JPH05278390A - 記憶ペン - Google Patents
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Abstract
し得、計算機などにも入力し得る記憶ペンを提供する。 【構成】 ボールペン芯2で紙などに筆記するととも
に、その筆跡を光学センサ17と応力センサ13の出力
より筆跡検出回路21で検出し、その筆跡を筆跡記憶部
23に記憶する。
Description
を記憶可能な記憶ペンに関する。
きたい場合、その情報を、ボールペン、シャープペン、
サインペン等のペンを用い、紙等に文字、図形等として
記載し、この紙を保管しておくのが通常である。一方、
人の意思表現を計算機等の電子的処理手段に入力するも
のとして、キーボード、マウス、デジタイザ、タッチパ
ネル、ライトペン等がある。
接、手書きにより、紙等に文字や図形を描き、他人に意
思伝達する1つの手段として使用されており、だれもが
使用できるが、計算機等の電子的処理手段にペンや筆で
描いた情報を直接入力することができず、別に文字認識
手段、あるいはキーボード等を必要とする問題があっ
た。
は、上述したようにキーボード、マウス、ディジタイ
ザ、ペン入力装置など、多岐に渡るが、いずれも特殊装
置を必要とし、通常人の一般生活での書き記す活動であ
るメモを支援するのに充分な利便性があるとは云えな
い。電子手帳といえどもメモ機能としては有用であるも
のの書き記すという活動とはかなり、かけ離れたもので
ある。筆記用具としてペン、鉛筆、筆などに優るものは
なく、これらに近い入力装置が求められる。また紙に書
くことで筆記されたものを他の人に手渡すことができる
利点もある。さらに思考は言語とその表記に大きく影響
されるが、その思考過程を手渡す道具があればより便利
である。
たものであって、ペン本来の使用の簡便さと、その筆跡
を記憶し得、計算機等にも入力し得る記憶ペンを提供す
ること、すなわちそれ自体が筆跡の記憶機能を有し、記
録保管に紙が不要であり、かつ記載した文字、図形等を
電子的処理装置に入力するのに便利な、しかも、空間表
現されたものを描かれた時間過程に従って取り出せる機
能を持つ記憶ペンを提供することを目的としている。な
お、ここで記憶ペンとは筆記機能と記録機能を併せ持つ
ペンのことをいう。
ペンは、ケース体内に、筆記手段と、この筆記手段によ
って描かれる文字、図形等の軌跡を検出する筆跡検出手
段と、検出された筆跡を記憶する記憶手段とを特徴的に
備えている。この記憶ペンでは、筆記手段で紙等に文
字、図形等を記載すると、その自身の記載した文字、図
形等の軌跡を筆跡検出手段で検出し、さらにその筆跡が
記憶手段に記憶される。筆跡が記憶手段に記憶されてい
るので、この記憶ペンさえ、所持しておけば、記録した
紙の保管は不要である。また、記憶手段を電子的処理手
段と結合することにより、記憶手段内のデータを電子的
処理手段に転送することができる。そして、電子的処理
手段により記憶内容を時系列的に再現することにより、
記録時の記録者の思考過程をも再現することができる。
に説明する。図1は、この発明の一実施例を示す記憶ペ
ンの内部機構図である。筒状のケース体1の下方部中心
にボールペン芯2が設けられ、このボールペン芯2がバ
ネ3と操作片4によって、ケース体1の先端の開口孔5
より、出し入れ自在に構成されている。ケース体1の先
端には、3個のレンズ6x、6y、6zが互いに120
°の角度で、かつ外部に膨出して配置され、これらのレ
ンズ6x、6y、6zで得られた光が、光ファイバ7に
よりケース体1の上方部内に設けられる回路基板8に配
置されるレンズ9に送られるようになっている。レンズ
9からの光は、CCDチップ10で電気信号に変換さ
れ、LSI11等を含む、電子回路部12に取り込まれ
