JPH11212709A

JPH11212709A - 表面特性検出装置

Info

Publication number: JPH11212709A
Application number: JP3033498A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sato; 康弘佐藤; Mitsuru Shingyouchi; 充新行内; Tomohiko Beppu; 智彦別府; Takao Inoue; 隆夫井上
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ペン型入力装置の特性を利用してバーコードを
読み取ったり、筆記面の表面特性や筆記領域を検出す
る。【解決手段】ペン型入力装置１のペン先３を摩擦係数や
表面粗さの異なる複数の領域を有する筆記面８に接触さ
せて移動しているときに、加速度センサ４ａ〜４ｃの出
力信号を演算部５に送る。演算部５は送られた加速度セ
ンサ４ａ〜４ｃの出力信号から高周波成分を抽出して摩
擦信号成分を得る。この摩擦信号成分の振幅と周波数か
らペン先３が移動している筆記面８の摩擦係数や表面粗
さの違いを求め、その変化を検出してペン先３が筆記面
８のどの領域に存在するかを検知する。

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、コンピュータシ
ステムにおけるカーソル移動や図形，文字を入力するペ
ン型入力装置を利用した表面特性検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの入力装置としてはキーボ
ードやマウス，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。近年、コンピュータの小型化に伴
い携帯端末装置の需要が増大し、小型の入力装置が要望
されている。この小型化の要望に対してキーボードはヒ
ューマンインターフェースの点で限界があり、携帯端末
においては不利な点が多く実用性が低い。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、図形や文字の入力には適さない。このため携帯型端
末装置で図形や文字を入力する入力装置としては、タブ
レットとペンを組み合わせたペン型入力装置が多く採用
されている。このペン型入力装置のより小型化を図ると
きにタブレットの大きさが問題になる。これに対して、
例えば特開平６−67799号公報等にはタブレットレスの
ペン型入力装置として加速度センサとジャイロにより位
置検出する装置が開示されている。このペン型入力装置
はジャイロによりペン軸のローテーションを検出し、こ
のローテーションを考慮に入れ、ペン軸に互いに直交し
て設けられた一対の加速度センサから得られた加速度デ
ータをそれぞれ時間で２回積分して距離データに変換し
て座標化している。また、パソコン等へのカーソル位置
等の入力装置として、互いに直交して配置されたＸ，
Ｙ，Ｚ軸回りの回転角速度検出用の圧電振動ジャイロを
有し、移動方向と移動速度データを用いるものも特開平
７−84716号公報に提案されている。

【０００３】また、特開平７−200127号公報に示された
入力装置は加速度センサからの検出信号を適宜処理し
て、筆記された文字のパターン情報や文字種情報等を得
るようにしている。さらに、特開平６−230886号公報や
特開平８−95697号公報には平面内の直交する２方向の
加速度を検出する加速度センサを異なる位置に設け、２
組の加速度センサの出力からペン先の移動量と移動方向
を検出する演算処理装置を有するペン型入力装置が提案
されている。

【０００４】このペン型入力装置に使用している加速度
センサや角速度センサを設け、紙等に表示されたバーコ
ードを読み取るバーコードリーダが特開平５−24228号
公報や特開平８−114439号公報に示されている。特開平
５−24228号公報に示されたバーコードリーダは加速度
センサが検出する手ぶれ信号により電源のオン，オフを
行い省電力化を図っている。また、特開平８−114439号
公報に示されたバーコードリーダは複数個の加速度セン
サと角速度センサの出力により寸法を測定するようにし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記バーコードリーダ
は、ほとんど光学的手段により紙等の表面の状態を検出
しているが、ペン型入力装置を利用した接触方式でバー
コードを読み取ったり、筆記面の表面特性を検出する方
法は開発されていない。一方、ペン型入力装置に使用し
ている加速度センサの高周波成分は筆記面の表面粗さ等
の表面特性を検出している。そこで、この発明は、上記
ペン型入力装置の特性を利用してバーコードを読み取っ
たり、筆記面の表面特性や筆記領域を検出することがで
きる表面特性検出装置を得ることを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る表面特性
検出装置は、ペン本体の動きとその速度と姿勢及び位置
を検出するペン型入力装置で筆記する筆記面の筆記表面
に複数領域の摩擦係数又は表面粗さの異なる部位を設
け、ペン型入力装置の検出値より筆記中の筆記表面の領
域を特定することを特徴とする。

