JPH0364883B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は筆記式データ入力装置に関するもの
である。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

筆記式データ入力装置は、筆記動作にともなう
筆記軸の変位センサにより検出し、このセンサの
出力に基づいて筆記字形（数字、記号等）を識別
してそのデータを情報処理部に入力するもので、
この筆記式データ入力装置としては、従来、ペン
形のケース内に、筆記動作にともなつて先端側が
筆記方向と逆方向に変位する筆記軸をその先端部
がケース先端から突出する状態に設けるととも
に、前記ケース内に、前記筆記軸の外周を取囲む
ように複数（一般には４個または８個）の圧電素
子からなるセンサを配置した構成のものがある。

しかしながら、上記従来の筆記式データ入力装
置は、筆記軸の変位をセンサで直接検出させるよ
うにしたものであるために、センサ筆記軸の外周
面とケース内面との間に隙間なく挟持させた状態
で組込まなければならず、そのために、センサ組
込みが面倒で組立て性が悪いし、また、センサが
直接筆記軸に接触しているために、筆記軸に衝撃
がかかると、この衝撃でセンサが破壊してしまう
おそれがあるという問題もあつた。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような実情にかんがみてなさ
れたものであつて、その目的とするところは、セ
ンサの組込みが容易で、しかも衝撃によるセンサ
の破壊の心配もない筆記式データ入力装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明は、筆記軸の外周に、基端
を前記ケース内に片持ち状態に固定した筆記軸径
方向に弾性変形可能な複数の弾性部材の先端を接
触させ、この弾性部材のうち少なくとも前記筆記
軸の外周に対して異なる二方向の弾性部材に、前
記筆記軸の変位による弾性部材の弾性変形で機械
的変形を生じてこの機械的変形量を電気的変化量
に変換するセンサを取付けたものであり、この発
明では、筆記軸に弾性部材を接触させてこの弾性
部材にセンサを取付けているから、従来のように
センサを筆記軸の外周面とケース内面との間に隙
間なく挟持させる必要はなく、従つてセンサの組
込みは容易であるし、また、センサは筆記軸には
直接接触していないから、筆記軸に衝撃がかかつ
ても、この衝撃でセンサが破壊してしまうことは
ない。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を筆記入力式小型電
子式計算機を例にとつて図面を参照し説明する。

この実施例の筆記入力式小型電子式計算機は、
長さが150〜200mmのペン形のもので、その中央部
から基端側は計算機本体部とされ、先端側は筆記
式入力部とされている。

この筆記入力式小型電子式計算機の構成を説明
すると、第１図〜第４図において、１０は筆記入
力式小型電子式計算機のケースであり、このケー
ス１０は、計算機本体部のケース（以下本体部ケ
ースという）１０ａと、筆記式入力部のケース
（以下入力部ケースという）１０ｂとからなつて
いる。この本体部ケース１０ａと入力部ケース１
０ｂは、いずれも円筒状のもので、本体部ケース
１０ａは直径12〜15mmの太さとされ、入力部ケー
ス１０ｂは直径10〜12mmの太さとされている。

前記本体部ケース１０ａは、合成樹脂製軸筒１
１の外周を、その先端部を除いて金属外筒１２で
被覆したもので、前記軸筒１１の一側面にはケー
ス軸方向に沿う横長の開口１１ａが設けられ、金
属外筒１２には、軸筒１１の開口１１ａと対応さ
せて、この開口１１ａより長さおよび巾が若干小
さな開口１２ａが設けられている。

１３は前記軸筒１１の開口１１ａに嵌着された
平板状の表示部パネルであり、この表示部パネル
１３の周囲は、金属外筒１２の開口１２ａの周縁
部で被覆されている。この表示部パネル１３の一
端側には透明板１４ａを嵌着した表示窓１４が設
けられており、他端側には、スキツプ（SK）キ
ー１５と、サブシークエンス（SB）キー１６と、
クリア（Ｃ）キー１７とが一列に配設されてい
る。

また、軸筒１１内には、前記表示窓１４と対向
させて液晶表示素子１８が配置されており、この
液晶表示素子１８の背後には、前記表示部パネル
１３のほぼ全長にわたる長さの配線基板１９が設
けられている。この配線基板１９は、その背面
に、筆記式入力部からの入力に基づいて筆記字形
（数字、記号等）を認識する筆記字形認識回路と
この認識回路からの入力データに基づいて計算処
理を行なう情報処理回路および表示駆動回路等を
形成したLSIチツプ２０や、その他の回路部品
（図示せず）取付けたもので、この配線基板１９
は軸筒１１内に形成した基板支持部２１，２１に
ビス止め等によつて固定されている。

なお、第１図および第４図において、２２は液
晶表示素子１８の各端子と配線基板１９のの表面
に配列されている液晶表示素子接続端子（図示せ
ず）とを接続するインタコネクタ、２３は液晶表
示素子１８の裏面と配線基板１９との間に介在さ
れたスペーサであり、液晶表示素子１８は、前記
インタコネクタ２２とスペーサ２３とを介して配
線基板１９と表示窓１４の透明板１４ａとの間に
挟持されている。

