JPH10149253A - ペン入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相対的な座標入力操作に関して操作者に自然
な操作性を与え得るペン入力装置を提供する。 【解決手段】 受信処理部３２は、スタイラスペン１か
ら送出され超音波受信素子３１ａ、３１ｂで受信された
超音波信号からスタイラスペン１の絶対座標を算出し、
かつスタイラスペン１のボタンに対応付けられたタイミ
ングで受信される超音波信号からボタン押下状況を認識
する。受信処理部３２内のローカル演算部は、上記ボタ
ン押下状況からスタイラスペン１により特定操作１が行
われことを認識すると、この時のスタイラスペン１の絶
対座標に対して上記特定操作１に対応する演算処理を施
して、上記絶対座標に対して相対的な座標変換処理を行
う。演算処理部４０は、上記特定操作１を行ったスタイ
ラスペン１の指示位置を該スタイラスペン１の物理的位
置を示す絶対座標に対して、相対的な座標変換処理が施
された絶対座標を用いて入力処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手書き入力機能を
有するコンピュータシステム等におけるペン入力装置に
関し、特に、入力ペンの絶対座標を検出し、該絶対座標
に基づき入力ペンによる指示位置を入力するペン入力装
置において、相対座標入力を円滑に行うための絶対／相
対座標入力方式の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、手書き入力機能を有するコンピュ
ータシステム等における入力装置としては、 １）赤外線方式によるもの ２）感圧方式によるもの ３）静電容量方式によるもの ４）電磁方式によるもの ５）超音波方式によるもの 等が知られている。

【０００３】ここで、１）の赤外線方式によるものとし
ては、赤外線を発光するライトペンによるスポット位置
を半導体位置検出素子を用いて検出するもの、入力面に
複数の赤外線発光素子および受光素子を配設して、赤外
線発光素子から発光された赤外線が指、入力ペン等によ
り遮られた位置を受光素子の出力から判別することによ
り指示位置を検出するもの等が知られている。

【０００４】また、２）の感圧方式によるものとして
は、複数のＸ軸電極が配設された電極シートと複数のＹ
軸電極が配設された支持体とをドットスペーサを介在さ
せて重ね合わせた感圧パネルを用いたもの、平行する２
枚のプレートを３次元スプリングを介して重ね合わせ、
指、入力ペン等により触れた位置の電流の変化を検出す
ることにより指示位置を検出するもの等が知られてい
る。

【０００５】また、３）の静電容量方式によるものとし
ては、２枚のガラス上に蒸着形成された導電性の膜をそ
れぞれＸ軸、Ｙ軸電極パターンとしてこの２枚のガラス
を電極パターン形成面を向かい合わせて張り合わせた静
電容量結合方式パネルを用いたもの等が知られている。

【０００６】更に、４）の電磁方式によるものとして
は、入力面に複数のセンサアンテナコイルを配設すると
ともに、入力ペンにはコイルとコンデンサからなる共振
回路を内蔵させ、まず上記複数のセンサアンテナコイル
に交流電流を流すことにより電磁誘導を利用して上記入
力ペンの共振回路に電流を流し、次に上記複数のセンサ
アンテナコイルに流した交流電流をを切り、この状態で
上記上記入力ペンの共振回路に流れる電流により発生す
る磁界を上記複数のセンサアンテナコイルで検出するこ
とにより入力ペンの指示位置を検出するもの等が知られ
ている。

【０００７】また、５）の超音波方式によるものとして
は、スタイラスペンに超音波送信手段を実装すると共
に、スタイラスペンの入力領域内の所定の箇所に超音波
受信手段を配置し、スタイラスペンに実装された超音波
送信手段から超音波を送出した時間と、超音波受信手段
により超音波を受信した時間とからこれら超音波送信手
段と超音波受信手段との間の距離を計測すると共に、こ
の計測距離を用いてスタイラスペンの２次元若しくは３
次元の位置座標を算出し、この算出された位置座標に基
づき所定の入力領域におけるスタイラスペンによる指示
位置を入力するような超音波位置検出機構が知られてい
る。

【０００８】ところで、上述した赤外線／感圧／静電容
量／電磁／超音波の各方式によるペン入力装置において
は、入力ペンの指示位置を表示するための表示画面とし
て、例えば、フロントプロジェクタディスプレイ等の極
めて大型のディスプレイを用いるものも少なくない。こ
うした大型のディスプレイを用いるペン入力装置におい
て、入力ペンの絶対座標を検出して当該入力ペンの指示
位置を入力する方法を適用した場合、操作者は描画等を
行おうとする位置まで入力ペンをいちいち移動させる必
要があり、例えば、上記ディスプレイ装置に特定の情報
を表示しながらその内容について説明するプレゼンテー
ション等において、入力ペンの操作性が著しく低下する
ことになった。

【０００９】こうした不都合を解消するための方法の１
つとして、例えば相対座標と絶対座標の切り替えを行う
という方法が考えられる。そこで、この種の座標切り替
え機能を備えた従来のペン入力装置の代表的なものとし
ては、以下のようなものが知られていた。

【００１０】・実開昭62-5346号 ホスト及び入力装置に相対／絶対座標入力切替え機構を
設け、マウスのような相対座標系データを送出する入力
装置に絶対座標系データを送出できるようにしたもの。

【００１１】・特開昭62-32575号，特開昭63-145520
号，特開平4-299724号 入力領域に応じて相対／絶対座標入力切替え機構を設け
たもの。

【００１２】・特開昭62-224820号 スタイラスペンの移動量により、相対／絶対座標入力を
切替える機構を設けたもの。

【００１３】・特開昭64-44526号 電磁方式において、相対／絶対座標入力切替えモードを
設け、それに従い読み取り高さを変更する機構を付加し
たもの。

【００１４】・特開平2-253442号 絶対座標入力装置において、ホストへのデータ送出は相
対データにより行うもの。

【００１５】・特開平5-298014号 スタイラスペンの相対／絶対座標入力切替え機構と、ホ
ストへの送出データにその切替えボタンの状態を知らせ
るフラグを設けたもの。

【００１６】・特開平5-197478号 アプリケーションの要求によりホストへ入力する相対／
絶対座標データを切替えるようにしたもの。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置のうち、
実開昭62-5346号のものは、単にホストに相対／絶対座
標データを送出可能としたものに過ぎない。相対／絶対
座標入力の切替え操作を強く意識しなければならず、自
然な操作性が欠如している。

【００１８】同様に、特開昭62-32575号，特開昭63-145
520号，特開平4-299724号，特開昭62-224820号のもの
も、自然な操作性が欠如しており、相対／絶対座標入力
の切替え操作を強く意識しなければならない。

【００１９】また、特開昭64-44526号のものは、多少の
操作性の向上が見られるものの、相対／絶対座標入力の
切替え操作を強く意識しなければならない点では前者の
ものと変わらず、十分な操作性とは言えない。

【００２０】また、特開平2-253442号のものは、単にホ
ストに相対座標データを送出可能としたものに過ぎず、
操作性に関して何ら考えられていない。

【００２１】また、特開平5-298014号のものは、相対座
標を扱える絶対座標入力装置の一例を挙げたに過ぎな
い。ここでは、マウスとデジタイザの一体化を開示して
いるのみで、操作性に関して何ら考えられていない。

【００２２】・特開平5-197478号のものは、単にホスト
に相対座標データを送出可能としたに過ぎない。任意の
アプリケーションＳ／Ｗに対して適応不可であり、操作
性に関しても何ら考えられていない。

【００２３】このように、上記従来装置では、絶対座標
入力から相対座標入力へ切り替える視点、つまり絶対／
相対操作の切替え手段やホストに送出するデータ形式
（絶対／相対データ）をどう構築するかについてしか考
えられおらず、相対的な座標入力操作で自然な操作性を
実現する事については何も考えられていなかった。この
ため、操作者に対して相対／絶対座標入力切替え操作及
び相対的な座標入力操作を強く意識させる結果となり、
上述したプレゼンテーション等の運用時に入力ペンの操
作性の低下を免れないという問題点があった。

【００２４】そこで、本発明は、操作者に対して相対／
絶対座標入力切替え操作及び相対的な座標入力操作を強
く意識させずに済み、相対的な座標入力操作に関して操
作者に自然な操作性を与え得るペン入力装置を提供する
ことを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、第１の発明は、入力ペンの２次元若しくは３次元
の絶対座標を検出し、該絶対座標に基づき所定の入力領
域における前記入力ペンの指示位置の入力処理を行うペ
ン入力装置において、前記入力ペンにおける特定操作１
を認識する第１の認識手段と、前記特定操作１が認識さ
れた場合、該特定操作１に起因して既に算出された現在
または過去の入力ペンの絶対座標に対し、予め前記特定
操作１に対応付けられている演算式を用いて相対的な座
標変換処理を施す座標変換手段と、前記絶対座標に基づ
く前記入力ペンの指示位置の入力処理中、当該入力ペン
で前記特定操作１が行われることにより、前記座標変換
手段による演算結果を用いて前記入力処理を行う入力処
理手段とを具備することを特徴とする。

【００２６】上記第１の発明において、前記入力ペンの
２次元または３次元の位置座標を保持する座標保持手段
と、前記入力ペンにおける特定操作２を認識する第２の
認識手段と、前記特定操作２が認識された場合、次々に
算出される前記入力ペンの位置座標の前記座標保持手段
への格納若しくは前記入力ペンの位置座標の算出を禁止
する禁止手段とを具備することを特徴とする。

【００２７】上記第１の発明において、前記入力ペンに
おける特定操作３を認識する第３の認識手段と、前記特
定操作３が認識された場合、前記特定操作１に起因して
前記座標変換手段により算出され若しくは前記座標保持
手段に格納された位置座標を初期値「０」に戻す初期化
手段を具備することを特徴とする。

【００２８】上記第１の発明において、前記特定操作
１，２，３を前記入力ペンに実装されたそれぞれ対応す
るボタンのボタン操作としたことを特徴とする。

【００２９】また、第２の発明は、入力ペンの２次元若
しくは３次元の絶対座標を検出し、該絶対座標に基づき
所定の入力領域における前記入力ペンの指示位置の入力
処理を行うペン入力装置において、前記入力ペンの２次
元または３次元の位置座標を保持する座標保持手段と、
前記入力ペンにおける特定操作１を認識する第１の認識
手段と、前記特定操作１が認識された場合、該特定操作
１に起因して既に算出された現在または過去の入力ペン
の絶対座標に対し、予め前記特定操作１に対応付けられ
ている演算式を用いて相対的な座標変換処理を施す座標
変換手段と、前記絶対座標に基づく前記入力ペンの指示
位置の入力処理中、当該入力ペンで前記特定操作１が行
われることにより、前記座標変換手段による演算結果を
用いて前記入力処理を行う入力処理手段とを具備するこ
とを特徴とする。

