JPH05216581A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 操作器１は筆記具型基体４を備え、基体４の
筆先部５先端に、圧力センサが設けられる。基体４はス
イッチＳを備え、筆先部５先端は位置座標情報、圧力セ
ンサ、スイッチＳの情報電波を空中に放射するアンテナ
となる。受信情報検出装置２の本体６内には、アンテナ
７，８からの受信電波の上記基準周期からの周期変化に
基づき上記筆先部先端の位置を割出す回路と、受信電波
から圧力センサやスイッチＳの情報を検出する回路が内
蔵される。パソコン３は受信情報処理器２からの各種入
力情報を解析し、手書き文字・図形を再現する。 【効果】 筆先部５先端の移動軌跡を入力可能となり、
筆記作業のように入力操作を行える。また、圧力センサ
からの情報により、文字・図形の表示にあたりリアルな
表現が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に手書きスタイルで
文字・図形等を入力するのに好適な入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】手書きの文字・図形等を入力する場合、
まずはスキャナによる読込み方式が考えられる。この場
合、実際に筆記具等を用いて紙に筆記し、これを原稿と
してスキャナにより読込むこととなる。しかし、この方
法では、入力文字・図形と同じものを紙に原稿として残
す場合にはまだしも、そうではない場合、紙の無駄を生
ずることとなり、また作業に必ず上記２ステップが必要
になり、他にこれといって用途の見当たらないイメージ
入力専用の器具（つまり、スキャナ）が必要になる等の
問題が発現している。

【０００３】また、近年では、ライトペン、磁気ペン等
のペン型器具を用いることも行われている。それらは、
そのペン先でディスプレイ画面やタブレット板に触れる
と、その位置がコンピュータに伝えられるペン状の入力
装置である。例えば、タブレット板を用いたもの例を上
げると、このタブレット板にはその左右両端において上
下方向（Ｙ方向）に電極を多数配置し、そのＹ方向で同
位置に位置する左右の電極を対に組ませ、各電極対を抵
抗被膜で結ぶことによりその左右方向（Ｘ方向）に電気
勾配を付け、電極を配したペン先で、その抵抗被膜に触
れることにより、その電位を測り、この電位を基にＸ方
向の位置を、触れられた抵抗被膜の位置からＹ方向の位
置をそれぞれコンピュータ側で知るようになっている。
したがって、あらかじめタブレット上の座標に対応させ
て機能を設定しておき、特殊ペンのタッチによって、絵
を描いたり、画面に表示されたことがらを選んだりする
ことができる。よって、タブレットとして座標を細かく
指定できる精密なものを用意し、上記特殊ペンで筆記す
るごとく触れることによって、手書き文字・図形の入力
が可能となる。しかし、このペン型器具を用いる場合に
はタブレット（もしくはディスプレイ画面）という限ら
れた器具と対で用いなければならず、任意の紙等に筆記
する感覚にはほど遠く、入力文字・図形のリアルさに欠
けてしまうという問題もある。

【０００４】なお、ポインティングデバイスとしてマウ
スが有名である。中でも、機械式位置情報入力機構を有
するマウスはそれ単体で座標入力が可能であるため、そ
の操作器をペン型にし、ボールペンのようなイメージで
手書き作業のように入力できるようにすることが考えら
れる。しかし、まず、このマウスの機械機構をペン型に
した操作器内に収めるには無理がある。また、マウスの
操作器には必ず基準の方向性が付与されなければなら
ず、ペンで筆記する場合、ペンの向きは、意識しないの
が通常であり、筆記中は必ず一定しないから、マウスの
機構をペン型入力器具に採用した場合、１本の線を引く
にしてもその方向性を維持するのが難しくなり、やはり
採用し難い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
入力装置にあっては、その位置座標情報の入力系統に問
題があり、紙等の任意対象への筆記作業感覚では入力で
きず、かつその入力された文字や図形をリアルに再現す
ることができない。本発明は、上記実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、操作手段を筆記具
のように用いて入力するにあたり都合の良い位置座標情
報系統を備えた入力装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の入力装置は、基
準周期の位置情報振動波を空中に放射する位置情報振動
波送信部を有する操作手段と、上記位置情報振動波の受
信周期における上記基準周期からの変化状態に基づいて
上記位置情報送信部の位置を割出す位置情報検出部を有
する受信情報処理手段とを備えている。