【０００７】上記筆記面の筆記表面に、筆記表面の摩擦
係数又は表面粗さとは異なるコード化パタンを形成する
と良い。このコード化パタンを既知の線幅及び間隔で形
成し、ペン型入力装置で検出したコード化パタンのカウ
ント数より移動距離を算出すると良い。

【０００８】また、ペン型入力装置の検出手段として１
又は複数の加速度センサを設けたり、ペン先に加わる力
に応じて変位する位置に１又は複数の応力検出手段を接
着して設けると良い。

【０００９】さらに、上記ペン型入力装置の検出手段と
して複数の加速度センサ又は応力検出手段及び複数の角
速度センサを設け、加速度センサ又は応力検出手段と角
速度センサの検出結果から細部の座標検出演算を行い、
筆記表面に設けられた複数領域の摩擦係数又は表面粗さ
の異なる部位の検出結果より広範囲の座標検出演算を行
い、相互に補正処理を行うことが望ましい。このとき加
速度センサ又は応力検出手段の検出結果からコード化パ
タンを計数し、ペン本体の角速度によりペン先の移動距
離を算出すると良い。

【００１０】また、筆記面を摩擦係数，表面粗さの異な
る領域を有する透明フィルムで形成し、透明フィルムを
表示装置の上に貼付しても良い。

【００１１】さらに、上記ペン型入力装置のペン本体の
把持部に感圧素子や温度検出素子又は手ぶれ信号検出手
段を設け、これらのセンサの出力により電源をオン，オ
フ制御することが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の表面特性検査装置はペ
ン型入力装置とペン型入力装置のペン先を移動する筆記
面とを有する。ペン型入力装置のペン本体は一般の筆記
具と同様な形状をして先端にペン先を有し、内部に３個
の加速度センサと演算部と記憶部及び電源部を有する。
３個の加速度センサはペン本体の軸心方向をＺ軸とした
各直交座標系の加速度を検出する。演算部はペン本体を
筆記面で移動したときの加速度センサの出力信号から高
周波成分を抽出した摩擦信号成分の振幅と周波数から筆
記面の特性を算出する。筆記面は例えばＯＨＰの裏面等
で形成され、表面に摩擦係数や表面粗さの異なる複数の
領域を有する。

【００１３】このペン型入力装置のペン先を摩擦係数や
表面粗さの異なる複数の領域を有する筆記面に接触させ
て移動しているときに、加速度センサの出力信号を演算
部に送る。演算部は送られた加速度センサの出力信号か
ら高周波成分を抽出して摩擦信号成分を得る。この摩擦
信号成分の振幅と周波数からペン先が移動している筆記
面の特性すなわち摩擦係数や表面粗さの違いを求め、そ
の変化を検出してペン先が筆記面のどの領域に存在する
かを検知する。このように筆記面の摩擦係数や表面粗さ
の相違を検出することにより、ペン先が筆記面のどの領
域を筆記しているかを認識することができる。また筆記
面の摩擦係数や表面粗さの相違を検出することにより、
ペン先が筆記面のどの領域を筆記しているかを認識する
ことにより、筆記面上に印刷したコード化パタンをペン
型入力手段で読み取ることもできる。

【００１４】

【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の
ペン本体２は一般の筆記具と同様な形状をして先端にペ
ン先３を有し、内部に３個の加速度センサ４ａ，４ｂ，
４ｃと演算部５と記憶部６及び電源部７を有する。３個
の加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃはペン本体２の軸心方
向をＺ軸とした各直交座標系の加速度を検出する。この
加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃの設置位置には制約が無
く、ペン本体１の動きを検出できる部位であればどこで
も良い。また、加速度センサ４ａ〜４ｃはピエゾ抵抗方
式や電圧方式あるいは静電容量方式のいずれの方式を使
用しても良い。演算部５は、図２のブロック図に示すよ
うに、ハイパスフィルタ５１ａ，５１ｂ，５１ｃと表面
特性算出部５２を有する。ハイパスフィルタ５１ａ〜５
１ｃは、ペン本体２を紙等の筆記面で移動したときの加
速度センサ４ａ〜４ｃの出力信号から高周波成分を抽出
して摩擦信号成分を得る。表面特性算出部５２は摩擦信
号成分の振幅と周波数から筆記面の特性を算出する。こ
のペン型入力装置１のペン先３を移動する筆記面８は例
えばＯＨＰの裏面等で形成され、図３の平面図に示すよ
うに、表面に摩擦係数や表面粗さの異なる領域８１，８
２を有する。

