(57)【要約】  本発明は、ペン位置検出を行う電子ペンに関する。当該電子ペンは、少なくとも１つの電圧源（１０８）と、少なくとも１つのディジタル制御ユニットと、１つの力伝達エレメント（１０１）と、筆圧を測定する少なくとも１つの力センサ（１０４）とを含む。ここで、電子ペンは、少なくとも１つの弾性手段（１０２）を備え、少なくとも１つの弾性手段（１０２）は、少なくとも１つの力センサ（１０４）に作用する圧力から、これに対抗する力を形成するように構成されている。
2019525304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペン位置検出を行う電子ペンであって、
少なくとも１つの電圧源（１０８）と、少なくとも１つのディジタル制御ユニットと、１つの力伝達エレメント（１０１）と、筆圧を測定する少なくとも１つの力センサ（１０４）とを含む、電子ペンにおいて、
前記電子ペンは、少なくとも１つの弾性手段（１０２）を備え、
前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）は、前記少なくとも１つの力センサ（１０４）に作用する圧力から、当該作用する圧力に対抗する力を形成するように構成されている、
ことを特徴とする電子ペン。
【請求項２】
前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）は、ばねエレメントを含む、
請求項１記載の電子ペン。
【請求項３】
前記ばねエレメントは、撓みばね、例えば板ばねとして構成されている、
請求項２記載の電子ペン。
【請求項４】
前記少なくとも１つの力センサ（１０４）は、前記電子ペンの長手軸線（１１６）に沿って変位可能なように、または、前記電子ペンの長手軸線（１１６）に対して実質的に平行に変位可能なように、配置されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の電子ペン。
【請求項５】
前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）は、導電性を有しており、
前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）の一部分が、前記少なくとも１つの電圧源（１０８）との極性コンタクト（１１７）、例えば負極コンタクトとして用いられる、
請求項１から４までのいずれか１項記載の電子ペン。
【請求項６】
前記少なくとも１つの力センサ（１０４）の一部分が、前記少なくとも１つの電圧源（１０８）との極性コンタクト（１１０）、例えば正極コンタクトとして用いられる、
請求項１から５までのいずれか１項記載の電子ペン。
【請求項７】
前記少なくとも１つの力センサ（１０４）は、少なくとも１つのフレキシブル電気導体（１１３）を介して、前記少なくとも１つの電圧源（１０８）および前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）に接続されており、
前記少なくとも１つの力センサ（１０４）および前記少なくとも１つの電圧源（１０８）は、前記電子ペンの長手軸線（１１６）に沿って共に変位可能なように、または、前記電子ペンの長手軸線（１１６）に対して実質的に平行に共に変位可能なように、配置されている、
請求項１から６までのいずれか１項記載の電子ペン。
【請求項８】
前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）は、第１の回路板（１０６）に接続されている、
請求項１から７までのいずれか１項記載の電子ペン。
【請求項９】
前記少なくとも１つの力センサ（１０４）は、第２の回路板（１０７）に接続されている、
請求項１から８までのいずれか１項記載の電子ペン。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの力センサ（１０４）は、少なくとも１つのフレキシブル電気導体（１１３）を介して、前記少なくとも１つの電圧源（１０８）および前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）に接続されており、
前記少なくとも１つの力センサ（１０４）は、前記少なくとも１つのフレキシブル電気導体のフレキシブル分岐（１０５）を介して、前記第２の回路板（１０７）に接続されている、
請求項９記載の電子ペン。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの力センサ（１０４）および前記少なくとも１つの電圧源（１０８）および前記第２の回路板（１０７）は、前記電子ペンの長手軸線（１１６）に沿って共に変位可能なように、または、前記電子ペンの長手軸線（１１６）に対して実質的に平行に共に変位可能なように、配置されている、
請求項９または１０記載の電子ペン。
【請求項１２】
前記力伝達エレメントは、ペン芯である、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の電子ペン。
【請求項１３】
前記電子ペンは、前記電子ペンの長手軸線（１１６）に沿ったまたは前記電子ペンの長手軸線（１１６）に対して実質的に平行な、前記力伝達エレメントの設定された変位路の後方で、前記力伝達エレメント（１０１）を停止させるように構成された少なくとも１つの停止手段を備え、
前記停止手段は、例えばペンケーシングのリブまたは例えば力センサケーシングの部分である、
請求項４から１２までのいずれか１項記載の電子ペン。
【請求項１４】
電子ペンの筆圧を測定する力センサ（１０４）の過負荷を回避する方法であって、
前記電子ペンは、少なくとも１つの電圧源（１０８）と、少なくとも１つのディジタル制御ユニットと、１つの力伝達エレメント（１０１）と、筆圧を測定する少なくとも１つの力センサ（１０４）と、前記少なくとも１つの力センサ（１０４）に作用する圧力から、当該作用する圧力に対抗する力を形成するように構成された少なくとも１つの弾性手段（１０２）とを含み、
前記電子ペンの長手軸線（１１６）に沿った前記力伝達エレメント（１０１）の変位または前記電子ペンの長手軸線（１１６）に対して実質的に平行な前記力伝達エレメント（１０１）の変位により、前記少なくとも１つの力センサ（１０４）に圧力を作用させ、さらに、前記電子ペンの長手軸線（１１６）に沿ったまたは前記電子ペンの長手軸線（１１６）に対して実質的に平行な、前記少なくとも１つの力センサ（１０４）の変位を、前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）への方向で、かつ、前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）によって形成可能な力、例えばばね力に対抗するように、生じさせ、
前記力伝達エレメント（１０１）の前記変位によって前記少なくとも１つの力センサ（１０４）に作用する圧力を、前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）によって制限する、方法。
【請求項１５】
変位路の全長にわたって、前記少なくとも１つの力センサ（１０４）に作用する圧力、例えば前記少なくとも１つの弾性手段（１０２）によって形成される力、例えばばね力が、前記力センサ（１０４）の圧力負荷限界を下回り、および／または、
前記少なくとも１つの力センサ（１０４）に作用する圧力が前記力センサ（１０４）の圧力負荷限界を下回る、前記力伝達エレメント（１０１）の変位路の後方で、前記力伝達エレメント（１０１）の変位運動が少なくとも１つの停止手段によって停止される、
