JP2014110016A - 描画器 - Google Patents

Abstract

【課題】自器の傾きにかかわらず、描画される線図の同一性を保つことができる描画器を提供する。
【解決手段】姿勢検知部２４０がペン型入力器２００の姿勢を検出し、判定部２２１が該検出結果に対応するスイッチ閾値を記憶部２３０から読み出して、筆圧検知部２１０による検知結果と比較することにより、描画を行うか否かの判定を行なう。筆圧検知部２１０による検知結果が該閾値を超える場合のみ描画を行うと判定され、該判定結果に基づいて、タッチパネル部が描画処理を行なう。
【選択図】図６

Description

本発明は、描画が行なわれる被描画面を有する表示装置に、描画に係る指示を行なう描画器に関する。

近年、タッチパネルと、該タッチパネルに対して描画を行なうペン型入力器とを有する描画システムが普及しつつある。

前記ペン型入力器に対しては、例えば、特許文献１において、ペン型入力器の先端とタッチパネルとの接触圧、ペン型入力器の傾きを高精度に検知することができる電子ペンについて開示されている。

また、特許文献２では、ペン型入力器に設けられ、ペン型入力器の先端とタッチパネルとの接触圧を検知するペン先を、該ペン先とタッチパネルとの接触如何に基づいてスイッチオン／オフ変換して、前記接触圧の相対変化を検知する座標入力装置について開示されている。

特開２００６−９２４１０号公報 特開２００５−１９００４２号公報

一方、歪ゲージを用いてペン先にかかる筆圧を検出する特許文献１の電子ペン又はフォトインタラプタを用いてペン先の筆圧の検知を行う特許文献２に係る座標入力装置において、ペン先は筆圧を精度良く検出するように構成されている。このような構成においては、例えば、ペン型入力器が下に向けており、水平に配置されているタッチパネルと該ペン型入力器のペン先が接しているのみの場合は、ユーザによる負荷が加わっていないにもかかわらず、該ペン型入力器の自重量によって、前記ペン先がスイッチオンになる不具合が生じ得る。

また、ペン型入力器が上に向けており、ユーザがペン型入力器を把持しているのみの場合においても、ユーザによる負荷が加わっていないにもかかわらず、前記ペン先の自重量によって、前記ペン先がスイッチオンになる不具合が生じ得る。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、描画が行なわれる被描画面を有する表示装置に、描画に係る指示を行なう描画器において、自器の姿勢を検出し、斯かる検出結果に応じて描画を行うか否かが判定され、該判定結果に基づいて、描画が行なわれることにより、上述したような不具合を解決できる描画器を提供することにある。

本発明に係る描画器は、描画が行なわれる被描画面を有する表示装置に、描画に係る指示を行なう描画器において、自器の姿勢を検出する姿勢検出部と、該姿勢検出部による検出結果に基づき、描画を行なうか否かを判定する判定手段とを備え、該判定手段による判定結果に基づいて、前記描画に係る指示を行なうように構成されていることを特徴とする。
例えば、前記描画器は、ペン型入力器であり、前記表示装置は、電子ホワイトボード、タッチパネル式ディスプレイを搭載したタブレット端末、モバイル端末などが挙げられる。前記表示装置は、タッチパネル式ディスプレイを備えるものならば、どのような形態のものでも良い。

本発明に係る描画器は、前記姿勢検出部による検出結果に対応する閾値を記憶している記憶部と、描画の際、前記被描画面に接触する接触部と、該接触部と前記被接触部との接触圧を検知する接触圧検知部と、該接触圧検知部による検知結果が閾値以下である場合、前記判定手段は、描画を行なわないと判定するように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る描画器は、ペン型であり、前記接触圧検知部は、掛かる重さに基づいて前記接触圧を検知するセンサを有し、前記姿勢検出部は、軸心と、鉛直軸とが成す内角θを検出しており、前記閾値は、下記式によって求めることを特徴とする。

０°≦θ≦９０°及び２７０≦θ＜３６０°の場合、
閾値 ＝ Ａ×cosθ＋β
９０°＜θ＜２７０°の場合、
閾値 ＝ −Ｂ×cosθ＋γ
但し、Ａ：自重量
Ｂ：前記接触部の重量
β、γ：閾値を調整するためのパラメータ

本発明に係る描画器は、前記記憶部は、前記内角の所定範囲毎に、描画すべき線図の属性を記憶してあることを特徴とする。

本発明によれば、描画器の姿勢変動に応じて、前記閾値も変動し、変動した閾値を超える場合のみ描画が行なわれるので、換言すれば、同じ接触圧でのみ描画が行なわれるので、描画される線図の同一性を保つことができる。

