JP2001100908A - ペン先軌跡生成方法、ペン型入力装置及びペン装着ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】手書きの文字等をコンピュータに入力するため
のペン型入力装置に関し、手書きの文字等を正しく再現
できるようにする。 【解決手段】Ｘ軸及びＹ軸を水平面上の直交する２軸、
Ｚ軸を垂直軸とする重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚを設定し、ペ
ン本体１０のＸＺ平面への投影像１０ＡがＸ軸となす角
度αと、ペン本体１０のＹＺ平面への投影像１０ＢがＹ
軸となす角度βを算出し、これら角度α、βからペン先
１２の軌跡を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペンによる手書き
の文字等を再現するためのペン先軌跡生成方法、及び、
手書きの文字等をコンピュータに入力するためのペン型
入力装置、並びに、通常ペンに装着して通常ペンをコン
ピュータのペン型入力装置として使用するためのペン装
着ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、手書きの文字等をコンピュータに
入力する装置として、例えば、ペンでタブレットと呼ば
れる特殊なボード上を筆記するディジタイザと呼ばれる
装置が提案されており、電磁誘導方式や感圧シート方式
等、各種の方式が実用化されている。

【０００３】しかし、ディジタイザは、筆記面として特
殊なボードであるタブレットを必要とするため、携帯性
が悪いという問題点があった。そこで、ペン内部にペン
の動きを検出するセンサを内蔵させてタブレットを不要
とするペン型入力装置が研究、開発されている。

【０００４】例えば、特開平９−２３０９９７号公報に
は、ペン内部に３軸の加速度センサと３軸のジャイロと
を内蔵し、ジャイロでペンの回転やペンの傾きを検出
し、加速度センサで検出される加速度を補正し、補正し
た加速度を２回積分してペン先の軌跡を算出するペン型
入力装置が開示されている。

【０００５】また、特開平９−５４６５３号公報には、
ペン内部に２軸のジャイロ等の角度センサと３軸の感圧
センサを内蔵し、筆記中は、感圧センサでペン先の軌跡
を算出し、ペンが空中にある時には角度センサでペン先
の位置を算出するペン型入力装置が開示されている。

【０００６】また、特開平１０−１１１７５４号公報に
は、ペン内部に２軸のジャイロ等の角速度センサを内蔵
し、検出された角速度を２回積分してペン先の位置を算
出するペン型入力装置が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平９−２３０９９
７号公報に開示されているペン型入力装置は、ペン先の
軌跡の算出を基本的には加速度によるものとしている
が、加速度を２回積分する過程で僅かな誤差も積分され
て変位に非常に大きな誤差が発生してしまい、筆記した
文字を正しく再現できない場合があるという問題点を有
している。

【０００８】また、特開平９−５４６５３号公報に開示
されているペン型入力装置は、３軸の感圧センサを必要
とするため、構成が複雑となり、小型化、低価格化が困
難であるという問題点を有している。また、このペン型
入力装置は、ペン先の位置を角度センサの位置を中心に
ペンが傾くとして算出しているが、実際は、角度センサ
の位置を中心にはペンは傾かず、ＸＹ方向で回転中心が
異なったり、個人差やその時のペンの持ち方でもペンの
傾きは異なったりするため、筆記した文字を正しく再現
できない場合があるという問題点も有している。

【０００９】また、特開平１０−１１１７５４号公報に
開示されているペン型入力装置は、ジャイロ等により検
出された角速度を２回積分してペン先の位置を算出する
としているが、角速度を２回積分すると、初期角度と異
なる角度で静止した時に角度差が積分されてしまい、筆
記した文字を正しく再現できない場合があるという問題
点を有している。

【００１０】本発明は、かかる点に鑑み、ペンによる手
書きの文字等を正しく再現できるようにしたペン先軌跡
生成方法、手書きの文字等を正しく再現できるようにし
たペン型入力装置、及び、通常ペンに装着して通常ペン
をコンピュータのペン型入力装置として使用し、手書き
の文字等を正しく再現できるようにしたペン装着ユニッ
トを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のペン先軌跡生成
方法は、ペンの傾き角度を算出する角度算出工程と、ペ
ン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定工程
と、ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時のペン
の傾き角度からペン先の軌跡を生成する軌跡生成工程と
を実行するというものである。

【００１２】図１〜図５は本発明のペン先軌跡生成方法
の原理を説明するための図である。図１に示すように、
通常のペン１を手２に持って水平な筆記面に文字を筆記
する場合、手２の小指の側面が筆記面に固定され、親指
と人差し指の又付近を支点としてペン先３が動くことに
なる。このことから、本発明者は、ペン１の傾き角度と
ペン先の位置には一定の関係があることを発見した。

【００１３】例えば、図２に示すように、Ｘ軸及びＹ軸
を水平面上の直交する２軸、Ｚ軸を垂直軸とする重力座
標系Ｘ，Ｙ，Ｚを設定し、ペン１のＸＺ平面への投影像
４がＸ軸となす角度をα［度］、ペン１のＹＺ平面への
投影像５がＹ軸となす角度をβ［度］とし、図１に示す
ようにペン１を手２に持って、ＸＹ平面に図３に示すよ
うに、例えば、数字「２」を筆記した場合、ペン先３の
軌跡６とペン１の傾き角度α、βとの関係は、図４に示
すようになる。

【００１４】ここで、ペン先３のＸＹ平面上の位置を
（ｘ，ｙ）とし、ペン１の傾き角度α、βを

【００１５】

【数１】

【００１６】と一次変換して、図５に示すように、ペン
先３の軌跡７を生成すると、生成したペン先３の軌跡７
は、ペン先３の実際の軌跡６と略一致する。

【００１７】このように、ペン先３の軌跡６と重力座標
系Ｘ，Ｙ，Ｚにおけるペン１の傾き角度α、βとの間に
一定の関係があるということは、ペン先３の軌跡は、任
意の座標系におけるペン１の傾き角度との間にも一定の
関係があるといえる。

【００１８】そこで、本発明のペン先軌跡生成方法は、
ペンの傾き角度を算出する角度算出工程と、ペン先が筆
記面を筆記中か否かを判定する筆記判定工程と、ペン先
が筆記面を筆記中と判定されている時のペンの傾き角度
からペン先の軌跡を生成する軌跡生成工程とを実行する
ことにより、ペンによる手書きの文字等を正しく再現す
るとしている。

