JPH0525148B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野） 本発明は、オンライン手書文字認識装置に関わ
るものである。 （背景技術） 従来のオンライン手書文字認識装置を第１図に
示す。第１図において、１はタブレツト、２はペ
ン、３は認識部、４は制御部、５は表示部、６は
印字部のごとく構成されており、タブレツト１の
上に紙を置き、ペン２で紙の上に文字を書き、そ
のストロークを時々刻々と認識部３へ送り、タブ
レツト１上に書かれたを文字を認識し、認識部３
で認識された文字は制御部４により表示部５へ送
られ表示され、筆記者によりキーボード部（図示
なし）を用いて編集又は校正された後、印字部６
に出力されるという構成をとつていた。 したがつて、入力部としてのタブレツト１と、
一時的な出力部としての表示部５が必要であり、
廉価な装置を構成しようとするとき価格が上が
り、ある限度以上廉価なオンライン手書文字認識
装置を提供することができないという大きな欠点
があつた。 また、入力部と出力部が分離されているため、
筆記者は筆記する場所と出力として表示する所と
を交互に見なければならず、これは通常紙の上に
筆記するのと異なり非常に書きごこちの悪いこと
となり、筆記者が疲れるばかりでなく、入力速度
が遅くなるという大きな欠点もあつた。更に、入
力用のセンサーの配列にはセンサーの形状等によ
る、物理的限界により、３〜４個／mmのセンサー
配置が限度となりそのままでは分解能が上がらず
結果的に、入力文字あるいは記号等の認識率が上
がらない欠点があつた。 （発明の課題） 本発明の目的は、前記の欠点を解決するため、
入力装置であるタブレツト１に出力装置としての
表示部５の機能を合せてもたせたオンライン手書
文字認識装置を提供することにあり、その特徴
は、発光ダイオードと受光トランジスタを対とし
たセルをマトリツクス状に配列して少なくとも２
以上の文字枠を構成するインターフエース面と、
前記発光素子を順次選択して割り当てられた第１
の時間内で発光させるためのカウンタ及び駆動回
路と、先端に半球面の反射鏡をそなえ、前記発光
素子より発光された光を反射し対となつた前記受
光トランジスタにて受光させる構造をもつた細長
のペンと、該受光トランジスタからの割り当てら
れた第２の時間内の信号をアナログ・デジタル変
換しこのデジタル出力レベルをチエツクし基準レ
ベルを越えた時点の前記カウンタの瞬時値と、更
に、隣接した前記受光トランジスタからの信号の
レベルにより、該受光トランジスタ間のピツチ内
をより精度よく検知する手段と、これにより前記
反射鏡をそなえたペンにより描かれたパターンを
認識する認識部と、認識部により認識された文字
又は記号のパターンを前記入出力盤に表示させる
手段とを有し、前記第１の時間と前記第２の時間
が重複せず、文字又は記号の入力及び出力を単一
の入出力盤で行なうオンライン文字認識装置にあ
る。 （発明の構成および作用） 第２図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
あつて、７は発光ダイオードと受光トランジスタ
を発光面及び受光面を上向きにして一平面上に交
互に密に埋め込み、少なくとも２文字以上の複数
の文字が入出力できる広さを有するインターフエ
ース面、８はインターフエース面７のＸ方向の線
の選択を行なうカウンタ（以下Ｘ−Ｃという）、
９は（Ｘ−Ｃ）８の出力をデコードして所定のＸ
線を駆動するデコーダドライバ（以下Ｘ−Ｄとい
う）、１０はＹ方向の線の選択カウンタ（以下Ｙ
−Ｃという）、１１はＹ方向の発光ダイオードを
駆動するためのデコーダドライバ（以下Ｙ−Ｄと
いう）、１２はＹ方向の発光トランジスタよりの
信号を受けるための受光回路（以下Ｙ−Ｓとい
う）であり１３は前記対になつた発光ダイオード
と受光トランジスタで一組分のエリアをカバーす
る面積の半球面の反射鏡を先端に有するペン、１
７は前記受光回路１２のアナログ出力値をデジタ
ル値に変換するAD変換回路、１８はレベルチエ
ツク回路であり前記AD変換回路１７の出力値と
あらかじめ決められた基準値をデジタル値にて比
較チエツクし、基準値を越えた前記第２の時間内
での最大値をレジスタ１９−１に送出すると同時
にサンプルパルスを送出する。１４は該サンプル
パルスを受信することにより（Ｘ−Ｃ）８，（Ｙ
−Ｃ）１０の値をサンプルするサンプル回路、１
９−１，１９−２は前記AD変換回路１７および
