JP7547546B2 - スタイラスペンおよびそのペン芯 - Google Patents

Description

本開示は、ペン芯およびそれを含むスタイラスペンに関する。

スタイラス（いわゆる「スタイラスペン」）は、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、ゲーム機、グラフィックタブレットなど、タッチスクリーンを有する機器に指示を入力するための筆記用具として使用できる器具である。

しかしながら、本物の鉛筆を使って紙に書く感覚とは異なり、一部のユーザは、ガラスのタッチスクリーンに描く感覚に少し不安を感じるかもしれない。このように、従来のスタイラスペンでは、真の「鉛筆で書く」体験を提供することができないため、状況によっては、ガラススクリーンに書くのではなく、本物の鉛筆を見つけて紙に書いたり描いたりしたいと思うユーザもいる。

したがって、本開示の一態様は、タッチスクリーンおよび紙に書き込みまたは描画するための筆記用具として採用することができるスタイラスペンおよびペン芯を提供することである。

本開示の一実施形態は、ロッド本体と、ロッド本体に配置された電極構造体とを備えるペンホルダーと、ロッド本体の一端に配置された先端部と、先端部に接続され、ロッド本体に着脱可能に挿入される挿入部とを備え、先端部は電極構造体から離間しているペン芯と、を備え、挿入部は導電性を有し、先端部は導電性を有し、かつ紙に書き込み可能な材料で形成される、スタイラスペンを提供する。

本開示の一実施形態は、先端部と、先端部に接続された挿入部と、を備え、挿入部は導電性を有し、先端部は導電性を有し、かつ紙に書き込みが可能な材料で形成されるペン芯を提供する。

本開示の上記実施形態で説明したペン芯を有するスタイラスペンによれば、ペン芯の先端部は導電性を有し、紙に書くことができるため、ペン芯によりスタイラスペンはタッチパネルへの指示入力だけでなく、紙への書き込みや描画も可能となり、ユーザはタッチパネルまたは紙に選択的に書くことができる。

本開示は、本明細書に与えられる詳細な説明、および例示のためにのみ与えられ、したがって本開示を限定することを意図していない添付図面から、よりよく理解されるであろう。

本開示の一実施形態に係るスタイラスペンの部分拡大模式図である。 本開示の一実施形態に係るペン芯の部分拡大模式図である。 本開示の一実施形態に係るペン芯の部分拡大模式図である。 本開示の一実施形態に係るペン芯の部分拡大模式図である。 本開示の一実施形態に係るスタイラスペンの部分拡大模式図である。 本開示の一実施形態に係るスタイラスペンの部分拡大模式図である。 本開示の一実施形態に係るスタイラスペンの部分拡大模式図である。 本開示の一実施形態に係るペン芯の部分拡大模式図である。 本開示の一実施形態に係るペン芯の部分拡大模式図である。

本開示の態様および利点は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から明らかになるであろう。このような詳細の記載は、当業者が記載された実施形態を実践することを可能にするのに十分な本開示の徹底的な理解を提供するが、それは例示の目的だけのためであり、本開示を限定するものと理解されるべきではない。それどころか、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、記載された実施形態の精神および範囲内に含まれ得るような代替案、修正案、および同等物をカバーすることが意図されている。このため、関連技術の当業者は、本開示の有益な結果を得ながら、本明細書に記載される開示の様々な態様に多くの変更を加えることができることを認識し理解するであろう。また、本開示の所望の利点のいくつかは、他の特徴を利用することなく、本開示の特徴のいくつかを選択することによって得ることができることが明らかであろう。

本明細書で使用される言い回しや用語は、説明をより良く理解するためのものであり、限定的なものとみなされるべきではないことを理解されたい。他に指定または限定されない限り、用語「搭載」、「接続」、およびその変形は、広範に使用され、直接および間接の搭載および接続の両方を包含する。本明細書で使用される「少なくとも１つ」という語句は、記載された要素または構成要素の量が１つまたは１つ以上であることを意味する場合があるが、量が１つだけであることを必ずしも意味するものでない。本明細書において「および／または」という用語は、２つの記載された可能性のいずれかまたは両方があることを示すために使用され得る。

