JPH03171321A - 入出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｅ産業上の利用分野］ 本発明は、入力面−Ｌの座標指示４１′ｌｆｉＴを検出
する座標入力装置と、指示された座標位置に表示を行な
う表示装置が一体ヒなった入出力装置に関する。

［従来の技術］ 近年の液晶の高解像度化にともない、座標入力装置と液
晶表示装置を一体化し、座標指示器から，座標入力装置
への座標入力がそのまま、筆跡として、液晶表示装置に
表示される入出力装置や、その応用製品が実用化される
ようになってきた。これらの製品例ヒして、例えば、（
株）日立製作所製の手書き入力装置ＯＰ５１２等がある
。

第２図はこれらの製品の構造の一例を示す。

同図において，１は，通常、ペンの形をした座標指示器
、２は座榴指示器１の指示する座標を検出し、出力する
座標入力装置、３は座標入方装置２の出力する座標位置
に、座標指示器］の軌跡の表示指示を行なう制御装置、
４は制御装置３の指示で，液晶表示装置５に指示された
とうりに軌跡を表示する表示卵動装置である， その動作原理は、次のようである。

ま１“、座標指示器１の指示する座標を座標入力製置２
が検出し，その座標を制御装霞３に送る。

制御装ｎ３は、送られてきた座標情報と、その内部に持
つ座標指示器■の軌跡データとを用い，重ねられている
液晶表示装直５の検出座標位置に座標指示器ｌの軌跡表
示を行なう様に表示煕動装置４内の表示メモリにデータ
を害き込む。このデータが液晶表示装置５に表示される
ので、座標指示器ｌの指，１；する位置に表示が行なわ
れ、使用者には、あたかも液晶に直接書き込んだように
見える。

しかし、これらの製品は、座標指示器１の軌跡を、同し
太さ、同じ階調で表示するに留まっており、よりＴ−Ｊ
きの感覚の実現が望まれている。

これに苅し，例えば７特開昭６３＝４６５３２号欠報に
おいて提案されているように、座標入力面に対する座標
指示器の筆圧を検知して、線の表示態様（太さ，階調な
ど）を変化させ，より自然な感覚に近づけようとする試
みがなされている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら．これらの提案では，我々が描画などの際
によく使用する、実際のペンや鉛筆などの筆記具の使用
による太さの表現などへの配慮がなされていないため、
筆記具の使用感や、手書き６党の再現には至っていない
。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、座標指示器の軌
跡による線の表示態様を、座標指示器の傾きに応じて変
化させて表示することができる入出力装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は，座棉指示器と、座
標指示器の指示する座標を検出する座標入力装置と、座
標指示器の指示する座標にしたがって軌跡表示を行なう
表示装置とを含む入出力装置において、前記座標指示器
による座標指示の際、該座標指示器の座標入力装置の入
力面に対する傾きを検出し，この傾きの変化に応じて、
軌跡の表示態様を変化させる機能を備えることを特徴と
する。

ここで、軌跡の表示態様には、軌跡を構成する線の各部
分についての大きさ、形状、階調，色，線種などが含ま
れる。例えば、軌跡の各部分の大きさは、線の場合，そ
の太さに対応する．また、階調は、軌跡の表示濃度に対
応する。

傾きについて，これらのうち、いずれを対応させてもよ
い．例えば、傾きを太さに対応させることができ．この
場合は．傾きの変化に応じて、軌跡を形成するために指
示された各点ごとに、１８ｍが設定されることになる． なお、座標指示器の傾きと共に、他の変化を検出し，こ
れらの情報に基づいて，軌跡の表示態様を変化させるよ
うにしてもよい。例えば、座標指示器の接触圧，傾きの
方向，移動速度等を検出して、それらの情報を併せて用
いる構成としてもよい．例えば，座標指示器の傾きと共
に、傾きの方向を検出して，傾きに応じて、軌跡のＩｌ
ｉｉｆ（太さ）を傾き方向に変化させて、より手書き感
覚に近い軌跡の表示を行なうこともできる。

