JPS61120285A - 筆記式デ−タ入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は筆記式データ入力装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

筆記式データ入力装置は、筆記動作にともなう筆記軸の
変位を検出して筆記字形（数字、記号等）を識別し、そ
のデータを情報処理部に入力するもので、この筆記式デ
ータ入力装置としては、従来、ペン形のケース内に、筆
記軸をその先端部がケース先端から突出する状態に設け
るとともに、前記ケース内に、筆記軸先端を筆記面に押
付けて行なわれる筆記動作にともなって先端側が筆記方
向と逆方向に変位する筆記軸の変位を検出するセンサと
して複数個（一般には４個〜８個）の圧電素子を筆記軸
の外周を取囲むように配置した構成のものがある。

しかしながら、上記従来の筆記式データ入力装置は、筆
記軸の変位を直接圧電素子で検出するようにしたもので
あるために、筆記軸のわずかな変位も確実に検出するに
は、圧電素子を、筆記軸の外周面とケース内面との間に
隙間なく挟持させた状態でケース内に組込まなければな
らず、そのために、センサの組込みが面倒で組立て性が
悪いし、また、圧電素子が直接筆記軸に接触しているた
めに、筆記軸に衝撃がかかると、この衝撃で圧電素子が
破壊してしまうおそれがあるという問題もあった。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、センサの組込みが
容易で、しかも衝撃によるセンサの破壊の心配もない筆
記式データ入力装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明は、ケース内に先端部が突出する状
態で設けられ筆記動作にともなって先端側が筆記方向と
逆方向に変位する筆記軸の外側に、筆記軸周方向に位置
をずらして配置されるとともに基端を前記ケース内に固
定され先端を前記筆記軸に係止されて筆記軸の変位にと
もない筆記軸径方向にたわみ変形する少なくとも２つの
可撓性部材を設け、この各可撓性部材に、前記筆記軸の
変位にともなう可撓性部材のたわみ変形により引張りま
たは圧縮ひずみを生じてこのひずみ変形量を電気的変化
量に変換する少なくとも２個のひずみゲージを取付けた
ものであり、この発明では、筆記軸の変位を検出するセ
ンサとしてひずみゲージを用い、このひずみゲージを、
筆記軸の変位にともない筆記軸径方向にたわみ変形する
可撓性部材に取付けているから、圧電素子をセンサとす
る従来の筆記式データ入力装置のようにセンサを筆記軸
の外周面とケース内面との間に隙間なく挟持させる必要
はなく、従ってセンサの組込みは容易であるし、また、
前記ひずみゲージは筆記軸には直接接触していないから
、筆記軸に衝撃がかかつても、この衝撃でひずみゲージ
からなるセンサが破壊してしまうことはない。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を筆記入力式小型電子式計算
機を例にとって図面を参照し説明する。

この実施例の筆記入力式小型電子式計算機は、長さが１
５０〜２０（１ｍのペン形のもので、その中央部から基
端側は計算機本体部とされ、先端側は筆記式入力部とさ
れている。

この筆記入力式小型電子式計算機の構成を説明すると、
第１図〜第４図において、１０は筆記入力式小型電子式
計算様のケースであり、このケース１０は、計算機本体
部のケース（以下本体部ケースという）１０ａと、筆記
式入力部のケース（以下入力部ケースという）　ｉｏｂ
とからなっている。この本体部ケース１０ａと入力部ケ
ース１０ｂは、いずれも円筒状のもので、本体部ケース
１０ａは直径１２〜１５ｍｍの太さとされ、入力部ケー
ス１０ｂは直径１０〜１２１１１ｍの太さとされている
。

前記本体部ケース１０ａは、合成樹脂製軸筒１１の外周
を、その先端部を除いて金属外筒１２で被覆したもので
、前記軸筒１１の一側面にはケース軸方向に沿う横長の
開口１１ａが設けられ、金属外筒１２には、軸筒１１の
開口１１ａと対応させて、この間口１１ａより長さおよ
び巾が若干量ざな開口１２ａが設けられている。

１３は前記軸筒１１の開口１１ａに嵌着された平板状の
表示部パネルであり、この表示部パネル１３の周囲は、
金属外筒１２の開口１２ａの周縁部で被覆されている。

この表示部パネル１３の一端側には透明板１４ａを嵌着
した表示窓１４が設けられており、他端側には、スキッ
プ（ＳＫ）キー１５と、サブシーフェンス（ＳＢ＞キー
１６と、クリア（Ｃ）キー１１とが一列に配設されてい
る。

また、軸筒１１内には、前記表示窓１４と対向させて液
晶表示素子１８が配置されており、この液晶表示素子１
８の背後には、前記表示部パネル１３のほぼ全長にわた
る長さの配線基板１９が設けられている。

この配線基板１９は、その背面に、筆記式入力部からの
入力に基づいて筆記字形（数字、記号等）を認識する筆
記字形認識回路とこの認識回路からの入力データに基づ
いて計算処理を行なう情報処理回路および表示駆動回路
等を形成したＬＳＩチップ２０や、その他の回路部品（
図示せず）を取付けたもので、この配線基板１９は軸筒
１１内に形成した基板支持部２１．２１にビス止め等に
よって固定されている。

なお、第１図および第４図において、２２は液晶表示素
子１８の各端子と配線基板１９の７表面に配列されてい
る液晶表示素子接続端子（図示せず）とを接続するイン
クコネクタ、２３は液晶表示素子１８の裏面と配線基板
１９との間に介在されたスペーサであり、液晶表示素子
１８は、前記インタコネクタ２２とスペーサ２３とを介
して配線基板１９と表示窓１４の透明板１４ａとの間に
挟持されている。

