(57)【要約】【課題】電子ペンなどの電子筆記具が読取可能な所定のパターンが印刷された電子筆記具用媒体への書込みをすることなく、その所定のパターンを読み取ること。【解決手段】電子筆記具１には、当該電子筆記具１が読取可能な所定のパターン４１が印刷された電子筆記具用媒体５への書込みが可能な書込みペン軸１１と、電子筆記具用媒体５への書込みができないなぞりペン軸１２とがペン先として切替可能に配設される。また、この電子筆記具１は、ペン先の電子筆記具用媒体５への接触部位近傍に印刷されている所定のパターン４１から、座標値を生成する生成手段３１を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該電子筆記具が読取可能な所定のパターンが印刷された電子筆記具用媒体への書込みが可能な書込みペン軸と、上記電子筆記具用媒体への書込みができないなぞりペン軸とがペン先として切替可能に配設されるとともに、
上記ペン先の上記電子筆記具用媒体への接触部位近傍に印刷されている上記所定のパターンから、座標値を生成する生成手段を有することを特徴とする電子筆記具。
【請求項２】
前記ペン先の前記電子筆記具用媒体への接触部位近傍を撮像して前記生成手段へ出力する撮像部材と、
前記書込みペン軸および前記なぞりペン軸の一方を前記ペン先の位置へ切り替える切替部材と、
上記撮像部材および上記切替部材へ制御信号を出力する切替指示手段と、
前記切替指示手段により切り替えられる複数の動作モードの数と同数の状態を取り、各状態が上記各動作モードと１対１に対応しているスイッチ部材と、
を有することを特徴とする請求項１記載の電子筆記具。
【請求項３】
前記切替指示手段は、前記書込みペン軸を前記ペン先の位置とするとともに前記撮像部材を動作させるペン読取モードと、前記書込みペン軸を前記ペン先の位置とするとともに前記撮像部材を停止させるペンモードとの間でモードを切り替える場合、モードに応じた制御状態へ切り替えるための制御信号を前記撮像部材のみへ出力することを特徴とする請求項２記載の電子筆記具。
【請求項４】
前記切替指示手段は、前記書込みペン軸を前記ペン先の位置とするとともに前記撮像部材を動作させるペン読取モードと、前記なぞりペン軸を前記ペン先の位置とするとともに前記撮像部材を動作させる読取モードとの間でモードを切り替える場合、モードに応じた制御状態へ切り替えるための制御信号を前記切替部材のみへ出力することを特徴とする請求項２または３記載の電子筆記具。
【請求項５】
前記切替指示手段が前記撮像部材および前記切替部材へ制御信号を出力した後に、前記切替指示手段が設定した動作モードを表示する表示部材を有することを特徴とする請求項２から４の中のいずれか１項記載の電子筆記具。
【請求項６】
前記切替指示手段は、当該電子筆記具の不使用時には、前記切替部材により前記書込みペン軸および前記なぞりペン軸を当該電子筆記具内へ収容させ、かつ、
当該電子筆記具の使用を開始する時に前記撮像部材を動作させる場合には、前記切替指示手段は、前記撮像部材および前記切替部材へともに制御信号を出力し、前記書込みペン軸あるいは前記なぞりペン軸が前記ペン先の位置にあるときには、前記生成手段が前記撮像部材からの撮像画像に基づいて座標値を生成可能な状態になっていること、
を特徴とする請求項２記載の電子筆記具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子筆記具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、専用紙のドットパターンを読み取る電子ペンを開示する。この電子ペンは、インクペンと同様のペン先部を有するインクペンユニットなどを有する。そして、電子ペンは、電子ペン用用紙への書込みにより専用紙のドットパターンを読み取り、ストロークデータを生成する。また、電子ペンの赤外線ＬＥＤ及びカメラは、筆圧データに基づいてオン／オフが切り替えられる。
【０００３】
特許文献２は、タブレットと組合せて利用されるペン入力装置を開示する。このペン入力装置は、スイッチにより、入力する線の色や種類などのモードを切り替える機能を有する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０１４７１号公報（要約、発明の詳細な説明、段落００１３など）
【特許文献２】特開平０７−１６０３９８号公報（図８、特許請求の範囲、発明の詳細な説明など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電子ペンは、インクペンにより、電子ペン用用紙へ書込むことができる。また、特許文献１の電子ペンは、この書込みの軌跡データとなるストロークデータを生成する。ストロークデータは、特許文献２のタブレット式入力装置による書込みの軌跡データと同等のものとして利用することが可能である。すなわち、特許文献１の電子ペンは、電子ペン用用紙への書込みと、その書込みの軌跡データの生成とを、ユーザによる１回の書込み操作により実現することが可能である。このような電子ペンは、たとえば官公庁の申請書類への記入、病院のカルテへの記入などに好適に利用され得るものと考えられる。
【０００６】
ところで、電子ペンが書込みの軌跡データを生成することに着目し、たとえば電子ペン用用紙で地図を作成し、その地図中の位置を電子ペンで読み取り、電子ペンの軌跡データからその読取位置にある観光地の緯度経度データを生成し、ナビゲーション装置の目的地設定に応用することなどが考えられる。これにより、ナビゲーション装置自体において目的地を選択するための操作をする必要がなくなり、ナビゲーション装置の操作に不慣れなユーザであっても容易に目的地を設定することが可能となる。また、特許文献１の電子ペンを流用できるので、そのようなナビゲーションシステムは、安価に実現できるものと予想される。
