JPH10232739A

JPH10232739A - ペン型入力装置

Info

Publication number: JPH10232739A
Application number: JP9051178A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sato; 康弘佐藤; Mitsuru Shingyouchi; 充新行内; Takao Inoue; 隆夫井上
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-02
Anticipated expiration: 2017-02-20
Also published as: JP3505057B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型の入力装置が求められている。そこで、ペ
ン型入力装置で正確且つ簡単に筆記入力する。【解決手段】座標変換行列演算部５５は重力センサ３を
からの信号を基にＸs軸方向とＹs軸方向のペン軸の傾斜
角を求め、ペン軸の傾斜角と磁界センサ４を用いて検出
した地磁気のベクトル成分を基にペン軸座標系（Ｘs，
Ｙs，Ｚs）から重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）に座標変
換を行なう座標変換行列を算出する。座標変換演算部５
６は座標変換行列を用いて加速度センサ２を用いて検出
した加速度の座標変換を行なう。移動量演算部５７は変
換後の加速度を基にペン先部の移動方向及び移動距離を
算出する

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、例えば特開平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７-8
4716号公報に掲載されたデータ入力装置、特開平７-200
127号公報に掲載された手書き入力装置及び特開平６-23
0886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
動距離を調べ、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距離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。さら
に、特開平７-84716号公報に掲載されたデータ入力装置
は互いに直角に配置された振動ジャイロからの極性及び
振幅を示す信号を基に装置の移動方向及び移動距離を検
出している。さらに、特開平７-200127号公報に掲載さ
れた手書き入力装置は２個の加速度センサからの信号を
基に装置の移動方向及び移動距離を求めている。さら
に、特開平６-230886号公報に掲載されたペンシル型入
力装置は２組の加速度センサをペン軸上の異なった位置
に設け、この２組の加速度センサからの出力を基に加速
度センサの取り付け位置による影響を補正したペン先部
の移動方向及び移動距離を求めている。

【０００６】また、ペン型入力装置に関するものでな
く、例えばゲーム機に利用されているものであるが、特
開平７-294240号公報に掲載された位置センサは、Ｘ軸
方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向の加速度を検出する加速度
センサとＸ軸周り，Ｙ軸周り及びＺ軸周りの角速度を検
出するジャイロを備え、これらが検出した加速度及び角
速度基にストラップダウン方式の演算を行って、頭部の
移動速度、位置、姿勢及び向きを検出している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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、装置のローテーションによる影響を補正する
もので、装置がダイナミックな傾斜を伴う場合には補正
することができない。通常の筆記動作では装置のダイナ
ミックな傾斜を伴うので、検出結果が不正確になる場合
がある。

【０００８】さらに、特開平７-84716号公報に掲載され
たデータ入力装置は手首の回転動作を検出して移動方向
及び移動距離を入力するものなので、図形等の入力には
適さない。

【０００９】さらに、特開平７-200127号公報に掲載さ
れた手書き入力装置では、装置の傾斜及び回転に対する
補正手段がないため、検出結果が不正確になる場合があ
る。

【００１０】さらに、特開平６-230886号公報に掲載さ
れたペンシル型入力装置は加速度センサが検出した加速
度に装置の回転角に対する成分が含まれていることを考
慮していないため移動距離の検出誤差が大きくなる場合
がある。

【００１１】また、特開平７-294240号公報に掲載され
た位置センサは、頭部の移動速度、位置、姿勢及び向き
を空間的に検出するものなので、複雑な演算処理を採用
しているが、ペン型入力装置では装置の小型化が要求さ
れているため、簡単な演算処理で正確に被筆記面上の移
動方向及び移動距離を検出しなければならない。

【００１２】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正確に検出
することを目的とする。

【００１３】

【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、加速度センサと重力センサと磁界センサと演
算部を有し、加速度センサはペン軸をＺs軸としたペン
軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向，Ｙs軸方向及
びＺs軸方向の加速度を示す信号を出力し、重力センサ
はペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向とＹs軸
方向又はそのいずれか一方向に加わる重力の成分を示す
信号を出力し、磁界センサはペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，
Ｚs）のＺs軸に直交した方向の地磁気のベクトル成分を
示す信号を出力し、演算部は座標変換行列演算部と座標
変換演算部と移動量演算部を備え、座標変換行列演算部
は重力センサを用いて検出したＸs軸方向とＹs軸方向に
加わる重力の成分を基にＸs軸方向とＹs軸方向のペン軸
の傾斜角を求め、求めたペン軸の傾斜角と磁界センサを
用いて検出したＺs軸に直交した方向の地磁気のベクト
ル成分を基にペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）から重力
加速度方向に伸びる軸をＺg軸とした重力座標系（Ｘg，
Ｙg，Ｚg）に座標変換を行なう座標変換行列を算出し、
座標変換演算部は座標変換行列演算部が算出した座標変
換行列を用いて加速度センサを用いて検出したペン軸座
標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の加速度を重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）の加速度に変換し、移動量演算部は座標変換演
算部が変換して求めた重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の
加速度を基にペン先部の移動方向及び移動距離を算出し
て、ペン軸の傾斜角等を基に座標変換行列を直接求める
ことにより積分演算処理を少なくする。

【００１４】さらに、３個の加速度センサと２個の重力
センサと１個の磁界センサを有し、３個の加速度センサ
はそれぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方
向，Ｙs軸方向及びＺs軸方向の加速度を示す信号を出力
し、２個の重力センサはそれぞれペン軸座標系（Ｘs，
Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向とＹs軸方向に加わる重力の成分
を示す信号を出力し、磁界センサはペン軸座標系（Ｘ
s，Ｙs，Ｚs）のＺs軸に直交した一方向の地磁気のベク
トル成分を示す信号を出力する。

