タッチ式入力装置
【課題】タッチ式入力装置において、キャリブレーションを意識しない人が使用する際にも自然にキャリブレーションを実行してもらうことを可能にし、もって入力位置の検出精度を保つことができるようにする。
【解決手段】タッチ式入力装置は、入力部材を載置するための載置台１４，１５と、表示部１１とを備え、入力部材でタッチされた表示部１１の入力位置を検出する。そして、タッチ式入力装置は、載置台１４，１５に入力部材を載置した状態で上記入力位置のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部を備える。
【解決手段】タッチ式入力装置は、入力部材を載置するための載置台１４，１５と、表示部１１とを備え、入力部材でタッチされた表示部１１の入力位置を検出する。そして、タッチ式入力装置は、載置台１４，１５に入力部材を載置した状態で上記入力位置のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力部材を載置するための載置台と表示部とを備えたタッチ式入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表示部に情報を表示しておき、ペン型の入力部材でタッチした位置に基づき情報を入力するタッチ式入力装置が様々な情報処理装置に組み込まれている。例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、電子黒板、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機、電子書籍端末などの情報処理装置において、ユーザインターフェースの一部としてタッチ式入力装置が組み込まれている。
【０００３】
このようなタッチ式入力装置のうち、タッチセンサとして電磁誘導方式などを採用したものは電子ペンと呼ばれる、電源を必要とする入力部材を備えている。よって、このような入力部材には、電源として乾電池又は充電池が内蔵されている。乾電池式では一定期間ごとに乾電池を交換する必要があり、深夜、休日などに電池切れを起こした時、乾電池の予備が無い場合に不便をきたす。
【０００４】
充電池を内蔵することでこうした不便が解消されるが、時折入力部材の充電を行う必要がある。このような問題を解決するための技術として、特許文献１には、入力ペンとタブレットに充電機構を設けて、使用休止時にペンの電池の小まめな充電が行えるようにしたタッチ式入力装置が開示されている。
【０００５】
また、タッチ式入力装置には、抵抗膜方式や光センサ内蔵の液晶パネル等で実現している光検知方式などでは、ユーザの指やスタイラス（スタイラスペンとも言う）などを上記入力部材として使用することができ、これらの方式では入力部材側に電源を必要としない。
【０００６】
ところで、このようなタッチ式入力装置では実際にタッチした場所（タッチ位置）とコンピュータの認識した場所との「ずれ」があるため、これを補正（校正）する作業であるキャリブレーションが必要になってくる。このようなキャリブレーションは、タッチ式入力装置の使用開始時に一度行えばよい、といったものではなく、その「ずれ」が時間の経過や環境の変化などによって生じてくるものであるため、随時行うことが好ましいとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−４０５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ユーザが専門家であれば、入力部材の充電にしてもキャリブレーションにしても適時行われる可能性が高いが、ユーザがこういった機器にあまり詳しくない人の場合、充電池の残量が無くなったり誤差が大きくなっても、入力部材の充電やキャリブレーションの必要性に気づかず、故障と勘違いすることもある。また、電子黒板など多くの人が共通に使用する装置では、最近キャリブレーションが実行されたのか、充電が実行されたのかについて、使用開始時にはユーザは知ることができず、使用してみてはじめてそれらの必要性に気づくか、若しくは故障と勘違いすることになる。
【０００９】
携帯電話機や電動歯ブラシの普及によって充電の必要性は認識されることが多くなったが、キャリブレーションに関してはあまり知られていないため、キャリブレーションが実行されずに、入力部材におけるペン先と実際に画面上で指定される点との差が大きくなり、ユーザの不満となっていた。
【００１０】
また、キャリブレーションを行う場合にも、実際に行うには、（I）設定画面に入り、（II）キャリブレーションモードに入る、（III）画面の任意の位置に現れる印をペンで押す。（IV）上記（III）を繰り返す、という様式が多く、設定画面への移行の仕方を知らない人にとっては、その方法を調べること無く後回しにしてしまうことが多いため、より誤差が大きくなっていくといった事態も多く生じている。
【００１１】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タッチ式入力装置において、キャリブレーションを意識しない人が使用する際にも自然にキャリブレーションを実行してもらうことを可能にし、もって入力位置の検出精度を保つことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力部材を載置するための載置台と、表示部とを備え、前記入力部材でタッチされた前記表示部における入力位置を検出するタッチ式入力装置であって、前記載置台に前記入力部材を載置した状態で前記入力位置のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部を備えることを特徴としたものである。
【００１３】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記入力部材は、充電池を内部に有し、前記載置台は、前記充電池を充電する充電台を兼ねることを特徴としたものである。
【００１４】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記載置台として、前記表示部に対して水平方向に移動させるための水平移動載置台、及び前記表示部に対して垂直方向に移動させるための垂直移動載置台を備え、前記タッチ式入力装置は、前記水平移動載置台を前記表示部に対して水平方向に移動させる移動機構と、前記垂直移動載置台を前記表示部に対して垂直方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴としたものである。
【００１５】
第４の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、１台の前記載置台と、該１台の載置台を前記表示部に対して水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るタッチ式入力装置によれば、キャリブレーションを意識しない人が使用する際にも自然にキャリブレーションを実行してもらうことを可能にし、もって入力位置の検出精度を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るタッチ式入力装置の一構成例を示す全体図である。
【図２】図１のタッチ式入力装置を裏側から見た全体図である。
【図３】図１のタッチ式入力装置の下側に設けた載置台（充電台）の構成例を示す図である。
【図４】図１のタッチ式入力装置の左側に設けた載置台（充電台）の構成例を示す図である。
【図５】図３及び図４の載置台（充電台）の内部構成例を示す断面図である。
【図６】図１のタッチ式入力装置で用いる入力部材の一例を示す図である。
【図７】図６の入力部材を図３又は図４の載置台（充電台）に刺すことで載置した様子を示す図である。
【図８】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する終了確認メッセージの例を示す図である。
【図９】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する充電台移動メッセージ（Ｘ軸）の例を示す図である。
【図１０】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する充電台移動メッセージ（Ｙ軸）の例を示す図である。
【図１１】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する入力部材の引き抜きメッセージの例を示す図である。
【図１２】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する終了メッセージの例を示す図である。
【図１３】図１のタッチ式入力装置における終了モード開始時の処理例を説明するためのフロー図である。
【図１４】図１のタッチ式入力装置における終了モード開始時の他の処理例を説明するためのフロー図である。
【図１５】本発明に係るタッチ式入力装置の他の構成例を示す全体図である。
【図１６】本発明に係るタッチ式入力装置の他の構成例を示す全体図である。
