JP2018142179A - ペン型ポインティングデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成であって、マウス及びタッチペンの機能を有するペン型ポインティングデバイスを提供することを目的とする。【解決手段】ペン型ポインティングデバイス１は、本体５の一端において凸状に設けられた透光性を有する光学部品１３と、光学部品１３を介して対象物に光を照射する光射出部と、光射出部から照射され、対象物で反射した光を検出する受光部と、受光部で検出された光に基づいて、本体部の移動量及び移動方向を検出し、検出された移動量及び移動方向に基づいて、移動量及び移動方向に関する移動信号を生成する移動検出部と、移動検出部で生成された移動信号を出力する出力部と有するマウス部８を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ペン型ポインティングデバイスに関するものである。

タブレット端末（タブレットコンピュータ）やスマートフォン等の携帯情報端末は、ＣＰＵやメモリ等の回路基板が内蔵された筐体にタッチパネルが設けられて、ユーザーが画面上に触れることで端末への入力が可能である。また、ノート型パーソナルコンピュータ（ノートパソコン）やデスクトップ型パソコンの画面についても、タッチパネルが設けられているものがある。タッチパネルの画面に対してユーザーが触れる際、指先で行う場合、タッチペン（スタイラスペン）のペン先で行う場合がある。

下記の特許文献１には、静電容量型のタッチパネルで使用されるタッチペンに関する発明であって、ペン後端部に所定の導電性パターンが形成され、タッチパネルにおいて所定の導電性パターンが検出されたとき、軌跡上のデータを消去するイレース機能を実行する技術が開示されている。

特開２０１６−１６７２３９号公報

タッチペンは、携帯情報端末やノートパソコン等の端末の筐体内部に収納されたり、筐体の外側に取り付けられたりして、端末とペンを同時に携帯できるように設計・製造されることが一般的である。

上述したとおり、端末がタッチパネルを備え、タッチパネルでの操作が広く行われる傾向にある一方、マウスを用いて端末を操作することに対する要求も従来と変わらずに存在している。マウスは、端末とは別に設計・製造されており、端末に対して収納や取付けられることはなく、持ち運びに不便である。そのため、ユーザーは、外出先等にマウスを携帯しないか、又は、嵩張ってでもマウスを携帯することになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成であって、マウス及びタッチペンの機能を有するペン型ポインティングデバイスを提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係るペン型ポインティングデバイスは、前記本体部の一端において凸状に設けられた透光性を有する光学部品と、前記光学部品を介して対象物に光を照射する光射出部と、前記光射出部から照射され、前記対象物で反射した光を検出する受光部と、前記受光部で検出された光に基づいて、前記本体部の移動量及び移動方向を検出し、検出された前記移動量及び前記移動方向に基づいて、前記移動量及び前記移動方向に関する移動信号を生成する移動検出部と、前記移動検出部で生成された前記移動信号を出力する出力部とを備える。

本発明の第２態様に係るペン型ポインティングデバイスは、一端にペン先が設けられ、一方向に長い本体部と、前記本体部の前記一端とは反対側の他端において、凸状に設けられた透光性を有する光学部品と、前記光学部品を介して対象物に光を照射する光射出部と、前記光射出部から照射され、前記対象物で反射した光を受光する受光部と、前記受光部で検出された光に基づいて、前記本体部の移動量及び移動方向を検出し、検出された前記移動量及び前記移動方向に基づいて、前記移動量及び前記移動方向に関する移動信号を生成する移動検出部と、前記移動検出部で生成された前記移動信号を出力する出力部とを備える。

本発明によれば、ペン型ポインティングデバイスは、簡易な構成であって、マウス及びタッチペンの機能を実現させることができる。

本発明の第１実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す正面図であり、ペン先が突出した状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す側面図であり、ペン先が突出した状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す背面図であり、ペン先が突出した状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す正面図であり、ペン先が収容された状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す側面図であり、ペン先が収容された状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す初面図であり、ペン先が収容された状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るペン型ポインティングデバイスを示す部分拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す正面図であり、ペン先が突出した状態を示す。 本発明の第２実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す正面図であり、ペン先が収容された状態を示す。 本発明の第２実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す正面図であり、ペン先が収容され、設置面に接地された状態を示す。 本発明の第２実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す部分拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す底面図である。 本発明の第３実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す正面図である。 本発明の第３実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す背面図である。 本発明の第３実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す側面図であり、設置面に接地された状態を示す。 本発明の第４実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す正面図である。 本発明の第４実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す正面図であり、設置面に接地された状態を示す。 本発明の第４実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す部分拡大縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係るペン型ポインティングデバイスを示す底面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係るペン型ポインティングデバイス（以下「ペン型デバイス」という。）１について、図面を参照しながら、説明する。
なお、以下では、携帯情報端末の例として、タブレット端末を挙げるが、本発明が適用される携帯情報端末はこれに限られず、ノート型パーソナルコンピュータ、スマートフォンなどでもよい。

