(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置上にタッチパネルを備え、押下されたタッチパネル上の座標位置と、表示装置上の文字、図形の座標位置とを比較し、押下されたタッチパネル上の位置が文字、図形の表示領域内であるとき、個々の表示領域毎に予め設定した振動時間、振動の大きさ、振動パターンの振動情報の中から対応する１つの振動情報を接続手段を介して外部へ出力する本体装置と接続し、表示装置上の表示情報を選択し本体装置のコンピュータを制御するペン形入力装置において、
前記ペン形入力装置のペン先と前記本体装置のタッチパネルとの距離がしきい値以下であることを示す第１の振動情報と、前記ペン先が前記タッチパネルと接触したことを示す第２の振動情報とが格納されたメモリと、
前記ペン先と前記タッチパネルとの距離がしきい値以下になったとき、前記第１の振動情報に基づく振動を発生させ、前記ペン先と前記タッチパネルとの接触状態が検出されたとき、前記第２の振動情報に基づく振動に切り替える制御手段と、
を備えることを特徴とするペン形入力装置。
【請求項２】
前記本体装置の前記接続手段は有線接続手段であって、前記ペン形入力装置は、前記本体装置が前記有線接続手段を介して出力する前記振動情報を受信し、受信した前記振動情報に対応し回転するモータと、前記モータの回転軸に固着された非対称形状の重り部を内蔵することを特徴とする請求項１記載のペン形入力装置。
【請求項３】
前記本体装置の前記接続手段は無線送信手段であって、前記ペン形入力装置は、前記無線送信手段から送信される前記振動情報を受信する無線部と、振動制御部と、モータと、前記モータの回転軸に固着された非対称形状の重り部とを備え、前記振動制御部は、前記モータに給電する駆動部と、電源部と、前記無線部から所定の信号形式に復調された前記振動情報を受け、前記駆動部を制御し前記モータの回転を制御するＣＰＵとから構成することを特徴とする請求項１記載のペン形入力装置。
【請求項４】
前記本体装置の前記接続手段は有線接続手段であって、前記ペン形入力装置は、前記本体装置が前記有線接続手段を介して出力する前記振動情報を受信する振動制御部と、モータと、前記モータの回転軸に固着された非対称形状の重り部と、距離センサとを備え、前記振動制御部は、前記振動情報のインタフェース部と、前記第１の振動情報および前記第２の振動情報とが格納されたメモリと、前記モータに給電する駆動部と、前記距離センサが前記本体装置の前記タッチパネルに対し所定の距離接近したとき出力する検知信号を受け、前記検知信号が予め設定したしきい値を越えたとき、前記メモリから前記第１の振動情報を読み出し、読み出された前記第１の振動情報により前記駆動部を制御し前記モータの回転を制御し、前記検知信号が前記タッチパネルとの接触を示す信号に切り替わったとき、前記メモリから前記第２の振動情報を読み出し、読み出された前記第２の振動情報により前記駆動部を制御し前記モータの回転を制御するＣＰＵとから構成することを特徴とする請求項１記載のペン形入力装置。
【請求項５】
ペン形入力システムにおいて、
表示装置上にタッチパネルを備え、押下されたタッチパネル上の座標位置と、表示装置上の文字、図形の座標位置とを比較し、押下されたタッチパネル上の位置が文字、図形の表示領域内であるとき、個々の表示領域毎に予め設定した振動時間、振動の大きさ、振動パターンの振動情報の中から対応する１つの振動情報を接続手段を介して外部へ出力する本体装置と、
前記表示装置上の表示情報を選択し本体装置のコンピュータを制御するペン形入力装置と、を備え、
前記ペン形入力装置は、
前記ペン形入力装置のペン先と前記本体装置のタッチパネルとの距離がしきい値以下であることを示す第１の振動情報と、前記ペン先が前記タッチパネルと接触したことを示す第２の振動情報とが格納されたメモリと、
前記ペン先と前記タッチパネルとの距離がしきい値以下になったとき、前記第１の振動情報に基づく振動を発生させ、前記ペン先と前記タッチパネルとの接触状態が検出されたとき、前記第２の振動情報に基づく振動に切り替える制御手段と、を備えることを特徴とするペン形入力システム。
【請求項６】
