JPH0420213B2 - - Google Patents

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JPH0420213B2
JPH0420213B2 JP58095130A JP9513083A JPH0420213B2 JP H0420213 B2 JPH0420213 B2 JP H0420213B2 JP 58095130 A JP58095130 A JP 58095130A JP 9513083 A JP9513083 A JP 9513083A JP H0420213 B2 JPH0420213 B2 JP H0420213B2
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JP
Japan
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pen
piezoelectric element
body member
acceleration
pressure
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JP58095130A
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JPS599782A (ja
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Josefu Cheinaa Teimoshii
Aran Sukuranton Robaato
Kinbaa Waashinguton Toomasu
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International Business Machines Corp
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/22—Pens with writing-points other than nibs or balls with electrically or magnetically activated writing-points
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/30—Writer recognition; Reading and verifying signatures
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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    • G07C9/30—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass
    • G07C9/32—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は装置及び或る表面間の相対的運動とし
て生ずる圧力及び／もしくは加速度の変化を検出
もしくはモニタするのに特に有用な圧力及び加速
度感知検出装置の領域に関する。本発明は署名を
検証する分野において特に有用である。署名検証
は未知の人物の同定を彼の署名と予め知られてい
る署名を比較する事によつて明確にするものであ
る。本発明の特定の筆跡鑑定技法は例えば或る人
が署名を行う際の書込み表面上のペンの圧力を表
わす信号、書込み表面を横切るペンの移動を表わ
す加速信号を発生する署名検証システムにおいて
容易に利用され得る。
〔本発明の背景〕 種々の目的のために或る人物を同定するという
社会的必要は常に存在する。今日の科学的技法は
信用を与え、電子的資金の移動等を行う目的のた
めに計算機及び関連機構を採用した。この様な事
は１人の人の信用及び目的とする他の人の同定に
基づいて所有者間で金額、保険及び／もしくは物
品を移動させる小売業、保険業、銀行業等を含む
経済社会のすべての分野で行われる。秘密の同定
番号もしくはキーと共に種々の暗号装置を含む電
子システムは或る程度の安全性を与えるが、安全
の量は彼自身の特定の同定キーを保全する機密の
程度によつて予測される。明らかに一度個人のキ
ーが多分承認されていない他人によつて知られる
と、この他人は種々の電子機器をいつわつて使用
する様な事が生じ得る。
署名による身分証明はこの分野で十分知られて
いるが、多くの公知のシステムは種々の欠点を有
する。２つの署名の外観を簡単に照合する方法は
満足すべきものではない。なんとなれば専門の詐
欺師は本人自身のみならず、個人の署名の外観を
複製できるからである。この結果、専門の詐欺師
が関与する様な場合には、専門の文書鑑定人でも
しばしば署名が偽物である事を発見できない。
米国特許第3983535号及び米国特許第4128829号
によつて例示された如く自動的署名検証の分野の
最近の発展は計算機に基づく署名分析による個人
の同定の概念を具体化するシステムを開示してい
る。これらの特許及び他の特許の技法は個人の個
性ある署名から生ずる電子信号を比較している。
