(57)【要約】【課題】画像表示面から離れた位置から画像表示装置への入力を行う電子ペンの使い勝手を向上する。【解決手段】電子ペン５０は、受光する光量に応じた大きさの受光信号を発生する受光素子５２、５４と、受光素子５２、５４から出力される受光信号にもとづき座標基準信号を発生する同期検出部５６と、受光信号と座標基準信号とにもとづき位置座標を算出する座標算出部５７と、受光信号にもとづき画像表示装置３０までの距離を判定する距離判定部９１とを備える。そして、同期検出部５６で使用する受光信号と、座標算出部５７において位置座標の算出に用いる受光信号と、距離判定部９１において距離の判定に用いる受光信号とは互いに異なる信号である。【選択図】図１
2014203426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光する光量に応じた大きさの受光信号を発生する受光素子と、
受光素子から出力される受光信号にもとづき座標基準信号を発生する同期検出部と、
前記受光信号と前記座標基準信号とにもとづき位置座標を算出する座標算出部と、
前記受光信号にもとづき画像表示装置までの距離を判定する距離判定部と、
を備え、
前記同期検出部で使用する受光信号と、前記座標算出部において前記位置座標の算出に用いる受光信号と、前記距離判定部において距離の判定に用いる受光信号とは互いに異なる信号である
ことを特徴とする電子ペン。
【請求項２】
前記同期検出部は、
前記距離判定部に前記受光信号の受け入れを許可する距離検出信号を発生するとともに、
前記座標基準信号と前記距離検出信号とを互いに異なるタイミングで発生する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
【請求項３】
前記距離判定部は、前記距離検出信号にもとづき受け入れた受光信号を、あらかじめ設定された距離しきい値と比較して前記距離を判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の電子ペン。
【請求項４】
前記画像表示装置から離れた位置で前記画像表示装置に生じる発光を受光するための集光レンズを備えたアタッチメントを着脱可能に装着し、
前記アタッチメントを装着したときのみ前記距離判定部が動作する
ことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の電子ペン。
【請求項５】
前記距離判定部から出力される判定結果は、リセットされるまで維持される
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
【請求項６】
前記同期検出部は、あらかじめ定められたパターンの発光を検出するように構成され、
前記同期検出部は、あらかじめ定められたパターンの発光を所定時間検出できないときに前記リセットを発生する
ことを特徴とする請求項５に記載の電子ペン。
【請求項７】
同期検出サブフィールド、近接用ｙ座標検出サブフィールド、近接用ｘ座標検出サブフィールド、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドおよび遠隔用ｘ座標検出サブフィールドを発生する画像表示装置と、
受光する光量に応じた大きさの受光信号を発生する受光素子を有する電子ペンとを備え、
前記画像表示装置の画像表示領域に、前記電子ペンの位置座標にもとづく位置に描画を行う画像表示システムであって、
前記電子ペンは、
前記近接用ｙ座標検出サブフィールドおよび前記近接用ｘ座標検出サブフィールドにおいて前記画像表示装置に発生する発光、または、前記遠隔用ｙ座標検出サブフィールドおよび前記遠隔用ｘ座標検出サブフィールドにおいて前記画像表示装置に発生する発光のいずれかにもとづき位置座標を算出する座標算出部と、
前記画像表示装置に発生する発光にもとづき前記電子ペンから前記画像表示装置までの距離を判定する距離判定部とを備え、
前記距離判定部は、
前記座標算出部が、前記遠隔用ｙ座標検出サブフィールドおよび前記遠隔用ｘ座標検出サブフィールドの発光にもとづき前記位置座標を算出するときに、
前記近接用ｙ座標検出サブフィールドおよび前記近接用ｘ座標検出サブフィールドの少なくとも一方の発光にもとづき前記電子ペンから前記画像表示装置までの距離を判定する
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項８】
前記同期検出部は、
前記同期検出サブフィールドにおいて前記画像表示装置に発生する発光にもとづき、位置座標を算出するときの基準となる座標基準信号と、前記距離判定部に前記受光信号の受け入れを許可する距離検出信号とを発生するとともに、前記座標基準信号と前記距離検出信号とを互いに異なるタイミングで発生する
ことを特徴とする請求項７に記載の画像表示システム。
【請求項９】
前記距離判定部は、前記距離検出信号にもとづき受け入れた前記受光信号を、あらかじめ設定された距離しきい値と比較して前記距離を判定する
ことを特徴とする請求項８に記載の画像表示システム。
【請求項１０】
前記画像表示装置から離れた位置で前記発光を受光するための集光レンズを備えたアタッチメントを着脱可能に装着し、
前記アタッチメントを装着したときのみ前記距離判定部が動作する
ことを特徴とする請求項７または請求項９に記載の画像表示システム。
【請求項１１】
前記画像表示領域に、検出有効領域と非検出領域とを設け、
前記検出有効領域では、検出した位置座標を前記画像表示装置における描画に用い、
前記非検出領域では、位置座標の検出を行わないか、または検出した位置座標を前記描画に用いず、
前記非検出領域の大きさを、前記距離判定部における判定結果にもとづき変更する
ことを特徴とする請求項７または請求項９に記載の画像表示システム。
【請求項１２】
前記非検出領域の大きさは、リセットされるまで維持される
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像表示システム。
【請求項１３】
前記同期検出部は、前記同期検出サブフィールドの発光を所定時間検出できないときに前記リセットを発生する
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像表示装置に文字や図画を入力する電子ペンおよび電子ペンを備えた画像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置の画像表示面に、「電子ペン」や「ライトペン」と呼ばれるペン型のポインティングデバイスを使用して、文字や図画を手書き入力することができる機能を有するものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、表示画面にライトペンにより直接記入し、画面表示を行う電子黒板に関する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、プラズマディスプレイパネル上の座標位置を光センサを用いて検出するプラズマディスプレイパネルの座標位置検出装置および座標位置検出方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４１４９８号公報
【特許文献２】特開２００１−３１８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、画像表示面から離れた位置から画像表示装置への入力が可能な電子ペンにおいて使い勝手を向上することができる電子ペンおよび電子ペンを備えた画像表示システム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】
本開示における電子ペンは、受光する光量に応じた大きさの受光信号を発生する受光素子と、受光素子から出力される受光信号にもとづき座標基準信号を発生する同期検出部と、受光信号と座標基準信号とにもとづき位置座標を算出する座標算出部と、受光信号にもとづき画像表示装置までの距離を判定する距離判定部とを備える。そして、同期検出部で使用する受光信号と、座標算出部において位置座標の算出に用いる受光信号と、距離判定部において距離の判定に用いる受光信号とは互いに異なる信号である。
【０００８】
また、本開示における電子ペンの同期検出部は、距離判定部に受光信号の受け入れを許可する距離検出信号を発生するとともに、座標基準信号と距離検出信号とを互いに異なるタイミングで発生してもよい。
【０００９】
また、本開示における電子ペンの距離判定部は、距離検出信号にもとづき受け入れた受光信号を、あらかじめ設定された距離しきい値と比較して距離を判定してもよい。
【００１０】
また、本開示における電子ペンは、画像表示装置から離れた位置で画像表示装置に生じる発光を受光するための集光レンズを備えたアタッチメントを着脱可能に装着し、アタッチメントを装着したときのみ距離判定部が動作する構成であってもよい。
【００１１】
また、本開示における電子ペンでは、距離判定部から出力される判定結果が、リセットされるまで維持されてもよい。
【００１２】
また、本開示における電子ペンの同期検出部は、あらかじめ定められたパターンの発光を検出するように構成され、同期検出部は、あらかじめ定められたパターンの発光を所定時間検出できないときにリセットを発生してもよい。
【００１３】
本開示における画像表示システムは、同期検出サブフィールド、近接用ｙ座標検出サブフィールド、近接用ｘ座標検出サブフィールド、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドおよび遠隔用ｘ座標検出サブフィールドを発生する画像表示装置と、受光する光量に応じた大きさの受光信号を発生する受光素子を有する電子ペンとを備え、画像表示装置の画像表示領域に、電子ペンの位置座標にもとづく位置に描画を行う。電子ペンは、近接用ｙ座標検出サブフィールドおよび近接用ｘ座標検出サブフィールドにおいて画像表示装置に発生する発光、または、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドおよび遠隔用ｘ座標検出サブフィールドにおいて画像表示装置に発生する発光のいずれかにもとづき位置座標を算出する座標算出部と、画像表示装置に発生する発光にもとづき電子ペンから画像表示装置までの距離を判定する距離判定部とを備える。そして、距離判定部は、座標算出部が、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドおよび遠隔用ｘ座標検出サブフィールドの発光にもとづき位置座標を算出するときに、近接用ｙ座標検出サブフィールドおよび近接用ｘ座標検出サブフィールドの少なくとも一方の発光にもとづき電子ペンから画像表示装置までの距離を判定する。
【００１４】
また、本開示における画像表示システムの同期検出部は、同期検出サブフィールドにおいて画像表示装置に発生する発光にもとづき、位置座標を算出するときの基準となる座標基準信号と、距離判定部に受光信号の受け入れを許可する距離検出信号とを発生するとともに、座標基準信号と距離検出信号とを互いに異なるタイミングで発生してもよい。
【００１５】
また、本開示における画像表示システムの距離判定部は、距離検出信号にもとづき受け入れた受光信号を、あらかじめ設定された距離しきい値と比較して距離を判定してもよい。
【００１６】
また、本開示における画像表示システムは、画像表示装置から離れた位置で発光を受光するための集光レンズを備えたアタッチメントを着脱可能に装着し、アタッチメントを装着したときのみ距離判定部が動作する構成であってもよい。
【００１７】
また、本開示における画像表示システムは、画像表示領域に、検出有効領域と非検出領域とを設け、検出有効領域では、検出した位置座標を画像表示装置における描画に用い、非検出領域では、位置座標の検出を行わないか、または検出した位置座標を描画に用いず、非検出領域の大きさを、距離判定部における判定結果にもとづき変更する構成であってもよい。
【００１８】
また、本開示における画像表示システムでは、非検出領域の大きさは、リセットされるまで維持されてもよい。
【００１９】
また、本開示における画像表示システムでは、同期検出部が、同期検出サブフィールドの発光を所定時間検出できないときにリセットを発生してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本開示における電子ペンおよび電子ペンを備えた画像表示システムは、画像表示面から離れた位置から画像表示装置への入力を行う際に電子ペンの使い勝手を向上するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における画像表示システムの一構成例を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における画像表示装置に用いるパネルの構造の一例を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１における画像表示装置に用いるパネルの電極配列の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における画像表示サブフィールドにおいてパネルの各電極に印加する駆動電圧波形の一例を概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における座標検出サブフィールにおいてパネルの各電極に印加する駆動電圧波形の一例を概略的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における画像表示システムにおいて電子ペンを近接使用するときの位置座標検出動作の一例を概略的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１における画像表示システムにおいて電子ペンを遠隔使用するときの位置座標検出動作の一例を概略的に示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１における電子ペンおよび電子ペン用アタッチメントの外観を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態１における画像表示システムにおいて電子ペンを近接使用するときの動作の一例を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における画像表示システムにおいて電子ペンを遠隔使用するときの動作の一例を概略的に示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における画像表示システムにおいて電子ペンによる手書き入力を行うときの動作の一例を概略的に示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における画像表示システムにおいて電子ペンをポインタとして使用するときの動作の一例を概略的に示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における電子ペンを遠隔使用しているときの電子ペンの受光範囲の一例を概略的に示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における電子ペンを遠隔使用しているときの電子ペンの受光範囲の他の一例を概略的に示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２における電子ペンを遠隔使用しているときのパネルにおける検出有効領域と非検出領域の一設定例を概略的に示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態２における電子ペンを遠隔使用しているときのパネルにおける検出有効領域と非検出領域の他の設定例を概略的に示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態２における検出座標と表示座標との関係を概略的に示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態２における画像表示システムの一構成例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態における電子ペンについて、図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態では、一例として、本発明の実施の形態における電子ペンを、プラズマディスプレイ装置を構成要素に含む画像表示システムに用いる構成を説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における画像表示システム１００の一構成例を概略的に示す図である。
