描画装置
【課題】タブレットが不要な描画装置を提供すること。
【解決手段】スタイラスペン１と表示装置５と、を備え、スタイラスペン１は、筆記の際に撓む可撓性軸部１１ｂを有し、可撓性軸部１１ｂは充電用の複数の圧電素子１１ｃを有し、圧電素子１１ｃの全部又は一部はセンサＡ〜Ｄとなっており、ペン先１２ａに筆圧が加わった状態で筆記した際に同期信号とセンサＡ〜Ｄで検出されるスタイラスペン１の動作方向に対応したデータ信号とを表示装置５に送信し、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に同期させて当該スタイラスペン１の動作に対応した軌跡を表示する。これによって、タブレットが不要な描画装置が実現できる。
【解決手段】スタイラスペン１と表示装置５と、を備え、スタイラスペン１は、筆記の際に撓む可撓性軸部１１ｂを有し、可撓性軸部１１ｂは充電用の複数の圧電素子１１ｃを有し、圧電素子１１ｃの全部又は一部はセンサＡ〜Ｄとなっており、ペン先１２ａに筆圧が加わった状態で筆記した際に同期信号とセンサＡ〜Ｄで検出されるスタイラスペン１の動作方向に対応したデータ信号とを表示装置５に送信し、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に同期させて当該スタイラスペン１の動作に対応した軌跡を表示する。これによって、タブレットが不要な描画装置が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は描画装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、描画装置の１つとしてペン入力装置を使用した描画装置が知られている（例えば、特許文献１）。このペン描画装置は、画面上の位置を指示するためのスタイラスペンと、スタイラスペンの位置を検出するためのタブレットとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７２９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような描画装置は、スタイラスペンの他に、タブレットを必要とするため高価であり、タブレットがない場所では使用ができないため、使用場所が限定されてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、タブレットが不要な描画装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、
ペン先部、軸部、電源、制御手段及び通信手段を有するスタイラスペンと、
通信手段、制御手段及び表示手段を有する表示装置と、を備え、
前記スタイラスペンのペン先部には、ペン先に加わる筆圧によって作動するスイッチが設けられ、
前記軸部は、筆記の際にグリップ部及びペン先に作用する力によって、当該筆記の方向とは逆の方向に弾性的に撓む可撓性軸部を有し、
前記可撓性軸部は、円周方向に所定間隔で配置され、当該可撓性軸部の撓みによって、 前記電源を充電するための起電力を生じる複数の圧電素子を有し、
前記複数の圧電素子の中の全部又は一部の圧電素子は、当該可撓性軸部の撓みに基づいて前記スタイラスペンの動作方向を検出するためのセンサとして機能し、
前記スタイラスペンの前記制御手段は、前記スイッチが作動状態にあるときに、同期信号と前記センサによって検出された前記スタイラスペンの動作方向に対応したデータ信号を生成するとともに、前記スタイラスペンの前記通信手段から前記同期信号及び前記データ信号を前記表示装置に送信し、
前記表示装置の前記通信手段は、前記同期信号及び前記データ信号を受信し、
前記表示装置の前記制御手段は、前記同期信号及び前記データ信号に基づき、前記表示手段に、前記スタイラスペンの動作に同期させて当該スタイラスペンの動作に対応した軌跡を表示するように構成されている、
ことを特徴とする描画装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の描画装置によれば、スタイラスペンを動作させると、同期信号とセンサで検出される可撓性軸部の撓み方向に対応したデータ信号とが表示装置に送信され、表示装置は、スタイラスペンの動作に同期させて当該スタイラスペンの動作に対応した軌跡を表示するので、タブレットがなくても、スタイラスペンでの入力が簡単に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る描画装置におけるスタイラスペンの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る描画装置の使用状態を示す斜視図である。
【図３】図１のスタイラスペンの可撓性軸部の横断面図である。
【図４】図１のスタイラスペンのセンサの動作を示す斜視図である。
【図５】図１のスタイラスペンの内部構成を示すブロック図である。
【図６】図２の描画装置における表示装置の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図１のスタイラスペンを上方向、下方向、右方向及び左方向にそれぞれ動作させた場合のセンサの変位を説明するための図である。
【図８】図１のスタイラスペンを上方向、下方向、右方向及び左方向にそれぞれ動作させた場合の各センサの起電力を説明するための表である。
【図９】図１のスタイラスペンを右上方向、右下方向、左下方向及び左上方向にそれぞれ動作させた場合のセンサの変位を説明するための図である。
【図１０】図１のスタイラスペンを右上方向、右下方向、左下方向及び左上方向にそれぞれ動作させた場合の各センサの起電力を説明するための表である。
【図１１】図１のスタイラスペンによって円を描く場合のセンサの変位を説明するための図である。
【図１２】図１のスタイラスペンによって円を描く場合のセンサのＸ軸方向の座標変化を示すグラフである。
【図１３】図１のスタイラスペンによって円を描く場合のセンサのＹ軸方向の座標変化を示すグラフである。
【図１４】図１のスタイラスペンによって円を描いた場合の各位置での各センサの起電力を説明するための表である。
【図１５】スタイラスペンと表示装置との間でなされる信号の授受を示す図である。
【図１６】スタイラスペンから表示装置に送信される信号の形式を示す図である。
【図１７】文字を入力する場合におけるスタイラスペンの動作と表示装置の表示との関係を説明するための図である。
【図１８】文字を消去する場合におけるスタイラスペンの動作と表示装置の表示との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る描画装置を図面に基づいて説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、実施形態に係る描画装置におけるスタイラスペンの斜視図、図２は、描画装置の使用状態を示す斜視図である。
描画装置は、スタイラスペン(ペン入力装置)１と表示装置５とを備える。このうちスタイラスペン１はペンシル型に形成されている。このスタイラスペン１は、紙面等の上に実際に線図や文字等を描くために使用されるものではなく、図２に示すように、スタイラスペン１を紙面等に対して摺動させた際に、その動きに対応した線図や文字等を外部の表示装置５の表示部５１に表示させるために使用される。
このスタイラスペン１は、円柱形状の軸部１１と、逆円錐状のペン先部１２とを備えている。そして、ペン先部１２のペン先１２ａを紙面等に押し当てると内部のスイッチ２１（図５参照）が作動し、この押当て状態を維持したまま、グリップ部１１ａを紙面等の上で動作させると、可撓性軸部１１ｂが撓み、この可撓性軸部１１ｂにある４個のセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが可撓性軸部１１ｂの撓み方向を検出し、同期信号と撓み方向に対応したデータ信号が生成され、この同期信号とデータ信号とがアンテナ２２（図５参照）から表示装置５に送信され、表示装置５の表示部５１に、スタイラスペン１の動作に対応した軌跡が表示されるようになっている。