上述の２つの特許は必要とされる比較及び分析を
行うのに加速度と圧力データを利用している。こ
の様なシステムにおいては、実際の分析もしくは
照合は必要な照合アルゴリズムを遂行する様にプ
ログラムされた電子計算機で遂行されている。し
かしながら、この様なシステムにおける主たる問
題は耐用性があり、目的のために適した感度を有
し、理想的には検証動作を遂行する事が望まれる
個所ではどこでもペンが利用できる様に比較的安
価に製造されるピツクアツプ装置もしくはペンを
与える事にある。
米国特許出願第161483号は上述の如き署名検証
システムと共に使用されるデータ入力ペンを開示
している。開示されたペンは可変キヤパシタンス
変換器を含む加速度の力を検出する特定の構造を
有する。この特許出願の構造は同じ加速度の力を
測定するとはいえ、本発明において利用されるも
のとは全く異なる構造体を開示している。他の関
連技術を開示した論文、特許としてはIBM
Technical Disclosure Bulletin、Vol.21、No.８、
第3415頁（1979年１月）の“Optimal Designs
of Instrumented Pens for Signature
Verification”と題するJ.S.Lewの論文、米国特
許第3962679号、米国特許第3699519号、米国特許
第4142175号、米国特許第4078226号及び第
4131880号があげられるが、本発明のピツク・ア
ツプ装置もしくはペンとは異なり、またこれを示
唆するものではない。
〔本発明の概要〕
本発明の主目的は電子署名検証システムに加速
度及び圧力データを入力するためのペン状の感知
素子を与える事にある。
本発明に従えば、上述の入力データを得るため
に複雑ではなく、容易に入手可能な安価な圧電検
出装置を使用した装置が与えられる。
本発明に従えば、簡単で安価であり、ペンに加
えられる直交加速度力を示す２つの加速度依存信
号を与える独自の加速度計取付け構造体を有する
ペン組立体が与えられる。
本発明に従えば、ペンの先端に加えられる軸圧
力に比例する信号を発生するための独自な圧電性
圧力感知装置を有するペン組立体が与えられる。
本発明に従えば組立体の全般的電子部分に影響
する事なくインク・カートリツジが容易に置換さ
れ得る様なペンが与えられる。
本発明に従えば、コンパクトで、耐用性があ
り、製造費が安価であり、同時に極めて感度がよ
く、関連する検証システムに必要とされるすべて
のデータを発生し得るペン組立体が与えられる。
本発明の目的、特徴及び利点は、ペン軸に垂直
である２つの直交軸に沿う加速度を測定し、ペン
軸に実質上に平行であるペンの先端に印加される
圧力に比例する信号を発生するペン構造体によつ
て実現される。２つの加度度信号は上記ペンの軸
に実質上平行にペン内に配置され、ペン軸に略垂
直である支持装置に片持ちばりにされた中空の圧
電変換器によつて発生される。圧力信号はペン内
の類似の第２の中空筒状圧電変換器によつて発生
される。第２の変換器は１端においてペン本体か
ら片持ちばりにされており、他端においてペン先
端を支持しており、これによつてペンの先端に軸
方向圧力が印加される時に圧力信号が発生され
る。さらに適切な空間がペン内に存在し、加速度
チヤンネル及び圧力チヤンネルの両方のための
種々の微小な信号距離回路が与えられる。インピ
ーダンス整合回路が含まれ、ペンを計算機システ
ムに取付けるのに低インピーダンスの高度に可撓
性ケーブルが利用され得る。これによつて低出力
インピーダンスがケーブルのたわみと独立したデ
ータ信号を与える。従つて、極めて薄い可撓性の
ケーブルが使用され、これによつて発生される署
名が上記ケーブルの存在によつてほとんど影響さ
れなくなる。
〔実施例の説明〕
本発明において開示される署名動的入力装置の
全体的特徴及び利点を説明したので、以下に好ま
しい実施例の詳細な設計が説明される。以下の説
明において、本発明の入力装置は実際には適切な
ボールペン・カートリツジ等を有するペンとして
示されている。しかしながら、厳密には同型のマ
ーキング装置を使用する必要はなく、実際のマー
クは全く形成される必要がない。或る機密性の応
用の場合には、マークは形成する必要はない。以
下の説明を簡単にするために、全体の装置は単に
データ入力ペンと呼ばれる。
本発明の好ましい実施例の正面及び側面図であ
る第１図および第２図を参照されたい。データ入
力ペンの全体的構造が明確に示されている。
図において、全体の構造１０は導電性プラスチ
ツク、金属等より構成された外部容器１２を含
む。外部容器１２は管状である事が好ましく、ベ
ース即ち支持構造体上に適合されている。導電性
外部容器１２は電磁波雑音をシールドする働きを
有する。外部容器１２及び支持部材１４を含むペ
ンの本体は完全に封止されており、耐腐食性にな
つている。
本体１４の１つの端はコネクタ組立体１６を受
取る様に適合されている。コネクタ組立体１６は
ケーブル１８を介してデータ収集端末にペンを接
続する働きをする。ペンの先端保持器２０は圧力
変換器２６の１端２８に取付けられている。先端
保持器２０はペン型カートリツジ２１を受入する
様にねじ切りされている。カートリツジ２１は全
体的ペン構造のケーブル１８の反対端に適合する
