JP2020140685A

JP2020140685A - 入力装置及び入力システム

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Publication number: JP2020140685A
Application number: JP2019110740A
Authority: JP
Inventors: 杉山　晃一; Koichi Sugiyama; 晃一杉山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: JP7312615B2

Abstract

【課題】簡易な構成により入力具の種類を正確に判別することが可能な入力装置及び入力システムを提供すること。【解決手段】入力装置は、入力具が入力した入力面上の位置座標を検出する座標検出部と、前記入力具に設けられる、前記入力具の属性の情報を示す標識を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像される前記標識の画像に基づいて前記属性を識別する入力具識別部と、前記座標検出部により検出される前記位置座標と、前記入力具識別部により識別される前記属性とに基づいて、前記入力具による入力データを生成する入力データ生成部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、入力面に対して入力具により入力する入力装置及び入力システムに関する。

スタイラスペンなどの筆記具を用いてタッチパネルの入力面に対して筆記入力する入力装置が普及している。また、このような入力装置において、筆記具の種類を判別する技術が知られている。例えば、特許文献１には、スタイラスペンを用いたタッチ入力装置において、ペン先部をカメラで撮像してペン先部の色を特定し、特定した色に応じた色を表示部に表示する技術が開示されている。

前記特許文献１のタッチ入力装置において、制御部には画像解析エンジンが搭載されており、制御部は、前記画像解析エンジンを用いて、取得した撮影画像を解析する。制御部は、撮影画像の解析結果に基づいて、撮影画像中にスタイラスペンの画像が含まれているか否かを判別する。撮像画像中にスタイラスペンの画像が含まれていれば、制御部は、スタイラスペンのペン先の色を特定する。

特開２０１７−９１３３６号公報

しかし、前記特許文献１の技術では、撮影画像の解析結果に基づいて撮影画像中にスタイラスペンの画像が含まれているか否かを判別し、さらに、撮像画像中にスタイラスペンの画像が含まれている場合に撮影画像中のスタイラスペンのペン先の位置を判定し、そして、ペン先の色を特定する、という工程のために、高度な画像解析を必要とする。

また、撮像画像におけるペン先の見え方は、ペンの位置、ペンの角度、ペンの背景画像、及び撮像の環境、などの状況により大きく変化してしまうため、ペン先部の位置及び色を正確に特定することが困難である。

本発明の目的は、簡易な構成により入力具の種類を正確に判別することが可能な入力装置及び入力システムを提供することにある。

本発明の一の態様に係る入力装置は、入力面に対して入力具により入力する入力装置であって、前記入力具が入力した前記入力面上の位置座標を検出する座標検出部と、前記入力具に設けられる、前記入力具の属性の情報を示す標識を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像される前記標識の画像に基づいて前記属性を識別する入力具識別部と、前記座標検出部により検出される前記位置座標と、前記入力具識別部により識別される前記属性とに基づいて、前記入力具による入力データを生成する入力データ生成部と、を備える。

本発明の他の態様に係る入力システムは、入力具と、入力面に対して前記入力具により入力する入力装置と、を含む入力システムであって、前記入力具が入力した前記入力面上の位置座標を検出する座標検出部と、前記入力具に設けられる、前記入力具の属性の情報を示す標識を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像される前記標識の画像に基づいて前記属性を識別する入力具識別部と、前記座標検出部により検出される前記位置座標と、前記入力具識別部により識別される前記属性とに基づいて、前記入力具による入力データを生成する入力データ生成部と、を備える。

本発明によれば、簡易な構成により入力具の種類を正確に判別することが可能な入力装置及び入力システムを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る入力システムの全体構成を示す図である。図２は、本発明の実施形態に係る入力装置の構成を示す機能ブロック図である。図３は、本発明の実施形態に係る入力システムにおいて利用される属性情報一例を示す図である。図４Ａは、本発明の実施形態に係るタッチペンの構成の一例を示す図である。図４Ｂは、本発明の実施形態に係るタッチペンの構成の他の例を示す図である。図４Ｃは、本発明の実施形態に係るタッチペンの構成の他の例を示す図である。図５は、本発明の実施形態に係るイレーサーの構成の一例を示す図である。図６は、本発明の実施形態に係る入力システムにおいて実行される筆記入力処理の手順の一例を示すフローチャートである。図７は、本発明の実施形態に係るタッチペン及び標識取付部の構成を示す斜視図である。図８は、本発明の実施形態に係る標識取付部の構成を示す斜視図である。図９は、本発明の実施形態に係る標識取付部の構成を示す斜視図である。図１０は、本発明の実施形態に係る標識取付部の構成を示す斜視図である。図１１は、本発明の実施形態に係る標識取付部の構成を示す斜視図である。図１２は、本発明の実施形態に係る標識取付部の構成を示す斜視図である。図１３は、本発明の実施形態に係る標識取付部の構成を示す斜視図である。図１４は、本発明の実施形態に係るタッチペン及び標識取付部の構成を示す斜視図である。図１５は、本発明の実施形態に係るタッチペン及び標識取付部の構成を示す斜視図である。図１６は、本発明の実施形態に係るタッチペン及び標識取付部の構成を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。

