JP6462310B2 - 位置検出装置、及び報知方法 - Google Patents

Description

本発明は、ペン型の発光体の位置を検出する位置検出装置に関し、より詳しくは、発光体が内蔵する電池の残存容量が不足していることを判定することができる位置検出装置及び報知方法に関する。

従来、パネル上の接触位置を検出することで使用者による操作を受け付けることができる位置検出装置が利用されている。位置検出装置は、例えば、タッチパネルを備えたコンピュータ、又はタブレット型のコンピュータである。位置検出装置には、ペン型の指示具の接触位置を検出するものがある。また、特許文献１には、パネル上に接触したときに発光するペン型の発光体を用い、発光位置を三角測量により測定することで発光体がパネル上に接触した位置を検出する位置検出装置が開示されている。

特開２０１３−１８２３４５号公報

位置検出装置で用いられる発光体は、通常、内蔵した電池で駆動している。長時間の使用により電池の残存容量が低下した場合は、電池の起電力が低下し、発光体の発光強度が低下し、発光体の接触位置の検出が困難になる。発光体の接触位置の検出を安定して行うためには、発光体が内蔵している電池を適宜交換するか充電する必要がある。しかしながら、従来の位置検出装置には、発光体の電池の残存容量が低下したことを検知する機能が無く、電池の交換又は充電の必要性が使用者には分からないという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、発光体が内蔵する電池の残存容量の不足を報知することができる位置検出装置及び報知方法を提供することにある。

本発明に係る位置検出装置は、電池を内蔵しており、先端が発光するペン型の発光体と、該発光体からの光が表面に入射して内部を伝播する導光板と、該導光板の内部を伝播した前記発光体からの光を受光する受光部と、該受光部での受光結果に基づいて、前記発光体からの光が前記導光板の表面に入射した位置を検出する検出手段とを備える位置検出装置において、前記受光部が受光した光の強度を検出する手段と、該手段が検出した光の強度に基づいて、前記発光体が内蔵する電池の残存容量が不足していることを報知する報知手段と、画像を表示する表示部と、前記残存容量が不足していることを前記報知手段が報知する際に、所定の図形を前記表示部に表示させる手段と、前記表示部に表示した前記図形に対応する位置を前記検出手段が検出した場合に、前記残存容量が不足していることを前記報知手段が報知している状態を終了させる手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る位置検出装置は、前記報知手段は、前記光の強度を予め定められた閾値と比較する手段と、前記光の強度が前記閾値以下である場合に、前記電池の残存容量が不足していることを報知する手段とを有することを特徴とする。

本発明に係る位置検出装置は、前記報知手段は、前記光の強度を予め定められた閾値と比較する手段と、前記光の強度が前記閾値を超過している間の時間を測定する手段と、該手段が測定した時間を積算する手段と、該手段が積算した時間が予め定められた閾値を超過した場合に、前記電池の残存容量が不足していることを報知する手段とを有することを特徴とする。

本発明に係る位置検出装置は、前記報知手段は、前記残存容量が不足していることを示す画像を前記表示部に表示させるように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る報知方法は、電池を内蔵しており、先端が発光するペン型の発光体と、該発光体からの光が表面に入射して内部を伝播する導光板と、該導光板の内部を伝播した前記発光体からの光を受光する受光部と、該受光部での受光結果に基づいて、前記発光体からの光が前記導光板の表面に入射した位置を検出する検出手段と、画像を表示する表示部とを備える位置検出装置で、前記発光体が内蔵する電池の状態を報知する方法であって、前記受光部が受光した光の強度を検出し、検出した光の強度を予め定められた閾値と比較し、前記光の強度が前記閾値以下である場合に、前記電池の残存容量が不足していることを報知し、前記残存容量が不足していることを報知する際に、所定の図形を前記表示部に表示し、前記表示部に表示した前記図形に対応する位置を前記検出手段が検出した場合に、前記残存容量が不足していることを報知している状態を終了することを特徴とする。

本発明に係る報知方法は、電池を内蔵しており、先端が発光するペン型の発光体と、該発光体からの光が表面に入射して内部を伝播する導光板と、該導光板の内部を伝播した前記発光体からの光を受光する受光部と、該受光部での受光結果に基づいて、前記発光体からの光が前記導光板の表面に入射した位置を検出する検出手段と、画像を表示する表示部とを備える位置検出装置で、前記発光体が内蔵する電池の状態を報知する方法であって、前記受光部が受光した光の強度を検出し、検出した光の強度を予め定められた閾値と比較し、前記光の強度が前記閾値を超過している間の時間を測定し、測定した時間を積算し、積算した時間が予め定められた閾値を超過した場合に、前記電池の残存容量が不足していることを報知し、前記残存容量が不足していることを報知する際に、所定の図形を前記表示部に表示し、前記表示部に表示した前記図形に対応する位置を前記検出手段が検出した場合に、前記残存容量が不足していることを報知している状態を終了することを特徴とする。

本発明にあっては、発光体が内蔵する電池の残存容量の不足が報知されるので、使用者が電池の交換又は充電を適宜行うことが可能となる。従って、位置検出装置は、発光体からの光の入射位置を検出する処理及び検出した位置に応じた処理を安定して実行することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

実施形態１に係る位置検出装置の外観を示す模式図である。 実施形態１に係る表示ユニット及び処理ユニットの内部の電気的な構成を示すブロック図である。 ペン型の発光体の内部構成を示すブロック図である。 表示ユニットの模式的正面図である。 表示ユニットの内部の部分的斜視図である。 導光板の一隅へ向けて伝播する光の経路に沿った表示ユニットの模式的部分断面図である。 実施形態１における位置検出装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。 報知画像及び図形を表示した表示ユニットの例を示す模式図である。 実施形態２における位置検出装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態２における位置検出装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態３に係る位置検出装置の外観を示す模式図である。 実施形態３に係る表示ユニット１の内部の電気的な構成を示すブロック図である。

