触摸屏装置以及显示装置制造方法
触摸屏装置以及显示装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种触摸屏装置以及显示装置，能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。触摸屏装置(100)具备：显示面(10)；计算部(63)，计算触摸笔(50)的笔尖(51)接触显示面时笔尖的朝向在显示面上射影的方向与显示面上的基准方向之间的角度；以及决定部(64)，根据计算部计算出的角度，决定要描绘的毛笔状图像的方向，并且，触摸屏装置(100)检测触摸笔的笔尖接触显示面时的位置，在检测出的位置处描绘毛笔状图像。
【专利说明】触摸屏装置以及显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够用触摸笔在显示面上描绘图像的触摸屏装置以及具备该触摸屏装置的显示装置。
【背景技术】
[0002]现有的触摸面板(触摸屏)装置具有由触摸面板形成的显示部，通过使用触摸笔在显示部上写字，能够画出毛笔字。例如有如下装置(参考日本专利公开公报特开2008-140352号):构成为仅使用触摸笔的移动速度变化来描绘毛笔字，根据移动速度选择装置内预先准备的毛笔的挑(〃 + )、飞白(Λ )、渗润(1二 I； A )、收笔(止A筆)的多个形状中之一，调整叠加无飞白的点图像和有飞白的点图像，在触摸面板上依次进行描
O
【发明内容】
[0003]但是，在日本专利公开公报特开2008-140352号的触摸面板装置中，虽然可以描绘挑、飞白、渗润、收笔的形状，但仅考虑了触摸笔的移动速度变化，因此，例如无法判别毛笔的起笔部分，更具体而言，无法判别毛笔向哪个方向起笔。因此，用户在手持触摸笔写字时，无论使触摸笔向哪个方向开始写，所描绘的毛笔图像都为完全相同的形状，无法按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。
[0004]本发明鉴于这样的情况而作，其目的在于提供一种能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分的触摸面板装置以及具备该触摸面板装置的显示装置。
[0005]本发明的触摸面板装置具备显示面，检测触摸笔的笔尖接触该显示面时的位置，在检测出的位置处描绘毛笔状图像，其特征在于具备:计算部，计算所述笔尖接触显示面时该笔尖的朝向在所述显示面上射影的方向与所述显示面上的基准方向之间的角度；以及决定部，根据该计算部计算出的角度，决定所描绘的毛笔状图像的方向。
[0006]本发明的触摸面板装置的特征在于，所述触摸笔具备笔主体部，该笔主体部具有安装所述笔尖的安装部，所述笔尖能够以所述安装部为中心进行三维位移，所述笔主体部具有:基准传感器，检测所述显示面上的基准方向；以及位移传感器，检测所述笔尖的三维位移，所述计算部基于由所述基准传感器检测出的基准方向和由位移传感器检测出的位移，计算所述角度。
[0007]本发明的触摸面板装置的特征在于，所述基准方向是重力方向。
[0008]本发明的触摸面板装置的特征在于，所述基准方向是地磁方向。
[0009]本发明的显示装置的特征在于具备:上述发明中任一项所涉及的触摸面板装置；以及描绘部，在所述显示面上描绘在所述决定部决定的方向上幅度变宽的毛笔状图像。
[0010]根据本发明，能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是表示本实施方式的显示装置的结构的一例的示意图。
[0012]图2是表示本实施方式的触摸面板装置的结构的一例的框图。
[0013]图3是表示本实施方式的触摸面板装置的发光部及受光部的结构的一例的示意图。
[0014]图4是表示本实施方式的触摸笔的悬停情形的一例的示意图。
[0015]图5是表示本实施方式的触摸笔的结构的一例的示意图。
[0016]图6是表不本实施方式的触摸笔的第一实施例的不意图。
[0017]图7是表示第一实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0018]图8是表示考虑基准方向时第一实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0019]图9是表示第一实施例的触摸笔的、以重力方向为基准的毛笔状图像描绘的一例的说明图。
[0020]图10是表示第一实施例的触摸笔的、以重力方向为基准的毛笔状图像描绘的其他例的说明图。
[0021]图11是表示考虑基准方向时第一实施例的触摸笔的角度计算的其他例的说明图。
[0022]图12是表示第一实施例的触摸笔的、以北方为基准的毛笔状图像描绘的一例的说明图。
[0023]图13是表示本实施方式的触摸笔的第二实施例的示意图。
[0024]图14是表示第二实施例的触摸笔的压力传感器的一例的示意图。
[0025]图15是表示第二实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0026]图16是表不本实施方式的触摸笔的第三实施例的不意图。
[0027]图17是表示本实施方式的触摸笔的第四实施例的示意图。
[0028]图18是表示第四实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0029]图19是表示本实施方式的触摸笔的第五实施例的示意图。
[0030]图20是表示本实施方式的触摸笔的第六实施例的示意图。
[0031]图21是表示第六实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0032]图22是表示检测第六实施例的应变片的应变的方法的一例的说明图。
[0033]图23是表示本实施方式的触摸笔的第七实施例的示意图。
[0034]图24是表示第七实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0035]符号说明
[0036]10 显示面
[0037]21受光部
[0038]211光电二极管
[0039]22、25地址解码器
[0040]23 A/D 转换器
[0041]24控制部
[0042]241驱动控制部
[0043]242坐标计算部
[0044]243遮光物管理部
[0045]26发光部
[0046]261发光二极管
[0047]27接口部
[0048]28接收部
[0049]50触摸笔
[0050]51笔尖
[0051]52、54 球节
[0052]53笔主体部
[0053]61位移检测部
[0054]62基准方向检测部
[0055]63角度计算部
[0056]64描绘方向决定部
[0057]65通信部
[0058]611,612压力传感器
[0059]621加速度传感器
[0060]511支撑部
[0061]531 板部
[0062]532 圆锥部
[0063]613 光源
[0064]614光传感器
[0065]615照相机
[0066]616照明部
[0067]617霍尔元件
[0068]533支撑部
[0069]534 平板
[0070]618应变片
[0071]55保持部
[0072]619弯曲传感器
【具体实施方式】
[0073]以下，基于表示实施方式的【专利附图】
【附图说明】本发明。图1是表示本实施方式的显示装置的结构的一例的示意图。显示装置具备触摸面板(触摸屏)装置100和个人计算机(以下记作“PC”)200等。触摸面板装置100与PC200之间连接有通信线1、2。
[0074]触摸面板装置100具备显示面10。用户用触摸笔50或手指等触摸(接触)显示面10时，触摸面板装置100将触摸了的显示面10上的位置信息经由通信线I (例如USB线等)送出到PC200。PC200具有描绘部的功能，经由通信线2 (例如HDMI (High-Definit1nMultimedia Interface，高清晰度多媒体接口)线)(HDMI为注册商标)向触摸面板装置100送出影像信号。
[0075]图2是表示本实施方式的触摸面板装置100的结构的一例的框图。触摸面板装置100具备受光部21、地址解码器22、25、A/D转换器23、控制部24、发光部26、接口部27、以及接收部28等。另外，控制部24具备驱动控制部241、坐标计算部242、以及遮光物管理部243 等。
[0076]受光部21是多个受光元件，具有接收红外光的光电二极管。另外，发光部26是多个发光元件，具有发出红外光的发光二极管。
[0077]地址解码器25在控制部24的控制下，决定依次发光的发光二极管。另外，地址解码器22在控制部24的控制下，决定依次接收光的光电二极管。
[0078]A/D转换器23将受光部接收的模拟信号转换为数字信号，并输出到控制部24。
[0079]驱动控制部241通过控制地址解码器22、25，控制发光的发光二极管和接收光的光电二极管的顺序。
[0080]坐标计算部242基于A/D转换器23输出的数字信号，计算表示触摸笔50或手指等触摸(接触)了显示面10的哪个位置的位置信息(显示面上的坐标)。控制部24经由接口部27将计算出的位置信息送出到PC200。
[0081]遮光物管理部243在对应于多点输入的情况下，管理遮光物(触摸笔50等)的位置。
[0082]接收部28接收触摸笔50发送的信息(例如，表示笔尖触摸了显示面10的落笔信号、笔尖的描绘方向信息等)。
[0083]此外，控制部24还能够由CPU、存储器等构成，通过存储对控制部24的动作进行控制的控制程序，能够决定控制部24的动作。
[0084]图3是表示本实施方式的触摸面板装置100的发光部26及受光部21的结构的一例的示意图。如图3所示，构成发光部26的多个发光二极管261沿着矩形显示面10的X轴方向的一边以及Y轴方向的一边的边缘配置。各发光二极管261能够发出红外光。图3中，各发光二极管261发出的红外光用虚线表示。另外，各发光二极管261配置为发出的红外光的光路沿着显示面10相互平行。发光部26具有不图示的多路器，各发光二极管261与多路器连接。
