JP6862072B2 - 指示体検出装置及びその信号処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は指示体検出装置及び信号処理方法に関し、特に、指示体の位置を検出可能に構成された指示体検出装置及びその信号処理方法に関する。
板状の入力ユニットである指示体検出装置と、電子ペンやカーソルなどの指示体とを含んで構成されるタッチ式の入力システムが知られている。指示体検出装置によっては、単なる棒や人間の指を指示体として用いることができる場合もある。このような入力システムは、一般にはタブレットやデジタイザなどの名称で呼ばれ、パソコンやタブレット端末などのコンピュータに文字やイラストを入力する目的で広く利用されている。
タッチ式の入力システムの具体的な方式としては、静電方式や電磁誘導方式など各種のものが知られている。静電方式は、指示体と、パネル面に配置された複数の線状導体それぞれとの間に発生する静電容量を利用するものであり、線状導体ごとに電圧変化を検出する自己容量方式と、交差する線状導体間の電位差の変化を検出する相互容量方式とに細分化される。自己容量方式はさらに、指示体検出装置側で線状導体に電圧を印加する方式と、指示体から信号を送信することによって線状導体に電圧を発生させる方式とに分類される。前者は、指示体が指などの信号を送信できないものである場合に利用され、後者は、指示体が信号を送信できるものである場合に利用される。一方、電磁誘導方式は、指示体検出装置と指示体の間で電磁波の送受信を行うというものである。具体的には、指示体検出装置のパネル面に複数のループ状導体が配置されており、このループ状導体をアンテナとして用いて、指示体検出装置と指示体の間で電磁波の送受信が行われる。電磁誘導方式における送信と受信は、時分割で行われる。
このようなタッチ式の入力システムの中には、複数種類の指示体(電子ペンと指、タッチペンと指など)による入力に対応するものがある。特許文献1〜4には、そのような入力システムの例が開示されている。
特許文献1に着目して詳しく説明すると、特許文献1に記載の位置検出装置は、静電容量方式に対応する第1の検出部と電磁誘導方式に対応する第2の検出部とを重ねたものを入力部とする構成を有している。この位置検出装置は、第2の検出部により電子ペン(位置指示器)が検出されていない場合には、第1及び第2の検出部を時分割で動作させることにより指の位置測定と電子ペンの検出とを交互に行い、第2の検出部により電子ペンが検出されている場合には、第2の検出部のみを動作させて電子ペンの位置測定を行うように構成される。これにより、電子ペンが入力部に接近している場合には、電子ペンに適した第2の検出部による電子ペン入力が実現され、電子ペンが入力部に接近していない場合には、第1の検出部による指入力が実現される。
その他、特許文献2には、相互容量方式に対応する位置検出装置と、この位置検出装置及び電子ぺンの双方と通信可能に構成された制御装置とを備え、これらにより電子ぺン入力と指入力の両方を平行して実行可能に構成された電子ペンシステムが開示されている。また、特許文献3には、タッチが検出された領域の広狭により、タッチペン及び指のいずれによるタッチかを判定可能に構成された電子ノート装置が開示されている。特許文献4には、指などの導電体のみを検出可能に構成される静電容量方式のタッチパネルと、指などの導電体とタッチペンなどの非導電体の両方を検出可能に構成される抵抗膜方式のタッチパネルとを備え、両方のタッチパネルでタッチが検出された場合には指入力であると判定し、抵抗膜方式のタッチパネルのみでタッチが検出された場合にはタッチペン入力であると判定する電子機器が開示されている。
また、タッチ式の入力システムの中には、タッチパネルの一部分について、ユーザの利き手に応じて入力を制限するように構成されたものがある。特許文献5には、そのような入力システムの例が開示されている。
詳しく説明すると、特許文献5には、スタイラスによるタッチを検出可能に構成されたタッチスクリーンを有する描画システムにおいて、最初にタッチされた位置に基づき、ユーザの利き手に応じたスクリーン面の一部(ユーザが右利きである場合には、スクリーン面の右下部分)の入力を制限する構成が開示されている。この構成によれば、ユーザの手のひらがパネル面に触れてしまうことによる誤入力を防止することが可能になる。
特開2009−265759号公報 特開2011−143557号公報 特開2012−088805号公報 特開2013−164710号公報 米国特許出願公開第2013/0300672号明細書
ところで、タッチ式の入力システムにおいては、ユーザの利き手による場合以外にも、パネル面内の一部領域に限り指示体による入力を制限した方が好都合である場合がある。例えば、電子ペン入力と指入力に対応する入力システムにおいて電子ペンによる描画を行う場合、描画領域内で指入力を制限することにより、指(又は手のひら)による誤入力を防止することができる。また、電子ペン入力に対応する入力システムにおいて電子ペンにより署名欄に署名する場合、署名欄以外の領域で電子ペン入力を制限することにより、署名が署名欄外にはみ出すことを防止できる。
したがって、本発明の目的のひとつは、パネル面内の一部領域に限り、指示体による入力を制限できる指示体検出装置及びその信号処理方法を提供することにある。
本発明の一側面による指示体検出装置は、指示体を検出するための検出領域を有し、該検出領域における前記指示体による指示位置に応じた出力信号を出力するセンサーと、前記センサーに電気的に接続され、前記出力信号に基づいて前記指示体による指示位置を示す算出値を算出する位置算出部と、前記位置算出部に電気的に接続され、該位置算出部により算出された前記算出値に基づいて、前記指示体による指示位置に応じた信号処理を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記位置算出部により算出される複数の前記算出値により前記指示体が前記検出領域内の第1の指定領域を指定したことが示される場合に、前記第1の指定領域内に対応する位置を示す前記算出値と、前記第1の指定領域外に対応する位置を示す前記算出値とで異なる信号処理を行うことを特徴とする。
本発明の他の一側面による指示体検出装置は、第1の指示体を検出するための第1の検出領域を有し、該第1の検出領域における前記第1の指示体による指示位置に応じた第1の出力信号を出力する第1のセンサーと、第2の指示体を検出するための第2の検出領域を有し、該第2の検出領域における前記第2の指示体による指示位置に応じた第2の出力信号を出力する第2のセンサーと、前記第1及び第2のセンサーのそれぞれに電気的に接続され、前記第1の出力信号に基づいて前記第1の指示体による指示位置を示す第1の算出値を算出するとともに、前記第2の出力信号に基づいて前記第2の指示体による指示位置を示す第2の算出値を算出するよう構成された位置算出部と、前記位置算出部に電気的に接続され、該位置算出部により算出された前記第1及び第2の算出値に基づいて、前記第1及び第2の指示体のそれぞれによる指示位置に応じた信号処理を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記位置算出部により算出される複数の前記第1の算出値により前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定したことが示される場合に、前記第1の指定領域内に対応する位置を示す前記第1の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する位置を示す前記第1の算出値とで異なる信号処理を行うか、又は、前記第1の指定領域内に対応する位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する位置を示す前記第2の算出値とで異なる信号処理を行うことを特徴とする。
本発明のさらに他の一側面による指示体検出装置は、指示体を検出するための検出領域を有し、該検出領域における前記指示体による指示位置に応じた出力信号を出力するセンサーと、前記センサーに電気的に接続され、前記出力信号に基づいて前記指示体による指示位置を示す算出値を算出する位置算出部と、前記位置算出部に電気的に接続され、該位置算出部により算出された前記算出値に基づいて、前記指示体による指示位置に応じた信号処理を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記指示体により前記検出領域内の第1の指定領域が指定された場合に、前記指示体による指示位置が前記第1の指定領域の内にある場合と外にある場合とで異なる信号処理を行うことを特徴とする。
本発明による指示体機能制限方法は、指示体を検出するための検出領域を有するセンサーの該検出領域内の第1の指定領域を指示する操作が指示体によりなされたことを検出するステップと、前記センサーの出力信号に基づいて前記指示体による指示位置を示す算出値を算出するステップと、前記算出値に基づき、前記指示体による指示位置に応じた信号処理を行うステップとを備え、前記信号処理を行うステップは、前記算出値が前記第1の指定領域内に対応する位置を示す場合と前記第1の指定領域外に対応する位置を示す場合とで異なる信号処理を行うことを特徴とする。