本発明の入力装置は、タッチ入力用の入力面に入力具により入力する情報処理装置である。ここで、前記入力面は、電子黒板（電子ボード）などのディスプレイ付きタッチパネル、白板（ホワイトボード）又は黒板などのボードなど、入力具により情報を入力することが可能な様々な媒体を含む。また前記入力具は、スタイラスペン、電子ペン、マーカーペンなどのペン全般、イレーサー、ブラシなど様々な筆記具を含む。また前記タッチ入力は、前記入力面に対する前記入力具による入力であり、例えば前記ペン又は前記ブラシによる筆記、前記イレーサーによる筆跡（文字など）の消去を含む。本発明の実施形態では、前記入力面の一例として、主に、表示パネル付きタッチパネル（以下、「タッチパネル」と称す。）を例に挙げ、前記入力具の一例として、主にスタイラスペン（以下、「タッチペン」と称す。）を例に挙げて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る入力システムの構成を示す図である。入力システム１００は、入力装置１とタッチペン２とを含む。入力装置１は、本発明の入力装置の一例であり、タッチペン２は、本発明の入力具の一例である。入力装置１は、タッチパネル１０の入力面に対するユーザのタッチペン２によるタッチ入力の位置（位置座標）を検出するとともに、タッチペン２の属性（例えば筆記色）を検出して、前記タッチ入力に応じた情報を、前記筆記色により、前記表示パネルにおける前記位置座標に対応する位置に描画することが可能である。

図２は、入力装置１の構成を示す機能ブロック図である。入力装置１は、タッチパネル１０と、記憶部２０と、カメラ３０と、赤外線発光部４０と、赤外線受光部５０と、制御部６０とを備えている。

タッチパネル１０は、タッチパネル１０の入力面に対するユーザのタッチペン２によるタッチ入力を受け付ける。タッチパネル１０は、赤外線方式のタッチパネルであってもよいし、静電容量方式のタッチパネルであってもよいし、感圧式のタッチパネルであってもよい。なお、詳細は後述するが、本発明のタッチパネルは、赤外線方式のタッチパネルが好適である。タッチパネル１０は、前記表示パネルの前面に配置されてもよいし、表示パネルに内蔵されてもよい。また、タッチパネル１０及び表示パネルは、互いに離れた場所に配置され、互いに通信可能に構成されてもよい。

記憶部２０は、各種の情報を記憶するＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶部である。具体的に、記憶部２０には、属性情報２１２などのデータが記憶されている。

具体的には、記憶部２０には、入力具の属性に関する属性情報２１２が記憶されている。属性情報２１２には、入力具に設けられる標識Ｍごとに、入力具の種類、色、太さ、形状などの属性が登録されている。前記属性は、入力具の種類（タッチペン、イレーサー、ブラシなど）、タッチペン２に対応する筆記色（入力色）、タッチペン２のペン先部（筆記文字）の太さ、及び、タッチペン２のペン先部の形状のうち少なくとも何れかの情報を含んでいる。

図３は、属性情報２１２の一例を示す図である。図３に示す「Ｐ１」〜「Ｐ４」は、標識Ｍの標識パターンを示す。図３には、前記属性の一例として、入力具の「種類」、タッチペン２の「筆記色」を示している。標識パターンＰ１の標識Ｍには、黒色のタッチペン２が関連付けられており、標識パターンＰ２の標識Ｍには、赤色のタッチペン２が関連付けられており、標識パターンＰ３の標識Ｍには、青色のタッチペン２が関連付けられている。また標識パターンＰ４の標識Ｍには、イレーサー３が関連付けられている。

ここで、入力具の具体例を説明する。図４Ａ〜図４Ｃは、タッチペン２の構成を示す図である。図４Ａに示すタッチペン２Ａには、標識パターンＰ１の標識Ｍが設けられており、図４Ｂに示すタッチペン２Ｂには、標識パターンＰ２の標識Ｍが設けられており、図４Ｃに示すタッチペン２Ｃには、標識パターンＰ３の標識Ｍが設けられている。

標識Ｍは、特定の情報が関連付けられた記号、画像などの標識パターンが描画された媒体である。標識Ｍは、ＡＲマーカ、一次元コード、二次元コードなどで構成されてもよい。標識Ｍは、入力具における、カメラ３０により撮像可能な位置に設けられ（貼付され）ている。標識Ｍは、１つの入力具に一箇所又は複数個所設けられている。

