JPH06102991A - ペン型入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、精密な図形等を高速に入力できて
構造が簡単で様々な形態で使用できるようにすることを
目的とする。 【構成】 この発明は、基準線が互いに交差する２つの
方向へそれぞれ平行に等間隔で設けられたタブレット１
と、このタブレット１上で情報を入力するために操作さ
れタブレット１に先端から光を照射してその散乱光の強
度変化から先端の動きの方向及び移動量と，タブレット
１と先端との間の距離とを検出するペン型入力部２とを
備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ等に図形や
文字などの情報を入力するペン型入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータ等に図形や文字など
の情報を入力する入力装置としては、マウスを使う入力
装置や、感圧式ペンタブレット入力装置がある。マ
ウスを使う入力装置は、現在、ＣＡＤ等の入力装置と
して広く普及している。この入力装置は、マウスをタ
ブレットに接触させて手で動かすことにより、マウスに
取付けられた球をタブレットとの摩擦で回転させ、その
回転の大きさからマウスの縦横方向の動きの大きさを検
出して電気信号に変換してコンピュータに伝達する。こ
こに、タブレットは表面がマウスに取付けられた球が回
転するのに十分な大きさがあればどんな物でもよい。こ
の入力装置は、構造が簡単であり、安価なものが生産
されている。

【０００３】入力装置からの入力信号によりタブレッ
ト上のマウスの位置をコンピュータを用いてＣＲＴや液
晶ディスプレイなどのディスプレイに表示する場合に
は、ディスプレイ上に表示されるマウスの位置を示す点
（以下カーソルと呼ぶ）の動きとマウスの動きとは１対
１に対応するので、ディスプレイ上のカーソルの動きを
見ることで間接的にマウスの動き（手の動き）を確認
し、簡単にカーソルを任意の方向へ動かすことができて
ディスプレイ上の任意の位置に任意の図形を書くことが
できる。また、マウスがタブレットに接触している時の
みマウスの動きをコンピュータに伝達するので、ディス
プレイより狭いタブレットを用いた場合でも、マウスを
繰り返して同じ方向に動かすことでディスプレイ全体に
渡ってカーソルを移動させて図形などを入力することが
できる。

【０００４】感圧式ペンタブレット入力装置はタブレ
ット上に入力ペンで図形や文字を描いてフダレットに取
付けられたセンサーで入力ペンの先端の圧力を検知し、
入力ペンの軌跡をタブレット上の絶対的な位置の情報と
して検出する。

【０００５】最近では、ソニー（株）の「情報ツール総
合カタログ’９２．２」に記載されているように入力ペ
ンの軌跡を表示する装置とタブレットを同一の面に重ね
て構成することで、入力ペンの先の軌跡を同一の位置に
表示することを可能とし、紙の上に鉛筆で文字や図形を
書き込むのに近い間隔で文字や図形を入力できる入力装
置が開発されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記入力装置では、
タブレット上のマウスの位置をコンピュータを用いてデ
ィスプレイに表示する場合には、タブレット上のマウス
の位置とカーソルの位置とが１対１に対応しない。ま
た、ＣＡＤやＤＴＰソフトウエアを使う場合にはマウス
を使って図形や文字を書くのは難しいという意見も聞か
れる。ディスプレイいっぱいの大きさに１つのまるを書
くことや１つの文字を書くことは簡単であるが、小さな
図形や文字が書きずらく、これは主にマウスの形状によ
るものと考えた方が妥当である。マウスを見ながら小さ
な文字の形に動かしてみれば分かるように、マウスは手
の平全体でつかんで操作するので、細かい動作がしにく
くて精密な図形等を入力することは難しい。