また、第１図において、２４．２４は配線基板１９の表
面に前記各キー１５．１６．１７とそれぞれ対応させて
形成された固定接点、２５は配線基板１９の固定接点形
成部の上に重ねられたゴムシートである。このゴムシー
ト２５は、前記各固定接点２４．２４と対応する部分に
前記各キー１５．１６．１７の裏面に接触する膨出部を
形成したもので、各膨出部の内面には、キー１５．１６
．１７の押圧操作による前記膨出部の変形で固定接点２
４．２４に接触される可動接点２６．２６が設けられて
おり、この可動接点２６．２６と前記固定接点２４．２
４とによって、前記キー１５．１６．１７の押圧操作に
よりＯＮされるキースイッチが形成されている。

さらに、前記軸筒１１の基端部内には、電源スィッチを
兼ねるモード切換スイッチ２７が設けられている。この
モード切換スイッチ２１は、つまみ２７ａの回動で切換
られるロータリースイッチからなっており、このモード
切換スイッチ２７はリード線２８によって配線基板１９
と接続されている。

２９は前記軸筒１１の基端部に螺合された着脱可能なキ
ャップであり、モード切換スイッチ２１はこのキャップ
２９を取外して操作されるようになっている。このキャ
ップ２９の端面には放音孔３０．３０が開口されており
、このキャップ２９内には圧電ブザー３１が設けられて
いる。この圧電ブザー３１は、筆記式入力部からの入力
信号に基づいてＬＳＩチップ２０の筆記字形識別回路が
１字分の筆記字形を識別する度にＬＳＩチップ２０から
の報音信号によって駆動されるもので、この圧電ブザー
３１は、その外面側電極を兼ねる振動板３１ａをキャッ
プ２９の端面部内面に接着してキャップ２９内に取付け
られている。３２ａ　、　３２ｂは前記軸筒１１の基端
部に設けられた圧電ブザー接続用バネ端子であり、その
一方のバネ端子３２ａは圧電ブザー３１の内面側電極面
に接触され、他方のバネ端子３２ｂは圧電ブザー３１の
振動板３１ａに接触されている。なお、この各バネ端子
３２ａ　、　３２ｂは、リード線３３によって配線基板
１９と接続されている。

また、前記軸筒１１の金属外筒１２で被覆されていない
先端部には、その−側面に開放する電池収納部３４が形
成されており、この電池収納部３４内には、２個のボタ
ン形小型電池３５．３５が直列に重ねて収納されている
。この電池３５．３５は、コイルバネからなる負極側電
池接触バネ３６と、板、バネからなる正極側電池接触バ
ネ３７とによって挟持されており、負極側電池接触バネ
３６の他端は、配線基板１９に固定されて配線基板１９
面の負極側電池接続端子と接続されている。

一方、前記正極側電池接触バネ３１は、電池収納部３４
内に着脱可能に装着されている。この正極側電池接触バ
ネ３１には、電池収納部３４の開放部に延出する延出片
３７ａが一体に形成されており、この正極側電池接触バ
ネ３７は、その延出片３７ａの先端に接続したリード線
３８によって配線基板１９面の正極側電池接続端子と接
続されている。

３９は前記電池３５．３５を押えるクッション材であり
、このクッション材３９は、これに正極側電池接触バネ
３７の延出片３７ａを挿通することによって正極側電池
接触バネ３１と一体化されている。

また、４０は前記電池収納部３４の開放部を覆う金属製
の電池カバーであり、この電池カバー４０は、前記軸筒
１１の先端部全周を覆う円筒状のものとされている。こ
の電池カバー４０は、軸筒１１の外周にスライドおよび
回動可能に嵌合されるとともに、その基端部において軸
筒１１の外周に形成したネジ部に螺合されている。

この前記電池カバー４０は、電池３５．３５の交換時に
、この電池カバー４０を回して軸筒１１との螺合を解除
してから第１図に鎖線で示すように箪記式入力部側にス
ライドされるもので、電池３５．３５の交換は、電池カ
バー４０を筆記式入力部側にスライドさせることにより
電池収納部３４を開放してクッション材３９と一緒に正
極側電池接触バネ３７を取外し、電池収納部３４内から
電池３５．３５を取出して新しい電池３５．３５を収納
した後に、再びクッション材３９と正極側電池接触バネ
３７を装着して電池カバー４０を元に戻すことによって
行われるようになっている。

なお、第２図において、４１は前記本体部ケース１０ａ
の基端側外側に設けられたクリップであり、このクリッ
プ４１は、前記表示部パネル１３の位置から本体部ケー
ス１０ａの周方向にほぼ９０度ずらした位置に設けられ
ている。

次に、筆記式入力部の構成を説明すると、この筆記式入
力部のケース１０ｂは、第１図および第３図に示すよう
に、中心に筆記軸４６より若干大径な筆記軸挿通孔４２
ａを過膜した合成樹脂製の軸筒４２と、この軸筒４２の
外周に嵌合された金属外筒４３とからなっている。前記
金属外筒４３は、軸筒４２よりもある程度長くなってお
り、その先端部は、先端に向かって細くなるテーパー状
に形成されている。

そして、筆記軸４６は、その基端部が軸筒４２の基端か
ら突出する状態で軸筒４２筆記軸挿通孔４２ａに挿通さ
れており、この筆記軸４６の先端部は、金属外筒４３の
先端から突出されている。

