JP2009099031A - タッチパネル入力装置および入力ペン - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルと入力ペンを用いた入力装置において、筆圧を検知できるようにすることを課題とする。
【解決手段】タッチパネル入力装置として、２つのペン先を有するとともに、各ペン先を共に板体に押し付けると、押し付ける力に応じて各ペン先の板体における接点間の距離が変化する入力ペンＹと、板状のパネル上に接触物が接触したときに、当該接触物の接触点の前記パネル上の位置を検知し出力するタッチパネル１７であって、少なくとも２点以上の位置を同時に出力するタッチパネル１７と、前記タッチパネル１７からの２点の接触点に関する出力を受け、これに基づき当該２点間の距離を算出し、算出された距離に基づき筆圧データとして出力する演算手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タッチパネルを用いた入力装置に関し、特に入力ペンによる筆圧を検知する入力装置に関する。

従来、ペン入力による入力デバイスとして、ペンタブレットがある。これは、磁界を発する入力ペンを用いて、磁界の位置変化によりタブレット上の座標位置を検知できるとともに、磁界変化により筆圧を検知することができる。
また、類似した入力装置として、タッチパネル（タッチパッドを含む）とタッチペンの組み合わせがある。タッチパネルは、接触された位置の座標値を検出し、座標データとして出力するものである。

ところで、ペンタブレットは、筆圧を検知することができるが、構造が複雑で、タブレットを厚くする必要があり、また、製造コストが高くなる。一方、タッチパネルを用いる場合は、薄く製造でき、製造コストも安くなるが、位置を検知できるのみで筆圧を検知することはできない。
本発明は、このような問題に鑑みて、タッチパネルと入力ペンを用いた入力装置において、筆圧を検知できるようにすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、２つのペン先を有するとともに、各ペン先を共に板体に押し付けると、押し付ける力に応じて各ペン先の板体における接点間の距離が変化する入力ペンと、板状のパネル上に接触物が接触したときに、当該接触物の接触点の前記パネル上の位置を検知し出力するタッチパネルであって、少なくとも２点以上の位置を同時に出力するタッチパネルと、前記タッチパネルからの２点の接触点に関する出力を受け、これに基づき当該２点間の距離を算出し、算出された距離に基づき筆圧データとして出力する演算手段とを有するタッチパネル入力装置である。なお、タッチパネルは、抵抗膜方式、光学式、超音波方式、電磁誘導方式など種々の形式があるが、2点の接触点を電気的な信号として出力することができればどのような仕組みのものでも採用することができる。
請求項２に記載の発明は、前記タッチパネル入力装置において、前記演算手段は、前記２点の中点を算出し、算出された中天を仮想的な接触点として出力するものである。

請求項３に記載の発明は、前記タッチパネル入力装置において、前記演算手段は、前記２点を結んだ線分の前記タッチパネル上の所定の基準方向に対する角度を算出し、算出された角度に基づいて所定のデータ値を取得し出力するものである。所定のデータは、色を特定するデータ、線幅を特定するデータ、コントラストを特定するデータ、グラディエーションを特定するデータ等の描画に関するデータ、グラフィックソフトウエアにおけるペンと消しゴムの選択を指示するデータ、ウェブブラウザにおけるスクロールとウインドウの移動の選択を指示するデータ、ゲームにおけるキャラクターの移動、アイテム使用などの選択を指示するデータなど種々のデータが例示される。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のタッチパネル入力装置において、前記所定のデータ値は色を特定するデータ値であって、予め角度の範囲ごと定められるデータ値群の中から、算出された角度に基づき選択されるものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１、３、４、５に記載のタッチパネル入力装置において、前記入力ペンは、前記２つペン先の他に第３のペン先を有し、前記タッチパネルは少なくとも３点以上の位置を同時に出力するものであり、前記演算手段は当該第３のペン先による接触点を選択肢、これを仮想的な接触点として出力するものである。