【００１５】また、３個の加速度センサと１個の重力セ
ンサと２個の磁界センサを有し、３個の加速度センサは
それぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向，
Ｙs軸方向及びＺs軸方向の加速度を示す信号を出力し、
重力センサはそれぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）
のＸs軸方向又はＹs軸方向に加わる重力の成分を示す信
号を出力し、磁界センサはペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚ
s）のＺs軸に直交した２方向の地磁気のベクトル成分を
示す信号を出力し、座標変換行列演算部は重力センサを
用いて検出したＸs軸方向又はＹs軸方向に加わる重力の
成分を基にＸs軸方向又はＹs軸方向のペン軸の傾斜角を
求め、求めたペン軸の傾斜角と磁界センサを用いて検出
したＺs軸に直交した２方向の地磁気のベクトル成分を
基にペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）から重力加速度方
向に伸びる軸をＺg軸とした重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚ
g）に座標変換を行なう座標変換行列を算出して、重力
センサを少なくして代わりにサイズの小さい磁気センサ
を増やすことにより装置の小型化を図る。

【００１６】また、３個の加速度センサと２個の重力セ
ンサと２個の磁界センサを有し、３個の加速度センサは
それぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向，
Ｙs軸方向及びＺs軸方向の加速度を示す信号を出力し、
２個の重力センサはそれぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，
Ｚs）のＸs軸方向とＹs軸方向に加わる重力の成分を示
す信号を出力し、磁界センサはペン軸座標系（Ｘs，Ｙ
s，Ｚs）のＺs軸に直交した２方向の地磁気のベクトル
成分を示す信号を出力し、座標変換行列演算部は重力セ
ンサを用いて検出したＸs軸方向又はＹs軸方向に加わる
重力の成分を基にＸs軸方向又はＹs軸方向のペン軸の傾
斜角を求め、求めたペン軸の傾斜角と磁界センサを用い
て検出したＺs軸に直交した２方向の地磁気のベクトル
成分を基にペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）から重力加
速度方向に伸びる軸をＺg軸とした重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）に座標変換を行なう座標変換行列を算出する。

【００１７】さらに、10Hz近傍の周波数を境にして加速
度センサ、重力センサ及び磁界センサからの信号の高周
波成分を透過するハイパスフィルタを有し、ハイパスフ
ィルタを経由した信号のうちいずれか最初に高周波成分
を含んだ信号を基に筆記開始を判断し、ハイパスフィル
タを経由した信号のうちいずれか最後まで高周波成分を
含んだ信号を基に筆記終了を判断する。

【００１８】さらに、上記座標変換演算部は各加速度セ
ンサの取付け位置と座標変換行列及び座標変換行列演算
部が算出した座標変換行列を用いて加速度センサを用い
て検出したペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の加速度を
重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）におけるペン先部の加速
度に変換して、加速度センサを用いて検出した加速度の
ペン先部を中心とした傾斜運動による成分を除去する。

【００１９】さらに、上記演算部は静止状態検出部と速
度補正部を備え、静止状態検出部は重力座標系（Ｘg，
Ｙg，Ｚg）の加速度を一回積分して求めた重力座標系
（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の速度の変化を基に静止状態を検出
し、速度補正部は静止状態検出部が静止状態を検出する
たびに重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の加速度を一回積
分して求めた重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の速度をゼ
ロにリセットして、速度の累積誤差を低減する。

【００２０】また、上記演算部は静止状態検出部と速度
補正部を備え、静止状態検出部は重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）の加速度を一回積分して求めた重力座標系（Ｘ
g，Ｙg，Ｚg）の速度の変化を基に静止状態を検出し、
速度補正部は静止状態検出部が静止状態を検出してから
次に静止状態を検出するまでの重力座標系（Ｘg，Ｙg，
Ｚg）の加速度を一回積分して求めた重力座標系（Ｘg，
Ｙg，Ｚg）の速度の波形を各静止状態で速度がゼロにな
るように補正して、速度の累積誤差をさらに低減する。

【００２１】さらに、上記静止状態検出部は加速度セン
サを用いて検出したペン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）
の各軸方向の加速度を基にペン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，
Ｚｓ）における加速度の合成ベクトルを算出し、算出し
た合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとを比較
し、その差が予め定めた値以内のときを静止状態と判定
して、簡単な構成で正確に静止状態を判定する。

【００２２】また、上記静止状態検出部は座標変換演算
部が変換して求めたＸg軸方向及びＹg軸方向加速度が予
め定めた閾値以下のときを静止状態と判定して、さらに
簡単な構成で静止状態を判定する。

【００２３】また、上記静止状態検出部は加速度センサ
を用いて検出したペン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の
各軸方向の加速度を基にペン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚ
ｓ）における加速度の合成ベクトルを算出し、算出した
合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとを比較
し、その差が予め定めた値以内のときであって、且つ、
座標変換演算部が変換して求めたＸg軸方向及びＹg軸方
向加速度が予め定めた閾値以下のときを静止状態と判定
して、さらに正確に静止状態を判定する。

【００２４】

【発明の実施の形態】この発明のペン型入力装置は、ペ
ン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向とＹs軸方向
又はそのいずれか一方向に加わる重力の成分とペン軸座
標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＺs軸に直交した方向の地磁気
のベクトル成分とを基に基にペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，
Ｚs）から重力加速度方向に伸びる軸をＺg軸とした重力
座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）に座標変換を行なう座標変換
行列を算出し、算出した座標変換行列を用いてペン軸座
標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の加速度を重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）の加速度に変換し、変換して求めた重力座標系
（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の加速度を基にペン先部の移動方向
及び移動距離を算出して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である。