[0085]构成受光部21的多个光电二极管211配置在与配置各发光二极管261的显示面10的一边相向的边上。也就是说，各光电二极管211沿着矩形显示面10的X轴方向的一边以及Y轴方向的一边的边缘，与发光二极管261相向配置。各发光二极管261中的任意一个与各光电二极管211中的任意一个相对应。也就是说，一个发光二极管261发出的红外光由与该发光二极管261对应配置的一个光电二极管211接收,不由其他光电二极管211接收。受光部21具有不图示的多路器，各光电二极管211与多路器连接。
[0086]上述驱动控制部241向地址解码器25输出用于依次扫描多个发光二极管261的信号，向地址解码器22输出用于依次扫描多个光电二极管211的信号。
[0087]地址解码器25根据驱动控制部241输出的信号，向发光部26输出选择发光部26内的某一发光二极管261的信号。所选的发光二极管261在指定时间内发出红外光。
[0088]地址解码器22根据驱动控制部241输出的信号，向受光部21输出选择受光部21内的某一光电二极管211的信号。所选的光电二极管211在指定时间内接收从对应的发光二极管261发出的红外光。
[0089]所选的光电二极管211向A/D转换器23输出强度信号,该强度信号例如用电压值表不接收的红外光的强度。
[0090]A/D转换器23将取得的强度信号例如转换为8比特的数字信号，将转换后的强度信号输出到控制部24。
[0091]控制部24从受光部21的所有光电二极管211取得强度信号。例如，控制部24使发光部26的发光二极管261沿着X轴及Y轴的扫描方向从一端起依次发光，由与该发光二极管261对应的光电二极管211依次接收光，由此从所有光电二极管211取得强度信号。
[0092]控制部24基于从所有光电二极管211取得的强度信号，计算由各光电二极管211接收的受光量。控制部24在关于光电二极管211计算出的受光量在指定阈值以上的情况下，判定为该光电二极管211接收的红外光的光路未被遮断，即未由触摸笔50等遮断红外光。另外，控制部在关于光电二极管211计算出的受光量不足指定阈值的情况下，判定为该光电二极管211接收的红外光的光路被遮断，即由触摸笔50等遮断了红外光。
[0093]这样，控制部24确定接收的红外光的光路被遮断了的光电二极管211。坐标计算部242基于所确定的光电二极管的位置，计算显示面10上的被遮光的位置，即触摸笔50或手指触摸(接触)了的位置信息(坐标)。
[0094]图4是表不本实施方式的触摸笔50的悬停情形的一例的不意图。图4的例子表示触摸笔50触摸显示面10之前的悬停状态。所谓悬停，是指触摸笔50的笔尖与显示面10稍微隔离的状态。如图4所示，发光二极管261发出的红外光由对应的光电二极管211接收之前，呈在符号S所示的区域S中扩展的状态。在该状态下触摸笔50的笔尖遮住区域S时，虽然笔尖并未触摸到显示面10，但由于红外光的遮光，会误判为已触摸到显示面10。对此，在检测出表示触摸笔50的笔尖接触了显示面10的落笔之前，不判定为已触摸到显示面10，由此能够正确判定触摸笔50的落笔(接触)和抬笔(非接触)。
[0095]图5是表不本实施方式的触摸笔50的结构的一例的不意图。如图5所不,触摸笔50由笔尖51、笔主体部53、以及安装部52等构成，笔尖51的前端部变细，笔主体部53能够由用户握持，例如形成为圆筒状，安装部52将笔尖51安装到笔主体部53上。另外，笔主体部53具有位移检测部61、基准方向检测部62、角度计算部63、描绘方向决定部64、以及通信部65等。
[0096]安装部52例如是球状的球节(ball joint) 52，能够以安装部52为中心使笔尖51进行三维位移。
[0097]位移检测部61具有检测笔尖51的三维位移的位移传感器的功能。例如在以笔主体部53的轴向为Z轴，与Z轴垂直地设置X轴、Y轴的情况下，位移检测部61能够检测相对于笔主体部53在X轴、Y轴及Z轴的方向上位移的笔尖51的位移。位移传感器例如能够使用压力传感器，在用户握持触摸笔50的笔主体部53，使笔尖51与显示面10接触的情况下，无论笔主体部53的倾角或朝向为什么方向，都能够检测出笔尖51的位移。
[0098]另外，位移检测部61检测表示笔尖51触摸了显示面10的落笔。通过检测落笔，能够消除图4中例示的、触摸笔50的笔尖51接触显示面10之前误检测为触摸的悬停的影响。
[0099]用户将触摸笔50靠近显示面10时，控制部24检测到遮光物的存在。触摸笔50的笔尖51接触显示面10，检测出落笔时，向PC200送出表示笔尖51 (遮光物)存在于显示面10的哪一坐标处的位置信息，并且与检测出落笔相对应，向PC200送出描绘图像(例如，毛笔状的点图像及线图像)的指示。并且，PC200向触摸面板装置100送出用于在落笔的坐标处描绘毛笔状图像的影像信号。
[0100]基准方向检测部62具有检测显示面10上的基准方向的基准传感器的功能。基准方向检测部62例如能够使用加速度传感器或者地磁传感器等。
[0101]角度计算部63具有计算部的功能，计算笔尖51接触了显示面10时笔尖51的朝向在显示面10上射影(或投影)的方向与显示面10上的基准方向之间的角度。用户以相对于显示面10朝任意朝向倾斜触摸笔50的状态使笔尖51接触了显示面10时，触摸笔50整体在显示面10上进行射影或投影时触摸笔50的朝向，也即笔尖51的朝向是显示面10上的一个方向。角度计算部63计算这一个方向与显示面10上的基准方向之间的角度。据此，能够利用角度确定笔尖51相对于基准方向位于哪一朝向上。
[0102]更具体而言，角度计算部63基于位移检测部61检测出的位移和基准方向检测部62检测出的基准方向计算上述角度。据此，在用户握持触摸笔50的笔主体部53，使笔尖51与显示面10接触的情况下，无论笔主体部53的倾角或朝向为什么方向，都能够基于笔尖51的位移和基准方向，求出笔尖51的朝向在显示面10上的方向与基准方向之间的角度。
[0103]描绘方向决定部64具有决定部的功能，根据角度计算部63计算出的角度决定所描绘的毛笔状图像的方向。在用户开始画毛笔状图像的情况下，一般而言，笔接触描绘面时的图像大小较小(例如，如同较小的点图像一般)，随着依次移动笔，图像大小逐渐变大(例如，如同较大的点图像一般)。对此，通过根据角度计算部63计算出的角度决定毛笔状图像(用笔画的图像)的方向，能够确定用户的笔的移动方向(触摸笔的笔尖的移动方向)。据此，用户在手持触摸笔50写字时，根据向哪个方向开始写触摸笔50，所描绘的毛笔状图像的方向不同，因而能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。
[0104]通信部65向接收部28发送由描绘方向决定部64决定的描绘方向的信息、以及表示检测出落笔的落笔信号。通信部65例如能够使用超声波扬声器、无线模块等。
[0105]接着，说明触摸笔50的结构的具体例。图6是表示本实施方式的触摸笔50的第一实施例的示意图。如图6所示，触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够进行三维位移的方式)，利用球节52将笔尖51安装(连结)到笔主体部53。
[0106]在笔主体部53的与笔尖51相向的端面上，在中央部固定作为基准方向检测部62的加速度传感器621 (例如三轴加速度传感器)，在加速度传感器621的周围固定作为位移检测部61的压力传感器611。此外，在图6的例子中，在加速度传感器621的周围等间隔地设置4个压力传感器611，但压力传感器611的数量并不限定于4个。
[0107]如图6所示，用户使触摸笔50的笔尖51接触显示面10，由此，笔尖51例如朝图6中箭头所示的方向倾斜。根据笔尖51朝哪个方向倾斜，对4个压力传感器611施加的压力发生变化，各压力传感器611输出与所施加的压力相对应的电压。
[0108]图7是表示第一实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。如图7所示，对4个压力传感器611设置XY坐标，使它们位于正交的X轴上和Y轴上。由XY坐标规定的面是与显示面10平行的面。在图7的例子中，压力传感器611a位于坐标(xl，0)处，压力传感器611b位于坐标(_xl，0)处，压力传感器611c位于坐标(0，yl)处，压力传感器611d位于坐标(O,-yl)处。另外,设各压力传感器611a?611d输出的电压为Va、Vb、Vc、VcL
[0109]压力传感器611例如使用PTF (Polymer Thick Film，高分子厚膜)，利用电阻值根据所施加的压力而减少的性质，能够得到与压力相对应的电压。
[0110]在此情况下，笔尖51的XY坐标上的位移XP能够用式(Va*xl_Vb*xl) / (Va+Vb)求出，笔尖51的XY坐标上的位移yp能够用式(Vc*yl-Vd*yl)/(Vc+Vd)求出。另外，X轴方向与位移方向之间的角度Θ能够用式arctan(yp/xp)求出。
[0111]图8是表示考虑基准方向时第一实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。在图8的例子中，例如，在触摸面板装置100的显示面10为直立型的情况下，也即在沿铅直面纵向放置显示面10的情况下，作为显示面10上的基准方向，能够使用重力方向。在图8的例子中，用压力传感器611检测笔尖51的倾角，并且用加速度传感器621检测触摸笔50自身(笔主体部53)的姿势。据此,能够确定笔尖51的方向在显不面10上位于哪一朝向上。
[0112]使加速度传感器621的Z轴方向为笔主体部53的轴向，预先配置加速度传感器621，使得X轴及Y轴方向在笔主体部53的与笔尖51相向的端面上。另外，将压力传感器611配置得位于加速度传感器621的X轴及Y轴上。通过以此方式进行配置，规定由加速度传感器621检测出的重力方向和压力传感器611的位置关系。
[0113]若设由压力传感器611检测出的、笔尖51的位移为(xp,yp),则位移方向相对于X轴方向所成的角度Θ如图7的例子所示，能够用式arctan(yp/xp)求出。
[0114]在笔主体部53相对于显示面10大致垂直的情况下(在为直立型的触摸面板装置100的情况下，用户握持触摸笔50触摸显示面10时，认为笔主体部53相对于显示面10大致垂直)，能够将加速度传感器621的Z轴方向的成分大致假定为O。基于加速度传感器621的输出，求出重力方向的g矢量的X轴及Y轴方向的成分gx、gy。在此情况下，X轴方向与重力方向(g矢量的方向)之间的角度ct能够用式arctan(gy/gx)求出。因此,笔尖51相对于基准方向(重力方向)的角度能够用式(θ+α)求出。
