JPH02191016A - 手書き文字入力及び認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、操作者の描いた手書き文字を直接読み取って
手書き文字認識装置に対して人力を行う装置、及びこの
入力された文字を特定の文字として認識して文章処理装
置に人力する装置を備えた手書き文字入力及び認識装置
に関するものである。

（従来の技術） 近年、文章のファイル、校正、編集、出力等を行う文章
処理装置が普及し、企業のみならず一般の家庭内におい
ても広く用いられるに至っている。

この装置への文字の入力、及び入力された文字の特定の
文字への認識は、従来はキーボード、タブレット等のデ
ジタイザ、タッチパネル等の入力装置を使用することに
より行っていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしこのようなキーボードをはじめとする入力装置は
、専門の操作者以外の者にとっては習熟するまでに時間
を要し、操作することに対して抵抗を感するものが多か
った。特に日本語の文章を入力する場合には、先ずかな
で入力し、次に同音異義語が多い漢字に変換する必要が
あるため、キーボードによる入力は作業効率の低下を招
くという問題があった。

本発明は上記事情に鑑み、専門の操作者以外の者にも容
易に文章を人力することができる操作性に優れた手書き
文字人力装置、及び入力された文字を特定の文字に認識
してデータ化し文章処理装置に入力する手書き文字認識
装置を備えた手書き文字入力及び認識装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の手書き文字入力及び認識装置は、指で把持し得
る柱状筐体と、柱状筐体の先端部分に所定値以上の圧力
が加わるとそのことを検知する圧力検知部と、圧力検知
部によりこの圧力が検知されている状態で柱状筐体が平
面上を移動した二次元変位を測定し移動変位データとし
て出力する移動変位測定部とを有した手書き文字入力装
置と、移動変位測定部が出力した移動変位データを用い
て特定の文字として認識し、その結果を文字データとし
て出力する手書き文字認識装置とを備えたことを特徴と
している。

ここで移動変位測定部は、光量がそれぞれに異なりパル
ス波形の複数本の光線を放射する座標設定部と、光線を
受光する受光部と、受光された光線の光量を検出して第
１の軸方向の座標位置を検知し、この光のうち第１のパ
ルスが受光されてから第２のパルスが受光されるまでに
要した時間を測定して第２の軸方向の移動速度及び移動
方向を検知することによって二次元変位を座標データと
して測定しその結果を出力する変位測定部とを備えたも
のであってもよい。

また手書き文字入力装置は一文字分の入力か終了したこ
とを通知する一文字終了通知部をさらに備え、移動変位
測定部が出力した移動変位データを蓄積し、一文字終了
通知部から通知がある毎に移動変位データを出力する移
動変位データ蓄積部と、この移動変位データを用いて特
定の文字として認識し文字データとして出力する文字認
識部とを有するものであってもよい。

さらに文字認識部は、出力された移動変位データを中心
位置からの座標データに変換し、手書き文字を二次元空
間における軌跡としての解析を行う移動変位データ解析
部と、この座標データを用いて特定の文字としてパター
ン認識し文字データとして出力するパターン認識部とを
有するものであってもよい。

（作　用） 操作者が柱状筐体を指で把持し平面上に手書き文字を描
くと、文字を構成する各線の二次元変位は、柱状筐体の
先端に所定値以上の圧力が加わった状態での柱状筐体の
移動した二次元変位として移動変位測定部によって測定
され、その結果が移動変位データとして手書き文字認識
装置に出力される。この移動変位データか手書き文字認
識装置によって特定の文字として認識され、その結果が
文字データとして文章処理装置に入力される。

ここで二次元変位の測定は、受光部に受光された光線の
光量を検出することによって第１の軸方向の座標位置を
検知し、座標設定部から放射された光のうち第１のパル
スか受光されてから第２のパルスが受光されるまでに要
した時間を測定することによって第２の軸方向の移動速
度及び移動方向を検知することによっても行われる。

手書き文字認識装置が移動変位データ蓄積部と文字認識
部を有する場合には、移動変位ｆｆ１ｌｌ定部によって
出力された移動変位データを移動変位データ蓄積部が蓄
積し、一文字終了通知部より一文字分の文字入力が終了
したことが通知される毎に一文字分のデータを文字認識
部に出力し、文字認識部はこのデータより手書き文字を
特定の文字として認識し、文字データとして出力する。

