(57)【要約】【課題】タブレット装置等においてペン先のより正確な位置座標を得る技術を提供する。【解決手段】ペン入力される第１の入力装置と、タッチパネル入力をされる第２の入力装置と、前記第１の入力装置で検出される第１の座標を、前記第２の入力装置で検出される第２の座標に基づいて補正する補正処理部とを備えた情報機器。また、ペン入力される第１の入力工程と、タッチパネル入力をされる第２の入力工程と、前記第１の入力工程で検出される第１の座標を、前記第２の入力工程で検出される第２の座標に基づいて補正する補正工程とを含む情報処理方法。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペン入力される第１の入力装置と、
タッチパネル入力をされる第２の入力装置と、
前記第１の入力装置で検出される第１の座標を、前記第２の入力装置で検出される第２の座標に基づいて補正する補正処理部と
を備えた情報機器。
【請求項２】
前記補正処理部は、前記第１の座標と前記第２の座標の差に比例する計算に基づいて補正する請求項１に記載の情報機器。
【請求項３】
前記補正処理部は、前記第２の座標が検出されない場合は前記第１の座標の補正を抑止する請求項１または請求項２に記載の情報機器。
【請求項４】
前記第１の入力装置は、電磁誘導方式のデジタイザ入力装置である請求項１に記載の情報機器。
【請求項５】
前記第２の入力装置は、静電容量方式のタッチパネル入力装置である請求項１に記載の情報機器。
【請求項６】
ペン入力される第１の入力工程と、
タッチパネル入力をされる第２の入力工程と、
前記第１の入力工程で検出される第１の座標を、前記第２の入力工程で検出される第２の座標に基づいて補正する補正工程と
を含む情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、情報機器及び情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タブレット装置等においては、ペン傾きに起因する入力誤差を補正し、ペン先の正確な位置座標を得るという課題がある。この解決手段としてあるタブレット装置は、磁界を発生することによりデータを入力するペンと、パネル内に２層のセンスコイルを互いに所定の距離だけ離してＸＹ方向にマトリックス状にそれぞれ配置したタブレットと、ペンのデータ入力時に発生する磁界によって各２層のセンスコイルにそれぞれ誘起する誘導起電力を検出しＸＹ方向に対してそれぞれ二箇所のピーク位置を検出するピーク位置検出用ＣＰＵと、検出された各二箇所のピーク位置と２層のセンスコイル間の距離及び上層のセンスコイルとタブレット表面間の距離からタブレット面に指示されたペン先のＸＹ方向に対する位置座標を算出する座標算出用ＣＰＵとを備えている。
【０００３】
しかしながらこの先行技術は、ペンの傾きをペンからの垂直距離がことなる２つのデジタイザの磁界強度分布の差分からペン角度を算出し、座標位置を補正するものである。先行技術の課題は2つのデジタイザの垂直距離が近接している場合に磁界分布の差分を検出することが困難となる。また、近接配置時にはコイル間の干渉により正確な磁界の位置が独立に検出できず、端末の薄型化には向かないという問題点がある。
【０００４】
タブレット装置等においてペン先のより正確な位置座標を得る技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０５３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施の形態は、タブレット装置等においてペン先のより正確な位置座標を得る技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、実施形態によれば情報機器は、ペン入力される第１の入力装置と、タッチパネル入力をされる第２の入力装置と、前記第１の入力装置で検出される第１の座標を、前記第２の入力装置で検出される第２の座標に基づいて補正する補正処理部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の電子機器の外観の一例を示す斜視図。
【図２】実施形態の電子機器のシステム構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態のデジタイザの検出磁界特性を説明するために示す特性図。
