JP5130930B2 - 電子筆記具 - Google Patents
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例えば特許文献1では、次のような技術が記載されている。すなわち、用紙に印刷されたパタンを読み取り、パタン情報を生成する読取部と、パタン情報を格納する記憶部と、パタン情報を接続されたサーバに対して端末を介して若しくは直接に送信する送信部を備えたデジタルペンであって、パタン情報を読み取り後直ちにサーバに送信するストリーミングモードと、格納したパタン情報を送信命令が入力されるまで蓄積しておく蓄積モードのいずれかを切り替える切替部を備えたデジタルペンである。
本発明は、安価で小型且つ拡張性に優れた電子筆記具を提供することを目的とする。
請求項3に記載の発明は、前記第1のコントローラ及び第2のコントローラはそれぞれ、前記撮像部が出力する露光タイミングの信号が入力される第1の入力ポートと、前記光源を制御する光源回路に露光タイミングを出力する第1の出力ポートと、前記ユーザインターフェイス部が出力するユーザによる操作の操作情報が入力される第2の入力ポートと、前記ユーザインターフェイス部に電子筆記具の状態を示す状態信号を出力する第2の出力ポートと、外部との送受信を行う通信回路との情報の送受を行う通信ポートとを有することを特徴とする請求項2に記載の電子筆記具である。
請求項4に記載の発明は、前記第1のモードは、前記露光タイミングスイッチを、露光タイミングの出力元を前記第2のコントローラの前記第1の出力ポートに切り換え、前記状態信号スイッチを、状態信号の出力元を前記第2のコントローラの前記第2の出力ポートに切り換え、前記第2のコントローラは、前記ユーザインターフェイス部によって出力され前記第2の入力ポートを介して入力される操作情報を、前記通信ポートを介して前記通信回路に送信し、前記第2のコントローラは、前記通信ポートを介して前記通信回路から受信する状態信号を、前記第2の出力ポートを介して前記ユーザインターフェイス部に出力することを特徴とする請求項3に記載の電子筆記具である。
請求項5に記載の発明は、前記第2のモードは、前記露光タイミングスイッチを、露光タイミングの出力元を前記第1のコントローラの前記第1の出力ポートに切り換え、前記状態信号スイッチを、状態信号の出力元を前記第1のコントローラの前記第2の出力ポートに切り換え、前記第1のコントローラは、前記ユーザインターフェイス部によって出力され前記第2の入力ポートを介して入力される操作情報を、前記通信ポートを介して前記通信回路に送信し、前記第1のコントローラは、前記通信ポートを介して前記通信回路から受信する状態信号を、前記第2の出力ポートを介して前記ユーザインターフェイス部に出力することを特徴とする請求項3に記載の電子筆記具である。
請求項6に記載の発明は、前記第1のコントローラの前記通信ポートが、前記通信回路を介して外部と送受信を行う設定と、当該通信回路を介することなく外部と送受信を行う設定とを切り換える通信ポートスイッチを更に有し、前記第2のモードは、前記露光タイミングスイッチを、露光タイミングの出力元を前記第1のコントローラの前記第1の出力ポートに切り換え、前記状態信号スイッチを、状態信号の出力元を前記第1のコントローラの前記第2の出力ポートに切り換え、前記通信ポートスイッチを、前記第1のコントローラが外部と送受信を行う設定に切り換え、前記第1のコントローラは、前記ユーザインターフェイス部によって出力され前記第2の入力ポートを介して入力される操作情報を、前記通信ポートを介して外部に送信し、前記第1のコントローラは、前記通信ポートを介して外部から受信する状態信号を、前記第2の出力ポートを介して前記ユーザインターフェイス部に出力することを特徴とする請求項3に記載の電子筆記具である。
本発明の請求項2によれば、露光タイミングスイッチ及び状態信号スイッチの切換という簡易な操作で、光源及びユーザインターフェイス部は、選択されているモードに適した出力元から露光タイミングや状態情報を受けることができる。
本発明の請求項3によれば、同じ入出力ポートを有する回路を第1のコントローラと第2のコントローラとに使用して電子筆記具を安価に製作できる。
本発明の請求項4によれば、2つのコントローラに処理が分散されるので、各コントローラの処理能力に余裕ができる。
本発明の請求項5によれば、第2のコントローラの消費電力を抑えることができる。
本発明の請求項6によれば、本発明を採用しない場合に比較して、第2のモードにおいて通信回路が消費する消費電力を抑えることができる。
まず、本実施の形態における筆跡情報管理システム1の全体構成について説明する。
図1は、本実施の形態の筆跡情報管理システム1の構成の一例を示した図である。図1に示したように、この筆跡情報管理システム1は、ユーザが電子文書の印刷要求に使用する端末装置10と、電子文書を記録し管理する文書サーバ20と、媒体に付与する識別情報を発行する識別情報サーバ30とがネットワーク80に接続されている。また、筆跡情報管理システム1は、媒体に画像を印刷し印刷文書として出力する画像形成装置40と、印刷文書に対する筆記を元となる電子文書に反映させるための端末装置50とがネットワーク80に接続されることにより構成されている。端末装置50には、印刷文書上に文字または図形を筆記するための電子筆記具の一例としてのデジタルペン60が通信装置70を介して接続されている。