さらにこの文字認識部が移動変位データ解析部とパター
ン認識部を有する場合には、手書き文字の大きさが一つ
一つ異なるため移動変位データを先ず第１及び第２の軸
方向における相対的最大距離を求めて中心位置からの座
標データに変換し、二次元空間における軌跡としての解
析を移動変位データ解析部が行い、次にパターン認識部
がこの座標データを用いて手書き文字を特定の文字とし
てパターン認識し、文字データとして出力する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。本実施例の手書き文字入力及び認識装置は、手書き
文字入力装置と手書き文字認識装置とを備えており、こ
のうち手書き文字入力装置はペン型入力部と座標設定部
とを有している。

第１図にペン型入力部１の構成を示す。柱状筐体９は操
作者が通常のペンを用いて文字を書くように、指で保持
して机上で文字を描くことが可能なペン型の形状をした
筐体である。この筐体の内部に、以下のような構成要素
が収容されている。

球４は、柱状筐体１の先端に回転自在に支持されたもの
で、操作者に通常のボールペンで文字を書く感覚で操作
することを可能にするものである。

この球４はばね５によって外方に付勢されており、柱状
筐体９の先端に設けられたキャップ１０によって外へ突
出させないように支持されている。そして操作者が文字
を書く際に加える筆圧によって机上に押し付けられて上
方向に少し移動する。筆圧スイッチ部８はこの筆圧を検
知するもので圧力検知部に相当し、所定以上の筆圧が加
わるとオンとなる。従って、机上に線を描いている最中
は筆圧がばね５に作用してこのスイッチがオン状態とな
り、球４が机上から離れて線を描いていない状態である
ときは筆圧が作用せず、ばね５によって球４が下方に押
し下げられてスイッチはオフ状態となる。

受光部２は、後述する座標設定部から放射される複数本
のレーザ光のうちのいずれかを受光するもので柱状筐体
１の先端付近に設けられており、第２図にその断面構造
を示す。直進してきたレーザ光を導くスリット２８が放
射状に配列され、それぞれ光ファイバ２９を介して中心
位置の光センサ２ａに接続されている。従って光の直進
性よりレーザ光２７のうち中心位置に向かって入射した
レーザ光２７ａが受光部２ａに受光される。

ここで、座標設定部は第３図に示すような構成を有して
いる。パルス発生器３２は文章処理装置２５から電源を
供給され、あるいは自身の有する電源より所定のパルス
信号を発生する。レーザ発光器３３はこのパルス信号を
受けて例えば１００ＧＨｚのパルス状のレーザ光を発生
するものであり、発生されたレーザ光は第４図のプリズ
ムの原理を応用したビームスプリッタ４１によって分光
され、光フアイバーアレイ空間フィルタ３４のそれぞれ
の孔３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、　・＝　　３４ｍから机
３５の表面に平行に放射される。このとき孔３４ａ、３
４ｂ、３４ｃ、−，３４ｍから放射されるそれぞれのレ
ーザ光の光量は、ビームスプリッタ４１によって徐々に
減少して行く。例えば、孔３４ａからのレーザ光の光量
を１００とすると孔３４ｂからは光ｍ９９．孔３４ｃか
らは光量９８のレーザ光が放射されることになる。

第１図の移動変位測定部３は、筆圧スイッチ部８及び受
光部２か出力した信号から、操作者がペン型人力部１を
用いて机上に描いた文字、即ち球４に筆圧が加わった状
態で移動した二次元変位を座標データとして測定するも
のである。

移動変位データ転送部７は、この移動変位データを与え
られてペン型人力部９から外部の手書き文字認識装置の
ちの移動変位データ蓄積部２１へ出力するものである。

一文字終了通知部６は一文字分の文字入力が終了したこ
とを外部の移動変位データ蓄積部２１に通知するもので
、操作者は一文字終了する毎にスイッチ６ａを押す。

次に本実施例のうちの手書き文字認識装置について説明
する。この装置は、上述した手書き文字１　］ 入力装置によって入力された文字を特定の文字として認
識し、データ化して文章処理装置に出力するものである
。第５図にその構成を示す。

