JP2002373051A - ディジタイジング盤上のペン先の位置を決定するための装置及び方法 - Google Patents
ディジタイジング盤上のペン先の位置を決定するための装置及び方法Info
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- JP2002373051A JP2002373051A JP2002154545A JP2002154545A JP2002373051A JP 2002373051 A JP2002373051 A JP 2002373051A JP 2002154545 A JP2002154545 A JP 2002154545A JP 2002154545 A JP2002154545 A JP 2002154545A JP 2002373051 A JP2002373051 A JP 2002373051A
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- G06F3/03545—Pens or stylus
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ペンと筆記盤とが、筆記盤に垂直な２つの明
確な磁場を作り出すようにそれぞれが電源に結合され
る、少なくとも２つの磁気双極子を備えた筆記ディジタ
イジングシステムの一部であるような、筆記盤上のペン
先の位置決定のための装置を提供すること。 【解決手段】 ペンは、磁気双極子の各々によって生成
される磁場を測定するための第１センサと、垂直方向の
ペン軸の傾き角θを測定するための第２センサと、前記
第１センサと前記第２センサとによって与えられるデー
タを、測定された磁場の値とθの値とによって、筆記盤
の表面上のペン先の位置を計算することのできる処理ユ
ニットへと伝えるための伝送手段とを含んでいる。
確な磁場を作り出すようにそれぞれが電源に結合され
る、少なくとも２つの磁気双極子を備えた筆記ディジタ
イジングシステムの一部であるような、筆記盤上のペン
先の位置決定のための装置を提供すること。 【解決手段】 ペンは、磁気双極子の各々によって生成
される磁場を測定するための第１センサと、垂直方向の
ペン軸の傾き角θを測定するための第２センサと、前記
第１センサと前記第２センサとによって与えられるデー
タを、測定された磁場の値とθの値とによって、筆記盤
の表面上のペン先の位置を計算することのできる処理ユ
ニットへと伝えるための伝送手段とを含んでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筆記盤上のペン先
の位置決定のための装置とシステムに関するものであ
り、ペンと筆記盤は、２つの明確な磁場を作り出すよう
にそれぞれが電源に結合される、少なくとも２つの磁気
双極子をさらに備えた筆記ディジタイジングシステムの
一部である。
の位置決定のための装置とシステムに関するものであ
り、ペンと筆記盤は、２つの明確な磁場を作り出すよう
にそれぞれが電源に結合される、少なくとも２つの磁気
双極子をさらに備えた筆記ディジタイジングシステムの
一部である。
【０００２】本発明は、また、筆記ディジタイジングシ
ステムと、このシステムで使用されることになるペンと
に関する。本発明は、手書きの文書が、インターネット
のような種類のネットワークを介して通信をしている幾
人かにリアルタイムで送られなくてはならないときに、
ラップトップ型や電子備忘録やテレビ会議のような分野
で応用される。
ステムと、このシステムで使用されることになるペンと
に関する。本発明は、手書きの文書が、インターネット
のような種類のネットワークを介して通信をしている幾
人かにリアルタイムで送られなくてはならないときに、
ラップトップ型や電子備忘録やテレビ会議のような分野
で応用される。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ペン
先の位置決定を行う機能を持つ装置が存在し、その装置
は、ペンの位置をディジタルデータに変換し、その後そ
のデータが、台の中にあるメモリに記憶されるか、ある