レベルチエツク回路１８にて前記第２の時間にお
ける受光トランジスタ出力のAD変換されたデジ
タル値の最大値を保持するレジスタであり、レジ
スタ１９−１は前記サンプル回路１４にサンプル
される同タイミングのAD変換データを保持し、
１９−２は、前記１９−１にサンプルされた前の
タイミング情報つまり隣接する受光トランジスタ
の出力のAD変換データを保持するレジスタであ
る。２０は前記レジスタ１９−１および１９−２
の出力をアドレスにもつたROM（リードオンリ
ーメモリ）であり表−１に示すテーブルが記憶さ
れている。

【表】 ここでVmは、前記レベルチエツク回路１８に
より検出された（Ｘ−Ｃ）８，（Ｙ−Ｃ）１０の
値をサンプルするサンプルタイミングにおける、
レジスタ１９−１に保持されたAD変換データ値
を示し、VnはVmがサンプルされた次のタイミ
ングにおける、レジスタ１９−１に保持された
AD変換データ値を示しこの時前記Vmはレジス
タ１９−２に転送されている。は前記インター
フエース面７に配置された受光トランジスタのピ
ツチ寸法を示し、Ｘ（ｎ），Ｙ（ｎ）は、前記レベ
ルチエツク回路１８よりサンプルパルスが出力さ
れたときのカウンタ（Ｘ−Ｃ）８および（Ｙ−
Ｃ）１０のカウント値に対応したＸ方向およびＹ
方向の位置データを示す。２１は、前記補正
ROM２０の出力と前記サンプル回路１４にてサ
ンプルされた（Ｘ−Ｃ）８および（Ｙ−Ｃ）１０
のカウント値の出力とを加算する加算器、１５は
文字情報をドツトの形で有するフオントメモリ、
１６はフオントメモリ１５のドツトパターンの
Ｘ，Ｙ情報と（Ｘ−Ｃ）８，（Ｙ−Ｃ）１０の値
との一致をみる一致回路のごとく構成される。な
お、第１図でいう印字部６については、第２図で
も同一機能である。また、制御部４についても第
１図においては、単にデータを転送又は編集する
ものであり、本発明との関連が少ないため説明を
省略する。 ここで、インターフエース面７の詳細を第３図
に示す。第３図は発光ダイオードと受光トランジ
スタを１対１に300組設けたものであり、第３図
に示すごとくＸ方向に30組配置され、Ｙ方向に10
組配置されている。発光ダイオードのアノードと
受光トランジスタのコレクタはＸ線に相互接続さ
れ、Ｘ−１よりＸ−３０に導出され、第２図の
（Ｘ−Ｄ）９に１対１に接続される。また、前記
発光ダイオードのカソード側はＹ線に相互接続さ
れ、線Ｙ−１よりＹ−１０に導出され、第２図の
（Ｙ−Ｄ）１１に１対１に接続される。また、（Ｘ
−Ｄ）９により選択された線には電流が導出さ
れ、（Ｙ−Ｄ）１１により選択された線へは電流
が流れ込み、マトリツクス上に配置されているた
め、ある時点では（Ｘ−Ｄ）９及び（Ｙ−Ｄ）１
１により選択されたマトリツクス上の一点の発光
ダイオードだけが発光できることとなる。次に、
受光トランジスタのエミツタは同一Ｙ方向のもの
が相互接続され、線YS−１よりYS−１０に導出
され、第２図の（Ｙ−Ｓ）１２に１対１に接続さ
れる。以下、本装置の動作を詳細に説明する。
（Ｘ−Ｃ）８が１カウントする間に、（Ｙ−Ｃ）１
０は10カウントするように構成されている。従つ
て、入力データをサンプルするために発光ダイオ
ードは左上から順に下へ発光していき、左下の発
光ダイオードが発光すると左より２列目の一番上
の発光ダイオードが発光するというごとく順次発
光する。ここで、個々の発光ダイオードの発光タ
イミングと受光タイミングについて説明する。 第４図は発光ダイオードの発光タイミングおよ
び各部の波形を示す図であり、（Ｙ−Ｃ）１０の
カウント周期を第４図のａとすると、入力データ
サンプルのためには第４図ｂの時間だけ発光する
様に（Ｘ−Ｄ）９及び（Ｙ−Ｄ）１１は制御され
ている。なお第４図ａに対するｂ，ｃのタイミン
グは、図示しない制御部に含まれるタイマ機能等
により生成されるものである。ｃは前記第１の時
間の認識結果を表示するタイミング波形、ｄ，ｅ
は受光回路１２の出力波形、ｆは前記AD変換回
路１７の出力波形、ｇは前記カウンタ（Ｙ−Ｃ）
１０の状態を表わし、Ｙ（ｎ），Ｙ（ｎ＋１）は、
ｎ，ｎ＋１時点のカウント値を示す。 さて、ペン１３をインターフエース面７の上面
に置くと、ペン１３の先端の反射鏡によりペン１
３を置いた位置の発光ダイオードが発光したタイ
ミングにて、その光を反射させ対となつた受光ト
ランジスタに受光させる。この時、受光回路１２
の出力は、第４図ｄに示す波形が出力され、更
に、AD変換回路１７にて第４図ｆの如くAD変
換され、このAD変換データがあらかじめ決めら
