JPH0836450A - 筆記ペン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筆記情報を電子化できる、しかも個々人のパ
ーソナルな文房具として好適な筆記ペン装置を提供す
る。 【構成】 筆記ペン１００と筆記用紙とでなる筆記ペン
装置である。筆記用紙には、電気伝導度が変化してなる
紋様が設けられている。筆記ペンは、筆記用紙の紋様の
電気伝導度の差異によって筆記情報を検出する筆記情報
検出手段１０２〜１０６と、筆記情報を記憶する筆記情
報記憶手段１０６と、筆記情報記憶手段に記憶された筆
記情報を外部装置に転送する筆記情報転送手段１０３〜
１０６とを有する。また、筆記ペンは、筆記用紙上に筆
跡を記録させる筆記機能実現構成１０１〜１０３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、筆記情報を電子化する
筆記ペンを有する筆記ペン装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】筆記情報を電子化する筆記ペン装置を適
用している装置として、ペン入力コンピュータが実現さ
れている。ペン入力コンピュータの特徴は表示一体型の
タブレットを持っている点である。ユーザは、画面上に
筆記ペンで文字を筆記すれば、筆跡が表示され、さらに
オンライン手書き認識により文字として入力することが
できる。特公平５−２５１４８号公報には、入力部とし
てのタブレットに出力装置としての表示部の機能を合わ
せ持たせたオンライン文字認識装置について示されてお
り、また、ペン入力コンピュータに必要な手書き入力に
よる文字入力技術が示されている。

【０００３】これが小形化され携帯端末化されたもの
は、文房具のような個々人のパーソナルな存在となると
考えられ、小形化や使いやすさの実現が課題となってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ペン入
力コンピュータが、文房具のような個々人のパーソナル
な存在となるためには、以下のような欠点があった。

【０００５】（１）タブレットからの信号処理系にオン
ライン認識機能があるが、筆記情報をユーザに提示する
ために、少なくとも表示一体型のタブレットで構成され
る端末を携帯する必要がある。すなわち、大形化し、携
帯性が充分ではない。

【０００６】（２）文房具のような個々人のパーソナル
な存在としては、従来の紙に従来の筆記ペンで書いた場
合と同等の機能性の実現が最低限必要である。しかし、
タブレットへの筆記は、従来の紙に従来の筆記ペンで書
いた場合と異なった感触になり、ユーザにとって違和感
がある。

【０００７】（３）ペン入力コンピュータにも検索機能
を持たせることができるが、従来の手帳の使いやすさ、
すなわちページめくり風の検索機能の実現は容易ではな
い。

【０００８】（４）文字認識と描画の融合といったサー
ビス面での発展性や認識方式の改良等による機能アップ
のためには、表示一体型のタブレットで構成される端末
のバージョンアップが必要となり、旧製品購入者に対す
るフォローが容易ではない。

【０００９】そのため、文房具のような個々人のパーソ
ナルな存在としての、しかも電気的処理に容易に応じら
れる既存文房具と同様な使用形態が可能な筆記ペン装置
が望まれている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第１の本発明は、筆記ペンと筆記用紙とでなる筆記
ペン装置であって、筆記用紙は、電気伝導度が変化して
なる紋様が設けられたものであり、筆記ペンは、筆記用
紙の紋様の電気伝導度の差異によって筆記情報を検出す
る筆記情報検出手段と、筆記情報を記憶する筆記情報記
憶手段と、筆記情報記憶手段に記憶された筆記情報を外
部装置に転送する筆記情報転送手段とを有することを特
徴とする。

【００１１】また、第２の本発明は、筆記ペンと筆記用
紙と携帯可能な筆記情報記憶装置とでなる筆記ペン装置
であって、筆記用紙は、電気伝導度が変化してなる紋様
を有し、筆記ペンは、筆記用紙の紋様の電気伝導度の差
異によって筆記情報を検出する筆記情報検出手段と、そ
の筆記情報を送信する筆記情報送信手段とを有し、筆記
情報記憶装置は、送信されてきた筆記情報を受信する筆
記情報受信手段と、その筆記情報をを記憶する筆記情報
記憶手段と、筆記情報記憶手段に記憶された筆記情報を
外部装置に転送する筆記情報転送手段とを有することを
特徴とする。

【００１２】なお、いずれの本発明共に、筆記ペンが、
筆記用紙上に筆跡を記録させる筆記機能実現構成を有す
ることは好ましい。

【００１３】

【作用】第１の本発明の筆記ペン装置において、筆記ペ
ンによって筆記用紙上に筆記されたときに、筆記情報検
出手段によって、筆記用紙の紋様の電気伝導度の差異に
よって筆記情報が検出され、これが筆記情報記憶手段に
記憶される。この記憶された筆記情報は、後で、筆記情
報転送手段によって外部装置に転送する。

【００１４】第２の本発明の筆記ペン装置においては、
筆記情報検出手段が検出した筆記情報を筆記情報送信手
段が筆記ペンから筆記情報記憶装置に送信し、筆記情報
記憶装置においては、その筆記情報受信手段が筆記情報
を受信して筆記情報記憶手段に記憶させる。この記憶さ
れた筆記情報も、後で、筆記情報転送手段によって外部
装置に転送する。

