JPH048813B2

JPH048813B2 -

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Publication number: JPH048813B2
Application number: JP59241820A
Authority: JP
Priority date: 1984-11-16
Filing date: 1984-11-16
Publication date: 1992-02-18
Also published as: JPS61120285A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は筆記式データ入力装置に関するもの
である。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

筆記式データ入力装置は、筆記動作にともなう
筆記軸の変位を検出して筆記字形（数字、記号
等）を識別し、そのデータを情報処理部に入力す
るもので、この筆記式データ入力装置としては、
従来、ペン形のケース内に、筆記軸をその先端部
がケース先端から突出する状態に設けるととも
に、前記ケース内に、筆記軸先端を筆記面に押付
けて行なわれる筆記動作にともなつて先端側が筆
記方向と逆方向に変位する筆記軸の変位を検出す
るセンサとして複数個（一般には４個〜８個）の
圧電素子を筆記軸の外周を取囲むように配置した
構成のものがある。

しかしながら、上記従来の筆記式データ入力装
置は、筆記軸の変位を直接圧電素子で検出するよ
うにしたものであるために、筆記軸のわずかな変
位も確実に検出するには、圧電素子を、筆記軸の
外周面とケース内面との間に隙間なく挟持させた
状態でケース内に組込まなければならず、そのた
めに、センサの組込みが面倒で組立て性が悪い
し、また、圧電素子が直接筆記軸に接触している
ために、筆記軸に衝撃がかかると、この衝撃で圧
電素子が破壊してしまうおそれがあるという問題
もあつた。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような実情にかんがみてなさ
れたものであつて、その目的とするところは、セ
ンサの組込みが容易で、しかも衝撃によるセンサ
の破壊の心配もない筆記式データ入力装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明は、ケース内に先端部が突
出する状態で設けられ筆記動作にともなつて先端
側が筆記方向と逆方向に変位する筆記軸の外側
に、筆記軸周方向に位置をずらして配置され基端
を前記ケース内に固定されるとともに、先端を筆
記軸側に折曲してこの折曲された先端部に前記筆
記軸が摺動可能に挿通される孔を設け、この孔に
挿通された筆記軸の変位にともない筆記軸径方向
にたわみ変形する少なくとも２つの可撓性部材を
設け、この各可撓性部材に、前記筆記軸の変位に
ともなう可撓性部材のたわみ変形により引張りま
たは圧縮ひずみを生じてこのひずみ変形量を電気
的変化量に変換する少なくとも２個のひずみゲー
ジを取付けたものであり、この発明では、筆記軸
の変位を検出するセンサとしてひずみゲージを用
い、このひずみゲージを、筆記軸の変位にともな
い筆記軸径方向にたわみ変形する可撓性部材に取
付けているから、圧電素子をセンサとする従来の
筆記式データ入力装置のようにセンサを筆記軸の
外周面とケース内面との間に隙間なく挟持させる
必要はなく、従つてセンサの組込みは容易である
し、また、前記ひずみゲージは筆記軸には直接接
触していないから、筆記軸に衝撃がかかつても、
この衝撃でひずみゲージからなるセンサが破壊し
てしまうことはない。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を筆記入力式小型電
子式計算機を例にとつて図面を参照し説明する。

この実施例の筆記入力式小型電子式計算機は、
長さが150〜200mmのペン形のもので、その中央部
から基端側は計算機本体部とされ、先端側は筆記
式入力部とされている。

この筆記入力式小型電子式計算機の構成を説明
すると、第１図〜第４図において、１０は筆記入
力式小型電子式計算機のケースであり、このケー
ス１０は、計算機本体部のケース（以下本体部ケ
ースという）１０ａと、筆記式入力部のケース
（以下入力部ケースという）１０ｂとからなつて
いる。この本体部ケース１０ａと入力部ケース１
０ｂは、いずれも円筒状のもので、本体部ケース
１０ａは直径12〜15mmの太さとされ、入力部ケー
ス１０ｂは直径10〜12mmの太さとされている。

前記本体部ケース１０ａは、合成樹脂製軸筒１
１の外周を、その先端部を除いて金属外筒１２で
被覆したもので、前記軸筒１１の一側面にはケー
ス軸方向に沿う横長の開口１１ａが設けられ、金
属外筒１２には、軸筒１１の開口１１ａと対応さ
せて、この開口１１ａより長さおよび巾が若干小
さな開口１２ａが設けられている。

１３は前記軸筒１１の開口１１ａに嵌着された
平板状の表示部パネルであり、この表示部パネル
１３の周囲は、金属外筒１２の開口１２ａの周縁
部で被覆されている。この表示部パネル１３の一
端側には透明板１４ａを嵌着した表示窓１４が設
けられており、他端側には、スキツプ（SK）キ
ー１５と、サブシークエンス（SB）キー１６と、
クリア（Ｃ）キー１７とが一列に配設されてい
る。

また、軸筒１１内には、前記表示窓１４と対向
させて液晶表示素子１８が配置されており、この
液晶表示素子１８の背後には、前記表示部パネル
１３のほぼ全長にわたる長さの配線基板１９が設
けられている。この配線基板１９は、その背面
に、筆記式入力部からの入力に基づいて筆記字形
（数字、記号等）を認識する筆記字形認識回路と
この認識回路からの入力データに基づいて計算処
理を行なう情報処理回路および表示駆動回路を形
成したLSIチツプ２０や、その他の回路部品（図
示せず）を取付けたもので、この配線基板１９は
軸筒１１内に形成した基板支持部２１，２１にビ
ス止め等によつて固定されている。

