(57)【要約】【課題】利用者の所望する経路の距離情報を提供する電子ペン及びスキャナ並びにそれらに用いられるプログラムを提供する。【解決手段】利用者が電子ペン１で、専用紙２０上の地図エリア１００をなぞると、電子ペン１は、電子ペン１でなぞった経路（軌跡）に沿って時系列順位を有する位置座標を演算し、さらに、区間分けして補間関数を求め、各補間関数の線積分値の積算値と縮尺値に基づいて、地図エリア１００になぞられた経路における地表上の距離を演算し、スピーカ１０で報知する。このように、電子ペン１は、利用者の所望する経路における地表上の距離を演算して音声等により利用者に報知することができる。【選択図】図８
2009009287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コード化パターンが印刷された媒体を読み取る電子ペンであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて筆跡に応じた距離を演算する距離演算手段と
を備えることを特徴とする電子ペン。
【請求項２】
コード化パターンが印刷された媒体を読み取る電子ペンであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて筆跡に応じた距離を演算する距離演算手段とを備えることを特徴とする電子ペン。
【請求項３】
地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取る電子ペンであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記地図エリア上の筆跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段と
を備えることを特徴とする電子ペン。
【請求項４】
地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取る電子ペンであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記地図エリア上の筆跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段と
を備えることを特徴とする電子ペン。
【請求項５】
前記補間関数は、スプライン関数又はラグランジュ関数であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電子ペン。
【請求項６】
さらに、前記距離演算手段によって演算された前記距離を報知する報知手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の電子ペン。
【請求項７】
前記地図エリアを識別するコード化パターンアドレスと、前記地図エリアの縮尺値とを対応付けた縮尺情報を記憶する記憶手段をさらに備え、  前記距離演算手段は、筆跡に応じた距離と、前記記憶手段から読み取られた、前記地図エリアにおけるコード化パターンアドレスに対応付けられた縮尺値とに基づいて、地表上の距離を演算することを特徴とする請求項３又は４に記載の電子ペン。
【請求項８】
コード化パターンが印刷された媒体を読み取る電子ペンにより実行されるプログラムであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記電子ペンによる筆跡に応じた距離を演算する距離演算手段
として前記電子ペンを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
コード化パターンが印刷された媒体を読み取る電子ペンにより実行されるプログラムであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記電子ペンによる筆跡に応じた距離を演算する距離演算手段
として前記電子ペンを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取る電子ペンにより実行されるプログラムであって、
前記媒体の接触状態を検出する接触検出手段、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて筆跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段として前記電子ペンを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取る電子ペンにより実行されるプログラムであって、
前記媒体の接触状態を検出する接触検出手段、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて筆跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段
として前記電子ペンを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
コード化パターンが印刷された媒体を読み取るスキャナであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する距離演算手段と
を備えることを特徴とするスキャナ。
【請求項１３】
コード化パターンが印刷された媒体を読み取るスキャナであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する距離演算手段と
を備えることを特徴とするスキャナ。
【請求項１４】
地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取るスキャナであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段と
を備えることを特徴とするスキャナ。
【請求項１５】
地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取るスキャナであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段と
を備えることを特徴とするスキャナ。
【請求項１６】
コード化パターンが印刷された媒体を読み取るスキャナにより実行されるプログラムであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記スキャナが前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する距離演算手段
として前記スキャナを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１７】
コード化パターンが印刷された媒体を読み取るスキャナにより実行されるプログラムであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記スキャナが前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する距離演算手段
として前記スキャナを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取るスキャナにより実行されるプログラムであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記スキャナが前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段
として前記スキャナを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１９】
地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取るスキャナにより実行されるプログラムであって、