この筆記軸４６は、インク筒の先端に筆記用ボールを有
する筆記チップ４６ａを取付けたボールペンレフィール
（ボールペンの中芯）と同様のもので、この実施例では
、筆記軸４６としてインク筒を金属製としたものを用い
ている。

４７は筆記軸４５の基端に嵌合固定された通気孔を有す
る球体、４８は軸筒４２の基端面にビス止めされた円筒
状の球体受けであり、前記球体４１は、コイルバネ４９
により球体受け４８の内奥部に押付けられて、この球体
受け４８内に回動可能に保持されている。

この球体受け４８は、筆記軸４６の基端を前記球体４１
を介して支持するもので、筆記軸４６は、その基端を支
点としていずれの方向にも傾動し得るように球体受け４
８に支持されており、これにより筆記軸４６は、その先
端の筆記チップ４６ａを筆記面に押付けて筆記面に数字
や記号等を筆記する筆記動作にともなって、先端側が金
属外＠４３の先端の開口とのクリアランス分だけ筆記方
向と逆方向に変位するようになっている。

また、前記球体受け４８は板バネからなっており、そ−
の外側面には、筆記軸４６に軸方向（Ｚ軸方向）の力が
かかったときにこれを検出するセンサとして、シリコン
半導体を用いた半導体ひずみゲージ５０ｚが接着固定さ
れている。このひずみゲージ５０２は、筆記軸４６の先
端（筆記チップ４６ａ）を筆記面に押付けたときに筆記
＠４６の軸方向にかかる力で軸方向に弾性変形する球体
受け４８の変形により引張りひずみを生じてこのひずみ
変形量を電気的変化量に変換するもので、このひずみゲ
ージ５０ｚが引張りひずみを生じるとその抵抗値−が増
加するよ・うになっている。このＺ軸方向のひずみゲー
ジ５０ｚは、リード線５１によって前記計算機本体部の
配線基板１９に接続されている。

また、前記入力部ケース１０ｂ内には、その軸筒４２の
先端側に延びている金属外筒４３内のスペースに、筆記
軸長さ方向に沿う２枚の横長板バネ５２゜５２が筆記軸
４６の周方向にほぼ９０度位置をずらして配置されてお
り、この板バネ５２．５２は、筆記入力式小型電子式計
算機をそのクリップ４１が上側にくるようにして斜めに
把持したときに、一方の板バネ５２が筆記軸４６の真上
に位置し、他方の板バネ５２が筆記軸４６の真横に位置
するように配置されている。なお、この実施例では、上
記把持状態で筆記軸４６の真横に位置する板バネ５２を
、筆記入力式小型電子式計算様の基端側から見て筆記軸
４６の左側に設けている。

この各板バネ５２．５２は、その基端を、前記基端側軸
筒４２の先端に突設した円筒状突出部４２ｂの外周にビ
ス止めして入力部ケース１０ｂ内に片持ち状態で固定さ
れており、この固定部から先端側の部分において筆記軸
４６の径方向にたわみ変形するようになっている。

また、この各叛バネ５２．５２の先端部は、第３図およ
び第５図に示すように筆記軸４６側に折曲されており、
この折曲部には、各板バネ５２．５２の巾方向に沿う長
孔５２ａ　、　５２ａが設けられている。

この長孔５２ａ　、　５２ａは、筆記軸４６の外径とほ
ぼ回申のもので、筆記軸４６は、この各長孔５２ａ　、
　５２ａにその長さ方向にスライド移動可能に挿通され
ている。これにより亀記入力式小型電子式計算機をクリ
ップ４１が上側にくるようにして斜めに持ったときに筆
記軸４６の上側に位置する板バネ〈以下上側板バネとい
う）５２の先端は、筆記軸４６の横方向（Ｘ軸方向）の
変位に対してはフリーに、筆記軸４６の縦方向くＹ軸方
向）の変位に対しては筆記軸４６の変位にともなってそ
の変位方向にたわみ変形するように筆記軸４６に係止さ
れ、また、筆記軸４６の横側に位置する板バネ（以下横
側板バネという）５２の先端は、筆記軸４６の縦方向（
Ｙ軸方向）の変位に対してはフリーに、筆記軸４６の横
方向（Ｘ軸方向）の変位に対しては筆記軸４６の変位に
ともなってその変位方向にたわみ変形するように筆記軸
４６に係止されている。” また、前記各板バネ５２．５２は、筆記軸４６に外力が
作用していない状態（筆記軸先端が箪記面に押付けられ
ていないとき）ではそのバネ力で内外いずれの側にもた
わみ変形しない状態に復元するようになっており、これ
によって筆記軸４６は、上記２枚の板バネでほぼ直交す
る２方向の変位を拘束されて中立状態に保持されるよう
になっている。

この板バネ５２．５２は、ステンレス鋼からなる板厚約
Ｑ、５ｍａｒ、嬬約４ｍｍ、たわみ部分の長さ約１０１
のもので、この板バネ５２．５２は、筆記軸４６に１　
Ｋｇの筆記圧（筆記軸４６を周方向に変位させる圧力）
がかかったときに板バネ先端が約０．４Ｉｌｌｆｆｌ変
位するバネ力をもっている。なお、筆記圧には個人差が
あるが、この筆記圧は約０．５〜１．５Ｋｇ（通常は０
．７Ｋｇ程度）であるから、板バネ５２゜５２のバネ力
を上記の値に選定しておけば、筆記圧に個人差があって
も板バネ５２．５２を筆記圧で十分たわみ変形させるこ
とができる。ただし、筆記圧が１．５Ｋｇを越える場合
は、板バネ５２．５２のたわみ量が大きくなりすぎて板
バネがたわみ変形の繰返しで疲労するから、この実施例
では、板バネ５２゜５２のたわみ量がある程度以上とな
ったときに板バネ５２．・５２が金属外筒４３の先端の
孔縁に当ってそれ以上の変形を阻止されるように金属外
筒先端の孔径を選んで、板バネ５２．５’２の耐久性を
保証している。