本発明の一側面による信号処理方法は、第1の指示体を検出するための第1の検出領域を有する第1のセンサー及び第2の指示体を検出するための第2の検出領域を有する第2のセンサーを備え、前記第1及び第2の指示体のそれぞれによる指示位置に応じた信号処理を行う指示体検出装置の信号処理方法であって、前記第1の検出領域における前記第1の指示体による指示位置に応じた第1の出力信号を得るステップと、前記第2の検出領域における前記第2の指示体による指示位置に応じた第2の出力信号を得るステップと、前記第1の出力信号に基づいて第1の算出値を得るステップと、前記第2の出力信号に基づいて第2の算出値を得るステップと、前記第1の算出値により前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定しているか否かを判定するステップと、前記第1の指定領域内に対応する位置を示す前記第1の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する位置を示す前記第1の算出値とで異なる信号処理を行うか、又は、前記第1の指定領域内に対応する位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する位置を示す前記第2の算出値とで異なる信号処理を行うステップと、を備えることを特徴とする。
本発明の他の一側面による信号処理方法は、指示体を検出するための検出領域を有するセンサーを備えた指示体検出装置の信号処理方法であって、前記指示体により指示された位置に応じた出力信号を得るステップと、前記出力信号に基づいて前記指示位置に対応する算出値を得るステップと、前記算出値に基づいて前記指示体が前記検出領域内の第1の指定領域を指定しているか否かを判定するステップと、前記指示体が前記第1の指定領域を指定したと判定した場合に、前記第1の指定領域内に対応する位置を示す算出値と、前記第1の指定領域外に対応する位置を示す前記算出値とで異なる信号処理を行うステップと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、パネル面内の一部領域(第1の指定領域の「内」又は「外」)に限り、指示体による入力を制限することが可能になる。
本発明の実施の形態によるタッチ式の入力システムの外観を示す図である。 (a)は、本発明の実施の形態による指示体検出装置1の機能ブロックを示す略ブロック図であり、(b)は、(a)に示すタッチパネル2の構造を示す分解斜視図である。 (a)は、図2(a)に示したセンサー12の第1の具体例であるセンサー12Aを示す平面図であり、(b)は、センサー12の第2の具体例であるセンサー12Bを示す平面図であり、(c)は、センサー12の第3の具体例であるセンサー12Cを示す平面図であり、(d)は、センサー12の第4の具体例であるセンサー12Dを示す斜視図である。 図2(a)に示したセンサー13の内部構成を示す図である。 ユーザが、指6を用いて描画領域A1の周囲を囲む矩形を描くことにより、タッチパネル2上に指定領域R1を指定した状態を示す図である。 図5に示した指定領域R1の内側の領域において指6による入力が制限された状態において、ユーザが電子ペン4を用いて描画領域A1内に描画している状態を示す図である。 ユーザが、電子ペン4を用いて署名欄A2の周囲を囲む矩形を描くことにより、タッチパネル2上に指定領域R2を指定した状態を示す図である。 図5に示した指定領域R2の外側の領域において電子ペン4による入力が制限された状態において、ユーザが電子ペン4を用いて署名欄A2内に署名している状態を示す図である。 本発明の実施の形態による指示体機能制限方法のフローを示す図である。 図9に示したステップS4で表示されるポップアップ画面の例を示す図である。 図9に示したステップS1で実行される領域指定受付処理の第1の具体例を示す図である。 図9に示したステップS1で実行される領域指定受付処理の第2の具体例を示す図である。 図9に示したステップS1で実行される領域指定受付処理の第3の具体例を示す図である。 (a)(b)は、図13に示した領域指定受付処理を行う場合の電子ペン4の移動状態を示す平面図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
本発明の実施の形態によるタッチ式の入力システムは、図1に示すように、一方の表面にタッチパネル2及びボタン3を備える平板形状の指示体検出装置1と、指示体としての電子ペン4及び指6とによって構成される。電子ペン4は、一端がペン先のごとく細くなるように形成された棒状の装置であり、側面にサイドスイッチ5を有している。指6は、通常、人間の手の指である。
指示体検出装置1は、例えばタブレット、デジタイザ、スマートフォンなどのタッチ式の入力機構を有する装置であり、図2(a)に示すように、アナログスイッチ15、電流電圧変換部16、位置算出部17、及び制御部18をさらに備えて構成される。なお、図2(a)ではボタン3の図示を省略している。
タッチパネル2は、図2(b)に示すように、絶縁体であるカバー11と、指示体を検出するための検出領域D1を有するセンサー12と、指示体を検出するための検出領域D2を有するセンサー13と、表示領域14aを有する表示装置14とを有する。カバー11、センサー12,13、表示装置14はそれぞれ薄い平板状に形成されており、図2(b)に示すように、指示体検出装置1の表面からカバー11、センサー12、表示装置14、センサー13の順で、検出領域D1,D2及び表示領域14aが重畳するように重ねて配置される。なお、表示装置14とセンサー13の配置は逆になっていてもよい。
カバー11の表面は、平らなパネル面を構成する。指示体検出装置1のユーザは、このパネル面を電子ペン4や指6で触れたりなぞったりすることにより、文字や絵の入力を行う。
センサー12は、静電方式により指示体としての指6を検出する装置であり、検出領域D1における指6による指示位置に応じた出力信号O1を出力可能に構成される。一方、センサー13は、電磁誘導方式の一種であるEMR方式により指示体としての電子ペン4を検出する装置であり、検出領域D2における電子ペン4による指示位置に応じた出力信号O2を出力可能に構成される。なお、センサー12は電子ペン4の検出を行わず、センサー13は指6の検出を行わないものとする。センサー12,13それぞれの構造の詳細については、後に図3,図4を参照しながら説明する。
表示装置14は、例えばカラー液晶ディスプレイであり、制御部18からの信号に応じて、表示領域14aに任意の文字や画像を表示可能に構成される。カバー11及びセンサー12,13はいずれも透明に構成されており、したがってユーザは、カバー11のパネル面を通じ、表示領域14aに表示された映像を確認できる。なお、本実施の形態ではタッチパネル2に表示装置14を設けているが、本発明は、それ自身は表示機能を有しない指示体検出装置(板タブレットなど)にも適用可能である。
位置算出部17は、センサー12の出力信号O1に基づいて、指示体(指6)による指示位置を示す算出値C1を算出するとともに、センサー13の出力信号O2に基づいて、指示体(電子ペン4)による指示位置を示す算出値C2を算出するように構成される。位置算出部17によって算出された算出値C1,C2は、制御部18に供給される。電子ペン4に関しては、位置算出部17はさらに、電子ペン4からサイドスイッチ5の押下状態や筆圧を示す情報などを含むペン情報を受信し、制御部18に供給する機能も有する。
制御部18は、図示しない記憶装置に記憶されるプログラムに従って動作するプロセッサであり、指示体検出装置1の各部の制御や、各種の処理を実行する機能を有している。また、制御部18は、図示しない記憶装置との間でデータの入出力を行う機能も有している。
より具体的に説明すると、制御部18は、出力信号O1,O2を出力するようセンサー12,13を制御する機能、出力信号O1,O2に応じて位置算出部17が算出した算出値C1,C2に基づき、電子ペン4や指6による指示位置に応じた信号処理を行う機能などを有して構成される。この信号処理には、表示装置14の表示内容を制御するための信号を生成し、表示装置14に供給する処理が含まれる。
また、制御部18は、位置算出部17により算出される複数の算出値(算出値C1又は算出値C2)を参照することにより、指示体による領域(第1の指定領域)の指定を受け付ける機能と、領域の指定を受け付けた場合(すなわち、上記複数の算出値により、指示体が、対応する検出領域内の領域を指定したことが示される場合)に、それ以後、指定領域内に対応する位置を示す算出値と、指定領域外に対応する位置を示す算出値とで異なる信号処理を行う機能とをさらに有して構成される。
