JPH09190271A

JPH09190271A - ペン型入力装置

Info

Publication number: JPH09190271A
Application number: JP1707096A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sato; 康弘佐藤; Takao Inoue; 隆夫井上; Etsuko Fujisawa; 悦子藤沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-01-08
Filing date: 1996-01-08
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ペン型入力装置においては筆記中か否かを検出
する構成が複雑になっていた。そこで、簡単な構成で筆
記中か否かを判断する。【解決手段】加速度センサ２はペン軸と直交する２方向
でペン先部の加速度を検出する。ＬＰＦ３３は「10Hz」
近傍の周波数で加速度信号の高周波成分をカットオフす
る。ＨＰＦ３２は「20Hz」から「100Hz」の間の所定の
周波数で加速度信号の低周波成分をカットオフする。移
動量検出部３６は加速度の低周波成分から筆記による加
速度成分を基にペン先部の移動量を検出する。単安定マ
ルチバイブレータ３４は加速度の高周波成分からペン先
部が筆記面に接しているか否かを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は図形及び文字を入
力するペン型入力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ装置等の入力装置としては
キーボード、マウス、デジタイザ、ライトペン及びタブ
レット等が用いられている。コンピュータ装置の小型化
に伴い、携帯端末装置のニーズが高まり利用者も年々増
加している。そこで、小型の入力装置が求められるよう
になった。

【０００３】キーボードの小型化にはヒューマンインタ
ーフェイスの点で限界があり、携帯端末装置の入力装置
としては実用性が低い。また、マウスはポインティング
デバイスとしては小型化が可能であるが、図形及び文字
等の入力には適さない。

【０００４】このため、携帯端末装置の入力装置として
はタブレットとペンを用いたペン型の入力装置が多く採
用されている。このタブレットを用いたペン型の入力装
置をさらに小型化しようとした場合にはタブレットの大
きさが問題となる。そこで、例えば特開平３-156519号
公報に掲載されたペン型のコンピュータ入力装置、特開
平６-67799号公報に掲載されたペン型のコンピュータ入
力装置、特開平６-230886号公報に掲載されたペンシル
型入力装置のようなタブレットレスの入力装置が開発さ
れた。

【０００５】特開平３-156519号公報に掲載されたペン
型のコンピュータ入力装置は加速度センサで移動方向と
移動量を調べ、圧力検出器でペン先部が筆記面に押しつ
けられたことを検出して図形及び文字の入力をしてい
る。さらに、特開平６-67799号公報に掲載されたペン型
のコンピュータ入力装置は加速度センサで移動方向と移
動量を調べ、圧電振動ジャイロで加速度センサが検出し
た移動方向及び移動量のペン型のコンピュータ入力装置
のローテーションによる影響を補正している。また、特
開平６-230886号公報に掲載されたペンシル型入力装置
はイネーブルスイッチが押されているときに、装置の移
動方向及び移動量を検出している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３-156519号公報に掲載されたペン型のコンピュータ入
力装置ではペン先部が筆記面に押しつけられているか否
かを検出するために、加速度センサと別に圧力検出素子
が必要となる。この圧力検出素子はペンの芯に加わる力
を直接測定する必要があるため、設置場所が限定されペ
ン型コンピュータ入力装置の構造が複雑になっていた。

【０００７】また、特開平６-230886号公報に掲載され
たペンシル型入力装置では、筆記を開始するために筆記
者がイネ−ブルスイッチを押す必要があり、筆記者に負
担となっていた。

【０００８】また、特開平６-67799号公報に掲載された
ペン型のコンピュータ入力装置では、ペン先が筆記面に
接しているか否かを検出する手段を設けていないため、
文字、記号及び図形等のように筆記動作にペン先部のペ
ンアップ及びダウンを伴う入力対象に対しては、ペン先
部が筆記面に接しているか否かを検出する手段を付加し
なければならない。

