(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記平面上の移動方向と移動量を検出して検出した移動方向及び移動量を基に座標入力及び筆記形状の入力を行なうペン型入力装置において、
光源とスペックル検出手段と移動量算出手段と応力センサと移動方向検出手段と補正手段を備え、
光源は筆記面に対して光を照射し、
スペックル検出手段はペン軸と直交する面上に複数個の等間隔に配置され、筆記面から反射して発生したスペックルパターンを検出し、
移動量算出手段はスペックル検出手段が検出したスペックルパターンの時間相関幅からペン先の移動速度を求め、求めた移動速度を積分してペン先の筆記平面上における移動量を算出し、
応力センサはペン芯の上端に設けられてペン芯を支持する支持体上に設けられ、筆記動作によりペン芯が受けるペン軸と直交する２方向の応力を検出し、
移動方向検出手段は応力センサが検出した２方向の応力の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出し、
補正手段は各スペックル検出手段からのスペックルパターンの検出強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め移動量算出手段が算出した移動量を補正することを特徴とするペン型入力装置。
【請求項２】
光源及びスペックル検出手段の光軸角度を変える光軸角度変更部を備える請求項１記載のペン型入力装置。
【請求項３】
筆記平面上の移動方向と移動量を検出して検出した移動方向及び移動量を基に座標入力及び筆記形状の入力を行なうペン型入力装置において、
光源とスペックル検出手段と移動量算出手段と加速度センサと移動方向検出手段と補正手段を備え、
光源は筆記面に対して光を照射し、
スペックル検出手段はペン軸と直交する面上に複数個の等間隔に配置され、筆記面から反射して発生したスペックルパターンを検出し、
移動量算出手段はスペックル検出手段が検出したスペックルパターンの時間相関幅からペン先の移動速度を求め、求めた移動速度を積分してペン先の筆記平面上における移動量を算出し、
加速度センサはペン型入力装置のペン軸と直交する２方向の加速度を検出し、
移動方向検出手段は加速度センサが検出した２方向の加速度の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出し、
補正手段は各スペックル検出手段からのスペックルパターンの検出強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め移動量算出手段が算出した移動量を補正することを特徴とするペン型入力装置。
【請求項４】
筆記平面上の移動方向と移動量を検出して検出した移動方向及び移動量を基に座標入力及び筆記形状の入力を行なうペン型入力装置において、
光源とスペックル検出手段と移動量算出手段と圧力検出手段と移動方向検出手段と補正手段を備え、
光源は筆記面に対して光を照射し、
スペックル検出手段はペン軸と直交する面上に複数個の等間隔に配置され、筆記面から反射して発生したスペックルパターンを検出し、
移動量算出手段はスペックル検出手段が検出したスペックルパターンの時間相関幅からペン先の移動速度を求め、求めた移動速度を積分してペン先の筆記平面上における移動量を算出し、
圧力検出手段はペン型入力装置のペングリップ部におけるユーザの指の圧力をペン型入力装置のペン軸と直交する少なくとも２方向から検出し、
移動方向検出手段は圧力検出手段が検出した少なくとも２方向の圧力の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出し、
補正手段は各スペックル検出手段からのスペックルパターンの検出強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め移動量算出手段が算出した移動量を補正することを特徴とするペン型入力装置。