【００３０】上記第２の発明において、スタイラスペン
における特定操作２を認識する第２の認識手段と、前記
特定操作２が認識された場合、次々に計測される前記入
力ペンの位置座標の前記座標保持手段への格納若しくは
前記入力ペンの位置座標の算出を禁止する禁止手段とを
具備することを特徴とする。

【００３１】上記第２の発明において、前記入力ペンに
おける特定操作３を認識する第３の認識手段と、前記特
定操作３が認識された場合、前記特定操作１に起因して
前記座標変換手段により算出され、前記座標保持手段に
格納された位置座標を初期値「０」に戻す初期化手段を
具備することを特徴とする。

【００３２】上記第２の発明において、前記入力ペンに
おける特定操作４を認識する第４の認識手段と、前記特
定操作４が認識されている間の前記入力ペンの移動座標
及び移動時間を算出する移動条件算出手段と、前記特定
操作４を認識した時点の前記入力ペンの位置座標に対し
て、前記移動条件算出手段により算出された前記移動座
標及び移動時間に予め対応付けられている演算を施すこ
とにより移動条件対応相対座標を算出する相対座標算出
手段と、前記特定操作４を行った前記入力ペンに対し、
前記移動条件対応相対座標に基づき指示位置の入力処理
を行う移動条件対応入力処理手段とを具備することを特
徴とする。

【００３３】上記第２の発明において、前記特定操作
１，２，３，４を前記入力ペンに実装されたそれぞれ対
応するボタンのボタン操作としたことを特徴とする。

【００３４】また、第３の発明は、入力ペンの２次元若
しくは３次元の絶対座標を検出し、該絶対座標に基づき
所定の入力領域における前記入力ペンの指示位置の入力
処理を行うペン入力装置において、前記入力ペンにおけ
る特定操作を認識する特定操作認識手段と、前記特定操
作認識手段により前記入力ペンにおける第１の特定操作
が認識されている間の前記入力ペンの移動座標及び移動
時間を算出する移動条件算出手段と、前記第１の特定操
作を認識した時点の前記入力ペンの位置座標に対して、
前記移動条件算出手段により算出された前記移動座標及
び移動時間に予め対応付けられている演算式を用いて相
対的な座標変換処理を施す座標変換手段と、前記絶対座
標に基づく前記入力ペンの指示位置の入力処理中、当該
入力ペンで前記第１の特定操作が行われることにより、
前記座標変換手段による演算結果を用いて前記入力処理
を行う入力処理手段とを具備することを特徴とする。

【００３５】上記第３の発明において、前記入力ペンの
２次元または３次元の位置座標を保持する座標保持手段
と、前記特定操作認識手段により前記入力ペンにおける
第２の特定操作が認識された場合、次々に計測される前
記入力ペンの位置座標の前記座標保持手段への格納若し
くは前記入力ペンの位置座標の算出を禁止する禁止手段
とを具備することを特徴とする。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明に係わるペン入力装置は、
入力ペンに設けられた超音波送信手段から送出される超
音波の送信タイミングとこの超音波送信手段から送出さ
れる超音波を受信する超音波受信手段における受信タイ
ミングとの同期をとるように構成したうえで、超音波送
信手段から超音波を送信したタイミングと超音波受信手
段で上記超音波を受信したタイミングとの時間差から当
該音波送信手段と超音波受信手段との間の距離を算出
し、更にこの超音波送信手段／受信手段間の距離を用い
て上記入力ペンの位置座標を演算して例えばパソコンの
ディスプレイ等の所定の入力領域における上記入力ペン
による指示位置を例えばカーソル等を用いて入力する超
音波位置検出機構を前提とするものである。

【００３７】特に、本発明では、上記超音波位置検出機
構において、入力ペンの特定操作を認識する手段を有
し、この認識手段により例えば特定操作１が認識された
場合、この時に入力ペンから送信された超音波の受信信
号に基づき算出される絶対座標位置に対して上記特定操
作１に対応する演算処理を施すことにより、上記入力ペ
ンの指示位置を絶対座標入力から相対座標入力に切り替
える相対座標入力機能を付加している。

【００３８】この相対座標入力機能によれば、例えば、
ペン入力装置の入力面への情報表示によるプレゼンテー
ションにおいて、操作者が自ら移動することなく、手元
で入力ペンの特定操作１を行うだけで上記入力面上の所
望位置を指し示すことができ、入力面として極めて大型
のディスプレイ装置を用いる場合等におけるプレゼンテ
ーションの円滑化に極めて有用なものとなる。

【００３９】また、本発明においては、上記認識手段に
より特定操作２が認識された場合、この時に入力ペンか
ら送信された超音波の受信信号に基づき算出される絶対
座標位置に対して、それ以後、上記位置算出を行わない
か若しくは算出位置を格納することを取り止めることに
より、入力ペンにて上記特定操作２が行われた位置を指
示位置として固定する機能を付加している。

【００４０】この機能によれば、手元の入力ペンにおい
て、上記特定操作２を行うことにより、それ以後、当該
入力ペンの指示位置を入力面上で固定でき、例えば、上
述したプレゼンテーションにおいて、目的とするオブジ
ェクトを固定的に指し示すといった運用に極めて有用で
ある。

【００４１】また、本発明においては、上記認識手段に
より特定操作３が認識された場合、上記特定操作１に対
応する演算により算出若しくは格納されている座標値を
「０」にクリアする機能を付加している。

【００４２】この機能によれば、上記特定操作１に伴
い、相対座標位置と実際のスタイラスペンの位置とが不
一致となっている状態において、上記特定操作３を行う
ことにより、相対座標位置と実際のスタイラスペンの位
置とを素早く一致させることができ、上記特定操作１に
依らない通常の絶対座標入力機能の運用を妨げることの
ない相対座標入力機能を実現できる。

【００４３】更に、本発明においては、特定操作４とし
て、入力ペンの移動状態そのものを認識する手段を設
け、該認識手段により上記特定操作４が認識された場合
には、当該入力ペンの移動条件に対応した演算処理を施
すことにより、入力ペンの移動に対応した相対座標入力
を実現する機能を付加している。

【００４４】この機能によれば、上記特定操作１を行う
代わりに、入力ペン本体を動かすことによって上記特定
操作１と同様の相対座標入力を行うことができ、上述し
たプレゼンテーションにおいて、入力面として用いられ
る大型のディスプレイ装置上で当該入力ペンの指示位置
を更に効率的に移動させることが可能となる。

【００４５】以下、本発明に係わるペン入力装置の実施
の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図
１は、本発明に係わるペン入力装置を適用して構成した
情報処理装置の一実施の形態の概略構成をブロック図で
示したものである。この情報処理装置は、入力ペン（以
下、これをスタイラスペンという）１を用いて表示部５
０の表示画面上で指示された指示位置に対応する画像を
表示部５０の表示画面上に表示するものである。

【００４６】この実施の形態において、スタイラスペン
１には後に詳述するようにその先端から超音波を出力す
る超音波送信手段が設けられており、この超音波送信手
段から送出される超音波に基づき表示部５０の表示画面
上における指示位置を検出してこの指示位置に対応する
画像を表示部５０の表示画面上に表示する。

【００４７】すなわち、本実施の形態に係わる情報処理
装置はスタイラスペン１から発生された超音波を受信す
る２個の超音波受信素子３１ａ、３１ｂ、この２個の超
音波受信素子３１ａ、３１ｂの受信出力を処理する超音
波受信部３０、この超音波受信部３０の処理結果に基づ
きスタイラスペン１による指示位置を演算してこの指示
位置に対応する画像の表示部５０における表示制御を行
う演算処理部４０を具備して構成される。

【００４８】この実施の形態に係わる情報処理装置の全
体構成は図２に示す如くである。操作者は、ペンホルダ
３４で同期化されたスタイラスペン（超音波送出器）１
を用いて入力領域（表示部５０として用いられるＤispl
ay装置の表示領域）にて、操作を行う。この時、超音波
受信部３０において、スタイラスペン１から送出された
超音波の送／受信タイミングからスタイラスペン１と超
音波センサ（超音波受信素子）３１ａ，３１ｂ，…まで
の距離が算出され、演算処理部４０としてのＣomputer
へ入力される。Ｃomputerは、超音波受信部３０から受
け取った距離値からＤisplay装置の表示領域におけるス
タイラスペン１の２次元または３次元位置を算出し、そ
のデータを基にアプリケーション上の処理を行う。

【００４９】図３は、本実施の形態に係わる情報処理装
置の外観構造の具体例を示したものであり、表示部５０
としてのＣＲＴディスプレイの表示画面に対して所定の
位置関係で２個の超音波受信素子３１ａ、３１ｂが配設
されており、また図１及び図２にて開示した超音波受信
部３０および演算処理部４０はこの情報処理装置本体１
００内に内蔵されている。

【００５０】また、表示部５０の表示画面の近傍には、
スタイラスペン１の不使用時にこのスタイラスペン１を
収容するためのペンホルダ３４が設けられている。ここ
で、スタイラスペン１はコードレスのスタイラスペンと
して構成され、このスタイラスペン１の駆動電源はこの
スタイラスペン１に内蔵された二次電池が用いられてお
り、上記ペンホルダ３４はこの二次電池を充電するため
のアダプタとしての機能も有している。

【００５１】まず、この実施の形態における２個の超音
波受信素子３１ａ、３１ｂの受信出力に基づき表示部５
０の表示画面上に対するスタイラスペン１による指示位
置の検出原理を説明する。

【００５２】図４は、表示部５０の表示画面に対して所
定の位置関係で配設された２個の超音波受信素子３１
ａ、３１ｂとスタイラスペン１による指示位置の関係を
示したものである。今、この２個の超音波受信素子３１
ａ、３１ｂに固定された２次元座標系Ｘ−Ｙを考え、こ
の表示部５０の表示画面の横方向の長さをＷとする。

【００５３】ここで、超音波受信素子３１ａは、この２
次元座標系Ｘ−Ｙの原点（０、０）に配設されており、
超音波受信素子３１ｂは、この２次元座標系Ｘ−ＹのＹ
軸上の点（０、Ｗ）に配設されているとする。

