(57)【要約】【課題】  描画位置を検出するための特殊なパターンが印刷された専用紙等を必要とせずに、任意の被描画表面への描画から筆跡情報を生成する。【解決手段】  任意の被描画表面２００への描画による接触を検出する接触検出手段１０１と、この接触検出手段１０１により接触検出された被描画表面２００上方を描画に連動して移動すると共に、この被描画表面２００への描画に連動して移動される被入力域２０１で部分画像２０３を逐次取り込む画像入力手段１０２と、この画像入力手段１０２により取り込まれた複数の部分画像２０３に顕在する特徴２０４の位置を比較して描画位置の移動変化を検出する移動検出手段１０７と、この移動検出手段１０７により検出された描画位置の移動変化に基づき筆跡情報２０５を生成する筆跡情報生成手段１０８とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で当該被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた当該部分画像から前記描画による筆跡情報を生成する方法であって、
前記描画による前記被描画表面との接触を検出し、
前記接触を検出された前記被描画表面における前記被入力域で前記部分画像を逐次取り込み、
取り込まれた複数の前記部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置の移動変化を検出し、
検出された前記描画位置の移動変化に基づき前記筆跡情報を生成する
ことを特徴とする筆跡情報生成方法。
【請求項２】
任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で当該被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた当該部分画像から前記描画による筆跡情報を生成する装置であって、
前記描画による前記被描画表面との接触を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段により接触検出された前記被描画表面上方を前記描画に連動して移動すると共に、当該被描画表面における前記被入力域で前記部分画像を逐次取り込む画像入力手段と、
前記画像入力手段により取り込まれた複数の前記部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置の移動変化を検出する移動検出手段と、
前記移動検出手段により検出された前記描画位置の移動変化に基づき前記筆跡情報を生成する筆跡情報生成手段と
を備えることを特徴とする筆跡情報生成装置。
【請求項３】
前記筆跡情報生成手段により生成された前記筆跡情報を記憶する筆跡情報記憶手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の筆跡情報生成装置。
【請求項４】
前記筆跡情報記憶手段に記憶された前記筆跡情報を表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の筆跡情報生成装置。
【請求項５】
任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で当該被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた当該部分画像から前記描画による筆跡情報を文字入力する装置であって、
前記描画による前記被描画表面との接触を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段により接触検出された前記被描画表面上方を前記描画に連動して移動すると共に、当該被描画表面における前記被入力域で前記部分画像を逐次取り込む画像入力手段と、
前記画像入力手段により取り込まれた複数の前記部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置の移動変化を検出する移動検出手段と、
前記移動検出手段により検出された前記描画位置の移動変化に基づき前記筆跡情報を生成する筆跡情報生成手段と、
前記筆跡情報生成手段により生成された前記筆跡情報を文字認識して文字コードに変換する文字認識手段と、
前記文字認識手段から入力される前記文字コードをコード化文字列として記憶する文字列記憶手段と
を備えることを特徴とする文字入力装置。
【請求項６】
前記被描画表面において前記描画される全被描画領域の画像を入力する全体画像入力手段と、
前記全体画像入力手段により入力された前記全被描画領域の画像から当該全被描画領域を検出する被描画領域検出手段と、
前記被描画領域検出手段により検出された前記全被描画領域に顕在する特徴を記憶する被描画領域記憶手段と
を更に備え、
前記移動検出手段は、
前記被描画領域記憶手段に記憶された前記全被描画領域に顕在する特徴と、前記被描画表面の部分画像に顕在する特徴とを比較し、当該比較結果より前記描画位置の移動変化を検出する
ことを特徴とする請求項５に記載の文字入力装置。
【請求項７】
前記全体画像入力手段は、前記全被描画領域の画像を複数の部分画像として分割入力し、
前記被描画領域検出手段は、前記全体画像入力手段により分割入力された前記複数の部分画像から前記全被描画領域の画像を再構成して前記全被描画領域を検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の文字入力装置。
【請求項８】
前記文字列記憶手段に記憶された前記コード化文字列に対応する図形文字を生成して表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の文字入力装置。
【請求項９】
前記文字列記憶手段に記憶された前記コード化文字列を任意の外部機器に送信する送信手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の文字入力装置。
【請求項１０】
前記送信手段は、前記コード化文字列を前記外部機器にメール送信可能であることを特徴とする請求項９に記載の文字入力装置。
【請求項１１】
前記部分画像に顕在する特徴と比較するための認証パターンを記憶する認証パターン記憶手段と、
前記認証パターン記憶手段に記憶された前記認証パターンと前記部分画像に顕在する特徴とを比較照合して認証／拒絶を判断する認証手段と
を更に備え、
前記移動検出手段は、前記認証手段により認証と判断された場合に、前記描画位置の移動変化を検出する
ことを特徴とする請求項５に記載の文字入力装置。
【請求項１２】