ここで、指定領域の指定を受け付ける際に参照する算出値と、指定領域の「内」と「外」とで異なる信号処理を行う対象とする算出値とは、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。つまり、制御部18は、算出値C1を参照することにより領域の指定を受け付け、その後、指定領域内に対応する位置を示す算出値C1と指定領域外に対応する位置を示す算出値C1とで異なる信号処理を行うこととしてもよいし、算出値C2を参照することにより領域の指定を受け付け、その後、指定領域内に対応する位置を示す算出値C1と指定領域外に対応する位置を示す算出値C1とで異なる信号処理を行うこととしてもよいし、算出値C1を参照することにより領域の指定を受け付け、その後、指定領域内に対応する位置を示す算出値C2と指定領域外に対応する位置を示す算出値C2とで異なる信号処理を行うこととしてもよいし、算出値C2を参照することにより領域の指定を受け付け、その後、指定領域内に対応する位置を示す算出値C2と指定領域外に対応する位置を示す算出値C2とで異なる信号処理を行うこととしてもよい。また、制御部18は、算出値C1又は算出値C2を参照することにより領域の指定を受け付け、その後、指定領域内に対応する位置を示す算出値C1と指定領域外に対応する位置を示す算出値C1とで異なる信号処理を行い、かつ、指定領域内に対応する位置を示す算出値C2と指定領域外に対応する位置を示す算出値C2とで異なる信号処理を行うこととしてもよい。
さらに、制御部18は、ユーザに指定領域の「内」と「外」のいずれか、及び、「電子ペン」と「指」のいずれかをそれぞれ選択させる機能をさらに有することとしてもよい。この場合、例えばユーザが「外」と「電子ペン」を選択したとすると、制御部18は、算出値C1及び指定領域内に対応する位置を示す算出値C2については通常どおり信号処理を行う一方、指定領域外に対応する位置を示す算出値C2については信号処理を行わないようにすればよい。これにより、ユーザに対し、電子ペン4が指定領域内でしか機能しない、というユーザ体験を与えることが可能になる。この点については、後に図5〜図14を参照しながら、より具体的な例を挙げて再度説明する。
電流電圧変換部16は、制御部18から供給される電流信号を電圧信号に変換するための装置であり、具体的には、図2(a)に示すように、一端が制御部18からアナログスイッチ15に至る配線に接続され、他端が接地された抵抗器によって構成される。電流電圧変換部16によって得られる電圧信号は、アナログスイッチ15を介して、センサー12に供給される。ここで、詳しくは図3を参照して後述するが、センサー12には、複数の端子が設けられる。アナログスイッチ15は、電流電圧変換部16から供給される電圧信号をこれらの端子のうちの一部に対して選択的に供給する一方で、他の一部の端子に対して選択的に接地電位を供給し、さらに残りの端子をフロート状態とする機能を有している。
次に、センサー12の構成及び動作について、図3を参照しながら詳しく説明する。なお、図3(a)〜図3(d)に示したセンサー12A〜12Dはいずれもセンサー12の具体例であり、それぞれが単独でセンサー12として機能し得る。
図3(a)に示すセンサー12Aは、その中央部に検出領域D1が配置され、図示したx方向(長方形であるセンサー12Aの長手方向)に関してのみ、検出領域D1における指6による指示位置を検出できるように構成される。
具体的に説明すると、センサー12Aは、同図に示すように、センサー12Aの一方の短辺に沿って配置された電極20Aaと、他方の短辺に沿って配置された電極20Abと、それぞれ電極20Aa,20Abに接続された端子21Aa,21Abを有する。センサー12Aにおいては、電極20Aa,20Abに挟まれた領域が検出領域D1となる。端子21Aa,21Abはそれぞれ、図2(a)に示したアナログスイッチ15に接続される。また、センサー12Aの出力信号O1は、端子21Aa,21Abのそれぞれから取り出される。
センサー12としてセンサー12Aを用いる場合の算出値C1の算出は、次のようにして行われる。まず、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Aaに供給され、接地電位が端子21Abに供給されることとなるよう、制御部18がアナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Aaに、接地電位が端子21Abにそれぞれ供給される。これにより、検出領域D1には、電極20Aaから電極20Abにかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Aaに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
次に、制御部18は、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Abに供給され、接地電位が端子21Aaに供給されることとなるよう、再度アナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Abに、接地電位が端子21Aaにそれぞれ供給される。これにより、検出領域D1には、電極20Abから電極20Aaにかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Abに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
位置算出部17は、こうして続けて供給される2つの出力信号O1から、端子21Aaの電流変化と、端子21Abの電流変化との比を算出する。そして、算出した比から、検出領域D1内における指6の接触位置(指6による指示位置)のx座標を算出する。センサー12としてセンサー12Aを用いる場合の算出値C1は、こうして算出されたx座標により表わされる。
次に、図3(b)に示すセンサー12Bは、その中央部に検出領域D1が配置され、図示したx方向(長方形であるセンサー12Bの長手方向)とy方向(検出領域D1の面内でx方向と直交する方向)の両方に関して、検出領域D1における指6による指示位置を検出できるように構成される。
具体的に説明すると、センサー12Bは、同図に示すように、センサー12Bの4隅に点状の電極20Ba〜20Bdが反時計回りに配置され、これら電極20Ba〜20Bdがそれぞれ端子21Ba〜21Bdに接続された構成を有している。センサー12Bにおいては、電極20Ba〜20Bdを各頂点とする長方形の領域が検出領域D1となる。端子21Ba〜21Bdはそれぞれ、図2(a)に示したアナログスイッチ15に接続される。また、センサー12Bの出力信号O1は、端子21Ba〜21Bdのそれぞれから取り出される。
センサー12としてセンサー12Bを用いる場合の算出値C1の算出は、次のようにして行われる。まず、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Ba,21Bbに供給され、接地電位が端子21Bc,21Bdに供給されることとなるよう、制御部18がアナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Ba,21Bbに、接地電位が端子21Bc,21Bdにそれぞれ供給される。これにより、検出領域D1には、x方向の一端(電極20Ba,20Bbが配置されている端部)からx方向の他端(電極20Bc,20Bdが配置されている端部)にかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Ba,21Bbに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
次に、制御部18は、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Bc,21Bdに供給され、接地電位が端子21Ba,21Bbに供給されることとなるよう、再度アナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Bc,21Bdに、接地電位が端子21Ba,21Bbにそれぞれ供給される。これにより、検出領域D1には、x方向の他端(電極20Bc,20Bdが配置されている端部)からx方向の一端(電極20Ba,20Bbが配置されている端部)にかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Bc,21Bdに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
位置算出部17は、こうして続けて供給される2つの出力信号O1から、端子21Ba,21Bbの電流変化と、端子21Bc,21Bdの電流変化との比を算出する。そして、算出した比から、検出領域D1内における指6の接触位置(指6による指示位置)のx座標を算出する。
続いて、制御部18は、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Ba,21Bdに供給され、接地電位が端子21Bb,21Bcに供給されることとなるよう、再度アナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Ba,21Bdに、接地電位が端子21Bb,21Bcにそれぞれ供給される。これにより、検出領域D1には、y方向の一端(電極20Ba,20Bdが配置されている端部)からy方向の他端(電極20Bb,20Bcが配置されている端部)にかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Ba,21Bdに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