ＳＯｘは前記２枚の板バネ５２’；　５’−２のうちの
横側板バネ５２の外面に接着固定されたＸ軸方向ひずみ
ゲージ、５０ｙは上側板バネ５２の外面に接着固定され
たＹ軸方向ひずみゲージであり、このＸ軸方向およびＹ
軸方向のひずみゲージｓｏｘ　、’　ｓ’ｏｙは、筆記
動作にともなう筆記軸４６の変位を検出するセンサとし
て設けられている。

このひずみゲージ５０ｘ　、　５０ｙは、前記Ｘ軸方向
のひずみゲージ５ｏｚと同様なシリコン半導体を用いた
半導体ひずみゲージとされている。なお、この半導体ひ
ずみゲージ５０ｘ　、　５−（ｌｙは、第５図に示すよ
うに、板バネ５２．５２に接着される可撓性基板ａの外
面にシリコン半導体膜すを被着させた構造となっている
。

このひずみゲージ５０ｘ９．５０ｙは、筆記軸４６の変
位による板バネ５２．５２のたわみ変形により引張りま
たは圧縮ひずみを生じてこのひずみ変形量を電気的変化
量に変換するもので、このひずみゲージＳＯｘ　、　５
０ｙも、引張りひずみによりその電気抵抗値が・増大し
、圧縮力ひずみにより抗値が減少する第６図に示すよう
な特性をもっている。この各ひずみゲージ５０ｚ　ｙ５
０ｙは、第１図に示すようにリード線５３．５３によっ
て前記計算機本体部の配線基板１９に接続されている。

なお、前記リード線５３゜５３は軸筒４２に過膜したリ
ード線挿通孔（図示せず）を通して本体部ケース１０ａ
内に導かれている。

上記筆記式入力部は、ひずみゲージ５０ｘ　、５０ｙを
取付けた板バネ５２．５２の基端を軸筒４２の先端に固
定するとともに、この軸筒４′２内に筆記軸４６を挿通
して軸筒４２の基端゛に球体受け４８を取付けた後、金
属外筒４３をその先端の孔に筆記軸４６を通して軸筒４
２の外側に嵌合し、この金属外筒４３を、そσ基端部を
軸筒４２の基端から突出させた状態で軸筒４２にかしめ
止めすることによって組立てられたもので、この筆記式
入力部は、前記金属外筒４３の基端部を、本体部ケース
１０ａの軸筒１１の先端部に嵌合してこの軸筒１１にか
しめ止めすることにより、計算機本体部と一体化されて
いる。

前記筆記式入力部は、筆記面に筆記軸４６の先端を接触
させて行われる筆記動作にともなう筆記軸４６の変位を
、板バネ５２．５２を介してひずみゲージ５０Ｘ　、　
ｓｏｙで検出するもので、この筆記式入力部と、前記計
算機本体部のＬＳＩ２０に形成されている筆記字形認識
回路とによって、筆記式データ入力装置が構成されてい
る。

前記筆記入力部の動作を説明すると、筆記軸４６に外力
が作用していない状態では、両方の板バネ５２、５２は
内側にも外側にも変形せずに筆記軸４Ｂを中立状態に保
持する初期姿勢を保っており、この状態では、両方の板
バネ５２．５２に取付けられているＸ軸方向ひずみゲー
ジ５０ｘとＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙはいずれもひず
み変形を生じていない状態にある。

一方、第５図において＋ＹＹ軸方向筆記軸４６が変位す
ると、このときは、上側板バネ５２がその先端を筆記軸
４６で押されて外側にたわみ変形するから、この上側板
バネ５２の外面に取付けられているＹ軸方向ひずみゲー
ジ５０ｙが圧縮ひずみを生じてその抵抗値が減少する。

なお、このときは筆記軸４６が横側板バネ５２の長孔５
２ａ内をその長さ方向にスライド移動するために、横倒
板バネ５２はたわみ変形せず、従ってこの横銅板バネ５
２に取付けられているＸ軸方向ひずみゲージ５０Ｘはひ
ずみ変形しないから、このＸ軸方向ひずみゲージ５０×
の抵抗値は変化しない。

これは、筆記軸４６が−Ｙ方向に変位したときも同様で
あり、この場合は、上側板バネ５２がその先端を筆記軸
４６で引かれて内側にたわみ変形丈るから、Ｙ軸方向ひ
ずみゲージ５０ｙが引張りひずみを生じてその抵抗値が
増加する。

また、筆記軸４６がＸ軸方向に変位すると、このときは
上側板バネ５２はたわみ変形せず、横倒板バネ５２だけ
がたわみ変形する。そして、この実施例では横側板バネ
５２を簸記入力式小型電子式計算曙の基端側から見て筆
記軸４６の左側（第５図では右側）に設けているために
、筆記軸４６が＋Ｘ方向に変位すると、横倒板バネ５２
がその先端を筆記軸４６で引かれて内側にたわみ変形し
、この横倒板バネ５２の外面に取付けられているＸ軸方
向ひずみゲージ５０ｘが引張りひずみを生じてその抵抗
値が増加する。また、筆記軸４６が−Ｘ方向に変位する
と、横側板バネ５２がその先端を筆記軸４６で押されて
外側にたわみ変形し、Ｘ軸方向ひずみゲージ５０ｘが圧
縮ひずみを生じてその抵抗値が減少する。