【図４】同実施形態の概念図。
【図５】同実施形態に用いられる座標補正フローチャート。
【図６】同実施形態の角度可変概念図。
【図７】同実施形態に用いられる要部の詳細角度可変時の比率を示す説明図。
【図８】図６、図７を補足説明するために示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、情報機器の一実施形態である電子機器の外観を示す斜視図である。この電子機器は、例えば、ペンまたは指によって手書き入力可能なペン・ベースの携帯型電子機器である。この電子機器は、タブレットコンピュータ、ノートブック型パーソナルコンピュータ、スマートフォン、ＰＤＡ等として実現され得る。以下では、この電子機器がタブレットコンピュータ１０として実現されている場合を想定する。タブレットコンピュータ１０は、タブレットまたはストレートコンピュータとも称される携帯型電子機器であり、図１に示すように、本体１１とタッチスクリーンディスプレイ１７とを備える。タッチスクリーンディスプレイ１７は、本体１１の上面に重ね合わせるように取り付けられている。
【００１１】
本体１１は、薄い箱形の筐体を有している。タッチスクリーンディスプレイ１７には、フラットパネルディスプレイと、フラットパネルディスプレイの画面上のペンまたは指や手の接触位置を検出するように構成されたセンサとが組み込まれている。フラットパネルディスプレイは、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）であってもよい。センサとしては、例えば、静電容量方式のタッチパネル、電磁誘導方式のデジタイザなどを使用することができる。以下では、デジタイザとタッチパネルの２種類のセンサの双方がタッチスクリーンディスプレイ１７に組み込まれている場合を想定する。
【００１２】
デジタイザおよびタッチパネルタッチの各々は、フラットパネルディスプレイの画面を覆うように設けられる。このタッチスクリーンディスプレイ１７は、指を使用した画面に対するタッチ操作のみならず、ペン１００を使用した画面に対するタッチ操作も検出することができる。ペン１００は例えば電磁誘導ペンであってもよい。ユーザは、外部オブジェクト（ペン１００又は指）を使用してタッチスクリーンディスプレイ１７上で手書き入力操作を行うことができる。手書き入力操作中においては、画面上の外部オブジェクト（ペン１００又は指）の動きの軌跡、つまり手書き入力操作によって手書きされるストロークの軌跡（筆跡）がリアルタイムに描画され、これによって各ストロークの軌跡が画面上に表示される。外部オブジェクトが画面に接触されている間の外部オブジェクトの動きの軌跡が１ストロークに相当する。手書きされた文字または図形などに対応する多数のストロークの集合、つまり多数の軌跡（筆跡）の集合が手書き文書を構成する。
【００１３】
本実施形態では、この手書き文書は、イメージデータではなく、各ストロークの軌跡の座標列とストローク間の順序関係を示す時系列情報として記憶媒体に保存される。この時系列情報は、概して、複数のストロークにそれぞれ対応する時系列のストロークデータの集合を意味する。各ストロークデータは、ある一つのストロークに対応し、このストロークの軌跡上の点それぞれに対応する座標データ系列（時系列座標）を含む。これらストロークデータの並びの順序は、ストロークそれぞれが手書きされた順序つまり筆順に相当する。
【００１４】
タブレットコンピュータ１０は、記憶媒体から既存の任意の時系列情報を読み出し、この時系列情報に対応する手書き文書、つまりこの時系列情報によって示される複数のストロークそれぞれに対応する軌跡を画面上に表示することができる。さらに、タブレットコンピュータ１０は編集機能を有している。この編集機能は、「消しゴム」ツール、範囲指定ツール、および他の各種ツール等を用いたユーザによる編集操作に応じて、表示中の手書き文書内の任意のストロークまたは任意の手書き文字等を削除または移動することができる。さらに、この編集機能は、幾つかの手書き操作の履歴を取り消す機能も含んでいる。
【００１５】
