(57)【要約】紙面上に文字及び図形を筆記することができる筆記部を有する電子ペンを備える電子ペンシステムであって、前記電子ペンは、前記筆記された文字及び図形を消去する消去部と、前記筆記部によって筆記された文字及び図形の筆記データ、並びに前記消去部によって消去された文字及び図形の消去データを、電子データとして取得する光学系とを備え、前記筆記部と前記消去部とは、前記電子ペンの異なる位置に各々備わり、前記筆記データと前記消去データとは、各々、前記筆記された文字及び図形の位置情報と、前記消去された文字及び図形の位置情報とを含み、前記電子ペンシステムは、前記筆記データに含まれる位置情報と、前記消去データに含まれる位置情報とを補正する補正データを保持し、前記補正データによって前記消去データに含まれる位置情報を補正する。
2011001535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙面上に文字及び図形を筆記することができる筆記部を有する電子ペンを備える電子ペンシステムであって、
前記電子ペンは、前記筆記された文字及び図形を消去する消去部と、前記筆記部によって筆記された文字及び図形の筆記データ、並びに前記消去部によって消去された文字及び図形の消去データを、電子データとして取得する光学系とを備え、
前記筆記部と前記消去部とは、前記電子ペンの異なる位置に各々備わり、
前記筆記データと前記消去データとは、各々、前記筆記された文字及び図形の位置情報と、前記消去された文字及び図形の位置情報とを含み、
前記電子ペンシステムは、
前記筆記データに含まれる位置情報と、前記消去データに含まれる位置情報とを補正する補正データを保持し、
前記補正データによって前記消去データに含まれる位置情報を補正することを特徴とする電子ペンシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の電子ペンシステムであって、
前記電子ペンは、前記消去部を有するキャップを備え、
前記光学系は、前記キャップが前記電子ペンに装着された状態において、前記消去された文字及び図形の消去データを、前記キャップを通して電子データとして取得することを特徴とする電子ペンシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の電子ペンシステムであって、
前記電子ペンは、前記消去部によって文字及び図形を消去する消去モードと、前記筆記部によって文字及び図形を筆記する筆記モードと、前記筆記及び前記消去をしないＯＦＦモードとを持つことを特徴とする電子ペンシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の電子ペンシステムであって、
前記電子ペンは、
前記消去部を有するキャップを備え、
前記キャップの装着される状態によって、前記モードが切り替わることを特徴とする電子ペンシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の電子ペンシステムであって、
前記電子ペンシステムは、
前記筆記データに含まれる位置情報と、前記消去データに含まれる位置情報との差を算出し、
前記消去データに含まれる位置情報から、前記算出された差を減じることによって、前記補正データを算出することを特徴とする電子ペンシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の電子ペンシステムであって、
前記電子ペンシステムは、
前記消去された文字及び図形の線の長さを算出し、
前記筆記データに含まれる位置情報と、前記消去データに含まれる位置情報との第１の前記差を算出し、
前記第１の差の算出から、所定時間経過した後に、再度前記筆記データに含まれる位置情報と、前記消去データに含まれる位置情報との第２の前記差を算出し、
前記第１の差と前記第２の差と、前記所定時間に前記消去された文字及び図形の線の長さに基づいて、補正データの変化量を算出することを特徴とする電子ペンシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の電子ペンシステムであって、
前記電子ペンシステムは、
複数の前記筆記及び前記消去された文字及び図形の任意の方向を軸として、前記軸と直交する方向において、前記筆記及び前記消去された文字及び図形の範囲を平均した位置を算出し、
前記筆記された文字及び図形の範囲の平均値と、前記消去された文字及び図形の範囲の平均値との位置情報の差を算出することによって、前記補正データを算出することを特徴とする電子ペンシステム。
【請求項８】
紙面上に文字及び図形を筆記することができる筆記部を有する電子ペンであって、
前記電子ペンは、前記筆記された文字及び図形を消去する消去部と、前記筆記部によって筆記された文字及び図形の筆記データ、並びに前記消去部によって消去された文字及び図形の消去データを、電子データとして取得する光学系とを備え、
前記筆記部と前記消去部とは、前記電子ペンの異なる位置に各々備わり、
前記筆記データと前記消去データとは、各々、前記筆記された文字及び図形の位置情報と、前記消去された文字及び図形の位置情報とを含み、
前記電子ペンは、
前記筆記データに含まれる位置情報と、前記消去データに含まれる位置情報とを補正する補正データを保持し、
前記補正データによって前記消去データに含まれる位置情報を補正することを特徴とする電子ペン。
【請求項９】
請求項８に記載の電子ペンであって、
前記電子ペンは、前記消去部を有するキャップを備え、
前記光学系は、前記キャップが前記電子ペンに装着された状態において、前記消去された文字及び図形の消去データを、前記キャップを通して電子データとして取得することを特徴とする電子ペン。