【０００７】
しかしながら、電子ペン用用紙で作成された地図などを電子ペンで読み取ると、その読取位置には、インクペンにより、文字やマークなどが書き込まれてしまう。その結果、ユーザが地図などを汚したくないと考えていたとしても、その紙面は汚れてしまう。また、ユーザが以前に目的地に設定した地点には文字やマークなどが書込まれており、その地点を再度目的地に設定しようとしても、既に書込まれている文字やマークなどが障害となって、電子ペンが正しい読取を実行することができなくなってしまう可能性もある。
【０００８】
なお、インクペンによる、このような地図などの紙面の汚れを防止するためには、電子ペン用用紙で作成された地図などの上にたとえば透明シートなどを重ね、その上から電子ペンにより地図などへ書込みを行うようにしたりする必要がある。ユーザにとって面倒であり、かつ、電子ペンと透明シートとの組合せによっては、透明シートにより正しい読取を実行することができなくなってしまう可能性もある。
【０００９】
本発明は、電子ペンなどの電子筆記具が読取可能な所定のパターンが印刷された電子筆記具用媒体への書込みをすることなく、その所定のパターンを読み取ることができる電子筆記具を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電子筆記具には、当該電子筆記具が読取可能な所定のパターンが印刷された電子筆記具用媒体への書込みが可能な書込みペン軸と、電子筆記具用媒体への書込みができないなぞりペン軸とがペン先として切替可能に配設される。また、この電子筆記具は、ペン先の電子筆記具用媒体への接触部位近傍に印刷されている所定のパターンから、座標値を生成する生成手段を有する。
【００１１】
本発明に係る電子筆記具は、上述した発明の構成に加えて以下の特徴を有するものである。すなわち、この電子筆記具は、ペン先の電子筆記具用媒体への接触部位近傍を撮像して生成手段へ出力する撮像部材と、書込みペン軸およびなぞりペン軸の一方をペン先の位置へ切り替える切替部材と、撮像部材および切替部材へ制御信号を出力する切替指示手段と、切替指示手段により切り替えられる複数の動作モードの数と同数の状態を取り、各状態が各動作モードと１対１に対応しているスイッチ部材と、を有する。
【００１２】
本発明に係る電子筆記具は、上述した発明の各構成に加えて以下の特徴を有するものである。すなわち、切替指示手段は、書込みペン軸をペン先の位置とするとともに撮像部材を動作させるペン読取モードと、書込みペン軸をペン先の位置とするとともに撮像部材を停止させるペンモードとの間でモードを切り替える場合、モードに応じた制御状態へ切り替えるための制御信号を撮像部材のみへ出力する。
【００１３】
本発明に係る電子筆記具は、上述した発明の各構成に加えて以下の特徴を有するものである。すなわち、切替指示手段は、書込みペン軸をペン先の位置とするとともに撮像部材を動作させるペン読取モードと、なぞりペン軸をペン先の位置とするとともに撮像部材を動作させる読取モードとの間でモードを切り替える場合、モードに応じた制御状態へ切り替えるための制御信号を切替部材のみへ出力する。
【００１４】
本発明に係る電子筆記具は、上述した発明の各構成に加えて以下の特徴を有するものである。すなわち、この電子筆記具は、切替指示手段が撮像部材および切替部材へ制御信号を出力した後に、切替指示手段が設定した動作モードを表示する表示部材を有する。
【００１５】
本発明に係る電子筆記具は、上述した発明の各構成に加えて以下の特徴を有するものである。すなわち、切替指示手段は、当該電子筆記具の不使用時には、切替部材により書込みペン軸およびなぞりペン軸を当該電子筆記具内へ収容させる。しかも、切替指示手段は、当該電子筆記具の使用を開始する時に撮像部材を動作させる場合には、撮像部材および切替部材へともに制御信号を出力し、書込みペン軸あるいはなぞりペン軸がペン先の位置にあるときには生成手段が撮像部材からの撮像画像に基づいて座標値を生成可能な状態になっているものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、電子筆記具が読取可能な所定のパターンが印刷された電子筆記具用媒体への書込みをすることなく、その所定のパターンを読み取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る電子筆記具を、図面に基づいて説明する。電子筆記具は、電子ペン１を例として説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係る電子ペン１の外観図である。図１（Ａ）は、正面図であり、図１（Ｂ）は、右側面図である。電子ペン１は、サインペンやボールペンより一回り太いペン形状のハウジング１０を有する。このハウジング１０内には、紙への書込みが可能な書込みペン軸としてのボールペン軸１１と、紙への書込みができないなぞりペン軸としてのスタイラスペン（ｓｔｙｌｕｓ  ｐｅｎ）軸１２と、が収容されている。スタイラスペン軸１２は、たとえばプラスチック製の軸部材であり、その先端が球面に形成されている。また、ボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２は、択一的に、ハウジング１０の一端部から外へ突出可能である。ハウジング１０から突出したボールペン軸１１の先端部分あるいはスタイラスペン軸１２の先端部分が、電子ペン１のペン先となる。
【００１９】
