(57)【要約】      （修正有）【課題】入力装置及びディスプレー装置を備えるタッチ入力システムを提供する。【解決手段】スタイラス１１０は、バッテリーモジュール１１４とタッチ部分１１６とトランスデューサーモジュール１１８と無線周波数送信モジュール１１９とを備える。前記タッチ部分に接触圧力を作用する際、前記タッチ部分は、前記接触圧力により前記バッテリーモジュールに電気的に接続されて、光信号を発する。ディスプレー領域１２２は前記光信号を受けて反応し、前記トランスデューサーモジュールにより前記接触圧力を電気信号に変換する。前記無線周波数送信モジュールは、前記トランスデューサーモジュールに電気的に接続されて、前記電気信号を送信する。ディスプレー装置１２０は、ディスプレー領域と無線周波数受信モジュール１２４とを備える。【選択図】図１
2011141875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタイラスとディスプレー装置とを備えるタッチ入力システムであって、
前記スタイラスは、
本体と、
該本体に配置されたバッテリーモジュールと、
前記本体に配置されたタッチ部分であって、該タッチ部分に接触圧力を作用する際、前記タッチ部分は、前記接触圧力により前記バッテリーモジュールに電気的に接続されて、光信号を連続的に発する、前記タッチ部分と、
前記本体に配置されたトランスデューサーモジュールであって、該トランスデューサーモジュールにより前記接触圧力を電気信号に変換し、該電気信号は前記接触圧力に直接比例する、前記トランスデューサーモジュールと、
前記本体に配置され、前記トランスデューサーモジュールに電気的に接続されて、前記電気信号を送信する、無線周波数送信モジュールと、を備え、
前記ディスプレー装置は、
前記光信号を受けて、反応する、ディスプレー領域と、
該ディスプレー領域に電気的に接続されて、所定の周波数範囲内で前記電気信号を検出する、無線周波数受信モジュールであって、前記タッチ部分と前記ディスプレー領域との間の間隔を決定するために、前記電気信号を用いる、前記無線周波数受信モジュールと、を備える、タッチ入力システム。
【請求項２】
前記ディスプレー領域は、前記光信号により線を表示し、該線の幅は前記電気信号に従う、請求項１に記載のタッチ入力システム。
【請求項３】
前記バッテリーモジュールを前記本体に取り付け、前記タッチ部分を前記本体に配置して摺動し、前記タッチ部分は、前記ディスプレー領域に接触して前記バッテリーモジュールの方へ押されるように適している、請求項１に記載のタッチ入力システム。
【請求項４】
前記スタイラスは、さらに、
前記タッチ部分と前記バッテリーモジュールとの間に配置される弾性導体であって、前記タッチ部分を前記バッテリーモジュールの方へ押す際、前記バッテリーモジュールと前記タッチ部分との間で圧縮される、前記弾性導体を備える、請求項３に記載のタッチ入力システム。
【請求項５】
前記トランスデューサーモジュールは、
前記タッチ部分に取り付けられた発光要素と、
前記本体に取り付けられ、前記発光要素と光検出器との間の距離の変化を検出するのに適している、前記光検出器と、を備える、請求項１に記載のタッチ入力システム。
【請求項６】
前記トランスデューサーモジュールは、
前記タッチ部分に取り付けられた磁気要素と、
前記本体に取り付けられ、前記磁気要素と磁気検出器との間の距離の変化を検出するのに適している、前記磁気検出器と、を備える、請求項１に記載のタッチ入力システム。
【請求項７】
前記ディスプレー装置は、さらに、前記ディスプレー領域のピクセル電極アレイに配置した光センサーアレイを備える、請求項１に記載のタッチ入力システム。
【請求項８】
前記タッチ部分から発する光信号は、前記光センサーアレイの少なくとも１つの光センサーを作用するのに適している、請求項７に記載のタッチ入力システム。
【請求項９】
前端と、該前端と反対側の後端と、前記前端に形成する開口部とを有するハウジングと、
該ハウジング内に配置され、前記前端に面するブロッキングプレートを有するバッテリーモジュールと、
前記開口部に配置されて軸線に沿って摺動し、操作面に接触して前記ハウジング内に入るのに適している、タッチ部分と、
前記ブロッキングプレートに取り付けられ、前記タッチ部分の動きを検出してアナログ信号を得るのに適している、検出器と、
前記ブロッキングプレートと前記タッチ部分との間に配置され、前記軸線上に位置付けられた弾性要素と、を備えるスタイラスであって、
前記タッチ部分が前記操作面に接触して前記ハウジング内に入る際、前記タッチ部分を前記バッテリーモジュールと電気的に接触させて光信号を連続的に発するように、前記弾性要素を前記ブロッキングプレートと前記タッチ部分との間で圧縮し、
前記タッチ部分が前記操作面から離れている際、前記タッチ部分と前記バッテリーモジュールとの電気的接触を終わらせるように、前記弾性要素の弾性力により前記タッチ部分を元の状態に戻す、スタイラス。
【請求項１０】
前記タッチ部分に取り付けられ、前記タッチ部分の動きにより前記軸線に沿って動くのに適している、発光要素をさらに備える、請求項９に記載のスタイラス。
【請求項１１】
前記発光要素を前記タッチ部分内に配置し、前記検出器は、前記発光要素により発する光を検出するのに適しており、前記発光要素により発する光は、前記操作面に配置された光センサーを作用するのに適している、請求項１０に記載のスタイラス。
【請求項１２】
前記タッチ部分に取り付けられ、前記ブロッキングプレートの方へ延びる柱を、さらに備え、
