JPH0916320A - ペン型入力装置 - Google Patents
ペン型入力装置Info
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- JPH0916320A JPH0916320A JP16080095A JP16080095A JPH0916320A JP H0916320 A JPH0916320 A JP H0916320A JP 16080095 A JP16080095 A JP 16080095A JP 16080095 A JP16080095 A JP 16080095A JP H0916320 A JPH0916320 A JP H0916320A
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Abstract
も、ペンの移動量を求めて正確なポインティング動作を
可能にすることを特徴とする。 【構成】本体1内の微動スティック2及び中空パイプ3
に外部から力が加わると、ダイヤフラム4が撓み、該ダ
イヤフラム4を支点として中空パイプ3が傾く。この傾
きにより、中空パイプ3に配設された可動電極板5と、
本体1内の固定部材6上で該可動電極板5と対向配置さ
れた固定電極板7との間隙が変化する。可動電極板5と
固定電極板7の間に生じる容量は、センサ処理装置8で
測定・演算されて、ペン先に加えられた力の方向及び大
きさが算出される。算出されたX、Y、Zの各軸方向の
力成分のうちVx、VyはマウスのX、Y方向の移動量
に変換され、Vzは予め設定された閾値と比較されてマ
ウス釦の動作に変換される。上記移動量及び釦の動作
は、通信用LED11を介して出力される。
Description
に簡便に使用可能なペン型入力装置に関するものであ
る。
て位置やコマンドの指示を行うポインティングデバイス
としては、マウスがよく知られている。このマウスは、
使用者の手全体で操作を行うため、文字を書く等の細か
い動きに対応することが困難であるという問題を有して
いた。
て指先で力を加えることによってポインティングを行う
もの(例えばIBM社:Track Point (商標名)、イン
ターリンク社:Porta Point (商標名)等)は、操作に
要するスペースは少なくて済む。しかしながら、独特の
操作感覚を必要とするために、慣れが必要であるという
問題を有していた。
26号公報による位置検出装置には、ペン型をした入力
装置が記載されている。この入力装置の位置検出部は、
平行に配列された複数の長尺の磁性体と、この磁性体の
周囲に直交する方向に所定の間隔で配設された複数の検
出線と、上記磁性体及び検出線の周囲のほぼ全域に亘っ
て複数回巻回された励磁線とを備えている。この励磁線
に、駆動電流源から所定周期の交番電流を供給して磁束
を発生させる。そして、この磁束により上記複数の検出
線に誘起された電圧を信号検出回路で次々と取出してそ
の差分を取り、差分電圧が所定の基準電圧と等しくなる
位置を算出する。こうして、定常的な磁界を発生する位
置指定用磁気発生器である入力ペンにより位置検出部上
の指定位置を求めると共に、位置検出回路で差分電圧の
傾きを検出して、該入力ペンの位置検出部に対する高さ
を求める。
6号公報の位置検出装置を用いれば、人間が従来から使
用している筆記用具と同じ感覚で使用できるため、細か
い動作を入力することが可能である。
た特開平61−226826号公報に記載の装置は、特
殊なタブレットを必要とするものであった。こうしたタ
ブレットを使用するということは、使用場所の制限して
しまうという問題を有する。特に、携帯機器の入力装置
として用いる場合には、使用場所を制限するタブレット
の存在が携帯性を損ねることになってしまう。
型の入力装置としては、「CASIO社:ペンマウス
(商標名)」等がある。これは、ペン先に取り付けた小
型のボールの回転によってペンの移動を検出するもので
ある。こうした入力装置に於いては、ボール及びペン先
の部分がペン先と同じ程度に小さくなければ、ペンと同
様の操作感を得ることは困難である。しかしながら、該
装置の構造上、ボール及び回転検出部をあまり小さくす
ることができず、それ故ペンの操作感を得ることができ
にくいという問題があった。この発明は上記実情に基い
てなされたものであり、その目的はタブレットを必要と
しないペン型入力装置を提供することである。
端に開口を有するペン型形状の装置本体と、この装置本
体の上記開口よりその一端が露出されて外部からの力が
伝達される作用部材と、上記装置本体に取り付けられて
上記作用部材を支持する支持部材と、この支持部材に設
置された少なくとも1つの電極を有する可動電極板と、
上記装置本体に固定されて上記可動電極板に対向するよ
うに配置された少なくとも1つの電極を有する固定電極
板と、上記可動電極板と固定電極板との間に生じる容量
を測定し、上記作用部材に加えられた3次元の力ベクト
ルを抽出する力ベクトル抽出手段と、この力ベクトル抽
出手段による抽出出力を、上記作用部材の移動方向、移
動量及びマウスのクリック若しくはドラッグの釦動作に
変換するインタフェース装置とを具備することを特徴と