【００１５】上記のように構成されたペン型入力装置１
で筆記面８の表面特性を検出するときの動作原理を説明
する。ペン型入力装置１のペン先３を転写紙に接触させ
て移動したときに、加速度センサ４から出力する加速度
信号のパワスペクトルを図４に示す。図４の（ａ）はペ
ン先３を印刷部分がある転写紙に接触させて移動した場
合、（ｂ）はペン先３を印刷していない転写紙に接触さ
せて移動した場合を示す。図４に示すように、ペン先３
を印刷部分がある転写紙に接触させて移動した場合は約
10Ｈｚ以下の転写紙表面成分と約100Ｈｚ以上の印刷部
分による摩擦信号成分が存在し、ペン先３を印刷してい
ない転写紙に接触させて移動した場合には約10Ｈｚ以下
の転写紙表面成分だけが存在する。これは印刷した部分
と印刷してない部分の表面の粗さ等の特性が異なるため
に生じる。この約100Ｈｚ以上の印刷部分による摩擦信
号成分は、印刷部分の濃度差すなわち表面特性に応じて
振幅と周波数が変化する。

【００１６】そこで、ペン型入力装置１のペン先３を摩
擦係数や表面粗さの異なる領域８１，８２を有する筆記
面８に接触させて移動しているときに、加速度センサ４
ａ〜４ｃの出力信号を演算部５に送る。演算部５のハイ
パスフィルタ５１ａ〜５１ｃは送られた加速度センサ４
ａ〜４ｃの出力信号から高周波成分を抽出して摩擦信号
成分を得る。表面特性算出部５２は摩擦信号成分の振幅
と周波数からペン先３が移動している筆記面８の特性す
なわち摩擦係数や表面粗さの違いを求め、その変化を検
出してペン先３が筆記面８が領域８１に存在するか領域
８２に存在するかを検知する。ここで筆記面８の摩擦係
数や表面粗さの異なる領域８１，８２は印刷や機械加工
あるいは表面処理により形成したり、摩擦係数や表面粗
さの異なる素材を張り合わせて形成しても良い。このよ
うに筆記面８の摩擦係数や表面粗さの相違を検出するこ
とにより、ペン先３が筆記面８のどの領域を筆記してい
るかを認識することができる。

【００１７】上記実施例は加速度センサ４ａ〜４ｃの出
力信号から摩擦信号成分を抽出した場合について説明し
たが、図５に示すように、ペン先３の移動により応力変
化の生じる部位に応力検出手段、例えば歪みゲージ９を
貼り付け、歪みゲージ９の出力信号から摩擦信号成分を
抽出しての良い。この歪みゲージ９は金属箔ゲージやピ
エゾ抵抗式等の半導体式箔ゲージのいずれでも良く、温
度依存性が小さく感度の高いものを選択すると良い。ま
た歪みゲージ９を複数個設けて筆圧を検出する力センサ
として用いても良い。ペン先３が筆記面８に接触して移
動するときの筆圧Ｆｎと動摩擦係数μは、図６の特性図
に示すように、筆圧Ｆｎを大きくすると動摩擦係数μは
小さくなる。そこで複数個の歪みゲージ９で構成した力
センサで筆圧Ｆｎを検出して動摩擦係数μを求めて摩擦
信号成分を補正することにより筆圧の影響を低減するこ
とができる。