【００５４】また、スタイラスペン１による指示位置
が、この２次元座標系Ｘ−Ｙ上の点（ｘ、ｙ）であると
するとし、超音波受信素子３１ａから点（ｘ、ｙ）まで
の距離をａ、超音波受信素子３１ｂから点（ｘ、ｙ）ま
での距離をｂとすると、 ａ²＝ｘ²＋ｙ² …（１） ｂ²＝（Ｗ−ｘ）²＋ｙ² …（２） の関係が成立する。この式（１）〜（２）からｘ、ｙに
ついて解くと ｘ＝（ａ²−ｂ²＋Ｗ）／２Ｗ …（３） ｙ＝±ＳＱＲＴ［ａ²−｛（ａ²−ｂ²＋Ｗ²）／２Ｗ｝²］…（４） ただし、ＳＱＲＴ（Ａ）はＡの平方根を示す。

【００５５】となる。ここで、Ｗは既知の値であるの
で、超音波受信素子３１ａから点（ｘ、ｙ）までの距離
ａ、超音波受信素子３１ｂから点（ｘ、ｙ）までの距離
ｂが分かれば、２個の超音波受信素子３１ａ、３１ｂに
固定された２次元座標系Ｘ−Ｙ上におけるスタイラスペ
ン１による指示位置（ｘ、ｙ）を求めることができる。

【００５６】この実施の形態においては、超音波受信素
子３１ａからスタイラスペン１による指示位置（ｘ、
ｙ）までの距離ａ、超音波受信素子３１ｂからスタイラ
スペン１による指示位置（ｘ、ｙ）までの距離ｂを、ス
タイラスペン１の先端から出力される超音波を用いて検
出する。

【００５７】具体的には、この距離ａ、距離ｂの検出
は、スタイラスペン１の先端から出力される超音波が超
音波受信素子３１ａ、３１ｂで検出されるまでの時間Ｔ
ａ、Ｔｂを検出することにより行われる。

【００５８】すなわち、スタイラスペン１の先端から出
力される超音波の空間伝達速度をＣとすると、上記時間
Ｔａ、Ｔｂを検出することにより上記距離ａ、距離ｂは ａ＝Ｃ×Ｔａ …（５） ｂ＝Ｃ×Ｔｂ …（６） により求めることができる。

【００５９】このスタイラスペン１の先端から出力され
る超音波が超音波受信素子３１ａ、３１ｂで検出される
までの時間Ｔａ、Ｔｂを検出する処理は、図１に示す超
音波受信部３０における受信処理部３２で行われる。

【００６０】図５は、図１に示す超音波受信部３０にお
ける受信処理部３２の具体的構成を示したものである。
この実施の形態では、スタイラスペン１の不使用時にこ
のスタイラスペン１を収納するペンホルダ３４が設けら
れており、このペンホルダ３４には、後に詳述するよう
に、スタイラスペン１の超音波発信手段から出力される
超音波の出力タイミングと受信処理部３２における受信
処理との同期をとる同期回路３５が設けられている。

【００６１】この同期回路３５は、受信処理部３２に設
けられた基本クロック生成回路３２４から出力される基
本クロックを計数し、その計数値が一定の値になる毎に
スタイラスペン１の超音波発信手段から出力される超音
波の出力タイミングを制御する同期信号を出力するよう
に構成されている。

【００６２】また、スタイラスペン１には、上記基本ク
ロック生成回路３２４と同一の周波数の基本クロックを
生成する基本クロック生成回路（後に説明するオシレー
タ１３）が設けられており、この基本クロック生成回路
は、スタイラスペン１がペンホルダ３４に収納された時
に、上記同期回路３５から出力される同期信号を入力し
て、上記受信処理部３２に設けられた基本クロック生成
回路３２４との同期を確立し、スタイラスペン１をペン
ホルダ３４から取り出した後は、上記同期回路３５と同
様にこの受信処理部３２に設けられた基本クロック生成
回路３２４と同期して動作する基本クロック生成回路か
ら出力される図６（ａ）に示すような基本クロックを計
数し、図６（ｂ）に示すようにその計数値が一定の値に
なる毎にスタイラスペン１の超音波発信手段から出力さ
れる超音波の出力タイミングを制御するように構成され
ている。

【００６３】すなわち、スタイラスペン１をペンホルダ
３４に収納すると、スタイラスペン１の超音波発信手段
から出力される超音波の出力タイミングと受信処理部３
２における受信処理との同期がとられ、スタイラスペン
１の超音波発信手段から出力される超音波の出力タイミ
ングは同期回路３５から受信処理部３２に加えられる同
期信号のタイミングと一致することになる。

【００６４】同期回路３５から受信処理部３２に加えら
れる同期信号は、受信処理部３２のカウンタ３２１、３
２２のリセット端子に加えられ、カウンタ３２１、３２
２はこの同期信号に同期してクリアされる。

【００６５】また、カウンタ３２１、３２２の計数入力
端子には基本クロック生成回路３２４から出力される基
本クロックが入力され、またこのカウンタ３２１、３２
２の計数停止を制御する制御入力端子には、スタイラス
ペン１の先端から出力される超音波を受信した時に超音
波受信素子３１ａ、３１ｂからそれぞれ出力される受信
クロックが入力されている。

【００６６】すなわち、カウンタ３２１、３２２は、ス
タイラスペン１の先端から超音波が出力されるタイミン
グで同時にリセットされ、それぞれ超音波受信素子３１
ａ、３１ｂから受信クロックが入力されるまで基本クロ
ック生成回路３２４から出力される基本クロックを計数
し、その結果、カウンタ３２１、３２２の計数値は、ス
タイラスペン１の先端から出力される超音波が超音波受
信素子３１ａ、３１ｂで検出するまでの時間Ｔａ、Ｔｂ
に対応するものになる。

【００６７】図７は、このカウンタ３２１、３２２によ
る時間Ｔａ、Ｔｂの検出動作をタイミングチャートで示
したものである。すなわち、スタイラスペン１の図示し
ない基本クロック生成回路は図７（ａ）に示す基本クロ
ックを生成し、図７（ｂ）に示す同期信号の立上がりに
同期してスタイラスペン１の先端から超音波を出力する
ための図７（ｃ）に示す送信クロックを発生し、この送
信クロックに同期してスタイラスペン１の超音波発信手
段を駆動するための図７（ｄ）に示す超音波駆動信号を
発生する。この超音波駆動信号によりスタイラスペン１
の超音波発信手段が駆動され、スタイラスペン１の先端
からは送信クロックが生じている間だけ超音波が出力さ
れる。

【００６８】このスタイラスペン１の先端から出力され
た超音波は超音波受信素子３１ａ、３１ｂで受信され、
超音波受信素子３１ａ、３１ｂからはこの超音波の受信
に対応して図７（ｅ）に示すような受信クロックが出力
される。

【００６９】そこで、カウンタ３２１、３２２では、図
７（ｂ）に示す同期信号の立上がりタイミングから図７
（ｅ）に示す受信クロックの立上がりタイミングまでの
時間Ｔ、すなわち時間Ｔａ、Ｔｂを図７（ａ）に示す基
本クロックを計数することにより求めることができる。

【００７０】このカウンタ３２１、３２２で計数された
スタイラスペン１の先端から出力される超音波が超音波
受信素子３１ａ、３１ｂで検出するまでの時間Ｔａ、Ｔ
ｂは、受信時間保持回路３２５、３２６でそれぞれ保持
され、図１に示した通信部３３を介して演算処理部４０
に伝送される。

【００７１】演算処理部４０は、通信部３３を介して伝
送される上記時間Ｔａ、Ｔｂを受取り、この時間Ｔａ、
Ｔｂに基づきスタイラスペン１により表示部５０の画面
上で指示された指示位置を演算する。

【００７２】この演算においては、まず、前述した式
（５）〜（６）に基づき、スタイラスペン１から超音波
受信素子３１ａ、３１ｂまでの距離ａ、ｂを算出する。
そして、この算出した距離ａ、ｂおよび前述した式
（３）〜（４）に基づき、超音波受信素子３１ａ、３１
ｂに固定された２次元座標系Ｘ−Ｙ上におけるスタイラ
スペン１による指示位置（ｘ、ｙ）を算出する。そし
て、この算出したスタイラスペン１による指示位置
（ｘ、ｙ）に基づき表示部５０における表示制御を行
う。

【００７３】次に、図１に示したスタイラスペン１、超
音波受信部３０及び演算処理部４０の具体的詳細構成に
ついて説明する。

【００７４】この実施の形態に係わる装置で用いるスタ
イラスペン１の外観構造は例えば図８に示す如くの形態
から成る。このスタイラスペン１は、内部に超音波送信
手段を有するとともに、第１ボタン１４ａ〜第７ボタン
１４ｇの７つのボタンを有している。ここで、第１ボタ
ン１４ａは、例えばこのスタイラスペン１を用いて描画
を行う際に操作されるものである。また、第２ボタン１
４ｂ〜第７ボタン１４ｇは以下に述べるような当該スタ
イラスペン１の特定操作との対応付けがなされており、
それぞれ対応する特定操作を行う場合に押下される。

【００７５】図９は、このスタイラスペン１の内部回路
構成を示したものである。同図からも分かるように、こ
のスタイラスペン１は、該スタイラスペン１からの超音
波の送信タイミングを制御する送信タイミング制御部１
１、オペアンプ１６を有し送信タイミング制御部１１か
ら出力された超音波送出器駆動信号を増幅するアンプ部
１５、超音波送出器１８を有しアンプ部１５から出力さ
れる超音波送出器駆動信号により超音波を送出する送出
部１７を具備している。

【００７６】送信タイミング制御部１１には、更に、図
８に示した第１ボタン１４ａ〜第７ボタン１４ｇから成
るボタン１４の出力及び基本クロックを生成するオシレ
ータ（基本クロック生成部）１３からの基本クロックに
応じてこのスタイラスペン１からの超音波送信タイミン
グ制御の状態遷移を制御するシーケンサ１２が設けられ
ている。

【００７７】図１０は、図１に示した超音波受信部３０
及び演算処理部４０の具体的構成を示したものである。
同図において、超音波受信部３０は、受信処理部３２、
通信部３３から構成される。

