JPH1165756A - 手書き入力装置 - Google Patents

手書き入力装置

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JPH1165756A
JPH1165756A JP22785597A JP22785597A JPH1165756A JP H1165756 A JPH1165756 A JP H1165756A JP 22785597 A JP22785597 A JP 22785597A JP 22785597 A JP22785597 A JP 22785597A JP H1165756 A JPH1165756 A JP H1165756A
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JP
Japan
Prior art keywords
pen
input device
unit
shaft
switch
Prior art date
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Pending
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JP22785597A
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English (en)
Inventor
Katsuharu Nagai
克治 永井
英幸 ▲廣▼
Hideyuki Ko
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH1165756A publication Critical patent/JPH1165756A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペン型の入力装置において、加速度センサを
用いるものは、ペンの挙動が小さいために、正確に認識
することができず、また、ペンの動きを抵抗器との接触
によりA/D変換するものでは、筆記していない状態の
検出が困難であり、またペン先の移動量が大きすぎ、非
常に書きづらいものであったという問題があった。 【解決手段】 ペン型形状のペン筺体と、ペン先が片側
開口部より突き出るようにペン軸を収納し、中央付近に
半球状の突起部を形成したペン軸収納部と、ペン軸収納
部に取り付けられ、ペン軸に対し垂直に配置され、円周
上に等間隔で複数の凸部が設けられ、その凸部もしくは
凸部の先端には導電性のスイッチ部と、ペン筺体内部に
固定されペン軸収納部の半球状突起部との間でペン軸が
求心を中心に傾動可能なよう支点を形成する支持部と、
支持部に取り付けられ、スイッチ部との間でキー入力動
作が行われるようパターンが形成されたスイッチ基板部
と、スイッチ基板部からの信号を受け取り、筆記方向、
筆圧データに変換するデータ処理部を備えることにより
上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、手書き文字をペン
により入力して認識するペン型の手書き入力装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】コンピュータなどの機器に、入力を行う
装置としては、キーボード、マウス、タブレットなどが
多く利用されている。座標を入力する装置として、タブ
レット等を必要としない、より携帯性を備えたペン型の
入力装置も実現されている。
【0003】ペン装置に内接した加速度センサにより、
装置自体の筆記時の運動情報を検知し、筆記情報をコン
ピュータに入力し処理する技術が、特開平4−1953
21号公報、特開平4−256009号公報、特開平7
−110737、特開平8−76914号公報等に開示
されている。
【0004】また、筆記時のペン先にかかる指圧を検知
する装置が、特開平6−95800号公報に、光学セン
サにより筆跡を光学的に読み取る装置が、特開平5−2
78390号公報などに開示されている。
【0005】このような従来技術のほとんどが、圧力変
化等のアナログデータをA/D変換し、文字認識や演算
などを行っている。
【0006】しかしながら、加速度センサを利用した場
合、通常の筆記時におけるペン本体の挙動は非常に小さ
いものであり、加速度センサに良好に情報が伝達しにく
いという問題がある。加速度信号を電気的に増幅するこ
とは可能であるが、ノイズが多くなり、必要な信号成分
を取り出すことが困難になってしまう。特に、小型の加
速度センサによっては静的加速度を検出することは不可
能なセンサもある。
【0007】また加速度センサのXY軸とペン保持状態
でのペン軸方向とを精度よく合致させることや、ペンの