[0115]图9是表示第一实施例的触摸笔50的、以重力方向为基准的毛笔状图像描绘的一例的说明图。图9的例子表示显示面10纵向配置的、所谓的直立型显示器(白板)的情况。图9的左侧图表不触摸了显不面10的触摸笔50的情形的一例，图9的右侧图表不在显不面10上描绘的毛笔状图像的一例。
[0116]如图9所示，笔尖51的方向与作为基准方向的重力方向之间的角度例如设为60度。在此情况下，所描绘的毛笔状图像在与重力方向成60度角的笔尖51的方向上为窄幅，在笔尖51的移动方向，即在与笔尖51的方向成180度角的方向上为宽幅。
[0117]图10是表示第一实施例的触摸笔50的、以重力方向为基准的毛笔状图像描绘的其他例的说明图。图10的例子也表示显示面10纵向配置的、所谓的直立型显示器的情况。图10的左侧图表示触摸了显示面10的触摸笔50的情形的一例，图10的右侧图表示在显示面10上描绘的毛笔状图像的一例。
[0118]如图10所示，笔尖51的方向与作为基准方向的重力方向之间的角度例如设为130度。在此情况下，所描绘的毛笔状图像在与重力方向成130度角的笔尖51的方向上为窄幅。另外，在笔尖51的移动方向，即在与笔尖51的方向成180度角的方向上为宽幅。
[0119]图11是表示考虑基准方向时第一实施例的触摸笔50的角度计算的其他例的说明图。在图11的例子中，例如，在触摸面板装置100的显示面10为平面型的情况下，也即在沿水平方向横向放置显示面10的情况下，作为显示面10上的基准方向，能够使用地磁方向。作为基准方向，地磁方向例如能够采用北方，但并不限定于北方。例如，也可以是东方、西方、南方等。
[0120]用压力传感器611检测笔尖51的倾角，并且用地磁传感器622检测触摸笔50自身(笔主体部53)的姿势。此外，笔尖51的方向与基准方向所成角度的计算与图8的例子相同，因而省略说明。此外，在平面型的情况下，在触摸面板装置100的主体侧(显示部侧)也需要设置地磁传感器，检测基准方向。据此，能够确定笔尖51的方向在显示面10上位于哪一朝向上。
[0121]图12是表示第一实施例的触摸笔50的、以北方为基准的毛笔状图像描绘的一例的说明图。图12的例子表示显示面10横向配置的、所谓的平面型显示器(平面触摸屏)的情况。图12的左侧图表不触摸了显不面10的触摸笔50的情形的一例，图12的右侧图表示在显示面10上描绘的毛笔状图像的一例。在触摸面板装置100的适当场所，设置用于检测作为基准方向的北方的地磁传感器623。地磁传感器623可以与地磁传感器622相同。
[0122]如图12所示，笔尖51的方向与作为基准方向的北方之间的角度例如设为75度。在此情况下，所描绘的毛笔状图像在与北方成75度角的笔尖51的方向上为窄幅，在笔尖51的移动方向，即在与笔尖51的方向成180度角的方向上为宽幅。
[0123]如图9、图10和图12所示，根据触摸笔50的笔尖51触摸显示面10时笔尖51的方向，改变毛笔状图像的描绘方向，由此，能够像用笔书写时一样再现毛的朝向，再现更真实的毛笔状图像，能够取得与用笔书写时相同的效果。
[0124]另外，作为描绘部的PC200在显示面10上描绘毛笔状图像，该毛笔状图像在由描绘方向决定部64决定的方向上具有宽幅。也就是说，毛笔刚刚起笔时用窄幅进行描绘，随着笔尖移动逐渐以宽幅描绘。据此，无论用户朝哪个方向移动笔尖，都能够描绘出宽度根据笔尖的移动方向发生变化的毛笔状图像。
[0125]图13是表示本实施方式的触摸笔50的第二实施例的示意图。如图13所示，笔尖51呈圆锥状，笔尖51的材质例如是磁铁等磁性体。笔尖51的与笔主体部53相向的端面上，形成由圆锥台状的空间构成的支撑部511。
[0126]笔主体部53的与笔尖51相向的端面上，埋入由铁等强磁性体构成的圆环状的板部531。另外，在笔主体部53的与笔尖51相向的端面的中央部(板部531的中央部)，设置圆锥台状的圆锥部532。在圆锥部532的周面上设置一周带状的压力传感器612。笔主体部53的圆锥部532以压力传感器612的检测压力为O的活动状态收容于笔尖51的支撑部511。此外，在压力传感器612的表面与支撑部511之间，例如设置1ym?10ym范围左右的间隙。
[0127]图14是表示第二实施例的触摸笔50的压力传感器612的一例的示意图。如图14所示，压力传感器612的结构是将带状导电薄膜6121和电阻膜6122的具有导电性的面相向配置，导电薄膜6121以及电阻膜6122的两端由非导电性粘合剂6123粘合。导电薄膜6121与电阻膜6122的隔离尺寸例如是I μπι?Imm范围左右。
[0128]导电薄膜6121例如在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上用薄的金属(例如铝等)形成电极。电阻膜6122在PET薄膜上形成碳膜，整个电阻膜6122是具有导电性的片材。作为非导电性粘合剂6123，例如能够使用橡胶类、乙烯树脂类等具有柔性的粘合剂。
[0129]笔尖51接触显示面10时，笔尖51发生倾斜，压力传感器612的任意位置触碰支撑部511。如图14所示，对导电薄膜6121施加压力后，导电薄膜6121弯曲，接触电阻膜6122。在此情况下，根据导电薄膜6121与电阻膜6122接触的部分，电阻膜6122被分为电阻值Rl的部分和电阻值R2的部分。因此，触碰位置的判定能够通过电压V来判定，该电压V是由电阻值Rl、R2对电压Vcc进行分压得到的。电压V能够用式R2XVcc/(Rl+R2)求出。
[0130]另外，导电薄膜6121的电阻值Rp与施加于导电薄膜6121的压力成比例地减少。因此，触碰压力的判定能够通过电流I来判定，该电流I是由于触碰位置的电压V而流入导电薄膜6121的电阻值Rp的电流。电流I能够用式R2XVcc/(Rl+R2)/Rp求出。
[0131]图15是表示第二实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。如图15所示，在笔尖51倾斜的状态下使笔尖51触摸显示面10时，笔尖51的支撑部511的一处与笔主体部53的圆锥部532的周面相接触。压力传感器612虽然是面接触，但压力传感器612作为荷重点检测电阻值最小的点，因而接触点是施加了最大荷重的点。
[0132]在此情况下，如图15所示，考虑假设展开带状压力传感器612，压力检测位置是沿宽度方向的直线状，能够用与符号A所示点的距离来检测接触位置。例如，在符号A所示位置处安装加速度传感器或安装地磁传感器，通过将与符号A的距离和笔尖51的倾角相对应，能够求出笔尖51的倾角，能够与第一实施例的情况同样地求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0133]如上所述，检测与压力传感器612的接触，因而例如与检测光或磁力的情况相比，能够提高角度的检测精度。另外，在圆锥部532的周面上，以360度设置一周带状压力传感器612，因而能够以360度的高精度检测笔尖51的倾角。另外，仅使用一个压力传感器612，与使用多个传感器时相比，不会产生传感器之间的检测误差。另外，仅检测与符号A所示点的距离，就能够求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度，因而不需要复杂的运算，能够采用简单的结构。
[0134]图16是表不本实施方式的触摸笔50的第三实施例的不意图。如图16所不,触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够进行三维位移的方式)，利用球节52将笔尖51安装(连结)到笔主体部53。
[0135]在笔主体部53的与笔尖51相向的端面上，在中央部固定作为基准方向检测部62的加速度传感器621 (不图示)，在加速度传感器621的周围，设置作为位移检测部61的光源613及光传感器614的组合。此外，在图16的例子中，在加速度传感器621的周围等间隔地设置4个光源613及光传感器614的组合，但光源613及光传感器614的组合的数量并不限定于4个。
[0136]在构成各个组合的光源613及光传感器614中，光源613发出的光由笔尖51的与笔主体部53相向的端面反射,通过光传感器614检测反射光。根据光传感器614检测的光量，能够求出笔尖51的倾角。例如，笔尖51的与笔主体部53相向的端面与光传感器614越近，则反射光越强，光传感器614输出的电压越大。笔尖51倾斜时，各光传感器614接收的反射光发生变化，因而通过配置多组光源613及光传感器614，能够求出笔尖51朝任意方向的倾角。此外，能够与第一实施例的情况同样地求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0137]图17是表示本实施方式的触摸笔50的第四实施例的示意图。如图17所示,触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够进行三维位移的方式)，利用球状的球节52将笔尖51安装(连结)到笔主体部53。
[0138]球节52上设置有标志，配置标志拍摄用的照明部616和拍摄标志的照相机615。
[0139]图18是表示第四实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。在笔尖51倾斜的状态下使笔尖51触摸显示面10时，标志向笔尖51倾斜方向的相反方向移动，因而通过检测照相机615拍摄到的图像上的标志位置(移动方向)，能够检测笔尖51的倾斜方向。此外，能够与第一实施例的情况同样地求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0140]由于能够作为运动图像捕捉笔尖51的倾角，所以能够捕捉到用检测反射光的方法或者其他传感器方式难以捕捉的微小角度，或者在笔尖51的倾角连续变化的情况下，也能够正确追踪笔尖51的动作，持续检测出倾角。
[0141]图19是表不本实施方式的触摸笔50的第五实施例的不意图。如图19所不,触摸笔50具备由磁铁等磁性体构成的圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够进行三维位移的方式)，利用球节52将笔尖51安装(连结)到笔主体部53。此外，既可以使整个笔尖51为磁铁，也可以仅使笔尖51的与笔主体部53相向的端面为磁铁，还可以在该端面上固定磁铁。