いは、ディジタルデータを復号するための処理ソフトウ
ェアを使用して、対応する英数字の符号を生み出すコン
ピュータへ無線リンクによって送られるかするような手
段が与えられたディジタル盤を備えた、筆記ディジタイ
ジングシステムの一部である。
先の位置決定を行う機能を持つ装置が存在し、その装置
は、ペンの位置をディジタルデータに変換し、その後そ
のデータが、台の中にあるメモリに記憶されるか、ある
いは、ディジタルデータを復号するための処理ソフトウ
ェアを使用して、対応する英数字の符号を生み出すコン
ピュータへ無線リンクによって送られるかするような手
段が与えられたディジタル盤を備えた、筆記ディジタイ
ジングシステムの一部である。
【０００４】このシステムでは、ペンの位置決定機能
は、ディジタル盤の表面を覆う、予め定められた座標シ
ステムのおかげで得られている。
は、ディジタル盤の表面を覆う、予め定められた座標シ
ステムのおかげで得られている。
【０００５】この装置の欠点は、ペンの位置が、この目
的のために特別に設計された台の上でのみ得られるとい
うことである。
的のために特別に設計された台の上でのみ得られるとい
うことである。
【０００６】国際公開第９９／３９３０２号の文書に記
載される他の装置には、ペンに搭載されるカメラと、ペ
ンの動きを追跡するアルゴリズムとが含まれる。この装
置は、高価であり、含まれているアルゴリズムは複雑で
ある。
載される他の装置には、ペンに搭載されるカメラと、ペ
ンの動きを追跡するアルゴリズムとが含まれる。この装
置は、高価であり、含まれているアルゴリズムは複雑で
ある。
【０００７】本発明は、上述した従来技術の欠点を、筆
記盤上で動作し、少なくとも２つの双極子によって作ら
れる磁場におかれる、ペン先位置決定装置によって克服
することをねらったものである。
記盤上で動作し、少なくとも２つの双極子によって作ら
れる磁場におかれる、ペン先位置決定装置によって克服
することをねらったものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によると、ペン
は、磁気双極子の各々によって作られる磁場を測定する
ための第１センサと、垂直方向のペン軸の傾き角θを測
定するための第２センサと、前記第１センサと前記第２
センサとによって与えられるデータを、測定された磁場
の値と測定された角度値θとによって、筆記盤の表面上
のペン先の位置を計算するための処理ユニットへと伝え
るための伝送手段とを含んでいる。
は、磁気双極子の各々によって作られる磁場を測定する
ための第１センサと、垂直方向のペン軸の傾き角θを測
定するための第２センサと、前記第１センサと前記第２
センサとによって与えられるデータを、測定された磁場
の値と測定された角度値θとによって、筆記盤の表面上
のペン先の位置を計算するための処理ユニットへと伝え
るための伝送手段とを含んでいる。
【０００９】本発明によると、処理ユニットには、各磁
気双極子の位置に関して、ペン先の位置を三角法で計算
するソフトウェアが備わっている。
気双極子の位置に関して、ペン先の位置を三角法で計算
するソフトウェアが備わっている。
【００１０】本発明によると、磁気双極子は、同時に、
周波数の異なる交流が与えられる。
周波数の異なる交流が与えられる。
【００１１】本発明によると、磁場双極子は、連続し
て、直流もしくは交流であってよい同じ電流が供給され
る。
て、直流もしくは交流であってよい同じ電流が供給され
る。
【００１２】本発明によると、ソフトウェアは、各双極
子に電源が与えられる時間によって、双極子によって起
こる磁場を区別することができる。
子に電源が与えられる時間によって、双極子によって起
こる磁場を区別することができる。
【００１３】本発明によると、第１センサは、磁力計で
あり、第２センサは、重力場を測定することのできる加
速時計である。
あり、第２センサは、重力場を測定することのできる加
速時計である。
【００１４】本発明によると、ペンは、さらに、ペン先
と筆記盤との接触を検出し、前記盤上の前記ペン先の接
触力を測定するための第３センサを備えている。
と筆記盤との接触を検出し、前記盤上の前記ペン先の接
触力を測定するための第３センサを備えている。
