JP5304672B2 - Handwriting input system - Google Patents

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Description

本発明は少なくとも、位置座標を検出するための超音波信号を発信する1個以上の超音波発信素子と、発光信号を発信する赤外線発信素子と、筆記状態であることを検知するペンスイッチと1個以上のファンクションキー(1個以上のファンクションキーの役割の一例を示すと、PCに接続して使用するマウスの右ボタンと左ボタンの役割、または筆記状態とマウス状態の切替とマウスの左ボタン、キーボードを使用した時のEnterキーの役割等の組合せなど。)を具備する電子ペンを設け、筆記時または浮遊筆記時(浮遊筆記時とは、筆記面上での筆記後、電子ペンの先端が筆記面に触れないで、予め定められた筆記入力範囲を移動している状態であり、前記状態でファンクションキーが押されている状態も含む。主に、筆記面上での電子ペンの移動の確認や、LCD上でカーソル機能等を実行して、電子ペンを移動させている状態。)に前記電子ペンから発せられる赤外線信号を受信する赤外線受信素子と、前記超音波信号を受信する少なくとも2つ以上の超音波受信素子を具備し、前記赤外線信号と、前記超音波信号の到達時間差から前記電子ペンの筆記時および浮遊筆記時での位置座標を検出する本体とを有する筆跡入力システムにおいて、その赤外線信号間(たとえば電子ペンが発光する赤外線の時間間隔が、ペンスイッチを押している筆記状態の場合は10ミリ秒間隔、ファンクションキーが押されている場合は20ミリ秒間隔というように違う赤外線信号発光間隔にすることにより、本体に電子ペンの状態を連絡する。)の時間間隔からペンスイッチおよび1個以上設けられているファンクションキーのオン・オフ情報を得ることができる機能を持つ筆跡入力システムに関する。   The present invention includes at least one or more ultrasonic transmission elements that transmit an ultrasonic signal for detecting position coordinates, an infrared transmission element that transmits a light emission signal, a pen switch that detects a writing state, and 1 One or more function keys (one example of the role of one or more function keys is to use the right and left buttons of the mouse connected to the PC, or to switch between writing and mouse states and the left button of the mouse. , A combination of the role of the Enter key when using the keyboard, etc.) is provided, and at the time of writing or floating writing (floating writing is the tip of the electronic pen after writing on the writing surface This includes the state where the user has moved the predetermined writing input range without touching the writing surface, and includes the state where the function key is pressed in the state described above. An infrared receiving element for receiving an infrared signal emitted from the electronic pen in a state where the electronic pen is moved by performing movement confirmation or a cursor function on the LCD.) And receiving the ultrasonic signal A handwriting input system comprising at least two or more ultrasonic receiving elements, and including the infrared signal and a main body for detecting a position coordinate at the time of writing and floating writing of the electronic pen from a difference in arrival time of the ultrasonic signals Between the infrared signals (for example, the time interval of the infrared light emitted from the electronic pen is 10 milliseconds when the pen switch is being written, and 20 milliseconds when the function key is pressed, etc. By using different infrared signal emission intervals, the main unit is informed of the status of the electronic pen. To obtain the on-off information of which function keys for the handwriting input system having a function capable.

従来、赤外線もしくは電磁波と超音波を発信する回路とペン先が筆記されていることを検知できるセンサを備えた電子ペンと、電子ペンから発信される赤外線信号を受信する受信素子と、超音波信号を受信する複数の受信素子を組み込んだ本体を有する手書き筆跡入力システムが開発されている。この筆跡入力システムは、電子ペンで筆記すると本体が、電子ペンから発信された超音波信号と赤外線信号とを複数の受信素子により受信し、電子ペンの位置座標を計測し、位置座標とペン先のオン−オフ状態を合わせて筆跡データとして検出する。筆跡データを連続的に検出することにより、書いた文字や図形等を手書き筆跡データとして認識する筆跡入力システムが知られている。   Conventionally, an electronic pen provided with a circuit that transmits infrared rays or electromagnetic waves and ultrasonic waves, and a sensor that can detect that the pen tip is written, a receiving element that receives an infrared signal transmitted from the electronic pen, and an ultrasonic signal A handwriting handwriting input system having a main body in which a plurality of receiving elements for receiving a signal are incorporated has been developed. In this handwriting input system, when writing with an electronic pen, the main body receives ultrasonic signals and infrared signals transmitted from the electronic pen by a plurality of receiving elements, measures the position coordinates of the electronic pen, and determines the position coordinates and the pen tip. Are detected as handwriting data. 2. Description of the Related Art There is known a handwriting input system that recognizes written characters and figures as handwritten handwriting data by continuously detecting handwriting data.