[0142]在笔主体部53的与笔尖51相向的端面上，在中央部固定作为基准方向检测部62的加速度传感器621 (不图示)，在加速度传感器621的周围固定作为位移检测部61的霍尔元件617。此外，在图19的例子中，在加速度传感器621的周围等间隔地设置4个霍尔元件617，但霍尔元件617的数量并不限定于4个。
[0143]各霍尔元件617能够输出与来自笔尖51的磁通所产生的磁通密度成比例的电压。笔尖51倾斜时，笔尖51与某一霍尔元件617靠近，该霍尔元件617输出的电压增加。通过检测各霍尔元件617输出的电压，能够与第一实施例的情况同样地检测笔尖51的位移(朝哪个方向倾斜)，求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0144]在使用霍尔元件617的情况下，无须设法消除外部干扰等的影响。另外，仅驱动霍尔元件617，因而与检测反射光的情况相比能够抑制耗电。
[0145]图20是表示本实施方式的触摸笔50的第六实施例的示意图。如图20所示，触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53。在笔主体部53的内侧固定十字状的平板534，在平板534的中央部竖直设置柱状的支撑部533，支撑部533的前端固定在笔尖51上。据此，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够三维位移的方式)构成。
[0146]在十字状的平板534上，以包围支撑部533的方式设置作为位移检测部61的四个应变片7— )618。此外，平板534的形状并不限定于十字状，能够根据应变片的个数而进行变化。
[0147]图21是表示第六实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。如图21所示，在笔尖51倾斜的状态下使笔尖51触摸显示面10时，平板534经由固定于笔尖51的支撑部533而发生弯曲。由各应变片618检测平板534的弯曲。更具体而言，应变片618为电阻体，例如，如图21所示，应变片618a如箭头所示伸长，应变片618b如箭头所示收缩，则各个应变片的电阻值会发生变化。
[0148]图22是表示检测第六实施例的应变片618的应变的方法的一例的说明图。如图22所示，在每个应变片中，由应变片(电阻值Ra)和其他电阻(Rl1、Rl2、Rl3)构成电桥，经由放大器检测差动电压Va。通过检测利用各应变片得到的差动电压Va，能够与第一实施例的情况同样地检测笔尖51的位移(朝哪个方向倾斜)，求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0149]由于用应变片618检测平板534的弯曲，所以与检测光或磁力的情况相比能够提高灵敏度和精度。另外，直接检测固定有笔尖51的平板534的弯曲，因而即使仅施加了微弱的力，也能够检测出应变，能够提高检测灵敏度。
[0150]图23是表示本实施方式的触摸笔50的第七实施例的示意图。如图23所示，触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53。在笔主体部53的内侧，隔开适当长度(例如1cm左右)配置两个球节54。在两个球节54之间，安装有由橡胶等柔软材料(例如硅橡胶或聚氨酯橡胶等)构成的柱状的保持部55。在保持部55的侧面(周面)上设置弯曲传感器619。弯曲传感器619在保持部55的周围设置三处以上。弯曲传感器619能够使用电阻值因弯曲而变化的应变片。
[0151]笔主体部53的笔尖51侧的球节54以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够三维位移的方式)连结笔尖51与笔主体部53。
[0152]图24是表示第七实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。如图24所示，在笔尖51倾斜的状态下使笔尖51触摸显示面10时，保持部55发生弯曲。由弯曲传感器619检测保持部55的弯曲。更具体而言，弯曲传感器619为电阻体，例如，如图24所示，弯曲传感器619a收缩，弯曲传感器61%伸长，则各个弯曲传感器的电阻值会发生变化。通过检测各弯曲传感器619的电阻值(例如变换为电压进行检测)，能够与第一实施例的情况同样地检测笔尖51的位移(朝哪个方向倾斜)，求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0153]通过将弯曲传感器619设置在由柔软材料构成的保持部55上，能够再现用毛笔书写文字等时毛笔的阻力，能够更真实地再现用毛笔书写的文字等。
[0154]本实施方式的触摸面板装置(100)具备显示面(10)，检测触摸笔(50)的笔尖
(51)接触该显示面时的位置，在检测出的位置处描绘毛笔状图像，其特征在于具备:计算部(63)，计算所述笔尖接触显示面时该笔尖的朝向在所述显示面上射影的方向与所述显示面上的基准方向之间的角度；以及决定部(64)，根据该计算部计算的角度，决定所描绘的毛笔状图像的方向。
[0155]本实施方式中，计算部￠3)计算笔尖(51)接触了显示面(10)时该笔尖的朝向在显示面上射影的方向与显示面上的基准方向之间的角度。用户以相对于显示面朝任意朝向倾斜触摸笔(50)的状态使笔尖接触了显示面时，触摸笔整体在显示面上进行射影或投影时触摸笔的朝向，也即笔尖的朝向是显示面上的一个方向。计算部计算这一个方向与显示面上的基准方向之间的角度。据此，能够利用角度确定笔尖相对于基准方向位于哪一朝向上。
[0156]决定部(64)根据计算部计算出的角度决定所描绘的毛笔状图像的方向。在用户开始画毛笔状图像的情况下，一般而言，笔接触描绘面时的图像大小较小(例如，如同较小的点图像一般)，随着依次移动笔，图像大小逐渐变大(例如，如同较大的点图像一般)。对此，通过根据计算部计算出的角度决定毛笔状图像(用笔画的图像)的方向，能够确定用户的笔的移动方向(触摸笔的笔尖的移动方向)。据此，用户在手持触摸笔写字时，根据向哪个方向开始写触摸笔，所描绘的毛笔状图像的方向不同，因而能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。
[0157]本实施方式的触摸面板装置的特征在于，所述触摸笔具备笔主体部(53)，该笔主体部具有安装所述笔尖的安装部(52)，所述笔尖能够以所述安装部为中心进行三维位移，所述笔主体部具有:基准传感器(62)，检测所述显示面上的基准方向；以及位移传感器
(61)，检测所述笔尖的三维位移，所述计算部￠3)基于由所述基准传感器检测的基准方向和由位移传感器检测的位移，计算所述角度。
[0158]本实施方式中，触摸笔(50)具备笔主体部(53)，该笔主体部具有安装笔尖(51)的安装部，笔尖能够以安装部(52)为中心进行三维位移。并且，笔主体部具有:基准传感器，检测显示面上的基准方向；以及位移传感器，检测笔尖的三维位移。例如，在以笔主体部的轴向为Z轴，与Z轴垂直地设置X轴、Y轴的情况下，笔尖能够相对于笔主体部在X轴、Y轴及Z轴的方向上位移。位移传感器例如能够使用压力传感器，在用户握持触摸笔的笔主体部，使笔尖与显示面接触的情况下，无论笔主体部的倾角或朝向为什么方向，都能够检测出笔尖的位移。另外，基准传感器例如能够使用加速度传感器或者地磁传感器等。计算部基于由基准传感器和位移传感器检测的基准方向和位移计算角度。据此，在用户握持触摸笔的笔主体部，使笔尖与显示面接触的情况下，无论笔主体部的倾角或朝向为什么方向，都能够基于笔尖的位移和基准方向，求出笔尖的朝向在显示面上的方向与基准方向之间的角度。
[0159]本实施方式的触摸面板装置的特征在于，所述基准方向是重力方向。
[0160]本实施方式中，例如，在触摸面板装置的显示面为直立型的情况下，也即在沿铅直面纵向放置显示面的情况下，作为显示面上的基准方向，能够使用重力方向。据此，能够确定笔尖的方向在显不面上位于哪一朝向上。
[0161]本实施方式的触摸面板装置的特征在于，所述基准方向是地磁方向。
[0162]本实施方式中，例如，在触摸面板装置的显示面为平面型的情况下，也即在水平方向上横向放置显示面的情况下，作为显示面上的基准方向，能够使用地磁方向(例如北方等)。据此，能够确定笔尖的方向在显示面上位于哪一朝向上。
[0163]本实施方式的显示装置的特征在于具备:上述发明中任一项所涉及的触摸面板装置(100);以及描绘部(200)，在所述显示面(10)上描绘在所述决定部￠4)决定的方向上幅度变宽的毛笔状图像。
[0164]本实施方式中，描绘部(200)在显示面上描绘在决定部决定的方向上幅度变宽的毛笔状图像。也就是说，毛笔刚刚起笔时用窄幅进行描绘，随着笔尖移动逐渐以宽幅描绘。据此，无论用户朝哪个方向移动笔尖，都能够描绘出宽度根据笔尖的移动方向发生变化的毛笔状图像。本发明的上述各实施方式中记载的技术特征相互组合可形成新的技术方案。
【权利要求】
1.一种触摸屏装置，具备显示面，检测触摸笔的笔尖接触该显示面时的位置，在检测出的位置处描绘毛笔状图像，该触摸屏装置的特征在于具备: 计算部，计算所述笔尖接触显示面时该笔尖的朝向在所述显示面上射影的方向与所述显示面上的基准方向之间的角度；以及 决定部，根据该计算部计算出的角度，决定所描绘的毛笔状图像的方向。
2.根据权利要求1所述的触摸屏装置，其特征在于: 所述触摸笔具备笔主体部，该笔主体部具有安装所述笔尖的安装部， 所述笔尖能够以所述安装部为中心进行三维位移， 所述笔主体部具有: 基准传感器，检测所述显示面上的基准方向；以及 位移传感器，检测所述笔尖的三维位移， 所述计算部基于由所述基准传感器检测出的基准方向和由位移传感器检测出的位移，计算所述角度。
3.根据权利要求1或2所述的触摸屏装置，其特征在于: 所述基准方向是重力方向。
4.根据权利要求1或2所述的触摸屏装置，其特征在于: 所述基准方向是地磁方向。
5.一种显示装置，其特征在于具备:权利要求1至4中任一项所述的触摸屏装置；以及描绘部，在所述显示面上描绘在所述决定部决定的方向上幅度变宽的毛笔状图像。