以下本発明をその実施形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る位置検出装置の外観を示す模式図である。位置検出装置は、画像を表示する表示ユニット１と、先端が発光するペン型の発光体２と、表示ユニット１を用いた処理を行う処理ユニット３とを備えている。表示ユニット１と処理ユニット３とは通信線で接続されている。位置検出装置は二本の発光体２を備えており、各発光体２は異なる波長の光を発光するようになっている。例えば、一方の発光体２は青色光を発光し、他方の発光体２は赤色光を発光する。処理ユニット３は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータであり、キーボード４１及びマウス４２が接続されている。使用者は、発光体２の先端を表示ユニット１の表面に接触させ、位置検出装置は、発光体２が発光した光を表示ユニット１内で受光し、受光した光の強度に基づいて、発光体２が接触した位置を検出する処理を行う。

図２は、実施形態１に係る表示ユニット１及び処理ユニット３の内部の電気的な構成を示すブロック図である。表示ユニット１は、画像を表示する表示部１２を備える。表示部１２は、液晶パネル又はＥＬ（Electro Luminescence）パネル等の表示パネルと、表示パネルに画像を表示させるための制御回路とを含んでいる。また、表示ユニット１は、発光体２が発光した光を受光する受光部１３を備えている。表示部１２及び受光部１３は、図示しないインタフェース部及び通信線を介して処理ユニット３に接続されている。処理ユニット３は、演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit ）３１と、演算に伴って発生する一時的な情報を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）３２と、光ディスク等の本発明の記録媒体５から情報を読み取るＣＤ−ＲＯＭドライブ等のドライブ部３３と、ハードディスク等の記憶部３４とを備えている。ＣＰＵ３１は、記録媒体５からコンピュータプログラム５１をドライブ部３３に読み取らせ、読み取ったコンピュータプログラム５１を記憶部３４に記憶させる。コンピュータプログラム５１は必要に応じて記憶部３４からＲＡＭ３２へロードされ、ロードされたコンピュータプログラム５１に基づいてＣＰＵ３１は位置検出装置に必要な処理を実行する。記憶部３４は、ＣＰＵ３１が実行すべき処理に必要なデータを記憶している。また、記憶部３４は、位置検出装置を制御するための各種の設定データを記憶している。ＣＰＵ３１には、通信線及び図示しないインタフェース部を介して表示部１２及び受光部１３が接続されており、更に、図示しないインタフェース部を介してキーボード４１及びマウス４２が接続されている。ＣＰＵ３１は、キーボード４１又はマウス４２からの入力を受け付ける。なお、表示ユニット１と処理ユニット３との間は無線で接続されていてもよい。

図３は、ペン型の発光体２の内部構成を示すブロック図である。発光体２の先端は、シリコンゴム等の透光性のある材料で形成されたドーム状の先端部２３になっている。先端部２３の内側には発光素子２１が配置されている。発光素子２１は例えば発光ダイオードである。各発光体２は、互いに発光波長の異なる発光素子２１を備えている。先端部２３には感圧センサ２４が連結している。先端部２３が他の物体に接触した場合は、先端部２３は押圧され、感圧センサ２４は先端部２３が押圧されたことを検出する。即ち、感圧センサ２４は、先端部２３が他の物体に接触したことを検出する。

また、発光体２は、発光素子２１の点灯制御を行う制御部２５と、電池２２と、電池２２からの電力を他の部分へ供給する電源回路２６とを備えている。電池２２は、例えば乾電池である。発光素子２１及び感圧センサ２４は制御部２５に接続されている。制御部２５は、先端部２３が他の物体に接触したことを感圧センサ２４が検出した場合に、発光素子２１を点灯させる。先端部２３が他の物体に接触したことを感圧センサ２４が検出していない場合は、制御部２５は発光素子２１を消灯させる。電池２２からの電力を電源回路２６が供給することによって、発光素子２１は発光が可能になっている。発光体２の長時間の使用に伴って電池２２の残存容量が低下した場合は、電池２２の起電力が低下し、発光素子２１の発光強度は低下する。

図４は、表示ユニット１の模式的正面図であり、図５は、表示ユニット１の内部の部分的斜視図である。表示ユニット１は、矩形の導光板１１を備えている。導光板１１は透光性を有しており、表面又は背面にほぼ直交する光は透過する。表示部１２に含まれる表示パネル１２１は、導光板１１の背面側の位置に、導光板１１に重ねて配置されている。導光板１１は、表示パネル１２１よりも大きい。図４に示すように、正面視で、導光板１１は表示パネル１２１を覆っている。ＣＰＵ３１は、表示部１２に表示させるべき画像を表す画像データを生成し、表示部１２へ送信する。表示部１２は、画像データを受信し、受信した画像データに基づいた画像を表示パネル１２１に表示する。表示パネル１２１に表示された画像は、導光板１１を通して使用者に視認される。

導光板１１の表面は、表示ユニット１の表面になっており、発光体２の先端が接触される。導光板１１へ表面に対して斜めに入射した光は、導光板１１内を伝播する。発光体２の先端部２３が表示ユニット１の表面に接触した場合、発光素子２１が発光し、光が導光板１１へ入射する。導光板１１へ入射した光は、導光板１１内を放射状に伝播する。一部の光は、導光板１１の四隅の夫々へ向けて伝播する。図５中には、導光板１１の四隅の内の二隅へ向けて伝播する光の経路を一点鎖線で示している。図６は、導光板１１の一隅へ向けて伝播する光の経路に沿った表示ユニット１の模式的部分断面図である。図の上側が導光板１１の正面側であり、図の下側が導光板１１の背面側である。図中には、光の経路を矢印で示している。発光体２から入射した光は、導光板１１の内部で反射を繰り返しながら伝播する。導光板１１の四隅の背面には、夫々に光学部材１４が配置されている。光学部材１４は、導光板１１の背面に交差する向きの内部反射面を有している。図６に示すように、発光体２から入射された光の内の一部は、導光板１１の隅で光学部材１４へ入射し、光学部材１４へ入射した光は、内部反射面で反射して、導光板１１の背面側へ出射する。このようにして、導光板１１へ入射した光の内の一部は、四隅の夫々において導光板１１の背面側へ出射する。

