JP2015138299A - 指示具及び座標検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を少なくしつつ、ホバリング機能を発揮させることができる指示具を提供する。
【解決手段】座標検出面へ座標入力する指示具であって、発光する発光手段１と、当該指示具の動きを検知する動き検知手段５と、前記動き検知手段により検知された、前記座標検出面から離れた状態での動きより、前記座標検出面へ座標入力しようとしているか否かを判定する判定手段６０４と、前記判定手段の判定結果によって、前記座標検出面へ座標入力しようとしていると判定されたときは前記発光手段を発光させ、前記座標検出面へ座標入力しようとしていないと判定されたときは前記発光手段の発光を停止するように制御する発光制御手段６０１とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、指示具及び座標検出システムに関する。

電子黒板等で用いられる座標入力方法の一つとして、発光ペンを用いる方法が既に知られている。また、電子黒板では、ユーザが文字や画像の座標を入力しようとしたとき、発光ペンを電子黒板から浮かせた状態の発光ペンの先端が示す位置を電子黒板上に表示し、入力する際の目印として使用する機能（ホバリング機能）が既に知られている。

しかし、これまでの発光ペンを用いる方法では、ホバリング機能を使用する場合、発光ペン（指示具）の先端を常に発光させておくため、発光ペン自体の消費電力が増える問題があった。これを回避するために、発光ペンが座標検出面に接触している間は発光させ、ペンが座標検出面から離れると消える方法も考えられている。しかし、この方法では、ホバリング機能を発揮することができないという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、消費電力を少なくしつつ、ホバリング機能を発揮させることができる指示具を提供することを目的とする。

一実施形態によれば、座標検出面へ座標入力する指示具であって、発光する発光手段と、当該指示具の動きを検知する動き検知手段と、前記動き検知手段により検知された、前記座標検出面から離れた状態での動きより、前記座標検出面へ座標入力しようとしているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果によって、前記座標検出面へ座標入力しようとしていると判定されたときは前記発光手段を発光させ、前記座標検出面へ座標入力しようとしていないと判定されたときは前記発光手段の発光を停止するように制御する発光制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の一実施形態によれば、消費電力を少なくしつつ、ホバリング機能を発揮させることができる指示具を提供することができる。

本発明の第一の実施形態における座標検出システムの構成例を示す図である。 本発明の第一の実施形態における座標入力装置のハードウェア構成例を示す図である。 本発明の第一の実施形態における座標入力装置の検出部と検出範囲の関係の一例を示す図である。 本発明の第一の実施形態における指示具の外観の一例を示す図である。 本発明の第一の実施形態における、指示具の内部構成の一例を示す図である。 本発明の第一の実施形態における、検出範囲の平面と指示具の位置関係を示す図である。 本発明の第一の実施形態における条件１の判定を光検知で行う場合の指示具の内部構成の一例を示す図である。 本発明の第一の実施形態におけるホバリング用発光の判定方法の一例を示す図である。 本発明の第一の実施形態における指示具の状態遷移の一例を示す図である。 本発明の第一の実施形態における発光部のＬＥＤのＰＷＭ制御の一例を示す図である。 本発明の第一の実施形態における、状態遷移の各ステートとＬＥＤの発光状態の実施例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

図１は、本発明の第一の実施形態における座標検出システムの構成例を示す。

座標検出システム５００は、指示具１３と、座標入力装置４００と、付加的な要素としてＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）３００と、ＰＣ３００用のディスプレイ３０１と、を含む。また、座標入力装置４００は、制御装置１００と、ディスプレイ２０と、４つの検出部１１ａ〜１１ｄと、４つの周辺発光部１５ａ〜１５ｄと、を含む。なお、任意の１つ以上の検出部を示す場合は、以下、総称して検出部１１ともいう。また、任意の１つ以上の周辺発光部を示す場合は、以下、総称して周辺発光部１５ともいう。また、ディスプレイ２０の表示面は、座標入力装置４００の座標検出面２００を兼ねている。なお、ディスプレイ２０には電子黒板も含まれる。また、座標検出システム５００は、赤外線光遮断またはペン発光を用いた公知の三角測量方式による座標の検出方法を使用することができる。

また、座標入力装置４００にはＰＣ３００が接続されており、座標入力装置４００は、ＰＣ３００が出力した映像をディスプレイ２０に表示することができる。

ペン発光を用いた方法を使用する４つの検出部１１ａ〜１１ｄは、ディスプレイ２０の表示面である座標検出面２００の検出範囲の四隅に配置されている。また、赤外線光遮断を用いた方法で使用する４つの周辺発光部１５ａ〜１５ｄは、ディスプレイ２０の周囲の側縁部に配置されている。なお、検出部１１及び周辺発光部１５は、ディスプレイ２０と一体型の構造でも良いし、ディスプレイ２０に固定して使用する着脱可能な構造であっても良い。タッチパネル機能を有しないディスプレイ２０に検出部１１及び周辺発光部１５を固定して使用することにより、ユーザは、指示具１３を用いてタッチパネルを操作しているかのようにして、ディスプレイ２０上での指示具１３による座標入力の操作が可能となる。

ここでは、ペン発光を用いた方法を使用する場合の座標入力装置４００と指示具１３について、以下説明する。

指示具１３には、先端に発光部がある。指示具１３の発光部は、指示具１３の先端が座標検出面２００に触れている間は発光する。座標入力装置４００の制御装置１００は、指示具１３の発光部が発光する光を検出部１１により検出し、指示具１３の座標を三角測量方式等により算出する。

座標入力装置４００には、座標検出システム５００に対応したアプリケーションがインストールされている。アプリケーションは、ユーザが操作した指示具１３の座標検出面２００の上の動きに応じて、検出部１１から出力される検出信号に基づき、位置情報を取得する。取得した位置情報に基づき、アプリケーションは、指示具１３の動きを解析する。解析結果により、アプリケーションは、座標入力装置４００を制御する。

また、アプリケーションは、操作用のメニューをディスプレイ２０に表示することができる。ユーザがアプリケーションを使用して絵を描きたいとき、ユーザは、アプリケーションが表示した操作用メニューの描画の項目を、指示具１３で触れることにより、描画モードを選択することができる。描画モードのとき、ユーザは、指示具１３で座標検出面２００を再び触れることにより、ディスプレイ２０に図形を描画することができる。このとき、制御装置１００は、指示具１３が座標検出面２００に触れている位置を、検出部１１によりリアルタイムで解析して、指示具１３が座標検出面２００上をどのように移動したのかを示す時系列の座標の軌跡を作成する。また、制御装置１００は、時系列の座標の軌跡を連結して線を作成し、ディスプレイ２０に表示する。

図１では、座標入力装置４００は、ＰＣ３００から出力された画像をディスプレイ２０に表示している。ユーザは、指示具１３を用いて、ＰＣ３００から出力されたディスプレイ２０上の画像上に描画をすることもできる。

ユーザは、ディスプレイ２０に表示された画像に追加記載したい場合、指示具１３が座標検出面２００に触れないようにして、画像を追加したい位置まで移動する。画像を追加したい位置まで移動した後、ユーザは、座標検出面２００上に指示具１３を接触させ、画像の座標を入力する。図１では、ユーザは、指示具１３を三角形の形状に沿って移動させて、画像の座標を入力している。制御装置１００は、指示具１３の移動による一連の座標入力の動作を１つのストローク（三角形）として保持し、ＰＣ３００から出力された画像と、指示具１３で入力した画像（三角形）を合成して、ディスプレイ２０上に表示することができる。

