JP5819892B2 - 電子ペンで入力する座標入力装置を備える電子機器、制御方法およびコンピュータ・プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電子ペンで入力する座標入力装置に対する入力を検出する技術に関し、さらには、電子ペンの操作以外の要因による入力を検出して電子機器の動作を制御する技術に関する。

タブレット端末、スマートフォンおよびある種のノートブック型パーソナル・コンピュータ（ノートＰＣ）などの電子機器には、入力装置として、タッチ・パネルとディスプレイを組み合わせたタッチ・スクリーンが搭載される。タッチ・スクリーンは、画面が表示するオブジェクトを指で操作するため、マウスやトラック・ポイントなどでマウス・カーソルを操作するよりも直感的で簡単に操作ができる。

これらの電子機器では、一般に単一のタッチ・スクリーンが搭載されているが、２個のタッチ・スクリーンを搭載するデュアル・スクリーン式のコンピュータも出始めている。また、コンピュータの入力装置としてデジタイザとディスプレイを組み合わせたデジタイザ・ディスプレイもある。デジタイザ・ディスプレイは、電子ペンで画面を操作するため小さなオブジェクトの指示に便利である。デジタイザをタッチ・スクリーンに組み込めば、作業によって指と電子ペンのいずれかの入力方式を選べるため操作性が向上する。

特許文献１は、入力ペンを利用した電磁誘導式の位置検出装置を開示する。位置検出装置は、共振回路を組み込んだ入力ペンに対して、座標上に配置した複数のセンサー・コイルから順番に電磁波の送信および受信を繰り返す。センサー・コイルは入力ペンがセンサー・コイルから受け取った電磁波エネルギーで発信する電磁波を受信してその強度や位相から入力ペンの位置や入力ペンの筆圧を検出する。特許文献２は、２つのディスプレイを備えた携帯型情報処理装置を開示する。携帯型情報処理装置は一方のディスプレイに対する入力をスタイラスで行うようになっている。

特開昭６３−７０３２６号公報 特開平４−３６９０２７号公報

本明細書では以下において特に言及しないかぎり、ディスプレイとデジタイザが組み合わせられて電子ペンだけで入力する入力表示装置、およびディスプレイ、デジタイザおよびタッチ・パネルが組み合わせられて指と電子ペンのいずれでも入力できる入力表示装置を単にタッチ・スクリーンということにする。ある種類のデュアル・スクリーン式のコンピュータは、いわゆるクラムシェル型といわれるノートＰＣと同じように、それぞれタッチ・スクリーンを搭載する２つのタブレット端末がヒンジで開閉できるように結合される。

他の種類のディユアル・スクリーン式のコンピュータは、ベースとなる一方のタブレット端末に他方のタブレット端末が開閉かつ着脱ができるように装着される。この場合、着脱するタブレット端末が搭載するタッチ・スクリーンは、ベースとなるタブレット端末が搭載するタッチ・スクリーンとはタイプが違う場合もある。デュアル・スクリーン式のコンピュータもノートＰＣと同じように、使用しないときには携帯や保管に便利なように２つのタブレット端末を閉じた状態にする。

このとき、ノートＰＣでは特別な操作をしなくてもマグネット・タイプやメカニカル・タイプのリッド・センサが動作して、システムをスリープ状態に遷移させることができる。また、単体のタブレット端末は、使用しないときにカバーで画面を覆うと、カバーと本体に組み込まれたセンサー・マグネットによりスリープ・イベントを生成して、システムをスリープ状態に遷移させる。しかし、デュアル・スクリーン式のコンピュータでは、そのようなカバーを装着することができない。

またタブレット端末には、スペースやコストの観点でセンサー・マグネットを搭載しない場合もある。さらに、着脱式のディユアル・スクリーン式コンピュータでは、さまざまなタイプのタブレット端末が装着される場合がある。ベースになるタブレット端末にセンサー・マグネットを装着すると、ベースに装着される各タブレット端末ではセンサー・マグネットの装着位置が決まってしまうため、それらの設計の自由度を狭めてしまうことになる。さらに着脱式のディユアル・スクリーン式コンピュータでは、センサー・マグネットを搭載しないタブレット端末を装着する場合もある。

デュアル・スクリーン式のコンピュータが動作しているときに、２つのタッチ・スクリーンが向き合うように筐体を閉じると、特許文献１に示すような電磁誘導式のデジタイザでは、相互に発信する電磁波が干渉して、相互のタブレット端末に対して擬似的な入力が行われる。たとえば、一方のタブレット端末がホーム画面にアイコンを表示し、他方のタブレット端末がソフトウェア・キーボードを表示しているとすれば、ランダムにアイコンにタッチされたりキー入力が行われたりするのと同じ状態が発生し、システムが暴走する可能性がある。

そこで本発明の目的は、電子ペンで入力する座標入力装置を備える電子機器の動作を制御する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、電子ペンで入力する座標入力装置を備える電子機器の消費電力を低減する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、電子ペンで入力する座標入力装置を備える電子機器が誤入力を防止する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、電子ペンで入力する座標入力装置を備える電子機器が他の電子機器との間でデータの同期または転送をする方法を提供することにある。さらに本発明の目的はそのような方法を実現するコンピュータ・プログラムおよび電子機器を提供することにある。

本発明の第１の態様は、電子ペンで入力する座標入力装置を搭載する電子機器において実現する。入力の種別を判断するための基準パターンを用意して、座標入力装置に対する入力座標を検出したときに基準パターンと入力座標を比較する。入力座標の入力が電子ペンの操作で発生したと判断したときにシステムに座標情報を転送し、入力が電子ペンの操作以外の原因で発生したと判断したときにシステムに制御イベントを転送する。