する。
型形状の装置本体と、この装置本体の上記開口よりその
一端が露出されて外部からの力が伝達される作用部材
と、上記装置本体に取り付けられて上記作用部材を支持
する支持部材と、この支持部材に設置された少なくとも
1つの電極を有する可動電極板と、上記装置本体に固定
されて上記可動電極板に対向するように配置された少な
くとも1つの電極を有する固定電極板と、上記可動電極
板と固定電極板との間に生じる容量を測定し、上記作用
部材に加えられた3次元の力ベクトルを抽出する力ベク
トル抽出手段と、この力ベクトル抽出手段による抽出出
力を、上記作用部材の移動方向、移動量及び筆圧に変換
するインタフェース装置とを具備することを特徴とす
る。
を有するペン型形状の装置本体と、この装置本体の上記
開口よりその一端が露出されて外部からの力が伝達され
る作用部材と、上記装置本体に取り付けられて上記作用
部材を支持する支持部材と、この支持部材に設置された
少なくとも1つの電極を有する可動電極板と、上記装置
本体に固定されて上記可動電極板に対向するように配置
された少なくとも1つの電極を有する固定電極板と、上
記可動電極板と固定電極板との間に生じる容量を測定
し、上記作用部材に加えられた3次元の力ベクトルを抽
出する力ベクトル抽出手段と、この力ベクトル抽出手段
の出力から上記作用部材の移動量、移動方向及び筆圧の
時間変化を抽出するストローク抽出手段と、予め複数の
文字及び図形毎のストローク情報を記憶している記憶手
段と、上記ストローク抽出手段から得られたストローク
情報と、上記記憶手段に記憶されている複数の文字及び
図形のストローク情報を比較し、上記作用部材により入
力される文字及び図形情報を判定する判定手段とを具備
することを特徴とする。
型形状の装置本体と、この装置本体の上記開口よりその
一端が露出されたペン軸部と、上記装置本体に取り付け
られて上記ペン軸部を嵌装して支持する支持部材と、こ
の支持部材に設置された少なくとも1つの電極を有する
可動電極板と、上記装置本体に固定されて上記可動電極
板に対向するように配置された少なくとも1つの電極を
有する固定電極板と、上記可動電極板と固定電極板との
間に生じる容量を測定し、上記ペン軸部に加えられた3
次元の力ベクトルを抽出する力ベクトル抽出手段と、こ
の力ベクトル抽出手段による抽出出力を、上記ペン軸部
の移動方向、移動量及び筆圧に変換するインタフェース
装置とを具備することを特徴とする。
型形状の装置本体と、この装置本体の上記開口よりその
一端が露出可能な描画用の芯と、この描画用の芯を嵌入
して上記描画用の芯の保持及び送り出しを行う芯保持機
構と、上記装置本体に取り付けられて上記芯保持機構を
嵌装して支持する支持部材と、この支持部材に設置され
た少なくとも1つの電極を有する可動電極板と、上記装
置本体に固定されて上記可動電極板に対向するように配
置された少なくとも1つの電極を有する固定電極板と、
上記可動電極板と固定電極板との間に生じる容量を測定
し、上記描画用の芯に加えられた3次元の力ベクトルを
抽出する力ベクトル抽出手段と、この力ベクトル抽出手
段による抽出出力を、上記描画用の芯の移動方向、移動
量及び筆圧に変換するインタフェース装置とを具備する
ことを特徴とする。
っては、任意の支持面上でペンを押しつけるか、若しく
はスライドさせることにより、任意の方向・速度でカー
ソルを移動することができる。また、クリックやドラッ
グ等の釦操作が可能となる。
は、任意の支持面上で行った文字や図形等の描画動作を
抽出することができる。また、筆圧の変化に応じて電子
インクの太さ等を変化させることにより、筆ペンと同様
の書き味を実現することが可能になる。
は、任意の支持面上で行った文字や図形等の描画動作を
抽出し、描画した文字や図形を認識してホストコンピュ
ータに送信することが可能となる。
は、任意の支持面上で行った文字や図形等の描画動作を
抽出し、ホストコンピュータに送信すると同時に、イン
クや黒鉛芯を用いて支持面上に描画することが可能にな
る。
明する。図1は、この発明のペン型入力装置が適用され
たポインティングデバイスまたは電子筆ペンの構成を示
すもので、図1(a)は側面図、図1(b)は軸方向か
ら電極の配置を示した図である。
なる微動スティック2が嵌装された中空パイプ3が、ダ
イヤフラム4により支持されている。微動スティック2
は、中空パイプ3内に嵌装されてずれないようになって
いる。
る可動電極板5が配設されている。この可動電極板5と
略対向する位置には、複数の電極を有する固定電極板7
が配設された固定部材6が設けられている。この固定部
材6は本体1に固着されている。
サ処理装置8、処理装置9及びバッテリ10が収容され
ている。そして、本体の後端部には、通信用LED(発
光ダイオード)11が設けられている。更に、本体1の
側面には、サイドスイッチ12が設けられている。
たは電子筆ペンのブロック構成図である。可動電極板5
及び固定電極板7より得られた出力は、センサ処理装置
8に供給される。このセンサ処理装置8では、X、Y、
Zの各軸方向の力成分Vx、Vy、Vzが算出される。
そして、処理装置9では、これら力成分Vx、Vy、V
