(57)【要約】【目的】  超音波と赤外線の送信器を備えたペンと、超音波と赤外線を受信し筆跡位置データを測量し、ペン描画された筆跡位置データをパーソナルコンピュータに送出する手書き筆跡入力装置で、ペンの傾きや用紙の設置ずれに起因するペン描画位置と、計測される筆跡位置の差異を補正する方式。【構成】  筆跡入力される用紙上に記入枠を設け、当該位置に入力される筆跡文字の位置から、筆跡ずれを検出し、用紙全体の補正情報として全筆跡データの入力位置の補正をおこなう。【選択図】図１
2005301652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力領域が予め印刷された記入用紙と、超音波発信器と赤外線発信器とを備えたペンと、該ペンの位置を該ペンより発信された超音波信号と赤外線信号とを連続的に受け取り、その位置を測量し、手書き筆跡座標データを生成する受信装置とからなる手書き筆跡入力装置であって、前記、手書き筆跡入力装置に接続手段を介して接続されたパーソナルコンピュータの表示装置上に表示する記入用紙と同一のイメージ画像と、前記受信装置から得た筆跡座標データとを、特定入力位置の記入ずれから求めた補正値で、用紙全体の入力筆跡をずれなく表示することを特徴とする手書き筆跡入力装置用座標入力補正方法。
【請求項２】
上記、パーソナルコンピュータは市販品を使用することを特徴とする請求項１記載の手書き筆跡入力装置用座標入力補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波発信器と赤外線発信器とを備えた筆記可能なペンと、該筆記具により発せられる超音波と赤外線とを該ペンの筆跡位置を計測し、座標データとして生成する受信装置からなる手書き筆跡入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波と赤外線を発信する発信器を備えた筆記ペンと、筆記ペンから発信される超音波信号と赤外線とを受信する複数の受信器を組み込んだ受信装置を有する手書き筆跡入力装置が開発されている。この手書き筆跡入力装置は、普通用紙上に筆記ペンで筆記すると受信装置が筆記ペンから発信された超音波信号と赤外線とを複数の受信器により受信し、筆記ペンの位置座標を計測し座標位置を検出する。前記座標位置データを連続的に検出することにより、書いた文字や図形等を手書き筆跡データとして認識する。これらの筆跡入力装置と用紙との位置をずれなく入力できるよう工夫された従来技術が知られている。
【特許文献１】特開２０００−２９８５４７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来の手書き筆跡入力装置においては、手書き筆跡入力装置用受信機と専用ペン、および用紙との位置関係によってペン入力座標が決定される事から、構造上、用紙と筆跡入力装置用受信機とが用紙替え等でその設置位置がずれてしまうと、計測される座標もずれ、手書きされた実筆跡と、計測された座標とが同一にならないという課題があった。
【０００４】
また手書き筆跡入力装置用専用ペンにおいては、その構造上、ペン先と同一箇所に超音波や赤外線の発生器とが設置できず、つまり、ペン先とペン位置を計測させる発信器とが数ミリメートルの設置差があり、ペンに傾きがあると、手書き筆跡入力装置で検出される入力座標（発生器の位置座標）と、筆跡位置と同等なペン先座標とが同一にならず、ずれてしまうという課題があった。
【０００５】
特に、用紙上に手書き入力領域枠を備えた用紙上に手書き入力させると、当該入力枠と同様な画像をパーソナルコンピュータ上に表示させ、当該画像と手書き筆跡入力装置から入力された筆跡座標とを重ね合わせながら表示すると、パーソナルコンピュータで表示させた筆跡が、実際の用紙に記入した筆跡では枠とのずれはないが、パーソナルコンピュータ上の表示では、ずれてしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
筆記可能な用紙と筆記可能なペンと、該ペンにより筆記された手書き位置を、前記ペンから発せられる超音波と赤外線とを使用して受信装置が座標位置計測し、接続したパーソナルコンピュータの表示装置に座標位置を表示する入力装置であって、当該手書き筆跡入力装置の計測座標を表示するパーソナルコンピュータが用紙設置ずれやペンの傾きに起因する座標入力ずれを検出し、補正量を求め、実筆記と画像表示筆記がずれないように補正する方法を提案するものである。