請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念記載の形式の電子ペン、および請求項１４の上位概念記載の形式の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子情報システムおよび電子通信システム、特にパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップ、タブレット、スマートフォンの、日常、余暇および作業空間での使用の恒常的な増大は、マンマシンインタフェースの改善形態の開発を有意にしている。
【０００３】
ここで、マンマシンインタフェースとして、キーボード、マウスまたはタッチパネルなどの入力デバイスのほか、特に電子ペンが関心を集めている。ここで、電子ペンは特に、ペンによって表面に筆記することの機能性および単純性を電子データ処理の多様な手段に結びつけることができるという利点を有する。この場合、電子ペンは、外観、供給可能性および取り扱いの点で、可能なかぎり従来のペンに類似していることが望ましい。
【０００４】
国際公開第０２／０７４２４号（ＷＯ０２／０７４２４Ａ２）には、例えば、手書き文字検出のための電子情報システムが記載されている。当該電子情報システムは、電子ペンと、感圧性もしくは誘導感応性の表面を有するタブレットとを含み、ここで、ペンもしくはペン先の運動が、選択的にタブレットの感圧性もしくは誘導感応性の表面または加速度センサまたは光センサによって検出される。
【０００５】
この場合、センサデータは、受信されたペン運動データに基づいて手書き文字検出を実行可能なＰＣへワイヤレスで伝送可能である。
【０００６】
ただし、公知の電子ペンにおいては、特に、電子ペンのロバスト性が従来の伝統的な非電子ペンに比べて低いことが欠点である。特に、電子ペンの電子センサ装置は壊れやすく、例えば落下または機械的過負荷によって容易に損傷を受け得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０２／０７４２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
課題
したがって、本発明の課題は、例えば最小の機械コストのもとでの電子ペンの機械的ロバスト性に関して、電子ペンを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
解決手段
この課題は、本発明にしたがい、請求項１記載の電子ペン、および請求項１４記載の方法により解決される。有利な実施形態および発展形態は、各従属請求項の対象となっている。
【００１０】
本発明のペン位置検出を行う電子ペンは、例えば、少なくとも１つの電圧源と、少なくとも１つのディジタル制御ユニットと、少なくとも１つの力伝達エレメント、例えばペン芯または筆圧を伝達する類似のモジュールと、筆圧を測定する少なくとも１つの力センサまたは圧力センサとを含むことができる。
【００１１】
このような力センサまたは圧力センサは、特に、例えばケーシングと当該ケーシングから突出して変位可能なピンとを備えていてよい。例えばここでは、当該ピンを、例えば電子ペンの長手軸線に沿った変位または電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な変位のために、変位可能に支持することができる。この場合、変位可能なピンは、例えばさらに、可能な力センサケーシングの表面に対して実質的に垂直に、上記ケーシングから突出していてよい。こうしたピンは測定ピンとも称されることがある。ここで、上記例示の力伝達エレメント、例えばペン芯は、例えば力センサの可能な測定ピンを押しずらしてこの測定ピンを変位させることができ、または、測定ピンを力センサと共に変位させることができる。
【００１２】
筆圧を伝達する力伝達エレメントとは、ペン芯のほか、例えば回路基板もしくは回路板、または、例えば電子ペンのペン先、または、力センサに圧力を伝達する、特に筆圧を伝達するのに適した他のモジュールであってよいと理解される。またこの場合、力伝達エレメント、または、例示のペン芯、または、電子ペンの例示のペン先は、電子部品、例えば容量性の動作を行う電子部品を含んでいてよい。
【００１３】
さらに、電子ペンは、少なくとも１つの弾性手段を備え、当該少なくとも１つの弾性手段は、少なくとも１つの力センサに作用する圧力から、これに対抗する力を形成することができるように構成可能である。
【００１４】
ここで、力センサに作用する圧力は、例えば力伝達エレメント、例えばペン芯を介して力センサに伝達可能であり、ここで、例えば力伝達エレメント、例えばペン芯は、例えば電子ペンの使用時、例えば基板での筆記時に、ペン先、例えばペン芯頂部に生じる筆圧を、力センサへ伝達する。
【００１５】
電子ペンの力伝達エレメント、例えばペン芯は、この場合、例えば電子ペンの長手軸線に沿った変位、または、電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な変位のために、変位可能に支持することができる。
【００１６】
筆圧、または、少なくとも１つの力センサによって測定される圧力とは、例えば、力伝達エレメント、例えばペン芯が例えば筆記基板での筆記時に力センサに作用させ得る軸線方向圧力であってよいと理解される。
【００１７】
したがって、言い換えれば、ここで例えば、少なくとも１つの力センサに作用する圧力により、例えば電子ペンでの筆記時に力伝達エレメントが筆記基板を押すまたは筆記基板に向かって押しつけられる際に、電子ペンの力伝達エレメント、例えばペン芯が、例えば電子ペンの長手軸線に沿ってまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行に変位し、直接もしくは間接に少なくとも１つの力センサを押圧することになる。
【００１８】
この場合、電子ペンの少なくとも１つの力センサは、同様に、電子ペンの長手軸線に沿って変位可能なように、または、電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行に変位可能なように、配置可能である。
【００１９】
少なくとも１つの弾性手段は、少なくとも１つの力センサの圧力負荷限界が超過されないよう、力センサに作用する力を制限または減衰または低減または弛緩させるように構成可能である。
【００２０】
また、電子ペンは、例えばストッパの形態の少なくとも１つの停止手段を備えていてよい。当該停止手段は、力伝達エレメント、例えばペン芯を、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、力伝達エレメントの設定された変位路の後方で停止させるように構成可能である。
【００２１】
選択的な停止手段または選択的なストッパは、力伝達エレメント、例えばペン芯の変位可能域を制限する、特にペンのペン先、例えばペン芯頂部とは反対側の端部の方向での力伝達エレメントの変位可能域を制限するためのものであり、これは例えば電子ペンのケーシングのリブとして構成可能である。
【００２２】
よって、停止手段またはストッパまたはリブは、力伝達エレメント、例えばペン芯の、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な変位を制限することができる。
【００２３】
同時に、停止手段またはストッパまたはリブは、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、力センサの変位可能域が、当該停止手段によって制限または限定されないように構成可能である。言い換えれば、停止手段またはストッパまたはリブは、力センサの可能な変位路の可能長さが、力伝達エレメント、例えばペン芯の可能な変位路の最大可能長さよりも大きくなり得るように構成可能である。
【００２４】
例えば、力伝達エレメント、例えばペン芯の直径は力センサの平均直径よりも大きくてよいので、例えば停止手段またはストッパを、中央に断部を有するリブによって電子ペンのケーシング内に実現することができる。
