JP4937341B2 - 表現ペン - Google Patents

Description

本発明は、ユーザの気持ちを検出し、表現するように構成される筆記用具、例えばペン又はスタイラスに関する。

自己表現は非常に重要な人間的欲求であるが、それは存在しているのに、めったに明示的に言及されない通例潜在的な欲求であるため、しばしば見過ごされている。実施例は、ファッション、芝居又はパフォーマンスであり、ここで重点は明らかに、自分自身に関する何かを他人に示すことであるが、派手な装飾品を身に付ける（携帯電話の豊富な装飾）、ブログを書く（自分の考え及び日々の体験をインターネット上において全世界に表現すること）ような、さらに新しい形式の自己表現が登場している。

自己表現の最初の形式の１つは、自伝、手紙、日記を書くことである。書かれた（又はタイプされた）文章において、単語及び文を慎重に選択することにより、体験が記録される。しかしながら、簡単に記録されることができないものは、書いている瞬間の筆者の気持ちである。米国特許公報US 6,375,622 B1は、筆の柄(shaft)に組み込まれる又はこの柄に取り付けられる１つ以上の生物学的センサを備えた筆を開示している。これら生物学的センサは、執筆又は描画中のユーザの感覚的、知覚的、感情的、認知的及び生理学的な状態に関連するユーザの生物学的活動を記録する。検出器からの感覚信号は、ユーザの書字行為の進行中の情報を提供し、これにより前記感覚信号の変化に影響を与えることにより、ユーザが執筆処理中にユーザの身体の状態を制御及び調節することを可能にする。筆記用ペンは、感情の安定及び精神的リラクゼーションを達成することが可能である技巧として知られる毛筆での執筆に使用される。しかしながら、ユーザは、書かれた文章以外の自分の気持ちを表すことはできない。ｅメールにおいて例えばスマイリーを使用することにより証明されるように、上記欲求が未だ明らかに存在し、（それが真面目なのか又は冗談なのか等を示すために）正確なメッセージを伝えることが時々重要である。後者の方法は、筆者が文章内に上記気持ちの指標をはっきりと含まなければならないので、さらに煩わしい。

本発明の目的は、書かれた文章に筆者の気持ちを自動的及び連続的に表現することが可能である筆記用具を提供することである。

本発明は、
−筆記用柄、
−心拍数、ＥＥＧ、表面筋電図(surface EMG)、ＧＳＲ／皮膚コンダクタンス、呼吸、血圧、皮膚温度及び指圧からなる集合から選択される、ユーザの感覚信号を少なくとも１つ記録するための検知装置、及び
−前記少なくとも１つの記録された感覚信号に依存して筆記用具のトレースを変化させるように構成されるアクチュエータ
を有する筆記用具により達成される。

前記記録された信号に依存して前記トレースを変更することにより、このトレースはユーザの気持ちの変化を真に示している。

前記アクチュエータは前記トレースの幅を決めるように構成されてもよい。もう１つの実施例において、前記アクチュエータは前記トレースの色を調整するように構成される。代わりに、前記アクチュエータは前記トレースの連続性を調整するように構成されてもよい。前記検知装置は前記筆記用柄自身に組み込まれてもよい。例えば、前記検知装置は、執筆活動中にユーザにより加えられる力を監視するために、前記筆記用柄に組み込まれた圧力トランスデューサを有してもよい。

筆記用具は、各々が特定の色を有する１つ以上のインク筒(ink reservoir)を有する。異なる色は、ユーザの全種類の異なる気持ちを示すことができる。

アクチュエータは、特定のインク筒に対応する１つの流出口からインクを射出するように構成される。実施例において、アクチュエータは、複数のマイクロバルブを有する。若しくは、アクチュエータが前記筆記用具からインクを射出するためのインクジェット要素を有してもよい。

