JP2014115752A - ペン形入力装置及び電子情報ボードシステム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は異なる向きの操作を検知することを課題とする。
【解決手段】ペン形入力装置１００は、円筒形状の本体１１０の一端に筆記ユニット１００Ａが設けられ、本体１１０の他端に消去ユニット１００Ｂが設けられている。筆記ユニット１００Ａは、本体１１０の内部に、ペン先可動部１２０と、ペン先接触スイッチ１４０と、ペン先バネ１６０とを有する。また、消去ユニット１００Ｂは、本体１１０の内部に、ペン尻可動部１３０と、ペン尻接触スイッチ１５０と、ペン尻バネ１７０とを有する。ペン先バネ１６０及びペン尻バネ１７０は、夫々コイルバネからなり、バネ材の線径、巻径、全長、巻数などの設定条件により異なるバネ力を発生するようにバネ定数が選定されている。例えば、ペン尻バネ１７０のバネ定数は、ペン先バネ１６０のバネ定数よりも数倍〜十数倍以上大きく設定されているため、ペン尻可動部１３０をより強く押圧している。
【選択図】図２

Description

本発明はペン形入力装置及び電子情報ボードシステムに関する。

近年、所謂電子黒板あるいはインタラクティブ・ホワイトボード（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅｂｏａｒｄ：ＩＷＢ）と呼ばれている電子情報ボードの開発が進められている。この種の電子情報ボードは、例えば、液晶パネルやプラズマパネルなどのフラットパネルを用いた大画面（例えば、対角方向の寸法が４０〜６０インチの画面）を有する画像表示装置と、当該画像表示装置の表示面に接触した位置の座標を検知する座標検知装置（タッチパネル）と、座標検知装置から出力された座標データに基づいて当該画像表示装置の表示面に書き込まれた各種画像（文字や数字、図形を含む画像）を表示させる制御装置とを組み合わせた構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

また、電子情報ボードとパーソナルコンピュータとを接続することにより、パーソナルコンピュータ上のディスプレイに表示された画像を電子情報ボードに拡大して表示することが可能であり、会議におけるプレゼンテーションなどにも用いられる。

また、この電子情報ボードのシステムでは、ペン形入力装置（被検知対象）をタッチパネルに接触させることで、ペン形入力装置で書き込まれた手書き文字のグラフィックを表示面の画像に重畳させて表示させたり、パーソナルコンピュータの画面を取り込んでその上にペン形入力装置で書き込まれたグラフィックを重畳させて描く機能などを有している。

ペン形入力装置としては、例えば、一端にペン先の筆記操作を検知して筆記検知信号を無線信号に変換して送信する筆記ユニットが設けられ、ペン先と反対側の他端に筆記を消去する消去ユニットが設けられている（例えば、特許文献２参照）。

そして、ペン形入力装置を用いて書き込む場合は、筆記ユニットを電子情報ボードの表示面に接触させたまま、ペン形入力装置を表示面に沿うように移動させることで、その接触位置の座標が光学センサに検知されて、通常の黒板やホワイトボードと同じように文字や図形などを書き込むことができる。また、表示面の筆記を消去する場合は、ペン形入力装置を１８０°持ち替えて消去ユニットを電子情報ボードの表示面に接触させることで、その接触位置の座標が光学センサに検知されて、当該接触位置の筆記を消去することができる。

尚、ペン形入力装置は、筆記ユニットと消去ユニットを有するものに限らず、例えば、色の異なる複数の筆記ユニットが設けられたものもある。

上記ペン形入力装置を１８０°反転させるように持ち方を変えることで筆記操作から消去操作、あるいは消去操作から筆記操作に切替えることが可能になる。しかしながら、例えば、黒板にチョークで書き込むときのように指先でペン形入力装置の外周を把持しながら、ペン形入力装置の端部が手の平に対向するように持つ場合、筆記操作の最中に手の平が消去ユニットを押圧してしまうことがある。このような誤操作を行うと、消去ユニットから送信された消去検知信号によって直前に書き込んだ文字や図形が消去されたり、あるいは二つの検知信号が同時に入力されて制御処理が混乱してしまうという問題が発生する。

このような誤操作を解消する方法としては、例えば、ペン形入力装置に筆記モードと消去モードとを切替えるモード切替えスイッチを設けることが考えられる。ところが、当該切替えスイッチを切替え操作することで、誤操作による消去を防止できるが、この切替えスイッチ操作が面倒であり、操作性も低下することになる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したペン形入力装置及び電子情報ボードシステムの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

本発明は、ディスプレイ部の表示面に接触されて当該接触位置の座標を入力するペン形入力装置であって、
ペン形に形成された本体と、
前記本体に設けられ、前記表示面に接触されると共に変位する複数の接触部材と、
前記本体の内部に収納され、前記各接触部材の変位により入力操作を検知すると共に検知信号を出力する複数の入力検知部材と、
前記複数の入力検知部材から出力された各検知信号を無線信号に変換して送信する送信部と、
互いに対向する前記各接触部材と前記各入力検知部材との間に設けられ、前記各接触部材の変位量に応じて圧縮される複数の弾性部材と、
を備え、
前記複数の弾性部材は、前記各接触部材の変位に応じて夫々異なる大きさの押圧力で前記各接触部材を押圧することを特徴とする。

