JPH0916311A - 入力ペンの傾き検出装置及びそれを有するペン入力装置 - Google Patents
入力ペンの傾き検出装置及びそれを有するペン入力装置Info
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- JPH0916311A JPH0916311A JP16411395A JP16411395A JPH0916311A JP H0916311 A JPH0916311 A JP H0916311A JP 16411395 A JP16411395 A JP 16411395A JP 16411395 A JP16411395 A JP 16411395A JP H0916311 A JPH0916311 A JP H0916311A
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- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03545—Pens or stylus
Abstract
(57)【要約】
【構成】 入力ペンのペン本体部５には、ボール８を収
容し、かつ内面に複数のリング状電極Ｐが形成された半
球状ケース６が取り付けられており、検出部７は、入力
ペンの傾きに応じて移動するボール８の位置を簡単な電
気接点のみで検出して入力ペンの傾きを検出し、コネク
タ１０を介して本体処理装置へと出力する。本体処理装
置は、得られた入力ペンの傾き値に基づいて、入力ペン
で描く線の幅を変化させる。 【効果】 入力ペンの傾きが、簡単な構成で、比較的安
価にて得られると共に、傾きを検出する際、低レベルの
マイクロコンピュータを使用したとしても応答性に優
れ、入力ペンの位置によって傾きが得られないといった
不具合がない。その結果、入力ペンを傾けるだけで線の
太さを変化し得る、操作も自然で、筆記具の使用感や、
手書き感覚が再現された優れた装置を、簡単な構成で比
較的安価に実現できる。
容し、かつ内面に複数のリング状電極Ｐが形成された半
球状ケース６が取り付けられており、検出部７は、入力
ペンの傾きに応じて移動するボール８の位置を簡単な電
気接点のみで検出して入力ペンの傾きを検出し、コネク
タ１０を介して本体処理装置へと出力する。本体処理装
置は、得られた入力ペンの傾き値に基づいて、入力ペン
で描く線の幅を変化させる。 【効果】 入力ペンの傾きが、簡単な構成で、比較的安
価にて得られると共に、傾きを検出する際、低レベルの
マイクロコンピュータを使用したとしても応答性に優
れ、入力ペンの位置によって傾きが得られないといった
不具合がない。その結果、入力ペンを傾けるだけで線の
太さを変化し得る、操作も自然で、筆記具の使用感や、
手書き感覚が再現された優れた装置を、簡単な構成で比
較的安価に実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、手書き文字入力装置、
手書き図形入力装置、ポインティングデバイス、或いは
Ｘ−Ｙ−Ｚ座標入力装置等のペン入力装置に備えられる
入力ペンの傾き検出装置、及びこの傾き検出装置を備え
たペン入力装置に関するものである。
手書き図形入力装置、ポインティングデバイス、或いは
Ｘ−Ｙ−Ｚ座標入力装置等のペン入力装置に備えられる
入力ペンの傾き検出装置、及びこの傾き検出装置を備え
たペン入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ペン入力装置で描かれる線の
太さを変更する方法には、筆圧を検知してその情報で線
幅を変えたり（特開昭６３−４６５３２号公報）、入力
ペンにスイッチを設けてこれらのスイッチのＯＮ／ＯＦ
Ｆ動作により、線の太さや濃度、色等の表示線種を順次
変更する方法がある（特開平６−２７４２６４号公
報）。
太さを変更する方法には、筆圧を検知してその情報で線
幅を変えたり（特開昭６３−４６５３２号公報）、入力
ペンにスイッチを設けてこれらのスイッチのＯＮ／ＯＦ
Ｆ動作により、線の太さや濃度、色等の表示線種を順次
変更する方法がある（特開平６−２７４２６４号公
報）。
【０００３】しかしながら、前者の方法では、実際のペ
ンや鉛筆、クレヨンなどの筆記具の使用による太さの表
現などへの配慮がなされていないため、筆記具の使用感
や手書き感覚の再現には至っていない。また、後者の方
法では、わざわざスイッチを押さなければならないの
で、操作し難いといった問題がある。
ンや鉛筆、クレヨンなどの筆記具の使用による太さの表
現などへの配慮がなされていないため、筆記具の使用感
や手書き感覚の再現には至っていない。また、後者の方
法では、わざわざスイッチを押さなければならないの
で、操作し難いといった問題がある。
【０００４】これに対し、特開平３−１７１３２１号公
報には、座標指示器（入力ペンに相当）の傾きを検知
し、その情報で線の太さを変える方法が開示されてい
る。これによれば、座標指示器を傾けるだけでよいの
で、一々スイッチを押さなくてもよく、操作も自然で、
筆記具の使用感や、手書き感覚が再現されている。
報には、座標指示器（入力ペンに相当）の傾きを検知
し、その情報で線の太さを変える方法が開示されてい
る。これによれば、座標指示器を傾けるだけでよいの
で、一々スイッチを押さなくてもよく、操作も自然で、
筆記具の使用感や、手書き感覚が再現されている。
【０００５】図１５に、上記公報の入出力装置のブロッ
ク図を示す。この装置では、座標入力装置５２と液晶表
示装置５５とが重ねて配されて表示・入力面が構成され
ている。この表示・入力面に座標指示器５１が座標を指
示すると、座標入力装置５２が指示された座標を検出
し、制御装置５３へと出力する。そして、制御装置５３
は、表示駆動装置５４に対して入力された座標位置に座
標指示器５１の軌跡の表示指示を行い、この指示によ
り、表示駆動装置５４が液晶表示装置５５に表示を行わ
せる。
ク図を示す。この装置では、座標入力装置５２と液晶表
示装置５５とが重ねて配されて表示・入力面が構成され
ている。この表示・入力面に座標指示器５１が座標を指
示すると、座標入力装置５２が指示された座標を検出
し、制御装置５３へと出力する。そして、制御装置５３
は、表示駆動装置５４に対して入力された座標位置に座
標指示器５１の軌跡の表示指示を行い、この指示によ
り、表示駆動装置５４が液晶表示装置５５に表示を行わ
せる。
【０００６】そして、座標指示器５１には、座標を検出
するための励磁コイルである第１及び第２のコイル５６
・５７が内蔵されており、座標指示器５１を座標入力装
置５２の上で使用すると、これら第１及び第２の各コイ
ル５６・５７の座標（Ｘ１，Ｙ１）・（Ｘ２，Ｙ２）が
検出される。制御装置５３は、検出された座標（Ｘ１，
Ｙ１）・（Ｘ２，Ｙ２）と各コイル５６・５７間の距離
Ｌとに基づいて、座標指示器５１のｚ軸からの傾き角度
Ｓを、下記の式で求めるようになっている。
するための励磁コイルである第１及び第２のコイル５６
・５７が内蔵されており、座標指示器５１を座標入力装
置５２の上で使用すると、これら第１及び第２の各コイ
ル５６・５７の座標（Ｘ１，Ｙ１）・（Ｘ２，Ｙ２）が
検出される。制御装置５３は、検出された座標（Ｘ１，
Ｙ１）・（Ｘ２，Ｙ２）と各コイル５６・５７間の距離
Ｌとに基づいて、座標指示器５１のｚ軸からの傾き角度
Ｓを、下記の式で求めるようになっている。
【０００７】
【数１】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法で、座標指示器５１の傾きを検出する装置で
は、装置が複雑で、コスト高を招来すると共に、応答性
に劣り、加えて座標入力可能な範囲であるにもかかわら
ず、傾きを求めることができないといった問題点があ
る。
ような方法で、座標指示器５１の傾きを検出する装置で
は、装置が複雑で、コスト高を招来すると共に、応答性
に劣り、加えて座標入力可能な範囲であるにもかかわら
ず、傾きを求めることができないといった問題点があ
る。
【０００９】つまり、上記の構成では、座標指示器５１
の傾き角度Ｓを得るために、座標検出用の励磁コイルを
最低でも１個使用しなければならない。したがって、座
標指示器５１の構造が複雑化し、コスト高となる。ま
た、座標指示器５１の傾きが変わる都度、傾き角度Ｓを
求めるための上記した複雑な演算を繰り返す必要がある
ので、座標指示器５１に内蔵する一般に低レベルのマイ
クロコンピュータでは、負荷が高くなり、応答性が低下
することとなる。また、例えば座標指示器５１を手前に
傾けた状態で、座標入力装置５２の最も手前に持ってき
たりして、内蔵された第１及び第２のコイル５６・５７
が座標入力装置５２上からはずれた位置にくると、座標
が検出できなくなり、傾き角度Ｓが得られなくなる。
の傾き角度Ｓを得るために、座標検出用の励磁コイルを
最低でも１個使用しなければならない。したがって、座
標指示器５１の構造が複雑化し、コスト高となる。ま
