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図面 (18)

課題

位置検出処理軌跡表示処理をシーケンシャルに行う表示処理装置において、位置検出の精度と表示の追従性に関して優先度可変にすることで、快適なペン入力が可能な表示処理装置を提供することを目的とする。

解決手段

ペン入力部3で入力時の速度に基づいて、位置検出処理と軌跡表示処理の配分を可変にする表示処理手段と、ペン入力部3で入力された位置がなす角度に基づいて、位置検出処理と軌跡表示処理部の配分を可変にする表示処理手段を備える。

概要

背景

位置検出処理軌跡表示処理を同時に処理できない従来の表示処理装置として、ペン入力一体型液晶表示装置について説明する。この装置は、ペン入力の位置検出を液晶表示装置の表示用電極を兼用して、位置検出と表示を交互に処理する。ここでは、単純マトリクス型の液晶表示装置を表示部として、位置検出を行う方式について説明する。

まず、単純マトリクス型の液晶表示装置について説明する。図13(a)は従来の単純マトリクス型の液晶表示装置の正面図、図13(b)は同単純マトリクス型の液晶表示装置での表示用走査パルスの例図、図14(a)は同静電結合方式によるペン入力の正面図、図14(b)は同静電結合方式によるペン入力の側面図、図15は同単純マトリクス型の液晶表示装置での表示とペン入力の時系列図、図16(a)は同ペン入力軌跡の例図、図16(b)は同単純マトリクス型の液晶表示装置での表示状態を示す図、図17(a)は同位検出処理で検出された位置を示す図、図17(b)は同表示処理優先したときの位置検出処理で検出された位置を示す図である。

この表示装置は図13の(a)のように、複数の走査電極信号電極が交互に配置されており、これらの電極の間に液晶が挟み込まれている。走査電極と信号電極が重なりあった各四角い部分が1画素となり、その画素内にある液晶素子の方向を制御し、光の透過率を変化させて画素に階調を与えることで、任意の画像を表現することが可能になる。液晶素子の方向を制御するためには、液晶素子が任意の方向に応答するようなパルスを走査電極と信号電極に印加する。

液晶(ここでは強誘電性液晶を用いる)は2つの安定した状態を保ち、ある電圧が一定の時間印加されると、反転してそのまま状態を保持するという特性を有する。そのため指定画素以外には、反応しない電圧が印加されなければならない。また、液晶の一般的な性質として、画素に直流電圧が長期に渡って印加されると電気分解を起こし、その画素の表示品位劣化してしまう恐れがあるために、液晶にはプラスマイナス0の電位状態にあるように工夫しなければならない。

そのため、液晶を応答させるパルスは、1/4バイアス方式のような工夫をしなくてはいけない。その応答パルスの例を図13(b)に示す。

この表示装置を用いてペン入力を一体化するためには、表示処理を行わない期間を設け、表示で用いる電極を位置検出にも兼用する必要がある。そのために、ここでは静電結合方式を用いた位置検出を行う。これは、ペン先が走査電極と信号電極のどの位置にあるのかを検出することで位置を求める。

走査電極の位置を調べる場合には、Y1からYNまで、時間tづつずらして1本づつ順次に一定のパルスを印加していく。しかし、このパルスは液晶が反応しないレベルにしなければならない。このときに時間t毎にサンプリングをして、図14(b)のようにペン先で結合容量を取得する。

従って、結合容量が最も大きい場合が、最もペン先に近い電極にパルスが印加された時間となり、この時間と走査電極の番号と関連させておけば、ペン先のある電極が求められる。続いて信号電極も同様の処理を行えば、二次元の位置データを取得することができる。

このようなペン入力一体型の液晶表示装置の表示処理と位置検出処理の時間的流れを図15に示す。図15からもわかるように、位置検出と表示処理は同時には進行できない。

また、単純マトリクス方式では一回の処理で1画素分しか制御できないために、表示処理では一度に任意の画像を表現することはでず、表示に要する時間は画素数に比例する。更に、静電結合方式を用いた位置検出では、各電極に時間をずらして、応答パルスを印加させるために、一回の検出に時間を要する。

従ってこのペン入力一体型の液晶表示装置で、図16(a)の軌跡をペン入力した場合、ペン入力された位置データは、図17(a)のような不連続な点の集合となってしまう。そのため、この不連続な位置データを繋ぎあわせて表示処理でペン入力の軌跡を再生する必要があり、曲線等による軌跡再現処理が行われる。

この処理では、位置データから連続した軌跡のデータになるような計算処理がなされ表示データとして作成され、この表示データに基づき表示処理で図16(b)の軌跡を表示する。

しかしながら前述に示したように、この表示装置は一回の処理で1画素分しか表示はできない。従って、未表示の表示データをすべて表示した後に、位置検出処理を行うと前回検出した時間差が大きくなり、同じ軌跡を入力しても図17(b)のように位置データ間が大きく開いてしまい、軌跡を正確に再現できなくなる可能性が生じてしまう。

