JPS608927A - 信号検出ペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、信号検出ペンに係シ、とくにタブレット等へ
の当接の有無を確認するため検出棒の摺動動作で作動す
るペンスイッチを備えた信号検出ペンに関するものであ
る。

従来よシ、タブレット入力装置などには、第１図に示す
ように装置本体６０とケーブル６１を介して接続された
信号検出ペン１が装備されている。

そして、本体上面に設けられたタブレット６２の所望位
置に当接して情報を指示すると、該信号検出ペン１から
ペンが当接されたことを意味するペンスイッチ信号が発
せられ、これに応動してタブレット６２に走査信号が供
給されると、前記信号検出ペン１により当該当接領域の
位置信号が検出され、この検出信号に基づいて装置本体
側で所定の電気的処理がなされ、文字・図形等の情報入
力或いは座標入力を行なうことが出来るように構成され
ている。第２図はタブレット入力装置に用いられている
従来の信号検出ペンを示すものである。

この図において、信号検出ペン１は胴２に口金３、キャ
ップ４が螺合されたペン状のケーシング５を備えており
、前記口金３に案内孔６が穿設され、この案内孔６内に
検出４Ｉ７が貫挿されている。この検出棒７は導電性部
材から成シ、タブレット６２（第１図参照）に当接され
ると、その走査用電極線と容量結合して走査信号の検出
を行なう。

検出信号はケーシング５内に配設された基板８上の電気
回路９によって増幅等の信号処理がなされ、キャップ４
に貫挿されたケーブル６１を介して入力装置本体へ送出
されるようになっている。そして、前記検出棒７は案内
孔６内を摺動移動出来るように成っており、この検出棒
７の摺動動作でケーシング５に装備されたベンスイッチ
機構が作動する。このペンスイッチ機構は、信号検出ベ
ン１がタブレットに当接押下されるとこれを検知してベ
ンタッチ信号を出力し、ベンタッチがなされたときのみ
情報入力動作を行なわしめるためのものである。前記ペ
ンスイッチ機構を説明すると、まず、前述した如く、摺
動自在に形成された検出棒７の後端き基板８との間に設
けたスプリング１３によシ、該検出棒７が常時前方へ付
勢されるようになっておシ、後端に固着したストッパー
１４が前記口金３の後端面に当接して、抜けの防止が図
られている。前記ストッパー１４には、作用棒１５が装
着されている。この作用棒１５は、基板８に沿って平行
に後方へ延設されてお勺、その後端がＬ字状に形成され
た回動板１６の端部に植設したビン１７に連結されてい
る。前記回動板１６は、基板８に植設したピン１８によ
９回動自在に成っておシ、前記作用棒１５で押圧され或
いは引張られることによって、紙面に対し垂直方向に曲
折された遮蔽部１９が第２図の上下方向に移動して基板
８に対向装備された発光・受光素子２０．２１の光路を
断続するように成っている。

すなわち前記信号検出ペン１がタブレットに尚接され押
下されると、スプリング１３の弾発力に抗して検出棒７
がケーシング５内に押し込まれる。

この検出棒７のストローク動作で作用棒１５が回動板１
６を押し、それまで発光素子２０からの光を受光して導
通状態にあった受光素子２１はオフ状態となる。この受
光素子２１の出力変化に基づき基板８上に搭載されたス
イッチング回路（図示せず）が前記ベンタッチ信号をケ
ーブル６１を介して装置本体に出力するようになってい
る。

ところで、タブレット入力装置を用いて漢字入力を行な
う場合のように、信号検出ペンをタブレットに頻繁に押
下すると、ベンタッチ毎に前記検出棒を前方へ復帰させ
るスプリングが経時的に劣化しバネ力が弱くなると、発
光・受光素子対の光路を断続する回動板の位置決めが不
安定となってスイッチ機構の誤動作を招く恐れがあシ、
定期的な保守・調整が余儀なくされる。また、前記回動
板の微小揺動に伴々うベンタッチ信号のチャタリングを
防止し、合わせて、オペレータの操作感を向上させるた
め、前記作用棒の部分に、スプリングと板バネから成る
クリック機構を装備するようにした場合（実公昭５４−
２３２２９号公報参照）、構造が複維で組立工数も多く
高価となシ、ユーザに対す保守・調整作業が必須になる
とともに、信号検出ペンが大型化し、操作性の向上に対
し自づと限度が生ずるという不都合があった。

本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み表されたもので
あシ、磁石の吸着力を利用して検出棒を復帰させること
によシ、構成が簡単で信号検出ペンの小型化を図ること
ができ安価で操作性及び耐久性に優れた信号検出ペンを
提供することを、その目的とする。