受光部１３は、二つの撮像素子１３１及び二つの撮像素子１３２を含んでいる。撮像素子１３１及び１３２は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor ）イメージセンサである。撮像素子１３１の夫々は、導光板１１の四隅の内の隣接する二隅の背面側に配置されている。また、撮像素子１３２の夫々は、導光板１１の他の二隅の背面側に配置されている。図６に示すように、発光体２から導光板１１へ入射した光の一部は、導光板１１の背面側へ出射して、撮像素子１３１へ入射する。同様に、発光体２から導光板１１へ入射した光の一部は、撮像素子１３２へ入射する。

受光部１３は、撮像素子１３１及び撮像素子１３２が受光する光の波長を選別するための図示しない光学フィルタを含んでいる。より詳しくは、一方の発光体２が発光する波長の光を透過させ、他方の発光体２が発光する波長の光を遮断する光学フィルタが、光学部材１４と撮像素子１３１との間に配置されている。また、一方の発光体２２が発光する波長の光を遮断し、他方の発光体２が発光する波長の光を透過させる光学フィルタが、光学部材１４と撮像素子１３２との間に配置されている。即ち、撮像素子１３１は、一方の発光体２からの光を受光し、他方の発光体２からの光は受光しない。撮像素子１３２は、一方の発光体２からの光は受光せず、他方の発光体２からの光を受光する。更に、光学部材１４と撮像素子１３１及び撮像素子１３２の夫々との間には、レンズ等のその他の図示しない光学部品が配置されている。

撮像素子１３１及び１３２は、撮像を行い、撮像画像を生成する。生成した撮像画像には、発光体２からの光に起因する光像が含まれる。受光部１３は、撮像素子１３１及び１３２の夫々が生成した撮像画像を表すデータを処理ユニット３へ送信する。ＣＰＵ３１は、受光部１３から送信されたデータを受信し、受信したデータに基づいて、発光体２からの光が導光板１１の表面に入射した位置、即ち発光体２の先端が表示ユニット１の表面に接触した位置を検出する処理を行う。

一方の発光体２からの光は二つの撮像素子１３１の夫々で受光され、夫々の撮像素子１３１が撮像画像を生成するので、発光体２からの光の光像を含む撮像画像は二つ生成される。図５に示すように、導光板１１の表面に先端が接触した発光体２から導光板１１の一隅までの光の経路がなす角度αは、発光体２の先端が接触する位置に応じて変化する。角度αが変化した場合、撮像画像中で、発光体２からの光の光像の位置が変化する。従って、撮像画像に含まれる発光体２からの光の光像の位置から、角度αを特定することができる。同様に、発光体２から導光板１１の他の一隅までの光の経路がなす角度βは、もう一つの撮像素子１３１が生成した撮像画像に含まれる発光体２からの光の光像の位置から特定することができる。特定した角度α及び角度βを用いて、三角測量法により、一方の発光体２からの光が導光板１１の表面に入射した位置を計算することができる。同様にして、撮像素子１３２が生成した撮像画像に基づいて、他方の発光体２からの光が導光板１１の表面に入射した位置を計算することができる。角度α及び角度βを特定する方法、及び発光体２からの光が導光板１１の表面に入射した位置を計算する方法の詳細は、特許文献１に開示されている。ＣＰＵ３１は、コンピュータプログラム４１に従って、特許文献１に開示された方法と同様の処理を実行する。このようにして、ＣＰＵ３１は、発光体２からの光が導光板１１の表面に入射した位置を検出する処理を行う。

ＣＰＵ３１は、更に、検出した光の入射位置に応じた処理を実行する。例えば、ＣＰＵ３１は、検出した位置の履歴を線で示す画像を表す画像データを生成し、生成した画像データに基づいた画像を表示部１２に表示させる処理を行う。即ち、使用者が発光体２を用いて表示ユニット１の表面に書き込んだ文字又は絵を表す画像が表示部１２に表示される。また、例えば、ＣＰＵ３１は、発光体２の接触位置に対応する命令を使用者から受け付けるグラフィカルユーザインタフェースを実現するための処理を実行する。

本実施形態においては、位置検出装置は、受光部１３で受光した光の強度に基づいて、発光体２が内蔵している電池２２の残存容量が不足しているか否かを判定する。残存容量は、電池２２が放電することが可能な残存する電気容量である。図７は、実施形態１における位置検出装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ３１は、コンピュータプログラム５１に従って以下の処理を実行する。受光部１３は、随時、撮像素子１３１及び１３２の夫々が生成した撮像画像を表すデータを処理ユニット３へ送信する。ＣＰＵ３１は、随時、受光部１３から送信された撮像画像を表すデータを受信する（Ｓ１０１）。二つの撮像素子１３１及び二つの撮像素子１３２が夫々に撮像画像を生成するので、ＣＰＵ３１は、四つの撮像画像を表すデータを受信する。ＣＰＵ３１は、受信したデータが表す撮像画像に含まれる光像の光の強度を検出し（Ｓ１０２）、検出した光の強度が所定の下限値を超過しているか否かを判定する（Ｓ１０３）。所定の下限値は、記憶部３４に予め記憶されている。下限値は、撮像素子１３１及び１３２が受光することができる光の強度の最小値以上であり、ＣＰＵ３１が受光部１３からのデータに基づいて検出することができる光の強度の最小値以上である。検出した光の強度が下限値以下である場合は（Ｓ１０３：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、処理をＳ１０１へ戻す。検出した光の強度が下限値以下である場合は、発光体２からの光が導光板１１へ入射していない場合である。