【００１１】
次に、スタイラスペン１の詳細について説明する。
スタイラスペン１は、図１に示すように、軸部１１とペン先部１２とを備えている。
軸部１１は、グリップ部１１ａと、グリップ部１１ａとペン先部１２との間に位置する可撓性軸部１１ｂとから構成されている。
図３は、可撓性軸部１１ｂの横断面図を示している。この可撓性軸部１１ｂは、ゴム材等の弾性素材１１ｄによって構成されており、普段は直棒状態にあり、横方向でグリップ部１１ａとペン先部１２との間に向きが反対の外力が作用した場合、弾性変形をして湾曲状態となり、外力が解放された場合には元の直棒状態となる。
この可撓性軸部１１ｂには、軸部１１の軸線方向に長尺な帯状の１６個の圧電素子１１ｃを含んで構成されている。この１６個の圧電素子１１ｃは、円周方向に等間隔（２２．５度間隔）で配置されている。この場合、圧電素子１１ｃは、厚さ方向が可撓性軸部１１ｂの半径方向に合致するように設定されている。
各圧電素子１１ｃは、例えばバイモルフ構造を有していて、グリップ部１１ａに対して可撓性軸部１１ｂの下端部が半径方向に変位した際に起電力を生じる。すなわち、スタイラスペン１のペン先１２ａを紙面等に押し当てて、スタイラスペン１を一方向に動作させると、ペン先１２ａには紙面等からの抵抗力が作用する。その結果、可撓性軸部１１ｂが撓み、グリップ部１１ａに対して圧電素子１１ｃの変位が生じ、この変位によって起電力を生じる。そして、この生じた起電力は電源２６の充電のために使用される。
また、１６個の圧電素子１１ｃのうちで４個の圧電素子１１ｃは、当該４個の圧電素子１１ｃの起電力を検出するためのセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとしても構成されている。このセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを構成する４個の圧電素子１１ｃは、円周方向に等間隔（９０度間隔）で配置されている。このセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図４に示すように、可撓性軸部１１ｂの撓みつまり自身の撓みによって生じる起電力を検出する。
【００１２】
次に、図５を参照してスタイラスペン１の回路構成を説明する。
スタイラスペン１は、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）２０と、ＣＰＵ２０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）２３と、ＣＰＵ２０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）２４と、信号やデータを送受信するためのアンテナ２２及び送受信部２５と、上述した１６個の圧電素子１１ｃと、４個の圧電素子１１ｃからなるセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、各部に動作電圧を供給する電源２６と、ペン先１２ａに加わる筆圧によって操作されるスイッチ２１と、を備えている。
ここで、電源２６には、圧電素子１１ｃによって生じた起電力によって充電を行うための充電回路（充電手段）２６ａが設けられている。また、アンテナ２２及び送受信部２５は通信手段を構成し、ＣＰＵ２０とＲＯＭ２４に格納された制御プログラムや制御データとによって制御手段が構成されている。この場合の制御プログラムには変位検出プログラムが含まれる。
【００１３】
次に、図６を参照して表示装置５の回路構成を説明する。
この表示部５は、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ５０と、ＣＰＵ５０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ５２と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ５３と、信号やデータを送受信するためのアンテナ５４及び送受信部５５と、各種の情報表示や画像表示を行う表示部５１と、複数の操作ボタン（図示せず）からの操作入力を受けるスイッチ５６と、を備えている。
ここで、アンテナ５４及び送受信部５５は通信手段を構成し、ＣＰＵ５０とＲＯＭ５３に格納された制御プログラムや制御データとによって制御手段が構成されている。この場合の制御プログラムには、漢字自体やひらがなの認識プログラムが含まれる。
【００１４】
次に、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの変位方向と変位の検出方法について説明する。
図７は、１６個の圧電素子１１ｃを上方から見た場合を示している。
同図においては、可撓性軸部１１ｂが直棒状態にあるときのセンサＡ，Ｃを結ぶ上下方向をＹ軸、センサＢ，Ｄを結ぶ左右方向をＸ軸としている。
なお、以下の説明においては、可撓性軸部１１ｂが直棒状態にあるときのセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置を基準(原点)とし、スタイラスペン１を動作させたときのセンサＡ，Ｂ，Ｃ，ＤのＸ方向及びＹ方向の変位を、それぞれ、Ｘ＝（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）、Ｙ＝（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の座標で表記するものとする。また、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの最大変位量をｒとしている。
【００１５】
まず、図７の矢印で示すように、スタイラスペン１を上方向、下方向、右方向及び左方向にそれぞれ動作させた場合について考える。
まず、スタイラスペン１を上方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標はＸ＝（０，０，０，０）、Ｙ＝−ｒ（１，０，１，０）となる。この場合、センサＡ，Ｃは、グリップ部１１ａに対してＹ（−）方向にｒだけ変位する。なお、この場合、センサＢ，Ｄにも力が作用するが、センサＢ，Ｄの幅方向の力であるので、センサＢ，Ｄはほとんど変位しない。
また、スタイラスペン１を下方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標はＸ＝（０，０，０，０）、Ｙ＝＋ｒ（１，０，１，０）となる。この場合、センサＡ，Ｃは、グリップ部１１ａに対してＹ（＋）方向にｒだけ変位する。なお、この場合、センサＢ，Ｄにも力が作用するが、センサＢ，Ｄの幅方向の力であるので、センサＢ，Ｄはほとんど変位しない。
また、スタイラスペン１を右方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝−ｒ（０，１，０，１）、Ｙ＝（０，０，０，０）となる。この場合、センサＢ，Ｄは、グリップ部１１ａに対してＸ（−）方向にｒだけ変位する。なお、この場合、センサＡ，Ｃにも力が作用するが、センサＡ，Ｃの幅方向の力であるので、センサＡ，Ｃはほとんど変位しない。
また、スタイラスペン１を左方向に移動させる場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝＋ｒ（０，１，０，１）、Ｙ＝（０，０，０，０）となる。この場合、センサＢ，Ｄは、グリップ部１１ａに対してＸ（＋）方向にｒだけ変位する。なお、この場合、センサＡ，Ｃにも力が作用するが、センサＡ，Ｃの幅方向の力であるので、センサＡ，Ｃはほとんど変位しない。
【００１６】
図８は、スタイラスペン１の動作方向（上方向、下方向、右方向又は左方向）と、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力との関係を示している。なお、同図には、半径方向外側に変位した際にセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力を正極性の起電力、半径方向内側に変位した際にセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力を負極性の起電力とし、正極性の起電力を「正」と、負極性の起電力を「負」として表記してある。