以上のように、座標検出システム５００を適用することで、ユーザは、指示具１３で座標検出面２００に触れるだけで、様々な操作が可能となる。

図２は、本発明の第一の実施形態における座標入力装置のハードウェア構成例を示す図である。

座標入力装置４００は、制御装置１００と、ディスプレイ２０と、検出部１１と、を含む。ここで、制御装置１００は、市販の情報処理装置又は座標検出システム用に開発された情報処理装置で良い。制御装置１００は、アドレスバスやデータバス等のバスライン１１８を介して電気的に接続されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）１０４、ネットワークコントローラ１０５、外部記憶コントローラ１０６、センサコントローラ１１４、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１２、及び、キャプチャデバイス１１１を有している。

ＣＰＵ１０１は、アプリケーションを実行して座標検出システム５００の動作全体を制御する。ＲＯＭ１０２には、主に、制御装置１００が起動する際、ＣＰＵ１０１により実行されるＩＰＬ（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒ ）等のプログラムが記憶されている。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１がアプリケーションを実行する際のワークエリアとなる。ＳＳＤ１０４は、座標検出システム用のアプリケーション１１９や各種データが記憶された不揮発メモリである。ネットワークコントローラ１０５は、ネットワーク（図示していない）を介してサーバ（図示していない）等と通信する際に通信プロトコルに基づく処理を行う。なお、ネットワークコントローラ１０５は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）又は複数のＬＡＮが接続されたＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（例えばインターネット）等のネットワークに接続される。

外部記憶コントローラ１０６は、着脱可能な外部メモリ１１７に対する書き込み又は外部メモリ１１７からの読み出しを行う。外部メモリ１１７は、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ又はＳＤカード等である。キャプチャデバイス１１１は、画像等を取り込むためのインタフェースであり、ＰＣ３００に接続して、ＰＣ３００が出力している画像を取り込む。ＧＰＵ１１２は、描画専用のプロセッサであり、ディスプレイ２０の各ピクセルの画素値の演算等を実行する。ディスプレイコントローラ１１３は、ＧＰＵ１１２が作成した画像をディスプレイ２０に出力する。ディスプレイ２０の表示面は、座標入力装置４００の座標検出面２００も兼ねている。

センサコントローラ１１４には、４つの検出部１１ａ〜１１ｄが接続されている。座標入力装置４００は、４つの検出部１１ａ〜１１ｄを使用し、ペン発光を用いた方法で座標を入力することができる。詳しくは図３で後述する。

なお、制御装置１００は、指示具１３と通信するための通信手段として、指示具コントローラ１１６を有しても良い。

また、指示具１３は、先端が押圧されたことを制御装置１００に通知するための押圧信号を送信する通信手段を有しても良い。制御装置１００は、指示具１３の先端が押圧されたことを通知する、指示具１３の通信手段から送信される押圧信号を、指示具コントローラ１１６を介して受信するようにしても良い。これにより、制御装置１００は、指示具１３の先端が押圧されたことを検出することができるようにしても良い。

なお、座標検出システム用のアプリケーションは、外部メモリ１１７に記憶された状態で流通されても良い。また、座標検出システム用のアプリケーションは、ネットワークコントローラ１０５を介して、ネットワーク上のサーバ（図示していない）等からダウンロードされてもよい。また、流通されるアプリケーションのファイル形式は、圧縮されたファイルの状態でも実行形式のファイルでもよい。

図３は、本発明の第一の実施形態における座標入力装置の検出部と検出範囲の関係の一例を示す図である。

座標入力装置４００の検出部１１と座標検出面２００の検出範囲の関係を示す。座標検出面２００の検出範囲は、本図には図示していないコンピュータ等の制御装置１００の出力を表示するディスプレイ２０の表示範囲と一致させるようにしても良い。なお、本実施例では、座標検出面２００の検出範囲とディスプレイ２０の表示範囲が一致している場合について説明する。また、座標検出面２００と検出範囲とを一致させ、座標検出面２００全体が検出範囲となるようにしても良い。

検出部１１の配置方法の一例として、図３では、４つの検出部１１ａ〜１１ｄが、座標検出面２００の検出範囲の四隅に配置されている。なお、座標入力装置４００は、座標検出面２００の検出範囲において、検出したい指示具１３の数等の条件により、検出部１１の数を増減させてもよい。検出部１１は、一次元または二次元のセンサと結像光学系を組み合わせて構成されている。制御装置１００（図示していない）は、検出部１１の出力を処理し、座標検出面２００の検出範囲上の強度分布を作成する。制御装置１００は、検出部１１の出力から作成した強度分布を用いて、座標検出面２００上で指示具１３によって指示された位置の座標を特定する。

図４は、本発明の第一の実施形態における指示具の外観の一例を示す図である。

指示具１３は、発光部１と、接触検知スイッチ２と、電源スイッチ３と、持ち手部４と、を含む。

指示具１３は、マーカーなど従来の筆記具と同様に指示具１３の先端で文字や線を書いたりするイメージで使用できるように、先端部分に発光部１を設けている。

発光部１は、接触検知スイッチ２と一体で形成され、指示具１３の先端部に設けている。

接触検知スイッチ２は、ユーザが指示具１３を用いて文字や画像の座標を入力する際、指示具１３の先端に圧力がかかると、先端の発光部１と一体で持ち手部４側に可動し、機械的に接触状態を検知するようにしている。

なお、発光部１は、接触検知スイッチ２と一体で形成されていなくても良い。また、発光部１より発光された光が検出部１１に届き、指示具１３の座標位置を検出できる位置であれば、発光部１の位置は、指示具１３の先端部ではなく、他の位置にあっても良い。例えば、発光部１は、接触検知スイッチ２と持ち手部４の間の部分にリング状の形状で設けられていても良い。

電源スイッチ３は、指示具１３の上部にあるが、持ち手部４の側面の位置にあっても良い。指示具１３は、電源スイッチ３によって、ユーザが手動で電源をＯＮ又はＯＦＦすることができる。

持ち手部４の内部には、電源（二次電池又は一次電池）を内蔵しており、指示具１３は、ワイヤレスで使用することができる。ユーザは、指示具１３の持ち手部４を持って、座標検出面２００上に指示具１３で文字や画像の座標を入力することができる。

なお、発光部１から発光される光の波長は、検出部１１が検出できる波長の範囲に対応させれば良い。発光部１から発光する光としては、一般的に可視光または赤外光が用いられている。また、接触検知スイッチ２は、先端の発光部１と一体で形成されても良い。

図５は、本発明の第一の実施形態における、指示具の内部構成の一例を示す図である。

指示具１３は、発光部１と、接触検知スイッチ２と、電源スイッチ３と、電源部９と、動き検知部５と、制御部６とを含む。

発光部１は、検出部１１が検出することができる波長の光で光るＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含む。

接触検知スイッチ２は、指示具１３の先端が座標検出面２００の検出範囲の面に触れているか否かを検知することができる。接触検知スイッチ２は、ユーザが指示具１３を用いて文字や画像の座標を入力する際、指示具１３の先端に圧力がかかると、先端の発光部１と一体で持ち手部４側に可動し、機械的に接触状態を検知するようにしている。指示具１３は、その他の方法で接触を検知しても良い。ただし、接触を検知する方法は、機構が単純で低消費電力であることが望ましい。