【０００９】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、筆記入力を簡単な構成で検出する小
型なペン型入力装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るペン型入
力装置は、加速度センサとローパスフィルタとハイパス
フィルタと移動量検出部とアップダウン検出部を有し、
加速度センサはペン軸をｚ軸とした場合のｚ軸と直交す
るｘ軸方向及びｙ軸方向のペン先部の加速度を検出し、
ローパスフィルタは10Hz近傍の周波数で加速度センサか
らの信号の高周波成分をカットオフしてペン先部の筆記
による加速度成分を抽出し、ハイパスフィルタは20Hzか
ら100Hzの間の所定の周波数で加速度センサからの信号
の低周波成分をカットオフしてペン先部の筆記面との摩
擦による加速度成分を抽出し、移動量検出部はローパス
フィルタが抽出した加速度成分を基にペン先部の移動量
を検出し、アップダウン検出部はハイパスフィルタが抽
出した加速度成分を基にペン先部が筆記面に接している
か否かを検出して、加速度センサの出力を基にペン先部
の移動量、移動方向及びペン先部が筆記面に接している
か否かを検出する。

【００１１】さらに、筆圧演算部はハイパスフィルタが
抽出した加速度成分を基に筆圧を求めて、文字及び図形
等の濃淡及び強弱を入力できるようにする。

【００１２】さらに、補正演算部はペン先部が筆記面に
接したとき及びペン先部が筆記面から離れたときのロー
パスフィルタからの出力値をオフセット値として、ロー
パスフィルタからの出力を補正して、加速度センサのド
リフトなどによって生じる誤差を少なくする。

【００１３】さらに、タイマと状態判定部を有し、タイ
マはペン先部が筆記面に接していない時間を計時し、状
態判定部はタイマが計時した時間を基に筆記中か否かを
判断して、文字等のペンの上下動を伴う入力をする場合
に入力の終了を誤検出することを防止する。

【００１４】また、電圧周波数変換部と速度検出部を有
し、電圧周波数変換部はローパスフィルタ又はハイパス
フィルタを通過した信号の電圧を周波数に変換し、速度
検出部は電圧周波数変換部が変換した周波数を基にペン
先部の移動速度を検出し、移動量検出部は速度検出部が
検出したペン先部の移動速度を基にペン先部の移動量を
検出して、移動量の検出誤差を少なくする。

【００１５】さらに、ローパスフィルタを通過した信号
を積分してペン先部の移動速度を検出する積分部を有
し、電圧周波数変換部が変換した周波数を基に検出した
ペン先部の移動速度を積分部が検出した移動速度で補正
して、より正確に装置の移動量を検出する。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明のペン型入力装置は、コ
ンピュータ装置等に文字、記号及び図形等を入力するも
のある。この発明のペン型入力装置は、ペン先部におけ
る加速度の高周波数成分はペン先部と筆記面との摩擦に
よる影響が大きいことを利用して簡単な構成で筆記の開
始及び終了を検出し、正確に図形等を入力するものであ
る。なお、一定筆圧では低周波成分のピーク周波数と高
周波成分のピーク周波数はほぼ筆記速度に比例し、且
つ、低周波成分のピーク周波数は筆記速度を速くしても
10Hz程度であるので、高周波成分と分離することができ
る。

