JPH05505687A - Handwriting device for force and position based information collection - Google Patents

Handwriting device for force and position based information collection

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JPH05505687A
JPH05505687A JP91505229A JP50522991A JPH05505687A JP H05505687 A JPH05505687 A JP H05505687A JP 91505229 A JP91505229 A JP 91505229A JP 50522991 A JP50522991 A JP 50522991A JP H05505687 A JPH05505687 A JP H05505687A
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force
axis
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component
sensing
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JP91505229A
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Japanese (ja)
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クレーン,ヒユーイツト・デイー
ハーモン,ロバート・ダヴリユー
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エス・アール・アイ・インターナシヨナル
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 力および位置に基づく情報収集用手書き装置発明の背景 この発明は、手動データ収集に関し、詳記すると開設者が誰であるかを識別し、 上記開設者が情報入力の形で何をしているかを識別し、および/または上記開設 者の神経筋の状態を決定するためのデータ収集装置に関するものである。この発 明は特に、針すなわちペン(stylus)または類似の書込み器具を介する、 XY位置および圧力認識および情報入力の技術に関するものである。[Detailed description of the invention] Background of the Invention: Handwriting Device for Force and Position Based Information Gathering This invention relates to manual data collection, specifically identifying who is the originator; Identifying what the said creator is doing in the form of information input and/or The present invention relates to a data collection device for determining the neuromuscular condition of a person. This issue writing, especially through a stylus or similar writing device; It relates to XY position and pressure recognition and information input technology.

過去に、若干の形式のデータ入力用の針を用いる2つの別の技術が発達した。一 方の技術では、一平面上の針のXY位置を認識するために発達した。若干形式の 針と相互に作用する、デジタイザパッドがこの技術の部類に属し、上記パッドの 表面の2つの寸法で上記針の位置を感知するものである。In the past, two other techniques have been developed that use some form of data entry needle. one The first technique was developed to recognize the XY position of the needle on one plane. somewhat formal Digitizer pads that interact with the needle belong to this category of technology; Two dimensions of the surface sense the position of the needle.

他方の技術においては、針がさらされる移動および/または力を追跡するために 技術が発達した。この後者の技術は、主として特性の検証と認識に用いられるが 、データ入力には用いられず、何故なら−ば針を介して収集した情報をX7位1 情報に翻訳しようとすれば、キャラクタその地間種類のものを解読する必要があ り、データ入力が比較的不正確になるからである。さらに詳記すれば、一平面上 の針の眞の位置を、針の力情報からだけ引き出すことは事実上不可能なことが確 認された。何故ならばとりわけ上記針と書込み面との間の相互作用、上記書込み 面に対する針の方向法めが、横揺れ、縦揺れおよび片揺れ位置決め、および針内 感知器の位置決めを含むからである。ゆえに、純粋データ入力の装置として針を 使用することは多少評判が悪かった。In the other technique, in order to track the movement and/or forces to which the needle is exposed, Technology has developed. This latter technique is primarily used for property verification and recognition. , is not used for data entry, because - if the information collected through the needle is If you want to translate it into information, you need to decipher the character's ground type. This is because data entry becomes relatively inaccurate. To be more specific, on one plane It is confirmed that it is virtually impossible to derive the true position of the needle from only the force information of the needle. It has been certified. Because, inter alia, the interaction between the needle and the writing surface, the writing The orientation of the needle with respect to the surface is important for roll, pitch, and yaw positioning, as well as in-needle positioning. This is because it includes positioning of the sensor. Therefore, the needle is used as a pure data entry device. Its use was somewhat unpopular.

一方、針は特性検証のある部類に対して極めて有用である。On the other hand, needles are extremely useful for certain categories of property verification.

例えば、他の人々と共にこの発明の共同発明者の一人によって開発された3軸線 力怒知ペンを用いる自動特性検証装置は、特性検証にとって極めて有効な工具で あることが解った。[3軸線力感知ペンを用いる自動特性検証」 (“Auto matic SignatureVerification Using a  Three−Axis Force−5ensitive Pen”)の表題で 、7〜 ′ 6 パスーム ゛ く イハ′ −スに Δ SME−3No、3  PP、3 376 9 B (I E E E Transactions  on Systems+Man & Cybernetics、 Volume  SME−13,No、3. PP、329−337 (May/June 1 983))に発表された論文の技術内容は、参考までに本明細書に組み入れられ てその一部分をなしている。この論文は、本発明に関連して用いられる3軸線力 感知ペンについて説明している。この論文はまた上記力怒知ペンの変換器から抽 出された信号を処理する方法についても説明している。For example, the 3-axis line developed by one of the co-inventors of this invention along with others An automatic characteristic verification device that uses a force-control pen is an extremely effective tool for characteristic verification. I realized something. [Automatic characteristic verification using 3-axis linear force sensing pen] matic Signature Verification Using a Under the title “Three-Axis Force-5 sensitive Pen”) , 7~ ′ 6 Pasum゛ KU Iha' - ΔSME-3No. 3 PP, 3 376 9 B (IE Transactions on Systems+Man & Cybernetics, Volume SME-13, No. 3. PP, 329-337 (May/June 1 The technical content of the paper published in 983)) is incorporated herein by reference. is a part of it. This paper describes the triaxial force used in connection with the present invention. Explains the sensing pen. This paper is also extracted from the above-mentioned power anger pen converter. It also describes how to process the emitted signals.