た、座標指示器５１の傾きが変わる都度、傾き角度Ｓを
求めるための上記した複雑な演算を繰り返す必要がある
ので、座標指示器５１に内蔵する一般に低レベルのマイ
クロコンピュータでは、負荷が高くなり、応答性が低下
することとなる。また、例えば座標指示器５１を手前に
傾けた状態で、座標入力装置５２の最も手前に持ってき
たりして、内蔵された第１及び第２のコイル５６・５７
が座標入力装置５２上からはずれた位置にくると、座標
が検出できなくなり、傾き角度Ｓが得られなくなる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
入力ペンの傾き検出装置は、上記の課題を解決するため
に、入力ペンを用いて文字や図形、座標等の情報を入力
するペン入力装置に備えられ、入力ペンの傾きを検出す
る傾き検出装置において、内部空洞で、入力ペンの軸に
中心軸を有し、入力ペンと一体的に動くように設けられ
ると共に、その内面にペン軸を中心として同心円状に複
数のリング状電極が形成された半球状ケースと、上記半
球状ケース内に収容され、入力ペンの傾きに応じて重力
によりケース内を移動する導電性の移動体と、この移動
体の半球状ケース内の位置を、上記リング状電極間の導
通の状態から検出し、検出した位置から入力ペンの傾き
を検出する検出部とを備えたことを特徴としている。
入力ペンの傾き検出装置は、上記の課題を解決するため
に、入力ペンを用いて文字や図形、座標等の情報を入力
するペン入力装置に備えられ、入力ペンの傾きを検出す
る傾き検出装置において、内部空洞で、入力ペンの軸に
中心軸を有し、入力ペンと一体的に動くように設けられ
ると共に、その内面にペン軸を中心として同心円状に複
数のリング状電極が形成された半球状ケースと、上記半
球状ケース内に収容され、入力ペンの傾きに応じて重力
によりケース内を移動する導電性の移動体と、この移動
体の半球状ケース内の位置を、上記リング状電極間の導
通の状態から検出し、検出した位置から入力ペンの傾き
を検出する検出部とを備えたことを特徴としている。
【００１１】本発明の請求項２記載のペン入力装置は、
上記の課題を解決するために、上記請求項１記載の入力
ペンの傾き検出装置を有し、この傾き検出装置にて検出
された傾きに応じて、入力ペンにて描かれる線の太さを
変更する線幅制御手段が設けられていることを特徴とし
ている。
上記の課題を解決するために、上記請求項１記載の入力
ペンの傾き検出装置を有し、この傾き検出装置にて検出
された傾きに応じて、入力ペンにて描かれる線の太さを
変更する線幅制御手段が設けられていることを特徴とし
ている。
【００１２】本発明の請求項３記載のペン入力装置は、
上記の課題を解決するために、上記請求項１記載の入力
ペンの傾き検出装置を有し、この傾き検出装置にて検出
された傾きに応じて、入力面の法線方向の座標を検出す
るＺ座標検出手段が設けられていることを特徴としてい
る。
上記の課題を解決するために、上記請求項１記載の入力
ペンの傾き検出装置を有し、この傾き検出装置にて検出
された傾きに応じて、入力面の法線方向の座標を検出す
るＺ座標検出手段が設けられていることを特徴としてい
る。
【００１３】本発明の請求項４記載のペン入力装置は、
上記の課題を解決するために、上記請求項２又は３記載
の構成において、上記の入力ペンの傾き検出装置にて検
出された傾きを記憶手段に一時的に記憶させ、この記憶
させた傾きを実際に検出される傾きに代えて用いるよう
指示する傾き一時固定指示手段を有し、上記傾き一時固
定指示手段により指示された際、記憶手段は傾き検出装
置にて検出された傾きを一時的に記憶し、上記線幅制御
手段又はＺ座標検出手段は、記憶手段に記憶されている
傾きを実際に検出される傾きに代えて用いるようになっ
ていることを特徴としている。
上記の課題を解決するために、上記請求項２又は３記載
の構成において、上記の入力ペンの傾き検出装置にて検
出された傾きを記憶手段に一時的に記憶させ、この記憶
させた傾きを実際に検出される傾きに代えて用いるよう
指示する傾き一時固定指示手段を有し、上記傾き一時固
定指示手段により指示された際、記憶手段は傾き検出装
置にて検出された傾きを一時的に記憶し、上記線幅制御
手段又はＺ座標検出手段は、記憶手段に記憶されている
傾きを実際に検出される傾きに代えて用いるようになっ
ていることを特徴としている。
【００１４】
【作用】上記の請求項１の入力ペンの傾き検出装置の構
成によれば、入力ペンが傾くと、その傾きに応じて半球
状ケース内の移動体が重力により移動し、この移動の
際、導電性の移動体は、半球状ケースの内面に同心円状
に設けられた複数のリング状電極と接触し、接触した２
本のリング状電極間を順に導通させていく。
成によれば、入力ペンが傾くと、その傾きに応じて半球
状ケース内の移動体が重力により移動し、この移動の
際、導電性の移動体は、半球状ケースの内面に同心円状
に設けられた複数のリング状電極と接触し、接触した２
本のリング状電極間を順に導通させていく。
【００１５】例えば、リング状電極の総数をＮ本とする
と、入力ペンに傾きの無い状態から傾きが最大になるに
つれて、移動体は、１本目のリング状電極のみに接触、
→１本目と２本目に接触して両電極間を導通、→ ２本
目と３本目に接触して両電極間を導通、→ …… →Ｎ
−１番目とＮ番目に接触して両電極間を導通、と変化す
る。そして、検出部が、このＮ段階のどの状態にあるか
を、電極間の導通状態から検出し、入力ペンの傾きを１
〜ＮのＮ段階で検出する。
と、入力ペンに傾きの無い状態から傾きが最大になるに
つれて、移動体は、１本目のリング状電極のみに接触、
→１本目と２本目に接触して両電極間を導通、→ ２本
目と３本目に接触して両電極間を導通、→ …… →Ｎ
−１番目とＮ番目に接触して両電極間を導通、と変化す
る。そして、検出部が、このＮ段階のどの状態にあるか
を、電極間の導通状態から検出し、入力ペンの傾きを１
〜ＮのＮ段階で検出する。
【００１６】このように、本発明では、従来の技術のよ
うに、入力ペン内部に座標検出用の励磁コイルを設ける
必要などなく、入力ペンの傾きに応じて移動する移動体
の位置を簡単な電気接点のみで検出する構成であるの
で、入力ペンの構造の簡素化が可能で、比較的安価に実
現することができる。
うに、入力ペン内部に座標検出用の励磁コイルを設ける
必要などなく、入力ペンの傾きに応じて移動する移動体
の位置を簡単な電気接点のみで検出する構成であるの
で、入力ペンの構造の簡素化が可能で、比較的安価に実
現することができる。
【００１７】また、従来の技術では、入力ペンの傾きが
変わる都度、傾き角度を得るための高度で複雑な演算を
繰り返す必要があり、入力ペンに内蔵される一般に低レ
ベルのマイクロコンピュータを使用する装置においては
負荷が高く、応答性にも問題が出やすいが、本発明で
は、演算が必要な部分でも簡単な四則演算で済ますこと
ができ、低レベルのマイクロコンピュータでも高速で処
理させることができる。
変わる都度、傾き角度を得るための高度で複雑な演算を
繰り返す必要があり、入力ペンに内蔵される一般に低レ
ベルのマイクロコンピュータを使用する装置においては
負荷が高く、応答性にも問題が出やすいが、本発明で
は、演算が必要な部分でも簡単な四則演算で済ますこと
ができ、低レベルのマイクロコンピュータでも高速で処
理させることができる。
【００１８】また、従来の技術では、入力ペンが座標入
力装置から外れた位置になると座標が検出できなくなる
が、本発明では、座標検出とは関係なく入力ペンの傾き
を検出することができるため、このような不具合は招来
されない。
力装置から外れた位置になると座標が検出できなくなる
が、本発明では、座標検出とは関係なく入力ペンの傾き
を検出することができるため、このような不具合は招来
されない。
【００１９】また、請求項２のペン入力装置の構成によ
れば、上記の入力ペンの傾き検出装置を備えると共に、
線幅制御手段が、この傾き検出装置にて検出された傾き
に応じて、入力ペンにて描かれる線の太さを変更するよ
うになっている。したがって、入力ペンを傾けるだけで
線の太さを変化し得る、操作が自然で、筆記具の使用感
や、手書き感覚が再現された優れたペン入力装置を、簡
単な構成で比較的安価にて、かつ入力ペンに内蔵するマ
イクロコンピュータとして低レベルのものを使用しても
応答性よく実現できる。
れば、上記の入力ペンの傾き検出装置を備えると共に、
線幅制御手段が、この傾き検出装置にて検出された傾き
に応じて、入力ペンにて描かれる線の太さを変更するよ
うになっている。したがって、入力ペンを傾けるだけで
線の太さを変化し得る、操作が自然で、筆記具の使用感
や、手書き感覚が再現された優れたペン入力装置を、簡
単な構成で比較的安価にて、かつ入力ペンに内蔵するマ
イクロコンピュータとして低レベルのものを使用しても
応答性よく実現できる。
【００２０】また、請求項３のペン入力装置の構成によ
れば、上記の入力ペンの傾き検出装置を備えると共に、