ユーザは、電源スイッチ３により、指示具１３の電源をＯＮ又はＯＦＦすることができる。

電源部９は、二次電池又は一次電池を有し、各ブロックに電力の供給を行っている。なお、電源部９は、電源スイッチ３により、電源のＯＮ又はＯＦＦが切り替えられる。

動き検知部５は、３軸の加速度センサ及び角速度センサを用いて、指示具１３の動きを検知するようにしている。各加速度センサは、各検出軸方向の加速度を測定することができる。また、角速度センサは、指示具１３の傾きを検知することができる。また、加速度センサ及び角速度センサは、検知精度や検知間隔を変更することにより、低消費電力モードで動作させることもできる。指示具１３の動き検知についての詳細は、図６にて説明する。なお、本実施の形態では、指示具１３の動き検知部５は、３軸の加速度センサ及び角速度センサの４つのセンサを設けているが、任意の一つ以上のセンサを含むようにしても良い。

制御部６は、発光制御手段６０１と、移動距離計測手段６０２と、傾き計測手段６０３と、判定手段６０４と、を含む。

発光制御手段６０１は、発光部１の発光の制御を行う。なお、発光制御手段６０１は、一般的なＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御で発光強度の制御を行うようにしても良い。発光制御手段６０１は、判定手段６０４から指示に応じて、発光の制御を行う。

移動距離計測手段６０２は、動き検知部５の各加速度センサからの情報と、接触検知スイッチ２の情報と、を入手し、座標検出面２００から離れた位置から各軸方向への移動距離を計測する。

傾き計測手段６０３は、動き検知部５の角速度センサからの情報を入手し、指示具１３の傾きを計測する。

判定手段６０４は、接触検知スイッチ２と、動き検知部５と、移動距離計測手段６０２と、傾き計測手段６０３と、からの情報を入手し、指示具１３が座標検出面２００へ座標入力しようとしているか否かを判定する。判定手段６０４は、判定結果に応じて、発光制御手段６０１に発光の制御を指示する。

図６は、本発明の第一の実施形態における、検出範囲の平面と指示具の位置関係を示す図である。

本発明の一実施形態の座標入力装置４００として、電子黒板のように座標検出面２００が垂直に固定設置されている装置を例として説明する。電子黒板の座標検出面２００は、固定されているため、タブレット端末のように座標検出面２００の角度を自由に動かすことはできない。また、座標検出面２００の検出範囲は、座標検出面２００の全体を検出範囲として実施形態を説明している。従って、座標検出面２００の検出範囲は、座標検出面２００の縦の長さ（Ｈ）と横の長さ（Ｗ）で囲まれた範囲であるとして説明する。

なお、座標検出面２００の検出範囲を規定する長さとは、指示具１３が座標検出面２００から離れた地点から座標検出面と平行な平面上を移動した距離が座標検出面２００の検出範囲の枠内にいるかどうかを判定するための距離を言う。本発明の一実施形態では、座標検出面２００の検出範囲を規定する長さとしては、座標検出面２００の縦の長さ（Ｈ）と横の長さ（Ｗ）を用いている。また、座標検出面２００の検出範囲を規定する長さは、図示されていない制御部６の不揮発性メモリに格納しておき、いつでも読み出すことができるようにしても良い。

座標入力装置４００において、座標検出面２００の平面をＸＹ軸（水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸）とし、座標検出面２００に直交する方向をＺ軸と定義する。また、座標入力しようとしている指示具１３の軸に平行な方向をＺ'軸、Ｚ'軸と直交する方向をＸ'Ｙ'軸と定義する。

ホバリング機能は、ユーザがこれから座標を入力しようとしている状態のときに、文字や画像の座標の入力を始めるための目安として、座標検出面２００の検出範囲上で発光する指示具１３の先端が示す位置にポインタを表示する機能である。本発明の実施形態の判定手段６０４では、ユーザが座標を入力しようとしているか否かを判定する指示具１３の動きの条件として、以下の４つの条件に基づいて判定している。判定手段６０４がホバリングのために発光制御を行うかどうかを判定するための４つの条件について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、判定手段６０４がホバリングのために発光制御を行うと判定するのは、以下の条件１〜４の４つの条件を全て満足する場合である。

条件１は、指示具１３が座標検出面２００の検出範囲の枠内に存在している状態であること。

条件２は、指示具１３に所定の動きがある状態であること。

条件３は、座標検出面２００に対して、直交方向と、指示具１３の傾きと、がなす角度が所定の範囲内であること。

条件４は、指示具１３の先端と座標検出面２００との距離が所定の距離以内であること。

まず、条件１に関して、指示具１３が座標検出面２００の検出範囲の枠内に存在している状態であるかどうかを判定する方法について、以下に説明する。

指示具１３が座標検出面２００の枠外にある場合、指示具１３は座標検出面２００へ座標入力しようとしてないとため、判定手段６０４は、ホバリング機能が不要と判定することができる。指示具１３が座標検出面２００の枠外にある場合、ユーザが指示具１３を用いて座標を入力しようとしても、ユーザは座標検出面２００の枠内でしか指示具１３を用いて座標を入力することはできない。従って、ユーザが座標を入力しようとした場合は、必ず座標検出面２００の枠内に指示具１３を持ってくる必要がある。このため、座標検出面２００の枠外にある場合、判定手段６０４は、ユーザが座標入力しようとしている状態でないと判定しても良い。また、座標検出面２００の枠内で座標入力していたユーザが指示具１３を座標検出面２００の枠外に移動した場合も、同様に、判定手段６０４は、ユーザが座標入力しようとしている状態でないと判定しても良い。

また、ユーザが座標入力後に指示具１３を移動させたとき、判定手段６０４は、指示具１３の位置が座標検出面２００の検出範囲の枠内にあるかどうかを判定する。判定手段６０４は、指示具１３が座標検出面２００の検出範囲の枠内にあるかどうかを判定するため、座標検出面２００の検出範囲を規定する縦の長さ及び横の長さを用いて判定しても良い。判定手段６０４は、図示されていない制御部６の不揮発性メモリから、座標入力装置４００の座標検出面２００の検出範囲を規定する縦の長さ（Ｈ）及び横の長さ（Ｗ）を入手することができる。判定手段６０４は、移動距離計測手段６０２で計測した指示具の移動距離と、座標検出面２００の検出範囲を規定する縦の長さ（Ｈ）及び横の長さ（Ｗ）との関係から、指示具１３が座標検出面２００の検出範囲の枠内にあるかどうかを判定する。

ここで、座標入力後の指示具１３の移動距離が、座標検出面２００の検出範囲の枠外か否かの判定について詳細に説明する。

まず、移動距離計測手段６０２は、指示具１３の接触検知スイッチ２がＯＦＦになったことを検知したときから、指示具１３が座標検出面２００と平行なＸＹ軸方向に移動した移動距離の計測を開始する。接触検知スイッチ２がＯＦＦになった地点を原点とし、ＸＹ平面における指示具１３が移動した後の座標を（Ｘ１、Ｙ１）とする。すなわち、移動距離計測手段６０２による計測結果は、Ｘ軸方向の移動距離として絶対値｜Ｘ１｜、Ｙ軸方向の移動距離として絶対値｜Ｙ１｜となる。

