(57)【要約】【課題】  発光部を安定して発光させることができる筆圧式のライトペンを提供する。【解決手段】  ペン本体１０の内部には、ペン先側導電部５４を本体側導電部５５に向けて付勢する第２バネ５５が設けられている。ペン先２０を原稿Ｍに押し当て、ペン先側導電部５４を本体側導電部５３に接触させると、発光部３０が発光する。ここで、第２バネ５５は、伸縮することによって、発光部３０が発光を開始するときの位置からペン先２０を更に押し込むことを許容し、その更に押し込まれるオーバーストロークの区間でも、ペン先側導電部５４と本体側導電部５３との接触を維持することができる。また、ガイド部６０によって、ペン先２０がペン本体１０の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内されるので、ペン先２０をペン本体１０に対してスムーズに移動させることができる。【選択図】        図１
2005267376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペン本体と、
このペン本体の先端部において、前記ペン本体の軸線方向に移動自在に設けられたペン先と、
このペン先を前記ペン本体の軸線方向の先端側に向けて付勢する第１弾性部材と、
前記ペン本体の内部に設けられ、電源手段に接続された本体側導電部と、
前記ペン先が前記ペン本体の軸線方向の後端側に向けて移動したときに、前記本体側導電部に接するペン先側導電部と、
このペン先側導電部と前記本体側導電部とが接しているとき、その接触面に印加される力に応じて伸縮する第２弾性部材と、
前記ペン先の内部に設けられるとともに、前記本体側導電部と前記ペン先側導電部とが接しているときに前記電源手段に電気的に接続されて発光する発光部とを備えたことを特徴とするライトペン。
【請求項２】
前記第２弾性部材は導電性材料からなり、
前記発光部は、前記ペン先側導電部が前記本体側導電部に接しているとき、前記第２弾性部材を通じて前記電源手段に電気的に接続して発光することを特徴とする請求項１に記載のライトペン。
【請求項３】
前記第２弾性部材は、導電性材料からなり、前記ペン先側導電部および前記本体側導電部の少なくとも一方の機能を兼ね備えていることを特徴とする請求項１に記載のライトペン。
【請求項４】
前記第２弾性部材は、前記第１弾性部材よりも弾性定数が小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のライトペン。
【請求項５】
前記第２弾性部材の伸縮可能長を調整する伸縮長調整機構を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のライトペン。
【請求項６】
前記ペン先を前記ペン本体の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内するガイド部を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のライトペン。
【請求項７】
ペン本体と、
このペン本体の先端部において、前記ペン本体の軸線方向に移動自在に設けられたペン先と、
このペン先を前記ペン本体の軸線方向の先端側に向けて付勢する弾性部材と、
前記ペン本体の内部に設けられ、電源手段に接続された本体側導電部と、
前記ペン先が前記ペン本体の軸線方向の後端側に向けて移動したときに、前記本体側導電部に接するペン先側導電部と、
前記ペン先を前記ペン本体の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内するガイド部と、
このペン先の内部に設けられるとともに、前記本体側導電部と前記ペン先側導電部とが接しているときに前記電源手段に電気的に接続されて発光する発光部とを備えたことを特徴とするライトペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレゼンテーション等において指示手段として用いられるペン型発光装置であるライトペンに係り、特にペン先を押圧することにより発光する筆圧スイッチ式のライトペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレゼンテーションにおいて、プレゼンターが資料の画像における所定の箇所を指示（ポインティング）して説明を行う場合、指示手段が用いられる。指示手段として、従来はレーザポインタが用いられていたが、レーザポインタの場合、資料に対して確実に指示を行うのが困難である等の問題があったため、近年座標入力装置を用いることが提案されている。
【０００３】
座標入力装置は、ペン先に発光部が設けられたライトペンと、ライトペンとの接触およびライトペンの発光部からの発光を検出するタブレットとを備えている。このような座標入力装置では、ライトペンをタブレット上で発光させると、そこでライトペンとの接触およびライトペンからの発光が検出され、これら検出信号がマウス信号としてコンピュータに出力され、これによってスクリーンやモニタに表示されている資料の画像における所望の箇所の指示が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような座標入力装置で使用されるライトペンは、たとえば特許文献１に開示されているように、ペン本体の側部に設けられたボタンを押下することにより発光部を発光させる押下ボタン式スイッチのものと、たとえば特許文献２および特許文献３に開示されているように、ペン先をタブレットに対して押圧することにより発光部を発光させる筆圧式スイッチのものとがある。
【０００５】
【特許文献１】米国特許６５２９１８９Ｂ１号（要約、図２）
【特許文献２】特開２０００−１３２３２７号公報（要約、図１）
【特許文献３】特開２００１−７５７３４号公報（要約、図１）