【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装置等に対するカーソル移動及び図形等を入力するペン型入力装置、特に入力する図形などの検出精度の向上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、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。コンピュータの小型化に伴い、携帯端末装置の要求が高まり使用者も年々増加している。前記キーボードの小型化には、操作性の面から限界があり、携帯端末においては実用性が低い。また、前記マウスは、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、図形及び文字の入力には適さないという問題点がある。その為、このような小型な携帯型の端末装置において、図形及び文字の入力装置としては、ペン型の入力装置（タブレットとペンの組合わせ）が多く採用されている。これらの入力装置のさらなる小型化を考えると、タブレットの大きさが障害になり、あまり期待できない。そこで、タブレットレスの入力装置として、例えば特開平６-274271号公報に掲載されたペン型データ入力装置のようにペン先端部に形成されたボ−ルの回転により位置検出してペン側にセンシング機能を設けたものが開示されている。
【０００３】
また、加速度センサ、ジャイロ等により位置検出してペン側にセンシング機能を設けたものとしては、特開平３-156519号公報に掲載されたペン型コンピュータ装置、特開平６-67799号公報に掲載されたペン型コンピュータ入力装置及び特開平６-230886号公報に掲載されたペンシル型入力装置がある。
【０００４】
また、レーザ光等の光源による筆記面のスペックルパタ−ンにより位置検出するものとして、特開平１-287725号公報に掲載された位置指定装置がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平６-274271号公報に掲載されたペン型データ入力装置のようにペン先端部に形成されたボ−ルの回転により位置検出してペン側にセンシング機能を設けた場合は、前記ボ−ルの回転を基に移動量及び移動方向を検出するための伝達機構が必要になり、小型化が困難である。
【０００６】
また、特開平３-156519号公報に掲載されたペン型コンピュータ装置、特開平６-67799号公報に掲載されたペン型コンピュータ入力装置及び特開平６-230886号公報に掲載されたペンシル型入力装置では、加速度センサ等でペン軸と直交する２軸方向の移動量を検出しているため装置の傾斜による影響を補正しなければならない。前記傾斜検出手段として、ペンの上部と下部に二つ設けられた加速度の差分をとる方法やジャイロを用いる方法等が検討されている。しかし、前者は、各加速度センサからの出力を２回積分した後、差分をとらなければならないので、検出精度に大きな誤差を生じるため、ダイナミックな傾斜を正確に求めることはできない。また、後者ではペンの大きさを考えると圧電振動ジャイロを用いることになるが、該圧電振動ジャイロでは、そのドリフトにより、正確な傾斜角を求めることは困難である。このような点から考えて、加速度センサをペン移動検出手段として用いる場合、検出精度に大きな誤差を生ずるか、または前記誤差を補正する為の複雑な回路が必要となり、ペン型の入力装置に適用することは困難となる。
【０００７】
また、特開平１-287725号公報に掲載された位置指定装置では、レーザスペックル法による速度計測は物体にレーザビ−ムを照射した際に現れる班点状の不規則な輝度分布（レーザスペックルパターン）が物体の移動とともに速度に比例して並進することを利用したもので、装置の傾斜による影響が少ないが、二次元座標検出を行うには複数の検出素子が必要となり、装置の小型化が阻まれる。
【０００８】
また、二次元座標検出には、二光束相関法（スペックルとドップラの二個の効果により物体の移動を検知）等を用いることができるが、得られたデータを処理する処理系が複雑になり、実用的ではない。これらのことから、多くの検出素子を有するものでは、ペン型入力装置のような小型の入力装置には適さない。
【０００９】