【０００７】また、入力装置で図形等を入力する場合
と，ペンを用いて紙に図形等を書く場合とを比較する
と、ペンを用いて紙に図形等を書く場合にはペン先は頻
繁に紙との接触及び離脱を繰り返すことで線を引いたり
線を引かずに紙の上の他の位置に移動したりすることが
できる。しかし、入力装置で図形等を入力する場合に
は、マウスの動きをコンピュータに伝達している間は常
にマウスをタブレットに接触させていなければならない
ので、カーソルの軌跡を残す状態と残さない状態とをス
イッチを用いて一々指定しなければならず、操作がその
分複雑になって高速な図形等の入力には不適当である。

【０００８】上記感圧式ペンタブレット入力装置で
は、タブレット上に入力ペンで図形や文字を描いてその
軌跡をタブレット上の絶対的な位置の情報として検出す
るので、入力ペンで描いた図形や文字をコンピュータを
用いてディスプレイに表示する場合は、ディスプレイ上
に表示されるカーソルとタブレット上のペン先の位置と
を１対１に対応させることができ、タブレット上に入力
ペンで描いた図形や文字をそのままコンピュータに伝達
できるが、タプレットとディスプレイが分離されている
場合入力ペンの動きをディスプレイ上のカーソルの動き
で確認するためには常に入力ペンの先をタブレットに接
触させている必要があり、結局はカーソルの軌跡を残す
状態と残さない状態とをスイッチを用いて一々指定しな
ければならないという上記入力装置と同じ問題が生ず
る。

【０００９】上記入力装置では、構造が複雑になるの
で、大型化が難しく、電子手帳などで文字の入力用に使
われているものについては数文字分の入力しかできず、
大きなディスプレイ上に図形などを描くのには不向きで
ある。

【００１０】本発明は、上記欠点を改善し、精密な図形
等を高速に入力できて構造が簡単で様々な形態で使用で
きるペン型入力装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、基準線が互いに交差する２
つの方向へそれぞれ平行に等間隔で設けられたタブレッ
トと、このタブレット上で情報を入力するために操作さ
れこのタブレットに先端から光を照射してその散乱光の
強度変化から先端の動きの方向及び移動量と，前記タブ
レットと先端との間の距離とを検出するペン型入力部と
を備えたものである。

【００１２】

【作用】ペン型入力部はタブレット上で情報を入力する
ために操作され、このタブレットに先端から光を照射し
てその散乱光の強度変化から先端の動きの方向及び移動
量と，タブレットと先端との間の距離とを検出する。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例では、手の細かい動作をコン
ピュータに伝達するために操作部の形状をペン型入力部
とし、このペン型入力部の先のタブレット上での動きを
検出する。また、前述したスイッチ操作を簡単にするた
め、ペン型入力部の先のタブレットへの接触，非接触を
検出し、その検出信号でカーソルの軌跡を残す状態と残
さない状態とを指定するようにしている。さらに、動作
の検出を光を用いて非接触で行うことで、ペン型入力部
の先のタブレットに対する接触，非接触を問わずにペン
型入力部の先の動きを検出できるようにし、同時にペン
型入力部の先のタブレットに対する接触状態を光で検出
する。ここに、ペン型入力部の先とタブレットとが接触
している場合でも動作の検出自体は光を媒体にして行う
ので、非接触である。

【００１４】図１は本発明の実施例の構成を示す。タブ
レット１は表面が光を紙の表面と同様に等方的に散乱す
る物質で構成され、ペン型入力部２の先の相対的な動き
を検出するための基準となる互いに直角に交差する縦方
向及び横方向に等間隔で平行に引かれた線（これを基準
線と呼ぶ）１ａ，１ｂが光を吸収する有機色素を含んだ
インク等で書き込まれている。このタブレット１は表面
が平坦である形状をしていることから、多くの材料を使
うことができる。

【００１５】例えば、タブレット１は紙に基準線１ａ，
１ｂを印刷しただけのものでもよいし、プラスチック等
の板の上に光を散乱する物質を含む塗料等を塗ってその
上から基準線１ａ，１ｂを印刷したものでもよい。ま
た、タブレット１はディスプレイと一体に構成すること
もできる。

