(57)【要約】      （修正有）【課題】互いに異なる描画機能を設定可能な複数のスタイラスを使用する場合でも、ユーザの頻繁な設定操作を必要とすることなくタッチパネル側で簡易にスタイラスの描画機能を判別可能とする。【解決手段】タッチパネルシステム１において、複数のスタイラス２ａ〜２ｃは、タッチ面３に接触する互いに異なる形状を有する接触平面が形成されたペン先部を有し、位置検出装置５は、スタイラスの接触領域に基づきスタイラスの接触平面の形状を認識し、制御装置７は、位置検出装置によって認識された接触平面の形状に対応づけられたスタイラスの描画機能に応じて表示装置に画像を表示させる構成とした。【選択図】図８
2013186869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスタイラスと、このスタイラスによるタッチ操作が行われるタッチ面を備えた投影型静電容量方式のタッチパネル体と、前記タッチ面上での前記スタイラスの接触領域に基づきタッチ位置を検出する位置検出装置と、所要の画像を表示する表示装置と、前記位置検出装置が検出した前記タッチ位置に応じた画像を前記表示装置に表示させる制御装置とを備えたタッチパネルシステムであって、
前記複数のスタイラスは、前記タッチ面に接触する互いに異なる形状を有する接触平面が形成されたペン先部を有し、
前記位置検出装置は、前記スタイラスの前記接触領域に基づき前記スタイラスの前記接触平面の形状を認識し、
前記制御装置は、前記位置検出装置によって認識された前記接触平面の形状に対応づけられた前記スタイラスの描画機能に応じて、前記画像を前記表示装置に表示させることを特徴とするタッチパネルシステム。
【請求項２】
前記表示装置は、前記タッチ面を表示画面とすると共に、前記描画機能の属性をタッチ操作によりユーザに選択させる属性メニューを前記表示画面に表示し、
前記制御装置は、前記属性メニューにおける所定の属性の選択時に、当該選択された属性の情報と前記位置検出装置によって取得された前記スタイラスの前記接触平面の形状の情報とを対応づけて記憶することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルシステム。
【請求項３】
前記位置検出装置は、前記属性メニューにおいて選択された前記属性の表示領域内における前記スタイラスの接触領域に基づき前記接触平面の形状を認識することを特徴とする請求項２に記載のタッチパネルシステム。
【請求項４】
前記スタイラスは、前記描画機能の属性をユーザにより選択させる機能選択手段と、この機能選択手段により選択された属性の情報及びこれに対応づけた前記接触平面の形状の情報を含むスタイラス情報を前記制御装置に送信する情報送信手段とを有し、
前記制御装置は、前記スタイラスから受信した前記スタイラス情報に基づき、前記接触平面の形状情報と前記属性の情報とを対応づけて記憶することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルシステム。
【請求項５】
投影型静電容量方式のタッチパネル体のタッチ面にタッチ操作を行うスタイラスであって、
前記タッチ面に所定の大きさの面で接触するとともに他のスタイラスと異なる形状を有し当該形状に応じた描画機能が対応づけられる接触平面が形成されたペン先部を備え、
前記タッチ操作に応じた画像を前記タッチ面に表示させるよう制御する制御装置に対して、前記ペン先部の形状ごとに所定の描画機能を対応づけ、前記ペン先部による描画の際は当該ペン先部に対応づけられた描画機能に応じた画像を表示させることを特徴とするスタイラス。
【請求項６】
互いに異なる形状の接触平面が形成されたペン先部を有する複数のスタイラスと、このスタイラスによるタッチ操作が行われるタッチ面を備えた投影型静電容量方式のタッチパネル体と、前記タッチ面上での前記スタイラスの接触領域に基づきタッチ位置を検出する位置検出装置と、所要の画像を表示する表示装置と、前記位置検出装置が検出した前記タッチ位置に応じた画像を前記表示装置に表示させる制御装置とを備えたタッチパネルシステムの描画機能設定方法であって、
前記位置検出装置は、前記スタイラスの前記接触領域に基づき前記スタイラスの前記接触平面の形状を認識し、
前記制御装置は、前記位置検出装置によって認識された前記接触平面の形状に対応づけられた前記スタイラスの描画機能に応じて、前記画像を前記表示装置に表示させることを特徴とするタッチパネルシステムの描画機能設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルのタッチ面に対する複数のスタイラスによるタッチ操作に応じた画像を表示させるタッチパネルシステム及びスタイラス及び描画機能設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スタイラスとタッチパネルとを組み合わせたタッチパネルシステムがパソコンや携帯情報端末の分野で広く普及している。この種のタッチパネルシステムは、例えば、タッチパネルを大画面の表示装置と組み合わせることで、多人数を対象にしたプレゼンテーションや講義で使用することができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボード（電子黒板）にも適用されている。
【０００３】