本発明によれば、各接触部材と各入力検知部材との間に設けられた各弾性部材が、各接触部材の変位により夫々異なる大きさの押圧力で各接触部材を押圧するため、各接触部材を押圧する際の感触が異なり、表示面に接触させていない接触部材を誤って押圧操作しようとしても、操作者自身が手の感触から誤操作であることを識別することができ、筆記操作中でも誤操作することを未然に防止できる。

本発明によるペン形入力装置の実施形態１が適用される電子情報ボードシステムを示す斜視図である。 本発明によるペン形入力装置の実施形態１を示す縦断面図である。 電子情報ボードの制御系を示すブロック図である。 電子情報ボードシステムの主要部を模式的に示す図である。 電子情報ボードのコントローラの構成を示すブロック図である。 座標位置を検知するタッチパネルの構成を示す図である。 本発明によるペン形入力装置の筆記ユニットを表示面に接触させた場合を示す図である。 本発明によるペン形入力装置の筆記操作中に消去ユニット側を押圧操作した場合を示す図である。 実施形態１のコントローラが実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明によるペン形入力装置の実施形態２を示す縦断面図である。 実施形態２のコントローラが実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

〔電子情報ボードシステムの構成〕
図１は本発明によるペン形入力装置の実施形態１が適用される電子情報ボードシステムを示す斜視図である。図１に示されるように、電子情報ボードシステム１０は、ディスプレイ部２０と、スタンド４０と、機器収納部５０とを有する。ディスプレイ部２０は、液晶パネル又はプラズマパネルなどのフラットパネルからなり、ディスプレイ部２０の筐体前面には画像を表示する表示面２２及びタッチパネル（座標検知手段）２４が形成されている。

さらに、電子情報ボードシステム１０は、専用のペン形入力装置１００の筆記ユニットのペン先を接触させることにより表示面２２に文字や図形などを書き込むことができる。

ペン形入力装置１００は、一端のペン先が表示面２２に接触されると、筆記の検知信号を無線信号として送信する。そして、ディスプレイ部２０は、ペン形入力装置１００から送信された筆記検知信号を受信すると、タッチパネル２４により検知された座標位置に書き込まれた文字や図形等を表示する。

また、ペン形入力装置１００は、他端のペン尻を表示面２２に接触させると、消去の検知信号を無線信号として送信する。そして、ディスプレイ部２０は、ペン形入力装置１００から送信された消去検知信号を受信すると、タッチパネル２４により検知された座標位置に書き込まれた文字や図形等を表示面２２から消去する。尚、この消去操作による表示処理としては、コントローラ６０において、検知された座標位置を背景と同じ色（例えば、白色）とする表示処理が行われる。

機器収納部５０は、例えば、後述するコントローラ、プリンタ、ビデオディスク装置等の各種機器が収納されている。また、機器収納部５０の上面には、入力操作を行うキーボード３０が搭載されている。

〔ペン形入力装置の構成〕
図２は本発明によるペン形入力装置の実施形態１を示す縦断面図である。図２に示されるように、ペン形入力装置１００は、円筒形状の本体１１０の一端に筆記ユニット１００Ａが設けられ、本体１１０の他端に消去ユニット１００Ｂが設けられている。筆記ユニット１００Ａは、本体１１０の内部に、ペン先可動部（第１接触部材）１２０と、ペン先接触スイッチ（第１入力検知部材）１４０と、ペン先バネ（第１弾性部材）１６０とを有する。また、消去ユニット１００Ｂは、本体１１０の内部に、ペン尻可動部（第２接触部材）１３０と、ペン尻接触スイッチ（第２入力検知部材）１５０と、ペン尻バネ（第２弾性部材）１７０とを有する。

ペン先接触スイッチ１４０、及びペン尻接触スイッチ１５０は、所謂プッシュスイッチからなり、それぞれ軸方向に突出する可動切片１４２、１５２を有する。可動切片１４２、１５２は、ペン先可動部１２０、ペン尻可動部１３０と微小な隙間を介して離間している。そのため、可動切片１４２、１５２は、ペン先可動部１２０、ペン尻可動部１３０が所定距離以上（上記微小隙間以上）移動したときに押圧されることで検知信号を出力するように構成されている。