表示装置上にタッチパネルを備え、押下されたタッチパネル上の座標位置と、表示装置上の文字、図形の座標位置とを比較し、押下されたタッチパネル上の位置が文字、図形の表示領域内であるとき、個々の表示領域毎に予め設定した振動時間、振動の大きさ、振動パターンの振動情報の中から対応する１つの振動情報を接続手段を介して外部へ出力する本体装置に接続されたペン形入力装置における制御方法において、
前記ペン形入力装置のペン先と前記本体装置のタッチパネルとの距離がしきい値以下であることを示す第１の振動情報と、前記ペン先が前記タッチパネルと接触したことを示す第２の振動情報とをメモリに格納するステップと、
前記ペン先と前記タッチパネルとの距離がしきい値以下になったとき、前記第１の振動情報に基づく振動を発生させるステップと、
さらに、前記ペン先と前記タッチパネルとの接触状態が検出されたとき、前記第２の振動情報に基づく振動に切り替えるステップと、を有することを特徴とするペン形入力装置における制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タッチパネルを備えたＬＣＤ等の表示装置のタッチ操作入力に使用するペン形入力装置に関し、特に入力操作時にペン形入力装置を振動させる機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タッチパネルを備えたＬＣＤ等の表示装置を操作する際、タッチパネル上の操作位置に対応した振動を発生させ、操作者にキータッチを体感させることが望ましい。
【０００３】
液晶表示装置の上面にタッチパネル、振動発生用の振動ユニットを下部に備え、予め設定した振動情報（振動時間、振動の大きさ、振動の断続、振動の大きさの連続的変化）により、振動ユニットを駆動することにより、タッチパネルの表面を振動させ、その振動を操作者の指に伝達し体感的なキータッチを確認させる技術が、例えば特開２０００−１３７５７６号公報（タッチパネル式入力装置）に開示されている。
【０００４】
このタッチパネル式入力装置は、操作者が押下したタッチパネル上の位置（Ｘ、Ｙ座標上に位置）と液晶表示装置の文字、図形の位置（Ｘ、Ｙ座標上の位置）とを比較し、タッチパネル上の位置が所定の表示領域内であるとき、座標対応に予め設定した振動情報に基づいて振動ユニットを回転させ、振動ユニットの振動が液晶表示装置を通してタッチパネルの表面に伝達され、タッチパネル表面に触れている操作者の指に振動を伝えるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のタッチパネル式入力装置は、タッチパネルに指を触れたことを検出し、タッチパネルを振動させるので、携帯電話や携帯情報端末など、表示装置が小型な場合には、指先で所望する表示領域を選択することが困難である。
【０００６】
また、タッチパネルに指が触れている時間が瞬時である場合、その瞬間しか振動が指に伝達されず、表示領域毎に異なる振動を発生しても、操作者は振動の差異を認識することができない。
【０００７】
また、タッチパネルに触れない限り振動が発生しないので、表示領域の選択を誤る危険性がある。
【０００８】
本発明の目的は、タッチパネルの操作性に優れ、且つ操作時のキータッチ体感できるペン形入力装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のペン形入力装置は、表示装置上にタッチパネルを備え、押下されたタッチパネル上に座標位置と、表示装置上の文字、図形の座標位置とを比較し、押下されたタッチパネル上の位置が文字、図形の表示領域内であるとき、個々の表示領域毎に予め設定した振動時間、振動の大きさ、振動パターンの振動情報の中から対応する１つの振動情報を接続手段を介して外部へ出力する本体装置と接続し、表示装置上の表示情報を選択し本体装置のコンピュータを制御するペン形入力装置において、前記ペン形入力装置は、前記本体装置が前記接続手段を介して出力する前記振動情報を受信し対応する振動を発生する振動発生手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記本体装置の前記接続手段は有線接続手段であって、前記ペン形入力装置は、前記本体装置が前記有線接続手段を介して出力する前記振動情報を受信し、受信した前記振動情報に対応し回転するモータと、前記モータの回転軸に固着された非対称形状の重り部を内蔵することを特徴とする。
