JPH08272893A - バーコード読み取り及び座標信号検出兼用ペン - Google Patents
バーコード読み取り及び座標信号検出兼用ペンInfo
- Publication number
- JPH08272893A JPH08272893A JP7100765A JP10076595A JPH08272893A JP H08272893 A JPH08272893 A JP H08272893A JP 7100765 A JP7100765 A JP 7100765A JP 10076595 A JP10076595 A JP 10076595A JP H08272893 A JPH08272893 A JP H08272893A
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- JP
- Japan
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- pen
- coordinate signal
- lens
- coordinate
- sensor conductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バーコード読み取り機能と静電容量結合方式
座標入力装置の信号検出機能とを一体化したペンでの、
ペンの傾きによる検出座標ズレを改善し、またペン先端
部のシールド効果を高めてバーコード読み取りの信頼度
向上を図る。 【構成】 静電容量結合方式座標入力装置の座標信号検
出機能とバーコード読み取り機能とを一体化したペンで
あって、該ペンの先端部に、前記座標入力装置から送出
される電気信号を静電容量結合により受信検出する座標
信号センサー導体と、該座標信号センサー導体の尖端部
に配置され電気力線を引き寄せる比誘電率が１以上の誘
電体レンズと、該誘電体レンズを通してバーコードに光
を照射する発光素子と、該誘電体レンズの光学的焦点付
近のバーコード面から反射してくる光を該誘電体レンズ
を通して受光する光／電気量変換素子とを有する。
座標入力装置の信号検出機能とを一体化したペンでの、
ペンの傾きによる検出座標ズレを改善し、またペン先端
部のシールド効果を高めてバーコード読み取りの信頼度
向上を図る。 【構成】 静電容量結合方式座標入力装置の座標信号検
出機能とバーコード読み取り機能とを一体化したペンで
あって、該ペンの先端部に、前記座標入力装置から送出
される電気信号を静電容量結合により受信検出する座標
信号センサー導体と、該座標信号センサー導体の尖端部
に配置され電気力線を引き寄せる比誘電率が１以上の誘
電体レンズと、該誘電体レンズを通してバーコードに光
を照射する発光素子と、該誘電体レンズの光学的焦点付
近のバーコード面から反射してくる光を該誘電体レンズ
を通して受光する光／電気量変換素子とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバーコード読み取り機能
と静電容量結合方式座標入力装置の信号検出機能とを兼
ね備えたペンに関する。
と静電容量結合方式座標入力装置の信号検出機能とを兼
ね備えたペンに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、バーコード読み取り用ペンと、
座標信号検出用ペンとの２本のペンを使用していた。
座標信号検出用ペンとの２本のペンを使用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記二つの機能をただ
単に同一ペンに組み合わせた場合、ペン先端部のシール
ド効果を得難く信号のＳ／Ｎ比が悪く、またペン先端部
が大きく太くなることからペンを傾けた時の検出座標信
号が大きく変動してしまうこと等により実用上問題があ
った。
単に同一ペンに組み合わせた場合、ペン先端部のシール
ド効果を得難く信号のＳ／Ｎ比が悪く、またペン先端部
が大きく太くなることからペンを傾けた時の検出座標信
号が大きく変動してしまうこと等により実用上問題があ
った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来の
問題点に鑑みなされたもので、静電容量結合方式座標入
力装置の座標信号検出機能とバーコード読み取り機能と
を一体化したペンであって、該ペンの先端部に、前記座
標入力装置から送出される電気信号を静電容量結合によ
り受信検出する座標信号センサー導体と、該座標信号セ
ンサー導体の尖端部に配置され電気力線を引き寄せる比
誘電率が１以上の誘電体レンズと、該誘電体レンズを通
してバーコードに光を照射する発光素子と、該誘電体レ
ンズの光学的焦点付近のバーコード面から反射してくる
光を該誘電体レンズを通して受光する光／電気量変換素
子とを有するバーコード読み取り及び座標信号検出兼用