また、本発明によれば、座標指示器と、座標指示器の指
示する座標を検山する座標入力装置と、座標入力装置に
重ねてあり，座標指示器の指示する座標にしたがって軌
跡表示を行むう表示装置とから成る入出力装置において
，座標指示器の指示によって座標入力装置の出力する座
標情報を用いて、座標入力装置の入力面の法線方向に対
する座標指示器の傾きを演算し、その傾き情報を用いて
，前記表示装置に表示する軌跡の居性を制御する制御手
段を備える入出力装置が得られる。

上記傾きの検出は、例えば、座標指示器の長手方向の２
点で交流磁界を発生させ、これを座標入力装置にて検出
し、各点に対応する検出座標値を用いて演算することに
より行なえる． また，座標入力装置内に、その入力平面に並行な複数の
導体を順次操作し，発生する交流磁界を座標指示器内の
コイルにより検出する座標検出方式において，前記複数
の導体を深さ方向に複数重ね，各層の複数の導体の発生
する交流磁界から、複数の座標を検出し、その座標値の
相違から，前記座標指示器の傾きを演算することによっ
ても検出することができる． さらに，座標指示器内の複数の電極と座標入力装置内の
複数の電極との各々の間に形成される複数のコンデンサ
の容量を検出し，その容量の変化から座標指示器の位置
と前記座標指示器の傾きを演算することによっても行な
える． ［作用］ 座標入力装置の検出方式には種々あるが，現在精度の点
から．ｍａ誘導方式が広く用いられている．この電磁誘
導方式には２種類ある．一つは，座標指示器内に励磁コ
イルを設け、その発生する磁界を座標入力面側のセンス
ラインで検出するものである．もう一つは，座標入力面
側で磁界を発生させ，それを座標指示器内のコイルで検
出するものである。

ところが，いずれの方式も、座標指示器の傾きによって
先端の指示位置と検出された座標入力面側の座標位置の
誤差を生じることが知られている６この誤差は、磁界発
生場所と検出場所の距離による．本発明は、これを逆に
利用することで，傾きを知ることを可能としたものであ
る．以下，図面を用いて原理を説明する． 第３図は座標指示器内に励磁コイルを持つ方式の座標入
力装置において、傾き検出の原理を示したものである． 同図において、１は前記第２図に示したものと同じ座標
指示器、６は座標指示器１に内蔵されている第１励磁コ
イル（以下、第１コイルと称す）、７は同じく第２コイ
ルであり，８は座標を指示する座ａ指示面である． 既に知られているように，この方式では、第１コイル６
を励磁させると，座標ｘ２が，第２コイル７を励磁させ
ると、座標Ｘ，が検出され，指示座標Ｘ．とは異なった
座標が検出される．第３図かｌＥ，分かるように、 なので、 と）｛、よる。

また、Ｊ′１（標入力而側１ｌ′磁界を発生し、座標指
示！４ｊ｛側で検，′ｌ１するプノ式においても，同様
の考え方でｕ丁能である。すなわち、磁青を発生する線
ループを表面からの距離を変えて複数個理め込むことで
、各々の発生ずる磁Ｗから検出した座標Ｉｎのずれと，
各線ルーブの深さから傾きが分かる。

第３図では．２次元座標でその原理を示したが、犬際に
は、第４図に示すような３次元座標で考えることが必要
である。

第４同に．むいて、Ｘ軸上の座標どｙ軸上の座標を別々
に検出Ｌ＋、その後、７軸からの傾き０を計算すればよ
い。すなわち、式（３）の応用でと求める二ノニができ
る。

また６　Ｌ記原坤は，静電誘導方式においても同様であ
る。

この方式は、座標指示器内の電極と，岸標入力装置内の
電極とのｆ’ｆＪＩに形成されるコンデンザの容量を検
出するものであるが、この容量は，電極間の距離に影響
されるので、第３図に示す座標指示器のように、複数の
電極を内部に持てば、その距離の違いによる容量変化か
ら傾きを検出できる。