本発明の実施の形態１に係る電子ホワイトボード及びペン型入力器を概念的に表示した概念図である。 本発明の実施の形態１に係る電子ホワイトボードの要部構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る電子ホワイトボードのタッチパネル部における、制御部の要部構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る電子ホワイトボードのタッチパネル部における、光の走査の処理を説明する機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１の電子ホワイトボードにおける、走査及び遮光物との接触位置の検出を説明する説明図である。 本発明の実施の形態１に係るペン型入力器の要部構成を示す機能ブロック図である。 接触部にかかる圧力を測定する一例を説明する説明図である。 接触部にかかる圧力を測定する他例を説明する説明図である。 本発明の実施の形態１に係るペン型入力器において、姿勢検知部による内角算出を説明する説明図である。 本発明の実施の形態１に係るペン型入力器の使用の一例を示す例示図である。 本発明の実施の形態１に係るペン型入力器における、描画データ送信の処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係るタッチパネル部及び表示部における、描画処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るペン型入力器の使い方の一例を説明する説明図である。 本発明の実施の形態における静電容量式タッチパネル装置の概略構成図である。

以下に、本発明に係る描画器及び表示装置を、ペン型入力器と、該ペン型入力器を備えたタッチパネル装置とに夫々適用した場合を例として、図面に基づいて詳述する。また、タッチパネル装置としていわゆる電子ホワイトボードを例にあげて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る電子ホワイトボード１００及びペン型入力器２００を概念的に表示した概念図であり、図２は本発明の実施の形態１に係る電子ホワイトボード１００の要部構成を示す機能ブロック図である。

本発明の実施の形態１の電子ホワイトボード１００は、表示部１００Ａとタッチパネル部１００Ｂとを有しており、タッチパネル部１００Ｂは、赤外線を発光する発光素子及び赤外線を受光する受光素子を備え、遮光物の位置を検出する、いわゆる赤外線遮断式タッチパネルとなっている。

表示部１００Ａは、例えばＬＣＤ又はＥＬ（Electroluminescence）パネル等の表示画面１０１（被描画面）を備え、ペン型入力器２００からの描画データに基づいて文字、線図が表示される。

タッチパネル部１００Ｂは制御部１と、ＲＯＭ２と、ＲＡＭ３、受信部５、走査部９とを備えており、受信部５を介してペン型入力器２００との描画データの受信を行う。

タッチパネル部１００Ｂの制御部１は、走査部９による走査結果に係る座標に基づき、文字、線図等の表示を表示部１００Ａに指示し、表示画面１０１に文字、線図等を表示させる。

ＲＯＭ２には制御プログラムが予め格納されており、ＲＡＭ３はデータを一時的に記憶し、記憶順、記憶位置等に関係なく読み出すことが可能である。また、ＲＡＭ３は、例えば、ＲＯＭ２から読み出されたプログラム、該プログラムを実行することにより発生する各種データ等を記憶する。

制御部１は、ＲＯＭ２に予め格納されている制御プログラムをＲＡＭ３上にロードして実行することによって、バスを介して上述した各種ハードウェアの制御を行い、タッチパネル部１００Ｂを機能させる。

受信部５はペン型入力器２００から描画データ、後述する接触圧等を受信する。受信部５はペン型入力器２００と、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の無線通信を行なうように構成されている。また、これに限るものでなく、有線通信であっても良い。

図３は本発明の実施の形態１に係る電子ホワイトボード１００のタッチパネル部１００Ｂにおける、制御部１の要部構成を示す機能ブロック図である。制御部１は、ＣＰＵ１１と、座標検出部１２と、遮光物管理部１３と、座標統合部１４とを備えている。

座標検出部１２は、ペン型入力器２００のような遮光物の表示部１００Ａの表示画面１０１上の座標を検出する。詳しくは、タッチパネル部１００Ｂによって、表示部１００Ａの表示画面１０１上の光遮断が検出された場合に送られる、後述する強度信号に基づき、斯かる遮光物の座標を検出する。

遮光物管理部１３は、走査部９の走査によって検出される遮光物の位置（座標）を管理する。例えば、遮光物管理部１３は、斯かる遮光物が移動する場合、遮光物の移動跡を表す座標履歴を記憶する。

座標統合部１４は、ペン型入力器２００から受信された描画データに含まれる、後述するスイッチ情報と、座標検出部１２によって検出された座標情報を統合する。例えば、表示画面１０１（被描画面）がペン型入力器２００の先端部によってタッチ（接触）された場合、座標検出部１２からペン型入力器２００との接触点の座標が検出され、ペン型入力器２００からは前記描画データ（スイッチ情報）が受信された場合、座標統合部１４は、これらを統合する。スイッチ情報にペン型入力器のＩＤを付加しておけば、複数のペン型入力器にも対応できる。