なお、第１図および第４図において、２２は液
晶表示素子１８の各端子と配線基板１９の表面に
配列されている液晶表示素子接続端子（図示せ
ず）とを接続するインタコネクタ、２３は液晶表
示素子１８の裏面と配線基板１９との間に介在さ
れたスペーサであり、液晶表示素子１８は、前記
インタコネクタ２２とスペーサ２３とを介して配
線基板１９と表示窓１４の透明板１４ａとの間に
挟持されている。

また、第１図において、２４，２４は配線基板
１９の表面に前記各キー１５，１６，１７とそれ
ぞれ対応させて形成された固定接点、２５は配線
基板１９の固定接点形成部の上に重ねられたゴム
シートである。このゴムシート２５は、前記各固
定接点２４，２４と対応する部分に前記各キー１
５，１６，１７の裏面に接触する膨出部を形成し
たもので、各膨出部の内面には、キー１５，１
６，１７の押圧操作による前記膨出部の変形で固
定接点２４，２４に接触される可動接点２６，２
６が設けられており、この可動接点２６，２６と
前記固定接点２４，２４とによつて、前記キー１
５，１６，１７の押圧操作によりONされるキー
スイツチが形成されている。

さらに、前記軸筒１１の基端部内には、電源ス
イツチを兼ねるモード切換スイツチ２７が設けら
れている。このモード切換スイツチ２７は、つま
み２７ａの回動で切換られるロータリースイツチ
からなつており、このモード切換スイツチ２７は
リード線２８によつて配線基板１９と接続されて
いる。

２９は前記軸筒１１の基端部に螺合された着脱
可能なキヤツプであり、モード切換スイツチ２７
はこのキヤツプ２９を取外して操作されるように
なつている。このキヤツプ２９の端面には放音孔
３０，３０が開口されており、このキヤツプ２９
内には圧電ブザー３１が設けられている。この圧
電ブザー３１は、筆記式入力部からの入力信号に
基づいてLSIチツプ２０の筆記字形識別回路が１
字分の筆記字形を識別する度にLSIチツプ２０か
らの報音信号によつて駆動されるもので、この圧
電ブザー３１は、その外面側電極を兼ねる振動板
３１ａをキヤツプ２９の端面部内面に接着してキ
ヤツプ２９内に取付けられている。３２ａ，３２
ｂは前記軸筒１１の基端部に設けられた圧電ブザ
ー接続用バネ端子であり、その一方のバネ端子３
２ａは圧電ブザー３１の内面側電極面に接触さ
れ、他方のバネ端子３２ｂは圧電ブザー３１の振
動板３１ａに接触されている。なお、この各バネ
端子３２ａ，３２ｂは、リード線３３によつて配
線基板１９と接続されている。

また、前記軸筒１１の金属外筒１２で被覆され
ていない先端部には、その一側面に開放する電池
収納部３４が形成されており、この電池収納部３
４内には、２個のボタン形小型電池３５，３５が
直列に重ねて収納されている。この電池３５，３
５は、コイルバネからなる負極側電池接触バネ３
６と、板バネからなる正極側電池接触バネ３７と
によつて挟持されており、負極側電池接触バネ３
６の他端は、配線基板１９に固定されて配線基板
１９面の負極側電池接続端子と接続されている。

一方、前記正極側電池接触バネ３７は、電池収
納部３４内に着脱可能に装着されている。この正
極側電池接触バネ３７には、電池収納部３４の開
放部に延出する延出片３７ａが一体に形成されて
おり、この正極側電池接触バネ３７は、その延出
片３７ａの先端に接続したリード線３８によつて
配線基板１９面の正極側電池接触端子と接続され
ている。

３９は前記電池３５，３５を押えるクツシヨン
材であり、このクツシヨン材３９は、これに正極
側電池接触バネ３７の延出片３７ａを挿通するこ
とによつて正極側電池接触バネ３７と一体化され
ている。

また、４０は前記電池収納部３４の開放部を覆
う金属製の電池カバーであり、この電池カバー４
０は、前記軸筒１１の先端部全周を覆う円筒状の
ものとされている。この電池カバー４０は、軸筒
１１の外周にスライドおよび回動可能に嵌合され
るとともに、その基端部において軸筒１１の外周
に形成したネジ部に螺合されている。

この前記電池カバー４０は、電池３５，３５の
交換時に、この電池カバー４０を回して軸筒１１
との螺合を解除してから第１図に鎖線で示すよう
に筆記式入力側にスライドされるもので、電池３
５，３５の交換は、電池カバー４０を筆記式入力
部側にスライドさせることにより電池収納部３４
を開放してクツシヨン材３９と一緒に正極側電池
接触バネ３７を取外し、電池収納部３４内から電
池３５，３５を取出して新しい電池３５，３５を
収納した後に、再びクツシヨン材３９と正極側電
池接触バネ３７を装着して電池カバー４０を元に
戻すことによつて行われるようになつている。

なお、第２図において、４１は前記本体部ケー
ス１０ａの基端側外側に設けられたクリツプであ
り、このクリツプ４１は、前記表示部パネル１３
の位置から本体部ケース１０ａの周方向にほぼ90
度ずらした位置に設けられている。

