明の第１実施形態について、図１から図１０を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態の電子ペン１１の使用時の様子を説明するための概略図である。図２は、電子ペン１１の構成を示す概略図であり、電子ペン１１が媒体Ｂの入力面Ｐと隔離している状態の図である。図１に示すように、電子ペン１１は、マン・マシン・インターフェース（Ｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＭＭＩ）の一種であり、情報処理装置１５０に対して手書きの文字や図を入力するためのペン型の入力装置である。
【0010】
図１及び図２に示すように、電子ペン１１は、使用者の手Ｈに把持され、媒体Ｂの入力面Ｐに対して文字や図を描くために用いられる。媒体Ｂは、照射光Ｌ１を反射可能な入力面Ｐを有する媒体であればよく、例えば紙、電子ペーパー、メモパッド等であり、特定の媒体に限定されない。電子ペン１１は、情報処理装置１５０と通信し、入力面Ｐに描かれた電子ペン１１の先端部の移動経路に関する情報を電気信号として情報処理装置１５０に送信する読み取り装置である。情報処理装置１５０で受信される電気信号は、被読み取り画像のパターンとして処理され、手Ｈで描かれた文字や図が出力、表示及び記録される。情報処理装置１５０は、例えばパーソナルコンピューターやタブレット端末である。
【0011】
始めに、電子ペン１１の構造について説明する。
図２に示すように、電子ペン１１は、収容部材２０と、基板３０と、光源３２と、レンズ３３と、第３光学部材４５と、第１光学部材３５と、第１受光部材３６と、第４光学部材４６と、第２光学部材３７と、第２受光部材３８と、回転体４０と、支持部４２と、検出部５０と、を備える。
図２に示すように、電子ペン１１は、収容部材２０と、基板３０と、光源３２と、レンズ３３と、第３光学部材４５と、第１光学部材３５と、第１受光部材３６と、第４光学部材４６と、第２光学部材３７と、第２受光部材３８と、回転体４０と、支持部４２と、検出部５０と、を備える。
【0012】
以下の説明及び図面では、媒体Ｂの入力面Ｐに直交する方向をＺ方向とする。Ｚ方向に直交し、入力面Ｐに平行な一方向をＸ方向とする。Ｘ方向及びＺ方向に直交し、入力面Ｐに平行な方向をＹ方向とする。
【0013】
収容部材２０は、電子ペン１１の外装及びホルダーを構成する部材であり、電子ペン１１の中心軸ＪＸに沿って長細く形成され、中空体である。収容部材２０の軸線は、中心軸ＪＸと重なっている。収容部材２０は、不図示の基端部と、手Ｈに把持される把持部２２と、先端部２４と、を有する。先端部２４は、手Ｈに把持された把持部２２において媒体Ｂに対向する端部に接続され、基端部や把持部２２と一体に形成されている。基端部や把持部２２の断面積、すなわち中心軸ＪＸに直交する面内での面積は、互いに同等である。先端部２４の断面積は、中心軸ＪＸに沿って把持部２２から離れるにしたがって細くなっている。
【0014】
収容部材２０の先端部２４には、開口２６が形成されている。開口２６の縁で囲まれる開口面２６ｐ或いは開口面２６ｐの延長面は、中心軸ＪＸに交差する。中心軸ＪＸに沿って見たとき、開口２６の中心は、中心軸ＪＸからずれている。
【0015】
収容部材２０の材質は、例えば樹脂や金属であるが、手Ｈで把持可能な材質であれば、特に限定されない。収容部材２０が金属で形成されている場合には、収容部材２０の内壁面２０ｎに、照射光Ｌ１を乱反射させないための光学的構造が設けられてもよく、照射光Ｌ１を乱反射させないための光学的処理が施されていてもよい。
【0016】
基板３０は、収容部材２０の内部空間Ｓに収容され、不図示の支持部材によって収容部材２０の内壁面２０ｎに支持されている。基板３０は、板面３０ａ，３０ｂを有する。基板３０の板面３０ａ，３０ｂは、中心軸ＪＸに略平行であり、平坦面である。中心軸ＪＸ及び基板３０の板面３０ａ，３０ｂに直交する平面内において、板面３０ａと板面３０ａに対向する収容部材２０の内壁面２０ｎとの離間距離は、板面３０ａと板面３０ｂに対向する収容部材２０の内壁面２０ｎとの離間距離よりも短い。
【0017】
以下の説明及び図面では、中心軸ＪＸに平行な方向を第１方向Ｄ１と称し、第1方向Ｄ１に沿って電子ペン１１の基端から先端に向かう向きを第１の向きＴ１と称し、第１方向Ｄ１に沿って電子ペン１１の先端から基端に向かう向きを第２の向きＴ２と称する場合がある。また、中心軸ＪＸ及び基板３０の板面３０ａ，３０ｂに直交する平面内において、中心軸ＪＸを含んで板面３０ａ，３０ｂに平行な仮想面を基準として一方の領域を第１領域Ｒ１とし、他方の領域を第２領域Ｒ２とする。
【0018】
開口２６の第１領域Ｒ１の面積は、開口２６の第２領域Ｒ２の面積よりも大きい。例えば、開口２６の第２領域Ｒ２の面積は零に近く、中心軸ＪＸが収容部材２０の先端部２４における開口２６の縁に交差してもよく、開口面２６ｐの近傍で開口面２６ｐの延長面に交差してもよい。基板３０は、第１領域Ｒ１の内部空間Ｓに配置されている。基板３０は、例えばプリント基板である。
【0019】
光源３２は、収容部材２０の内部空間Ｓに収容され、基板３０の板面３０ａに配置されている。光源３２は、発光面３２ｓを有し、発光面３２ｓから照射光Ｌ１を発する。発光面３２ｓからから射出される照射光Ｌ１は、光軸ＡＸ１を中心に発散する発散光である。照射光Ｌ１は、後述する特許請求の範囲に記載されている「第１光」に相当する。発光面３２ｓは、光源３２の本体において基板３０の板面３０ａに接する、又は板面３０ａに対向する面とは反対側の面に設けられ、内部空間Ｓに露出している。光源３２の発光面３２ｓは、基板３０の板面３０ａ，３０ｂと略平行である。
【0020】
光源３２は、例えば半導体レーザー（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ；ＬＤ）や発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）であるが、好ましくは面発光レーザー（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ；ＶＣＳＥＬ）である。光源３２として面発光レーザーが用いられることによって、媒体Ｂの入力面Ｐでのスペックルが発生し易く、入力面Ｐが光沢面のように極めて反射や散乱の強い光学面である場合でも入力面Ｐに形成される照射光Ｌ１１の集光スポットＳＰの位置検出を可能とする。また、光源３２として面発光レーザーが用いられることによって、光源３２よりも後段の光学系における照射光Ｌ１の光軸ＡＸ１に交差する面内での照射光Ｌ１のビーム形状が略真円状になる。そのため、光源３２よりも後段に配置される各光学素子において対称性が高まり、各光学素子の設計及び配置が容易になる。
【0021】
レンズ３３は、収容部材２０の内部空間Ｓに収容され、光源３２の発光面３２ｓから発せられる照射光Ｌ１の光路上に配置されている。レンズ３３は、不図示の支持部材によって収容部材２０の内壁面２０ｎに支持されている。レンズ３３は、光源３２から入射する照射光Ｌ１を平行化する。レンズ３３は、例えば両凸レンズであるが、照射光Ｌ１を平行化することができる光学素子であればよく、特に限定されない。
【0022】
第３光学部材４５は、収容部材２０の内部空間Ｓに収容されている。第３光学部材４５は、光源３２の発光面３２ｓから発せられる照射光Ｌ１の光路上に配置され、詳しくはレンズ３３から射出される照射光Ｌ１の光路上に配置されている。第３光学部材４５は、例えばミラー３４である。ミラー３４は、平坦な反射面３４ｃ，３４ｄを有し、反射面３４ｃと反射面３４ｄとの連結位置で屈折している。反射面３４ｃは、中心軸ＪＸに交差し、中心軸ＪＸに対して傾斜している。反射面３４ｃは、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２に跨って配置されている。反射面３４ｃは、レンズ３３から射出される照射光Ｌ１を反射面３４ｄに向けて反射する。反射面３４ｄは、中心軸ＪＸに略平行であり、反射面３４ｃよりも第１の向きＴ１の前側すなわち先端側の内部空間Ｓに配置されている。反射面３４ｄは、第２領域Ｒ２に配置されている。反射面３４ｄは、反射面３４ｃによって反射される照射光Ｌ１を収容部材２０の先端部２４及び開口２６に向けて反射する。
【0023】
なお、ミラー３４に替えて、反射面３４ｃを有する第１ミラーと、反射面３４ｄを有して第１ミラーとは別の第２ミラーが配置されてもよい。つまり、ミラー３４は、レンズ３３から射出された照射光Ｌ１が次に説明する第１光学部材３５に所定の入射角で入射するように偏向する。なお、図２では、光源３２から第１光学部材３５までの照射光Ｌ１の経路について、照射光Ｌ１の光軸ＡＸ１のみが図示されている。
【0024】
第１光学部材３５は、収容部材２０の内部空間Ｓに収容されている。第１光学部材３５は、光源３２の発光面３２ｓから発せられる照射光Ｌ１の光路上に配置され、詳しくはミラー３４の反射面３４ｄで反射される照射光Ｌ１の光路上に配置されている。第１光学部材３５は、レンズ３３で平行化されてミラー３４の反射面３４ｄから入射する照射光Ｌ１を第１領域Ｒ１の開口２６に向けて偏向する。第１光学部材３５は、照射光Ｌ１のうちの開口２６に向けて偏向される照射光Ｌ１１の光軸ＡＸ１に沿って照射光Ｌ１を集光する。また、第１光学部材３５は、後述するように媒体Ｂの入力面Ｐから反射或いは散乱される検出光Ｌ２の少なくとも一部を偏向する。検出光Ｌ２は、後述する特許請求の範囲に記載されている「第２光」に相当する。
【0025】
第１光学部材３５は、例えば薄い板状に形成された回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ；ＤＯＥ）６０である。回折光学素子６０は、入射面６０ａと、射出面６０ｂと、を有する。入射面６０ａと射出面６０ｂは、互いに略平行であり、中心軸ＪＸに交差し、中心軸ＪＸに対して傾斜している。回折光学素子６０は、入射する照射光Ｌ１の一部の照射光Ｌ１１を透過し、開口２６に向けて集光する。回折光学素子６０は、入射する照射光Ｌ１の他の一部の照射光Ｌ１２を後述する第２光学部材３７に向けて偏向する。回折光学素子６０による照射光Ｌ１及び検出光Ｌ２のふるまい等については、後に説明する。
【0026】
回折光学素子６０は、例えば計算機ホログラム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ；ＣＧＨ）である。回折光学素子６０は、照射光Ｌ１及び後述する検出光Ｌ２に対する透光性を有する材質で形成されている。このような材質としては、例えば石英、光学ガラス、透明樹脂が挙げられる。