図８からも明らかなように、スタイラスペン１の動作方向（上方向、下方向、右方向又は左方向）によってセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力の極性の組み合わせが異なるものとなる。
したがって、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの起電力の組み合わせを検出することによって、スタイラスペン１が上方向、下方向、右方向及び左方向のうちのどの方向に動作しているかを検出することができることが分かる。
【００１７】
次に、図９に示すように、スタイラスペン１を右上方向、右下方向、左下方向及び左上方向にそれぞれ動作させた場合を考える。
まず、スタイラスペン１を右上方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝−ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）、Ｙ＝−ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）となる。この場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、グリップ部１１ａに対して左下方向にｒだけ変位する。
また、スタイラスペン１を右下方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝−ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）、Ｙ＝＋ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）となる。この場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、グリップ部１１ａに対して左上方向にｒだけ変位する。
また、スタイラスペン１を左上方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝＋ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）、Ｙ＝−ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）となる。この場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、グリップ部１１ａに対して右下方向にｒだけ変位する。
また、スタイラスペン１を左下方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝＋ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）、Ｙ＝＋ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）となる。この場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、グリップ部１１ａに対して右上方向にｒだけ変位する。
【００１８】
図１０は、スタイラスペン１の動作方向（右上方向、右下方向、左下方向又は左上方向）と、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力との関係を示している。
センサＡ，ＣはＹ軸方向の変位成分だけによって起電力を生じる。具体的には、センサＡはＹ軸（＋）方向の変位成分によって正極性の起電力を生じ、Ｙ軸（−）方向の変位成分によって負極性の起電力を生じる。一方、センサＣはＹ軸（＋）方向の変位成分によって負極性の起電力を生じ、Ｙ軸（−）方向の変位成分によって正極性の起電力を生じる。
また、センサＢ，ＤはＸ軸方向の変位成分だけによって起電力を生じる。具体的には、センサＢはＸ軸（＋）方向の変位成分によって正極性の起電力を生じ、Ｘ軸（−）方向の変位成分によって負極性の起電力を生じる。一方、センサＤはＸ軸（＋）方向の変位成分によって負極性の起電力を生じ、Ｘ軸（−）方向の変位成分によって正極性の起電力を生じる。
なお、同図には、正極性の起電力を「正」と、負極性の起電力を「負」として表記してある。
図１０からも明らかなように、スタイラスペン１の動作方向（右上方向、右下方向、左下方向又は左上方向）によってセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力の極性の組み合わせは異なるものとなる。
したがって、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの起電力の組み合わせを検出することによって、スタイラスペン１が右上方向、右下方向、左下方向及び左上方向のうちのどの方向に動作しているかを検出することができることが分かる。
【００１９】
続いて、スタイラスペン１によって円を描く場合について説明する。
この場合、図１１に示すようにｔ＝０，ｔ＝１，ｔ＝２，ｔ＝３，ｔ＝４，ｔ＝５，ｔ＝６，ｔ＝７，ｔ＝８の位置を経て円を描くものとする。
この場合、ｔ＝０の位置では、スタイラスペン１には右方向の力が作用し、ｔ＝１の位置では、スタイラスペン１には右下方向の力が作用し、ｔ＝２の位置では、スタイラスペン１には下方向の力が作用し、ｔ＝３の位置では、スタイラスペン１には左下方向の力が作用し、ｔ＝４の位置では、スタイラスペン１には左方向の力が作用する。また、ｔ＝５の位置では、スタイラスペン１には左上方向の力が作用し、ｔ＝６の位置では、スタイラスペン１には上方向の力が作用し、ｔ＝７の位置では、スタイラスペン１には右上方向の力が作用し、ｔ＝８の位置では、スタイラスペン１には右方向の力が作用する。
この場合のセンサＡ，Ｂ，Ｃ，ＤのＸ座標及びＹ座標の変化は、それぞれ、図１２及び図１３に示す通りのものとなる。なお、図１２及び図１３においてハッチングが付された領域は、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの起電力が生じる領域である。
【００２０】
図１４は、スタイラスペン１の位置（ｔ＝０，ｔ＝１，ｔ＝２，ｔ＝３，ｔ＝４，ｔ＝５，ｔ＝６，ｔ＝７，ｔ＝８）と、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力との関係を示している。なお、同図には、半径方向外側に変位した際にセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力を正極性の起電力、半径方向内側に変位した際にセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力を負極性の起電力とし、正極性の起電力を「正」と、負極性の起電力を「負」として表記してある。
図１４からも明らかなように、スタイラスペン１の動作方向によってセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力の極性の組み合わせが異なるものとなる。
したがって、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの起電力の組み合わせを検出することによって、スタイラスペン１の動作方向を検出することができることが分かる。
【００２１】
次に、文字「ア」を書く場合を例にして、スタイラスペン１による入力方法をスタイラスペン１及び表示装置５の作用とともに説明する。
図１５はスタイラスペン１と表示装置５との間でなされる信号の授受を示している。また、図１６はスタイラスペン１から表示装置５に送信される信号の形式を示している。この場合の信号はフレーム形式の信号として表示装置５に送信される。