【００２５】
代替的にまたは付加的に、停止手段を力センサに組み込み、例えば力センサケーシングの部分とすることもできる。例えば、特に、例えば例示の可能な測定ピンを押しずらしこれを変位させ得る力伝達エレメントを力センサケーシングまたはその測定ピンでない部分に載置し、これにより力伝達エレメントの可能な変位路の最大可能長さを制限することができるように、力センサケーシングおよび／または力伝達エレメントを構成可能とすることができる。この場合、こうした選択的なリブの配置または幾何学寸法の選択および／または壁厚さの選択は、例えば幾何学寸法に依存して、例えば力センサの高さもしくは幅に依存して、および／または、力伝達エレメント、例えばペン芯の設定された変位路に依存して、行うことができる。
【００２６】
力センサが力伝達エレメントよりも大きい場合、例えば力伝達エレメントの、ペン先とは反対側の端部での直径内の復帰運動により、例えば復帰運動後に力伝達エレメントの一部しかリブ内へ沈み込まないことで、力伝達エレメント、例えばペン芯の変位路を制限する類似の手段を提供可能である。
【００２７】
ここで、力伝達エレメント、例えばペン芯の例示の設定された変位路、または、少なくとも１つの停止手段の位置は、変位路の全長にわたって、少なくとも１つの力センサに作用する圧力または少なくとも１つの弾性手段によって形成される圧力が力センサの圧力負荷限界を下回るように、選定可能である。
【００２８】
少なくとも１つの力センサに作用する圧力に対抗するように少なくとも１つの弾性手段によって形成される上記力は、特に、例えば力伝達エレメント、例えばペン芯の変位によって力センサに作用する圧力が弾性手段を変形させ、その弾性に基づく変形から、少なくとも１つの力センサに作用する圧力とは反対方向に働く対抗力、例えばばね力を生じさせることで、形成可能である。
【００２９】
力伝達エレメント、例えばペン芯は、圧力、例えば筆圧の作用時、力が大きくなるにしたがって、いっそう奥に向かって／弾性手段への方向で、変位し得る。典型的には、例えば、筆記時には、約２Ｎ〜３Ｎの筆圧または押圧力を得ることができる。ただし、電子ペンが落下後に床に衝突した場合などの例外的なケースにおいては、力伝達エレメント、例えばペン芯または力センサに著しく大きな力が生じ得る。
【００３０】
したがって、弾性手段に加え、電子ペンが、例えば上記停止手段または上記ストッパとは別の力制限部を備えていてもよい。
【００３１】
力伝達エレメント、例えばペン芯に作用する圧力が充分に大きく、ここから得られる力伝達エレメントの変位幅が充分である場合、例えば力伝達エレメントは、停止手段、例えばストッパまたはリブを押圧することができる。
【００３２】
ここで、電子ペンは、停止手段またはストッパに到達した際に生じる力が例えば５Ｎ〜５０Ｎ、特には例えば１０Ｎ〜１５Ｎとなり得るように構成可能である。
【００３３】
本発明の電子ペンは、例えば、少なくとも１つの弾性手段の弾性により、少なくとも１つの力センサに作用する圧力が当該弾性手段の変位に比例するという利点を提供する。
【００３４】
したがって、本発明の電子ペンは、少なくとも１つの力センサの圧力負荷限界が超過されないよう、力センサに作用する力を減衰または低減または弛緩させることができる。
【００３５】
ここで、力センサの潜在的に可能な変位路は、力伝達エレメント、例えばペン芯の可能な変位路よりも大きくてよく、好ましくは大きくすべきであり、これにより、力センサに作用する力または圧力を、例えば力伝達エレメント、例えばペン芯が停止手段へ到達したときまたはストッパへ到達したときに力センサに生じる値にまで制限することができる。
【００３６】
この場合、例えば、力センサの可能な変位路は、電子ペンの可能な筆記角度に対する可能な制限を回避または最小化することができるように選定可能であり、さらに、力伝達エレメント、例えばペン芯の偏倚もしくは弛緩もしくは減衰がユーザを苛つかせないように選定可能である。
【００３７】
例えば、電子ペンは、力センサの可能な変位路が例えば０．２ｍｍ〜０．５ｍｍとなり得るように形成可能である。
【００３８】
これにより、電子ペンのロバスト性および壊れやすさを改善することができる。なぜなら、少なくとも１つの力センサを、例えば電子ペンが堅い地面に落下もしくは衝突した場合または電子ペンが不適切に使用された場合に生じる圧力過負荷による損傷から保護することができるためである。
【００３９】
さらに、弾性手段は、例えばばね応力によって、力センサおよび力伝達エレメント、例えばペン芯を含むユニットまたはモジュール群に予バイアスを生じさせることができ、これにより、無負荷の電子ペンにおける力センサおよび／または力伝達エレメント、例えばペン芯の脱離およびずれなく、例えば寸法の製造差を容易に補償することができる。
【００４０】
この場合、電子ペンの少なくとも１つの弾性手段は、例えば、ばねエレメントを含んでいてよい。
【００４１】
ここで、ばねエレメントは、例えば撓みばね、例えば板ばねとして構成可能である。
【００４２】
また、他の弾性手段、例えば脚状ばね、コイルばね、または、液体の充填された弾性クッションもしくは弾性フォームなどの他の弾性エレメント、または、例えばトーションばねもしくは皿ばねなどの他のばねエレメント構成も可能である。
【００４３】
電子ペンの少なくとも１つの弾性手段は導電性を有していてよく、当該弾性手段の一部を、例えば少なくとも１つの電圧源の極性コンタクト、例えば負極コンタクトとして用いることができる。
【００４４】
同様に、少なくとも１つの力センサの一部、例えば少なくとも１つの力センサの電気接続線路の一部は、少なくとも電圧源の極性コンタクト、例えば正極コンタクトとして用いることができる。
【００４５】
これにより例えば構造スペースおよび構造部材を節約することができ、よりコンパクトでより安価な電子ペンの構造を実現することができる。
【００４６】
電子ペンの少なくとも１つの力センサは、例えば少なくとも１つのフレキシブル電気導体を介して、少なくとも１つの電圧源および少なくとも１つの弾性手段に接続可能である。
【００４７】
ここで、フレキシブル電気導体とは、例えばフレックス基板および／またはフレキシブルフラットバンド電気ケーブルであってよいと理解される。
【００４８】
さらに、少なくとも１つの力センサおよび少なくとも１つの電圧源は、電子ペンの長手軸線に沿って共通に変位可能なように、または、電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行に個々にもしくは共通に変位可能なように、配置可能である。
【００４９】
共通の変位は、ここでは、少なくとも１つの弾性手段に向かってまたはその方向で行うことができる。
【００５０】
力センサの変位は、例えば、反対方向すなわち弾性手段から離れる方向でも可能である。よって、特に、例えば力センサは、場合により当該力センサに接続される選択的な第２の回路板もしくは補助基板と共に、電圧源の使用時に、設定された出発位置へ移動させることができる。
【００５１】
ここで、フレキシブル電気導体を使用することにより、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、力センサの変位および／または少なくとも１つの電圧源の変位を、容易に行うことができる。
【００５２】
電子ペンの少なくとも１つの弾性手段は、通常、第１の回路板に接続することができ、または、第１の回路板上に配置することができる。
【００５３】
当該例示の第１の回路板は、例えば電子ペンの少なくとも１つの力センサのデータを評価する例えば少なくとも１つのディジタル制御ユニットを上部に配置可能な、例えばプロセッサ回路板であってよい。
【００５４】
電子ペンの少なくとも１つの力センサは、通常、第２の回路板に接続可能であり、または、第２の回路板上に配置可能である。
