JPH03156519A

JPH03156519A - ペン型のコンピュータ入力装置

Info

Publication number: JPH03156519A
Application number: JP1295898A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masaki; 健正木; Koichi Sato; 公一佐藤; Ryuichi Toyoda; 隆一豊田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-07-04

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】産業上の利用分野本発明は１コンピユータシステムにおけるカーソルの移
動や図形の入力に用いられるペン型のコンピュータ入力
装置に関するものである。

従来の技術最近、コンピュータ等への入力装置としては、キーボー
ド、マウス、デジタイザ、ライトペン、及びタブレット
端末等が盛んに利用されている。

そのなかでマウスはＣＲＴ上に表示されるカーソルを相
対的に移動させる装置で、高速に移動ができることや自
由に図形を描画するようなことが比較的簡単に操作でき
る。このマウスには、移動量の検出方法によって、大き
く２つの種類がある。

その１つはマウスの中にボールを抱えこませ、これを動
かしたときのボールの回転で移動量を検出するものと、
もう１つは縦横に格子状に線が描かれたボード上で、こ
れを動かし光センサによって移動量を検出するものとが
ある。以上のようにマウスはコンピュータシステムのソ
フトウェアによってその使い方はさまざまであるが、マ
ウスを用いてコンピータへ図形等を簡単に入力すること
ができる。

発明が解決しようとする課題しかし、以上のような構成では、マウスそのものが比較
的大きく、しかもその構造上からマウス自身、蟹小に動
かすこと、並びに描きたい細かな表現を正確にコンピュ
ータへ入力することができないという課題を有していた
。

本発明は上記課題に鑑み、描いた通り正確に図形・文字
等をコンピュータに入力するペン型のコンピュータ入力
装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段本発明は、ペン軸の先端に、平面内の直行する２方向の
加速度を検出するセンサと、ペンが紙上、もしくは机上
等に押しつけられた状態を検出するセンサとを内蔵し、
加速度センサの信号を処理しペン軸の平面内の移動量に
変換する手段とを具備するものである。また、加速度セ
ンサ信号処理回路の手段としては、加速度センサの検出
信号を速度信号に変換する積分回路と、速度信号の電圧
値に応じた周波数に変換する電圧／周波数変換回路と、
方向を弁別する回路とを設けたものである。

作用本発明は、上記構成によりペン軸の先端に機械的な伝達
手段を設けることなく、ペンの移動量を検出することが
できる。したがってあらゆるペンの先端に取りつけるこ
とができ、ペンで書きながら図形や文字をコンピュータ
へ入力することが可能となる。また移動量の分解能は電
圧／周波数変換回路の変換比率によって決定するため任
意に設定することができ、さらに高分解能のものが容易
に実現できるため、小さなスペースで描いた図形や文字
をコンピュータへ入力することができる。

一方分解能を下げて大きなスペースに描きながら入力す
ることも可能である。

実施例以下、第１図から第４図を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。第１図は本発明のペン型コンピュータ
入力装置の使用方法を示す全体構成図である。第１図に
おいて、１はペン型コンピュータ入力装置、２はコンピ
ュータ、３は記録紙、４は入力する図形、６は入力され
念図形である。

第２図はペン型コンピュータ入力装置１の外観を示した
斜視図である。第２図において、１ｏはペン軸、１１は
センサユニット、１２はペン部である。

第３図はセンサユニット１１の構成を示す構成図である
。第３図において、１２はセンサユニット１１をペン軸
１ｏに機械的に接続するためのホルダ、１３はシリコン
基板、１４−Ｘと１４−Ｙは直交する振り子、１６−Ｘ
と１６−Ｙは振り子１４−Ｘ−Ｙにおける型動り、１６
−Ｘと１６−Ｙは振り子１４−Ｘ−Ｙにおける板バネ、
１７は電気的な信号処理回路、１８−Ｘと１８−Ｙは板
バネ１６−ｘ−ｙの抵抗測定用の信号線、１９は感圧基
板、２０は弾性体シート、２１は接点、２２は貫通穴、
２３は出カケープルである。第４図は電気的な信号処理
回路とコンピュータへの出力系の構成を示すブロック図
である。第４図において、３０は板バネ１６−Ｘ、もし
くは１６−Ｙのひずみによって型動り１６−Ｘ、もしく
は１６−Ｙに加わる加速度の検出回路、３１は加速度信
号から移動方向な判別する方向弁別回路、３２は加速度
信号から速度信号へ変換する積分回路、３３は電圧／周
波数変換回路、３４に方向に応じて切り替える出力回路
、３６はコンピュータ、３６はコンピュータの入力イン
ターフェースである。

以上の第１図から第４図の構成において、以下その動作
につき説明する。第１図においてペン型のコ／ピーータ
入力装置１を記録紙３上で図形を描くとコンピュータ２
に図形６が入力される。ペン軸１ｏの移動の方向とその
量の検出方法について説明する。第３図に示すホルダ１
２によってセンサユニット１１は第２図に示すようにペ
ン軸１゜に取りつけられる。第３図において、振り子１
４−Ｘ−Ｙはシリコン基板１３面内で直交している。

板バネ１６−Ｘ−Ｙは素材のシリコンに不純物が拡散さ
れたもので、それ自身の歪みによって電気的抵抗値が変
化する。型部り１５−Ｘ−Ｙは板バネ１６−Ｘ−Ｙによ
って支持されて、ＸＹそれぞれの方向にのみ自由に振れ
るようになっている。