【0027】
第１受光部材３６は、収容部材２０の内部空間Ｓに収容されている。第１受光部材３６は、入力面Ｐから反射されて第１光学部材３５で偏向される検出光Ｌ２の光路上に配置されている。詳しくは、第１受光部材３６は、基板３０の板面３０ａにおいて第１光学部材３５から検出光Ｌ２が照射される領域に配置されている。第１受光部材３６は、第１領域Ｒ１に配置されている。
【0028】
第１受光部材３６は、受光面３６ｓを有する。受光面３６ｓは、第１受光部材３６の本体において基板３０の板面３０ａに接する、又は板面３０ａに対向する面とは反対側の面に設けられ、内部空間Ｓに露出している。第１受光部材３６の受光面３６ｓは、基板３０の板面３０ａ，３０ｂと略平行である。第１受光部材３６は、第１光学部材３５によって偏向される検出光Ｌ２を受光し、受光する検出光Ｌ２に基づいて入力面ＰにおけるＸ方向及びＹ方向の各位置情報に関する電気信号を生成する。
【0029】
第１受光部材３６は、例えば複数の種類のセンサが基板３０の板面３０ａに平行な面内でマトリクス状に配置されたマトリクスセンサーであるが、イメージセンサー等であってもよい。
【0030】
第４光学部材４６は、収容部材２０の内部空間Ｓに収容されている。第４光学部材４６は、第１光学部材３５によって偏向される照射光Ｌ１２の光路上に配置されている。第４光学部材４６は、第１光学部材３５から入射する照射光Ｌ１２を偏向する。第４光学部材４６は、例えばミラー６２である。
【0031】
ミラー６２は、第１光学部材３５及び中心軸ＪＸに対して基板３０及び第１受光部材３６とは反対側の領域に配置されている。すなわち、ミラー６２は、第２領域Ｒ２に配置されている。例えば、ミラー６２は、第１光学部材３５を挟んで第１受光部材３６と対向するように配置されている。ミラー６２は、平坦な反射面６２ｃを有する。反射面６２ｃの延長面は、中心軸ＪＸに交差し、基板３０の板面３０ａ及び回折光学素子６０の入射面６０ａ及び射出面６０ｂの延長面とも交差する。反射面６２ｃは、回折光学素子６０によって偏向された照射光Ｌ１２をミラー６４に向けて反射する。
【0032】
第２光学部材３７は、収容部材２０の内部空間Ｓに収容されている。第２光学部材３７は、第１光学部材３５によって偏向される照射光Ｌ１２の光路上に配置されている。第２光学部材３７は、第４光学部材４６を介して第１光学部材３５から入射する照射光Ｌ１２をさらに偏向する。第２光学部材３７は、例えばミラー６４である。
【0033】
ミラー６４は、第１光学部材３５及びミラー６２よりも第１の向きＴ１の前側すなわち先端側の内部空間Ｓに配置されている。ミラー６４は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２に跨って配置されている。ミラー６４は、平坦な反射面６４ｃを有する。反射面６４ｃは、中心軸ＪＸに交差し、中心軸ＪＸに対して傾斜している。反射面６４ｃの延長面は、基板３０の板面３０ａ、回折光学素子６０の入射面６０ａ及び射出面６０ｂの延長面及びミラー６２の反射面６２ｃの延長面と交差する。反射面６４ｃは、ミラー６２の反射面６２ｃによって反射された照射光Ｌ１２を第２受光部材３８に向けて反射する。
【0034】
ミラー６４は、後述するように回転体４０が第１位置ＰＯ１と第２位置ＰＯ２との間で移動することに連動し、中心軸ＪＸに対する反射面６４ｃの姿勢を保った状態で移動するように構成されている。なお、ミラー６４は、回転体４０の移動に連動し、中心軸ＪＸに対する反射面６４ｃの姿勢を変えるように構成されてもよい。
【0035】
第２受光部材３８は、収容部材２０の内部空間Ｓに収容されている。第２受光部材３８は、第１光学部材３５によって偏向される照射光Ｌ１２の光路上に配置されている。詳しくは、第２受光部材３８は、第２光学部材３７のミラー６４の反射面６４ｃで反射される照射光Ｌ１２の光路上に配置されている。第２受光部材３８は、第２光学部材３７で偏向される照射光Ｌ１２を受光し、照射光Ｌ１２の受光量に応じた強さの電気信号と、第１方向Ｄ１における照射光Ｌ１２の受光位置に関する電気信号と、を生成する。
【0036】
第２受光部材３８は、例えば分割センサー６６である。分割センサー６６は、第１センサー７１と、第２センサー７２と、を有する。第１センサー７１及び第２センサー７２は、薄板状に形成されている。第１センサー７１は、受光面７１ｓを有する。第２センサー７２は、受光面７２ｓを有する。第１センサー７１の第１の向きＴ１の後端すなわち基端は、基板３０の第１の向きＴ１の前端すなわち先端に連結されている。第１センサー７１の受光面７１ｓは、基板３０の板面３０ａと平行であり、且つ板面３０ａと面一になるように配置されている。
【0037】
第２センサー７２は、第１センサー７１よりも第１の向きＴ１の前側すなわち先端側の内部空間Ｓに配置されている。第２センサー７２の基端は、第１センサー７１の先端に対向し、第１センサー７１の先端に対して間隔をあけて配置されている。第２センサー７２の受光面７２ｓは、基板３０の板面３０ａ及び第１センサー７１の受光面７１ｓと平行であり、且つ板面３０ａと面一になるように配置されている。
【0038】
第２光学部材３７のミラー６４の反射面６４ｃで反射される照射光Ｌ１２は、第２受光部材３８の第１センサー７１の受光面７１ｓ及び第２センサー７２の受光面７２ｓの何れか一方の受光面、或いは両方の受光面で受光される。照射光Ｌ１２が受光面７１ｓ，７２ｓによって受光される様子については、後に説明する。なお、図２では、第１光学部材３５から第２受光部材３８までの照射光Ｌ１２の経路について、照射光Ｌ１２の光軸に沿った経路のみが図示されている。
【0039】
回転体４０は、収容部材２０の第１の向きＴ１の前端部すなわち先端部に配置され、収容部材２０の先端部２４に支持されている。回転体４０は、後述するように媒体Ｂの入力面Ｐに接触したときに、入力面Ｐに沿って回転する。回転体４０は、入力面Ｐを構成する材質に対して摩擦係数が適度に小さい材質で形成されている。
【0040】
支持部４２は、概ね収容部材２０の内部空間Ｓに配置され、収容部材２０の先端部２４に支持されている。支持部４２は、回転体４０を第１位置ＰＯ１と第２位置ＰＯ２とで移動可能な状態で支持する。第１位置ＰＯ１は、媒体Ｂの入射面Ｐと隔離している状態の回転体４０の位置である。第２位置ＰＯ２は、入射面Ｐに接している状態の回転体４０の位置である。支持部４２の先端、及び支持部４２の先端に支持されている回転体４０は、開口２６を通って収容部材２０の先端部２４から外方へ突出している。
【0041】
支持部４２の構造は、回転体４０を入力面Ｐに沿って回転自在に支持し、回転体４０を第１位置ＰＯ１と第２位置ＰＯ２とで移動可能な状態で支持する構造であれば、特に限定されない。例えば、支持部４２は、本体８１と、２つのストッパー８２，８２と、不図示の弾性体と、を有していてもよい。本体８１には、回転体４０が移動可能な不図示の穴が形成されている。回転体４０の移動方向及び穴の延在方向は、第１光学部材３５から開口２６に向けて射出される照射光Ｌ１１の光軸ＡＸ１に略平行である。入力面Ｐと隔離している回転体４０は、本体８１に接続された自然状態の弾性体によって第１位置ＰＯ１に支持されている。ストッパー８２，８２は、本体８１に形成された穴の奥に配置され、入力面Ｐに接することによって回転体４０が穴の奥に押し込まれ、弾性体が圧縮されたときに、回転体４０を第２位置ＰＯ２に係止する。
【0042】
支持部４２の本体８１の基端側の端面に、第２光学部材３７のミラー６４の第１の向きＴ１の前端すなわち先端が接している。第２光学部材３７のミラー６４は、支持部４２において回転体４０を支持する先端部とは反対側の基端部に支持されている。ミラー６４の反射面６４ｃは、本体８１の基端側の端面に対して傾斜している。
【0043】
検出部５０は、収容部材２０の内部空間Ｓに配置され、基板３０の板面３０ａに配置されている。例えば、検出部５０は、第１受光部材３６に隣接し、第１受光部材３６よりも第１の向きＴ１の後側すなわち基端側の板面３０ａに設けられている。検出部５０は、第１受光部材３６及び第２受光部材３８と電気的に接続され、第１受光部材３６及び第２受光部材３８から個別に電気信号を受信する。検出部５０は、第１受光部材３６で受光される検出光Ｌ２の受光量等の情報を受信し、入力面Ｐに平行なＸＹ平面での収容部材２０の先端部２４の移動を検出する。また、検出部５０は、第２受光部材３８で受光される照射光Ｌ１２の受光量及び受光位置等の情報を受信し、回転体４０の位置を検出するとともに、回転体４０が入力面Ｐに接しているか否かを判別する。
【0044】
検出部５０は、例えばプリント基板等からなる基板３０の板面３０ａ，３０ｂに実装可能な集積回路やプロセッサである。なお、検出部５０は、第１受光部材３６及び第２受光部材３８からの電気信号を受信することができれば、基板３０の板面３０ａ，３０ｂの任意の位置に配置されてもよい。
【0045】
図示していないが、光源３２、第１受光部材３６、第２受光部材３８及び検出部５０を動作させ、各構成要素に適切な電力を供給するための電池や電源が照射光Ｌ１や検出光Ｌ２の光路の妨げにならない基板３０の板面３０ａ，３０ｂ又は内部空間Ｓに配置されてもよい。その場合には、次に悦明する制御部１００から電池や電源を介して各構成要素に適切な電力が供給される。なお、電池や電源の重量は他の構成要素に比べて大きい。そのため、電池や電源が電子ペン１１の基端よりも先端側、すなわち電子ペン１１の把持部や先端部に配置されることが好ましい。
【0046】
図１に示すように、制御部１００は、検出部５０と有線又は無線で接続され、例えば検出部５０と通信可能な環境に配置されている。制御部１００は、検出部５０で検出された入力面Ｐに対する照射光Ｌ１１の移動に関する情報、及び回転体４０の位置情報に基づいて、電子ペン１１の使用者が入力面Ｐに描いたパターンを認識する。制御部１００は、前述のように認識したパターンを液晶ディスプレイ等の表示装置１８０に出力する。
【0047】
制御部１００は、例えば情報処理装置１５０であるコンピューターに内蔵されている。制御部１００は、例えば中央演算処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ；ＣＰＵ）、各種データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリー、強誘電体メモリー（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ；ＦｅＲＡＭ）等の不揮発性メモリーや画像解析用の処理装置によって構成されている。