この発明はかかる短所を解消するためになされたものであり、簡単な構成で装置の移動方向及び移動量を正確に検出して、入力装置の小型化を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るペン型入力装置は、光源とスペックル検出手段と移動量算出手段と応力センサと移動方向検出手段と補正手段を備え、光源は筆記面に対して光を照射し、スペックル検出手段はペン軸と直交する面上に複数個の等間隔に配置され、筆記面から反射して発生したスペックルパターンを検出し、移動量算出手段はスペックル検出手段が検出したスペックルパターンの時間相関幅からペン型入力装置の移動速度を求め、求めた移動速度を積分して移動量を計算し、応力センサはペン芯の上端に設けられてペン芯を支持する支持体上に設けられ、筆記動作によりペン芯が受けるペン軸と直交する２方向の応力を検出し、移動方向検出手段は応力センサが検出した２方向の応力の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出し、補正手段は各スペックル検出手段からのスペックルパターンの検出強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め、移動量算出手段が算出した移動量を補正して、傾斜による移動量検出結果の影響をなくし、正確に移動量を検出できる。
【００１１】
さらに、光軸角度変更部は光源及びスペックル検出手段の光軸角度を変えて、傾斜等により検出不可能領域が発生することを防止する。
【００１２】
また、この発明に係るペン型入力装置は、光源とスペックル検出手段と移動量算出手段と加速度センサと移動方向検出手段と補正手段を備え、光源は筆記面に対して光を照射し、スペックル検出手段はペン軸と直交する面上に複数個の等間隔に配置され、筆記面から反射して発生したスペックルパターンを検出し、移動量算出手段はスペックル検出手段が検出したスペックルパターンの時間相関幅からペン型入力装置の移動速度を求め、求めた移動速度を積分して移動量を計算し、加速度センサはペン型入力装置のペン軸と直交する２方向の加速度を検出し、移動方向検出手段は加速度センサが検出した２方向の加速度の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出し、補正手段は各スペックル検出手段からのスペックルパターンの検出強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め、移動量算出手段が算出した移動量を補正して、傾斜による移動量検出結果の影響をなくし、正確に移動量を検出できる。
【００１３】
更に、この発明に係るペン型入力装置は、光源とスペックル検出手段と移動量算出手段と圧力検出手段と移動方向検出手段と補正手段を備え、光源は筆記面に対して光を照射し、スペックル検出手段はペン軸と直交する面上に複数個の等間隔に配置され、筆記面から反射して発生したスペックルパターンを検出し、移動量算出手段はスペックル検出手段が検出したスペックルパターンの時間相関幅からペン型入力装置の移動速度を求め、求めた移動速度を積分して移動量を計算し、圧力検出手段はペン型入力装置のペングリップ部におけるユーザの指の圧力をペン型入力装置のペン軸と直交する少なくとも２方向から検出し、移動方向検出手段は圧力検出手段が検出した少なくとも２方向の圧力の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出し、補正手段は各スペックル検出手段からのスペックルパターンの検出強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め、移動量算出手段が算出した移動量を補正して、傾斜による移動量検出結果の影響をなくし、正確に移動量を検出できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明のペン型入力装置は、筆記平面上の移動方向と移動量を検出して検出した移動方向及び移動量を基に座標入力及び筆記形状の入力を行なうペン型入力装置において、移動量の検出に一般に速度検出に用いられているレーザスペックル法を用いたものである。レーザスペックル法による速度計測は物体にレーザビームを照射した際に現れる班点状の不規則な輝度分布（レーザスペックルパターン）が物体の移動とともに速度に比例して並進することを利用する。速度に変換する手法として、自己相関法、相互相関法やコントラスト法等がある。ここでは、相互相関法を用いてスペックルパターンから速度を求め、求めた速度を積分して移動量を計算する。
【００１５】