【請求項１０】
請求項８に記載の電子ペンであって、
前記電子ペンは、前記消去部によって文字及び図形を消去する消去モードと、前記筆記部によって文字及び図形を筆記する筆記モードと、前記筆記及び前記消去をしないＯＦＦモードとを持つことを特徴とする電子ペン。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子ペンであって、
前記電子ペンは、
前記消去部を有するキャップを備え、
前記キャップの装着される状態によって、前記モードが切り替わることを特徴とする電子ペン。
【請求項１２】
請求項８に記載の電子ペンであって、
前記電子ペンは、
前記筆記データに含まれる位置情報と、前記消去データに含まれる位置情報との差を算出し、
前記消去データに含まれる位置情報から、前記算出された差を減じることによって、前記補正データを算出することを特徴とする電子ペン。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電子ペンであって、
前記電子ペンは、
前記消去された文字及び図形の線の長さを算出し、
前記筆記データに含まれる位置情報と、前記消去データに含まれる位置情報との第１の前記差を算出し、
前記第１の差の算出から、所定時間経過した後に、再度前記筆記データに含まれる位置情報と、前記消去データに含まれる位置情報との第２の前記差を算出し、
前記第１の差と前記第２の差と、前記所定時間に前記消去された文字及び図形の線の長さに基づいて、補正データの変化量を算出することを特徴とする電子ペン。
【請求項１４】
請求項８に記載の電子ペンであって、
前記電子ペンは、
複数の前記筆記及び前記消去された文字及び図形の任意の方向を軸として、前記軸と直交する方向において前記筆記及び前記消去された文字及び図形の範囲を平均した位置を算出し、
前記筆記された文字及び図形の範囲の平均値と、前記消去された文字及び図形の範囲の平均値との位置情報の差を算出することによって、前記補正データを算出することを特徴とする電子ペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消去専用電子ペンを用いることなく一本の電子ペンで物理的及び電子的にデータ消去できる電子ペンシステムに関し、特に、キャップを用いて筆記モードと消去モードとＯＦＦモードとを切り替えることができ、および消去情報を補正する電子ペンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ペン（デジタルペン）は、手書きの文字及び／又は図形の情報を、デジタル化し、取得するデバイスの一つであり、物理的なインクを用いて筆記するボールペンに、用紙上の位置情報を読み取るための装置を内蔵したデバイスである（例えば、特許文献１参照）。電子ペンは、予め用紙上に印刷されたドットパターンを、電子ペンに内蔵された光学系（赤外線レーザ及び／又はＣＣＤカメラ等によって構成される）によって取得し、取得されたドットパターンからペン先の位置を計算し、ペン先の動きの時系列データを作成し、作成された時系列データを記録する。
一方、消しゴムによって消去可能なインク、又は摩擦熱によって消去可能なインクが近年開発されている。この消去可能なインクを、電子ペンの筆記手段として用いる場合、電子ペンによって筆記された記載は、インクを消去することができる消しゴムによって紙面において物理的に消去されるが、記載の消去について、電子データは更新されない。そのため、筆記された位置と消去された位置とを対応させ、物理的な消去と共に、消去について電子データを更新するために、消去すべき位置の情報を取得するための消去専用の道具が必要である。
【特許文献１】特開２００６−１５４９８６号公報
【発明の概要】
【０００３】
摩擦熱によって消去可能なインク又は黒鉛を電子ペンの筆記手段として用いる場合、消しゴムによって紙面上から物理的に消去されるが、消去した部分の電子データは更新されない。
そのため、紙面上の消去位置の電子データを更新するため位置情報を取得する必要がある。
前述のとおり、従来技術において、消去された位置の情報の取得をするためには、消去専用の電子ペンを用いる必要があった。しかし、ユーザが筆記用及び消去用のペンの２本を用いることは、コストを上げ、使い勝手を悪くする。
また、レンズの焦点距離を変える機械的構造を用いずに、一本の電子ペンが一つの光学系によって、筆記及び消去された位置の情報を取得するためには、光学系から紙面までの距離による筆記及び消去された位置の情報の誤差を低減する補正方法が必要となる。
本発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、
本発明の一実施形態によると、一本の電子ペンによって筆記及び消去された位置の情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の第１の実施形態の電子ペンを示すブロック図である。
図２Ａは、本発明の第１の実施形態の消去用のゴム付きキャップを示す説明図である。
図２Ｂは、本発明の第１の実施形態の電子ペンのペン先を示す説明図である。
図２Ｃは、本発明の第１の実施形態のＯＦＦモード専用のキャップを示す説明図である。
図３Ａは、本発明の第１の実施形態の消去モードにおける電子ペンを示す説明図である。
図３Ｂは、本発明の第１の実施形態の筆記モードにおける電子ペンを示す説明図である。
図４Ａは、本発明の第１の実施形態の消去モードにおける電子ペンを示す説明図である。
図４Ｂは、本発明の第１の実施形態のＯＦＦモードにおける電子ペンを示す説明図である。