ここでの符号画像とは、識別情報および位置情報を符号化して得られる識別符号および位置符号を画像化したものである。識別情報とは、媒体を一意に特定するための情報であり、本実施の形態では識別情報サーバ30が発行する。また、位置情報は、媒体上の座標位置を特定するための情報であり、本実施の形態では文書サーバ20が生成する。
そして、文書画像と符号画像とが印刷された媒体に対し、ユーザがデジタルペン60を用いて筆記すると、デジタルペン60は符号画像に含まれる位置情報に基づいて手書き情報(筆跡情報)を生成する。またそれと同時に、デジタルペン60は符号画像に含まれる識別情報を認識する。そして、認識された識別情報と筆跡情報とは、端末装置50を介して文書サーバ20に送られる。識別情報と筆跡情報とを受け取った文書サーバ20は、識別情報に基づいて媒体に印刷された電子文書を特定し、この特定された電子文書と筆跡情報とを関連付けて記憶する。
また、本明細書において、「媒体」は、画像を印刷可能な媒体であれば、その材質は問わない。代表例は紙であるが、OHPシート等といったプラスチックシートや金属板等であっても構わない。
さらに、本明細書では、電子文書、媒体、さらにはデジタルペン60やユーザについて、それぞれを一意に識別するための識別情報を用いて処理を行うが、単に「識別情報」という場合には、媒体に関する識別情報を意味するものとする。すなわち、本実施の形態では、媒体に固有に付与される媒体識別情報の一例として、この識別情報を用いる。
端末装置10は、文書サーバ20に対して電子文書の印刷を要求するコンピュータ装置である。ここで、端末装置10としては、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション、その他のコンピュータが用いられる。
文書サーバ20は、電子文書を記憶し管理するコンピュータ装置である。また、端末装置10から電子文書の印刷要求があると、電子文書の画像と、識別情報および位置情報を表す符号画像とを生成し、これらを合成した合成画像を媒体に印刷する印刷命令を画像形成装置40に対して出力する。ここで、文書サーバ20としては、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション、その他のコンピュータが用いられる。
画像形成装置40は、媒体に画像を印刷し、印刷文書として出力する装置である。この画像形成装置40は、単体のプリンタや印刷機であってもよいし、他にスキャナや通信の機能を備えた所謂「複合機」であってもよい。ここで、画像形成装置40における画像形成方式としては、例えば、電子写真方式を用いるとよいが、その他の方式を用いてもよい。
通信装置70は、デジタルペン60から筆跡情報を取得して端末装置50に送信する装置である。例えば、デジタルペン60とUSB(Universal Serial Bus)ケーブルで接続され、デジタルペン60に記憶された筆跡情報を端末装置50に送信する。ここで、通信装置70と端末装置50との間の通信の方式としては、USB、Bluetooth(登録商標)、赤外線通信機能等、種々の方式が用いられる。また、図1では、通信装置70をデジタルペン60と別体のものとして示しているが、必ずしも別体である必要はなく、一体に構成してもよい。
まず、文書サーバ20の構成について説明する。
図2は、文書サーバ20の機能構成の一例を示したブロック図である。図2に示したように、文書サーバ20は、受信部21と、識別情報取得部22と、電子文書管理部23と、筆跡情報管理部24と、文書/筆跡情報記憶部25とを備える。また、識別符号生成部27aと、位置符号生成部27bと、符号配置部27cと、パターン画像記憶部27dと、符号画像生成部27eとを備える。さらに、文書画像生成部26と、画像合成部28と、送信部29とを備える。
識別情報取得部22は、受信部21から文書IDおよび印刷設定を取得し、これを送信部29に渡して識別情報の発行要求の送信を指示し、これを文書画像生成部26に渡して文書画像の生成を指示する。また、受信部21から媒体の識別情報を取得し、これを識別符号生成部27aに渡して識別符号の生成を指示する。
文書/筆跡情報記憶部25は、電子文書管理部23によって管理される電子文書と、筆跡情報管理部24によって管理される筆跡情報とを記憶する。ここで、本実施の形態では、識別情報と電子文書と筆跡情報とを関連付けて記憶する記憶手段の一例として、文書/筆跡情報記憶部25を設けている。
位置符号生成部27bは、媒体上の座標位置を示す位置情報を符号化して位置符号を生成する。
符号配置部27cは、識別符号生成部27aにて生成された識別符号や、位置符号生成部27bにて生成された位置符号等を所定のレイアウト(後段の図3参照)に従って2次元平面に配置し2次元の符号配列を生成する。
パターン画像記憶部27dは、符号配列に格納される各符号の符号値に対応するパターン画像を記憶する。
符号画像生成部27eは、符号配置部27cが生成した2次元の符号配列を参照し、各符号値に対応したパターン画像を選択して符号画像を生成する。
画像合成部28は、符号画像生成部27eが生成した符号画像と、文書画像生成部26が生成した文書画像とを合成し、合成画像を生成する。
送信部29は、識別情報サーバ30に対して識別情報の発行要求を送信する。また、画像形成装置40に対して媒体に対する画像の印刷命令を送信する。さらに、筆跡情報の表示が指示された際には、識別情報サーバ30に対して識別情報と筆跡情報とを送信する。
図3は、符号画像を構成する画像等の一例を示した図である。まず、符号画像を構成する単位パターンについて説明する。図3(a)は、単位パターンの一例を示したものである。