【図１７】本発明に係るタッチ式入力装置の他の構成例を示す全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係るタッチ式入力装置は、例えば、ＰＣ、電子黒板、ＰＤＡ、携帯電話機（スマートフォンと呼ばれるものも含む）、電子書籍端末などの情報処理装置において、ユーザインターフェースの一部として組み込むことができる。そして、本発明に係るタッチ式入力装置は、入力部材を載置するための載置台と、表示部とを備え、入力部材でタッチされた表示部の入力位置（座標）に基づき、情報を入力する。入力部材としては、例えば、表示部にアイコンを表示しておき、そのアイコンがタッチされたことを検出することで、そのアイコンが選択されたという情報が入力でき、表示を次の段階に遷移させることができる。また、タッチされた入力位置に対応する画素を所定の色で色付けするように表示を行うことで、文字や絵を表示部に描いたりすることもできる。また、通常、ペン型の入力部材が採用される。
【００１９】
タッチ式入力装置におけるタッチセンサの検知方式は、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式、光検知方式など、どのような方式であってもよい。また、通常、タッチセンサと表示部とは別部品として構成できるが、光センサ内蔵型の液晶パネルなど、表示パネルと一体型に構成したものであってもよい。
【００２０】
そして、本発明の主たる特徴として、タッチ式入力装置は、載置台に入力部材を載置した状態で入力位置のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部を備える。載置台は入力部材が載置されたこと若しくは載置されていることを検知する検知部を有することになるため、載置台がキャリブレーション部の一部の器具を兼ねると言える。
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明に係るタッチ式入力装置について、それを組み込んだ電子黒板を例に挙げて説明する。図１は、本発明に係るタッチ式入力装置の一構成例を示す全体図で、図２は、図１のタッチ式入力装置を裏側から見た全体図である。
【００２２】
図１及び図２で例示するタッチ式入力装置１は、所謂、電子黒板と呼ばれるものであり、電子黒板の本体には表示パネル１１を備え、タッチ式入力装置１の本体は、支持台に接続された支持棒１０で支持されている。この表示パネル１１にはタッチパネルが搭載されており、入力部材でタッチすることで入力位置を検出し、情報入力（情報の書き込み）が可能となっている。
【００２３】
また、表示パネル１１の下側には水平軸（Ｘ軸）用の移動用レール１２が設けられており、表示パネル１１の左側には垂直軸（Ｙ軸）用の移動用レール１３が設けられている。移動用レール１２，１３は、表示パネル１１の枠部分の外側に設けられている。移動用レール１２には水平方向（Ｘ軸方向）にスライド可能な状態で載置台１４が取り付けられており、移動用レール１３には垂直方向（Ｙ軸方向）にスライド可能な状態で載置台１５が取り付けられている。なお、充電台１４，１５を電子黒板の本体である表示部の下側、左側にそれぞれ設けた例を挙げているが、それぞれ上側、右側に設けてもよい。
【００２４】
図１のタッチ式入力装置ではこのように２台の載置台を備えた例を挙げている。このうち、載置台１４は表示パネル１１に対して水平方向に移動させるための水平移動載置台の例であり、載置台１５は表示パネル１１に対して垂直方向に移動させるための水平移動載置台の例である。移動用レール１２は水平移動載置台を表示パネル１１に対して水平方向に移動させる移動機構の例であり、移動用レール１３は垂直移動載置台を表示パネル１１に対して垂直方向に移動させる移動機構の例である。
【００２５】
入力部材は、電源を要する機器であって充電池を内部に備え、載置台１４，１５は、その充電池を充電する充電台を兼ねるものとする。以下、載置台１４，１５を充電台として説明する。なお、入力部材は、電源を必要としてもコードレスであることが望ましく、そのためここではコードレスを前提とし、且つ電源として充電池を備えた例を挙げている。但し、入力部材はコードで繋がれて電力供給を受けるものであってもよいし、タッチセンサの検知方式によっては電源を必要としないスタイラスペンであってもよい。但し、それらの場合には、当然、載置台は充電台を兼ねる必要はない。
【００２６】
次に、充電台１４，１５への給電機構を説明する。給電方法についてはいくつかの方法が考えられるが、ここではケーブル１４ａ，１５ａを用いて電子黒板本体から給電する例を挙げる。充電台１４，１５のそれぞれと電子黒板の本体とはケーブル１４ａ，１５ａで繋がっており、電子黒板の本体から充電台１４，１５へ給電される。充電台１４，１５の例えば後ろから給電用のケーブル１４ａ，１５ａが出ており、そのケーブル１４ａ，１５ａの先は図２に示すように例えば中央に繋がっている。繋がっている部分は直に出ていてもコネクタによる接続でもよい。但し、充電台１４，１５の移動を妨げないようにケーブル１４ａ，１５ａの長さに余裕をもたせておく。長さに余裕をもたせておくことで、充電台１４，１５の位置が電子黒板のケーブル１４ａ，１５ａの出口から一番遠い場所である角に来る時でも充電台１４，１５の動きを妨げることはなく、移動可能な充電台１４，１５が実現できる。
【００２７】
充電台１４，１５及び入力部材の充電機構について、図３〜図７を参照しながら説明する。図３、図４は、それぞれ図１のタッチ式入力装置の下側、左側に設けた充電台の構成例を示す図で、図５は、図３及び図４の充電台の内部構成例を示す断面図である。また、図６は、図１のタッチ式入力装置で用いる入力部材の一例を示す図で、図７は、図６の入力部材を図３又は図４の充電台に刺すことで載置した様子を示す図である。
【００２８】
図３で示す充電台１４は、Ｘ軸方向のキャリブレーションも行う、電子黒板の下部の移動用レール１２に取り付ける充電台である。図４で示す充電台１５は、Ｙ軸方向のキャリブレーションも行う、電子黒板の左部の移動用レール１３に取り付ける充電台である。充電台１４，１５は、キャリブレーションのためにユーザが移動させる必要があるため、移動用レール１２，１３に合う貫通穴１４ｅ，１５ｅが設けられている。これにより、充電台１４，１５はそれぞれ表示パネル１１の枠部分の外側に設けられた移動用レール１２，１３に沿って移動可能になっている。
【００２９】
また、充電台１４，１５は、その本体１４ｂ，１５ｂに入力部材を挿入口１４ｄ，１５ｄから挿入して刺すための載置部１４ｃ，１５ｃを備えている。この載置部１４ｃ，１５ｃは、入力部材の単なる置き場所ではなく、キャリブレーション時に入力部材を固定させるためにも用いる。
【００３０】
充電台１４，１５の載置部１４ｃ，１５ｃは、その内部構成例を図５で示すように、入力部材の挿入口１４ｄ，１５ｄから続く貫通穴を形成している。また、図６に示すように入力部材２は、その本体２１に比べてペン先２２が細くなっており、充電台１４，１５における挿入口１４ｄ，１５ｄから続く貫通穴の最下部はペン先２２にある程度合うようにテーパ部１９が設けられている。
【００３１】
また、入力部材２の本体の外周には、充電用の一対の電極２５が設けられている。また、挿入口１４ｄ，１５ｄから続く貫通穴の内側には、入力部材２における電極２５と接触する充電台側の一対の電極１８が設けられている。その電極１８は充電台１４，１５の給電部（図示せず）へ繋がっていて、充電台１４，１５の給電部から電子黒板の本体裏側へと接続されている。ここで、入力部材２を充電台１４，１５に刺した時にペン型の入力部材２側の電極２５と充電台１４，１５側の電極１８とが接触するようになっている。このため、入力部材２を充電台１４や充電台１５に刺すと充電台１４，１５と入力部材２とが電気的に接続され、上述した給電機構から入力部材２の内部の充電池を充電することができる。
【００３２】
また、入力部材２を充電台１４，１５に刺した際、電極同士をしっかり接続すること、ペン先２２の先端部分にある入力用スイッチ２３が表示パネル１１におけるタッチセンサに反応する位置にあること、が必要である。従って、充電台１４，１５には上記貫通穴の内周に軟質樹脂の突起（凸部）１６が設けられており、それに合うように、入力部材２の本体の外周には充電台１４，１５の軟質樹脂が引っ掛かるような窪み（凹部）２４が設けられている。入力部材２が充電台１４，１５に刺された際には、図７に示すように、突起１６と窪み２４とにより、充電台１４，１５に入力部材２が軽く固定される。無論、入力部材２を挿入口１４ｄ，１５ｄから上記貫通穴に刺して突起１６と窪み２４で固定したときに、図７に示すように入力用スイッチ２３が表示パネル１１におけるタッチセンサに反応する位置にあるように、充電台１４，１５における上記貫通穴の位置や角度なども適切に決めておく。
【００３３】
また、充電台１４，１５には、突起１６の奥側に入力部材２が挿入されたことをスイッチや圧力変化などにより検出する入力部材検出部１７を備える。上述したキャリブレーション部は、充電台１４，１５に設けた入力部材検出部１７と、図示しない位置に設けたコンピュータなどの制御部とによって構成でき、その制御部によりキャリブレーションのための計算を行い、キャリブレーション値である設定変更値を内部のメモリに記憶するようになっている。制御部では、上記計算やユーザインターフェース画像の表示処理をプログラムにより実行するように構成しておけばよい。
【００３４】
次に、図８〜図１３を参照しながら、上述したようなタッチ式入力装置を実際に使用する場合のユーザ操作及び処理の流れ、並びにユーザインターフェースについて説明する。