zに基いて、装置のX、Y方向の移動量及び釦(筆圧)
の動作に変換される。上記処理装置9には、サイドスイ
ッチ12からも信号が入力される。処理装置9に得られ
た情報は、通信用LED11を通して図示されないホス
トコンピュータに送信される。
ンサ処理装置の動作については、特開平4−14883
3号公報の「力・加速度・磁気の検出装置」に於ける検
出手法等を用いる。
及びその周辺部を拡大したもので、図3(a)は通常の
状態を示した図、図3(b)は装置を垂直下方に押す
か、同方向に加速度が加わった状態を示した図である。
動電極板51 、52 、…(図3では51 、52 のみ図示
する)は、全て電気的に結合されている。固定電極板7
は、対向する電極をX+ 、X- 、Y+ 、Y- (電極X
+ 、X- は図示せず)とする。また、固定電極板7の何
れか一対の電極、この場合電極Y+ 、Y- は、更に2分
割して電極Y+1、Y+2、Y-1、Y-2とされる。
線を書くと、ボールペンの芯に相当する微動スティック
2の先に力が加わり、それに応じて芯を保持している
軸、すなわち中空パイプ3が傾く。この中空パイプ3は
変位電極であるので、固定電極板の電極X+ 、X- 、Y
+ 、Y- のそれぞれの方向に近付いたり、離れたりす
る。この変化をここでは静電容量で捕らえ、電圧に変換
する。これら4方向の電圧の変化量をベクトルとみなし
合成すると、力及び加速度の大きさと方向が検知でき
る。
あるが、微動スティック2の先が垂直下方に押される
と、図3(b)に示される状態になる。ここでは、電極
間の距離の変化は起こらないが、相対する電極の面積が
変化する。つまり、微動スティック2の先が垂直下方に
押されると、図示矢印Fで示される方向に中空パイプ3
が移動される。これにより、可動電極板51 と対向する
部分の電極Y+1の面積は減り、電極Y+2は増える。電極
Y-1、Y-2についても同様である。
る可動電極板51 と電極Y+1による静電容量の変化は−
ΔC、可動電極板51 と電極Y+2による静電容量の変化
は+ΔC、同様に可動電極板52 と電極Y-1による静電
容量の変化は−ΔC、可動電極板52 と電極Y-2による
静電容量の変化は+ΔCとなる。
に変化する。この例では、Z方向の力成分を検出するた
めに、Y方向の電極を2分割している。X方向の電極に
ついては、2分割の必要は必ずしもないが、こちらも2
分割することで、より高精度にZ方向の力成分を検出す
ることが可能となる。
成される容量の変化は、図4のように表される。図5
は、第1の実施例によるセンサ処理装置に於ける演算回
路の一例を示したものである。
9、20により得られた容量C(X+)、C(X- )、
C(Y+1)、C(Y+2)、C(Y-1)、C(Y-2)は、
C(容量)/V(電圧)変換器21、22、23、2
4、25、26に供給されて電圧値に変換される。そし
て、C/V変換器21、22の出力からは、差動増幅器
27で差分がとられて、X軸方向の力成分Vxが得られ
る。また、C/V変換器23〜26の出力は、それぞれ
差動増幅器28及び29に供給されて差分がとられる。
そして、差動増幅器28の出力から力成分Vyが、差動
増幅器29の出力から力成分Vzが得られる。
量が電圧に変換され、図示されるような演算回路を用い
ることにより、他軸感度のない出力が得られる。このよ
うな構成に於いて、装置本体1を手に把持して机や膝の
上等の任意の支持面上でスライドさせるか、支持面上で
押えつけると、ペン先に相当する微動スティック2(及
び中空パイプ3)に力が加わる。すると、ダイヤフラム
4が僅かに撓むことによって、このダイヤフラム4を支
点として微動スティック2(及び中空パイプ3)が傾
き、可動電極板5と固定電極板7の間隙が変化する。
3に示されるような複数個の電極がプリントされて、図
5に示されるようなコンデンサ15〜20が構成されて
いる。したがって、コンデンサ15〜20による電極間
の容量を、センサ処理装置8に於いて測定・演算するこ
とで、力の方向及び大きさが算出できる。
Y、Zの各軸方向の力成分Vx、Vy、Vzは、処理装
置9に送出される。そして、この処理装置9に於いて、
X、Y軸方向の力成分はそれぞれマウスのX、Y方向の
移動量に変換される。また、Z軸方向の力成分は、予め
設定された閾値と比較されて、マウス釦の動作に変換さ
れる。
換することによって、電子的な筆ペンを実現することも
できる。筆圧情報は、この他にもコマンド選択等にも用
いることが可能である。移動量及び釦(筆圧)の動作
は、通信用LED11を通してホストコンピュータに送
信される。ホストコンピュータとの通信部分は有線であ
っても、電波等の他の無線通信手段であっても良い。
先の微動スティック2までの距離よりも、ダイヤフラム
4から可動電極板5までの距離が長い場合は、微動ステ
ィック2に加わる力による変移が増幅され、検出感度を
高めることが可能となる。
パイプ2の側面に設置されているが、中空パイプ2を導
電体で成形し、しかも図1に示されるように段差を設け
ることによって、中空パイプ2そのものに可動電極板5
の役割を担わせることが可能となり、製作コストを削減