ペン軸１ｏの移動における加速度を受Ｉｄ念型部り１５
−Ｘ−Ｙが板バネ１６−Ｘ−Ｙを変形させる。

次に、板バネ１６−Ｘ−Ｙの変形量を電気的抵抗値の変
化として検出するため信号線１８によって電気的信号処
理回路１７に導く。次に、信号処理回路は第４図に示す
ように、板バネ１６−ｘ・Ｙの変形に伴う電気的抵抗値
の変化を加速度検出回路３０によって加速度信号に変換
する。加速度信号から、移動した方向と移動量を求める
ために、方向弁別回路３１と積分回路３２によって処理
する。次に、積分回路３２では速度信号に変換する。

次に、コンピュータへの移動量の入力方法としては、移
動量を数値化して入力する場合と、移動にともなって移
動単位ごとに量子化しパルスとして行う場合とがある。

ここで示すのは後者の信号処理の例であり、速度信号で
ある電圧値をパルスの周波数に変換する方法である。電
圧／周波数変換回路３３は電圧値の変化を周波数の変化
に変換する回路である。パルスの数が移動した量である
ため、パルスの周波数は移動速度に相当する。すなわち
、ペン軸１０の移動速度が大きい場合、その速度信号の
電圧値が高く変換されるパルスの周波数は高くなる。こ
のようにして移動にともなって発生したパルス信号を方
向弁別回路３１の出力に基づいて正負それぞれに切り替
え出力するのが出力回路３４である。第４図ではＸ−Ｙ
方向の一方向の処理回路を示しているが、もう１つの方
向も同様な方法により可能である。このように処理され
たパルス信号はインターフェース３６を介シてコンピュ
ータ３６に入力される。以上がペン軸１０の移動の方向
と量を検出する動作の説明である。

次に図形をコンピュータに入力する場合に、図形な描い
ているか、いないかをどのように入力するかについて説
明する。第３図において、シリコン基板１３と感圧基板
１９の間に弾性体シー）　２０が挾まれている。感圧基
板１９はペン部１２に固定され、ペン部１２の先端に加
えられる筆圧によって弾性体シート２ｏが伸縮する。弾
性体シート２ｏが圧縮されると感圧基板１９とシリコン
基板１３に設けた接点が動作し、シリコン基板に設けた
貫通穴２２を通して接続された電気的信号処理回路１７
へ送られる。ペン部１２は実際に紙面上に描くことがで
きるものであれば良く、その種類は問わない。この感圧
スイッチは上記の図形を描く場合だけでになく、通常の
画面上に表示されるカーソルの制御としても用いること
もできる。

以上示したペン軸１ｏの移動の方向と量の検出、及びス
イッチ動作の処理をする電気的信号処理回路１７はシリ
コン基板１３上に集積化され形成されている。ここで移
動の分解能の具体的な仕様例を示す。毎秒１ｏｃｒＩＬ
で５（ｍの距離を移動している場合では、本実施例のペ
ン型コンピュータ入力装置の移動とコンピュータの画面
のカーソルの移動の割合を０．１１１で１ドツトとする
と、０．６秒間に５００パルスが出力されればよい。す
なわち毎秒１０１１ｍの速度の信号に対応する周波数は
１０００　Ｈｚとなる。このように周波数としてそれほ
ど大きな信号の処理ではないので直線性の問題はない。

またこの電圧／周波数変換の比率は任意に設定できるた
め、前記１０００１１ｚを２倍にすれば分解能が２倍に
なり、同じ図形を描いた場合２倍の大きさ（面積の比率
では４倍）の図形がコンピュータに入力される。

以上のような構成により、極めて小型集積化された移動
量検出機能を実現できる′ため、ペンの先端に容易に組
み込め、非常に操作しやすいペン型のコンピュータ入力
装置を実現することができる。

発明の効果以上のように本発明は、ペン軸の移動の方向と量を、先
端に構成した２軸の加速度検出器と、その加速度信号を
速度そしてパルス周波数に変換する手段とによって検出
し、さらにペン先に加えられる圧力の検出器とを備える
ことによって、ペン型と小型で思い通りにコンピュータ
へ描画入力でき、操作しやすいコンピータ入力装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の一実施例におけるペン型の
コンピュータ入力装置であり、第１図はペン型のコンピ
ュータ入力装置の使用方法の全体構成図、第２図はペン
型のコンピュータ入力装置の斜視図、第３図はセンサユ
ニット部の構成図、第４図は信号処理部のブロック図で
ある。１・・・ペン型コンピュータ入力装置、２・・・コンピ
ュータ、３・・・記録紙、４・・・入力図形、６・・・
入力された図形、１ｏ・・・ペン軸、１１・・・センサ
ユニット、１２・・・ペン部、１３・・・シリコン基板
、１４・・・振り子、１６・・・重なり、１６・・・板
バネ、１７・・・電気的処理回路、１８・・・信号線、
１９・・・感圧基板、２０・・・弾性体シート、２１・
・・接点、２２・・・貫通穴、２３・・・出カケープル
、３０・・・加速度検出回路、３１・・・方向弁別回路
、３２・・・積分回路、３３・・・電圧／周波数変換回
路、３４・・・出力回路、３６・・・コンピュータ、３
６・・・インターフェース。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ペン軸の先端に、平面内の直行する２方向の加速
度を検出する加速度センサと、ペン先に加えられる圧力
を検出する圧力検出器と、前記加速度センサからの信号
を、前記ペン軸の平面内の移動量に変換する信号処理回
路とを具備したことを特徴とするペン型のコンピュータ
入力装置。
（２）信号処理回路は加速度センサからの検出信号を速
度信号に変換する積分回路と、速度信号の電圧値に応じ
た周波数に変換する電圧／周波数変換回路と、方向を弁
別する処理回路からなることを特徴とする請求項１記載
のペン型のコンピュータ入力装置。