電子ペンの操作以外の原因は、能動的または受動的に電磁波を発生する物体が接近したときに発生する。具体的には電磁波を放射する座標入力装置を備える他の電子機器が接近した場合や、受動的に電磁波を放射するコイルが接近した場合に発生する。電子機器は、タブレット端末またはスマートフォンとすることができる。電子機器は、座標入力装置を備える他の電子機器と開閉可能に結合されたり、開閉かつ着脱が可能に結合されたりするデュアル・スクリーン式コンピュータとすることができる。

座標入力装置は送信モードと受信モードで動作する電磁誘導式のデジタイザとすることができる。デジタイザはディスプレイと組み合わせて、タッチ・スクリーンを構成してもよい。基準パターンは、検出した座標の時間的または空間的な発生パターンで構成することができる。基準パターンには、検出した座標の筆圧情報を含むようにしてもよい。基準パターンは、電子ペンの操作で発生するパターンまたは電子ペンの操作以外の原因で発生するパターンのいずれかとすることができる。

電子ペン操作以外の原因で発生する電磁波を検出したときは、検出した座標情報はユーザの意図を反映しないが、電子機器は入力が発生した所定の座標領域を判断することはできる。したがってユーザは、接近入力を発生させる座標領域を選択すれば、電子機器は判断した座標領域に基づいて異なる制御イベントを生成することができる。制御イベントは、電子機器をスリープ状態に遷移させたり、他の電子機器との間でデータの同期を行ったり、他の電子機器にデータを転送したりするイベントとすることができる。

本発明の第２の態様は、電子ペンで入力する第１の座標入力装置と第１の座標入力装置に接近させることが可能で電子ペンで入力する第２の座標入力装置を含んで構成されたコンピュータ・システムにおいて実現する、入力の種別を判断するための基準パターンを用意し、第１の座標入力装置または第２の座標入力装置に対する入力座標を検出し、入力座標の入力が電子ペンの操作で発生したと判断したときにシステムに座標情報を転送する。入力座標の入力が電子ペンの操作以外の原因で発生したと判断したときにシステムに制御イベントを転送する。

コンピュータ・システムは、第１の座標入力装置を搭載するタブレット端末と第２の座標入力装置を搭載するタブレット端末を開閉可能に結合し、または開閉かつ着脱可能に結合したデュアル・スクリーン式コンピュータとすることができる。このとき閉じられたときに生成した制御イベントに応じてコンピュータ・システムの動作を停止させることができる。

本発明の第３の態様は、電子ペンで入力する第１の座標入力装置を接近させることが可能な、電子ペンで入力する第２の座標入力装置を搭載する電子機器において実現する。入力の種別を判断するための基準パターンを用意し、第２の座標入力装置に対する入力座標を検出する。入力座標の入力が電子ペンの操作で発生したと判断したときにシステムに座標情報を転送し、入力座標の入力が第１の座標入力装置の接近で発生したと判断したときにシステムに制御イベントを転送する。

第２の座標入力装置に第１の座標領域と第２の座標領域を定義し、入力座標が第１の座標領域と第２の座標領域のいずれに発生したかを判断することができる。このとき、入力座標の入力が、第１の座標領域に発生したと判断したときに第１の制御イベントを転送し第２の座標領域に発生したと判断したときに第２の制御イベントを転送することができる。省電力状態に遷移している電子機器は、第１の座標入力装置が第２の座標入力装置に接近したことを検出してウェイク・アップすることができる。第１の座標入力装置はスマートフォンに搭載することができる。本発明は、電子ペンで入力する座標入力装置を搭載する電子機器の消費電力の低減、誤入力の防止、またはデータ転送の方法として実現することもできる。

本発明により、電子ペンで入力する座標入力装置を備える電子機器の動作を制御する方法を提供することができた。さらに本発明により、電子ペンで入力する座標入力装置を備える電子機器の消費電力を低減する方法を提供することができた。さらに本発明により、電子ペンで入力する座標入力装置を備える電子機器の誤入力を防止する方法を提供することができた。さらに本発明により、電子ペンで入力する座標入力装置を備える電子機器が他の電子機器との間でデータの同期または転送をする方法を提供することができた。さらに本発明により、そのような方法を実現するコンピュータ・プログラムおよび電子機器を提供することができた。

デュアル・デジタイザ・システムを構成するコンピュータ・システムの態様を説明するための図である。 デュアル・スクリーン式コンピュータ３０の構成の一例を説明するための機能ブロック図である。 タッチ・スクリーン３７、３３の構成を説明するための断面図である。 デジタイザ・パネル１０７の構成の一例を説明するための機能ブロック図である。 デジタイザ・パネル２０７の構成の一例を説明するための機能ブロック図である。 デュアル・スクリーン式コンピュータ３０が閉じられたときの動作手順を説明するためのフローチャートである。 タブレット端末５１とスマートフォン６１の間でデータの同期またはデータの転送をする様子を説明するための図である。 タブレット端末５１とスマートフォン６１の間でのデータ転送するときの動作手順を説明するためのフローチャートである。 コイルが装着されたカバーを説明するための図である。

［デュアル・デジタイザ・システム］
図１は、デュアル・デジタイザ・システムを構成するコンピュータ・システムの態様を説明するための図である。デュアル・デジタイザ・システムは、相互に接近する可能性のある２つのデジタイザを含んで構成されたコンピュータ・システムをいう。各デジタイザはタッチ・スクリーンの構成要素とすることができる。図１（Ａ）は、デュアル・デジタイザ・システムを一体型のデュアル・スクリーン式コンピュータ１０で実現する例を示している。

デュアル・スクリーン式コンピュータ１０は、タッチ・スクリーン１３を搭載するディスプレイ側の筐体１１と、タッチ・スクリーン１７を搭載するベース側の筐体１５が、ヒンジ１９ａ、１９ｂで開閉可能なように結合されている。デュアル・スクリーン式コンピュータ１０は、タッチ・スクリーン１７にソフトウェア・キーボードを表示し、タッチ・スクリーン１３にアイコンやアプリケーション画面などを表示して、ノートＰＣのように使用することができる。