【０００６】
筆圧式スイッチのライトペンは、発光部を選択的に発光させるためのスイッチ手段として、ペン先に印加される力に応じて伸縮する弾性部材（たとえば、バネ）が設けられている。このような筆圧式スイッチのライトペンでは、ペン先をタブレットに押し当てると、ペン先が押圧される力に従ってペン先の内部におけるバネが縮むことにより、ペン先側電極と本体側電極とが接触して、電球が電源に電気的に接続されて発光する。
【０００７】
また、本出願人は、上記のようなタブレットを用いる代わりに、資料提示装置を用いて、資料載置台に載置される資料上に仮想スクリーンを仮想的に生成し、この仮想スクリーンが生成された資料に対して筆圧式スイッチのライトペンを押し当てることにより、発光部を発光させることを提案している（たとえば、特願２００３−０８７５４２号参照）。この場合、発光している発光部は、資料提示装置の撮像部で撮影され、その撮影画像が制御部に取り込まれ、そこで、仮想スクリーン上での発光部の座標が算出されるとともに、その算出された座標に対応する資料の撮影画像の座標にポイント画像が合成される。これにより、資料の画像の所定位置を指示することができる。
【０００８】
以上のような筆圧式スイッチのライトペンは、押下ボタン式スイッチのものに比べて、発光部を発光させるためのボタンが不要であることから簡単な構成を有し、かつ、発光部の発光のためのボタン操作が不要であることから簡単な操作で指示を行うことができるので実用的である。
【０００９】
しかしながら、上記のような筆圧式スイッチのライトペンでは、ペン先を資料やタブレットなどの対象物に押し当て、発光部を発光させながら上下左右方向に移動させる場合、ペン先の移動方向を切り替えるときに、ペン先への押圧力が弱くなることがあるため、上記バネが伸びて、本体側電極とペン先側電極とが互いに離れてしまい、発光部を安定して発光させることができない虞があった。
【００１０】
また、ペン先に力を加えて押圧しても、ペン先を対象物に押し当てる角度によっては、ペン先への押圧力の方向がその軸線方向に対して傾斜するため、その押圧力が上記バネにスムーズに伝わらないことがあった。このため、ペン先を対象物上で移動させているときにペン先の角度が変化すると、バネが伸びて、本体側電極とペン先電極とが互いに離れてしまい、発光部を安定して発光させることができない虞があった。
【００１１】
したがって、本発明は、ペン先への押圧力が弱くなったり、ペン先の対象物に対する角度が変化したりしても、発光部を安定して発光させることができるライトペンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１のライトペンは、ペン本体と、このペン本体の先端部において、ペン本体の軸線方向に移動自在に設けられたペン先と、このペン先をペン本体の軸線方向の先端側に向けて付勢する第１弾性部材と、ペン本体の内部に設けられ、電源手段に接続された本体側導電部と、ペン先がペン本体の軸線方向の後端側に向けて移動したときに、本体側導電部に接するペン先側導電部と、このペン先側導電部と本体側導電部とが接しているときに、その接触面に印加される力に応じて伸縮する第２弾性部材と、ペン先の内部に設けられるとともに、本体側導電部と前記ペン先側導電部とが接しているときに電源手段に電気的に接続されて発光する発光部とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
本発明の第１のライトペンでは、ペン先を対象物に押し当てることにより、第１弾性部材を縮ませ、ペン先側導電部を本体側導電部に接触させると発光部が発光する。ここで、第２弾性部材は、伸縮することによって、発光部が発光を開始するときの位置からペン先を更に押し込むことを許容し、その更に押し込まれるオーバーストロークの区間でも、ペン先側導電部と本体側導電部との接触を維持する。このようにして発光部を発光させながらペン先を対象物上で移動させた場合、その移動方向が切り替えられてペン先への押圧力が変化したり、ペン先の対象物に対する角度が変化してペン先への押圧力の変化が第１弾性部材にスムーズに伝えられなかったりしても、それに応じて第２弾性部材が伸縮するので、ペン先側導電部と本体側導電部との接触状態を安定して維持することができる。したがって、発光部を安定して発光させることができる。
【００１４】
第２弾性部材には、種々の態様を採用することができる。たとえば、第２弾性部材は、ペン先側導電部に取り付けられ、ペン先側導電部を本体側導電部に向けて移動自在に付勢することができる。あるいは、第２弾性部材は、本体側導電部に取り付けられ、本体側導電部をペン先側導電部に向けて移動自在に付勢することができる。
【００１５】
また、たとえば第２弾性部材は、導電性を有する材料で構成するのが好ましく、この場合、第２弾性部材を通じて、発光部は、ペン先側導電部が本体側導電部に接しているときに電源手段に電気的に接続して発光する。さらに、第２弾性部材は、導電性材料で構成する場合、ペン先側導電部および本体側導電部の少なくとも一方の機能を兼ね備えてもよい。
【００１６】
ここで、本発明の第１のライトペンの性能を高めるのに種々の態様を採用することができる。たとえば、第２弾性部材は、第１弾性部材よりも弾性定数が小さいのが好ましい。これにより、ペン先側導電部を本体側導電部に接触させた場合、第２弾性部材は第１弾性部材よりも伸縮しやすいので、上記のようにペン先の移動方向が切り替えられてペン先への押圧力が変化したり、ペン先の対象物に対する角度が変化してペン先への押圧力の変化が第１弾性部材にスムーズに伝えられなかったりしたとき、第１弾性部材の伸縮量に変化を与えることなく、第２弾性部材を伸縮させることができる。したがって、ペン先への押圧力の変化に対してよりスムーズに対応することができるので、ペン先側導電部と本体側導電部との接触状態をより安定して維持することができ、これにより発光部をより安定して発光させることができる。