また、ＣＰＵ１１は、走査部９の発光素子及び受光素子の制御を行なう。

タッチパネル部１００Ｂは、上記したように、赤外線遮断式タッチパネルである。すなわち、ペン型入力器２００の先端が表示部１００Ａの表示画面１０１をタッチする際、光遮断が検出されることによって、斯かる遮光物（ペン型入力器２００）の位置を検出する。すなわち、走査結果、受光素子から得られる信号（強度信号）が制御部１に送出され、これに基づき、座標検出部１２は斯かる遮光物の座標を検出する。このようにして、タッチパネル部１００Ｂは、利用者から表示部１００Ａ（表示画面１０１）上の位置指定、文字、線画等の入力を受け付ける。

タッチパネル部１００Ｂは、表示部１００Ａの表示画面１０１に沿って赤外線の光（以下、赤外光といいう）を走査する走査部９を備えており、走査部９は、赤外光を照射する複数の発光素子を有する発光部９１と、対応する発光素子からの赤外光を受光する複数の受光素子を有する受光部９２と、制御部１（ＣＰＵ１１）からの発光信号及び受光信号を夫々の発光部９１及び受光部９２に割り当てるアドレスデコーダ９３と、光遮断の検出に用いられる受光部９２からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ９４とを備えている。

図４は本発明の実施の形態１に係る電子ホワイトボード１００のタッチパネル部１００Ｂにおける、光の走査の処理を説明する機能ブロック図である。

発光部９１は、図示しないマルチプレクサを有しており、発光素子の夫々は該マルチプレクサに接続されている。また、受光部９２も、図示しないマルチプレクサを有しており、受光素子の夫々は該マルチプレクサに接続されている。更に、発光部９１の各発光素子は、受光部９２の何れか一つ受光素子と対応（対向）するように構成されている。

制御部１のＣＰＵ１１は、複数の発光素子を発光させるための発光信号をアドレスデコーダ９３Ａへ出力すると共に、複数の受光素子を受光させるための受光信号をアドレスデコーダ９３Ｂへ出力する。アドレスデコーダ９３Ａは、ＣＰＵ１１からの信号に応じて、発光素子の内、発光に係る何れかの発光素子を特定する信号を発光部９１に出力し、またアドレスデコーダ９３Ｂは、ＣＰＵ１１からの信号に応じて、受光素子の内で、前記特定された発光素子に対応する受光素子を特定する信号を受光部９２に出力する。

このように特定された発光素子は赤外光を発光し、対応する受光素子は赤外光を受光する。この際、該受光素子によって受光した赤外光の強度を電圧値で示す強度信号がＡ／Ｄコンバータ９４に出力される。Ａ／Ｄコンバータ９４は前記強度信号を例えば、８ビットのデジタル信号に変換し、変換後の強度信号を制御部１に出力する。制御部１は、全ての受光素子からの強度信号を取得するために、各受光素子から強度信号を取得する処理を順次繰り返す。

制御部１のＣＰＵ１１は、各受光素子から取得した強度信号に基づき、該受光素子での受光量を計算する。ＣＰＵ１１は、計算された受光量が予め定められている閾値を超過している場合は、当該受光素子が受光する赤外光の光路は遮断されていないと判定する。また、計算された受光量が、予め定められている閾値以下である場合は、当該受光素子が受光する赤外光の光路が遮断されていると判定する。

このようなＣＰＵ１１の判定結果に基づき、座標検出部１２はペン型入力器２００と表示画面１０１との接触の位置を検出する。すなわち、座標検出部１２は赤外光の光路が遮断されている受光素子を特定し、特定された受光素子の位置に基づき、表示部１００Ａの表示画面１０１上における、ペン型入力器２００の先端部の位置、すなわち、接触の座標を検出する処理を行う。

以下に、前記走査及び遮光物との接触位置の検出について詳しく説明する。図５は本発明の実施の形態１の電子ホワイトボード１００における、走査及び遮光物との接触位置の検出を説明する説明図である。

表示部１００Ａの表示画面１０１は矩形状であり、表示画面１０１の図面視左側及び上側には、表示部１００Ａの縁に沿って複数の発光素子９１１、９１１、…の列が並設されている。発光素子９１１は、例えば、赤外光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）である。図中には、各発光素子９１１が発光する赤外光の光路を実線の矢印にて示している。

右側の複数の発光素子９１１、９１１、…は、夫々の発光素子９１１が発光する赤外光の光路が表示画面１０１に沿って互いに平行をなすように設けられており、下側の発光素子９１１、９１１、…も同様に設けられている。

すなわち、図５における左右方向（ｘ軸方向）たる右側の発光素子９１１、９１１、…と、上下方向（ｙ軸方向）たる下側の複数の発光素子９１１、９１１、…とは、その光路が相互直交するように設けられている。