【００１５】従って、いずれの本発明においても、携帯
型の筆記ペン装置によって筆記情報を記憶でき、しか
も、その検出構成は筆記ペン内に収容されているので、
個々人のパーソナルな存在として有用な文房具となる。

【００１６】ここで、筆記ペンが、筆記用紙上に筆跡を
記録させる筆記機能実現構成を既存の文房具と同様に筆
跡を筆記用紙に記録できて好ましい。

【００１７】

【実施例】

（Ａ）第１実施例 以下、本発明の筆記ペン装置の第１実施例を図面を参照
しながら詳述する。

【００１８】（A-1 ）第１実施例の構成 この実施例の筆記ペン装置は、筆記ペンと筆記用紙とか
らなっている。図１は筆記ペンの概略構造を示す概略断
面図であり、図２はその筆記情報検出・記憶回路の詳細
構成をブロック図であり、図３はその発電部の構造を示
す概略断面図であり、図４は筆記用紙の平面図を示すも
のである。

【００１９】図１において、この実施例の筆記ペン１０
０は、基端部が閉蓋されていると共に先端部が徐々に縮
径している筒体でなる筆記ペン本体１０１を有し、外形
は一般的な筆記具（例えばシャープペンシル）と同様な
形状を有する。

【００２０】この筆記ペン本体１０１の先端部には、鉛
筆の芯（例えばシャープペンシルの芯）１０２を保持固
定する芯保持機構１０３が設けられており、また、筆記
者が当該筆記ペン１００を握った際に親指や人指し指や
中指が位置する部分には筒状の把持部材１０５が設けら
れている。これら芯保持機構１０３及び把持部材１０５
は導電性部材で構成されており、これら以外の筆記ペン
本体１０１の構成部分は絶縁性部材で構成されている。
なお、鉛筆の芯１０２は、周知のように炭素を中心に構
成されており、導電性を有するものである。また、芯保
持機構１０３は、鉛筆の芯１０２の括り出し機構を備え
ているが、この実施例の特徴とは直接関係ないので図１
ではその詳細構成を省略している。この芯保持機構１０
３には、筆記ペン本体１０１の内周面に接触しないよう
に軸方向に延びる筒状のガイド部材１０４が連結されて
いる。このガイド部材１０４は、鉛筆の芯１０２をガイ
ドするものであり、導電性部材で構成されている。

【００２１】さらに、この実施例の筆記ペン本体１０１
の内部には、図２に詳細構成を示す筆記情報検出・記憶
回路（例えば全体が絶縁性の筒体で囲まれている）１０
６、及び、図３に詳細構造を示す発電部（例えば全体が
磁気シールド用の筒体３０５で囲まれている）１０７が
収容されている。

【００２２】図２において、筆記情報検出・記憶回路１
０６は、筆記情報を取り込むための一対の検出信号入力
端子２００及び２０１と、発電部１０７からの交流電力
を取り込むための充電用電源入力端子２０３及び２０４
を備えている。

【００２３】一方の検出信号入力端子２００は、回路外
部に対してはガイド部材１０４に直接接続されており
（従って、鉛筆の芯１０２に電気的に接続されてお
り）、回路内部に対しては抵抗２０３を介して後述する
二次電池２１０の正極端子に接続されている。他方の検
出信号入力端子２０１は、回路外部に対しては把持部材
１０５に接続されており、回路内部に対しては後述する
二次電池２１０の負極端子に接続されている。

【００２４】すなわち、二次電池２１０、抵抗２０２、
及び、両入力端子２００及び２０１間に接続されている
外部回路でなる電流経路が構成されており、後述するよ
うに外部回路の状態に応じた電流（原始的筆記情報）を
抵抗２０２が電圧降下として取出すようになされてい
る。

【００２５】増幅回路２０５は、抵抗器２０２の電圧降
下（端子２００から端子２０１への電流変化）を増幅検
出するものであり、波形整形回路２０６は、この電圧信
号を２値化するものである。メモリ制御回路２０７は、
この２値化データをサンプリングし、時系列のビット列
に変換してメモリ回路２０８の書込みものである。ま
た、メモリ制御回路２０７は、データ転送モードでは、
メモリ回路２０８に記憶されたデータを読出すものであ
る。ここで、データ転送モードは、当該モードの指示用
のボタンを設けてメモリ制御回路２０７に指示するもの
であっても良く、また、両入力端子２００及び２０１か
ら特定のパターン信号を入力することで指示するもので
あっても良い。以下では後者として説明する。

【００２６】上述した両検出信号入力端子２００及び２
０１は、記憶データを外部に転送するための出力端子を
兼ねており、データ転送モードでは、メモリ制御回路２
０７によってメモリ回路２０８から読出された記憶デー
タが出力バッファ回路２０９を介して両入力端子２００
及び２０１から外部に出力されるようになされている。
なお、出力バッファ回路２０９は、データ転送モード以
外ではハイインピーダンスになされている。

