JPH07200131A

JPH07200131A - ペン入力システム

Info

Publication number: JPH07200131A
Application number: JP34916893A
Authority: JP
Inventors: Yasusuke Kayaba; 庸介萱場
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】１本のペンで複数の入力機能が得られるペン
入力システムを提供することである。【構成】電子ペン７から送信される電波の周波数を可
変にし、各周波数に対して異なる機能を割り当てる。タ
ブレット１は受信電波をもとに電子ペン７が指示する位
置の座標を検出するとともに、受信周波数を弁別してそ
の周波数に割り当てられた機能を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ペン入力システムに
関し、特に１本の電子ペンでペン座標のみならず、ペン
の太さに関する情報や色情報等の情報を入力することが
できるペン入力システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、日本語ワードプロセッサや、パー
ソナルデジタルアシスタント等と呼ばれるパームトップ
コンピュータの入力システムとしてペン入力システムが
注目されている。一般に、ペン入力システムは、表示装
置と一体に形成されたタブレットを備え、タブレット上
でペン（スタイラス）を動かして、位置情報（座標情
報）を入力するものである。ペンのタブレット上の位置
を検出する方式としては、電磁誘導式、電気抵抗式、静
電容量式、感圧式等が知られている。電磁誘導式のペン
入力システムはペン内に電波発生装置を配置し、タブレ
ット内に受信装置を配置し、受信電波のレベルに基づい
てペンの座標を検出するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、ペン入力システ
ムにおけるペンはタブレットの位置を指示するためにの
み使用されており、その他の情報、例えば、ペンの太さ
に関する情報、ペンの色に関する情報等を直接入力する
ことができない。このため、ペンの太さやペンの色を示
すアイコンを表示装置に表示させ、これをペンで選択す
ることによりペンの太さ、ペンの色等の情報を入力して
いる。しかし、このようなアイコンを画面に表示する
と、有効に活用できる表示領域が狭くなってしまい、さ
らに、選択処理が煩雑である。このように、従来のペン
入力システムでは、ペンはタブレット上の位置を指示す
るためにのみ使用され、ペンの太さや色等の情報を直接
入力することができず、ペンが有効に活用されていない
という問題があった。

【０００４】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、１本の電子ペンで、位置情報（座標情報）と共に
種々の情報を入力できるペン入力システムを提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のペン入力システムは、それぞれに機能が
割り付けられている複数の周波数の中から１つを選択す
る選択手段と、前記選択手段により選択された周波数の
信号を無線送信する送信手段とを備えた電子ペンと、前
記送信手段により送信された信号を受信する受信手段
と、前記受信手段により受信された信号の周波数を検出
する周波数検出手段と、前記検出手段により検出された
周波数に対応する機能を実行する実行手段を備えるタブ
レットとから構成されることを特徴とする。

【０００６】

【作用】上記構成とすることにより、この発明にかかる
ペン入力システムによれば、電子ペンが送信する信号の
周波数を切り換えると、タブレットがこの周波数を検出
し、その周波数に割り付けられた機能を実行する。従っ
て、通常のペン入力システムで実行される位置の指定だ
けでなく、種々の機能を電子ペンを用いて実行できる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明のペン入力シ
ステムの一実施例について説明する。図１は、この実施
例のペン入力システムの構成を示すブロック図である。
図示するように、このペン入力システムは、タブレット
１、電子ペン７、タブレットコントローラ２１、表示制
御装置２３、ＣＰＵ２５、ＲＡＭ２７、ＲＯＭ２９、Ｖ
ＲＡＭ３１、外部インターフェース３３、バス３５から
構成される。

【０００８】タブレット１は、図２に示すように、透明
受信アンテナ３と液晶表示装置等の表示装置５から構成
される。透明受信アンテナ３は、表示装置５の画面の上
にＸ方向とＹ方向にマトリクス状に配置されている。使
用者は透明受信アンテナ３を通して表示装置５の表示画
面を見ることができる。

【０００９】電子ペン７はタブレット１上の任意の位置
を指示するために用いられるものである。タブレット１
は電子ペン７の先端がタブレット１に接触した際に電子
ペン７が送信する電波を受信し、電子ペン７が指示する
位置の座標および該電波の周波数を検出する。