Ｚ座標検出手段が、この傾き検出装置にて検出された傾
きに応じて、入力面の法線方向の座標を検出するように
なっている。したがって、入力ペンを傾けるだけで入力
面の法線方向のＺ座標を入力させることが可能となり、
３次元図形を入力可能なペン入力装置を、簡単な構成で
比較的安価にて、かつ入力ペンに内蔵するマイクロコン
ピュータとして低レベルのものを使用しても応答性よく
実現できる。
れば、上記の入力ペンの傾き検出装置を備えると共に、
Ｚ座標検出手段が、この傾き検出装置にて検出された傾
きに応じて、入力面の法線方向の座標を検出するように
なっている。したがって、入力ペンを傾けるだけで入力
面の法線方向のＺ座標を入力させることが可能となり、
３次元図形を入力可能なペン入力装置を、簡単な構成で
比較的安価にて、かつ入力ペンに内蔵するマイクロコン
ピュータとして低レベルのものを使用しても応答性よく
実現できる。
【００２１】また、請求項４のペン入力装置の構成によ
れば、傾き一時固定指示手段にて指示することで、記憶
手段が傾き検出装置にて検出された傾きを一時的に記憶
し、上記線幅制御手段又はＺ座標検出手段が、記憶手段
に記憶されている傾きを実際に検出される傾きに代えて
用いるようになっている。したがって、一定の線の太さ
で線を描きたい時や、等高線の入力などＺ座標値を一定
にしながらＸ−Ｙ座標を入力したい場合、請求項２・３
の構成では、入力ペンの傾きを一切変化させないように
描く必要があり、そのような操作は実際には不可能であ
るが、この構成を採用することで、記憶手段にて記憶さ
せた傾きを基にして、一定の太さの線や、Ｚ座標値を一
定にしたＸ−Ｙ座標を入力することが可能となる。
れば、傾き一時固定指示手段にて指示することで、記憶
手段が傾き検出装置にて検出された傾きを一時的に記憶
し、上記線幅制御手段又はＺ座標検出手段が、記憶手段
に記憶されている傾きを実際に検出される傾きに代えて
用いるようになっている。したがって、一定の線の太さ
で線を描きたい時や、等高線の入力などＺ座標値を一定
にしながらＸ−Ｙ座標を入力したい場合、請求項２・３
の構成では、入力ペンの傾きを一切変化させないように
描く必要があり、そのような操作は実際には不可能であ
るが、この構成を採用することで、記憶手段にて記憶さ
せた傾きを基にして、一定の太さの線や、Ｚ座標値を一
定にしたＸ−Ｙ座標を入力することが可能となる。
【００２２】
〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図１
１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２３】本実施例では、本発明に係る入力ペンの傾
き検出装置が、入力ペンの傾きに応じて入力ペンにて描
かれる線の太さを変更することが可能な、ペン入力装置
に備えられたものを例示している。
き検出装置が、入力ペンの傾きに応じて入力ペンにて描
かれる線の太さを変更することが可能な、ペン入力装置
に備えられたものを例示している。
【００２４】ペン入力装置は、図２に示すように、入力
ペン１、Ｘ−Ｙ座標検出用センサパネル２、本体処理装
置３、及び平面ディスプレイパネル４を備えている。入
力ペン１は、Ｘ−Ｙ座標検出用センサパネル２に対し
て、Ｘ−Ｙ座標を指示して文字や図形等を入力するもの
である。また、詳細については後述するが、入力ペン１
は、入力ペン１のＸ−Ｙ座標面の法線方向からの傾きに
応じた『傾き値』を本体処理装置３へと出力するように
なっている。Ｘ−Ｙ座標検出用センサパネル２は、入力
ペン１にて指示されたＸ−Ｙ座標を検出して、本体処理
装置３へと出力するものである。本体処理装置３は、Ｘ
−Ｙ座標検出用センサパネル２からの信号に基づいて、
平面ディスプレイパネル４に表示するための表示データ
を作成し、平面ディスプレイパネル４を駆動して表示を
行わせるものである。
ペン１、Ｘ−Ｙ座標検出用センサパネル２、本体処理装
置３、及び平面ディスプレイパネル４を備えている。入
力ペン１は、Ｘ−Ｙ座標検出用センサパネル２に対し
て、Ｘ−Ｙ座標を指示して文字や図形等を入力するもの
である。また、詳細については後述するが、入力ペン１
は、入力ペン１のＸ−Ｙ座標面の法線方向からの傾きに
応じた『傾き値』を本体処理装置３へと出力するように
なっている。Ｘ−Ｙ座標検出用センサパネル２は、入力
ペン１にて指示されたＸ−Ｙ座標を検出して、本体処理
装置３へと出力するものである。本体処理装置３は、Ｘ
−Ｙ座標検出用センサパネル２からの信号に基づいて、
平面ディスプレイパネル４に表示するための表示データ
を作成し、平面ディスプレイパネル４を駆動して表示を
行わせるものである。
【００２５】また、本体処理装置３は、入力ペン１が大
きく傾いている程太く、入力ペン１の傾きが少ない程細
くなるように、入力ペン１から入力される傾き値に応じ
て入力ペン１で描かれる線の太さを変更するようになっ
ており、本発明の線幅制御手段の機能を有している。
尚、本ペン入力装置では、Ｘ−Ｙ座標検出用センサパネ
ル２と平面ディスプレイパネル４とは重ねて配置されて
おり、入力ペン１にて描いた文字や図形が、即座に平面
ディスプレイパネル４に表示されることで、恰も平面デ
ィスプレイパネル４に直接書き込んだかのような使用感
が得られるものである。
きく傾いている程太く、入力ペン１の傾きが少ない程細
くなるように、入力ペン１から入力される傾き値に応じ
て入力ペン１で描かれる線の太さを変更するようになっ
ており、本発明の線幅制御手段の機能を有している。
尚、本ペン入力装置では、Ｘ−Ｙ座標検出用センサパネ
ル２と平面ディスプレイパネル４とは重ねて配置されて
おり、入力ペン１にて描いた文字や図形が、即座に平面
ディスプレイパネル４に表示されることで、恰も平面デ
ィスプレイパネル４に直接書き込んだかのような使用感
が得られるものである。
【００２６】続いて、上記入力ペン１の構成を詳細に説
明する。入力ペン１のブロックを図１に示す。入力ペン
１は、ペン本体部５と、検出部７とからなり、検出部７
には、上記本体処理装置３に検出部７からの信号を出力
するためのコネクタ１０が接続されている。
明する。入力ペン１のブロックを図１に示す。入力ペン
１は、ペン本体部５と、検出部７とからなり、検出部７
には、上記本体処理装置３に検出部７からの信号を出力
するためのコネクタ１０が接続されている。
【００２７】ペン本体部５は、図３（ａ）に示すよう
に、先端部が尖った軸状のペン軸５ａを有しており、そ
の後端部に、内部空洞の半球状ケース６がペン軸５ａの
軸と中心軸を合わせて取り付けられている。半球状ケー
ス６の内面には、同図（ｂ）に示すように、ペン本体部
５の軸を中心に、間を隔てて並ぶＮ本のリング状電極Ｐ
（Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，ＰN ）が同心円状に設けられ
ており、リング状電極Ｐ1 が最も内側に位置し、リング
状電極ＰN が最も外側に位置する。
に、先端部が尖った軸状のペン軸５ａを有しており、そ
の後端部に、内部空洞の半球状ケース６がペン軸５ａの
軸と中心軸を合わせて取り付けられている。半球状ケー
ス６の内面には、同図（ｂ）に示すように、ペン本体部
５の軸を中心に、間を隔てて並ぶＮ本のリング状電極Ｐ
（Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，ＰN ）が同心円状に設けられ
ており、リング状電極Ｐ1 が最も内側に位置し、リング
状電極ＰN が最も外側に位置する。
【００２８】この半球状ケース６の内部には、同図
（ａ）に示すように、導電体からなるボール（移動体）
８が収容されている。ボール８は、半球状ケース６内を
ペン本体部５の傾き（入力ペン１の傾き）に伴って重力
により移動し、ペン本体部５がＸ−Ｙ座標検出用センサ
パネルの法線方向に対して傾きのない状態では、半球状
ケース６の底部に位置してリング状電極Ｐ1 にのみ接触
しており、ペン本体部５が傾くと共に、半球状ケース６
の内面に沿って、リング状電極Ｐ1 ・Ｐ2 に接触→ リ
ング状電極Ｐ2 ．Ｐ3 に接触 → … → リング状電
極ＰN-1 ・ＰN に接触するようになっている。このボー
ル８としては、例えば鉄球や、水銀等を用いることがで
きる。
（ａ）に示すように、導電体からなるボール（移動体）
８が収容されている。ボール８は、半球状ケース６内を
ペン本体部５の傾き（入力ペン１の傾き）に伴って重力
により移動し、ペン本体部５がＸ−Ｙ座標検出用センサ
パネルの法線方向に対して傾きのない状態では、半球状
ケース６の底部に位置してリング状電極Ｐ1 にのみ接触
しており、ペン本体部５が傾くと共に、半球状ケース６
の内面に沿って、リング状電極Ｐ1 ・Ｐ2 に接触→ リ
ング状電極Ｐ2 ．Ｐ3 に接触 → … → リング状電
極ＰN-1 ・ＰN に接触するようになっている。このボー
ル８としては、例えば鉄球や、水銀等を用いることがで
きる。
【００２９】上記各リング状電極Ｐは、それぞれ上記検