また、表示部１００Ａの表示画面１０１上であって、発光素子９１１、９１１、…と対向する位置には、受光素子９２１、９２１、…が設けられている。

すなわち、表示部１００Ａの表示画面１０１の左側及び上側には、縁に沿って複数の受光素子９２１、９２１、…の列が並設されている。受光素子９２１は、赤外光を受光する受光ダイオードである。発光素子９１１、９１１、…からの赤外光は、対向配置された受光素子９２１、９２１、…によって受光されるように構成されている。

発光素子の場合と同様に、上側の受光素子９２１、９２１、…と、左側の受光素子９２１、９２１、…とは、受光すべき赤外光の光路が相互直交するように設けられている。

走査部９は、表示部１００Ａの表示画面１０１における、Ｘ軸方向の一端から他端まで、またＹ軸方向の一端から他端まで、１つずつ発光素子９１１を順次発光させていき、表示部１００Ａの表示画面１０１における、ペン型入力器２００との接触位置が上述したように検出される。

図６は本発明の実施の形態１に係るペン型入力器２００の要部構成を示す機能ブロック図である。ペン型入力器２００は、タッチパネル部１００Ｂと通信可能に構成されており、タッチパネル部１００Ｂに描画データを送信する。

また、ペン型入力器２００は、ユーザによる描画の際、表示部１００Ａの表示画面１０１と接触する接触部２０１と、前記描画データの生成に係る部分を収容するペン型のケーシング２０２とを有している。接触部２０１は柱状をなしており、ケーシング２０２の軸心方向（又は長手方向）に沿う移動ができるように、ケーシング２０２によって保持されている。

更に、ペン型入力器２００は、筆圧検知部２１０と、制御部２２０と、記憶部２３０と、姿勢検知部２４０と、描画データ送信部２５０とを備えており、これらはケーシング２０２内に収容されている。

筆圧検知部２１０は、ユーザがペン型入力器２００を握って表示部１００Ａの表示画面１０１に描画を行なう際、接触部２０１の先端と、表示画面１０１との接触による接触圧を測定する。換言すれば、該接触によって接触部２０１にかかる圧力を測定する。

図７は接触部２０１にかかる圧力を測定する一例を説明する説明図である。接触部２０１にかかる圧力を測定する一例として、歪みセンサを用いた測定方法がある。

該歪みセンサは、接触部２０１の後部と接離する電極と、該電極と対向配置された金属シートと、これらの間に介在するスペーサーとを有しておる。前記電極側への荷重がない状態では該電極と金属シートとが接触しない状態を維持する。一方、荷重が前記電極側に加えられた場合は該電極が前記金属シート側に撓んで接近し、金属シートの一部に電極が接触することで導通が生ずる。更に荷重が大きくなると前記電極と前記金属シートとの接触面積も大きくなり、抵抗値が小さくなる。従って、前記歪みセンサに接続された回路部が接触圧を検知できる。

例えば、接触部２０１が表示画面１０１と接触しておらず、全く押されていない場合、すなわち、荷重が加わっていない場合、前記電極と前記シートとは接触しておらず導通は生じない。また、接触部２０１が押され、すなわち荷重が加わった場合は、前記電極と前記シートとが接触して導通が生じるので、前記回路部が接触圧を検知する。

具体的には、荷重の大小に応じて、前記電極と前記シートとの接触面積が変化し、抵抗値の変化が起こる。前記回路部はこの抵抗値の変化を用いて、接触圧の検知を行う。

図８は接触部２０１にかかる圧力を測定する他例を説明する説明図である。接触部２０１にかかる圧力を測定する他例として、光学センサを用いた測定方法がある。

斯かる測定方法に斯かる機構は、一端に接触部２０１が設けられたシリンダと、該シリンダの他端に設けられた反射面と、該反射面に光を照射する発光素子と、前記反射面によって反射された光を受光する受光素子とを有する。

前記シリンダはバネ力によってケーシングの軸心方向に移動するように構成されており、該シリンダの移動によって前記発光素子及び受光素子と反射面との距離、換言すれば、前記発光素子及び受光素子の間の光路の距離が変化する。斯かる機構においては、受光素子における受光量を電流値として変換して接触圧を測定する。

すなわち、斯かる測定方法では、接触部２０１が押されるほど、換言すれば接触部２０１に加わる荷重が大きいほど、前記発光素子及び受光素子と前記反射面との距離が短くなり、該発光素子及び受光素子の間の光路が短くなる。従って、前記受光素子で受光される光量も変化し、得られる電流値も異なることを利用して接触圧の検知を行う。

上述した歪みセンサ又は光学センサを利用する場合に得られる接触圧のデジタルデータは、センサの種類による特性の違いから生じる差を吸収できるように、また、荷重と接触圧のデジタルデータとの相関関係を対応付けるようにＬＵＴ（ルックアップテーブル）などで調整できるようにする。

以下の説明においては、説明の便宜上、筆圧検知部２１０が後述する歪みセンサ２１１及び回路部２１２を備え、上述した歪みセンサを用いた測定方法にて接触圧を検知する場合を例として説明する。

