JPS63196982A - 描き又は書く際に信号を捕獲する方法及び装置 - Google Patents

描き又は書く際に信号を捕獲する方法及び装置

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JPS63196982A
JPS63196982A JP63021824A JP2182488A JPS63196982A JP S63196982 A JPS63196982 A JP S63196982A JP 63021824 A JP63021824 A JP 63021824A JP 2182488 A JP2182488 A JP 2182488A JP S63196982 A JPS63196982 A JP S63196982A
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writing
lines
sheet
mark
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ジヨン・ロナルド・パークス
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National Research Development Corp UK
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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】 本発明は、書き又は描く際に信号を発生する方法及び装
置に係り、該信号は書き又は描く方法に依存する。
署名の動的特徴（署名されている間に得られる特徴）を
署名の照合に使用する署名照合方法は知られている０本
発明は、このような署名照合システムで特に有用である
と予想され、これらのシステムは例えば送金及びデータ
入力に適用される。
書き又は描く際に信号を発生する方法及び装置は英国特
許出願第８６２６４１１号（ＰＣＴ出願にＢ８６１００
６８１）に記載されている。しかしながら、これらの先
願明細書に記載されている方法及び装置は一般に、破壊
又は盗難の恐れのある特殊ペンを使用している。
本発明の第１の態様によると、書き又は描く際に情報を
得るための方法が提供され、該方法は、可撓性シートと
透明（又は半透明）材料との界面における接触状態を変
化させるように構成され、かつ筆記具の使用が該接触状
態に影響する領域を通って延在するマークを該界面が含
んでいる表面に、該表面と接触する器具、の先端部を使
用して書き又は描く段階と、界面の一方の側に光を供給
する段階と、書き又は描く際に接触状態が先端部により
変化するのにつれて、界面で内部に反射した光の変化を
マークの存在により感知する段階とから成る。
本発明の方法の利点は、製図用具として従来のペン又は
鉛筆を使用できること、及び使用される装置の残りの部
分を所定の場所に固定できるので比較的破壊し難いとい
う点にある。
本発明の方法は、例えば署名照合又はデータ捕獲用とし
てマーク横断の時間的及び／又は空間的分析も含み得る
。ある種の方法は英国特許第１４８００６６号及び上記
特許出願中に述べられている。
表面は通常書き又は書かれる紙のような媒体の表面であ
る。この媒体により可撓性シートを構成してもよいし、
あるいは透明（又は半透明）シートにより可撓性シート
を構成してこの上に媒体を配置してもよい。
マークは好ましくは感知される光に対して実質的に不透
明（又は吸収性）である限り、人間の眼に見える必要は
ない平行線である。可撓性シートとして媒体を使用する
場合、マークは媒体の下側表面に配置され得るが、媒体
が適度に半透明である場合は媒体の上側表面に配置され
得る。該材料の表面、あるいはシートが筆記表面を含ん
でいない場合には可撓性シートにマークを配置すると、
マークのついていない普通紙を使用できるので有利であ
る。マークは入射輻射と異なる波長で再放射する材料、
例えば蛍光又はリン光性材料を使用して形成され得る。
このような波長の相違は線からの光と材料の内側に供給
される光とを識別するのにしばしば役立つ。
材料はガラス、アクリル又は透明プラスチック材料のよ
