(57)【要約】【課題】断続的な筆運びがあった場合でも、文字認識を確実に行うことができ、また、ホワイトボードのようにきっちりした板面は無論のこと、複数枚綴った紙を一枚ずつめくりながら使用するタイプのように板面にがたつきがあり一定の筆圧を得ることができないものでも、スイッチのＯＮＯＦＦに気が行って思考が中断されることのない筆記具を提供する。【課題を解決するための手段】被書込対象物の書込面に手書入力による文字の書込みや書込んだ文字の電子データ化を行い得る筆記具であって、筆記中の振動を検知する振動検知手段と、この振動検知手段が筆記中の振動を検知した際に手書入力による入力軌跡情報の電子データ化を行う電子データ化処理手段へその入力軌跡情報を出力する入力軌跡情報出力手段とを具備するようにした。【選択図】図４
2004046391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被書込対象物の書込面に手書入力による文字や線画等の手書入力データの書込みや書込んだ手書入力データの電子データ化を行い得る筆記具であって、筆記中の振動を検知する振動検知手段と、この振動検知手段が筆記中の振動を検知した際に手書入力による入力軌跡情報の電子データ化を行う電子データ化処理手段へその入力軌跡情報を出力する入力軌跡情報出力手段とを具備することを特徴とする筆記具。
【請求項２】
先端部に前記書込面に接触する筆記のためのペン先を設け、前記振動検知手段を、このペン先に加わる振動を検知する圧電素子を利用して構成していることを特徴とする請求項１記載の筆記具。
【請求項３】
前記振動検知手段で検知した振動の振幅レベルが所定値よりも大きな値を示した際に、前記入力軌跡情報出力手段が入力軌跡情報を前記電子データ化処理手段へ出力するように設定していることを特徴とする請求項１又は２記載の筆記具。
【請求項４】
前記振幅レベルの所定値を任意の振幅レベルを示す基準信号レベルに設定する基準レベル設定手段を設け、前記振動検知手段が検知する会話や雑音等の空気振動や該筆記具を支持する際に生じる手との接触による振動等の外乱から筆記中の振動を分離可能に構成していることを特徴とする請求項３記載の筆記具。
【請求項５】
所定の周波数より高い周波数成分を通過させるハイパスフィルタを設け、前記振幅レベルが、このハイパスフィルタを通過したものであることを特徴とする請求項３又は４記載の筆記具。
【請求項６】
前記ハイパスフィルタを通過した振幅レベルが、所定時間に亘って平均化したものであることを特徴とする請求項５記載の筆記具。
【請求項７】
前記振動検知手段で検知した振幅レベルと前記基準レベル設定手段で設定した基準信号レベルとを比較するレベル判定手段を設け、このレベル判定手段が、前記振動検知手段で検知した振幅レベルを前記基準レベル設定手段で設定した基準信号レベルより大きいと判断した際に、前記入力軌跡情報出力手段が入力軌跡情報を前記電子データ化処理手段へ出力するように構成していることを特徴とする請求項４、５又は６記載の筆記具。
【請求項８】
所定の周波数より低い周波数成分を通過させるローパスフィルタを設け、このローパスフィルタで通過する前記振動検知手段で検知した振動の振幅レベルを、筆記中の筆圧を示す振幅レベルとして入力軌跡情報出力手段に出力するように構成していることを特徴とする請求項２、３、４、５、６又は７記載の筆記具。
【請求項９】
前記入力軌跡情報出力手段が入力軌跡情報を示す超音波を出力するように構成されたものであって、前記被書込対象物に手書入力を行った際に生じる振動を前記振動検知手段が検知した際に、前記入力軌跡情報出力手段が前記電子データ化処理手段に超音波を出力することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又８記載の筆記具。
【請求項１０】
書込面上の位置情報を示すパターンが示された被書込対象物に手書入力を行った際にこの手書した入力軌跡情報をそのパターンに基づき読み取る入力軌跡読取手段を設け、前記被書込対象物の書込面に手書入力を行ったときに生じる振動を前記振動検知手段が検知した際に、前記入力軌跡読取手段が読み取った入力軌跡情報を電子データ化処理手段に出力するように構成していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の筆記具。