【００５５】
当該例示の第２の回路板は、例えば電子ペンのケーシングに固定に接続可能であって、例えば電子ペンの位置測定および運動測定のためのセンサ装置を上部に配置可能な、センサ回路板であってよい。これにより、例えばセンサ装置は頂部近傍に取り付け可能となり、これによりペン先もしくはペン芯頂部の運動を特に良好に検出することができる。
【００５６】
ここで、少なくとも１つの力センサは、上述したように、少なくとも１つのフレキシブル電気導体を介して、少なくとも１つの電圧源および少なくとも１つの弾性手段に接続可能である。
【００５７】
また、例えば少なくとも１つの力センサは、少なくとも１つのフレキシブル電気導体のフレキシブル分岐を介して、第２の回路板に接続可能である。
【００５８】
少なくとも１つのフレキシブル電気導体のフレキシブル分岐を使用して、少なくとも１つの力センサへの接続および／または少なくとも１つの力センサと選択的な第２の回路板もしくは補助基板との選択的接続を行うことにより、特に、少なくとも１つの力センサおよび／または選択的な第２の回路板もしくは補助基板を、少なくとも１つのフレキシブル電気導体の設定平面から屈曲させ、これにより例えば少なくとも１つの力センサもしくはその接触面を、ペン芯に対して実質的に垂直に配置し得る構成が可能となる。
【００５９】
この場合、一方では、少なくとも１つの力センサおよび少なくとも１つの電圧源および第２の回路板は、電子ペンの長手軸線に沿って共通に変位可能でありもしくは共通に変位可能なように配置可能であり、または、電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行に共通に変位可能でありもしくは共通に変位可能なように配置可能である。
【００６０】
共通の変位は、ここでは、少なくとも１つの弾性手段に向かってまたはその方向で行うことができる。
【００６１】
こうした例示の配置、すなわち、共通に変位可能な、少なくとも１つの力センサおよび少なくとも１つの電圧源および第２の回路板を含むモジュール群を、フレキシブル電気導体を介して相互に接続し、少なくとも１つの力センサを、フレキシブル電気導体のフレキシブル分岐を介して第２の回路板に接続する構成は、同様に、例えば停止手段、例えばストッパに向かっての変位により、例えばペン芯が力センサに作用させる圧力が吸収されることを制限することができる。
【００６２】
電子ペンは、上述したように、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、力伝達エレメント、例えばペン芯の設定された変位路の後方で、力伝達エレメント、例えばペン芯を停止させるように構成可能な、少なくとも１つの停止手段を備えていてよい。
【００６３】
ここで、力伝達エレメント、例えばペン芯の例示の設定された変位路、または、少なくとも１つの停止手段の位置は、変位路の全長にわたって、少なくとも１つの力センサに作用する圧力または少なくとも１つの弾性手段によって形成される圧力が力センサの圧力負荷限界を下回るように選定可能である。
【００６４】
電子ペンの筆圧を測定する力センサの過負荷を回避する例示の方法であって、電子ペンは、少なくとも１つの電圧源と、少なくとも１つのディジタル制御ユニットと、１つの力伝達エレメント、例えばペン芯と、筆圧を測定する少なくとも１つの力センサと、少なくとも１つの力センサに作用する圧力からこれに対抗する力を形成するように構成された少なくとも１つの弾性手段とを含み、本方法は、例えば、
・力伝達エレメント、例えばペン芯を電子ペンの長手軸線に沿って変位させて、または、力伝達エレメントを電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行に変位させて、少なくとも１つの力センサに圧力を作用させ、少なくとも１つの力センサを、電子ペンの長手軸線に沿ってまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行に、少なくとも１つの弾性手段への方向で、少なくとも１つの弾性手段によって形成可能な力、例えばばね力に対抗するように変位させるステップ、
・力伝達エレメント、例えばペン芯の上記変位によって少なくとも１つの力センサに作用する圧力を、少なくとも１つの弾性手段により、すなわち、力伝達エレメントの変位路を制限することにより、または、弾性手段が変形もしくは圧縮によって形成する力、例えばばね力であって、力伝達エレメント、例えばペン芯の変位が少なくとも１つの力センサに作用させる圧力とは反対方向に働く力により、低減するステップ、
の各ステップを含む。
【００６５】
ここで、例えば、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、少なくとも１つの弾性手段への方向での、力伝達エレメント、例えばペン芯の変位路の長さは、変位路の全長にわたって、少なくとも１つの力センサに作用する圧力または例えば少なくとも１つの弾性手段によって形成される力、例えばばね力が力センサの圧力負荷限界を下回ることができるように選択可能または設定可能である。
【００６６】
さらに、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、少なくとも１つの弾性手段への方向での、例えば力伝達エレメント、例えばペン芯の変位路の後方で、力伝達エレメント、例えばペン芯の変位運動を、少なくとも１つの停止手段により停止または制限することができる。ここで、変位路においては、その全長にわたって、少なくとも１つの力センサに作用する圧力が力センサの圧力負荷限界を下回る。
【００６７】
上述したように、さらに、力センサが変位可能に支持された測定ピンを備えていてもよい。当該測定ピンは、例えば、電子ペンの長手軸線に沿った変位または電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な変位のために構成される。
【００６８】
この場合、上記例示の力伝達エレメント、例えばペン芯は、例えば力センサの上記例示の可能な測定ピンを押しずらしてこれを変位させ、このときに例えば当該測定ピンの少なくとも一部を力センサケーシング内へ押し込むことができ、または、測定ピンを力センサと共に変位させることができる。
【００６９】
力伝達エレメント、例えばペン芯の変位可能域を制限するための、特にペンのペン先とは反対側の端部への方向での力伝達エレメントの変位可能域を制限するための選択的な停止手段または選択的なストッパは、上述したように、例えば電子ペンのケーシングのリブとして構成可能である。
【００７０】
よって、停止手段またはストッパまたはリブは、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、力伝達エレメント、例えばペン芯の変位を、このときに力センサの変位可能域を制限することなく、制限可能である。
【００７１】
ここで、こうした選択的なリブの配置またはその幾何学寸法の選択および／または壁厚さの選択は、上述したように、例えば力センサの幾何学寸法、例えば高さもしくは幅に依存して、および／または、力伝達エレメント、例えばペン芯の設定された変位路に依存して、行うことができる。
【００７２】
例えば、選択的なリブの壁厚さは、力センサの高さもしくは長さから、力伝達エレメント、例えばペン芯の所望の設定された変位路を減算した値とほぼ等しくてよい。
【００７３】
また上述したように、代替的にもしくは付加的に、力センサ自体を停止手段として機能させまたは構成してもよい。
【００７４】
例えば、特に、力センサケーシングおよび／または力伝達エレメントは、例えば例示の可能な測定ピンを押しずらしてこれを変位させ得る力伝達エレメントを、力センサケーシングのうち測定ピンでない部分上に載置し、これにより力伝達エレメントの可能な変位路の最大可能長さを制限することができるように形成可能であってよい。
