JP2001100908A - Pen tip trace generating method, pen type input device, and pen mounting unit - Google Patents

Pen tip trace generating method, pen type input device, and pen mounting unit

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JP2001100908A
JP2001100908A JP27348599A JP27348599A JP2001100908A JP 2001100908 A JP2001100908 A JP 2001100908A JP 27348599 A JP27348599 A JP 27348599A JP 27348599 A JP27348599 A JP 27348599A JP 2001100908 A JP2001100908 A JP 2001100908A
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pen
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Akira Fujii
Hidenori Sekiguchi
彰 藤井
英紀 関口
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Fujitsu Ltd
富士通株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make correctly reproducible a handwritten character, etc., as to a pen type input device for inputting a handwritten character, etc., to a computer.
SOLUTION: Gravity coordinate systems X, Y, and Z having X and Y axis as two orthogonal axes on a horizontal plane and a Z axis as a vertical axis are set, and the angle α that a projection image 10A of a pen main body 10 on the XZ plane has to the X axis and the angle β that a projection image 10B of the pen main body 10 on the YZ plane has to the Y axis are calculated and the trace of the pen tip 12 is generated from those angles α and β.
COPYRIGHT: (C)2001,JPO

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】本発明は、ペンによる手書きの文字等を再現するためのペン先軌跡生成方法、及び、 The present invention relates to the pen tip trajectory generating method for reproducing the handwritten characters and the like by the pen and,
手書きの文字等をコンピュータに入力するためのペン型入力装置、並びに、通常ペンに装着して通常ペンをコンピュータのペン型入力装置として使用するためのペン装着ユニットに関する。 Pen-type input device for inputting handwritten characters and the like to the computer, and to a pen mounting unit for use normal pen attached to a normal pen as the pen-type input device of the computer.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、手書きの文字等をコンピュータに入力する装置として、例えば、ペンでタブレットと呼ばれる特殊なボード上を筆記するディジタイザと呼ばれる装置が提案されており、電磁誘導方式や感圧シート方式等、各種の方式が実用化されている。 Conventionally, as a device for inputting handwritten characters and the like to the computer, for example, it is a device called a digitizer for writing on special board called the tablet is proposed in the pen, an electromagnetic induction method or pressure-sensitive sheet system, etc., various systems have been put into practical use.

【0003】しかし、ディジタイザは、筆記面として特殊なボードであるタブレットを必要とするため、携帯性が悪いという問題点があった。 [0003] However, digitizer, because it requires the tablet is a special board as a writing surface, portability is a problem that bad. そこで、ペン内部にペンの動きを検出するセンサを内蔵させてタブレットを不要とするペン型入力装置が研究、開発されている。 Therefore, by incorporating a sensor for detecting the movement of the pen within the pen pen-type input device which does not require the tablet it has been studied and developed.

【0004】例えば、特開平9−230997号公報には、ペン内部に3軸の加速度センサと3軸のジャイロとを内蔵し、ジャイロでペンの回転やペンの傾きを検出し、加速度センサで検出される加速度を補正し、補正した加速度を2回積分してペン先の軌跡を算出するペン型入力装置が開示されている。 [0004] For example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-230997, incorporates a gyro acceleration sensor and three-axis of the pen internal triaxial, detects the inclination of the rotation and pen pen by the gyro, detected by the acceleration sensor is the acceleration correction is, by integrating twice the corrected acceleration pen-type input device for calculating a locus of the pen tip is disclosed.

【0005】また、特開平9−54653号公報には、 [0005] JP-A-9-54653,
ペン内部に2軸のジャイロ等の角度センサと3軸の感圧センサを内蔵し、筆記中は、感圧センサでペン先の軌跡を算出し、ペンが空中にある時には角度センサでペン先の位置を算出するペン型入力装置が開示されている。 A built-in pressure sensor of the angle sensor and three-axis gyro biaxial inside the pen, during writing, then calculates the pen trajectory at the pressure sensor, the pen tip at an angle sensor when the pen is in the air position the pen-type input device is disclosed that is calculated.

【0006】また、特開平10−111754号公報には、ペン内部に2軸のジャイロ等の角速度センサを内蔵し、検出された角速度を2回積分してペン先の位置を算出するペン型入力装置が開示されている。 [0006] JP-A-10-111754, the pen-type input that incorporates an angular velocity sensor such as a gyro biaxial inside the pen, integrating twice the detected angular velocity to calculate a position of the nib apparatus is disclosed.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】特開平9−23099 The object of the invention is to be Solved by JP-A-9-23099
7号公報に開示されているペン型入力装置は、ペン先の軌跡の算出を基本的には加速度によるものとしているが、加速度を2回積分する過程で僅かな誤差も積分されて変位に非常に大きな誤差が発生してしまい、筆記した文字を正しく再現できない場合があるという問題点を有している。 Pen-type input device disclosed in 7 JP is basically the calculation of the nib locus are to be due to acceleration, very displacement slight error be integrated in the process of integrating twice the acceleration there is a problem that large error will occur, it may not be possible to correctly reproduce the written character to.

【0008】また、特開平9−54653号公報に開示されているペン型入力装置は、3軸の感圧センサを必要とするため、構成が複雑となり、小型化、低価格化が困難であるという問題点を有している。 Further, the pen-type input device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-54653, in order to require a pressure sensor of the three axes, the configuration becomes complex, miniaturization, it is difficult to cost reduction It has a problem in that. また、このペン型入力装置は、ペン先の位置を角度センサの位置を中心にペンが傾くとして算出しているが、実際は、角度センサの位置を中心にはペンは傾かず、XY方向で回転中心が異なったり、個人差やその時のペンの持ち方でもペンの傾きは異なったりするため、筆記した文字を正しく再現できない場合があるという問題点も有している。 Also, the pen-type input devices is calculated as the pen is inclined to the position of the pen tip to the center position of the angle sensor, in fact, the center position of the angle sensor pen is not tilted, the rotation in the XY direction center or different, to or different from the pen of the slope in individual differences and how to hold the pen at that time, also has a problem in that there is a case that can not be correctly reproduce the written character.

【0009】また、特開平10−111754号公報に開示されているペン型入力装置は、ジャイロ等により検出された角速度を2回積分してペン先の位置を算出するとしているが、角速度を2回積分すると、初期角度と異なる角度で静止した時に角度差が積分されてしまい、筆記した文字を正しく再現できない場合があるという問題点を有している。 Further, the pen-type input device disclosed in JP-A-10-111754, although integrating twice the detected angular velocity is to calculate the position of the nib gyro or the like, the angular velocity 2 when times integration, there is a problem that the angular difference when stationary initial angle different angles will be integrated, it may not be correctly reproduced handwritten characters.

【0010】本発明は、かかる点に鑑み、ペンによる手書きの文字等を正しく再現できるようにしたペン先軌跡生成方法、手書きの文字等を正しく再現できるようにしたペン型入力装置、及び、通常ペンに装着して通常ペンをコンピュータのペン型入力装置として使用し、手書きの文字等を正しく再現できるようにしたペン装着ユニットを提供することを目的とする。 [0010] In view of the above problems, the pen tip locus generating method capable of correctly reproducing the handwritten characters and the like by the pen, the pen-type input apparatus that characters and the like can be correctly reproduced handwriting, and usually by mounting the pen using normal pen as the pen-type input device of the computer, and an object thereof is to provide a pen mounting unit which is to correctly reproduce the handwritten characters and the like.

【0011】 [0011]

【課題を解決するための手段】本発明のペン先軌跡生成方法は、ペンの傾き角度を算出する角度算出工程と、ペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定工程と、ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時のペンの傾き角度からペン先の軌跡を生成する軌跡生成工程とを実行するというものである。 Nib trajectory generating method of the present invention, in order to solve the problems] includes the angle calculation step of calculating a tilt angle of the pen, and writing determination step of determining nib whether in writing the writing surface, nib is that executes a trajectory generation step of generating the pen tip trajectory from the angle of inclination of the pen when it is determined that the writing of the writing surface.

【0012】図1〜図5は本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明するための図である。 [0012] Figures 1-5 are diagrams for explaining the principle of the pen tip trajectory generating method of the present invention. 図1に示すように、 As shown in FIG. 1,
通常のペン1を手2に持って水平な筆記面に文字を筆記する場合、手2の小指の側面が筆記面に固定され、親指と人差し指の又付近を支点としてペン先3が動くことになる。 If you writing the usual pen 1 character in horizontal writing surface in hand 2, the little finger side of the hand 2 is fixed to the writing surface, the vicinity also thumb and forefinger to the pen tip 3 is moved as a fulcrum Become. このことから、本発明者は、ペン1の傾き角度とペン先の位置には一定の関係があることを発見した。 Therefore, the present inventors have discovered that there is a certain relationship to the inclination angle and the pen tip position of the pen 1.

【0013】例えば、図2に示すように、X軸及びY軸を水平面上の直交する2軸、Z軸を垂直軸とする重力座標系X,Y,Zを設定し、ペン1のXZ平面への投影像4がX軸となす角度をα[度]、ペン1のYZ平面への投影像5がY軸となす角度をβ[度]とし、図1に示すようにペン1を手2に持って、XY平面に図3に示すように、例えば、数字「2」を筆記した場合、ペン先3の軌跡6とペン1の傾き角度α、βとの関係は、図4に示すようになる。 [0013] For example, as shown in FIG. 2, to set the X-axis and two orthogonal axes on a horizontal plane in the Y-axis gravity coordinate system the Z-axis and the vertical axis X, Y, Z, XZ plane of the pen 1 the angle of the projected image 4 makes with the X-axis of the alpha [degrees], the projected image 5 to the YZ plane of the pen 1 is the angle between the Y axis and beta [degrees], hand pen 1 as shown in FIG. 1 with 2, as shown in FIG. 3 in the XY plane, for example, when writing the numeral "2", the inclination angle of the trajectory 6 and the pen 1 nib 3 alpha, relationship between β is shown in FIG. 4 so as to.

【0014】ここで、ペン先3のXY平面上の位置を(x,y)とし、ペン1の傾き角度α、βを [0014] Here, the position on the XY plane of the pen tip 3 (x, y) and, the pen 1 tilt angle alpha, the β

【0015】 [0015]

【数1】 [Number 1]

【0016】と一次変換して、図5に示すように、ペン先3の軌跡7を生成すると、生成したペン先3の軌跡7 [0016] and converting the primary, as shown in FIG. 5, when generating the trajectory 7 of the pen tip 3, the trajectory of the generated nib 3 7
は、ペン先3の実際の軌跡6と略一致する。 Substantially conforms to the actual path 6 of the pen tip 3.

【0017】このように、ペン先3の軌跡6と重力座標系X,Y,Zにおけるペン1の傾き角度α、βとの間に一定の関係があるということは、ペン先3の軌跡は、任意の座標系におけるペン1の傾き角度との間にも一定の関係があるといえる。 [0017] Thus, the trajectory 6 of gravity coordinates of the pen tip 3 X, Y, the inclination angle of the pen 1 in the Z alpha, that certain relationship between β is the locus of the pen tip 3 , it can be said that a certain relationship exists also between the tilt angle of the pen 1 in an arbitrary coordinate system.

