(57)【要約】【課題】電子ペンのオン状態及びオフ状態を適切に判別することが可能な筆記入力装置を提供する。【解決手段】筆記入力装置１は、スタイラスペン２０の筆圧値を取得する検出値取得部１７１と、検出値取得部１７１により取得される複数の前記筆圧値に基づいて、時間の変化に対する前記筆圧値の変化の割合を示す微分値を算出する微分値算出部１７２と、微分値算出部１７２により算出される前記微分値に基づいて、スタイラスペン２０がオン状態であるか又はオフ状態であるかを判定する判定処理部１７４と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ペンの筆圧値を取得する筆圧取得部と、
前記筆圧取得部により取得される複数の前記筆圧値に基づいて、時間の変化に対する前記筆圧値の変化の割合を示す微分値を算出する微分値算出部と、
前記微分値算出部により算出される前記微分値に基づいて、前記電子ペンがオン状態であるか又はオフ状態であるかを判定する判定処理部と、
を備える筆記入力装置。
【請求項２】
前記判定処理部は、前記微分値が予め設定された第１閾値以上となる場合に前記電子ペンがオン状態であると判定し、前記微分値が予め設定された第２閾値未満となる場合に前記電子ペンがオフ状態であると判定する、
を備える請求項１に記載の筆記入力装置。
【請求項３】
前記判定処理部は、前記微分値が、連続して所定回数、前記第１閾値以上となる場合に前記電子ペンがオン状態であると判定し、連続して所定回数、前記第２閾値未満となる場合に前記電子ペンがオフ状態であると判定する、
請求項２に記載の筆記入力装置。
【請求項４】
前記電子ペンにおける互いに直交する３軸方向の加速度を取得する加速度取得部をさらに備え、
前記判定処理部は、前記加速度取得部により取得される前記加速度が予め設定された第３閾値以上である場合に、前記電子ペンがユーザーに把持されていると判定し、前記加速度が前記第３閾値未満の場合に、前記電子ペンがユーザーに把持されておらず放置されていると判定する、
請求項２又は請求項３に記載の筆記入力装置。
【請求項５】
前記判定処理部は、前記加速度が前記第３閾値以上である場合に、前記電子ペンがオン状態であるか又はオフ状態であるかを判定する処理を行い、前記加速度が前記第３閾値未満の場合に、当該処理を行わない、
請求項４に記載の筆記入力装置。
【請求項６】
前記第１閾値及び前記第２閾値を設定するためのパラメータの入力をユーザーから受け付ける設定画面を表示パネルに表示させる表示制御部と、
前記パラメータに基づいて前記第１閾値及び前記第２閾値を設定する設定処理部と、
をさらに備える請求項２から請求項５の何れか１項に記載の筆記入力装置。
【請求項７】
前記判定処理部は、前記微分値算出部により算出される前記微分値と、前記筆圧取得部により取得される前記筆圧値とに基づいて、前記電子ペンがオン状態であるか又はオフ状態であるかを判定する、
請求項１に記載の筆記入力装置。
【請求項８】
前記判定処理部は、前記微分値が予め設定された第１閾値以上となる条件と、前記筆圧値が予め設定された第４閾値以上となる条件との少なくとも何れかの条件を満たす場合に、前記電子ペンがオン状態であると判定し、前記微分値が予め設定された第２閾値未満となる条件と、前記筆圧値が予め設定された第５閾値未満となる条件との少なくとも何れかの条件を満たす場合に、前記電子ペンがオフ状態であると判定する、
請求項７に記載の筆記入力装置。
【請求項９】
前記電子ペンがオン状態の場合に前記電子ペンから取得する前記電子ペンの固有情報に基づいて、前記電子ペンにより描かれた軌跡に対応する線を表示パネルに表示させる表示制御部をさらに備える、
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の筆記入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記入力装置に関し、特にはタッチパネルと電子ペンとを備える筆記入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タッチパネル上にユーザーにより電子ペン（スタイラスペン）で手書きされた場合に、筆圧及び座標を検出して手書き情報を表示パネルに表示させるシステムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
従来のシステムでは、電子ペンの筆圧が閾値以上の場合に、手書き入力が行われている状態、すなわち電子ペンがオン状態であると判定し、電子ペンの筆圧が閾値未満の場合に、手書き入力が行われていない状態、すなわち電子ペンがオフ状態であると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２７５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、電子ペンは、構造上、固有の特性を有する。例えば、複数の電子ペンそれぞれにおいて、筆圧センサにより検出される筆圧値にばらつきが生じる。このため、複数の電子ペンにおいて、電子ペンのオン状態及びオフ状態を判別するための筆圧の閾値にばらつきが生じる。よって、筆圧が閾値を超えるか否かに基づいて電子ペンのオン状態及びオフ状態を判別する従来のシステムでは、オン状態及びオフ状態を適切に判別することが困難である。