具体的には、ペン先部１２のペン先１２ａを紙面等に押し当てると内部のスイッチ２１が作動し、スタイラスペン１はスタート信号（ＳＴＡ）を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は、描画モードとなり、表示部５１上の開始位置に点灯したポインタを表示するとともに、スタート信号（ＳＴＡ）を認識した旨の認識信号をスタイラスペン１に送信する（図１７（Ａ））。
次に、ペン先１２ａの押し当て状態を維持しつつスタイラスペン１によって文字「ア」の１画目を書くと、スタイラスペン１は同期信号（ＳＹＮ＿1）及びデータ信号（ＤＡＴＡ）を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に対応するように開始位置からポインタＰを移動させて１画目の線を描画する。この間、紙面等の位置と表示部５１の位置との相関が確立されている。そして、１画目を書き終えたらスタイラスペン１を紙面等から一旦離す。すると、スイッチ２１が非作動状態となり、スタイラスペン１は１画目を書き終えた旨の信号（ＤＥ）を表示装置５に送信する。これにより表示装置５は１画目の線の終了を認識し、１画目の線の終了を認識した旨の認識信号をスタイラスペン１に送信する（図１７（Ｂ））。
次に、再び、ペン先１２ａを紙面等に押し当てると、スタイラスペン１は同期信号（ＳＹＮ＿２）を表示装置５に送信する。この同期信号（ＳＹＮ＿２）を受信した表示装置５は、非描画モードとなり、点滅するポインタを表示部５１上の所定位置Ｐに表示するとともに、同期信号（ＳＹＮ＿２）を認識した旨の認識信号をスタイラスペン１に送信する。その後、使用者はスタイラスペン１を動作させる。このとき、スタイラスペン１はデータ信号を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に対応して、点滅するポインタを表示部５１上で移動させる。このときには、スタイラスペン１の動作に対応した線は描画されない。
このようにして、使用者は、スタイラスペン1を動作させて、表示部５１上でポインタを文字「ア」の２画目の開始位置まで移動させる。
なお、上記所定位置Ｐは表示部５１上のどの位置に設定してもよいが、１画目の終了位置とすることが好ましい。このようにすれば、スタイラスペン１を一筆書きの感覚で動作させれば、簡単にポインタを文字「ア」の２画目の開始位置まで移動させることができる。
そして、ポインタＰが２画目の開始位置まで移動したら、スタイラスペン１を止める。すると、表示装置５は、非描画モードが終了したと判断し、ポインタＰを点灯状態とし、描画モードに移行する。このポインタＰが点灯状態となった位置が２画目の開始位置となる。そして、ペン先１２ａの押し当て状態を維持しつつスタイラスペン１によって２画目を書くと、スタイラスペン１はデータ信号を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に対応した文字「ア」の２画目の線を描画する（図１７（Ｃ））。
このようにして、２画目の線を書いた後、スタイラスペン１のペン先１２ａを紙面等に押し当てた状態にしておくと、スタイラスペン１は１文字が完了した旨の信号（ＦＥ）を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は入力文字を認識し、横書き設定されている場合には左隅に、縦書き設定されている場合には右隅に、キャラクタ設定された文字、サイズに変換されて表示される（図１７（Ｄ））。
【００２２】
続いて、字画の消去法について説明する。
この場合には、スタイラスペン１の字画を入力した後、連続して２回ペン先１２ａを紙面等に押し当てる。すると、スタイラスペン１は消去のスタート信号を表示装置５に送信する。そして、表示装置５は消去のスタート信号を認識した旨の認識信号をスタイラスペン１に送信するとともに、当該字画の線を表示部５１上で消去する（図１８（Ａ））。その消去後、再び、ペン先１２ａを紙面等に押し当てれば、変更した字画を入力することができる（図１８（Ｂ））。
【００２３】
以上のように構成された描画装置によれば、スタイラスペン１を動作させると、同期信号とセンサでＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで検出される可撓性軸部１１ｂの撓み方向に対応したデータ信号とが表示装置５に送信され、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に同期させて当該スタイラスペン１の動作に対応した軌跡を表示するので、タブレットがなくても、スタイラスペン１での入力が簡単に実現できる。
また、円周方向に等間隔で配設された４個のセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄでスタイラスペン１の動作方向を検出しているので、簡単且つ確実にスタイラスペン１の動作方向を検出することができる。ちなみに、５個以上のセンサを円周方向に等間隔で配設してもスタイラスペン１の動作方向の検出は可能ではあるが、この場合には、４個の場合に比べて、その構成が複雑となる。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
ペン先部、軸部、電源、制御手段及び通信手段を有するスタイラスペンと、
通信手段、制御手段及び表示手段を有する表示装置と、を備え、
前記スタイラスペンのペン先部には、ペン先に加わる筆圧によって作動するスイッチが設けられ、
前記軸部は、筆記の際にグリップ部及びペン先に作用する力によって、当該筆記の方向とは逆の方向に弾性的に撓む可撓性軸部を有し、
前記可撓性軸部は、円周方向に所定間隔で配置され、当該可撓性軸部の撓みによって、 前記電源を充電するための起電力を生じる複数の圧電素子を有し、
前記複数の圧電素子の中の全部又は一部の圧電素子は、当該可撓性軸部の撓み方向を検出するためのセンサとして機能し、
前記スタイラスペンの前記制御手段は、前記スイッチが作動状態にあるときに、同期信号と前記センサによって検出された前記可撓性軸部の撓み方向に対応したデータ信号を生成するとともに、前記スタイラスペンの前記通信手段から前記同期信号及び前記データ信号を前記表示装置に送信し、
前記表示装置の前記通信手段は、前記同期信号及び前記データ信号を受信し、
前記表示装置の前記制御手段は、前記同期信号及び前記データ信号に基づき、前記表示手段に、前記スタイラスペンの動作に同期させて当該スタイラスペンの動作に対応した軌跡を表示するように構成されている、
ことを特徴とする描画装置。
＜請求項２＞
前記センサを４個備え、この４個のセンサは円周方向に等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【符号の説明】
【００２５】
１ スタイラスペン
５ 表示装置
１１ 軸部
１１ａ グリップ部
１１ｂ 可撓性軸部
１１ｃ 圧電素子
１２ ペン先部
１２ａ ペン先
２１ スイッチ
５１ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は描画装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、描画装置の１つとしてペン入力装置を使用した描画装置が知られている（例えば、特許文献１）。このペン描画装置は、画面上の位置を指示するためのスタイラスペンと、スタイラスペンの位置を検出するためのタブレットとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７２９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような描画装置は、スタイラスペンの他に、タブレットを必要とするため高価であり、タブレットがない場所では使用ができないため、使用場所が限定されてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、タブレットが不要な描画装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、
ペン先部、軸部、電源、制御手段及び通信手段を有するスタイラスペンと、