【0018】そこで、本発明のペン先軌跡生成方法は、 [0018] Therefore, the pen tip locus generating method of the present invention,
ペンの傾き角度を算出する角度算出工程と、ペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定工程と、ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時のペンの傾き角度からペン先の軌跡を生成する軌跡生成工程とを実行することにより、ペンによる手書きの文字等を正しく再現するとしている。 Tilt angle of the pen when the angle calculation step of calculating a tilt angle of the pen, and the pen tip is written input determination step of determining whether or not writing the writing surface, the pen tip is determined that the writing of the writing surface from by performing the trajectory generation step of generating a nib trajectory, and to correctly reproduce the handwritten characters and the like by the pen.

【0019】本発明のペン型入力装置は、ペン本体の傾き角度を算出する角度算出手段と、ペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定手段と、ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時のペン本体の傾き角度からペン先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備えているというものである。 The pen-type input device of the present invention, an angle calculating means for calculating an inclination angle of the pen body, a written input determination unit determines nib whether in writing the writing surface, the pen tip is a writing surface is that and a trajectory generating means for generating a nib trajectory from the slope angle of the pen body when being determined that the writing.

【0020】本発明のペン型入力装置によれば、角度算出手段によりペン本体の傾き角度を算出することができ、筆記判定手段によりペン先が筆記面を筆記中か否かを判定することができ、軌跡生成手段によりペン先が筆記面を筆記中と判定されている時のペン本体の傾き角度からペン先の軌跡を生成することができるので、本発明のペン先軌跡生成方法を実行し、手書きの文字等を正しく再現することができる。 According to a pen-type input device of the present invention, the angle calculating means can calculate the tilt angle of the pen body, that nib by writing determination means for determining whether or not writing the writing surface can, it is possible to nib by the trajectory generation unit generates trajectories of the pen tip from the tilt angle of the pen body when being determined that the writing of the writing surface, run the pen tip trajectory generating method of the present invention , it is possible to correctly reproduce the handwritten characters and the like.

【0021】本発明のペン装着ユニットは、通常ペンに装着して通常ペンをコンピュータのペン型入力装置として使用するためのペン装着ユニットであって、通常ペンの傾き角度を算出する角度算出手段と、通常ペンのペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定手段と、 The pen mounting unit of the present invention is a pen mounting unit for use normal pen attached to a normal pen as the pen-type input device of the computer, and the angle calculating means for calculating an inclination angle of a normal pen nib normal pen and writing determination means determines whether or not writing the writing surface,
通常ペンのペン先が筆記面を筆記中と判定されている時の通常ペンの傾き角度から通常ペンのペン先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備えているというものである。 Is that the pen tip of a normal pen and a normal trajectory generating means that generates a normal pen trajectory of the pen from the tilt angle of the pen when it is determined that the writing of the writing surface.

【0022】本発明のペン装着ユニットによれば、角度算出手段により通常ペンの傾き角度を算出することができ、筆記判定手段により通常ペンのペン先が筆記面を筆記中か否かを判定することができ、軌跡生成手段により通常ペンのペン先が筆記面を筆記中と判定されている時の通常ペンの傾き角度から通常ペンのペン先の軌跡を生成することができるので、通常ペンに装着する場合には、本発明のペン先軌跡生成方法を実行し、通常ペンによる手書きの文字等を正しく再現することができる。 According to the pen mounting unit of the invention, the angle calculating means can calculate the tilt angle of a normal pen nib normal pen whether in writing the writing surface by writing determination means for determining it can, it is possible to nib normal pen to generate a trajectory normal from the slope angle of the pen ordinary pen nib when it is determined that the writing of the writing surface by the trajectory generation unit, a normal pen when mounted, it is possible to perform the pen tip trajectory generating method of the present invention, to correctly reproduce the usual hand-written characters and the like by the pen.

【0023】 [0023]

【発明の実施の形態】以下、図6〜図15を参照して、 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to FIGS. 6 to 15,
本発明のペン型入力装置の第1実施形態及び第2実施形態並びに本発明のペン装着ユニットの一実施形態について、本発明のペン先軌跡生成方法の実施形態を含めて説明する。 A first embodiment and an embodiment of the second embodiment and the pen mounting unit of the present invention of the pen-type input device of the present invention, will be described including the embodiment of the pen tip trajectory generating method of the present invention.

【0024】 本発明のペン型入力装置の第1実施形態・・図6〜図8 図6は本発明のペン型入力装置の第1実施形態の構成を示す概略的正面図であり、本発明のペン型入力装置の第1実施形態は、X軸及びY軸を水平面上の直交する2 The first embodiment .. Figure 6-8 Figure 6 of the pen-type input device of the present invention is a schematic front view showing the configuration of a first embodiment of the pen-type input device of the present invention, the present invention first embodiment of the pen-type input device is perpendicular on the horizontal plane in the X-axis and Y-axis 2
軸、Z軸を垂直軸とする重力座標系X,Y,Zを設定し、ペン本体のXZ平面への投影像がX軸となす角度α Axis, gravity coordinate system with the vertical axis Z-axis X, Y, and set the Z, angle projected onto the XZ plane of the pen body makes with the X-axis α
と、ペン本体のYZ平面への投影像がY軸となす角度β When the angle of the projected image of the YZ plane of the pen body makes with the Y axis β
を算出し、これら角度α、βからペン先の軌跡を生成するというものである。 Is calculated, these angles alpha, is that to produce a locus of the pen tip from the beta.

【0025】図6中、10はペン本体、11は芯、12 [0025] In FIG. 6, the pen body 10, 11 is a core, 12
はペン先、13はペン先12と筆記面との接触を検出する接触スイッチである。 Nib, 13 is a contact switch that detects the contact between the pen tip 12 and the writing surface. なお、Xp、Yp、Zpは本発明のペン型入力装置の第1実施形態に設定されるペン座標系を示しており、本発明のペン型入力装置の第1実施形態においては、Xp軸はペン本体10の中心軸に設定される。 Incidentally, Xp, Yp, Zp denotes a pen coordinate system set to the first embodiment of the pen-type input device of the present invention, in the first embodiment of the pen-type input device of the present invention, Xp axis It is set to the center axis of the pen body 10.

【0026】また、14はペン本体10のXp軸まわりの角速度ωxpを検出するX軸ジャイロ、15はペン本体10のYp軸まわりの角速度ωypを検出するY軸ジャイロ、16はペン本体10のZp軸まわりの角速度ω Further, 14 the X-axis gyro for detecting the angular velocity ωxp around Xp axis of the pen body 10, 15 is a Y-axis gyro for detecting the angular velocity ωyp around Yp axis of the pen body 10, 16 is Zp of the pen body 10 angular velocity about the axis ω
zpを検出するZ軸ジャイロである。 A Z-axis gyro for detecting the zp.

【0027】また、17はペン本体10の傾き角度の初期値を設定する時に使用する初期化スイッチ、18はペン本体10のXZ平面への投影像がX軸となす角度α及びペン本体10のYZ平面への投影像がY軸となす角度βを一次変換してペン先12のXY平面上の位置x、y Further, 17 initialization switch used to set the initial value of the inclination angle of the pen body 10, 18 is projected onto the XZ plane of the pen body 10 of the angle α and the pen body 10 formed by the X-axis position x of the angle β of the projection image of the YZ plane makes with the Y axis to convert the primary on the XY plane of the pen tip 12, y
を算出する場合に必要とする係数を登録する時に使用する登録スイッチである。 It is a registered switch used to register the coefficients required when calculating the.

【0028】また、19はX軸ジャイロ14、Y軸ジャイロ15及びZ軸ジャイロ16から出力されるペン本体10のXp軸まわりの角速度ωxp、Yp軸まわりの角速度ωyp及びZp軸まわりの角速度ωzpからペン先12の軌跡を生成するマイクロコントローラ、20はマイクロコントローラ19により生成されたペン先12の軌跡をコンピュータに伝送する無線送信機、21は電源をなす電池である。 Further, 19 the angular velocity ωxp around Xp axis of the pen body 10 which is output from the X-axis gyro 14, Y-axis gyro 15 and the Z-axis gyro 16, from the angular velocity ωzp around angular ωyp and Zp axis around Yp axis microcontroller for generating the trajectory of the pen tip 12, 20 is a radio transmitter that transmits the trajectory of the pen tip 12 which is generated by the microcontroller 19 to the computer, 21 is a battery forming the power.

【0029】図7はマイクロコントローラ19の機能を示すブロック図であり、図7中、マイクロコントローラ19において、22はペン本体10の傾き角度の初期値が設定される初期値設定部である。 FIG. 7 is a block diagram showing the functions of the microcontroller 19, in FIG. 7, the microcontroller 19, 22 is the initial value setting unit that initial value of the inclination angle of the pen body 10 is set.

【0030】図8は本発明のペン型入力装置の第1実施形態の重力座標系X,Y,Zに対する位置を示しており、A1はペン座標系Xp,Yp,Zpが重力座標系X,Y,Zと一致するように、本発明の第1実施形態を筆記面に水平に置いた状態を示している。 [0030] Figure 8 is gravity coordinate system of the first embodiment X of the pen-type input device of the present invention, Y, indicates the position relative to Z, A1 pen coordinate system Xp, Yp, Zp gravity coordinate system X, Y, to match Z, shows a state placed horizontally on a writing surface of the first embodiment of the present invention.

【0031】また、A2は本発明のペン型入力装置の第1実施形態を重力座標系X,Y,Zに対してZ軸まわりにa回転、回転後のY(Y' )軸まわりにe回転、さらに回転後のX(X" )軸まわりにr回転させた状態を示している。 Further, A2 is the first embodiment of gravity coordinate system X of the pen-type input device of the present invention, Y, a rotation about the Z axis with respect to Z, the rotated Y (Y ') about the axis e rotation shows a state of being r rotated further after the rotation X (X ") about the axis.

【0032】また、10Aは本発明のペン型入力装置の第1実施形態が状態A2にある場合のペン本体10のX Further, 10A is the pen body 10 when the first embodiment of the pen-type input device of the present invention is in state A2 X
Z平面への投影像、10Bは本発明の第1実施形態が状態A2にある場合のペン本体10のYZ平面への投影像を示している。 Projected onto the Z plane, 10B shows the projected image of the YZ plane of the pen body 10 when the first embodiment of the present invention is in state A2.

【0033】このように、本発明のペン型入力装置の第1実施形態が重力座標系X,Y,Zに対してZ軸まわりにa回転、回転後のY(Y' )軸まわりにe回転、さらに回転後のX(X" )軸まわりにr回転している場合には、重力座標系X,Y,Zの座標x,y,zと本発明のペン型入力装置の第1実施形態のペン座標系Xp,Y [0033] Thus, the first embodiment is gravity coordinate system X of the pen-type input device of the present invention, Y, a rotation about the Z axis with respect to Z, the rotated Y (Y ') about the axis e rotation, if you are further r rotates in X (X ") around the axis of the post-rotation, the gravity coordinate system X, Y, a first embodiment of the pen-type input device of the coordinate x, y, z and the invention of Z form of the pen coordinate system Xp, Y
p,Zpの座標xp,yp,zpとの関係は、 p, coordinate xp of Zp, yp, the relationship between zp,

【0034】 [0034]

【数2】 [Number 2]

【0035】となる。 The [0035].

