JPH0887373A - 座標入力装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低消費電力で、処理効率の高い座標入力装置及
びその制御方法を提供する。 【構成】所定周期で振動パルスを入力して座標入力を行
う装置が立ちあげられたなら、まず初期設定をし（ｓ１
１０）、直交する２本の直線からなる基準線を表示す
る。オペレータはその基準線をなぞって入力する（ｓ１
１２〜ｓ１１４）。その後入力された軌跡と基準線との
誤差を計算し、その誤差が大きい場合にはパルスの周期
を短くし、誤差が小さい場合には長くする。これによ
り、入力精度を落とさずに消費電力を押え、また、必要
以上の座標点を処理しなくとも良いため、効率的な処理
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、座標位置を検出して情
報の入力を行なう座標入力装置及びその制御方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の座標入力装置を応用した
機器として、ペン入力コンピュータ、ペン入力タブレッ
ト等が実現されている。これらの機器では、入力された
座標位置を検出して画面上に軌跡を表示したり、文字認
識により文字コードに変換して処理を行なっている。

【０００３】文字認識等の処理を行なうには、高精度の
座標入力手段が必要であり、例えば精度０．１ｍｍ以
下、といった装置が実現されている。しかし、座標入力
手段の入力精度とは別に、ユーザの意図していない座標
が入力されてしまう場合がある。これは、入力ペンのペ
ン先の丸みによって指示する座標がずれてしまう場合
や、ユーザの意図しない手の震えや筆圧の強弱がペン先
に伝わり、ペン先の触れが入力されてしまう場合等があ
る。

【０００４】また、座標入力手段は一定の間隔毎に駆動
されて座標の入力を行なうのが一般的であるが、滑らか
な軌跡を表示したり、文字認識を行なうためには駆動周
期は十分短くする必要がある。例として、百分の一秒間
隔で入力を行なう装置が実現されている。

【０００５】しかし、高速に駆動を行なうと大きな電力
消費が生じるため、例えば、携帯を目的をした機器に応
用するのは難しかった。そこで、状況に応じて駆動間隔
を変動させることを目的とした考案が下記のようになさ
れている。一つには、入力ペンが入力板から離されたこ
とを検知して駆動間隔を長くする、といった方式が実現
されている。また、特開平１−２０９５２３号に記載さ
れているように、ユーザの筆記速度を検知して、筆記速
度に応じた駆動間隔を選択する、といった方式も考案さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、以下に説明するような問題点があっ
た。

【０００７】例えば、直線を入力するつもりが、ユーザ
の手の震えがペン先に伝わってしまい、細かな触れを含
んだ直線が入力されたとする。この場合、駆動周期が十
分高速であれば、入力座標相互で平滑化を行なうことで
入力振れが除去できるので、本来の滑らかな直線として
入力することができる。しかし、駆動周期が低速に制御
されている場合、入力座標の点数が少ないために、十分
な平滑化が行なえずにギザギザの直線が入力されてしま
うことがあった。これにより、入力した軌跡が見づらい
ものとなるだけでなく、文字認識を行なう場合に、認識
率を低下させてしまうこともあった。

【０００８】すなわち、上記従来例においては、実際の
入力データを考慮せずに駆動間隔を制御するために、操
作性や入力品位を悪化させてしまう、という問題点が生
じていた。

【０００９】さらに、上記従来例においては、高速かつ
精密な座標入力を必要とする文字認識用のデータ入力時
も、比較的大まかな入力でも適用される図式入力の場合
も同一の駆動周期制御が行なわれてしまう。そこで、図
形入力のような本来は低速の座標入力で十分なデータで
あっても、高速側に制御されてしまう場合が生じ、消費
電力を十分に低減することができなかった。

【００１０】本発明は、従来例に鑑みなされたもので、
操作性や入力品位の低下させることなく、さらに消費電
力を低減した好適な座標入力装置及びその制御方法を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の座標入力装置は以下の構成からなる。すなわ
ち、周期的に座標を入力する座標入力装置であって、入
力手段を駆動する周期を決定する周期決定手段と、該決
定手段により決定される駆動周期で座標を入力する入力
手段と、該入力手段により入力された座標群から入力状
況を推定する推定手段と、前記推定手段の結果に応じて
前記駆動周期を決定すべく、前記周期決定手段を制御す
る手段とを備える。

【００１２】また、本発明の座標入力装置の制御方法は
次のような構成からなる。すなわち、周期的に座標を入
力する座標入力装置の制御方法であって、入力手段を駆
動する周期を決定する周期決定工程と、該決定工程によ
り決定される駆動周期で座標を入力する入力工程と、該
入力工程により入力された座標群から入力状況を推定す
る推定工程と、前記推定工程の結果に応じて前記駆動周
期を決定すべく、前記周期決定工程を制御する工程とを
備える。

【００１３】

【作用】係る本発明の構成において、入力された座標か
ら各座標の入力誤差を推定し、各点の入力誤差が少ない
場合はサンプリング速度を低速にする、という動作を行
う。

【００１４】

【実施例】本情報機器全体の電気的構成を以下に説明す
る。

【００１５】＜装置構成の説明（図７）＞図７は本実施
例における電子機器の概略構成を示す斜視図である。本
実施例の機器は、入力ペン１５でタブレット（デジタイ
ザ）１６上の座標位置を指示することにより情報の入力
を行うペン入力コンピュータである。デジタイザ１６へ
の入力の軌跡や結果は液晶パネル上に表示される。デジ
タイザと液晶パネルとは入力位置と出力位置が同一視さ
れるように重ねて構成して有り、紙に書くような感覚で
入力を行うことができる。