【００１６】ペン型入力部（以下入力ペンと呼ぶ）２は
ペンや鉛筆等の筆記具と同様な形状に構成され、紙にペ
ンや鉛筆等で図形等を書き込むような感覚で図形等をタ
ブレット１上で描いて入力することができる。図２に示
すように入力ペン２は光をタブレット１に照射するため
の光源３と、遮光板４と、ピンホール板５と、レンズ６
と、スクリーン７と、複数の光電変換素子８，９と、信
号発生回路１０とが筒体１１の内部に組み込まれたもの
であり、筒体１１の先端が開口している。

【００１７】光源３からの光は遮光板４及び筒体１１に
より筒体１１の先端の開口からタブレット１に射出さ
れ、その反射光が筒体１１の先端の開口，ピンホール板
５のピンホールを介してレンズ６によりスクリーン７に
集光される。スクリーン７上の像は光電変換素子８，９
により検出され、この光電変換素子８，９の出力信号が
信号発生回路１０に出力される。

【００１８】入力ペン２は基本的には入力ペン２がタブ
レット１上を動いたときに、入力ペン２の先がタブレッ
ト１上に縦方向及び横方向に書かれている基準線１ａ，
１ｂを何本通過したかを光を用いて検出し、その本数に
応じた数の電気信号を発生する仕組みになっている。

【００１９】入力ペン２の先からタブレット１に照射さ
れた光はタブレット１の表面により散乱され、インク等
で基準線１ａ，１ｂが書かれている位置では光が吸収さ
れることによりその位置からの散乱光は弱められる。タ
ブレット１からの散乱光の一部は入力ペン２の先端開口
からピンホール板５のピンホールを介してレンズ６によ
りスクリーン７に集光されタブレット１の表面に描かれ
た図形１ａ，１ｂと同じ図形の像がスクリーン７上に結
像される。

【００２０】例えば入力ペン２がタブレット１上を横方
向に動いている場合の入力ペン２の移動量を検出する場
合を考えると、図３（ａ）に示すように入力ペン２がタ
ブレット１上を横方向に移動すれば、それに伴って図３
（ｂ）〜（ｆ）に示すようにスクリーン７上ではタブレ
ット１上に横方向に沿って等間隔で平行に書かれている
縦向きの基準線１ａの像１ａ’が移動し、この像１ａ’
は光電変換素子８，９で検出される。

【００２１】この場合、入力ペン２の先がタブレット１
上の１本の縦向きの基準線１ａを通る度に、その基準線
１ａの像１ａ’が光電変換素子８，９の上を通過し、光
電変換素子８，９に流れる電流が周期の変化をする。光
電変換素子８，９に流れる電流の変化は入力ペン２の移
動方向によって異なる周期的な変化をするので、信号発
生回路１０は光電変換素子８，９に流れる電流の１周期
の変化に対して１つの電気パルスを発生する回路が含ま
れて入力ペン２の先の移動量に相当する電気信号が得ら
れる。入力ペン２の先の動きの解像度はタブレット１上
に引かれた基準線１ａ，１ｂの密度で決まる。

【００２２】入力ペン２はその先の移動量を光を用いて
非接触で検出するので、入力ペン２の先がタブレット１
からある程度離れても入力ペン２の先の動きを検出可能
であり、ピンホール５の大きさやレンズ６の焦点距離を
選ぶことによりタブレット１と入力ペン２の先の距離が
数ｍｍ程度までならば入力ペン２の先の動きを検出可能
である。

【００２３】しかし、入力ペン２の先がタブレット１か
ら離れると、タブレット１からレンズ６に到達する散乱
光が減少するので、スクリーン７全体の明るさが減少
し、光電変換素子８，９に流れる電流が減少する。そこ
で、信号発生回路１０は光電変換素子８，９に流れる電
流を一定の電流値と比較してその大小により入力ペン２
の先のタブレット１に対する接触，非接触を検出する。