アップダウン動作の検出が必要となり、加速度センサ以
外に多くのセンサやスイッチが必要であり、大きい装置
になってしまうことになっていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】これらの問題解決のた
めに、ペン軸に直接静電容量方式の力センサを接続し、
加速度センサを併用するものが、特開平9−16320
号公報等に開示されているが、ペン先の小さな挙動を検
出するには、やはり増幅回路が必要となり、ペンの押圧
が大きい場合には検出は困難である。
【0009】またノイズの問題や筆記時のペン保持方向
にセンサからの出力偏向が大きくなる問題、筆記してい
ない状態、つまりペン先が無負荷状態であるときのペン
軸及びセンサの原点復帰、ゼロ点出力補正が困難である
という問題がある。指圧を検知する装置の場合は、実際
に必要な筆記情報以外のノイズが大きく、さらにペンの
アップダウン動作の検出が必要になるという問題、光学
センサにより筆跡を光学的に読み取る場合は、画像デー
タを取り扱うために、装置が大きく携帯性を損ねる、高
価になるという問題がある。
【0010】特開平5−289812号公報には、ペン
と抵抗器との接触によりデータを出力し、A/D変換す
るものがあるが、ペンの原点復帰がやはり問題となり、
常に接触した状態、つまりデータが出力されたままの状
態になる恐れがある。また、使用者が文字を書く場合
に、ペン先の移動量が大きすぎ、非常に書きづらいもの
であった。
【0011】そこで、本発明はこれらの問題点を解決す
るものであり、筆記時にペン先に直接的にかかる筆記紙
面に対する摩擦の方向及びその強さの時間軸に対する変
動の情報をデータ処理装置により演算し、文字認識を行
うことにより、ペンを筆記面より上げている状態、つま
り無負荷状態ではスイッチからの出力が0となり、ペン
のアップダウン動作の検出が同時に可能であり、最初に
ペン先を筆記面におろした瞬間にペン保持方向の出力が
発生するために、容易にスイッチ部のXY軸とペン保持
状態でのペン軸方向とを精度よく合致させることができ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1によれ
ば、ペン型形状のペン本体と、ペン先がペン本体の片側
開口部より突き出るようにペン軸を収納し、中央に半球
状の突起部を形成するペン軸収納部と、ペン軸収納部
に、ペン軸に対し垂直に配置され、かつ円周上に等間隔
に複数の凸部を設け、凸部あるいは凸部先端に導電性加
工を施したスイッチ部と、ペン本体内部に固定され、上
記ペン軸収納部の半球状の突起部間でペン軸を支点を中
心として傾動可能に形成する支持部と、スイッチ部から
の信号を、筆記方向データ、筆圧データとして文字認識
処理を行うデータ処理部を備えることにより上記課題を
解決する。
【0013】本発明の請求項2によれば、スイッチ部の
導電加工された凸部の円周とは異なる径の円周上に等間
隔に複数の不導電性の凸部を設けることにより上記課題
を解決する。
【0014】本発明の請求項3によれば、スイッチ部は
弾力性を備えた素材により形成することにより上記課題
を解決する。
【0015】本発明の請求項4によれば、ペン先が突出
しているペン本体とペン軸収納部との間に弾性体を配置
することにより上記課題を解決する。
【0016】本発明の請求項5によれば、ペン軸収納部
は、ペン軸に外接し、尾栓部分が絞られた中空パイプ形
状の収納筒を有し、ペン軸を着脱自在に構成することに
より上記課題を解決する。
【0017】本発明の請求項6によれば、ペン軸収納部
及び支持部の間に、ペン軸収納部が回転することを防止
する回転防止部を備えることにより上記課題を解決す
る。
【0018】本発明の請求項7によれば、データ処理部
における文字認識結果を表示する表示部をペン本体に備
えることにより上記課題を解決する。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面を用
いて詳細に説明する。図1は本発明における装置の縦方
向断面図である。図2は本発明のポイントである筆記情
報検出部を拡大した縦方向及び横方向の断面図である。
ペン軸収納部2は、収納筒2bを半球状の突起部2aを
有した外周部材により、ネジ止めあるいは接着などによ
り、一体化している。収納筒2bは、ペン軸1に外接す
る中空パイプ形状で尾栓部分2dが絞られた形状になっ
ており、ペン軸1が奥にいかないように止め、他方の開
口部よりペン軸1のペン先1aが突出しているため、ペ
ン先をつまんでペン軸1を交換可能であり、例えばペン
軸1を通常のボールペン軸芯とした場合は、実際に紙な
どに筆跡を残せる手書き入力装置であり、ペン軸1をイ
ンクのない軸芯とした場合は、通常のマウスのようなペ
ン型手書き入力装置となる。
【0020】さらに、ペン軸収納部2には、ペン軸収納