前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、
前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、
前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記スキャナが前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段
として前記スキャナを機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ペンにより電子ペン用媒体等に印刷された地図上の距離情報を提供する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、「電子ペン」、「デジタルペン」などと呼ばれるペン型入力デバイスが登場しており（以下、本明細書では「電子ペン」と呼ぶ。）、その代表的なものとしてスウェーデンのAnoto 社が開発した「アノトペン（Anoto pen ）」が知られている（特許文献１参照）。アノトペンは、所定のドットパターンが印刷された専用紙と共に使用される。アノトペンは、通常のインクタイプのペン先部に加えて、専用紙上のドットパターンを読み取るための小型カメラと、データ通信ユニットを搭載している。利用者が専用紙上にアノトペンで文字などを書いたり、専用紙上に図案化されている画像にチェックマークを記入したりすると、ペンの移動に伴って小型カメラが専用紙に印刷されたドットパターンを検出し、利用者が書き込んだ文字、画像などの記入情報が取得される。この記入情報が、データ通信ユニットによりアノトペンから近くのパーソナルコンピュータや携帯電話などの端末装置に送信される。このアノトペンを利用したシステムは、キーボードに代わる入力デバイスとして利用することが可能であり、上述のパーソナルコンピュータやキーボードの使用に抵抗がある利用者にとっては非常に使いやすい。そのため、現在、各種ビジネス上の書類、申込書、契約書等に記入されたデータをデジタル化する手法として、電子ペンを利用したシステムが普及しつつある（例えば、特許文献２）。
【０００３】
本出願人は、Anoto 社の技術に見られるような電子ペンを用い、地図が印刷されている上記専用紙上で、利用者が上記電子ペンで出発地と目的地とを指定すると、出発地から目的地までの経路と、当該経路の距離情報を提供する地理的情報提供システムを提案している（特許文献３参照）。また、本出願人の提案以前においても、建設現場や測量会社、地図会社において、図面から長さ等を求める場面が多くあるため、デジタイザによる座標入力装置を用い、スタイラスペンによってパネルをヒットして座標値を入力することで、例えば建築図面における長さを求める技術が提案されている（特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５１１７６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３６１２号公報
【特許文献３】特開２００４−４６４２４号公報
【特許文献４】特公平３−５０２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の地理的情報提供システムでは、出発地の緯度経度情報と目的地の緯度経度情報とに基づいて、出発地から目的地までの最短直線経路を算出している。従って、この地理的情報提供システムは、最短直線経路以外の経路の距離情報を算出しないため、必ずしも利用者の所望の経路に関する距離情報を提供することができないという問題点があった。上記のデジタイザによる座標入力装置も同様に、単にスタイラスペンによってパネルをヒットして入力された座標値間の長さを求めるにとどまるものであった。
【０００６】
そこで本発明は、利用者の所望する経路の距離情報を提供する電子ペン及びスキャナ並びにそれらに用いられるプログラム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】
【０００７】
本発明に係る電子ペンは、コード化パターンが印刷された媒体を読み取る電子ペンであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて筆跡に応じた距離を求める距離演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、利用者が電子ペンにより媒体に記入すると、接触検出手段が電子ペン自身による媒体への接触状態を検出する。位置座標演算手段は、接触検出手段によって接触状態が検出されている間、媒体に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する。さらに、距離演算手段は、補間関数による補間の適用を可能とするため、位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて筆跡に応じた距離を演算する。したがって、利用者が電子ペンで媒体に記入すると、電子ペン自体が、その記入された筆跡下に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して位置座標を演算し、その位置座標に基づいて、筆跡に応じた距離を演算するため、利用者の所望する筆跡に応じた距離を精度よく演算することができる。
【０００９】
また、本発明に係る電子ペンは、コード化パターンが印刷された媒体を読み取る電子ペンであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて筆跡に応じた距離を求める距離演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、利用者が電子ペンにより媒体に記入すると、接触検出手段が電子ペン自身による媒体への接触状態を検出する。位置座標演算手段は、接触検出手段によって接触状態が検出されている間、媒体に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する。さらに、距離演算手段は、補間関数による補間の適用を可能とするため、位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けし、なお且つ、滑らかな曲線で筆跡を再現性よく補間するため、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて筆跡に応じた距離を演算する。したがって、利用者が電子ペンで媒体に記入すると、電子ペン自体が、その記入された筆跡下に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して位置座標を演算し、その位置座標に基づいて、筆跡に応じた距離を演算するため、利用者の所望する筆跡の距離を精度よく演算することができる。
【００１１】
または、本発明に係る電子ペンは、地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取る電子ペンであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記地図エリア上の筆跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、利用者が電子ペンにより媒体の地図エリアに記入すると、接触検出手段が電子ペン自身による媒体への接触状態を検出する。位置座標演算手段は、接触検出手段によって接触状態が検出されている間、媒体に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する。さらに、距離演算手段は、補間関数による補間の適用を可能とするため、位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて地図エリア上の筆跡に対応する地表上の距離を演算する。したがって、利用者が実際の距離を知りたい経路を地図エリア上に電子ペンで記入すると、電子ペン自体が、その記入された経路下に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して位置座標を演算し、その位置座標に基づいて、記入された経路に対応する地表上の距離を演算するため、利用者の所望する経路の距離を精度よく演算することができる。