請求項６に記載の発明は、２つのペン先を有するとともに、各ペン先を共に板体に押し付けると、押し付ける力に応じて各ペン先の板体における接点間の距離が変化するように形成された入力ペンである。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の入力ペンにおいて、可撓性のある弾性体により形成されるとともに、互いに一定距離を開けてペン軸先端から延び、互いに交差するように屈曲する棒状体の先端に前記各ペン先は形成されるものである。
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の入力ペンにおいて、前記２つのペン先の他に第３のペン先を、ペン軸先端中央に出没動可能に保持するとともに、当該第３のペン先を突出方向に押圧する弾性部材を有するものである。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の入力ペンにおいて前記２つのペン先の前記第３のペン先までの距離が異なるものである。
請求項１０に記載の発明は、コンピューターに請求項１から５に記載の演算装置としての機能を実現させるプログラムである。

上記構成により本発明は、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明は、接触位置のみを検知できるタッチパネルを用いて、入力ペンをタッチパネルに押し付ける力に応じた筆圧データを出力することができる。
請求項２に記載の発明は、２点の接触による筆圧データとともに、当該２点から仮想的に1点の接触点を出力することができる。
請求項３に記載の発明は、接触点のみを検知できるタッチパネルを用いて、入力ペンの回転角によって所定のデータを出力することができる。
請求項４に記載の発明は、操作者が所定範囲の回転角に含まれるように入力ペンを回転させるてタッチパネルに触れることで色データを出力することができる。
請求項５に記載の発明は、入力ペンに第３のペン先を設け、３点の接触点のうち、この第３のペン先の接触点を仮想的な接触点として出力するので、操作者が視覚的に接触点を確認することができる。

請求項６に記載の発明は、２つのペン先を有し、各ペン先を板体に押し付けると押し付ける力に応じて板体における接点間の距離が変化するので、タッチパネル上において、筆圧に応じてペン先同士の間隔が変化ことになる。これにより、タッチパネル上における２点間の距離を筆圧データとして出力することで、接触位置のみを検知できるタッチパネルにおいて筆圧データを得ることができる。
請求項７に記載の発明は、可撓性と弾性を有する棒状体を互いに交差するように屈曲させて、この先端に入力ペンの２つのペン先を設けたので、ペン先同士を比較的近くに位置づけることができ、操作者がペン先の中点を認識しやすくすることができる。
請求項８に記載の発明は、第３のペン先を有することで、操作者が接触点を視覚的に認識しやすくなる。また、第３のペン先をペン軸中央に出没可能に保持し、弾性体により突出方向に押圧することで、ペン軸を押し付ける筆圧の変化により２つのペン先の軸に平行な方向の位置が変わっても、第３のペン軸もこれに追従するように軸に平行な方向に出没動することができる。
請求項９に記載の発明は、第３のペン先と他の２つのペン先との距離を変えることで、２つのペン先をタッチパネル上において識別することができるので、２つのペン先がタッチパネルに接する２点を結んだ線分の前記タッチパネル上の所定の基準方向に対する角度を３６０°入力することができる。
請求項１０に記載の発明は、当該プログラムを一般的なタッチパネルに接続されるコンピューターに組み込むことで、請求項６から９に記載の入力ペンとがあれば筆圧データ等を入力することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１に実施形態に係るタッチパネル入力装置Ｘの構成を模式的に表すブロック図を示す。タッチパネル入力装置Ｘは、演算処理を行うＣＰＵ１１、ＣＰＵ１１の作業領域となるＲＡＭ１２、プログラム等を記憶するＲＯＭ１３、ＣＰＵ１１の動作タイミングを取るためのクロック１４、画像等を表示するディスプレイ１５、文字等の入力を行うキーボード１６、画面上の位置を接触により感知するタッチパネル１７、タッチパネル１７に接触するための入力ペンＹとから構成される。タッチパネル入力装置Ｘの入力ペンＹを除いたハードウエア部分は、デスクトップ型パソコン、ノート型パソコン、携帯電話、携帯情報端末など種々の情報処理装置により実現され、記憶装置としてフラッシュメモリやハードディスクなどを有する等、他の構成部分が含まれる場合もある。タッチパネル１７は、２点以上の接触を同時に検知して、各検知点を座標データとして同時に出力できるものが採用される。