【００１９】本発明のペン型入力装置は、ペン本体の傾
き角度を算出する角度算出手段と、ペン先が筆記面を筆
記中か否かを判定する筆記判定手段と、ペン先が筆記面
を筆記中と判定されている時のペン本体の傾き角度から
ペン先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備えていると
いうものである。

【００２０】本発明のペン型入力装置によれば、角度算
出手段によりペン本体の傾き角度を算出することがで
き、筆記判定手段によりペン先が筆記面を筆記中か否か
を判定することができ、軌跡生成手段によりペン先が筆
記面を筆記中と判定されている時のペン本体の傾き角度
からペン先の軌跡を生成することができるので、本発明
のペン先軌跡生成方法を実行し、手書きの文字等を正し
く再現することができる。

【００２１】本発明のペン装着ユニットは、通常ペンに
装着して通常ペンをコンピュータのペン型入力装置とし
て使用するためのペン装着ユニットであって、通常ペン
の傾き角度を算出する角度算出手段と、通常ペンのペン
先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定手段と、
通常ペンのペン先が筆記面を筆記中と判定されている時
の通常ペンの傾き角度から通常ペンのペン先の軌跡を生
成する軌跡生成手段とを備えているというものである。

【００２２】本発明のペン装着ユニットによれば、角度
算出手段により通常ペンの傾き角度を算出することがで
き、筆記判定手段により通常ペンのペン先が筆記面を筆
記中か否かを判定することができ、軌跡生成手段により
通常ペンのペン先が筆記面を筆記中と判定されている時
の通常ペンの傾き角度から通常ペンのペン先の軌跡を生
成することができるので、通常ペンに装着する場合に
は、本発明のペン先軌跡生成方法を実行し、通常ペンに
よる手書きの文字等を正しく再現することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図６〜図１５を参照して、
本発明のペン型入力装置の第１実施形態及び第２実施形
態並びに本発明のペン装着ユニットの一実施形態につい
て、本発明のペン先軌跡生成方法の実施形態を含めて説
明する。

【００２４】 本発明のペン型入力装置の第１実施形態・・図６〜図８ 図６は本発明のペン型入力装置の第１実施形態の構成を
示す概略的正面図であり、本発明のペン型入力装置の第
１実施形態は、Ｘ軸及びＹ軸を水平面上の直交する２
軸、Ｚ軸を垂直軸とする重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚを設定
し、ペン本体のＸＺ平面への投影像がＸ軸となす角度α
と、ペン本体のＹＺ平面への投影像がＹ軸となす角度β
を算出し、これら角度α、βからペン先の軌跡を生成す
るというものである。

【００２５】図６中、１０はペン本体、１１は芯、１２
はペン先、１３はペン先１２と筆記面との接触を検出す
る接触スイッチである。なお、Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐは本発
明のペン型入力装置の第１実施形態に設定されるペン座
標系を示しており、本発明のペン型入力装置の第１実施
形態においては、Ｘｐ軸はペン本体１０の中心軸に設定
される。

【００２６】また、１４はペン本体１０のＸｐ軸まわり
の角速度ωｘｐを検出するＸ軸ジャイロ、１５はペン本
体１０のＹｐ軸まわりの角速度ωｙｐを検出するＹ軸ジ
ャイロ、１６はペン本体１０のＺｐ軸まわりの角速度ω
ｚｐを検出するＺ軸ジャイロである。

【００２７】また、１７はペン本体１０の傾き角度の初
期値を設定する時に使用する初期化スイッチ、１８はペ
ン本体１０のＸＺ平面への投影像がＸ軸となす角度α及
びペン本体１０のＹＺ平面への投影像がＹ軸となす角度
βを一次変換してペン先１２のＸＹ平面上の位置ｘ、ｙ
を算出する場合に必要とする係数を登録する時に使用す
る登録スイッチである。

【００２８】また、１９はＸ軸ジャイロ１４、Ｙ軸ジャ
イロ１５及びＺ軸ジャイロ１６から出力されるペン本体
１０のＸｐ軸まわりの角速度ωｘｐ、Ｙｐ軸まわりの角
速度ωｙｐ及びＺｐ軸まわりの角速度ωｚｐからペン先
１２の軌跡を生成するマイクロコントローラ、２０はマ
イクロコントローラ１９により生成されたペン先１２の
軌跡をコンピュータに伝送する無線送信機、２１は電源
をなす電池である。

【００２９】図７はマイクロコントローラ１９の機能を
示すブロック図であり、図７中、マイクロコントローラ
１９において、２２はペン本体１０の傾き角度の初期値
が設定される初期値設定部である。

【００３０】図８は本発明のペン型入力装置の第１実施
形態の重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚに対する位置を示してお
り、Ａ１はペン座標系Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐが重力座標系
Ｘ，Ｙ，Ｚと一致するように、本発明の第１実施形態を
筆記面に水平に置いた状態を示している。

【００３１】また、Ａ２は本発明のペン型入力装置の第
１実施形態を重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚに対してＺ軸まわり
にａ回転、回転後のＹ（Ｙ' ）軸まわりにｅ回転、さら
に回転後のＸ（Ｘ" ）軸まわりにｒ回転させた状態を示
している。

【００３２】また、１０Ａは本発明のペン型入力装置の
第１実施形態が状態Ａ２にある場合のペン本体１０のＸ
Ｚ平面への投影像、１０Ｂは本発明の第１実施形態が状
態Ａ２にある場合のペン本体１０のＹＺ平面への投影像
を示している。

【００３３】このように、本発明のペン型入力装置の第
１実施形態が重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚに対してＺ軸まわり
にａ回転、回転後のＹ（Ｙ' ）軸まわりにｅ回転、さら
に回転後のＸ（Ｘ" ）軸まわりにｒ回転している場合に
は、重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚの座標ｘ，ｙ，ｚと本発明の
ペン型入力装置の第１実施形態のペン座標系Ｘｐ，Ｙ
ｐ，Ｚｐの座標ｘｐ，ｙｐ，ｚｐとの関係は、

【００３４】

【数２】

【００３５】となる。

【００３６】ここに、本発明のペン型入力装置の第１実
施形態においては、ペン本体１０の傾き角度ａ、ｅ、ｒ
の初期値ａ０、ｅ０、ｒ０の設定は、筆記前に、図８に
示すように、本発明のペン型入力装置の第１実施形態を
ペン座標系Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐが重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚと
一致する状態Ａ１にして、初期化スイッチ１７をオンと
することにより行われ、このようにすると、初期値設定
部２２では、傾き角度ａ、ｅ、ｒの初期値ａ０、ｅ０、
ｒ０がａ０＝ｅ０＝ｒ０＝０と設定されるようにプログ
ラムされる。