次に、制御部18は、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Bb,21Bcに供給され、接地電位が端子21Ba,21Bdに供給されることとなるよう、再度アナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Bb,21Bcに、接地電位が端子21Ba,21Bdにそれぞれ供給される。これにより、検出領域D1には、y方向の他端(電極20Bb,20Bcが配置されている端部)からy方向の一端(電極20Ba,20Bdが配置されている端部)にかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Bb,21Bcに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
位置算出部17は、こうして続けて供給される2つの出力信号O1から、端子21Ba,21Bdの電流変化と、端子21Bb,21Bcの電流変化との比を算出する。そして、算出した比から、検出領域D1内における指6の接触位置(指6による指示位置)のy座標を算出する。
このように、位置算出部17は、x座標及びy座標を順次算出するよう構成される。センサー12としてセンサー12Bを用いる場合の算出値C1は、こうして算出されたx座標及びy座標により表わされる。
次に、図3(c)に示すセンサー12Cは、センサー12Bと同様、その中央部に検出領域D1が配置され、図示したx方向(長方形であるセンサー12Cの長手方向)とy方向(検出領域D1の面内でx方向と直交する方向)の両方に関して、検出領域D1における指6による指示位置を検出できるように構成される。
具体的に説明すると、センサー12Cは、同図に示すように、センサー12Cの4辺のそれぞれに沿って線状の電極20Ca〜20Cdが反時計回りに配置され、これら電極20Ca〜20Cdがそれぞれ端子21Ca〜21Cdに接続された構成を有している。センサー12Cにおいては、電極20Ca〜20Cdに囲まれた長方形の領域が検出領域D1となる。端子21Ca〜21Cdはそれぞれ、図2(a)に示したアナログスイッチ15に接続される。また、センサー12Cの出力信号O1は、端子21Ca〜21Cdのそれぞれから取り出される。
センサー12としてセンサー12Cを用いる場合の算出値C1の算出は、次のようにして行われる。まず、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Caに供給され、接地電位が端子21Ccに供給され、端子21Cb,21Cdがフロート状態となるよう、制御部18がアナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Caに、接地電位が端子21Ccにそれぞれ供給され、端子21Cb,21Cdがフロート状態となる。これにより、検出領域D1には、x方向の一端(電極20Caが配置されている端部)からx方向の他端(電極20Ccが配置されている端部)にかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Caに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
次に、制御部18は、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Ccに供給され、接地電位が端子21Caに供給され、端子21Cb,21Cdがフロート状態となるよう、再度アナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Ccに、接地電位が端子21Caにそれぞれ供給され、端子21Cb,21Cdがフロート状態となる。これにより、検出領域D1には、x方向の他端(電極20Ccが配置されている端部)からx方向の一端(電極20Caが配置されている端部)にかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Ccに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
位置算出部17は、こうして続けて供給される2つの出力信号O1から、端子21Caの電流変化と、端子21Ccの電流変化との比を算出する。そして、算出した比から、検出領域D1内における指6の接触位置(指6による指示位置)のx座標を算出する。
続いて、制御部18は、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Cbに供給され、接地電位が端子21Cdに供給され、端子21Ca,21Ccがフロート状態となるよう、再度アナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Cbに、接地電位が端子21Cdにそれぞれ供給され、端子21Ca,21Ccがフロート状態となる。これにより、検出領域D1には、y方向の一端(電極20Cbが配置されている端部)からy方向の他端(電極20Cdが配置されている端部)にかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Cbに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
次に、制御部18は、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Cdに供給され、接地電位が端子21Cbに供給され、端子21Ca,21Ccがフロート状態となるよう、再度アナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が端子21Cdに、接地電位が端子21Cbにそれぞれ供給され、端子21Ca,21Ccがフロート状態となる。これにより、検出領域D1には、y方向の他端(電極20Cdが配置されている端部)からy方向の一端(電極20Cbが配置されている端部)にかけて電位の傾斜が形成される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、人体を通じて電荷が移動するため、端子21Cdに電流が流れる。この電流の変化が出力信号O1として位置算出部17に供給される。
位置算出部17は、こうして続けて供給される2つの出力信号O1から、端子21Cbの電流変化と、端子21Cdの電流変化との比を算出する。そして、算出した比から、検出領域D1内における指6の接触位置(指6による指示位置)のy座標を算出する。
このように、位置算出部17は、x座標及びy座標を順次算出するよう構成される。センサー12としてセンサー12Cを用いる場合の算出値C1は、こうして算出されたx座標及びy座標により表わされる。
次に、図3(d)に示すセンサー12Dは、センサー12A〜12Cとは異なり、z方向に積層された2つの検出領域D1a,D1bにより検出領域D1が構成され、図示したx方向(z方向と直交する方向)とy方向(x方向及びz方向のそれぞれと直交する方向)の両方に関して、検出領域D1における指6による指示位置を検出できるように構成される。
具体的に説明すると、センサー12Dは、それぞれx方向に延在する複数の電極20Daが検出領域D1aに等間隔で配置され、それぞれy方向に延在する複数の電極20Dbが検出領域D1bに等間隔で配置された構成を有している。この構成によれば、電極20Daと電極20Dbの交点にキャパシタが形成されるので、センサー12Dは、複数のキャパシタがマトリクス状に配置された構成を有していることになる。また、センサー12Dは、複数の電極20Daのそれぞれに接続される複数の端子21Daと、複数の電極20Dbのそれぞれに接続される複数の端子21Dbとを有している。複数の端子21Da及び複数の端子21Dbはそれぞれ、図2(a)に示したアナログスイッチ15に接続される。また、センサー12Cの出力信号O1は、これら複数の端子21Da,21Dbのそれぞれから取り出される。
センサー12としてセンサー12Dを用いる場合の算出値C1の算出は、次のようにして行われる。まず、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が各端子21Daに供給され、接地電位が各端子21Dbに供給されることとなるよう、制御部18がアナログスイッチ15を制御する。そのうえで、制御部18が電流電圧変換部16に対して電流信号を出力すると、アナログスイッチ15の働きにより、電流電圧変換部16から出力される電圧信号が各端子21Daに、接地電位が各端子21Dbにそれぞれ供給される。このとき指6が検出領域D1に接近又は接触していると、指6との間で生ずる静電誘導により、指6に近いキャパシタほど、蓄積電荷が大きく変動することになる。
位置算出部17は、センサー12Dより供給される複数の出力信号O1から、各キャパシタの電荷の変動を検出する。そして、検出した変動の大きさに基づいて検出領域D1内における指6の接触位置(指6による指示位置)のx座標及びy座標を算出し、算出値C1として制御部18に供給する。なお、センサー12Dによれば、複数の指6を同時に検出することが可能になる。この場合、位置算出部17は、複数の算出値C1を算出し、制御部18に供給することになる。
以上、センサー12の構成及び動作について、4つの具体例を挙げて詳しく説明した。次に、センサー13(図1)の構成及び動作について、図4を参照しながら詳しく説明する。