ペン型入力装置は移動量を求めるために、光源とスペックル検出手段と移動量算出手段とを備える。光源はレーザ光等のコヒーレントな光をレンズを通して筆記面に照射する。光源が照射したレーザ光は光学的に荒いランダムな表面形状を持つ筆記面によって散乱され、レーザ光の位相はランダムに変調され、光強度の明暗をもったスペックルパターンを生じる。このスペックルパターンを、例えばフォトダイオード等の受光素子から成るスペックル検出手段で点検出する。移動量算出手段は、例えば遅延回路と乗算回路と積分回路とを備える。遅延回路と乗算回路でフォトダイオードが検出したレーザ光を基にして時間相関幅を求め、積分回路は求めた時間相関幅からにペン型入力装置の移動速度を求める。移動量算出手段は求めた移動速度を積分して移動量を求める。
【００１６】
なお、移動方向の検出をレーザスペックル法を用いて行なうと、複数の検出部が必要になり装置が大型化するので、移動方向の検出には、ペン先部に対する応力の検出をする。ペン型入力装置は移動方向を求めるために、２個の応力センサと移動方向検出手段を備え、２個の応力センサはペン芯の上端に設けられてペン芯を支持する支持体上に設けられ、筆記動作によりペン芯が受けるペン軸と直交する２方向の応力を検出する。移動方向検出手段は応力センサが検出した２方向の応力の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出する。
【００１７】
さらに、補正手段とペン軸と直交する面上に複数個それぞれ等間隔に設けたスペックル検出手段を有し、補正手段は各スペックル検出手段からのスペックルパターンの検出強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め、移動量算出手段が算出した移動量を補正する。よって、本発明によれば、傾斜による移動量検出結果の影響をなくすことができる。例えば筆記中に傾斜方向が変化した場合であっても上記のように補正することで正確に移動量を検出できる。
【００１８】
さらに、ペン型入力装置の傾斜の度合いによっては光源が照射したレーザ光の散乱によって生じたスペックルパターンをスペックル検出手段で検出することができない場合等もあるので、光軸角度変更部は光源及びスペックル検出手段の光軸角度を変えて、傾斜等により検出不可能領域が発生することを防止する。なお、光軸角度変更部は、例えば前記のようにして求めたペン型入力装置の傾斜を基にして光源及びスペックル検出手段の光軸角度を変える。
【００１９】
また、応力センサの代わりに加速度センサを設けて、移動方向検出手段は加速度センサが検出したペン軸と直交する２方向の加速度の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出し、さらに補正手段とペン軸と直交する面上に複数個それぞれ当間隔に設けたスペックル検出手段を設けて、補正手段が各スペックル検出手段からのスペックルパターンの検出強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め、移動量算出手段が算出した移動量を補正する。よって、本発明によれば、傾斜による移動量検出結果の影響をなくし、正確に移動量を検出できる。
【００２０】
また、応力センサの代わりにペン型入力装置のペングリップ部におけるユーザの指の圧力をペン型入力装置のペン軸と直交する少なくとも２方向から検出する圧力検出手段を設けて、移動方向検出手段は圧力検出手段が検出した少なくとも２方向の圧力の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出し、さらに補正手段とペン軸と直交する面上に複数個それぞれ当間隔に設けたスペックル検出手段を設けて、補正手段が各スペックル検出手段からのスペックルパターンの検出強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め、移動量算出手段が算出した移動量を補正する。よって、本発明によれば、傾斜による移動量検出結果の影響をなくし、正確に移動量を検出できる。
【００２１】
【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、筆記面１上を移動するペン型入力装置２は、ペン芯９上端に設けた応力センサ３、レーザ光源等から成りレーザ光等を光源側レンズ６を介して筆記面１に照射する光源４、筆記面１からのスペックルパターンを受光側レンズ７を介して受光するフォトダイオード５等からスペックル検出手段を有する。また、ペン型入力装置２は、図２に示すように移動量算出手段８１、移動方向検出手段８２及び補正部８３を有する演算部８を備える。