また、ペン先バネ１６０及びペン尻バネ１７０は、夫々コイルバネからなり、バネ材の線径、巻径、全長、巻数などの設定条件により異なるバネ力を発生するようにバネ定数が選定されている。すなわち、一方のペン先バネ１６０は、筆記ユニット１００Ａを構成するため、比較的バネ力が弱く設定（例えば、０．１〜０．５Ｎ程度のバネ力が設定）されている。他方のペン尻バネ１７０は消去ユニット１００Ｂを構成するため、比較的バネ力が強く設定（例えば、２〜３Ｎ程度のバネ力が設定）されている。例えば、ペン尻バネ１７０のバネ定数は、ペン先バネ１６０のバネ定数よりも数倍〜十数倍以上大きく設定されているため、ペン尻可動部１３０をより強く押圧している。

ペン先可動部１２０は、本体１１０の一端に設けられた凹部１１２に挿入され、軸方向（Ｘ方向）に摺動可能に設けられている。また、ペン先可動部１２０は、本体１１０の凹部１１２より突出する先端１２２が円錐形状に形成され、基端１２４の外周が凹部１１２の内壁を摺動するように形成されている。また、ペン先可動部１２０の基端１２４の端面には、ペン先バネ１６０の端部が嵌合する円形溝１２６と、円形溝１２６の内側の中心線上に設けられた押圧部１２８とを有する。尚、押圧部１２８は、ペン先接触スイッチ１４０の可動切片１４２に対向するため、ペン先可動部１２０がタッチパネル２４に接触されると、軸方向（Ｘ方向）に所定距離以上摺動して可動切片１４２に当接する。これにより、ペン先接触スイッチ１４０は、筆記操作検知信号（第１検知信号）を出力する。

ペン尻可動部１３０は、本体１１０の他端に設けられた凹部１１４に挿入され、軸方向（Ｘ方向）に摺動可能に設けられている。また、ペン尻可動部１３０は、本体１１０の凹部１１４より突出する先端１３２が半球形状に形成され、基端１３４の外周が凹部１１４の内壁を摺動するように形成されている。また、ペン尻可動部１３０の基端１３４には、ペン尻バネ１７０の端部が嵌合する円形溝１３６と、円形溝１３６の内側の中心線上に設けられた押圧部１３８とを有する。

尚、押圧部１３８は、ペン尻接触スイッチ１５０の可動切片１５２に対向するため、ペン尻可動部１３０が表示面２２に接触されると、軸方向（Ｘ方向）に所定距離以上摺動して可動切片１５２に当接する。これにより、ペン尻接触スイッチ１５０は、消去操作検知信号（第２検知信号）を出力する。ペン尻可動部１３０は、先端が半球形状に形成されているので、ペン先可動部１２０と外観形状が異なる。そのため、操作者は、外観形状の相違からペン先可動部１２０とペン尻可動部１３０とを容易に識別できる。

ここで、ペン先バネ１６０とペン尻バネ１７０とのバネ力が大きく異なることから、ペン先可動部１２０及びペン尻可動部１３０の外観形状を視認しなくても、ペン先可動部１２０又はペン尻可動部１３０の何れかを押圧したかを、手の感触により識別できる。例えば、ペン先可動部１２０は、小さな力でも軸方向に摺動させることができるが、ペン尻可動部１３０は、ペン先可動部１２０よりも数倍くらい強い力でないと軸方向に摺動させることができない。従って、操作者が筆記をしようとしてペン尻可動部１３０を表示面２２に接触させた場合には、ペン尻バネ１７０のバネ力が強いため、その分ペン形入力装置１００を強く押圧することになる。このときの押圧操作力の差違により、ペン形入力装置１００の接触方向が１８０°逆であることが手の感触から分かる。

さらに、ペン形入力装置１００は、本体１１０の内部に収納された回路ユニット１８０を有する。また、回路ユニット１８０は、信号入力部１８２と、信号処理部１８４と、検知信号送信部１８６とを有する。

信号入力部１８２は、ペン先接触スイッチ１４０及びペン尻接触スイッチ１５０からの検知信号が入力される。信号処理部１８４は、信号入力部１８２を介して入力された検知信号を無線信号に変換する。検知信号送信部１８６は、信号処理部１８４で生成された無線信号（赤外線）を送信する。尚、本実施形態では、無線信号として赤外線を用いているが、これに限らず、電波、光、音波などの信号を用いても良い。

図３は電子情報ボードシステムの主要部を模式的に示す図である。図４は電子情報ボードの制御系を示すブロック図である。図３及び図４に示されるように、ディスプレイ部２０は、コントローラ６０により制御されており、入力操作される各種画面操作部２６やユーザＰＣ９０から取り込まれた画像を表示面２２に表示する。

また、コントローラ６０は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブル７０が接続されるＵＳＢソケット７２、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ）ケーブル８０が接続されるＶＧＡ入力ソケット８２を有する。

ユーザＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）９０は、ＵＳＢソケット７２及びＶＧＡ入力ソケット８２を介してコントローラ６０と接続される。また、ユーザＰＣ９０は、磁気ディスク装置などからなるストレージ９４を有する。ストレージ９４には、各種コンテンツ及びコンテンツ表示用アプリケーションソフトウエアなどのプログラムが格納されている。そして、操作者は、ストレージ９４に格納されたコンテンツの中から所望のコンテンツを選択することで、モニタ９２に当該コンテンツを表示させる。