本実施形態に係るペン型デバイス１は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、ペン先６が本体５の端面５ａから突出しているとき、タッチペンとして機能し、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、ペン先６が本体５に収容されているとき、マウスとして機能する。

ペン型デバイス１は、図３に示すように、一方向に長い軸状部材である本体５と、ペン先６と、本体５に収容されたデジタイザー部７及びマウス部８と、本体５の表面に設けられ、電池１０と電気的に接続される充電端子９（図１Ａ参照）と、本体５に収容された電池１０と、制御回路１１と、センサー部１２などを有する。

本実施形態に係るペン型デバイス１は、タッチペンとして機能するとき、タブレット端末、ノートパソコン等の端末に設けられたタッチパネルへの入力に用いられる。タッチペンとして機能するペン型デバイス１は、アクティブ式でもよいし、パッシブ式でもよい。アクティブ式の場合、デジタイザー部７が作動する。デジタイザー部７は、図４に示すように、圧力検出部１５、デジタイザー制御部１６、トランスデューサー１７などを有する。

ペン先６は、外部と先端で接触しデジタイザー部７と電気的に導通する材料によって構成される。ペン先６の材料は、例えば導電性合成樹脂である。また、ペン先６は、光学部品１３としても用いられる。光学部品１３は、光が通過する透光性を有する部材であり、光射出部１８から射出された光が通過する。

また、本体５の端面５ａには、図１Ｃ及び図２Ｃに示すように、光学部品１４が設置される。光学部品１４では、光射出部１８から射出された後、対象物で反射した光が受光部１９へ向かって通過する。

圧力検出部１５は、ペン先６がタッチパネルなどに当接され、その押圧力によってペン先６がばね部材（図示せず。）の弾性力に抗して押し込まれた際の圧力を検出して、検出結果をデジタイザー制御部１６に出力する。なお、圧力検出部１５でペン先６の圧入を検出する場合に限られず、他の検出手段を使用してペン先６の圧入を検出してもよい。

トランスデューサー１７は、例えば、電圧制御発振器であり、ペン先６と電気的に接続されている。トランスデューサー１７は、デジタイザー制御部１６によって出力される電圧に基づいて正弦波信号（周波数ｆ１，振幅Ａ１）を生成し、生成した正弦波信号を、ペン先６を通じて送信する。

また、デジタイザー制御部１６は、圧力検出部１５の圧力検出結果に基づいて、ペン先６の圧入を検出した場合には、トランスデューサー１７に出力する電圧を変更し、正弦波信号（周波数ｆ２（但し、ｆ２＞ｆ１），振幅Ａ１）を生成する。そして、デジタイザー制御部１６は、生成した正弦波信号を、ペン先６を通じて送信する。タブレット端末は、タッチセンサを介して正弦波信号を受信する。

電池１０は、デジタイザー制御部１６に電力を供給し、デジタイザー制御部１６は、電圧レベルを調整してトランスデューサー１７及び圧力検出部１５に電圧を供給する。トランスデューサー１７は電圧が供給されると、発振を開始して正弦波信号を生成し、ペン型デバイス１はアクティブ式のタッチペン（デジタイザー）として用いることが可能になる。

また、ペン型デバイス１は、マウスとして機能するとき、端末の画面上に表示されているマウスポインタの位置を端末に入力する。ペン型デバイス１は、マウスとして機能するとき、マウス部８が作動する。

マウス部８は、図４に示すように、光射出部１８と、受光部１９と、移動検出部２０と、出力部２１などから構成される。マウス部８は、電池１０から電力が供給される。

光射出部１８は、例えばＬＥＤであり、ＬＥＤ光を射出する。受光部１９は、光を受光し、受光した光を検出する。光射出部１８から射出された光は、光学部品１３を通過して、ペン型デバイス１がマウスとして操作されるテーブル等の対象面に照射される。対象面に照射された光は、対象面で反射し、例えば光学部品１４を通過して、受光部１９へ到達する。そして、受光部１９において、対象物で反射された光が受光される。

移動検出部２０は、受光部１９で受光した光に基づいて、本体５の移動量及び移動方向を検出する。移動検出部２０は、検出された本体５の移動量及び移動方向に基づいて、移動量及び移動方向に関する移動信号を生成する。出力部２１は、例えば無線通信によって、移動検出部２０で生成された移動信号をタブレット端末へ送信する。

したがって、受光部１９で受光した光に基づいて、ペン型デバイス１の本体５の移動量及び移動方向が検出され、かつ、移動量及び移動方向に関する移動信号がタブレット端末へ出力されることから、ペン型デバイス１は、マウスとして使用可能である。

