特許 7408640 電子ペン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-22

(45)【発行日】2024-01-05

(54)【発明の名称】電子ペン

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20231225BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20231225BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400F

G06F3/044 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021515795

(86)(22)【出願日】2020-01-27

(86)【国際出願番号】 JP2020002667

(87)【国際公開番号】W WO2020217615

(87)【国際公開日】2020-10-29

【審査請求日】2023-01-23

(31)【優先権主張番号】P 2019080767

(32)【優先日】2019-04-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000139403

【氏名又は名称】株式会社ワコム

(74)【代理人】

【識別番号】100091546

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 正美

(74)【代理人】

【識別番号】100206379

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 正

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 雄太

【審査官】▲高▼瀬 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／００１８５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０９７４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－３２１１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９９９５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状筐体と、
前記筒状筐体に収納される第１の回路部と、
前記第１の回路部と共に前記筒状筐体に収納され、前記第１の回路部に対して直列に配列される第２の回路部と、
前記第１の回路部に接続されると共に、前記第２の回路部側に延伸され、当該第２の回路部上で折り返されて当該第２の回路部に接続されるケーブルと
を備え、
前記第１の回路部と前記第２の回路部とが前記筒状筐体の定位置に収納された場合に、前記ケーブルが屈曲収納可能な収納空間を前記第２の回路部に有する
ことを特徴とする電子ペン。

【請求項2】

請求項１に記載の電子ペンであって、
前記第２の回路部に設けられているコネクタ部の差込口は、前記第１の回路部に設けられているコネクタ部の差込口と同じ方向を向いていることを特徴とする電子ペン。

【請求項3】

請求項２に記載の電子ペンであって、
前記第２の回路部に設けられている前記コネクタ部は、軸心方向に沿う前記第２の回路部の側面上であって、前記第１の回路部に設けられている前記コネクタ部が設けられた位置に対して所定角度分回転した位置に設けられ、
前記ケーブルは、前記第１の回路部と前記第２の回路部との間において、異なる方向に２回折り曲げられて前記第２の回路部の前記コネクタ部に向かうようにされている
ことを特徴とする電子ペン。

【請求項4】

請求項１、請求項２または請求項３のいいずれかに記載の電子ペンであって、
前記ケーブルは、フレキシブルケーブルで構成されている
ことを特徴とする電子ペン。

【請求項5】

請求項１、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記載の電子ペンであって、
前記第１の回路部は、電子ペンとして位置を指し示す芯体と、芯体から信号を送信するための発信部と電源を有し、前記第２の回路部は、付加的機能を動作させるための回路を有する
ことを特徴とする電子ペン。

【請求項6】

請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の電子ペンであって、
前記第２の回路部には外部コネクタが配置されており、前記ケーブルを通して、前記第１の回路部が有する充電池を充電する
ことを特徴とする電子ペン。

【請求項7】

請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請求項６のいずれかに記載の電子ペンであって、
前記第２の回路部は、近距離無線通信可能とする通信部を有する
ことを特徴とする電子ペン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば、タブレットＰＣ（Personal Computer）などの電子機器に搭載されている位置検出装置に対する位置指示器としての機能を実現する電子ペンに関する。

【背景技術】

【0002】

後に記す特許文献１には、アクティブ型静電容量方式の電子ペンに関する発明が開示されている。当該電子ペンには回路基板（プリント基板）が搭載される。当該回路基板上には、芯体から送出する信号を発生する信号発生回路および当該信号発生回路からの信号の芯体への送信を制御する制御回路を構成するＩＣ（Integrate Circuit）及びその周辺回路部品からなる回路部が設けられている。周辺回路部には、プッシュスイッチ（サイドスイッチ）が含まれる場合もある。

【0003】

また、回路基板には、芯体と信号発生回路などとを接続する導体端子部材と感圧用部品から筆圧の検出出力を伝達する導体端子部材とが接続される。更に、当該電子ペンには、回路基板上に形成された回路部に対して駆動電源を供給するバッテリが搭載される。このように、アクティブ型静電容量方式の電子ペンには、電子ペン機能を実現するための回路基板（電子ペンユニット）やバッテリなどの種々の部品が搭載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１７／１１０３３８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年においては、電子ペンに対してさらに機能を追加することが考えられている。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格の近距離無線通信機能を電子ペンに搭載することが考えられる。これにより、例えば、電子ペンの識別ＩＤなどを位置検出装置側に送信したり、位置検出装置側からの認証情報や種々のパラメータを受信したりすることができるようになる。