【0036】ここに、本発明のペン型入力装置の第1実施形態においては、ペン本体10の傾き角度a、e、r [0036] Here, in the first embodiment of the pen-type input device of the present invention, the inclination angle of the pen body 10 a, e, r
の初期値a0、e0、r0の設定は、筆記前に、図8に示すように、本発明のペン型入力装置の第1実施形態をペン座標系Xp,Yp,Zpが重力座標系X,Y,Zと一致する状態A1にして、初期化スイッチ17をオンとすることにより行われ、このようにすると、初期値設定部22では、傾き角度a、e、rの初期値a0、e0、 Setting the initial values ​​a0, e0, r0, before writing, as shown in FIG. 8, the first embodiment of the pen coordinate system Xp of the pen-type input device of the present invention, Yp, Zp gravity coordinate system X, Y, in the state A1 consistent with Z, performed by the initialization switch 17 turned on, in this case, the initial value setting unit 22, the inclination angle a, e, the initial value of r a0, e0,
r0がa0=e0=r0=0と設定されるようにプログラムされる。 r0 is programmed to be set as a0 = e0 = r0 = 0.

【0037】また、図7において、24はX軸ジャイロ14から出力されるペン本体10のXp軸まわりの角速度ωxpを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するA/D変換部、25はY軸ジャイロ15から出力されるペン本体10のYp軸まわりの角速度ωy Further, in FIG. 7, 24 is A / D converter for converting the analog angular speed signal to a digital angular velocity signal indicating the angular velocity ωxp around Xp axis of the pen body 10 which is output from the X-axis gyroscope 14, 25 Y angular velocity around Yp axis of the pen body 10 which is output from the axis gyro 15 .omega.y
pを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するA/D変換部、26はZ軸ジャイロ16から出力されるペン本体10のZp軸まわりの角速度ωzpを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するA/D変換部である。 A / D converter for converting the analog angular speed signal to a digital angular velocity signal indicating a p, 26 is converted to analog angular velocity signal indicative of the angular velocity ωzp around Zp axis of the pen body 10 which is output from the Z axis gyro 16 to the digital angular velocity signal an a / D converter for.

【0038】また、27はA/D変換部24、25、2 Further, 27 A / D converter 24,25,2
6から出力されるペン本体10の角速度ωxp、ωy The pen body 10 which is output from the 6 angular ωxp, ωy
p、ωzpを p, the ωzp

【0039】 [0039]

【数3】 [Number 3]

【0040】と座標変換してペン本体10の傾き角度r、e、aの微分値である角速度dr、de、daを算出する座標変換部である。 [0040] and then coordinate transformation is a coordinate converter for calculating the inclination angle r of the pen body 10, e, the angular velocity dr is the derivative value of a, de, the da.

【0041】また、28は座標変換部27から出力されるペン本体10の角速度dr、de、daを初期値設定部22に設定されている初期値a0、e0、r0で時間積分してペン本体10の傾き角度r、e、aを算出する角度算出部である。 Further, the angular velocity dr of the pen body 10 28 outputted from the coordinate converter 27, de, initial values ​​are set to da to the initial value setting unit 22 a0, e0, r0 at time integration to pen body 10 inclination angle r, e, the angle calculation unit that calculates a a.

【0042】また、29は角度算出部28から出力されるペン本体10の傾き角度r、e、aから Further, 29 the inclination angle r of the pen body 10 which is outputted from the angle calculator 28, e, from a

【0043】 [0043]

【数4】 [Number 4]

【0044】なる演算を行い、ペン本体10の傾き角度α、βを算出する座標変換部である。 [0044] comprising performs the operation, the inclination angle of the pen body 10 alpha, a coordinate converter for calculating a beta.

【0045】また、30は座標変換部29から出力されるペン本体10の傾き角度α、βを Further, 30 is an inclination angle of the pen body 10 which is output from the coordinate conversion unit 29 alpha, a β

【0046】 [0046]

【数5】 [Number 5]

【0047】と一次変換して、ペン先12のXY平面上の位置x、yを算出する位置算出部である。 [0047] and converting the primary, a position calculating unit for calculating the position x, y on the XY plane of the pen tip 12.

【0048】また、31は数5に含まれる係数k11、 [0048] In addition, coefficient 31 is included in the number 5 k11,
k12、k21、k22が設定される係数設定部であるが、係数k11、k12、k21、k22は個人により差がある。 k12, k21, although k22 are coefficients setting unit which sets the coefficients k11, k12, k21, k22 is a difference by an individual.

【0049】そこで、本発明のペン型入力装置の第1実施形態においては、使用者に登録スイッチ18をオンとして1辺10mmの正方形を筆記してもらい、その時のペン本体10の傾き角度α、βの変化から係数設定部3 [0049] Therefore, in the first embodiment of the pen-type input device of the present invention, asked to writing a square one side 10mm turns on the registration switch 18 to the user, the inclination angle of the pen body 10 at that time alpha, coefficient setting section 3 from a change in the β
1に使用者にとって最適な係数k11、k12、k2 Optimal coefficient for the user to 1 k11, k12, k2
1、k22を登録するようにしている。 So that to register the 1, k22.

【0050】ここに、1辺10mmの正方形をN回筆記した場合において、ペン本体10の傾き角度α、βのうち、ペン先12が正方形の頂点にある場合の傾き角度をαi、βi(但し、i=1〜4N)とし、平均傾き角度αav、βavからの傾き角度αi、βiの変化分α [0050] Here, in the case where a square one side 10mm was written N times, the inclination angle of the pen body 10 alpha, of beta, the inclination angle αi in a case where the pen tip 12 is in the vertices of a square, .beta.i (except , i = 1~4N) and then, the average tilt angle Arufaav, the inclination angle αi from? av, changes in βi amount α
i'、βi'を i ', βi' the

【0051】 [0051]

【数6】 [6]

【0052】とし、正方形の頂点の位置をxi,yiとすると、係数k11、k12、k21、k22は、最小二乗法を使用して、 [0052] and then, when the position of the vertex of the square xi, and yi, coefficient k11, k12, k21, k22, using the least squares method,

【0053】 [0053]

【数7】 [Equation 7]

【0054】と算出することができる。 It can be calculated as [0054].

【0055】なお、係数k11、k12、k21、k2 [0055] It should be noted that the coefficient k11, k12, k21, k2
2をk21'=0の行列とθ度回転行列との組合わせで表現すると、 Expressed 2 in combination with k21 '= 0 of the matrix and θ degree rotation matrix,

【0056】 [0056]

【数8】 [Equation 8]

【0057】となる。 The [0057]. 但し、θは−30〜30[度]、 However, θ is -30 to 30 [degrees],
k11'は1〜3[mm/度]、k12'は−1.5〜 k11 'is 1~3 [mm / degree], k12' is -1.5
1.5[mm/度]、k22'は1〜3[mm/度]の範囲にある。 1.5 [mm / degree], k22 'is in the range of 1 to 3 [mm / degree. そこで、前もって、これらの範囲にある値を係数設定部31に登録するようにしても良い。 Therefore, in advance, it may be registered values ​​in these ranges in the coefficient setting unit 31.

【0058】また、32は接触スイッチ13がオンとされている場合のみ、位置算出部30から出力されるペン先12のXY平面上の位置x、yに基づいてペン先12 [0058] Further, 32 only when the contact switch 13 is ON, the position x on the XY plane of the pen tip 12 which is output from the position calculating unit 30, based on the y nib 12
の軌跡を生成する軌跡生成部である。 A trajectory generation unit that generates a trajectory.

【0059】また、33は軌跡生成部32から出力されるペン先12の軌跡を保存するメモリであり、メモリ3 [0059] Also, 33 is a memory for storing a locus of the pen tip 12 which is output from the trajectory generating unit 32, a memory 3
3に保存されたペン先12の軌跡は、適当なタイミングで無線送信機20によりコンピュータに伝送される。 Locus conserved pen tip 12 to 3 is transmitted to the computer via the wireless transmitter 20 at an appropriate timing.

【0060】なお、本発明のペン型入力装置の第1実施形態においては、A/D変換部24〜26はハードウエアで構成されるが、初期値設定部22、座標変換部2 [0060] In the first embodiment of the pen-type input device of the present invention, the A / D converter 24 to 26 is composed of hardware, the initial value setting unit 22, the coordinate transformation unit 2
7、角度算出部28、座標変換部29、位置算出部3 7, the angle calculating unit 28, the coordinate transformation unit 29, a position calculating section 3
0、係数設定部31及び軌跡生成部32の機能は、演算部や、制御部や、メモリ等をハードウエア資源としたソフトウエアで達成される。 0, the function of the coefficient setting unit 31 and the trajectory generating unit 32, arithmetic unit and the control unit and is achieved with a memory or the like in software was hardware resources.

【0061】このように構成された本発明のペン型入力装置の第1実施形態によれば、ジャイロ14〜16、初期化スイッチ17、登録スイッチ18、初期化設定部2 [0061] According to the first embodiment of the pen-type input device of the present invention constructed in this manner, the gyro 14 to 16, the initialization switch 17, registration switch 18, the initialization setting unit 2
2、A/D変換部24〜26、座標変換部27、角度算出部28、座標変換部29、位置算出部30及び係数設定部31からなる角度算出手段により、ペン本体10の重力座標系X、Y、Zにおける傾き角度α、βを算出することができ、接触スイッチ13からなる筆記判定手段により、ペン先12が筆記面を筆記中であるか否かを判定することができ、軌跡生成部32からなる軌跡生成手段により、ペン先12が筆記面を筆記中におけるペン本体10の傾き角度α、βからペン先12の軌跡を生成することができるので、本発明のペン先軌跡生成方法を実行し、手書きの文字等を正しく再現することができる。 2, A / D conversion unit 24 to 26, the coordinate transformation unit 27, the angle calculating unit 28, the coordinate transformation unit 29, the angle calculating means comprising position calculating unit 30 and the coefficient setting unit 31, the gravity coordinate system of the pen body 10 X , Y, the inclination angle α in Z, can be calculated beta, the handwriting image analysis means comprising a contact switch 13 may be the pen tip 12 to determine whether it is in writing the writing surface, the trajectory generation by the trajectory generation unit consisting of part 32, the inclination angle of the pen body 10 nib 12 during writing the writing surface alpha, it is possible to generate the trajectory of the pen tip 12 from beta, nib trajectory generating method of the present invention it can be a run, to correctly reproduce the handwritten characters and the like.

【0062】なお、本発明のペン型入力装置の第1実施形態においては、軌跡生成部32から出力されるペン先12の軌跡をメモリ33に保存するようにしているが、 [0062] In the first embodiment of the pen-type input device of the present invention, although the locus of the pen tip 12 which is output from the trajectory generating unit 32 so as to store in the memory 33,
メモリ33に保存することなく、リアルタイムに無線送信機20でコンピュータに送信するようにしても良い。 Without storing in the memory 33, a wireless transmitter 20 in real time may be transmitted to the computer.