【００２４】
本実施の形態に示す画像表示システム１００は、画像表示装置３０、描画装置４０、および電子ペン５０を構成要素に含み、電子ペン５０と描画装置４０との間で無線通信を行う。図１には、１本の電子ペン５０を示しているが、画像表示システム１００は複数の電子ペン５０を備えていてもよい。
【００２５】
画像表示装置３０は、画像を表示するディスプレイデバイス、およびそのディスプレイデバイスを駆動する駆動回路を備えている。以下、ディスプレイデバイスとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）１０を有するプラズマディスプレイ装置を画像表示装置３０として用いる例を説明するが、画像表示装置３０は、例えば、液晶パネル、有機ＥＬパネル、ＬＥＤパネル等、他のディスプレイデバイスを用いたものであってもよい。
【００２６】
描画装置４０は、受信部４２と描画部４６を備えている。
【００２７】
電子ペン５０は、第１の受光素子５２、第２の受光素子５４、接触スイッチ５３、複数（または単数）の手動スイッチ８３、同期検出部５６、座標算出部５７、送信部５８、アタッチメント検出スイッチ８６、および距離判定部９１を備えている。なお、図１には、手動スイッチ８３を２つ示しているが、電子ペン５０が備える手動スイッチ８３は２つに限定されない。以下、第１の受光素子、第２の受光素子をそれぞれ単に「受光素子」とも記す。
【００２８】
また、本実施の形態における電子ペン５０は、集光レンズ８４を備えた電子ペン用アタッチメント（以下、単に「アタッチメント」と記す）８０を着脱可能に装着することができる。
【００２９】
以下、まず、画像表示装置３０について図１、図２、図３を用いて説明し、次に画像表示装置３０で発生する駆動電圧波形について図４、図５を用いて説明し、次に電子ペン５０、描画装置４０について説明する。
【００３０】
図１に示すように、画像表示装置３０は、駆動回路として、画像信号処理回路３１、データ電極駆動回路３２、走査電極駆動回路３３、維持電極駆動回路３４、タイミング発生回路３５、および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源回路（図示せず）を備えている。そして、これらの駆動回路によりパネル１０が駆動される。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１における画像表示装置３０に用いるパネル１０の構造の一例を示す分解斜視図である。
【００３２】
ガラス製の前面基板１１上には、走査電極１２と維持電極１３とからなる表示電極対１４が複数形成され、表示電極対１４を覆うように誘電体層１５が形成され、その誘電体層１５上に保護層１６が形成されている。前面基板１１は画像が表示される画像表示面となる。
【００３３】
背面基板２１上にはデータ電極２２が複数形成され、データ電極２２を覆うように誘電体層２３が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁２４が形成されている。隔壁２４の側面および誘電体層２３の表面には蛍光体層２５（赤色（Ｒ）に発光する蛍光体層２５Ｒ、緑色（Ｇ）に発光する蛍光体層２５Ｇ、および青色（Ｂ）に発光する蛍光体層２５Ｂ）が設けられている。
【００３４】
これら前面基板１１と背面基板２１とを、放電空間を挟んで表示電極対１４とデータ電極２２とが交差するように対向配置し、その放電空間に放電ガスを封入する。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態１における画像表示装置３０に用いるパネル１０の電極配列の一例を示す図である。
【００３６】
パネル１０には、第１の方向に延長されたｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図２の走査電極１２）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図２の維持電極１３）が配列され、第１の方向に直交する第２の方向に延長されたｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図２のデータ電極２２）が配列されている。
【００３７】
以下、第１の方向を行方向（または水平方向、またはライン方向、またはｘ座標方向）と呼称し、第２の方向を列方向（または垂直方向、またはｙ座標方向）と呼称する。
【００３８】
１対の走査電極ＳＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）および維持電極ＳＵｉと１つのデータ電極Ｄｊ（ｊ＝１〜ｍ）とが交差した領域に放電セルが１つ形成される。そして、互いに隣接する赤、緑、青の放電セルが一組となって１つの画素を構成する。
【００３９】
図１に示したように、画像信号処理回路３１には、外部から入力される画像信号、描画装置４０から出力される描画信号、およびタイミング発生回路３５から供給されるタイミング信号が入力される。画像信号処理回路３１は、画像信号と描画信号とを合成し、その合成後の信号にもとづき各放電セルに赤、緑、青の各階調値（１フィールドで表現される階調値）を設定し、各階調値を、サブフィールド毎の点灯・非点灯を示す画像データ（発光・非発光をデジタル信号の「１」、「０」に対応させたデータのこと）に変換して出力する。
【００４０】
タイミング発生回路３５は、画像信号として送信されて来る信号から水平同期信号および垂直同期信号を分離し、その水平同期信号および垂直同期信号にもとづき、各回路ブロックの動作を制御する各種のタイミング信号を発生する。そして、発生したタイミング信号をそれぞれの回路ブロック（データ電極駆動回路３２、走査電極駆動回路３３、維持電極駆動回路３４、および画像信号処理回路３１等）へ供給する。
【００４１】
データ電極駆動回路３２は、画像信号処理回路３１から出力される画像データとタイミング発生回路３５から供給されるタイミング信号とにもとづいて駆動電圧波形を発生し、各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに印加する。
【００４２】
維持電極駆動回路３４は、維持パルス発生回路、電圧Ｖｅを発生する回路（図示せず）を備え、タイミング発生回路３５から供給されるタイミング信号にもとづいて駆動電圧波形を発生し、各維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する。
【００４３】
走査電極駆動回路３３は、傾斜波形電圧発生回路、維持パルス発生回路、走査パルス発生回路（図示せず）を備え、タイミング発生回路３５から供給されるタイミング信号にもとづいて駆動電圧波形を発生し、各走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する。
【００４４】
次に、本実施の形態における画像表示装置３０において発生する駆動電圧波形について図４、図５を用いて説明する。
【００４５】
本実施の形態においては、１フィールドに、パネル１０に画像を表示するための複数の画像表示サブフィールド（図４に示す）と、電子ペン５０の「位置座標」を検出するための複数の座標検出サブフィールド（図５に示す）とを備える。なお、「位置座標」とは、パネル１０の画像表示領域において電子ペン５０によって示される位置の座標（電子ペン５０の位置を示す座標）のことである。
【００４６】
各画像表示サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。以下、画像表示サブフィールドを単にサブフィールドとも記す。
【００４７】
初期化期間における初期化動作には、放電セルに強制的に初期化放電を発生する「強制初期化動作」と、直前のサブフィールドの書込み期間で書込み放電を発生した放電セルだけに選択的に初期化放電を発生する「選択初期化動作」がある。
【００４８】
なお、１フィールドの画像表示サブフィールドの数は例えば８つ（サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８）であり、各サブフィールドの輝度重みは例えば（１、３４、２１、１３、８、５、３、２）である。
【００４９】
図４は、本発明の実施の形態１における画像表示サブフィールドのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３においてパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形の一例を概略的に示す図である。
【００５０】
強制初期化動作を行うサブフィールドＳＦ１の初期化期間Ｐｉ１の前半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎのそれぞれに電圧０（Ｖ）を印加する。走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、電圧０（Ｖ）を印加した後に、電圧Ｖｉ１から電圧Ｖｉ２まで緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加する。
【００５１】
初期化期間Ｐｉ１の後半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍには電圧０（Ｖ）を印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには正の電圧Ｖｅを印加する。走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、電圧０（Ｖ）から負の電圧Ｖｉ４まで緩やかに下降する下り傾斜波形電圧を印加する。
【００５２】
この強制初期化動作によって各放電セルに初期化放電が生じ、各電極上の壁電圧は、続く書込み期間Ｐｗ１での書込み動作に適した電圧に調整される。以下、初期化期間Ｐｉ１に発生する上述の駆動電圧波形を強制初期化波形とする。
【００５３】
なお、傾斜波形電圧によって生じる初期化放電は書込み放電や維持放電と比較して弱い放電であり、初期化放電による発光は書込み放電や維持放電による発光と比較して輝度も低い。
【００５４】
なお、強制初期化動作において強制初期化波形を印加する放電セルは、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルであってもよいが、例えば、画像表示領域内にある一部の放電セルであってもよい。これは、以下の説明における強制初期化動作を行う全てのサブフィールドについても同様である。
【００５５】
サブフィールドＳＦ１の書込み期間Ｐｗ１では、１行目の走査電極ＳＣ１に負の電圧Ｖａの負極性の走査パルスを印加し、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうちの１行目において発光するべき放電セルのデータ電極Ｄｋに正の電圧Ｖｄの正極性の書込みパルスを印加する。
【００５６】
同様の書込み動作を、走査電極ＳＣ２、ＳＣ３、ＳＣ４、・・・、ＳＣｎという順番で、ｎ行目の放電セルに至るまで順次行う。
【００５７】
なお、走査パルスおよび書込みパルスの各電圧は、書込み放電が維持放電と比較して弱い放電となるように調整される。これは、書込み放電による発光を、維持放電による発光と比較して低い輝度にし、パネル１０に画像を表示する際の妨げとならないようにするためである。
【００５８】
サブフィールドＳＦ１の維持期間Ｐｓ１では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに、輝度重みに所定の輝度倍数を乗じた数の維持パルスを交互に印加する。直前の書込み期間Ｐｗ１において書込み放電を発生した放電セルは、輝度重みに応じた回数の維持放電が発生し、輝度重みに応じた輝度で発光する。
【００５９】
なお、維持放電は、初期化放電や書込み放電と比較して、強い放電であり発光輝度も高い。
【００６０】
そして、維持パルスの発生後（維持期間Ｐｓ１において維持動作が終了した後）には、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎおよびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍに電圧０（Ｖ）を印加したまま、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧０（Ｖ）から正の電圧Ｖｒまで緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加する消去動作を行う。
【００６１】
これにより、維持放電を発生した放電セルに微弱な放電（消去放電）が発生し、放電セル内の不要な壁電荷が消去される。
【００６２】
選択初期化動作を行うサブフィールドＳＦ２の初期化期間Ｐｉ２では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍには電圧０（Ｖ）を印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには正の電圧Ｖｅを印加する。走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、放電開始電圧未満となる電圧（例えば、電圧０（Ｖ））から負の電圧Ｖｉ４まで下降する下り傾斜波形電圧を印加する。
【００６３】
この選択初期化動作により、直前のサブフィールドＳＦ１の維持期間Ｐｓ１に維持放電を発生した放電セルでは微弱な初期化放電が発生し、各電極上の壁電圧は、続く書込み期間Ｐｗ２での書込み動作に適した壁電圧に調整される。直前のサブフィールドＳＦ１の維持期間Ｐｓ１に維持放電を発生しなかった放電セルでは、初期化放電は発生しない。以下、初期化期間Ｐｉ２に発生する上述の駆動電圧波形を選択初期化波形とする。
【００６４】
続く書込み期間Ｐｗ２および維持期間Ｐｓ２は、維持パルスの発生数を除き、書込み期間Ｐｗ１および維持期間Ｐｓ１と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。
【００６５】
サブフィールドＳＦ３以降の各サブフィールドでは、維持パルスの発生数を除き、サブフィールドＳＦ２と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。
【００６６】
次に、座標検出サブフィールドで発生する駆動電圧波形を、図５を用いて説明する。座標検出サブフィールドは、同期検出サブフィールドＳＦｏ、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１、近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２、および遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２の総称である。
【００６７】
なお、以下、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１と遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２の総称として「ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ」を用い、近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１と遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２の総称として「ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ」を用いる。
