(57)【要約】【課題】周波数のずれをなくしたワイヤレスペンを提供する。【解決手段】可変インダクタンスは第１フェライト磁心、第２フェライト磁心、及び第１フェライト磁心を巻着するコイルを含み、可変インダクタンスは第１フェライト磁心と第２フェライト磁心の間隔を変化させることによってインダクタンス値を変更する。調整部を含む伸縮部材は第１フェライト磁心と第２フェライト磁心の間隔を変更するのに必要な力を違えてもよい。回路は可変インダクタンスに接続し共振回路を形成して、手書き装置が発信する電磁波信号を受信するが、共振回路が貯蔵するエネルギーは共振が停止すると、ワイヤレスペン自身の発振周波数によって、電磁波を手書き装置に発信し返す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導用のアンテナ回路を含むデジタルタブレットと、ワイヤレスペンとを含む入力装置であって、ワイヤレスペンは、
第１フェライト磁心、第２フェライト磁心、及び前記第１フェライト磁心に巻着するコイルを含み、前記第１フェライト磁心と前記第２フェライト磁心の間隔が変化することによってインダクタンス値を変更する可変インダクタンスと、
調整部が伸縮可能な部材と結合して前記ワイヤレスペンのペン芯から生じる接触力によって伸縮して前記第１フェライト磁心と前記第２フェライト磁心との間隔を変更する前記調整部を含む伸縮部材と、
前記可変インダクタンスと接続し共振回路を形成して電磁波信号を誘導受信し、共振した後に前記デジタルタブレットに発信し返して表示装置に出力表示する回路と、
を含むことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記調整部は更に調整部材を含み、前記調整部材は前記ワイヤレスペン内に固定され、前記調整部材と前記ワイヤレスペンのペン芯はそれぞれ前記伸縮可能な部材の両端に作用力を加えて、二つのフェライト磁心の間隔を変更するのに必要な力を増減することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記調整部を含む伸縮部材は更にペン芯台座、伸縮可能な部材カバー及び緩衝材質を含み、前記ペン芯台座は前記ペン芯と前記伸縮可能な部材の間にあり、前記伸縮可能な部材カバーと前記緩衝材質は前記伸縮可能な部材と前記調整部材の間にあることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項４】
第１フェライト磁心、第２フェライト磁心及び前記第１フェライト磁心を巻着するコイルを含み、前記第１フェライト磁心と前記第２フェライト磁心の間隔が変化することによってインダクタンス値を変更する可変インダクタンスと、
調整部を備えた伸縮可能な部材が前記ワイヤレスペンのペン芯から生じる接触力によって伸縮して前記第１フェライト磁心と前記第２フェライト磁心との間隔を変更する調整部を含む伸縮可能な部材と、
前記可変インダクタンスと接続し共振回路を形成して電磁波信号を誘導並びに発信する回路と、を含むことを特徴とするワイヤレスペン。
【請求項５】
前記コイルは前記第１フェライト磁心を巻着し、前記第１フェライト磁心は前記第２フェライト磁心より長いことを特徴とする請求項４に記載のワイヤレスペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレスペンと入力装置に関し、より詳しくは調整構造を備えたワイヤレスペンと入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタルタブレット（digital Tablet）やデジタルホワイトボード（digital whiteboard）といった製品の組合せのような電磁式の手書き入力装置等が用いられていて、通常、電磁式のワイヤレスペンとデジタルタブレット装置を含む。デジタルタブレットは一般的に誘導用のアンテナ回路と、アナログ・デジタルコンバータ、増幅器、処理装置又はＩＣ制御の印刷回路板を含み、電磁ペンが発信する電磁波信号を誘導処理するのに用いられる。