センサー13は、図4に示すように、検出領域D2内に複数のループコイルLCが配置された構成を有している。各ループコイルLCの一端は接地され、他端は位置算出部17に接続されている。センサー13の出力信号O2は、こうして位置算出部17に接続される各ループコイルLCの他端に現れる信号により、構成される。図4では、複数のループコイルLCの例として、y方向に延在する40本のループコイルX〜X40と、x方向に延在する40本のY〜Y40とを図示している。以下、この80本のループコイルX〜X40,Y〜Y40を前提に説明を続けるが、センサー13に設けるべきループコイルLCの本数はこれに限られない。
位置算出部17は、センサー13に関して、図4に示すように、選択回路30と、スイッチ回路31と、アンプ32と、検波回路33と、ローパスフィルタ(LPF)34と、サンプルホールド回路(S/H)35と、アナログデジタル変換回路(A/D)36と、制御部37と、発振器38と、電流ドライバ39とを有して構成される。
選択回路30には各ループコイルLCの他端が接続されており、これにより、選択回路30にはセンサー13の出力信号O2が供給される。選択回路30は、制御部37からの制御に応じてループコイルX〜X40,Y〜Y40の中の1本又は複数本を選択し、選択したものをスイッチ回路31に接続する回路である。
スイッチ回路31は、制御部37からの制御に応じて切り替え可能に構成された単極双投のスイッチにより構成される。スイッチ回路31の共通端子には選択回路30が、一方の選択端子にはアンプ32の入力端が、他方の選択端子には電流ドライバ39の出力端がそれぞれ接続される。
アンプ32は、スイッチ回路31を介して選択回路30から供給される電圧信号を増幅し、検波回路33に出力する機能を有する。検波回路33は、アンプ32から出力される電圧信号に対して包絡線検波を行うことによって包絡線信号を生成し、ローパスフィルタ34に出力する回路である。ローパスフィルタ34は、検波回路33が生成した包絡線信号から高周波成分を除去する役割を果たす。サンプルホールド回路35は、ローパスフィルタ34によって高周波成分が除去された上記包絡線信号のサンプル動作及びホールド動作を、所定時間間隔で行うよう構成される。アナログデジタル変換回路36は、サンプルホールド回路35によりホールドされている信号にアナログデジタル変換を施すことによってデジタル信号を生成し、制御部37に出力する。
制御部37は、図示しない記憶装置に記憶されるプログラムに従って動作するプロセッサである。なお、制御部37と制御部18(図2)とを、共通のプロセッサによって実現することとしてもよい。制御部37が行う動作には、選択回路30、スイッチ回路31、サンプルホールド回路35、及びアナログデジタル変換回路36の制御と、アナログデジタル変換回路36から供給されるデジタル信号に基づき、上述した算出値C2(指示体(電子ペン4)による指示位置を示す値)を算出する処理とが含まれる。
発振器38は、所定周波数の交流信号を生成するよう構成される。電流ドライバ39は、発振器38から出力される交流信号を電流信号に変換し、スイッチ回路31に供給する役割を果たす。
算出値C2の算出及びペン情報の取得は、具体的には次のようにして行われる。まず初めに、制御部37は、スイッチ回路31の他方の選択端子(電流ドライバ39に接続されている選択端子)を共通端子に接続するとともに、選択回路30にループコイルX〜X40,Y〜Y40の中の一本を選択させる。すると、電流ドライバ39から出力される電流信号により、選択されたループコイルLCに磁界が発生する。なお、ここでは、1本のループコイルLCを選択するとしているが、例えばループコイルX〜X40の中から1本、ループコイルY〜Y40の中から1本の計2本を選択することとしてもよい。また、ループコイルX〜X40,Y〜Y40とは別に、検出領域D2の外周に沿って磁界発生専用のループコイルを配置し、この段階ではこの専用ループコイルのみを選択することとしてもよい。
電子ペン4は共振回路(図示せず)を内蔵しており、上記のようにして発生した磁界の中に入ったときにこの共振回路に発生する誘導電圧を電源として動作するよう、構成される。こうして行われる電子ペン4の動作には、まず初めに所定時間にわたって位置検出用の連続信号を送信し、次いで、連続信号の終了を示すスタート信号とペン情報とを順次送信することが含まれる。
制御部37は、スイッチ回路31の他方の選択端子を共通端子に接続してから所定時間が経過した後、今度は、スイッチ回路31の一方の選択端子(アンプ32に接続されている選択端子)を共通端子に接続する。すると、ループコイルLCからの磁界の発生が終了する。電子ペン4は、このタイミングで連続信号の送信を開始するよう構成される。
制御部37は、電子ペン4が連続信号の送信を行っている間、選択回路30が選択するループコイルLCを連続的に切り替えることにより、ループコイルX〜X40,Y〜Y40のそれぞれに発生した電圧を走査する。こうして検出される電圧は、ループコイルLCと電子ペン4の間の距離が短いほど大きくなるので、制御部37は、走査結果から電子ペン4の位置を示す算出値C2を算出することができる。制御部37は、こうして算出値C2を算出し、制御部18に出力する。
なお、走査時間を短縮するため、上記のようにすべてのループコイルLCを走査して位置検出を行うのは初回だけ(この場合、初回の位置検出では、電子ペン4がスタート信号やペン情報を送信している間にも、これらを連続信号とみなして位置検出を行う)とし、2回目からは、前回検出された位置の近傍に位置するループコイルLCのみを走査することとしてもよい。
一方、電子ペン4がペン情報を送信するタイミングでは、制御部37は、検出された電子ペン4の位置に応じていずれか1本のループコイルLC(通常は、検出した電子ペン4の位置に最も近いもの)を、選択回路30に選択させる。そして、こうして選択されたループコイルLCを通じて電子ペン4が送信したペン情報を取得し、制御部18に出力する。
以上、センサー13の構成及び動作について詳しく説明した。
制御部18は、指示体検出装置1の電源が投入されている間、上記の処理をセンサー12,13及び位置算出部17に繰り返し実行させる。これにより、制御部18には、指6が検出されている限り、指6による指示位置を示す算出値C1が一定の時間間隔で常に供給され続け、電子ペン4が検出されている限り、電子ペン4による指示位置を示す算出値C2が一定の時間間隔で常に供給され続けることになる。
以下、パネル面内の一部領域に限って指示体による入力を制限するために制御部18が行う処理について詳しく説明するが、以下では、まず初めにユーザから見た指示体検出装置1の動作について図5〜図8を参照しながら説明し、その後、その動作を実現するために制御部18が行う処理について図9〜図14を参照しながら説明する。
まず、図5及び図6は、タッチパネル2上に描画領域A1が表示されており、ユーザが描画領域A1内に電子ペン4で絵を描きたいと思っている場合を示している。ユーザは、描き始める前に、長方形である描画領域A1を囲むように、指6又は電子ペン4で長方形の指定領域R1を描く。すると、図6に示すように指定領域R1外の領域に薄い網掛けが施されるとともに、後述する図10に示すようなポップアップ画面が表示され、ユーザに、入力ツールの機能制限の具体的な方法が問い合わされる。
図6には、表示されたポップアップ画面において、ユーザが制限対象領域として「指定領域内」を選択し、制限対象入力ツールとして「指」を選択した場合を示している。ユーザがこのような選択を行うと、それ以後、制御部18は、位置算出部17から供給される算出値C1が指定領域R1内の位置を示している場合に、この算出値C1を無視して処理を行う。これにより、ユーザの指6が指定領域R1内の領域に触れてもそのタッチが一切無視されることになるので、ユーザは、指6が触れてしまうことによる誤操作に煩わされることなく、電子ペン4による描画を楽しむことが可能になる。
次に、図7及び図8は、タッチパネル2上に署名欄A2が表示されており、ユーザが署名欄A2内に電子ペン4でサインしようと思っている場合を示している。ユーザは、サインを書き始める前に、長方形である描画領域A1を囲むように、指6又は電子ペン4で長方形の指定領域R2を描く。すると、図8に示すように、図6の例と同様の網掛けが指定領域R2外の領域に施されるとともに、図10に示すようなポップアップ画面が表示され、ユーザに、入力ツールの機能制限の具体的な方法が問い合わされる。
図8には、表示されたポップアップ画面において、ユーザが制限対象領域として「指定領域外」を選択し、制限対象入力ツールとして「電子ペン」を選択した場合を示している。ユーザがこのような選択を行うと、それ以後、制御部18は、位置算出部17から供給される算出値C2が指定領域R2外の位置を示している場合に、この算出値C2を無視して処理を行う。これにより、電子ペン4が指定領域R2外の領域に触れてもそのタッチが一切無視されることになるので、ユーザは、署名欄A2欄からはみ出してしまうことなく、署名欄A2内にサインをすることが可能になる。
以下、以上のような動作を実現するために制御部18が行う処理について、図9〜図14を参照しながら詳しく説明する。
