(57)【要約】【課題】  静電容量方式の座標検出方法を用いた座標入力システムにおいて、指示装置による入力であることを判別できるようにする。【解決手段】  座標入力装置と指示装置とを有する座標入力システムであって、前記座標入力装置は、電極部３５１に配置された複数の電極の交点部分それぞれの電圧値を検出する受信部５１２と、検出結果に基づいて、前記指示装置による座標の入力が行われたかを判定する判定部５１３と、を有し、前記指示装置は、先端部と把持部との間に配された接続スイッチと、前記座標入力装置の受信部５１２における検出周期よりも長い切替周期で前記接続スイッチのオン／オフを制御する指示制御部と、を有し、前記座標入力装置の判定部５１３は、少なくとも前記切替周期に応じた時間内における、前記交点部分それぞれの電圧値の変動に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする。【選択図】図５
2015079485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標入力装置と指示装置とを有する座標入力システムであって、
前記座標入力装置は、
電極部に配置された複数の電極間の交点部分それぞれの電圧値を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された電圧値に基づいて、前記電極部に対して、前記指示装置による座標の入力が行われたか否かを判定する判定手段と、を有し、
前記指示装置は、
前記電極部と接触する接触部と、ユーザにより把持される把持部との間の導通状態を切り替える切替手段と、
前記座標入力装置の前記検出手段における検出周期よりも長い周期を切替周期として、前記導通状態の切り替えを行う制御手段と、を有し、
前記座標入力装置の前記判定手段は、少なくとも前記切替周期に応じた時間内における、前記交点部分それぞれの電圧値の変動に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする座標入力システム。
【請求項２】
前記座標入力装置の前記判定手段は、
前記座標入力装置の前記検出手段により検出される電圧値が低下した場合に、当該電圧値に対応する交点部分を識別し、
前記識別した交点部分の電圧値を、少なくとも、前記切替周期に応じた時間にわたって監視し、
監視の結果、前記識別した交点部分の電圧値が変動した場合に、前記指示装置による座標の入力が行われたと判定することを特徴とする請求項１に記載の座標入力システム。
【請求項３】
前記座標入力装置の前記判定手段は、
監視の結果、前記識別した交点部分の電圧値が、継続して低下していた場合に、前記指示装置とは異なるものにより座標の入力が行われたと判定することを特徴とする請求項２に記載の座標入力システム。
【請求項４】
前記切替周期は、前記座標入力装置の前記検出手段における検出周期のｎ倍（ｎは２以上の値）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の座標入力システム。
【請求項５】
所定の切替周期で導通状態が切り替えられる指示装置により、座標の入力を行う座標入力装置であって、
電極部に配置された複数の電極間の交点部分それぞれの電圧値を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された電圧値に基づいて、前記電極部に対して、前記指示装置による座標の入力が行われたか否かを判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段は、少なくとも前記検出手段における検出周期よりも長い前記切替周期に応じた時間内における、前記交点部分それぞれの電圧値の変動に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする座標入力装置。
【請求項６】
前記判定手段は、
前記検出手段により検出される電圧値が低下した場合に、当該電圧値に対応する交点部分を識別し、
前記識別した交点部分の電圧値を、少なくとも、前記切替周期に応じた時間にわたって監視し、
監視の結果、前記識別した交点部分の電圧値が変動した場合に、前記指示装置による座標の入力が行われたと判定することを特徴とする請求項５に記載の座標入力装置。
【請求項７】
前記判定手段は、
監視の結果、前記識別した交点部分の電圧値が、継続して低下していた場合に、前記指示装置とは異なるものにより座標の入力が行われたと判定することを特徴とする請求項６に記載の座標入力装置。
【請求項８】
前記切替周期は、前記検出手段における検出周期のｎ倍（ｎは２以上の値）であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の座標入力装置。
【請求項９】
座標入力装置と指示装置とを有する座標入力システムにおける座標入力方法であって、
前記座標入力装置は、
電極部に配置された複数の電極間の交点部分それぞれの電圧値を検出する検出工程と、
前記検出工程において検出された電圧値に基づいて、前記電極部に対して、前記指示装置による座標の入力が行われたか否かを判定する判定工程と、を実行し、
前記指示装置は、
前記電極部と接触する接触部と、ユーザにより把持される把持部との間の導通状態を切り替える切替手段が、前記座標入力装置において実行される前記検出工程における検出周期よりも長い周期を切替周期として、切り替えられるよう制御する制御工程を実行し、
前記座標入力装置において実行される前記判定工程は、少なくとも前記切替周期に応じた時間内における、前記交点部分それぞれの電圧値の変動に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする座標入力方法。
【請求項１０】
所定の切替周期で導通状態が切り替えられる指示装置により、座標の入力を行う座標入力装置のコンピュータに、
電極部に配置された複数の電極間の交点部分それぞれの電圧値を検出する検出工程と、
前記検出工程において検出された電圧値に基づいて、前記電極部に対して、前記指示装置による座標の入力が行われたか否かを判定する判定工程と、を実行させるプログラムであって、
前記判定工程は、少なくとも前記検出工程における検出周期よりも長い前記切替周期に応じた時間内における、前記交点部分それぞれの電圧値の変動に基づいて、前記判定を行うことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は座標入力システム、座標入力装置、座標入力方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、座標検出機能を有する座標入力装置（電子情報ボード等）に対して、座標の入力を指示する指示装置（電子ペン等）を用いて手書き文字等の入力を行い、入力結果を表示する座標入力システムが知られている。
【０００３】
当該座標入力システムでは、指示装置の先端部が接触した位置の座標を検出するための座標検出方法として、これまで種々の方法が提案されており、例えば、特許文献１には、静電容量方式の座標検出方法が開示されている。
【０００４】
静電容量方式の座標検出方法の場合、指示装置の構造を簡素化できるといった利点がある。具体的には、指示装置の先端部とユーザの把持部との間を導電性部材により接続しておけば足り、座標入力装置と配線接続したり、座標入力装置との間で通信処理を行ったりする必要がない。このため、指示装置を小型軽量化できるうえ、指示装置の故障頻度を減らすこともできる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、静電容量方式の座標検出方法の場合、所定の指示装置が接触した場合のみならず、ユーザの手や指等が接触した場合にも、座標入力装置ではこれを検出してしまう。このため、例えば、指示装置を用いて手書き文字等を入力する際に、手や指で座標入力装置を押さえる習慣のあるユーザの場合、当該手や指の接触位置が描画されてしまうといった不都合が生じる。
【０００６】