【0048】
次に、電子ペン１１によって媒体Ｂの入力面Ｐに描かれる文字や図が検出される原理について説明する。図３は、電子ペン１１によって入力面Ｐに描かれる文字の一例を示す模式図である。図４は、図２に示す電子ペン１１の要部の拡大図であり、入力面Ｐから隔離している状態の電子ペン１１の先端部を拡大した図である。
【0049】
図３に示すように、例示する文字「に」には、描き始めの始点ＡＰと、中継点Ｎ１と、切断点Ｇ１，Ｇ２と、接触点Ｃ１，Ｃ２と、描き終わりの終点ＥＰが含まれる。電子ペン１１は、書き順に従えば、始点ＡＰ→中継点Ｎ１→切断点Ｇ１→接触点Ｃ１→切断点Ｇ２→接触点Ｃ２→終点ＥＰが含まれる。
【0050】
（始点ＡＰ；描き出し前）
図１では、例示する文字「に」は入力される文章の途中に登場するが、文字「に」が入力される最初の文字である場合は、情報処理装置１５０の制御部１００から光源３２及び検出部５０に動作開始の電気信号が供給される。光源３２は、制御部１００からの電気信号を受けて、照射光Ｌ１を発する。検出部５０は、制御部１００からの電気信号を受けて、第１受光部材３６及び第２受光部材３８の各々からの電気信号を受信する状態になる。すなわち、使用者が最初の文字や図を描き出す前に、電子ペン１１は情報処理装置１５０と通信し、制御部１００から光源３２及び検出部５０に電気信号が供給される。
図１では、例示する文字「に」は入力される文章の途中に登場するが、文字「に」が入力される最初の文字である場合は、情報処理装置１５０の制御部１００から光源３２及び検出部５０に動作開始の電気信号が供給される。光源３２は、制御部１００からの電気信号を受けて、照射光Ｌ１を発する。検出部５０は、制御部１００からの電気信号を受けて、第１受光部材３６及び第２受光部材３８の各々からの電気信号を受信する状態になる。すなわち、使用者が最初の文字や図を描き出す前に、電子ペン１１は情報処理装置１５０と通信し、制御部１００から光源３２及び検出部５０に電気信号が供給される。
【0051】
使用者が電子ペン１１で文字「に」を描き出す直前では、図２に例示するように、回転体４０は、媒体Ｂの入力面Ｐから隔離され、第１位置ＰＯ１にある。電子ペン１１が使用者の手Ｈに把持されると、電子ペン１１の中心軸ＪＸは、Ｚ方向に対して傾斜する。このとき、Ｚ方向に平行なｚ軸と中心軸ＪＸとがなす狭角θは概ね２０°～２５°程度であることが知られている。狭角θには個人差があるため、使用者によって狭角θは５°程度変化する。このように中心軸ＪＸがｚ軸に対して狭角θで傾斜している描き出し前の状態において、収容部材２０の先端部２４に形成されている開口２６の開口面２６ｐは、入力面Ｐ及びＸＹ平面に略平行である。また、描き出し前の状態において、回転体４０の第１位置ＰＯ１と第２位置ＰＯ２との間の移動方向は、Ｚ方向と略平行になる。また、描き出し前の状態では、Ｚ方向において、入力面Ｐと開口面２６ｐとの距離Δｔが生じている。距離Δｔは、２ｍｍ～５ｍｍ程度である。
【0052】
光源３２から発せられる照射光Ｌ１は、レンズ３３によって平行化され、第３光学部材４５のミラー３４の反射面３４ｃ，３４ｄで順次反射され、第１光学部材３５の回折光学素子６０に入射面６０ａから入射する。回折光学素子６０に入射する照射光Ｌ１のうちの照射光Ｌ１１は、回折光学素子６０によって入力面Ｐに向けて集光される。中心軸ＪＸがｚ軸に対して狭角θで傾斜している状態では、ミラー３４の反射面３４ｄから射出される照射光Ｌ１及び第１光学部材３５から射出されて入力面Ｐの近傍で集光する照射光Ｌ１１の光軸ＡＸ１は、Ｚ方向及びｚ軸と略平行である。
【0053】
第１光学部材３５によって入力面Ｐの近傍で集光する照射光Ｌ１１での焦点深度Δｗは、中心軸ＪＸがｚ軸に対して狭角θで傾斜している状態での第１位置ＰＯ１と第２位置ＰＯ２との距離Δｓと距離Δｔとの和である距離（Δｓ＋Δｔ）よりも深い。焦点深度Δｗの範囲内で照射光Ｌ１１の集光スポットＳＰが入力面Ｐに照射されれば、集光スポットＳＰの検出光Ｌ２が第１受光部材３６で受光されたときに、ＸＹ平面内での集光スポットＳＰ及び回転体４０の位置情報及び移動が所定の精度で検出される。
【0054】
図２及び図４に示すように、回転体４０が第１位置ＰＯ１にあり、電子ペン１１が入力面Ｐと隔離されていると認識されている状態では、照射光Ｌ１１として、例えば焦点深度Δｗの範囲内の第１光学部材３５から相対的に遠い位置の集光スポットＳＰが入力面Ｐに照射される。照射光Ｌ１１は、入力面Ｐによって反射される。入力面Ｐで反射或いは散乱される検出光Ｌ２は、照射光Ｌ１１が集光する際の収束角と略同等の角度で集光スポットＳＰから発散し、第１光学部材３５に向かって進む。すなわち、検出光Ｌ２は、入力面Ｐから、第１光学部材３５から射出されて入力面Ｐに集光する照射光Ｌ１１の進行方向と略平行に、且つ逆向きに、第１光学部材３５へ進む。
【0055】
図２に示すように、入力面Ｐで反射或いは散乱される検出光Ｌ２は、第１光学部材３５の回折光学素子６０に射出面６０ｂから入射し、平行化されるとともに、第１受光部材３６に向けて偏向される。第１受光部材３６によって偏向される検出光Ｌ２は、第１受光部材３６の受光面３６ｓに照射され、第１受光部材３６に受光される。第１受光部材３６は、受光する検出光Ｌ２の光学情報を電気信号に変換し、検出部５０に送信する。
【0056】
検出部５０は、第１受光部材３６から受信する電気信号に基づいて、ＸＹ平面内における電子ペン１１の先端部の位置を算出し、制御部１００に送信する。電子ペン１１の先端部は、回転体４０、及び収容部材２０の先端部２４における開口２６の縁の部分であって、照射光Ｌ１１の集光スポットＳＰに連動する。
【0057】
制御部１００は、検出部５０から受信するＸＹ平面内での集光スポットＳＰの位置情報を一定の時間間隔で記憶する。制御部１００は、経過時間と電子ペン１１の先端部の位置との対応関係を表すデータテーブルを作成する。
【0058】
上述のように、電子ペン１１において、光源３２と、ミラー３４と、第１光学部材３５と、第１受光部材３６と、検出部５０は、照射光Ｌ１１の集光スポットＳＰのＸＹ平面内における位置情報及び移動を検出する入力面内位置検出機構を構成している。入力面内位置検出機構は、制御部１００から動作開始の電気信号が供給されていれば、回転体４０が第１位置ＰＯ１にあり、描き出し前の状態であっても、ＸＹ平面における回転体４０の位置及び集光スポットＳＰの位置を検出している。
【0059】
一方で、第１光学部材３５の回折光学素子６０に入射する照射光Ｌ１のうちの照射光Ｌ１２は、回折光学素子６０によって第４光学部材４６のミラー６２に向けて偏向され、第４光学部材４６のミラー６２の反射面６２ｃに入射する。照射光Ｌ１２は、ミラー６２の反射面６２ｃと第２光学部材３７のミラー６４の反射面６４ｃで順次反射される。反射面６４ｃで反射される照射光Ｌ１２は、回転体４０が第１位置ＰＯ１にあることに対応し、第２受光部材３８の分割センサー６６において第１センサー７１の受光面７１ｓと第２センサー７２の受光面７２ｓに跨って照射される。
【0060】
図５は、分割センサー６６及び差動増幅回路８５の構成を示す概略図である。図５に示すように、差動増幅回路８５は、オペアンプ８６と、判別部８７と、を有する。分割センサー６６の第１センサー７１からの電気信号である電圧Ｖ１と第２センサー７２からの電気信号である電圧Ｖ２は、オペアンプ８６に入力される。オペアンプ８６は、受光面７１ｓ，７２ｓに照射光Ｌ１２が照射されると、入力される電圧Ｖ１，Ｖ２の電圧差（Ｖ１－Ｖ２）に比例する電気信号ＶＳを出力する。
【0061】
図５において、粗い破線で示されるＬ１２［ＰＯ１］は、回転体４０が第１位置ＰＯ１にあり、上述のようにミラー６４の反射面６４ｃで反射されて第１センサー７１の受光面７１ｓと第２センサー７２の受光面７２ｓに跨って照射される照射光Ｌ１２の照射領域を表している。粗い破線で示すように照射光Ｌ１２の中心が第１方向Ｄ１において受光面７１ｓ，７２ｓの中間位置と重なる場合には、互いに同等の電圧Ｖ１，Ｖ２が差動増幅回路８５のオペアンプ８６に入力される。この場合、オペアンプ８６は、略零の電圧差｜Ｖ１－Ｖ２｜に比例する電気信号ＶＳを出力する。つまり、オペアンプ８６には、第１センサー７１の受光面７１ｓに照射される照射光Ｌ１２の面積に比例する電圧Ｅ１と、第２センサー７２の受光面７２ｓに照射される照射光Ｌ１２の面積に比例する電圧Ｅ２が入力される。オペアンプ８６は、受光面７１ｓ，７２ｓの各々に照射される照射光Ｌ１２の面積及び光量の差に比例する電気信号ＶＳを出力する。回転体４０が第１位置ＰＯ１にあるときにオペアンプ８６から出力される電気信号ＶＳの電圧値を、基準電圧ＶＳＴＤとする。
【0062】
判別部８７は、オペアンプ８６からの電気信号ＶＳを受信する。判別部８７は、電気信号ＶＳと基準電圧ＶＳＴＤとの差が所定値以内であれば、回転体４０が第１位置ＰＯ１にある、或いは第１位置ＰＯ１にあるとみなせる状態と判断し、電子ペン１１が入力面Ｐから隔離していると判別する。差動増幅回路８５の判別部８７は、電子ペン１１が入力面Ｐから隔離していることを表す電気信号を出力する。なお、差動増幅回路８５は、分割センサー６６とともに第２受光部材３８に内蔵されていてもよく、検出部５０に内蔵されていてもよい。差動増幅回路８５が第２受光部材３８に内蔵されている場合は、判別部８７は、電子ペン１１が入力面Ｐから隔離していることを表す電気信号を検出部５０に送信する。
【0063】
検出部５０は、電子ペン１１が入力面Ｐから隔離していることを表す非接触信号を制御部１００に送信する。制御部１００は、前述のように経過時間と電子ペン１１の先端部の位置とのデータテーブルの作成を実行するが、検出部５０から受信する非接触信号に従い、電子ペン１１の先端部の移動経路からのパターンの算出及び表示装置１８０への出力指示は行わない。
【0064】
上述のように、電子ペン１１において、光源３２と、第３光学部材４５と、第１光学部材３５と、第２光学部材３７と、第２受光部材３８と、検出部５０は、媒体Ｂの入力面Ｐに対する接触状態を検出する接触状態検出機構を構成している。接触状態検出機構は、制御部１００から動作開始の電気信号が供給されていれば、回転体４０の位置を検出し、電子ペン１１の先端部の移動を文字や図の情報として出力するべきか否かの判断の基になる電気信号を発信している。