また、第１図において、２４，２４は配線基板
１９の表面に前記各キー１５，１６，１７とそれ
ぞれ対応させて形成された固定接点、２５は配線
基板１９の固定接点形成部の上に重ねられたゴム
シートである。このゴムシート２５は、前記各固
定接点２４，２４と対応する部分に前記各キー１
５，１６，１７の裏面に接触する膨出部を形成し
たもので、各膨出部の内面には、キー１５，１
６，１７の押圧操作による前記膨出部の変形で固
定接点２４，２４に接触される可動接点２６，２
６が設けられており、この可動接点２６，２６と
前記固定接点２４，２４とによつて、前記キー１
５，１６，１７の押圧操作によりONされるキー
スイツチが形成されている。

さらに、前記軸筒１１の基端部内には、電源ス
イツチを兼ねるモード切換スイツチ２７が設けら
れている。このモード切換スイツチ２７は、つま
み２７ａの回動で切換られるロータリースイツチ
からなつており、このモード切換スイツチ２７は
リード線２８によつて配線基板１９と接続されて
いる。

２９は前記軸筒１１の基端部に螺合された着脱
可能なキヤツプであり、モード切換スイツチ２７
はこのキヤツプ２９を取外して操作されるように
なつている。このキヤツプ２９の端面には放音孔
３０，３０が開口されており、このキヤツプ２９
内には圧電ブザー３１が設けられている。この圧
電ブザー３１は、筆記式入力部からの入力信号に
基づいてLSIチツプ２０の筆記字形識別回路が１
字分の筆記字形を識別する度にLSIチツプ２０か
ら報音信号によつて駆動されるもので、この圧電
ブザー３１は、その外面側電極を兼ねる振動板３
１ａをキヤツプ２９の端面部内面に接着してキヤ
ツプ２９内に取付けられている。３２ａ，３２ｂ
は前記軸筒１１の基端部に設けられた圧電ブザー
接続用バネ端子であり、その一方のバネ端子３２
ａは圧電ブザー３１の内面側電極面に接触され、
他方のバネ端子３２ｂは圧電ブザー３１の振動板
３１ａに接触されている。なお、この各バネ端子
３２ａ，３２ｂは、リード線３３によつて配線基
板１９と接続されている。

また、前記軸筒１１の金属外筒１２で被覆され
ていない先端部には、その一側面に開放する電池
収納部３４が形成されており、この電池収納部３
４内には、２個のボタン形小型電池３５，３５が
直列に重ねて収納されている。この電池３５，３
５は、コイルバネからなる負荷側電池接触バネ３
６と、板バネからなる正極側電池接触バネ３７と
によつて挟持されており、負極側電池接触バネ３
６の他端は、配線基板１９に固定されて配線基板
１９面の負極側電池接続端子と接続されている。

一方、前記正極側電池接触バネ３７は、電池収
納部３４内に着脱可能に装着されている。この正
極側電池接触バネ３７には、電池収納部３４の開
放部に延出する延出片３７ａが一体に形成されて
おり、この正極側電池接触バネ３７は、その延出
片３７の先端に接続したリード線３８によつて配
線基板１９面の正極側電池接続端子と接続されて
いる。

３９は前記電池３５，３５を押えるクツシヨン
材であり、このクツシヨン材３９は、これに正極
側電池接触バネ３７の延出片３７を挿通すること
によつて正極側電池接触バネ３７と一体化されて
いる。

また、４０は前記電池収納部３４の開放部を覆
う金属製の電池カバーであり、この電池カバー４
０は、前記軸筒１１の先端部全周を覆う円筒状の
ものとされている。この電池カバー４０は、軸筒
１１の外周にスライドおよび回動可能に嵌合され
るとともに、その基端部において軸筒１１の外周
に形成したネジ部に螺合されている。

この前記電池カバー４０は、電池３５，３５の
交換時に、この電池カバー４０を回して軸筒１１
との螺合を解除してから第１図に鎖線で示すよう
に筆記式入力部側にスライドされるもので、電池
３５，３５の交換は、電池カバー４０を筆記式入
力部側にスライドさせることにより電池収納部３
４を開放してクツシヨン材３９と一緒に正極側電
池接触バネ３７を取外し、電池収納部３４内から
電池３５，３５を取出して新しい電池３５，３５
を収納した後に、再びクツシヨン材３９と正極側
電池接触バネ３７を装着して電池カバー４０を元
に戻すことによつて行われるようになつている。

なお、第２図において、４１は前記本体部ケー
ス１０ａの基端側外側に設けられたクリツプであ
り、このクリツプ４１は、前記表示部パネル１３
の位置から本体部ケース１０ａの周方向にほぼ90
度ずらした位置に設けられている。

次に、筆記式入力部の構成を説明すると、この
筆記式入力部のケース１０ｂは、第１図および第
３図に示すように、合成樹脂製の基端側軸筒４２
と、この基端側軸筒４２の外周に基端側を嵌合さ
れた金属外筒４３と、この金属外筒４３の先端部
に嵌合された先端に向かつて細くなるテーパー状
の口金部材４４とからなつており、前記金属外筒
４３の内側には、その先端部と、基端側軸筒４２
に嵌合する部分とを除いて合成樹脂製の絶縁筒４
５が嵌合固定されている。

前記基端側軸筒４２と口金部材４４には、それ
ぞれその中心に、筆記軸４６より若干大径な筆記
軸挿通孔４２ａ，４４ａが通設されており、筆記
軸４６は、その基端部が基端側軸筒４２の基端か
ら突出し、先端部が口金部材４４の先端から突出
する状態で基端側軸筒４２と口金部材４４の筆記
軸挿通孔４２ａ，４４ａに挿通されている。