【００１１】
また、前記本体装置の前記接続手段は無線送信手段であって、前記ペン形入力装置は、前記無線送信手段から送信される前記振動情報を受信する無線部と、振動制御部と、モータと、前記モータの回転軸に固着された非対称形状の重り部とを備え、前記振動制御部は、前記モータに給電する駆動部と、電源部と、前記無線部から所定の信号形式に復調された前記振動情報を受け、前記駆動部を制御し前記モータの回転を制御するＣＰＵとから構成することを特徴とする。
【００１２】
また、前記本体装置の前記接続手段は有線接続手段であって、前記ペン形入力装置は、前記本体装置が前記有線接続手段を介して出力する前記振動情報を受信する振動制御部と、モータと、前記モータの回転軸に固着された非対称形状の重り部と、距離センサとを備え、前記振動制御部は、前記振動情報のインタフェース部と、前記本体装置が出力する前記振動情報とは異なる所定の振動情報を予め記憶しておくメモリと、前記モータに給電する駆動部と、前記距離センサが前記本体装置の前記タッチパネルに対し所定の距離接近したとき出力する検知信号を受け、前記検知信号が予め設定したしきい値を越えたとき、前記メモリから前記振動情報を読み出し、読み出した振動情報により前記駆動部を制御し前記モータの回転を制御し、前記本体装置から前記振動情報を受信したとき、受信した振動情報により前記駆動部を制御し前記モータの回転を制御するＣＰＵとから構成することを特徴とする。
【００１３】
また、表示装置上にタッチパネルを備え、押下されたタッチパネル上に座標位置と、表示装置上の文字、図形の座標位置とを比較し、押下されたタッチパネル上の位置が文字、図形の表示領域内であるとき、個々の表示領域毎の座標情報を検出し、前記表示装置上に表示されている表示種別を示す表示種別情報と検出した前記座標情報とを接続手段を介して外部へ出力する本体装置と接続し、表示装置上の表示情報を選択し本体装置のコンピュータを制御するペン形入力装置において、前記本体装置の前記接続手段は有線接続手段であって、前記ペン形入力装置は、前記本体装置が出力する前記表示種別情報と前記座標情報を受信する振動制御部と、モータと、前記モータの回転軸に固着された非対称形状の重り部とを備え、前記振動制御部は、前記表示種別情報と前記表示種別情報のインタフェース部と、前記本体装置から受信した前記表示種別情報と前記座標情報に対応する複数の振動情報を予め記憶しておくメモリと、前記モータに給電する駆動部と、前記本体装置から前記表示種別情報と前記座標情報を受信したとき、受信した前記表示種別情報と前記座標情報に対応する振動情報を前記メモリから読み出し、読み出した前記振動情報により前記駆動部を制御し前記モータの回転を制御するＣＰＵとから構成することを特徴とする。
【００１４】
また、前記本体装置の前記接続手段は無線送信手段であって、前記ペン形入力装置は、前記無線送信手段から送信される前記表示種別情報と前記座標情報を受信する無線部と、振動制御部と、モータと、前記モータの回転軸に固着された非対称形状の重り部とを備え、前記振動制御部は、前記本体装置から受信した前記表示種別情報と前記座標情報に対応する複数の振動情報を予め記憶しておくメモリと、前記モータに給電する駆動部と、電源部と、前記本体装置から前記表示種別情報と前記座標情報を受信したとき、受信した前記表示種別情報と前記座標情報に対応する振動情報を前記メモリから読み出し、読み出した前記振動情報により前記駆動部を制御し前記モータの回転を制御するＣＰＵとから構成することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は第１の実施の形態のペン形入力装置の構成図、図２は第２の実施の形態のペン形入力装置の構成図、図３は第２の実施の形態の回路構成図、図４は第３の実施の形態のペン形入力装置の構成図、図５は第３の実施の形態の回路構成図、図６は第４の実施の形態のペン形入力装置の構成図、図７は第４の実施の形態の回路構成図、図８は第５の実施の形態のペン形入力装置の構成図、図９は第５の実施の形態の回路構成図である。