そのため、コントローラ６０は、ユーザＰＣ９０のモニタ９２に表示された画像データがＵＳＢケーブル７０及びＶＧＡケーブル８０を介して転送されると、ディスプレイ部２０のユーザＰＣ画面２８にモニタ９２に表示された画像データと同じ画像を表示する。

また、コントローラ６０は、光ファイバなどの通信回線２００及びネットワークソケット２０２を介してインターネット又はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワーク２０４にも接続される。

さらに、図４に示されるように、電子情報ボードシステム１０は、ペン形入力装置１００から送信された検知信号を受信するペン信号受信部２１０を有する。このペン信号受信部２１０は、ペン形入力装置１００から送信された検知信号を受信すると、当該検知信号をタッチパネル２４に入力する。これにより、タッチパネル２４の制御回路であるタッチパネルドライバ部２５０は、ペン形入力装置１００からの検知信号によりペン形入力装置１００による入力操作が行われていることを認識し、コントローラ６０に検知信号を出力する。

〔電子情報ボードの制御系〕
図５は電子情報ボードのコントローラの構成を示すブロック図である。図５に示されるように、電子情報ボードシステム１０のコントローラ６０は、ペン信号受信部２１０と、コントローラオペレーションシステム部２２０と、アプリケーション部２３０と、映像入力デバイス部２４０と、タッチパネルドライバ部２５０を有する。また、アプリケーション部２３０は、イベント信号判断部２３１と、映像入力処理部２３２と、画像描画処理部２３４と、画面消去処理部２３６と、画面操作処理部２３８とを有する。

コントローラオペレーションシステム部２２０は、コントローラ６０で行う制御処理を管理、実行するメイン制御部である。

アプリケーション部２３０は、ディスプレイ部２０の表示面２２に表示される画像全体を生成する制御処理、ユーザＰＣ画面２８に表示する制御処理、ペン形入力装置１００の筆記検知信号が検知された場合に筆記された図形や文字などを表示する制御処理を行う。

イベント信号判断部２３１は、コントローラオペレーションシステム部２２０から入力されるイベント信号を監視しており、入力されたイベント信号に応じた制御処理を行う。

映像入力処理部２３２は、ユーザＰＣ９０から入力された画像を表示面２２のユーザＰＣ画面２８に表示するための制御処理を行う。

画像描画処理部２３４は、イベント信号判断部２３１を介してタッチパネル２４から入力される座標位置のデータに基づいて手書きのグラフィックを生成し、既に表示された画像に手書きのグラフィックを重畳してディスプレイ部２０の表示面２２に表示する。

画面消去処理部２３６は、イベント信号判断部２３１を介してタッチパネル２４から入力される座標位置の情報に基づいて現在表示されている画像の背景色でグラフィックを生成し、既に表示された画像に背景色のグラフィックを重畳してディスプレイ部２０の表示面２２に表示する。これにより、ディスプレイ部２０に表示された手書きグラフィックに背景色のグラフィックが重畳されて見かけ上は、表示面２２から消去される。

画面操作処理部２３８は、タッチパネル２４から入力される座標位置の情報（信号）をマウスイベントなどのポインティングディバイス信号に変換し、ディスプレイ部２０の表示面２２に表示される画面操作部２６のオン・オフ操作による処理を行う。また、タッチパネル２４の受発光センサ３００、３１０により検知されたペン形入力装置１００が接触した座標位置の情報をマウスダウンイベントとして座標値と共にコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。また、ペン形入力装置１００がタッチパネル２４の表示面２２に接触したまま移動させられた場合、マウスアップイベントとして座標値と共にコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。

タッチパネルドライバ部２５０は、ペン形入力装置１００及びタッチパネル２４から入力された座標位置信号及び筆記検知信号又は消去検知信号を所定のイベント信号に変換してコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。また、タッチパネルドライバ部２５０は、ペン信号受信部２１０でペン形入力装置１００より筆記検知信号又は消去検知信号が受信されると、座標位置信号と共に筆記検知信号又は消去検知信号をコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。

〔ペン形入力装置の座標検知方法〕
図６は座標位置を検知するタッチパネルの構成を示す図である。図６に示されるように、タッチパネル２４は、表示面２２の上側の左右角部に一対の受発光センサ３００、３１０が配置されている。表示面２２の左右側方及び下方には、反射板３２０、３３０、３４０が配置されている。また、反射板３２０、３３０、３４０は、夫々表示面２２の左右側方、下方の各縁部に沿うように設けられており、表示面２２に対する垂直方向に幅寸法が７〜１０ｍｍに形成されている。そのため、受発光センサ３００、３１０と反射板３２０、３３０、３４０との間にペン形入力装置１００などの障害物があると、その座標位置の反射光が受光できなくなる。