ペンを提案するものである。
問題点に鑑みなされたもので、静電容量結合方式座標入
力装置の座標信号検出機能とバーコード読み取り機能と
を一体化したペンであって、該ペンの先端部に、前記座
標入力装置から送出される電気信号を静電容量結合によ
り受信検出する座標信号センサー導体と、該座標信号セ
ンサー導体の尖端部に配置され電気力線を引き寄せる比
誘電率が１以上の誘電体レンズと、該誘電体レンズを通
してバーコードに光を照射する発光素子と、該誘電体レ
ンズの光学的焦点付近のバーコード面から反射してくる
光を該誘電体レンズを通して受光する光／電気量変換素
子とを有するバーコード読み取り及び座標信号検出兼用
ペンを提案するものである。
【０００５】
【作用】本発明では、ペン先端部に配された座標信号セ
ンサ−導体の尖端部にガラス、サファイア、ルビー等の
光学レンズを配し、この光学レンズの１より大きな比誘
電率により電気力線を光学レンズに多く収束させ、電子
レンズとしての機能をも兼用させる。またレンズを支え
る座標信号センサー導体を、低入力インピーダンスの増
幅器の入力へ接続することにより、座標信号センサー導
体がシールドの効果を持つものである。
ンサ−導体の尖端部にガラス、サファイア、ルビー等の
光学レンズを配し、この光学レンズの１より大きな比誘
電率により電気力線を光学レンズに多く収束させ、電子
レンズとしての機能をも兼用させる。またレンズを支え
る座標信号センサー導体を、低入力インピーダンスの増
幅器の入力へ接続することにより、座標信号センサー導
体がシールドの効果を持つものである。
【０００６】
【実施例】以下本発明の詳細を添付図面を参照して説明
する。図１は本発明を使用する静電容量結合方式座標入
力兼バーコード・スキャナ装置の要部構成概要図であ
る。
する。図１は本発明を使用する静電容量結合方式座標入
力兼バーコード・スキャナ装置の要部構成概要図であ
る。
【０００７】この図１の静電容量結合方式座標入力兼バ
−コ−ド・スキャナ装置で、バーコードを読み取る場合
は、バーコード読み取り及び座標信号検出兼用ペン１
（以下ペン１と略す）がバーコード２上をなぞることに
より、ペン１内で光／電気変換され、バーコード２の明
暗情報が電気信号となって信号処理部７へ伝えられる。
−コ−ド・スキャナ装置で、バーコードを読み取る場合
は、バーコード読み取り及び座標信号検出兼用ペン１
（以下ペン１と略す）がバーコード２上をなぞることに
より、ペン１内で光／電気変換され、バーコード２の明
暗情報が電気信号となって信号処理部７へ伝えられる。
【０００８】座標入力を行う場合は、ペン１の先端がタ
ブレット３の盤面上にある時、タブレット３上における
ペン１の先端の座標を検出するのであるが、その動作を
略述する。
ブレット３の盤面上にある時、タブレット３上における
ペン１の先端の座標を検出するのであるが、その動作を
略述する。
【０００９】信号処理部７の制御により、タブレット３
に配設されたＸ方向及びＹ方向に平行な複数の格子状電
極線４、４、・・・、４へＸ及びＹ用電極線駆動部５及
び６を介して電気信号が順次印加される。印加される信
号としてはパルス、正弦波等が使用される。各電極線
４、４、・・・、４とペン１の先端に配置された座標信
号センサー導体１１との間には、小容量ではあるが静電
容量（結合容量）が存在し、この結合容量を介して各電
極線４、４、・・・、４の電気信号が座標信号センサー
導体１１へそれぞれ伝わる。
に配設されたＸ方向及びＹ方向に平行な複数の格子状電
極線４、４、・・・、４へＸ及びＹ用電極線駆動部５及
び６を介して電気信号が順次印加される。印加される信
号としてはパルス、正弦波等が使用される。各電極線
４、４、・・・、４とペン１の先端に配置された座標信
号センサー導体１１との間には、小容量ではあるが静電
容量（結合容量）が存在し、この結合容量を介して各電
極線４、４、・・・、４の電気信号が座標信号センサー
導体１１へそれぞれ伝わる。
【００１０】座標信号センサー導体１１へ伝わった（座
標信号センサー導体１１が検出した）電気信号はペン１
内で増幅され、または直接に、信号処理部７へ伝わる。
座標信号センサー導体１１は、座標信号センサ−導体１
１の近くに位置する電極線４からの電気信号をより強く
検出する。信号処理部７は、各電極線４、４、・・・、
４を順次駆動したそのタイミングと座標信号センサー導
体１１の検出した信号との関係から、タブレット３上に
おけるペン１の先端部の座標信号センサー導体１１の座
標を判断する。
標信号センサー導体１１が検出した）電気信号はペン１
内で増幅され、または直接に、信号処理部７へ伝わる。
座標信号センサー導体１１は、座標信号センサ−導体１
１の近くに位置する電極線４からの電気信号をより強く
検出する。信号処理部７は、各電極線４、４、・・・、
４を順次駆動したそのタイミングと座標信号センサー導