次に、筆記式入力部の構成を説明すると、この
筆記式入力部のケース１０ｂは、第１図および第
３図に示すように、中心に筆記軸４６より若干大
径な筆記軸挿通孔４２ａを通設した合成樹脂製の
軸筒４２と、この軸筒４２の外周に嵌合された金
属外筒４３とからなつている。前記金属外筒４３
は、軸筒４２よりもある程度長くなつており、そ
の先端部は、先端に向かつて細くなるテーパー状
に形成されている。

そして、筆記軸４６は、その基端部が軸筒４２
の基端から突出する状態で軸筒４２筆記軸挿通孔
４２ａに挿通されており、この筆記軸４６の先端
部は、金属外筒４３の先端から突出されている。

この筆記軸４６は、インク筒の先端に筆記用ボ
ールを有する筆記チツプ４６ａを取付けたボール
ペンレフイール（ボールペンの中芯）と同様のも
ので、この実施例では、筆記軸４６としてインク
筒を金属製としたものを用いている。

４７は筆記軸４５の基端に嵌合固定された通気
孔を有する球体、４８は軸筒４２の基端面にビス
止めされた円筒状の球体受けであり、前記球体４
７は、コイルバネ４９により球体受け４８の内奥
部に押付けられて、この球体受け４８内に回動可
能に保持されている。

この球体受け４８は、筆記軸４６の基端を前記
球体４７を介して支持するもので、筆記軸４６
は、その基端を支点としていずれの方向にも傾動
し得るように球体受け４８に支持されており、こ
れにより筆記軸４６は、その先端の筆記チツプ４
６ａを筆記面に押付けて筆記面に数字や記号等を
筆記する筆記動作にともなつて、先端側が金属外
筒４３の先端の開口とのクリアランス分だけ筆記
方向と逆方向に変位するようになつている。

また、前記球体受け４８は板バネからなつてお
り、その外側面には、筆記軸４６に軸方向（Ｚ軸
方向）の力がかかつたときにこれを検出するセン
サとして、シリコン半導体を用いた半導体ひずみ
ゲージ５０ｚが接着固定されている。このひずみ
ゲージ５０ｚは、筆記軸４６の先端（筆記チツプ
４６ａ）を筆記面に押付けたときに筆記軸４６の
軸方向にかかる力で軸方向に弾性変形する球体受
け４８の変形により引張りひずみを生じてこのひ
ずみ変形量を電気的変化量に変換するもので、こ
のひずみゲージ５０ｚが引張りひずみを生じると
その抵抗値が増加するようになつている。このＺ
軸方向のひずみゲージ５０ｚは、リード線５１に
よつて前記計算機本体部の配線基板１９に接続さ
れている。

また、前記入力部ケース１０ｂ内には、その軸
筒４２の先端側に延びている金属外筒４３内のス
ペースに、筆記軸長さ方向に沿う２枚の横長板バ
ネ５２，５２が筆記軸４６の周方向にほぼ90度位
置をずらして配置されており、この板バネ５２，
５２は、筆記入力式小型電子式計算機をそのクリ
ツプ４１が上側にくるようにして斜めに把持した
ときに、一方の板バネ５２が筆記軸４６の真上に
位置し、他方の板バネ５２が筆記軸４６の真横に
位置するように配置されている。なお、この実施
例では、上記把持状態で筆記軸４６の真横に位置
する板バネ５２を、筆記入力式小型電子式計算機
の基端側から見て筆記軸４６の左側に設けてい
る。

この各板バネ５２，５２は、その基端を、前記
基端側軸筒４２の先端に突設した円筒状突出部４
２ｂの外周にビス止めして入力部ケース１０ｂ内
に片持ち状態で固定されており、この固定部から
先端側の部分において筆記軸４６の径方向にたわ
み変形するようになつている。

また、この各板バネ５２，５２の先端部は、第
３図および第５図に示すように筆記軸４６側に折
曲されており、この折曲部には、各板バネ５２，
５２の巾方向に沿う長孔５２ａ，５２ａが設けら
れている。

この長孔５２ａ，５２ａは、筆記軸４６の外径
とほぼ同巾のもので、筆記軸４６は、この各長孔
５２ａ，５２ａにその長さ方向にスライド移動可
能に挿通されている。これにより筆記入力式小型
電子式計算機をクリツプ４１が上側にくるように
して斜めに持つたときに筆記軸４６の上側に位置
する板バネ（以下上側板バネという）５２の先端
は、筆記軸４６の横方向（Ｘ軸方向）の変位に対
してはフリーに、筆記軸４６の縦方向（Ｙ軸方
向）の変位に対しては筆記軸４６の変位にともな
つてその変位方向にたわみ変形するように筆記軸
４６に係合され、また、筆記軸４６の横側に位置
する板バネ（以下横側板バネという）５２の先端
は、筆記軸４６の縦方向（Ｙ軸方向）の変位に対
してはフリーに、筆記軸４６の横方向（Ｘ軸方
向）の変位に対しては筆記軸４６の変位にともな
つてその変位方向にたわみ変形するように筆記軸
４６に係合されている。

また、前記各板バネ５２，５２は、筆記軸４６
に外力が作用していない状態（筆記軸先端が筆記
面に押付けられていないとき）ではそのバネ力で
内外いずれの側にもたわみ変形しない状態に復元
するようになつており、これによつて筆記軸４６
は、上記２枚の板バネでほぼ直交する２方向の変
位を拘束されて中立状態に保持されるようになつ
ている。