【０００６】
本発明の目的は、電子ペンのオン状態及びオフ状態を適切に判別することが可能な筆記入力装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様に係る筆記入力装置は、電子ペンの筆圧値を取得する筆圧取得部と、前記筆圧取得部により取得される複数の前記筆圧値に基づいて、時間の変化に対する前記筆圧値の変化の割合を示す微分値を算出する微分値算出部と、前記微分値算出部により算出される前記微分値に基づいて、前記電子ペンがオン状態であるか又はオフ状態であるかを判定する判定処理部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電子ペンのオン状態及びオフ状態を適切に判別することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置のペン管理テーブルの一例を示す概念図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置の色割り当てテーブルの一例を示す概念図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るスタイラスペンの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置の筆圧値テーブルの一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置の時間の変化に対する筆圧値の変化を表すグラフの一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置の微分値テーブルの一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置の閾値設定画面の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係る筆記入力装置における、時間の変化に対する筆圧値の変化を表すグラフ及びスタイラスペンのオン状態及びオフ状態を表すグラフの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。
【００１１】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１に係る筆記入力装置１の全体構成を示す模式図である。筆記入力装置１は、表示パネル１Ａと、タッチパネル１Ｂ（本発明の筆記ボードの一例）と、スタイラスペン２０（本発明の電子ペンの一例）と、を備えている。筆記入力装置１は、スタイラスペン２０を用いた操作入力をタッチパネル１Ｂにて受け付け、受け付けた操作入力に基づいて各種の情報を表示パネル１Ａに表示する。
【００１２】
筆記入力装置１は、例えばパーソナルコンピュータと同等の機能を有しており、電源投入時にＯＳ（Operating System）等を起動し、起動したＯＳ上で各種ドライバソフトウェア、アプリケーションソフトウェア等が動作するように構成されている。筆記入力装置１は、ＯＳの起動後、デスクトップ、アイコン、ボタン、メニュー、ウインドウなどのＧＵＩのコンポーネント等のオブジェクトを表示パネル１Ａに表示することにより、ユーザーにＧＵＩ環境を提供する。前記オブジェクトには、ユーザーが各種のパラメータ等を入力するための設定画面（例えば、後述する閾値設定画面（図９参照））が含まれる。
【００１３】
ユーザーは、スタイラスペン２０を用いて操作対象のオブジェクトに対する操作を行うことにより、各種の処理を筆記入力装置１に実行させることができる。筆記入力装置１は、スタイラスペン２０を用いて行われた操作をタッチパネル１Ｂにて検出し、検出した操作に応じて、アプリケーションを起動する処理、アイコンで示されるファイルの内容を表示する処理、ボタンに割り当たられた機能を実行する処理、メニューを表示させる処理、ウインドウを移動させる処理等の様々な処理を実行する。
【００１４】
筆記入力装置１が備えるアプリケーションソフトウェアの１つとして、画面上で描かれた軌跡に対応する線（手書き線）を表示パネル１Ａに表示させるペンソフトが含まれる。筆記入力装置１は、ペンソフトを実行することにより、スタイラスペン２０により指定されたタッチパネル１Ｂ上の位置を時系列的に検出して画面上で描かれた軌跡を特定し、特定した軌跡に対応する線を表示パネル１Ａに表示させる機能を実現する。
【００１５】