【００２５】ペン型入力装置は、例えば３個の加速度セ
ンサと２個の重力センサと１個の磁界センサと演算部を
有する。３個の加速度センサはそれぞれペン軸座標系
（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向，Ｙs軸方向及びＺs軸方
向の加速度を示す信号を出力する。２個の重力センサは
それぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向と
Ｙs軸方向に加わる重力の成分を示す信号を出力する。
磁界センサはペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＺs軸に
直交した一方向の地磁気のベクトル成分を示す信号を出
力する。

【００２６】演算部は、例えば座標変換行列演算部と座
標変換演算部と移動量演算部を備える。座標変換行列演
算部は重力センサを用いて検出したＸs軸方向とＹs軸方
向に加わる重力の成分を基にＸs軸方向とＹs軸方向のペ
ン軸の傾斜角を求め、求めたペン軸の傾斜角及び磁界セ
ンサを用いて検出したＺs軸に直交した方向の地磁気の
ベクトル成分を基にペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）か
ら重力加速度方向に伸びる軸をＺg軸とした重力座標系
（Ｘg，Ｙg，Ｚg）に座標変換を行なう座標変換行列を
算出する。座標変換演算部は座標変換行列演算部が算出
した座標変換行列を用いて加速度センサを用いて検出し
たペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の加速度を重力座標
系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の加速度に変換する。移動量演算
部は、例えば速度算出部、静止状態検出部、速度補正部
及び速度積分部を備える。速度算出部は座標変換演算部
が変換して求めた重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の各軸
方向の加速度を積分して重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）
の各軸方向の速度を算出する。静止状態検出部は速度算
出部が求めた重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の速度の変
化を基に静止状態を検出する。速度補正部は静止状態検
出部が静止状態を検出してから次に静止状態を検出する
までの重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の加速度を一回積
分して求めた重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の速度の波
形を各静止状態で速度がゼロになるように補正する。速
度積分部は速度補正部で補正後の重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）の速度を積分してペン先部の移動方向及び移動
距離を算出する。このように、座標変換行列を直接求め
ることにより、各センサの同期を取る手間を少なくする
ことができると共に、傾斜角を求める場合に比べて積分
処理等の回数が少なくなり、誤差の発生を少なくでき
る。

【００２７】

【実施例】図１はこの発明の一実施例のペン型入力装置
１の構成図である。図に示すように、ペン型入力装置１
ａは加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃ、重力センサ３ａ，
３ｂ、磁界センサ４、演算部５、記憶部６及び電源部７
を有する。加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ
ペン軸９をＺs軸とした場合のＺs軸と直交するＸs軸方
向，Ｙs軸方向及びＺs軸方向に向けて設けられ、Ｘs軸
方向，Ｙs軸方向及びＺs軸方向の加速度を示す信号を出
力する。加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃ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
のでも良い。重力センサ３ａ，３ｂはＸs軸方向，Ｙs軸
方向の重力加速度の成分を検出するものであり、例えば
流体の動きを用いて重力加速度を検出する流体位相静電
容量方式を採用する傾斜角センサ等を用いる。磁界セン
サ４は、地磁気（日本周辺では0.3ガウス程度）のベク
トルの成分を検出する。磁界センサ４としては、巻線及
びコア材の製作精度が良く、地磁気による時速密度を高
分解能で検出可能な、例えばフラックスゲートセンサの
うち小型のものを用いる。ここで、重力センサ３ａ，３
ｂと磁界センサ４の検出軸は両検出軸間の角度がわかれ
ば合致させる必要はない。以下の説明では、特に断わら
ない限りペン軸９をＺｓ軸とした座標系をペン軸座標系
（Ｘs，Ｙs，Ｚs）という。また、重力加速度方向に伸
びる軸をＺg軸とする座標系を重力座標系（Ｘg，Ｙg，
Ｚg）という。また、以下の説明では筆記面と重力座標
系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）のＸg軸とＹg軸がなす面とは一致
しているものとする。さらに、Ｘs軸，Ｙs軸，Ｚs軸と
Ｘg軸，Ｙg軸，Ｚg軸とが成す角度をそれぞれオイラ角
φ，θ，ψとする。また、以後の説明において、入力中
とは文字及び図形等の一連の入力動作を示し、ペン先部
８を筆記面に当接して移動する場合と当接しないで移動
する場合とがある。また、筆記中とはペン先部８を筆記
面に当接して移動する場合のみを示す。

【００２８】演算部５は、図２に示すようにＡ／Ｄ変換
器５１ａ〜５１ｆ、ローパスフィルタ（以後「ＬＰＦ」
という。）５２ａ〜５２ｆ、ハイパスフィルタ（以後
「ＨＰＦ」という。）５３ａ〜５３ｆ、筆記検出部５
４、座標変換行列演算部５５、座標変換演算部５６及び
移動量算出部５７を備える。Ａ／Ｄ変換器５１ａ〜５１
ｆは、それぞれ加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃ、重力セ
ンサ３ａ，３ｂ及び磁界センサ４からのアナログ信号を
デジタル信号に変換する。ＬＰＦ５２ａ〜５２ｆはペン
先部８と被筆記面との摩擦力により生じる加速度センサ
２ａ，２ｂ，２ｃ、重力センサ３ａ，３ｂ及び磁界セン
サ４からの信号の高周波成分を遮断する。ＨＰＦ５３ａ
〜５３ｆは加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃ、重力センサ
３ａ，３ｂ及び磁界センサ４からの信号の摩擦による高
周波数成分を抽出する。筆記検出部５４はＨＰＦ５３ａ
〜５３ｆを経由した加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃ、重
力センサ３ａ，３ｂ及び磁界センサ４からの信号のうち
いずれか最初に高周波成分を含んだ信号を基に筆記開始
を判断し、ＨＰＦ５３ａ〜５３ｆを経由した上記信号の
うちいずれか最後まで高周波成分を含んだ信号を基に筆
記終了を判断する。これは、筆記加速度成分は比較的に
周波数が低い部分に表れ、ペン先部８と被筆記面との摩
擦による成分は比較的周波数が高い部分に表れることを
利用して筆記中か否かを判断するものである。