このようなことから、静電容量方式の座標検出方法を用いた座標入力システムでは、簡素化された指示装置の構造は維持しつつ、指示装置による入力と指示装置以外のものによる入力とを明確に判別できる構成を実現することが求められている。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、静電容量方式の座標検出方法を用いた座標入力システムにおいて、指示装置による入力であることを判別できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態に係る座標入力システムは、以下のような構成を有する。すなわち、
座標入力装置と指示装置とを有する座標入力システムであって、
前記座標入力装置は、
電極部に配置された複数の電極間の交点部分それぞれの電圧値を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された電圧値に基づいて、前記電極部に対して、前記指示装置による座標の入力が行われたか否かを判定する判定手段と、を有し、
前記指示装置は、
前記電極部と接触する接触部と、ユーザにより把持される把持部との間の導通状態を切り替える切替手段と、
前記座標入力装置の前記検出手段における検出周期よりも長い周期を切替周期として、前記導通状態の切り替えを行う制御手段と、を有し、
前記座標入力装置の前記判定手段は、少なくとも前記切替周期に応じた時間内における、前記交点部分それぞれの電圧値の変動に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の各実施形態によれば、静電容量方式の座標検出方法を用いた座標入力システムにおいて、指示装置による入力であることを判別できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る座標入力システムを用いて構成された表示システムの外観構成を示す図である。
【図２】座標入力装置の一例である電子情報ボードのハードウェア構成を示す図である。
【図３】座標入力装置の一例である電子情報ボードの機能構成を示す図である。
【図４】電子情報ボードの入出力面の構成と、入出力面に表示される画像の一例を示す図である。
【図５】電子情報ボードの電極部及び検出部の構成を示す図である。
【図６】検出部を構成する送信部及び受信部の動作を説明するための図である。
【図７】指示装置の構成及び指示装置の動作を説明するための図である。
【図８】電極部のスキャン周期と、指示装置の接続スイッチの切替周期との関係を示す図である。
【図９】受信部において検出される電圧値を説明するための図である。
【図１０】検出部を構成する判定部による判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】電子情報ボードのハードウェア構成の他の一例を示す図である。
【図１２】電子ペンの構成及び動作を説明するための図である。
【図１３】発光制御部による発光部の点灯状態の制御内容の一覧を示す図である。
【図１４】発光部の点灯状態の一例を示す図である。
【図１５】電子情報ボードの機能構成の他の一例を示す図である。
【図１６】点灯状態判定処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１２】
［第１の実施形態］
＜座標入力システムの外観構成＞
はじめに、本実施形態に係る座標入力システムの外観構成について説明する。図１は、本実施形態に係る座標入力システム１００の外観構成を示す図である。なお、図１の例では、座標入力システム１００に、更に、ユーザＰＣ１３１を接続することで、ユーザＰＣ１３１より供給される表示画像を表示可能な表示システム１３０を形成した場合を示している。
【００１３】
図１に示すように、座標入力システム１００は、座標検出機能を有する座標入力装置である電子情報ボード１１０と、電子情報ボード１１０に対して座標の入力を指示することで、手書き文字等の手書き入力を行う指示装置である電子ペン１２０とを有する。
【００１４】
電子情報ボード１１０は、ユーザＰＣ１３１より表示画像の供給を受け、当該供給された表示画像を入出力面１１１に表示させる。また、電子情報ボード１１０の入出力面１１１上に表示されている表示画像に、ユーザが電子ペン１２０を介して手書き入力することで生成された描画画像を重畳して表示させる。なお、手書き入力を実現するために、入出力面１１１には、複数の電極が格子状に配置された電極部（詳細は後述）が配されている。そして、電子情報ボード１１０では、当該電極部に配置された電極間の各交点部分におけるコンデンサの静電容量を測定することで、静電容量方式の座標検出機能を実現している。
【００１５】
電子ペン１２０は、入出力面１１１に接触する接触部として機能する先端部とユーザの把持部との間が導電性部材により構成されている。電子ペン１２０の先端部を入出力面１１１に接触させると、入出力面１１１では、接触位置に対応する交点部分のコンデンサの静電容量が変化する。これにより、電子情報ボード１１０では、電子ペン１２０の先端部の接触位置を検出することができる。
【００１６】
ユーザＰＣ１３１は画像供給装置であり、電子情報ボード１１０に表示すべき表示画像を記憶しており、当該表示画像を画像信号として出力するインタフェースを介して、所定のフレームレート（例えば、毎秒３０フレーム）で、電子情報ボード１１０に供給する。
【００１７】
なお、本実施形態においてユーザＰＣ１３１は、インタフェースとしてＶＧＡ出力端子（不図示）を備え、ＶＧＡケーブル等であるケーブル１３２を介して、画像信号であるＶＧＡ信号を電子情報ボード１１０に供給する。
【００１８】
＜電子情報ボードのハードウェア構成＞
次に、電子情報ボード１１０のハードウェア構成について説明する。図２は、電子情報ボード１１０のハードウェア構成を説明するための図である。
【００１９】
図２に示すように、電子情報ボード１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３、記憶装置２０４を備える。更に、入出力部２０５、操作部２０６、インタフェース部２０７を備える。なお、電子情報ボード１１０の各部は、バス２０８を介して接続されている。
【００２０】
ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０４に格納された、ボード部２１０として機能するプログラムを実行するコンピュータである。
【００２１】
ＲＯＭ２０２は不揮発性メモリである。ＲＯＭ２０２は、ボード部２１０として機能するプログラムをＣＰＵ２０１によって実行させるために必要な各種プログラム、データ等を格納する。具体的には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラムなどを格納する。
【００２２】
ＲＡＭ２０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置である。ＲＡＭ２０３は、ボード部２１０として機能するプログラムがＣＰＵ２０１によって実行される際に展開される、作業領域として機能する。
【００２３】
記憶装置２０４は、ボード部２１０として機能するプログラムを格納するほか、後述するスナップショット画像を格納する。
【００２４】
入出力部２０５は入出力面１１１を含み、ユーザＰＣ１３１より供給された表示画像を表示する。また、電子ペン１２０の先端部の接触位置を検出するとともに、検出した接触位置に基づいて生成された手書き文字等の描画画像を表示する。
【００２５】
操作部２０６は、電子情報ボード１１０の電源スイッチをはじめとする各種ハードウェアスイッチを含む。インタフェース部２０７は、ユーザＰＣ１３１等の外部装置を通信可能に接続するためのインタフェースである。
【００２６】
＜電子情報ボードの機能構成＞
次に、電子情報ボード１１０の機能構成について説明する。図３は、電子情報ボード１１０の機能構成を示す図であり、図２に示したハードウェア構成の各部において実現される機能を詳細に示したものである。
【００２７】
図３に示すように、インタフェース部２０７は、画像入力インタフェース３７１及び画像取得部３７２を備える。
【００２８】
画像入力インタフェース３７１は、ユーザＰＣ１３１が供給する表示画像を、画像信号として受信するインタフェースである。本実施形態では、画像入力インタフェース３７１として、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）端子によって形成されるＤＶＩコネクタを用いる。画像入力インタフェース３７１では、ユーザＰＣ１３１から、ＶＧＡケーブル等のケーブル１３２を介してＶＧＡ信号を受信し、画像取得部３７２に対して当該ＶＧＡ信号を供給する。