図５は、本発明の第１の実施形態の電子ペンによるデータ取得処理を示すフローチャートである。
図６Ａは、本発明の第１の実施形態の電子ペンシステムの構成を示すブロック図である。
図６Ｂは、本発明の第１の実施形態のデータ保存部の構成を示すブロック図である。
図６Ｃは、本発明の第１の実施形態の演算部を示すブロック図である。
図７Ａは、本発明の第１の実施形態の電子ペンによる紙面上の座標を取得する手順の説明図である。
図７Ｂは、本発明の第１の実施形態のストロークセットを示す説明図である。
図８は、本発明の第１の実施形態のストロークセット情報を示す説明図である。
図９は、本発明の第１の実施形態のストローク座標情報の説明図である。
図１０は、本発明の第１の実施形態の取得された位置の誤差量を示す説明図である。
図１１Ａは、本発明の第１の実施形態の補正方法１における筆記モードを示す説明図である。
図１１Ｂは、本発明の第１の実施形態の補正方法１における消去モードを示す説明図である。
図１２Ａ及びＢは、本発明の第１の実施形態の補正方法３を示す説明図である。
図１３は、本発明の第２の実施形態の電子ペンによるデータの取得を示すフローチャートである。
図１４は、本発明の第３の実施形態の電子ペンによるデータの取得を示すフローチャートである。
図１５は、本発明の第３の実施形態のデータ保存部を示すブロック図である。
図１６は、本発明の第３の実施形態のストロークセット情報を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本実施形態の電子ペンシステムに備わる電子ペンは、消去専用の道具を用いることなく、電子ペンによる記載を物理的に消去し、かつ電子ペンによって記載された電子データを消去する。また、本実施形態による電子ペンは、筆記モード、消去モード、及びＯＦＦモードの三つのモードが備わり、電子ペンに備わるキャップを用いてこれら三つのモードを切り換える。
以下において、本実施形態の電子ペンは、アノト社のデジタルペン方法を用いて説明する。しかし、本実施形態の電子ペンは、ペンの動きの時系列データを取得する電子ペン等の座標取得装置全般に適用できるものであり、以下に示す実施形態は、本発明の一例である。よって、以下に示す以外のペンの動きの取得方法によって、本発明が実現されてもよい。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の電子ペン１を示すブロック図である。
電子ペン１は、演算プロセッサ１１、メモリ１２、通信インターフェース１３、光学系１４、電源１５及び筆圧センサ１６を備える。電子ペン１は、インク１７又は黒鉛によって紙面上に文字及び／又は記号等を筆記可能なペン先１８を備える。
図２Ａは、本発明の第１の実施形態の消去用のゴム付きキャップを示す説明図である。
本実施形態の電子ペン１は、図２Ａに示すキャップを備える。このキャップは、先端部に消去用ゴム７１と切り込み７２とが備わる。そして、キャップには、磁石７３が内装される。磁石７３は、外部からの視覚によっては見ることはできない。
図２Ｂは、本発明の第１の実施形態の電子ペン１のペン先を示す説明図である。
本実施形態の電子ペン１は、消去モード磁気センサ７５、ＯＦＦモード磁気センサ７５、及びＯＦＦＳＥＴボタン７７を備える。消去モードセンサ７５、及びＯＦＦモード磁気センサ７５は、外部からの磁力を検出することによって、ＯＮ状態となる。消去モードセンサ７５がＯＮ状態となった場合、電子ペン１は消去モードに切り替えられ、ＯＦＦモード磁気センサ７５がＯＮ状態となった場合、電子ペン１はＯＦＦモードに切り替えられる。ＯＦＦＳＥＴボタン７７は、筆記モードにおいて取得された位置と消去モードにおいて取得された位置との誤差を解消する際に操作される。
図２Ｃは、本発明の第１の実施形態のＯＦＦモード専用のキャップを示す説明図である。
図２Ｃに示すＯＦＦモード専用のキャップには、図２Ａに示す消去用ゴム７１及び切り込み７２がない。図２Ｃに示すＯＦＦモード専用のキャップには、磁石７３が備わる。
次に、電子ペン１のモードについて説明する。
本実施形態の電子ペン１には、筆記モード、消去モード、及びＯＦＦモードの３つのモードが備わる。電子ペン１における筆記モード、消去モード、及びＯＦＦモードは、本体に備えられたＯＦＦモード磁気センサ７４、及び消去モード磁気センサ７５の検出結果によって切り替えられる。
消去モードにおいて、キャップは図３Ａ及び図４Ａに示す位置に装着される。キャップに内装された磁石７３と消去モード磁気センサ７５とが近接することによって、電子ペン１は消去モードになる。
また、ＯＦＦモードにおいて、キャップは図４Ｂに示す位置に装着される。キャップに内装された磁石７３とＯＦＦモード磁気センサ７４とが近接することによって、電子ペン１はＯＦＦモードになる。
また、図２Ｂ及び図３Ｂに示す状態において、電子ペン１はキャップが外され、電子ペン１に備わる消去モード磁気センサ７５及びＯＦＦモード磁気センサ７５のどちらも磁力を検出しない状態であり、筆記モードになる。
図３Ａは、本発明の第１の実施形態の消去モードにおける電子ペン１を示す説明図である。図３Ｂは、本発明の第１の実施形態の筆記モードにおける電子ペン１を示す説明図である。
図４Ａは、本発明の第１の実施形態の消去モードにおける電子ペン１を示す説明図である。図４Ｂは、本発明の第１の実施形態のＯＦＦモードにおける電子ペン１を示す説明図である。
使用者は、図３Ａ及び図４Ａに示すように、電子ペン１にキャップを装着し、消去モード磁気センサ７５をＯＮ状態とし、電子ペン１を消去モードに切り替える。