図２（ａ）に入力ペンＹの斜視図を示し、図２（ｂ）に入力ペンＹの分解斜視図を示す。入力ペンＹは、ペン軸２０とペン先ユニット１０とから構成される。ペン軸２０は、合成樹脂性の棒体であり、先端に雄ねじが形成されている。ペン先ユニット１０は、ペン軸２０の先端の雄ねじに係合する雌ねじが形成された円筒を後端側に有し、先端側に円錐体が形成されるキャップ部１３と、キャップ部１３の円推体の軸に対して対称な側面部分のそれぞれから先端側に向って突出するように設けられる、先端側で互いに交わるように屈曲する２本の棒状体１２、１２と、各棒状体１２、１２の先端に設けられる球状のペン先１１、１１とから構成される。ペン先ユニット１０は、可撓性及び弾性を有する合成樹脂により一体に形成される。

入力ペンＹは、このような構成によって２つのペン先を同時に滑らかな平面に押し付けると、棒状体１２は屈曲しているのでペン先１１に横方向の力が発生し、さらに可撓性を有するので、この力によってより撓んでペン先１１は棒状体１２が屈曲している側に向って平面上を摺動する。棒状体１２、１２は互いに対称に交わるように屈曲しているので、各ペン先１１、１１同士は互いに離れる方向に摺動することになる。また、棒状体１２は弾性を有するので、押し付ける力を緩めると、弾性によって元の形状に戻ろうとするため、各ペン先１１、１１同士の距離は縮まることになる。即ち、入力ペンＹは平面に押し付ける力Ｆに応じて各ペン先１１、１１同士の距離Ｄが変わることになり、図３（ａ）に示すように押し付ける力Ｆが弱いと、各ペン先１１、１１同士の距離Ｄは小さく、図３（ｂ）に示すように押し付ける力Ｆが強いと、各ペン先１１、１１同士の距離は大きくなる。

図４に、所定のプログラムを図１に示すハードウエアに組み込むことにより実現される演算手段１００の機能を模式的に表す機能ブロック図を示す。演算手段１００は、タッチパネル１７からタッチパネル１７上の接触点を座標データとして受け付ける座標データ受付部１０１、受け付けられた座標データに基づき筆圧データを算出し出力する筆圧データ算出部１０２、受け付けられた座標データに基づき位置データを算出し出力する位置データ算出部１０３、受け付けられた座標データに基づき座標データ同士を結んだ線分の角度を算出する角度算出部１０４、角度算出部１０４により算出された角度から出力色データを判断し出力する出力色判断部１０５とから構成される。

座標データ受付部１０１は、タッチパネル１７から送られる座標データを受け付ける。入力ペンＹがタッチパネル１７に接触した場合は、ペン先１１が２つあり、２点の座標データが送られてくるので、これらを受け付けることとなる。
筆圧データ算出部１０２は、座標データ受付部１０１により受け付けられた２つの座標値から、座標値間の距離を算出する。具体的には、（X1，Ｙ1）、（X2，Y2）が受け付けられた座標データであるとすると距離Dは計算式D＝√（（X1−X2）^２＋（Y1−Y2）^２）によって算出され、出力される。

位置データ算出部１０３は、座標データ受付部１０１により受け付けられた２つの座標値から、平均値を座標値として出力する。即ち、入力ペンＹはペン先１１が２つあるが、操作者がタッチパネル１７に接触することを意図する点は１点であり、この一点はペン先１１、１１の中点であると考えられる。そこで、位置データ算出部１０３は、この中点を入力ペンＹが仮想的に接触した接触点として出力する。具体的には、（X1，Ｙ1）、（X2，Y2）が受け付けられた座標データであるとすると（（X1＋X2）／２，（Y1＋Y2）／２）が擬似的な接触点として算出され、出力される。