そのため、あらかじめ表示処理期間で表示するデータ数を固定にして、一定時間後には位置検出を必ず行うようにして、位置検出の精度を確保する方式がある。しかしながら、表示するデータ数を少なくすれば位置精度も向上するが、結局は位置検出処理を優先させているために、表示処理を行う時間が少なくなってしまう。つまりは、表示する画素数が実際の軌跡を再現する画素数より、大幅に少なくなるために、表示された軌跡が実際のペン先の位置に追いつかないという状態になってしまっていた。

概要

位置検出処理と軌跡表示処理をシーケンシャルに行う表示処理装置において、位置検出の精度と表示の追従性に関して優先度可変にすることで、快適なペン入力が可能な表示処理装置を提供することを目的とする。

ペン入力部3で入力時の速度に基づいて、位置検出処理と軌跡表示処理の配分を可変にする表示処理手段と、ペン入力部3で入力された位置がなす角度に基づいて、位置検出処理と軌跡表示処理部の配分を可変にする表示処理手段を備える。

目的

そこで本発明は、位置検出処理と軌跡表示処理をシーケンシャルに行う表示処理装置において、位置検出の精度と表示の追従性に関して優先度を可変にすることで、快適なペン入力が可能な表示処理装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

入力部の盤面にペン等の入力機器手書き入力された軌跡サンプリングして位置データとして取得する位置検出処理部と、その位置データから表示用の連続した入力軌跡にする軌跡再現処理部と、この入力軌跡を表示部に表示する軌跡表示処理部を有し、位置検出処理と軌跡表示処理をシーケンシャルに行うことを特徴とする表示処理装置

請求項2

ペン等の入力機器で入力時の速度に基づいて、位置検出処理と軌跡表示処理部の配分を可変にすることを特徴とする請求項1記載の表示処理装置。

請求項3

ペン等の入力機器で入力された位置がなす角度に基づいて、位置検出処理と軌跡表示処理部の配分を可変にすることを特徴とする請求項1記載の表示処理装置。

技術分野

0001

本発明は、電子手書き入力において、位置検出処理軌跡表示処理を同時に処理できない装置を用いた場合に、位置検出精度並びに表示の追従性を向上させ、快適な操作性を実現できる表示処理装置に関するものである。

背景技術

0002

位置検出処理と軌跡表示処理を同時に処理できない従来の表示処理装置として、ペン入力一体型液晶表示装置について説明する。この装置は、ペン入力の位置検出を液晶表示装置の表示用電極を兼用して、位置検出と表示を交互に処理する。ここでは、単純マトリクス型の液晶表示装置を表示部として、位置検出を行う方式について説明する。

0003

まず、単純マトリクス型の液晶表示装置について説明する。図13(a)は従来の単純マトリクス型の液晶表示装置の正面図、図13(b)は同単純マトリクス型の液晶表示装置での表示用走査パルスの例図、図14(a)は同静電結合方式によるペン入力の正面図、図14(b)は同静電結合方式によるペン入力の側面図、図15は同単純マトリクス型の液晶表示装置での表示とペン入力の時系列図、図16(a)は同ペン入力軌跡の例図、図16(b)は同単純マトリクス型の液晶表示装置での表示状態を示す図、図17(a)は同位検出処理で検出された位置を示す図、図17(b)は同表示処理優先したときの位置検出処理で検出された位置を示す図である。

0004

この表示装置図13の(a)のように、複数の走査電極信号電極が交互に配置されており、これらの電極の間に液晶が挟み込まれている。走査電極と信号電極が重なりあった各四角い部分が1画素となり、その画素内にある液晶素子の方向を制御し、光の透過率を変化させて画素に階調を与えることで、任意の画像を表現することが可能になる。液晶素子の方向を制御するためには、液晶素子が任意の方向に応答するようなパルスを走査電極と信号電極に印加する。

0005

液晶(ここでは強誘電性液晶を用いる)は2つの安定した状態を保ち、ある電圧が一定の時間印加されると、反転してそのまま状態を保持するという特性を有する。そのため指定画素以外には、反応しない電圧が印加されなければならない。また、液晶の一般的な性質として、画素に直流電圧が長期に渡って印加されると電気分解を起こし、その画素の表示品位劣化してしまう恐れがあるために、液晶にはプラスマイナス0の電位状態にあるように工夫しなければならない。

0006

そのため、液晶を応答させるパルスは、1/4バイアス方式のような工夫をしなくてはいけない。その応答パルスの例を図13(b)に示す。

0007

この表示装置を用いてペン入力を一体化するためには、表示処理を行わない期間を設け、表示で用いる電極を位置検出にも兼用する必要がある。そのために、ここでは静電結合方式を用いた位置検出を行う。これは、ペン先が走査電極と信号電極のどの位置にあるのかを検出することで位置を求める。