【００１７】ペン型入力装置は、例えば加速度センサと
増幅器とローパスフィルタ（以後、「ＬＰＦ」とい
う。）とハイパスフィルタ（以後、「ＨＰＦ」とい
う。）と移動量検出部とアップダウン検出部を有する。
加速度センサはペン先部にｘ軸方向及びｙ軸方向に向け
て設けられていて、ペン軸をｚ軸とした場合のｚ軸と直
交するｘ軸方向及びｙ軸方向のペン先部の加速度を検出
する。増幅器は加速度センサからの加速度を表わす信号
を増幅する。ＬＰＦは増幅器からの加速度を表わす信号
の10Hz近傍の周波数以上の高周波成分をカットオフし、
ペン先部の筆記による加速度成分を抽出する。ここで、
ＬＰＦのカットオフ周波数を10Hz近傍としたのは既に説
明したように低周波成分のピーク周波数は筆記速度を速
くしても10Hz程度だからである。ＨＰＦは増幅器からの
加速度を表わす信号を20Hzから100Hzの間の所定の周波
数以下の低周波成分をカットオフし、ペン先部の筆記面
との摩擦による加速度成分を抽出する。これはペン先部
と筆記面との摩擦力が加速度の高周波数部分に影響を及
ぼすためで、ＨＰＦのカットオフ周波数をあまり低くす
ると摩擦の影響による高周波成分を分離できなくなり、
逆にあまり高くすると摩擦による影響までカットオフす
ることになるからである。上記ＨＰＦのカットオフ周波
数はフィルタの特性に応じて設定する。移動量検出部は
ＬＰＦが抽出した加速度成分を、例えば２回積分してペ
ン先部の移動量及び移動方向を検出する。アップダウン
検出部はＨＰＦが抽出した加速度成分を基にペン先部が
筆記面上を移動しているか否かを検出して、加速度セン
サの出力を基にペン先部の移動量及びペン先部が筆記面
上を移動しているか否かを検出して、ペン先部が筆記面
に接しているか否かを検出する。

【００１８】さらに、筆圧演算部はＨＰＦが抽出した加
速度成分の振幅のピーク値を求め、求めた振幅のピーク
値から筆圧の強弱を求めて、文字及び図形等の濃淡及び
強弱を入力できるようにしても良い。なお、振幅から筆
圧の計算は、筆圧と加速度の振幅のピーク値が比例関係
にあることを利用して行う。

【００１９】さらに、加速度センサ自体のドリフト等に
より誤差が生じる場合があるので、補正演算部はペン先
部が筆記面に接したとき及びペン先部が筆記面から離れ
たときのローパスフィルタからの出力値をオフセット値
として、ローパスフィルタからの出力を補正して、加速
度センサのドリフトなどによって生じる誤差を少なくし
ても良い。

【００２０】さらに、例えば漢数字の「二」等のように
筆記継続中にペン先部と筆記面が離れる場合があるの
で、タイマと状態判定部を有し、タイマはペン先部が筆
記面に接していない時間を計時し、状態判定部はタイマ
が計時した時間が予め定めた一定時間以上になったとき
に筆記継続中でないと判断して、文字等のペンの上下動
を伴う入力をする場合に入力の終了を誤検出することを
防止する。

【００２１】また、電圧周波数変換部と速度検出部を有
し、電圧周波数変換部はＬＰＦ又はＨＰＦを通過した信
号の電圧を周波数に変換し、速度検出部は電圧周波数変
換部が変換した周波数を基にペン先部の移動速度を検出
し、移動量検出部は速度検出部が検出したペン先部の移
動速度を基にペン先部の移動量を検出して、移動量の検
出誤差を少なくするようにしても良い。なお、ＨＰＦを
通過した信号の電圧から周波数への変換は、ＨＰＦを通
過した信号の電圧と周波数には比例関係があることを用
いて行う。

【００２２】さらに、筆記面が均一になっていない場合
もあるので、積分部はＬＰＦを通過した信号を積分して
ペン先部の移動速度を検出する。この積分部が求めた移
動速度をフィードバック信号として速度検出部に入力
し、電圧周波数変換部が変換した周波数を基に検出した
ペン先部の移動速度を積分部が検出した移動速度で補正
して、より正確に装置の移動量を検出する。

【００２３】

【実施例】図１はこの発明の一実施例のペン型入力装置
の構成図である。図に示すように、ペン型入力装置１は
加速度センサ２ａ，２ｂ、演算部３、記憶部４及び電源
部５を有する。加速度センサ２ａ，２ｂは、例えばピエ
ゾ抵抗方式のものであり、ホイーストンブリッジ回路の
出力を差動増幅することにより出力を得る。加速度セン
サ２ａ，２ｂはペン軸６をｚ軸とした場合のｚ軸と直交
するｘ軸方向及びｙ軸方向に向けて設けられ、ペン先部
７におけるｘ軸方向及びｙ軸方向の加速度を検出する。
以下の説明では、ペン軸６をｚ軸とし、ペン軸６と直交
する２軸をｘ軸及びｙ軸として説明する。なお、加速度
センサ２ａ，２ｂは検出条件に応じて複数組設けて用い
ても良い。また、加速度センサ２ａ，２ｂは、ピエゾ抵
抗方式のもの以外に圧電方式のもの又は静電容量方式の
ものを用いても良い。

