JPH08221189A - 手書きデータを含むデジタイザのスタイラス - Google Patents

手書きデータを含むデジタイザのスタイラス

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JPH08221189A
JPH08221189A JP32699395A JP32699395A JPH08221189A JP H08221189 A JPH08221189 A JP H08221189A JP 32699395 A JP32699395 A JP 32699395A JP 32699395 A JP32699395 A JP 32699395A JP H08221189 A JPH08221189 A JP H08221189A
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JP32699395A
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Steven K Skoog
ケイ．スクーグ スティーブン
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LSI Logic FSI Corp
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Symbios Logic Inc
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Publication date
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    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザをその手書きから識別するためのスタ
イラスを提供する。 【解決手段】 デジタイズするタブレット３と使用する
ためのスタイラス６に関するものである。スタイラス６
はユーザの手書きの特徴を識別する情報を蓄積してい
る。これらの特徴は、ユーザがコンピュータ４とインタ
ーフェースしたときにコンピュータ４に送信され、また
コンピュータ４がユーザの手書きを認識するために使用
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタイズするタ
ブレットと使用するためのスタイラスに関するものであ
る。スタイラスはユーザの手書きの特性に関する情報
を、デジタルフォーマットで蓄積するものである。
【０００２】ユーザがコンピュータとインターフェース
する際に、スタイラスはコンピュータに特性をダウンロ
ードする。コンピュータは次いで、ユーザの手書きを認
識、あるいは解釈するために、特性を使用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
（デジタイズするタブレットの簡単な説明）図１はコン
ピュータ４と、コンピュータへの入力を供給するデジタ
イズするタブレット３を示したものである。デジタイズ
するタブレットは、図１に示したように、分離した構成
要素とする必要はなく、ディスプレイ２の透明なオーバ
レイの形式とすることもできる。このようなオーバレイ
の形態はペン入力のポータブルコンピュータにおいてし
ばしば使用されている。
【０００４】タブレットとスタイラスの組み合わせによ
りコンピュータに入力が供給される。タブレットの動作
の簡単な説明は次の通りである。
【０００５】図２にはデジタイズするタブレット３とそ
の関連したスタイラス６を示した。タブレット内には、
４つの電流−電圧増幅器（Ｉ−Ｖと示された）が各コー
ナーに１つづつある。スタイラス６は、活性化されたと
きには、図４に示したように信号９を生成する。この信
号は電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、およびＩ４を生じ、これら
電流はＩ−Ｖ増幅器により検出される。
【０００６】Ｉ−Ｖ増幅器はそのそれぞれの電流（Ｉ）
の大きさを示す電圧（Ｖ）をそれぞれ生成する。業界に
おいて公知である、図示しない、処理回路は、この電圧
信号を受信し、またスタイラス６の位置を計算する。