【００１３】
または、本発明に係る電子ペンは、地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取る電子ペンであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、前記地図エリア上の筆跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、利用者が電子ペンにより媒体の地図エリアに記入すると、接触検出手段が電子ペン自身による媒体への接触状態を検出する。位置座標演算手段は、接触検出手段によって接触状態が検出されている間、媒体に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する。さらに、距離演算手段は、位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように、区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、地図エリア上の筆跡に対応する地表上の距離を演算する。したがって、利用者が実際の距離を知りたい経路を地図エリア上に電子ペンで記入すると、電子ペン自体が、その記入された経路下に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して位置座標を演算し、その位置座標に基づいて、記入された経路に対応する地表上の距離を演算するため、利用者の所望する経路の距離を精度よく演算することができる。
【００１５】
さらに、上記電子ペンにおいて、補間関数は、スプライン関数又はラグランジュ関数であることを特徴とする。この場合、電子ペンは、位置座標間を滑らかな曲線で結んだ距離を演算することができる。
【００１６】
さらに、上記電子ペンにおいて、距離演算手段によって演算された距離を報知する報知手段を備えるとよい。これにより、利用者は、距離演算手段によって演算された距離を認識することができる。
【００１７】
さらに、上記電子ペンにおいて、前記地図エリアを識別するコード化パターンアドレスと、前記地図エリアの縮尺値とを対応付けた縮尺情報を記憶する記憶手段をさらに備え、前記距離演算手段は、筆跡に応じた距離と、前記記憶手段から読み取られた、前記地図エリアにおけるコード化パターンアドレスに対応付けられた縮尺値とに基づいて、地表上の距離を演算することを特徴とする。この場合、電子ペンは、記憶手段に記憶された縮尺情報を参照して、地表上の距離を演算することができる。
【００１８】
また、本発明に係るプログラムは、コード化パターンが印刷された媒体を読み取る電子ペンにより実行されるプログラムであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて筆跡に応じた距離を演算する距離演算手段として前記電子ペンを機能させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係るプログラムは、コード化パターンが印刷された媒体を読み取る電子ペンにより実行されるプログラムであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記電子ペンによる筆跡に応じた距離を演算する距離演算手段として前記電子ペンを機能させることを特徴とする。
【００２０】
あるいは、本発明に係るプログラムは、地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取る電子ペンにより実行されるプログラムであって、前記媒体の接触状態を検出する接触検出手段、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記電子ペンによる筆跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段として前記電子ペンを機能させることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係るプログラムは、地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取る電子ペンにより実行されるプログラムであって、前記媒体の接触状態を検出する接触検出手段、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記電子ペンによる筆跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段として前記電子ペンを機能させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係るスキャナは、コード化パターンが印刷された媒体を読み取るスキャナであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間後に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する距離演算手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本スキャナの構成によれば、利用者がスキャナを媒体上で移動させると、接触検出手段がスキャナ自身による媒体への接触状態を検出する。位置座標演算手段は、接触検出手段によって接触状態が検出されている間、媒体に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する。さらに、距離演算手段は、位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する。したがって、利用者がスキャナを媒体上で移動させると、スキャナ自体が、その移動軌跡下に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して位置座標を演算し、その位置座標に基づいて、移動した軌跡の距離を演算するため、利用者の所望する経路の距離を精度よく演算することができる。
【００２４】
また、本発明に係るスキャナは、コード化パターンが印刷された媒体を読み取るスキャナであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する距離演算手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
本スキャナの構成によれば、利用者がスキャナを媒体上で移動させると、接触検出手段がスキャナ自身による媒体への接触状態を検出する。位置座標演算手段は、接触検出手段によって接触状態が検出されている間、媒体に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する。さらに、距離演算手段は、位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する。したがって、利用者がスキャナを媒体上で移動させると、スキャナ自体が、その移動軌跡下に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して位置座標を演算し、その位置座標に基づいて、移動した軌跡の距離を演算するため、利用者の所望する経路の距離を精度よく演算することができる。