デュアル・スクリーン式コンピュータ１０はまた、ディスプレイ側の筐体１１を１８０度まで開いて、タッチ・スクリーン１３とタッチ・スクリーン１７が表示する画面を１つの画面として利用して、指や電子ペンで操作することができる。図１（Ｂ）は、デュアル・デジタイザ・システムを着脱型のデュアル・スクリーン式コンピュータ３０で実現する例を示している。

デュアル・スクリーン式コンピュータ３０は、タッチ・スクリーン３７を搭載するタブレット端末３５に、タッチ・スクリーン３３を搭載するタブレット端末３１を着脱機構３９ａ、３９ｂで着脱可能なように結合している。タブレット端末３１とタブレット端末３５は、結合時に有線または無線のインターフェースで接続される。タブレット端末３１およびタブレット端末３５は、分離した状態ではそれぞれタブレット端末として機能し、結合した状態では協働して一体的なコンピュータ・システムを構成するように機能する。着脱機構３９ａ、３９ｂには、さまざまなメーカや型式のタブレット端末を装着できる。また、結合状態では、保管や携帯に便利なように、タッチ・スクリーン３３とタッチ・スクリーン３７が向き合うように両者を閉じることができる。

図１（Ｃ）は、デュアル・デジタイザ・システムを、タッチ・スクリーン５３を搭載するタブレット端末５１とタッチ・スクリーン６３を搭載するスマートフォン６１で実現する例を示している。タブレット端末５１とスマートフォン６１は、単独では独立して動作し、タッチ・スクリーン５３とタッチ・スクリーン６３が重なるように接近したときにデュアル・デジタイザ・システムを構成して特有の動作をする。

［デュアル・スクリーン式コンピュータ］
図２は、図１（Ｂ）に示したデュアル・スクリーン式コンピュータ３０の構成の一例を説明するための機能ブロック図である。タブレット端末３５、３１の構成は異なっていてもよいが、ここでは同様の構成として説明する。タブレット端末３５、３１は、ＳＯＣ（System on a chip）タイプの組込システム（Embedded System）１００、２００に、システム・メモリ１０１、２０１、ＬＣＤ１０３、２０３、タッチ・パネル１０５、２０５、デジタイザ・パネル１０７、２０７、ＷＡＰＮ（Wireless Personal Area Network）モジュール１０９、２０９、ＷＷＡＮ（Wireless Wide Area Network）モジュール１１１、２１１、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）モジュール１１３、２１３、ＳＳＤ１１５、２１５、およびパワー・マネジメント・ユニット（ＰＭＵ）１１７、２１７が接続されている。

組込システム１００、２００は、ＣＰＵコア、ＧＰＵ、メモリ・コントローラ、Ｉ／Ｏコントローラ、およびファームウェアＲＯＭなどで構成されている。ＳＳＤ１１５、２１５は、それぞれのＣＰＵコアが実行するアプリケーション・プログラム、オペレーティング・システム、デバイス・ドライバなどのソフトウェアを格納する。一例では、組込システム１００と組込システム２００は結合時にＷＰＡＮモジュール１０９、２０９で相互に接続されて一体的なコンピュータ・システムを構成する。

ＷＰＡＮモジュール１０９、２０９は、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信または近距離無線通信（NFC: Near Field Communication）などのいずれかの規格で無線通信を行うデバイスである。組込システム１００と組込システム２００は結合時にＵＳＢなどの有線インターフェースで接続してもよい。図１（Ａ）のデュアル・スクリーン式コンピュータ１０および図１（Ｃ）のタブレット端末５１とスマートフォン６１の構成は、図２の構成から本発明の適用に必要な事項を理解することができる。

［タッチ・スクリーン］
図３（Ａ）は、タブレット端末３５が搭載するタッチ・スクリーン３７の構成を説明するための断面図で、図３（Ｂ）はタブレット端末３１が搭載するタッチ・スクリーン３３の構成を説明するための断面図である。タッチ・スクリーン３７、３３は、上からタッチ・パネル１０５、２０５、ＬＣＤ１０３、２０３、デジタイザ・パネル１０７、２０７およびシールド・パネル８１、８３が積層された構造で、指９１の接近を検出してタッチ・パネル１０５、２０５が座標情報を生成し、電子ペン８９の接近または押圧を検出してデジタイザ・パネル１０７、２０７が座標情報を生成する。

［デジタイザ・パネル］
図４はデジタイザ・パネル１０７の構成の一例を説明するための機能ブロック図で、図５はデジタイザ・パネル２０７の構成の一例を説明するための機能ブロック図である。デジタイザ・パネル１０７、２０７は送信モードと受信モードを備え、電源を必要としないタイプの電子ペン８９との間での電磁波干渉を利用するセンサー・コイル１５１−１〜１５３−ｍ、２５１−１〜２５３−ｍを含んでいる。電子ペン８９は、コイルとコンデンサにより形成されたＬ−Ｃ共振回路を含む。電子ペン８９の操作には、アップ操作、ダウン操作、および筆圧操作がある。

アップ操作は電子ペン８９を電磁波干渉でデジタイザ・パネル１０７、２０７が入力を検出できない位置に位置付ける操作で、ダウン操作は検出できる位置に位置付ける操作で、筆圧操作は電子ペン８９の先端をタッチ・スクリーン３７、３３の表面に押し付ける操作をいう。電子ペン８９の共振回路は、ペン先がタッチ・スクリーン３７、３３の表面を押下したときの圧力で容量が変化する可変コンデンサを含んでおり、ペンで紙に描くときの筆圧に相当する情報を送信モードでの励振電流と受信モードでの誘起電圧の位相差の変化で検出できるようになっている。