本実施形態では、時系列情報（手書き文書）は、１つまたは複数のページとして管理されうる。この場合、時系列情報（手書き文書）を１つの画面に収まる面積単位で区切ることによって、１つの画面に収まる時系列情報のまとまりを１つのページとして記録してもよい。あるいは、ページのサイズを可変できるようにしてもよい。この場合、ページのサイズは１つの画面のサイズよりも大きい面積に広げることができるので、画面のサイズよりも大きな面積の手書き文書を一つのページとして扱うことができる。１つのページ全体をディスプレイに同時に表示できない場合は、そのページを縮小するようにしてもよいし、縦横スクロールによってページ内の表示対象部分を移動するようにしてもよい。
【００１６】
図２は、タブレットコンピュータ１０のシステム構成を示す図である。
タブレットコンピュータ１０は、図２に示されるように、ＣＰＵ１０１、システムコントローラ１０２、主メモリ１０３、グラフィクスコントローラ１０５、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０５、不揮発性メモリ１０６、無線通信デバイス１０７、エンベデッドコントローラ（ＥＣ）１０８等を備える。
【００１７】
ＣＰＵ１０１は、タブレットコンピュータ１０内の各種モジュールの動作を制御するプロセッサである。ＣＰＵ１０１は、ストレージデバイスである不揮発性メモリ１０６から主メモリ１０３にロードされる各種ソフトウェアを実行する。これらソフトウェアには、オペレーティングシステム（ＯＳ）２０１、および各種アプリケーションプログラムが含まれている。アプリケーションプログラムには、デジタルノートブックアプリケーションプログラム２０２が含まれている。このデジタルノートブックアプリケーションプログラム２０２は、上述の手書き文書を作成および表示する機能、手書き文書を編集する機能、および文字・図表認識機能等を有している。
【００１８】
また、ＣＰＵ１０１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０５に格納された基本入出力システム（ＢＩＯＳ）も実行する。ＢＩＯＳは、ハードウェア制御のためのプログラムである。
【００１９】
システムコントローラ１０２は、ＣＰＵ１０１のローカルバスと各種コンポーネントとの間を接続するデバイスである。システムコントローラ１０２には、主メモリ１０３をアクセス制御するメモリコントローラも内蔵されている。また、システムコントローラ１０２は、ＰＣＩ  ＥＸＰＲＥＳＳ規格のシリアルバスなどを介してグラフィクスコントローラ１０４との通信を実行する機能も有している。
【００２０】
グラフィクスコントローラ１０４は、本タブレットコンピュータ１０のディスプレイモニタとして使用されるＬＣＤ１７Ａを制御する表示コントローラである。このグラフィクスコントローラ１０４によって生成される表示信号はＬＣＤ１７Ａに送られる。ＬＣＤ１７Ａは、表示信号に基づいて画面イメージを表示する。このＬＣＤ１７Ａ上にはタッチパネル１７Ｂおよびデジタイザ１７Ｃが配置されている。タッチパネル１７Ｂは、ＬＣＤ１７Ａの画面上で入力を行うための静電容量式のポインティングデバイスである。指や手が接触される画面上の接触位置および接触位置の動き等はタッチパネル１７Ｂによって検出される。デジタイザ１７ＣはＬＣＤ１７Ａの画面上で入力を行うための電磁誘導式のポインティングデバイスである。ペン１００が接触される画面上のペン１００の位置（座標）およびペン１００の位置の動き等はデジタイザ１７Ｃによって検出される。デジタイザ１７Ｃは、画面上のペン１００の位置を示す座標を出力する。
【００２１】
無線通信デバイス１０７は、無線ＬＡＮまたは３Ｇ移動通信などの無線通信を実行するように構成されたデバイスである。ＥＣ１０８は、電力管理のためのエンベデッドコントローラを含むワンチップマイクロコンピュータである。ＥＣ１０８は、ユーザによるパワーボタンの操作に応じて本タブレットコンピュータ１０を電源オンまたは電源オフする機能を有している。
【００２２】
さて背景として本実施形態は、ペン入力の情報機器、ペン入力装置の座標補正手段に関するものである。本実施形態の要点を図３〜７を用いて説明する。本実施形態は電磁誘導方式のデジタイザ入力装置、例えばタブレットコンピュータ１０において、ペンの傾斜による座標点の位置ずれの自動補正機能を実現するものである。
【００２３】
図３にデジタイザの磁界特性の特徴を示す。図３記載のデジタイザ入力装置においてペン座標の位置はLCD背面に実装されたセンサが受ける磁界強度により決定される。このため図３（ａ）のようにペンをLCD面に対して垂直に置いた場合は、座標点とペン先の位置は一致する。他方図３（ｂ）のようにペンをLCD面に対して傾斜させた場合、センサ面の磁界強度が最大となる点とペン先のずれが生じる。このため、使用者の意図した位置に線が描けないという課題が生じる。