【００１７】
また、ペン先への押圧力の大きさは使用者により異なり、それに応じて第２弾性部材の伸縮長が異なるので、それに対応することができる機構を有するのが好ましい。たとえば、第２弾性部材の伸縮可能長を調整する伸縮長調整機構を備えることができる。
【００１８】
さらに、ペン先への押圧力の方向がその軸線方向に対して傾斜することがあり、そのような場合にはペン先がペン本体に対してスムーズに移動しないことが考えられる。そこで、ペン先をペン本体の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内するガイド部を備えることができる。
【００１９】
上記態様では、ガイド部によって、ペン先がペン本体の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内されるので、発光部を発光させながらペン先を対象物上で移動させているときに、ペン先への押圧力の方向がその軸線方向に対して傾斜しても、ペン先はペン本体に対してスムーズに移動することができる。よって、ペン先への押圧力をスムーズに第１弾性部材および第２弾性部材に伝えることができるので、ペン先側導電部と本体側導電部との接触状態をより安定して維持することができ、これにより発光部をより安定して発光させることができる。
【００２０】
次に、本発明の第２のライトペンは、ペン本体と、このペン本体の先端部において、ペン本体の軸線方向に移動自在に設けられたペン先と、このペン先をペン本体の軸線方向の先端側に向けて付勢する弾性部材と、ペン本体の内部に設けられ、電源手段に接続された本体側導電部と、ペン先がペン本体の軸線方向の後端側に向けて移動したときに、本体側導電部に接するペン先側導電部と、ペン先をペン本体の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内するガイド部と、このペン先の内部に設けられるとともに、本体側導電部とペン先側導電部とが接しているときに電源手段に電気的に接続されて発光する発光部とを備えたことを特徴としている。
【００２１】
本発明の第２のライトペンでは、ガイド部によって、ペン先がペン本体の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内されるので、発光部を発光させながらペン先を対象物上で移動させているときに、ペン先への押圧力の方向がその軸線方向に対して傾斜しても、ペン先はペン本体に対してスムーズに移動することができる。よって、ペン先への押圧力をスムーズに弾性部材に伝えることができるので、ペン先側導電部と本体側導電部との接触状態をより安定して維持することができ、これにより発光部をより安定して発光させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１のライトペンによれば、ペン先を対象物に押し当てることにより、第１弾性部材を縮ませ、ペン先側導電部を本体側導電部に接触させると発光部が発光する。ここで、第２弾性部材は、伸縮することによって、発光部が発光を開始するときの位置からペン先を更に押し込むことを許容し、その更に押し込まれるオーバーストロークの区間でも、ペン先側導電部と本体側導電部との接触を維持する。このようにして発光部を発光させながらペン先を対象物上で移動させた場合、その移動方向が切り替えられてペン先への押圧力が変化したり、ペン先の対象物に対する角度が変化してペン先への押圧力の変化が第１弾性部材にスムーズに伝えられなかったりしても、それに応じて第２弾性部材が伸縮するので、ペン先側導電部と本体側導電部との接触状態を安定して維持することができる。したがって、発光部を安定して発光させることができる。
【００２３】
本発明の第２のライトペンによれば、ガイド部によって、ペン先がペン本体の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内されるので、発光部を発光させながらペン先を対象物上で移動させているときに、ペン先への押圧力の方向がその軸線方向に対して傾斜しても、ペン先はペン本体に対してスムーズに移動することができる。よって、ペン先への押圧力をスムーズに弾性部材に伝えることができるので、ペン先側導電部と本体側導電部との接触状態をより安定して維持することができ、これにより発光部をより安定して発光させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（１）実施形態の構成
（Ａ）ライトペン
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るライトペン１の概略構成を表す拡大側断面図である。なお、以下の説明では、ライトペン１の軸線方向のペン先２０側を先端側（あるいは下側）といい、それとは反対側を後端側（あるいは上側）という。
【００２５】
ライトペン１は、筆圧式のライトペンである。ライトペン１はペン本体１０を備え、ペン本体１０の先端部には、ペン本体１０の軸線方向に移動自在にペン先２０が設けられている。ペン本体１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１の後端部に一体的に設けられたハウジング１２とを有している。
【００２６】