超音波と赤外線を利用する座標入力システムは、座標検出以外の機能(PCに接続されているようなマウスを使用して実現する機能や、アプリケーション機能)を持たなかったが、最近、上記したマウス機能やその他のアプリケーション機能を持つものが市場に現れている。前記したマウス機能やその他のアプリケーション機能(座標検出以外の機能)は、電子ペンから本体側への情報伝達を行う際に、複雑な手段(赤外線信号を超音波の発信開始の信号以外のタイミングでも複数回赤外線信号を発信することにより、その時間間隔や繰返しの回数や発光時間または、モールス信号やアスキーコード等の手段を用いることにより情報を本体側に通信していた。)を使用するため、電子ペン側の電力消費が多く、頻繁な電池交換または、大型の電池を使用することにより、電子ペンの外形が大型化してしまっていた。   The coordinate input system using ultrasonic and infrared did not have functions other than coordinate detection (functions realized using a mouse connected to a PC or application functions). Those with functionality and other application functions are appearing on the market. The above mouse function and other application functions (functions other than coordinate detection) can be used to transfer information from the electronic pen to the main body, even when complicated means (infrared signals are sent at timings other than the ultrasonic transmission start signal). Since the infrared signal is transmitted a plurality of times, information is communicated to the main body side by using the time interval, the number of repetitions, the light emission time, or means such as a Morse code or ASCII code. The power consumption on the electronic pen side is large, and the external shape of the electronic pen has become larger due to frequent battery replacement or the use of large batteries.

特開2004−310598号 超音波によるペン入力時に、ペン先の筆圧情報とペン情報を伝達するのに赤外線を使用している。情報の伝達方法は、赤外線のオン・オフによるビット列によるものである。JP, 2004-310598, A At the time of pen input by ultrasonic waves, infrared rays are used to transmit pen pressure information and pen information. The information transmission method is based on a bit string by turning on / off infrared rays. 特開2004−302761号 超音波によるペン入力時に、ペン先の筆圧情報とペン情報を伝達するのに赤外線を使用している。情報の伝達方法は、ペンの状態が変化したときのみ赤外線を変調し、それ以外は、同期に必要な最低限の赤外線を送信するものである。JP, 2004-302761, A Pen point pressure information and pen information are transmitted at the time of pen input by an ultrasonic wave. The information transmission method modulates infrared rays only when the state of the pen changes, and transmits the minimum infrared rays necessary for synchronization otherwise.

超音波を利用した座標入力装置おいて、座標検出情報以外の情報を本体へ情報伝達するには、ケーブルを使用したシリアル通信や、光や電波による赤外線発信素子もしくは電波発信素子を利用したシリアル通信により行っていた。具体的には、超音波の発信タイミングを本体へ伝達する赤外線発信素子による多数回の発光を行い、ビット対応やコードによる複雑な通信を行っていた。このため、電子ペンが内蔵する電池の消耗が早く、電子ペンと本体の間で、簡単で雑音等の影響が少なく、消費電力の少ない通信方法を確立することが大きな課題となっていた。   To transmit information other than coordinate detection information to the main unit in a coordinate input device using ultrasonic waves, serial communication using a cable, or infrared communication using light or radio waves, or serial communication using a radio transmission element Had gone by. Specifically, the infrared transmission element that transmits the transmission timing of the ultrasonic waves to the main body emits light a number of times, and complicated communication using bits and codes is performed. For this reason, the battery built in the electronic pen is quickly consumed, and it has been a big challenge to establish a communication method that is simple, less affected by noise and the like, and consumes less power between the electronic pen and the main body.