出部７に接続されている（図１参照）。検出部７は、図
４に示すように、マイクロコンピュータ９と、プログラ
ムＲＯＭ（Read Only Memory) 及び演算用ワークエリア
ＲＡＭ（Random Access Memory) からなる演算手段１１
と、パラレルのＩ／Ｏポート１２とから構成されてい
る。マイクロコンピュータ９は、演算手段１１のプログ
ラムに従い、Ｉ／Ｏポート１２を経由して各リング状電
極Ｐに電圧を与え、リング状電極Ｐ間の導通を検出し、
その検出結果を基にして、ペン本体部５の傾きに応じた
傾き値を検出するようになっている。また、マイクロコ
ンピュータ９は、検出した傾き値を演算手段１１のプロ
グラムに従って、コネクタ１０に出力するようにもなっ
ている。
出部７に接続されている（図１参照）。検出部７は、図
４に示すように、マイクロコンピュータ９と、プログラ
ムＲＯＭ（Read Only Memory) 及び演算用ワークエリア
ＲＡＭ（Random Access Memory) からなる演算手段１１
と、パラレルのＩ／Ｏポート１２とから構成されてい
る。マイクロコンピュータ９は、演算手段１１のプログ
ラムに従い、Ｉ／Ｏポート１２を経由して各リング状電
極Ｐに電圧を与え、リング状電極Ｐ間の導通を検出し、
その検出結果を基にして、ペン本体部５の傾きに応じた
傾き値を検出するようになっている。また、マイクロコ
ンピュータ９は、検出した傾き値を演算手段１１のプロ
グラムに従って、コネクタ１０に出力するようにもなっ
ている。
【００３０】図５に、リング状電極Ｐの総数Ｎが奇数で
あった場合のリング状電極ＰとＩ／Ｏポート１２との結
線図を示し、図６に、リング状電極Ｐの総数Ｎが偶数で
あった場合のリング状電極ＰとＩ／Ｏポート１２との結
線図を示す。
あった場合のリング状電極ＰとＩ／Ｏポート１２との結
線図を示し、図６に、リング状電極Ｐの総数Ｎが偶数で
あった場合のリング状電極ＰとＩ／Ｏポート１２との結
線図を示す。
【００３１】図に示すように、各リング状電極Ｐのう
ち、Ｐ1 ，Ｐ3 …といった奇数番目のものは全て、Ｉ／
Ｏポート１２の出力ポートに接続されており、奇数番目
のリング状電極Ｐが電圧出力電極となっている。一方、
各リング状電極Ｐのうち、Ｐ2，Ｐ4 …といった偶数番
目のものは、入力ポートに接続されており、偶数番目の
リング状電極Ｐが電圧入力電極となっている。したがっ
て、リング状電極Ｐの総数Ｎが奇数の場合、リング状電
極ＰN は出力ポートに、偶数の場合は、入力ポートに各
々接続されている。そして、このようにＮ本のリング状
電極Ｐを交互に出力ポートと入力ポートとに振り分ける
ことで、隣接する２本のリング状電極Ｐ・Ｐ間での導通
を検出できることとなる。
ち、Ｐ1 ，Ｐ3 …といった奇数番目のものは全て、Ｉ／
Ｏポート１２の出力ポートに接続されており、奇数番目
のリング状電極Ｐが電圧出力電極となっている。一方、
各リング状電極Ｐのうち、Ｐ2，Ｐ4 …といった偶数番
目のものは、入力ポートに接続されており、偶数番目の
リング状電極Ｐが電圧入力電極となっている。したがっ
て、リング状電極Ｐの総数Ｎが奇数の場合、リング状電
極ＰN は出力ポートに、偶数の場合は、入力ポートに各
々接続されている。そして、このようにＮ本のリング状
電極Ｐを交互に出力ポートと入力ポートとに振り分ける
ことで、隣接する２本のリング状電極Ｐ・Ｐ間での導通
を検出できることとなる。
【００３２】図７に、リング状電極Ｐの総数Ｎが奇数で
あった場合の、マイクロコンピュータにて用いられる真
理値表を示し、図８に、リング状電極Ｐの総数Ｎが偶数
であった場合の真理値表を示す。尚、各表において、Ｎ
が奇数の場合はｎも奇数であり、Ｎが偶数の場合はｎも
偶数である。
あった場合の、マイクロコンピュータにて用いられる真
理値表を示し、図８に、リング状電極Ｐの総数Ｎが偶数
であった場合の真理値表を示す。尚、各表において、Ｎ
が奇数の場合はｎも奇数であり、Ｎが偶数の場合はｎも
偶数である。
【００３３】ここでは、Ｎが奇数の場合について、ペン
本体部５の傾きに伴って半球状ケース６内でボール８が
移動し、接点が変化する様子を示した図９を参照しなが
ら説明する。尚、Ｎが偶数の場合も同様の考え方が適応
でき、説明の便宜上、偶数の場合の説明は省略する。
本体部５の傾きに伴って半球状ケース６内でボール８が
移動し、接点が変化する様子を示した図９を参照しなが
ら説明する。尚、Ｎが偶数の場合も同様の考え方が適応
でき、説明の便宜上、偶数の場合の説明は省略する。
【００３４】Ｎが奇数の場合、図７の真理値表により、
まず、電圧出力電極である奇数番目のリング状電極Ｐ
（Ｐ1 ，Ｐ3 ，…，Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）
に、電圧（１，１，…，１，１，…，１，１）を与え
る。このとき、電圧入力電極である偶数番目のリング状
電極Ｐ（Ｐ2 ，Ｐ4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，
ＰN-3 ，ＰN-1 ）に、電圧（０，０，…，０，０，…，
０，０）が現れれば、何れの電極間にも導通がない状
態、つまり、図９（ａ）に示すように、ペン本体部５に
傾きが無く、ボール８がリング状電極Ｐ1 にのみ接触し
た状態であるから、傾き値を『１』とする。
まず、電圧出力電極である奇数番目のリング状電極Ｐ
（Ｐ1 ，Ｐ3 ，…，Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）
に、電圧（１，１，…，１，１，…，１，１）を与え
る。このとき、電圧入力電極である偶数番目のリング状
電極Ｐ（Ｐ2 ，Ｐ4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，
ＰN-3 ，ＰN-1 ）に、電圧（０，０，…，０，０，…，
０，０）が現れれば、何れの電極間にも導通がない状
態、つまり、図９（ａ）に示すように、ペン本体部５に
傾きが無く、ボール８がリング状電極Ｐ1 にのみ接触し
た状態であるから、傾き値を『１』とする。
【００３５】同様に、電圧出力電極のリング状電極Ｐ
（Ｐ1 ，Ｐ3 ，…，Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）
に、電圧（１，０，…，０，０，…，０，０）を与え、
このとき、電圧入力電極であるリング状電極Ｐ（Ｐ2 ，
Ｐ4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，ＰN-3 ，ＰN-1 ）に、
電圧（１，０，…，０，０，…，０，０）が現れれば、
リング状電極Ｐ1 とリング状電極Ｐ2 とが導通（ショー
ト）した状態、つまり、リング状電極Ｐ1 とリング状電
極Ｐ2 とにボール８が接触している状態であるから、傾
き値を『２』とする。
（Ｐ1 ，Ｐ3 ，…，Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）
に、電圧（１，０，…，０，０，…，０，０）を与え、
このとき、電圧入力電極であるリング状電極Ｐ（Ｐ2 ，
Ｐ4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，ＰN-3 ，ＰN-1 ）に、
電圧（１，０，…，０，０，…，０，０）が現れれば、
リング状電極Ｐ1 とリング状電極Ｐ2 とが導通（ショー
ト）した状態、つまり、リング状電極Ｐ1 とリング状電
極Ｐ2 とにボール８が接触している状態であるから、傾
き値を『２』とする。
【００３６】同様に、電圧出力電極のリング状電極Ｐ
（Ｐ1 ，Ｐ3 ，…，Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）
に、電圧（０，０，…，０，１，…，０，０）を与え、
このとき、電圧入力電極であるリング状電極Ｐ（Ｐ2 ，
Ｐ4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，ＰN-3 ，ＰN-1 ）に、
電圧（０，０，…，１，０，…，０，０）が現れれば、
リング状電極Ｐn-1 とリング状電極Ｐn とが導通した状
態、つまり、図９（ｂ）に示すように、ペン本体部５が
やや傾いた、リング状電極Ｐn-1 とリング状電極Ｐn と
にボール８が接触している状態であるから、傾き値を
『ｎ』とする。
（Ｐ1 ，Ｐ3 ，…，Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）
に、電圧（０，０，…，０，１，…，０，０）を与え、
このとき、電圧入力電極であるリング状電極Ｐ（Ｐ2 ，
Ｐ4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，ＰN-3 ，ＰN-1 ）に、
電圧（０，０，…，１，０，…，０，０）が現れれば、
リング状電極Ｐn-1 とリング状電極Ｐn とが導通した状