角度算出部１０４は、座標データ受付部１０１により受け付けられた２つの座標値から、座標値を結ぶ線分の水平線（X軸）に対する角度を算出する。具体的には、（X1，Ｙ1）、（X2，Y2）が受け付けられた座標データであるとすると角度θは計算式θ＝Tan^−１（｜Y1−Y2｜／｜X1−X2｜）によって算出され、出力される。なお、Ｘ１＝Ｘ２の場合はθ＝９０°とされる。
出力色判断部１０５は、角度算出部１０４により算出された角度によって、出力する色データを判断して、抽出出力する。ここでは、入力ペンＹの２つのペン先が互いに横方向に並んでいる場合は赤色を、互いに縦方向に並んでいる場合は黒色を出力するものとする。横方向に並んでいるかどうかの判断は、各ペン先１１、１１の接触点を結んだ線分が水平線（Ｘ軸）に対して０°〜４５°（０°を含む）の間にある場合は互いに横方向に並んでいるものとする。また、縦方向に並んでいるかどうかの判断は、各ペン先１１、１１の接触点を結んだ線分が水平線（Ｘ軸）に対して４５°〜９０°（４５°、９０°を含む）の間にある場合は互いに縦方向に並んでいるものとする。出力色判断部１０５は、この基準を予め記憶しており、角度算出部１０４が算出した角度をこの基準に照らして、０°〜４５°の範囲に入っている場合は赤色のデータ値を選択して出力し、４５°〜９０°の範囲に入っている場合は、黒色のデータ値を選択して出力する。

次に、このような構成を有するタッチパネル入力装置Ｘの動作について説明する。図５にタッチパネル入力装置Ｘの動作を表すフローチャートを示す。まず、操作者が入力ペンＹを用いて、タッチパネル１７に触れる。これによりタッチパネル１７から座標データが電気信号として出力されるので、座標データ受付部１０１がこれを受け付ける（ｓ１０１）。ここで受け付けられた座標データが２点かどうかが判断され、２点で無い場合は、通常処理へ移行する（ｓ１０２）。座標データが２点である場合には、筆圧データ算出部１０２が受け付けられた座標データ間の距離を算出し（ｓ１０３）、この距離データを筆圧データとして出力する（ｓ１０４）。なお、筆圧データは距離データに係数を掛けるなど所定の処理を施して出力するようにしてもよい。次に、位置データ算出部１０３が受け付けられた座標データの中点を算出し（ｓ１０５）、接点データとして出力する（ｓ１０６）。さらに、角度算出部１０４が受け付けられた座標データから座標値を結ぶ線分の角度を算出する（ｓ１０７）。そして、出力色判断部１０５が、算出された角度が４５°〜９０°の間に含まれるかどうかを判断し（ｓ１０８）、含まれると判断した場合は、黒色の色データ値を出力し（ｓ１０９）、含まれないと判断した場合は、赤色の色データ値を出力する。
このように、本実施形態に係るタッチパネル入力装置Ｘは、接触点のみを検知できるタッチパネルと、簡易な構成を有する入力ペンを用いてソフトウエア処理により筆圧を入力できる他、入力ペンの回転角により色データを同時に入力することができる。