発光体２からの光が導光板１１へ入射した場合は、光の強度が下限値を超過する。検出した光の強度が下限値を超過している場合は（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、検出した光の強度が予め定められた閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ３１は、撮像素子１３１及び１３２が生成した撮像画像に基づいた光の強度の何れかが下限値を超過している場合にＳ１０４の処理を実行する。閾値は、電池２２の起電力の低下に伴う発光体２の発光強度の低下を検出するための基準となる値であり、下限値を超過した値である。閾値は、予め記憶部３４に記憶されている。Ｓ１０４では、ＣＰＵ３１は、閾値を記憶部３４から読み出し、検出した光の強度と比較する。撮像素子１３１が生成した撮像画像に基づいた光の強度が下限値を超過している場合は、ＣＰＵ３１は、二つの撮像素子１３１が生成した撮像画像に基づいた光の強度の内、低い方の光の強度と閾値とを比較する。撮像素子１３２が生成した撮像画像に基づいた光の強度が下限値を超過している場合でも、ＣＰＵ３１は、同様に、二つの撮像素子１３２が生成した撮像画像に基づいた光の強度の内、低い方の光の強度と閾値とを比較する。

検出した光の強度が閾値以下である場合は（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、発光体２が内蔵している電池２２の残存容量が不足していると判定する（Ｓ１０５）。ＣＰＵ３１は、次に、電池２２の残存容量が不足していることを使用者に報知するための報知画像と、使用者が発光体２の先端を表示ユニット１の表面に接触させる位置を指示する所定の図形を表示部１２に表示させる（Ｓ１０６）。報知画像及び図形を表すデータは、予め記憶部３４に記憶されている。ＣＰＵ３１は、報知画像及び図形を表すデータを記憶部３４から読み出し、表示部１２へ送信する。表示部１２は、報知画像及び図形を表すデータを受信し、受信したデータに基づいた画像を表示パネル１２１を用いて表示する。なお、ＣＰＵ３１は、検出した光の強度が閾値以下である場合に、Ｓ１０５の処理を行わずに、Ｓ１０６の処理を行ってもよい。Ｓ１０６の後、ＣＰＵ３１は、処理をＳ１０１へ戻す。

図８は、報知画像及び図形を表示した表示ユニット１の例を示す模式図である。表示ユニット１には、電池２２の残存容量が不足していること及び電池２２の交換が必要であることを文字で報知する報知画像６１と、所定の図形６２とが表示されている。電池２２の残存容量が不足している状態で使用者が発光体２を表示ユニット１の表面に接触させた場合、図８に示すごとき報知画像及び図形が表示されることになる。報知画像６１の内容を確認した使用者は、発光体２が内蔵する電池２２を交換する。使用者は、次に、図形６２を指定するように、電池２２を交換した発光体２の先端を表示ユニット１の表面に接触させる。

Ｓ１０４で、光の強度が閾値を超過している場合は（Ｓ１０４：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、前述した方法で発光体２からの光が導光板１１の表面に入射した位置を検出する（Ｓ１０７）。撮像素子１３１が生成した撮像画像に基づいた光の強度が下限値を超過している場合は、ＣＰＵ３１は、一方の発光体２からの光が入射した位置を検出する。撮像素子１３２が生成した撮像画像に基づいた光の強度が下限値を超過している場合は、ＣＰＵ３１は、他方の発光体２からの光が入射した位置を検出する。ＣＰＵ３１は、次に、報知画像６１及び図形６２を表示部１２で表示中であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。報知画像６１及び図形６２を表示中ではない場合は（Ｓ１０８：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、検出した位置に応じた処理を実行し（Ｓ１０９）、処理を終了する。処理を終了した後は、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０１から処理を繰り返す。

報知画像６１及び図形６２を表示部１２で表示中である場合は（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、検出した位置が表示部１２に表示した図形６２に対応する位置であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。例えば、検出した位置が、表示パネル１２１により表示された図形６２の正面の位置にあればよい。検出した位置が図形６２に対応する位置ではない場合は（Ｓ１１０：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、処理をＳ１０１へ戻す。検出した位置が図形６２に対応する位置である場合は（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、表示部１２で表示している報知画像６１及び図形６２を消去する（Ｓ１１１）。ＣＰＵ３１は、報知画像６１及び図形６２を消去させるための制御信号を表示部１２へ送信し、表示部１２は、制御信号を受信し、受信した制御信号に応じて報知画像６１及び図形６２を消去する。Ｓ１１１が終了した後は、ＣＰＵ３１は、処理を終了する。処理を終了した後は、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０１から処理を繰り返す。

なお、以上の例では、発光体２が内蔵する電池２２が乾電池である例を示したが、電池２２は二次電池であってもよい。この形態では、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０６で、電池２２の充電が必要であることを報知するための報知画像を表示部１２に表示させる。報知画像の内容を確認した使用者は、発光体２が内蔵する電池２２を充電する。また、Ｓ１０１〜Ｓ１１１の処理で用いられる下限値及び閾値は、撮像素子１３１と撮像素子１３２とで異なる値であってもよい。