【００２４】演算部３は、図２に示すように差動増幅器
３１、ＨＰＦ３２、ＬＰＦ３３、単安定マルチバイブレ
ータ３４、加速度変換演算回路３５及び移動量検出部３
６を備える。差動増幅器３１は、ピエゾ抵抗方式の加速
度センサ２ａ，２ｂの出力を増幅する。差動増幅器３１
で増幅した加速度を表わす信号は、例えば図３に示すよ
うにピ−ク周波数が３Hz程度の低周波成分とピ−ク周波
数が300Hz程度の高周波成分とが存在する。ここで、加
速度を表わす信号の低周波成分は筆記加速度を示し、高
周波成分はペン軸６と筆記面との摩擦による加速度への
影響を示している。なお、図３（ａ）は任意の長さの線
分を筆記した時の加速度波形を示し、図３（ｂ）は図３
（ａ）の加速度波形について高速フ−リエ変換による周
波数解析を行った結果を示す。

【００２５】ＨＰＦ３２及びＬＰＦ３３は上記加速度を
表わす信号からペン先部７の筆記面との摩擦による加速
度成分及びペン先部７の筆記による加速度成分を抽出す
るもので、オペアンプ等によるアクティブフィルタ又は
デジタルフィルタである。アクティブフィルタとしては
バタワースフィルタ（最大平坦特性）、ベッセルフィル
タ（位相平坦特性）、チェビシェフフィルタ等を条件に
応じて選択する。また、ＨＰＦ３２のカットオフ周波数
は、各フィルタの特性に応じて決める。ここでは、特に
ＬＰＦ３３通過信号に演算処理を施して加速度に変換す
る必要があるので、最大平坦特性を有する２次のバタワ
ースフィルタを用いた。例えば図４に示すようにカット
オフ周波数120Hz以上において、前記摩擦加速度に起因
する高周波成分が著しく多くなることから、ＬＰＦ３３
のカットオフ周波数は、例えば100Hz程度にする。な
お、図４は図３（ａ）に示した加速度波形にカットオフ
周波数を60Hz〜160Hzの範囲で20Hz」ステップ毎に変化
させた時のＬＰＦ３３通過信号を示す。

【００２６】ＨＰＦ３２で摩擦加速度成分の抽出をする
にはカットオフ周波数を、例えば図５（ｆ）に示すよう
に10Hzにする。なお、図５（ｂ）は図５（ａ）で示す加
速度信号をＨＰＦ３２のカットオフ周波数を１Hzにして
カットオフしたものを示し、図５（ｄ）は図５（ｃ）で
示す加速度信号をＨＰＦ３２のカットオフ周波数を５Hz
にしてカットオフしたものを示し、図５（ｆ）は図５
（ｅ）で示す加速度信号をＨＰＦ３２のカットオフ周波
数を10Hzにしてカットオフしたものを示す。これは、低
周波成分のピーク周波数は筆記速度を速くしても10Hz程
度だからである。

【００２７】単安定マルチバイブレータ３４は入力した
トリガパルスに対して方形波パルスを出力する。ペン型
入力装置ではこの方形波パルスの有無からペン先部７が
筆記面上を移動しているか否かを判断することができ
る。ペン型入力装置は、この結果によりペンアップ時の
移動量とペンダウン時の移動量を分けて検出することが
できる。なお、単安定マルチバイブレータ３４の代わり
に、コンパレータ等を用いしきい値より入力信号が大き
いか否かを基にペン先部７が筆記面上を移動しているか
否かを判断するようにしても良い。