ペン型デバイス１の本体５の端面５ａには、本体５の軸方向に対して斜め方向に傾いた斜面部が形成されている。

ペン型デバイス１の斜面部全体を設置面に接触させるとき、ペン型デバイス１は、設置面に対して１方向に傾いた状態となる。これにより、ペン型デバイス１をマウスモードとして使用するときの操作方向（前後左右）を特定することができる。予めペン型デバイス１の傾斜部の傾き方向と、マウスモードの操作方向との関係を記録しておくことで、マウスとして用いられるとき、ユーザーは、ペン型デバイス１の傾斜方向をもとにしてペン型デバイス１を操作することで、画面上のポインタを前後左右に正確に操作できる。

制御回路１１は、図４に示すように、切替検出部２２と、切替制御部２３と、ＯＮ／ＯＦＦ制御部２４などを有する。
切替検出部２２は、ペン先６の本体５に対する出入を検出する。切替検出部２２は、ペン先６の出入に対応するペン先６の位置を検出してもよいし、又は、デジタイザー部７の位置を検出してもよい。

切替制御部２３は、切替検出部２２の検出結果に基づいて、ペン型デバイス１がタッチペンとして機能するペンモードと、ペン型デバイス１がマウスとして機能するマウスモードとを切り替える。

センサー部１２は、例えば、近接センサー（Ｐセンサー）であり、ペン型デバイス１に対するユーザーによる接触を検出する。検出結果は、ＯＮ／ＯＦＦ制御部２４へ出力される。ＯＮ／ＯＦＦ制御部２４は、センサー部１２による検出結果や、マウスモードにおいてマウス部８が動作していない時間等に基づいて、マウス部８をＯＮからＯＦＦへ切り替える。

次に、本実施形態に係るペン型デバイス１の操作方法について説明する。
ペン型デバイス１は、動作モードとして、上述したとおり、ペンモードと、マウスモードを有する。
ユーザーがタッチペンとしてペン型デバイス１を用いる場合、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、本体５の外周面に設けられたスライド式ボタン２５を用いて、ペン先６を押し下げて、端面５ａからペン先６を突出させる。これにより、ペン先６が本体５から突出されたことが検出され、ペン型デバイス１は、ペンモードに切り替わる。ペンモードでは、デジタイザー部７が作動する。

ペンモードでは、トランスデューサー１７は、デジタイザー制御部１６によって出力される電圧に基づいて正弦波信号（周波数ｆ１，振幅Ａ１）を生成し、生成した正弦波信号を、ペン先６を通じて送信する。デジタイザー制御部１６は、圧力検出部１５の圧力検出結果に基づいて、ペン先６の圧入を検出した場合には、トランスデューサー１７に出力する電圧を変更し、正弦波信号（周波数ｆ２（但し、ｆ２＞ｆ１），振幅Ａ１）を生成する。

なお、ペン型デバイス１がペンモードに移行したとき、タブレット端末の画面にペン型デバイス１がペンモードとなっていることを表示し、ユーザーにペン型デバイス１がペンモードであることを通知できるようにしてもよい。この場合、タブレット端末は、ペン型デバイス１から動作モードに関する信号を受信し、受信した信号に基づいて、画面表示を制御する。

ユーザーがペン型デバイス１をマウスとして用いる場合、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、スライド式ボタン２５を用いて、ペン先６を引き上げて、ペン先６を本体５の内部に収容させる。これにより、ペン先６が本体５に収容されたことが検出され、ペン型デバイス１は、マウスモードに切り替わる。マウスモードでは、マウス部８が作動する。

マウスモードでは、光射出部１８が光の射出を開始し、光学部品１３，１４を介して、受光部１９で光を受光する。そして、受光部１９で受光した光に基づいて、本体５の移動量及び移動方向が検出され、かつ、移動量及び移動方向に関する移動信号がタブレット端末へ出力される。

なお、ペン型デバイス１がマウスモードに移行したとき、タブレット端末の画面にペン型デバイス１がマウスモードとなっていることを表示し、ユーザーにペン型デバイス１がマウスモードであることを通知できるようにしてもよい。この場合も、タブレット端末は、ペン型デバイス１から動作モードに関する信号を受信し、受信した信号に基づいて、画面表示を制御する。

また、マウスモードの状態において、ペン型デバイス１を画面にタッチすることによって、マウスモードの表示を解除し、かつ、ペン型デバイス１がペンモードに切り替わるように構成されてもよい。すなわち、端末は、ペン型デバイス１によるタッチが検出されたとき、マウスモードの表示を解除する。さらに、ペン型デバイス１は、端末のタッチパネルとの接触が検出されたとき、マウスモードの作動を停止し、ペンモードの作動を開始させる。

本実施形態では、タブレット端末等の端末が起動中であって、マウスモードの作動状態を自動的に停止するため、マウス操作が行われているか否かを検知してもよい。例えば、ＯＮ／ＯＦＦ制御部２４は、センサー部１２によってユーザーがペン型デバイス１を手で持っている状態が検知されている間に、受光部１９においてマウス操作による光の受光が所定時間行われなかった場合、光射出部１８からの光の照射を停止して、マウスモードの作動状態を停止してもよい。