うな透明材料のプレートの形態であり得、プレートの１
以上の縁部に沿って配置された光供給源を備えており、
光の変化は別の縁部に沿って感知される。
本発明の第２の態様によると、書き又は描く際に情報を
得るのに使用する装置が提供され、該装置は、書き又は
描かれ得るか又は書き又は描くための媒体が配置され得
る表面と、該表面を支持しており、可撓性シートとの界
面における所定の領域の接触状態が書き又は描くにつれ
て変化し、該界面には該領域を通って延在するマークが
付けられている透明（又は半透明）材料と、界面の片側
に光を供給する手段と、書き又は描く際に該接触状態が
変化するにつれて界面で内部に反射された光の強さの変
化をマークの存在により感知する手段とを備える。
上述のように、該材料は比較的厚く縁部を照射される透
明プレートの形態であり得る。変化を感知する手段はプ
レートの一縁部に沿って配置された受光器を含んでもよ
く、あるいは変化の感知手段は球の規則的区画の内側表
面に合致するように形成された反射表面を含み得る。好
ましくは半球形の部分球面内に光を感知するように受光
器を配置し、部分球面は筆記又は製図表面に対向する透
明（又は半透明）材料の表面に隣接して配置する。
このような構成で光源と受光器との位置を交換してもよ
い。
本発明の第３の態様によると、書き又は描く際に情報を
得る方法が提供され、該方法は、器具の先端部を使用し
て透明（又は半透明）材料により支持された表面に書き
又は描き、この時筆記具を使用すべき領域を通って、第
２の波長を有する光により励起されると第１の波長を有
する光を発生する特性を有するマークを延在される段階
と、該表面に第２の波長を有する光を供給する段階と、
書き又は描くにつれて先端部が線を横切ることにより第
１の波長の光の変化を感知する段階とから成る。
本発明の第４の態様によると、書き又は描く際に情報を
得る方法が提供され、該方法は、器具の先端部を使用し
て透明（又は半透明）材料により支持され且つ各群が少
なくとも３つの異なる厚さの線を含む相隣接する同様の
群として配置された１組の平行線によりマークされた表
面に書き又は描く段階と、該表面に光を供給する段階と
、書き又は描くにつれて先端部が線を横切ることにより
光の変化を感知する段階と、線の幅を表す信号を誘導す
る段階と、該信号を使用して線に直交する先端部の運動
の成分の方向を決定する段階とから成る。
各軸に平行な運動成分の方向を決定するためには、夫々
の軸に夫々直交する２組の平行線を使用してもよいが、
各組の各群はこのとき少なくとも４つの異なる厚さの線
を含んでいなければならず、厚さは各方向で異なるシー
ケンスを有していなければならない。
好ましくは、組又は各組の線は実質的に等間隔に配置さ
れた軸を有している。
本発明は、本発明の第３及び第４の態様の方法に対応す
る装置も包含し得る。
以下、添付図面を参考に本発明のいくつかの具体例を例
示として説明する。
第１図では、例えば署名が書かれている文書１２の支持
体としてガラスプレート１０を使用している。
光をプレートに注入するようにプレート１０の一縁部に
沿って光源１３が配置されており、光は内部反射により
プレート内を受光器１４へと進むが、この場合プレート
１０はその下側表面１１における内部反射に影響がない
ように支持されているものと仮定する０表面１１がプレ
ート１０内に光を反射するような反射面であるなら、プ
レートは下から直接支持され得る。ペンを使用して署名
する時、数トン／ｃＩ１１２のオーダーの圧力がペン先
端部１５により加えられ、この圧力は文書を通して支持
プレート１０に伝達される。この圧力がプレートに達す
ると、文書とプレートとの間の接触状態が変化する。内
部反射は界面を通る密度の変化に依存するので、はとん
ど接触しない緩い接触と強い圧力による接触とは、異な
る程度の内部反射を生じる。接触が密接であるなら、「
光学接触」という用語が使用され、接触の不在に対する
内部反射の差は大きい０図示したように、文書には不透
明又は吸収性の縞又は線が印刷されており、この縞又は
線をプレートに押し付けて接触させると、先端部１５が
光学接触を生じる点における内部反射の程度も変化する
。従って、受光器１４により受け取られる光は縞又は線