ハウジング１１は、本体部が円筒形状を有し、先端部が内側に向けて曲げられ、そこに開口１１Ａが形成されている。開口１１Ａには、ペン本体１０の軸線方向に移動自在にペン先２０が設けられている。ペン先２０の内部には発光部３０が設けられている。ハウジング１１の内部には、スイッチ部５０とガイド部６０とが設けられている。スイッチ部５０は、連結部４０を間にしてペン先２０の後端部に取り付けられ、ペン先２０への押圧力に応じて発光部３０を選択的に発光させる機能を有する。ガイド部６０は、ペン先２０をペン本体１０の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内する。ハウジング１２は本体部が円筒形状を有し、先端部には円錐形状を有する凹部１２Ａが形成されている。ハウジング１２の後端部（図示略）には開口が形成され、この開口には蓋部が着脱自在に設けられている。ハウジング１２の内部には、電源手段として電源部７０が設けられている。本実施形態では、スイッチ部５０およびスイッチ部５０によって実現されるスイッチ機能について詳述し、それ以外の構成・作用の説明は省略する。
【００２７】
ペン先２０は、ペン本体１０の軸線方向において、ハウジング１１の開口１１Ａから移動自在に突出するようにして設けられ、たとえば透明な樹脂からなる。ペン先２０の先端部には開口２０Ａが形成されているのが好ましく、そこを通じて発光部３０から発せられた光が出射する。
【００２８】
発光部３０は、たとえば赤外光を発する発光素子３１と、発光素子３１に流れる電流の大きさを適正値に制御する電流制御素子３２とを備えている。発光素子３１は、ペン先２０の内部において、そこから発せられた赤外光がペン先２０の開口２０Ａから出射されるような位置に設けられている。発光素子３１としてはＬＥＤ等があり、電流制御素子３２としては抵抗器等があり、これら部位はペン先２０の内部に樹脂モールドされて固定されている。
【００２９】
連結部４０は、ペン先２０の後端部およびスイッチ部５０の先端部より小さな径を有する円柱部４１を備え、この円柱部４１の側部を囲むようにしてＯリング４２が設けられている。Ｏリング４２の外径は、ペン先２０の後端部およびスイッチ部５０の先端部の径より大きくて、かつハウジング１１の開口１１Ａの径より大きい。Ｏリング４２の内径は、ペン先２０の後端部およびスイッチ部５０の先端部の径より小さい。これにより、Ｏリング４２は、ペン先２０とスイッチ部５０との間から外れることがなく、またスイッチ部５０がハウジング１１の開口１１Ａから離脱するのを防止している。
【００３０】
スイッチ部５０は、ペン先２０を支持するための支持部５１と、ペン先２０をペン本体１０の軸線方向の先端側に向けて付勢するための第１バネ５２（第１弾性部材、弾性部材）と、上記電源部７０に接続された本体側導電部５３と、本体側導電部５３に対向するようにして所定の間隔をおいて設けられたペン先側導電部５４と、ペン先側導電部５４を本体側導電部５３に向けて付勢する第２バネ（第２弾性部材）５５とを備えている。
【００３１】
支持部５１は、円柱形状を有するとともに、連結部４０を間にしてペン先２０の後端部に取り付けられている。支持部５１の側部には、その一部の周囲を囲むようにして凸部８１が形成され、凸部８１の下側には、通電線９１ｂを通じて発光素子３１のマイナス側に接続されたマイナス側導電部８２が形成されている。支持部５１の後端部には、側面が後端側に向けてペン本体１０の軸線方向から滑らかに外側に傾斜した形状を有するテーパ部６１が形成されている。テーパ部６１は、たとえば絶縁材料からなる。テーパ部６１の上面は円盤形状を有し、そこには凹部６１ａが形成されている。凹部６１ａには、プラス側通電線９１ａを通じて発光部３０に接続され、導電性材料からなるプラス側導電部８３が形成されている。また、テーパ部６１の上面には、プラス側導電部８３の周囲を囲むようにして、上面に開口８４Ａを有する円筒形状の取付部８４が一体的に設けられている。取付部８４は、たとえば絶縁材料からなる。取付部８４の内側には、雄ネジ（図示略）が形成されている。なお、テーパ部６１は、ペン本体１０の側部の内側に設けられた開口６２Ａを有するリング部６２とともに、下記ガイド部６０を構成している。
【００３２】
第１バネ５２は、たとえば金属製あるいはゴム製のコイルバネであり、先端部が凸部８１の上面に固定され、後端部がリング部６２の下面に固定されており、ペン先２０をペン本体１０の軸線方向の先端側に向けて付勢している。
【００３３】
本体側導電部５３は導電性材料からなり、ハウジング１１の後端側に形成された開口１１Ｂを塞ぐようにして設けられている。本体側導電部５３は、電源部７０に接続されている。本体側導電部５３の中心部には、曲面形状を有する凹部５３Ａが形成されている。
【００３４】
ペン先側導電部５４は、導電性材料からなるとともに、上部が略球面形状を有するキャップ部５４Ａを備え、キャップ部５４Ａの下面には、導電性材料からなるとともに、それより大きな断面積を有する鍔部５４Ｂが一体的に形成されている。鍔部５４Ｂの下面には円柱形状を有する棒部５４Ｃが一体的に形成されている。棒部５４Ｃは、上記取付部８４の開口８４Ａを通じて、その内部に位置するように設けられている。このようなペン先側導電部５４は、ペン本体１０の軸線方向の後端側に向けて移動したときに、本体側導電部５３の凹部５３Ａに接する。
【００３５】
第２バネ５５は、たとえば導電性材料からなる金属製あるいはゴム製のコイルバネである。第２バネ５５は、ペン先側導電部５４の棒部５４Ｃを囲むようにして、一端部が鍔部５４Ｂの下面に固定され、他端部がプラス側導電部８３の上面に固定されている。これにより、第２バネ５５は、ペン先側導電部５４の鍔部５４Ｂを間にして、キャップ部５４Ａを本体側導電部５３に向けて付勢している。第２バネ５５は、第１バネ５２よりも弾性定数が小さく設定されている。
【００３６】
第２バネ５５の伸縮可能長は、伸縮長調整部８５により調整される。伸縮長調整部８５は、上面部に孔８５ａが形成され、側部の内側に雌ネジ（図示略）が形成されている。この場合、伸縮長調整部８５は、孔８５ａの上面からペン先側導電部５４のキャップ部５４Ａが突出するようにして、雌ネジが上記取付部８４の雄ネジと螺合することによりそこに取り付けられる。この場合、キャップ部５４Ａは、鍔部５４Ｂによって孔８５ａから離脱することが防止されている。