【００１５】本発明による処理には、以下の過程があ
る。−少なくとも２つの双極子によって、筆記盤上で発
生した少なくとも２つの磁場を測定する過程と、−垂直
方向でのペンの傾きを測定する過程と、−磁場とペンの
傾きの測定値によって、ペンの位置と各磁気双極子の位
置との間の距離を計算する処理ユニットへ、測定値を伝
送する過程。
る。−少なくとも２つの双極子によって、筆記盤上で発
生した少なくとも２つの磁場を測定する過程と、−垂直
方向でのペンの傾きを測定する過程と、−磁場とペンの
傾きの測定値によって、ペンの位置と各磁気双極子の位
置との間の距離を計算する処理ユニットへ、測定値を伝
送する過程。
【００１６】さらに、本処理は、ペン先とディジタイジ
ング盤との接触を検知し、ペン先の盤上への接触力を測
定するための過程を含んでいる。
ング盤との接触を検知し、ペン先の盤上への接触力を測
定するための過程を含んでいる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の他の特性と利点とは、添
付する図面で図解される、本発明の限定的でない実施形
態の例である、以下の記載で詳細に説明されるであろ
う。
付する図面で図解される、本発明の限定的でない実施形
態の例である、以下の記載で詳細に説明されるであろ
う。
【００１８】図１のディジタイジングシステムは、水平
なあるいは垂直な、あるいは垂直方向の色々な値の角度
で傾けられる筆記盤２を含んでおり、その上でペン４を
用いて文書を書くことができる。この筆記盤２は、筆記
盤に対して垂直な角度の、２つの磁気双極子６1と６2と
を含んでおり、それぞれは、ペン４の方向に沿って磁場
を発生させるようになっている。
なあるいは垂直な、あるいは垂直方向の色々な値の角度
で傾けられる筆記盤２を含んでおり、その上でペン４を
用いて文書を書くことができる。この筆記盤２は、筆記
盤に対して垂直な角度の、２つの磁気双極子６1と６2と
を含んでおり、それぞれは、ペン４の方向に沿って磁場
を発生させるようになっている。
【００１９】図２で示されるように、ペン４には、双極
子６1と６2によって発生させられる磁場を測定するため
の磁力計８と、垂直方向でのペン４の軸の傾斜角を測定
するための傾斜計１０と、ペンの筆記盤２への接触力を
測定するための力センサ１２と、磁場の値と傾き角θの
値と測定された接触力とを符号化するための電子処理回
路１４とが付けられている。電子回路１４は、回路１４
が発した符号化済みデータを、筆記盤２の表面上のペン
４の位置を計算することができる処理ユニット２０（図
３）へ伝送するアンテナ１６に接続されている。
子６1と６2によって発生させられる磁場を測定するため
の磁力計８と、垂直方向でのペン４の軸の傾斜角を測定
するための傾斜計１０と、ペンの筆記盤２への接触力を
測定するための力センサ１２と、磁場の値と傾き角θの
値と測定された接触力とを符号化するための電子処理回
路１４とが付けられている。電子回路１４は、回路１４
が発した符号化済みデータを、筆記盤２の表面上のペン
４の位置を計算することができる処理ユニット２０（図
３）へ伝送するアンテナ１６に接続されている。
【００２０】磁場双極子６1と６2は、断面積がＳであ
り、直径が約１ｃｍであり、長さが約１ｃｍであるよう
な円筒コイルであるのが望ましい。各コイルは、ｎ個の
円錐から成り、ｎは、典型的には１００に等しく、強さ
がｉの電流が循環している。
り、直径が約１ｃｍであり、長さが約１ｃｍであるよう
な円筒コイルであるのが望ましい。各コイルは、ｎ個の
円錐から成り、ｎは、典型的には１００に等しく、強さ
がｉの電流が循環している。
【００２１】図３は、ペン４の位置で２つの明確な磁場
を発生するための、双極子６1と６2の制御回路を図示し
たものである。この制御回路は、発振器３０と、スイッ
チ３２と、受信回路３４と、復号回路３６とを含んでい
る。
を発生するための、双極子６1と６2の制御回路を図示し
たものである。この制御回路は、発振器３０と、スイッ
チ３２と、受信回路３４と、復号回路３６とを含んでい
る。
【００２２】代わりに、コイル６1と６2には、スイッチ
３２を経由して周波数ｆ0が１００ｋＨｚの交流によっ