【００２４】
従来製品では、使用者が右利きであるか、左利きであるかの設定を予め使用者に選択させることにより、座標点を左側、右側にずらすことで、座標点に線が描けないという課題を軽減させる手法として用いているものがある。従来手法では、ペンが垂直の場合に座標点がずれてしまう点、また、タブレットのような携帯情報機器の場合、ペンの角度が様々に変化する点に対応できず、課題が生じる。
【００２５】
先行技術では2つの積層されたデジタイザを用いて、検出された磁界分布の差異からペン角度を推定し、デジタイザの座標点の補正を行うものがある。この先行技術は2つのデジタイザユニットが相互に影響し合わないことが前提であり、積層の距離を十分にとる必要がある。従って、携帯情報端末に実装した場合は端末が薄型化できない課題が生じる。
【００２６】
本実施形態では、端末の薄型化とペン傾斜によるデジタイザの位置ずれを自動で補正する手段を構成する。図４に本実施の形態を示す。本実施形態は電磁誘導方式のデジタイザ入力装置と、静電誘導方式のタッチパネル入力装置と、デジタイザにより入力された座標点を表示する表示装置からなる携帯情報機器上で実現される。
【００２７】
図４のようにペンを傾斜させた場合、図３（ｂ）に示したようにペン先と検出される座標点に差異を生じる。タブレットデバイスの様な大画面デバイスでは、図４のように画面に手（ｈａｎｄ）を置いてペン入力を実施する場合が多く、手の位置を静電容量方式のタッチパネルで検出可能となる。デジタイザはペンから発生する磁界のみを検出し、タッチパネルは手の誘電体の位置のみを検出するため、両入力装置は近接していても互いにセンシングの独立性が保たれる。
【００２８】
ペン先の位置をa’、デジタイザで検出される座標位置をａ、タッチパネルでセンシングされる手の位置をbとする。このとき入力ペンが直線形状ならば、a’はaとbを結ぶ延長線上に存在することになる。補正する範囲はデジタイザの入力角度限界をθL、ペン先からデジタイザのセンサコイルまでの距離をdとすると、dcosθLで表現される。
【００２９】
図５に座標補正処理のフローチャートを示す。主メモリ１０３上に展開されたアプリケーションプログラムを用いたＣＰＵ１０１による補正処理部としての処理である。図４のaとbの位置関係から補正座標a’の方向を決定すればよい。a=bの場合は補正せず、a>bの場合はa+w dcosθL位置に補正し、a>bの場合はa-w dcosθL位置に補正すればよい。このときwはペンの角度に依存した比例係数であり、w= (a-b)/PLで表現できる。このwの根拠は後述する。
【００３０】
また、タッチパネルに座標情報がない場合、すなわち手がタッチパネル上に存在しない場合は補正を実施しない。これは、手のブレにより緻密なペン入力は出来ないため、座標補正の精度が必要ないと判断可能なためである。
【００３１】
ステップＳ５１：  ペン１００をデジタイザ１７Ｃで検出すると、位置aを入力する。
ステップＳ５２：  次にタッチパネル１７Ｂで位置bを入力する。位置bを入力した場合は（ステップＳ５２のＹｅｓ）、次のステップＳ５３へ進み、位置bを入力しない場合は（ステップＳ５２のＮｏ）ステップＳ５４へ飛ぶ。
【００３２】
ステップＳ５３：  a=bか判定し、Ｙｅｓなら次のステップＳ５４へ進み、ＮｏならステップＳ５５へ飛ぶ。
ステップＳ５４：  補正座標a’の値をaとしてペン先の位置の決定を終える。
ステップＳ５５：  a>bか判定し、Ｙｅｓなら次のステップＳ５６へ進み、ＮｏならステップＳ５８へ飛ぶ。
ステップＳ５６：  w= (a-b)/PLを計算する。
ステップＳ５７：  補正座標a’の値をa+w dcosθLとしてペン先の位置の決定を終える。
ステップＳ５８：  w= (a-b)/PLを計算する。
ステップＳ５９：  補正座標a’の値をa-w dcosθLとしてペン先の位置の決定を終える。
次に図６、７を用いて傾斜時の重みwの算出根拠を示す。同一人物がペン入力を実施している場合、図６に示すようにペン角度θ（θ'）と手（ｈａｎｄ）の位置は相関がある。
【００３３】