【００２７】一方、発電部１０７と接続されている両入
力端子２０３及び２０４は全波整流回路（ダイオードブ
リッジ）２１１に接続されている。全波整流回路２１１
は、後述する発電部１０７からの交流電力を整流して直
流電力に変換するものであり、充電回路２１２は、この
直流電力を上述した二次電池２１０に充電させるもので
ある。

【００２８】全波整流回路２１１の出力端は電圧検出回
路２１３にも接続されている。電圧検出回路２１３は、
ペンの筆記時の運動エネルギーを電力に変換することに
より得られる充電電圧の大きさを検出するものであり、
その検出信号を増幅回路２０５、波形整形回路２０６及
びメモリ制御回路２０８に出力する。これら増幅回路２
０５、波形整形回路２０６及びメモリ制御回路２０８
は、検出信号が充電電圧の出力を指示しているときには
（すなわち、当該筆記ペン１００が運筆状態のときに
は）、上述した筆記情報データの記憶のための処理を行
ない、一方、検出信号が充電電圧が出力されていないこ
とを指示しているときには（すなわち、当該筆記ペン１
００が静止状態のときには）、消費電力の抑制を各部に
指示する。かくして、二次電池２１０の電力の無駄な消
費を押さえるようになされている。

【００２９】筆記情報検出・記憶回路１０６に交流電力
を供給する発電部１０７は、図３に示すような構造を有
している。

【００３０】図３において、断面がほぼ扇形形状の回転
体３０１が、その要の位置が回転軸３０２に一致するよ
うに、摩擦の小さい軸受けにより回転軸３０２に取り付
けられ、この回転軸３０２を中心に揺動し得るようにな
されている。このように取り付けているので、回転体３
０１の重心は、回転軸３０２の位置より扇面側にずれて
おり、この回転体３０１はその重心が重力に対して安定
した位置になるように揺動する。

【００３１】回転体３０１の要側端部には、３個の小突
起が設けられており、これら小突起部分はＳ極、Ｎ極、
Ｓ極の順の３極の永久磁石になっている。一部が切れて
いるほぼ環状の磁性体でなる磁気回路用の磁芯３０３
は、その一部が上記永久磁石に近接して設けられ、しか
も、Ｎ極からＳ極への磁束を当該磁芯３０３内の磁気回
路に取り込み易いように環状の切れている部分が上記永
久磁石に近くなるようになされている。この磁芯３０３
には発電用の巻線３０４が巻かれており、回転体３０１
の揺動により、当該磁芯３０３を流れる上記永久磁石に
よる磁束が変化したとき、この巻線３０４に交流電圧が
誘起される。この巻線３０４の両端が、上記筆記情報検
出・記憶回路１０６の充電用電源入力端子２０３及び２
０４に接続されている。

【００３２】発電部１０７の上記各構成要素３０１〜３
０４は、筒状の磁性体で作られた磁気シールドケース３
０５に収容されており、外部への磁力線の影響を防ぐよ
うにいなされている。

【００３３】以上のような構成を有する筆記ペン１００
に付随して、図４に平面図を示す筆記用紙４００が用い
られる。この筆記用紙４００は、一般的なノート用紙に
対して電気絶縁性を下げる処理が施されており、図４に
黒線で示すパターンが印刷されている。このパターンを
印刷した印刷インクは、用紙表面の絶縁性を高める材料
で構成されている。極端な言い方をすれば、パターン部
分が絶縁性を有し、パターン以外が導電性を有するよう
になされている。

【００３４】なお、筆記用紙４００の紋様パターンにつ
いては動作の項で説明する。また、紋様パターンの色は
問われないが、一般的な筆記用紙との違和感がないこと
から言えば白色や淡い色が好ましい。図４においては、
用紙背景との区別のために黒色で示しており、実際が黒
色であることを意味しているわけではない。

【００３５】（A-2 ）第１実施例の動作 筆記ペン１００によって筆記用紙４００上に文字等を筆
記すると、筆記用紙４００上には鉛筆の芯１０２のすす
が付着し、一般的な筆記具で筆記した場合と同様に筆記
用紙４００上には文字等が描かれる。

【００３６】この際の運筆によって、ペン先である鉛筆
の芯１０２が筆記用紙４００の絶縁インク（紋様パター
ン）がない場所に接しているときには、図５の矢印に示
すように、筆記ペン本体１０１に設けられた導体部１０
４〜１０２、筆記用紙４００、筆記者の筆記ペン１００
を握る手、及び、把持部１０５により構成される回路に
電流が流れ、これに対して、ペン先である鉛筆の芯１０
２が筆記用紙４００の絶縁インク（紋様パターン）があ
る場所に接しているときには、電流がほとんど流れな
い。このような電流変化が上述の抵抗器２０３における
電圧降下の変化として検出される。

【００３７】ペン先である鉛筆の芯（以下、ペン先と呼
ぶ）１０２が筆記用紙４００の表面から離れていると、
上述の回路電流が全く流れず、文字を書くための１スト
ローク期間においては、筆記用紙４００の紋様パターン
をペン先１０２が通過した順序に変化する電流波形が検
出される。