【０００７】スタイラス６がキャパシタの１つのプレー
トとして動作するので電流Ｉ１−Ｉ４が生成される。デ
ジタイズするタブレットは、インジウム錫酸化物のよう
な材料からなる抵抗性の面またはグリッドを支持する、
他のプレートを提供するものである。
【０００８】図４に示したように、スタイラス６のチッ
プ２に負の電荷が印加されたときには、タブレット３の
表面上に正の電荷が誘導される。電流Ｉ１−Ｉ４がこの
正の電荷を供給する。逆に、図５に示したように、スタ
イラス６のチップ上の正の電荷はタブレット上に負の電
荷を誘導する。電流Ｉ１−Ｉ４はこの負の電荷を供給す
る。
【０００９】図６に示したように、各電流はスタイラス
からタブレットの１つのコーナーに直接の経路で進んで
いると見なされる。次の理由により、スタイラスの位置
が電圧信号から推論される。
【００１０】１． 各経路の長さは経路の抵抗を決定す
る。
【００１１】２． 抵抗は電流の大きさを決定する。
【００１２】３． 電流の大きさは増幅器により生じる
電圧を決定する。
【００１３】４． 各電圧はそのそれぞれの経路の長さ
を示す。
【００１４】次により単純化された例を説明する。
【００１５】図６においてスタイラスがタブレットに印
加された電圧源を表すものと仮定する。経路は図６に示
した相対的な長さを有しており、これは次のリストに表
示した。
【００１６】 表 経路 相対的な長さ 相対的な抵抗 相対的な抵抗 Ｉ−Ｖ電圧 ＡＡ ０．６６ ０．６６ １．５２ １．５２ ＢＢ １．００ １．００ １．００ １．００ ＣＣ ０．９３ ０．９３ １．０８ １．０８ ＤＤ ０．５５ ０．５５ １．８２ １．８２ 表の相対的な長さと相対的な抵抗の欄に示したように、
経路の抵抗は長さに依存し、相対的な抵抗は相対的な経
路の長さに比例する。
【００１７】電流は抵抗により除算された電圧Ｖ／Ｒに
等しく、表の相対的な電流の欄に示したように、相対的
な電流は相対的な経路の長さに反比例する。
【００１８】図２においてＩ−Ｖ増幅器はそれぞれその
それぞれの電流に比例する電圧を生じる。よって、Ｉ−
Ｖ増幅器の電圧出力は表の右端の欄に示したように相対
的な大きさを有している。
【００１９】出力電圧信号はスタイラスの位置を計算す
るために使用することができる。
【００２０】（署名認識）上記したシステムはユーザの
署名を認識するために使用することができる。図７には
署名を書くためのスタイラス６が示されている。スタイ
ラス６の位置は周期的に、例えば１／１００秒毎に、あ
るいは他の適切な間隔で検知される。図８において十字
で示したデータ点はこれらの間隔において導出される。
【００２１】各データ点に対して、データ点の発生の実
時間とともにｘ−およびｙ−位置が分かっている。この
結果、速度、加速度、あるいは他のパラメータが、ｘ−
およびｙ−位置に加えて導出される。
【００２２】それぞれの人の署名はこれらのパラメータ
の特異な集合により表される。よって、これらのパラメ
ータは、指紋のように、人を識別するために使用するこ
とができる。
【００２３】（結び付けは必要でない）いくつかのスタ
イラスは図１に示した電力コードＰによりコンピュータ
に結び付けられておらず、その代わり電池により電力供
給される。
【００２４】本発明の目的は、改良された署名認識装置
を提供することである。
【００２５】本発明の別の目的は、所有者の署名を記述
したデータを含む、デジタイズするタブレットとともに
使用される、スタイラスを提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの実施の形
態では、スタイラスはその所有者の署名を記述したデー
タを蓄積するメモリを含んでいる。
【００２７】本発明の他の形態では、スタイラス中に含
まれた、署名の記述は、使用者により実際に書かれた署
名と比較される。これらが合致した場合には、ユーザの
同一性が確認される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（概要）本発明の１つの形態を２つの部分に分割して概
念的に説明する。第１の部分は、特別なスタイラスを使
用して、ユーザはデジタイズするタブレット上に署名を
書き、タブレットは署名をデジタイズあるいはパラメー