前記発光要素を前記柱に取り付け、前記検出器は、前記発光要素により発する光を検出するのに適している、請求項１０に記載のスタイラス。
【請求項１３】
無線周波数送信モジュールと、
前記検出器及び前記無線周波数送信モジュールに電気的に接続された、コンバーターと、を、さらに備え、
該コンバーターは、前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号を前記無線周波数送信モジュールに転送するのに適している、請求項９に記載のスタイラス。
【請求項１４】
前記ブロッキングプレートは前記タッチ部分に面する表面を有し、前記検出器を前記表面上に配置する、請求項９に記載のスタイラス。
【請求項１５】
前記弾性要素の一端を前記タッチ部分に接続し、前記タッチ部分を前記ハウジング内に動かす際、前記弾性要素の別の端を、前記ブロッキングプレートに接触して圧縮する、請求項９に記載のスタイラス。
【請求項１６】
前記タッチ部分に取り付けられ、前記タッチ部分の動きにより前記軸線に沿って動くのに適している、磁気要素をさらに備え、
前記検出器は、前記磁気要素により発生する磁力を検出するのに適している、請求項９に記載のスタイラス。
【請求項１７】
前端と、該前端と反対側の後端と、前記前端に形成する開口部とを有するパイプであって、前記開口部の直径は前記パイプの直径より小さい、前記パイプと、
前記開口部に配置されて摺動するタッチ部分であって、該タッチ部分の少なくとも一部を前記パイプ内に位置付ける、前記タッチ部分と、
前記パイプ内に配置されてスルーホールを有する第１の磁気要素であって、前記スルーホールの直径は前記開口部の直径より大きいか又は実質的に等しい、前記第１の磁気要素と、
前記パイプ内に位置付けた前記タッチ部分に取り付けられた、第２の磁気要素であって、前記第１の磁気要素を前記第２の磁気要素と前記開口部との間に位置付けて、前記タッチ部分に前記スルーホールを通過させる、前記第２の磁気要素と、を備えるスタイラスであって、
前記第１の磁気要素と前記第２の磁気要素との間に発生する磁気引力に逆らう力により、前記タッチ部分を前記後端の方へ動かす際、前記第２の磁気要素を前記第１の磁気要素から遠ざかるようにさせる、スタイラス。
【請求項１８】
前記パイプ内に配置されたバッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールと前記タッチ部分との間に配置され、前記タッチ部分に作用する接触圧力を検出してアナログ信号を送信するのに適する、検出器と、
前記パイプ内に配置され、前記検出器に電気的に接続され、前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号を出力する、コンバーターと、をさらに備える、請求項１７に記載のスタイラス。
【請求項１９】
前記バッテリーモジュールに配置され、前記第２の磁気要素に向かい合わせる、第３の磁気要素であって、前記第２の磁気要素と前記第３の磁気要素との間に磁気斥力を発生させる、前記第３の磁気要素を、さらに備える、請求項１８に記載のスタイラス。
【請求項２０】
前記検出器は弾性要素である、請求項１８に記載のスタイラス。
【請求項２１】
前端と、該前端と反対側の後端と、前記前端に形成する開口部とを有するパイプであって、前記開口部の直径は前記パイプの直径より小さい、前記パイプと、
前記開口部に配置されて摺動するタッチ部分であって、該タッチ部分の少なくとも一部を前記パイプ内に位置付ける、前記タッチ部分と、
前記パイプ内に配置された突起と、
該タッチ部分に取り付けて電気的に接続し、弾性要素を有する、スイッチ要素と、を備えるスタイラスであって、
前記タッチ部分を力により前記後端の方へ動くようにさせると、前記スイッチ要素は、前記突起に接触するように動かされて、前記タッチ部分が光信号を連続的に発するようにさせ、前記弾性要素を前記タッチ部分と前記突起との間に圧縮させる、スタイラス。
【請求項２２】
前記突起は弾性要素である、請求項２１に記載のスタイラス。
【請求項２３】
前記パイプ内に配置されたバッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールと前記タッチ部分との間に配置され、前記タッチ部分に作用する接触圧力を検出してアナログ信号を送信するのに適する、検出器と、
前記パイプ内に配置され、前記検出器に電気的に接続され、前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号を出力するのに適する、コンバーターと、をさらに備える、請求項２１に記載のスタイラス。
【請求項２４】
外層及び内層を備え、複数の指の部分を有する手袋と、
前記外層と前記内層との間に配置された制御回路基板と、
前記指の部分にそれぞれ配置された複数の発光要素であって、前記発光要素の各々は、マイクロスイッチ組立品を有する、複数の発光要素と、
前記外層と前記内層との間に配置された複数の接続線と、を備える発光手袋であって、
前記発光要素を、前記接続線によりそれぞれ前記制御回路基板に電気的に接続し、
前記マイクロスイッチ組立品を押す際、対応する前記発光要素を発光させる、発光手袋。
【請求項２５】
前記制御回路基板上に配置されたバッテリーを、さらに備える、請求項２４に記載の発光手袋。
【請求項２６】
前記指の部分の先端をそれぞれ覆う複数のゴム層を、さらに備える、請求項２４に記載の発光手袋。
【請求項２７】
前記ゴム層の各々は、少なくとも１つの熱放散開口部を有する、請求項２４に記載の発光手袋。
【請求項２８】