単位パターンとは、情報埋め込みの最小単位である。図3(a)では、黒塗りの領域と斜線の領域をドット配置可能な領域とし、その間にある白色の領域をドット配置不可能な領域としている。そして、ドット配置可能な領域のうち、黒塗りの領域にドットが配置され、斜線の領域にはドットが配置されていないことを示している。すなわち、図3(a)は、ドットを配置可能な9箇所の中から選択した2箇所(黒塗りの領域)にドットを配置することで単位パターンを構成した例を示したものである。ここで、9箇所の中から2箇所を選択する組み合わせは36(=9C2)通りなので、単位パターンは、36種類存在する。このうち、4種類の単位パターンは、同期パターンとして使用される。同期パターンとは、画像の回転を検出したり、識別符号および位置符号の相対的な位置を特定したりするためのパターンである。特に、画像の回転を検出する必要があることから、4種類の同期パターンとしては、そのうちの1つの同期パターンを90度回転するとそのうちの別の同期パターンになるようなものが選ばれる。また、この4種類の単位パターンを除く32種類の単位パターンは、識別符号および位置符号を表現する情報パターンとして使用され、5ビットの情報が表現される。
図3(b)のレイアウトでは、符号ブロックの左上の1つの単位ブロックに、同期符号が配置されている。また、同期符号が配置された単位ブロックの右側の4つの単位ブロックにX位置符号が配置され、同期符号が配置された単位ブロックの下側の4つの単位ブロックにY位置符号が配置されている。さらに、これらの位置符号が配置された単位ブロックに囲まれた16(=4×4)個の単位ブロックに識別符号が配置されている。
識別情報を符号化する場合、識別情報を構成するビット列は、RS符号化を行うために複数のブロックに分割される。符号化には、いくつかの方法があるが、本実施の形態では、RS符号化が適している。RS符号は多値の符号法であり、この場合、単位ブロックで表現される値がRS符号の多値に対応するからである。例えば、1つの単位ブロックで5ビットの情報を表現する場合、60ビットの識別情報は、ブロック長が5ビットの12個のブロックに分割される。そして、2ブロックの誤りを訂正可能なRS符号を採用したとすると、符号長は16ブロックとなり、図3(b)の符号ブロックにおける識別符号が配置される単位ブロックに収まることになる。なお、符号化方式はRS符号に限定するものでなく、その他の符号化方式、例えば、BCH符号等を使用してもよい。
位置情報の符号化には、擬似乱数系列の一種であるM系列符号が使用される。ここで、M系列とは、ある長さのシフトレジスタとフィードバックによって生成される符号系列とのうち、その周期が最長になる系列をいう。Kをシフトレジスタの段数とすると、M系列の系列長は2K−1となる。このM系列から取り出した任意の連続したKビットは、同じM系列中の他の位置に現れない性質を持つ。そこで、この性質を利用して位置情報を符号化する。
ところで、本実施の形態では、符号化すべき位置情報の長さから、必要なM系列の次数を求め、M系列を生成している。しかしながら、符号化する位置情報の長さが予め分かっている場合は、M系列を毎回生成する必要はない。すなわち、固定のM系列を予め生成しておき、それをメモリ等に格納しておけばよい。
例えば、系列長8191のM系列(K=13)を使用したとする。この場合、位置符号も5ビット単位で埋め込むため、系列長8191のM系列から5ビットずつ取り出してブロック化する。
図4は、識別情報サーバ30の機能構成の一例を示したブロック図である。図4に示したように、識別情報サーバ30は、受信部31と、識別情報管理部32と、識別情報記憶部33と、表示情報生成部34と、送信部39とを備える。
受信部31は、文書サーバ20から識別情報の発行要求を受信する。また、受信部31は、印刷文書に対する筆記が行われた際には、媒体の識別情報と筆跡情報とを端末装置50から受信する。ここで、本実施の形態では、端末装置50から媒体の識別情報と筆跡情報とを受信し、さらに筆跡情報の表示が指示された際に、文書サーバ20から媒体の識別情報と筆跡情報とを受信する受信手段の一例として、受信部31を設けている。
識別情報記憶部33は、識別情報を、その使用/未使用の状態、それが付与された媒体に印刷された電子文書の文書ID、それが付与された媒体に電子文書が印刷された際の印刷設定を関連付けて記憶するデータベースである。
表示情報生成部34は、筆跡情報の表示が指示された際に、文書サーバ20から取得した情報に基づいて、筆跡情報を表示するための表示情報を生成する。この表示情報としては、例えば、端末装置50で表示するイメージを生成する元となるデータを生成する。
図5は、デジタルペン60の機能構成の概略を説明する図である。図5に示したように、デジタルペン60は、ペン全体の動作を制御する制御回路61を備える。制御回路61は、読み取った符号画像を処理する画像処理部61aと、画像処理部61aでの処理結果から識別情報および位置情報を抽出するデータ処理部61bとを含み、情報取得手段の一例として機能する。
また、制御回路61には、デジタルペン60による筆記動作をペンチップ69に加わる圧力(筆圧)によって検知し、デジタルペン60を動作状態に設定する筆圧検知スイッチ62が接続されている。更に、デジタルペン60の首軸内には、媒体に赤外光を効率よく照射するために媒体上に赤外光を照射する光源及び光源回路の一例としての赤外LED63が配されている。更にまた、デジタルペン60の首軸内には、媒体からの反射光を効率よく受けるために反射光を検知することによって符号画像を読み取る受光回路の一例としての赤外CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)64も接続されている。