【００２８】加速度変換演算回路３５はＬＰＦ３３が出
力した加速度を表わす周波数を加速度に変換する。なお
周波数から加速度への変換は、一定筆圧では低周波成分
のピーク周波数と高周波成分のピーク周波数は、図６に
示すようにほぼ筆記速度に比例していることを利用して
求める。

【００２９】移動量検出部３６はＬＰＦ３３が抽出した
加速度成分を基にペン先部７の移動量を検出するもの
で、積分回路３６１，３６２を備え、ＬＰＦ３３が抽出
した加速度のペン先部７の筆記による成分を積分回路３
６１，３６２で２回積分してペン先部７の移動量を検出
する。なお、加速度センサ２ａ，２ｂはｘ軸及びｙ軸方
向の加速度を検出するので、これにより移動方向も検出
することができる。

【００３０】さらに、ペン先部７を筆記面から離した状
態からペン先部７を筆記面上を移動する状態に変える
と、ペン先部７を筆記面から離した場合のＨＰＦ３２の
出力信号は、例えば図７のようにペン先部７を筆記面か
ら離した状態では平坦になり、ペン先部７を筆記面上で
移動する場合には高周波成分が現れる。ここで、この高
周波成分の振幅Ｉと筆圧には、例えば図８に示すような
関係があるので、この関係より導かれた一次式若しくは
多次式を用いて、筆記時の筆圧を求めることが可能とな
る。そこで、図９に示すようにペン先部７を筆記面上で
移動する場合にＨＰＦ３２が抽出した加速度成分を基に
筆圧を求める筆圧演算部３７を設けても良い。筆圧演算
部３７はピーク値検出回路３７１と振幅演算回路３７２
と筆圧演算回路３７３を備える。ピーク値検出回路３７
１はＨＰＦ３２が抽出した加速度成分の各ピーク値を検
出し、振幅演算回路３７２はピーク値検出回路３７１が
検出した各ピーク値の中から最大値と最小値を選び、そ
の差を求めることにより、振幅Ｉを求める。筆圧演算回
路３７３は振幅Ｉを基に筆圧を算出する。このように、
筆圧を求めることにより、筆記文字及び記号等の濃淡及
び強弱を入力できる。

【００３１】さらに、加速度センサ２ａ，２ｂのドリフ
トによる誤差及び加速度の２回の積分により累積する誤
差を小さくするために、図１０に示すようにペン先部７
が筆記面上の移動を開始したとき及びペン先部７が筆記
面上の移動を中止したときに加速度センサ２ａ，２ｂか
らの出力をオフセット値として補正する補正演算部３８
を備えるようにしても良い。補正演算部３８はオフセッ
ト検出部３８１と減算回路３８２を有する。オフセット
検出部３８１はＨＰＦ３２を通過した信号を基に単安定
マルチバイブレータ３４が出力したペン先部７が筆記面
上を移動しているか否かを示す信号をモニタし、ペン先
部７が筆記面上の移動を開始したとき及びペン先部７が
筆記面上の移動を中止したときに加速度変換演算回路３
５の出力をゼロに補正するオフセット値を求める。減算
回路３８２はオフセット検出部３８１が検出したオフセ
ット値を加速度変換演算回路３５の出力から減算する。

【００３２】さらに、図１１に示すようにタイマ３９１
とコンパレータ３９２を有し、筆記継続中か否かを判断
するようにしても良い。タイマ３９１は単安定マルチバ
イブレータ３４からのペン先部７が筆記面上を移動して
いるか否かを示す信号を基にペン先部７が筆記面上を移
動していない時間間隔を計時する。コンパレータ３９２
はタイマ３９１が計時した時間間隔と予め定めたしきい
値と比較する。タイマ３９１が計時した時間間隔がしき
い値よりも小さい場合、文字の筆記中であり、大きい場
合は次文字の筆記までの待ち状態であることが分かる。
例えば、漢数字の「二」及び「三」を連続して筆記した
時はＨＰＦ３２の出力波形は図１２に示すようになる。
図に示すように漢数字の「二」の一本目に線と二本目の
線を書く間隔をｔａ、漢数字の「二」と漢数字の「三」
を書く間隔をｔｂとすると、例えばｔａ＝180ms、ｔｂ
＝580msとなる。この場合は、コンパレ−タ３９２のし
きい値は、180ms〜580msの間で設定する必要があり、筆
記者に応じて最適化する必要がある。このような構成
は、通常の文章入力のように、複数文字を連続して入力
するような場合に有効となり、前記加速度センサの出力
信号から一つの文字毎に完結信号が得られるので、完結
信号発生手段等を設ける必要がなくなる。