筆記入力装置１は、複数のスタイラスペン２０を使用できるように構成されてもよい。例えば上述したペンソフトでは、２人のユーザーがそれぞれ異なるスタイラスペン２０を使用して手書き文字及び線画をタッチパネル１Ｂ上で描画することにより、当該手書き文字及び線画を表示パネル１Ａ上に表示させることができる。また、手書き文字及び線画を表示する際の表示色が複数のスタイラスペン２０の間で重複しないように、各スタイラスペン２０に表示色を割り当てることが可能な構成であってもよい。
【００１６】
尚、筆記入力装置１にて使用できるスタイラスペン２０の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。
【００１７】
図２は、筆記入力装置１の構成を示すブロック図である。筆記入力装置１は、表示パネル１Ａ及びタッチパネル１Ｂの動作を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０は、主制御部１１、記憶部１２、ペン接続部１３、バックライト制御部１４、表示制御部１５、タッチパネル制御部１６、ペン制御部１７を備えている。
【００１８】
主制御部１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭなどにより構成される。主制御部１１のＣＰＵは、ＯＳ、各種ドライバソフトウェア等のコンピュータプログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、上述のハードウェア各部の動作を制御し、装置全体を本発明に係る筆記入力装置として機能させる。
【００１９】
記憶部１２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶手段である。記憶部１２は、主制御部１１により実行されるＯＳ、ドライバソフトウェア、ペンソフトを含む各種アプリケーションソフトウェア、及びＯＳ等のプログラムによって使用されるデータ等を記憶する。また、記憶部１２は、登録されたスタイラスペン２０の情報を記憶するペン管理テーブル、スタイラスペン２０に割り当てた表示色等の情報を記憶する色割り当てテーブル等を備える。
【００２０】
ペン接続部１３は、無線ドングル１８を装着するための装着部１３Ａを備える。無線ドングル１８は、複数のスタイラスペン２０との間で無線通信を行う機能を有する。無線ドングル１８と複数のスタイラスペン２０との間の無線通信として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に準拠した無線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、赤外線通信などを採用することができる。無線ドングル１８をペン接続部１３の装着部１３Ａに装着した状態で複数のスタイラスペン２０それぞれにおいて所定の操作（例えば、図に示していない登録ボタンの押下操作）を行うことにより、複数のスタイラスペン２０が無線ドングル１８に登録される。
【００２１】
筆記入力装置１は、無線ドングル１８を通じて、登録された複数のスタイラスペン２０の情報を取得し、登録された複数のスタイラスペン２０の情報を記憶部１２内のペン管理テーブルにて管理する。
【００２２】
尚、本実施形態では、無線ドングル１８を用いて複数のスタイラスペン２０を登録する構成としたが、無線ドングル１８を用いずに、筆記入力装置１とスタイラスペン２０との間で直接的に通信を行うことにより、スタイラスペン２０を筆記入力装置１に登録させる構成としてもよい。
【００２３】
バックライト制御部１４にはバックライト（不図示）が接続されており、表示制御部１５には表示パネル１Ａが接続されている。バックライトは、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又は冷陰極蛍光管等の光源を有し、表示パネル１Ａを背面側から照明する。バックライト制御部１４は、主制御部１１からの指示に従ってバックライトの光源の点灯及び消灯を制御する。表示パネル１Ａは、例えばカラー液晶パネルであり、主制御部１１からの指示に従って表示制御部１５が表示パネル１Ａを駆動させることにより、画像、文字等の各種情報を表示する。
【００２４】
タッチパネル制御部１６にはタッチパネル１Ｂが接続されている。タッチパネル１Ｂは、表示パネル１Ａの前面側（表示面側）に配置されており、タッチパネル１Ｂ上におけるスタイラスペン２０による操作を検出するためのタッチセンサ（不図示）を備える。このようなタッチセンサには、静電容量方式、抵抗膜方式、電磁誘導方式、赤外線方式等のセンサを用いることができる。尚、タッチセンサは、スタイラスペン２０とタッチパネル１Ｂとの接触状態を検出する構成であってもよく、スタイラスペン２０とタッチパネル１Ｂとの接触状態だけでなく、近接状態を検出する構成であってもよい。
【００２５】
タッチパネル制御部１６は、タッチセンサの動作を制御すると共に、タッチセンサからの出力に基づいて、スタイラスペン２０により指定されたタッチパネル１Ｂ上の位置を検出し、検出した位置の位置情報を主制御部１１に送信する。主制御部１１は、タッチパネル制御部１６から送信される位置情報に応じて、タッチパネル１Ｂ上で描かれた軌跡を特定する処理等を実行する。