電磁ペンは一般にキャパシタとインダクタンス（ＬＣ）で構成される回路を使用し、電磁ペンのデジタルタブレットとの接触力の変化を利用してキャパシタやインダクタンス及び発信周波数を変更して、電磁ペンのペン先圧力を筆画ラインの太さで表示装置に表示する。
電磁ペンが電磁波を発信すると、デジタルタブレットの誘導用のアンテナ回路が電磁波を受信すると共に、電磁ペンの位置、キーの状態、周波数の変化等をパソコン等本体に出力して、ソフトウェアが演算してスクリーン等の表示装置に表示する。
【０００３】
従来、電磁ペンが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
電磁ペンは一般に電池付き電磁ペンと電池無の電磁ペンに分けられる。
電池無の電磁ペンについては、電磁ペンやワイヤレスペンのペン先とデジタルタブレットとの間の接触力の変化を利用して電磁ペンやワイヤレスペンのペン芯を移動させ、ペン芯がフェライト磁心をコイル内で移動させると共に、ペン内のゴムの様な弾性物質に対して施力で変形させ、関連部材が移動してインダクタンス、キャパシタ及び電磁信号の周波数を変更する。
【０００４】
特許文献１の基本理念は前置式の小フェライト磁心がコイルを巻着する大フェライト磁心の前を対向するように偏移してインダクタンス値を変更し、インダクタンス値が変更する際、発振周波数もこれに伴って変更する。
しかし、この設計方法には明らかに欠点がある。この欠点は正に小フェライト磁心がコイルの前端を移動する際、共振電磁信号の振幅をこれに伴って変化させた結果、算出された座標に振動現象を有するのみならず、更に磁力線の分布状態が異なるためにペンの傾斜角度にゆがみが生じる問題を引き起こした。また設計上も可能性としての周波数のずれを調整する弾性の調整構造が内部に欠けている。
【０００５】
特許文献２の基本理念はペン芯の施力の大小によって変更する鋭敏な可変コンデンサを設計したこと、及び可変キャパシタのキャパシタ値に応じて発振周波数を変更したことである。
しかし、この設計上の長所がまた欠点でもあり、このためこの可変コンデンサの（平行な電板のような）両極の材質は金属材質や導電ゴム材質を問わず、この平行な電板がコイルに接近すると、磁力線の分布に直接影響し、金属マスクのようにコイルが発する磁力線を完全に密封した状態を破壊することで信号が減衰し、磁場の強弱の分布状態に影響して、ペンの傾斜角度にゆがみが生じる問題を引き起こした。
また、可変コンデンサが軽い圧力に対して敏感になるため、重い力に耐え切れず、過度な力がペン芯に加わると、可変コンデンサに故障が起きる。
更にまずいことに、この可変コンデンサの構造は、製造上回避不能な長さや高さの公差が有る場合、発振周波数が不正確となり、設計上でも周波数を調整する救済措置としての調整構造が内部に欠けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許５，５６５，６３２号公報
【特許文献２】米国特許６，８５３，３６９Ｂ２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題の解決のため、本発明は、二段式の可変インダクタンス及び調整部を含む伸縮部材を利用して、ワイヤレスペンのペン先の接触力に伴ってインダクタンスを調整し、この可変インダクタンスの移動可能な小フェライト磁心を、コイルを巻着するフェライト磁心の後端に位置させて、電磁発振信号の振幅がペン芯が動かす小フェライト磁心に伴って変化するのを防止する改良式の調整構造を備えたワイヤレスペンを提供することを主な目的とする。
【０００８】
また、本発明はワイヤレスペン内に伸縮可能な部材と調整部材を含む調整部を利用して、従来の電磁ペンがそれ自体の内部部材のサイズ公差のために、周波数のずれを生じる問題を防止する調整可能な電池無しのワイヤレスペンを提供する。
【０００９】