ハウジング１０の内部には、赤外線ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）１３と、撮像部材としてのＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ１４とが配設される。赤外線ＬＥＤ１３およびＣＭＯＳセンサ１４は、ハウジング１０のペン先側の端部に配設される。赤外線ＬＥＤ１３は、電子ペン１のペン先の周囲に赤外線を照射する。ＣＭＯＳセンサ１４は、紙面により反射された赤外線などを受光し、撮像画像データを周期的に出力する。
【００２０】
ハウジング１０の側面には、表示部材としての２つの表示ＬＥＤ１５，１６と、スライド式の電源スイッチ２３とが配設される。２つの表示ＬＥＤ１５，１６は、ハウジング１０の側面に縦に並べられている。２つの表示ＬＥＤ１５，１６の左側には、「座標読取ＯＫ」の文字と、「書込／読取」の文字とが印刷されている。以下において「座標読取ＯＫ」の文字と並んでいる表示ＬＥＤを、座標読取ＬＥＤ１５と呼び、「書込／読取」の文字と並んでいる表示ＬＥＤを、書込ＬＥＤ１６とよぶ。
【００２１】
図１（Ｂ）に示すように、ハウジング１０の他端部には、ロータリ式のモードスイッチ１７が配設される。モードスイッチ１７は、電子ペン１の動作モードを設定するためのスイッチ部材である。モードスイッチ１７は、３つの位置に設定することができる。ハウジング１０には、このモードスイッチ１７の３つの設定位置に対応付けて、「Ｓｃａｎ」、「Ｐｅｎ」および「Ｐｅｎ  Ｓｃａｎ」の文字が印刷される。
【００２２】
図２は、図１の電子ペン１に内蔵される電子回路のブロック図である。電子ペン１は、上述した赤外線ＬＥＤ１３、ＣＭＯＳセンサ１４、座標読取ＬＥＤ１５、書込ＬＥＤ１６、電源スイッチ２３、モードスイッチ１７の他に、切替部材としてのペン先切替回路１８、撮画制御回路１９、切替検知回路２０、ＵＳＢＩ／Ｆ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２１、マイクロコンピュータＩＣ２２などを有する。
【００２３】
また、これらの電子部品には、ハウジング１０に内蔵されるバッテリ２４から電力が供給される。バッテリ２４は、電源スイッチ２３がオン状態になると、これらの電子部品へ電力を供給する。なお、バッテリ２４は、電子ペン１に着脱可能であってもよい。
【００２４】
ペン先切替回路１８は、ハウジング１０に内蔵されているボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２を、択一的に、ペン先の位置に設定する。ペン先切替回路１８は、たとえばＤＣモータなどの駆動モータを有し、マイクロコンピュータＩＣ２２からの制御信号に応じて駆動モータを駆動し、ボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２の中の一方をペン先の位置に設定する。また、ペン先切替回路１８は、ペン先の位置にあるボールペン軸１１あるいはスタイラスペン軸１２を、ハウジング１０に収容する。
【００２５】
なお、ボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２は、このペン先切替回路１８によるペン先の駆動モータによる切り替えに替えて、スイッチ部材１７の回転などに連動して機械的にペン先へ切り替えられるようにしてもよい。
【００２６】
撮画制御回路１９は、赤外線ＬＥＤ１３およびＣＭＯＳセンサ１４による撮画動作を制御する。つまり、撮画制御回路１９は、マイクロコンピュータＩＣ２２からの制御信号に応じて、赤外線ＬＥＤ１３の発光およびその停止と、ＣＭＯＳセンサ１４による撮像画像データの生成出力およびその停止とを制御する。
【００２７】
切替検知回路２０は、モードスイッチ１７に接続され、モードスイッチ１７の状態変化を検出する。モードスイッチ１７の設定位置が変更されると、切替検知回路２０は、切替検知信号をマイクロコンピュータＩＣ２２へ出力する。
【００２８】
マイクロコンピュータＩＣ２２は、図示外のＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）ポート、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリなどを有する。Ｉ／Ｏポートには、ＣＭＯＳセンサ１４、座標読取ＬＥＤ１５、書込ＬＥＤ１６、モードスイッチ１７、ペン先切替回路１８、撮画制御回路１９、切替検知回路２０、ＵＳＢＩ／Ｆ２１などが接続される。ＣＰＵは、メモリから図示外の制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、マイクロコンピュータＩＣ２２には、生成手段としての座標生成部３１、切替指示手段としてのモード制御部３２、メモリ管理部３３、データメモリ３４、筆跡データ送信部３５などが実現される。
【００２９】
なお、このマイクロコンピュータＩＣ２２のＣＰＵが実行する制御プログラムは、電子ペン１の出荷前にメモリに記憶されたものであっても、電子ペン１の出荷後にメモリに記憶されたものであってもよい。また、制御プログラムの一部が、電子ペン１の出荷後にメモリに記憶されたものであってもよい。電子ペン１の出荷後にメモリに記憶される制御プログラムは、たとえばＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。
【００３０】
