JP2022064083A - 入力システム - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置と入力装置との間の距離に応じて入力座標を高精度に判定可能な入力システムを提供する。【解決手段】入力システム１００は、表示装置２００と、入力装置３００と、を備える。入力装置３００は、無線信号の受信強度を示す応答信号を入力装置側通信部３２０から表示装置側通信部２３０に送信する。入力座標判定部２５０は、応答信号によって示される無線信号の受信強度に基づいて、表示画面２００ｓにおける入力座標を判定する。【選択図】図２

Description

本発明は、入力システムに関する。

従来から、タッチパネルにペン型入力でタッチ入力操作を可能なタッチ入力システムが知られている。一般的なタッチ入力システムでは、操作者によって操作されるペン型入力装置の届く範囲においてタッチ入力操作が可能となるが、ペン型入力装置の届かない範囲にはタッチ入力操作を行うことができない。

そのため、表示装置に対して遠隔的に入力操作を行うことも検討されている（特許文献１参照）。特許文献１には、２次元表示された３次元情報を有するオブジェクトを選択または操作するために、ディスプレイ上に磁界発生源を固定した上で、ペン先の３次元位置および傾きを計測して入力情報とすることが記載されている。

特開２００３－８５５５９０号公報

しかしながら、特許文献１の操作方法では、操作を精度よく入力することは困難である。また、ディスプレイから離れた操作者がペンを用いてディスプレイに入力する場合、ディスプレイとペンとの距離に応じてペンの向きを異なる方向に向けてディスプレイ上の所定の座標を指し示すことがある。この場合でも、特許文献１の操作方法では、ディスプレイとペンとの間の距離の違いを高精度に取得できない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示装置と入力装置との間の距離に応じて入力座標を高精度に判定可能な入力システムを提供することにある。

本発明に係る入力システムは、表示装置と、入力装置とを備える。前記表示装置は、表示画面に画像を表示する表示パネルと、前記表示画面に配置された無線信号送信部と、表示装置側通信部と、前記表示画面における入力座標を判定する入力座標判定部と、前記表示画面における画像の表示を制御する表示制御部と、を有する。前記入力装置は、前記無線信号送信部から出力された無線信号を受信する無線信号受信部と、前記表示装置側通信部と通信を行う入力装置側通信部と、を有する。前記入力装置は、前記無線信号の受信強度を示す応答信号を前記入力装置側通信部から前記表示装置側通信部に送信する。前記入力座標判定部は、前記応答信号によって示される前記無線信号の受信強度に基づいて、前記表示画面における前記入力座標を判定する。

本発明によれば、表示装置と入力装置との間の距離に応じて入力座標を高精度に判定できる。

本実施形態の入力システムの模式的な斜視図である。 本実施形態の入力システムのブロック図である。 本実施形態の入力システムの模式的な斜視図である。 本実施形態の入力システムの模式的な斜視図である。 本実施形態の入力システムのブロック図である。 本実施形態の入力システムの模式図である。 本実施形態の入力システムのブロック図である。 本実施形態の入力システムの模式的な斜視図である。 本実施形態の入力システムの模式的な斜視図である。 本実施形態の入力システムの模式的な斜視図である。 本実施形態の入力システムのブロック図である。 本実施形態の入力システムの模式的な斜視図である。 本実施形態の入力システムの模式的な斜視図である。

以下、図面を参照して本発明による入力システムの実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

まず、図１を参照して、本実施形態の入力システム１００を説明する。図１は、入力システム１００の模式的な斜視図である。

図１に示すように、入力システム１００は、表示装置２００と、入力装置３００とを備える。表示装置２００は、画像を表示する。入力装置３００は、表示装置２００に対する操作を入力する。詳細には、入力装置３００は、表示装置２００の特定の座標に対する指示を入力する。典型的には、入力装置３００を用いて表示装置２００に対する操作を入力することにより、表示装置２００によって表示される画像が変化する。

表示装置２００は、表示画面２００ｓを有する。表示画面２００ｓは、平面状に広がる。典型的には、表示画面２００ｓは矩形状である。ただし、表示画面２００ｓは矩形状でなくてもよい。

例えば、入力装置３００は、長手方向に延びた棒形状である。入力装置３００は、表示装置２００とは離れた場所から表示装置２００に対して入力操作する。ただし、入力装置３００は、表示装置２００に接触することにより、表示装置２００に対して入力操作してもよい。例えば、入力装置３００は、表示装置２００に接触することにより、表示装置２００に対してタッチ入力操作できる。あるいは、入力装置３００は、表示装置２００に近接することにより、表示装置２００に対してタッチ入力操作可能であってもよい。

次に、図１～図２を参照して、本実施形態の入力システム１００を説明する。図２は、入力システム１００のブロック図である。

図２に示すように、入力システム１００は、表示装置２００と、入力装置３００とを備える。ここでは、入力装置３００は、表示装置２００とは離れて位置する。入力装置３００は、表示装置２００に対向して用いられる。