移動変位データ蓄積部２１は、手書き文字入力装置の移
動変位データ転送部７から送られてきた移動変位データ
を蓄積するものであり、一文字終了通知部６から一文字
分のデータ入力が終了したことを通知されると、その都
度それまでに蓄積したデータを移動変位データ解析部２
２に出力する。

移動変位データ解析部２２は、一文字単位で送られてき
た移動変位データを解析して、ペン型入力部１の先端部
が描いた各線の軌跡より構成される文字としてとらえる
ものである。

パターン認識部２３は、この変換された座標系のデータ
とパターンデータ記憶部２４に記憶されている各文字の
パターンを表わすパターンデータとを照合してパターン
認識を行い、特定の文字であると認識するものであり、
その結果を文字データとして文章処理装置２５に転送す
る。

次に上述したそれぞれの構成要素を備えた手書き文字入
力装置及び手書き文字認識装置を用いて文字入力及び認
識を行う際の動作について、第６図のフローチャートを
参照して説明する。

先ず座標設定部３］を、第７図のように机３５上に設置
して座標の設定を行う（ステップ１０１）。孔３４ａ、
３４ｂ、３４ｃ、−，３４ｍからそれぞれ光量が順次減
少したレーザ光４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、−，４２ｍが
放射される。

このそれぞれのレーザ光が放射されている机３５上で、
操作者がペン型入力部１を通常のペンで文字を書くよう
に移動させる。この場合に筆圧スイッチ部８がオンのと
きは線を描いているときであり、オフのときは線を描い
ていないときであることが筆圧スイッチ部８からの信号
により移動変位測定部３に通知され（ステップ１０２）
、オンの状態のときに移動した変位の測定を移動変位測
定部３が行う（ステップ１０３）。第７図のように、複
数のレーザ光４２　ａ、　４２　ｂ、　４２　ｃ。

・・・、４２ｍが存在する範囲内にペン型入力部１をお
くと、受光部２にいずれかのレーザ光が受光される。移
動変位測定部３ではこの受光されたレーザ光の光量を読
み取って、座標設定部３１の長手方向に平行な軸（以下
、Ｘ軸と称す）方向の座標を検出する。そしてペン型入
力部１を移動させると、受光部２に受光されるレーザ光
が順次４２ａから４２ｂ、４２Ｃというように変わり、
移動変位測定部３において存在した位置及び移動変位が
測定される。従って、球４か描く文字を測定される移動
変位に正確に対応させるため、受光部２はなるべくペン
型入力部１の先端部近くに設けた方がよい。Ｘ軸に直行
する軸（以下、Ｙ座標と称す）方向の座標の検出は、以
下のようにして行う。レーザ光は第８図（ａ）のように
所定の周期ＴＯのパルス波形として出力されるが、Ｙ軸
方向に対しペン型入力部１を移動させると受光される際
にレーザ光の周期が変わる。座標設定部３１から遠ざか
るように移動させると第８図（ｂ）のように長い周期Ｔ
Ｉとなり、近づくように移動させると第８図（Ｃ）のよ
うに短い周期Ｔ２となる。従ってこの周期を測定するこ
とによってＹ軸方向の移動速度及び移動方向が明らかに
され、これによりＹ軸方向の相対的な座標位置を検出す
ることができる。この場合にＸ軸方向と異なり相対的な
座標位置しか検出できないため、筆圧スイッチ部がオフ
状態のときも含めて常時検出しておき、このうちのオン
状態における座標位置を移動変位データとして取り出す
必要がある。

このようにして机上に描かれた文字を構成する各線は、
Ｘ軸及びＹ軸方向の座標で表された移動変位データとし
て移動変位１１１１Ｉ定部３から移動変位データ転送部
７に随時与えられる。この移動変位データ転送部７は、
このデータを手書き文字認識装置の移動変位データ蓄積
部２１に転送する（ステップ１０４）。さらに操作者は
一文字分の文字入力が終了する毎にスイッチ６ａを押し
、これにより一文字終了通知部６から移動変位データ蓄
積部２１に一文字分のデータ入力が終了した旨が通知さ
れる。

移動変位データ蓄積部２１に送られてきた移動変位デー
タが蓄積され（ステップ１０５）、一文字終了通知部６
から一文字分のデータ入力が終了したことを通知される
と、その都度それまでに蓄積したデータを移動変位デー
タ解析部２２に出力する（ステップ１０６）。