【請求項１１】
紙等の書込面に照射光を照射する照射部と、この照射部で照射した照射光を前記書込面で反射させ反射した反射光を検出する光検出センサとを設け、前記被書込対象物の書込面に手書入力を行ったときに生じる振動を前記振動検知手段が検知した際に、前記照射光と前記反射光とで生じるドップラ効果を利用してペン先の位置を測定して得た入力軌跡情報を電子データ化処理手段に出力するように構成していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の筆記具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手書き入力された内容の電子データ化を行う際に用いる筆記具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、思いついた発想を忘れないうちに文字等としてホワイトボードへ書き留めたり表現したりでき、さらにこれら書き込んだ文字の電子データ化を同時に行える電子ペンが、オフィスの会議やブレーンストーミング等において好適に用いられるようになってきている。このようなタイプの電子ペンとしては、一例として、筆圧がペン先に加わると、ペン先が押し込まれることによってスイッチが入り、ペン先の位置やペンの色を示す情報が超音波や赤外線を介して外部のデータ処理装置に出力され、このデータ処理装置でペンの軌跡等を電子データ化した文字等としてディスプレイに表示したり保存したりすることができるように構成されているものが知られている。
【０００３】
また、上述のような構成の電子ペンの他に、書込面上の位置情報を示すパターンが示された被書込対象物に文字や線画等の手書入力データの手書入力を行った際にこの手書した手書入力データの入力軌跡情報をそのパターンに基づき読み取る入力軌跡読取手段を設けたタイプの電子ペンや、光を照射する照射部及びこの照射部で照射した照射光を紙等の書込面で反射させ反射された反射光を検出する光検出センサとを有し、これら照射光と反射光とで生じるドップラ効果を利用してペン先の位置を測定し、入力軌跡情報を得るタイプの電子ペンも知られているが、これら電子ペンも上述のものと同様にペン先が押し込まれることによってスイッチが入り、スイッチがＯＮの時に得た入力軌跡情報やペン先の位置やペンの色を示す情報を外部のデータ処理装置に出力し電子データ化した文字等としてディスプレイに表示したり保存したりすることができるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこの種の電子ペンは、例えば、アルファベットを筆記体で書く場合のように、一旦書き始めるとスイッチが入った状態が続くタイプのものでは文字認識が成功し易いが、例えば、漢字、ひらがな、カナ等のように、一つの文字の筆記中にも、紙やホワイトボードの書込面にペン先を接触、非接触にする筆運びを断続的に繰り返す必要がある場合には、スイッチが入ったり切れたりする動作が不連続に生じるため、文字認識が成功し難いといった問題点があった。さらに、例えば「大」のような「はらい」を含む文字では、筆圧が抜けていく過程でスイッチがＯＦＦになり、不完全な状態で認識が終了して文字が崩れる問題が発生していた。
【０００５】
また、ホワイトボード等のように比較的硬質な板面であれば板面に対する筆圧を略一定に得ることができ好適な状態で使用できるが、例えば、複数枚綴った紙を一枚ずつめくりながら使用するタイプのものなど板面にがたつきが多いものでは一定の筆圧を得ることが困難であり、このため筆記中にがたつきが生じてスイッチがＯＮであるかＯＦＦであるかに気が散ってしまい、思考イメージをスムーズに紙上に表現する作業の阻害要因となってしまうなど、本来この種の筆記具が目的としているスムーズな表現を実現しているとは言えなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述する問題を解決することを主たる課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、被書込対象物の書込面に手書入力による文字や線画等の手書入力データの書込みや書込んだ手書入力データの電子データ化を行い得る筆記具であって、筆記中の振動を検知する振動検知手段と、この振動検知手段が筆記中の振動を検知した際に手書入力による入力軌跡情報の電子データ化を行う電子データ化処理手段へその入力軌跡情報を出力する入力軌跡情報出力手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、筆記具と被書込面との間に生じる筆記中の振動に基づき文字認識を行うため、断続的な筆運びがあった場合でも文字認識を確実に行うことができる。