また、標識Ｍの標識パターンは、赤外線カメラにより認識可能に構成されてもよい。例えば標識Ｍは、赤外線を吸収する赤外線吸収材料により標識パターンが描画された媒体であり、赤外線の吸収または反射の特性のコントラストにより標識パターンが描画された媒体である。また標識Ｍは、赤外線の吸収または反射の特性の違いにより標識パターンが描画された媒体である。標識パターンは、例えば、下地に対して赤外線の吸収特性または反射特性が異なる材料により描画される。なお、吸収特性、反射特性とは、具体的には、吸収率、反射率のことである。なお、理想状態においては「反射率＋吸収率＝１００％」となるため、吸収率及び反射率は、どちらも吸収と反射の割合を示す指標であるという意味において、ほとんど同じ概念であるともいえる。反射に関しては、同じ反射率であっても、乱反射するか正反射するかなどの反射特性の違いにより見え方が違う可能性もありえる。また一般的に、コントラスト（対比）とは、基本的には並置されているものと著しく異なっていることである。視覚においては、同じ視野内での色、明るさ、輝度、形など（また質感、テクスチャなど）の差違のことである。上述の「赤外線の吸収または反射の特性のコントラストにより標識パターンが描画されたもの」とは、（１）標識パターンとそれ以外の周辺部分とで赤外線の吸収または反射の特性の差異があり、対比により標識のパターン（形状、模様など）を認識できること、または、（２）標識パターン自体の中に赤外線の吸収または反射の特性の異なる２以上の領域を含んでおり、対比により標識のパターン（形状、模様など）を認識できることである。

図５は、イレーサー３の構成を示す図である。図５に示すように、イレーサー３には、標識パターンＰ４の標識Ｍが設けられている。標識パターンＰ４は、イレーサー３の上面及び側面の少なくとも何れかに設けられている。このように、入力システム１００に含まれる各入力具には、個別の標識パターンを有する標識Ｍが設けられている。

図２に戻り、入力装置１の記憶部２０には、さらに、制御部６０に後述の筆記入力処理（図６参照）を実行させるための筆記入力プログラムなどの制御プログラム２１１が記憶されている。例えば、前記筆記入力プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、入力装置１が備えるＣＤドライブ又はＤＶＤドライブなどの読取装置（不図示）で読み取られて記憶部２０に記憶される。もしくは、前記筆記入力プログラムは、入力装置１からアクセス可能なサーバ装置からダウンロードされて、記憶部２０に記憶されてもよい。

カメラ３０は、被写体の画像を撮像してデジタル画像データとして出力するデジタルカメラである。カメラ３０は、本発明の撮像部の一例である。例えば図１に示すように、カメラ３０は、タッチパネル１０の右上端部及び左上端部に設けられ、タッチパネル１０の入力面の前方の全領域を撮像する。なお、各カメラ３０は、タッチパネル１０の大きさに応じて、全領域を撮像可能なように被写界深度が設定される。カメラ３０の数は限定されず、少なくとも１つ設けられていればよい。

またカメラ３０は、赤外線カメラであることが好ましい。ここで、赤外線カメラとは、赤外線のみを選択的に受光して撮像できるカメラに限定されず、少なくとも赤外線を受光して撮像できるカメラを意味する。例えば、可視光及び赤外線の両方を受光して（可視光画像及び赤外画像を両方重ね合わせて）撮像するカメラも、本発明の「赤外線カメラ」に含まれる。例えば、一般的な市販の可視光カメラは赤外光除去フィルタを備えており、可視光のみを受光可能となっているが、可視光カメラから可視光除去フィルタを取り外すと簡易的な「赤外線カメラ」が実現する。本実施形態に係るカメラ３０は、このような簡易的な赤外線カメラであってもよい。カメラ３０は、周知のカメラを用いることができる。

本実施形態において、カメラ３０は、撮像領域に存在するタッチペン２に設けられた標識Ｍを撮像する。例えば、ユーザが標識パターンＰ１の標識Ｍが設けられたタッチペン２によりタッチパネル１０の入力面にタッチ入力の操作を行っている場合に、カメラ３０は、当該タッチペン２の標識Ｍを撮像する。また例えば、ユーザが標識パターンＰ４の標識Ｍが設けられたイレーサー３によりタッチパネル１０の入力面にタッチ入力（消去）の操作を行っている場合に、カメラ３０は、当該イレーサー３の標識Ｍを撮像する。

赤外線発光部４０は、赤外線方式のタッチパネルを実現するための発光部であり、赤外線の発光素子（ＬＥＤ）を含んで構成される。赤外線受光部５０は、赤外線方式のタッチパネルを実現するための受光部であり、赤外線の受光素子（フォトトランジスタ）を含んで構成される。一対の赤外線発光部４０及び赤外線受光部５０が、Ｘ方向（図１の横方向）に配置されており、一対の赤外線発光部４０及び赤外線受光部５０が、Ｙ方向（図１の縦方向）に配置されている。入力装置１は、タッチペン２がタッチパネル１０の入力面にタッチされると、Ｘ方向及びＹ方向それぞれの赤外線発光部４０から発光された赤外線がタッチペン２により遮断されることにより、タッチペン２のＸ座標及びＹ座標の位置を検出する。

