JP2015005284A - 書き込み媒体上に描かれていくマークを追跡するシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− 筆記具と消去具とからなるグループから選ばれたツールであって、
・ ユーザの手で、このツールを握るための手段を構成しているボディ、
・ 追跡されるマークを描いていくように適合化されており、書き込み媒体上に押し当てられたときに、書き込み媒体からの反力の作用を受けて、突出位置と、突出位置におけるよりもボディの内部に押し込まれている後退位置との間で変位可能である先端部、
・ 先端部を、突出位置をとるように絶えず付勢している復帰手段、および
・ 空間的に互いに分離されている第1および第2の永久磁石であって、第1の永久磁石は、先端部が突出位置と後退位置との間で変位するときに、第2の永久磁石に相対的に並進変位または回転変位するように、先端部に物理的に組み合わされている第1および第2の永久磁石を備えているツールと、
− 描かれていくマークを追跡するために、先端部と書き込み媒体との接触点の位置を連続的に記憶することができ、かつこの記憶の制御または完遂のために、ツールの先端部に及ぼされている圧力を示す物理量の値を用いることができる装置。
− 先端部の位置を特定することと、先端部に及ぼされている圧力を表わす物理量の値を特定することとに、同じ永久磁石を用いているため、システムの構成が単純化され、また追跡されたマーク中に、望ましくない空白部分が生じることを避けることができる。
− 第1の永久磁石の中心を、ツールの長手方向軸上に保つことができるガイドを用いているため、固定座標系において、この長手方向軸の方向を、ツールの内部に収容されている第1の永久磁石の磁気モーメントの向きから導く際に、測定誤差を生じることなく測定することができる。
− 磁気モーメントの向きが互いに角度ずれしている2つの永久磁石を用いているため、ツールの構成を複雑にすることなく、長手方向軸のまわりの、ツールの回転角度を追跡することができる。
− 先端部の復帰手段をも構成するように、第1および第2の永久磁石を用いることによって、ツールの構成を単純化することができる。
− 先端部12の、基準座標系XYZにおける位置の決定、および
− 先端部12に及ぼされている圧力を示す物理量の決定。
− 各永久磁石の強さ、すなわち磁気モーメントの大きさは、0.5Am2であり、
− 各3軸磁力計Mijの感度は、4×10−7Tであり、
− 3軸磁力計Mijの総数は、64である。
− 筆記具91のボディ8の内部に位置している側の、先端部12の端に、何らの自由度なしに固定され、長手方向軸10に沿って延在している歯板94と、
− 歯板94の並進変位によって回転駆動される歯付きホイール96。
− θ0は、先端部12に圧力が及ぼされていないときの角度θの値であり、
− θmaxは、筆記具91の通常の使用において得ることができる、角度θの最大値である。
4 筆記具
6 書き込み媒体
8 ボディ
10 長手方向軸
12 先端部
14 上面
15 下面
16 決定装置
20 平板
22 支持前面
24 背面
28 バス
30 処理ユニット
32 電子コンピュータ
34 メモリ
40 孔
42 磁性体(永久磁石)
44 ガイド
46、48 停止端
50、98 復帰手段
52、54 永久磁石
60〜90 ステップ
91 筆記具
92 変換機構
94 歯板
96 歯付きホイール
110 筆記具
Claims (12)
- 書き込み媒体上に描かれていくマークを追跡するシステムであって、
− 筆記具と消去具とからなるグループから選ばれたツール(4、91、110)であって、
・ ユーザの手で前記ツールを握るための手段を構成しているボディ(8)、
・ 追跡される前記マークを描くようになっており、前記書き込み媒体上に押し当てられたときに、前記書き込み媒体からの反力の作用を受けて、突出位置と、この突出位置におけるよりも前記ボディ(8)の内部に押し込まれている後退位置との間で変位可能である先端部(12)、
・ 前記先端部を、前記突出位置をとるように絶えず付勢している復帰手段(50)、および
・ 空間的に互いに分離されている第1および第2の永久磁石(42、54)であって、第1の永久磁石は、前記先端部が前記突出位置と前記後退位置との間で変位するときに、第2の永久磁石と相対的に並進変位または回転変位するように、前記先端部に物理的に組み合わされている第1および第2の永久磁石を備えているツールと、
− 描かれていく前記マークを追跡するために、前記先端部と前記書き込み媒体との接触点の位置を連続的に記憶することができ、またこの記憶の制御または完遂のために、前記ツールの先端部に及ぼされている圧力をあらわす物理量の値を用いることができる特定装置(16)とを備えているシステムにおいて、
前記装置は、
− Nを5以上の整数であるとしたときに、各々の間の距離があらかじめ定められた値のままに保たれるように、何らの自由度もなしに、物理的に互いに組み合わされているN個の3軸磁力計(Mij)を有する磁力計網と、
− 電子コンピュータ(32)であって、