通信手段、制御手段及び表示手段を有する表示装置と、を備え、
前記スタイラスペンのペン先部には、ペン先に加わる筆圧によって作動するスイッチが設けられ、
前記軸部は、筆記の際にグリップ部及びペン先に作用する力によって、当該筆記の方向とは逆の方向に弾性的に撓む可撓性軸部を有し、
前記可撓性軸部は、円周方向に所定間隔で配置され、当該可撓性軸部の撓みによって、 前記電源を充電するための起電力を生じる複数の圧電素子を有し、
前記複数の圧電素子の中の全部又は一部の圧電素子は、当該可撓性軸部の撓みに基づいて前記スタイラスペンの動作方向を検出するためのセンサとして機能し、
前記スタイラスペンの前記制御手段は、前記スイッチが作動状態にあるときに、同期信号と前記センサによって検出された前記スタイラスペンの動作方向に対応したデータ信号を生成するとともに、前記スタイラスペンの前記通信手段から前記同期信号及び前記データ信号を前記表示装置に送信し、
前記表示装置の前記通信手段は、前記同期信号及び前記データ信号を受信し、
前記表示装置の前記制御手段は、前記同期信号及び前記データ信号に基づき、前記表示手段に、前記スタイラスペンの動作に同期させて当該スタイラスペンの動作に対応した軌跡を表示するように構成されている、
ことを特徴とする描画装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の描画装置によれば、スタイラスペンを動作させると、同期信号とセンサで検出される可撓性軸部の撓み方向に対応したデータ信号とが表示装置に送信され、表示装置は、スタイラスペンの動作に同期させて当該スタイラスペンの動作に対応した軌跡を表示するので、タブレットがなくても、スタイラスペンでの入力が簡単に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る描画装置におけるスタイラスペンの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る描画装置の使用状態を示す斜視図である。
【図３】図１のスタイラスペンの可撓性軸部の横断面図である。
【図４】図１のスタイラスペンのセンサの動作を示す斜視図である。
【図５】図１のスタイラスペンの内部構成を示すブロック図である。
【図６】図２の描画装置における表示装置の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図１のスタイラスペンを上方向、下方向、右方向及び左方向にそれぞれ動作させた場合のセンサの変位を説明するための図である。
【図８】図１のスタイラスペンを上方向、下方向、右方向及び左方向にそれぞれ動作させた場合の各センサの起電力を説明するための表である。
【図９】図１のスタイラスペンを右上方向、右下方向、左下方向及び左上方向にそれぞれ動作させた場合のセンサの変位を説明するための図である。
【図１０】図１のスタイラスペンを右上方向、右下方向、左下方向及び左上方向にそれぞれ動作させた場合の各センサの起電力を説明するための表である。
【図１１】図１のスタイラスペンによって円を描く場合のセンサの変位を説明するための図である。
【図１２】図１のスタイラスペンによって円を描く場合のセンサのＸ軸方向の座標変化を示すグラフである。
【図１３】図１のスタイラスペンによって円を描く場合のセンサのＹ軸方向の座標変化を示すグラフである。
【図１４】図１のスタイラスペンによって円を描いた場合の各位置での各センサの起電力を説明するための表である。
【図１５】スタイラスペンと表示装置との間でなされる信号の授受を示す図である。
【図１６】スタイラスペンから表示装置に送信される信号の形式を示す図である。
【図１７】文字を入力する場合におけるスタイラスペンの動作と表示装置の表示との関係を説明するための図である。
【図１８】文字を消去する場合におけるスタイラスペンの動作と表示装置の表示との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る描画装置を図面に基づいて説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、実施形態に係る描画装置におけるスタイラスペンの斜視図、図２は、描画装置の使用状態を示す斜視図である。
描画装置は、スタイラスペン(ペン入力装置)１と表示装置５とを備える。このうちスタイラスペン１はペンシル型に形成されている。このスタイラスペン１は、紙面等の上に実際に線図や文字等を描くために使用されるものではなく、図２に示すように、スタイラスペン１を紙面等に対して摺動させた際に、その動きに対応した線図や文字等を外部の表示装置５の表示部５１に表示させるために使用される。
このスタイラスペン１は、円柱形状の軸部１１と、逆円錐状のペン先部１２とを備えている。そして、ペン先部１２のペン先１２ａを紙面等に押し当てると内部のスイッチ２１（図５参照）が作動し、この押当て状態を維持したまま、グリップ部１１ａを紙面等の上で動作させると、可撓性軸部１１ｂが撓み、この可撓性軸部１１ｂにある４個のセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが可撓性軸部１１ｂの撓み方向を検出し、同期信号と撓み方向に対応したデータ信号が生成され、この同期信号とデータ信号とがアンテナ２２（図５参照）から表示装置５に送信され、表示装置５の表示部５１に、スタイラスペン１の動作に対応した軌跡が表示されるようになっている。
【００１１】
次に、スタイラスペン１の詳細について説明する。
スタイラスペン１は、図１に示すように、軸部１１とペン先部１２とを備えている。
軸部１１は、グリップ部１１ａと、グリップ部１１ａとペン先部１２との間に位置する可撓性軸部１１ｂとから構成されている。
図３は、可撓性軸部１１ｂの横断面図を示している。この可撓性軸部１１ｂは、ゴム材等の弾性素材１１ｄによって構成されており、普段は直棒状態にあり、横方向でグリップ部１１ａとペン先部１２との間に向きが反対の外力が作用した場合、弾性変形をして湾曲状態となり、外力が解放された場合には元の直棒状態となる。
この可撓性軸部１１ｂには、軸部１１の軸線方向に長尺な帯状の１６個の圧電素子１１ｃを含んで構成されている。この１６個の圧電素子１１ｃは、円周方向に等間隔（２２．５度間隔）で配置されている。この場合、圧電素子１１ｃは、厚さ方向が可撓性軸部１１ｂの半径方向に合致するように設定されている。
各圧電素子１１ｃは、例えばバイモルフ構造を有していて、グリップ部１１ａに対して可撓性軸部１１ｂの下端部が半径方向に変位した際に起電力を生じる。すなわち、スタイラスペン１のペン先１２ａを紙面等に押し当てて、スタイラスペン１を一方向に動作させると、ペン先１２ａには紙面等からの抵抗力が作用する。その結果、可撓性軸部１１ｂが撓み、グリップ部１１ａに対して圧電素子１１ｃの変位が生じ、この変位によって起電力を生じる。そして、この生じた起電力は電源２６の充電のために使用される。
また、１６個の圧電素子１１ｃのうちで４個の圧電素子１１ｃは、当該４個の圧電素子１１ｃの起電力を検出するためのセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとしても構成されている。このセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを構成する４個の圧電素子１１ｃは、円周方向に等間隔（９０度間隔）で配置されている。このセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図４に示すように、可撓性軸部１１ｂの撓みつまり自身の撓みによって生じる起電力を検出する。
【００１２】
次に、図５を参照してスタイラスペン１の回路構成を説明する。