0008

走査電極の位置を調べる場合には、Y1からYNまで、時間tづつずらして1本づつ順次に一定のパルスを印加していく。しかし、このパルスは液晶が反応しないレベルにしなければならない。このときに時間t毎にサンプリングをして、図14(b)のようにペン先で結合容量を取得する。

0009

従って、結合容量が最も大きい場合が、最もペン先に近い電極にパルスが印加された時間となり、この時間と走査電極の番号と関連させておけば、ペン先のある電極が求められる。続いて信号電極も同様の処理を行えば、二次元の位置データを取得することができる。

0010

このようなペン入力一体型の液晶表示装置の表示処理と位置検出処理の時間的流れを図15に示す。図15からもわかるように、位置検出と表示処理は同時には進行できない。

0011

また、単純マトリクス方式では一回の処理で1画素分しか制御できないために、表示処理では一度に任意の画像を表現することはでず、表示に要する時間は画素数に比例する。更に、静電結合方式を用いた位置検出では、各電極に時間をずらして、応答パルスを印加させるために、一回の検出に時間を要する。

0012

従ってこのペン入力一体型の液晶表示装置で、図16(a)の軌跡をペン入力した場合、ペン入力された位置データは、図17(a)のような不連続な点の集合となってしまう。そのため、この不連続な位置データを繋ぎあわせて表示処理でペン入力の軌跡を再生する必要があり、曲線等による軌跡再現処理が行われる。

0013

この処理では、位置データから連続した軌跡のデータになるような計算処理がなされ表示データとして作成され、この表示データに基づき表示処理で図16(b)の軌跡を表示する。

0014

しかしながら前述に示したように、この表示装置は一回の処理で1画素分しか表示はできない。従って、未表示の表示データをすべて表示した後に、位置検出処理を行うと前回検出した時間差が大きくなり、同じ軌跡を入力しても図17(b)のように位置データ間が大きく開いてしまい、軌跡を正確に再現できなくなる可能性が生じてしまう。

0015

そのため、あらかじめ表示処理期間で表示するデータ数を固定にして、一定時間後には位置検出を必ず行うようにして、位置検出の精度を確保する方式がある。しかしながら、表示するデータ数を少なくすれば位置精度も向上するが、結局は位置検出処理を優先させているために、表示処理を行う時間が少なくなってしまう。つまりは、表示する画素数が実際の軌跡を再現する画素数より、大幅に少なくなるために、表示された軌跡が実際のペン先の位置に追いつかないという状態になってしまっていた。

発明が解決しようとする課題

0016

位置検出処理と表示処理をシーケンシャルに行う装置では、位置検出と表示処理の時間配分の決定が、電子手書きペン入力における位置検出精度と表示の追従性という2つの背反する性能に大きく影響し、感性の異なるユーザーに対して個々が満足することができるペン入力の操作性を実現するのは大変困難である。

0017

そのため、これらの2つの性能を共に向上させる位置検出と表示処理の時間配分を決定する手段の必要性がある。

0018

そこで本発明は、位置検出処理と軌跡表示処理をシーケンシャルに行う表示処理装置において、位置検出の精度と表示の追従性に関して優先度可変にすることで、快適なペン入力が可能な表示処理装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0019

本発明は、入力部の盤面にペン等の入力機器手書き入力された軌跡をサンプリングして位置データとして取得する位置検出処理部と、その位置データから表示用の連続した入力軌跡にする軌跡再現処理部と、この入力軌跡を表示部に表示する軌跡表示処理部を有し、位置検出処理と軌跡表示処理をシーケンシャルに行うようにした。

0020

この構成により、位置検出処理と軌跡表示処理をシーケンシャルに行う表示処理装置において、位置検出の精度と表示の追従性に関して優先度を可変にすることで、快適なペン入力が可能な表示処理装置を実現できる。

発明を実施するための最良の形態

0021

請求項1の発明は、入力部の盤面にペン等の入力機器で手書き入力された軌跡をサンプリングして位置データとして取得する位置検出処理部と、その位置データから表示用の連続した入力軌跡にする軌跡再現処理部と、この入力軌跡を表示部に表示する軌跡表示処理部を有し、位置検出処理と軌跡表示処理をシーケンシャルに行うようにした。

0022

請求項2は、請求項1の発明において、ペン等の入力機器で入力時の速度に基づいて、位置検出処理と軌跡表示処理部の配分を可変にした。

0023

請求項3は、請求項1の発明において、ペン等の入力機器で入力された位置がなす角度に基づいて、位置検出処理と軌跡表示処理部の配分を可変にした。上記構成により、位置検出処理と軌跡表示処理をシーケンシャルに行う表示処理装置において、位置検出の精度と表示の追従性に関して優先度を可変にすることで、快適なペン入力が可能な表示処理装置を実現できる。

0024

(実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1における液晶表示装置のブロック図、図2は同液晶表示装置の動作を示すフローチャート図3は同液晶表示装置の表示座標系並びにペン入力軌跡の例図、図4は同位置データ・リスト図5は同表示データ・リスト、図6(a)は同位置検出処理で検出された位置を示す図、図6(b)は同表示状態を示す図である。

