JPH10240437A - Pen type input system - Google Patents

Pen type input system

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Publication number
JPH10240437A
JPH10240437A JP9058639A JP5863997A JPH10240437A JP H10240437 A JPH10240437 A JP H10240437A JP 9058639 A JP9058639 A JP 9058639A JP 5863997 A JP5863997 A JP 5863997A JP H10240437 A JPH10240437 A JP H10240437A
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JP
Japan
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pen
input device
type input
unit
handwriting
Prior art date
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Pending
Application number
JP9058639A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Shingyouchi
充 新行内
Takao Inoue
隆夫 井上
Yasuhiro Sato
康弘 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH10240437A publication Critical patent/JPH10240437A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exactly and easilt input descriptions through a system using a pen type input device. SOLUTION: A pen type input device 1a sends an acceleration signal outputted by an acceleration sensor 3 and a rotary angular velocity signal outputted by a gyro 4 to a host device 2a by wireless communication. The host device 2a receives the acceleration signal and the rotary angular velocity signal from the pen type input device 1a by wireless communication and while using an arithmetic algorithm previously stored in an arithmetic algorithm storage part 23, the handwriting of pen type input device 1a is calculated based on the acceleration signal and rotary angular velocity signal inputted from the pen type input device 1a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は図形及び文字を入
力するペン型入力システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pen type input system for inputting figures and characters.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータ装置等の入力装置としては
キーボード、マウス、デジタイザ、ライトペン及びタブ
レット等が用いられている。コンピュータ装置の小型化
に伴い、携帯端末装置のニーズが高まり利用者も年々増
加している。そこで、小型の入力装置が求められるよう
になった。
2. Description of the Related Art Keyboards, mice, digitizers, light pens, tablets and the like are used as input devices such as computer devices. With the miniaturization of computer devices, the need for portable terminal devices has increased and the number of users has been increasing year by year. Therefore, a small input device has been required.

【0003】キーボードの小型化にはヒューマンインタ
ーフェイスの点で限界があり、携帯端末装置の入力装置
としては実用性が低い。また、マウスはポインティング
デバイスとしては小型化が可能であるが、図形及び文字
等の入力には適さない。
[0003] There is a limit in miniaturizing a keyboard in terms of a human interface, and it is not practical as an input device of a portable terminal device. Although a mouse can be downsized as a pointing device, it is not suitable for inputting figures, characters, and the like.

【0004】このため、例えば特開平6-67799号公報に
掲載されたペン型のコンピュータ入力装置、特開平7-8
4716号公報に掲載されたデータ入力装置、特開平7-200
127号公報に掲載された手書き入力装置、特開平6-2308
86号公報に掲載されたペンシル型入力装置及び特表平8
-508354号公報に掲載された通信装置のようなタブレッ
トレスの入力装置が開発された。
For this reason, for example, a pen-type computer input device disclosed in JP-A-6-67799,
No. 4716, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-200
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. Hei 6-2308
No. 86, Pencil type input device and Tokuhei Hei 8
A tablet-less input device such as a communication device disclosed in Japanese Patent Application Publication No. -508354 has been developed.

【0005】特開平6-67799号公報に掲載されたペン型
のコンピュータ入力装置は加速度センサで移動方向と移
動距離を調べ、圧電振動ジャイロで加速度センサが検出
した移動方向及び移動距離のペン型のコンピュータ入力
装置のローテーションによる影響を補正している。さら
に、特開平7-84716号公報に掲載されたデータ入力装置
は互いに直角に配置された振動ジャイロからの極性及び
振幅を示す信号を基に装置の移動方向及び移動距離を検
出している。さらに、特開平7-200127号公報に掲載さ
れた手書き入力装置は2個の加速度センサからの信号を
基に装置の移動方向及び移動距離を求めている。さら
に、特開平6-230886号公報に掲載されたペンシル型入
力装置は2組の加速度センサをペン軸上の異なった位置
に設け、この2組の加速度センサからの出力を基に加速
度センサの取り付け位置による影響を補正したペン先部
の移動方向及び移動距離を求めている。特表平8-50835
4号公報に掲載された通信装置では、加速度信号の特徴
を基に特徴認識を行ない、その後ストロークを重ねて筆
記軌跡を描くようにしている。
A pen-type computer input device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-67799 checks a moving direction and a moving distance with an acceleration sensor, and detects a moving direction and a moving distance detected by the acceleration sensor with a piezoelectric vibrating gyroscope. It compensates for the effects of computer input device rotation. Further, the data input device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-84716 detects a moving direction and a moving distance of the device based on signals indicating polarities and amplitudes from vibrating gyros arranged at right angles to each other. Furthermore, the handwriting input device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-200127 obtains the moving direction and the moving distance of the device based on signals from two acceleration sensors. Further, the pencil-type input device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-230886 has two sets of acceleration sensors provided at different positions on the pen axis, and mounts the acceleration sensors based on the outputs from the two sets of acceleration sensors. The moving direction and the moving distance of the pen tip portion in which the influence by the position is corrected are obtained. Tokuhyo Hei 8-50835
The communication device described in Japanese Patent Publication No. 4 performs feature recognition based on the features of the acceleration signal, and then draws a writing locus by overlapping strokes.

【0006】また、ペン型入力装置に関するものでな
く、例えばゲーム機に利用されているものであるが、特
開平7-294240号公報に掲載された位置センサは、X軸
方向,Y軸方向及びZ軸方向の加速度を検出する加速度
センサとX軸周り,Y軸周り及びZ軸周りの角速度を検
出するジャイロを備え、これらが検出した加速度及び角
速度基にストラップダウン方式の演算を行って、頭部の
移動速度、位置、姿勢及び向きを検出している。
[0006] The position sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-294240 is not related to a pen-type input device but is used for a game machine, for example. An acceleration sensor that detects acceleration in the Z-axis direction and a gyro that detects angular velocities around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are provided. The moving speed, position, posture and orientation of the unit are detected.

【0007】また、特開平8-166843号公報に掲載され
たワイアレスペンとそれを利用したワイアレスペンシス
テムでは、加速度センサを用いて検出した加速度を積分
して、その結果をワイアレスでシステムコンピュータに
送信している。
Further, in a wireless pen and a wireless pen system using the same disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-166843, the acceleration detected by using an acceleration sensor is integrated, and the result is wirelessly transmitted to a system computer. doing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6-67799号公報に掲載されたペン型のコンピュータ入力
装置では、装置のローテーションによる影響を補正する
もので、装置がダイナミックな傾斜を伴う場合には補正
することができない。通常の筆記動作では装置のダイナ
ミックな傾斜を伴うので、検出結果が不正確になる場合
がある。
However, the pen-type computer input device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-67799 corrects the influence of the rotation of the device, and is used when the device has a dynamic inclination. Cannot be corrected. The normal writing operation involves a dynamic tilt of the device, which may result in inaccurate detection results.

【0009】さらに、特開平7-84716号公報に掲載され
たデータ入力装置は手首の回転動作を検出して移動方向
及び移動距離を入力するものなので、図形等の入力には
適さない。
Furthermore, the data input device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-84716 is not suitable for inputting a figure or the like because it detects the rotational movement of the wrist and inputs the moving direction and the moving distance.

【0010】さらに、特開平7-200127号公報に掲載さ
れた手書き入力装置では、装置の傾斜及び回転に対する
補正手段がないため、検出結果が不正確になる場合があ
る。
Furthermore, in the handwriting input device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-200127, since there is no means for correcting the tilt and rotation of the device, the detection result may be inaccurate.

【0011】さらに、特開平6-230886号公報に掲載さ
れたペンシル型入力装置は加速度センサが検出した加速
度に装置の回転角に対する成分が含まれていることを考
慮していないため移動距離の検出誤差が大きくなる場合
がある。
Further, the pencil type input device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-230886 does not consider that the acceleration detected by the acceleration sensor includes a component with respect to the rotation angle of the device. The error may increase.

【0012】また、特開平7-294240号公報に掲載され
た位置センサは、頭部の移動速度、位置、姿勢及び向き
を空間的に検出するものなので、複雑な演算処理を採用
しているが、ペン型入力装置では装置の小型化が要求さ
れているため、簡単な演算処理で正確に被筆記面上の移
動方向及び移動距離を検出しなければならない。
The position sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-294240 spatially detects the moving speed, position, posture and orientation of the head, and thus employs a complicated calculation process. Since the pen-type input device is required to be miniaturized, the moving direction and the moving distance on the writing surface must be accurately detected by a simple arithmetic processing.

【0013】また、特表平8-508354号公報に掲載され
た通信装置は、加速度を基に認識処理を行なっている
が、認識結果に誤差が生じる可能性があり、正確な筆記
軌跡を再現するのが困難な場合がある。
The communication device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-508354 performs recognition processing based on acceleration. However, there is a possibility that an error may occur in the recognition result, and an accurate writing locus is reproduced. Can be difficult to do.

【0014】また、特開平8-166843号公報に掲載され
たワイアレスペンとそれを利用したワイアレスペンシス
テムは、装置の傾斜及び回転に対する補正手段がないた
め、検出結果が不正確になる場合がある。
Further, the wireless pen disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-166843 and the wireless pen system using the same have no means for correcting the inclination and rotation of the device, so that the detection result may be inaccurate. .

【0015】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、筆記入力を簡単な構成で正確に検出
することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a disadvantage, and has as its object to accurately detect a handwriting input with a simple configuration.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この発明に係るペン型入
力装置は、ペン型入力装置とホスト装置を有し、ペン型
入力装置はセンサ部とホスト通信部を備え、センサ部は
複数の加速度センサと複数のジャイロを有し、ペン型入
力装置における加速度信号及び回転角速度信号を出力
し、ホスト通信部はセンサ部が出力した加速度信号及び
回転角速度信号をワイアレス通信でホスト装置に送り、
ホスト装置は入力装置通信部と演算アルゴリズム記憶部
と演算部を備え、入力装置通信部はペン型入力装置から
加速度信号及び回転角速度信号をワイアレス通信で受信
し、演算アルゴリズム記憶部はペン型入力装置の筆跡を
演算する際の演算アルゴリズムを予め記憶し、演算部は
演算アルゴリズム記憶部に予め記憶した演算アルゴリズ
ムを用いて、ペン型入力装置から入力した加速度信号及
び回転角速度信号を基にペン型入力装置の筆跡を算出し
て、ペン型入力装置の筆跡の演算をする部分をペン型入
力装置と分離することによりペン型入力装置を軽量小型
化すると共にワイアレス通信を用いることにより、ケー
ブル等が筆記の妨げになることを防止する。
A pen-type input device according to the present invention includes a pen-type input device and a host device, the pen-type input device includes a sensor unit and a host communication unit, and the sensor unit includes a plurality of acceleration units. It has a sensor and a plurality of gyros, outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal in the pen-type input device, the host communication unit sends the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output by the sensor unit to the host device by wireless communication,
The host device includes an input device communication unit, an operation algorithm storage unit, and an operation unit. The input device communication unit receives the acceleration signal and the rotational angular velocity signal from the pen-type input device by wireless communication, and the operation algorithm storage unit includes the pen-type input device. The operation algorithm for calculating the handwriting of the pen is stored in advance, and the operation unit uses the operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit in advance, based on the acceleration signal and the rotational angular velocity signal input from the pen-type input device, to input the pen-type input. By calculating the handwriting of the device and separating the part of the pen-type input device that calculates the handwriting from the pen-type input device, the pen-type input device is reduced in weight and size, and by using wireless communication, the cable etc. To prevent them from being disturbed.

【0017】また、ペン型入力システムは、ペン型入力
装置と通信ケーブルとホスト装置を有し、ペン型入力装
置はセンサ部とホストインターフェイスを備え、センサ
部は複数の加速度センサと複数のジャイロを有し、ペン
型入力装置における加速度信号及び回転角速度信号を出
力し、ホストインターフェイスはセンサ部が出力した加
速度信号及び回転角速度信号を通信ケーブルを介してホ
スト装置に出力し、通信ケーブルはペン型入力装置から
ホスト装置に出力する加速度信号及び回転角速度信号用
の信号線とホスト装置からペン型入力装置に供給するペ
ン型入力装置駆動電力用の電力線を備え、ホスト装置は
入力装置インターフェイスと演算アルゴリズム記憶部と
演算部を備え、入力装置インターフェイスはペン型入力
装置から加速度信号及び回転角速度信号を通信ケーブル
を介して入力し、演算アルゴリズム記憶部はペン型入力
装置の筆跡を演算する際の演算アルゴリズムを予め記憶
し、演算部は演算アルゴリズム記憶部に予め記憶した演
算アルゴリズムを用いて、ペン型入力装置から入力した
加速度信号及び回転角速度信号を基にペン型入力装置の
筆跡を算出して、ペン型入力装置の駆動電力を筆跡演算
装置から供給することにより、ペン型入力装置をさらに
軽量小型化する。
The pen-type input system includes a pen-type input device, a communication cable, and a host device. The pen-type input device includes a sensor unit and a host interface, and the sensor unit includes a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros. The pen-type input device outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal, the host interface outputs the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output from the sensor unit to the host device via a communication cable, and the communication cable uses a pen-type input. A signal line for an acceleration signal and a rotation angular velocity signal output from the device to the host device and a power line for pen-type input device driving power supplied from the host device to the pen-type input device are provided. The host device stores an input device interface and an operation algorithm. Unit and an operation unit, and the input device interface And the rotation angular velocity signal are input via a communication cable, the operation algorithm storage unit stores in advance the operation algorithm for calculating the handwriting of the pen-type input device, and the operation unit stores the operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit in advance. By using the pen-type input device to calculate the handwriting of the pen-type input device based on the acceleration signal and the rotation angular velocity signal, and supplying the driving power of the pen-type input device from the handwriting calculation device, the pen-type input device Reduce the size and weight of the device.