左上角部に配置された受発光センサ３００は、表示面２２を平行な垂直面に対して赤外線を照射しており、赤外線の照射方向は右側方の反射板３３０及び下方の反射板３４０の全域である。また、右上角部に配置された受発光センサ３１０は、表示面２２を平行な垂直面に対して赤外線を照射しており、赤外線の照射方向は左側方の反射板３２０及び下方の反射板３４０の全域である。

表示面２２に何も接触していない場合、受発光センサ３００、３１０から照射された赤外線は、反射板３２０、３３０、３４０で反射され、その反射光が受発光センサ３００、３１０で受光される。

ここで、ペン形入力装置１００のペン先可動部１２０又はペン尻可動部１３０が表示面２２に接触された場合、受発光センサ３００、３１０から照射された赤外線が接触箇所で赤外線が遮断される。そのため、受発光センサ回路３５０は、受発光センサ３００、３１０からの検知信号に基づいて赤外線を遮断された箇所の水平方向に対する傾斜角度を検知し、三角測量の数式で座標位置を演算し、ＸＹ座標に変換する。そして、受発光センサ回路３５０で得られた座標位置の信号は、コントローラオペレーションシステム部２２０を介して画像描画処理部２３４、画面消去処理部２３６、画面操作処理部２３８に伝送される。

〔ペン形入力装置１００の操作方法〕
図７は本発明によるペン形入力装置の筆記ユニットを表示面に接触させた場合を示す図である。図８は本発明によるペン形入力装置の筆記操作中に消去ユニット側を押圧操作した場合を示す図である。

図７に示されるように、操作者の手Ｈがペン形入力装置１００の本体１１０の軸方向の中間部分の外周を把持している場合、ペン形入力装置１００のペン先可動部１２０の先端１２２をディスプレイ部２０の表示面２２に接触させ、本体１１０を表示面２２側に押圧する。これにより、ペン先可動部１２０がペン先バネ１６０を圧縮しながら本体１１０の凹部１１２内を摺動し、押圧部１２８がペン先接触スイッチ１４０の可動切片１４２に当接する。そのため、ペン先接触スイッチ１４０は、筆記検知信号を出力する。

このようにペン先接触スイッチ１４０をオンにしたまま、ペン形入力装置１００を移動させると、ペン先可動部１２０の接触位置が移動して手書きの文字又は図形などを表示面２２に表示される。この場合、操作者は、ペン形入力装置１００の本体１１０の中間部分の外周を把持しているので、本端１１０の上端に突出するペン尻可動部１３０に手Ｈが接触せず、スムーズに筆記操作を行える。

これに対し、図８に示されるように、操作者の手Ｈがペン形入力装置１００の上端付近を把持している場合、手の平がペン尻可動部１３０に接触することになる。この場合、ペン先可動部１２０の先端１２２を表示面２２に接触させようと本体１１０を表示面２２側に強く押圧すると、ペン尻可動部１３０が本体１１０の凹部１１４内を摺動し、押圧部１３８がペン尻接触スイッチ１５０の可動切片１５２に当接することになる。よって、ペン先接触スイッチ１４０とペン尻接触スイッチ１５０の両方から同時に検知信号が出力される。

しかしながら、ペン形入力装置１００は、前述したようにペン尻バネ１７０のバネ定数がペン先バネ１６０のバネ定数よりも数倍〜十数倍以上大きい値に設定されているため、ペン尻可動部１３０を筆記操作の強さで押圧してもペン尻バネ１７０が殆ど圧縮されない。そのため、操作者が筆記操作を行っている際に、誤ってペン尻可動部１３０を押圧してもペン尻接触スイッチ１５０がオンになることが防止される。

〔コントローラ６０の制御処理〕
図９は実施形態１のコントローラ６０が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。図９に示されるように、コントローラ６０は、ステップＳ１１で、イベント監視ループが設定され、次のステップＳ１２でマウスイベントが検知されたか否かをチェックする。ステップＳ１２において、ユーザＰＣ９０又は表示面２２に表示された画面操作部２６の操作によりイベント信号が入力されていない場合（ＮＯの場合）は、Ｓ１１、Ｓ１２の処理を繰り返す待機状態となる。

また、ステップＳ１２において、ユーザＰＣ９０又は表示面２２に表示された画面操作部２６の操作によりイベント信号が入力されている場合（ＹＥＳの場合）は、次のステップＳ１３に進み、ペン尻接触スイッチ１５０から検知信号があるか否かをチェックする。ステップＳ１３において、ペン尻接触スイッチ１５０からの検知信号が無い場合（ＮＯの場合）、ペン尻可動部１３０が押圧操作されていないので、ステップＳ１４に進む。

次のステップＳ１４では、ペン先接触スイッチ１４０からペン先可動部１２０の検知信号があるか否かをチェックする。ステップＳ１４において、ペン先接触スイッチ１４０からの検知信号が無い場合（ＮＯの場合）、ペン形入力装置１００のペン先可動部１２０が押圧操作されていないので、上記Ｓ１１の処理に戻る。