て、順次供給され、スイッチ３２は１０ミリ秒毎に切り
替わる。
３２を経由して周波数ｆ0が１００ｋＨｚの交流によっ
て、順次供給され、スイッチ３２は１０ミリ秒毎に切り
替わる。
【００２３】代わりに、コイル６1と６2には、周波数の
異なる２つの電流が供給される。
異なる２つの電流が供給される。
【００２４】図４では、Ｍ1とＭ2がそれぞれ盤２上の双
極子６1と６2であり、Ｐは盤２上のペン先の位置であ
り、Ｈiは双極子６iによってペン先に沿って、点Ｐで作
られた磁場を示している。
極子６1と６2であり、Ｐは盤２上のペン先の位置であ
り、Ｈiは双極子６iによってペン先に沿って、点Ｐで作
られた磁場を示している。
【００２５】盤２が水平で、ペン４が垂直線に対して角
度θで傾いているという特殊な場合には、点Ｐにおいて
双極子６iが誘導して作った磁場の値は、次の式に等し
い。 Ｈmi＝Ｈiｃｏｓθ＝Ｍi／ｒ3ｃｏｓθ ここで、Ｍiは、双極子６iの双極子モーメントであり、
その値は、断面がＳであるｎ個の円錐のコイルに対し
て、Ｍi＝ｎ×Ｉ×Ｓであり、循環電流の強さはＩであ
る。
度θで傾いているという特殊な場合には、点Ｐにおいて
双極子６iが誘導して作った磁場の値は、次の式に等し
い。 Ｈmi＝Ｈiｃｏｓθ＝Ｍi／ｒ3ｃｏｓθ ここで、Ｍiは、双極子６iの双極子モーメントであり、
その値は、断面がＳであるｎ個の円錐のコイルに対し
て、Ｍi＝ｎ×Ｉ×Ｓであり、循環電流の強さはＩであ
る。
【００２６】測定した値、Ｍi，Ｈmi，ｃｏｓθ及び２
つの双極子６1と６2の場の識別された値とから、点にＭ
1とＭ2に関して点Ｐの距離ｒ1とｒ2とが得られ、それか
ら三角法によってペン先の位置が得られる。
つの双極子６1と６2の場の識別された値とから、点にＭ
1とＭ2に関して点Ｐの距離ｒ1とｒ2とが得られ、それか
ら三角法によってペン先の位置が得られる。
【００２７】筆記盤２が垂直であるという特殊な場合に
は、Ｈmi＝Ｈiｓｉｎθ＝Ｍ／ｒ3ｓｉｎθである。
は、Ｈmi＝Ｈiｓｉｎθ＝Ｍ／ｒ3ｓｉｎθである。
【００２８】同様の計算から距離ｒ1とｒ2が、そして点
Ｍ1とＭ2に関してペン先の位置が得られる。
Ｍ1とＭ2に関してペン先の位置が得られる。
【００２９】盤２が水平に対して、何らかの角度で傾い
ている特殊な場合には、Ｈmi＝Ｈiｓｉｎδ＝Ｍ／ｒ3ｓ
ｉｎδであり、ここで、デルタ＝θ−αであり、αは、
水平に対して盤の傾いている角度である。
ている特殊な場合には、Ｈmi＝Ｈiｓｉｎδ＝Ｍ／ｒ3ｓ
ｉｎδであり、ここで、デルタ＝θ−αであり、αは、
水平に対して盤の傾いている角度である。
【００３０】測定された磁場の値とペン軸の傾きと接触
力とが、無線によって、あるいはリンクワイア（link w
ire）を経由して処理ユニット２０へ送信され、処理ユ
ニット２０では、スイッチ３２の同期信号を用いて磁力
計によって測定された磁場Ｈ m1とＨm2に比例するディジ
タル信号を受信する。
力とが、無線によって、あるいはリンクワイア（link w
ire）を経由して処理ユニット２０へ送信され、処理ユ
ニット２０では、スイッチ３２の同期信号を用いて磁力
計によって測定された磁場Ｈ m1とＨm2に比例するディジ
タル信号を受信する。
【００３１】双極子６1と６2は、盤２に対して固定した
位置に置かれる。
位置に置かれる。
【００３２】本発明の実施形態に続いて、磁力計８は、
ペン本体内に置かれ、１００もの円錐を備える。傾斜計
１０は、ペン軸に沿った重力場の発生を測定することの
できる速度計であり、センサ１２は圧電計である。
ペン本体内に置かれ、１００もの円錐を備える。傾斜計
１０は、ペン軸に沿った重力場の発生を測定することの
できる速度計であり、センサ１２は圧電計である。
【００３３】盤２上のペン先の位置の計算は、圧電計１
２によって測定された接触力が予め定めた閾値よりも大
きいときにのみ完了する。その上、盤上２へのペン先の
接触力の解析によって、手書きに関する筆記体（callig
raphic）情報（下におろす一筆と軽い一筆（lightstrok
e））が作られる。署名認識の場合には、この情報は認
識の確度を向上させる。
２によって測定された接触力が予め定めた閾値よりも大