【００２２】
光源４が発生したレーザ光は光源側レンズ６を通り筆記面１を照射する。筆記面１の表面は光学的に荒いランダムな表面形状をしているので、レーザ光が散乱されるとき、レーザ光の位相はランダムに変調され、光強度の明暗をもったランダムパターンであるスペックパターン（以下、「ＳＰ」という。）を生じる。このように筆記面１に生じたＳＰを受光側レンズ７を通して、フォトダイオード５に到達する。フォトダイオード５を用いているので、レーザ光の検出は点検出となる。また、応力センサ３はペン芯９に接触して設けられペン芯９に作用するの力方向を検出する。以下に、上記構成のペン型入力装置２の移動量検出処理及び移動方向検出処理の動作について説明する。
【００２３】
最初に、上記構成のペン型入力装置２が自己相関法により移動量を測定する処理の動作について説明する。フォトダイオード５は到達したレーザ光を検出して、例えば図３に示すような波形の信号を出力する。フォトダイオード５が検出したレーザ光にはＳＰが生じているので、∫Ｆ(t)Ｆ(t−τ)dtで示される自己相関係数を求めると、図４のような相関係数の時間デ−タが得られる。なお、図中τcは時間相関幅を示す。
【００２４】
結像光学系について、スペックル強度の相関関数を求める式は複雑になるので、ここでは幾何学的近似により説明する。レンズの開口の大きさをＤとして、光学系の分解能Ｐ０＝（１＋ｍ）×λ×Ｆ／ｍがＰ０＜＜Ｄ／２の条件を満たすとき、τc＝Ｐ０／ｖというスペックルの時間相関幅が与えられる。ここで、ｍは結像倍率、λは波長、ＦはレンズのＦナンバである。すなわち、τcは筆記速度ｖに反比例している。光学系の構成が決まるとその分解能である比例定数Ｐ０が決まるので、フォトダイオード５が検出したレーザ光を基にして相関関数によりτcを求めることにより筆記速度を求め、求めた筆記速度ｖを時間で積分して移動量を計算できる。例えば演算部８の移動量算出手段８１は、図５に示すように遅延回路８１ａ、乗算回路８１ｂ及び積分回路８１ｃを備える。遅延回路８１ａ、乗算回路８１ｂはフォトダイオード５からの出力信号Ｆ(t)を基にして相関関数Ｆ(t)Ｆ(t−τ）を求め、積分回路８１ｃは求めた相関関数Ｆ(t)Ｆ(t−τ）を積分して時間相関幅τcを求めることにより筆記速度ｖを求める。移動量算出手段８１は求めた筆記速度ｖを時間で積分して移動量を計算する。上記自己相関法による移動量の測定はペン型入力装置２の傾斜の影響が少ないので、正確に移動量を求めることができる。この移動量と移動方向とを検出して組合わせると、図形や文字等の入力を行うことができる。
【００２５】
次ぎに、上記構成のペン型入力装置２が上記移動方向の検出をする場合について説明する。ペン芯９に作用するの力方向を検出する応力センサ３としては、例えばピエゾ抵抗効果を用いたストレインゲージを使用する。応力センサ３は、図６に示すように支持体１４にペン芯９の上端を接触して設けられ、筆記動作によりペン芯９が受ける力をｘ方向検出用のピエゾ抵抗素子１０〜１３及びｘ方向検出用のピエゾ抵抗素子１０〜１３と直交させて設けた同数のｙ方向検出用のピエゾ抵抗素子（不図示）により検出する。ｘ方向検出用のピエゾ抵抗素子１０〜１３及びｙ方向検出用のピエゾ抵抗素子は、それぞれホイーストンブリッジ回路により各ピエゾ抵抗の変化をモニタすることにより力成分を出力する。移動方向検出手段８２は、例えば前記各ホイ−ストンブリッジ回路の出力の出力の比較を行う比較演算回路を備え、筆記面１上での二次元的な筆記方向を求める。このように、移動方向の検出をペン型入力装置２のペン軸１８と直交する２方向の応力を検出して行なうので、正確にペン型入力装置２の移動方向及び移動量を求めることができると共に装置を小型化することができる。
【００２６】