また、ホワイトボードのように比較的硬質な板面は無論のこと、複数枚綴った紙を一枚ずつめくりながら使用するタイプのように板面にがたつきがあり一定の筆圧を得ることができないものでも、筆記中の振動で筆記中であることが検知されることにより文字認識が確実に行われるため、スイッチのＯＮＯＦＦに気が行って思考が中断するといった不具合を防止できる。
【０００９】
なお、筆記中の振動を好適に検知するためには、先端部に前記書込面に接触する筆記のためのペン先を設け、前記振動検知手段を、このペン先に加わる振動を検知する圧電素子を利用して構成していることが望ましい。
【００１０】
また、会話や雑音等の空気振動や該筆記具を支持する際に生じる手との接触による振動等の外乱から筆記中の振動を分離して文字認識を確実に行うようにするためには、前記振動検知手段で検知した振動の振幅レベルが所定値よりも大きな値を示した際に、前記入力軌跡情報出力手段が入力軌跡情報を前記電子データ化処理手段へ出力するように設定していることが好ましい。
【００１１】
そして、様々な外乱から筆記中の振動を好適に分離し得るようにするためには、前記振幅レベルの所定値を任意の振幅レベルを示す基準信号レベルに設定する基準レベル設定手段を設け、基準信号レベルを適宜設定することにより様々な外乱から筆記中の振動を分離するようにすればよい。
【００１２】
また、様々な外乱から筆記中の振動を好適に分離する他の方法としては、所定の周波数より高い周波数成分を通過させるハイパスフィルタを設け、前記振幅レベルが、このハイパスフィルタを通過するように構成したり、さらに、前記ハイパスフィルタを通過した振幅レベルを、所定時間に亘って平均化するようにするといった実施態様も考えられる。
【００１３】
ところで、リアルタイムに筆記中の手書入力データの電子データ化を行い得るようにするためには、前記振動検知手段で検知した振幅レベルと前記基準レベル設定手段で設定した基準信号レベルとを比較するレベル判定手段を設け、このレベル判定手段が、前記振動検知手段で検知した振幅レベルを前記基準レベル設定手段で設定した基準信号レベルより大きいと判断した際に、前記入力軌跡情報出力手段が入力軌跡情報を前記電子データ化処理手段へ出力するように構成していることが望ましい。
【００１４】
また、筆圧が抜けていく過程でスイッチがＯＦＦになり文字崩れが生じるといった不具合を防止し、確実に文字認識を行い得るようにするためには、所定の周波数より低い周波数成分を通過させるローパスフィルタを設け、このローパスフィルタで通過する前記振動検知手段で検知した振動の振幅レベルを、筆記中の筆圧を示す振幅レベルとして入力軌跡情報出力手段に出力するように構成していることが好ましい。
【００１５】
なお、本発明の具体的な実施態様としては、前記入力軌跡情報出力手段が入力軌跡情報を示す超音波を出力するように構成されたものであって、前記被書込対象物に手書入力を行った際に生じる振動を前記振動検知手段が検知した際に、前記入力軌跡情報出力手段が前記電子データ化処理手段に超音波を出力するものが挙げられる。また、書込面上の位置情報を示すパターンが示された被書込対象物に手書入力を行った際にこの手書した入力軌跡情報をそのパターンに基づき読み取る入力軌跡読取手段を設け、前記被書込対象物の書込面に手書入力を行ったときに生じる振動を前記振動検知手段が検知した際に、前記入力軌跡読取手段が読み取った入力軌跡情報を電子データ化処理手段に出力するように構成した実施態様も考えられる。さらに、紙等の書込面に照射光を照射する照射部と、この照射部で照射した照射光を前記書込面で反射させ反射した反射光を検出する光検出センサとを設け、前記被書込対象物の書込面に手書入力を行ったときに生じる振動を前記振動検知手段が検知した際に、前記照射光と前記反射光とで生じるドップラ効果を利用してペン先の位置を測定して得た入力軌跡情報を電子データ化処理手段に出力するように構成した実施態様であってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