【００１０】電子ペン７は、図２に示すように、タブレ
ット１の上面との接触／非接触により上下動するペン先
に連動してオン／オフする接触スイッチ９と、接触スイ
ッチ９のオンに応答して電力を供給する電源１１と、電
源１１から供給される電力により高周波信号を発生する
高周波源１３と、機能切り替え（周波数切り替え）スイ
ッチ１５と、高周波源１３および機能切り替えスイッチ
１５に接続され、機能切り替えスイッチ１５の設定に応
答して高周波源１３からの周波数に基づいて出力信号の
周波数を切り替える周波数切り替え装置１７と、周波数
切り替え装置１７から出力される信号を送信する送信装
置１９とを内蔵する。

【００１１】各機能切り替えスイッチ１５は各々特定の
機能と周波数が割り当てられた機能選択スイッチを備え
ている。この実施例では、機能選択スイッチを３つ配置
し、図３に示すように、機能選択スイッチＡに、機能と
して「太字」を、周波数としてｆ２を割当て、機能選択
スイッチＢに、機能として「表示消去」を、周波数とし
てｆ３を割当て、機能選択スイッチＣに、機能として
「赤色表示」を、周波数としてｆ４を割り当てている。
また、機能切り替えスイッチ１５がオフ（機能選択スイ
ッチＡ〜Ｃが全てオフ）の状態には、機能として「普通
文字」を、周波数としてｆ１を割当てている。

【００１２】表示装置５に任意の表示を行わせ、電子ペ
ン７でタブレット１の上面の任意の位置を指示すること
により、１つの座標面上で表示及びデータ入力を行うこ
とができる。

【００１３】ＣＰＵ２５はこのペン入力システム全体を
制御する。ＲＡＭ２７はリード／ライト可能なメモリで
あり、各種データを格納すると共にＣＰＵ２５のワーク
エリアとして機能する。ＲＯＭ２９は読みだし専用のメ
モリであり、ＣＰＵ２５の動作を規定するプログラム、
ペン入力システムの電源投入後の診断プログラム、ペン
入力システムを立ち上げるためのブートプログラム、図
６のフローチャートで示すプログラム等を格納する。

【００１４】ＶＲＡＭ３１は表示情報を格納するための
ビットマップメモリである。表示制御装置２３はＶＲＡ
Ｍ３１から表示装置５への表示情報の転送、ＣＰＵ２５
からＶＲＡＭ３１への表示情報の転送等を制御する。

【００１５】タブレットコントローラ２１は、図２に示
すように、座標検出装置３７および周波数検出装置３９
を有する。座標検出装置３７は、電子ペン７が指示する
位置の座標を検出し、検出した座標をＣＰＵ２５に通知
する。座標検出装置３７は、例えば、図４に示すよう
に、Ｙ方向及びＸ方向に延びる透明受信アンテナ３をス
キャンするマルチプレクサ３７１、３７３と、選択した
透明受信アンテナ３から供給される信号の信号レベルを
判別するレベル検出回路３７５と、最もレベルの高い信
号が得られたＸ方向透明受信アンテナ３とＹ方向透明受
信アンテナ３の交点を電子ペン７により指示された位置
であると判別し、その位置のＸＹ座標データを生成する
座標検出回路３７７と、座標検出回路３７５が判別した
座標をＣＰＵ２５に通知する通信（インタフェース）回
路３７９から構成される。

【００１６】一方、周波数検出装置３９は、受信電波の
周波数を検出し、検出した周波数をＣＰＵ２５に通知す
る。周波数検出装置３９は、例えば図５に示すように、
周波数弁別回路３９１と周波数弁別回路３９１により弁
別された周波数をＣＰＵ２５に通知する通信回路（イン
タフェース回路）３９３から構成される。

【００１７】周波数弁別回路３９１は、２入力ＡＮＤゲ
ート４３と、入力信号をゼロクロス法を用いてパルスに
変換してＡＮＤゲート４３の一方の入力端子に供給する
ゼロクロス検出器４１と、ＡＮＤゲート４３の他方の入
力端子に所定時間ゲートパルスを供給してＡＮＤゲート
４３を開く回路４７、４９、５１と、ＡＮＤゲート４３
の出力パルスのパルス数をカウントするカウンタ４５を
備える。