することができる。
2も含めて一体成形することにより、更なるコスト削減
が可能となる。更に、サイドスイッチ12は、マウス釦
の動作と同様か、若しくはダブルクリックやドラッグ等
のアクションに割り当てることができる。マウスが2つ
以上の釦を有している場合には、サイドスイッチ12を
他方の釦に割り当てても良い。
ンティングデバイスまたは電子筆ペンを使用者の指で把
持した時に、ペン軸の上下関係が正しくなっていなけれ
ば、正しくポインティング動作を行うことができない。
このため、本体1の形状(特に断面)を適切に加工する
ことで、毎回同じ位置で把持するようにさせることが可
能である。
い、使用者の把持方法に合わせてカスタマイズすること
も可能である。また、把持後に補正動作を行うことで、
ペンの向きに合わせて移動方向を調整することもでき
る。
ないホストコンピュータの画面に「ペンを持ち、上から
下に線を引いて下さい」等の表示を行い、押しつけられ
た時の力の向きから把持方向を検出する。または、
(2)サイドスイッチ12を押しながら上下に線を引く
か、一定時間支持面に押さえつけることで、押しつけら
れた時の力の向きから把持方向を検出する、等が考えら
れる。
で、複数の把持方法を処理装置9内若しくはホストコン
ピュータ内のメモリに保持しておき、必要に応じて切り
換えることもできる。
上や膝の上等の任意の支持面上で、タブレットを必要と
せずに、ペンによる描画と同じ形式でポインティング動
作を行うことができる。また、ペンをスライドさせず
に、指先でペンの傾きを僅かに変化させるだけでポイン
ティング動作を行うこともできる。この場合、ポインテ
ィングに要するスペースは極めて小さい。
る。図6は、この発明のペン型入力装置が適用されたス
ティック認識ペンの構成を示すもので、図6(a)は側
面図、図6(b)は軸方向から電極の配置を示した図で
ある。
なる微動スティック2が嵌装された中空パイプ3が、ダ
イヤフラム4により支持されている。微動スティック2
は、中空パイプ3内に嵌装されてずれないようになって
いる。
る可動電極板5が配設されている。この可動電極板5と
略対向する位置には、複数の電極を有する固定電極板7
が配設された固定部材6が設けられている。この固定部
材6は本体1に固着されている。
サ処理装置8、処理装置9、ストローク辞書装置31及
びバッテリ10が収容されている。そして、本体の後端
部には、通信用LED11が設けられている。更に、本
体1の側面には、サイドスイッチ12が設けられてい
る。
ック構成図である。可動電極板5及び固定電極板7より
得られた出力は、センサ処理装置8に供給される。この
センサ処理装置8では、X、Y、Zの各軸方向の力成分
Vx、Vy、Vzが算出される。そして、処理装置9で
は、これら力成分Vx、Vy、Vzに基いて、装置の
X、Y方向の移動量に変換される。また、Z軸方向の力
成分は、予め設定された閾値と比較され、ペンアップ及
びペンダウン情報として変換される。
や図形毎のストローク情報(移動量及びペンアップ/ペ
ンダウン情報)が記憶されている。上記ストローク辞書
装置31から得られた情報は、サイドスイッチ12から
の信号と共に処理装置9に供給される。この処理装置9
に得られた情報は、通信用LED11を通して図示され
ないホストコンピュータに送信される。
いて、本体1を手に把持して机や膝の上等の任意の支持
面上で描画を行う。すると、ペン先の微動スティック2
に力が加わり、ダイヤフラム4が僅かに撓むことによっ
て、可動電極板5と固定電極板7の間隙が変化する。可
動電極板5と固定電極板7には複数個の電極がプリント
されているので、これらの電極間の容量がセンサ処理装
置8に於いて測定・演算されることにより、力の方向及
び大きさが算出できる。
いては、上述した第1の実施例と同じである。センサ処
理装置8に於いて算出されたX、Y、Zの各軸方向の力
成分Vx、Vy、Vzは、処理装置7に送出される。こ
こで、X、Y軸方向の力成分はそれぞれペンのX、Y方
向の移動量に変換される。Z軸方向の力成分は、予め設
定された閾値と比較され、ペンアップ及びペンダウンの
情報として変換される。また、移動量及び筆圧の時間変
化は、ストローク辞書装置31内に記憶されている各文
字や図形毎のストローク情報と比較され、最も近いスト
ローク情報を有する文字または図形が選択される。
報認識の一例を示したものである。尚、同図に於いて、
実線部分はペンダウンの状態を表し、破線部分はペンア
ップでデータ入力が無い場合を表している。
であり、図8(b)はY軸の入力ストロークデータであ
る。図8(c)及び(d)は、ストローク辞書装置31
中の“A”のストロークデータを表したもので、同図
(c)はX軸、同図(d)はY軸のデータを表したもの
である。同様に、図8(e)及び(f)は、ストローク
辞書装置31中の“B”のストロークデータを表したも
ので、同図(e)はX軸、同図(f)はY軸のデータを
表したものである。
動量のデータは含まれていないが、ペンダウンの閾値を
調節して、ペン先を軽く支持面に接触させながらペンア
ップの動作を行うことにより、ペンアップ時の移動量も
含めた認識が可能となる。