姿勢検知部２４０は、いわゆる傾きセンサ又は３軸加速度センサを有しており、自器（ペン型入力器２００）の姿勢を検知する。より詳しくは、姿勢検知部２４０は、鉛直軸、すなわち、重力方向の軸に対するペン型入力器２００の軸心の傾き、換言すれば、該鉛直軸と、該軸心とがなす内角を検出する。本実施の形態においては、姿勢検知部２４０が３軸加速度センサを有するものとする。

制御部２２０は、姿勢検知部２４０によって検知された検知結果に基づいて、所定の閾値を演算する。また、制御部２２０は、筆圧検知部２１０によって検知された接触圧が該閾値を超えた場合にスイッチオンとし、それ以外はスイッチオフとする。

より詳しくは、制御部２２０は、判定部２２１及び演算部２２２を備えている。演算部２２２は、姿勢検知部２４０が、上述した方法によって前記内角を検知した場合、該内角を用いて、後述する方法により、前記閾値を演算する。また、判定部２２１は、演算部２２２によって算出された閾値を用いて、描画を行うか（スイッチオン）、描画を行わないか（スイッチオフ）を判定する。

以下に、描画を行うか（スイッチオン）、描画を行わないか（スイッチオフ）の判定に用いられる閾値（以下、スイッチ閾値という）の算出方法について説明する。

図９は本発明の実施の形態１に係るペン型入力器２００において、姿勢検知部２４０による内角算出を説明する説明図である。図中、太い実線の矢印は重力の方向を示し、破線は鉛直軸を示している。

姿勢検知部２４０は、３軸加速度センサ２４１と、３軸加速度センサ２４１が設けられた基板２４２とを有している。３軸加速度センサ２４１は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸での加速度を検知する。例えば、図９Ａに示すように、ペン型入力器２００が真下に向いて静止している場合、ｘ軸は重力加速度gに相当する値が検知され、ｙ軸とｚ軸とは加速度０に相当する値が検知される。

また、図９Ｂに示すように、ペン型入力器２００を傾けた場合、すなわち、ｘ軸が、重力加速度gの方向（鉛直軸）に対してθ傾いているとき、ｘ軸は「g×cosθ」に相当する値が検知される。３軸加速度センサ２４１のｘ軸の出力値をSEN_OUT_Xとすると、「SEN_OUT_X = α×g×cosθ」となる。ここで、αは、重力加速度gから出力値SEN_OUT_Xへの換算係数であり、予め保持されている値である。αは、ｘ軸に対して重力加速度gのみを与え、そのときの出力値を重力加速度gで除算することによって計算できる。

よって、重力加速度gの方向に対する傾きθは、換言すればペン型入力器２００の軸心が前記鉛直軸となす内角は、「θ= arccos ( SEN_OUT_X / (α×g))」とすることができる。

以上のように、姿勢検知部２４０によってペン型入力器２００の傾きθ（内角）が求められると、該傾きθ（内角）を用いて制御部２２０の演算部２２２がスイッチ閾値を算出する。以下の説明において、重力加速度方向を角度０とする。

演算部２２２は、ペン型入力器２００の重量Ａ及び接触部２０１の重量Ｂを記憶部２３０から読み出し、スイッチ閾値を算出する。以下にスイッチ閾値の演算式を示す。（０°≦θ＜３６０°）

０°≦θ≦９０°、２７０°≦θ＜３６０°の場合、
閾値Ｔｈ＝Ａ×ＣＯＳθ＋β
９０°＜θ＜２７０°の場合、
閾値Ｔｈ＝−Ｂ×ＣＯＳθ＋γ
ここで、β、γは、必要に応じて閾値Ｔｈを調整するためのパラメータである。例えば、閾値Ｔｈをやや重めにしたいときには、α、βを大きくすることによって対応できる。

姿勢検知部２４０が傾きθ（内角）を検知する度に、演算部２２２がスイッチ閾値を演算するように構成しても良いが、上述した閾値の演算式によって算出された閾値Ｔｈを傾きθ毎に対応付けて予め記憶部２３０に記憶しておくように構成しても良い。本実施の形態においては、記憶部２３０が傾きθ（内角）と閾値Ｔｈとを関連付けたＬＵＴ（ルックアップテーブル）を予め記憶しているものとする。

判定部２２１は、このように演算部２２２によって算出された閾値Ｔｈ（スイッチ閾値）を筆圧検知部２１０による検知結果と比較することにより前記判断を行なう。例えば、筆圧検知部２１０による検知結果が、斯かる閾値Ｔｈ（スイッチ閾値）を超えない場合、判定部２２１は、描画を行わない（スイッチオフ）旨の判定を行なう。