【0063】また、本発明のペン型入力装置の第1実施形態においては、X軸ジャイロ14を備えているが、X [0063] In the first embodiment of the pen-type input device of the present invention is provided with the X-axis gyro 14, X
p軸まわりの回転は小さいので、X軸ジャイロ14を備えないようにすることができ、このようにする場合には、精度は多少悪化するが、小型化、低価格化を図ることができる。 Since rotation about p-axis is small, it can be prevented with X-axis gyro 14, when such is the accuracy is somewhat deteriorated, it is possible to reduce the size, the price reduction.

【0064】また、本発明のペン型入力装置の第1実施形態においては、ペン本体10にマイクロコントローラ19を内蔵するようにした場合について説明したが、ペン本体10には、接触スイッチ13、ジャイロ14〜1 [0064] In the first embodiment of the pen-type input device of the present invention has been described with the case of built-in micro-controller 19 to the pen body 10, the pen body 10, the contact switch 13, a gyro 14-1
6、初期化スイッチ17及び登録スイッチ18と、これらの出力をコンピュータに伝送する手段を内蔵するようにし、マイクロコントローラ19の機能はコンピュータで実行するようにしても良い。 6, an initialization switch 17 and registration switch 18, so as a built-in means for transmitting these output to the computer, the functions of the microcontroller 19 may be executed by a computer.

【0065】本発明のペン型入力装置の第2実施形態・ [0065] The second embodiment of the pen-type input device of the present invention,
・図9〜図12 図9は本発明のペン型入力装置の第2実施形態の構成を示す概略的正面図であり、本発明のペン型入力装置の第2実施形態は、本発明のペン型入力装置の第1実施形態と同様に、X軸及びY軸を水平面上の直交する2軸、Z - 9 to 12 9 is a schematic front view showing the configuration of a second embodiment of the pen-type input device of the present invention, a second embodiment of the pen-type input device of the present invention, the pen of the present invention similar to the first embodiment of the mold the input device, two orthogonal axes on a horizontal plane in the X-axis and Y-axis, Z
軸を垂直軸とする重力座標系X,Y,Zを設定し、ペン本体のXZ平面への投影像がX軸となす角度αと、ペン本体のYZ平面への投影像がY軸となす角度βを算出し、これら角度α、βからペン先の軌跡を生成するというものである。 Set the gravity coordinate system X, Y, Z of the shaft with the vertical axis, forming projected onto the XZ plane of the pen body and the angle α formed by the X-axis, projected onto the YZ plane of the pen body is the Y-axis calculating the angle beta, these angles alpha, is that to produce a locus of the pen tip from the beta.

【0066】図9中、35はペン本体、36は芯、37 [0066] In FIG. 9, 35 pen body, 36 core, 37
はペン先である。 It is a pen tip. なお、Xp、Yp、Zpは本発明のペン型入力装置の第2実施形態に設定されるペン座標系を示しており、本発明のペン型入力装置の第2実施形態においても、Xp軸はペン本体35の中心軸に設定される。 Incidentally, Xp, Yp, Zp denotes a pen coordinate system set in the second embodiment of the pen-type input device of the present invention, in the second embodiment of the pen-type input device of the present invention, Xp axis It is set to the center axis of the pen body 35.

【0067】また、38はペン本体35のXp軸まわりの角速度ωxpを検出するX軸ジャイロ、39はペン本体35のYp軸まわりの角速度ωypを検出するY軸ジャイロ、40はペン本体35のZp軸まわりの角速度ω [0067] Also, 38 the X-axis gyro for detecting the angular velocity ωxp around Xp axis of the pen body 35, 39 is a Y-axis gyro for detecting the angular velocity ωyp around Yp axis of the pen body 35, 40 is Zp of the pen body 35 angular velocity about the axis ω
zpを検出するZ軸ジャイロである。 A Z-axis gyro for detecting the zp.

【0068】また、41はペン本体35のXp軸方向の加速度xapを検出するX軸加速度センサ、42はペン本体35のYp軸方向の加速度yapを検出するY軸加速度センサである。 [0068] Also, 41 is an X-axis acceleration sensor for detecting acceleration xap the Xp axis of the pen body 35, 42 is a Y-axis acceleration sensor for detecting acceleration yap of Yp axis of the pen body 35.

【0069】また、43はペン先37の軌跡を生成するマイクロコントローラ、44はマイクロコントローラ4 [0069] Also, 43 is a microcontroller for generating the trajectory of the pen tip 37, 44 is a microcontroller 4
3により生成されたペン先37の軌跡のコンピュータへの伝送及びコンピュータからの電源電圧の供給を行うためのケーブルである。 3 is a cable for supplying the transmission and the power source voltage from the computer to the generated nib 37 of the locus of the computer by.

【0070】図10はマイクロコントローラ43の機能を示すブロック図である。 [0070] FIG. 10 is a block diagram showing the functions of the microcontroller 43. 図10中、マイクロコントローラ43において、45はX軸加速度センサ41から出力されるXp軸方向の加速度xapを示すアナログ加速度信号をデジタル加速度信号に変換するA/D変換部、 In Figure 10, the microcontroller 43, 45 A / D converter for converting the analog acceleration signal to a digital acceleration signal indicating the acceleration xap the Xp-axis direction outputted from the X-axis acceleration sensor 41,
46はY軸加速度センサ42から出力されるYp軸方向の加速度yapを示すアナログ加速度信号をデジタル加速度信号に変換するA/D変換部である。 46 denotes an A / D converter for converting an analog acceleration signal representing an acceleration yap of Yp-axis direction outputted from the Y-axis acceleration sensor 42 to a digital acceleration signal.

【0071】図11は本発明のペン型入力装置の第2実施形態の重力座標系X,Y,Zに対する位置を示しており、A3はペン座標系Xp,Yp,Zpが重力座標系X,Y,Zと一致するように、本発明のペン型入力装置の第2実施形態を筆記面に水平に置いた状態を示している。 [0071] Figure 11 shows the position of gravity coordinate system X, Y, with respect to Z of the second embodiment of the pen-type input device of the present invention, A3 is Pen coordinate system Xp, Yp, Zp gravity coordinate system X, Y, to match Z, shows a state placed horizontally on a writing surface of a second embodiment of the pen-type input device of the present invention.

【0072】また、A4は本発明のペン型入力装置の第2実施形態を重力座標系X,Y,Zに対してZ軸まわりにa回転、回転後のY(Y' )軸まわりにe回転、さらに回転後のX(X" )軸まわりにr回転させた状態を示している。 [0072] Further, A4 second embodiment of gravity coordinate system X of the pen-type input device of the present invention, Y, a rotation about the Z axis with respect to Z, the rotated Y (Y ') about the axis e rotation shows a state of being r rotated further after the rotation X (X ") about the axis.

【0073】また、35Aは本発明のペン型入力装置の第2実施形態が状態A3にある場合のペン本体35のX [0073] Also, 35A is the pen body 35 when the second embodiment of the pen-type input device of the present invention is in the state A3 X
Z平面への投影像、35Bは本発明のペン型入力装置の第2実施形態が状態A4にある場合のペン本体35のY Projected onto the Z plane, 35B is the pen body 35 when the second embodiment of the pen-type input device of the present invention is in a state A4 Y
Z平面への投影像を示している。 It shows a projection image of the Z plane.

【0074】ここに、状態A4で本発明のペン型入力装置の第2実施形態が静止したとすると、本発明のペン型入力装置の第2実施形態に加わる重力座標系X,Y,Z [0074] Here, the second embodiment of the pen-type input device of the present invention in a state A4 is a stationary, gravity coordinate system X applied to the second embodiment of the pen-type input device of the present invention, Y, Z
の加速度xa、ya、zaは、重力加速度をGとすれば、xa=0、ya=0、za=−Gとなる。 Acceleration xa, ya, za of, if the gravitational acceleration is G, the xa = 0, ya = 0, za = -G.

【0075】したがって、この時のペン座標系Xp,Y [0075] Therefore, pen coordinate system Xp at this time, Y
p,Zpの加速度xap、yap、zapは、数2の逆変換から p, acceleration of Zp xap, yap, zap from the inverse transform of Equation 2

【0076】 [0076]

【数9】 [Equation 9]

【0077】となる。 The [0077]. 但し、加速度xap、yapは However, acceleration xap, yap is

【0078】 [0078]

【数10】 [Number 10]

【0079】である。 [0079] a.

【0080】また、図10において、47はA/D変換部45から出力されるXp方向の加速度xap及びA/ [0080] Further, in FIG. 10, 47 the acceleration of Xp direction outputted from the A / D converter 45 xap and A /
D変換部46から出力されるYp軸方向yapの加速度から From the acceleration of the Yp axis yap output from D converter 46

【0081】 [0081]

【数11】 [Number 11]

【0082】なる演算を行い、Xp軸方向の加速度変化及びYp軸方向の加速度変化が無く、筆記前に、ペン本体35が静止した場合の角度e0、r0を算出する静止角算出部である。 [0082] comprising performs the operation, the acceleration change and the change in acceleration Yp axis direction of Xp-axis direction without prior written, a still angle calculating unit for calculating an angle e0, r0 when the pen body 35 is stationary.

【0083】また、48はA/D変換部45から出力されるXp軸方向の加速度xapの高周波成分を抽出する遮断周波数を150Hzとするハイパスフィルタ、49 [0083] Also, 48 is a high-pass filter having a 150Hz cutoff frequency for extracting a high frequency component of the acceleration xap the Xp-axis direction outputted from the A / D converter 45, 49
はA/D変換部46から出力されるYp軸方向の加速度yapの高周波成分を抽出する遮断周波数を150Hz 150Hz cutoff frequency for extracting a high frequency component of the acceleration yap of Yp-axis direction outputted from the A / D converter 46
とするハイパスフィルタである。 It is a high-pass filter to.

【0084】これらハイパスフィルタ48、49は、ペン先37で筆記面に筆記すると、筆記面の凹凸により数10〜数100Hzの振動が発生することから、これら筆記により発生する振動を検出するものである。 [0084] These high-pass filter 48 and 49, when writing to the writing surface with the pen tip 37, since the vibration of several tens to several hundreds of 100Hz is generated due to irregularities in writing surface, detects a vibration generated by these writing is there.

【0085】また、50はハイパスフィルタ48、49 [0085] In addition, 50 high-pass filter 48, 49
の出力を一定の閾値で論理判定して論理和を求め、ペン先37が空中にある時に発生してしまうことがある高周波成分であるグリッジを除去してペン先37が筆記面に接触しているか否かを判定する接触判定部である。 Obtains the logical sum of the output of logically determined by a certain threshold, the nib 37 to remove glitches is a high-frequency component that may occur when the pen tip 37 is in the air comes into contact with the writing surface a contact determination unit that determines dolphin not.