ンサ処理装置8から入力された情報が移動量及び筆圧の
時間変化が、ストローク辞書装置31内に記憶されてい
る各文字や図形毎のストローク情報と比較される。そし
て、最も近いストローク情報を有する文字または図形が
選択される。例えば、入力された情報が図8(c)及び
(d)に示されるような“A”のストロークデータに近
いと判定された場合、この入力されたモジュールは
“A”であると判定されて選択される。
選択された文字や図形の符号は、通信用LED11を通
してホストコンピュータに送信される。また、Z軸方向
の力成分をペンの筆圧の情報として変換し、ストローク
情報として、筆圧情報も付加することにより、文字や図
形の認識率を向上させることが可能である。
Pマッチング等の手法を用いて吸収することができる。
また、サイドスイッチ12は、任意のコマンドに割り当
てることができる。その一例としては、ストローク学習
モードと認識モードの切り換え、ポインティングモード
と認識モードの切り換え等がある。
上や膝の上等の任意の支持面上で、タブレットを必要と
せずに、ペンによる描画と同じ形式で文字認識を行うこ
とができる。また、第2の実施例では、認識に使用され
る情報が、ペン先に加わる力の変化であり、直接目に見
える「文字の形」ではないので、他人が模倣することが
極めて困難となり、サイン等の個人認証への適用が特に
有効である。
る。図9は、この発明のペン型入力装置が適用されたス
ティック描画ペンの構成を示したもので、図9(a)は
側面図、図9(b)は軸方向から電極の配置を示した図
である。
ある描画用の芯32が嵌装された中空パイプ3が、ダイ
ヤフラム4により支持されている。描画用の芯32は、
中空パイプ3内に嵌装されてずれないようになってい
る。
る可動電極板5が配設されている。この可動電極板5と
略対向する位置には、複数の電極を有する固定電極板7
が配設された固定部材6が設けられている。この固定部
材6は本体1に固着されている。
サ処理装置8、処理装置9及びバッテリ10が収容され
ている。そして、本体の後端部には通信用LED11
が、更に本体1の側面には、サイドスイッチ12が設け
られている。
ロック構成図である。可動電極板5及び固定電極板7よ
り得られた出力は、センサ処理装置8に供給される。こ
のセンサ処理装置8では、X、Y、Zの各軸方向の力成
分Vx、Vy、Vzが算出される。そして、処理装置9
では、これら力成分Vx、Vy、Vzに基いて、このペ
ンのX、Y方向の移動量に変換される。上記処理装置9
には、サイドスイッチ12からも信号が入力される。処
理装置9に得られた情報は、通信用LED11を通して
図示されないホストコンピュータに送信される。
については、上述した第1の実施例1と同じである。こ
のような構成のスティック描画ペンに於いて、本体1を
手に把持して机や膝の上等の任意の支持面上で描画を行
うと、ペン先の描画用の芯32に力が加わり、ダイヤフ
ラム4が僅かに撓むことによって、可動電極板5と固定
電極板7の間隙が変化する。これらの電極間の容量をセ
ンサ処理装置7に於いて測定・演算することで、力の方
向及び大きさが算出できる。電極板の配置及びセンサ処
理装置の動作については、上述した特開平4−1488
33号公報の「力・加速度・磁気の検出装置」に於ける
検出手法等を用いる。
Y、Zの各軸方向の力成分Vx、Vy、Vzは、処理装
置9に送出される。ここで、X、Y軸方向の力成分はそ
れぞれペンのX、Y方向の移動量に変換される。また、
Z軸方向の力成分は、ペンの筆圧の情報として変換され
る。移動量及び筆圧の動作は、通信用LED11を通し
てホストコンピュータに送信される。ホストコンピュー
タとの通信部分は有線であっても、電波等の他の無線通
信手段であっても良い。また、サイドスイッチ12は、
任意のコマンドに割り当てることができる。
ン等のインクを供給できる構造なら何でも構わないが、
描画時に先端が著しく変形するような構造のものは避け
る。また、描画用の芯32は取り外すことも可能であ
り、この場合には物理的な描画は行われずに、描画デー
タの取り込みだけを行うことができる。尚、芯32を取
り外すのではなく、芯の伸縮機構を設けてワンタッチで
切り換えるような構造にすることも可能である。
上や膝の上等の任意の支持面上で、タブレットを必要と
せずに、ペンによる物理的な描画と同時に、筆圧を含め
た描画動作をホストコンピュータに取り込むことができ
る。
ンを第2の実施例のような文字認識やサイン認証に用い
た場合には、描画された文字を記録として残すことがで
きる。
る。図11は、この発明のペン型入力装置が適用された
スティックシャープペンの構成を示したもので、図11
(a)は側面図、図11(b)は軸方向から電極の配置
を示した図である。
ティックシャープペンのペン先となる黒鉛の芯35を収
容した芯送り出し機構36が設けられている。上記描画
用の芯48は微動パイプ47の内面に嵌入されており、
描画時にぐらつくことはない。また、上記芯送り出し機
構36は、中空パイプ37内に嵌装されてずれないよう
になっている。
り本体34に支持されている。上記中空パイプ3には、
複数の電極を有する可動電極板5が配設されている。こ