制御部２２０は、判定部２２１による判定結果、すなわち、スイッチオン又はスイッチオフを表すスイッチ情報、筆圧検知部２１０による検知結果、ペン型入力器２００の識別ＩＤ等を前記描画データとして描画データ送信部２５０を介してタッチパネル部１００Ｂに送信する。

記憶部２３０は、例えば、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＨＤＤ、ＭＲＡＭ（磁気抵抗メモリ）、ＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリ）、又は、ＯＵＭ等の不揮発性の記憶媒体により構成されている。また、記憶部２３０は、姿勢検知部２４０による検知結果、接触部２０１の重量、ペン型入力器２００の重量、前記ＬＵＴ、ペン型入力器２００の識別ＩＤ等を記憶している。

描画データ送信部２５０は、制御部２２０から前記描画データを取得して、タッチパネル部１００Ｂの受信部５に送信する。描画データ送信部２５０は、受信部５に対応して、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の無線通信を行なうように構成されている。

一方、ペン型入力器２００の使用にあたり、以下の３つの場合が想定できる。図１０は本発明の実施の形態１に係るペン型入力器２００の使用の一例を示す例示図である。

１．接触部２０１を上に向けて、ペン型入力器２００を保持している場合（図１０Ａ参照）。
２．接触部２０１を下に向けて、水平に配置されている表示部１００Ａの表示画面１０１と接触部２０１の先端が接しているものの、例えば、ユーザによる負荷が接触部２０１に加わっていない場合（図１０Ｂ参照）。
３．接触部２０１を真横に向けて、垂直に配置されている表示部１００Ａの表示画面１０１と接触部２０１の先端が接しているものの、例えば、ユーザによる負荷が接触部２０１に加わっていない場合（図１０Ｃ参照）。

「１」の場合、接触部２０１の自重量のみが筆圧検知部２１０に対して荷重としてかかる状態となる。この際、接触部２０１の自重量が所定のスイッチ閾値より大きい場合、判定部２２１がスイッチオンと判定する。しかし、このように単に上を向けてペン型入力器２００を保持しているだけでスイッチオンになってしまうのは好ましくない。

「２」の場合、接触部２０１が表示画面１０１と接触したのみの状態であるので、接触部２０１を除くペン型入力器２００の自重量の分だけが接触部２０１にかかり、筆圧検知部２１０に荷重としてかかることになる。この際、接触部２０１を除くペン型入力器２００の自重量が所定のスイッチ閾値より大きい場合、判定部２２１がスイッチオンと判定するが、単にペン型入力器２００を立てただけでスイッチオンになってしまうのは好ましくない。例えば、充電式スタンド（ペン型入力器２００を立てて格納する場合）を想定した場合、使用してもいないのに、接触部２０１が物体に接触することによってスイッチオンになってしまう虞があり、格納しているだけなのに電力が消費され、好ましくない。

一方、「３」の場合、接触部２０１が表示画面１０１に接触したのみの状態であるが、接触部２０１には荷重がかかっていないので、筆圧検知部２１０にも荷重はかからない。ここからユーザなどの外部からの負荷をかけた分だけ、筆圧検知部２１０に対する荷重がかかることになる。

このような不具合に対して、本発明の実施の形態１に係るペン型入力器２００は、上述した構成を用いて対応することができる。

上述の閾値の演算式によると、例えば、β＝γ＝０であるとした場合であって、傾きθ（内角）＝０°のとき、すなわち、図１０Ｂの場合、閾値Ｔｈ（スイッチ閾値）＝Ａとなり、ペン型入力器２００の自重がスイッチ閾値となる。この際、筆圧検知部２１０によっては接触部２０１を除くペン型入力器２００の自重量が検知されるので、当該スイッチ閾値の以下となり、判定部２２１は描画を行わない（スイッチオフ）旨の判定を行なう。

また、傾きθ（内角）＝１８０°のとき、すなわち、図１０Ａの場合、閾値Ｔｈ（スイッチ閾値）＝Ｂとなり、接触部２０１の自重が閾値となる。この際、筆圧検知部２１０によっては接触部２０１の自重量が検知されるので、当該スイッチ閾値の以下となり、判定部２２１は描画を行わない（スイッチオフ）旨の判定を行なう。

このように、本発明の実施の形態１に係るペン型入力器２００は、自器の姿勢によって前記スイッチ閾値が変動するので、上述したような不具合を解決することができる。また、必要に応じてβ及びγを変更することにより、スイッチ閾値を更に適切に変動させることができる。

ペン型入力器２００の傾きが変更された場合、これに応じてスイッチ閾値（閾値Ｔｈ）が変更するので、傾きの変動に応じて接触部２０１にデフォルトとしてかかる負荷の変動を無くすことができる。従って、変動後のスイッチ閾値（閾値Ｔｈ）を超える場合のみスイッチオンにすることで、換言すれば、同じ接触圧でのみスイッチオンとなるので、同じ書き味を保つことができる。具体例としては、直立した表示部１００Ａに対して使用するときと、テーブル型の表示部１００Ａに対して使用するときとに、同じ接触圧で同一の線図を描画することができる。