以上詳述したごとく、本実施形態においては、位置検出装置は、発光体２からの光の強度に基づいて、発光体２が内蔵する電池２２の状態を報知する。電池２２の残存容量が不足した場合は、発光体２の発光強度が低下するので、位置検出装置は、光の強度を閾値と比較することで、電池２２の残存容量の不足を判定することができる。このため、位置検出装置は、電池２２の残存容量が不足した場合に、電池２２の残存容量の不足を判定して報知することができる。また、位置検出装置は、電池２２の残存容量の不足を報知する報知画像を表示する。使用者は、報知画像の内容を確認することで、電池２２の残存容量が不足していることを知り、電池２２の交換又は充電が必要なことを知ることができる。また、位置検出装置は、電池２２の残存容量の不足を報知する際に、所定の図形を表示する。使用者は、電池２２の交換又は充電が行われた発光体２の先端を、図形に対応する位置に接触させる。これにより、使用者は、電池２２の交換又は充電が行われたことを位置検出装置に入力する。位置検出装置は、図形に対応した位置を検出した場合に、報知画像及び図形を消去する。この処理により、位置検出装置は、電池２２の残存容量の不足が解消されたことを確認し、発光体２からの光の入射位置を検出する処理を再開することが可能となる。本実施形態によって、使用者が電池２２の交換又は充電を適宜行うことが可能となり、電池２２の残存容量の不足によって発光体２からの光の入射位置の検出が困難になることが防止される。従って、位置検出装置は、発光体２からの光の入射位置を検出する処理及び検出した位置に応じた処理を安定して実行することが可能となる。

（実施形態２）
位置検出装置では、表示ユニット１の表面に対する発光体２の接触が浅い場合若しくは短時間である場合、又は発光体２の接触位置が撮像素子から遠い場合に、撮像素子で受光する光の強度が低下する。従って、実施形態１に係る位置検出装置では、電池２２の残存容量の不足とは別の原因で受光部１３で受光する光の強度が低下し、その結果、電池２２の残存容量が不足しているとの誤った報知を行う虞がある。実施形態２に係る位置検出装置は、誤った報知を防止するために、発光体２からの光を受光した時間の積算値に基づいて、電池２２の残存容量の不足を判定する。位置検出装置の構成は、実施形態１と同様である。

図９及び図１０は、実施形態２における位置検出装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ３１は、コンピュータプログラム５１に従って以下の処理を実行する。受光部１３は、随時、撮像素子１３１及び１３２の夫々が生成した撮像画像を表すデータを処理ユニット３へ送信する。ＣＰＵ３１は、随時、受光部１３から送信された撮像画像を表すデータを受信する（Ｓ２０１）。ＣＰＵ３１は、受信したデータが表す撮像画像に含まれる光像の光の強度を検出し（Ｓ２０２）、検出した光の強度が予め定められた閾値を超過しているか否かを判定する（Ｓ２０３）。閾値は、発光体２からの光が入射しているか否かを判定するための基準となる値である。閾値は、撮像素子１３１及び１３２が受光することができる光の強度の最小値以上であり、ＣＰＵ３１が受光部１３からのデータに基づいて検出することができる光の強度の最小値以上である。閾値は、予め記憶部３４に記憶されている。Ｓ２０３では、ＣＰＵ３１は、閾値を記憶部３４から読み出し、検出した光の強度と比較する。検出した光の強度が閾値以下である場合は（Ｓ２０３：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、処理をＳ１０１へ戻す。検出した光の強度が閾値以下である場合は、発光体２からの光が導光板１１へ入射していない場合である。

検出した光の強度が閾値を超過している場合は（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、時間測定を開始する（Ｓ２０４）。ＣＰＵ３１は、撮像素子１３１及び１３２が生成した撮像画像に基づいた光の強度の何れかが閾値を超過している場合にＳ２０４の処理を実行する。ＣＰＵ３１は、次に、実施形態１と同様の方法で発光体２からの光が導光板１１の表面に入射した位置を検出し（Ｓ２０５）、検出した位置に応じた処理を実行する（Ｓ２０６）。撮像素子１３１が生成した撮像画像に基づいた光の強度が閾値を超過している場合は、ＣＰＵ３１は、一方の発光体２からの光が入射した位置を検出する。撮像素子１３２が生成した撮像画像に基づいた光の強度が閾値を超過している場合は、ＣＰＵ３１は、他方の発光体２からの光が入射した位置を検出する。なお、ＣＰＵ３１は、Ｓ２０５及びＳ２０６の処理と他の処理とを並行して実行してもよい。

ＣＰＵ３１は、次に、受光部１３から送信された撮像画像を表すデータを受信し（Ｓ２０７）、光の強度を検出し（Ｓ２０８）、検出した光の強度が閾値を超過しているか否かを判定する（Ｓ２０９）。光の強度が閾値を超過している場合は（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、処理をＳ２０５へ戻す。光の強度が閾値以下である場合は（Ｓ２０９：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、時間測定を終了する（Ｓ２１０）。Ｓ２０４〜Ｓ２０９の処理により、ＣＰＵ３１は、検出した光の強度が閾値を超過している間の時間を測定する。記憶部３４は、撮像素子１３１及び１３２の夫々について、測定した時間を積算した積算時間を記憶している。ＣＰＵ３１は、次に、測定した時間を記憶部３４に記憶している積算時間に加算することにより、検出した光の強度が閾値を超過している間の時間を積算する（Ｓ２１１）。撮像素子１３１が生成した撮像画像に基づいた光の強度が閾値を超過している場合は、ＣＰＵ３１は、撮像素子１３１について記憶されている積算時間に測定した時間を加算する。撮像素子１３２が生成した撮像画像に基づいた光の強度が閾値を超過している場合は、ＣＰＵ３１は、撮像素子１３２について記憶されている積算時間に測定した時間を加算する。Ｓ２１１での処理により、新たな積算時間が計算される。

ＣＰＵ３１は、次に、計算した積算時間が積算時間の予め定められた閾値を超過しているか否かを判定する（Ｓ２１２）。積算時間の閾値は、発光体２が内蔵している電池２２の残存容量が不足しているか否かを判定するための基準となる値である。積算時間がより長くなるほど、発光体２はより長時間発光していることになり、電池２２はより長時間使用されたことになり、電池２２の残存容量はより低下する。例えば、積算時間の閾値は９時間である。積算時間の閾値は、予め記憶部３４に記憶されている。Ｓ２１２では、ＣＰＵ３１は、積算時間の閾値を記憶部３４から読み出し、積算時間と比較する。積算時間が閾値以下である場合は（Ｓ２１２：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、Ｓ２１１で計算した積算時間を記憶部３４に記憶させ（Ｓ２１３）、処理を終了する。処理を終了した後は、ＣＰＵ３１は、Ｓ２０１から処理を繰り返す。