【００３７】
ここで、ペン先側導電部５４は、その棒部５４Ｃの下面がプラス側導電部８３の上面から所定の間隔Ｌをおいて位置するようにして設けられている。間隔Ｌは、第２バネ５５の伸縮可能長を規定しており、この伸縮可能長は、伸縮長調整部８５の取付部８４に対する上下位置を変化させることにより調整される。この場合、ペン先側導電部５４のキャップ部５４Ａは、本体側導電部５３に接触しているときに、その接触面に印加される力に応じて第２バネ５５が伸縮することにより孔８５ａを通じてストロークするが、このときのキャップ部５４Ａのストローク長の最大値は、上記間隔Ｌである。なお、キャップ部５４Ａのペン本体１０の軸線方向に沿う長さは、棒部５４Ｃがプラス側導電部８３に接したときに孔８５ａから離脱しないように設定されている。
【００３８】
ガイド部６０は、スイッチ部５０に形成された上記テーパ部６１と、ハウジング１１の内側に形成され、中心部に開口６２Ａを有する上記リング部６２とから構成されている。リング部６２は絶縁材料からなる。テーパ部６１は、上記のように側面が後端側に向けてペン本体１０の軸線方向から滑らかに外側に傾斜した形状を有し、リング部６２の側面は、ペン本体１０の軸線方向に平行な直線形状を有している。この場合、リング部６２の上端は、図１に示すように連結部４０のＯリング４２がペン本体１０の先端部の内側に接触しているときに、たとえばテーパ部６１の上端と略一致する。
【００３９】
このようなガイド部６０においてテーパ部６１がリング部６２の内面で移動自在に案内されることにより、支持部５１を通じてペン先２０がペン本体１０の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内される。ここで、ペン先２０とともにペン先側導電部５４が軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜した場合、本体側導電部５３側の接触面である凹部５３Ａは曲面形状を有し、かつペン先側導電部５４の接触面であるキャップ部５４Ａは略球面形状を有するので、両者の接触はスムーズに行われる。
【００４０】
電源部７０は、電源手段として、発光部３０の発光素子３１に電気エネルギーを供給する電池７１と、電池７１のプラス側電極と接するプラス側接点部材７２と、電池７１のマイナス電極と接するマイナス側接点部材（図示略）とを備えている。この場合、電池７１は、ハウジング１２の後端側の上記開口から挿脱自在に設けられ、プラス側電極がハウジング１２の凹部１２Ａに向かって位置してプラス側接点部材７２と接し、マイナス側電極がペン本体１０の後端側に向かって位置して、上記蓋部の下面に設けられたマイナス側接点部材（図示略）と接している。
【００４１】
上記のようなライトペン１の電気回路は、次のように構成されている。すなわち、発光部３０の発光素子３１のプラス側には、プラス側通電線９１ａが接続され、プラス側通電線９１ａは、電流制御素子３２を間にしてプラス側導電部８３に接続されている。プラス側導電部８３は、導電性を有する第２バネ５５を間にしてペン先側導電部５４に接続されている。ペン先側導電部５４は、ペン先２０が押圧されて本体側導電部５３に接したときに、プラス側接点部材７２を通じて電池７１のプラス側電極に接続する。一方、発光素子３１のマイナス側には、マイナス側通電線９１ｂが接続され、マイナス側通電線９１ｂは、マイナス側導電部８２に接続されている。マイナス側導電部８２には、マイナス側接点部材９２が屈曲自在に接触している。この場合、マイナス側接点部材９２は、導電性の弾性部材からなるとともに、略Ｓ字形状を有しているので、ペン先２０とともに支持部５１がペン本体１０の軸線方向から左右に傾斜した場合でも、マイナス側導電部８２との接触が維持される。マイナス側接点部材９２は、マイナス側導電線９３ｂ、および蓋部に設けられたマイナス側接点部材を通じて、電池７１のマイナス側電極に接続されている。
【００４２】
なお、ハウジング１１の内側の側面において、ガイド部６０のリング部６２と本体側導電部５３との間には絶縁材料からなる絶縁部９４が設けられ、絶縁部９４は、本体側導電部５３とマイナス側通電線９３ｂとの間に延在して形成されている。また、上記したように、ガイド部６０のテーパ部６１およびリング部６２、取付部８４、および伸縮長調整部８５は絶縁材料からなる。これにより、ライトペン１の電気回路の短絡が防止され、ペン先側導電部５４のキャップ部５４Ａが本体側導電部５３の凹部５３Ａと接しているときにのみ、発光部３０の発光素子３１が赤外光を発する。
【００４３】
このようなライトペン１の電気回路では、ペン先２０が押圧されてペン先側導電部５４のキャップ部５４Ａが本体側導電部５３の凹部５３Ａに接したときに、スイッチ部５０がＯＮ状態となって発光部３０の発光素子３１が電池７１に電気的に接続されて赤外光を発する。一方、ペン先２０が押圧されずペン先側導電部５４のキャップ部５４Ａが本体側導電部５３に電気的に接していないときには、スイッチ部５０がＯＦＦ状態となって発光部３０の発光素子３１は赤外光を発しない。
【００４４】
（Ｂ）資料提示装置
上記のような構成を有するライトペン１は、たとえば図２および図３に示すような資料提示装置１００に適用することができる。なお、図２は、資料提示装置１００の概略構成図、図３は資料提示装置１００の構成および機能を説明するための図である。
【００４５】
資料提示装置１００は、装置の基台としての資料載置台１１０を備えている。資料載置台１１０は、上面に資料（たとえば原稿Ｍ）が載置される資料載置面１１１を有している。資料載置台１１０の後端部には、ヒンジ機構１１２を介して開閉自在にモニタ１２０が取り付けられている。モニタ１２０の開き角度は、手動で適宜調整される。モニタ１２０は、図２に示すような開いた状態で画面が正面側を向き、プレゼンター（図示略）により視認される。