【００１８】ゲートパルスのパルス幅を１秒とすること
により、カウンタ４５のカウント値を周波数としてその
まま使用できる。ＡＮＤゲート４３を１秒間オープンに
するためのゲート信号は例えば１ＭＨｚの水晶発振器４
７と水晶発振器４７から出力される１ＭＨｚの信号を除
算器４９により百万分の１の係数で分周し、１Ｈｚの信
号を作る除算器４９と、この１Ｈｚの信号によりそのＱ
出力が１秒間だけ”１”となるフリップフロップ５１に
より生成される。

【００１９】図１に示す外部インターフェース３３は必
要に応じてこの実施例のペン入力システムと外部装置と
のデータの授受を制御する。バス３５は、タブレットコ
ントローラ２１、表示制御装置２３、ＣＰＵ２５、ＲＡ
Ｍ２７、ＲＯＭ２９、ＶＲＡＭ３１、外部インタフェー
ス３３を相互に接続し、これらの間でデータを伝送す
る。

【００２０】次に、以上のように構成されたペン入力シ
ステムの動作を、電子ペン７の軌跡を液晶表示装置５の
画面に表示する場合を例に図面を参照して説明する。こ
の場合、ユーザは、任意の機能選択スイッチをオンさ
せ、電子ペン７のペン先をタブレット１の任意の位置に
接触させ、電子ペン７を動かす。タブレット１との接触
により、接触スイッチ９（図２）がオンし、電源１１か
ら電力が高周波源１３に供給される（図６、ステップＳ
１）。高周波源１３は供給された電力により発振を開始
し、所定の周波数の高周波信号を発生する。

【００２１】周波数切り替え装置１７は、機能切り替え
スイッチ１５からのスイッチ信号に応答して、高周波源
１３からの高周波信号を分周し、スイッチ信号に対応す
る周波数の信号を送信装置１９に出力する。即ち、周波
数切り替え装置１７は、機能切り替えスイッチ１５がオ
ンしていない（機能選択スイッチＡ〜Ｃのいずれもオン
していない）時は周波数ｆ１の信号を生成し、機能選択
スイッチＡがオンしている場合には周数ｆ２の信号を生
成し、機能選択スイッチＢがオンしている場合には周数
ｆ３の信号を生成し、機能選択スイッチＣがオンしてい
る場合には周数ｆ４の信号を生成する。送信装置１９
は、周波数切り替え装置１７から供給された信号をタブ
レット１に対し無線送信する（ステップＳ３）。

【００２２】電子ペン７から送信された信号はタブレッ
ト１の透明受信アンテナ３により受信され、タブレット
コントローラ２１に供給される（図７テップＳ５）。タ
ブレットコントローラ２１内のマルチプレクサ３７１、
３７３（図４）は、透明受信アンテナ３をスキャンして
受信電波を取り込み、レベル検出回路３７５がそのレベ
ルを判別する。この判別結果に基づいて座標検出回路３
７７が最も大きい信号レベルが得られたＸ方向透明受信
アンテナ３とＹ方向透明受信アンテナ３の交点を、電子
ペン７により指示された座標点として判別する。通信回
路３７９は判別された座標値をＣＰＵ２５に通知する
（ステップＳ７）。ＣＰＵ２５は供給された座標値を順
次ＲＡＭ２７に書き込む。

【００２３】透明受信アンテナ３の受信信号は周波数検
出装置３９にも供給され、その周波数が弁別され、ＣＰ
Ｕ２５に通知される（ステップＳ９）。周波数検出装置
３９により検出された周波数がｆ１の場合、ＣＰＵ２５
は、例えば、図８（Ａ）に示すように、ＶＲＡＭ３１の
座標検出装置３７により検出された座標を中心とする所
定領域にデータ”１”を書き込む。このため、表示装置
５は記載された文字や図形を通常の太さの線で表示する
（ステップＳ１１）。従って、例えば、ユーザが、機能
切り替えスイッチ１５をオンせずに、タブレット１の上
に「合格」と記載した場合には、図９（Ａ）図に示すよ
うに、記載位置に重ねて通常の太さで「合格」と表示さ
れる。