本発明の目的は、上記課題を解決し、特別な部品を設けることなく、現状の発光信号の時間間隔を変えるだけで、その時間間隔からペンスイッチおよび1個以上のファンクションキーのオン・オフ情報を得る機能を持つ筆跡入力システムをより省電力で提供する。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to change the current light emission signal time interval without providing any special parts, and to turn on / off the pen switch and one or more function keys from the time interval. The handwriting input system with the function to obtain

本発明は、少なくとも、位置座標を検出するための超音波信号を発信する1個以上の超音波発信素子と、赤外線信号を発信する赤外線発信素子と、筆記状態であることを検知するセンサであるペンスイッチと1個以上のファンクションスイッチを具備し、赤外線信号の発信周期を、前記ペンスイッチと1個以上のファンクションスイッチのON、OFF状態の組み合わせ毎に予め定めた信号表に基づいて発信する電子ペンと、筆記時及び浮遊筆記時に、前記電子ペンから発せられる超音波信号を受信する少なくとも2つ以上の超音波受信素子と、前記電子ペンから発せられる赤外線信号を受信する赤外線受信素子を具備し、前記超音波信号と赤外線信号の到達時間差から、前記電子ペンの筆記時及び浮遊筆記時の位置座標を検出すると共に、該電子ペンから発信される赤外線信号の時間間隔を判別するために、前記電子ペンに設けられた信号表と同一の信号表を設けた本体とからなる筆跡入力システムであり、電子ペンに設けられたペンスイッチと1個以上設けられているファンクションスイッチのON、OFF状態毎に赤外線信号の時間間隔を予め決めた信号表に基づいて本体へ赤外線信号を発信し、本体では電子ペンから発信された赤外線信号の発信周期を、本体に格納された信号表と照合し、電子ペンの使用状態に応じた赤外線信号の受信を行う筆跡入力システムを提案するものである。   The present invention is at least one ultrasonic transmission element that transmits an ultrasonic signal for detecting position coordinates, an infrared transmission element that transmits an infrared signal, and a sensor that detects a writing state. An electronic device that has a pen switch and one or more function switches, and transmits an infrared signal transmission cycle based on a predetermined signal table for each combination of ON and OFF states of the pen switch and one or more function switches. A pen, at least two ultrasonic receiving elements that receive ultrasonic signals emitted from the electronic pen during writing and floating writing, and an infrared receiving element that receives infrared signals emitted from the electronic pen Detecting the position coordinates of the electronic pen during writing and floating writing from the difference in arrival time between the ultrasonic signal and the infrared signal, A handwriting input system comprising a main body provided with a signal table identical to the signal table provided on the electronic pen to determine the time interval of the infrared signal transmitted from the pen, and the pen provided on the electronic pen An infrared signal is transmitted to the main unit based on a signal table in which the time interval of the infrared signal is determined in advance for each ON / OFF state of the switch and one or more function switches provided, and the infrared signal transmitted from the electronic pen on the main unit The handwriting input system which compares the transmission period of this with the signal table | surface stored in the main body, and receives the infrared signal according to the use condition of an electronic pen is proposed.

本発明では、電子ペンから1回の赤外線発光信号と超音波発信信号を送り、電子ペンの位置座表測定を実施する。繰返し実行することで連続的に位置座標データを得る。また前記した赤外線発光信号と超音波発信信号の発信時間間隔からペンスイッチおよび1個以上のファンクションキーのオン・オフ情報(ペンスイッチおよび1個以上のファンクションキーのオン・オフ情報の他にも赤外線発信信号と超音波発信信号の発信時間間隔から、ペン先の筆圧情報や筆記具のペン先のカラー情報、ペン先の太さ情報や、筆等のペン先の変化情報、筆記部に触れている人間の体温情報や握り圧情報や濡れ具合情報、ペーハー情報等の通信が考えられる。)等を得ることができる。   In the present invention, a single infrared emission signal and an ultrasonic transmission signal are sent from the electronic pen, and the position table of the electronic pen is measured. The position coordinate data is obtained continuously by repeatedly executing. Further, on / off information of the pen switch and one or more function keys (in addition to the on / off information of the pen switch and one or more function keys) from the transmission time interval of the infrared emission signal and the ultrasonic transmission signal. From the transmission time interval between the transmission signal and the ultrasonic transmission signal, touch the pen pressure information, the pen tip color information, the pen tip thickness information, the pen tip change information, and the writing part. Communication of human body temperature information, grip pressure information, wetness information, pH information, etc.) can be obtained.