【００４６】
また、資料載置台１１０の後端部の左隅部には、アーム１１３が取り付けられている。アーム１１３は、鉛直方向に立設された支柱部１１３ａと、支柱部１１３ａの上端において、先端部が資料載置面１１１の略中央上方に位置するようにして設けられたＬ字状の水平部１１３ｂとを有する。アーム１１３の水平部１１３ｂの先端には、原稿Ｍを撮影するための撮像部１３０が回転自在に支持されている。
【００４７】
撮像部１３０は、図３に示すように、動画撮影が可能なＣＣＤカメラであるカメラ１３１と、赤外光のみを透過する光学フィルタ１３２とを備えている。カメラ１３１は、ズーム機能およびオートフォーカス機能を備え、これら機能によりカメラ１３１の画角が設定される。光学フィルタ１３２は、カメラ１３１の撮影光路に対して挿脱自在に設けられている。撮像部１３０は、上記のようにアーム１１３の水平部１１３ｂの先端で回転自在に支持されていることから、資料載置面１１１上の原稿Ｍだけでなく、たとえばモニタ１２０を撮影することも可能である。
【００４８】
また、資料載置台１１０の内部には、撮像部１３０により撮影された原稿Ｍの撮影画像の画像処理が実行される制御部１４０が設けられている。制御部１４０により画像処理が実行された原稿Ｍの撮影画像は、モニタ１２０および液晶プロジェクタ１５０に出力される。モニタ１２０に出力された原稿Ｍの撮影画像は、そこで表示される。また、液晶プロジェクタ１５０に出力された原稿Ｍの撮影画像は、そこからスクリーン（図示略）に投影されて表示される。
【００４９】
（２）実施形態の動作
次に、ライトペン１を資料提示装置１００に適用した場合の動作について、主に図４（Ａ）〜（Ｃ）参照して説明する。
【００５０】
プレゼンターは、たとえばプレゼンテーションの前に、図２に示すような仮想スクリーンＳを資料載置台１１０の資料載置面１１１上にあらかじめ仮想的に生成しておく。具体的には、まず、プレゼンターは、光学フィルタ１３２をカメラ１３１の撮像光路中に挿入する。次いで、ライトペン１を用い、資料載置面１１１の４つの隅点でペン先２０を押し当てることにより、これら隅点において発光部３０の発光素子３１から赤外光を順次発光させる毎に、その発光点をカメラ１３１で撮影する。これら隅点における発光点の撮影画像の画像データは制御部１４０に取り込まれる。そして、制御部１４０では、これら画像データに基づいて各発光点の位置が認識されることにより、仮想スクリーンＳが資料載置面１１１上に仮想的に生成される。なお、仮想スクリーンＳは、資料載置面１１１上で上記発光点を結ぶことにより形成される領域に基づいて撮影画像の画像データ上で生成されて認識されるものであり、資料載置面１１１上には実体的に設定されないが、図２では便宜的に図示している。
【００５１】
プレゼンターは、プレゼンテーションにおいて、上記のように仮想スクリーンＳが生成された資料載置面１１１に原稿Ｍを載置し、撮像部１３０のカメラ１３１の撮像光路中から光学フィルタ１３２を外し、カメラ１３１で原稿Ｍを撮影する。原稿Ｍの撮影画像は、制御部１４０に取り込まれ、そこで静止画像に処理される。この場合、原稿Ｍの撮影画像の静止画像への処理は、制御部１４２に所定のコマンドを入力することにより実行される。そして、原稿Ｍの静止画像は、モニタ１２０に出力され、そこに表示されるとともに、液晶プロジェクタ１５０に出力され、そこからスクリーンに投影されて表示される。
【００５２】
続いて、プレゼンターは、撮像部１３０のカメラ１３１の撮像光路中から光学フィルタ１３２を外した後、ライトペン１を用いて、原稿Ｍに対するポインティングを開始する。ここで、プレゼンターは、上記のようにして原稿Ｍにペン先２０を押し当てることにより、図４（Ａ）に示すように、第１バネ５２を縮ませ、ペン先側導電部５４のキャップ部５４Ａを本体側導電部５３の凹部５３Ａに接触させると、発光部３０の発光素子３１が赤外光を発する。ここで、第２バネ５５は、伸縮することによって、発光素子３１が発光を開始するときの位置からペン先２０を更に押し込むことを許容し、その更に押し込まれるオーバーストロークの区間でも、ペン先側導電部５４のキャップ部５４Ａと本体側導電部５３の凹部５３Ａとの接触を維持する。この場合、第２バネ５５は最大で間隔Ｌ縮むことが可能である。
【００５３】
特に、この場合、上記のように第２バネ５５は、第１バネ５２よりも弾性定数が小さく設定されているので、ペン先側導電部５４を本体側導電部５３に接触させた場合、第２バネ５５は第１バネ５２よりも伸縮しやすいので、ペン先２０への押圧力が変化したときに、第１バネ５２の伸縮量に変化を与えることなく、第２バネ５５を伸縮させることができる。したがって、ペン先２０への押圧力の変化に対してスムーズに対応することができる。
【００５４】
このようにして第２バネ５５を、上記間隔Ｌの範囲内で所定長縮ませ、発光部３０の発光素子３１で赤外光を発光させながらペン先２０を原稿Ｍ上で移動させると、その移動方向が切り替えられてペン先２０への押圧力が弱くなったりしても、上記のように第２バネ５５を所定長縮ませていることから、それに応じて第２バネ５５が伸びるので、ペン先側導電部５４のキャップ部５４Ａと本体側導電部５３の凹部５３Ａとの接触状態を安定して維持することができる。したがって、発光部３０の発光素子３１で安定して赤外光を発光させることができる。
【００５５】
特に、本実施形態では、ペン先２０を原稿Ｍ上で移動させているときに、ペン先２０への押圧力の方向をその軸線方向に対して傾斜させても、ペン本体１０の内部に設けられたガイド部６０により、ペン先２０がペン本体１０の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内される。
【００５６】