・ 前記磁力計網中の各3軸磁力計からの測定結果と、前記第1および第2の永久磁石の位置、および前記第1および第2の永久磁石の磁気モーメントの向きとの関係を定式化している、あらかじめ定められた連立方程式を、前記N個の3軸磁力計からの測定結果を用いて解くことによって、前記第1および第2の永久磁石の位置、および前記第1および第2の永久磁石の磁気モーメントの向きを特定するステップa)、および
・ ステップa)において特定された、前記第1および第2の永久磁石の位置から、前記第2の永久磁石の位置に対する前記第1の永久磁石の相対的な位置を計算し、および/またはステップa)において特定された、前記第1および第2の永久磁石の磁気モーメントの向きから、前記第2の永久磁石の磁気モーメントの向きに対する前記第1の永久磁石の磁気モーメントの相対的な向きを計算するステップであって、その後に、計算された相対的な位置、および/または向きを、前記装置が、前記先端部に及ぼされている圧力を表わす物理量の値として用いるステップb)を遂行するようにプログラムされている電子コンピュータ(32)とを備えていることを特徴とするシステム。 - 前記電子コンピュータ(32)は、さらに、ステップa)において特定された、前記第1の永久磁石の位置、および前記第1の永久磁石の磁気モーメントの向きから、前記接触点として記憶すべき位置を特定するようにプログラムされている、請求項1に記載のシステム。
- − 前記ツールは、前記先端部の作用を受けて変位可能である永久磁石(42)のために、前記ツールの本体に何らの自由度もなしに固定されているガイド(44)を備えており、このガイドは、前記先端部が変位するときに、前記変位可能である永久磁石(42)の位置が、前記先端部と、前記変位可能である永久磁石(42)以外の永久磁石(54)の位置とを通る、前記ツールの長手方向軸(10)上に保たれるように、前記変位可能である永久磁石(42)の変位を案内することができ、
− 前記電子コンピュータは、ステップa)において特定された位置から、前記書き込み媒体に相対的な、前記ツールの傾きを特定し、特定された該傾きに基づいて、前記マークの追跡を制御するようにプログラムされている、請求項1または2に記載のシステム。 - 前記第1の永久磁石(42)の磁気モーメントの向きと、前記第2の永久磁石(54)の磁気モーメントの向きとは、それらの2つの向きを含む平面において、5°を超え、かつ175°未満である角度ずれを常に有しており、前記電子コンピュータ(32)は、前記磁力計網中の磁力計からの測定結果に基づいて、前記ツールの長手方向軸(10)のまわりの、前記ツールの回転角度を特定し、該回転角度に基づいて、前記マークの追跡を制御するようにプログラムされている、請求項1〜3のいずれか1つに記載のシステム。
- 請求項1〜4のいずれか1つに記載のシステムのための、筆記具と消去具とからなるグループから選ばれたツールであって、
− ユーザの手で前記ツールを握るための手段を構成しているボディ(8)と、
− 追跡されるマークを描くように適合化されており、書き込み媒体上に押し当てられたときに、該書き込み媒体からの反力の作用を受けて、突出位置と、該突出位置におけるよりも前記本体の内部に押し込まれている後退位置との間で変位可能である先端部(12)と、
− 前記先端部を、前記突出位置をとるように絶えず付勢している復帰手段(50)と、
− 空間的に互いに分離されている第1および第2の永久磁石(42、54)であって、第1の永久磁石は、前記突出位置と前記後退位置との間の、前記先端部の変位に比例して、該第2の永久磁石に相対的に並進変位または回転変位するように、前記先端部に物理的に組み合わされている第1および第2の永久磁石とを備えているツールにおいて、
前記第2の永久磁石(54)は、前記先端部の位置に無関係に、少なくとも1mmの距離だけ、前記第1の永久磁石から常に隔たるように、前記ツール内に配置されていることを特徴とするツール。 - 前記復帰手段に、
− 前記第1の永久磁石(42)であって、前記第2の永久磁石に対向している第1の極を有している前記第1の永久磁石と、
− 前記第2の永久磁石(54)であって、前記第2の永久磁石の第1の極は、前記第1の永久磁石の第1の極に対向しており、前記第1の永久磁石の第1の極と、前記第2の永久磁石の第1の極とは同極性を有しており、前記第1の永久磁石の磁気モーメントの向きと、前記第2の永久磁石の磁気モーメントの向きとの間の角度の最小値は20°未満である前記第2の永久磁石と、
− 前記先端部が、前記突出位置から前記後退位置に変位するときに、前記第1の永久磁石の第1の極が、前記第2の永久磁石の第1の極に接近するように、前記第1の永久磁石の変位を案内することができるガイド(44)とが含まれている、請求項5に記載のツール。 - 前記第1の永久磁石(42)の磁気モーメントの向きと、前記第2の永久磁石(54)の磁気モーメントの向きとは、それらの2つの向きを含む平面において、5°を超過し、かつ175°未満である角度ずれを常に有している、請求項5または6に記載のツール。
- 請求項1〜4のいずれか1つに記載のシステムのための、ツールの先端部に及ぼされている圧力を表わす物理量を特定する装置であって、
− Nを5以上の整数であるとしたときに、各々の間の距離があらかじめ定められた値のままに保たれるように、何らの自由度もなしに、物理的に互いに組み合わされているN個の3軸磁力計(Mij)を有する磁力計網と、