【００３５】
図８〜図１２は、図１のタッチ式入力装置の表示部に表示するメッセージの例を示す図で、図８は終了確認メッセージ、図９は充電台移動メッセージ（Ｘ軸）、図１０は充電台移動メッセージ（Ｙ軸）、図１１は入力部材の引き抜きメッセージ、図１２は終了メッセージを示している。また、図１３は、図１のタッチ式入力装置における終了モード開始時の処理例を説明するためのフロー図である。
【００３６】
図１３の流れにそって説明する。まず、ユーザがタッチ式入力装置（この例では電子黒板）１の使用を終了するときに、ユーザが終了のボタン、アイコン等を選ぶと、図８に示すように終了するか否かを確認するためのメッセージ３０が表示パネル１１に表示出力される。ここで、「いいえ」キー３０ｂがユーザによって選択されるとメッセージ３０は消え、電源ＯＦＦの処理自体を終了する（図示せず）が、「はい」キー３０ａが選択されるとキャリブレーションのモードに入る（ステップＳ１）。
【００３７】
上述したキャリブレーション部は、大まかに説明すると、充電台１４又は充電台１５に入力部材２を載置した状態で、タッチされた入力位置を検出して、検出した入力位置（座標）が、表示させた位置（表示座標）に合うように検出結果に補正をかける（若しくは表示位置をずらす）ことで、キャリブレーションを行う。
【００３８】
また、充電台１４，１５と２台の充電台を設けた例であるため、１度に一方の充電台にしか入力部材２が挿入されない。よって、キャリブレーションをＸ軸、Ｙ軸交互に行うモードを用意しておき、例えば前回Ｘ軸方向のキャリブレーションを行っていた場合はそれを内部のメモリに記憶しておき、今回は左側の充電台１５に入力部材２を置いたときにＹ軸方向のキャリブレーションを行うようにすればよい。なお、勿論、予備も含めて２台の入力部材２を設けておいてもよく、その場合には同時にＸ軸、Ｙ軸でのキャリブレーション用データを得ることができる。
【００３９】
Ｘ軸、Ｙ軸交互にキャリブレーションを行う例を挙げて、ステップＳ１に続く処理を説明する。ユーザ操作以外については基本的にキャリブレーション部が主体となって以下の処理を実行するものとする。
【００４０】
まず、前回のキャリブレーションの履歴をメモリから読み出してチェックする（ステップＳ２）。前回Ｙ軸方向のキャリブレーションを行っていた場合又は今回が初回のキャリブレーションであった場合には、今回は下側の充電台１４に入力部材２を置いた状態でＸ軸方向のキャリブレーションを行うようにするため、図９に例示するようにＸ軸方向の充電台１４用の移動メッセージ３１を表示させる（ステップＳ３）。このメッセージ３１には移動位置を示す、充電台１４のＸ軸方向の幅をもった印３１ａを含むようにしておく。つまり、表示パネル１１における下枠の移動用レール１２の傍に、充電台１４の移動を促すメッセージ３１及び充電台の位置合わせの印３１ａを表示させる。
【００４１】
一方、前回Ｘ軸方向のキャリブレーションを行っていた場合には、今回は左側の充電台１５に入力部材２を置いた状態でＹ軸方向のキャリブレーションを行うようにするため、図１０に例示するようにＹ軸方向の充電台１５用の移動メッセージ３２を表示させる（ステップＳ４）。このメッセージ３２には移動位置を示す、充電台１５のＹ軸方向の幅をもった印３２ａを含むようにしておく。
【００４２】
続いて、ユーザが、その印３１ａ（又は印３２ａ）の位置にレール上の充電台１５（又は充電台１４）を移動し（ステップＳ５）、充電台１５（又は充電台１４）に入力部材２を差し込む（ステップＳ６）。ステップＳ６の動作を入力部材検出部（スイッチ）１７が検出することで、入力部材２が刺されたことを検知する（ステップＳ７）。この状態は、ペン先がタッチセンサに反応する位置に来ている状態であり、キャリブレーション部は、タッチパネルを介して、ペン先のスイッチ２３の表示パネル１１上の位置として座標を取得する（ステップＳ８）。なお、入力部材２を充電台１５（又は充電台１４）に差し込んでステップＳ７の検知を行った後、予め定めた所定の時間内にその印３１ａ（又は印３２ａ）の位置に充電台１５（又は充電台１４）を移動するように構成してもよい。いずれにしても、入力部材２が差し込まれ且つ印３１ａ（又は印３２ａ）に充電台１５（又は充電台１４）が移動された状態で、入力部材２のペン先の座標を取得する。
【００４３】
次に、補正に必要なだけの個数のデータが取得できたか否かを判定し（ステップＳ９）、ＮＯである場合には、その後、図１１に示すように、入力部材２であるペンを充電台１５（又は充電台１４）から抜くことを促すメッセージ３３を表示パネル１１に表示させ（ステップＳ１０）、ステップＳ２へ戻る。そして、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返す。
【００４４】
一方、ステップＳ９でＹＥＳの場合には、ステップＳ８で入力された位置（充電台１５を移動させた場合はＹ座標、充電台１４を移動させた場合はＸ座標）と、表示パネル１１に表示した位置の座標（実際には、ずれがない場合において、印３１ａや印３２ａを表示したときに入力用スイッチ２３がタッチパネルに接する位置の座標）とを比較して補正する（ステップＳ１１）。ここでは、充電台１５を移動させた結果に基づきＹ軸方向のキャリブレーションが実行でき、充電台１４を移動させた結果に基づきＸ軸方向のキャリブレーションが実行できる。また今回補正したのがＸ軸方向であるのか、Ｙ軸方向であるのかもメモリに記録しておく。このメモリをチェックすることで、次回は異なる軸方向の補正をすることができるようになる。
【００４５】
このように、ステップＳ１１の後、そのキャリブレーションの結果と対象となった軸方向とを関連付けてメモリに記憶し、電源をＯＦＦにする（ステップＳ１２）。また、ステップＳ１２では、電源をＯＦＦする前に、図１２で示すようなキャリブレーション（補正）が完了したことを示すメッセージ３４を表示パネル１１に表示し、メッセージ３４内の「了解」キー３４ａを、ユーザが入力部材２を再び手にとって選択するようにしてもよい。そして、「了解」キー３４ａが選択された段階で電源をＯＦＦすればよい。
【００４６】
ここで、ステップＳ９での判定の必要性について補足する。ステップＳ９の判定は、Ｙ軸、又はＸ軸について、１回のキャリブレーションで補正を実行するまでに所定回数座標を取得すると事前に設定しておき、その回数分の個数のデータが揃った段階でＹＥＳとなる。このようにすることで、補正の精度を上げることができる。そのためには、ステップＳ１２で、メモリに記録する情報を、軸方向のみならず、その回数も含めて記録しておけばよい。
【００４７】
さらに、図示しないが、Ｘ軸方向とＹ軸方向でずれの大きさを比較し、大きさが異なる場合、例えばＸ軸方向の方がずれが大きく出る場合は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向を交互に補正せず、Ｘ軸方向を２回、Ｙ軸方向を１回、と回数の比率を変えるようにしてもよい。
【００４８】
また、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのずれがタッチパネル上の座標と表示パネル１１上の座標の平行移動ではない場合は、一度に複数の個所を補正する必要があるが、その場合には座標を取得した後、同じ方向、即ち直前にＹ軸方向の座標を取得した後、再びＹ軸方向の充電台１５の移動を促すメッセージを表示すればよい。但し、このとき、表示する位置は前回のとは違う位置、つまり印３１ａの位置を変えるようにする。つまり、印３１ａや印３２ａが現れる位置はその都度変わるようプログラムされていることが好ましい。このように、キャリブレーション用のデータは１点でも補正可能であるが、複数点、特に離間した２点以上で行うことが精度を上げることができるため好ましい。
【００４９】
また、このような複数点のデータを用いての補正は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのずれがタッチパネル上の座標と表示パネル１１上の座標の平行移動であるか否かの判定を行わずに、実行してもよい。これにより、１点のデータでの補正に比べて精度を上げることができる。
【００５０】
また、１点のデータで補正を実行する場合でも、キャリブレーションの実行の度に印３１ａや印３２ａの位置を変えるようにしておくことで、次回別の場所のデータに基づき補正できるため、補正精度を上げることができる。例えば、直前にＹ軸方向の座標を取得した場合、Ｙ軸方向の充電台１５の移動を促すメッセージを、前回とは違う位置に表示し、、ユーザに入力部材２を充電台に再び刺してもらい、その座標を取得してキャリブレーションを行えばよい。
【００５１】
同様に、複数点のデータで補正を実行する場合でも、キャリブレーションの実行の度に印３１ａや印３２ａの位置のセットを変えるようにしておくことで、次回別のセットの点でのデータに基づき補正できるため、補正精度を上げることができる。
【００５２】
このように、本発明では、キャリブレーション時に、充電台１４，１５をキャリブレーションに必要な場所に移動してもらい、入力部材２を置く時に（充電のためにセットしてもらう時でもある）キャリブレーションを行う。このように、使用終了時などに入力部材２を充電台１４又は充電台１５に置いてもらう際に指示を出してその充電台を動かしてもらうことで、キャリブレーションを意識しないが使用する際にもキャリブレーションを行ってもらうことが可能になる。