具体的には、ペン先２０への押圧力が左側に向き、それに伴って、図４（Ｂ）に示すようにペン先２０が開口１１Ａの左側に向かって傾斜したとき、ガイド部６０のテーパ部６１がリング部６２の右側面に接触する。この場合、テーパ部６１は、右側面が後端側に向けて軸線方向から右側に傾斜した形状を有していることから、右側面が軸線方向に平行な直線形状を有するリング部６２によりスムーズに案内されるので、ペン先２０はペン本体１０に対してスムーズに移動することができる。
【００５７】
一方、ペン先２０への押圧力が右側に向き、それに伴って、図４（Ｃ）に示すようにペン先２０が開口１１Ａの右側に向かって傾斜したとき、ガイド部６０のテーパ部６１がリング部６２の左側面に接触する。この場合、テーパ部６１は、左側面が後端側に向けて軸線方向から左側に傾斜した形状を有していることから、左側面が軸線方向に平行な直線形状を有するリング部６２によりスムーズに案内されるので、ペン先２０はペン本体１０に対してスムーズに移動することができる。
【００５８】
なお、これらの場合、本体側導電部５３側の接触面である凹部５３Ａは曲面形状を有し、かつペン先側導電部５４の接触面であるキャップ部５４Ａは略球面形状を有するので、両者の接触はスムーズに行われる。
【００５９】
このようにガイド部６０によってペン先２０はペン本体１０に対してスムーズに移動することができることから、ペン先２０への押圧力をスムーズに第１バネ５２および第２バネ５５に伝えることができるので、ペン先側導電部５４と本体側導電部５３との接触状態をより安定して維持することができ、これにより発光部３０の発光素子３１をより安定して発光させることができる。
【００６０】
上記のようにしてプレゼンターは発光部３０の発光素子３１で安定して赤外光を発光させ、ライトペン１を原稿Ｍ上を移動させているときに、カメラ１３１で発光素子３１からの赤外光の発光点を動画撮影すると、動画撮影された発光点の撮影画像の画像データは制御部１４０に順次取り込まれる。そして、制御部１４０では、動画撮影された発光点の画像データに基づいて仮想スクリーンＳ上の発光点の座標が逐一演算され、ポイント画像が、原稿Ｍの撮影画像における該演算された発光点の座標に対応する位置に合成される。このようにしてポイント画像が合成された原稿Ｍの撮影画像は、モニタ１２０に出力されて表示されるとともに、液晶プロジェクタ１５０に出力され、そこからスクリーンに投影されて表示される。
【００６１】
ここで、本実施形態では、上記のように発光部３０を安定して発光させることができるので、モニタ１２０やスクリーンに表示された撮影画像上においてポイント画像を安定して表示することができ、これにより聴衆者に対して所望の箇所を確実に指示することができる。
【００６２】
このように本実施形態ライトペン１では、ペン先２０を原稿Ｍに押し当てることにより、第１バネ５２を縮ませ、ペン先側導電部５４を本体側導電部５３に接触させると、発光部３０が発光する。ここで、第２バネ５５は、伸縮することによって、発光部３０が発光を開始するときの位置からペン先２０を更に押し込むことを許容し、その更に押し込まれるオーバーストロークの区間でも、ペン先側導電部５４と本体側導電部５３との接触を維持する。このようにして発光部３０を発光させながらペン先２０を原稿Ｍ上で移動させた場合、その移動方向が切り替えられてペン先２０への押圧力が変化したり、ペン先２０の原稿Ｍに対する角度が変化してペン先への押圧力が第１バネ５２にスムーズに伝えられなかったりしても、それに応じて第２バネ５５が伸縮するので、ペン先側導電部５４と本体側導電部５３との接触状態を安定して維持することができる。したがって、発光部３０を安定して発光させることができる。
【００６３】
また、ガイド部６０によって、ペン先２０がペン本体１０の軸線方向から所定の角度範囲内で傾斜自在に案内されるので、発光部３０を発光させながらペン先２０を原稿Ｍ上で移動させているときに、ペン先２０への押圧力の方向がその軸線方向に対して傾斜しても、ペン先２０はペン本体１０に対してスムーズに移動することができる。よって、ペン先２０への押圧力をスムーズに第１バネ５２および第２バネ５５に伝えることができるので、ペン先側導電部５４と本体側導電部５３との接触状態をより安定して維持することができ、これにより発光部３０をより安定して発光させることができる。
【００６４】
（３）変形例
上記実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００６５】
たとえば、上記実施形態では、第２バネ５５を、ペン先側導電部５４が本体側導電部５３に向けて付勢されるようにしてペン先導電部５４に取り付けたが、図５に示すように、第２バネ２５５を、本体側導電部２５３がペン先側導電部２５４に向けて付勢されるようにして本体側導電部２５３に取り付けてもよい。具体的には、第２バネ２５５をハウジング１１とハウジング１２の境界部に設け、一端部を本体側導電部２５３の後端部に固定し、他端部をプラス側接点部材７２に固定する。このような第２バネ２５５によって、本体側導電部２５３がハウジング１２の内部において移動自在に付勢される。
【００６６】