表示装置２００は、筐体２０２と、表示パネル２１０と、無線信号送信部２２０と、表示装置側通信部２３０と、入力座標判定部２４０と、表示制御部２５０とを有する。表示装置２００は、プロセッサーおよびメモリを含む。プロセッサーは、中央処理演算素子（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）または特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）等によって構成されるハードウェア回路である。筐体２０２は、表示パネル２１０、無線信号送信部２２０、表示装置側通信部２３０、プロセッサーおよびメモリを収容する。プロセッサーは、メモリに記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、表示パネル２１０、無線信号送信部２２０および表示装置側通信部２３０を制御する。また、プロセッサーは、メモリに記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、入力座標判定部２４０および表示制御部２５０として機能する。

表示パネル２１０は、表示画面２００ｓに画像を表示する。例えば、表示パネル２１０は、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイを含む。

表示パネル２１０は、複数の行および複数の列からなるマトリクス状に配列された複数の画素を有する。複数の画素には、行および列に応じて座標が割り当てられる。

無線信号送信部２２０は、無線信号を送信する。無線信号送信部２２０は、表示画面２００ｓに配置される。典型的には、無線信号送信部２２０は、表示画面２００ｓの全面から略均等に無線信号を出力する。このため、無線信号送信部２２０は、表示画面２００ｓの全面に配置されることが好ましい。

無線信号送信部２２０は、表示画面２００ｓに配置された無線信号送信電極を備える。無線信号送信部２２０は、この無線信号送信電極の電位を変動させることにより外部空間における電場を変動させて無線信号を送信する。

表示装置側通信部２３０は、入力装置３００と通信する。例えば、表示装置側通信部２３０は、入力装置３００から送信された信号を受信する。また、表示装置側通信部２３０は、入力装置３００に、無線信号送信部２２０から送信される無線信号とは異なる信号を送信してもよい。

なお、上述したように、無線信号送信部２２０は、表示画面２００ｓの全面に配置されることが好ましい。一方で、表示装置側通信部２３０は、表示画面２００ｓのうちの特定の領域のみに配置されてもよい。

入力座標判定部２４０は、入力装置３００から入力された操作における表示画面２００ｓ上の入力座標を判定する。典型的には、表示装置側通信部２３０が入力装置３００から送信された信号を受信した場合、受信した信号は、入力装置３００から表示装置２００への入力指示に関する操作を示す。入力座標判定部２４０は、受信した信号に基づいて入力座標を判定する。

表示制御部２５０は、表示パネル２１０を制御する。表示制御部２５０は、表示パネル２１０における画像の表示を制御する。例えば、表示制御部２５０は、入力座標判定部２４０において判定された入力座標にしたがって画像の表示が変化するように表示パネル２１０を制御する。

入力装置３００は、筐体３０２と、無線信号受信部３１０と、入力装置側通信部３２０とを有する。無線信号受信部３１０および入力装置側通信部３２０の少なくとも一部は、筐体３０２に収容される。

無線信号受信部３１０は、無線信号送信部２２０から出力された無線信号を受信する。無線信号受信部３１０は、無線信号受信電極を備える。無線信号受信部３１０は、無線信号受信電極と無線信号送信電極との間の静電結合により無線信号を受信する。入力装置側通信部３２０は、表示装置側通信部２３０と通信を行う。

詳細には、無線信号受信部３１０は、無線信号送信部２２０から出力された無線信号を受信し、受信した無線信号の強度（以下、「受信強度」ともいう）を取得する。無線信号の受信強度は、無線信号送信部２２０と無線信号受信部３１０との間の距離（すなわち、表示装置２００と入力装置３００との間の距離）に相当する。具体的には、表示装置２００と入力装置３００との間の距離が短いほど、無線信号の受信強度が高くなる。反対に、表示装置２００と入力装置３００との間の距離が長いほど、無線信号の受信強度が低くなる。

入力装置３００は、無線信号の受信強度を示す応答信号を入力装置側通信部３２０から表示装置側通信部２３０に送信する。詳細には、入力装置側通信部３２０は、応答信号を表示装置側通信部２３０に送信する。入力装置側通信部３２０は、無線信号送信部２２０から送信される無線信号とは異なる無線信号として応答信号を表示装置側通信部２３０に送信してもよい。なお、応答信号は、入力装置３００の識別情報および／または筆圧に関する情報を含んでもよい。

無線信号送信部２２０は、いわゆるＵｐｌｉｎｋ信号を出力してもよい。また、入力装置側通信部３２０は、いわゆるＤｏｗｎｌｉｎｋ信号を出力してもよい。典型的には、Ｕｐｌｉｎｋ信号の信号到達距離は、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ信号の信号到達距離よりも長い。例えば、Ｕｐｌｉｎｋ信号の信号到達距離は、５ｃｍ以上１ｍ以下であり、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ信号の信号到達距離は、１ｃｍ以上２０ｃｍ以下である。

あるいは、入力装置側通信部３２０は、応答信号として近距離無線通信規格に準拠した信号を表示装置側通信部２３０に送信してもよい。一例では、入力装置側通信部３２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠した信号を応答信号として表示装置側通信部２３０に送信する。