この板バネ５２，５２は、ステンレス鋼からな
る板厚約0.5mm、幅約４mm、たわみ部分の長さ約
10mmのもので、この板バネ５２，５２は、筆記軸
４６に１Kgの筆記圧（筆記軸４６を周方向に変位
させる圧力）がかかつたときに板バネ先端が約
0.4mm変位するバネ力をもつている。なお、筆記
圧には個人差があるが、この筆記圧は約0.5〜1.5
Kg（通常は0.7Kg程度）であるから、板バネ５２，
５２のバネ力を上記の値に選定しておけば、筆記
圧に個人差があつても板バネ５２，５２を筆記圧
で十分たわみ変形させることができる。ただし、
筆記圧が1.5Kgを越える場合は、板バネ５２，５
２のたわみ量が大きくなりすぎて板バネがたわみ
変形の繰返しで疲労するから、この実施例では、
板バネ５２，５２のたわみ量がある程度以上とな
つたときに板バネ５２，５２が金属外筒４３の先
端の孔縁に当つてそれ以上の変形を阻止されるよ
うに金属外筒先端の孔径を選んで、板バネ５２，
５２の耐久性を保証している。

５０ｘは前記２枚の板バネ５２，５２のうちの
横側板バネ５２の外面に接着固定されたＸ軸方向
ひずみゲージ、５０ｙは上側板バネ５２の外面に
接着固定されたＹ軸方向ひずみゲージであり、こ
のＸ軸方向およびＹ軸方向のひずみゲージ５０
ｘ，５０ｙは、筆記動作にともなう筆記軸４６の
変位を検出するセンサとして設けられている。

このひずみゲージ５０ｘ，５０ｙは、前記Ｚ軸
方向のひずみゲージ５０ｚと同様なシリコン半導
体を用いた半導体ひずみゲージとされている。な
お、この半導体ひずみゲージ５０ｘ，５０ｙは、
第５図に示すように、板バネ５２，５２に接着さ
れる可撓性基板ａの外面にシリコン半導体膜ｂを
被着させた構造となつている。

このひずみゲージ５０ｘ，５０ｙは、筆記軸４
６の変位による板バネ５２，５２のたわみ変形に
より引張りまたは圧縮ひずみを生じてこのひずみ
変形量を電気的変化量に変換するもので、このひ
ずみゲージ５０ｘ，５０ｙも、引張りひずみによ
りその電気抵抗値が増大し、圧縮力ひずみにより
抗値が減少する第６図に示すような特性をもつて
いる。この各ひずみゲージ５０ｚ，５０ｙは、第
１図に示すようにリード線５３，５３によつて前
記計算機本体部の配線基板１９に接続されてい
る。なお、前記リード線５３，５３は軸筒４２に
通設したリード線挿通孔（図示せず）を通して本
体部ケース１０ａ内に導かれている。

上記筆記式入力部は、ひずみゲージ５０ｘ，５
０ｙを取付けた板バネ５２，５２の基端を軸筒４
２の先端に固定するとともに、この軸筒４２内に
筆記軸４６を挿通して軸筒４２の球体受け４８を
取付けた後、金属外筒４３をその先端の孔に筆記
軸４６を通して軸筒４２の外側に嵌合し、この金
属外筒４３を、その基端部を軸筒４２の基端から
突出させた状態で軸筒４２にかしめ止めすること
によつて組立てられたもので、この筆記式入力部
は、前記金属外筒４３の基端を、本体部ケース１
０ａの軸筒１１の先端部に嵌合してこの軸筒１１
にかしめ止めすることにより、計算機本体部と一
体化されている。

前記筆記式入力部は、筆記面に筆記軸４６の先
端を接触させて行われる筆記動作にともなう筆記
軸４６の変位を、板バネ５２，５２を介してひず
みゲージ５０ｘ，５０ｙで検出するもので、この
筆記式入力部と、前記計算機本体部のLSI２０に
形成されている筆記字形認識回路とによつて、筆
記式データ入力装置が構成されている。

前記筆記入力部の動作を説明すると、筆記軸４
６に外力が作用していない状態では、両方の板バ
ネ５２，５２は内側にも外側にも変形せずに筆記
軸４６を中立状態に保持する初期姿勢を保つてお
り、この状態では、両方の板バネ５２，５２に取
付けられているＸ軸方向ひずみゲージ５０ｘとＹ
軸方向ひずみゲージ５０ｙはいずれもひずみ変形
を生じていない状態にある。

一方、第５図において＋Ｙ軸方向に筆記軸４６
が変位すると、このときは、上側板バネ５２がそ
の先端を筆記軸４６で押されて外側にたわみ変形
するから、この上側板バネ５２の外面に取付けら
れているＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙが圧縮ひず
みを生じてその抵抗値が減少する。なお、このと
きは筆記軸４６が横側板バネ５２の長孔５２ａ内
をその長さ方向にスライド移動するために、横側
板バネ５２はたわみ変形せず、従つてこの横側板
バネ５２に取付けられているＸ軸方向ひずみゲー
ジ５０ｘはひずみ変形しないから、このＸ軸方向
ひずみゲージ５０ｘの抵抗値は変化しない。

これは、筆記軸４６が−Ｙ方向に変位したとき
も同様であり、この場合は、上側板バネ５２がそ
の先端を筆記軸４６で引かれて内側にたわみ変形
するから、Ｙ軸方向ひずみゲージ５０ｙが引張り
ひずみを生じてその抵抗値が増加する。