タ化する。
【００２９】第２の部分は、特別なスタイラスは予め記
録された、参照署名と呼ばれるデジタイズされた署名を
含んでいる。スタイラスはデジタイズするタブレットに
送信し、デジタイズするタブレットはこのサンプルの署
名を参照署名と比較する。これらが合致した場合には、
ユーザはスタイラスの実際の所有者と推定される。
【００３０】（詳細な説明） （デジタイズされた署名データのスタイラス内への蓄
積） （例１）参照データは図９においてスタイラス６のＭＥ
ＭＯＲＹ内に多くの異なる方法でロードすることができ
る。最も説明が容易なものは次の手順である。
【００３１】（１） ユーザはデジタイズするタブレッ
ト上に参照署名を書き、タブレットはデータを通常の方
法でデジタイズする。デジタイズにより、参照署名を記
述した、参照データの表が作成される。
【００３２】（２） 表はＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥ
ＰＲＯＭ、あるいは他のメモリチップ内に焼き込まれ
る。
【００３３】（３） チップはスタイラス内にインスト
ールされ、これにより作られた製品を図９に示した。
【００３４】（例２）メモリチップをスタイラス内にイ
ンストールする必要を省くことができる他の手法を図１
３のフローチャートにより説明する。ユーザは、図７に
示したように、デジタイズするタブレット上に署名を書
き、また参照署名データが公知の方法で書かれた署名か
ら導出される。
【００３５】この参照データは次いで、以下に説明する
無線のテレメトリを使用して、スタイラス内部のＭＥＭ
ＯＲＹ内にロードされる（図９に例示）。
【００３６】（デジタイズされたパラメータのタイプ）
署名データをデジタイズするためにはいくつかのフォー
マットがある。最も単純なのは署名のビット−マップで
ある。図７における点の集合は署名のビット−マップを
構成する。
【００３７】２つの他のフォーマットを、本明細書中に
参考として組み入れられる次の米国特許に示した。
【００３８】１９９１年４月３０日に第６９３、８２２
号で出願され、１９９４年２月８日に発行された、Ｃｒ
ｏｏｋなどによる米国特許５、２８５、５０６号 １９８９年９月２０日に第４０９、９０６号で出願さ
れ、１９９１年１０月１日に発行された、Ｇｕｎｄｅｒ
ｓｏｎなどによる米国特許５、０５４、０８８号 署名をデジタイズする際に使用される特定のフォーマッ
トは必ずしも重要ではない。
【００３９】（データ転送の方法）スタイラスとデジタ
イズするタブレットの間におけるデータ転送は無線のテ
レメトリにより行われることが好ましい。
【００４０】スタイラスとデジタイズするタブレットの
間におけるデータ転送の例は、本明細書中に参考として
組み入れられる次の米国特許に記載されている。
【００４１】１９８５年４月３日に第７１９、３５１号
で出願され、１９８７年６月９日に発行された、Ｒｏｇ
ｅｒｓなどによる米国特許４、６７２、１５４号 １９９１年１１月８日に第７８９、６６５号で出願さ
れ、１９９３年９月２１日に発行された、Ｌａｎｄｍｅ
ｉｅｒなどによる米国特許５、２４７、１３８号 １９９１年１２月３１日に第８１６、３３０号で出願さ
れ、１９９４年３月１５日に発行された、Ｌｅｗｉｓな
どによる米国特許５、２９４、７９２号 １９９１年１０月２５日に第７８２、６１５号で出願さ
れ、１９９３年９月２１日に発行された、Ｅｐｐｅｒｓ
ｏｎなどによる米国特許５、２４７、１３７号 上記に加えて、「同期的なテレメトリチャネル」と題さ
れた、１９９４年２月２３日にＦｒａｎｋ Ｇａｓｐａ
ｒｉｋにより出願された出願中の米国出願第０８／２０
０、７２１号も本明細書中に参考として組み入れられ
る。
【００４２】テレメトリは、無線周波数、光、音、ある
いは他のタイプとすることができる。当業分野において
公知である、多くの手法が、コンピュータと離間した要
素との間のデータの転送のために存在する。
【００４３】無線のテレメトリに代えて、取り外し可能
な、スタイラスとデジタイズするデバイスとの間を有線
接続する構成としても良い。例えば、スタイラスに図１
０に示したように、受信機とつなげられる金属製の接点
を含ませることができる。このような有線接続の手法
は、電池を充電するため、あるいはスタイラスが電池か