【００２６】
また、本発明に係るスキャナは、地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取るスキャナであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、利用者がスキャナを媒体の地図エリア上で移動させると、接触検出手段がスキャナ自身による媒体への接触状態を検出する。位置座標演算手段は、接触検出手段によって接触状態が検出されている間、媒体に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する。さらに、距離演算手段は、位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する。したがって、利用者が実際の距離を知りたい経路の地図エリア上でスキャナを移動させると、スキャナ自体が、その移動経路下に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して位置座標を演算し、その位置座標に基づいて、移動による軌跡で表される経路に対応する地表上の距離を演算するため、利用者の所望する経路の距離を精度よく演算することができる。
【００２８】
また、本発明に係るスキャナは、地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取るスキャナであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段と、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段と、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段とを備えることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、利用者がスキャナを媒体の地図エリア上で移動させると、接触検出手段がスキャナ自身による媒体への接触状態を検出する。位置座標演算手段は、接触検出手段によって接触状態が検出されている間、媒体に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する。さらに、距離演算手段は、位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する。したがって、利用者が地表上の距離を知りたい経路の地図エリア上でスキャナを移動させると、スキャナ自体が、その移動経路下に印刷されているコード化パターンを局所的に撮像して位置座標を演算し、その位置座標に基づいて、移動による軌跡で表される経路に対応する地表上の距離を演算するため、利用者の所望する経路の距離を精度よく演算することができる。
【００３０】
また、本発明に係るプログラムは、コード化パターンが印刷された媒体を読み取るスキャナにより実行されるプログラムであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて前記スキャナが前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する距離演算手段として前記スキャナを機能させることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明に係るプログラムは、コード化パターンが印刷された媒体を読み取るスキャナにより実行されるプログラムであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記スキャナが前記媒体上を移動した軌跡に応じた距離を演算する距離演算手段として前記スキャナを機能させることを特徴とする。
【００３２】
または、本発明に係るプログラムは、地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取るスキャナにより実行されるプログラムであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記スキャナが前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段として前記スキャナを機能させることを特徴とする。
【００３３】
または、本発明に係るプログラムは、地図エリアとコード化パターンとが重ねて印刷された媒体を読み取るスキャナにより実行されるプログラムであって、前記媒体への接触状態を検出する接触検出手段、前記接触検出手段によって接触状態が検出されている間、前記コード化パターンを局所的に撮像して、その位置座標を演算する位置座標演算手段、前記位置座標演算手段によって演算された複数の位置座標を、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないように区間分けしたうえで、区間毎に補間関数で補間をかけ、各補間関数の線積分値に基づいて、前記スキャナが前記地図エリア上を移動した軌跡に対応する地表上の距離を演算する距離演算手段として前記スキャナを機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る電子ペン及びスキャナ並びにそれらに用いられるプログラムによれば、利用者の操作に応じて、地図エリア等の媒体上に記入等をした際に、当該記入等による軌跡の位置座標を演算しつつ軌跡の距離を演算する。この際、電子ペンやスキャナで取得した離散的な位置座標を補間することによって、実際に描いた軌跡に近づけ、より正確に道のりを求めることができる。これにより、電子ペンやスキャナは、利用者の所望の経路に関する距離を精度よく演算することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００３６】
＜第１実施形態＞
図１は電子ペン１の使用形態を示す説明図である。専用紙２０には、ドットパターン（コード化パターン）が印刷されている。電子ペン１は、通常のインクペンと同様のペン先部６を備えており、利用者が通常のインクペンと同様にペン先部６によって専用紙２０に文字や絵柄などを書くと、電子ペン１は、ペン先部６の移動した軌跡（筆跡）に沿って、専用紙２０に印刷されたドットパターンを局所的、連続的に読み取り、専用紙２０におけるその局所位置の座標を演算し、その座標データともに、電子ペン１を識別する電子ペン識別ＩＤ、筆記された時刻情報（タイムスタンプ）等を関連付ける。
【００３７】
［専用紙］
まず、専用紙２０について説明する。専用紙２０は、用紙にドットパターンが印刷され、さらにその上に罫線や記入枠、地図などの図案や項目、文言、イラスト等が印刷されたものである。ドットパターンは、赤外線を吸収するカーボンを含んだインキにより印刷される。また、図案等は、カーボンを含まない通常のインキにより印刷される。ドットパターンと図案等とは用紙に対して同時に印刷してもよいし、どちらかを先に印刷してもよい。
【００３８】
図２に本実施形態で使用する地図等が印刷された専用紙２０の例を示す。図２に示す専用紙２０は、地図を表示する地図エリア１００を有する。ドットパターンは、専用紙２０のほぼ全面に印刷されており、その上に地図の図柄、建物名称等の文字、地図記号等がカーボンを含まない通常のインキにより印刷されている。利用者はドットパターンを意識することなく、電子ペン１を用いてこの地図エリア１００に出発地から目的地までの所望の経路を記入する。
【００３９】
［ドットパターン］