特定の実施例において、前記筆記用具は柔軟性ノズルを有し、ここで前記アクチュエータはこのノズルの流出口を変形させるように構成される。

本発明は、
−心拍数、ＥＥＧ、表面筋電図、ＧＳＲ／皮膚コンダクタンス、呼吸、血圧、皮膚温度及び指圧からなる集合から選択される、スタイラスのユーザの感覚信号を少なくとも１つ受信するための受信器、及び
−前記少なくとも１つの感覚信号に依存して前記スタイラスのトレースを変化させるように構成されるプロセッサ
を有するコンピュータ装置にも関する。

このようなコンピュータ装置は、前記信号を記録し、これら信号をコンピュータへ送信するように構成されるスタイラスから前記感覚信号を受信することができる。

最後に、本発明は、
−心拍数、ＥＥＧ、表面筋電図、ＧＳＲ／皮膚コンダクタンス、呼吸、血圧、皮膚温度及び指圧からなる集合から選択される、ユーザの感覚信号の少なくとも１つを検知装置を有する筆記用具を用いて記録するステップ、及び
−前記少なくとも１つの記録される感覚信号に依存して前記筆記用具のトレースを変化させるステップ
を有する筆記方法にも関する。

本発明のこれら及び他の特徴は、以下に説明される実施例から明らかであると共に、これら実施例を参照して説明される。

以下において、本発明は、本発明を説明することを意図し、本発明の範囲を制限することは意図していない図を幾つか参照して説明される。

図１は本発明の実施例を示し、この実施例において、ペン１は柄２を有し、この筆記用具１の柄２内及び／又はこの柄２上にセンサ４、６、８，１０が組み込まれている。これらセンサ４、６、８、１０は、気持ちの検出に適切なユーザの感覚信号を記録するように構成される。図１の実施例において、センサ４は、前記柄２への指の圧力を記録するように構成される圧力センサである。この圧力は、（例えばストレスに）適切な指標であり、コンダクタンスパッドと一体化／下に実装される簡単な圧力センサ、例えば小さな圧力に敏感なフォイルを用いて検出される。センサ６は、ユーザの心拍数を測定するように構成される鼓動センサである。当業者は分かっているように、鼓動は、例えば指先に光学センサを留めることにより、指から検出されることができる。この技術は、プレチスモグラフィー(plethysmography)と呼ばれ、例えばフィットネス機器に使用されている。本発明の目的のために、このプレスチモグラフィーの原理を逆転する、つまり、指は既にペンの周りに留まっているので、鼓動は同じやり方で検出可能である。一般的に知られるように、鼓動（変動）は、不安、覚醒の直接的な指標である。

図１の実施例は、ユーザの皮膚のコンダクタンスを記録するように構成される皮膚コンダクタンスセンサ８、１０も有する。皮膚コンダクタンスは、不安／リラクゼーションの直接的な指標となる感情コンピューティングの分野における文献から知られている。これは、絶縁したペンの柄２の上にある２つ以上の接触パッド８、１０間の抵抗（コンダクタンス）（の変動）を測定することで容易に測定されることができる。これら接触パッド８、１０は、図１に示されるように位置決めされてもよいし、例えばあるパッドは、指先がペン（先端の近く）に触れている場所に位置決めされ、ペンの反対側にあるパッドは、手にかかっている場所に位置決めされるような他の形状も可能である。

図１は、複数のインク筒２０、２２を有する実施例を示す。さらに、圧力センサ１２は、ペン１の内部に配され、ここで圧力センサ１２は、真にユーザにより紙へ加えられる圧力である、前記インク筒２０、２２への圧力を検知するように構成される。

ペンの上にあるセンサにより測定される他の気持ちに関するパラメタは、（表面筋電図の接点を用いた）筋活動電位、及び（例えば熱電対を用いた）皮膚温度を含む。ＥＥＧ、ＥＣＧ、呼吸及び血圧を含む他の感覚信号も記録されることができることも理解される。しかしながら、これらは一般的に、ＥＥＧに対しては脳の上／近傍、呼吸に対しては口又は肺の上／近傍、ＥＣＧに対しては心臓の上／近傍にある外部センサの使用を要する。