また、筆記軸４６が斜め方向に変位した場合は、この筆
記軸４６の変位方向に対するＸ軸方向の分力とＹ軸方向
の分力とに応じて横倒板バネ５２と上側板バネ５２とが
共にたわみ変形する。

つまり、例えば筆記軸４６が＋Ｓ方向に変位すると、そ
のＸ軸方向の分力とＹ軸方向の分力とによって横側板バ
ネ５２と上側板バネ５２とがいずれも筆記軸４６で押さ
れて外側にたわみ変形し、Ｘ軸方向ひずみゲージ５０ｘ
とＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙとが圧縮ひずみを生じて
その抵抗値が共に減少する。

また、筆記軸４６が一８方向に変位すると、横側板バネ
５２と上側板バネ５２とがいずれも筆記軸４６で引かれ
て内側にたわみ変形し、Ｘ軸方向ひずみゲージ５０Ｘと
Ｙ軸方向ひずみゲージ５０ｙとが引張りひずみを生じて
その抵抗値が共に増加する。

また、筆記軸４６が＋Ｔ力方向変位すると、横側板バネ
５２は筆記軸４６で引かれて内側にたわみ変形し、Ｘ軸
方向ひずみゲージ５０ｘが引張りひずみを生じてその抵
抗値が減少するが、上側板バネ５２は筆記軸４６で押さ
れて外側にたわみ変形し、Ｙ軸方向ひずみゲージ５０ｙ
が圧縮ひずみを生じてその抵抗値が減少する。これと逆
に、筆記軸４６が一王方向に変位した場合は、横倒板バ
ネ５２はその先端を筆記軸４６で押されて外側にたわみ
変形し、Ｘ軸方向ひずみゲージ５０×が圧縮ひずみを生
じてその抵抗値が減少するが、上側板バネ５２は筆記軸
４６で引かれて内側にたわみ変形し、Ｙ軸方向ひずみゲ
ージ５０ｙが引張りひずみを生じてその抵抗値が増加す
る。

次に、筆記字形認識回路について説明すると、第７図は
前記筆記入力式小型雷子弐計算機の回路を示したもので
、筆記字形認識回路は、データメモリ部６０と、登録標
準パターン部６１と、Ｗ＆識演算部６２とからなってい
る。

また、前記Ｘ軸方向ひずみゲージ５０ｘと、Ｙ軸方向ひ
ずみゲージ５０ｙと、ｚ軸方向ひずみゲージ５０ｚとは
、それぞれ固定抵抗６４ａ　、　６４ｂ　、　６４ｃと
直列に接続されており、各ひずみゲージ５０ｘ　、　５
０ｙ　、　５０ｚ　ト固定抵＊６４ａ　、　６４ｂ　、
　６４ｃとの接続点にはそれぞれＸ軸信号出力アンプ６
３ｘと、Ｙ軸信号出力アンプ６３Ｖと、２軸信号出力ア
ンプ６３ｚが接続されるとともに、各ひずみゲージ５０
Ｘ　、　５０Ｖ　。

５０ｚはそれぞれ低電位Ｖｏｏ（−３Ｖ）Ｉｌｌに接続
され、各固定抵抗６４ａ　、　６４ｂ　、　６４０　Ｇ
ｅｔ高電位Ｖｓｓｓ（ＧＶ）側に接続されている。

前記各アンプ６３Ｘ　、　６３Ｖ　、　６３Ｚの出力は
、それぞれＡ／Ｄ：ｌンバータ６５ｘ　、　６５ｙ　、
　６５ｚを介して前記データメモリ部６０に入力される
ようになっている。

この筆記字形認識回路の動作を説明すると、この回路は
、筆記入力式小型電子式計算機の使用時に電源スイツチ
兼用モード切換スイッチ２γを計算機モードに切換えて
計算機用電源回路６６をＯＮさせることにより作動状態
となる。

そして、筆記入力式小型電子式計算機を一般の筆記具の
ようにクリップ４１を上にして通常の筆記状態つまり第
８図に示すように傾けた状態で持ち、筆記軸４Ｇの先端
を筆記面（例えば紙面）Ｐに押付けると、筆記軸４６に
かかる軸方向の圧力により球体受け４８が伸び変形し、
これによりＺ軸方向ひずみゲージ５０ｚが引張りひずみ
を生じてその抵抗値Ｒｚが増加する。

このように２軸方向ひずみゲージ５０Ｚの抵抗値Ｒｚが
増加すると、このひずみゲージ５０ｚと固定抵抗６４ｃ
との間の分圧電圧が変化し、２輪信号出力アンプ６３ｚ
から高電位Ｖｏｏ側に寄った電圧が出力される。このア
ンプ６３２の出力（以下２輸出力という）は、Ａ／Ｄコ
ンバータ６５ｚによりデジタル信号に変換されてデータ
メモリ部６０に入力されるともに、このデータメモリ部
６０からＣＰＵ（中央情報処理装置）６７にも入力され
るようになっており、この２軸出力がｃ　ｐ　ｕ　ａｙ
に入力されると、ＣＰ　Ｕ　６７はそのリセット端子Ｒ
からタイマ６８にリセット信号を与えてタイマ６８をリ
セットする。