以下、本開示は、様々な例示的なペン芯およびそれを含むスタイラスペンを提供する。本開示のペン芯により、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、ゲーム機、グラフィックタブレットなどのデバイスのタッチスクリーン上のスタイラスペンの先端位置を検出することができ、したがって、本開示のペン芯は、スタイラスペンにポインティングデバイスとしてマウスまたはタッチパッドと同じ機能を持たせ、スタイラスペンがより正確かつ制御可能な入力を提供できるようになる。一方、本開示のペン芯は、スタイラスペンに通常の鉛筆と同じ機能を持たせるので、本開示のスタイラスペンは、紙に書いたり描いたりすることができる（言い換えれば、本開示のペン芯は、真の「ｐｅｎｃｉｌ ｔｏ ｐａｐｅｒ」経験を提供するために紙に書くことができる）。つまり、本開示のペン芯は、タッチスクリーンや紙に書いたり描いたりするための筆記用具として、同じものを有するスタイラスペンを使用することができるようにする。

まず、図１を参照すると、本開示の一実施形態は、スタイラスペン（”スタイラス”ともいう）１を提供する。図示のように、スタイラスペン１は、ペン型の器具であってもよい。スタイラスペン１をサポートするデバイスは、ＭＰＰ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｐｅｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）使用可能であってもよく、言い換えれば、スタイラスペン１をサポートするＭＰＰをサポートしてもよいことに留意する。いくつかの他の実施形態では、本開示のスタイラスペンをサポートするデバイスは、スタイラスペンの構成にしたがって、他の適切なプロトコルをサポートしてもよい。

本実施形態では、スタイラスペン１は、ペン芯１０およびペンホルダー２０を含んでいてもよい。ペン芯１０は、ペンホルダー２０に着脱可能に取けられる。ペン芯１０は、ペンホルダー２０に部分的に挿入される。ペン芯１０のうち、ペンホルダー２０から露出する部分は、テーパー状（先細る形状）であってもよく、したがって、スタイラスペン１が電気信号を発するための先端部として使用することができる。ペンホルダー２０は、ペン芯１０を除く、残りの部分を意味することがある。ペンホルダー２０は、携帯可能な任意の適切な形状および大きさを有することができる。

ペンホルダー２０は、ロッド本体２１および電極構造体２２を含んでいてもよい。ロッド本体２１は、ペンホルダー２０のつい、手で持つことができる部分を意味する。ロッド本体２１は、タッチデバイス上のデジタイザと通信可能なデジタルコンポーネントを内部に有していてもよい。ロッド本体２１は、プラスチック、木材、シリコーン、またはそれらの組合せなど、任意の適切な電気絶縁材料で作られた外側シーケンスを有していてもよい。電極構造体２２は、ロッド本体２１の上にスリーブされ、任意の適切な手段を介してロッド本体２１に固定されていてもよい。電極構造体２２は、銅、アルミニウム、またはこれらの合金など任意の適切な導電性材料で形成されてもよい。電極構造体２２は、電気信号を発するように設けられている。

任意に、ペンホルダー２０は、電気絶縁材料２３をさらに含んでいてもよい。電気絶縁材料２３は、プラスチック、木材、ゴム、シリコーン、またはそれらの組合せであってもよい。電気絶縁材料２３は、ロッド本体２１の上にスリーブされ、任意の適切な手段を介してロッド本体２１に固定されていてもよい。ペン芯１０は、導電性を有する。ペン芯１０と電極構造体２２は、電気絶縁材料２３によって互いに間隔を空けて配置されていてもよく、ペン芯１０と電極構造体２２は互いに電気的に切り離される。ペン芯が電極構造体２２に直接電気的に接続されない限り、他の実施形態のスタイラスペンは電気絶縁材料２３を省略してもよい。