様に適切にねじ切りされた標準のボールペン・カ
ートリツジであり得る。増幅器板２２はコネクタ
組立体に隣接してペン本体内に取付けられており
第６Ａ図乃至第６Ｃ図の機能的系統図に示された
種々の増幅器及びインピーダンス整合回路を含
む。この回路の特定の構造は本発明の１部を構成
せず説明の目的のために示されている。
２軸加速度計２４はペンの略中間に取付けられ
ており、ペンの軸に略垂直である適切な支持構造
体の１端において片持ちばり（一端を固定した支
持構造）になつている。加速度計の詳細は第３図
に関連して後に説明されるが、加速度計は一般に
ペンの運動によつて発生される横方向偏向力によ
つて適切な出力信号を発生する様に支持された中
空の円筒の圧電装置である。小さなおもりが加速
度計を支持している端の反対端に存在し得る。
圧力感知装置即ち変換器２６がペンの先端に隣
接して存在し、１つの端２７でペンの本体から片
持ちばりにされた中空の管状圧電部材であり、他
端２８において先端保持器２０及びねじ切りされ
たボールペン・カートリツジ２１を受取る様に適
合されている。全体のペン構造体は実質上通常の
ボールペンと同一の寸法の装置中に具体化されて
いる。
第３図を参照するに、中空の管状片持ちばり型
加速度計の断面図が示されている。この型の加速
度計は米国特許第3073914号に開示されており、
加速度計の構造自体が本発明において特許請求さ
れているものではない。本発明の新規性はデータ
入力ペン中にこの様な圧電加速度計を使用した点
にある。加速度計は矢印３２によつて示された如
き極性の管状の圧電本体２４より成る。内部の接
地平面もしくは電極４２と組合される４つの円周
方向の電極がペンの運動によつて上記の管の軸に
横切る様に力が印加される時に適切な加速度信号
Ax及びAyが検出される手段を与える。明らか
に、加速度を生ずる力は管の質量により管を偏向
させる、即ち曲げを生じる。電極３６及び４０は
互いに結合され、図示された如く信号Axを生じ、
同様に電極３４及び３８は信号Ayを生ずる様に
互いに接続されている。４つの電極３４乃至４０
は等しい弧長を有し、実質的に圧電管２４の長さ
を占めている。電極３４乃至４２はニツケルもし
くは銀の如き適切な薄膜材料より形成される。第
３図に示された圧電材料の支持方法は材料中の熱
電効果を減少し、信号増幅のために一端接地型増
幅器の使用を可能にする。50メグ・オームの入力
抵抗器によつて、加速度計は2.0Hzから1200Hzの
第１の共振周波数迄実質的に平坦な周波数応答を
示す。感度は略0.01ｇである。
圧力感知装置２６は前に述べられた如く、圧電
管であり第４Ａ図に長手方向断面図として示され
ている。管２６はペン本体の１つの端２７に片持
ばりにされている。先端保持器２０は他の端２８
に固定されている。先端保持器２０は他端２８に
取付けられている。先端保持器２０はペン先端２
１を受取る様にねじ切りされている。
圧力感知装置は第４Ｂ図の横方向断面図に示さ
れている様に半径方向の極性を有し、圧力がペン
の軸に平行に印加される時電極５２及び５４上に
圧力信号を発生する。第４Ａ図を参照するに、内
部電極５４は管の１端で管の外部表面に沿つて短
い距離だけ延びている。この形は図示された如く
電極と電気的接触をなすためのものである。
全体的ペンの設計は管２６及び外部容器１２間
に間隙を有する如きものである。さらに設計はペ
ンの先端の取換えが容易になる様になつている。
同様に圧力感知器は機械的ヒステリシスを有さな
い。
第１図及び第２図に示された如く、増幅器板２
２は特に本発明の１部を構成しないが、ペン内に
容易に取付けられデータ獲得システムにトランス
ジユーサのインピーダンス整合のために使用され
得る例示的回路である。上述の如く使用され得る
増幅器の低出力インピーダンスはデータ信号にケ
ーブルのたわみからの影響がない様にし、署名の
書込みによる干渉を最小にする様に極めて軽い可
撓性ケーブルの使用を可能とする。第６Ａ図乃至
第６Ｃ図に示された如く回路構造体は簡単な演算
増幅器及び関連する入力抵抗器より成る。入力抵
抗器はトランスジユーサの低周波応答を調節する
のに使用される。
第５図は２つの圧電トランスジユーサ２４及び
２６によつて測定された本発明のデータ入力ペン
に作用する力ｐの簡単な図である。加速度力Ax
及びAyはペン軸に垂直な平面中に存在する直交
力である。圧力変換器はペン軸に平行な圧力の変
化を測定する。ペンの好ましい実施例において
は、検出される２つの加速度力は直交するが、検
証システム及びペンは横切る２つの力を発生する
が含む角（第５図のα）が90°以下である様な加
速度成分を測定する様に動作し設計され得る。
本発明のデータ入力ペン装置の開示された実施
例は本発明のペンの好ましい実施例である。或る
明確な修正が本発明の精神及び範囲を離れる事な
くなされ得る。
例えば中空の管状圧電加速度計は断面が円形以
外の長方形であり得る。同様に、加速度計は例え
ば管状の変換器が取付けられる表面上に直交して
個々に取付けられた個々のブレード型の圧電変換
器であり得る。しかしながらこれ等の加速度感知
変換器はペン本体自体上に取付けられ、米国特許
第4028226号のペンの如くペン組立体の任意の可
撓性素子から機械的にアイソレートされ得る事に
