(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力面と一体に表示面を有するタブレット（１）と、前記入力面への接触による座標指定入力、及び前記入力面上での接触走査による手描き入力を行う入力ペン（２）とを備えたペン入力装置において、前記入力ペンに設けた赤外線の発光部（５）及び前記入力面内に配設された複数の受光部（４），（４）…を備え、前記発光部（５）からの発光を前記受光部（４），（４）…により受光した結果に基づいて前記入力面に対する前記入力ペン（２）の遠近を認識するペン位置認識処理手段（９）と、該ペン位置認識処理手段（９）による近位置の認識に応じて前記表示面の表示内容を変更処理する表示処理手段（６）とを具備することを特徴とするペン入力装置。
【請求項２】
前記変更処理は、前記表示面に所定の表示がなされている場合に実行される請求項１記載のペン入力装置。
【請求項３】
前記所定の表示は、前記手描き入力の受け付け枠をその一部に備える表示である請求項２記載のペン入力装置。
【請求項４】
前記変更処理は、前記表示面の一部の領域の表示内容を拡大表示する処理である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のペン入力装置。
【請求項５】
前記変更処理は、前記表示面の一部の領域の表示内容を移動表示する処理である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のペン入力装置。
【請求項６】
前記一部の領域は、前記手描き入力の受け付け枠を含む領域である請求項４又は請求項５記載のペン入力装置。
【請求項７】
前記変更処理は、前記表示面の一部の領域の表示内容を他の表示内容に切り換える処理である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のペン入力装置。
【請求項８】
前記他の表示内容は、前記手描き入力の受け付け枠を含む表示である請求項７記載のペン入力装置。
【請求項９】
前記ペン位置認識処理手段（９）は、前記入力ペン（２）が近づいている領域を前記入力面の面内にて特定する領域特定手段（9a）を含み、この特定結果に基づいて前記一部の領域を定める請求項４乃至請求項８のいずれかに記載のペン入力装置。
【請求項１０】
前記ペン位置認識処理手段（９）による遠位置の認識に応じて前記変更処理を解除する請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のペン入力装置。
【請求項１１】
前記入力ペン（２）による所定の座標指定入力に応じて前記変更処理を解除する請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のペン入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、表示一体型のタブレットと入力ペンとを備え、入力ペンによる座標指定入力と手描き入力とが可能に構成されたペン入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の情報処理機器においては、近年、操作性の向上を図るべく入力手段の改良が進められており、入力面と一体に表示面を有する表示一体型のタブレットと入力ペンとを備えてなるペン入力装置は、情報処理機器の操作性の向上に寄与する有望な入力手段として広く採用されつつある。
【０００３】
この種のペン入力装置の多くは、タブレットの表面（入力面）に入力ペンの先端を接触させることによる座標指定入力を目的として構成されている。この構成は、入力面内の所定の座標位置に入力ペンの先端が接触したことを検出する接触検出器と、この検出に応じて所定の処理を実行する処理回路とを備えて実現される。表示一体型のタブレットを用いた場合、入力面と一体化された表示面上での表示により、入力ペンを接触させるべき座標位置を領域指定でき、またこの表示を逐次切り換えることにより、入力面内の各指定領域を夫々複数種の入力に対応付けることができ、多くの入力を誤りなく容易に行わせ得る入力手段が提供される。
【０００４】
更に一部のペン入力装置は、前述した座標指定入力に加えて、入力面上での入力ペンの接触走査により、文字、図形等の手描き入力が行える構成としてある。この構成は、入力面上での座標列として得られる入力ペンの走査軌跡を、文字データ又は図形データとして認識する認識回路を備えて実現される。この種のペン入力装置は、例えば、多数の入力項目の夫々に文字入力を必要とする各種のデータ管理業務において、キーボード操作等の煩雑な入力操作からオペレータを解放するものとして注目されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さて、手描き入力を可能としたペン入力装置においては、手描き入力用の入力枠をこれの属性を示す文字と共にタブレット面に表示し、表示された入力枠内での入力ペンの走査軌跡を手描き入力として受け付ける構成により、従来行われていた紙面上での表記と同等の使用感を得るようにしている。
