JPH07110735A - 装着型ペン入力装置 - Google Patents

装着型ペン入力装置

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JPH07110735A
JPH07110735A JP5256640A JP25664093A JPH07110735A JP H07110735 A JPH07110735 A JP H07110735A JP 5256640 A JP5256640 A JP 5256640A JP 25664093 A JP25664093 A JP 25664093A JP H07110735 A JPH07110735 A JP H07110735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pen
display
input device
wearable
display device
Prior art date
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Pending
Application number
JP5256640A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Fukumoto
雅朗 福本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メニュー選択や文字及び図形等の入力動作
を、「何時でも何処でもすぐに」行うことができる装着
型ペン入力装置を提供すること。 【構成】 ペン先端部に設けられたペンの押下を検出す
る手段と、眼鏡もしくは頭部にマウントされた透過型デ
ィスプレイと、該ディスプレイと該ペンの位置関係を検
知する位置センサからなる装置型ペン入力装置であっ
て、任意の支持物体上でペンによって描かれた文字又は
図形を、該ペン及びディスプレイの位置関係に基づき、
該ディスプレイを通して見える該ペンの実体と合成し
て、該ディスプレイ上に表示する手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、使用時刻・使用場所に
よらず、いつでもどこでも文字及び図形等の入力動作が
行える、装着型ペン入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のペン型携帯型情報機器は、主に小
型のペンとディスプレイを組み合わせ、ディスプレイ上
に直接描画することによって入力動作を行うものであっ
た。
【０００３】また、ペンの内部に加速度センサなどを備
え、支持物体があればどこでも文字や図形を入力するこ
とのできる装置（特開平５−１１９２１）が提案されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】携帯型情報機器は、そ
の指令として、「何時でも何処でもすぐに」使えなけれ
ばならない。
【０００５】しかし、従来のペン型携帯型情報機器に
は、 （ａ）ディスプレイの大きさに制約があり、大きくする
と携帯性が失われ、小さくすると見にくくなったり、情
報の一覧性が失われる。
【０００６】（ｂ）ペンとディスプレイを取り出して持
つ必要があり、即時性に欠ける。
【０００７】という問題点があった。
【０００８】また、前記ペンの内部に加速度センサなど
を備え、支持物体があればどこでも文字や図形を入力す
ることのできる装置（特開平５−１１９２１）は、計算
機からのフィードバッグについて言及されておらず、対
話形式でメニュー選択や文字・図形の入力を行うことが
できないという問題点があった。
【０００９】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、メニュ
ー選択や文字及び図形等の入力動作を、「何時でも何処
でもすぐに」行うことができる装着型ペン入力装置が可
能となる技術を提供することにある。
【００１０】本発明の前記目的並びにその他の目的及び
新規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかにする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の（１）の手段は、ペン先端部に設けられた
ペンの押下を検出する手段と、眼鏡もしくは頭部にマウ
ントされた透過型ディスプレイと、該ディスプレイと該
ペンの位置関係を検知する位置センサからなる装置型ペ
ン入力装置であって、任意の支持物体上でペンによって
描かれた文字又は図形を、該ペン及びディスプレイの位
置関係に基づき、該ディスプレイを通して見える該ペン
の実体と合成して、該ディスプレイ上に表示する手段を
有することを特徴とする。
【００１２】また、本発明の（２）の手段は、前記
（１）の手段において、ペンによって描かれた文字又は
図形を認識する手段を有することを特徴とする。
【００１３】また、本発明の（３）の手段は、前記
（１）または（２）の手段において、ペン先が該支持物
体に押下されていない場合にも、該ペン及び該ディスプ
レイの位置関係に基づき、該ディスプレイを通して見え
る該ペンの実体と合成して、該ディスプレイ上にカーソ
ルを表示する手段を有することを特徴とする。
【００１４】
【作用】前記手段によれば、任意の支持物体上でペンに
よって描かれた文字及び図形を、ペンと頭部搭載型のデ
ィスプレイの位置関係に基づき、頭部搭載型のディスプ
レイを通して見えるペンの実体と合成して、頭部搭載型