【００２９】
画像取得部３７２は、画像入力インタフェース３７１を介して受信した画像信号を取得する。画像取得部３７２では取得した画像信号の解析を行い、画像フレームの解像度や当該画像フレームのフレームレートなどの画像情報を導出したうえで、レイアウト管理部３３５に送信する。
【００３０】
また、画像取得部３７２では、当該画像信号を使用してユーザＰＣ１３１の表示画像である画像フレームを形成し、画像フレームを一時的に保存可能な記憶手段である、ビデオＲＡＭ３７３に上書き保存する。更に、形成した画像フレームをレイアウト管理部３３５に送信する。
【００３１】
入出力部２０５は、表示部３５０と電極部３５１と検出部３５２とを備える。表示部３５０は、表示制御部３３８からの指示に基づいて各種画像（表示画像や描画画像、表示画像と描画画像との合成画像等）を表示する。
【００３２】
電極部３５１は、表示部３５０の前面に配され、表示部３５０とともに入出力面１１１を形成する。電極部３５１には、複数の電極が格子状に配置されており、電子ペン１２０の先端部が接触することで、電極間の交点部分のコンデンサの静電容量が変化するよう構成されている。
【００３３】
検出部３５２は、電極部３５１の各電極に電圧信号を入力したり、各電極より出力された電流信号を電圧信号に変換することで電圧値を取得したりする。更に、取得した電圧値に基づいて、電極間の交点部分における電子ペン１２０の先端部の接触の有無を判定したりする。
【００３４】
ＲＡＭ２０３には、ＣＰＵ２０１によって、記憶装置２０４から、ボード部２１０として機能するプログラムが読み出され、展開される。
【００３５】
ボード部２１０として機能するプログラムには、プログラムモジュールである座標算出部３３１、描画イベント生成部３３２、イベント処理部３３３が含まれる。また、レイアウト管理部３３５、描画生成部３３４、合成部３３６、表示制御部３３８、スナップショット生成部３３７、リポジトリ管理部３３９が含まれる。
【００３６】
座標算出部３３１は、電子ペン１２０の先端部が接触した入出力面１１１における接触位置の座標を算出する。
【００３７】
描画イベント生成部３３２は、座標算出部３３１の出力に基づいて種々のイベントを発行する。描画イベント生成部３３２が発行するイベントには、電子ペン１２０が入出力面１１１に接触したことを通知するイベント（ＴＯＵＣＨ）が含まれる。また、電子ペン１２０が入出力面１１１に接触した状態で接触位置が移動したことを通知するイベント（ＭＯＶＥ）が含まれる。更に、電子ペン１２０が入出力面１１１から離れたことを通知するイベント（ＲＥＬＥＡＳＥ）が含まれる。なお、これらのイベントには、座標算出部３３１において算出された接触位置の座標も含まれる。
【００３８】
イベント処理部３３３は、操作部２０６（例えば、電子情報ボード１１０の電源スイッチ）や描画イベント生成部３３２が発行するイベントを処理する。イベント処理部３３３は、操作部２０６や描画イベント生成部３３２からイベントを受信すると、受信したイベントに対応する機能を実施する。
【００３９】
描画生成部３３４は、ユーザが電子ペン１２０を用いて、入出力面１１１に対して行った手書き入力に基づいて描画画像を生成する。具体的には、座標算出部３３１により算出された接触位置の座標の色を特定の色に変更することで描画画像を生成し、画像レイヤに描画する。
【００４０】
レイアウト管理部３３５は、ビデオＲＡＭ３７３に格納されている画像フレームを取得する。また、画像フレームの大きさを入出力面１１１の大きさに適合するように変更し、画像レイヤに描画する。
【００４１】
合成部３３６は、種々の画像レイヤを合成して合成画像を生成する。合成部３３６は、レイアウト管理部３３５によりユーザＰＣ１３１の表示画像が描画された画像レイヤ(以下、「画像キャプチャレイヤ」と称す)と、描画生成部３３４により生成された描画画像の画像レイヤ（以下、「手書きレイヤ」と称す）とを合成する。
【００４２】
表示制御部３３８は、表示部３５０を制御する。表示制御部３３８は、合成部３３６が生成した合成画像を入出力面１１１の表示部３５０に表示させる。本実施形態では、合成部３３６及び表示制御部３３８は、ユーザＰＣ１３１より供給された表示画像に含まれる画像フレームのフレームレートと同じ周期で、画像レイヤを合成して表示部３５０に表示させる。
【００４３】
スナップショット生成部３３７は、ユーザＰＣ１３１より供給された表示画像と描画生成部３３４が生成した描画画像との合成画像についてスナップショット画像を生成する。スナップショット生成部３３７は、表示部３５０に表示された合成画像をスナップショット画像として取得することを指示するスナップショットボタン（操作部２０６に含まれる。不図示）が選択されることで動作する。具体的には、スナップショットボタンが選択されることで、イベント処理部３３３が選択通知イベントを受信すると、スナップショット生成部３３７では、画像キャプチャレイヤと手書きレイヤとを合成することで、スナップショット画像を生成する。
【００４４】
スナップショット生成部３３７は、スナップショット画像を生成すると、リポジトリ管理部３３９に対し当該スナップショット画像を記憶装置２０４に保存するよう指示する。
【００４５】
リポジトリ管理部３３９では、スナップショット画像を保存すべき記憶装置２０４を制御する。リポジトリ管理部３３９は、スナップショット生成部３３７の指示により、スナップショット画像を記憶装置２０４に保存する。
【００４６】
＜入出力面の構成及び入出力面に表示される画像の一例＞
次に、入出力面１１１の構成及び入出力面１１１に表示される画像について説明する。図４は、入出力面１１１の構成及び入出力面１１１に表示される合成画像の一例を示している。図４（ａ）に示すように、入出力面１１１は、表示部３５０と電極部３５１とを有しており、電極部３５１は表示部３５０の前面に配置される。
【００４７】
電極部３５１上に、電子ペン１２０の先端部を接触させた状態で動かすと、電子ペン１２０の先端部が通過する各位置（点線部分）において電極部３５１の静電容量が変化するため、検出部３５２では、これを検出する。そして、座標算出部３３１では、電子ペン１２０が通過する各位置の座標を算出し、描画生成部３３４では、当該算出した座標に基づいて描画画像を生成する。
【００４８】
表示部３５０には、ユーザＰＣ１３１より供給された表示画像と、描画生成部３３４において生成された描画画像とを合成した合成画像が表示される。
【００４９】
この結果、図４（ｂ）に示すように、入出力面１１１には、ユーザＰＣ１３１より供給された表示画像４０１と、描画生成部３３４において生成された描画画像４０２との合成画像が表示されることになる。
【００５０】
＜電極部及び検出部の説明＞
次に、入出力部２０５を構成する各部のうち、電極部３５１と検出部３５２の構成について説明する。図５は、電極部３５１と検出部３５２の詳細構成を示す図である。
【００５１】
図５に示すように、電極部３５１は、横方向に直線状に配置された電極が、縦方向に等間隔で複数配列されてなる第１の電極群（５０１Ａ、５０２Ａ、５０３Ａ、・・・５６４Ａ）を備える。第１の電極群は、検出部３５２を構成する送信部５１１に接続されている。なお、以下の説明では、第１の電極群を構成する電極の数を、６４本として説明するが、本発明がこれに限定されるものではないことはいうまでもない。
【００５２】
また、電極部３５１は、縦方向に直線状に配置された電極が、横方向に等間隔で複数配列されてなる第２の電極群（５０１Ｂ、５０２Ｂ、５０３Ｂ、・・・５９６Ｂ）を備える。第２の電極群は、検出部３５２を構成する受信部５１２に接続されている。なお、以下の説明では、第２の電極群を構成する電極の数を、９６本として説明するが、本発明がこれに限定されるものではないことはいうまでもない。
【００５３】
このように、電極部３５１には、複数の電極が格子状に配置されており、第１の電極群を構成する各電極と、第２の電極群を構成する各電極との各交点部分には、コンデンサが形成される。したがって、送信部５１１により第１の電極群の各電極に順次電圧信号が入力されることで、第２の電極群の各電極には、各交点部分のコンデンサの静電容量に応じた電流が流れることとなる。
【００５４】
受信部５１２は、第２の電極群の各電極に流れる電流を電圧に変換することで電圧値を検出する。
【００５５】
