JP2803608B2 - 情報入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータ等の情
報処理装置に対して情報を入力するための情報入力装置
に係わり、詳細には座標の入力や画像の入力を行うため
の情報入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータやワードプロセッサ等の情
報処理装置に対して情報を入力するための情報入力装置
が各種開発されている。情報入力装置は入力する情報の
種類に応じて幾つかの装置に分けることができる。その
うちの１つが座標入力を行うための座標入力装置（ポイ
ンティング・デバイス）である。他の１つが画像入力を
行うための画像入力装置である。

【０００３】図１６は、座標入力装置の一例としてのペ
ン入力装置を示したものである。このペン入力装置は、
静電結合方式で座標の検出を行うためのタブレット１１
を備えている。タブレット１１には、互いに直交する電
極１２_X ，１２_Y がそれぞれ所定の間隔を置いて複数本
配設されている。図で縦方向に配置されたそれぞれの電
極１２_X は、Ｘ方向駆動回路１３_X に接続され、図で横
方向に配置されたそれぞれの電極１２_Y は、Ｙ方向駆動
回路１３_Y に接続されている。Ｘ方向駆動回路１３_X は
各電極１２_X に択一的に走査パルスを印加する。同時に
Ｙ方向駆動回路１３_Y は各電極１２_Y に択一的に走査パ
ルスを印加する。これらの走査パルスを印加するタイミ
ングは、タイミング制御回路１４によって行われるよう
になっている。

【０００４】一方、タブレット１１には入力する座標に
応じて電子ペン１５の先端が配置されるようになってい
る。電子ペン１５はその先端に図示しない電極を配置し
ており、静電容量に応じてこの電極に電荷を誘導させる
ようになっている。誘導された電荷は増幅器１６で検出
され、Ｘ方向差動増幅器１７_X およびＹ方向差動増幅器
１７_Y に供給される。Ｘ方向差動増幅器１７_X とＹ方向
差動増幅器１７_Y はそれぞれ逆方向の入力端子を接地し
ている。これによりＸ方向差動増幅器１７_X はＸ方向の
電荷の変化を検出し、Ｙ方向差動増幅器１７_Y はＹ方向
の電荷の変化を検出するようになっている。それぞれの
検出出力は対応するＸ方向座標決定回路１８_X あるいは
Ｙ方向座標決定回路１８_Y に入力されるようになってい
る。これらの座標決定回路１８_X 、１８_Y にはタイミン
グ制御回路１４から走査パルスの印加タイミングを示す
タイミング信号が供給されるようになっており、これら
のタイミング信号の供給されるタイミングでそれぞれ検
出された電荷の極大となる時点と走査パルスの印加され
る電極１２_X 、１２_Y との関係で、タブレット１１上に
おける電子ペン１５の位置が検出されることになる。検
出結果は、Ｘ座標出力端子１９_X とＹ座標出力端子１９
_Y から出力される。

【０００５】すなわち、このペン入力装置では、互いに
直交する電極１２_X 、１２_Y に走査パルスを順次印加す
る。タブレット１１上の電子ペン１５の先端の配置され
ている位置と、走査パルスの印加された電極１２_X 、１
２_Y との距離が短い程、この電子ペン１５によって検出
される電荷の量の絶対値は大きくなる。したがって、タ
イミング制御回路１４が１周期分の走査を開始した時刻
と、Ｘ方向差動増幅器１７_X とＹ方向差動増幅器１７_Y
の２つの検出出力が周期内で最大となる時間差を例えば
カウントするカウンタをＸ方向座標決定回路１８_X およ
びＹ方向座標決定回路１８_Y に配置しておけば、電子ペ
ン１５による座標入力が可能になる。

【０００６】このようなタブレットを用いたペン入力装
置は、例えば特開平４−４５４８１号公報等の多くの公
報に開示されており、検出原理は必ずしもこれと同一で
はない。例えば特開平４−４５４８１号公報に記載され
た技術では、Ｘ方向およびＹ方向の走査線にシフトパル
スを印加してループ電流を発生させ、パルスの印加タイ
ミングと入力ペンの露出タイミングで入力ペンの接触交
点の座標の検出を行っている。また、特開昭６３−１８
４８２３号公報に記載された技術では、縦方向と横方向
にそれぞれ光ファイバを並設し、一対のイメージセンサ
からなる受光素子を用いて描画ペンの位置を検出するよ
うになっている。

【０００７】更に特開平４−３６９０１６号公報に記載
された技術では、ペン先が発光する入力用ペンを保護用
ガラスに押し付けるようにし、このガラス面での座標が
レンズを介して２次元ＣＣＤセンサによって検出される
ようにしている。また、特開平４−１９５６２４号公報
に記載された技術では、Ｘ方向およびＹ方向に配列され
た透明電極に数百Ｈｚの周波数を順次印加して、電子ペ
ンの先端の容量検出回路で静電容量の変化を検出すると
共に、この検出結果をタブレットと共用の液晶ディスプ
レイに表示するようになっている。更に特開昭６３−２
５７０２０号公報に記載された技術では、原稿上に透明
な振動伝達板からなるタブレットを載置して、振動ペン
で振動をこの振動伝達板に与え、振動伝達板の複数の箇
所に配置されたセンサで振動を検知することによって入
力座標を検出するようにしている。

【０００８】図１７は、画像入力装置の一例としてのハ
ンディスキャナを底から見た図である。このハンディス
キャナは画像の読取面と転接するローラ２１〜２３を備
えている。これらのローラ２１〜２３は、ハンディスキ
ャナを手で持つためのケーシング部２４の下端からわず
かに突出している。幅の短い２つのローラ２１、２２と
これらの共通した中心軸と平行に配置された幅の長い１
つのローラ２３の間には、画像の読取幅のリニアイメー
ジセンサ２５が読取面と近接して配置されている。ロー
ラ２３には、リニアイメージセンサ２５の副走査方向の
移動状態を検知するためのエンコーダ２６が配置されて
いる。図１８は、このハンディスキャナのケーシング部
を外して側面から見た図である。