このような大型のタッチパネルシステムでは、描画色などの描画機能の異なる複数のスタイラスを使い分けて使用したり、複数のユーザが各人に与えられたスタイラスを用いて描画などの所要の操作を行うことができるようにすると使い勝手が良くなる。そこで、従来、ユーザが必要に応じてスタイラスの描画機能を変更することができるようにした技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１８３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１で開示された従来技術では、ユーザがタッチパネル上のアイコンを指でタッチし、スタイラスとタッチパネルとの間で人体を通信媒体とした通信を確立することにより描画機能の設定を行うため、インキを充填したマーカーを用いる一般的なホワイトボードと使用感が大きく異なるという問題があった。また、ユーザが所定の描画機能を設定して使用したスタイラスについて、次回の使用時に設定の変更を必要としない場合でも、それが標準機能（例えば、黒マーカー）以外の描画機能を用いるものである場合には、改めて設定操作が必要となるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、互いに異なる描画機能を設定可能な複数のスタイラスを使用する場合でも、ユーザの頻繁な設定操作を必要とすることなくタッチパネル側で簡易にスタイラスの描画機能を判別できるように構成されたタッチパネルシステムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のタッチパネルシステムは、複数のスタイラスと、このスタイラスによるタッチ操作が行われるタッチ面を備えた投影型静電容量方式のタッチパネル体と、前記タッチ面上での前記スタイラスの接触領域に基づきタッチ位置を検出する位置検出装置と、所要の画像を表示する表示装置と、前記位置検出装置が検出した前記タッチ位置に応じた画像を前記表示装置に表示させる制御装置とを備えたタッチパネルシステムであって、前記複数のスタイラスは、前記タッチ面に接触する互いに異なる形状を有する接触平面が形成されたペン先部を有し、前記位置検出装置は、前記スタイラスの前記接触領域に基づき前記スタイラスの前記接触平面の形状を認識し、前記制御装置は、前記位置検出装置によって認識された前記接触平面の形状に対応づけられた前記スタイラスの描画機能に応じて、前記画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このように本発明によれば、互いに異なる描画機能を設定可能な複数のスタイラスを使用する場合でも、ユーザの頻繁な設定操作を必要とすることなくタッチパネル側で簡易にスタイラスの描画機能を判別できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係るタッチパネルシステムを示す全体構成図
【図２】図１に示したスタイラスの斜視図
【図３】図１に示したスタイラスのペン先部の一連の動作を示す模式図
【図４】図１に示したタッチパネルシステムにおけるスタイラスによる文字入力の一例を示す図
【図５】図４に示した文字入力時のタッチ操作の検出状況を示すタイミング図
【図６】従来技術による文字入力の一例を示す参考図
【図７】図２に示したスタイラスの変形例を示す図
【図８】第２実施形態に係るタッチパネルシステムを示す全体構成図
【図９】図８に示したスタイラスの要部であるペン先部の底面図
【図１０】図８に示したタッチパネルシステムにおけるスタイラスの操作手順ならびに位置検出装置及び制御装置の処理手順を示すフロー図
【図１１】図１０に示したメニュー選択（ＳＴ１０２）においてタッチ面上に表示される描画パレットを示す図
【図１２】図１０に示したメニュー選択（ＳＴ１０２）において設定された各機能の情報を含む機能テーブルの一例を示す図
【図１３】図１０に示した入力表示処理の手順を示すフロー図
【図１４】第３実施形態に係るタッチパネルシステムを示す全体構成図
【図１５】図１４に示したスタイラスの概略構成図
【図１６】図１４に示したタッチパネルシステムにおけるユーザのスタイラス操作手順ならびに位置検出装置及び制御装置の処理手順を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、タッチパネルシステムにおいて、複数のスタイラスと、このスタイラスによるタッチ操作が行われるタッチ面を備えた投影型静電容量方式のタッチパネル体と、前記タッチ面上での前記スタイラスの接触領域に基づきタッチ位置を検出する位置検出装置と、所要の画像を表示する表示装置と、前記位置検出装置が検出した前記タッチ位置に応じた画像を前記表示装置に表示させる制御装置とを備えたタッチパネルシステムであって、前記複数のスタイラスは、前記タッチ面に接触する互いに異なる形状を有する接触平面が形成されたペン先部を有し、前記位置検出装置は、前記スタイラスの前記接触領域に基づき前記スタイラスの前記接触平面の形状を認識し、前記制御装置は、前記位置検出装置によって認識された前記接触平面の形状に対応づけられた前記スタイラスの描画機能に応じて、前記画像を前記表示装置に表示させる構成とする。
【００１１】
これによると、複数のスタイラスのペン先部に互いに異なる形状を有する接触平面を形成し、タッチ操作時に認識される各スタイラスの接触平面の形状に対応づけられた描画機能（描画色、線の太さ、線種等に関する属性）に基づき画像表示を行う構成としたため、互いに異なる描画機能を設定可能な複数のスタイラスを使用する場合でも、ユーザの頻繁な設定操作（すなわち、使用するスタイラスやその描画機能をその都度タッチパネル側に認識させる操作）を必要とすることなくタッチパネル側で簡易に描画機能を判別することが可能となる。
【００１２】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記表示装置は、前記タッチ面を表示画面とすると共に、前記描画機能の属性をタッチ操作によりユーザに選択させる属性メニューを前記表示画面に表示し、前記制御装置は、前記属性メニューにおける所定の属性の選択時に、当該選択された属性の情報と前記位置検出装置によって取得された前記スタイラスの前記接触平面の形状の情報とを対応づけて記憶する構成とする。
【００１３】
これによると、ユーザは、スタイラスの接触平面の形状と描画機能とを簡易な操作によって対応づけることができ、その後は、描画機能の変更を必要とするまで新たな設定操作を行うことなく選択した描画機能にてスタイラスを使用することができる。
【００１４】
また、第３の発明は、前記第２の発明において、前記位置検出装置は、前記属性メニューにおいて選択された前記属性の表示領域内における前記スタイラスの接触領域に基づき前記接触平面の形状を認識する構成とする。