【文档编号】G06F3/033GK104423729SQ201410421452
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】黑田达朗 申请人:夏普株式会社
【专利摘要】本发明提供一种触摸屏装置以及显示装置，能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。触摸屏装置(100)具备：显示面(10)；计算部(63)，计算触摸笔(50)的笔尖(51)接触显示面时笔尖的朝向在显示面上射影的方向与显示面上的基准方向之间的角度；以及决定部(64)，根据计算部计算出的角度，决定要描绘的毛笔状图像的方向，并且，触摸屏装置(100)检测触摸笔的笔尖接触显示面时的位置，在检测出的位置处描绘毛笔状图像。
【专利说明】触摸屏装置以及显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够用触摸笔在显示面上描绘图像的触摸屏装置以及具备该触摸屏装置的显示装置。
【背景技术】
[0002]现有的触摸面板(触摸屏)装置具有由触摸面板形成的显示部，通过使用触摸笔在显示部上写字，能够画出毛笔字。例如有如下装置(参考日本专利公开公报特开2008-140352号):构成为仅使用触摸笔的移动速度变化来描绘毛笔字，根据移动速度选择装置内预先准备的毛笔的挑(〃 + )、飞白(Λ )、渗润(1二 I； A )、收笔(止A筆)的多个形状中之一，调整叠加无飞白的点图像和有飞白的点图像，在触摸面板上依次进行描
O
【发明内容】
[0003]但是，在日本专利公开公报特开2008-140352号的触摸面板装置中，虽然可以描绘挑、飞白、渗润、收笔的形状，但仅考虑了触摸笔的移动速度变化，因此，例如无法判别毛笔的起笔部分，更具体而言，无法判别毛笔向哪个方向起笔。因此，用户在手持触摸笔写字时，无论使触摸笔向哪个方向开始写，所描绘的毛笔图像都为完全相同的形状，无法按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。
[0004]本发明鉴于这样的情况而作，其目的在于提供一种能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分的触摸面板装置以及具备该触摸面板装置的显示装置。
[0005]本发明的触摸面板装置具备显示面，检测触摸笔的笔尖接触该显示面时的位置，在检测出的位置处描绘毛笔状图像，其特征在于具备:计算部，计算所述笔尖接触显示面时该笔尖的朝向在所述显示面上射影的方向与所述显示面上的基准方向之间的角度；以及决定部，根据该计算部计算出的角度，决定所描绘的毛笔状图像的方向。
[0006]本发明的触摸面板装置的特征在于，所述触摸笔具备笔主体部，该笔主体部具有安装所述笔尖的安装部，所述笔尖能够以所述安装部为中心进行三维位移，所述笔主体部具有:基准传感器，检测所述显示面上的基准方向；以及位移传感器，检测所述笔尖的三维位移，所述计算部基于由所述基准传感器检测出的基准方向和由位移传感器检测出的位移，计算所述角度。
[0007]本发明的触摸面板装置的特征在于，所述基准方向是重力方向。
[0008]本发明的触摸面板装置的特征在于，所述基准方向是地磁方向。
[0009]本发明的显示装置的特征在于具备:上述发明中任一项所涉及的触摸面板装置；以及描绘部，在所述显示面上描绘在所述决定部决定的方向上幅度变宽的毛笔状图像。
[0010]根据本发明，能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是表示本实施方式的显示装置的结构的一例的示意图。
[0012]图2是表示本实施方式的触摸面板装置的结构的一例的框图。
[0013]图3是表示本实施方式的触摸面板装置的发光部及受光部的结构的一例的示意图。
[0014]图4是表示本实施方式的触摸笔的悬停情形的一例的示意图。
[0015]图5是表示本实施方式的触摸笔的结构的一例的示意图。
[0016]图6是表不本实施方式的触摸笔的第一实施例的不意图。
[0017]图7是表示第一实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0018]图8是表示考虑基准方向时第一实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0019]图9是表示第一实施例的触摸笔的、以重力方向为基准的毛笔状图像描绘的一例的说明图。
[0020]图10是表示第一实施例的触摸笔的、以重力方向为基准的毛笔状图像描绘的其他例的说明图。
[0021]图11是表示考虑基准方向时第一实施例的触摸笔的角度计算的其他例的说明图。
[0022]图12是表示第一实施例的触摸笔的、以北方为基准的毛笔状图像描绘的一例的说明图。
[0023]图13是表示本实施方式的触摸笔的第二实施例的示意图。
[0024]图14是表示第二实施例的触摸笔的压力传感器的一例的示意图。
[0025]图15是表示第二实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0026]图16是表不本实施方式的触摸笔的第三实施例的不意图。
[0027]图17是表示本实施方式的触摸笔的第四实施例的示意图。
[0028]图18是表示第四实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0029]图19是表示本实施方式的触摸笔的第五实施例的示意图。
[0030]图20是表示本实施方式的触摸笔的第六实施例的示意图。
[0031]图21是表示第六实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0032]图22是表示检测第六实施例的应变片的应变的方法的一例的说明图。
[0033]图23是表示本实施方式的触摸笔的第七实施例的示意图。
[0034]图24是表示第七实施例的触摸笔的角度计算的一例的说明图。
[0035]符号说明
[0036]10 显示面
[0037]21受光部
[0038]211光电二极管
[0039]22、25地址解码器
[0040]23 A/D 转换器
[0041]24控制部
[0042]241驱动控制部
[0043]242坐标计算部
[0044]243遮光物管理部
[0045]26发光部
[0046]261发光二极管
[0047]27接口部
[0048]28接收部
[0049]50触摸笔
[0050]51笔尖
[0051]52、54 球节
[0052]53笔主体部
[0053]61位移检测部
[0054]62基准方向检测部
[0055]63角度计算部
[0056]64描绘方向决定部
[0057]65通信部
[0058]611,612压力传感器
[0059]621加速度传感器
[0060]511支撑部
[0061]531 板部
[0062]532 圆锥部
[0063]613 光源
[0064]614光传感器
[0065]615照相机
[0066]616照明部
[0067]617霍尔元件
[0068]533支撑部
[0069]534 平板
[0070]618应变片
[0071]55保持部
[0072]619弯曲传感器
【具体实施方式】
[0073]以下，基于表示实施方式的【专利附图】
【附图说明】本发明。图1是表示本实施方式的显示装置的结构的一例的示意图。显示装置具备触摸面板(触摸屏)装置100和个人计算机(以下记作“PC”)200等。触摸面板装置100与PC200之间连接有通信线1、2。
[0074]触摸面板装置100具备显示面10。用户用触摸笔50或手指等触摸(接触)显示面10时，触摸面板装置100将触摸了的显示面10上的位置信息经由通信线I (例如USB线等)送出到PC200。PC200具有描绘部的功能，经由通信线2 (例如HDMI (High-Definit1nMultimedia Interface，高清晰度多媒体接口)线)(HDMI为注册商标)向触摸面板装置100送出影像信号。
[0075]图2是表示本实施方式的触摸面板装置100的结构的一例的框图。触摸面板装置100具备受光部21、地址解码器22、25、A/D转换器23、控制部24、发光部26、接口部27、以及接收部28等。另外，控制部24具备驱动控制部241、坐标计算部242、以及遮光物管理部243 等。
[0076]受光部21是多个受光元件，具有接收红外光的光电二极管。另外，发光部26是多个发光元件，具有发出红外光的发光二极管。
[0077]地址解码器25在控制部24的控制下，决定依次发光的发光二极管。另外，地址解码器22在控制部24的控制下，决定依次接收光的光电二极管。
[0078]A/D转换器23将受光部接收的模拟信号转换为数字信号，并输出到控制部24。
[0079]驱动控制部241通过控制地址解码器22、25，控制发光的发光二极管和接收光的光电二极管的顺序。
[0080]坐标计算部242基于A/D转换器23输出的数字信号，计算表示触摸笔50或手指等触摸(接触)了显示面10的哪个位置的位置信息(显示面上的坐标)。控制部24经由接口部27将计算出的位置信息送出到PC200。
[0081]遮光物管理部243在对应于多点输入的情况下，管理遮光物(触摸笔50等)的位置。
[0082]接收部28接收触摸笔50发送的信息(例如，表示笔尖触摸了显示面10的落笔信号、笔尖的描绘方向信息等)。
[0083]此外，控制部24还能够由CPU、存储器等构成，通过存储对控制部24的动作进行控制的控制程序，能够决定控制部24的动作。
[0084]图3是表示本实施方式的触摸面板装置100的发光部26及受光部21的结构的一例的示意图。如图3所示，构成发光部26的多个发光二极管261沿着矩形显示面10的X轴方向的一边以及Y轴方向的一边的边缘配置。各发光二极管261能够发出红外光。图3中，各发光二极管261发出的红外光用虚线表示。另外，各发光二极管261配置为发出的红外光的光路沿着显示面10相互平行。发光部26具有不图示的多路器，各发光二极管261与多路器连接。