図３は、図１の電子ペン１が読取可能な所定のパターンとしての座標パターン４１の一例を示す図である。座標パターン４１は、たとえば６×６個のドット４２が縦横のマトリックス状に配列されたドットパターンを基本とするものである。実際には、各ドット４２は、図３に示すように、所定の一定間隔毎の複数の縦基準線と複数の横基準線との交点の位置を基準として、上下左右のいずれか１つの方向（すなわち、４つの方向の中の１つの方向）へ少しずれた位置に印刷される。そして、１つの座標パターン４１における３６個のドットのずれ方向の組合せは、複数の座標パターン４１の中で唯一な組合せとされる。そのため、たとえば紙面などに印刷される複数のドット４２の中から任意の６×６個のドット４２を選択すると、少なくとも紙面中の位置を示すものとして利用することができる。ドット４２同士の間隔が０．３ミリメートルである場合、この３６個のドットのずれ方向の組合せにより、約６，０００万平方キロメートルのサイズの紙面中の位置を０．３ミリメートルの精度で区別することが可能である。
【００３１】
座標生成部３１は、ＣＭＯＳセンサ１４が周期的に生成出力する撮像画像データを取得する。座標生成部３１は、各撮像画像データを解析し、撮像画像中の１つの座標パターン４１を特定し、特定した座標パターン４１に対応する座標値を生成する。なお、座標生成部３１は、特定した座標パターン４１に対応する座標値を得るために、紙面に印刷される複数の座標パターン４１と複数の座標値とを予め対応付けた座標変換データベースを使用するようにしてもよい。この座標変換データベースは、たとえばマイクロコンピュータＩＣ２２の図示外のメモリに記憶されていればよい。
【００３２】
データメモリ３４は、たとえばマイクロコンピュータＩＣ２２の図示外のメモリに実現される。データメモリ３４は、たとえばモードフラグ３６、筆跡データ３７などを記憶する。
【００３３】
モードフラグ３６は、電子ペン１に設定されている現在の動作モードを示すデータである。
【００３４】
筆跡データ３７は、電子ペン１により読み取った軌跡を示すデータである。筆跡データ３７は、後述する図８に示すように、複数の読取座標データ３８により構成される。複数の読取座標データ３８は、座標生成部３１が生成する複数の読取座標値を、その生成順に有する。なお、筆跡データ３７は、各読取座標データ３８と対応付けて、その座標値が読み取られた時刻のデータや、その座標値が読み取られたときの筆圧のデータなどを有するものであってもよい。
【００３５】
メモリ管理部３３は、データメモリ３４を管理する。すなわち、メモリ管理部３３は、モードフラグ３６や筆跡データ３７を更新するとともに、たとえば座標生成部３１により生成される読取座標値を、読取座標データ３８として筆跡データ３７に追加する。また、メモリ管理部３３は、たとえばモードフラグ３６の値を、モード制御部３２が特定した動作モードに対応する値に更新する。
【００３６】
筆跡データ送信部３５は、ＵＳＢＩ／Ｆ２１によるデータ通信を制御する。すなわち、筆跡データ送信部３５は、ＵＳＢケーブル２により、他の機器（たとえば後述する図９中のカーナビゲーション装置３）が有するＵＳＢＩ／Ｆに接続されると、データメモリ３４に記憶される筆跡データ３７を他の機器へ送信するための制御を実行する。
【００３７】
なお、電子ペン１は、ＵＳＢＩ／Ｆ２１の代わりに、たとえばブルートゥースなどによる無線通信Ｉ／Ｆを有するものであってもよい。この変形例の場合、筆跡データ送信部３５は、無線通信Ｉ／Ｆが他の機器が有する無線通信Ｉ／Ｆを認識すると、データメモリ３４に記憶される筆跡データ３７を他の機器へ送信するための制御を実行すればよい。
【００３８】
モード制御部３２は、電子ペン１の動作モードを決定し、電子ペン１を設定する。電子ペン１の動作モードには、ペン読取モードと、ペンモードと、読取モードと、がある。これら３つの動作モードは、モードスイッチ１７の３つの設定状態と１対１に対応付けられる。モード制御部３２は、モードスイッチ１７の設定状態に基づいて１つの動作モードを決定し、その決定した動作モードに応じた制御信号を、ペン先切替回路１８および撮画制御回路１９へ出力する。また、モード制御部３２は、決定した動作モードを、メモリ管理部３３へ供給する。メモリ管理部３３は、モードフラグ３６の値を、モード制御部３２から通知された動作モードに対応する値へ更新する。
【００３９】
ペン読取モードでは、ハウジング１０から吐出するペン先の位置にボールペン軸１１が設定され、かつ、座標生成部３１が座標値を生成する。ペンモードでは、ボールペン軸１１がペン先の位置に設定され、かつ、座標生成部３１が座標値を生成しない。読取モードでは、スタイラスペン軸１２がペン先の位置に設定され、かつ、座標生成部３１が座標値を生成するモードである。
【００４０】
次に、以上の構成を有する電子ペン１の動作を説明する。まず、電子ペン１のモード切替動作について説明する。
【００４１】
ユーザは、まず、電源スイッチ２３をオンに設定する。電源スイッチ２３の状態がオフ状態からオン状態に変化すると、バッテリ２４は、電子ペン１内の電子部品に接続され、マイクロコンピュータＩＣ２２などへ電力を供給し始める。マイクロコンピュータＩＣ２２には、座標生成部３１、メモリ管理部３３、筆跡データ送信部３５、モード制御部３２などが実現される。なお、電源スイッチ２３がオフ状態であるとき、ペン先切替回路１８は、ボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２をハウジング１０内に収容している。
【００４２】
図４は、図２中のモード制御部３２によるモード判定処理の流れを示すフローチャートである。モード制御部３２は、まず、モードスイッチ１７の設定状態を読み取り、モードスイッチ１７の設定状態に対応する１つの動作モードを決定する（ステップＳＴ１）。たとえば図１（Ｂ）に示すように、モードスイッチ１７が「Ｓｃａｎ」に設定されている場合、モード制御部３２は、モードスイッチ１７が読取モードに設定されていることを読み取り、電子ペン１の動作モードを読取モードに決定する。電源投入時における電子ペン１の動作モードを決定すると、モード制御部３２は、その決定した動作モードに応じた制御信号を、ペン先切替回路１８および撮画制御回路１９へ出力する。
【００４３】