【００１８】上記のように筆記面８の摩擦係数や表面粗
さの相違を検出することにより、ペン先３が筆記面８の
どの領域を筆記しているかを認識することができるか
ら、筆記面８上に印刷したコード化パタンをペン型入力
手段１で読み取ることもできる。この筆記面８上に印刷
したコード化パタンをペン型入力手段１で読み取るとき
の処理を説明する。例えば図７（ｂ）に示すようにバー
パタン８３を有する筆記面８をペン先３が通過したとき
に加速度センサ４ａ〜４ｃから出力された信号の高周波
成分すなわち摩擦信号成分をカットオフ周波数100Ｈｚ
と300Ｈｚの２次バタワースバンドパスフィルタにより
抽出した波形を図７（ａ）に示す。図７に示すように、
摩擦信号成分としてバーパタン８３に対応したピークを
有する信号波形が得られた。そこでバーパタン８３を通
過するペン先３の運動を等速運動とすると、図７に示す
摩擦信号成分のピークの幅とデューティーを計算するこ
とにより、バーパタン８３の線幅ａと線間隔ｂの相対値
を求めることができる。また、バーパタン８３を有する
筆記面８の決められた場所に線幅と線間隔が既知のパタ
ーンを設けることによりバーパタン８３の線幅ａと線間
隔ｂの相対値を絶対値に変化することもできる。さら
に、図７に示す摩擦信号成分のピーク値の数を計数する
と、計数したピーク値の数とバーパタン８３の線幅ａと
線間隔ｂからペン先３の移動距離を検出することもでき
る。

【００１９】上記各実施例はペン型入力装置１に設けた
加速度センサ４ａ〜４ｃや歪みゲージ９の出力から筆記
面８の表面特性の変化やコード化パタンを検出する場合
について説明したが、図８に示すように、ペン型入力装
置１にペン本体２の軸心方向をＺ軸とした各直交座標系
の各座標軸毎にジャイロ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを設け
て角速度も検出することにより、コード化パタンの数や
ベン先３の移動距離をより精度良く検出することができ
る。この場合の動作を説明する。図９の模式図に示すよ
うに、ペン先３の先端を原点Ｏとしてペン本体２の軸心
方向をＺ軸とした直交座標系Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓの加速度
を検出するように加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃを配置
し、各座標軸Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ周りの角速度を検出する
ようにジャイロ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配置する。こ
の加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃとジャイロ１０ａ，１
０ｂ，１０ｃの配置位置は各座標軸Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓの
運動を測定できる位置であれば任意に位置に設置して良
い。この加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃは小型で高感度
で、かつ加速度に対する直線性が良好なものであれば良
く、ピエゾ抵抗方式や圧電方式，静電容量方式等いずれ
の方式でも良く、ジャイロ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは回
転運動の正確さと出力オフセットの安定度が良好で、か
つ小型のものであれば良く、回転ジャイロや振動ジャイ
ロ，光学式ジャイロ等いずれの方式のものでも良い。

【００２０】この加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃはペン
先３の先端である原点から離れて設けられるため、ペン
先３の移動に伴う加速度のほかにペン先３の先端を中心
としてペン本体２の傾斜（回転）運動による遠心力や慣
性力から生じる加速度を拾ってしまう。このため検出し
た加速度（α_XS，α_YS，α_ZS）と角速度（ω_XS，ω_YS，
ω_ZS）から重力座標系のペン先加速度（α_XG，α_YG，α
_ZG）を求める。このペン先加速度（α_XG，α_YG，α_ZG）
の求め方について説明する。この説明ではオイラー方式
による座標変換を用いるが、これに限ったものではな
く、いわゆるストラップダウン方式を用いても良い。

【００２１】オイラー方式では、図９の模式図に示す重
力座標系（Ｘ_G，Ｙ_G，Ｚ_G）に対するペン座標系（Ｘ
ｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の回転角度を傾斜角（φ，θ，ψ）と
して定義する。ここで、ψは図１０に示すようにＺ_G軸
を中心に重力座標系を回転してＸ_G軸が（Ｚ_G−Ｘｓ）平
面を横切る角度、θはこの重力座標系の回転により新た
に形成されるＹ₁軸を中心に回転してＸ₁軸に対応するＸ
₂軸がＸｓ軸と一致する角度、φはＸ₂軸を中心に回転し
てＹ₂軸とＺ₂軸がＹｓ軸とＺｓ軸に一致する角度であ
る。まず、静止状態の加速度信号（α_XS0，α_YS0，α
_ZS0）を基に、傾斜角の初期値（φ₀，θ₀，ψ₀）を下記
（１）式から求める。