移動変位データ解析部２２により一文字単位で送られて
きた移動変位データか解析され、ペン型入力部１の先端
部が描いた各線の軌跡より構成される文字としてとらえ
られる（ステップ１０７）。

ここで机上に描かれた文字は、タブレット等の一定の枠
内に書かれたものではないため大きさは区々である。従
って第９図のように、一文字毎に文字の大きさをＸ方向
の相対的最大距離ＸとＹ方向の相対的最大距離ｙとによ
り把握し、中心位置である０点を求め、中心点Ｃを基準
とした座標系のデータに変換し、パターン認識部２３に
出力する。

パターン認識部２３により、この変換された座標系ノデ
ータと、パターンデータ記憶部２４に記憶されている各
文字のパターンを表わすパターンデータとが照合され、
基本ストローク法、パターンマツチング法等の公知の線
構造解析法を用いてパターン認識が行われ、特定の文字
であると認識される（ステップ１０８）。

そして認識された結果か文字データとして文章処理装置
２５に転送され（ステップ１０９）、ファイル、出力、
編集等が行われる。

そして文字入力を続行する場合はステップ１０２より上
述した動作を繰返し、入力が終わると以上の動作は終了
する（ステップ１１０）。

このように、先ず本実施例の手書き文字入力及び認識装
置のうちの手書き文字入力装置により、通常のペンを用
いて机上に文字を書く場合と同様の操作で描いた手書き
文字を人力することができる。またタブレット等の所定
の枠内に書くことが要求される場合と異なり、操作者が
好む字の大きさで描くことができ、さらに英文人力では
筆記体による入力が可能となる。

そして手書き文字認識装置により、入力された操作者の
手書き文字の特定の文字への識別及び文］　８ 章処理装置へ入力するためのデータ化が可能となる。文
字は日本語に限らず英語、独語、仏語等のあらゆる言語
によるものが可能であり、日本語の場合には、ひらがな
、カタカナ、記号、ローマ字に限らず、直接漢字を入力
することが可能である。

このため、従来の日本語文章処理装置におけるキーボー
ド入力のような、かなから同音異義語の多い漢字への変
換を行う必要がなく、入力効率を大幅に向上させること
ができる。

以上の実施例は一例であって、本発明を限定するもので
はない。例えば移動変位測定部として本実施例ではレー
ザ光を用いているが、他の例としてジャイロスコープを
用いたものがある。具体的にはリングレーザジャイロ、
干渉型光ファイバジャイロ、リング共振器型光ファイバ
ジャイロ等のジャイロを柱状筐体に収容し、サグナック
効果を応用してジャイロ自身の角速度を測定する。この
角速度を検出することによって、柱状筐体のＹ軸、Ｙ軸
の移動方向及び移動距離が測定される。

また一文字終了通知部を本発明の手書き文字入力装置と
して必ずしも有する必要はなく、さらに有する場合でも
柱状筐体内でなく外部に設けてもよい。本実施例では柱
状筐体の先端に球を設けているが、代わりに摩擦係数の
小さいテフロン製チップ等を設け、机上をすべらせて文
字を描くものであってもよい。この場合は、このチップ
に所定の圧力が加わったことを検知すればよい。