【0006】

電子ペンへの近距離無線通信機能を搭載する場合には、電子ペン機能を実現する既存の回路基板への影響を少なくしたり、組み立てやメンテナンスのし易さを実現したりするなどの種々の条件を満足する必要がある。このため、近距離無線通信回路を既存の回路基板にインプリメントするのではなく、既存の回路基板（電子ペンユニット）とは別に近距離無線通信ユニットを設けて、これを電子ペンに搭載することが考えられる。

【0007】

この場合、近距離無線通信ユニットに対しては、駆動電源を供給したり、既存の回路基板の制御ＩＣなどから必要情報を提供したりする必要が生じるため、近距離無線通信ユニットと既存の回路基板とをケーブルにより接続する必要が生じる。そして、接続作業を簡単かつ確実に行うためには、ケーブルの長さをある程度余裕を持った長さとする必要がある。しかし、ケーブルが長いとこれを電子ペンの筐体に収納する場合に不都合が生じる。

【0008】

既存の回路基板と近距離無線通信ユニットとを接続するケーブルは、複数の信号線や電源線などからなる幅広のものである。このため、折り畳んで電子ペンの筐体内に収納しようとすると、電子ペンの全長を長くする必要が生じたり、ケーブル自体の損傷に繋がったり、ケーブルの伸びようとする力が働いて、ケーブルが接続部から外れたりするといった不都合が発生する可能性がある。

【0009】

以上のことに鑑み、発明は、例えば、既存の回路部と追加の回路部とをケーブルで接続する場合にも問題を生じさせない電子ペンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、
筒状筐体と、
前記筒状筐体に収納される第１の回路部と、
前記第１の回路部と共に前記筒状筐体に収納され、前記第１の回路部に対して直列に配列される第２の回路部と、
前記第１の回路部に接続されると共に、前記第２の回路部側に延伸され、当該第２の回路部上で折り返されて当該第２の回路部に接続されるケーブルと
を備え、
前記第１の回路部と前記第２の回路部とが前記筒状筐体の定位置に収納された場合に前記ケーブルが屈曲収納可能な収納空間を前記第２の回路部に有する
ことを特徴とする電子ペン。

【0011】

この電子ペンによれば、第１の回路部と第２の回路部とは直列に配列されて、筒状筐体内に収納されるが、この場合に、第１の回路部に接続されたケーブルが、第２の回路部側に延伸され、当該第２の回路部上で折り返されて当該第２の回路部に接続される。従って、第１の回路部から延伸されたケーブルを第２の回路部に接続することができるので、簡単に第１の回路部と第２の回路部とをケーブルによって接続できる。

【0012】

第１の回路部と第２の回路部とが筒状筐体の定位置に収納されると、ケーブルが第２の回路部に設けられている屈曲収納可能な収納空間に収納される。これにより、筒状筐体内において、ケーブルが第１の回路部と第２の回路部の収納に邪魔になることなく、また、ケーブルに過度の負荷（ストレス）がかかるといった不都合を生じさせないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態の電子ペンを説明するための図である。

【図2】筒状筐体に収納されている第１の回路部に対して第２の回路部を接続する前の状態について説明するための図である。

【図3】筒状筐体に収納されている第１の回路部に対して第２の回路部を接続した後の状態について説明するための図である。

【図4】実施の形態の電子ペンにおいて、第１の回路部と第２の回路部とを接続するケーブルの変化の状態を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は、実施の形態の電子ペンを説明するための図である。具体的に、図１（Ａ）は当該電子ペンの外観図であり、図１（Ｂ）は当該電子ペンの内部構成を説明するための図である。図１（Ａ）に示すように、この実施の形態の電子ペンは、フロントキャップ１と、筒状筐体２と、リアキャップ３とを備え、テーパー形状のフロントキャップ１の先端の開口部からは、筒状筐体２内からペン先を構成する芯体１１が突出した外観を有する。

【0015】

フロントキャップ１とリアキャップ３とは、共に筒状筐体２に対して着脱可能にされている。例えば、フロントキャップ１とリアキャップ３とのそれぞれの筒状筐体との接合部分の外面と、筒状筐体２の前端側内面と後端側内面とにネジ山を設けることによりネジ式で着脱可能にできる。また、筒状筐体２の内径に対して、フロントキャップ１やリアキャップ３の嵌合部分の外径をやや大きくすることにより、嵌め込み式により着脱可能にすることができる。もちろんこの他の種々の方式により、フロントキャップ１とリアキャップ３とを、筒状筐体２に対して着脱可能に構成することができる。