前記接続線の各々は、弾力性があるための複数のカールした部分を有する、請求項２４に記載の発光手袋。
【請求項２９】
前記カールした部分の各々を前記外層と前記内層との間に平たくさせる、請求項２８に記載の発光手袋。
【請求項３０】
前記発光要素は、発光ダイオード要素である、請求項２４に記載の発光手袋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にタッチ入力システムに関する。特に、本発明は、発光に適している入力装置及びその入力装置を用いるタッチスクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスプレー・パネルは、システムからの情報又は出力を表示する役割を果たし、一方、他の入力装置はシステムへの入力を供給する。ディスプレー・パネルにタッチすることによりユーザの入力を受けることができるタッチパネルのような対話型装置は、出力機能も入力機能も結合し、ユーザがディスプレー又はディスプレーに結合するシステムと対話することを可能にする。一例として、携帯情報端末（PDA）、携帯電話、パソコン（PC）、タブレット型パソコン等のような装置は、ユーザにもっと入力選択を与えるため、タッチパネルを組み込んでいる。
【０００３】
従来のタッチパネル又はタッチスクリーンは、抵抗型、表面波型、容量性型及び赤外型の設計のような多くの異なる設計を有している。これらの設計の全ては、典型的にディスプレー装置に分離したタッチパネルシートを組み合わせることを必要とする。タッチパネルの型がどうであろうと、ユーザにとってもっと便利な方法を与えるように試みており、例えば、抵抗型、表面波型、容量性型及び赤外型のタッチパネルは、ユーザの指又はスタイラスにより操作する。インセルタイプ光学タッチ・ディスプレー・パネルは、光又は影により操作することができて、インセルタイプディスプレー・パネルで設計した光センサーによりタッチする位置を位置付ける。従って、操作されるスタイラスにより放射され又は妨げられる光信号を検知するのに適しているディスプレー・パネルを、タッチ・ディスプレー・パネルは含む。光学ペンをインセルタイプ光学タッチ・ディスプレー・パネルの位置インジケーターとして用いる際、ディスプレー・パネルは、スタイラスにより放射される光信号に従って、線を表示することができる。感圧機構を有する光学ペンに対して、いくつかの設定が提案され、光学ペンの圧力をディスプレー・パネルに加える際、ある変化を生じることを可能にしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、入力装置及びディスプレー装置を備えるタッチ入力システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、スタイラスの先端に配置した感圧機構により押圧力を感知するのに適するスタイラスを提供することである。スタイラスは本体とタッチ部分とを備え、本体は感圧機構とトランスデューサーモジュールと無線周波数送信モジュールとバッテリーモジュールとを備える。タッチ部分を本体の前部に配置し、操作面に接触するのに適している。
【０００６】
本明細書で実施形態化され、広く説明しているように、本発明は、光学スタイラス及び光学スタイラスにより接触位置を位置付けるためのディスプレー装置を備えるタッチ入力システムを提供する。スタイラスは、本体及び発光することができるタッチ部分を備え、本体はトランスデューサーモジュールと無線周波数送信モジュールとバッテリーモジュールとを備える。スタイラスの前端に配置したタッチ部分は、タッチ部分に接触圧力を作用する際、接触圧力によりバッテリーモジュールに電気的に接続されて、光信号を連続的に発する。ディスプレー装置は、ディスプレー領域と、本質的に無線周波数受信器と内蔵アンテナとから成る無線周波数受信モジュールと、を備える。無線周波数受信器をディスプレー領域に電気的に接続し、内蔵アンテナは所定の周波数範囲内の電気信号を受信する。
【０００７】
本発明のいくつかの実施態様は、ハウジング及びタッチ部分を備えるスタイラスを提供することができる。ハウジングは、前端と、前端と反対側の後端と、前端に形成する開口部とを有する。タッチ部分は、開口部に配置されて軸線に沿って摺動し、操作面に接触してハウジング内に入るのに適している。ハウジングは、バッテリーモジュール及び検出器を収容可能であり、いくつかの場合では、さらに、トランスデューサーモジュール及び無線周波数送信モジュールを備える。ブロッキングプレートをスタイラスのハウジングの中央に配置し、バッテリーモジュールと弾性要素との間に配置する。検出器をブロッキングプレートに取り付け、タッチ部分の動きを検出してアナログ信号を得るために用いる。弾性要素及びタッチ部分をハウジングの軸線上に位置付け、タッチ部分が操作面に接触してハウジング内に入り、弾性要素をブロッキングプレートとタッチ部分との間で圧縮するように、弾性要素をブロッキングプレート上に取り付けて、タッチ部分を、開口部に配置して摺動する。タッチ部分をバッテリーモジュールと電気的に接触させて、書き込み中、光信号を連続的に発する。しかしながら、タッチ部分が操作面から離れている際、弾性要素の弾性力によりタッチ部分を元の状態に戻す。その間、タッチ部分とバッテリーモジュールとの間の電気的接触を終わらせる。
【０００８】
