(57)【要約】【課題】ペン先の位置を連続的に検出可能とし且つポインティング動作を検知可能とし且つ電池の消耗を少なくする。【解決手段】ペン軸状の外形を有するペン軸部（１）の下端から突出したペン先部（２）に再帰反射部（３）を設置し、ペン軸部（１）の上端に発光部（４）を設置し、プッシュボタン（６，７）が押されたときに発光部（４）を発光させる。発光部（４）は、ＬＥＤ（４ａ）と、プリズム（４ｂ）と、反射板（４ｃ）とから構成する。【効果】ペン先（７）の位置を連続的に検出できる。ポインティング動作を検知できる。電池（５）の消耗を少なくすることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペン軸状の外形を有するペン軸部（１）と、前記ペン軸部（１）の下端から突出したペン先部（２）と、前記ペン先部（２）に設置された再帰反射部（３）と、前記ペン軸部（１）の上端に設置された発光部（４）と、前記ペン軸部（１）に内蔵された電池（５）と、前記ペン軸部（１）にプッシュボタン（６）が設置されるか又はペン先をブッシュボタン（７）とし且つ前記プッシュボタン（６，７）が押されたときに前記電池（５）から通電し前記発光部（４）を発光させるスイッチ回路部（８）とを具備したことを特徴とするペン先反射ペン軸発光型ペン（９）。
【請求項２】
請求項１に記載のペン先反射ペン軸発光型ペン（９）であって、前記発光部（４）は、前記ペン軸部（１）の軸方向に上端へ向けて光を放射するＬＥＤ（４ａ）と、前記ペン軸部（１）の軸方向にほぼ直交する方向に前記光を反射するプリズム（４ｂ）と、前記光を前記ペン軸部（１）の軸方向にほぼ直交する方向よりも下向きに反射する反射板（４ｃ）とを具備することを特徴とするペン先反射ペン軸発光型ペン（９）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のペン先反射ペン軸発光型ペン（９）と、前記ペン先反射ペン軸発光型ペン（９）のペン先（７）を走らせる領域（Ａ）の近傍に設置され前記領域（Ａ）に向けて光を放射する光源（１０ａ，１０ｂ）と、前記領域（Ａ）の近傍に設置され前記光源（１０ａ，１０ｂ）の光が前記ペン先反射ペン軸発光型ペン（９）の再帰反射部（３）で反射されるのを検知する第１の光センサ（１１ａ，１１ｂ）と、前記領域（Ａ）の近傍に設置され前記ペン先反射ペン軸発光型ペン（９）の発光部（４）の発光を検知する第２の光センサ（１２ａ，１２ｂ）とを具備したことを特徴とする位置・ポインティング動作検出装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペン先反射ペン軸発光型ペンおよび位置・ポインティング動作検出装置に関し、さらに詳しくは、ペン先の位置を連続的に検出可能であり且つポインティング動作を検知可能であり且つ電池の消耗が少ないペン先反射ペン軸発光型ペンおよび該ペン先反射ペン軸発光型ペンを用いた位置・ポインティング動作検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ペン先に再帰反射部材を設けたペン先反射型ペンおよび該ペン先反射型ペンを用いた光デジタイザが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
他方、ペン先が発光するようにしたペン先発光型ペンおよび該ペン先発光型ペンを用いた筆記用具の動きの追跡装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４２６３０号公報
【特許文献２】特表２００３−５１５８００号公報（［請求項５５］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のペン先反射型ペンおよび光デジタイザでは、ペン先反射型ペンのペン先を走らせる領域の近傍に赤外線光源および赤外線センサを置き、赤外線光源の光がペン先の再帰反射部材で反射されるのを赤外線センサで検知してペン先の位置を検出する。赤外線光源への電力供給が容易であるため、赤外線光源を連続的に発光させておくことが可能であり、ペン先の位置を連続的に検出できる利点がある。しかし、ポインティング動作を検知できない問題点がある。
他方、上記従来のペン先発光型ペンおよび筆記用具の動きの追跡装置では、ペン先反射型ペンに電池，スイッチおよび赤外線光源を内蔵し、ペン先を走らせる領域の近傍に赤外線センサを置き、スイッチがオンされた時に電池から電力供給して赤外線光源を発光させ、その光がペン先から放射されるのを赤外線センサで検知してペン先の位置を検出する。スイッチのオン／オフを検知できるため、ポインティング動作を検知可能になる。しかし、ペン先の位置を連続的に検出できなくなる問題点がある。なお、赤外線光源を連続的に発光させておけばペン先の位置を連続的に検出できるが、内蔵電池がすぐに消耗してしまうため、実用的ではない。