【０００６】
また、一般的なデータ管理業務においては、多数の入力枠を含む入力画面を全体表示し、この表示を確認しつつ入力を行うことが切望される一方、手描き入力用の入力枠の大きさは、該入力枠内での入力ペンの走査軌跡を文字データ又は図形データとしての認識し得るための下限が存在する。そこで従来においては、通常時には入力画面の全体表示を行い、手描き入力が必要な場合には、タブレット面の全体又は一部に所望の入力枠を拡大表示して、この状態で手描き入力を行わせるようにしている。
【０００７】
ところが、以上の如き手描き入力に際しては、全体表示から入力枠毎の表示に切り換えるための操作、またこれと逆の操作を要することになり、この操作は、例えば、入力ペンによる座標指定入力を利用して行われるが、多数の入力項目の全てに対して手描き入力を行う場合に、各入力項目毎に前述した入力操作を繰り返す必要が生じ、オペレータに煩雑な作業を強いる難点があった。
【０００８】
また、表示一体型のタブレットと切り離して手描き入力専用のタブレットを備え、後者への手描き入力の結果を前者に取込み、表示に反映する構成としたペン入力装置も実用化されている。ところが、このペン入力装置においても、入力項目を指定するための座標指定入力は必要であり、操作の煩雑さを解消することはできない上、入力専用のタブレットを別個に設けることが構成の複雑化を招くという難点がある。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、タブレット面への手描き入力が、このための煩雑な操作を要することなく、紙面上での表記と同等の感覚にて行えるペン入力装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るペン入力装置は、入力面と一体に表示面を有するタブレットと、前記入力面への接触による座標指定入力、及び前記入力面上での接触走査による手描き入力を行う入力ペンとを備えたペン入力装置において、前記入力ペンに設けた赤外線の発光部及び前記入力面内に配設された複数の受光部を備え、前記発光部からの発光を前記受光部により受光した結果に基づいて前記入力面に対する前記入力ペンの遠近を認識するペン位置認識処理手段と、該ペン位置認識処理手段による近位置の認識に応じて前記表示面の表示内容を変更処理する表示処理手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
更に加えて、前記変更処理は、前記表示面に所定の表示がなされている場合に実行されること、この所定の表示は、前記手描き入力の受け付け枠をその一部に備える表示であることを夫々特徴とする。
【００１２】
また、前記変更処理は、前記表示面の一部の領域の表示内容を拡大表示する処理、前記表示面の一部の領域の表示内容を移動表示する処理、又はこれらを組み合わせた処理であり、これらの処理が、前記手描き入力の受け付け枠を含む領域に対して行われることを夫々特徴とする。
【００１３】
また、前記変更処理は、前記表示面の一部の領域の表示内容を他の表示内容に切り換える処理であり、この切り換え後の表示が、手描き入力の受け付け枠を含むことを夫々特徴とする。
【００１４】
また、前記ペン位置認識処理手段は、前記入力ペンが近づいている領域を前記入力面の面内にて特定する領域特定手段を含み、この特定結果に基づいて前記一部の領域を定めることを特徴とする。
【００１５】
更には、前記ペン位置認識処理手段による遠位置の認識に又は前記入力ペンによる所定の座標指定入力に応じて前記変更処理を解除することを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明においては、手描き入力を行うべく入力面に近づけられる入力ペンをペン位置認識処理手段により認識し、この認識に応じて表示処理手段が動作して、表示面上の表示内容を手描き入力に適した形態に変更処理する。
【００１７】
また、表示処理手段による変更処理を、表示面上に所定の表示がなされている場合に、特に、手描き入力の受け付け枠を有する表示がなされている場合に行わせ、必要時に表示の変更を確実に生ぜしめると共に、不要時における無為な表示の変更を防ぐ。
【００１８】
また表示処理手段の動作により、表示面上の一部の領域の拡大、同じく移動、若しくはこれらの組み合わせ、又は他の表示内容への切り換えを行わせて、手描き入力が可能な表示形態を得る。
【００１９】
またペン位置認識処理手段に含まれる領域特定手段により、入力ペンが近づきつつある入力面上の領域を特定し、この特定領域に対応する領域の表示を変更して、手描き可能な表示形態に変更する。
【００２０】