続いて、ドットパターンについて説明する。電子ペン１によって読み取られるドットパターンは、上述のアノト技術を採用している。図３は、専用紙２０に印刷されるドットパターンのドットの位置とそのドットが変換される値との関係を説明する図である。図３に示すように、ドットパターンの各ドットは、その位置によって所定の値に対応付けられている。すなわち、ドットの位置を格子の基準位置（縦線及び横線の交差点：格子点）から上下左右のどの方向にシフトされているかによって、各ドットは、０〜３の値に対応付けられている。また、各ドットの値は、さらに、Ｘ座標用の第１ビット値及びＹ座標用の第２ビット値に変換される。このようにして対応付けられた情報の組合せにより、ドットパターンは、専用紙２０における位置座標が決定されるよう構成されている。
【００４０】
図４（ａ）は、専用紙２０における、ある局所部のドットパターンの配列を示している。図４（ａ）に示すように、縦横約２mmの範囲内に６×６個のドットが、専用紙２０上のどの部分から６×６ドットを取ってもユニークなパターンとなるように配置されている。これら３６（＝６×６）個のドットにより形成されるドットパターンは位置座標（例えば、そのドットパターンがその専用紙２０上のどの位置にあるのか）を保持している。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す各ドットを、格子の基準位置からのシフト方向によって、図３に示す規則性に基づいて対応づけられた値に変換したものである。この変換は、ドットパターンの画像を撮影する電子ペン１によって行われる。
【００４１】
［電子ペン］
次に電子ペン１について説明する。図５に示すように、電子ペン１は、その筐体７の内部に、プロセッサ８、メモリ９、スピーカ１０、データ通信ユニット１１、バッテリー１２、ＬＥＤ１３、ＣＭＯＳカメラ１４、クロック１５、圧力センサ１６、及びインクカートリッジ１７を備える。インクカートリッジ１７の先端は、ペン先部６となっており、利用者は、電子ペン１のペン先部６を専用紙２０に当接させながら経路や文字、絵柄を描くことができる。
【００４２】
ＬＥＤ１３とＣＭＯＳカメラ１４は、電子ペン１のペン先部６付近に取り付けられており、筐体７におけるＬＥＤ１３及びＣＭＯＳカメラ１４と対向する部分には、開口部１８が形成されている。ＬＥＤ１３は、専用紙２０上のペン先部６近傍（領域１９：図１参照）に向けて赤外線を照明する。領域１９は、ペン先部６が専用紙２０に接触する位置とはわずかにずれている。カメラ１４は、ＬＥＤ１３によって照明された領域１９内におけるドットパターンを撮影し、そのドットパターンの画像データをプロセッサ８に供給する。ここで、カーボンは赤外線を吸収するため、ＬＥＤ１３によって照射された赤外線は、ドットに含まれるカーボンによって吸収される。そのため、ドットの部分は、赤外線の反射量が少なく、ドット以外の部分は赤外線の反射量が多い。したがって、カメラ１４の撮影により、赤外線の反射量の違いから閾値を設けることによって、カーボンを含むドットの領域とそれ以外の領域を区別することができる。したがって、たとえ撮影領域に罫線や枠などが印刷されてあったとしても、罫線や枠などのインクには、カーボンが含まれていないため、ドットパターンを認識することができる。なお、カメラ１４による撮影領域は、図４（ａ）に示すような約２mm×約２mmの大きさを含む範囲であり、カメラ１４の撮影は毎秒７５回行われる。
【００４３】
バッテリー１２は電子ペン１内の各部品に電力を供給するためのものであり、例えば電子ペン１のキャップ（図示せず）の脱着により電子ペン１自体の電源のオン／オフを行うよう構成させてもよい。圧力センサ１６は、利用者が電子ペン１により専用紙２０上に文字などを書く際にペン先部６に与えられる圧力、即ち筆圧を検出し、プロセッサ８へ供給する。
【００４４】
プロセッサ８は、圧力センサ１６から与えられる筆圧データに基づいて、ＬＥＤ１３及びカメラ１４のスイッチのオン／オフを切換える。即ち、利用者が電子ペン１で専用紙２０上に文字などを書くと、ペン先部６には筆圧がかかり、圧力センサ１６によって所定値以上の筆圧が検出されたときに、プロセッサ８は、利用者が記入を開始したと判定して、ＬＥＤ１３及びカメラ１４を作動させる。
【００４５】
プロセッサ８は、利用者の記入が行われる間、カメラ１４によって供給される画像データのドットパターンから、利用者が記入するストローク（筆跡）の専用紙２０上におけるＸ，Ｙ座標（単に「座標データ」とも呼ぶ）を連続的に演算していく。すなわち、プロセッサ８は、カメラ１４によって供給される、図４（ａ）に示されるようなドットパターンの画像データを図４（ｂ）に示すデータ配列に変換し、さらに、Ｘ座標ビット値・Ｙ座標ビット値に変換して、そのデータ配列から所定の演算方法によりＸ，Ｙ座標データを演算する。そしてプロセッサ８は、クロック１５から発信される現在時刻（タイムスタンプ）、筆圧データ及びＸ，Ｙ座標データとを関連付ける。なお、専用紙２０における６×６のドットパターンは、その専用紙２０内で重複することはないため、利用者が電子ペン１で必要事項を記入すると、記入された位置が専用紙２０のどの位置に当たるかを、プロセッサ８による座標演算により特定することができる。また、プロセッサ８は、地図エリア１００が印刷された専用紙２０の頁ごと或いは種類ごとに設定されているドットパターンアドレスをドットパタンの配列から演算する。座標データには、利用者が電子ペン１を用いて記入した時刻情報（タイムスタンプ）が関連付けられており、座標データは、経時的な情報を有し、時系列順に配列される。
【００４６】
メモリ９には、電子ペン１を識別するための電子ペン識別ＩＤが記憶されており、また、プロセッサ１１によって演算される座標データが時刻情報（タイムスタンプ）と共に時系列順に配列されて記憶されていく。スピーカ１０は、プロセッサ８によって指示された内容を音声で出力する。
【００４７】
ここで、電子ペン１が有する機能について図６を参照して説明する。図６は、電子ペン１の主要な構成を示す機能ブロック図である。電子ペン１は、取得したＸ，Ｙ座標データに基づいて、専用アプリケーションを実行することで所定の処理を行う。
【００４８】
図６に示すように、電子ペン１は、機能的には、情報記憶手段５８、接触検出手段６０、位置座標演算手段６１、アドレス取得手段６２、距離演算手段６３、データ通信手段６４、及び報知手段６５を備える。情報記憶手段５８は、物理的には、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ１２によって構成され、接触検出手段６０は、ペン先部６が専用紙２０に接触していることを検出するための圧力センサ１６、プロセッサ８等によって構成される。また、位置座標演算手段６１及びアドレス取得手段６２は、カメラ１４、メモリ９及びプロセッサ８等によって構成される。距離演算手段６３は、プロセッサ８等によって構成される。そして、データ通信手段６４は、データ通信ユニット１１によって構成され、報知手段６５は、プロセッサ８及びスピーカ１０によって構成される。
【００４９】
情報記憶手段５８は、ドットパターンアドレス（コード化パターンアドレス）で特定される地図エリア１００に印刷された地図の縮尺値を、そのドットパターンアドレスに対応付けた縮尺情報として記憶している。また、情報記憶手段５８は、位置座標演算手段６１が演算した座標データや、距離演算手段６３によって演算された距離等を記憶する。
【００５０】
接触検出手段６０は、圧力センサ１６で検出された筆圧が所定値以上であることを条件として、電子ペン１のペン先部６が専用紙２０に接触した状態であることを検出し、位置座標演算手段６１及びアドレス取得手段６２に伝送する。位置座標演算手段６１は、接触検出手段６０によってペン先部６が専用紙２０に接触している状態であると検出されている間、すなわち、電子ペン１が専用紙２０の地図エリア１００に接触を開始して経路等が記入され、地図エリア１００から離れるまでの間、カメラ１４によって局所的にペン先部６付近のドットパターンを撮像し続け（１秒間に７５回）、その画像データに基づいて専用紙２０上でのＸ，Ｙ座標データを連続的に演算し続け、距離演算手段６３に伝送するほか、情報記憶手段５８に記憶する。
【００５１】