0025

図1において、1は位置検出処理、軌跡再現処理、軌跡表示処理等の一連の処理を行う中央処理部である。2は単純マトリクッス型の液晶表示部である。3はペン入力部である。4は各種データを格納する主記憶部である。5は信号電極にパルスを印加する信号電極制御部である。6は走査電極にパルスを印加する走査電極制御部である。次に図2のフローチャート図を用いてその処理過程を説明する。

0026

まずペン入力の開始をチェックする(ステップS1)。ペン入力部はペン先がスイッチとなっているため、ペン先が盤面にある力で押された場合にスイッチがオンとなり、ペン入力が開始されるものと判断できるようなしくみである。スイッチがオフの場合は、オンになるまで、このステップを繰り返す。

0027

次に、ペン入力開始に伴い各種処理に必要なパラメータ初期化を行う(ステップS2)。

0028

位置検出を行った回数カウントする位置検出番号RNUMと、表示する軌跡の画素数をカウントする表示画素数LNUMと、表示された画素数をカウントする表示済み画素数DNUMと、軌跡表示処理を繰り返した回数をカウントする表示処理回数CNUMをそれぞれ0に初期化する。ここでは軌跡表示処理の繰り返し回数最大値CMAXを3に設定しておく。また、位置データを格納しておく位置データ・リスト(図4)と表示データを格納しておく表示データ・リスト(図5)の中身クリアしておく。

0029

次にペン先の位置を検出する(ステップS3)。前述で説明した静電結合方式により位置を検出する。ペン入力された軌跡は、図3のような表示用の座標系マッピングされる。従って検出した位置は左下を原点とした二次元の表示用座標系の点Riとして取得し、X座標Xiと、Y座標Yiと、処理時の位置検出番号RNUMの値iを位置データ・リストに図4フォーマット先頭から登録する。登録後には、位置検出番号RNUMの値を1つカウント・アップする。

0030

続いて位置検出された点は図6(a)のように連続ではないために、その点と点とを画素で埋めることで連続した軌跡になるように軌跡再現処理を行う(ステップS4)。ここでは点と点を直線で結んで表示用の軌跡を再現する。

0031

現位置検出番号RNUMがiの場合、位置データ・リストからi番目前位検出番号であるi−1番目の点Ri、点Ri−1の位置データを取得する。もし位置検出番号RNUMの値が1ならば、位置データ・リストには点が1つしか存在しないので、軌跡再現処理を行う必要がないため次のステップS5へ移行する。

0032

これらの2つの点とを通る直線上に存在し、かつこの2つの点の間にある画素を求め、その画素F1からFJの座標値を取得する。入力された軌跡は、検出点Ri−1、F1からFj、Riという順番である。表示されるイメージ図6(b)のようになる。

0033

また前検出点Ri−1はF0の画素として座標値をそのまま流用し、入力軌跡を構成する画素F0からFjを表示データ・リストに図5のフォーマットで1データ毎リストの先頭から順番に登録する。このとき、座標値と表示する画素をカウントする表示画素数LNUMの値を共に登録する。1データを登録するたびに表示画素数LNUMをカウント・アップさせる。

0034

次に前ステップで登録された表示データ・リストに基づいて液晶表示部に表示を行う軌跡表示処理を行う(ステップS5)。まず表示データ・リストの先頭に登録されている画素データ取得する。このとき表示データ・リストの先頭にあるデータを削除し、それ以降であるデータを先頭にシフトさせておく。これは軌跡表示処理で常に表示データ・リストの先頭のみを取得するだけでよいようにするためである。

0035

取得したデータ、つまり座標から信号電極制御部と走査電極制御部用制御用データとしてセットし、制御用コマンド発行することで、液晶表示部の指定した個所の画素を表示させる。このとき軌跡表示処理を行った回数である表示処理回数CNUMと表示を行った画素数をカウントしておく表示済み画素数DNUMを1つずつカウント・アップさせる。

0036

次に、位置検出と軌跡表示処理の時間配分を調整するが、その配調整に位置検出1回に対する軌跡表示処理の回数で調整する(ステップS6)。つまり、軌跡表示処理の回数を固定にしてペン入力中の位置検出回数を一定数にして、位置検出精度を確保するものである。ここでは軌跡表示処理の回数を位置検出1回に対し3回にする。そのため指定した回数を処理したか否かを表示処理回数CNUMの値をチェックすればよい。

0037

軌跡表示処理を行ったときに表示処理回数CNUMが1つカウント・アップされるので、この値が指定した回数(ここでは3回)であるかをチェックし、もし指定数未満であれば再度ステップS5の軌跡表示処理を行う。もし表示処理回数CNUMが指定数であれば、次のステップS7へ移行する。