（実施形態２）
本実施形態に係るタッチパネル入力装置Ｘ２は、ハードウエア構成は実施形態１にかかるタッチパネル入力装置と同様であるが、入力ペンの構成が変わり、これに伴い、ソフトウエア処理が変更になっている点が相異する。
図６（ａ）に実施形態２に係る入力ペンＹ２の斜視図を示し、図６（ｂ）に実施形態２に係る入力ペンＹ２の分解斜視図を示す。入力ペンＹ２は、ペン軸４０とペン先ユニット３０とから構成される。ペン軸４０は、合成樹脂性の棒体であり、先端に雄ねじが形成されているとともに、先端中心に穴４１が形成されている。ペン先ユニット３０は、ペン軸４０の先端の雄ねじに係合する雌ねじが形成された外周に雄ねじが形成された円筒を後端側に有し、先端側に中心軸を通る貫通孔が形成された円錐体を有する、中心軸を貫く貫通孔３４ａが形成されるキャップ部３４を有する。キャップ部３４の貫通孔３４ａには、棒体からなる第３ペン先体３５が摺動可能に保持される。また、第３ペン先体３５の基端側には、ペン軸４０の穴４１により保持される。第３ペン先体３５の側面には張り出し部３５ｂが設けられ、圧縮バネ３６が張り出し部３５ｂと、ペン軸４０の先端面の間に第３ペン先体３５の後端側に貫通されて保持される。これにより第３ペン先体３５は先端側に押圧されて、キャップ部３４の先端から第３のペン先３５ａが突出するとともに、第３のペン先３５ａがペン軸方向に押されると、ペン軸４０方向に移動する。キャップ部３４の円筒体外周の雄ねじには、内側に雌ねじが形成されたリング体３３が係合し、リング体３３の側面にはリング体３３の中心軸に対して対称な側面部分のそれぞれから先端側に向って突出する、先端側で互いに交わるように屈曲する２本の棒状体３２、３２が設けられる。各棒状体３２、３２の先端には球状のペン先３１、３１が形成されている。リング体３３、棒状体３２、ペン先３１は、可撓性及び弾性を有する合成樹脂により一体に形成される。

入力ペンＹ２は、このような構成により、２つの球形のペン先３１、３１及び第３のペン先３５ａを同時に滑らかな平面に押し付けると、棒状体３２は撓んで球形のペン先３１は棒状体３２が屈曲している側に向って平面上を摺動し、互いに対称に交わるように屈曲する棒状体３２、３２の先端に設けられる球状のペン先３１、３１同士は互いに離れる方向に摺動することになる。同時に、第３のペン先３５ａも平面に押し付けられ、棒状体３２、３２が撓むことにより平面側に近づくので、第３のペン先３５ａを構成する第３ペン先体３５は、これによって圧縮バネ３６を縮めるようにして基端側に押し上げられることになる。

ここから、押し付ける力を緩めると、棒状体３２、３２は弾性によって元の形状に戻ろうとするため、各ペン先１１、１１同士の距離は縮まることになり、第３ペン先３５ａは圧縮バネ３６に押されて先端側に移動する。即ち、入力ペンＹ２は平面に押し付ける力Ｆに応じて球状の各ペン先３１、３１同士の距離Ｄが変わるとともに、これに追従して第３ペン先３５ａは出没することになる。具体的には、図７（ａ）に示すように押し付ける力Ｆが弱いと、球状の各ペン先１１、１１同士の距離Ｄ及び第３のペン先３５ａの移動量ｌは小さく、図７（ｂ）に示すように押し付ける力Ｆが強いと、各ペン先１１、１１同士の距離Ｄ及び第３のペン先３５ａの移動量ｌ大きくなる。

上記のような構成を有する入力ペンＹ２を用いることで、第３のペン先３５ａのタッチパネル１７への接触点を接触点として用いることで、仮想的な接触点を計算する必要はなくなる。また、タッチパネル１７から３点の座標点の出力があるので、これに応じてソフトウエア処理が変更となる。図８に実施形態２に係る演算手段２００の機能を模式的に示す機能ブロック図を示す。なお、機能ブロック図は、図４に示す実施形態１に係る機能ブロック図とほぼ同じであるが、各構成部分の動作が３点の座標を処理するために多少異なる。