ここで、赤外CMOS64と通信回路66は動作時の発熱量が多いので、デジタルペン60内でそれぞれ首軸内と尻軸内とに分散して配置している。よって、集中して配置した場合に必要とされる放熱のためのスペースを必要とせず、デジタルペン60を小型化できる。また、首軸内と尻軸内とに配置することで、ユーザがデジタルペン60を使用する場合に握る領域を避けて配置できる。よって、ユーザは、赤外CMOS64又は通信回路66からの発熱を認識することなく使用できる。
図6に示したように、画像処理部61aは、画像取得部611と、ドット配列生成部612とを備える。また、データ処理部61bは、符号配列生成部613と、識別情報取得部614と、位置情報取得部615と、筆跡情報生成部616と、送信部619とを備える。
ドット配列生成部612は、符号画像におけるドットの位置を参照して、ドット配列を生成する。すなわち、2次元の配列上で、例えば、ドットがある位置に「1」を、ドットがない位置に「0」を記憶することにより、画像として検出したドットをデジタルデータに置き換える。そして、この2次元の配列をドット配列として出力する。
位置情報取得部615は、符号配列から同期符号の位置を基準にして位置符号を検出する。そして、位置符号からM系列の部分系列を取り出し、画像生成時に使用したM系列におけるこの部分系列の位置を参照し、この位置を同期符号によるオフセットで補正した値を位置情報として取得する。なお、オフセットで補正するのは、位置符号の間に同期符号が配置されているためである。
送信部619は、識別情報取得部614が取得した識別情報と、筆跡情報生成部616が生成した筆跡情報とを通信回路66に渡すことで、通信装置70への情報送信を実現する。ここで、本実施の形態では、媒体の識別情報と筆跡情報とを送信する送信手段の一例として、送信部619を設けている。
[印刷文書の生成処理]
図7は、筆跡情報管理システム1にて印刷文書が生成される際の動作の一例を示したシーケンス図である。
まず、ユーザは端末装置10から電子文書の印刷指示を文書サーバ20に送信する(ステップ101)。その際には、端末装置10は、印刷対象となる電子文書と、電子文書の識別情報(文書ID)と、ユーザが指定した印刷設定とを送信する。ここで、印刷設定は、印刷の対象とするページ、印刷部数、媒体である用紙のサイズ、拡大縮小率、Nアップ (電子文書のNページを媒体の1ページに割り付ける印刷)、余白領域の大きさ等の設定を含む。
また、文書サーバ20は、印刷を指示された電子文書の文書IDと印刷設定とを識別情報サーバ30に送信する(ステップ203)。ここで、文書IDとしては、例えば、URL(Uniform Resource Locator)を用いるとよいが、電子文書を一意に特定することができるものであれば他の情報を用いてもよい。
次に、識別情報サーバ30は、識別情報と文書IDと印刷設定とを関連付けて識別情報記憶部33に登録する(ステップ303)。そして、識別情報サーバ30は、文書サーバ20に対し、識別情報を送信する(ステップ304)。
すなわち、文書サーバ20では、受信部21が識別情報を受信する。そして、受信部21は、受信した識別情報を識別情報取得部22に受け渡す。すると、まず識別情報取得部22が、取得した識別情報を識別符号生成部27aに渡し、識別符号生成部27aが、上記した方法を用いて媒体の識別情報を符号化し、識別符号を生成する。
また、位置符号生成部27bは、受信部21から印刷設定を受け取り、印刷設定に応じた範囲の位置情報を上記した方法を用いて符号化し、位置符号を生成する。
そして、符号配置部27cが、媒体識別符号と位置符号とを所定のレイアウトに従って配置し、これを符号画像生成部27eが、パターン画像記憶部27dに記憶されたパターン画像を用いて画像化することで符号画像を生成する。
そして、画像合成部28は、ステップ205で生成された符号画像と、ステップ206で生成された文書画像とを合成し、合成画像を生成する(ステップ207)。
その後、合成画像は送信部29に渡され、送信部29が、合成画像の印刷命令を画像形成装置40に送信する(ステップ208)。ここで、合成画像の印刷命令は、例えば、文書画像の印刷命令の列からなるPDL(Page Description Language)ファイルに対し、符号画像として印刷する内容をPDLコマンドとして設定したPDLの形式で送信される。
また、符号画像を画像形成装置40で生成する構成を採用してもよい。その場合には、文書サーバ20または識別情報サーバ30が、電子文書から生成したPDLに識別情報を付加して画像形成装置40へ送信し、画像形成装置40が識別情報を含む符号画像を生成することになる。
ここで、特殊トナーとしては、可視光領域(400nm〜700nm)における最大吸収率が7%以下であり、近赤外領域(800nm〜1000nm)における吸収率が30%以上の不可視トナーが例示される。ここで、「可視」および「不可視」は、目視により認識できるかどうかとは関係しない。印刷文書における画像が可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性の有無により認識できるかどうかで「可視」と「不可視」とを区別している。また、可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性が若干あるが人間の目で認識し難いものも、「不可視」に含める。