【００７８】ここで、超音波受信部３０は図１に示した
超音波受信素子３１ａ、３１ｂから構成される受信セン
サ部３１からの超音波受信出力を入力処理する。受信処
理部３２は、アンプ部６０、受信タイミング制御部７
０、ローカル演算部７５から成り、アンプ部６０にはオ
ペアンプ６１が設けられ、受信タイミング制御部７０に
はカウンタ、レジスタ７１、シーケンサ７２、オシレー
タ７３が設けられている。

【００７９】ここで、カウンタ、レジスタ７１は、図５
に示したカウンタ３２１、３２２、及び受信時間保持回
路３２５、３２６に対応し、オシレータ７３は基本クロ
ックを生成する図５に示した基本クロック生成回路３２
４に対応する。

【００８０】また、シーケンサ７２は、オシレータ７３
から出力される基本クロックに基づきこの受信タイミン
グ制御部７０の受信タイミング制御の遷移状態を制御す
るものである。このシーケンサ７２は、図５に示したペ
ンホルダ３４の同期回路３５からの同期信号（リセット
信号）によりリセットされ、受信タイミング制御部７０
における受信タイミング制御の遷移状態を制御する。

【００８１】また、ローカル演算部７５は、受信タイミ
ング制御部７０からの入力データに基づきスタイラスペ
ン１の絶対位置座標を算出すると共に、後述するスタイ
ラスペン１の特定操作１〜４がなされた場合は、上記絶
対位置座標に対して当該特定操作１〜４に対応する演算
処理を施すことにより、絶対位置座標から相対位置座標
への変換処理を行う。

【００８２】また、通信部３３は、ＳＣＣ（シリアル通
信制御部）３３１及びＲＳ２３２Ｃインタフェースを駆
動するための２３２Ｃドライバ３３２を有する。また、
図１０において、演算処理部４０は、所定のアプリケー
ションが搭載され、スタイラスペン１の指示位置に対応
した表示を制御するウインドウ処理部やマウスドライバ
等を有し、ＲＳ２３２Ｃインタフェースを介して超音波
受信部３０の通信部３３に接続されるパーソナルコンピ
ュータから構成される。

【００８３】ところで、本実施の形態に係わる装置で
は、図８に示す如く、第１ボタン１４ａ〜１４ｇの７つ
のボタンを有するスタイラスペン１を用いることから、
超音波受信側におけるこれら７つのボタンの押下状況の
認識を実現するために、これら各ボタンに対応した超音
波送出フレームを設ける必要がある。

【００８４】図１１は、本実施の形態の装置におけるス
タイラスペン１の超音波送信タイミングを示すタイミン
グチャートである。同図からも分かるように、このスタ
イラスペン１ではそれぞれ８回の超音波送信タイミング
（◇数字１〜８で示す。以下、フレーム＃１〜＃８とい
う）を１単位として交互に超音波を送出する。

【００８５】すなわち、図１１に示すように、このスタ
イラスペン１は、８回の超音波送信タイミングを１ブロ
ックとして超音波を送出する。ここで、各超音波送信タ
イミングにおける超音波送出期間はＴｓｅｎｄであり、
その超音波送出間隔はＴｗａｉｔである。そしてこの８
回の超音波送信タイミングの１回目の超音波送信タイミ
ングにおいては、このスタイラスペン１の位置に対応し
て表示部５０に表示されるカーソルを追従移動制御する
ために常時超音波を送出する。また、２回目の超音波送
信タイミングにおいては、このスタイラスペン１で第１
ボタン１４ａが押された時のみ超音波を送出する。ま
た、３回目の超音波送信タイミングにおいては、このス
タイラスペン１で第２ボタン１４ｂが押された時のみ超
音波を送出する。同様に、４回目〜回目の超音波送信タ
イミングにおいては、このスタイラスペン１で第３ボタ
ン１４ｃ〜第７ボタン１４ｇが押された時のみそれぞれ
超音波を送出する。

【００８６】なお、各超音波送信タイミングで発生され
る超音波駆動信号（超音波駆動クロック）は、例えばＦ
Ｈｚの信号であり、超音波駆動クロックは図９に示した
アンプ部１５を介して送出部１７に加えられ、送出部１
７からは、このＦＨｚの超音波が送出される。

【００８７】図１１に示したスタイラスペン１側の超音
波送信タイミングに対し、超音波受信部３０の受信タイ
ミング制御部７０におけるシーケンサ７２では、上記超
音波送信タイミング（各フレーム＃１〜＃８）に同期し
て超音波受信素子３１ａ，３１ｂで受信した受信信号の
処理を行い、ローカル演算部７５では当該スタイラスペ
ン１の位置を算出する。

【００８８】ここで、上記各フレーム＃１〜＃８は、前
述の如くに同期化の図られた超音波送信側（スタイラス
ペン１）と超音波受信側（超音波受信部３０）とで同一
の意味付けがなされている。これにより、超音波受信部
３０のシーケンサ７２では、フレーム＃１での受信信号
に応じてスタイラスペン１における超音波受信素子３１
ａ，３１ｂとの間の距離を算出し得ると同時に、フレー
ム＃２〜＃８での受信信号に応じてこのスタイラスペン
１における第１〜第７の各ボタン１４ａ〜１４ｇの押下
状況を認識できる。ここで算出された距離及び認識され
たボタン押下状況は、該受信タイミング制御部７０から
ローカル演算部７５へと送信される。

【００８９】図１２は、受信タイミング制御部７０から
ローカル演算部７５に送信されるデータの構造の一例を
示す図である。このデータは３バイトから構成され、第
１バイト〔同図（ａ）〕はスタイラスペン１に実装され
た各ボタン１４の押下状態を示している。第２バイト
〔同図（ｂ）〕は、超音波受信部３０における超音波受
信素子３１ａからスタイラスペン１までの距離すなわち
図４における距離ａを示す値である。第３バイト〔同図
（ｃ）〕は、超音波受信部３０における超音波受信素子
３１ｂからスタイラスペン１までの距離すなわち図４に
おける距離ｂを示す値である。

【００９０】第２，３バイトの値は、図５における基本
クロック生成回路３２４にて作られた基本クロックが、
スタイラスペン１から超音波が送出され、超音波受信素
子３１ａ，３１ｂにてそれぞれ受信されるまでカウンタ
３２１，３２２でカウントされた数をそれぞれ示してい
る。

【００９１】ローカル演算部７５は、このカウント値を
用い、例えば上記基本クロックが１ＭＨzの時、１クロ
ック時間は１ｕsecであり第２，３バイトの１bit が超
音波が１ｕsec 間で空気中を伝播する距離（0.344mm）
であることを利用して、各超音波受信素子３１ａ，３１
ｂとスタイラスペン１との距離を算出する。更に、この
算出された各超音波受信素子３１ａ，３１ｂとスタイラ
スペン１の距離を用いて、入力面（図４参照）上に設定
された座標軸におけるスタイラスペン１の座標を算出す
る。この算出方法は上述した通りである。

【００９２】更に、ローカル演算部７５により算出され
た上記座標値は通信部３３を通じてＰＣ（図１では、演
算処理部４０に相当）に送られ、ＰＣではその入力座標
値に基づき表示画面５０の対応する座標位置に、スタイ
ラスペン１により指示された位置を、カーソル等を用い
て表示する。

【００９３】本実施の形態に係わる装置において、上述
の如くの運用の途中で、カーソルの指示位置を絶対座標
入力から相対座標入力に切り替えたいとする要求があっ
た場合、操作者は、スタイラスペン１において特定操作
１を行う。この特定操作１としては、例えば、スタイラ
スペン１（図８参照）に設けられた十字ボタン（第４ボ
タン１４ｄ〜第７ボタン１４ｇ）の押下操作を想定す
る。

【００９４】これにより、例えば、スタイラスペン１に
設けられる十字ボタン（第４ボタン１４ｄ〜第７ボタン
１４ｇ）のうち、第４ボタン１４ｄを押下すると、当該
第４ボタン１４ｄの形状によって示される方向にカーソ
ルを相対移動でき、同様に、第５ボタン１４ｅ，第６ボ
タン１４ｆ，第７ボタン１４ｇを押下すると、これら各
ボタンの形状によって示される方向にカーソルを相対移
動できる。

【００９５】この絶対座標／相対座標切り替え制御は、
ローカル演算部７５において、受信タイミング制御部７
０から送られてくるデータ（図１２参照）中の第１バイ
ト〔図１２（ａ）〕の内容に基づきスタイラスペン１の
各ボタン１４の押下状態を上記特定操作１と対応付けて
各々認識し、この認識結果に従って、絶対座標上での指
示位置を相対座標上での指示位置に変換する演算処理に
より実現できる。

【００９６】以下、このローカル演算部７５における絶
対／相対座標演算処理について詳しく説明していく。本
発明装置では、上述したスタイラスペン１の十字ボタン
操作すなわち特定操作１に対応した絶対／相対座標切り
替え入力を実現するために、超音波受信部３０（図１０
参照）におけるローカル演算部７５のメモリ７５２内
に、図１３に示す如く、受信タイミング制御部７０から
送られてくるデータ（図１２参照）中の第２バイト、第
３バイトの距離データを基に算出されたスタイラスペン
１の絶対座標値（Ｘpre，Ｙpre）に対するオフセット座
標値（Ｘoffset，Ｙoffset）が、上記十字ボタン１４ｄ
〜１４ｇの各ボタンに対応して予め格納されている。具
体例として、第４ボタン１４ｄ〜第７ボタン１４ｇに対
するオフセット座標値（Ｘoffset，Ｙoffset）は、それ
ぞれ以下の値を持っている。

【００９７】 第４ボタン（１４ｄ） Ｙoffset＝Ｙoffset−10； …… （７） 第５ボタン（１４ｅ） Ｘoffset＝Ｘoffset＋10； …… （８） 第６ボタン（１４ｆ） Ｘoffset＝Ｘoffset−10； …… （９） 第７ボタン（１４ｇ） Ｙoffset＝Ｙoffset＋10； …… （１０） ローカル演算部７５では、受信タイミング制御部７０か
ら送られてくるデータをメモリ７５２に格納した後、こ
のデータ中の第１バイトからこの時の第４ボタン１４ｄ
〜第７ボタン１４ｇの押下状況を認識すると共に、第２
〜３バイトで示される距離データを用いてスタイラスペ
ン１の絶対座標（Ｘpre ，Ｙpre ）を算出してメモリ７
５２に保持した後、この絶対座標（Ｘpre ，Ｙpre ）に
対して、上記押下の認識された各ボタン（１４ｄ〜１４
ｇ）毎に当該ボタンに対応するオフセット座標値を用い
て以下のような演算を施す。