【００２４】入力ペン２がタブレット１上を縦方向に動
いている場合について説明したが、入力ペン２がタブレ
ット１上を横方向に動いている場合についても同様であ
る。この場合、タブレット１上には縦方向と横方向に基
準線１ａ，１ｂが引かれていることから、その交点をど
のように処理するかといった問題があるが、これについ
ては光電変換素子の配置の仕方とタブレット１上の基準
線１ａ，１ｂの引き方によって様々な方式が考えられ
る。

【００２５】信号発生回路１０から出力される電気信号
は、入力ペン２のタブレット１に対する縦方向（前後方
向）の移動量、横方向（左右方向）の移動量、入力ペン
２の先とタブレット１との接触状態（接触、非接触）を
示す信号である。これらの信号はコンピュータに入力さ
れ、入力ペン２のタブレット１上の位置がコンピュータ
によりディスプレイ上に表示される。この場合、ディス
プレイ上に表示される入力ペン２の先の位置を示す点を
カーソルと呼び、入力ペン２の先がタブレット１から離
れいる間はカーソルのみを表示して入力ペン２の先がタ
ブレット１に接触している時はカーソルの軌跡も表示す
るものとする。

【００２６】本装置の場合も前記マウスを使う入力装置
の場合と同様にカーソルは入力ペン１の先の移動方向
と移動距離に応じてディスプレイ上を移動するので、ブ
ィスプレイ上のカーソルを見ることで間接的に入力ペン
２の先の動きを確認することができる。入力ペン２の先
の動きとカーソルの動きとの関係はコンピュータにより
次の（１）〜（３）の通りである。

【００２７】（１）入力ペン２の先がタブレット１に接
触している間はディスプレイ上にカーソルの軌跡が残
る。 （２）入力ペン２の先がタブレット１から５ｍｍ以内の
距離で離れている場合は、入力ペン２の先とタブレット
１との接触状態を示す信号が信号発生回路１０により発
生するので、入力ペン２の先の動きに合わせてカーソル
のみが移動してその軌跡が残らない。 （３）入力ペン２の先がタブレット１から大きく離れた
場合は、信号発生回路１０が入力ペン２の先の前後左右
への動きを示す信号を発生しなくなるので、カーソルを
止めたままで入力ペン２の先のみを移動することができ
る。

【００２８】入力ペン２を手でもってタブレット１で図
形を書くときの手の状態は、手の平の小指側が常に書き
込もうとする対象（タブレット１）に接している。そし
て、入力ペン２の先が書き込もうとする対象から離れて
移動する場合でも入力ペン２の先はタブレット１から数
ｍｍ程度しか離れない。

【００２９】従って、本装置では、タブレット１から手
の平の小指側を離さずに図形や文字を続けて入力する場
合は（１）と（２）との繰り返しに当たり、タブレット
１上で入力ペン２の先の動きを常にディスプレイ上で確
認しながら、前記マウスを使う入力装置による図形等
の入力で問題となったスイッチ操作を行うこと無しに断
続的な図形（１本の線ではなく何本かの線の組み合わ
せ）の入力を行うことができる。

【００３０】また、（３）の状態では、入力ペン２のみ
を動かせるので、前記マウスを使う入力装置と同様に
ディスプレイより狭いタブレットを用いてディスプレイ
全体にわたってカーソルを移動させ、タブレット上にお
いて自分の手の動かし易い位置で図形等の入力を行うこ
とができる。本装置では、タブレット１上の全領域で入
力ペン２の先を動かせるので、前記マウスを使う入力装
置よりも更に狭い面積のタブレットを用いて広い面積
を有するディスプレイに図形などを書くことができる。

【００３１】図４は本発明の第１実施例におけるタブレ
ット１を示す。この第１実施例では、タブレット１は上
述のように基準線１ａ，１ｂが引かれている。また、入
力ペン２の先の縦方向の動きと横方向の動きの各検出を
フィルタ１１，１２等で分離可能な２つの波長の光を用
いて別々に行っている。つまり、入力ペン２の先の縦方
向の動きは波長λ１の光を用いて検出し、入力ペン２の
先の横方向の動きは波長λ０の光を用いて検出する。