使用者は、その後、キャップを電子ペン１の軸を中心に半回転させることによって、ＯＦＦモード磁気センサ７４をＯＮ状態とし、電子ペン１をＯＦＦモードとし（図４Ｂ）、電子ペン１本体の電源を切る。キャップは、消去用ゴム７１とその保持部とがペン先１８に接触した状態において、電子ペン１の中心線を軸に回転する。
また、図２Ｃに示すＯＦＦモード専用のキャップを用いることによって、電子ペン１をＯＦＦモードにしてもよい。
消去用ゴム７１は、ペン先１８に密着するように、キャップに装着される。このため、キャップが電子ペン１に装着され、電子ペン１は、消去モードの状態において、消去用ゴム７１にかかる圧力を検出することができる。電子ペン１は、電子ペン１に備わる光学系１４を用いて、消去用ゴム７１にかかる圧力を検出した際の位置情報を取得する。電子ペン１は、キャップの先端に切り込み７２があるため、キャップを装着した状態においても、電子ペン１に備わる光学系１４によって、紙面に接する消去用ゴム７１の先端部の位置情報を取得できる。
本実施形態における電子ペン１は、磁気センサを用いてモードを変更したが、スイッチなどの機械センサを実装し、このスイッチを用いることによってモードを変更してもよい。
電子ペン１におけるモードを切り替える処理を、図５に示す。
図５は、本発明の第１の実施形態の電子ペン１によるデータ取得処理を示すフローチャートである。
図５に示すデータ取得処理は、演算プロセッサ１１によって実行される。
電子ペン１は、ＯＦＦモード磁気センサ７４が磁石７３による磁気を検出せず、ＯＦＦ状態になった後（Ｓ２００）、消去モード磁気センサ７５が磁石７３による磁気を検出しているＯＮ状態であるか否か（、検出していないＯＦＦ状態であるかを判定する（Ｓ２０１）。
Ｓ２０１において、消去モード磁気センサ７５がＯＮ状態である場合、電子ペン１は、消去モードに切り替わり、取得するデータの格納先を、メモリ１２に含まれる消去データ保存領域に変更する（Ｓ２０４）。
一方、Ｓ２０１において、消去モード磁気センサ７５がＯＦＦ状態である場合、電子ペン１は、筆記モードに切り替わり、取得するデータの格納先を、メモリ１２に含まれる筆記データ保存領域に変更する（Ｓ２０２）。
Ｓ２０２及びＳ２０４の後、電子ペン１は、ペン先１８に圧力が加わることによって筆圧センサ１６がＯＮ状態になっているか否かを判定する（Ｓ２０６）。筆圧センサ１６がＯＮ状態である場合、電子ペン１は、使用者によって筆記又は消去に用いられているため、光学系１４によって、紙面上のデータ（例えば紙面上に付されたドットパターン）を読み込むことによって位置情報を取得する（Ｓ２０７）。また、筆圧センサ１６がＯＦＦ状態である場合、電子ペン１は、使用者によって筆記又は消去に用いられていないため、Ｓ２０１に戻る。
Ｓ２０７の後、電子ペン１は、ＯＦＦモード磁気センサ７４が磁石７３による磁気を検出しているＯＮ状態であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。ＯＦＦモード磁気センサ７４がＯＮ状態である場合、電子ペン１は、処理を終了する（Ｓ２０９）。ＯＦＦモード磁気センサ７４が磁石７３による磁気を検出していないＯＦＦ状態である場合、Ｓ２０１に戻る。
前述のＳ２００〜Ｓ２０８の動作は、使用者がキャップを閉じ、電子ペン１がＯＦＦモードとなるまで繰り返される。消去モードに切り替わる処理の詳細を後述する。
次に、データの保存について説明する。
光学系１４によって取得された画像データは、電子ペン１に備わる演算プロセッサ１１によって計算され、演算プロセッサ１１は、ペン先１８の位置情報及び書いた日時を取得する。なお、ペン先１８の軌跡、書く速さ、筆圧の有無、及び電子ペン１の傾きを取得してもよい。図５に示すように、メモリ１２は、消去用メモリ及び筆記用メモリを含み、電子ペン１が消去モードの際に取得されたデータは、消去用メモリに保存され、筆記モードの際に取得されたデータは、筆記用メモリに保存される。
電子ペン１の通信インターフェース１３が転送装置３２に接続されることによって、電子ペン１に保存された筆記データ及び消去データは、計算機３３に備わるデータ保存部３６に転送される。図６Ｂに示すデータ保存部３６には、筆記データ保存部３４及び消去データ保存部３５が含まれる。すなわち、電子ペン１に保存された筆記データ及び消去データは、各々、筆記データ保存部３４及び消去データ保存部３５に保存される。
使用者は、計算機３３を用いて、保存されたデータによって、筆記データ、消去データ、筆記及び消去の合成データを表示することができる。筆記データと同時に時間情報を取得しているため、筆記の過程及び／又は消去の過程を表示することができ、最終的な合成データのみならず、筆記→消去→筆記などの、ペン使用者の作業のプロセスを表示することも可能である。
また、必要な文字や線を消してしまった場合においても、記入した文字及び線の電子データは残っているので、筆記データを復元して、表示することができる。
図６Ａは、本発明の第１の実施形態の電子ペンシステムの構成を示すブロック図である。
本実施の形態の電子ペンシステムは、所定のドットパターンが形成されたドットパターン用紙３１を用いる。この所定のドットパターンは、紙面上の位置を検出するために用いられる。電子ペン１は、ドットパターン用紙３１に文字及び／又は記号等が記入される位置を検出するために、電子ペン１に備わる光学系１４によってドットを撮影し、撮影によって得られた画像データを演算プロセッサ１１によって処理し、位置座標を算出した後、算出された位置座標と紙面上のドットが撮影された時間の情報とを含む位置情報とを、メモリ１２に保存する。