【００２２】

【数１】

【００２３】静止状態は加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃ
の出力とジャイロ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの出力の時間
変化を監視して判別する。また、ψ₀は初期値を０にリ
セットする。このときＸ_G軸はＸｓ方向を検出する加速
度センサ４ａの傾斜方向にとる。ここで二つの未知数φ
₀，θ₀に対して、三つの方程式が立てられるので、重力
加速度ｇについても未知数として取り扱うことも可能で
ある。この式（１）を用いればｇの値を定義しなくても
未知数φ₀，θ₀の絶対値を算出することができる。ま
た、重力加速度ｇの値を演算してモニタする機能を付与
し、この値の変動により演算の良否判定を行い、例え
ば、大きく値が変化した場合には警告を出すようにする
ことも可能である。

【００２４】次にジャイロ１０ａ，１０ｂ，１０ｃで検
出した角速度（ω_XS，ω_YS，ω_ZS）より傾斜角変化（ｄ
φ/ｄｔ，ｄθ/ｄｔ，ｄψ/ｄｔ）を下記（２）式で求
め、傾斜角の初期値（φ₀，θ₀，ψ₀）と傾斜角変化
（ｄφ/ｄｔ，ｄθ/ｄｔ，ｄψ/ｄｔ）より傾斜角
（φ，θ，ψ）を下記（３）式で求める。

【００２５】

【数２】

【００２６】この求めた傾斜角（φ，θ，ψ）を基にペ
ン座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）から重力座標系（Ｘ_G，
Ｙ_G，Ｚ_G）への座標変換行列Ｅ（φ，θ，ψ）を下記
（４）式で求める。この（４）式においては、Ｘ_G，
Ｙ_G，Ｚ_Gの単位ベクトルをそれぞれｉ_G，ｊ_G，ｋ_Gと
し、Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓの単位ベクトルをそれぞれｉｓ，
ｊｓ，ｋｓとし、ペン座標系の単位ベクトルを重力座標
系で表現したものを(ｉｓ)_G，(ｊｓ)_G，(ｋｓ)_Gとして
いる。

【００２７】

【数３】

【００２８】この座標変換行列Ｅ（φ，θ，ψ）により
加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃで検出したペン座標系の
加速度（α_XS，α_YS，α_ZS）を下記（５）式で重力座標
系のペン先加速度（α_XG，α_YG，α_ZG）に変換する。

【００２９】

【数４】

【００３０】（５）式において、Ａ(Ｘas，Ｙas，Ｚa
s），Ｂ(Ｘbs，Ｙbs，Ｚbs），Ｃ(Ｘcs，Ｙcs，Ｚcs）
はペン座標系におけるＸｓ，Ｙｓ，Ｚｓ方向の加速度セ
ンサ取付座標を示す。この（５）式の第２項と第３項が
傾斜運動による加速度成分の補正、第４項が重力加速度
の除去である。

【００３１】この処理により求めたペン先の加速度（α
_XG，α_YG，α_ZG）を２回積分すれば、各方向の距離を算
出することができ、座標入力を行うことができる。しか
し、２回積分を行なうと長時間入力や大面積入力を行う
場合には複雑な補正演算処理を行わなければならない。
そこで、図３に示したように、摩擦係数や表面粗さが異
なる複数の領域８１，８２を有する筆記面８と組み合わ
せて用い、加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃの出力とジャ
イロ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの出力結果から、細部のペ
ン先座標を求め、図２に示す表面特性算出部５２により
筆記面８の領域を検出して筆記範囲の指定を行なうこと
により、長時間入力や大面積入力を行う場合に簡単な処
理で座標入力を行うことができる。さらに、図７に示す
ようなバーパターン８３を読み取り加速度センサ４ａ，
４ｂ，４ｃの出力とジャイロ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの
出力から移動距離を算出することにより、より高い精度
でコード化パタンの読み取りを行うことができる。