【００２９】座標変換行列演算部５５は重力センサ３
ａ，３ｂを用いて検出したＸs軸方向とＹs軸方向に加わ
る重力の成分を基にペン軸９の傾斜角を求め、求めたペ
ン軸の傾斜角及び磁界センサ４を用いて検出したＺs軸
に直交した方向の地磁気のベクトル成分を基にペン軸座
標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）から重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚ
g）に座標変換を行なう座標変換行列を算出する。

【００３０】ここで、座標変換行列演算部５５により、
座標変換行列を算出する処理について説明する。

【００３１】図３に示すように、Ｘg軸，Ｙg軸，Ｚg軸
方向の単位ベクトルをｉg，ｊg，ｋgとし、Ｘs軸，Ｙs
軸，Ｚs軸方向の単位ベクトルをｉs，ｊs，ｋsとし、Ｚ
g軸とＸs軸，Ｙs軸とがなす角度を傾斜角α,βとした。
また、ペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の加速度をＡx
s，Ａys，Ａzs、重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の加速度
をＡxg，Ａyg，Ａzgとすると、重力座標系（Ｘg，Ｙg，
Ｚg）の加速度Ａxg，Ａyg，Ａzgは、次式で表すことが
できる。

【００３２】

【数１】

【００３３】ここで、ベクトル（ｉs）g，（ｊs）g，
（ｋs）gはペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の単位ベク
トルｉs，ｊs，ｋsを重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）で表
したものである。

【００３４】まず、２個の重力センサ３ａ，３ｂを用い
て検出したＸg軸方向及びＹg軸方向の重力加速度成分を
用いて傾斜角α,βを求める。傾斜角α,β各方向の単位
ベクトルの内積として、以下の式で示す関係を有する。

【００３５】

【数２】

【００３６】上記式より、次式を導くことができる。

【００３７】

【数３】

【００３８】ベクトル（ｉs）g，（ｊs）gは単位ベクト
ルなので、以下の式に示すようになる。

【００３９】

【数４】

【００４０】また、ベクトル（ｉs）g，（ｊs）gの直交
条件より、次式が成り立つ。

【００４１】

【数５】

【００４２】次に、磁界センサ４の出力信号をＶ、地磁
気ベクトルの絶対値をＮとすると、磁界センサの検出出
力より、次式が成り立つ。

【００４３】

【数６】

【００４４】上記式を連立方程式として、解くことでベ
クトル（ｉs）g，（ｊs）gを求めることができる。ベク
トル（ｉs）g，（ｊs）g、つまりＸs軸とＹs軸とがなす
平面が求まれば（ｋs）gも一意的に求まり、座標変換行
列を求めることができる。

【００４５】座標変換演算部５６は座標変換行列演算部
５５が算出した座標変換行列を用いて加速度センサ２
ａ，２ｂ，２ｃを用いて検出したペン軸座標系（Ｘs，
Ｙs，Ｚs）の加速度Ａxs，Ａys，Ａzsを重力座標系（Ｘ
g，Ｙg，Ｚg）の加速度Ａxg，Ａyg，Ａzgに変換する。

【００４６】移動量算出部５７は、例えば速度算出部５
７１、静止状態検出部５７２、速度補正部５７３及び速
度積分部５７４を備える。速度算出部５７１は座標変換
演算部５６が変換して求めた重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚ
g）の各軸方向の加速度Ａxg，Ａyg，Ａzgを積分して重
力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の各軸方向の速度を算出す
る。静止状態検出部５７２は、例えば図４（ａ）に示す
ような速度算出部５７３が求めた重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）の速度の変化を基に静止状態を検出する。速度
補正部５７３は静止状態検出部５７２が静止状態を検出
してから次に静止状態を検出するまでの重力座標系（Ｘ
g，Ｙg，Ｚg）の速度の波形を基に、図４（ｂ）に示す
ような直線ａを求め、この直線の傾きがゼロになるよう
に補正して、図４（ｃ）に示すように各静止状態で速度
がゼロになるようにする。速度積分部５７４は上記のよ
うに速度補正部５７２が補正した速度を積分して、ペン
先部８の移動方向及び移動距離を算出し、記憶部６に記
憶する。

【００４７】ここで、速度補正部５７３は、図４（ａ）
に示すような速度波形を図４（ｄ）に示すように静止状
態においてゼロになるように補正しても良い。

【００４８】上記構成のペン型入力装置１ａの動作につ
いて、図５のフローチャートを参照して説明する。

【００４９】ペン型入力装置１ａの筆記検出部５４がＨ
ＰＦ５３ａ〜５３ｆのいずれかが出力した信号から高周
波数成分を検出すると（ステップＳ１）、座標変換行列
演算部５５は、すでに説明したようにＬＰＦ５２ｄ〜５
２ｆを介して重力センサ３ａ，３ｂ及び磁界センサ４か
ら入力した重力成分を示す信号及び地磁気の成分を示す
信号を基に座標変換行列を算出する（ステップＳ２）。
このように座標変換行列を直接算出するので、複数回積
分処理を行ない傾斜角を算出する場合に比べて積分回数
を減らすことができ、積分に伴い発生する誤差を少なく
することができると共に、装置構成を簡単にすることが
できる。