ら提供されるよりもより大きな量の電力を消費できるよ
うにするために、スタイラスに電気的な電力を伝達する
ことが望まれる場合には有用である。
【００４４】（重要な考察） １．署名はユーザの現実の、法的な署名である必要はな
い。署名はユーザが描くあらゆるグラフ的なイメージで
ある。署名は単語、あるいは絵でも良く、「イメージ」
として一般的に記述することができる。
【００４５】２．署名を書く時期に対する、参照データ
の転送の時期は、必ずしも重要ではない。例えば、参照
データの転送はサンプルの署名を書く前、あるいは後で
行うことができる。
【００４６】同様に、参照データは署名を書く間に転送
することもできる。つまり、位置データと署名転送デー
タの間の多重化を行うことができる。
【００４７】さらい、参照署名データの転送は、図３に
示した位置信号９と独立した、２次的なデータチャネル
により行うことができる。このようなチャネルは、上記
したＦｒａｎｋ Ｇａｓｐａｒｉｋの米国特許出願に記
載されている。
【００４８】３．１つの見方として、２つのコンピュー
タの作業がなされる。
【００４９】（１）サンプルの署名からサンプルデータ
が生成され、また（２）サンプルデータを参照データと
比較する。
【００５０】デバイス間でこれらの作業がどのようにな
されるのかは重要ではない。例えば、デジタイズするタ
ブレットは作業（１）で記述されたサンプルデータを生
成するプロセッサを含んでいる。しかしながら、コンピ
ュータは作業（２）で記述された比較を実行することが
できる。
【００５１】４．ここで、スタイラス内に蓄積された参
照データは実体のない情報ではない。例えば、ＰＲＯＭ
内に蓄積されたデータは、切れたあるいは元のままであ
るヒューズの形態をとる。切れたヒューズはＺＥＲＯを
指し、また元のままのヒューズはＯＮＥを意味する（あ
るいはこの逆）。ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭの場合も同
様である。
【００５２】よって、参照署名データが参照署名の印か
らなる場合でも、参照署名データは実体のあるものであ
る。
【００５３】５．デジタイズするタブレットと使用され
るスタイラスにおける電力消費は重要な事項である。ス
タイラスに電力を与えるために使用される電池は空間を
占有し、また取換えあるいは周期的な再充電をしなけれ
ばならない。
【００５４】スタイラスを電池を一切含まない構成と
し、外部の、定常的な電源からその全ての電力を引き出
すようにすることが望ましい。図１０と図１１に例を示
した。
【００５５】図１０において、ユーザは、スタイラスに
電力を供給する、電力コードＰＣを取り付ける。図１１
におけるＶＯＬＴＡＧＥ ＣＯＭＰＡＲＡＴＯＲは適正
な電圧が伝えられたかどうかをテストし、また適正な電
圧が受信されたときにはＬＥＤを点灯する。
【００５６】この構成により、スタイラスは、電池消耗
を考慮することなく図３においてより高い電力信号９を
生成することができる。さらに、電力コードＰＣは、テ
レメトリを削除するために、参照署名データをダウンロ
ードするためのチャネルを含んでいる。
【００５７】６．本発明は、別途の通信装置なしに、ユ
ーザの局地的な識別を可能とするものである。通信が必
要である、識別の例を説明する。
【００５８】ユーザが現金自動引き出し機（Ａｕｔｏｍ
ａｔｅｄ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ；ＡＴＭ）内
にカードを入れたときには、ＡＴＭはユーザにパスワー
ドを問い合わせる。その間、ＡＴＭは、通常は電話によ
り、中央コンピュータにリンクし、ユーザのパスワード
を見つける。ＡＴＭは次いでユーザが入力したパスワー
ドを中央コンピュータからのパスワードと比較する。こ
のような通信は、時間がかかり、コストが増大し、また
嵐などの特定の状況下では故障することがある。
【００５９】本発明では中央コンピュータとのコンタク
トの必要をなくすことができる。図１２は、通信に頼ら
ないユーザの識別のステップのシーケンスを記述したも
のである。
【００６０】７．次の例はユーザの識別を署名により行
うことができる状況を例示したものである。リストはも
ちろん消耗的なものではない。