また、ステップＳ１３において、ペン尻接触スイッチ１５０からの検知信号がある場合（ＹＥＳの場合）、ペン尻可動部１３０が押圧操作されているので、ステップＳ１５に進み、タッチパネル２４から座標位置の信号が入力されたか否かをチェックする。ステップＳ１５において、タッチパネル２４から座標位置の信号が入力されていない場合（ＮＯの場合）、ペン尻可動部１３０が表示面２２に接触されていないので、上記ステップＳ１３の処理に戻る。

また、ステップＳ１５において、タッチパネル２４から座標位置の信号が入力されている場合（ＹＥＳの場合）、ペン尻可動部１３０が表示面２２に接触されているので、ステップＳ１６に進み、タッチパネル２４で検知された座標位置の情報（信号）を読み込む。続いて、ステップＳ１７で画面消去処理部２３６に上記座標位置の情報と共に、ペン尻可動部１３０を表示面２２に接触させた状態でのイベント信号（文字や図形等を消去する信号）を伝送する。これにより、画面消去処理部２３６では、当該座標位置に背景色のグラフィックを重畳して当該座標位置に表示された文字や図形等を消去する。この後は、上記ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３において、ペン尻接触スイッチ１５０からの検知信号がある場合（ＹＥＳの場合）、再度消去操作が行われているため、上記Ｓ１５〜Ｓ１７の処理を実行する。

また、上記ステップＳ１４において、ペン先接触スイッチ１４０からの検知信号がある場合（ＹＥＳの場合）、ペン形入力装置１００のペン先可動部１２０が押圧操作されているので、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、タッチパネル２４から座標位置の信号が入力されたか否かをチェックする。ステップＳ１８において、タッチパネル２４から座標位置の信号が入力されていない場合（ＮＯの場合）、ペン先可動部１２０が表示面２２に接触されていないので、上記ステップＳ１４の処理に戻る。

また、ステップＳ１８において、タッチパネル２４から座標位置の信号が入力されている場合（ＹＥＳの場合）、ペン先可動部１２０が表示面２２に接触されているので、ステップＳ１９に進み、タッチパネル２４で検知された座標位置の情報（信号）を読み込む。続いて、ステップＳ２０で画面描画処理部２３４に上記座標位置の情報と共に、ペン先可動部１２０を表示面２２に接触させた状態でのイベント信号（文字や図形等を表す信号）を伝送する。この後は、上記ステップＳ１３に戻り、操作者が消去操作又は筆記操作に対応する処理を順次行う。

尚、上記ステップＳ１７、Ｓ２０の処理の後は、上記Ｓ１１の処理に戻り、ステップＳ１２でマウスイベントの有無を確認してからＳ１３〜Ｓ２０の処理を実行するようにしても良い。

〔実施形態２〕
図１０は本発明によるペン形入力装置の実施形態２を示す縦断面図である。図１０に示されるように、実施形態２のペン形入力装置４００は、円筒形状の本体１１０の一端に筆記ユニット４００Ａが設けられ、本体４１０の他端に消去ユニット４００Ｂが設けられている。ペン形入力装置４００の筆記ユニット４００Ａは、本体１１０の内部に、ペン先可動部（第１接触部材）１２０と、ペン先圧力センサ（第１入力検知部材）４４０と、ペン先バネ（第１弾性部材）１６０とを有する。また、消去ユニット４００Ｂは、本体１１０の内部に、ペン尻可動部（第２接触部材）１３０と、ペン尻圧力センサ（第２入力検知部材）４５０と、ペン尻バネ（第２弾性部材）１７０とを有する。尚、ペン形入力装置４００は、前述した接触スイッチの代わりに圧力センサを用いた構成であり、実施形態１と同様な構成の説明は省略する。

ペン先圧力センサ４４０は、ペン先可動部１２０が押圧されて圧縮されたペン先バネ１６０のバネ力に応じて弾性変形し、当該弾性変形量に応じて抵抗値を変化させる特性を有する感圧導電性エラストマーセンサからなる。そのため、ペン先圧力センサ４４０は、筆記操作によるペン先バネ１６０のバネ力に応じた圧力値を検知する。

また、ペン尻圧力センサ４５０は、ペン尻可動部１３０が押圧されて圧縮されたペン尻バネ１７０のバネ力に応じて弾性変形し、当該弾性変形量に応じて抵抗値を変化させる特性を有する感圧導電性エラストマーセンサからなる。そのため、ペン尻圧力センサ４５０は、消去操作によるペン尻バネ１７０のバネ力に応じた圧力値を検知する。

ペン尻バネ１７０のバネ定数は、実施形態１と同様に、ペン先バネ１６０のバネ定数よりも数倍〜十数倍以上大きく設定されている。そのため、ペン尻圧力センサ４５０は、ペン先バネ１６０のバネ力より大きなバネ力を有するペン尻バネ１７０の押圧力を検知することになる。よって、ペン尻圧力センサ４５０の検知信号の閾値は、バネ力の差に応じてペン先圧力センサ４４０の閾値よりも高い値に設定される。