【0065】
（始点ＡＰ→中継点Ｎ１；描き込み中）
図６は、電子ペン１１の構成を示す概略図であり、電子ペン１１が媒体Ｂの入力面Ｐと接している状態の図である。図７は、図６に示す電子ペン１１の要部の拡大図であり、入力面Ｐに接している状態の電子ペン１１の先端部を拡大した図である。使用者が電子ペン１１で文字「に」を描き出すと、先ず媒体Ｂの入力面Ｐにおける始点ＡＰの近傍の位置において、回転体４０は、入力面Ｐに近づき、第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２に移動し、入力面Ｐに接する。
図６は、電子ペン１１の構成を示す概略図であり、電子ペン１１が媒体Ｂの入力面Ｐと接している状態の図である。図７は、図６に示す電子ペン１１の要部の拡大図であり、入力面Ｐに接している状態の電子ペン１１の先端部を拡大した図である。使用者が電子ペン１１で文字「に」を描き出すと、先ず媒体Ｂの入力面Ｐにおける始点ＡＰの近傍の位置において、回転体４０は、入力面Ｐに近づき、第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２に移動し、入力面Ｐに接する。
【0066】
図６及び図７に示すように、電子ペン１１は使用者の手Ｈに把持され、電子ペン１１の中心軸ＪＸは、Ｚ方向に対して文字「に」の描き出し前と同様の狭角θで傾斜している。但し、前述の傾斜姿勢を保ったうえで、回転体４０及び第２光学部材３７のミラー６４を除く電子ペン１１の各構成要素と使用者の手Ｈは、Ｚ方向の後方に、すなわちｚ軸に沿って入力面Ｐに近づくように距離（Δｓ＋Δｔ）だけ移動する。
【0067】
光源３２から発せられる照射光Ｌ１は、電子ペン１１が入力面Ｐと隔離されていると認識されている前述の状態と同様に、レンズ３３によって平行化され、ミラー３４の反射面３４ｃ，３４ｄで順次反射される。回折光学素子６０に入射する照射光Ｌ１のうちの照射光Ｌ１１は、回折光学素子６０によってｚ軸と略平行に偏向され、入力面Ｐに向けて集光される。
【0068】
但し、上述のように光源３２、ミラー３４、第１光学部材３５は、Ｚ方向で文字「に」の描き出し前よりも入力面Ｐに距離（Δｓ＋Δｔ）だけ近づく。そのため、入力面Ｐと交差する集光スポットＳＰの位置は、照射光Ｌ１１の光路において、文字「に」の描き出し前よりも距離（Δｓ＋Δｔ）だけ第１光学部材３５に近づく。電子ペン１１が入力面Ｐと接していると認識されている状態では、照射光Ｌ１１として、例えば焦点深度Δｗの範囲内の第１光学部材３５から相対的に近い位置の集光スポットＳＰが入力面Ｐに照射される。照射光Ｌ１１は、入力面Ｐによって反射される。入力面Ｐで反射される検出光Ｌ２は、照射光Ｌ１１が集光する際の収束角と略同等の角度で集光スポットＳＰから一旦集光した後に発散し、第１光学部材３５に向かって進む。すなわち、電子ペン１１が入力面Ｐと接していると認識されている状態においても、検出光Ｌ２は、入力面Ｐから照射光Ｌ１１の進行方向と略平行に、且つ逆向きに、第１光学部材３５へ進む。
【0069】
その後、電子ペン１１が入力面Ｐと隔離されていると認識されている状態と同様に、入力面Ｐで反射或いは散乱される検出光Ｌ２は、第１光学部材３５の回折光学素子６０に射出面６０ｂから入射し、平行化されるとともに、第１受光部材３６に向けて偏向される。第１受光部材３６によって偏向される検出光Ｌ２は、第１受光部材３６の受光面３６ｓに照射され、第１受光部材３６に受光される。第１受光部材３６は、受光する検出光Ｌ２の光学情報を電気信号に変換し、検出部５０に送信する。
【0070】
検出部５０は、第１受光部材３６から受信する電気信号に基づいて、ＸＹ平面内における電子ペン１１の先端部の位置を算出する。検出部５０は、情報処理装置１５０と通信し、ＸＹ平面内における電子ペン１１の先端部の位置に関する情報を制御部１００に送信する。
制御部１００は、検出部５０から受信する電気信号に基づいて、経過時間と電子ペン１１の先端部の位置との対応関係を表すデータテーブルにデータを追加する。
制御部１００は、検出部５０から受信する電気信号に基づいて、経過時間と電子ペン１１の先端部の位置との対応関係を表すデータテーブルにデータを追加する。
【0071】
入力面内位置検出機構は、制御部１００から動作開始の電気信号が供給され、回転体４０が第２位置ＰＯ２にあり、描き込み中の状態において、ＸＹ平面における回転体４０の位置及び集光スポットＳＰの位置を検出している。
【0072】
一方で、第１光学部材３５の回折光学素子６０に入射する照射光Ｌ１のうちの照射光Ｌ１２は、電子ペン１１が入力面Ｐと隔離されていると認識されている前述の状態と同様に、回折光学素子６０によって第４光学部材４６のミラー６２に向けて偏向され、ミラー６２の反射面６２ｃに入射する。照射光Ｌ１２は、ミラー６２の反射面６２ｃと第２光学部材３７のミラー６４の反射面６４ｃで順次反射される。
【0073】
但し、上述のように第２光学部材３７のミラー６４は、回転体４０が第２位置ＰＯ２に移動することに連動し、Ｚ方向において、文字「に」の描き出し前、すなわち電子ペン１１が入力面Ｐと隔離されていると認識されている状態に比べてよりもミラー６２に距離Δｓだけ近づく。このとき、ミラー６４の反射面６４ｃの中心軸ＪＸ及びｚ軸に対する姿勢は、電子ペン１１が入力面Ｐと隔離されていると認識されている状態から維持されている。そのため、反射面６４ｃで反射される照射光Ｌ１２は、回転体４０が第２位置ＰＯ２にあることに対応し、第２受光部材３８の分割センサー６６において第１センサー７１の受光面７１ｓに照射され、第２センサー７２の受光面７２ｓには殆ど照射されない。
【0074】
図５を参照して説明したように、分割センサー６６の第１センサー７１は電圧Ｖ１に対応する電気信号を出力し、分割センサー６６の第２センサー７２は電圧Ｖ２に対応する電気信号を出力する。図５において、一点鎖線で示されるＬ１２［ＰＯ２］は、回転体４０が第２位置ＰＯ２にあり、上述のようにミラー６４の反射面６４ｃで反射されて第１センサー７１の受光面７１ｓに照射される照射光Ｌ１２の照射領域を表している。一点鎖線で示すように、照射光Ｌ１２の全体が第１方向Ｄ１において受光面７１ｓに含まれる場合には、照射光Ｌ１２の光量に応じた電圧Ｖ１と略零である電圧Ｖ２が差動増幅回路８５のオペアンプ８６に入力される。この場合、第１センサー７１の受光面７１ｓに照射される照射光Ｌ１２の面積と第２センサー７２の受光面７２ｓに照射される照射光Ｌ１２の面積との差が最も大きくなるので、電圧差｜Ｖ１－Ｖ２｜は最大値に近い値になる。オペアンプ８６は、電圧差｜Ｖ１－Ｖ２｜の最大値に比例する電気信号ＶＳを出力する。このときの電気信号ＶＳの電圧値は、基準電圧ＶＳＴＤとよりも大きい。電気信号ＶＳと基準電圧ＶＳＴＤとの差は、前述の所定値を超える。
【0075】
判別部８７は、電気信号ＶＳと基準電圧ＶＳＴＤと差が所定値を超えていることから、回転体４０が第２位置ＰＯ２にある、或いは第２位置ＰＯ２にあるとみなせる状態と判断し、電子ペン１１が入力面Ｐに接していると判別する。差動増幅回路８５の判別部８７は、電子ペン１１が入力面Ｐに接していることを表す電気信号を出力する。差動増幅回路８５が第２受光部材３８に内蔵されている場合は、判別部８７は、電子ペン１１が入力面Ｐに接していることを表す電気信号を検出部５０に送信する。
【0076】
検出部５０は、情報処理装置１５０と通信し、電子ペン１１が入力面Ｐから隔離していることを表す接触信号を制御部１００に送信する。制御部１００は、前述のように経過時間と電子ペン１１の先端部の位置とのデータテーブルの作成を継続する。また、制御部１００は、検出部５０から受信する接触信号に従い、ＸＹ平面内での電子ペン１１の先端部の移動経路の情報に基づいて、使用者が書き込んだ文字や図のパターンを算出し、表示装置１８０へ出力し、表示装置１８０に対して出力指示を行う。図１に示すように、表示装置１８０は、制御部１００から受信した文字や図のパターンを画像情報として表示する。
【0077】
使用者が電子ペン１１を手Ｈで把持し、回転体４０を入力面Ｐに接触させた状態で電子ペン１１の先端部を入力面Ｐにおける始点ＡＰから中継点Ｎ１に移動させる間、上記説明した入力面内位置検出機構及び接触状態検出機構の動作、及び電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が継続される。表示装置１８０には、始点ＡＰから中継点Ｎ１に繋がり、略一定の太さのパターンが表示される。
【0078】
（中継点Ｎ１→切断点Ｇ１；描き込み中）
使用者が電子ペン１１を手Ｈで把持し、回転体４０を入力面Ｐに接触させた状態を継続し、電子ペン１１の先端部を入力面Ｐにおける中継点Ｎ１から切断点Ｇ１に移動させる間では、始点ＡＰから中継点Ｎ１までの間の入力面内位置検出機構及び接触状態検出機構の動作、及び電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が同様に行われる。
使用者が電子ペン１１を手Ｈで把持し、回転体４０を入力面Ｐに接触させた状態を継続し、電子ペン１１の先端部を入力面Ｐにおける中継点Ｎ１から切断点Ｇ１に移動させる間では、始点ＡＰから中継点Ｎ１までの間の入力面内位置検出機構及び接触状態検出機構の動作、及び電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が同様に行われる。
【0079】
但し、始点ＡＰから中継点Ｎ１までの間では、使用者の手Ｈが電子ペン１１を媒体Ｂの入力面Ｐに略一定の力で押し当て、回転体４０が第２位置ＰＯ２から殆ど動かない。ところが、文字「に」を描く様子から推察されるように、中継点Ｎ１から切断点Ｇ１まで移動する間に、使用者の手Ｈが電子ペン１１を入力面Ｐに押し当てる力すなわち筆圧が弱まる場合がある。
【0080】
図８は、電子ペン１１にかかる筆圧と回転体４０の第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２までの移動量すなわち距離との関係を示す模式図である。図８に示すように、回転体４０が第１位置ＰＯ１にある状態での電子ペン１１にかかる筆圧が最も小さく、回転体４０が第１位置ＰＯ１にある状態での電子ペン１１にかかる筆圧が最も大きい。また、回転体４０が第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２に移動するにしたがって、電子ペン１１にかかる筆圧が増大する。逆に、回転体４０が第２位置ＰＯ２から第１位置ＰＯ１に移動するにしたがって、電子ペン１１にかかる筆圧が減少する。なお、図８に示す回転体４０の位置「ＰＯ１」は、回転体４０の先端が入力面Ｐに接し、第１位置ＰＯ１にあり、且つ回転体４０が入力面Ｐによって第２位置ＰＯ２に向かって押し込まれていない状態を表す。