なお、ペン型入力装置２は、例えば図７に示すようにペン軸１８と直交するｘｙ軸上にペン軸１８を中心として設けた４個のフォトダイオード５を有するようにしても良い。光源４をペン型入力装置２の筐体のペン軸１８近くに設け、２個のフォトダイオード５ａ，５ｂを前記光源４の照射方向に対してほぼ垂直な方向に設ける。更に、前記フォトダイオード５ａ，５ｂの設置方向に対して直交した方向にもう一組のフォトダイオード（不図示）を設ける。光源４が発生したレーザ光は発散して筆記面１に到着する。ここで、発散させているのはフォトダイオード５による検出の死角を小さくするためである。ただし、光源４の強度が十分にとれる場合に限定され、十分な強度がとれない場合には、適当にレンズで集光して強度を確保する必要がある。筆記面１に照射されたレーザ光は筆記面１で散乱され、ＳＰを生じる。フォトダイオード５ａ，５ｂはこのＳＰを前記二つのレンズ７ａ，７ｂを通して検出する。また、同様に前記もう一組のフォトダイオードにおいても同様な検出が可能である。これら４個のフォトダイオード５はそれぞれ、図３に示したような波形の信号を検出する。ペン型入力装置２が傾いた状態では、前記４個のフォトダイオード５において、各フォトダイオード５と筆記面１との距離に応じて異なった振幅の波形が得られる。補正手段８３はこの振幅の強度をとり、それぞれを比較することによりペンの傾斜方向及び傾斜量を求め、移動量算出手段８１が算出した移動量を補正するので、さらに移動量を正確に検出できる。
【００２７】
また、上記４個の光源５を用いる代わりに３個の光源５をペン軸１８に直交する面上にそれぞれ等間隔に配置しても良い。
【００２８】
さらに、ペン型入力装置２は光源４及びフォトダイオード５の光軸角度を変える光軸角度変更部１７を有し、ペン型入力装置２の筆記面１からの距離及びペン型入力装置２の傾斜等によりフォトダイオード５の検出不可能領域が発生することを防止しても良い。例えば、図８（ａ）に示すペン型入力装置２と筆記面１との距離が、図８（ｂ）に示すように長さｚだけ変位した場合、光源４及びフォトダイオード５を固定した状態では、検出が不可能になる。そこで、例えば加速度センサから成りペン軸１８方向であるｚ方向の加速度を検出するｚ方向検出手段（不図示）を別途設け、このｚ方向検出手段の検出結果に応じて、光源４及びフォトダイオード５の光軸角度を変化させることにより、検出が可能になる。ペン型入力装置の傾きについても前記のように傾斜方向及び傾斜量を求め、同様に光源４及びフォトダイオード５の光軸角度を変化させることにより、傾きによる検出不可能領域をなくすことができる。なお、光軸角度変更部１７は、コイルを用いて構成し電磁現象により変位させるようにしても良いし、逆圧電効果素子を用いても良い。
【００２９】
また、上記実施例では移動方向の検出に応力センサ３を用いたが、図９に示すように加速度センサ１５を用いても良い。図に示すように、ペン型入力装置２の筐体内部にｘ軸方向用の加速度センサ１５及びｘ軸方向用の加速度センサ１５と直交させたｙ軸検出用の加速度センサ（不図示）を設ける。ここで、図中に示した矢印Ａ，Ｂは加速度センサ１５の加速度検出軸（主軸）方向を示す。加速度センサ１５としては、ピエゾ抵抗方式、圧電方式、静電容量方式のいずれのタイプのものでも良いが、小型で加速度検出周波数の広いものが好ましい。例えば、ピエゾ抵抗方式の加速度センサでは、加速度に対してリニアな電圧出力が得られるので、電圧出力から容易に加速度が求まる。移動方向検出手段８２は、例えば上記のように直交して設けられた二つの加速度センサの出力の比較を行う比較演算回路により成り、筆記面１上での筆記方向を知る。前記の応力センサ３を用いた場合では、ペン芯９に直接固定する必要があったが、加速度センサ１５は、ペン芯９に固定する必要がなく任意に設置場所を選べる。また、従来技術に記載したように、加速度センサ１５を移動量検出手段に用いる場合、検出精度に大きな誤差を生ずるか、または前記誤差を補正する為の複雑な回路が必要となり、ペン型の入力装置に適用することは困難となる。これに対して、加速度センサ１５を移動方向検出手段に用いるので、かかる誤差の要因を無くすことができ、スペックルパターンを用いた移動量の検出と組合わせることにより、ペン型入力装置２の構造をより簡単にでき、また、組立て工程をより簡単にすることができる。
【００３０】