図9は、制御部18が行う処理を示している。同図に示すように、制御部18は、まずユーザによる領域(第1の指定領域)の指定を受け付ける処理(領域指定受付処理)を実施する(ステップS1)。この処理は、ユーザが所定の操作を行ったことを検出する処理であり、所定の操作の具体的な内容としては各種のものが考えられる。図11〜図13はそれぞれ、この所定の操作の具体的な内容の一例を示すものであるので、以下では、図11〜図13を順次参照しながら説明する。なお、図11〜図13に示す操作のすべてを制御部18に組み込むこととしてもよい(つまり、領域指定の方法が複数存在してもよい)し、一部のみを組み込むこととしてもよい。
まず図11は、サイドスイッチ5を押しながら電子ペン4で矩形領域を描くという操作を、指定領域を指定するための操作とする例を示している。この例による制御部18はまず、位置算出部17から供給される算出値C2及びペン情報を参照することにより、ユーザがサイドスイッチ5を押しながら電子ペン4をパネル面にタッチしているかを検出する(ステップS10)。制御部18は図示しない記憶装置に電子ペン4による指示位置を記憶可能に構成されており、ステップS10の判定結果が否定であった場合には、それまでに記憶した指示位置を破棄し(ステップS11)、処理を終了する。
一方、ステップS10の判定結果が肯定であった場合、制御部18は、そのときの電子ペン4による指示位置を算出値C2から取得し、図示しない記憶装置に記憶する(ステップS12)。そして、それまでに記憶した一連の指示位置を参照し、それらが矩形領域を構成しているか否かを判定する(ステップS13)。その結果、矩形領域が構成されていなければ、処理をステップS10に戻す。一方、矩形領域が構成されていれば、それまでに記憶した一連の指示位置により構成される矩形領域を指定領域として受け付け(ステップS14)、図9のステップS2に処理を移す。
図12は、指6で矩形領域を描くという操作を、指定領域を指定するための操作とする例を示している。この例による制御部18はまず、位置算出部17から供給される算出値C1を参照することにより、ユーザが指6をパネル面にタッチしているかを検出する(ステップS20)。制御部18は図示しない記憶装置に指6による指示位置を記憶可能に構成されており、ステップS20の判定結果が否定であった場合には、それまでに記憶した指示位置を破棄し(ステップS21)、処理を終了する。
一方、ステップS20の判定結果が肯定であった場合、制御部18は、そのときの指6による指示位置を算出値C1から取得し、図示しない記憶装置に記憶する(ステップS22)。そして、それまでに記憶した一連の指示位置を参照し、それらが矩形領域を構成しているか否かを判定する(ステップS23)。その結果、矩形領域が構成されていなければ、処理をステップS20に戻す。一方、矩形領域が構成されていれば、それまでに記憶した一連の指示位置により構成される矩形領域を指定領域として受け付け(ステップS24)、図9のステップS2に処理を移す。
図13は、サイドスイッチ5を押しながら電子ペン4で線分を描くという操作を、指定領域を指定するための操作とする例を示している。この例による制御部18はまず、位置算出部17から供給される算出値C2及びペン情報を参照することにより、ユーザがサイドスイッチ5を押しながら電子ペン4をパネル面にタッチしているかを検出する(ステップS30)。制御部18は図示しない記憶装置に電子ペン4による指示位置を記憶可能に構成されており、ステップS30の判定結果が否定であった場合には、それまでに記憶した指示位置を破棄し(ステップS31)、処理を終了する。
一方、ステップS30の判定結果が肯定であった場合、制御部18は、そのときの電子ペン4による指示位置を算出値C2から取得し、図示しない記憶装置に記憶する(ステップS32)。続いて制御部18は、サイドスイッチ5がオフになったか否かを検出する(ステップS33)。その結果、サイドスイッチ5がオフになっていないことを検出した場合には、電子ペン4がタッチパネル2から離れたか否かを判定する(ステップS34)。ステップS34で電子ペン4がタッチパネル2から離れていないと判定した場合、制御部18は、処理をステップS30に戻す。一方、ステップS33でサイドスイッチ5がオフになったことを検出した場合、又は、ステップS34で電子ペン4がタッチパネル2から離れたと判定した場合、制御部18は、記憶している一連の指示位置のうち、始点に相当するものと、終点に相当するものとを結ぶ線分を対角線とする矩形領域を生成し、指定領域として受け付ける(ステップS35)。そして、図9のステップS2に処理を移す。
図14を参照して、図13の例について、より詳しく説明する。図14(a)には、図13のステップ30において電子ペン4のタッチが検出された状態を示している。ここでタッチされた位置P1が、ステップS35における始点となる。次に、図14(b)には、図33においてサイドスイッチ5のオフが検出された状態、又は、図34において電子ペン4の離脱が検出された状態を示している。これらの検出がなされたときの電子ペン4の指示位置P2が、ステップS35における終点となる。図14(b)に示すように、制御部18は、位置P1と位置P2を結ぶ線分L1を設定し、この線分L1を対角線とする長方形を指定領域R3として受け付ける。
図9に戻る。ステップS1で領域指定を受け付けた制御部18は、指定領域に対応する表示データ(第1の表示データ)を表示する(ステップS2,S3)。図6及び図8に示した網掛け(指定領域以外を覆う半透明の網掛け)は、この表示データの一例である。表示データを表示することで、ユーザは、自分が指定した領域を明確に認識することができる。なお、表示データの具体的な内容は上記のような網掛けに限られるものではなく、例えば、指定領域の縁辺を示す直線画像や破線画像を表示データとして表示してもよい。
続いて制御部18は、制限対象領域と制限対象入力ツールをユーザに問い合わせるポップアップ表示を実施する(ステップS4)。図10には、このポップアップ表示の具体的な例を示している。この例によるポップアップ表示は、図示するように、制限対象領域として「指定領域内」「指定領域外」のいずれかをユーザに選択させるためのオプションボタン、制限対象入力ツールとして「電子ペン」「指」のいずれかをユーザに選択させるためのオプションボタン、「実行」ボタン、及び「キャンセル」ボタンを含んで構成される。なお、ここでは、制限対象領域、制限対象入力ツール、及び実行可否を1回のポップアップ表示で一度にユーザに選択させる例を示しているが、複数のポップアップ表示を順次行うことにより、ひとつずつユーザに選択させることとしてもよい。また、ここでユーザに問い合わせることなく(ステップS4を省略し)、予め設定されたデータに基づき、以降の処理を進めることとしてもよい。
図9に戻り、ポップアップ画面において「キャンセル」ボタンが押下された場合(ステップS5の「キャンセル」判定)、制御部18は処理を終了する。この場合、指示体による入力の制限は行われない。一方、ポップアップ画面において「実行」ボタンが押下された場合(ステップS5の「実行」判定)、制御部18は、選択された入力ツールが「電子ペン」「指」のいずれであったかを判定する(ステップS6)。その結果、選択された入力ツールが「電子ペン」であった場合、それ以後、制御部18は、制限対象領域内の位置を示す算出値C2を無視して信号処理を行う(ステップS7)。これにより、ユーザは、制限対象領域内への電子ペン4による書き込みができなくなったと認識することになる。一方、選択された入力ツールが「指」であった場合、それ以後、制御部18は、制限対象領域内の位置を示す算出値C1を無視して信号処理を行う(ステップS8)。これにより、ユーザは、制限対象領域内への指6による書き込みができなくなったと認識することになる。
以上説明したように、本実施の形態によるタッチ式の入力システム及び指示体検出装置1によれば、パネル面内の一部領域(つまり、指定領域の「内」又は「外」)に限り、指示体(電子ペン4又は指6)による入力を制限することが可能になる。また、入力を制限する指示体の選択も可能になる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、制御部18が指定領域内に対応する位置を示す算出値と指定領域外に対応する位置を示す算出値とで異なる信号処理を開始した後のことについて特に触れていないが、指示体検出装置1に、制御部18の信号処理を通常状態に戻すための仕組みを設けてもよいのは勿論である。具体的な例を挙げると、例えば表示領域14a内にボタン画像を表示しておき、このボタン画像が指6又は電子ペン4によりタッチされたことを契機として、制御部18の信号処理を通常状態に戻すこととしてもよい。
また、図11及び図13に示した領域指定受付処理では、ユーザが電子ペン4のサイドスイッチ5を押しながら所定の操作をしたことに応じて指定領域を受け付けたが、サイドスイッチ5に代え、指示体検出装置1のボタン3(図1参照)などの他の手段を用いることも可能である。
また、領域指定のための操作についても、図11及び図12に示した矩形描画、図13に示した線分描画の他、例えば4本の指でタッチしてx方向にスライドする操作(この場合、例えば、タッチされた座標のうちx方向の一方の最端位置を含むy方向に延在する直線、タッチされた座標のうちx方向の他方の最端位置を含むy方向に延在する直線、タッチされた座標のうちy方向の一方の最端位置を含むx方向に延在する直線、タッチされた座標のうちy方向の他方の最端位置を含むx方向に延在する直線により囲まれた領域を指定領域とすればよい)など、各種のものを用いることができる。要するに、領域を指定できる操作であれば、どのような操作であっても、領域指定のための操作として採用することができる。