次に、デジタルペン60が筆跡情報を生成して文書サーバ20に登録する際の動作について説明する。
上記したように、デジタルペン60では、識別情報取得部614が識別情報を取得する。また、位置情報取得部615が位置情報を取得する。さらに、筆跡情報生成部616が位置情報を相互に連結して筆跡情報を生成する。そして、送信部619が、識別情報および筆跡情報を通信装置70および端末装置50を介して識別情報サーバ30へ送信する。そして、識別情報サーバ30が筆跡情報を文書サーバ20に登録する。
識別情報サーバ30では、まず、筆跡情報を取得する筆跡情報取得手段の一例としての受信部31が、デジタルペン60からの識別情報および筆跡情報を受信する(ステップ311)。次に、識別情報および筆跡情報は識別情報管理部32に渡され、識別情報管理部32は、渡された識別情報に関連付けられた文書IDを識別情報記憶部33から取り出す。そして、ステップ311で受信した識別情報および筆跡情報の送信先となる文書サーバ20(文書IDで特定される電子文書が存在する文書サーバ20)を決定する(ステップ312)。なお、識別情報記憶部33において識別情報に文書IDが関連付けられていなければ、その識別情報は白紙(ノートや付箋)に割り当てられたものであると考えられる。その場合は、白紙に対する筆跡情報を管理する文書サーバ20を送信先として決定すればよい。
これにより、文書サーバ20では、受信部21が、識別情報および筆跡情報を受信する(ステップ211)。そして、受信部21は、受信した識別情報を筆跡情報管理部24に渡す。すると、筆跡情報管理部24は、識別情報と筆跡情報とを対応付けて文書/筆跡情報記憶部25に記憶する(ステップ212)。
そのため、これらの処理を汎用的な装置としてのコンピュータ90で行うものとして一般化できる。そこで、筆跡情報管理システム1を構成する端末装置10、文書サーバ20、識別情報サーバ30、画像形成装置40の制御部、端末装置50がコンピュータ90で構成されるものとして、コンピュータ90のハードウェア構成について説明しておく。
図9に示したように、コンピュータ90は、演算手段であるCPU(Central Processing Unit)91と、記憶手段であるメインメモリ92および磁気ディスク装置(HDD:Hard Disk Drive)93とを備える。ここで、CPU91は、OS(Operating System)やアプリケーション等の各種ソフトウェアを実行し、上述した各機能を実現する。また、メインメモリ92は、各種ソフトウェアやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域であり、磁気ディスク装置93は、各種ソフトウェアに対する入力データや各種ソフトウェアからの出力データ等を記憶する記憶領域である。
さらに、コンピュータ90は、外部との通信を行うための通信I/F94と、ビデオメモリやディスプレイ等からなる表示機構95と、キーボードやマウス等の入力デバイス96とを備える。
なお、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、CD−ROM等の記録媒体に格納して提供することも可能である。
図10はデジタルペン60の全体構成を説明する図であって、(a)はデジタルペン60の外観斜視図、(b)はデジタルペン60のキャップ部610の外観斜視図、(c)はデジタルペン60のペン本体部620の外観斜視図である。図10に示したように、本実施の形態のデジタルペン60は、ペン本体部620と、ペン本体部620に対して着脱自在なキャップ部610とで構成されている。
筆記検知機能部622は、媒体に対する筆記が行われた際に、媒体に加えられた筆圧を検出して、筆記が行われていることを検知する機能部である。筆記検知機能部622には、図5に示したペンチップ69と、筆圧検知スイッチ62とが含まれる。
符号画像検出部623は、媒体に所定の波長の光(例えば、赤外光)を照射し、媒体からの反射光に基づいて、媒体に印刷された符号画像を検出する機能部である。符号画像検出部623には、図5に示した赤外LED63と、赤外CMOS64とが含まれる。
キャップ位置検出機能部625は、ペン本体部620の所定位置にキャップ部610が取り付けられたか否かを検出する機能部である。
制御回路部626は、デジタルペン60を動作させる際の各種処理を実行する機能部である。また、通信装置70を介して端末装置50に識別情報及び筆跡情報を送信する機能部である。制御回路部626には、図5に示した画像処理部61aやデータ処理部61bを備える制御回路61、情報メモリ65、通信回路66、バッテリ67、およびペンIDメモリ68が含まれる。
図12は、筆記検知機能部622を説明する図である。図12に示したように、筆記検知機能部622は、ペンチップ69、ペンチップ支持部622a、ペンチップ留め部材622b、付勢バネ622c、継ぎ手部材622d、筆圧検知スイッチ62を備える。
ペンチップ69は、例えばボールペン等で構成され、媒体上にインク等の色材により文字や図形等を描画する。