制御部６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、制御部６０は、前記ＲＯＭ又は記憶部２０に予め記憶された各種の制御プログラム２１１を前記ＣＰＵで実行することにより入力装置１を制御する。

具体的に、制御部６０は、図２に示すように、座標検出部６１１、撮像画像取得部６１２、入力具識別部６１３、入力データ生成部６１４などの各種の処理部を含む。なお、制御部６０は、前記ＣＰＵで前記筆記入力プログラムに従った各種の処理を実行することによって、座標検出部６１１、撮像画像取得部６１２、入力具識別部６１３、入力データ生成部６１４として機能する。また、制御部６０に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記筆記入力プログラムは、複数のプロセッサを前記各種の処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

座標検出部６１１は、入力具（タッチペン２、イレーサー３など）が入力したタッチパネル１０の前記入力面上の位置座標を検出する。座標検出部６１１は、本発明の座標検出部の一例である。具体的には、座標検出部６１１は、前記入力具がタッチパネル１０に接触した位置を、前記入力具が入力した前記入力面上の前記位置座標として検出する。座標検出部６１１は、赤外線発光部４０から発光された赤外線が入力具に照射されることによる赤外線の遮断状態に基づいて、入力具の位置座標を検出する。具体的には、座標検出部６１１は、タッチペン２により赤外線が遮断された場合に赤外線受光部５０から出力される検知信号に基づいて、タッチペン２の位置座標（Ｘ座標、Ｙ座標）を検出する。

撮像画像取得部６１２は、カメラ３０により撮像される標識Ｍの撮像画像を取得する。ここで、カメラ３０は、赤外線発光部４０から発光された赤外線が前記入力具に照射された状態で標識Ｍを撮像する。標識Ｍは、赤外線吸収材料により標識パターンが描画されたものであるため、標識Ｍは、赤外線発光部４０から発光される赤外線を吸収する。これにより、カメラ３０は、標識Ｍの標識パターンを確実に撮像することが可能となる。このように、赤外線発光部４０は、入力具による赤外線の遮断状態に基づいて入力具の位置座標を検出するための光源としての機能と、入力具の標識Ｍに赤外線を照射してカメラ３０に撮像させるための光源としての機能とを有する。このため、本発明において、タッチパネル１０は、赤外線方式のタッチパネルが好適となる。

入力具識別部６１３は、カメラ３０により撮像される標識Ｍの画像に基づいて入力具の属性を識別する。入力具識別部６１３は、本発明の入力具識別部の一例である。具体的には、入力具識別部６１３は、撮像画像取得部６１２により取得される撮像画像に含まれる標識Ｍの標識パターンに関連付けられた入力具の属性を識別する。例えば、撮像画像取得部６１２により取得される撮像画像にタッチペン２Ａ（図４Ａ参照）の標識Ｍが含まれる場合、入力具識別部６１３は、属性情報２１２（図３参照）を参照して、当該標識Ｍの標識パターンＰ１に関連付けられた筆記色として「黒色」を識別する。また例えば、撮像画像取得部６１２により取得される撮像画像にイレーサー３（図５参照）の標識Ｍが含まれる場合、入力具識別部６１３は、属性情報２１２（図３参照）を参照して、当該標識Ｍの標識パターンＰ４に関連付けられた入力具の種類として「イレーサー」を識別する。

入力データ生成部６１４は、座標検出部６１１により検出される前記位置座標と、入力具識別部６１３により識別される前記属性とに基づいて、入力具による入力データ（筆跡データ）を生成する。入力データ生成部６１４は、本発明の入力データ生成部の一例である。制御部６０は、前記入力データに基づいて前記表示パネルに情報を描画する。例えば、制御部６０は、タッチペン２によるタッチ入力に応じた手書き情報（例えば、文字）を、入力具識別部６１３により識別された筆記色により前記表示パネルの前記位置座標に応じた位置に描画（表示）する。これにより、前記入力データに応じた手書き情報を前記表示パネルにリアルタイムで表示させることが可能となる。

また、例えば前記入力データ（筆跡データ）に基づいて、カラープリンタ（不図示）により印刷処理を実行した場合には、印刷用紙に、筆記色、ペン先部の太さ、形状などが反映された筆跡が印刷される。