【0086】図12は接触判定部50の動作を説明するためのタイムチャートであり、図12Aはハイパスフィルタ48から出力されるXp軸方向の加速度xapの高周波成分のアナログ波形、図12Bはハイパスフィルタ49から出力されるYp軸方向の加速度yapの高周波成分のアナログ波形を示している。 [0086] Figure 12 is a time chart for explaining the operation of the contact determination unit 50, FIG. 12A is an analog waveform of the high frequency component of the acceleration xap the Xp-axis direction outputted from the high-pass filter 48, FIG. 12B is a high-pass filter It shows the analog waveform of the high frequency component of the acceleration yap of Yp-axis direction outputted from the 49.

【0087】また、図12Cはハイパスフィルタ48の出力を0.02Gで閾値判定した波形、図12Dはハイパスフィルタ49の出力を0.02Gで閾値判定した波形、図12Eは図12Cに示す波形と図12Dに示す波形とを論理和処理した波形、図12Fは信号幅を40m [0087] Further, FIG. 12C waveform determination threshold at 0.02G the output of high pass filter 48, FIG. 12D waveform threshold determination at 0.02G the output of high pass filter 49, Fig. 12E and the waveform shown in FIG. 12C waveform processing logic OR and a waveform shown in FIG. 12D, FIG. 12F a signal width 40m
s以下とするHレベル信号をグリッジとして図12Eに示す波形からグリッジ51〜53を除去した波形を示している。 The H-level signal to s or less shows a waveform obtained by removing the glitch 51 to 53 from the waveform shown in FIG. 12E as glitch.

【0088】ここに、接触判定部50において、ハイパスフィルタ48、49の出力を閾値判定して論理和を求め、更に、図12Fに示すように、グリッジを除去した波形を求めると、図12Fに示す波形のHレベル期間T [0088] Here, the contact determination unit 50 obtains the logical sum to a threshold decision on the output of the high pass filter 48 and 49, further, as shown in Figure 12F, the seek waveform removing the glitch, in FIG. 12F H level period T of the waveform shown
1、T2、T3はペン先37が筆記面を筆記中であると判定することができる。 1, T2, T3 may be determined that the pen tip 37 is in writing the writing surface.

【0089】このように、本発明のペン型入力装置の第2実施形態においては、本発明の第1実施形態のように接触スイッチを設けることなく、X軸加速度センサ41 [0089] Thus, in the second embodiment of the pen-type input device of the present invention, without providing a contact switch as in the first embodiment of the present invention, X-axis acceleration sensor 41
及びY軸加速度センサ42の出力に含まれる高周波成分を検出することにより、ペン先37が筆記面に接触しているか否かを判定するようにしている。 And by detecting the high-frequency component included in the output of the Y-axis acceleration sensor 42, the nib 37 is to determine whether the contact with the writing surface.

【0090】また、図10において、54はX軸ジャイロ38から出力されるXp軸まわりの角速度ωxpを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するA/D変換部、55はY軸ジャイロ39から出力されるYp軸まわりの角速度ωypを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するA/D変換部、56はZ軸ジャイロ40から出力されるZp軸まわりの角速度ωzpを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するA/D変換部である。 [0090] Further, in FIG. 10, 54 A / D converter for converting the analog angular speed signal to a digital angular velocity signal indicating the angular velocity ωxp around Xp axis output from the X-axis gyro 38, 55 from the Y axis gyro 39 a / D converter for converting the analog angular speed signal to a digital angular velocity signal indicating the angular velocity ωyp around Yp axis output, 56 digital analog angular velocity signal indicative of the angular velocity ωzp around Zp axis output from the Z axis gyro 40 an a / D converter for converting the angular velocity signal.

【0091】また、57はA/D変換部54、55、5 [0091] In addition, 57 A / D conversion section 54,55,5
6から出力されるペン本体35の角速度ωxp、ωy The pen body 35 which is output from the 6 angular ωxp, ωy
p、ωzpを前述した数3に示すように座標変換してペン本体35の角度r、e、aの微分値である角速度d p, the angular velocity d is the angle r, e, differential value of a pen body 35 by coordinate transformation as shown in Formula 3 described above the ωzp
r、de、daを算出する座標変換部である。 r, de, a coordinate converter for calculating a da.

【0092】また、58は座標変換部57から出力されるペン本体35の角速度dr、de、daを、静止角算出部46が算出した静止度を初期値として時間積分してペン本体35の傾き角度r、e、aを算出する角度算出部、59は角度算出部58から出力されるペン本体35 [0092] Also, 58 is the angular velocity dr of the pen body 35 which is outputted from the coordinate converter 57, de, the da, the stillness of static angle calculator 46 is calculated by time integration as the initial value of the pen body 35 slope angle calculator that calculates an angle r, e, and a, pen body 35 59 outputted from the angle calculator 58
の傾き角度r、e、aから数4に示すようにしてペン本体35の傾き角度α、βを算出する座標変換部である。 Inclination angle r, e, the inclination angle of the pen body 35 as shown in Equation 4 from a alpha, a coordinate conversion unit for calculating the beta.

【0093】なお、本発明のペン型入力装置の第1実施形態では、ジャイロ14〜16で検出した角速度ωx [0093] In the first embodiment of the pen-type input device of the present invention, the angular velocity ωx detected by the gyro 14 to 16
p、ωyp、ωzpを積分して傾き角度を求める場合、 p, ωyp, the case of obtaining the inclination angle by integrating the ωzp,
ドリフトにより傾き角度がずれる場合があるが、本発明のペン型入力装置の第2実施形態においては、重力加速度を検出することができる加速度センサ41、42を使用し、ペン本体35の静止中に、加速度から傾き角度の初期値を算出するとしているので、ドリフトによる傾き角度のずれを避けることができる。 There is a case where the inclination angle shifted by the drift, in the second embodiment of the pen-type input device of the present invention, by using the acceleration sensor 41 that can detect gravitational acceleration, the still in the pen body 35 since trying to calculate the initial value of the inclination angle from the acceleration, it is possible to avoid the deviation of the inclination angle due to drift.

【0094】また、60は座標変換部59から出力されるペン本体35の傾き角度α、βを数5に示すように一次変換してペン先37のXY平面上の位置x、yを算出する位置算出部、61は係数k11、k12、k21、 [0094] Also, 60 is the inclination angle of the pen body 35 which is output from the coordinate conversion unit 59 alpha, converting primary as shown in Equation 5 and β calculating the position x, y on the XY plane of the nib 37 position calculating unit, 61 coefficient k11, k12, k21,
k22を設定する係数設定部であり、予め一定の値が設定されている。 A coefficient setting unit for setting a k22, are pre-fixed value is set.

【0095】また、62は接触判定部50がペン先37 [0095] Also, 62 is the contact determination unit 50 nib 37
が筆記面に接触していると判定している時のみ、位置算出部60から出力されるペン先37のXY平面上の位置x、yに基づいてペン先37の軌跡を生成する軌跡生成部である。 Locus generating unit but which generates a time only, the position x on the XY plane of the nib 37 output from the position calculating unit 60, the locus of the pen tip 37 based on the y being determined to be in contact with the writing surface it is.

【0096】なお、本発明のペン型入力装置の第2実施形態においては、A/D変換部54〜56はハードウエアで構成されるが、静止角算出部47、ハイパスフィルタ48、49、接触判定部50、座標変換部57、角度算出部58、座標変換部59、位置算出部60、係数設定部61及び軌跡生成部62の機能は、演算部や、制御部や、メモリ等をハードウエア資源としたソフトウエアで達成される。 [0096] In the second embodiment of the pen-type input device of the present invention, constituted by the A / D converter 54 to 56 hardware, static angle calculator 47, the high-pass filter 48 and 49, the contact determining unit 50, the coordinate transformation unit 57, the angle calculating unit 58, the coordinate transformation unit 59, the position calculating unit 60, the function of the coefficient setting unit 61 and the trajectory generating unit 62, arithmetic unit and the control unit and hardware memory, etc. It is achieved by software that was a resource.

【0097】このように構成された本発明のペン型入力装置の第2実施形態によれば、ジャイロ38〜40、加速度センサ41、42、A/D変換部45、46、静止角算出部47、A/D変換部54〜56、座標変換部5 [0097] According to the second embodiment of the pen-type input device of the present invention constructed in this manner, the gyro 38 to 40, the acceleration sensor 41 and 42, A / D conversion section 45 and 46, the stationary angle calculator 47 , A / D converter 54 to 56, the coordinate transformation unit 5
7、角度算出部58、座標変換部59、位置算出部60 7, the angle calculating unit 58, the coordinate transformation unit 59, the position calculator 60
及び係数設定部61からなる角度算出手段により、ペン本体35の重力座標系X、Y、Zにおける傾き角度α、 And the angle calculating means comprising coefficient setting unit 61, the gravity coordinate system of the pen body 35 X, Y, the inclination angle in the Z alpha,
βを算出することができ、加速度センサ41、42、A Can be calculated beta, acceleration sensors 41 and 42, A
/D変換部45、46、ハイパスフィルタ48、49及び接触判定部50からなる筆記判定手段により、ペン先37が筆記面を筆記中であるか否かを判定することができ、軌跡生成部62からなる軌跡生成手段により、ペン先37が筆記面を筆記中におけるペン本体35の傾き角度α、βからペン先37の軌跡を生成することができるので、本発明のペン先軌跡生成方法を実行し、手書きの文字等を正しく再現することができる。 / D converter 45 and 46, the handwriting image analysis unit consisting of the high-pass filter 48, 49 and the contact determination unit 50, it is possible to nib 37 to determine whether it is in writing the writing surface, the trajectory generating unit 62 by the trajectory generation unit consisting of the inclination angle of the pen body 35 nib 37 is in the writing the writing surface alpha, it is possible to generate the trajectory of the pen tip 37 from beta, run the pen tip trajectory generating method of the present invention and, it is possible to correctly reproduce the handwritten characters and the like.

【0098】なお、本発明のペン型入力装置の第2実施形態においては、ハイパスフィルタ48、49として、 [0098] In the second embodiment of the pen-type input device of the present invention, as a high-pass filter 48, 49,
遮断周波数を150Hzとするハイパスフィルタを使用したが、遮断周波数を20〜500Hzとするハイパスフィルタを使用することができる。 Although using the high-pass filter to the cut-off frequency and 150 Hz, the cutoff frequency can be used a high-pass filter to 20~500Hz.

【0099】また、本発明のペン型入力装置の第2実施形態においては、信号幅を40ms以下とするHレベル信号をグリッジとして扱うようにしたが、信号幅を10 [0099] In the second embodiment of the pen-type input device of the present invention, although the H-level signal to the signal width than 40ms treated as glitch, a signal width 10
ms〜100ms以下とするHレベル信号をグリッジとして扱うことができる。 The H-level signal to ms~100ms less can be treated as a glitch.

【0100】また、本発明のペン型入力装置の第2実施形態においては、ペン本体35にマイクロコントローラ43を内蔵するようにした場合について説明したが、ペン本体35には、ジャイロ38〜40、加速度センサ4 [0100] In the second embodiment of the pen-type input device of the present invention has been described with the case of built-in micro-controller 43 to the pen body 35, the pen body 35, the gyro 38 to 40, acceleration sensor 4
1、42と、これらの出力をコンピュータに伝送する手段を内蔵するようにし、マイクロコントローラ43の機能はコンピュータで実行するようにしても良い。 And 1,42, so as a built-in means for transmitting these output to the computer, the functions of the microcontroller 43 may be executed by a computer.