態、つまり、図９（ｂ）に示すように、ペン本体部５が
やや傾いた、リング状電極Ｐn-1 とリング状電極Ｐn と
にボール８が接触している状態であるから、傾き値を
『ｎ』とする。
【００３７】同様に、電圧出力電極のリング状電極Ｐ
（Ｐ1 ，Ｐ3 ，…，Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）
に、電圧（０，０，…，０，０，…，０，１）を与え、
このとき、電圧入力電極であるリング状電極Ｐ（Ｐ2 ，
Ｐ4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，ＰN-3 ，ＰN-1 ）に、
電圧（０，０，…，０，０，…，０，１）が現れれば、
リング状電極ＰN-1 とリング状電極ＰN とが導通した状
態、つまり、図９（ｃ）に示すように、ペン本体部５が
最大に傾いた、リング状電極ＰN-1 とリング状電極ＰN
とにボール８が接触している状態であるから、傾き値を
『Ｎ』とする。
（Ｐ1 ，Ｐ3 ，…，Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）
に、電圧（０，０，…，０，０，…，０，１）を与え、
このとき、電圧入力電極であるリング状電極Ｐ（Ｐ2 ，
Ｐ4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，ＰN-3 ，ＰN-1 ）に、
電圧（０，０，…，０，０，…，０，１）が現れれば、
リング状電極ＰN-1 とリング状電極ＰN とが導通した状
態、つまり、図９（ｃ）に示すように、ペン本体部５が
最大に傾いた、リング状電極ＰN-1 とリング状電極ＰN
とにボール８が接触している状態であるから、傾き値を
『Ｎ』とする。
【００３８】したがって、Ｎ段階で表される傾きを、電
圧出力電極のリング状電極Ｐ（Ｐ1，Ｐ3 ，…，
Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）に出力する電圧を変
化させ、電圧入力電極であるリング状電極Ｐ（Ｐ2 ，Ｐ
4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，ＰN- 3 ，ＰN-1 ）に入力
される電圧を検出するといったことを、最大でもＮ回行
うことで、１回の傾き値を検出できる。
圧出力電極のリング状電極Ｐ（Ｐ1，Ｐ3 ，…，
Ｐn-2 ，Ｐn ，…，ＰN-2 ，ＰN ）に出力する電圧を変
化させ、電圧入力電極であるリング状電極Ｐ（Ｐ2 ，Ｐ
4 ，…，Ｐn-1 ，Ｐn+1 ，…，ＰN- 3 ，ＰN-1 ）に入力
される電圧を検出するといったことを、最大でもＮ回行
うことで、１回の傾き値を検出できる。
【００３９】次に、マイクロコンピュータ９により実施
される、傾き値を求め、求めた傾き値を本体処理装置３
へと出力する処理の流れを、図１０、図１１のフローチ
ャートに基づいて説明する。尚、このフローチャート
は、リング状電極Ｐの総数Ｎが奇数であるか偶数である
かには依存しないものである。
される、傾き値を求め、求めた傾き値を本体処理装置３
へと出力する処理の流れを、図１０、図１１のフローチ
ャートに基づいて説明する。尚、このフローチャート
は、リング状電極Ｐの総数Ｎが奇数であるか偶数である
かには依存しないものである。
【００４０】図１０のＳ１の傾き値検出処理では、ま
ず、図１１に示すように、Ｉ／Ｏポート１２の出力ポー
トに接続されている、全ての電圧出力電極の電圧を
“１”にする（Ｓ１１）。次に、Ｉ／Ｏポート１２の入
力ポートに接続されている、全ての電圧入力電極の電圧
を調べる（Ｓ１２）。ここで、全ての電圧入力電極の電
圧が“０”ならば、ペン本体部５は傾いていない状態で
あるので、Ｓ２１に移行して、『傾き値＝１』とする。
ず、図１１に示すように、Ｉ／Ｏポート１２の出力ポー
トに接続されている、全ての電圧出力電極の電圧を
“１”にする（Ｓ１１）。次に、Ｉ／Ｏポート１２の入
力ポートに接続されている、全ての電圧入力電極の電圧
を調べる（Ｓ１２）。ここで、全ての電圧入力電極の電
圧が“０”ならば、ペン本体部５は傾いていない状態で
あるので、Ｓ２１に移行して、『傾き値＝１』とする。
【００４１】一方、Ｓ１２にて、全ての電圧入力電極の
電圧が“０”でなければ、ペン本体部５が傾いているの
で、傾きを調べるために、Ｓ１３に移行して、カウンタ
ｉを１にセットする。そして、電圧出力電極のうちのリ
ング状電極Ｐi の電圧を“１”に、それ以外の電圧出力
電極の電圧を“０”にする（Ｓ１４）。
電圧が“０”でなければ、ペン本体部５が傾いているの
で、傾きを調べるために、Ｓ１３に移行して、カウンタ
ｉを１にセットする。そして、電圧出力電極のうちのリ
ング状電極Ｐi の電圧を“１”に、それ以外の電圧出力
電極の電圧を“０”にする（Ｓ１４）。
【００４２】次に、電圧入力電極のうちのリング状電極
Ｐi+1 の電圧を調べる（Ｓ１５）。ここで、リング状電
極Ｐi+1 の電圧が“１”ならば、Ｓ１９に移行して、
『傾き値＝ｉ＋１』とする。
Ｐi+1 の電圧を調べる（Ｓ１５）。ここで、リング状電
極Ｐi+1 の電圧が“１”ならば、Ｓ１９に移行して、
『傾き値＝ｉ＋１』とする。
【００４３】一方、Ｓ１５において、リング状電極Ｐ
i+1 の電圧が“１”でなければ、カウンタｉの値を２増
やして（Ｓ１６）、Ｓ１７に移行し、電圧出力電極のう
ちのリング状電極Ｐi の電圧を“１”に、それ以外の電
圧出力電極の電圧を“０”にする。
i+1 の電圧が“１”でなければ、カウンタｉの値を２増
やして（Ｓ１６）、Ｓ１７に移行し、電圧出力電極のう
ちのリング状電極Ｐi の電圧を“１”に、それ以外の電
圧出力電極の電圧を“０”にする。
【００４４】次に、電圧入力電極のうちのリング状電極
Ｐi-1 の電圧を調べる（Ｓ１８）。ここで、リング状電
極Ｐi-1 の電圧が“１”ならば、Ｓ２０に移行して、
『傾き値＝ｉ』とする。
Ｐi-1 の電圧を調べる（Ｓ１８）。ここで、リング状電
極Ｐi-1 の電圧が“１”ならば、Ｓ２０に移行して、
『傾き値＝ｉ』とする。
【００４５】一方、Ｓ１８において、リング状電極Ｐ
i-1 の電圧が“１”でなければ、さらに傾きを調べるた
めに、Ｓ１４に戻り、傾き値が検出されるまで、Ｓ１４
〜Ｓ１８の処理を繰り返す。
i-1 の電圧が“１”でなければ、さらに傾きを調べるた
めに、Ｓ１４に戻り、傾き値が検出されるまで、Ｓ１４
〜Ｓ１８の処理を繰り返す。
【００４６】Ｓ１９、Ｓ２０又はＳ２１にて、傾き値が
得られると、傾き検出処理を終了し、図１０のＳ２に移
行し、得られた傾き値をコネクタ１０から出力して、本
体処理装置３へと伝送する。本体処理装置３では、傾き
値が小さければ細い線、傾き値が大きければ太い線を描
くようなデータ処理が実施される。
得られると、傾き検出処理を終了し、図１０のＳ２に移
行し、得られた傾き値をコネクタ１０から出力して、本
体処理装置３へと伝送する。本体処理装置３では、傾き
値が小さければ細い線、傾き値が大きければ太い線を描
くようなデータ処理が実施される。
【００４７】以上のように、本実施例においては、入力
ペン１のペン本体部５には、ボール８を収容し、かつ内
面に複数のリング状電極Ｐが形成された半球状ケース６
が取り付けられており、入力ペン１傾きに応じて移動す
るボール８の位置を簡単な電気接点のみで検出して入力
ペン１の傾きを得るようになっている。
ペン１のペン本体部５には、ボール８を収容し、かつ内
面に複数のリング状電極Ｐが形成された半球状ケース６
が取り付けられており、入力ペン１傾きに応じて移動す
るボール８の位置を簡単な電気接点のみで検出して入力
ペン１の傾きを得るようになっている。
【００４８】したがって、入力ペン内部に座標検出用の
励磁コイルを設ける必要がないので、入力ペン１の構造
が簡素化できて、コスト削減が図れると共に、座標検出
用の励磁コイルを用いた場合のような複雑な演算も必要
ないので、マイクロコンピュータ９として一般に低レベ
ルのマイクロコンピュータを使用したとしても、負荷が
かからず、応答性にも問題ない。
励磁コイルを設ける必要がないので、入力ペン１の構造
が簡素化できて、コスト削減が図れると共に、座標検出
用の励磁コイルを用いた場合のような複雑な演算も必要
ないので、マイクロコンピュータ９として一般に低レベ
ルのマイクロコンピュータを使用したとしても、負荷が
かからず、応答性にも問題ない。
【００４９】また、励磁コイルを用いた方法では、入力
ペンにて座標入力装置の端部側を指示し、入力ペン内の
励磁コイルが座標入力装置上からはずれた位置になる
と、座標が検出できなくなり、傾きを得られなかった
が、これによれば、座標検出とは関係なく入力ペン１の
傾きを検出することができるので、座標入力可能である
にもかかわらず、傾きを検出できないといった不具合は
生じないものである。
ペンにて座標入力装置の端部側を指示し、入力ペン内の
励磁コイルが座標入力装置上からはずれた位置になる
と、座標が検出できなくなり、傾きを得られなかった