次に、判定手段６０４は、移動距離計測手段６０２から指示具１３のＸ軸方向の移動距離及びＹ軸方向の移動距離を入手する。また、判定手段６０４は、メモリに格納されている座標検出面２００の検出範囲の規定の長さ（座標検出面２００の検出範囲の縦の長さ（Ｈ）及び横の長さ（Ｗ））と指示具１３のＸ軸方向の移動距離（Ｘ１）及びＹ軸方向の移動距離（Ｙ１）を比較する。

判定手段６０４が、座標検出面２００の枠外と判定するのは、Ｘ軸方向の移動距離（Ｘ1）が座標検出面２００の検出範囲の横の長さ（Ｗ）よりも長い場合である。又は、Ｙ軸方向の移動距離（Ｙ1）が座標検出面２００の検出範囲の縦の長さ（Ｈ）よりも長い場合である。

すなわち、
｜Ｘ１｜＞Ｗ 又は ｜Ｙ１｜＞Ｈ
の場合である。

実際には、指示具１３の位置によっては移動距離｜Ｘ１｜、｜Ｙ１｜はもっと小さな値でも検出範囲外に出る場合もある。しかし、指示具１３は、座標検出面２００のどの位置に自分がいるかは分からない。そのため、判定手段６０４は、指示具１３がどの位置にあっても確実に枠外に出てしまう座標検出面２００の検出範囲の規定の長さを用いて判定することが望ましい。指示具１３の動き検知部５には、Ｘ軸及びＹ軸の移動距離を測るために２つの加速度センサがある。よって、Ｘ軸方向の移動距離が座標検出面２００の横の長さ（Ｗ）より長いか、又はＹ軸方向の移動距離が座標検出面２００の縦の長さ（Ｈ）より長いかの少なくともいずれか一方の場合、判定手段６０４は、指示具１３が枠外であると判定することができる。

また、本実施例では、座標検出面２００が長方形の検出範囲になる事例を説明しているため、座標検出面２００を規定する長さとして、検出範囲の縦（Ｈ）、横（Ｗ）の長さを用いて枠外であるか否かを判定している。座標検出面２００の検出範囲を規定する長さとしては、検出範囲の対角線の長さを用いるようにしても良い。同様に、座標検出面２００の検出範囲が多角形になる場合、判定手段６０４は、多角形の対角線の最大長を座標検出面２００の検出範囲を規定する長さとして用いても良い。

判定手段６０４のプログラムには、移動距離の判定条件として座標検出面２００の検出範囲の規定の長さを組み込むようにしても良い。また、指示具１３に座標検出面２００の規定の長さを変数として持たせ、ユーザが指示具１３を使用する際に、座標検出面２００の規定の長さをユーザが選択して使用できるようにしても良い。また、指示具１３は、座標検出面２００の検出範囲の規定の長さを外部から設定できるように通信手段を有しても良い。

また、指示具１３は、座標入力装置４００から接触検知スイッチ２がＯＦＦになった地点の位置情報を入手できるように通信手段を有しても良い。判定手段６０４は、通信手段を介して座標入力装置４００から位置情報を入手し、接触検知スイッチ２がＯＦＦになった地点からの移動距離に応じて、座標検出面２００の枠外を判定することができる。

また、座標検出面２００は、ディスプレイ２０の表示面を兼ねている場合が多い。この場合は、座標検出面２００の枠内は、枠外に比べて明るいという特徴がある。これを利用して、指示具１３は、先端の近傍に取り付けた光検知部７を用い、座標検出面２００から発光される光を受光する。指示具１３の判定手段６０４は、光検知部７で検出した光量の変化により、指示具１３が座標検出面２００の枠内にいるか否かを判定することができる。なお、詳細については図７で説明する。

以上より、指示具１３では、座標検出面２００を規定する長さ（例えば縦横の長さ、対角線の長さ等）を使用して、座標検出面２００の検出範囲の枠内に存在している状態であるか否かを判定することができる。また、指示具１３では、先端の近傍に取り付けた光検知部７により座標検出面２００の光量を検知する方法を用いることにより、座標検出面２００を規定する長さを使用する方法に比べ、ホバリング用の発光を行う空間領域の不要な領域を更に減らすことができる。

次に、条件２に関して、指示具１３に所定の動きがある状態であると判定する方法について、以下に説明する。

ユーザが指示具１３を持っていない場合及び持っていてもほとんど動かしていない場合は、ホバリング機能は不要である。ユーザが指示具１３を持っていない場合、ユーザは座標を入力することはできない。座標入力しようとした場合、ユーザは、必ず指示具１３を座標検出面２００の検出範囲の枠内に持って行き、座標を入力するための準備が必要である。従って、ユーザが指示具１３を持っていない場合は、座標入力しようとしていないと判定して良い。また、ユーザが指示具１３を持っていても、指示具１３に動きがほとんどない場合、ユーザが何らかの理由で指示具１３を停止している状態或いはユーザが座標入力とは別のこと考えているときと推測される。ユーザが指示具１３を持ったまま停止している状態とは、例えば、ユーザが指示具１３を持ったまま、他のメンバーと討論している状態、又はユーザが何かアイデアを考案中のため、座標入力を中断したりしている状態等が考えられる。このような状況下では、ユーザがいつまた座標入力を開始するのか不明である。従って、判定手段６０４は、ユーザが座標入力をしようとしていないと判定できる。なお、ユーザが座標を入力しようとしていると判定するのは、指示具１３に所定の動きがある場合である。

ユーザが指示具１３を持っていない場合、指示具１３は、まったく動かいないため、動き検知部５にて判定することができる。また、ユーザが指示具１３を持っているがほとんど動かしていない場合、指示具１３の動き量は、わずかである。動き検知部５で検出される加速度や角速度の値は、所定の閾値以下で振動しており、指示具１３の判定手段６０４は、ユーザが指示具１３を持っているがほとんど動かしていないことを動き検知部５からの情報により判定することができる。

以上より、指示具１３では、動き検知部５からの情報により、指示具１３に所定の動きがあるかどうかを判定することができる。

次に、条件３に関して、座標検出面２００に対して、直交方向と、指示具１３の傾きと、がなす角度が所定の範囲内であることを判定するための方法について、以下に説明する。

電子黒板のような座標入力装置４００の座標検出面２００は、垂直に設置されるため、この座標検出面２００に対して入力する場合、指示具１３は、座標検出面２００に対してほぼ直交（地面に対してはほば水平：Ｚ'軸）する状態になる。しかし、指示具１３は座標検出面２００に対して正確に直交しているわけではない。このため、判定手段６０４は、Ｚ軸に対してＺ'軸がなす角度が所定の範囲内であれば、条件３に該当すると判定する。逆に、Ｚ軸に対してＺ'軸がなす角度が所定の範囲を超える場合は、ユーザが指示具１３を使用して座標入力しようとしている状態でないと判定しても良い。なお、Ｚ軸に対するＺ'軸がなす角度は、ユーザによって個人差があるため、複数人で実験等を行い、統計をとって決定しても良い。なお、座標検出面２００に対して直交するＺ軸と、移動後の指示具１３のＺ'軸との傾きは、傾き計測手段６０３により計測される。傾き計測手段６０３は、動き検知部５の角速度センサからの情報に基づいて傾きを計測する。判定手段６０４は、傾き計測手段６０３の計測結果によりＺ軸に対するＺ'軸の傾きが、所定の範囲内か否かを判定することができる。