【００３８】こうして得られた時系列的な波形は、増幅
回路２０５によって増幅された後、波形整形回路２０６
によって波形整形されて２値化され、さらにメモリ制御
回路２０７によってサンプリングされてデジタルビット
列（データ）に変換されてメモリ回路２０８に記憶され
る。

【００３９】筆記ペン１００に記憶されたデジタルビッ
ト列が有益なのは、この記憶されたデジタルビット列か
ら、元の筆記情報が再現可能であるためである。筆記用
紙４００上の紋様パターンは、元の筆記情報を再現可能
なデジタルビット列になるように構成されている。

【００４０】図４に示した紋様パターンの一例を説明す
る。図４においては、２種類のブロックパターン４０１
及び４０２が規則的に配置されて、全体としての紋様パ
ターンが構成されている。横方向には、同一種類のブロ
ックパターン４０１又は４０２が並設され、縦方向に
は、異なる種類のブロックパターン４０１及び４０２が
交互になるように並設されている。第１のブロックパタ
ーン４０１は、囲み罫線４辺のうち右辺及び上辺が太
く、左辺及び下辺が細く、ブロック内部には縦縞パター
ンが設けられている。第２のブロックパターン４０２
は、囲み罫線４辺のうち右辺及び上辺が細く、左辺及び
下辺が太く、ブロック内部には横縞パターンが設けられ
ている。

【００４１】ここで、第１のブロックパターン４０１の
内部の点４０３を起点とした筆跡と、検出波形との関係
を説明する。

【００４２】(U) 上方向（図４ではＵで表している）の
筆跡の場合は、「縞に沿った波形」（以後ＳＳと記す）
→「境界部の太い・太い線幅を横切った波形」（以後Ｆ
Ｆと記す）→「縞を横切った波形」（以後ＳＹと記
す）、…という順に検出波形が遷移する。

【００４３】(R) 右方向（図４ではＲで表している）の
筆跡の場合は、ＳＹ→「境界部の太い・細い線幅を横切
った波形」（以後ＦＨと記す）→ＳＹの順に検出波形が
遷移する。

【００４４】(D) 下方向（図４ではＤで表している）の
筆跡の場合は、ＳＳ→「境界部の細い・細い線幅を横切
った波形」（以後ＨＨと記す）→ＳＹの順に検出波形が
遷移する。

【００４５】(L) 左方向（図４ではＬで表している）の
筆跡の場合は、ＳＹ→「境界部の細い・太い線幅を横切
った波形」（以後ＨＦと記す）→ＳＹという順に検出波
形が遷移する。

【００４６】従って、４方向の識別が可能であり、この
４方向のパターンの組み合わせとして斜め方向の筆跡時
のパターンが生じるので、斜め方向の識別も可能であ
る。

【００４７】また、第２のブロックパターン４０２の内
部の点４０４を起点とした筆跡の場合も、 (U) 上方向でＳＹ→ＨＨ→ＳＳの順に、 (R) 右方向でＳＳ→ＨＦ→ＳＳの順に、 (D) 下方向でＳＹ→ＦＦ→ＳＳの順に、 (L) 左方向でＳＳ→ＦＨ→ＳＳの順に、 それぞれ検出波形が遷移するので、４方向の識別が可能
であり、この４方向のパターンの組み合わせとして斜め
方向の筆跡時のパターンが生じるので、斜め方向の識別
も可能である。

【００４８】以上のことから、筆記用紙４００のどの点
を始点とする一画のストロークもその軌跡の形を再現す
ることが可能であることが分かる。

【００４９】筆記用紙４００上の座標と各ストロークの
位置の厳密な対応は文字を認識するためには必ずしも必
要ではない。しかし、筆記用紙４００上に書かれた文字
や図形と、復元したイメージを対応させることを可能に
することは望ましく、そのためには各ストローク中の少
なくとも一点の座標を検出する手段が必要である。

【００５０】図４では、図示の簡略化のために、第１の
ブロックパターン４０１内の縦縞パターンを全て同じパ
ターンで示し、第２のブロックパターン４０２内の横縞
パターンを全て同じパターンで示しているが、この実施
例では、上述の縦縞パターン及び横縞パターンがそのブ
ロックパターンの絶対座標をコード化したパターンにし
ている。

【００５１】以下、絶対座標がコード化されている縦縞
パターン又は横縞パターンに基づいて、この筆記用紙４
００上の絶対座標を検出する方法について説明する。

【００５２】図６は、波形遷移を示す遷移図である。上
述したように、波形種類としては、ＳＹ、ＳＳ、ＦＨ、
ＨＦ、ＨＨ及びＦＦの６種類があり、図６においてはそ
れぞれ符号６０１、６０２、６０３、６０４、６０５及
び６０６で示している。ここで、波形パターンＳＹに座
標データが含まれているので、この波形パターンＳＹが
生じたときに座標データを読み取れば良い。縦縞パター
ンを横切る波形も横縞パターンを横切る波形も同じよう
な波形パターンＳＹとなるが、上述した波形遷移の説明
から明らかなように、図６に示す遷移図において符号
「ｖ」で示される遷移に続いて検出される波形パターン
ＳＹは横縞パターンに関するものであり、符号「ｈ」で
示される遷移に続いて検出される波形パターンＳＹは縦
縞パターンに関するものであり、従って、縦縞パターン
か横縞パターンかの識別は可能である。