この筆記軸４６は、インク筒の先端に筆記用ボ
ールを有する筆記チツプ４６ａを取付けたボール
ペンレフイール（ボールペンの中芯）と同様のも
ので、この実施例では、筆記軸４６としてインク
筒を金属製としたものを用いている。

４７は筆記軸４５の基端に嵌合固定された通気
孔を有する球体、４８は前記基端側軸筒４２の基
端面にビス止めされた円筒状の球体受けであり、
前記球体４７は、コイルバネ４９により球体受け
４８の内奥部に押付けられて、この球体受け４８
内に回動可能に保持されている。

この球体受け４８は、筆記軸４６の基端を前記
球体４７を介して支持するもので、筆記軸４６
は、その基端を支点としていずれの方向にも傾動
し得るように球体受け４８に支持されており、こ
れにより筆記軸４６は、その先端の筆記チツプ４
６ａを紙面に押付けて紙面に数字が記号等を筆記
する筆記動作にともなつて、先端側が前記口金部
材４４の筆記軸挿通孔４４ａとのクリアランス分
だけ筆記方向と逆方向に変位するようになつてい
る。

また、前記球体受け４８は板バネからなつてお
り、その外側面には、筆記軸４６に軸方向（Ｚ軸
方向）の力がかかつたときにこれを検出するセン
サとして、シリコン半導体を用いたひずみゲージ
５０ｚが接着固定されている。このひずみゲージ
５０ｚは、筆記軸４６の先端（筆記チツプ４５
ａ）を紙に押付けたときに筆記軸４６の軸方向に
かかる力で軸方向に弾性変形する球体受け４８の
変形により機械的変形を生じてこの機械的変形量
を電気的変化量に変換するもので、このひずみゲ
ージ５０ｚが引張りひずみを生じるとその抵抗値
が加するようになつている。このＺ軸方のひずみ
ゲージ５０ｚは、リード線５１によつて前記計算
機本体部の配線基板１９に接続されている。

また、前記入力部ケース１０ｂ内には、その基
端側軸筒４２と口金部材４４との間のスペース
に、筆記軸長さ方向に沿う４枚の横長板バネ５
２，５２が筆記軸４６を取囲むように等間隔に配
置されており、この板バネ５２，５２は、筆記入
力式小型電子式計算機をそのクリツプ４１が上側
にくるようにして斜めに持つたときに、各板バネ
５２，５２が筆記軸４６の上下左右にくるように
配置されている。

この各板バネ５２，５２は、その基端を、前記
基端側軸筒４２の先端に突設した角筒状突出部４
２ｂの外周にビス止めして入力部ケース１０ｂ内
に片持ち状態で固定されており、この固定部から
先端側の部分において筆記軸４６の径方向に弾性
変形するようになつている。また、この各板バネ
５２，５２の先端部は、第５図に示すように筆記
軸４６側に折曲されて、その先端において筆記軸
４６の外周に一定の弾接力で接触されており、こ
れによつて筆記軸４６は、中立状態つまり筆記軸
４６が基端側軸筒４２および口金部材４４の筆記
軸挿通孔４２ａ，４４ａの中心に位置する状態に
保持されている。

この板バネ５２，５２は、ステンレス鋼からな
る板厚約0.5mm、約４mm、たわみ部分の長さ約10
mmのもので、この板バネ５２，５２は、筆記軸４
６に１Kgの筆記圧（筆記軸４６を筆記方向と逆方
向に変位させる圧力）がかかつたときに板バネ先
端が約0.4mm変位するバネをもつている。なお、
筆記圧には個人差があるが、この筆記圧は約0.5
〜1.5Kg（通は0.7Kg程度）であるから、板バネ５
２，５２のバネ力を上の値に選定しておけば、筆
記圧に個人差があつても板バネ５２，５２を筆記
圧で十分たわみ変形させることができる。ただ
し、筆記圧が1.5Kgを越える場合は、板バネ５２，
５２のたわみ量が大くなりすぎて板バネがたわみ
変形の繰返しで疲労するから、この実施例では、
板バネ５２，５２のたわみ量がある程度以上とな
つたときに板バネ５２，５２が口金部材４４に当
つてそれ以上の変形を阻止されるように口金部材
４４の筆記軸挿通孔４４ａの径を選んで、板バネ
５２，５２の耐久性を保証している。

５０ｘ，５０ｘは前記４枚の板バネ５２，５２
のうち、筆記入力式小型電子式計算機をそのクリ
ツプ４１が上側にくるようにして斜めに持つたと
きに筆記軸４６の左右に位置する一対の板バネ５
２，５２の外面に接着固定されたＸ軸方向ひずみ
ゲージ、５０ｙ，５０ｙは他の一対の板バネ５
２，５２の外面に接着固定されたＹ軸方向ひずみ
ゲージであり、このＸ軸方向およびＹ軸方向のひ
ずみゲージ５０ｘ，５０ｙは、筆記動作にともな
う筆記軸４６の変位を検出するセンサとして設け
られている。

このひずみゲージ５０ｘ，５０ｙは、前記Ｚ軸
方向のひずみゲージ５０ｚと同様なシリコン半導
体を用いたもので、第５図に示すように、板バネ
５２，５２に接着される可撓性基板５３の外面に
シリコン半導体膜５４を被着させた構造となつて
いる。