のディスプレイ上にカーソルを表示するようにしたの
で、ディスプレイを取り出す必要がなくなり、かつ、画
面サイズ及び精細度を大きくしても、ディスプレイのサ
イズの上昇を抑えられ、携帯性を向上させることが可能
となり、また、使用時にはペンのみを取り出すだけでよ
く、即時性が満たされ、さらに、任意の支持物体上で入
力ができ、かつ画面上ではあたかも実際にペンで描画し
ているかのようにフィールドバックが行われるので、極
めて自然に入力動作を行うことが可能となる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【００１６】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【００１７】図１は、本発明の一実施例である装着型ペ
ン入力装置を説明するための模式図である。
【００１８】図２は、本実施例の装着型ペン入力装置に
おける、ディスプレイ上のカーソル表示位置を示す図で
ある。
【００１９】図３は、本実施例の装着型ペン入力装置に
おける、ディスプレイを通した視野を示す図である。
【００２０】図４は、本実施例の装着型ペン入力装置の
概略構成を示すブロック図である。
【００２１】図１〜図４において、ＰＮはペン、ＳＮ１
は位置センサ１、ＰＴはペン先端部、ＰＳはペン先端部
に装着された圧力センサ、ＰＬは支持物体、ＧＬは眼鏡
枠、ＤＳは透過型ディスプレイ、ＳＮ２は位置センサ
２、ＣＯは情報処理装置、ＥＹは操作者の目、ＨＡは操
作者の手、ＤＲはペンＰＮによって書かれた描画図形で
ある。
【００２２】位置センサＳＮ１及びＳＮ２は、磁気セン
サであり、ＳＮ１とＳＮ２の間の相対位置（Ｘ，Ｙ，
Ｚ，ＹＡＷ，ＰＩＴＣＨ，ＲＡＷの６自由度）を計測す
る。
【００２３】圧力センサＰＳは、ペンＰＮが支持物体Ｐ
Ｌに押下されたことを検出する手段であり、ペン先端部
ＰＴに取り付けられており、ペンＰＮが支持物体ＰＬに
押下されたときの圧力を検知する。
【００２４】図４に示すように、位置センサＳＮ１，Ｓ
Ｎ２によって得られたペン先端部ＰＴの位置情報は、処
理装置ＣＯに送られる。
【００２５】また、圧力センサＰＳによって得られた圧
力情報も、処理装置ＣＯに送られる。
【００２６】処理装置ＣＯは、得られた位置情報に基づ
き、表示装置ＤＳに、カーソルＣＵを表示する。
【００２７】もし、処理装置ＣＯは、一定以上の圧力が
ペン先端部ＰＴに印加された場合には、描画中であると
判断し、表示装置ＤＳのカーソルＣＵの場所に描画を行
う。
【００２８】また、図２に示すように、カーソルＣＵ
は、操作者の目ＥＹが透過型ディスプレイＤＳを通して
ペンＰＮを見た時のペン先端部ＰＴの位置に表示され
る。
【００２９】したがって、図３に示すように、操作者
は、手や膝や壁や机など、如何なる支持物体の上でも、
常にペン先端部ＰＴからインクが出るように描画ＤＲを
行うことが可能である。
【００３０】なお、本実施例では、位置センサＳＮ１及
びＳＮ２として、磁気センサを用いているが、加速度セ
ンサや超音波センサ等を用いることも可能である。
【００３１】また、本実施例では、ペンＰＮが支持物体
ＰＬに押下されたことを検出する手段として、圧力セン
サを用いているが、単なる押しボタンスイッチ機構を用
いることもできる。
【００３２】また、本実施例では、表示装置ＤＳは眼鏡
枠ＧＬにマウントされているが、目ＥＹとディスプレイ
ＤＳの相対位置が固定可能であれば、どのようにマウン
トしても良い。
【００３３】また、本実施例では、位置センサＳＮ１及
びＳＮ２の装置位置も、ペンＰＮとディスプレイＤＳの
相対位置が計測可能であれば、いかなる配置になっても
よい。
【００３４】また、本実施例では、位置センサＳＮ１，
ＳＮ２から直接処理装置ＣＯに信号を伝達し、処理装置
ＣＯで位置を決定しているが、この他にも、位置センサ
ＳＮ１と位置センサＳＮ２で信号伝達を行ない、測定結
果を処理装置ＣＯに伝達するようにしても良い。
【００３５】また、本実施例においては、処理装置ＣＯ
は眼鏡枠ＧＬにマウントされているが、処理装置ＣＯの
実装位置には特に制限はない。
【００３６】次に、使用前のキャリブレーションについ
て述べる。
【００３７】本実施例では、操作を始める前に、ディス
プレイＤＳと目ＥＹの関係をキャリブレーションによっ
て求める。
【００３８】本実施例では、目ＥＹを球体として仮定し
ている。
【００３９】図５は、本実施例の装着型ペン入力装置に
おけるキャリブレーションを説明するための模式図であ
る。
【００４０】図６は、本実施例の装着型ペン入力装置に
おけるキャリブレーションの手順を示すフローチャート
である。
【００４１】図５において、ＭＫ１〜ＭＫ３はディスプ
レイＤＳ上に表示された校正用マーク、ＰＴ１〜ＰＴ３
は各マークに対応するペン先端部ＰＴの位置、ＬＩ１〜
ＬＩ３は各マークとそれに対応するペン先端部ＰＴ位置
で決定される直線、ＣＮは仮想的な目ＥＹの中心であ
る。
【００４２】次に、図６を用いて、使用前のキャリブレ
ーションについて説明する。
【００４３】まず、ディスプレイＤＳ上にマークＭＫ１
を表示し、表示されたマークＭＫ１とペン先端部ＰＴが
重なるようにペンＰＮを移動し、ペン先端部ＰＴを押下
し、その時のペン先端部ＰＴの位置ＰＴ１を記録する。
【００４４】マークＭＫ１とそれに対応するペン先端部
ＰＴの位置ＰＴ１の２点で、一本の直線ＬＩの交わる
（最も接近する）点ＣＮを求め、仮想的な目ＥＹの中心
とする。
【００４５】表示するマークは、最低２個あれば良い