どころで，本発明においては，傾きに応じて表示される
軌跡の表示態様を変化させるが、これは，稲々の態様に
ついて可能である，すなわち，＃Ｌ跡を構成する部分（
通常は，一点を指示した時に表示される点の集合）の属
性，例えば，構成部分の形状、大きさ、階調、色などを
変化させることにより、可能となる。これによって、線
画や文字をペン等で紙に描く場合と同様に、座標指示器
を傾ける、二とにより、例えば、線の太さを適宜変化さ
せてｌｊ’ｉ＜ことができる。

こ．″″で、軌跡の構成部分の形状ほ、例えば、円、１
Ｆ方ＪＦ２、長Ｊｊ形、楕円等の形状に設定することが
ごえＣ．れる。これは、予め固定的に設定しておくこと
ができる。勿論、変更１ｉ｛能とすることができる。ま
た、軌跡の構戊部分の形状は、例えば、傾きｔｊ−向と
χ・ｔ応させて変化させることもできる。

軌跡の構成部分の大きさは、例えば、−・点を指示され
て表示さ扛る点の集合の大きさに対応させて設定する，
二とができる。これを傾きに対応させる二と番４二よ番
〕、傾きが太き＜ｆＪ−るに伴なって、点の集合を大き
くすることができる。すなわち、こｔＬによって，例え
ば、軌跡の線の太さを傾きの変化に応して変化さ｛士る
ことができる。

この他、軌跡の構成部分の階調、色等についても、ＰＶ
標点の集合について．その属性を対応させて変化させる
，二とが″ＣＦきる。

以十述べたように本発明によれば、従来、特に絵を描く
際に、一つの筆記具での表現範囲を拡げるために使用し
ている筆記具の傾きをそのまま利用することができるの
で、電子化された、入出力装置においてもそのまま手書
き感覚が再現できる，，また、電子化されているため、
筆記具の傾きを表示に反映させるか否かも自由に選択で
ぎ、個人の好み、癖にも細かく対応でぎるという利点も
ある。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する．第１図
は本発明の−・実施例の構成を示す概咄ブロック図であ
る。

同図において、１は第２図で説明したものと同じ座標指
示器，６、７は第３図、第４図で説明したものと同じ第
１コイル６および第２コイル７である。９は第ｌコイル
６、第２コイル７の何れかを選択し、翻動回路１０で邸
動するための切り換え回路である。

１１−は第１コイル６または第２コイル７の発生ずる交
流磁界により電圧が誘起されるＸ方向のセンスラインで
、１２のＸライン選択回路により，複数のうち１つが選
ばれる。１３は■１と同様のＹ方向センスライン、１４
は１２と同様のＹライン選択回路、１５は各センスライ
ンに発生する誘起電圧を増幅し、量子化する量子化回路
である。

１６は得られた各センスラインの電圧情報から粁動され
たコイルの指示する座標を計算する座標計算回路である
。

１７は得られた座標情報から座標指示器ｌの先端座標と
傾きを計算し、座標指示器１の軌跡の大きさ，すなわち
，太さを決定して表示メモリ１９への書き込みを行なう
ＣＰＵ，１８はＣＰＵ１７の動作の内容と軌跡の大きさ
のデータ、ならびに，座標指示器ｌの傾きと軌跡の大き
さとの関係のデータが格納されているシステムメモリで
ある。

１９は液晶デバイス２２にて表示すべきデータを格納す
る表示メモリ、２０は表示メモリ１９の内容を液晶デバ
イスへ表示するためのアドレス発生などを行なう表示制
御装置（以下、ＬＣＤＣと称する）である。

２２は液晶デバイス、２ｌは液晶デバイス２２を馳動し
て、表示メモリ１９の内容を表示する液晶駐動回路であ
る。

この図において、１１〜１６が第２図の座標入力装置２
に、１７、ｌ８が第２図の制御装置３に、１９．２０が
表示邸動装置４に、２１、２２が液晶表示装置５に各々
相当する。