【0081】
図５を参照するとわかるように、回転体４０が第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２まで連続して移動する場合には、第２受光部材３８の分割センサー６６に入射する照射光Ｌ１２の照射領域が粗い破線で示すＬ１２［ＰＯ１］から一点鎖線で示すＬ１２［ＰＯ２］へと第１方向Ｄ１に沿って第２の向きＴ２に移動する。回転体４０が第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２まで連続して移動すると、第１センサー７１の受光面７１ｓに照射される照射光Ｌ１２の照射面積は連続的に増え、照射光Ｌ１２の全てが受光面７１ｓに照射されると、一定になる。一方で、第２センサー７２の受光面７２ｓに照射される照射光Ｌ１２の照射面積は連続的に減り、照射光Ｌ１２の全てが受光面７１ｓに照射されると、略零になる。したがって、回転体４０が第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２まで連続して移動すると、受光面７１ｓに照射される照射光Ｌ１２の照射領域の面積及び光量と受光面７２ｓに照射される照射光Ｌ１２の照射領域の面積及び光量との差は、徐々に増大した後に、略一定になる。
【0082】
図９は、回転体４０の移動量すなわち位置の変化と差動増幅回路８５のオペアンプ８６から出力される電気信号ＶＳの電圧値との関係を示す模式図である。図９に示すように、回転体４０が第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２まで連続して移動すると、電気信号ＶＳの電圧値は、徐々に増大し、照射光Ｌ１２の全てが受光面７１ｓに照射されるところで略一定になる。
【0083】
図１０は、回転体４０の移動量と電子ペン１１から出力される文字や図のパターンとの関係を示す模式図である。図８から図１０に示すように、電子ペン１１にかかる筆圧が増大すると、回転体４０が第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２に移動し、第２受光部材３８の分割センサー６６の第１センサー７１で受光する照射光Ｌ１２の照射領域及び光量が一旦増大する。逆に、電子ペン１１にかかる筆圧が減少すると、回転体４０が第２位置ＰＯ２から第１位置ＰＯ１に移動し、その途中から、第２受光部材３８の分割センサー６６の第１センサー７１で受光する照射光Ｌ１２の照射領域及び光量が減少するとともに、第２センサー７２で受光する照射光Ｌ１２の照射領域及び光量が増大する。
【0084】
検出部５０は、第２受光部材３８から第１センサー７１の受光面７１ｓへの照射光Ｌ１２の照射領域の面積及び照射光Ｌ１２の光量に比例した大きさの電気信号を受信する。検出部５０は、受信した電気信号を、電子ペン１１にかかる筆圧及び入力面Ｐに描かれる文字や図の太さの情報として制御部１００に送信する。制御部１００は、検出部５０から受信する電気信号に基づいて、入力面Ｐに描かれる文字や図の太さを算出し、算出した太さのパターンを表示装置１８０に表示する。
【0085】
上述のように、電子ペン１１の先端部が中継点Ｎ１から切断点Ｇ１まで移動する間に、電子ペン１１にかかる筆圧が弱まる場合には、その途中から、第１センサー７１の受光面７１ｓに照射される照射光Ｌ１２の面積及び照射光Ｌ１２の光量が減少する。その結果、図３に例示するように、電子ペン１１の先端部の中継点Ｎ１から切断点Ｇ１までの移動に対応するパターンは、切断点Ｇ１に近づくにしたがって細くなる。表示装置１８０には、中継点Ｎ１から切断点Ｇ１に近づくにしたがって細くなるパターンが表示される。
【0086】
（切断点Ｇ１→接触点Ｃ１；描き込み停止、移動中）
続いて、使用者は、電子ペン１１の先端部を切断点Ｇ１から接触点Ｃ１に動かす。この間、図２及び図４に示すように、使用者は、電子ペン１１を手Ｈで把持しているが、回転体４０を入力面Ｐから隔離させる。回転体４０は、第１位置ＰＯ１に移動する。光源３２から発せられる照射光Ｌ１のうちの照射光Ｌ１１の入力面Ｐにおける集光スポットＳＰは、焦点深度Δｗの範囲内にある。そのため、電子ペン１１の先端部が切断点Ｇ１から接触点Ｃ１に移動する間に、始点ＡＰから切断点Ｇ１までと同様の入力面内位置検出機構の動作、始点ＡＰにおいて文字「に」を描き出す前と同様の接触状態検出機構の動作、及び上述の各状態における電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が同様に行われる。
続いて、使用者は、電子ペン１１の先端部を切断点Ｇ１から接触点Ｃ１に動かす。この間、図２及び図４に示すように、使用者は、電子ペン１１を手Ｈで把持しているが、回転体４０を入力面Ｐから隔離させる。回転体４０は、第１位置ＰＯ１に移動する。光源３２から発せられる照射光Ｌ１のうちの照射光Ｌ１１の入力面Ｐにおける集光スポットＳＰは、焦点深度Δｗの範囲内にある。そのため、電子ペン１１の先端部が切断点Ｇ１から接触点Ｃ１に移動する間に、始点ＡＰから切断点Ｇ１までと同様の入力面内位置検出機構の動作、始点ＡＰにおいて文字「に」を描き出す前と同様の接触状態検出機構の動作、及び上述の各状態における電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が同様に行われる。
【0087】
具体的には、電子ペン１１の先端部が切断点Ｇ１から接触点Ｃ１に移動する間に、照射光Ｌ１１の集光スポットＳＰは、図３に二点鎖線の矢印で示すように切断点Ｇ１から接触点Ｃ１に移動する。検出部５０は、第１受光部材３６から受信する電気信号に基づいて、ＸＹ平面内における電子ペン１１の先端部の位置を算出する。検出部５０は、情報処理装置１５０と通信し、ＸＹ平面内における電子ペン１１の先端部の位置に関する情報を制御部１００に送信する。
【0088】
制御部１００は、検出部５０から受信する電気信号に基づいて、経過時間と電子ペン１１の先端部の位置との対応関係を表すデータテーブルにデータを追加する。この間のデータテーブルにおける経過時間と電子ペン１１の先端部の位置との対応関係は、切断点Ｇ１から接触点Ｃ１を示す。例えば、電子ペン１１の先端部が切断点Ｇ１から接触点Ｃ１に移動する間のデータテーブルにおいて、最初のデータの経過時間は、使用者が電子ペン１１で描き込みを開始した時刻から電子ペン１１が切断点Ｇ１に到着するまでの経過時間を表す。最初のデータの電子ペン１１の先端部の位置は、ＸＹ平面内での切断点Ｇ１に対応する相対座標値を表す。同様に、電子ペン１１の先端部が切断点Ｇ１から接触点Ｃ１に移動する間のデータテーブルにおいて、最後のデータの経過時間は、使用者が電子ペン１１で描き込みを開始した時刻から電子ペン１１が接触点Ｃ１に到着するまでの経過時間を表す。最後のデータの電子ペン１１の先端部の位置は、ＸＹ平面内での接触点Ｃ１に対応する相対座標値を表す。
【0089】
また、電子ペン１１の先端部が切断点Ｇ１から接触点Ｃ１に移動する間に、差動増幅回路８５の判別部８７は、電子ペン１１が入力面Ｐから隔離していることを表す電気信号を発信する。検出部５０は、電子ペン１１が入力面Ｐから隔離していることを表す非接触信号を制御部１００に送信する。制御部１００は、前述のように経過時間と電子ペン１１の先端部の位置とのデータテーブルの作成を実行するが、検出部５０から受信する非接触信号に従い、電子ペン１１の先端部の移動経路からのパターンの算出及び表示装置１８０への出力指示は行わない。
【0090】
（接触点Ｃ１→切断点Ｇ２；描き込み中）
続いて、使用者は、電子ペン１１を手Ｈで把持している状態で、先ずＸＹ平面内の接触点Ｃ１において、回転体４０を入力面Ｐに接触させ、第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２に移動させる。その後、電子ペン１１の先端部を接触点Ｃ１から切断点Ｇ２に動かす。接触点Ｃ１において回転体４０が第２位置ＰＯ２に移動してから電子ペン１１の先端部が接触点Ｃ１から切断点Ｇ２に移動する間、図６及び図７に示すように、光源３２から発せられる照射光Ｌ１のうちの照射光Ｌ１１の入力面Ｐにおける集光スポットＳＰは、焦点深度Δｗの範囲内にある。そのため、電子ペン１１の先端部が接触点Ｃ１から切断点Ｇ２に移動する間に、始点ＡＰから中継点Ｎ１又は切断点Ｇ１までと同様の入力面内位置検出機構の動作、接触状態検出機構の動作、及び上述の各状態における電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が行われる。
続いて、使用者は、電子ペン１１を手Ｈで把持している状態で、先ずＸＹ平面内の接触点Ｃ１において、回転体４０を入力面Ｐに接触させ、第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２に移動させる。その後、電子ペン１１の先端部を接触点Ｃ１から切断点Ｇ２に動かす。接触点Ｃ１において回転体４０が第２位置ＰＯ２に移動してから電子ペン１１の先端部が接触点Ｃ１から切断点Ｇ２に移動する間、図６及び図７に示すように、光源３２から発せられる照射光Ｌ１のうちの照射光Ｌ１１の入力面Ｐにおける集光スポットＳＰは、焦点深度Δｗの範囲内にある。そのため、電子ペン１１の先端部が接触点Ｃ１から切断点Ｇ２に移動する間に、始点ＡＰから中継点Ｎ１又は切断点Ｇ１までと同様の入力面内位置検出機構の動作、接触状態検出機構の動作、及び上述の各状態における電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が行われる。
【0091】
（切断点Ｇ２→接触点Ｃ２；描き込み停止、移動中）
続いて、使用者は、電子ペン１１を手Ｈで把持している状態で、先ずＸＹ平面内の切断点Ｇ２において、回転体４０を第２位置ＰＯ２から第１位置ＰＯ１に移動させ、入力面Ｐから隔離する。その後、電子ペン１１の先端部を切断点Ｇ２から接触点Ｃ２に動かす。切断点Ｇ２において回転体４０が第１位置ＰＯ１に移動してから電子ペン１１の先端部が切断点Ｇ２から接触点Ｃ２に移動する間に、切断点Ｇ１から接触点Ｃ１までと同様の入力面内位置検出機構の動作、接触状態検出機構の動作、及び上述の各状態における電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が行われる。