[0085]构成受光部21的多个光电二极管211配置在与配置各发光二极管261的显示面10的一边相向的边上。也就是说，各光电二极管211沿着矩形显示面10的X轴方向的一边以及Y轴方向的一边的边缘，与发光二极管261相向配置。各发光二极管261中的任意一个与各光电二极管211中的任意一个相对应。也就是说，一个发光二极管261发出的红外光由与该发光二极管261对应配置的一个光电二极管211接收,不由其他光电二极管211接收。受光部21具有不图示的多路器，各光电二极管211与多路器连接。
[0086]上述驱动控制部241向地址解码器25输出用于依次扫描多个发光二极管261的信号，向地址解码器22输出用于依次扫描多个光电二极管211的信号。
[0087]地址解码器25根据驱动控制部241输出的信号，向发光部26输出选择发光部26内的某一发光二极管261的信号。所选的发光二极管261在指定时间内发出红外光。
[0088]地址解码器22根据驱动控制部241输出的信号，向受光部21输出选择受光部21内的某一光电二极管211的信号。所选的光电二极管211在指定时间内接收从对应的发光二极管261发出的红外光。
[0089]所选的光电二极管211向A/D转换器23输出强度信号,该强度信号例如用电压值表不接收的红外光的强度。
[0090]A/D转换器23将取得的强度信号例如转换为8比特的数字信号，将转换后的强度信号输出到控制部24。
[0091]控制部24从受光部21的所有光电二极管211取得强度信号。例如，控制部24使发光部26的发光二极管261沿着X轴及Y轴的扫描方向从一端起依次发光，由与该发光二极管261对应的光电二极管211依次接收光，由此从所有光电二极管211取得强度信号。
[0092]控制部24基于从所有光电二极管211取得的强度信号，计算由各光电二极管211接收的受光量。控制部24在关于光电二极管211计算出的受光量在指定阈值以上的情况下，判定为该光电二极管211接收的红外光的光路未被遮断，即未由触摸笔50等遮断红外光。另外，控制部在关于光电二极管211计算出的受光量不足指定阈值的情况下，判定为该光电二极管211接收的红外光的光路被遮断，即由触摸笔50等遮断了红外光。
[0093]这样，控制部24确定接收的红外光的光路被遮断了的光电二极管211。坐标计算部242基于所确定的光电二极管的位置，计算显示面10上的被遮光的位置，即触摸笔50或手指触摸(接触)了的位置信息(坐标)。
[0094]图4是表不本实施方式的触摸笔50的悬停情形的一例的不意图。图4的例子表示触摸笔50触摸显示面10之前的悬停状态。所谓悬停，是指触摸笔50的笔尖与显示面10稍微隔离的状态。如图4所示，发光二极管261发出的红外光由对应的光电二极管211接收之前，呈在符号S所示的区域S中扩展的状态。在该状态下触摸笔50的笔尖遮住区域S时，虽然笔尖并未触摸到显示面10，但由于红外光的遮光，会误判为已触摸到显示面10。对此，在检测出表示触摸笔50的笔尖接触了显示面10的落笔之前，不判定为已触摸到显示面10，由此能够正确判定触摸笔50的落笔(接触)和抬笔(非接触)。
[0095]图5是表不本实施方式的触摸笔50的结构的一例的不意图。如图5所不,触摸笔50由笔尖51、笔主体部53、以及安装部52等构成，笔尖51的前端部变细，笔主体部53能够由用户握持，例如形成为圆筒状，安装部52将笔尖51安装到笔主体部53上。另外，笔主体部53具有位移检测部61、基准方向检测部62、角度计算部63、描绘方向决定部64、以及通信部65等。
[0096]安装部52例如是球状的球节(ball joint) 52，能够以安装部52为中心使笔尖51进行三维位移。
[0097]位移检测部61具有检测笔尖51的三维位移的位移传感器的功能。例如在以笔主体部53的轴向为Z轴，与Z轴垂直地设置X轴、Y轴的情况下，位移检测部61能够检测相对于笔主体部53在X轴、Y轴及Z轴的方向上位移的笔尖51的位移。位移传感器例如能够使用压力传感器，在用户握持触摸笔50的笔主体部53，使笔尖51与显示面10接触的情况下，无论笔主体部53的倾角或朝向为什么方向，都能够检测出笔尖51的位移。
[0098]另外，位移检测部61检测表示笔尖51触摸了显示面10的落笔。通过检测落笔，能够消除图4中例示的、触摸笔50的笔尖51接触显示面10之前误检测为触摸的悬停的影响。
[0099]用户将触摸笔50靠近显示面10时，控制部24检测到遮光物的存在。触摸笔50的笔尖51接触显示面10，检测出落笔时，向PC200送出表示笔尖51 (遮光物)存在于显示面10的哪一坐标处的位置信息，并且与检测出落笔相对应，向PC200送出描绘图像(例如，毛笔状的点图像及线图像)的指示。并且，PC200向触摸面板装置100送出用于在落笔的坐标处描绘毛笔状图像的影像信号。
[0100]基准方向检测部62具有检测显示面10上的基准方向的基准传感器的功能。基准方向检测部62例如能够使用加速度传感器或者地磁传感器等。
[0101]角度计算部63具有计算部的功能，计算笔尖51接触了显示面10时笔尖51的朝向在显示面10上射影(或投影)的方向与显示面10上的基准方向之间的角度。用户以相对于显示面10朝任意朝向倾斜触摸笔50的状态使笔尖51接触了显示面10时，触摸笔50整体在显示面10上进行射影或投影时触摸笔50的朝向，也即笔尖51的朝向是显示面10上的一个方向。角度计算部63计算这一个方向与显示面10上的基准方向之间的角度。据此，能够利用角度确定笔尖51相对于基准方向位于哪一朝向上。
[0102]更具体而言，角度计算部63基于位移检测部61检测出的位移和基准方向检测部62检测出的基准方向计算上述角度。据此，在用户握持触摸笔50的笔主体部53，使笔尖51与显示面10接触的情况下，无论笔主体部53的倾角或朝向为什么方向，都能够基于笔尖51的位移和基准方向，求出笔尖51的朝向在显示面10上的方向与基准方向之间的角度。
[0103]描绘方向决定部64具有决定部的功能，根据角度计算部63计算出的角度决定所描绘的毛笔状图像的方向。在用户开始画毛笔状图像的情况下，一般而言，笔接触描绘面时的图像大小较小(例如，如同较小的点图像一般)，随着依次移动笔，图像大小逐渐变大(例如，如同较大的点图像一般)。对此，通过根据角度计算部63计算出的角度决定毛笔状图像(用笔画的图像)的方向，能够确定用户的笔的移动方向(触摸笔的笔尖的移动方向)。据此，用户在手持触摸笔50写字时，根据向哪个方向开始写触摸笔50，所描绘的毛笔状图像的方向不同，因而能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。
[0104]通信部65向接收部28发送由描绘方向决定部64决定的描绘方向的信息、以及表示检测出落笔的落笔信号。通信部65例如能够使用超声波扬声器、无线模块等。
[0105]接着，说明触摸笔50的结构的具体例。图6是表示本实施方式的触摸笔50的第一实施例的示意图。如图6所示，触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够进行三维位移的方式)，利用球节52将笔尖51安装(连结)到笔主体部53。
[0106]在笔主体部53的与笔尖51相向的端面上，在中央部固定作为基准方向检测部62的加速度传感器621 (例如三轴加速度传感器)，在加速度传感器621的周围固定作为位移检测部61的压力传感器611。此外，在图6的例子中，在加速度传感器621的周围等间隔地设置4个压力传感器611，但压力传感器611的数量并不限定于4个。
[0107]如图6所示，用户使触摸笔50的笔尖51接触显示面10，由此，笔尖51例如朝图6中箭头所示的方向倾斜。根据笔尖51朝哪个方向倾斜，对4个压力传感器611施加的压力发生变化，各压力传感器611输出与所施加的压力相对应的电压。
[0108]图7是表示第一实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。如图7所示，对4个压力传感器611设置XY坐标，使它们位于正交的X轴上和Y轴上。由XY坐标规定的面是与显示面10平行的面。在图7的例子中，压力传感器611a位于坐标(xl，0)处，压力传感器611b位于坐标(_xl，0)处，压力传感器611c位于坐标(0，yl)处，压力传感器611d位于坐标(O,-yl)处。另外,设各压力传感器611a?611d输出的电压为Va、Vb、Vc、VcL
[0109]压力传感器611例如使用PTF (Polymer Thick Film，高分子厚膜)，利用电阻值根据所施加的压力而减少的性质，能够得到与压力相对应的电压。
[0110]在此情况下，笔尖51的XY坐标上的位移XP能够用式(Va*xl_Vb*xl) / (Va+Vb)求出，笔尖51的XY坐标上的位移yp能够用式(Vc*yl-Vd*yl)/(Vc+Vd)求出。另外，X轴方向与位移方向之间的角度Θ能够用式arctan(yp/xp)求出。
[0111]图8是表示考虑基准方向时第一实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。在图8的例子中，例如，在触摸面板装置100的显示面10为直立型的情况下，也即在沿铅直面纵向放置显示面10的情况下，作为显示面10上的基准方向，能够使用重力方向。在图8的例子中，用压力传感器611检测笔尖51的倾角，并且用加速度传感器621检测触摸笔50自身(笔主体部53)的姿势。据此,能够确定笔尖51的方向在显不面10上位于哪一朝向上。
[0112]使加速度传感器621的Z轴方向为笔主体部53的轴向，预先配置加速度传感器621，使得X轴及Y轴方向在笔主体部53的与笔尖51相向的端面上。另外，将压力传感器611配置得位于加速度传感器621的X轴及Y轴上。通过以此方式进行配置，规定由加速度传感器621检测出的重力方向和压力传感器611的位置关系。
[0113]若设由压力传感器611检测出的、笔尖51的位移为(xp,yp),则位移方向相对于X轴方向所成的角度Θ如图7的例子所示，能够用式arctan(yp/xp)求出。
[0114]在笔主体部53相对于显示面10大致垂直的情况下(在为直立型的触摸面板装置100的情况下，用户握持触摸笔50触摸显示面10时，认为笔主体部53相对于显示面10大致垂直)，能够将加速度传感器621的Z轴方向的成分大致假定为O。基于加速度传感器621的输出，求出重力方向的g矢量的X轴及Y轴方向的成分gx、gy。在此情况下，X轴方向与重力方向(g矢量的方向)之间的角度ct能够用式arctan(gy/gx)求出。因此,笔尖51相对于基准方向(重力方向)的角度能够用式(θ+α)求出。