【発明の効果】
【０００７】
手書き筆跡入力装置を用いて、手書き領域枠が印刷された用紙に手書きされた筆跡データを、コンピュータ上に準備された画像データの手書き領域枠に表示させ、補正機構により実筆跡と同様な筆跡画像を得ることができれば、当該画像データは手書き用紙の複写と同様に扱う事ができ、イメージスキャナー装置など用いることなく記入用紙イメージをコンピュータ上に記録できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
筆記データ表示を行うパーソナルコンピュータ上の表示プログラムを用意し、当該プログラムで用紙に印刷された手書き入力枠の中心座標を予め記憶し、実際の手書き入力された筆跡座標の中心座標を求め、座標のずれ量を計算し、ずれに相当する値を補正量とし、他の入力座標値に加算し座標ずれを相殺し筆跡データを表示させる。
【０００９】
図１は本発明に係わる座標補正処理プログラムによって動作する装置構成図である。参照符号１はパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記載する）の本体であり、本発明の処理プログラムが実行される。参照符号２は表示装置であり、画面表示部（スクリーン）に記入用紙の画像と本願発明の処理プログラムによって制御される補正された筆跡データを重ね合せ表示する。参照符号３は手書き筆跡入力装置である。参照符号４は手書き筆跡入力装置用専用ペンである。この手書き筆跡入力装置用専用ペンの内部には、筆記用のボールペン（図示せず）や超音波発生器（図示せず）、赤外線発生器（図示せず）が組み込まれている。上記、超音波発生器（図示せず）、赤外線発生器（図示せず）は手書き筆跡入力装置用専用ペン４に内蔵されている電池（図示せず）で駆動される。参照符号５は用紙である。予め定められた位置に入力枠（図示せず）が印刷されており枠内に手書き文字を書き込む。
【００１０】
手書き筆跡入力装置３をＰＣ本体１に接続し、本願発明プログラムをＰＣ本体１で実行させる。本願発明プログラムは用紙５と同等の用紙イメージを画面に表示する。当該構成で手書き筆跡入力装置用専用ペン４を使用して用紙５の手書き枠内にペン入力すると、手書き筆跡入力装置用専用ペン４は赤外線と超音波を発生させる。すると手書き筆跡入力装置３は複数の受信部（図示せず）で当該赤外線と超音波を受信し、手書き位置を計算し、手書き座標としてＰＣ本体１に手書き位置の計算結果を送出する。ＰＣ本体１で実行中の本願発明プログラムは当該座標データを受信し、表示装置２に用紙５に記述された手書きの実筆跡と同等のイメージ画像を表示させる。
【００１１】
図２は入力領域が予め印刷された記入用紙である。図３は当該用紙５のイメージを表示装置２に表示させた例である。
【００１２】
図４は「コード□□□□」（参照符号６）や「番号□□□□」（参照符号８）と印刷された用紙５の入力枠に記入された筆跡データを表示装置２に画面表示した例である。”１２３４”（参照符号７）や”５６７８”（参照符号９）と手書き入力されているが、表示装置２（図１、３参照）にはずれて表示されている。なお、ずれは手書き筆跡入力装置３から送られてきた座標データを表示し、ずれているのであり、手書き用紙５上ではこのようなズレはなく、入力された数字”１２３４”や”５６７８”は枠内に収まっている。
【００１３】
図５は入力枠６（図４参照）の最初の入力枠１０を拡大したものである。特にこの入力枠１０は基準枠と呼ばれ、ずれ量計測用に利用される。参照符号１１は入力された文字”１”であり、参照符号１２は文字の中心位置の座標を示している。参照符号１３は入力枠１０の中心座標である。ｄｘ（参照符号１４）は文字中心座標１２と枠中心座標１３とのＸ軸側のずれを示している。ｄｙ（参照符号１５）は同様にＹ軸側のずれを示している。
【００１４】
図６は求められた差分（ｄｘ、ｄｙ）を”１”の文字入力に相当する座標の筆跡データに加算し、基準枠（参照符号１６）の中心座標（参照符号１７）とに入力文字（参照符号１８）の中心が合わさって表示装置２に表示された図である。