アドレス取得手段６２は、電子ペン１が地図エリア１００へ接触したことを接触検出手段６０が検出した際に、ドットパターンの画像データに基づいて、専用紙２０の種類毎ないし頁毎に設定されるドットパターンアドレスを求め、距離演算手段６３に伝送するほか、情報記憶手段５８に記憶させる。
【００５２】
距離演算手段６３は、ペン先部６の専用紙２０への接触状態が接触検出手段６０によって検出されている間、ペン先部６が地図エリア１００に接触した位置（ペン・ダウン位置）から離脱する位置（ペン・アップ位置）までの、電子ペン１で専用紙２０の地図エリア１００になぞられる経路に沿って演算された複数の座標データに基づいて、経路（筆跡）の長さを演算し、さらに、その長さから地表上の距離（道のり）を演算し、情報記憶手段５８に記憶させる。すなわち、距離演算手段６３は、位置座標演算手段６１によって連続的に演算される複数の位置座標を用いて、ペン・ダウン位置からペン・アップ位置までの間に記入された筆跡の長さＬを演算する。
【００５３】
より具体的には、距離演算手段６３は、位置座標演算手段６１によって演算された、時系列的な順位を有する複数の離散的な位置座標データの座標点に対して、スプライン補間或いはラグランジュ補間を適用可能とするため、Ｘ座標の単調増加又は単調減少が連続するよう区間分けし、なおかつ、滑らかな曲線となるように補間関数を適用するため、連続する三つの座標点のなす角が閾値未満の座標点においても区間の境界として区間分けを行い、各区間で補間を適用して補間関数を求める。そのうえで、距離演算手段６３は、各区間の補間関数の線積分値を演算し、その積分値を積算することで精度よく筆跡の長さＬを求める。
【００５４】
それと合わせて、距離演算手段６３は、アドレス取得手段６２によって求められたドットパターンアドレスに基づいて、情報記憶手段５８に記憶された縮尺情報を参照して、そのドットパターンアドレスに対応した縮尺値ｃを読み取る。そして、距離演算手段６３は、上述のように演算した筆跡の長さＬと縮尺値ｃとから、ペン・ダウン位置からペン・アップ位置に至るまでの地表上の距離（道のり）Ｄを演算する。なお、情報記憶手段５８に記憶された縮尺情報は、地図における単位長さ当たりの地表上の距離（地図１ｃｍは、地表の○ｋｍに相当）であってもよいし、縮尺割合（１：２５０００、１／２５０００）であってもよい。
【００５５】
ここで、地表上の距離（道のり）Ｄを求めるために、地図上の長さに対して、縮尺情報に基づいて掛けるべき倍率をｓとすれば、
Ｄ  ＝  Ｌ  ×  ｓ
となり、例えば、縮尺率ｃ＝１／２５０００とすれば、
Ｄ  ＝  Ｌ  ×  ｓ  ＝  Ｌ  ×  １／ｃ
となる。
【００５６】
すなわち、距離演算手段６３は、接触検出手段６０の検出情報、位置座標演算手段６１による座標データ及びアドレス取得手段６２によるドットパターンアドレス情報によって、ペン先部６の離脱が認識された時点で、ペン・ダウン位置からペン・アップ位置まで電子ペン１で地図エリア１００がなぞられた筆跡に応じた地表上の距離（道のり）Ｄを演算し、報知手段６５（スピーカ１０）に伝送するほか、情報記憶手段５８に記憶する。
【００５７】
距離演算手段６３は、演算した地表上の距離（道のり）Ｄを、報知手段６５（スピーカ１０）に音声で報知させる。報知手段６５による案内メッセージ例としては「出発地から目的地までの道のりは、○○ｋｍです。」である。
【００５８】
なお、報知手段６５は、距離演算手段６３によって演算された地表上の距離（道のり）Ｄを別の端末装置で表示させるために、距離Ｄの情報をデータ通信手段６４によって端末装置へ送信するように構成してもよい。
【００５９】
電子ペン１は、ストローク処理用の専用アプリケーションがインストールされることにより、上述の各手段が構成される。
【００６０】
［専用アプリケーション］
次に、専用アプリケーション（プログラム）５５について図７を参照して説明する。図７は、専用アプリケーション５５のモジュール構成を示す。専用アプリケーション５５は、電子ペン１で専用紙２０になぞられる経路に沿って演算される座標データに基づいて所定の処理を実行するものであって、ダウンロード等により予め電子ペン１にインストールされている。
【００６１】
図７に示すように、専用アプリケーション５５は、接触検出モジュール３００、情報記憶モジュール３０１、位置座標演算モジュール３０２、アドレス取得モジュール３０３、距離演算モジュール３０４、報知モジュール３０５、及びデータ通信モジュール３０６を有する。
【００６２】
接触検出モジュール３００は、電子ペン１のペン先部６が専用紙２０に対して接触状態であることを、圧力センサ１６で検出された筆圧が所定値以上であることを条件として検出し、位置座標演算手段６１及びアドレス取得手段６２に伝送する機能を有し、電子ペン１に接触検出手段６０を構成させるモジュールである。
【００６３】
情報記憶モジュール３０１は、地図エリア１００を特定するためのドットパターンアドレスとその地図エリア１００の縮尺値とを対応付けた縮尺情報をメモリ９に記憶させる機能を有するほか、位置座標演算手段６１が演算した座標データや、距離演算手段６３によって演算された筆跡の長さや地表上の距離（道のり）等をメモリ９に記憶させる機能を有し、電子ペン１に情報記憶手段５８を構成させるモジュールである。
【００６４】
位置座標演算モジュール３０２は、接触検出手段６０によってペン先部６が専用紙２０に接触している状態であると検出されている間、カメラ１４によって局所的にペン先部６付近のドットパターンを撮像し続け、それで得られた画像データに基づいてＸ，Ｙ座標データを連続的に演算し続け、距離演算手段６３に伝送するほか、情報記憶手段５８に記憶する機能を有しており、電子ペン１に位置座標演算手段６１を構成させるモジュールである。
【００６５】
アドレス取得モジュール３０３は、電子ペン１が地図エリア１００へ接触したことを接触検出手段６０が検出した際に、ドットパターンの画像データに基づいて、専用紙２０の地図エリア１００が印刷された頁毎ないし種類毎に設定されるドットパターンアドレスを求め、距離演算手段６３に伝送するほか、情報記憶手段５８に記憶する機能を有し、電子ペン１にアドレス取得手段６２を構成させるモジュールである。
【００６６】
距離演算モジュール３０４は、ペン先部６が地図エリア１００に接触した位置（ペン・ダウン位置）から離脱する位置（ペン・アップ位置）まで電子ペン１で地図エリア１００になぞられる経路に沿って得られた時系列順位を有する座標データを区間分けして区間毎に補間関数を求め、各補間関数の線積分値を積算することで筆跡の長さを演算し、さらに、地表上の距離（道のり）Ｄを演算して、報知手段６５に伝送するほか、情報記憶手段５８に記憶させる機能を有し、電子ペン１に距離演算手段６３を構成させるモジュールである。
【００６７】
報知モジュール３０５は、距離演算手段６３によって演算された地表上の距離（道のり）Ｄをスピーカ１０に音声で報知させる機能を有し、電子ペン１に報知手段６５を構成させるモジュールである。なお、報知モジュール３０５を設ける代わりに、距離演算手段６３によって演算された地表上の距離（道のり）Ｄを別の端末装置で表示させるために、距離Ｄの情報をデータ通信手段６４によって端末装置へ送信させてもよい。
【００６８】
データ通信モジュール３０６は、端末装置等を介して専用アプリケーション５５をダウンロードしたり、距離演算手段６３によって演算された地表上の距離Ｄを別の端末装置で表示したりする等のために、端末装置とデータの送受信を行う機能を有し、電子ペン１にデータ通信手段６４を構成させるモジュールである。
【００６９】
［距離演算システムによる距離演算フロー］
次に、本実施形態の距離演算システムにより行われる距離演算フローについて図８及び図９を参照して説明する。図８は、電子ペン１でなぞられた筆跡のある専用紙２０を示す図である。図９は、電子ペン１における距離演算のフローチャートである。
【００７０】