前記認証パターン記憶手段は、前記認証パターンとして掌紋又は指紋を記憶し、
前記認証手段は、前記画像入力手段により掌画像が取り込まれた場合、当該掌画像に顕在する掌紋又は指紋と、前記認証パターンとして記憶された掌紋又は指紋とを比較照合する
ことを特徴とする請求項１１に記載の文字入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で取り込まれた複数の部分画像に顕在する特徴の位置を比較して検出された描画位置の移動変化に基づき筆跡情報を生成することによって、この被描画表面への描画から生成された筆跡情報により文字情報及び図形情報を取得することができるようにした筆跡情報生成方法、筆跡情報生成装置及び文字入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯型情報機器においては、タッチパネル方式の表示装置とペン型の操作装置とを組み合わせた文字入力装置が利用されてきた。最近では、超音波を発振する特殊なペン型の操作装置と超音波受信装置とを組み合わせ、この超音波受信装置によりペン型の操作装置の位置を随時測定してその動きを記録することによって、フリーハンドで書かれた文字を入力することができる装置も知られている。
【０００３】
このような従来の文字入力装置では、ペン型の操作装置の位置を検出するために、タッチパネル方式の表示装置又は超音波受信装置等が必須であったことから、文字入力装置の小型化が制限されていた。
【０００４】
そこで、赤外線照射ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）と近赤外線のみを感知するＣＣＤ（Charge Coupled Device）とを備えたペンと、位置情報を含む特殊パターンが赤外線吸収インクにより印刷された専用紙とを組み合わせ、この専用紙表面上をペンが描画のために移動するとき、ＬＥＤから照射された赤外線の専用紙による反射光をＣＣＤで撮影して得られる特殊パターンの暗視像から位置情報を取得することによって、このペンの移動を感知して筆跡情報を生成することができるようにした移動感知デバイスに関する技術が開示されている。
【０００５】
この移動感知デバイスによれば、タッチパネル方式の表示装置及び超音波受信装置等の装置を必要とせずに、フリーハンドで描画された任意の情報を、ペンの移動から生成された筆跡情報に基づき取得することができるので、このペンと通信可能範囲に設置された任意の情報機器に、フリーハンドで描画された情報を入力することができる。このペンは、通常のペン程度の大きさであるから携帯に便利である。従って、この移動感知デバイスの技術は、文字入力装置の小型化に効果がある。
【０００６】
【特許文献１】特表２００３−５００７５２号公報（第８図及び第９図、段落番号[０１１４]乃至[０１２６]及び[０３２８]乃至[０３７３]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された移動感知デバイスでは、赤外線吸収インクにより特殊なパターンが印刷された専用紙を、ＬＥＤ及びＣＣＤを備えたペンと共に携帯しなければならなかったため、この特殊なパターンの印刷された専用紙がない場合には、入力操作を実行することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決し、描画位置を検出するための位置情報を含む特殊なパターンが印刷された専用紙等を必要とせずに、描画から筆跡情報を生成することができる筆跡情報生成方法、筆跡情報生成装置及び文字入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る筆跡情報生成方法は、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を生成する方法であって、この描画による被描画表面との接触を検出し、この接触を検出された被描画表面における被入力域で部分画像を逐次取り込み、ここに取り込まれた複数の部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置の移動変化を検出し、ここに検出された描画位置の移動変化に基づき筆跡情報を生成することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る筆跡情報生成方法によれば、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を生成する場合に、この被描画表面への描画から生成された筆跡情報により文字情報及び図形情報を取得することができる。
【００１１】
本発明に係る筆跡情報生成装置は、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を生成する装置であって、この描画による被描画表面との接触を検出する接触検出手段と、この接触検出手段により接触検出された被描画表面上方を描画に連動して移動すると共に、この被描画表面における被入力域で部分画像を逐次取り込む画像入力手段と、この画像入力手段により取り込まれた複数の部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置の移動変化を検出する移動検出手段と、この移動検出手段により検出された描画位置の移動変化に基づき筆跡情報を生成する筆跡情報生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る筆跡情報生成装置によれば、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を生成する場合に、描画による被描画表面との接触が接触検出手段により検出され、接触検出された被描画表面上方を画像入力手段が描画に連動して移動するようになされる。そして、この画像入力手段によって、被描画表面における被入力域で部分画像が描画に連動して逐次取り込まれる。ここで取り込まれた複数の部分画像に顕在する特徴の位置が、移動検出手段により比較されると共に、この比較結果から描画位置の移動変化が検出され、この描画位置の移動変化に基づいて筆跡情報生成手段により筆跡情報が生成される。従って、この被描画表面への描画から生成された筆跡情報により文字情報及び図形情報を取得することができる。
【００１３】