ここで、所定の交点部分に電子ペン１２０の先端部を接触させると、当該交点部分のコンデンサの静電容量が変化し、第２の電極群の対応する電極に流れる電流が低減する。これにより、受信部５１２では、電子ペン１２０の先端部の接触を、電圧値の低下として検出することができる。
【００５６】
このとき、受信部５１２では、第１の電極群のうち、送信部５１１により電圧信号が入力されていた電極と、第２の電極群のうち、電圧値が低下した電極とを識別する。これにより、受信部５１２では、電子ペン１２０の先端部が接触した接触位置に対応する交点部分を認識することができる。
【００５７】
更に、判定部５１３では、認識された交点部分の電圧値の変動を監視することで、当該電圧値の変動が、電子ペン１２０の先端部が接触したことによるものなのか、電子ペン１２０の先端部以外のものが接触したことによるものなのかを判定する。なお、判定部５１３の詳細は後述する。
【００５８】
位置検出部５１４では、判定部５１３において、電子ペン１２０の先端部が接触したと判定された場合に、受信部５１２において識別された電極に関する情報を座標算出部３３１に出力する。
【００５９】
なお、検出部３５２の各部による上記処理は、入出力制御部５１５によって制御される。
【００６０】
＜送信部と受信部の動作説明＞
次に、検出部３５２を構成する各部のうち、送信部５１１と受信部５１２の動作について説明する。
【００６１】
図６は、送信部５１１によって電極部３５１の第１の電極群に入力される電圧信号の入力タイミングと、受信部５１２が電極部３５１の第２の電極群より出力される電流を監視する監視タイミングとを示す図である。
【００６２】
図６において、電圧信号６０１Ａ、６０２Ａ、６０３Ａ、・・・、６６４Ａは、それぞれ、送信部５１１によって、第１の電極群（５０１Ａ、５０２Ａ、５０３Ａ、・・・、５６４Ａ）に入力される電圧信号の入力タイミングを示している。
【００６３】
図６に示すように、送信部５１１では、電極５０１Ａから電極５６４Ａまで、順次、電圧信号を入力していき、電極５６４Ａまで入力が終了すると、再び、電極５０１Ａから、順次、電圧信号を入力していく。
【００６４】
一方、受信部５１２では、監視信号６０１Ｂ、６０２Ｂ、６０３Ｂ、・・・、６６４Ｂに基づいて、第２の電極群（５０１Ｂ、５０２Ｂ、５０３Ｂ、・・・、５９６Ｂ）から出力される電流を監視する。
【００６５】
図６に示すように、送信部５１１が電極５０１Ａに対して電圧信号６０１Ａを入力している間、受信部５１２では、監視信号６０１Ｂに基づいて動作することで、電極５０１Ｂ、５０２Ｂ、５０３Ｂ、・・・、５９６Ｂから出力される電流を監視する。
【００６６】
具体的には、受信部５１２では、まず、電極５０１Ａに入力された電圧信号６０１Ａに対して、電極５０１Ｂより出力される電流を検出し、電圧値に変換する。つまり、電極５０１Ａと電極５０１Ｂとの交点部分のコンデンサの静電容量に対応する電圧値を検出する。
【００６７】
続いて、電極５０１Ａに入力された電圧信号６０１Ａに対して、電極５０２Ｂより出力される電流を検出し、電圧値に変換する。つまり、電極５０１Ａと電極５０１Ｂとの交点部分のコンデンサの静電容量に対応する電圧値を検出する。
【００６８】
以下、同様に、電極５０１Ａに電圧信号６０１Ａが入力されている間に、電極５０３Ｂ〜電極５９６Ｂから出力される電流を順次検出し、それぞれを電圧値に変換する。つまり、電極５０１Ａと電極５０３Ｂとの交点部分から、電極５０１Ａと電極５９６Ｂとの交点部分までの、それぞれのコンデンサの静電容量に対応する電圧値を検出する。
【００６９】
なお、電極５０１Ａと、電極５０１Ｂ〜電極５９６Ｂとの各交点部分のコンデンサの静電容量に対応する電圧値の検出が完了すると、続いて、電極５０２Ａと、電極５０１Ｂ〜電極５９６Ｂとの各交点部分のコンデンサの静電容量に対応する電圧値の検出を行う。
【００７０】
具体的には、電圧信号６０２Ａが入力されている間、受信部５１２では、監視信号６０２Ｂに基づいて動作することで、電極５０１Ｂ、５０２Ｂ、５０３Ｂ、・・・、５９６Ｂから出力される電流を監視する。
【００７１】
なお、同様の処理を、第１の電極群それぞれに電圧信号が入力されるタイミングで実行することで、受信部５１２では、第１の電極群と第２の電極群との間のすべての交点部分のコンデンサの静電容量に対応する電圧値を検出することができる。
【００７２】
なお、上記処理により、第１の電極群と第２の電極群との間のすべての交点部分のコンデンサの静電容量に対応する電圧値の検出を行う処理を、"スキャン処理"と称す。本実施形態において、電子情報ボード１１０の電極部３５１は、１回目のスキャン処理から２回目のスキャン処理までの周期（スキャン周期）が１ｍｓｅｃ程度となるように構成されているものとする。なお、当該スキャン周期は、受信部５１２から見た場合、すべての交点部分のコンデンサの静電容量に対応する電圧値を検出するための検出周期となる。
【００７３】
＜電子ペンの構成及び動作＞
次に、電子ペン１２０の構成及び動作について説明する。図７は、電子ペン１２０の構成及び動作を説明するための図である。
【００７４】
図７（ａ）に示すように、電子ペン１２０は、本体部７００と先端部７１０とを備え、本体部７００と先端部７１０とは、絶縁体７３０を介して接続されている。
【００７５】
先端部７１０は導電性の合成樹脂材により構成されており、接続スイッチ７０６を介して本体部７００の把持部７０１と電気的に接続されている。
【００７６】
本体部７００において、把持部７０１は導電性の合成樹脂材により構成されており、ユーザが電子ペン１２０を把持する際に、ユーザの手または指が接触する領域である。
【００７７】
電池７０３は電源回路７０４を介して指示制御部７０５に電力を供給する電源であり、電源スイッチ７０２が投入された状態では、電源回路７０４を介して指示制御部７０５に対して電力が供給される。一方、電源スイッチ７０２が遮断された状態では、指示制御部７０５への電力の供給は停止される。
【００７８】
指示制御部７０５では、電源回路７０４を介して電池７０３より電力が供給されている間、接続スイッチ７０６のオン／オフを繰り返す制御を行う。図７（ｂ）は、電源スイッチ７０２が投入され、電源回路７０４を介して電池７０３より指示制御部７０５に電力が供給されている状態での接続スイッチ７０６の動作を示している。
【００７９】
接続スイッチ７０６は電子スイッチ（例えば、ＦＥＴなどのトランジスタ）である。接続スイッチ７０６は、指示制御部７０５によりオン／オフが制御されることで、先端部７１０と把持部７０１との間の導通状態を切り替える切替手段として機能する。
【００８０】
接続スイッチ７０６がオフの状態では、先端部７１０と把持部７０１とは電気的に遮断される。先端部７１０と把持部７０１とが電気的に遮断された状態では、電子ペン１２０を電極部３５１に接触させたとしても、接触位置に対応する交点部分では静電容量がほとんど変化しない。これは、先端部７１０の静電容量が極めて小さいためである。つまり、先端部７１０と把持部７０１とが電気的に遮断された状態では、電子ペン１２０を電極部３５１に接触させても、第２の電極群に流れる電流の変化は小さい。
【００８１】
一方、接続スイッチ７０６がオンの状態では、先端部７１０と把持部７０１とは電気的に接続された状態となり、把持部７０１をユーザが把持していた場合、先端部７１０は人体と導通することとなる。一般に、人体は大きな静電容量を有しているため、ユーザが把持部７０１を把持し接続スイッチ７０６を投入した状態で、電子ペン１２０を電極部３５１に接触させると、接触位置に対応する交点部分では静電容量が大きく変化する。
【００８２】
具体的には、第１の電極群に入力された電圧信号の一部が、電子ペン１２０の接触位置から人体を介して放電されるため、第２の電極群より出力される電流のうち、当該接触位置に対応する交点部分を構成する電極より出力される電流が低減される。つまり、先端部７１０と把持部７０１とが電気的に接続された状態では、電子ペン１２０を電極部３５１に接触させた際の第２の電極群に流れる電流の変化が大きい。
【００８３】
＜スキャン周期と接続スイッチの切替周期との関係＞
次に、電子情報ボード１１０の電極部３５１のスキャン周期と、電子ペン１２０の接続スイッチ７０６の切替周期との関係について説明する。
【００８４】