本発明の別の実施態様は、パイプとタッチ部分と第１の磁気要素と第２の磁気要素とを備えるスタイラスを提供することができる。パイプは、前端と、前端と反対側の後端と、前端に形成する開口部とを有し、開口部の直径はパイプの直径より小さい。タッチ部分は、開口部に配置されて摺動し、タッチ部分の少なくとも一部をパイプ内に位置付ける。第１の磁気要素は、パイプ内に配置されてスルーホールを有し、スルーホールの直径は開口部の直径より小さくない。従って、第２の磁気要素をパイプ内に位置付けたタッチ部分に取り付けて、第１の磁気要素を第２の磁気要素と開口部との間に位置付ける。第１の磁気要素と第２の磁気要素との間に発生する磁気引力に逆らう力により、タッチ部分を後端の方へ動かす際、第２の磁気要素を第１の磁気要素から遠ざかるようにさせる。
【０００９】
本発明の別の実施態様は、パイプとタッチ部分と突起とスイッチ要素とを備えるスタイラスを提供することができる。パイプは、前端と、前端と反対側の後端と、前端に形成する開口部とを有し、開口部の直径はパイプの直径より小さい。タッチ部分は、開口部に配置されて摺動し、タッチ部分の少なくとも一部をパイプ内に位置付ける。突起とスイッチ要素とタッチ部分とは、スタイラスの中心軸線上にある。スイッチ要素は、タッチ部分に取り付けて電気的に接続し、元の状態に戻すための弾性力を与える弾性要素を有する。タッチ部分を押圧力により後端の方へ動くようにさせると、スイッチ要素も、突起に接触するように動かされて、タッチ部分が光信号を連続的に発するようにさせ、弾性要素をタッチ部分と突起との間に圧縮させる。
【００１０】
添付の図面を、本発明の更なる理解を与えるために含め、本明細書の一部に組み込み、その構成とする。図面は、本発明の実施態様を例示し、明細書と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本出願の実施形態によるタッチ入力システムを例示する図である。
【図２】図１の実施形態による、圧力をかけている間のスタイラスを部分的に例示する図である。
【図３】本出願の別の実施形態によるタッチ入力システムを例示する図である。
【図４】スタイラスの先端の操作面を部分的に例示する図である。
【図５】本出願のさらに別の実施形態によるスタイラスを例示する図である。
【図６】タッチ部分が図５の操作面に接触するのを例示する図である。
【図７】本出願のさらに別の実施形態によるスタイラスを部分的に例示する図である。
【図８】本出願のさらに別の実施形態によるタッチ入力システムを例示する図である。
【図９】タッチ部分が図８の操作面に接触するのを例示する図である。
【図１０】本出願の実施形態による発光手袋を例示する図である。
【図１１】図１０の発光手袋の指の部分を例示する図である。
【図１２】図１０の発光手袋の操作方法を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について詳細に言及し、その例を添付図面に例示する。可能な限り、図面及び明細書において、同一又は類似の部分を参照するために、同一の参照数字を用いる。
【００１３】
図１は、本出願の実施形態によるタッチ入力システムを例示する。図２は、タッチ部分が図１のディスプレー領域に接触することを例示する。図１を参照するに、タッチ入力システム１００は、スタイラス１１０及びディスプレー装置１２０を含む。スタイラス１１０は、前端１１２ａ及び後端１１２ｂを含む二端子本体１１２を有し、前端１１２ａをブロッキングプレート１１５により分離する。本体１１２は、トランスデューサーモジュール１１８、無線周波数送信モジュール１１９及びバッテリーモジュール１１４を備える。ブロッキングプレート１１５をバッテリーモジュール１１４と弾性導体１１７との間に配置する。前端１１２ａはペン先で開口部１１２ｃを有し、タッチ部分１１６は開口部１１２ｃ内に配置されて軸線Aに沿って摺動する。タッチ部分１１６は、前端１１２ａ内に延びる柱１１６ａを有することができ、柱１１６ａ、弾性導体及びタッチ部分１１６は、全て、軸線A上にある。軸線Aは、ブロッキングプレート１１５に対して垂直であり、スタイラス１１０の中心を通過する。金属バネ又は導電スポンジのような弾性導体１１７は、スタイラスの機能に依存して、直接又は柱１１６ａを経由して、タッチ部分１１６に接続する。弾性導体１１７を柱１１６ａに固定しようとブロッキングプレート１１５に固定しようと、柱１１６ａをタッチ部分１１６と弾性導体１１７との間に配置し、それら全ては軸線Aに沿って動く。図１を例にとれば、タッチ部分１１６、柱１１６ａ及び弾性導体１１７を含む軸線A上の３つの要素は、タッチ部分１１６を点灯するためのスイッチと見なすことができる。タッチ部分１１６は、発光ダイオード（LED）、電球、レーザー等であり得る。トランスデューサーモジュールにより接触圧力を電気信号に変換するために、トランスデューサーモジュールを用い、電気信号はユーザが押圧する接触圧力に直接比例する。無線周波数送信モジュールは、トランスデューサーモジュールに電気的に接続し、ディスプレー装置に埋め込んだ無線周波数受信モジュールへ電気信号を送信する。無線周波数送信モジュールは、本質的に無線周波数送信機及び押圧力情報を送信するためのアンテナから成る。
【００１４】