また、筆記軸４６がＸ軸方向に変位すると、こ
のときは上側板バネ５２はたわみ変形せず、横側
板バネ５２だけがたわみ変形する。そして、この
実施例では横側板バネ５２を筆記入力式小型電子
式計算機の基端側から見て筆記軸４６の左側（第
５図では右側）に設けているために、筆記軸４６
が＋Ｘ方向に変位すると、横側板バネ５２がその
先端を筆記軸４６で引かれて内側にたわみ変形
し、この横側板バネ５２の外面に取付けられてい
るＸ軸方向ひずみゲージ５０ｘが引張りひずみを
生じてその抵抗値が増加する。また、筆記軸４６
が−ｘ方向に変位すると、横側板バネ５２がその
先端を筆記軸４６で押されて外側にたわみ変形
し、Ｘ軸方向ひずみゲージ５０ｘが圧縮ひずみを
生じてその抵抗値が減少する。

また、筆記軸４６が斜め方向に変位した場合
は、この筆記軸４６の変位方向に対するＸ軸方向
の分力とＹ軸方向の分力とに応じて横側板バネ５
２と上側板バネ５２とが共にたわみ変形する。

つまり、例えば筆記軸４６が＋Ｓ方向に変位す
ると、そのＸ軸方向の分力とＹ軸方向の分力とに
よつて横側板バネ５２と上側板バネ５２とがいず
れも筆記軸４６で押されて外側にたわみ変形し、
Ｘ軸方向ひずみゲージ５０ｘとＹ軸方向ひずみゲ
ージ５０ｙとが圧縮ひずみを生じてその抵抗値が
共に減少する。また、筆記軸４６が−Ｓ方向に変
位すると、横側板バネ５２と上側板バネ５２とが
いずれも筆記軸４６で引かれて内側にたわみ変形
し、Ｘ軸方向ひずみゲージ５０ｘとＹ軸方向ひず
みゲージ５０ｙとが引張りひずみを生じてその抵
抗値が共に増加する。

また、筆記軸４６が＋Ｔ方向に変位すると、横
側板バネ５２は筆記軸４６で引かれて内側にたわ
み変形し、Ｘ軸方向ひずみゲージ５０ｘが引張り
ひずみを生じてその抵抗値が減少するが、上側板
バネ５２は筆記軸４６で押されて外側にたわみ変
形し、Ｙ軸方向ひずみゲージ５０ｙが圧縮ひずみ
を生じてその抵抗値が減少する。これと逆に、筆
記軸４６が−Ｔ方向に変位した場合は、横側板バ
ネ５２はその先端を筆記軸４６で押されて外側に
たわみ変形し、Ｘ軸方向ひずみゲージ５０ｘが圧
縮ひずみを生じてその抵抗値が減少するが、上側
板バネ５２は筆記軸４６で引かれて内側にたわみ
変形し、Ｙ軸方向ひずみゲージ５０ｙが引張りひ
ずみを生じてその抵抗値が増加する。

次に、筆記字形認識回路について説明すると、
第７図は前記筆記入力式小型電子式計算機の回路
を示したもので、筆記字形認識回路は、データメ
モリ部６０と、登録標準パターン部６１と、認識
演算部６２とからなつている。

また、前記Ｘ軸方向ひずみゲージ５０ｘと、Ｙ
軸方向ひずみゲージ５０ｙと、Ｚ軸方向ひずみゲ
ージ５０ｚとは、それぞれ固定抵抗６４ａ，６４
ｂ，６４ｃと直列に接続されており、各ひずみゲ
ージ５０ｘ，５０ｙ，５０ｚと固定抵抗６４ａ，
６４ｂ，６４ｃとの接続点にはそれぞれＸ軸信号
出力アンプ６３ｘと、Ｙ軸信号出力アンプ６３ｙ
と、Ｚ軸信号出力アンプ６３ｚが接続されるとと
もに、各ひずみゲージ５０ｘ，５０ｙ，５０ｚは
それぞれ低電位V_DD（−3V）側に接続され、各固
定抵抗６４ａ，６４ｂ，６４ｃは高電位V_SS（0V）
側に接続されている。

前記各アンプ６３ｘ，６３ｙ，６３ｚの出力
は、それぞれＡ／Ｄコンバータ６５ｘ，６５ｙ，
６５ｚを介して前記データメモリ部６０に入力さ
れるようになつている。

この筆記字形認識回路の動作を説明すると、こ
の回路は、筆記入力式小型電子式計算機の使用時
に電源スイツチ兼用モード切換スイツチ２７を計
算機モードに切換えて計算機用電源回路６６を
ONさせることにより作動状態となる。

そして、筆記入力式小型電子式計算機を一般の
筆記具のようにクリツプ４１を上にして通常の筆
記状態つまり第８図に示すように傾けた状態で持
ち、筆記軸４６の先端を筆記面（例えば紙面）Ｐ
に押付けると、筆記軸４６にかかる軸方向の圧力
により球体受け４８が伸び変形し、これによりＺ
軸方向ひずみゲージ５０ｚが引張りひずみを生じ
てその抵抗値Rzが増加する。

このようにＺ軸方向ひずみゲージ５０ｚの抵抗
値Rzが増加すると、このひずみゲージ５０ｚと
固定抵抗６４ｃとの間の分圧電圧が変化し、Ｚ軸
信号出力アンプ６３ｚから高電位V_SS側に寄つた
電圧が出力される。このアンプ６３ｚの出力（以
下Ｚ軸出力という）は、Ａ／Ｄコンバータ６５ｚ
によりデジタル信号に変換されてデータメモリ部
６０に入力されるともに、このデータメモリ部６
０からCPU（中央情報処理装置）６７にも入力さ
れるようになつており、このＺ軸出力がCPU６
７に入力されると、CPU６７はそのリセツト端
子Ｒからタイマ６８にリセツト信号を与えてタイ
マ６８をリセツトする。