【００５３】
すなわち、本発明のタッチ式入力装置１によれば、キャリブレーションを意識しない人が使用する際にも入力部材２を載置したときという自然な場面でキャリブレーションを実行してもらうことを可能にし、もって入力位置の検出精度を保つことができる。特に上述したように充電台を兼ねるように載置台を構成することで、キャリブレーションが必要であることを知らない人でも、最近の携帯電話機や携帯型音楽再生機などで充電が必要であり意識してくれるような環境が日常にあることから、充電を行うという形でキャリブレーションを行ってもらえるため、長期間安定した精度が得られる。
【００５４】
また、充電台１４，１５の移動はユーザが行うことを前提に説明したが、充電台１４，１５に自動移動機能をもたせてもよい。その場合、充電台１４，１５の裏側（表示パネル１１側）に、表示パネル１１で表示した情報（例えば図９の範囲記号３１ａや図１０の範囲記号３２ａ）を読み取って認識できるカメラを設けておけば、ユーザの手間をかけずに自動的なキャリブレーションも実行することができる。
【００５５】
このような自動的なキャリブレーションの例を、図１４を参照しながら説明する。図１４は、図１のタッチ式入力装置における終了モード開始時の他の処理例を説明するためのフロー図である。
【００５６】
まず、ステップＳ１と同様の処理を行い（ステップＳ２１）、終了を確認すると、キャリブレーションを実行するのでペン（入力部材２）を刺すようにメッセージを表示パネル１１に表示させる（ステップＳ２２）。ユーザはこれに従い、入力部材２を充電台１４又は充電台１５に刺す（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２３の動作を入力部材検出部（スイッチ）１７が検出することで、入力部材２が刺されたことを検知する（ステップＳ２４）。
【００５７】
次いで、電子黒板となる表示パネル１１に、図９の印３１ａや図１０の印３２ａのようにキャリブレーション位置を表示する（ステップＳ２５）。但し、ここで説明する例では、自動的なキャリブレーションを行うため、図９や図１０のようなユーザへのメッセージは必要ない。次に、入力部材２が挿入された方の充電台１４又は充電台１５が、表示した位置付近に自動的に移動し、その付近からそのキャリブレーション位置をカメラで検索しながらそのキャリブレーション位置に移動する（ステップＳ２６）。そして、検索できた段階で、入力部材２であるペンの座標をタッチパネルが取得する（ステップＳ２７）。
【００５８】
次に、補正に必要な個数のデータが取得できたか否かを判定し（ステップＳ２８）、ＮＯであればステップＳ２５へ戻って個数が満たされるまで処理を繰り返し、ステップＳ２８でＹＥＳとなった段階で、その入力部材２であるペンの入力位置（座標）とキャリブレーション位置として表示した座標とを比較して、補正を行い（ステップＳ２９）、電源をＯＦＦにする（ステップＳ３０）。
【００５９】
以上、図１〜図１４を参照しながら２台の載置台を備えた例を挙げたが、１台の載置台だけでも同様の処理は可能である。このような本発明に係るタッチ式入力装置の他の構成例について、図１５〜図１７を参照しながら説明する。図１５〜図１７で例示するタッチ式入力装置１ａ〜１ｃは、図１で例示したタッチ式入力装置１と同様に表示パネル１１及び支持棒１０を備えるが、タッチ式入力装置１とは主に、充電台が１台であることと充電台の移動機構とで相違している。より具体的には、図１５〜図１７で例示するタッチ式入力装置１ａ〜１ｃはいずれも載置台としての充電台１４又は充電台１５を１台備えるだけであり、そのために移動機構として、その１台の載置台を表示部（表示パネル１１で例示）に対して水平方向及び垂直方向に移動させる機構を備える必要がある。
【００６０】
図１５で例示するタッチ式入力装置１ａについて説明する。タッチ式入力装置１ａでは、表示パネル１１の下側に水平軸（Ｘ軸）用の移動用レール１２ａが設けられ、表示パネル１１の左側に垂直軸（Ｙ軸）用の移動用レール１２ｃが設けられており、それらが湾曲した移動用レール１２ｂによって連結されている。これらの連結された移動用レール１２ａ，１２ｂ，１２ｃにより、充電台１４は移動用のレール１２ａ，１２ｂ，１２ｃ上を隔てなく自由に動くことができるようになる。なお、移動用レール１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、表示パネル１１の枠を構成する四辺のうちの隣り合う２辺において、表示パネル１１の枠部分の外側に設けられていればよく、また一体で形成してもよい。この移動機構は、１台の充電台１４がＸ軸方向（下枠又は上枠のレール）からＹ軸方向（右枠又は左枠のレール）にシームレスに動く機構となっているため、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向共にキャリブレーションが可能になる。
【００６１】
また、充電台１４をＸ軸方向、Ｙ軸方向にシームレスに動かすのではなく、移動用レールそのものを動かすようにしても、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向共にキャリブレーションは可能である。図１６のタッチ式入力装置１ｂにおいて具備した移動機構は、Ｘ軸方向移動用レール１２ｂをＹ軸方向に移動できるようにした機構の一例である。ここで、Ｘ軸移動用レール１２ｂには充電台１４がＸ軸方向にスライド可能な状態で取り付けられている。また、移動用レール１２ｂをＹ軸方向に移動させるためには、例えば、表示パネル１１の左端及び右端にレール１３ａ，１３ｂを設け、移動用レール１２ｂの両端の裏側に各レール１３ａ，１３ｂ上をスライドするような例えばローラや保持機構などでなる機構を設けておけばよい。
【００６２】
また、図１７のタッチ式入力装置１ｃにおいて具備した移動機構は、Ｙ軸方向移動用レール１３ｃをＸ軸方向に移動できるようにした機構の一例である。ここで、Ｙ軸移動用レール１３ｃには充電台１５がＹ軸方向にスライド可能な状態で取り付けられている。また、移動用レール１３ｃをＸ軸方向に移動させるためには、例えば、表示パネル１１の上端及び下端にレール１２ｆ，１２ｇを設け、移動用レール１３ｃの両端の裏側に各レール１２ｆ，１２ｇ上をスライドするような例えばローラや保持機構などでなる機構を設けておけばよい。
【００６３】
タッチ式入力装置１ｂ，１ｃで例示したように、移動用レールが電子黒板の上を移動するような機構を採用する場合、充電台１４（又は１５）への電源供給は、例えば移動用レール１２ｂ（又は１３ｃ）を移動させるためのレール１３ａ，１３ｂ（又は１２ｆ，１２ｇ）を通して行えばよい。より具体的には、レール１３ａ，１３ｂ（又は１２ｆ，１２ｇ）を通して電気的に、移動用レール１２ｂ（又は１３ｃ）内に設けた接続部（充電台１４（又は１５）への給電ケーブルとの接続部）と接続し、その接続部から導出した給電ケーブルを移動用レール１２ｂ（又は１３ｃ）の端部から引き出し、充電台１４（又は充電台１５）へ接続すればよい。レール１３ａ，１３ｂ（又は１２ｆ，１２ｇ）の部分への給電は本体内部から行うか、本体裏側から直に出たケーブルにより若しくはコネクタを介して行えばよい。
【００６４】
また、載置台の搭載台数を問わず上述した各例では、使用終了時にキャリブレーションを行う例を挙げたが、これに限らず、載置台に載置している状態であればキャリブレーションの実行を開始してもよく、例えば使用開始時（電源ＯＮ時）や電源がＯＮのまま入力が一定時間ない場合などにキャリブレーションの実行を開始してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…タッチ式入力装置、２…入力部材、１０…支持棒、１１…表示パネル、１２…水平方向の移動用レール、１３…垂直方向の移動用レール、１４，１５…載置台（充電台）、１４ａ，１５ａ…ケーブル、１４ｂ，１５ｂ…充電台の本体、１４ｃ，１５ｃ…載置部、１４ｄ，１５ｄ…挿入口、１４ｅ，１５ｅ…貫通穴、１６…突起、１７…入力部材検出部、１８…電極、１９…テーパ部、２１…入力部材の本体、２２…ペン先、２３…入力用スイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力部材を載置するための載置台と表示部とを備えたタッチ式入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表示部に情報を表示しておき、ペン型の入力部材でタッチした位置に基づき情報を入力するタッチ式入力装置が様々な情報処理装置に組み込まれている。例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、電子黒板、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機、電子書籍端末などの情報処理装置において、ユーザインターフェースの一部としてタッチ式入力装置が組み込まれている。
【０００３】
このようなタッチ式入力装置のうち、タッチセンサとして電磁誘導方式などを採用したものは電子ペンと呼ばれる、電源を必要とする入力部材を備えている。よって、このような入力部材には、電源として乾電池又は充電池が内蔵されている。乾電池式では一定期間ごとに乾電池を交換する必要があり、深夜、休日などに電池切れを起こした時、乾電池の予備が無い場合に不便をきたす。