ここで、本実施形態における距離演算とは、利用者が電子ペン１を専用紙２０の地図エリア１００に接触させてから離脱させるまでの間に、なぞった経路における地表上の距離（道のり）Ｄを算出し、その結果を通知する処理である。
【００７１】
図８に示すように、利用者は、電子ペン１のペン先部６により、専用紙２０の地図エリア１００上の出発地（接触開始点）７０１を指定する（ペン・ダウン）。すると、接触検出手段６０は、圧力センサ１６で検出された筆圧が所定値以上となったことで、電子ペン１のペン先部６が専用紙２０に接触したことを検出し、位置座標演算手段６１及びアドレス取得手段６２に伝送する。そして、利用者が地図エリア１００上の通過点７０２Ａ，７０２Ｂ，７０２Ｃ，７０２Ｄ，…を通って目的地（離脱点）７０３まで電子ペン１でなぞり、離脱点７０３で電子ペン１を専用紙２０から離す（ペン・アップ）まで、接触検出手段６０は、電子ペン１の接触を検出し続け、位置座標演算手段６１及びアドレス取得手段６２に伝送し続けることとなる。
【００７２】
そして、ペン・ダウンからペン・アップまでの間、位置座標演算手段６１は、カメラ１４によって接触開始点７０１からドットパターンの撮像を開始し、専用紙２０上での局所的なＸ，Ｙ座標データ（位置座標）の演算を続け、距離演算手段６３に伝送する。それとともに、アドレス取得手段６２は、ドットパターンの画像データからドットパターンアドレスを求め、距離演算手段６３に伝送する（ステップＳ１０１）。
【００７３】
利用者が電子ペン１を地図エリア１００から離脱させ、接触検出手段６０によってペン・アップが認識される（ステップＳ１０２）と、距離演算手段６３は、Ｘ，Ｙ座標データに基づいて地図エリア１００上の筆跡の長さを演算する（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０６）。具体的には、複数の座標データを、時系列順でＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けし（ステップＳ１０３）、次いで連続する三つの座標点でなす角を求めて、その角度が閾値（９０度）未満となる座標点でさらに区間分けする（ステップＳ１０４）。そして、各区間に対して、スプライン関数或いはラグランジュ関数等の補間関数を適用し、補間関数を求める（ステップＳ１０５）。続いて、各区間でその補間関数の線積分値を求め、さらに各積分値を積算して筆跡の長さＬを求める（ステップ１０６）。さらに距離演算手段６３は、ドットパターンアドレスに基づいて、情報記憶手段５８に記憶された縮尺情報を参照してそのドットパターンアドレスに対応した縮尺値ｃを読得り、筆跡の長さＬと縮尺値ｃとから、地表上の距離（道のり）Ｄを演算する（ステップＳ１０７）。
【００７４】
なお、通常、ドットパターンアドレスは専用紙２０の種類ないし頁毎に同一であり、ステップＳ２のアドレス取得手段６２により求められるドットパターンアドレスは変わらないため、ドットパターンアドレスを求めるのは最初の１回のみでもよいし、繰り返しドットパターンアドレスを求めて、何らかの原因によりドットパターンアドレスが変わった場合は距離演算手段６３に伝送することとしてもよい。また、ドットパターンアドレスが変わらない限り、距離演算手段６３が縮尺情報を参照して縮尺値を取得するのは、最初の１回のみでよい。
【００７５】
この方法では、電子ペン１が地図エリア１００から離れた後で、得られた座標データと縮尺値に基づいて地表上の距離（道のり）Ｄを演算することになる。そして、報知手段６５は、距離演算手段６３が演算して確定した接触開始点７０１から離脱点７０３までの地表上の距離（道のり）Ｄをスピーカ１０に音声で通知させる（ステップＳ１０８）。これにより、距離演算を終了する。
【００７６】
このように、利用者が電子ペン１を所望の経路に沿って地図エリア１００上でなぞると、それに応じて、電子ペン１は、なぞられた経路に沿って複数の位置座標を演算し、当該位置座標に基づいて、地図上の経路における地表上の距離（道のり）Ｄを、スピーカ１０を介して出力することができる。
【００７７】
ここで、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０６の処理における距離演算手段６３の距離演算の詳細について図１０〜図１３を参照しながら説明する。ここで、座標データの座標点は、図１０に示すように、時系列順でt(0),t(1),…とする。
【００７８】
まず、時系列順の複数の座標データを、Ｘ座標の単調増加又は単調減少が連続するように区間分けする（ステップＳ１０３）。図１１に示すように、t(0)〜t(5)でＸ座標が単調増加、t(5)〜t(11) でＸ座標が単調減少、t(11) 〜でＸ座標が単調増加であるので、座標点t(5),t(11)を区間分けの境界とする。
【００７９】
次に、図１２に示すように、座標点t(0),t(1),…t(k-2),t(k-1),t(k),t(k+1),…に対して、連続する三つの座標点によってなす角θ(1),…θ(k-1),θ(k),θ(k+1),θ(k+2),…（１８０度より小さい方の角）を求める。これらのなす角θ(1),…θ(k-1),θ(k),θ(k+1),θ(k+2),…のうち、閾値９０度未満である角の頂角に当たる座標点を抽出し、区間分けの境界とする（ステップＳ１０４）。ここでは、座標点t(15),t(19)でのなす角が９０度未満であるため、座標点t(15),t(19) が抽出され、これらが区間分けの境界とされる。なお、この閾値角度は適宜変えてよい。
【００８０】
よって、座標点t(0)〜t(5), t(5)〜t(11), t(11)〜(15), t(15) 〜(19), t(19) 〜に区間分けされる。この区間分けされた各区間を、図１３に示すように、
Ｄ(0):t(0)〜t(5)
Ｄ(1):t(5)〜t(11) 
Ｄ(2):t(11) 〜(15)
Ｄ(3):t(15) 〜(19)
Ｄ(4):t(19) 〜
とする。
【００８１】
そして、各区間ごとにスプライン補間を施す（ステップＳ１０５）。各区間Ｄ(m) に、区間内にある座標点を用いて、スプライン補間をかけ、図１３に示すように、得られたスプライン関数をＦ0(x), Ｆ1(x), …, Ｆｍ-1(x),Ｆｍ(x),Ｆｍ+1(x),…とする。
【００８２】
すると、なぞった軌跡の長さＬは、
Ｘｍａｘ（ｍ）：区間Ｄ（ｍ）におけるＸ座標の最大値
Ｘｍｉｎ（ｍ）：区間Ｄ（ｍ）におけるＸ座標の最小値
ｍｍａｘ：区間を分けたときのｍの最大値
とすれば、次式で表される。
【数１】
2009009287.tif 000003
【００８３】
このようにして、各区間で補間関数を用いて線積分し、各積分値を積算することで、実際に描いた軌跡に近づいたより正確な道のりが得られる。なお、補間関数は、スプライン補間のほか、ラグランジュ補間など様々な補間関数が適用可能である。
【００８４】
＜第２実施形態＞
次に、図１４を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態とは区間分けの方法が異なるが、それ以外は第１実施形態と同様である。図１４は図９のフローチャートにおけるステップＳ１０３〜ステップＳ１０４で行う区間分けの変形例を示すフローチャートである。第２実施形態では、位置座標演算手段６１によって演算された位置座標の時系列のデータにおいて、Ｘ座標の単調増加又は単調減少が連続するという観点と、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならないという観点の両方から同時に判断して区間分けする。
【００８５】