保存された位置情報を含むデータは、電子ペン１が転送装置３２に接続された後、計算機３３に備わるデータ保存部３６に転送される。転送されたデータのうち、消去モード時に取得された消去データと、筆記モード時に取得された筆記データとは、各々、計算機３３に備わるデータ保存部３６の筆記データ保存部３４及び消去データ保存部３５に保存される。電子ペン１から計算機３３にデータを転送した後、電子ペン１に保存されているデータは消去されてもよいし、電子ペン１のメモリ１２に任意の一定期間保存されてもよい。
図６Ｂは、本発明の第１の実施形態のデータ保存部３６の構成を示すブロック図である。
データ保存部３６は、磁気ディスク装置等の不揮発性記憶装置によって計算機３３に実装される。筆記データ保存部３４及び消去データ保存部３５は、各々筆記データ及び消去データを含む。筆記データ保存部３４に保存される筆記データは、位置データ（位置座標）、時間データ（時間情報）、筆圧データ、及び使用者が作業する用紙の情報を保存する原稿用紙データ等を含む。同様に、消去データ保存部３５に保存される消去データは、位置データ（位置座標）、時間データ（時間情報）、筆圧データ、及び原稿用紙データを含む。
図６Ｃは、本発明の第１の実施形態の演算部３７を示すブロック図である。
演算部３７は、筆記情報認識部と特徴量抽出部とを備える。筆記情報認識部及び特徴量抽出部は、演算部３７のプロセッサが所定のプログラムを実行することによって実装される。
筆記情報認識部は、データ保存部３６に保存された筆記データと消去データとに基づいて表示部３８に表示されるデータを作成する。データ保存部３６に保存されたデータに基づいて表示部３８に表示されるデータは、電子ペン１の使用者の指示によって、自由に作成されることができる。
例えば、表示部３８に表示されるデータは筆記データ、筆記データ、消去データを組み合わせた合成データなどである。また、表示部３８は、データ保存部３６において筆記データと消去データとが別々に保存されるため、筆記情報認識部によって、筆記データと消去データとを組み合わせた最終的なデータのみならず、消去し書き直した個所を表示するデータを作成することができる。
また演算部３７は、特徴量抽出部によって、位置データに含まれる座標情報、用紙データに含まれる用紙ＩＤ、及び時間データに含まれる筆記時間などのデータなどに基づいて、筆記速度及び／又は加速度、一つの文字又は一つの絵を記入する時間、紙面上における位置、文字及び／又は絵の高さ、文字及び／又は絵の幅、紙面における記入領域に占める文字及び／又は絵の割合、並びに、文字及び／又は絵の面積等を、文字及び／又は図形の特徴量として算出する。
これらの特徴量は、後述する筆記した文字列の重心を算出するために用いられたり、消去するために往復させた消去用ゴム７１の軌跡の重心を算出するために用いられたりする。
なお、本実施形態において、計算機３３は、重心ラインを算出する。計算機３３は、ストロークセット情報５１に基づいて、複数の筆記又は消去された文字又は記号のうち近傍に位置するストロークセットを一纏まりの文字列と判定する。もしくは、計算機３３は、ストロークセット情報５１の該当矩形座標５５から、一纏まりの文字列を含む長方形を取得し、短い辺の中点を通り、長い辺と並行となる線を、重心ラインとしてもよい。
重心ラインまたは、重心を算出する方法は、いずれの方法を用いてもよい。
表示部３８は、ディスプレイ装置であって、計算機３３による処理結果を出力する。なお、表示部３８の代わりにプリンタを設け、処理結果を紙面上に出力してもよい。また、表示部３８の代わりに記憶装置を設け、計算機３３は、記憶装置に処理結果を格納してもよい。
次に、電子ペン１によるストロークの取得の原理について説明する。
図７Ａは、本発明の第１の実施形態の電子ペン１による紙面上の座標を取得する手順の説明図である。
電子ペン１は、位置検出用のドット４３が印刷されたドットパターン用紙３１と共に用いられる。
ここで、ドットパターン用紙３１の一部４１を拡大して、ドット４３について説明する。ドットパターン用紙３１には、複数の小さなドット４３が印刷される。このドット４３は、仮想的な格子線の交点（基準点）４２から上下左右いずれかにずれた位置に印刷される。ドットパターン用紙３１に文字及び／又は図形が電子ペン１によって記入されると、記入された文字及び／又は図形は、ドットパターン用紙３１上に視認可能な状態で残る。電子ペン１は、筆圧センサ１６によってペン先１８がドットパターン用紙３１に接したことを検出すると、光学系１４によってドットパターン用紙３１上に印刷されたドット４３を撮影する。電子ペン１は、例えば、６×６個のドット４３を含む領域を撮影する。
電子ペン１は、撮影されたドットパターンのズレ量の組み合わせから、これらの撮影されたドットパターンが存在する絶対座標を演算する。この絶対座標は、撮影されたドットパターンが存在する平面領域における座標である。この平面領域は、同じドットパターンが重複して存在しない様に配置できる全領域である。
電子ペン１は、演算された絶対座標を、転送装置３２を介し、計算機３３に送信する。計算機３３は、位置情報サーバに問い合わせルことによって、電子ペン１によって演算された絶対座標に基づいて、撮影されたドットパターンが存在する平面領域中の、紙面の位置（ドットパターンＩＤ）と、ある一枚の紙面における座標（相対座標）とを特定し、電子ペン１によって撮影されたドットパターンから、ドットパターンＩＤ及び相対座標を取得する。電子ペン１が、ペン先１８が接した位置の情報を周期的に取得することによって、ペン先１８の動きが取得される。そして、電子ペン１は、撮影されたドットパターンに対応する絶対座標、撮影されたドットパターンの撮影時刻及びペンＩＤを、計算機３３に送信する。ペンＩＤは、電子ペン１に割り当てられる一意な識別子である。