【０００７】操作手段は、その先端において位置情報振
動波送信部を支持する筆記具型の基体を備える構成とす
ることができる。

【０００８】また、その場合、操作手段において、筆記
具型基体の筆先部を形成し筆記具により筆記が行われた
ときの筆先の運動状態を示す筆先情報を発生するセンサ
と、このセンサの出力を筆先情報振動波として空中に放
射する筆先情報振動波送信部とを有し、受信情報処理手
段においては、上記筆先情報振動波を受信しその筆先情
報を検出する筆先情報検出部と、その筆先情報に基づい
て筆記内容を再現する筆記再現処理部とを備える構成と
するのが望ましい。

【０００９】

【作用】本発明による場合、操作手段から放射された位
置情報振動波の受信周期が、その操作手段から放射され
た時の周期である基準周期からの変化の程度に従って上
記送信部の位置を割出す。これは、ドップラ効果を利用
するもので、その原理については後述する。

【００１０】本発明は、このような位置検出機能を有す
るため、操作手段の向きによらず且つタブレットのよう
な操作用器具と対にして用いることを必要とすることな
く、その存在位置を位置座標情報として入力可能とな
る。よって、操作手段の形態決定にあたりその方向性と
いう条件を削除することができるので、操作手段の設計
自由度が向上する。したがい、筆記具と同じように入力
操作を行うものとして形成することへの可能性が大とな
る。

【００１１】この場合、特に、上記位置情報振動波送信
部を、筆記具型基体の先端において支持する構成とすれ
ば基体先端の移動軌跡を入力することができるので、あ
たかも筆記作業のごとく文字・図形等の入力を行うこと
ができるものとなる。

【００１２】また、その筆記型基体の筆先部に特定筆記
具の筆先の特徴をセンサにより再現し、そのセンサ情報
を基に手書き文字・図形の入力を行うこととすれば、よ
りリアルな手書き文字・図形の再現が可能となる。この
技術的効果は特筆すべきものであり、例えば、センサと
して圧力検出センサを採用すれば、筆圧まで配慮された
リアルな再現が可能となる。よってセンサの工夫次第
で、万年筆、ボールペン、ひいては毛筆に至るまで、あ
らゆる筆記具を意識した手書き文字・図形の再現に可能
性が高まる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。まず、図１は本発明の一実施例に係る入
力装置が組込まれたコンピュータシステムの構成を示す
ものである。

【００１４】この図において、１は送信操作器、２は受
信情報検出装置、３はラップトップ型パーソナルコンピ
ュータ（以下、パソコンという。）であって、受信情報
検出装置２とパソコン３とは受信情報処理手段を構成す
る。操作器１は後述する各種回路機器を内蔵する筆記具
型の基体４を備え、この基体４内には、位置座標情報振
動波としての一定周期（基準周期）の電波（以下、位置
座標情報電波という。）を発生する位置座標情報電波発
生部を内蔵し、この基体４の筆先部５の先端には、筆記
具により筆記が行われたときの筆先の運動状態を示す筆
先情報を発生するセンサとして圧力検出センサが設けら
れ、更に基体４における筆先部５の近傍には複数のスイ
ッチＳが取付けられ、筆先部５の先端はそれら位置座標
情報電波発生部、圧力検出センサ、スイッチＳの出力情
報を含む電波（以下、処理情報電波という。）を空中に
放射するアンテナとして機能する。受信情報検出装置２
は、本体６と、受信用アンテナ７，８とを有する。本体
６内には、アンテナ７，８からの受信位置座標情報電波
の周期における上記基準周期からの変化状態に基づいて
上記筆先部先端の位置を割出す回路と、アンテナ８から
の処理情報電波から圧力検出センサやスイッチＳの情報
を検出する回路が内蔵され、アンテナ７，８はそれらの
情報電波を受信するためのものとされている。パソコン
３は受信情報処理器２から与えられる、操作器１からの
各種入力情報を解析し、手書き文字・図形を再現する。

【００１５】図２は送信操作器１及び受信情報検出装置
２の内部回路構成を詳細に示すものである。

【００１６】この図に示すように、操作器１は上記した
ｎ個のスイッチＳ0 〜Ｓn と圧力検出センサ９と入力情
報検出器１０と変調器１１と送信器１２と上記送信用ア
ンテナ１３とを備えている。スイッチＳ1 〜Ｓn は、上
記スイッチＳに相当するもので、これをOn/Offさせるこ
とで、ディスプレイ画面上の機能選択、表示のOn/Off、
表示文字あるいは図形の確定、入力キャンセル、座標指
定等を行うことが可能とされ、マウスに付属されている
ものと同様の目的で設けられているものである。圧力検
出センサ９は、その出力信号として筆先部５の先端が板
Ｏに接触したか否か及びその接触する強さを示す信号を
発生する。入力情報検出器１０はスイッチＳ1 〜Ｓn 及
び圧力検出センサ９の出力をコード化し、その情報コー
ドを変調器１１に送る。この変調器１１は一定周期の搬
送波をパルス変調し、送信器１２に送り、この送信器１
２から所定のパワーでアンテナ１３から空中に放射され
る。