【００１６】＜本体の電気回路構成の説明（図２〜４）
＞まず、本体の電気的構成を図２を用いて説明する。Ｃ
ＰＵ１０は、例えばインテル社製８０３８６ＳＬのよう
な３２ビットＣＰＵで、演算，Ｉ／Ｏ制御などのプログ
ラムを実行する。周辺制御部１１はＣＰＵ１０とセット
で用いられ、シリアル通信、パラレル通信、リアルタイ
ムクロック、タイマ、割り込み制御、ＤＭＡ制御等、Ｉ
／Ｏの制御を行なう。メモリ部１２は、ＤＲＡＭ等で構
成されるメインメモリ、キャッシュＲＡＭ、制御プログ
ラム、各種データを格納するＲＯＭ等のメモリを含む。
なお、メインメモリは、装置を使用しない時にも記憶内
容が保持されるよう構成される。ＨＤＤ１３は、ハード
ディスクのような二次記憶装置であり、ＯＳ、アプリケ
ーションプログラム、ユーザーデータ等の記憶を行な
う。

【００１７】本実施例の装置は、入力ペンにより情報の
入力，編集を行なうペン入力コンピュータであり、入力
はペン１５によってデジタイザ１６上に紙に書くのと同
じ要領で行なわれ、その軌跡や処理結果は液晶パネル
（ＬＣＤ）１９上に表示される。ＬＣＤ１９とデジタイ
ザ１６とは入力位置と出力位置が同一視されるように重
ねて構成してあり、デジタイザ１６の入力精度はＬＣＤ
１９の表示ドット以下で、例えば０．１ｍｍ程度に設定
されている。デジタイザコントロール部１４はデジタイ
ザ１６を制御し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ドライバ回
路などで構成されている。ＬＣＤコントローラ１７は、
表示データが格納されたＶＲＡＭ１８から表示データを
順次読みだし、諧調変換等を行ないながら、ＬＤＣ１９
へデータの転送を行なう。また、ＣＰＵ１０からＶＲＡ
Ｍ１８へのアクセスと、ＶＲＡＭ１８からＬＣＤ１９へ
データ転送するアクセスが衝突しないように、バス制御
を行なう。さらには、ＶＲＡＭ１８の内容に対して予め
設定されたパターンの論理演算を行なうこともできる。
バックライト２１は、ＬＣＤ１９を室内、暗部でも見ら
れるようにＬＣＤ１９の裏側に配置される発光体であ
り、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、ＣＦＬ（冷陰
極管）等の方式が実現されている。バックライトインバ
ータ２０はバックライト２１を駆動するためのドライバ
回路である。

【００１８】２３は、ＩＣカードと接続してデータ入出
力を行うためのカードインターフェースであり、各種メ
モリを搭載したメモリカード、及び、インターフェース
機能を拡張するＩ／Ｏカードの挿入が可能である。メモ
リカードとしては、アプリケーションプログラムや各種
データを追加するためのＲＯＭカード、メモリ領域の拡
張や、データのバックアップに用いるＲＡＭカード、デ
ータのバックアップやデータ追加のためのフラッシュメ
モリ、ＥＥＰＲＯＭを搭載したカードといった様々なＩ
Ｃカードが使用できる。また、Ｉ／Ｃカードの一例とし
て、電話回線を通してデータ通信を行うファクシミリ／
モデムカード、ネットワークに接続できるＬＡＮカード
等が挿入可能である。インターフェース規格としては、
ＪＥＩＤＡ／ＰＣＭＣＩＡで規格化された構成をとる
が、他のＩＣカード規格、専用の規格であってももちろ
ん良い。カードコントローラ２２は、ＣＰＵ１０とＩＣ
カード間のデータの読み書きを制御する。

【００１９】２４は、ＳＤＬＣ形式、ＨＤＬＣ形式とい
った通信プルトコルでデータの送受信を行うための通信
コントローラであり、チャネルＡ，Ｂの２回線の通信を
制御する。チャネルＡは、キーボード、フロッピーディ
スクドライブ、セントロポート等のデバイスとのデータ
送受信を行なう。又、チャネルＢはローカルトーク等の
ネットワークと通信を行なうチャネルである。チャネル
Ａ、チャネルＢ各々には、光ドライバ／レシーバ２５，
２６と、ＬＥＤ／フォトディテクタ２７，２８が接続さ
れている。

【００２０】ＤＣ−ＤＣコンバータ３２は、電池３３、
ＡＣアダプタジャック３４、子機との電極点３５のいず
れかから供給される電圧を、各回路の動作電圧（例え
ば、ロジック回路用に＋５Ｖ、バックライトドライバ用
に＋１２Ｖ、ＬＣＤ駆動用に−２４Ｖ）に変換する。

【００２１】図３に電源コントロールについてさらに詳
しく述べる。本体の動作電源は、図の符号３６〜４２に
示すように機能毎に分割して供給されており、独立して
電源のＯＮ／ＯＦＦができるようになっている。但し、
ＣＰＵ・メモリプレーン３６は、電源の投入で常にＯＮ
状態となる。ＣＰＵ・メモリプレーン３６には、ＣＰＵ
１０、周辺制御部１１、メモリ部１２、電源プレーン制
御Ｉ／Ｏ３０等が接続される。バックライトプレーン１
７は、バックライトインバータ２０へのプレーンで＋１
２Ｖの電源電圧である。液晶制御プレーン３８は、ＬＣ
Ｄコントローラ１７、ＶＲＡＭ１８を含み、ＨＤＤプレ
ーン３９は、ＨＤＤ１３を含む。デジタイザプレーン４
０は、デジタイザコントローラ部１４、デジタイザ１
６、入力ペン５を含み、光通信プレーン４２は、通信コ
ントローラ２４、光ドライバ／レシーバ２５、２６、Ｌ
ＥＤ／フォトディテクタ２７、２８を含み、電源電圧は
＋５Ｖである。液晶駆動プレーン４２は、ＬＣＤ駆動電
圧を作るための電源プレーンであり、−２４Ｖが供給さ
れる。これらのプレーン制御は、ＣＰＵ１０によって電
源プレーン用Ｉ／Ｏ３０にＯＮ（Ｈ）、ＯＦＦ（Ｌ）の
データを書き込むことで行なう。プレーンスイッチ３１
は、電源プレーン用Ｉ／Ｏ３０の出力に応じてＯＮ／Ｏ
ＦＦする。プレーンスイッチ３１は、電磁リレーやリー
ドスイッチのようなメカ−電気素子でも、また、ＭＯＳ
−ＦＥＴのような半導体スイッチであってもよい。