座標データ受付部２０１は実施形態１の座標データ受付部２０１と同様に、タッチパネル１７から送られる座標データを受け付ける。入力ペンＹ２がタッチパネル１７に接触した場合は、ペン先が３つあり、３点の座標データが送られてくるので、これらを受け付けることとなる。
筆圧データ算出部２０２は、座標データ受付部２０１により受け付けられた３つの座標値から、各２点間の距離を算出し、最も距離の長い距離を抽出して出力する。即ち、２つの球形のペン先３１、３１と第３のペン先３５ａの接点において、筆圧を表すのは２つの球形のペン先３１、３１間の距離となるが、これは各２点間の距離のうち必ず最長の距離が該当するので、これを筆圧データとして抽出し出力する。
位置データ算出部２０３は、第３のペン先３５ａの接触点を仮想的な接触点として出力する。具体的には、３点の座標データから、筆圧データ算出部２０２により最長の距離を構成する２点の座標データを除き、残った座標データを接触点として出力する。
角度算出部２０４は、座標データ受付部２０１が受け付けた任意の２点に基づいて角度を算出する。出力色判断部２０５の構成は実施形態１に係る出力色判断部１０５と同様である。

次に、このような構成を有するタッチパネル入力装置Ｘ２の動作について説明する。図９にタッチパネル入力装置Ｘ２の動作を表すフローチャートを示す。まず、操作者が入力ペンＹ２を用いて、タッチパネル１７に触れる。これによりタッチパネル１７から座標データが電気信号として出力されるので、座標データ受付部２０１がこれを受け付ける（ｓ２０１）。ここで受け付けられた座標データが３点かどうかが判断され、３点で無い場合は、通常処理へ移行する（ｓ２０２）。座標データが３点である場合には、筆圧データ算出部２０２が受け付けられた座標データ間のすべての組み合わせの距離を算出し（ｓ２０３）、この中から最長の距離データを筆圧データとして出力する（ｓ２０４）。なお、筆圧データはやはり距離データに係数を掛けるなど所定の処理を施して出力するようにしてもよい。次に、位置データ算出部２０３が受け付けられた３点の座標データから、筆圧データ算出部２０２により最長の距離データを構成する座標データを除いた座標データを抽出し（ｓ２０５）、これを接点データとして出力する（ｓ２０６）。さらに、角度算出部２０４が受け付けられた座標データから任意の２点の座標値を結ぶ線分の角度を算出する（ｓ２０７）。そして、出力色判断部２０５が、算出された角度が４５°〜９０°の間に含まれるかどうかを判断し（ｓ２０８）、含まれると判断した場合は、黒色の色データ値を出力し（ｓ２０９）、含まれないと判断した場合は、赤色の色データ値を出力する。
本実施形態に係るタッチパネル入力装置Ｘ２は、接触点を第３のペン先３５ａにより実際に接触する点とすることができるので、操作者は視覚的に接触点を把握でき、接触点をと操作者が意図した点とがほぼ一致するようにすることができる。

（実施形態３）
本実施形態に係るタッチパネル入力装置は、ハードウエア構成は実施形態１に係るタッチパネル入力装置と同様であるが、入力ペンの構成が変わり、これに伴い、ソフトウエア処理が変更になっている点が相異する。
図１０に実施形態３に係る入力ペンＹ３の斜視図を示す。入力ペンＹ３は、実施形態２に係る入力ペンＹ２とほぼ同様の構成をしているが、ペン先ユニット３０Ｘにおける球状のペン先３１ｐ、３１ｑのそれぞれから第３のペン先３５ａまでの距離Ｄ１、Ｄ２が異なる点が相異する。この相異により、入力ペンＹ３は回転角を３６０度入力することができる。

即ち、本実施形態に係る演算手段は、図８に示す実施形態に係る演算手段２００と構成は同じであるが、角度算出部において、ペン先３１ｐ、３１ｑの入力座標をそれぞれＰ（X1、Y1）、Q（X2、Y2）とし、点Pが原点となるように線分PQをＸＹ座標上に移動させた際のＸ軸（＞０）に対する線分ＰＱの角度θを算出する。具体的には、PQが垂直かどうかをX1、X2の値が同じかどうかにより判断し、同じ場合は、Y1、Y2の値を比較し、Y2の方が大きい場合は９０°に、Y2の方が小さい場合は２７０°と判断し、これ以外の場合は、計算式θ＝Tan^−１（Y1−Y2／X1−X2）によって角度θを算出する。ただし、タンジェントの値は、XY座標において第１象限と第３象限、第２象限と第４象限とで同じ値となるので、Y1とY2の値を比較することで、どの象限に平行移動した際のQ点が存在するのかを判断する。即ち、Y2がY1よりも大きい場合は、第１象限か第２象限にあることとなるので、計算式から得られたθが求める値となる。Y2がY1よりも小さい場合は、第３象限か第４象限に在ることとなるので、計算式から得られたθに１８０°を足したものが求める値となる。