【0016】

筒状筐体２内には、電子ペン機能部が搭載される。電子ペン機能部は、芯体１１と、芯体１１が装着される筆圧検出部１２と、第１の回路部１４と、バッテリ１５と、第２の回路部１６とからなる。筆圧検出部１２は、載置部材１３のペン先側に設けられており、これに装着される芯体１１にかけられる筆圧を検出し、検出した筆圧を示す情報を第１の回路部１４に通知するようになっている。なお、載置部材１３には、第１の回路部１４とバッテリ１５とが載置される。この載置部材１３により、芯体１１が装着された筆圧検出部１２と、第１の回路部１４と、バッテリ１５とを一体的に取り扱うことが可能になる。

【0017】

第１の回路部１４は、制御用ＩＣ１４ｃや図示しない発信回路やコンデンサなどの種々の回路部品が搭載される他、後述する第２の回路部との電気的な接続を可能にするためのコネクタ部１４ａを備えたものである。また、第１の回路部１４には、図示しないが、ポインティングデバイスであるいわゆるマウスのクリックボタンと同様の機能を実現するためのサイドスイッチを構成する部品を搭載することもできる。

【0018】

バッテリ１５は、電子ペン機能部を構成する第１の回路部１４と第２の回路部１６とに駆動電源を供給する。この実施の形態の電子ペンにおいて、バッテリ１５は、後述する第２の回路部１６に搭載されたＵＳＢコネクタ（図示せず）を介して、外部から給電を受けるようにして充電が可能なものである。

【0019】

第２の回路部１６は、この実施の形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格の近距離無線通信機能を実現するための近距離無線通信回路が搭載されたものである。第２の回路部１６は、第１の回路部１４を経由して、バッテリ１５からの駆動電源の供給を受ける。第２の回路部１６は、制御用ＩＣ１４ｃのメモリに格納されている自機の識別ＩＤを取得し、これを例えばスマートフォンなどの外部機器に向けて送信して、当該スマートフォンと当該電子ペンとの間で認証処理を行うようにすることができる。なお、第２の回路部には、図示しないが、ＵＳＢコネクタ（図示せず）が搭載されており、このＵＳＢコネクタを通じて、電源の供給を受けたり、情報の送受信を行ったりすることもできるようにされている。

【0020】

また、電子ペンにサイドスイッチや後端部にプッシュスイッチを設けて使用者からの指示入力を受け付け可能にすることにより、使用者からの指示入力に応じて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格の近距離無線通信回路を通じて制御信号を送信して外部機器を制御することもできる。例えば、カメラ機能が動作するようにされたスマートフォンのシャッタースイッチとして、当該電子ペンを利用できる。また、第２の回路部１６は、外部機器からの情報を受け付けて、自機の処理モードを変えるなどのことも可能である。

【0021】

このように、この実施の形態の電子ペンにおいて、芯体１１と、筆圧検出部１２と、第１の回路部１４とが、検出した筆圧情報を含む位置指示信号を送出するアクティブ静電ペンとしての機能を実現する。第２の回路部１６は、外部機器との間で情報の送受信を可能にする近距離無線通信機能を実現する。なお、筆圧検出部１２で検出した筆圧情報を、第２の回路部１６を通じて、外部装置に送信するといったことも可能である。

【0022】

第２の回路部１６は、第１の回路部１４と電気的に接続するためのコネクタ部１６ａを備える。第２の回路部１６のコネクタ部１６ａと第１の回路部１４のコネクタ部１４ａとの間が、フレキシブルケーブル１７により接続される。フレキシブルケーブルは、いわゆるテープ状（帯状）のものであり、柔軟性があり、折り返すことができるなど、大きく変形させることが可能な配線である。この実施の形態のフレキシブルケーブル１７は、電源の供給線、信号線など、複数の線路を有する。

【0023】

この実施の形態の電子ペンにおいては、コネクタ部１４ａは、図１（Ｂ）に示すように、フレキシブルケーブル１７が差し込まれる差し込み口を第２の回路部１６側に向けて、第１の回路部１４の上面に設けられる。コネクタ部１６ａは、図１（Ｂ）に示すように、矢印Ａｒが示す電子ペンの軸心方向（中心軸方向）に沿う第２の回路部１６の側面上であって、第１の回路部１４のコネクタ部１４ａが設けられた面（上面）に対して９０度回転した位置に設けられている。また、第２の回路部１６に設けられているコネクタ部１６ａの差し込み口は、第１の回路部１４が位置する方向とは逆方向である、電子ペンの後端側を向いている。