【０００９】このハンディスキャナは、各ローラ２１〜
２３が原稿の読取面と接触するように配置し、ケーシン
グ部２４を手で持ってリニアイメージセンサ２５の長手
方向と直交する副走査方向にこの読取面を走査（移動）
する。リニアイメージセンサ２５はその長手方向に多数
の読取素子を配置しており、ローラ２１〜２３が副走査
方向の１ピッチに相当する量だけ周方向に移動するたび
にエンコーダ２２がこれを検出し、１ラインずつ主走査
が行われる。これら各ラインごとの読取面の明暗を表し
た画像信号を２次元画像の情報として合成することで、
２次元画像入力を行うことができる。

【００１０】また、従来の手動走査式画像入力装置の保
護手段については、不使用時に底面に傷がつくのを防止
することを目的としている。例えば、特開昭６１−２４
４１６７号公報には、装置の開口を有する底面全体を不
使用時に覆う保護カバーを設けるといった構成が記載さ
れている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したようにペ
ン入力装置や画像入力装置はそれぞれ独立した入力装置
として開発されている。ところが情報処理装置側ではそ
の機能が高度になると共に各種の形態の入力が行われる
ようになってきている。また、操作する画面の分割表示
等によって、これらの入力を短時間で切り替える必要性
も高まっている。ところが、座標の入力と画像の入力は
別々の装置で行う必要があるため、これら双方の使用が
要求される場合には机上に２つの装置を一緒に配置する
必要があり、配置スペースが問題となった。また、これ
らの装置を交互に持ち替えるか置き換える必要があり、
操作上でも無駄な作業を必要とした。

【００１２】更に、図１７および図１８で示したような
従来のハンディスキャナは、副走査方向の移動量を検出
するためのエンコーダや、ハンディスキャナ自体を所定
の方向に安定して移動させるためのループをリニアイメ
ージセンサの周辺に複数個配置した構造となっている。
このため、ハンディスキャナの幅（副走査方向の長さ）
を短くすることができず、入力中の行あるいはラインを
含んだかなりの幅の読取領域がこのハンディスキャナ自
身によって隠れてしまう。したがって、操作者は読取箇
所を正確に把握することができず、使い勝手が良くない
という問題がある。

【００１３】更にハンディスキャナのエンコーダから得
られるデータは、読取面に対する絶対座標ではなく、回
転量あるいは移動量といった相対座標に過ぎない。この
ため、ハンディスキャナが読み取りの途中で一度でも読
取面から離れると、次に読み取る箇所との画像の継ぎ目
を合わせる作業が必要となってしまう。この意味から
も、ハンディスキャナの幅が広いことは画像の継ぎ目を
合わせる作業を極めて困難なものとしてしまう。

【００１４】従来の手動副走査型読取装置では、その使
用目的が画像入力に限られている。そのためペンとして
用いる時、そのサイズ、形状は適さず、ペンとして用い
ようとしても握れない。また携帯装置には適用が難し
い。

【００１５】そこで本発明の目的は、ペン入力装置と画
像入力装置を１つの入力装置として構成した情報入力装
置を提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、原稿の読取面に対し
て絶対座標で画像の入力を行うことのできる情報入力装
置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）タブレットと、（ロ）このタブレットからそ
の面上の各位置を特定させるための物理的変化を発生さ
せるためのタブレット駆動手段と、（ハ）このタブレッ
ト上に載置された原稿の読み取りを行うイメージセンサ
と、（ニ）このイメージセンサの両端部近傍に配置され
原稿が読み取られるのと平行してタブレットが発生する
物理的変化を解析してこのタブレットに対するイメージ
センサの位置を検出する位置検出手段とを情報入力装置
に具備させる。

【００１８】すなわち請求項１記載の発明では、タブレ
ット上に載置された原稿の読み取りをイメージセンサで
行うと共に、イメージセンサのその時々の位置を位置検
出手段で特定することで、原稿の読取面に対して絶対座
標で画像の入力を行うことができるようにしている。

【００１９】請求項２記載の発明では、（イ）タブレッ
トと、（ロ）このタブレットからその面上の各位置を特
定させるための物理的変化を発生させるためのタブレッ
ト駆動手段と、（ハ）このタブレット上に載置された原
稿の読み取りを行うイメージセンサと、（ニ）このイメ
ージセンサの両端部近傍に配置され原稿が読み取られる
のと平行してタブレットが発生する物理的変化を解析し
てこのタブレットに対するイメージセンサの位置を検出
する画像読取用位置検出手段と、（ホ）この画像読取用
位置検出手段とは同一筐体内に別に配置されたペン先状
のものであってタブレット上に配置されるとき物理的変
化を解析してその位置を検出する座標入力用位置検出手
段とを情報入力装置に具備させる。

【００２０】すなわち請求項２記載の発明では、タブレ
ット上に載置された原稿の読み取りをイメージセンサで
行うと共に、イメージセンサのその時々の位置を画像読
取用位置検出手段で検出する。また、ペン先状の座標入
力用位置検出手段をこれとは別に用意し、タブレット上
で指示した座標を入力できるようにした。

【００２１】請求項３記載の発明では、（イ）ペンの形
状をした装置ケーシング部と、（ロ）この装置ケーシン
グ部のペン先部分に配置された座標入力用位置検出手段
と、（ハ）装置ケーシング部内部に軸方向に配置された
リニアイメージセンサと、（ニ）この装置ケーシング部
の内部であってリニアイメージセンサの両端近傍にそれ
ぞれ配置された画像読取用位置検出手段とを請求項２記
載の情報入力装置に具備させ、ペンの形をした装置が座
標の入力と画像の入力の双方を行うことができるように
し、使い勝手を良くした。