【0018】また、ペン型入力システムは、ペン型入力
装置とホスト装置を有し、ペン型入力装置はセンサ部と
演算アルゴリズム記憶部と演算部とホスト通信部を備
え、センサ部は複数の加速度センサと複数のジャイロを
有し、ペン型入力装置における加速度信号及び回転角速
度信号を出力し、演算アルゴリズム記憶部はペン型入力
装置の筆跡を演算する際の演算アルゴリズムを予め記憶
し、演算部は演算アルゴリズム記憶部に予め記憶した演
算アルゴリズムを用いて、センサ部が出力した加速度信
号及び回転角速度信号を基にペン型入力装置の筆跡を算
出し、ホスト通信部は演算部が算出したペン型入力装置
の筆跡をワイアレス通信でホスト装置に送り、ホスト装
置の負荷を軽くし、ホスト装置は入力装置通信部と筆跡
記憶部を備え、入力装置通信部はペン型入力装置からペ
ン型入力装置の筆跡をワイアレス通信で受信し、筆跡記
憶部はペン型入力装置から受信したペン型入力装置の筆
跡を記憶する。
The pen-type input system includes a pen-type input device and a host device. The pen-type input device includes a sensor unit, an operation algorithm storage unit, an operation unit, and a host communication unit. It has a sensor and a plurality of gyros, outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal in the pen-type input device, the calculation algorithm storage unit stores in advance a calculation algorithm when calculating handwriting of the pen-type input device, and the calculation unit is Using a calculation algorithm previously stored in the calculation algorithm storage unit, the handwriting of the pen-type input device is calculated based on the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output by the sensor unit, and the host communication unit calculates the pen-type input calculated by the calculation unit. The handwriting of the device is sent to the host device by wireless communication to reduce the load on the host device, and the host device has an input device communication unit and a handwriting storage unit. Location communication unit receives the handwriting pen-type input device in a wireless communication from the pen-type input device, handwriting storing section stores the handwriting pen-type input device which has received from the pen-type input device.

【0019】また、ペン型入力システムは、ペン型入力
装置と通信ケーブルとホスト装置を有し、ペン型入力装
置はセンサ部と演算アルゴリズム記憶部と演算部とホス
トインターフェイスを備え、センサ部は複数の加速度セ
ンサと複数のジャイロを有し、ペン型入力装置における
加速度信号及び回転角速度信号を出力し、演算アルゴリ
ズム記憶部はペン型入力装置の筆跡を演算する際の演算
アルゴリズムを予め記憶し、演算部は演算アルゴリズム
記憶部に予め記憶した演算アルゴリズムを用いて、セン
サ部が出力した加速度信号及び回転角速度信号を基にペ
ン型入力装置の筆跡を算出し、ホストインターフェイス
は演算部が算出したペン型入力装置の筆跡データを通信
ケーブルを介してホスト装置に出力し、通信ケーブルは
ペン型入力装置からホスト装置に出力するペン型入力装
置の筆跡データ用の信号線とホスト装置からペン型入力
装置に供給するペン型入力装置駆動電力用の電力線を備
え、ホスト装置は入力装置インターフェイスと筆跡記憶
部を備え、入力装置インターフェイスはペン型入力装置
からペン型入力装置の筆跡データを通信ケーブルを介し
て入力し、筆跡記憶部はペン型入力装置から入力したペ
ン型入力装置の筆跡データを記憶する。
The pen-type input system includes a pen-type input device, a communication cable, and a host device. The pen-type input device includes a sensor unit, an operation algorithm storage unit, an operation unit, and a host interface. The acceleration sensor and a plurality of gyros, and outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal in the pen-type input device, and the calculation algorithm storage unit stores in advance a calculation algorithm when calculating a handwriting of the pen-type input device, and performs the calculation. The unit calculates the handwriting of the pen-type input device based on the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output from the sensor unit using the calculation algorithm stored in the calculation algorithm storage unit in advance, and the host interface calculates the pen-type input calculated by the calculation unit. Outputs handwriting data from the input device to the host device via a communication cable. A signal line for handwriting data of the pen-type input device to be output to the host device and a power line for pen-type input device driving power supplied from the host device to the pen-type input device are provided. The host device has an input device interface and a handwriting storage unit. The input device interface inputs handwriting data of the pen-type input device via the communication cable from the pen-type input device, and the handwriting storage unit stores the handwriting data of the pen-type input device input from the pen-type input device.

【0020】また、ペン型入力システムは、ペン型入力
装置とホスト装置を有し、ペン型入力装置はセンサ部と
センサ出力記憶部とホストインターフェイスを備え、セ
ンサ部は複数の加速度センサと複数のジャイロを有し、
ペン型入力装置における加速度信号及び回転角速度信号
を出力し、センサ出力記憶部はセンサ部が検出した加速
度及び回転角速度を時系列に記憶し、ホストインターフ
ェイスはペン型入力装置の筆跡を演算する際にホスト装
置と接続して、センサ出力記憶部が記憶した加速度及び
回転角速度をホスト装置に送り、ホスト装置は入力装置
インターフェイスと演算アルゴリズム記憶部と演算部を
備え、入力装置インターフェイスはペン型入力装置の筆
跡を演算する際にペン型入力装置のホストインターフェ
イスと接続して、ペン型入力装置から加速度及び回転角
速度を入力し、演算アルゴリズム記憶部はペン型入力装
置の筆跡を演算する際の演算アルゴリズムを予め記憶
し、演算部は演算アルゴリズム記憶部に予め記憶した演
算アルゴリズムを用いて、ペン型入力装置から入力した
加速度及び回転角速度を基にペン型入力装置の筆跡を算
出して、通信手段を用いずにペン型入力装置における加
速度信号及び回転角速度信号をホスト装置に出力する。
The pen-type input system has a pen-type input device and a host device. The pen-type input device includes a sensor unit, a sensor output storage unit, and a host interface. The sensor unit includes a plurality of acceleration sensors and a plurality of acceleration sensors. Has a gyro,
The acceleration signal and the rotation angular velocity signal in the pen-type input device are output, the sensor output storage unit stores the acceleration and the rotation angular velocity detected by the sensor unit in time series, and the host interface calculates the handwriting of the pen-type input device. Connected to the host device, sends the acceleration and rotation angular velocity stored in the sensor output storage unit to the host device, the host device includes an input device interface, a calculation algorithm storage unit, and a calculation unit, and the input device interface is a pen-type input device. When calculating the handwriting, connect to the host interface of the pen-type input device, input the acceleration and rotation angular velocity from the pen-type input device, and the calculation algorithm storage unit stores the calculation algorithm when calculating the handwriting of the pen-type input device. The operation unit is stored in advance, and the operation unit uses the operation algorithm stored in advance in the operation algorithm storage unit. Calculating the handwriting of the pen-type input device based on the acceleration and the rotation angular velocity input from the pen-type input device, and outputting the acceleration signal and the rotation angular velocity signal in the pen-type input device to the host device without using the communication means. .

【0021】また、ペン型入力システムは、ペン型入力
装置とホスト装置を有し、ペン型入力装置はセンサ部と
演算アルゴリズム記憶部と演算部と筆跡記憶部とホスト
通信部を備え、センサ部は複数の加速度センサと複数の
ジャイロを有し、ペン型入力装置における加速度信号及
び回転角速度信号を出力し、演算アルゴリズム記憶部は
ペン型入力装置の筆跡を演算する際の演算アルゴリズム
を予め記憶し、演算部は演算アルゴリズム記憶部に予め
記憶した演算アルゴリズムを用いて、センサ部が出力し
た加速度信号及び回転角速度信号を基にペン型入力装置
の筆跡を算出し、筆跡記憶部は演算部が演算したペン型
入力装置の筆跡データを蓄積して多くのデータを蓄積
し、ホスト通信部は筆跡記憶部に蓄積したペン型入力装
置の筆跡データをホスト装置に送り、ホスト装置は入力
装置通信部と演算結果記憶部を備え、入力装置通信部は
ペン型入力装置からペン型入力装置の筆跡データを受信
し、演算結果記憶部に記憶する。
The pen-type input system includes a pen-type input device and a host device. The pen-type input device includes a sensor unit, a calculation algorithm storage unit, a calculation unit, a handwriting storage unit, and a host communication unit. Has a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros, outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal in a pen-type input device, and a calculation algorithm storage unit stores in advance a calculation algorithm when calculating a handwriting of the pen-type input device. The calculation unit calculates the handwriting of the pen-type input device based on the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output from the sensor unit using a calculation algorithm stored in the calculation algorithm storage unit in advance, and the calculation unit calculates the handwriting in the handwriting storage unit. The handwriting data of the pen-type input device obtained is stored and a large amount of data is accumulated, and the host communication unit uses the handwriting data of the pen-type input device stored in the handwriting storage unit to store the data. Feeding the winding device, the host device comprises a calculation result storage unit and an input device communicating unit, the input device communication unit receives the handwriting data of the pen-type input device from the pen-type input device, and stores the calculation result storage unit.

【0022】また、ペン型入力システムは、ペン型入力
装置とホスト装置を有し、ペン型入力装置はセンサ部と
ホスト通信部を備え、センサ部は複数の加速度センサと
複数のジャイロを有し、ペン型入力装置における加速度
信号及び回転角速度信号を出力し、ホスト通信部はセン
サ部が出力した加速度信号及び回転角速度信号をホスト
装置に送り、ホスト装置は入力装置通信部と入力データ
記憶部と演算アルゴリズム記憶部と演算部を備え、入力
装置通信部はペン型入力装置から加速度信号及び回転角
速度信号を受信し、入力データ記憶部はペン型入力装置
から入力した加速度信号及び回転角速度信号を時系列に
記憶し、演算アルゴリズム記憶部は脱着可能に構成さ
れ、ペン型入力装置の筆跡を演算する際の演算アルゴリ
ズムを予め記憶し、演算部は演算アルゴリズム記憶部に
予め記憶した演算アルゴリズムを用いて、入力データ記
憶部に記憶した加速度及び回転角速度を基にペン型入力
装置の筆跡を算出して、ホスト装置自体を軽量小型化す
る。
The pen-type input system has a pen-type input device and a host device, the pen-type input device has a sensor unit and a host communication unit, and the sensor unit has a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros. , An acceleration signal and a rotation angular velocity signal in the pen-type input device, the host communication unit sends the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output from the sensor unit to the host device, and the host device has an input device communication unit and an input data storage unit. The input device communication unit receives an acceleration signal and a rotation angular velocity signal from the pen-type input device, and the input data storage unit stores the acceleration signal and the rotation angular velocity signal input from the pen-type input device. Stored in a series, the operation algorithm storage unit is configured to be detachable, pre-stored the operation algorithm when calculating the handwriting of the pen-type input device, The arithmetic unit calculates the handwriting of the pen-type input device based on the acceleration and the rotational angular velocity stored in the input data storage unit using an operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit in advance, thereby reducing the weight and size of the host device itself. .

【0023】また、ペン型入力システムは、ペン型入力
装置とホスト装置を有し、ペン型入力装置はセンサ部と
センサ出力記憶部と演算アルゴリズム記憶部と演算部と
ホスト通信部を備え、センサ部は複数の加速度センサと
複数のジャイロを有し、ペン型入力装置における加速度
信号及び回転角速度信号を出力し、センサ出力記憶部は
センサ部が検出した加速度及び回転角速度を時系列に記
憶し、演算アルゴリズム記憶部は脱着可能に構成され、
ペン型入力装置の筆跡を演算する際の演算アルゴリズム
を予め記憶し、演算部は演算アルゴリズム記憶部に予め
記憶した演算アルゴリズムを用いて、センサ出力記憶部
に時系列に記憶した加速度信号及び回転角速度信号を基
にペン型入力装置の筆跡を算出し、ホスト通信部は演算
部が算出したペン型入力装置の筆跡をホスト装置に送
り、ホスト装置は入力装置通信部と筆跡記憶部を備え、
入力装置通信部はペン型入力装置からペン型入力装置の
筆跡を受信し、筆跡記憶部はペン型入力装置から受信し
たペン型入力装置の筆跡を記憶して、ホスト装置の負荷
を軽くすると共にペン型入力装置を軽量小型化する。
The pen-type input system includes a pen-type input device and a host device. The pen-type input device includes a sensor unit, a sensor output storage unit, a calculation algorithm storage unit, a calculation unit, and a host communication unit. The unit has a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros, outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal in the pen-type input device, the sensor output storage unit stores the acceleration and the rotation angular velocity detected by the sensor unit in time series, The operation algorithm storage unit is configured to be detachable,
The algorithm for calculating the handwriting of the pen-type input device is stored in advance, and the calculation unit uses the calculation algorithm stored in the calculation algorithm storage unit in advance, and stores the acceleration signal and the rotational angular velocity stored in time series in the sensor output storage unit. The handwriting of the pen-type input device is calculated based on the signal, the host communication unit sends the handwriting of the pen-type input device calculated by the calculation unit to the host device, and the host device includes an input device communication unit and a handwriting storage unit,
The input device communication unit receives the handwriting of the pen-type input device from the pen-type input device, and the handwriting storage unit stores the handwriting of the pen-type input device received from the pen-type input device to reduce the load on the host device. Reduce the weight and size of the pen-type input device.