また、前記データメモリ部６０は、これに前記２輸出力
が入力されているときにのみ、Ｘ軸信号出力アンプ６３
ｘおよびＹ軸信号出力アンプ６３Ｙの出力を受入れるよ
うになっており、従って、筆記軸４６の軸方向に筆記圧
がかかつていないとき（筆記軸先端が筆記面に押付けら
れていないとき）は、Ｘ軸信号出力アンプ６３ｘおよび
Ｙ軸信号出力アンプ６３ｙの出力はデータメモリ部６０
に入力されないようになっている。

しかして、今、筆記入力式小型電子式計算機を、第８図
に示すようにクリップ４１を上にした状態つまりＹ軸方
向ひずみゲージ５０ｙを取付けた上側板バネ５２が筆記
軸４６の真上にくる状態で斜めに持って筆記軸４６の先
端を筆記面Ｐに押付けると、筆記軸４６が上方向く第５
図において＋Ｙ方向）に変位するから、上側板バネ５２
に取付けられているＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙが圧縮
ひずみを生じてその抵抗値Ｒｙが減少する。従って、こ
の状態では、Ｙ軸信号出力アンプ６３Ｖの出力が低電位
ＶＤＤ側に賢るから、このＹ軸信号出力アンプ６３Ｖの
出力（以下Ｙ軸出力という）が第９図（ａ）、（ｂ）の
Ｙ軸−に示したｖ１点のレベルになる。

そして、この状態で数字″１″を筆記入力したとすると
、数字“１″は、通常、右上から左下に向けて第９図（
ａ）に示すような斜めの線状に筆記されるから、このと
きは筆記軸４６が筆記圧によって上記初期状態からさら
に斜め右上方向（第５図において＋Ｙ方向から十Ｔ方向
に若干寄った方向）に変位する。

従って、数字“１”の筆記入力時は、さらに外側にたわ
み変形する上側板バネ５２に取付けられているＹ軸方向
ひずみゲージ５０ｙがざらに圧縮ひずみを生じてその抵
抗値Ｒｙが減少することになり、従って、Ｙ軸信号出力
アンプ６３Ｖの出力がさらに低電位Ｖｏｏ側に寄るから
、このＹ軸信号出力アンプ６３ＶのＹ軸出力は第９図（
ａ）のＹ軸欄に示゛すような波形となる。

また、この数字′１″の筆記入力時は、上記のように筆
記軸４６が斜め右上方向に変位するために、横側板バネ
５２に取付けられているＸ軸方向ひずみゲージ５０ｙが
若干引張りひずみを生じてその抵抗値Ｒ×が増加し、Ｘ
軸信号出力アンプ６３ｘの出力が高電位Ｖｓｓ側に寄る
が、数字“１″の筆記入力時におけるＸ軸方向ひずみゲ
ージ５０ｘの抵抗値Ｒ×の変化は小さいから、このＸ軸
信号出力アンプ６３ｘの出力（にＩ、下Ｘ軸出力という
）は第９図（・ａ）のＸ軸欄に示すような波形となる。

次に、減算記号“−”を筆記入力した−とすると、減算
記号１１−１１は、左から右に向ｔけてほぼ水平に筆記
されるから、このときは筆記軸４６が左方向（第５図に
おいて−Ｘ方向）に変位する。

従って、減算記号“−”の筆記入力時は、筆記軸４Ｇの
左側（第５図では右側）に設けられている横側板バネ５
２が筆記軸４６で押されて外側に大きくたわみ変形し、
この横倒板バネ５２に取□付けられているＸ軸方向ひず
みゲージ５０ｘが大きな圧縮ひずみを生じてその抵抗値
ＲＸが減少するから、Ｘ軸信号出力アンプ６３ｘのＸ軸
出力は第９図（ｂ）のＸ＠欄に示すような波形となる。

また、減算記号“−”の筆記入力時も、筆記面Ｐに対し
て斜めに押付けられている筆記軸４６に対してこれを上
方向に変位させる筆記圧がかかるから、減算記号“−”
の筆記入力時も、Ｙ軸方向ひずみゲージ５０ｙはある程
度の圧縮ひずみを生じた状態になり、従って、Ｙ軸信号
出力アンプ６３ＶのＹ軸出力波形は、第９図（ｂ）のＹ
軸欄に示した波形となる。

上記Ｘ軸信号出力アンプ６３ｘのＸ軸出力と、Ｙ軸信号
出力アンプ６３ＶのＹ軸出力とは、それぞれＡ／Ｄコン
バータ６５ｘ　、　６５ｙによりデジタル信号に変換さ
れてデータメモリ部６０に入力され、このデータメモリ
部６０か゛ら認識演算部６２に入力される。

また、登録標準パターン部６１に−は、前記Ｘ軸出力と
Ｙ軸出力との組合せに対応する数字、演算記号等の標準
字形パターンが登録されており、認識演算部６２は、デ
ータメモリ部６０からの入力データと登録標準′バタニ
ン部６１からの標準字形パターンとを・比較し°て最も
相関関係の高い字形バター′ンを、。

選゛択し、その字形パターン番号をＣＰ　ｔＪ　６７に
入力する□。

また、一つの数字または記号の筆記入力が終わって筆記
軸４６の先端が紙面から離されると、Ｚ軸方向ひずみゲ
ージ５０ｚが引張りひずみ状態から元に戻って２軸信号
出力アンブ６３Ｚからの２輸出力が下がる。このＺ軸出
力が下がると、ＣＰ　ｔＪ　６７のセット端子Ｓからタ
イマ６８にスタート信号が送られ、タイマ６８がクロッ
クパルスφのカウントを開始する。　。