更には、ペン位置認識処理手段による遠位置の認識、又は入力ペンによる所定の座標指定入力に応じて表示処理手段による変更処理を解除して、変更前の表示内容に復帰させる。
【００２１】
【実施例】
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るペン入力装置の一実施例を示す外観斜視図である。
【００２２】
本発明に係るペン入力装置は、入力面と一体に表示面を有するタブレット１と、該タブレット１の入力面への接触入力が可能に構成された入力ペン２とを備えてなる。図１中の３は、その上面に入力手段としてのキーボード3aを備える本体ハウジングであり、前記タブレット１は、一側の縁部を枢軸として開閉自在に本体ハウジング３に取り付けられ、該本体ハウジング３に内蔵されたコンピュータ本体と共に可搬式のコンピュータを構成しており、図示の如く、入力面と表示面とを兼ねるタブレット面10を正面に向けて用いられるようになしてある。
【００２３】
一方前記入力ペン２は、基端側の信号線2aによりタブレット１に接続されており、この信号線2aを経て生じる信号の授受により、入力ペン２の先端をタブレット面10に接触させての座標指定入力と、同じく接触走査させての手描き入力とが行えるようになしてある。またタブレット１は、本体ハウジング３内部のコンピュータ本体と、各種の信号の伝送が可能にバス30を介して接続され、タブレット面10上での入力ペン２による座標指定入力及び手描き入力の結果は、バス30を経てコンピュータ本体に与えられるようになしてある。
【００２４】
またタブレット１には、図１に示す如く、タブレット面10の正面側から入射する赤外線を受光する複数の受光部４，４…が、タブレット面10の略全面に亘って均等に配設されている。一方入力ペン２には、先端近傍の外側又は内側に赤外線の発光部５が取り付けてある。
【００２５】
受光部４，４…及び発光部５は、入力面たるタブレット面10に対する入力ペン２の遠近を検出するペン位置検出器を構成するものであり、例えば、受光部４，４…が受光に応じて発する出力信号のレベルを所定の基準レベルと比較し、出力レベルが基準レベルを上回る場合に近位置にあるとの判定が、逆に下回る場合に遠位置にあるとの判定が夫々行われる。また、受光部４，４…の出力信号との比較用の基準レベルを複数設けることにより、タブレット面10に対する入力ペン２の離隔距離を、段階的又は連続的に検出することも可能である。更には、複数の受光部４，４…のいずれにおいて近位置の判定がなされたかにより、入力ペン２が近づきつつある領域（近接領域）が、タブレット面10の面内において特定される。
【００２７】
図２は、本発明に係るペン入力装置の回路構成を示すブロック図である。図示の如くタブレット１は、表示処理手段６と入力認識手段７とを備えている。これらは、信号の授受が可能にタブレット面10に夫々接続されていると共に、相互間での信号の授受が可能に接続されている。
【００２８】
表示処理手段６は、表示面としてのタブレット面10との間での信号の授受により、該タブレット面10の表示を変更する制御回路であり、表示切換処理部6a、表示加工処理部6b、拡大・縮小処理部6c、移動処理部6d等を備えてなる。これらの各処理部は、従来のペン入力装置にも備えられているものであり、表示切換処理部6aは、タブレット面10上の表示内容を種々に切り換える動作を、また表示加工処理部6bは、タブレット面10上の表示内容を加工（白黒反転、網かけ、表示色の変更等）する動作を、また拡大・縮小処理部6cは、タブレット面10上の表示内容の一部又は全部を拡大又は縮小する動作を、更に移動処理部6dは、タブレット面10上の表示内容の一部又は全部を所定位置に移動表示する動作を夫々行うようにしてある。
【００２９】
一方、入力認識手段７は、入力面としてタブレット面10との間での信号の授受により、該タブレット面10への入力を認識し、表示面としてのタブレット面10の表示内容を変更すべく、表示処理手段６に制御指令を発する回路であり、前記入力ペン２の接触による入力（座標指定入力及び手描き入力）を認識するためのペン座標認識処理部８を備えると共に、前記入力ペン２の近接による入力、即ち、前述の如く構成されたペン位置検出器から入力に基づき、タブレット面10に対する入力ペン２の相対位置を認識するペン位置認識処理部９を備えてなる。
【００３０】
ペン座標認識処理部８は、項目特徴認識部8a、項目入力処理部8b、及びペン動作認識部8cを備えてなる。これらは、従来のペン入力装置にも備えられているものであり、項目特徴認識部8aは、タブレット面10に入力ペン２が接触する座標位置が予め設定した特定領域にあることを認識する動作をなし、この認識がなされた場合、該領域に予め特徴づけられた所定の表示を行わしめるべく、表示処理手段６に制御指令を発する。また項目入力処理部8bは、タブレット面10の一部又は全部の領域を、座標指定入力領域又は手描き入力領域に特徴づける動作をなし、この特徴づけは、タブレット面10での表示に対応するように行われる。更にペン動作認識部8aは、手描き入力が可能に特徴づけられた領域において入力ペン２の接触走査がなされた場合に、この走査軌跡を文字データ又は図形データとして認識する動作をなす。