本発明の筆記具Ｐは、図１に示すように、赤色や青色等の各色を有するマーカＰＭと、このマーカＰＭをそのペン先ＰＭ１が外部に露出するように収納し且つこのマーカＰＭによる文字や線画等の手書入力データＦの書込中に赤外線や超音波を発生し得る筆記具本体Ｐ１と、この筆記具本体Ｐ１に収納するマーカＰＭを外部からそのマーカ色を識別可能にカバーする略透明な保護カバーＰ２とを備えるものであって、図２に示すように、手書入力データＦを書込むホワイトボードＷＢと、このホワイトボードＷＢに取り付けられ前記筆記具Ｐによる手書入力データＦの入力軌跡情報を検出するセンサ装置Ｓと、このセンサ装置Ｓに接続され前記入力軌跡情報の電子データ化を行うパソコンＰＣとともに使用される。
【００１８】
以下、各部を詳述する。
【００１９】
筆記具本体Ｐ１は、図３に示すように、前記ペン先ＰＭ１に加わる振動を検知する振動センサ１０１と、この振動センサ１０１で検知した振動をその周波数帯域に応じて通過させるＬＣフィルタ１０２と、図示しないアッテネータと、ＣＰＵ１０３と、内部メモリ１０４と、赤外線を放射する赤外線出力装置１０５と、超音波を発生する超音波発生装置１０６と、バッテリ１０７等とを主な構成要素とし、これら各部を内蔵している。
【００２０】
より具体的には、振動センサ１０１は、例えば、ロッシェル塩結晶等の圧電素子を薄板円板状の振動板形状に形成し筆記中の振動を好適に検知し得るように構成したものであって、ペン先ＰＭ１に加わる筆記中の振動をマーカ本体ＰＭ２を介してそのペン尻端面ＰＭ３で好適に検知し得るように、ペン尻端面ＰＭ３に振動センサ１０１の略中央部表面が接触するようにして配置している。
【００２１】
ＬＣフィルタ１０２は、図示しないコイル及びコンデンサ等を適宜組み合わせたアナログ回路によって構成されるものであって、所定の周波数より高い周波数成分を通過させるハイパスフィルタＨＰＦと、所定の周波数より低い周波数成分を通過させるローパスフィルタＬＰＦとの２つのフィルタとを備えている。なお、本実施形態では、ハイパスフィルタＨＰＦのカットオフ周波数を５０Ｈｚ、ローパスフィルタＬＰＦのカットオフ周波数を２０Ｈｚに設定し、前記振動センサ１０１で検知した筆記中の振動をこのカットオフ周波数でフィルタリングすることができるようにしている。
【００２２】
アッテネータは、前記振動センサ１０１が検知する筆記中の振動に混じる会話や雑音等の空気振動や該筆記具Ｐを支持する際に生じる手との接触による振動等の外乱を、好適に分離するための基準信号レベルを設定するものであって、この基準信号レベルは可変可能にコントロールできるようにしている。
【００２３】
ＣＰＵ１０３は、内部メモリ１０４等に記憶させたプログラムにしたがって作動し、前記振動センサ１０１が検知し且つ前記ハイパスフィルタＨＰＦを通過した振動を適宜信号処理し、さらにこの信号処理した信号レベルと前記アッテネータで設定する基準レベル信号とを比較し、その比較結果に基づき、赤外線出力装置１０５と超音波発生装置１０６に赤外線と超音波とを放射する旨の指示を行うように動作する。
【００２４】
赤外線出力装置１０５は、前記ＣＰＵ１０３から赤外線の出力の旨を指示された際に、マーカＰＭの色情報を含む赤外線信号を含む赤外線を放射するように設定している。
【００２５】
超音波発生装置１０６は、前記ＣＰＵ１０３から超音波の出力の旨を指示された際に、超音波を放射するように設定している。
【００２６】
一方、この筆記具Ｐを機能面で説明すると、前記内蔵された各部が動作することにより、図４に示すように、振動検知手段１１、振動周波数成分分離手段１２、演算手段１３、基準レベル設定手段１４、レベル判定手段１５、入力軌跡情報出力手段１６等としての機能を有している。
【００２７】
まず、振動検知手段１１は、この筆記具Ｐでボード面Ｗ１に手書き入力を行う際に生じる筆記中の振動を検知するものであって、前記振動センサ１０１を利用して構成している。