【0024】さらに、上記演算アルゴリズム記憶部は静
止状態において加速度センサが検出したペン軸座標系
(Xs,Ys,Zs)の加速度を基に重力座標系(Xg,Y
g,Zg)におけるペン軸の初期傾斜角を演算し、筆記中
にジャイロが検出した回転角速度を基にペン軸の初期傾
斜角からの傾斜角の変化を演算し、初期傾斜角と初期傾
斜角からの傾斜角の変化を基に筆記中のペン軸の重力座
標系(Xg,Yg,Zg)における傾斜角を演算し、筆記
中のペン軸の重力座標系(Xg,Yg,Zg)における傾
斜角及び各加速度センサの取付け位置を基に3個の加速
度センサが検出したペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)に
おける加速度を重力座標系(Xg,Yg,Zg)による加
速度に変換し、変換した重力座標系(Xg,Yg,Zg)
による加速度を基にペン先部の筆跡演算する演算アルゴ
リズムを予め記憶して、正確にペン型入力装置の軌跡を
演算できるようにする。
Further, the arithmetic algorithm storage unit stores the gravitational coordinate system (Xg, Ys) based on the acceleration in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) detected by the acceleration sensor in the stationary state.
g, Zg), and calculates the change in the tilt angle from the initial tilt angle of the pen axis based on the rotational angular velocity detected by the gyro during writing, and calculates the initial tilt angle and the initial tilt angle. Calculates the tilt angle of the pen axis in writing in the gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg) based on the change of the tilt angle from, and calculates the tilt of the pen axis in writing in the gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg). The acceleration in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) detected by the three acceleration sensors based on the angle and the mounting position of each acceleration sensor is converted into the acceleration in the gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg) and converted. Gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg)
An arithmetic algorithm for calculating the handwriting of the pen tip based on the acceleration caused by the pen-type input device is stored in advance so that the trajectory of the pen-type input device can be accurately calculated.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】この発明のペン型入力システム
は、ペン型入力装置にかかる加速度及びペン型入力装置
の回転角速度を測定し、その測定結果からペン型入力装
置の筆跡を算出し、ホスト装置に入力するものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pen-type input system according to the present invention measures an acceleration applied to a pen-type input device and a rotational angular velocity of the pen-type input device, calculates handwriting of the pen-type input device from the measurement result, and This is input to the device.

【0026】ペン型入力システムは、ペン型入力装置と
ホスト装置を有する。ペン型入力装置は、例えばセンサ
部とホスト通信部を備える。センサ部は複数の加速度セ
ンサと複数のジャイロ、例えば3個の加速度センサと3
個のジャイロを有する。3個の加速度センサは、例えば
ペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)のZs軸近傍で、それぞ
れXs軸方向,Ys軸方向及びZs軸方向の加速度を検出
し、検出した加速度を示す信号を出力する。3個のジャ
イロはそれぞれXs軸周り,Ys軸周り及びZs軸周りの
回転角速度を検出し、検出した回転角速度を示す信号を
出力する。ホスト通信部はセンサ部が出力した加速度信
号及び回転角速度信号をワイアレス通信でホスト装置に
送る。ワイアレス通信を用いたので、ケーブル等が筆記
の妨げになることを防止できる。
The pen-type input system has a pen-type input device and a host device. The pen-type input device includes, for example, a sensor unit and a host communication unit. The sensor unit includes a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros, for example, three acceleration sensors and three gyros.
Has gyro. The three acceleration sensors detect accelerations in the Xs-axis direction, the Ys-axis direction, and the Zs-axis direction, for example, in the vicinity of the Zs axis of the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs), and output a signal indicating the detected acceleration. Output. The three gyros detect the rotational angular velocities around the Xs axis, the Ys axis, and the Zs axis, respectively, and output signals indicating the detected rotational angular velocities. The host communication unit sends the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output from the sensor unit to the host device by wireless communication. Since the wireless communication is used, it is possible to prevent a cable or the like from hindering writing.

【0027】ホスト装置は、例えば入力装置通信部と入
力データ記憶部と演算アルゴリズム記憶部と演算部と演
算結果記憶部と操作部と表示部を備える。入力装置通信
部はペン型入力装置から加速度信号及び回転角速度信号
を受信し、入力データ記憶部に記憶する。演算アルゴリ
ズム記憶部はペン型入力装置から受信した加速度信号及
び回転角速度信号を基にペン型入力装置の筆跡を演算す
る際の演算アルゴリズムを予め記憶する。演算部は、演
算アルゴリズム記憶部に予め記憶した演算アルゴリズム
を用いて、入力データ記憶部に記憶した加速度及び回転
角速度を基にペン型入力装置の筆跡を算出し、演算結果
記憶部は算出したペン型入力装置の筆跡を記憶する。ま
た、表示部は演算部が算出したペン型入力装置の軌跡を
表示する。このように、ペン型入力装置は加速度及び回
転角速度の検出を行ない、ホスト装置はペン型入力装置
の軌跡の算出を行なうことにより、正確に軌跡を算出す
ることができると共にペン型入力装置を小型化及び軽量
化することができる。
The host device includes, for example, an input device communication unit, an input data storage unit, an operation algorithm storage unit, an operation unit, an operation result storage unit, an operation unit, and a display unit. The input device communication unit receives the acceleration signal and the rotation angular velocity signal from the pen-type input device, and stores them in the input data storage unit. The calculation algorithm storage unit stores in advance a calculation algorithm for calculating a handwriting of the pen-type input device based on the acceleration signal and the rotation angular velocity signal received from the pen-type input device. The calculation unit calculates the handwriting of the pen-type input device based on the acceleration and the rotational angular velocity stored in the input data storage unit, using a calculation algorithm stored in the calculation algorithm storage unit in advance. The handwriting of the type input device is stored. The display unit displays the trajectory of the pen-type input device calculated by the calculation unit. As described above, the pen-type input device detects the acceleration and the rotational angular velocity, and the host device calculates the trajectory of the pen-type input device, whereby the trajectory can be accurately calculated and the pen-type input device can be downsized. Weight and weight can be reduced.

【0028】ここで、上記演算アルゴリズムに記憶した
演算アルゴリズムとしては、例えば以下に示す演算アル
ゴリズムがある。静止状態における3個の加速度センサ
が検出した加速度を基に重力座標系(Xg,Yg,Zg)
におけるペン軸の初期傾斜角を演算する。次に、筆記中
に3個のジャイロが検出した回転角速度を基にペン軸の
初期傾斜角からの傾斜角の変化を演算する。このように
して求めた初期傾斜角と初期傾斜角からの傾斜角の変化
を基に筆記中のペン軸の重力座標系(Xg,Yg,Zg)
における傾斜角を演算する。筆記中のペン軸の重力座標
系(Xg,Yg,Zg)における傾斜角及び各加速度セン
サの取付け位置を基に3個の加速度センサが検出したペ
ン軸座標系(Xs,Ys,Zs)における加速度を重力座
標系(Xg,Yg,Zg)による加速度に変換し、変換し
た重力座標系(Xg,Yg,Zg)による加速度を基にペ
ン先部の移動方向及び移動距離を算出する。このような
演算アルゴリズムを用いることにより、ペン型入力装置
の傾斜の影響のない正確な軌跡の算出を行なうことがで
きる。
Here, as the operation algorithm stored in the above operation algorithm, for example, the following operation algorithm is available. Gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg) based on acceleration detected by three acceleration sensors in a stationary state
The initial tilt angle of the pen axis at is calculated. Next, the change of the tilt angle from the initial tilt angle of the pen shaft is calculated based on the rotational angular velocities detected by the three gyros during writing. The gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg) of the pen axis being written based on the initial tilt angle obtained in this way and the change of the tilt angle from the initial tilt angle.
Is calculated. Acceleration in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) detected by three acceleration sensors based on the tilt angle of the pen axis in writing in the gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg) and the mounting position of each acceleration sensor Is converted into an acceleration in the gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg), and the moving direction and the moving distance of the pen tip are calculated based on the converted acceleration in the gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg). By using such an arithmetic algorithm, it is possible to calculate an accurate trajectory without being affected by the tilt of the pen-type input device.

【0029】また、ワイアレス通信を行なう代わりに、
通信ケーブルを用いてペン型入力装置の加速度を示す信
号及び回転角速度を示す信号をホスト装置に出力しても
良い。通信ケーブルがペン型入力装置からホスト装置に
出力するペン型入力装置の筆跡データ用の信号線とホス
ト装置からペン型入力装置に供給するペン型入力装置駆
動電力用の電力線を備えることにより、ペン型入力装置
に電源部を備える必要がなくなり、ペン型入力装置をさ
らに軽量小型化できる。
Also, instead of performing wireless communication,
A signal indicating the acceleration of the pen-type input device and a signal indicating the rotational angular velocity of the pen-type input device may be output to the host device using a communication cable. The communication cable includes a signal line for handwriting data of the pen-type input device output from the pen-type input device to the host device and a power line for pen-type input device driving power supplied from the host device to the pen-type input device. There is no need to provide a power supply unit in the type input device, and the pen type input device can be further reduced in weight and size.

【0030】さらに、ペン型入力装置とホスト装置を必
要なときにだけ接続するようにすれば、通信手段を設け
る必要がなくなり、軽量化できると共にケーブル等が筆
記の妨げになることを防止できる。
Further, if the pen-type input device and the host device are connected only when necessary, there is no need to provide a communication means, so that the weight can be reduced and a cable or the like can be prevented from obstructing writing.

【0031】また、ペン型入力装置でペン型入力装置の
筆跡を算出し、その算出結果をホスト装置に送信するよ
うにしても良い。これにより、送信データ量を減らすこ
とができると共に、ホスト装置の演算負荷を軽くするこ
とができる。
Further, the handwriting of the pen-type input device may be calculated by the pen-type input device, and the calculation result may be transmitted to the host device. As a result, the amount of transmission data can be reduced, and the calculation load on the host device can be reduced.

【0032】また、演算アルゴリズム記憶部を脱着可能
に構成し、通常は取り外した状態にしておき、軌跡を算
出する際に装着するようにしても良い。これにより、ペ
ン型入力装置又はホスト装置を軽量化することができる
ので、携帯に便利である。
Further, the arithmetic algorithm storage unit may be configured to be detachable, usually removed, and attached when calculating a locus. This makes it possible to reduce the weight of the pen-type input device or the host device, which is convenient to carry.