このように、３６０°の回転を判断するので、本実施形態における演算手段の出力色判断部は、３つの角度範囲によって出力色を判断するようにする。具体的には、０°〜１２０°（０°含む）の場合は、黒の色データを選択し手出力し、１２０°〜２４０°（１２０°含む）の場合は赤の色データを選択し手出力し、２４０°〜３６０°（２４０°含む）の場合は青の色データを選択し手出力する。

次に、このような構成を有する 次に、このような構成を有するタッチパネル入力装置の動作について説明する。図１１に本実施形態に係るタッチパネル入力装置の動作を表すフローチャートを示す。まず、操作者が入力ペンＹ３を用いて、タッチパネル１７に触れることで、タッチパネル１７に複数の点の入力を行う。なお、接点データを出力するまでのステップｓ３０１からステップｓ３０６までの動作は、実施形態２に係るタッチパネル入力装置におけるステップ２０１からｓ２０６までの動作と同様なので説明を省略する。
接点データが出力されると、角度算出部はまず、入力された３点の内から接点データを除いた２点の内、ｓ３０３で算出した距離に基づき、接点から近い点をP（X1，Y1）、接点から遠い点をQ（X2，Y2）に設定する（ｓ３０７）。その後、X1とX2の値を比較し（ｓ３０８）、X1とX2とが等しい場合は、線分PQは垂直なので、さらにY1、Y2を比較する（ｓ３０９）。ここで、Y1が小さい場合は角度θ＝９０°とし（ｓ３１０）、Y1が大きい場合は角度θ＝２７０°とする（ｓ３１１）。また、ｓ３０８において、X1とX2が等しくない場合は、計算式θ＝Tan^−１（Y1−Y2／X1−X2）により、仮の角度θを算出し（ｓ３１２）、さらに、Y1とY2とを比較して（ｓ３１３）、Y１が大きい場合は、θに１８０°を足したものを角度θとして確定する（ｓ３１４）。
角度の算出が完了すると、出力色判断部２０５が、算出された角度が０°〜１２０°の間に含まれるかどうかを判断し（ｓ３１５）、含まれると判断した場合は、黒色の色データ値を出力する（ｓ３１７）。含まれないと判断した場合は、さらに、算出された角度が１２°〜２４０°の間に含まれるかどうかを判断し（ｓ３１６）、含まれると判断した場合は、赤色の色データ値を出力する（ｓ３１８）。これ以外の場合は、２４０°〜３６０°に含まれるので、青の色データ値を出力する。
本実施形態に係るタッチパネル入力装置は、入力ペンが３６０°の回転を入力することができるので、回転角によるより細かな入力を行いやすくなる。

なお、上記各実施形態１，２では、球状のペン先の回転角により２つの角度エリアに分けて２色の色データを出力し、実施形態３では３つのエリアに分けて３色の色データを出力するようにしているが、角度エリアの設定エリアの数は、適宜に増やしてよく４つ以上のエリアにして４色以上の色データを出力するようにしてもよい。また、回転角による出力データは色データに限らず、濃度データや線幅データ、コントラスト値など種々のデータや、角度によりペンツールと消しゴムツールの切り替えをしたり、角度により画面のスクロールと、ウインドウの移動を切り替えるなどのアクションを指示するデータ等、種々のデータ出力をすることが可能である。