の可動電極板5と略対向する位置には、複数の電極を有
する固定電極板7が配設された固定部材6が設けられて
いる。この固定部材6は本体34に固着されている。
サ処理装置8、処理装置9及びバッテリ10が収容され
ている。そして、本体の後端部には通信用LED11を
兼用した芯送り出し用釦38が設けられている。尚、本
体34の側面には、サイドスイッチ12が設けられてい
る。
ンのブロック構成図である。可動電極板5及び固定電極
板7より得られた出力は、センサ処理装置8に供給され
る。このセンサ処理装置8では、X、Y、Zの各軸方向
の力成分Vx、Vy、Vzが算出される。そして、処理
装置9では、これら力成分Vx、Vy、Vzに基いて、
このペンのX、Y方向の移動量に変換される。上記処理
装置9には、サイドスイッチ12からも信号が入力され
る。処理装置9に得られた情報は、通信用LED11を
通して図示されないホストコンピュータに送信される。
については、上述した第1の実施例1と同じである。こ
のような構成に於いて、本体34を手に把持して机や膝
の上等の任意の支持面上で描画を行うと、ペン先の黒鉛
の芯35及び芯送り出し機構36、中空パイプ37に力
が加わり、ダイヤフラム4が僅かに撓むことによって、
可動電極板5と固定電極板7の間隙が変化する。これら
の電極間の容量をセンサ処理装置8にて測定・演算する
ことで、力の方向及び大きさが算出できる。
ついては、上述した特開平4−148833号公報の
「力・加速度・磁気の検出装置」に於ける検出手法等を
用いる。
ことによって、芯送り出し機構36によって送り出され
る。また、芯送り出し釦38を押しながらペン先を押付
けることにより、芯35を引っ込めることができる。芯
を引っ込めた状態では、物理的な描画は行われずに、描
画データの取り込みだけを行うことができる。
Z軸にかかる力として検出することが可能(描画時に対
して負の方向の力となる)であるので、これを取り出し
て、コマンド情報等に利用することが可能である。
Y、Zの各軸方向の力成分Vx、Vy、Vzは、処理装
置9に送出される。ここで、X、Y軸方向の力成分はそ
れぞれペンのX、Y方向の移動量に変換される。また、
Z軸方向の力成分は、ペンの筆圧の情報として変換され
る。移動量及び筆圧の動作は、通信用LED11を通し
てホストコンピュータに送信される。ホストコンピュー
タとの通信部分は有線であっても、電波等の他の無線通
信手段であっても良い。また、サイドスイッチ12は、
任意のコマンドに割り当てることができる。
上等の任意の支持面上で、タブレットを必要とせずに、
ペンによる物理的な描画と同時に、筆圧を含めた描画動
作をホストコンピュータに取り込むことができる。尚、
この第4の実施例を上述した第2の実施例のような文字
認識やサイン認証に用いた場合には、描画された文字を
記録として残すことができる。
ットを必要としないペン型入力装置を提供することがで
きる。
入力装置が適用されたポインティングデバイスまたは電
子筆ペンの構成を示した図である。
ンのブロック構成図である。
拡大したもので、(a)は通常の状態を示した図、
(b)は装置を垂直下方に押すか、同方向に加速度が加
わった状態を示した図である。
電子筆ペンの各電極で構成される容量の変化を表した図
である。
算回路の一例を示した図である。
入力装置が適用されたスティック認識ペンの構成を示し
た図である。
ある。
を示した図である。
入力装置が適用されたスティック描画ペンの構成を示し
た図である。
である。
型入力装置が適用されたスティックシャープペンの構成
を示した図である。
構成図である。
ダイヤフラム、5…可動電極板、6…固定部材、7…固
定電極板、8…センサ処理装置、9…処理装置、10…
バッテリ、11…通信用LED(発光ダイオード)、1
2…サイドスイッチ、15〜20…コンデンサ、21〜
26…C(容量)/V(電圧)変換器、27〜29…差
動増幅器、31…ストローク辞書装置。
Claims (20)
- 【請求項1】 一端に開口を有するペン型形状の装置本
体と、 この装置本体の上記開口よりその一端が露出されて外部
からの力が伝達される作用部材と、 上記装置本体に取り付けられて上記作用部材を支持する
支持部材と、 この支持部材に設置された少なくとも1つの電極を有す
る可動電極板と、 上記装置本体に固定されて上記可動電極板に対向するよ
うに配置された少なくとも1つの電極を有する固定電極
板と、 上記可動電極板と固定電極板との間に生じる容量を測定
し、上記作用部材に加えられた3次元の力ベクトルを抽
出する力ベクトル抽出手段と、 この力ベクトル抽出手段による抽出出力を、上記作用部
材の移動方向、移動量及びマウスのクリック若しくはド
ラッグの釦動作に変換するインタフェース装置とを具備
することを特徴とするペン型入力装置。 - 【請求項2】 上記支持部材は、上記作用部材を嵌装す
る第1の支持手段と、この第1の支持手段を上記装置本
体に支持する第2の支持手段とで構成されることを特徴
とする請求項1に記載のペン型入力装置。 - 【請求項3】 上記可動電極板は、上記第1の支持手段
に設置されることを特徴とする請求項2に記載のペン型