【００３７】また、図７において、２４はＸ軸ジャイロ
１４から出力されるペン本体１０のＸｐ軸まわりの角速
度ωｘｐを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信
号に変換するＡ／Ｄ変換部、２５はＹ軸ジャイロ１５か
ら出力されるペン本体１０のＹｐ軸まわりの角速度ωｙ
ｐを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変
換するＡ／Ｄ変換部、２６はＺ軸ジャイロ１６から出力
されるペン本体１０のＺｐ軸まわりの角速度ωｚｐを示
すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換する
Ａ／Ｄ変換部である。

【００３８】また、２７はＡ／Ｄ変換部２４、２５、２
６から出力されるペン本体１０の角速度ωｘｐ、ωｙ
ｐ、ωｚｐを

【００３９】

【数３】

【００４０】と座標変換してペン本体１０の傾き角度
ｒ、ｅ、ａの微分値である角速度ｄｒ、ｄｅ、ｄａを算
出する座標変換部である。

【００４１】また、２８は座標変換部２７から出力され
るペン本体１０の角速度ｄｒ、ｄｅ、ｄａを初期値設定
部２２に設定されている初期値ａ０、ｅ０、ｒ０で時間
積分してペン本体１０の傾き角度ｒ、ｅ、ａを算出する
角度算出部である。

【００４２】また、２９は角度算出部２８から出力され
るペン本体１０の傾き角度ｒ、ｅ、ａから

【００４３】

【数４】

【００４４】なる演算を行い、ペン本体１０の傾き角度
α、βを算出する座標変換部である。

【００４５】また、３０は座標変換部２９から出力され
るペン本体１０の傾き角度α、βを

【００４６】

【数５】

【００４７】と一次変換して、ペン先１２のＸＹ平面上
の位置ｘ、ｙを算出する位置算出部である。

【００４８】また、３１は数５に含まれる係数ｋ１１、
ｋ１２、ｋ２１、ｋ２２が設定される係数設定部である
が、係数ｋ１１、ｋ１２、ｋ２１、ｋ２２は個人により
差がある。

【００４９】そこで、本発明のペン型入力装置の第１実
施形態においては、使用者に登録スイッチ１８をオンと
して１辺１０ｍｍの正方形を筆記してもらい、その時の
ペン本体１０の傾き角度α、βの変化から係数設定部３
１に使用者にとって最適な係数ｋ１１、ｋ１２、ｋ２
１、ｋ２２を登録するようにしている。

【００５０】ここに、１辺１０ｍｍの正方形をＮ回筆記
した場合において、ペン本体１０の傾き角度α、βのう
ち、ペン先１２が正方形の頂点にある場合の傾き角度を
αｉ、βｉ（但し、ｉ＝１〜４Ｎ）とし、平均傾き角度
αａｖ、βａｖからの傾き角度αｉ、βｉの変化分α
ｉ’、βｉ’を

【００５１】

【数６】

【００５２】とし、正方形の頂点の位置をｘｉ，ｙｉと
すると、係数ｋ１１、ｋ１２、ｋ２１、ｋ２２は、最小
二乗法を使用して、

【００５３】

【数７】

【００５４】と算出することができる。

【００５５】なお、係数ｋ１１、ｋ１２、ｋ２１、ｋ２
２をｋ２１’＝０の行列とθ度回転行列との組合わせで
表現すると、

【００５６】

【数８】

【００５７】となる。但し、θは−３０〜３０［度］、
ｋ１１’は１〜３［ｍｍ／度］、ｋ１２’は−１.５〜
１.５［ｍｍ／度］、ｋ２２’は１〜３［ｍｍ／度］の
範囲にある。そこで、前もって、これらの範囲にある値
を係数設定部３１に登録するようにしても良い。

【００５８】また、３２は接触スイッチ１３がオンとさ
れている場合のみ、位置算出部３０から出力されるペン
先１２のＸＹ平面上の位置ｘ、ｙに基づいてペン先１２
の軌跡を生成する軌跡生成部である。

【００５９】また、３３は軌跡生成部３２から出力され
るペン先１２の軌跡を保存するメモリであり、メモリ３
３に保存されたペン先１２の軌跡は、適当なタイミング
で無線送信機２０によりコンピュータに伝送される。

【００６０】なお、本発明のペン型入力装置の第１実施
形態においては、Ａ／Ｄ変換部２４〜２６はハードウエ
アで構成されるが、初期値設定部２２、座標変換部２
７、角度算出部２８、座標変換部２９、位置算出部３
０、係数設定部３１及び軌跡生成部３２の機能は、演算
部や、制御部や、メモリ等をハードウエア資源としたソ
フトウエアで達成される。

【００６１】このように構成された本発明のペン型入力
装置の第１実施形態によれば、ジャイロ１４〜１６、初
期化スイッチ１７、登録スイッチ１８、初期化設定部２
２、Ａ／Ｄ変換部２４〜２６、座標変換部２７、角度算
出部２８、座標変換部２９、位置算出部３０及び係数設
定部３１からなる角度算出手段により、ペン本体１０の
重力座標系Ｘ、Ｙ、Ｚにおける傾き角度α、βを算出す
ることができ、接触スイッチ１３からなる筆記判定手段
により、ペン先１２が筆記面を筆記中であるか否かを判
定することができ、軌跡生成部３２からなる軌跡生成手
段により、ペン先１２が筆記面を筆記中におけるペン本
体１０の傾き角度α、βからペン先１２の軌跡を生成す
ることができるので、本発明のペン先軌跡生成方法を実
行し、手書きの文字等を正しく再現することができる。

【００６２】なお、本発明のペン型入力装置の第１実施
形態においては、軌跡生成部３２から出力されるペン先
１２の軌跡をメモリ３３に保存するようにしているが、
メモリ３３に保存することなく、リアルタイムに無線送
信機２０でコンピュータに送信するようにしても良い。

【００６３】また、本発明のペン型入力装置の第１実施
形態においては、Ｘ軸ジャイロ１４を備えているが、Ｘ
ｐ軸まわりの回転は小さいので、Ｘ軸ジャイロ１４を備
えないようにすることができ、このようにする場合に
は、精度は多少悪化するが、小型化、低価格化を図るこ
とができる。