【００５３】ここで、例えば、縦縞パターンにより水平
座標を表現し、横縞パターンにより垂直座標を表現すれ
ば、二次元座標の検出が可能となる。さらに、縦縞パタ
ーンへの遷移順にはＨＦ→ＳＹとＦＨ→ＳＹの２種類あ
り、それぞれを区別して水平方向の座標情報「ｘ１」及
び「ｘ２」とすることにより、２データの組合せによる
座標表現のレンジの拡張が可能である。言い換えると、
１個のブロックパターン内を水平方向に２分し、それぞ
れに座標を付与し、遷移順に従って座標を検出すること
が可能である。縦縞パターンへの遷移順にはＨＨ→ＳＹ
とＦＦ→ＳＹの２種類があり、それぞれを区別して垂直
方向の座標情報「ｙ１」及び「ｙ２」とすることによ
り、垂直方向の座標情報を得ることが可能となり、水平
方向と同様にレンジの拡張も可能である。

【００５４】このような手書き文字や図形のストローク
の軌跡や座標情報が含む時系列波形は、上述のように、
増幅回路２０５によって増幅された後、波形整形回路２
０６によって波形整形されて２値化され、さらにメモリ
制御回路２０７によってサンプリングされてデジタルビ
ット列（筆記情報データ）に変換されてメモリ回路２０
８に記憶される。

【００５５】この記憶された筆記情報データを取り出す
場合には、以下のように行なう。図示しない筆記情報処
理装置（例えばパーソナルコンピュータやワークステー
ション）は、当該筆記ペン１００用の図示しないインタ
フェースポートを有する。このインタフェースポート
は、当該筆記ペン１００の芯保持機構１０３及び把持部
１０５を電極として接続するものである。筆記情報処理
装置は、これら電極１０３及び１０５を通じて読出し要
求信号パターンを筆記ペン１００に入力し、メモリ制御
回路２０７がこの読出し要求信号パターンを検出する
と、データ転送モードに遷移し、出力バッファ回路２０
９が出力モードに制御される。メモリ制御回路２０７
は、メモリ回路２０８から記憶されている筆記情報デー
タ（デジタルビット列）を読出し、出力バッファ回路２
０９を介して外部へシリアルデータとして出力する。な
お、出力バッファ回路２０９は、データ転送モード以外
では出力部がハイインピーダンスに制御されているもの
であり、上述した筆記情報検出時には影響を与えない。

【００５６】筆記情報処理装置に転送されたデータは、
各ストロークの筆跡形状と座標情報を含むため、筆記情
報処理装置によってイメージ情報に変換されて表示され
たり、手書き文字認識技術が適用されて文字情報に変換
されたりし、筆記情報処理装置が利用可能な入力情報と
なる。

【００５７】筆記ペン１００内の電子回路の電源は内蔵
の二次電池２１０により供給される。筆記時には筆記に
よるペンの運動エネルギーを発電部１０７により電気エ
ネルギーに変換し、その後適宜処理されてこの二次電池
２１０に充電される。検出波形変化が連続して生じない
場合は、電圧検出回路２１３によって不使用時と判断さ
れ、メモリ回路２０８等をパワー抑制モードに制御し電
力消費を最小にする。さらに、発電部１０７が全く発電
していない状況、すなわち、筆記ペン１００が携帯され
ていない状況を、電圧検出回路２１３によって未発電状
態の継続時間により判定し、メモリ回路２０８以外の回
路２０５〜２０７等も待機状態に制御する。

【００５８】（A-3 ）第１実施例の効果 以上のように、第１実施例によれば、特殊紋様パターン
を有する筆記用紙に筆記した情報が筆記ペンに記憶され
るため、表示一体型のタブレットを含むペンコンピュー
タ等を携帯する必要がなく、筆記ペンと、筆記用紙が綴
じられた手帳やノートといった従来感覚の筆記用具のみ
を携帯することで筆記情報の記憶が可能となる。

【００５９】筆記ペンに記憶された筆記情報は、パーソ
ナルコンピュータやワークステーションへ転送すること
が可能であり、手帳やノートに筆記された内容と同一の
文字や描画をパーソナルコンピュータやワークステーシ
ョンで利用することができる。また、文字の認識をオン
ラインで行なう必要がないため、筆記ペンには認識部や
登録辞書のような機能が不要であり、筆記ペンの小形
化、軽量化、低消費電力化及びローコスト化の実現が容
易なだけでなく、パーソナルコンピュータやワークステ
ーション側でのオフライン認識にはリアルタイム性が要
求されないため、高度の認識アルゴリズムを高速処理の
ための専用ハードウェアを設けなくても実行することが
可能であるという大きな利点がある。