続いて、使用者は、電子ペン１１を手Ｈで把持している状態で、先ずＸＹ平面内の切断点Ｇ２において、回転体４０を第２位置ＰＯ２から第１位置ＰＯ１に移動させ、入力面Ｐから隔離する。その後、電子ペン１１の先端部を切断点Ｇ２から接触点Ｃ２に動かす。切断点Ｇ２において回転体４０が第１位置ＰＯ１に移動してから電子ペン１１の先端部が切断点Ｇ２から接触点Ｃ２に移動する間に、切断点Ｇ１から接触点Ｃ１までと同様の入力面内位置検出機構の動作、接触状態検出機構の動作、及び上述の各状態における電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が行われる。
【0092】
（接触点Ｃ２→終点ＥＰ；描き込み中）
続いて、使用者は、電子ペン１１を手Ｈで把持している状態で、先ずＸＹ平面内の接触点Ｃ２において、回転体４０を入力面Ｐに接触させ、第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２に移動させる。その後、電子ペン１１の先端部を接触点Ｃ２から終点ＥＰに動かす。接触点Ｃ２において回転体４０が第２位置ＰＯ２に移動してから電子ペン１１の先端部が接触点Ｃ２から終点ＥＰに移動する間に、始点ＡＰから中継点Ｎ１又は切断点Ｇ１までと同様の入力面内位置検出機構の動作、接触状態検出機構の動作、及び上述の各状態における電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が行われる。
続いて、使用者は、電子ペン１１を手Ｈで把持している状態で、先ずＸＹ平面内の接触点Ｃ２において、回転体４０を入力面Ｐに接触させ、第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２に移動させる。その後、電子ペン１１の先端部を接触点Ｃ２から終点ＥＰに動かす。接触点Ｃ２において回転体４０が第２位置ＰＯ２に移動してから電子ペン１１の先端部が接触点Ｃ２から終点ＥＰに移動する間に、始点ＡＰから中継点Ｎ１又は切断点Ｇ１までと同様の入力面内位置検出機構の動作、接触状態検出機構の動作、及び上述の各状態における電子ペン１１と情報処理装置１５０との通信が行われる。
【0093】
文字「に」が入力される最後の文字である場合は、情報処理装置１５０の制御部１００から光源３２及び検出部５０に動作終了の電気信号が供給される。光源３２は、制御部１００からの電気信号を受けて、照射光Ｌ１の射出を停止する。検出部５０は、制御部１００からの電気信号を受けて、第１受光部材３６及び第２受光部材３８の各々からの電気信号を受信しない状態になる。すなわち、使用者が最後の文字や図を描き出した後、又は文字や図の描き出しを中断する場合に、電子ペン１１は情報処理装置１５０と通信し、制御部１００から光源３２及び検出部５０へ動作停止を示す電気信号が供給される。
【0094】
以上の動作によって、電子ペン１１を用いて文字「に」をはじめとする任意の文字や図が描かれ、表示装置１８０等によって可視化される。
【0095】
以上説明した第１実施形態の電子ペン１１は、情報処理装置１５０と通信する電子ペンであって、光源３２と、第１光学部材３５と、第１受光部材３６と、検出部５０と、を備える。光源３２は、照射光Ｌ１を発する。第１光学部材３５は、光源から発せられた照射光Ｌ１１の一部である照射光Ｌ１１を射出口である開口２６を通して媒体Ｂの入力面Ｐに向けて偏向し、入力面Ｐから反射される検出光Ｌ２の一部を偏向する。第１受光部材３６は、第１光学部材３５によって偏向された検出光Ｌ２を受光する。検出部５０は、第１受光部材３６で受光された検出光Ｌ２の情報に基づいて電子ペン１１の先端部の移動を検出する。検出部５０は、電子ペン１１の先端部に配置された回転体４０が媒体Ｂと隔離しているときに、入力面Ｐに対する電子ペン１１の先端部の移動を検出する。検出部５０は、電子ペン１１の先端部が媒体Ｂと接しているときに、入力面Ｐに対する電子ペン１１の先端部の移動を検出するとともに、電子ペン１１の先端部の移動に対応する入力を検出する。
【0096】
第１実施形態の電子ペン１１では、回転体４０を含む先端が媒体Ｂの入力面Ｐに接し、収容部材２０の先端部２４に形成された開口２６の縁部が入力面Ｐに対してＺ方向で所定の距離以下の間隔に配置されると、電子ペン１１の先端部が入力面Ｐと接している状態、すなわち電子ペン１１が媒体Ｂに接している状態であることが検出される。所定の距離は、電子ペン１１の使用者が文字や図を描いているときに、収容部材２０の把持部２２を把持し、中心軸ＪＸがｚ軸に対して狭角θで傾斜している姿勢において、収容部材２０の開口２６の縁部と入力面ＰとのＺ方向での標準的な離間距離であり、例えば０ｍｍ～１ｍｍである。電子ペン１１が媒体Ｂに接している状態では、第１光学部材３５から射出される照射光Ｌ１１が入力面Ｐに対してＺ方向に沿って略垂直に照射される。また、入力面Ｐ上での照射光Ｌ１１の集光スポットＳＰは、第１光学部材３５の焦点深度の範囲内に形成される。照射光Ｌ１１のうちの少なくとも一部の光は、入力面Ｐで反射又は散乱され、検出光Ｌ２として、入力面Ｐに対してＺ方向に沿って略垂直に、且つ照射光Ｌ１１とは逆向きに照射される。そのため、検出光Ｌ２は、第１光学部材３５に入射し、第１光学部材３５によって第１受光部材３６に照射され、第１受光部材３６に受光される。第１受光部材３６に受光される検出光Ｌ２に基づいて、入力面Ｐに平行なＸＹ平面内での照射光Ｌ１１の集光スポットＳＰの位置から、電子ペン１１の先端部の位置情報が生成される。検出部５０は、電子ペン１１の先端部の位置情報と入力のＯＮ状態を表す接触信号とを検出する。
【0097】
第１実施形態の電子ペン１１では、回転体４０を含む先端が媒体Ｂの入力面Ｐから隔離し、収容部材２０の先端部２４に形成された開口２６の縁部が入力面Ｐに対してＺ方向で所定の距離を超える間隔に配置されると、電子ペン１１の先端部が入力面Ｐから隔離している状態、すなわち電子ペン１１が媒体Ｂから隔離している状態であることが検出される。例えば、文字や図の切断点から接触点までの間では、収容部材２０の開口２６の縁部と入力面ＰとのＺ方向での離間距離は、例えば２ｍｍ～４ｍｍである。電子ペン１１が媒体Ｂから隔離している状態においても、第１光学部材３５から射出される照射光Ｌ１１が入力面Ｐに対してＺ方向に沿って略垂直に照射される。また、照射光Ｌ１１の集光スポットＳＰは、好ましくは第１光学部材３５の焦点深度の範囲内で移動する。照射光Ｌ１１のうちの少なくとも一部の光は、入力面Ｐで反射又は散乱され、検出光Ｌ２として、入力面Ｐに対してＺ方向に沿って略垂直に、且つ照射光Ｌ１１とは逆向きに照射される。そのため、電子ペン１１が媒体Ｂから隔離している状態であっても、検出光Ｌ２は、電子ペン１１が媒体Ｂと接している状態と同様に、第１光学部材３５に入射し、第１光学部材３５によって第１受光部材３６に照射され、第１受光部材３６に受光される。第１受光部材３６に受光される検出光Ｌ２に基づいて、電子ペン１１の先端部の位置情報が生成される。検出部５０は、電子ペン１１の先端部の位置情報と入力のＯＦＦ状態を表す非接触信号とを検出する。
【0098】
したがって、第１実施形態の電子ペン１１によれば、検出部５０は、電子ペン１１が媒体Ｂとは離れている場合に、電子ペン１１の先端部の移動のみを検出することができる。また、検出部５０は、電子ペン１１が媒体Ｂに接する場合に、電子ペン１１の先端部の移動を検出し、電子ペン１１の先端部の移動に対応する入力を検出し、接触信号を受け付ける。
【0099】
第１実施形態の電子ペン１１では、中心軸ＪＸに沿って延在する収容部材２０を備える。収容部材２０には、中心軸ＪＸに沿って延在し、光源３２と、第１光学部材３５と、第１受光部材３６と、検出部５０が収容されている。第１光学部材３５は、ｚ軸すなわち入力面Ｐの法線に沿って照射光Ｌ１１を入力面Ｐに向けて偏向する。このとき、中心軸ＪＸは、ｚ軸と交差する。
【0100】
第１実施形態の電子ペン１１によれば、上述の構成を備えるため、収容部材２０の把持部２２が把持され、中心軸ＪＸがｚ軸に対して狭角θで傾斜している姿勢において、第１光学部材３５から入力面Ｐへの照射光Ｌ１１の進行方向と入力面Ｐから第１光学部材３５への検出光Ｌ２の進行方向とを揃えることができる。照射光Ｌ１１の進行方向と検出光Ｌ２の進行方向が互いに揃うとは、好ましくは各進行方向がｚ軸に重なり、入力面Ｐに直交する状態を表す。但し、照射光Ｌ１１の進行方向と検出光Ｌ２の進行方向が互いに揃う状態には、例えば照射光Ｌ１１の進行方向と検出光Ｌ２の進行方向がｚ軸を中心に例えば５°以内で互いに逆側へ狭角をなしても、検出光Ｌ２が第１光学部材３５によって第１受光部材３６に偏向され、第１受光部材３６に受光される状態も含まれる。このことによって、検出部５０は、電子ペン１１が媒体Ｂとは離れている場合に、電子ペン１１の先端部の移動のみを検出することができる。
【0101】
第１実施形態の電子ペン１１では、収容部材２０には、第１光学部材３５によって偏向された照射光Ｌ１１が通る開口２６が形成されている。中心軸ＪＸに直交する面内が中心軸ＪＸを基準として第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とに区画される場合に、第１光学部材３５によって偏向された照射光Ｌ１１は、第１領域Ｒ１における開口２６を通る。第１領域Ｒ１における開口２６の面積は、第２領域Ｒ２における開口２６の面積よりも大きい。
【0102】
第１実施形態の電子ペン１１によれば、上述の構成を備えるため、照射光Ｌ１１及び検出光Ｌ２が通る開口２６が中心軸ＪＸに対して第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２で非対称に形成されている。そのため、使用者が収容部材２０の把持部２２を把持し、中心軸ＪＸがｚ軸に対して狭角θで傾斜している姿勢にするとき、照射光Ｌ１１及び検出光Ｌ２を通す開口２６の領域を大きく確保し、面積の大きい方の領域すなわち第１領域Ｒ１における開口２６に照射光Ｌ１１及び検出光Ｌ２を円滑に通すことができる。このことによって、検出光Ｌ２の検出精度及び電子ペン１１の先端部の位置情報の精度を高めることができる。
【0103】