【００２２】請求項４記載の発明では、イメージセンサ
は透明絶縁基板上に受光素子を所定の間隔で複数一列に
配置してなり、受光素子の配置されていない側からそれ
ぞれ波長の異なる光を時間を異にして照射させ、受光素
子同士の隙間からその光を原稿に光ファイバ等の手段で
導くと共に、原稿からの反射光をこれら受光素子に導い
て画像の読み取りを行わせることを特徴としている。こ
れにより、光学系が単純化し、装置のサイズをコンパク
トにすることができる。

【００２３】請求項５記載の発明では、（イ）装置ケー
シング部に配置され、座標入力のために手で握ったとき
にこれが接触できる位置にあり、画像入力用に手でもっ
たときこれが接触しないような位置に配置されたスイッ
チと、（ロ）スイッチが作動したときとしないときとで
座標入力用位置検出手段と画像読取用位置検出手段のい
ずれか一方を選択して兼用の信号処理手段に接続する切
替手段とを請求項２記載の情報入力装置に具備させてい
る。これにより、信号処理手段の共用が可能になると共
に、使用していない位置検出手段が出力する信号がカッ
トされるので、座標の検出を信頼性よく行うことができ
るという利点が生じる。

【００２４】請求項６から９の発明では、一つの装置が
ペンとしても、スキャナとしても使用できるように、そ
の保護手段として、ペンのようなカーブを持つ保護カバ
ーを取り付ける。そのカバーは、スライド式に取り外
せ、カバーにはペン入力用のペンとしての機能を含んで
もよい。または蝶番状の物を用いた開閉式とし、ふた側
にローラを備える。または回転式で開閉し、本体と一体
型である。または、筒上のケースで、読み取り面のある
部分の筐体全体を覆うことを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下実施の形態につき本発明を詳
細に説明する。

【００２６】第１の実施の形態 図１は本発明の第１の実施例における情報入力装置の全
体的な構成を表したものであり、座標の入力が行われる
様子を表したものである。本実施例の情報入力装置は、
ペン入力タブレット３１と、これにケーブル３２によっ
て接続されたペン型入力装置３３によって構成されてい
る。この図に示したようにペン型入力装置３３を通常の
ペンのように操作者が手３４で握って操作すると、ペン
先がペン入力タブレット３１に触れた位置の座標が入力
されることになる。

【００２７】図２は、本実施例の情報入力装置で画像の
入力が行われる様子を表したものである。ペン入力タブ
レット３１の上には原稿３６が載置されており、好まし
くはその位置が動かないように接着剤を塗布したテープ
等によって固定されている。ペン型入力装置３３は横に
寝せられており、その向きは主走査方向に設定されてい
る。操作者が手３４でこれを主走査方向と直交する副走
査方向３８に移動させると内蔵のこの図に示していない
リニアイメージセンサが原稿３６の画像を１ラインずつ
読み取っていくようになっている。ペン型入力装置３３
の画像読取部の長さは、原稿３６の読取領域の幅よりも
短くてよく、この場合、操作者は床を雑巾で拭く場合の
ように読み取る領域を多少重複させながら画像の読み取
りを副走査方向に複数回繰り返せばよい。

【００２８】図３は、ペン型入力装置の概略構成を表し
たものである。なお、図１および図２に示したペン入力
タブレット３１は基本的には図１６に示したように従来
から提案されているタブレットをそのまま使用すること
ができるので、その詳しい説明は省略する。

【００２９】ペン型入力装置３３は、全体的にペンの形
状をした透明なガラス製あるいは樹脂製の中空な装置ケ
ーシング部４１を有しており、その先端のペン先に相当
する部分にはペン先電極４２が植設されている。ペン先
電極４２は、ペン入力タブレット３１上での座標の検出
を行うためのものである。装置ケーシング部４１を操作
者が握った状態で人指し指の先端が位置する付近には、
スイッチ４３が配置されている。スイッチ４３を指でさ
わった状態では、装置ケーシング部４１の内部に配置さ
れた切替回路４４がこの状態を検出し、ペン先電極４２
と第１の信号検出回路４５の入力側とを接続するように
なっている。

【００３０】図４は、装置ケーシング部の中央近傍をそ
の長手方向と直角に切断したときの端面を表したもので
ある。このような装置ケーシング部４１は直径１cm程度
の円筒の対応する２つの円弧部分を平らに変形して第１
および第２の平板部４１₁ 、４１₂ としたような端面形
状となっている。第２の平板部４１₂ には、画像の読み
取りのための読取窓５２が軸方向に所定の読取幅にわた
って開けられている。図４に示した本実施例の装置ケー
シング部４１では、第１の平板部４１₁ の先端近傍にス
イッチ４３が配置されている。

【００３１】スイッチ４３の配置された第１の平板部４
１₁ と反対側の第２の平板部４１₂の内側には、図３に
示すように第１の副走査位置検出用電極４７が配置され
ており、スイッチ４３が指で触られていない状態では切
替回路４４が第１の副走査位置検出用電極４７と第１の
信号検出回路４５の入力側とを接続するようになってい
る。ケーブル３２の接続された装置ケーシング部４１の
後端部近傍で同じく第２の平板部４１₂ （図４参照）に
は、第２の副走査位置検出用電極４８が配置されてい
る。第２の副走査位置検出用電極４８の出力は、第２の
信号検出回路４９の入力側に接続されている。第１およ
び第２の副走査位置検出用電極４７、４８は画像の読取
時に図１および図２に示したペン入力タブレット３１上
での副走査位置をそれぞれ検出するようになっている。
これらはペン先電極４２と原理的には同一の検出用電極
となっている。装置ケーシング部４１内部における第１
および第２の副走査位置検出用電極４７、４８に挟まれ
た領域には、リニアイメージセンサ部５１が配置されて
いる。ケーブル３２は、このリニアイメージセンサ部５
１の信号線と第１および第２の信号検出回路４５、４９
の信号線から構成されている。