そこで、本発明の目的は、ペン先の位置を連続的に検出可能であり且つポインティング動作を検知可能であり且つ電池の消耗が少ないペン先反射ペン軸発光型ペンおよび該ペン先反射ペン軸発光型ペンを用いた位置・ポインティング動作検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、ペン軸状の外形を有するペン軸部（１）と、前記ペン軸部（１）の下端から突出したペン先部（２）と、前記ペン先部（２）に設置された再帰反射部（３）と、前記ペン軸部（１）の上端に設置された発光部（４）と、前記ペン軸部（１）に内蔵された電池（５）と、前記ペン軸部（１）にプッシュボタン（６）が設置されるか又はペン先（７）をブッシュボタンとし且つ前記プッシュボタン（６，７）が押されたときに前記電池（５）から通電し前記発光部（４）を発光させるスイッチ回路部（８）とを具備したことを特徴とするペン先反射ペン軸発光型ペン（９）を提供する。
上記第１の観点によるペン先反射ペン軸発光型ペン（９）では、ペン先反射ペン軸発光型ペン（９）のペン先（７）を走らせる領域の近傍に光源および光センサを置き、光源の光が再帰反射部（３）で反射されるのを光センサで検知してペン先（７）の位置を検出する。光源への電力供給が容易であるため、光源を連続的に発光させておくことが可能であり、ペン先（７）の位置を連続的に検出できる。また、プッシュボタン（６，７）がプッシュされた時に電池（５）から電力供給して発光部（４）を発光させ、ペン先（７）を走らせる領域の近傍に置いた光センサで発光部（４）の発光を検知してプッシュボタン（６，７）が押されたことを検知できるため、ポインティング動作を検知可能になる。さらに、プッシュボタン（６，７）が押されていない時は発光部（４）を発光させないため、電池（５）の消耗を少なくすることが出来る。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点によるペン先反射ペン軸発光型ペン（９）であって、前記発光部（４）は、前記ペン軸部（１）の軸方向に上端へ向けて光を放射するＬＥＤ（４ａ）と、前記ペン軸部（１）の軸方向にほぼ直交する方向に前記光を反射するプリズム（４ｂ）と、前記光を前記ペン軸部（１）の軸方向にほぼ直交する方向よりも下向きに反射する反射板（４ｃ）とを具備することを特徴とするペン先反射ペン軸発光型ペン（９）を提供する。
上記第２の観点によるペン先反射ペン軸発光型ペン（９）では、ＬＥＤ（４ａ）の光がプリズム（４ｂ）だけでなく反射板（４ｃ）でも反射され、ペン軸部（１）の軸方向にほぼ直交する方向からそれよりも下向きまでの広い角度（例えばθ＝７５゜）で放射されるから、ユーザが持つことによりペン軸部（１）の姿勢が変わっても、ペン先（７）を走らせる領域の近傍に置いた光センサで発光部（４）の発光を確実に検知できるようになる。なお、プリズム（４ｂ）だけだと狭い角度（例えばθ＝５０゜）になる。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、前記第１または第２の観点によるペン先反射ペン軸発光型ペン（９）と、前記ペン先反射ペン軸発光型ペン（９）のペン先（７）を走らせる領域（Ａ）の近傍に設置され前記領域（Ａ）に向けて光を放射する光源（１０ａ，１０ｂ）と、前記領域（Ａ）の近傍に設置され前記光源（１０ａ，１０ｂ）の光が前記ペン先反射ペン軸発光型ペン（９）の再帰反射部（３）で反射されるのを検知する第１の光センサ（１１ａ，１１ｂ）と、前記領域（Ａ）の近傍に設置され前記ペン先反射ペン軸発光型ペン（９）の発光部（４）の発光を検知する第２の光センサ（１２ａ，１２ｂ）とを具備したことを特徴とする位置・ポインティング動作検出装置（１００）を提供する。
上記第３の観点による位置・ポインティング動作検出装置（１００）では、光源（１０ａ，１０ｂ）への電力供給が容易であるため、光源（１０ａ，１０ｂ）を連続的に発光させておくことが可能であり、ペン先（７）の位置を連続的に検出できる。また、第２の光センサ（１２ａ，１２ｂ）で発光部（４）の発光を検知してプッシュボタン（６，７）が押されたことを検知できるため、ポインティング動作の検知も可能になる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のペン先反射ペン軸発光型ペンおよび位置・ポインティング動作検出装置によれば、ペン先の位置を連続的に検出可能になり、ポインティング動作を検知可能になり、ペンに内蔵する電池の消耗を少なくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係るペン先反射ペン軸発光型ペンを示す構成説明図である。
【図２】実施例１に係る位置・ポインティング動作検出装置の位置検出状態を示す構成説明図である。
【図３】実施例１に係る位置・ポインティング動作検出装置のポインティング動作検出状態を示す構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１１】
−実施例１−
図１は、実施例１に係るペン先反射ペン軸発光型ペン９を示す構成説明図である。