電極構造体２２は、ロッド本体２１を取り囲むリング形状を有していてもよい。他のいくつかの実施形態では、電極構造体は、ロッド本体２１の周囲に配置された分離した電極のグループであってもよい。ペン芯１０および電極構造体２２は、センサーがペン芯１０の位置および／または傾斜角度を決定できるように、タッチスクリーンの上のセンサーの配列によって検出可能な複数の無線信号を発するように構成される。スタイラスペン１がタッチスクリーンと通信する方法の詳細は、本開示を限定することを意図するものではないことに留意されたい。

スタイラスペン１は、紙に書いたり描いたりするために使用してもよい。具体的には、ペン芯１０は、先端部１１と、先端部１１に接続された挿入部１２とを含んでいてもよい。具体的には、先端部１１は、挿入部１２と電気的に接続されている。挿入部１２とは、ペンホルダー２０のロッド本体２１に挿入されるために用いられるペン芯１０の一部を意味する。挿入部１２は、先端部１１とロッド本体２１の内部に関連する電気／非電気的要素との間の信号通信および相互作用を可能にするように構成される。挿入部１２は、銅、アルミニウム、またはこれらの合金などの任意の適切な導電性材料で一体的に形成することができる。先端部１１は、ペン芯１０のうち、ロッド本体２１の遠位端に配置され、外部に露出する部分を意味する。先端部１１は、タッチスクリーンや紙の表面に直接接触するために使用されるスタイラスペン１の一部として採用される。先端部１１とロッド本体２１の上の電極構造体２２とは、互いに間隔を空けて配置され、互いに電気的に結合されていない。

先端部１１は、電気伝導性を有し、紙への書き込みが可能な材料で形成されてもよい。先端部１１は、一体的に形成された単一ピースであってもよい。先端部１１は、黒鉛、鉛、銀、またはそれらの組合せで形成されてもよい。したがって、先端部１１は、紙または他の表面に付着する固体コア材料の痕跡を残して、物理的な摩耗によってマークを作成することができる固体顔料コアとして機能することができる。このように、先端部１１は、タッチスクリーンに指示を入力することができるだけでなく、紙または他の表面に書き込みまたは描画することもできる。

さらに、先端部１１および挿入部１２は、ともに導電性材料で形成されており、したがって、挿入部１２から離れた位置にある先端部１１の第１の遠位端１０１から先端部１１から離れた位置にある挿入部１２の第２の遠位端１０２まで、電気絶縁材料が存在しない。言い換えれば、ペン芯１０は、電気絶縁材料が存在しない。このように、ペン芯１０は、挿入部１２のうち先端部１１に挿入される部分が短く、第１の遠位端１０１に近すぎない間は、依然として必要に応じて信号を発することができる。これにより、先端部１１のとがった部分（すなわち、第１の遠位端１０１）は、紙に書くのに十分な体積を有し、より長い寿命を得ることができる。

先端部１１および挿入部１２は、接着剤などの任意の適切な手段を介して互いに固定することができる。いくつかの他の実施形態では、先端部１１および挿入部１２は、その嵌合形状の係合によって互いに固定されてもよい。

以下、図２～図４を参照して本開示の他の例示的なペン芯を提供するが、簡略化のために、導入された実施形態と以前の実施形態との主な相違点のみを詳細に説明し、同一または類似の部分は対応する段落を参照して理解することができ、したがって以下繰り返し説明することはない。また、同じ参照番号は、同じ構成要素または素子を示すことに留意されたい。