【００３３】また、移動量の検出誤差を少なくするため
にペン型入力装置は、図１３に示すように電圧周波数変
換回路４０と速度検出部４１を有しても良い。電圧周波
数変換回路４０は、例えばＬＰＦ３３を通過した信号の
電圧を周波数に変換する電圧周波数変換部としての機能
を有する。速度検出部４１は電圧周波数変換回路４０が
変換した周波数を基にペン先部７の移動速度を検出す
る。移動量検出部３６ａは速度検出部４１が検出したペ
ン先部７の移動速度を基にペン先部７の移動量を検出す
る。ここで、周波数と筆記速度との間には図６で示した
ような関係があるので、前記周波数を基に筆記速度を求
めることができる。これは、所定の時間幅で筆記面の凹
凸の数をカウントすることにより、筆記速度を求めるも
のであり、距離デ−タを得る為に１回の積分を行うだけ
でよく、２回の積分を行う場合よりも簡単な回路で済
み、積分に起因する累積誤差を低減することができる。
なお、図ではＬＰＦ３３を通過した信号の電圧を周波数
に変換して移動速度を求めているが、ＨＰＦ３２を通過
した信号の電圧を周波数に変換して移動速度を求めても
良い。

【００３４】さらに、上記実施例では筆記面の凹凸に起
因する信号により筆記速度の検出を行っているので、筆
記面の状態が均一若しくは同一であれば、再現性よく前
記筆記速度を求めることが可能であるが、筆記面が均一
でない場合または筆記面の材質が途中で変わった場合に
は、正確に筆記速度を求めることができなくなる。そこ
で、図１４に示すようにＬＰＦ３３を通過した信号を積
分してペン先部７の移動速度を検出する積分部４２を備
え、速度検出部４１は積分部４２が検出したペン先部７
の移動速度をフィードバック信号として入力し、移動速
度を検出する。これにより、筆記面の均一性が悪い場合
や種類が変わった場合にも正確な筆記速度を求めること
ができる。

【００３５】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、ペン軸
をｚ軸とした場合のｚ軸と直交するｘ軸方向及びｙ軸方
向のペン先部の加速度を検出し、検出した加速度の低周
波成分からペン先部の移動量を検出し、検出した加速度
の高周波数成分からペン先部が筆記面に接しているか否
かを検出するので、簡単な構成で自動的に筆記中か否か
を判断でき装置を小型化できる。

【００３６】さらに、抽出した高周波加速度成分を基に
筆圧を求めるので、文字及び図形等の濃淡及び強弱を入
力できる。

【００３７】さらに、ペン先部が筆記面に接したとき及
びペン先部が筆記面から離れたときのローパスフィルタ
からの出力値をオフセット値として、ローパスフィルタ
からの出力を補正するので、加速度センサのドリフトな
どによって生じる誤差を少なくすることができる。

【００３８】さらに、ペン先部が筆記面に接していない
時間の長さを基に筆記中か否かを判断するので、文字等
のペンの上下動を伴う入力をする場合に入力の終了を誤
検出することを防止できる。

【００３９】また、高周波加速度成分または低周波加速
度成分の信号の電圧を周波数に変換し、変換した周波数
を基にペン先部の移動速度を検出し、検出したペン先部
の移動速度を基にペン先部の移動量を検出するので、積
分回数を少なくして移動量の検出誤差を少なくすること
ができる。