0038

またこのとき、表示処理回数CNUMの値は0に初期化される。

0039

つづいてペン入力部のスイッチをチェックする(ステップS7)。もし、スイッチがオンであればペン先はまだ盤面に触れているので、ステップS3の位置検出処理へと移行する。スイッチがオフであれば、ペン入力が終了していると次のステップS8に移行する。

0040

ペン入力が終了しても、表示データ・リストには表示されていない画素が残っている可能性がある。そのため、ここではステップS5同様に軌跡表示処理を行う(ステップS8)。

0041

表示データ・リストの中身をすべて表示してしまうために、ここでは軌跡表示処理をする必要性があるか否かをチェックする(ステップS9)。その方法として表示済み画素数DNUMと表示画素数LNUMの値を比較する。両値が同じであれば画素を表示が行われたことになるため、ペン入力の処理を終了する。もし、同じでなければ再度軌跡表示処理を行う。

0042

以上の方式により、位置検出回数を確保することが可能になる。しかしながらその反面ペン先に表示が追いつかないという問題が生じる。この表示の追従性問題は、電子手書きペン入力の性能に大きく影響し、使用者にとって不快感使いづらさを与えてしまう。

0043

使用者は人であり、ペン入力という基本的な入力手法であるために、その分通常の紙と鉛筆との比較が行われるために、細かな違いでも人に不快感を与える。

0044

その違いは位置検出の精度と表示の追従性という大きく2つが影響するものと考えられる、上記の表示処理装置ではこれらの2つを共に向上させることはできない。

0045

そこで、これらの2つの性質を場合によって1つを向上させ、残りを劣化させるようにその時々シーンに応じて優先度を可変にすることで、この問題を解決する手段を以下の実施の形態にて説明する。

0046

(実施の形態2)図7は本発明の実施の形態2における液晶表示装置の動作を示すフローチャート、図8は同位置データ・リスト、図9は同ペン入力対応テーブル図である。ペン入力速度は常に一定ではないために、速度が速い場合や、遅い場合で人に影響する位置検出の精度と表示の追従性は変わると考えられる。

0047

例えば、おおざっぱに大きな図形を書くときは、入力速度が速く表示された線が本来の入力軌跡とは違っていてもさほど使用感には影響しない等。そこで、このペン入力速度に応じて2つの性質の優先度を変更するような本発明の実施の形態を図2のフローチャートを用いてその処理過程を説明する。

0048

まずペン入力の開始をチェックする(ステップS11)。ペン入力部はペン先がスイッチとなっているため、ペン先が盤面にある力で押された場合にスイッチがオンとなり、ペン入力が開始されるものと判断できるようなしくみである。スイッチがオフの場合は、オンになるまで、このステップを繰り返す。

0049

次に、ペン入力開始に伴い各種処理に必要なパラメータの初期化を行う(ステップS12)。

0050

位置検出を行った回数をカウントする位置検出番号RNUMと、表示する軌跡の画素数をカウントする表示画素数LNUMと、表示された画素数をカウントする表示済み画素数DNUMと、軌跡表示処理を繰り返した回数をカウントする表示処理回数CNUMをそれぞれ0に初期化する。ここでは軌跡表示処理の繰り返し回数の最大値CMAXを3に設定しておく。

0051

また、位置データを格納しておく速度対応位置データ・リスト(図8)と表示データを格納しておく表示データ・リスト(図5)の中身をクリアしておく。更にペン入力開始からの時間を1(msec)単位でカウントするタイマーカウンターTNUMを0にセットして、カウントを開始する。

0052

次にペン先の位置を検出する(ステップS13)。前述で説明した静電結合方式により位置を検出する。ペン入力された軌跡は、図3のような表示用の座標系にマッピングされる。従って検出した位置は左下を原点とした二次元の表示用座標系の点Riとして取得し、X座標Xiと、Y座標Yiと、処理時の位置検出番号RNUMの値iと、タイマー・カウンターTNUMの値Tiを速度対応位置データ・リストに図13のフォーマットで先頭から登録する。登録後には、位置検出番号RNUMの値を1つカウント・アップする。

0053

次に、ペン入力時の速度を計算する(ステップS14)。現位置検出番号RNUMがiの場合、位置データ・リストからi番目と前位置検出番号であるi−1番目の点Ri、点Ri−1の位置データ並びに、タイマー・カウンター値Ti、Ti−1を取得する。もし位置検出番号RNUMの値が1ならば、位置データ・リストには点が1つしか存在しないので、次のステップS15へ移行する。

0054

まず点Ri、点Ri−1の間の距離を算出する。続いてタイマー・カウンター値Ti、Ti−1の差を算出する。この差は、2回の位置検出処理間に要した時間である。これらの算出した値より、点Ri−1から点Riまでの入力速度Viは容易に求めることができる。1画素は1mm×1mmとすると入力速度Viの単位はmm/msecとなる。