【００２６】
ペン制御部１７は、スタイラスペン２０から取得する情報に基づいて、スタイラスペン２０による手書き入力が行われている状態、すなわちスタイラスペン２０のペン先部が押圧された状態（オン状態）と、スタイラスペン２０による手書き入力が行われていない状態、すなわちスタイラスペン２０のペン先部が押圧されていない状態（オフ状態）とを適切に判別する処理を行う。ペン制御部１７の具体的な処理は後述する。
【００２７】
次に、筆記入力装置１が備える各テーブルについて説明する。
【００２８】
図３はペン管理テーブルの一例を示す概念図である。ペン管理テーブルは、各スタイラスペン２０に割り当てられたＩＤ（ペンＩＤ）と、スタイラスペン２０の固有情報である識別子とを関連付けて記憶する。
【００２９】
ペンＩＤは、例えば１〜Ｍ（Ｍは登録済みのスタイラスペン２０の数）の整数値により表される。また、識別子は、スタイラスペン２０の製造番号、シリアル番号等のスタイラスペン２０を一意に識別することができる固有情報であり、例えば英数字及び記号により表される。
【００３０】
無線ドングル１８は、スタイラスペン２０の登録時に、当該スタイラスペン２０に対してペンＩＤを割り当てると共に、当該スタイラスペン２０から識別子を取得する。また、主制御部１１は、ペン接続部１３を通じて、無線ドングル１８に登録されたスタイラスペン２０のペンＩＤ及び識別子を取得し、記憶部１２内のペン管理テーブルに記憶させる。
【００３１】
図３に示す例では、２本のスタイラスペン２０が登録されている状態を示しており、識別子（１）のスタイラスペン２０に対し、ペンＩＤ「１」が割り当てられ、識別子（２）のスタイラスペン２０に対し、ペンＩＤ「２」が割り当てられていることを示している。
【００３２】
図４は色割り当てテーブルの一例を示す概念図である。色割り当てテーブルは、手書き文字及び線画を表示する際の表示色（色名）、各表示色の色コード、及び当該表示色が割り当てられたスタイラスペン２０のペンＩＤを関連付けて記憶する。本実施形態では、黒色、赤色、青色、緑色、黄色を表示色として定めている。各表示色にはそれぞれ一意の色コードが予め規定されている。スタイラスペン２０に対する表示色は、筆記入力装置１において自動的に設定されてもよいし、ユーザーにより手動で設定されてもよい。
【００３３】
図５は、スタイラスペン２０の構成を示すブロック図である。スタイラスペン２０は、制御部２１、圧力センサ２２、加速度センサ２３、スイッチ２４、ＬＥＤ２５、アンテナ２６を備えている。スタイラスペン２０は、アンテナ２６を介して制御装置１０と無線通信を行う。
【００３４】
制御部２１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭなどにより構成される。制御部２１のＣＰＵは、コンピュータプログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、スタイラスペン２０の動作を制御する。
【００３５】
圧力センサ２２は、例えば、半導体ピエゾ抵抗圧力センサで構成されており、図示しないダイヤフラムの表面に半導体ひずみゲージが形成されている。したがって、タッチ操作時にペン先部をタッチパネル１Ｂに押し当てると、ペン先部を介してペン先軸が押し込まれて、圧力センサ２２のダイヤフラムの表面を押圧し、これにより、ダイヤフラムが変形して発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換する。これにより、スタイラスペン２０における筆圧（圧力）を検出することができる。尚、筆圧を検出する構成は、これに限定されず、周知の構成を採用することができる。
【００３６】
また圧力センサ２２は、例えば、１ｍ秒（１ｍｓ）のサンプリング周波数で筆圧を検出する。
【００３７】
加速度センサ２３は、互いに直交する３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサである。加速度センサ２３によって検出される加速度は、加速度センサ２３の左右（Ｘ軸方向）、上下（Ｙ軸方向）及び前後（Ｚ軸方向）の移動に伴う変位値である。すなわち、加速度データを積分処理等することによって、所定時点のスタイラスペン２０の姿勢（３次元基準位置）を基準とした、スタイラスペン２０の左右、上下及び前後の移動量を算出することができる。
【００３８】
制御部２１は、圧力センサ２２により検出される検出値（筆圧値）と、加速度センサ２３により検出される検出値（加速度）とを、スタイラスペン２０のペンＩＤを関連付けて制御装置１０に送信する。尚、制御部２１は、各検出値をアナログデータからデジタルデータに変換して制御装置１０に送信する。
【００３９】
スイッチ２４は、スタイラスペン２０の電源をオン／オフするための操作スイッチである。ＬＥＤ２５は、図示しないバッテリーの残量を表示するためのインジケータである。