コイル・アレイ１５０、２５０には、Ｘ軸方向に順番に重なるように均等のピッチでｎ個のセンサー・コイル１５１−１〜１５１−ｎ、２５１−１〜２５１−ｎが配列され、Ｙ軸方向に順番に重なるように均等のピッチでｍ個のセンサー・コイル１５３−１〜１５３−ｍ、２５３−１〜２５３−ｍが配列されている。選択回路１５５、２５５は、コントローラ１６５、２６５から受け取った選択信号に基づいて、センサー・コイル１５１−１〜１５３−ｍ、２５１−１〜２５３−ｍを１個ずつ順番に選択し、切換回路１５９、２５９を通じて送信回路１６１、２６１または受信回路２６１、２６３を経由するループ回路を形成する。切換回路１５９、２５９は、コントローラ１６５、２６５から受け取った切換信号により、選択信号により所定のセンサー・コイルが選択されている間に、ループ回路を送信回路１６１、２６１と受信回路１６３、２６３に対して所定の時間間隔で交互に複数回切り換える。

切換信号が送信回路１６１、２６１を選択する時間の動作を送信モード（送信期間）といい、受信回路１６３、２６３を選択する時間の動作を受信モード（受信期間）という。コントローラ１６５、２６５（実際にはそれらのデバイス・ドライバ）は、１つのセンサー・コイルを選択する間に、複数の送信期間と受信期間を形成するように切換信号を生成する。選択されたセンサー・コイルに対して送信回路１６１、２６１は送信期間の間に高周波の励振電流を供給する。励振電流が流れたセンサー・コイルは電磁波を放射する。ダウン操作または筆圧操作が行われた電子ペン８９のコイルは、電磁波に共振して共振回路に電流が流れる。

共振回路に流れる電流は、電子ペン８９のコイルから電磁波を放射する。電子ペン８９のコイルが放射する電磁波は、送信期間につづく受信期間の間に同一のセンサー・コイルが受信する。受信回路１６３、２６３は受信期間の間に検出したセンサー・コイルの誘起電圧をディジタル・データに変換してコントローラ１６５、２６５に送る。誘起電圧は、センサー・コイルと電子ペン８９の距離が近いほど大きくなるため、コントローラ１６５、２６５は電子ペン８９がある座標に位置付けられている間に順番に選択した各センサー・コイルの誘起電圧を検出することで、電子ペン８９に対して最も近い位置に存在するセンサー・コイルを特定して、座標情報を生成することができる。

コントローラ１６５、２６５は、切換信号および選択信号を生成し、かつ、センサー・コイルの誘起電圧から座標情報を生成する。筆圧操作で電子ペン８９がタッチ・スクリーン３３、３７の表面に押し付けられたときは、電子ペン８９の可変コンデンサの容量が変化して共振回路に流れる電流の周波数を変化させる。コントローラ１６５、２６５は、送信期間に送信した励振電流の周波数と受信期間に検出した誘起電圧の周波数の差を計算して電子ペン８９の筆圧情報を生成する。

コントローラ１６５、２６５は座標情報および筆圧情報を組込システム１００、２００に送出する。筆圧情報は、電子ペン８９を押下する力（筆圧）が大きいほど大きな値になる。システムの描画アプリケーションは、筆圧情報が大きい値を示すほど描画ラインを太くするように処理する。ＲＯＭ１６７、２６７は、座標情報および筆圧情報から特定した入力パターンが以下に説明する電子ペン入力と接近入力のいずれであるかを判断するための基準パターンを格納する。なお本発明に付随する特定の課題に対処するために必要に応じて設けることができるウェイク・アップ回路１６９、２６９および停止時ループ回路１７１、２７１については後に説明する。

［電子ペン入力と接近入力］
電子ペン８９を使用してタッチ・スクリーン３７、３３に表示されたオブジェクトの指示、ソフトウェア・キーボードに対する入力、または描画アプリケーションの画面に対する入力などを行うと、コントローラ１６５、２６５はそれに応じた座標信号および筆圧情報を生成する。そしてコントローラ１６５、２６５はセンサー・コイルのすべての誘起電圧を入力として処理する。しかし、センサー・コイルに誘起電圧を発生させる電磁波は電子ペン８９だけが放射するとは限らない。

いま、タブレット端末３１とタブレット端末３５をタッチ・スクリーン３３とタッチ・スクリーン３７が向き合うように筐体を閉じると、センサー・コイル１５１−１〜１５３−ｍとセンサー・コイル２５１−１〜２５３−ｍの相互の距離が近付く。コントローラ１６５、２６５は、相互に非同期で選択信号と切換信号を生成して、送信期間と受信期間を形成する。たとえばタブレット端末３１の選択されたセンサー・コイル２５１−１が送信期間のときに、対向する位置に存在するタブレット端末３５の選択されたセンサー・コイル１５１−１が受信期間であれば、センサー・コイル１５１−１にはセンサー・コイル２５１−１が放射する電磁波で誘起電圧が発生する。

タブレット端末３５のコントローラ１６５は、受信回路１６３が有効な誘起電圧を検出すれば必ず座標情報および筆圧情報を生成する。タブレット端末３１、３５の送信期間と受信期間が逆になる場合は、同様にタブレット端末３１のコントローラ２６５が座標情報と筆圧情報を生成する。タッチ・スクリーン３３、３７が相互に接近したときのコントローラ１６５、２６５が生成する座標情報および筆圧情報は、ユーザが電子ペン８９で入力するときの座標情報とは異なったパターンになる。以後、電子ペン８９を操作して入力をする状態を電子ペン入力といい、タッチ・スクリーン３３、３７が相互に接近して擬似的な入力をする状態を接近入力と言うことにする。

たとえば、コントローラ１６５、２６５は、人間が行う電子ペン入力では困難な短い時間間隔で複数の座標に対する入力を検出したときは接近入力と判断することができる。また電子ペン８９による描画の際にユーザは、コントローラ１６５、２６５が認識できる最大筆圧で連続的にラインを描くことができるが、離散的な位置に最大筆圧の点やラインを描くことはほとんどない。