本発明に係る文字入力装置は、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を文字入力する装置であって、この描画による被描画表面との接触を検出する接触検出手段と、この接触検出手段により接触検出された被描画表面上方を描画に連動して移動すると共に、この被描画表面における被入力域で部分画像を逐次取り込む画像入力手段と、この画像入力手段により取り込まれた複数の部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置の移動変化を検出する移動検出手段と、この移動検出手段により検出された描画位置の移動変化に基づき筆跡情報を生成する筆跡情報生成手段と、この筆跡情報生成手段により生成された筆跡情報を文字認識して文字コードに変換する文字認識手段と、この文字認識手段から入力される前記文字コードをコード化文字列として記憶する文字列記憶手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る文字入力装置によれば、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を文字入力する場合に、本発明に係る筆跡情報生成装置が応用される。従って、この被描画表面への描画から生成された筆跡情報により文字情報及び図形情報を取得することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る筆跡情報生成方法によれば、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を生成する場合に、取り込まれた複数の部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置の移動変化を検出し、この描画位置の移動変化に基づき筆跡情報を生成するようになされる。
【００１６】
この構成によって、この被描画表面への描画から生成された筆跡情報により文字情報及び図形情報を取得することができるため、従来必須であったタッチパネル又は特殊用紙等の特別な装置を必要とせずにフリーハンドによる文字入力を実現することができる。
【００１７】
本発明に係る筆跡情報生成装置によれば、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を生成する場合に、取り込まれた複数の部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置の移動変化を検出する移動検出手段を備え、この描画位置の移動変化に基づき筆跡情報を生成するものである。
【００１８】
この構成によって、この被描画表面への描画から生成された筆跡情報により文字情報及び図形情報を取得することができるため、従来必須であったタッチパネル又は特殊用紙等の特別な装置を必要とせずにフリーハンドによる文字入力を実現することができる。
【００１９】
本発明に係る文字入力装置によれば、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を文字入力する場合に、本発明に係る筆跡情報生成装置を応用するものである。
【００２０】
従って、この被描画表面への描画から生成された筆跡情報により文字情報及び図形情報を取得することができるため、従来必須であったタッチパネル又は特殊用紙等の特別な装置を必要とせずにフリーハンドによる文字入力を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る筆跡情報生成方法、筆跡情報生成装置及び文字入力装置の実施に最良の形態について説明する。
【００２２】
本実施形態では、任意の被描画表面への描画に連動して移動される被入力域で被描画表面の部分画像を逐次取り込み、取り込まれた部分画像から描画による筆跡情報を生成する場合に、取り込まれた複数の部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置の移動変化を検出する移動検出手段を備え、この描画位置の移動変化に基づき筆跡情報を生成する。これによって、この被描画表面への描画から生成された筆跡情報により文字情報及び図形情報を取得することができるようにしたものである。
【００２３】
［１］第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態としての文字入力装置１００の構成例を示す略式概念図であり、図２は、文字入力装置１００の構成例を示すブロック図である。
【００２４】
文字入力装置１００は、図１に示すように、その外観形状がペン型となされ、任意の被描画表面２００に文字及び図形等を容易に描画することができる形態となされている。ここで描画とは、任意の被描画表面２００と文字入力装置１００との接点を移動させることによって、この被描画表面２００上に文字及び図形等の軌跡を描くことをいい、例えば、文字入力装置１００がインク等を供給しない状態で文字又は図形等の軌跡が描画され、筆跡が被描画表面２００に残存しない所謂仮想描画も含む。
【００２５】
このペン型の文字入力装置１００（以下、ペン１００と記載）は、接触検出手段１０１、画像入力手段１０２、全体画像入力手段１０３及び表示手段１０４を備えて構成される。
【００２６】
接触検出手段１０１は、圧力センサ等からなるタッチセンサであって、このタッチセンサ１０１が、例えば、通常のペンのペン先に該当する位置に設置されており、描画による被描画表面２００との接触を検出する。
【００２７】
画像入力手段１０２は、電荷結合素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）からなる固体撮像装置であって、タッチセンサ１０１により接触検出された被描画表面２００への描画に連動して移動する位置に設置される。ＣＣＤ１０２は、その撮影範囲、即ち、描画に連動して移動される被入力域２０２で被描画表面２００の部分画像を、例えば、１／３０（秒）間隔のように、所定の時間間隔で逐次取り込む。
【００２８】
全体画像入力手段１０３は、ＣＣＤ１０２と同様の固体撮像装置であって、ＣＣＤ１０２よりも被描画表面２００の広範囲の画像を入力（撮影）可能な位置、例えば、ＣＣＤ１０２よりも更に被描画表面２００から離れた位置に取り付けられる。このＣＣＤ１０３は、被描画表面２００においてペン１００により描画される全域となる全被描画領域２０１の画像を入力する。
【００２９】
表示手段１０４は、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）等を有して構成され、被描画表面２００に描画された筆跡（ストローク：Stroke）を筆跡情報（ストローク情報）として表示する。
【００３０】