【０００４】
充電池を内蔵することでこうした不便が解消されるが、時折入力部材の充電を行う必要がある。このような問題を解決するための技術として、特許文献１には、入力ペンとタブレットに充電機構を設けて、使用休止時にペンの電池の小まめな充電が行えるようにしたタッチ式入力装置が開示されている。
【０００５】
また、タッチ式入力装置には、抵抗膜方式や光センサ内蔵の液晶パネル等で実現している光検知方式などでは、ユーザの指やスタイラス（スタイラスペンとも言う）などを上記入力部材として使用することができ、これらの方式では入力部材側に電源を必要としない。
【０００６】
ところで、このようなタッチ式入力装置では実際にタッチした場所（タッチ位置）とコンピュータの認識した場所との「ずれ」があるため、これを補正（校正）する作業であるキャリブレーションが必要になってくる。このようなキャリブレーションは、タッチ式入力装置の使用開始時に一度行えばよい、といったものではなく、その「ずれ」が時間の経過や環境の変化などによって生じてくるものであるため、随時行うことが好ましいとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−４０５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ユーザが専門家であれば、入力部材の充電にしてもキャリブレーションにしても適時行われる可能性が高いが、ユーザがこういった機器にあまり詳しくない人の場合、充電池の残量が無くなったり誤差が大きくなっても、入力部材の充電やキャリブレーションの必要性に気づかず、故障と勘違いすることもある。また、電子黒板など多くの人が共通に使用する装置では、最近キャリブレーションが実行されたのか、充電が実行されたのかについて、使用開始時にはユーザは知ることができず、使用してみてはじめてそれらの必要性に気づくか、若しくは故障と勘違いすることになる。
【０００９】
携帯電話機や電動歯ブラシの普及によって充電の必要性は認識されることが多くなったが、キャリブレーションに関してはあまり知られていないため、キャリブレーションが実行されずに、入力部材におけるペン先と実際に画面上で指定される点との差が大きくなり、ユーザの不満となっていた。
【００１０】
また、キャリブレーションを行う場合にも、実際に行うには、（I）設定画面に入り、（II）キャリブレーションモードに入る、（III）画面の任意の位置に現れる印をペンで押す。（IV）上記（III）を繰り返す、という様式が多く、設定画面への移行の仕方を知らない人にとっては、その方法を調べること無く後回しにしてしまうことが多いため、より誤差が大きくなっていくといった事態も多く生じている。
【００１１】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タッチ式入力装置において、キャリブレーションを意識しない人が使用する際にも自然にキャリブレーションを実行してもらうことを可能にし、もって入力位置の検出精度を保つことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力部材を載置するための載置台と、表示部とを備え、前記入力部材でタッチされた前記表示部における入力位置を検出するタッチ式入力装置であって、前記載置台に前記入力部材を載置した状態で前記入力位置のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部を備えることを特徴としたものである。
【００１３】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記入力部材は、充電池を内部に有し、前記載置台は、前記充電池を充電する充電台を兼ねることを特徴としたものである。
【００１４】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記載置台として、前記表示部に対して水平方向に移動させるための水平移動載置台、及び前記表示部に対して垂直方向に移動させるための垂直移動載置台を備え、前記タッチ式入力装置は、前記水平移動載置台を前記表示部に対して水平方向に移動させる移動機構と、前記垂直移動載置台を前記表示部に対して垂直方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴としたものである。
【００１５】
第４の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、１台の前記載置台と、該１台の載置台を前記表示部に対して水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るタッチ式入力装置によれば、キャリブレーションを意識しない人が使用する際にも自然にキャリブレーションを実行してもらうことを可能にし、もって入力位置の検出精度を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るタッチ式入力装置の一構成例を示す全体図である。
【図２】図１のタッチ式入力装置を裏側から見た全体図である。
【図３】図１のタッチ式入力装置の下側に設けた載置台（充電台）の構成例を示す図である。
【図４】図１のタッチ式入力装置の左側に設けた載置台（充電台）の構成例を示す図である。
【図５】図３及び図４の載置台（充電台）の内部構成例を示す断面図である。
【図６】図１のタッチ式入力装置で用いる入力部材の一例を示す図である。
【図７】図６の入力部材を図３又は図４の載置台（充電台）に刺すことで載置した様子を示す図である。
【図８】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する終了確認メッセージの例を示す図である。
【図９】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する充電台移動メッセージ（Ｘ軸）の例を示す図である。
【図１０】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する充電台移動メッセージ（Ｙ軸）の例を示す図である。
【図１１】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する入力部材の引き抜きメッセージの例を示す図である。
【図１２】図１のタッチ式入力装置の表示部に表示する終了メッセージの例を示す図である。
【図１３】図１のタッチ式入力装置における終了モード開始時の処理例を説明するためのフロー図である。
【図１４】図１のタッチ式入力装置における終了モード開始時の他の処理例を説明するためのフロー図である。
【図１５】本発明に係るタッチ式入力装置の他の構成例を示す全体図である。
【図１６】本発明に係るタッチ式入力装置の他の構成例を示す全体図である。
【図１７】本発明に係るタッチ式入力装置の他の構成例を示す全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係るタッチ式入力装置は、例えば、ＰＣ、電子黒板、ＰＤＡ、携帯電話機（スマートフォンと呼ばれるものも含む）、電子書籍端末などの情報処理装置において、ユーザインターフェースの一部として組み込むことができる。そして、本発明に係るタッチ式入力装置は、入力部材を載置するための載置台と、表示部とを備え、入力部材でタッチされた表示部の入力位置（座標）に基づき、情報を入力する。入力部材としては、例えば、表示部にアイコンを表示しておき、そのアイコンがタッチされたことを検出することで、そのアイコンが選択されたという情報が入力でき、表示を次の段階に遷移させることができる。また、タッチされた入力位置に対応する画素を所定の色で色付けするように表示を行うことで、文字や絵を表示部に描いたりすることもできる。また、通常、ペン型の入力部材が採用される。
【００１９】
タッチ式入力装置におけるタッチセンサの検知方式は、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式、光検知方式など、どのような方式であってもよい。また、通常、タッチセンサと表示部とは別部品として構成できるが、光センサ内蔵型の液晶パネルなど、表示パネルと一体型に構成したものであってもよい。
【００２０】
そして、本発明の主たる特徴として、タッチ式入力装置は、載置台に入力部材を載置した状態で入力位置のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部を備える。載置台は入力部材が載置されたこと若しくは載置されていることを検知する検知部を有することになるため、載置台がキャリブレーション部の一部の器具を兼ねると言える。
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明に係るタッチ式入力装置について、それを組み込んだ電子黒板を例に挙げて説明する。図１は、本発明に係るタッチ式入力装置の一構成例を示す全体図で、図２は、図１のタッチ式入力装置を裏側から見た全体図である。
【００２２】
図１及び図２で例示するタッチ式入力装置１は、所謂、電子黒板と呼ばれるものであり、電子黒板の本体には表示パネル１１を備え、タッチ式入力装置１の本体は、支持台に接続された支持棒１０で支持されている。この表示パネル１１にはタッチパネルが搭載されており、入力部材でタッチすることで入力位置を検出し、情報入力（情報の書き込み）が可能となっている。