第５図は、第１図のシステムメモリ１８に格納されてい
る、ＣＰＵｌ７の動作の内容を指示するプログラムのフ
ローチャートである。

まず．ＣＰＵ１７は、切り換え回路９を制御して、座標
指示器１内の第１コイル６を師動同路１０を用いて廓動
する。この時、Ｘ方向センスライン１１や、Ｙ方向セン
スライン１３の各々には第１コイル６の発生する交流磁
界より電圧が誘起される。これを，Ｘライン選択回路１
２とＹライン選択回路１４が順次センスラインを選択し
、量子化回路１５を通じて電圧情報に変換する。座標計
算回路１６は、これら電圧情報から、第５図に示すよう
に座標指示器１の第ｌコイル６による座標（Ｘ２．　ｙ
ｚ）を計算する（ステップ５１）。

次に，ＣＰＵ１７は，切り換え回路９を制御して，座標
指示器ｌ内の第２コイル７を岨動回路１０を用いて卵動
する。以下、同様にして、第５図に示すように第２コイ
ル７による座標（Ｘ，，ｙｉ）を計算する（ステップ５
２）。

ＣＰＵＩ　７は、前述したように、これら２つの座標か
ら，座標指示器１の先端座標と、その傾きを計算し、決
められた関係に従って、座標指示器１の軌跡の大きさを
決定し、表示メモリ１９へ，書き込む（ステップ５３〜
５５）。

なお．ＣＰＵｌ７は、本来は、軌跡の構戊部分（指示点
部分）の形状および大きさを決定するが，本実施例では
，軌跡の各点の形状を円としているので、大きさ、すな
わち半径のみを決定すればよい。

これらの動作過程も、第５図に示すとうりである。表示
メモリ１９の内容が液晶デバイス２２に表示される過程
は、よく知られているので省酩するが、表示された結果
、液晶デバイス２２に直接書き込んだように見える． 得られた２つの座標から座標指示器１の傾きを検出して
、その指示する座標の誤差を補正する提案は，従来から
なされていた。しかし、その情報を用いて、座標指示器
の軌跡の形状を制御することは行なわれておらず，本発
明固有の構成である。

第６図、第７図は上記実施例の入出力装置の使用状態の
一例を示す。

本実施例の入出力装置は、液晶表示装置２２の表面が、
第３図に示す座標指示面８になっている。

第６図に示す状態は、座標指示器１を垂直に保ったまま
，すなわち、傾き０がＯのまま，曲線を引いた状態を示
している。この場合、ＣＰＵ１７は、最も細い線を表示
するように、表示メモリ１９にその情報を書き込む。

第７図は座標指示器１を傾けて，すむわち、傾きＯが大
きい状態で曲線を引いた様子を示している。この場合．
ＣＰＵ１７は、傾き０に応じた太い線を表示するように
、表示メモリｌ９にその情報を書き込む。

これらの図に示すように、ＣＰＵ１７は、座標指示器１
の傾ぎθに応じτ，表示する点の太さを変えるように制
鉤１するので、手書き感覚が再現でぎる。

ここで、傾きθと表示する点の太さは、予め対応関係を
ａ定しτｔ？＜。例えば，第８図１，７示ずような対応
関係とする場合には、この関係を・デー・プルとして、
システｌ１メモリ１８１こ格納しておく，ぞして、Ｃ　
Ｉ）　Ｕ　１　７によって算出された座標指示器１の傾
ぎρに苅応して，太さ情報を読み出し，二れに応じた太
さの線を表示するように表示データをイ１：成して，表
示メモリ１９に書き込むことによって、傾き０に応じた
太さの線が表示できる。

なお，太さの情報に係数を付し、この係数を外ｊＹＩＥ
から変更指定できるようにすることに９、り、所望の太
さの線を表示することができる．上記実施例では，座標
指示器１の傾きによって制御するものを軌跡の太さどし
たが、これは，前述Ｌたように，例えば，第８図に示す
ような関係番こなる。もちろん，制御するものは，他の
軌跡運性でキ・よく，軌跡の階調、色、線種（破線，点
線等）の変更制御が可能である，、 例えば，軌跡の階調を変化させる場合には、第９図に示
すように．階調と傾きの関係を用いれば良い。