計算機３３は、電子ペン１によって演算された絶対座標に基づき、位置情報サーバから相対座標を取得する。サーバは、取得した相対座標及びドットパターンが撮影された時刻から、ペン先１８の軌跡（ストローク）を生成する。なお、ここでは位置情報サーバによって相対座標を特定する例を示したが、必ずしも位置情報サーバは必要ではなく、上記処理は、計算機３３において実行されてもよい。
また、電子ペン１は、ドットパターンＩＤ及び相対座標を特定するために、位置情報サーバを用いなくてもよい。例えば、電子ペン１は、ドットパターン用紙３１に印刷された識別番号、ドットパターン用紙３１に印刷されたバーコード、またはドットパターン用紙３１に埋め込まれたＩＣタグ等によって用紙を特定してもよい。さらに、電子ペン１は、タブレットなどのディジタイザを用いてドットパターン用紙３１上の位置（相対座標）を特定してもよい。
なお、電子ペン１は、ＩＣタグ等を用いる用紙の特定、又はタブレットなどを用いる用紙上の位置の特定のいずれかと、位置情報サーバによる絶対座標の特定とを組み合わせてもよい。この組合せの場合、サーバ又は計算機３３がドットパターンＩＤ及び相対座標を特定する処理を軽減できる。
図７Ｂは、本発明の第１の実施形態のストロークセット４４を示す説明図である。
図７Ｂにおけるストロークセット４４は、電子ペン１によって記入された文字「東京」を示す。本実施形態においては、図７Ｂに示す様に、用紙の左上を原点とし、横方向をＸ軸とし、縦方向をＹ軸として、ストロークの位置が定められる。ストロークセット４４は、一纏まりの線（ストローク）の集合であり、線が記入された時間及び／又は線同士の位置関係に基づいて特定される。
図８は、本発明の第１の実施形態のストロークセット情報５１を示す説明図である。
ストロークセット情報５１は、ストロークセット４４の集合の情報である。ストロークセット情報５１は、ストロークセットＩＤ５２、ペンＩＤ５３、記入開始日時５４、該当矩形座標５５、ストローク数５６、ストローク５７、及び消去データフラグ５８を含む。
ストロークセットＩＤ５２は、ストロークセット４４の一意な識別子である。ペンＩＤ５３は、ストロークセット４４を記入した電子ペン１に割り当てられる一意な識別子である。記入開始日時５４は、ストロークセット４４を記入し始めた日時である。該当矩形座標５５は、ストロークセット４４を含む矩形の領域である。該当矩形座標５５は、ストロークセット４４が記入されたドットパターン用紙３１における座標（相対座標）であり、矩形領域の左上端の座標および右下端の座標によって示される。
ストローク数５６は、ストロークセット４４に含まれるストロークの数である。ストローク数５６と同数のストローク５７が、ストロークセット情報５１に記録される。ストローク５７は、各々、標本点数５７Ａ及びシリアル番号５７Ｂを含む。標本点数５７Ａは、電子ペン１によって取得され、ストローク５７を構成する相対座標の数である。シリアル番号５７Ｂは、電子ペン１によって取得され、ストローク５７を構成する相対座標の一意な識別子であり、図９に示すストローク座標情報６０へのリンクである。
図９は、本発明の第１の実施形態のストローク座標情報６０の説明図である。
ストローク座標情報６０は、シリアル番号６１、Ｘ座標６２、Ｙ座標６３及び取得時刻６４を含む。シリアル番号６１は、電子ペン１によって取得された相対座標の一意な識別子である。
Ｘ座標６２は、Ｘ軸方向の相対座標であり、例えば単位にミリメートルを用いた数値が記載される。Ｙ座標６３は、図７Ｂに示すＹ軸方向の相対座標であり、例えば、単位にミリメートルを用いた数値が記載される。
取得時刻６４は、電子ペン１によって記入されたストロークの絶対座標が取得された時刻を示す。なお、図９に示す取得時刻６４は、記入開始日時５４からの経過時間が記録される。
演算部３７は、各ストローク５７の始点及び終点の時刻（記入開始時刻及び記入終了時刻）を特定して、各ストローク５７の継続時間及び間隔時間を算出する。具体的には、演算部３７は、ストローク５７の記入終了時刻から記入開始時刻を減じてストローク５７の継続時間を算出する。また、演算部３７は、ストローク５７の記入開始時刻から前のストローク５７の記入終了時刻を減じてストローク５７の間隔時間を算出する。
さらに、演算部３７は、ノイズが除去された各ストローク５７の始点及び終点の位置（Ｘ座標及びＹ座標）を特定し、特定された座標間の移動時間を算出する。
また、演算部３７は、ストロークセット情報５１及びストローク座標情報６０に基づいて、消去された線の長さ、及び筆記された線の長さを算出する。演算部３７は、過去に算出された全ての消去された線の長さを加算することによって、消去された線の全長を算出し、算出された消去された線の全長（消去線全長）を補正データ保存部３９に保存する。消去線全長は、電子ペン１が後述する補正量を定める際に用いられる。
次に補正について説明をする。
本発明の電子ペン１は、筆記及び消去の両方の位置情報を取得する際に、一つの光学系を用いる。また、本実施の形態の電子ペン１は、筆記用のペン先１８の位置と、消去用ゴム７１の先端の位置とが異なる。このため、筆記時と消去時とにおいて光学系から紙面までの距離が異なる問題が発生する。そのため、本発明の電子ペン１は、電子ペン１の位置情報を取得する際、紙面上の筆記と消去との位置の取得に誤差が生じる。
図１０は、本発明の第１の実施形態の取得された位置の誤差量を示す説明図である。
図１０は、ペン先１８と消去用ゴム７１の先端との距離による誤差を示す。筆記されたと取得される位置と消去されたと取得される位置との誤差は、ペン先１８と消去用ゴム７１の先端との距離の差に依存する。すなわち、図１０に示すように、ペン先１８と消去用ゴム７１の先端との距離が大きい場合に、筆記時と消去時との取得される位置の誤差が大きくなる。このため、筆記時に取得される位置と消去時に取得される位置とを補正する必要がある。