また、本発明は、調整部がワイヤレスペン内の伸縮部材にあって、調整部材とワイヤレスペンのペン芯がそれぞれ伸縮可能な部材の両端に作用力を加える調整部を含む伸縮部材を提供する。調整部材はペン先が伸縮可能な部材を推動する抵抗を増減するのに用いられる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、誘導用のアンテナ回路を含むデジタルタブレットと、ワイヤレスペンとを含む入力装置であって、ワイヤレスペンは、第１フェライト磁心、第２フェライト磁心、及び前記第１フェライト磁心に巻着するコイルを含み、前記第１フェライト磁心と前記第２フェライト磁心の間隔が変化することによってインダクタンス値を変更する可変インダクタンスと、調整部が伸縮可能な部材と結合して前記ワイヤレスペンのペン芯から生じる接触力によって伸縮して前記第１フェライト磁心と前記第２フェライト磁心との間隔を変更する前記調整部を含む伸縮部材と、前記可変インダクタンスと接続し共振回路を形成して電磁波信号を誘導受信し、共振した後に前記デジタルタブレットに発信し返して表示装置に出力表示する回路とを含むことを特徴とする入力装置が提供される。
【００１１】
調整部は伸縮可能な部材を含み、ワイヤレスペンのペン芯から生じる接触力により伸縮して、第１フェライト磁心と第２フェライト磁心の間隔を変更する。回路は可変インダクタンスに接続し共振回路を形成して、電磁波信号を誘導受信して、共振した後にデジタルタブレットに発信し返し、デジタルタブレットは演算した上で座標、キー状態等の情報をコンピュータに出力する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来のワイヤレスペン設計上の欠陥をすべて解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明に係るワイヤレスペンの一実施形態を示している。
【図２】図２は図１におけるワイヤレスペンの調整部、第１、第２フェライト磁心、コイルの一実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
図１は本発明に係るワイヤレスペンの一実施形態を示している。
本発明に係るこの実施形態のワイヤレスペン１００はケース１０１、回路１０２、調整部１０４、第１フェライト磁心（Ferrite Core）１０６、第２フェライト磁心１０８、コイル１１０及びペン芯１１２を含み、誘導用のアンテナ回路を含むデジタルタブレット（Digital Tablet）と組合せて使用することができる。
第１フェライト磁心１０６、第２フェライト磁心１０８及びコイル１１０で構成される可変インダクタンスは、回路１０２と接続され共振回路を形成して電磁波信号を誘導受信し、共振した後にデジタルタブレットに発信し返すことから、デジタルタブレットと組合せて使用すると、電池を使用する必要が無い。
第１フェライト磁心１０６、第２フェライト磁心１０８及びコイル１１０で構成されるインダクタンス値は調整部１０４が第１フェライト磁心１０６、第２フェライト磁心１０８の間隔を制御して決められ、本実施形態では、コイル１１０は第１フェライト磁心１０６を巻着するが、この限りでない。
調整部１０４が第１フェライト磁心１０６、第２フェライト磁心１０８の間隔を変更するのは、ペン芯１１２がデジタルタブレット接触して力を受ける程度により、即ち、ペン芯１１２の一端がデジタルタブレットに接触して力を受けると、ペン芯１１２の他端が力を調整部１０４に伝達して第１フェライト磁心１０６、第２フェライト磁心１０８の間隔を変更して、インダクタンス値、電磁波信号の周波数を変化させた結果、ワイヤレスペンのペン先の圧力の大きさが筆画ラインの太さでコンピュータを通じてスクリーン等の表示装置に表示される。
【００１５】
図２は図１におけるワイヤレスペンの調整部、第１、第２フェライト磁心、コイルの一実施形態を示している。
ケース１０１内で、ペン芯１１２は第１フェライト磁心１０６、第２フェライト磁心１０８を貫通し、ペン芯１１２の一端はワイヤレスペンのケース１０１の外部に露出し、デジタルタブレット（図示せず）に接触してポインティング、座標入力、特に書写入力をする。
ペン芯１１２の他端は調整部１０４に接触して、ペン芯１１２の一端の接触力を調整部１０４に伝達する。
本発明に係る一実施形態では、調整部１０４は調整部材１１４、緩衝材質１１６、伸縮可能な部材１１８、伸縮可能な部材カバー１２０、ペン芯台座１２２を含む。
伸縮可能な部材１１８はバネを含み、バネに限られないが、即座に変形して復原する特性を備えていなければならない。