が、３〜４個のマークに対してキャリブレーションを行
なうことにより、より安定に、仮想的な目ＥＹの中心Ｃ
Ｎを求めることができる。
【００４６】カーソルの表示を行なう際には、目の中心
ＣＮとペン先端部ＰＴを結ぶ直線がディスプレイＤＳと
交わる点を求めれば良い。
【００４７】図７は、本実施例の装着型ペン入力装置に
おける文字及び図形認識を説明するための模式図であ
る。
【００４８】図７において、ＣＨは認識された文字、Ｂ
Ｘは認識された図形、ＨＲは認識中の文字である。
【００４９】本実施例においては、一般のペンコンピュ
ータと同様にストローク情報を得ることが可能であり、
オンライン文字図形認識を行なうことができる。
【００５０】図８は、本実施例の装着型ペン入力装置に
おけるメニュー操作を説明するための図である。
【００５１】図８において、ＭＵ１〜ＮＵ４はディスプ
レイに表示されたメニューである。
【００５２】図８では、メニューＭＵ３を選択してい
る。
【００５３】ディスプレイＤＳとペンＰＮを合成するこ
とによって、単に文字や図形を入力するだけでなく、表
示された文字や図形に修正を加えたり、メニュー等を選
択することが可能となる。
【００５４】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ること
は言うまでもない。
【００５５】
【発明の効果】以上明したように、本発明によれば、任
意の支持物体上でペンによって描かれた文字及び図形
を、ペンと頭部搭載型のディスプレイの位置関係に基づ
き、頭部搭載型のディスプレイを通して見えるペンの実
体と合成して、頭部搭載型のディスプレイ上にカーソル
を表示するようにしたので、ディスプレイを取り出す必
要がなくなり、かつ、画面サイズ及び精細度を大きくし
ても、ディスプレイのサイズの上昇を抑えられ、携帯性
を向上させることが可能となる。
【００５６】また、使用時にはペンのみを取り出すだけ
でよく、即時性が満たされる。
【００５７】さらに、任意の支持物体上で入力ができ、
かつ画面上ではあたかも実際にペンで描画しているかの
ようにフィールドバックが行われるので、極めて自然に
入力動作を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である装着型ペン入力装置を
説明するための模式図である。
【図２】本実施例の装着型ペン入力装置における、ディ
スプレイ上のカーソル表示位置を示す図である。
【図３】本実施例の装着型ペン入力装置における、ディ
スプレイを通した視野を示す図である。
【図４】本実施例の装着型ペン入力装置の概略構成を示
すブロック図である。
【図５】本実施例の装着型ペン入力装置におけるキャリ
ブレーションを説明するための模式図である。
【図６】本実施例の装着型ペン入力装置におけるキャリ
ブレーションの手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施例の装着型ペン入力装置における文字及
び図形認識を説明するための模式図である。
【図８】本実施例の装着型ペン入力装置におけるメニュ
ー操作を説明するための図である。
【符号の説明】
ＰＮ…ペン、ＳＮ１…位置センサ１、ＰＴ…ペン先端
部、ＰＳ…ペン先端部ＰＴに装着された圧力センサ、Ｐ
Ｌ…支持物体、ＧＬ…眼鏡枠、ＤＳ…透過型ディスプレ
イ、ＳＮ２…位置センサ２、ＣＯ…情報処理装置、ＥＹ
…操作者の目、ＨＡ…操作者の手、ＤＲ…ペンによって
書かれた描画図形、ＭＫ１〜ＭＫ３…ディスプレイＤＳ
上に表示された校正用マーク、ＰＴ１〜ＰＴ３…各マー
クに対応するペン先端部ＰＴの位置、ＬＩ１〜ＬＩ３…
各マークとそれに対応するペン先端部ＰＴの位置ＰＴ１
〜ＰＴ３で決定される直線、ＣＮ…仮想的な目ＥＹの中
心、ＭＵ１〜ＮＵ４…ディスプレイに表示されたメニュ
ー。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ペン先端部に設けられたペンの押下を検出
    する手段と、眼鏡もしくは頭部にマウントされた透過型
    ディスプレイと、該ディスプレイと該ペンの位置関係を
    検知する位置センサからなる装置型ペン入力装置であっ
    て、任意の支持物体上でペンによって描かれた文字又は
    図形を、該ペン及びディスプレイの位置関係に基づき、
    該ディスプレイを通して見える該ペンの実体と合成し
    て、該ディスプレイ上に表示する手段を有することを特
    徴とする装着型ペン入力装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載された装着型ペン入力装置
    において、ペンによって描かれた文字又は図形を認識す
    る手段を有することを特徴とする装着型ペン入力装置。
  3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載された装着
    型ペン入力装置において、ペン先が該支持物体に押下さ
    れていない場合にも、該ペン及び該ディスプレイの位置
    関係に基づき、該ディスプレイを通して見える該ペンの
    実体と合成して、該ディスプレイ上にカーソルを表示す
    る手段を有することを特徴とする装着型ペン入力装置。
JP5256640A 1993-10-14 1993-10-14 装着型ペン入力装置 Pending JPH07110735A (ja)

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