れた、基準値SLより大きい場合、ペン１３がオ
ンしたものとレベルチエツク回路１８にて認識さ
れ、その時点ｎのカウンタ（Ｙ−Ｃ）１０のカウ
ント値Ｙ（ｎ）がサンプル回路１４にサンプルさ
れると同時に、前記AD変換データの基準値SLを
越えた値Vmをレジスタ１９−１にセツトする。
更に次の時点ｎ＋１において、前記ペン１３が置
かれた位置の受光トランジスタに隣接する受光ト
ランジスタにも、ペン１３の反射鏡により反射さ
れた反射光が受光され、前記受光回路１２の出力
は、第４図ｅに示す波形が出力され、AD変換回
路１７にて第４図ｆの如くAD変換され、この値
Vnが前記基準値SLより大きい場合、ペン１３が
オンしたものとして前記同時カウンタ（Ｙ−Ｃ）
１０のカウント値Ｙ（ｎ＋１）がサンプル回路１
４にサンプルされると同時に、前記AD変換値Vn
をレジスタ１９−１にセツトし、前記サンプルさ
れたVmはレジスタ１９−２に同時に転送され
る。ここでROM２０のアドレスは前記レジスタ
１９−１，１９−２によつて接続されているた
め、前記AD変換回路のビツトを４ビツトとする
とレジスタ１９−１，１９−２は各４ビツトのビ
ツト長で良く、ROM２０のアドレスは８ビツト
のもので間に合うこととなる。更にROM２０
の、記憶内容は、表１に示すごとく前記受光トラ
ンジスタ間のピツチに対して、前記ｎ時点にお
けるAD変換データVmとｎ＋１時点における、
AD変換データVnに対して比列した値・
Vn／Vm＋Vnをテーブルとして記憶しておくことに より、受光トランジスタ間のピツチに対して、
前記レジスタ１９−１および１９−２のビツト長
に比例した分解能で分割することが可能となる。
これにより前記サンプル回路１４にてサンプルさ
れたカウンタ（Ｙ−Ｃ）１０のカウンタ値Ｙ（ｎ）
に対して、前記ROM２０の出力値・
Vn／Vm＋Vnが加算器２１にて加算され認識部４へ 順次出力される。カウンタ（Ｘ−Ｃ）８について
も、スキヤン方向を変え、（Ｙ−Ｃ）１０を１カ
ウントする間に（Ｘ−Ｃ）８を30カウントするよ
うにして同様に制御されており前記サンプル回路
１４に対してＸ−Ｙ切替信号２２により切替制御
されている。 したがつて、インターフエース面７の面上で文
字を書けば時々刻々と文字の軌跡（パターン）が
サンプル回路１４にサンプリングされ更にROM
２０および加算器２１により補正された値が送出
されるので、少ないセンサでも十分な精度で位置
検出が可能となる。この後、文字の字種が認識部
４により認識される。 いま、300組の発光ダイオードと受光トランジ
スタよりなるインターフエース面７が２文字分の
入出力を行なう場合について説明すると、例えば
「手書文字認識」という文字を入力する場合で、
いまインターフエース面７上の左半分に「手」と
いう文字を入力し終り、インターフエース面７の
右半分の領域に「書」という文字を入力しようと
してペン１３をインターフエース面７の右半分の
領域に置いた時、インターフエース面７の左半分
への入力は終了したものとみなして認識部３は
「手」という文字を認識し、その情報をフオント
メモリ１５へ伝える。フオントメモリ１５からは
文字「手」に相当するドツトパターンを出力し、
そのドツトパターンの位置と（Ｘ−Ｃ）８及び
（Ｙ−Ｃ）１０のデータとの一致を一致回路１６
でとり、一致した場合、すなわち文字「手」のド
ツトパターンの表示位置に相当する点を（Ｘ−
Ｃ）８及び（Ｙ−Ｃ）１０が示した時、（Ｘ−Ｄ）
９，（Ｙ−Ｄ）１１により前記文字「手」のドツ
トパターン位置に該当する発光ダイオードを駆動
する。このようにして、「手」の文字の規準化さ
れたパターンが表示される。 以下同様にして、次に「文」の字をインターフ
エース面７上の左側に書き始めることにより、イ
ンターフエース面７上の右側にすでに書き終つた
文字「書」に相当するドツトパターンを出力し、
インターフエース面７上の左側の文字「手」に相
当するドツトパターンを消去するとうい手順で、
次々と入力部及び出力部として使用するものであ
る。 以上説明したように前記実施例では、インター
フエース面７を、反射鏡を先端に備えたペン１３
と共に入力タブレツトとして用いるだけにとどま
らず、認識結果を出力する表示部としても用いる
ことができる。また時間的には発光タイミングを
入力部として用いる時と表示のため用いる時を分
割し、入力部として用いる発光時間を短くし、表
示のために用いる発光時間を長くとることによ
り、入力時の発光の目に対するちらつきを抑え、