【００６８】
画像表示領域内において電子ペン５０によって示される位置（以下、「電子ペン５０の位置」とも記す）は、ｘ座標とｙ座標で表される。ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ、ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙは、画像表示領域内における電子ペン５０の位置（位置座標）のｘ座標、ｙ座標を検出するためのサブフィールドである。本実施の形態では、行方向の座標をｘ座標とし、列方向の座標をｙ座標としている。
【００６９】
なお、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１および近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１は、使用者が電子ペン５０の先端部をパネル１０に直接接触させて（またはパネル１０に比較的近い位置で）使用する「近接使用」時に、電子ペン５０の位置座標の検出に用いるサブフィールドである。遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２および遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２は、使用者が電子ペン５０をパネル１０から離れた位置で使用する「遠隔使用」時に、電子ペン５０の位置座標の検出に用いるサブフィールドである。
【００７０】
なお、電子ペン５０によって示される位置とは、電子ペン５０の受光素子５２または受光素子５４が、ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘで表示されるｘ座標検出パターンの発光およびｙ座標検出サブフィールドＳＦｙで表示されるｙ座標検出パターンの発光を検知する画像表示面内の位置のことである。
【００７１】
また、本実施の形態における画像表示システム１００では、電子ペン５０と描画装置４０との間で無線通信を行う。電子ペン５０は、電子ペン５０の内部で電子ペン５０の位置座標を算出し、算出した位置座標のデータを電子ペン５０から描画装置４０へ無線通信によって送信する。
【００７２】
同期検出サブフィールドＳＦｏは、画像表示装置３０に座標検出サブフィールドが発生するタイミングを、電子ペン５０が正確に把握するためのサブフィールドである。電子ペン５０は、同期検出サブフィールドＳＦｏで生じる発光を受光することで、画像表示装置３０と同期をとり、位置座標を算出するための基準となる信号（座標基準信号）を高い精度で発生することが可能になる。
【００７３】
なお、座標検出サブフィールドは、必ずしも毎フィールドに設けなくともよい。
【００７４】
図５は、本発明の実施の形態１における座標検出サブフィールにおいてパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形の一例を概略的に示す図である。
【００７５】
同期検出サブフィールドＳＦｏは、初期化期間Ｐｉｏ、書込み期間Ｐｗｏ、および同期検出期間Ｐｏを有する。
【００７６】
初期化期間Ｐｉｏでは、画像表示サブフィールドのサブフィールドＳＦ２の初期化期間Ｐｉ２と同様の駆動電圧波形を各電極に印加して同様の選択初期化動作を行うので、説明を省略する。
【００７７】
同期検出サブフィールドＳＦｏの書込み期間Ｐｗｏでは、データ電極Ｄ１〜Ｄｍには電圧０（Ｖ）を印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには電圧Ｖｅを印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには電圧Ｖｃを印加する。
【００７８】
次に、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに電圧Ｖｄの書込みパルスを印加するとともに走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖａの走査パルスを印加し、各放電セルに書込み放電を発生させる。
【００７９】
本実施の形態の書込み期間Ｐｗｏでは、図５に示すように、全てのデータ電極Ｄ１〜Ｄｍに書込みパルスを印加したまま、全ての走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに一斉に走査パルスを印加して、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルに一斉に書込み放電を発生させているが、例えば、走査電極ＳＣ１から走査電極ＳＣｎまでの各電極に順次走査パルスを印加する書込み動作であってもよい。
【００８０】
なお、書込み期間Ｐｗｏで発生する書込み放電は、書込み期間Ｐｗ１で発生した書込み放電と同様の放電であり維持放電と比較して弱い放電であるが、画像表示領域内にある全ての放電セルに一斉に書込み放電が発生するため、書込み期間Ｐｗ１に生じる発光よりも発光輝度が高い。
【００８１】
パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルに書込み放電を発生し終えた後は、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに電圧０（Ｖ）を印加する。また、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには電圧Ｖｃを印加し、その後、電圧０（Ｖ）を印加する。本実施の形態では、時刻ｔｏ０から時間Ｔｏ０の間、この状態を維持する。この期間は、放電セルに最後の書込み放電が発生した後、放電が発生しない状態が維持される。なお、時刻ｔｏ０は、最後の書込み放電を発生させるための走査パルスを走査電極ＳＣｎに印加した時刻である。
【００８２】
そして、本実施の形態では、時間Ｔｏ０を、後述する時間Ｔｏ１、時間Ｔｏ２、時間Ｔｏ３のいずれよりも長い時間に設定する。本実施の形態では、時間Ｔｏ０は、例えば、約５０μｓｅｃである。
【００８３】
次に、同期検出サブフィールドＳＦｏの同期検出期間Ｐｏでは、電子ペン５０における位置座標算出時の基準となる複数回の発光（同期検出用の発光）をパネル１０に生じさせる。
【００８４】
図５に示す例では、時刻ｔｏ０から時間Ｔｏ０が経過した後の時刻ｔｏ１において、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧０（Ｖ）を印加するとともに走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｓｏの同期検出パルスＶ１を印加する。次に、時刻ｔｏ１から時間Ｔｏ１が経過した後の時刻ｔｏ２において、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧０（Ｖ）を印加するとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｓｏの同期検出パルスＶ２を印加する。次に、時刻ｔｏ２から時間Ｔｏ２が経過した後の時刻ｔｏ３において、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧０（Ｖ）を印加するとともに走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｓｏの同期検出パルスＶ３を印加する。次に、時刻ｔｏ３から時間Ｔｏ３が経過した後の時刻ｔｏ４において、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧０（Ｖ）を印加するとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｓｏの同期検出パルスＶ４を印加する。
【００８５】
これにより、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルに４回の同期検出放電が発生し、パネル１０の画像表示面の全面が４回発光する（同期検出用の発光）。
【００８６】
このように、同期検出期間Ｐｏでは、あらかじめ定められた所定の時間間隔（例えば、時間Ｔｏ１、時間Ｔｏ２、時間Ｔｏ３）で、パネル１０の画像表示領域内の全ての放電セルに同期検出放電を複数回（例えば、４回）発生させ、同期検出用の発光を複数回生じさせる。
【００８７】
なお、この同期検出放電は、維持放電と同様の放電であって、書込み放電と比較して強い放電であり、書込み期間Ｐｗｏで発生する発光よりも輝度が高い。
【００８８】
そして、電子ペン５０は、あらかじめ定められた所定の時間間隔（例えば、時間Ｔｏ１、時間Ｔｏ２、時間Ｔｏ３）で発生する複数回（例えば、４回）の同期検出用の発光を受光して座標基準信号（電子ペン５０の位置座標（ｘ座標，ｙ座標）を算出する際に基準となる信号）を作成する。
【００８９】
同期検出サブフィールドＳＦｏでは、パネル１０の画像表示面の全面が同じタイミングで一斉に光るので、電子ペン５０は、パネル１０の画像表示領域内のどの位置でこの発光を受光したとしても、同じタイミングで受光することができる。
【００９０】
本実施の形態では、例えば、時間Ｔｏ１は約４０μｓｅｃであり、時間Ｔｏ２は約２０μｓｅｃであり、時間Ｔｏ３は約３０μｓｅｃである。しかし、本発明は時間Ｔｏ０〜Ｔｏ３の各時間が何ら上述した数値に限定されるものではない。各時間は画像表示システム１００の仕様等に応じて適切に設定すればよい。
【００９１】
同期検出サブフィールドＳＦｏの同期検出期間Ｐｏにおいて、同期検出パルスＶ４の発生後（同期検出期間Ｐｏの最後）には、サブフィールドＳＦ１の維持期間Ｐｓ１の最後に行う消去動作と同様の消去動作を行う。これにより、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルに微弱な消去放電が発生する。
【００９２】
続いて、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１と近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１を発生する。
【００９３】
近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１は、初期化期間Ｐｉｙとｙ座標検出期間Ｐｙ１と消去期間Ｐｅｙとを有する。
【００９４】
初期化期間Ｐｉｙでは、画像表示サブフィールドのサブフィールドＳＦ２の初期化期間Ｐｉ２と同様の選択初期化動作を行う。
【００９５】
同期検出期間Ｐｏではパネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルに同期検出放電が発生するので、初期化期間Ｐｉｙでは、それら全ての放電セルに微弱な初期化放電が発生し、それら全ての放電セルの壁電圧が、続くｙ座標検出期間Ｐｙ１における近接用ｙ座標検出パターン表示動作に適した壁電圧に調整される。
【００９６】
近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１のｙ座標検出期間Ｐｙ１では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍにｙ座標検出電圧Ｖｄｙを印加したまま、あらかじめ設定された「第１の本数」の走査電極１２に同時にｙ座標検出パルスを印加する動作を、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに対して順次行う。本実施の形態では、「第１の本数」を例えば「１本」とするが、「第１の本数」は２本以上であってもよい。
【００９７】
時刻ｔｙ０１に始まるｙ座標検出期間Ｐｙ１では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅを印加し、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに電圧０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。
【００９８】
次に、時刻ｔｙ０１から期間Ｔｙ０１の後に、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに正極性のｙ座標検出電圧Ｖｄｙを印加し、１行目の走査電極ＳＣ１に電圧Ｖａｙの負極性のｙ座標検出パルスを印加する。なお、図５では、このｙ座標検出パルスのパルス幅をＴｙ１１として示している。
【００９９】
ｙ座標検出電圧Ｖｄｙを印加したデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと、電圧Ｖａｙのｙ座標検出パルスを印加した走査電極ＳＣ１との交差部にある１行目の放電セルでは、放電が発生する。以下、この放電を「ｙ座標検出放電」とも記す。
【０１００】
このｙ座標検出放電は、書込み放電と同様の放電であり維持放電と比較して弱い放電であって発光輝度も低い。
【０１０１】
このようにして、１行目を構成する全ての放電セルに放電が発生し、それらの放電セルが一斉に発光する。そして、この発光は、電子ペン５０を近接使用するときのｙ座標検出用の発光となる。
【０１０２】
以下、１つの行を構成する放電セルの集合体を「放電セル行」と記し、１つの行を構成する画素の集合体を「画素行」と記す。本実施の形態では、放電セル行と画素行とは実質的に同じものであり、上述の動作では、１行目の画素行（１行目の放電セル行）が一斉に発光する。
【０１０３】
同様の動作を、データ電極Ｄ１〜Ｄｍにｙ座標検出電圧Ｖｄｙを印加したまま、走査電極ＳＣ２、走査電極ＳＣ３、・・・、走査電極ＳＣｎという順番で、ｎ行目の放電セルに至るまで順次行い、２行目からｎ行目（例えば、１０８０行目）までの各画素行（放電セル行）にｙ座標検出のための発光を順次発生させる。
【０１０４】
これにより、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１のｙ座標検出期間Ｐｙ１では、発光する１本の横線（すなわち、発光する１つの画素行）が、パネル１０の画像表示領域の上端部（１行目の画素行）から下端部（ｎ行目の画素行）まで１行ずつ順次移動するパターン（近接用ｙ座標検出パターン）が表示される。
【０１０５】
以下、ｙ座標検出期間Ｐｙ１で発生するｘ座標方向に延長した「第１の本数」の幅の１本の発光線を、「第１の発光線」とも記す。すなわち、ｙ座標検出期間Ｐｙ１で発生する近接用ｙ座標検出パターンは、ｘ座標方向に延長した第１の発光線がｙ座標方向に順次移動する（画像表示領域の１行目からｎ行目までの各画素行が、例えば１行毎に順次発光する）パターンである。
【０１０６】
ｙ座標検出期間Ｐｙ１でパネル１０に近接用ｙ座標検出パターンを表示すると、画像表示領域の１行目からｎ行目までの各画素行が、例えば１行毎に順次発光するので、電子ペン５０の先端部がパネル１０の画像表示領域内のどこに接触しているかによって、電子ペン５０がこの発光を受光するタイミングは変化する。したがって、電子ペン５０を近接使用するときには、電子ペン５０で第１の発光線を受光するタイミングを検出することで、画像表示領域における電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）のｙ座標を検出することができる。
【０１０７】
本実施の形態では、ｙ座標検出期間Ｐｙ１で走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎのそれぞれにｙ座標検出パルスを印加する時間をＴｙ１１とする。このＴｙ１１は、例えば、約１μｓｅｃである。
【０１０８】
近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１の消去期間Ｐｅｙでは、サブフィールドＳＦ１の維持期間Ｐｓ１の最後に行う消去動作と同様の消去動作を行う。これにより、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルに微弱な消去放電が発生する。
【０１０９】