【0101】本発明のペン装着ユニットの一実施形態・ [0101] one embodiment of the pen mounted unit of the present invention,
・図13〜図15 図13は本発明のペン装着ユニットの一実施形態を使用したペン型入力装置の構成を示す概略的正面図であり、 - 13 to 15 13 is a schematic front view showing the configuration of the pen-type input device using an embodiment of the pen mounting unit of the present invention,
本発明のペン装着ユニットの一実施形態は、通常ペンに設定されるペン座標系における通常ペンの静止時からのYp軸まわりの傾き角度θyと、Zp軸まわりの傾き角度θzを算出し、これら傾き角度θy、θzから通常ペンのペン先の軌跡を生成するというものである。 An embodiment of the pen mounting unit of the present invention calculates the tilt angle θy around Yp axis from the time of the normal pen still in the pen coordinate system set to the normal pen, an inclination angle θz around Zp axis, these tilt angle [theta] y, is that typically generates a nib trajectory of the pen from the [theta] z.

【0102】図13中、64は通常ペンであり、65は芯、66はペン先である。 [0102] In FIG. 13, 64 is typically a pen, 65 core, 66 is a nib. なお、Xp、Yp、Zpは通常ペン64に設定されるペン座標系を示しており、Xp Incidentally, Xp, Yp, Zp denotes a pen coordinate system set to the normal pen 64, Xp
軸は通常ペン64の中心軸に設定される。 Axis is set to the center axis of the normal pen 64.

【0103】また、67は通常ペン64に着脱可能に装着された本発明のペン装着ユニットの一実施形態であり、68はケース、69は通常ペン64のYp軸まわりの角速度ωypを検出するY軸ジャイロ、70は通常ペン64のZp軸まわりの角速度ωzpを検出するZ軸ジャイロである。 [0103] Further, 67 is an embodiment of the pen mounting unit of the present invention which is detachably attached to a normal pen 64, 68 cases, 69 detects an angular velocity ωyp around Yp axis normal pen 64 Y axis gyro 70 is a Z-axis gyro for detecting the angular velocity ωzp around Zp axis normal pen 64.

【0104】また、71は通常ペン64のXp軸方向の加速度xapを検出するX軸加速度センサ、72は通常ペン64のYp軸方向の加速度yapを検出するY軸加速度センサ、73は通常ペン64のZp軸方向の加速度zapを検出するZ軸加速度センサである。 [0104] Further, X-axis acceleration sensor 71 for detecting the Xp-axis direction acceleration xap normal pen 64, Y-axis acceleration sensor 72 for detecting a Yp-axis direction acceleration yap normal pen 64, typically a pen 64 73 Zp-axis direction acceleration zap of a Z-axis acceleration sensor for detecting a.

【0105】また、74はペン先66の軌跡を生成するマイクロコントローラ、75はマイクロコントローラ7 [0105] In addition, 74 micro-controller for generating a locus of the pen tip 66, 75 is a microcontroller 7
4により生成されたペン先66の軌跡をコンピュータへ伝送する赤外線送信機、76は電源をなす電池である。 Infrared transmitter that transmits the trajectory of the pen tip 66 which is generated to the computer by 4, 76 is a battery forming the power.

【0106】図14はマイクロコントローラ74の機能を示すブロック図である。 [0106] FIG. 14 is a block diagram showing the functions of the microcontroller 74. 図14中、77はX軸加速度センサ71から出力される通常ペン64のXp軸方向の加速度xapを示すアナログ加速度信号をデジタル加速度信号に変換するA/D変換部、78はY軸加速度センサ72から出力される通常ペン64のYp軸方向の加速度yapを示すアナログ加速度信号をデジタル加速度信号に変換するA/D変換部、79はZ軸加速度センサ7 In Figure 14, 77 A / D converter for converting the analog acceleration signal to a digital acceleration signal indicating the acceleration xap the Xp-axis direction of the normal pen 64 which is output from the X-axis acceleration sensor 71, 78 is a Y-axis acceleration sensor 72 a / D converter for converting the analog acceleration signal to a digital acceleration signal indicating a Yp-axis direction acceleration yap normal pen 64 to be output from the 79 Z-axis acceleration sensor 7
3から出力される通常ペン64のZp軸方向の加速度z Zp-axis direction of the acceleration z of ordinary pen 64 which is output from the 3
apを示すアナログ加速度信号をデジタル加速度信号に変換するA/D変換部である。 The analog acceleration signal indicating the ap an A / D converter for converting the digital acceleration signal.

【0107】また、80は筆記前の静止時にA/D変換部77から出力されるXp方向の加速度xap及びA/ [0107] Further, 80 is an acceleration xap the Xp direction outputted from the A / D converter 77 at the time of the previous writing stationary and A /
D変換部78から出力されるYp軸方向yapの加速度から通常ペン64のXp軸まわりの角度rを算出するペン回転算出部である。 From the acceleration of the Yp axis yap output from D converter 78 is a pen rotation calculation unit for calculating the angle r around Xp axis normal pen 64.

【0108】また、81はA/D変換部77から出力されるXp軸方向の加速度xapから高周波成分を抽出するハイパスフィルタ、82はA/D変換部78から出力されるYp軸方向の加速度yapから高周波成分を抽出するハイパスフィルタ、83はA/D変換部79から出力されるZp軸方向の加速度zapから高周波成分を抽出するハイパスフィルタである。 [0108] Also, 81 is a high-pass filter for extracting a high frequency component from the acceleration xap the Xp-axis direction outputted from the A / D converter unit 77, 82 is an acceleration in the Yp-axis direction outputted from the A / D converter 78 yap high pass filter for extracting a high frequency component from 83 is a high pass filter for extracting a high frequency component from the acceleration zap of Zp-axis direction outputted from the a / D converter 79.

【0109】また、84はハイパスフィルタ81、8 [0109] In addition, 84 high-pass filter 81,8
2、83の出力を一定の閾値で論理判定して論理和を求め、更に、グリッジを除去してペン先66が筆記面に接触しているか否かを判定する接触判定部である。 The output of 2,83 obtains the logical sum and logical determination with a certain threshold, furthermore, the contact determination unit that determines whether the pen tip 66 is in contact with the writing surface to remove the glitch.

【0110】また、85はY軸ジャイロ69から出力されるYp軸まわりの通常ペン64の角速度ωypを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するA [0110] Further, 85 converts the analog angular speed signal indicating a normal angular ωyp pen 64 around Yp axis output from the Y axis gyro 69 to the digital angular velocity signal A
/D変換部、86はZ軸ジャイロ70から出力される通常ペン64のZp軸まわりの角速度ωzpを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するA/D変換部である。 / D conversion unit, 86 denotes an A / D converter for converting an analog angular velocity signal indicative of the angular velocity ωzp around Zp axis normal pen 64 which is output from the Z axis gyro 70 to the digital angular velocity signal.

【0111】また、87はA/D変換部85から出力される通常ペン64のYp軸まわりの角速度ωypを積分して、図15に示すペン座標系における通常ペン64の傾き角度θyを算出する角度算出部である。 [0111] Further, 87 integrates the angular velocity ωyp around Yp axis normal pen 64 which is output from the A / D converter 85, calculates the tilt angle θy of ordinary pen 64 in the pen coordinate system shown in FIG. 15 it is the angle calculation unit.

【0112】また、88はA/D変換部86から出力される通常ペン64のZp軸まわりの角速度ωzpを積分して、図15に示すペン座標系における通常ペン64の傾き角度θzを算出する角度算出部である。 [0112] Further, 88 integrates the angular velocity ωzp around Zp axis normal pen 64 which is output from the A / D converter 86, calculates an inclination angle θz of ordinary pen 64 in the pen coordinate system shown in FIG. 15 it is the angle calculation unit.

【0113】なお、ペン座標系は、刻々と変化するため、角速度ωyp、ωzpをそれぞれ積分しても、正確には静止時からの傾き角度θy、θzにならないが、傾き角度θy、θzが小さい場合には、角速度ωyp、ω [0113] Incidentally, the pen coordinate system, for the ever-changing angular velocity Omegayp, even when each integrating Omegazp, precisely the inclination angle [theta] y from the stationary state, but not to [theta] z, tilt angle [theta] y, [theta] z is small in this case, the angular velocity ωyp, ω
zpの積分値は、それぞれ、近似的に傾き角度θy、θ Integral value of zp, respectively, approximately inclination angle [theta] y, theta
zに一致する。 To match the z.

【0114】また、89は角度算出部87、88から出力される通常ペン64の傾き角度θy、θzについて、 [0114] Also, 89 the inclination angle θy of ordinary pen 64 outputted from the angle calculator 87, the [theta] z,
回転角r+dを使用して、 Use the rotation angle r + d,

【0115】 [0115]

【数12】 [Number 12]

【0116】なる座標変換を行い、ペン先66のXY平面上の位置x,yを算出する座標変換部である。 [0116] comprising performs coordinate transformation is a coordinate converter for calculating the position x, y on the XY plane of the pen tip 66. なお、 It should be noted that,
dは通常ペン64の傾き方向により必要な回転補正角であり、前もって決めておき、固定値として持っておけば良い。 d is a rotational correction angle required by the slope direction of the normal pen 64, advance pre-determined, it is sufficient to have a fixed value.

【0117】また、90は接触判定部84がペン先66 [0117] Also, 90 is the contact determination unit 84 nib 66
が筆記面に接触していると判定している時のみ、座標変換部89から出力されるペン先66のXY平面上の位置x、yに基づいてペン先66の軌跡を生成する軌跡生成部である。 Locus generating unit but which generates a locus of the pen tip 66 on the basis of only the position x on the XY plane of the nib 66 to be output from the coordinate conversion unit 89, the y when it is determined that the contact with the writing surface it is.

【0118】また、91は軌跡生成部90から出力されるペン先66の軌跡を保存するメモリであり、メモリ9 [0118] Also, 91 is a memory for storing a locus of the pen tip 66 which is output from the trajectory generating unit 90, a memory 9
1に保存されたペン先66の軌跡は、適当なタイミングで赤外線送信機75によりコンピュータに伝送される。 Locus of the pen tip 66 stored in 1 is transmitted to the computer via an infrared transmitter 75 at an appropriate timing.

【0119】なお、本発明のペン装着ユニットの一実施形態においては、A/D変換部77〜79、85、86 [0119] Note that in one embodiment of the pen mounting unit of the present invention, A / D conversion unit 77~79,85,86
はハードウエアで構成されるが、ペン回転算出部80、 Is is composed of hardware, the pen rotation calculation unit 80,
ハイパスフィルタ81〜83、接触判定部84、角度算出部87、88、座標変換部89及び軌跡生成部90の機能は、演算部とメモリとをハードウエア資源とするソフトウエアで達成される。 High-pass filter 81 to 83, the contact determination unit 84, the angle calculating unit 87 and 88, the function of the coordinate converter 89 and the trajectory generating section 90, is accomplished and the memory operation unit by software to hardware resources.