このペン１００は、図２に示すように、上述したタッチセンサ（接触検出部）１０１、ＣＣＤ（画像入力部）１０２、ＣＣＤ（全体画像入力部）１０３及び表示手段（表示部）１０４の他に、被描画領域検出部（被描画領域検出手段）１０５、被描画領域記憶部（被描画領域記憶手段）１０６、移動検出部（移動検出手段）１０７、ストローク生成部（筆跡情報生成手段）１０８、ストローク記憶部（筆跡情報記憶手段）１０９、文字認識部（文字認識手段）１１０、文字列記憶部（文字列記憶手段）１１１、送信処理部（送信手段）１１２、認識指示入力部１１３及び異常検出出力部１１４を更に備えて構成される。
【００３１】
被描画領域検出部１０５、移動検出部１０７、ストローク生成部１０８及び文字認識部１１０の機能は、ペン１００全体を制御するための制御プログラムが予め格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納された制御プログラムを実行してペン１００を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）とに付与される。このＣＰＵには、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）がチップセットとして付設され、ワークエリアとして使用可能に構成される。また、被描画領域記憶部１０６及びストローク記憶部１０９の機能は、ＤＲＡＭ等の半導体メモリに付与され、文字列記憶部１１１の機能は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに付与される。
【００３２】
接触検出部１０１は、ストローク生成部１０８に接続され、画像入力部（ＣＣＤ）１０２は移動検出部１０７に接続され、全体画像入力部（ＣＣＤ）１０３は被描画領域検出部１０５に接続され、表示部１０４は文字列記憶部１１１に接続される。
【００３３】
被描画領域検出部１０５は、全体画像入力部１０３及び被描画領域記憶部１０６に接続され、全体画像入力部１０３により入力された全被描画領域２０１の画像から、この全被描画領域２０１を検出する。
【００３４】
被描画領域記憶部１０６は、被描画領域検出部１０５及び移動検出部１０７に接続され、被描画領域検出部１０５により検出された全被描画領域２０１に顕在する特徴を記憶する。これによって、この全被描画領域２０１に顕在する特徴が、被描画表面２００の画像パターンとしてペン１００に設定される。
【００３５】
移動検出部１０７は、画像入力部１０２、被描画領域記憶部１０６、ストローク生成部１０８及び検出異常出力部１１４に接続され、画像入力手段１０２により取り込まれた複数の部分画像に顕在する特徴の位置を比較して描画位置、即ち、ペン１００の位置の移動変化を検出する。
【００３６】
また、移動検出部１０７は、ペン１００の移動変化が大きい場合、全被描画領域２０１に顕在する特徴を被描画領域記憶部１０６から読み出し、この被描画領域記憶部１０６に記憶された全被描画領域２０１に顕在する特徴と、被描画表面２００の部分画像に顕在する特徴とを比較し、この比較結果よりペン１００の移動変化を検出する。この場合に、ペン１００による描画が全被描画領域２０１外で実行されたために移動検出に失敗したとき、この移動検出の失敗を検出異常出力部１１４に送出する。
【００３７】
ストローク生成部１０８は、接触検出部１０１、移動検出部１０７及びストローク記憶部１０９に接続され、移動検出部１０７により検出された描画位置の移動変化に基づき筆跡情報、即ち、ストローク情報を生成する。具体的には、ストローク生成部１０８は、接触検出部１０１により検出されたペン１００と被描画表面２００との接触状態と、移動検出部１０７により検出されたペン１００の移動状態とから、ペン１００と被描画領域２００とが接触してから離れるまでのペン１００の移動を１本のストロークと認識し、ペン１００により描画されたストロークをストローク情報として生成する。
【００３８】
ストローク記憶部１０９は、ストローク生成部１０８及び文字認識部１１０に接続され、ストローク生成部１０８により生成されたストローク情報を逐次記憶する。
【００３９】
文字認識部１１０は、ストローク記憶部１０９、文字列記憶部１１１及び認識指示入力部１１３に接続され、ストローク生成部１０８により生成されたストローク情報をストローク記憶部１０９から読み出し、このストローク情報を文字認識して文字コードに変換する。
【００４０】
具体的には、文字認識部１１０は、認識指示入力部１１３からの文字認識開始の指示入力を契機（トリガ：Trigger）として、ストローク記憶部１０９に記憶された１本以上のストロークに係るストローク群を復元するストローク情報を読み出し、このストローク情報に基づき復元されるストローク群から１文字を構成することにより文字を認識する。そして、文字認識部１１０は、この文字に対応する文字コードを予め規格化された文字コード、例えばＵｎｉｃｏｄｅ（Universal multi-octet coded character set：ISO/IEC10646）等から検索することによって、ストローク情報を文字コードに変換する。
【００４１】
文字列記憶部１１１は、表示部１０４、文字認識部１１０及び送信処理部１１２に接続され、文字認識部１１０から入力される文字コードをコード化文字列として記憶する。この文字列記憶部１１１は、記憶したコード化文字列を表示部１０４に随時送出する他、外部からの指示に応じて送信処理部１１２にも送出する。
【００４２】
従って、表示部１０４は、上述したように、ストローク記憶部１０９に記憶されたストローク情報を画像表示するだけではなく、文字列記憶部１１１に記憶されたコード化文字列に対応する図形文字を生成して表示することもできる。
【００４３】
即ち、表示部１０４は、未認識ストローク群をフリーハンドで描画された情報としてイメージ表示することができ、且つ、ストローク群からコード変換された文字コードに対応する図形文字をフォント表示することもできる。なお、ここで図形文字とは、日本語を含む各国語及び記号等で構成され、上述の規格化された文字コードでフォント表示可能な全ての文字を含む文字群である。
【００４４】
送信処理部１１２は、文字列記憶部１１１に接続され、Bluetooth(R)規格若しくはＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）規格等の無線通信規格に準拠して構成された通信ポート又は赤外線通信規格に対応した出力ポートを有して構成される。送信処理部１１２は、文字列記憶部１１１に記憶されたコード化文字列を外部からの指示に応じて読み出し、このコード化文字列を、通信可能範囲にあるＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯端末）及びＰＣ（Personal Computer：パソコン）等の任意の外部機器に送信する。