【００２２】次に、図４に接続探知手段の一つを示す。
図４（ａ）は本体と子機とが接続した時の断面図であ
る。子機のフック部６０３が本体のスイッチ４５を押し
込むことで、図４（ｂ）示すような回路を通してＣＰＵ
１０に信号が出力され、子機と接続状態を探知する。接
続の探知は、割り込み信号で報知するとともに、Ｉ／Ｏ
ポートを通しても接続探知スイッチの状態を確認するこ
とができる（図示せず）。

【００２３】その他、接続時は光通信のＬＥＤ、フォト
ディテクタが、チャネルＡ、チャネルＢ各々対向して配
置されており、非接触の通信を行なえる（図は１チャネ
ル分だけを示す）。また、子機の電極１９は本体の電極
３５と接触して動作電圧の供給を行なう。

【００２４】図６（ａ）に本実施例の光通信プレーンの
ＯＮ／ＯＦＦに関するフローチャートを示す。

【００２５】まず、本体、子機が接続された時、図４
（ｂ）に示した回路図のように割り込み信号によってＣ
ＰＵ１０に割り込みをかける。割り込みルーチンに入っ
たところでもう一度接続探知スイッチを確認する（ステ
ップＳ２００）。接続が確認されれば、ステップＳ２０
１で光通信プレーン４１をＯＮする。即ち、電源プレー
ン用Ｉ／Ｏ３０の４０ビット目をＨにして、スイッチ３
１をＯＮする。ステップ２０２では、光通信プレーン４
１の電源電圧が安定するまでＮミリ秒待つ。そして、ス
テップＳ２０３で通信コントローラ２４の初期化を行な
い、ステップＳ２０４で通信フラグをＯＮして割り込み
ルーチンを終了する。

【００２６】通常、通信は、一定時間毎に呼ばれるポー
リング動作、または、必要事象に応じて呼ばれるセレク
ティング動作が、通信フラグがＯＮしている時のみ行な
われる。図６（ｂ）は通信を行う際の流れ図である。ま
ず、ステップＳ２０５で接続探知スイッチを確認して、
確認されるとステップＳ２０６で通信ルーチンへ入る。
確認されない時は、分離しているものと判断して、ステ
ップＳ２０７で通信に必要なパラメータ等をバックアッ
プを行なう。続くステップＳ２０８で光通信プレーン４
１の電源を、ステップＳ２０９では通信フラグをＯＦＦ
して処理を終了する。

【００２７】以降、接続による割り込みルーチンで通信
フラグがＯＮされない限り、通信ルーチンの実行は行な
われない。電源ＯＮ時には、図示していないが、電源初
期化中に接続探知スイッチの確認を行ない、接続してい
る時は、光通信プレーンのＯＮ、通信コントローラの初
期化、及び、通信フラグを行なう。

【００２８】＜子機の電気回路構成の説明（図５）＞次
に、図５の子機の電気ブロック図を示す。

【００２９】ＣＰＵ１００、周辺制御部１０１、メモリ
１０２で全体の電気制御を行なっている。子機には本体
の構成に含まれていないデバイスであるフロッピーディ
スク（ＦＤＤ）、キーボード、セントロポート、ネット
ワークＩ／Ｆを含んでいる。

【００３０】フロッピーコントローラ１０３はフロッピ
ードライブユニット１０４を制御するためのＩＣ、キー
ボードコントローラ１０５はキーボードのコントローラ
で、どのキーが押されたかを出力する。さらにはＦＤ
Ｄ、キーボードのデータは通信コントローラ１１０を介
して本体へと送信される。セントロドライバ１０８は、
ＣＰＵ１００からのデータをプリンタなどに出力するた
めのインターフェースである。なお、通信コントローラ
１１０、光ドライバ／レシーバ１１１，１１２、ＬＥＤ
／フォトディテクタ１１３，１１４は本体のものと同様
である。ネットワークＩ／Ｆ１１５では、ネットワーク
に接続する時に適切な電圧、インピーダンスを変換する
もので、本実施例はチャネルＢの光信号に変換した後に
ネットワーク上に送っている。

【００３１】ＤＣ−ＤＣコンバータ１１７は子機の電源
であり、ＡＣアダプタジャック１２０から給電を受け
る。接続探知手段１１８は前述と同様のもので、接続が
探知されるとスイッチ１２１を閉じ、接続時に本体と子
機が接続する電極１１９へ通電する。

【００３２】次に、本実施例に係る処理動作について説
明する。本実施例においては、処理開始時に行なった既
定のパターン入力から入力誤差を計算して、その後の処
理におけるサンプリング速度を決定する、という動作を
行なう。

【００３３】＜座標入力の処理の説明（図８，図９）＞
本実施例では、座標入力手段として超音波デジタイザを
用いた構成について説明する。

【００３４】図８は超音波デジタイザの概略構成を示す
ブロック図である。

【００３５】図中、５８は超音波センサである圧電素子
５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄを入力面の周辺部に配
置したタブレットである。５７はタブレット１８周辺を
包囲するように配置された弾性波を吸収する反射防止部
材である。１５は超音波振動子５４及びペン先５５から
成る入力ペン、５２は振動子駆動回路で、入力ペン１５
に設けられた超音波振動子を駆動している。５９は受信
波形検出回路で、各センサよりの超音波受信信号を入力
して検出している。５１はＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等か
ら成る演算処理部であり、デジタイザ全体の制御を行な
う。５３は、設定された時間毎に割り込み信号の発生を
行なうタイマであり、割り込み信号は演算処理部５１に
接続されている。また、時間間隔の設定は演算処理部５
１が行なう。以上の構成において、振動子駆動回路５
２，受信波形検出回路５９，タイマ５３，演算処理部５
１は、図２に示したデジタイザコントロール部１４に含
まれている。