【００２８】
振動周波数成分分離手段１２は、前記振動検知手段１１で検知した筆記中の振動を２０Ｈｚ以下の周波数成分を有する直流成分振動と５０Ｈｚ以上の周波数成分を有する交流成分振動とに分離するものであって、前記ＬＣフィルタ１０２を利用して構成している。
【００２９】
演算手段１３は、前記振動周波数成分分離手段１２で分離された交流成分振動を、所定時間に亘って平均化した交流成分振動振幅レベルを出力するものであって、前記ＣＰＵ１０３を利用して構成している。
【００３０】
基準レベル設定手段１４は、前記振動検知手段１１が検知する振動において、会話や雑音等の空気振動やこの筆記具Ｐを支持する際に生じる手との接触による振動等の外乱から、筆記中の振動を分離するための基準信号レベルを設定するものであって、前記アッテネータを利用して構成している。
【００３１】
レベル判定手段１５は、演算手段１３で出力される交流成分振動振幅レベルと前記基準レベル設定手段１４で設定した基準信号レベルとを比較し、交流成分振動振幅レベルがこの基準信号レベルより大きい場合に、ペン先ＰＭ１がボード面Ｗ１に接触していることを示す接触中信号を入力軌跡情報出力手段１６に出力するように設定している。
【００３２】
入力軌跡情報出力手段１６は、前記レベル判定手段１５からの接触中信号を受け取ると、センサ装置Ｓに対して赤外線と超音波とを放射するように設定しているものであって、前記赤外線出力装置１０５と超音波発生装置１０６とを利用して構成している。
【００３３】
一方、ホワイトボードＷＢは、前記筆記具Ｐで書込み可能な書込面たるボード面Ｗ１をその表面に有するものである。
【００３４】
センサ装置Ｓは、現在市販されているボードスキャナに分類されるものであって、図２に示すように、二つの吸盤Ｓ１１を利用してボード面Ｗ１に着脱可能に取り付けられている。そして、このセンサ装置Ｓは、図５に示すように、ＣＰＵ２０１、内部メモリ２０２、筆記具Ｐから出力される赤外線を受信する赤外線センサ２０３、筆記具Ｐから出力される音波を検出する二つの超音波センサ２０４、２０５、パラレルポート等の通信インタフェイス２０６等を主な構成要素とする。そして、内部メモリ２０２等に記憶したプログラムにしたがってＣＰＵ２０１や他の機器が動作し、図４に示すように、少なくとも手書入力データ取得手段２１と、手書入力データ送信手段２２としての機能を有している。
【００３５】
さらに詳述すると、手書入力データ取得手段２１は、このセンサ装置Ｓの上下方向に一定距離隔てて設けた二つの超音波センサ２０４、２０５とが検知する２つのパスの超音波を、筆記具Ｐのペン先位置を示す情報、すなわち入力軌跡情報として取得するものである。なお、本実施形態では、この手書入力データ取得手段２１が入力軌跡情報を取得するタイミングを、筆記具Ｐから放射される赤外線を赤外線センサ２０３が検知したと際に二つの超音波センサ２０４、２０５のスイッチが入り取得するように設定している。
【００３６】
手書入力データ送信手段２２は、このようにして手書入力データ取得手段２１が取得した入力軌跡情報を、通信インタフェイス２０６等を介してリアルタイムにパソコンＰＣに送信するものである。さらに、本実施形態では、前記手書入力データ取得手段２１が赤外線に含まれる筆記具Ｐの色信号を取得し、この手書入力データ取得手段２１が筆記具Ｐの色情報を入力軌跡情報と同時にパソコンＰＣに送信するように設定している。
【００３７】
パソコンＰＣは、一般的な情報処理機能を有する情報処理装置であって、図６に示すように、ＣＰＵ３０１、内部メモリ３０２、外部記憶装置たるＨＤＤ３０３、ディスプレイ３０４、マウスやキーボード等のユーザインタフェイス３０５、パラレルポート等の通信インタフェイス３０６等を主な構成要素としている。そして内部メモリ３０２等に記憶したプログラムにしたがってＣＰＵ３０１や他の機器が動作し、図４に示すように、少なくともデータ受信手段３１、電子データ化処理手段３２、表示手段３３としての機能を有している。
【００３８】
さらに詳述すると、データ受信手段３１は、センサ装置Ｓから送信される入力軌跡情報と色情報とを受信するものであって、前記通信インタフェイス３０６等を利用して構成している。
【００３９】