【００４５】
また、送信処理部１１２は、文字列記憶部１１１に記憶されたコード化文字列を上述の外部機器にメール送信可能に、電子メールを作成処理する機能も有する。
【００４６】
認識指示入力部１１３は、文字認識部１１０に接続され、認識開始を指示するように入力操作される入力ボタン（図示せず）等を有して構成される。認識指示入力部１１３は、上記入力ボタンが操作されて文字認識開始が指示された場合、即ち１文字の入力終了が明示された場合、又は接触検出部１０１による接触検出が所定時間に亘りなされなかった場合、文字認識部１１０に文字認識の開始を指示する。
【００４７】
検出異常出力部１１４は、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode：発光ダイオード）のような発光装置又は扁平コアレス振動モータ等からなるバイブレータ（振動装置）を有して構成される。検出異常出力部１１４は、移動検出部１０７に接続され、移動検出部１０７から移動検出の失敗を通知されたとき、この移動検出の失敗を発光又は振動により外部に通知する。
【００４８】
次に、ペン１００の動作について、図３乃至図６を参照しながら説明する。図３は、ペン１００の使用例を示す略式概念図であり、図４は、ＣＣＤ１０３による全被描画領域２０１ａの画像入力例を示す略式概念図であり、図５は、移動検出部１０７による描画位置の特定方法を説明する図であり、図６は、移動検出部１０７による描画位置の移動変化の検出方法を説明する図である。
【００４９】
上述したように構成されたペン１００の電源をオン状態とし、例えば図３に示すように、掌紋２０４が特徴として顕在する掌２００ａを被描画表面２００とし、この掌２００ａ上方で描画の準備をすると、ＣＣＤ１０３により掌２００ａが撮影され、この掌２００ａの画像が被描画領域検出部１０５に入力される。
【００５０】
被描画領域検出部１０５では、図４に示すように、ＣＣＤ１０３により撮影された範囲の掌２０１ａが全被描画領域２０１として検出される。ここで検出された掌２０１ａの画像は、被描画領域記憶部１０６に記憶（保存）されることによって、掌紋、指紋及び指形状等の特徴２０４が、掌２００ａに顕在する特徴として、ペン１００に設定される。
【００５１】
ペン１００により掌２００ａに描画を行い、例えば、掌２００ａの部分画像２０３ａが、ＣＣＤ１０２により取り込まれた場合、移動検出部１０７は、この部分画像２０３ａと被描画領域記憶部１０６に記憶された掌２０１ａの画像とでパターンマッチング処理を実行する。このパターンマッチング処理において、部分画像２０３ａに含まれる掌紋及び親指形状等の特徴２０４ａと掌２０１ａの画像に含まれる特徴２０４とを一致（マッチング）させるように比較解析が実行され、部分画像２０３ａは被入力域２０２ａで取り込まれたことが比較結果として導出される。
【００５２】
従って、このパターンマッチング処理により、掌２０１ａの画像２０１ａにおける部分画像２０３ａの該当位置を特定することができるので、移動検出部１０７は、部分画像２０３ａがＣＣＤ１０２により取り込まれた時点で、掌２００ａに対するペン１００の絶対位置を特定（検知）して位置座標に変換することができる。
【００５３】
ペン１００によって、例えば、平仮名「あ」を掌２００ａに描画する場合、図５（ａ）に示すように、始点２０５ｂを有する最初のストロークを描画すると、タッチセンサ１０１により始点２０５ｂでの接触が検出がされ、この描画に連動して移動される被入力域２０２ｂで、ＣＣＤ１０２により部分画像２０３ｂが取り込まれる。この部分画像２０３ｂには、掌紋２０４ｂが掌２０１ｂに顕在する特徴として含まれる。
【００５４】
更に、図５（ｂ）に示すように、始点２０５ｃを有する２番目のストロークを描画すると、タッチセンサ１０１により始点２０５ｃでの接触が検出され、この描画に連動して移動される被入力域２０２ｃで、ＣＣＤ１０２により部分画像２０３ｃが取り込まれる。この部分画像２０３ｃには、上述の部分画像２０３ｂと同様に、掌紋２０４ｂが掌２０１ｂに顕在する特徴として含まれる。
【００５５】
移動検出部１０７は、ＣＣＤ１０２により取り込まれた部分画像２０３ｂと部分画像２０３ｃに顕在する特徴、即ち、掌紋２０４ｂの位置を比較してペン１００の移動変化を検出する。具体的には、移動検出部１０７は、部分画像２０３ｂに含まれる掌紋２０４ｂと部分画像２０３ｃに含まれる掌紋２０４ｂとをマッチングさせることによって、始点２０５ｂを有するストロークの掌２０１ｂに対する絶対位置と、始点２０５ｃを有するストロークの掌２０１ｂに対する絶対位置とを特定して位置座標に変換する。
【００５６】
これによって、図５（ｃ）に示すように、始点２０５ｂを有するストロークと始点２０５ｃを有するストロークとの位置関係を２次元位置座標（ｘ、ｙ）で表すことができるので、ストローク生成部１０８は、移動検出部１０７により決定された複数のストローク間の位置関係を表す位置座標に基づいて、一連のストロークからなるストローク群２０５ｄを復元するストローク情報を生成することができる。
【００５７】
この例では、平仮名「あ」を構成するストローク群２０５ｄは、被入力域２０２ｂ，２０２ｃに同一特徴２０４ｂが含まれるような被描画領域で描画されているので、ＣＣＤ１０３により掌２０１ａの画像を入力しなくても、ＣＣＤ１０２から逐次入力される部分画像２０３ｂ，２０３ｃからペン１００の移動変化を検出できると共に、複数のストローク間の位置関係を再構築することができる。もちろん、部分画像２０３ｂ，２０３ｃだけではなく、部分画像２０３ｂ又は部分画像２０３ｃと掌２０１ａの画像との間でパターンマッチングを実行することによって、複数のストローク間の位置関係を再構築しても良い。
【００５８】
このようにして２本のストローク群２０５ｄを描画した後、図６（ａ）に示すように、新たに３番目のストローク２０５ｅを追加描画すると、例えば、図６（ｂ）に示す部分画像２０３ｄがＣＣＤ１０２により取り込まれ、続いて、図６（ｃ）に示す部分画像２０３ｅがＣＣＤ１０２により取り込まれる。
【００５９】