【００４０】
次に、制御装置１０のペン制御部１７（図２参照）の具体的な処理を説明する。ペン制御部１７は、検出値取得部１７１、微分値算出部１７２、設定処理部１７３、判定処理部１７４を含んでいる。
【００４１】
検出値取得部１７１は、スタイラスペン２０の圧力センサ２２により検出される筆圧値を取得する。例えば、検出値取得部１７１は、１ｍｓのサンプリング周波数で検出される筆圧値を順次取得し、筆圧値テーブルに格納する。図６は、筆圧値テーブルの一例を示す図である。筆圧値テーブルには、予めＮ個の格納テーブルＴｇ（ｎ）が設定されており、検出値取得部１７１は、スタイラスペン２０から筆圧値を取得した順（時系列）に格納テーブルに格納する。図６に示す例では、１０個の格納テーブルＴｇ（０）〜Ｔｇ（９）と、各格納テーブルに格納された筆圧値Ｇ（０）〜Ｇ（９）を示している。尚、検出値取得部１７１は、スタイラスペン２０の圧力センサ２２により検出された検出値を、１０２４段階（０レベル〜１０２３レベル）に変換し、変換した値を筆圧値として筆圧値テーブルに格納する。検出値取得部１７１は、本発明の筆圧取得部の一例である。
【００４２】
また検出値取得部１７１は、スタイラスペン２０の加速度センサ２３により所定の周期で検出される加速度を取得する。検出値取得部１７１は、本発明の加速度取得部の一例である。
【００４３】
微分値算出部１７２は、検出値取得部１７１により取得される筆圧値に基づいて微分値を算出する。具体的には、微分値算出部１７２は、筆圧値テーブル（図６参照）の格納テーブルＴｇ（ｎ）及びＴｇ（ｎ−１）に格納された筆圧値Ｇ（ｎ）及びＧ（ｎ−１）に基づいて、時間の変化に対する筆圧値の変化の割合を示す微分値を算出する。微分値ｄ（ｎ）は、時間の変化に対する筆圧値の変化を表すグラフにおける傾きを示す。図７は、時間ｔの変化に対する筆圧値の変化を表すグラフの一例を示している。図７に示すグラフでは、スタイラスペン２０がタッチパネル１Ｂに接触してオンする状態から、スタイラスペン２０がタッチパネル１Ｂから離れてオフする状態までの一連の操作に応じた筆圧値の変化の様子を示している。
【００４４】
微分値算出部１７２は、算出した微分値ｄ（ｎ）を微分値テーブルに格納する。図８は、微分値テーブルの一例を示す図である。微分値テーブルには、予めＮ個の格納テーブルが設定されており、微分値算出部１７２は、微分値ｄ（ｎ）を算出した順（時系列）に格納テーブルに格納する。図８に示す例では、１０個の格納テーブルＴｄ（０）〜Ｔｄ（９）と、各格納テーブルに格納された微分値ｄ（０）〜ｄ（９）を示している。
【００４５】
判定処理部１７４は、スタイラスペン２０のペン先部が押圧された状態（オン状態）であるか、又は押圧されていない状態（オフ状態）であるかを判定する筆圧判定処理を実行する。具体的には、判定処理部１７４は、微分値算出部１７２により算出された微分値に基づいて前記筆圧判定処理を実行する。例えば、判定処理部１７４は、微分値算出部１７２により算出された微分値（図８参照）が、連続して５回、第１閾値以上となる場合に前記オン状態であると判定し、連続して５回、第２閾値未満となる場合に前記オフ状態であると判定する。
【００４６】
また判定処理部１７４は、スタイラスペン２０の姿勢を判定する姿勢判定処理を実行する。具体的には、判定処理部１７４は、検出値取得部１７１により取得された加速度に基づいて前記姿勢判定処理を実行する。例えば、判定処理部１７４は、検出値取得部１７１により取得された加速度が第３閾値以上となる場合に、スタイラスペン２０がユーザーに把持されていると判定し、前記加速度が第３閾値未満となる場合に、スタイラスペン２０がユーザーに把持されておらず放置されている（静止状態）と判定する。
【００４７】
またペン制御部１７は、前記加速度が第３閾値未満となる場合に圧力センサ２２により検出された筆圧値を、圧力センサ２２の初期値に設定する。例えば、ペン制御部１７は、前記加速度が第３閾値未満となった時点で筆圧値テーブル（図６参照）に格納されている複数の筆圧値の平均値を前記初期値に設定する。前記初期値は、スタイラスペン２０固有の初期状態（電源投入時）における筆圧値を表している。
【００４８】
設定処理部１７３は、上述の第１閾値、第２閾値、及び第３閾値を設定する。例えば、設定処理部１７３は、表示パネル１Ａに表示される閾値設定画面Ｄ１において、ユーザーにより入力されるパラメータ（係数）に基づいて、第１閾値、第２閾値、及び第３閾値を設定する。表示制御部１５は、第１閾値及び第２閾値を設定するためのパラメータの入力をユーザーから受け付ける閾値設定画面Ｄ１を表示パネル１Ａに表示させる。
【００４９】
図９は、閾値設定画面Ｄ１の一例を示す図である。図９に示す閾値設定画面Ｄ１において、筆圧検出設定の開始傾き係数Ａｓ（パラメータ）は、図７に示すグラフにおいて、時間の経過と共に筆圧値が上昇する場合の傾き（開始傾き）の第１閾値に対応する係数を示す。ユーザーは閾値設定画面Ｄ１において“Ａｓ”を入力する。例えばスタイラスペン２０の駆動電圧が３．３Ｖの場合、第１閾値は、（Ａｓ×１［ｍｓ］／３．３）×１０２４で算出される。