電子データ化処理手段３２は、前記データ受信手段３１が受信した入力軌跡情報に基づき筆記具Ｐのペン先位置の軌跡を点の集合として計算し電子データ化するものであって、前記ＣＰＵ３０１を利用して構成している。
【００４０】
表示手段３３は、前記電子データ化処理手段３２で電子データ化した入力軌跡情報を表示するものであって、前記ディスプレイ３０４を利用して構成している。なお、電子データ化した入力軌跡情報は、ＪＰＥＧ形式やＢＭＰ形式等のデータやストロークデータ（時間軸をもったベクトルデータ）として前記ＨＤＤ３０３に保存することができるに構成している。
【００４１】
次に、以上のように構成される筆記具Ｐを用いたシステムの動作について図７に示すフロー図等を用いて説明する。
【００４２】
図７は、筆記具Ｐにおいて、筆記具ＰによりホワイトボードＷＢに書き込まれる手書入力データＦが、センサ装置Ｓへ送信される過程をフロー図で示したものである。なお、本実施形態では、この手書入力データＦを、図２に示すように「大きなデータ」を手書入力するものとして説明する。
【００４３】
まず、筆記具ＰをホワイトボードＷＢのボード面Ｗ１にペン先ＰＭ１をあて、筆圧を加えながら書込みを始めると、すなわち、「大」の字の第一画「ー」の書込みを始めると、ボード面Ｗ１とペン先ＰＭ１との間に振動が発生する。そして、この振動はペン先ＰＭ１からマーカ本体ＰＭ２を介してマーカＰＭのペン尻端面ＰＭ３へ固体伝播し、このペン尻端面ＰＭ３に取り付けている振動センサ１０１へ到達し、そして、この振動検知手段１１が、筆記中の振動を検知する（ステップＳ１０２）。このように振動検知手段１１で検知された振動を振動周波数成分分離手段１２が、この振動を２０Ｈｚ以下の周波数成分を有する直流成分振動と、５０Ｈｚ以上の周波数成分を有する交流成分振動とに分離する（ステップＳ１０３）。さらに、このように振動周波数成分分離手段１２で分離された交流成分振動は、演算手段１３で所定時間に亘って平均化され、その平均化した交流成分振動振幅レベルが出力される（ステップＳ１０４）。次に、レベル判定手段１５が、基準レベル設定手段１４で設定した基準信号レベルと演算手段１３で得た交流成分振動振幅レベルとを比較し（ステップＳ１０５）、交流成分振動振幅レベルが基準信号レベルより大きければ、入力軌跡情報出力手段１６に接触中信号を出力し、この接触中信号を受け取った入力軌跡情報出力手段１６は、赤外線と超音波とをセンサ装置Ｓに放射する（ステップＳ１０６）。このように「ー」の筆記中は筆記中の振動が発生し、以上のステップＳ１０２〜Ｓ１０６での処理が繰り返され、入力軌跡情報出力手段１６は、赤外線と超音波とをセンサ装置Ｓに放射しつづける。そして、「大」の字の第一画「ー」の筆記が終わり、第二画「ノ」の筆記のため運筆すると、ペン先ＰＭ１はボード面Ｗ１から一端離れるため筆記中の振動が止まり、振動検知手段１１が振動のないことを検知し（ステップＳ１０２）、入力軌跡情報出力手段１６は赤外線と超音波との放射をストップさせる（ステップＳ１０１）。そして、ペン先ＰＭ１をボード面Ｗ１に接触させて第二画を書き始めれば、筆記中の振動が生じ、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６に示す信号処理が繰り返し行われ、以下同様にして「大」の字の第二画「ノ」、第三画、次の文字の第一画、・・・の順に赤外線や超音波がセンサ装置Ｓに放射される。
【００４４】
ところで、振動検知手段１１が検知する振動に筆記中の振動以外の振動、例えば、会話音や筆記具を支持する手による接触音等に起因する振動を検知する（ステップＳ１０２）場合も考えられる。このような振動は筆記中の振動と比べ極めて小さなレベルであり、レベル判定手段で比較される筆記中以外の振動の交流成分振動振幅レベルは基準信号レベルより小さいため（ステップＳ１０５）、前記入力軌跡情報出力手段１６は、赤外線と超音波とを放射することはない（ステップＳ１０１）。また、筆記中の振動に上述のような外乱が混入した状態で振動検知手段１１が振動を検知しても、この種の外乱は、筆記中の振動にマスキングされるため、問題なく文字認識を行うことができる。すなわち、本発明の筆記具Ｐは外乱の影響を気にせずに好適に使用可能なものとすることができる。
【００４５】
次に、センサ装置Ｓ及びパソコンＰＣにおけるシステムの動作について、図８〜図９に示すフロー図等を用いて説明する。