【0033】[0033]

【実施例】図1はこの発明の一実施例のペン型入力シス
テムの構成図である。図に示すように、ペン型入力シス
テムは、ペン型入力装置1aとホスト装置2aを有す
る。ペン型入力装置1aは、加速度センサ3a,3b,
3c、ジャイロ4a,4b,4c、ホスト通信部5及び
電源部6を有する。加速度センサ3a,3b,3cは、
それぞれペン軸7をZs軸とした場合のZs軸と直交する
Xs軸方向,Ys軸方向及びZs軸方向に向けて設けら
れ、Xs軸方向,Ys軸方向及びZs軸方向の加速度Ax
s,Ays,Azsを検出し、検出した加速度Axs,Ays,
Azsを示す信号を出力する。ここで、加速度センサ3
a,3b,3cは、小型で高感度であり、且つ、加速度
Axs,Ays,Azsに対する直線性が良好なものであれば
良く、ピエゾ抵抗方式のもの以外に圧電方式のもの又は
静電容量方式のものでも良い。ジャイロ4a,4b,4
cはそれぞれXs軸周り,Ys軸周り及びZs軸周りの回
転角速度P,Q,Rを検出し、検出した回転角速度P,
Q,Rを示す信号を出力する。ここで、ジャイロ4a,
4b,4cはスケールファクタ(回転運動の正確さ)と
ドリフトレート(出力オフセットの安定度)が良好で、
小型のものであれば良く、回転ジャイロ、振動ジャイロ
又は光学式ジャイロ等のいずれの方式のものでも良い。
以下の説明では、ペン軸7をZs軸とした座標系をペン
軸座標系(Xs,Ys,Zs)という。また、重力加速度
方向に伸びる軸をZg軸とする座標系を重力座標系(X
g,Yg,Zg)という。さらに、ペン軸の傾斜角φ,
θ,ψをXs軸,Ys軸及びZs軸の各軸周りに3回回転
させた立体的な角度として定義する。すなわち、図2に
示すように傾斜角ψはZg軸を中心に座標系を回転し、
Xg軸がZg軸とXs軸が成す平面を横切る角度であり、
傾斜角θは新たに形成されるY1軸を中心に回転し、X1
軸がXs軸と一致する角度であり、傾斜角φは新たに形
成されるX2軸を中心に回転し、Ys軸がZs軸と一致す
る角度である。
FIG. 1 is a block diagram of a pen-type input system according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the pen-type input system has a pen-type input device 1a and a host device 2a. The pen-type input device 1a includes acceleration sensors 3a, 3b,
3c, gyros 4a, 4b, 4c, a host communication unit 5, and a power supply unit 6. The acceleration sensors 3a, 3b, 3c
The accelerations Ax are provided in the Xs-axis direction, the Ys-axis direction, and the Zs-axis direction orthogonal to the Zs-axis when the pen shaft 7 is the Zs-axis, and the acceleration Ax in the Xs-axis direction, the Ys-axis direction, and the Zs-axis direction.
s, Ays, Azs are detected, and the detected accelerations Axs, Ays,
A signal indicating Azs is output. Here, the acceleration sensor 3
a, 3b, and 3c may be small in size and high in sensitivity and have good linearity with respect to accelerations Axs, Ays, and Azs. In addition to the piezoresistive type, a piezoelectric type or a capacitive type may be used. It may be something. Gyro 4a, 4b, 4
c detects the rotational angular velocities P, Q, and R around the Xs axis, the Ys axis, and the Zs axis, respectively.
A signal indicating Q and R is output. Here, gyro 4a,
4b and 4c have good scale factor (accuracy of rotational movement) and drift rate (stability of output offset),
Any type may be used as long as it is small, such as a rotating gyro, a vibrating gyro, or an optical gyro.
In the following description, a coordinate system using the pen axis 7 as the Zs axis is referred to as a pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs). A coordinate system having an axis extending in the direction of gravitational acceleration as the Zg axis is defined as a gravity coordinate system (X
g, Yg, Zg). Furthermore, the inclination angle φ of the pen shaft,
θ and ψ are defined as three-dimensional angles rotated three times around each of the Xs, Ys, and Zs axes. That is, as shown in FIG. 2, the tilt angle ψ rotates the coordinate system around the Zg axis,
The angle at which the Xg axis crosses the plane formed by the Zg axis and the Xs axis,
The tilt angle θ rotates around the newly formed Y1 axis, and X1
The axis is an angle coincident with the Xs axis, and the tilt angle φ is an angle at which the Ys axis rotates around the newly formed X2 axis and the Ys axis coincides with the Zs axis.

【0034】ホスト通信部5は、加速度センサ3a,3
b,3c及びジャイロ4a,4b,4cからのペン軸座
標系(Xs,Ys,Zs)における加速度Axs,Ays,Az
sを示す信号及び回転角速度P,Q,Rを示す信号をワ
イアレス通信で筆記演算装置2aに送信するものであ
り、例えば電波用通信アンテナと変復調回路又は赤外線
通信用LED等を備える。電源部6は加速度センサ3
a,3b,3c、ジャイロ4a,4b,4c及び演算装
置通信部5等を駆動する電力を供給する部分である。電
源部6はできるだけ小さいことが望ましく、例えばボタ
ン電池又は二次電池を備える。
The host communication unit 5 includes acceleration sensors 3a, 3
b, 3c and accelerations Axs, Ays, Az in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) from the gyros 4a, 4b, 4c.
It transmits a signal indicating s and signals indicating rotational angular velocities P, Q, and R to the writing processor 2a by wireless communication, and includes, for example, a radio communication antenna and a modulation / demodulation circuit or an infrared communication LED. The power supply unit 6 is an acceleration sensor 3
a, 3b, 3c, gyros 4a, 4b, 4c, and a unit for supplying power for driving the arithmetic unit communication unit 5 and the like. The power supply unit 6 is desirably as small as possible, and includes, for example, a button battery or a secondary battery.

【0035】ホスト装置2aは、例えばデスクトップ型
のコンピュータ、ノート型のコンピュータ又は携帯端末
装置等から成る。ホスト装置2aは、例えば入力装置通
信部21、入力データ記憶部22、演算アルゴリズム記
憶部23、演算部24、演算結果記憶部25、表示部2
6及び操作部27を備える。入力装置通信部21はペン
型入力装置1aからペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)に
おける加速度Axs,Ays,Azsを示す信号及び回転角速
度P,Q,Rを示す信号を受信する。入力データ記憶部
22はペン型入力装置1aから入力装置通信部21を介
して入力したペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)における
加速度Axs,Ays,Azs及び回転角速度P,Q,Rを一
旦記憶する。
The host device 2a comprises, for example, a desktop computer, a notebook computer, a portable terminal device, or the like. The host device 2a includes, for example, an input device communication unit 21, an input data storage unit 22, an operation algorithm storage unit 23, an operation unit 24, an operation result storage unit 25, and a display unit 2.
6 and an operation unit 27. The input device communication unit 21 receives signals indicating accelerations Axs, Ays, Azs and signals indicating rotational angular velocities P, Q, R in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) from the pen-type input device 1a. The input data storage unit 22 temporarily stores accelerations Axs, Ays, Azs and rotational angular velocities P, Q, and R in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) input from the pen-type input device 1a via the input device communication unit 21. Remember.

【0036】演算アルゴリズム記憶部23は、例えばハ
ードディスク、フロッピーディスク、MOディスク又は
メモリカード等を備え、ペン型入力装置1aから受信し
た加速度Axs,Ays,Azs及び回転角速度P,Q,Rを
基にペン型入力装置1aの筆跡を演算する際の演算アル
ゴリズムを予め記憶する。以下に、演算アルゴリズム記
憶部23が記憶する演算アルゴリズムの一例を示す。
The operation algorithm storage unit 23 includes, for example, a hard disk, a floppy disk, an MO disk, or a memory card, and based on accelerations Axs, Ays, Azs and rotational angular velocities P, Q, R received from the pen-type input device 1a. A calculation algorithm for calculating the handwriting of the pen-type input device 1a is stored in advance. Hereinafter, an example of the operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit 23 will be described.

【0037】静止状態におけるペン軸座標系(Xs,Y
s,Zs)での加速度Axs,Ays,Azsを基にペン軸7の
重力座標系(Xg,Yg,Zg)おける傾斜角の初期値φ
o,θo,ψoを演算する。以後、この傾斜角の初期値φ
o,θo,ψoを初期傾斜角φo,θo,ψoという。次に筆
記中における回転角速度P,Q,Rを基にペン軸7の重
力座標系(Xg,Yg,Zg)における初期傾斜角φo,θ
o,ψoからの傾斜角速度変化dφ/dt,dθ/dt,
dψ/dtを演算する。このようにして求めた初期傾斜
角φo,θo,ψoとペン軸7の重力座標系(Xg,Yg,
Zg)における傾斜角速度変化dφ/dt,dθ/d
t,dψ/dtを基に筆記中のペン軸7の重力座標系
(Xg,Yg,Zg)における傾斜角φ,θ,ψを求め
る。求めた筆記中のペン軸7の重力座標系(Xg,Yg,
Zg)における傾斜角φ,θ,ψを基にペン軸座標系
(Xs,Ys,Zs)における加速度Axs,Ays,Azsを
重力座標系(Xg,Yg,Zg)における加速度Axg,Ay
g,Azgに変換する。次に、変換して得た重力座標系
(Xg,Yg,Zg)における加速度Axg,Ayg,Azgを
2回積分してペン先部8の移動方向及び移動距離を算出
する。
In the stationary state, the pen axis coordinate system (Xs, Y
s, Zs), the initial value φ of the inclination angle in the gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg) of the pen axis 7 based on the accelerations Axs, Ays, Azs.
o, θo, ψo are calculated. Hereafter, the initial value of this inclination angle φ
o, θo, ψo are referred to as initial tilt angles φo, θo, ψo. Next, based on the rotational angular velocities P, Q, and R during writing, the initial inclination angles φo, θ of the pen shaft 7 in the gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg).
o, change in inclination angular velocity from ψo dφ / dt, dθ / dt,
Calculate dψ / dt. The initial inclination angles φo, θo, ψo thus obtained and the gravitational coordinate system (Xg, Yg,
Zg) change in inclination angular velocity dφ / dt, dθ / d
Based on t, dθ / dt, the inclination angles φ, θ, ψ in the gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg) of the pen shaft 7 during writing are obtained. Gravity coordinate system (Xg, Yg,
Zg), the accelerations Axs, Ays, Azs in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) are calculated based on the inclination angles φ, θ, ψ, and the accelerations Axg, Ay in the gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg).
g, Azg. Next, the acceleration direction Axg, Ayg, and Azg in the gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg) obtained by the conversion are integrated twice to calculate the moving direction and the moving distance of the pen tip 8.

【0038】ここで、上記ペン軸座標系(Xs,Ys,Z
s)における加速度Axs,Ays,Azsから重力座標系
(Xg,Yg,Zg)における加速度Axg,Ayg,Azgへ
の変換についてさらに詳しく説明する。
Here, the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Z)
The conversion from the accelerations Axs, Ays, Azs in s) to the accelerations Axg, Ayg, Azg in the gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg) will be described in further detail.

【0039】ペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)における
加速度Axs,Ays,Azsから重力座標系(Xg,Yg,Z
g)における加速度Axg,Ayg,Azgへの変換は、次の
式で表される。
From the accelerations Axs, Ays, Azs in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs), the gravity coordinate system (Xg, Yg, Z
The conversion into accelerations Axg, Ayg, Azg in g) is represented by the following equation.

【0040】[0040]

【数1】 (Equation 1)

【0041】ここで、重力加速度をgとすると、初期傾
斜角φo,θo,ψoは以下の式で求まる。
Here, assuming that the gravitational acceleration is g, the initial inclination angles φo, θo, ψo can be obtained by the following equations.

【0042】[0042]

【数2】 (Equation 2)

【0043】これより、静止状態での初期傾斜角φo,
θoが求まる。ここで、静止状態か否かは、例えば加速
度Axs,Ays,Azs及び回転角速度P,Q,Rの時間変
化を監視して判別する。このように、二つの未知数φ
o,θoに対して三本の方程式を得ることができるので、
重力加速度gについても未知数として演算することも可
能であり、重力加速度gの値を定義しなくとも初期傾斜
角θo,φoの絶対値を算出することができる。また、重
力加速度gを算出しモニタすれば、この値の変動により
演算結果の良否判定を行ない、例えば大きく値が変化し
た場合に警告を出すようにすることもできる。また、初
期傾斜角ψoはゼロにリセットする。これにより、Xg軸
はXs軸方向に取られることになる。
From the above, the initial tilt angle φo,
θo is obtained. Here, whether or not the vehicle is in the stationary state is determined by monitoring, for example, changes over time in the accelerations Axs, Ays, Azs and the rotational angular velocities P, Q, R. Thus, the two unknowns φ
Since three equations can be obtained for o and θo,
The gravitational acceleration g can also be calculated as an unknown value, and the absolute values of the initial inclination angles θo and φo can be calculated without defining the value of the gravitational acceleration g. Further, if the gravitational acceleration g is calculated and monitored, it is possible to judge whether or not the calculation result is good or not based on the fluctuation of the value, and to issue a warning when the value greatly changes, for example. Further, the initial tilt angle ψo is reset to zero. As a result, the Xg axis is taken in the Xs axis direction.

【0044】さらに、ペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)
の各軸Xs,Ys,Zs周りの回転角速度をP、Q、Rと
傾斜角速度変化dφ/dt、dθ/dt、dψ/dtの
関係は次式で示される。
Further, a pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs)
The relationships among the rotational angular velocities P, Q, and R around the axes Xs, Ys, and Zs are shown in the following formulas, and the inclination angular velocity changes dφ / dt, dθ / dt, and d // dt.

【0045】[0045]

【数3】 (Equation 3)

【0046】初期傾斜角φo,θo,ψoを考慮して傾斜
角速度変化dφ/dt、dθ/dt、dψ/dtを積分
することで傾斜角φ,θ,ψが求まる。さらにこれらの
式により座標変換行列invE(φ,θ,ψ)が求まる。ここ
で、E(φ,θ,ψ)の逆行列をinvE(φ,θ,ψ)とする。
The inclination angles φ, θ, ψ are obtained by integrating the inclination angular velocity changes dφ / dt, dθ / dt, dψ / dt in consideration of the initial inclination angles φo, θo, ψo. Further, a coordinate transformation matrix invE (φ, θ, ψ) is obtained from these equations. Here, the inverse matrix of E (φ, θ, ψ) is defined as invE (φ, θ, ψ).