部2と支持部7との間の傾動を阻害しない程度に保持す
る回転防止部2cを設け、回転によりスイッチ部3にず
れが生じるのを防止している。
【0021】ペン収納部2の半球状の突起部2aは、こ
れに相当し半球状に切り欠いた形状のペン筺体4に設置
した支持部7により、ペン軸の尾栓側方向に固定支持し
かつペン軸1が本球心2aを中心に傾動可能な支点2e
を形成した構造としている。
【0022】よって、ペン軸の尾栓側方向に固定した傾
動支点2eを形成することで、ペン先1eに直接的にか
かる筆記面に対する摩擦力などの抵抗の方向及びその強
さの時間軸に対する変動の情報を感度よく伝達可能であ
る。
【0023】ペン軸収納部2に取り付けられた弾性部材
で形成されたスイッチ部3は、スイッチ基盤部6との間
でキー入力動作が行われるように、導電性加工された凸
部3aが、円周上に等間隔で配置され(本実施例では8
個)、同様に原点復帰のための凸部3bが同数形成され
ている。原点復帰の別の手段として、弾性体5をペン軸
収納部2とペン筺体4先端部との間に配置することも可
能である。
【0024】図3は、本実施形態における装置のスイッ
チ基盤部6のパターン図である。コモン電極6a及びそ
れぞれの方向6bのパターンを図3のようにすること
で、スイッチ部の凸部3aが接し、コモン電極6aと6
bとの間を導通することになる。また、6bは常にプル
ダウンされてデータ処理装置8に接続されている。
【0025】図4は筆記面に対して矢印方向に筆記して
いる時の、ペン先端の断面図である。筆記を行うと、2
eを支点とし矢印方向、つまり筆記方向と反対側のキー
が入力されるようになっている。
【0026】図5はキー入力対応表及び出力データ表で
ある。本実施形態では、図5(A)に示すように、キー
となる部分は8個であり、図のようにそれぞれキー0を
データバスのD0、キー1をD1、キー2をD2、以下
同様にしてキー7をD7というように割り当てている。
コモン電極はハイにしておく。
【0027】図5(B)は出力データ表である。図5
(B)に示すように、N方向への弱い力による筆記が行
われると、反対側のキー4(D4)だけが入り、データ
バスには10H(00001000B)が出力される。また、強
い力でN方向に筆記がなされると、同時にキー3、キー
4、キー5が入力され、38Hが出力される。同様にN
NW方向への筆記では、弱い力では同時にキー4、キー
5が入力されることで30Hが出力され、強い力では同
時にキー3、キー4、キー5、キー6が入力されるの
で、78Hが出力されるようになっている。
【0028】図6はペンによる筆記から文字認識を行う
までのデータ処理手段の動作フローチャートである。ペ
ンによる筆記が行われると、図5に示す値を取得するこ
とができ(S1)、このデータをデータ処理手段によっ
て、文字認識用データに変換する(S2)。C1はこの
時に取得したデータ(ここでは数字の“2”)をそのま
ま画像に変換したものである。この画像はかなり形が崩
れているが、これは右利きの場合、SE方向(ペン保持
方向)の力が他の方向より強くなってしまうという傾向
によるものである。このため、ここでの出力データはこ
のように崩れたデータとなってしまう。この崩れたデー
タを認識する本発明専用の文字認識辞書を用いれば、文
字認識が可能である。本発明専用の文字認識辞書がある
かどうかを判断し(S3)、ある場合には、本発明専用
の辞書を用いて文字認識を行う(S4)。ない場合に
は、この崩れたデータをペン保持方向の力を考慮して補
正する(S5)ことによってC2に示すような画像とな
る。これにより、通常の文字認識処理及び文字認識辞書
を使用し、文字認識処理を行う(S6)ことが可能とな
る。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、データ取得の方法とし
て、キー入力動作を用いることによって、高感度に筆記
時にペン先に直接かかる筆記面に対する摩擦力等の抵抗
の方向及びその強さの時間軸に対する変動情報を得るこ
とができ、ペンのアップダウン動作の検出が同時に可能
である。容易にスイッチ部のXY軸とペン保持状態での
ペン軸方向とを精度よく合致させることができる。
【0030】さらに、高価なセンサを必要とせず、すべ
てをデジタル処理することができるため、簡単な回路で
構成することができ、構造上低価格でコンパクトであ
り、ペン先の移動量が小さいために、通常のペン感覚で
使用できるペン型入力装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における装置の縦方向断面
図である。
【図2】筆記情報検出部の拡大図である。
【図3】スイッチ基盤部の拡大図である。
【図4】ペン先端部の断面図である。
【図5】キー入力及びデータ出力の対応を示す図であ