が、これによれば、座標検出とは関係なく入力ペン１の
傾きを検出することができるので、座標入力可能である
にもかかわらず、傾きを検出できないといった不具合は
生じないものである。
【００５０】そして、本実施例のペン入力装置では、得
られた入力ペン１の傾き値に基づいて、入力ペン１で描
く線の太さを変化させるようになっており、これによ
り、入力ペン１を傾けるだけで線の太さを変化し得る、
操作が自然で、筆記具の使用感や、手書き感覚が再現さ
れた優れた装置が、簡単な構成で比較的安価にて、かつ
入力ペン１に内蔵するマイクロコンピュータ９として低
レベルのマイクロコンピュータを使用しても応答性よく
実現できる。
られた入力ペン１の傾き値に基づいて、入力ペン１で描
く線の太さを変化させるようになっており、これによ
り、入力ペン１を傾けるだけで線の太さを変化し得る、
操作が自然で、筆記具の使用感や、手書き感覚が再現さ
れた優れた装置が、簡単な構成で比較的安価にて、かつ
入力ペン１に内蔵するマイクロコンピュータ９として低
レベルのマイクロコンピュータを使用しても応答性よく
実現できる。
【００５１】〔実施例２〕本発明の他の実施例を、前述
の実施例１の説明図である図１ないし図１１を参照して
説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前
記実施例１にて示した部材と同一の機能を有する部材に
は、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
の実施例１の説明図である図１ないし図１１を参照して
説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前
記実施例１にて示した部材と同一の機能を有する部材に
は、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００５２】本実施例のペン入力装置は、図２に示すよ
うに、前述の実施例１における本体処理装置３に代え
て、入力ペン１の傾き値から、Ｘ−Ｙ座標面の法線方向
のＺ座標を検出する本体処理装置（Ｚ座標検出手段）１
３を有しており、３次元図形の入力が可能なものであ
る。
うに、前述の実施例１における本体処理装置３に代え
て、入力ペン１の傾き値から、Ｘ−Ｙ座標面の法線方向
のＺ座標を検出する本体処理装置（Ｚ座標検出手段）１
３を有しており、３次元図形の入力が可能なものであ
る。
【００５３】尚、入力ペン１のブロック図やペン入力装
置のブロック図、入力ペン１におけるリング状電極の構
成、リング状電極の総数Ｎが奇数、偶数時のリング状電
極とＩ／Ｏポート１２の結線図、真理値表、及びフロー
チャートは、前述の図１、図３ないし図１１にて示した
ものを用いることができる。
置のブロック図、入力ペン１におけるリング状電極の構
成、リング状電極の総数Ｎが奇数、偶数時のリング状電
極とＩ／Ｏポート１２の結線図、真理値表、及びフロー
チャートは、前述の図１、図３ないし図１１にて示した
ものを用いることができる。
【００５４】これにより、入力ペン１を傾けるだけで入
力面の法線方向のＺ座標を入力させることが可能な、３
次元図形を入力し得るペン入力装置を、簡単な構成で比
較的安価にて、かつ入力ペン１に内蔵するマイクロコン
ピュータ９として低レベルのものを使用しても応答性よ
く実現できる。
力面の法線方向のＺ座標を入力させることが可能な、３
次元図形を入力し得るペン入力装置を、簡単な構成で比
較的安価にて、かつ入力ペン１に内蔵するマイクロコン
ピュータ９として低レベルのものを使用しても応答性よ
く実現できる。
【００５５】〔実施例３〕本発明の他の実施例を、前述
の実施例１の説明図である図２ないし図８、図１１を参
照すると共に、図１２ないし図１４に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施例
１にて示した部材と同一の機能を有する部材には、同一
の符号を付記し、その説明を省略する。
の実施例１の説明図である図２ないし図８、図１１を参
照すると共に、図１２ないし図１４に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施例
１にて示した部材と同一の機能を有する部材には、同一
の符号を付記し、その説明を省略する。
【００５６】本実施例のペン入力装置は、図１２に示す
ように、ペン本体部５のＮ本のリング状電極Ｐは、検出
部７に代えて検出部１４に接続されており、かつ、この
検出部１４には、記憶用ボタン１５からの信号が入力さ
れるようになっている。この記憶用ボタン１５は、検出
部１４にて得られた入力ペン１の傾きに応じた『傾き
値』を一時的に記憶させる必要が生じた場合に、ユーザ
にて押圧されるものであり、本発明の傾き一時固定指示
手段である。
ように、ペン本体部５のＮ本のリング状電極Ｐは、検出
部７に代えて検出部１４に接続されており、かつ、この
検出部１４には、記憶用ボタン１５からの信号が入力さ
れるようになっている。この記憶用ボタン１５は、検出
部１４にて得られた入力ペン１の傾きに応じた『傾き
値』を一時的に記憶させる必要が生じた場合に、ユーザ
にて押圧されるものであり、本発明の傾き一時固定指示
手段である。
【００５７】上記検出部１４は、図１３に示すように、
マイクロコンピュータ９’、演算手段１１’、及びＩ／
Ｏポート１２を備えると共に、さらに、傾き値を記憶す
るための傾き値記憶装置１６を備えている。マイクロコ
ンピュータ９’は、演算手段１１’のプログラムに従
い、Ｉ／Ｏポート１２を経由して各リング状電極Ｐに電
圧を与え、各リング状電極Ｐ間の導通を検出し、その検
出結果を基にして、入力ペン１の傾きに応じた傾き値を
検出する一方、演算手段１１’のプログラムに従って、
コネクタ１０に出力するようになっている。また、マイ
クロコンピュータ９’は、演算手段１１’のプログラム
に従い、傾き値記憶装置１６に傾き値を記憶させる一
方、取り出すこともできる。このような傾き値記憶装置
１６への傾き値の記憶は、記憶用ボタン１５がＯＮさ
れ、傾き値の記憶が指示された際に行われる。記憶用ボ
タン１５がＯＮされると、マイクロコンピュータ９’
は、検出した傾き値をコネクタ１０から出力すると共
に、傾き値記憶装置１６に記憶させ、記憶用ボタン１５
がＯＮされている間は、傾き値記憶装置１６から傾き値
を呼び出し、コネクタ１０へ出力するようになってい
る。また、記憶用ボタン１５がＯＦＦの間は、マイクロ
コンピュータ９’は、検出した傾き値をそのままコネク
タ１０から出力するようになっている。
マイクロコンピュータ９’、演算手段１１’、及びＩ／
Ｏポート１２を備えると共に、さらに、傾き値を記憶す
るための傾き値記憶装置１６を備えている。マイクロコ
ンピュータ９’は、演算手段１１’のプログラムに従
い、Ｉ／Ｏポート１２を経由して各リング状電極Ｐに電
圧を与え、各リング状電極Ｐ間の導通を検出し、その検
出結果を基にして、入力ペン１の傾きに応じた傾き値を
検出する一方、演算手段１１’のプログラムに従って、
コネクタ１０に出力するようになっている。また、マイ
クロコンピュータ９’は、演算手段１１’のプログラム
に従い、傾き値記憶装置１６に傾き値を記憶させる一
方、取り出すこともできる。このような傾き値記憶装置
１６への傾き値の記憶は、記憶用ボタン１５がＯＮさ
れ、傾き値の記憶が指示された際に行われる。記憶用ボ
タン１５がＯＮされると、マイクロコンピュータ９’
は、検出した傾き値をコネクタ１０から出力すると共
に、傾き値記憶装置１６に記憶させ、記憶用ボタン１５
がＯＮされている間は、傾き値記憶装置１６から傾き値
を呼び出し、コネクタ１０へ出力するようになってい
る。また、記憶用ボタン１５がＯＦＦの間は、マイクロ
コンピュータ９’は、検出した傾き値をそのままコネク
タ１０から出力するようになっている。
【００５８】尚、ペン入力装置のブロック図、入力ペン
１におけるリング状電極の構成、リング状電極の総数Ｎ
が奇数、偶数時のリング状電極とＩ／Ｏポート１２の結
線図、真理値表は、前述の図２、図３、図５ないし図８
にて示したものを用いることができる。
１におけるリング状電極の構成、リング状電極の総数Ｎ
が奇数、偶数時のリング状電極とＩ／Ｏポート１２の結
線図、真理値表は、前述の図２、図３、図５ないし図８
にて示したものを用いることができる。
【００５９】次に、マイクロコンピュータ９’により実
施される、傾き値を求め、求めた傾き値を本体処理装置
３へと出力する処理の流れを、図１４のフローチャート
に基づいて説明する。尚、このフローチャートは、リン
グ状電極Ｐの総数Ｎには依存しないものである。
施される、傾き値を求め、求めた傾き値を本体処理装置
３へと出力する処理の流れを、図１４のフローチャート
に基づいて説明する。尚、このフローチャートは、リン
グ状電極Ｐの総数Ｎには依存しないものである。
【００６０】まず、記憶用ボタン１５のＯＮ／ＯＦＦ状
態を調べる（Ｓ３１）。Ｓ３１において、記憶用ボタン