【００７５】
したがって、電子ピンの少なくとも１つの力センサを、例えば落下または不適切な使用に基づく圧力過負荷による損傷から保護することができる。
【００７６】
以下の図は、次のことを例示している。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の電子ペンの幾つかの可能な部品を示す例示の概略図である。
【図２】例示の概略的な接続プランを示す図である。
【図３】力センサの例示の組み込み角度を示す図である。
【図４】ａは、第１の状態における本発明の電子ペンを示す例示の概略図であり、ｂは、第２の状態における本発明の電子ペンを示す例示の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
図１には、筆圧を測定するための少なくとも１つの力センサ１０４を備え得る、本発明の電子ペンの幾つかの可能な部品１００の例示的な概略図が示されている。
【００７９】
ここで、電子ペンは、力伝達エレメントとして機能するペン芯１０１を含むことができ、当該ペン芯１０１は、ペン芯頂部１１５および例示のペン芯カートリッジ１０３を含む。
【００８０】
上述したように、筆圧を伝達する例示の力伝達エレメント１０１は、例えば回路基板または回路板として、または、圧力、特に筆圧を伝達するのに適した他のモジュールとして、構成可能である。
【００８１】
ここで、電子ペンは、電子ペンの（図示されていない）ケーシング内の弾性手段１０２、例えば導電性のばねエレメント、例えば板ばねと共に組み付け可能な電圧源１０８を備えていてよい。
【００８２】
ここでは、参照番号１１１，１１２が、例えば電圧源１０８の正極１１１および負極１１２を表している。
【００８３】
少なくとも１つのフレキシブル電気導体１１３、例えばフレキシブルフラットバンド電気ケーブルを用いて、電子部品、すなわち、例えば電圧源１０８、第１の回路板、例えば主基板もしくはプロセッサ回路板１０６、選択的な第２の回路板、例えば補助基板もしくはセンサ回路板１０７、および力センサ１０４を相互に接続することができる。
【００８４】
この場合、弾性手段１０２は、導電性を有し、例えば弾性手段の接触面１１７を介して、少なくとも１つの電圧源１０８に対する極性コンタクト、例えば負極コンタクトとして用いることができる。
【００８５】
これにより、例えば、負極１１２への付加的な別個の線路を省略することができる。
【００８６】
同様に、力センサ１０４の一部分、例えば少なくとも１つのフレキシブル電気導体１１３のフレキシブル分岐１０５の部分１１０または延長部を、電圧源の一方の極、例えば電圧源の正極１１１に接触させ、極性コンタクトまたは正極コンタクトとして用いることができる。
【００８７】
少なくとも１つのフレキシブル電気導体１１３のフレキシブル分岐１０５の上記部分１１０は、この場合、例えば例示の選択的な補強エレメント１０９に巻き付けることができる。上記選択的な補強エレメント１０９は、例えばガラスファイバエポキシプレートを含んでよく、特にはんだ付けされたエレメントの領域でのフレキシブル電気導体１１３の補強に用いることができる。
【００８８】
こうした例示の配置により、電子ペンの構造スペースを節約し、部品点数を小さく維持し、よりコンパクトな構造を実現することができる。
【００８９】
さらに、少なくとも１つの力センサ１０４および少なくとも１つの電圧源１０８は、電子ペンの長手軸線１１６に沿って共に変位可能なように、または、電子ペンの長手軸線１１６に対して実質的に平行に共に変位可能なように、配置可能である。
【００９０】
例えば、力センサ１０４に接し得るペン芯１０１の変位によって、力センサ１０４に圧力が作用し、これにより、弾性手段１０２への方向で、力センサ１０４の変位、または、力センサ１０４および電圧源１０８の共通の変位を行うことができる。
【００９１】
ここで、参照番号１１４は、例えば、力センサ１０４の、および／または、電圧源１０８の、および／または、他の可能な変位可能部品、例えば補助基板もしくはセンサ回路板１０７の、電子ペンの長手軸線１１６に沿ったまたは電子ペンの長手軸線１１６に対して実質的に平行な、可能な変位運動方向を表している。
【００９２】
言い換えれば、ここでは、少なくとも１つの弾性手段１０２に対する、力センサ１０４および電圧源１０８の例示の共通の変位によって、弾性手段１０２を変形もしくは圧縮させることができ、これにより、力センサ１０４に作用する圧力、例えば筆圧への対抗力を形成することができる。
【００９３】
また、選択的な第２の回路板もしくはセンサ回路板１０７は、電子ペンの長手軸線１１６に沿ってまたは電子ペンの長手軸線１１６に対して実質的に平行に、すなわち、例えばさらに力センサ１０４と共に、変位可能である。
【００９４】
この場合、例示のフレキシブル電気導体１１３の使用により、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線１１６に対して実質的に平行な、力センサ１０４の変位、および／またはセンサ回路板１０７の変位、および／または、少なくとも１つの電圧源１０８の変位を、容易に行うことができる。
【００９５】
電子ペンの少なくとも１つの弾性手段１０２は、第１の回路板１０６に接続可能であり、例えば回路板１０６に固定にはんだ付け可能でありまたは第１の回路板１０６上に配置可能である。付加的に、当該弾性手段を選択的なウェブによってペンのケーシング内に支持し、その運動を制限することもできる。
【００９６】
当該例示の第１の回路板１０６は、例えば、電子ペンのケーシング（図示されていない）に固定に接続可能な、主基板もしくはプロセッサ回路板であってよい。当該第１の回路板１０６上には、例えば、電子ペンの少なくとも１つのディジタル制御ユニット（図示されていない）を配置可能であり、例えば別の測定センサ装置、および例えば電子ペンの少なくとも１つの力センサ１０４のデータを評価する評価センサ装置、例えば力センサデータのためのアナログディジタル変換器を配置可能である。
【００９７】
電子ペンの少なくとも１つの力センサ１０４は、通常、選択的な第２の回路板１０７に接続可能でありまたは第２の回路板上に配置可能である。
【００９８】
当該例示の第２の回路板１０７は、例えば電子ペンの位置測定および運動測定のためのセンサ装置を上部に配置可能な、例えば副回路板またはセンサ回路板であってよい。これにより、例えば、センサ装置は、ペン先の運動を特に良好に検出することができるよう、頂部の近傍に取り付け可能となる。
【００９９】
ここで、力センサ１０４は、上述したように、フレキシブル電気導体１１３を介して、電圧源１０８および弾性手段１０２に接続可能である。
【０１００】
また、例えば、力センサ１０４は、フレキシブル電気導体のフレキシブル分岐１０５を介して、第２の回路板１０７に接続可能である。
【０１０１】
フレキシブル電気導体１１３のフレキシブル分岐１０５を使用して、少なくとも１つの力センサ１０４への接続および／または少なくとも１つの力センサ１０４と選択的な第２の回路板１０７もしくは補助基板との選択的接続を行うことにより、特に、少なくとも１つの力センサ１０４および／または選択的な第２の回路板１０７もしくは補助基板をフレキシブル電気導体の設定平面から屈曲させ、これにより例えば少なくとも１つの力センサ１０４もしくはその接触面を、ペン芯１０１に対して実質的に垂直に配置することのできる構成が得られる。
【０１０２】
例えば力伝達エレメントもしくはペン芯１０１が、電子ペンの長手軸線に沿ってまたは電子ペンの長手軸線１１６に対して実質的に平行に、少なくとも１つの弾性手段１０２への方向で、例えばペンによる（図示されていない）筆記基板での筆記の際に生じる圧力によって変位すると、図示の例の配置においては、ペン芯１０１と同時に力センサ１０４および電圧源１０８が弾性手段１０２に向かって変位し、ここで、弾性手段１０２をさらに極性コンタクト１１７、例えば負極コンタクトとしても用いることができるようになる。