図８は、電極部３５１のスキャン周期と接続スイッチ７０６の切替周期との関係を示す図である。図８（ａ）に示すように、電極部３５１では、一定のスキャン周期でスキャン動作が行われており、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、接続スイッチ７０６は、当該スキャン周期に応じた切替周期で、オン／オフが制御される。
【００８５】
このうち、図８（ｂ）は、電極部３５１のスキャン周期の２倍の切替周期で、接続スイッチ７０６のオン／オフの制御を行った場合を示している。図８（ｂ）に示すように、接続スイッチ７０６の切替周期を電極部３５１のスキャン周期の２倍とした場合、電極部３５１による１回目のスキャンでは、接続スイッチ７０６がオン状態となっており、２回目のスキャンでは、オフ状態となっている。
【００８６】
つまり、電極部３５１では、２回スキャンすることで、接続スイッチ７０６のオン状態とオフ状態の両方を検出することができる。
【００８７】
図８（ｃ）は、電極部３５１のスキャン周期の３倍の周期で、接続スイッチ７０６のオン／オフの制御を行った場合を示している。図８（ｃ）に示すように、接続スイッチ７０６の切替周期を電極部３５１のスキャン周期の３倍とした場合、電極部３５１による１回目のスキャンでは、接続スイッチ７０６がオン状態となっている。また、２回目のスキャンでは、オン状態（またはオフ状態）となっており、更に、３回目のスキャンでは、オフ状態となっている。
【００８８】
つまり、電極部３５１では、３回スキャンすることで、接続スイッチ７０６のオン状態とオフ状態の両方を検出することができる。
【００８９】
このように、接続スイッチ７０６の切替周期を電極部３５１のスキャン周期のｎ倍とした場合、電極部３５１では、少なくともｎ回のスキャンを行うことで、接続スイッチ７０６のオン状態とオフ状態の両方を検出することができる。
【００９０】
＜受信部において検出される電圧値の説明＞
次に、受信部５１２において検出される電圧値の詳細について説明する。図９は、受信部５１２において検出される電圧値の詳細を説明するための図である。
【００９１】
なお、ここでは、説明の便宜上、電極５０１Ａに電圧信号６０１Ａが入力された際の、電極５０１Ｂ、５０２Ｂ、５０３Ｂから出力される電流に基づいて検出される電圧値について説明するものとする。なお、説明は、電極５０１Ａと５０２Ｂとの交点部分に、ユーザの指が接触した場合と、電子ペン１２０の先端部７１０が接触した場合とを対比しながら行うものとする。
【００９２】
図９（ａ）は、電極５０１Ａに電圧信号６０１Ａが入力された状態で、受信部５１２が、電極５０１Ｂ〜５９６Ｂの出力を監視するために、各電極を順次監視していく様子を示している（図６の一部を抜粋したものである）。
【００９３】
図９（ｂ−１）〜（ｂ−３）は、このうち、電極５０１Ｂ、５０２Ｂ、５０３Ｂから出力された電流を変換することで検出された電圧値を示しており、電極５０１Ａと電極５０２Ｂとの交点部分に、ユーザの指が接触している状態を示している。
【００９４】
図９（ｂ−１）は、１スキャン目の各電極における電圧値を示しており、電極５０１Ａと電極５０２Ｂとの交点部分に、ユーザの指が接触しているため、電極５０２Ｂにおける電圧値が、他の電極５０１Ｂ、５０３Ｂの電圧値と比較して低下している。
【００９５】
図９（ｂ−２）は、２スキャン目の各電極における電圧値を示しており、電極５０１Ａと電極５０２Ｂとの交点部分に、ユーザの指が接触しているため、１スキャン目と同様、電極５０２Ｂにおける電圧値が、他の電極の電圧値と比較して低下している。
【００９６】
図９（ｂ−３）は、３スキャン目の各電極における電圧値を示しており、電極５０１Ａと電極５０２Ｂとの交点部分に、ユーザの指が接触しているため、２スキャン目と同様、電極５０２Ｂにおける電圧値が、他の電極の電圧値と比較して低下している。
【００９７】
このように、ユーザの指が接触している状態では、接触位置に対応する交点部分の電圧値が、複数回のスキャンにわたって継続して低下することとなる。なお、上述したように、１スキャン周期は１ｍｓｅｃ程度であるため、１つの交点部分に着目すると、ユーザが指を動かしていた場合であっても、複数回のスキャンの間、継続して電圧低下することとなる。
【００９８】
一方、図９（ｃ−１）〜（ｃ−３）は、電極５０１Ｂ、５０２Ｂ、５０３Ｂから出力された電流を変換することで検出された電圧値を示しており、電極５０１Ａと電極５０２Ｂとの交点部分に、電子ペン１２０の先端部７１０が接触している状態を示している。
【００９９】
図９（ｃ−１）は、１スキャン目の各電極における電圧値を示しており、電極５０１Ａと電極５０２Ｂとの交点部分に、電子ペン１２０の先端部７１０が接触しているため、電極５０２Ｂにおける電圧値が、他の電極の電圧値と比較して低下している。なお、図９（ｃ−１）では、電子ペン１２０の接続スイッチ７０６がオンの状態にあるものとする。
【０１００】
図９（ｃ−２）は、２スキャン目の各電極における電圧値を示しており、電極５０１Ａと電極５０２Ｂとの交点部分に、電子ペン１２０の先端部７１０が接触している。ここで、２スキャン目のタイミングでは、電子ペン１２０の接続スイッチ７０６がオフの状態にあるとする。
【０１０１】
上述したように、電子ペン１２０の接続スイッチ７０６がオフの状態では、電子ペン１２０の先端部７１０が電極５０１Ａと電極５０２Ｂとの交点部分に接触していたとしても、当該交点部分の静電容量はほとんど変化しない。このため、２スキャン目では、電極５０２Ｂにおける電圧値が、他の電極の電圧値と等しくなる。
【０１０２】
図９（ｃ−３）は、３スキャン目の各電極における電圧値を示しており、電極５０１Ａと電極５０２Ｂとの交点部分に、電子ペン１２０の先端部７１０が接触しているため、電極５０２Ｂにおける電圧値が、他の電極の電圧値と比較して低下している。なお、図９（ｃ−３）では、電子ペン１２０の接続スイッチ７０６が再びオンの状態にあるものとする。
【０１０３】
このように、電子ペン１２０の先端部７１０が接触している状態では、接触位置に対応する交点部分の電圧値が、所定回数のスキャンの間に、変動することとなる。
【０１０４】
つまり、電圧低下が生じた電極に対応する交点部分を、所定回数のスキャンの間監視し、電圧値に変動が生じていれば、電子ペン１２０の先端部７１０が接触していると判定することができる。また、一定の電圧低下が継続していれば、電子ペン１２０以外のもの（少なくとも電子ペン１２０とは異なるもの）が接触していると判定することができる。
【０１０５】
＜判定部における判定処理＞
次に、判定部５１３における判定処理について説明する。図１０は、受信部５１２から出力される各電極の電圧値に基づいて、電子ペン１２０が接触しているのか、電子ペン１２０以外のものが接触しているのかを判定する判定処理の流れを示すフローチャートである。
【０１０６】
入出力制御部５１５からの開始指示に基づいて、図１０に示す判定処理が開始される。ステップＳ１００１では、各交点部分の電圧値の監視を開始する。具体的には、受信部５１２から順次、各交点部分の電圧値が出力されるため、判定部５１３では、これを監視する。
【０１０７】
ステップＳ１００２では、受信部５１２から順次出力される電圧値のうち、処理対象の電圧値が、所定の閾値以下まで低下しているか否かを判定する。所定の閾値以下まで低下していないと判定された場合には、当該電圧値に対応する交点部分には、何も接触していないと判定し、ステップＳ１０１０に進み、終了指示がなければ、次の処理対象に移る。
【０１０８】
一方、ステップＳ１００２において、処理対象の電圧値が、所定の閾値以下まで低下していると判定された場合には、ステップＳ１００３に進み、当該電圧値に対応する交点部分に、接触物があると判定する。
【０１０９】
更に、ステップＳ１００４では、接触物があると判定された交点部分をメモリに格納する。具体的には、当該交点部分を構成する第１の電極群の電極の識別子と、第２の電極群の電極の識別子とをメモリに格納する。
【０１１０】
ステップＳ１００５では、ステップＳ１００３において接触物があると判定された交点部分について、所定回数スキャンしたか否かを判定する。所定回数スキャンしていなければ、ステップＳ１０１０に進み、終了指示がなければ、所定回数スキャンするまで待機する。なお、この間に、他の交点部分において、接触物があると判定された場合には、当該交点部分についても、所定回数スキャンするまで待機する。
【０１１１】