（５） 以下、本発明の一実施例を第３図乃至第６図に基づいて
説明する。

第３図は本発明に係るタブレット入力装置用の信号検出
ペンを示す一部省略した断面図である。

図に於て、信号検出ペン３０は、円筒３１．３２が直結
された胴３３、口金３４、キャップ３５が順次螺合され
て成るケーシング３６を備えている。

前記口金３４の案内孔３７には検出棒３９が摺動自在に
装備されている。この検出棒３９は、アルミニウムなど
導電性を有する非磁性材料で形成されている。案内孔３
７後方の前記検出棒３９には鉄などの磁性材料から成る
ストッパー４０が嵌着されておシ、このストッパー４０
の前側に対向する前記口金３４の案内孔３７周縁にドー
ナツ状の磁石４１が貼着されている。この磁石４１の磁
化作用で、前記磁性材から成るストッパー４０に吸引力
が働き、検出棒３９が常時前方へすなわち前記ケーシン
グの先端方向へ付勢されることと外る。

この検出棒３９の前方移動は磁石４１にストッパー４０
が吸着して制限されるように成っている。

（６）− 前記磁石４１とストッパー４０との間に働く吸引力は、
略距離の二乗に反比例するため該磁石４１とストッパー
４０がくっついて吸着状態に在るときが最も大きく離れ
るに従い急激に小さくなる。

よって、磁石４１とストッパー４０が吸着して前方に復
帰した検出棒３９を、タブレット６２＜第１図参照）に
押下すると、押圧力が前記吸着力よシ僅かに大きくなっ
た瞬間、急に検出棒３９が後方に移動しこのときオペレ
ータにクリック感触が得られるように成っている。

前記ストッパー４０の後側に対向して円筒３１の内側に
当て部材４２が螺着されている。この当て部材４２は、
中心軸上に穿設した案内孔４３で検出棒３９の後端部を
摺動自在に案内するとともに、該当て部材４２にストッ
パー４０が当接することで検出棒３９の後方移動を制限
するように成っている。前記当て部材４２の後端面に、
皿状に形成された一方の接点４４が装着されておシ、こ
の接点４４に対応して検出棒３９の後端部に環状に形成
された他方の接点４５が固着されている。前記接点４４
は耐久性がありしかもチャタリングの少ないカーボン又
はカーボン混入の導電性ゴム等の電極から成シ、接点４
５は鉄・アルミ等の金属材料又は前述したカーボン類の
部材などで形成されている。これらの接点４４．４５は
第５図に示すペンスイッチ５１を構成するものであり、
前記ストッパー４０が磁石４１に吸着されて検出棒３９
全体が前方に復帰したとき接触しスイッチが閉じられる
ように成っている。との際、検出棒３９の復帰力は、本
実施例では磁石４１、ストッパー４０で相互間を１朋程
度に設定してあシ、これによって充分な大きさのものと
なっており、一方、前記接点４４．４５間には必要最小
限の接触圧しか生じず、接点を傷めることがないように
成っている。

一方、検出棒３９がタブレット６２に押下されて後方に
移動すると前記ペンスイッチ５１が開き、このスイッチ
開動作を受けて後述するようにペンスイッチ信号が発生
するように成っている。

前記ケーシング５６内には、キャップ３５から挿入した
ケーブル４６が前記検出棒３９の後端近くまで延設され
ている。このケーブル４６の先端部は、前記円筒３１と
３２の間に嵌合された係止片４７に挟着されて該ケーシ
ング３６の中心軸上に固定されている。ケーブル４６は
、信号線４８、アース線（シールド線）４９から成る二
芯同軸ケーブルであシ、信号線４８が可動性を有する配
線５０を介して前記検出棒５９と接続されている。

一方、アース線４９は前記一方の接点４４と接続されて
接点４４，４５、検出棒３９、信号線４８の間にスイッ
チ回路を構成するように成っている。

このように構成された信号検出ペン３０に於て、この信
号検出ペン３０がタブレット（第１図参照）６２に押下
されることガく該検出棒３９が前方に復帰している場合
は、前記接点４４と４５が接触し、ペンスイッチ５１が
閉じて検出棒３９がアースされた状態となる。このとき
、ケーブル４６の信号線４８とアース線４９の間のイン
ピーダンスは零である。次に、情報入力を行なうため、
信号検出ペン３０をタブレット６２へ押下し、検出棒３
９を後方へ摺動させると、前記接点４４と４５が離れて
ペンスイッチ５１が開き、検出棒３９は浮いた状態とな
りこのとき、ケーブル４６の信号線４８とアース線４９
間は高インピーダンスとなって、検出棒３９とタブレッ
ト６２の走査用電極線６３（第４図参照）とが容量結合
し、走査信号の検出が可能となる。