[0115]图9是表示第一实施例的触摸笔50的、以重力方向为基准的毛笔状图像描绘的一例的说明图。图9的例子表示显示面10纵向配置的、所谓的直立型显示器(白板)的情况。图9的左侧图表不触摸了显不面10的触摸笔50的情形的一例，图9的右侧图表不在显不面10上描绘的毛笔状图像的一例。
[0116]如图9所示，笔尖51的方向与作为基准方向的重力方向之间的角度例如设为60度。在此情况下，所描绘的毛笔状图像在与重力方向成60度角的笔尖51的方向上为窄幅，在笔尖51的移动方向，即在与笔尖51的方向成180度角的方向上为宽幅。
[0117]图10是表示第一实施例的触摸笔50的、以重力方向为基准的毛笔状图像描绘的其他例的说明图。图10的例子也表示显示面10纵向配置的、所谓的直立型显示器的情况。图10的左侧图表示触摸了显示面10的触摸笔50的情形的一例，图10的右侧图表示在显示面10上描绘的毛笔状图像的一例。
[0118]如图10所示，笔尖51的方向与作为基准方向的重力方向之间的角度例如设为130度。在此情况下，所描绘的毛笔状图像在与重力方向成130度角的笔尖51的方向上为窄幅。另外，在笔尖51的移动方向，即在与笔尖51的方向成180度角的方向上为宽幅。
[0119]图11是表示考虑基准方向时第一实施例的触摸笔50的角度计算的其他例的说明图。在图11的例子中，例如，在触摸面板装置100的显示面10为平面型的情况下，也即在沿水平方向横向放置显示面10的情况下，作为显示面10上的基准方向，能够使用地磁方向。作为基准方向，地磁方向例如能够采用北方，但并不限定于北方。例如，也可以是东方、西方、南方等。
[0120]用压力传感器611检测笔尖51的倾角，并且用地磁传感器622检测触摸笔50自身(笔主体部53)的姿势。此外，笔尖51的方向与基准方向所成角度的计算与图8的例子相同，因而省略说明。此外，在平面型的情况下，在触摸面板装置100的主体侧(显示部侧)也需要设置地磁传感器，检测基准方向。据此，能够确定笔尖51的方向在显示面10上位于哪一朝向上。
[0121]图12是表示第一实施例的触摸笔50的、以北方为基准的毛笔状图像描绘的一例的说明图。图12的例子表示显示面10横向配置的、所谓的平面型显示器(平面触摸屏)的情况。图12的左侧图表不触摸了显不面10的触摸笔50的情形的一例，图12的右侧图表示在显示面10上描绘的毛笔状图像的一例。在触摸面板装置100的适当场所，设置用于检测作为基准方向的北方的地磁传感器623。地磁传感器623可以与地磁传感器622相同。
[0122]如图12所示，笔尖51的方向与作为基准方向的北方之间的角度例如设为75度。在此情况下，所描绘的毛笔状图像在与北方成75度角的笔尖51的方向上为窄幅，在笔尖51的移动方向，即在与笔尖51的方向成180度角的方向上为宽幅。
[0123]如图9、图10和图12所示，根据触摸笔50的笔尖51触摸显示面10时笔尖51的方向，改变毛笔状图像的描绘方向，由此，能够像用笔书写时一样再现毛的朝向，再现更真实的毛笔状图像，能够取得与用笔书写时相同的效果。
[0124]另外，作为描绘部的PC200在显示面10上描绘毛笔状图像，该毛笔状图像在由描绘方向决定部64决定的方向上具有宽幅。也就是说，毛笔刚刚起笔时用窄幅进行描绘，随着笔尖移动逐渐以宽幅描绘。据此，无论用户朝哪个方向移动笔尖，都能够描绘出宽度根据笔尖的移动方向发生变化的毛笔状图像。
[0125]图13是表示本实施方式的触摸笔50的第二实施例的示意图。如图13所示，笔尖51呈圆锥状，笔尖51的材质例如是磁铁等磁性体。笔尖51的与笔主体部53相向的端面上，形成由圆锥台状的空间构成的支撑部511。
[0126]笔主体部53的与笔尖51相向的端面上，埋入由铁等强磁性体构成的圆环状的板部531。另外，在笔主体部53的与笔尖51相向的端面的中央部(板部531的中央部)，设置圆锥台状的圆锥部532。在圆锥部532的周面上设置一周带状的压力传感器612。笔主体部53的圆锥部532以压力传感器612的检测压力为O的活动状态收容于笔尖51的支撑部511。此外，在压力传感器612的表面与支撑部511之间，例如设置1ym?10ym范围左右的间隙。
[0127]图14是表示第二实施例的触摸笔50的压力传感器612的一例的示意图。如图14所示，压力传感器612的结构是将带状导电薄膜6121和电阻膜6122的具有导电性的面相向配置，导电薄膜6121以及电阻膜6122的两端由非导电性粘合剂6123粘合。导电薄膜6121与电阻膜6122的隔离尺寸例如是I μπι?Imm范围左右。
[0128]导电薄膜6121例如在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上用薄的金属(例如铝等)形成电极。电阻膜6122在PET薄膜上形成碳膜，整个电阻膜6122是具有导电性的片材。作为非导电性粘合剂6123，例如能够使用橡胶类、乙烯树脂类等具有柔性的粘合剂。
[0129]笔尖51接触显示面10时，笔尖51发生倾斜，压力传感器612的任意位置触碰支撑部511。如图14所示，对导电薄膜6121施加压力后，导电薄膜6121弯曲，接触电阻膜6122。在此情况下，根据导电薄膜6121与电阻膜6122接触的部分，电阻膜6122被分为电阻值Rl的部分和电阻值R2的部分。因此，触碰位置的判定能够通过电压V来判定，该电压V是由电阻值Rl、R2对电压Vcc进行分压得到的。电压V能够用式R2XVcc/(Rl+R2)求出。
[0130]另外，导电薄膜6121的电阻值Rp与施加于导电薄膜6121的压力成比例地减少。因此，触碰压力的判定能够通过电流I来判定，该电流I是由于触碰位置的电压V而流入导电薄膜6121的电阻值Rp的电流。电流I能够用式R2XVcc/(Rl+R2)/Rp求出。
[0131]图15是表示第二实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。如图15所示，在笔尖51倾斜的状态下使笔尖51触摸显示面10时，笔尖51的支撑部511的一处与笔主体部53的圆锥部532的周面相接触。压力传感器612虽然是面接触，但压力传感器612作为荷重点检测电阻值最小的点，因而接触点是施加了最大荷重的点。
[0132]在此情况下，如图15所示，考虑假设展开带状压力传感器612，压力检测位置是沿宽度方向的直线状，能够用与符号A所示点的距离来检测接触位置。例如，在符号A所示位置处安装加速度传感器或安装地磁传感器，通过将与符号A的距离和笔尖51的倾角相对应，能够求出笔尖51的倾角，能够与第一实施例的情况同样地求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0133]如上所述，检测与压力传感器612的接触，因而例如与检测光或磁力的情况相比，能够提高角度的检测精度。另外，在圆锥部532的周面上，以360度设置一周带状压力传感器612，因而能够以360度的高精度检测笔尖51的倾角。另外，仅使用一个压力传感器612，与使用多个传感器时相比，不会产生传感器之间的检测误差。另外，仅检测与符号A所示点的距离，就能够求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度，因而不需要复杂的运算，能够采用简单的结构。
[0134]图16是表不本实施方式的触摸笔50的第三实施例的不意图。如图16所不,触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够进行三维位移的方式)，利用球节52将笔尖51安装(连结)到笔主体部53。
[0135]在笔主体部53的与笔尖51相向的端面上，在中央部固定作为基准方向检测部62的加速度传感器621 (不图示)，在加速度传感器621的周围，设置作为位移检测部61的光源613及光传感器614的组合。此外，在图16的例子中，在加速度传感器621的周围等间隔地设置4个光源613及光传感器614的组合，但光源613及光传感器614的组合的数量并不限定于4个。
[0136]在构成各个组合的光源613及光传感器614中，光源613发出的光由笔尖51的与笔主体部53相向的端面反射,通过光传感器614检测反射光。根据光传感器614检测的光量，能够求出笔尖51的倾角。例如，笔尖51的与笔主体部53相向的端面与光传感器614越近，则反射光越强，光传感器614输出的电压越大。笔尖51倾斜时，各光传感器614接收的反射光发生变化，因而通过配置多组光源613及光传感器614，能够求出笔尖51朝任意方向的倾角。此外，能够与第一实施例的情况同样地求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0137]图17是表示本实施方式的触摸笔50的第四实施例的示意图。如图17所示,触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够进行三维位移的方式)，利用球状的球节52将笔尖51安装(连结)到笔主体部53。
[0138]球节52上设置有标志，配置标志拍摄用的照明部616和拍摄标志的照相机615。
[0139]图18是表示第四实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。在笔尖51倾斜的状态下使笔尖51触摸显示面10时，标志向笔尖51倾斜方向的相反方向移动，因而通过检测照相机615拍摄到的图像上的标志位置(移动方向)，能够检测笔尖51的倾斜方向。此外，能够与第一实施例的情况同样地求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0140]由于能够作为运动图像捕捉笔尖51的倾角，所以能够捕捉到用检测反射光的方法或者其他传感器方式难以捕捉的微小角度，或者在笔尖51的倾角连续变化的情况下，也能够正确追踪笔尖51的动作，持续检测出倾角。
[0141]图19是表不本实施方式的触摸笔50的第五实施例的不意图。如图19所不,触摸笔50具备由磁铁等磁性体构成的圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够进行三维位移的方式)，利用球节52将笔尖51安装(连结)到笔主体部53。此外，既可以使整个笔尖51为磁铁，也可以仅使笔尖51的与笔主体部53相向的端面为磁铁，还可以在该端面上固定磁铁。