【００３２】図４に示すようにタブレット１は、波長λ
０の光を強く吸収する色素を含んだインク等によって縦
方向に沿って等間隔で平行に描かれた横向きの基準線１
ｂと、波長λ１の光を強く吸収する色素を含んだインク
等によって横方向に沿って等間隔で平行に描かれた縦向
きの基準線１ａとを有する。このタブレット１自体は波
長λ０，λ１の光を共に散乱させる。タブレット１は表
面のみが問題となるので、タブレット１の材質はどのよ
うなものでも用いることができる。タブレット１上の基
準線１ａ，１ｂは図７に示すように波長λ０，λ１付近
のみの光を強く吸収する分光特性を有する。

【００３３】入力ペン２は上述と同様に構成され、光源
３には図６に示すようにその発光スペクトルに波長λ
０，λ１の光を含むものが使用される。実際には、光源
３は広い波長領域で発光するタングステンランプや、λ
０，λ１の各波長で光る２つの発光ダイオード，半導体
レーザなどが用いられる。

【００３４】図５は入力ペン２に内蔵されているスクリ
ーン７上に配置されたフィルタと光電変換素子の配置を
示す。光電変換素子は、フォトダイオードが用いられ、
入力ペン２の先の縦方向，横方向の各動きに対応して２
個づつ２組のフォトダイオード８，９、１１，１２が用
いられる。一方の組のフォトダイオード８，９は横方向
に上述した間隔をおいて配置され、他方の組のフォトダ
イオード１１，１２は縦方向に上述した間隔をおいて配
置される。２組のフォトダイオード８，９、１１，１２
が波長λ０の光と波長λ１の光とを別々に検出するため
に、スクリーン７と一方の組のフォトダイオード１１，
１２との間には波長λ０の光のみを透過させて波長λ１
の光を吸収するフィルタ１３が配置され、スクリーン７
と他方の組のフォトダイオード８，９との間には波長λ
１の光のみを透過させて波長λ０の光を吸収するフィル
タ１４が配置される。

【００３５】このフィルタ１３，１４は干渉フィルタな
どのバンドパスフィルタが用いられる。また、フィルタ
１３，１４は、光源３として２色の発光ダイオードや半
導体レーザを用いた場合には、その２色の波長の光を分
離できればよいので、色ガラスフィルタなどの安価なハ
イパスフィルタやローパスフィルタを使用することがで
きる。図８に示すようにフィルタ１３は波長λ０の光の
みを透過させる分光特性を有し、フィルタ１４は波長λ
１の光のみを透過させる分光特性を有する。

【００３６】次に、第１実施例の動作を説明する。光源
３からの光は遮光板４および筒体１１により筒体１１の
先端の開口からタブレット１に照射され、タブレット１
上の基準線１ａ，１ｂにより一部が散乱される。このタ
ブレット１で散乱された光は筒体１１の先端の開口，ピ
ンホール板５のピンホールを介してレンズ６によりスク
リーン７に結像される。

【００３７】スクリーン７上の像はフィルタ１３，１４
を介して光電変換素子８，９、１１，１２により検出さ
れ、光電変換素子１１，１２にはスクリーン７からの光
がフィルタ１３を透過することにより波長λ０の光のみ
となって到達する。波長λ０の光はタブレット１上に引
かれた横向きの基準線１ｂには吸収されるが、タブレッ
ト１上に引かれた縦向きの基準線１ａには吸収されな
い。したがって、光電変換素子１１，１２上に作られる
像は図９に示すようにフィルタ１３により横向きの基準
線１ｂが並んだ縞模様の像１ｂ’となる。

【００３８】また、光電変換素子８，９にはスクリーン
７からの光がフィルタ１４を透過することにより波長λ
１の光のみとなって到達する。波長λ１の光はタブレッ
ト１上に引かれた縦向きの基準線１ａには吸収される
が、タブレット１上に引かれた横向きの基準線１ｂには
吸収されない。したがって、光電変換素子８，９上に作
られる像は図９に示すようにフィルタ１４により縦向き
の基準線１ａが並んだ縞模様の像１ａ’となる。

