(57)【要約】  【課題】  書いた内容をデジタル化することが可能であり、しかも握持感の心地よいペン型入力装置を提供する。  【解決手段】  ペン本体１２内に配され、ペン本体１２の動きに応じて揺振する球体１８と、球体１８に向かって光を発する発光部２２と、前記球体１８からの光を受光して球体１８の位置を検知する受光検知部２４と、を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状をしたペン本体と、ペン本体先端に設けられたペン先とを備えたペン型入力装置であって、
前記ペン本体内に配され、前記ペン本体の動きに応じて揺振する慣性体と、
前記慣性体からの光を受光して前記慣性体の位置を検知する受光検知部と
を有することを特徴とするペン型入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてＰＣ（personal computer）の入力機器として用いられるペン型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペン型入力装置は、ペン先の動きを、ペンの筆跡情報として検知する検知手段を備えており、一旦書いた内容は直ちにデジタル化される。このため、その内容からデータベースを構築することが容易となり、特に、各種申請用紙の記入や帳簿の記入等に用いることが検討されている。
【特許文献１】特開２００３−２９９１５号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８３６０号公報
【特許文献３】特開２００５−０７８３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、係るペン型入力装置は、ペンの動きをより正確に検出することを主眼として開発されており、そのため検知手段の構成が複雑化、大嵩化しつつある。
その結果、筐体（ペン本体）も大型化、重量化を余儀なくされている。
このような傾向は、握持感の悪化を招来し、特に、使い始めのユーザに対する緊張感をもたらし、筆跡が乱れてしまうという由々しき事態も考えられる。
【０００４】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであって、書いた内容をデジタル化することが可能であり、しかも握持感の心地よいペン型入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るペン型入力装置は、筒状をしたペン本体と、ペン本体先端に設けられたペン先とを備えたペン型入力装置であって、前記ペン本体内に配され、前記ペン本体の動きに応じて揺振する慣性体と、前記慣性体からの光を受光して前記慣性体の位置を検知する受光検知部と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
この構成によれば、揺振する慣性体の移動を検知することにより、検知した情報を、例えば解析サーバを用いることでペン本体の動きを特定して、書いた内容をデジタル化することが可能となる。
しかも、例えばペン本体を握持するユーザに、筆記中に慣性体の揺振を感じられるようにすれば、握持感を心地よいものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、ペン入力システムの概略構成を示す図である。
ペン入力システム１は、ペン型入力装置１０とＰＣ１００とを備えている。
ペン型入力装置１０は、ユーザ２により握持されており、ペン本体の動きに応じた情報を筆跡情報として、ＰＣ１００に送信する。
【０００８】
ＰＣ１００は、ＰＣ本体１０２とモニタ１０４とを備えており、ペン型入力装置１０から筆跡情報を受信する。ＰＣ本体１０２には、ペン型入力装置１０から受信した筆跡情報を解析するアプリケーションがインストールされており、受信した筆跡情報の表示処理・保存処理・文字認識処理等を行う。
次に、図２と図３を参照しながら、ペン型入力装置１０の構造について説明する。
【０００９】
図２は、ペン型入力装置１０の構造を示す一部断面図である。
図３は、球体１８が揺振する様子を示す図であり、揺振する様子がわかりやすいように、線バネ１６のたわみ度合いをやや誇張している。
ペン型入力装置１０は、ペン本体１２と、ペン本体１２に連設されたペン先端部１３から構成されている。
【００１０】
ペン本体１２は、アルミニウム製であって、円筒形状をしており（円筒の長手方向の中心軸を「軸Ｚ」とする。）、内部に空洞部１４を有している。なお、ペン本体は筒状であれば円筒形に限らず、八角筒、六角筒等の多角筒形でも構わない。
ペン先端部１３は先端にペン先３０を有しており、このペン先３０にはインクタンク部２８からインクが供給されている。
【００１１】
空洞部１４の中央には、線バネ１６に支持された球体１８が配されている。球体１８は下方に凹部を有しており、この凹部に線バネ１６の先端が嵌合されている。
線バネ１６はＰＥＴ樹脂製であり、支持する球体１８が揺振する（振り子のように揺れ動く）ような、弾性率及び曲げ剛性を有している。
球体１８は、アルミニウム製であり表面は鏡面加工されている。球体１８は、ペン本体１２（ペン先３０）の動きに応じて揺振する。
【００１２】
空洞部１４の下端には、円柱状をした基台部１７が設けられており、線バネ１６はこの基台部１７上に立設されている。
検知部２０は、球体１８の移動を検知するものであり、発光部２２と受光検知部２４とから構成される。
ここで、ペン本体１２と球体１８の位置との関係について簡単に述べる。
【００１３】