【００６０】また、筆記ペンにおいては認識しないた
め、筆記中に正しく認識されるかといった配慮が不要と
なり、普通の筆記同様の感覚で用いることができ、しか
も文字以外の図形や記号も制限なく記憶させることがで
きる。認識性能アップやアプリケーション面での改善も
筆記ペン側の変更なしにパーソナルコンピュータ側のソ
フトウェア対応で可能であり、アプリケーションやシス
テム面での拡張性についても優れている。

【００６１】筆記用紙の特殊紋様は用紙の電気絶縁性を
制御する目的で絶縁インクにより印刷されているため、
視覚的には目立たなくすることが可能であり、従来の筆
記具による筆記の場合と同様の違和感のない筆記情報の
記録が可能となる。

【００６２】筆記用紙上の紋様パターンにより動き方向
と座標が検出可能なため、筆記中に筆記ペンを回転させ
たりしても筆記用紙上の方向等が正確に保存され、ま
た、乗り物に乗って移動中に筆記しても加速度等による
悪影響がない。なお、文字や図形は普通の鉛筆で筆記し
た場合と同様にそれぞれのページ（筆記用紙）に見える
ため、視覚的に確認したり検索したりするのに違和感が
ない。

【００６３】ストロークの軌跡形状だけでなく、絶対座
標の検出も可能なため、用紙上の文字等の配置が保存さ
れ、また描画等の再現が可能となる。これらの絶対座標
検出は１ストロークの軌跡中の少なくとも１点の座標が
検出されれば良いため、ＳＹ波形の検出には高い信頼性
が要求されず、しかも水平座標、垂直座標とも２種類の
区別可能な情報が検出可能なため、大きな用紙サイズへ
の対応や座標精度の改善が可能である。

【００６４】また、この実施例では筆記時の運動エネル
ギーを用いて二次電池の充電を行なっているため、筆記
時の電力消費時に充電ができるという優れた電源系が構
成されている。

【００６５】この第１実施例の筆記ペンでは、筆記用
紙、筆記ペン及び筆記者の手で構成される回路の電流変
化を筆記情報の検出に用いているため、必要な素子が電
流変化検出のためのアナログ増幅回路と２値化回路とい
った集積回路化が容易でかつ低消費電力で実現可能であ
り、また、記憶すべき情報が２値化されたデジタルビッ
ト列であり、ハードウェア規模が筆記ペン本体内部に実
装するための小形化が十分可能である、といった優れた
効果が期待できる。

【００６６】（Ｂ）第２実施例 次に、本発明の第２実施例を図面を参照しながら詳述す
る。ここで、図７がこの第２実施例の筆記ペンの構成を
示すものであり、図１との同一、対応部分には同一符号
を付して示している。

【００６７】この第２実施例の場合、筆記用紙は第１実
施例と同一であって良く、筆記ペン７００の構成が第１
実施例の筆記ペン１００と異なっている。上述した第１
実施例の筆記ペン１００は、筆記用紙に筆跡を記録する
ペン先構成がシャープペンシルに近似したものであった
が、第２実施例の筆記ペン７００は、筆記用紙に筆跡を
記録するペン先構成がボールペンに近似したものであ
る。従って、ペン先構成以外の部分、すなわち、把持部
１０５、筆記情報検出・記憶回路１０６及び発電部１０
７は第１実施例と同様である。

【００６８】図７において、筆記ペン本体７０１の先端
には、ペン先となる電気的導体でなる金属ボール７０２
が金属製のボール保持部７０３によって保持されてい
る。このボール保持部７０３には、筆記ペン本体７０１
の内部軸方向に向かう筒状のインクケース７０４が取り
付けられ、このインクケース７０４にボールペンインク
７０５が収容されている。金属ボール７０２、ボール保
持部７０３、インクケース７０４及びボールペンインク
７０５で構成されているペン先部は一体で交換可能な構
造となっており、その着脱可能な係合部７０６も金属製
で構成されており、この係合部７０６が、把持部１０５
と共に、筆記情報検出・記憶回路１０６に対する直接の
入力端子になっている。

【００６９】他の構成は第１実施例と同様であるので、
その説明は省略する。

【００７０】第２実施例においても、第１の実施例と同
様に、筆記ペン７００で専用の筆記用紙に文字や図形を
描くと、従来のボールペンで描く場合と同様に筆記用紙
上には文字等が描かれると同時に、ペン先であるボール
７０２は筆記用紙の表面と点状に接触し、その表面の絶
縁インクの有る／無しに応じた電流が第１実施例と同様
に、図５の矢印に示すように、係合部７０６、ボール保
持部７０３、金属ボール７０２、筆記者のペンを握る
手、筆記用紙４００及び把持部１０５により構成される
回路に流れ、電流変化が前述の抵抗器２０３の電圧降下
の変化として検出され、検出された時系列データは第１
実施例と同様に記憶される。

【００７１】従って、この第２実施例によっても、第１
実施例と同様に、筆記ペンと特殊紋様パターンが印刷さ
れた筆記用紙を用いるだけでありながら、筆記した情報
を筆記ペンが記憶するという優れた筆記ペンが実現で
き、第１実施例について詳述したような種々の効果を発
揮する。