【００３２】図５は、リニアイメージセンサ部の構成を
図解したものである。リニアイメージセンサ部５１は、
光源部５３を有している。光源部５３には、所定の間隔
を置いて平行に配列されたＲ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤ（発
光ダイオード）光源列５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂと、これ
らとそれぞれ対向して配置され、これらからそれぞれ出
射される３色の光線を集光してほぼ平行な光線とするた
めの第１の集光レンズ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂとから構
成されている。光源部５３の下には集光部５６、受光部
５７、ファイバ収束部５８および保護層５９がこの順序
に積み重ねられている。保護層５９は図４に示した第２
の平板部４１₂ の読取窓５２の箇所に配置されており、
画像の読み取りはこの保護層５９を介して直接行われる
ようになっている。

【００３３】集光部５６には、光源部５３の第１の集光
レンズ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂと対向して第２の集光レ
ンズ６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂが配置されている。これら
の集光レンズ６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂは、受光部５７を
構成する透明絶縁基板の底部に形成された受光素子アレ
イ６３の隙間を通過して、ファイバ収束部５８に入射す
るようになっている。ファイバ収束部５８は光ファイバ
６４を複数本の幅で受光素子アレイ６３の列方向（ｙ軸
方向）に受光素子アレイ６３の長さだけ配置したもの
で、受光素子アレイ６３の隙間を通過した光線を保護層
５９を介して原稿の読取面に導くと共に、その反射光を
光ファイバ６４を介して受光素子アレイ６３に入射させ
るようになっている。

【００３４】図６は、図５に示したｘ−ｚ平面でリニア
イメージセンサ部の要部を原稿の読取面との関係で表し
たものである。受光部５７を構成する透明絶縁基板７１
の底部には、所定の間隔を置いて櫛歯状に所定幅の遮光
層７２が配置されており、その下には受光素子７３が１
つずつ形成されている。透明絶縁基板７１の底部には、
これら遮光層７２および受光素子７３を保護するように
これらを覆う形で透明な保護層７４が形成されており、
これらが全体として受光素子アレイ６３を形成してい
る。したがって、受光部５７はその保護層７４を介して
ファイバ収束部５８の光ファイバ６４と結合され、ファ
イバ収束部５８は保護層５９を介して原稿３６の読取面
とほぼ密着することになる。

【００３５】図５の光源部５３から送られてきた光線７
６は、透明絶縁基板７１に入射する。そして遮光層７２
を透過したものが受光素子７３に直接入射することなく
光ファイバ６４の上端部に入射し、そのまま全反射を繰
り返しながらｚ方向に下降して原稿３６の読取面に到達
する。原稿３６の反射光は、保護層５９から光ファイバ
６４の下端部に入射し、そのまま全反射を繰り返しなが
らｚ方向に上昇して上端部から保護層７４に入射し、受
光素子７３に到達する。このようにして原稿３６の読取
面の濃淡が検出されることになる。

【００３６】なお、図５および図６に示したリニアイメ
ージセンサのｚ軸方向の長さは、ファイバ収束部５８と
受光部５７がそれぞれ約１mmであり、光源部５３と集光
部５６の合わせた長さが２〜４mm程度である。したがっ
て、全体としてのｚ軸方向の長さは４〜６mm程度であ
り、図４に示した直径１cm程度の装置ケーシング部４１
の内部に十分収容することができる。

【００３７】以上のような構成の情報入力装置の入力動
作を図１、図２および図３と共に説明する。座標の入力
時には、図１に示したようにペン型入力装置３３を手３
４で通常のペンのように持ち、ペン入力タブレット３１
にペン先電極４２を接触させながら移動させる。このと
き、操作者は人指し指等でスイッチ４３に触れておく。
これにより、ペン先電極４２からの信号が第１の信号検
出回路４５に入力される。

【００３８】一方、ペン入力タブレット３１には、すで
に従来技術として図１６で説明したようにＸ方向および
Ｙ方向にそれぞれ所定間隔で複数本の電極が配置されて
おり、これらに所定のタイミングで走査パルスが印加さ
れている。したがって、ペン先電極４２に誘導される電
荷によって、第１の信号検出回路４５でまずＸ軸方向と
Ｙ軸方向の電荷の変化に分離して検出され、回路内部の
Ｘ方向座標決定回路およびＹ方向座標決定回路によって
ペン先電極４２の接触位置におけるＸ、Ｙ座標が決定さ
れる。したがって、第１の信号検出回路４５で決定され
た座標データがケーブル３２を経て前記した情報処理装
置に入力されることになる。ペン先電極４２をペン入力
タブレット３１上で動かせば、そのときの軌跡の座標デ
ータが同様にしてケーブル３２を介して情報処理装置に
入力される。

【００３９】次に、この情報入力装置を使用して画像の
読み取りを行うための操作を説明する。画像入力時に操
作者はペン型入力装置３３の中央付近を手３４で持ち、
図２に示すようにペン入力タブレット３１上に載置され
た原稿３６に第２の平板部４１₂ を密着させながら所定
方向（副走査方向）に移動させる。このとき、スイッチ
４３は手３４で触れられていない。切替回路４４はこの
状態で第１の副走査位置検出用電極４７を選択してい
る。したがって、第１の信号検出回路４５は誘導される
電荷によって第１の副走査位置検出用電極４７の位置す
るＸ、Ｙ座標を決定し、その座標データを前記した情報
処理装置に送出する。また、第２の信号検出回路４９は
誘導される電荷によって第２の副走査位置検出用電極４
８の位置するＸ、Ｙ座標を決定し、その座標データを前
記した情報処理装置に送出する。また、受光素子７３の
列からなるリニアイメージセンサ部５１から得られる画
像信号は同様にケーブル３２を介して情報処理装置に入
力される。