コントローラ１６５、２６５は、最大筆圧の入力が離散的な座標に発生するような場合は、接近入力と判断することができる。さらに、１本の電子ペン８９で２つの座標に連続して入力するときは、先の座標に対するダウン操作およびアップ操作につづいて、次の座標に対するダウン操作が行われる。コントローラ１６５、２６４は同時に複数の座標に対するダウン操作を検出したときは接近入力であると判断することができる。

入力パターンは、接近入力だけで発生するパターン、電子ペン入力だけで発生するパターンおよび両方で発生するパターンに分類することができる。接近入力だけで発生する入力パターンまたは電子ペン入力だけで発生する入力パターンを基準パターンという。接近入力だけで発生する入力パターンは電子ペン入力だけで発生する入力パターンより作成が容易である。ＲＯＭ１６５、２６５はいずれかまたは両方の基準パターンを格納する。コントローラ１６５、２６５は受信回路１６３、２６３から複数のディジタル・データ受け取ったときに、座標情報の時間的および空間的な発生状況および筆圧情報から特定した入力パターンと基準パターンを比較して、今回の入力が電子ペン入力か接近入力かを判断する。

コントローラ１６５、２６５は、電子ペン入力であると判断したときまたは接近入力でないと判断したときは、組込システム１００、２００に座標情報および筆圧情報を送る。コントローラ１６５、２６５は、接近入力であると判断したときまたは電子ペン入力でないと判断したときは、組込システム１００、２００に座標情報および筆圧情報に代えて制御イベントを送る。制御イベントは、コントローラ１６５、２６５と組込システム１００、２００のインターフェースを使って、またはサイドバンドを使って送ることができる。組込システム１００、２００は制御イベントを受け取ったときに、以下に説明するようなさまざまな制御を行うことができる。

なお、図１〜図５は本実施の形態を説明するために、本実施の形態に関連する主要なハードウェアの構成および接続関係を簡略化して記載したものである。図で記載した複数のブロックを１個の集積回路もしくは装置としたり、逆に１個のブロックを複数の集積回路もしくは装置に分割して構成したりすることも、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。また、図１〜図５で例示した要素を周知の他の要素に変更したり、周知の要素を追加したりすることは当業者が容易に想起できるものであれば本発明の範囲に含まれる。

［接近入力によるパワー・ステートの制御］
図６は、デュアル・スクリーン式コンピュータ３０が閉じられたときの動作手順を説明するためのフローチャートである。ブロック３０１でタブレット端末３１、３５がパワー・オン状態となって、デジタイザ・パネル１０７、２０７が電子ペン８９からの入力の有無にかかわらず送信モードと受信モードを繰り返しながら動作する。ブロック３０３で何らかの原因でセンサー・コイル１５１−１〜１５３−ｍ、２５１−１〜２５３−ｍに誘起電圧が発生する。コントローラ１６５、２６５は、受信回路１６３、２６３からセンサー・コイルに発生した誘起電圧に対応する大きさのディジタル・データを受け取る。

コントローラ１６５、２６５は、相互に独立して座標情報および筆圧情報を生成する。ブロック３０５でコントローラ１６５、２６５は、座標情報と筆圧情報から入力パターンを特定しＲＯＭ１６７、２６７に格納された基準パターンと比較する。コントローラ１６５、２６５は、電子ペン入力と判断したときまたは接近入力でないと判断したときはブロック３５１に移行し組込システム１００、２００に座標情報および筆圧情報を送る。組込システム１００、２００のアプリケーション・プログラムは受け取った座標情報および筆圧情報を処理してブロック３０３に戻る。

コントローラ１６５、２６５は接近入力であると判断したときまたは電子ペン入力でないと判断したときは座標情報および筆圧情報を組込システム１００、２００に送らない。コントローラ１６５とコントローラ２６５のいずれかが先に接近入力であると判断したときは、ブロック３０７で先に判断したコントローラ１６５、２６５の一方が制御イベントを生成して対応する組込システム１００、２００に送る。制御イベントを受け取った組込システム１００、２００の一方はブロック３０９で、ＷＰＡＮモジュール１０９、２０９を通じて他方の組込システム１００、２００に制御イベントを示すメッセージを送る。ブロック３１１で組込システム１００、２００はそれぞれ制御イベントを処理してスリープ状態に遷移する。具体的には組込システム１００、２００はＰＭＵ１１７、２１７に指示して所定のデバイスの電力を停止する。

ブロック３０５〜３１１では、コントローラ１６５、２６５のいずれか一方が接近入力を検出したときに他方に接近イベントを送ってから双方がスリープ状態に遷移したが、両方のコントローラ１６５、２６５が接近入力を検出して、相互に制御イベントを示すメッセージを交換してからスリープ状態に遷移してもよい。この場合は、電子ペン入力と接近入力を誤って判断する確率を低下させることができる。

コントローラ１６５、２６５は相互に非同期で動作するため、ブロック３０５で何らかの入力に対して接近入力の発生を判断するまでの時間は、デジタイザ・パネル１０７、２０７のハードウェア構成と動作タイミングに依存する。接近したときに向かい合うサーチ・コイルが同じタイミングで選択され、かつ、一方が送信期間のときに他方が受信期間になるように動作すれば、最も短い時間で接近入力の発生を判断することができる。

デジタイザ・パネル１０７、２０７のハードウェア構成が同じ場合は判断までの時間が長くなる可能性がある。たとえば、双方の送信期間と受信期間のタイミングが完全に一致する場合は、送信回路１６１、２６１の発振器のジッタで、一方が送信期間で他方が受信期間になって相互に電磁波の検出が可能になるようになるまで一定の時間を費やす。また、接近したときに一方がＸ軸方向のサーチ・コイルの選択を開始し、他方がＹ軸方向のサーチ・コイルの選択を開始しているような場合も相互に電磁波の検出が可能になるまで一定の時間を費やす。