体１１の検出した信号との関係から、タブレット３上に
おけるペン１の先端部の座標信号センサー導体１１の座
標を判断する。
【００１１】次に本発明のペン１の先端部の機能及び動
作について詳述する。図２はペン１の先端部の断面図を
用いた光学的説明図である。シールド筒８の内部に発光
素子１３及び受光素子（光／電気量変換素子）１４が配
設されており、発光素子１３は誘電体レンズ１２をめが
けて主に放射光１５の向きに光を照射し、受光素子１４
は誘電体レンズ１２を通して反射してくる反射光１６の
光を受光する。誘電体レンズ１２は光学ガラス、サファ
イア、ルビー等で作られた光学レンズであり（図２の例
は球状レンズ）、光学的焦点Ｆからの反射光が図２に示
すように光路１７を通り受光素子１４へ届く。
作について詳述する。図２はペン１の先端部の断面図を
用いた光学的説明図である。シールド筒８の内部に発光
素子１３及び受光素子（光／電気量変換素子）１４が配
設されており、発光素子１３は誘電体レンズ１２をめが
けて主に放射光１５の向きに光を照射し、受光素子１４
は誘電体レンズ１２を通して反射してくる反射光１６の
光を受光する。誘電体レンズ１２は光学ガラス、サファ
イア、ルビー等で作られた光学レンズであり（図２の例
は球状レンズ）、光学的焦点Ｆからの反射光が図２に示
すように光路１７を通り受光素子１４へ届く。
【００１２】光学的焦点Ｆにはバーコード面があり、ペ
ン１の先端の座標信号センサ−導体１１に支持された尖
端の誘電体レンズ１２がバーコード面１８上を（または
ほんの少し浮上して）なぞるとバーコード２の明暗に応
じて受光素子１４へ届く光量が変化し、それにつれて受
光素子１４の出力電気量が変化する。この受光素子１４
の出力電気量の変化からバーコード情報を読み取る。
ン１の先端の座標信号センサ−導体１１に支持された尖
端の誘電体レンズ１２がバーコード面１８上を（または
ほんの少し浮上して）なぞるとバーコード２の明暗に応
じて受光素子１４へ届く光量が変化し、それにつれて受
光素子１４の出力電気量が変化する。この受光素子１４
の出力電気量の変化からバーコード情報を読み取る。
【００１３】座標信号センサー導体１１は誘電体レンズ
１２を機械的に支持すると共に前述のように電極線４、
４、・・・、４からの座標用信号を検出し、引き出し線
１０を介して信号処理回路（図示せず）へ座標用信号を
印加する。この信号処理回路の入力インピーダンスを１
０ｋΩ以下と低く設定しており、座標信号センサー導体
１１の電圧変化を抑えることにより、ペン１の先端部内
部のシールド効果を高めてバーコード読み取り信号のＳ
／Ｎ比を高めている。参照符号９は座標信号センサー導
体１１がシールド筒８へ接触しない様に保持する絶縁体
である。
１２を機械的に支持すると共に前述のように電極線４、
４、・・・、４からの座標用信号を検出し、引き出し線
１０を介して信号処理回路（図示せず）へ座標用信号を
印加する。この信号処理回路の入力インピーダンスを１
０ｋΩ以下と低く設定しており、座標信号センサー導体
１１の電圧変化を抑えることにより、ペン１の先端部内
部のシールド効果を高めてバーコード読み取り信号のＳ
／Ｎ比を高めている。参照符号９は座標信号センサー導
体１１がシールド筒８へ接触しない様に保持する絶縁体
である。
【００１４】図３は誘電体レンズ１２の電子レンズとし
ての動作説明図である。操作する人がタブレット３上で
ペン１により座標指定する場合、ペン１を垂直に使用す
ることは少なくて、通常は傾けて使用する。ペン１が傾
いている場合、検出座標は通常ペン先端の座標よりズレ
て傾いた方向へ検出位置が移動する。図３はその説明の
ためのもので、今、ペン１が右に傾いて使用されている
ものとして、座標信号センサー導体１１も当然右に傾く
のでペン１近傍の電極線４との間に形成される分布容量
結合の重心位置は右にズレる。本説明はこの傾きによる
ズレ量に対して改善している。
ての動作説明図である。操作する人がタブレット３上で
ペン１により座標指定する場合、ペン１を垂直に使用す
ることは少なくて、通常は傾けて使用する。ペン１が傾
いている場合、検出座標は通常ペン先端の座標よりズレ
て傾いた方向へ検出位置が移動する。図３はその説明の
ためのもので、今、ペン１が右に傾いて使用されている
ものとして、座標信号センサー導体１１も当然右に傾く
のでペン１近傍の電極線４との間に形成される分布容量
結合の重心位置は右にズレる。本説明はこの傾きによる
ズレ量に対して改善している。
【００１５】座標信号センサー導体１１が略電圧変動し
ないことと、電極線４、４、・・・が電圧駆動されてい
ることから、両者間に電気力線２０、２０、・・・、２
０が３次元的に、また時間の関数で存在するが、対称性
があるので理解し易くするためペン１の中心断面の面上
の電気力線２０、２０・・・、２０を用いて説明する。
参照符号１９はタブレット３の表面絶縁層である。