なお、上述した本実施形態では、ペン先６を本体５に出入する場合について説明したが、本発明は、この例に限定されず、図５に示すように、本体５の端面５ａに凸状に形成されたペン先６が出入しない構成でもよい。この場合、ペン先６には、外部と先端で接触しデジタイザー部７と電気的に導通し、かつ、光射出部１８からの光が通過する光学部品１３が設けられている。
本変形例に係るペン型デバイス１は、例えば、本体５の外周部にボタン部（入力部）を有し、ユーザーによるボタン部の押圧によって、ペンモードとマウスモードが切り替わる。

以上、本実施形態及び本変形例によれば、一つのデバイスがマウスとタッチペンの機能を有しており、ペン形状を有することによって、携帯性が良い。また、ペン形状を有していながら、本実施形態では、ペン先６を本体５に収容することで、本変形例では、ユーザーがボタン部を操作することで、マウスモードへ移行し、マウスとして使用可能になる。ユーザーは、従来型のマウスを別途持ち運ぶことなく、端末に対してマウス操作による入力を行うことができる。

なお、従来のマウスと類似する形状を有するマウス型ケースを別途用意しておき、ペン型デバイス１をマウス型ケースに挿入できるようにしてもよい。この場合、マウス型ケースをユーザーが操作することになり、ユーザーは従来と同様の操作感覚でマウス操作を行うことができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るペン型ポインティングデバイス（以下「ペン型デバイス」という。）２について説明する。
本実施形態に係るペン型デバイス２は、図６に示すように、ペン先６が本体５の端面５ａから突出しているとき、タッチペンとして機能し、図７に示すように、ペン先６が本体５に収容されているとき、マウスとして機能する。

ペン型デバイス２は、図８に示すように、本体５と、ペン先６と、本体５に収容されたデジタイザー部７及びマウス部８と、本体５に収容された電池１０と、制御回路１１と、センサー部１２などを有する。センサー部１２は、例えば、近接センサー、加速度センサーなどを備える。

ペン先６及びデジタイザー部７は、本体５の外周に設けられたクリップ部２６と連結しており、クリップ部２６の押し下げ、又は、引き上げによって、ペン先６が、本体５の端面５ａから突出したり、本体５に収容されたりする。ペン先６の本体５への収容は、例えば、リリース用ボタン２７が押圧されることによって行われる。なお、ペン先６は、第１実施形態と同様に、スライド式ボタンが設けられ、スライド式ボタンと連結して、本体５に対して出入する構成を有してもよい。

また、本体５は、一方向に長い軸部２８と、軸部２８の一側に設けられたスライダー部２９を有し、図９に示すように、軸部２８がスライダー部２９の軸周りに回動可能に構成される。

スライダー部２９は、図１０に示すように、ほぼ円錐台形状を有し、中心部に貫通孔２９Ａが形成されている。また、図１０及び図１１に示すように、貫通孔２９Ａには、ペン先６が挿入されており、ペン先６は、貫通孔２９Ａに沿って移動可能である。また、スライダー部２９は、軸部２８に対して滑らかに回動できるように構成されている。また、スライダー部２９には、ばね部材３０が取り付けられる。スライダー部２９に対して負荷がかからない状態、例えば、ペン型デバイス２が設置面から離れた状態で、ばね部材３０の弾性力によって、スライダー部２９の軸線と軸部２８の軸線が一致するようにしてもよい。

スライダー部２９は、ペン先６を覆っており、端面５ａの面積が広いことから、操作時に本体５を傾けたとしても、外部から光学部品１３，１４に光が侵入することを防止できる。

本実施形態において、制御回路１１における切替検出部は、第１実施形態の切替検出部２２と異なり、スライダー部２９に対する本体５の軸部２８の回動を検出する。切替検出部は、例えば、ジャイロセンサーを有する。切替検出部は、ジャイロセンサーの検出結果を用いて、スライダー部２９に対して軸部２８が回動したか否かを検出する。

切替制御部は、切替検出部の検出結果に基づいて、ペン型デバイス２がタッチペンとして機能するペンモードと、ペン型デバイス２がマウスとして機能するマウスモードとを切り替える。

すなわち、本体５の内部に設けられたジャイロセンサーの検出結果に基づいて、本体５の軸部２８がスライダー部２９の軸周りに回動されたことが検出されたとき、切替制御部がペン型デバイス２をマウスモードに切り替える。これにより、ペン先６を収容しただけで、ペン型デバイス２がマウスモードに切り替わってしまうことを防止できる。

ペン先６には、図１０に示すように、例えば二つの軸状の光学部品１３，１４が設置され、光学部品１３は、光射出部１８から射出された光が通過し、光学部品１４は、反射した光が受光部１９へ向かって通過する。二つの光学部品１３，１４の間は、光が透過しない非透過性部材３１が設けられる。