【００３１】
一方ペン位置認識処理部９は、近接判定部9a及び領域特定部9bを備えてなる。このペン位置認識処理部９には、前記ペン位置検出器の出力、具体的には、タブレット面10内に配設された受光部４，４…の出力が与えられており、これらの出力を用いた前述した手順により、近接判定部9aは、タブレット面10に対する入力ペン２の近接程度を判定する動作をなし、また領域特定部9bは、入力ペン２の近接領域をタブレット面10上にて特定する動作をなす。
【００３２】
以上の如く構成された本発明に係るペン入力装置においては、表示面としてのタブレット面10の表示内容が、入力面たるタブレット面10に対する入力ペン２の遠近に応じて変更される特徴的な動作が行われる。図３は、この変更動作の動作内容を示すフローチャートであり、図４〜図８は、この変更動作の実施による変更表示の一例を示す図である。
【００３３】
この表示内容の変更は、タブレット面10上に所定の表示の表示、例えば、複数の表記項目と夫々に対応する手描き入力枠との組み合わせによる記帳表示がなされている場合にのみ行われる。図４には、記帳表示の表示例が示されている。このような表示は、初期画面において入力ペン２をタブレット面10に接触させて、所定の座標指定入力がなされた場合に、項目特徴認識部8aからの制御指令により表示処理手段６の表示切換処理部6aが動作することにより行われる。
【００３４】
図３に示すフローチャートにおいて、前述した表示変更動作は電源スイッチのオン操作に応じて開始され、まず、タブレット面10上の表示が手描き入力が可能な表示（記帳表示）であるか否かの判定がなされ（ステップ１）、記帳表示である場合にはステップ２に進み、他の表示である場合には、通常表示のための制御指令を表示処理手段６に与え（ステップ３）、ステップ１に戻る。ステップ１での判定は、例えば、項目特徴認識部8aから対応する制御指令が発せられているか否かを判定することによりなされる。
【００３５】
ステップ２においては、ペン位置検出器の出力、具体的には、受光部４，４…の出力が取り込まれ、次いで、ペン位置認識処理部９の近接判定部9aの動作により入力ペン２の近接判定を行い（ステップ４）、この判定の結果、入力ペン２が遠位置にあるとの判定がなされた場合には、表示処理手段６に通常表示のための制御指令を与え（ステップ３）、ステップ１に戻る。
【００３６】
一方、ステップ４での近接判定の結果、受光部４，４…での受光レベルが十分に高く、入力ペン２が近位置にあるとの判定がなされた場合には、次いで、ステップ２において取り込まれたペン位置検出器の出力を用い、ペン位置認識処理部９の領域特定部9bの動作によりタブレット面10の面内における入力ペン２の近接領域を特定し（ステップ５）、その後、所定の表示変更を行わしめるべく表示処理手段６に変更表示のための制御指令を与え（ステップ６）、ステップ１に戻って前述した手順を繰り返す。
【００３７】
前記変更制御指令は、ステップ５において特定された領域の表示を変更するものであり、例えば、特定された領域の拡大表示、同じく所定位置への移動表示、拡大表示及び移動表示を組合わせた表示、又は予め定めた所定の表示内容への切り換え等、種々の形態での表示変更を採用することができる。但し、この変更表示は、手描き入力を可能とするためであり、対応する入力枠の大きさを手描き入力が可能な大きさとする必要があり、拡大表示を含むのが一般的である。
【００３８】
なお、以上の如き表示の変更は、表示処理手段６の対応する処理部の動作により行われる。例えば、拡大表示のための変更制御指令が与えられた場合、表示処理手段６の拡大・縮小処理部6cが動作し、表示面たるタブレット面10には、入力ペン２が近づけられた領域の表示内容がそのまま拡大表示される。
【００３９】
従って、図４に示す如く、通常の記帳表示がなされているタブレット面10に対し、図５に示す如く、入力ペン２を所定の表記項目（例えば名前）の表示位置に近付けた場合、ステップ４において近接状態にあるとの判定がなされ、またステップ５において、近接領域が特定される。その結果、タブレット面10の表示は、図６に示す如く、入力ペン２が近づけられた領域、即ち、前記表記項目及びこれに対応する手描き入力枠を含む領域が全面に拡大された表示となる。
【００４０】
以上の如き表示の変更と共に、前記項目入力処理部8bの動作により、表記項目の表示位置の一側が手描き入力領域Ａとして特徴づけられ、図７に示す如く、この手描き入力領域Ａに入力ペン２を接触走査させた場合、この走査軌跡が前記ペン動作認識部8cの動作により文字データ又は図形データとして認識される。