例えば、発明者の実験によると、ペン先１８と消去用ゴム７１の先端との間の最大の距離の差を４ｍｍとした場合、電子ペン１に備わる光学系１４の位置取得に生じる最大の誤差は、１．５ｍｍである。
さらに、消去用ゴム７１の材質によっては、消去用ゴム７１が使用に従って摩耗し、光学系１４から消去用ゴム７１の先端への距離が短くなる。そのため、消去時の光学系１４から紙面までの距離は、固定値では対応できず、消去用ゴム７１の摩耗に従って補正する必要となる場合がある。
本発明では、これらの問題を解決するため、以下に挙げる三つの補正方法を用いることによって筆記モードにおいて取得された位置と消去モードにおいて取得された位置との誤差を解消する。これらの補正方法を導入することによって、一つの光学系によって、筆記データと消去データとを正確に取得することができる。
以下に、補正方法１について説明する。
図１１Ａは、本発明の第１の実施形態の補正方法１における筆記モードを示す説明図である。図１１Ｂは、本発明の第１の実施形態の補正方法１における消去モードを示す説明図である。
電子ペン１による消去位置を補正する場合、電子ペン１の使用者は、電子ペン１に備わるＯＦＦＳＥＴボタン７７を操作した後、筆記モードにおいて校正用の線をなぞる。この校正用の線は、例えば、図１１Ａに示すように、縦及び横の方向の線が含まれているとよい。次に、使用者は、消去用キャップを電子ペン１に装着し、電子ペン１を消去モードに設定し、消去用ゴム７１の先端によって同じ線をなぞる（図１１Ｂ）ことによって、筆記モードと消去モードとの各々において位置を取得する。電子ペン１は、測定した筆記モードと消去モードとの各々において取得された位置情報を、筆記データ及び消去データとして、転送装置３２を介して計算機３３に送る。
次に、計算機３３は、送られた筆記データ及び消去データに基づいて、筆記モードにおいて取得された位置と、消去モードにおいて取得された位置との差を算出する。筆記モードにおいて取得された位置と、消去モードにおいて取得された位置とは、実際には紙面上の同じ位置であるため、計算機３３は、補正が終了した後に消去モードとなる場合、消去モードにおいて取得した位置に、算出された差を加算する（又は、減じる）よう設定しておく。これによって、消去モードにおいて取得された位置と、筆記モードにおいて取得された位置との差が補正される。
本実施形態においては、予め印刷された図柄の枠をなぞり、消去時に取得した位置を補正したが、筆記モードにおいて記入した線図を、その後、消去モードにおいてなぞることによって、位置の差を取得してもよい。
次に、補正方法２について説明する。
電子ペン１は、補正方法１によって、筆記モードにおいて取得された位置と消去モードにおいて取得された位置との誤差を修正した場合も、消去用ゴム７１の摩耗によって、ペン先１８と消去用ゴム７１の先端との距離が変化する。このため、図１０に示すように誤差が変化する。
補正方法２では、補正方法１によって補正をした時点から一定期間、電子ペン１を使用した後、補正方法１によって再度補正をし、１回目の補正の結果と２回目の補正の結果とから、使用者の消去用ゴム７１の摩耗の度合いを計算する。
計算機３３は、１回目に決定された補正量と２回目に決定された補正量との変化量と、１回目の補正量の決定から２回目の補正量の決定までに消去用ゴム７１によって消去した軌跡（ストローク）の長さとから、消去用ゴム７１の摩耗速度を計算し、計算された摩耗速度を記憶する。なお、通常、消去用ゴムの摩耗速度は、電子ペン１の使用者に依存する。この記憶された摩耗速度に基づいて、自動的に筆記モードにおいて取得される位置と消去モードにおいて取得される位置との差を補正する。
次に、補正方法３について説明する。
図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の第１の実施形態の補正方法３を示す説明図である。
計算機３３は、特徴量抽出部によって、図１２Ａに示す重心ライン１２１のように、筆記された文字の重心を線分として算出する。また、計算機３３は、図１２Ａに示す文字を消去するためのペンの動き１２２のような消去用ゴム７１の軌跡から、図１２Ａに示す重心ライン１２３のように、消去された部分の重心を線分として算出する。なお、この重心ラインの算出方法は前述した。
計算機３３は、重心ライン１２３が重心ライン１２１から所定の距離の中にある場合、重心ライン１２１と重心ライン１２３とが一致するものと判定する。そして、この消去用ゴム７１の往復運動の重心ライン１２３が、図１２Ｂのように筆記の重心ライン１２１と一致するように補正量を決定する。
具体的には、重心ライン１２１と重心ライン１２３との各々の基準点の座標の補正量を算出し、消去データの座標から算出された補正量を加える。これらの基準点は、各重心ライン１２１の中心点でも、端点でもよい。
以上の補正方法を個別にまたは組み合わせて用いることによって、本実施形態の電子ペン１は、筆記と消去との位置情報を正確に一致させることができる。
以上説明したように、第１の実施形態によれば、筆記及び消去された位置の情報を同一の光学系によって取得し、筆記及び消去された位置の補正量を性格に定め、筆記及び消去された位置を正確に一致させることができる。これによって、本実施形態の電子ペン１は、消去専用のペンを用いることなく、一本の電子ペン１によって筆記及び消去が可能となる。この結果、コストを大幅に下げることを可能としたことに加え、使用においての利便さを大幅に上昇させることができる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態において、計算機３３が補正量を算出したが、第２の実施の形態では、電子ペン１が補正量を算出するすなわち、第２の実施形態の電子ペン１は、補正方法１〜３によって電子ペン１から出力される位置を補正する。