続く近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１は、初期化期間Ｐｉｘとｘ座標検出期間Ｐｘ１と消去期間Ｐｅｘとを有する。
【０１１０】
初期化期間Ｐｉｘでは、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧０（Ｖ）を印加したまま、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１の初期化期間Ｐｉｙと同様の選択初期化動作を行う。
【０１１１】
ｙ座標検出期間Ｐｙ１ではパネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルにｙ座標検出放電が発生するので、初期化期間Ｐｉｘでは、それら全ての放電セルに初期化放電が発生し、それら全ての放電セルの壁電圧が、続くｘ座標検出期間Ｐｘ１における近接用ｘ座標検出パターン表示動作に適した壁電圧に調整される。
【０１１２】
近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１のｘ座標検出期間Ｐｘ１では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎにｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加したまま、あらかじめ設定された「第２の本数」のデータ電極２２に同時にｘ座標検出パルスを印加する動作を、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対して順次行う。本実施の形態では、「第２の本数」を例えば「３本」とするが、「第２の本数」は３本以外の数であってもよい。
【０１１３】
時刻ｔｘ０１に始まるｘ座標検出期間Ｐｘ１では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに電圧０（Ｖ）を印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅを印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに負極性のｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加する。
【０１１４】
次に、時刻ｔｘ０１から期間Ｔｘ０１の後に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎにｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加したまま、１〜３列目のデータ電極Ｄ１〜Ｄ３に電圧Ｖｄｘの正極性のｘ座標検出パルスを印加する。なお、図５では、このｘ座標検出パルスのパルス幅をＴｘ１１として示している。
【０１１５】
なお、データ電極Ｄ１〜Ｄ３は、１つの画素を構成する赤の放電セル、緑の放電セル、青の放電セルに対応しており、この画素は、例えば画像表示領域の左端に配置された画素である。
【０１１６】
電圧Ｖｄｘのｘ座標検出パルスを印加したデータ電極Ｄ１〜Ｄ３と、ｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加した走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎとの交差部にある１〜３列目の放電セルでは、放電が発生する。以下、この放電を「ｘ座標検出放電」とも記す。
【０１１７】
このｘ座標検出放電は、書込み放電と同様の放電であり維持放電と比較して弱い放電であって発光輝度も低い。
【０１１８】
このようにして、１列目を構成する全ての画素に放電が発生し、それらの画素が一斉に発光する。そして、この発光は、電子ペン５０を近接使用するときのｘ座標検出用の発光となる。
【０１１９】
以下、１つの列を構成する放電セルの集合体を「放電セル列」と記す。また、互いに隣接する３列の放電セル列で構成される放電セルの集合体（画素の列）を「画素列」と記す。上述の動作では、１列目の画素列（すなわち、１列目、２列目および３列目の放電セル列）が一斉に発光する。
【０１２０】
同様の動作を、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎにｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加したまま、データ電極Ｄ４〜Ｄ６、データ電極Ｄ７〜Ｄ９、・・・、データ電極Ｄｍ−２〜Ｄｍという順番で、互いに隣接する３本のデータ電極２２毎に、ｍ列目の放電セルに至るまで順次行い、２列目から最終列目（例えば、１９２０列目）までの各画素列にｘ座標検出のための発光を順次発生させる。
【０１２１】
これにより、近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１のｘ座標検出期間Ｐｘ１では、発光する１本の縦線（すなわち、発光する１つの画素列）が、パネル１０の画像表示領域の左端部（１列目の画素列）から右端部（ｍ／３列目の画素列）まで１列ずつ順次移動するパターン（近接用ｘ座標検出パターン）が表示される。すなわち、この近接用ｘ座標検出パターンは、画像表示領域の１列目から最終列目までの各画素列が、１列毎に順次発光するパターンである。言い換えると、この近接用ｘ座標検出パターンとは、互いに隣接する３つの放電セル列が、画像表示領域の左端部（１列目）から右端部（ｍ列目）まで、３列ずつ順次発光するパターンである。
【０１２２】
以下、ｘ座標検出期間Ｐｘ１で発生するｙ座標方向に延長した「第２の本数」の幅の１本の発光線を、「第２の発光線」とも記す。すなわち、ｘ座標検出期間Ｐｘ１で発生する近接用ｘ座標検出パターンは、ｙ座標方向に延長した第２の発光線がｘ座標方向に順次移動する（画像表示領域の１列目からｍ／３列目までの各画素列が、例えば１列毎に順次発光する）パターンである。
【０１２３】
ｘ座標検出期間Ｐｘ１でパネル１０に近接用ｘ座標検出パターンを表示すると、画像表示領域の１列目から最終列目までの各画素列が、例えば１列毎に順次発光するので、電子ペン５０の先端部がパネル１０の画像表示領域内のどこに接触しているかによって、電子ペン５０がこの発光を受光するタイミングは変化する。したがって、電子ペン５０を近接使用するときは、電子ペン５０で第２の発光線を受光するタイミングを検出することで、画像表示領域における電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）のｘ座標が検出される。
【０１２４】
本実施の形態では、ｘ座標検出期間Ｐｘ１でデータ電極Ｄ１〜Ｄｍのそれぞれにｘ座標検出パルスを印加する時間をＴｘ１１とする。このＴｘ１１は、例えば、約１μｓｅｃである。
【０１２５】
近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１の消去期間Ｐｅｘでは、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１の消去期間Ｐｅｙで行う消去動作と同様の消去動作を行う。これにより、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルに微弱な消去放電が発生する。
【０１２６】
続いて、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２と遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２を発生する。
【０１２７】
遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２は、初期化期間Ｐｉｙとｙ座標検出期間Ｐｙ２と消去期間Ｐｅｙとを有する。
【０１２８】
初期化期間Ｐｉｙでは、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１の初期化期間Ｐｉｙと同様の選択初期化動作を行う。これにより、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルの壁電圧が、続くｙ座標検出期間Ｐｙ２における遠隔用ｙ座標検出パターン表示動作に適した壁電圧に調整される。
【０１２９】
遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２のｙ座標検出期間Ｐｙ２では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍにｙ座標検出電圧Ｖｄｙを印加したまま、あらかじめ設定された「第３の本数」の走査電極１２に同時にｙ座標検出パルスを印加する動作を、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに対して順次行う。「第３の本数」は近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１のｙ座標検出期間Ｐｙ１の「第１の本数」よりも大きい数値であり、本実施の形態では、「第３の本数」を例えば「８本」とし「第１の本数」の８倍とするが、「第３の本数」は８本以外の数であってもよい。
【０１３０】
時刻ｔｙ０２に始まるｙ座標検出期間Ｐｙ２では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅを印加し、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに電圧０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。
【０１３１】
次に、時刻ｔｙ０２から期間Ｔｙ０２の後に、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに正極性のｙ座標検出電圧Ｖｄｙを印加し、１〜８行目の走査電極ＳＣ１〜ＳＣ８に電圧Ｖａｙの負極性のｙ座標検出パルスを同時に印加する。なお、図５では、このｙ座標検出パルスのパルス幅をＴｙ１２として示している。
【０１３２】
ｙ座標検出電圧Ｖｄｙを印加したデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと、電圧Ｖａｙのｙ座標検出パルスを印加した走査電極ＳＣ１〜ＳＣ８との交差部にある１〜８行目の放電セルでは、ｙ座標検出放電が発生する。
【０１３３】
このようにして、１〜８行目を構成する８本の放電セル行（８本の画素行）に放電が発生し、それらの放電セル行（画素行）が一斉に発光する。そして、この発光は、電子ペン５０を遠隔使用するときのｙ座標検出用の発光となる。
【０１３４】
このｙ座標検出放電は、書込み放電と同様の放電であり維持放電と比較して弱い放電であって発光輝度も低い。しかし、８本の放電セル行（画素行）に一斉にｙ座標検出放電が発生するので、その発光は、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１のｙ座標検出期間Ｐｙ１で発生するｙ座標検出放電の発光よりも輝度が高い。
【０１３５】
同様の動作を、データ電極Ｄ１〜Ｄｍにｙ座標検出電圧Ｖｄｙを印加したまま、走査電極ＳＣ９〜ＳＣ１６、走査電極ＳＣ１７〜ＳＣ２４、・・・、走査電極ＳＣｎ−７〜ＳＣｎという順番で、ｎ行目の放電セルに至るまで順次行う。
【０１３６】
これにより、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２のｙ座標検出期間Ｐｙ２では、発光する１本の横線（すなわち、発光する８本の画素行）が、パネル１０の画像表示領域の上端部（１行目の画素行）から下端部（ｎ行目の画素行）まで８行ずつ順次移動するパターン（遠隔用ｙ座標検出パターン）が表示される。
【０１３７】
以下、ｙ座標検出期間Ｐｙ２で発生するｘ座標方向に延長した「第３の本数」の幅の１本の発光線を、「第３の発光線」とも記す。すなわち、ｙ座標検出期間Ｐｙ２で発生する遠隔用ｙ座標検出パターンは、ｘ座標方向に延長した第３の発光線がｙ座標方向に順次移動する（画像表示領域の１行目からｎ行目までの各画素行が、例えば８行毎に順次発光する）パターンである。
【０１３８】
第３の発光線は、上述した近接用の第１の発光線よりも幅が広く輝度が高い発光線である。したがって、電子ペン５０が第３の発光線の発光を受光できるパネル１０までの距離は、第１の発光線の発光を受光できる距離よりも大きい。
【０１３９】
ｙ座標検出期間Ｐｙ２でパネル１０に遠隔用ｙ座標検出パターンを表示すると、画像表示領域の１行目からｎ行目までの各画素行が、例えば８行毎に順次発光するので、電子ペン５０の位置座標がパネル１０の画像表示領域内のどこにあるかによって、電子ペン５０がこの発光を受光するタイミングは変化する。したがって、電子ペン５０を遠隔使用するときには、電子ペン５０で第３の発光線を受光するタイミングを検出することで、画像表示領域における電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）のｙ座標を検出することができる。
【０１４０】
本実施の形態では、ｙ座標検出期間Ｐｙ２で走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎのそれぞれにｙ座標検出パルスを印加する時間をＴｙ１２とする。このＴｙ１２は、例えば、約１μｓｅｃである。
【０１４１】
遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２の消去期間Ｐｅｙでは、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１の消去期間Ｐｅｙで行う消去動作と同様の消去動作を行う。これにより、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルに微弱な消去放電が発生する。
【０１４２】
続く遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２は、初期化期間Ｐｉｘとｘ座標検出期間Ｐｘ２と消去期間Ｐｅｘとを有する。
【０１４３】
初期化期間Ｐｉｘでは、近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１の初期化期間Ｐｉｘと同様の選択初期化動作を行う。これにより、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルの壁電圧が、続くｘ座標検出期間Ｐｘ２における遠隔用ｘ座標検出パターン表示動作に適した壁電圧に調整される。
【０１４４】
遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２のｘ座標検出期間Ｐｘ２では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎにｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加したまま、あらかじめ設定された「第４の本数」のデータ電極２２に同時にｘ座標検出パルスを印加する動作を、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対して順次行う。「第４の本数」は近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１のｘ座標検出期間Ｐｘ１の「第２の本数」よりも大きい数値であり、本実施の形態では、「第４の本数」を例えば「２４本」とし「第２の本数」の８倍とするが、「第４の本数」は２４本以外の数であってもよい。
【０１４５】
時刻ｔｘ０２に始まるｘ座標検出期間Ｐｘ２では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに電圧０（Ｖ）を印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅを印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに負極性のｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加する。