このひずみゲージ５０ｘ，５０ｙは、筆記軸４
６の変位による板バネ５２，５２のたわみ変形に
より機械的変形を生じてこの機械的変形量を電気
的変化量に変換するもので、このひずみゲージ５
０ｘ，５０ｙも、引張りひずみによりその電気抵
抗値が増大し、圧縮力ひずみにより抗値が減少す
る第７図に示すような特性をもつている。この各
ひずみゲージ５０ｚ，５０ｙは、第１図に示すよ
うにリード線５５，５５によつて前記計算機本体
部の配線基板１９に接続されている。なお、前記
リード線５５，５５は前記基端側軸筒４２に通設
したリード線挿通孔（図示せず）を通して本体部
ケース１０ａ内に導かれている。

また、前記口金部材４４の基部は、前記金属外
筒４３の先端部から絶縁内筒４５の先端部にまた
がつてその内側に周方向および軸方向に摺動可能
に嵌合されており、この口金部材４４の絶縁内筒
４５内に嵌合する部分には、第６図に示すよう
に、絶縁内筒４５の先端縁内側の一部に突設され
た突起５６（第１図参照）に摺動可に係合する傾
斜溝５７が形成されている。

この口金部材４４は、これを回動させることに
より前記傾斜溝５７の誘導作用で軸方向に移動さ
れるもので、筆記入力式小型電子式計算機の使用
時にその先端から筆記軸４６先端の筆記チツプ４
６ａを突出させる状態に移動され、筆記入力式小
型電子式計算機を使用しないときは第１図に鎖線
で示すように先端側に移動されて筆記軸４６先端
の筆記チツプ４６ａを保護するようになつてい
る。

上記筆記式入力部は、ひずみゲージ５０ｘ，５
０ｙを取付けた板バネ５２，５２の基端を基端側
軸筒４２の先端に固定するとともに、この基端側
軸筒４２内に筆記軸４６を挿通して基端側軸筒４
２の基端に球体受け４８を取付けた、あらかじめ
絶縁内筒４５を嵌合固定するとともに先端部に口
金部材４４を嵌合した金属外筒４３を口金部材４
４内に筆記軸４６を通して基端側軸筒４２の外側
に嵌合し、この金属外筒４３を、その基端部を基
端側軸筒４２の基端から突出させた状態で基端側
軸筒４２にかしめ止めすることによつて組立てら
れたもので、この筆記式入力部は、前記金属外筒
４３の基端部を、本体部ケース１０ａの軸筒１１
の先端部に嵌合してこの軸筒１１にかしめ止めす
ることにより、計算機本体部と一体化されてい
る。

前記筆記式入力部は、紙面に筆記軸４６の先端
（筆記チツプ４６ａ）を接触させて行われる筆記
動作にともなう筆記軸４６の周方向の変位を、板
バネ５２，５２を介してひずみゲージ５０ｘ，５
０ｙで検出するもので、この筆記式入力部と、前
記計算機本体部のLSI２０に形成されている筆記
字形認識回路とによつて、筆記式データ入力装置
が構成されている。

前記筆記式入力部の動作を説明すると、第８図
〜第１０図はＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙ，５０
ｙを取付けた板バネ５２，５２の動きを示したも
ので、筆記軸４６に外力が作用していない第８図
の状態では、両方の板バネ５２，５２は内側（筆
記軸４６側）にも外側にも変形せずに一定のバネ
力で筆記軸４６を押圧している初期姿勢を保つて
おり、この状態では、両方の板バネ５２，５２に
取付けられているＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙ，
５０ｙの機械的変形量は同じであるから、このひ
ずみゲージ５０ｙ，５０ｙの抵抗値Ry１，Ry２
は互いに等しくなつている。

一方、第９図に示すように筆記軸６の先端側が
下側に変位すると、下側の板バネ５２は筆記軸４
６で押されて外側にたわみ変形し、上側の板バネ
５２はそのバネ力で筆記軸４６の変位に追従して
内側にたわみ変形する。従つて、このときは、上
側の板バネ５２の外面に取付けられているひずみ
ゲージ５０ｙが引張りひずみを生じてその抵抗値
Ry１が増加し、下側の板バネ５２の外面に取付
けられているひずみゲージ５０ｙは圧縮ひずみを
生じてその抵抗値Ry２が減少する。

また、第１０図に示すように筆記軸４６の先端
側が上側に変位すると、上側の板バネ５２は筆記
軸４６で押されて外側にたわみ変形し、下側の板
バネ５２はそのバネ力で筆記軸４６の変位に追従
して内側にたわみ変形する。従つて、このとき
は、上側の板バネ５２の外面に取付けられている
ひずみゲージ５０ｙが圧縮ひずみを生じてその抵
抗値Ry１が減少し、下側の板バネ５２の外面に
取付けられているひずみゲージ５０ｙは引張りひ
ずみを生じてその抵抗値Ry２が増加する。

これは、筆記軸４６がＸ軸方向ひずみゲージ５
０ｘ，５０ｘを取付けた板バネ５２，５２をたわ
み変形させる方向に変位した場合も同様であり、
その場合は、筆記軸４６で押されて外側にたわみ
変形する板バネ５２に取付けられているひずみゲ
ージ５０ｘが圧縮ひずみを生じてその抵抗値が減
少し、筆記軸４６の変位に追従して内側にたわみ
変形する板バネ５２に取付けられているひずみゲ
ージ５０ｘが引張りひずみを生じてその抵抗値が
増加する。