表示装置側通信部２３０が応答信号を受信すると、入力座標判定部２４０は、応答信号によって示される無線信号の受信強度に基づいて、表示画面２００ｓにおける入力座標を判定する。なお、入力座標判定部２４０は、応答信号によって示される無線信号の受信強度に基づいて、表示画面２００ｓから入力装置３００までの距離を判定してもよい。表示制御部２５０は、入力座標判定部２４０において判定された入力座標に応じて、画像の表示が変化するように表示パネル２１０を制御する。

本実施形態の入力システム１００によれば、表示装置２００と入力装置３００との間の距離に応じて入力座標を判定できる。

次に、図１～図３を参照して本実施形態の入力システム１００を説明する。図３は、本実施形態の入力システム１００の模式的な斜視図である。

図３に示すように、入力システム１００において、表示装置２００は、無線信号ＷＳを送信する。詳細には、無線信号送信部２２０は、表示画面２００ｓから無線信号ＷＳを送信する。

なお、図３では、図面が複雑になることを避けるために、表示画面２００ｓの特定の領域から出力される無線信号ＷＳを示しているが、無線信号ＷＳは、表示画面２００ｓの全面から略均等に出力される。

入力装置３００が表示装置２００から送信される無線信号を受信した場合、入力装置３００は、表示装置２００に無線信号の受け取りを示す応答信号ＲＳを送信する。詳細には、図２を参照して上述したように、無線信号受信部３１０が無線信号送信部２２０から送信される無線信号ＷＳを受信した場合、無線信号受信部３１０は、無線信号ＷＳの受信強度を取得する。無線信号ＷＳの受信強度は、無線信号送信部２２０と無線信号受信部３１０との間の距離が長くなるほど減少する。このため、無線信号受信部３１０において取得された無線信号ＷＳの受信強度は、無線信号送信部２２０と無線信号受信部３１０の間の距離（すなわち、表示装置２００と入力装置３００との間の距離）の指標となる。入力装置側通信部３２０は、表示装置側通信部２３０に、無線信号の受信強度を示す応答信号ＲＳを送信する。

表示装置側通信部２３０は、入力装置側通信部３２０から応答信号ＲＳを受信する。表示装置側通信部２３０が入力装置側通信部３２０から受信した応答信号ＲＳは、無線信号ＷＳの受信強度を示すため、表示装置２００は、応答信号ＲＳから、表示装置２００と入力装置３００との間の距離を示す情報を取得できる。その後、入力座標判定部２４０は、応答信号ＲＳに示された無線信号の受信強度に基づいて、表示画面２００ｓにおける入力座標を判定する。

本実施形態の入力システム１００によれば、表示装置２００と入力装置３００との間の距離に相当する無線信号ＷＳの受信強度を示す応答信号ＲＳに基づいて、表示画面２００ｓにおける入力座標を判定する。例えば、入力システム１００は、表示装置２００と入力装置３００との間の距離に基づいて、入力座標の優先度を判定できる。

次に、図１～図４を参照して本実施形態の入力システム１００を説明する。図４は、本実施形態の入力システム１００の模式的な斜視図である。

図４に示すように、入力システム１００は、表示装置２００と、入力装置３００Ａと、入力装置３００Ｂとを備える。入力装置３００Ａおよび入力装置３００Ｂは、互いに同様の構成を有する。本実施形態の入力システム１００では、入力装置３００Ａおよび入力装置３００Ｂのそれぞれから１つの表示装置２００を入力操作する。

ここでは、入力装置３００Ａは、入力装置３００Ｂよりも表示装置２００の近くに位置する。入力装置３００Ａは、表示画面２００ｓの座標Ｃａに表示されたアイコンＡを選択するための入力装置であり、入力装置３００Ｂは、表示画面２００ｓの座標Ｃｂに表示されたアイコンＢを選択するための入力装置である。

入力装置３００Ａが単独で使用される場合、表示装置２００は、入力装置３００Ａからの入力にしたがって動作する。例えば、入力装置３００Ａのボタンが押されると、表示画面２００ｓの座標Ｃａが入力座標と判定され、座標Ｃａに表示されたアイコンＡが選択されることになる。この場合、選択されたアイコンＡにしたがって表示パネル２１０に表示される画像が変化する。

あるいは、入力装置３００Ｂが単独で使用される場合、表示装置２００は、入力装置３００Ｂからの入力にしたがって動作する。例えば、入力装置３００Ｂのボタンが押されると、表示画面２００ｓの座標Ｃｂが入力座標と判定され、座標Ｃｂに表示されたアイコンＢが選択されることになる。この場合、選択されたアイコンＢにしたがって表示パネル２１０に表示される画像が変化する。

一方で、入力装置３００Ａおよび入力装置３００Ｂが同時に使用される場合、表示装置２００は、表示装置２００の近くに位置する入力装置からの入力にしたがって動作する。ここでは、入力装置３００Ａは、入力装置３００Ｂよりも表示装置２００の近くに位置するため、表示装置２００は、入力装置３００Ａからの入力にしたがって動作する。