ディスプレー装置１２０を参照するに、ディスプレー装置１２０は、ディスプレー装置１２０の操作面を有するディスプレー領域１２２及び無線周波数受信モジュール１２４を含む。ディスプレー装置１２０は、ディスプレー領域１２２のピクセル電極アレイに配置した光センサーアレイ１２６を、さらに含む。光センサーアレイの例は、以下の同一出願人による出願において、限定されないが、見出すことができる。すなわち、２００６年９月２８日に出願された米国特許出願番号第１１／５３６，４０３号の”Interactive Display Devices and Methods of Making the Same”及び２００６年９月２５日に出願された米国特許出願番号第１１／５３４，６８０号の”Photo Detector Array”の一部継続出願である２００７年７月１３日に出願された米国特許出願番号第１１／７７７，８８７号の”Photo Detector Array with Thin-Film Resistor-Capacitor Network”である。圧力源に基づくタッチパネル又は光学源に基づく非タッチパネルをサポートすることができる他のセンサー要素も本発明に適用することができる。一例では、ディスプレー装置１２０は、光感知パネル、有機発光ダイオード（OLED）パネル及び低温ポリシリコン（LTPS）パネルの内の１つを、限定されないが、含むことができる。従って、ディスプレー装置１２０のディスプレー領域は、光学スタイラスが放射する光信号を受けるだけでなく、ディスプレー領域にかける押圧力にも反応する。ディスプレー装置１２０に埋め込んだ無線周波数受信モジュール１２４は、本質的に受信アンテナ及び無線周波数受信機から成る。
【００１５】
図２は、図１の実施形態による、ディスプレー装置に対し圧力をかけている間のスタイラスを部分的に例示する。発光要素１１３ｂと光検出器１１３ａとの間の距離の変化を得るために、光検出器１１３ａは発光要素１１３ｂにより放射する光６０を検出するのに適しており、タッチ部分１１６にかける接触圧力が増加する間に上記距離は短くなる。光検出器１１３ａは、例えば、フォトトランジスタ、フォトダイオード又は感光性抵抗器である。発光要素１１３ｂは、好ましいことに、光検出器１１３ａが感知できる波長を供給する。タッチ位置を特定するために、光センサーアレイ１２６により光６０を検出し、同時に、ユーザにより操作した圧力の情報を与える。光６０は可視光に限定せず、赤外光、紫外光又は他の放射のような他の電磁波は、光検出器１１３ａ及び光センサーアレイ１２６により検知することができ、有益なオプションであることを、当業者は分る。図１及び２を参照するに、ユーザがスタイラス１１０により書く際、タッチ部分１１６によりディスプレー装置１２０のような作業面に圧力をかける。弾性導体１１７を圧縮させて、タッチ部分１１６が光６０を発するように、バッテリーモジュール１１４と電気的に接触させる。ディスプレー装置１２０に埋め込んだ光センサーアレイ１２６は、光６０を検知することにより、タッチ位置を特定することができるが、ユーザにより描いた線幅を示すことはできない。光検出器１１３ａを、トランスデューサーモジュール１１８に接続し、バッテリーモジュール１１４に電気的に接続する。ユーザがスタイラス１１０を操作する際、タッチ部分１１６と光検出器１１３ａとの間の距離により、光検出器１１３ａは異なる光量を受ける。タッチ部分１１６と光検出器１１３ａとの間の距離は、ユーザからの押圧力に反比例して、光検出器１１３ａにより検知した光をアナログ信号に変換する。アナログ信号をトランスデューサーモジュール１１８に送信することができ、デジタル信号に変換することができる。
【００１６】
図３は、本出願の別の実施形態を例示する概略図である。本体３１２は、例えば、前端３１２ａ、前端３１２ａと反対側の後端３１２ｂ、及び、前端３１２ａに形成する開口部３１２ｃを有するハウジングであり、タッチ部分３１６は開口部３１２ｃに配置されて軸線Aに沿って摺動する。バッテリーモジュール３１４を本体３１２内に配置し、ブロッキングプレート３１５により前端３１２ａから分離する。弾性導体３１７は、例えば、バネであり、タッチ部分３１６に接続して、タッチ部分３１６とブロッキングプレート３１５との間に軸線Aに沿って配置する。ユーザによりスタイラス３１０を使う際、タッチ部分３１６を後端３１２ｂの方へ押すと、弾性導体３１７はブロッキングプレート３１５とタッチ部分３１６との間で圧縮される。従って、（図４に示すように）押圧力をスタイラスに加えない際、弾性導体３１７の弾性力によりタッチ部分３１６を元の状態に戻す。他の実施形態では、弾性導体３１７は、弾性金属スライス又は導電形成プラスチックを有する磁石でもあり得る。図３に戻り参照するに、タッチ部分３１６をディスプレー領域３２２に当てて、タッチ部分３１６に力を生成する際、タッチ部分３１６は本体３１２に配置されて摺動する。それから、タッチ部分３１６は、ブロッキングプレート３１５の方へ動くように駆動されて、弾性導体３１７を圧縮する。タッチ部分３１６を弾性導体３１７及び導電性柱３１６ａによりバッテリーに電気的に接続して、光５０を連続的に発する。同時に、検出器３１３ａ及び放射要素３１３ｂから成る圧力検知モジュールにより、力の大きさを検知する。
【００１７】
本実施形態では、検出器３１３ａのためではなく、ディスプレー装置３２０に埋め込んだ光センサーアレイ３２６のために、タッチ部分３１６から照射した光５０を用いる。スタイラス３１０を操作する間、タッチ部分３１６に面するブロッキングプレート３１５の表面に固定する検出器３１３ａは、光７０の強度に応答する。光７０を発する放射要素３１３ｂをタッチ部分３１６の柱３１６ａに固定する。光放射要素３１３ｂと光検出器３１３ａとの間の距離の変化を得るために、光放射要素３１３ｂにより発する光７０を検出するため、光検出器３１３ａを用いる。タッチ部分１１６にかける圧力が増加する間に上記距離は短くなり、光検出器３１３ａは、それに応じて、その大きさの力を有するアナログ信号を転送することができる。従って、検出器３１３ａ及び放射要素３１３ｂは、スタイラス３１０を操作する間、ユーザによりかける力に応答する圧力検知モジュールと見なされる。光７０の照射方向は光５０の照射方向と反対であるため、圧力検知モジュールの検出器３１３ａのみが光７０を検知する。検出器３１３ａ及び放射要素３１３ｂの種類は限定されず、例えば、放射要素３１３ｂは、LED、電球又はレーザー、任意の不可視の放射を発する他の要素でさえ含むような電磁波放射要素であり得て、検出器３１３ａは、フォトトランジスタ、フォトダイオード、感光性抵抗器等のような放射要素３１３ｂから信号を検知することができるセンサーでなければならない。