注意されたい。さらに増幅器板を含む電子回路を
ペン内に位置付ける事は必要ではないが、位置付
ける事によつて上述の如き或る利点が発生する。
同様に増幅器及びコネクタ組立体、加速度計の構
成並びに圧力チヤンネル及びペン先端構造体を含
む種々の副組立体は個別に形成され得、一緒に直
列になつてねじ込まれる様に適合され得る。しか
しながら、本発明の構造体は最適の構造体である
と信ぜられる。開示された全体的ペンの設計は製
造時には低コストの射出成形技法に適しており、
ペン・カートリツジは容易に取換えられ得る。
〔工業的応用〕
現在のデータ入力ペン組立体はその検証アルゴ
リズム中で使用される連続的な加速度及び圧力デ
ータを必要とする米国特許第3983535号及び第
4128829号に説明された如き署名検証システムと
共に使用され得る。本発明のペン組立体は耐用性
があり、低コストの製造技法で製造され得る。こ
の事は銀行、或るデータ・アクセス応用の如き商
業的応用装置及び装置が荒つぽく使用され、盗ま
れる様な場所で使用される場合に必要である。
この様なデータ入力ペン装置の利用は署名検証
技法が商業的に利用出来る様になる前に必要であ
ると信じられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のデータ入力ペンの正面図であ
る。第２図は第１図に示されたデータ入力ペンの
長手方向断面図である。第３図は第１図及び第２
図の装置に組込まれた管状の加速度計構造の長手
方向断面図である。第４Ａ図は第１図及び第２図
に示された管状の加速度計構造体の長手方向断面
図である。第４Ｂ図は第４Ａ図の圧力変換器の横
方向断面図である。第５図は本発明のデータ入力
ペンに作用し検出される力の概略的表示である。
第６図は夫々２つの加速度チヤンネル及び圧力チ
ヤンネルの電子回路の機能図である。 １０……データ入力ペンの全体的構造、１２…
…外部容器、１４……支持部材、１６……コネク
タ組立体、１８……ケーブル、２０……先端保持
器、２１……ペン型カートリツジ、２２……増幅
器、２４……２軸加速度計、２６……圧力感知装
置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 細長い中空の本体部材の一端に書込みペン先
    を有し、署名検証システムに署名検証のためのデ
    ータを入力するためのデータ入力ペンにして、 細長い形状を有し且つ一端を上記本体部材内の
    支持体に固定して上記本体部材の中空領域に上記
    本体部材の軸と平行に設けられた第１の圧電素子
    と、この第１の圧電素子の長さに沿つて延びるよ
    うに上記第１の圧電素子の表面に対向して設けら
    れた２組の対向電極対とを有し、上記ペンの横方
    向移動による他端側の偏向に応答して２つの異な
    る方向における加速度を示す信号を上記２組の対
    向電極対に発生する加速度検出装置と、 上記加速度検出装置と上記書込みペン先との間
    に設けられ、一端が上記本体部材内の支持体に固
    定され他端に上記書込みペン先が取付けられた第
    ２の圧電素子と、この第２の圧電素子に設けら
    れ、上記書込みペン先によつて上記第２の圧電素
    子に加えられる軸方向の圧力を示す信号を発生す
    る電極とを有する圧力検出装置と を備えることを特徴とする、署名検証のためのデ
    ータ入力ペン。
JP58095130A 1982-06-30 1983-05-31 署名検証のためのデ−タ入力ペン Granted JPS599782A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US394043 1982-06-30
US06/394,043 US4513437A (en) 1982-06-30 1982-06-30 Data input pen for Signature Verification

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS599782A JPS599782A (ja) 1984-01-19
JPH0420213B2 true JPH0420213B2 (ja) 1992-04-02

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ID=23557328

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58095130A Granted JPS599782A (ja) 1982-06-30 1983-05-31 署名検証のためのデ−タ入力ペン

Country Status (4)

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US (1) US4513437A (ja)
EP (1) EP0097807B1 (ja)
JP (1) JPS599782A (ja)
DE (1) DE3367293D1 (ja)

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