伸縮可能な部材カバー１２０はバネカバーを含み、緩衝材質１１６はゴムや他の弾性物質でよいが、剛性材質でもよく弾性材質に限定されない。
調整部材１１４はネジ及びワイヤレスペン内のネジ山含むが、これに限定されない。
第１フェライト磁心１０６と第２フェライト磁心１０８の間はクッション１２４で隔てられる。
一実施形態では、コイルは第１フェライト磁心１０６に巻着され、第１フェライト磁心１０６は第２フェライト磁心１０８より長いが、これに限定されない。
ペン芯１１２の一端が接触して力を受けると、力がペン芯１１２の他端のペン芯台座１２２に伝達され、ペン芯台座１２２は力を伸縮可能な部材１１８と伸縮可能な部材カバー１２０に伝達し、ワイヤレスペン内に固定される調整部材１１４は、緩衝材質１１６によって反作用力を伸縮可能な部材１１８に加える。
この場合、伸縮可能な部材１１８は双方向から押圧されて変形して收縮し、ペン芯台座１２２と接触する第２フェライト磁心１０８は、ペン芯１１２がペン芯台座１２２をワイヤレスペン内に固定された調整部材１１４に向けることで、第１フェライト磁心１０６との間の間隔を広げ、これによってインダクタンス値や電磁波信号の周波数を変更する。
また、ワイヤレスペンがデジタルタブレット上で使用されると、ペン芯１１２は軽圧から重圧に至るまでの異なる程度での連続した或いは不連続の施力、さらには書写の際の傾斜姿勢によって第１フェライト磁心１０６と第２フェライト磁心１０８との間隔が実際の使用状態に効果的に反応せず、その結果、施力と信号の出力が完全には一致しない所謂「漏水」の問題を生じる可能性がある。
これに対して、伸縮可能な部材１１８の即座に変形して復原する特性は第１フェライト磁心１０６と第２フェライト磁心１０８の間隔の変化が実際の使用状態に追い着けないという問題を防止することができる。
【００１６】
調整部材１１４は、ワイヤレスペンが出荷される際、第１フェライト磁心１０６と第２フェライト磁心１０８の間隔、即ちワイヤレスペンのインダクタンス値や電磁波信号の周波数の設定に用いられる。
ペン芯１１２の書写端未に力がかかっていない時、調整部材１１４は伸縮可能な部材１１８が受ける圧力を調整して、ワイヤレスペンのインダクタンス値や電磁波信号の周波数の出荷設定値を設定する。
調整部材１１４は圧力でネジを調整し、伸縮可能な部材１１８でバネを例にとると、ワイヤレスペンが出荷される前は、ネジを回転させてバネに向けたりバネから離したりして、バネの圧縮の程度や第１フェライト磁心１０６、第２フェライト磁心１０８、コイル１１０からなるインダクタンス値を調整することができる。
ワイヤレスペンは出荷前に書写効果に必要な施力を生じる出力信号を設定しなければならず、つまり所謂「出水」に必要な施力であり、この設定は調整部材１１４によって設定される。
【００１７】
本発明の電池無しのワイヤレスペンは二段式の可変インダクタンスと伸縮可能な部材を含む調整部を利用して、ワイヤレスペンの接触力によりインダクタンスを調整してワイヤレスペンが発信する電磁波周波数を変更する。
また、ワイヤレスペン内に伸縮可能な部材と調整部材を含む調整部を利用して、従来の電磁ペンが書写する際の傾斜姿勢や異なる程度での連続した或いは不連続の施力によって部材の反応が遅れ、また、各部材の間隔が実際の使用状態等に効果的に反応しないこと等によって施力と信号出力が完全には一致しなくなり、こうしたことによって引き起こされる「漏水」の問題を効果的に防止することができる。
【００１８】
上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００１９】
１００  ワイヤレスペン
１０１  ケース
１０２  回路
１０４  調整部
１０６  第１フェライト磁心
１０８  第２フェライト磁心
１１０  コイル
１１２  ペン芯
１１４  調整部材
１１６  緩衝材質
１１８  伸縮可能な部材
１２０  伸縮可能な部材カバー
１２２  ペン芯台座
１２４  クッション
【図１】
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【図２】
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