【００３２】また、加速度センサ４ａ，４ｂ，４ｃ又は
歪みゲージ９の出力からバーパターン８３の数を検出
し、パン先３を筆記面８上で移動したときのペン型入力
装置１の角速度から移動距離を算出することにより、よ
り簡単にコード化パターンの読み取りを行うことができ
る。一般に、小面積の筆記面８上を筆記するとき、ペン
型入力装置１の運動は、図１１に示すように、任意の回
転中心１１を設けた回転運動に近似することができる。
ここで、Ｌをペン先３の先端から回転中心１１までの距
離、Ｘを筆記面８上での移動距離とし、ジャイロ１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ等の角速度センサで検出した角速度
をω（ｒａｄ/ｓ）とすると、ある時間間隔△ｔにおけ
るペン先の移動距離ＸはＸ＝２Ｌsin(ω△ｔ/２)で求め
られる。この移動距離Ｘと加速度センサ４ａ，４ｂ，４
ｃ又は歪みゲージ９の出力から検出したバーパターン８
３の数からコード化パターンを簡単に認識することがで
きる。

【００３３】次に筆記面８の代表的な構成を図１２に示
す。図１２（ａ）に示すように、筆記面８として折り曲
げ可能な例えばアクリル製の透明シート表面に摩擦係数
や表面粗さの異なる複数の領域８１，８２を形成する。
ここで筆記面８を構成する透明シートはアクリル製に限
らず加工性や柔軟性，板厚，透明性を考慮して任意に選
択すれば良い。この透明な筆記面８を図１２（ｂ）に示
すように携帯情報端末装置１２のＬＣＤ等の表示装置１
３表面に貼り付けて使用する。この筆記面８の表面にペ
ン先３を接触させながら表示装置１３に表示された文字
や図面に倣ってペン型入力装置１を移動し、加速度セン
サ４ａ，４ｂ，４ｃから出力された摩擦信号成分を抽出
し、摩擦信号成分の振幅と周波数からペン先３が移動し
ている領域を検出することにより、文字や図面を簡単に
入力することができる。

【００３４】さらに、図８に示すように、ペン本体２の
把持部の円周方向に複数個の圧力検出素子１４を設け、
筆記するときに把持部に加えられる把持力を検出し、検
出した把持力があらかじめ定めた閾値を超えたときに、
電源部７から加速度センサ４ａ〜４ｃやジャイロ１０ａ
〜１０ｃと演算部５に電力を供給するようにすると良
い。このように筆記するときだけ加速度センサ４ａ〜４
ｃ等に電力を供給することにより消費電力を低減するこ
とができる。ここで筆記するときに加えられる把持力は
円周方向に分散するから複数個の圧力検出素子１５を設
けことが望ましいが、把持部全体に把持力が加えられる
ようにすると１個の圧力検出素子１４を設けても良い。

【００３５】上記実施例は筆記するときに把持部に加え
られる把持力を検出して加速度センサ４ａ〜４ｃ等に供
給する電力を制御する場合について説明したが、ペン本
体２に温度検出素子を設け、ペン本体２を把持したとき
の指の温度による温度変化を検出して把持状態を検知し
たり、ペン本体２を把持したときの手ぶれによる振動速
度や振動加速度を加速度センサ等で検出して把持状態を
検知し、加速度センサ４ａ〜４ｃ等に供給する電力を制
御しても良い。

【００３６】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、筆記面
の摩擦係数や表面粗さの相違を検出することにより、ペ
ン先が筆記面のどの領域を筆記しているかを認識するこ
とができるから、入力する文字や図形を容易に認識する
ことができる。

【００３７】また、筆記面の摩擦係数や表面粗さの相違
を検出することにより、ペン先が筆記面のどの領域を筆
記しているかを認識することができるから、筆記面上に
印刷したコード化パタンをペン型入力手段で読み取るこ
ともできる。さらに、読み取ったコード化パタンからペ
ン先の移動距離を検出することもできる。

【００３８】また、筆記面の摩擦係数や表面粗さの相違
を加速度センサや歪みゲージ等の応力検出手段の検出値
から検出するから、簡単な処理でペン先が筆記面のどの
領域を筆記しているかを認識することができる。

【００３９】さらに、ペン型入力装置に複数個の加速度
センサと複数個の角速度センサを設け、これらの検出結
果から筆記面上の細部の座標演算を行い、筆記面に設け
られた複数領域の摩擦係数や表面粗さの異なる部位の検
出結果より広範囲の座標演算を行い相互に補正処理を行
うことにより、座標入力を行うときの処理を簡略化する
ことができ、長時間や大面積の座標入力を安定して行う
ことができる。