【００５０】座標変換演算部５６はＬＰＦ５２ｄ〜５２
ｆを介して加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃから入力した
ペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の加速度Ａxs，Ａys，
Ａzsを座標変換行列演算部５５が算出した座標変換行列
を用いて重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の加速度Ａxg，
Ａyg，Ａzgに変換する（ステップＳ３）。

【００５１】移動量算出部５７は、すでに説明したよう
に静止状態検出部５７２が静止状態を検出してから次に
静止状態を検出するまでの重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚ
g）の速度の波形を各静止状態で速度がゼロになるよう
に補正し、補正後の速度を積分してペン先部８の移動方
向及び移動距離を算出する（ステップＳ４）。このよう
に、重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の速度の波形を各静
止状態で速度がゼロになるように補正し、補正後の速度
を積分してペン先部８の移動方向及び移動距離を算出す
るので、積分による累積誤差が溜り、ペン先部８に軌跡
検出に誤差が発生することを防止できる。

【００５２】演算部５は上記のようにして算出したペン
先部８の移動方向及び移動量を記憶部６に記憶し（ステ
ップＳ５）、筆記検出部５４が筆記終了を検出するまで
上記処理（ステップＳ２〜Ｓ５）を繰り返す（ステップ
Ｓ６）。これにより、各サンプリングの際のペン先部８
の移動方向及び移動距離を記憶でき、ペン先部８の軌跡
を検出することができる。

【００５３】なお、上記実施例ではペン型入力装置１ａ
は加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃ、重力センサ３ａ，３
ｂ、磁界センサ４、演算部５、記憶部６及び電源部７を
有するようにしたが、図６の構成図に示すようにペン型
入力装置１ｂが加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃ、重力セ
ンサ３、磁界センサ４ａ，４ｂ、演算部５、記憶部６及
び電源部７を有するようにしても良い。重力センサ３は
Ｘs軸方向又はＹs軸方向のいずれか一方向の重力加速度
成分を検出する。磁界センサ４ａ，４ｂはＸs軸方向及
びＹs軸方向の地磁気の成分を検出する。ここで、重力
センサ３が重力加速度成分を検出する方向をＸs軸方向
とすると、すでに説明した用にして次式が成り立つ。

【００５４】

【数７】

【００５５】ここで、Ｖx，Ｖyは地磁気の直交方向のベ
クトル成分の出力を示す。すでに説明したように、これ
らの式を連立方程式として解くことにより、（ｉs）g，
（ｊs）gを求めることができ、（ｋs）gも一意的に定ま
るので、座標変換行列を求めることができる。重力セン
サ３ｂに比べて磁界センサ４ｂは素子が小さいため、装
置を小型化することができる。

【００５６】また、図７に示すようにペン型入力装置１
ｃが加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃ、重力センサ３ａ，
３ｂ、磁界センサ４ａ，４ｂ、演算部５、記憶部６及び
電源部７を有するようにしても良い。この場合は、以下
に示すような式が成り立つ。

【００５７】

【数８】

【００５８】このように地磁気の値Ｎを未知の値とする
ことができ、地磁気の値が異なった地点で処理を行なっ
たとしても、地磁気の差による影響を受けることなく正
確に筆記入力を行なうことができる。

【００５９】また、重力センサ３ａ，３ｂ及び磁界セン
サ４による検出値はこれらのセンサのペン先部からの距
離による影響はなく、各検出軸が直交していれば良い
が、ペン先部８から離れた位置に設けた加速度センサ２
ａ，２ｂ，２ｃを用いて加速度の検出を行なう場合、筆
記動作による慣性力及び遠心力の影響を受ける。そこ
で、座標変換演算部５６は、加速度センサ２ａ，２ｂ，
２ｃの取付け位置及び座標変換行列演算部５５が算出し
た座標変換行列を用いて加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃ
を用いて検出した加速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃの取付
け位置におけるペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の加速
度を重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）におけるペン先部8の
加速度に変換し、慣性力等の傾斜運動による加速度成分
を除去するようにしても良い。以下にその動作について
説明する。

【００６０】ある時刻の重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）
での一点Ａの座標を（Ｘga，Ｙga，Ｚga）とすると、Ａ
点座標はペン先部８の座標（Ｘga，Ｙga，Ｚga）とＡ点
のペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の座標（Ｌx，Ｌy，
Ｌz）を座標変換行列で座標変換した値から次式のよう
に求めることができる。

【００６１】

【数９】

【００６２】上記式を時間で２回微分したものがＡ点の
重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）での加速度（Ａxga，Ａyg
a，Ａzga）である。座標変換行列も時間の関数であるの
で、次式を得ることができる。

【００６３】

【数１０】

【００６４】また、ペン先部８の移動には関係なく重力
座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）のＺg軸方向には重力が働く。
したがって、Ａ点の重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）での
加速度（Ａxga，Ａyga，Ａzga）は次式のようになる。

【００６５】

【数１１】

【００６６】上記Ａ点の重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）
での加速度（Ａxga，Ａyga，Ａzga）をすでに説明した
式を基にペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の加速度（Ａx
sa，Ａysa，Ａzsa）に変換すると、次式のようになる。