さらに、ペン形入力装置４００は、本体４１０の内部に収納された回路ユニット４８０を有する。また、回路ユニット４８０は、抵抗−電圧変換回路４８２と、Ａ／Ｄ変換回路４８４と、記憶回路４８６と、閾値処理回路４８８と、出力回路５００と、信号処理部５０２と、検知信号送信部５０４とを有する。

抵抗−電圧変換回路４８２は、筆記操作及び消去操作によるペン先圧力センサ４４０及びペン尻圧力センサ４５０の抵抗値の変化を電圧に変換する。

Ａ／Ｄ変換回路４８４は、各圧力センサ４４０、４５０により検知された電圧値のアナログ信号をディジタル信号に変換する。

記憶回路４８６は、各圧力センサ４４０、４５０により検知された電圧値に対する閾値を記憶する。

閾値処理回路４８８は、Ａ／Ｄ変換回路４８４によりディジタル信号に変換された圧力検知信号と記憶回路４８６に記憶された閾値とを比較し、圧力検知信号が閾値を超えた場合に検知信号をオンにし、圧力検知信号が閾値を超えない場合に検知信号をオフにする。

出力回路５００は、閾値処理回路４８８から出力される論理値を所定のレートで入力インターフェイス部を介して信号処理部５０２に出力する。信号処理部５０２は、出力回路５００を介して入力された論理値の信号を無線信号に変換する。検知信号送信部５０４は、信号処理部５０２で生成された無線信号を送信する。

図１１は実施形態２のコントローラが実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。図１１に示されるように、ステップＳ２１、ステップＳ２２の処理は、前述したステップＳ１１、ステップＳ１２と同じであるので、その説明を省略する。

ステップＳ２３では、ペン尻圧力センサ４５０により検知された圧力検知信号が予め設定された閾値Ｂより大きい値か否かをチェックする。ステップＳ２３において、ペン尻圧力センサ４５０により検知された圧力検知信号が予め設定された閾値Ｂより小さい場合（ＮＯの場合）、ペン尻可動部１３０が押圧操作されていないので、ステップＳ２４に進む。

次のステップＳ２４では、ペン先圧力センサ４４０により検知された圧力検知信号が予め設定された閾値Ａより大きい値か否かをチェックする。ステップＳ２４において、ペン先圧力センサ４４０により検知された圧力検知信号が予め設定された閾値Ａより小さい場合（ＮＯの場合）、ペン先可動部１２０が押圧操作されていないので、上記Ｓ１１の処理に戻る。尚、消去操作の閾値Ｂは、筆記操作の閾値Ａよりも数倍大きい値に設定されている（閾値Ａ＜閾値Ｂ）。

また、上記ステップＳ２３において、ペン尻圧力センサ４５０により検知された圧力検知信号が予め設定された閾値Ｂより大きい場合（ＹＥＳの場合）、ペン尻可動部１３０が押圧操作されているので、ステップＳ２５〜Ｓ２７の処理を実行する。尚、ステップＳ２５〜Ｓ２７の処理は、前述したステップＳ１５〜Ｓ１７の処理と同じため、説明を省略する。

また、上記ステップＳ２４において、ペン先圧力センサ４４０により検知された圧力検知信号が予め設定された閾値Ａより大きい場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ２８〜Ｓ３０の処理を実行する。尚、ステップＳ２８〜Ｓ３０の処理は、前述したステップＳ１８〜Ｓ２０の処理と同じため、説明を省略する。

実施形態２のペン形入力装置４００は、消去操作によるペン尻可動部１３０の摺動動作により圧縮されるペン尻バネ１７０のバネ定数は、筆記操作により圧縮されるペン先バネ１６０のバネ定数よりも数倍〜十数倍以上大きく設定されている。そのため、前述した図８のように本体１１０の上端側から把持してもペン尻可動部１３０を筆記操作の強さで押圧してもペン尻バネ１７０が殆ど圧縮されない。そのため、操作者が筆記操作を行っている際に、誤ってペン尻可動部１３０を押圧してもペン尻圧力センサ４５０が圧力検知信号を出力せず、オンになることが防止される。

尚、上記実施形態では、電子情報ボードシステム１０で使用される場合のペン形入力装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、本発明は他のタッチパネルを有するディスプレイ装置や端末装置の入力装置にも適用できる。

また、上記実施形態では、ペン形入力装置の一端に筆記ユニットが設けられ、他端に消去ユニットが設けられた構成を一例として挙げたが、これに限らず、消去ユニットの代わりに他端に複数色を選択できる筆記ユニットを設けるものでも適用できる。