【００６４】また、本発明のペン型入力装置の第１実施
形態においては、ペン本体１０にマイクロコントローラ
１９を内蔵するようにした場合について説明したが、ペ
ン本体１０には、接触スイッチ１３、ジャイロ１４〜１
６、初期化スイッチ１７及び登録スイッチ１８と、これ
らの出力をコンピュータに伝送する手段を内蔵するよう
にし、マイクロコントローラ１９の機能はコンピュータ
で実行するようにしても良い。

【００６５】本発明のペン型入力装置の第２実施形態・
・図９〜図１２ 図９は本発明のペン型入力装置の第２実施形態の構成を
示す概略的正面図であり、本発明のペン型入力装置の第
２実施形態は、本発明のペン型入力装置の第１実施形態
と同様に、Ｘ軸及びＹ軸を水平面上の直交する２軸、Ｚ
軸を垂直軸とする重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚを設定し、ペン
本体のＸＺ平面への投影像がＸ軸となす角度αと、ペン
本体のＹＺ平面への投影像がＹ軸となす角度βを算出
し、これら角度α、βからペン先の軌跡を生成するとい
うものである。

【００６６】図９中、３５はペン本体、３６は芯、３７
はペン先である。なお、Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐは本発明のペ
ン型入力装置の第２実施形態に設定されるペン座標系を
示しており、本発明のペン型入力装置の第２実施形態に
おいても、Ｘｐ軸はペン本体３５の中心軸に設定され
る。

【００６７】また、３８はペン本体３５のＸｐ軸まわり
の角速度ωｘｐを検出するＸ軸ジャイロ、３９はペン本
体３５のＹｐ軸まわりの角速度ωｙｐを検出するＹ軸ジ
ャイロ、４０はペン本体３５のＺｐ軸まわりの角速度ω
ｚｐを検出するＺ軸ジャイロである。

【００６８】また、４１はペン本体３５のＸｐ軸方向の
加速度ｘａｐを検出するＸ軸加速度センサ、４２はペン
本体３５のＹｐ軸方向の加速度ｙａｐを検出するＹ軸加
速度センサである。

【００６９】また、４３はペン先３７の軌跡を生成する
マイクロコントローラ、４４はマイクロコントローラ４
３により生成されたペン先３７の軌跡のコンピュータへ
の伝送及びコンピュータからの電源電圧の供給を行うた
めのケーブルである。

【００７０】図１０はマイクロコントローラ４３の機能
を示すブロック図である。図１０中、マイクロコントロ
ーラ４３において、４５はＸ軸加速度センサ４１から出
力されるＸｐ軸方向の加速度ｘａｐを示すアナログ加速
度信号をデジタル加速度信号に変換するＡ／Ｄ変換部、
４６はＹ軸加速度センサ４２から出力されるＹｐ軸方向
の加速度ｙａｐを示すアナログ加速度信号をデジタル加
速度信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。

【００７１】図１１は本発明のペン型入力装置の第２実
施形態の重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚに対する位置を示してお
り、Ａ３はペン座標系Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐが重力座標系
Ｘ，Ｙ，Ｚと一致するように、本発明のペン型入力装置
の第２実施形態を筆記面に水平に置いた状態を示してい
る。

【００７２】また、Ａ４は本発明のペン型入力装置の第
２実施形態を重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚに対してＺ軸まわり
にａ回転、回転後のＹ（Ｙ' ）軸まわりにｅ回転、さら
に回転後のＸ（Ｘ" ）軸まわりにｒ回転させた状態を示
している。

【００７３】また、３５Ａは本発明のペン型入力装置の
第２実施形態が状態Ａ３にある場合のペン本体３５のＸ
Ｚ平面への投影像、３５Ｂは本発明のペン型入力装置の
第２実施形態が状態Ａ４にある場合のペン本体３５のＹ
Ｚ平面への投影像を示している。

【００７４】ここに、状態Ａ４で本発明のペン型入力装
置の第２実施形態が静止したとすると、本発明のペン型
入力装置の第２実施形態に加わる重力座標系Ｘ，Ｙ，Ｚ
の加速度ｘａ、ｙａ、ｚａは、重力加速度をＧとすれ
ば、ｘａ＝０、ｙａ＝０、ｚａ＝−Ｇとなる。

【００７５】したがって、この時のペン座標系Ｘｐ，Ｙ
ｐ，Ｚｐの加速度ｘａｐ、ｙａｐ、ｚａｐは、数２の逆
変換から

【００７６】

【数９】

【００７７】となる。但し、加速度ｘａｐ、ｙａｐは

【００７８】

【数１０】

【００７９】である。

【００８０】また、図１０において、４７はＡ／Ｄ変換
部４５から出力されるＸｐ方向の加速度ｘａｐ及びＡ／
Ｄ変換部４６から出力されるＹｐ軸方向ｙａｐの加速度
から

【００８１】

【数１１】

【００８２】なる演算を行い、Ｘｐ軸方向の加速度変化
及びＹｐ軸方向の加速度変化が無く、筆記前に、ペン本
体３５が静止した場合の角度ｅ０、ｒ０を算出する静止
角算出部である。

【００８３】また、４８はＡ／Ｄ変換部４５から出力さ
れるＸｐ軸方向の加速度ｘａｐの高周波成分を抽出する
遮断周波数を１５０Ｈｚとするハイパスフィルタ、４９
はＡ／Ｄ変換部４６から出力されるＹｐ軸方向の加速度
ｙａｐの高周波成分を抽出する遮断周波数を１５０Ｈｚ
とするハイパスフィルタである。

【００８４】これらハイパスフィルタ４８、４９は、ペ
ン先３７で筆記面に筆記すると、筆記面の凹凸により数
１０〜数１００Ｈｚの振動が発生することから、これら
筆記により発生する振動を検出するものである。

【００８５】また、５０はハイパスフィルタ４８、４９
の出力を一定の閾値で論理判定して論理和を求め、ペン
先３７が空中にある時に発生してしまうことがある高周
波成分であるグリッジを除去してペン先３７が筆記面に
接触しているか否かを判定する接触判定部である。

【００８６】図１２は接触判定部５０の動作を説明する
ためのタイムチャートであり、図１２Ａはハイパスフィ
ルタ４８から出力されるＸｐ軸方向の加速度ｘａｐの高
周波成分のアナログ波形、図１２Ｂはハイパスフィルタ
４９から出力されるＹｐ軸方向の加速度ｙａｐの高周波
成分のアナログ波形を示している。