たとえばモードスイッチ１７が「Ｓｃａｎ」に設定されていることに基づいて電子ペン１の動作モードを読取モードに決定した場合、モード制御部３２は、スタイラスペン軸１２をペン先位置に設定するための制御信号をペン先切替回路１８へ出力し、かつ、読取動作のための制御信号を撮画制御回路１９へ出力する（ステップＳＴ２）。ペン先切替回路１８は、駆動モータを駆動し、スタイラスペン軸１２をペン先位置に設定する。撮画制御回路１９は、赤外線ＬＥＤ１３を点灯させ、ＣＭＯＳセンサ１４による撮像を開始する。ＣＭＯＳセンサ１４は、撮像画像データを周期的にマイクロコンピュータＩＣ２２へ出力し始める。
【００４４】
その後、モード制御部３２は、２つの表示ＬＥＤ１５，１６の点灯を制御する。具体的には、読取モードでは、モード制御部３２は、座標読取ＬＥＤ１５を点灯し、かつ、書込ＬＥＤ１６を消灯する（ステップＳＴ３）。また、モード制御部３２は、メモリ管理部３３へ、読取モードを通知する（ステップＳＴ４）。その結果、メモリ管理部３３は、データメモリ３４に記憶されるモードフラグ３６を、読取モードに対応する値に更新する。
【００４５】
この他にもたとえば、モード制御部３２は、モードスイッチ１７が「Ｐｅｎ  Ｓｃａｎ」に設定されていることに基づいて電子ペン１の動作モードをペン読取モードに決定した場合、ボールペン軸１１をペン先位置に設定するための制御信号をペン先切替回路１８へ出力し、かつ、読取動作のための制御信号を撮画制御回路１９へ出力する（ステップＳＴ５）。ペン先切替回路１８は、駆動モータを駆動し、ボールペン軸１１をペン先位置に設定する。撮画制御回路１９は、赤外線ＬＥＤ１３を点灯させ、ＣＭＯＳセンサ１４による撮像を開始する。ＣＭＯＳセンサ１４は、撮像画像データを周期的にマイクロコンピュータＩＣ２２へ出力し始める。
【００４６】
その後、モード制御部３２は、ペン読取モードに設定されていることを示すために座標読取ＬＥＤ１５を点灯し、かつ、書込ＬＥＤ１６を点灯する（ステップＳＴ６）。また、モード制御部３２は、メモリ管理部３３へ、ペン読取モードを通知する（ステップＳＴ７）。その結果、メモリ管理部３３は、モードフラグ３６を、ペン読取モードに対応する値に更新する。
【００４７】
この他にもたとえば、モード制御部３２は、モードスイッチ１７が「Ｐｅｎ」に設定されていることに基づいて電子ペン１の動作モードをペンモードに決定した場合、ボールペン軸１１をペン先位置に設定するための制御信号をペン先切替回路１８へ出力し、かつ、読取停止のための制御信号を撮画制御回路１９へ出力する（ステップＳＴ８）。ペン先切替回路１８は、駆動モータを駆動し、ボールペン軸１１をペン先位置に設定する。撮画制御回路１９は、赤外線ＬＥＤ１３を消灯させ、ＣＭＯＳセンサ１４による撮像を停止する。ＣＭＯＳセンサ１４は、マイクロコンピュータＩＣ２２へ撮像画像データを出力しなくなる。
【００４８】
その後、モード制御部３２は、ペンモードに設定されていることを示すために、座標読取ＬＥＤ１５を消灯し、かつ、書込ＬＥＤ１６を点灯する（ステップＳＴ９）。また、モード制御部３２は、メモリ管理部３３へ、ペンモードを通知する（ステップＳＴ１０）。その結果、メモリ管理部３３は、モードフラグ３６を、通知されたペンモードに対応する値に更新する。
【００４９】
以上の電源投入時のモード設定処理を終えると、モード制御部３２は、モードの切替検知入力待ち状態となる（ステップＳＴ１１）。そして、ユーザがモードスイッチ１７を操作すると、切替検知回路２０は、切替検知信号をマイクロコンピュータＩＣ２２へ出力する。モード制御部３２は、マイクロコンピュータＩＣ２２に切替検知信号が入力されると、新たに設定されたモードを判断する（ステップＳＴ１２）。モード制御部３２は、モードスイッチ１７の設定状態を読み取り、モードスイッチ１７の設定状態に対応する１つの動作モードを決定し、決定した動作モードに応じたモード設定制御を実行する。
【００５０】
具体的にはたとえばモードスイッチ１７が「Ｓｃａｎ」に設定されていることに基づいて電子ペン１の動作モードを読取モードに決定した場合、モード制御部３２は、モードフラグ３６から読み込んだ現在設定中の動作モードと、モードスイッチ１７により新たに設定された読取モードとの間での設定の相違に応じた制御信号を、ペン先切替回路１８および撮画制御回路１９へ出力する（ステップＳＴ１３）。
【００５１】
図５は、動作モード変更時にモード制御部３２が出力する制御信号の組合せを示す表である。モード制御部３２が出力する制御信号は、モードフラグ３６に記憶される現在の動作モードと、モードスイッチ１７により設定される新たな動作モードとの間での設定の相違に応じたものとなる。
【００５２】
電子ペン１の新たな動作モードが読取モードである場合、モード制御部３２は、モードフラグ３６に記憶される現在の動作モードに応じて、図５の第一行目に示す制御信号を出力する。たとえばモードフラグ３６に記憶される現在の動作モードがペン読取モードである場合、モード制御部３２は、スタイラスペン軸１２をペン先位置に設定するための制御信号をペン先切替回路１８へ出力する。モード制御部３２は、撮画制御回路１９へ、制御信号を出力しない。
【００５３】
その後、モード制御部３２は、更新される動作モードが読取モードであるので、座標読取ＬＥＤ１５を点灯し、かつ、書込ＬＥＤ１６を消灯する（ステップＳＴ１４）。また、モード制御部３２は、メモリ管理部３３へ、読取モードを通知する（ステップＳＴ１５）。その結果、メモリ管理部３３は、データメモリ３４に記憶されるモードフラグ３６を、読取モードに対応する値に更新する。
【００５４】