【００１５】
これによると、複数のユーザが異なるスタイラスを同時に使用している場合でも、スタイラスの接触平面の形状と描画機能とを簡易な操作によって確実に対応づけることができる。
【００１６】
また、第４の発明は、前記第１の発明において、前記スタイラスは、前記描画機能の属性をユーザにより選択させる機能選択手段と、この機能選択手段により選択された属性の情報及びこれに対応づけた前記接触平面の形状の情報を含むスタイラス情報を前記制御装置に送信する情報送信手段とを有し、前記制御装置は、前記スタイラスから受信した前記スタイラス情報に基づき、前記接触平面の形状情報と前記属性の情報とを対応づけて記憶する構成とする。
【００１７】
これによると、ユーザは、タッチパネル側での操作を必要とすることなく、スタイラスの接触平面の形状情報と描画機能とを簡易な操作によって対応づけることができ、その後は、描画機能の変更を必要とするまで新たな設定操作を行うことなく選択した描画機能にてスタイラスを使用することができる。
【００１８】
また、第５の発明は、投影型静電容量方式のタッチパネル体のタッチ面にタッチ操作を行うスタイラスであって、前記タッチ面に所定の大きさの面で接触するとともに他のスタイラスと異なる形状を有し当該形状に応じた描画機能が対応づけられる接触平面が形成されたペン先部を備え、前記タッチ操作に応じた画像を前記タッチ面に表示させるよう制御する制御装置に対して、前記ペン先部の形状ごとに所定の描画機能を対応づけ、前記ペン先部による描画の際は当該ペン先部に対応づけられた描画機能に応じた画像を表示させる構成とする。
【００１９】
これによると、複数のスタイラスのペン先部に互いに異なる形状を有する接触平面を形成し、タッチ操作時に認識される各スタイラスの接触平面の形状に対応づけられた描画機能（描画色、線の太さ、線種等に関する属性）に基づき画像表示を行うことが可能となる。
【００２０】
また、第６の発明は、互いに異なる形状の接触平面が形成されたペン先部を有する複数のスタイラスと、このスタイラスによるタッチ操作が行われるタッチ面を備えた投影型静電容量方式のタッチパネル体と、前記タッチ面上での前記スタイラスの接触領域に基づきタッチ位置を検出する位置検出装置と、所要の画像を表示する表示装置と、前記位置検出装置が検出した前記タッチ位置に応じた画像を前記表示装置に表示させる制御装置とを備えたタッチパネルシステムの描画機能設定方法であって、前記位置検出装置は、前記スタイラスの前記接触領域に基づき前記スタイラスの前記接触平面の形状を認識し、前記制御装置は、前記位置検出装置によって認識された前記接触平面の形状に対応づけられた前記スタイラスの描画機能に応じて、前記画像を前記表示装置に表示させる構成とする。
【００２１】
これによると、複数のスタイラスのペン先部に互いに異なる形状を有する接触平面を形成し、タッチ操作時に認識される各スタイラスの接触平面の形状に対応づけられた描画機能（描画色、線の太さ、線種等に関する属性）に基づき画像表示を行う構成としたため、互いに異なる描画機能を設定可能な複数のスタイラスを使用する場合でも、ユーザの頻繁な設定操作（すなわち、使用するスタイラスやその描画機能をその都度タッチパネル側に認識させる操作）を必要とすることなくタッチパネル側で簡易に描画機能を判別することが可能となる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るタッチパネルシステムを示す全体構成図である。このタッチパネルシステム１は、ペン型の入力装置であるスタイラス２と、スタイラス２や指Ｆなどの導電性を有する指示物によるタッチ操作が行われるタッチ面３を備えたタッチパネル本体４と、タッチ面３に対する指示物の接近または接触に応じた静電容量の変化からタッチ位置を検出する位置検出装置５と、タッチ面３を表示画面として所要の画像を表示する表示装置６と、位置検出装置５から取得した位置検出情報及びスタイラス２の描画機能に応じた画像を表示装置６に表示させる制御装置７とを備えている。
【００２４】
タッチパネル本体４では、互いに左右方向に並走する複数の送信電極１１と、この送信電極１１と絶縁され互いに上下方向に並走する複数の受信電極１２とが格子状に配置されている。送信電極１１と受信電極１２の絶縁状態は、例えばこれらの間にシート状の支持体を設けることで達成される。
【００２５】
位置検出装置５は、タッチパネル本体４とともにタッチパネルを構成するものであり、送信電極１１に対して駆動信号（パルス信号）を印加する送信部１３と、送信電極１１に印加された駆動信号に応答した受信電極１２の充放電電流信号を受信して、送信電極１１と受信電極１２とが交差（絶縁状態で重畳）する電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部１４と、この受信部１４から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すべく送信部１３及び受信部１４の動作を制御する位置検出制御部１５とを備えている。
【００２６】
タッチパネル本体４は、大画面の表示装置６と組み合わせることで、プレゼンテーションや講義に用いることができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いられる。特にここでは、表示装置６がプロジェクタであり、タッチ面３自体がプロジェクタ用のスクリーンとなる。この他、表示装置６を、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイとし、いずれも透明材料で構成されたタッチパネル本体、送信電極及び受信電極の背面側に配置するようにしてもよい。
【００２７】
制御装置７は、タッチ面３に対する指示物によるタッチ操作に応じて位置検出装置５から出力される位置検出情報に基づいて文字、線及び図形などの画像を描画する描画制御部２１と、描画制御部２１の出力に基づいて表示画面データを生成して表示装置６に出力する表示制御部２２と、これら各部を総括的に制御する主制御部２３とを備えている。