【００３９】信号発生回路１０は上述のように光電変換
素子８，９に流れる電流の１周期の変化に対して１つの
電気パルスを発生することにより入力ペン２の先の横方
向の移動量に相当する電気信号を発生し、同様に光電変
換素子１１，１２に流れる電流の１周期の変化に対して
１つの電気パルスを発生することにより入力ペン２の先
の縦方向の移動量に相当する電気信号を発生する。さら
に、信号発生回路１０は光電変換素子８，９、１１，１
２に流れる電流を一定の電流値と比較してその大小によ
り入力ペン２の先のダブレット１に対する接触，非接触
を検出する。

【００４０】信号発生回路１０から出力される電気信号
は、入力ペン２のタブレット１に対する縦方向（前後方
向）の移動量、横方向（左右方向）の移動量、入力ペン
２の先とタブレット１との接触状態（接触、非接触）を
示す信号であり、これらの信号がコンピュータに入力さ
れて入力ペン２のタブレット１上の位置がコンピュータ
によりディスプレイ上に表示される。この場合、入力ペ
ン２の先がタブレット１から離れいる間はカーソルのみ
を表示され、入力ペン２の先がタブレット１に接触して
いる時はカーソルの軌跡も表示される。

【００４１】この第１実施例では、入力ペン２の先の動
きの検出に光を用いているので、入力ペン２の先がタブ
レット１からある程度（数ｍｍ）離れていても入力ペン
２の先の動きを検出することができ、かつ、細かい動作
ができるため精密な図形を容易に入力することができ
る。また、入力ペン２の先とタブレット１との接触状態
を機械的なスイッチ無しで検出するので、断続的に書か
れた線（文字等）を高速に入力することが可能になる。
また、構造が簡単であるので、生産し易い。さらに、タ
ブレット１が複雑な構造を持たず、印刷等で製作できる
ので、様々な形態で使用することが可能である。

【００４２】図１０は本発明の第２実施例におけるタブ
レット上の図形を示し、図１１はこの第２実施例におけ
る光電変換素子の配置を示す。この第２実施例は光電変
換素子の形状とタブレット上の基準図形とを変えること
によって光源の発光波長に依存しない構造となってい
る。第２実施例では、上記第１実施例において、スクリ
ーン７上に８個の光電変換素子１５〜２２が配置され、
上記フィルタ１３，１４は設けられていない。光電変換
素子１５〜１８は入力ペン２の先の縦方向の動きを検出
するためのものであり、光電変換素子１９〜２２は入力
ペン２の先の横方向の動きを検出するためのものであ
る。

【００４３】光電変換素子１５，１６と光電変換素子１
７，１８とは、縦方向に沿って所定の間隔でそれぞれ配
置された２個づつ２組の光電変換素子であり、互いに横
方向に所定の間隔をおいて対向させて配置されている。
また、光電変換素子１９，２０と光電変換素子２１，２
２とは、横方向に沿って所定の間隔でそれぞれ配置され
た２個づつ２組の光電変換素子であり、互いに縦方向に
所定の間隔をおいて対向させて配置されている。

【００４４】タブレット１は基準線１ａ，１ｂが光を吸
収する色素を含んだインク等で図１０のように引かれて
いる。入力ペン２においては、第１実施例と同様に光源
３からの光が遮光板４および筒体１１により筒体１１の
先端の開口からタブレット１に照射され、タブレット１
上の基準線１ａ，１ｂにより一部が吸収される。このタ
ブレット１で散乱された光は筒体１１の先端の開口，ピ
ンホール板５のピンホールを介してレンズ６によりスク
リーン７に結像され、スクリーン７上の像は直接に光電
変換素子１５〜２２により検出される。