詳細には、表示装置２００は、無線信号を送信する。無線信号送信部２２０は、表示画面２００ｓから無線信号を送信する。この場合、入力装置３００Ａおよび入力装置３００Ｂのいずれも、表示装置２００から送信される無線信号を受信する。ただし、入力装置３００Ａは、入力装置３００Ｂよりも表示装置２００の近くに位置するため、入力装置３００Ａの無線信号受信部３１０における無線信号の受信強度は、入力装置３００Ｂの無線信号受信部３１０における無線信号の受信強度よりも大きい。

その後、表示装置２００は、入力装置３００Ａおよび入力装置３００Ｂからのそれぞれの応答信号を受信する。詳細には、表示装置側通信部２３０は、入力装置３００Ａの入力装置側通信部３２０から、入力装置３００Ａの無線信号受信部３１０における無線信号の受信強度を示す応答信号を受信する。また、表示装置側通信部２３０は、入力装置３００Ｂの入力装置側通信部３２０から、入力装置３００Ｂの無線信号受信部３１０における無線信号の受信強度を示す応答信号を受信する。ただし、入力装置３００Ａの無線信号受信部３１０における無線信号の受信強度は、入力装置３００Ｂの無線信号受信部３１０における無線信号の受信強度よりも大きいため、入力座標判定部２４０は、無線信号の受信強度の大きい入力装置３００Ａからの入力を優先し、入力装置３００Ａに対して設定された座標Ｃａを入力座標と判定する。その結果、座標Ｃａに表示されたアイコンＡが選択されることになり、表示制御部２５０は、選択されたアイコンＡにしたがって表示パネル２１０に表示される画像が変化するように表示パネル２１０を制御する。

したがって、入力装置３００Ａのボタンおよび入力装置３００Ｂのボタンの両方が押されても、表示装置２００に表示されたアイコンＡが選択され、アイコンＡの選択にしたがって表示パネル２１０に表示される画像が変化する。なお、無線信号の受信強度の小さい入力装置３００Ｂからの入力は無効とされてもよい。あるいは、入力装置３００Ｂからの入力による動作は、入力装置３００Ａからの入力によるアイコンＡの選択に伴う動作が終了した後に開始してもよい。

本実施形態の入力システム１００によれば、応答信号に示された無線信号の受信強度は、表示装置２００と入力装置３００Ａ、３００Ｂとの間のそれぞれの距離に相当しており、この距離に基づいて、表示画面２００ｓにおける入力座標を判定する。入力システム１００は、表示装置２００と入力装置３００との間の距離の違いに基づいて、表示画面２００ｓにおける入力座標の優先度を判定できる。

本実施形態の入力システム１００によれば、表示装置２００は、無線信号の受信強度を示す応答信号を受信して、表示装置２００と入力装置３００との間の距離を取得できる。このため、表示装置２００は、入力装置３００からの入力に応じて、表示装置２００と入力装置３００との間の距離に基づき音声の出力量を変更してもよい。また、表示装置２００は、入力装置３００からの入力に応じて、表示装置２００と入力装置３００との間の距離に基づき画像サイズを変更してもよい。

なお、図４を参照して上述した説明では、入力装置３００Ａおよび入力装置３００Ｂによる入力は、予め設定された座標に対する入力であったが、本実施形態はこれに限定されない。入力装置３００に応じて入力装置３００からの入力座標は変更可能であってもよい。例えば、入力装置３００の向きに応じて入力装置３００からの入力座標は変更されてもよい。上述したように、応答信号に示される無線信号の受信強度は、表示装置２００と入力装置３００との間の距離の指標である。このため、表示装置２００と入力装置３００との間の距離とともに入力装置３００の向きに応じて、入力装置３００からの入力操作の対象となる入力座標を変更できる。

次に、図５および図６を参照して本実施形態の入力システム１００を説明する。図５は、入力システム１００のブロック図である。図５の入力システム１００は、傾き判定部２６０をさらに備える点を除いて図２を参照して上述した入力システム１００と同様であり、冗長を避ける目的で重複する説明を省略する。

図５に示すように、入力システム１００において、表示装置２００は、傾き判定部２６０をさらに備える。傾き判定部２６０は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出する。傾き判定部２６０は、表示画面２００ｓの広がる平面の法線に対して入力装置３００の先端の向く方向のなす角度を入力装置３００の傾きとして検出する。

入力座標判定部２４０は、応答信号によって示される無線信号の受信強度および入力装置３００の傾きに基づいて、表示画面２００ｓにおける入力座標を判定する。

なお、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾き自体は、入力装置３００において取得されてもよく、表示装置２００において取得されてもよい。例えば、表示装置側通信部２３０が、入力装置３００から、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の姿勢に応じて変化する信号を受信する場合、傾き判定部２６０は、この信号に基づいて表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを取得してもよい。あるいは、入力装置３００は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾き自体を取得し、入力装置側通信部３２０が、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを示す信号を表示装置側通信部２３０に送信してもよい。表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを示す信号は、応答信号に含まれてもよく、応答信号に含まれなくてよい。傾き判定部２６０は、入力装置３００において生成され表示装置側通信部２３０を介して受信した信号に基づいて表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出する。

