JPH05173694A - サイン照合機 - Google Patents

サイン照合機

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JPH05173694A
JPH05173694A JP4126181A JP12618192A JPH05173694A JP H05173694 A JPH05173694 A JP H05173694A JP 4126181 A JP4126181 A JP 4126181A JP 12618192 A JP12618192 A JP 12618192A JP H05173694 A JPH05173694 A JP H05173694A
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JP
Japan
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pressure
shaft
stylus
tip
sensitive sensor
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JP4126181A
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English (en)
Inventor
Esu Garuman Rarii
エス ガルマン ラリー
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Kumahira Safe Co Inc
Original Assignee
Kumahira Safe Co Inc
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Publication date
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing 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
    • G06F3/03545Pens or stylus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43KIMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K7/00Ball-point pens
    • B43K7/005Pen barrels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43KIMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/22Pens with writing-points other than nibs or balls with electrically or magnetically activated writing-points
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 過剰な圧力による損傷を受けず、支持構造の
機械的及び環境的特性による障害を受けずに、ひずみを
正確に測定できる圧力検出スタイラスを提供する。 【構成】 感圧センサ10を含むシャフト4から形成さ
れた、サインの検証及び個人の識別に有効なスタイラス
2。感圧センサ10は、筆記に用いられる先端8から所
定の距離をおいて、スタイラス2のシャフト4に埋め込
まれ、それと一体化される。該センサは、環状に取り付
け、シャフト4周りの4つの四分円のそれぞれに配置し
て、3軸圧力検出を可能にしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サイン認識装置に関す
るものであり、とりわけ、筆記圧に感応する筆記スタイ
ラス(尖筆)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】人が同一人であるという検証や識別を、
その個人の固有な特徴を通じて検証するための各種装置
が存在する。一般的な特徴には、指紋、ボイス・グラ
フ、網膜走査、及びサイン検証がある。サンプルのサイ
ンと基準サイン、すなわち有効なサインの比較は、実際
的で効率の良い個人の検証方法である。各個人のサイン
は、そのサインに固有の特性を備えているものであっ
て、これらの特性を測定し、利用することによって、偽
のサインと本人真筆のサインを識別することが可能であ
る。
【0003】測定可能なサインの特性には、時間、ペン
の方向、ペンの速度といった動的関数として、ペンの圧
力が含まれている。これらの特性のうち、ペンの圧力
は、最も一般的に測定される特性である。圧力は、筆記
表面か筆記具自体のいずれかで検出することができる。
しかし全ての筆記表面の位置に計装を施す必要がないと
いう理由から、筆記具の圧力を測定する方が便利である
ことが分かっている。
【0004】かかる技術では、すでにいくつかの感圧筆
記具が知られている。米国特許第4,896,543号
には、こうした筆記具の1つについて記載がある。それ
は3軸圧力測定スタイラスに、該装置の先端に隣接して
配置された複数の感圧マイラー・シートを含むものであ
る。しかしながら、使用材料の引張り応力及び寸法精度
は、製造上の変動及び環境の影響を受けるから、感圧筆
記具が正確で、信頼し得るものであるためには、圧力を
測定するのに、ひずみ計を用いてひずみを検知するとい
った、間接的な圧力の測定に依存すべきではない。ペン
の場合、ペン先とペン保持部の間にあまりコンプライア
ンスの生じないようにして、直接筆圧を測定するのが望
ましい。バネのたわみに依存したシステムは、望ましく
ないコンプライアンスを生じることになる。
【0005】先行技術として開示されている他の筆記具
には、先端または先端のインク・シャフトに結合された
測定ハード・ウエアも含まれる。Asbo等の米国特許
第4,646,351号及びCrane等の米国特許第
Re29,765号には、それぞれ、スタイラスのシャ
フトに取り付けられた吊り下げたわみダイアフラムに配
置される1組のひずみ計が含まれている。該ひずみ計