【００２８】
描画制御部２１では、描画モードにおいてタッチ操作に応じて画像を描画し、イレーサーモードにおいてタッチ操作に応じて画像を消去する処理が行われる。また、この描画制御部２１は、位置検出装置５から位置検出情報を取得した際に、その位置検出情報がスタイラス２及び指Ｆのいずれによるものかを判別する指示物判別部２４を備えており、スタイラス２及び指Ｆにそれぞれ設定された描画機能に基づいて描画処理が行われる。
【００２９】
ここで、描画機能には、例えば描画色（黒、赤、青等）、線の太さ（太線、中太線、細線等）、線種（実線、破線、１点鎖線等）や、各色のマーカー（書き込み）とイレーサー（消去）との区別等の属性が含まれる。
【００３０】
このような制御装置７は、ＰＣ(Personal Computer)及びその周辺機器で構成することができ、ＰＣには主制御部２３を実現するＯＳ及び描画制御部２１等を実現するアプリケーションプログラムが導入される。
【００３１】
上記タッチパネル本体４では、送信電極１１及び受信電極１２は同一の配置ピッチ（例えば１０ｍｍ）で配置されており、その送信電極１１と受信電極１２とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指示物でタッチ操作を行うと、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。
【００３２】
特にここでは、投影型相互容量方式が採用され、送信電極１１に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極１２に充放電電流が流れ、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極１２の充放電電流が変化し、この充放電電流の変化量を受信部１４で電極交点ごとのレベル信号（ディジタル信号）に変換して位置検出制御部１５に出力し、位置検出制御部１５では、電極交点ごとのレベル信号に基づいてタッチ位置が算出される。
【００３３】
送信部１３は、駆動信号となるパルスを発生する送信パルス発生部３１と、位置検出制御部１５から出力されるタイミング信号に同期して、送信電極１１を１本ずつ選択して、送信パルス発生部３１から出力されたパルスを送信電極１１に順次印加する電極選択部３２とを備えている。
【００３４】
受信部１４は、受信電極１２から出力される応答信号を処理する受信信号処理部３３と、１本の送信電極１１に駆動信号を印加する間に、受信電極１２を１本ずつ選択して、受信電極１２からの応答信号を受信信号処理部３３に順次入力させる電極選択部３４とを備えている。
【００３５】
位置検出制御部１５は、受信部１４から出力される電極交点ごとのレベル信号から所定の演算処理によってタッチ位置（スタイラス２の接触領域の中心座標）を求める。このタッチ位置の演算では、スタイラス２の接触領域において、Ｘ軸方向（送信電極１１の延在方向）とＹ軸方向（受信電極１２の延在方向）とでそれぞれ隣接する複数（例えば４×４）の電極交点ごとのレベル信号から所要の補間法（例えば重心法）を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極１１及び受信電極１２の配置ピッチ（１０ｍｍ）より高い分解能（例えば１ｍｍ以下）でタッチ位置を検出することができる。また、位置検出制御部１５は、複数の電極交点ごとのレベル信号からタッチ面３に対する指示物の接触領域の形状（例えば、後述するスタイラス２におけるペン先部４３の接触平面の形状）を認識することができる。
【００３６】
図２は、図１に示したスタイラスの斜視図であり、図３は、スタイラスのペン先部の一連の動作を示す模式図（（Ａ）非タッチ状態、（Ｂ）タッチ状態初期、（Ｃ）描画状態）である。
【００３７】
図２に示すように、スタイラス２は、上端が閉じられた有底円筒形の胴部４１と、この胴部４１の下端から先細り状に突出する略円錐形の支持固定部４２と、支持固定部４２の下端に支持され、タッチ面３に所定の大きさの面（接触平面）で接触するペン先部４３とを有する。ペン先部４３の接触平面の形状としては、円形、三角形、四角形等、任意の形状を用いることができる。
【００３８】
胴部４１は、少なくともユーザに把持される部位（把持部）が導電性を有している。また、支持固定部４２は、胴部４１と同様に導電性を有しており、ペン先部４３を胴部４１に対して固定すると共に、ペン先部４３を介してタッチパネル本体４と胴部４１とを電気的に接続可能である。
【００３９】
胴部４１と支持固定部４２とは、双方の外周部全体が導電性樹脂で一体形成されている。つまり、支持固定部４２と胴部４１とは、少なくともユーザが胴部４１を把持したときにペン先部４３と人体が電気的に導通可能な構成であれば、必ずしも厳密に区別する必要はないが、これに限らず、互いに異なる材料により別体として形成してもよい。
【００４０】
図３に示すように、ペン先部４３は、メンブレンスイッチ構造を有し、胴部４１の一端（先端）をなす支持固定部４２に電気的に接続される円板状の上部電極シート４５と、当該上部電極シート４５に対向して配置された円板状の下部導体４６と、上部電極シート４５と下部導体４６との間に介装された円環状の絶縁体からなるスペーサ４７とを備える。上部電極シート４５は、比較的弾性変形が容易なように設けられており、その上面４５ａの中央には支持固定部４２の下端が接続されている。一方、下部導体４６は、比較的変形し難いように設けられており、ユーザの操作時には、その下面４６ｂ（接触平面）がタッチパネル本体４のタッチ面３に接触する。このような構成により、ペン先部４３には、ユーザの筆圧によって機械的に駆動して下部導体４６（すなわち、タッチ面３）と胴部４１（すなわち、人体）との電気的接続を切り替える（オンオフする）スイッチＳｗが形成される。
【００４１】