これら時間的に連続して取り込まれた２枚の部分画像２０３ｄ，２０３ｅに対してパターンマッチング処理を実行し、図６（ｄ）に示すように、これらの部分画像２０３ｄ，２０３ｅを重ね合わせることによって、これら２枚の部分画像２０３ｄ，２０３ｅのずれから、ペン１００の２次元的な移動変化量を検出することができる。即ち、移動検出部１０７は、これら２枚の部分画像２０３ｄ，２０３ｅのずれ量を解析することによって、ペン１００と掌２００ａとの接点が、部分画像２０３ｄ，２０３ｅの取込時に存在していた位置（ｘ、ｙ）の相対的移動を、ベクトルＶの始点（ａ１，ｂ１）及び終点（ａ２，ｂ２）を用いて座標表現することができる。
【００６０】
ストローク生成部１０８は、図６（ｅ）に示すように、移動検出部１０７により検出された始点（ａ１，ｂ１）と終点（ａ２，ｂ２）とを結ぶようにストローク２０５ｅを更新してストローク２０５ｆを構成することによって、所定の時間間隔で取り込まれた部分画像２０３ｄ，２０３ｅから、ペン１００と掌２００ａとの接点、即ち、描画位置の移動変化に基づいて、この描画によるストローク情報を生成することができる。
【００６１】
ストローク生成部１０８は、タッチセンサ１０１により接触が検出されなくなったとき、１本のストロークが入力されたと判断し、この追加描画されたストローク２０５ｆを復元するストローク情報を生成する。そして、先に描画された２本のストローク２０５ｄにストローク２０５ｆを追加して復元可能に、ここで生成されたストローク情報をストローク記憶部１０９に記憶する。
【００６２】
ここで文字認識開始を指示するための入力ボタン（図示せず）を操作すると、ストローク記憶部１０９に記憶されたストローク情報が、文字認識部１１０により読み出され、文字認識処理が開始される。
【００６３】
このとき、図６（ｆ）に示すように、平仮名「あ」を構成するためのストローク群２０５ｄ，２０５ｆが、ストローク記憶部１０９から読み出されたストローク情報に基づき復元されてビットマップ（Bit Map）に転写される。これにより描画された平仮名「あ」のビットマップ画像（イメージ）が生成され、ＬＣＤ１０４にストローク情報として表示される。従って、描画された文字がペン１００に正しく入力されたか否かを素早く確認することができる。
【００６４】
文字認識部１１０は、このビットマップに転写された平仮名「あ」のオンビットポイント（On-Bit Point）と、規格化された文字コードに対応したフォントを生成するときのオンビットポイントとをマッチング処理することによって、描画されたストローク群２０５ｄ，２０５ｆに最も近似した１文字（最近似文字）を検索する。そして、文字認識部１１０は、ここで検索された最近似文字に対応する文字コードを、文字認識の結果として文字列記憶部１１１に入力する。これによって、文字認識部１１０は、ストローク生成部１０８により生成されたストローク情報を文字認識して文字コードに変換することができる。
【００６５】
文字列記憶部１１１に入力された文字コードは、平仮名「あ」の文字認識以前に文字認識された文字に対応する文字コードに続けて記憶される。これによって、ペン１００により描画された一連の文字は、コード化文字列として文字列記憶部１１１に記憶される。
【００６６】
文字列記憶部１１１に記憶されたコード化文字列は、ＬＣＤ１０４に随時送出され、ビットマップイメージの「あ」をフォント「あ」に置換するように表示が切り換えられる。このため、読み易くフォント表示された文字列によって、入力済の文字列を確認しながら描画による文字入力を継続することができる。
【００６７】
文字入力を完了し、例えば、Bluetooth規格に対応したＰＤＡ等によりペン１００との通信を開始してペン１００に入力文字列の伝送（送信）を指示すると、文字列記憶部１１１に記憶されたコード化文字列が、送信処理部１１２により読み出され、指示された形態で外部のＰＤＡに伝送されるように情報処理されて送信される。
【００６８】
これによって、ペン１００によりフリーハンドで入力された文字列が、このＰＤＡ等に伝送されるので、ＰＤＡ等のタッチパネル式の小型画面上で入力ペンを操作し、又は、小型キーボードからキー入力する必要がなくなる。従って、ＰＤＡのように操作部が小型で使い勝手が悪い外部機器の操作性を向上させることができる。
【００６９】
このように、第１の実施形態に係るペン１００によれば、掌２００ａに顕在する掌紋、指紋及び指形状等の特徴２０４をリファレンスとして利用することによって、タッチパネル方式の表示装置又は描画位置を検出するための特殊なパターンが印刷された専用紙等を必要とせずにペン１００の動きをストローク情報として記録（記憶）することができるので、ペン１００のみによりフリーハンドで文字を入力することができるようになる。
【００７０】
次に、本発明に係る筆跡情報生成方法として、上述したペン１００による筆跡情報生成例を説明する。図７及び図８は、ペン１００による筆跡情報生成例を示すフローチャートである。
【００７１】
このペン１００による筆跡情報生成例では、被描画表面に係る掌２００ａへの描画に連動して移動される被入力域２０２で掌２００ａの部分画像２０３を逐次取り込み、取り込まれた部分画像２０３から描画によるストローク情報を生成する場合に、取り込まれた複数の部分画像２０３に顕在する特徴２０４の位置を比較して描画位置の移動変化を検出し、この描画位置の移動変化に基づきストローク情報（筆跡情報）を生成することを前提とする。
【００７２】
これを前提として、ペン１００の電源をオン状態にすると、図７に示すフローチャートのステップＳ１で、ＣＣＤ１０３により全被描画領域２０１ａの画像が取り込まれる。
【００７３】
ステップＳ２で、電源がオフ状態である場合、ストローク情報の生成を終了するが、電源はオン状態であるから次のステップＳ３に進み、ここで描画による掌２００ａとの接触がタッチセンサ１０１により検出されると、ペン１００での描画によるストロークの入力が開始されたと判断され、次のステップＳ４で、接触が検出された掌２００ａにおける被入力域２０２で、ＣＣＤ１０２により部分画像２０３が撮影され取り込まれる。
【００７４】
ステップＳ５で、移動検出部１０７は、取り込まれた部分画像２０３に顕在する特徴２０４の位置と、先に取り込まれた全被描画領域２０１ａに顕在する特徴２０４の位置とを比較し、次のステップＳ６で、ペン１００の位置、即ち、描画位置を検出し、その位置座標（ａ，ｂ）を、部分画像２０３の取込時点での描画位置（ｘ，ｙ）とみなす。
【００７５】
ステップＳ７で、移動検出部１０７がペン１００の位置の検出に失敗したと判断した場合、ステップＳ８に進み、検出異常出力部１１４によるＬＥＤの点滅又はバイブレーション（振動）等によって、検出失敗をユーザに通知し、ステップＳ２に戻る。そして、ペン１００の位置検出に成功するか、又は、電源がオフされるまで、ステップＳ２乃至ステップＳ８のループを繰り返す。