積算時間が閾値を超過している場合は（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、発光体２が内蔵している電池２２の残存容量が不足していると判定する（Ｓ２１４）。ＣＰＵ３１は、次に、実施形態１と同様にして、報知画像及び図形を表示部１２に表示させる（Ｓ２１５）。表示部１２は、表示パネル１２１を用いて、電池２２の残存容量が不足していることを使用者に報知する報知画像を表示し、所定の図形を表示する。報知画像の内容を確認した使用者は、発光体２が内蔵する電池２２を交換するか、又は充電を行う。使用者は、次に、表示された図形を指定するように、電池２２を交換した発光体２の先端を表示ユニット１の表面に接触させる。なお、ＣＰＵ３１は、積算時間が閾値を超過している場合に、Ｓ２１４の処理を行わずに、Ｓ２１５の処理を行ってもよい。

ＣＰＵ３１は、次に、受光部１３から送信された撮像画像を表すデータを受信し（Ｓ２１６）、光の強度を検出し（Ｓ２１７）、検出した光の強度が閾値を超過しているか否かを判定する（Ｓ２１８）。光の強度が閾値以下である場合は（Ｓ２１８：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、処理をＳ２１６へ戻す。光の強度が閾値を超過している場合は（Ｓ２１８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、発光体２からの光が導光板１１の表面に入射した位置を検出する（Ｓ２１９）。ＣＰＵ３１は、検出した位置が表示部１２に表示した図形に対応する位置であるか否かを判定する（Ｓ２２０）。検出した位置が図形に対応する位置ではない場合は（Ｓ２２０：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、処理をＳ２１６へ戻す。検出した位置が図形に対応する位置である場合は（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、表示部１２で表示している報知画像及び図形を消去し（Ｓ２２１）、記憶部３４に記憶している積算時間をリセットする（Ｓ２２２）。例えば、ＣＰＵ３１は、Ｓ２２２で、積算時間の値をゼロに書き換える。Ｓ２２２が終了した後、ＣＰＵ３１は、処理を終了する。処理を終了した後は、ＣＰＵ３１は、Ｓ２０１から処理を繰り返す。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２２１の処理で用いられる光の強度の閾値及び積算時間の閾値は、撮像素子１３１と撮像素子１３２とで異なる値であってもよい。

以上詳述したごとく、本実施形態においては、位置検出装置は、発光体２からの光の強度が所定の閾値を超過している間の時間を積算し、積算時間に基づいて、発光体２が内蔵する電池２２の残存容量が不足しているか否かを判定する。発光体２を長時間使用した場合は、電池２２の残存容量が低下し、同時に積算時間も長くなるので、位置検出装置は、積算時間を閾値と比較することで、容易に電池２２の残存容量の不足を判定することができる。このため、位置検出装置は、電池２２の残存容量が不足した場合に、電池２２の残存容量の不足を判定して報知することができる。発光体２２の使用時間に基づいて判定が行われるので、電池２２の残存容量の不足とは別の原因で受光部１３で受光する光の強度が低下したとしても、電池２２の残存容量が不足していると誤って判定されることがない。従って、位置検出装置は、電池２２の残存容量が十分であるにも関わらず電池２２の残存容量が不足しているとの誤った報知を行うことを防止することができる。本実施形態においても、電池２２の残存容量の不足が報知されるので、使用者が電池２２の交換又は充電を適宜行うことが可能となり、電池２２の残存容量の不足によって発光体２からの光の入射位置の検出が困難になることが防止される。従って、位置検出装置は、発光体２からの光の入射位置を検出する処理及び検出した位置に応じた処理を安定して実行することが可能となる。

以上の実施形態１及び２においては、位置検出装置は、キーボード４１及びマウス４２を備えている形態を示したが、位置検出装置は、キーボード４１及びマウス４２を備えていない形態であってもよく、他の付属品を備えた形態であってもよい。

（実施形態３）
図１１は、実施形態３に係る位置検出装置の外観を示す模式図である。実施形態３に係る位置検出装置は、表示ユニット１及び発光体２からなり、処理ユニット３を備えていない。図１２は、実施形態３に係る表示ユニット１の内部の電気的な構成を示すブロック図である。表示ユニット１は、表示部１２及び受光部１３に加えて、ＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２及び記憶部３４を備えている。記憶部３４は、コンピュータプログラム５１を記憶している。表示ユニット１のその他の構成は、実施形態１及び２と同様である。また、発光体２の構成は実施形態１及び２と同様である。本実施形態に係る位置検出装置は、タブレット型のコンピュータであり、必要な情報処理を表示ユニット１内で実行する。

本実施形態においても、位置検出装置は、発光体２からの光が導光板１１の表面に入射した位置を検出し、検出した位置に応じた処理を実行する。また、位置検出装置は、実施形態１又は２と同様の処理を実行することにより、発光体２からの光の強度に基づいて、発光体２が内蔵する電池２２の残存容量が不足しているか否かを判定し、電池２２の残存容量が不足している場合に、電池２２の残存容量が不足していることを報知する。なお、位置検出装置は、報知画像を表示する方法以外の方法で電池２２の残存容量の不足を報知する形態であってもよい。本実施形態においても、使用者が電池２２の交換又は充電を適宜行うことが可能となり、電池２２の残存容量の不足によって発光体２からの光の入射位置の検出が困難になることが防止される。従って、位置検出装置は、発光体２からの光の入射位置を検出する処理及び検出した位置に応じた処理を安定して実行することが可能となる。