【００４０】このように、情報処理装置はリニアイメー
ジセンサ部５１の両端の絶対座標からなる座標データと
共に各走査ラインの画像信号を得ることになる。この状
態で光源部５３のＲ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤ光源列５４
Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂが順に発光を繰り返す。したがっ
て、３色に分解された画像の読取結果がリニアイメージ
センサ部５１から得られることになり、原稿３６のカラ
ー情報の読み取りが行われる。しかも、原稿３６のどの
位置を読み取っているかは、リニアイメージセンサ部５
１の両端の絶対座標から判断できるので、ペン型入力装
置３３の操作中に仮にこれが原稿３６から離れるような
ことがあっても、再度これを原稿３６上で走査すること
によって前後の２つの画像領域の位置合わせを容易に行
うことができる。また、リニアイメージセンサ部５１の
読取幅が原稿３６の幅に比べて短い場合にも、原稿３６
の読み取られる領域を幅方向に複数に分割してそれぞれ
の領域を読み取るようにすれば、絶対座標との照合によ
ってこれらの画像領域の位置合わせも容易に行うことが
できる。

【００４１】以上説明した実施の形態では装置ケーシン
グ部４１の断面を、図４に示したように円弧と直線の組
合わされた形状のものとしたが、これ以外にも例えば６
角柱、４角柱、３角柱のような多角柱となっていてもよ
い。

【００４２】図７は、第１の実施の形態の変形例として
装置ケーシング部の断面を９角形としたペン入力タブレ
ットの内部構成を表したものである。この変形例では、
装置ケーシング部４１が８つの面を受持ち、他の１面を
ファイバ収束部５８の保護層５９が構成している。した
がって、保護層５９は原稿と直接接触して画像の読み取
りを行うことになる。この変形例の光源部５３の上面に
は光線を拡散するための拡散板８１が取り付けられてお
り、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤ光源列５４Ｒ、５４Ｇ、５
４Ｂは時間を異にしてそれぞれ発光する光線が吸収され
た後、集光され原稿上に到達するようになっている。

【００４３】第２の実施の形態 ところで第１の実施の形態では、情報入力装置の座標検
出についてペン入力タブレット３１とペン先電極４２等
の電極の間の静電容量結合を利用することにした。これ
以外にも、先行技術として示したように各種方式を用い
て座標の検出を行うことができる。例えば、電磁誘導を
利用する方式や、超音波や光、音を利用する方式を代表
例として挙げることができる。

【００４４】図８は、本発明の第２の実施の形態として
電磁授受方式の情報入力装置の原理的な構成を表したも
のである。この第２の実施の形態でペン型入力装置９１
は、共振回路９２とリニアイメージセンサ５１とから構
成されている。ペン入力タブレット９４の面には、所定
間隔で配置されたループ状のコイル９５がＸ軸方向に配
置されている。これらのコイル９５の一端は共通して接
地され、他端はそれぞれ第１の切替回路９６の各接点と
なっており、第１の接片９７によって順に所定の周期で
繰り返し選択されるようになっている。第１の接片９７
は第２の切替回路９８の第２の接片９９と接続されてい
る。第２の接片９９は、高周波発生器１０１側の接点と
信号検出回路１０２側の接点とを第１の切替回路９６の
１つの接点が選択されている間に１回ずつ切り替えるよ
うになっている。なお、ペン入力タブレット９４の面に
は、これらのコイル９５と直交するようにＹ軸方向にコ
イルの列が配置されており、同様な構成の切替回路と接
続されているが、図が煩雑となるのでこれらの図示は省
略する。

【００４５】第２の実施の形態におけるこのような構成
の情報入力装置では、第１の切替回路９６の接片９７が
あるコイル９５の接点に接続された状態で、まず高周波
発生器１０１からこのコイル９５に高周波が供給され、
電磁波が発生する。ペン型入力装置９１の共振回路９２
はこれを電磁エネルギとして一時的に蓄える。次のタイ
ミングで第２の接片９９が信号検出回路１０２側の接点
と切り替わると、共振回路９２に蓄えられた電磁エネル
ギが信号検出回路１０２によって検出される。同様にし
て第１の切替回路９６の接片９７がそれぞれのコイル９
５の接点に順に接続されるたびに、ペン型入力装置９１
の共振回路９２の蓄えた電磁エネルギが信号検出回路１
０２によって検出されることになる。

【００４６】信号検出回路１０２の検出結果は、図示し
ないＸ座標決定回路１０４に送られる。Ｘ座標決定回路
１０４はそれぞれのコイル９５についての検出結果を比
較して電磁エネルギの最大を検出したコイル９５をペン
型入力装置９１の示すＸ座標と決定する。図示しないＹ
座標決定回路も同様にしてペン型入力装置９１の示すＹ
座標を決定することになる。なお、このような電磁エネ
ルギの最大値を検出する方法以外に、複数のコイル９５
のアナログ信号を基にして重心計算を行ってペン型入力
装置９１の示す座標を検出することも可能である。この
ように重心計算を行うことで、コイル９５のピッチ以上
の分解能で座標の検出が可能になる。

【００４７】第３の実施の形態 図９は、本発明の第３の実施の形態におけるペン型入力
装置の構造を示したものである。図６と同一部分には同
一の符号を示しており、これらの説明を適宜省略する。
本実施例のペン型入力装置１１１は底面が開放された装
置ケーシング部１１２の内部に、第１の実施例のファイ
バ収束部５８を配置している。ファイバ収束部５８の下
面には光ファイバ６４の下端部を除いて遮光層１１４が
覆っており、光ファイバ６４の下端部および遮光層１１
４を保護層１１５が覆っている。遮光層１１４は原稿３
６以外の箇所からの光の入射を阻止するためのものであ
る。