【００９８】 Ｘ＝Ｘpre＋Ｘoffset； …… （１１） Ｙ＝Ｙpre＋Ｙoffset； …… （１２） ここで生成されたＸ，Ｙは、上位処理系に引き渡され、
カーソル表示制御等に使用される。なお、Ｘoffset，Ｙ
offsetの初期値は０である。

【００９９】以下、この十字ボタン操作に関する絶対／
相対座標切り替え制御について具体的な例を挙げながら
詳しく説明する。今、本発明装置の表示画面５０上に図
１４に示す如くのＸ，Ｙ座標系を想定し、このＸ，Ｙ座
標系において、スタイラスペンが図１５に示す位置Ｘ
（Ｘ0,Ｙ0）にあったものとする。この状態において、
Ｘoffset，Ｙoffsetは初期値のまま「０」であるので、
この位置Ｘの座標値はそのまま上位の処理系に引き渡さ
れる。

【０１００】その後、操作者がスタイラスペン１の第４
ボタン１４ｄを押下した場合、この第４ボタン１４ｄの
押下を示す情報が受信タイミング制御部７０からローカ
ル演算部７５に送られ、ローカル演算部７５は上記受信
情報に基づき第４ボタン１４ｄの押下を認識すると、上
記位置Ｘの座標値（Ｘ0,Ｙ0）に対して当該特定操作１
（第４ボタンの押下）に対応する以下の演算を行い、相
対座標値（Ｘ2，Ｙ2）を求める。

【０１０１】Ｙoffset＝Ｙoffset−10; Ｘ2＝Ｘ0; Ｙ2＝Ｙ0＋Ｙoffset; この時、Ｙoffsetは「-10」であるので、Ｙ2＝Ｙ0−10;
である。

【０１０２】この結果、図１５に示すカーソルの表示位
置は、第４ボタン押下前の座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ）から第４
ボタン押下後には（Ｘ2 ，Ｙ2 ）の位置に移動する。つ
まり、この場合における演算「Ｘ2＝Ｘ0;Ｙ2＝Ｙ0-1
0;」の性質上、カーソルはＹ軸の負方向に向かって値
「10」だけ移動したことになる。これ以後、スタイラス
ペン１がどこに移動しても、カーソルの表示はスタイラ
スペンのＹ座標から値「10」を減じた値のＹ座標位置に
表示されることになる。

【０１０３】更に、スタイラスペンが図１５に示す座標
値（Ｘ2 ，Ｙ2 ）の位置にある状態で、操作者がスタイ
ラスペン１の第５ボタン１４ｅを押下したものとする。
この時、ローカル演算部７５では、上記座標値（Ｘ2,Ｙ
2）に対して当該特定操作１（第５ボタンの押下）に対
応する以下の演算が行われ、相対座標値（Ｘ3，Ｙ3）が
求められる。

【０１０４】Ｘoffset＝Ｘoffset＋10; Ｘ3＝Ｘ2＋Ｘoffset; Ｙ3＝Ｙ2; この結果、カーソルの最初の位置（Ｘ0 ，Ｙ0 ）から見
た場合にＸoffset，Ｙoffsetはそれぞれ＋10，-10 の値
を取ることになる。よって、この時のカーソル表示座標
値（Ｘ3，Ｙ3）は、図１５に示す座標系上の下記の値を
持つ座標位置（Ｘ3 ，Ｙ3 ）に表示される。

【０１０５】Ｘ3＝Ｘ0＋10; Ｙ3＝Ｙ0−10; 以上の実施の形態は、絶対座標入力装置において相対的
な座標入力を行うための演算をローカル演算部７５で行
う例であるが、この演算を行う場所を特に限定する必要
はない。要は、操作者が絶対入力／相対入力の切替えを
意識せずに、自然な操作性（ユーザーインタフェース）
を維持したまま相対座標入力を実現できれば良く、上記
演算場所は任意に設ければ良い。

【０１０６】ところで、上記特定操作１（十字ボタン押
下）による相対的な座標入力インタフェースにおいて
は、十字ボタンに関する特定操作１において、十字ボタ
ン押下後、スタイラスペン１の移動に追従してカーソル
が常に移動することになる。しかしながら、例えば、プ
レゼンテーションに際して、カーソルをあるオブジェク
トが指し示す位置に固定したいといった運用状況も考え
られる。

【０１０７】かかる運用に対処するため、本発明では、
特定操作２を検出し、この特定操作２がなされた場合
は、スタイラスペン１の移動に追従してカーソルが移動
しないようにする機能を付加している。

【０１０８】以下、この付加機能の実施の形態について
説明する。この実施の形態において、特定操作２は、ス
タイラスペン１（図８参照）の第２ボタン１４ｂの押下
であるものとする。スタイラスペン１の第２ボタン１４
ｂが押下されると、図１２に示すデータ中の第１バイト
内の対応するbitが１となり、図１０における受信タイ
ミング制御部３０からローカル演算部７５に引き渡され
る。ローカル演算部７５のＣＰＵ７５１は、引き渡され
た第１バイトから第２ボタン１４ｂの押下を認識する。
以後、ＣＰＵ７５１は受信タイミング制御部７０から上
記データを引き渡されたとしても、該データ中の第２，
第３バイトに基づき座標値（Ｘpre，Ｙpre）の算出を行
わないようにするか、若しくは、算出を行ったとしても
対応するメモリ領域（図１３参照）に格納することを取
り止めるべく制御する。

【０１０９】これにより、上記第２ボタン１４ｂの押下
（特定操作２）がなされた後、基本的にはスタイラスペ
ン１がどのように移動したとしても、その動きに追従し
てカーソルの表示が移動することはなく、一定の場所す
なわち第２ボタン１４ｂが押下された時点で表示されて
いた座標位置に固定表示されることになる。

【０１１０】かかる機能を用いることにより、カーソル
の表示を固定位置に止めておきたい場合、例えば、図１
６に示すように、プレゼンテーションにおいて、説明者
が画面に表示されたあるオブジェクトをカーソルにてポ
イントして、そのオブジェクトが現在説明されている旨
を受講者に強調して知らしめるような場合において利用
することができる。

【０１１１】なお、この第２ボタン１４ｂの押下は上述
した第４ボタン１４ｄ〜第７ボタン１４ｇの押下操作、
すなわち特定操作１に基づくＸoffset，Ｙoffsetの演算
処理には影響を与えない。従って、第２ボタン１４ｂの
押下時に、第４ボタン１４ｄ〜第７ボタン１４ｇを押下
した場合にはこれら第４ボタン１４ｄ〜第７ボタン１４
ｇの各々に対応した既に説明したような演算が行われ、
結果として、カーソルの表示位置を変化させることがで
きる。

【０１１２】この機能を用いることにより、本格的な相
対座標入力機能を実現できる。以下に、当該機能に利用
されるアプリケーションについて２つの例を示す。

【０１１３】例１；プレゼンテーション等において、カ
ーソルを説明したいオブジェクトに移動させたい場合。

【０１１４】例えば、位置検出機構の入力面が７０イン
チクラスのディスプレイ（リア方式のプロジェクタ等）
の場合、仮に上述した相対座標入力機能を用いなかった
とすれば、カーソルの移動や文字／図形の描画入力を行
う際に、スタイラスペン１を説明したいオブジェクト位
置まで移動させなければならない。

【０１１５】しかしながら、上記相対座標入力機能を用
いた場合には、例えば、図１６に示すように、操作者か
ら離れた位置に表示されている「説明したいオブジェク
ト」の位置までスタイラスペン１を移動させることな
く、すなわち操作者が移動することなしに、カーソルを
移動させ説明を行うことが可能となる。この操作はスタ
イラスペン１とカーソル位置が離れているにも拘わら
ず、両者が相対的に移動するので、操作性に関して何等
問題はない。また、更なる効果として、操作者がディス
プレイの前面に体を移動させる必要がないため、受講者
にとってディスプレイに表示された内容が遮られるよう
なこともなくなる。

【０１１６】単なるカーソルの移動以外にも、文字／図
形の描画入力時にも同じような効果が期待できる。例え
ば、図１７に示したように、画面右上の位置に描画入力
を行いたい場合、まず上述した相対座標入力機能を利用
することにより、スタイラスペン１の位置とカーソルの
表示位置を相対的に移動させ、カーソルを希望の位置に
置く。次に、カーソルの位置や動きを見ながら、操作者
は手元の操作しやすい場所にいながら描画入力を行う。
これにより、相対的なカーソル移動機能の効果と同様、
操作者はスタイラスペン１をわざわざ離れた位置（描画
を行いたい位置）に移動させることなく、希望の描画処
理を実現できる。この場合も、操作性に何等問題はな
く、操作者は円滑に描画入力を行うことができる。

【０１１７】上記付加機能による本発明の更なる効果と
して、操作者は、スタイラスペン１の第４ボタン１４ｄ
〜第７ボタン１４ｇのみに用いてカーソルを相対移動さ
せたい場合、このスタイラスペン１を同一位置座標に固
定する必要が無いという点があげられる。

【０１１８】すなわち、もし、スタイラスペン１の移動
に伴い、座標値（Ｘpre，Ｙpre）の値を変化させるもの
とした場合には、スタイラスペン１のちょっとした動き
に対しても、カーソルはそれに応じて移動してしまうこ
とにあるが、本発明の位置算出／格納停止機能を用いる
ことによって、スタイラスペン１の第２ボタン１４ｂを
押下した状態で更に第４ボタン１４ｄ〜第７ボタン１４
ｇを押下した場合でも、このスタイラスペン１の動きに
とらわれることなく、カーソルの相対移動を行うことが
できる。

【０１１９】例２；ディスプレイ（入力面）内にバーチ
ャルリアリティ空間が設けられ、その空間の中をスタイ
ラスペン１を用いて操作する場合。

【０１２０】どのような入力装置においても、操作者が
入力を行う領域はサイズ的に有限であり、この入力領域
を大きなサイズとして実装するのは操作性に問題を生じ
ることになる。例えば、高さ３ｍ、幅１０ｍといったよ
うな入力領域を設けたとして、一般のビジネスアプリケ
ーションにおいては、およそ実用的に使用できない。