この場合、たとえば、先端部に略球面形状を有するペン先側導電部２５４を、凹部６１ａのプラス側導電部８３と一体的に設ける。また、本体側導電部２５３のストローク長の最大値（＝間隔Ｌ）を規定する棒部２５６を設けてもよい。さらに、第２バネ２５５とプラス側接点部材７２との間に補助導電部２５７を設けてもよい。加えて、第２バネ２５５に対して上記実施形態の伸縮長調整部８５のような伸縮長調整機構を設けることにより、第２バネ２５５の伸縮可能長を調整してもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、第２バネ５５を導電性材料からなるようにし、この第２バネ５５を通じて発光部３０は電池７１に電気的に接続して発光するようにしたが、これに限定されるものではない。たとえば、図６に示すように、第２バネ５５を導電性材料からなるようにする代わりに、伸縮長調整部８５を、絶縁材料からなる絶縁部３８５Ａと、絶縁部３８５Ａの内側に形成され、導電性材料からなる導電部３８５Ｂとを有する伸縮長調整部３８５とし、取付部８４を、導電性材料からなる取付部３８４とする。伸縮長調整部３８５は、その導電部３８５Ｂの内側に形成された雌ネジが、取付部３８４の外側に形成された雄ネジに螺合することにより取り付けられる。この場合、ペン先側導電部５４が本体側導電部５３に接しているとき、発光部３０は、伸縮長調整部３８５の通電部３８５Ｂおよび取付部３８４を通じて電源部７０に電気的に接続して発光する。また、本体側導電部５４の鍔部５４Ｂとプラス側導電部８３とを接続する通電線を設け、この通電線を通じて発光部３０は電池７１に電気的に接続して発光するようにしてもよい。
【００６８】
さらに、第２弾性部材として第２バネ５５を用いるようにしたが、これに限定されるものではなく、バネに限らず弾性を有する部材を用いてもよい。また、第２バネ５５の代わりに、本体側導電部５３およびペン先側導電部５４の少なくとも一方を、導電性を有し、かつ弾性を有する樹脂材料（たとえば、導電性ゴム）から構成するようにして、第２バネ５５の機能を兼ね備えるようにしてもよい。
【００６９】
さらに、上記実施形態では、ガイド部６０において、テーパ部６１の側面を後端側に向けて軸線方向から滑らかに外側に傾斜した形状とし、リング部６２の側面を軸線方向に沿った直線形状としたが、これに限定されるものではない。たとえば、テーパ部６１の代わりに側断面が軸線方向に平行な直線形状を有する直線部とし、リング部６２の側面を後端側に向けて軸線方向から滑らかに外側に傾斜した形状としてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、第２バネ５５およびガイド部６０を設けたが、いずれか一方のみを設けてもよい。加えて、ペン先２０とペン先側導電部５４との間の連結部４０や支持部５１を省略してもよく、この場合、ペン先２０の後端部の縁部とペン本体１０との間に第１バネ５２を取り付け、ペン先２０の後端部の中央部に第２バネ５５を取り付け、第２バネ５５によって本体側導電部５３に向けて付勢されるペン先側導電部５４を取り付けることにより、ライトペンを簡単な構成にすることができる。
【００７１】
加えて、上記実施形態では、仮想スクリーンＳを資料載置台１１０の資料載置面１１１上に仮想的に生成したが、モニタ１２０に仮想スクリーンＳを仮想的に生成し、そのモニタ１２０を撮像部１３０で撮影し、モニタ１２０上でライトペン１を移動させてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、ライトペン１の内部に電源手段として電源部７０を設けるようにしたが、電源手段をライトペン１の内部に設けなくてもよく、たとえば、電源手段をライトペン１の外部に設け、そこから電気エネルギーを電気コードを通じてライトペン１に供給するようにしてもよい。
【００７３】
さらに、上記実施形態では本発明を資料提示装置１００に適用したが、これに限定されるものではない。たとえば、ライトペン１のペン先２０との接触およびライトペン１の発光部３０からの発光を検出するタブレットを備えた座標入力装置に適用してもよい。この場合、ライトペン１をタブレット上で発光させると、そこでライトペン１との接触およびライトペン１からの発光が検出され、それら検出信号がマウス信号としてコンピュータに出力され、これによりスクリーンやモニタに表示されている画像の所望の箇所を指示することができる。また、発光部３０には赤外光を発光させる発光素子３１を用いたが、これに限定されるものではなく、赤外光以外の光を発光させる発光素子を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態に係るライトペンの拡大側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るライトペンが適用される資料提示装置の概略構成を表す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るライトペンが適用される資料提示装置の構成および機能を系統的に表すブロック図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係るライトペンの本体側導電部とペン先側導電部とが接触している状態を表しており、（Ａ）はライトペンのペン先が鉛直方向に位置している状態、（Ｂ）はライトペンのペン先が鉛直方向から左側に微傾斜している状態、（Ｃ）はライトペンのペン先が鉛直方向から右側に微傾斜している状態を表している概略側断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るライトペンの変形例の拡大側断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るライトペンの他の変形例の拡大側断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…ライトペン、１０…ペン本体、２０…ペン先、３０…発光部、５２…第１バネ（第１弾性部材、弾性部材）、５３，２５３…本体側導電部、５４，２５４…ペン先側導電部、５５，２５５…第２バネ（第２弾性部材）、６０…ガイド部、８４，３８４…取付部、８５，３８５…伸縮長調整部（伸縮長調整機構）
【図１】
2005267376.tif 000003
【図２】
2005267376.tif 000004
【図３】
2005267376.tif 000005
【図４】
2005267376.tif 000006
【図５】
2005267376.tif 000007
【図６】
2005267376.tif 000008