以上より、指示具１３では、座標検出面２００に対して、直交方向と、指示具１３の傾きと、がなす角度が所定の範囲内であることを判定することができる。

最後に、条件４に関して、指示具１３の先端と座標検出面２００との距離が所定の距離以内であることを判定する方法について、以下に説明する。

指示具１３の先端が座標検出面２００に近接したときに、ホバリングの機能を発揮させる。従って、指示具１３が所定の距離以上離れた場合は、ホバリングの機能は不要となる。ホバリング機能は、ユーザがこれから座標を入力しようとしている状態のときに、文字や画像の座標の入力を始めるための目安として、座標検出面２００の検出範囲上で発光する指示具１３の先端が示す位置にポインタを表示する機能である。指示具１３が所定の距離以上離れた場合は、検出部１１での検出精度が悪くなり、指示具１３の先端が示す位置を特定することができなくなる。また、指示具１３が所定の距離以上離れた場合は、座標検出面２００上に表示されるポインタと、指示具１３の先端の位置と、が大きくずれてしまう場合が考えられる。また、座標検出面２００から離れているということは、座標入力することができないということであり、ユーザが座標を入力しようとしていないと判定しても良い。従って、座標検出面２００から直交方向に所定の距離以上離れた場合は、ホバリングの機能は不要と判定して良い。ユーザが座標を入力しようとしていると判定するのは、指示具１３が座標検出面２００から直交方向に所定の距離より短い距離しか離れていない場合である。一般的に、ホバリング機能を発揮させるときの座標検出面２００から直交方向の距離は、数センチ程度である。

ユーザが入力を行う場合は、指示具１３の発光部１を座標検出面２００に向けた状態、且つ、座標検出面２００に対して指示具１３を座標検出面２００にほぼ直交させた状態で入力を行うことが一般的である。このため、ユーザが入力中又は次の入力のために指示具１３を移動させている最中は、座標検出面２００のＺ軸から所定の傾きの範囲で、指示具１３のＺ'軸は、ほぼ一致していると考えて良い。従って、次の入力のために指示具１３を移動させている最中の座標検出面２００からの指示具１３の距離はＺ'軸方向の移動距離と考えてよい。従って、移動距離計測手段６０２は、座標検出面２００に対する直交方向への指示具１３の移動距離を計測すればよい。

移動距離計測手段６０２は、指示具１３が座標検出面２００から離れたことを接触検知スイッチ２で検知する。移動距離計測手段６０２は、接触検知スイッチ２で指示具１３が座標検出面２００から離れたことを検知後、指示具１３が座標検出面２００から離れてからの経過時間の測定を開始する。移動距離計測手段６０２は、動き検知部５の加速度センサによって、Ｚ'軸方向の加速度を検知する。移動距離計測手段６０２は、経過時間の測定結果と、動き検知部５の加速度センサによるＺ'軸方向の加速度の検知結果と、により、Ｚ'軸方向の移動距離を算出することができる。

以上より、指示具１３では、指示具１３の先端と座標検出面２００との距離が所定の距離以内であることを判定することができる。

ところで、条件１及び条件４では、指示具１３の移動距離を算出している。指示具１３の移動距離計測手段６０２による移動距離の算出方法について以下に説明する。

動き検知部５の加速度センサによって計測された加速度と、指示具１３が座標検出面２００から離れてから現時点までの経過時間をＴ（接触検知スイッチ２がＯＦＦになってからの経過時間）とする。移動距離は、加速度と時間の関係から計算される。

一般的には、速度Ｖ、初速Ｖ_０、加速度Ａ、時間Ｔ、移動距離Ｓとすると、
Ｖ＝Ｖ_０＋ＡＴ
Ｓ＝Ｖ_０×Ｔ＋Ａ×Ｔ^２／２
との関係がある。距離の算出の開始位置は、指示具１３が座標検出面２００に触れている状態が開始位置となる。従って、Ｚ方向の初速Ｖ_０＝０と考えてよい。以上より、速度Ｖと、移動距離Ｓは、
Ｖ＝ＡＴ
Ｓ＝Ａ×Ｔ^２／２
となる。従って、移動距離計測手段６０２は、この計算で移動距離Ｓを概算することができる。また、指示具１３には、Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸の３軸の加速度センサが付いているので、それぞれの方向に対して、上記の方法で移動距離を求めることができる。

図７は、本発明の第一の実施形態における条件１の判定を光検知で行う場合の指示具の内部構成の一例を示す図である。

指示具１３には、図５の内部構成に加えて、光検知部７が含まれる。光検知部７は、指示具１３の先端の近傍に配置され、フォトダイオード等の光センサで実現される。光検知部７の検知結果は、制御部６の判定手段６０４に通知される。判定手段６０４は、光検知部７の光量の変化の検知結果より、指示具１３が座標検出面２００の検知範囲の枠内にいるか否かを判定することができる。

また、指示具１３は発光部１より赤外線を発しているため、光検知部７は、赤外線をカットして、可視光を検知するようにした方が望ましい。また、指示具１３では、光検知部７で座標検出面２００の検出範囲を検知している間、発光部１の発光を一時的に中止するようにしても良い。

図８は、本発明の第一の実施形態におけるホバリング用発光の判定方法の一例を示す図である。

指示具１３では、判定１〜５の５つの判定に関する判定手段６０４の判定結果に基づいて、ホバリング用の発光をするか否かの判定が行われる。また、判定手段６０４の判定結果に応じて、発光制御手段６０１は、指示具１３を次の３つ状態（入力状態、スリープ状態、ホバリング状態）に分け、発光制御を行う。

指示具１３のホバリング用発光の判定方法について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。

最初に、判定手段６０４が、指示具１３の状態をホバリング状態と判定して、発光制御手段６０１にホバリング用に発光制御を指示する場合を説明する。

ユーザが指示具１３を用いて座標入力後、指示具１３が座標検出面２００を離れたときから、ホバリング用の発光をするか否かの判定が開始される（判定開始）。

ステップＳ８０１では、判定手段６０４は、判定１として、接触検知スイッチ２の状態がＯＮ又はＯＦＦのいずれになっているかを判定する。接触検知スイッチ２がＯＮとは、ユーザが指示具１３を座標検出面２００に接触させ、文字又は図形等を入力中のときである。接触検知スイッチ２がＯＦＦとは、指示具１３が座標検出面２００から離れており、ユーザが座標検出面２００に何も入力をしていないときである。ここで、判定手段６０４は、接触検知スイッチ２がＯＦＦと判定する。

ステップＳ８０２では、判定手段６０４は、判定２として、指示具１３が座標検出面２００の検出範囲の枠内にいるか否か（条件１）の判定をする。ここで、判定手段６０４は、指示具１３が座標検出面２００の検出範囲の枠内にいること確認し、「ｙｅｓ」と判定する。

ステップＳ８０３では、判定手段６０４は、判定３として、指示具１３に所定の動きがあるか否か（条件２）の判定をする。ここで、判定手段６０４は、指示具１３に所定の動きがあること確認し、「ｙｅｓ」と判定する。