【００２３】
また、表示パネル１１の下側には水平軸（Ｘ軸）用の移動用レール１２が設けられており、表示パネル１１の左側には垂直軸（Ｙ軸）用の移動用レール１３が設けられている。移動用レール１２，１３は、表示パネル１１の枠部分の外側に設けられている。移動用レール１２には水平方向（Ｘ軸方向）にスライド可能な状態で載置台１４が取り付けられており、移動用レール１３には垂直方向（Ｙ軸方向）にスライド可能な状態で載置台１５が取り付けられている。なお、充電台１４，１５を電子黒板の本体である表示部の下側、左側にそれぞれ設けた例を挙げているが、それぞれ上側、右側に設けてもよい。
【００２４】
図１のタッチ式入力装置ではこのように２台の載置台を備えた例を挙げている。このうち、載置台１４は表示パネル１１に対して水平方向に移動させるための水平移動載置台の例であり、載置台１５は表示パネル１１に対して垂直方向に移動させるための水平移動載置台の例である。移動用レール１２は水平移動載置台を表示パネル１１に対して水平方向に移動させる移動機構の例であり、移動用レール１３は垂直移動載置台を表示パネル１１に対して垂直方向に移動させる移動機構の例である。
【００２５】
入力部材は、電源を要する機器であって充電池を内部に備え、載置台１４，１５は、その充電池を充電する充電台を兼ねるものとする。以下、載置台１４，１５を充電台として説明する。なお、入力部材は、電源を必要としてもコードレスであることが望ましく、そのためここではコードレスを前提とし、且つ電源として充電池を備えた例を挙げている。但し、入力部材はコードで繋がれて電力供給を受けるものであってもよいし、タッチセンサの検知方式によっては電源を必要としないスタイラスペンであってもよい。但し、それらの場合には、当然、載置台は充電台を兼ねる必要はない。
【００２６】
次に、充電台１４，１５への給電機構を説明する。給電方法についてはいくつかの方法が考えられるが、ここではケーブル１４ａ，１５ａを用いて電子黒板本体から給電する例を挙げる。充電台１４，１５のそれぞれと電子黒板の本体とはケーブル１４ａ，１５ａで繋がっており、電子黒板の本体から充電台１４，１５へ給電される。充電台１４，１５の例えば後ろから給電用のケーブル１４ａ，１５ａが出ており、そのケーブル１４ａ，１５ａの先は図２に示すように例えば中央に繋がっている。繋がっている部分は直に出ていてもコネクタによる接続でもよい。但し、充電台１４，１５の移動を妨げないようにケーブル１４ａ，１５ａの長さに余裕をもたせておく。長さに余裕をもたせておくことで、充電台１４，１５の位置が電子黒板のケーブル１４ａ，１５ａの出口から一番遠い場所である角に来る時でも充電台１４，１５の動きを妨げることはなく、移動可能な充電台１４，１５が実現できる。
【００２７】
充電台１４，１５及び入力部材の充電機構について、図３〜図７を参照しながら説明する。図３、図４は、それぞれ図１のタッチ式入力装置の下側、左側に設けた充電台の構成例を示す図で、図５は、図３及び図４の充電台の内部構成例を示す断面図である。また、図６は、図１のタッチ式入力装置で用いる入力部材の一例を示す図で、図７は、図６の入力部材を図３又は図４の充電台に刺すことで載置した様子を示す図である。
【００２８】
図３で示す充電台１４は、Ｘ軸方向のキャリブレーションも行う、電子黒板の下部の移動用レール１２に取り付ける充電台である。図４で示す充電台１５は、Ｙ軸方向のキャリブレーションも行う、電子黒板の左部の移動用レール１３に取り付ける充電台である。充電台１４，１５は、キャリブレーションのためにユーザが移動させる必要があるため、移動用レール１２，１３に合う貫通穴１４ｅ，１５ｅが設けられている。これにより、充電台１４，１５はそれぞれ表示パネル１１の枠部分の外側に設けられた移動用レール１２，１３に沿って移動可能になっている。
【００２９】
また、充電台１４，１５は、その本体１４ｂ，１５ｂに入力部材を挿入口１４ｄ，１５ｄから挿入して刺すための載置部１４ｃ，１５ｃを備えている。この載置部１４ｃ，１５ｃは、入力部材の単なる置き場所ではなく、キャリブレーション時に入力部材を固定させるためにも用いる。
【００３０】
充電台１４，１５の載置部１４ｃ，１５ｃは、その内部構成例を図５で示すように、入力部材の挿入口１４ｄ，１５ｄから続く貫通穴を形成している。また、図６に示すように入力部材２は、その本体２１に比べてペン先２２が細くなっており、充電台１４，１５における挿入口１４ｄ，１５ｄから続く貫通穴の最下部はペン先２２にある程度合うようにテーパ部１９が設けられている。
【００３１】
また、入力部材２の本体の外周には、充電用の一対の電極２５が設けられている。また、挿入口１４ｄ，１５ｄから続く貫通穴の内側には、入力部材２における電極２５と接触する充電台側の一対の電極１８が設けられている。その電極１８は充電台１４，１５の給電部（図示せず）へ繋がっていて、充電台１４，１５の給電部から電子黒板の本体裏側へと接続されている。ここで、入力部材２を充電台１４，１５に刺した時にペン型の入力部材２側の電極２５と充電台１４，１５側の電極１８とが接触するようになっている。このため、入力部材２を充電台１４や充電台１５に刺すと充電台１４，１５と入力部材２とが電気的に接続され、上述した給電機構から入力部材２の内部の充電池を充電することができる。
【００３２】
また、入力部材２を充電台１４，１５に刺した際、電極同士をしっかり接続すること、ペン先２２の先端部分にある入力用スイッチ２３が表示パネル１１におけるタッチセンサに反応する位置にあること、が必要である。従って、充電台１４，１５には上記貫通穴の内周に軟質樹脂の突起（凸部）１６が設けられており、それに合うように、入力部材２の本体の外周には充電台１４，１５の軟質樹脂が引っ掛かるような窪み（凹部）２４が設けられている。入力部材２が充電台１４，１５に刺された際には、図７に示すように、突起１６と窪み２４とにより、充電台１４，１５に入力部材２が軽く固定される。無論、入力部材２を挿入口１４ｄ，１５ｄから上記貫通穴に刺して突起１６と窪み２４で固定したときに、図７に示すように入力用スイッチ２３が表示パネル１１におけるタッチセンサに反応する位置にあるように、充電台１４，１５における上記貫通穴の位置や角度なども適切に決めておく。
【００３３】
また、充電台１４，１５には、突起１６の奥側に入力部材２が挿入されたことをスイッチや圧力変化などにより検出する入力部材検出部１７を備える。上述したキャリブレーション部は、充電台１４，１５に設けた入力部材検出部１７と、図示しない位置に設けたコンピュータなどの制御部とによって構成でき、その制御部によりキャリブレーションのための計算を行い、キャリブレーション値である設定変更値を内部のメモリに記憶するようになっている。制御部では、上記計算やユーザインターフェース画像の表示処理をプログラムにより実行するように構成しておけばよい。
【００３４】
次に、図８〜図１３を参照しながら、上述したようなタッチ式入力装置を実際に使用する場合のユーザ操作及び処理の流れ、並びにユーザインターフェースについて説明する。
【００３５】
図８〜図１２は、図１のタッチ式入力装置の表示部に表示するメッセージの例を示す図で、図８は終了確認メッセージ、図９は充電台移動メッセージ（Ｘ軸）、図１０は充電台移動メッセージ（Ｙ軸）、図１１は入力部材の引き抜きメッセージ、図１２は終了メッセージを示している。また、図１３は、図１のタッチ式入力装置における終了モード開始時の処理例を説明するためのフロー図である。
【００３６】
図１３の流れにそって説明する。まず、ユーザがタッチ式入力装置（この例では電子黒板）１の使用を終了するときに、ユーザが終了のボタン、アイコン等を選ぶと、図８に示すように終了するか否かを確認するためのメッセージ３０が表示パネル１１に表示出力される。ここで、「いいえ」キー３０ｂがユーザによって選択されるとメッセージ３０は消え、電源ＯＦＦの処理自体を終了する（図示せず）が、「はい」キー３０ａが選択されるとキャリブレーションのモードに入る（ステップＳ１）。
【００３７】
上述したキャリブレーション部は、大まかに説明すると、充電台１４又は充電台１５に入力部材２を載置した状態で、タッチされた入力位置を検出して、検出した入力位置（座標）が、表示させた位置（表示座標）に合うように検出結果に補正をかける（若しくは表示位置をずらす）ことで、キャリブレーションを行う。
【００３８】
また、充電台１４，１５と２台の充電台を設けた例であるため、１度に一方の充電台にしか入力部材２が挿入されない。よって、キャリブレーションをＸ軸、Ｙ軸交互に行うモードを用意しておき、例えば前回Ｘ軸方向のキャリブレーションを行っていた場合はそれを内部のメモリに記憶しておき、今回は左側の充電台１５に入力部材２を置いたときにＹ軸方向のキャリブレーションを行うようにすればよい。なお、勿論、予備も含めて２台の入力部材２を設けておいてもよく、その場合には同時にＸ軸、Ｙ軸でのキャリブレーション用データを得ることができる。
【００３９】
Ｘ軸、Ｙ軸交互にキャリブレーションを行う例を挙げて、ステップＳ１に続く処理を説明する。ユーザ操作以外については基本的にキャリブレーション部が主体となって以下の処理を実行するものとする。
【００４０】