[0142]在笔主体部53的与笔尖51相向的端面上，在中央部固定作为基准方向检测部62的加速度传感器621 (不图示)，在加速度传感器621的周围固定作为位移检测部61的霍尔元件617。此外，在图19的例子中，在加速度传感器621的周围等间隔地设置4个霍尔元件617，但霍尔元件617的数量并不限定于4个。
[0143]各霍尔元件617能够输出与来自笔尖51的磁通所产生的磁通密度成比例的电压。笔尖51倾斜时，笔尖51与某一霍尔元件617靠近，该霍尔元件617输出的电压增加。通过检测各霍尔元件617输出的电压，能够与第一实施例的情况同样地检测笔尖51的位移(朝哪个方向倾斜)，求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0144]在使用霍尔元件617的情况下，无须设法消除外部干扰等的影响。另外，仅驱动霍尔元件617，因而与检测反射光的情况相比能够抑制耗电。
[0145]图20是表示本实施方式的触摸笔50的第六实施例的示意图。如图20所示，触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53。在笔主体部53的内侧固定十字状的平板534，在平板534的中央部竖直设置柱状的支撑部533，支撑部533的前端固定在笔尖51上。据此，以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够三维位移的方式)构成。
[0146]在十字状的平板534上，以包围支撑部533的方式设置作为位移检测部61的四个应变片7— )618。此外，平板534的形状并不限定于十字状，能够根据应变片的个数而进行变化。
[0147]图21是表示第六实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。如图21所示，在笔尖51倾斜的状态下使笔尖51触摸显示面10时，平板534经由固定于笔尖51的支撑部533而发生弯曲。由各应变片618检测平板534的弯曲。更具体而言，应变片618为电阻体，例如，如图21所示，应变片618a如箭头所示伸长，应变片618b如箭头所示收缩，则各个应变片的电阻值会发生变化。
[0148]图22是表示检测第六实施例的应变片618的应变的方法的一例的说明图。如图22所示，在每个应变片中，由应变片(电阻值Ra)和其他电阻(Rl1、Rl2、Rl3)构成电桥，经由放大器检测差动电压Va。通过检测利用各应变片得到的差动电压Va，能够与第一实施例的情况同样地检测笔尖51的位移(朝哪个方向倾斜)，求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0149]由于用应变片618检测平板534的弯曲，所以与检测光或磁力的情况相比能够提高灵敏度和精度。另外，直接检测固定有笔尖51的平板534的弯曲，因而即使仅施加了微弱的力，也能够检测出应变，能够提高检测灵敏度。
[0150]图23是表示本实施方式的触摸笔50的第七实施例的示意图。如图23所示，触摸笔50具备圆锥状的笔尖51和圆筒状的笔主体部53。在笔主体部53的内侧，隔开适当长度(例如1cm左右)配置两个球节54。在两个球节54之间，安装有由橡胶等柔软材料(例如硅橡胶或聚氨酯橡胶等)构成的柱状的保持部55。在保持部55的侧面(周面)上设置弯曲传感器619。弯曲传感器619在保持部55的周围设置三处以上。弯曲传感器619能够使用电阻值因弯曲而变化的应变片。
[0151]笔主体部53的笔尖51侧的球节54以笔尖51的前端自由倾斜的方式(能够三维位移的方式)连结笔尖51与笔主体部53。
[0152]图24是表示第七实施例的触摸笔50的角度计算的一例的说明图。如图24所示，在笔尖51倾斜的状态下使笔尖51触摸显示面10时，保持部55发生弯曲。由弯曲传感器619检测保持部55的弯曲。更具体而言，弯曲传感器619为电阻体，例如，如图24所示，弯曲传感器619a收缩，弯曲传感器61%伸长，则各个弯曲传感器的电阻值会发生变化。通过检测各弯曲传感器619的电阻值(例如变换为电压进行检测)，能够与第一实施例的情况同样地检测笔尖51的位移(朝哪个方向倾斜)，求出笔尖51的方向与基准方向所成的角度。
[0153]通过将弯曲传感器619设置在由柔软材料构成的保持部55上，能够再现用毛笔书写文字等时毛笔的阻力，能够更真实地再现用毛笔书写的文字等。
[0154]本实施方式的触摸面板装置(100)具备显示面(10)，检测触摸笔(50)的笔尖
(51)接触该显示面时的位置，在检测出的位置处描绘毛笔状图像，其特征在于具备:计算部(63)，计算所述笔尖接触显示面时该笔尖的朝向在所述显示面上射影的方向与所述显示面上的基准方向之间的角度；以及决定部(64)，根据该计算部计算的角度，决定所描绘的毛笔状图像的方向。
[0155]本实施方式中，计算部￠3)计算笔尖(51)接触了显示面(10)时该笔尖的朝向在显示面上射影的方向与显示面上的基准方向之间的角度。用户以相对于显示面朝任意朝向倾斜触摸笔(50)的状态使笔尖接触了显示面时，触摸笔整体在显示面上进行射影或投影时触摸笔的朝向，也即笔尖的朝向是显示面上的一个方向。计算部计算这一个方向与显示面上的基准方向之间的角度。据此，能够利用角度确定笔尖相对于基准方向位于哪一朝向上。
[0156]决定部(64)根据计算部计算出的角度决定所描绘的毛笔状图像的方向。在用户开始画毛笔状图像的情况下，一般而言，笔接触描绘面时的图像大小较小(例如，如同较小的点图像一般)，随着依次移动笔，图像大小逐渐变大(例如，如同较大的点图像一般)。对此，通过根据计算部计算出的角度决定毛笔状图像(用笔画的图像)的方向，能够确定用户的笔的移动方向(触摸笔的笔尖的移动方向)。据此，用户在手持触摸笔写字时，根据向哪个方向开始写触摸笔，所描绘的毛笔状图像的方向不同，因而能够按照用户的意图描绘毛笔的起笔部分。
[0157]本实施方式的触摸面板装置的特征在于，所述触摸笔具备笔主体部(53)，该笔主体部具有安装所述笔尖的安装部(52)，所述笔尖能够以所述安装部为中心进行三维位移，所述笔主体部具有:基准传感器(62)，检测所述显示面上的基准方向；以及位移传感器
(61)，检测所述笔尖的三维位移，所述计算部￠3)基于由所述基准传感器检测的基准方向和由位移传感器检测的位移，计算所述角度。
[0158]本实施方式中，触摸笔(50)具备笔主体部(53)，该笔主体部具有安装笔尖(51)的安装部，笔尖能够以安装部(52)为中心进行三维位移。并且，笔主体部具有:基准传感器，检测显示面上的基准方向；以及位移传感器，检测笔尖的三维位移。例如，在以笔主体部的轴向为Z轴，与Z轴垂直地设置X轴、Y轴的情况下，笔尖能够相对于笔主体部在X轴、Y轴及Z轴的方向上位移。位移传感器例如能够使用压力传感器，在用户握持触摸笔的笔主体部，使笔尖与显示面接触的情况下，无论笔主体部的倾角或朝向为什么方向，都能够检测出笔尖的位移。另外，基准传感器例如能够使用加速度传感器或者地磁传感器等。计算部基于由基准传感器和位移传感器检测的基准方向和位移计算角度。据此，在用户握持触摸笔的笔主体部，使笔尖与显示面接触的情况下，无论笔主体部的倾角或朝向为什么方向，都能够基于笔尖的位移和基准方向，求出笔尖的朝向在显示面上的方向与基准方向之间的角度。
[0159]本实施方式的触摸面板装置的特征在于，所述基准方向是重力方向。
[0160]本实施方式中，例如，在触摸面板装置的显示面为直立型的情况下，也即在沿铅直面纵向放置显示面的情况下，作为显示面上的基准方向，能够使用重力方向。据此，能够确定笔尖的方向在显不面上位于哪一朝向上。
[0161]本实施方式的触摸面板装置的特征在于，所述基准方向是地磁方向。
[0162]本实施方式中，例如，在触摸面板装置的显示面为平面型的情况下，也即在水平方向上横向放置显示面的情况下，作为显示面上的基准方向，能够使用地磁方向(例如北方等)。据此，能够确定笔尖的方向在显示面上位于哪一朝向上。
[0163]本实施方式的显示装置的特征在于具备:上述发明中任一项所涉及的触摸面板装置(100);以及描绘部(200)，在所述显示面(10)上描绘在所述决定部￠4)决定的方向上幅度变宽的毛笔状图像。
[0164]本实施方式中，描绘部(200)在显示面上描绘在决定部决定的方向上幅度变宽的毛笔状图像。也就是说，毛笔刚刚起笔时用窄幅进行描绘，随着笔尖移动逐渐以宽幅描绘。据此，无论用户朝哪个方向移动笔尖，都能够描绘出宽度根据笔尖的移动方向发生变化的毛笔状图像。本发明的上述各实施方式中记载的技术特征相互组合可形成新的技术方案。
【权利要求】
1.一种触摸屏装置，具备显示面，检测触摸笔的笔尖接触该显示面时的位置，在检测出的位置处描绘毛笔状图像，该触摸屏装置的特征在于具备: 计算部，计算所述笔尖接触显示面时该笔尖的朝向在所述显示面上射影的方向与所述显示面上的基准方向之间的角度；以及 决定部，根据该计算部计算出的角度，决定所描绘的毛笔状图像的方向。
2.根据权利要求1所述的触摸屏装置，其特征在于: 所述触摸笔具备笔主体部，该笔主体部具有安装所述笔尖的安装部， 所述笔尖能够以所述安装部为中心进行三维位移， 所述笔主体部具有: 基准传感器，检测所述显示面上的基准方向；以及 位移传感器，检测所述笔尖的三维位移， 所述计算部基于由所述基准传感器检测出的基准方向和由位移传感器检测出的位移，计算所述角度。
3.根据权利要求1或2所述的触摸屏装置，其特征在于: 所述基准方向是重力方向。
4.根据权利要求1或2所述的触摸屏装置，其特征在于: 所述基准方向是地磁方向。
5.一种显示装置，其特征在于具备:权利要求1至4中任一项所述的触摸屏装置；以及描绘部，在所述显示面上描绘在所述决定部决定的方向上幅度变宽的毛笔状图像。
【文档编号】G06F3/033GK104423729SQ201410421452
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】黑田达朗 申请人:夏普株式会社
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