以上説明したように本発明の手書き文字入力及び認識装
置は、手書き文字人力装置により操作者が柱状筐体を用
いて描いた手書き文字を、柱状筐体の先端の球に圧力か
加わった状態で移動した二次元変位を測定することによ
って手書き文字認識装置に入力するものであるため、操
作者が通常のペンを用いて文字を書く場合と同様の感覚
により操作が可能であり、専門の操作者以外の者にとっ
ても容品な操作が可能である。特に日本語の文章を入力
する場合には漢字を直接入力することが可能なため、か
なから漢字への変換が不要であり、作業効率を向上させ
ることができる。そして手書き文字認識装置により、こ
の入力された文字を特定の文字として認識してデータ化
することにより、手書き文字の認識及び文章処理装置へ
の入力が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による手書き文字入力及び認
識装置における手書き文字入力装置のうちのペン型入力
部の構成を示した断面図、第２図は同装置のペン型入力
部の光受光部の構造を示した断面図、第３図は同装置の
座標設定装置の構成を示した断面図、第４図は同装置の
座標設定装置におけるビームスプリッタを示した説明図
、第５図は本発明の一実施例による手書き文字入力及び
認識装置における、手書き文字認識装置の構成を示した
ブロック図、第６図は本実施例による手書き文字人力及
び認識装置を用いて文字を入力及び認識する場合の動作
手順を示したフローチャート、第７図は本実施例を用い
て文字を入力する場合の操作を示した斜視図、第８図は
放射される際のレーザ光及び受光された際のレーザ光の
それぞれの周期を示したタイムチャート、第９図は本実
施例における移動変位データ解析部２２の解析内容を示
した説明図である。 １・・・ペン型入力部、２・・・受光部、２ａ・・・光
センサ、３・・・移動変位測定部、４・・・球、５・・
・ばね、６一文字終了通知部、８・・・筆圧スイッチ部
、９・・・柱状筐体、２１・・・移動変位データ蓄積部
、２２・・・移動変位データ解析部、２３・・・パター
ン認識部、２４・・・パターンデータ記憶部、２５・・
・文章処理装置、３１・・・座標設定部、３２・・・パ
ルス発生器、３３・・・レーザ発光器、３４・・・光フ
アイバーアレイ空間フィルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、指で把持し得る柱状筐体と、 前記柱状筐体の先端部分に所定値以上の圧力が加わると
   そのことを検知する圧力検知部と、前記圧力検知部によ
   り前記圧力が検知されている状態で前記柱状筐体が平面
   上を移動した二次元変位を測定し移動変位データとして
   出力する移動変位測定部とを有し、操作者が前記柱状筐
   体を移動させて描いた手書き文字を、特定の文字への認
   識を行う手書き文字認識装置に入力する手書き文字入力
   装置と、 前記移動変位測定部が出力した移動変位データを用いて
   特定の文字として認識し、その結果を文字データとして
   出力することによって、入力された前記手書き文字を文
   字データとして文章処理装置に入力する前記手書き文字
   認識装置とを備えたことを特徴とする手書き文字入力及
   び認識装置。 ２、前記移動変位測定部は、前記平面上に設置され光量
   がそれぞれに異なるパルス波形を有する複数本の光線を
   放射する前記平面上に設置された座標設定部と、 前記柱状筐体内に設けられ、放射された前記光線を受光
   する受光部と、 受光された前記光線の光量を検出して前記光線に直行す
   る第１の軸方向の座標位置を検知し、前記座標設定部か
   ら放射された光のうち第１のパルスが受光されてから第
   ２のパルスが受光されるまでに要した時間を測定して前
   記第１の軸と直交する第２の軸方向の移動速度及び移動
   方向を検知することによって前記二次元変位を座標デー
   タとして測定しその結果を出力する変位測定部とを備え
   たものであることを特徴とする請求項１記載の手書き文
   字入力及び認識装置。 ３、前記手書き文字入力装置は、前記手書き文字を入力
   する際に一文字分の入力が終了する毎に操作者が操作し
   て前記文字認識装置に通知するための一文字終了通知部
   をさらに備え、 前記手書き文字認識装置は、前記手書き文字入力装置の
   うちの移動変位測定部が出力した移動変位データを蓄積
   し、前記一文字終了通知部から人文字分の入力が終了し
   たことを通知される毎に蓄積された前記移動変位データ
   を出力する移動変位データ蓄積部と、 この出力された一文字分の文字を示す移動変位データを
   用いて、前記手書き文字を特定の文字として認識し、そ
   の結果を文字データとして出力する文字認識部とを有す
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の手書き文字入
   力及び認識装置。 ４、前記文字認識部は、前記移動変位データ蓄積部から
   出力された移動変位データを、相互に直交する第１及び
   第２の軸方向における手書き文字の相対的最大距離を求
   めることによって中心位置からの座標データに変換し、
   前記手書き文字を二次元空間における軌跡としての解析
   を行う移動変位データ解析部と、 この変換された座標データを用いて前記手書き文字を特
   定の文字としてパターン認識し、その結果を文字データ
   として出力するパターン認識部とを有することを特徴と
   する請求項３記載の手書き文字入力及び認識装置。