入力装置３００は、長手方向に延びた棒形状であることが好ましい。これにより、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを高精度に特定できる。

なお、入力装置３００が、固定された表示装置２００の表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを取得する場合、入力装置３００は、ジャイロセンサーを含んでもよい。この場合、入力装置側通信部３２０は、ジャイロセンサーの測定結果を示す情報を表示装置側通信部２３０に送信する。ジャイロセンサーの測定結果を示す情報は、応答信号に含まれてもよく、応答信号に含まれなくてもよい。傾き判定部２６０は、表示装置側通信部２３０において受信したジャイロセンサーの測定結果を示す情報に基づいて、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを判定できる。

図５に示した入力システム１００では、表示装置２００と入力装置３００との間の距離に対応する情報だけでなく表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに対応する情報を取得できる。このため、表示装置２００と入力装置３００との距離および表示装置２００に対する入力装置３００の向きに応じて、入力装置３００による表示画面２００ｓの入力座標を変更できる。

図６は、本実施形態の入力システム１００の模式図である。図６に示すように、表示装置２００において、表示画面２００ｓの中央に、入力座標判定基準座標Ｒｃが位置する。入力座標判定基準座標Ｒｃには基準画像Ｒｇが表示されており、ポインターカーソルＰｃは、基準画像Ｒｇに重なるように表示される。

例えば、入力装置３００が表示装置２００から距離Ｌａの位置にある場合、所定のタイミングにおいて入力装置３００が所定の角度だけ動くと、表示装置２００は、ポインターカーソルＰｃの位置を入力座標Ｉｃ１に移動させてポインターカーソルＰｃ１として表示する。

詳細には、表示装置２００から距離Ｌａの位置にある入力装置３００において、無線信号受信部３１０が、表示装置２００の無線信号送信部２２０から無線信号を受信する。その後、入力装置側通信部３２０は、無線信号の受信強度を示す応答信号を表示装置側通信部２３０に送信する。また、入力装置３００の向きが変化すると、入力装置側通信部３２０は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを示す信号を表示装置側通信部２３０に送信する。

このため、表示装置２００において、入力座標判定部２４０は、応答信号によって示される無線信号の受信強度に基づいて、表示画面２００ｓから入力装置３００までの距離Ｌａを判定する。また、入力座標判定部２４０は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを示す信号に基づいて、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを取得する。その後、入力座標判定部２４０は、表示画面２００ｓにおける入力座標判定基準座標Ｒｃを基準として、入力装置３００の表示画面２００ｓに対する傾きの大きさおよび距離Ｌａの大きさに比例する移動量だけ移動させた座標を、入力座標Ｉｃ１として判定する。

表示制御部２５０は、ポインターカーソルＰｃを入力座標判定基準座標Ｒｃから入力座標Ｉｃ１に移動させてポインターカーソルＰｃ１として表示するように表示パネル２１０を制御する。その後、入力装置３００のボタンが押されると、表示装置２００の入力座標Ｉｃ１に表示されたポインターカーソルＰｃ１が選択されることになり、ポインターカーソルＰｃ１に位置するオブジェクトにしたがって表示パネル２１０に表示される画像が変化する。

同様に、入力装置３００が表示装置２００から距離Ｌｂの位置にある場合、所定のタイミングにおいて入力装置３００が所定の角度だけ動くと、表示装置２００は、ポインターカーソルＰｃの位置を入力座標Ｉｃ２に移動させてポインターカーソルＰｃ２として表示する。

詳細には、表示装置２００から距離Ｌｂの位置にある入力装置３００において、無線信号受信部３１０が、表示装置２００の無線信号送信部２２０から無線信号を受信すると、入力装置側通信部３２０は、無線信号の受信強度を示す応答信号を表示装置側通信部２３０に送信する。また、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の向きが変化すると、入力装置側通信部３２０は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを示す信号を表示装置側通信部２３０に送信する。

このため、表示装置２００において、入力座標判定部２４０は、応答信号によって示される無線信号の受信強度に基づいて、表示画面２００ｓから入力装置３００までの距離Ｌｂを判定する。また、入力座標判定部２４０は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを示す信号に基づいて、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを取得する。その後、入力座標判定部２４０は、表示画面２００ｓにおける入力座標判定基準座標Ｒｃを基準として、入力装置３００の表示画面２００ｓに対する傾きの大きさおよび距離Ｌｂの大きさに比例する移動量だけ移動させた座標を、入力座標Ｉｃ２として判定する。