本体側で、電子ペンから発光される赤外線信号の時間間隔の測定が増加するだけで、部品の追加もない。また浮遊筆記時には電子ペンの発光信号の時間間隔が長くなるので消費電力を大幅に減らすことができる。   On the main body side, only the time interval measurement of the infrared signal emitted from the electronic pen is increased, and no additional parts are added. Moreover, since the time interval of the light emission signal of the electronic pen becomes longer during floating writing, power consumption can be greatly reduced.

本実施例の手書き筆跡入力システム構成図。The handwritten handwriting input system block diagram of a present Example. 本実施例の電子ペン構成図。The electronic pen block diagram of a present Example. 本実施例の電子ペンブロック図。The electronic pen block diagram of a present Example. 本実施例の本体構成図。The main body block diagram of a present Example. 本実施例の本体ブロック図。The main body block diagram of a present Example. 本実施例の信号表。The signal table of a present Example. 本実施例の赤外線信号タイミング図。The infrared signal timing diagram of a present Example. 本実施例の超音波信号・赤外線信号タイミング図。FIG. 3 is an ultrasonic signal / infrared signal timing diagram of the present embodiment.

本発明は、超音波と赤外線を利用する座標検出装置に適用される。通常、超音波は、電子ペンから超音波受信器の距離が遠くなるに従って、減衰する。超音波による筆記時の位置座表検出は通常100〜50ppsで10〜20msecごとである。一方、超音波の速度は330m/secであるので、例えば0.4m四方の座標検出装置の場合、超音波受信器と電子ペンの最大検出距離は0.4m×1.41=0.57m程度で、時間にして0.57m÷330m/sec=1.8msecである。残りの八〜九割以上の時間は超音波を利用する座標検出には使用していない。上記の時間間隔で位置座標を検出することにより通常の文字等の筆記時においては1mm以下の分解能を得ることができる。また、長い直線やデッサン時の長い曲線を高速で書くときにも十分になめらかなカーブを再現できる。しかし、浮遊筆記時にはこのような細かい位置座標は必要としないばかりか邪魔である。人が空間にペンを停止維持することは困難であり、モーションも大きくなりがちである。この必要とされない状態の位置座標検出回数を少なくすることにより測定する時間間隔を変えることができる。またペンスイッチおよび1個以上のファンクションキーのオン・オフ情報の変化は、スイッチのチャッタリング等の問題を避けるために20〜40msec以上の時間が経過してから変更される。そのため、それぞれの情報1〜5(図6を参照)は、最低でも複数回連続して送信される。さらに、全てのスイッチがオフになってもペンの位置情報を継続して本体側に通報するために1分間、情報4または情報5を送信し続ける。これは、いずれかのスイッチが押されれば、再度繰返す。1分間以上、全てのスイッチがオフであれば、省エネのために送信は中止される。本体側ではその測定時間間隔の変化から図6の信号表に対応したペンスイッチとファンクションキーのオン・オフ情報等を得る。   The present invention is applied to a coordinate detection apparatus using ultrasonic waves and infrared rays. Usually, the ultrasonic wave attenuates as the distance from the electronic pen to the ultrasonic receiver increases. Detection of position coordinates during writing with ultrasonic waves is usually 100 to 50 pps every 10 to 20 msec. On the other hand, since the ultrasonic velocity is 330 m / sec, for example, in the case of a 0.4 m square coordinate detection device, the maximum detection distance between the ultrasonic receiver and the electronic pen is about 0.4 m × 1.41 = 0.57 m. In terms of time, 0.57 m / 330 m / sec = 1.8 msec. The remaining 80 to 90% or more of time is not used for coordinate detection using ultrasonic waves. By detecting the position coordinates at the above time intervals, a resolution of 1 mm or less can be obtained when writing a normal character or the like. In addition, a sufficiently smooth curve can be reproduced even when a long straight line or a long curve at the time of drawing is written at high speed. However, such fine position coordinates are not only necessary for floating writing, but are in the way. It is difficult for a person to keep the pen in space and the motion tends to be large. The time interval for measurement can be changed by reducing the number of times position coordinates are detected in this unnecessary state. The change in the on / off information of the pen switch and one or more function keys is changed after a time of 20 to 40 msec or more has elapsed in order to avoid problems such as chattering of the switch. Therefore, each information 1-5 (refer FIG. 6) is transmitted continuously several times at least. Further, even if all the switches are turned off, information 4 or information 5 is continuously transmitted for one minute in order to continuously report the pen position information to the main body. This is repeated again if any switch is pressed. If all the switches are off for 1 minute or longer, transmission is stopped to save energy. On the main body side, pen switch and function key on / off information corresponding to the signal table of FIG. 6 is obtained from the change in the measurement time interval.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。図1〜8は、装置図面が煩雑にならないよう単純な構成を模式的に表現した物である。本発明は、以下の実施例に限定される物ではなく、本発明の技術範囲において、種々の変形例を含むものである。また、各実施例において、同じ構成については同じ参照符号を付けた。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. 1 to 8 are schematic representations of simple configurations so that the apparatus drawings do not become complicated. The present invention is not limited to the following examples, and includes various modifications within the technical scope of the present invention. Moreover, in each Example, the same referential mark was attached | subjected about the same structure.