ステップＳ８０４では、判定手段６０４は、判定４として、指示具１３が座標検出面２００に対して、直交方向と、指示具１３の傾きと、がなす角度が所定の範囲内であるか否か（条件３）の判定をする。ここで、判定手段６０４は、指示具１３が座標検出面２００に対して、直交方向と、指示具１３の傾きと、がなす角度が所定の範囲内であること確認し、「ｙｅｓ」と判定する。

ステップＳ８０４では、判定手段６０４は、判定５として、指示具１３と座標検出面２００との距離が所定の距離以内か否か（条件４）の判定をする。ここで、判定手段６０４は、指示具１３と座標検出面２００との距離が所定の距離以内であること確認し、「ｙｅｓ」と判定する。

判定手段６０４は、判定１が入力状態ではなく（接触検知スイッチ２がＯＦＦ）、判定２〜４の判定が全て「ｙｅｓ」と判定した。すなわち、ユーザが指示具１３を用いて、座標検出面２００に文字や画像の座標を入力しようとしていると、判定手段６０４が判定した。判定手段６０４は、発光制御手段６０１に対してホバリング用の発光（ホバリング状態）になるように指示する。発光制御手段６０１は、判定手段６０４の指示に応じて、発光部１の光量をホバリング用の発光になるように発光強度の制御を行う。

次に、判定手段６０４が、指示具１３の状態を入力状態と判定して、発光制御手段６０１に入力用に発光制御を指示する場合を説明する。

ステップＳ８０１において、判定手段６０４は、判定１の判定結果として、接触検知スイッチ２がＯＮと判定する。ユーザは、指示具１３を用いて、座標検出面２００に文字や画像の座標入力をしている状態である。ユーザが座標検出面２００に文字や画像の座標入力を始めると、指示具１３の先端に圧力がかかり、指示具１３の接触検知スイッチ２はＯＮになる。判定手段６０４は、接触検知スイッチ２がＯＮになったことを検出すると、指示具１３が入力状態であると判定し、発光制御手段６０１に対して入力用の発光（入力状態）になるように指示する。発光制御手段６０１は、判定手段６０４の指示に応じて、発光部１の光量を入力用の発光になるように発光強度の制御を行う。

最後に、判定手段６０４が、指示具１３の状態をスリープ状態と判定して、発光制御手段６０１に消灯を指示する場合を説明する。

ステップＳ８０２〜８０５において、判定手段６０４は、条件１〜４の条件のうち、少なくとも１つ判定が「ｎｏ」と判定された場合、ホバリングが不要と判定し、発光制御手段６０１に対して、発光部１を消灯（スリープ状態）するように指示する。発光制御手段６０１は、判定手段６０４の指示に応じて、発光部１の発光を停止する（消灯）。

なお、指示具１３が入力状態又はホバリング状態のときに、判定手段６０４が判定２〜５の判定結果によりスリープ状態に移行すると判定した場合、指示具１３はすぐにスリープ状態に移行しなくても良い。判定手段６０４による判定２〜５の判定結果が所定の時間経過しても同じ判定結果だった場合、指示具１３は、入力状態又はホバリング状態からスリープ状態に移行するようにするようにしても良い。また、所定の時間の長さは、判定２〜５の条件毎に適宜、設定するようにしても良いし、同一の時間を設定しても良い。

また、図８の実施例では、各条件の判定は「ｙｅｓ」又は「ｎｏ」の２択であるが、条件毎に複数の閾値を設けることで、ホバリング用発光の発光強度をより細かく制御しても良い。例えば、条件４の判定では、座標検出面２００に対する指示具１３の距離について、ホバリング用発光の発光強度を設定するために、閾値を２つ設けても良い。なお、距離閾値２は、距離閾値１よりも大きいとする。

座標検出面２００に対する指示具１３の距離Ｄが、距離閾値２より離れている場合は、発光部１を消灯するようにしても良い。また、座標検出面２００に対する指示具１３の距離Ｄが距離閾値２以下であり、距離閾値１よりも大きい場合は、ホバリング状態（２）であるとしても良い。また、座標検出面２００に対する指示具１３の距離が距離閾値１以下の場合は、ホバリング状態（１）の状態であるとしても良い。

すなわち
距離閾値２＞距離閾値１
距離Ｄ＞距離閾値２ のとき、 消灯
距離閾値２≧距離Ｄ＞距離閾値１ のとき、 ホバリング状態（２）
距離閾値１≧距離Ｄ のとき、 ホバリング状態（１）
である。

なお、発光制御手段６０１は、ホバリング状態（１）の発光強度とホバリング状態（２）の発光強度とを異なるように、発光部１の光量制御を行うようにしても良い。

他の条件でも複数の閾値を設け、発光制御手段６０１による細かい発光制御をすることは、ユーザの使い勝手と指示具１３の低消費電力を両立することができる。

図９は、本発明の第一の実施形態における指示具の状態遷移の一例を示す図である。

指示具１３の状態遷移について図９を参照しながら説明する。

指示具１３の状態は、状態Ｓ１〜Ｓ５の５つの状態を含む。以下、指示具１３の各状態について、詳細に説明する。

状態Ｓ１は、指示具１３の電源がＯＦＦの状態であり、電源部９から各ブロックに電力が供給されていない状態である。

次に、状態Ｓ２は、初期化状態である。状態Ｓ２では、指示具１３の電源スイッチ３により指示具１３の電源がＯＮされた後、各パラメータの初期化が実施される。

次に、状態Ｓ３は、スリープ状態である。状態Ｓ３では、発光部１の発光を停止している（消灯）。また、スリープ状態では、動き検知部５の検知精度は重要ではないため、動き検知部５の各センサの検知精度や検知間隔が変更され、低消費電力モードで動作している。

次に、状態Ｓ４は、入力状態である。状態Ｓ４は、指示具１３の先端が座標検出面２００に接触し、指示具１３の接触検知スイッチ２がＯＮになっており、ユーザが文字や画像の座標を入力している状態である。

最後に、状態Ｓ５は、ホバリング状態であり、発光部１の発光強度を落としている状態である。

指示具１３が、状態Ｓ１〜５の各状態から他の状態に遷移するときのそれぞれの条件について以下に説明する。

ステップＳ９０１では、指示具１３は、状態Ｓ１の電源ＯＦＦ状態から、電源スイッチ３が押され、指示具１３の電源がＯＮとなる。指示具１３は、状態Ｓ１の電源ＯＦＦ状態から、状態Ｓ２の初期化状態に遷移する。

ステップＳ９０２では、指示具１３は、状態Ｓ２の初期化状態から、初期化設定が完了する。指示具１３は、状態Ｓ２の初期化状態から状態Ｓ３のスリープ状態に遷移する。

ステップＳ９０３では、指示具１３の判定手段６０４は、接触検知スイッチ２がＯＮになったことを検出し、発光制御手段６０１に対して入力用の発光になるように指示する。発光制御手段６０１は、判定手段６０４の指示に応じて、発光部１の光量を入力用の発光になるように発光強度の制御を行う。指示具１３は、状態Ｓ３のスリープ状態から状態Ｓ４の入力状態に遷移する。

ステップＳ９０４では、指示具１３の判定手段６０４は、接触検知スイッチ２のＯＦＦになったことを検出し、発光制御手段６０１に対してホバリング用の発光になるように指示する。発光制御手段６０１は、判定手段６０４の指示に応じて、発光部１の光量をホバリング用の発光になるように発光強度の制御を行う。指示具１３は、状態Ｓ４の入力状態から状態Ｓ５のホバリング状態に遷移する。