まず、図２を参照して、本開示の他の実施形態に係るペン芯１０ａが提供される。本実施形態では、挿入部１２は、先端部１１ａに部分的に挿入され、挿入部１２は、その間の密な接触によって先端部１１ａに固定されている。任意に、先端部１１ａと挿入部１２との間の係合を強化するために、先端部１１ａと挿入部１２との間に適切な接着剤が設けられていてもよい。さらに、先端部１１ａの挿入部１２側に突出部１１１が一体的に形成されていてもよく、突出部１１１は台形状の断面を有していてもよく、挿入部１２は突出部１１１を通して配置される。突出部１１１は、先端部１１ａと挿入部１２との接触面積を増加させるのに役立つので、先端部１１ａと挿入部１２との係合を強化し安定させるのに有利である。

図３を参照して、本開示の別の実施形態に係るペン芯１０ｂが提供される。本実施形態では、挿入部１２’が先端部１１ｂに部分的に挿入され、挿入部１２’は、その間の密な接触によって先端部１１ｂに固定されている。任意に、先端部１１ｂと挿入部１２’との間の係合を強化するために、先端部１１ｂと挿入部１２’との間に適切な接着剤が設けられていてもよい。さらに、挿入部１２’は、ロッド部１２１と、当接ブロック部１２２と、埋め込み部１２３とを含んでいてもよく、当接ブロック部１２２は、ロッド部１２１と埋め込み部１２３との間に接続され、当接ブロック部１２２は、台形状の断面を有していてもよく、埋め込み部１２３は、先端部１１ｂに埋め込まれるために用いられる挿入部１２’の一部を意味し、埋め込み部１２３は、当接ブロック部１２２から離れるようにテーパー状であってよい。このように、ペン芯１０ｂにおける先端部１１ｂの割合が増加する一方で、先端部１１ｂと挿入部１２’との係合がさらに強化されて安定化される。

図４を参照して、本開示の別の実施形態によるペン芯１０ｃが提供される。本実施形態では、挿入部１２’’が先端部１１ｃに部分的に挿入され、挿入部１２’’は、その間の密な接触によって先端部１１ｃに固定されている。任意に、先端部１１ｃと挿入部１２’’との間の係合を強化するために、先端部１１ｃと挿入部１２’’との間に適当な接着剤が設けられていてもよい。さらに、挿入部１２’’は、ロッド部１２１と、当接ブロック部１２２’と、埋め込み部１２３’とを含んでいてもよく、当接ブロック部１２２’は、ロッド部１２１と埋め込み部１２３’との間に接続され、埋め込み部１２３’は、先端部１１ｃに埋め込まれ、プリズム形の断面を有していてもよい。このように、先端部１１ｃと挿入部１２’’との係合がさらに強化されて安定化される。

あるいは、図５を参照して、本開示の一実施形態に係るペン芯１０を含むスタイラスペン１’が提供され、図示のように、ペン芯１０の先端部１１とペンホルダー２０との間に形成されたスロット１１０があってもよく、スロット１１０はリング状であってもよく、スロット１１０に解放可能に係合する絶縁カバー４０が存在してもよい。絶縁カバー４０は、プラスチック、ゴム、シリコーン、またはそれらの組合せなど、任意の適切な電気絶縁材料で形成されてもよい。絶縁カバー４０がスロット１１０と係合すると、絶縁カバー４０はペン芯１０の先端部１１を覆い、スタイラスペン１’を静電容量式タッチスクリーンに適用できるようにする。

あるいは、図６を参照して、本開示の一実施形態に係るペン芯１０を含むスタイラスペン１’’が提供され、図示のように、先端部１１とペンホルダー２０はその間にスロット３０を形成し、絶縁カバー４０はスロット３０に解放可能に係合される。絶縁カバー４０がスロット１１０に係合されると、絶縁カバー４０がペン芯１０の先端部１１を覆い、スタイラスペン１’’を静電容量式タッチパネルに適用できるようにする。

スタイラスペン１の内部は、図７に模式的に示されている。図示のように、スタイラスペン１は、ペンホルダー２０にロッド固定シート５０と圧力センサー６０を含んでいてもよい。ロッド固定シート５０は、ペンホルダー２０に対するペン芯１０の位置を確保するように、ペン芯１０の挿入部１２を受けるように構成される。ロッド固定シート５０は、任意の適切な導電性材料で形成されてもよい。ペンホルダー２０の挿入部１２は、ロッド固定シート５０に圧力センサー６０を押し付けることによって、圧力センサー６０を作動させることができる。