る。
【図6】ペンによる筆記から文字認識に至るまでの処理
の流れを示す図である。
【符号の説明】
1 ペン軸 1a ペン先 2 ペン軸収納部 2a 半球状突起部 2b 収納筒 2c 回転防止部 2d 収納筒尾栓部 2e 支点 3 スイッチ部 3a 導電性凸部 3b 原点復帰用凸部 4 ペン筺体 5 弾性体 6 基板 6a コモンパターン 6b スイッチパターン 6c 回転防止用穴 7 指示部 7a 回転防止部用穴 7b 指示部固定用勘合 8 データ処理部 9 辞書部 10 表示部 11 電池部 12 インターフェイス部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ペン型形状のペン本体と、 ペン先がペン本体の片側開口部より突き出るようにペン
    軸を収納し、中央に半球状の突起部を形成するペン軸収
    納部と、 ペン軸収納部に、ペン軸に対し垂直に配置され、かつ円
    周上に等間隔に複数の凸部を設け、 凸部あるいは凸部先端に導電性加工を施したスイッチ部
    と、 ペン本体内部に固定され、上記ペン軸収納部の半球状の
    突起部間でペン軸を支点を中心として傾動可能に形成す
    る支持部と、 スイッチ部からの信号を、筆記方向データ、筆圧データ
    として文字認識処理を行うデータ処理部を備えることを
    特徴とする手書き入力装置。
  2. 【請求項2】 スイッチ部の導電加工された凸部の円周
    とは異なる径の円周上に等間隔に複数の不導電性の凸部
    を設けることを特徴とする請求項1記載の手書き入力装
    置。
  3. 【請求項3】 スイッチ部は弾力性を備えた素材により
    形成されることを特徴とする請求項1記載の手書き入力
    装置。
  4. 【請求項4】 ペン先が突出しているペン本体とペン軸
    収納部との間に弾性体を配置することを特徴とする請求
    項1記載の手書き入力装置。
  5. 【請求項5】 ペン軸収納部は、ペン軸に外接し、尾栓
    部分が絞られた中空パイプ形状の収納筒を有し、ペン軸
    を着脱自在に構成することを特徴とする請求項1記載の
    手書き入力装置。
  6. 【請求項6】 ペン軸収納部及び支持部の間に、ペン軸
    収納部が回転することを防止する回転防止部を備えるこ
    とを特徴とする請求項1記載の手書き入力装置。
  7. 【請求項7】 データ処理部における文字認識結果を表
    示する表示部をペン本体に備えることを特徴とする請求
    項1及び7記載の手書き入力装置。
JP22785597A 1997-08-25 1997-08-25 手書き入力装置 Pending JPH1165756A (ja)

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JP22785597A JPH1165756A (ja) 1997-08-25 1997-08-25 手書き入力装置

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JP22785597A JPH1165756A (ja) 1997-08-25 1997-08-25 手書き入力装置

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JPH1165756A true JPH1165756A (ja) 1999-03-09

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JP22785597A Pending JPH1165756A (ja) 1997-08-25 1997-08-25 手書き入力装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011059768A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Seiko Epson Corp 電子ペン
WO2013071917A3 (de) * 2011-11-14 2013-07-25 Jens Hansen Schreibeinrichtung
KR20200009795A (ko) * 2018-07-20 2020-01-30 주식회사 시노펙스 3축 포스센서

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WO2013071917A3 (de) * 2011-11-14 2013-07-25 Jens Hansen Schreibeinrichtung
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