【０１４６】
次に、時刻ｔｘ０２から期間Ｔｘ０２の後に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎにｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加したまま、１〜２４列目のデータ電極Ｄ１〜Ｄ２４に電圧Ｖｄｘの正極性のｘ座標検出パルスを印加する。なお、図５では、このｘ座標検出パルスのパルス幅をＴｘ１２として示している。
【０１４７】
電圧Ｖｄｘのｘ座標検出パルスを印加したデータ電極Ｄ１〜Ｄ２４と、ｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加した走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎとの交差部にある１〜２４列目の放電セルでは、ｘ座標検出放電が発生する。
【０１４８】
このようにして、１〜８列目を構成する８本の画素列（２４本の放電セル列）に放電が発生し、それらの画素列が一斉に発光する。そして、この発光は、電子ペン５０を遠隔使用するときのｘ座標検出用の発光となる。
【０１４９】
このｘ座標検出放電は、書込み放電と同様の放電であり維持放電と比較して弱い放電であって発光輝度も低い。しかし、８本の画素列（２４本の放電セル列）に一斉にｘ座標検出放電が発生するので、その発光は、近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１のｘ座標検出期間Ｐｘ１で発生するｘ座標検出放電の発光よりも輝度が高い。
【０１５０】
同様の動作を、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎにｘ座標検出電圧Ｖａｘを印加したまま、データ電極Ｄ２５〜Ｄ４８、データ電極Ｄ４９〜Ｄ７２、・・・、データ電極Ｄｍ−２３〜Ｄｍという順番で、ｍ列目の放電セルに至るまで順次行う。
【０１５１】
これにより、遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２のｘ座標検出期間Ｐｘ２では、発光する１本の縦線（すなわち、発光する８本の画素列）が、パネル１０の画像表示領域の左端部（１列目の画素列）から右端部（ｍ／３列目の画素列）まで８列ずつ順次移動するパターン（遠隔用ｘ座標検出パターン）が表示される。すなわち、この遠隔用ｘ座標検出パターンは、画像表示領域の１列目から最終列目までの各画素列が、８列毎に順次発光するパターンである。言い換えると、この遠隔用ｘ座標検出パターンとは、互いに隣接する２４本の放電セル列が、画像表示領域の左端部（１列目）から右端部（ｍ列目）まで、２４列ずつ順次発光するパターンである。
【０１５２】
以下、ｘ座標検出期間Ｐｘ２で発生するｙ座標方向に延長した「第４の本数」の幅の１本の発光線を、「第４の発光線」とも記す。すなわち、ｘ座標検出期間Ｐｘ２で発生する遠隔用ｘ座標検出パターンは、ｙ座標方向に延長した第４の発光線がｘ座標方向に順次移動する（画像表示領域の１列目からｍ／３列目までの各画素列が、例えば８列毎に順次発光する）パターンである。
【０１５３】
第４の発光線は、上述した近接用の第２の発光線よりも幅が広く輝度が高い発光線である。したがって、電子ペン５０が第４の発光線の発光を受光できるパネル１０までの距離は、第２の発光線の発光を受光できる距離よりも大きい。
【０１５４】
ｘ座標検出期間Ｐｘ２でパネル１０に遠隔用ｘ座標検出パターンを表示すると、画像表示領域の１列目から最終列目までの各画素列が、例えば８列毎に順次発光するので、電子ペン５０の位置座標がパネル１０の画像表示領域内のどこにあるかによって、電子ペン５０がこの発光を受光するタイミングは変化する。したがって、電子ペン５０を遠隔使用するときには、電子ペン５０で第４の発光線を受光するタイミングを検出することで、画像表示領域における電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）のｘ座標が検出される。
【０１５５】
本実施の形態では、ｘ座標検出期間Ｐｘ２でデータ電極Ｄ１〜Ｄｍのそれぞれにｘ座標検出パルスを印加する時間をＴｘ１２とする。このＴｘ１２は、例えば、約１μｓｅｃである。
【０１５６】
遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２の消去期間Ｐｅｘでは、近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１の消去期間Ｐｅｘで行う消去動作と同様の消去動作を行う。これにより、パネル１０の画像表示領域内にある全ての放電セルに微弱な消去放電が発生する。
【０１５７】
以上が、同期検出サブフィールドＳＦｏ、ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙおよびｘ座標検出サブフィールドＳＦｘの駆動電圧波形の概要である。
【０１５８】
以上のように、本実施の形態においては、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１では、発光輝度は相対的に低いが位置座標の算出精度は相対的に高いｙ座標検出パターンをパネル１０に表示し、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２では、位置座標の算出精度は相対的に粗いが発光輝度は相対的に高いｙ座標検出パターンをパネル１０に表示する。同様に、近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１では、発光輝度は相対的に低いが位置座標の算出精度は相対的に高いｘ座標検出パターンをパネル１０に表示し、遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２では、位置座標の算出精度は相対的に粗いが発光輝度は相対的に高いｘ座標検出パターンをパネル１０に表示する。
【０１５９】
電子ペン５０を遠隔使用するときは、第３の発光線および第４の発光線を検出の対象とすることで、パネル１０から離れた位置にある電子ペン５０においても、位置座標を算出することが可能になる。
【０１６０】
したがって、電子ペン５０をパネル１０に接触させて使用（または、接触直前程度の近距離で使用）する近接使用時には、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１および近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１で生じる発光を検出対象とすることによって相対的に高い精度で位置座標を算出することができる。また、電子ペン５０を遠隔使用するときには、発光輝度が相対的に高い遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２および遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２で生じる発光を検出対象とすることによって、パネル１０から離れた位置（例えば、８ｍ程度）にある電子ペン５０においても位置座標を算出することが可能になる。
【０１６１】
なお、上述と同様の考え方にもとづいて、発光輝度が互いに異なる３つ以上のｙ座標検出サブフィールドＳＦｙおよび３つ以上のｘ座標検出サブフィールドＳＦｘを発生してもよい。
【０１６２】
なお、本実施の形態において各電極に印加する電圧値は、例えば、電圧Ｖｉ１＝１５０（Ｖ）、電圧Ｖｉ２＝３５０（Ｖ）、電圧Ｖｉ３＝２００（Ｖ）、電圧Ｖｉ４＝−１７５（Ｖ）、電圧Ｖａ＝電圧Ｖａｙ＝電圧Ｖａｘ＝−２００（Ｖ）、電圧Ｖｃ＝−５０（Ｖ）、電圧Ｖｓ＝電圧Ｖｓｏ＝２０５（Ｖ）、電圧Ｖｒ＝２０５（Ｖ）、電圧Ｖｅ＝１５５（Ｖ）、電圧Ｖｄ＝電圧Ｖｄｙ＝電圧Ｖｄｘ＝５５（Ｖ）である。
【０１６３】
また、初期化期間Ｐｉ１に発生する上り傾斜波形電圧の勾配は約１．５（Ｖ／μｓｅｃ）であり、初期化期間Ｐｉ１〜Ｐｉ８、Ｐｉｏ、Ｐｉｙ、Ｐｉｘに発生する下り傾斜波形電圧の勾配は約−２．５（Ｖ／μｓｅｃ）である。また、維持期間Ｐｓ１〜Ｐｓ８、同期検出期間Ｐｏ、消去期間Ｐｅｙ、Ｐｅｘに発生する上り傾斜波形電圧の勾配は約１０（Ｖ／μｓｅｃ）である。
【０１６４】
しかし、上述した電圧値や勾配等の具体的な数値は単なる一例に過ぎず、各電圧値や勾配等は、パネル１０の放電特性や画像表示装置３０の仕様等にもとづき最適に設定することが望ましい。
【０１６５】
なお、時間Ｔｏ０を、時間Ｔｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３のいずれの時間よりも長い時間に設定するのは、電子ペン５０が、同期検出サブフィールドＳＦｏの書込み期間Ｐｗｏにおいて発生する書込み放電による発光を、同期検出放電による発光と誤認識することを防止するためである。
【０１６６】
次に、電子ペン５０について説明する。
【０１６７】
電子ペン５０は、棒状に形成されており、使用者が、電子ペン５０の先端部をパネル１０に直接接触させて（近接使用）、あるいは、パネル１０から離れた位置から（遠隔使用）、画像表示装置３０の画像表示領域に、文字や図画等を手書き入力したり（ペン機能）カーソルを表示する（ポインタ機能）ことに使用される。電子ペン５０は、座標検出サブフィールドによってパネル１０に生じる発光を受光することで位置座標を検出する。位置座標の検出は、上述したように、電子ペン５０が、パネル１０に表示されるｙ座標検出パターンの発光を受光してｙ座標を算出し、パネル１０に表示されるｘ座標検出パターンの発光を受光してｘ座標を算出することによって行われる。
【０１６８】
電子ペン５０は、図１に示したように、受光素子５２、５４、接触スイッチ５３、複数（または単数）の手動スイッチ８３、同期検出部５６、座標算出部５７、送信部５８、アタッチメント検出スイッチ８６、および距離判定部９１を備えている。
【０１６９】
なお、図１には示していないが、電子ペン５０は、電源スイッチ、パイロットランプ等も有する。電源スイッチは、電子ペン５０の電源オン・オフを制御するためのスイッチである。パイロットランプは、複数の発光色を切替えて発光することが可能な発光素子（例えば、ＬＥＤ等）で構成され、電子ペン５０の動作状態を発光・非発光または発光色の切替えによって表示する。
【０１７０】
第１の受光素子５２は、電子ペン５０の長手方向の一方の端部（以下、「近接側端部」と記す）に設けられ、第２の受光素子５４は、電子ペン５０の長手方向の他方の端部（以下、「遠隔側端部」と記す）に設けられている。受光素子５２、５４は、画像表示装置３０の画像表示面に生じる発光を受光して電気信号（受光信号）に変換する。この受光信号は、受光した光の光量に応じて変化し、光量が大きいほど受光信号も大きくなる。そして、それらの受光信号は、同期検出部５６と座標算出部５７に出力される。また、受光素子５４が出力する受光信号は、距離判定部９１に入力される。なお、本実施の形態において、電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）とは、受光素子５２または受光素子５４が画像表示装置３０の画像表示面に生じる発光を受光する位置のことである。
【０１７１】
接触スイッチ５３は、電子ペン５０の受光素子５２が取付けられた側（近接側）の先端部に設けられ、電子ペン５０の近接側端部が画像表示装置３０の画像表示面に接触したかどうかを検知する。接触スイッチ５３は、電子ペン５０の近接側端部がパネル１０に接触していればオンになってＳ１＝「１」を出力し、接触していなければオフになってＳ１＝「０」を出力する。
【０１７２】
手動スイッチ８３の１つは、遠隔使用時の描画用スイッチとして用いられる。この手動スイッチ８３は、使用者によってオン・オフが切り替えられ、オンのときはＳ１’＝「１」を出力し、オフのときはＳ１’＝「０」を出力する。また、手動スイッチ８３の他の１つは、使用者の操作により描画モードＳ０（例えば描画に用いる線の色、線の太さ、線の種類、等）を任意に切り替えることができる。また、他の手動スイッチ８３には、例えば、選択ボタンとしての機能を有するものや、表示画像を拡大／縮小する機能を有するもの等がある。
【０１７３】
電子ペン５０は、集光レンズ８４を備えたアタッチメント８０を、遠隔側端部に着脱可能に装着することができる。アタッチメント８０を装着することで、電子ペン５０の受光素子５４は、パネル１０に表示される座標検出サブフィールドの発光を、画像表示装置３０から数メートル離れた位置でも受光することができるようになる。これにより、電子ペン５０を、画像表示装置３０から数メートル（例えば、８ｍ程度）離れた位置からでも使用すること（遠隔使用）が可能になる。
【０１７４】
そして、アタッチメント検出スイッチ８６は、アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されているときにオン状態となってＳ２＝「１」を出力し、装着されていなければオフ状態となってＳ２＝「０」を出力する。
【０１７５】
なお、アタッチメント検出スイッチ８６に代えて、手動スイッチ８３の１つによってＳ２＝「１」ｏｒ「０」を切替える構成であってもよい。
【０１７６】
このように、本実施の形態における電子ペン５０は、受光素子５２を設けた近接側端部を画像表示装置３０の画像表示面に直接接触させて（またはパネル１０に比較的近い位置で）使用する「近接使用」と、受光素子５４を設けた遠隔側端部にアタッチメント８０を装着し、集光レンズ８４をパネル１０の方向に向け、画像表示装置３０の画像表示面から離れた位置で使用する「遠隔使用」の２通りの使用が可能である。
【０１７７】
そして、電子ペン５０を近接使用するときには、受光素子５２が受光する近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１および近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１の発光を位置座標の算出用に使用し、電子ペン５０を遠隔使用するときには、アタッチメント８０の集光レンズ８４を通して受光素子５４が受光する遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２および遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２の発光を位置座標の算出用に使用する。
【０１７８】
なお、電子ペン５０にアタッチメント８０を装着しないときは、受光素子５４を設けた遠隔側端部を、例えば、文字や図画を消去する「消去機能」に使用してもよい。
【０１７９】
同期検出部５６は、受光素子５２または受光素子５４から出力される受光信号にもとづき、同期検出サブフィールドＳＦｏの同期検出期間Ｐｏに発生する同期検出用の発光（同期検出放電によって生じる発光）を検出する。具体的には、同期検出部５６は、同期検出部５６が有するタイマー（図示せず）を用いて、複数（例えば、５回）の発光の発生間隔を計測する。そして、その発生間隔があらかじめ定められた所定の時間間隔（例えば、時間Ｔｏ０、Ｔｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３）に合致するかどうかを、同期検出部５６に設定された複数のしきい値（例えば、時間Ｔｏ０、Ｔｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３に相当するしきい値）と計測された時間間隔とを比較することで判定する。
【０１８０】
そして、同期検出部５６は、その連続する複数回（例えば、５回）の発光のうちの１つを基準にして座標基準信号を作成する。例えば、同期検出サブフィールドＳＦｏの同期検出期間Ｐｏの時刻ｔｏ１に発生した発光を基準にして座標基準信号を作成する。時刻ｔｏ１は、同期検出サブフィールドＳＦｏの同期検出期間Ｐｏにおいて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに１回目の同期検出パルスＶ１を印加する時刻である。
【０１８１】
同期検出部５６の動作を図６、図７を交えて説明する。
【０１８２】
図６は、本発明の実施の形態１における画像表示システム１００において電子ペン５０を近接使用するときの位置座標検出動作の一例を概略的に示す図である。