を横切る毎に変調され、この情報は文書に記された著名
に関する時間的及び空間的情報を与えるように分析され
得る。
別の例を第２図に示したが、ここでは前の例と同様にガ
ラスプレート１０は署名が記された文書１２を支持して
いる。この場合も同様に、文書１２は不透明な縞又は線
を含んでいる。プレートの下側表面２０は、署名を記入
すべき窓２１を除いて反射表面を有している。プレート
１０の下には内部拡散反射表面を有する積分半球２２が
配置されており、反射表面２０は光を半球内へと反射す
る。積分球は球に導入された光が内側表面全体に均等に
分配されるように球体の内側に拡散コーティングを被覆
した既知の光学デバイスである。実際に球の規則的区画
のラジアル面が反射鏡（即ちミラー）から形成されてい
るなら、どのような規則的区画も使用できる。従って、
積分半球はミラーで閉止された直径キャップであり、従
ってより小形であるが完全な球と同様に機能する。直径
ミラー２０の窓２１はこの状態を非本質的にではあるが
変更させる。
光源１３からの光の大部分はプレート１０内で内部反射
されるが、先端部１５が文書１２をプレート１０と光学
接触させ、その結果として接触点で光が散乱するため、
一部の光は窓２１を通って反射される。
窓２１を通ってプレート１０から出る光の量は、先端部
１５により圧力が加えられる点における文書の性質、即
ち文書が透明であるか、不透明、吸収性又は反射性であ
るかに依存する。これらの変化は半球２２内に配置され
た受光器により感知され、ペン先端部がいつ縞又は線を
横切るかを示す、第２図の構成の変形例として、光源１
３と受光器２４との位置を交換してもよい。
第１図及び第２図の構成で縞又は線を文書１２でなくプ
レート１０に配置してもよい。
本発明の第３の具体例では、多数の光ファイバーから形
成される「魚屋部」２６及び２７（第３ａ図及び第３ｂ
図）の広いほうの端部が透明樹脂シート２８の対向する
側に沿って接合されている。各ファイバーはシート２８
の縁部に光学的に結合される。「魚屋部」の狭いほうの
端部でファイバーは束２９及び３０として気合されてお
り、受光器３２及び３３に光学的に結合されている。樹
脂シートは２枚のガラスプレート（図示せず）の間で、
樹脂のスペースを規定するように間隔を設けながら「魚
屋部」の広いほうの端部をプレート間に挟んで鋳造する
。ｔ！Ｂ脂が硬化したらガラスプレートを除去する。
樹脂シート２８の下に透明プラスチック又はガラスブロ
ック３４を配置して、好ましくはシート２８に隣接する
場所及び光源３５が装着される場所以外の場所で内部反
射を形成するようにこのブロックに反射表面を与える。
あるいは、反射表面は拡散反射性、例えば白色でもよい
、どちらの構成でも動作は第２図と同様であり、ブロッ
ク３４内の光はシート２８との界面に沿って又は光源３
５のアパーチャを通ってしか出入できない、従って、ブ
ロック３４は光を光源３５からシート２８に方向付ける
光方向骨は手段を形成する。夫々それ自体のアパーチャ
を有する数個の光源を反射表面のどれかに配置して光源
３５を補ってもよい。
動作中、シート２８に緩く接触している紙シート３６に
ペン又は鉄筆を使用して署名、筆記又は製図する、シー
ト２８の下側表面又はブロック３４の上側表面のいずれ
かには、好ましくは厚さと同程度の間隔で配置された線
が配置されている。
ペン又は鉄筆がシート３６に圧力を加えると、ブロック
３４とシート２８との間の界面の内部反射は変化し、界
面を通って（第１図及び第２図と異なる）受光器３２及
び３３に進む光は変化する。更に、ペン又は鉄筆が紙シ
ート３６の上を移動して線を横切ると、受光器により受
け取られた光は変調される。
第３ａ図及び第３ｂ図の利点は、シート２８に入射した
大部分の外部光が受光器３２及び３３に到達せずにブロ
ック３４を通るという点にある。もっとも、光源が光フ
ァイバーに結合され且つ受光器がブロック３４に結合さ
れているような変形例を使用することもできる。２以上
の「魚尾部」を使用してもよく、例えばシート２８の他
の辺に別の魚尾部を装着してもよい。
上述のように、変化を分析して文書に為された署名又は
他の文書の性質に関する情報を提供することができる１
例えば、受光器１４もしくは２４、又は受光器３２もし