次に、本実施形態に係るペン型デバイス２の操作方法について説明する。
ペン型デバイス２は、動作モードとして、上述したとおり、ペンモードと、マウスモードを有する。
ユーザーがタッチペンとしてペン型デバイス２を用いる場合、クリップ部２６を用いて、図６に示すように、ペン先６を押し下げて、端面５ａからペン先６を突出させる。これにより、ペン先６が本体５から突出されたことが検出され、ペン型デバイス２は、ペンモードに切り替わる。ペンモードでは、デジタイザー部７が作動する。

ユーザーがペン型デバイス２をマウスとして用いる場合、リリース用ボタン２７を押して、図７に示すように、ペン先６を引き上げて、ペン先６を本体５の内部に収容させる。

そして、ユーザーは、図９に示すように、スライダー部２９をマウスとして操作させる設置面に接触させる。このとき、センサー部１２の加速度センサーによって、ペン型デバイス２が設置面に接地されたことが検出される。また、近接センサーによって、ユーザーがペン型デバイス２を手で持っている状態が検出される。ペン型デバイス２の設置面に対する接地と、ユーザーによる保持状態が検出された場合、切替検出部のジャイロセンサーが起動する。

そして、ユーザーは、スライダー部２９が設置面と接触した状態で、スライダー部２９の軸線周りに本体５の軸部２８を回動させる。

これにより、ジャイロセンサーによって、軸部２８がスライダー部２９の軸線周りに回動されたことが検出され、ペン型デバイス２は、マウスモードに切り替わる。マウスモードでは、マウス部８が作動する。軸部２８の軸線回りの回動が行われたか否かは、ジャイロセンサーが設置面に対する水平面内での回転（具体的にはＸ方向とＹ方向それぞれの方向で±Ｎ°以上往復すること）を所定時間内に検出することに基づいて行われる。
なお、本実施形態では、ジャイロセンサーが起動した後に、ジャイロセンサーにおいてペン型デバイス２の動きが検出されない場合、ジャイロセンサーを再び停止してもよい。

以上、本実施形態によれば、一つのデバイスがマウスとタッチペンの機能を有しており、ペン形状を有することによって、携帯性が良い。また、ペン形状を有していながら、本実施形態では、ペン先６を本体５に収容することで、マウスモードへ移行し、マウスとして使用可能になる。ユーザーは、従来型のマウスを別途持ち運ぶことなく、端末に対してマウス操作による入力を行うことができる。また、本体５の軸部２８がスライダー部２９の軸周りに回動されたことが検出されたとき、ペンモードからマウスモードに切り替わるため、誤作動を防止できる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るペン型ポインティングデバイス（以下「ペン型デバイス」という。）３について説明する。

本実施形態に係るペン型デバイス３は、上述した第１及び第２実施形態と異なり、タッチペンとして機能するペン先３２側と、マウスとして機能するマウス側とが本体５の反対側に設置される。
本実施形態に係るペン型デバイス３は、図１２及び図１３に示すように、ペン先３２が下方に向けられているとき、ペンモードとして機能し、図１５に示すように、ペン先３２とは反対のマウス側が下方に向けられているとき、マウスモードとして機能する。

ペン型デバイス３は、図１４に示すように、本体５と、ペン先３２と、本体５に収容されたデジタイザー部７及びマウス部８と、本体５の表面に設けられた充電端子９（図１２参照）と、本体５に収容された電池１０と、制御回路１１と、センサー部１２などを有する。

ペン型デバイス３の一端部には、ペン先３２が設けられ、ペン先３２の内部には、図１４に示すように、外部と先端で接触しデジタイザー部７と電気的に導通する芯材３３が設けられている。芯材３３の材料は、例えば導電性合成樹脂や金属である。

ペン型デバイス３は、第１実施形態と同様に、デジタイザー部７は、圧力検出部、デジタイザー制御部、トランスデューサーなどを有する。

ペン型デバイス３の他端部には、マウス部８が設置される。マウス部８は、第１実施形態と同様に、光射出部と、受光部と、移動検出部と、出力部などから構成される。ペン型デバイス３の本体５の端面５ｂには、図１３及び図１４に示すように、光が透過する透光性の光学部品３４，３５が設けられる。

ペン型デバイス３の本体５の端面５ｂには、本体５の軸方向に対して斜め方向に傾いた斜面部が形成されている。

ペン型デバイス３の斜面部全体を設置面に接触させるとき、図１５に示すように、ペン型デバイス３は、設置面に対して１方向に傾いた状態となる。これにより、ペン型デバイス３をマウスモードとして使用するときの操作方向（前後左右）を特定することができる。予めペン型デバイス３の傾斜部の傾き方向と、マウスモードの操作方向との関係を記録しておくことで、マウスとして用いられるとき、ユーザーは、ペン型デバイス３の傾斜方向をもとにしてペン型デバイス３を操作することで、画面上のポインタを前後左右に正確に操作できる。