【００２４】周波数検出装置３９により検出された周波
数がｆ２の場合、ＣＰＵ２５は、例えば図８（Ｂ）に示
すように、ＶＲＡＭ３１の座標検出装置３７により検出
された座標を中心とする所定領域（周波数ｆ１の場合よ
り大きい領域）にデータ”１”を書き込む。このため、
表示装置５は記載された文字や図形を太い線で表示する
（ステップＳ１３）。従って、例えば、ユーザが、機能
選択スイッチＡをオンして、タブレット１の上に「合
格」と記載した場合には、図９（Ｂ）図に示すように、
記載位置に重ねて太い線で「合格」と表示される。

【００２５】周波数検出装置３９により検出された周波
数がｆ３の場合、ＣＰＵ２５は、例えば図８（Ｃ）に示
すように、ＶＲＡＭ３１の座標検出装置３７により検出
された座標を中心とする所定領域内にデータ”０”を書
き込む。このため、電子ペン７の軌跡部分のデータが消
去され、表示されなくなる（ステップＳ１５）。従っ
て、例えば、ユーザが機能選択スイッチＡをオンしてタ
ブレット１に「合格」と記載した後で、機能選択スイッ
チＢをオンして、表示された「格」の部分をなぞると、
ＶＲＡＭ３１上の「格」に対応する表示データが”０”
に書き換えられて、図９（Ｃ）図に示すように「格」が
表示されなくなる。

【００２６】周波数検出装置３９により検出された周波
数がｆ４の場合、ＣＰＵ２５は、ＶＲＡＭ３１の座標検
出装置３７により検出された座標を中心とする所定領域
にデータ”１”を書き込むと共に表示色を示す属性デー
タとして「赤」を示すデータを設定する。このため、表
示装置５は記載された文字や図形を赤色で表示する（ス
テップＳ１７）。従って、例えば、ユーザが機能選択ス
イッチＡをオンしてタブレット１に「合格」と記載し、
その後、機能選択スイッチＣを押して、アンダーライン
を引いた場合には、図９（Ｄ）図に示すように、太い線
で「合格」と表示され、その下に赤色でアンダーライン
が表示される。

【００２７】以上説明したように、本実施例によれば、
電子ペン７の送信電波の周波数を切り換えることによ
り、入力文字の太さ、色、消去等を設定することが可能
となり、入力動作が非常に簡単になる。

【００２８】なお、上記実施例では、電子ペン７を用い
て表示装置に手書き文字を表示させたり、記載した文字
を消す場合を説明したが、この発明はこれに限定され
ず、電子ペン７の送信信号の周波数に割り付けられる機
能は任意であり、例えば、モードの設定・変更、データ
の種類の設定、表示色の設定、表示サイズの設定、書式
の選択等の機能を割り付けることができる。また、例え
ば、それぞれに複数の機能やコマンドが割り付けられた
アイコンやキーを表示させ、ユーザがアイコンやキーを
選択した際に、電子ペン７から送信される信号の周波数
に対応する機能を選択するようにしてもよい。

【００２９】同様に、例えば、電子ペン７に、「大文
字」と「記号」のいずれかを選択するための機能選択ス
イッチＡ，Ｂを配置しておき、表示装置５にキーボード
を表示した状態において、ユーザが電子ペン７であるキ
ーを指示した際、機能選択スイッチが全てオフならば小
文字を入力し、機能選択スイッチＡがオンならば大文字
を入力し、機能選択スイッチＢがオンならば「記号」を
入力するようにすれば、簡単な操作で異なった種類の文
字の入力が可能となる。また、上記実施例では、位置指
示手段として電子ペン７を使用したが、タブレット１上
の位置を指定することができるならば、その形状等は任
意である。表示装置５は液晶表示装置である必要はな
く、他の表示装置を使用できる。その他、上記実施例中
の回路構成等は例示であり、同様の機能を実現する他の
回路構成を使用してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電子ペンから送信される電波の周波数を可変にし、
それぞれ異なる周波数に対して異なる機能を割当て、受
信側はこの電波をもとに座標位置を検出するとともに周
波数を弁別してその周波数に割り当てられた機能を行う
ように構成した。従って、１本のペンで位置の指定だけ
でなく機能の設定も可能となり、入力操作が簡便とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるペン入力システム
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す電子ペン、タブレット、及びタブレ
ットコントローラの構成を示すブロック図である。