0055

続いて位置検出された点は図6(a)のように連続ではないために、その点と点とを画素で埋めることで連続した軌跡になるように軌跡再現処理を行う(ステップS15)。ここでは点と点を直線で結んで表示用の軌跡を再現する。現位置検出番号RNUMがiの場合、位置データ・リストからi番目と前位置検出番号であるi−1番目の点Ri、点Ri−1の位置データを取得する。もし位置検出番号RNUMの値が1ならば、位置データ・リストには点が1つしか存在しないので、軌跡再現処理を行う必要がないため次のステップS16へ移行する。これらの2つの点とを通る直線上に存在し、かつこの2つの点の間にある画素を求め、その画素F1からFJの座標値を取得する。

0056

入力された軌跡は、検出点Ri−1、F1からFj、Riという順番である。

0057

表示されるイメージは図6(b)のようになる。また前検出点Ri−1はF0の画素として座標値をそのまま流用し、入力軌跡を構成する画素F0からFjを表示データ・リストに図5のフォーマットで1データ毎リストの先頭から順番に登録する。このとき、座標値と表示する画素をカウントする表示画素数LNUMの値を共に登録する。1データを登録するたびに表示画素数LNUMをカウント・アップさせる。

0058

次にペン入力の速度に応じて、位置検出と軌跡表示処理の時間配分を変更するためのペン入力速度対応処理を行う(ステップS16)。つまりは、ペン入力速度が速い場合と遅い場合に位置検出と軌跡表示のどちらを優先させるかを判定する処理である。その時間配分を変更するための手段として、ここでは軌跡表示処理の繰り返し回数をペン入力速度に応じた回数を設定する。そのためには、ペン入力速度と繰り返し回数の2つのパラメータとの相関関係を求める必要がある。ここでの相関関係とは使用者にとって、位置検出の精度並びに表示の追従性が最も良い場合の組合せを言う。

0059

しかしながら、使用者にペン入力速度を意図した速度で書いてもらって最適な繰り返し回数を求めるのは大変困難であるため、ニューラルネットワークなどの手法により求めるのが効率的である。ここでは説明上簡略化するために、ペン入力速度が速い場合には、位置検出精度を上げるために繰り返し回数を増やすようなペン入力速度対応テーブル(図9)を作成し、このテーブルをそのときのペン入力速度に応じた繰り返し回数を参照し、軌跡表示処理の繰り返し回数の最大値CMAXにその値を設定するようにする。

0060

次にステップS15で登録された表示データ・リストに基づいて液晶表示部に表示を行う軌跡表示処理を行う(ステップS17)。まず表示データ・リストの先頭に登録されている画素データ取得する。このとき表示データ・リストの先頭にあるデータを削除し、それ以降であるデータを先頭にシフトさせておく。これは軌跡表示処理で常に表示データ・リストの先頭のみを取得するだけでよいようにするためである。

0061

取得したデータ、つまり座標から信号電極制御部と走査電極制御部用の制御用データとしてセットし、制御用コマンドを発行することで、液晶表示部の指定した個所の画素を表示させる。このとき軌跡表示処理を行った回数である表示処理回数CNUMと表示を行った画素数をカウントしておく表示済み画素数DNUMを1つずつカウント・アップさせる。

0062

次に、軌跡表示処理の回数を位置検出1回に対しステップS6で設定した繰り返し回数の最大値CMAXまでを繰り返すように制御する(ステップS18)。そのため指定した回数を処理したか否かを表示処理回数CNUMの値をチェックすればよい。

0063

軌跡表示処理を行ったときに表示処理回数CNUMが1つカウント・アップされるので、この値が繰り返し回数の最大値CMAXであるかをチェックし、もし未満であれば再度ステップS17の軌跡表示処理を行う。もし表示処理回数CNUMが繰り返し回数の最大値CMAXであれば、次のステップS19へ移行する。またこのとき、表示処理回数CNUMの値は0に初期化される。

0064

つづいてペン入力部のスイッチをチェックする(ステップS19)。もし、スイッチがオンであればペン先はまだ盤面に触れているので、ステップS13の位置検出処理へと移行する。スイッチがオフであれば、ペン入力が終了していると次のステップS20に移行する。

0065

ペン入力が終了しても、表示データ・リストには表示されていない画素が残っている可能性がある。そのため、ここではステップS17同様に軌跡表示処理を行う(ステップS20)。

0066

表示データ・リストの中身をすべて表示してしまうために、ここでは軌跡表示処理をする必要性があるか否かをチェックする(ステップS21)。その方法として表示済み画素数DNUMと表示画素数LNUMの値を比較する。両値が同じであれば画素を表示が行われたことになるため、ペン入力の処理を終了する。もし、同じでなければ再度軌跡表示処理を行う。

0067

以上の方式により、ペン入力速度に応じて位置検出と軌跡表示処理の時間的配分を可変することで、位置検出の精度と表示追従性という背反する性質を使用者が満足するような優先度をペン入力速度に応じて変更することが可能になる。