このペン先反射ペン軸発光型ペン９は、ペン軸状の外形を有するペン軸部１と、ペン軸部１の下端から突出したペン先部２と、ペン先部２に設置された再帰反射部３と、ペン軸部１の上端に設置された発光部４と、ペン軸部１に内蔵された電池５と、ペン軸部１に設置された３個のプッシュボタン６と、プッシュボタン６またはペン先７が押されたときに電池５から通電し発光部４を発光させるスイッチ回路部８とを具備してなる。
【００１２】
発光部４は、ペン軸部１の軸方向に上端へ向けて光を放射する赤外線ＬＥＤ４ａと、ペン軸部１の軸方向にほぼ直交する方向に光を反射するプリズム４ｂと、光をペン軸部１の軸方向にほぼ直交する方向よりも下向きに反射する反射板４ｃとを具備してなる。
反射板４ｃは、例えば平面アルミシートである。
【００１３】
スイッチ回路部８は、３個のプッシュボタン６およびペン先７のどれが押されたかを識別し、押されたパターンに応じて異なった発光パターンで発光部４を発光させる。
【００１４】
図２は、実施例１に係る位置・ポインティング動作検出装置１００の位置検出状態を示す構成説明図である。また、図３は、位置・ポインティング動作検出装置１００のポインティング動作検出状態を示す構成説明図である。
【００１５】
位置・ポインティング動作検出装置１００は、ペン先反射ペン軸発光型ペン９と、ペン先反射ペン軸発光型ペン９のペン先７を走らせる領域Ａの近傍に設置された赤外線ＬＥＤ１０ａ，１０ｂおよび第１のイメージセンサ１１ａ，１１ｂおよび第２のイメージセンサ１２ａ，１２ｂと、ペン先７の位置を検出すると共にポインティング動作を検出する制御部１３とを具備してなる。
【００１６】
図２に示すように、制御部１３は、赤外線ＬＥＤ１０ａ，１０ｂの光がペン先反射ペン軸発光型ペン９の再帰反射部３で反射されるのを第１のイメージセンサ１１ａ，１１ｂで検知し、得られたデータを上位装置へ送信する。上位装置は、第１のイメージセンサ１１ａ，１１ｂで得られたデータを解析し位置を検出する。赤外線ＬＥＤ１０ａ，１０ｂおよび第１のイメージセンサ１１ａ，１１ｂへの電力供給は連続的に行われ、赤外線ＬＥＤ１０ａ，１０ｂおよび第１のイメージセンサ１１ａ，１１ｂは連続的に動作するため、ペン先７の位置を連続的に検出できる。
【００１７】
図３に示すように、プッシュボタン６をユーザが指で押すか又はペン先７を領域Ａの面に押し付けるようにペン軸部１を押下すると、発光部４が発光する。制御部１３は、発光部４の発光を第２のイメージセンサ１２ａ，１２ｂで検知すると、発光パターンに対応したデータを上位装置へ送信する。上位装置は、発光パターンに対応したデータを基にプッシュボタン６のどれが押されたか又はペン先７が押されたかを判定する。
【００１８】
実施例１に係るペン先反射ペン軸発光型ペン９および位置・ポインティング動作検出装置１００によれば次の効果が得られる。
（１）ペン先７の位置を連続的に検出できる。
（２）ポインティング動作を検知可能になる。
（３）電池５の消耗を少なくすることが出来る。
（４）発光部４から赤外線を放射する角度θが広い（例えば７５゜）ので、発光部４の発光を確実に検知できる。なお、１００インチクラスの大型モニタの画面を領域Ａとした場合でも、発光部４の発光を確実に検知できた。
（５）第２のイメージセンサ１２ａ，１２ｂを複数の箇所に備えているので、発光部４の発光を確実に検知できる。なお、１００インチクラスの大型モニタの画面を領域Ａとした場合でも、発光部４の発光を確実に検知できた。
（６）発光部４から赤外線を放射する角度θを安価な構成（例えば平面アルミシート）で広げることが出来る。
【００１９】
−実施例２−
制御部１３は、第１のイメージセンサ１１ａ，１１ｂで得たデータを解析してペン先７の位置を検出し、その位置データを上位装置へ送信してもよい。
【００２０】
−実施例３−
制御部１３は、第２のイメージセンサ１２ａ，１２ｂで得たデータを解析してプッシュボタン６のどれが押されたか又はペン先７が押されたかを判定し、その判定データを上位装置へ送信してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明のペン先反射ペン軸発光型ペンおよび位置・ポインティング動作検出装置は、マウスの代わりとして利用することが出来る。
【符号の説明】
【００２２】
１              ペン軸部
２              ペン先部
３              再帰反射部
４              発光部
４ａ            赤外線ＬＥＤ
４ｂ            プリズム
４ｃ            反射板
５              電池
６              プッシュボタン
７              ペン先
８              スイッチ回路部
９              ペン先反射ペン軸発光型ペン
１０            赤外線ＬＥＤ
１００          位置・ポインティング動作検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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