JPH1039989A

JPH1039989A - 静電容量型座標入力パッド用入力ペン

Info

Publication number: JPH1039989A
Application number: JP19653096A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kato; 啓二加藤
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】静電容量型座標入力パッドに精度良く座標情
報を入力することができ、しかも操作性を向上させるこ
とができる静電容量型座標入力パッド用入力ペンを提供
すること。【解決手段】静電容量型座標入力パッドに座標情報を
入力するための静電容量型座標入力パッド用入力ペンで
あって、使用者の手に把持される導電性のペン本体１
と、該ペン本体１と電気的に導通された導電性のペン先
２とを備え、前記ペン本体１を持つ手と前記ペン先とが
電気的に導通される。この入力ペンで静電容量型座標入
力パッドを操作することにより、精度の良い座標情報の
入力が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パソコンなどの情
報処理装置に接続された静電容量型座標入力パッドに座
標情報を入力するための静電容量型座標入力パッド用入
力ペンに関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、図４及び図５を参照しながら、従
来の技術について説明する。ここで、図４は静電容量型
座標入力パッドの外観図であり、使用者の指による操作
状態を表す図である。また、図５は静電容量型座標入力
パッドの動作原理を説明するための説明図である。

【０００３】従来、デスクトップ型パソコンなどの情報
処理装置に座標情報を入力するための座標入力装置とし
て、所謂マウスが一般に知られており、このマウスは座
標情報の入力作業を行う上で一定の作業スペースを必要
とする。これに対して、携帯性を特徴とするノートブッ
ク型パソコンでは、座標入力装置にも携帯性が求めら
れ、極めて限定されたスペースで操作可能なことが要求
される。

【０００４】このような省スペース型の座標入力装置と
して、図４に示すような静電容量型座標入力パッドがあ
る。この静電容量型入力パッドは、座標入力面Ｐの上の
使用者の指Ｆの位置や動きを静電容量の変化として検出
することにより、例えばディスプレイ上に配列されたア
イコンの選択を行うための座標入力装置として使用され
る。

【０００５】ここで、図５を参照して、静電容量型座標
入力パッドの動作原理について説明する。同図に示すよ
うに、静電容量型座標入力パッドは、図４に示す座標入
力面ＰのＸ軸方向に延在する下部電極Ｒ_Xと、Ｙ軸方向
に延在する上部電極Ｒ_Yとを直交するように僅かな隙間
を介して重ねて備え、これら下部電極Ｒ_Xと上部電極Ｒ_Y
との重なり部には静電容量Ｃ₀が形成されている。な
お、同図では、説明の簡略化のため省略されているが、
下部電極Ｒ_X及び上部電極Ｒ_Yのそれぞれは短冊状に複数
形成されており、これら複数の下部電極Ｒ_X及び上部電
極Ｒ_Yは、互いに直交するようにして僅かな隙間を挟ん
で重ねられている。

【０００６】このような構造を有する静電容量型座標入
力パッドは、使用者の指Ｆとの間に形成される静電容量
Ｃ_Fを検出して座標情報を特定するものである。即ち、
座標情報を入力しようとする使用者が、静電容量型座標
入力パッドの座標入力面Ｐに指Ｆを接触させると、その
指Ｆが位置する上部電極Ｒ_Yと指Ｆとの間に静電容量Ｃ_F
が形成され、この結果、下部電極Ｒ_Xと上部電極Ｒ_Yとの
間の静電容量が変化する。この静電容量の変化は容量バ
ランス測定器Ｍで検出されて、指Ｆの座標入力面Ｐ上の
位置が特定され、この指Ｆにより指定される座標情報が
入力される。

【０００７】このように、静電容量型座標入力パッド
は、機械的可動部を有することなく座標情報を入力する
ことができ、塵や埃等に起因して作動状態が変化するこ
とがなく、耐久性に優れると共に、指で軽く触れる程度
で操作できるという利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示すように、使用者が静電容量型座標入力パッドを指Ｆ
で操作する場合、指Ｆの力加減により、指Ｆと座標入力
面との接触状態が微妙に変化してしまう。このため、前
述の上部電極Ｒ_Yとその指Ｆとの静電容量の変化する位
置が変動してしまい、精度良く座標情報を入力すること
が困難となるという問題があった。従って、例えばパソ
コン等のディスプレイ上の小さなアイコンにポインタを
合わせる場合のように、高い精度で座標情報を入力する
必要がある場合には、ある程度の熟練を必要としてい
た。また、使用者の指Ｆの爪が長い場合には、座標入力
面Ｐとの接触面積を得るために、指を寝かせて操作しな
ければならず、この場合、操作性が低下するという問題
があった。