１５がＯＦＦの場合は、新しい傾き値を得るために、前
述の実施例１で図１１に示した傾き値検出処理を実施し
て傾き値を検出する（Ｓ３２）。
態を調べる（Ｓ３１）。Ｓ３１において、記憶用ボタン
１５がＯＦＦの場合は、新しい傾き値を得るために、前
述の実施例１で図１１に示した傾き値検出処理を実施し
て傾き値を検出する（Ｓ３２）。
【００６１】一方、Ｓ３１において、記憶用ボタン１５
がＯＮであれば、記憶用ボタン１５のＯＮが初めての検
出であるかどうか判断し（Ｓ３３）、検出が初めてであ
った場合は、前述の傾き値検出処理を実施して傾き値を
検出する（Ｓ３４）。そして、得られた傾き値を傾き値
記憶装置１６に登録し（Ｓ３５）、傾き値記憶装置１６
から傾き値を取り出す（Ｓ３６）。一方、Ｓ３３におい
て、初めてでなかった場合は、上記のＳ３４、Ｓ３５を
スキップしてＳ３６に移行し、傾き値記憶装置１６から
傾き値を取り出す。
がＯＮであれば、記憶用ボタン１５のＯＮが初めての検
出であるかどうか判断し（Ｓ３３）、検出が初めてであ
った場合は、前述の傾き値検出処理を実施して傾き値を
検出する（Ｓ３４）。そして、得られた傾き値を傾き値
記憶装置１６に登録し（Ｓ３５）、傾き値記憶装置１６
から傾き値を取り出す（Ｓ３６）。一方、Ｓ３３におい
て、初めてでなかった場合は、上記のＳ３４、Ｓ３５を
スキップしてＳ３６に移行し、傾き値記憶装置１６から
傾き値を取り出す。
【００６２】Ｓ３７では、Ｓ３２、Ｓ３６にて得られた
傾き値を、コネクタ１０から出力して、本体処理装置３
へと伝送する。本体処理装置３では、傾き値に応じた線
の幅となるようなデータ処理が実施される。。
傾き値を、コネクタ１０から出力して、本体処理装置３
へと伝送する。本体処理装置３では、傾き値に応じた線
の幅となるようなデータ処理が実施される。。
【００６３】このように、本実施例においては、記憶用
ボタン１５が設けられており、このボタン１５がＯＮさ
ている間は、傾き値記憶装置１６に記憶されている一定
の傾き値が本体処理装置３へと出力される。したがっ
て、一定の線の幅で描きたいときなど、実施例１の装置
では、常に入力ペン１の傾きを一定にしなけれならず、
そのような操作は実質的に不可能であったが、これによ
り、たとえ入力ペン１の傾きが変わっても、既に記憶さ
せている一定の傾き値が本体処理装置３へと出力される
ので、容易に一定の線幅の線を描くことができる。
ボタン１５が設けられており、このボタン１５がＯＮさ
ている間は、傾き値記憶装置１６に記憶されている一定
の傾き値が本体処理装置３へと出力される。したがっ
て、一定の線の幅で描きたいときなど、実施例１の装置
では、常に入力ペン１の傾きを一定にしなけれならず、
そのような操作は実質的に不可能であったが、これによ
り、たとえ入力ペン１の傾きが変わっても、既に記憶さ
せている一定の傾き値が本体処理装置３へと出力される
ので、容易に一定の線幅の線を描くことができる。
【００６４】尚、本実施例においては、本体処理装置３
を備えてペン入力装置を前提として説明したが、実施例
２の本体処理装置１３を備えたペン入力装置に適用する
ことで、Ｚ軸の座標が固定された状態でＸ−Ｙ座標を入
力することが可能となる。
を備えてペン入力装置を前提として説明したが、実施例
２の本体処理装置１３を備えたペン入力装置に適用する
ことで、Ｚ軸の座標が固定された状態でＸ−Ｙ座標を入
力することが可能となる。
【００６５】また、本実施例においては、傾き値を固定
した場合、入力ペン１側の検出部１４から、常に一定の
傾き値が出力されるような構成としたが、このような機
能を本体処理装置３側に担わせる構成ももちろん可能で
ある。
した場合、入力ペン１側の検出部１４から、常に一定の
傾き値が出力されるような構成としたが、このような機
能を本体処理装置３側に担わせる構成ももちろん可能で
ある。
【００６６】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の入力ペンの傾き
検出装置は、以上のように、内部空洞で、入力ペンの軸
に中心軸を有し、入力ペンと一体的に動くように設けら
れると共に、その内面にペン軸を中心として同心円状に
複数のリング状電極が形成された半球状ケースと、上記
半球状ケース内に収容され、入力ペンの傾きに応じて重
力によりケース内を移動する導電性の移動体と、この移
動体の半球状ケース内の位置を、上記リング状電極間の
導通の状態から検出し、検出した位置から入力ペンの傾
きを検出する検出部とを備えた構成である。
検出装置は、以上のように、内部空洞で、入力ペンの軸
に中心軸を有し、入力ペンと一体的に動くように設けら
れると共に、その内面にペン軸を中心として同心円状に
複数のリング状電極が形成された半球状ケースと、上記
半球状ケース内に収容され、入力ペンの傾きに応じて重
力によりケース内を移動する導電性の移動体と、この移
動体の半球状ケース内の位置を、上記リング状電極間の
導通の状態から検出し、検出した位置から入力ペンの傾
きを検出する検出部とを備えた構成である。
【００６７】これにより、従来の技術のように、入力ペ
ン内部に座標検出用の励磁コイルを設ける必要などな
く、入力ペンの傾きに応じて移動する移動体の位置を簡
単な電気接点のみで検出する構成であるので、入力ペン
の構造の簡素化が可能で、比較的安価に実現することが
できる。
ン内部に座標検出用の励磁コイルを設ける必要などな
く、入力ペンの傾きに応じて移動する移動体の位置を簡
単な電気接点のみで検出する構成であるので、入力ペン
の構造の簡素化が可能で、比較的安価に実現することが
できる。
【００６８】また、従来の技術では、入力ペンの傾きが
変わる都度、傾き角度を得る高度で複雑な演算を繰り返
す必要があり、入力ペンに内蔵される一般に低レベルの
マイクロコンピュータを使用する装置においては負荷が
高く、応答性にも問題が出やすいが、本発明では、演算
が必要な部分でも簡単な四則演算で済ますことができ、
低レベルのマイクロコンピュータでも高速で処理させる
ことができる。
変わる都度、傾き角度を得る高度で複雑な演算を繰り返
す必要があり、入力ペンに内蔵される一般に低レベルの
マイクロコンピュータを使用する装置においては負荷が
高く、応答性にも問題が出やすいが、本発明では、演算
が必要な部分でも簡単な四則演算で済ますことができ、
低レベルのマイクロコンピュータでも高速で処理させる
ことができる。
【００６９】また、従来の技術では、入力ペンが座標入
力装置から外れた位置になると座標が検出できなくなる
が、本発明では、座標検出とは関係なく入力ペンの傾き
を検出することができるため、このような不具合は招来
されないといった効果も奏す。
力装置から外れた位置になると座標が検出できなくなる
が、本発明では、座標検出とは関係なく入力ペンの傾き
を検出することができるため、このような不具合は招来
されないといった効果も奏す。
【００７０】本発明の請求項２記載のペン入力装置は、
以上のように、上記請求項１記載の入力ペンの傾き検出
装置を有し、この傾き検出装置にて検出された傾きに応
じて、入力ペンにて描かれる線の太さを変更する線幅制
御手段が設けられている構成である。
以上のように、上記請求項１記載の入力ペンの傾き検出
装置を有し、この傾き検出装置にて検出された傾きに応
じて、入力ペンにて描かれる線の太さを変更する線幅制
御手段が設けられている構成である。
【００７１】これにより、入力ペンを傾けるだけで線の
太さを変化し得る、操作も自然で、筆記具の使用感や、
手書き感覚が再現された優れたペン入力装置を、簡単な
構成で比較的安価にて、かつ低レベルのマイクロコンピ
ュータを使用しても応答性よく実現できるという効果を
奏する。
太さを変化し得る、操作も自然で、筆記具の使用感や、
手書き感覚が再現された優れたペン入力装置を、簡単な
構成で比較的安価にて、かつ低レベルのマイクロコンピ
ュータを使用しても応答性よく実現できるという効果を
奏する。
【００７２】本発明の請求項３記載のペン入力装置は、
以上のように、上記請求項１記載の入力ペンの傾き検出
装置を有し、この傾き検出装置にて検出された傾きに応
じて、入力面の法線方向の座標を検出するＺ座標検出手
段が設けられている構成である。
以上のように、上記請求項１記載の入力ペンの傾き検出
装置を有し、この傾き検出装置にて検出された傾きに応
じて、入力面の法線方向の座標を検出するＺ座標検出手
段が設けられている構成である。
【００７３】これにより、入力ペンを傾けるだけで入力
面の法線方向のＺ座標を入力させることが可能となり、
３次元図形を入力可能なペン入力装置を、簡単な構成で
比較的安価にて、かつ入力ペンに内蔵するマイクロコン
ピュータとして低レベルのものを使用しても応答性よく
実現できるという効果を奏する。
面の法線方向のＺ座標を入力させることが可能となり、
３次元図形を入力可能なペン入力装置を、簡単な構成で
比較的安価にて、かつ入力ペンに内蔵するマイクロコン