【００１８】
別の実施形態では、放射要素３１３ｂは磁気要素であり、検出器３１３ａは磁気特性を検出することができる。言い換えれば、圧力検知モジュールは、磁気要素３１３ｂ及び磁気検出器３１３ａを含む。磁気要素３１３ｂをタッチ部分３１６に固定する。磁気要素３１３ｂと磁気検出器３１３ａとの間の距離の変化を得るために、磁気要素３１３ｂは、ブロッキングプレート３１５に固定し、磁気検出器３１３ａと磁気要素３１３ｂとの間に発生する磁力を検出するのに適している。磁気要素３１３ｂは、例えば、磁石又は磁力を発生するのに適する任意の物体であり、磁気検出器３１３ａは、磁気要素３１３ｂからの信号を検知することができるセンサーでなければならない。
【００１９】
本体３１２内に配置するトランスデューサーモジュール３１８を用いて、検出器３１３ａ及び放射要素３１３ｂを含む圧力検知モジュールからの信号を処理し、アナログ信号７０をデジタル形式に変換し、信号７０の強度はユーザによりかける力の大きさに直接比例する。無線周波数送信モジュール３１９は、本体の後端３１２ｂ又は本体３１２の壁に配置することができ、トランスデューサーモジュール３１８に電気的に接続することができる。一実施形態では、無線周波数送信モジュール３１９を用いて、所定の周波数範囲内のデジタル信号を送信し、ディスプレー装置３２０内に配置した無線周波数受信モジュール３２４は、特定周波数の範囲外の干渉と見なされる他の信号を防ぐように、同一の特定周波数を有する信号を受信することができる。
【００２０】
本発明によれば、スタイラスは、スタイラスのタッチ部分にかける接触圧力に直接比例する電気信号を送信することができ、ディスプレー装置は、その情報により画像を表示するための電気信号を受信することができる。例えば、タッチ入力システムの操作をもっとフレキシブルにするように、ディスプレー装置により示すライン幅を、スタイラスから送信するそれぞれの電気信号により迅速に変化させることができる。従って、スタイラス３１０によりタッチする位置に加えて、ディスプレー領域３２２は、書き込み中の信号７０の大きさに対応するライン幅を示す。無線通信によりディスプレー領域３２２上にライン幅を表わす信号を生成するために、ディスプレー領域３２２上のタッチ部分３１６に力をかける。無線周波数受信モジュール３２４は、ディスプレー領域３２２に電気的に接続し、無線周波数送信モジュール３１９から所定の周波数範囲内のデジタル信号を受信する。検出器３１３ａにより検知する信号７０に従って、ユーザにより描くライン幅を表示するのに、ディスプレー領域３２２は適している。言い換えれば、ラインの位置及び幅を共にディスプレー装置３２０上に表示し、タッチ入力システム３００の操作をもっとフレキシブルにするように、ライン幅を信号７０により変化させ、ラインの位置を信号５０に基づかせる。
【００２１】
図５は、本出願のさらに別の実施形態によるスタイラスを例示する。図６は、タッチ部分が図５の操作面に接触するのを例示する図である。図５及び６を参照するに、スタイラス４１０は、パイプ４１２、タッチ部分４１４、第１の磁気要素（固定磁気要素）４１６及び第２の磁気要素（可動磁気要素）４１８を含む。パイプ４１２は、前端４１２ａ、前端４１２ａの反対側の後端４１２ｂ及び前端４１２ａに形成する開口部４１２ｃを有し、開口部４１２ｃの直径はパイプ４１２の直径より小さい。タッチ部分４１４は開口部４１２ｃに配置されて摺動し、タッチ部分４１４の少なくとも一部はパイプ４１２内に位置付ける。
【００２２】
第１の磁気要素４１６は、パイプ４１２の内壁に固定し、円環形を有し、開口部４１２ｃに配置されて摺動するタッチ部分４１４が、スルーホール４１６ａを貫通することができるように、スルーホール４１６ａの直径は開口部４１２ｃの直径より大きいか又はほぼ等しい。第２の磁気要素４１８とタッチ部分４１４とは、結合して信号部分と見なされる。押圧力をスタイラスに加える際、タッチ部分４１４と第２の磁気要素４１８とは一緒に動くことができる。第２の磁気要素４１８のサイズは、スルーホール４１６ａより大きいため、力を及ぼそうと及ぼさなかろうと、第２の磁気要素４１８は、常に、導体要素４１１と第１の磁気要素４１６との間にある。本例により示すように、第１の磁気要素４１６は、第２の磁気要素４１８と開口部４１２ｃとの間にある。力の行使により第１の磁気要素４１６と第２の磁気要素４１８との間に発生する磁気引力に逆らうことができ、同時に、第２の磁気要素４１８を第１の磁気要素４１６から遠ざかるようにさせる（図６に示すように）。
【００２３】