図1に、本発明の筆跡入力システム構成図を示す。電子ペン4はペンスイッチ7、第1ファンクションキー8、第2ファンクションキー9を持ち、どれかが押されると赤外線6が電子ペン4から発信され本体1に受信される。同時に超音波5が電子ペン4から発信され距離に比例した時間後、本体1に受信される。その後、ペンスイッチ7、第1ファンクションキー8、第2ファンクションキー9のオン・オフ状態に対応する情報1〜情報5の時間経過後(図7参照)、再度赤外線6が電子ペン4から発信され、本体1に受信される。それらの情報は、USBケーブル2を経由して本体1と接続されたパーソナルコンピュータ3に連絡される。   FIG. 1 shows a block diagram of the handwriting input system of the present invention. The electronic pen 4 has a pen switch 7, a first function key 8, and a second function key 9, and when any one is pressed, infrared rays 6 are transmitted from the electronic pen 4 and received by the main body 1. Simultaneously, the ultrasonic wave 5 is transmitted from the electronic pen 4 and is received by the main body 1 after a time proportional to the distance. Thereafter, after the time of information 1 to information 5 corresponding to the on / off state of the pen switch 7, the first function key 8, and the second function key 9 has elapsed (see FIG. 7), the infrared ray 6 is transmitted again from the electronic pen 4. Is received by the main body 1. Such information is communicated to the personal computer 3 connected to the main body 1 via the USB cable 2.

図2に、本発明の電子ペン4の構成図を示す。電子ペン4は先端に筆記状態をセンスするペンスイッチ7、電子ペン4は前部横に第1ファンクションキー8、第2ファンクションキー9を持つ。電子ペン4は、電池10から電力を供給され、回路部11で制御される。赤外線は、赤外線発信素子12で発信され、超音波は、超音波発信素子13から発信される。   In FIG. 2, the block diagram of the electronic pen 4 of this invention is shown. The electronic pen 4 has a pen switch 7 for sensing the writing state at the tip, and the electronic pen 4 has a first function key 8 and a second function key 9 on the side of the front. The electronic pen 4 is supplied with electric power from the battery 10 and is controlled by the circuit unit 11. Infrared rays are transmitted from the infrared transmission element 12, and ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic transmission element 13.