【０１２１】しかしながら、コンピュータの表示画面に
表示できる空間はほぼ無限大の広がりを持つ。例えば、
バーチャルリアリティ空間においてそのようなアプリケ
ーションが見受けられせる。このような状況下では、入
力領域と操作空間とを１対１にマッピングすることに無
理があるのは言うまでもない。

【０１２２】こうした現状にあって、本発明の算出／格
納停止機能を用いることにより、操作者は相対座標と絶
対座標入力の切替えを意識することなしに、上記の如く
無限大に広がる操作領域に対して自然に入力操作を行う
ことができる。

【０１２３】次に、上述したアプリケーションの運用を
実現するための制御機能について説明する。今、図１８
に示す如く、ディスプレイ装置と一体化された入力面が
設置されており、当初、スタイラスペン１は図示する位
置にあるものとする。次に、操作者は、図１８における
入力面上右上に位置する丸オブジェクト位置にカーソル
を移動させたい場合、スタイラスペン１の第２ボタン１
４ｂを押下した状態で、第４ボタン１４ｄ及び第５ボタ
ン１４ｅを同時に若しくは交互に押してカーソルを相対
移動させる。

【０１２４】その結果、カーソルは、図１９に示すよう
に、入力面右上に移動していく。この移動は、図１５を
参照して既に述べた制御により実現されるものである。
この時、図１８に示す状態から、操作者が、入力面に向
かって左に動きながら、上記のように第２ボタン１４ｂ
を押下した状態で、第４ボタン１４ｄ及び第５ボタン１
４ｅを同時に若しくは交互に押した場合でも、図２０に
示す如く、カーソルは図１９に示す状況と全く同様に動
作することになる。この機能は、上述した「第２ボタン
の押下時には、座標値（Ｘpre，Ｙpre）の算出を行わな
いか、算出結果の格納を取りやめる」という制御により
実現される。かかる運用を想定した場合、スタイラスペ
ン１の第２ボタンはラッチ付のものを使用することが望
ましい。

【０１２５】これに対して、操作者が、第２ボタン１４
ｂを押下せずに、入力面に向かって左側に移動しながら
第４ボタン１４ｄ及び第５ボタン１４ｅを前述の操作と
全く同様に行った場合、上述した「第２ボタン押下時に
は、座標値（Ｘpre，Ｙpre）の算出を行わないか、算出
結果の格納を取りやめる」という制御が起動しないこと
により、カーソルの移動は、図２１に示すように、操作
者の移動、すなわちスタイラスペン１の移動の影響を受
けることになる。

【０１２６】このように、本発明では、操作者が自らの
動きに追従したスタイラスペンの動きと無関係に第４ボ
タン１４ｄ〜第７ボタン１４ｇにてカーソル位置の操作
を行えるばかりでなく、自らの動きにあわせてカーソル
を動かしながら第４ボタン１４ｄ〜第７ボタン１４ｇに
てカーソル位置の操作を行なうこともできる。

【０１２７】次に、あるアプリケーション上において、
図２２に示すように、ディスプレイ装置に富士山の一部
分が表示されているものとする。このアプリケーション
はいわゆるバーチャルリアリティ空間を表示するもの
で、富士山周辺の風景をカーソルを画面端に移動させる
ことにより、その方向に対する風景をスクロールして表
示でき、必要があればその上から描画入力が行えるもの
とする。

【０１２８】ここで、操作者が富士山の向かって右側の
裾野の部分に描画入力する必要に迫られたものとする。
この場合、本発明のカーソル相対移動機能を用いること
によって、操作者は、直接ディスプレイ装置に向かって
右側に移動することなく上記描画入力が行える。

【０１２９】この描画入力を実現するためには、まず、
操作者はスタイラスペン１の第５ボタン１４ｅを押下し
続ける。この時、上述した方法により第５ボタン１４ｅ
の押下を認識したローカル演算部７５において、上記式
（１１），式（１２），式（８）を用いて、当該第５ボ
タン１４ｅに対応した相対座標の演算処理が連続的に行
われ、この演算により算出された座標値に基づく表示制
御によって、上記第５ボタン押下後、ある時間が経過す
ると、カーソルは図２３における図示位置すなわちディ
スプレイ右端の位置に移動する。

【０１３０】図２３に示す状態から更に第５ボタン１４
ｅを押下し続けると、上記アプリケーションの機能によ
り、図２４に示すように、表示画面が向かって左側にス
クロールしていく。操作者は、この機能を利用して、希
望の位置まで画面のスクロールを続け、例えば、図２５
に示す如く、富士山の向かって右側の裾野の部分が現れ
た位置までスクロールしたのを確認した時点で、第５ボ
タン１４ｅの押下を取り止める。これにより、画面のス
クロールが停止し、この状態で、操作者は、描画ボタン
を押下しながら、希望していた富士山の向かって右側の
裾野の部分に描画入力を行うことが可能となる。

【０１３１】この場合の描画操作において、操作者は、
富士山の向かって右側の裾野が表示されている場所まで
移動する必要はなく、自分の前の入力面に対して描画操
作を行えば良いことになる。このような操作を絶対座標
系の入力装置を用いて実現しようとした場合、従来であ
れば、操作者が入力面に向かって右端にまで移動する必
要があったが、本発明でこうした移動を行うことなく円
滑な操作が行える。

【０１３２】ところで、上述したカーソルの相対移動操
作実行後は、実際のスタイラスペン１の位置とカーソル
の表示位置がずれてしまう。よって、それ以後の操作に
おいて、スタイラスペン１の位置とカーソル位置を合わ
せる機能が要求される。この機能について、以下に説明
する。

【０１３３】上記実施の形態では、スタイラスペン１の
第２ボタン１４ｂが押下されると、それ以後、ローカル
演算部７５のＣＰＵ７５１は、受信タイミング制御部７
０からデータ（図１２参照）を引き渡されたとしても、
座標値（Ｘpre，Ｙpre）の算出を行わない、若しくは算
出を行ったとしてもメモリ７５２の対応するメモリ領域
に格納することを取り止め、その後、第２ボタン１４ｂ
の押下が解除されると、上記座標値（Ｘpre，Ｙpre）の
算出とメモリ７５２へのストアを再開する。

【０１３４】ここで、例えば図２０において、操作者
が、第２ボタン１４ｂを押下し、かつ第４ボタン１４ｄ
と第５ボタン１４ｅを使用して、カーソルを画面右上の
丸オブジェクトまで相対移動操作を行った時点で第２ボ
タン１４ｂの押下を止めた後のスタイラスペン１の位置
とカーソル位置との整合について考える。なお、第２ボ
タン１４ｂの押下の取り止め操作の一例としては、第２
ボタン１４ｂにラッチ機構を実装しておき、押下状態の
第２ボタン１４ｂを再度押し、押下状態をオフにする操
作が考えられる。

【０１３５】この操作がなされた場合、ローカル演算部
７５のＣＰＵ７５１は、受信タイミング制御部７０から
送られてくるデータ（図１２参照）を受け取り、第２ボ
タン１４ｂのオフ状態を認識する。これ以後、ＣＰＵ７
５１は、座標値（Ｘpre，Ｙpre）の算出と該算出値のメ
モリ７５２へのストア処理を再開する。この処理の再開
により、カーソルは、スタイラスペン１の移動に追従し
て移動を開始する。

【０１３６】次に、操作者は、スタイラスペン１の第３
ボタン１４ｃを押下する。以後、この第３ボタン１４ｃ
の操作を特定操作３という。この特定操作３がなされる
と、ローカル演算部７５のＣＰＵ７５１は、この時に受
信タイミング制御部７０から入力するデータを用いて第
３ボタン１４ｃの押下を認識し、メモリ７５２（図１３
参照）内に第４ボタン１４ｄ〜第７ボタン１４ｇが押下
される毎に設定されるオフセット座標値（Ｘoffset，Ｙ
offset）を「０」に設定する。カーソルの表示位置に対
してＸpre，Ｙpre，Ｘoffset，Ｙoffsetが与える影響は
既に述べた通りであり、上述の如く、Ｘoffset，Ｙoffs
etを「０」に設定した結果、カーソルの表示位置とスタ
イラスペン１の位置とが一致するようになる。このよう
に、本実施の形態において、第３ボタン１４ｃは、カー
ソル相対移動機能解除時のオフセット座標値（Ｘoffse
t，Ｙoffset）の「０」クリアボタンとして機能する。

【０１３７】次に、スタイラスペン１（図８参照）に設
けられた十字ボタン（第４ボタン１４ｄ〜第７ボタン１
４ｇ）を用いずに、スタイラスペン１そのものを移動さ
せることで、上記十字ボタン押下操作時と同等の相対座
標入力を実現する場合について説明する。この実施の形
態は、 ・スタイラスペン１の動きに対応してその動く方向にカ
ーソルを移動（飛ばす）させるものであり、具体的に、
このカーソルの移動（相対座標入力）は、スタイラスペ
ン１の第２のボタン１４ｂを押下し、その後に当該第２
ボタン１４ｂの押下を解除する操作により実現される。
以後、この第２ボタン１４ｂの押下継続操作を特定操作
４と呼ぶものとする。

【０１３８】以下、この特定操作４に基づく相対座標入
力について、２次元座標系を例にとって説明する。今、
図２６において、操作者が、スタイラスペン１の第２ボ
タンを押下したものとする。この時、カーソルは同図に
示すスタイラスペン先に位置している。次に、操作者
が、第２ボタン１４ｂを押したままで、スタイラスペン
１を持った右手を、図２７に示すように、入力面に向か
って左から右に動かしたものとし、更に、右手の移動す
なわちスタイラスペン１の移動を終えると同時に第２ボ
タン１４ｂの押下を解除したものとする。上記操作によ
って、カーソルは、第２ボタン１４ｂの押下が解除され
るまで図２６に示した位置に止まり、第２ボタン１４ｂ
の押下解除後、後述する演算処理を経てこの演算結果に
対応した位置まで飛ばされる。

【０１３９】この特定操作４によるカーソルの移動制御
について以下に説明する。この場合におけるカーソルの
移動制御のパラメータとしては、スタイラスペン１の移
動距離と移動速度が用いられる。このうち、スタイラス
ペン１の移動距離は以下の如くに算出できる。

【０１４０】今、図２７におけるスタイラスペン１の移
動開始位置Ａの座標を（Ｘ0，Ｙ0）とし、移動終了位置
Ｂの座標を（Ｘ1，Ｙ1）とすれば、上記第２ボタン押下
継続中における当該スタイラスペン１の移動距離は、 ＳＱＲＴ［（Ｘ1−Ｘ0）2＋（Ｙ1−Ｙ0）2］ となる。なお、ＳＱＲＴは引数の平方根を計算する関数
である。