【００８７】また、図１２Ｃはハイパスフィルタ４８の
出力を０.０２Ｇで閾値判定した波形、図１２Ｄはハイ
パスフィルタ４９の出力を０.０２Ｇで閾値判定した波
形、図１２Ｅは図１２Ｃに示す波形と図１２Ｄに示す波
形とを論理和処理した波形、図１２Ｆは信号幅を４０ｍ
ｓ以下とするＨレベル信号をグリッジとして図１２Ｅに
示す波形からグリッジ５１〜５３を除去した波形を示し
ている。

【００８８】ここに、接触判定部５０において、ハイパ
スフィルタ４８、４９の出力を閾値判定して論理和を求
め、更に、図１２Ｆに示すように、グリッジを除去した
波形を求めると、図１２Ｆに示す波形のＨレベル期間Ｔ
１、Ｔ２、Ｔ３はペン先３７が筆記面を筆記中であると
判定することができる。

【００８９】このように、本発明のペン型入力装置の第
２実施形態においては、本発明の第１実施形態のように
接触スイッチを設けることなく、Ｘ軸加速度センサ４１
及びＹ軸加速度センサ４２の出力に含まれる高周波成分
を検出することにより、ペン先３７が筆記面に接触して
いるか否かを判定するようにしている。

【００９０】また、図１０において、５４はＸ軸ジャイ
ロ３８から出力されるＸｐ軸まわりの角速度ωｘｐを示
すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換する
Ａ／Ｄ変換部、５５はＹ軸ジャイロ３９から出力される
Ｙｐ軸まわりの角速度ωｙｐを示すアナログ角速度信号
をデジタル角速度信号に変換するＡ／Ｄ変換部、５６は
Ｚ軸ジャイロ４０から出力されるＺｐ軸まわりの角速度
ωｚｐを示すアナログ角速度信号をデジタル角速度信号
に変換するＡ／Ｄ変換部である。

【００９１】また、５７はＡ／Ｄ変換部５４、５５、５
６から出力されるペン本体３５の角速度ωｘｐ、ωｙ
ｐ、ωｚｐを前述した数３に示すように座標変換してペ
ン本体３５の角度ｒ、ｅ、ａの微分値である角速度ｄ
ｒ、ｄｅ、ｄａを算出する座標変換部である。

【００９２】また、５８は座標変換部５７から出力され
るペン本体３５の角速度ｄｒ、ｄｅ、ｄａを、静止角算
出部４６が算出した静止度を初期値として時間積分して
ペン本体３５の傾き角度ｒ、ｅ、ａを算出する角度算出
部、５９は角度算出部５８から出力されるペン本体３５
の傾き角度ｒ、ｅ、ａから数４に示すようにしてペン本
体３５の傾き角度α、βを算出する座標変換部である。

【００９３】なお、本発明のペン型入力装置の第１実施
形態では、ジャイロ１４〜１６で検出した角速度ωｘ
ｐ、ωｙｐ、ωｚｐを積分して傾き角度を求める場合、
ドリフトにより傾き角度がずれる場合があるが、本発明
のペン型入力装置の第２実施形態においては、重力加速
度を検出することができる加速度センサ４１、４２を使
用し、ペン本体３５の静止中に、加速度から傾き角度の
初期値を算出するとしているので、ドリフトによる傾き
角度のずれを避けることができる。

【００９４】また、６０は座標変換部５９から出力され
るペン本体３５の傾き角度α、βを数５に示すように一
次変換してペン先３７のＸＹ平面上の位置ｘ、ｙを算出
する位置算出部、６１は係数ｋ１１、ｋ１２、ｋ２１、
ｋ２２を設定する係数設定部であり、予め一定の値が設
定されている。

【００９５】また、６２は接触判定部５０がペン先３７
が筆記面に接触していると判定している時のみ、位置算
出部６０から出力されるペン先３７のＸＹ平面上の位置
ｘ、ｙに基づいてペン先３７の軌跡を生成する軌跡生成
部である。

【００９６】なお、本発明のペン型入力装置の第２実施
形態においては、Ａ／Ｄ変換部５４〜５６はハードウエ
アで構成されるが、静止角算出部４７、ハイパスフィル
タ４８、４９、接触判定部５０、座標変換部５７、角度
算出部５８、座標変換部５９、位置算出部６０、係数設
定部６１及び軌跡生成部６２の機能は、演算部や、制御
部や、メモリ等をハードウエア資源としたソフトウエア
で達成される。

【００９７】このように構成された本発明のペン型入力
装置の第２実施形態によれば、ジャイロ３８〜４０、加
速度センサ４１、４２、Ａ／Ｄ変換部４５、４６、静止
角算出部４７、Ａ／Ｄ変換部５４〜５６、座標変換部５
７、角度算出部５８、座標変換部５９、位置算出部６０
及び係数設定部６１からなる角度算出手段により、ペン
本体３５の重力座標系Ｘ、Ｙ、Ｚにおける傾き角度α、
βを算出することができ、加速度センサ４１、４２、Ａ
／Ｄ変換部４５、４６、ハイパスフィルタ４８、４９及
び接触判定部５０からなる筆記判定手段により、ペン先
３７が筆記面を筆記中であるか否かを判定することがで
き、軌跡生成部６２からなる軌跡生成手段により、ペン
先３７が筆記面を筆記中におけるペン本体３５の傾き角
度α、βからペン先３７の軌跡を生成することができる
ので、本発明のペン先軌跡生成方法を実行し、手書きの
文字等を正しく再現することができる。

【００９８】なお、本発明のペン型入力装置の第２実施
形態においては、ハイパスフィルタ４８、４９として、
遮断周波数を１５０Ｈｚとするハイパスフィルタを使用
したが、遮断周波数を２０〜５００Ｈｚとするハイパス
フィルタを使用することができる。

【００９９】また、本発明のペン型入力装置の第２実施
形態においては、信号幅を４０ｍｓ以下とするＨレベル
信号をグリッジとして扱うようにしたが、信号幅を１０
ｍｓ〜１００ｍｓ以下とするＨレベル信号をグリッジと
して扱うことができる。

【０１００】また、本発明のペン型入力装置の第２実施
形態においては、ペン本体３５にマイクロコントローラ
４３を内蔵するようにした場合について説明したが、ペ
ン本体３５には、ジャイロ３８〜４０、加速度センサ４
１、４２と、これらの出力をコンピュータに伝送する手
段を内蔵するようにし、マイクロコントローラ４３の機
能はコンピュータで実行するようにしても良い。