なお、照射光Ｌ１１及び検出光Ｌ２を円滑に通すことができれば、照射光Ｌ１１及び検出光Ｌ２が通る開口２６が中心軸ＪＸに対して第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２で対称に形成され、第１領域Ｒ１における開口２６の面積と第２領域Ｒ２における開口２６の面積が互いに同等であってもよい。
【0104】
第１実施形態の電子ペン１１では、中心軸ＪＸに平行な板面３０ａを有する基板３０を備える。光源３２と第１受光部材３６は、基板３０の板面３０ａに配置されている。中心軸ＪＸに直交する面内が中心軸ＪＸを基準として第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とに区画され、基板３０は、第１領域Ｒ１における収容部材２０の内部空間Ｓに配置されている。
【0105】
第１実施形態の電子ペン１１によれば、上述の構成を備えるため、使用者が収容部材２０の把持部２２を把持し、中心軸ＪＸがｚ軸に対して狭角θで傾斜している姿勢にするとき、基板３０の板面３０ａをｚ軸に対して狭角θで傾斜させる。その結果、基板３０と光源３２や第１受光部材３６を含めて板面３０ａに配置されている構成要素との重量をｚ軸に対して中心軸ＪＸが傾斜する側の領域に寄せて、電子ペン１１の使い心地を高めることができる。また、光源３２から発せられる照射光Ｌ１，Ｌ１１を偏向する領域として、基板３０の板面３０ａと中心軸ＪＸとの間の第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを確保し、収容部材２０の内部空間Ｓにおける光学系の設計の自由度を高めることができる。
【0106】
第１実施形態の電子ペン１１では、回転体４０と、支持部４２と、を備える。回転体４０の一部は、収容部材２０の先端部２４から突出している。支持部４２は、所定の向きにおいて、回転体４０を回転体４０が媒体Ｂと隔離している状態での第１位置ＰＯ１と、回転体４０が媒体Ｂに接している状態での第２位置ＰＯ２と、で移動可能に支持する。所定の向きは、例えば中心軸ＪＸに交差する方向に沿って電子ペン１１の先端から基端に向かう向きであり、中心軸ＪＸをｚ軸に対して狭角θで傾斜させるときにＺ方向の前方に向く向きである。検出部５０は、回転体４０が第１位置ＰＯ１にある場合に、電子ペン１１の先端部の移動を検出し、回転体４０が第２位置ＰＯ２にある場合に、電子ペン１１の先端部の移動と電子ペン１１の先端部の移動に対応する入力とを検出する。
【0107】
第１実施形態の電子ペン１１によれば、上述の構成を備えるため、回転体４０が収容部材２０の先端部２４に支持部４２を介して支持され、回転体４０が第１位置ＰＯ１と第２位置ＰＯ２とで移動することによって、媒体Ｂの入力面Ｐから隔離しているのか、入力面Ｐに接しているのかということを判別することができる。
【0108】
なお、図示していないが、第１実施形態の電子ペン１１には、回転体４０の変形例として、入力面Ｐに沿って回転しないが、入力面Ｐに対して摩擦を発生させない材質で形成されている部材が配置されてもよい。この部材の先端は、例えば入力面Ｐに向けて突出する凸曲面であってもよく、中心軸ＪＸをｚ軸に対して狭角θで傾斜させるときに入力面Ｐに平行な平坦面であってもよい。
【0109】
また、第１実施形態の電子ペン１１には、回転体４０の他の変形例として、タクタイルスイッチや圧力センサーが設けられ、入力面Ｐに対する接触状態又は非接触状態と電子ペン１１にかかる筆圧が検出されてもよい。さらに、第１実施形態の電子ペン１１には、回転体４０の他の変形例として、光学センサーが設けられ、入力面Ｐに対する接触状態又は非接触状態が検出され、入力面Ｐと光学センサーとの離間距離に基づいて電子ペン１１にかかる筆圧が検出されてもよい。
【0110】
第１実施形態の電子ペン１１では、第２光学部材３７と、第２受光部材３８と、を備える。第２光学部材３７は、支持部４２に設けられ、第１光学部材３５で偏向された照射光Ｌ１の別の一部である照射光Ｌ１２を偏向する。第２受光部材３８は、第２光学部材３７で偏向された照射光Ｌ１２を受光する。検出部５０は、第２受光部材３８における照射光Ｌ１２の受光量に基づいて媒体Ｂに対する回転体４０の位置を検出する。
【0111】
第１実施形態の電子ペン１１によれば、上述の構成を備えるため、照射光Ｌ１において照射光Ｌ１１とは別の一部の照射光Ｌ１２を、回転体４０と連動するミラー６４を含む第２光学部材３７で偏向し、第２受光部材３８で受光することができる。その結果、収容部材２０の内部空間Ｓに、回転体４０が第１位置ＰＯ１及び第２位置ＰＯ２の何れの位置にあるのかということを検出する光学系を効率良く配置することができる。
【0112】
第１実施形態の電子ペン１１では、第２光学部材３７は、回転体４０が第１位置ＰＯ１にある場合に受光する照射光Ｌ１２の受光量と回転体４０が第２位置ＰＯ２にある場合に受光する照射光Ｌ１２の受光量とが互いに異なるように、照射光Ｌ１の別の一部である照射光Ｌ１２を偏向する。検出部５０は、第２受光部材３８で受光される照射光Ｌ１２の受光量に応じて回転体４０が第１位置ＰＯ１及び第２位置ＰＯ２の何れかの位置にあることを判定する。
【0113】
第１実施形態の電子ペン１１では、例えば回転体４０が第１位置ＰＯ１にあるときに、第２光学部材３７のミラー６４が第２受光部材３８の分割センサー６６の第１センサー７１と第２センサー７２の両方に照射光Ｌ１２を偏向する。回転体４０が第２位置ＰＯ２にあるときに、第２光学部材３７のミラー６４が第２受光部材３８の分割センサー６６の第１センサー７１のみに照射光Ｌ１２を偏向する。すなわち、回転体４０が第１位置ＰＯ１にあるときと第２位置ＰＯ２にあるときでは、分割センサー６６の第１センサー７１での照射光Ｌ１２の受光量と第２センサー７２での照射光Ｌ１２の受光量とは、互いに異なる。第１実施形態の電子ペン１１によれば、上述の構成を備えるため、分割センサー６６の第１センサー７１及び第２センサー７２の各々での照射光Ｌ１２の受光量の差を検出することで、回転体４０の位置を容易に検出及び判別することができる。
【0114】
第２受光部材３８として分割センサー６６及び差動増幅回路８５が用いられることによって、受光面３６ｓで受光されるノイズ成分が削除され、検出光Ｌ２に基づく電子ペン１１の先端部の位置検出の精度が向上する。
【0115】
また、第１実施形態の電子ペン１１によれば、回転体４０の第１位置ＰＯ１と第２位置ＰＯ２との間の連続的な移動をミラー６４の連続した動き及び第２受光部材３８における照射光Ｌ１２の受光位置及び受光量の連続的な変化に反映させることができる。分割センサー６６の第１センサー７１及び第２センサー７２の各々での照射光Ｌ１２の受光量の差を連続値として検出することによって、電子ペン１１にかかる筆圧を検出される文字や図の出力のパターンの太さや形状に反映し、自然な描き心地が得られる。
【0116】
なお、分割センサー６６の第１センサー７１での照射光Ｌ１２の受光量と第２センサー７２での照射光Ｌ１２の受光量とを互いに異ならせるために、例えば回転体４０が第１位置ＰＯ１にあるときに、第２光学部材３７のミラー６４が第２受光部材３８の分割センサー６６の第２センサー７２のみに照射光Ｌ１２を偏向してもよい。この場合には、回転体４０が第２位置ＰＯ２にあるときに、第２光学部材３７のミラー６４が第２受光部材３８の分割センサー６６の第１センサー７１と第２センサー７２の両方に照射光Ｌ１２を偏向してもよい。さらに、回転体４０が第１位置ＰＯ１から第２位置ＰＯ２に移動するときに、第２光学部材３７のミラー６４が第２受光部材３８の分割センサー６６の第１センサー７１及び第２センサー７２のうちの一方のセンサーから他方のセンサーに第１方向Ｄ１に沿って照射光Ｌ１２を偏向してもよい。前述の何れの変更を行っても、分割センサー６６の第１センサー７１及び第２センサー７２の各々での照射光Ｌ１２の受光量の差を検出することで、回転体４０の位置を容易に検出及び判別することができる。
【0117】
第１実施形態の電子ペン１１では、第１光学部材３５は中心軸ＪＸ上に配置されている。支持部４２は、回転体４０が第２位置ＰＯ２にある場合に、回転体４０が中心軸ＪＸ上で媒体Ｂの入力面Ｐと接するように支持することが好ましい。
【0118】
第１実施形態の電子ペン１１によれば、回転体４０が第２位置ＰＯ２にあるときに、電子ペン１１の先端部において媒体Ｂの入力面Ｐに接触する基準の位置を中心軸ＪＸ上に配置し、使用者が文字や図を描くときの電子ペン１１の姿勢を安定させることができる。
【0119】
第１実施形態の電子ペン１１は、第３光学部材４５であるミラー３４と、第４光学部材４６であるミラー６２と、を備える。第３光学部材４５は、光源３２から発せられる照射光Ｌ１の少なくとも一部を第１光学部材３５に偏向する。第４光学部材４６は、第１光学部材３５が偏向した照射光Ｌ１２を第２光学部材３７に向けて偏向する。回転体４０が第２位置ＰＯ２にあり、電子ペン１１が媒体Ｂに接するときに、第３光学部材４５の少なくとも一部は、Ｚ方向で第１光学部材３５と重なるように配置されている。また、第４光学部材４６は、Ｚ方向で第２光学部材３７と重なるように配置されている。
【0120】
第１実施形態の電子ペン１１において、回転体４０が第２位置ＰＯ２にあり、使用者が把持することによって中心軸ＪＸがｚ軸に対して狭角θで傾斜するときに、光源３２から射出される照射光Ｌ１を第３光学部材４５のミラー３４でｚ軸に対して略平行に偏向し、第１光学部材３５に入射させることができる。同様に、回転体４０が第２位置ＰＯ２にあるとき、第１光学部材３５によって偏向される照射光Ｌ１２を第４光学部材４６でｚ軸に対して略平行に偏向し、第２光学部材３７に入射させることができる。第１実施形態の電子ペン１１によれば、より小径の収容部材２０に第１光学部材３５、第２光学部材３７、第３光学部材４５及び第４光学部材４６を配置することができる。
【0121】
第１実施形態の電子ペン１１では、第１光学部材３５は、回折光学素子６０であり、例えば計算機ホログラムである。第１実施形態の電子ペン１１によれば、１つの回折光学素子６０を用いて、入射する照射光Ｌ１の一部を照射光Ｌ１１として入力面Ｐに焦点深度Δｗの範囲内で集光するとともに、照射光Ｌ１の他の一部を照射光Ｌ１２として照射光Ｌ１１とは異なる方向に偏向する第１光学部材３５を実現することができる。したがって、電子ペン１１の光学系の小型化を図ることができる。
【0122】
なお、変形例として、第１光学部材３５は、例えば入射する照射光Ｌ１の一部を照射光Ｌ１１として入力面Ｐに集光する集光機能を有する光学素子と照射光Ｌ１の他の一部を照射光Ｌ１２として平行化された状態を維持して照射光Ｌ１１とは異なる方向に偏向する偏光機能を有する光学素子との積層体であってもよい。