なお、実施形態１〜３においては、電池２２の残存容量の不足を文字で報知する報知画像を位置検出装置が表示する形態を示したが、位置検出装置は、その他の方法で報知を行う形態であってもよい。例えば、位置検出装置は、電池２２の残存容量の不足を絵で示した報知画像を表示する形態であってもよい。また、位置検出装置は、報知画像を表示する方法以外の方法で電池２２の残存容量の不足を報知する形態であってもよい。例えば、位置検出装置は、発光部を表示ユニット１に備え、発光部を発光させることで電池２２の残存容量の不足を報知する形態であってもよい。また、例えば、位置検出装置は、所定の信号を外部へ出力すること、又は所定の音声出力することで電池２２の残存容量の不足を報知する形態であってもよい。

また、実施形態１〜３においては、位置検出装置が二本の発光体２を備えた形態を示したが、位置検出装置は、一本の発光体２を備えた形態であってもよく、三本以上の発光体２を備えた形態であってもよい。いずれの形態においても、表示ユニット１は、一本の発光体２につき、二つの撮像素子を備えている。また、実施形態１〜３においては、発光体２の先端が表示ユニット１の表面に接触した場合に発光体２が発光する形態を示したが、発光体２は、その他のタイミングで発光する形態であってもよい。例えば、発光体２は、押下ボタンを備え、使用者が押下ボタンを押下した場合に発光する形態であってもよい。また、実施形態１〜３においては、発光体２の先端が導光板１１の表面に接触する形態を示したが、位置検出装置は、導光板１１を覆うシート状又は板状の透明部材を備え、透明部材の表面に接触した発光体２からの光が導光板１１へ入射する形態であってもよい。また、実施形態１〜３においては、二つの撮像素子を利用して三角測量により光の入射位置を検出する形態を示したが、位置検出装置は、その他の方法で光の入射位置を検出する形態であってもよい。また、撮像素子の配置は、実施形態１で説明した例以外の配置であってもよい。また、実施形態１〜３においては、導光板１１及び表示部１２が表示ユニット１で一体となった形態を示したが、位置検出装置は、導光板１１と表示パネル１２１とが分離した形態であってもよい。例えば、位置検出装置は、表示パネル１２１を含む表示部と、導光板１１及び撮像素子を含むペンタブレットとを備え、表示部とペンタブレットとは別体になっている形態であってもよい。

以上のように、本発明に係る位置検出装置は、電池（２２）を内蔵しており、先端が発光するペン型の発光体（２）と、該発光体（２）からの光が表面に入射して内部を伝播する導光板（１１）と、該導光板（１１）の内部を伝播した前記発光体（２）からの光を受光する受光部（１３）と、該受光部（１３）での受光結果に基づいて、前記発光体（２）からの光が前記導光板（１１）の表面に入射した位置を検出する検出手段（３１）とを備える位置検出装置において、前記受光部（１３）が受光した光の強度を検出する手段（３１）と、該手段が検出した光の強度に基づいて、前記発光体（２）が内蔵する電池（２２）の状態を報知する報知手段（３１、１２）とを備えることを特徴とする。

本発明に係る位置検出装置は、前記報知手段（３１、１２）は、前記光の強度を予め定められた閾値と比較する手段（Ｓ１０４）と、前記光の強度が前記閾値以下である場合に、前記電池（２２）の残存容量が不足していることを報知する手段（Ｓ１０６）とを有することを特徴とする。

本発明に係る位置検出装置は、前記報知手段（３１、１２）は、前記光の強度を予め定められた閾値と比較する手段（Ｓ２０３）と、前記光の強度が前記閾値を超過している間の時間を測定する手段（Ｓ２０４、Ｓ２１０）と、該手段が測定した時間を積算する手段（Ｓ２１１）と、該手段が積算した時間が予め定められた閾値を超過した場合に、前記電池の残存容量が不足していることを報知する手段（Ｓ２１３、Ｓ２１５）とを有することを特徴とする。

本発明に係る位置検出装置は、画像を表示する表示部（１２）と、前記残存容量が不足していることを前記報知手段（３１、１２）が報知する際に、所定の図形を前記表示部（１２）に表示させる手段（Ｓ１０６、Ｓ２１５）と、前記表示部（１２）に表示した前記図形に対応する位置を前記検出手段（３１）が検出した場合に、前記残存容量が不足していることを前記報知手段（３１、１２）が報知している状態を終了させる手段（Ｓ１１１、Ｓ２２１）とを更に備えることを特徴とする。

本発明に係る位置検出装置は、前記報知手段（３１）は、前記残存容量が不足していることを示す画像を前記表示部（１２）に表示させるように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る報知方法は、電池（２２）を内蔵しており、先端が発光するペン型の発光体（２）と、該発光体（２）からの光が表面に入射して内部を伝播する導光板（１１）と、該導光板（１１）の内部を伝播した前記発光体（２）からの光を受光する受光部（１３）と、該受光部（１３）での受光結果に基づいて、前記発光体（２）からの光が前記導光板（１１）の表面に入射した位置を検出する検出手段（３１）とを備える位置検出装置で、前記発光体（２）が内蔵する電池（２２）の状態を報知する方法であって、前記受光部（１３）が受光した光の強度を検出し、検出した光の強度を予め定められた閾値と比較し、前記光の強度が前記閾値以下である場合に、前記電池（２２）の残存容量が不足していることを報知することを特徴とする。

本発明に係る報知方法は、電池（２２）を内蔵しており、先端が発光するペン型の発光体（２）と、該発光体（２）からの光が表面に入射して内部を伝播する導光板（１１）と、該導光板（１１）の内部を伝播した前記発光体（２）からの光を受光する受光部（１３）と、該受光部（１３）での受光結果に基づいて、前記発光体（２）からの光が前記導光板（１１）の表面に入射した位置を検出する検出手段（３１）とを備える位置検出装置で、前記発光体（２）が内蔵する電池（２２）の状態を報知する方法であって、前記受光部（１３）が受光した光の強度を検出し、検出した光の強度を予め定められた閾値と比較し、前記光の強度が前記閾値を超過している間の時間を測定し、測定した時間を積算し、積算した時間が予め定められた閾値を超過した場合に、前記電池（２２）の残存容量が不足していることを報知することを特徴とする。