【００１７】受信情報検出装置２は、上記アンテナ７，
８の他、受信器１４，１７と復調器１５，１８と波形整
形器１６，１９と入力情報検出器２０とを備え、アンテ
ナ１３から放射された電波は、まず、アンテナ７、受信
器１４、復調器１５、波形整形器１６からなる第１の系
統と、アンテナ８、受信器１７、復調器１８、波形整形
器１９からなる第２の系統との別個の系統でそれぞれ処
理され、両系統の出力が入力情報検出器２０に与えられ
る。

【００１８】受信器１４は、アンテナ１３からの放射電
波をアンテナ７を通して受信し、ノイズ等を除去した後
に復調器１５に与える。復調器１５は受信信号から変調
波である情報コードと搬送波とに分離する。波形整形器
１６は復調器１５からの各分離出力パルスを整形し、入
力情報検出器２０に与える。受信器１７から波形整形器
１９までの第２の系統もアンテナ８から入る電波に対し
第１の系統と同様の処理を施し、入力情報検出器２０に
与える。

【００１９】この入力情報検出器２０は筆先部５先端の
位置座標情報の検出機能と変調波情報コードの検出機能
とを有する。

【００２０】位置座標情報の検出は、一定周期の波を発
生する装置が移動したときの波の周期変化を整形し、そ
の大きさから速度、更にその時間から距離を計算するも
のである。図３においてその原理を図解している。例え
ば、図３のａを受信用アンテナ７、ｂを受信用アンテナ
８、ｃを送信操作器１の送信用アンテナ１３とする。ｃ
がイ点からロ点へ移動したとき、ａ点、ｂ点からの半径
Ｌ1 ，Ｌ2 からの変化はそれぞれΔＬ1 ，ΔＬ2 であ
る。このΔＬ1 ，ΔＬ2 に相当する量の波の周期変化が
ａ点またはｂ点にて観測できるため、移動後のｃの位置
はＬ1'（＝Ｌ1 ＋ΔＬ1 ），Ｌ2'（＝Ｌ2 ＋ΔＬ2 ）の
半径交点であり、特定することができることになる。よ
って、ｃ点の位置座標情報を逐次計算することで送信用
アンテナ１３の軌跡を画面上に表示できることとなる。

【００２１】入力情報検出器２０は、第１、第２各系統
で抽出された搬送波パルスを基にそのｃ点位置座標情報
を逐次計算してパソコン３に供給する。

【００２２】また、情報コードの検出機能は第１、第２
系統のうちいずれか一方の出力信号から情報コードを抽
出し、これをパソコン３に供給する。

【００２３】次に、パソコン３においてスイッチＳ1 〜
Ｓn 及び圧力検出センサ９の出力に基づいて行われる処
理について例を上げて説明する。

【００２４】第１に、マウスのごとく使用しディスプレ
イ画面に表示されているメニューから機能選択を行う場
合、ユーザは所定のスイッチＳを押す。すると、その情
報コードがパソコン３に与えられる。パソコン３は現在
の筆先部５先端の位置座標を始点とし、以降、入力情報
検出器２０から与えられる筆先部５先端の位置座標情報
を基に、筆先部５先端の移動に従ってカーソルを移動さ
せる。ユーザは、カーソルが所望のメニューを指示する
ようになるまで操作器１を動かす。そして、カーソルが
そのメニュー位置まで来たら、所定のスイッチＳを押
す。すると、パソコン３はその情報コードに従い、メニ
ュー選択確定の処理を行う。これにより、ユーザは機能
選択を行うことができたこととなる。