【0047】ペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)における
加速度Axs,Ays,Azsから重力座標系(Xg,Yg,Z
g)における加速度Axg,Ayg,Azgへの変換は、加速
度センサ3a,3b,3cのペン軸座標系(Xs,Ys,
Zs)における取付け位置の座標をそれぞれ(Lxx,Lx
y,Lxz),(Lyx,Lyy,Lyz),(Lzx,Lzy,Lz
z)として遠心力等による影響を補正すると、以下の式
で表される。
From the accelerations Axs, Ays, Azs in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs), the gravity coordinate system (Xg, Yg, Z
The conversion into accelerations Axg, Ayg, Azg in g) is performed by the pen axis coordinate system (Xs, Ys,
Zs) is the coordinates of the mounting position (Lxx, Lx
y, Lxz), (Lyx, Lyy, Lyz), (Lzx, Lzy, Lz
When the effect of centrifugal force or the like is corrected as z), it is expressed by the following equation.

【0048】[0048]

【数4】 (Equation 4)

【0049】上記式において第2項が傾斜による加速度
の影響に対する補正項である。補正項は傾斜角φ,θ,
ψ、傾斜角速度変化dφ/dt,dθ/dt,dψ/d
t、傾斜角加速度変化d2φ/dt2,d2θ/dt2,d
2ψ/dt2の関数になるが、ジャイロ4a,4b,4c
により検出するペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)の各軸
の回転角速度P,Q,Rと傾斜角速度変化dφ/dt,
dθ/dt,dψ/dtの関係はすでに説明した式によ
り表されているので、演算により求めることができる。
In the above equation, the second term is a correction term for the influence of acceleration due to the inclination. The correction terms are tilt angles φ, θ,
ψ, change in inclination angular velocity dφ / dt, dθ / dt, dψ / d
t, change in tilt angular acceleration d 2 φ / dt 2 , d 2 θ / dt 2 , d
2 ψ / dt 2 , but the gyro 4a, 4b, 4c
, The rotational angular velocities P, Q, and R of each axis of the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) and the tilt angular velocity change dφ / dt,
Since the relationship of dθ / dt and dψ / dt is expressed by the above-described equation, it can be obtained by calculation.

【0050】ここで、上記式におけるf11〜f33は以下
のように定義されたものである。
Here, f 11 to f 33 in the above equation are defined as follows.

【0051】ある時刻の重力座標系(Xg,Yg,Zg)
でのA点座標(Xga,Yga,Zga)はペン先部8の重力
座標系(Xg,Yg,Zg)での座標(Xgo,Ygo,Zg
o)とA点のペン軸座標系での座標(Lx,Ly,Lz)を
基に座標変換行列式で座標変換して、次式のように表さ
れる。
Gravity coordinate system at a certain time (Xg, Yg, Zg)
Are coordinates (Xgo, Ygo, Zg) of the pen point 8 in the gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg).
Based on the coordinates (Lx, Ly, Lz) of the point A and the coordinates (Lx, Ly, Lz) of the point A in the pen axis coordinate system, the coordinates are converted by a coordinate conversion determinant.

【0052】[0052]

【数5】 (Equation 5)

【0053】上記座標変換行列とその逆変換行列を用い
てf11〜f33を以下のように定義する。
Using the coordinate transformation matrix and its inverse transformation matrix, f 11 to f 33 are defined as follows.

【0054】[0054]

【数6】 (Equation 6)

【0055】また、実際の演算はペン型入力装置1aの
形状の特徴からくる近似を用いた次式を計算することに
よって行なっても良い。
The actual calculation may be performed by calculating the following equation using an approximation derived from the characteristic of the shape of the pen-type input device 1a.

【0056】[0056]

【数7】 (Equation 7)

【0057】このようにして算出したペン先部8の加速
度Axgo,Aygo,Azgoを2回積分してペン先部8の座
標(Xgo,Ygo,Zgo)を求める。ここで、ペン先部8
の平面上の軌跡だけを求めれば良い場合には、ペン先部
8の加速度Axgo,Aygoに関してのみ積分をすれば良
い。
The coordinates (Xgo, Ygo, Zgo) of the pen tip 8 are obtained by integrating the thus calculated accelerations Axgo, Aygo, Azgo of the pen tip 8 twice. Here, the pen tip 8
In this case, it is sufficient to integrate only the accelerations Axgo and Aygo of the pen tip portion 8 when only the trajectory on the plane is required.

【0058】演算部24は、例えば上記演算アルゴリズ
ムを用いて、ペン型入力装置1aから入力したペン軸座
標系(Xs,Ys,Zs)における加速度Axs,Ays,Az
s及びペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)の各軸周りの回転
角速度P,Q,Rを基にペン型入力装置1aのペン先部
8の座標を算出し、演算結果記憶部25に記憶すると同
時に表示部26に表示する。このように、ペン先部8の
座標がわかるので、ペン先部8に軌跡を求めることがで
きる。ペン型入力システムを上記のように構成すること
により、タブレット等を用いた場合に比べて筆記範囲が
自由で、文字入力及びポインティング等が容易にでき
る。また、ペン型入力装置1aのペン先部8に鉛筆の芯
等を設ければ、例えば発注伝表への記入と経理用の計算
機への入力を同時に行なうことができる。さらに、演算
部24が演算したペン先部8の座標を演算結果記憶部2
5に記憶するので、ペン型入力装置1aから受信した加
速度Axs,Ays,Azsの情報及び回転角速度P,Q,R
の情報を時系列に記憶する場合に比べて、記憶データ量
を少なくでき、ホスト装置2aの記憶領域を少なくでき
る。
The calculation unit 24 uses the above calculation algorithm, for example, to calculate the accelerations Axs, Ays, Az in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) input from the pen-type input device 1a.
s and the coordinates of the pen tip 8 of the pen-type input device 1a based on the rotational angular velocities P, Q, and R around the axes of the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs). The information is stored and displayed on the display unit 26 at the same time. Since the coordinates of the pen tip 8 are known in this way, a locus can be obtained on the pen tip 8. By configuring the pen-type input system as described above, the writing range is freer than when a tablet or the like is used, and character input and pointing can be easily performed. In addition, if a pen core or the like is provided in the pen point portion 8 of the pen-type input device 1a, for example, entry into an ordering table and input to an accounting computer can be performed simultaneously. Further, the coordinates of the pen tip 8 calculated by the calculation unit 24 are stored in the calculation result storage unit 2.
5, the information of the accelerations Axs, Ays, Azs and the rotational angular velocities P, Q, R received from the pen-type input device 1a.
Compared with the case of storing the information in time series, the amount of storage data can be reduced, and the storage area of the host device 2a can be reduced.

【0059】ここで、ホスト装置2aの演算アルゴリズ
ム記憶部23を脱着可能に構成し、ペン型入力装置1a
から受信した加速度信号及び回転角速度信号を基にペン
型入力装置1aのペン先部8の筆跡を演算する際に装着
することにより、ホスト装置2aを軽量化しても良い。
Here, the operation algorithm storage unit 23 of the host device 2a is configured to be detachable, and the pen-type input device 1a
The host device 2a may be lightened by attaching it when calculating the handwriting of the pen tip portion 8 of the pen-type input device 1a based on the acceleration signal and the rotation angular velocity signal received from the host device 2a.

【0060】さらに、図3に示すようにペン型入力装置
1bとホスト装置2bが通信ケーブル9を用いて接続す
るペン型入力システムについて説明する。
Further, a pen-type input system in which a pen-type input device 1b and a host device 2b are connected by using a communication cable 9 as shown in FIG. 3 will be described.

【0061】ペン型入力装置1bは、加速度センサ3
a,3b,3c、ジャイロ4a,4b,4c及びホスト
インターフェイス(以後「ホストI/F」という。)5
1を有する。ホストI/F51は、加速度センサ3a,
3b,3c及びジャイロ4a,4b,4cからのペン軸
座標系(Xs,Ys,Zs)における加速度Axs,Ays,
Azsを示す信号及び回転角速度P,Q,Rを示す信号を
通信ケーブル9を介してホスト装置2aに出力する。通
信ケーブル9は、ペン型入力装置1bからホスト装置2
bに加速度Axs,Ays,Azsを示す信号及び回転角速度
P,Q,Rを示す信号送る信号線の他に、ホスト装置2
bからペン型入力装置1bに供給する電力を伝える電源
線を備える。これにより、ペン型入力装置1bでは電源
部を持つ必要がなく、さらに装置を小型化軽量化するこ
とができる。さらに、ペン型入力装置を軽量化できるの
で、長時間使用しても疲れを少なくできる。
The pen-type input device 1b includes an acceleration sensor 3
a, 3b, 3c, gyros 4a, 4b, 4c and host interface (hereinafter referred to as "host I / F") 5
One. The host I / F 51 includes the acceleration sensor 3a,
3b, 3c and accelerations Axs, Ays, in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) from the gyros 4a, 4b, 4c.
A signal indicating Azs and signals indicating rotational angular velocities P, Q, and R are output to the host device 2a via the communication cable 9. The communication cable 9 connects the pen-type input device 1b to the host device 2
b, a signal line indicating accelerations Axs, Ays, Azs and signals indicating rotation angular velocities P, Q, R,
and a power supply line for transmitting power to be supplied from the “b” to the pen-type input device 1b. Thus, the pen-type input device 1b does not need to have a power supply unit, and can further reduce the size and weight of the device. Furthermore, since the pen-type input device can be reduced in weight, fatigue can be reduced even when used for a long time.

【0062】ホスト装置2bは、例えば入力装置インタ
ーフェイス(以後「入力装置I/F」という。)28、
入力データ記憶部22、演算アルゴリズム記憶部23、
演算部24、演算結果記憶部25、表示部26及び操作
部27を備える。入力装置I/F28はペン型入力装置
1bからペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)における加速
度Axs,Ays,Azsを示す信号及び回転角速度P,Q,
Rを示す信号を通信ケーブル9を介して受信する。
The host device 2 b includes, for example, an input device interface (hereinafter referred to as “input device I / F”) 28,
An input data storage unit 22, an operation algorithm storage unit 23,
An operation unit 24, an operation result storage unit 25, a display unit 26, and an operation unit 27 are provided. The input device I / F 28 receives signals from the pen-type input device 1b indicating accelerations Axs, Ays, Azs in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) and rotational angular velocities P, Q,
A signal indicating R is received via the communication cable 9.

【0063】次に、他の実施例として、図4に示すよう
にペン型入力装置1cがペン型入力装置のペン先部8の
位置座標を演算した後にホスト装置2cに送信するペン
型入力システムについて説明する。
Next, as another embodiment, as shown in FIG. 4, a pen-type input system in which a pen-type input device 1c calculates the position coordinates of a pen-tip portion 8 of the pen-type input device and transmits it to a host device 2c. Will be described.

【0064】ペン型入力装置1cは、例えば加速度セン
サ3a,3b,3c、ジャイロ4a,4b,4c、演算
アルゴリズム記憶部10、演算部11、ホスト通信部5
及び電源部6を備える。演算アルゴリズム記憶部10は
加速度センサ3a,3b,3cが出力した加速度Axs,
Ays,Azsを示す信号及びジャイロ4a,4b,4cが
出力した回転角速度P,Q,Rを示す信号を基にペン型
入力装置1cの筆跡を演算する際の演算アルゴリズムを
予め記憶する。ここで、演算アルゴリズム記憶部10に
記憶する演算アルゴリズムはすでに説明したホスト装置
2aの演算アルゴリズム記憶部23に記憶した演算アル
ゴリズムと同じである。演算部11は演算アルゴリズム
記憶部10に予め記憶した演算アルゴリズムを用いて、
加速度センサ3a,3b,3cが出力した加速度Axs,
Ays,Azsを示す信号及びジャイロ4a,4b,4cが
出力した回転角速度P,Q,Rを示す信号を基にペン型
入力装置1cのペン先部8の位置座標を算出する。ホス
ト通信部5は演算部11が算出したペン型入力装置1c
のペン先部8の位置座標をワイアレス通信でホスト装置
2cに送る。このように、ペン型入力装置1cでペン先
部8の位置座標を算出した後にホスト装置2cに送るの
で、加速度Axs,Ays,Azsを示す信号及び回転角速度
(P,Q,R)を示す信号送信する場合に比べてデータ
量を減らすことができる。例えば加速度センサ3a,3
b,3cが出力した加速度Axs,Ays,Azsを示す信号
及びジャイロ4a,4b,4cが出力した回転角速度
P,Q,Rを示す信号を送信する場合自由度が6である
のに対して、座標を送信する場合は自由度が3であるの
で、送信するデータの量が半分になる。さらに、平面に
軌跡だけを求めれば良い場合には(Xgo,Ygo)のデー
タだけを送信すれば良いので、送信するデータ量が1/3
になる。
The pen-type input device 1c includes, for example, acceleration sensors 3a, 3b, 3c, gyros 4a, 4b, 4c, an operation algorithm storage unit 10, an operation unit 11, and a host communication unit 5.
And a power supply unit 6. The arithmetic algorithm storage unit 10 stores the accelerations Axs output from the acceleration sensors 3a, 3b, 3c,
A calculation algorithm for calculating the handwriting of the pen-type input device 1c based on the signals indicating Ays and Azs and the signals indicating the rotational angular velocities P, Q and R output from the gyros 4a, 4b and 4c is stored in advance. Here, the operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit 10 is the same as the operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit 23 of the host device 2a described above. The operation unit 11 uses an operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit 10 in advance,
The acceleration Axs output from the acceleration sensors 3a, 3b, 3c,
The position coordinates of the pen tip 8 of the pen-type input device 1c are calculated based on the signals indicating Ays, Azs and the signals indicating the rotational angular velocities P, Q, R output by the gyros 4a, 4b, 4c. The host communication unit 5 is a pen-type input device 1c calculated by the arithmetic unit 11.
Is transmitted to the host device 2c by wireless communication. As described above, since the position of the pen tip 8 is calculated by the pen-type input device 1c and then sent to the host device 2c, the signals indicating the accelerations Axs, Ays, Azs and the signals indicating the rotational angular velocities (P, Q, R) are provided. The data amount can be reduced as compared with the case of transmitting. For example, the acceleration sensors 3a, 3
When the signals indicating the accelerations Axs, Ays, Azs output by b, 3c and the signals indicating the rotational angular velocities P, Q, R output by the gyros 4a, 4b, 4c are transmitted, the degree of freedom is 6, When transmitting coordinates, the degree of freedom is 3, so that the amount of data to be transmitted is halved. Further, when only the trajectory is required to be obtained on the plane, only the data of (Xgo, Ygo) needs to be transmitted.
become.