【０１８３】
図６には、電子ペン５０の近接側端部（受光素子５２を設けた側の先端部）をパネル１０に接触（または近接）させて使用するときの電子ペン５０の位置座標算出動作の一例を示す。
【０１８４】
図７は、本発明の実施の形態１における画像表示システム１００において電子ペン５０を遠隔使用するときの位置座標検出動作の一例を概略的に示す図である。
【０１８５】
図７には、電子ペン５０の遠隔側端部（受光素子５４を設けた側の先端部）にアタッチメント８０を装着し、パネル１０から離れた位置で電子ペン５０を使用するときの電子ペン５０の位置座標算出動作の一例を示す。
【０１８６】
図６、図７には、走査電極ＳＣ１、ＳＣｎ、データ電極Ｄ１、Ｄｍのそれぞれに印加する駆動電圧波形、座標算出部５７に入力される座標基準信号、距離判定部９１に入力される距離検出信号、および受光素子５２（または受光素子５４）から出力される受光信号を示す。なお、図６、図７に示す駆動電圧波形は、図４、図５に示した駆動電圧波形と同じものである。
【０１８７】
本実施の形態における画像表示装置３０では、時刻ｔｏ１から時刻ｔｙ０１までの時間Ｔｏｙ１、時刻ｔｏ１から時刻ｔｘ０１までの時間Ｔｏｘ１、時刻ｔｏ１から時刻ｔｙ０２までの時間Ｔｏｙ２、時刻ｔｏ１から時刻ｔｘ０２までの時間Ｔｏｘ２のそれぞれは、あらかじめ定められている。
【０１８８】
したがって、同期検出部５６は、時刻ｔｏ１を特定できれば、図６に示す時刻ｔｙ０１と時刻ｔｘ０１とのそれぞれに立上りエッジがある座標基準信号、および図７に示す時刻ｔｙ０２と時刻ｔｘ０２とのそれぞれに立上りエッジがある座標基準信号を発生し、座標算出部５７に出力することができる。
【０１８９】
時刻ｔｏ１は、上述したように、同期検出部５６が、発光の間隔が順に時間Ｔｏ０、時間Ｔｏ１、時間Ｔｏ２、時間Ｔｏ３となる連続する５回の発光（これらの発光にもとづき受光素子５２から出力される受光信号）を検出することで、特定される。
【０１９０】
なお、同期検出部５６では、受光信号をあらかじめ設定された受光しきい値ｔｈ１と比較し、受光しきい値ｔｈ１以上の受光信号に関して微分値を算出する等して局所的なピークが発生する時刻を検出する。こうして、各時刻や各時間を検出する。
【０１９１】
また、放電セルに放電を発生するための電圧を印加する時刻と、実際に放電が発生して発光のピークが電子ペン５０で検出される時刻には、放電特性に起因する時間差が生じるが、その時間差をあらかじめ測定し、オフセット値として各時刻の補正に用いてもよい。
【０１９２】
そして、同期検出部５６は、アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されておらず、アタッチメント検出スイッチ８６がＳ２＝「０」を出力しているときは、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１および近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１の発光にもとづき位置座標の算出が行えるように、座標基準信号を発生する。すなわち、図６に示すように、時刻ｔｙ０１（近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１のｙ座標検出期間Ｐｙ１の開始時刻）と時刻ｔｘ０１（近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１のｘ座標検出期間Ｐｘ１の開始時刻）のそれぞれに立上りエッジがある座標基準信号を発生し、後段の座標算出部５７に出力する。
【０１９３】
また、同期検出部５６は、アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されており、アタッチメント検出スイッチ８６がＳ２＝「１」を出力しているときは、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２および遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２の発光にもとづき位置座標の算出が行えるように、座標基準信号を発生する。すなわち、図７に示すように、時刻ｔｙ０２（遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２のｙ座標検出期間Ｐｙ２の開始時刻）と時刻ｔｘ０２（遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２のｘ座標検出期間Ｐｘ２の開始時刻）のそれぞれに立上りエッジがある座標基準信号を発生し、後段の座標算出部５７に出力する。
【０１９４】
このように、同期検出部５６は、同期検出用の発光にもとづき時刻ｔｏ１を特定し、時刻ｔｏ１を基準にして、時刻ｔｙ０１と時刻ｔｘ０１とのそれぞれに立上りエッジがある座標基準信号、または時刻ｔｙ０２と時刻ｔｘ０２とのそれぞれに立上りエッジがある座標基準信号を発生する。
【０１９５】
さらに、本実施の形態における同期検出部５６は、アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されており、アタッチメント検出スイッチ８６がＳ２＝「１」を出力しているときは、図７に示すように、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１で発生する近接用ｙ座標検出パターンの発光、および近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１で発生する近接用ｘ座標検出パターンの発光を検出するための「距離検出信号」を、時刻ｔｏ１を基準にして発生し、後段の距離判定部９１に出力する。この距離検出信号は、距離判定部９１に受光信号の受け入れを許可する信号であり、例えば、ｙ座標検出期間Ｐｙ１の期間および座標検出期間Ｐｘ１の期間はＨｉとなり他はＬｏとなる信号である。
【０１９６】
ただし、同期検出部５６は、アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されておらず、アタッチメント検出スイッチ８６がＳ２＝「０」を出力しているときは、図６に示すように、距離検出信号をＬｏに維持したままにする。したがって、Ｓ２＝「０」のとき距離判定部９１は受光信号を受け付けない。
【０１９７】
また、同期検出部５６は、同期検出期間Ｐｏに発生する同期検出用の発光を所定時間（例えば、０．２５秒）以上検出しなければ、リセット信号（図示せず）を発生する。具体的には、同期検出部５６は、発生間隔があらかじめ定められた所定の時間間隔（例えば、時間Ｔｏ０、Ｔｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３）に合致する受光信号を検出できない時間を計測し、その計測時間をリセット時間しきい値（例えば、０．２５秒）と比較する。そして、その計測時間がリセット時間しきい値以上になれば、同期検出部５６は、リセット信号を発生して出力する。ただし、同期検出部５６は、同期検出用の発光を受光すれば、直ちにリセット信号を解除する。
【０１９８】
なお、本実施の形態では、時刻ｔｏ１を基準にして座標基準信号および距離検出信号を発生する例を説明しているが、座標基準信号および距離検出信号は、時刻ｔｏ２、または時刻ｔｏ３、または時刻ｔｏ４を基準にして発生してもよい。
【０１９９】
なお、座標基準信号は、何ら上述の信号に限定されるものではなく、ｙ座標検出パターンによる発光およびｘ座標検出パターンによる発光を受光素子５２または受光素子５４が受光したときに、その時刻を特定するための基準にすることができる信号であればよい。
【０２００】
座標算出部５７は、時間の長さを計測するカウンタと、カウンタの出力に演算を施す演算回路とを備える（図示せず）。
【０２０１】
そして、座標算出部５７は、座標基準信号および受光信号にもとづき、ｙ座標検出パターンの発光を示す信号およびｘ座標検出パターンの発光を示す信号を受光信号から選択的に取り出し、画像表示領域における電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）を算出する。
【０２０２】
具体的には、座標算出部５７は、アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されておらずアタッチメント検出スイッチ８６がＳ２＝「０」を出力しているときは、図６に示すように、座標基準信号にもとづき、時刻ｔｙ０１から、時刻ｔｙ０１以降に最初に受光素子５２で発光が受光される時刻ｔｙｙ１までの時間Ｔｙｙ１をカウンタで測定する。そして、演算回路において時間Ｔｙｙ１から時間Ｔｙ０１（時刻ｔｙ０１から最初の近接用ｙ座標検出パルスが発生するまでの時間）を減算し、その減算結果を時間Ｔｙ１１（近接用ｙ座標検出パルスのパルス幅）で除算する。こうして近接使用時の画像表示領域における電子ペン５０の位置のｙ座標を算出する。
【０２０３】
次に、座標算出部５７は、座標基準信号にもとづき、時刻ｔｘ０１から、時刻ｔｘ０１以降に最初に受光素子５２で発光が受光される時刻ｔｘｘ１までの時間Ｔｘｘ１をカウンタで測定する。そして、演算回路において時間Ｔｘｘ１から時間Ｔｘ０１（時刻ｔｘ０１から最初の近接用ｘ座標検出パルスが発生するまでの時間）を減算し、その減算結果を時間Ｔｘ１１（近接用ｘ座標検出パルスのパルス幅）で除算する。こうして近接使用時の画像表示領域における電子ペン５０の位置のｘ座標を算出する。
【０２０４】
アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されアタッチメント検出スイッチ８６がＳ２＝「１」を出力しているときは、座標算出部５７は、図７に示すように、座標基準信号にもとづき、時刻ｔｙ０２から、時刻ｔｙ０２以降に最初に受光素子５４で発光が受光される時刻ｔｙｙ２までの時間Ｔｙｙ２をカウンタで測定する。そして、演算回路において時間Ｔｙｙ２から時間Ｔｙ０２（時刻ｔｙ０２から最初の遠隔用ｙ座標検出パルスが発生するまでの時間）を減算し、その減算結果を時間Ｔｙ１２（遠隔用ｙ座標検出パルスのパルス幅）で除算する。こうして遠隔使用時の画像表示領域における電子ペン５０の位置のｙ座標を算出する。
【０２０５】
次に、座標算出部５７は、座標基準信号にもとづき、時刻ｔｘ０２から、時刻ｔｘ０２以降に最初に受光素子５４で発光が受光される時刻ｔｘｘ２までの時間Ｔｘｘ２をカウンタで測定する。そして、演算回路において時間Ｔｘｘ２から時間Ｔｘ０２（時刻ｔｘ０２から最初の遠隔用ｘ座標検出パルスが発生するまでの時間）を減算し、その減算結果を時間Ｔｘ１２（遠隔用ｘ座標検出パルスのパルス幅）で除算する。こうして遠隔使用時の画像表示領域における電子ペン５０の位置のｘ座標を算出する。
【０２０６】
なお、時刻ｔｙｙ１または時刻ｔｙｙ２は、電子ペン５０の受光素子５２または受光素子５４がｙ座標検出パターンによりパネル１０に生じる発光を受光した時刻であり、時刻ｔｘｘ１または時刻ｔｘｘ２は、電子ペン５０の受光素子５２または受光素子５４がｘ座標検出パターンによりパネル１０に生じる発光を受光した時刻である。
【０２０７】
座標算出部５７は、このようにして算出した電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）を送信部５８に出力する。
【０２０８】
なお、座標算出部５７において電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）を算出する手法は何ら上述した計算方法に限定されるものではない。例えば、ｙ座標検出パルスのパルス幅およびｘ座標検出パルスのパルス幅に相当する時間間隔で動作するタイマーを用い、タイマーの計数値がそのままｙ座標およびｘ座標になるように構成する等、他の手法により位置座標を算出してもよい。
【０２０９】
距離判定部９１は、アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されアタッチメント検出スイッチ８６がＳ２＝「１」を出力しているときは、同期検出部５６から出力される距離検出信号および受光素子５４から出力される受光信号にもとづき、電子ペン５０からパネル１０までの距離を判定する。
【０２１０】
具体的には、距離判定部９１は、図７に示すように、距離検出信号がＨｉの期間に受光素子５４から出力される受光信号を受け入れ、その受光信号をあらかじめ設定した距離しきい値Ｔｈ２と比較する。そして、受光信号が距離しきい値Ｔｈ２以上であれば、電子ペン５０からパネル１０までの距離は比較的近いと判定してＳ３＝「１」を出力し、受光信号が距離しきい値Ｔｈ２未満であれば、電子ペン５０からパネル１０までの距離は比較的遠いと判定してＳ３＝「０」を出力する。
【０２１１】
上述したように、距離検出信号がＨｉの期間に受光素子５４から出力される受光信号は、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１のｙ座標検出期間Ｐｙ１で発生する近接用ｙ座標検出パターンの発光にもとづく受光信号であり、近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１のｘ座標検出期間Ｐｘ１で発生する近接用ｘ座標検出パターンの発光にもとづく受光信号である。
【０２１２】
近接用ｙ座標検出パターンの発光は遠隔用ｙ座標検出パターンの発光よりも輝度が低く、近接用ｘ座標検出パターンの発光は遠隔用ｘ座標検出パターンの発光よりも輝度が低い。したがって、パネル１０と電子ペン５０との間が、遠隔用ｙ座標検出パターンの受光信号および遠隔用ｘ座標検出パターンの受光信号を受光しきい値ｔｈ１以上で受光できる距離の範囲内に、近接用ｙ座標検出パターンの発光および近接用ｘ座標検出パターンの発光による受光信号が距離しきい値Ｔｈ２未満になる距離が存在する。このことを利用して、電子ペン５０とパネル１０との間が、受光信号が距離しきい値Ｔｈ２以上となる距離なのか、受光信号が距離しきい値Ｔｈ２未満となる距離なのかを判定することができる。
【０２１３】
本実施の形態における距離判定部９１は、近接用ｙ座標検出パターンの発光による受光信号および近接用ｘ座標検出パターンの発光による受光信号がともに距離しきい値Ｔｈ２未満のときにＳ３＝「０」を出力し、それ以外ではＳ３＝「１」を出力するが、例えば、少なくとも一方が距離しきい値Ｔｈ２未満のときにＳ３＝「０」を出力し、それ以外ではＳ３＝「１」を出力するように構成してもよい。
【０２１４】
なお、本実施の形態では、受光しきい値ｔｈ１は、電子ペン５０を遠隔使用するときに電子ペン５０がパネル１０から約８ｍ離れていても位置座標の算出が行えるように設定し、距離しきい値Ｔｈ２は、電子ペン５０がパネル１０から２ｍ以上離れたときにＳ３＝「０」となるように設定する。しかし、本発明は各しきい値が何らこれらの数値に限定されるものではなく、各数値は、画像表示システム１００の仕様等に応じて適切に設定すればよい。
【０２１５】
送信部５８は、電気信号をエンコードし、エンコード後の信号を例えば赤外線等の無線信号に変換して発信する発信回路を有する（図示せず）。そして、電子ペン５０に個別に付与されている固有の識別番号（ＩＤ）、電子ペン５０の描画モードＳ０（例えば描画に用いる線の色、線の太さ、線の種類、等）、接触スイッチ５３の状態Ｓ１、手動スイッチ８３の状態Ｓ１’、アタッチメント検出スイッチ８６の状態Ｓ２、電子ペン５０からパネル１０までの距離の判定結果Ｓ３、リセット信号、座標算出部５７が算出した電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）を表す信号等をそれぞれエンコードした後に無線信号に変換し、描画装置４０の受信部４２に無線送信する。
【０２１６】
次に、描画装置４０について説明する。
【０２１７】
描画装置４０は、電子ペン５０の座標算出部５７が算出した位置座標（ｘ，ｙ）および描画モードＳ０等にもとづく描画信号を作成し、画像表示装置３０に出力する。この描画信号は、使用者が手書き入力した画像や、ポインタとして使用するカーソルをパネル１０に表示するための信号であり、画像信号と実質的に同じものである。
【０２１８】