【００２５】第２に、手書き文字の入力を行う場合に
も、ユーザは、やはり所定のスイッチＳを押し、パソコ
ン３にその旨を知らせる。すると、パソコン３は現在の
筆先部５先端の位置座標を始点とし、以降、入力情報検
出器２０から与えられる筆先部５先端の位置座標情報と
圧力検出情報とに従い、イメージ入力処理を実行する。
すなわち、パソコン３は、位置座標情報に従って筆先部
５先端の位置を認知し、圧力検出情報に基づいて筆先部
５先端が板Ｏに接触したか否か、そしてその接触する力
を認知する。そして、位置座標情報の示す位置にペン先
等を模したデバイスカーソルを表示し、このカーソルを
筆先部５先端の位置座標情報の変化に従って移動させる
と同時に、筆先部５先端が板Ｏに接触しているときの
み、ディスプレイ画面の該当する位置のドットを反転さ
せ、その際に、検出圧力の大きさに応じて、位置座標情
報の示す位置を中心にした所定の範囲のドットを反転さ
せるように制御する。これにより、文字の濃さや太さま
でリアルに表現することができ、この表示ドットの太さ
表現の応用により毛筆体をも表示可能となる。

【００２６】なお、筆先部５先端に実際にインキを含ま
せることが可能な素材を設けても良い。例えば、圧力検
出センサ９をフエルト等で覆うような形で設け、このフ
エルトに実際にインキを含ませて入力操作を行うことに
より、手書き文字あるいは図形を紙面と画面に同時表示
することもできる。

【００２７】また、情報振動波としては、上記の電波に
限られることはなく、光を使用することもでき、さらに
は電磁波に限られず音波も使用可能である。さらに、筆
先の特徴を示すセンサは、圧力検出センサに限られるこ
とはなく、例えば、歪ゲージの出力により万年筆のペン
先の撓みのごとき運動を表現し、これを表示文字・図形
の線に反映させるようにしても良く、各種意図する筆記
具に見合ったセンサを選定し使用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、操
作手段から放射された位置情報振動波の受信周期が、そ
の操作手段から放射された時の周期である基準周期から
の変化の程度に従って振動波送信部の位置を割出すよう
になっているため、操作手段の向きによらず且つタブレ
ットのような操作用器具と対にして用いることを必要と
することなく、その存在位置を位置座標情報として入力
可能となる。よって、操作手段の形態決定にあたりその
方向性という条件を削除することができるので、操作手
段の設計自由度が向上する。したがい、筆記具と同じよ
うに入力操作を行うものとして形成することへの可能性
が大となる。

【００２９】この場合、特に、上記位置情報振動波送信
部を、筆記具型基体の先端において支持する構成とすれ
ば基体先端の移動軌跡を入力することができるので、あ
たかも筆記作業のごとく文字・図形等の入力を行うこと
ができるものとなる。

【００３０】また、その筆記型基体の筆先部に特定筆記
具の筆先の特徴をセンサにより再現し、そのセンサ情報
を基に手書き文字・図形の入力を行うこととすれば、よ
りリアルな手書き文字・図形の再現が可能となる。この
技術的効果は特筆すべきものであり、例えば、センサと
して圧力検出センサを採用すれば、筆圧まで配慮された
リアルな再現が可能となる。よって、センサの工夫次第
で、万年筆、ボールペン、ひいては毛筆に至るまで、あ
らゆる筆記具を意識した手書き文字・図形の再現に可能
性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る入力装置のシステム構
成を示す説明図。

【図２】図１に示す送信操作器と受信情報検出装置との
内部構成を示すブロック図。

【図３】図２に示す入力情報検出器における位置座標情
報検出機能の原理説明図。

【符号の説明】

１ 送信操作器 ２ 受信情報検出装置 ３ パソコン ４ 筆記具型基体 ５ 筆先部 ７，８ 受信アンテナ ９ 圧力検出センサ １０ 入力情報検出器 １１ 変調器 １２ 送信器 １３ 送信アンテナ １４，１７ 受信器 １５，１８ 復調器 １６，１９ 波形整形器 ２０ 入力情報検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準周期の位置情報振動波を空中に放射す
   る位置情報振動波送信部を有する操作手段と、 前記位置情報振動波の受信周期における前記基準周期か
   らの変化状態に基づいて前記位置情報送信部の位置を割
   出す位置情報検出部を有する受信情報処理手段とを備え
   ている入力装置。
2. 【請求項２】操作手段は、その先端において位置情報振
   動波送信部を支持する筆記具型の基体を備えている請求
   項１記載の入力装置。
3. 【請求項３】操作手段は、筆記具型基体の筆先部を形成
   し筆記具により筆記が行われたときの筆先の運動状態を
   示す筆先情報を発生するセンサと、該センサの出力を、
   筆記内容を再現するための筆先情報振動波として空中に
   放射する筆先情報振動波送信部とを有し、受信情報処理
   手段は、前記筆先情報振動波を受信しその筆先情報を検
   出する筆先情報検出部とを備えている請求項２記載の入
   力装置。