【0024】

このため、図１（Ｂ）に示すように、第１の回路部１４のコネクタ部１４ａに接続されたフレキシブルケーブル１７は、バッテリ１５上で異なる方向に２回折り曲げることにより、第２の回路部１６のコネクタ部１６ａに向かうようにされている。すなわち、フレキシブルケーブル１７を矢印Ｆ１が示すように下側に折り曲げて、次に矢印Ｆ２が示すように第２の回路部１６側に折り曲げることにより、フレキシブルケーブル１７の他端がコネクタ部１６ａに向かうようにされる。なお、折り曲げた部分は、例えば圧力を掛けることにより、元に戻ることがないように加工されている。これにより、第１の回路部１４のコネクタ部１４ａが位置する面、または、コネクタ部１４ａが位置する面に平行な面に第２の回路部１６のコネクタ部１６ａが存在しなくても、両コネクタ間を無理なくフレキシブルケーブル１７で接続できる。

【0025】

図２は、筒状筐体２に収納されている第１の回路部１４に対して第２の回路部１６を、フレキシブルケーブル１７を通じて接続する前の状態について説明するための図である。図２において、筒状筐体２内には、図１（Ｂ）に示したように、載置部材１３に対して搭載された、筆圧検出部１２、第１の回路部１４、バッテリ１５からなる部分が既に収納されている。当該部分は載置部材１３により一体的に取り扱うことが可能になっており、フロントキャップ１を取り外した前端側開口部より、あるいは、リアキャップ３を取り外した後端側開口部より、筒状筐体２内に収納されている。なお、図２においては、フロントキャップ１は、既に筒状筐体２に取り付けられているが、芯体１１は、まだ筆圧検出部１２に対して装着されていない状態を示している。

【0026】

この場合、図２に示すように、筒状筐体２からは第１の回路部１４のコネクタ部１４ａに接続されているフレキシブルケーブル１７のもう一方の端部部分が突出している。この端部部分を第２の回路部１６のコネクタ部１６ａに対して接続することにより、簡単に、第１の回路部１４と第２の回路部１６とを電気的に接続できる。なお、図２に示すように、第２の回路部１６のコネクタ部１６ａの後端側は、フレキシブルケーブル１７の収納スペース１６ｂになっている。

【0027】

図３は、筒状筐体２に収納されている第１の回路部１４に対して第２の回路部１６を接続した後の状態について説明するための図である。図３に示すように、第２の回路部１６を、筒状筐体２の後端側開口部より筒状筐体２内に押し込むようにしながら、フレキシブルケーブル１７の端部を第２の回路部１６のコネクタ部１６ａに近づけて行く。フレキシブルケーブル１７の端部がコネクタ部１６ａに充分に近づいたら、フレキシブルケーブル１７を折り返して端部をコネクタ部１６ａに差し込む。これにより、第１の回路部１４と第２の回路部１６が電気的に接続される。

【0028】

この後、第２の回路部１６を筒状筐体２内に押し込んで行くことにより、第２の回路部１６を筒状筐体２内の所定の位置に収納することができる。この場合、フレキシブルケーブル１７は、第２の回路部１６の収納スペース１６ｂ内において、フレキシブルケーブル１７が折り返されていることにより、フレキシブルケーブル１７の対向する部分が長くなる。これにより、フレキシブルケーブル１７に負荷をかけることなく、フレキシブルケーブル１７の全体を第１の回路部１４、バッテリ１５、第２の回路部１６と共に、筒状筐体２内に収納できる。この後、リアキャップ３を筒状筐体２に装着すれば、図１（Ａ）に示した外観を有するこの実施の形態の電子ペンが構成できる。

【0029】

図４は、実施の形態の電子ペンにおいて、第１の回路部１４と第２の回路部１６とを接続するケーブルの変化の状態を説明するための図である。なお、図４においては、説明を簡単にするため、第１の回路部１４のコネクタ部１４ａと、第２の回路部１６のコネクタ部１６ａとは、互いに平行となる面に設けられている場合の例である。また、コネクタ部１４ａ、１６ａの差し込み口は、いずれも電子ペンの後端側を向いている場合の例である。

【0030】

図４（Ａ）に示すように、第１の回路部１４のコネクタ部１４ａに接続されたフレキシブルケーブル１７は、第２の回路部１６のコネクタ部１６ａに向かって延伸される。フレキシブルケーブル１７の端部が第２の回路部１６のコネクタ部１６ａに到達すると、図４（Ｂ）に示すように、折り返されてコネクタ部１６ａに接続される。これにより、第１の回路部１４と第２の回路部１６とが電気的に接続される。また、フレキシブルケーブル１７は、折り返されることにより、Ｕ字状に折り返されて対向する対向部分が形成された状態になり、この対向部分が第２の回路部１６の収納スペース１６ｂ内に位置する。