本発明の実施例によれば、ペン１は、このペン１のトレースを変更させるように構成されるアクチュエータ１４を有する。図１のペン１は、ペンの先端にアクチュエータ１４を有する。前記センサ及び前記アクチュエータに加えて、ペン１は、前記センサの入力を処理するための幾つかの電子機器、例えばプロセッサ１６及びバッテリー（図示せず）を含んでもよい。

図２は、本発明の実施例によるペン先の断面図を示す。アクチュエータ要素３４、３６は、柔軟性ノズル３０の流出口３８の形状を調整し、これにより書かれるトレースの幅を変化させるためにペン先に配される。幅広の線（すなわちトレース）は、例えば緊張を表し、細幅の線はリラクゼーションを表すことができる。これは、ゲル又はフェルトペンにとって最も容易に想像される。ここで、ノズル３０は、例えばゴムのような弾性材料で作られることができる。本実施例において、インクの圧力は、前記ノズルの流出口３８をデフォルトの設定では円形にさせる。しかしながら、ノズル３０の反対側に（機械的又は熱的な）圧力を加えることにより、このノズルの流出口３８は変形し、これにより線の幅を変化させる。図３Ａ、３Ｂ、３Ｃにおいて、前記ノズル３０の周りに配されるアクチュエータ要素３４、３５、３６、３７の形状からなる３つの実施例が示される。

もう１つの実施例において、前記アクチュエータ１４は、例えば落ち着いている場合は青色、情熱的な場合は赤色等のように、書かれた線の色を変えることもできる。図４は、この実施例の一例を示し、ここでは、ペン１が複数のインク筒４０、４２、４４を有する。色を素早く切り替えるために、アクチュエータ１４は、ペン１と紙との間にある接点の近くに置かれるマイクロバルブ４６を有する。インクを前記マイクロバルブ４６から紙（図示せず）への給送は、普通の毛細管方法により達成される（毛細管４８参照）。本実施例において、アクチュエータ１４は、ペン１の先端にあるマイクロバルブを介して接続される、又は前記先端の端まで個々に延在する非常に細いゲルの導管４８の束からなってもよい。適切な基本色（例えばシアン、マゼンダ、イエロー）を用いて、夫々の流れを制御することにより如何なる色も作り出すことができる。

図５は、もう１つの実施例を示す。この実施例において、夫々のインク筒４０、４２、４４に接続される先端５０、５２、５４は、機械式のアクチュエータ５６、５８、６０を用いて、色を変えるために伸長又は収縮する。この場合、限られた数の個別の色だけが表現され得ることに注意されたい。

もう１つの実施例（図６参照）において、アクチュエータ１４は、ペン１の先端に組み込まれた小型化したインクジェットプリンターヘッド６５を有する。知られているプリンターヘッドとは異なり、印刷に必要とされるような各色に対し一列のノズルの代わりに、たった３つの独立したノズルが如何なる色も作り出すのに必要とされる。この場合、ペン１の"先端"は好ましくはタッチ又は圧力センサ６４で覆われ、ペン１が紙に触れるとき、インク射出処理を自動的に開始して、ペン１が持ち上がるとすぐにその処理を停止する。微小液滴の射出を作り出すための方法は、例えば熱膨張（インクジェット）又は圧電加圧(piezo pressurizing)のようなインクジェットプリンターの技術から幾らかは知られている。

さらにもう１つの実施例において、アクチュエータ１４は、書かれたトレースの連続性を変化させるように構成される。これは、図４及び図６を参照して説明されたようなやり方で、ペン１により生じるインクの流れを制御することにより構成される。プロセッサ１６は、特定の気持ちを表すある感度信号が、ためらいを示すために破線及び自己自信を示すために実線を生成するようなやり方で前記アクチュエータ１４、４６、６５を制御するように構成される。生成されたトレースの一例が図７に示される。この実施例のアクチュエータ１４は、小型化されたインクジェットプリンターのヘッドを有する。熱又は圧電ノズル（単一色のトレースに対し１つだけ必要される）は、紙上に微小液滴のシーケンスを置くことにより線を描くのに使用されることができる。このシーケンスを変化させることにより、中断した又は破線状のラインが作り出される。