【０１０１】本発明のペン装着ユニットの一実施形態・
・図１３〜図１５ 図１３は本発明のペン装着ユニットの一実施形態を使用
したペン型入力装置の構成を示す概略的正面図であり、
本発明のペン装着ユニットの一実施形態は、通常ペンに
設定されるペン座標系における通常ペンの静止時からの
Ｙｐ軸まわりの傾き角度θｙと、Ｚｐ軸まわりの傾き角
度θｚを算出し、これら傾き角度θｙ、θｚから通常ペ
ンのペン先の軌跡を生成するというものである。

【０１０２】図１３中、６４は通常ペンであり、６５は
芯、６６はペン先である。なお、Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐは通
常ペン６４に設定されるペン座標系を示しており、Ｘｐ
軸は通常ペン６４の中心軸に設定される。

【０１０３】また、６７は通常ペン６４に着脱可能に装
着された本発明のペン装着ユニットの一実施形態であ
り、６８はケース、６９は通常ペン６４のＹｐ軸まわり
の角速度ωｙｐを検出するＹ軸ジャイロ、７０は通常ペ
ン６４のＺｐ軸まわりの角速度ωｚｐを検出するＺ軸ジ
ャイロである。

【０１０４】また、７１は通常ペン６４のＸｐ軸方向の
加速度ｘａｐを検出するＸ軸加速度センサ、７２は通常
ペン６４のＹｐ軸方向の加速度ｙａｐを検出するＹ軸加
速度センサ、７３は通常ペン６４のＺｐ軸方向の加速度
ｚａｐを検出するＺ軸加速度センサである。

【０１０５】また、７４はペン先６６の軌跡を生成する
マイクロコントローラ、７５はマイクロコントローラ７
４により生成されたペン先６６の軌跡をコンピュータへ
伝送する赤外線送信機、７６は電源をなす電池である。

【０１０６】図１４はマイクロコントローラ７４の機能
を示すブロック図である。図１４中、７７はＸ軸加速度
センサ７１から出力される通常ペン６４のＸｐ軸方向の
加速度ｘａｐを示すアナログ加速度信号をデジタル加速
度信号に変換するＡ／Ｄ変換部、７８はＹ軸加速度セン
サ７２から出力される通常ペン６４のＹｐ軸方向の加速
度ｙａｐを示すアナログ加速度信号をデジタル加速度信
号に変換するＡ／Ｄ変換部、７９はＺ軸加速度センサ７
３から出力される通常ペン６４のＺｐ軸方向の加速度ｚ
ａｐを示すアナログ加速度信号をデジタル加速度信号に
変換するＡ／Ｄ変換部である。

【０１０７】また、８０は筆記前の静止時にＡ／Ｄ変換
部７７から出力されるＸｐ方向の加速度ｘａｐ及びＡ／
Ｄ変換部７８から出力されるＹｐ軸方向ｙａｐの加速度
から通常ペン６４のＸｐ軸まわりの角度ｒを算出するペ
ン回転算出部である。

【０１０８】また、８１はＡ／Ｄ変換部７７から出力さ
れるＸｐ軸方向の加速度ｘａｐから高周波成分を抽出す
るハイパスフィルタ、８２はＡ／Ｄ変換部７８から出力
されるＹｐ軸方向の加速度ｙａｐから高周波成分を抽出
するハイパスフィルタ、８３はＡ／Ｄ変換部７９から出
力されるＺｐ軸方向の加速度ｚａｐから高周波成分を抽
出するハイパスフィルタである。

【０１０９】また、８４はハイパスフィルタ８１、８
２、８３の出力を一定の閾値で論理判定して論理和を求
め、更に、グリッジを除去してペン先６６が筆記面に接
触しているか否かを判定する接触判定部である。

【０１１０】また、８５はＹ軸ジャイロ６９から出力さ
れるＹｐ軸まわりの通常ペン６４の角速度ωｙｐを示す
アナログ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するＡ
／Ｄ変換部、８６はＺ軸ジャイロ７０から出力される通
常ペン６４のＺｐ軸まわりの角速度ωｚｐを示すアナロ
グ角速度信号をデジタル角速度信号に変換するＡ／Ｄ変
換部である。

【０１１１】また、８７はＡ／Ｄ変換部８５から出力さ
れる通常ペン６４のＹｐ軸まわりの角速度ωｙｐを積分
して、図１５に示すペン座標系における通常ペン６４の
傾き角度θｙを算出する角度算出部である。

【０１１２】また、８８はＡ／Ｄ変換部８６から出力さ
れる通常ペン６４のＺｐ軸まわりの角速度ωｚｐを積分
して、図１５に示すペン座標系における通常ペン６４の
傾き角度θｚを算出する角度算出部である。

【０１１３】なお、ペン座標系は、刻々と変化するた
め、角速度ωｙｐ、ωｚｐをそれぞれ積分しても、正確
には静止時からの傾き角度θｙ、θｚにならないが、傾
き角度θｙ、θｚが小さい場合には、角速度ωｙｐ、ω
ｚｐの積分値は、それぞれ、近似的に傾き角度θｙ、θ
ｚに一致する。

【０１１４】また、８９は角度算出部８７、８８から出
力される通常ペン６４の傾き角度θｙ、θｚについて、
回転角ｒ＋ｄを使用して、

【０１１５】

【数１２】

【０１１６】なる座標変換を行い、ペン先６６のＸＹ平
面上の位置ｘ，ｙを算出する座標変換部である。なお、
ｄは通常ペン６４の傾き方向により必要な回転補正角で
あり、前もって決めておき、固定値として持っておけば
良い。

【０１１７】また、９０は接触判定部８４がペン先６６
が筆記面に接触していると判定している時のみ、座標変
換部８９から出力されるペン先６６のＸＹ平面上の位置
ｘ、ｙに基づいてペン先６６の軌跡を生成する軌跡生成
部である。

【０１１８】また、９１は軌跡生成部９０から出力され
るペン先６６の軌跡を保存するメモリであり、メモリ９
１に保存されたペン先６６の軌跡は、適当なタイミング
で赤外線送信機７５によりコンピュータに伝送される。

【０１１９】なお、本発明のペン装着ユニットの一実施
形態においては、Ａ／Ｄ変換部７７〜７９、８５、８６
はハードウエアで構成されるが、ペン回転算出部８０、
ハイパスフィルタ８１〜８３、接触判定部８４、角度算
出部８７、８８、座標変換部８９及び軌跡生成部９０の
機能は、演算部とメモリとをハードウエア資源とするソ
フトウエアで達成される。