スタイラスペン１は、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）２０と、ＣＰＵ２０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）２３と、ＣＰＵ２０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）２４と、信号やデータを送受信するためのアンテナ２２及び送受信部２５と、上述した１６個の圧電素子１１ｃと、４個の圧電素子１１ｃからなるセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、各部に動作電圧を供給する電源２６と、ペン先１２ａに加わる筆圧によって操作されるスイッチ２１と、を備えている。
ここで、電源２６には、圧電素子１１ｃによって生じた起電力によって充電を行うための充電回路（充電手段）２６ａが設けられている。また、アンテナ２２及び送受信部２５は通信手段を構成し、ＣＰＵ２０とＲＯＭ２４に格納された制御プログラムや制御データとによって制御手段が構成されている。この場合の制御プログラムには変位検出プログラムが含まれる。
【００１３】
次に、図６を参照して表示装置５の回路構成を説明する。
この表示部５は、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ５０と、ＣＰＵ５０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ５２と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ５３と、信号やデータを送受信するためのアンテナ５４及び送受信部５５と、各種の情報表示や画像表示を行う表示部５１と、複数の操作ボタン（図示せず）からの操作入力を受けるスイッチ５６と、を備えている。
ここで、アンテナ５４及び送受信部５５は通信手段を構成し、ＣＰＵ５０とＲＯＭ５３に格納された制御プログラムや制御データとによって制御手段が構成されている。この場合の制御プログラムには、漢字自体やひらがなの認識プログラムが含まれる。
【００１４】
次に、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの変位方向と変位の検出方法について説明する。
図７は、１６個の圧電素子１１ｃを上方から見た場合を示している。
同図においては、可撓性軸部１１ｂが直棒状態にあるときのセンサＡ，Ｃを結ぶ上下方向をＹ軸、センサＢ，Ｄを結ぶ左右方向をＸ軸としている。
なお、以下の説明においては、可撓性軸部１１ｂが直棒状態にあるときのセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置を基準(原点)とし、スタイラスペン１を動作させたときのセンサＡ，Ｂ，Ｃ，ＤのＸ方向及びＹ方向の変位を、それぞれ、Ｘ＝（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）、Ｙ＝（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の座標で表記するものとする。また、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの最大変位量をｒとしている。
【００１５】
まず、図７の矢印で示すように、スタイラスペン１を上方向、下方向、右方向及び左方向にそれぞれ動作させた場合について考える。
まず、スタイラスペン１を上方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標はＸ＝（０，０，０，０）、Ｙ＝−ｒ（１，０，１，０）となる。この場合、センサＡ，Ｃは、グリップ部１１ａに対してＹ（−）方向にｒだけ変位する。なお、この場合、センサＢ，Ｄにも力が作用するが、センサＢ，Ｄの幅方向の力であるので、センサＢ，Ｄはほとんど変位しない。
また、スタイラスペン１を下方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標はＸ＝（０，０，０，０）、Ｙ＝＋ｒ（１，０，１，０）となる。この場合、センサＡ，Ｃは、グリップ部１１ａに対してＹ（＋）方向にｒだけ変位する。なお、この場合、センサＢ，Ｄにも力が作用するが、センサＢ，Ｄの幅方向の力であるので、センサＢ，Ｄはほとんど変位しない。
また、スタイラスペン１を右方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝−ｒ（０，１，０，１）、Ｙ＝（０，０，０，０）となる。この場合、センサＢ，Ｄは、グリップ部１１ａに対してＸ（−）方向にｒだけ変位する。なお、この場合、センサＡ，Ｃにも力が作用するが、センサＡ，Ｃの幅方向の力であるので、センサＡ，Ｃはほとんど変位しない。
また、スタイラスペン１を左方向に移動させる場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝＋ｒ（０，１，０，１）、Ｙ＝（０，０，０，０）となる。この場合、センサＢ，Ｄは、グリップ部１１ａに対してＸ（＋）方向にｒだけ変位する。なお、この場合、センサＡ，Ｃにも力が作用するが、センサＡ，Ｃの幅方向の力であるので、センサＡ，Ｃはほとんど変位しない。
【００１６】
図８は、スタイラスペン１の動作方向（上方向、下方向、右方向又は左方向）と、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力との関係を示している。なお、同図には、半径方向外側に変位した際にセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力を正極性の起電力、半径方向内側に変位した際にセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力を負極性の起電力とし、正極性の起電力を「正」と、負極性の起電力を「負」として表記してある。
図８からも明らかなように、スタイラスペン１の動作方向（上方向、下方向、右方向又は左方向）によってセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力の極性の組み合わせが異なるものとなる。
したがって、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの起電力の組み合わせを検出することによって、スタイラスペン１が上方向、下方向、右方向及び左方向のうちのどの方向に動作しているかを検出することができることが分かる。
【００１７】
次に、図９に示すように、スタイラスペン１を右上方向、右下方向、左下方向及び左上方向にそれぞれ動作させた場合を考える。
まず、スタイラスペン１を右上方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝−ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）、Ｙ＝−ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）となる。この場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、グリップ部１１ａに対して左下方向にｒだけ変位する。
また、スタイラスペン１を右下方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝−ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）、Ｙ＝＋ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）となる。この場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、グリップ部１１ａに対して左上方向にｒだけ変位する。
また、スタイラスペン１を左上方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝＋ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）、Ｙ＝−ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）となる。この場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、グリップ部１１ａに対して右下方向にｒだけ変位する。