【００１６】
最初に図１を参照し第１の実施の形態のペン形入力装置について説明する。図１に示す第１の実施の形態のペン形入力装置１０は接続する本体装置は、従来技術で述べた液晶表示装置の上面にタッチパネルを備え、操作者が押下したタッチパネル上の位置（Ｘ、Ｙ座標上に位置）と液晶表示装置の文字、図形の位置（Ｘ、Ｙ座標上の位置）とを比較し、タッチパネル上の位置が所定の表示領域内であるとき、予め設定した振動情報（振動時間、振動の大きさ、振動の断続、振動の大きさの連続的変化）を接続手段により外部に出力する機能を有するものとする。
【００１７】
この本体装置は、上記機能を有するものであれば何でも良く特に限定しないが、例えば公知のパーソナルコンピュータや携帯情報端末（ＰＤＡ）や携帯電話機であってもよい。
【００１８】
本体装置とペン形入力装置１０とを有線で接続し、本体装置から座標に対応した振動情報がＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ＳｅｒｉａＩ  Ｂｕｓ）信号形式でペン形入力装置１０へ送信される。
【００１９】
ペン形入力装置１０は、内部にモータ１１と、モータ１１の回転軸に固着された重り部１２を備えている。
【００２０】
操作者がペン形入力装置１０を使用して本体装置のタッチパネルを介して表示装置上の任意の表示領域に触れると、本体装置からペン形入力装置１０が触れた座標位置に対応する所定の振動情報がペン形入力装置１０へ送信される。
【００２１】
ペン形入力装置１０は、受信した振動情報に基づきモータ１１が回転し、モータの回転軸に固着した非対称形状の重り部１２を回転させる。
【００２２】
重り部１２か回転することによりペン形入力装置１０が振動し、操作者はその振動により、表示装置上の所望する表示領域を選択したことを確認することができる。
【００２３】
これにより、操作者はペン形入力装置のペン先が触れた表示装置上の表示領域毎に予め設定された振動をペン形入力装置を介して体感できる。
【００２４】
次に図２および図３を参照し第２の実施の形態のペン形入力装置について説明する。
【００２５】
尚、本体装置は公知の無線送信機能を備え（周辺機器であってもよい）、振動情報を無線信号で送信するものとする。図２に示すように、ペン形入力装置１０は、本体装置から送信される振動情報を公知の方法で受信、復調し、デジタル信号を出力する無線部６０と、無線部６０から復調された振動情報を受けモータ１１を駆動する振動制御部２０と、モータ１１と、重り部１２から構成される。
【００２６】
振動制御部２０は、図３に示すように、ＣＰＵ２１と、駆動部２２と、電源部２３とから構成し、ＣＰＵ２１は無線部６０から受け取った振動情報に基づき駆動部２２を制御し、モータ１１へ駆動電流を供給する。電源部２３は、例えばバッテリである。
【００２７】
次に図４および図５を参照し第４の実施の形態のペン形入力装置について説明する。
【００２８】
本体装置とペン形入力装置１０とを有線（接続ケーブル）で接続し、本体装置からは座標に対応した振動情報をＵＳＢ信号形式で伝送される。
【００２９】
図４に示すように、ペン形入力装置１０は、本体装置から座標対応の振動情報を受信し、モータ１１を振動させる振動制御部３０と、モータ１１と、重り部１２と、距離センサ１３を内蔵している。
【００３０】
図５に示すように、振動制御部３０は、インタフェース部３１と、ＣＰＵ３２と、駆動部３３と、メモリ３４とから構成し、インタフェース部３１は、本体装置から送信されるＵＳＢ信号形式にインタフェースし、受信した振動情報の歪みや振幅の補正手段を備えている。
【００３１】
ＣＰＵ３２は、インタフェース部３１を介して受け取った振動情報に基づき駆動部３３を制御し、モータ１１へ駆動電流を供給する。
【００３２】
距離センサ１３は、操作者が本体装置側の表示装置（図示せず）上の任意の位置を選択するためにペン先が表示装置に対し所定の距離近づくと検知信号をＣＰＵ３２に送出する。
【００３３】
メモリ３４には、ペン先の接近を予告するための、本体装置から送信されてくる振動情報とは異なる振動情報が予め記憶されている。