まず、前回のキャリブレーションの履歴をメモリから読み出してチェックする（ステップＳ２）。前回Ｙ軸方向のキャリブレーションを行っていた場合又は今回が初回のキャリブレーションであった場合には、今回は下側の充電台１４に入力部材２を置いた状態でＸ軸方向のキャリブレーションを行うようにするため、図９に例示するようにＸ軸方向の充電台１４用の移動メッセージ３１を表示させる（ステップＳ３）。このメッセージ３１には移動位置を示す、充電台１４のＸ軸方向の幅をもった印３１ａを含むようにしておく。つまり、表示パネル１１における下枠の移動用レール１２の傍に、充電台１４の移動を促すメッセージ３１及び充電台の位置合わせの印３１ａを表示させる。
【００４１】
一方、前回Ｘ軸方向のキャリブレーションを行っていた場合には、今回は左側の充電台１５に入力部材２を置いた状態でＹ軸方向のキャリブレーションを行うようにするため、図１０に例示するようにＹ軸方向の充電台１５用の移動メッセージ３２を表示させる（ステップＳ４）。このメッセージ３２には移動位置を示す、充電台１５のＹ軸方向の幅をもった印３２ａを含むようにしておく。
【００４２】
続いて、ユーザが、その印３１ａ（又は印３２ａ）の位置にレール上の充電台１５（又は充電台１４）を移動し（ステップＳ５）、充電台１５（又は充電台１４）に入力部材２を差し込む（ステップＳ６）。ステップＳ６の動作を入力部材検出部（スイッチ）１７が検出することで、入力部材２が刺されたことを検知する（ステップＳ７）。この状態は、ペン先がタッチセンサに反応する位置に来ている状態であり、キャリブレーション部は、タッチパネルを介して、ペン先のスイッチ２３の表示パネル１１上の位置として座標を取得する（ステップＳ８）。なお、入力部材２を充電台１５（又は充電台１４）に差し込んでステップＳ７の検知を行った後、予め定めた所定の時間内にその印３１ａ（又は印３２ａ）の位置に充電台１５（又は充電台１４）を移動するように構成してもよい。いずれにしても、入力部材２が差し込まれ且つ印３１ａ（又は印３２ａ）に充電台１５（又は充電台１４）が移動された状態で、入力部材２のペン先の座標を取得する。
【００４３】
次に、補正に必要なだけの個数のデータが取得できたか否かを判定し（ステップＳ９）、ＮＯである場合には、その後、図１１に示すように、入力部材２であるペンを充電台１５（又は充電台１４）から抜くことを促すメッセージ３３を表示パネル１１に表示させ（ステップＳ１０）、ステップＳ２へ戻る。そして、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返す。
【００４４】
一方、ステップＳ９でＹＥＳの場合には、ステップＳ８で入力された位置（充電台１５を移動させた場合はＹ座標、充電台１４を移動させた場合はＸ座標）と、表示パネル１１に表示した位置の座標（実際には、ずれがない場合において、印３１ａや印３２ａを表示したときに入力用スイッチ２３がタッチパネルに接する位置の座標）とを比較して補正する（ステップＳ１１）。ここでは、充電台１５を移動させた結果に基づきＹ軸方向のキャリブレーションが実行でき、充電台１４を移動させた結果に基づきＸ軸方向のキャリブレーションが実行できる。また今回補正したのがＸ軸方向であるのか、Ｙ軸方向であるのかもメモリに記録しておく。このメモリをチェックすることで、次回は異なる軸方向の補正をすることができるようになる。
【００４５】
このように、ステップＳ１１の後、そのキャリブレーションの結果と対象となった軸方向とを関連付けてメモリに記憶し、電源をＯＦＦにする（ステップＳ１２）。また、ステップＳ１２では、電源をＯＦＦする前に、図１２で示すようなキャリブレーション（補正）が完了したことを示すメッセージ３４を表示パネル１１に表示し、メッセージ３４内の「了解」キー３４ａを、ユーザが入力部材２を再び手にとって選択するようにしてもよい。そして、「了解」キー３４ａが選択された段階で電源をＯＦＦすればよい。
【００４６】
ここで、ステップＳ９での判定の必要性について補足する。ステップＳ９の判定は、Ｙ軸、又はＸ軸について、１回のキャリブレーションで補正を実行するまでに所定回数座標を取得すると事前に設定しておき、その回数分の個数のデータが揃った段階でＹＥＳとなる。このようにすることで、補正の精度を上げることができる。そのためには、ステップＳ１２で、メモリに記録する情報を、軸方向のみならず、その回数も含めて記録しておけばよい。
【００４７】
さらに、図示しないが、Ｘ軸方向とＹ軸方向でずれの大きさを比較し、大きさが異なる場合、例えばＸ軸方向の方がずれが大きく出る場合は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向を交互に補正せず、Ｘ軸方向を２回、Ｙ軸方向を１回、と回数の比率を変えるようにしてもよい。
【００４８】
また、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのずれがタッチパネル上の座標と表示パネル１１上の座標の平行移動ではない場合は、一度に複数の個所を補正する必要があるが、その場合には座標を取得した後、同じ方向、即ち直前にＹ軸方向の座標を取得した後、再びＹ軸方向の充電台１５の移動を促すメッセージを表示すればよい。但し、このとき、表示する位置は前回のとは違う位置、つまり印３１ａの位置を変えるようにする。つまり、印３１ａや印３２ａが現れる位置はその都度変わるようプログラムされていることが好ましい。このように、キャリブレーション用のデータは１点でも補正可能であるが、複数点、特に離間した２点以上で行うことが精度を上げることができるため好ましい。
【００４９】
また、このような複数点のデータを用いての補正は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのずれがタッチパネル上の座標と表示パネル１１上の座標の平行移動であるか否かの判定を行わずに、実行してもよい。これにより、１点のデータでの補正に比べて精度を上げることができる。
【００５０】
また、１点のデータで補正を実行する場合でも、キャリブレーションの実行の度に印３１ａや印３２ａの位置を変えるようにしておくことで、次回別の場所のデータに基づき補正できるため、補正精度を上げることができる。例えば、直前にＹ軸方向の座標を取得した場合、Ｙ軸方向の充電台１５の移動を促すメッセージを、前回とは違う位置に表示し、、ユーザに入力部材２を充電台に再び刺してもらい、その座標を取得してキャリブレーションを行えばよい。
【００５１】
同様に、複数点のデータで補正を実行する場合でも、キャリブレーションの実行の度に印３１ａや印３２ａの位置のセットを変えるようにしておくことで、次回別のセットの点でのデータに基づき補正できるため、補正精度を上げることができる。
【００５２】
このように、本発明では、キャリブレーション時に、充電台１４，１５をキャリブレーションに必要な場所に移動してもらい、入力部材２を置く時に（充電のためにセットしてもらう時でもある）キャリブレーションを行う。このように、使用終了時などに入力部材２を充電台１４又は充電台１５に置いてもらう際に指示を出してその充電台を動かしてもらうことで、キャリブレーションを意識しないが使用する際にもキャリブレーションを行ってもらうことが可能になる。
【００５３】
すなわち、本発明のタッチ式入力装置１によれば、キャリブレーションを意識しない人が使用する際にも入力部材２を載置したときという自然な場面でキャリブレーションを実行してもらうことを可能にし、もって入力位置の検出精度を保つことができる。特に上述したように充電台を兼ねるように載置台を構成することで、キャリブレーションが必要であることを知らない人でも、最近の携帯電話機や携帯型音楽再生機などで充電が必要であり意識してくれるような環境が日常にあることから、充電を行うという形でキャリブレーションを行ってもらえるため、長期間安定した精度が得られる。
【００５４】
また、充電台１４，１５の移動はユーザが行うことを前提に説明したが、充電台１４，１５に自動移動機能をもたせてもよい。その場合、充電台１４，１５の裏側（表示パネル１１側）に、表示パネル１１で表示した情報（例えば図９の範囲記号３１ａや図１０の範囲記号３２ａ）を読み取って認識できるカメラを設けておけば、ユーザの手間をかけずに自動的なキャリブレーションも実行することができる。
【００５５】
このような自動的なキャリブレーションの例を、図１４を参照しながら説明する。図１４は、図１のタッチ式入力装置における終了モード開始時の他の処理例を説明するためのフロー図である。
【００５６】
まず、ステップＳ１と同様の処理を行い（ステップＳ２１）、終了を確認すると、キャリブレーションを実行するのでペン（入力部材２）を刺すようにメッセージを表示パネル１１に表示させる（ステップＳ２２）。ユーザはこれに従い、入力部材２を充電台１４又は充電台１５に刺す（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２３の動作を入力部材検出部（スイッチ）１７が検出することで、入力部材２が刺されたことを検知する（ステップＳ２４）。
【００５７】