きいときにのみ完了する。その上、盤上２へのペン先の
接触力の解析によって、手書きに関する筆記体（callig
raphic）情報（下におろす一筆と軽い一筆（lightstrok
e））が作られる。署名認識の場合には、この情報は認
識の確度を向上させる。
【００３４】本発明の他の実施形態によると、処理ユニ
ットは、ペン本体の中に作り込まれ、さらに、ペン先の
位置の計算した結果を記憶するメモリを備える。ペンに
は、後に、記憶した値をマイクロコンピュータに送信す
るためのインターフェイスが含まれる。
ットは、ペン本体の中に作り込まれ、さらに、ペン先の
位置の計算した結果を記憶するメモリを備える。ペンに
は、後に、記憶した値をマイクロコンピュータに送信す
るためのインターフェイスが含まれる。
【図１】 本発明による位置決定システムを含む、本発
明に従った筆記ディジタイジング装置を示す図である。
明に従った筆記ディジタイジング装置を示す図である。
【図２】 図１で表されるシステムで使用されるペンを
示した図である。
示した図である。
【図３】 本発明の実施形態による、磁場発生システム
を示した図である。
を示した図である。
【図４】 図３で記した装置によって発生した磁場を図
解した図である。
解した図である。
２…筆記盤 ４…ペン ６1，６2…双極子 ８…磁力計 １０…傾斜計 １４…処理電子回路 １６…アンテナ ２０…処理ユニット ３０…発振器 ３２…スイッチ ３４…受信回路 ３６…復号回路Ｓ
Claims (14)
- 【請求項１】 筆記盤（２）上のペン先の位置決定をす
る装置において、ペン（４）と盤（２）とは、筆記ディ
ジタイジングシステムの一部であって、このシステム
は、さらに、少なくとも２つの磁気双極子（６）を備
え、各々の双極子は、盤（２）の平面に垂直な明瞭な磁
場を作るために、電源に結合され、前記ペン（４）は、
各磁気双極子によって生成される磁場を測定するための
第１センサ（８）と、垂直方向のペン軸（４）の傾き角
θを測定するための第２センサ（１０）と、前記第１セ
ンサ（８）と前記第２センサ（１０）とによって与えら
れるデータを、測定された磁場の値とθの値とによっ
て、筆記盤（２）の表面上のペン先（４）の位置を計算
することのできる処理ユニットへと伝えるための伝送手
段とを含んでいることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記ペン（４）は、さらに、ペン先と筆
記盤（２）との接触を検出し、前記ペン先の前記盤
（２）の上への接触力を測定するための第３センサを備
えていることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記処理ユニット（２０）には、前記双
極子（６）に関して、ペン先（４）の位置を三角法で計
算するソフトウェアが備わっていることを特徴とする請
求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記磁気双極子は、同時に、周波数の異
なる交流が与えられることを特徴とする請求項１記載の
装置。 - 【請求項５】 前記磁場双極子（６）は、連続して、同
じ電流が供給されることを特徴とする請求項１記載の装
置。 - 【請求項６】 前記双極子の供給電流は、直流であるこ
とを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 前記双極子の供給電流は、交流であるこ
とを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項８】 前記計算のソフトウェアは、各双極子
（６）のコイル供給電流の周波数によって、各双極子
（６）によって起こる磁場を区別することができること
を特徴とする請求項３記載の装置。 - 【請求項９】 前記計算のソフトウェアは、各双極子
（６）のコイル供給時間によって、各双極子（６）によ
って起こる磁場を区別することができることを特徴とす
る請求項３記載の装置。 - 【請求項１０】 前記第１センサ（８）は、磁力計であ
り、第２センサ（１０）は、重力場を測定することので
きる加速時計であることを特徴とする請求項１記載の装