次に、筆記字形認識回路について説明すると、
第１１図は前記筆記入力式小型電子式計算機の回
路を示したもので、筆記字形認識回路は、データ
メモリ部６０と、登録標準パターン部６１と、認
識演算部６２とからなつている。

また、前記一対のＸ軸方向ひずみゲージ５０
ｘ，５０ｘおよびＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙ，
５０ｙは、それぞれ互いに直列に接続されてお
り、両ひずみゲージ５０ｘ，５０ｘおよび５０
ｙ，５０ｙの接続点にはそれぞれＸ軸信号出力ア
ンプ６３ｘおよびＹ軸信号出力アンプ６３ｙが接
続されるとともに、一方のひずみゲージ５０ｘお
よび５０ｙは低電位V_DD（−3V）側に接続され、
他方のひずみゲージ５０ｘおよび５０ｙは高電位
V_SS（0V）側に接続されている。また、前記Ｚ軸
方向ひずみゲージ５０ｚは、固定抵抗６４と直列
に接続されており、その接続点にはＺ軸信号出力
アンプ６３ｚが接続されるとともに、ひずみゲー
ジ５０ｚは低電位V_DD（−3V）側に接続され、固
定抵抗６４は高電位V_SS（0V）側に接続されてい
る。

前記各アンプ６３ｘ，６３ｙ，６３ｚの出力
は、それぞれＡ／Ｄコンバータ６５ｘ，６５ｙ，
６５ｚを介して前記データメモリ部６０に入力さ
れるようになつている。

この筆記字形認識回路の動作を説明すると、こ
の回路は、筆記入力式小型電子式計算機の使用時
に電源スイツチ兼用モード切換スイツチ２７を計
算機モードに切換えて計算機用電源回路６６を
ONさせることにより作動状態となる。

そして、筆記入力式小型電子式計算機を一般の
筆記具のようにクリツプ４１を上にして通常の筆
記状態つまり第１２図に示すように傾けた状態で
持ち、筆記軸４６の先端を紙面Ｐに押付けると、
筆記軸４６にかかる軸方向の圧力より球体受け４
８が伸び変形し、これによりＺ軸方向ひずみゲー
ジ５０ｚが引張ひずみを生じてその抵抗値Rzが
増加する。

このようにＺ軸方向ひずみゲージ５０ｚの抵抗
値Rzが増加すると、このひずみゲージ５０ｚと
固定抵抗６４との間の分圧電圧が変化し、Ｚ軸信
号出力アンプ６３ｚから高電位V_SS側に寄つた電
圧が出力される。このアンプ６３ｚの出力（以下
Ｚ軸出力という）は、Ａ／Ｄコンバータ６５ｚに
よりデジタル信号に変換されてデータメモリ部６
０に入力されるともに、このデータメモリ部６０
からCPU（中央情報処理装置）６７にも入力され
るようになつており、このＺ軸出力がCPU６７
に入力されると、CPU６７はそのリセツト端子
Ｒからタイマ６８にリセツト信号を与えてタイマ
６８をリセツトする。

また、前記データメモリ部６０は、これに前記
Ｚ軸出力が入力されているときにのみ、Ｘ軸信号
出力アンプ６３ｘおよびＹ軸信号出力アンプ６３
ｙの出力を受入れるようになつており、従つて、
筆記軸４６の軸方向に筆記圧がかかつていないと
き（筆記軸先端が紙面に押付けられていないと
き）は、Ｘ軸信号出力アンプ６３ｘおよびＹ軸信
号出力アンプ６３ｙの出力はデータメモリ部６０
に入力されないようになつている。

しかして、今、筆記入力式小型電子式計算機を
第１２図に示すように斜めに持つて筆記軸４６の
先端を紙面Ｐに押付けると、筆記軸４６が上方向
に変位するから、筆記軸４６の上側の板バネ５２
に取付けられているＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙ
が圧縮ひずみを生じてその抵抗値Ry１が減少し、
下側の板バネ５２に取付けられているＹ軸方向ひ
ずみゲージ５０ｙが引張りひずみを生じてその抵
抗値Ry２が増加する。従つて、この状態では、
Ｙ軸信号出力アンプ６３ｙの出力が低電圧V_DD側
に寄るから、このＹ軸信号出力アンプ６３ｙの出
力（以下Ｙ軸出力という）が第１３図ａ，ｂのＹ
軸側に示したＶ１点のレベルになる。

そして、この状態で数字“１”を筆記入力した
とすると、数字“１”は、通常、右上から左下に
向けて第１３図ａに示すような斜めの線状に筆記
されるから、このときは筆記軸４６が上記初期状
態からさらに斜め右上方向に変位する。

従つて、数字“１”の筆記入力時は、筆記軸４
６の上側の板バネ５２に取付けられているＹ軸方
向ひずみゲージ５０ｙがさらに圧縮ひずみを生じ
てその抵抗値Ry１が減少し、下側の板バネ５２
に取付けられているＹ軸方向ひずみゲージ５０ｙ
がさらに引張りひずみを生じてその抵抗値Ry２
が増加することになり、そのために、Ｙ軸信号出
力アンプ６３ｙの出力がさらに低電圧V_DD側に寄
るから、このＹ軸信号出力アンプ６３ｙのＹ軸出
力は第１３図ａのＹ軸欄に示すような波形とな
る。