表示制御部２５０は、ポインターカーソルＰｃを入力座標判定基準座標Ｒｃから入力座標Ｉｃ２に移動させてポインターカーソルＰｃ２として表示するように表示パネル２１０を制御する。その後、入力装置３００のボタンが押されると、表示画面２００ｓの入力座標Ｉｃ２に表示されたポインターカーソルＰｃ２が選択されることになり、ポインターカーソルＰｃ２に位置するオブジェクトにしたがって表示パネル２１０に表示される画像が変化する。

本実施形態の入力システム１００では、表示装置２００と入力装置３００との間の通信により、表示装置２００と入力装置３００との間の距離および表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに応じて、入力座標を変更できる。このため、いわゆるレーザーポインタと同様に、入力装置３００の向きおよび位置の変化に応じて表示装置２００の特定の座標を指し示すことができる。

次に、図１～図７を参照して本実施形態の入力システム１００を説明する。ここでは、主に図７～図８Ｃを参照して入力システム１００におけるホバー状態およびその切り替えを説明する。図７は、本実施形態の入力システム１００のブロック図である。図７の入力システム１００は、表示装置２００がホバー座標検出部２７０をさらに有し、入力装置３００が設定操作部３３０をさらに有する点を除いて図５を参照して上述した入力システム１００と同様であり、冗長を避ける目的で重複する説明を省略する。

図７に示すように、表示装置２００は、ホバー座標検出部２７０をさらに備える。ホバー座標検出部２７０は、表示装置側通信部２３０の受信結果に基づいて入力装置３００のホバー座標Ｈｃを検出する。ホバー座標Ｈｃは、表示画面２００ｓにおける入力装置３００の直下の位置を示す。入力座標判定部２４０は、入力装置３００のホバー座標Ｈｃを入力座標判定基準座標としてもよい。

なお、図７では、ホバー座標Ｈｃは、表示画面２００ｓの法線に対して平行に延びた入力装置３００の直下の位置を示す。ただし、入力装置３００が、表示画面２００ｓの法線に対して傾いている場合も、ホバー座標Ｈｃは、表示画面２００ｓの法線に対して平行に延びた入力装置３００の直下の位置を示す。

入力装置３００は、設定操作部３３０をさらに備える。設定操作部３３０は、ホバー状態設定の有効状態と無効状態のいずれかの状態を選択して設定する設定操作を行う。設定操作部３３０がホバー状態設定を無効状態に設定する場合、上述したように、入力座標判定部２４０は、少なくとも距離に基づいて入力座標を判定する。設定操作部３３０がホバー状態設定を有効に設定する場合、入力座標判定部２４０は、ホバー座標Ｈｃを検出してホバー座標Ｈｃを入力座標として設定する。

設定操作部３３０は、筐体３０２に設けられたボタンを含んでもよい。例えば、操作者は、ボタンを押圧することで、ホバー状態の設定を有効してもよい。この場合、操作者は、ボタンを押圧しなければ、ホバー状態の設定を無効にできる。あるいは、操作者は、ボタンを一方側にスライドした状態で、ホバー状態の設定を有効にしてもよい。この場合、操作者は、ボタンを他方側にスライドさせることにより、ホバー状態の設定を無効にできる。入力装置側通信部３２０は、ホバー状態の設定を示す情報を表示装置２００に送信する。

入力座標判定部２４０は、設定操作部３３０において有効状態に設定されている場合に、ホバー状態の設定で入力座標を判定する。一方で、入力座標判定部２４０は、設定操作部３３０において無効状態が設定されている場合に、距離に基づいて入力座標を判定する。

次に、図１～図８Ｃを参照して本実施形態の入力システム１００を説明する。図８Ａ～図８Ｃは、入力システム１００の模式的な斜視図である。

図８Ａに示すように、表示装置２００の全面にホバー領域ＨＢが形成される。ホバー領域ＨＢは、無線信号送信部２２０から送信された無線信号の到達可能な領域であってもよい。あるいは、ホバー領域ＨＢは、無線信号送信部２２０から送信された無線信号によって入力装置３００の存在を検知可能領域であってもよい。

入力装置３００がホバー領域ＨＢ内に位置すると、表示装置２００は、入力装置３００を検知する。例えば、ホバー領域ＨＢは、表示装置２００の表示画面２００ｓの全面の上に略均等に形成される。

無線信号送信部２２０から送信された無線信号を用いてホバー領域ＨＢが形成されてもよい。この場合、無線信号は、表示装置２００の表示画面２００ｓの全面から略均等に出力される。無線信号送信部２２０は、表示パネル２１０と一体的に配置されてもよい。

本明細書において、表示装置２００がホバー領域ＨＢ内に位置する入力装置３００を検知可能であるときの入力装置３００をホバー状態という。ここでは、入力装置３００は、表示装置２００に対して浮遊している。

図８Ｂに示すように、入力装置３００がホバー領域ＨＢに位置すると、表示装置２００は入力装置３００を検知する。ここでは、入力装置３００の向きは、表示装置２００の表示画面２００ｓに対して斜めに傾いている。