また、前記データメモリ部６０は、これに前記
Ｚ軸出力が入力されているときにのみ、Ｘ軸信号
出力アンプ６３ｘおよびＹ軸信号出力アンプ６３
ｙの出力を受入れるようになつており、従つて、
筆記軸４６の軸方向に筆記圧力がかかつていない
き（筆記軸先端が筆記面に押付けられていないと
き）は、Ｘ軸信号出力アンプ６３ｘおよびＹ軸信
号出力アンプ６３ｙの出力はデータメモリ部６０
に入力されないようになつている。

しかして、今、筆記入力式小型電子式計算機
を、第８図に示すようにクリツプ４１を上にした
状態つまりＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙを取付け
た上側板バネ５２が筆記軸４６の真上にくる状態
で斜めに持つて筆記軸４６の先端を筆記面Ｐに押
付けると、筆記軸４６が上方向（第５図において
＋Ｙ方向）に変位するから、上側板バネ５２に取
付けられているＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙが圧
縮ひずみを生じてその抵抗値Ryが減少する。従
つて、この状態では、Ｙ軸信号出力アンプ６３ｙ
の出力が低電位V_DD側に寄るから、このＹ軸信号
出力アンプ６３ｙの出力（以下Ｙ軸出力という）
が第９図ａ，ｂのＹ軸欄に示したV1点のレベル
になる。

そして、この状態で数字“１”を筆記入力した
とすると、数字“１”は、通常、右上から左下に
向けて第９図ａに示すような斜めの線状に筆記さ
れるから、このときは筆記軸４６が筆記圧によつ
て上記初期状態からさらに斜め右上方向（第５図
において＋Ｙ方向から＋Ｔ方向に若干寄つた方
向）に変位する。

従つて、数字“１”の筆記入力時は、さらに外
側にたわみ変形する上側板バネ５２に取付けられ
ているＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙがさらに圧縮
ひずみを生じてその抵抗値Ryが減少することに
なり、従つて、Ｙ軸信号出力アンプ６３ｙの出力
がさらに低電位V_DD側に寄るから、このＹ軸信号
出力アンプ６３ｙのＹ軸出力は第９図ａのＹ軸欄
に示すような波形となる。

また、この数字“１”の筆記入力時は、上記の
ように筆記軸４６が斜め右上方向に変位するため
に、横側板バネ５２に取付けられているＸ軸方向
ひずみゲージ５０ｙが若干引張りひずみを生じて
その抵抗値Rxが増加し、Ｘ軸信号出力アンプ６
３ｘの出力が高電位V_SS側に寄るが、数字“１”
の筆記入力時におけるＸ軸方向ひずみゲージ５０
ｘの抵抗値Rxの変化は小さいから、このＸ軸信
号出力アンプ６３ｘの出力（以下Ｘ軸出力とい
う）は第９図ａのＸ軸欄に示すような波形とな
る。

次に、減算信号“−”を筆記入力したとする
と、減算記号“−”は、左から右に向けてほぼ水
平に筆記されるから、このときは筆記軸４６が左
方向（第５図において−Ｘ方向）に変位する。

従つて、減算記号“−”の筆記入力時は、筆記
軸４６の左側（第５図では右側）に設けられてい
る横側板バネ５２が筆記軸４６で押されて外側に
大きくたわみ変形し、この横側板バネ５２に取付
けられているＸ軸方向ひずみゲージ５０ｘが大き
な圧縮ひずみを生じてその抵抗値Rxが減少する
から、Ｘ軸信号出力アンプ６３ｘのＸ軸出力は第
９図ｂのＸ軸欄に示すような波形となる。

また、減算記号“−”の筆記入力時も、筆記面
Ｐに対して斜めに押付けられている筆記軸４６に
対してこれを上方向に変位させる筆記圧がかかる
から、減算記号“−”の筆記入力時も、Ｙ軸方向
ひずみゲージ５０ｙはある程度の圧縮ひずみを生
じた状態になり、従つて、Ｙ軸信号出力アンプ６
３ｙのＹ軸出力波形は、第９図ｂのＹ軸欄に示し
た波形となる。

上記Ｘ軸信号出力アンプ６３ｘのＸ軸出力と、
Ｙ軸信号出力アンプ６３ｙのＹ軸出力とは、それ
ぞれＡ／Ｄコンバータ６５ｘ，６５ｙによりデジ
タル信号に変換されてデータメモリ部６０に入力
され、このデータメモリ部６０から認識演算部６
２に入力される。

また、登録標準パターン部６１には、前記Ｘ軸
出力とＹ軸出力との組合せに対応する数字、演算
記号等の標準字形パターンが登録されており、認
識演算部６２は、データメモリ部６０からの入力
データと登録標準パターン部６１からの標準字形
パターンとを比較して最も相関関係の高い字形パ
ターンを選択し、その字形パターン番号をCPU
６７に入力する。

また、一つの数字または記号の筆記入力が終わ
つて筆記軸４６の先端が紙面から離されると、Ｚ
軸方向ひずみゲージ５０ｚが引張りひずみ状態か
ら元に戻つてＺ軸信号出力アンプ６３ｚからのＺ
軸出力が下がる。このＺ軸出力が下がると、
CPU６７のセツト端子Ｓからタイマ６８にスタ
ート信号が送られ、タイマ６８がクロツクパルス
φのカウントを開始する。