【００４６】
まず、図８に示すように、筆記具Ｐから放射される赤外線を赤外線センサ２０３が検知すると（ステップＳ２０１）、センサ装置Ｓに内蔵された超音波センサ２０４、２０５のスイッチが入り（ステップＳ２０２）、２箇所の超音波センサ２０４、２０５で検知した超音波信号を手書き入力データ取得手段２１が入力軌跡情報として赤外線に含まれる色情報とともに取得する（ステップＳ２０３）。そして、取得した入力軌跡情報と色情報とは、手書入力データ送信手段２２がリアルタイムに通信ケーブルＣを介してパソコンＰＣに送信する（ステップＳ２０４）。一方、図９に示すように、パソコンＰＣのデータ受信手段３１が、これら入力軌跡情報と色情報とを受信すると（ステップＳ３０１）、電子データ化処理手段３２がこの入力軌跡情報に基づき到達時間を測定して筆記具Ｐのペン先Ｐ１ホワイトボードＷＢのボード面Ｗ１のどの位置に位置付けられているのかを計算し（ステップＳ３０２）、表示手段３３がその計算して得た表示データＨを前記色情報に基づき色付けしてディスプレイ３０４に表示する（ステップＳ３０３）。
【００４７】
このようにセンサ装置Ｓが、筆記具Ｐから放射される赤外線を受信する度に、筆記具Ｐが放射する超音波を検知し、検知した超音波に基づきパソコンＰＣが筆記中のペン先位置の位置付けを解析する計算しが繰り返し行われ、「大きなデータ」のように漢字、ひらがな、カナ文字を含む手書入力データＦであっても、確実に文字認識を行い、パソコンＰＣのディスプレイに表示することができる。また、漢字、ひらがな、カナ文字以外の文字、線画や絵等も同様の方法で認識可能であることは述べるまでもない。
【００４８】
なお、振動周波数成分分離手段１２で分離した直流成分振動の振幅レベルを、筆記中の筆圧を示す筆圧情報として入力軌跡情報出力手段に出力し、しかるのちパソコンＰＣで筆圧情報が小さければ線を細く描画し、筆圧が大きければを処理すれば線を太く描画するような処理を行うように設定すれば、例えば、「大」の字の第二画「ノ」のように「はらい」が含まれている文字をさらに正確にディスプレイに表示したりすることもできる。
【００４９】
以上に詳述したように、本実施形態の筆記具Ｐは、漢字、ひらがな、カナ等のように、一つの文字の中にも、紙やホワイトボードの書込面にペン先を接触、非接触にする筆運びを断続的に繰り返す必要があるものでも、筆記具と被書込面との間に生じる筆記中の振動に基づき文字認識を行うため、文字認識を確実に行うことができる。また、ホワイトボードのようにきっちりした板面は無論のこと、複数枚綴った紙を一枚ずつめくりながら使用するタイプのように板面にがたつきがあり一定の筆圧を得ることができないものでも、筆記中の振動で筆記中であることが検知されることにより文字認識を確実に且つリアルタイムに行うことができるため、スイッチのＯＮＯＦＦ等に気が行って思考が中断するといった不具合を防止できる。さらに、手書中の振動以外の外乱に影響を受けず、確実に文字認識を行うことができる。また、「大」の第一画「ノ」のような払いが含まれた文字の文字認識も確実に且つ正確に行える。
【００５０】
なお、本実施形態では、振動検知手段１１をマーカＰＭのペン尻端面ＰＭ３に接触させてペン先ＰＭ１に加わる振動を検知するように構成していたが、ペン先ＰＭ１に加わる振動を検知できる位置であれば例えばペン先ＰＭ１近傍等他の位置に配置しても構わない。また、圧電素子で構成される振動センサ１０１をペン尻端面ＰＭ３に接触させて筆記中の振動を検知するように構成していたが、非接触で筆記中の振動を検知するセンサを用いてもよい。さらに、この振動検知手段１１をマイクロホン等の音響−電気変換器を利用して構成し、筆記中にペン先と書込面との間に生じる摩擦音等の空気振動を検知するようにしても構わない。
【００５１】
また、ホワイトボードＷＢのボード面Ｗ１を、しっかりとした板面を有するものとしたが、複数枚綴った紙を一枚ずつめくりながら使用するタイプのもの等板面にがたつきを有するものであってもよい。また、書込面を電子ペーパーやＰＤＡの表面に形成し、この書込面に書き込む筆記具ＰのマーカＰＭをスタイラスペンとしても構わない。
【００５２】