【0123】
［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について、図１１を用いて説明する。
なお、第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成には対応する第１実施形態の構成と同じ符号を付し、第１実施形態と重複する説明を省略する。第２実施形態では、第１実施形態とは異なる構成や内容について説明する。
次いで、本発明の第２実施形態について、図１１を用いて説明する。
なお、第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成には対応する第１実施形態の構成と同じ符号を付し、第１実施形態と重複する説明を省略する。第２実施形態では、第１実施形態とは異なる構成や内容について説明する。
【0124】
図１１は、第２実施形態の電子ペン１２の構成を示す概略図であり、電子ペン１１が媒体Ｂの入力面Ｐと接している状態の図である。図１１に示すように、第２実施形態の電子ペン１２は、第１実施形態の電子ペン１１と同様の構成を備える。但し、第２実施形態の電子ペン１２は、第１光学部材３５として回折光学素子９１及び屈折レンズ９２を備える。
【0125】
回折光学素子９１は、第３光学部材４５のミラー３４の反射面３４ｄで反射される照射光Ｌ１の一部を照射光Ｌ１１として透過する。回折光学素子９１は、ミラー３４の反射面３４ｄで反射される照射光Ｌ１の他の一部を照射光Ｌ１２として第４光学部材４６に向けて偏向する。回折光学素子９１は、媒体Ｂの入力面Ｐで反射される検出光Ｌ２を第１受光部材３６に向けて反射する。回折光学素子９１は、例えば計算機ホログラム又は回折格子等である。
【0126】
屈折レンズ９２は、回折光学素子９１から射出される照射光Ｌ１１を媒体Ｂの入力面Ｐに向けて集光させる。屈折レンズ９２は、入力面Ｐ上の照射光Ｌ１１の集光スポットＳＰから反射される検出光Ｌ２を回折光学素子９１に向けて偏向し、第１受光部材３６の受光面３６ｓに集光する。
【0127】
第２実施形態の電子ペン１２によって媒体Ｂの入力面Ｐに描かれる文字や図が検出される原理は、第１光学部材３５の屈折レンズ９２によって検出光Ｌ２が第１受光部材３６に集光されること以外は第１実施形態の電子ペン１１の原理と同様である。
【0128】
以上説明した第２実施形態の電子ペン１２は、第１実施形態の電子ペン１１と同様の構成を備えるため、第１実施形態の電子ペン１１と同様の作用効果を奏する。
【0129】
また、第２実施形態の電子ペン１２では、第１光学部材３５は、入力面Ｐによって拡散される検出光Ｌ２を集光し、第１受光部材３６に向けて偏向する。第２実施形態の電子ペン１２によれば、検出光Ｌ２の光学系が結像光学系であるため、例えば媒体Ｂの入力面Ｐの粗さや入力面Ｐで発生するスペックルを第１受光部材３６で検出することができる。
【0130】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【0131】
［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。
（付記１）情報処理装置と通信する電子ペンであって、第１光を発する光源と、前記光源から発せられた前記第１光の一部を媒体の入力面に向けて偏向し、前記入力面から反射される第２光の一部を偏向する第１光学部材と、前記第１光学部材によって偏向された前記第２光を受光する第１受光部材と、前記第１受光部材で受光された前記第２光の情報に基づいて電子ペンの移動を検出する検出部と、を備え、前記検出部は、電子ペンが前記媒体と隔離しているときに前記入力面に対する電子ペンの移動を検出し、電子ペンが前記媒体と接しているときに前記入力面に対する電子ペンの移動を検出するとともに、電子ペンの移動に対応する入力を検出する、電子ペン。
以下、本開示のまとめを付記する。
（付記１）情報処理装置と通信する電子ペンであって、第１光を発する光源と、前記光源から発せられた前記第１光の一部を媒体の入力面に向けて偏向し、前記入力面から反射される第２光の一部を偏向する第１光学部材と、前記第１光学部材によって偏向された前記第２光を受光する第１受光部材と、前記第１受光部材で受光された前記第２光の情報に基づいて電子ペンの移動を検出する検出部と、を備え、前記検出部は、電子ペンが前記媒体と隔離しているときに前記入力面に対する電子ペンの移動を検出し、電子ペンが前記媒体と接しているときに前記入力面に対する電子ペンの移動を検出するとともに、電子ペンの移動に対応する入力を検出する、電子ペン。
【0132】
付記１の構成により、検出部は、電子ペンが媒体とは離れている場合に、電子ペンの先端部の移動のみを検出することができる。また、検出部は、電子ペンが媒体に接する場合に、電子ペンの先端部の移動を検出し、電子ペンの先端部の移動に対応する入力を検出し、接触信号を受け付けることができる。
【0133】
（付記２）中心軸に沿って延在し、前記光源と、前記第１光学部材と、前記第１受光部材と、前記検出部を収容する収容部材を備え、前記第１光学部材は前記入力面の法線に沿って前記第１光を前記入力面に向けて偏向し、前記中心軸は前記法線と交差する、付記１の電子ペン。
【0134】
付記２の構成により、中心軸が入力面に直交する軸に対して所定の狭角で傾斜している姿勢において、第１光学部材から入力面への第１光の進行方向と入力面から第１光学部材への第２光の進行方向とを揃えることができる。
【0135】
（付記３）前記収容部材には、前記第１光学部材によって偏向された前記第１光が通る開口が形成され、前記中心軸に直交する面内が前記中心軸を基準として第１領域と第２領域とに区画される場合に、前記第１光学部材によって偏向された前記第１光は前記第１領域における前記開口を通り、前記第１領域における前記開口の面積は前記第２領域における前記開口の面積よりも大きい、付記２の電子ペン。
【0136】
付記３の構成により、第２光の検出精度及び電子ペンの先端部の位置情報の精度を高めることができる。
【0137】
（付記４）前記中心軸に平行な板面を有する基板を備え、前記光源と前記第１受光部材は前記板面に配置され、前記中心軸に直交する面内が前記中心軸を基準として第１領域と第２領域とに区画される場合に、前記基板は前記第１領域における前記収容部材に配置されている、付記２又は３の電子ペン。
【0138】
付記４の構成により、基板及び基板に配置されている構成要素との重量を入力面に直交する軸に対して中心軸が傾斜する側の領域に寄せて、電子ペンの使い心地を高めることができる。また、基板の板面と中心軸との間の領域とを確保し、収容部材の内部空間における光学系の設計の自由度を高めることができる。
【0139】
（付記５）回転体と、所定の向きにおいて、前記回転体を前記回転体が前記媒体と隔離している状態での第１位置と、前記回転体が前記媒体に接している状態での第２位置と、で移動可能に支持する支持部と、を備え、前記検出部は、前記回転体が前記第１位置にある場合に、電子ペンの移動を検出し、前記回転体が前記第２位置にある場合に、電子ペンの移動と電子ペンの移動に対応する入力とを検出する、付記１から４の何れか１つの電子ペン。
【0140】
付記５の構成により、回転体が第１位置と第２位置とで移動することによって、媒体の入力面から隔離しているのか、或いは入力面に接しているのかということを容易に判別することができる。
【0141】
（付記６）前記支持部に設けられ、前記第１光学部材で偏向された前記第１光の別の一部を偏向する第２光学部材と、前記第２光学部材で偏向された前記第１光を受光する第２受光部材と、を備え、前記検出部は前記第２受光部材における前記第１光の受光位置及び受光量に基づいて前記媒体に対する前記回転体の位置を検出する、付記５の電子ペン。
【0142】
付記６の構成により、収容部材の内部空間に、回転体の位置を検出する光学系を効率良く配置することができる。
【0143】
（付記７）前記第２光学部材は、前記回転体が前記第１位置にある場合に受光する前記第１光の受光量と前記回転体が前記第２位置にある場合に受光する前記第１光の受光量とが互いに異なるように、前記第１光の別の一部を偏向し、前記検出部は、前記第２受光部材で受光される前記第１光の受光量に応じて前記回転体が前記第１位置及び前記第２位置の何れかの位置にあることを判定する、付記６の電子ペン。
【0144】
付記７の構成により、第１光の受光量の差を検出することで、回転体の位置を容易に検出し、回転体の位置を判別することができる。
【0145】
（付記８）前記第１光学部材は中心軸上に配置され、前記支持部は、前記回転体が前記第２位置にある場合に、前記回転体が前記中心軸上で前記媒体の前記入力面と接するように支持する、付記５から７の何れか１つの電子ペン。
【0146】
付記８の構成により、電子ペンの先端部において媒体の入力面に接触する基準の位置を中心軸上に配置し、使用者が文字や図を描くときの電子ペンの姿勢を安定させることができる。
【0147】
（付記９）前記光源から発せられる前記第１光の少なくとも一部を前記第１光学部材に偏向する第３光学部材と、前記第１光学部材が偏向した前記第１光を前記第２光学部材に向けて偏向する第４光学部材と、を備え、電子ペンが前記媒体に接しているときに、前記第３光学部材は前記入力面に直交する方向で前記第１光学部材と重なるように配置され、前記第４光学部材は前記入力面に直交する方向で前記第２光学部材と重なるように配置されている、付記６又は７の電子ペン。
【0148】
付記９の構成により、第２光の光学系が結像光学系であるため、媒体の入力面の粗さや入力面で発生するスペックルを第１受光部材で検出することができる。
【0149】
（付記１０）前記第１光学部材は回折光学素子であり、前記第１光学部材は、前記入力面によって拡散される前記第２光を集光し、前記第１光学部材に向けて偏向する、付記１から９の何れか１つの電子ペン。
【0150】
付記１０の構成により、第１光学部材を容易に多機能化し、電子ペン１１の光学系の小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【0151】
１１，１２…電子ペン、３２…光源、３５…第１光学部材、３６…第１受光部材、１５０…情報処理装置、Ｂ…媒体、Ｐ…入力面。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】