本発明においては、発光体（２）からの光が導光板（１１）へ入射した位置を検出する位置検出装置は、発光体（２）からの光の強度に基づいて、発光体（２）が内蔵する電池（２２）の状態を報知する。これにより、電池（２２）の残存容量が不足した場合に、使用者に報知される。使用者は、電池（２２）の残存容量に対処することができる。

本発明においては、位置検出装置は、光の強度が閾値以下である場合に、電池（２２）の残存容量が不足していることを報知する。電池（２２）の残存容量が不足した場合は、発光体（２）の発光強度が低下するので、位置検出装置は、光の強度を閾値と比較することで電池（２２）の残存容量の不足を判定することができる。

本発明においては、位置検出装置は、光の強度が所定の閾値を超過している間の時間を積算し、積算時間が所定の閾値を超過した場合に、電池（２２）の残存容量が不足していることを報知する。発光体（２）を長時間使用した場合は、電池（２２）の残存容量が低下し、同時に積算時間も長くなるので、位置検出装置は、積算時間を閾値と比較することで電池（２２）の残存容量の不足を判定することができる。

本発明においては、位置検出装置は、電池（２２）の残存容量が不足していることを報知する際に、所定の図形を表示部（１２）に表示し、その後、図形に対応した位置を検出した場合に、電池（２２）の残存容量の不足を報知している状態を終了する。使用者は、電池（２２）の交換又は充電が行われた発光体（２）を用いて図形に対応する位置を指定する。位置検出装置は、図形に対応した位置を検出することにより、電池（２２）の残存容量の不足が解消されたことを確認し、位置検出の処理を再開することが可能となる。

本発明においては、位置検出装置は、電池（２２）の残存容量が不足していることを示した画像を表示部（１２）に表示することにより、残存容量の不足を報知する。使用者は、表示された画像の内容を確認することで、電池（２２）の残存容量が不足していることを知ることができる。

１ 表示ユニット
１１ 導光板
１２ 表示部
１２１ 表示パネル
１３ 受光部
１３１、１３２ 撮像素子
２ 発光体
２１ 発光素子
２２ 電池
３ 処理ユニット
３１ ＣＰＵ
５１ コンピュータプログラム

Claims (6)

1. 電池を内蔵しており、先端が発光するペン型の発光体と、該発光体からの光が表面に入射して内部を伝播する導光板と、該導光板の内部を伝播した前記発光体からの光を受光する受光部と、該受光部での受光結果に基づいて、前記発光体からの光が前記導光板の表面に入射した位置を検出する検出手段とを備える位置検出装置において、
   前記受光部が受光した光の強度を検出する手段と、
   該手段が検出した光の強度に基づいて、前記発光体が内蔵する電池の残存容量が不足していることを報知する報知手段と、
   画像を表示する表示部と、
   前記残存容量が不足していることを前記報知手段が報知する際に、所定の図形を前記表示部に表示させる手段と、
   前記表示部に表示した前記図形に対応する位置を前記検出手段が検出した場合に、前記残存容量が不足していることを前記報知手段が報知している状態を終了させる手段と
   を備えることを特徴とする位置検出装置。
2. 前記報知手段は、
   前記光の強度を予め定められた閾値と比較する手段と、
   前記光の強度が前記閾値以下である場合に、前記電池の残存容量が不足していることを報知する手段と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記報知手段は、
   前記光の強度を予め定められた閾値と比較する手段と、
   前記光の強度が前記閾値を超過している間の時間を測定する手段と、
   該手段が測定した時間を積算する手段と、
   該手段が積算した時間が予め定められた閾値を超過した場合に、前記電池の残存容量が不足していることを報知する手段と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
4. 前記報知手段は、
   前記残存容量が不足していることを示す画像を前記表示部に表示させるように構成してあること
   を特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の位置検出装置。
5. 電池を内蔵しており、先端が発光するペン型の発光体と、該発光体からの光が表面に入射して内部を伝播する導光板と、該導光板の内部を伝播した前記発光体からの光を受光する受光部と、該受光部での受光結果に基づいて、前記発光体からの光が前記導光板の表面に入射した位置を検出する検出手段と、画像を表示する表示部とを備える位置検出装置で、前記発光体が内蔵する電池の状態を報知する方法であって、
   前記受光部が受光した光の強度を検出し、
   検出した光の強度を予め定められた閾値と比較し、
   前記光の強度が前記閾値以下である場合に、前記電池の残存容量が不足していることを報知し、
   前記残存容量が不足していることを報知する際に、所定の図形を前記表示部に表示し、
   前記表示部に表示した前記図形に対応する位置を前記検出手段が検出した場合に、前記残存容量が不足していることを報知している状態を終了すること
   を特徴とする報知方法。
6. 電池を内蔵しており、先端が発光するペン型の発光体と、該発光体からの光が表面に入射して内部を伝播する導光板と、該導光板の内部を伝播した前記発光体からの光を受光する受光部と、該受光部での受光結果に基づいて、前記発光体からの光が前記導光板の表面に入射した位置を検出する検出手段と、画像を表示する表示部とを備える位置検出装置で、前記発光体が内蔵する電池の状態を報知する方法であって、
   前記受光部が受光した光の強度を検出し、
   検出した光の強度を予め定められた閾値と比較し、
   前記光の強度が前記閾値を超過している間の時間を測定し、
   測定した時間を積算し、
   積算した時間が予め定められた閾値を超過した場合に、前記電池の残存容量が不足していることを報知し、
   前記残存容量が不足していることを報知する際に、所定の図形を前記表示部に表示し、
   前記表示部に表示した前記図形に対応する位置を前記検出手段が検出した場合に、前記残存容量が不足していることを報知している状態を終了すること
   を特徴とする報知方法。

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