【００４５】スクリーン７上に写るタブレット１上の基
準線１ａ，１ｂの各像の幅は光電変換素子１５，１７の
間隔，光電変換素子１６，１８の間隔，光電変換素子１
９，２１の間隔，光電変換素子２０，２２の間隔より大
きく、かつ、光電変換素子１５，１６の間隔，光電変換
素子１７，１８の間隔，光電変換素子１９，２０の間
隔，光電変換素子２１，２２の間隔より狭くなるように
設定されている。

【００４６】従って、光電変換素子１５，１６が縦向き
の基準線１ａの像によって同時に被われることはなく、
光電変換素子１７，１８が縦向きの基準線１ａの像によ
って同時に被われることはない。同様に光電変換素子１
９，２０が横向きの基準線１ｂの像によって同時に被わ
れることはなく、光電変換素子２１，２２が横向きの基
準線１ｂの像によって同時に被われることはない。

【００４７】各光電変換素子１５〜２２上に基準線１
ａ，１ｂのいずれかが写っている状態を１とし、各光電
変換素子１５〜２２上に基準線１ａ，１ｂのいずれも写
っていない状態を０としてＡ ＡＮＤ ＢはＡとＢが同
時に１である場合に１で、その他の場合に０である演算
として光電変換素子の１つの状態を（１５ａｎｄ１６，
１７ａｎｄ１８，１９ａｎｄ２０，２１ａｎｄ２２で表
すと、入力ペン２の先の上から下への縦方向の動きに対
して１本の横向きの基準線１ｂの像がスクリーン７上を
横切った時に表れる各光電変換素子１５〜１８の出力信
号の変化は、（０，０，−，−）→（１，０，−，−）
→（１，１，−，−）→（０，１，−，−）→（０，
０，−，−）となる。ここに、−は不定を表す。

【００４８】各光電変換素子１５〜１８，１９〜２２の
出力信号の変化は入力ペン２の先の他の方向への動きに
対しても図１２に示すような周期的変化をする。信号発
生回路１０は光電変換素子１５〜１８，１９〜２２の出
力信号の上述のような１サイクルの周期的変化に対して
１つの電気パルスを発生し、入力ペン２の先の移動の大
きさ（入力ペン２の先が移動した基準線１ａ，１ｂの本
数）に相当する電気信号を発生する。

【００４９】つまり、信号発生回路１０は入力ペン２の
先の縦方向の動きに対する光電変換素子１５〜１８の出
力信号の上述のような１サイクルの周期的変化に対して
入力ペン２の先が横切った基準線１ｂの本数に相当する
電気信号を発生し、入力ペン２の先の縦方向の動きに対
する光電変換素子１９〜２２の出力信号の上述のような
１サイクルの周期的変化に対して入力ペン２の先が横切
った基準線１ａの本数に相当する電気信号を発生する。

【００５０】また、信号発生回路１０は光電変換素子１
５〜２２に流れる電流を一定の電流値と比較してその大
小により入力ペン２の先のダブレット１に対する接触，
非接触を検出する。第１実施例と同様に信号発生回路１
０から出力される電気信号は、入力ペン２のタブレット
１に対する縦方向（前後方向）の移動量、横方向（左右
方向）の移動量、入力ペン２の先とタブレット１との接
触状態（接触、非接触）を示す信号であり、これらの信
号がコンピュータに入力されて入力ペン２のタブレット
１上の位置がコンピュータによりディスプレイ上に表示
される。この場合も入力ペン２の先がタブレット１から
離れいる間はカーソルのみを表示され、入力ペン２の先
がタブレット１に接触している時はカーソルの軌跡も表
示される。

【００５１】図１３は本発明の第３実施例を示す。この
第３実施例では、上記実施例において、上記ディスプレ
イとして液晶ディスプレイ２３が用いられてこの液晶デ
ィスプレイ２３上には赤外線を吸収する赤外カットフィ
ルタ２４を介してタブレット１が一体に設けられる。ま
た、光源３は液晶ディスプレイ２３にて赤外線等の図形
などを表示するのに用いられる光の波長と異なる波長の
光を発光する。