図3に、本発明の電子ペンブロック図を示す。ペンスイッチ7は、電子ペン4の筆記時の検出に使用し、第1ファンクションキー8、第2ファンクションキー9は、マウスモードの浮遊筆記時の検出に使用する。第1ファンクションキー8は、マウスモードへの切替に使用する。第2ファンクションキー9は、マウスモードの左ボタンに使用する。第1ファンクションキー8、第2ファンクションキー9の情報は個別にマイクロコンピュータ14に連絡される。このマウスモードの対応は、ユーザが使用しやすいように、第1ファンクションキー8と、第2ファンクションキー9の役割を逆にして使用しても良いように、パーソナルコンピュータ3にはファンクションキーのオン・オフ情報として連絡する。電池10(図2参照)はマイクロコンピュータ14経由で他のブロックに電源を供給する。   FIG. 3 is a block diagram of the electronic pen according to the present invention. The pen switch 7 is used for detection when the electronic pen 4 is written, and the first function key 8 and the second function key 9 are used for detection when the mouse mode is floating. The first function key 8 is used for switching to the mouse mode. The second function key 9 is used for the left button of the mouse mode. Information on the first function key 8 and the second function key 9 is individually communicated to the microcomputer 14. The correspondence between the mouse mode and the personal computer 3 is such that the functions of the first function key 8 and the second function key 9 may be reversed so that the user can use them easily.・ Contact as off-information. The battery 10 (see FIG. 2) supplies power to other blocks via the microcomputer 14.

電池10の電圧は電池電圧検出回路17で監視され、規定された電圧以下になるとマイクロコンピュータ14に警報を出す。赤外線発信回路15は、マイクロコンピュータ14からの指示で赤外線発信素子12を発光させる。超音波発信回路16は、マイクロコンピュータ14からの指示で超音波発振素子13を振動させ、超音波を出力させる。   The voltage of the battery 10 is monitored by the battery voltage detection circuit 17, and an alarm is given to the microcomputer 14 when the voltage is lower than the specified voltage. The infrared transmission circuit 15 causes the infrared transmission element 12 to emit light in response to an instruction from the microcomputer 14. The ultrasonic transmission circuit 16 vibrates the ultrasonic oscillation element 13 according to an instruction from the microcomputer 14 and outputs an ultrasonic wave.

電子ペン4は、ペンスイッチ7、第1ファンクションキー8、第2ファンクションキー9が一つ以上オンであれば、図6の信号表に記載されている情報1〜5を選択し、これを図7に示した赤外線信号タイミング図(送信側はペン内部のCPU、受信側は本体のCPU内に格納されている。)に従い発信する。   If at least one of the pen switch 7, the first function key 8, and the second function key 9 is on, the electronic pen 4 selects the information 1 to 5 described in the signal table of FIG. 7 is transmitted in accordance with the infrared signal timing chart shown in FIG. 7 (the transmission side is stored in the CPU inside the pen and the reception side is stored in the CPU of the main body).

図4に、本発明の本体構成図を示す。本体1は、赤外線受信素子14を1つと、超音波受信素子15を2つ持ち、USBケーブル2で図1に図示したパーソナルコンピュータ3に接続される。   FIG. 4 shows a configuration diagram of the main body of the present invention. The main body 1 has one infrared receiving element 14 and two ultrasonic receiving elements 15 and is connected to the personal computer 3 shown in FIG.

図5に、本発明の本体1のブロック図を示す。電子ペン4から発信された赤外線信号は赤外線受信素子14により受信され、その信号は、赤外線受信回路19で増幅フィルタリングされ、パルス信号になり赤外線信号解析回路21に送られる。赤外線信号解析回路21は、その信号を2つの超音波距離測定回路20とマイクロコンピュータ14に送る。   FIG. 5 shows a block diagram of the main body 1 of the present invention. The infrared signal transmitted from the electronic pen 4 is received by the infrared receiving element 14, and the signal is amplified and filtered by the infrared receiving circuit 19, converted into a pulse signal, and sent to the infrared signal analysis circuit 21. The infrared signal analysis circuit 21 sends the signal to the two ultrasonic distance measurement circuits 20 and the microcomputer 14.