0068

(実施の形態3)図10は本発明の実施の形態3における液晶表示装置の動作を示すフローチャート、図11(a)は同位置のなす角度の説明図、図11(b)は同判定基準となる位置のなす角度の範囲例図、図12は同位置角度対応テーブル図である。

0069

人がペンを手で持って入力するときは、書いている方向によって、人に影響する位置検出の精度と表示の追従性は変わると考えられる。例えば、右ききの人が左方向にペンを動かすと手がペン先を隠すことになり、表示が追いついていなくてもさほど使用感には影響しない等。そこで、このペン入力の角度つまり検出された位置のなす角度に応じて2つの性質の優先度を変更するような本発明の実施の形態を図10のフローチャート図を用いてその処理過程を説明する。

0070

まずペン入力の開始をチェックする(ステップS31)。ペン入力部はペン先がスイッチとなっているため、ペン先が盤面にある力で押された場合にスイッチがオンとなり、ペン入力が開始されるものと判断できるようなしくみである。スイッチがオフの場合は、オンになるまで、このステップを繰り返す。

0071

次に、ペン入力開始に伴い各種処理に必要なパラメータの初期化を行う(ステップS32)。

0072

位置検出を行った回数をカウントする位置検出番号RNUMと、表示する軌跡の画素数をカウントする表示画素数LNUMと、表示された画素数をカウントする表示済み画素数DNUMと、軌跡表示処理を繰り返した回数をカウントする表示処理回数CNUMをそれぞれ0に初期化する。ここでは軌跡表示処理の繰り返し回数の最大値CMAXを3に設定しておく。また、位置データを格納しておく位置データ・リスト(図4)と表示データを格納しておく表示データ・リスト(図5)の中身をクリアしておく。

0073

次にペン先の位置を検出する(ステップS33)。前述で説明した静電結合方式により位置を検出する。ペン入力された軌跡は、図3のような表示用の座標系にマッピングされる。従って検出した位置は左下を原点とした二次元の表示用座標系の点Riとして取得し、X座標Xiと、Y座標Yiと、処理時の位置検出番号RNUMの値iと、タイマー・カウンターTNUMの値Tiを位置データ・リストに図4のフォーマットで先頭から登録する。登録後には、位置検出番号RNUMの値を1つカウント・アップする。

0074

次に、検出された位置のなす角度を計算する(ステップS34)。現位置検出番号RNUMがiの場合、位置データ・リストからi番目と前位置検出番号であるi−1番目の点Ri、点Ri−1の位置データを取得する。もし位置検出番号RNUMの値が1ならば、位置データ・リストには点が1つしか存在しないので、次のステップS35へ移行する。角度を求める方法は、点Ri−1を原点として、点Riへを結んだ直線が、図11(a)の水平線となす角度である位置角度Aiを算出する。

0075

続いて位置検出された点は図6(a)のように連続ではないために、その点と点とを画素で埋めることで連続した軌跡になるように軌跡再現処理を行う(ステップS35)。ここでは点と点を直線で結んで表示用の軌跡を再現する。現位置検出番号RNUMがiの場合、位置データ・リストからi番目と前位置検出番号であるi−1番目の点Ri、点Ri−1の位置データを取得する。

0076

もし位置検出番号RNUMの値が1ならば、位置データ・リストには点が1つしか存在しないので、軌跡再現処理を行う必要がないため次のステップS36へ移行する。これらの2つの点とを通る直線上に存在し、かつこの2つの点の間にある画素を求め、その画素F1からFJの座標値を取得する。入力された軌跡は、検出点Ri−1、F1からFj、Riという順番である。

0077

表示されるイメージは図6(b)のようになる。

0078

また前検出点Ri−1はF0の画素として座標値をそのまま流用し、入力軌跡を構成する画素F0からFjを表示データ・リストに図5のフォーマットで1データ毎リストの先頭から順番に登録する。このとき、座標値と表示する画素をカウントする表示画素数LNUMの値を共に登録する。1データを登録するたびに表示画素数LNUMをカウント・アップさせる。

0079

次に検出された位置のなす角度に応じて、位置検出と軌跡表示処理の時間配分を変更するための位置角度対応処理を行う(ステップS36)。つまりは、位置のなす角度に応じて位置検出と軌跡表示のどちらを優先させるかを判定する処理である。その時間配分を変更するための手段として、ここでは軌跡表示処理の繰り返し回数をペン入力速度に応じた回数を設定する。そのためには、位置のなす角度と繰り返し回数の2つのパラメータとの相関関係を求める必要がある。ここでの相関関係とは使用者にとって、位置検出の精度並びに表示の追従性が最も良い場合の組合せを言う。

0080

しかしながら、使用者に位置のなす角度を意図した速度で書いてもらって最適な繰り返し回数を求めるのは大変困難であるため、ニューラル・ネットワークなどの手法により求めるのが効率的である。ここでは説明上簡略化するために、位置のなす角度が図11(b)のような範囲である場合はペン入力中の表示に関して影響がないものと考え、表示の追従性の優先度を下げ、位置検出精度を上げるために繰り返し回数を増やすような位置角度対応テーブル(図12)を作成し、このテーブルをそのときの位置のなす角度に応じた繰り返し回数を参照し、軌跡表示処理の繰り返し回数の最大値CMAXにその値を設定するようにする。