るようになっている。ボールペン芯2の下部には、それ
ぞれ互いに120°の角度をおいてボールペン芯2に接
触する圧電素子13x、13y、13zが配置されてお
り、これら圧電素子13x、13y、13zの歪信号も
リード線14により、電子回路12に送られ、取り込ま
れるようになっている。電子回路12には圧電素子13
x、13y、13zの歪み信号を発生している時間経過
を計測・記録する時計機能としての基準時間パルス発生
回路、カウント回路が配置されている。なお、15は電
池、16は電源スイッチである。なお、ここで使用して
いる筆記手段はボールペンであるが、本発明の筆記手段
は、通常の黒色油性のボールペンに限定されるものでは
無く、黒、青、赤その他等の各色のカラー油性・水性ボ
ールペン及び、各色のカラー鉛筆・シャープペン・クレ
ヨン・チョーク類等及び、各色のカラーインクや墨汁や
油性・水性絵の具や塗料等をその都度先端に塗布補充し
ながら使用するペン・ブラシ・筆等の着色筆跡を残す用
具全てを包含し、構造的にはインク・カートリッヂ交換
方式・先端チップ交換方式・先端チップ繰り出し方式等
の機構を包含するものである。
ては、CCDチップ10も当然カラー対応のRGB入出
力CCDチップを装着することは言うまでもない。
している。電子回路部12は、光学センサ17(レンズ
6x、6y、6z、光ファイバ7、レンズ9、CCDチ
ップ10)からの信号及び応力センサ13(圧電素子1
3x、13y、13z)からの信号より、ペンの軌跡を
検出する筆跡検出回路21、検出された筆跡信号を圧縮
する筆跡圧縮回路22、圧縮された筆跡データを記憶す
る筆跡記憶部23、及び記憶した筆跡を外部に読み出す
ための読み出し制御部24から構成されている。
文字、図形を記載する場合の動作について説明する。
今、使用者が図6に示すように、記憶ペン1を持って、
ボールペンの芯2を出した状態で、紙25に、ペンとい
う文字を描いたとする。先ず文字「ペ」のヘを記載する
ために、ボールペンの芯2を紙25に接触させ、右上方
にペンを移動させる。ペンの圧電素子13x、13y、
13zは、図4に示すように配置されているので、ボー
ルペンの芯2を紙に接触させると、接触の有無及び移動
方向により、各圧電素子13x、13y、13zに発生
する歪信号が相違する。そのため、この圧電素子の検出
信号により、ペン接触時の移動方向及び距離を検出でき
る。続いて、例えば文字「ペ」の“へ”から半濁点の丸
に移る場合、ここで非接触が入るので、この場合は光学
センサ17により、非接触でのペンの移動方向及び距離
を検出する。例えば光学センサ17の監視領域が図5に
示すAであり、前の接触軌跡がBであり、その終点がa
で、次のペンの接触点がbであるとすると、光学センサ
17で、終点aを基準点として接触開始のb点の相対位
置及び距離を検出する。これら応力センサ13と光学セ
ンサ17の信号により、筆跡検出回路21は、接触、非
接触を含む一連の筆跡を検出する。そして、この筆跡信
号は筆跡圧縮回路22で間引き等によりデータ圧縮さ
れ、筆跡記憶部23に順次記憶される。このように、こ
の記憶ペンでは、紙に記録した文字、図形の筆跡を内蔵
の記憶装置に記憶するので、出先等どこに出かける場合
でも、この記憶ペン1本を持参するだけで、紙等に記載
した内容をそのまま記憶できる。
ペンの内部機構図、図8は、同記憶ペンの底面図であ
る。この実施例の記憶ペンは各構成部品は図1に示した
ものと特に変わるところはないが、図1の実施例記憶ペ
ンは、CCDチップ10が大型のものを使用しているた
め、ペン上方部のケースが膨出しているが、従来のボー
ルペン等とほとんど変わらない外観の記憶ペンとするた
め、図7の実施例記憶ペンでは、CCDチップ10を小
型のものを使用し、回路基板8の下方にレンズ9と、上