【００３６】図８の構成により、デジタイザは次のよう
な原理で駆動される。すなわち、振動子駆動回路５２が
演算処理部５１のスタート信号により作動されることに
より、パルス信号を発生する。このパルス信号は、コー
ドを介して入力ペン１５の超音波振動子５４に印加され
て振動子５４が駆動され、ペン先５５により超音波が発
振される。この状態で、ペン先５５でタブレット５８の
入力面上を押圧すると、ペン先５５より発振された超音
波が弾性波としてタブレット５８上を伝播し、その超音
波信号がセンサ５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄにより
受信される。弾性波が押圧点から各センサに受信される
までに遅延時間ｔｇが生じるので、測定開始タイミング
をスタート信号と同期させて受信波形検出回路５９によ
り受信して測定する。受信波形検出回路５９の出力は演
算部５２で演算され、ペン先５５の指示点の座標位置が
検出できる。この座標位置データはＣＰＵへと送信さ
れ、表示画面のエコーバックや文字認識などの処理が行
なわれる。

【００３７】次に、図９を用いて演算処理部５１によっ
て制御される座標入力処理について説明を行なう。

【００３８】図９は一定のサンプリング間隔で座標入力
を行なう処理を示すフローチャートである。

【００３９】ステップｓ１００ではサンプリング間隔の
作成を行なう。即ち、タイマ５３の割り込み信号が発生
するまで待機する。続くステップｓ１０１では入力ペン
１５を駆動して指示座標の入力を行なう。ステップｓ１
０２ではペンダウンされたか判定し、肯定であればステ
ップｓ１０３へ、否定であればステップｓ１００へ進
む。ステップｓ１０３では入力座標値をＣＰＵ１０へ出
力する。ステップｓ１０４では、ステップｓ１００と同
様にサンプリング間隔の作成を行なう。続くステップｓ
１０６ではペンアップがされたか判定し、肯定であれば
ステップｓ１００へ、否定であればステップｓ１０３へ
進む。

【００４０】以上の処理により、一定のサンプリング間
隔で座標入力を行なうことができる。

【００４１】続いて、ＣＰＵ１０と演算処理部５１の間
のデータ制御について説明する。

【００４２】演算処理部５１は、設定されたサンプリン
グ周期毎に座標入力処理を行なう。入力ペン１５がタブ
レット５８に押下されている時は、指示された座標値の
計算を行なった後、ＣＰＵ１０に座標データの出力を行
なう。また、入力ペン１５がタブレット５８に押付けら
れた時と、離された時に、ぞれぞれ「ペンダウン」、
「ペンアップ」を示すデータを出力する。サンプリング
周期を変更するには、まず、ＣＰＵ１０が演算処理部５
１に設定コマンド、及び、設定値を送信する。続いて、
演算処理部５１が設定値をタイマ５３に書き込むことに
より変更が終了する。

【００４３】＜入力誤差推定処理の説明（図１０）＞次
に、入力された座標列より入力誤差を推定する処理につ
いて説明する。本実施例の処理は、入力座列から回帰直
線を計算し、各座標入力の回帰直線からの距離の平均を
求めて、これを平均の入力誤差と推定する。

【００４４】まず、各座標点より入力誤差を計算する手
順について説明する。ｉ番目の座標データを（ｘｉ、ｙ
ｉ）、回帰直線をＹ＝ａＸ＋ｂと表わすと、式（１）、
式（２）により回帰直線の傾きａ、及び、切片ｂが計算
される。

【００４５】

【数１】

【００４６】次に、回帰直線Ｙ＝ａＸ＋ｂをｃＸ＋ｄＹ
＋ｅ＝０と変形し、式（３）より各座標点と回帰直線の
距離ｄｓｔ（ｉ）を求める。

【００４７】

【数２】

【００４８】さらに、式（４）により距離ｄｓｔ（ｉ）
平均値ａｖｇｄｓｔを計算して、これを入力誤差の推定
値として処理を行なう。

【００４９】

【数３】

【００５０】以下では、図１０に示すフローチャートを
用いて入力誤差を計算する処理の流れを説明する。

【００５１】まず、ステップｓ１２０では、式（１）、
（２）を用いて回帰直線の傾きａ、及び、切片ｂを計算
する。

【００５２】続くステップｓ１２１では、式（３）を用
いて各座標点と回帰直線の距離を計算する。ステップｓ
１２２では、式（４）を用いて各座標点と回帰直線の距
離の平均値を計算し、処理を終了する。

【００５３】＜処理動作の説明（図１，図１１，図１
２）＞以下では、起動時に行なった既定のパターン入力
から入力誤差を計算して、サンプリング速度を決定する
処理について説明を行なう。

【００５４】図１１において、６０，６１はタブレット
１６上における入力基準線である。入力基準線６０，６
１上をなぞる入力が入力誤差判定用の座標データとして
使用される。６２，６３は制御ボタンであり、６２を押
すことで座標データの再入力、６３を押すことで座標入
力を終了する。

【００５５】図１１（ｂ）は、入力データに基づいて計
算した回帰直線を表示した画面である。図中で６４、６
５がそれぞれ計算された回帰直線である。

【００５６】図１は、本実施例の装置の起動時にＣＰＵ
１０の行なう処理の流れを示すフローチャートである。

【００５７】ステップｓ１１０ではチップセットのレジ
スタ、各周辺デバイス、デジタイザの初期設定を行な
う。デジタイザのサンプリング速度の初期値もここで設
定される。ステップｓ１１１では図１１（ａ）で説明し
た入力基準線の表示を行なう。続くステップｓ１１２で
は、上述の手順に従ってデジタイザから座標値の入力を
行なう。ステップｓ１１３ではボタン６２、６３の入力
を検出して、ユーザの入力が終了したかの確認を行な
う。ステップｓ１１４では、ステップｓ１１３の結果を
判定し、肯定であればステップｓ１１５へ、否定であれ
ばステップｓ１１２へと進む。ステップｓ１１５では上
述の手順に従って入力誤差の計算を行なう。ステップｓ
１１６ではステップｓ１１５の結果に応じてサンプリン
グ速度の設定を行ない、処理を終了する。サンプリング
速度の設定は、対応するタイマ設定値を演算処理部５１
にコマンドとして出力し、演算処理部５１がタイマ５３
に書き込むことで行なう。