【００４８】ファイバ収束部５８の上面における光ファ
イバ６４の上端部が配置されている位置を境として図で
右側には、遮光層１１４が形成されており、左側には回
路導体層１１６が配置されている。回路導体層１１６は
光ファイバ６４の上端部が配置されている位置の中程ま
で延長しており、その端部には接続部品１１７を介して
ＣＣＤ等の結晶Ｓｉイメージセンサ１１８が配置されて
いる。結晶Ｓｉイメージセンサ１１８の底部にはその側
端部から所定の距離を置いて受光素子１１９が配置され
ている。受光素子１１９は、光ファイバ６４の上端部と
対向しており、ここから入射した光線の検出を行うよう
になっている。光ファイバ６４の上端部と受光素子１１
９の間には透明な保護層１２１が設けられている。ま
た、受光素子１１９の斜め上方には第１の実施の形態で
説明したと同じ光源部５３が設けられており、Ｒ、Ｇ、
Ｂ３色の発光を交互に行うようになっている。

【００４９】このような構成のペン型入力装置１１１で
は、光源部５３から出力された光線が保護層１２１を介
して光ファイバ６４の上端部に入力する。入力した光線
は、光ファイバ６４内を全反射をしながら下降し、原稿
３６の読取面に到達する。原稿３６の読取面から反射さ
れた光線は、光ファイバ６４の下端から入射し、全反射
をしながら上昇して光ファイバ６４の上端部から受光素
子１１９に入射するようになっている。すなわちこの第
２の実施の形態のペン型入力装置１１１では、第１の実
施の形態の場合と異なり、受光素子１１９の配置された
結晶Ｓｉイメージセンサ１１８側が透明でないことを前
提としており、この場合にも原稿３６の走査が行われ、
その明暗を表した画像信号が得られることになる。

【００５０】なお、実施の形態および変形例では３色の
ＬＥＤを使用する場合を例示したが、これに限られるも
のではなく、例えば冷陰極管等の白色光源を使用し、受
光素子を３列設けて、これらを色分解用のカラーフィル
タで覆うことにより、カラー画像の読み取りを行うよう
にしてもよい。また装置によってはこのようにカラー画
像を読み取る必要はなく、２色あるいは単色の読み取り
を行うことも可能である。単色で画像の読み取りを行う
場合には、ＬＥＤ等の光源は１色用のものでよく、色分
解用のカラーフィルタも必要としないことは当然であ
る。

【００５１】図１０は本発明の第４の実施の形態を示す
斜視図である。カーブを持つ保護カバー２０６が、本体
筐体２０１に取り付けられる。本体には、溝２３０が設
けてあり、カバーにはそれに対応する凸状のガイドレー
ルが設けてあり、これをかみ合わせ、Ａ方向、またはそ
の逆方向にスライドさせ、カバーの脱着を行う。図１５
は本体断面を示す断面図である。内部には、ロッド状Ｌ
ＥＤ光源２０２〜２０４、ガラス基板上に形成した駆動
回路一体型イメージセンサ２０８、回路基板２１２、フ
ァイバアレイプレート２０７、ローラ２０５、エンコー
ダ（図示せず）があり、これが画像入力部を構成してい
る。ローラの回転を検出するエンコーダを本体に内蔵し
ており、これを用いて画像入力時の位置検出を行うた
め、タブレットは不要である。この構成で幅１６mm、高
さ１６mm、長さ２００mmの情報入力装置を作成すること
ができ、原稿入力およびペンとして使用することができ
た。図１１に図１０の実施の形態の変形例を示す。スラ
イド式カバー２０６の端部に、ペン先を取り付けたもの
である。ペン入力用のペンの最も簡単な構成は、単なる
突起物でよく、そのため、スライドカバー２０６の先端
に取り付けることは容易である。このスライド式カバー
を取り付けた時の固定方法は、例えば、カバーを最後ま
ではめると、突起２３１が本体にぶつかり、それ以上奥
へは行かないことと、溝とガイドレールとの摩擦によっ
て行われる。ペン構造がない場合も、同様の突起物と、
摩擦力で固定する。

【００５２】ユーザは、画像取り込みを行う際だけ、こ
のスライドカバー２０６をはずし、読み取り面を原稿に
密着させ手動副走査を行う。画像取り込みを行わないと
きは、スライド式カバー２０６を取り付けた状態で保管
したり、携帯したりする。またペン入力デバイスのペン
として使用することも可能である。

【００５３】図１２は本発明の第５の実施の形態を示す
断面図である。図１２（Ａ）は、原稿読み込み時、図１
２（Ｂ）は非読み込み時の様子を示している。円柱状の
本体筐体２０１が、蝶番２１０によって開閉する構造で
ある。ストッパー２１１は開く角度を決めるものであ
る。図１５で示した、画像入力部の構成要素のうち、ロ
ーラ２０５はその他の要素が取り付けられている側と違
う側に取り付けられる。こうすることにより、未使用
時、ふたを閉めた状態では、ローラ２０５がファイバア
レイプレート面より内部に吸収され、コンパクトにな
る。

【００５４】ユーザは、画像取り込みを行う際だけ、開
閉カバー２５０を開き、読み取り面とローラ２０５を原
稿２５１に密着させ手動副走査を行う。光ファイバアレ
イ部とローラとの距離が長くとれるため、手動走査時の
安定性が増す。画像取り込みを行わないときは、閉じた
状態で保管したり、携帯したりする。またペン入力デバ
イスのペンとして使用することも可能である。