【００７２】しかも、ペン先部分は用紙表面へ電流が流
れるように導電性のある材質が用いられている以外の機
能が要求されず、従来のボールペン同様にインク交換や
ペン先部分の交換が可能である。また、一般的に用いら
れている金属性のペン先部のボールペンを用いることが
できるためペン先部の新たな開発が不要である。

【００７３】（Ｃ）第３実施例 次に、本発明の第３実施例を図面を参照しながら詳述す
る。ここで、図８はこの第３実施例の筆記ペン内の筆記
情報検出回路の構成を示すブロック図であり、図９は第
３実施例の筆記情報記憶装置の構成を示すブロック図で
ある。

【００７４】第３実施例の筆記ペン装置は、筆記ペン及
び筆記用紙に加えて、携帯可能な筆記情報記憶装置から
構成されている。ここで、筆記用紙は、第１及び第２実
施例と同様なものである（図４参照）。筆記ペンは、第
１又は第２実施例の筆記ペン内の筆記情報検出・記憶回
路１０７の部分が、図８に示す筆記情報検出回路８００
に置き代わったものである。

【００７５】図２との同一、対応部分に同一符号を付し
て示す図８において、この第３実施例に係る筆記情報検
出回路８００も、電源系構成要素２１０〜２１３、及
び、波形整形回路２０６に至る処理系要素２０２、２０
５、２０６は、第１又は第２実施例の筆記ペン内の筆記
情報検出・記憶回路１０７と同様である。この第３実施
例に係る筆記情報検出回路８００においては、検出波形
を波形整形回路２０７によって２値化データに変換した
後、サンプリング回路８０１がサンプリングし、時系列
デジタルデータに変換して送信回路８０２に与え、送信
回路８０２がこの時系列デジタルデータを送信信号に変
換してアンテナ８０３から送信させる。

【００７６】なお、アンテナ８０３は、剛性体なるもの
でも良く、ケーブル状のものであっても良く、筆記ペン
の外部に出ているものである。また、サンプリング回路
８０１及び送信回路８０２にも、電圧検出回路２１３か
ら検出信号が与えられるようになされており、筆記時以
外での電力消費を最小化するようになされている。

【００７７】図９において、筆記情報記憶装置９００
は、筆記ペンと一緒に携帯することが容易なものであっ
て例えばＩＣカード構成でなる。例えば、胸ポケットに
収容されたり、筆記用紙を束ねたノートの表紙等に取り
付けられて携帯される。筆記情報記憶装置９００は、ア
ンテナ９０１、受信回路９０２、メモリ制御回路９０
３、メモリ回路９０４、出力バッファ回路９０５及び電
源部９０６を有している。筆記ペンからの送信信号は、
アンテナ９０１で捕捉され、受信回路９０２によって時
系列データに復元され、この時系列データがメモリ制御
回路９０３によってメモリ回路９０４に記憶される。デ
ータ出力端子９０７及び９０８を介して記憶データの読
出しが指示されると、メモリ制御回路９０３はメモリ回
路９０４から記憶データを読出し、これが出力バッファ
回路９０５を通じて出力端子９０７及び９０８から出力
される。

【００７８】従って、この第３実施例によっても、第
１、第２実施例と同様に、筆記ペンと特殊紋様パターン
が印刷された筆記用紙と筆記情報記憶装置とを用いるだ
けでありながら、筆記した情報を筆記情報記憶装置が記
憶するという優れた筆記ペン装置を実現でき、第１実施
例について詳述したような種々の効果を発揮させること
ができる。

【００７９】この第３実施例においては、筆記情報記憶
装置９００に筆記情報を記憶させるようにしているの
で、記憶容量の増大化が期待できる。

【００８０】（Ｄ）他の実施例 上記実施例においては、筆記用紙の電気伝導度の段階が
２段階のものを示したが、３段階以上であっても良い。
この場合には、検出構成にアナログ／デジタル変換器を
設ける必要がある。

【００８１】また、上記実施例においては、検出された
時系列データをそのまま記憶するものを示したが、この
時系列データを動き方向や座標値等にコード化して記憶
するようにしても良い。

【００８２】さらに、上記実施例においては、筆記ペン
が発電部を有するものであったが、この発電部を省略し
たものであっても良い。また、各実施例においては、筆
記用紙に筆跡を残す筆記機能構成を筆記ペンが有してい
るが、筆記用紙に筆跡を残さない構成のものであっても
良い。このようにした場合、上述した各実施例の効果は
減じられるが、筆記情報の記憶することに伴う効果は有
効に発揮される。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、本発明の筆記ペン装置に
よれば、筆記用紙の紋様の電気伝導度の差異によって筆
記情報を検出し、この筆記情報を筆記情報記憶手段に記
憶させ、後で、外部装置に転送できるようにしたので、
携帯型の筆記ペン装置によって筆記情報を記憶でき、し
かも、その検出構成は筆記ペン内に収容されているの
で、個々人のパーソナルな存在として有用な筆記用文房
具を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の筆記ペンの構造図である。