【００５０】
また図９に示す閾値設定画面Ｄ１において、筆圧検出設定の終了傾き係数Ａｅ（パラメータ）は、図７に示すグラフにおいて、時間の経過と共に筆圧値が下降する場合の傾き（終了傾き）の第２閾値に対応する係数を示す。ユーザーは閾値設定画面Ｄ１において“Ａｅ”を入力する。例えばスタイラスペン２０の駆動電圧が３．３Ｖの場合、第２閾値は、（Ａｅ×１［ｍｓ］／３．３）×１０２４で算出される。第１閾値は正の値となり、第２閾値は負の値となる。
【００５１】
図９に示す閾値設定画面Ｄ１において、キャリブレーション設定の加速度係数Ａａは、第３閾値を示す係数（パラメータ）であり、ユーザーにより入力される。加速度係数Ａａは、スタイラスペン２０がユーザーに把持されているか、又は放置されているかを判定する閾値となる値であり、例えば１．５ｇ（ｇ＝９．８ｍ／ｓ＾２）に設定される。加速度センサ２３により検出される加速度が前記加速度係数未満となる場合に、圧力センサ２２により検出された筆圧値を、圧力センサ２２の初期値に設定する処理（キャリブレーション処理）が実行される。キャリブレーション処理は、検出値取得部１７１により加速度が取得される度に実行される。尚、キャリブレーション処理において、ペン制御部１７は、圧力センサ２２により検出された筆圧値を、前記初期値に応じて変更する処理を行ってもよい。例えば、ペン制御部１７は、前記筆圧値を、初期値の変動量（変化率）に応じて変更する。
【００５２】
またペン制御部１７は、スタイラスペン２０がオン状態である場合にスタイラスペン２０からペンＩＤ及び表示色等の固有情報を取得する。表示制御部１５は、前記ペン情報と、スタイラスペン２０により指定されたタッチパネル１Ｂ上の位置を示す位置情報とに基づいて、スタイラスペン２により描かれた軌跡に対応する線（手書き線）を表示パネル１Ａに表示させる。スタイラスペン２０がオフ状態である場合は、ペン制御部１７は前記ペン情報を取得せず、表示制御部１５による前記表示処理は行われない。
【００５３】
以下、図１０及び図１１のフローチャートを用いて、制御装置１０のペン制御部１７によって実行される処理の手順の一例について説明する。ここでは、設定処理部１７３により、第１閾値が“＋１０”に設定され、第２閾値が“−１０”に設定され、第３閾値が“１．５ｇ”に設定されているものとする。またスタイラスペン２０の圧力センサ２２は、例えば１ｍｓのサンプリング周波数で筆圧値を検出するものとする。尚、図１０及び図１１において、Ｓ１０１，Ｓ１０２，・・・は処理手順の番号（ステップ番号）を示す。
【００５４】
筆記入力装置１の電源が投入され、例えばペンソフトが起動すると、スタイラスペン２０の圧力センサ２２は筆圧値の検出を開始し、ペン制御部１７（検出値取得部１７１）は、圧力センサ２２により検出された筆圧値を取得する。先ず、検出値取得部１７１は、圧力センサ２２により検出された筆圧値Ｇ（０）を取得し、筆圧値テーブルの格納テーブルＴｇ（０）に格納する（図６参照）（Ｓ１０１）。尚、筆圧値Ｇ（０）は、電源投入時のスタイラスペン２０の圧力センサ２２により検出値に対応するため、初期値に設定される。
【００５５】
次に、１ｍｓ経過すると（Ｓ１０２）、ペン制御部１７は格納テーブルＴｇ（ｎ）の変数“ｎ”をインクリメントさせる（Ｓ１０３）。検出値取得部１７１は、圧力センサ２２により検出された筆圧値Ｇ（１）を取得し、筆圧値テーブルの格納テーブルＴｇ（１）に格納する（図６参照）（Ｓ１０４）。
【００５６】
次に、変数“ｎ”が“０”でない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理はＳ１０６に移行し、ペン制御部１７（微分値算出部１７２）は、筆圧値テーブル（図６参照）の格納テーブルＴｇ（ｎ）及びＴｇ（ｎ−１）に格納されたに筆圧値Ｇ（ｎ）及びＧ（ｎ−１）に基づいて微分値ｄ（ｎ）を算出する。ここでは、ペン制御部１７（微分値算出部１７２）は、筆圧値Ｇ（０）、Ｇ（１）に基づいて微分値を算出する。微分値算出部１７２は、算出した微分値ｄ（１）を微分値テーブルの格納テーブルＴｄ（１）に格納する（図８参照）。
【００５７】
尚、変数“ｎ”が“０”である場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移行し、ペン制御部１７（微分値算出部１７２）は、筆圧値テーブル（図６参照）の格納テーブルＴｇ（０）及びＴｇ（９）に格納されたに筆圧値Ｇ（０）及びＧ（９）に基づいて微分値ｄ（０）を算出する。微分値算出部１７２は、算出した微分値ｄ（０）を微分値テーブルの格納テーブルＴｄ（０）に格納する（図８参照）。
【００５８】