また、スタイラスペン１を左下方向に移動させた場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標は、Ｘ＝＋ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）、Ｙ＝＋ｒ（１／√２，１／√２，１／√２，１／√２）となる。この場合、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、グリップ部１１ａに対して右上方向にｒだけ変位する。
【００１８】
図１０は、スタイラスペン１の動作方向（右上方向、右下方向、左下方向又は左上方向）と、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力との関係を示している。
センサＡ，ＣはＹ軸方向の変位成分だけによって起電力を生じる。具体的には、センサＡはＹ軸（＋）方向の変位成分によって正極性の起電力を生じ、Ｙ軸（−）方向の変位成分によって負極性の起電力を生じる。一方、センサＣはＹ軸（＋）方向の変位成分によって負極性の起電力を生じ、Ｙ軸（−）方向の変位成分によって正極性の起電力を生じる。
また、センサＢ，ＤはＸ軸方向の変位成分だけによって起電力を生じる。具体的には、センサＢはＸ軸（＋）方向の変位成分によって正極性の起電力を生じ、Ｘ軸（−）方向の変位成分によって負極性の起電力を生じる。一方、センサＤはＸ軸（＋）方向の変位成分によって負極性の起電力を生じ、Ｘ軸（−）方向の変位成分によって正極性の起電力を生じる。
なお、同図には、正極性の起電力を「正」と、負極性の起電力を「負」として表記してある。
図１０からも明らかなように、スタイラスペン１の動作方向（右上方向、右下方向、左下方向又は左上方向）によってセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力の極性の組み合わせは異なるものとなる。
したがって、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの起電力の組み合わせを検出することによって、スタイラスペン１が右上方向、右下方向、左下方向及び左上方向のうちのどの方向に動作しているかを検出することができることが分かる。
【００１９】
続いて、スタイラスペン１によって円を描く場合について説明する。
この場合、図１１に示すようにｔ＝０，ｔ＝１，ｔ＝２，ｔ＝３，ｔ＝４，ｔ＝５，ｔ＝６，ｔ＝７，ｔ＝８の位置を経て円を描くものとする。
この場合、ｔ＝０の位置では、スタイラスペン１には右方向の力が作用し、ｔ＝１の位置では、スタイラスペン１には右下方向の力が作用し、ｔ＝２の位置では、スタイラスペン１には下方向の力が作用し、ｔ＝３の位置では、スタイラスペン１には左下方向の力が作用し、ｔ＝４の位置では、スタイラスペン１には左方向の力が作用する。また、ｔ＝５の位置では、スタイラスペン１には左上方向の力が作用し、ｔ＝６の位置では、スタイラスペン１には上方向の力が作用し、ｔ＝７の位置では、スタイラスペン１には右上方向の力が作用し、ｔ＝８の位置では、スタイラスペン１には右方向の力が作用する。
この場合のセンサＡ，Ｂ，Ｃ，ＤのＸ座標及びＹ座標の変化は、それぞれ、図１２及び図１３に示す通りのものとなる。なお、図１２及び図１３においてハッチングが付された領域は、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの起電力が生じる領域である。
【００２０】
図１４は、スタイラスペン１の位置（ｔ＝０，ｔ＝１，ｔ＝２，ｔ＝３，ｔ＝４，ｔ＝５，ｔ＝６，ｔ＝７，ｔ＝８）と、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力との関係を示している。なお、同図には、半径方向外側に変位した際にセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力を正極性の起電力、半径方向内側に変位した際にセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力を負極性の起電力とし、正極性の起電力を「正」と、負極性の起電力を「負」として表記してある。
図１４からも明らかなように、スタイラスペン１の動作方向によってセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに生じる起電力の極性の組み合わせが異なるものとなる。
したがって、センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの起電力の組み合わせを検出することによって、スタイラスペン１の動作方向を検出することができることが分かる。
【００２１】
次に、文字「ア」を書く場合を例にして、スタイラスペン１による入力方法をスタイラスペン１及び表示装置５の作用とともに説明する。
図１５はスタイラスペン１と表示装置５との間でなされる信号の授受を示している。また、図１６はスタイラスペン１から表示装置５に送信される信号の形式を示している。この場合の信号はフレーム形式の信号として表示装置５に送信される。
具体的には、ペン先部１２のペン先１２ａを紙面等に押し当てると内部のスイッチ２１が作動し、スタイラスペン１はスタート信号（ＳＴＡ）を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は、描画モードとなり、表示部５１上の開始位置に点灯したポインタを表示するとともに、スタート信号（ＳＴＡ）を認識した旨の認識信号をスタイラスペン１に送信する（図１７（Ａ））。
次に、ペン先１２ａの押し当て状態を維持しつつスタイラスペン１によって文字「ア」の１画目を書くと、スタイラスペン１は同期信号（ＳＹＮ＿1）及びデータ信号（ＤＡＴＡ）を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に対応するように開始位置からポインタＰを移動させて１画目の線を描画する。この間、紙面等の位置と表示部５１の位置との相関が確立されている。そして、１画目を書き終えたらスタイラスペン１を紙面等から一旦離す。すると、スイッチ２１が非作動状態となり、スタイラスペン１は１画目を書き終えた旨の信号（ＤＥ）を表示装置５に送信する。これにより表示装置５は１画目の線の終了を認識し、１画目の線の終了を認識した旨の認識信号をスタイラスペン１に送信する（図１７（Ｂ））。
次に、再び、ペン先１２ａを紙面等に押し当てると、スタイラスペン１は同期信号（ＳＹＮ＿２）を表示装置５に送信する。この同期信号（ＳＹＮ＿２）を受信した表示装置５は、非描画モードとなり、点滅するポインタを表示部５１上の所定位置Ｐに表示するとともに、同期信号（ＳＹＮ＿２）を認識した旨の認識信号をスタイラスペン１に送信する。その後、使用者はスタイラスペン１を動作させる。このとき、スタイラスペン１はデータ信号を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に対応して、点滅するポインタを表示部５１上で移動させる。このときには、スタイラスペン１の動作に対応した線は描画されない。
このようにして、使用者は、スタイラスペン1を動作させて、表示部５１上でポインタを文字「ア」の２画目の開始位置まで移動させる。
なお、上記所定位置Ｐは表示部５１上のどの位置に設定してもよいが、１画目の終了位置とすることが好ましい。このようにすれば、スタイラスペン１を一筆書きの感覚で動作させれば、簡単にポインタを文字「ア」の２画目の開始位置まで移動させることができる。
そして、ポインタＰが２画目の開始位置まで移動したら、スタイラスペン１を止める。すると、表示装置５は、非描画モードが終了したと判断し、ポインタＰを点灯状態とし、描画モードに移行する。このポインタＰが点灯状態となった位置が２画目の開始位置となる。そして、ペン先１２ａの押し当て状態を維持しつつスタイラスペン１によって２画目を書くと、スタイラスペン１はデータ信号を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に対応した文字「ア」の２画目の線を描画する（図１７（Ｃ））。