ところで、本実施形態では、ハイパスフィルタＨＰＦ及びローパスフィルタＬＰＦをアナログ回路で構成したが、ＦＩＲフィルタやＩＩＲフィルタ等のデジタル回路で構成してもよい。また、実施態様に応じてこれらハイパスフィルタＨＰＦ及びローパスフィルタＬＰＦのカットオフ周波数等も適宜変更可能であり、さらにバンドパスフィルタ等他のフィルタを用いても構わない。
【００５３】
さらに、本実施形態では、センサ装置とパソコンＰＣとを通信ケーブルＣで有線接続しているが、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ等を利用して無線接続してよいことはいうまでもない。
【００５４】
また、パソコンＰＣの機能の一部又は全部をセンサ装置Ｓに備える等、各機器の構成は本実施形態に限られるものではない。
【００５５】
なお、上述のような振動検知手段と入力軌跡情報出力手段とを備える筆記具に、書込面上の位置情報を示すパターンが示された被書込対象物に手書入力を行った際にこの手書した入力軌跡情報をそのパターンに基づき読み取る入力軌跡読取手段を設け、この筆記具を用いて前記被書込対象物の書込面に手書入力を行ったときに生じる振動を前記振動検知手段が検知した際に前記入力軌跡読取手段が読み取るように構成し、その入力軌跡情報を、例えばパソコンＰＣに備えた電子データ化処理手段に出力して、文字認識を行うといった実施態様が挙げられる。
【００５６】
また、上述のような振動検知手段と入力軌跡情報出力手段とを備える筆記具に、紙等の書込面に照射光を照射する照射部と、この照射部で照射した照射光を前記書込面で反射させ反射した反射光を検出する光検出センサとを設け、この筆記具を用いて、前記被書込対象物の書込面に手書入力を行ったときに生じる振動を前記振動検知手段が検知した際に、前記照射光と前記反射光とで生じるドップラ効果を利用してペン先の位置を測定して入力軌跡情報を得るように構成し、しかるのち、その入力軌跡情報を、例えばパソコンＰＣに備えた電子データ化処理手段に出力して、文字認識を行うといった実施態様が挙げられる。
【００５７】
その他、本発明は以上に詳述した図示例に限られず、種々の変形が可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明によれば、漢字、ひらがな、カナ等のように、一つの文字の中にも、紙やホワイトボードの書込面にペン先を接触、非接触にする筆運びを断続的に繰り返す必要があるものでも、確実に文字認識可能な筆記具を提供できる。また、ホワイトボードのようにきっちりした板面は無論のこと、複数枚綴った紙を一枚ずつめくりながら使用するタイプのような板面にがたつきがあり一定の筆圧を得ることができないものに書き込みを行っても確実に文字認識可能な筆記具を提供できる。さらに、次々と発想が思い浮かび書込みスピードが上がった場合でも、リアルタイムに且つ確実に文字認識を行うことができるため、思考イメージをよりスムーズに表現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における筆記具の全体構成を示す斜視図
【図２】同実施形態における筆記具、センサ装置、パソコンを示す機器構成図。
【図３】同実施形態における筆記具の内部機器構成図。
【図４】同実施形態における全体の機器の機能を示す機能構成図。
【図５】同実施形態におけるセンサ装置の内部機器構成図。
【図６】同実施形態におけるパソコンの内部機器構成図。
【図７】同実施形態における筆記具の動作を示すフロー図。
【図８】同実施形態におけるセンサ装置の動作を示すフロー図。
【図９】同実施形態におけるパソコンの動作を示すフロー図。
【符号の説明】
１１・・・振動検知手段
１４・・・基準レベル設定手段
１５・・・レベル判定手段
１６・・・入力軌跡情報出力手段
３１・・・電子データ化処理手段
１０１・・・圧電素子（振動センサ）
Ｆ・・・手書入力データ
ＨＰＦ・・・ハイパスフィルタ
ＬＰＦ・・・ローパスフィルタ
Ｐ・・・筆記具
ＰＭ１・・・ペン先
ＷＢ・・・被書込対象物（ホワイトボード）
Ｗ１・・・書込面（ボード面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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