− 電子コンピュータ(32)であって、
・ 前記磁力計網中の各3軸磁力計からの測定結果と、第1および第2の永久磁石の位置、および該第1および第2の永久磁石の磁気モーメントの向きとの関係を定式化している、あらかじめ定められた連立方程式を、前記N個の3軸磁力計からの測定結果を用いて解くことによって、前記第1および第2の永久磁石の位置、および前記第1および第2の永久磁石の磁気モーメントの向きを特定するステップa)、
・ ステップa)において特定された、前記第1および第2の永久磁石の位置から、前記第2の永久磁石の位置に対する前記第1の永久磁石の相対的な位置を計算する、および/またはステップa)において特定された、前記第1および第2の永久磁石の磁気モーメントの向きから、前記第2の永久磁石の磁気モーメントの向きに対する前記第1の永久磁石の磁気モーメントの相対的な向きを計算するステップb)、および
・ 前記先端部と書き込み媒体との接触点の位置の連続的な記憶の制御または完遂のために、前記計算された相対的な位置および/または相対的な向きを、前記先端部に及ぼされている圧力を表わす物理量の値として用いるステップc)を遂行するようにプログラムされている電子コンピュータ(32)とを備えていることを特徴とする装置。 - 筆記具と消去具とからなるグループから選ばれたツールによって書き込み媒体上に描かれていくマークを追跡する方法であって、
− ユーザの手で前記ツールを握るための手段を構成している本体と、
− 追跡される前記マークを、前記書き込み媒体上に描くように適合化されており、前記書き込み媒体上に押し当てられたときに、前記書き込み媒体からの反力の作用を受けて、突出位置と、該突出位置におけるよりも前記本体の内部に押し込まれている後退位置との間で変位可能である先端部と、
− 前記先端部を、前記突出位置をとるように絶えず付勢している復帰手段と、
− 空間的に互いに分離されている第1および第2の永久磁石であって、該第1の永久磁石は、前記先端部が前記突出位置と前記後退位置との間で変位するときに、該第2の永久磁石に相対的に並進変位または回転変位するように、前記先端部に物理的に組み合わされている第1および第2の永久磁石とを備えており、かつ
前記方法は、
− 描かれていく前記マークを追跡するために、前記先端部と前記書き込み媒体との接触点の位置の連続的な記憶を行うステップa)(84)と、
− 前記記憶の制御または完遂のために、前記ツールの先端部に及ぼされている圧力を表わす物理量の値を用いるステップb)(76、80、88)とを含んでいる方法において、
− Nを5以上の整数であるとしたときに、各々の間の距離があらかじめ定められた値のままに保たれるように、何らの自由度もなしに、物理的に互いに組み合わされているN個の3軸磁力計を有する磁力計網中の各3軸磁力計によって、前記第1および第2の永久磁石の磁界を測定するステップc)(66)と、
− 前記磁力計網中の各3軸磁力計からの測定結果と、前記第1および第2の永久磁石の位置、および前記第1および第2の永久磁石の磁気モーメントの向きとの関係を定式化している、あらかじめ定められた連立方程式を、前記N個の3軸磁力計からの測定結果を用いて解くことによって、前記第1および第2の永久磁石の位置、および前記第1および第2の永久磁石の磁気モーメントの向きを特定するステップd)(70)と、
− ステップd)において特定された、前記第1および第2の永久磁石の位置から、前記第2の永久磁石の位置に対する前記第1の永久磁石の相対的な位置を計算し、および/またはステップd)において特定された、前記第1および第2の永久磁石の磁気モーメントの向きから、前記第2の永久磁石の磁気モーメントの向きに対する前記第1の永久磁石の磁気モーメントの相対的な向きを計算するステップであって、その後に、該計算された相対的な位置、および/または向きを、ステップb)において、前記先端部に及ぼされている圧力を表わす物理量の値として用いるステップe)(72)とを含むことを特徴とする方法。 - ステップb)は、
− 前記先端部に及ぼされている圧力を表わす物理量の値と、あらかじめ定められている接触閾値とを比較するステップ(76)と、
− 前記物理量の値が、前記接触閾値以上である場合には、前記先端部と前記書き込み媒体との接触点の存在が検出され、前記物理量の値が、前記接触閾値未満である場合には、前記先端部と前記書き込み媒体との接触点の存在が検出されないステップ(80)と、
− 前記接触点の存在が検出されたときのみ、前記マークを追跡するために、前記接触点の位置を記憶するように制御するステップ(84)とを含む、請求項9に記載の方法。 - ステップb)は、前記先端部に及ぼされた圧力を表わす物理量の値に基づいて、追跡されたマークの線幅を調整する、または前記先端部に及ぼされた圧力を表わす物理量の値に基づいて、追跡されたマークの明るさまたは透明度を調整するステップ(90)を含んでいる、請求項9または10に記載の方法。
- 電子コンピュータによって実行されたときに、請求項9〜11のいずれか1つに記載の方法のステップd)およびe)の遂行を命じる命令を記憶していることを特徴とする情報記憶媒体(34)。
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