電子ペン4から発信された超音波信号は、空気中を約330m/secで伝搬し、距離に対応した時間遅れで2つの超音波受信素子15に受信され、受信された超音波信号は、2つの超音波受信回路18で増幅フィルタリングされたサイン波形になり、2つの超音波距離測定回路20に送る。これを、図8の超音波信号タイミング図に示す。   The ultrasonic signal transmitted from the electronic pen 4 propagates in the air at about 330 m / sec, is received by the two ultrasonic receiving elements 15 with a time delay corresponding to the distance, and the received ultrasonic signal is 2 The sine waveform is amplified and filtered by the two ultrasonic receiving circuits 18 and sent to the two ultrasonic distance measuring circuits 20. This is shown in the ultrasonic signal timing diagram of FIG.

2つの超音波距離測定回路20は、赤外線信号解析回路21からの信号で時間の計測を開始し、2つの超音波距離測定回路20からの信号で、時間の計測を完了し、2つの超音波到達時間をマイクロコンピュータ14に送る。ここまで、最長1.8msecで完了する。その後、マイクロコンピュータ14は、2つの超音波の飛翔時間から、電子ペンの座標情報を計算する。   The two ultrasonic distance measuring circuits 20 start measuring time with the signal from the infrared signal analyzing circuit 21, complete the time measurement with the signals from the two ultrasonic distance measuring circuits 20, and two ultrasonic waves The arrival time is sent to the microcomputer 14. Up to this point, the process is completed in a maximum of 1.8 msec. Thereafter, the microcomputer 14 calculates coordinate information of the electronic pen from the flight time of the two ultrasonic waves.

マイクロコンピュータ14は、赤外線信号解析回路21からの信号と前回の信号との時間間隔を測定し、図7に示した赤外線信号タイミング図から該当する情報1〜5を選択し、図6に示した信号表からペンスイッチ7、第1ファンクションキー8、第2ファンクションキー9のオン・オフ情報を得、座標情報とともにUSB I.F.22経由でパーソナルコンピュータに3に送る。また、バッテリー不十分情報は、図7に示した赤外線信号タイミング図から該当する情報5を選択し、電子ペン4の3種類のスイッチが最低一つ以上オンになった時から始まり、3種類のスイッチが全てオフになったときに1分間の情報通信時間があることを利用して情報5を本体1に送信する。この結果3種類のスイッチが全てオフになった状態では消費電流がおよそ半分に減る。ペンスイッチがオンからオフになり、第1または第2ファンクションキーがオンの場合は、消費電流がおよそ2/3に減る。その結果、全体では20〜25%電池の寿命を延ばすことができた。   The microcomputer 14 measures the time interval between the signal from the infrared signal analysis circuit 21 and the previous signal, selects the corresponding information 1-5 from the infrared signal timing diagram shown in FIG. 7, and is shown in FIG. On / off information of the pen switch 7, the first function key 8, and the second function key 9 is obtained from the signal table, and the USB I.D. F. 22 to 3 to the personal computer. Further, the battery insufficient information starts when at least one of three types of switches of the electronic pen 4 is turned on by selecting the corresponding information 5 from the infrared signal timing diagram shown in FIG. Information 5 is transmitted to the main body 1 utilizing the fact that there is an information communication time of 1 minute when all the switches are turned off. As a result, the current consumption is reduced to approximately half when all three types of switches are turned off. When the pen switch is turned off from on and the first or second function key is on, the current consumption is reduced to about 2/3. As a result, the life of the battery could be extended by 20 to 25% as a whole.