【００４０】さらに、筆記面として摩擦係数や表面粗さ
の異なる複数の領域を有する透明フィルムを用い、透明
フィルムを表示装置の上に貼付し、表示装置に表示され
た文字や図面に倣ってペン先を移動し、その移動してい
る領域を検出することにより、文字や図面を簡単に入力
することができる。

【００４１】また、ペン本体に感圧素子や温度検出素子
あるいは手ぶれ信号検出手段を設け、これらの出力で筆
記することを検知したときに演算部等に電力を供給する
から、消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例のペン型入力装置の構成図で
ある。

【図２】上記実施例の演算部の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】上記実施例の筆記面の構成を示す平面図であ
る。

【図４】加速度信号のパワスペクトルを示す周波数と強
度の特性図である。

【図５】第２の実施例のペン型入力装置の構成図であ
る。

【図６】筆圧に対する動摩擦係数の変化特性図である。

【図７】第３の実施例の動作を示す説明図である。

【図８】第４の実施例のペン型入力装置の構成図であ
る。

【図９】第４の実施例の動作を示す模式図である。

【図１０】第４の実施例における座標変換を示す説明図
である。

【図１１】第５の実施例の動作を示す説明図である。

【図１２】第６の実施例の動作を示す説明図である。

【符号の説明】

１ペン型入力装置２ペン本体３ペン先４加速度センサ５演算部６記憶部７電源部８筆記面５１ハイパスフィルタ５２表面特性算出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上隆夫東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコ−内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ペン本体の動きとその速度と姿勢及び位
置を検出するペン型入力装置で筆記する筆記面の筆記表
面に複数領域の摩擦係数又は表面粗さの異なる部位を設
け、ペン型入力装置の検出値より筆記中の筆記表面の領
域を特定することを特徴とする表面特性検出装置。
【請求項２】上記筆記面の筆記表面に、筆記表面の摩
擦係数又は表面粗さとは異なるコード化パタンを形成し
た請求項１記載の表面特性検出装置。
【請求項３】上記コード化パタンを既知の線幅及び間
隔で形成し、ペン型入力装置で検出したコード化パタン
のカウント数より移動距離を算出する請求項２記載の表
面特性検出装置。
【請求項４】上記ペン型入力装置の検出手段として１
又は複数の加速度センサを設けた請求項１，２又は３記
載の表面特性検出装置。
【請求項５】上記ペン型入力装置の検出手段として、
ペン先に加わる力に応じて変位する位置に１又は複数の
応力検出手段を接着して設けた請求項１，２又は３記載
の表面特性検出装置。
【請求項６】上記ペン型入力装置の検出手段として複
数の加速度センサ又は応力検出手段及び複数の角速度セ
ンサを設け、加速度センサ又は応力検出手段と角速度セ
ンサの検出結果から細部の座標検出演算を行い、筆記表
面に設けられた複数領域の摩擦係数又は表面粗さの異な
る部位の検出結果より広範囲の座標検出演算を行い、相
互に補正処理を行う請求項１，２又は３記載の表面特性
検出装置。
【請求項７】上記加速度センサ又は応力検出手段の検
出結果からコード化パタンを計数し、ペン本体の角速度
センサによりペン先の移動距離を算出する請求項６記載
の表面特性検出装置。
【請求項８】上記筆記面を摩擦係数，表面粗さの異な
る領域を有する透明フィルムで形成し、透明フィルムを
表示装置の上に貼付した請求項１記載の表面特性検出装
置。
【請求項９】上記ペン型入力装置のペン本体の把持部
に感圧素子を設け、感圧素子の出力により電源をオン，
オフ制御する請求項１記載の表面特性検出装置。
【請求項１０】上記ペン型入力装置のペン本体に温度
検出素子を設け、温度検出素子の出力により電源をオ
ン，オフ制御する請求項１記載の表面特性検出装置。
【請求項１１】上記ペン型入力装置のペン本体に手ぶ
れ信号検出手段を設け、手ぶれ信号検出手段の出力によ
り電源をオン，オフ制御する請求項１記載の表面特性検
出装置。