入力装置。 - 【請求項4】 上記可動電極板は、上記作用部材の長手
方向と並行に設置されることを特徴とする請求項3に記
載のペン型入力装置。 - 【請求項5】 一端に開口を有するペン型形状の装置本
体と、 この装置本体の上記開口よりその一端が露出されて外部
からの力が伝達される作用部材と、 上記装置本体に取り付けられて上記作用部材を支持する
支持部材と、 この支持部材に設置された少なくとも1つの電極を有す
る可動電極板と、 上記装置本体に固定されて上記可動電極板に対向するよ
うに配置された少なくとも1つの電極を有する固定電極
板と、 上記可動電極板と固定電極板との間に生じる容量を測定
し、上記作用部材に加えられた3次元の力ベクトルを抽
出する力ベクトル抽出手段と、 この力ベクトル抽出手段による抽出出力を、上記作用部
材の移動方向、移動量及び筆圧に変換するインタフェー
ス装置とを具備することを特徴とするペン型入力装置。 - 【請求項6】 上記支持部材は、上記作用部材を嵌装す
る第1の支持手段と、この第1の支持手段を上記装置本
体に支持する第2の支持手段とで構成されることを特徴
とする請求項5に記載のペン型入力装置。 - 【請求項7】 上記可動電極板は、上記第1の支持手段
に設置されることを特徴とする請求項6に記載のペン型
入力装置。 - 【請求項8】 上記可動電極板は、上記作用部材の長手
方向と並行に設置されることを特徴とする請求項7に記
載のペン型入力装置。 - 【請求項9】 一端に開口を有するペン型形状の装置本
体と、 この装置本体の上記開口よりその一端が露出されて外部
からの力が伝達される作用部材と、 上記装置本体に取り付けられて上記作用部材を支持する
支持部材と、 この支持部材に設置された少なくとも1つの電極を有す
る可動電極板と、 上記装置本体に固定されて上記可動電極板に対向するよ
うに配置された少なくとも1つの電極を有する固定電極
板と、 上記可動電極板と固定電極板との間に生じる容量を測定
し、上記作用部材に加えられた3次元の力ベクトルを抽
出する力ベクトル抽出手段と、 この力ベクトル抽出手段の出力から上記作用部材の移動
量、移動方向及び筆圧の時間変化を抽出するストローク
抽出手段と、 予め複数の文字及び図形毎のストローク情報を記憶して
いる記憶手段と、 上記ストローク抽出手段から得られたストローク情報
と、上記記憶手段に記憶されている複数の文字及び図形
のストローク情報を比較し、上記作用部材により入力さ
れる文字及び図形情報を判定する判定手段とを具備する
ことを特徴とするペン型入力装置。 - 【請求項10】 上記支持部材は、上記作用部材を嵌装
する第1の支持手段と、この第1の支持手段を上記装置
本体に支持する第2の支持手段とで構成されることを特
徴とする請求項9に記載のペン型入力装置。 - 【請求項11】 上記可動電極板は、上記第1の支持手
段に設置されることを特徴とする請求項10に記載のペ
ン型入力装置。 - 【請求項12】 上記可動電極板は、上記作用部材の長
手方向と並行に設置されることを特徴とする請求項11
に記載のペン型入力装置。 - 【請求項13】 一端に開口を有するペン型形状の装置
本体と、 この装置本体の上記開口よりその一端が露出されたペン
軸部と、 上記装置本体に取り付けられて上記ペン軸部を嵌装して
支持する支持部材と、 この支持部材に設置された少なくとも1つの電極を有す
る可動電極板と、 上記装置本体に固定されて上記可動電極板に対向するよ
うに配置された少なくとも1つの電極を有する固定電極
板と、 上記可動電極板と固定電極板との間に生じる容量を測定
し、上記ペン軸部に加えられた3次元の力ベクトルを抽
出する力ベクトル抽出手段と、 この力ベクトル抽出手段による抽出出力を、上記ペン軸
部の移動方向、移動量及び筆圧に変換するインタフェー
ス装置とを具備することを特徴とするペン型入力装置。 - 【請求項14】 上記支持部材は、上記作用部材を嵌装
する第1の支持手段と、この第1の支持手段を上記装置
本体に支持する第2の支持手段とで構成されることを特
徴とする請求項13に記載のペン型入力装置。 - 【請求項15】 上記可動電極板は、上記第1の支持手
段に設置されることを特徴とする請求項14に記載のペ
ン型入力装置。 - 【請求項16】 上記可動電極板は、上記作用部材の長
手方向と並行に設置されることを特徴とする請求項15
に記載のペン型入力装置。 - 【請求項17】 一端に開口を有するペン型形状の装置
本体と、 この装置本体の上記開口よりその一端が露出可能な描画
用の芯と、 この描画用の芯を嵌入して上記描画用の芯の保持及び送
り出しを行う芯保持機構と、 上記装置本体に取り付けられて上記芯保持機構を嵌装し
て支持する支持部材と、 この支持部材に設置された少なくとも1つの電極を有す
る可動電極板と、 上記装置本体に固定されて上記可動電極板に対向するよ
うに配置された少なくとも1つの電極を有する固定電極
板と、 上記可動電極板と固定電極板との間に生じる容量を測定
し、上記描画用の芯に加えられた3次元の力ベクトルを
抽出する力ベクトル抽出手段と、 この力ベクトル抽出手段による抽出出力を、上記描画用
の芯の移動方向、移動量及び筆圧に変換するインタフェ