【００５５】図１３は本発明の第６の実施の形態を示す
斜視図（一部断面図）である。筐体内部の構成は図１５
と同じである。この実施例では、筐体の側壁に沿って回
転できる回転式のカバー２２１を備える。

【００５６】図１４は本発明の第７の実施の形態を示す
透視図および平面図である。本情報入力装置は本体筐体
２０１と、それを覆う筒状のケース２４３から成り、そ
のケースの先にはペン入力用ペン先２０９が備えられて
いる。本体筐体２０１には突起２４４が設けられ、ケー
ス２４３にはこれと係合する溝が設けられ、突起と溝が
近づくと、突起は内側に、ケースは外側に弾性変形し、
突起が溝に達すると、弾性変形力で係合し固定される。

【００５７】ペンとして使用するときや、保管、携帯の
際にはケース２４３をはめた状態であり、原稿を読み取
る際は、ケースから抜き出し使用する。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、タブレット上に載置された原稿の読み取りを
イメージセンサで行うと共に、イメージセンサのその時
々の位置を位置検出手段で特定することにしたので、原
稿の読取面に対して絶対座標で画像の入力を行うことが
できる。すなわち、イメージセンサを途中で原稿面から
離したような場合にも再度読み取る際に読取位置の座標
が特定されるので、読取位置を簡単に整合させることが
できる。また、イメージセンサの幅が短いような場合で
も、同様に絶対座標を用いて画像の入力を行うことがで
きるので、原稿を分割して読み取ることで全体の画像を
容易に再現することができるという効果がある。

【００５９】また、請求項２記載の発明では、タブレッ
ト上に載置された原稿の読み取りをイメージセンサで行
うと共に、イメージセンサのその時々の位置を画像読取
用位置検出手段で検出し、また、ペン先状の座標入力用
位置検出手段を同一筐体内にこれとは別に用意し、タブ
レット上で指示した座標を入力できるようにした。した
がって、１つの入力装置が座標の入力と画像の入力の双
方を行うことができる。このため、これら２種類の入力
を平行して行う際に装置を取り替えて使用する必要がな
く、作業が効率化するばかりでなく、入力装置の配置ス
ペースも小さくなるという利点がある。

【００６０】更に請求項３記載の発明では、ペンの形を
した装置が座標の入力と画像の入力の双方を行うことが
できるようにしたので、入力装置の使い勝手を更に良く
することができる。

【００６１】また、請求項４記載の発明では、イメージ
センサは透明絶縁基板上に受光素子を所定の間隔で複数
一列に配置したものなので、受光素子の配置の隙間から
光線を入射させ、これを原稿に導くと共に原稿からの反
射光を受光素子で検出させることができ、光学系を単純
化し、装置のサイズをコンパクトにすることができる。

【００６２】更に請求項５記載の発明では、スイッチが
装置ケーシング部における座標入力のために手で握った
ときにこれが接触できる位置にあると共に、画像入力用
に手でもったときこれが接触しないような位置にあるの
で、操作者がこの入力の形態に応じてスイッチの切り替
えを簡単かつ確実に行うことができる。また、このスイ
ッチが座標入力用位置検出手段と画像読取用位置検出手
段の検出出力を切り替えることとしているので、信号処
理手段の共用が可能になると共に、使用していない位置
検出手段が出力する信号がカットされるので、座標の検
出を信頼性よく行うことができるという利点も生じる。

【００６３】請求項６から９記載の発明では、握りやす
い形状の読み取り面保護手段を持つため、小型で、ペン
として握ったとき指への負担が少なく疲れにくく、傷、
ゴミ、汚れに対し強い構造となる。これにより初めて一
つの装置で、ペンとスキャナの実現が可能となる。さら
に、ローラは、安定性、直進性を保つためむやみに細く
できないので、請求項７記載のように、ローラを他の構
成要素と別の部分に取り付けることにより、小型でかつ
安定性が良い装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の情報入力装置で座
標の入力が行われる際の操作の状況を表した斜視図であ
る。

【図２】第１の実施の形態の情報入力装置で画像の入力
が行われる様子を表した斜視図である。

【図３】第１の実施の形態のペン型入力装置の概略構成
を表した概略構成図である。

【図４】第１の実施の形態の装置ケーシング部の中央近
傍をその長手方向と直角に切断したときの端面を表した
端面図である。

【図５】第１の実施の形態のリニアイメージセンサ部の
構成を図解した斜視図である。

【図６】図５に示したｘ−ｚ平面でリニアイメージセン
サ部の要部を原稿の読取面との関係で表した断面図であ
る。

【図７】第１の実施の形態の変形例として装置ケーシン
グ部の断面を９角形としたペン入力タブレットの内部を
一部切り欠いて表した斜視図である。

【図８】画像の第２の実施の形態として電磁授受方式の
情報入力装置の原理的な構成を表した説明図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態におけるペン型入力
装置の構造を示した断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態におけるスライド
式カバーの構造を示した斜視図である。