くは３３からの信号を第１及び第２の閾値検出器（図示
せず）に送り、該検出器は受け取った信号により、ペン
又は鉄筆の先端部が紙に接触しているかどうか、及び先
端部が線又は線の間のスペースに接触しているかどうか
を夫々決定する。
線及びスペースの間の境界を横切る毎に、クロック回路
（図示せず）に結合されたカウンタ（図示せず）が読み
出され、次に第２の閾値検出器の制御下でリセットされ
、ペン又は鉄筆が線及びスペースを横切る時間間隔を示
すディジタル信号を供給する。これらの間隔はペン又は
鉄筆が紙を横切る速度を示すが、これら間隔は字画の横
断及び長さ方向にも依存する。従って、間隔はある人の
署名の動的及び空間的特徴、並びに個々のデータ特徴、
特に数字を表す。
ペン又は鉄筆が紙と接触しない時間間隔は、第１の閾値
検出器の制御下に別のディジタル信号によっても示され
る。このディジタル信号は、署名認識及びデータ認識に
も有用である１両者ディジタル信号は必要な分析を実施
するようにプログラムされたコンピュータ（図示せず）
に送られる。この点については、ＰＣＴ出願ＧＢ８６１
００６８１号及び英国特許明細書第１４８００６６号に
記載された方法が有用である。
光は人間の眼に見える必要はなく、従って、文書上の線
又は縞は可撓性である必要はないが、照射光源により使
用される光に対して実質的に不透明でなければならない
、線又は縞は平行線の組として形成され得、異なる組の
線の間には所定の角度、通常好ましくは９０°を設ける
。あるいは線の替わりに、正多角形の頂点のドツトのア
レーを使用してもよい。
使用されるペンは通常任意の従来型でよく、あるいは鉛
筆や単純に鉄筆を使用してもよい。分析は上記特許又は
特許出願に記載されているように実施すればよく、後者
特許出願は、ペンの先端部の位置又は１群の線の横断す
る方向を示すためには異なる群又は色の線をどのように
使用すればよいかを説明している。このためには、光源
１３もしくは異なる線の色に対応する色を有する単一光
源の代わりに、数個の異なる色の光源を使用することが
必要であろう、また、受光器１４を省略するには、異な
る色に選択的に応答する多数の受光器が必要である。
ペンの移動に伴って捕獲されるデータの量は運動方向を
決定することにより増加できるが、ここでは上記出願中
に記載されたものに代わる方法を説明する１紙上の線が
相互に平行で異なる３つの幅を有しており且つａ、ｂ、
ｃ、ａ、ｂ、ｃ、、、等の順序（ａ、ｂ及びＣは好まし
くはａ＞ｂ＞ｅの線幅である）で配置されている場合、
線に垂直な２つの対向方向の運動の成分を識別できる。
夫々４つの異なる幅ａ、　ｂ、Ｃ及びｄを有する直交す
る２組の平行線では、直交する軸に平行な運動の対向方
向を識別できる。線幅が関係式ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄを有する
なら、線は一方の軸に平行なａ、ｂ、ｃ、ｄシーケンス
と他方の軸に平行なジ−ケンスミ、ｂ、ｃ、ｄを有し得
る。一般に２方向を識別するために、一方の方向のシー
ケンスの２つの幅を置き換えて他方の方向のシーケンス
を与えることができる。
異なる幅の平行線を使用する場合、線の軸が相互に等間
隔に配置されているなら有用であり、従ってペン又は鉄
筆の先端部が一直線に移動するなら、先端部がスペース
に接触している合計時間は線に接触している合計時間に
等しい、同一の利点を得るように設計され得る別の有用
な線構成では、等間隔に配置された各線の一方の側に対
応する線境界を設け、他方の側の対応する境界は必要な
線幅を与える選択されたモジュラ−位置に配置される。
運動の検出は単純化され、例えば全白黒境界が経時的に
等間隔に配置されているかどうかを悪用することにより
決定され、もしそうであるなら運動は一方の方向であり
、そうでないなら他方の方向である。
次に、ペン方向を一成分方向に決定する方法について説
明しよう、（例えば受光器からの信号を微分することに
より）ペンが線の縁部を横切る時、及びペン運動がある
方向で線に直交する成分を有している時に、各線が横切
るにつれて縁部表示が夫々厚さａ、ｂ、ｃ、ａ、ｂ、、
、、に比例する間隔で配置されていることを示す信号が
派生される。対向方向の運動の成分はｃ、ｂ、ａ、ｃ、