は、先端シャフトのたわみを測定する。
【0006】さらに、米国特許第4,111,052号
には、独立したひずみ計を利用した曲げ管におけるひず
み測定が示されている。独立したひずみ計の利用には、
曲げパラメータ入力を得るため、特殊な追加構造が必要
になる。一方、米国特許第4,078,226号には、
長いPZT(圧電変換器)ビームに沿ったたわみの測定
が示されているが、この場合、ペン・カートリッジ自体
の応力ではなく、ペン・カートリッジの曲げが測定され
る。
【0007】圧電変換器構造の選択的メタライゼーショ
ンを利用して、選択的出力が得られることを知っておく
のは有効である。例えば、米国特許第4,513,43
7号にこの方法が開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、不注
意で加えられる過剰な圧力による損傷をほとんど受けず
に済み、支持構造の機械的及び環境的特性による障害を
受けずに、ひずみを正確に測定できる、加えられる圧力
の検出に適したスタイラスを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、多次元
においてひずみを検知するスタイラスが、先端から所定
の距離をおいてシャフト構造に埋め込まれたスタイラス
先端部と、触知できるシャフトの筆記圧及び軸方向の圧
力によって生じる曲げモーメントに感応する一体検知手
段から構成される。すなわち、感圧センサが、より大き
いシャフト本体の構造における特定の頑強な部分に一体
化されて、納められることになり、より脆い先端または
先端/シャフト部の一部としては構成されない。本発明
の筆記スタイラスの場合、スタイラス先端に機械的に結
合されたひずみ測定手段を備える筆記具に較べて、耐久
性に優れた筆記スタイラスが得られることになる。従っ
て、得られるスタイラスは、他の既知の装置に較べてよ
り頑丈で、耐久性がある。この感圧センサは、直接圧力
を検知し、また、ペンは、ペンの構成要素のひずみを測
定するセンサに必要な高精度のものを製造する必要はな
いので、より信頼性のある測定ができる。
【0010】本発明の実施例の1つでは、先端を収容す
る中空のシャフトは、ほぼ円筒形状である。4つの感圧
センサが、シャフトに埋め込まれた環状検知手段をなす
ように組み立てられ、この中空のシャフト周りに等間隔
に配置される。従って、圧力の検知は、ユーザの手にお
けるスタイラスの特定の配向に依存せず、一貫した結果
を得るために、スタイラスを特定の配向に握る必要がな
い。
【0011】添付の図面に関連した以下に述べる詳細な
説明を参照することによって、さらに本発明の理解を深
めることができる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の実施例による筆記スタイラ
ス2の断面図を示す。スタイラス2は、中空のシャフト
4と、それを通る先端シャフト6から形成されている。
先端シャフト6の最端において、中空のシャフト4から
先端8が突き出している。先端シャフト6には、ボール
・ペンのカートリッジのようにインクを充填しておくこ
とが可能である。
【0013】先端8から所定の距離をおいた中空シャフ
ト4の構造内に、感圧センサ手段10が配置されてい
る。感圧センサ10は、例えば、4つの四分円部品であ
るセンサから構成される環状のPZTセンサ・モジュー
ルとし、4つのセンサのそれぞれを別個に結合して、隣
接するシャフト本体内の圧力によって各モジュールに局
所的に加えられるひずみに応答し、電気信号が送り出さ
れるようにすることが可能である。重要なことは、セン
サ手段10が、シャフト4と一体化されており、物理的
にビーム構造の部材をなすということである。4つの四
分円部品は、電子処理回路要素(図示しない)に結合さ
れている。任意選択により、円錐部分に隣接したシャフ
ト4のシャンク部分に埋め込むことの可能な、当該技術
の熟練者には周知の他の感圧装置を用いることも可能で
ある。
【0014】図2は、記号A−Aで描かれたスタイラス
2の断面図を示す。この断面図から明らかなように、セ
ンサ手段10は、シャフト4の周りの四分円に当たる領
域12において、PZT環状部分の一方の側にメタライ
ゼーションを施し、圧電効果によって信号の検出が可能
な電極を形成する、特異な環状部分から構成することが
できる。PZT環状部分のもう一方の面には、アース・
メタライゼーションが施される。シャフト4にセンサ手
段10を埋め込む前に、一般的なメタライゼーション被
着技法を利用して、マスキングを施すことが可能であ
る。メタライゼーション領域12によって、センサ10
は4つの四分円に再分割され、この結果、スタイラス・
シャフト4の周りに4つのセンサ分離領域10−1〜1
0−4が形成されることになる。信号は、領域12から
のみ、主として、シャフトの軸と平行に抽出される。セ
ンサ手段10は、シャフト4の構造と一体化され、全て
の側が、中空シャフト4の円筒状構造によって包囲され
ている。センサ手段10は、先端8と、シャフト4のユ
ーザが握る場所との間に配置するのが望ましい。
【0015】四分円ごとのセンサの位置によって、示差
検知による圧力の検出が可能になる。センサ10のそれ
ぞれのシャフト内における圧力を分類することによっ
て、図1及び図2に示す3つの軸のそれぞれにおける直
交成分を求めることができる。電子処理モジュールに関
連した処理手段は、4つの信号を解読することができ
る。さらに、シャフトが円筒状またはほぼ円筒状の場
合、ユーザがスタイラス2を握る特定の配向は、重要で
はない。サインの検証は、観測される測定値を(数学的
に)回転させて、基準測定値と比較することによって行
うことができる。
【0016】例えば、ボンディングまたはロウ付けによ
って中空のシャフト4にセンサ手段10を収容するプロ
セスによって、センサ手段10は、より脆い先端及び先
端シャフト構造に対する機械的接続が一掃される。さら
に、本発明の先端シャフト8は、センサが先端シャフト
に結合されている装置に較べると、この構造を支持する
ために大きくする必要がなく、本質的に複雑でもないの
で、コストが安くなる。
【0017】筆記圧は、中空シャフト4の曲げ応力を直
接測定することによって測定される。応力は、ひずみの