【００６１】ａ）ユーザが制限された場所へ入場する場
合。
【００６２】ｂ）ユーザにコンピュータ導入のためのア
クセスの許可をする場合。
【００６３】ｃ）ＡＴＭへのアクセスを許可する場合。
【００６４】８．スタイラス内に蓄積されたデータは、
ユーザの署名を識別するために使用できるものに制限さ
れない。むしろ、データはユーザの手書きを一般的に解
釈するために使用されるタイプのものである。
【００６５】例えば、図７で示したような、ユーザによ
り書かれたサンプルは、後でコンピュータがユーザの手
書きを読み取ることができるように、ユーザの手書きを
特徴付けするための多数のシンボルを含む必要がある。
【００６６】本発明では、システムにより使用される手
書き認識方法にしたがって、サンプルから必要な手書き
の特徴を導出する。このような手書きの特徴は業界では
公知である。本システムは次いでこれらの特徴を、参照
署名データをロードするのと同様な方法で、スタイラス
内に含まれたメモリ内にロードする。
【００６７】後で、スタイラスを使用してユーザがコン
ピュータとインターフェースしたときには、スタイラス
は上記した方法でユーザの手書きの特徴をコンピュータ
に送信する。コンピュータはこれらの特徴を使用してユ
ーザの手書きを解釈する。
【００６８】いくつかの下層の原理を例示した、非常に
単純な例を以下に説明する。ユーザが書いたサンプルは
アルファベットの大文字と小文字、並びに１０個の数字
のおずれかを含んでいる。本システムでは各文字を図７
に関連して説明したようにデジタイズする。これによ
り、システムはユーザの手書きの各文字と数字を表すデ
ジタイズされたサンプルを含むようになる。
【００６９】これらのデジタイズされたサンプルはスタ
イラス内に蓄積される。ユーザがコンピュータを扱う際
にはスタイラスはデジタイズされたサンプルをコンピュ
ータにダウンロードする。ユーザがデジタイズするタブ
レット上に手書きを書いたときには、コンピュータは各
文字をデジタイズされたサンプルと比較し、また最適な
合致を選択し、これにより手書きを解釈する。
【００７０】もちろん、次世代の手書きシステムはこの
ようなデジタイズされた文字の比較は行わない。その代
わり、別の方法でユーザの手書きを特徴化するが、ユー
ザの手書きの特異な特徴を獲得し（つまり、ユーザの手
書きを「学習」し）、次いでこれらの特徴に基づいて、
ユーザの手書きを解釈するという、基本的な考えは同じ
である。
【００７１】もちろん、ユーザの手書きの特徴を示すデ
ータは他の方法でスタイラス内にロードすることがで
き、ロードするための特定の方法は重要ではない。よっ
て、本発明の１つの重要な特徴は、ユーザの手書きを認
識するために使用されるデータを、その方法にかかわら
ず、スタイラス内に蓄積することにある。
【００７２】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明の技術思想と範囲を逸脱することなく種々の代替
えや変更が可能である。特許を望む事項は請求の範囲に
記載されている。
【００７３】
【発明の効果】本発明によれば、ユーザの手書きからユ
ーザを識別するためのスタイラスおよびこれを用いた署
名の検証システムおよびスタイラスの位置検知システム
などを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンピュータに関連したデジタイズするタブレ
ット３の説明図である。
【図２】デジタイズするタブレットの簡略化した説明図
である。
【図３】スタイラスにより生成される信号９、および信
号により誘導される電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、およびＩ４
の説明図である。
【図４】電流が生成される仕方の詳細な説明図である。
【図５】電流が生成される仕方の詳細な説明図である。
【図６】電流の経路の説明図である。
【図７】署名の説明図である。
【図８】署名をデジタイズする説明図である。
【図９】参照署名を示すデータを保持したＭＥＭＯＲＹ
を含むスタイラスの説明図である。
【図１０】関連したＤＩＧＩＴＩＺＩＮＧ ＰＡＤを有
する、次世代公衆電話のような広衆、およびスタイラス
６により支持された接点Ｃ２と接続される接点Ｃ１を含