次に、変数“ｎ”が“８”以下である場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０８に移行し、ペン制御部１７は格納テーブルＴｇ（ｎ）の変数“ｎ”をインクリメントさせる。次に、１ｍｓ経過すると（Ｓ１０９）、処理はＳ１１２に移行し、ペン制御部１７（判定処理部１７４）は、検出値取得部１７１により取得された加速度に基づいてスタイラスペン２０の姿勢を判定する。具体的には、ペン制御部１７（判定処理部１７４）は、検出値取得部１７１により取得された加速度が“１．５ｇ”（第３閾値）未満であるか否かを判定する。
【００５９】
検出値取得部１７１により取得された加速度が“１．５ｇ”未満の場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、ペン制御部１７は、前記キャリブレーション処理を実行して、圧力センサ２２により検出された筆圧値を圧力センサ２２の初期値に設定する（Ｓ１１３）。ここでは、電源投入時に設定された初期値Ｇ（０）を、筆圧値テーブル（図６参照）に格納された筆圧値に基づいて変更する。例えば、ペン制御部１７は、筆圧値テーブルに格納された筆圧値Ｇ（０）〜Ｇ（９）の平均値を前記初期値に設定する。その後、処理はＳ１０４に戻る。すなわち、検出値取得部１７１により取得された加速度が“１．５ｇ”未満の場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、ペン制御部１７は、スタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を判別する処理を行わない。検出値取得部１７１により取得された加速度が“１．５ｇ”を超える場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、処理はＳ１１４に移行する。
【００６０】
Ｓ１１４において、ペン制御部１７（判定処理部１７４）は、微分値算出部１７２により算出された微分値（図８参照）が、連続して５回、第１閾値“＋１０”以上となるか否かを判定する。前記微分値が、連続して５回、第１閾値“＋１０”以上となる場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、ペン制御部１７（判定処理部１７４）は、スタイラスペン２０のペン先部が押圧された状態（オン状態）であると判定する（Ｓ１１５）。その後、処理はＳ１０４に戻る。
【００６１】
前記微分値が、連続して５回、第１閾値“＋１０”未満となる場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、処理はＳ１１６に移行する。Ｓ１１６において、ペン制御部１７（判定処理部１７４）は、前記微分値が、連続して５回、第２閾値“−１０”未満となるか否かを判定する。前記微分値が、連続して５回、第２閾値“−１０”未満となる場合（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、ペン制御部１７（判定処理部１７４）は、スタイラスペン２０のペン先部が押圧されていない状態（オフ状態）であると判定する（Ｓ１１７）。その後、処理はＳ１０４に戻る。また前記微分値が、連続して５回、第２閾値“−１０”以上となる場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、処理はＳ１０４に戻る。ペン制御部１７は、上述のＳ１０４〜Ｓ１１７の処理を繰り返す。
【００６２】
本実施形態に係る筆記入力装置１によれば、筆圧値の変化の割合（微分値）、すなわち時間の変化に対する筆圧値の変化を表すグラフにおける傾きに基づいて、スタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を判別する。これにより、筆圧値の閾値に基づいてスタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を判別する構成と比較して、適切にオン状態及びオフ状態を判別することができる。例えば、複数のスタイラスペンにおいて構造上のばらつきが生じる場合、筆圧値にばらつきが生じる。このような場合であっても、筆記入力装置１では、筆圧値の変化の割合に基づいて前記オン状態及びオフ状態を判別するため、適切にオン状態及びオフ状態を判別することができる。
【００６３】
また本実施形態に係る筆記入力装置１によれば、前記オン状態及びオフ状態を早期に判別することができる。図１２には、時間の変化に対する筆圧値の変化を表すグラフと、スタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を表すグラフとを示している。例えば判定処理部１７４は、前記微分値が、連続して所定回数（図中の点線枠ａ）、第１閾値以上となる場合に前記オン状態であると判定し、連続して所定回数（図中の点線枠ｂ）、第２閾値未満となる場合に前記オフ状態であると判定する。すなわち、判定処理部１７４は、時刻ｔ１でオン状態であると判定し、時刻ｔ３でオフ状態であると判定する。これに対して、筆圧値の閾値ｐ０に基づいてスタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を判別する構成では、時刻ｔ２でオン状態であると判定され、時刻ｔ４でオフ状態であると判定される。このように、本実施形態に係る筆記入力装置１によれば、筆圧値の閾値に基づいてスタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を判別する構成と比較して、前記オン状態及びオフ状態を早期に判別することができる。