図１に示したように、描画装置４０は、受信部４２と描画部４６を備えている。
【０２１９】
受信部４２は、電子ペン５０の送信部５８から無線送信される無線信号を受信し、その受信信号をデコードして電気信号に変換する変換回路を有する（図１には示さず）。そして、送信部５８から無線送信される無線信号を、電子ペン５０の識別番号（ＩＤ）、描画モードＳ０、状態Ｓ１、Ｓ１’、Ｓ２、判定結果Ｓ３、リセット信号、位置座標（ｘ，ｙ）を表す信号に変換して描画部４６に出力する。電子ペン５０が複数のときは、各電子ペン５０から送信されてくる各信号をそれぞれ受信してデコードする。
【０２２０】
なお、電子ペン５０の描画モードＳ０、状態Ｓ１、Ｓ１’、Ｓ２、判定結果Ｓ３、位置座標（ｘ，ｙ）を表す信号は時間ｔによって変化する変数であるため、以下、受信部４２から出力される各信号を、描画モードＳ０（ｔ）、状態Ｓ１（ｔ）、状態Ｓ１’（ｔ）、状態Ｓ２（ｔ）、判定結果Ｓ３（ｔ）、位置座標（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））と記す。
【０２２１】
描画部４６は、画像メモリ４７を備える。そして、描画部４６は、座標算出部５７が算出した位置座標（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））に対応する画素を中心に、描画モードＳ０（ｔ）に応じた色および大きさの描画パターン（例えば、白色の丸等のパターン）の描画信号を作成し、画像メモリ４７に書込む。
【０２２２】
描画部４６は、状態Ｓ１（ｔ）＝１（接触スイッチ５３がオンの状態）、または状態Ｓ２（ｔ）＝１かつ状態Ｓ１’（ｔ）＝１（アタッチメント８０が電子ペン５０に装着され、かつ描画用の手動スイッチ８３がオンの状態）のときには、作成した描画信号を画像メモリ４７に蓄積する。したがって、これらの状態が維持されている期間は、電子ペン５０の過去の位置座標の軌跡に現在の電子ペン５０の位置座標が加えられた描画信号が画像メモリ４７に蓄積される。
【０２２３】
また、描画部４６は、状態Ｓ１（ｔ）＝０（接触スイッチ５３がオフの状態）、または状態Ｓ２（ｔ）＝１かつ状態Ｓ１’（ｔ）＝０（アタッチメント８０が電子ペン５０に装着され、かつ描画用の手動スイッチ８３がオフの状態）のときには、１フィールド前の位置座標（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））に対応する描画信号を画像メモリ４７から消去する。したがって、これらの状態が維持されている期間に画像メモリ４７に蓄積される描画信号は、接触スイッチ５３がオンの状態であったとき、またはアタッチメント８０が電子ペン５０に装着され、かつ描画用の手動スイッチ８３がオンの状態であったときの電子ペン５０の位置座標の過去の軌跡と、電子ペン５０の現在の位置座標を表す信号（ポインタ機能）になる。
【０２２４】
また、描画部４６は、状態Ｓ１（ｔ）＝０かつ状態Ｓ２（ｔ）＝０（接触スイッチ５３がオフの状態であり、アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されていない）、かつ描画消去用のスイッチ（図示せず）がオンの状態のときには、画像メモリ４７に蓄積されている描画信号を、受光素子５４の受光信号から算出した位置座標（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））にもとづき画像メモリ４７から消去する（消去機能）。
【０２２５】
画像表示システム１００で使用されている電子ペン５０の数が複数であれば、描画部４６は、各電子ペン５０の軌跡が互いに混同しないように位置座標（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を互いに区別して、各電子ペン５０に対して上述の動作を行う。
【０２２６】
そして、描画部４６は、画像メモリ４７に蓄積された描画信号を画像表示装置３０に出力する。
【０２２７】
次に、電子ペン５０およびアタッチメント８０について、図８を用いて説明する。
【０２２８】
図８は、本発明の実施の形態１における電子ペン５０および電子ペン用アタッチメント８０の外観を示す斜視図である。
【０２２９】
図８に示すように、電子ペン５０は、筒型の本体ケース６０、近接側ペン先カバー６１、遠隔側ペン先カバー６２、近接側ペン先部６４、および遠隔側ペン先部６５を有する。
【０２３０】
図８に示すように、遠隔側ペン先カバー６２には、アタッチメント８０を固定するためのリム６３が設けてある。
【０２３１】
アタッチメント８０は、筒型の形状であり、一方の端部に集光レンズ８４を有し、他方の端部には、筒内に、リム６３と嵌合するフランジが設けてある。そして、フランジとリム６３が嵌合するようにアタッチメント８０を電子ペン５０に装着することで、アタッチメント８０は電子ペン５０の遠隔側の端部に固定される。
【０２３２】
アタッチメント８０は、電子ペン５０に装着されたときに、集光レンズ８４の光軸上の焦点距離に受光素子５４が位置するように、アタッチメント８０の本体の長さ、集光レンズ８４の設置位置、および集光レンズ８４の焦点距離が設定されている。
【０２３３】
そして、アタッチメント８０を装着した電子ペン５０の遠隔側端部（遠隔側の光軸）をパネル１０の方向に向けることで、パネル１０に生じる発光は、アタッチメント８０の集光レンズ８４および受光孔６８を通って受光素子５４に届く。
【０２３４】
なお、図８には示していないが、電子ペン５０は、アタッチメント８０を電子ペン５０に装着したときにオンとなってＳ２＝「１」を出力し、アタッチメント８０が電子ペン５０に装着されていなければオフとなってＳ２＝「０」を出力するアタッチメント検出スイッチを備えている。
【０２３５】
本体ケース６０には、図８に示すように、本体ケース６０上面側に、電源スイッチ８１、電源スイッチ８１と一体に設けられたパイロットランプ８２、複数の押し込み型の手動スイッチ８３が設けられている。また、本体ケース６０背面側の遠隔側端部近傍に、押し込み型のアタッチメント検出スイッチと、転がり防止用のリブが設けられている。
【０２３６】
次に、本実施の形態における画像表示システム１００の動作について説明する。
【０２３７】
図９は、本発明の実施の形態１における画像表示システム１００において電子ペン５０を近接使用するときの動作の一例を概略的に示す図である。
【０２３８】
図１０は、本発明の実施の形態１における画像表示システム１００において電子ペン５０を遠隔使用するときの動作の一例を概略的に示す図である。
【０２３９】
図９に示すように、近接用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ１のｙ座標検出期間Ｐｙ１では、画像表示領域の上端部（１行目）から下端部（ｎ行目）まで順次移動する第１の発光線Ｌｙ１がパネル１０に表示される。また、近接用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ１のｘ座標検出期間Ｐｘ１では、画像表示領域の左端部（１列目の画素列）から右端部（ｍ／３列目の画素列）まで順次移動する第２の発光線Ｌｘ１がパネル１０に表示される。
【０２４０】
したがって、電子ペン５０の近接側端部がパネル１０の画像表示面の「座標（ｘ，ｙ）」に接触（または近接）していれば、第１の発光線Ｌｙ１が座標（ｘ，ｙ）を通過する時刻ｔｙｙ１と、第２の発光線Ｌｘ１が座標（ｘ，ｙ）を通過する時刻ｔｘｘ１において、受光素子５２は発光を受光する。
【０２４１】
これにより、電子ペン５０は、図６に示したように、受光素子５２が第１の発光線Ｌｙ１の発光を受光したことを示す受光信号を時刻ｔｙｙ１において出力し、受光素子５２が第２の発光線Ｌｘ１の発光を受光したことを示す受光信号を時刻ｔｘｘ１において出力する。
【０２４２】
図１０に示すように、遠隔用ｙ座標検出サブフィールドＳＦｙ２のｙ座標検出期間Ｐｙ２では、画像表示領域の上端部（１行目）から下端部（ｎ行目）まで順次移動する第３の発光線Ｌｙ２がパネル１０に表示される。また、遠隔用ｘ座標検出サブフィールドＳＦｘ２のｘ座標検出期間Ｐｘ２では、画像表示領域の左端部（１列目の画素列）から右端部（ｍ／３列目の画素列）まで順次移動する第４の発光線Ｌｘ２がパネル１０に表示される。
【０２４３】
したがって、電子ペン５０の遠隔側端部に装着したアタッチメント８０の光軸がパネル１０の画像表示面の「座標（ｘ，ｙ）」に向いていれば、第３の発光線Ｌｙ２が座標（ｘ，ｙ）を通過する時刻ｔｙｙ２と、第４の発光線Ｌｘ２が座標（ｘ，ｙ）を通過する時刻ｔｘｘ２において、受光素子５４は発光を受光する。
【０２４４】
これにより、電子ペン５０は、図７に示したように、受光素子５４が第３の発光線Ｌｙ２の発光を受光したことを示す受光信号を時刻ｔｙｙ２において出力し、受光素子５４が第４の発光線Ｌｘ２の発光を受光したことを示す受光信号を時刻ｔｘｘ２において出力する。
【０２４５】
そして、座標算出部５７は、上述した手法により、画像表示領域における電子ペン５０の位置座標（ｘ，ｙ）を算出する。
【０２４６】
図１１は、本発明の実施の形態１における画像表示システム１００において電子ペン５０による手書き入力を行うときの動作の一例を概略的に示す図である。
【０２４７】
なお、図１１には電子ペン５０を近接使用するときの例を示すが、電子ペン５０にアタッチメント８０を装着して遠隔使用するときの動作は、接触スイッチ５３に代えて描画用の手動スイッチ８３を用いる以外は近接使用時と同様であるので、図面を用いての説明を省略する。
【０２４８】
描画部４６は、座標算出部５７が算出した位置座標（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））に対応する画素を中心に、描画モードＳ０（ｔ）に応じた色および大きさの描画パターン（例えば、白色の丸等のパターン、以下、「カーソル１０１」と記す）の描画信号を発生する。この描画信号は描画部４６の画像メモリ４７に順次書込まれ、状態Ｓ１（ｔ）＝１（接触スイッチ５３がオンの状態）、または状態Ｓ２（ｔ）＝１かつ状態Ｓ１’（ｔ）＝１（アタッチメント８０が電子ペン５０に装着され、かつ描画用の手動スイッチ８３がオンの状態）の期間の描画信号は画像メモリ４７に蓄積される。そして、画像表示装置３０は、描画部４６の画像メモリ４７に蓄積された描画信号にもとづく画像をパネル１０に表示する。
【０２４９】
したがって、例えば図１１に示すように、使用者が電子ペン５０の近接側端部をパネル１０の画像表示面に接触させたまま移動させると（遠隔使用時には、描画用の手動スイッチ８３をオンにしたまま電子ペン５０の位置座標を移動させると）、その移動の軌跡を示す図柄がパネル１０に表示される。こうして、パネル１０には、電子ペン５０を用いて手書き入力された図画が表示される。
【０２５０】
図１２は、本発明の実施の形態１における画像表示システム１００において電子ペン５０をポインタとして使用するときの動作の一例を概略的に示す図である。
【０２５１】
なお、図１２には電子ペン５０を遠隔使用するときの例を示すが、電子ペン５０を近接使用するときの動作は、描画用の手動スイッチ８３に代えて接触スイッチ５３を用いる以外は遠隔使用時と同様であるので、図面を用いての説明を省略する。
【０２５２】
本実施の形態では、電子ペン５０にアタッチメント８０を装着して遠隔使用するときに描画用の手動スイッチ８３をオンにしなければ（あるいは近接使用時に接触スイッチ５３をオンにしなければ）、電子ペン５０をポインタとして使用することが可能である。
【０２５３】
状態Ｓ２（ｔ）＝１かつ状態Ｓ１’（ｔ）＝０（アタッチメント８０が電子ペン５０に装着され、かつ描画用の手動スイッチ８３がオフの状態）の期間は受光素子５４がパネル１０の発光を受光できれば（または、状態Ｓ１（ｔ）＝０（接触スイッチ５３がオフの状態）の期間は受光素子５２がパネル１０の発光を受光できれば）、描画部４６は、電子ペン５０の現時点の描画信号（位置座標（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））、および描画モードＳ０（ｔ）にもとづく描画信号）を画像メモリ４７に書込むとともに、１フィールド前の描画信号（位置座標（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））にもとづく描画信号）を画像メモリ４７から消去する。
【０２５４】
したがって、例えば、遠隔使用時に使用者が描画用の手動スイッチ８３をオフにしたまま電子ペン５０の位置座標を移動させると（あるいは、近接使用時に近接側端部をパネル１０に接触させずに移動させると）、その間の移動の軌跡はパネル１０に表示されず、電子ペン５０の現在の位置座標を示すカーソル１０１が、パネル１０に表示される。
【０２５５】
このようにして、電子ペン５０をポインタとして用いることも可能である。
【０２５６】
なお、電子ペン５０の受光素子５２、５４がパネル１０の発光を受光できないときには、パネル１０にカーソル１０１を表示しない、あるいは、受光素子５２または受光素子５４がパネル１０の発光を最後に受光したときの座標位置にカーソル１０１を表示する、等、適切に設定すればよい。
【０２５７】
以上説明したように、本実施の形態における電子ペン５０は、電子ペン５０を遠隔使用するときに、近接用ｙ座標検出パターンの発光および近接用ｘ座標検出パターンの発光を利用して、電子ペン５０からパネル１０までの距離を判定することができる。
【０２５８】
なお、本実施の形態では、距離検出信号をｙ座標検出期間Ｐｙ１の期間のみＨｉとなる信号とし、近接用ｙ座標検出パターンによる発光だけを、電子ペン５０からパネル１０までの距離の判定に用いる構成としてもよい。あるいは、距離検出信号をｘ座標検出期間Ｐｘ１の期間のみＨｉとなる信号とし、近接用ｘ座標検出パターンによる発光だけを、電子ペン５０からパネル１０までの距離の判定に用いる構成としてもよい。
【０２５９】
なお、本実施の形態では、接触スイッチ５３を電子ペン５０の先端部に取付ける構成を説明したが、例えば、接触スイッチ５３に相当する手動スイッチを電子ペン５０の側面等に設け、近接使用時においても使用者が手動スイッチのオン・オフにより描画を行えるように構成してもよい。
【０２６０】
なお、電子ペン５０からパネル１０までの距離の判定結果Ｓ３を用いて画像表示システムが行う動作の他の一例としては、例えば、電子ペン５０に、判定結果Ｓ３の状態を点灯／非点灯、または発光色等によって表示する表示部（例えば、ＬＥＤ等）を設け、その表示部に判定結果Ｓ３の状態を表示する構成が挙げられる。
【０２６１】
また、電子ペン５０からパネル１０までの距離の判定結果Ｓ３を用いて画像表示システムが行う動作のさらに他の一例としては、例えば、画像表示装置に、判定結果Ｓ３の状態を点灯／非点灯、または発光色等によって表示する表示部（例えば、ＬＥＤ等）を設け、その表示部に判定結果Ｓ３の状態を表示する構成が挙げられる。あるいは、画像表示領域に文字や記号で判定結果Ｓ３の状態を表示する構成を挙げることもできる。
【０２６２】
これらのように、電子ペン５０や画像表示装置に電子ペン５０からパネル１０までの距離の判定結果を表示することで、電子ペン５０の使用者は、電子ペン５０からパネル１０までの距離を知ることができる。これにより、使用者は、意識して電子ペン５０からパネル１０までの距離を調整することができ、画像表示装置への書込みを適切に行うことができる。
【０２６３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、電子ペン５０を遠隔使用するとき、電子ペン５０からパネル１０までの距離の判定結果Ｓ３を用いて画像表示システムが行う動作の一例を説明する。
【０２６４】
電子ペン５０を遠隔使用するとき、電子ペン５０の受光素子５４が受光することができるパネル１０上の範囲（受光範囲）は、電子ペン５０からパネル１０までの距離に応じて変化する。
【０２６５】
図１３は、本発明の実施の形態２における電子ペン５０を遠隔使用しているときの電子ペン５０の受光範囲の一例を概略的に示す図である。
【０２６６】
図１４は、本発明の実施の形態２における電子ペン５０を遠隔使用しているときの電子ペン５０の受光範囲の他の一例を概略的に示す図である。
【０２６７】