置。 - 【請求項１１】 請求項１〜請求項１０のいずれか一つ
による、位置決定システムを含むことを特徴とする筆記
ディジタイジングシステム。 - 【請求項１２】 少なくとも２つの磁気双極子（６）に
よって作られる磁場を測定するための第１センサ（８）
と、垂直方向のペン（４）軸の傾き角を測定するための
第２センサ（１０）と、ペン（４）の先と筆記盤（２）
の接触を検出し、前記ペン先の前記盤（２）上への接触
力を測定するための第３センサ（１２）とを含む筆記デ
ィジタイジングシステムによって使用されるためのペン
（４）。 - 【請求項１３】 筆記盤（２）上のペン（４）の先を位
置決定する処理において、ペン（４）と盤（２）とは筆
記ディジタイジングシステムの一部であって、前記処理
は、 −少なくとも２つの双極子（６）によって、筆記盤
（２）上で発生した少なくとも２つの磁場を測定する過
程と、 −垂直方向でのペン（４）の傾きθを測定する過程と、 −磁場とペン（４）の傾きθの測定値によって、ペン
（４）と各磁気双極子（６）の間の距離を計算する過程
とを備えることを特徴とする処理。 - 【請求項１４】 ペン先と支持部（２）との接触を検出
し、ペン先の前記支持部（２）への接触力を測定する過
程をさらに備えることを特徴とする請求項１３記載の処
理。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0107322A FR2825499B1 (fr) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | Dispositif et procede de localisation de la pointe d'un stylo sur un support de numerisation |
| FR0107322 | 2001-06-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002373051A true JP2002373051A (ja) | 2002-12-26 |
| JP3934485B2 JP3934485B2 (ja) | 2007-06-20 |
Family
ID=8863951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002154545A Expired - Fee Related JP3934485B2 (ja) | 2001-06-05 | 2002-05-28 | ディジタイジング盤上のペン先の位置を決定するための装置及び方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7064750B2 (ja) |
| EP (1) | EP1265191B1 (ja) |
| JP (1) | JP3934485B2 (ja) |
| DE (1) | DE60227028D1 (ja) |
| FR (1) | FR2825499B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010266910A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Nissha Printing Co Ltd | 位置検知入力装置 |
| WO2013003128A3 (en) * | 2011-06-28 | 2013-03-14 | Microsoft Corporation | Electromagnetic 3d stylus |
| JP2014531675A (ja) * | 2011-09-28 | 2014-11-27 | アマゾン テクノロジーズ インコーポレイテッド | 磁気スタイラス |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100478844C (zh) * | 2001-11-05 | 2009-04-15 | 旋永南 | 一种图文输入装置 |
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