また、色を変化させる場合には、第１０図に示すに、傾
きｔ．ｌよって，カラーコードを変化させることで、傾
きによる色の変化が可能である。もちろん，カラーコー
ドと表示色の対応は白山であるし、表示装置の能力に応
じて，カラーコードを増やすことも可能である， さらに、線種の制御も、座標指示器の移動速度ｔコ応じ
て、軌跡の表示，非表示をＣＰＵ１７が制御することで
可能になる。

また、上記実施例では，座標指示器の先端を中心として
、闘心内状に軌跡を太くしたが、この例に限るものでは
ない７例えば、形状を設定すると共に、特定の方向に太
くすることができる、これは、第１図のＣ　Ｐ　Ｕ　１
　７に与えられる２組の座標（ｘｚ．　ｙｚ）。（Ｘ）
．ｙ３）から座標？指示器１の傾き方向が分かるので、
これを用いることで可能である。

例えば、第１１図、第１２図に示すように、毛筆の軌跡
を表現するために、座標指示器１の特宗の方向に，特定
の形状に軌跡を膨らませても良い、また，インクのにじ
みを表現するために、階調を変化させつつ、軌跡を膨ら
ませても良い。これらは．システムメモリ１８に格納す
る軌跡の形状．座標指示器の傾きに対する変化の割合等
のデータを書き換えることで可能になる。

さらに、座標指示器１の傾きとそれによって制御する軌
跡属性Ｌの関係は、一種類だけではなくて，複数種類を
記憶し、個人の好みに応じて選択快用することも可能で
ある。

また、上記実施例では，軌跡を変化させる要因を座標指
示器】の傾きのみとしたが、座標指示器ｌの筆圧（接触
圧）を組み合わせても良い．筆圧検出は，例えば，座標
指示器工の先端に圧カセンサをつけることで可能になり
，本発明の傾き検知手段と組み合わせることは可能であ
る。仮りに，傾きによって変化さぜる厘性ｋ太さ，笈圧
によって変化させる属性を階調とすれば，座標指示器１
，を垂直に，強く押し当てた場合には，濃く，細い軌跡
が、座標指示器Ｊを傾けて，軽く押し当てた場合には，
薄く、太い軌跡が表示される、これによって．より自然
な感覚が再現できるし、組合わせ内容によっては、従来
考えられなかったような斬新な表現ができる可能性もあ
る。

また，本実施例では，表示装１ｋして液晶表示装置を用
いたが，これに限らず、他の種類のディスプレイを用い
てもよい。また，座標入力装置の方式として電磁誘導方
式を例に挙げて説明したが，この方式に限るものではな
《，静電誘導方式等の他の検出方式を用いても良い。