【図２】第１実施例の筆記情報検出・記憶回路の詳細構
成を示すブロック図である。

【図３】第１実施例の発電部の構造図である。

【図４】第１実施例の筆記用紙の紋様例を示す説明図で
ある。

【図５】第１実施例における筆記情報検出用の電流経路
を示す説明図である。

【図６】第１実施例の検出波形の遷移を示す遷移図であ
る。

【図７】第１実施例の筆記ペンの構造図である。

【図８】第３実施例の筆記情報検出回路の詳細構成を示
すブロック図である。

【図９】第３実施例の筆記情報記憶装置の詳細構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１００…筆記ペン、１０１…筆記ペン本体、１０３…芯
保持機構（電極）、１０５…把持部（電極）、１０６…
筆記情報検出・記憶回路、１０７…発電部、２０３…電
流検出用抵抗、２０６…波形整形回路、２０７…メモリ
制御回路、２０８…メモリ回路、２０９…出力バッファ
回路、２１０…２次電池、２１３…電圧検出回路、４０
０…筆記用紙。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筆記ペンと筆記用紙とでなる筆記ペン装
   置であって、 上記筆記用紙は、電気伝導度が変化してなる紋様が設け
   られたものであり、 上記筆記ペンは、上記筆記用紙の紋様の電気伝導度の差
   異によって筆記情報を検出する筆記情報検出手段と、筆
   記情報を記憶する筆記情報記憶手段と、筆記情報記憶手
   段に記憶された筆記情報を外部装置に転送する筆記情報
   転送手段とを有することを特徴とする筆記ペン装置。
2. 【請求項２】 上記筆記用紙の電気伝導度を取り込む上
   記筆記情報検出手段における電極部材を、上記筆記情報
   転送手段の外部への転送時における電極として共用する
   ことを特徴とする請求項１に記載の筆記ペン装置。
3. 【請求項３】 筆記ペンと筆記用紙と携帯可能な筆記情
   報記憶装置とでなる筆記ペン装置であって、 上記筆記用紙は、電気伝導度が変化してなる紋様を有
   し、 上記筆記ペンは、上記筆記用紙の紋様の電気伝導度の差
   異によって筆記情報を検出する筆記情報検出手段と、そ
   の筆記情報を送信する筆記情報送信手段とを有し、 上記筆記情報記憶装置は、送信されてきた筆記情報を受
   信する筆記情報受信手段と、その筆記情報をを記憶する
   筆記情報記憶手段と、筆記情報記憶手段に記憶された筆
   記情報を外部装置に転送する筆記情報転送手段とを有す
   ることを特徴とする筆記ペン装置。
4. 【請求項４】 上記筆記ペンが、上記筆記用紙上に筆跡
   を記録させる筆記機能実現構成を有することを特徴とし
   た請求項１〜３のいずれかに記載の筆記ペン装置。
5. 【請求項５】 上記筆記用紙の紋様が、 用紙背景とは異なる電気伝導度の材料でなり、また、内
   部に横縞パターンを有する囲み罫線付きの第１のブロッ
   クと内部に縦縞パターンを有する囲み罫線付きの第２の
   ブロックとを規則的に配置したものであり、しかも、上
   記第１及び第２のブロックの囲み罫線が２種類以上の線
   幅の線でなっているものであることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の筆記ペン装置。
6. 【請求項６】 上記筆記情報検出手段は、当該筆記ペン
   のペン先が、上記第１又は第２のブロックの囲み罫線を
   横切った際の電気伝導度の変化と、上記第１又は第２の
   ブロック内の横縞パターン又は縦縞パターンを横切った
   際の電気伝導度の変化と、上記第１又は第２のブロック
   内の横縞パターン又は縦縞パターンに沿った際の電気伝
   導度の変化とに基づいて、相対的な一画の移動量と方向
   を検出することを特徴とする請求項５に記載の筆記ペン
   装置。
7. 【請求項７】 上記第１のブロック内の横縞パターンに
   縦方向の座標情報を盛込むと共に、上記第２のブロック
   内の縦縞パターンに横方向の座標情報を盛込み、 上記筆記情報検出手段が、当該筆記ペンのペン先が、上
   記第１又は第２のブロック内の横縞パターン又は縦縞パ
   ターンを横切った際の電気伝導度の変化に基づいて、所
   定方向の絶対座標を検出することを特徴とする請求項５
   又は６に記載の筆記ペン装置。
8. 【請求項８】 上記筆記ペンが、運動エネルギーを電気
   エネルギーに変換する発電部を有することを特徴とする
   請求項１〜７のいずれかに記載の筆記ペン装置。
9. 【請求項９】 上記筆記ペンが、 上記発電部からの電力を蓄電する２次電池と、上記発電
   部の出力に基づいて、当該筆記ペンの非移動時を捕えて
   上記２次電池からの電力の消費を抑制させる消費電力抑
   制手段とを有することを特徴とする請求項８に記載の筆
   記ペン装置。