【０１０３】
この場合、例えば、電子ペンの長手軸線１１６に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、少なくとも１つの弾性手段１０２への方向での、力伝達エレメントもしくはペン芯１０１の変位路の長さは、当該変位路の全長にわたって、少なくとも１つの力センサ１０４に作用する圧力、または、例えば少なくとも１つの弾性手段１０２によって形成される力、例えばばね力であって、例えば筆記基板での筆記によって生じるペン芯１０１の筆圧とは反対方向に働く力が、力センサ１０４の圧力負荷限界を下回るように、選択可能または設定可能である。
【０１０４】
さらに、例えば、電子ペンの長手軸線１１６に沿ったまたは電子ペンの長手軸線１１６に対して実質的に平行な、少なくとも１つの弾性手段への方向での、力伝達エレメントもしくはペン芯１０１のこうした変位路の後方で、（図示されていない）少なくとも１つの停止手段により、ペン芯の変位運動を停止させることができる。ここで、変位路においては、その全長にわたって、少なくとも１つの力センサ１０４に作用する圧力が力センサの圧力負荷限界を下回ることができる。
【０１０５】
図２には、例えば、例示の電子ペンの他の部品を含む少なくとも１つの力センサ２００の概略的な接続プランの例が示されている。
【０１０６】
ここで、力センサ２００は、例えば柄杓状の力センサとして示されている。
【０１０７】
この場合、例示の力センサは、例えばフレキシブル分岐２０４を介して例示のフレキシブル電気導体２０２に接続されており、フレキシブル電気導体２０２は、例えば、電子ペンの例えばディジタル制御ユニットを格納した（図示されていない）第１の回路板、例えば主基板と（図示されていない）少なくとも１つの弾性手段とに導通可能であり、さらに同様に可能な第２の回路板２０６、例えば補助基板にも導通可能な、部分２０５を有することができる。
【０１０８】
さらに、（図示されていない）電子ペンの少なくとも１つのフレキシブル電気導体２０２のフレキシブル分岐２０４の例示の延長部２０７を介して、電圧源と力センサとの間の極性コンタクト２０１、例えば正極コンタクトを形成可能である。
【０１０９】
さらに、可能な第２の回路板２０６、例えば補助基板と力センサ２００との間に例示の空隙２０３を設けることができ、当該空隙２０３は例えば最小であってよい。
【０１１０】
上述したように、例示のフレキシブル導体２０２およびその部分もしくはその延長部および／または分岐と、力センサ２００と、回路板２０６とは、上記各部品が共に変位可能となるように、電子ペンの長手軸線に沿って（図示されていない）または電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行に（図示されていない）、電子ペンの電圧源に向かって（図示されていない）かつ電圧源と共に、電子ペンの少なくとも１つの弾性手段への方向で（図示されていない）変位可能となるように構成可能である。
【０１１１】
図３には、電子ペンのケーシング（図示されていない）の例示の分離面３０２に対する、力センサ３０４の例示の回転角度または組み込み角度３０３が示されている。
【０１１２】
ここで、力センサ３０４の例えば接触面３０５は、ペン芯に対して実質的に垂直にまたは電子ペンの長手軸線３００に対して垂直に配置可能であり、組み込み角度３０３は、例えば、力センサの例示の長手軸線３０１と電子ペンのケーシングの分離面３０２とのなす角度として設定可能である。
【０１１３】
ここで、組み込み角度３０３（例えば、図示されているような、例示の分離面３０２と力センサ３０４の例示の長手軸線３０１とのなす角度）は０とは異なっていてよく、すなわち、力センサは回転された状態で組み付け可能である。ここで、組み込み角度３０３の値は、例えば、力センサ３０４を電子ペンの他の部品に接続可能な（例えば図２および図１を参照）、フレキシブル導体の線路（図示されていない）の長さ、または、フレキシブル導体のフレキシブル分岐の長さに依存し得る。
【０１１４】
こうした力センサまたは圧力センサ３０４は、特に例えばまた、ケーシングと、ケーシングから突出して変位可能なピン（図示されていない）とを備えていてよい。ここで、例えば当該ピンは、例えば電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な変位のために、変位可能に支持することができる。この場合、変位可能なピンは、例えばさらに、可能な力センサケーシングの１つの表面に対して実質的に垂直に、上記ケーシングから突出していてよい。こうしたピンは測定ピンと称されることもある。上記例示の力伝達エレメント、例えばペン芯は、この場合、例えば力センサの可能な測定ピンを押しずらしてこれを変位させることができ、または、当該測定ピンを力センサと共に変位させることができる。
【０１１５】
図４のａには、本発明の電子ペン４００の例の概略図が示されている。当該電子ペン４００は、電圧源４０８、（図示されていない）ディジタル制御ユニット、ペン芯４０１、および筆圧を測定する力センサ４０４を備えていてよい。
【０１１６】
力伝達エレメント４０１は、例えばペン芯として構成可能であり、ここで、例示のペン芯は、例示のペン芯頂部４１５のほか、例示のペン芯カートリッジ４０３も含むことができる。
【０１１７】
また、ペン４００は、力センサ４０４に作用する圧力からこれに対抗する力を形成可能なように構成可能な、例示の弾性手段４０２、例えば撓みばねを備える。
【０１１８】
図１の例示と同様に、ここにおいては、参照番号４１１，４１２は例えば電圧源４０８の正極４１１および負極４１２を表す。
【０１１９】
フレキシブル電気導体４１３、例えばフレキシブルフラットバンド電気ケーブルを用いて、各電子部品、すなわち、例えば電圧源４０８、第１の回路板、例えば主基板４０６もしくはプロセッサ回路板、第２の回路板、例えばセンサ回路板４０７、および力センサ４０４を相互に接続可能である。
【０１２０】
弾性手段４０２は、ここでは、導電性を有し、例えば弾性手段の接触面４１７を介して、少なくとも１つの電圧源４０８に対する極性コンタクト、例えば負極コンタクトとして用いることができる。
【０１２１】
これにより、例えば、負極４１２への付加的な別個の線路を省略できる。
【０１２２】
同様に、力センサ４０４の一部、例えば部分４１０または少なくとも１つのフレキシブル電気導体４１３のフレキシブル分岐４０５の延長部を、電圧源の一方の極、例えば電圧源の正極４１１に接触させ、極性コンタクトもしくは正極コンタクトとして用いることができる。
【０１２３】
少なくとも１つのフレキシブル電気導体４１３のフレキシブル分岐４０５の上記部分４１０は、ここでは、例えば例示の選択的な補強エレメント４０９を巻き付けられていてよい。上記の選択的な補強エレメント４０９は、例えばガラスファイバエポキシプレートを含むことができ、特に、特にはんだ付けされた各エレメントの領域におけるフレキシブル電気導体４１３の補強に用いることができる。
【０１２４】
例示の配置により、構造スペースを節約し、電子ペンのよりコンパクトな構造を実現することができる。
【０１２５】
さらに、力伝達エレメント、例えばペン芯４０１、少なくとも１つの力センサ４０４および少なくとも１つの電圧源４０８を、電子ペンの長手軸線４１６に沿って個々にもしくは共通に変位可能なように、または、電子ペンの長手軸線４１６に対して実質的に平行に個々にもしくは共通に変位可能なように配置可能である。
【０１２６】
例えば、図示のように力センサ４０４に接し得る、力伝達エレメント、例えばペン芯４０１の変位により、力センサ４０４に圧力が作用し、これにより、弾性手段４０２への方向での力センサ４０４の変位または力センサ４０４および電圧源４０８の共通の変位を行うことができる。