また，上記実施例は、独立に機能する入出力装置の例を
示したが、これを情報処理￥ｉ情に接続して、その入出
力装置として用いてもよい６この場合，第１図に示すＣ
ＰＵ１。７やシステムメモリ１８を，情報処理装ＥのＣ
ＰＵおよびメモリを用いて構成してもよい． さらに，上記実施例では、座標入力装置と表示１ｉｆｆ
ｌが重ねて設けてあるが、本発明は、これらを分離した
構成、または、分離できる構或としてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、座標指示具の傾きの情報
を利用して、線の太さ等の線の表示Ｍ様を変化させるこ
とができて，筆記具の使用感や、手書き感党の再現を，
実際に用いられるペン等の筆記具のそれに、より近づけ
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概８＋８構成を示すブロッ
ク図、ｆ５２図は本発明のもとになった入出力装置の原
理を示す斜視図、第３図は本発明の傾き検出の原理を示
す説明図、第４図はより実際的な傾き検出の原理を示す
説明図、第５図はＣＰＵ１７の動作の流れを示すフロー
チャート、第６図は座標指示器を垂直に立てて使用した
状態を示す説明図，第７図は座標指示器を傾けて使用し
た状態を示す説明図，第８図は座標指示器の傾きと軌跡
の太さの関係を示すグラフ図、第９図は座標指示器の傾
きと軌跡の階調（濃さ）の関係を示すグラフ図，第１０
図は座標指示器の傾きと軌跡の色の関係を示すグラフ図
、第１１図は座標指示器を傾けて毛筆の軌跡を表現した
説明図，第■２図は同じく座標指示器を垂直に立てて毛
筆の軌跡を表現した説明図である。 １・・・座標指示器、６・・・第１コイル、７・・・第
２コイル．１１・・・Ｘ方向センスライン、１３・・・
・・・Ｙ方１ｉ’ｉＪセンスライン、１７・・・ＣＰＵ
、１８・・・システｌ１メモリ、２０・・・表示メモリ
、２２・・・液品デバイス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、座標指示器と、座標指示器の指示する座標を検出す
   る座標入力装置と、座標指示器の指示する座標にしたが
   って軌跡表示を行なう表示装置とを含む入出力装置にお
   いて、 前記座標指示器による座標指示の際、該座標指示器の座
   標入力装置の入力面に対する傾きを検出し、この傾きの
   変化に応じて、軌跡の表示態様を変化させる機能を備え
   ることを特徴とする入出力装置。 ２、座標指示器と、座標指示器の指示する座標を検出す
   る座標入力装置と、座標指示器の指示する座標にしたが
   って軌跡表示を行なう表示装置とを含む入出力装置にお
   いて、 前記座標指示器による座標指示の際、該座標指示器の座
   標入力装置の入力面に対する傾きおよび接触圧を検出し
   、この傾きおよび接触圧の各変化に応じて、軌跡の表示
   態様を変化させる機能を備えることを特徴とする入出力
   装置。 ３、座標指示器と、座標指示器の指示する座標を検出す
   る座標入力装置と、座標指示器の指示する座標にしたが
   って軌跡表示を行なう表示装置とを含む入出力装置にお
   いて、 前記座標入力装置の入力面に対する座標指示器の指示に
   際し、該座標指示器の入力面に対する傾きおよび傾き方
   向を検出し、この傾きの情報を、前記表示装置に表示す
   る軌跡の大きさに対応させ、傾き方向を大きさを変化さ
   せる方向に対応させ、前記座標指示器の傾きおよび傾き
   方向の変化に応じて、手書き感覚に対応する軌跡表現を
   行なう機能を有することを特徴とする入出力装置。 ４、座標指示器と、座標指示器の指示する座標を検出す
   る座標入力装置と、座標入力装置に重ねてあり、座標指
   示器の指示する座標にしたがって軌跡表示を行なう表示
   装置とから成る入出力装置において、 座標指示器の指示によって座標入力装置の出力する座標
   情報を用いて、座標入力装置の入力面の法線方向に対す
   る座標指示器の傾きを演算し、その傾き情報を用いて、
   前記表示装置に表示する軌跡の属性を制御する制御手段
   を備えることを特徴とする入出力装置。 ５、座標指示器内に交流磁界を発生する励磁コイルを複
   数備えた座標指示器と、前記各々の励磁コイルの発生す
   る交流磁界により電圧を誘起させ、その電圧を検出する
   手段を座標入力装置内に備え、前記励磁コイルの各々の
   誘起電圧から複数の座標を検出し、その座標値の相違か
   ら前記座標指示器の傾きを演算することを特徴とする請
   求項１、２、３または４記載の入出力装置。 ６、座標指示器の傾きによる座標指示器の軌跡の属性の
   制御情報を複数組備え、かつ、任意の組の制御情報を選
   択使用することを特徴とする請求項４または５記載の入
   出力装置。 ７、前記軌跡の属性は、軌跡の各部分についての大きさ
   、形状、階調、色、線種のうち少なくとも１つであるこ
   とを特徴とする請求項６記載の入出力装置。 ８、請求項１、２、３、４、５、６または７記載の入出
   力装置を、入力装置および出力装置として接続した情報
   処理装置。