ｂ、ａに比例する間隔を与える。従って、これらの間隔
を蓄積し、それらの大きさを比較することにより、ペン
運動の該成分の方向を決定することができる。蓄積及び
比較プロセスを実施するようにＲＯＭ及びＲＡＭを有す
るマイクロプロセッサをプログラムするのは容易である
が、該プロセスは通常ペンが方向を転換した後しか必要
とされない、該成分中のゼロ速度を検出することにより
、例えば単位時間の線交差の微分がいつゼロになるかを
決定することにより、方向転換に適当な時間を決定する
こともできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は内部反射が生じるガラスプレートを使用する本
発明の第１の具体例、第２図は積分半球を使用する本発
明の第２の具体例、第３ａ図は内部反射した光を集める
ために光ファイバーを使用する本発明の第３の具体例の
部分平面図、第３ｂ図は第３の具体例の側面図である。 １０・・・・・・ガラスプレート、１２・・・・・・文
書、１３．３５・・・・・・光源、１４・・・・・・受
光器、１５・・・・・・ペン先、２０・・・・・・ミラ
ー、２１・・・・・・窓、２２・・・・・・積分半球、
２６．２７・・・・・・魚尾部、２８・・・・・・透明
樹脂シート、３４・・・・・・ブロック、３６・・・・
・・紙シート。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）書き又は描く際に情報を得るための方法であって
    、可撓性シートと透明（又は半透明）材料との界面にお
    ける接触状態を変化させるように構成され、かつ筆記具
    の使用が該接触状態に影響する領域を通って延在するマ
    ークを該界面が含んでいる表面に、該表面と接触する器
    具の先端部を使用して書き又は描く段階と、界面の一方
    の側に光を供給する段階と、書き又は描く際に接触状態
    が先端部により変化するのにつれて、界面で内部に反射
    した光の変化をマークの存在により感知する段階とから
    成る方法。
  2. （２）マークが平行な線又は縞を含んでいる請求項１に
    記載の方法。
  3. （３）材料の内部に供給される光が第１の波長を有して
    おり、マークが第１の波長を有する光を照射されるとマ
    ークが第２の波長を有する光を放射し、光の変化が第２
    の波長を有する光で感知される請求項１又は２に記載の
    方法。
  4. （４）該表面が該シートの表面であり、マークがシート
    の下側表面又は該材料の上側表面に配置されている請求
    項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  5. （５）該表面が該シート上に配置された媒体の表面であ
    り、シートが透明又は半透明である請求項１から３のい
    ずれか１項に記載の方法。
  6. （６）マークがシートの下側表面又は該材料の上側表面
    に配置されている請求項５に記載の方法。
  7. （７）線又は縞が等間隔で配置された中心を有しており
    、各群が少なくとも３つの異なった厚さの線を含む相隣
    接する同様の群として配置されており、方法が線又は縞
    に直交する先端部の運動の成分を識別する段階を含む請
    求項２、又は請求項２に記載の範囲で請求項３から６の
    いずれか１項に記載の方法。
  8. （８）線又は縞が、各群で少なくとも３つの異なった厚
    さの線を含む相隣接する同様の群として配置されており
    、線又は縞の間の対応する境界が全ての線又は縞の片側
    に等間隔で配置されており、方法が線又は縞に直交する
    先端部の運動の成分を識別する段階を含んでいる請求項
    ２、又は請求項２に記載の範囲で請求項３から６のいず
    れか１項に記載の方法。
  9. （９）複数組の平行な線又は縞を使用する請求項２、又
    は請求項２に記載の範囲で請求項３から８のいずれか１
    項に記載の方法。
  10. （１０）書き又は描く際に情報を得るのに使用する装置
    であって、書き又は描かれ得るか又は書き又は描くため