【００６７】

【数１２】

【００６８】ここで、変換行列を次式のようにおく。

【００６９】

【数１３】

【００７０】Ｘs軸方向，Ｙs軸方向，Ｚs軸方向の加速
度センサ２ａ，２ｂ，２ｃのペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，
Ｚs）で座標をそれぞれＡ（Ｌxx，Ｌxy，Ｌxz），Ｂ
（Ｌyx，Ｌyy，Ｌyz），Ｃ（Ｌzx，Ｌzy，Ｌzz）とする
と、ペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）での加速度（Ａx
s，Ａys，Ａzs）は次式のようにして表すことができ
る。

【００７１】

【数１４】

【００７２】上記式をまとめると、次式のようになる。

【００７３】

【数１５】

【００７４】上記式より、ペン先部８の傾斜運動による
影響をなくすことができる。

【００７５】また、上記実施例では静止状態検出部５７
２は、速度算出部５７３が求めた重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）の速度の変化を基に静止状態を検出したが、加
速度センサ２ａ，２ｂ，２ｃを用いて検出したペン軸座
標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の各軸方向の加速度を基にペ
ン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）における加速度の合成
ベクトルを算出し、算出した合成ベクトルの大きさと重
力加速度ｇの大きさとを比較し、その差が予め定めた値
以内のときを静止状態と判定するようにしても良い。例
えば静止状態検出部５７２は、速度算出部５７３が求め
た重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の速度の変化を基に次
式を用いてペン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）における
加速度の合成ベクトルを算出する。

【００７６】

【数１６】

【００７７】ここで、求まる合成ベクトルは静止状態で
あるならば、重力加速度の２乗の絶対値と等しくなる。
そこで、静止状態検出部５７２は求めた合成ベクトルと
重力加速度の２乗の絶対値との差が一定範囲内か否かを
調べることで、静止状態か否かを判定できる。

【００７８】また、静止状態検出部５７２は座標変換演
算部５６が変換して求めたＸg軸方向及びＹg軸方向の加
速度が予め定めた閾値以下のときを静止状態と判定する
ようにしても良い。これにより、演算処理の負荷を軽く
することができ、処理を高速化できる。

【００７９】また、静止状態検出部５７２は加速度セン
サ２ａ，２ｂ，２ｃを用いて検出したペン軸座標系（Ｘ
ｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の各軸方向の加速度を基にペン軸座標
系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）における加速度の合成ベクトル
を算出し、算出した合成ベクトルの大きさと重力加速度
の大きさとを比較し、その差が予め定めた値以内のとき
であって、且つ、座標変換演算部が変換して求めたＸg
軸方向及びＹg軸方向加速度が予め定めた閾値以下のと
きを静止状態と判定するようにしても良い。これによ
り、静止状態検出精度を向上することができる。

【００８０】さらに、ペン型入力装置１の筐体全体又は
磁界センサ４を覆う部分を磁界が通過しやすい部材で構
成し、磁界の検出精度を向上しても良い。

【００８１】さらに、例えば図８に示すように机２０上
に設けた筆記面２１にペン型入力装置１を用いて筆記す
る場合に、ペン型入力装置１に内蔵する磁界センサ４が
検出する磁界の発生源として、磁界発生源３０を設けて
も良い。ここで、筆記面としては普通視などを用いたも
のを考える。また、磁界発生源３０が発生する磁界の磁
束密度は地磁気によるものより大きくし、地磁気による
影響を少なくする。また、磁界発生源３０は筆記面周辺
において平行磁界を発生するように複数配置する。この
ようにすることにより、磁界の検出精度を向上すること
ができる。

【００８２】さらに、例えば図９に示すように携帯情報
端末装置４０に磁界発生源３０を内蔵し、ペン型入力装
置１の傾斜を求めるようにしても良い。ここで、携帯情
報端末装置４０としては、例えばノート型パーソナルコ
ンピュータ、電子手帳などがある。このようにすること
により、携帯情報端末装置４０で正確にペン軸８の傾斜
を検出でき、正確な筆記入力を行なうことができる。

【００８３】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、ペン軸
座標系のＸs軸方向とＹs軸方向に加わる重力の成分から
Ｘs軸方向とＹs軸方向のペン軸の傾斜角を求め、求めた
ペン軸の傾斜角及びペン軸座標系のＺs軸に直交した方
向の地磁気のベクトル成分を基にペン軸座標系から重力
座標系に座標変換を行なう座標変換行列を算出し、算出
した座標変換行列を用いて加速度センサを用いて検出し
たペン軸座標系の加速度を重力座標系の加速度に変換
し、変換して求めた重力座標系の加速度を基にペン先部
の移動方向及び移動距離を算出するので、ペン軸の傾斜
の影響のない正確な筆記軌跡の検出を行なうことができ
る。

【００８４】さらに、ペン軸座標系のＸs軸方向，Ｙs軸
方向及びＺs軸方向の加速度、Ｘs軸方向とＹs軸方向に
加わる重力の成分及びＺs軸に直交した一方向の地磁気
のベクトル成分を検出し、ペン軸座標系のＸs軸方向と
Ｙs軸方向に加わる重力の成分からＸs軸方向とＹs軸方
向のペン軸の傾斜角を求め、求めたペン軸の傾斜角及び
ペン軸座標系のＺs軸に直交した方向の地磁気のベクト
ル成分を基にペン軸座標系から重力座標系に座標変換を
行なう座標変換行列を算出し、算出した座標変換行列を
用いて加速度センサを用いて検出したペン軸座標系の加
速度を重力座標系の加速度に変換するので、傾斜角を積
分によりもとめてから座標変換する場合に比べて、角セ
ンサの調整が容易であると共に、積分回数を減らすこと
ができるので、積分による誤差の発生を少なくできる。