【００６４】
また本実施形態に係る筆記入力装置１によれば、加速度が第３閾値以上である場合に、スタイラスペン２０がユーザーに把持されていると判定し、前記加速度が第３閾値未満の場合に、スタイラスペン２０がユーザーに把持されておらず放置されていると判定する。そして、前記加速度が第３閾値未満の場合、判定処理部１７４は、スタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を判別する処理を実行しない。これにより、ユーザーがスタイラスペン２０を使用していない場合に、オン状態であると判定する誤動作を回避することができる。また、スタイラスペン２０の構造的な不具合によりオン状態が維持されてしまう誤動作を回避することができる。
【００６５】
また前記加速度が第３閾値未満の場合に圧力センサ２２により検出される筆圧値を、圧力センサ２２の初期値に設定する。本実施形態に係る筆記入力装置１では、筆圧値の変化（微分値）に基づいてスタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を判別する構成であるため、スタイラスペン２０の製造ばらつきに起因する初期値の変動を吸収することができる。すなわち、スタイラスペン２０に製造ばらつきが生じた場合でも、適切にスタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を判別することができる。
【００６６】
［実施形態２］
実施形態２に係る筆記入力装置１では、ペン制御部１７（判定処理部１７４）は、筆圧値の変化の割合（微分値）と、筆圧値の閾値とに基づいて、スタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を判別する。例えば、判定処理部１７４は、前記微分値が連続して所定回数（例えば５回）、第１閾値以上となる条件と、前記筆圧値が第４閾値以上となる条件との少なくとも何れかの条件を満たす場合に、前記オン状態であると判定する。また、判定処理部１７４は、前記微分値が連続して所定回数（例えば５回）、第２閾値未満となる条件と、前記筆圧値が第５閾値未満となる条件との少なくとも何れかの条件を満たす場合に、前記オフ状態であると判定する。尚、前記第４閾値及び前記第５閾値は、同一の筆圧値であってもよいし、異なる筆圧値であってもよい。
【００６７】
実施形態２に係る筆記入力装置１によれば、例えば、前記微分値が連続して所定回数、第１閾値以上とならない場合であっても、前記筆圧値が第４閾値以上となった時点で、判定処理部１７４は、スタイラスペン２０がオン状態であると判定する。また、前記筆圧値が第５閾値未満とならない場合であっても、前記微分値が連続して所定回数、第２閾値未満となった時点で、判定処理部１７４は、スタイラスペン２０がオフ状態であると判定する。実施形態２に係る筆記入力装置１によれば、スタイラスペン２０のオン状態及びオフ状態を、より確実かつ早期に判別することが可能となる。
【００６８】
尚、ペン制御部１７は、キャリブレーション処理において、圧力センサ２２により検出された筆圧値と、前記第４閾値及び前記第５閾値とを、初期値の変動量（変化率）に応じて変更してもよい。
【００６９】
尚、本発明に係る筆記入力装置１は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された各実施形態を自由に組み合わせること、或いは各実施形態を適宜、変形又は一部を省略することによって構成されることも可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１      ：筆記入力装置
１Ａ    ：表示パネル
１Ｂ    ：タッチパネル
１０    ：制御装置
１１    ：主制御部
１２    ：記憶部
１３    ：ペン接続部
１４    ：バックライト制御部
１５    ：表示制御部
１６    ：タッチパネル制御部
１７    ：ペン制御部
２０    ：スタイラスペン
２１    ：制御部
２２    ：圧力センサ
２３    ：加速度センサ
１７１  ：検出値取得部
１７２  ：微分値算出部
１７３  ：設定処理部
１７４  ：判定処理部
Ａａ    ：加速度係数
Ａｅ    ：終了傾き係数
Ａｓ    ：開始傾き係数
Ｄ１    ：閾値設定画面
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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