また、この数字“１”の筆記入力時は、上記の
ような筆記軸４６が斜め右上方向に変位するか
ら、筆記軸４６の右側の板バネ５２に取付けられ
ているＸ軸方向ひずみゲージ５０ｘが圧縮ひずみ
を生じてその抵抗値Rx１が減少し、左側の板バ
ネ５２に取付けられているＸ軸方向ひずみゲージ
５０ｘが引張りひずみを生じてその抵抗値Rx２
が増加することになる。そのために、Ｘ軸信号出
力アンプ６３ｘの出力も低電位V_DD側に寄るが、
数字“１”の筆記入力時におけるＸ軸方向ひずみ
ゲージ５０ｘ，５０ｘの抵抗値Rx１，Rx２の変
化は小さいから、このＸ軸信号出力アンプ６３ｘ
の出力（以下Ｘ軸出力という）は第１３図ａのＸ
軸欄に示すような波形となる。

次に、減算記号“−”を筆記入力したとする
と、減算記号“−”は、左から右に向けてほぼ水
平に筆記されるから、このときは筆記軸４６が左
方向に変位する。

従つて、減算記号“−”の筆記入力時は、筆記
軸４６の右側の板バネ５２に取付けられているＸ
軸方向ひずみゲージ５０ｘが大きく引張りひずみ
を生じてその抵抗値Rx１が増加し、左側の板バ
ネ５２に取付けられているＸ軸方向ひずみゲージ
５０ｘが大きく圧縮ひずみを生じてその抵抗値
Rx２が減少するから、Ｘ軸信号出力アンプ６３
ｘのＸ軸出力は第１３図ｂのＸ軸欄に示すような
波形となる。

また、減算記号“−”の筆記入力時も、紙面Ｐ
に対して斜めに押付けられている筆記軸４６に対
してこれを上方向に変位させる筆記圧がかかるか
ら、減算記号“−”の筆記入力時も、Ｙ軸方向ひ
ずみゲージ５０ｙ，５０ｙがひずみ変形を生じ
て、Ｙ軸信号出力アンプ６３ｙのＹ軸出力波形
が、第１３図ｂのＹ軸欄に示した波形となる。

上記Ｘ軸信号出力アンプ６３ｘのＸ軸出力と、
Ｙ軸信号出力アンプ６３ｙのＹ軸出力とは、それ
ぞれＡ／Ｄコンバータ６５ｘ，６５ｙによりデジ
タル信号に変換されてデータメモリ部６０に入力
され、このデータメモリ部６０から認識演算部６
２に入力される。

また、登録標準パターン部６１には、前記Ｘ軸
出力とＹ軸出力との組合せに対応する数字、演算
記号等の標準字形パターンが登録されており、認
識演算部６２は、データメモリ部６０からの入力
データと登録標準パターン部６１からの標準字形
パターンとを比較して最も相関関係の高い字形パ
ターンを選択し、その字形パターン番号をCPU
６７に入力する。

また、一つの数字または記号の筆記が終わつて
筆記軸４６の先端が紙面から離されると、Ｚ軸方
向ひずみゲージ５０ｚが引張りひずみ状態から元
に戻つて基準電位となるから、Ｚ軸信号アンプ６
３ｚからのＺ軸出力がなくなる。このＺ軸出力の
停止により、CPU６７のセツト端子Ｓからタイ
マ６８にスタート信号が送られ、タイマ６８がク
ロツクパルスφのカウントを開始する。

そして、タイマ６８があらかじめ設定されたク
ロツクパルス数に達すると、タイマ６８から
CPU６７のＣ端子にキヤリー信号が送られ、こ
れに基づいてCPU６７は、そのＢ端子から圧電
ブザー３１にタイミングパルスを出力して圧電ブ
ザー３１を報音駆動する。

このタイマ６８の設定時間は、複数回の筆記動
作で筆記される数字や記号等の筆記時における筆
記動作中の休止時間より十分長く設定されてい
る。すなわち、例えば数字“５”は、“５”の筆
記と、“−”の筆記との２回の筆記動作で筆記さ
れるが、前記タイマ６８の設定時間を上記のよう
にしておけば、“５”の筆記後、“−”の筆記を開
始するまでの僅かな時間では圧電ブザー３１は報
音動作せず、“５”が完全に筆記されてから適切
な時間後に報音動作する。

つまり、この圧電ブザー３１は、一つの数字や
記号等が筆記入力される毎にその入力終了を報知
するもので、圧電ブザー３１により入力終了が報
知されるのを待つて次の数字や記号等を筆記入力
すれば、１回の筆記動作で筆記される数字や記号
等も、複数回の筆記動作で筆記される数字や記号
等も、１字分の入力情報として混同を生じるこな
く入力することができる。

一方、前記CPU６７は、認識演算部６２から
入力される字形パターン番号に基づいて数値情報
および演算指令情報を演算メモリ部６９に送るよ
うになつており、演算メモリ部６９に送られた数
値情報は表示部７０に送られて液晶表示素子１８
により表示される。

また、演算メモリ部６９は、CPU６７からの
数値情報を記憶し、演算指令情報に応じて演算数
と被演算数との演算を実行するもので、その演算
結果は表示部７０に送られて表示される。