１０ 電子情報ボードシステム
２０ ディスプレイ部
２２ 表示面
２４ タッチパネル
２８ ユーザＰＣ画面
６０ コントローラ
７０ ＵＳＢケーブル
７２ ＵＳＢソケット
８０ ＶＧＡケーブル
８２ ＶＧＡ入力ソケット
９０ ユーザＰＣ
１００、４００ ペン形入力装置
１００Ａ、４００Ａ 筆記ユニット
１００Ｂ、４００Ｂ 消去ユニット
１１０ 本体
１２０ ペン先可動部（第１接触部材）
１３０ ペン尻可動部（第２接触部材）
１４０ ペン先接触スイッチ（第１入力検知部材）
１４２、１５２ 可動切片
１５０ ペン尻接触スイッチ（第２入力検知部材）
１６０ ペン先バネ（第１弾性部材）
１７０ ペン尻バネ（第２弾性部材）
１８０、４８０ 回路ユニット
１８２ 信号入力部
１８４ 信号処理部
１８６ 検知信号送信部
２００ 通信回線
２０２ ネットワークソケット
２０４ ネットワーク
２１０ ペン信号受信部
２２０ コントローラオペレーションシステム部
２３０ アプリケーション部
２３１ イベント信号判断部
２３２ 映像入力処理部
２３４ 画像描画処理部
２３６ 画面消去処理部
２３８ 画面操作処理部
２４０ 映像入力デバイス部
２５０ タッチパネルドライバ部
３００、３１０ 受発光センサ
３２０、３３０、３４０ 反射板
３５０ 受発光センサ回路
４４０ ペン先圧力センサ（第１入力検知部材）
４５０ ペン尻圧力センサ（第２入力検知部材）
４８２ 抵抗−電圧変換回路
４８４ Ａ／Ｄ変換回路
４８６ 記憶回路
４８８ 閾値処理回路
５００ 出力回路
５０２ 信号処理部
５０４ 検知信号送信部

特許第４６２７７８１号公報 特許第２７６７０９８号公報

Claims (8)

1. ディスプレイ部の表示面に接触されて当該接触位置の座標を入力するペン形入力装置であって、
   ペン形に形成された本体と、
   前記本体に設けられ、前記表示面に接触されると共に変位する複数の接触部材と、
   前記本体の内部に収納され、前記各接触部材の変位により入力操作を検知すると共に検知信号を出力する複数の入力検知部材と、
   前記複数の入力検知部材から出力された各検知信号を無線信号に変換して送信する送信部と、
   互いに対向する前記各接触部材と前記各入力検知部材との間に設けられ、前記各接触部材の変位量に応じて圧縮される複数の弾性部材と、
   を備え、
   前記複数の弾性部材は、前記各接触部材の変位に応じて夫々異なる大きさの押圧力で前記各接触部材を押圧することを特徴とするペン形入力装置。
2. 前記複数の弾性部材は、夫々バネ部材からなり、各バネ部材のバネ定数が異なる大きさに設定されることを特徴とする請求項１に記載のペン形入力装置。
3. 前記複数の入力検知部材は、夫々前記複数の接触部材のうち対応する一の前記接触部材が前記表示面に押圧されて前記本体の内側に所定距離に達する位置まで変位したときに検知信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のペン形入力装置。
4. 前記複数の入力検知部材は、夫々前記複数の接触部材のうち対応する一の前記接触部材が前記表示面に押圧されて前記本体の内側に変位して前記弾性部材の押圧力が所望の閾値以上に達した場合に検知信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のペン形入力装置。
5. 前記複数の接触部材は、
   前記本体の一端に設けられ、前記表示面に筆記を行う場合に前記表示面に接触される第１接触部材と、
   前記本体の他端に設けられ、前記表示面に表示された画像を消去する場合に前記表示面に接触される第２接触部材と、
   を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のペン形入力装置。
6. 前記複数の弾性部材は、
   前記第１接触部材を押圧する第１弾性部材と、
   前記第１弾性部材よりもバネ定数が大きい値に設定され、前記第２接触部材を押圧する第２弾性部材と、
   を有することを特徴とする請求項５に記載のペン形入力装置。
7. 前記複数の入力検知部材は、
   前記第１接触部材が前記第１弾性部材の押圧力よりも強い力で前記表示面に押圧されて前記本体の内部に変位した場合、前記表示面に筆記を行うための筆記検知信号を出力する第１入力検知部材と、
   前記第２接触部材が前記第２弾性部材の押圧力よりも強い力で前記表示面に押圧されて前記本体の内部に変位した場合、前記表示面に表示された画像を消去するための消去検知信号を出力する第２入力検知部材と、
   を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のペン形入力装置。
8. 請求項１〜７の何れかに記載のペン形入力装置と、
   前記ペン形入力装置が接触される表示面を有するディスプレイ部と、
   前記ペン形入力装置が前記表示面に接触したときの座標を検知する座標検知手段と、
   前記座標検知手段により検知された座標位置に前記ペン形入力装置の接触によるグラフィックを前記ディスプレイ部に表示するコントローラと、
   を備えた電子情報ボードシステム。

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