図１３に示すように、電子ペン５０の受光範囲は、電子ペン５０からパネル１０までの距離が近くなれば狭くなり、遠くなれば広くなる。
【０２６８】
一方、図１４に示すように、電子ペン５０の位置座標がパネル１０の端部付近にあると、電子ペン５０の受光範囲がパネル１０の画像表示領域外にはみ出すことがある。そのようなとき、電子ペン５０の受光量は、受光範囲の全てがパネル１０の画像表示領域内にあるときと比較して低下する。そのため、電子ペン５０は、座標検出サブフィールドで発生する発光を十分に受光できず、位置座標の検出動作が不安定になるおそれがある。
【０２６９】
そこで、本実施の形態では、電子ペン５０を遠隔使用するとき、パネル１０の画像表示領域に「検出有効領域」と「非検出領域」とを設け、「検出有効領域」内で検出した位置座標だけを描画に用い、「非検出領域」では位置座標の検出を行わない、もしくは「非検出領域」で検出した位置座標を描画に用いないようにする。このように、位置座標の検出範囲を制限することで、パネル１０の端部付近で位置座標の検出動作が不安定になることを防止する。
【０２７０】
図１５は、本発明の実施の形態２における電子ペン５０を遠隔使用しているときのパネル１０における検出有効領域と非検出領域の一設定例を概略的に示す図である。
【０２７１】
図１６は、本発明の実施の形態２における電子ペン５０を遠隔使用しているときのパネル１０における検出有効領域と非検出領域の他の設定例を概略的に示す図である。
【０２７２】
なお、図１５、図１６では、便宜上「検出有効領域」を黒色で表し「非検出領域」を灰色で表しているが、実際のパネル１０にこのような輝度差が生じるわけではない。
【０２７３】
以下、パネル１０の画像表示領域のｘ座標方向、ｙ座標方向の大きさをそれぞれ１００％として説明する。
【０２７４】
本実施の形態では、電子ペン５０からパネル１０までの距離が比較的遠いとき（距離判定部９１からＳ３＝「０」が出力されているとき）には、電子ペン５０からパネル１０までの距離が比較的近いとき（距離判定部９１からＳ３＝「１」が出力されているとき）よりも、検出有効領域を縮小し、非検出領域を拡大する。
【０２７５】
電子ペン５０からパネル１０までの距離が比較的近く、距離判定部９１からＳ３＝「１」が出力されているときには、例えば図１５に示すように、ｙ座標方向に対して左右両端５％ずつ、ｘ座標方向に対して上下両端５％ずつの周辺領域を非検出領域とし、非検出領域を除くｙ座標方向９０％、ｘ座標方向９０％の領域を検出有効領域とする。
【０２７６】
電子ペン５０からパネル１０までの距離が比較的遠く、距離判定部９１からＳ３＝「０」が出力されているときには、例えば図１６に示すように、ｙ座標方向に対して左右両端１０％ずつ、ｘ座標方向に対して上下両端１０％ずつの周辺領域を非検出領域とし、非検出領域を除くｙ座標方向８０％、ｘ座標方向８０％の領域を検出有効領域とする。
【０２７７】
このように、本実施の形態では電子ペン５０からパネル１０までの距離が比較的近く（Ｓ３＝「１」）電子ペン５０の受光範囲が比較的狭いときには、非検出領域を比較的狭い範囲に設定し、電子ペン５０からパネル１０までの距離が比較的遠く（Ｓ３＝「０」）電子ペン５０の受光範囲が比較的広いときには、非検出領域を比較的広い範囲に設定する。こうして、電子ペン５０の受光範囲がパネル１０の画像表示領域外にはみ出すことを防止し、電子ペン５０において位置座標の検出動作が不安定になることを防止する。
【０２７８】
なお、この状態で電子ペン５０の位置座標に応じた描画を行うと、検出有効領域内の任意の場所に描画やカーソル表示を行うことはできても、パネル１０の非検出領域では描画やカーソル表示を行うことはできない。そこで、本実施の形態では、検出有効領域と非検出領域との比率に応じて位置座標に補正を施し、補正後の位置座標にもとづき描画を行うものとする。
【０２７９】
以下、電子ペン５０において検出される位置座標を「検出座標」と記し、補正後の位置座標を「表示座標」と記す。
【０２８０】
図１７は、本発明の実施の形態２における検出座標と表示座標との関係を概略的に示す図である。
【０２８１】
図１７には、一例として、図１６に示したｙ座標方向に対して左右両端１０％ずつ、ｘ座標方向に対して上下両端１０％ずつの周辺領域を非検出領域とし、非検出領域を除くｙ座標方向８０％、ｘ座標方向８０％の領域を検出有効領域とするときの位置座標の補正例を示す。
【０２８２】
本実施の形態では、表示座標の算出を容易にするために、便宜上、パネル１０の画像表示領域の中央を原点（０，０）とする。
【０２８３】
図１７に示す例では、原点（０，０）からｘ座標方向の非検出領域の端（ｘ２，０）または（−ｘ２，０）までの距離と、原点（０，０）からｘ座標方向の検出有効領域の端（ｘ１，０）または（−ｘ１，０）までの距離の比は、５：４となる。同様に、原点（０，０）からｙ座標方向の非検出領域の端（０，ｙ２）または（０，−ｙ２）までの距離と、原点（０，０）からｙ座標方向の検出有効領域の端（０，ｙ１）または（０，−ｙ１）までの距離の比は、５：４となる。
【０２８４】
そこで、図１７に示す例では、原点から検出座標までの距離を５／４倍する補正によって表示座標を算出する。具体的には、検出座標を（ｘ，ｙ）とすると、
表示座標（Ｘ，Ｙ）＝（５／４×ｘ、５／４×ｙ）
とする。
【０２８５】
このように、検出座標に、原点（０，０）から非検出領域の端までの距離と、原点（０，０）からの検出有効領域の端までの距離の比に応じた補正を施して表示座標とする。こうすることにより、有効検出領域で検出した位置座標にもとづく描画やカーソル表示がパネル１０の画像表示領域全面に拡大するので、非検出領域に電子ペン５０による描画やカーソル表示を行うことが可能となる。
【０２８６】
なお、図示はしないが、図１５に示した例では、原点（０，０）から非検出領域の端までの距離と、原点（０，０）から検出有効領域の端までの距離の比は、ｘ座標方向、ｙ座標方向ともに１０：９となるので、検出座標を（ｘ，ｙ）とすると
表示座標（Ｘ，Ｙ）＝（１０／９×ｘ、１０／９×ｙ）
とする。
【０２８７】
図１８は、本発明の実施の形態２における画像表示システム１１０の一構成例を概略的に示す図である。
【０２８８】
図１８に示す画像表示システム１１０は、画像表示装置３０、描画装置１４０、および電子ペン５０を構成要素に含み、電子ペン５０と描画装置１４０との間で無線通信を行う。図１８には、１本の電子ペン５０を示しているが、画像表示システム１１０は複数の電子ペン５０を備えていてもよい。
【０２８９】
図１８に示す画像表示装置３０および電子ペン５０は、実施の形態１において説明した画像表示装置３０および電子ペン５０と同様の構成、動作であるので、説明を省略する。
【０２９０】
描画装置１４０は、受信部４２と描画部１４６を備え、描画部１４６は、画像メモリ４７と座標変換部４８を備える。
【０２９１】
描画装置１４０は、描画部１４６が座標変換部４８を備えている点を除き、実施の形態１において説明した描画装置４０と同様の構成、動作であるので、以下、座標変換部４８の動作について説明し、他の詳細な説明は省略する。
【０２９２】
座標変換部４８は、アタッチメント検出スイッチ８６の状態Ｓ２、判定結果Ｓ３、検出座標（ｘ，ｙ）、リセット信号が入力され、表示座標（Ｘ，Ｙ）を出力する。
【０２９３】
座標変換部４８には、判定結果Ｓ３＝「１」と「０」のそれぞれにおける、原点（０，０）から非検出領域の端までの距離と、原点（０，０）から検出有効領域の端までの距離の比が、あらかじめ補正係数として記憶されている。
【０２９４】
例えば、図１５、図１６に示した例では、判定結果Ｓ３＝「１」のときの補正係数は「１０／９」であり、判定結果Ｓ３＝「０」のときの補正係数は「５／４」である。
【０２９５】
座標変換部４８は、状態Ｓ２＝０であれば、アタッチメント８０は電子ペン５０に装着されておらず電子ペン５０は近接使用されていると判断して、検出座標（ｘ，ｙ）に何も補正を施さず、検出座標（ｘ，ｙ）をそのまま表示座標（Ｘ，Ｙ）として出力する。状態Ｓ２＝１であれば、アタッチメント８０は電子ペン５０に装着され電子ペン５０は遠隔使用されていると判断して、上述したように、判定結果Ｓ３にもとづく補正係数を検出座標（ｘ，ｙ）に乗算して表示座標（Ｘ，Ｙ）を算出する。
【０２９６】
描画部１４６は、座標変換部４８から出力される表示座標（Ｘ，Ｙ）にもとづく描画信号を発生して画像表示装置３０に出力する。
【０２９７】
なお、座標変換部４８にはパネル１０の画像表示領域の大きさに応じたリミッタが設定されている。したがって、「非検出領域」の範囲に含まれる検出座標に補正を施すと、このリミッタによって補正後の値が制限されるため、表示座標がパネル１０の画像表示領域外の数値になることはない。こうして、本実施の形態では、「非検出領域」で検出した位置座標を描画に用いないようにしている。このことは、「描画装置１４０では、補正係数によって「非検出領域」を設定することができる」と言い換えることができる。すなわち、本実施の形態では、座標変換部４８において判定結果Ｓ３にもとづき補正係数を変化させることで「非検出領域」を変化させている。
【０２９８】
あるいは、電子ペン５０の座標算出部５７において算出した位置座標が「非検出領域」の範囲に含まれるとき、検出有効領域において最後に算出された位置座標を座標算出部５７から出力するように電子ペン５０を構成してもよい。こうすることで、「非検出領域」に該当する位置座標を電子ペン５０から描画装置１４０に送信しないようにすることも可能である。
【０２９９】
以上のように、本実施の形態では、電子ペン５０からパネル１０までの距離に応じて非検出領域を設定することで、電子ペン５０の受光範囲がパネル１０の画像表示領域外にはみ出すことを防止し、電子ペン５０において位置座標の検出動作が不安定になることを防止することができる。
【０３００】
なお、使用者が電子ペン５０を使用中、非検出領域が意図せず切り替わることを避けるため、例えば、非検出領域の変更を、リセット信号をトリガーにして行う構成とすることも可能である。
【０３０１】
例えば、距離判定部９１を、最初に行った判定が、同期検出部５６からリセット信号が入力されるまで維持されるように構成してもよい。例えば、最初の判定がＳ３＝「１」であれば、その後、受光信号がともに距離しきい値Ｔｈ２未満になったとしても、同期検出部５６からリセット信号が入力されるまではＳ３＝「１」を維持する。あるいは、最初の判定がＳ３＝「０」であれば、その後、受光信号が距離しきい値Ｔｈ２以上になったとしても、同期検出部５６からリセット信号が入力されるまではＳ３＝「０」を維持する。このような動作をするように距離判定部９１を構成してもよい。なお、「最初に行う判定」とは、リセットが解除された直後、または電子ペン５０の電源がオンになった直後の判定のことである。
【０３０２】
あるいは、座標変換部４８を、最初に設定された補正係数が、リセット信号が入力されるまで維持されるように構成してもよい。例えば、最初の補正係数がＳ３＝「１」の補正係数であれば、その後、Ｓ３＝「０」に変化したとしても、リセット信号が入力されるまではＳ３＝「１」の補正係数を維持する。あるいは、最初の補正係数がＳ３＝「０」の補正係数であれば、その後、Ｓ３＝「１」に変化したとしても、リセット信号が入力されるまではＳ３＝「０」の補正係数を維持する。座標変換部４８は、このような動作をするように構成されてもよい。なお、「最初の補正係数」とは、リセット信号が解除された直後、または電子ペン５０の電源がオンになった直後に設定される補正係数のことである。
【０３０３】
このように距離判定部９１または座標変換部４８を構成することにより、使用者が電子ペン５０を使用中、非検出領域が意図せず切り替わることを防止することができる。
【０３０４】
しかし、本実施の形態における座標変換部４８は何ら上述した動作に限定されるものではなく、例えば、判定結果Ｓ３に応じて補正係数を適宜変更する構成であってもよい。
【０３０５】
また、本実施の形態では、同期検出部５６は同期検出期間Ｐｏに発生する同期検出用の発光を所定時間（例えば、０．２５秒）以上検出しなければリセット信号を発生するとしたが、例えば、手動スイッチによってリセット信号を発生する構成としてもよい。
【０３０６】
なお、本実施の形態において、各座標検出サブフィールドの発生順は、何ら上述した発生順に限定されない。例えば、遠隔用の座標検出サブフィールドの後に近接用の座標検出サブフィールドを発生してもよく、あるいは、先にｘ座標検出用サブフィールドを発生し、次にｙ座標検出用サブフィールドを発生してもよい。
【０３０７】
なお、本実施の形態では、描画装置と電子ペンとの間で無線通信を行う例を説明したが、本発明は何らこの構成に限定されない。例えば、描画装置と電子ペンとの間を電気ケーブル等によって電気的に接続し、その電気ケーブルを介して電子ペンと描画装置との間で信号の送受信を行う構成であってもよい。
【０３０８】
なお、本実施の形態では、描画装置を画像表示装置と独立に備えた構成を示したが、この構成の一例としては、例えば、画像表示装置に接続したコンピュータに描画装置に相当する機能を持たせ、そのコンピュータを用いて描画信号を作成する構成等がある。しかし、例えば、描画装置を単独の機器として設けてもよく、あるいは描画装置を画像表示装置に備える構成であってもよい。
【０３０９】
なお、本発明における実施の形態に示した各回路ブロックは、実施の形態に示した各動作を行う電気回路として構成されてもよく、あるいは、実施の形態に示した各動作と実質的に同じ動作をするようにプログラミングされたマイクロコンピュータ等を用いて構成されてもよい。
【０３１０】
なお、本発明の実施の形態において示した具体的な数値は、単に実施の形態における一例を示したものに過ぎず、本発明はこれらの数値に何ら限定されるものではない。各数値は電子ペン充電システムの仕様等にあわせて最適に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０３１１】
本開示は、画像表示面から離れた位置から画像表示装置への入力が可能な電子ペンにおいて使い勝手を向上することができる電子ペンおよび電子ペンを備えた画像表示システムとして有用である。
【符号の説明】
【０３１２】
１０    パネル
１１    前面基板
１２    走査電極
１３    維持電極
１４    表示電極対
１５，２３    誘電体層
１６    保護層
２１    背面基板
２２    データ電極
２４    隔壁
２５，２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ    蛍光体層
３０    画像表示装置
３１    画像信号処理回路
３２    データ電極駆動回路
３３    走査電極駆動回路
３４    維持電極駆動回路
３５    タイミング発生回路
４０，１４０    描画装置
４２    受信部
４６，１４６    描画部
４７    画像メモリ
４８    座標変換部
５０    電子ペン
５２，５４    受光素子
５３    接触スイッチ
５６    同期検出部
５７    座標算出部
５８    送信部
６０    本体ケース
６１    近接側ペン先カバー
６２    遠隔側ペン先カバー
６３    リム
６４    近接側ペン先部
６５    遠隔側ペン先部
６８    受光孔
８０    電子ペン用アタッチメント
８１    電源スイッチ
８２    パイロットランプ
８３    手動スイッチ
８４    集光レンズ
８６    アタッチメント検出スイッチ
９１    距離判定部
１００，１１０    画像表示システム
１０１    カーソル
Ｌｙ１    第１の発光線
Ｌｘ１    第２の発光線
Ｌｙ２    第３の発光線
Ｌｘ２    第４の発光線
ＳＦ１〜ＳＦ８    画像表示サブフィールド
ＳＦｏ    同期検出サブフィールド
ＳＦｙ１    近接用ｙ座標検出サブフィールド
ＳＦｘ１    近接用ｘ座標検出サブフィールド
ＳＦｙ２    遠隔用ｙ座標検出サブフィールド
ＳＦｘ２    遠隔用ｘ座標検出サブフィールド
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図８】
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