また、ユーザ操作によらずに領域の指定を受け付けるように構成することもできる。例えば、ウインドウズ(登録商標)における画面プロパティの設定画面など、オペレーティングシステムやアプリケーションによって所定のポップアップ表示(第2の表示データ)がなされた場合に、そのポップアップ表示内の領域を指定領域(第2の指定領域)として受け付けるようにしてもよい。この場合、ユーザは、ポップアップ表示された画面の内容に適した入力方法により、ポップアップ画面内の入力エリアに入力を行うことが可能になる。
また、上記実施の形態では、センサー12として静電方式のものを用い、センサー13としてEMR方式のものを用いる例を取り上げて説明したが、それぞれ他の方式のものを用いることも可能である。例えば、センサー12としては、感圧方式のものを用いてよい。また、センサー13としては、ES方式(電子ペン自身に電池などの電力供給手段を設け、センサーからの電力送信は行わない方式)のものを用いてもよい。なお、センサー12,13それぞれの具体的な方式を決定するにあたっては、センサー12の検出対象となる指示体がセンサー13によっては検出されず、かつ、センサー13の検出対象となる指示体がセンサー12によっては検出されないように、センサー12,13を構成することが好ましい。
また、上記実施の形態では、2つのセンサー12,13を用いる場合を例に挙げて説明したが、本発明は、1つのセンサーのみを用いる場合にも適用することができる。これは、上述した署名欄に入力する場合の他、例えばマウス入力も可能とされている場合や、動画を表示する場合などにも有効である。前者の場合、指定領域内(又は指定領域外)について、タッチ操作による入力を制限しつつマウス入力を可能とする、といった動作を実現することが可能になる。後者の場合、動画が表示されている領域内における指示体による入力を制限することにより、誤タッチにより動画を止めてしまうことを防止することが可能になる。
1 指示体検出装置
2 タッチパネル
3 ボタン
4 電子ペン
5 サイドスイッチ
6 指
11 カバー
12,13 センサー
12A センサー12の第1の具体例
12B センサー12の第2の具体例
12C センサー12の第3の具体例
12D センサー12の第4の具体例
14 表示装置
14a 表示装置14の表示領域
15 アナログスイッチ
16 電流電圧変換部
17 位置算出部
18,37 制御部
20Aa,20Ab センサー12Aの電極
20Ba〜20Bd センサー12Bの電極
20Ca〜20Cd センサー12Cの電極
20Da,20Db センサー12Dの電極
21Aa,21Ab センサー12Aの端子
21Ba〜21Bd センサー12Bの端子
21Ca〜21Cd センサー12Cの端子
21Da,21Db センサー12Dの端子
30 選択回路
31 スイッチ回路
32 アンプ
33 検波回路
34 ローパスフィルタ
35 サンプルホールド回路
36 アナログデジタル変換回路
38 発振器
39 電流ドライバ
A1 描画領域
A2 署名欄
C1 指6による指示位置を示す算出値
C2 電子ペン4による指示位置を示す算出値
D1 センサー12の検出領域
D1a,D1b センサー12Dの検出領域
D2 センサー13の検出領域
L1 位置P1と位置P2を結ぶ線分
LC,X〜X40,Y〜Y40 ループコイル
O1 センサー12の出力信号
O2 センサー13の出力信号
P1,P2 電子ペン4の指示位置
R1〜R3 指定領域

Claims (16)

  1. 第1の指示体を検出するための第1の検出領域を有し、該第1の検出領域における前記第1の指示体による指示位置に応じた第1の出力信号を出力する第1のセンサーと、
    第2の指示体を検出するための第2の検出領域を有し、前記第1及び第2の検出領域が重畳するよう前記第1のセンサーと重ねて配置され、かつ、該第2の検出領域における前記第2の指示体による指示位置に応じた第2の出力信号を出力する第2のセンサーと、
    前記第1及び第2のセンサーのそれぞれに電気的に接続され、前記第1の出力信号に基づいて前記第1の指示体による指示位置を示す第1の算出値を算出するとともに、前記第2の出力信号に基づいて前記第2の指示体による指示位置を示す第2の算出値を算出するよう構成された位置算出部と、
    前記位置算出部に電気的に接続され、該位置算出部により算出された前記第1及び第2の算出値に基づいて、前記第1及び第2の指示体のそれぞれによる指示位置に応じた信号処理を行う制御部とを備え、
    前記制御部は、前記位置算出部により算出される複数の前記第1の算出値により前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定したことが示される場合に、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値とで異なる信号処理を行う、
    ことを特徴とする指示体検出装置。
  2. 前記第1及び第2の検出領域に対応する表示領域を有する表示装置をさらに備え、
    前記制御部は、前記表示領域に前記第1の指定領域に対応する第1の表示データを表示するよう構成される
    ことを特徴とする請求項1に記載の指示体検出装置。
  3. 前記制御部は、前記位置算出部により算出される複数の前記第1の算出値により前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定したことが示される場合に、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値に基づく前記信号処理を行わないよう構成される
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の指示体検出装置。
  4. 前記制御部は、前記位置算出部により算出される複数の前記第1の算出値により前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定したことが示される場合に、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値に基づく前記信号処理を行わないよう構成される
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の指示体検出装置。
  5. 前記制御部は、前記表示領域に第2の表示データを表示するよう構成され、
    前記制御部は、前記表示領域に前記第2の表示データを表示する場合に、前記表示領域内の該第2の表示データが表示されている領域を第2の指定領域として指定し、その後、前記第2の指定領域内に対応する前記第1の検出領域における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値と、前記第2の指定領域外に対応する前記第1の検出領域における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値とで異なる信号処理を行い、かつ、前記第2の指定領域内に対応する位置を示す前記第2の算出値と、前記第2の指定領域外に対応する位置を示す前記第2の算出値とで異なる信号処理を行う
    ことを特徴とする請求項2に記載の指示体検出装置。
  6. 前記制御部は、前記位置算出部により算出される複数の前記第1の算出値により前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定したことが示される場合に、前記第1の指定領域内に対応する位置を示す前記第1の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する位置を示す前記第1の算出値とで異なる信号処理を行う
    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体検出装置。
  7. 前記第1のセンサーは静電容量方式により前記第1の出力信号を生成するよう構成され、
    前記第2のセンサーは電磁誘導方式により前記第2の出力信号を生成するよう構成される
    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体検出装置。
  8. 前記第1のセンサーは電磁誘導方式により前記第1の出力信号を生成するよう構成され、
    前記第2のセンサーは静電容量方式により前記第2の出力信号を生成するよう構成される
    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体検出装置。
  9. 前記制御部は、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値とで異なる信号処理を行う場合に、前記第1の指定領域内における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値と、前記第1の指定領域外における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値とでは異なる信号処理を行わない、
    ことを特徴とする請求項1に記載の指示体検出装置。
  10. 前記制御部は、