【００８５】また、３個の加速度センサはそれぞれペン
軸座標系のＸs軸方向，Ｙs軸方向及びＺs軸方向の加速
度を示す信号を出力し、重力センサはそれぞれペン軸座
標系のＸs軸方向又はＹs軸方向に加わる重力の成分を示
す信号を出力し、磁界センサはペン軸座標系のＺs軸に
直交した２方向の地磁気のベクトル成分を示す信号を出
力するので、サイズの多きい重力センサに変えてサイズ
の小さい磁界センサを用いることができ、装置を小型化
できる。

【００８６】また、３個の加速度センサはそれぞれペン
軸座標系のＸs軸方向，Ｙs軸方向及びＺs軸方向の加速
度を示す信号を出力し、２個の重力センサはそれぞれペ
ン軸座標系のＸs軸方向とＹs軸方向に加わる重力の成分
を示す信号を出力し、磁界センサはペン軸座標系のＺs
軸に直交した２方向の地磁気のベクトル成分を示す信号
を出力ので、地磁気を変数として演算することができ、
使用場所の地磁気の相違による検出結果の相違をなくす
ことができる。

【００８７】さらに、10Hz近傍の周波数を境にして加速
度センサ、重力センサ及び磁界センサからの信号の高周
波成分を透過し、いずれか最初に高周波成分を含んだ信
号を基に筆記開始を判断し、いずれか最後まで高周波成
分を含んだ信号を基に筆記終了を判断する野で、簡単な
構成で筆記中か否かを判断できる。

【００８８】さらに、各加速度センサの取付け位置及び
座標変換行列を用いて加速度センサを用いて検出したペ
ン軸座標系の加速度を重力座標系におけるペン先部の加
速度に変換するので、加速度センサを用いて検出した加
速度のペン先部を中心とした傾斜運動による成分を除去
することができる。

【００８９】さらに、重力座標系の速度の変化を基に静
止状態を検出し、静止状態を検出するたびに重力座標系
の速度をゼロにリセットするので、積分による速度の累
積誤差が発生することを防止できる。

【００９０】また、重力座標系の速度の変化を基に静止
状態を検出し、静止状態を検出してから次に静止状態を
検出するまでの重力座標系の速度の波形を各静止状態で
速度がゼロになるように補正するので、積分による誤差
の発生をさらに正確になくすことができる。

【００９１】また、加速度センサを用いて検出したペン
軸座標系の各軸方向の加速度を基にペン軸座標系におけ
る加速度の合成ベクトルを算出し、算出した合成ベクト
ルの大きさと重力加速度の大きさとを比較し、その差が
予め定めた値以内のときを静止状態と判定するので、正
確に静止状態か否かを判定できる。

【００９２】また、Ｘg軸方向及びＹg軸方向加速度が予
め定めた閾値以下のときを静止状態と判定するので、簡
単な方法で静止状態か否かを判定できる。

【００９３】また、ペン軸座標系の各軸方向の加速度を
基にペン軸座標系における加速度の合成ベクトルを算出
し、算出した合成ベクトルの大きさと重力加速度の大き
さとを比較し、その差が予め定めた値以内のときであっ
て、且つ、Ｘg軸方向及びＹg軸方向加速度が予め定めた
閾値以下のときを静止状態と判定するので、さらに正確
に静止状態か否かを判定できる。