この他にもたとえば、モード制御部３２は、モードスイッチ１７が「Ｐｅｎ  Ｓｃａｎ」に設定されていることに基づいて電子ペン１の新たな動作モードをペン読取モードに決定した場合、モードフラグ３６に記憶される現在の動作モードに応じて、図５の第二行目に示す制御信号を出力する（ステップＳＴ１６）。たとえばモードフラグ３６に記憶される現在の動作モードが読取モードである場合、モード制御部３２は、ボールペン軸１１をペン先位置に設定するための制御信号をペン先切替回路１８へ出力する。モード制御部３２は、撮画制御回路１９へ制御信号を出力しない。この他にもたとえば、モードフラグ３６に記憶される現在の動作モードがペンモードである場合、モード制御部３２は、撮画制御回路１９へ、読取動作のための制御信号を出力する。モード制御部３２は、ペン先切替回路１８へ制御信号を出力しない。
【００５５】
その後、モード制御部３２は、更新される動作モードがペン読取モードであるので、座標読取ＬＥＤ１５を点灯し、かつ、書込ＬＥＤ１６を点灯する（ステップＳＴ１７）。また、モード制御部３２は、メモリ管理部３３へ、ペン読取モードを通知する（ステップＳＴ１８）。その結果、メモリ管理部３３は、データメモリ３４に記憶されるモードフラグ３６を、ペン読取モードに対応する値に更新する。
【００５６】
この他にもたとえば、モード制御部３２は、モードスイッチ１７が「Ｐｅｎ」に設定されていることに基づいて電子ペン１の動作モードをペンモードに決定した場合、モードフラグ３６に記憶される現在の動作モードに応じて、図５の第三行目に示す制御信号を出力する（ステップＳＴ１９）。たとえばモードフラグ３６に記憶される現在の動作モードがペン読取モードである場合、モード制御部３２は、読取を停止するための制御信号を撮画制御回路１９へ出力する。モード制御部３２は、ペン先切替回路１８へ制御信号を出力しない。撮画制御回路１９は、読取を停止するために、赤外線ＬＥＤ１３を消灯させ、ＣＭＯＳセンサ１４による撮像を停止する。ＣＭＯＳセンサ１４は、マイクロコンピュータＩＣ２２へ撮像画像データを出力しなくなる。
【００５７】
その後、モード制御部３２は、更新される動作モードがペンモードであるので、座標読取ＬＥＤ１５を消灯し、かつ、書込ＬＥＤ１６を点灯する（ステップＳＴ２０）。また、モード制御部３２は、メモリ管理部３３へ、ペンモードを通知する（ステップＳＴ２１）。その結果、メモリ管理部３３は、データメモリ３４に記憶されるモードフラグ３６を、ペンモードに対応する値に更新する。
【００５８】
以上のモード変更処理を終えると、モード制御部３２は、再び、切替検知入力待ち状態となる（ステップＳＴ１１）。そして、ユーザがモードスイッチ１７を操作すると、モード制御部３２は、先のステップＳＴ１２からステップＳＴ２１までのモード変更処理を繰り返し実行する。
【００５９】
これにより、ユーザは、電源スイッチ２３のオン／オフ切替操作と、モードスイッチ１７の設定操作により、動作モードを所望のモードに切り替えて電子ペン１を使用することができる。ユーザは、所望の動作モードに切り替えて、１つの電子ペン１を多目的に使用することができる。
【００６０】
次に、たとえば読取モードに設定された電子ペン１により、複数の座標パターン４１に重ねて地図が印刷された地図シートを読み取り、その電子ペン１を自動車などの車両に設置されるカーナビゲーション装置３に接続し、電子ペン１で読み取った地図中の地点を目的地とする動作を説明する。
【００６１】
図６は、図３の座標パターン４１と地図画像とが重ねて印刷された、電子筆記具用媒体としての地図シート５を示す図である。地図シート５は、印刷物の一種である。地図シート５は、赤外線を反射する紙面の全面に、赤外線を吸収するインクにより複数のドット４２が印刷される。また、地図画像は、赤外線を透過するインクにより、複数のドット４２と重ねて印刷される。
【００６２】
図７は、図１の電子ペン１の使用状態を示す説明図である。電子ペン１は、ボールペンなどと同様に、ペン先が紙面の所望の位置に触れるように手に持って使用される。読取モードの場合、スタイラスペン軸１２がペン先位置にある。したがって、電子ペン１のペン先が地図シート５に触れたとしても、書込みはなされない。
【００６３】
電子ペン１の赤外線ＬＥＤ１３は、ペン先およびその周囲に赤外線を照射する。赤外線は、紙面により反射され、かつ、複数のドット４２により吸収される。電子ペン１のＣＭＯＳセンサ１４は、紙面により反射された赤外線を受光する。ＣＭＯＳセンサ１４は、複数のドット４２により赤外線が吸収された画像を撮画し、撮像画像データを周期的に生成する。座標生成部３１は、各撮像画像データを解析し、撮像された画像中の１つの座標パターン４１を特定し、その特定した座標パターン４１に１対１に対応する座標値を生成する。メモリ管理部３３は、筆跡データ３７に、座標生成部３１が生成した読取座標値を有する読取座標データ３８を追加する。筆跡データ３７は、更新される。
【００６４】
図８は、図２中の筆跡データ３７のデータ構造の一例を示す図である。筆跡データ３７は、複数の読取座標データ３８を有する。複数の読取座標データ３８は、座標生成部３１が生成した複数の読取座標値を、生成順に記憶したものである。図８の筆跡データ３７は、電子ペン１により地図シート５に１つの丸を書込んだ場合のものである。
【００６５】
読取モードの電子ペン１により地図シート５の所望の地点に丸を書込んだ後、ユーザは、この電子ペン１をカーナビゲーション装置３に接続する。図９は、電子ペン１とカーナビゲーション装置３とをＵＳＢケーブル２により接続した状態を示す説明図である。電子ペン１の筆跡データ送信部３５は、電子ペン１のＵＳＢＩ／Ｆ２１にカーナビゲーション装置３が有するＵＳＢＩ／Ｆが接続されたことを検出すると、データメモリ３４から筆跡データ３７を読み込む。筆跡データ送信部３５は、読み込んだ筆跡データ３７を、接続されているカーナビゲーション装置３へ送信する。
【００６６】