そして、タイマ６８のカウント値があらかじめ設定され
たクロックパルス数に達すると、タイマ６８からＣＰ　
Ｕ　６７のＣ端子にキャリー信号が送られ、これに基づ
いてＣ，ＰＵ６７は、その日端子から圧−電ブザー３１
にタイミングパルスを出力して圧電ブザー３１を報音駆
動する。

このタイマ６８の設定時間は、複数回の筆記動作で筆記
入力される数字や記号等の筆記入力時における筆記動作
中の休止時間より十分・長く設定されている。すなわち
、例えば数字、０５′は、°゛５″の筆記と、“−”の
筆記との２回の筆記動作で筆記入力されるが、前記タイ
マ６８の・設定時間を上記のようにしておけば、−“ｂ
″の箪記後、“−″の筆記を開始するまでの僅かな時間
では圧電ブザー３１は報音動作せず、′５５”が完全に
筆記入力されてから適切な時間後に報音動作する。

つまり、この圧電ブザー３１は、一つの数字や記号等が
筆記入力される毎にその入力終了を明知するもので、圧
電ブザー３１により入力終了が報知されるのを待って次
の数字や記号等を筆記入力すれば、１回の筆記動作で筆
記入力される数字や記号等も、複数回の筆記動作で筆記
入力される数字や記号等も、１字分の入力情報として混
同を生じることなく入力することができる。

一方、前記Ｃ，ＰＵ６７は、認識演算部６２Ｃｐ　Ｕ６
７から入力される字形パターン番号に基づいて数値情報
および演算指令情報を演算メモリ部６９に送る８ように
なっており、演算メモリ部６９に送られた数値情、報は
表示部、７０に送られて液晶表示素子１８により表示さ
れる。

また、演算メモリ部６９は、ＣＰＵ’６７からの数値情
報を記憶し、演算指令情報に応じて演算数と被演算数と
の演算を実行するもので、その演算結果は表示部７０に
送られて表示される。

次に、計算機本体部の外側面に設けられている、スキッ
プ（ＳＫ）キー１５と、サブシーフェンス（ＳＢ）キー
１６と、クリア（Ｃ）キー１７の作用について説明する
。

−“　スキップキー１５は、前記登録標準パターン部６
１に標準字形パターンを登録する際に操作されるもので
、電源スイッチ兼用モード切換えスイッチ２１を標準字
形パターン登録モードに切換えた状態でスキップキー１
５を押すと、スキップキー１５を１回押す度に表示部に
０．１．２．・・・９．＋、＋、Ｘ。

÷、−９・・・等の数字および演算記号等が順次表示さ
れる。　　　　　　　　　・ 、そして、例えば表示部に“１ｎを表示させた状態で数
字“１”を筆記すると、Ｘ軸信号出力アンプ５３ｘおよ
びＹ軸信号出力アンプ５３１／のＸ軸出力およびＹ軸出
力がデータメモリ部６０から登録標準パターン部６１に
送られ、このときのＸ軸出力とＹ軸出力との組合せが、
次にスキップキー１５を押したときに数字“１″の標準
字形パターンとして登録される。

従って、スキップキー１５を押して数字および演算記号
等を順次表示させながらその数字および記号等を筆記す
れば、使用者の癖に合せた筆記字形を登録標準パターン
部６１に標準字形パターンとして登録することができる
。

また、サブシークエンスキー１６は、筆記字形が誤認識
されて表示部に別の数字や記号が表示されたときに押さ
れるもので、このサブシークエンスキー１６を押すと、
ｖｌ識演算部６２が、最初に選択した字形パターンの次
に相関関係の高い字形パターンを選択する。この字形パ
ターンの選択は、サブシークエンスキー１６を押す度に
相関関係の高い順に繰り下がり、これにともなって、認
識演算部６２からＣＰ　ｔＪ　６７に入力される字形パ
ターン番号が入力し直される。

従って、筆記字形が誤認識されて誤った入力情報がＣＰ
　Ｕ　６７から演算メモリ部６９に入力されても、筆゛
記入力したものと同じ数字または記号等が表示部に表′
示されるまでサブシークエンスキー１６を押せ“ば、演
算メモリ部６９への入力情報を訂正することができる。

また、クリアキー１７は、前の演算結果のクリア時や、
数字や記号等を一間違えて筆記したときの入力クリア時
に押されるもので、数字や記号等を間違えて筆記したと
きは、このクリアキー１７を押してから数字や記号等を
筆記入力し直せばよい。

なお、上記のように筆記字形が誤認識されて表示部に別
の数字や記号が表示された場合の誤認識訂正は、その入
力をクリアキー１７により取消して再度筆記入力するこ
とによって行なってもよく、筆記字形の誤認識の訂正を
前記サブシークエンスキー１６の操作で行なうか、クリ
アキー１７により入力を取消して再入力することで行な
うかは、使用者が判断すればよい。

すなわち、この筆記入力式小型電子式計算機は、筆記軸
４６の変位により筆記数字および演算記号等を識別し、
そのデータを情報処理部に入力して演算７を、行なうも
ので、筆記面に数字および演算記号等を筆記すると、自
動的に演算が行われて演算結果が表示される。