【0031】

図４（Ｂ）に示した状態から第２の回路部１６を筒状筐体２に押し込むようにすることにより、第２の回路部１６を第１の回路部１４に近づけると、フレキシブルケーブル１７の第１の回路部のコネクタ部１４ａから延伸した部分は、収納スペース１６ｂ内において屈曲しながら収納される。つまり、屈曲した対向部分が長くなっても収納スペース１６ｂに収納されるので、フレキシブルケーブルにストレスをかけることなく、第１の回路部１４と第２の回路部１６との距離を近づけることができる。

【0032】

この場合、フレキシブルケーブル１７は、第２の回路部１６上においてＵ字型の折り返し部分は存在するが、第１の回路部１４と第２の回路部１６との間で何回も折り畳む必要がない。このため、ケーブルを折り畳み収納するスペースを設ける必要がないため、電子ペンの全長を長くしてしまうことを防げる。従って、余計な負荷がフレキシブルケーブル１７やコネクタ部１４ａ、１６ａに掛かつて、フレキシブルケーブル１７やコネクタ部１４ａ、１６ａを破損させることもない。また、フレキシブルケーブル１７が、コネクタ部１４ａ、１６ａから外れてしまうといった不都合も生じさせない。

【0033】

［実施の形態の効果］
実施の形態の電子ペンによれば、筒状筐体２に収納される第１の回路部１４と第２の回路部１６とを簡単に電気的に接続できる。そして、筒状筐体２に収納される第１の回路部１４と第２の回路部１６とを電気的に接続した場合であっても、電子ペン自体の長さを長くしたり、２つの回路部をつなげるためにケーブルにストレスをかけたりすることもないため、接触不良や断線等の障害を生じさせたりすることもない。すなわち、第１の回路部１４と第２の回路部１６とをケーブルで接続する場合にも問題を生じさせない電子ペンを提供することができる。

【0034】

［変形例］
上述した実施の形態では、フレキシブルケーブル１７を用いたが、これに限るものではなく、複数の電線は横に並べて平板（フラット）に形成した種々のケーブルを用いることができる。

【0035】

なお、上述した実施の形態では、第２の回路部１６のコネクタ部１６ａは、第１の回路部１４のコネクタ部１４ａに対して、９０度回転した位置に設けるようにしたが、これに限るものではない。例えば、６０度、１２０度、１８０度など所定の角度分回転した位置にコネクタ部１６ａを設けることができる。

【0036】

また、上述した実施の形態では、第１の回路部１４のコネクタ部１４ａに接続されているフレキシブルケーブル１７を第２の回路部１６のコネクタ部１６ａに接続するものとして説明したが、これに限るものではない。電子ペンの構成によっては、先に筐体に収納される第２の回路部１６のコネクタ部１６ａに接続されたフレキシブルケーブル１７を、後から筐体に収納される第１の回路部１４のコネクタ部１４ａに接続することも可能である。すなわち、第１の回路部は、ペン先側の位置する場合もあるし、ペン先側とは反対側に位置する場合もある。同様に、第２の回路部は、ペン先側の位置する場合もあるし、ペン先側とは反対側に位置する場合もある。

【0037】

また、上述した実施の形態では、第２の回路部１６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格の近距離無線通信機能を実現するものとして説明したが、これに限るものではない。他の種々の規格の近距離無線通信機能を搭載することが可能である。

【0038】

また、上述した実施の形態では、第２の回路部１６は、近距離無線通信機能を実現するものであるとして説明したが、これに限るものではない。例えば、第２の回路部として、高性能の制御ＩＣを搭載したり、容量の大きなメモリ部を搭載したりするなど、種々機能を実現するための回路部を第２の回路部として電子ペンに搭載することができる。

【0039】

また、コネクタの形状は、フレキシブルケーブル１７の両端に凸部のコネクタ部を設け、第１の回路部１４や第２の回路部１６に設けるコネクタ部を凹部のコネクタ部としてもよい。逆に、フレキシブルケーブル１７の両端に凹部のコネクタ部を設け、第１の回路部１４や第２の回路部１６に設けるコネクタ部を凸部のコネクタ部としてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１…フロントキャップ、２…筒状筐体、３…リアキャップ、１１…芯体、１２…筆圧検出部、１３…載置部材、１４…第１の回路部、１４ａ…コネクタ部、１４ｃ…制御ＩＣ、１５…バッテリ、１６…第２の回路部、１６ａ…コネクタ部、１６ｂ…収納スペース、１７…フレキシブルケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】