【０１２０】このように構成された本発明のペン装着ユ
ニットの一実施形態によれば、ジャイロ６９、７０、加
速度センサ７１、７２、Ａ／Ｄ変換部７７、７８、ペン
回転算出部８０、Ａ／Ｄ変換部８５、８６、角度算出部
８７、８８及び座標変換部８９からなる角度算出手段に
より、通常ペン６４のペン座標系Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐにお
ける傾き角度θｙ、θｚを算出することができ、加速度
センサ７１〜７３、Ａ／Ｄ変換部７７〜７９、ハイパス
フィルタ８１〜８３、接触判定部８４からなる筆記判定
手段により、ペン先６６が筆記面を筆記中であるか否か
を判定することができ、軌跡生成部９０からなる軌跡生
成手段により、ペン先６６が筆記面を筆記中における通
常ペン６４の傾き角度θｙ、θｚからペン先６６の軌跡
を生成することができるので、本発明のペン先軌跡生成
方法を実行し、通常ペン６４による手書きの文字等を正
しく再現することができる。

【０１２１】また、本発明のペン装着ユニットの一実施
形態によれば、通常ペン６４を使用することができるの
で、ペン型入力装置を低価格で得ることができると共
に、Ｘ軸ジャイロを備えていないので、精度が多少悪化
するが、低価格化、小型化を図ることができる。

【０１２２】ここで、本発明のペン型入力装置の内容を
整理すると、本発明のペン型入力装置には、少なくと
も、以下のペン型入力装置が含まれる。

【０１２３】（１−１） ペン本体の傾き角度を算出す
る角度算出手段と、ペン先が筆記面を筆記中か否かを判
定する筆記判定手段と、前記ペン先が筆記面を筆記中と
判定されている時の前記ペン本体の傾き角度から前記ペ
ン先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備えていること
を特徴とするペン型入力装置。

【０１２４】（１−２） 前記（１−１）に記載のペン
型入力装置において、前記角度算出手段は、前記ペン本
体に設定されるペン座標系における２軸又は３軸の軸回
りの角速度を検出するジャイロと、前記ジャイロから出
力される前記ペン本体の角速度から前記ペン本体の傾き
角度を算出する角度算出手段を備えていることを特徴と
するペン型入力装置。

【０１２５】（１−３） 前記（１−２）に記載のペン
型入力装置において、前記角度算出手段は、固定座標系
の水平方向の２軸をＸ軸及びＹ軸、垂直方向の軸をＺ軸
とすると、前記ペン本体の傾き角度として、前記ペン本
体のＸＺ平面への投影像がＸ軸となす角度及び前記ペン
本体のＹＺ平面への投影像がＹ軸となす角度を算出する
ことを特徴とするペン型入力装置。

【０１２６】（１−４） 前記（１−３）に記載のペン
型入力装置において、前記角度算出手段は、前記ペン本
体の傾き角度の初期値として、前記ペン本体に設定され
るペン座標系が前記固定座標系と一致する場合における
前記ペン本体の傾き角度を使用することを特徴とするペ
ン型入力装置。

【０１２７】（１−５） 前記（１−３）に記載のペン
型入力装置において、前記角度算出手段は、前記ペン本
体の傾き角度の初期値として、筆記前に、前記ペン本体
が静止した時の前記ペン本体の傾き角度を使用すること
を特徴とするペン型入力装置。

【０１２８】（１−６） 前記（１−３）に記載のペン
型入力装置において、前記ペン本体のＸＺ平面への投影
像がＸ軸となす角度をα、前記ペン本体のＹＺ平面への
投影像がＹ軸となす角度をβとすると、前記軌跡生成手
段は、前記ペン先のＸＹ平面上の位置ｘ、ｙを数５で示
すように算出することを特徴とするペン型入力装置。

【０１２９】（１−７） 前記（１−６）に記載のペン
型入力装置において、前記軌跡生成手段は、使用者が規
定文字を筆記することにより、前記係数ｋ１１、ｋ１
２、ｋ２１、ｋ２２を算出して設定する係数設定手段を
備えていることを特徴とするペン型入力装置。

【０１３０】（１−８） 前記（１−６）に記載のペン
型入力装置において、前記軌跡生成手段は、前記係数ｋ
１１、ｋ１２、ｋ２１、ｋ２２を数８に示すように表
し、θとして−３０〜３０［度］、ｋ１１’として１〜
３［ｍｍ／度］、ｋ１２’として−１.５〜１.５［ｍｍ
／度］、ｋ２２’として１〜３［ｍｍ／度］の値が登録
されていることを特徴とするペン型入力装置。

【０１３１】（１−９） 前記（１−２）に記載のペン
型入力装置において、前記角度算出手段は、前記ペン本
体に設定されるペン座標系における前記ペン本体の傾き
角度を算出することを特徴とするペン型入力装置

【０１３２】（１−１０） 前記（１−１）に記載のペ
ン型入力装置において、前記筆記判定手段は、前記ペン
先に加わる力により前記ペン先の筆記面への接触の有無
を検出する接触スイッチを備えていることを特徴とする
ペン型入力装置。

【０１３３】（１−１１） 前記（１−１）に記載のペ
ン型入力装置において、前記筆記判定手段は、１個又は
異なる方向の加速度を検出する２個又は３個の加速度セ
ンサと、前記加速度センサの出力に含まれる高周波成分
に基づいて前記ペン先の筆記面への接触の有無を検出す
る接触判定部を備えていることを特徴とするペン型入力
装置。

【０１３４】また、本発明のペン装着ユニットの内容を
整理すると、本発明のペン装着ユニットには、少なくと
も、以下のペン装着ユニットが含まれる。

【０１３５】（２−１） 通常ペンに装着して通常ペン
をコンピュータのペン型入力装置として使用するための
ペン装着ユニットであって、通常ペンの傾き角度を算出
する角度算出手段と、通常ペンのペン先が筆記面を筆記
中か否かを判定する筆記判定手段と、前記ペン先が筆記
面を筆記中と判定されている時の前記通常ペンの傾き角
度から前記ペン先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備
えていることを特徴とするペン装着ユニット。

【０１３６】（２−２） 前記（２−１）に記載のペン
装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、前記通常
ペンに設定されるペン座標系における２軸又は３軸の軸
回りの角速度を検出するジャイロと、前記ジャイロから
出力される前記通常ペンの角速度から前記通常ペンの傾
き角度を算出する角度算出手段を備えていることを特徴
とするペン装着ユニット。