設定操作部３３０においてホバー状態の設定を有効にする場合、表示装置２００は、ホバー座標Ｈｃに特定の画像を表示する。ホバー座標Ｈｃは、表示画面２００ｓにおける入力装置３００の直下の位置を示す。ここでは、表示装置２００は、特定の画像としてポインターカーソルＰｃを表示する。

ホバー座標検出部２７０は、表示装置側通信部２３０の受信結果に基づいて入力装置３００のホバー座標Ｈｃを検出する。入力座標判定部２４０は、ホバー座標Ｈｃを入力座標として判定する。表示制御部２５０は、ホバー状態において、表示画面２００ｓにおけるホバー座標Ｈｃを表示する所定の画像を表示する。

図８Ｃに示すように、設定操作部３３０におけるホバー状態の設定を無効にして表示画面２００ｓに対して入力装置３００を傾けると、表示装置２００は、入力装置３００の向きを示す場所にポインターカーソルＰｃを表示する。

傾き判定部２６０は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出する。入力座標判定部２４０は、応答信号によって示される無線信号の受信強度および入力装置３００の傾きに基づいて、表示画面２００ｓにおける入力座標Ｉｃを判定する。

表示制御部２５０は、ポインターカーソルＰｃを入力座標判定基準座標であったホバー座標Ｈｃから入力座標Ｉｃに移動させて表示するように表示パネル２１０を制御する。その後、入力装置３００のボタンが押されると、表示装置２００の入力座標Ｉｃに表示されたポインターカーソルＰｃが選択されることになり、ポインターカーソルＰｃと重なる位置に配置されたオブジェクトにしたがって表示パネル２１０に表示される画像が変化する。

なお、図１～図８Ｃを参照した上述の説明では、入力装置３００は、主として表示装置２００とは離れた場所から表示装置２００に対して入力操作を行ったが、本実施形態はこれに限定されない。入力装置３００は、表示装置２００に対して接触することで表示装置２００に対して入力操作可能であってもよい。

次に、図１～図１０Ｂを参照して本実施形態の入力システム１００を説明する。図９は、入力システム１００のブロック図である。図９の入力システム１００は、入力装置３００が表示装置２００に対してタッチ入力操作可能である点を除いて図２を参照して上述した入力システム１００と同様であり、冗長を避ける目的で重複する説明を省略する。

図９に示すように、表示装置２００は、タッチパネル２１２を備える。タッチパネル２１２は、表示パネル２１０の上に配置される。もしくは、タッチパネル２１２は、表示パネル２１０と一体化した構造である。典型的には、タッチパネル２１２は透明である。このため、表示パネル２１０の画像は、タッチパネル２１２を介して視認できる。

タッチパネル２１２は、表示画面２００ｓに対する操作を検出する。タッチパネル２１２は、入力装置３００によるタッチ入力操作を受け付ける。タッチパネル２１２は、複数の行および複数の列からなるマトリクス状に配列された複数の検知素子を有する。複数の検知素子には、行および列に応じて座標が割り当てられる。

例えば、タッチパネル２１２は、入力装置３００によってタッチされたタイミング、タッチされた位置、および／または、タッチ入力操作を受け付ける。なお、タッチパネル２１２は、入力装置３００以外によるタッチ入力操作を受け付け可能であってもよい。例えば、タッチパネル２１２は、操作者の指によるタッチ入力操作を受け付け可能であってもよい。

入力装置３００は、長手方向に延びた棒形状である。さらに、入力装置３００の一方の端部は、テーパ状に細くなっており、入力装置３００の中央部および他方の端部は、円柱形状であってもよい。入力装置３００は、ペン形状であってもよい。

入力装置３００は、タッチパネル２１２に接触して、入力座標を基準として表示パネル２１０に表示される情報を入力する。入力装置３００は、タッチパネル２１２に対してタッチ入力操作する。典型的には、入力装置３００は、表示装置２００に接触することにより、表示装置２００に対してタッチ入力操作できる。あるいは、入力装置３００は、表示装置２００に近接することにより、タッチパネル２１２に対してタッチ入力操作可能であってもよい。

入力装置３００は、先端部３０４をさらに備える。筐体３０２は、先端部３０４、無線信号受信部３１０および入力装置側通信部３２０を収容する。筐体３０２は、長手方向に延びる。筐体３０２は、使用者が手で握るために略円筒状に形成された部分を有する。筐体３０２は、絶縁性材料からなる。

先端部３０４は、筐体３０２の先端に配置される。先端部３０４は、導電性材料からなる。先端部３０４が表示装置２００に接触すると、タッチパネル２１２における接触位置近傍の電荷分布が変化する。このため、タッチパネル２１２は、タッチ位置を取得できる。

次に、図９～図１０Ｂを参照して、本実施形態の入力システム１００を説明する。ここでは、主に図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して入力システム１００におけるタッチ入力操作を説明する。図１０Ａおよび図１０Ｂは、入力システム１００におけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。