そして、タイマ６８のカウント値があらかじめ
設定されたクロツクパルス数に達すると、タイマ
６８からCPU６７の端子にキヤリー信号が送ら
れ、これに基づいてCPU６７は、そのＢ端子か
ら圧電ブザー３１にタイミングパルスを出力して
圧電ブザー３１を報音駆動する。

このタイマ６８の設定時間は、複数回の筆記動
作で筆記入力される数字や記号等の筆記入力時に
おける筆記動作中の休止時間より十分長く設定さ
れている。すなわち、例えば数字“５”は、“５”
の筆記と、“−”の筆記との２回の筆記動作で筆
記入力されるが、前記タイマ６８の設定時間を上
記のようにしておけば、“５”の筆記後、“−”の
筆記を開始するまでの僅かな時間では圧電ブザー
３１は報音動作せず、“５”が完全に筆記入力さ
れてから適切な時間後に報音動作する。

つまり、この圧電ブザー３１は、一つの数字や
記号等が筆記入力される毎にその入力終了を報知
するもので、圧電ブザー３１により入力終了が報
知されるのを待つて次の数字や記号等を筆記入力
すれば、１回の筆記動作で筆記入力される数字や
記号等も、複数回の筆記動作で筆記入力される数
字や記号等も、１字分の入力情報として混同を生
じることなく入力することができる。

一方、前記CPU６７は、認識演算部６２CPU
６７から入力される字形パターン番号に基づいて
数値情報および演算指令情報を演算メモリ部６９
に送るようになつており、演算メモリ部６９に送
られた数値情報は表示部７０に送られて液晶表示
素子１８によに表示される。

また、演算メモリ部６９は、CPU６７からの
数値情報を記憶し、演算指令情報に応じて演算数
と被演算数との演算を実行するもので、その演算
結果は表示部７０に送られて表示される。

次に、計算機本体部の外側面に設けられてい
る、スキツプ（SK）キー１５と、サブシークエ
ンス（SB）キー１６と、クリア（Ｃ）キー１７
の作用について説明する。

スキツプキー１５は、前記登録標準パターン部
６１に標準字形パターンを登録する際に操作され
るもので、電源スイツチ兼用モード切換えスイツ
チ２７を標準字形パターン登録モードに切換えた
状態でスキツプキー１５を押すと、スキツプキー
１５を１回押す度に表示部０，１，２，……９，
＋，−，×，÷，＝，……等の数字および演算記号等
が順次表示される。

そして、例えば表示部に“１”を表示させた状
態で数字“１”を筆記すると、Ｘ軸信号出力アン
プ５３ｘおよびＹ軸信号出力アンプ５３ｙのＸ軸
出力およびＹ軸出力がデータメモリ部６０から登
録標準パターン部６１に送られ、このときのＸ軸
出力とＹ軸出力との組合せが、次にスキツプキー
１５を押したときに数字“１”の標準字形パター
ンとして登録される。

従つて、スキツプキー１５を押して数字および
演算記号等を順次表示させながらその数字および
記号等を筆記すれば、使用者の癖に合せた筆記字
形を登録標準パターン部６１に標準字形パターン
として登録することができる。

また、サブシークエンスキー１６は、筆記字形
が誤認識されて表示部に別の数字や記号が表示さ
れたときに押されるもので、このサブシークエン
スキー１６を押すと、認識演算部６２が、最初に
選択した字形パターンの次に相関関係の高い字形
パターンを選択する。この字形パターンの選択
は、サブシークエンスキー１６と押す度に相関関
係の高い順に繰り下がり、これにともなつて、認
識演算部６２からCPU６７に入力される字形パ
ターン番号が入力し直される。

従つて、筆記字形が誤認識されて誤つた入力情
報がCPU６７から演算メモリ部６９に入力され
ても、筆記入力したものと同じ数字または記号等
が表示部に表示されるまでサブシークエンスキー
１６を押せば、演算メモリ部６９への入力情報を
訂正することができる。

また、クリアキー１７は、前の演算結果のクリ
ア時や、数字や記号等を間違えて筆記したときの
入力クリア時に押されるもので、数字や記号等を
間違えて筆記したときは、このクリアキー１７を
押してから数字や記号等を筆記入力し直せばよ
い。

なお、上記のように筆記字形が誤認識されて表
示部に別の数字や記号が表示された場合の誤認識
訂正は、その入力をクリアキー１７により取消し
て再度筆記入力することによつて行なつてもよ
く、筆記字形や誤認識の訂正を前記サブシーエン
スキー１６の操作で行なうか、クリアキー１７に
より入力を取消して再入力することで行なうか
は、使用者が判断すればよい。

すなわち、この筆記入力式小型電子式計算機
は、筆記軸４６の変位により筆記数字および演算
記号等を識別し、そのデータを情報処理部に入力
して演算を行なうもので、筆記面に数字および演
算記号等を筆記すると、自動的に演算が行われて
演算結果が表示される。

しかして、この筆記入力式小型電子式計算機に
おいては、筆記軸４６の変位を検出するセンサと
してひずみゲージ５０ｘ，５０ｙを用い、このひ
ずみゲージ５０ｘ，５０ｙを、先端を筆記軸４６
に係止されて筆記軸４６の変位にともない筆記軸
径方向にたわみ変形する２枚の板バネ５２，５２
に取付けているから、圧電素子をセンサとする従
来の筆記式データ入力装置のようにセンサを筆記
軸の外周面とケース内面との間に隙間なく挟持さ
せる必要はなく、従つてひずみゲージ５０ｘ，５
０ｙの組込みは容易であるし、また、前記ひずみ
ゲージ５０ｘ，５０ｙは筆記軸４６には直接接触
していないから、筆記軸４６に衝撃がかかつて
も、この衝撃でひずみゲージ５０ｘ，５０ｙが破
壊してしまうことはない。