【０１３７】（２−３） 前記（２−２）に記載のペン
装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、固定座標
系の水平方向の２軸をＸ軸及びＹ軸、垂直方向の軸をＺ
軸とすると、前記通常ペンの傾き角度として、前記通常
ペンのＸＺ平面への投影像がＸ軸となす角度及び前記通
常ペンのＹＺ平面への投影像がＹ軸となす角度を算出す
ることを特徴とするペン装着ユニット。

【０１３８】（２−４） 前記（２−３）に記載のペン
装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、前記通常
ペンの傾き角度の初期値として、前記通常ペンに設定さ
れるペン座標系が前記固定座標系と一致する場合におけ
る前記通常ペンの傾き角度を使用することを特徴とする
ペン装着ユニット。

【０１３９】（２−５） 前記（２−３）に記載のペン
装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、前記通常
ペンの傾き角度の初期値として、筆記前に、前記通常ペ
ンが静止した時の前記通常ペンの傾き角度を使用するこ
とを特徴とするペン装着ユニット。

【０１４０】（２−６） 前記（２−３）に記載のペン
装着ユニットにおいて、前記通常ペンのＸＺ平面への投
影像がＸ軸となす角度をα、前記通常ペンのＹＺ平面へ
の投影像がＹ軸となす角度をβとすると、前記軌跡生成
手段は、前記ペン先のＸＹ平面上の位置ｘ、ｙを数５で
示すように算出することを特徴とするペン装着ユニッ
ト。

【０１４１】（２−７） 前記（２−６）に記載のペン
装着ユニットにおいて、前記軌跡生成手段は、使用者が
規定文字を筆記することにより、前記係数ｋ１１、ｋ１
２、ｋ２１、ｋ２２を算出して設定する係数設定手段を
備えていることを特徴とするペン装着ユニット。

【０１４２】（２−８） 前記（２−６）に記載のペン
装着ユニットにおいて、前記軌跡生成手段は、前記係数
ｋ１１、ｋ１２、ｋ２１、ｋ２２を数８に示すように表
し、θとして−３０〜３０［度］、ｋ１１’として１〜
３［ｍｍ／度］、ｋ１２’として−１.５〜１.５［ｍｍ
／度］、ｋ２２’として１〜３［ｍｍ／度］の値が登録
されていることを特徴とするペン装着ユニット。

【０１４３】（２−９） 前記（２−２）に記載のペン
装着ユニットにおいて、前記角度算出手段は、前記通常
ペンに設定されるペン座標系における前記通常ペンの傾
き角度を算出することを特徴とするペン装着ユニット。

【０１４４】（２−１０） 前記（２−１）に記載のペ
ン装着ユニットにおいて、前記筆記判定手段は、１個又
は異なる方向の加速度を検出する２個又は３個の加速度
センサと、前記加速度センサの出力に含まれる高周波成
分に基づいて前記ペン先の筆記面への接触の有無を検出
する接触判定部を備えていることを特徴とするペン装着
ユニット。

【０１４５】

【発明の効果】以上のように、本発明のペン先軌跡生成
方法によれば、ペン先が筆記面を筆記中におけるペンの
傾き角度からペン先の軌跡を生成するとしているので、
ペンによる手書きの文字等を正しく再現することができ
る。

【０１４６】また、本発明のペン型入力装置によれば、
ペン先が筆記面を筆記中におけるペン本体の傾き角度か
らペン先の軌跡を生成することができるので、手書きの
文字等を正しく再現することができる。

【０１４７】また、本発明のペン装着ユニットによれ
ば、通常ペンのペン先が筆記面を筆記中における通常ペ
ンの傾き角度から通常ぺンのペン先の軌跡を生成するこ
とができるので、通常ペンによる手書きの文字等を正し
く再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明する
ための図である。

【図２】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明する
ための図である。

【図３】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明する
ための図である。

【図４】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明する
ための図である。

【図５】本発明のペン先軌跡生成方法の原理を説明する
ための図である。

【図６】本発明のペン型入力装置の第１実施形態の構成
を示す概略的正面図である。

【図７】本発明のペン型入力装置の第１実施形態が備え
るマイクロコントローラの機能を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明のペン型入力装置の第１実施形態の動作
を説明するための図である。

【図９】本発明のペン型入力装置の第２実施形態の構成
を示す概略的正面図である。

【図１０】本発明のペン型入力装置の第２実施形態が備
えるマイクロコントローラの機能を示すブロック図であ
る。

【図１１】本発明のペン型入力装置の第２実施形態の動
作を説明するための図である。

【図１２】本発明のペン型入力装置の第２実施形態が備
える接触判定部の動作を説明するためのタイムチャート
である。

【図１３】本発明のペン装着ユニットの一実施形態を使
用したペン型入力装置の構成を示す概略的正面図であ
る。

【図１４】本発明のペン装着ユニットの一実施形態が備
えるマイクロコントローラの機能を示すブロック図であ
る。

【図１５】本発明のペン装着ユニットの一実施形態の動
作を説明するための図である。

【符号の説明】

Ｘ、 Ｙ、 Ｚ 重力座標系の軸 Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐ ペン座標系の軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B068 AA04 AA11 AA36 BD02 BD12 BD17 BE08 CC17 DD04 5B087 AA02 AE06 BC03 BC12 BC26 BC31 DD17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ペンの傾き角度を算出する角度算出工程
   と、 ペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定工程
   と、 前記ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時の前記
   ペンの傾き角度から前記ペン先の軌跡を生成する軌跡生
   成工程とを実行することを特徴とするペン先軌跡生成方
   法。
2. 【請求項２】ペン本体の傾き角度を算出する角度算出手
   段と、 ペン先が筆記面を筆記中か否かを判定する筆記判定手段
   と、 前記ペン先が筆記面を筆記中と判定されている時の前記
   ペン本体の傾き角度から前記ペン先の軌跡を生成する軌
   跡生成手段とを備えていることを特徴とするペン型入力
   装置。
3. 【請求項３】通常ペンに装着して前記通常ペンをコンピ
   ュータのペン型入力装置として使用するためのペン装着
   ユニットであって、 前記通常ペンの傾き角度を算出する角度算出手段と、 前記通常ペンのペン先が筆記面を筆記中か否かを判定す
   る筆記判定手段と、 前記通常ペンのペン先が筆記面を筆記中と判定されてい
   る時の前記通常ペンの傾き角度から前記通常ペンのペン
   先の軌跡を生成する軌跡生成手段とを備えていることを
   特徴とするペン装着ユニット。