例えば、ペン本体１２がペン先３０が真下となる姿勢で立てられている場合には、図３に実線で示すように、球体１８は軸Ｚ上の位置に静止している。この姿勢のままで、ペン本体１２を軸Ｚと直交する平面の一方向に移動を開始させた場合には、球体１８は基準となる軸Ｚ上の位置から上記一方向と反対方向に移動を開始することとなる。
なお、ペン型入力装置１０が傾いて静止している場合には、重力により傾いている方向に線バネ１６がたわむので、このたわんだ状態の球体１８の位置が移動開始の基準位置となる。
【００１４】
発光部２２は、ＬＥＤ（light-emitting diode）が用いられており、Ｚ軸と略一致する方向に向けて光を発する。
受光検知部２４は、円筒形をしており、その内面側（空洞部１４側）に多数（例えば、６４個）の光電変換素子がマトリックス状に密に配列されてなる。
この受光検知部２４は球体１８の上方を包囲しており、各光電変換素子の受光量は、球体１８の位置に依存した値となる。
【００１５】
ペン本体１２の上部には、赤外線通信部２６が設けられている。
赤外線通信部２６は、リード線２５を介して受光検知部２４と接続されており、受光検知部２４から上記電気信号受け取る。また、この電気信号を筆跡情報としてＩｒＤＡ（Infrared Data Association）規格に従ってＰＣ１００に送信する。
ＰＣ１００は、上記筆跡情報を受信する。前述のように、ＰＣ本体１０２は、筆跡情報を解析するアプリーケーションを有しており、受信した筆跡情報に基づいて、球体１８の位置を特定する。単位時間毎の球体の位置が特定されれば、速度・加速度も特定され、これらの位置・速度・加速度の情報に基づいて、ペン本体の動きをモニタ１０４上に表示する。
【００１６】
なお、ペン本体１２の動きと上記筆跡情報との関係は、例えば、パターン認識と学習アルゴリズムとを利用して両者の関係性を導き出すことができる。
以上説明したように、本実施の形態に係るペン型入力装置１０は、握持したペン本体１２を移動させると球体１８もそれに応じて揺振し、その振動は線バネ１６、基台１７、ペン本体１２を通して伝わり、ユーザが感じることができるため、心地よい握持感を得ることが可能となる。
【００１７】
また、球体１８の慣性運動を利用して筆記することとなるので、熟練したユーザの筆記中のペンの動きは従来とは異なる斬新なものとなる。さらに、ユーザの筆記特性に応じた上記学習アルゴリズムの開発が進めば、ペンを微動させるだけで数字等を筆記することが可能となる。
また、ペン型入力装置１０は、ペン先３０にインクタンク部２８からインクが供給される構成であるので、通常のアナログなペンと同様、紙面上に筆記することが可能であり便利である。
（その他）
（１）なお、本実施の形態では、慣性体としての球体１８は、球形をしていたが、この形状に限られるものではなく、次の変形例が考えられる。
【００１８】
図４は、係る変形例を示す図である。
図４に示すように、慣性体として、発光部２２側の形状が球形である半球体１９を用いるとしても構わない。
（２）本実施の形態では特に詳細を述べなかったが、ペン型入力装置１０が筆記されている状態にあるかどうかを判別するために、ペン先３０の押圧を検知するセンサを用いることができる。
【００１９】
また、ペン本体１２の握持部分に、ＬＥＤ（発光部２２）の点消灯を制御するon/offスイッチを設けたりしても構わない。
また、球体１８の揺振度合いを調整するために、空洞部１４中の空間を減圧して空気抵抗を低減したり、空洞部１４に油等の液体で満たしたりしても構わない。
（３）本実施の形態では、球体１８は下方から線バネ１６によって支持されていたが、上方から球体１８を支持するような構成としてもよい。
【００２０】
（４）ペン型入力装置１０は、簡易な構成であるため、学校教材用として用途に適している。その場合は、空洞部１４内の球体１８の動きをわかりやすくするため、ペン本体１２に透光性材料を用いることが好ましい。
（５）本実施の形態では、球体１８の位置を検知する手段として、慣性体としての球体１８に向けて光を発する発光部２２と、この球体１８により反射された光を受光する受光検知部２４を用いている。
【００２１】
もっとも、発光部２２を用いずとも、例えば透光性の球体１８内部にＬＥＤを埋設させること等によって、球体１８自体を発光体としてもよい。
この場合、受光検知部２４は、球体１８から発光された光を受光することで、球体１８の位置を検知することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明に係るペン型入力装置は握持感が心地よいので、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ペン入力システム１の概略構成を示す図である。
【図２】ペン型入力装置１０の構造を示す一部断面図である。
【図３】球体１８が揺振する様子を示す図である。
【図４】変形例に係る図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    ペン入力システム
２    ユーザ
１０  ペン型入力装置
１２  ペン本体
１４  空洞部
１６  線バネ（弾性支持部材）
１７  基台部
１８  球体
１９  半球体
２０  検知部
２２  発光部
２４  受光検知部
２５  リード線
２６  通信部
２８  インクタンク部
３０  ペン先
１００  ＰＣ
１０２  ＰＣ本体
１０４  モニタ
Ｚ    ペン本体１２の長手方向の軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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