下で対面する形としているので、コンパクトな構造の記
憶ペンを得ることができる。
り、読み出した筆跡をそのまま表示する、あるいはプリ
ントアウトすることによって記載した使用者ならある程
度元の文字、図形を再現可能であるが、図9に示すシス
テムに入力することにより、完全に再現された文字、図
形を得ることができる。この装置30は、記憶ペン1か
らのデータを読み出す記憶ペン読出し部31、筆跡復元
装置32、文字認識装置33、図形認識装置34、イメ
ージ処理装置35を備え、記憶ペン読出し部31で読み
出された記憶ペンのデータを筆跡復元装置32で完全復
元し、さらに文字認識装置33、図形認識装置34、及
びイメージ処理装置35の稼働により、その意味を確実
に再現でき、これらを計算機36や電子手帳37にその
まま入力すれば、キーボードや文字入力手段を使用せず
とも、記憶ペン1の内容をそのまま計算機等の電子的処
理装置に落とし込むことができる。
憶ペンの先端部機構図である。図10において、ケース
体41の先端の開口穴部42には、リング状の、光軸セ
ンタに貫通穴のある集光レンズ43が設けられ、またこ
の集光レンズ43の直近上方にリング状に、センタに貫
通穴のあるCCDチップ等の受光素子44が設けられて
いる。
光素子44のセンタ穴を貫通して、ケース体41の開口
穴部42より、出し入れ可能に配置されている。受光素
子44で受光され、電気信号に変換された信号は、電線
46により、上部の電子回路に導かれるようになってい
る。この実施例では、集光レンズ43と、受光素子44
で、ボールペン先端周囲の画像が取込まれ、ペンの軌跡
が光学的に検出され、記憶される。この実施例では、受
光素子44からの信号を電線46で伝えるものであるか
ら、狭い箇所での光ファイバの接続の困難さ等が解消さ
れる。
て、記憶ペンの先端部機構を、図11に示すものとして
もよい。この実施例は、図10に示したものの、集光レ
ンズ43を省略して簡略化したものである。すなわち、
図11の(a)に示すように、ケース体41の先端の開
口穴部42に、リング状の、センタに貫通穴のあるCC
D等の受光素子44を設け、そのセンタ穴を貫通して、
ボールペン芯45が、出し入れ可能に構成されている。
受光素子44の電気信号出力は、電線46によって、上
部の電子回路に導かれている。なお、ここで使用する受
光素子44は、図11の(b)に示すように、ドーナツ
状(リング状)であるが、これに代えて図11の(c)
に示すように、3個の扇型のCCDの受光素子44a、
44b、44cの組み合わせとしてもよい。
を示す記憶ペンの先端部機構図である。図12におい
て、ケース体51内には、その先端の開口部52より、
出し入れ可能に配置されたボールペン芯53が設けら
れ、さらにケース体51の先端外部に臨出してこのボー
ルペン芯53を挟んで左右に2個のレンズ54a、54
bが設けられている。このレンズ54a、54bで受光
した筆跡の光信号は、2本の光ファイバ束55a、55
bで上方に配置されたCCDの受光素子の受光面に導か
れる。
ールペン芯53のため、図13に示すハッチング部のよ
うに死角が発生するが、2個のレンズ54a、54bの
画像を重ねることにより、死角は相互に補完され、ボー
ルペン芯53の直下のみとなり、筆跡は十分に記憶し得
る。図14は、この発明のさらに他の実施例を示す記憶
ペンの先端部機構図である。図14において、(a)は
ボールペン芯61と、X応力センサ62xとY応力セン
サ62yのみを示した平面図、(b)は同側面図であ
る。X応力センサ62x、Y応力センサ62yはボール
ペン芯61(Z軸)に対して90度の角度で配置され、
いずれも押し引き応力に感応するプッシュプル型応力セ
ンサであり、これら2個のセンサ62x、62yで、ボ
ールペン芯61のZ軸に対して全方向360度の歪みが