【0120】このように構成された本発明のペン装着ユニットの一実施形態によれば、ジャイロ69、70、加速度センサ71、72、A/D変換部77、78、ペン回転算出部80、A/D変換部85、86、角度算出部87、88及び座標変換部89からなる角度算出手段により、通常ペン64のペン座標系Xp、Yp、Zpにおける傾き角度θy、θzを算出することができ、加速度センサ71〜73、A/D変換部77〜79、ハイパスフィルタ81〜83、接触判定部84からなる筆記判定手段により、ペン先66が筆記面を筆記中であるか否かを判定することができ、軌跡生成部90からなる軌跡生成手段により、ペン先66が筆記面を筆記中における通常ペン64の傾き角度θy、θzからペン先66の軌跡を生成することがで [0120] According to an embodiment of the pen mounting unit of the present invention configured in this manner, the gyro 69 and 70, the acceleration sensor 71 and 72, A / D conversion unit 77, the pen rotation calculating unit 80, A / D converter 85 and 86, the angle calculating means comprising angle calculator 87, 88 and the coordinate conversion unit 89, the pen coordinate system Xp normal pen 64, Yp, slope of Zp angle [theta] y, can be calculated θz determining, accelerometer 71 to 73, a / D conversion unit 77-79, a high-pass filter 81 to 83, the handwriting image analysis unit consisting of the contact determination unit 84, the nib 66 is whether it is in writing the writing surface it can, by the trajectory generating means comprising a trajectory generation unit 90, that the pen tip 66 is the tilt angle θy of ordinary pen 64 during writing the writing surface, and generates a trajectory of the pen tip 66 from θz るので、本発明のペン先軌跡生成方法を実行し、通常ペン64による手書きの文字等を正しく再現することができる。 Runode executes nib trajectory generating method of the present invention, it is possible to correctly reproduce the handwritten characters and the like by conventional pen 64.

【0121】また、本発明のペン装着ユニットの一実施形態によれば、通常ペン64を使用することができるので、ペン型入力装置を低価格で得ることができると共に、X軸ジャイロを備えていないので、精度が多少悪化するが、低価格化、小型化を図ることができる。 [0121] Also, according to an embodiment of the pen mounting unit of the present invention, it is possible to use a normal pen 64, it is possible to obtain a pen-type input device at a low price, have a X-axis gyro since no precision is slightly deteriorated, but it is possible to achieve cost reduction, size reduction.

【0122】ここで、本発明のペン型入力装置の内容を整理すると、本発明のペン型入力装置には、少なくとも、以下のペン型入力装置が含まれる。 [0122] Here, when organizing the contents of the pen-type input device of the present invention, the pen-type input device of the present invention, at least, include the following pen-type input device.

【0123】(1−1) ペン本体の傾き角度を算出する角度算出手段と、ペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定手段と、前記ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時の前記ペン本体の傾き角度から前記ペン先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備えていることを特徴とするペン型入力装置。 [0123] (1-1) an angle calculating means for calculating an inclination angle of the pen body, and pen tip writing determination means determines whether or not writing the writing surface, the pen tip and in writing the writing surface pen-type input device, characterized in that the inclination angle of the pen body when being determined and a trajectory generation unit that generates a trajectory of the pen tip.

【0124】(1−2) 前記(1−1)に記載のペン型入力装置において、前記角度算出手段は、前記ペン本体に設定されるペン座標系における2軸又は3軸の軸回りの角速度を検出するジャイロと、前記ジャイロから出力される前記ペン本体の角速度から前記ペン本体の傾き角度を算出する角度算出手段を備えていることを特徴とするペン型入力装置。 [0124] (1-2) In the pen-type input device according to (1-1), wherein the angle calculation means, about the axis of the angular velocity of the two or three axes in the pen coordinate system set in said pen body a gyro for detecting the pen-type input device, characterized in that the angular velocity of the pen body to be output has an angle calculating means for calculating an inclination angle of the pen body from the gyro.

【0125】(1−3) 前記(1−2)に記載のペン型入力装置において、前記角度算出手段は、固定座標系の水平方向の2軸をX軸及びY軸、垂直方向の軸をZ軸とすると、前記ペン本体の傾き角度として、前記ペン本体のXZ平面への投影像がX軸となす角度及び前記ペン本体のYZ平面への投影像がY軸となす角度を算出することを特徴とするペン型入力装置。 [0125] (1-3) In the pen-type input device according to (1-2), wherein the angle calculation means, X-axis and Y-axis two axes in the horizontal direction of the fixed coordinate system, the vertical axis When Z-axis, said a tilt angle of the pen body, that the projection image of the projection image to the pen body of XZ plane to the YZ plane of the angle and the pen body formed by the X-axis is calculated the angle and Y-axis pen-type input device according to claim.

【0126】(1−4) 前記(1−3)に記載のペン型入力装置において、前記角度算出手段は、前記ペン本体の傾き角度の初期値として、前記ペン本体に設定されるペン座標系が前記固定座標系と一致する場合における前記ペン本体の傾き角度を使用することを特徴とするペン型入力装置。 [0126] (1-4) In the pen-type input device according to (1-3), the angle calculating means, as an initial value of the inclination angle of the pen body, the pen coordinate system set in said pen body There pen-type input apparatus characterized by the use of tilt angle of the pen body when matching the fixed coordinate system.

【0127】(1−5) 前記(1−3)に記載のペン型入力装置において、前記角度算出手段は、前記ペン本体の傾き角度の初期値として、筆記前に、前記ペン本体が静止した時の前記ペン本体の傾き角度を使用することを特徴とするペン型入力装置。 [0127] (1-5) In the pen-type input device according to (1-3), the angle calculating means, as an initial value of the inclination angle of the pen body, before writing, said pen body is stationary pen-type input apparatus characterized by the use of tilt angle of the pen body when.

【0128】(1−6) 前記(1−3)に記載のペン型入力装置において、前記ペン本体のXZ平面への投影像がX軸となす角度をα、前記ペン本体のYZ平面への投影像がY軸となす角度をβとすると、前記軌跡生成手段は、前記ペン先のXY平面上の位置x、yを数5で示すように算出することを特徴とするペン型入力装置。 [0128] (1-6) In the pen-type input device according to (1-3), projected onto the XZ plane of the pen body is the angle between X axis alpha, to YZ plane of the pen body When the projected image is to the angle between the Y axis beta, the trajectory generation section, the pen-type input device, and calculates the position x, y on the pen tip in the XY plane, as shown by the number 5.

【0129】(1−7) 前記(1−6)に記載のペン型入力装置において、前記軌跡生成手段は、使用者が規定文字を筆記することにより、前記係数k11、k1 [0129] (1-7) In the pen-type input device according to (1-6), the trajectory generating means by the user to writing the specified character, the coefficients k11, k1
2、k21、k22を算出して設定する係数設定手段を備えていることを特徴とするペン型入力装置。 2, k21, pen-type input device, characterized in that k22 calculated to the comprises a coefficient setting means for setting.

【0130】(1−8) 前記(1−6)に記載のペン型入力装置において、前記軌跡生成手段は、前記係数k [0130] (1-8) In the pen-type input device according to (1-6), the trajectory generating means, said coefficient k
11、k12、k21、k22を数8に示すように表し、θとして−30〜30[度]、k11'として1〜 11, k12, k21, it represents k22 and as shown in Equation 8, -30 to 30 [degrees] as theta,. 1 to a k11 '
3[mm/度]、k12'として−1.5〜1.5[mm 3 [mm / degree], -1.5~1.5 [mm as k12 '
/度]、k22'として1〜3[mm/度]の値が登録されていることを特徴とするペン型入力装置。 / Degree], the pen-type input device, wherein a value of 1 to 3 [mm / degree] is registered as k22 '.

【0131】(1−9) 前記(1−2)に記載のペン型入力装置において、前記角度算出手段は、前記ペン本体に設定されるペン座標系における前記ペン本体の傾き角度を算出することを特徴とするペン型入力装置 [0131] (1-9) In the pen-type input device according to (1-2), the angle calculating means that calculates an inclination angle of the pen body in the pen coordinate system set in said pen body pen-type input device according to claim

【0132】(1−10) 前記(1−1)に記載のペン型入力装置において、前記筆記判定手段は、前記ペン先に加わる力により前記ペン先の筆記面への接触の有無を検出する接触スイッチを備えていることを特徴とするペン型入力装置。 [0132] (1-10) In the pen-type input device according to (1-1), said writing determination means detects the presence or absence of contact with the writing surface of the nib by force applied to the pen tip pen-type input device, characterized in that it comprises a contact switch.

【0133】(1−11) 前記(1−1)に記載のペン型入力装置において、前記筆記判定手段は、1個又は異なる方向の加速度を検出する2個又は3個の加速度センサと、前記加速度センサの出力に含まれる高周波成分に基づいて前記ペン先の筆記面への接触の有無を検出する接触判定部を備えていることを特徴とするペン型入力装置。 [0133] (1-11) In the pen-type input device according to (1-1), said writing determination means, and two or three acceleration sensors for detecting acceleration in one or different directions, wherein pen-type input device, characterized in that on the basis of the high-frequency component included in the output of the acceleration sensor and a contact determination unit for detecting the presence or absence of contact with the nib of the writing surface.

【0134】また、本発明のペン装着ユニットの内容を整理すると、本発明のペン装着ユニットには、少なくとも、以下のペン装着ユニットが含まれる。 [0134] Moreover, when organizing the contents of the pen mounting unit of the present invention, the pen mounting unit of the present invention, at least, it includes the following pen mounting unit.

【0135】(2−1) 通常ペンに装着して通常ペンをコンピュータのペン型入力装置として使用するためのペン装着ユニットであって、通常ペンの傾き角度を算出する角度算出手段と、通常ペンのペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定手段と、前記ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時の前記通常ペンの傾き角度から前記ペン先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備えていることを特徴とするペン装着ユニット。 [0135] (2-1) Normal a pen mounting unit for use normal pen attached to the pen as the pen-type input device of the computer, and the angle calculating means for calculating an inclination angle of a normal pen, usually pens generating a writing determination means determines nib whether in writing the writing surface, the trajectory of the pen tip from the tilt angle of the normal pen when the pen tip is determined that the writing of the writing surface of the pen mounting unit, characterized in that it comprises a trajectory generating means for.

【0136】(2−2) 前記(2−1)に記載のペン装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、前記通常ペンに設定されるペン座標系における2軸又は3軸の軸回りの角速度を検出するジャイロと、前記ジャイロから出力される前記通常ペンの角速度から前記通常ペンの傾き角度を算出する角度算出手段を備えていることを特徴とするペン装着ユニット。 [0136] (2-2) in the pen mounting unit according to (2-1), wherein the angle calculation means, the axis of the angular velocity of the two or three axes in the pen coordinate system set in the normal pen gyro, pen mounting unit, characterized in that it comprises an angle calculating means for calculating an inclination angle of the normal pen from the normal pen angular velocity output from the gyro for detecting.