次いで、電子黒板となる表示パネル１１に、図９の印３１ａや図１０の印３２ａのようにキャリブレーション位置を表示する（ステップＳ２５）。但し、ここで説明する例では、自動的なキャリブレーションを行うため、図９や図１０のようなユーザへのメッセージは必要ない。次に、入力部材２が挿入された方の充電台１４又は充電台１５が、表示した位置付近に自動的に移動し、その付近からそのキャリブレーション位置をカメラで検索しながらそのキャリブレーション位置に移動する（ステップＳ２６）。そして、検索できた段階で、入力部材２であるペンの座標をタッチパネルが取得する（ステップＳ２７）。
【００５８】
次に、補正に必要な個数のデータが取得できたか否かを判定し（ステップＳ２８）、ＮＯであればステップＳ２５へ戻って個数が満たされるまで処理を繰り返し、ステップＳ２８でＹＥＳとなった段階で、その入力部材２であるペンの入力位置（座標）とキャリブレーション位置として表示した座標とを比較して、補正を行い（ステップＳ２９）、電源をＯＦＦにする（ステップＳ３０）。
【００５９】
以上、図１〜図１４を参照しながら２台の載置台を備えた例を挙げたが、１台の載置台だけでも同様の処理は可能である。このような本発明に係るタッチ式入力装置の他の構成例について、図１５〜図１７を参照しながら説明する。図１５〜図１７で例示するタッチ式入力装置１ａ〜１ｃは、図１で例示したタッチ式入力装置１と同様に表示パネル１１及び支持棒１０を備えるが、タッチ式入力装置１とは主に、充電台が１台であることと充電台の移動機構とで相違している。より具体的には、図１５〜図１７で例示するタッチ式入力装置１ａ〜１ｃはいずれも載置台としての充電台１４又は充電台１５を１台備えるだけであり、そのために移動機構として、その１台の載置台を表示部（表示パネル１１で例示）に対して水平方向及び垂直方向に移動させる機構を備える必要がある。
【００６０】
図１５で例示するタッチ式入力装置１ａについて説明する。タッチ式入力装置１ａでは、表示パネル１１の下側に水平軸（Ｘ軸）用の移動用レール１２ａが設けられ、表示パネル１１の左側に垂直軸（Ｙ軸）用の移動用レール１２ｃが設けられており、それらが湾曲した移動用レール１２ｂによって連結されている。これらの連結された移動用レール１２ａ，１２ｂ，１２ｃにより、充電台１４は移動用のレール１２ａ，１２ｂ，１２ｃ上を隔てなく自由に動くことができるようになる。なお、移動用レール１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、表示パネル１１の枠を構成する四辺のうちの隣り合う２辺において、表示パネル１１の枠部分の外側に設けられていればよく、また一体で形成してもよい。この移動機構は、１台の充電台１４がＸ軸方向（下枠又は上枠のレール）からＹ軸方向（右枠又は左枠のレール）にシームレスに動く機構となっているため、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向共にキャリブレーションが可能になる。
【００６１】
また、充電台１４をＸ軸方向、Ｙ軸方向にシームレスに動かすのではなく、移動用レールそのものを動かすようにしても、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向共にキャリブレーションは可能である。図１６のタッチ式入力装置１ｂにおいて具備した移動機構は、Ｘ軸方向移動用レール１２ｂをＹ軸方向に移動できるようにした機構の一例である。ここで、Ｘ軸移動用レール１２ｂには充電台１４がＸ軸方向にスライド可能な状態で取り付けられている。また、移動用レール１２ｂをＹ軸方向に移動させるためには、例えば、表示パネル１１の左端及び右端にレール１３ａ，１３ｂを設け、移動用レール１２ｂの両端の裏側に各レール１３ａ，１３ｂ上をスライドするような例えばローラや保持機構などでなる機構を設けておけばよい。
【００６２】
また、図１７のタッチ式入力装置１ｃにおいて具備した移動機構は、Ｙ軸方向移動用レール１３ｃをＸ軸方向に移動できるようにした機構の一例である。ここで、Ｙ軸移動用レール１３ｃには充電台１５がＹ軸方向にスライド可能な状態で取り付けられている。また、移動用レール１３ｃをＸ軸方向に移動させるためには、例えば、表示パネル１１の上端及び下端にレール１２ｆ，１２ｇを設け、移動用レール１３ｃの両端の裏側に各レール１２ｆ，１２ｇ上をスライドするような例えばローラや保持機構などでなる機構を設けておけばよい。
【００６３】
タッチ式入力装置１ｂ，１ｃで例示したように、移動用レールが電子黒板の上を移動するような機構を採用する場合、充電台１４（又は１５）への電源供給は、例えば移動用レール１２ｂ（又は１３ｃ）を移動させるためのレール１３ａ，１３ｂ（又は１２ｆ，１２ｇ）を通して行えばよい。より具体的には、レール１３ａ，１３ｂ（又は１２ｆ，１２ｇ）を通して電気的に、移動用レール１２ｂ（又は１３ｃ）内に設けた接続部（充電台１４（又は１５）への給電ケーブルとの接続部）と接続し、その接続部から導出した給電ケーブルを移動用レール１２ｂ（又は１３ｃ）の端部から引き出し、充電台１４（又は充電台１５）へ接続すればよい。レール１３ａ，１３ｂ（又は１２ｆ，１２ｇ）の部分への給電は本体内部から行うか、本体裏側から直に出たケーブルにより若しくはコネクタを介して行えばよい。
【００６４】
また、載置台の搭載台数を問わず上述した各例では、使用終了時にキャリブレーションを行う例を挙げたが、これに限らず、載置台に載置している状態であればキャリブレーションの実行を開始してもよく、例えば使用開始時（電源ＯＮ時）や電源がＯＮのまま入力が一定時間ない場合などにキャリブレーションの実行を開始してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…タッチ式入力装置、２…入力部材、１０…支持棒、１１…表示パネル、１２…水平方向の移動用レール、１３…垂直方向の移動用レール、１４，１５…載置台（充電台）、１４ａ，１５ａ…ケーブル、１４ｂ，１５ｂ…充電台の本体、１４ｃ，１５ｃ…載置部、１４ｄ，１５ｄ…挿入口、１４ｅ，１５ｅ…貫通穴、１６…突起、１７…入力部材検出部、１８…電極、１９…テーパ部、２１…入力部材の本体、２２…ペン先、２３…入力用スイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部材を載置するための載置台と、表示部とを備え、前記入力部材でタッチされた前記表示部における入力位置を検出するタッチ式入力装置であって、
前記載置台に前記入力部材を載置した状態で前記入力位置のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部を備えることを特徴とするタッチ式入力装置。
【請求項２】
前記入力部材は、充電池を内部に有し、前記載置台は、前記充電池を充電する充電台を兼ねることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式入力装置。
【請求項３】
前記載置台として、前記表示部に対して水平方向に移動させるための水平移動載置台、及び前記表示部に対して垂直方向に移動させるための垂直移動載置台を備え、
前記タッチ式入力装置は、前記水平移動載置台を前記表示部に対して水平方向に移動させる移動機構と、前記垂直移動載置台を前記表示部に対して垂直方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチ式入力装置。
【請求項４】
１台の前記載置台と、該１台の載置台を前記表示部に対して水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチ式入力装置。
【請求項１】
入力部材を載置するための載置台と、表示部とを備え、前記入力部材でタッチされた前記表示部における入力位置を検出するタッチ式入力装置であって、
前記載置台に前記入力部材を載置した状態で前記入力位置のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部を備えることを特徴とするタッチ式入力装置。
【請求項２】
前記入力部材は、充電池を内部に有し、前記載置台は、前記充電池を充電する充電台を兼ねることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式入力装置。
【請求項３】
前記載置台として、前記表示部に対して水平方向に移動させるための水平移動載置台、及び前記表示部に対して垂直方向に移動させるための垂直移動載置台を備え、
前記タッチ式入力装置は、前記水平移動載置台を前記表示部に対して水平方向に移動させる移動機構と、前記垂直移動載置台を前記表示部に対して垂直方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチ式入力装置。
【請求項４】
１台の前記載置台と、該１台の載置台を前記表示部に対して水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチ式入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１２８７６２（Ｐ２０１２−１２８７６２Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８１２５２（Ｐ２０１０−２８１２５２）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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