ペンチップ留め部材622bは、ゴム等の弾性体によりリング状に形成されている。そして、ペンチップ69を自らの弾性力で挟持することでペンチップ69を保持し、ペンチップ69がペンチップ支持部622aから脱落することを抑制している。また、ペンチップ69に対し、ペン軸pに沿ってペンチップ留め部材622bによる摩擦力以上の引っ張り力が加わった場合には、ペンチップ69がペンチップ支持部622aから引き抜かれることを許容する。さらに、ペンチップ留め部材622bによる摩擦力以上の押付け力が加わった場合には、ペンチップ69がペンチップ支持部622aに装着されることを許容する。
またその場合に、継ぎ手部材622dのペンチップ69側の端部622eは、外径が大径に構成され、端部622eが筐体621に形成された所定幅の溝部621aの内部に配置される。それにより、継ぎ手部材622dの移動範囲は、筐体621に形成された溝部621aの幅に制限される。
付勢バネ622cは、継ぎ手部材622dをペンチップ69側に付勢する。それにより、筆記動作が行われていない場合には、継ぎ手部材622dの端部622eは、筐体621の溝部621aにより制限された移動範囲の中の最もペンチップ69側に位置する。それによって、筆圧検知スイッチ62はオフに切り換えられ、デジタルペン60を動作停止状態に設定する。
図13は、符号画像検出部623を説明する図である。図13に示したように、符号画像検出部623は、媒体上に赤外光を照射する赤外LED63(図5も参照)と、赤外LED63から出射された赤外光を拡散させて透過させる拡散板623aと、媒体からの反射光を検知することによって媒体上の符号画像を読み取る赤外CMOS64(図5も参照)とを備えている。また、符号画像検出部623は、媒体からの反射光を赤外CMOS64に結像させる結像光学系として、赤外光を主に通過させる光学フィルタの一例としてのIR(Infrared)フィルタ623bと、媒体からの反射光を集光するレンズの一例としての結像レンズ623cと、結像レンズ623cを支持するレンズ調節機構の一例としての鏡筒623dと、結像レンズ623cを通過した赤外光の光路を略直角に折り返して赤外CMOS64に導くプリズム623eと、鏡筒623dおよびプリズム623eを支持する光学ブロックの一例としてのホルダ623fと、プリズム623eと赤外CMOS64との間のギャップを所定値に保つ離間部材の一例としてのスペーサ623gとを備えている。
図14は、操作表示部624を説明する図である。図14に示したように、操作表示部624は、基板624aと、基板624a上に設けられた切替スイッチ624bと、筐体621の外部からのユーザの操作を受け付ける操作ボタン624cと、第1の発光LED624fと、第2の発光LED624gとを備えている。基板624aは、固定ビス624kにより筐体621に固定されている。また、操作ボタン624cは、操作ボタン624cがユーザにより所定量押圧された場合に基板624aに接触する接触部624dを備えている。
切替スイッチ624bは、1回のスイッチングが行われることでオフ状態からオン状態に切り替え設定を行うスイッチング部材である。そして、オン状態に設定されることで、媒体から読み取られた符号画像に基づく特定処理の実行を指示する信号を出力する。本実施の形態では、切替スイッチ624bがオン状態に設定されることにより、符号画像に含まれる識別情報及び位置情報に対応付けられた所定の情報源へのリンクを指示する信号が制御回路部626の制御回路61(図5参照)に送られる。
その後、ユーザによる操作ボタン624cの押圧が解除されると、操作ボタン624cは切替スイッチ624bからの反発力によって元の位置に戻されるとともに、切替スイッチ624bはオン状態からオフ状態に切り替えられる。これにより、所定の情報源へのリンクは解除される。
その際に、第1の発光LED624fおよび第2の発光LED624gから発光した光は、それぞれ第1の導波部材624hおよび第2の導波部材624jにより、筐体621の外部に表示される。
図15は、キャップ位置検出機能部625を説明する図である。図15に示したように、キャップ位置検出機能部625は、基板625aと、基板625a上に設けられた切替スイッチ625bと、操作ボタン625cとを備えている。基板625aは、筐体621に固定されている。また、操作ボタン625cは、切替スイッチ625b側とは反対側の端部が筐体621に固定されている。そして、切替スイッチ625b側の端部が操作ボタン625c自身の弾性により揺動する。
一方、キャップ部610の内周面に設けられた溝部(不図示)の位置が操作ボタン625cの位置と一致しない状態でキャップ部610がペン本体部620に装着された状態にある場合には、操作ボタン625cの切替スイッチ625b側の端部は、キャップ部610の内周面により筐体621の内部に押し込められるように位置する。その状態において、操作ボタン625cは、切替スイッチ625bをオン状態に設定する。そして、切替スイッチ625bがオン状態に設定されることにより、符号画像検出部623は媒体上の符号画像を読み取ることができない状態に設定される。
図16は、制御回路部626を説明する図である。図16に示したように、制御回路部626では、図5に示した画像処理部61aやデータ処理部61b、情報メモリ65、通信回路66、バッテリ67、及びペンIDメモリ68等の各機能部が、回路基板626a上に配置されたLSI(Large Scale Integration)やIC(Integrated Circuit)等のハードウェアによって実現されている。
また、制御回路部626には、デジタルペン60から通信装置70に識別情報及び筆跡情報を送信するUSBケーブルとの接続を行うコネクタ626bが備えられている。