ステップＳ１００３において接触物があったと判定された交点部分について、所定回数スキャンしたと判定された場合には、ステップＳ１００６に進む。ステップＳ１００６では、接触物があると判定された交点部分についての、所定回数のスキャンの間の電圧値の変動の有無を判定する。具体的には、当該交点部分について、前回スキャン時の電圧値と今回スキャン時の電圧値との差分値を算出し、当該差分値が所定の閾値以上であるか否かを判定することで、変動の有無を判定する。
【０１１２】
ステップＳ１００６における判定の結果、所定回数のスキャンの間の電圧値の変動があると判定された場合には、ステップＳ１００７からステップＳ１００８へと進み、当該接触物が、電子ペン１２０の先端部７１０であると判定する。
【０１１３】
一方、ステップＳ１００６における判定の結果、差分値が所定の閾値未満であり、所定回数のスキャンの間の電圧値の変動がないと判定された場合には、ステップＳ１００７からステップＳ１００９へと進む。そして、ステップＳ１００９では、当該接触物が、電子ペン１２０以外のもの電子ペン１２０以外のもの（少なくとも電子ペン１２０とは異なるもの）であると判定する。
【０１１４】
ステップＳ１００８またはステップＳ１００９における判定が終了した後は、ステップＳ１０１０に進み、入出力制御部５１５より終了指示が送信されたか否かを判定し、終了指示が送信されていなければ、ステップＳ１００２に戻り、判定処理を継続する。
【０１１５】
一方、ステップＳ１０１０において、終了指示が送信されたと判定された場合には、判定処理を終了する。
【０１１６】
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る座標入力システムでは、
・静電容量方式の座標検出方法を実現する電極部３５１及び検出部３５２により、入出力部２０５を構成した。
・電子ペン１２０に接続スイッチ７０６を設け、先端部７１０と把持部７０１との間の導通状態を切り替える構成とした。
・電子ペン１２０において、接続スイッチ７０６のオン／オフを、電極部３５１のスキャン周期のｎ倍の切替周期で制御する構成とした。
・検出部３５２に判定部５１３を設けることで受信部５１２からの各交点部分の電圧値を監視し、電圧低下があった場合に、当該電圧低下があった交点部分について、ｎスキャン分を監視する構成とした。
・ｎスキャン分の監視の結果、ｎ回のスキャンの間、一定の電圧低下が継続していれば、電子ペン１２０以外のもの（少なくとも電子ペン１２０とは異なるもの）が当該交点部分に接触していると判定する構成とした。
・ｎスキャン分の監視の結果、ｎ回のスキャンの間、電圧値の変動が生じていれば、電子ペン１２０が当該交点部分に接触していると判定する構成とした。
【０１１７】
このように、電子ペン１２０に接続スイッチ７０６を所定の切替周期でオン／オフさせる構成とすることで、受信部５１２において検出される各交点部分の電圧値を変動させることができる。これにより、電子ペン１２０による接触と電子ペン１２０以外のもの（少なくとも電子ペン１２０とは異なるもの）による接触とを簡単に区別することができるようになる。
【０１１８】
また、上記構成によれば、電子ペン１２０と電子情報ボード１１０とを配線接続したり、電子ペン１２０と電子情報ボード１１０との間において通信処理を行ったりする必要がない。このため、電子ペン１２０の簡素化された構造は維持され、電子ペン１２０の小型軽量化や故障頻度の低減といった従来の利点を享受することができる。
【０１１９】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、電子ペン１２０の接続スイッチ７０６の切替周期を、電極部３５１のスキャン周期のｎ倍とし、ｎ＝２、３の場合について例示したが、本発明はこれに限定されない。
【０１２０】
電子ペン１２０の接続スイッチの切替周期は、少なくとも、電極部３５１のスキャン周期の２倍以上であれば、理論上、ｎは任意の数値であっても、電子ペン１２０による接触と電子ペン１２０以外のものによる接触とを判別することができる。
【０１２１】
また、電子ペン１２０の接続スイッチの切替周期が長いほど、電子ペン１２０による接触と電子ペン１２０以外のものによる接触との判別精度を向上させることができる。
【０１２２】
しかしながら、電子ペン１２０の接続スイッチの切替周期が長すぎると、電子ペン１２０による接触と電子ペン１２０以外のものによる接触との判別にかかる時間も長くなる。この場合、例えば、電子ペン１２０を用いて手書き文字等の入力を行った場合、ユーザが入力してから、入出力面１１１に表示されるまでの遅れが大きくなる。
【０１２３】
一般に、ユーザが手書き文字等の入力を行ってから、入出力面１１１に表示されるまでの遅れ時間は、１０ｍｓｅｃ以下に抑えることが、操作性の観点から望ましい。したがって、電子ペン１２０の接続スイッチ７０６の切替周期は、１０ｍｓｅｃ以下であることが望ましい。なお、接続スイッチ７０６の切替周期を１０ｍｓｅｃとした場合、電極部３５１のスキャン周期を１ｍｓｅｃとすると、電極部３５１が１０スキャンすることで、電子ペン１２０による接触と電子ペン１２０以外のものによる接触とを判別することとなる。
【０１２４】
加えて、電子ペン１２０の接続スイッチ７０６の切替周期は、ユーザの動作速度も考慮に入れる必要がある。一般に、ユーザの動作速度は、２ｍ／ｓｅｃ程度であり、各交点部分において電圧値の変動を監視するのに費やすことのできる時間は、５ｍｓｅｃ程度と考えられる。
【０１２５】
これらのことから、電子ペン１２０の接続スイッチ７０６の切替周期は、電極部３５１のスキャン周期の２倍から５倍程度であることが望ましい。
【０１２６】
なお、上記第１の実施形態及び本実施形態では、切替周期内において、電子ペン１２０の接続スイッチのオン時間とオフ時間とが同じであるものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、オン時間とオフ時間とが異なるようにしてもよい。ただし、その場合、オン時間及びオフ時間のいずれも、スキャン周期よりも長く設定することが不可欠である。
【０１２７】
［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、判定部５１３が、常時、電子ペン１２０による接触と電子ペン１２０以外のものによる接触との判別を行うものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１２８】
例えば、電子ペン１２０による接触と電子ペン１２０以外のものよる接触とを判別し、電子ペン１２０による接触のみを入力として受け付けるモードと、両者を判別せず、入力として受け付けるモードとを設け、ユーザがモード選択できる構成としてもよい。
【０１２９】
また、上記第１の実施形態では、座標算出部３３１において算出された、電子ペン１２０の先端部７１０の座標を、描画画像の生成に用いる構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、入出力面１１１上に表示された画像（アイコン等）を選択するための選択処理に用いるようにしてもよいし、入出力面１１１上に表示された画像を消去するための消去処理に用いるようにしてもよい。
【０１３０】
［第４の実施形態］
上記第１の実施形態では、電子ペン１２０に電源スイッチ７０２を設け、電源スイッチ７０２が投入された状態では、常時、接続スイッチ７０６のオン／オフを繰り返す制御を行う構成としたが、本発明はこれに限定されない。
【０１３１】
例えば、電子ペン１２０の先端部７１０を可動式に構成するとともに、先端部７１０が入出力面１１１に接触することで先端部７１０が摺動した場合に、これを検出する検出回路を設けるようにしてもよい。これにより、先端部７１０の摺動を、当該検出回路が検出している間、接続スイッチ７０６のオン／オフを繰り返す制御を行う構成とすることができる。かかる構成によれば、ユーザが手書き入力を行っている間だけ、接続スイッチ７０６のオン／オフを制御する電力が供給されることとなり、電池７０３の消費を抑えることができる。
【０１３２】
あるいは、電子ペン１２０の先端部７１０が入出力面１１１に接触した際に生じる電圧を検出する検出回路を設けるようにしてもよい。これにより、当該電圧を当該検出回路が検出している間、接続スイッチ７０６のオン／オフを繰り返す制御を行う構成とすることができる。かかる構成によれば、ユーザが手書き入力を行っている間だけ、接続スイッチ７０６のオン／オフを制御する電力が供給されることとなり、電池７０３の消費を抑えることができる。更に、可動部を有していないため、故障頻度を抑えることも可能となる。