【００５８】図１２は、ステップｓ１１６でサンプリン
グ速度を設定する際の、計算された入力誤差の推定値と
サンプリング速度の設定値の関係を示す図である。

【００５９】図において、７０は、上述の入力誤差推定
処理で求められた入力誤差、７１は設定されたサンプリ
ング周期である。７２はタイマ５３の動作周波数を１０
０ｋＨｚとした時のタイマ設定値である。

【００６０】ここで設定の動作について説明すると、例
えば入力誤差が１．０ｍｍ以上の場合には、サンプリン
グ速度を高速に設定して、入力誤差の影響をできるだけ
減らすようにする。また、入力誤差が０．２ｍｍ程度の
場合には、入力の揺れが少ない状況であるので、サンプ
リング速度を低速に設定して消費電力を低減するようす
る。

【００６１】以上、説明したように本実施例によれば、
起動時の既定のパターン入力における入力誤差からサン
プリング速度を決定することにより、機器のばらつきや
使用するユーザに最適化したサンプリング速度を設定で
き、低消費電力な装置を実現することが可能となる。

【００６２】なお、本発明は上述の実施例には限定され
ることなく、例えば入力基準線として斜線を入力するよ
うにしてもよい。また、入力する本数を増やすことによ
り、更に精密な誤差の推定を行なうことができる。加え
て、入力誤差を推定するのに回帰直線を用いずに、入力
基準線そのものを使用して処理を簡略化してもよい。さ
らに、タイマの動作周波数、入力誤差の範囲、サンプリ
ング周期の値などは、応用する装置に合わせて設定でき
るのはいうまでもない。

【００６３】

【他の実施例】

［実施例２］本実施例においては、文字を構成する線分
である各ストローク毎にサンプリング速度を変更する、
という動作を行なう。すなわち、各ストロークの座標入
力値を用いて入力誤差の推定を行なう。

【００６４】本実施例の座標入力装置の構成は前述の実
施例における構成と同様であり、説明を省略する。

【００６５】＜入力誤差推定処理の説明（図１３
（ｂ），図１５）＞以下では、入力された座標より入力
誤差を推定する処理について説明する。本実施例の処理
は、座標点の前後の座標値から座標点の予測を行ない、
実際の座標値と予測誤差の平均を求めて、これを入力誤
差と推定する。まず、最も簡単な予測手順として、前後
２点の中点を計算し、これを予測値とする手順について
説明を行なう。

【００６６】ペンダウンしてからｎ番目のデータｄｏｔ
（ｎ）座標を（ｘ（ｎ），ｙ（ｎ））と表わす。予測座
標値ｐｄｏｔ（ｎ）＝（ｐｘ（ｎ），ｐｙ（ｎ））は、
前後２点の座標点を用いて、式（５），式（６）より計
算できる。

【００６７】 ｐｘ（ｎ）＝（ｘ（ｎ＋１）＋ｘ（ｎ−１））／２ （５） ｐｙ（ｎ）＝（ｙ（ｎ＋１）＋ｙ（ｎ−１））／２ （６） 続いて、各座標値を予測値ｐｄｏｔ（ｎ）の予測誤差ｅ
ｒｒ（ｎ）を式（７）を用いて計算する。

【００６８】

【数４】

【００６９】次に、予測誤差の平均値ａｖｇｅｒｒを式
（８）によって計算する。

【００７０】 ａｖｇｅｒｒ＝Σｅｒｒ（ｉ）／ｎ （８） 本実施例では、以上の手順で説明した予測誤差の平均値
ａｖｇｅｒｒを入力誤差推定値として、サンプリング周
期の制御を行なう。

【００７１】また、予測座標を求める方法として、前後
の複数の点を用いて計算することもできる。

【００７２】例えば、前後それぞれｍ点ずつ、合計２＊
ｍ点の座標を使用すると、予測座標ｐｎ（ｎ）、ｐｙ
（ｎ）は式（９）、式（１０）により、計算できる。ａ
ｉ，ｂｉは各座標に乗ずる係数である。

【００７３】 ｐｘ（ｎ）＝Σａｉ・ｘ（ｉ） （９） ｐｙ（ｎ）＝Σｂｉ・ｙ（ｉ） （１０） （ｉ＝ｎ−ｍ…ｎ−１，ｎ＋１…ｎ＋ｍ） 次に、図１３（ｂ）を用いて、座標入力の様子を説明す
る。

【００７４】図中、８６は計算対象である座標入力デー
タ、８４は前後の座標入力データであり、８１は各座標
入力を直線で結んだストロークの一部分である。８５
は、前後の座標入力データ８４から計算される予測座標
値である。予測誤差ｅｒｒは、予測座標８５と座標入力
８６の距離として求められる。

【００７５】以下では、図１５に示すフローチャートを
用いて入力誤差を計算する処理の流れを説明する。

【００７６】まず、ステップｓ１４０では、式（５）、
式（６）を用いて、前後の座標点より計算する。続くス
テップｓ１４１では、式（７）を用いて各座標点と予測
座標点の距離（予測誤差）を計算する。ステップｓ１４
２では、式（８）を用いて各座標点の予測誤差の平均値
を計算し、処理を終了する。

【００７７】＜ストローク入力処理の説明（図１３
（ａ），図１４，図１６）＞以下では、ストローク入力
における、サンプリング周期の制御動作について説明す
る。

【００７８】まず、図１３（ａ）を用いて、本実施例の
文字入力の説明を行なう。

【００７９】図１３（ａ）は文字「あ」入力している画
面を表わす図である。図中、８０は文字入力を行なう領
域を示す文字入力枠である。８１、８２、８３は、ユー
ザによって入力されたストロークである。本実施例では
各ストロークのペンダウンから既定の点数までの座標デ
ータを用いて入力誤差の推定を行なう。そして、以後の
ペンアップするまでの座標入力は、入力誤差に応じたサ
ンプリング周期で行なわれる。例えば、誤差計算を行な
う規定の座標点数として、ペンダウンしてからの２０点
を使用する。