なお、上記実施例では、筆記軸４６に対して２
方向に板バネ５２，５２を配置してこの２枚の板
バネ５２，５２にそれぞれひずみゲージ５０ｘ，
５０ｙを取付けているが、筆記軸４６の変位を検
出するひずみゲージは、筆記軸４６を囲んで３方
向または５方向に板バネ５２，５２を設けてこの
各板バネにそれぞれ取付けてもよく、またひずみ
ゲージ５０，５０ｙは、この板バネ５２，５２の
内面側に取付けてもよいし、さらにひずみゲージ
は、半導体ひずみゲージに限らず、金属箔を用い
たものを使用してもよい。

また、上記実施例では、ひずみゲージ５０ｘ，
５０ｙを取付ける可撓性部材として板バネを用い
ているが、この板バネに代えてポリカーボネート
等の樹脂板を用いてもよく、さらに、筆記軸４６
の中立状態への保持も、ひずみゲージ５０ｘ，５
０ｙを取付けた板バネ５２，５２によらずに前記
板バネ５２，５２とは別の弾性部材によつてもよ
い。また筆記軸４６は、ボールペンレフイールの
ようなものに限らず、単なる軸棒としてもよい。

さらに、上記実施例では、筆記軸４６に軸方向
の筆記圧がかかつたときにこれを検出するＺ軸方
向ひずみゲージ５０ｚを備えているが、このＺ軸
方向ひずみゲージ５０ｚはなくてもよい。また、
上記実施例では、筆記軸４６をその基端において
先端側が周方向に変位できるように支持している
が、筆記軸４６に可撓性をもたせれば、筆記軸の
基端はケース内に固定してもよい。

なお、上記実施例では筆記入力式小型電子式計
算機に組込まれる筆記式データ入力装置を例にと
つて説明したが、この発明は、筆記式入力部だけ
を備えた、例えばパーソナルコンピユータに接続
されてパーソナルコンピユータにデータを入力す
る筆記式データ入力装置等にも適用することがで
きる。

〔発明の効果〕

この発明は、ケース内に先端部が突出する状態
で設けられ筆記動作にともなつて先端側が筆記方
向と逆方向に変位する筆記軸の外側に、筆記軸周
方向に位置をずらして配置され基端を前記ケース
内に固定されるとともに、先端を筆記軸側に折曲
してこの折曲された先端部に前記筆記軸が摺動可
能に挿通される孔を設け、この孔に挿通された筆
記軸の変位にともない筆記軸径方向にたわみ変形
する少なくとも２つの可撓性部材を設け、この各
可撓性部材に、前記筆記軸の変位にともなう可撓
性部材のたわみ変形により引張りまたは圧縮ひず
みを生じてこのひずみ変形量を電気的変化量に変
換する少なくとも２個のひずみゲージを取付けた
ものであり、この発明では、筆記軸の変位を検出
するセンサとしてひずみゲージを用い、このひず
みゲージを、筆記軸の変位にともない筆記軸径方
向にたわみ変形する可撓性部材に取付けているか
ら、圧電素子をセンサとする従来の筆記式データ
入力装置のようにセンサを筆記軸の外周面とケー
ス内面との間に隙間なく挟持させる必要はなく、
従つてセンサの組込みは容易であるし、また、前
記ひずみゲージは筆記軸には直接接触していない
から、筆記軸に衝撃がかかつても、この衝撃でひ
ずみゲージからなるセンサが破壊してしまうこと
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図はこの発明の一実施例を示した
もので、第１図は第２図のＡ−Ａ線に沿う拡大断
面図、第２図は筆記入力式小型電子式計算機の外
観斜視図、第３図および第４図は第１図のＢ−Ｂ
線およびＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図、第５図は筆
記軸の外側に配置された板バネの拡大斜視図、第
６図はひずみゲージの抵抗変化特性図、第７図は
筆記入力式小型電子式計算機の回路図、第８図は
筆記入力式小型電子式計算機の使用状態図、第９
図は数字“１”および減算記号“−”を筆記した
ときの出力波形図である。１０……ケース、４６……筆記軸、５０ｘ，５
０ｙ……ひずみゲージ、５２……板バネ。

Claims

【特許請求の範囲】

１ケース内に先端部が突出する状態で設けられ
筆記動作にともなつて先端側が筆記方向と逆方向
に変位する筆記軸と、この筆記軸の外側に筆記軸
周方向に位置をずらして配置され基端を前記ケー
ス内に固定されるとともに、先端を筆記軸側に折
曲してこの折曲された先端部に前記筆記軸が摺動
可能に挿通される孔を設け、この孔に挿通された
筆記軸の変位にともない筆記軸径方向にたわみ変
形する少なくとも２つの可撓性部材と、この各可
撓性部材に取付けられ前記筆記軸の変位にともな
う可撓性部材のたわみ変形により引張りまたは圧
縮ひずみを生じてこのひずみ量を電気的変化量に
変換する少なくとも２個のひずみゲージと、この
各ひずみゲージの電気的変化量に基づいて筆記字
形を認識しそのデータを情報処理部に入力する手
段とを具備したことを特徴とする筆記式データ入
力装置。