【００５２】タブレット１は可視領域及び赤外領域の両
方で透明であるものが用いられ、赤外線を良く散乱して
可視領域で透明である有機色素等を含んだインク等で基
準線１ａ，１ｂが上述のように引かれている。このタブ
レット１上の基準線１ａ，１ｂがある領域に当たった光
は基準線１ａ，１ｂにより散乱され、タブレット１上の
基準線１ａ，１ｂが無い領域に当たった光はタブレット
１を透過して赤外カットフィルタ２４により吸収され
る。このため、入力ペン２は光電変換素子１５〜２２に
流れる電流の変化が上記第２実施例のものとは逆になる
が、それ以外の部分は上記第２実施例と同様である。但
し、信号発生回路１０は光電変換素子１５〜２２に流れ
る電流の変化が逆になることに対応したものとなり、第
２実施例のものと同様な信号を出力する。

【００５３】入力ペン２の先の動きを液晶ディスプレイ
２３に表示させる場合、カーソルの移動の方向と大きさ
を入力ペン２の先の移動の方向と大きさと同じになるよ
うにコンピュータを設定し、最初に入力ペン２をタブレ
ット１に近付けるときに入力ペン２の先をカーソルの位
置に合わせることによって、入力ペン２の先がタブレッ
ト１上で動いた場所と同一の場所に図形や文字を液晶デ
ィスプレイ２３で表示することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、基準線が互いに交差する２つの方向へそれぞれ平行
に等間隔で設けられたタブレットと、このタブレット上
で情報を入力するために操作されこのタブレットに先端
から光を照射してその散乱光の強度変化から先端の動き
の方向及び移動量と，前記タブレットと先端との間の距
離とを検出する入力ペンとを備えたので、入力ペンの先
の動きの検出に光を用いていることにより、入力ペンの
先がタブレットからある程度離れていても入力ペンの先
の動きを検出することができ、かつ、細かい動作ができ
るため精密な図形を容易に入力することができる。ま
た、入力ペンの先とタブレットとの接触状態を機械的な
スイッチ無しで検出することができ、断続的に書かれた
線（文字等）を高速に入力することが可能になる。ま
た、構造が簡単であるので、生産し易い。さらに、タブ
レットが複雑な構造を持たず、印刷等で製作できるの
で、様々な形態で使用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図である。

【図２】同実施例の入力ペンを示す断面図である。

【図３】同実施例の動作を説明するための図である。

【図４】本発明の第１実施例のタブレットを示す平面図
である。

【図５】同第１実施例の一部を示す平面図である。

【図６】上記実施例における光源の発光スペクトルを示
す特性図である。

【図７】上記実施例におけるタブレット上の基準線の吸
収スペクトルを示す特性図である。

【図８】上記実施例におけるフィルタの透過率を示す特
性図である。

【図９】上記第１実施例の動作を説明するための図であ
る。

【図１０】本発明の第２実施例のタブレットの一部を示
す平面図である。

【図１１】同第２実施例の一部を示す平面図である。

【図１２】同第２実施例における入力ペンの移動方向と
光電変換素子の出力信号の状態変化との関係を示す図で
ある。

【図１３】本発明の第３実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ タブレット ２ 入力ペン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清澤 良行 宮城県名取市高舘熊野堂字余方上５番地の 10・リコー応用電子研究所株式会社内 (72)発明者 木村 祐一 宮城県名取市高舘熊野堂字余方上５番地の 10・リコー応用電子研究所株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準線が互いに交差する２つの方向へそれ
   ぞれ平行に等間隔で設けられたタブレットと、このタブ
   レット上で情報を入力するために操作されこのタブレッ
   トに先端から光を照射してその散乱光の強度変化から先
   端の動きの方向及び移動量と，前記タブレットと先端と
   の間の距離とを検出するペン型入力部とを備えたことを
   特徴とするペン型入力装置。