図７は図６を幾何学的に表したものである。図７において三角形の相似性からdcosθ' =c’i’/(L-c’)とあらわすことができる。同様にdcosθ =ci/(L-c)と表すことができることから、dcosθ'：dcosθ＝ c’i’/(L-c’) ：ci/(L-c)となる。
【００３４】
本実施形態の場合、デジタイザのセンサ高さと手の高さはL>>cと仮定することができるので、分母のcの項は無視できる。従って上記の式はdcosθ'：dcosθ＝ c’i’：ciのように書き直すことが可能となる。
【００３５】
ここで、位置ずれの影響が顕著となるペンの傾斜が大きい場合にはcの影響はほぼ無視できるため、dcosθ'：dcosθ＝ i’：iと考えられる。すなわち、手とセンサの距離（図４中のa-b）に比例すると言える。従って、重みwはa-bに比例する関数：w=ABS(a-b)/PLと表現可能である。
【００３６】
図８は、図６、図７を補足説明するために示す図である。三角形の相似からの算出である。即ち、△ABC  ∽  △A’B’C’  なのでd cosθ’：c’ = i’ :  (L - c’)、d cosθ’ = c’i’ / (L - c’)である。
【００３７】
本実施形態のwの関数表現は一例であり、実施形態を制限するものではない。即ちwは重み付けなので、他にも方法はある。例えば単純に図6、図７のiの長さに比例させても可能である。
【００３８】
また、本実施形態を携帯情報端末を例に説明を実施したが、構成要素を満たせば携帯情報端末に限定するものではない。
（実施形態の要旨と効果）
本実施形態は、電磁誘導方式のペン入力装置における、ペン傾斜時の検出座標点とペン先のズレを、タッチパネルで検出した手の位置を用いて補正するものである。
本実施形態は誘電体を検出するタッチパネルと電磁ペンを検出するデジタイザの2つの異なるセンサを用いることで近接配置が可能であり、端末の薄型化が可能となる。ペン角度が検出可能な薄型端末が簡易に実現可能となる。
【００３９】
（１）．端末の薄型化を実現しつつ、デジタイザのペン傾斜による位置ずれを補正可能にした。
（２）．任意のペン角度において、自動で補正できるようにした。
（３）．ペン入力機能つきタブレットデバイスにおいて、特殊はデバイスを用いずに座標補正を実現可能にした。
（実施形態のポイント）
以下のような（携帯）情報機器について説明した。
（１）．  磁界を発生させる電子ペンと電子ペンから発生した磁界を検出するセンサ部からなる電磁誘導方式デジタイザ入力装置と誘電体を検出する静電容量方式タッチパネル入力装置と座標を算出可能なコントローラICと座標を表示する表示部を有する携帯情報機器において、前記電子ペンはペン先から距離ｄの位置に磁界を発生させるコイル部を有し、前記デジタイザ入力装置と前記タッチパネル入力装置は互いに独立した座標検出が可能であり、前記デジタイザ入力装置が検出した座標点と前記タッチパネル入力装置が検出した座標点を結ぶ延長上であり、かつ、前記電子ペンの動作傾斜角度限界をθLとした場合に、前記デジタイザ入力装置が検出する座標を中心とするｄcosθLの範囲以内に表示座標点を補正することを特徴とする携帯情報機器
【００４０】
（２）．  （１）の携帯情報機器において、（１）の表示座標点は前記デジタイザ入力装置の検出座標とタッチパネル検出座標との距離：i、ペンの長さ：PLとして(i/PL)ｄcosθLの位置に表示座標点を補正することを特徴とする携帯情報機器
【００４１】
（３）．  （１）、（２）の携帯情報機器において、前記タッチパネル入力装置において、検出された座標情報がない場合、請求項１記載の表示点座標補正を実施しないことを特徴とした携帯情報機器
【００４２】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係わる構成要素を適宜組み合わせても良いものである。
【符号の説明】
【００４３】
１０…タブレットコンピュータ、１７…タッチスクリーンディスプレイ、１７Ａ…ＬＣＤ、１７Ｂ…タッチパネル、１７Ｃ…デジタイザ、１００…ペン、１０１…ＣＰＵ、１０３…主メモリ、１０４…グラフィクスコントローラ、１０６…不揮発性メモリ、２０１…オペレーティングシステム、２０２…デジタルノートブックアプリケーションプログラム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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