次に、図８を参照して、別の実施形態係るペン芯１０ａ’が提供され、挿入部１２を外部構造（例えば、前述のロッド固定シート５０）による損傷または摩耗から保護するように、挿入部１２に着脱可能にスリーブされたスリーブ７０が存在する。

次に、図９を参照して、他の実施形態に係るペン芯１０ｄが提供され、ペン芯１０ｄは、互いに一体的に形成される先端部１１ａ’と挿入部１２’’’を含む。具体的には、先端部１１ａ’と挿入部１２’’’は、黒鉛、鉛、または銀などの導電性を有し、紙に書くことができる材料で一体的に形成されてもよい。

本開示の上記実施形態で説明したスタイラスペンおよびペン芯によれば、ペン芯の先端部は導電性で紙に書くことができるので、ペン芯によってスタイラスペンはタッチスクリーンへの指示入力だけでなく、紙に書くことや描くこともでき、ユーザはタッチスクリーンまたは紙に選択的に書くことが可能になる。

本開示に様々な修正および変形を加えることができることは、当業者にとって明らかであろう。本明細書および実施例は、例示的な実施形態としてのみ考慮されることが意図されており、本開示の範囲は、以下の請求項およびその等価物によって示される。

Claims (7)

1. ロッド本体と、前記ロッド本体に配置された電極構造体を備えるペンホルダーと、
   前記ロッド本体の一端に配置された先端部と、前記先端部に接続され、前記ロッド本体に着脱可能に挿入される挿入部とを備え、前記先端部が前記電極構造体から離間しているペン芯と、を備え、
   前記挿入部は導電性を有し、前記先端部は導電性を有し、かつ紙に書き込み可能な材料で形成され、
   前記挿入部が、前記先端部に部分的に挿入され、
   前記挿入部は、ロッド部と、当接ブロック部と、埋め込み部とを含み、前記当接ブロック部は、前記ロッド部と前記埋め込み部との間に接続され、前記当接ブロック部は、台形状の断面を有し、前記埋め込み部は、前記先端部に挿入され、前記当接ブロック部から離れる方向にテーパー状である、スタイラスペン。
2. 前記先端部は、黒鉛、鉛、銀、またはこれらの合金を含む、請求項１に記載のスタイラスペン。
3. 前記挿入部は、銅、アルミニウム、またはこれらの合金を含む、請求項１に記載のスタイラスペン。
4. 絶縁カバーをさらに備え、前記先端部はスロットを有し、前記絶縁カバーは前記先端部を覆うために前記スロットに着脱可能に係合される、請求項１に記載のスタイラスペン。
5. 絶縁カバーをさらに備え、前記先端部と前記ペンホルダーとはスロットによって互いに離間して配置され、前記絶縁カバーは、前記先端部を覆うために前記スロットと着脱可能に係合される、請求項１に記載のスタイラスペン。
6. 先端部と、
   前記先端部に挿入される挿入部と、を備え、
   前記挿入部は導電性を有し、前記先端部は導電性を有し、かつ紙に書き込み可能な材料で形成され、
   前記挿入部が、前記先端部に部分的に挿入され、
   前記挿入部は、ロッド部と、当接ブロック部と、埋め込み部とを含み、前記当接ブロック部は、前記ロッド部と前記埋め込み部との間に接続され、前記当接ブロック部は、台形状の断面を有し、前記埋め込み部は、前記先端部に挿入され、前記当接ブロック部から離れる方向にテーパー状である、ペン芯。
7. 前記先端部は、前記挿入部に電気的に接続され、黒鉛、鉛、銀、またはこれらの合金を含む、請求項６に記載のペン芯。

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