【００４０】さらに、高周波加速度成分または低周波加
速度成分の信号の周波数を基にしたペン先部の移動速度
検出を加速度の低周波数成分を積分して検出したペン先
部の移動速度で補正するので、より正確に装置の移動量
を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す構成図である。

【図２】演算部の構成図である。

【図３】任意の長さの線分を筆記した時の加速度の波形
図である。

【図４】ＬＰＦのカットオフ周波数を変えた場合の加速
度の波形図である。

【図５】ＨＰＦのカットオフ周波数を変えた場合の加速
度の波形図である。

【図６】筆記速度と周波数との関係を示す波形図であ
る。

【図７】加速度信号の振幅を表わす波形図である。

【図８】加速度信号の振幅と筆圧との関係を示す波形図
である。

【図９】筆圧演算部の構成図である。

【図１０】補正演算部を設けた場合の構成図である。

【図１１】筆記継続中か否かを判断する場合の構成図で
ある。

【図１２】文字等の各構成要素の筆記間隔を示す波形図
である。

【図１３】加速度信号の電圧から移動距離を求める場合
の構成図である。

【図１４】移動速度検出を安定して行うための構成を示
す構成図である。

【符号の説明】

１ペン型入力装置２加速度センサ３演算部３１差動増幅器３２ＨＰＦ３３ＬＰＦ３４単安定マルチバイブレータ３５加速度変換演算回路３６移動量検出部３６１積分回路３６２積分回路３６ａ移動量検出部３７筆圧演算部３７１ピーク検出回路３７２振幅演算回路３７３筆圧演算回路３８補正演算部３８１オフセット検出部３８２減算回路３９１タイマ３９２コンパレータ４０電圧周波数変換回路４１速度検出部４２積分部６ペン軸７ペン先部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加速度センサとローパスフィルタとハイ
パスフィルタと移動量検出部とアップダウン検出部を有
し、加速度センサはペン軸をｚ軸とした場合のｚ軸と直
交するｘ軸方向及びｙ軸方向のペン先部の加速度を検出
し、ローパスフィルタは10Hz近傍の周波数で加速度セン
サからの信号の高周波成分をカットオフしてペン先部の
筆記による加速度成分を抽出し、ハイパスフィルタは20
Hzから100Hzの間の所定の周波数で加速度センサからの
信号の低周波成分をカットオフしてペン先部と筆記面と
の摩擦による加速度成分を抽出し、移動量検出部はロー
パスフィルタが抽出した加速度成分を基にペン先部の移
動量を検出し、アップダウン検出部はハイパスフィルタ
が抽出した加速度成分を基にペン先部が筆記面に接して
いるか否かを検出することを特徴とするペン型入力装
置。
【請求項２】ハイパスフィルタが抽出した加速度成分
を基に筆圧を求める筆圧演算部を有する請求項１記載の
ペン型入力装置。
【請求項３】ペン先部が筆記面に接したとき及びペン
先部が筆記面から離れたときのローパスフィルタからの
出力値をオフセット値として、ローパスフィルタからの
出力を補正する補正演算部を有する請求項１記載のペン
型入力装置。
【請求項４】タイマと状態判定部を有し、タイマはペ
ン先部が筆記面に接していない時間を計時し、状態判定
部はタイマが計時した時間を基に筆記継続中か否かを判
断する請求項１記載のペン型入力装置。
【請求項５】電圧周波数変換部と速度検出部を有し、
電圧周波数変換部はローパスフィルタ又はハイパスフィ
ルタを通過した信号の電圧を周波数に変換し、速度検出
部は電圧周波数変換部が変換した周波数を基にペン先部
の移動速度を検出し、移動量検出部は速度検出部が検出
したペン先部の移動速度を基にペン先部の移動量を検出
する請求項１記載のペン型入力装置。
【請求項６】ローパスフィルタを通過した信号を積分
してペン先部の移動速度を検出する積分部を有し、電圧
周波数変換部が変換した周波数を基に検出したペン先部
の移動速度を積分部が検出した移動速度で補正する請求
項５記載のペン型入力装置。