センサ及びアクチュエータに次いで、ペン１はプロセッサ１６を有する。このプロセッサ１６は、センサの入力を収集し、これら入力を分析して筆者の気持ちを推定し、適切な効果を生じさせるために筆記用具にあるアクチュエータを制御する。簡単な実施例において、センサの出力（例えば皮膚コンダクタンス）がアクチュエータの効果（例えば色）に直接リンクされることも可能である。より知的な実施例において、異なるセンサの入力がプロセッサ１６により比較及び結合されるので、感情コンピューティングの文献に記載されるような既知の関係を用いて、さらに信頼できる及び正確な気持ちの決定が行われる。プロセッサ１６は、不安の変化が色のスケールでマッピングされる、又は自己自信の変化が線の幅のスケールにマッピングされるようにアクチュエータを制御することが可能である。もう１つの洗練された実施例において、色の彩度は、例えば気持ちの決定の不確実性レベルを示す、つまり高い確実性には高い色の彩度、低い確実性には淡い色となるように使用される。これは、（例えば弱い）センサ信号の誤った解釈によって不快となるのを防ぐのに役立つ。

もう１つの実施例において、ペンは、上述した効果をオン又はオフに切り替えるボタン又は他の手段を有する。

さらに、ペン１は、製造業者により実施される、センサの入力と線の変化の出力との間の関係に対しデフォルトの設定を有する。この場合、選択された変化の効果（色、線幅、線の中断）に対する気持ちのパラメタを記載しているテーブルは、このペンの製造業者により供給されることができる。この表現ペン(expression pen)で書かれた手紙を受け取った人々は、前記様々な効果を解釈する方法を容易に学ぶことができる。代わりに、ユーザがそのペンを用いて簡単に書き始めることができ、様々な変化が彼／彼女の個人的状況と相関していることが時間の経過と共に分かる。

より進化したペン１のバージョンは、ユーザが線の色等の設定を調整することを可能にするマイクロスイッチ又は他の手段（例えばコンピュータインタフェース）を持っている。この場合、そのペンを使い始める前に、何らかの下準備が必要とされるが、ユーザは、例えば日記を書くために、個人的状況に対する効果を適合する及び最適化することに関するより大きな自由度を持っている。ユーザは、これらを解釈することができる唯一の人であるため、気持ちと効果との間にある非常に非直観的である関係を選択するように選ぶこととができる（しかしながら、このペンが誰か他の人に手紙を書くのに使用される場合、他の人間が前記効果を正しく解釈することを可能にするために、変化する効果のテーブルも同様に送られるべきである）。

上述した本発明は、ペンタブレット(pen tablet)のスタイラスにも利用されることができ、これにより同じ実現性がコンピュータに文章を入力するのを可能にする。この場合、書かれたトレース（例えば文章）は、ペンのインクにより作成されないが、後で印刷されることが可能なデジタル形式で記憶された文章においてマーカとして作成される。ここで、ユーザは、気持ちの入力効果を見て又は見ずにそれを印刷するかのどちらかである。この実施例において、筆記用具は、プロセッサ１６に接続される送信装置を有し、この送信装置は文書処理機能を持つコンピュータの受信器に信号を送る。

本発明による筆記用具は、表現ペンとも呼ばれ、広範囲の応用がある。この応用の幾つかは、
１．日記：これら日記は一般的に、重要であり強烈な個人的経験を記録するために、人により続けられる。表現ペンを使用して、選ばれる正確な言葉に関係なく、気持ちが記録され、これにより、現在の可能なものよりも生き生きとした記憶を提供する。
２．手紙：個人的な手紙には依然として大部分は手書きが使用される。手紙の受け手は、書き手の文章の技量に関係なくこの手紙の真意を感じることができる。
３．署名：署名は現在常に同じであり、まだ幾つかの文書は熱心に署名され、残りの文書はためらって署名されている。この記録を持つことは、歴史的理由にとって有用である。