【０１２７】
ここで、参照番号４１４は、例えば、電子ペンの長手軸線４１６に沿ったまたは電子ペンの長手軸線４１６に対して実質的に平行な、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１および／または力センサ４０４および／または電圧源４０８および／または他の可能な変位可能な部品、例えば第２の回路板４０７の可能な変位運動方向を表している。
【０１２８】
言い換えれば、この場合、力センサ４０４および電圧源４０８の例示の共通の変位を少なくとも１つの弾性手段４０２へ向かうように行い、弾性手段４０２を変形もしくは圧縮させ、これにより力センサ４０４に作用する圧力、例えば筆圧への対抗力を形成することができる。
【０１２９】
また、第２の回路板もしくはセンサ回路板４０７は、電子ペンの長手軸線４１６に沿って変位可能であってもよいし、または、電子ペンの長手軸線４１６に対して実質的に平行に、例えば力センサ４０４と共に変位可能であってもよい。
【０１３０】
ここで、例示のフレキシブル電気導体４１３の使用により、電子ペンの長手軸線に沿ったまたは電子ペンの長手軸線４１６に対して実質的に平行な、力センサ４０４の変位および／またはセンサ回路板４０７の変位および／または少なくとも１つの電圧源４０８の変位を、容易に行うことができる。
【０１３１】
電子ペンの少なくとも１つの弾性手段４０２は、第１の回路板４０６に接続可能であり、例えば回路板４０６に固定にはんだ付け可能でありまたは第１の回路板４０６上に配置可能である。付加的に、弾性エレメントを、例えばウェブ４１９などの選択的なホールド手段によってペンのケーシング内に支持し、その運動を制限してもよい。
【０１３２】
例示の第１の回路板４０６は、例えば、主基板もしくはプロセッサ基板であってよく、当該第１の回路板４０６は、ケーシング４２６に固定に、および／または、電子ペン４００のペン先、例えばペン芯頂部とは反対側の端部４２０に固定に接続可能であり、当該第１の回路板４０６上に、例えば電子ペン４００の（図示されていない）少なくとも１つのディジタル制御ユニットと、例えば電子ペンの少なくとも１つの力センサ４０４のデータを評価する例えば評価センサ装置、例えば力センサデータのためのアナログディジタル変換器とを配置可能である。
【０１３３】
電子ペン４００の少なくとも１つの力センサ４０４は、通常、選択的な第２の回路板４０７に接続可能であり、または、第２の回路板上に配置可能である。
【０１３４】
当該例示の第２の回路板４０７は、例えば、副回路板もしくはセンサ回路板であってよく、当該第２の回路板４０７上に、例えば電子ペンの位置測定および運動測定のためのセンサ装置を配置可能である。これにより、例えば、センサ装置を頂部近傍に取り付け、ペン先の運動を特に良好に検出することができる。
【０１３５】
力センサ４０４は、上述したように、フレキシブル電気導体４１３を介して、電圧源４０８および弾性手段４０２に接続可能である。
【０１３６】
また例えば、力センサ４０４は、フレキシブル電気導体のフレキシブル分岐４０５を介して第２の回路板４０７に接続可能である。
【０１３７】
フレキシブル電気導体４１３のフレキシブル分岐４０５を使用して、少なくとも１つの力センサ４０４への接続および／または少なくとも１つの力センサ４０４と選択的な第２の回路板４０７もしくは補助基板との選択的接続を行うことにより、特に、少なくとも１つの力センサ４０４および／または選択的な第２の回路板４０７もしくは補助基板を、フレキシブル電気導体の設定平面から屈曲させ、これにより例えば少なくとも１つの力センサ４０４もしくはその接触面を、力伝達エレメントに対して実質的に垂直にまたはペン芯４０１に対して垂直に配置し得る構成が可能となる。
【０１３８】
例えば力伝達エレメント、例えばペン芯４０１が、電子ペンの長手軸線に沿ってまたは電子ペンの長手軸線４１６に対して実質的に平行に、少なくとも１つの弾性手段４０２への方向で、例えばペンによる（図示されていない）筆記基板への筆記の際に生じる圧力によって変位すると、図示の例の配置においては、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１が力センサ４０４および電圧源４０８と同時に弾性手段４０２に向かって変位し、ここで、弾性手段４０２をさらに極性コンタクト４１７、例えば負極コンタクトとして用いることができるようになる。
【０１３９】
この場合、例えば、電子ペン４００の長手軸線４１６に沿ったまたは電子ペン４００の長手軸線４１６に対して実質的に平行な、少なくとも１つの弾性手段４０２の方向での、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１の変位路の長さは、当該変位路の全長にわたって、少なくとも１つの力センサ４０４に作用する圧力、または、例えば少なくとも１つの弾性手段４０２によって形成される力、例えばばね力であって、例えば筆記基板への筆記によって生じるペン芯４０１の筆圧とは反対方向に働く力が、力センサ４０４の圧力負荷限界を下回ることができるように、選択可能または設定可能である。
【０１４０】
図４のａの例示においては、ペン４００は、ここでの例示の、例えばペン４００が無負荷である第１の状態、すなわち、力センサ４０４に負荷がなく、すなわち、当該力センサ４０４に力が全くもしくは最小限しかかかっていない状態、または、例えばペンの使用に由来する圧力が力伝達エレメントもしくはペン芯４０１または力センサ４０４にかかっていない状態にある。
【０１４１】
ペン４００の例示の第１の状態は、例えば力伝達エレメントもしくはペン芯４０１の第１の位置４２２によって記述することができる。
【０１４２】
この場合、例えばペン芯４０１は、図示のように、力もしくは圧力を力センサ４０４に作用させることなく、または、力センサ４０４が大きく負荷されたりもしくは変位したりするような力もしくは圧力を力センサ４０４に作用させることなく、ペン芯４０１またはペンカートリッジ４０３が力センサ４０４に接する例示の位置４２２にあってよい。
【０１４３】
ペン４００の当該例示の無負荷状態においては、さらに、弾性手段４０２も同様に、第１の状態、例えば出発状態または出発形態４２４にある。
【０１４４】
圧力が力伝達エレメント、例えばペン芯４０１もしくはペン先、例えばペン芯頂部４１５に作用すると、力伝達エレメント、例えばペン芯４０１は、電子ペンの長手軸線４１６に沿ってまたは電子ペンの長手軸線４１６に対して実質的に平行に、少なくとも１つの弾性手段４０２への方向で変位可能である。この場合、変位路の全長にわたって、少なくとも１つの力センサ４０４に作用する圧力は、力センサの圧力負荷限界を下回ることができる。
【０１４５】
力伝達エレメントもしくはペン芯４０１の変位運動は、さらに、少なくとも１つの停止手段、例えばストッパまたはリブ４１８により停止もしくは制限することができる。選択的な停止手段または選択的なリブ４１８は、電子ペン４００のケーシング４２６内に組み付け可能である。
【０１４６】
ここで、選択的な停止手段４１８は、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１またはペン芯カートリッジ４０３と停止手段４１８との間の例示の間隔４２１によって例示の（最大）変位路が定められるように配置可能である。
【０１４７】
よって、停止手段またはストッパまたはリブ４１８は、電子ペンの長手軸線４１６に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１の可能な変位を制限することができる。
【０１４８】
同時に、停止手段またはストッパまたはリブ４１８は、電子ペンの長手軸線４１６に沿ったまたは電子ペンの長手軸線に対して実質的に平行な、力センサ４０４の変位可能域が限定もしくは制限されないように、形成可能である。