【０００９】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、静電容量型座標入力パッドに精度良く座
標情報を入力することができ、しかも操作性を向上させ
ることができる静電容量型座標入力パッド用入力ペンを
提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決達成するため、以下の構成を有する。即ち、請求項１
に記載の発明に係る静電容量型座標入力パッド用入力ペ
ンは、静電容量型座標入力パッドに座標情報を入力する
ための静電容量型座標入力パッド用入力ペンであって、
使用者の手に把持される導電性のペン本体と、該ペン本
体と電気的に導通された導電性のペン先とを備えて構成
されている。

【００１１】また、請求項２に記載の発明に係る静電容
量型座標入力パッド用入力ペンは、請求項１に記載の静
電容量型座標入力パッド用入力ペンにおいて、ペン先
が、筆状に束ねられた導電性繊維により構成されてい
る。

【００１２】さらに、請求項３に記載の発明に係る静電
容量型座標入力パッド用入力ペンは、請求項１に記載の
静電容量型座標入力パッド用入力ペンにおいて、ペン先
が、導電性のフェルトを素材として構成され、該ペン先
の先端部が球面状に形成されて構成されている。

【００１３】さらにまた、請求項４に記載の発明に係る
静電容量型座標入力パッド用入力ペンは、請求項１に記
載の静電容量型座標入力パッド用入力ペンにおいて、ペ
ン先が、先端部が球面状の導電性の軸体と、前記先端部
に静電植毛して形成された導電性繊維とから構成されて
いる。

【００１４】以下に、上記構成された本発明の作用を述
べる。即ち、請求項１に記載の発明に係る静電容量型座
標入力パッド用入力ペンによれば、ペン先は、ペン本体
を介して使用者の手と電気的に導通される。従って、ペ
ン先がペン本体を把持する使用者の手と同電位に維持さ
れると共に、静電容量型座標入力パッドとの接触状態が
ペン先の形状に依存する。この結果、静電容量型座標入
力パッドとペン先との間に形成される静電容量は、入力
ペンを把持する手の力加減に依存することなく略一定と
なる。

【００１５】また、請求項２に記載の発明に係る静電容
量型座標入力パッド用入力ペンによれば、筆状に束ねら
れた導電性繊維からなるペン先が静電容量型座標入力パ
ッドの座標入力面に接触すると、導電性繊維が静電容量
型座標入力パッドの上に広がる。この結果、ペン先は広
がった導電性繊維により所定の接触面積を維持すると共
に、ペン先の傾きの方向によらずに静電容量型座標入力
パッドと接触する。

【００１６】さらに、請求項３に記載の発明に係る静電
容量型座標入力パッド用入力ペンによれば、導電性のフ
ェルトを素材として球面状に形成されたペン先が静電容
量型座標入力パッドに接触すると、フェルトが備える柔
軟性により、ペン先の方向によらずペン先と静電容量型
座標入力パッドとの接触面積が略一定となる。

【００１７】さらにまた、請求項４に記載の発明に係る
静電容量型座標入力パッド用入力ペンによれば、導電性
繊維が静電植毛されたペン先が静電容量型座標入力パッ
ドの座標入力面に接触すると、導電性繊維が座標入力面
上に広がって所定の接触面積を得ると共に、ペン先の傾
きの方向によらずにペン先と静電容量型座標入力パッド
との接触面積が略一定となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照しなが
ら、本発明の実施の形態に係る静電容量型座標入力パッ
ド用入力ペン（以下、単に「入力ペン」と記す）につい
て説明する。ここで、図１は、本発明の第１の実施形態
の入力ペンの外観図であり、図２は本発明の第２の実施
形態の入力ペンの部分断面図であり、図３は本発明の第
３の実施形態の入力ペンの部分断面図である。なお、必
要に応じて、前述の図４及び図５を援用して説明するこ
ととする。

【００１９】（第１の実施の形態について）以下、図１
を参照しながら、本発明の第１の実施形態の入力ペンに
ついて説明する。同図（ａ）に示すように、本発明の第
１の実施形態の入力ペンは、導電性のペン本体１に、筆
状に束ねた導電性繊維からなるペン先２を結合して構成
されている。