    の媒体がその上に配置され得る表面と、該表面を支持し
    ており、作動においては可撓性シートとの界面における
    所定の領域の接触状態が書き又は描くにつれて変化し、
    該界面には該領域を通って延在するマークが付けられて
    いる透明（又は半透明）材料と、界面の片側に光を供給
    する手段と、書き又は描く際に該接触状態が変化するに
    つれて界面で内部に反射された光の強さの変化をマーク
    の存在により感知する手段とを備える装置。
  11. （１１）媒体を含んでおり、該媒体が可撓性シートを形
    成し且つ平行な線又は縞から成るマークを支持している
    請求項１０に記載の装置。
  12. （１２）可撓性シートを含んでおり、シートの下側表面
    又は材料の上側表面が平行な線又は縞から成るマークを
    支持している請求項１０に記載の装置。
  13. （１３）光を供給する手段が第１の波長を有する光を作
    動中に供給し、マークが第１の波長の光を照射された時
    に第２の波長を有する光を放射する材料を含んでおり、
    光の強さの変化を感知する手段が第２の波長を有する光
    に対して感受性である請求項１１又は１２に記載の装置
    。
  14. （１４）該材料がプレートの形態であり、光を供給する
    手段がプレートの縁部に光を投射し、及び／又は光の変
    化を感知する手段がプレートの縁部からの光を受け取る
    請求項１０から１３のいずれか１項に記載の装置。
  15. （１５）各ファイバーの一端がシートの一方の縁部に沿
    ってシートに光学的に結合された少なくとも１群の光フ
    ァイバーと、ファイバーの他端に光学的に結合された光
    供給手段又は変化感知手段とを含んでいる請求項１２に
    記載の範囲で請求項１３又は１４に記載の装置。
  16. （１６）該材料がプレートの形態であり、該表面に対向
    する材料の表面に沿って光の方向付け手段が配置されて
    おり、他方の表面は鏡面又は拡散反射表面であり、光供
    給手段又は光の変化の感知手段が光方向付け手段に光を
    送るか又は該手段から光を受け取るように配置されてい
    る請求項１０から１５のいずれか１項に記載の装置。
  17. （１７）該材料がプレートの形態であり、装置が球の規
    則的区画の内部に合致するように形成された拡散反射鏡
    を含んでおり、光供給手段又は光の変化を感知する手段
    は拡散反射器へ光を送るか又は該反射器から光を受け取
    るように配置されており、拡散反射器は該表面に対向す
    るプレートの面に隣接して配置されている請求項１０か
    ら１５のいずれか１項に記載の装置。
  18. （１８）規則的区画が半球であり、プレートの該面が半
    球の開いた直径を通って配置されており且つ光を半球に
    反射する部分鏡面反射器を形成している請求項１７に記
    載の装置。
  19. （１９）人間の眼が光供給手段により供給される光に対
    して感受性でなく、光の変化を感知する手段がこうして
    供給された光に対して感受性である請求項１０から１８
    のいずれか１項に記載の装置。
  20. （２０）書き又は描く際に情報を得る方法であって、器
    具の先端部を使用して透明（又は半透明）材料により支
    持され且つ各群が少なくとも３つの異なる厚さの線を含
    む相隣接する同様の群として配置された１組の平行線に
    よりマークされた表面に書き又は描く段階と、該表面に
    光を供給する段階と、書き又は描くにつれて先端部が線
    を横切ることにより光の変化を感知する段階と、線の幅
    を表す信号を誘導する段階と、該信号を使用して線に直
    交する先端部の運動の成分の方向を決定する段階とから
    成る方法。
  21. （２１）実質的に明細書中に記載したように書き又は描
    く際に情報を得る方法。
  22. （２２）実質的に添付図面に関して明細書中に記載した
    ように書き又は描く際に情報を得る装置。
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