【００８０】図１４は、ストローク入力時のＣＰＵ１０
の処理を示すフローチャートであり、同図を用いて説明
を行なう。

【００８１】まず、ステップｓ１３１では、演算処理部
５１との通信でペンダウンされたか判定し、肯定であれ
ばステップｓ１３１へ、否定であれば、ステップｓ１３
０を繰り返し実行する。ステップｓ１３１では、１スト
ローク分のバッファ領域の初期化を行なう。さらに、ペ
ンダウンされてからの座標点数をカウントする点数カウ
ンタの初期化も行なう。続くステップｓ１３２では、演
算処理部５１より座標データの入力を行ない、バッファ
領域に格納する。また、座標点数カウンタの値をインク
リメントする。ステップｓ１３３では、現在の座標点数
で誤差計算用の座標入力を終えたか判定し、肯定であれ
ばステップｓ１３４へ、否定であればステップｓ１３２
へと進む。ステップｓ１３４では、上で説明した手順に
従って入力誤差の推定を行なう。ステップｓ１３５で
は、ステップｓ１３４の結果に応じてサンプリング周期
の設定を行なう。ここで、入力誤差が少なかった場合に
は、以降の入力は、低速のサンプリング周期で行なわれ
る。ステップｓ１３６では、ステップｓ１３２と同様の
処理で座標データの入力を行なう。ステップｓ１３７で
は、ストロークを構成する座標データから不規則な雑音
成分を取り除くためのスムージング計算を行なう。ここ
では、バッファ領域から連続した数点の座標データを取
り出し、重み付き平均を計算し、再びバッファ領域に格
納する。ステップｓ１３８では、ペンアップされたか判
定し、肯定であればステップｓ１３９へ、否定であれば
ステップｓ１３６へ進む。ステップｓ１３９では、ステ
ップｓ１３５で変更したサンプリング周期を標準状態に
戻し、処理を終了する。

【００８２】図１６は、ステップｓ１３５によるサンプ
リング速度設定処理における、計算された入力誤差の推
定値とサンプリング周期の設定値の関係を示す図であ
る。

【００８３】図において、７３は、上述の入力誤差推定
処理で求められた入力誤差、７４は設定されたサンプリ
ング周期の増分である。７５はタイマ５３の設定値の増
分である。ここでは、実施例１で設定したタイマ設定値
に、増分７５を加えることより、サンプリング周期の変
更を行なう。

【００８４】設定動作について説明すると、例えば、入
力誤差が０．２ｍｍ以下の場合には、入力の揺れが少な
い状況であるので、段階に応じてサンプリング周期を低
速に設定して消費電力を低減する。一方、入力誤差が
０．２ｍｍ以上の場合には、入力誤差の影響を減らすた
め、実施例１で設定したサンプリング周期で入力を行な
う。

【００８５】以上説明したように、本実施例によれば、
各ストローク入力毎に独立してサンプリング周期を制御
できるので、入力品位を低下させることなく、さらに低
消費電力にすることが可能となる。加えて、入力誤差の
少ない時には、入力処理を行なう点数が少なくてすむの
で、全体の処理効率の向上を図ることができる。

【００８６】［実施例３］前述の実施例では、小さな文
字を入力する場合にも大きな図形を入力する場合にも同
一のサンプリング速度が選択されてしまう。しかし、大
きな図形を入力する場合には、文字に比べて大まかな入
力で十分な場合も多い。そこで、入力ストロークの大き
さによってサンプリング速度の切り換えの処理を変更す
ることにより、さらに低消費電力化を図ることができ
る。

【００８７】本実施例においては、各ストロークの大き
さを検出して、一定の大きさ以上のストロークの場合に
は、再度サンプリング速度を変更する、という動作を行
なう。

【００８８】本実施例の座標入力装置の構成は前述の実
施例における構成と同様であり、説明を省略する。さら
に、入力誤差推定処理は、前述の実施例２における処理
と同様であり、説明を省略する。

【００８９】＜ストローク大きさ判定手順の説明（図１
７）＞図１７は、１ストローク分の座標入力時の様子を
示す図であり、同図に従ってストロークの大きさ判定手
順の説明を行なう。

【００９０】９０は、ペンダウンされて一番はじめに入
力された座標ｄｏｔ（０）であり、座標値は（ｘ
（０），ｘ（０））である。９１は、ｎ番目に入力され
た座標ｄｏｔ（ｎ）であり、座標値は（ｘ（ｎ），ｙ
（ｎ））である。９２は、入力座標点を順次直線で結ん
だストロークの一部分である。

【００９１】手順の説明を行なうと、まず、座標入力が
行なわれる毎に、式（１１）、式（１２）を用いて、ｄ
ｏｔ（０）の入力との差分を計算する。

【００９２】 ｄｅｌｔａ＿ｘ＝ｘ（ｎ）−ｘ（０） （１１） ｄｅｌｔａ＿ｙ＝ｙ（ｎ）−ｙ（０） （１２） 次に、差分値ｄｅｌｔａ＿ｘ、ｄｅｌｔａ＿ｙを、予め
定められた文字外形限界値と比較する。本実施例では、
文字外形限界値はｘ軸、ｙ軸共に３０ｍｍ設定されてい
る。ここで、差分値が外形限界値より小さい場合には、
入力中のストロークは文字入力だと判断される。一方、
差分値の方が大きい場合には、図形入力のストロークだ
と判定される。

【００９３】なお、上記の大きさの比較に、座標値の差
分ではなく、２点間の距離を用いていてももちろんよ
い。

【００９４】＜ストローク入力処理の説明（図１９，２
０，２１）＞図１９〜２１は、ストローク入力を行なう
時のＣＰＵ１０の処理の流れを示すフローチャートであ
り、同図を用いて説明を行なう。

【００９５】まず、ステップｓ１５０〜ステップｓ１５
５では、入力が開始されたストロークのサンプリング周
期の設定を行なう。ステップｓ１５０〜ステップｓ１５
５の処理は、前述の実施例２のステップｓ１３０〜ステ
ップｓ１３５の処理と同一であり、説明を省略する。