【００２０】このペン先２を構成する導電性繊維として
は、例えば、アクリル系繊維、ナイロン系繊維、ガラス
繊維等に銅イオン等を吸着させた導電性繊維の他、金属
メッキ等を施した繊維、金属を練り込んだポリマー繊
維、或いは細孔に金属を沈着させた繊維であってもよ
く、導電性を有し、しかもある程度の柔軟性を備えた繊
維状のものであればどのようなものであってもよい。な
お、導電性繊維自体が細い場合には予め撚ったものを束
ねてペン先２を形成してもよい。

【００２１】このように構成された第１の実施形態の入
力ペンを用いて静電容量型座標入力パッドに座標情報を
入力する場合、図１（ｂ）に示すように、使用者は、入
力ペンのペン本体１を把持し、指に代えて入力ペンのペ
ン先２を静電容量型座標入力パッドの座標入力面Ｐに押
し当てる。このとき、ペン先２を構成する導電性繊維は
座標入力面Ｐの上に広がり、ペン先２は広がった導電性
繊維により所定の面積を維持しながら座標入力面Ｐと接
触する。なお、入力ペンを多少傾けたとしても、接触す
る面積は概ね一定を維持する。

【００２２】この結果、座標入力面Ｐと入力ペン（ペン
本体１）を把持する使用者の手との間には、広がった導
電性繊維の接触面積に依存した静電容量が形成される。
このとき、ペン先２と座標入力面Ｐとの接触面積は、使
用者が入力ペンを押し当てる力や傾き（方向）に大きく
影響を受けないため、座標入力面Ｐとこの入力ペンを把
持する使用者の手との間に形成される静電容量もまた入
力ペンを押し当てる力や傾きに大きく影響を受けること
がない。そして、静電容量型座標入力パッドは、前述の
ように、座標入力面Ｐとペン先２（ペン本体１を把持す
る使用者の手）との間に形成された静電容量を安定的に
検出して、入力ペンにより指定される座標を割り出す。

【００２３】（第２の実施の形態について）次に、図２
を参照しながら、第２の実施形態に係る入力ペンについ
て説明する。同図（ａ）に示すように、本実施形態の入
力ペンは、前述の図１に示す第１の実施形態の入力ペン
を構成するペン先２に代えて、先端部が球面状に形成さ
れた導電性のフェルトを素材とするペン先３を備えて構
成されている。

【００２４】このように構成された第２の実施形態の入
力ペンを用いて静電容量型座標入力パッドに座標情報を
入力する場合、指に代えて入力ペンのペン先３を、図４
に示す静電容量型座標入力パッドの座標入力面Ｐに押し
当てる。このとき、ペン先３の素材であるフェルトは柔
軟性を有するので、或る接触面積をもって座標入力面Ｐ
と接触する。この接触面積は、使用者が入力ペンを押し
当てる力により多少変動するが、その変動量は、指を押
し当てて入力する場合に比較すれば、はるかに小さく、
事実上一定として取り扱うことができる程度のものであ
る。しかも、ペン先３の先端部が球面状に形成されてい
るので、接触面積は、入力ペンの傾きによらず、略一定
に保たれる。

【００２５】この結果、静電容量型座標入力パッドの座
標入力面Ｐと入力ペン（ペン本体１）を把持する使用者
の手との間には、使用者が入力ペンを押し当てる力や傾
き（方向）に影響を受けることなく、略一定の静電容量
が安定的に形成される。従って、静電容量型座標入力パ
ッドは、この略一定の静電容量を検出することにより、
入力ペンにより指定される座標情報を安定的且つ精度良
く割り出すことができる。

【００２６】なお、図２（ｂ）に例示するように、先端
が球状に形成された軸体４ａを導電性のフェルト布４ｂ
で覆ったペン先４を用いて構成してもよく、この場合、
軸体４ａを構成する素材の柔軟性を選択することによ
り、静電容量型座標入力パッド側の検出感度に応じた最
適な接触面積を得ることができるものとなる。

【００２７】（第３の実施の形態について）次に、図３
を参照しながら、本発明の第３の実施形態に係る入力ペ
ンについて説明する。同図に示すように、本実施形態の
入力ペンは、前述の図１に示す入力ペンを構成するペン
先２に代えて、その先端部に導電性繊維５ａが静電植毛
された導電性の軸体５ｂからなるペン先５を備えて構成
されている。ここで、この軸体５ｂは、その一端側に概
略半球部（符号なし）が形成され、この概略半球部の球
面に導電性繊維５ａが静電植毛されている。この導電性
繊維５ａは、軸体５ｂを介してペン本体１と電気的に導
通されている。