スタイラス４１０は、さらにバッテリーモジュール４１５、検出器４１７及びコンバーター４１９を含む。バッテリーモジュール４１５は、パイプ４１２内に配置して、ブロッキングプレート４１５ａ及び少なくとも１つのバッテリー４１５ｂを含む（２つを示す）。タッチ部分４１４は、バッテリーモジュール４１５に電気的に接続し、操作面８０に作用する光信号４０を発する。第２の磁気要素４１８と検出器４１７との間の距離の変化を表わすアナログ信号を得るために、第２の磁気要素４１８から発生する磁気力を検出するのに、検出器４１７は適しており、タッチ部分４１４に作用する接触圧力を増加する間に、上記の距離は小さくなる。パイプ４１２内に配置したコンバーター４１９は、検出器４１７に電気的に接続し、アナログ信号をデジタル信号に変換することができ、デジタル信号を無線周波数送信モジュール４１３へ出力することができる。無線周波数送信モジュールは、本質的に無線周波数送信器及び送信アンテナから成り、無線通信によりデジタル信号を無線周波数受信モジュール９０へ送信するのに適している。本実施形態では、導体要素４１１をブロッキングプレート４１５ａ上に配置し、ブロッキングプレート４１５ａとタッチ部分４１４との間に位置付ける。例えば導体スポンジのような導体要素４１１を押し付けてバッテリーモジュール４１５に電気的に接続させる。及ぼす力が第１及び第２の磁気要素（４１６及び４１８）間の磁気引力より大きい際、タッチ部分４１４は、導体要素４１１によりバッテリーに電気的に接続して、光４０を発する。タッチ部分４１４を動かして図６に示す状態から図５に示す状態へ戻すために、磁気引力を用いる。
【００２４】
別の実施形態では、導体要素４１１は、圧縮性ではなく、単にスイッチと見なされる。ユーザにより書き込み中に及ぼす力が２つの磁気要素間の磁気引力より大きい際、タッチ部分４１４は、導体要素４１１によりバッテリーに電気的に接続して、光４０を発する。一旦、スタイラスに力を及ぼさなくなると、２つの磁気要素間の磁気引力により、導体要素４１１とタッチ部分４１４とは引き離される。接触圧力が２つの磁気要素間の磁気引力より大きい際、タッチ部分４１４は、操作面８０に接触することができて、光４０を発する。さらに、導体要素とタッチ部分とを分離する力を強化するために、第３の磁気要素を加えることができ、図７で詳細に説明する。図７は、本出願のさらに別の実施形態によるスタイラスを部分的に例示する。図５のスタイラス４１０と比較するに、図７のスタイラス５１０は、さらに、第３の磁気要素５１１を含む。第３の磁気要素５１１を、ブロッキングプレート５１５ａに配置し、第２の磁気要素５１８に向かい合わせ、タッチ部分５１４が元に戻るためにより大きい磁力を与えるように、第２の磁気要素５１８と第３の磁気要素５１１との間に磁気斥力を発生させる。一実施例では、引く方法を滑らかに、かつ、容易にするために、磁気斥力は、伸縮部材が容易に元に戻るように、作用する。
【００２５】
図８は、本出願のさらに別の実施形態によるスタイラスを例示する。図９は、タッチ部分が図８の操作面に接触するのを例示する。図８及び９を参照するに、スタイラス６１０は、パイプ６１２、タッチ部分６１４、突起６１６及びスイッチ要素６１８を含む。パイプ６１２は、前端６１２ａ、前端６１２ａの反対側の後端６１２ｂ及び前端６１２ａに形成する開口部６１２ｃを有し、開口部６１２ｃの直径はパイプ６１２の直径より小さい。タッチ部分６１４は開口部６１２ｃに配置されて摺動し、タッチ部分６１４の少なくとも一部はパイプ６１２内に位置付ける。
【００２６】
スタイラス６１０は、さらにバッテリーモジュール６１５、コンバーター６１７及び突起６１６を含む。バッテリーモジュール６１５は、パイプ６１２内に配置して、ブロッキングプレート６１５ａ及び少なくとも１つのバッテリー６１５ｂを含む（２つを示す）。突起６１６をパイプ６１２のブロッキングプレート６１５ａ上に形成し、突起６１６とスイッチ要素６１８との間の適切な距離を形成するために、ねじを回して前に進めたり後ろに下げたりすることができる。スイッチ要素６１８は、タッチ部分６１４に取り付けて電気的に接続し、弾性要素６１８ａを有する。タッチ部分６１４を作用力により後端６１２ｂの方へ動くようにさせると、スイッチ要素６１８も突起６１６に接触するように押し進められて、タッチ部分６１４が操作面２０にあてる光信号３０を発するようにさせる（図９に示すように）。スイッチ要素６１８は、突起６１６に面する弾性要素６１８ａを含み、タッチ部分６１４を図９に示す状態から図８に示す状態へ回復させるために、弾性要素により弾性力を与えるように、弾性要素６１８ａをタッチ部分６１４と突起６１６との間に圧縮させる。例えば、タッチ部分６１４を回復させるために、より大きい弾性力を与えるように、突起６１６を弾性要素にすることもできる。
【００２７】
図９では、タッチ部分６１４が操作面２０にあてる光信号３０を発するように、スイッチ要素６１８を突起６１６によりオンにする。しかしながら、図８に示すように、スタイラス６１０の先端が操作面２０から離れると、光信号３０は消滅する。例えば、タッチ部分６１４に加える作用力は、検出器（図示せず）により感知することができ、検出機構は本発明の他の実施形態を参照することができる。言い換えれば、ユーザの作用力により変化する線幅を描く感圧機能を組み合わせるように、スタイラスを設計する際、ブロッキングプレート６１５ａ上に固定する検出器も加えることができる。いくつかの例では、スイッチ要素６１８は、スイッチであるだけでなく、検出機能も統合する。他の例では、突起６１６が接触圧力のレベルを感知することができるように、検出器を突起６１６に埋め込む。作用する際、操作面２０とタッチ部分６１４との間に接触圧力を生成し、コンバーター６１７へ送信する。コンバーター６１７は、パイプ６１２内に配置し、突起６１６に電気的に接続し、コンバーター６１７は、アナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル信号を無線周波数送信モジュール６１９へ出力するのに適している。無線周波数送信モジュール６１９は、本質的に無線周波数送信機及び押圧力情報を送信するためのアンテナから成る。無線周波数送信モジュール６１９は、操作面２０に電気的に接続した無線周波数受信モジュール１０へデジタル信号を送信するように配置してある。