さらに表示時の発光は残像現象により目で明確に
確認できるものである。これにより、従来、別々
の装置を用いて入出力していたために操作性が悪
く、操作速度を上げることができなかつたが、文
字を書いた場所に一文字遅れで認識結果が表示さ
れるため、筆記者は正しく入力されたかどうかの
確認をとりながら入力することができるという利
点があり、操作性がよくなつた結果として操作速
度も向上する。 次に、第２図ではインターフエース面７とその
周辺回路である（Ｘ−Ｃ）８，（Ｘ−Ｄ）９，（Ｙ
−Ｃ）１０，（Ｙ−Ｄ）１１，（Ｙ−Ｓ）１２，
AD変換回路１７、レベルチエツク回路１８、レ
ジスタ１９−１，１９−２，ROM２０、加算器
２１、一致回路１６等は、機能的には異なるため
別々のものとして説明したが、これらのものは１
個のLSIとして製造することは容易であり、１個
のLSIとして構成した場合、接続箇所が大幅に少
なくなるため、安価かつ小形となる。 前記実施例の説明では、２文字分の字枠を構成
する左側に入力を終り、右側への入力を開始した
時点で左側へ入力した文字の認識結果のドツトパ
ターンをインターフエース面７の左側へ表示し、
次々と入力し、１字遅れで認識結果の文字のドツ
トパターンを表示するとして説明したが、認識結
果の文字のフオントメモリ１５によるドツトパタ
ーンの表示だけでなく、入力中の文字又は記号の
軌跡をも直接表示することも可能である。入力中
の文字又は記号の軌跡を直接表示することによ
り、筆記者はオンライン手書文字認識装置に自分
の入力した文字又は記号がどのような形で入力さ
れたかが自覚できるため、認識部３により誤つて
認識された場合、筆記者の文字のクセ等が筆記者
自身に明確にフイードバツクされ、筆記者の学習
効果を促進するという効果も生ずる。更に、前記
実施例のインターフエース面７の発光ダイオード
は、受光トランジスタに対して、入力用および表
示用として時分割にて共用しているが、当然、別
個のものとして実装して用いることも可能であ
り、更にこの場合、入力用として赤外発光ダイオ
ードを使用し、受光トランジスタも赤外領域のみ
を通過させる光学フイルタ等を用いることにより
表示用と明確に区別することも可能である。 （発明の効果） 以上のごとく、本発明によると入力タブレツト
に出力文字が表示されるので、入力速度が早く、
正確で認識率の高いオンライン文字認識装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のオンライン手書文字認識装置の
ブロツク図、第２図は本発明の一実施例を示すブ
ロツク図、第３図はインターフエース面７の詳細
図、第４図は発光ダイオードの発光タイミングと
受光トランジスタ以降各部の波形を示す図であ
る。 １…タブレツト、２…ペン、３…認識部、４…
制御部、５…表示部、６…印字部、７…インター
フエース面、８…Ｘ線選択カウンタ、９…Ｘ線デ
コーダドライバ、１０…Ｙ線選択カウンタ、１１
…Ｙ線デコーダドライバ、１２…Ｙ線受光回路、
１３…先端に反射鏡を有するペン、１４…サンプ
ル回路、１５…フオントメモリ、１６…一致回
路、１７…AD変換回路、１８…レベルチエツク
回路、１９−１，１９−２…レジスタ、２０…ピ
ツチ補正用ROM、２１…加算器、２２…Ｘ，Ｙ
切替信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ペンによる文字パターンの軌跡を入力する平
   面上のインターフエース面と、文字パターンを認
   識する認識部と、認識されたパターンを前記イン
   ターフエース面に表示する手段とを有するオンラ
   イン文字認識装置において、前記インターフエー
   ス面が発光ダイオードと受光トランジスタの対に
   よるセルをマトリツクス状に配置した配列を有
   し、前記ペンは細長で先端に反射鏡を有し、前記
   発光ダイオードを周期的に各周期内の第１の時間
   内で順次発光させるカウンタ及び駆動回路と、ペ
   ンによる反射光の受光トランジスタによる出力を
   前記周期内で第１の時間と重複しない第２の時間
   に検知して検知結果を補正して前記認識部に与え
   る補正手段とが具備されることを特徴とするオン
   ライン文字認識装置。 ２ 前記補正手段がセルのピツチに従つて受光ト
   ランジスタの出力を補間するテーブルを記憶する
   ROMをふくむことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のオンライン文字認識装置。