次に、計算機本体部の外側面に設けられてい
る、スキツプ（SK）キー１５と、サブシークエ
ンス（SB）キー１６と、クリア（Ｃ）キー１７
の作用について説明する。

スキツプキー１５は、前記登録標準パターン部
６１に標準字形パターンを登録する際に操作され
るもので、電源スイツチ兼用モード切換スイツチ
２７を標準字形パターン登録モードに切換えた状
態でスキツプキー１５を押すと、スキツプキー１
５を１回押す度に表示部に０，１，２，……９，
＋，−，×，÷，＝，……等の数字および演算記号等
が順次表示される。

そして、例えば表示部に“１”を表示させた状
態で数字“１”を筆記すると、Ｘ軸信号出力アン
プ５３ｘおよびＹ軸信号出力アンプ５３ｙのＸ軸
出力およびＹ軸出力がデータメモリ部６０から登
録標準パターン部６１に送られ、このときのＸ軸
出力とＹ軸出力との組合せが、次にスキツプキー
１５を押したときに数字“１”の標準字形パター
ンとして登録される。

従つて、スキツプキー１５を押して数字および
演算記号等を順次表示させながらその数字および
記号等を筆記すれば、使用者の癖に合せた筆記字
形を登録標準パターン部６１に標準字形パターン
として登録することができる。

また、サブシークエンスキー１６は、筆記字形
が誤認識されて表示部に別の数字や記号が表示さ
れたときに押されるもので、このサブシークエン
スキー１６を押すと、認識演算部６２が、最初に
選択した字形パターンの次に相関関係の高い字形
パターンを選択する。この字形パターンの選択
は、サブシークエンスキー１６を押す度に相関関
係の高い順に繰り下がり、これにともなつて、認
識演算部６２からCPU６７に入力される字形パ
ターン番号が入力し直される。

従つて、筆記字形が誤認識されて誤つた入力情
報がCPU６７から演算メモリ部６９に入力され
ても、表示部に筆記入力したものと同じ数字また
は記号等が表示部に表示されるまでサブシークエ
ンスキー１６を押せば、演算メモリ部６９への入
力情報を訂正することができる。

また、クリアキー１７は、前の演算結果のクリ
ア時や、数字や記号等を間違えて筆記たときの入
力クリア時に押されるもので、数字や記号等を間
違えて筆記入力したときは、このクリアキー１７
を押してから数字や記号等を筆記入力し直せばよ
い。

なお、上記のように筆記字形が誤認識されて表
示部に別の数字や記号等が表示された場合の誤認
識訂正は、その入力をクリアキー１７により取消
して再度筆記入力することによつて行なつてもよ
く、筆記字形の誤認識の訂正を前記サブシークエ
ンスキー１６の操作で行なうか、クリアキー１７
により入力を取消して再入力することで行なか
は、使用者が判断すればよい。

すなわち、この筆記入力式小型電子式計算機
は、筆記軸４６の変位により筆記数字および演算
記号等を識別し、そのデータを情報処理部に入力
して演算を行なうもので、紙面に数字および演算
記号等を筆記すると、自動的に演算が行われて演
算結果が表示される。

しかして、この筆記入力式小型電子式計算機に
おいては、その筆記入力部を、筆記軸４６の外周
に、基端を入力部ケース１０ｂ内に片持ち状態に
固定した筆記軸径方向に弾性変形可能な複数の板
バネ５２，５２の先端を接触させ、この板バネ５
２，５２に、前記筆記軸４６の変位による板バネ
５２，５２の弾性変形で機械的変形を生じてこの
機械的変形量を電気的変化量に変換するセンサ
（ひずみゲージ５０ｘ，５０ｙ）を取付けた構成
としているから、従来のようにセンサを筆記軸の
外周面とケース内面との間に隙間なく挟持させる
必要はなく、従つてセンサの組込みは容易である
し、また、センサは筆記軸４６には直接接触して
いないから、筆記軸４６に衝撃がかかつても、こ
の衝撃でセンサが破壊してしまうことはない。

なお、上記実施例では、筆記軸４６を囲む４方
向に板バネ５２，５２の全てを筆記軸４６に弾接
させて、筆記軸４６が板バネ５２から離れる方向
に変位したときにも板バネ５２が筆記軸４６の変
位に追従して筆記軸側に変形するようにしている
が、この板バネ５２，５２は軽く筆記軸４６に接
触させておいて、筆記軸４６で押されたときだけ
外側に弾性変形するようにしてもよい。

また、上記実施例では、筆記軸４６を囲んで４
方向に板バネ５２，５２を設けているが、この板
バネは、３方向または６方向や８方向に設けても
よく、また、センサは、少なくとも筆記軸４６の
外周に対して異なる二方向の板バネに取付けてお
けば、必ずしも全ての板バネに取付ける必要はな
い。

すなわち、第１４図は、筆記軸４６を囲んで等
間隔に３枚の板バネ５２，５２を配置して、この
３枚の板バネ５２，５２により筆記軸４６を中立
位置に保持させるとともに、この３枚の板バネ５
２，５２のうち２枚の板バネ５２，５２だけの外
面にひずみゲージ５０，５０を取付けた例を示し
たもので、少なくともひずみゲージ５０，５０を
取付けた２枚の板バネ５２，５２は、筆記軸４６
に弾接して、筆記軸４６が板バネ５２から離れる
方向に変位したときにも筆記軸４６の変位に追従
して内側（筆記軸側）に変形するようになつてい
る。