本発明が好ましい実施例と関連して説明されているのに対し、上述した原理内にある本発明の修正は当業者には明らかであることが理解される。本発明は、好ましい実施例に限定されるのではなく、上記修正も包含すると意味される。さらに、本発明は、スタイラス形状の筆記用具、すなわち文章の入力に制限されない。例えば芸術的な形状及び方法のような、表現の他の形状及び他の方法に利用されてもよい。本発明の範囲は、添付する請求項によってのみ決められ、これら請求項に使用される如何なる参照符号も本発明の範囲を制限するとは意味しない。

実施例によるペンを概略的に示す。 実施例によるペン先を概略的に示す。 図２のペン先の流出口の断面の可能な形状を概略的に示す。 図２のペン先の流出口の断面の可能な形状を概略的に示す。 図２のペン先の流出口の断面の可能な形状を概略的に示す。 実施例による可能なインク制御の解法を概略的に示す。 もう１つの実施例による可能なインク制御の解法を概略的に示す。 さらに他の実施例による可能なインク制御の解法を概略的に示す。 不安定／自信の感情を経験している人により生成したトレースの例を示す。

Claims (14)

1. 筆記用柄、
   心拍数、ＥＥＧ、表面筋電図、ＧＳＲ／皮膚コンダクタンス、呼吸、血圧及び皮膚温度からなる集合から選択される、ユーザの感覚信号を少なくとも１つ記録するための検知装置、及び
   前記少なくとも１つの記録された感覚信号に依存して筆記用具のトレースを変化させるように構成されるアクチュエータ、
   を有する筆記用具。
2. 前記アクチュエータは、前記トレースの幅を決めるように構成される請求項１に記載の筆記用具。
3. 前記アクチュエータは、前記トレースの色を調整するように構成される請求項１に記載の筆記用具。
4. 前記アクチュエータは、前記トレースの連続性を調整するように構成される請求項１に記載の筆記用具。
5. 前記検知装置は、前記筆記用柄に組み込まれている請求項１に記載の筆記用具。
6. 筆記活動中にユーザにより加えられる力を監視するために、前記筆記用柄に組み込まれた圧力トランスデューサを有する請求項１に記載の筆記用具。
7. 前記筆記用具は、少なくとも１つのインク筒を有する請求項１に記載の筆記用具。
8. 前記筆記用具は、各々が特定の色を有する複数のインク筒を有する請求項７に記載の筆記用具。
9. 前記アクチュエータは、特定のインク筒に対応する１つの流出口からインクを射出するように構成される請求項８に記載の筆記用具。
10. 前記アクチュエータは、複数のマイクロバルブを有する請求項８に記載の筆記用具。
11. 前記アクチュエータは、前記筆記用具からインクを射出するためのインクジェット要素を有する請求項７に記載の筆記用具。
12. 前記筆記用具は柔軟性ノズルを有し、前記アクチュエータは前記ノズルの前記流出口を変形させるように構成される請求項７に記載の筆記用具。
13. ペンタブレット上のスタイラスのトレースを入力するコンピュータ装置であって、
    前記スタイラスは、前記コンピュータ装置と別体であって、心拍数、ＥＥＧ、表面筋電図、ＧＳＲ／皮膚コンダクタンス、呼吸、血圧及び皮膚温度からなる集合から選択される、ユーザの感覚信号を少なくとも１つ記録するための検知装置と、前記少なくとも１つの感覚信号を前記コンピュータ装置に送信するための送信器と、を有し、
    前記コンピュータ装置は、
    前記スタイラスの前記送信器から送信される前記少なくとも１つの感覚信号を受信するための受信器、及び
    前記少なくとも１つの感覚信号に依存して前記スタイラスのトレースを変化させるように構成されるプロセッサ、
    を有するコンピュータ装置。
14. 心拍数、ＥＥＧ、表面筋電図、ＧＳＲ／皮膚コンダクタンス、呼吸、血圧及び皮膚温度からなる集合から選択される、ユーザの感覚信号の少なくとも１つを検知装置を有する筆記用具を用いて記録するステップ、及び
    前記筆記用具が有するアクチュエータによって、前記少なくとも１つの記録される感覚信号に依存して前記筆記用具のトレースを変化させるステップ、
    を有する執筆方法。

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