【0137】(2−3) 前記(2−2)に記載のペン装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、固定座標系の水平方向の2軸をX軸及びY軸、垂直方向の軸をZ [0137] (2-3) in the pen mounting unit according to (2-2), wherein the angle calculation means, the two axes of the horizontal direction of the fixed coordinate system X-axis and Y-axis, the vertical axis Z
軸とすると、前記通常ペンの傾き角度として、前記通常ペンのXZ平面への投影像がX軸となす角度及び前記通常ペンのYZ平面への投影像がY軸となす角度を算出することを特徴とするペン装着ユニット。 When the axis, as the slope angle of the normal pen, said projected onto the normal pen XZ angle projected image makes with the X-axis of the plane and the normal pen YZ plane to calculate the angle between the Y-axis pen mounting unit which is characterized.

【0138】(2−4) 前記(2−3)に記載のペン装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、前記通常ペンの傾き角度の初期値として、前記通常ペンに設定されるペン座標系が前記固定座標系と一致する場合における前記通常ペンの傾き角度を使用することを特徴とするペン装着ユニット。 [0138] (2-4) in the pen mounting unit according to (2-3), the angle calculating means, as an initial value of the inclination angle of the normal pen, the pen coordinate system to be set to the normal pen pen attachment unit, characterized by using the tilt angle of the normal pen when matching the fixed coordinate system.

【0139】(2−5) 前記(2−3)に記載のペン装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、前記通常ペンの傾き角度の初期値として、筆記前に、前記通常ペンが静止した時の前記通常ペンの傾き角度を使用することを特徴とするペン装着ユニット。 [0139] (2-5) in the pen mounting unit according to (2-3) when the angle calculation means, as an initial value of the inclination angle of the normal pen, which prior to writing, and the normal pen is stationary the normal pen attachment unit, characterized by using the tilt angle of the pen.

【0140】(2−6) 前記(2−3)に記載のペン装着ユニットにおいて、前記通常ペンのXZ平面への投影像がX軸となす角度をα、前記通常ペンのYZ平面への投影像がY軸となす角度をβとすると、前記軌跡生成手段は、前記ペン先のXY平面上の位置x、yを数5で示すように算出することを特徴とするペン装着ユニット。 [0140] (2-6) In the above pen mounting unit according to (2-3), the angle at which the projected image to the normal pen XZ plane makes with the X-axis alpha, projection onto the normal pen YZ plane When the image is to the angle between the Y axis beta, the trajectory generation unit, a position x on the pen tip in the XY plane, pen attachment unit and calculates as indicated by the number 5 and y.

【0141】(2−7) 前記(2−6)に記載のペン装着ユニットにおいて、前記軌跡生成手段は、使用者が規定文字を筆記することにより、前記係数k11、k1 [0141] (2-7) in the pen mounting unit according to (2-6), the trajectory generating means by the user to writing the specified character, the coefficients k11, k1
2、k21、k22を算出して設定する係数設定手段を備えていることを特徴とするペン装着ユニット。 2, k21, pen mounting unit, characterized in that it comprises a coefficient setting means calculates and sets the k22.

【0142】(2−8) 前記(2−6)に記載のペン装着ユニットにおいて、前記軌跡生成手段は、前記係数k11、k12、k21、k22を数8に示すように表し、θとして−30〜30[度]、k11'として1〜 [0142] In the pen mounting unit according to (2-8) above (2-6), the trajectory generating means, represents the coefficient k11, k12, k21, k22 and as shown in Equation 8, as theta -30 30 [degrees], 1 as k11 '
3[mm/度]、k12'として−1.5〜1.5[mm 3 [mm / degree], -1.5~1.5 [mm as k12 '
/度]、k22'として1〜3[mm/度]の値が登録されていることを特徴とするペン装着ユニット。 / Degree], the pen mounting unit, wherein a value of 1 to 3 [mm / degree] is registered as k22 '.

【0143】(2−9) 前記(2−2)に記載のペン装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、前記通常ペンに設定されるペン座標系における前記通常ペンの傾き角度を算出することを特徴とするペン装着ユニット。 [0143] (2-9) in the pen mounting unit according to (2-2), the angle calculating means that calculates an inclination angle of the normal pen in the pen coordinate system set in the normal pen pen mounting unit which is characterized.

【0144】(2−10) 前記(2−1)に記載のペン装着ユニットにおいて、前記筆記判定手段は、1個又は異なる方向の加速度を検出する2個又は3個の加速度センサと、前記加速度センサの出力に含まれる高周波成分に基づいて前記ペン先の筆記面への接触の有無を検出する接触判定部を備えていることを特徴とするペン装着ユニット。 [0144] (2-10) In the pen mounting unit according to (2-1), said writing determination means, and two or three acceleration sensors for detecting one or different directions of the acceleration, the acceleration pen mounting unit, characterized in that on the basis of the high-frequency component included in the output of the sensor and a contact determination unit for detecting the presence or absence of contact with the nib of the writing surface.

【0145】 [0145]

【発明の効果】以上のように、本発明のペン先軌跡生成方法によれば、ペン先が筆記面を筆記中におけるペンの傾き角度からペン先の軌跡を生成するとしているので、 As evident from the foregoing description, according to the pen tip trajectory generating method of the present invention, since the pen tip is to produce a pen tip trajectory from the pen tilt angle during writing the writing surface,
ペンによる手書きの文字等を正しく再現することができる。 It is possible to correctly reproduce the handwritten characters and the like with a pen.

【0146】また、本発明のペン型入力装置によれば、 [0146] Further, according to the pen-type input device of the present invention,
ペン先が筆記面を筆記中におけるペン本体の傾き角度からペン先の軌跡を生成することができるので、手書きの文字等を正しく再現することができる。 It is possible to nib generates the pen tip trajectory from the slope angle of the pen body during writing the writing surface can be correctly reproduced handwritten characters and the like.

【0147】また、本発明のペン装着ユニットによれば、通常ペンのペン先が筆記面を筆記中における通常ペンの傾き角度から通常ぺンのペン先の軌跡を生成することができるので、通常ペンによる手書きの文字等を正しく再現することができる。 [0147] Further, according to the pen mounting unit of the present invention, it is possible to nib normal pen to generate a pen tip trajectory normal pen from the slope angle of the normal pen during writing the writing surface, usually it is possible to correctly reproduce the handwritten characters and the like with a pen.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the principle of the pen tip trajectory generating method of the present invention; FIG.

【図2】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明するための図である。 2 is a diagram for explaining the principle of the pen tip trajectory generating method of the present invention.

【図3】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明するための図である。 3 is a diagram for explaining the principle of the pen tip trajectory generating method of the present invention.

【図4】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the principle of the pen tip trajectory generating method of the present invention; FIG.

【図5】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明するための図である。 5 is a diagram for explaining the principle of the pen tip trajectory generating method of the present invention.

【図6】本発明のペン型入力装置の第1実施形態の構成を示す概略的正面図である。 6 is a schematic front view showing the configuration of a first embodiment of the pen-type input device of the present invention.

【図7】本発明のペン型入力装置の第1実施形態が備えるマイクロコントローラの機能を示すブロック図である。 7 is a block diagram showing functions of a microcontroller provided in the first embodiment of the pen-type input device of the present invention.

【図8】本発明のペン型入力装置の第1実施形態の動作を説明するための図である。 8 is a diagram for explaining an operation of the first embodiment of the pen-type input device of the present invention.

【図9】本発明のペン型入力装置の第2実施形態の構成を示す概略的正面図である。 9 is a schematic front view showing the configuration of a second embodiment of the pen-type input device of the present invention.

【図10】本発明のペン型入力装置の第2実施形態が備えるマイクロコントローラの機能を示すブロック図である。 10 is a block diagram showing functions of a microcontroller provided in the second embodiment of the pen-type input device of the present invention.

【図11】本発明のペン型入力装置の第2実施形態の動作を説明するための図である。 11 is a diagram for explaining an operation of the second embodiment of the pen-type input device of the present invention.

【図12】本発明のペン型入力装置の第2実施形態が備える接触判定部の動作を説明するためのタイムチャートである。 12 is a time chart for explaining the operation of the contact determination unit which comprises a second embodiment of the pen-type input device of the present invention.

【図13】本発明のペン装着ユニットの一実施形態を使用したペン型入力装置の構成を示す概略的正面図である。 13 is a schematic front view showing the configuration of the pen-type input device using an embodiment of the pen mounting unit of the present invention.

【図14】本発明のペン装着ユニットの一実施形態が備えるマイクロコントローラの機能を示すブロック図である。 14 is a block diagram showing functions of a microcontroller included in an embodiment of the pen mounting unit of the present invention.

【図15】本発明のペン装着ユニットの一実施形態の動作を説明するための図である。 15 is a diagram for explaining the operation of an embodiment of the pen mounting unit of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

X、 Y、 Z 重力座標系の軸 Xp、Yp、Zp ペン座標系の軸 X, Y, Z gravity coordinate system axis Xp of, Yp, the axis of Zp pen coordinate system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B068 AA04 AA11 AA36 BD02 BD12 BD17 BE08 CC17 DD04 5B087 AA02 AE06 BC03 BC12 BC26 BC31 DD17 ────────────────────────────────────────────────── ─── front page of continued F-term (reference) 5B068 AA04 AA11 AA36 BD02 BD12 BD17 BE08 CC17 DD04 5B087 AA02 AE06 BC03 BC12 BC26 BC31 DD17

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】ペンの傾き角度を算出する角度算出工程と、 ペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定工程と、 前記ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時の前記ペンの傾き角度から前記ペン先の軌跡を生成する軌跡生成工程とを実行することを特徴とするペン先軌跡生成方法。 And 1. A pen angle calculating step of calculating a tilt angle of a writing determination step of determining nib whether in writing the writing surface, the pen tip is determined that the writing of the writing surface nib locus generating method characterized by performing the trajectory generation step of generating a trajectory of the pen tip from the tilt angle of the pen when.
  2. 【請求項2】ペン本体の傾き角度を算出する角度算出手段と、 ペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定手段と、 前記ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時の前記ペン本体の傾き角度から前記ペン先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備えていることを特徴とするペン型入力装置。 2. A angle calculating means for calculating an inclination angle of the pen body, a written input determination unit determines nib whether in writing the writing surface, the pen tip is determined that the writing of the writing surface pen-type input device, characterized in that the inclination angle of the pen body when there is a trajectory generation unit that generates a trajectory of the pen tip.
  3. 【請求項3】通常ペンに装着して前記通常ペンをコンピュータのペン型入力装置として使用するためのペン装着ユニットであって、 前記通常ペンの傾き角度を算出する角度算出手段と、 前記通常ペンのペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定手段と、 前記通常ペンのペン先が筆記面を筆記中と判定されている時の前記通常ペンの傾き角度から前記通常ペンのペン先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備えていることを特徴とするペン装着ユニット。 3. A pen mounting unit for usually mounted on the pen using the normal pen as the pen-type input device of the computer, and the angle calculating means for calculating an inclination angle of the normal pen, the normal pen and nib writing determination means determines whether or not writing the writing surface of the tilt angle of the normal pen when the pen tip of the ordinary pen is determined that the writing of the writing surface of said normal pen pen mounting unit, characterized in that it comprises a trajectory generating means for generating a pen tip trajectory.
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