［筆記入力処理］
以下、図６を参照しつつ、入力装置１の制御部６０によって実行される筆記入力処理について説明する。

なお、本発明は、前記筆記入力処理に含まれる一又は複数のステップを実行する筆記入力方法の発明として捉えることができ、ここで説明する当該筆記入力処理に含まれる一又は複数のステップが適宜省略されてもよい。なお、前記筆記入力処理における各ステップは同様の作用効果を生じる範囲で実行順序が異なってもよい。さらに、ここでは制御部６０によって前記筆記入力処理における各ステップが実行される場合を例に挙げて説明するが、複数のプロセッサによって当該筆記入力処理における各ステップが分散して実行される筆記入力方法も他の実施形態として考えられる。

先ずステップＳ１１において、制御部６０は、タッチパネル１０の入力面に対してタッチペン２によりタッチ入力された位置座標を検出したか否かを判定する。制御部６０により位置座標が検出された場合、処理はステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、制御部６０は、入力具（例えばタッチペン２）に設けられた標識Ｍの撮像画像をカメラ３０から取得したか否かを判定する。制御部６０により標識Ｍの撮像画像が取得された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１３に移行する。制御部６０により標識Ｍの撮像画像が取得されない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理はステップＳ１４に移行する。

ここで、例えばユーザの入力具の使用状態、赤外線の発光状態などにより、標識Ｍがカメラ３０に撮像され難い場合が考えられる。そこで、制御部６０は、例えば、標識Ｍの撮像画像をカメラ３０から取得したか否かの判定処理を、所定時間継続して実行する構成としてもよい。この構成では、制御部６０が、所定時間以内に標識Ｍの撮像画像をカメラ３０から取得しなかった場合に、処理がステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１３において、制御部６０は、標識Ｍの撮像画像に基づいて入力具の属性を識別する。例えば、制御部６０は、撮像画像に含まれるタッチペン２に設けられた標識Ｍの標識パターンに関連付けられた筆記色（図３参照）を識別する。

ステップＳ１４において、制御部６０は、入力具による入力データを生成する。具体的には、入力具の標識Ｍが認識された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御部６０は、前記位置座標と前記入力具の属性とに基づいて、前記入力具による入力データを生成する。また制御部６０は、前記入力データに基づいて前記表示パネルに情報を描画する。例えば、制御部６０は、タッチペン２によるタッチ入力に応じた手書き情報（例えば、文字）を、前記位置座標に対応する位置に、前記筆記色により前記表示パネルに描画（表示）する。

一方、入力具の標識Ｍが認識されない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、制御部６０は、前記位置座標に基づいて、前記入力具による入力データを生成して、前記入力データに基づいて前記表示パネルに情報を描画する。例えば、制御部６０は、前記表示パネルにおいて、タッチペン２によるタッチ入力に応じた手書き情報（例えば、文字）を、前記位置座標に対応する位置に描画（表示）する。この場合、制御部６０は、前記手書き情報を、予め設定されたデフォルトの属性（筆記色、ペン先部の太さ、ペン先部の形状）により描画する。以上のようにして、前記筆記入力処理が実行される。

以上説明したように、本実施形態に係る入力装置１は、入力具に設けられた標識Ｍをカメラ３０により撮像して標識Ｍに関連付けられた当該入力具の属性を取得し、タッチパネル１０に入力された入力具の位置と、前記属性とに基づいて、前記入力具による入力データを生成する。このように、入力具に設けられた標識Ｍを撮像することにより入力具の属性を識別することができるため、簡易な構成により入力具の種類を正確に判別することが可能となる。

また本実施形態に係る入力装置１では、タッチパネル１０を赤外線発光部４０及び赤外線受光部５０を備える赤外線方式のタッチパネルで構成し、カメラ３０を赤外線カメラで構成し、標識Ｍを赤外線吸収材料により標識パターンが描画された媒体で構成することができる。この構成によれば、カメラ３０は、標識Ｍに赤外線発光部４０から発光された赤外線が照射された状態で標識Ｍを撮像する。このため、カメラ３０により標識Ｍを確実に撮像することが可能になるとともに、標識Ｍの標識パターンの認識精度を向上させることができる。

本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、入力装置１は、カメラ３０により撮像された入力具の撮像画像に基づいて、入力面上の位置座標を検出してもよい。この場合、前記入力面は、タッチパネル１０に限定されない。例えば、前記入力面は、机上面、壁面などの非電子機器の接触面であってもよいし、空間に表される仮想的な非接触面であってもよい。すなわち、入力装置１は、タッチパネル１０が省略されてもよい。

また、上述したように前記入力面は、白板（ホワイトボード）又は黒板などのボードであってもよい。前記入力面がボードである場合、前記ボードにペンにより直接文字などを書き込んだり、前記ボードの文字などをイレーサーにより消去したりすることが可能となる。この構成では、例えば前記ペン及び前記イレーサーは、市販のマーカーペン及びイレーサーを利用することができる。この場合、前記ペン及び前記イレーサーに標識Ｍを貼付することにより、本実施形態に係る入力具を実現することができる。