検出時間はこのような偶然性に左右されて長くなることもあるが、コントローラ１６５、２６５は時間が経過すれば必ず接近入力を検出することができる。また、サーチ個・コイルの選択周波数、送信期間と受信期間の切換周波数、サーチ・コイルの数などが異なるときは比較的短時間で接近入力を判断することができる。ブロック３０５では、接近入力であると判断したときに組込システム１００、２００は座標情報および筆圧情報を受け取らないため、接近入力によるシステムの誤動作を防ぐことができる。なお、制御イベントはタブレット端末３１、３５のそれぞれに実装したユーティリティ・プログラムが処理することができる。

［スリープ状態への対応］
タッチ・スクリーン３３、３７を接近させたときにタブレット端末３１、３５の一方がスリープ状態に遷移してデジタイザ・パネル１０７、２０７の電力が停止している場合がある。たとえば、タブレット端末３５のデジタイザ・パネル１０７の電力が停止しているときには、筐体を閉じてもデジタイザ・パネル１０７、２０７の相互間で電磁波の干渉が起きないので、上記で説明した方法では接近入力を検出することができない。

停止時ループ回路１７１、２７１はこの問題に対処する。停止時ループ回路１７１、２７１は、デジタイザ・パネル１０７、２０７の電力が停止したときに、すべてのセンサー・コイルを短絡させてループ回路を形成するように構成する。停止時ループ回路１７１、２７１には、必要に応じて共振素子を挿入してもよい。こうすることで、たとえばタブレット端末３５がスリープ状態に遷移していてもデジタイザ・パネル２０７のセンサー・コイル２５１−１〜２５３−ｍが送信期間中に放射する電磁波でデジタイザ・パネル１０７のセンサー・コイル１５１−１〜１５３−ｍに励振電流が流れて電磁波を放射し、その電磁波を受信期間中にデジタイザ・パネル２０７が検出して接近入力を検出することができる。

スリープ状態には、ＣＰＵの使用率が低下したときに、デジタイザ・パネル１０７、２０７を含む多くの周辺デバイスの電源を停止して、電力が供給された状態のＣＰＵコアを定期的にアクティブ状態（Ｃ０ステート）とスリープ状態（Ｃ１ステート〜Ｃｎステート）の間で遷移させる方法がある。このような方法は一例としてＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）８に実装するConnected Standbyという機能で実現されている。

Connected Standbyのときはデジタイザ・パネル１０７、２０７に前述の停止時ループ回路１７１、２７１を設けておけば、双方がConnected Standbyのときに筐体が閉じられても、一方のタブレット端末３５、３３のＣＰＵコアがアクティブ状態に遷移したときにデジタイザ・パネル１０７、２０７にも電力が供給されるようにしておけば、アクティブ状態に遷移したたとえばタブレット端末３５が接近入力を検出し、その後アクティブ状態に遷移したタブレット端末３１が接近入力を検出することができる。

［タブレット端末とスマートフォンによる制御］
つぎに、図１（Ｃ）に示したタブレット端末５１とスマートフォン６１で構成するデュアル・デジタイザ・システムでデータの同期または転送をする方法を説明する。タブレット端末５１の構成は図２のタブレット端末３５に対応させ、スマートフォン６１の構成は図２のタブレット端末３１に対応させて説明する。タブレット端末５１は、サスペンド状態のように、デジタイザ・パネル１０７も含めて、システム・メモリ１０１の記憶を維持するデバイスを除いたほとんどのデバイスの電力を停止するようなスリープ状態に遷移していると想定する。このとき、デジタイザ・パネル２０７が動作しているスマートフォン６１をタッチ・スクリーン６３がタッチ・スクリーン５３に向き合うようにして重ねる。

タブレット端末５１のデジタイザ・パネル１０７が停止時ループ回路１７１を備えていれば、スマートフォン６１は接近イベントを検出できる。しかし、タブレット端末５１は、外部からウェイク・イベントを与えてパワー・オン状態にしないと、接近入力を検出できない。ウェイク・アップ回路１６９（ウェイク・アップ回路２６９も同様）は、サスペンド状態のタブレット端末５１をスマートフォン６１の接近によりウェイクさせてこの問題に対処する。

ウェイク・アップ回路１６９は、サスペンド状態のときにも電力が供給され、停止時ループ回路１７１を形成した各センサー・コイル１５１−１〜１５３−ｍにスマートフォン６１のデジタイザ・パネル２０７が放射する電磁波によって誘起された電圧を検出する。ウェイク・アップ回路１６９は、複数のセンサー・コイルに所定の電圧を検出したときにウェイク・イベントを生成してＰＭＵ１１７に送る。ウェイク・イベントを受け取ったＰＭＵ１１７は、組込システム１００および周辺デバイスに電力を供給してシステムをパワー・オン状態に遷移させる。

図７は、タブレット端末５１とスマートフォン６１の間でのデータの同期またはデータの転送をする様子を説明するための図で、図８はその動作手順を示すフローチャートである。ここでのシナリオは、外出先でスマートフォン６１を使用して作成したり受け取ったりしたデータをオフィスにあるタブレット端末５１に転送したりタブレット端末５１で更新したデータと同期したりすることを想定する。

タブレット端末５１のタッチ・スクリーン５３の座標には、デジタイザ・パネル１０７に対して座標領域５０１、５０３を定義している。座標領域５０１、５０３はスマートフォン６１を重ねるためにスマートフォン６１とほぼ同じ大きさにしている。ＳＳＤ１１５、２１５には、データ転送を処理するドッキング・アプリケーションが格納されている。タブレット端末５１のドッキング・アプリケーションは座標領域５０１にデータ同期を割り当て、座標領域５０３にデータ転送を割り当てる。なお、タッチ・スクリーン５３の面積が大きいときは座標領域の数を３個以上にすることもできる。