【０１４１】また、上記特操作４がなされた場合におけ
るスタイラスペン１の移動時間ｈは、該スタイラスペン
１の超音波送出シーケンスに照らして、以下の方法によ
り算出できる。すなわち、本発明に係わるスタイラスペ
ン１からは、図１１に示すシーケンスに従って超音波が
送出され、特に、第２ボタン１４ｂが押下された際に
は、８回の超音波送信タイミング（◇数字１〜８で示
す。以下、フレーム＃１〜＃８という）中のフレーム＃
３において超音波が送出される。

【０１４２】一方、受信タイミング制御部７０は上記フ
レーム＃３にて受信された超音波に基づき、図１２にお
ける第１バイトの第２ボタン対応エリアが「押下状態」
という内容のデータをローカル演算部７５に対して出力
する。これにより、ローカル演算部７５のＣＰＵ７５１
では受信タイミング制御部７０からの入力データの第１
バイト中の第２ボタン対応エリアの内容に基づき第２ボ
タン１４ｂの押下を認識できる。

【０１４３】その後、操作者は第２ボタン１４ｂを押下
したままスタイラスペン１を移動させることから、フレ
ーム＃１〜＃８を１ブロックとする上記シーケンスが繰
り返され、これに伴って次々に発生するフレーム＃３の
タイミングで基本的に超音波が連続受信される。実際の
運用では、障害物等の存在により超音波が受信されない
場合があるが、ここでは説明を簡単にする為、上記現象
がないものとする。

【０１４４】その後、操作者は希望する場所までスタイ
ラスペン１を移動させ終えると、第２ボタン１４ｂの押
下を解除する。これに起因して、それまで超音波を受信
し続けたフレーム＃３において超音波が受信されなくな
る。

【０１４５】従って、ローカル演算部７５のＣＰＵ７５
１では、上記フレーム＃３に対応する入力データを監視
することによって、上記特定操作４の開始に伴い初めて
超音波を受信した時間から超音波を受信しなくなった時
間までの時間間隔を計測できる。具体的に、ＣＰＵ７５
１では、各回のフレーム＃３で、受信タイミング制御部
７０から入力されるデータ中の第２ボタンの押下状態を
示す情報を監視しながら、押下状態が確認されている期
間をタイマなどを用いて計時する。なお、この場合にお
いて、受信タイミング制御部７０でボタン押下を認識
し、その後にローカル演算部７５のＣＰＵ７５１でボタ
ン押下を認識するまでの時間は、操作者がスタイラスペ
ン１を移動させる時間と比較して無視できるものとす
る。

【０１４６】上述したローカル演算部７５のＣＰＵ７５
１の演算処理によって、特定操作４により初めて超音波
が受信されてからこの超音波が受信されなくなるまでの
期間、すなわち、操作者が、図２７においてスタイラス
ペン１を位置Ａから位置Ｂまで移動させるのに要した時
間ｈを算出できる。

【０１４７】このように、図２７において、スタイラス
ペン１が位置Ａから位置Ｂまで移動操作された時のスタ
イラスペン１の移動距離Ｍ及び移動時間Ｈは、それぞ
れ、 Ｍ＝ＳＱＲＴ［Ｘ1−Ｘ0）2＋（Ｙ1−Ｙ0）2 ］ Ｈ＝ｈ として求めることができる。

【０１４８】本実施の形態では、座標Ａ（Ｘ0，Ｙ0）及
び座標Ｂ（Ｘ1，Ｙ1）を踏まえたうえで、上記２つのパ
ラメータ（ＭとＨ）のいずれか１つまたは両方を用い
て、上記十字ボタンを用いた相対座標入力と同様の機能
を実現するものである。

【０１４９】この相対座標入力の一例として、上記２つ
のパラメータの両方を用いて、操作者がスタイラスペン
１を移動させた時の移動速度（ｖ）を算出し、この移動
速度（ｖ）を用いてカーソルの相対移動処理を行う方法
が考えられる。

【０１５０】この場合において、スタイラスペン１の移
動速度（ｖ）は、上述した２つのパラメータ（ＭとＨ）
から下式により算出できる。

【０１５１】 ｖ＝｛ＳＱＲＴ［（Ｘ1−Ｘ0）2＋（Ｙ1−Ｙ0）2］｝／ｈ …（１３） 更に、この場合において、例えば、操作者が行ったスタ
イラスペン１の移動方向に対して、同一の移動速度ｖで
かつこの移動速度ｖに対応する（ｋ）秒間で移動する位
置までカーソルを移動させという方法が考えられる。こ
の場合には、上記特定操作として、スタイラスペン１を
目的の方向に早く動かせば動かす程、カーソルをより遠
くの位置まで飛ばすことができ、例えば、大画面を用い
たプレゼンテーションにおいて、操作者から離れた場所
をカーソルで指し示すといった場合の操作性を格段に向
上させることができる。

【０１５２】以下、このカーソル移動制御の具体例につ
いて述べる。このカーソル移動制御において、カーソル
の相対動作処理を以下のように定義する。

【０１５３】・操作者が行ったスタイラスペン１の移動
方向に対して、同一速度ｖにてｋ秒間で移動する位置に
カーソルを移動させる。

【０１５４】また、この場合における移動時間ｋの具体
値としては、以下の条件を予め設定しておく。

【０１５５】・算出した移動速度ｖが０以上〜0.1ｍ／s
ec未満の範囲にある場合はｋ＝１、移動速度ｖが0.1以
上〜１ｍ／sec未満の範囲にある場合はｋ＝２、移動速
度ｖが１ｍ／sec以上の場合はｋ＝３。

【０１５６】更に、この場合におけるスタイラスペン１
の移動は、図２８に示す入力面に対して同図に示す位置
Ａから位置Ｂの如まで移動されたものとする。ここで、
これら入力面の解像度，移動位置及び移動時間の具体値
は以下の値とする。

【０１５７】・入力解像度は、1024×768 ・サイズは、同じく1024mm×768mm ・位置Ａ座標及び位置Ｂ座標は、それぞれ（100，23
0）、（140，200） ・操作者が位置Ａから位置Ｂへスタイラスペン１を移動
させた時間ｈは0.5secであるものとする。

【０１５８】上記条件でスタイラスペン１が移動操作さ
れた場合、この場合におけるスタイラスペン１の移動距
離ｍは50mmであるから、この時のスタイラスペン１の移
動速度ｖは、上記式（１３）から、ｖ＝0.1m/secとな
る。故に、ｋは２となる。よって、カーソルの相対移動
は、位置Ａから位置Ｂへの方向に対して速度0.1m/secに
て位置Ａから２秒間移動させた場所への移動となる。具
体的には、この時のカーソル移動後の位置は、図２９に
示す如く、座標（260，110）の位置となる。

【０１５９】上述したスタイラスペン１の移動に対する
カーソルの相対移動量の重みは、Ｈ／Ｗのディップスイ
ッチやＳ／Ｗの設定等により設定することが可能であ
る。

【０１６０】なお、上記実施の形態では、図４における
表示部５０としてリアプロジェクタディスプレイを想定
しているが、本発明のペン入力装置はこのリアプロジェ
クタディスプレイを用いた情報処理装置に限定されず、
例えば、図３０に示すような表示部５０としてフロント
プロジェクタディスプレイを用いた情報処理装置にも同
様に適用することができる。

【０１６１】また、本発明のペン入力装置は、上記大型
のディスプレイを用いた情報処理装置以外にも、図３１
に示すようなＣＲＴディスプレイを有するディスクトッ
プ型のコンピュータまたは図３２に示すようなＬＣＤデ
ィスプレイを有するノート型のコンピュータを用いた情
報処理装置にも同様に適用することができる。

【０１６２】また、上記実施の形態においては、スタイ
ラスペン１の位置を２次元的に検出する構成について示
したが、本発明はスタイラスペン１の位置を３次元的に
検出することもできる。更に、本発明は、超音波方式以
外の例えば感圧／静電／電磁誘導／赤外線等の各方式の
ペン入力装置においても実施でき、また、シングルペン
を用いる場合のみならず、マルチペンの入力装置にも適
用可能である。

【０１６３】更に、上記実施の形態では、超音波受信部
３０と演算処理部４０（ＰＣ）との通信インタフェース
としてＲＳ２３２Ｃインタフェースを用いているが、本
発明においては、当該ＲＳ２３２Ｃインタフェース以外
の通信インタフェースについても同様に適用できること
はいうまでもない。

【０１６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力ペンにおける特定操作１を認識した場合、この時の
入力ペンの絶対座標に対して上記特定操作１に対応する
演算処理を施すことにより、上記入力ペンの指示位置を
絶対座標入力から相対座標入力に切り替える相対座標入
力機能を付加したため、例えば、ペン入力装置の入力面
への情報表示によるプレゼンテーションにおいて、操作
者が自ら移動することなく、手元で入力ペンの特定操作
１を行うだけで上記入力面上の所望位置を指し示すこと
ができ、入力面として極めて大型のディスプレイ装置を
用いる場合等におけるプレゼンテーションの円滑化に極
めて有用なものとなる。

【０１６５】また、本発明によれば、入力ペンにおける
特定操作２が認識された場合、この時の入力ペンの絶対
座標位置に対して、それ以後、上記位置算出を行わない
か若しくは算出位置を格納することを取り止めることに
より、入力ペンにて上記特定操作２が行われた位置を指
示位置として固定する機能を付加したため、手元の入力
ペンにおいて、上記特定操作２を行うことにより、それ
以後、当該入力ペンの指示位置を入力面上で固定でき、
例えば、上述したプレゼンテーションにおいて、目的と
するオブジェクトを固定的に指し示すといった運用に極
めて有用である。

【０１６６】また、本発明によれば、入力ペンにおける
特定操作３が認識された場合、上記特定操作１に対応す
る演算により算出若しくは格納されている座標値を
「０」にクリアする機能を付加したため、上記特定操作
１に伴い、相対座標位置と実際のスタイラスペンの位置
とが不一致となっている状態において、上記特定操作３
を行うことにより、相対座標位置と実際のスタイラスペ
ンの位置とを素早く一致させることができ、上記特定操
作１に依らない通常の絶対座標入力機能の運用を妨げる
ことのない相対座標入力機能を実現できる。