制御回路１１の切替検出部は、本体５の向きを検出する。切替検出部は、例えばジャイロセンサーである。

切替制御部は、切替検出部の検出結果に基づいて、ペン型デバイス３がタッチペンとして機能するペンモードと、ペン型デバイス３がマウスとして機能するマウスモードとを切り替える。なお、ジャイロセンサーの検出による切り替えではなく、図１２及び図１４に示すように、本体５の外周部にボタン部（入力部）３６を有し、ユーザーによるボタン部３６の押圧によって、ペンモードとマウスモードが切り替わるようにしてもよい。

次に、本実施形態に係るペン型デバイス３の操作方法について説明する。
ペン型デバイス３は、動作モードとして、上述したとおり、ペンモードと、マウスモードを有する。
ユーザーがタッチペンとしてペン型デバイス３を用いる場合、ユーザーは、図１２及び図１３に示すように、ペン先３２を下方へ向ける。これにより、ペン先３２が下方へ向けられていることが検出され、ペン型デバイス３は、ペンモードに切り替わる。ペンモードでは、デジタイザー部７が作動する。

ユーザーがペン型デバイス３をマウスとして用いる場合、ユーザーは、図１５に示すように、ペン先３２を上方へ向け、かつ、マウス部８側の端部を下方へ向ける。これにより、マウス側が下方へ向けられていることが検出され、ペン型デバイス３は、マウスモードに切り替わる。マウスモードでは、マウス部８が作動する。

本実施形態では、タブレット端末等の端末が起動中であって、マウスモードの作動状態を自動的に停止するため、マウス操作が行われているか否かを検知してもよい。例えば、ＯＮ／ＯＦＦ制御部は、近接センサーによってユーザーがペン型デバイス１を手で持っている状態が検知されている間に、受光部においてマウス操作による光の受光が所定時間行われなかった場合、光射出部からの光の照射を停止して、マウスモードの作動状態を停止してもよい。

以上、本実施形態によれば、一つのデバイスがマウスとタッチペンの機能を有しており、ペン形状を有することによって、携帯性が良い。また、ペン形状を有していながら、本実施形態では、ペン先３２を上方へ向けることで、マウスモードへ移行し、マウスとして使用可能になる。ユーザーは、従来型のマウスを別途持ち運ぶことなく、端末に対してマウス操作による入力を行うことができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係るペン型ポインティングデバイス（以下「ペン型デバイス」という。）４について説明する。
本実施形態に係るペン型デバイス４は、図１６に示すように、ペン先３２が下方に向けられているとき、ペンモードとして機能し、図１７に示すように、ペン先３２とは反対のマウス側が下方に向けられているとき、マウスモードとして機能する。

ペン型デバイス４は、本体５と、ペン先３２と、本体５に収容されたデジタイザー部７及びマウス部８と、本体５に収容された電池１０と、制御回路１１と、センサー部１２などを有する。センサー部１２は、加速度センサー、近接センサーなどを備える。

ペン型デバイス４の一端部には、ペン先３２が設けられ、ペン先３２の内部には、図１８に示すように、外部と先端で接触しデジタイザー部７と電気的に導通する芯材３３が設けられている。芯材３３の材料は、例えば導電性合成樹脂や金属である。

ペン型デバイス４は、第１実施形態と同様に、デジタイザー部７は、圧力検出部、デジタイザー制御部、トランスデューサーなどを有する。

ペン型デバイス４の他端部には、マウス部８が設置される。マウス部８は、第１実施形態と同様に、光射出部と、受光部と、移動検出部と、出力部などから構成される。ペン型デバイス４の本体５の端面５ｂには、図１８に示すように、光が透過する透光性の光学部品３４，３５が設けられる。

制御回路１１の切替検出部は、本体５の向きを検出する。切替検出部は、例えばジャイロセンサーである。

切替制御部は、切替検出部の検出結果に基づいて、ペン型デバイス４がタッチペンとして機能するペンモードと、ペン型デバイス４がマウスとして機能するマウスモードとを切り替える。なお、ジャイロセンサーの検出による切り替えではなく、本体５の外周部にボタン部（入力部）を有し、ユーザーによるボタン部の押圧によって、ペンモードとマウスモードが切り替わるようにしてもよい。

本体５は、軸部２８と、軸部２８の一側に設けられたスライダー部２９を有し、軸部２８がスライダー部２９の軸周りに回動可能に構成されてもよい。

図１９に示すように、スライダー部２９は、ほぼ円錐台形状を有し、中心部に光学部品３４，３５が設けられている。また、スライダー部２９の軸部２８側の端部は、例えば球面を有し（図示せず。）、本体５に対して滑らかに回動できるように構成されている。