【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】座標系の説明図である。

【図４】速度信号の波形図である。

【図５】ペン型入力装置の動作を示すフローチャートで
ある。

【図６】２個の磁界センサを備えるペン型入力装置の構
成図である。

【図７】重力センサと磁界センサを２個づつ備えるペン
型入力装置の構成図である。

【図８】筆記面の斜視図である。

【図９】携帯情報端末装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ペン型入力装置２加速度センサ３重力センサ４磁界センサ５演算部５４筆記検出部５５座標変換行列演算部５６座標変換演算部５７移動量算出部５７２静止状態検出部５７３速度補正部８ペン先部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加速度センサと重力センサと磁界センサ
と演算部を有し、加速度センサはペン軸をＺs軸とした
ペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向，Ｙs軸方
向及びＺs軸方向の加速度を示す信号を出力し、重力セ
ンサはペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向とＹ
s軸方向に加わる重力の成分を示す信号を出力し、磁界
センサはペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＺs軸に直交
した方向の地磁気のベクトル成分を示す信号を出力し、
演算部は座標変換行列演算部と座標変換演算部と移動量
演算部を備え、座標変換行列演算部は重力センサを用い
て検出したＸs軸方向とＹs軸方向に加わる重力の成分を
基にＸs軸方向とＹs軸方向のペン軸の傾斜角を求め、求
めたペン軸の傾斜角と磁界センサを用いて検出したＺs
軸に直交した方向の地磁気のベクトル成分を基にペン軸
座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）から重力加速度方向に伸びる
軸をＺg軸とした重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）に座標変
換を行なう座標変換行列を算出し、座標変換演算部は座
標変換行列演算部が算出した座標変換行列を用いて加速
度センサを用いて検出したペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚ
s）の加速度を重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の加速度に
変換し、移動量演算部は座標変換演算部が変換して求め
た重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の加速度を基にペン先
部の移動方向及び移動距離を算出することを特徴とする
ペン型入力装置。
【請求項２】３個の加速度センサと２個の重力センサ
と１個の磁界センサを有し、３個の加速度センサはそれ
ぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向，Ｙs
軸方向及びＺs軸方向の加速度を示す信号を出力し、２
個の重力センサはそれぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚ
s）のＸs軸方向とＹs軸方向に加わる重力の成分を示す
信号を出力し、磁界センサはペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，
Ｚs）のＺs軸に直交した一方向の地磁気のベクトル成分
を示す信号を出力する請求項１記載のペン型入力装置。
【請求項３】３個の加速度センサと１個の重力センサ
と２個の磁界センサを有し、３個の加速度センサはそれ
ぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向，Ｙs
軸方向及びＺs軸方向の加速度を示す信号を出力し、重
力センサはそれぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の
Ｘs軸方向又はＹs軸方向に加わる重力の成分を示す信号
を出力し、磁界センサはペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚ
s）のＺs軸に直交した２方向の地磁気のベクトル成分を
示す信号を出力し、上記座標変換行列演算部は重力セン
サを用いて検出したＸs軸方向又はＹs軸方向に加わる重
力の成分を基にＸs軸方向又はＹs軸方向のペン軸の傾斜
角を求め、求めたペン軸の傾斜角と磁界センサを用いて
検出したＺs軸に直交した２方向の地磁気のベクトル成
分を基にペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）から重力加速
度方向に伸びる軸をＺg軸とした重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）に座標変換を行なう座標変換行列を算出する請
求項１記載のペン型入力装置。
【請求項４】３個の加速度センサと２個の重力センサ
と２個の磁界センサを有し、３個の加速度センサはそれ
ぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）のＸs軸方向，Ｙs
軸方向及びＺs軸方向の加速度を示す信号を出力し、２
個の重力センサはそれぞれペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚ
s）のＸs軸方向とＹs軸方向に加わる重力の成分を示す
信号を出力し、磁界センサはペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，
Ｚs）のＺs軸に直交した２方向の地磁気のベクトル成分
を示す信号を出力し、上記座標変換行列演算部は重力セ
ンサを用いて検出したＸs軸方向とＹs軸方向に加わる重
力の成分を基にＸs軸方向とＹs軸方向のペン軸の傾斜角
を求め、求めたペン軸の傾斜角と磁界センサを用いて検
出したＺs軸に直交した２方向の地磁気のベクトル成分
を基にペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）から重力加速度
方向に伸びる軸をＺg軸とした重力座標系（Ｘg，Ｙg，
Ｚg）に座標変換を行なう座標変換行列を算出する請求
項１記載のペン型入力装置。
【請求項５】 10Hz近傍の周波数を境にして加速度セン
サ、重力センサ及び磁界センサからの信号の高周波成分
を透過するハイパスフィルタを有し、ハイパスフィルタ
を経由した信号のうちいずれか最初に高周波成分を含ん
だ信号を基に筆記開始を判断し、ハイパスフィルタを経
由した信号のうちいずれか最後まで高周波成分を含んだ
信号を基に筆記終了を判断する請求項１乃至４のいずれ
かに記載のペン型入力装置。
【請求項６】上記座標変換演算部は各加速度センサの
取付け位置と座標変換行列及び座標変換行列演算部が算
出した座標変換行列を用いて加速度センサを用いて検出
したペン軸座標系（Ｘs，Ｙs，Ｚs）の加速度を重力座
標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）におけるペン先部の加速度に変
換する請求項１乃至４のいずれかに記載のペン型入力装
置。
【請求項７】上記演算部は静止状態検出部と速度補正
部を備え、静止状態検出部は重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚ
g）の加速度を一回積分して求めた重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）の速度の変化を基に静止状態を検出し、速度補
正部は静止状態検出部が静止状態を検出するたびに重力
座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の加速度を一回積分して求め
た重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）の速度をゼロにリセッ
トする請求項１乃至４のいずれかに記載のペン型入力装
置。
【請求項８】上記演算部は静止状態検出部と速度補正
部を備え、静止状態検出部は重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚ
g）の加速度を一回積分して求めた重力座標系（Ｘg，Ｙ
g，Ｚg）の速度の変化を基に静止状態を検出し、速度補
正部は静止状態検出部が静止状態を検出してから次に静
止状態を検出するまでの重力座標系（Ｘg，Ｙg，Ｚg）
の加速度を一回積分して求めた重力座標系（Ｘg，Ｙg，
Ｚg）の速度の波形を各静止状態で速度がゼロになるよ
うに補正する請求項１乃至４のいずれかに記載のペン型
入力装置。
【請求項９】上記静止状態検出部は加速度センサを用
いて検出したペン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の各軸
方向の加速度を基にペン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）
における加速度の合成ベクトルを算出し、算出した合成
ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとを比較し、そ
の差が予め定めた値以内のときを静止状態と判定する請
求項７又は８記載のペン型入力装置。
【請求項１０】上記静止状態検出部は座標変換演算部
が変換して求めたＸg軸方向及びＹg軸方向加速度が予め
定めた閾値以下のときを静止状態と判定する請求項７又
は８記載のペン型入力装置。
【請求項１１】上記静止状態検出部は加速度センサを
用いて検出したペン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の各
軸方向の加速度を基にペン軸座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚ
ｓ）における加速度の合成ベクトルを算出し、算出した
合成ベクトルの大きさと重力加速度の大きさとを比較
し、その差が予め定めた値以内のときであって、且つ、
座標変換演算部が変換して求めたＸg軸方向及びＹg軸方
向加速度が予め定めた閾値以下のときを静止状態と判定
する請求項７又は８記載のペン型入力装置。