図９のステップＳ１０２から、図１４に示すように、座標データの区間分けのためのｎに初期値０（ｎ＝０）を付与する（ステップＳ２０１）。そして、連続する三つの座標点t(n),t(n+1),t(n+2)のＸ座標（ｎ＝０とする）が単調増加又は単調減少かを判断し（ステップＳ２０２）、イエスの場合は、座標点t(n),t(n+1),t(n+2)のなす角を求め（ステップＳ２０３）、その角度が閾値未満か否かを判断し（ステップＳ２０４）、イエスの場合は、座標点t(n+1)を区間の境界とする（ステップＳ２０５）。一方、ステップＳ２０２において、連続する三つの座標点t(n),t(n+1),t(n+2)のＸ座標が、単調増加でも単調減少でもない場合（ノー）は、増減傾向が変化しているため、ステップＳ２０５に進み、座標点t(n+1)を区間の境界とする。
【００８６】
また、ステップＳ２０４において、なす角が閾値未満ではなかった場合（ノー）と、ステップＳ２０５を経た場合のいずれの場合も、座標点t(n+2)が終点か否かを判断し（ステップＳ２０６）、イエスの場合は図９のステップＳ１０５に進み、ノーの場合は、ｎを１だけインクリメントさせて（ステップＳ２０７：ｎ＝ｎ＋＋）、区間分けの妥当性を判断する対象の連続する三点を、時系列的に一つ後送りし、ステップＳ２０２〜２０６の手順を繰り返して行う。この手順により時系列順の座標点の最後まで処理を繰り返した後、図９のステップＳ１０５に進む。この方法により、Ｘ座標の単調増加又は単調減少が連続し、且つ、連続する三点のなす角が閾値角度未満とならない区間分けを同時に判断して処理することができる。
【００８７】
［本電子ペンシステムによる作用効果］
この電子ペン１を利用したシステムによれば、利用者が電子ペン１で、地図エリア１００をなぞると、電子ペン１は、電子ペン１で地図エリア１００をなぞった経路に沿ってドットパターンをカメラ１４によって撮像していき、その都度、位置座標演算手段６１によって、時系列順に離散的な位置座標データを連続して演算していく。そして、電子ペン１は、距離演算手段６３によって、時系列的な順位を有する座標データの座標点に対して、スプライン補間やラグランジュ補間を適用するため、時系列順にＸ座標の単調増加又は単調減少が連続するよう区間分けし、なおかつ、連続する三つの座標点のなす角が閾値未満の座標点においても区間の境界とすることで、適用する補間関数により、滑らかな曲線で筆跡を再現する。そのうえで、距離演算手段６３は、各区間の補間関数の線積分を演算して、積分値を積算することで精度よく筆跡の長さＬを求め、さらに縮尺値ｃを参照して地表上の距離（道のり）Ｄを算出し、スピーカ１０に距離Ｄを音声で報知させる。このように、電子ペン１は、利用者の所望する経路に関する距離を演算して、音声等により利用者に報知することができる。これにより出発地から目的地までに複数の経路がある場合にも、利用者はこの電子ペン１を利用したシステムによって、簡単に経路毎の距離を知ることができ、経路の選択等に役立てられる。
【００８８】
なお、本発明は、上記実施形態に限られない。
【００８９】
上記実施形態では、電子ペンとして電子ペン１を適用したが、インクカートリッジの付いていないペン型スキャナを電子ペンの代わりに適用しても良い。ペン型スキャナは通常、ペン先やインクカートリッジを有さないが、上記実施形態の接触検出手段６０と同等の機能を実現する、上記実施形態の電子ペン１のペン先部６と同様の物理的機構を設ければよい。或いは、ペン型スキャナに電源オン・オフによってカメラによる撮像を開始・終了させることとして、上記実施形態の位置座標演算手段６１と同様の位置座標演算により、有意な座標データが得られた時点の位置座標を接触開始点７０１、所定時間以上、有意なデータが得られなくなった直前の時点の位置座標を離脱点７０３とするよう、上記実施形態を変形させてもよい。また、上記実施形態と同様に各種の変形が可能である。
【００９０】
上記実施形態では、ドットパターンアドレスに縮尺値を対応付けて縮尺情報としているが、その代わりに例えば、地図エリア１００のエリアＩＤと、ドットパターン上における地図エリア１００の位置座標を示す座標データと、その地図エリア１００の縮尺値とを対応付けて縮尺情報としてもよい。この場合、距離演算手段６３は、アドレス取得手段６２により求められたドットパターンアドレスに代え、位置座標演算手段６１が演算した座標データに基づいて、情報記憶手段５８に記憶された縮尺情報を参照して、その座標データに対応した縮尺値を取得する。これにより座標データからエリアＩＤを特定して縮尺値を取得することができるため、同じ専用紙２０上に縮尺率の異なる複数の地図エリアが印刷されている場合にも、地図エリア毎に地表上の距離Ｄを演算することができる。
【００９１】
上記実施形態では、位置座標演算手段６１が、所定の間隔で通過点位置座標を演算し、メモリ１２に保持していたが、位置座標演算手段６１が通過点位置座標を演算した結果、直前の通過点位置座標等と同一座標値である場合は、取得した通過点位置座標をメモリ１２に保持しないようにしても良い。この場合、電子ペン１が軌跡の距離を算出するために、不要な座標値を保存してしまうことを回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、電子ペン用媒体から構成される、登山用の地図、タウンマップ等の地図アプリケーション、建築見取り図、設計図面等の建築アプリケーション、ゴールまでに辿った経路の最短距離を競う迷路クイズ等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】電子ペンの使用形態を模式的に示す説明図である。
【図２】本実施形態で使用する専用紙の一例を示す平面図である。
【図３】専用紙に印刷されたドットパターンによる情報の表現方法の説明図である。
【図４】（ａ）は、ドットパターンを模式的に示し、（ｂ）は、それに対応する情報の例を示す説明図である。
【図５】実施形態における電子ペンの構成を示すブロック図である。
【図６】電子ペンの主要な構成を示す機能ブロック図である。
【図７】実施形態における専用アプリケーションのモジュール構成図である。
【図８】実施形態における電子ペンでなぞられた筆跡のある専用紙を示す図である。
【図９】電子ペンにおける距離演算のフローチャートである。
【図１０】距離演算手段で行う演算処理の第１段階の説明図である。
【図１１】距離演算手段で行う演算処理の第２段階の説明図である。
【図１２】距離演算手段で行う演算処理の第３段階の説明図である。
【図１３】距離演算手段で行う演算処理の第４段階の説明図である。
【図１４】図９のフローチャートにおけるステップＳ１０３〜ステップＳ１０４で行う区間分けの変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１…電子ペン、６…ペン先部、７…筐体７、８…プロセッサ、９…メモリ、１０…スピーカ、１１…データ通信ユニット、１２…バッテリー、１３…ＬＥＤ、１４…ＣＭＯＳカメラ、１６…圧力センサ、１７…インクカートリッジ、１８…開口部、１９…領域、２０…専用紙（電子ペン用媒体）、２２…クロック、５５…専用アプリケーション、５８…情報記憶手段、６０…接触検出手段、６１…位置座標演算手段、６２…アドレス取得手段、６３…距離演算手段、６４…デーや通信手段、６５…報知手段、８０…電子ペン、１００…地図エリア、７０１…接触開始点、７０３…離脱点。
【図１】
2009009287.tif 000004
【図２】
2009009287.tif 000005
【図３】
2009009287.tif 000006
【図４】
2009009287.tif 000007
【図５】
2009009287.tif 000008
【図６】
2009009287.tif 000009
【図７】
2009009287.tif 000010
【図８】
2009009287.tif 000011
【図９】
2009009287.tif 000012
【図１０】
2009009287.tif 000013
【図１１】
2009009287.tif 000014
【図１２】
2009009287.tif 000015
【図１３】
2009009287.tif 000016
【図１４】
2009009287.tif 000017