【００１５】
図７は同様の差分（ｄｘ、ｄｙ）を残りの入力文字”２３４”や”５６７８”に加算し再表示した例である。
【実施例１】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。既に示したように図１の構成装置上で本発明の手書き筆跡入力装置用座標入力補正処理プログラムが実行される。参照符号１はＰＣ本体であり、市販されている一般的なＰＣ本体１のメモリ（図示せず）に本発明のプログラムが読み込まれ、ＰＣ本体１のＣＰＵ（図示せず）で実行される。参照符号２はＰＣ本体１に接続された表示装置であり、当該装置上に、用紙５の画像や、本発明プログラムにより制御された筆跡入力が表示される。参照符号３は手書き筆跡入力装置で、用紙５に専用ペン４（図１参照）で筆跡入力された座標の位置を計測し、計測位置を２次元座標に変換し本体１に当該データを送出する。
【００１７】
図８は基準枠の構成を図示したものである。参照符号１９は基準枠であり、参照符号２０は基準枠の用紙座標の基準点である。基準点座標は（ｘ０，ｙ０）で示されている。参照符号２１は基準枠の高さであり、参照符号２２は基準枠の幅である。各値は画面表示される際の表示装置２用の画面座標値やドット数である。
【００１８】
図１１は本発明のプログラムフローである。以下、本発明の詳細を図示実施例に基づいて説明する。プログラムが開始すると、各種変数に初期値が設定される。（Ｓ１）  図９に設定される変数が示されている。基準座標２３は、図８の参照符号２０（ｘ０，ｙ０）の値が設定される。Ｘサイズ（参照符号２４）は図８の参照符号２１の値が設定される。同様にＹサイズ（参照符号２５）は図８の参照符号２２の値が設定される。中心座標（参照符号２６）は以下の値が設定される。
ｘｃ  ＝  ｘ０  ＋  （ａ／２）
ｙｃ  ＝  ｙ０  ＋  （ｂ／２）
つまり参照符号２３の（ｘ０，ｙ０）に参照符号２４と参照符号２５の各値の（１／２）の値が加算された値が参照符号２６の変数に格納される。
【００１９】
次に空白の（記入前の）記入用紙イメージを表示装置２に表示する。（Ｓ２）
【００２０】
手書き筆跡入力装置３よりの座標データを入力する。（Ｓ３）手書き筆跡入力装置３から送られてくるペンデータは参照符号２７の形をしている。フラグは入力されたペンの状態を示す値であり、次の意味を持っている。
フラグ値              意                味
０                 ペンが押された。（書き始めた）
１                 ペンが移動した。（書き続けている）
２                 ペンが離された。（書き終わった）
３                 ペン入力処理終了。
フロー（Ｓ３）は、ペンデータ（参照符号２７）を待ち受け、ペン入力終了まで（フラグが３になるまで）受け取ったデータを手書きデータ（参照符号２８）へ順番に格納する。
【００２１】
次に受け取った手書きデータ２８を表示装置２に表示する。（Ｓ４）これはフラグ０の座標を基点とし、フラグ２が見つかるまで座標値を次々に直線で結ぶ処理である。このフラグ０の座標値からフラグ１の座標が続き、フラグ２で終了する座標の組は１ストロークの手書きデータであり、一筆書きの手書きデータに相当する。フラグ値と１ストロークの図示例を図１０に示した。
【００２２】
次にストロークの中心座標を求める。（Ｓ５）これは手書きデータ２８のフラグ０の座標から、フラグ２の座標までの座標組で、フラグ２を除くｘ座標とｙ座標の中心座標を求める。方法としては、１ストロークの手書きデータ（例えば図１０の1〜9）を手書きデータ２８の中から拾い上げる。有効なＸＹ座標ｘ１〜ｘ８、およびｙ１〜ｙ８の中で次の座標を見つける。
（１）ｘの最大値
（２）ｘの最小値
（３）ｙの最大値
（４）ｙの最小値
（１）〜（４）が求まったら図９に図示している参照符号２９のストローク領域に当該値を代入する。中心ストローク（参照符号３０）を次の計算式で求める。
（５）  ｘｓ  ＝  （ｘｍａｘ  ＋  ｘｍｉｎ）  ／  ２
（６）  ｙｓ  ＝  （ｙｍａｘ  ＋  ｙｍｉｎ）  ／  ２
【００２３】