【図３】図２に示す電子ペンの各機能選択スイッチに割
り当てられる機能と周波数との関係を示す図である。

【図４】図２に示す座標検出装置の回路構成を示すブロ
ック図である。

【図５】図２に示す周波数検出装置の回路構成を示すブ
ロック図である。

【図６】電子ペンの送信処理を示すフローチャートであ
る。

【図７】電子ペンから送信された電波の周波数を判別
し、判別した周波数に対応した機能を実行する処理を説
明するためのフローチャートである。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は電子ペンの座標が検出された
時の表示データの書き込み範囲を説明する図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は電子ペンを操作した時の表示
の一例を示す図である。

【符号の説明】

１・・・タブレット、３・・・透明受信アンテナ、５・・・表示
装置、７・・・電子ペン、９・・・接触スイッチ、１１・・・電
源、１３・・・高周波源、１５・・・機能切り替えスイッチ、
１７・・・周波数切り替え装置、１９・・・送信装置、２１・・
・タブレットコントローラ、２３・・・表示制御装置、２５
・・・ＣＰＵ、２９・・・ＲＯＭ、３７・・・座標検出装置、３
９・・・周波数検出装置、４１・・・ゼロクロス検出器、４３
・・・ＡＮＤゲート、４５・・・カウンタ、４７・・・水晶発振
器、４９・・・除算器、５１・・・フリップフロップ、３７１
・・・マルチプレクサ、３７３・・・マルチプレクサ、３７５
・・・レベル検出回路、３７７・・・座標検出回路、３７９・・
・通信回路、３９１・・・周波数弁別回路、３９３・・・通信
回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれに機能が割り付けられている複数
の周波数の中から１つを選択する選択手段と、前記選択
手段により選択された周波数の信号を無線送信する送信
手段とを備えた電子ペンと、前記送信手段により送信された信号を受信する受信手段
と、前記受信手段により受信された信号の周波数を検出
する周波数検出手段と、前記検出手段により検出された
周波数に対応する機能を実行する実行手段を備えるタブ
レットとから構成されることを特徴とするペン入力シス
テム。
【請求項２】前記タブレットは前記電子ペンにより指示
された位置を検出する位置検出手段を備え、前記実行手
段は、前記位置検出手段により検出された位置と前記周
波数検出手段により検出された周波数に対応する機能に
従って処理を実行することを特徴とする請求項１記載の
ペン入力システム。
【請求項３】前記タブレットは表示装置を備え、前記実
行手段は、前記周波数検出手段により検出された周波数
に対応する太さで前記電子ペンの軌跡を前記表示装置に
表示させることを特徴とする請求項２記載のペン入力シ
ステム。
【請求項４】前記タブレットは表示装置を備え、前記機
能は消去機能を含み、前記周波数検出手段により検出さ
れた周波数が前記消去機能に対応する時、前記実行手段
は、前記電子ペンの軌跡上の表示を消去することを特徴
とする請求項２記載のペン入力システム。
【請求項５】前記タブレットは表示装置を備え、前記機
能は表示色指定機能を含み、前記周波数検出手段により
検出された周波数が前記表示色指定機能に対応する時、
前記実行手段は、前記電子ペンの軌跡を検出された周波
数に対応する色で前記表示装置に表示させることを特徴
とする請求項２記載のペン入力システム。
【請求項６】無線信号を出力する位置指定手段と、受信
した前記無線信号に基づいて前記位置指定手段が指示す
る位置を検出する位置検出手段とより構成される入力シ
ステムにおいて、前記位置指定手段は複数の周波数を切り換えて送信する
手段を備え、前記位置検出手段は、受信した無線信号の周波数を検出
し、検出した周波数に対応する処理を実行する手段を備
えることを特徴とする入力システム。
【請求項７】入力面と表示面が一体に形成されたタブレ
ット装置と、使用者により操作され、タブレット装置上
の任意の位置を指定するための電子ペンから構成される
入力システムであって、前記電子ペンは機能を選択する手段と該機能に対応する
周波数の信号を出力する手段を備え、前記タブレット装置は、前記電子ペンからの信号の周波
数を検出し、検出した周波数に対応する処理を実行する
手段を備えることを特徴とする入力システム。