図３（Ａ）に示す非タッチ状態では、下部導体４６の下面４６ｂがタッチ面３に対して近接しているものの、上部電極シート４５と下部導体４６とはスペーサ４７によって離隔された非導通（スイッチオフ）状態にある。続いて、図３（Ｂ）に示すタッチ状態初期では、下部導体４６の下面４６ｂがタッチ面３に対して接しているものの、ユーザの筆圧がペン先部４３に対して十分に作用せずに非導通状態のままである。
【００４２】
その後、ユーザが描画を開始すると、ペン先部４３に作用する下方に向けたユーザの筆圧が増大し、これにより、図３（Ｃ）に示す描画状態のように、支持固定部４２の下端によって下方に押圧された上部電極シート４５が凹状に弾性変形する。その結果、スペーサ４７の中央の間隙Ｇにおいて、上部電極シート４５の下面４５ｂが下部導体４６の上面４６ａに接触して導通（スイッチオン）状態となる。なお、ユーザの描画（例えば、文字を構成する１つの筆画を書く動作）が終了すると、上部電極シート４５が元の形状に回復して再び非導通状態となる。
【００４３】
図４は、図１に示したタッチパネルシステムにおけるスタイラスによる文字入力の一例を示す図であり、図５は、図４に示した文字入力時のタッチ操作の検出状況を示すタイミング図であり、図６は、従来技術による文字入力の一例を示す参考図である。
【００４４】
図４では、ユーザがスタイラス２を用いて手書きで「あい」の文字列を入力した例が示されており、短い間隔をおいてストローク入力（１つの筆画の入力）Ｓ１〜Ｓ５が行われる。図４では、各ストローク入力の始点及び終点を異なる色の○でそれぞれ示している。
【００４５】
図５に示すように、ストローク入力Ｓ１では、まず筆画（「あ」の横画）の始点の位置において、先の図３（Ｂ）に示したタッチ状態初期のようにペン先部４３がタッチ面３に接触し、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に増大する（図５中のタッチ状態初期の「＋」記号参照）。そして、ユーザが描画を開始すると、先の図３（Ｃ）に示した描画状態のようにペン先部４３が導通状態となって電極交点の静電容量が減少し（図５中の描画状態の「−」記号参照）、位置検出装置５によってストローク入力が検出される。その後、筆画の終点の位置においてユーザが描画を終了すると、ペン先部４３が再び非導通状態となって静電容量が増大する（図５中のタッチ状態終期の「＋」記号参照）。他のストローク入力Ｓ２〜Ｓ５についても同様である。
【００４６】
なお、ユーザが指Ｆによって図５と同様の文字入力を行った場合、電極交点の静電容量はタッチ状態初期からタッチ状態終期にわたり終始減少した「−」の状態となる。したがって、指示物判別部２４は、所定のストローク入力におけるスタイラス２と指Ｆの静電容量の変化の違いにより、スタイラス２と指Ｆとを判別することができる。
【００４７】
上記スタイラス２による描画では、各ストローク入力においてユーザの筆圧が作用するまでは、ストローク入力（タッチ操作）は検出されることはないという利点がある。一方、図６に示すように、従来のスタイラスを用いた描画では、ストローク入力Ｓ１の始点周辺においてペン先部４３がタッチ面３に接近すると（或いは、ユーザの筆圧がペン先部４３に殆ど作用しない程度の軽い接触状態において）、意図しないストローク入力Ｓ１ａが検出されてしまう場合があった。また、ストローク入力Ｓ１の終点から次のストローク入力Ｓ２の始点までの間においても、ペン先部４３がタッチ面３に接近すると、意図しないストローク入力Ｓ２ａが検出されてしまう場合があった。
【００４８】
このように、第１実施形態に係るタッチパネルシステム１では、タッチ面３に接触する接触平面（下面４６ｂ）が形成されたペン先部４３に胴部４１との電気的接続を切り替えるスイッチＳｗを設けたため、図６（従来技術）のようなペン先部４３がタッチ面３に接近した際のタッチ操作の誤検出を防止することが可能となる。このような誤検出の防止は、特にユーザが文字等をより小さく書くときや、より敏速に書くときに有効である。また、ペン先部４３は、胴部４１に固定された構成である（すなわち、胴部４１から出没する等の構成ではない）ため、ペン先部４３を拡径または拡幅するなどしてタッチパネル本体４のタッチ面３に対するペン先部４３の接触面積を拡大することが容易である。
【００４９】
また、第１実施形態に係るタッチパネルシステム１ではペン先部４３に設けられたスイッチ（メンブレンスイッチ）は、ユーザの筆圧が下面（接触平面）４６ｂに略垂直な方向（図３中の下方）に作用した場合に、最も効率的に駆動される構成としたため、ユーザの筆圧によりスイッチを安定的に動作させることが可能となり、ストローク入力（タッチ操作）の誤検出をより確実に防止することが可能となる。ペン先部４３に設けられるスイッチとしては、ここに示した構成に限らず、少なくともユーザの筆圧によって駆動されるものであればよい。
【００５０】
図７は、図２に示したスタイラスの変形例を示す図である。
【００５１】
スタイラス２は、図７（Ａ）に示すように、胴部４１の延在方向（上下の軸線方向）に対してペン先部４３（下面４６ｂ）を傾斜させた構成も可能である。このように、接触平面（下面４６ｂ）を適度に傾斜させることにより、スタイラス２による書き味を向上させつつ、タッチ操作の誤検出を防止することが可能となる。また、スタイラス２は、図７（Ｂ）に示すように、支持固定部４２がヒンジ４２ａを備えた構造とし、ペン先部４３を回動可能に支持させる構成も可能である。このように、接触平面（下面４６ｂ）の傾斜角度をユーザが意図するように適宜変更可能とすることにより、スタイラス２による書き味を向上させつつ、タッチ操作の誤検出を防止することが可能となる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態に係るタッチパネルシステムを示す全体構成図であり、図９は、図８に示したスタイラスの要部であるペン先部の底面図である。ここで、図８及び図９では、上述の第１実施形態と同様の構成要素について同様の符号が付されている。また、第２実施形態において、以下で特に言及しない事項については、第１実施形態の場合と同様とする。
【００５３】