ステップＳ９０５では、指示具１３の判定手段６０４は、接触検知スイッチ２がＯＮになったことを検出し、発光制御手段６０１に対して入力用の発光になるように指示する。発光制御手段６０１は、判定手段６０４の指示に応じて、発光部１の光量を入力用の発光になるように発光強度の制御を行う。指示具１３は、状態Ｓ５のホバリング状態から状態Ｓ４の入力状態に遷移する。

ステップＳ９０６では、指示具１３の判定手段６０４は、判定１〜５の結果に応じて、ホバリングが不要と判定し、発光制御手段６０１に対して消灯するよう指示する。発光制御手段６０１は、判定手段６０４の指示に応じて、発光部１の発光を停止する（消灯）。指示具１３は、状態Ｓ５のホバリング状態から状態Ｓ３のスリープ状態に遷移する。

ステップＳ９０７では、指示具１３の判定手段６０４は、動き検知部５で所定の動作が検出されたとき、これから入力が始まる可能性が高いと判定する。従って、判定手段６０４は、発光制御手段６０１に対して、ホバリング用の発光を再開するように指示する。発光制御手段６０１は、判定手段６０４の指示に応じて、発光部１の光量をホバリング用の発光になるように発光強度の制御を行う。指示具１３は、状態Ｓ３のスリープ状態から状態Ｓ５のホバリング状態に遷移する。

ステップＳ９１２〜ステップＳ９１５では、状態Ｓ２〜状態Ｓ５の各状態において、指示具１３の電源スイッチ３により指示具１３の電源がＯＦＦされた場合の遷移であり、指示具１３は、各状態から状態Ｓ１の電源がＯＦＦの状態に遷移する。

なお、図９の例では、ホバリング状態は１段階であったが、判定条件の際に説明したようにホバリング状態を複数の段階にしても良い。例えば、条件４の判定では、座標検出面２００に対する指示具１３の距離について、ホバリング用発光の発光強度を設定するために、閾値を２つ設けても良い。また、指示具１３のバッテリーの残量に応じて、指示具１３の判定手段６０４は、発光制御手段６０１に対して、ホバリング時の発光強度を変えて、発光を指示するようにしても良い。段階を複数設けることで、指示具１３では、各条件の判定結果に応じてホバリング時の電力を細かく制御することができる。

図１０は、本発明の第一の実施形態における発光部のＬＥＤのＰＷＭ制御の一例を示す図である。

ホバリング機能は、文字や画像の座標の入力を始めるための目安として、座標検出面２００の表示する機能である。

ホバリング機能は、ユーザがこれから座標を入力しようとしている状態のときに、文字や画像の座標入力を始めるための目安として、座標検出面２００の検出範囲上で発光する指示具１３の先端が示す位置にポインタを表示する機能である。このため、座標入力装置４００は、指示具１３がホバリング状態のときは、指示具１３が入力状態のときに比べ、高精度で座標計測する必要はない。従って、指示具１３がホバリング状態のとき、発光制御手段６０１により発光部１の発光する光量を減らし、座標検出精度を落としても良い。ホバリング状態のとき、発光制御手段６０１は、指示具１３の発光部１（ＬＥＤ）への電力供給をＰＷＭ制御によって行い、消費電力を削減させても良い。なお、指示具１３では、ＰＷＭ制御により発光部１の発光強度は低下し、座標入力装置４００では、検出部１１での指示具１３の座標検出の精度も低下する。

指示具１３が入力状態のときは、座標の検知精度が入力の性能に大きく影響する。指示具１３が入力状態のとき、座標入力装置４００は、高精度で座標検出を行うため、発光制御手段６０１は、発光部１を座標検出精度が十分保たれる強度で発光させることが望ましい。

発光制御手段６０１は、発光部１（ＬＥＤ）のＰＷＭ制御を行い、発光部１（ＬＥＤ）の発光する光量を制御する。ＰＷＭ制御は、発光部１のＬＥＤに供給される電源ラインのＯＮ又はＯＦＦのスイッチング制御をパルス信号により行う制御である。図１０には、「ＬＥＤ ＯＦＦ」と、「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御１」と、「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御２」と、の３つのＰＷＭ制御の例が表示されている。ＰＷＭ制御では、「ＬＥＤ ＯＮ期間」（制御パルスがＨｉの期間）の幅が広ければ広い程、消費電力は大きくなる。逆に、「ＬＥＤ ＯＮ期間」の幅が狭ければ狭い程、消費電力は小さくなる。

「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御１」は、ＬＥＤの電源ＯＮの期間が電源ＯＦＦの期間よりも長い場合の例である。「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御２」は、ＬＥＤの電源ＯＦＦの期間が電源ＯＮの期間よりも長い場合の制御パルスの例である。これらの制御パルスでＬＥＤをＰＷＭ制御した場合、消費電力は、「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御１」より「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御２」の方が少なく、発光強度は、「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御２」より「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御１」の方が大きい。

ホバリング時は、座標検出精度を落としても良く、発光制御手段６０１は、ホバリング時の発光部１をＰＷＭ制御することで発光強度を落とし、指示具１３の消費電力を削減することが可能である。例えば、発光制御手段６０１は、入力状態のとき、座標検出精度が高いことが要望されるため、発光強度が強い「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御１」でＰＷＭ制御を行っても良い。また、発光制御手段６０１は、ホバリング状態のとき、座標検出精度を落としても良いため、「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御１」に比べて発光強度が弱い「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御２」でＰＷＭ制御を行うようにしても良い。

なお、ここでは、ＰＷＭ制御によりＬＥＤを発光させるための制御パルスを２通り記載しているが、更に、複数の制御パターンを用意しても良い。また、指示具１３の判定手段６０４は、あらかじめ用意した複数の制御パルス中から状況に応じて制御パルスを選択し、発光制御手段６０１に対して、使用する制御パターンを指示するようにしても良い。また、判定手段６０４は、指示具１３のバッテリーの残量に応じて、制御パターンを変えるようにしても良い。

図１１は、本発明の第一の実施形態における、状態遷移の各ステートとＬＥＤの発光状態の実施例を示す図である。

状態遷移の各ステートとＬＥＤの発光状態の実施例として、図１１（ａ）と図１１（ｂ）について説明する。

図１１（ａ）は、状態Ｓ４の入力状態と、状態Ｓ５のホバリング状態と、の発光部１の発光制御手段６０１のＰＷＭ制御が異なる場合を示したものである。

状態Ｓ４の入力状態のとき、判定手段６０４は、指示具１３の発光部１を発光させるために図１０の「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御１」の制御パルスを用いてＰＷＭ制御を行うように、発光制御手段６０１へ指示する。

また、状態Ｓ５のホバリング状態のとき、判定手段６０４は、指示具１３の発光部１を発光させるために図１０の「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御２」の制御パルスを用いてＰＷＭ制御を行うように、発光制御手段６０１へ指示する。

「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御２」の「ＬＥＤ ＯＮ期間」は、「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御１」の「ＬＥＤ ＯＮ期間」に比べ短い。よって、状態Ｓ５のホバリング状態では、状態Ｓ４の入力状態よりも発光部１の発光強度が下がり、消費電力が削減されている。また、状態Ｓ５のホバリング状態では、座標入力装置４００の座標検出精度は、状態Ｓ４の入力状態に比べ落ちている。