ピュータとして低レベルのものを使用しても応答性よく
実現できるという効果を奏する。
【００７４】本発明の請求項４記載のペン入力装置は、
以上のように、上記請求項２又は３記載の構成におい
て、上記の入力ペンの傾き検出装置にて検出された傾き
を記憶手段に一時的に記憶させ、この記憶させた傾きを
実際に検出される傾きに代えて用いるよう指示する傾き
一時固定指示手段を有し、上記傾き一時固定指示手段に
より指示された際、記憶手段は傾き検出装置にて検出さ
れた傾きを一時的に記憶し、上記線幅制御手段又はＺ座
標検出手段は、記憶手段に記憶されている傾きを実際に
検出される傾きに代えて用いるようになっている構成で
ある。
以上のように、上記請求項２又は３記載の構成におい
て、上記の入力ペンの傾き検出装置にて検出された傾き
を記憶手段に一時的に記憶させ、この記憶させた傾きを
実際に検出される傾きに代えて用いるよう指示する傾き
一時固定指示手段を有し、上記傾き一時固定指示手段に
より指示された際、記憶手段は傾き検出装置にて検出さ
れた傾きを一時的に記憶し、上記線幅制御手段又はＺ座
標検出手段は、記憶手段に記憶されている傾きを実際に
検出される傾きに代えて用いるようになっている構成で
ある。
【００７５】これにより、一定の線の太さで線を描きた
い時や、等高線の入力などＺ座標値を一定にしながらＸ
−Ｙ座標を入力したい場合、請求項２・３の構成では、
入力ペンの傾きを一切変化させないように描く必要があ
り、このような操作は実際には不可能であるが、この構
成を採用することで、記憶手段にて記憶させて傾きを基
にして、一定の線の太さの線や、Ｚ座標値を一定にした
Ｘ−Ｙ座標を入力することが可能となるという効果を奏
する。
い時や、等高線の入力などＺ座標値を一定にしながらＸ
−Ｙ座標を入力したい場合、請求項２・３の構成では、
入力ペンの傾きを一切変化させないように描く必要があ
り、このような操作は実際には不可能であるが、この構
成を採用することで、記憶手段にて記憶させて傾きを基
にして、一定の線の太さの線や、Ｚ座標値を一定にした
Ｘ−Ｙ座標を入力することが可能となるという効果を奏
する。
【図１】本発明の一実施例を示すもので、入力ペンの構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】上記入力ペンを備えたペン入力装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】上記入力ペンのペン本体部に設けられた半球状
ケースと、半球状ケース内面に形成された複数のリング
状電極Ｐを示す説明図である。
ケースと、半球状ケース内面に形成された複数のリング
状電極Ｐを示す説明図である。
【図４】上記入力ペンのシステムブロック図である。
【図５】リング状電極の総数が奇数の場合の、各リング
状電極とＩ／Ｏポートとの接続状態を示す結線図であ
る。
状電極とＩ／Ｏポートとの接続状態を示す結線図であ
る。
【図６】リング状電極の総数が偶数の場合の、各リング
状電極とＩ／Ｏポートとの接続状態を示す結線図であ
る。
状電極とＩ／Ｏポートとの接続状態を示す結線図であ
る。
【図７】リング状電極の総数が奇数の場合の、真理値表
である。
である。
【図８】リング状電極の総数が偶数の場合の、真理値表
である。
である。
【図９】入力ペンの傾きによるリング状電極とボールと
の接点の変化を説明する図である。
の接点の変化を説明する図である。
【図１０】傾き値を検出し、本体処理装置へと出力する
処理の流れを示すフローチャートである。
処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】傾き値を検出する処理の流れを示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１２】本発明の他の実施例を示すもので、傾き値を
一時的に固定する機能を備えた入力ペンの構成を示すブ
ロック図である。
一時的に固定する機能を備えた入力ペンの構成を示すブ
ロック図である。
【図１３】上記入力ペンのシステムブロック図である。
【図１４】上記入力ペンを用いて、傾き値を検出し、本
体処理装置へと出力する処理の流れを示すフローチャー
トである。
体処理装置へと出力する処理の流れを示すフローチャー
トである。
【図１５】従来のペン入力装置の構成を示すブロック図
である。
である。
１ 入力ペン ２ Ｘ−Ｙ座標検出用センサパネル ３ 本体処理装置 ４ 平面ディスプレイパネル ５ ペン本体部 ５ａ ペン軸 ６ 半球状ケース ７ 検出部 ８ ボール（移動体） ９ マイクロコンピュータ ９’ マイクロコンピュータ １１ 演算手段 １１’ 演算手段 １２ Ｉ／Ｏポート １３ 本体処理装置 １４ 検出部 １５ 記憶用ボタン（傾き値一時固定指示手段） １６ 傾き値記憶装置（記憶手段）
Claims (4)
- 【請求項１】入力ペンを用いて文字や図形、座標等の情
報を入力するペン入力装置に備えられ、入力ペンの傾き
を検出する傾き検出装置において、 内部空洞で、入力ペンの軸に中心軸を有し、入力ペンと
一体的に動くように設けられると共に、その内面にペン
軸を中心として同心円状に複数のリング状電極が形成さ
れた半球状ケースと、 上記半球状ケース内に収容され、入力ペンの傾きに応じ
て重力によりケース内を移動する導電性の移動体と、 この移動体の半球状ケース内の位置を、上記リング状電
極間の導通の状態から検出し、検出した位置から入力ペ
ンの傾きを検出する検出部とを備えたことを特徴とする
入力ペンの傾き検出装置。 - 【請求項２】上記請求項１記載の入力ペンの傾き検出装
置を有し、この傾き検出装置にて検出された傾きに応じ
て、入力ペンにて描かれる線の太さを変更する線幅制御
手段が設けられていることを特徴とするペン入力装置。 - 【請求項３】上記請求項１記載の入力ペンの傾き検出装
置を有し、この傾き検出装置にて検出された傾きに応じ
て、入力面の法線方向の座標を検出するＺ座標検出手段
が設けられていることを特徴とするペン入力装置。 - 【請求項４】上記の入力ペンの傾き検出装置にて検出さ
れた傾きを記憶手段に一時的に記憶させ、この記憶させ
た傾きを実際に検出される傾きに代えて用いるよう指示
する傾き一時固定指示手段を有し、 上記傾き一時固定指示手段により指示された際、記憶手
段は傾き検出装置にて検出された傾きを一時的に記憶
し、上記線幅制御手段又はＺ座標検出手段は、記憶手段
に記憶されている傾きを実際に検出される傾きに代えて
用いるようになっていることを特徴とする請求項２又は
３記載のペン入力装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16411395A JP3120022B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | ペン入力装置 |
| US08/636,939 US5696538A (en) | 1995-06-29 | 1996-04-24 | Apparatus for detecting input-pen's inclination, and pen input apparatus equipped with it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16411395A JP3120022B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | ペン入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0916311A true JPH0916311A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3120022B2 JP3120022B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=15787005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16411395A Expired - Fee Related JP3120022B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | ペン入力装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5696538A (ja) |
| JP (1) | JP3120022B2 (ja) |
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| CN110076791A (zh) * | 2018-01-26 | 2019-08-02 | 南京机器人研究院有限公司 | 笔势模仿机器人 |
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