【００９６】続く、ステップｓ１５６〜ステップｓ１６
０では、ストロークの大きさを判定しながら、座標入力
を行なう。

【００９７】ステップｓ１５６では、デジタイザ演算処
理部５１より座標データの入力を行ない、バッファ領域
に格納する。また、座標点数カウンタの値のインクリメ
ントも同時に行なう。ステップｓ１５７では、上述のス
トローク大きさ判定の手順にしたがって、差分値の計算
を行なう。続くステップｓ１５８ではスムージング計算
を行なう。ステップｓ１５９ではペンアップされたか判
定し、肯定であればステップｓ１６８へ、否定であれば
ステップｓ１６０へ進む。ステップｓ１６０では、ステ
ップｓ１５６の差分計算の結果が文字外形限界値を越え
たか判定し、肯定であればステップｓ１６１へ、否定で
あればステップｓ１５６へ進む。すなわち、ストローク
の大きさが文字外形限界値以下である場合は、ステップ
ｓ１５６〜ステップｓ１６０を繰り返して座標の入力を
行なう。ここでは、高速な座標入力とスムージング計算
によって入力誤差が低減され、文字認識処理に適した座
標入力ができる。

【００９８】以下のステップｓ１６１〜ステップｓ１６
８は、ストロークの大きさが文字外形限界値以上である
と判定された場合の処理である。ここで、入力誤差が少
ない場合は、サンプリング周期をさらに低速にし、スム
ージング計算を省略することで、消費電力の低減、処理
効率の向上を図る。

【００９９】ステップｓ１６１では、ステップｓ１５４
の結果を用いてサンプリング周期を再変更するか判定
し、肯定であればステップｓ１６２へ、否定であればス
テップｓ１６５へ進む。

【０１００】ステップｓ１６２〜ステップｓ１６４で
は、サンプリング周期を低速に設定して座標入力処理を
行なう。

【０１０１】ステップｓ１６２では、サンプリング周期
の再設定を行なう。ステップｓ１６３では、ステップｓ
１５６の処理と同様に座標入力を行なう。続くステップ
ｓ１６４では、ペンアップされたか判定し、肯定であれ
ばステップｓ１６８へ、否定であればステップｓ１６３
へ進み、繰り返し座標の入力を行なう。

【０１０２】一方、ステップｓ１６５〜ステップｓ１６
７は、入力誤差が多いと判断された場合の処理であり、
ステップｓ１５５で設定したサンプリング周期で座標入
力を行なう。

【０１０３】ステップｓ１６５では、ステップｓ１５６
の処理と同様に座標入力を行なう。ステップｓ１６６で
は、ステップｓ１５８と同様に、スムージング計算を行
なう。続くステップｓ１６７では、ペンアップされたか
判定し、肯定であればステップｓ１６８へ、否定であれ
ばステップｓ１６５へ進む。

【０１０４】ステップｓ１６８では、ステップｓ１５
５。ステップｓ１６２で変更したサンプリング周期を標
準状態に戻し、処理を終了する。

【０１０５】続いて、ステップｓ１６８におけるサンプ
リング周期の再設定処理について、図１８を用いて説明
する。

【０１０６】図中、７６は入力誤差推定処理で求められ
た入力誤差、７７は設定するサンプリング周期である。
７８はタイマ５３の設定値である。

【０１０７】例えば、入力誤差が０．２ｍｍ以下の場合
には、入力のゆれが少ない状況であるので、サンプリン
グ周期を高速時の約半分に設定する。一方、入力誤差が
０．２ｍｍ以上の場合には、入力誤差の影響を減らすた
め、実施例２で設定したサンプリング周期のままで入力
を行なう。

【０１０８】以上説明したように、本実施例によれば、
入力ストロークの大きさによってサンプリング速度の切
り換えの処理を変更することができるので、自然な入力
を維持したままで、さらに低消費電力化を図ることが可
能となる。

【０１０９】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、様々な構成に応用することができる。例
えば、実施例では座標入力手段として超音波デジタイザ
を用いたが、抵抗膜方式、静電結合方式、電磁誘導方式
等のデジタイザであってもよい。デジタイザの入力処理
を直接にＣＰＵが制御する構成であってもよい。また、
入力誤差の推定方法も各実施例に限定されるものではな
く、様々に組み合わせることができる。例えば、起動時
のサンプリング速度を決定する実施例の入力誤差推定処
理として、実施例２で説明した方法を用いることもでき
る。

【０１１０】さらに、本発明は、複数の機器から構成さ
れるシステムに適用しても１つの機器から成る装置に適
用しても良い。また、本発明は、システム或は装置にプ
ログラムを供給することによって達成される場合にも適
用できることはいうまでもない。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る座標
入力装置は、入力された座標列から各座標点の入力誤差
を推定し、入力誤差量に応じてサンプリング速度を制御
することにより、ユーザの入力誤差が少ない場合にはサ
ンプリング回数を減らすことができるので、 （１）入力品位を低下することなく消費電力を低減でき
る （２）入力処理に要する計算の負荷が減るため、全体の
処理効率の向上が図れるという効果がある。

【０１１２】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における座標入力装置の起動時の入力
制御を示すフローチャートである。