【０１４９】
例えば力伝達エレメントもしくはペン芯４０１またはペンカートリッジ４０３の直径は力センサの平均直径より大きくてよいので、例えば停止手段またはストッパ４１８は、中央に断部を有するリブによって電子ペン４００のケーシング４２６内に実現することができる。
【０１５０】
この場合、こうした選択的なリブ４１８の配置または幾何学寸法の選択および／または壁厚さの選択は、例えば力センサ４０４の幾何学寸法、例えば高さもしくは幅に依存して、および／または、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１の設定された変位路に依存して、行うことができる。
【０１５１】
例えば、選択的なリブ４１８の壁厚さは、力センサ４０４の高さまたは長さから力伝達エレメントもしくはペン芯４０１の所望の設定された変位路を減算した値とほぼ等しくてよい。
【０１５２】
この場合、力センサ４０４は、力伝達エレメントもしくはペン芯の例示の（最大）変位路４２１の分だけ停止手段またはリブ４１８よりも厚く構成することができ、これにより、例えば力伝達エレメントもしくはペン芯４０１に作用する力が小さい場合には、力センサ４０４および力伝達エレメントもしくはペン芯４０１は、ペンの長手軸線４１６に沿ってまたはペンの長手軸線４１６に対して実質的に平行に自由に変位することができ、例えば力伝達エレメントもしくはペン芯またはペン先もしくはペン芯頂部４１５に作用する力が大きい場合には、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１がストッパ４１８に押しつけられ、これにより力センサ４０４に作用する力を制限することができる。
【０１５３】
図４のｂには、図４のａのペンに類似したまたはこれと同一のペン４００の例が示されている。
【０１５４】
図４のａとは異なり、ペン４００はここでは、負荷状態で、すなわち、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１に力が作用している状態で示されている。当該力は、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１を力センサ４０４および電圧源と共に弾性手段４０２の方向へ変位させ、弾性手段４０２を別の形状を有する状態４２５へまたは無負荷形態に対する変形状態へ移行させる。
【０１５５】
当該例示の弾性手段の変形状態４２５は、弾性手段の弾性に基づき、少なくとも１つの力センサに作用する圧力とは反対方向に働く対抗力、例えばばね力を形成することができる。
【０１５６】
例示のペンの負荷状態は、特に力伝達エレメントもしくはペン芯４０１の位置４２３によって特徴づけられており、これはさらに、例えば力伝達エレメントもしくはペン芯４０１に作用する力が充分に大きく、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１またはペンカートリッジを可能な停止手段４１８に押しつけているケースを表している。
【０１５７】
言い換えれば、力伝達エレメントもしくはペン芯４０１は、図示のケースにおいては、ペンの長手軸線に沿って最大限まで変位可能であり、停止手段４１８は、弾性手段４０２に加え、力センサ４０４を過負荷から保護することができるようにするために、力センサ４０４に作用する力を制限することにさらに寄与することができる。
【０１５８】
４つの図を有する４枚の図面を添付する。ここで、参照番号は次のように付している。
【符号の説明】
【０１５９】
１００  本発明の電子ペンの例示の各部品
１０１，４０１  例示の力伝達エレメント、例えばペン芯
１０２  例示の弾性手段、例えばばねエレメント、例えば板ばね
１０３，４０３  例示のペン芯カートリッジ
１０４，３０４，４０４  例示の力センサ
１０５  少なくとも１つのフレキシブル電気導体１１３の例示のフレキシブル分岐
１０６，４０６  例示の（第１の）回路板、例えば主基板もしくはプロセッサ回路板
１０７，４０７  位置測定センサ装置用の例示の（第２の）回路板、例えば補助基板もしくはセンサ回路板
１０８，４０８  例示の電圧源、例えばバッテリ
１０９，４０９  例示の選択的な補強エレメント
１１０，４１０  電圧源と力センサとの間の例示の極性コンタクト、例えば正極コンタクト、または電圧源の一方の極、例えばその正極に接触している少なくとも１つのフレキシブル電気導体のフレキシブル分岐の例示の部分
１１１，４１１  電圧源の例示の正極
１１２，４１２  電圧源の例示の負極
１１３，２０２，４１３  例示のフレキシブル電気導体
１１４，４１４  例示の変位運動
１１５，４１５  例示のペン先またはペン頂部、例えばペン芯頂部
１１６，４１６  電子ペンの例示の長手軸線
１１７，４１７  弾性手段と電圧源との間の例示の極性コンタクト、例えば負極コンタクト、または、少なくとも１つの電圧源の極性コンタクト、例えば負極コンタクトとして用いられる、弾性手段の例示の接触面
２００  例えば柄杓状の力センサとして構成された例示の力センサ
２０１  電圧源と力センサとの間の例示の極性コンタクト、例えば正極コンタクト
２０３  可能な第２の回路板、例えば補助基板と力センサとの間の例示の空隙
２０４  フレキシブル電気導体の例示のフレキシブル分岐
２０５  例示の第１の回路板、例えば（図示されていない）主基板と（図示されていない）少なくとも１つの弾性エレメントとに通じる、フレキシブル電気導体の例示の部分
２０６  例示の可能な第２の回路板、例えば補助基板
２０７  電圧源と力センサ、例えば正極コンタクトとの間の例示の極性コンタクトを形成する、少なくとも１つのフレキシブル電気導体のフレキシブル分岐の例示の延長部
３００  例示の電子ペンの例示の長手軸線
３０１  力センサの例示の長手軸線
３０２  例示の電子ペンのケーシングの例示の分離面
３０３  力センサの長手軸線と分離面３０２とのなす例示の角度
３０５  例示の力センサ接触面
４００  例示の電子ペン
４０２  例示の弾性手段
４０５  少なくとも１つのフレキシブル電気導体４１３の例示のフレキシブル分岐
４１８  停止手段または変位路制限部としての例示のリブ
４１９  弾性手段を支持する例示の別の選択的なリブまたは選択的なロッドまたは選択的なウェブ
４２０  ペンのペン先またはペン頂部、例えばペン芯頂部とは反対側の例示の端部
４２１  力伝達エレメント、例えばペン芯またはペン芯カートリッジと可能な停止手段との例示の間隔、例えば（最大）変位路
４２２  力伝達エレメントもしくはペン芯またはペン芯カートリッジの例示の第１の位置であって、ペンの無負荷状態すなわち例えば力伝達エレメント／ペン芯が力センサに力／圧力を作用させていない場合の、力伝達エレメントもしくはペン芯の例示の位置
４２３  力伝達エレメントもしくはペン芯またはペン芯カートリッジの例示の第２の位置であって、ペンの負荷状態すなわち例えば力伝達エレメント／ペン芯が力センサに力／圧力を作用させている場合、例えば力伝達エレメントもしくはペン芯が停止手段に接してこれを押す力が生じている場合の、力伝達エレメントもしくはペン芯の例示の位置
４２４  弾性手段の例示の第１の状態、例えば、ペンの例示の無負荷状態における弾性手段の例示の状態
４２５  弾性手段の例示の第２の状態、例えば、ペンの例示の負荷状態、例えば弾性手段の変形状態における弾性手段の例示の状態
４２６  電子ペンの例示のケーシング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ−４ｂ】
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【国際調査報告】
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