また、移動方向をペングリップ部の圧力変化から求めるようにしても良い。ペン型入力装置２は、図１０に示すように、筆記の際に指が接触するペングリップ部２１に指による圧力変化を検出する圧力センサ１６をペン型入力装置２の筐体の外壁に複数個設ける。圧力センサ１６としては磁気抵抗素子やホール素子を利用した磁気センサや圧電セラミックス、加圧電導性ゴム、コンデンサマイクのように静電容量若しくは電磁誘導を用いたセンサのいずれを用いても良い。また、それぞれの指毎に異なるセンサを用いても良い。これらの圧力センサ１６でペンを握った際の複数の指からの圧力を検出する。筆記方向により、これらの複数の指の圧力がそれぞれ変化する。移動方向検出手段８はこれらの変化量を筆記方向と対応させて定量化し、適当な比較演算を行い筆記方向が求まる。この方法では、適当な圧力センサ１５をペン型入力装置２の筐体外壁に設けるだけで良いので、構造が容易であり簡単に組立て作業を効率化できる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、筆記面の反射により発生したスペックルパターンを検出し、検出したスペックルパターンの時間相関幅からペン型入力装置の移動速度を求め、求めた移動速度を積分して移動量を計算し、ペン型入力装置のペン軸と直交する２方向の応力を検出し、検出した２方向の応力の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出し、ペン軸と直交する面上のそれぞれ等間隔な複数箇所でスペックルパターンを検出して、検出した各スペックルパターンの強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め、移動量を補正するので、傾斜による移動量検出結果の影響をなくし、正確に移動量を検出できる。
【００３２】
さらに、光の光軸角度を変えることができるので、傾斜等により検出不可能領域が発生することを防止することができる。
【００３３】
また、ペン軸と直交する２方向の加速度の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出する。加速度の検出は位置による影響が少ないので、設置位置に精度を必要とせず、構成及び組立て作業を容易にできる。更に、ペン軸と直交する面上のそれぞれ等間隔な複数箇所でスペックルパターンを検出して、検出した各スペックルパターンの強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め、移動量を補正するので、傾斜による移動量検出結果の影響をなくし、正確に移動量を検出できる。
【００３４】
また、ペン型入力装置のペングリップ部におけるユーザの指の圧力をペン型入力装置のペン軸と直交する少なくとも２方向から検出し、検出した少なくとも２方向の圧力の大きさからペン先の筆記平面上における移動方向を検出するので、構成及び組立て作業を容易にできる。更に、ペン軸と直交する面上のそれぞれ等間隔な複数箇所でスペックルパターンを検出して、検出した各スペックルパターンの強度を比較してペン型入力装置の傾斜を求め、移動量を補正するので、傾斜による移動量検出結果の影響をなくし、正確に移動量を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す側面図である。
【図２】演算部の構成図である。
【図３】フォトダイオードの出力波形図である。
【図４】時間と相関係数との関係を示す説明図である。
【図５】移動方向検出手段の処理の流れ図である。
【図６】応力センサの配置図である。
【図７】傾斜を検出するペン型入力装置の側面図である。
【図８】レーザ光の検出ができなくなる場合を示す説明図である。
【図９】加速度センサを用いた場合の側面図である。
【図１０】圧力センサを用いた場合の側面図である。
【符号の説明】
１        筆記面
２        ペン型入力装置
３        応力センサ
４        光源
５        フォトダイオード
８        演算部
８１      移動量算出部
８２      移動方向検出部
８３      補正部
１５      加速度センサ
１６      圧力センサ
【図１】
0003606969.tif 000002
【図２】
0003606969.tif 000003
【図３】
0003606969.tif 000004
【図４】
0003606969.tif 000005
【図５】
0003606969.tif 000006
【図６】
0003606969.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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