【００３４】
ＣＰＵ３２は、検知信号が予め設定したしきい値を越えると、メモリ３４に予め記憶してある所定の振動情報を読み出し、駆動部３３を制御してモータ１１へ駆動電流を供給しペン形入力装置を振動させる。これにより、操作者にペン先の接近を予告し、操作者はペン先が所望する表示位置に向いているか認識することができる。
【００３５】
日常、パーソナルコンピュータを使用し各種資料やデータを作成し、途中で一時中断する際、作成した資料やデータの保存の要否を「はい」、「いいえ」で要求される。
【００３６】
操作者は保存を要求すべく「はい」を選択するとき、ペン形入力装置のペン先が誤って無意識に「いいえ」の表示領域へ向けられたとき、大きな振動を発生し、操作者に警告を与えることができる。
【００３７】
その後、ペン先が表示装置の所望表示領域に触れ、本体装置からその座標に対応する振動情報を受信すると、ＣＰＵ３２は検知信号から受信した振動情報に切り替える。これによりペン形入力装置は検地信号による振動から座標対応の振動に切り替わる。
【００３８】
次に図６および図７を参照し第４の実施の形態のペン形入力装置について説明する。
【００３９】
本体装置とペン形入力装置１０とを有線（接続ケーブル）で接続し、本体装置からは表示装置上に表示されている表示種別情報（表示パターン）とその表示種別情報上の座標情報がＵＳＢ信号形式で伝送される。
【００４０】
図６に示すように、ペン形入力装置１０は、本体装置から受信した表示種別情報と座標情報を受信し、受信した表示種別情報および表示種別情報上の座標情報に対応する振動情報をメモりから読み出し、モータ１１を振動させる振動制御部４０と、モータ１１と、重り部１２が内蔵されている。
【００４１】
図７に示すように、振動制御部４０は、インタフェース部４１と、ＣＰＵ４２と、駆動部４３と、メモリ４４とから構成し、インタフェース部３１は、本体装置から送信されるＵＳＢ信号形式にインタフェースし、受信した表示種別情報および表示種別情報の歪みや振幅の補正手段を備えている。
【００４２】
ＣＰＵ４２は、インタフェース部４１を介して受け取った表示種別情報および座標情報に対応する振動情報をメモり４４から読み出し駆動部４３を制御し、モータ１１へ駆動電流を供給する。
【００４３】
駆動部４３は、本体装置から受信した電圧を最大電圧とする複数の電圧を生成し、ＣＰＵ４２の指定により電圧を選択しモータ１１へ駆動電流を供給する。
【００４４】
例えば、通常時は最大電圧以下の電圧によりモータ１１へ駆動電流を供給し、振動情報が「振動大きさ」であるとき、通常時より高い電圧（例えば最大電圧）によりモータ１１へ駆動電流を供給することにより、大きな振動をえることができる。
【００４５】
メモリ４４には、表示装置上に表示される複数の表示種別情報と、複数の表示パターンそれぞれの表示種別情報上の座標に対応する振動情報が予め記憶されている。
【００４６】
ＣＰＵ４２は、メモリ４４を検索し、受信した表示種別情報とその座標情報に対応する振動情報を読み出し駆動部４３を制御し、モータ１１へ駆動電流を供給する。
【００４７】
次に図８および図９を参照し第５の実施の形態のペン形入力装置について説明する。本体装置は公知の無線送信機能を備え（周辺機器であってもよい）ているものとする。
【００４８】
本体装置とペン形入力装置１０とを無線で接続し、本体装置からは、表示装置上に表示されている表示種別情報とその表示種別情報上の座標情報が無線信号で伝送される。
【００４９】
図９に示すように、ペン形入力装置１０は、本体装置から無線で送信される表示種別情報とその表示種別情報上の座標情報を公知の方法で受信して復調してデジタル信号を出力する無線部６０と、無線部６０から復調信号された表示種別情報とその表示種別情報上の座標情報を受け、対応する振動情報をメモリ６４から読み出しモータ１１を駆動する振動制御部５０と、モータ１１と、重り部１２から構成される。
【００５０】
図９に示すように、振動制御部５０は、ＣＰＵ５１と、駆動部５２と、電源部５３、メモリ５４とから構成し、ＣＰＵ５１は無線部６０から受け取った表示種別情報とその表示種別情報上の座標情報に対応する振動情報をメモリ５４から読み出し、駆動部５２を制御し、モータ１１へ駆動電流を供給する。電源部５３は、例えばバッテリである。