また他の実施形態として、標識Ｍは、入力具において赤外線透過材料で覆われていてもよい。例えば、標識Ｍは、赤外線を透過する樹脂材料からなるカバーで覆われていてもよい。これにより、標識Ｍの標識パターンの認識精度を低下させることなく、入力具の使用による標識Ｍの損傷を防止することができる。また、前記赤外線透過材料は、可視光を遮断する性質を有することが好ましい。これにより、可視光を遮断して、赤外線発光部４０から発光される赤外線を効率よく標識Ｍに照射することができるため、標識パターンの認識精度を向上させることができる。

また他の実施形態として、標識Ｍは、入力具に着脱可能に取り付けられていてもよい。これにより、マーカーペンなど市販の入力具を使用した場合に、標識Ｍを容易に取り付けたり取り外したりすることができる。また標識パターンの異なる標識Ｍに交換することにより、入力具の属性を変更することができる。さらに、標識Ｍが損傷した場合に、新しい標識Ｍに容易に交換することができる。

ここで、標識Ｍを入力具に取り付けるための具体的な構成について説明する。ここでは、入力具の一例として、タッチペン２を挙げる。

図７は、標識Ｍが取り付けられたタッチペン２の構成例を示す斜視図である。図７に示すように、タッチペン２は、標識取付部２１を備える。タッチペン２は、一つの標識取付部２１を備えてもよいし、複数の標識取付部２１を備えてもよい。例えば図７に示すように、タッチペン２は、ペン先側の第１端部の近傍に一つの標識取付部２１を備え、前記第１端部とは反対側の第２端部の近傍に一つの標識取付部２１を備える。

標識取付部２１は、本体２００と、本体２００を覆うカバー２０１とを備える。本体２００は、内側に所定方向に貫通する挿通部２０２を有し、外側に平坦領域２０３を有している。挿通部２０２には、タッチペン２が挿通される。すなわち、挿通部２０２は、本体２００においてタッチペン２の延伸方向（軸方向）に形成されている。挿通部２０２にタッチペン２が挿入されることにより、標識取付部２１がタッチペン２に取り付けられる。このように、標識取付部２１は、タッチペン２に着脱可能に設けられる。

平坦領域２０３は、本体２００の外周を覆うように形成されており、図７に示す例では、外周の４面に形成されている。すなわち、平坦領域２０３は、タッチペン２の外周を覆うように配置されている。平坦領域２０３の数は限定されず、図７に示すように４面（４個）であってもよいし、図８に示すように３面（３個）であってもよいし、５面（５個）以上（不図示）であってもよい。

各平坦領域２０３は例えば矩形状に形成されており、各平坦領域２０３に個別に標識Ｍが取り付けられている。図７に示す例では、一つの標識取付部２１に４個の標識Ｍが取り付けられており、タッチペン２全体としては８個の標識Ｍが取り付けられている。なお、各標識Ｍには同一の属性（例えば筆記色）が関連付けられている。標識Ｍは、平坦領域２０３に接着剤などにより貼付されてもよいし、平坦領域２０３に印刷されてもよい。これにより、標識Ｍを平坦に保持することができるため、標識パターンの認識精度を向上させることができる。

カバー２０１は、標識Ｍを覆うように設けられている。カバー２０１は、可視光を遮断し赤外線を透過する樹脂材料（赤外線透過材料）で形成されている。これにより、赤外線発光部４０から発光される赤外線を効率よく標識Ｍに照射することができるため、標識Ｍの標識パターンの認識精度を向上させることができ、さらにタッチペン２の使用による標識Ｍの損傷を防止することができる。

また、上記の構成によれば、複数の平坦領域２０３に標識Ｍが取り付けられるため、タッチペン２を使用中に、ユーザの手などにより全ての標識Ｍが隠れてしまうことを防ぐことができる。このため、タッチペン２の標識Ｍをカメラ３０に確実に認識させることが可能となる。

ここで、図７に示すように、タッチペン２に複数の標識取付部２１を取り付ける構成の場合、各標識取付部２１の取付角度（例えば、タッチペン２の軸周りの角度）を互いに異ならせてもよい。具体的には、各標識取付部２１は、前記第１端部側の標識取付部２１における平坦領域２０３の平坦面に対する垂直軸の方向と、前記第２端部側の標識取付部２１における平坦領域２０３の平坦面に対する垂直軸の方向とが互いに異なるように（例えば両垂直軸のなす角が４５度となるように）、取り付けられてもよい。これにより、一方の標識取付部２１の標識Ｍがカメラ３０に認識され難い位置にある場合であっても、他方の標識取付部２１の標識Ｍをカメラ３０に認識させることが可能となる。