検知によって測定されないので、シャフト4の物理的特
性、変動、及び、環境感度は、筆記圧の測定の精度に影
響がない。
【0018】ペン・カートリッジ6と中空シャフト4が
しっかり結合されるので、安定した、丈夫なペンが得ら
れ、筆記時に、ペンの先端8によってたわみまたはコン
プライアンスを生じることがなくなる。
【0019】また、センサ手段10のこの位置決めによ
って、ごく小さな表面に働く筆記圧に耐える先端自体か
ら、信号ピック・アップ部分が物理的に引き離されるこ
とになる。従って、センサ手段10は、スタイラスを動
かす際ユーザによって付与される分散荷重に耐えるが、
センサ10が先端8、またはその近くに配置された場合
に遭遇するような、スタイラスの荷重及び筆記作用に直
接耐えることはなくなる。従って、本発明のスタイラス
は、圧力センサが先端に一体化されたスタイラスに較べ
ると、いっそう頑丈で、耐久性のある装置である。
【0020】動作時、ユーザは、スタイラス2を握り、
先端8に圧力を加えて、サインまたは語句を書く。感圧
センサ10は、ユーザが、スタイラス2を筆記表面に接
触させ、スタイラスに圧力を加えて、サインまたは語句
の形成に必要なパターンをなすように動かすと、シャフ
ト4にかかる圧力の変化を検知する。適合する信号処理
を利用することによって、発生した圧力パターンと基準
サインまたは語句の圧力パターンを比較し、信憑性を判
定することができる。
【0021】以上が特定の実施例に関する本発明の説明
である。当該技術の熟練者であれば、変更及び修正は容
易である。例えば、本発明の範囲及び精神を逸脱するこ
となく、3個、5個、または、それ以上のセンサ部分を
用いることも可能である。従って、本発明は、請求項に
照らして解釈することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による筆記スタイラスの断面図
である。
【図2】本発明の実施例による感圧センサの配向を示
す、図1の記号A−Aで描いた筆記スタイラスの断面図
である。
【符号の説明】
2 スタイラス 4 中空シャフト 6 先端シャフト 8 先端 10 センサ手段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端を備えたシャフトと、 前記先端から第1の変位をした、前記シャフトの第1の
    位置に埋め込まれる少なくとも第1の感圧センサと、 前記先端から前記第1の変位をした、前記シャフトの第
    2の位置に埋め込まれる少なくとも第2の感圧センサ
    と、 前記先端から前記第1の変位をした、前記シャフトの第
    3の位置に埋め込まれる少なくとも第3の感圧センサか
    ら構成される、 触知できる圧力に応答して信号を発生するスタイラス。
  2. 【請求項2】 さらに、前記先端から前記第1の変位を
    した、前記シャフトの第4の位置に埋め込まれる少なく
    とも第4の感圧センサが含まれていることと、前記第
    1、第2、第3、及び、第4の感圧センサが、前記先端
    からあらかじめ選択された距離をおいて、前記シャフト
    回りに環状に配置されることを特徴とする、請求項1に
    記載のスタイラス。
  3. 【請求項3】 握った指と筆記表面に接触する先端の間
    といった、前記先端からあらかじめ決められた距離をあ
    けたシャフト位置における圧力を検知するため、前記感
    圧センサが、シャフトの円筒状部分と円錐状部分の接合
    部に隣接した位置に配置されることを特徴とする、請求
    項1に記載のスタイラス。
  4. 【請求項4】 前記第1の感圧センサと前記第3の感圧
    センサが、前記シャフトをはさんで互いに向かい合って
    配置されることを特徴とする、請求項2に記載のスタイ
    ラス。
  5. 【請求項5】 前記第2の感圧センサと前記第4の感圧
    センサが、前記シャフトをはさんで互いに向かい合って
    配置されることを特徴とする、請求項4に記載のスタイ
    ラス。
  6. 【請求項6】 前記第1の感圧センサと前記第3の感圧
    センサが、第1の軸に沿って配置され、前記第2の感圧
    センサと前記第4の感圧センサが、第2の軸に沿って配
    置されていることと、前記第1の軸が、前記第2の軸に
    直交し、前記第1の軸と前記第2の軸が、前記シャフト
    の中心軸に直交していることを特徴とする、請求項5に
    記載のスタイラス。
  7. 【請求項7】 前記第1の感圧センサと前記第3の感圧
    センサが、前記第1の軸に沿った圧力に敏感に感応する
    ことと、前記第2の感圧センサと前記第4の感圧センサ
    が、前記第2の軸に沿った圧力に敏感に感応することを
    特徴とする、請求項6に記載のスタイラス。
  8. 【請求項8】 前記シャフトが、ほぼ円筒形であること
    を特徴とする、請求項1に記載のスタイラス。
JP4126181A 1991-05-23 1992-05-19 サイン照合機 Pending JPH05173694A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US704761 1991-05-23
US07/704,761 US5111004A (en) 1991-05-23 1991-05-23 Stylus for handwriting identification

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JPH05173694A true JPH05173694A (ja) 1993-07-13

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ID=24830762

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US (1) US5111004A (ja)
JP (1) JPH05173694A (ja)
AU (1) AU2224492A (ja)
WO (1) WO1992021114A1 (ja)

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