【００２８】このように構成された第３の実施形態の入
力ペンのペン先５を、図３（ｂ）に示すように、静電容
量型座標入力パッドの座標入力面Ｐに押し当てると、導
電性繊維５ａは、直径Ｒの円で座標入力面Ｐと接触す
る。しかも、軸体５ｂが押し当てる力により著しく変形
しないものとすれば、入力ペンが傾いても接触面積は一
定となり、ペン先５（入力ペンを把持する使用者の手）
と座標入力面Ｐとの間に極めて安定的な一定の静電容量
が形成される。

【００２９】上述した第１から第３の実施形態の入力ペ
ンの後端部にボールペンなどの筆記具を結合して構成し
てもよい。また、上述した第１から第３の本実施形態の
入力ペンを構成するペン本体１は導電性のものであり、
金属を素材として構成してもよいが、この場合、座標入
力面Ｐとの接触により、座標入力面Ｐに傷などの損傷を
与える場合がある。これを回避するために、ペン先の取
り付け部分をプラスチックなどの硬度の小さな部材を用
いて構成し、使用者の手に把持される部分のみを金属を
用いて構成して、ペン先と使用者の手に把持される金属
部分とを、ペン本体１の内部で電気的に導通するように
構成すればよい。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下のような効果を得ることができる。即
ち、請求項１に記載の発明によれば、ペン先と入力ペン
を持つ手とが電気的に導通するように構成したので、静
電容量型座標入力パッドと使用者の手との間に形成され
る静電容量を、ペン先の形状で定めることが可能とな
り、極めて正確な座標情報の入力が可能となる。

【００３１】また、請求項２に記載の発明によれば、ペ
ン先を筆状に束ねた導電性繊維で構成したので、請求項
１に記載の発明により得られる効果に加えて、導電性繊
維が広がることにより、入力ペンを持つ手の力加減によ
らず、また、ペン先の傾きの方向によらずに静電容量型
座標入力パッドの座標入力面との接触面積を大きく、し
かも所定の面積を維持することができる。

【００３２】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
ペン先を導電性のフェルトを用いて構成し、しかも先端
部を略球面状に形成して構成したので、請求項１に記載
の発明により得られる効果に加えて、使用者の手に把持
される入力ペンの傾き（方向）によらず、静電容量型座
標入力パッドの座標入力面との接触面積を一定に維持す
ることができると共に、極めて優れた使用感及び操作性
を得ることができる。

【００３３】さらにまた、請求項４に記載の発明によれ
ば、球面状の先端部を有する軸体に導電性繊維を静電植
毛してペン先を構成したので、請求項１に記載の発明に
より得られる効果に加えて、入力ペンを持つ手の力加減
や傾きによらず、静電容量型座標入力パッドの座標入力
面との接触面積を大きく且つ一定とすることができる。

【００３４】従って、請求項１から請求項４に記載の発
明によれば、静電容量型座標入力パッドに精度良く座標
情報を入力することができると共に、使用感及び操作性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る静電
容量型座標入力パッド用入力ペンの外観図である。
（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る静電容量型座
標入力パッド用入力ペンの使用状態を説明するための説
明図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態
に係る静電容量型座標入力パッド用入力ペンの部分断面
図である。

【図３】（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る静電
容量型座標入力パッド用入力ペンの部分断面図である。
（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る静電容量型座
標入力パッド用入力ペンの使用状態を説明するための説
明図である。

【図４】静電容量型座標入力パッドの使用状態を説明す
るための説明図である。

【図５】静電容量型座標入力パッドの動作原理を説明す
るための説明図である。

【符号の説明】

１ペン本体２〜５ペン先４ａ，５ｂ軸体４ｂ導電性フェルト布５ａ導電性繊維

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電容量型座標入力パッドに座標情報を
入力するための静電容量型座標入力パッド用入力ペンで
あって、使用者の手に把持される導電性のペン本体と、該ペン本
体と電気的に導通された導電性のペン先とを備えたこと
を特徴とする静電容量型座標入力パッド用入力ペン。
【請求項２】ペン先は、筆状に束ねられた導電性繊維
により構成されたことを特徴とする請求項１に記載の静
電容量型座標入力パッド用入力ペン。
【請求項３】ペン先は、導電性のフェルトを素材とし
て構成され、該ペン先の先端部が球面状に形成されたこ
とを特徴とする請求項１に記載の静電容量型座標入力パ
ッド用入力ペン。
【請求項４】ペン先は、先端部が球面状の導電性の軸
体と、前記先端部に静電植毛して形成された導電性繊維
とからなることを特徴とする請求項１に記載の静電容量
型座標入力パッド用入力ペン。