標識取付部２１の構成は上述の構成に限定されない。例えば、標識取付部２１は、図９〜図１２に示す構成であってもよい。図９に示す標識取付部２１は、本体２００の一部に平坦領域２０３を有している。平坦領域２０３は、本体２００側を除く３面に形成されており、各平坦領域２０３に標識Ｍが取り付けられている。標識取付部２１は、挿通部２０２にタッチペン２を挿通することによりタッチペン２に取り付けられる。カバー２０１は、平坦領域２０３の標識Ｍを覆うように設けられている。本体２００における標識Ｍが存在しない領域は、カバー２０１で覆われていなくてもよい。

また図１０に示すように、標識Ｍが本体２００の外周面を囲うように取り付けられてもよい。図１０に示す構成では、標識取付部２１は、平坦領域２０３を有しておらず、本体２００に標識Ｍが取り付けられる。なお本体２００の外周面が曲面の場合、標識Ｍの認識精度が低下しないように、標識Ｍを、曲面の外周面を覆う標識パターンで構成することが望ましい。

また図１１〜図１３に示すように、標識Ｍは、形状により識別可能な標識パターンであってもよい。例えば、図１１に示す標識取付部２１には、矩形状の標識Ｍが取り付けられている。この矩形状の標識Ｍには、例えば黒色の筆記色が関連付けられている。また例えば、図１２に示す標識取付部２１には、三角形状の標識Ｍが取り付けられている。この三角形状の標識Ｍには、例えば赤色の筆記色が関連付けられている。また例えば、図１３に示す標識取付部２１には、円形状の標識Ｍが取り付けられている。この円形状の標識Ｍには、例えば青色の筆記色が関連付けられている。これにより、入力具識別部６１３は、カメラ３０により撮像される標識Ｍの形状（矩形状、三角形状、円形状など）に基づいてタッチペン２の属性（筆記色）を識別する。

ここで、図７〜図１３に示した標識取付部２１は、着脱可能な構成を有するため、例えばユーザの指に嵌めて使用されてもよい。例えば、ユーザが人差し指に図９に示す標識取付部２１を嵌めて指によりタッチパネル１０にタッチ入力することにより、標識Ｍを認識させて所定の属性に応じた描画を行うことが可能となる。なお、本体２００は、入力具に合わせた形状に形成される。これにより、例えば標識取付部２１は、イレーサー３に取り付けることができる。

また標識取付部２１は、図１４〜図１６に示す構成であってもよい。具体的には、標識取付部２１は、タッチペン２と一体に形成されてもよい。すなわち、標識取付部２１は、タッチペン２の一構成部材であってもよい。例えば、タッチペン２のペン先側の第１端部の近傍に標識取付部２１が形成されており、タッチペン２の前記第１端部とは反対側の第２端部の近傍に標識取付部２１が形成されている。標識取付部２１には、標識Ｍが印刷などにより取り付けられている。なお、タッチペン２が円筒状の場合、標識Ｍの認識精度が低下しないように、標識Ｍは、円筒状の外周面を覆う標識パターンで構成されることが望ましい。図１４の標識Ｍは、例えば黒色のペンが関連付けられた標識パターンであり、図１５の標識Ｍは、例えば赤色のペンが関連付けられた標識パターンであり、図１６の標識Ｍは、例えば青色のペンが関連付けられた標識パターンである。なお、標識取付部２１に、標識Ｍを覆うカバー２０１が設けられてもよい。図１４〜図１６に示す構成によれば、タッチペン２を小型化することができる。

また他の実施形態として、入力システム１００では、タッチペン２による入力（筆記）の入力モード、イレーサー３による入力（筆跡の消去）の入力モード、他の入力具（ブラシなど）による入力モードなどを切り替えて入力処理を行ってもよい。例えば、各入力具（タッチペン２、イレーサー３、ブラシなど）には、複数種類の入力モード（ペン入力モード、イレーサー入力モード、ブラシ入力モードなど）のうち何れかの入力モードが割り当てられている。この場合、前記属性は、各入力具に割り当てられた前記入力モードの情報である。これにより、入力システム１００は、入力具識別部６１３により識別された前記入力モードにより入力処理を行う。これにより、複数種類の入力具が混在して使用される場合に、それらの入力具の種類を適切に識別することが可能となる。

本発明は、上述のように筆記入力方法（入力方法）の発明として実現することができる。この場合、筆記入力方法は、入力具が入力した入力面上の位置座標を検出する座標検出ステップと、前記入力具に設けられる、前記入力具の属性の情報を示す標識を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップにより撮像される前記標識の画像に基づいて前記属性を識別する入力具識別ステップと、前記座標検出ステップにより検出される前記位置座標と、前記入力具識別ステップにより識別される前記属性とに基づいて、前記入力具による入力データを生成する入力データ生成ステップと、を一又は複数のプロセッサにより実行する。

前述した各実施形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味及び前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