また、図１１（ｂ）は、状態Ｓ４の入力状態と、状態Ｓ５のホバリング状態との発光部１の発光制御手段６０１のＰＷＭ制御が同じ場合である。

判定手段６０４は、状態Ｓ４の入力状態と状態Ｓ５のホバリング状態の両方の状態で、図１０の「ＬＥＤ−ＰＷＭ制御１」の制御パルスを用いてＰＷＭ制御を行うように、発光制御手段６０１へ指示する。

状態Ｓ５のホバリング状態では、図１１（ａ）に比べ、消費電力の削減が小さい。しかし、状態Ｓ５のホバリング状態では、図１１（ａ）に比べ、座標検出精度を高めることができる。

本発明の一実施形態によれば、座標検出面２００から離れた状態での指示具の動きを検知して、ユーザが入力しようとしているのか否かを判定することができる。指示具１３が座標検出面２００に接触している場合又は指示具１３が座標検出面２００から離れた状態でユーザが座標検出面２００へ座標入力しようとしていると判定したとき、指示具１３は発光部１を光らせることができる。よって、ペン発光方式を用いた座標測定方式において座標検出面から離れた状態での指示具の動きより、座標入力しようとしているか否かに応じて指示具の発光を制御し、ホバリング機能を実現することができる。

また、本実施の形態においては、判定手段６０４がホバリングのために発光制御を行うと判定するのは、条件１〜４の４つの条件を全て満足する場合、すなわち、判定２〜５の４つの判定全てが「ｙｅｓ」と判定された場合である。なお、指示具１３の判定手段６０４は、条件１〜４の４つの条件のうち、任意の一つ以上の条件が満足する場合でもホバリングのために発光制御を行うと判定しても良い。

また、指示具１３は、ユーザによって使用形態が異なる場合もあるので、ユーザが条件１〜４を任意に選択して使用することができるように選択するための選択スイッチを設けても良い。例えば、条件１と条件４を使用するとか、条件４のみを使用するとか、任意に選択できるようにしても良い。

また、ホバリング用の発光をするか否かの判定方法の説明では、判定１〜判定５の順番で行うように説明しているが、判定２〜判定５の順番を入れ替えて判定するようにしても良い。また、判定２〜判定５の判定のうち、いくつかの判定をスキップして判定するようにしても良い。

なお、本発明の一実施形態で説明した発光部１は、本発明の発光手段の一部又は一例である。また、本発明の一実施形態で説明した接触検知スイッチ２は、本発明の接触検知手段の一部又は一例である。また、本発明の一実施形態で説明した動き検知部５は、本発明の動き検知手段の一部又は一例である。また、本発明の一実施形態で説明した光検知部７は、本発明の光検知手段の一部又は一例である。

また、前述した第一の実施形態で説明した制御処理を実現するためのプログラムを記録媒体に記録することで、各実施形態での処理をコンピュータに実施させることができる。

また、このプログラムを記録媒体に記録し、このプログラムが記録された記憶媒体をコンピュータや携帯端末装置に読み取らせて、前述した制御処理を実現させることも可能である。なお、記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 発光部
２ 接触検知スイッチ
３ 電源スイッチ
４ 持ち手部
５ 動き検知部
６ 制御部
７ 光検知部
９ 電源部
１１ 検出部
１１ａ 検出部
１１ｂ 検出部
１１ｃ 検出部
１１ｄ 検出部
１３ 指示具
２０ ディスプレイ
１００ 制御装置
１０１ ＣＰＵ
１１４ センサコントローラ
１１６ 指示具コントローラ
２００ 座標検出面
３００ ＰＣ
３０１ ディスプレイ
４００ 座標入力装置
５００ 座標検出システム
６０１ 発光制御手段
６０２ 移動距離計測手段
６０３ 傾き計測手段
６０４ 判定手段

特開２００３−２６３２７４号公報 特開２００２−２２９７２６号公報

Claims (9)

1. 座標検出面へ座標入力する指示具であって、
   発光する発光手段と、
   当該指示具の動きを検知する動き検知手段と、
   前記動き検知手段により検知された、前記座標検出面から離れた状態での動きより、前記座標検出面へ座標入力しようとしているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果によって、前記座標検出面へ座標入力しようとしていると判定されたときは前記発光手段を発光させ、前記座標検出面へ座標入力しようとしていないと判定されたときは前記発光手段の発光を停止するように制御する発光制御手段と、
   を有することを特徴とする指示具。
2. 前記座標検出面に接触しているかどうかを検知する接触検知手段と、
   前記動き検知手段によって検知された動きから当該指示具の移動距離を計測する移動距離計測手段と、
   を更に有し、
   前記接触検知手段が前記座標検出面へ接触したことを検知したとき、
   前記発光制御手段は、前記発光手段を発光させることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の指示具。
3. 当該指示具が前記座標検出面に接触した状態から離れたことを前記接触検知手段が検知したとき、前記移動距離計測手段は、前記座標検出面と平行な平面上の当該指示具の移動距離の計測を前記検知した位置から開始し、前記判定手段は、前記移動距離が前記座標検出面を規定する長さ以上か否かに基づいて、前記座標検出面へ座標入力しようとしているか否かを判定することを特徴とする請求項２記載の指示具。
4. 当該指示具が前記座標検出面に接触した状態から離れたことを前記接触検知手段が検知したとき、前記移動距離計測手段は、前記座標検出面に対する直交方向への当該指示具の移動距離の計測を前記検知した位置から開始し、前記発光制御手段は、前記移動距離に応じて発光手段の光量を制御することを特徴とする請求項２記載の指示具。
5. 前記判定手段は、前記動き検知手段により検知された当該指示具が振動しているか否かに基づいて、前記座標検出面へ座標入力しようとしているか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の指示具。
6. 前記動き検知手段によって検知された動きから当該指示具の傾きを計測する傾き計測手段、
   を更に有し、
   前記判定手段は、前記座標検出面に対して直交方向と、前記傾き計測手段が計測した当該指示具の傾きと、がなす角度が所定の範囲内か否かに基づいて、前記座標検出面へ座標入力しようとしているか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の指示具。
7. 前記発光制御手段により前記発光手段の発光を停止しているとき、
   前記動き検知手段により、所定の動きが検出された場合、前記発光制御手段は、前記発光手段の発光を再開することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の指示具。
8. 前記座標検出面から発光される光を受光するための光検知手段、
   を更に有し、
   前記判定手段は、前記光検知手段で検出される光量の変化により前記前記座標検出面の検出範囲の枠内にいるか否かに基づいて、前記座標検出面へ座標入力しようとしているか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の指示具。
9. 発光する発光手段を有する指示具と、当該指示具を用いて座標入力する座標入力装置を含む座標検出システムであって、
   当該指示具の動きを検知する動き検知手段と、
   前記動き検知手段により検知された、前記座標入力装置の座標検出面から離れた面上での動きにより、前記座標検出面へ座標入力しようとしているか否かを判定する判定手段、
   前記判定手段の判定結果によって、前記座標検出面へ座標入力しようとしていると判定されたときは前記発光手段を発光させ、前記座標検出面へ座標入力しようとしていないと判定されたときは前記発光手段の発光を停止するように制御する発光制御手段と、
   を有することを特徴とする座標検出システム。

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