ないことと、電極線４、４、・・・が電圧駆動されてい
ることから、両者間に電気力線２０、２０、・・・、２
０が３次元的に、また時間の関数で存在するが、対称性
があるので理解し易くするためペン１の中心断面の面上
の電気力線２０、２０・・・、２０を用いて説明する。
参照符号１９はタブレット３の表面絶縁層である。
【００１６】今、誘電体レンズ１２が無い場合を考える
と、電気力線はペン１の先端中心点より右側に大きく片
寄って多く分布するので、その仮想中心位置（分布容量
結合の重心位置）はペン１の尖端中心位置よりズレてお
り、その点を図３に示すようにＰ1とする。
と、電気力線はペン１の先端中心点より右側に大きく片
寄って多く分布するので、その仮想中心位置（分布容量
結合の重心位置）はペン１の尖端中心位置よりズレてお
り、その点を図３に示すようにＰ1とする。
【００１７】ガラス、サファイア、ルビー等で作られて
いる誘電体レンズ１２は４〜８の比誘電率を持ち空気の
誘電率の約４〜８倍の値である。従って誘電体レンズ１
２がある場合は、その高い誘電率に引かれて電気力線２
０、２０、・・・がより多く誘電体レンズ１２内を図３
に示すように通るようになる。その結果、分布する電気
力線の仮想中心位置Ｐ2（分布容量結合の重心位置）は
Ｐ1点より左であり、よりペン１先端の中心に近づく。
誘電体レンズ１２の誘電率が大きいほどこの効果は大き
く、比誘電率が１以上で有効である。
いる誘電体レンズ１２は４〜８の比誘電率を持ち空気の
誘電率の約４〜８倍の値である。従って誘電体レンズ１
２がある場合は、その高い誘電率に引かれて電気力線２
０、２０、・・・がより多く誘電体レンズ１２内を図３
に示すように通るようになる。その結果、分布する電気
力線の仮想中心位置Ｐ2（分布容量結合の重心位置）は
Ｐ1点より左であり、よりペン１先端の中心に近づく。
誘電体レンズ１２の誘電率が大きいほどこの効果は大き
く、比誘電率が１以上で有効である。
【００１８】以上の説明で分かるとおり誘電体レンズ１
２を電子レンズとしても使用しており、この点が本発明
の最大の特徴である。誘電体レンズ１２は球状レンズに
限らず、座標信号センサー導体１１の先端付近の任意の
形状のレンズで有効である。従ってペン１を傾けても検
出座標信号のズレはより少ない。
２を電子レンズとしても使用しており、この点が本発明
の最大の特徴である。誘電体レンズ１２は球状レンズに
限らず、座標信号センサー導体１１の先端付近の任意の
形状のレンズで有効である。従ってペン１を傾けても検
出座標信号のズレはより少ない。
【００１９】実際の使用にあたり、ペン１の先端部を図
４に示すように先端に穴のある絶縁キャップ２１で覆っ
ている。その目的は第１に座標信号センサー導体１１が
直接人体に接触することによる誘起ノイズを避けるため
であり、第２に静電気スパークに対する信号処理回路の
保護であり、第３に外来光の不要分を削減するためであ
り、第４に図２にも示したが本実施例による球状レンズ
の場合、詳しくは光学的焦点位置Ｆは球面上より少し離
れた点にあり、その浮上スペースを保持するためであ
り、第５にタブレット３の盤面がガラス製の場合に、こ
のガラスと誘電体レンズ１２が直接接触することを避け
るためである。
４に示すように先端に穴のある絶縁キャップ２１で覆っ
ている。その目的は第１に座標信号センサー導体１１が
直接人体に接触することによる誘起ノイズを避けるため
であり、第２に静電気スパークに対する信号処理回路の
保護であり、第３に外来光の不要分を削減するためであ
り、第４に図２にも示したが本実施例による球状レンズ
の場合、詳しくは光学的焦点位置Ｆは球面上より少し離
れた点にあり、その浮上スペースを保持するためであ
り、第５にタブレット３の盤面がガラス製の場合に、こ
のガラスと誘電体レンズ１２が直接接触することを避け
るためである。
【００２０】
【発明の効果】本発明によるバーコード読み取り及び座
標信号検出兼用ペンにより、ぺンを傾けて使用した時の
検出座標のズレを少なくすることができた。またペン先
端部の座標信号センサー導体がバーコード読み取り回路
に対してシールドとなるのでバーコード読み取り回路の
信号のＳ／Ｎ比が改善されバーコード情報の読み取り信
頼性が向上した。
標信号検出兼用ペンにより、ぺンを傾けて使用した時の
検出座標のズレを少なくすることができた。またペン先
端部の座標信号センサー導体がバーコード読み取り回路
に対してシールドとなるのでバーコード読み取り回路の
信号のＳ／Ｎ比が改善されバーコード情報の読み取り信
頼性が向上した。
【図１】 静電容量結合方式座標入力兼バーコード・ス
キャナ装置の構成概要図
キャナ装置の構成概要図
【図２】 ペン１の先端部の光学的説明図
【図３】 誘電体レンズ１２の電子レンズとしての動作
説明図
説明図
【図４】 ペン先端部への絶縁キャップ実装図