１：入力装置
２：タッチペン
３：イレーサー
１０：タッチパネル
２０：記憶部
３０：カメラ
４０：赤外線発光部
５０：赤外線受光部
６０：制御部
１００：入力システム
２１１：制御プログラム
２１２：属性情報
６１１：座標検出部
６１２：撮像画像取得部
６１３：入力具識別部
６１４：入力データ生成部

Claims

入力面に対して入力具により入力する入力装置であって、
前記入力具が入力した前記入力面上の位置座標を検出する座標検出部と、
前記入力具に設けられる、前記入力具の属性の情報を示す標識を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像される前記標識の画像に基づいて前記属性を識別する入力具識別部と、
前記座標検出部により検出される前記位置座標と、前記入力具識別部により識別される前記属性とに基づいて、前記入力具による入力データを生成する入力データ生成部と、
を備える入力装置。
前記撮像部は、赤外線カメラであり、
前記標識は、赤外線の吸収または反射の特性のコントラストにより標識パターンが描画されたものである、
請求項１に記載の入力装置。
前記標識は、前記赤外線を吸収する赤外線吸収材料により前記標識パターンが描画されたものである、
請求項２に記載の入力装置。
赤外線を発光する発光部と、前記発光部から発光される前記赤外線を受光する受光部とをさらに備え、
前記座標検出部は、前記発光部から発光された前記赤外線が前記入力具に照射されることによる前記赤外線の遮断状態に基づいて前記位置座標を検出し、
前記撮像部は、前記発光部から発光された前記赤外線が前記入力具に照射された状態で前記標識を撮像する、
請求項２又は３に記載の入力装置。
前記標識は、前記入力具において赤外線透過材料で覆われている、
請求項２〜４の何れか１項に記載の入力装置。
前記赤外線透過材料は、可視光を遮断する性質を有する、
請求項５に記載の入力装置。
前記標識は、前記入力具に着脱可能に取り付けられている、
請求項１〜６の何れか１項に記載の入力装置。
前記入力具には複数種類の入力モードのうち何れかの前記入力モードが割り当てられており、
前記属性は、前記入力具に割り当てられた前記入力モードの情報であり、
前記入力データ生成部は、前記入力具識別部により識別された前記入力モードにより前記入力データを生成する、
請求項１〜７の何れか１項に記載の入力装置。
前記入力具はペンであり、
前記属性は、前記ペンによる入力色、前記ペンのペン先部の太さ、及び前記ペンのペン先部の形状のうち少なくとも何れかの情報である、
請求項１〜８の何れか１項に記載の入力装置。
前記入力面であるタッチパネルを備え、
前記座標検出部は、前記入力具が前記タッチパネルに接触した位置を、前記入力具が入力した前記入力面上の前記位置座標として検出する、
請求項１〜９の何れか１項に記載の入力装置。
前記入力具は、少なくとも一部に平坦領域を含む標識取付部を備え、
前記標識は、前記標識取付部の前記平坦領域に取り付けられている、
請求項１〜１０の何れか１項に記載の入力装置。
前記標識取付部は、複数の前記平坦領域を含み、
前記標識は、複数の前記平坦領域のそれぞれに取り付けられている、
請求項１１に記載の入力装置。
前記入力具はペンであり、
複数の前記平坦領域は、前記ペンの外周を覆うように配置されている、
請求項１２に記載の入力装置。
前記入力具は、円筒状の標識取付部を含み、
前記標識は、前記標識取付部の周囲を覆うように取り付けられている、
請求項１〜１０の何れか１項に記載の入力装置。
前記入力具は、複数の前記標識取付部を備え、
前記標識は、複数の前記標識取付部のそれぞれに取り付けられている、
請求項１１〜１４の何れか１項に記載の入力装置。
前記標識取付部は、前記入力具に着脱可能に設けられている、
請求項１１〜１５の何れか１項に記載の入力装置。
前記標識取付部は、前記入力具と一体に形成されている、
請求項１１〜１５の何れか１項に記載の入力装置。
前記標識取付部と当該標識取付部に取り付けられた前記標識とは、赤外線透過材料で覆われている、
請求項１１〜１７の何れか１項に記載の入力装置。
前記入力具はペンであり、
前記標識取付部は、前記ペンにおけるペン先側の第１端部の近傍と、前記ペンにおける前記第１端部とは反対側の第２端部の近傍とに取り付けられている、
請求項１１〜１８の何れか１項に記載の入力装置。
入力具と、入力面に対して前記入力具により入力する入力装置と、を含む入力システムであって、
前記入力具が入力した前記入力面上の位置座標を検出する座標検出部と、
前記入力具に設けられる、前記入力具の属性の情報を示す標識を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像される前記標識の画像に基づいて前記属性を識別する入力具識別部と、
前記座標検出部により検出される前記位置座標と、前記入力具識別部により識別される前記属性とに基づいて、前記入力具による入力データを生成する入力データ生成部と、
を備える入力システム。