図８に示すように、第２実施形態に係るタッチパネルシステム１では、図２に示したものと同様の構成を有するスタイラス２ａ〜２ｃ（以下、総称する場合はスタイラス２という。）が複数用いられ、描画制御部２１には、ユーザの操作に基づき各スタイラス２ａ〜２ｃの描画機能を設定すると共に、それらの属性（描画色等の機能）の情報を記憶する描画機能設定部２５が更に設けられている点において第１実施形態の場合とは異なる。
【００５４】
スタイラス２ａ〜２ｃは、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、互いに異なる形状の接触平面ＰＬａ〜ＰＬｃを有する。第１実施形態では、下部導体４６の下面４６ｂの全域が接触平面をなすものとしたが、ここでは、下部導体４６においてハッチングされている領域が接触平面ＰＬａ〜ＰＬｃを構成する導電性材料で形成され、他のハッチングされていない領域は絶縁体で形成されている。より詳細には、図９（Ａ）では、第１実施形態における下部導体４６の下面４６ｂ（図３参照）と同様に円形の接触平面ＰＬａを形成した場合を示しており、また図９（Ｂ）、（Ｃ）では、それぞれ三角形及び四角形の接触平面ＰＬｂ、ＰＬｃ形成した場合を示している。
【００５５】
スタイラス２の接触平面の形状は、ここに示すものに限らず種々の変更が可能であるが、接触平面の図心が胴部の軸心（水平断面の図心）と一致する構成とするとよい。また、接触平面ＰＬａ〜ＰＬｃのサイズは、タッチ面３へのタッチ操作により接触平面の形状の認識が可能なように、タッチパネル本体４における複数の電極交点に跨る大きさとする必要がある。
【００５６】
なお、第２実施形態のスタイラスでは、第１実施形態のペン先部４３に設けたスイッチＳｗを省略することが可能である。その場合、ペン先部４３は、所定の形状（円形、三角形、四角形等）の下面を有する導電性材料で一体形成することができ、ペン先部（接触平面ＰＬａ〜ＰＬｃ）と胴部４１とは常時電気的に接続された状態となる。
【００５７】
図１０は、図８に示したタッチパネルシステムにおけるスタイラスの操作手順ならびに位置検出装置及び制御装置の処理手順を示すフロー図であり、図１１は、図１０に示したメニュー選択（ＳＴ１０２）においてタッチ面上に表示される描画パレットを示す図であり、図１２は、図１０に示したメニュー選択（ＳＴ１０２）において設定された各機能の情報を含む機能テーブルの一例を示す図であり、図１３は、図１０に示した入力表示処理の手順を示すフロー図である。
【００５８】
図１０に示すように、ユーザは、スタイラス２の描画機能の設定が必要な場合（ＳＴ１０１：ＹＥＳ）には、描画機能を設定するためのメニュー選択（ＳＴ１０２）を実行する。描画機能の設定が必要な場合としては、所定の接触平面（例えば円形）を有するスタイラス２を予め定められた標準機能（例えば、描画色：黒、線の太さ：中太線、線種：実線）以外でユーザが使用したい場合や、スタイラス２について既に設定した描画機能をユーザが変更したい場合が相当する。
【００５９】
メニュー選択（ＳＴ１０２）では、図１１に示すように、制御装置７は、スタイラス２の描画機能をタッチ操作によりユーザに選択させるための描画パレット（属性メニュー）５５をタッチ面３に表示する。ここでは、描画パレット５５には、各選択ボックスに描画色（黒、赤及び青の各色のマーカー）、イレーサー、線の太さ（太線、中太線、細線）、線種（実線、破線、１点鎖線）、特殊機能（例えば表示画面を部分的に拡大するルーペ、表示画面の一部を残して暗くするスポットライト、表示画面の一部を隠すシェード）の各機能が表示されている。ユーザは、所望の機能（ここでは、赤マーカー）が表示された選択ボックスに対してスタイラス２でタッチ操作（ペン先部４３にスイッチを有する場合はスイッチオンの操作）を行うことにより、所望の機能を選択（登録）することができる。
【００６０】
なお、描画パレットの構成については、ここに示すものに限らず、選択ボックスの構成や選択可能な各機能の種別等について種々の変更が可能である。また、ユーザは、複数の選択ボックスに対してタッチ操作を行うことにより、互いに背反関係にない複数の機能を選択することが可能である。
【００６１】
その後、ユーザがスタイラス２を用いてタッチ面３に対して文字や図形等の描画を行うと、この描画におけるタッチ操作の情報がタッチパネル側（位置検出装置５）に送信される（ＳＴ１０３）。ここでの描画には、ユーザの手書きによる描画に限らず、ユーザがタッチ面３に対して予め定められた所定のタッチ操作を行うことにより実行される特定の表示処理も含まれる。
【００６２】
位置検出装置５では、上記ＳＴ１０２またはＳＴ１０３によるタッチ操作を検出すると（ＳＴ２０１：ＹＥＳ）、位置検出制御部１５がタッチ位置（指示物の接触領域の中心）の座標を算出する（ＳＴ２０２）。さらに、位置検出制御部１５は、指示物の接触領域の形状（ここでは、ペン先部４３の接触平面の形状）を認識する処理を行う（ＳＴ２０３）。この形状認識処理では、Ｘ軸方向（送信電極１１の延在方向）とＹ軸方向（受信電極１２の延在方向）とでそれぞれ隣接する複数の電極交点ごとのレベル信号から所要の演算処理に基づき接触領域の外縁を推定することにより、予め準備された複数の接触領域の形状の候補から１つの形状を選択することができる。
【００６３】
その後、位置検出装置５は、ＳＴ２０２及びＳＴ２０３で得られたタッチ位置の座標情報及び接触領域の形状情報を制御装置７に対して転送する（ＳＴ２０４）。このような位置検出装置５による一連の処理は、スタイラス２で描画（ＳＴ１０３）が実行されている間は繰り返し実行される。
【００６４】
制御装置７では、位置検出装置５から座標情報及び形状情報を受信すると（ＳＴ３０１：ＹＥＳ）、描画機能設定部２５はスタイラス２によるメニュー選択（ＳＴ１０２）が実行されたか否かを判定する（ＳＴ３０２）。
【００６５】