【図１１】図１２の実施の形態の変形例として、スライ
ド式カバーにペン先を搭載した様子を表した斜視図であ
る。

【図１２】本発明の第５の実施の形態として開閉式カバ
ーの構造を示した断面図である。

【図１３】本発明の第６の実施の形態として回転式カバ
ーの構造を示した斜視図である。

【図１４】（Ａ）本発明の第７の実施の形態のペン先部
からの透視図、（Ｂ）本発明の第７の実施の形態の平面
図である。

【図１５】第１の実施の形態の変形例としてタブレット
不要のペン型情報入力装置の構造を示す断面図である。

【図１６】座標入力装置の一例としての従来のペン入力
装置を示した説明図である。

【図１７】従来の画像入力装置の一例としてのハンディ
スキャナの底面図である。

【図１８】図１１に示したハンディスキャナの内部を示
した側面図である。

【符号の説明】

３１、９４ ペン入力タブレット ３２ ケーブル ３３、９１、１１１ ペン型入力装置 ３６ 原稿 ４１ 装置ケーシング部 ４２ ペン先電極 ４３ スイッチ ４５ 第１の信号検出回路 ４７ 第１の副走査位置検出用電極 ４８ 第１の副走査位置検出用電極 ４９ 第２の信号検出回路 ５１ リニアイメージセンサ部 ５３ 光源部 ５６ 集光部 ５７ 受光部 ５８ ファイバ収束部 ５９ 保護層 ６３ 受光素子アレイ ６４ 光ファイバ ７２ 遮光層 ７３ 受光素子 ９２ 共振回路 ９５ コイル ９６ 第１の切替回路 ９８ 第２の切替回路 １０１ 高周波発生器 １０２ 信号検出回路 １０４ Ｘ座標決定回路 ２０１ 筐体 ２０２ 発光素子基板 ２０３ 発光素子 ２０４ ロッドレンズ ２０５ ローラ ２０６ スライド式カバー ２０７ 光ファイバアレイプレート ２０８ リニアイメージセンサ ２０９ ペン先 ２１０ 蝶番 ２１１ ストッパー ２１２ プリント基板 ２２１ 回転式カバー ２３０ 溝 ２３１ 突起 ２４０、２４１ ギア ２４２ エンコーダ ２４３ ケース ２４４ 突起 ２５０ 開閉カバー ２５１ 原稿

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 1/107 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ａ (56)参考文献 特開 平２−141819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−51391（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−35568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−68466（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−67862（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−76982（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−13535（ＪＰ，Ｕ)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タブレットと、 このタブレットからその面上の各位置を特定させるため
   の物理的変化を発生させるためのタブレット駆動手段
   と、 このタブレット上に載置された原稿の読み取りを行うイ
   メージセンサと、 このイメージセンサの両端部近傍に配置され原稿が読み
   取られるのと平行して前記タブレットが発生する物理的
   変化を解析してこのタブレットに対するイメージセンサ
   の位置を検出する位置検出手段とを具備することを特徴
   とする情報入力装置。
2. 【請求項２】タブレットと、 このタブレットからその面上の各位置を特定させるため
   の物理的変化を発生させるためのタブレット駆動手段
   と、 このタブレット上に載置された原稿の読み取りを行うイ
   メージセンサと、 このイメージセンサの両端部近傍に配置され原稿が読み
   取られるのと平行して前記タブレットが発生する物理的
   変化を解析してこのタブレットに対するイメージセンサ
   の位置を検出する画像読取用位置検出手段と、 この画像読取用位置検出手段とは同一筐体内に別に配置
   されたペン先状のものであって前記タブレット上に配置
   されるとき前記物理的変化を解析してその位置を検出す
   る座標入力用位置検出手段とを具備することを特徴とす
   る情報入力装置。
3. 【請求項３】ペンの形状をした装置ケーシング部と、 この装置ケーシング部のペン先部分に配置された前記座
   標入力用位置検出手段と、 前記装置ケーシング部内部に軸方向に配置されたリニア
   イメージセンサと、 この装置ケーシング部の内部であってリニアイメージセ
   ンサの両端近傍にそれぞれ配置された画像読取用位置検
   出手段とを具備することを特徴とする請求項２記載の情
   報入力装置。
4. 【請求項４】前記イメージセンサは透明絶縁基板上に受
   光素子を所定の間隔で複数一列に配置してなり、受光素
   子の配置されていない側からそれぞれ波長の異なる光を
   時間を異にして照射させ、受光素子同士の隙間からその
   光を原稿に導くと共に、原稿からの反射光をこれら受光
   素子に導いて画像の読み取りを行わせることを特徴とす
   る請求項１または２記載の情報入力装置。
5. 【請求項５】装置ケーシング部に配置され、座標入力の
   ために手で握ったときにこれが接触できる位置にあり、
   画像入力用に手でもったときこれが接触しないような位
   置に配置されたスイッチと、 前記スイッチが作動したときとしないときとで座標入力
   用位置検出手段と画像読取用位置検出手段のいずれか一
   方を選択して兼用の信号処理手段に接続する切替手段と
   を具備することを特徴とする請求項２記載の情報入力装
   置。
6. 【請求項６】ペンの形状をした装置ケーシングと、前記
   装置ケーシング部に軸方向に配置されたリニアイメージ
   センサと、前記ケーシング読み取り面にスライド式カバ
   ーを備えたことを特徴とする情報入力装置。
7. 【請求項７】ペンの形状をした装置ケーシングと、前記
   装置ケーシング部に軸方向に配置されたリニアイメージ
   センサと、前記ケーシング読み取り面に開閉式カバーを
   備え、前記カバーにローラを備えたことを特徴とする情
   報入力装置。
8. 【請求項８】ペンの形状をした装置ケーシングと、前記
   装置ケーシング部に軸方向に配置されたリニアイメージ
   センサと、読み取り面を覆う回転式カバーを備えたこと
   を特徴とする情報入力装置。
9. 【請求項９】ペンの形状をした装置ケーシングと、前記
   装置ケーシング部に軸方向に配置されたリニアイメージ
   センサと、前記ケーシングを覆う、筒状のケースを備え
   たことを特徴とする情報入力装置。
10. 【請求項１０】 ペンの形状をした装置ケーシング部と、
    この装置ケーシング部のペン先部分に配置された、タブ
    レットに対し物理的変化を生じさせるペン先と、 前記装置ケーシング内部に、ペン軸方向に配置されたリ
    ニアイメージセンサと、イメージセンサと原稿との移動
    量を検出する検出手段とを備え、ペンとしての機能と、
    画像入力装置としての機能を兼ね備えることを特徴とす
    る情報入力装置。