    前記位置算出部により算出される複数の前記第1の算出値により前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定したことが示される場合に前記第1及び第2の指示体の一方の選択を受け付け、
    前記第2の指示体が選択された場合に、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値とで異なる信号処理を行う一方、前記第1の指定領域内における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値と、前記第1の指定領域外における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値とでは異なる信号処理を行わず、
    前記第1の指示体が選択された場合に、前記第1の指定領域内における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値と、前記第1の指定領域外ににおける前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値とで異なる信号処理を行う一方、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値とでは異なる信号処理を行わない、
    ことを特徴とする請求項9に記載の指示体検出装置。
  11. 前記制御部は、
    前記位置算出部により算出される複数の前記第1の算出値により前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定したことが示される場合に、前記第1の指定領域の内側又は外側の選択をさらに受け付け、
    前記第1の指定領域の内側及び前記第2の指示体が選択された場合に、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値については信号処理を行わず、
    前記第1の指定領域の外側及び前記第2の指示体が選択された場合に、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値については信号処理を行わず、
    前記第1の指定領域の内側及び前記第1の指示体が選択された場合に、前記第1の指定領域内における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値については信号処理を行わず、
    前記第1の指定領域の外側及び前記第1の指示体が選択された場合に、前記第1の指定領域外における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値については信号処理を行わない、
    ことを特徴とする請求項10に記載の指示体検出装置。
  12. 第1の指示体を検出するための第1の検出領域を有し、該第1の検出領域における前記第1の指示体による指示位置に応じた第1の出力信号を出力する第1のセンサーと、
    前記第1のセンサーに重畳して配置され、第2の指示体を検出するための第2の検出領域を有し、該第2の検出領域における前記第2の指示体による指示位置に応じた第2の出力信号を出力するセンサーと、
    前記第1及び第2のセンサーのそれぞれに電気的に接続され、前記第1の出力信号に基づいて前記第1の指示体による指示位置を示す第1の算出値を算出するとともに、前記第2の出力信号に基づいて前記第2の指示体による指示位置を示す第2の算出値を算出するよう構成された位置算出部と、
    前記位置算出部に電気的に接続され、該位置算出部により算出された前記第1及び第2の算出値に基づいて、前記第1及び第2の指示体のそれぞれによる指示位置に応じた信号処理を行う制御部とを備え、
    前記制御部は、前記第1の指示体により前記第1の検出領域内の第1の指定領域が指定された場合に、前記第2の指示体による指示位置が前記第1の指定領域に対応する前記第2の検出領域内の領域の内にある場合と外にある場合とで異なる信号処理を行う
    ことを特徴とする指示体検出装置。
  13. 第1の指示体を検出するための第1の検出領域を有する第1のセンサーと、第2の指示体を検出するための第2の検出領域を有し、かつ、前記第1及び第2の検出領域が重畳するよう前記第1のセンサーと重ねて配置された第2のセンサーとを備え、前記第1及び第2の指示体のそれぞれによる指示位置に応じた信号処理を行う指示体検出装置の信号処理方法であって、
    前記第1の検出領域における前記第1の指示体による指示位置に応じた第1の出力信号を得るステップと、
    前記第2の検出領域における前記第2の指示体による指示位置に応じた第2の出力信号を得るステップと、
    前記第1の出力信号に基づいて第1の算出値を得るステップと、
    前記第2の出力信号に基づいて第2の算出値を得るステップと、
    前記第1の算出値により前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定しているか否かを判定する判定ステップと、
    前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値とで異なる信号処理を行う信号処理ステップと、
    を備えることを特徴とする指示体検出装置の信号処理方法。
  14. 前記信号処理ステップは、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値とで異なる信号処理を行う場合に、前記第1の指定領域内における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値と、前記第1の指定領域外における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値とでは異なる信号処理を行わない、
    ことを特徴とする請求項13に記載の指示体検出装置の信号処理方法。
  15. 前記判定ステップにより前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定していると判定された場合に、前記第1及び第2の指示体の一方の選択を受け付ける選択受付ステップをさらに備え、
    前記信号処理ステップは、
    前記選択受付ステップにより前記第2の指示体の選択が受け付けられた場合に、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値とで異なる信号処理を行う一方、前記第1の指定領域内における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値と、前記第1の指定領域外における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値とでは異なる信号処理を行わず、
    前記選択受付ステップにより前記第1の指示体の選択が受け付けられた場合に、前記第1の指定領域内における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値と、前記第1の指定領域外ににおける前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値とで異なる信号処理を行う一方、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値と、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値とでは異なる信号処理を行わない、
    ことを特徴とする請求項14に記載の指示体検出装置の信号処理方法。
  16. 前記選択受付ステップは、前記判定ステップにより前記第1の指示体が前記第1の検出領域内の第1の指定領域を指定していると判定された場合に、前記第1及び第2の指示体の一方の選択をさらに受け付け、
    前記信号処理ステップは、
    前記選択受付ステップにより前記第1の指定領域の内側及び前記第2の指示体の選択が受け付けられた場合に、前記第1の指定領域内に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値については信号処理を行わず、
    前記選択受付ステップにより前記第1の指定領域の外側及び前記第2の指示体の選択が受け付けられた場合に、前記第1の指定領域外に対応する前記第2の検出領域内の領域における前記第2の指示体による指示位置を示す前記第2の算出値については信号処理を行わず、
    前記選択受付ステップにより前記第1の指定領域の内側及び前記第1の指示体の選択が受け付けられた場合に、前記第1の指定領域内における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値については信号処理を行わず、
    前記選択受付ステップにより前記第1の指定領域の外側及び前記第1の指示体の選択が受け付けられた場合に、前記第1の指定領域外における前記第1の指示体による指示位置を示す前記第1の算出値については信号処理を行わない、
    ことを特徴とする請求項15に記載の指示体検出装置の信号処理方法。
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