【００４１】
以上の如き変更表示は、タブレット面10から入力ペン２を離し、ステップ４において遠位置にあるとの判定がなされて、この判定に応じて通常表示指令が発せられることにより解除される。図８は、この解除後の通常表示の一例を示しており、手描き入力の結果が対応する位置に表示された表示形態が得られる。このような通常表示への復帰は、紙面上での表記の場合と同様に、手描き入力後に入力ペン２をタブレット面10から離す自然な操作に応じてなされ、優れた操作性が得られる。
【００４２】
また一方、変更表示後のタブレット面10の一部に座標指定入力が可能な領域を表示させ、この表示に従って行われる入力ペン２による座標指定入力に応じて変更表示を解除するようにしてもよい。この構成によれば、手描き入力の中途において入力結果を逐次確認し、入力ミスの発生を防ぐことができる。
【００４３】
図９及び図10は、他の表示変更例を示している。図９に示す表示は、入力ペン２の近接領域を、所定位置に移動すると共に所定の拡大を伴って表示したものである。また図示の如く、近接領域と異なる位置に表示域を設定することにより、通常表示の状態を確認しつつ手描き入力が行え、使い勝手に優れたものとなる。なおこのような表示は、移動処理部6d及び拡大・縮小処理部6cの動作により実現される。
【００４４】
また図10に示す表示は、入力ペン２の近接領域を、予め定めた他の表示形態に変えて表示したものである。この場合、手描き入力領域Ａを通常表示での表記範囲に限定されることなく設定でき、多量の手描き入力が行われる場合に有効である。なおこのような表示は、表示切換処理部6aの動作により実現される。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明のペン入力装置においては、入力ペンが近位置にあることをペン位置認識処理手段が認識したとき、この認識に応じた表示処理手段の動作により表示面上の表示内容が変更されるから、所望位置に入力ペンを近付ける操作により、タブレット面の表示が手描き入力に適した表示に変更され、この表示に従って手描き入力を行うことにより、入力面への手描き入力が、紙面上への表記の場合と同等の感覚にて誤りなく行え、操作性が大幅に向上する。
【００４６】
また表示の変更が、所定の表示、特に手描き入力用の受け付け枠を有する表示がなされている場合に限って行われるから、必要時にのみ確実に表示変更がなされて、操作性の向上を図ることができる。
【００４７】
また表示の変更が、一部の表示領域の拡大、同じく移動、若しくはこれらの組み合わせ、又は表示面上の一部の領域の所定の表示内容への切り換えによりなされ、得られた表示に従って手描き入力を容易に行わせることができる。
【００４８】
また入力ペンが近接しようとしている領域を入力面上にて特定し、この特定領域に対応する領域の表示を変更するから、所望の領域のみの表示変更がなされ、多数の入力枠を有する表示が行われている場合においてもこの表示に沿った手描き入力を容易に行わせ得るようになる。
【００４９】
また、入力ペンが遠位置にあること、又は入力ペンによる所定の座標指定入力がなされたことに応じて変更表示が解除されるから、煩雑な操作を要することなく入力結果の確認ができ、誤りのない手描き入力が行えるようになる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のペン入力装置の外観斜視図である。
【図２】本発明のペン入力装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】表示変更動作の内容を示すフローチャートである。
【図４】表示変更の一実施例を示す説明図である。
【図５】表示変更の一実施例を示す説明図である。
【図６】表示変更の一実施例を示す説明図である。
【図７】表示変更の一実施例を示す説明図である。
【図８】表示変更の一実施例を示す説明図である。
【図９】表示変更の他の実施例を示す説明図である。
【図１０】表示変更の他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  タブレット
２  入力ペン
４  受光部
５  発光部
６  表示処理手段
７  入力認識手段
８  ペン座標認識処理部
９  ペン位置認識処理部
9a  近接判定部
9b  領域特定部
【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】
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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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