ース装置とを具備することを特徴とするペン型入力装
置。 - 【請求項18】 上記支持部材は、上記作用部材を嵌装
する第1の支持手段と、この第1の支持手段を上記装置
本体に支持する第2の支持手段とで構成されることを特
徴とする請求項14に記載のペン型入力装置。 - 【請求項19】 上記可動電極板は、上記第1の支持手
段に設置されることを特徴とする請求項18に記載のペ
ン型入力装置。 - 【請求項20】 上記可動電極板は、上記作用部材の長
手方向と並行に設置されることを特徴とする請求項19
に記載のペン型入力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16080095A JP3708169B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | ペン型入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16080095A JP3708169B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | ペン型入力装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0916320A true JPH0916320A (ja) | 1997-01-17 |
JP3708169B2 JP3708169B2 (ja) | 2005-10-19 |
Family
ID=15722724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16080095A Expired - Fee Related JP3708169B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | ペン型入力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3708169B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6104388A (en) * | 1997-07-18 | 2000-08-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Handwriting input device |
JP5016023B2 (ja) * | 2007-02-20 | 2012-09-05 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 操作デバイス及び情報処理システム、情報処理方法 |
JP2014013862A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-23 | Wacom Co Ltd | 容量可変型コンデンサ |
CN107977094A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-05-01 | 深圳市涂画科技有限公司 | 一种用于检测电子笔受力的测力装置 |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP16080095A patent/JP3708169B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US6104388A (en) * | 1997-07-18 | 2000-08-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Handwriting input device |
JP5016023B2 (ja) * | 2007-02-20 | 2012-09-05 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 操作デバイス及び情報処理システム、情報処理方法 |
US8416190B2 (en) | 2007-02-20 | 2013-04-09 | Sony Corporation | Operation device, information processing system, and information processing method |
JP2014013862A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-23 | Wacom Co Ltd | 容量可変型コンデンサ |
CN107977094A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-05-01 | 深圳市涂画科技有限公司 | 一种用于检测电子笔受力的测力装置 |
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---|---|
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