【００７６】
ステップＳ７で、移動検出部１０７がペン１００の位置の検出に成功した場合、ステップＳ９に進み、検出したペンの位置座標（ａ，ｂ）を、部分画像２０３の取込時点での描画位置（ｘ、ｙ）として一時的に記憶し、ステップＳ３に戻る。
【００７７】
そして、ステップＳ３で、タッチセンサ１０１による掌２００ａとの接触が検出されなくなるまで、ステップＳ３乃至ステップＳ９のループを繰り返すことによって、掌２００ａにおける被入力域２０２で、部分画像２０３がＣＣＤ１０２により逐次取り込まれ、移動検出部１０７は、ＣＣＤ１０２により取り込まれた複数の部分画像２０３に顕在する特徴の位置を比較して、ペン１００の位置の移動変化を検出する。
【００７８】
ステップＳ３で、タッチセンサによる接触が検出されない場合、図８に示すフローチャートのステップＳ１０に移行して、ストローク生成部１０８は、部分画像２０３の取込時点での描画位置（ｘ，ｙ）として記憶された複数のペン１００の位置座標（ａ，ｂ）を連結することによって筆跡情報（ストローク情報）を生成し、このストローク情報をストローク記憶部１０９に記憶する。
【００７９】
次のステップＳ１１で、文字認識開始を指示する入力がない場合、ステップＳ２に戻って次のストロークの入力を待ち、上述と同様にして、ストローク情報の生成と記憶とを継続する。
【００８０】
ステップＳ１１で、入力ボタン等により文字認識開始を指示し、又は、所定時間、例えば２秒間に亘り描画を実行しないと、認識指示入力部１１３から文字認識部１１０に文字認識開始の指示が送出される。これによって、文字認識部１１０は文字認識開始と判断する。認識指示入力部１１３から文字認識開始の指示がない場合、文字認識せずにステップＳ２に戻る。
【００８１】
文字認識部１１０は、ステップＳ１１で、文字認識開始と判断した場合、次のステップＳ１２で、文字認識されていないストローク群を復元するストローク情報をストローク記憶部１０９から読み出して文字認識処理を実行し、ステップＳ１３で、文字認識処理により検索された最近似文字に対応する文字コードにストローク情報を変換し、ステップＳ１４で、このストローク情報から変換された文字コードを、認識結果として文字列記憶部１１１に記憶する。
【００８２】
これによって、文字認識処理毎に文字コードが認識結果として文字列記憶部１１１に蓄積されるので、一連のストローク入力によるコード化文字列を文字列記憶部１１１に記憶することができる。
【００８３】
このように文字列記憶部１１１に記憶された文字コードは、表示部１４に逐次送出され、ステップＳ１５で、掌２００ａに描画した図形文字が文字（フォント）表示される。
【００８４】
次のステップＳ１６で、認識結果の送信指示がなかった場合、そのままステップＳ２に戻り、このステップＳ２で電源がオフ状態にされるまで、ストローク情報の生成及び記憶並びに文字認識処理及びコード化文字列の蓄積を継続する。
【００８５】
ステップＳ１６で、認識結果の送信指示があった場合、次のステップＳ１７に進み、送信処理部１１２は、文字列記憶部１１１に記憶されたコード化文字列を読み出し、送信指示を送出したＰＤＡ等の外部機器に、Bluetooth規格に基づく無線技術によりコード化文字列を送信してからステップＳ２に戻る。そして、このステップＳ２で、電源がオフ状態とされたとき、ストローク情報の生成を終了する。
【００８６】
以上説明したように、本発明に係る筆跡情報生成方法によれば、この被描画表面への描画から生成されたストローク情報より文字情報及び図形情報等を取得することができるため、これら文字情報及び図形情報等をコード変換してＰＤＡ等の外部機器に伝送入力することができる。従って、従来のフリーハンドによる入力が可能な装置では必須であったタッチパネル方式の入力装置又は特殊用紙等の特別な装置を必要とせずに、フリーハンドによる文字入力を各種情報機器で実現することができるようになる。
【００８７】
なお、本実施形態では、表示部としてＬＣＤ１０４を例示したが、本発明における表示手段は、特にＬＣＤに限定されることはなく、画像表示機能を備えた有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置及び電子ペーパー等の省電力化及び小型化が可能な薄型表示装置であれば良い。
【００８８】
また、本実施形態では、外部機器へのコード化文字列の伝送入力例として、Bluetooth規格に準拠したＰＤＡ等の情報機器との通信を例示したが、外部機器にコード化文字列を電子メールとして送信するように構成しても、本実施形態と同じ作用効果を得ることができる。
【００８９】
本発明に係る文字入力装置を適用可能な外部機器は、特にＰＤＡ等の情報機器に限定されず、携帯電話及び電子レンジ等の一般家電製品にも適用することができる。
【００９０】
例えば、本発明に係る文字入力装置による文字入力機能を携帯電話に内蔵することによって、この携帯電話に付属されるペン型文字入力装置を用いて入力された文字列を、この携帯電話に予め記憶されたアドレス帳、電話帳及びメモ帳等への文字入力又は電子メール作成及び編集用の文字情報として、直接入力することもできる。
【００９１】
これによって、携帯電話の限られた数の小さなボタンを操作することなくアドレス帳、電話帳、メモ帳及び電子メール等の作成及び編集を、１本の小さなペンのみで実行することができるので、携帯電話に付与された「場所と時間を選ばずに情報処理可能である」という機能をフル活用できるようになる。
【００９２】
この場合、送信処理部１１２は、携帯電話で使用可能な公知のＣＤＭＡ規格に準拠した無線方式により通信可能に構成されるか、又は、携帯電話に通常実装される赤外線通信ポートを転用可能に構成される。
【００９３】
また、例えば、上述した携帯電話の構成を応用し、本発明に係る文字入力装置の文字入力機能を電子レンジ等の所謂情報家電に内蔵することによって、高機能化された電子レンジ等にレシピ等を入力する場合にも便利に利用できる。
【００９４】
本実施形態では、被描画表面として掌２００ａを例示したが、本発明に係る文字入力装置による描画が可能な被描画表面は、特に掌に限定されることはなく、掌紋のように位置座標設定の基準となり得る特徴が顕在し、かつ、接触検出手段による接触検出が可能な程度の強度を備えていれば、その素材及び形状は特に限定されず、例えば、任意の文字情報が印刷された文書等の記録紙、模様がプリントされた壁紙等の特殊用紙及び布並びに木目の板材表面及び模様が形成された樹脂板表面等であっても、被描画表面として使用することができる。
【００９５】
[２]第２の実施形態