【０１３３】
［第５の実施形態］
上記第１の実施形態では、接続スイッチ７０６のオン／オフを制御することにより、先端部７１０と把持部７０１との間の導通状態を切り替える構成としたが、本発明はこれに限定されない。
【０１３４】
例えば、先端部７１０と把持部７０１との間に、抵抗の異なる２つの回路を設け、これらの回路への接続を切り替えることで導通状態を切り替える構成としてもよい。
【０１３５】
このように構成した場合であっても、接続スイッチ７０６の切り替えにより、図９（ｃ−１）〜（ｃ−３）に示すように、電圧値を変動させることが可能であるからである。
【０１３６】
［第６の実施形態］
上記第１の実施形態では、静電容量式の座標検出方法として、投影型の相互容量方式を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、投影型の自己容量方式に対しても適用可能である。あるいは、表面型の静電容量方式の座標検出方法に対しても適用可能である。
【０１３７】
なお、投影型の相互容量方式を用いた場合には、同時に、複数の電子ペンを使用できるといった利点がある。ここで、複数の電子ペンを使用する場合にあっては、各電子ペンの、接続スイッチ７０６の切替周期が異なるように構成してもよい。
【０１３８】
各電子ペンの切替周期が異なるように構成することで、所定回数のスキャンの間に変動する電圧値の変動回数が異なることとなる。この結果、判定部５１３では、電子ペンと電子ペン以外とを判別できるだけでなく、複数の電子ペンの種別を判別することも可能となる。
【０１３９】
［第７の実施形態］
上記各実施形態では、１種類の電子ペン１２０を用いる場合について説明したが、座標入力システム１００において用いる電子ペン１２０の種類は、複数種類あってもよい。
【０１４０】
また、上記各実施形態では、入出力面１１１に電子ペン１２０の先端部が接触した際の接触位置を描画する手書き入力機能について説明した。しかしながら、座標入力システム１００により実現される機能は、手書き入力機能に限定されず、例えば、入出力面１１１に電子ペン１２０の先端部が接触した際の接触位置に描画されている描画内容を消去する、いわゆる消しゴム機能を有していてもよい。
【０１４１】
ここで、座標入力システム１００において、複数種類の電子ペン１２０を用いたり、各電子ペン１２０に複数の機能を持たせたりする場合、使用中の電子ペン１２０の種類や実行中の機能を、電子情報ボードにて識別できる構成としておくことが不可欠である。
【０１４２】
そこで、本実施形態に係る座標入力システムでは、電子ペンに発光機能を設け、電子情報ボードが電子ペンの点灯状態を識別することで、電子ペンの種類や実行中の機能を識別する構成とした。以下、本実施形態に係る座標入力システムの詳細について説明する。
【０１４３】
＜電子情報ボードのハードウェア構成＞
はじめに、本実施形態に係る座標入力システムの電子情報ボード１１１０のハードウェア構成について説明する。図１１は、電子情報ボード１１１０のハードウェア構成を説明するための図である。なお、図１１に示す電子情報ボード１１１０のハードウェア構成の各要素のうち、図２に示す電子情報ボード１１０のハードウェア構成と同じ要素については、同じ参照番号を付すこととし、ここでは説明を省略する。
【０１４４】
図２との相違点は、撮像部１１０１を有する点である。撮像部１１０１は、先端部が入出力面１１１に接触している状態の指示装置（電子ペン１１２０）を撮影する。撮像部１１０１により撮影された撮影画像はボード部１１０２において解析され、発光機能を有する電子ペン１１２０の点灯状態が識別される。
【０１４５】
＜電子ペンの構成及び動作＞
次に、電子ペン１１２０の構成及び動作について説明する。図１２は、電子ペン１１２０の構成及び動作を説明するための図である。なお、図１２に示す電子ペン１１２０の各要素のうち、図７に示す電子ペン１２０と同じ要素については、同じ参照番号を付すこととし、ここでは説明を省略する。
【０１４６】
図７との相違点は、発光制御部１２０１、発光部（例えば、発光ダイオード）１２０２、機能選択ボタン１２０３を有する点である。発光制御部１２０１は、電源回路７０４により電力が供給されると、発光部１２０２の点灯状態を制御する。発光制御部１２０１では、発光部１２０２の点灯状態を、電子ペン１１２０の種類と、機能選択ボタン１２０３の選択結果とに基づいて制御する。
【０１４７】
発光部１２０２は発光制御部１２０１の制御にしたがって、点灯と消灯とを繰り返す。機能選択ボタン１２０３は、電子ペン１１２０の先端部が接触した際に接触位置を描画する手書き入力機能と、電子ペン１１２０の先端部が接触した際に接触位置に描画されている描画内容を消去する消しゴム機能とを切り替えるためのボタンである。機能選択ボタン１２０３の選択内容は、発光制御部１２０１に通知される。
【０１４８】
図１３は、発光制御部１２０１による発光部１２０２の点灯状態の制御内容の一覧を示す図である。図１３に示すように、本実施形態に係る座標入力システムでは、電子ペン１１２０の種類及び機能に応じて４種類の点灯形態が規定されている。
【０１４９】
具体的には、電子ペン１１２０の種類として、手書き専用の電子ペンと、ペン先１を有する電子ペンと、ペン先２を有する電子ペンとの３種類が規定されており、それぞれの電子ペンの消しゴム機能には、共通の点灯形態が規定されている。
【０１５０】
例えば、手書き専用の電子ペンの場合、点灯時間と消灯時間との割合は、１：０である。つまり、手書き専用の電子ペンの場合、手書き入力機能が選択されている状態では、発光部１２０２が常時点灯することとなる。図１４（ａ）は、手書き専用の電子ペンにおいて、手書き入力機能が選択されている状態の点灯状態を示す図である。図１４（ａ）に示すように、発光制御部１２０１に電力が供給されている間、発光部１２０２は継続して点灯する。
【０１５１】
一方、図１３に示すように、手書き専用の電子ペンにおいて、消しゴム機能が選択された場合、点灯時間と消灯時間との割合は、１：１となる。図１４（ｂ）は、手書き専用の電子ペンにおいて、消しゴム機能が選択されている状態の点灯状態を示す図である。図１４（ｂ）に示すように、発光制御部１２０１に電力が供給されている間、発光部１２０２は、点灯と消灯とを同じ時間周期で繰り返す。
【０１５２】
また、図１３に示すように、ペン先１を有する電子ペンの場合、点灯時間と消灯時間との割合は、３：１である。図１４（ｃ）は、ペン先１を有する電子ペンにおいて、手書き入力機能が選択されている状態の点灯状態を示す図である。図１４（ｃ）に示すように、発光制御部１２０１に電力が供給されている間、発光部１２０２は、点灯と消灯とを３：１の時間周期で繰り返す。
【０１５３】
なお、ペン先１を有する電子ペンの場合も、消しゴム機能が選択された場合には、点灯時間と消灯時間との割合は、１：１となる。つまり、図１４（ｂ）に示すように、発光制御部１２０１に電力が供給されている間、発光部１２０２は、点灯と消灯とを同じ時間周期で繰り返す。
【０１５４】
また、図１３に示すように、ペン先２を有する電子ペンの場合、点灯時間と消灯時間との割合は、４：２である。図１４（ｄ）は、ペン先２を有する電子ペンにおいて、手書き入力機能が選択されている状態の点灯状態を示す図である。図１４（ｄ）に示すように、発光制御部１２０１に電力が供給されている間、発光部１２０２は、点灯と消灯とを４：２の時間周期で繰り返す。
【０１５５】
なお、ペン先２を有する電子ペンの場合も、消しゴム機能が選択された場合には、点灯時間と消灯時間との割合は、１：１となる。つまり、図１４（ｂ）に示すように、発光制御部１２０１に電力が供給されている間、発光部１２０２は、点灯と消灯とを同じ時間周期で繰り返す。
【０１５６】
なお、図１２〜図１４の説明では、電子ペンの種類を３種類としたが、本発明はこれに限定されず、２種類であっても、４種類以上であってもよい。また、図１２〜図１４の説明では、電子ペンの種類に関わらず、消しゴム機能が選択された場合の点灯形態を同じにしたが、電子ペンの種類に応じて、消しゴム機能の点灯形態も変更するように構成してもよい。
【０１５７】