実施形態に係るタッチパネル入力装置の構成を模式的に表すブロック図である。 （ａ）は実施形態１に係る入力ペンの斜視図であり、（ｂ）は実施形態１に係る入力ペンの分解斜視図である。 （ａ）は実施形態１に係る入力ペンを弱く押し付けた状態を示す正面図であり、（ｂ）は実施形態１に係る入力ペンを強く押し付けた状態を示す正面図である。 実施形態１に係る演算手段の機能を模式的に表す機能ブロック図である。 実施形態１に係るタッチパネル入力装置の動作を表すフローチャートである。 （ａ）は実施形態２に係る入力ペンの斜視図であり、（ｂ）は実施形態２に係る入力ペンの分解斜視図である。 （ａ）は実施形態２に係る入力ペンを弱く押し付けた状態を示す一部破断部分拡大図であり、（ｂ）は実施形態２に係る入力ペンを強く押し付けた状態を示す一部破断部分拡大図である。 実施形態２に係る演算手段の機能を模式的に表す機能ブロック図である。 実施形態２に係るタッチパネル入力装置の動作を表すフローチャートである。 実施形態３に係る入力ペンのペン先近傍を示す拡大斜視図である。 実施形態２に係るタッチパネル入力装置の動作を表すフローチャートである。

符号の説明

Ｘ タッチパネル入力装置
Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３ 入力ペン
１０、３０、３０Ｘ ペン先ユニット
２０、４０ ペン軸
１１、３１、３１ｐ、３１ｑ ペン先
１２、３２ 棒状体
３５ 第３ペン先体
３５ａ 第３のペン先
３６ 圧縮バネ
１７ タッチパネル
１００、２００ 演算手段
１０１、２０１ 座標データ受付部
１０２、２０２ 筆圧データ算出部
１０３、２０３ 位置データ算出部
１０４、２０４ 角度算出部
１０５、２０５ 出力色判断部

Claims (10)

1. ２つのペン先を有するとともに、各ペン先を共に板体に押し付けると、押し付ける力に応じて各ペン先の板体における接点間の距離が変化する入力ペンと、
   板状のパネル上に接触物が接触したときに、当該接触物の接触点の前記パネル上の位置を検知し出力するタッチパネルであって、少なくとも２点以上の位置を同時に出力するタッチパネルと、
   前記タッチパネルからの２点の接触点に関する出力を受け、これに基づき当該２点間の距離を算出し、算出されて距離に基づき筆圧データを出力する演算手段と
   を有するタッチパネル入力装置。
2. 前記演算手段は、前記２点の中点を算出し、算出された中点を仮想的な接触点として出力するものである請求項１に記載のタッチパネル入力装置。
3. 前記演算手段は、前記２点を結んだ線分の前記タッチパネル上の所定の基準方向に対する角度を算出し、算出された角度に基づき所定のデータ値を出力するものである請求項１又は２に記載のタッチパネル入力装置。
4. 前記所定のデータ値は色を特定するデータ値であって、予め角度の範囲ごと定められるデータ値群の中から、算出された角度に基づき選択されるものである請求項３に記載のタッチパネル入力装置。
5. 前記入力ペンは、前記２つペン先の他に第３のペン先を有し、
   前記タッチパネルは少なくとも３点以上の位置を同時に出力するものであり、
   前記演算手段は当該第３のペン先による接触点を選択して、これを仮想的な接触点として出力する請求項１、３、４、５に記載のタッチパネル入力装置。
6. ２つのペン先を有するとともに、各ペン先を共に板体に押し付けると、押し付ける力に応じて各ペン先の板体における接点間の距離が変化するように形成された入力ペン。
7. 前記各ペン先は、可撓性のある弾性体により形成されるとともに、互いに一定距離を開けてペン軸先端から延び、互いに交差するように屈曲する棒状体の先端に形成されるものである請求項６に記載の入力ペン。
8. 前記２つのペン先の他に第３のペン先を、ペン軸先端中央に出没動可能に保持するとともに、当該第３のペン先を突出方向に押圧する弾性部材を有する請求項６又は７に記載の入力ペン。
9. 前記２つのペン先の前記第３のペン先までの距離が異なる請求項８に記載の入力ペン。
10. コンピューターに請求項１から５に記載の演算装置としての機能を実現させるプログラム。

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