【0065】ここで、ペン型入力装置1cは座標記憶部
(不図示)を備え、演算部11の演算結果をすぐにホス
ト装置2cに送信せずに一旦座標記憶部に蓄積するよう
にしても良い。これにより、ペン型入力装置1cをホス
ト装置2cから独立した形で使用できるようになる。
Here, the pen-type input device 1c includes a coordinate storage unit (not shown), and the calculation result of the calculation unit 11 may be temporarily stored in the coordinate storage unit without being immediately transmitted to the host device 2c. good. Thus, the pen-type input device 1c can be used independently of the host device 2c.

【0066】ホスト装置2cは、例えば入力装置通信部
21、筆跡記憶部29、演算部24a、表示部26及び
操作部27を備える。筆跡記憶部29はペン型入力装置
1cから受信したペン先部8の位置座標を記憶する。演
算部24aは操作部からの操作に応じて、筆跡記憶部2
9に記憶したペン先部8の位置座標を基にペン先部8の
筆跡を求め、表示部26に表示したりする。このよう
に、ホスト装置2cではペン先部8の座標演算を行なう
必要がなく、ホスト装置2cの負荷が軽くなるので、計
算量の多いアプリケーションを実行中であっても、正確
且つ迅速なペン先部8の軌跡の算出を行なうことができ
る。
The host device 2c includes, for example, an input device communication unit 21, a handwriting storage unit 29, a calculation unit 24a, a display unit 26, and an operation unit 27. The handwriting storage unit 29 stores the position coordinates of the pen tip 8 received from the pen-type input device 1c. The calculation unit 24a operates in response to an operation from the operation unit.
The handwriting of the pen tip 8 is obtained based on the position coordinates of the pen tip 8 stored in 9 and displayed on the display unit 26. As described above, the host device 2c does not need to perform the coordinate calculation of the pen tip portion 8, and the load on the host device 2c is reduced. Therefore, even when an application with a large amount of calculation is being executed, accurate and quick pen tip The trajectory of the unit 8 can be calculated.

【0067】ここで、ペン型入力装置1cにセンサ出力
記憶部12を設け、加速度センサ3a,3b,3cによ
り検出した加速度Axs,Ays,Azs及びジャイロ4a,
4b,4cにより検出した回転角速度P,Q,Rを時系
列に記憶すると共に、演算アルゴリズム記憶部10を脱
着可能に構成し、加速度信号及び回転角速度信号を基に
ペン型入力装置の筆跡を演算する際に装着することによ
り、ペン型入力装置1cをさらに軽量化しても良い。
Here, a sensor output storage unit 12 is provided in the pen-type input device 1c, and the accelerations Axs, Ays, Azs detected by the acceleration sensors 3a, 3b, 3c and the gyro 4a,
The rotational angular velocities P, Q, and R detected by 4b and 4c are stored in a time series, and the arithmetic algorithm storage unit 10 is configured to be detachable, and the handwriting of the pen-type input device is computed based on the acceleration signal and the rotational angular velocity signal. By mounting the pen-type input device 1c, the pen-type input device 1c may be further reduced in weight.

【0068】さらに、図5に示すようにペン型入力装置
1dがペン型入力装置のペン先部8の位置座標を演算し
た後にホスト装置2dに通信ケーブル9を介して出力す
るペン型入力システムについて説明する。
Further, as shown in FIG. 5, a pen-type input system in which the pen-type input device 1d calculates the position coordinates of the pen-tip portion 8 of the pen-type input device and outputs it to the host device 2d via the communication cable 9. explain.

【0069】ペン型入力装置1dは、加速度センサ3
a,3b,3c、ジャイロ4a,4b,4c、演算アル
ゴリズム記憶部10、演算部11及びホストI/F51
を備え、ホスト装置2dは入力装置I/F28、筆跡記
憶部29、演算部24a、表示部26及び操作部27を
備える。これにより、すでに説明したように、ホスト装
置2dの負荷を軽くすることができると共に、ペン型入
力装置1dに電源部を備える必要がなく、ペン型入力装
置1dの負荷を軽くすることができる。
The pen-type input device 1d includes an acceleration sensor 3
a, 3b, 3c, gyros 4a, 4b, 4c, operation algorithm storage unit 10, operation unit 11, and host I / F 51
The host device 2d includes an input device I / F 28, a handwriting storage unit 29, a calculation unit 24a, a display unit 26, and an operation unit 27. As a result, as described above, the load on the host device 2d can be reduced, and the pen-type input device 1d does not need to be provided with a power supply unit, so that the load on the pen-type input device 1d can be reduced.

【0070】また、ペン型入力システムは、図6に示す
ようなペン型入力装置1e及び、例えば入力装置I/F
との接続端子を有するペン立て型の差し込みを備えるホ
スト装置(不図示)を備えても良い。ペン型入力装置1
eは、例えば加速度センサ3a,3b,3c、ジャイロ
4a,4b,4c、センサ出力記憶部12、ホストI/
F13及び電源部6を備える。センサ出力記憶部12は
加速度センサ3a,3b,3cを用いて検出した加速度
Axs,Ays,Azs及びジャイロ4a,4b,4cを用い
て検出した回転角速度P,Q,Rを時系列に記憶する。
ホストI/F13は、例えば図に示すようにペン先部8
に設けられ、ペン型入力装置1eの筆跡を演算する際に
ペン先部8をホスト装置の差し込みに差し込むことによ
り、ホスト装置の入力装置I/Fと接続して、センサ出
力記憶部12が記憶した加速度Axs,Ays,Azs及び回
転角速度P,Q,Rをホスト装置に出力する。ペン型入
力装置1eをこのように構成することにより、ペン型入
力装置1eで筆記を終了し、筆記内容を確認した後に、
検出した加速度Axs,Ays,Azs及び回転角速度P,
Q,Rをホスト装置に出力することができ、入力間違い
等を減らすことができる。また、ペン型入力装置1eを
単独で使用できるようになる。
The pen-type input system includes a pen-type input device 1e as shown in FIG. 6 and an input device I / F, for example.
A host device (not shown) may be provided with a pen-stand-type insertion having a connection terminal with the host. Pen-type input device 1
e is, for example, acceleration sensors 3a, 3b, 3c, gyros 4a, 4b, 4c, sensor output storage unit 12, host I /
F13 and a power supply unit 6 are provided. The sensor output storage unit 12 stores the accelerations Axs, Ays, Azs detected using the acceleration sensors 3a, 3b, 3c and the rotational angular velocities P, Q, R detected using the gyros 4a, 4b, 4c in time series.
The host I / F 13 is, for example, as shown in FIG.
Is connected to the input device I / F of the host device by inserting the pen tip portion 8 into the insertion of the host device when calculating the handwriting of the pen-type input device 1e. The accelerations Axs, Ays, Azs and the rotational angular velocities P, Q, R are output to the host device. By configuring the pen-type input device 1e as described above, writing is completed by the pen-type input device 1e, and after the written content is confirmed,
The detected accelerations Axs, Ays, Azs and the rotational angular velocity P,
Q and R can be output to the host device, and input errors and the like can be reduced. Further, the pen-type input device 1e can be used alone.

【0071】図7に示すようにペン型入力装置1fに加
速度Axs,Ays,Azs及び回転角速度P,Q,Rの送信
開始を指示するスイッチ14を設けて、送信タイミング
を自由に指示できるようにしたり、必要なデータだけを
送信するようにしたりしても良い。これにより、ホスト
装置2側の負荷をさらに低減することができる。また、
例えばLED等から成る表示部15を設けて加速度セン
サ3a,3b,3c及びジャイロ4a,4b,4cが加
速度及び回転角速度を検出していることを表示するよう
にして、電池切れ等によるデータ入力ミス等を防止して
も良い。
As shown in FIG. 7, the pen-type input device 1f is provided with a switch 14 for instructing the start of transmission of the accelerations Axs, Ays, Azs and the rotational angular velocities P, Q, R so that the transmission timing can be freely specified. Alternatively, only necessary data may be transmitted. Thus, the load on the host device 2 can be further reduced. Also,
For example, a display unit 15 composed of an LED or the like is provided to indicate that the acceleration sensors 3a, 3b, 3c and the gyros 4a, 4b, 4c are detecting acceleration and rotational angular velocity. May be prevented.

【0072】[0072]

【発明の効果】この発明は以上説明したように、ペン型
入力装置で検出した加速度及び回転角速度をワイアレス
通信でホスト装置に送り、ホスト装置で予め記憶した演
算アルゴリズムを用いて、ペン型入力装置から入力した
加速度信号及び回転角速度信号を基にペン型入力装置の
筆跡を算出するので、ペン型入力装置の筆跡の演算をす
る部分をペン型入力装置と分離することができ、ペン型
入力装置を軽量小型化することができる。
As described above, according to the present invention, the acceleration and the rotational angular velocity detected by the pen-type input device are sent to the host device by wireless communication, and the pen-type input device is used by using the arithmetic algorithm stored in the host device in advance. Since the handwriting of the pen-type input device is calculated based on the acceleration signal and the rotation angular velocity signal input from the device, the part for calculating the handwriting of the pen-type input device can be separated from the pen-type input device. Can be reduced in weight and size.

【0073】さらに、ワイアレス通信を用いるので、ケ
ーブル等が筆記の妨げになることを防止できる。
Further, since wireless communication is used, it is possible to prevent a cable or the like from hindering writing.

【0074】また、ペン型入力装置で検出した加速度及
び回転角速度を通信ケーブルを介してホスト装置に出力
し、ホスト装置で予め記憶した演算アルゴリズムを用い
て、ペン型入力装置から入力した加速度信号及び回転角
速度信号を基にペン型入力装置の筆跡を算出するので、
ペン型入力装置を小型化できる。
The acceleration and rotation angular velocity detected by the pen-type input device are output to the host device via the communication cable, and the acceleration signal and the acceleration signal and the input signal from the pen-type input device are input to the host device using an arithmetic algorithm stored in advance in the host device. Since the handwriting of the pen-type input device is calculated based on the rotation angular velocity signal,
The pen-type input device can be downsized.

【0075】さらに、通信ケーブルはペン型入力装置か
らホスト装置に出力する加速度信号及び回転角速度信号
用の信号線とホスト装置からペン型入力装置に供給する
ペン型入力装置駆動電力用の電力線を備えるので、ペン
型入力装置に電源部を設ける必要がなく、ペン型入力装
置をさらに軽量小型化する。
Further, the communication cable includes a signal line for an acceleration signal and a rotation angular velocity signal output from the pen-type input device to the host device, and a power line for pen-type input device driving power supplied from the host device to the pen-type input device. Therefore, it is not necessary to provide a power supply unit in the pen-type input device, and the pen-type input device is further reduced in weight and size.

【0076】また、ペン型入力装置は予め記憶した演算
アルゴリズムを用いて、検出した加速度及び回転角速度
を基にペン型入力装置の筆跡を算出し、算出したペン型
入力装置の筆跡をワイアレス通信でホスト装置に送り、
ホスト装置ペン型入力装置からペン型入力装置の筆跡を
ワイアレス通信で受信し、受信したペン型入力装置の筆
跡を記憶するので、ホスト装置ではペン型入力装置の筆
跡を演算する必要がなく、ホスト装置の負荷を軽くする
ことができる。
Further, the pen-type input device calculates the handwriting of the pen-type input device based on the detected acceleration and rotational angular velocity by using a previously stored arithmetic algorithm, and transmits the calculated handwriting of the pen-type input device by wireless communication. Sent to the host device,
The handwriting of the pen-type input device is received from the pen-type input device by wireless communication, and the received handwriting of the pen-type input device is stored, so that the host device does not need to calculate the handwriting of the pen-type input device. The load on the device can be reduced.