つまり、この実施例は、筆記軸４６の周方向の
変位を、つのひずみゲージ５０，５０だけで検出
するようにしたもので、各ひずみゲージ５０，５
０は、板バネ５２が筆記軸４６で押されて外側に
変形したときに圧縮ひずみを生じて抵抗値が減少
し、逆に板バネ５２が内側に変形したときに引張
りひずみを生じて抵抗値が増加するから、２つの
ひずみゲージ５０，５０の抵抗値変化から筆記軸
４６の変位方向を判定すれば、筆記軸４６のいず
れの方向への変位も２つのひずみゲージ５０，５
０だけで検出することができる。

これは、筆記軸を囲んで４方向や６方向または
８方向に板バネを配置する場合も同様であり、そ
の場合は、筆記軸をはさんで対向する一対ずつの
板バネのうちいずれか一方にひずみゲージを取付
ければよい。

また、上記実施例では、筆記軸４６の変位を検
出するひずみゲージ５０ｘ，５０ｙを板バネ５
２，５２の外面に取付けているが、このひずみゲ
ージ５０ｘ，５０ｙは板バネ５２，５２の内面に
取付けてもよい。またひずみゲージ５０ｘ，５０
ｙ，５０ｚは、シリコン半導体を用いたものに限
らず、金属箔を用いたものを使用してもよいし、
ひずみゲージの代わりに、圧電素子をセンサとし
てもよい。ただし、センサとして圧電素子を使用
する場合は、電気的変化量が電荷量の変化として
検出されるから、この電荷量の変化を電圧の変化
量に変換する変換回路を設ける必要がある。

さらに、上記実施例では、センサを取付ける弾
性部材として板バネを用いているが、この弾性部
材はポリカーボネート等の弾性樹脂板等を用いて
もよく、また筆記軸は、ボールペンレフイールの
ようなものに限らず、単なる軸棒としてもよい。

また、上記実施例では、筆記軸４６に軸方向の
筆記圧がかかつたときにこれを検出するＺ軸方向
ひずみゲージ５０ｚを備えているが、このＺ軸方
向ひずみゲージ５０ｚはなくてもよい。

さらに、上記実施例では、筆記軸４６をその基
端において先端側が筆記方向と逆方向に変位でき
るように支持しているが、筆記軸４６に可撓性を
もたせれば、筆記軸の基端はケース内に固定して
もよい。

なお、上記実施例では筆記入力式小型電子式計
算機に組込まれる筆記式データ入力装置を例にと
つて説明したが、この発明は、筆記式入力部だけ
を備えた、例えばパーソナルコンピユータに接続
されてパーソナルコンピユータにデータを入力す
る筆記データ入力装置等にも適用することができ
る。

〔発明の効果〕

この発明は、筆記軸の外周に、基端を前記ケー
ス内に片持ち状態に固定した筆記軸径方向に弾性
変形可能な複数の弾性部材の先端を接触させ、こ
の弾性部材のうち少なくとも前記筆記軸の外周に
対して異なる二方向の弾性部材に、前記筆記軸の
変位による弾性部材の弾性変形で機械的変形を生
じてこの機械的変形量を電気的変化量に変換する
センサを取付けたものであるから、従来のように
センサを筆記軸の外周面とケース内面との間に隙
間なく挟持させる必要はなく、従つてセンサの組
込みは容易であるし、また、センサは筆記軸には
直接接触していないから、筆記軸に衝撃がかかつ
ても、この衝撃でセンサが破壊してしまうことは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１３図はこの発明の一実施例を示し
たもので、第１図は第２図のＡ−Ａ線に沿う拡大
断面図、第２図は筆記入力式小型電子式計算機の
外観斜視図、第３図および第４図は第１図のＢ−
Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図、第５図は
筆記軸周囲に配置された板バネの拡大斜視図、第
６図はケース先端の口金部材の拡大斜視図、第７
図はひずみゲージの抵抗変化特性図、第８図〜第
１０図は筆記軸の変位にともなう板バネの変形動
作説明図、第１１図は筆記入力式小型電子式計算
機の回路図、第１２図は筆記入力式小型電子式計
算機の使用状態図、第１３図は数字“１”および
減算記号“−”を筆記入力したときの出力波形図
である。第１４図はこの発明の他の実施例を示す
板バネの配置図である。 １０……ケース、４６……筆記軸、５０ｘ，５
０ｙ，５０……ひずみゲージ、５２……板バネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケース内に先端部が突出する状態で設けられ
   筆記動作にともなつて先端側が筆記方向と逆方向
   に変位する筆記軸と、基端を前記ケース内に片持
   ち状態に固定された先端において前記筆記軸の外
   周に接触する筆記軸径方向に弾性変形可能な複数
   の弾性部材と、この弾性部材のうち少なくとも前
   記筆記軸の外周に対して異なる二方向の弾性部材
   に取付けられ前記筆記軸の変位による弾性部材の
   弾性変形で機械的変形を生じてこの機械的変形量
   を電気的変化量に変換するセンサと、このセンサ
   の電気的変化量に基づいて筆記字形を認識しその
   データを情報処理部に入力する手段とを具備した
   ことを特徴とする筆記式データ入力装置。