図7にあるように、情報1は11msec、情報2は17msecと情報1〜5は、素数または、数倍の整数で相互に割れない時間間隔を使用することで赤外線信号が外部からの外乱光ノイズ等により1回または連続して複数回受信できないことが発生しても情報を失わないようにすることができる。   As shown in FIG. 7, the information 1 is 11 msec, the information 2 is 17 msec, and the information 1 to 5 is a prime number or an integer that is a multiple of several times. Information can be prevented from being lost even if it cannot be received once or continuously several times due to noise or the like.

1 本体
2 USBケーブル
3 IBM−PC
4 電子ペン
5 超音波
6 赤外線
7 ペンスイッチ
8 ファンクションキー1
9 ファンクションキー2
10 電池
11 回路部
12 赤外線発信素子
13 超音波発信素子
14 赤外線受信素子
15 超音波受信素子
16 マイクロコンピュータ
17 電池電圧検出回路
18 超音波受信回路
19 赤外線受信回路
20 超音波距離測定回路
21 赤外線信号解析回路
22 USB I.F.回路
1 Body 2 USB cable 3 IBM-PC
4 Electronic pen 5 Ultrasound 6 Infrared 7 Pen switch 8 Function key 1
9 Function key 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery 11 Circuit part 12 Infrared transmitting element 13 Ultrasonic transmitting element 14 Infrared receiving element 15 Ultrasonic receiving element 16 Microcomputer 17 Battery voltage detection circuit 18 Ultrasonic receiving circuit 19 Infrared receiving circuit 20 Ultrasonic distance measuring circuit 21 Infrared signal analysis Circuit 22 USB I.I. F. circuit

Claims (1)

少なくとも、位置座標を検出するための超音波信号を発信する1個以上の超音波発信素子と、赤外線信号を発信する赤外線発信素子と、筆記状態であることを検知するセンサであるペンスイッチと1個以上のファンクションスイッチを具備し、赤外線信号の発信周期を、前記ペンスイッチと1個以上のファンクションスイッチのON、OFF状態の組み合わせ毎に予め定めた信号表に基づいて発信する電子ペンと、筆記時及び浮遊筆記時に、前記電子ペンから発せられる超音波信号を受信する少なくとも2つ以上の超音波受信素子と、前記電子ペンから発せられる赤外線信号を受信する赤外線受信素子を具備し、前記超音波信号と赤外線信号の到達時間差から、前記電子ペンの筆記時及び浮遊筆記時の位置座標を検出すると共に、該電子ペンから発信される赤外線信号の時間間隔を判別するために、前記電子ペンに設けられた信号表と同一の信号表を設けた本体とからなる筆跡入力システムであり、電子ペンに設けられたペンスイッチと1個以上設けられているファンクションスイッチのON、OFF状態毎に赤外線信号の時間間隔を予め決めた信号表に基づいて本体へ赤外線信号を発信し、本体では電子ペンから発信された赤外線信号の発信周期を、本体に格納された信号表と照合し、電子ペンの使用状態に応じた赤外線信号の受信を行うことを特徴とする筆跡入力システム。   At least one or more ultrasonic transmission elements that transmit ultrasonic signals for detecting position coordinates, an infrared transmission element that transmits infrared signals, and a pen switch that is a sensor that detects a writing state; An electronic pen that includes at least one function switch, and transmits an infrared signal transmission cycle based on a predetermined signal table for each combination of ON and OFF states of the pen switch and at least one function switch; And at least two or more ultrasonic receiving elements that receive ultrasonic signals emitted from the electronic pen and an infrared receiving element that receives infrared signals emitted from the electronic pen at the time of writing and floating writing. The position coordinates of the electronic pen during writing and floating writing are detected from the arrival time difference between the signal and the infrared signal, and the electronic pen emits the position coordinates. A handwriting input system comprising a main body provided with a signal table identical to the signal table provided on the electronic pen to determine the time interval of the infrared signal to be transmitted, and a pen switch provided on the electronic pen and 1 Infrared signal is transmitted to the main unit based on a signal table in which the time interval of the infrared signal is determined in advance for each ON / OFF state of the function switch provided. Is compared with a signal table stored in the main body, and an infrared signal is received according to the use state of the electronic pen.
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