【００２８】
一実施形態では、突起６１６をブロッキングプレート６１５ａに、例えば、ねじで留め、ユーザは、突起６１６とスイッチ要素６１８との間の距離を調整するために、突起６１６を回すことができる。いくつかの実施形態では、製造段階で、突起６１６は一定の距離にあるように設計する。スイッチ要素６１８は、例えば、導線６１３によりバッテリーモジュール６１５及びタッチ部分６１４に電気的に接続する。さらに、スイッチ要素６１８は、表面実装型デバイス（SMD）において２つの接触を有し、デュアル・インライン・パッケージ（DIP）において４つの接触を有する。
【００２９】
図１０は、本出願の実施形態による発光手袋を例示する。図１１は、図１０の発光手袋の指の部分を例示する。図１０及び１１を参照するに、発光手袋７００は、手袋７１０、制御回路基板７２０、複数の発光要素７３０及び複数の接続線７４０を含む。
【００３０】
手袋７１０は外層７１２及び内層７１４を備え、複数の指の部分７１０ａ〜７１０ｅを有する（図１０は指の部分７１０ａを例示する）。制御回路基板７２０を、外層７１２と内層７１４との間に配置する。発光要素７３０は、例えば、発光ダイオード要素であり、指の部分７１０ａ〜７１０ｅにそれぞれ配置し、発光要素７３０の各々は、マイクロスイッチ組立品７３２を有する。接続線７４０を外層７１２と内層７１４との間に配置し、発光要素７３０は、接続線７４０によりそれぞれ制御回路基板７２０に電気的に接続する。
【００３１】
ユーザは、発光手袋７００をはめることができ、指の部分７１０ａ〜７１０ｅによりディスプレイパネルに触ることができる。１つ以上の指の部分７１０ａ〜７１０ｅが上記のディスプレイパネルに触る際、対応するマイクロスイッチ組立品７３２を押して、タッチ入力機能を実行するために、対応する発光要素７３０を発光させる。図１から図９に示すタッチ入力方法を、ここに記載のマイクロスイッチ組立品７３２に適用することができる。
【００３２】
本実施形態では、発光手袋７００は、さらに、バッテリー７５０及び複数のゴム層７６０を含む。電力を制御回路基板７２０及び発光要素７３０に供給するために、バッテリー７５０を制御回路基板７２０上に配置する。ゴム層７６０は、指の部分７１０ａ〜７１０ｅの先端をそれぞれ覆い、対応する発光要素７３０又はユーザの手により発生する熱を放散するために、ゴム層７６０の各々は、少なくとも１つの（２つ図示しているが）熱放散開口部７６２を有する。
【００３３】
図１０を参照するに、発光手袋７００をはめているユーザが接続線７４０を引き離すことなく指を曲げることができるように、接続線７４０の各々は、弾力性があるための複数のカールした部分７４２を有する。本実施形態では、手袋７１０の内部空間を占めないように、カールした部分７４２の各々を外層７１２と内層７１４との間に平たくさせる。
【００３４】
図１２は、図１０の発光手袋の操作方法を例示する。図１２を参照するに、制御回路基板７２０は、制御回路７２２、制御回路７２２に電気的に接続した無線周波数送信モジュール７２４、制御回路７２２に電気的に接続したドライバー７２６及びバッテリー７５０の充電用の充電ソケット７２８を含む。バッテリー７５０は、制御回路７２２に電力を供給する。電子装置５０のタッチパネル５２のタッチ入力機能をオンにするように、制御回路７２２は、無線周波数送信モジュール７２４に、無線周波数信号を電子装置５０の無線周波数受信モジュール５４へ送信させる。
【００３５】
発光手袋７００をはめているユーザが、電子装置５０のタッチパネル５２に指により接触する際、マイクロスイッチ組立品７３２を押して、制御回路７２２は、ドライバー７２６により、発光要素７３０に発光させて、タッチ入力機能を実行するように、タッチパネル５２は、発光要素７３０により発した光を受ける。前述の実施形態及び組み合わせのいずれも指の部分７１０ａ〜７１０ｅに適用できることを、当業者は分るはずである。
【００３６】
要約すれば、本発明のスタイラスは、スタイラスのタッチ部分に加える接触圧力に直接比例する電気信号を送信することができ、ディスプレー装置は、電気信号により線幅を表示するために、電気信号を受信することができる。言い換えれば、タッチ入力システムの操作をもっとフレキシブルにするように、ディスプレー装置により示すライン幅を、スタイラスから送信する異なる電気信号により変化させることができる。さらに、スタイラスのタッチ部分を操作面に接触し、接触圧力をタッチ部分に加える際、スタイラスの操作を進めるように、タッチ部分を押し進めてバッテリーモジュールに電気的に接続し、操作面にあてる光信号を発する。
【００３７】
本発明の範囲及び精神から逸脱せずに、本発明の構成に対し様々な変更及び変形を行うことができることは、当業者には明らかである。前述に鑑みて、変更及び変形が以下の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内ならば、本発明は、本発明の変更及び変形をカバーすることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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