図17は、デジタルペン60の電子回路の回路構成を模式的に示したブロック図であり、図18は、デジタルペン60の筐体621内での電子回路の配置を模式的に示した縦断面図である。
制御系回路72は、赤外CMOS64にて出力される信号の一例としての撮像データ及び露光タイミングの信号に基づいて媒体に記録された情報を取得する第1のコントローラの一例としてのコントローラA73と、ユーザによる操作の入力を受け付けて処理する第2のコントローラの一例としてのコントローラB74とを有して構成される。そして、デジタルペン60の通信回路66は、コネクタ626b(図16参照)を介して端末装置50に接続されている。
ここで、リジッドフレキシブル基板とは、例えばポリイミド樹脂等の絶縁性と柔軟性を有する薄膜基材に銅等で配線パターンが印刷されたフレキシブル基板と、ガラスエポキシ樹脂等の柔軟性を有しない絶縁性基材をリジッド基板とを一体化して製作される基板をいう。
制御系回路72は、赤外LED63に露光タイミングを出力する出力元をコントローラA73とコントローラB74との間で切り換える露光タイミングスイッチ81と、UI系回路71に状態信号を出力する出力元を、コントローラA73とコントローラB74との間で切り換える状態信号スイッチ82とを有している。通信回路66は、制御系回路72のコントローラA73が通信回路66を介して外部と送受信を行う設定と、通信回路66を介することなく外部と送受信を行う設定とを切り換える通信ポートスイッチ83を有している。
ここで、第1のモードは、制御系回路72とUI系回路71との入出力の制御をコントローラB74が実行するモードである。第1のモードでは、コントローラA73は、赤外CMOS64から出力される撮像データの端末装置50への転送処理を実行する。これに対して、第2のモードは、制御系回路72とUI系回路71との入出力の制御をコントローラA73が実行するモードである。第2のモードでは、コントローラA73は、制御系回路72とUI系回路71との入出力の制御に加えて、撮像データの端末装置50への転送処理も実行する。第2のモードでは、コントローラB74は、実質的に何も処理を実行しない。
制御系回路72のコントローラA73とコントローラB74はそれぞれ、赤外CMOS64が出力する撮像データが入力される撮像データ入力ポート73a,74aと、赤外CMOS64が出力する露光タイミングの信号が入力される入出力ポートの一例としての第1の入力ポート73b,74bと、赤外LED63に露光タイミングを出力する入出力ポートの一例としての第1の出力ポート73c,74cと、UI系回路71が出力するユーザによる操作の操作情報が入力される入出力ポートの一例としての第2の入力ポート73d,74dと、UI系回路71にデジタルペン60の状態を示す状態信号を出力する入出力ポートの一例としての第2の出力ポート73e,74eと、通信回路66との送受信を行う通信ポートの一例としてのUSBポート73f,74fとを有している。
例えば、筐体621の内径がφ13mmで、制御系回路72の幅が12mm、UI系回路71及び通信回路66の幅が各々10mmのとき、離間距離を各々2.7mmにすれば、制御系回路72とUI系回路71、通信回路66を筐体621内に収納できる。
以上によりデジタルペン60の電子回路構成及び筐体621内での配置を詳述したので、次に、デジタルペン60の使用時の信号の流れについて、まずは、第1のモードが選択されたときを例に説明する。
図19は、図17に示したデジタルペン60の電子回路の回路構成において、第1のモードが選択されたときの信号の流れを模式的に示した図である。
第1のモードでは、露光タイミングスイッチ81は、露光タイミングの出力元をコントローラB74の第1の出力ポート74cに切り換えられている。状態信号スイッチ82は、状態信号の出力元をコントローラB74の第2の出力ポート74eに切り換えられている。通信ポートスイッチ83は、コントローラA73が通信回路66を介して外部と送受信を行う設定に切り換えられている。
赤外CMOS64から出力される露光タイミングの信号は、第1の入力ポート74bを介してコントローラB74へ入力される。コントローラB74は、第1の出力ポート74cと露光タイミングスイッチ81とを介して露光タイミングを赤外LED63へ出力する。
端末装置50から通信ポートスイッチ83と通信回路66とを介して送られた状態信号は、USBポート74fを介してコントローラB74に入力される。コントローラB74は、入力された状態情報を第2の出力ポート74eと状態信号スイッチ82とを介してUI系回路71のUI出力部71bに出力する。
以上により、第1のモードが選択されたときの信号の流れを説明したので、第2のモードを選択されたときの信号の流れを説明する。
図20は、第2のモードが選択されたときの信号の流れを模式的に示した図である。
第2のモードでは、露光タイミングスイッチ81は、露光タイミングの出力元をコントローラA73の第1の出力ポート73cに切り換えられている。状態信号スイッチ82は、状態信号の出力元をコントローラA73の第2の出力ポート73eに切り換えられている。通信ポートスイッチ83は、コントローラA73が通信回路66を介することなく外部と送受信を行う設定に切り換えられている。
赤外CMOS64から出力される露光タイミングの信号は、第1の入力ポート73bを介してコントローラA73へ入力される。コントローラA73は、第1の出力ポート73cと露光タイミングスイッチ81とを介して、露光タイミングを赤外LED63へ出力する。