【0077】また、ペン型入力装置は予め記憶した演算
アルゴリズムを用いて、検出した加速度及び回転角速度
を基にペン型入力装置の筆跡を算出し、算出したペン型
入力装置の筆跡を通信ケーブルを介してホスト装置に送
り、ホスト装置ペン型入力装置からペン型入力装置の筆
跡を受信し記憶するので、ホスト装置ではペン型入力装
置の筆跡を演算する必要がなく、ホスト装置の負荷を軽
くすることができるとともに、通信ケーブルを用いてペ
ン型入力装置の駆動電力をホスト装置から供給できるの
で、ペン型入力装置をさらに小型化できる。
Further, the pen-type input device calculates the handwriting of the pen-type input device based on the detected acceleration and rotational angular velocity by using a previously stored arithmetic algorithm, and transmits the calculated handwriting of the pen-type input device to a communication cable. Since the handwriting of the pen-type input device is sent to the host device via the pen-type input device and received and stored from the pen-type input device, the host device does not need to calculate the handwriting of the pen-type input device, thereby reducing the load on the host device. In addition, since the driving power of the pen-type input device can be supplied from the host device using the communication cable, the pen-type input device can be further reduced in size.

【0078】また、ペン型入力装置は検出した加速度及
び回転角速度を時系列に記憶し、ペン型入力装置の筆跡
を演算する際にホスト装置と接続して、記憶した加速度
及び回転角速度をホスト装置に送り、ホスト装置は予め
記憶した演算アルゴリズムを用いて、ペン型入力装置か
ら入力した加速度及び回転角速度を基にペン型入力装置
の筆跡を算出するので、通信手段等を用いずにペン型入
力装置における加速度及び回転角速度をホスト装置に出
力することができ、ペン型入力装置をさらに軽くするこ
とができる。
The pen-type input device stores the detected acceleration and rotational angular velocity in time series, and is connected to a host device when calculating the handwriting of the pen-type input device, and stores the stored acceleration and rotational angular speed in the host device. And the host device calculates the handwriting of the pen-type input device based on the acceleration and the rotational angular velocity input from the pen-type input device using a previously stored arithmetic algorithm. The acceleration and rotation angular velocity of the device can be output to the host device, and the pen-type input device can be made lighter.

【0079】また、ペン型入力装置は予め記憶した演算
アルゴリズムを用いて、検出した加速度信号及び回転角
速度信号を基にペン型入力装置の筆跡を演算し、演算し
たペン型入力装置の筆跡データを蓄積して多くのデータ
を蓄積し、蓄積したペン型入力装置の筆跡データをホス
ト装置に送るので、ペン型入力装置では多くのデータを
蓄積できる。
Further, the pen-type input device calculates the handwriting of the pen-type input device based on the detected acceleration signal and the rotational angular velocity signal by using a previously stored calculation algorithm, and converts the calculated handwriting data of the pen-type input device. Since a large amount of data is accumulated and the handwriting data of the pen-type input device is sent to the host device, the pen-type input device can accumulate a lot of data.

【0080】また、ペン型入力装置は検出した加速度及
び回転角速度をホスト装置に送り、ホスト装置はペン型
入力装置から入力した加速度信号及び回転角速度信号を
時系列に記憶し、筆跡算出の際に脱着可能に構成された
演算アルゴリズム記憶部を装着し、演算アルゴリズム記
憶部に予め記憶した演算アルゴリズムを用いて、入力デ
ータ記憶部に記憶した加速度及び回転角速度を基にペン
型入力装置の筆跡を算出するので、ホスト装置自体を軽
量小型化することができる。
Further, the pen-type input device sends the detected acceleration and rotational angular velocity to the host device, and the host device stores the acceleration signal and the rotational angular velocity signal input from the pen-type input device in a time series, so as to calculate the handwriting. Attaching a detachable operation algorithm storage unit, and using the operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit in advance, calculates the handwriting of the pen-type input device based on the acceleration and rotation angular speed stored in the input data storage unit. Therefore, the weight of the host device itself can be reduced.

【0081】また、ペン型入力装置は検出した加速度及
び回転角速度を時系列に記憶し、出力し、筆跡算出の際
に脱着可能に構成された演算アルゴリズム記憶部を装着
し、演算アルゴリズム記憶部に予め記憶した演算アルゴ
リズムを用いて、時系列に記憶した加速度及び回転角速
度を基にペン型入力装置の筆跡を演算し、算出したペン
型入力装置の筆跡をホスト装置に送り、ホスト装置はペ
ン型入力装置の筆跡を受信し記憶するので、ホスト装置
の負荷を軽くすることができると共にペン型入力装置を
軽量小型化することができる。
The pen-type input device stores and outputs the detected acceleration and rotational angular velocity in a time series, and attaches an arithmetic algorithm storage unit configured to be detachable at the time of handwriting calculation. Using a previously stored arithmetic algorithm, the handwriting of the pen-type input device is calculated based on the acceleration and rotation angular velocity stored in time series, and the calculated handwriting of the pen-type input device is sent to the host device. Since the handwriting of the input device is received and stored, the load on the host device can be reduced, and the pen-type input device can be reduced in weight and size.

【0082】さらに、ペン型入力装置の加速度及び回転
角速度を基にペン型入力装置の傾斜及び回転を補正して
ペン型入力装置の筆跡を演算する演算アルゴリズムを予
め記憶するので、正確にペン型入力装置の軌跡を演算で
きる。
Furthermore, since an algorithm for calculating the handwriting of the pen-type input device by correcting the inclination and rotation of the pen-type input device based on the acceleration and the angular velocity of rotation of the pen-type input device is stored in advance, the pen-type input device is accurately stored. The trajectory of the input device can be calculated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】加速度等をワイアレスで通信するペン型入力シ
ステムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a pen-type input system that wirelessly communicates acceleration and the like.

【図2】座標系の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a coordinate system.

【図3】加速度等を通信ケーブルで伝達するペン型入力
システムの構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a pen-type input system that transmits acceleration and the like via a communication cable.

【図4】ペン先部座標をワイアレスで通信するペン型入
力システムの構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a pen-type input system that wirelessly communicates pen tip coordinates.

【図5】ペン先部座標を通信ケーブルで通信するペン型
入力システムの構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a pen-type input system for communicating pen tip coordinates via a communication cable.

【図6】ペン先部にホストI/Fを有するペン型入力装
置の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a pen-type input device having a host I / F at a pen tip.

【図7】送信開始スイッチ等を有するペン型入力装置の
斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a pen-type input device having a transmission start switch and the like.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ペン型入力装置 2 ホスト装置 21 入力装置通信部 22 入力データ記憶部 23 演算アルゴリズム記憶部 24 演算部 25 演算結果記憶部 26 表示部 28 入力装置I/F 29 筆跡記憶部 3 加速度センサ 4 ジャイロ 5 ホスト通信部 51 ホストI/F 7 ペン軸 8 ペン先部 9 通信ケーブル 10 演算アルゴリズム記憶部 11 演算部 12 センサ出力記憶部 REFERENCE SIGNS LIST 1 pen-type input device 2 host device 21 input device communication unit 22 input data storage unit 23 calculation algorithm storage unit 24 calculation unit 25 calculation result storage unit 26 display unit 28 input device I / F 29 handwriting storage unit 3 acceleration sensor 4 gyro 5 Host communication unit 51 Host I / F 7 Pen shaft 8 Pen tip 9 Communication cable 10 Operation algorithm storage unit 11 Operation unit 12 Sensor output storage unit