スライダー部２９は、ペン先３２を覆っており、設置面積が広いことから、操作時に本体５を傾けたとしても、外部から光学部品３４，３５に光が侵入することを防止できる。

制御回路１１における切替検出部は、スライダー部２９に対する本体５の軸部２８の回動を検出する。切替検出部は、例えば、ジャイロセンサーを有する。切替検出部は、ジャイロセンサーの検出結果を用いて、スライダー部２９に対して軸部２８が回動したか否かを検出する。

切替制御部は、切替検出部の検出結果に基づいて、ペン型デバイス４がタッチペンとして機能するペンモードと、ペン型デバイス４がマウスとして機能するマウスモードとを切り替える。

すなわち、本体５の内部に設けられたジャイロセンサーの検出結果に基づいて、本体５の軸部２８がスライダー部２９の軸周りに回動されたことが検出されたとき、切替制御部がペン型デバイス４をマウスモードに切り替える。これにより、ペン型デバイス４の方向を変更しただけで、ペン型デバイス４がマウスモードに切り替わってしまうことを防止できる。

スライダー部２９には、図１９に示すように、例えば軸状の光学部品３４，３５が設置され、光学部品３４は、光射出部１８から射出された光が通過し、光学部品３５は、反射した光が受光部１９へ向かって通過する。二つの光学部品３４，３５の間は、光が透過しない非透過性部材３１が設けられる。

次に、本実施形態に係るペン型デバイス４の操作方法について説明する。
ペン型デバイス４は、動作モードとして、上述したとおり、ペンモードと、マウスモードを有する。
ユーザーがタッチペンとしてペン型デバイス４を用いる場合、ユーザーは、図１６に示すように、ペン先３２を下方へ向ける。これにより、ペン先３２が下方へ向けられていることが検出され、ペン型デバイス４は、ペンモードに切り替わる。ペンモードでは、デジタイザー部７が作動する。

ユーザーがペン型デバイス４をマウスとして用いる場合、ユーザーは、図１７に示すように、ペン先３２を上方へ向け、かつ、マウス部８側の端部を下方へ向ける。これにより、マウス側が下方へ向けられていることが検出される。

そして、ユーザーは、スライダー部２９をマウスとして操作させる設置面に接触させる。このとき、加速度センサーによって、ペン型デバイス４が設置面に接地されたことが検出される。また、近接センサーによって、ユーザーがペン型デバイス４を手で持っている状態が検出される。ペン型デバイス４の設置面に対する接地と、ユーザーによる保持状態が検出された場合、切替検出部のジャイロセンサーが起動する。

そして、ユーザーは、スライダー部２９が設置面と接触した状態で、スライダー部２９の軸線周りに本体５の軸部２８を回動させる。

これにより、ジャイロセンサーによって、軸部２８がスライダー部２９の軸線周りに回動されたことが検出され、ペン型デバイス４は、マウスモードに切り替わる。マウスモードでは、マウス部８が作動する。軸部２８の軸線回りの回動が行われたか否かは、ジャイロセンサーが設置面に対する水平面内での回転（具体的にはＸ方向とＹ方向それぞれの方向で±Ｎ°以上往復すること）を所定時間内に検出することに基づいて行われる。

なお、本実施形態では、ジャイロセンサーが起動した後に、ジャイロセンサーにおいてペン型デバイス４の動きが検出されない場合、ジャイロセンサーを再び停止してもよい。

なお、ペン型デバイス４がマウスモードに移行したとき、タブレット端末の画面にペン型デバイス４がマウスモードとなっていることを表示し、ユーザーにペン型デバイス１がマウスモードであることを通知できるようにしてもよい。この場合も、タブレット端末は、ペン型デバイス４から動作モードに関する信号を受信し、受信した信号に基づいて、画面表示を制御する。

また、マウスモードの状態において、ペン型デバイス４を画面にタッチすることによって、マウスモードの表示を解除し、かつ、ペン型デバイス４がペンモードに切り替わるように構成されてもよい。すなわち、端末は、ペン型デバイス４によるタッチが検出されたとき、マウスモードの表示を解除する。さらに、ペン型デバイス４は、端末のタッチパネルとの接触が検出されたとき、マウスモードの作動を停止し、ペンモードの作動を開始させる。

本実施形態では、タブレット端末等の端末が起動中であって、マウスモードの作動状態を自動的に停止するため、マウス操作が行われているか否かを検知してもよい。例えば、近接センサーによってユーザーがペン型デバイス４を手で持っている状態が検知されている間に、マウス操作による出力が所定時間行われなかった場合、マウスモードの作動状態を停止してもよい。