0081

次にステップS35で登録された表示データ・リストに基づいて液晶表示部に表示を行う軌跡表示処理を行う(ステップS37)。まず表示データ・リストの先頭に登録されている画素データ取得する。このとき表示データ・リストの先頭にあるデータを削除し、それ以降であるデータを先頭にシフトさせておく。これは軌跡表示処理で常に表示データ・リストの先頭のみを取得するだけでよいようにするためである。

0082

取得したデータ、つまり座標から信号電極制御部と走査電極制御部用の制御用データとしてセットし、制御用コマンドを発行することで、液晶表示部の指定した個所の画素を表示させる。このとき軌跡表示処理を行った回数である表示処理回数CNUMと表示を行った画素数をカウントしておく表示済み画素数DNUMを1つずつカウント・アップさせる。

0083

次に、軌跡表示処理の回数を位置検出1回に対しステップS6で設定した繰り返し回数の最大値CMAXまでを繰り返すように制御する(ステップS38)。そのため指定した回数を処理したか否かを表示処理回数CNUMの値をチェックすればよい。

0084

軌跡表示処理を行ったときに表示処理回数CNUMが1つカウント・アップされるので、この値が繰り返し回数の最大値CMAXであるかをチェックし、もし未満であれば再度ステップS37の軌跡表示処理を行う。もし表示処理回数CNUMが繰り返し回数の最大値CMAXであれば、次のステップS39へ移行する。またこのとき、表示処理回数CNUMの値は0に初期化される。

0085

つづいてペン入力部のスイッチをチェックする(ステップS39)。もし、スイッチがオンであればペン先はまだ盤面に触れているので、ステップS33の位置検出処理へと移行する。スイッチがオフであれば、ペン入力が終了していると次のステップS40に移行する。

0086

ペン入力が終了しても、表示データ・リストには表示されていない画素が残っている可能性がある。そのため、ここではステップS37同様に軌跡表示処理を行う(ステップS40)。

0087

表示データ・リストの中身をすべて表示してしまうために、ここでは軌跡表示処理をする必要性があるか否かをチェックする(ステップS41)。その方法として表示済み画素数DNUMと表示画素数LNUMの値を比較する。両値が同じであれば画素を表示が行われたことになるため、ペン入力の処理を終了する。もし、同じでなければ再度軌跡表示処理を行う。

0088

以上の方式により、位置検出角度に応じて位置検出と軌跡表示処理の時間的配分を可変することで、位置検出の精度と表示追従性という背反する性質を使用者が満足するような優先度をペン入力速度に応じて変更することが可能になる。

発明の効果

0089

以上説明したように本発明によれば、位置検出の精度と表示の追従性という2つの背反する性質のものを、優先度を可変にすることでユーザーの不快さを軽減し、使い勝手を向上するペン入力機能を提供することができる。

図面の簡単な説明

0090

図1本発明の実施の形態1における液晶表示装置のブロック図
図2本発明の実施の形態1における液晶表示装置の動作を示すフローチャート
図3本発明の実施の形態1における液晶表示装置の表示座標系並びにペン入力軌跡の例図
図4本発明の実施の形態1における位置データ・リストを示す図
図5本発明の実施の形態1における表示データ・リストを示す図
図6(a)本発明の実施の形態1における位置検出処理で検出された位置を示す図
(b)本発明の実施の形態1における表示状態を示す図
図7本発明の実施の形態2における液晶表示装置の動作を示すフローチャート
図8本発明の実施の形態2における位置データ・リストを示す図
図9本発明の実施の形態2におけるペン入力対応テーブル図
図10本発明の実施の形態3における液晶表示装置の動作を示すフローチャート
図11(a)本発明の実施の形態3における位置のなす角度の説明図
(b)本発明の実施の形態3における判定基準となる位置のなす角度の範囲例図
図12本発明の実施の形態3における位置角度対応テーブル図
図13(a)従来の単純マトリクス型の液晶表示装置の正面図
(b)従来の単純マトリクス型の液晶表示装置での表示用走査パルスの例図
図14(a)従来の静電結合方式によるペン入力の正面図
(b)従来の静電結合方式によるペン入力の側面図
図15従来の単純マトリクス型の液晶表示装置での表示とペン入力の時系列図
図16(a)従来のペン入力軌跡の例図
(b)従来の単純マトリクス型の液晶表示装置での表示状態を示す図
図17(a)従来の位置検出処理で検出された位置を示す図
(b)従来の表示処理を優先したときの位置検出処理で検出された位置を示す図

--

0091

1中央処理部
2液晶表示部
3ペン入力部
4主記憶部
5信号電極制御部
6走査電極制御部

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