１ バーコード読み取り及び座標信号検出兼用ペン ２ バーコード ３ タブレット ４ 電極線 ５ Ｘ用電極線駆動部 ６ Ｙ用電極線駆動部 ７ 信号処理部 ８ シールド筒 ９ 絶縁体 １０ 座標信号センサー導体の引き出し線 １１ 座標信号センサー導体 １２ 誘電体レンズ １３ 発光素子 １４ 受光素子 １５ 放射光 １６ 反射光 １７ 光路 １８ バーコード面 １９ タブレット表面絶縁層 ２０ 電気力線 ２１ 絶縁キャップ
Claims (2)
- 【請求項１】 静電容量結合方式座標入力装置の座標信
号検出機能とバーコード読み取り機能とを一体化したペ
ンであって、該ペンの先端部に、前記座標入力装置から
送出される電気信号を静電容量結合により受信検出する
座標信号センサー導体と、該座標信号センサー導体の尖
端部に配置され電気力線を引き寄せる比誘電率が１以上
の誘電体レンズと、該誘電体レンズを通してバーコード
に光を照射する発光素子と、該誘電体レンズの光学的焦
点付近のバーコード面から反射してくる光を該誘電体レ
ンズを通して受光する光／電気量変換素子とを有するこ
とを特徴とする、バーコード読み取り及び座標信号検出
兼用ペン。 - 【請求項２】前記座標信号センサー導体の負荷インピー
ダンスを１０ｋΩ以下とすることにより、前記ペン内部
回路に対して前記座標信号センサー導体が電気的シール
ドとなることを特徴とする請求項１記載のバーコード読
み取り及び座標信号検出兼用ペン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7100765A JPH08272893A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | バーコード読み取り及び座標信号検出兼用ペン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7100765A JPH08272893A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | バーコード読み取り及び座標信号検出兼用ペン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08272893A true JPH08272893A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=14282606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7100765A Pending JPH08272893A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | バーコード読み取り及び座標信号検出兼用ペン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08272893A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001514413A (ja) * | 1997-08-29 | 2001-09-11 | ヒューレット・パッカード・カンパニー | 光学特性の検出によるページ識別システム |
| WO2016052051A1 (ja) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | シャープ株式会社 | 情報入力ペン |
| JPWO2016163273A1 (ja) * | 2015-04-08 | 2018-01-11 | シャープ株式会社 | 情報入力ペンおよび情報入力システム |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7100765A patent/JPH08272893A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001514413A (ja) * | 1997-08-29 | 2001-09-11 | ヒューレット・パッカード・カンパニー | 光学特性の検出によるページ識別システム |
| WO2016052051A1 (ja) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | シャープ株式会社 | 情報入力ペン |
| JPWO2016052051A1 (ja) * | 2014-10-03 | 2017-06-08 | シャープ株式会社 | 情報入力ペン |
| JPWO2016163273A1 (ja) * | 2015-04-08 | 2018-01-11 | シャープ株式会社 | 情報入力ペンおよび情報入力システム |
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