以上、本実施形態によれば、一つのデバイスがマウスとタッチペンの機能を有しており、ペン形状を有することによって、携帯性が良い。また、ペン形状を有していながら、本実施形態では、ペン先３２を上方へ向け、かつ、本体５の軸部２８がスライダー部２９の軸周りに回動されることで、マウスモードへ移行し、マウスとして使用可能になる。ユーザーは、従来型のマウスを別途持ち運ぶことなく、端末に対してマウス操作による入力を行うことができる。また、本体５の軸部２８がスライダー部２９の軸周りに回動されたことが検出されたとき、ペンモードからマウスモードに切り替わるため、誤作動を防止できる。

１ ：ペン型デバイス
２ ：ペン型デバイス
３ ：ペン型デバイス
４ ：ペン型デバイス
５ ：本体
５ａ ：端面
５ｂ ：端面
６ ：ペン先
７ ：デジタイザー部
８ ：マウス部
９ ：充電端子
１０ ：電池
１１ ：制御回路
１２ ：センサー部
１３ ：光学部品
１４ ：光学部品
１５ ：圧力検出部
１６ ：デジタイザー制御部
１７ ：トランスデューサー
１８ ：光射出部
１９ ：受光部
２０ ：移動検出部
２１ ：出力部
２２ ：切替検出部
２３ ：切替制御部
２４ ：ＯＮ／ＯＦＦ制御部
２５ ：スライド式ボタン
２６ ：クリップ部
２７ ：リリース用ボタン
２８ ：軸部
２９ ：スライダー部
２９Ａ ：貫通孔
３０ ：ばね部材
３１ ：非透過性部材
３２ ：ペン先
３３ ：芯材
３４ ：光学部品
３５ ：光学部品
３６ ：ボタン部

Claims (9)

1. 一方向に長い本体部と、
   前記本体部の一端において凸状に設けられた透光性を有する光学部品と、
   前記光学部品を介して対象物に光を照射する光射出部と、
   前記光射出部から照射され、前記対象物で反射した光を検出する受光部と、
   前記受光部で検出された光に基づいて、前記本体部の移動量及び移動方向を検出し、検出された前記移動量及び前記移動方向に基づいて、前記移動量及び前記移動方向に関する移動信号を生成する移動検出部と、
   前記移動検出部で生成された前記移動信号を出力する出力部と、
   を備えるペン型ポインティングデバイス。
2. 前記光学部品は、前記本体部の前記一端において、前記本体部の前記一端に対して出入可能に設けられ、
   前記光学部品の前記本体部に対する出入を検出する切替検出部と、
   前記切替検出部の検出結果に基づいて、タッチペンとして機能するペンモードと、マウスとして機能するマウスモードとを切り替える切替制御部と、
   を更に備える請求項１に記載のペン型ポインティングデバイス。
3. 前記本体部の前記一端には、前記本体部の軸方向に対して斜め方向に傾いた斜面部が形成されている請求項１又は２に記載のペン型ポインティングデバイス。
4. 一端にペン先が設けられ、一方向に長い本体部と、
   前記本体部の前記一端とは反対側の他端において、凸状に設けられた透光性を有する光学部品と、
   前記光学部品を介して対象物に光を照射する光射出部と、
   前記光射出部から照射され、前記対象物で反射した光を受光する受光部と、
   前記受光部で検出された光に基づいて、前記本体部の移動量及び移動方向を検出し、検出された前記移動量及び前記移動方向に基づいて、前記移動量及び前記移動方向に関する移動信号を生成する移動検出部と、
   前記移動検出部で生成された前記移動信号を出力する出力部と、
   を備えるペン型ポインティングデバイス。
5. 前記本体部の向きを検出する切替検出部と、
   前記切替検出部の検出結果に基づいて、タッチペンとして機能するペンモードと、マウスとして機能するマウスモードとを切り替える切替制御部と、
   を更に備える請求項４に記載のペン型ポインティングデバイス。
6. 前記本体部の前記他端には、前記本体部の軸方向に対して斜め方向に傾いた斜面部が形成されている請求項４又は５に記載のペン型ポインティングデバイス。
7. 前記本体部は、一方向に長い軸部と、前記軸部の一側に設けられた円錐台形状のスライダー部を有し、
   前記軸部は、前記スライダー部の軸周りに回動可能であり、
   前記軸部の前記スライダー部に対する回動を検出する切替検出部と、
   前記切替検出部の検出結果に基づいて、タッチペンとして機能するペンモードと、マウスとして機能するマウスモードとを切り替える切替制御部と、
   を更に備える請求項１又は４に記載のペン型ポインティングデバイス。
8. 前記本体部に設けられた入力部と、
   前記入力部に対する操作に基づいて、タッチペンとして機能するペンモードと、マウスとして機能するマウスモードとを切り替える切替制御部と、
   を更に備える請求項１又は４に記載のペン型ポインティングデバイス。
9. 前記受光部において光の受光が所定時間行われないとき、前記光射出部からの光の照射を停止するＯＮ／ＯＦＦ制御部を更に備える請求項１又は４に記載のペン型ポインティングデバイス。
   
   
   

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