データ同期は、あらかじめドッキング・アプリケーションに登録したアプリケーション・プログラムのデータをスマートフォン６１とタブレット端末５１の間で最新データに置換する処理をいう。データ転送は、あらかじめドッキング・アプリケーションに登録したアプリケーション・プログラムのデータをスマートフォン６１またはタブレット端末５１の一方から他方に転送する処理をいう。図８のブロック５０１で、タッチ・スクリーン５３の座標領域５０１または座標領域５０３に、パワー・オン状態のスマートフォン６１をタッチ・スクリーン６３が向き合うように重ねる。ユーザは重ねる座標領域を選択して、転送または同期のいずれかに対する意図を反映させる。

スマートフォン６１は図６で説明した手順で制御イベントを生成し、ドッキング・アプリケーションを実行する。以下ではブロック５１５までタブレット端末５１の動作を示す。ブロック５０３でタブレット端末５１がサスペンド状態に遷移しているときはブロック５０５に移行し、パワー・オン状態またはConnected Standbyに遷移しているときはブロック５１１に移行する。ブロック５０５では、ウェイク・アップ回路１６９がスマートフォン６１の接近を検出してウェイク・イベントを生成し、ブロック５０９でタブレット端末５１がパワー・オン状態に遷移する。

ブロック５１１でコントローラ１６５が接近入力を検出する。ブロック５１３でコントローラ１６５は座標情報を生成する。ブロック５１５でコントローラ１６５は、接近入力を判断した入力に対応する入力座標が座標領域５０１または座標領域５０３のいずれで発生したかを判断する。コントローラ１６５は、座標領域５０１に対する接近入力を検出したときは、同期イベントを生成して組込システム１００に送る。同期イベントを受け取った組込システム１００のドッキング・アプリケーションは同期の準備をするとともに、ブロック５１７でＷＰＡＮモジュール１０９を通じてスマートフォン６１に同期イベントを示すメッセージを送る。

メッセージを受け取った組込システム２００のドッキング・アプリケーションは、同期の準備をする。その後、組込システム１００のドッキング・アプリケーションと組込システム２００のドッキング・アプリケーションの間で所定のデータの同期が行われる。同期が終わるとブロック５１９に移行してタブレット端末５１はサスペンド状態に遷移する。

ブロック５１５でコントローラ１６５が座標領域５０３に対する接近入力を検出したときは、転送イベントを生成して組込システム１００に送る。組込システム１００のドッキング・アプリケーションはデータ転送の準備をするとともに、ＷＰＡＮモジュール１０９を通じてスマートフォン６１に転送イベントを示すメッセージを送る。ここでは、スマートフォン６１からタブレット端末５１に所定のデータを転送することを想定するが、転送の方向は逆であってもよい。

メッセージを受け取った組込システム２００のドッキング・アプリケーションは、データ転送の準備をする。その後、スマートフォン６１からタブレット端末５１にＷＰＮモジュール２０９を通じて所定のデータが転送される。転送されるデータは一例としてスマートフォン６１が現在表示しているＷｅｂブラウザーのＵＲＬとすることができる。ＵＲＬを受け取ったタブレット端末５１はブロック５２３で、スマートフォン６１と同じ画面を表示することができる。この場合、スマートフォン６１で表示していた画面と同じ画面を簡単な操作でタブレット端末５１の大きなタッチ・スクリーン５３に表示することができる。

［カバー］
図６、図８を参照して、デジタイザ同士が接近した場合に制御イベントを生成する手順を説明したが、制御イベントはタッチ・スクリーンをカバーで覆ったときに生成することもできる。図９は、タブレット端末５１のカバー５００にループ・コイル５０１、５０３を貼り付けた様子を示している。デジタイザ・パネル１０７は、タッチ・スクリーン５３の表面がカバー５００で覆われてループ・コイル５０１、５０３との間での電磁波の干渉を検出すると、同時に２つの座標領域に対する入力を検出して、接近入力と判断してクローズ・イベントを生成することができる。このとき座標領域を複数設けて形成したパターンに対して所定の制御イベントを割り当てることもできる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１０、３０ デュアル・スクリーン式コンピュータ
１７、３１、３５、５１ タブレット端末
６１ スマートフォン
１３、１７、３３、３７、５３、６３ タッチ・スクリーン
８９ 電子ペン
１０７、２０７ デジタイザ・パネル
５０１、５０３ 座標領域

Claims (20)