【００５１】
メモリ５４には、表示装置上に表示される複数の表示パターンと、複数の表示パターンそれぞれの表示パターン上の座標に対応する振動情報を予め記憶されている。
【００５２】
ＣＰＵ３２は、メモリ３４を検索し、受信した表示種別情報とその表示種別情報上の座標情報に対応する振動情報を読み出し駆動部５３を制御し、モータ１１へ駆動電流を供給する。
【００５３】
駆動部５３は、電源部５３が出力する電圧を最大電圧とする複数の電圧を生成し、ＣＰＵ５２の指定により電圧を選択しモータ１１へ駆動電流を供給する。
【００５４】
例えば、通常時は最大電圧以下の電圧によりモータ１１へ駆動電流を供給し、振動情報が「振動大きさ」であるとき、通常時より高い電圧（例えば最大電圧）によりモータ１１へ駆動電流を供給することにより、大きな振動をえることができる。
【００５５】
以上、本体装置とペン入力装置間を有線で接続した場合、電源、振動情報、表示種別情報、座標情報はＵＳＢ信号形式で本体装置は送信されると説明したが、ＵＳＢ信号形式に限定するものではなく、ＵＳＢ信号形式のような信号と電源のバスを併せ持つインタフェース形式であればよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ペン形入力装置のペン先をタッチパネルに触れることにより、ペン形入力装置が所定の振動を発生するので、操作者はキータッチを体感でき、操作の正常性を確認することができる。
【００５７】
タッチパネルへのペン先の接触が瞬時でも、操作者が保持するペン形入力装置が振動するので、操作者はキータッチを体感でき、操作の正常性を確認することができる。
【００５８】
また、例えば携帯電話や携帯情報端末など、表示装置が小さい場合でも、所望する表示領域を確実に選択することができる。
【００５９】
また、表示領域毎に異なる振動を発生することができるので、操作者に対する振動によるナビゲーションが可能となる。
【００６０】
また、ペン先がタッチパネルに触れる前に、センサで感知しペン先が向いている表示領域に対応する振動を発生することができるので、操作者の誤操作を未然に防止することができる。
【００６１】
本体装置とペン形入力装置間は有線または無線で接続可能であるので、汎用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のペン形入力装置の構成図である。
【図２】第２の実施の形態のペン形入力装置の構成図である。
【図３】第２の実施の形態の回路構成図である。
【図４】第３の実施の形態のペン形入力装置の構成図である。
【図５】第３の実施の形態の回路構成図である。
【図６】第４の実施の形態のペン形入力装置の構成図である。
【図７】第４の実施の形態の回路構成図である。
【図８】第５の実施の形態のペン形入力装置の構成図である。
【図９】第５の実施の形態の回路構成図である。
【符号の説明】
１０    ペン形入力装置
１１    モータ
１２    重り部
１３    距離センサ
２０    振動制御部
２１    ＣＰＵ
２２    駆動部
２３    電源部
３０    振動制御部
３１    インタフェース部
３２    ＣＰＵ
３３    駆動部
３４    メモリ
４０    振動制御部
４１    インタフェース部
４２    ＣＰＵ
４３    駆動部
４４    メモリ
５０    振動制御部
５１    ＣＰＵ
５２    駆動部
５３    電源部
５４    メモリ
６０    無線部
【図１】
0004423795.tif 000002
【図２】
0004423795.tif 000003
【図３】
0004423795.tif 000004
【図４】
0004423795.tif 000005
【図５】
0004423795.tif 000006
【図６】
0004423795.tif 000007
【図７】
0004423795.tif 000008
【図８】
0004423795.tif 000009
【図９】
0004423795.tif 000010