【０１６７】更に、本発明によれば、特定操作４とし
て、入力ペンの移動状態そのものを認識する手段を設
け、該特定操作４が認識された場合は、当該入力ペンの
移動条件に対応した演算処理を施すことにより、入力ペ
ンの移動に対応した相対座標入力を行う機能を付加した
ため、上記特定操作１を行う代わりに、入力ペン本体を
動かすことによって上記特定操作１と同様の相対座標入
力を行うことができ、上述したプレゼンテーションにお
いて、入力面として用いられる大型のディスプレイ装置
上で当該入力ペンの指示位置を更に効率的に移動可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるペン入力装置を適用した情報処
理装置の概略構成を示すブロック図。

【図２】図１に示した情報処理装置全体の概略構成を示
す図。

【図３】図１に示した情報処理装置の外観構造の一例を
示す斜視図。

【図４】図１に示した表示部の表示画面に対して所定の
位置関係で配設された２個の超音波受信素子とスタイラ
スペンによる指示位置の関係を示す図。

【図５】図１に示した超音波受信部の受信処理部の機能
構成を示すブロック図。

【図６】図５に示したスタイラスペンにおける基本クロ
ックと超音波送出タイミングとの関係を示すフローチャ
ート。

【図７】図５に示したカウンタによる超音波受信時間の
検出動作を示すタイミングチャート。

【図８】図１に示した情報処理装置で用いるスタイラス
ペンの外観構成図。

【図９】図１に示した情報処理装置で用いるスタイラス
ペンの内部回路構成を示すブロック図。

【図１０】図１に示した超音波受信部及び演算処理部の
機能構成を示すブロック図。

【図１１】図１に示した情報処理装置で用いるスタイラ
スペンの超音波送信タイミング制御を示すタイミングチ
ャート。

【図１２】図１０に示した受信タイミング制御部からの
出力データのデータ形式の一例を示す図。

【図１３】図１０に示した受信処理部におけるローカル
演算部の概略構成図。

【図１４】図１における表示画面５０上に想定される
Ｘ，Ｙ座標系を示す図。

【図１５】図１４における座標系上でのスタイラスペン
の特定操作に基づく相対座標入力の原理を説明するため
の図。

【図１６】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例１を示す図。

【図１７】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例２を示す図。

【図１８】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例３を示す図。

【図１９】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例４を示す図。

【図２０】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例５を示す図。

【図２１】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例６を示す図。

【図２２】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例７を示す図。

【図２３】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例８を示す図。

【図２４】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例９を示す図。

【図２５】スタイラスペンの特定操作に基づく相対座標
入力の具体例１０を示す図。

【図２６】スタイラスペン本体の移動に基づく相対座標
入力の開始時の状態図。

【図２７】スタイラスペン本体の移動に基づく相対座標
入力の完了時の状態図。

【図２８】図２７における相対座標入力の具体例を示す
図。

【図２９】図２８における相対座標入力後のカーソル移
動状態を示す図。

【図３０】表示部としてフロントプロジェクタディスプ
レイを用いた本発明の他の実施の形態を示す図。

【図３１】表示部としてＣＲＴディスプレイを有するデ
ィスクトップ型コンピュータを用いた本発明の更に他の
実施の形態を示す図。

【図３２】表示部としてＬＣＤディスプレイを有するノ
ート型コンピュータを用いた本発明の別の実施の形態を
示す図。

【符号の説明】

１…スタイラスペン、１１…送信タイミング制御部、１
２…シーケンサ、１３…オシレータ、１４…ボタン、１
４ａ…第１ボタン、１４ｂ…第２ボタン、１４ｃ…第３
ボタン、１４ｄ…第４ボタン、１４ｅ…第５ボタン、１
４ｆ…第６ボタン、１４ｇ…第７ボタン、１５…アンプ
部、１６…オペアンプ、１７…送出部、１８…超音波送
出器、３０…超音波受信部、３１…受信センサ部、３１
ａ，３１ｂ，３１ｃ…超音波受信素子、３２…受信処理
部、６０…アンプ部、６１…オペアンプ、７０…受信タ
イミング制御部、７１…カウンタ、レジスタ、７２…シ
ーケンサ、７３…オシレータ、７５…ローカル演算部、
７５１…ＣＰＵ、７５２…メモリ、３２１，３２２…カ
ウンタ、３２４…基本クロック生成回路、３２５，３２
６…受信時間保持回路、３３…通信部、３３１…ＳＣＣ
（シリアル通信制御部）、３３２…２３２Ｃドライバ、
３４…ペンホルダ、３５…同期回路、４０…演算処理
部、４１…通信部、４２…演算部、４３…判別部、４４
…表示制御部、５０…表示部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力ペンの２次元若しくは３次元の絶対
   座標を検出し、該絶対座標に基づき所定の入力領域にお
   ける前記入力ペンの指示位置の入力処理を行うペン入力
   装置において、 前記入力ペンにおける特定操作１を認識する第１の認識
   手段と、 前記特定操作１が認識された場合、該特定操作１に起因
   して既に算出された現在または過去の入力ペンの絶対座
   標に対し、予め前記特定操作１に対応付けられている演
   算式を用いて相対的な座標変換処理を施す座標変換手段
   と、 前記絶対座標に基づく前記入力ペンの指示位置の入力処
   理中、当該入力ペンで前記特定操作１が行われることに
   より、前記座標変換手段による演算結果を用いて前記入
   力処理を行う入力処理手段とを具備することを特徴とす
   るペン入力装置。
2. 【請求項２】 前記入力ペンの２次元または３次元の位
   置座標を保持する座標保持手段と、 前記入力ペンにおける特定操作２を認識する第２の認識
   手段と、 前記特定操作２が認識された場合、次々に算出される前
   記入力ペンの位置座標の前記座標保持手段への格納若し
   くは前記入力ペンの位置座標の算出を禁止する禁止手段
   とを具備することを特徴とする請求項１記載のペン入力
   装置。
3. 【請求項３】 前記入力ペンにおける特定操作３を認識
   する第３の認識手段と、 前記特定操作３が認識された場合、前記特定操作１に起
   因して前記座標変換手段により算出され若しくは前記座
   標保持手段に格納された位置座標を初期値「０」に戻す
   初期化手段を具備することを特徴とする請求項１または
   ２記載のペン入力装置。
4. 【請求項４】 前記特定操作１，２，３を前記入力ペン
   に実装されたそれぞれ対応するボタンのボタン操作とし
   たことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のペ
   ン入力装置。
5. 【請求項５】 入力ペンの２次元若しくは３次元の絶対
   座標を検出し、該絶対座標に基づき所定の入力領域にお
   ける前記入力ペンの指示位置の入力処理を行うペン入力
   装置において、 前記入力ペンの２次元または３次元の位置座標を保持す
   る座標保持手段と、 前記入力ペンにおける特定操作１を認識する第１の認識
   手段と、 前記特定操作１が認識された場合、該特定操作１に起因
   して既に算出された現在または過去の入力ペンの絶対座
   標に対し、予め前記特定操作１に対応付けられている演
   算式を用いて相対的な座標変換処理を施す座標変換手段
   と、 前記絶対座標に基づく前記入力ペンの指示位置の入力処
   理中、当該入力ペンで前記特定操作１が行われることに
   より、前記座標変換手段による演算結果を用いて前記入
   力処理を行う入力処理手段とを具備することを特徴とす
   るペン入力装置。
6. 【請求項６】 スタイラスペンにおける特定操作２を認
   識する第２の認識手段と、 前記特定操作２が認識された場合、次々に計測される前
   記入力ペンの位置座標の前記座標保持手段への格納若し
   くは前記入力ペンの位置座標の算出を禁止する禁止手段
   とを具備することを特徴とする請求項５記載のペン入力
   装置。
7. 【請求項７】 前記入力ペンにおける特定操作３を認識
   する第３の認識手段と、 前記特定操作３が認識された場合、前記特定操作１に起
   因して前記座標変換手段により算出され、前記座標保持
   手段に格納された位置座標を初期値「０」に戻す初期化
   手段を具備することを特徴とする請求項５または６記載
   のペン入力装置。
8. 【請求項８】 前記入力ペンにおける特定操作４を認識
   する第４の認識手段と、 前記特定操作４が認識されている間の前記入力ペンの移
   動座標及び移動時間を算出する移動条件算出手段と、 前記特定操作４を認識した時点の前記入力ペンの位置座
   標に対して、前記移動条件算出手段により算出された前
   記移動座標及び移動時間に予め対応付けられている演算
   を施すことにより移動条件対応相対座標を算出する相対
   座標算出手段と、 前記特定操作４を行った前記入力ペンに対し、前記移動
   条件対応相対座標に基づき指示位置の入力処理を行う移
   動条件対応入力処理手段とを具備することを特徴とする
   請求項５また７のいずれか記載のペン入力装置。
9. 【請求項９】 前記特定操作１，２，３，４を前記入力
   ペンに実装されたそれぞれ対応するボタンのボタン操作
   としたことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか記載
   のペン入力装置。
10. 【請求項１０】 入力ペンの２次元若しくは３次元の絶
    対座標を検出し、該絶対座標に基づき所定の入力領域に
    おける前記入力ペンの指示位置の入力処理を行うペン入
    力装置において、 前記入力ペンにおける特定操作を認識する特定操作認識
    手段と、 前記特定操作認識手段により前記入力ペンにおける第１
    の特定操作が認識されている間の前記入力ペンの移動座
    標及び移動時間を算出する移動条件算出手段と、 前記第１の特定操作を認識した時点の前記入力ペンの位
    置座標に対して、前記移動条件算出手段により算出され
    た前記移動座標及び移動時間に予め対応付けられている
    演算式を用いて相対的な座標変換処理を施す座標変換手
    段と、 前記絶対座標に基づく前記入力ペンの指示位置の入力処
    理中、当該入力ペンで前記第１の特定操作が行われるこ
    とにより、前記座標変換手段による演算結果を用いて前
    記入力処理を行う入力処理手段とを具備することを特徴
    とするペン入力装置。
11. 【請求項１１】 前記入力ペンの２次元または３次元の
    位置座標を保持する座標保持手段と、 前記特定操作認識手段により前記入力ペンにおける第２
    の特定操作が認識された場合、次々に計測される前記入
    力ペンの位置座標の前記座標保持手段への格納若しくは
    前記入力ペンの位置座標の算出を禁止する禁止手段とを
    具備することを特徴とする請求項１０記載のペン入力装
    置。