前記ケーブル４６の他端が接続される装置本体には、第
４図に示するように、まず、信号線４７に所定のバイア
ス電圧ＶＯを掛けるための高抵抗Ｒ＋。

ｌｈ（本実施例ではＲ１が９ＭＯ，Ｒ２が１ＭΩ）及び
電源５２から成るバイアス回路５３が設けられている。

前記ペンスイッチ５１が閉じてケーブル４６のインピー
ダンスが零になると抵抗Ｒ２が短絡されるためアースに
対する信号線４７の電圧Ｖは常に零となる。一方、ペン
スイッチ５１が開きケーブル４６のインピーダンスが「
ハイ」となると、抵抗ＲＩ　＋Ｒ２の分圧比で定まる電
圧Ｖｏが信号線４７に掛かシ、後述するインピーダンス
回路５４のインピーダンスが充分高ければゾ＝Ｖｏとな
る。従って、信号線４７の電圧変化から、ケーブルのイ
ンピーダンス変化即ち、ペンスイッチ５１の開閉を検出
するときが可能となる。また、この状態で検出棒３９が
検出信号を拾うと、信号線４７のバイアス電圧Ｖ。

に該検出信号の誘起電圧ｅが重畳されることになる。

また、前記バイアス回路５３の出力側には、信号線４７
に接続されたインピーダンス変換回路５４が設けられて
おシ、信号線４７の電圧Ｖがそのまま低出力インピーダ
ンス状態で出力されるように成っている。このインピー
ダンス変換回路５４の出力側には、更に、直流増幅器５
５及び直流成分カット用のコンデンサ５６を介して増幅
器５７が並列接続されている。前記直流増幅器５５は、
信号線４７の電圧Ｖを直流増幅して、０からｖ′ｏヘス
テップ状に変化するペンスイッチ信号を出力する機能を
有してい・る。ただし、信号線４７に検出信号が重畳さ
れても、直流増幅器５５の持つ積分作用でペンタッチ信
号レベルは殆んど変化しないように成っている。前記ペ
ンタッチ信号は、装置本体内のタブレットコントローラ
（図示せず）へ送られ、該ベンタッチ信号の立上がシが
ら所定の遅延時間経過後、タブレット６２の走査が行な
われる。一方、信号線４７のバイアス電圧ＶＯに乗った
検出信号は、コンデンサ５６を通シ抜けて増幅器５７へ
送られ、ここで所定レベルまで増幅されるように成って
いる。この検出信号は、前記タブレットコントローラに
送出され、検出タイミングから信号検出ペン３０の当接
箇所に係る座標が特定されるように成っている。尚、前
記ベンタッチ信号が立上がる際に第６図の点線Ａに示す
如きノイズが増幅器５７から出力されるが、前記タブレ
ットコントローラの遅延動作で無効処理が行なわれるよ
うに成っている。

この実施例によれば、磁気的吸引力を利用して検出棒の
復声を行なうようにしたので、復帰力の経時的劣化がな
く定期的な保守・調整が要らず、小型・簡単な構成で検
出棒のストロークの大小に拘わらずペンタッチ時のクリ
ック感を得ることができペンスイッチを確実に動作させ
ることが可能きなる。また、従来ケーシング内に収納さ
せていたシャッタ機構、発光・受光素子対等ら成る複雑
なペンスイッチ機構やスイッチング回路が不要で、検出
信号増幅用のアンプも装置本体側に備える構成なため信
号検出ペンを一層小型・軽量で安価なものとでき、更に
、ケーブルの信号線を検出信号送出線とペンスイッチ回
路用配線の両者に兼用させたので、ケーブルは高々二芯
構造で済み、外径が細く軽量なものを使用出来るため前
記信号検出ペンの軽量化及びクリック感触と合わせて操
作性を著しく増大させることができる。

また、第７図に示すように、ケーシング３６に螺着され
た尚て部材４２Ａのストッパー４０側に、ゴム、スポン
ジ等から成る弾性部材５８を貼着し、ベンタッチ時の衝
撃を柔らげるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、信号検出ペンを
小型・安価にでき、操作性・耐久性を向上させることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は信号検出ペンを備えたタブレット入力装置の使
用状態を示す外観斜視図、第２図は従来の信号検出ペン
の一例を示す断面図、第３図、第４図は本発明の一実施
例に係る信号検出ペンを示す一部省略した断面図であシ
、第３図は検出棒が復帰した状態、第４図は検出棒が押
下された状態を示す一部省略した断面図、第５図は信号
検出ペンと接続された装置本体側の回路例を示すブロッ
ク図、第６図は第４図の動作説明図、第７図は他の実施
例を示す一部省略した断面図である。 ３０・・・信号検出ペン、３６・・・ケーシング、３９
・・・検出棒、４０・・・ストッパー、４１・・・磁石
。 特許出願人　べんてる株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケーシングの先端部に岩該ケーシングに沿って摺
   動自在に組み込まれた信号検出棒き、この信号検出棒の
   押下げ動作によって所定の接又は断の信号を出力するペ
   ン押下げ確認スイッチとを備えた情報入力装置用の信号
   検出ペンにおいて、前記ケーシングと信号検出棒との間
   に、磁気的吸引力によって当該信号検出棒を前記ケーシ
   ングの先端方向へ移動せしめる検出棒復帰手段を装備し
   たことを特徴とする信号検出ペン。