筆跡データ３７を受信したカーナビゲーション装置３は、まず、その受信した筆跡データ３７を解析する。カーナビゲーション装置３は、その筆跡データ３７の複数の読取座標値に基づいて、地図シート５中の電子ペン１により書き込みがなされた地点を特定する。なお、カーナビゲーション装置３は、たとえば地図シート５における座標値と緯度経度とが予め対応付けられた座標値変換データベースなどを記憶し、この座標値変換データベースなどを参照して、地図シート５中の電子ペン１により書込まれた地点の緯度経度値を特定すればよい。電子ペン１により書込まれた地点の緯度経度値を特定した後、カーナビゲーション装置３は、特定した緯度経度値の地点を目的地とし、たとえば現在の自車位置を出発地とする経路を探索する。そして、カーナビゲーション装置３は、探索した経路を、液晶デバイス５１に表示する。
【００６７】
これにより、ユーザは、電子ペン１により地図上の所定の地点に丸をつけるだけで、カーナビゲーション装置３に目的地を設定することができる。ユーザは、カーナビゲーション装置３のタッチパネルやボタン５２を操作することなく、カーナビゲーション装置３に目的地を設定することができる。
【００６８】
以上のように、この実施の形態に係る電子ペン１では、ボールペン軸１１とスタイラスペン軸１２とをペン先として切り替えることができる。また、電子ペン１の座標生成部３１は、ペン先による地図シート５の接触部位近傍（たとえばペン先の接触部位あるいはその周辺部位など）に印刷されている所定の座標パターン４１からその座標パターン４１に対応する座標値を生成する。
【００６９】
したがって、この電子ペン１では、スタイラスペン軸１２をペン先に設定すると、地図シート５への実際の書込みをすることなく、ペン先が接触する部位に印刷されている所定の座標パターン４１から、その接触部位近傍の座標値を生成することができる。その結果、電子ペン１は、地図シート５を汚すことがない。地図シート５は、見やすい状態に保持される。逆に、地図シート５などに書込みをしたい場合には、モードスイッチ１７を操作するだけで、同一の電子ペン１を使用して書込みが可能である。さらに、電子ペン１は、ペンモードにおいて単なる筆記具としても利用することができる。
【００７０】
また、この電子ペン１は、ペン先をボールペン軸１１とスタイラスペン軸１２との間で切り替えることができるので、書込みをする場合と書込みをしない場合とで兼用することができる。ユーザは、所定の座標パターン４１が印刷された地図シート５などへ書込みをするための電子ペンと、書込みをしない電子ペンとを別々に揃えたり、それらを使い分けたり、電子ペンのペン先を、着脱可能なボールペン軸とスタイラスペン軸との間で手作業で付け替えたりする必要がない。
【００７１】
また、この実施の形態のモードスイッチ１７は、電子ペン１の３つの動作モード（読取モード、ペン読取モードおよびペンモード）のそれぞれと１対１に対応する３つの設定位置を有する。したがって、ユーザは、モードスイッチ１７により、電子ペン１の動作モードを正しく設定し、設定状態を正確に確認することができる。
【００７２】
また、この実施の形態のモード制御部３２は、図５に示すように、読取モードとペン読取モードとの間で動作モードを切り替える場合、ペン先切替回路１８のみへ制御信号を出力し、ペン読取モードとペンモードとの間で動作モードを切り替える場合、撮画制御回路１９のみへ制御信号を出力する。また、切替前後の動作モードが同じ場合には、制御信号を出力しない。したがって、モード制御部３２は、動作モードを切り替える場合において、切り替える必要がない回路へ制御信号を無駄に出力しないため、必要最小限の制御により最小限の時間で動作モードを切り替えることができる。また、バッテリ２４の電力は、無駄に消費されなくなる。
【００７３】
また、この実施の形態の座標読取ＬＥＤ１５および書込ＬＥＤ１６は、電子ペン１に設定されている動作モードを表示する。ユーザは、この表示により、電子ペン１の設定状態が、モードスイッチ１７により設定した動作モードになっているか否かを確認することができる。したがって、ユーザは、たとえばモードスイッチ１７を「Ｓｃａｎ」に設定してから電子ペン１が座標値を生成可能な状態となる前に、電子ペン１による地図シート５などの読取操作を始めないようにすることができる。特に、モードスイッチ１７の設定を「Ｐｅｎ」から「Ｐｅｎ  Ｓｃａｎ」へ変更した場合には、ペン先が切り替わらないことになるが、そのようなモード変更の場合でも、ＣＭＯＳセンサ１４が撮像画像データの生成を開始する前に、読取操作を始めないようにすることができる。
【００７４】
また、この実施の形態のボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２は、電源スイッチ２３がオフ状態にある不使用時には、ハウジング１０内に収容されている。そして、ボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２は、電源スイッチ２３がオン状態に切り替わると、モード制御部３２からの制御信号に基づいて、ペン先切替回路１８が択一的にペン先位置に設定する。同様に、ＣＭＯＳセンサ１４は、モード制御部３２からの制御信号に基づいて、撮像画像データの生成を開始する。したがって、ボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２の中の一方がペン先位置に設定されている状態では、ＣＭＯＳセンサ１４は、撮像画像データの生成が可能となっている。ユーザは、ペン先が出たら直ぐに電子ペン１を座標値の読取に使用することができる。
【００７５】