・　しかして、この筆記入力式小型電子式計算機におい
゛ては、筆記軸４６の変位を検出するセンサとしてひず
みゲージ５０ｘ　、５０ｙを用い、このひずみゲージ５
０ｘ　、　５０ｙを一先端を筆記軸４６に係止されて筆
記軸４６の変位にともない筆記軸径方向にたわみ変形す
る２枚の板バネ５２．５２に取付けているから、　　　
゛圧電素子をセンサとする従来の筆記式データ入力装置
のようにセンサを筆記軸の外周面と・ケース内面との間
に隙間なく挟持させる必要はなく、従ってひずみゲージ
５０ｘ　、　５０ｙの組込みは容易であるし、また、前
記ひずみゲージ５０ｘ　、　５０ｙは筆記軸４６には直
接接触していないから、筆記軸４６に衝撃がかかっても
、この衝撃でひずみゲージ５０ｘ　、　５０ｙが破壊し
てしまうことはない。

なお、上記実施例では、筆記軸４６に対して２方向に板
バネ５２．５２を配置してこの２枚の板バネ５２゜５２
にそれぞれひずみゲージ５Ｑｘ　、　５０ｙを取付けて
いるが、筆記軸４６の変位を検出するひずみゲージは、
筆記軸４６を囲んで３方向または５方向に板バネ５２．
５２を設けてこの各板バネにそれぞれ取付けてもよく、
またひずみゲージ５０．５０Ｖは、この板バネ５２．５
２の内面側に取付けてもよいし、ざらにひずみゲージは
、半導体ひずみゲージに限らず、金属箔を用いたものを
使用してもよい。

また、上記実施例では、ひずみゲージ５０ｘ　、　５０
ｙを取付ける可撓性部材として板バネを用いているが、
この板バネに代えてポリカーボネート等の樹脂板等を用
いてもよく、さらに、筆記軸４６の中立状態への保持も
、ひずみゲージ５０ｘ　、　５０ｙを取付けた板バネ５
２．５２によらずに前記板バネ５２．５２とは別の弾性
部材によってもよい。また筆記軸４６は、ポールベンレ
フィールのようなものに限らず、単なる軸棒としてもよ
い。

さらに、上記実施例では、筆記軸４６に軸方向の筆記圧
がかかったときにこれを検出するＺ軸方向ひずみゲージ
５ｏｚを備えているが、このＺ軸方向ひずみゲージ５０
ｚはなくてもよい。また、上記実施例では、筆記軸４６
をその基端において先端側が周方向に変位できるように
支持しているが、筆記軸４６に可撓性をもたせれば、筆
記軸の基端はケース内に固定してもよい。

なお、上記実施例では筆記入力式小型電子式計算機に組
込まれる筆記式データ入力装置を例にとって説明したが
、この発明は、筆記式入力部だけを備えた、例えばパー
ソナルコンピュータに接続されてパーソナルコンピュー
タにデータを入力する筆記式データ入力装置等にも適用
することができる。

〔発明の効果〕

この発明は、ケース内に先端部が突出する状態で設けら
れ筆記動作にともなって先端側が筆記方向と逆方向に変
位する筆記軸の筆記軸の外側に、筆記軸周方向に位置を
ずらして配置されるとともに基端を前記ケース内に固定
され先端を前記筆記軸に係止されて筆記軸の変位にとも
ない筆記軸径方向にたわみ変形する少なくとも２つの可
撓性部材を設け、この各可撓性部材に、前記筆記軸の変
位にともなう可撓性部材のたわみ変形により引張りまた
は圧縮ひずみを生じてこのひずみ変形量を電気的変化量
に変換する少なくとも２個のひずみゲージを取付けたも
のであり、この発明では、筆記軸の変位を検出するセン
サとしてひずみゲージを用い、このひずみゲージを、筆
記軸の変位にともない筆記軸径方向にたわみ変形する可
撓性部材に取付けているから、圧電素子をセンサとする
従来の筆記式データ入力装置のようにセンサを筆記軸の
外周面とケース内面との間に隙間なく挟持させる必要は
なく、従ってセンサの組込みは容易であるし、また、前
記ひずみゲージは筆記軸には直接接触していないから、
筆記軸に衝撃がかかつても、この衝撃でひずみゲージか
らなるセンサが破壊してしまうことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図はこの発明の一実施例を示したもので、
第１図は第２因のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図、第２図は
筆記入力式小型電子式計算機の外観斜視図、第３図およ
び第４図は第１図のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿う拡大
断面図、第５図は筆記軸の外側に配置された板バネの拡
大斜視図、第６図はひずみゲージの抵抗変化特性口、第
７図は筆記入力式小型電子式計算機の回路図、第８図は
筆記入力式小型電子式計算機の使用状態図、第９図は数
字“１″および減算記号“−”を筆記したときの出力波
形図である。 １０・・・ケース、４６・・・筆記軸、５０ｘ　、　５
０ｙ・・・ひずみゲージ、５２・・・板バネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケース内に先端部が突出する状態で設けられ筆記動作に
   ともなって先端側が筆記方向と逆方向に変位する筆記軸
   と、この筆記軸の外側に筆記軸周方向に位置をずらして
   配置されるとともに基端を前記ケース内に固定され先端
   を前記筆記軸に係止されて筆記軸の変位にともない筆記
   軸径方向にたわみ変形する少なくとも２つの可撓性部材
   と、この各可撓性部材に取付けられ前記筆記軸の変位に
   ともなう可撓性部材のたわみ変形により引張りまたは圧
   縮ひずみを生じてこのひずみ変形量を電気的変化量に変
   換する少なくとも２個のひずみゲージと、この各ひずみ
   ゲージの電気的変化量に基づいて筆記字形を認識しその
   データを情報処理部に入力する手段とを具備したことを
   特徴とする筆記式データ入力装置。