端末装置50から通信ポートスイッチ83と通信回路66とを介して送られた状態信号は、USBポート73fを介してコントローラA73に入力される。コントローラA73は、入力された状態信号を第2の出力ポート73eと状態信号スイッチ82とを介してUI系回路71のUI出力部71bに出力する。
尚、通信ポートスイッチ83を省いた構成であっても(図示省略)、第1のモードと第2のモードとの選択は可能である。いずれもモードであっても、通信回路66はデータ又は信号を処理することなく転送しているからである。
また、本実施の形態によれば、コントローラA73とコントローラB74とは同一のハードウェア構成を有するので、制御系回路72を安価に製作できる。よって、安価なデジタルペン60を実現できる。
Claims (6)
- 光源から出射される光の媒体からの反射光を受けて撮像データを出力する撮像部と、
ユーザによる操作の入力を受け付け、電子筆記具の状態をユーザに示すユーザインターフェイス部と、
複数の入出力ポートを有し、前記撮像部からの撮像データの転送、前記光源への露光タイミングの出力、前記ユーザインターフェイス部からの入力および当該ユーザインターフェイス部への出力を行う第1のコントローラと、
前記第1のコントローラとは別に設けられて、複数の入出力ポートを有し、前記光源への露光タイミングの出力、前記ユーザインターフェイス部からの入力および当該ユーザインターフェイス部への出力を行う第2のコントローラと、
前記撮像部からの撮像データの転送を前記第1のコントローラを使用して制御するとともに、前記光源への露光タイミングの出力、前記ユーザインターフェイス部からの入力および当該ユーザインターフェイス部への出力を前記第2のコントローラを使用して制御する第1のモードと、当該撮像部からの撮像データの転送、当該光源への露光タイミングの出力、当該ユーザインターフェイス部からの入力および当該ユーザインターフェイス部への出力を当該第2のコントローラを使用せずに当該第1のコントローラを使用して制御する第2のモードとを切り換えるモード切換部と
を有することを特徴とする電子筆記具。 - 前記光源へ露光タイミングを出力する出力元を、前記第1のコントローラと前記第2のコントローラとの間で切り換える露光タイミングスイッチと、
前記ユーザインターフェイス部に状態信号を出力する出力元を、前記第1のコントローラと前記第2のコントローラとの間で切り換える状態信号スイッチと
を更に有することを特徴とする請求項1に記載の電子筆記具。 - 前記第1のコントローラ及び第2のコントローラはそれぞれ、
前記撮像部が出力する露光タイミングの信号が入力される第1の入力ポートと、
前記光源を制御する光源回路に露光タイミングを出力する第1の出力ポートと、
前記ユーザインターフェイス部が出力するユーザによる操作の操作情報が入力される第2の入力ポートと、
前記ユーザインターフェイス部に電子筆記具の状態を示す状態信号を出力する第2の出力ポートと、
外部との送受信を行う通信回路との情報の送受を行う通信ポートと
を有することを特徴とする請求項2に記載の電子筆記具。 - 前記第1のモードは、
前記露光タイミングスイッチを、露光タイミングの出力元を前記第2のコントローラの前記第1の出力ポートに切り換え、
前記状態信号スイッチを、状態信号の出力元を前記第2のコントローラの前記第2の出力ポートに切り換え、
前記第2のコントローラは、前記ユーザインターフェイス部によって出力され前記第2の入力ポートを介して入力される操作情報を、前記通信ポートを介して前記通信回路に送信し、
前記第2のコントローラは、前記通信ポートを介して前記通信回路から受信する状態信号を、前記第2の出力ポートを介して前記ユーザインターフェイス部に出力する
ことを特徴とする請求項3に記載の電子筆記具。 - 前記第2のモードは、
前記露光タイミングスイッチを、露光タイミングの出力元を前記第1のコントローラの前記第1の出力ポートに切り換え、
前記状態信号スイッチを、状態信号の出力元を前記第1のコントローラの前記第2の出力ポートに切り換え、
前記第1のコントローラは、前記ユーザインターフェイス部によって出力され前記第2の入力ポートを介して入力される操作情報を、前記通信ポートを介して前記通信回路に送信し、
前記第1のコントローラは、前記通信ポートを介して前記通信回路から受信する状態信号を、前記第2の出力ポートを介して前記ユーザインターフェイス部に出力する
ことを特徴とする請求項3に記載の電子筆記具。 - 前記第1のコントローラの前記通信ポートが、前記通信回路を介して外部と送受信を行う設定と、当該通信回路を介することなく外部と送受信を行う設定とを切り換える通信ポートスイッチを更に有し、
前記第2のモードは、
前記露光タイミングスイッチを、露光タイミングの出力元を前記第1のコントローラの前記第1の出力ポートに切り換え、
前記状態信号スイッチを、状態信号の出力元を前記第1のコントローラの前記第2の出力ポートに切り換え、
前記通信ポートスイッチを、前記第1のコントローラが外部と送受信を行う設定に切り換え、
前記第1のコントローラは、前記ユーザインターフェイス部によって出力され前記第2の入力ポートを介して入力される操作情報を、前記通信ポートを介して外部に送信し、
前記第1のコントローラは、前記通信ポートを介して外部から受信する状態信号を、前記第2の出力ポートを介して前記ユーザインターフェイス部に出力する
ことを特徴とする請求項3に記載の電子筆記具。
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