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ペン型入力装置とホスト装置を有し、ペ
ン型入力装置はセンサ部とホスト通信部を備え、センサ
部は複数の加速度センサと複数のジャイロを有し、ペン
型入力装置における加速度信号及び回転角速度信号を出
力し、ホスト通信部はセンサ部が出力した加速度信号及
び回転角速度信号をワイアレス通信でホスト装置に送
り、ホスト装置は入力装置通信部と演算アルゴリズム記
憶部と演算部を備え、入力装置通信部はペン型入力装置
から加速度信号及び回転角速度信号をワイアレス通信で
受信し、演算アルゴリズム記憶部はペン型入力装置の筆
跡を演算する際に用いる演算アルゴリズムを予め記憶
し、演算部は演算アルゴリズム記憶部に予め記憶した演
算アルゴリズムを用いて、ペン型入力装置から入力した
加速度信号及び回転角速度信号を基にペン型入力装置の
筆跡を算出することを特徴とするペン型入力システム。
A pen-type input device and a host device; the pen-type input device includes a sensor unit and a host communication unit; the sensor unit includes a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros; The host communication unit sends the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output from the sensor unit to the host device by wireless communication, and the host device transmits the input device communication unit, the arithmetic algorithm storage unit, and the arithmetic unit. The input device communication unit receives the acceleration signal and the rotational angular velocity signal from the pen-type input device by wireless communication, and the calculation algorithm storage unit stores in advance the calculation algorithm used when calculating the handwriting of the pen-type input device, and performs the calculation. The unit uses an arithmetic algorithm stored in advance in the arithmetic algorithm storage unit to calculate the acceleration signal and the rotational angular velocity input from the pen-type input device. A pen-type input system for calculating handwriting of a pen-type input device based on a degree signal.
【請求項2】 ペン型入力装置と通信ケーブルとホスト
装置を有し、ペン型入力装置はセンサ部とホストインタ
ーフェイスを備え、センサ部は複数の加速度センサと複
数のジャイロを有し、ペン型入力装置における加速度信
号及び回転角速度信号を出力し、ホストインターフェイ
スはセンサ部が出力した加速度信号及び回転角速度信号
を通信ケーブルを介してホスト装置に出力し、通信ケー
ブルはペン型入力装置からホスト装置に出力する加速度
信号及び回転角速度信号用の信号線とホスト装置からペ
ン型入力装置に供給するペン型入力装置駆動電力用の電
力線を備え、ホスト装置は入力装置インターフェイスと
演算アルゴリズム記憶部と演算部を備え、入力装置イン
ターフェイスはペン型入力装置から加速度信号及び回転
角速度信号を通信ケーブルを介して入力し、演算アルゴ
リズム記憶部はペン型入力装置の筆跡を演算する際の演
算アルゴリズムを予め記憶し、演算部は演算アルゴリズ
ム記憶部に予め記憶した演算アルゴリズムを用いて、ペ
ン型入力装置から入力した加速度信号及び回転角速度信
号を基にペン型入力装置の筆跡を算出することを特徴と
するペン型入力システム。
2. A pen-type input device, a communication cable, and a host device. The pen-type input device includes a sensor unit and a host interface. The sensor unit includes a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros. The acceleration signal and the rotation angular velocity signal in the device are output. The host interface outputs the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output by the sensor unit to the host device via a communication cable, and the communication cable outputs from the pen-type input device to the host device. Signal lines for the acceleration signal and the rotational angular velocity signal to be transmitted, and a power line for pen-type input device driving power supplied from the host device to the pen-type input device. The host device includes an input device interface, a calculation algorithm storage unit, and a calculation unit. The input device interface communicates acceleration signals and rotational angular velocity signals from a pen-type input device. The operation algorithm storage unit pre-stores an operation algorithm for calculating handwriting of the pen-type input device, and the operation unit uses a pen-type input using the operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit in advance. A pen-type input system, wherein a handwriting of a pen-type input device is calculated based on an acceleration signal and a rotation angular velocity signal input from the device.
【請求項3】 ペン型入力装置とホスト装置を有し、ペ
ン型入力装置はセンサ部と演算アルゴリズム記憶部と演
算部とホスト通信部を備え、センサ部は複数の加速度セ
ンサと複数のジャイロを有し、ペン型入力装置における
加速度信号及び回転角速度信号を出力し、演算アルゴリ
ズム記憶部はペン型入力装置の筆跡を演算する際の演算
アルゴリズムを予め記憶し、演算部は演算アルゴリズム
記憶部に予め記憶した演算アルゴリズムを用いて、セン
サ部が出力した加速度信号及び回転角速度信号を基にペ
ン型入力装置の筆跡を算出し、ホスト通信部は演算部が
算出したペン型入力装置の筆跡データをワイアレス通信
でホスト装置に送り、ホスト装置は入力装置通信部と筆
跡記憶部を備え、入力装置通信部はペン型入力装置から
ペン型入力装置の筆跡データをワイアレス通信で受信
し、筆跡記憶部はペン型入力装置から受信したペン型入
力装置の筆跡データを記憶することを特徴とするペン型
入力システム。
3. A pen-type input device and a host device, the pen-type input device includes a sensor unit, a calculation algorithm storage unit, a calculation unit, and a host communication unit, and the sensor unit includes a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros. The pen-type input device outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal, the operation algorithm storage unit stores in advance a calculation algorithm for calculating a handwriting of the pen-type input device, and the calculation unit stores the calculation algorithm in the calculation algorithm storage unit in advance. Using the stored calculation algorithm, the handwriting of the pen-type input device is calculated based on the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output by the sensor unit, and the host communication unit wirelessly writes the handwriting data of the pen-type input device calculated by the calculation unit. The host device is provided with an input device communication unit and a handwriting storage unit by communication, and the input device communication unit switches from a pen-type input device to a pen-type input device. A pen-type input system comprising: receiving trace data by wireless communication; and storing a handwriting data of the pen-type input device received from the pen-type input device.
【請求項4】 ペン型入力装置と通信ケーブルとホスト
装置を有し、ペン型入力装置はセンサ部と演算アルゴリ
ズム記憶部と演算部とホストインターフェイスを備え、
センサ部は複数の加速度センサと複数のジャイロを有
し、ペン型入力装置における加速度信号及び回転角速度
信号を出力し、演算アルゴリズム記憶部はペン型入力装
置の筆跡を演算する際の演算アルゴリズムを予め記憶
し、演算部は演算アルゴリズム記憶部に予め記憶した演
算アルゴリズムを用いて、センサ部が出力した加速度信
号及び回転角速度信号を基にペン型入力装置の筆跡を算
出し、ホストインターフェイスは演算部が算出したペン
型入力装置の筆跡データを通信ケーブルを介してホスト
装置に出力し、通信ケーブルはペン型入力装置からホス
ト装置に出力するペン型入力装置の筆跡データ用の信号
線とホスト装置からペン型入力装置に供給するペン型入
力装置駆動電力用の電力線を備え、ホスト装置は入力装
置インターフェイスと筆跡記憶部を備え、入力装置イン
ターフェイスはペン型入力装置からペン型入力装置の筆
跡データを通信ケーブルを介して入力し、筆跡記憶部は
ペン型入力装置から入力したペン型入力装置の筆跡デー
タを記憶することを特徴とするペン型入力システム。
4. A pen-type input device, a communication cable, and a host device. The pen-type input device includes a sensor unit, a calculation algorithm storage unit, a calculation unit, and a host interface.
The sensor unit has a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros, outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal in the pen-type input device, and a calculation algorithm storage unit preliminarily calculates a calculation algorithm when calculating handwriting of the pen-type input device. The arithmetic unit calculates the handwriting of the pen-type input device based on the acceleration signal and the rotational angular velocity signal output from the sensor unit using the arithmetic algorithm stored in advance in the arithmetic algorithm storage unit. The calculated handwriting data of the pen-type input device is output to the host device via a communication cable, and the communication cable is connected to the pen-type input device's handwriting data signal line for output from the pen-type input device to the host device and the pen from the host device. A power line for driving the pen-type input device to be supplied to the type input device is provided, and the host device has an input device interface and A trace storage unit is provided, and the input device interface inputs handwriting data of the pen-type input device from the pen-type input device via a communication cable, and the handwriting storage unit stores handwriting data of the pen-type input device input from the pen-type input device. A pen-type input system characterized by storing.
【請求項5】 ペン型入力装置とホスト装置を有し、ペ
ン型入力装置はセンサ部とセンサ出力記憶部とホストイ
ンターフェイスを備え、センサ部は複数の加速度センサ
と複数のジャイロを有し、ペン型入力装置における加速
度信号及び回転角速度信号を出力し、センサ出力記憶部
はセンサ部が検出した加速度及び回転角速度を時系列に
記憶し、ホストインターフェイスはペン型入力装置の筆
跡を演算する際にホスト装置と接続して、センサ出力記
憶部が記憶した加速度及び回転角速度をホスト装置に出
力し、ホスト装置は入力装置インターフェイスと演算ア
ルゴリズム記憶部と演算部を備え、入力装置インターフ
ェイスはペン型入力装置の筆跡を演算する際にペン型入
力装置のホストインターフェイスと接続して、ペン型入
力装置から加速度及び回転角速度を入力し、演算アルゴ
リズム記憶部はペン型入力装置の筆跡を演算する際の演
算アルゴリズムを予め記憶し、演算部は演算アルゴリズ
ム記憶部に予め記憶した演算アルゴリズムを用いて、ペ
ン型入力装置から入力した加速度及び回転角速度を基に
ペン型入力装置の筆跡を算出することを特徴とするペン
型入力システム。
5. A pen type input device and a host device, wherein the pen type input device includes a sensor unit, a sensor output storage unit and a host interface, the sensor unit has a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros, The acceleration output and the rotation angular velocity signal in the type input device are output, the sensor output storage unit stores the acceleration and the rotation angular speed detected by the sensor unit in time series, and the host interface is used when the handwriting of the pen type input device is calculated. Connected to the device, outputs the acceleration and the rotational angular velocity stored in the sensor output storage unit to the host device, the host device includes an input device interface, a calculation algorithm storage unit, and a calculation unit, and the input device interface is a pen type input device. When calculating handwriting, connect to the host interface of the pen-type input device to The operation algorithm storage unit pre-stores an operation algorithm for calculating the handwriting of the pen-type input device, and the operation unit uses the pen-type input using the operation algorithm stored in the operation algorithm storage unit in advance. A pen-type input system, wherein a handwriting of a pen-type input device is calculated based on an acceleration and a rotation angular velocity input from the device.
【請求項6】 ペン型入力装置とホスト装置を有し、ペ
ン型入力装置はセンサ部と演算アルゴリズム記憶部と演
算部と筆跡記憶部とホスト通信部を備え、センサ部は複
数の加速度センサと複数のジャイロを有し、ペン型入力
装置における加速度信号及び回転角速度信号を出力し、
演算アルゴリズム記憶部はペン型入力装置の筆跡を演算
する際の演算アルゴリズムを予め記憶し、演算部は演算
アルゴリズム記憶部に予め記憶した演算アルゴリズムを
用いて、センサ部が出力した加速度信号及び回転角速度
信号を基にペン型入力装置の筆跡を算出し、筆跡記憶部
は演算部が演算したペン型入力装置の筆跡データを蓄積
し、ホスト通信部は筆跡記憶部に蓄積したペン型入力装
置の筆跡データをホスト装置に送り、ホスト装置は入力
装置通信部と演算結果記憶部を備え、入力装置通信部は
ペン型入力装置からペン型入力装置の筆跡データを受信
し、演算結果記憶部に記憶することを特徴とするペン型
入力システム。
6. A pen-type input device and a host device, the pen-type input device includes a sensor unit, an operation algorithm storage unit, an operation unit, a handwriting storage unit, and a host communication unit, and the sensor unit includes a plurality of acceleration sensors. It has a plurality of gyros and outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal in a pen-type input device,
The calculation algorithm storage unit stores in advance a calculation algorithm for calculating handwriting of the pen-type input device, and the calculation unit uses the calculation algorithm stored in the calculation algorithm storage unit in advance to calculate the acceleration signal and the rotational angular velocity output from the sensor unit. The handwriting of the pen-type input device is calculated based on the signal, the handwriting storage unit stores the handwriting data of the pen-type input device calculated by the operation unit, and the host communication unit stores the handwriting of the pen-type input device stored in the handwriting storage unit. The data is sent to the host device, the host device includes an input device communication unit and a calculation result storage unit, and the input device communication unit receives handwriting data of the pen type input device from the pen type input device and stores the data in the calculation result storage unit. A pen-type input system, characterized in that:
【請求項7】 ペン型入力装置とホスト装置を有し、ペ
ン型入力装置はセンサ部とホスト通信部を備え、センサ
部は複数の加速度センサと複数のジャイロを有し、ペン
型入力装置における加速度信号及び回転角速度信号を出
力し、ホスト通信部はセンサ部が出力した加速度信号及
び回転角速度信号をホスト装置に送り、ホスト装置は入
力装置通信部と入力データ記憶部と演算アルゴリズム記
憶部と演算部を備え、入力装置通信部はペン型入力装置
から加速度信号及び回転角速度信号を受信し、入力デー
タ記憶部はペン型入力装置から入力した加速度信号及び
回転角速度信号を時系列に記憶し、演算アルゴリズム記
憶部は脱着可能に構成され、ペン型入力装置の筆跡を演
算する際の演算アルゴリズムを予め記憶し、演算部は演
算アルゴリズム記憶部に予め記憶した演算アルゴリズム
を用いて、入力データ記憶部に記憶した加速度及び回転
角速度を基にペン型入力装置の筆跡を算出することを特
徴とするペン型入力システム。
7. A pen-type input device including a pen-type input device and a host device, wherein the pen-type input device includes a sensor unit and a host communication unit, and the sensor unit includes a plurality of acceleration sensors and a plurality of gyros. The host communication unit sends the acceleration signal and the rotation angular velocity signal output from the sensor unit to the host device, and the host device calculates the input device communication unit, the input data storage unit, the operation algorithm storage unit, and the like. The input device communication unit receives the acceleration signal and the rotation angular velocity signal from the pen-type input device, and the input data storage unit stores the acceleration signal and the rotation angular velocity signal input from the pen-type input device in a time series, and calculates The algorithm storage unit is configured to be detachable, and stores in advance a calculation algorithm for calculating the handwriting of the pen-type input device, and the calculation unit stores the calculation algorithm A pen-type input system, wherein a handwriting of a pen-type input device is calculated based on an acceleration and a rotational angular velocity stored in an input data storage unit using an arithmetic algorithm stored in a unit in advance.
【請求項8】 ペン型入力装置とホスト装置を有し、ペ
ン型入力装置はセンサ部とセンサ出力記憶部と演算アル
ゴリズム記憶部と演算部とホスト通信部を備え、センサ
部は複数の加速度センサと複数のジャイロを有し、ペン
型入力装置における加速度信号及び回転角速度信号を出
力し、センサ出力記憶部はセンサ部が検出した加速度及
び回転角速度を時系列に記憶し、演算アルゴリズム記憶
部は脱着可能に構成され、ペン型入力装置の筆跡を演算
する際の演算アルゴリズムを予め記憶し、演算部は演算
アルゴリズム記憶部に予め記憶した演算アルゴリズムを
用いて、センサ出力記憶部に時系列に記憶した加速度信
号及び回転角速度信号を基にペン型入力装置の筆跡を算
出し、ホスト通信部は演算部が算出したペン型入力装置
の筆跡をホスト装置に送り、ホスト装置は入力装置通信
部と筆跡記憶部を備え、入力装置通信部はペン型入力装
置からペン型入力装置の筆跡を受信し、筆跡記憶部はペ
ン型入力装置から受信したペン型入力装置の筆跡を記憶
することを特徴とするペン型入力システム。
8. A pen type input device and a host device, wherein the pen type input device includes a sensor unit, a sensor output storage unit, a calculation algorithm storage unit, a calculation unit, and a host communication unit, and the sensor unit includes a plurality of acceleration sensors. And a plurality of gyros, and outputs an acceleration signal and a rotation angular velocity signal in the pen-type input device, a sensor output storage section stores the acceleration and the rotation angular velocity detected by the sensor section in a time series, and an arithmetic algorithm storage section detaches. It is configured to be capable of storing a calculation algorithm when calculating the handwriting of the pen-type input device in advance, and the calculation unit stores the calculation algorithm in the sensor output storage unit in time series using the calculation algorithm previously stored in the calculation algorithm storage unit. The handwriting of the pen-type input device is calculated based on the acceleration signal and the rotation angular velocity signal, and the host communication unit calculates the handwriting of the pen-type input device calculated by the operation unit. The host device includes an input device communication unit and a handwriting storage unit, the input device communication unit receives handwriting of the pen-type input device from the pen-type input device, and the handwriting storage unit receives the pen-type data received from the pen-type input device. A pen-type input system for storing handwriting of an input device.
【請求項9】 上記演算アルゴリズム記憶部は静止状態
において加速度センサが検出したペン軸をZs軸とする
ペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)の加速度を基に重力加
速度方向をZg軸とした重力座標系(Xg,Yg,Zg)に
おけるペン軸の初期傾斜角を演算し、筆記中にジャイロ
が検出した回転角速度を基にペン軸の初期傾斜角からの
傾斜角の変化を演算し、初期傾斜角と初期傾斜角からの
傾斜角の変化を基に筆記中のペン軸の重力座標系(X
g,Yg,Zg)における傾斜角を演算し、筆記中のペン
軸の重力座標系(Xg,Yg,Zg)における傾斜角及び
各加速度センサの取付け位置を基に3個の加速度センサ
が検出したペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)における加
速度を重力座標系(Xg,Yg,Zg)による加速度に変
換し、変換した重力座標系(Xg,Yg,Zg)による加
速度を基にペン先部の筆跡演算する演算アルゴリズムを
予め記憶する請求項1乃至8のいずれかに記載のペン型
入力システム。
9. The arithmetic algorithm storage unit sets a gravity acceleration direction to a Zg axis based on an acceleration in a pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) having a pen axis detected by an acceleration sensor as a Zs axis in a stationary state. An initial tilt angle of the pen axis in the gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg) is calculated, and a change in the tilt angle from the initial tilt angle of the pen axis is calculated based on the rotational angular velocity detected by the gyro during writing. Based on the change of the tilt angle from the tilt angle and the initial tilt angle, the gravitational coordinate system (X
g, Yg, Zg), and the three acceleration sensors detect the inclination angle of the pen axis in writing in the gravity coordinate system (Xg, Yg, Zg) and the mounting position of each acceleration sensor. Acceleration in the pen axis coordinate system (Xs, Ys, Zs) is converted into acceleration in the gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg), and the pen tip is based on the converted acceleration in the gravitational coordinate system (Xg, Yg, Zg). The pen-type input system according to any one of claims 1 to 8, wherein a calculation algorithm for calculating the handwriting is stored in advance.
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EP1832321B1 (en) * 2006-03-08 2020-10-07 Nintendo Co., Ltd. Motion determining apparatus and storage medium having motion determining program stored thereon

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