1. 電子ペンで入力する電磁誘導式の座標入力装置を搭載する電子機器を制御するために前記電子機器に、
   前記電子ペンの操作に対応する入力パターンまたは前記電子ペン以外の物体が放射する電磁波の入力に対応する入力パターンで構成した基準パターンを用意するステップと、
   前記座標入力装置に対する入力座標を検出するステップと、
   前記基準パターンと前記入力座標を比較するステップと、
   前記入力座標の入力が前記電子ペンの操作で発生したと判断したときにシステムに座標情報を転送するステップと、
   前記入力座標の入力が前記電子ペンの操作以外の原因で発生したと判断したときに前記システムに制御イベントを転送するステップと
   を有する処理を実行させるためのコンピュータ・プログラム。
2. 前記基準パターンが、同時に複数の入力座標に発生したダウン操作の数を含んで構成されている請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
3. 前記基準パターンが、入力座標の時間的または空間的な発生パターンを含んで構成されている請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
4. 前記基準パターンが、入力座標の筆圧情報を含んで構成されている請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
5. 入力が行われた前記座標入力装置の座標領域を判断し、座標領域に応じて異なる前記制御イベントを生成するステップを有する請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
6. 前記制御イベントに応じて前記電子機器がスリープ状態に遷移するステップを有する請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
7. 前記制御イベントに応じて前記電子機器が他の電子機器との間でデータの同期またはデータの転送を行うステップを有する請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
8. 電子ペンで入力する電磁誘導式の第１の座標入力装置と該第１の座標入力装置に接近させることが可能で電子ペンで入力する電磁誘導式の第２の座標入力装置を含んで構成されたコンピュータ・システムに、
   前記電子ペンの操作に対応する入力パターンまたは前記電子ペン以外の物体が放射する電磁波の入力に対応する入力パターンで構成した基準パターンを用意するステップと、
   前記第１の座標入力装置または前記第２の座標入力装置に対する入力座標を検出するステップと、
   前記入力座標の入力が前記電子ペンの操作で発生したと判断したときにシステムに座標情報を転送するステップと、
   前記入力座標の入力が前記電子ペンの操作以外の原因で発生したと判断したときに前記システムに制御イベントを転送するステップと
   を有する処理を実行させるためのコンピュータ・プログラム。
9. 前記第１の座標入力装置が第１のタブレット端末に搭載され、前記第２の座標入力装置が第２のタブレット端末に搭載されている請求項８に記載のコンピュータ・プログラム。
10. 前記第１のタブレット端末と前記第２のタブレット端末が、開閉かつ着脱可能に結合されている請求項９に記載のコンピュータ・プログラム。
11. 前記制御イベントに応じて前記コンピュータ・システムが動作を停止する請求項８に記載のコンピュータ・プログラム。
12. 電子ペンで入力する電磁誘導式の第１の座標入力装置を接近させることが可能な、電子ペンで入力する電磁誘導式の第２の座標入力装置を搭載する電子機器に、
    前記電子ペンの操作に対応する入力パターンまたは前記電子ペン以外の物体が放射する電磁波の入力に対応する入力パターンで構成した基準パターンを用意するステップと、
    前記第２の座標入力装置に対する入力座標を検出するステップと、
    前記入力座標の入力が前記電子ペンの操作で発生したと判断したときにシステムに座標情報を転送するステップと、
    前記入力座標の入力が前記第１の座標入力装置の接近で発生したと判断したときに前記システムに制御イベントを転送するステップと
    を有する処理を実行させるためのコンピュータ・プログラム。
13. 前記第２の座標入力装置に第１の座標領域と第２の座標領域を定義するステップと、
    前記入力座標が前記第１の座標領域と前記第２の座標領域のいずれに発生したかを判断するステップとを有し、
    前記制御イベントを転送するステップが、前記入力座標の入力が、前記第１の座標領域に発生したと判断したときに第１の制御イベントを転送し前記第２の座標領域に発生したと判断したときに第２の制御イベントを転送するステップを含む請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
14. 省電力状態に遷移している前記電子機器が、前記第１の座標入力装置が前記第２の座標入力装置に接近したことを検出してウェイク・アップするステップを有する請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
15. 前記第１の座標入力装置がスマートフォンに搭載されている請求項１４に記載のコンピュータ・プログラム。
16. 電子ペンで入力する電磁誘導式の座標入力装置を搭載する電子機器の消費電力を低減する方法であって、
    前記電子ペンの操作に対応する入力パターンまたは前記電子ペン以外の物体が放射する電磁波の入力に対応する入力パターンで構成した基準パターンを用意するステップと、
    前記座標入力装置に対する入力座標を検出するステップと、
    前記基準パターンと前記入力座標を比較するステップと、
    前記入力座標の入力が前記電子ペンの操作以外の原因で発生したと判断したときに前記電子機器をスリープ状態に遷移させるステップと
    を有する方法。
17. 電子ペンで入力する電磁誘導式の座標入力装置を搭載する電子機器に対する誤入力を防止する方法であって、
    前記電子ペンの操作に対応する入力パターンまたは前記電子ペン以外の物体が放射する電磁波の入力に対応する入力パターンで構成した基準パターンを用意するステップと、
    前記座標入力装置に対する入力座標を検出するステップと、
    前記基準パターンと前記入力座標を比較するステップと、
    前記入力座標の入力が前記電子ペンの操作で発生したと判断したときにシステムに座標情報を転送するステップと、
    前記入力座標の入力が前記電子ペンの操作以外の原因で発生したと判断したときに前記システムに対する前記座標情報の転送を停止するステップと
    を有する方法。
18. 電子ペンで入力する電磁誘導式の座標入力装置を搭載する電子機器が他の電子機器にデータを転送する方法であって、
    前記電子ペンの操作に対応する入力パターンまたは前記電子ペン以外の物体が放射する電磁波の入力に対応する入力パターンで構成した基準パターンを用意するステップと、
    前記座標入力装置に対する入力座標を検出するステップと、
    前記基準パターンと前記入力座標を比較するステップと、
    前記入力座標の入力が前記電子ペンの操作以外の原因で発生したと判断したときに前記他の電子機器に所定のデータを転送するステップと
    を有する方法。
19. 電子ペンで入力する電磁誘導式の座標入力装置を搭載する電子機器であって、前記座標入力装置が、
    複数のコイルで構成されたコイル・アレイと、
    各コイルに交流電流を供給する送信回路と、
    前記コイル・アレイに発生した誘起電圧を検出する受信回路と
    選択したコイル・アレイが順番にループ回路を形成するように前記送信回路または前記受信回路に接続する選択回路と、
    前記電子ペンの操作に対応する入力パターンまたは前記電子ペン以外の物体が放射する電磁波の入力に対応する入力パターンで構成した基準パターンを格納した不揮発性メモリと、
    前記受信回路から受け取った誘起電圧から座標情報を生成し、該座標情報と前記基準パターンを比較して、誘起電圧が前記電子ペンの操作で発生したと判断したときに前記座標情報をシステムに転送し、誘起電圧が前記電子ペンの操作以外の原因で発生したと判断したときに所定の制御イベントを生成するコントローラと
    を有する電子機器。
20. 前記電子機器がスリープ状態に遷移しているときに各コイルの誘起電圧を検出してパワー・オン状態に遷移させるためのウェイク・イベントを生成するウェイク・アップ回路を有する請求項１９に記載の電子機器。

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