図１０Ａに示すように、入力装置３００がタッチパネル２１２にタッチすることにより、タッチパネル２１２に対してタッチ入力操作する。一例として、入力装置３００がタッチパネル２１２に対してタップ操作することにより、表示装置２００に表示された特定の領域に位置するオブジェクト（例えば、アイコン）を選択できる。この場合、選択されたオブジェクトに対応するソフトウェアプログラムが起動してもよい。または、選択されたオブジェクトに対応するフォルダが開いてもよい。

なお、タッチパネル２１２に対する入力装置３００のタッチ入力操作は、タップ操作に限定されない。タッチパネル２１２に対する入力装置３００のタッチ入力操作は、ダブルタップ操作であってもよい。あるいは、タッチパネル２１２に対する入力装置３００のタッチ入力操作は、表示画面２００ｓ上に筆記することにより画像を描画する筆記入力操作であってもよい。

図１０Ｂに示すように、入力装置３００がタッチパネル２１２にタッチしたままタッチパネル２１２上で動くことにより、表示装置２００に対してタッチ入力操作できる。例えば、入力装置３００が表示装置２００にタッチしたまま文字「Ａ」を記載するように動くことにより、表示装置２００は、操作された文字「Ａ」を表示する。このように、タッチパネル２１２に対する入力装置３００のタッチ入力操作において表示画面２００ｓ上に筆記することにより、画像を描画する筆記入力操作できる。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施形態として実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果を実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、入力システムの分野に有用である。

１００ 入力システム
２００ 表示装置
２１０ 表示パネル
２２０ 無線信号送信部
２３０ 表示装置側通信部
２４０ 入力座標判定部
２５０ 表示制御部
３００ 入力装置
３１０ 無線信号受信部
３２０ 入力装置側通信部

Claims (11)

1. 表示装置と、入力装置とを備える入力システムであって、
   前記表示装置は、
   表示画面に画像を表示する表示パネルと、
   前記表示画面に配置された無線信号送信部と、
   表示装置側通信部と、
   前記表示画面における入力座標を判定する入力座標判定部と、
   前記表示画面における画像の表示を制御する表示制御部と、
   を有し、
   前記入力装置は、
   前記無線信号送信部から出力された無線信号を受信する無線信号受信部と、
   前記表示装置側通信部と通信を行う入力装置側通信部と、
   を有し、
   前記入力装置は、前記無線信号の受信強度を示す応答信号を前記入力装置側通信部から前記表示装置側通信部に送信し、
   前記入力座標判定部は、前記応答信号によって示される前記無線信号の受信強度に基づいて、前記表示画面における前記入力座標を判定する、入力システム。
2. 前記表示制御部は、前記表示画面における前記入力座標を示す所定の画像を表示する、請求項１に記載の入力システム。
3. さらに、前記表示画面に対する前記入力装置の傾きを判定する傾き判定部を備え、
   前記入力座標判定部は、前記応答信号によって示される前記無線信号の受信強度および前記入力装置の傾きに基づいて、前記表示画面における前記入力座標を判定する、請求項１または２に記載の入力システム。
4. 前記入力座標判定部は、前記表示画面における入力座標判定基準座標を基準として、前記入力装置の前記表示画面に対する傾きの方向に、前記無線信号の受信強度および前記入力装置の前記表示画面に対する傾きの大きさに対応した移動量だけ移動させた座標を、前記入力座標として判定する、請求項３に記載の入力システム。
5. 前記入力座標判定部は、前記応答信号によって示される前記無線信号の受信強度に基づいて前記表示画面から前記入力装置までの距離を判定し、前記表示画面における入力座標判定基準座標を基準として、前記入力装置の前記表示画面に対する傾きの大きさおよび前記距離の大きさに比例する移動量だけ移動させた座標を、前記入力座標として判定する、請求項４に記載の入力システム。
6. 前記入力座標判定部は、前記表示画面における予め設定された設定位置を前記入力座標判定基準座標とする、請求項４または５に記載の入力システム。
7. 前記表示画面における前記入力装置の直下の位置である前記入力装置のホバー座標を検出するホバー座標検出部を備え、
   前記入力座標判定部は、前記入力装置の前記ホバー座標を前記入力座標判定基準座標とする、請求項４または５に記載の入力システム。
8. 前記無線信号送信部は、前記表示画面に配置された無線信号送信電極を備え、当該無線信号送信電極の電位を変動させることにより外部空間における電場の変動として前記無線信号を送信し、
   前記無線信号受信部は、無線信号受信電極を備え、
   前記無線信号受信部は、当該無線信号受信電極と前記無線信号送信電極の間の静電結合により前記無線信号を受信する、請求項１から６のいずれかに記載の入力システム。
9. 前記表示装置は、前記表示画面に対する操作を検出するタッチパネルをさらに有する、請求項１から８のいずれかに記載の入力システム。
10. 前記入力装置は、前記タッチパネルに接触して、前記入力座標を基準として前記表示パネルに表示される情報を入力する、請求項９に記載の入力システム。
11. 前記入力装置は、前記入力座標を筆記入力開始位置として前記表示パネルに筆記入力を行う、請求項１０に記載の入力システム。

Images