図１１は本発明の実施の形態１に係るペン型入力器２００における、描画データ送信の処理を説明するフローチャートである。説明の便宜上、ユーザがペン型入力器２００を用いて表示部１００Ａの表示画面１０１に対して描画を行なう場合を例として説明する。

ユーザがペン型入力器２００を握って表示画面１０１に対する描画を行なう場合、筆圧検知部２１０は接触部２０１と表示画面１０１との接触圧を検知する（ステップＳ１０１）。筆圧検知部２１０による接触圧の検知方法については既に説明しており、詳しい説明を省略する。この際、姿勢検知部２４０は、定期的に傾きθ（内角）を検知して、記憶部２３０に記憶する。

判定部２２１は、記憶部２３０に記憶された傾きθの値を用いて、前記ＬＵＴより対応するスイッチ閾値を読み出し、筆圧検知部２１０で検知された接触圧との比較を行ない、スイッチ閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定部２２１は、スイッチ閾値以下であれば、描画を行わない（スイッチオフ）旨の判定を行ない、スイッチ閾値超過であれば、描画を行なう（スイッチオン）旨の判定を行なう。

判定部２２１によって、スイッチ閾値以下であると判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、制御部２２０は描画を行わない旨（スイッチオフ）のスイッチ情報を含む描画データを、描画データ送信部２５０を介してタッチパネル部１００Ｂに送信する（ステップＳ１０４）。この際、斯かる描画データには、筆圧検知部２１０によって検知された接触圧も共に含まれる。

また、判定部２２１によって、スイッチ閾値以下でないと、すなわちスイッチ閾値を超過すると判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、制御部２２０は描画を行なう旨（スイッチオン）のスイッチ情報を含む描画データを、描画データ送信部２５０を介してタッチパネル部１００Ｂに送信する（ステップＳ１０３）。

図１２は本発明の実施の形態１に係るタッチパネル部１００Ｂ及び表示部１００Ａにおける、描画処理を説明するフローチャートである。

図１１のフローチャートのステップＳ１０３又はステップＳ１０４にて説明したように、ペン型入力器２００から描画データがタッチパネル部１００Ｂに送信された場合、受信部５が斯かる描画データを受信する（ステップＳ２０１）。

ＣＰＵ１１は、受信した描画データに対して、復調、復号等を行ない、該描画データに含まれているスイッチオン又はスイッチオフの情報（スイッチ情報）、筆圧検知部２１０によって検知された接触圧等を抽出する（ステップＳ２０２）。

この際、座標検出部１２は、筆圧検知部２１０による前記接触圧の検知が行われた時点における、ペン型入力器２００（接触部２０１）と表示画面１０１との接触点の座標を検出する（ステップＳ２０３）。座標検出部１２による前記接触点の座標の検出については既に説明しており、詳しい説明を省略する。

次いで、座標統合部１４は、受信部５を介して受信された描画データに係るスイッチ情報と、座標検出部１２によって検出された座標の情報を統合する（ステップＳ２０４）。例えば、ユーザが表示画面１０１をペン型入力器２００でタッチした場合、座標検出部１２によって前記接触点の座標が検出でき、ペン型入力器２００からはスイッチオンのスイッチ情報を含む描画データが送信される。座標統合部１４は、当該座標及びスイッチオンのスイッチ情報を統合してセットにする。

以後、ＣＰＵ１１は、前記接触点の座標、スイッチ情報、筆圧検知部２１０によって検知された接触圧等のデータを用いて適宜描画処理等を行なう（ステップＳ２０５）。

このような処理後、ＣＰＵ１１は、該処理後のデータを表示部１００Ａに送信し、表示部１００Ａは送信された処理後のデータに基づいて、当該描画データに応じた線図を適宜表示画面１０１に表示する（ステップＳ２０６）。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るペン型入力器２００は、自器の姿勢によって、表示画面１０１に描画される文字、線図等の属性が変更される。斯かる属性とは、例えば、線の幅、濃度、粗さ等である。ここで、粗さは、線が消え消えに見える程度を表す。以下の説明においては、前記粗さが変更する場合について説明する。

本発明の実施の形態２に係るペン型入力器２００の記憶部２３０は、姿勢検知部２４０によって検知される内角（θ）の所定範囲（例えば、１５°）毎に、描画される線図の属性（粗さ）を記憶している。詳しくは、０°≦θ≦９０°である場合においては、θが大きい程、対応する粗さが大きい。すなわち、斯かる範囲においては、θが大きい程、描画される線がより消え消え（例えば、かすれたように）に見える。

一方、２７０°≦θ＜３６０°である場合においては、θが大きい程、対応する粗さが小さい。すなわち、斯かる範囲においては、θが大きい程、描画される線がより綺麗に見える。