また、この実施の形態のボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２は、ペン先切替回路１８により択一的にペン先の位置へ切り替え制御される。また、バッテリ２４は、このペン先切替回路１８、マイクロコンピュータＩＣ２２に実現されるモード制御部３２、ＣＭＯＳセンサ１４などの各部へ電力を供給する。したがって、バッテリ２４の電力が不足していると、モードスイッチ１７が操作されてからペン先が切り替わるまでに通常より時間がかかるようになる。あるいは、ペン先は、切り替わらなくなる。ユーザは、これらのペン先の切替スピードにより、バッテリの電力が不足し、筆跡の読み取りができない可能性を知ることができる。これに対して、この実施の形態とは異なり、仮にたとえば、ボールペン軸１１およびスタイラスペン軸１２が、市販されている多色ボールペンのように機械的な機構により切り替えられる場合、ペン先の切替スピードにより、筆跡の読み取りができない可能性を知ることはできない。
【００７６】
以上の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形や変更が可能である。
【００７７】
上記実施の形態の電源スイッチ２３は、電子ペン１のハウジングの他端側に配設され、ユーザにより操作される。この他にもたとえば、電源スイッチ２３を、電子ペン１のハウジングの一端側（ペン先側）に配設し、電子ペン１のペン先に対するキャップの着脱により、電源スイッチ２３のオンオフが切り替わるようにしてもよい。また、この変形例においてモード制御部３２は、電子ペン１のペン先にキャップを装着した状態を、書込みも読取もしない第四の動作モードとするようにしてもよい。
【００７８】
上記実施の形態の電子ペン１は、動作モードを設定するために、ロータリ式のモードスイッチ１７を有する。この他にもたとえば、電子ペン１は、動作モードを設定するために、ペン先を選択する第一のスイッチ部材と、読取オンオフを設定する第二のスイッチ部材とを別々に有するものであってもよい。図１０は、第一のスイッチ部材６２および第二のスイッチ部材６１を有する変形例の電子ペン７の外観図である。第一のスイッチ部材６２および第二のスイッチ部材６１は、ハウジングの他端側に並べて配設される。
【００７９】
また、この変形例の電子ペン７のモード制御部３２では、さらに、第一のスイッチ部材６２が読取状態に設定され、かつ、第二のスイッチ部材６１が座標読取オフ状態に設定されている場合、電源スイッチ２３の替わりに、バッテリ２４から電子部品への給電を停止するようにしてもよい。
【００８０】
上記実施の形態では、電子ペン１，７が生成した軌跡データ３７は、カーナビゲーション装置３の目的地設定に利用されている。この他にもたとえば、軌跡データ３７は、カーナビゲーション装置３の案内経路の修正指示などに利用されてもよい。また、電子ペン１，７は、カーナビゲーション装置３以外の情報処理装置、たとえばパーソナルコンピュータ、携帯電話端末、ナビゲーション装置、ＡＶ（オーディオビジュアル）機器、店舗端末などへ軌跡データ３７を送信するようにしてもよい。これらの情報処理装置は、電子ペン１，７が生成する軌跡データ３７を、たとえばコンテンツデータを選択するために利用したり、電子ペン１のユーザに対する優待データなどを特定したりするために利用したりすればよい。また、スタイラスペン軸１２をペン先とする電子ペン１，７は、ＰＤＡなどのタッチパネルを有する電子機器への入力に利用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、所定のパターンが印刷された印刷物を読み取る電子ペンなどにおいて好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電子ペンの外観図である。
【図２】図２は、図１の電子ペンに内蔵される電子回路のブロック図である。
【図３】図３は、図１の電子ペンが読取可能な座標パターン（ドットパターン）の一例を示す図である。
【図４】図４は、図２中のモード制御部によるモード判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、動作モード変更時にモード制御部が出力する制御信号の組合せを示す表である。
【図６】図６は、図３の座標パターン（ドットパターン）が重ねて印刷された地図シートを示す図である。
【図７】図７は、図１の電子ペンの使用状態を示す説明図である。
【図８】図８は、図２中の筆跡データのデータ構造の一例を示す図である。
【図９】図９は、電子ペンをカーナビゲーション装置に接続した状態を示す説明図である。
【図１０】図１０は、図１の電子ペンの変形例を示す外観図である。
【符号の説明】
【００８３】
１，７  電子ペン（電子筆記具）
３  カーナビゲーション装置
５  地図シート（電子筆記具用媒体）
１１  ボールペン軸（書込みペン軸）
１２  スタイラスペン軸（なぞりペン軸）
１４  ＣＭＯＳセンサ（撮像部材）
１５  座標読取ＬＥＤ（表示部材の一部）
１６  書込ＬＥＤ（表示部材の一部）
１７  モードスイッチ（スイッチ部材）
１８  ペン先切替回路（切替部材）
２４  バッテリ
３１  座標生成部（生成手段）
３２  モード制御部（切替指示手段）
４１  座標パターン（所定のパターン）
６１  第二のスイッチ部材（スイッチ部材の一部）
６２  第一のスイッチ部材（スイッチ部材の一部）
【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】
2008123082.tif 000008
【図７】
2008123082.tif 000009
【図８】
2008123082.tif 000010
【図９】
2008123082.tif 000011
【図１０】
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