図９は、本発明の第２の実施形態としての文字入力装置３００の構成例を示すブロック図である。この第２の実施形態としての文字入力装置３００は、画像入力部１０２が被描画領域検出部１０５にも接続され、上述した文字入力装置１００で全体画像入力部１０３に割り当てられていた機能が、画像入力部１０２に割り当てられている点で、文字入力装置１００と相違する。
【００９６】
よって、図９に示すブロック図において、文字入力装置１００と同じ機能には、図２に示すブロック図と同一符号を付与して詳細説明を省略し、以下、文字入力装置１００との相違点についてのみ説明する。
【００９７】
文字入力装置３００は、図１に示したペン１００と同様の外観形状に構成され、上述したように、画像入力部１０２、即ち、ペン先近傍に設置されたＣＣＤ１０２にＣＣＤ１０３、即ち、全体画像入力手段の機能を割り当てるように構成される。よって、文字入力装置３００（以下、ペン３００と記載）には、ＣＣＤ１０３は実装されない。
【００９８】
ペン３００を使用する場合、電源をオン状態にした後、ＣＣＤ１０２を被描画表面２００に向け、被入力域２０２で全被描画領域２０１を塗りつぶすようにペン３００を一定時間移動させることによって、ＣＣＤ１０２は、全被描画領域２０１の画像を複数の部分画像として逐次分割入力することができる。
【００９９】
被描画領域検出部１０５は、このＣＣＤ１０２に接続され、ＣＣＤ１０２により分割入力された複数の部分画像から全被描画領域２０１の画像を再構成して全被描画領域２０１を検出する。
【０１００】
この構成によって、本実施形態に係るペン３００によれば、ＣＣＤの実装個数を１個に削減することができるので、ペン１００と比較して、より安価に製造することができる。また、部品数の減少により故障率も減少させることが可能となる。
【０１０１】
[３]第３の実施形態
図１０は、本発明の第３の実施形態としての文字入力装置４００の構成例を示すブロック図である。この第３の実施形態としての文字入力装置４００は、認証パターン記憶手段として機能するユーザ情報記憶部４０１と、認証手段として機能するユーザ認証部４０２とを更に備えている点で、文字入力装置３００と相違する。
【０１０２】
よって、図１０に示すブロック図において、文字入力装置３００と同じ機能には、図９に示すブロック図と同一符号を付与して説明を省略し、以下、文字入力装置３００との相違点についてのみ説明する。
【０１０３】
文字入力装置４００は、図９に示したペン３００と同様の外観形状に構成され、上述したように、ユーザ情報記憶部４０１と、ユーザ認証部４０２とを備える。ユーザ情報記憶部４０１はユーザ認証部４０２に接続され、ＣＣＤ１０２から取り込まれる部分画像に顕在する特徴と比較するための認証パターンを記憶する。被描画表面２００として掌２００ａを使用する場合、ユーザの掌２００ａに顕在する掌紋２０４を認証パターンとして予めユーザ情報記憶部４０１に記憶する。
【０１０４】
ユーザ認証部４０２は、ユーザ情報記憶部４０１、ＣＣＤ１０２及び被描画領域検出部１０５に接続され、ユーザ情報記憶部４０１に認証パターンとして記憶された掌紋２０４と、ＣＣＤ１０２から取り込まれた部分画像に顕在する掌紋２０４とを比較照合し、この照合結果に基づいて認証／拒絶を判断する。
【０１０５】
ユーザ認証部４０２により認証と判断された場合、移動検出部１０７は、ペン４００の位置を検出し、この検出結果より描画位置の移動変化を検出する。これによりストローク生成部１０８は、ユーザ認証部４０２により認証と判断された場合にのみ、ストローク情報を生成することができるようになる。
【０１０６】
一方、ユーザ認証部４０２により拒絶と判断された場合、移動検出部１０７の動作は無効化されるので、ストローク生成部１０８は、ストローク情報を生成することができない。
【０１０７】
従って、本実施形態に係るペン４００によれば、認証パターンとして指紋又は掌紋等をユーザ情報記憶部４０１に予め記憶させてユーザとして登録された者のみに限定し、ペン４００による文字入力機能を有効化させて使用可能とすることができる。このため、文字入力装置に情報漏洩対策を施すようなセキュリティが重視される場合に、便利に利用できる。
【０１０８】
以上、本発明の実施形態及びその効果について詳細に説明してきたが、本発明は、これら第１乃至第３の実施形態の構成に限定されるものではなく、本願明細書に添付した特許請求の範囲により規定された本発明の適用範囲から逸脱せずに、上述した実施形態の構成が有する機能を達成可能な構成であれば、どのようなものであっても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明に係る文字入力装置の構成例を示す略式概念図である。
【図２】文字入力装置１００の構成例を示すブロック図である。
【図３】文字入力装置１００の使用例を示す略式概念図である。
【図４】全被描画領域２０１の画像入力例を示す略式概念図である。
【図５】描画位置の特定方法を説明する図である。
【図６】描画位置の移動変化の検出方法を説明する図である。
【図７】文字入力装置１００による筆跡情報生成例を示すフローチャート（その１）である。
【図８】文字入力装置１００による筆跡情報生成例を示すフローチャート（その２）である。
【図９】文字入力装置３００の構成例を示すブロック図である。
【図１０】文字入力装置４００の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１００，３００，４００・・・文字入力装置、１０１・・・接触検出手段、１０２・・・画像入力手段、１０３・・・全体画像入力手段、１０４・・・表示手段、１０５・・・被描画領域検出手段、１０６・・・被描画領域記憶手段、１０７・・・移動検出手段、１０８・・・筆跡情報生成手段、１０９・・・筆跡情報記憶手段、１１０・・・文字認識手段、１１１・・・文字列記憶手段、１１２・・・送信手段、２００・・・被描画表面、２０１・・・全被描画領域、２０２・・・部分画像、２０３・・・被入力域、２０４・・・部分画像に顕在する特徴、２０５・・・筆跡情報、４０１・・・認証パターン記憶手段、４０２・・・認証手段
【図１】
2005128940.tif 000003
【図２】
2005128940.tif 000004
【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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【図１０】
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