第２の実施形態の電子ペン１は、データ保存部３３に相当するデータ保存部を電子ペン１のメモリ１２に含む。また、第２の実施形態の電子ペン１に備わる演算プロセッサ１１は、演算部３７と同じ処理を実行する。
電子ペン１によって補正量を算出する場合、算出された補正量を、補正後の消去モードにおいて取得される消去データの位置情報に加える（又は、減じる）。電子ペン１は、補正された位置情報を含む消去データを、計算機３３に送る。
図１３は、本発明の第２の実施形態の電子ペン１によるデータ取得処理を示すフローチャートである。
第１の実施形態との相違点は、Ｓ２０４の後にＳ２０５が実行される点である。
Ｓ２０４の後、第２の実施形態の電子ペン１は、取得した消去データの位置情報に補正量を加えることによって、位置データを補正する（Ｓ２０５）。
第２の実施形態によれば、電子ペン１は、計算機３３を用いることなく、電子ペン１のみによって筆記モードと消去モードとの誤差を解消することができる。すなわち、電子ペン１からデータの転送を受ける計算機３３に、位置を補正するためのプログラムをインストールしていなくてもよい。
なお、筆記モードと消去モードとにおいて光学系１４から紙面までの距離が異なる。このため、光学系１４が合焦機能を備える場合、消去モード磁気センサ７５がＯＮのときに、光学系１４のレンズを起動して合焦位置を変化させてもよい。このように構成すると、ペン先１８と消去用ゴム７１の先端とが異なる位置にある場合でも、紙面上のドットパターンをより明瞭に撮影することができる。
（第３の実施形態）
第１の実施形態において、電子ペン１に備わるメモリ１２、及び計算機３３のデータ保存部３６は、筆記データと消去データとを、別々のメモリ領域に格納した。しかし、筆記データと消去データとを識別するフラグを付加すれば、筆記データと消去データとが同じメモリ領域に保存されてもよい。
第３の実施形態において、電子ペン１及び計算機３３は、筆記データと消去データとを同じメモリ領域に保存する。
光学系１４と、演算プロセッサ１１とによって取得された筆記データ及び消去データは、データの先頭に筆記データ又は消去データのどちらかを示す識別子が付加され、電子ペン１に備わるメモリ１２の連続したアドレスに順に保存される。
図１４は、本発明の第３の実施形態の電子ペン１によるデータ取得処理を示すフローチャートである。
第１の実施形態との相違点は、第１の実施形態におけるＳ２０２及びＳ２０４の代わりに、Ｓ２１０において筆記モードに切り替え、Ｓ２１１において消去モードに切り替える。電子ペン１は、Ｓ２１０において、取得された筆記データに筆記データであることを示す識別子を付加し、Ｓ２１１において、取得された消去データに消去データであることを示す識別子を挿入する。
筆記データ及び消去データは、計算機３３に転送された後、データ保存部３６に保存される。
図１５は、本発明の第３の実施形態のデータ保存部３６を示すブロック図である。
第３の実施形態では、前述した第１の実施形態と異なり、筆記データと消去データとの両方が、データ保存部３６の筆記・消去データ保存部４０に連続したアドレスに順に保存される。
図１６は、本発明の第３の実施形態のストロークセット情報５１を示す説明図である。
第３の実施形態では、前述した第１の実施形態と異なり、ストロークセット情報５１に、筆記モード又は消去データを示す識別子である筆記／消去データフラグ５８を含む。例えば、筆記／消去データフラグ５８では、”０”が筆記データを示し、”１”が消去データを示す。
第３の実施形態は、第１の実施形態と同様に、筆記及び消去された位置の情報を同一の光学系によって取得し、筆記及び消去された位置の補正量を性格に定め、筆記及び消去された位置を正確に一致させることができる。
（変形例）
以上、第１から第３の実施形態において、定められた補正量を用いて消去データを補正する方法について説明したが、決定された補正量を所定の比率によって筆記データと消去データとに分配して、筆記データと消去データとの両方を補正してもよい。例えば、決定された補正量の１／２ずつを筆記データ補正量及び消去データ補正量とする。そして、筆記モードと消去モードとにおいて取得された位置を、各々筆記データ補正量及び消去データ補正量によって補正する。
この変形例によると、消去用ゴム７１の摩耗の限界位置を補正量の中心に設定することができる。
なお、本発明の電子ペンシステムは、例えば、第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせるなど、前述に示した実施形態を組み合わせることによって実装されてもよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
2011001535.tif 000015
【図７Ｂ】
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【図８】
2011001535.tif 000017
【図９】
2011001535.tif 000018
【図１０】
2011001535.tif 000019
【図１１Ａ】
2011001535.tif 000020
【図１１Ｂ】
2011001535.tif 000021
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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