ここで、描画機能設定部２５は、描画パレット５５における各選択ボックスの位置情報と各選択ボックスに対応づけられた機能（属性）の情報とを予め取得可能であり、その各選択ボックスの位置情報と位置検出装置５から転送されたタッチ位置の座標情報とに基づき、タッチ位置の座標がいずれかの選択ボックス（図１１中の正方形の枠で区切られた表示領域）内にある場合にメニュー選択が実行された（すなわち、選択ボックスに対応づけられた機能が選択された）と判定する。一方、描画機能設定部２５は、タッチ位置の座標がいずれの選択ボックス内にもない場合には、ＳＴ１０３の描画が行われた（メニュー選択が実行されていない）と判定する。
【００６６】
メニュー選択が実行された場合（ＳＴ３０２：ＹＥＳ）、描画機能設定部２５は、スタイラス２の描画機能の設定を行う。より詳細には、図１２の機能テーブルに示すように、位置検出装置５から転送された接触領域の形状情報に基づく接触平面の形状（例えば、円形）に対し、タッチ位置の座標情報に基づく属性（例えば、赤マーカー）を設定する。この機能テーブルは、制御装置７における不揮発性メモリに記憶され、初期値として標準機能が設定されており、ユーザがメニュー選択（ＳＴ１０１）を実行する度にデータの一部が更新される。
【００６７】
メニュー選択が実行されていない場合（ＳＴ３０２：ＮＯ）、描画制御部２１は入力表示処理を実行する（ＳＴ３０４）。この入力表示処理では、図１３に示すように、描画制御部２１は、ＳＴ２０４において位置検出装置５から転送された接触領域の形状情報に基づき、接触領域の形状が円形か否かを判定し（ＳＴ４０１）、円形である場合（ＹＥＳ）には、図１２に示した機能テーブルの情報に基づき、円形に対応づけられた属性（ここでは、描画色：赤、線の太さ：太線、線種：実線）によりタッチ位置に対する描画処理を行う（ＳＴ４０２）。描画制御部２１は、接触領域の形状が円形でない場合（ＳＴ４０１：ＮＯ）には、同様に、三角形か否か（ＳＴ４０３）、更には四角形か否か（ＳＴ４０５）を判定し、該当する形状である場合には、その形状に対応づけられた機能により描画処理を行う（ＳＴ４０４、ＳＴ４０６）。最終的に、いずれの形状にも該当しない場合（形状が認識できないときを含む）には、標準機能にて描画処理を行う（ＳＴ４０７）。
【００６８】
このように、第２実施形態に係るタッチパネルシステム１では、複数のスタイラス２ａ〜２ｃに異なる形状を有する接触平面ＰＬａ〜ＰＬｃを形成し、タッチ操作時に認識される接触平面ＰＬａ〜ＰＬｃ面の形状に対応づけられた描画機能（描画色、線の太さ、線種等に関する属性）に基づき画像表示を行う構成としたため、互いに異なる描画機能を設定可能な複数のスタイラス２ａ〜２ｃを使用する場合でも、ユーザの頻繁な設定操作（すなわち、使用するスタイラスやその描画機能をその都度タッチパネル側に認識させる操作）を必要とすることはないという利点がある。つまり、ユーザは、一般的なホワイトボード用のマーカー（すなわち、インキを充填したマーカー）に近い使用感でスタイラス２を使用することができる。
【００６９】
また、ユーザは、タッチ面３上に表示される描画パレット５５をスタイラス２でタッチすることにより、スタイラス２の接触平面の形状と描画機能とを容易に対応づけることができる。
【００７０】
なお、ここでは選択ボックスに対してスタイラス２でタッチ操作する構成としたが、場合によっては、スタイラス２をタッチ面３上の別の位置にタッチした状態で選択ボックスを指Ｆでタッチすることにより、所望の機能を選択する構成も可能である。また、ここでは接触平面ＰＬａ〜ＰＬｃをユーザが視覚的に認識可能な円形、三角形、四角形としたが、少なくともタッチパネル側で識別可能であれば、必ずしもユーザが形状を視覚的に認識可能である必要はない。その場合、スタイラス２の外観（例えば胴部の色）を互いに異ならせるなどして、複数のスタイラス２をユーザが互いに識別可能な構成とするとよい。
【００７１】
＜第３実施形態＞
図１４は、本発明の第３実施形態に係るタッチパネルシステムを示す全体構成図であり、図１５は、図１４に示したスタイラスの概略構成図である。図１４及び図１５では、上述の第１または第２実施形態と同様の構成要素について同様の符号が付されている。また、第３実施形態において、以下で特に言及しない事項については、第１または第２実施形態の場合と同様とする。
【００７２】
図１４に示すように、第３実施形態に係るタッチパネルシステム１では、互いに異なる形状の接触平面を有する各スタイラス２ａ〜２ｃ（以下、総称する場合はスタイラス２という。）が無線通信機能を有し、位置検出装置５には、各スタイラス２ａ〜２ｃとの間で無線通信を行う無線通信部２６が設けられている点において第２実施形態の場合とは異なる。
【００７３】
図１５に示すように、スタイラス２における胴部４１の内部スペースには、タッチパネル側の位置検出装置５との間で所定の通信プロトコルに従って通信を行う無線通信部（情報送信手段）６１と、各部の動作を総括的に制御する制御部６２と、ロータリー式の操作スイッチ（機能選択手段）６３と、プッシュ式の操作スイッチ６４、６５と、スタイラス２の識別情報や描画機能等に関する情報を記憶するメモリ６６と、各部に電力を供給するための電源部６７及び電池６８とが設けられている。胴部４１、支持固定部４２及びペン先部４３は、それぞれ導電性樹脂で形成されており、相互に導通可能に接続されている。
【００７４】
なお、スタイラス２は、少なくともユーザが胴部４１を把持したときにペン先部４３と人体が電気的に導通可能な構成であればよく、例えばスタイラス２の外周部（外殻）を絶縁体で形成し、それらの外周面に導電性材料をコーティングしてもよい。また、ペン先部４３には、第１実施形態の場合と同様にユーザの筆圧によって駆動されるスイッチを設けてもよい。
【００７５】
ロータリー式の操作スイッチ６３では、ユーザが操作つまみ７１を回転操作することで、スタイラス２の描画機能の属性が切り替えられる。ここでは、操作スイッチ６３により、描画モードでの黒、赤及び青のマーカー、及びイレーサーモードを選択する例を示しているが、他の描画機能に関する属性を選択可能な構成としてもよい。
【００７６】
プッシュ式の操作スイッチ６４は、操作ボタン７２を押下操作することでオンオフされ、スイッチオン時に、操作スイッチ６３によって切り替えられた描画機能の属性（例えば、赤マーカー）の情報をメモリ６６に記憶するための指令を制御部６２に送出する。なお、属性情報は、予めメモリ６６に記憶された識別情報と共にスタイラス情報として記憶される。