可能となっている。
62y共に、それ自体はZ軸に対して角度0だけ傾斜し
て設置してあり、紙面でボールペン芯61がXY方向に
全く変移しない筆跡、例えば「点」の場合にもZ軸方向
の応力の分力を歪み信号として検出可能にしている。図
15は、この発明の他の実施例を示す記憶ペンのケース
体頂部の機構図である。図15において、ケース筒体7
1に対し、頂部で、ケーストップ72が着脱可能になっ
ている。ケーストップ72には、筆跡記憶部73が差し
込みプラグ74付きで、設けられており、ケース筒体7
1の上端に設けられるコネクタ75に、差し込みプラグ
74が差し込まれて、筒体内の回路部と電気的に接続さ
れる。このように、ケーストップ72は、筆跡記憶部7
3を、着脱するカートリッジ方式となっている。この実
施例では、スペアのカートリッジ(ケーストップ72)
を多数準備することにより、記憶部73のメモリ量が所
定値一杯になった場合でもメモリ量の制約を受けること
なく長文の文字図形の筆跡を記憶することができる。
出を行うのに、光学センサと圧電素子を用いる場合につ
いて説明したが、応力センサとして圧電素子に代えて歪
ストレンゲージを用いてもよいし、ジャイロを使用する
ことにより接触、非接触領域を問わず、移動の検出を行
うことが可能である。また、ボールペンによるボールの
回転検出、インクの流量検出、磁性体微粒子を含有した
特殊インクを磁気センサーで検出、ペン先の反力を利用
等によっても、同様に軌跡を検出することができる。
手段と、この筆記手段によって描かれる文字、図形等の
軌跡を検出する筆跡検出手段と、記憶された筆跡を記憶
する記憶手段とを備えているので、 使用者が出先等で紙等に記載した文字、図形などの軌
跡をそのまま記憶することができ、出先等で打ち合わせ
た紙を一々持ち帰り、保管することもなく、この記憶ペ
ンを保管しておくことにより、その内容を記憶可能であ
る。
ンピュータ等に入力する場合も、一々イメージセンサ等
で文字読み取りを行うことなく、記憶ペンの内容をその
ままコンピュータに入力することにより、簡単にデータ
を大きな容量の、あるいは電子的処理手段に簡単に入力
することができる。 人が昔から使用していた筆記具をそのまま使う感覚で
使用でき、人は計算機からの疎外感を受けることなく、
極めて自然に計算機に対応することができる。
いはソフト・ウェアーに吸収でき、その入力装置は記憶
ペン一本でことたりる。 この記憶ペンを計算機の入力装置とし、現在すでに実
用化できている機械翻訳ソフトと組み合わせることによ
り、言語や文字の異なる民族間でも筆談による会話が可
能になる。
や、怒りや喜びをも、描かれた順に描かれた通りに記憶
でき、また、その筆記の軌跡を感情の高ぶりや怒りや喜
びを描かれた順に描かれた通りに忠実に再生することが
できる。 人の創造活動の初期段階はまとまらないイメージでし
かありえない。思考が深まるにつれて、イメージが固ま
り具体化していくものである。その意味において、この
記憶ペンは筆記をイメージ情報として記憶し、この人の
創造過程を支援することができる。
の意思伝達支援ツール等あらゆる分野に使用できる。な
ど多くの効果がある。
図である。
ロック図である。
を示す図である。
である。
を再現出力するシステム構成例を示す図である。
部機構図である。
の先端部を示す機構図である。
の先端部機構図である。
するための図である。
の先端部の部分機構図である。
ス体頂部の機構図である。
Claims (1)
- 【請求項1】ケース体内に、筆記手段と、この筆記手段
によって描かれる文字、図形等の軌跡を検出する筆跡検
出手段と、検出された文字、図形等の筆跡を記憶する記
憶手段とを備えたことを特徴とする記憶ペン。
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