ストロークの中心座標値が基準座標内にあるか調べる。（Ｓ６）これは基準座標２３のｘ０，ｙ０を基点とし、ｘサイズ２４とｙサイズ２５の領域内にｘｓ、ｙｓが含まれるか調べればよい。これは以下の条件式が両方とも満たされるか調べれば良い。
（７）  ｘ０  ≦  ｘｓ  ≦  ｘ０ ＋ ａ
（８）  ｙ０  ≦  ｙｓ  ≦  ｙ０ ＋ ｂ
条件式（７）と（８）を同時に満たすストロークデータを見つけたら、その時の最大最小値を作業領域（参照符号３１）に格納する。当該処理を手書きデータ２８全値について実施する。つまり基準座標領域に含まれる筆跡ストロークは１組のみではないので、当該領域に含まれる全ストロークを見つけ出し、見つけるたびにその時のＸＹ座標の最大最小を作業領域３１に順番に格納していく。
【００２４】
次に文字の中心座標を求める。（Ｓ７）これは作業領域３１の格納データ
ｘｍａｘ１〜ｘｍａｘｎ
ｘｍｉｎ１〜ｘｍｉｎｎ
ｙｍａｘ１〜ｙｍａｘｎ
ｙｍｉｎ１〜ｙｍｉｎｎ
の中から次の数値を探してくる。
（９）  ｘｍａｘの最大値
（１０）ｘｍｉｎの最小値
（１１）ｙｍａｘの最大値
（１２）ｙｍｉｎの最小値
（９）〜（１２）が求まったら次の計算式で文字の中心座標を求める。
（１３）  ｘｃｃ  ＝  （ｘｍａｘ最大値  ＋  ｘｍｉｎ最小値）  ／  ２
（１４）  ｙｃｃ  ＝  （ｙｍａｘ最大値  ＋  ｙｍｉｎ最小値）  ／  ２
ｘｃｃ、ｙｃｃは参照符号３２の文字座標変数に格納する。
【００２５】
次にずれ量を求める。（Ｓ８）これは次の計算をすれば良い。
（１５）  ｄｘ  ＝  ｘｃ  −  ｘｃｃ
（１６）  ｄｙ  ＝  ｙｃ  −  ｙｃｃ
ｄｘ、ｄｙは参照符号３３のずれ量変数に格納する。
【００２６】
次に全入力データにずれ量を加算する。（Ｓ９）これはずれ量変数ｄｘ、ｄｙを手書きデータ２８のｘ、ｙに加算する。
ｘ１  ＝  ｘ１  ＋  ｄｘ
ｘ２  ＝  ｘ２  ＋  ｄｘ
．．．
ｘｎ  ＝  ｘｎ  ＋  ｄｘ
ｙ１  ＝  ｙ１  ＋  ｄｙ
ｙ２  ＝  ｙ２  ＋  ｄｙ
．．．
ｙｎ  ＝  ｙｎ  ＋  ｄｙ
【００２７】
最後に空白の記入用紙イメージを表示装置２に表示し、加算された手書きデータ２８の座標を図１０に示した要領で表示装置２に表示する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本願プログラムが実行される装置構成
【図２】基準枠のある書込用紙の例
【図３】表示装置に用紙を表示した例
【図４】用紙に文字記入し、表示装置に表示した例
【図５】基準枠に文字記入をした例の位置関係図
【図６】基準枠の文字を補正し表示した例
【図７】全ての筆跡入力のずれを補正し表示した例
【図８】基準枠の位置座標
【図９】本願発明のプログラムが利用する変数
【図１０】１ストロークの手書きデータ表示例
【図１１】本願発明のプログラムの処理フロー
【符号の説明】
【００２９】
１  パーソナルコンピュータ本体
２  表示装置
３    手書き筆跡入力装置
４  手書き筆跡装置用専用ペン
５  用紙
６  記入枠
７  記入文字
８  記入枠
９  記入文字
１０  基準枠  
１１  基準枠への記入文字
１２  文字中心
１３  基準枠中心
１４  Ｘ軸ずれ
１５  Ｙ軸ずれ
１６  基準枠
１７  中心座標
１８  入力文字
１９  基準枠
２０  用紙座標基準点
２１  基準枠の高さ
２２  基準枠の幅
２３  基準座標
２４  ｘサイズ
２５  ｙサイズ
２６  中心座標
２７  ペンデータ
２８  手書きデータ
２９  ストローク領域
３０  中心ストローク
３１  作業領域
３２  文字座標
３３  ずれ量
【図１】
2005301652.tif 000003
【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】
2005301652.tif 000009
【図８】
2005301652.tif 000010
【図９】
2005301652.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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