このようにして、２画目の線を書いた後、スタイラスペン１のペン先１２ａを紙面等に押し当てた状態にしておくと、スタイラスペン１は１文字が完了した旨の信号（ＦＥ）を表示装置５に送信する。すると、表示装置５は入力文字を認識し、横書き設定されている場合には左隅に、縦書き設定されている場合には右隅に、キャラクタ設定された文字、サイズに変換されて表示される（図１７（Ｄ））。
【００２２】
続いて、字画の消去法について説明する。
この場合には、スタイラスペン１の字画を入力した後、連続して２回ペン先１２ａを紙面等に押し当てる。すると、スタイラスペン１は消去のスタート信号を表示装置５に送信する。そして、表示装置５は消去のスタート信号を認識した旨の認識信号をスタイラスペン１に送信するとともに、当該字画の線を表示部５１上で消去する（図１８（Ａ））。その消去後、再び、ペン先１２ａを紙面等に押し当てれば、変更した字画を入力することができる（図１８（Ｂ））。
【００２３】
以上のように構成された描画装置によれば、スタイラスペン１を動作させると、同期信号とセンサでＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで検出される可撓性軸部１１ｂの撓み方向に対応したデータ信号とが表示装置５に送信され、表示装置５は、スタイラスペン１の動作に同期させて当該スタイラスペン１の動作に対応した軌跡を表示するので、タブレットがなくても、スタイラスペン１での入力が簡単に実現できる。
また、円周方向に等間隔で配設された４個のセンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄでスタイラスペン１の動作方向を検出しているので、簡単且つ確実にスタイラスペン１の動作方向を検出することができる。ちなみに、５個以上のセンサを円周方向に等間隔で配設してもスタイラスペン１の動作方向の検出は可能ではあるが、この場合には、４個の場合に比べて、その構成が複雑となる。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
ペン先部、軸部、電源、制御手段及び通信手段を有するスタイラスペンと、
通信手段、制御手段及び表示手段を有する表示装置と、を備え、
前記スタイラスペンのペン先部には、ペン先に加わる筆圧によって作動するスイッチが設けられ、
前記軸部は、筆記の際にグリップ部及びペン先に作用する力によって、当該筆記の方向とは逆の方向に弾性的に撓む可撓性軸部を有し、
前記可撓性軸部は、円周方向に所定間隔で配置され、当該可撓性軸部の撓みによって、 前記電源を充電するための起電力を生じる複数の圧電素子を有し、
前記複数の圧電素子の中の全部又は一部の圧電素子は、当該可撓性軸部の撓み方向を検出するためのセンサとして機能し、
前記スタイラスペンの前記制御手段は、前記スイッチが作動状態にあるときに、同期信号と前記センサによって検出された前記可撓性軸部の撓み方向に対応したデータ信号を生成するとともに、前記スタイラスペンの前記通信手段から前記同期信号及び前記データ信号を前記表示装置に送信し、
前記表示装置の前記通信手段は、前記同期信号及び前記データ信号を受信し、
前記表示装置の前記制御手段は、前記同期信号及び前記データ信号に基づき、前記表示手段に、前記スタイラスペンの動作に同期させて当該スタイラスペンの動作に対応した軌跡を表示するように構成されている、
ことを特徴とする描画装置。
＜請求項２＞
前記センサを４個備え、この４個のセンサは円周方向に等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【符号の説明】
【００２５】
１ スタイラスペン
５ 表示装置
１１ 軸部
１１ａ グリップ部
１１ｂ 可撓性軸部
１１ｃ 圧電素子
１２ ペン先部
１２ａ ペン先
２１ スイッチ
５１ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペン先部、軸部、電源、制御手段及び通信手段を有するスタイラスペンと、
通信手段、制御手段及び表示手段を有する表示装置と、を備え、
前記スタイラスペンのペン先部には、ペン先に加わる筆圧によって作動するスイッチが設けられ、
前記軸部は、筆記の際にグリップ部及びペン先に作用する力によって、当該筆記の方向とは逆の方向に弾性的に撓む可撓性軸部を有し、
前記可撓性軸部は、円周方向に所定間隔で配置され、当該可撓性軸部の撓みによって、 前記電源を充電するための起電力を生じる複数の圧電素子を有し、
前記複数の圧電素子の中の全部又は一部の圧電素子は、当該可撓性軸部の撓みに基づいて前記スタイラスペンの動作方向を検出するためのセンサとして機能し、
前記スタイラスペンの前記制御手段は、前記スイッチが作動状態にあるときに、同期信号と前記センサによって検出された前記スタイラスペンの動作方向に対応したデータ信号を生成するとともに、前記スタイラスペンの前記通信手段から前記同期信号及び前記データ信号を前記表示装置に送信し、
前記表示装置の前記通信手段は、前記同期信号及び前記データ信号を受信し、
前記表示装置の前記制御手段は、前記同期信号及び前記データ信号に基づき、前記表示手段に、前記スタイラスペンの動作に同期させて当該スタイラスペンの動作に対応した軌跡を表示するように構成されている、
ことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記センサを４個備え、この４個のセンサは円周方向に等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項１】
ペン先部、軸部、電源、制御手段及び通信手段を有するスタイラスペンと、
通信手段、制御手段及び表示手段を有する表示装置と、を備え、
前記スタイラスペンのペン先部には、ペン先に加わる筆圧によって作動するスイッチが設けられ、
前記軸部は、筆記の際にグリップ部及びペン先に作用する力によって、当該筆記の方向とは逆の方向に弾性的に撓む可撓性軸部を有し、
前記可撓性軸部は、円周方向に所定間隔で配置され、当該可撓性軸部の撓みによって、 前記電源を充電するための起電力を生じる複数の圧電素子を有し、
前記複数の圧電素子の中の全部又は一部の圧電素子は、当該可撓性軸部の撓みに基づいて前記スタイラスペンの動作方向を検出するためのセンサとして機能し、
前記スタイラスペンの前記制御手段は、前記スイッチが作動状態にあるときに、同期信号と前記センサによって検出された前記スタイラスペンの動作方向に対応したデータ信号を生成するとともに、前記スタイラスペンの前記通信手段から前記同期信号及び前記データ信号を前記表示装置に送信し、
前記表示装置の前記通信手段は、前記同期信号及び前記データ信号を受信し、
前記表示装置の前記制御手段は、前記同期信号及び前記データ信号に基づき、前記表示手段に、前記スタイラスペンの動作に同期させて当該スタイラスペンの動作に対応した軌跡を表示するように構成されている、
ことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記センサを４個備え、この４個のセンサは円周方向に等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【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１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２０８５７６（Ｐ２０１２−２０８５７６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１９８０（Ｐ２０１１−７１９８０）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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