【図２】実施例１における座標入力装置の本体の制御回
路の概略構成を示すブロック図である。

【図３】実施例１における座標入力装置の本体の電源回
路の概略構成を示すブロック図である。

【図４】実施例１における座標入力装置の接続部の断面
図及び回路図である。

【図５】実施例１における座標入力装置の子機の制御回
路の概略構成を示すブロック図である。

【図６】実施例１における座標入力装置の光通信プレー
ンの制御を示すフローチャートである。

【図７】実施例１における座標入力装置の本体の外観斜
視図である。

【図８】実施例１における座標入力装置の超音波デジタ
イザの概略構成を示すブロック図である。

【図９】実施例１における座標入力装置の座標入力処理
を示すフローチャートである。

【図１０】実施例１における座標入力装置の座標入力処
理を示すフローチャートである。

【図１１】実施例１における座標入力装置の起動時の入
力の様子を説明する図である。

【図１２】実施例１における座標入力装置のサンプリン
グ速度の設定を説明する図である。

【図１３】実施例２における座標入力装置のストローク
入力の様子を示す図である。

【図１４】実施例２における座標入力装置の入力制御を
示すフローチャートである。

【図１５】実施例２における座標入力装置の入力制御を
示すフローチャートである。

【図１６】実施例２における座標入力装置のサンプリン
グ速度の設定を説明する図である。

【図１７】実施例３における座標入力装置のストローク
入力の様子を示す図である。

【図１８】実施例３における座標入力装置のサンプリン
グ速度の設定を説明する図である。

【図１９】実施例３における座標入力装置の入力制御を
示すフローチャートである。

【図２０】実施例３における座標入力装置の入力制御を
示すフローチャートである。

【図２１】実施例３における座標入力装置の入力制御を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０，１００ ＣＰＵ １４ デジタイザ制御部 １５ 入力ペン １６ デジタイザ １７ ＬＣＤコントローラ １９ ＬＣＤ ２４，１１０ 通信コントローラ ２５，２６，１１１，１１２ 光ドライバ／レシーバ ２７，２８，１１３，１１４ ＬＥＤ ２９ 接続探知部 ３５，１１９ 電極 ５１ 演算処理部 ５２ 振動子駆動回路 ５３ タイマ ５４ 超音波振動子 ５５ ペン先 ５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ センサ ５７ 反射防止部材 ５８ タブレット

フロントページの続き (72)発明者 長崎 克彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松林 一弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 森 重樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 原田 隆史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期的に座標を入力する座標入力装置で
   あって、 入力手段を駆動する周期を決定する周期決定手段と、 該決定手段により決定される駆動周期で座標を入力する
   入力手段と、 該入力手段により入力された座標群から入力状況を推定
   する推定手段と、 前記推定手段の結果に応じて前記駆動周期を決定すべ
   く、前記周期決定手段を制御する手段と、を備えること
   を特徴とする座標入力装置。
2. 【請求項２】 前記推定手段は、前記入力手段により入
   力された座標により形成される入力軌跡を検出する軌跡
   検出手段を含み、前記制御手段は、前記軌跡検出手段に
   より検出された軌跡に応じて周期決定手段を制御するこ
   とを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
3. 【請求項３】 前記推定手段は、入力させる所定の図形
   を表示する表示手段と、入力された座標群から形成され
   る軌跡を検出する検出手段と、該表示手段により表示さ
   れる所定の図形と、前記検出手段により検出される軌跡
   との誤差を算出する誤差算出手段とを含み、前記制御手
   段は、前記誤差算出手段により算出される誤差に応じて
   前記周期決定手段を制御することを特徴とする請求項２
   記載の座標入力装置。
4. 【請求項４】 前記推定手段は、入力された座標に基づ
   いて予測座標値を算出する予測手段と、該予測手段によ
   り予測された座標値と、前記入力手段により入力された
   座標値との予測誤差を算出する予測誤差算出手段を含
   み、前記制御手段は、前記予測誤差に応じて前記周期決
   定手段を制御することを特徴とする請求項２記載の座標
   入力装置。
5. 【請求項５】 前記予測誤差算出手段は、前記検出手段
   により検出された軌跡のストローク毎に誤差を算出する
   ことを特徴とする請求項４記載の座標入力装置。
6. 【請求項６】 前記推定手段は検出された軌跡に基づい
   てストロークの長さを判定する判定手段を更に含み、前
   記制御手段は、前記予測誤差算出手段により算出された
   誤差と、前記判定手段により判定されたストロークの長
   さとに応じて周期決定手段を制御することを特徴とする
   請求項４記載の座標入力装置。
7. 【請求項７】 前記入力手段は、超音波振動を発生する
   振動発生手段と、該振動発生手段により発生した振動を
   伝播する伝播体と、該伝播体を伝播する振動を検知する
   検知手段と、該検知手段により検知された振動ｗの遅延
   時間を基に、振動の入力された位置を算出する手段とを
   含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
   の座標入力装置。
8. 【請求項８】 周期的に座標を入力する座標入力装置の
   制御方法であって、 入力手段を駆動する周期を決定する周期決定工程と、 該決定工程により決定される駆動周期で座標を入力する
   入力工程と、 該入力工程により入力された座標群から入力状況を推定
   する推定工程と、 前記推定工程の結果に応じて前記駆動周期を決定すべ
   く、前記周期決定工程を制御する工程と、を備えること
   を特徴とする座標入力装置の制御方法。
9. 【請求項９】 前記推定工程は、前記入力工程により入
   力された座標により形成される入力軌跡を検出する軌跡
   検出工程を含み、前記制御工程は、前記軌跡検出工程に
   より検出された軌跡に応じて周期決定工程を制御するこ
   とを特徴とする請求項８記載の座標入力装置の制御方
   法。
10. 【請求項１０】 前記推定工程は、入力させる所定の図
    形を表示する表示工程と、入力された座標群から形成さ
    れる軌跡を検出する検出工程と、該表示工程により表示
    される所定の図形と、前記検出工程により検出される軌
    跡との誤差を算出する誤差算出工程とを含み、前記制御
    工程は、前記誤差算出工程により算出される誤差に応じ
    て前記周期決定工程を制御することを特徴とする請求項
    ９記載の座標入力装置の制御方法。
11. 【請求項１１】 前記推定工程は、入力された座標に基
    づいて予測座標値を算出する予測工程と、該予測工程に
    より予測された座標値と、前記入力工程により入力され
    た座標値との予測誤差を算出する予測誤差算出工程を含
    み、前記制御工程は、前記予測誤差に応じて前記周期決
    定工程を制御することを特徴とする請求項９記載の座標
    入力装置の制御方法。
12. 【請求項１２】 前記予測誤差算出工程は、前記検出工
    程により検出された軌跡のストローク毎に誤差を算出す
    ることを特徴とする請求項１１記載の座標入力装置の制
    御方法。
13. 【請求項１３】 前記推定工程は検出された軌跡に基づ
    いてストロークの長さを判定する判定工程を更に含み、
    前記制御工程は、前記予測誤差算出工程により算出され
    た誤差と、前記判定工程により判定されたストロークの
    長さとに応じて周期決定工程を制御することを特徴とす
    る請求項１１記載の座標入力装置の制御方法。