む電力ケーブルＰＣの説明図である。
【図１１】接点Ｃ２を通して電気的な電力を受信する、
電池あるいは他の電源のないスタイラスの説明図であ
る。
【図１２】署名検証手順を説明したフローチャートであ
る。
【図１３】参照データをスタイラス内にロードすること
を説明したフローチャートである。
【符号の説明】
２ ディスプレイ ３ タブレット ４ コンピュータ ６ スタイラス

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デジタイズするタブレットに信号を伝達
    するハンドヘルドのスタイラスにおいて、 ａ） ユーザの手書きを解釈するために使用できる蓄積
    されたデータを含むスタイラス。
  2. 【請求項２】 デジタイズするタブレットに信号を転送
    するために使用されるハンドヘルドのスタイラスにおい
    て、 ａ） ユーザの手書きの特性を蓄積するためのメモリ、
    および ｂ） 前記特性を受信機に転送するための手段からなる
    スタイラス。
  3. 【請求項３】 署名検証システムに対して、 ａ） 署名をパラメータ化するための手段、および ｂ） パラメータ化された署名をスタイラスにロードす
    るための手段からなる署名検証システム。
  4. 【請求項４】 デジタイズされたタブレット上に書込む
    ためのスタイラスであって、 ａ） タブレットにより受信された位置信号を生成する
    ための手段、 ｂ） スタイラス内に署名データを蓄積するための手
    段、および ｃ） 蓄積された署名データを送信するためのテレメト
    リ手段からなるスタイラス。
  5. 【請求項５】 署名検証システムにおいて、 ａ） ｉ） ユーザの署名を示す参照データを蓄積するための
    メモリ、および ｉｉ） 参照データを送信するための送信手段、を含む
    ポータブルハンドヘルドスタイラス、並びに ｂ） ｉ） 送信された参照データを受信し、 ｉｉ） ユーザにサンプル署名を書くことを許容し、 ｉｉｉ） 参照データをサンプル署名と比較するための
    定常的なシステムからなる署名検証システム。
  6. 【請求項６】 ｃ） 電力をスタイラスに伝達するため
    の、定常的な電力源をさらに含む、請求項５記載の署名
    検証システム。
  7. 【請求項７】 定常的な電力源がスタイラスに接続可能
    な電力コードからなる、請求項６記載の署名検証システ
    ム。
  8. 【請求項８】 電力コードが参照データをデジタイズす
    るシステムに伝達するためのデータチャネルからなる、
    請求項７記載の署名検証システム。
  9. 【請求項９】 スタイラスが電力源を含まない、請求項
    ５記載の署名検証システム。
  10. 【請求項１０】 タブレット上のスタイラスの位置を検
    知するシステムにおいて、 ａ） スタイラスからの、人の手書きの特性を示す、蓄
    積されたデータを送信するステップからなる改良を有す
    るシステム。
  11. 【請求項１１】 デジタイズするタブレットにより使用
    するための位置信号を生成する、スタイラス内にデータ
    をロードする方法において、 ａ） スタイラスにより書かれた単語に基づいて、デジ
    タイズされたデータを発生し、次いで ｂ） デジタイズされたデータをスタイラス内にロード
    することからなる方法。
  12. 【請求項１２】 署名の印を蓄積するための方法におい
    て、 ａ） スタイラスを使用して、署名を作図するステッ
    プ、 ｂ） 署名の印を導出すステップ、および ｃ） 印をスタイラス内に蓄積するステップからなる方
    法。
  13. 【請求項１３】 通信デバイスのユーザの署名を検証す
    る方法において、 ａ） ユーザの署名を記述する、参照データを、ユーザ
    により保持されたスタイラスから通信デバイスに送信す
    るステップ、 ｂ） ユーザにより書かれた署名からサンプルデータを
    導出するステップ、および ｃ） 参照データをサンプルデータと比較するステップ
    からなる方法。
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