【００７７】
プッシュ式の操作スイッチ６５は、操作ボタン７３を押下操作することでオンオフされ、スイッチオン時に、メモリ６６に記憶されたスタイラス情報を無線通信部６１からタッチパネル側（位置検出装置５）に対して送信するための指令を制御部６２に送出する。送信されるスタイラス情報は、例えば８ビットのデータとし、上位２ビットを識別情報に割り当てると共に、下位の２ビット×３を描画機能の各属性（例えば、描画色、線の太さ、線種）に割り当てることが可能である。
【００７８】
図１６は、図１４に示したタッチパネルシステムにおけるユーザのスタイラス操作手順ならびに位置検出装置及び制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【００７９】
図１６に示すように、まずユーザは、スタイラス２の操作つまみ７１を回転操作することにより、描画機能を所望の属性に切り替えた後、操作ボタン７２を押下操作することより、その属性の情報を識別情報と共にスタイラス情報としてスタイラス２に記憶させる（ＳＴ４０１）。続いて、ユーザは、操作ボタン７３を押下操作することにより、そのスタイラス情報を位置検出装置５に対して送信する（ＳＴ４０２）。
【００８０】
その後、ユーザがスタイラス２を用いてタッチ面３に対して文字や図形等の描画を行うと、この描画におけるタッチ操作の情報が位置検出装置５に送信される（ＳＴ４０３）。ユーザは、描画機能の切替が必要な場合（ＳＴ４０４：ＹＥＳ）には、再びＳＴ４０１、ＳＴ４０２によって描画機能を設定することができる。
【００８１】
位置検出装置５では、上記ＳＴ４０２によるスタイラス情報を受信すると（ＳＴ５０１：ＹＥＳ）、無線通信部２６は、そのスタイラス情報を制御装置７に転送する（ＳＴ５０２）。また、位置検出装置５では、上記ＳＴ４０３によるタッチ操作を検出すると（ＳＴ５０３：ＹＥＳ）、位置検出制御部１５は、図１０に示したＳＴ２０２〜ＳＴ２０４と同様の処理であるＳＴ５０４〜ＳＴ５０６を実行する。なお、ＳＴ５０１、ＳＴ５０２については、他のＳＴ５０３〜ＳＴ５０６と並行して実行可能な構成としてもよい。
【００８２】
制御装置７では、上記ＳＴ５０２によるスタイラス情報を受信すると（ＳＴ６０１：ＹＥＳ）、図１２に示したような機能テーブルに、スタイラス２の接触平面の形状（例えば、円形）に対応づけて所定の属性（例えば、赤マーカー）を設定する（ＳＴ６０２）。ここで、スタイラス情報に含まれる識別情報は、スタイラス２の接触平面の形状を示す情報として扱われる。
【００８３】
制御装置７では、位置検出装置５からＳＴ５０６による座標情報及び形状情報のデータを受信すると（ＳＴ６０３：ＹＥＳ）、描画制御部２１は図１３に示した入力表示処理と同様の処理を実行する（ＳＴ６０４）。
【００８４】
このように、第３実施形態に係るタッチパネルシステム１では、スタイラス２が、ユーザに選択された描画機能の属性の情報と、これに対応づけた識別情報（接触平面の形状の情報）を含むスタイラス情報を制御装置７に送信する一方、制御装置７が、そのスタイラス情報に基づき、接触平面の形状情報と属性の情報とを対応づけて記憶する構成としたため、ユーザは、タッチパネル側での操作を必要とすることなく、描画機能をスタイラス側で容易に設定することができる。
【００８５】
本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、実施形態では、制御装置と位置検出装置とを個別に設けた例を示したが、それらを一体に設けてもよく、或いは、一方の装置における所定の機能を省略して当該機能を他方の装置に追加することも可能である。つまり、位置検出装置と制御装置との区別は形式的なものであり、スタイラスの接触平面の形状を制御装置が認識するものとしてもよい。また、本発明に係るスタイラスは、実施形態に係るタッチパネル本体とは異なる構成を有する他の静電容量方式のタッチパネルに対しても当然に適用可能である。なお、上記実施形態に示した本発明に係るスタイラス及びこれを備えたタッチパネルシステムの各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明に係るタッチパネルシステムは、複互いに異なる描画機能を設定可能な複数のスタイラスを使用する場合でも、ユーザの頻繁な設定操作を必要とすることなくタッチパネル側で簡易にスタイラスの描画機能を判別することを可能とし、タッチパネルのタッチ面に対する複数のスタイラスによるタッチ操作に応じた画像を表示させるタッチパネルシステムなどとして有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１  タッチパネルシステム
２  スタイラス
３  タッチ面
４  タッチパネル体
５  位置検出装置
６  表示装置
７  制御装置
４１  胴部（把持部）
４２  支持固定部
４３  ペン先部
４５  上部電極シート
４６  下部導体
４６ｂ  下部導体の下面（接触平面）
５５  描画パレット（属性メニュー）
６１  無線通信部（情報送信手段）
６３  操作スイッチ（機能選択手段）
４７  スペーサ
ＰＬａ〜ＰＬｃ  接触平面
Ｓｗ  スイッチ
【図１】
2013186869.tif 000003
【図２】
2013186869.tif 000004
【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】
2013186869.tif 000012
【図１１】
2013186869.tif 000013
【図１２】
2013186869.tif 000014
【図１３】
2013186869.tif 000015
【図１４】
2013186869.tif 000016
【図１５】
2013186869.tif 000017
【図１６】
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