また、図１２〜図１４の説明では、４種類の点灯形態それぞれにおける、点灯時間と消灯時間との割合を規定する構成としたが、点灯時間及び消灯時間そのものを規定する構成としてもよい。なお、発光部１２０２の点灯時間及び消灯時間は、それぞれ撮像部１１０１の１フレーム分の撮影周期よりも長く設定されているものとする。発光部１２０２の点灯時間及び消灯時間が、撮像部１１０１の１フレーム分の撮影周期よりも短いと、４種類の点灯形態を正しく識別することができなくなってしまうからである。
【０１５８】
＜電子情報ボードの機能構成＞
次に、電子情報ボード１１１０の機能構成について説明する。図１５は、電子情報ボード１１１０の機能構成を示す図である。なお、図１５に示す電子情報ボード１１１０の機能構成に含まれる各要素のうち、図３に示す電子情報ボード１１０の機能構成に含まれる各要素と同じ要素については、同じ参照番号を付すこととし、ここでは説明を省略する。
【０１５９】
図３との相違点は、点灯状態判定部１５０１を有する点である。点灯状態判定部１５０１は、撮像部１１０１より、１フレーム分の撮影画像が送信されるごとに、過去複数フレーム分の撮影画像それぞれにおける、発光部１２０２の点灯状態を識別する。そして、過去複数フレーム分の撮影画像のうち、発光部１２０２が点灯していると識別されたフレームの数と、発光部１２０２が消灯していると識別されたフレームの数とをカウントする。これにより、点灯状態判定部１５０１では、発光部１２０２の点灯時間と消灯時間の割合を検出することができる。更に、点灯状態判定部１５０１では、発光部１２０２の点灯時間と消灯時間の割合に基づいて、電子ペンの種類を判定するとともに、手書き入力機能が選択されているか、消しゴム機能が選択されているかを判定する。更に、点灯状態判定部１５０１では、判定結果をイベント処理部３３３に通知する。
【０１６０】
このように、電子情報ボード１１１０では、撮像部１１０１より１フレーム分の撮影画像が送信されるごとに、電子ペンの種類及び選択されている機能を判定し、イベント処理部３３３に通知する。
【０１６１】
＜点灯状態判定部による点灯状態判定処理＞
次に、点灯状態判定部１５０１による点灯状態判定処理について説明する。図１６は、点灯状態判定部１５０１による点灯状態判定処理の流れを示すフローチャートである。
【０１６２】
ステップＳ１６０１において、点灯状態判定部１５０１は、撮像部１１０１より１フレーム分の撮影画像を受信し、受信した撮影画像を解析することで、電子ペン１１２０の点灯状態を識別する。
【０１６３】
ステップＳ１６０２において、点灯状態判定部１５０１は、ステップＳ１６０１において受信した撮影画像を含む過去複数フレーム分の撮影画像について、点灯していると識別されたフレームの数と、消灯していると識別されたフレームの数とを算出する。また、点灯状態判定部１５０１は、点灯していると識別されたフレームの数と、消灯していると識別されたフレームの数との割合（点灯時間と消灯時間との割合）を算出する。
【０１６４】
ステップＳ１６０３において、点灯状態判定部１５０１は、ステップＳ１６０２において算出した点灯時間と消灯時間との割合に基づいて、電子ペン１１２０の種類を判定する。また、ステップＳ１６０２において算出した点灯時間と消灯時間との割合に基づいて、手書き入力機能が選択されているか、消しゴム機能が選択されているかを判定する。
【０１６５】
ステップＳ１６０４において、点灯状態判定部１５０１は、ステップＳ１６０３における判定結果をイベント処理部３３３に通知する。ステップＳ１６０５において、点灯状態判定部１５０１は、終了指示が入力されたか否かを判定し、ステップＳ１６０５において、入力されていないと判定した場合には、ステップＳ１６０１に戻る。一方、ステップＳ１６０５において、終了指示が入力されたと判定した場合には、点灯状態判定処理を終了する。
【０１６６】
以上のとおり、本実施形態に係る座標入力システムでは、電子ペン１１２０に発光部１２０２を配し、電子ペンの種類及び実行中の機能に応じた発光を行うよう構成し、電子情報ボード１１１０にて、当該電子ペンの点灯状態を識別する構成とした。
【０１６７】
これにより、本実施形態に係る座標入力システムによれば、使用中の電子ペン１１２０の種類や実行中の機能を、電子情報ボードにて識別することができるようになる。更に、本実施形態に係る座標入力システムの場合、通信機能を配する必要がないため、簡単な構造により実現できるといった利点がある。
【０１６８】
［第８の実施形態］
上記第７の実施形態では、撮像部１１０１を配し、撮影画像を解析することにより、電子ペン１１２０の点灯状態を識別する構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、フォトトランジスタを配して点灯状態を識別する構成としてもよい。フォトトランジスタにより、例えば、１０ｍｓｅｃ周期で点灯状態を識別する構成とした場合、１００ｍｓｅｃで１０回分の識別を行うことができる。
【０１６９】
また、上記第７の実施形態では、電子ペン１１２０の機能として、手書き入力機能と消しゴム機能とを識別する構成としたが、本発明はこれに限定されず、電子ペン１１２０のその他の機能を識別する構成としてもよい。
【０１７０】
また、上記第７の実施形態では、発光制御部１２０１に電力が供給されている間、発光部１２０２を制御する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、電子ペン１１２０の先端部に、入出力面１１１に接触したことを検知する機械的なスイッチを設け、当該機械的なスイッチが、入出力面に接触したことを検知している間、発光部１２０２を制御する構成としてもよい。
【０１７１】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１７２】
１００          ：座標入力システム
１１０          ：座標入力装置（電子情報ボード）
１１１          ：入出力面
１２０          ：指示装置（電子ペン）
１３０          ：表示システム
１３１          ：ユーザＰＣ
１３２          ：ケーブル
３５０          ：表示部
３５１          ：電極部
３５２          ：検出部
５１１          ：送信部
５１２          ：受信部
５１３          ：判定部
５１４          ：位置検出部
５１５          ：入出力制御部
７００          ：本体部
７０１          ：把持部
７０２          ：電源スイッチ
７０３          ：電池
７０４          ：電源回路
７０５          ：指示制御部
７０６          ：接続スイッチ
７１０          ：先端部
７３０          ：絶縁体
１１０１        ：撮像部
１１１０        ：座標入力装置（電子情報ボード）
１１２０        ：指示装置（電子ペン）
１２０１        ：発光制御部
１２０２        ：発光部
１２０３        ：機能選択ボタン
１５０１        ：点灯状態判定部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７３】
【特許文献１】特開２０１１−１４５７６２号公報
【図１】
2015079485.tif 000003
【図２】
2015079485.tif 000004
【図３】
2015079485.tif 000005
【図４】
2015079485.tif 000006
【図５】
2015079485.tif 000007
【図６】
2015079485.tif 000008
【図７】
2015079485.tif 000009
【図８】
2015079485.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015079485.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2015079485.tif 000015
【図１４】
2015079485.tif 000016
【図１５】
2015079485.tif 000017
【図１６】
2015079485.tif 000018