図１３は本発明の実施の形態２に係るペン型入力器２００の使い方の一例を説明する説明図である。図中、破線は鉛直軸を示す。

例えば、ユーザが水平に設けられた表示画面１０１に対して描画を行なう場合において、判定部２２１によってスイッチオンと判定された場合であって、姿勢検知部２４０により検知される内角（θ）が例えば、１５°以下の場合、該θに対応する粗さが記憶部２３０から読み出されて、描画データとしてタッチパネル部１００Ｂに送信される。タッチパネル部１００Ｂは斯かる描画データを受信して、例えば、図１３Ａのような線図を表示画面１０１に表示する。

一方、姿勢検知部２４０によって検知される内角（θ）が１５°以上であって、例えば、３０°である場合、該θに対応する、より大きい粗さが記憶部２３０から読み出されて、描画データとしてタッチパネル部１００Ｂに送信される。タッチパネル部１００Ｂは斯かる描画データを受信して、例えば、図１３Ｂのような線図を表示画面１０１に表示する。

以上では、表示装置として赤外線遮断式タッチパネルを例として説明したが、赤外線遮断式タッチパネルではなく、静電容量式タッチパネルなどにも適用することができる。赤外線遮断式タッチパネルと静電容量式タッチパネルとは、座標入力の方法が異なるのみで、他の構成は同じである。

図１４は本発明の実施の形態における静電容量式タッチパネル装置の概略構成図である。図１４において、３０２は座標検出パネル、３０３は座標検出パネル３０２を構成する複数のｘ軸方向の電極（以下、ｘ電極とする）、３０４は同じく検出パネル３０２を構成する複数のｙ軸方向の電極（以下、ｙ電極とする）、３０５はｘ電極３０３でのタッチ検出動作を制御するＸ軸電極制御部、３０６はｙ電極３０４でのタッチ検出動作を制御するＹ軸電極制御部である。３０７はＸ軸電極制御部３０５及びＹ軸電極制御部３０６で検出された座標から、最終的な座標を算出する座標算出部である。
ここで、ｘ電極３０３及びｙ電極３０４は、一定の間隔で平行に配列され、ｘ電極３０３とｙ電極３０４とは互いに直交する方向に配置されている。

Ｘ軸電極制御部３０５及びＹ軸電極制御部３０６は、各電極の選択期間の和が一定時間内になるように、順次各電極を選択していき、検出動作を行う。また、Ｘ軸電極制御部３０５及びＹ軸電極制御部３０６は、選択された電極に結合する静電容量に応じた周期で発振する発振回路（図示せず）を備え、発振周波数に応じたパルス信号を出力する。

座標算出部３０７では、タッチがない場合の上記パルス信号と、タッチがある場合の上記パルス信号の周期差に基づいてタッチ検出が行われる。算出された座標は、図３の座標検出部１２へ通知される。

実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

１００Ａ 表示部
１０１ 表示画面（被描画面）
２００ ペン型入力器
２４０ 姿勢検知部
２２０ 制御部
２２１ 判定部
２１１ 歪みセンサ
２３０ 記憶部
２０１ 接触部
２１０ 筆圧検知部（接触圧検知部）

Claims (4)

1. 描画が行なわれる被描画面を有する表示装置に、描画に係る指示を行なう描画器において、
   自器の姿勢を検出する姿勢検出部と、
   該姿勢検出部による検出結果に基づき、描画を行なうか否かを判定する判定手段とを備え、
   該判定手段による判定結果に基づいて、前記描画に係る指示を行なうように構成されていることを特徴とする描画器。
2. 前記姿勢検出部による検出結果に対応する閾値を記憶している記憶部と、
   描画の際、前記被描画面に接触する接触部と、
   該接触部と前記被接触部との接触圧を検知する接触圧検知部と、
   該接触圧検知部による検知結果が閾値以下である場合、前記判定手段は、描画を行なわないと判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の描画器。
3. ペン型であり、
   前記接触圧検知部は、掛かる重さに基づいて前記接触圧を検知するセンサを有し、
   前記姿勢検出部は、軸心と、鉛直軸とが成す内角θを検出しており、
   前記閾値は、下記式によって求めることを特徴とする請求項２に記載の描画器。
   ０°≦θ≦９０°及び２７０≦θ＜３６０°の場合、
   閾値 ＝ Ａ×cosθ＋β
   ９０°＜θ＜２７０°の場合、
   閾値 ＝ −Ｂ×cosθ＋γ
   但し、Ａ：自重量
   Ｂ：前記接触部の重量
   β、γ：閾値を調整するためのパラメータ
4. 前記記憶部は、
   前記内角の所定範囲毎に、描画すべき線図の属性を記憶してあることを特徴とする請求項２又は３に記載の描画器。
   

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