特性検証に有用なものとして以前から認められていた、この従来形のペンの特徴 の一つは、書込み面上の針の先端において力を感知するその能力である。上記ペ ンの構成に固有のものとはいえ、このペンが10年間以上も開発され技術上既知 であるが、この特徴の有用性が本明細書で論じる他の出願には認められていない 。例えば、データ入力に対し上記のようなペンを用いる試みがなされたが、先端 に対して不十分なことが解り、データ入力に上記のようなペンを用いる計画は放 棄された。ユ2ピユーマガジン(Computer Magazine) 19 77年3月発行PP。Features of this traditional pen that have long been recognized as useful for property verification One of these is its ability to sense force at the tip of the needle on the writing surface. The above page Although unique to the pen's configuration, this pen has been in development for over 10 years and is technically known. However, the utility of this feature is not recognized in other applications discussed herein. . For example, attempts have been made to use the pen described above for data entry, but The plan to use a pen as described above for data entry was abandoned. Abandoned. You2Pyou Magazine (Computer Magazine) 19 PP published in March 1977.

43−50は、フレイン(Crane)その他による「手動印字キャラクタ用オ ンラインデータ入力装置J (An 0n−Line Data EntryS ystem for Hand−Printed Characters)と題 する論文に言及している。この論文は本明細書に参考までに組み込まれてその一 部分をなしている。この論文は上記ペンの恩知機構の実際の物理学的性質、およ びキャラクタ認識に対するこのペンの使用における初期の試みについて説明して いる。この計画は実用性に乏しいのでその後に放棄された。上記計画が放棄され た理由の一つは、その使用が全使用者に横揺れ、縦揺れおよび片揺れに関して、 ただ1つの方式でペンを保持するように束縛を必要としたからである。43-50 is the ``Operator for Manually Printed Characters'' by Crane et al. An 0n-Line Data Entry S system for Hand-Printed Characters) It refers to papers that This paper is incorporated herein by reference and is one of the is part of This paper describes the actual physical properties of the above-mentioned pen-sensing mechanism, and and describes early attempts at using this pen for character recognition. There is. This plan was later abandoned as it was impractical. The above plan was abandoned One of the reasons is that its use gives all users the ability to roll, pitch and yaw. This is because it required a constraint to hold the pen in only one way.

針の構造に基づく技術上周知の、その他の特性検証装置がある。上記技術の代表 として、ハーブスト(Herbst)その他に発行された特許、米国特許第4, 128,829号がありハーブストその他による初期の作品を挙げている。ハー ブストによる初期の作品は、動的特性の単一加速度パラメータに基づいていたの に対して、その後のハーブストの特許は、加速度計を通る軸線力および針の軸線 に沿うひずみゲージ測定力に関連する、多軸線加速度パラメータについて説明し ている。この先行発明の補え難いけれども重要な特徴は、上記書込み面と針との 接合点以外の点における加速度の力を、加速度計が測定することである。There are other characterization devices known in the art that are based on needle construction. Representative of the above technologies Patent issued to Herbst et al., U.S. Pat. No. 128,829 lists early works by Herbst and others. Her Early work by Bust was based on a single acceleration parameter for dynamic properties. In contrast, later Herbst patents described the axial force through the accelerometer and the axis of the needle. describes the multi-axial acceleration parameters associated with strain gauge measured forces along ing. An important but difficult to compensate feature of this prior invention is the connection between the writing surface and the needle. The accelerometer measures the force of acceleration at a point other than the junction.

ゆえに、針と上記書込み面の交点における、絶対位置か相対位置のいずれかに関 するどんな情報も得ることは事実上不可能である。さらにもしも上記交点におい て加速度が測定できるならば、絶対位置を引き出すことは不可能であるとはいい ながら、上記書込み面上の点の相対位置に関する直接情報を得られよう。Therefore, either the absolute position or the relative position at the intersection of the needle and the above writing surface It is virtually impossible to obtain any information that does. Furthermore, if the above intersection It is true that if acceleration can be measured using However, direct information regarding the relative position of the points on the writing surface may be obtained.

上記点において測定された加速度は、針と書込み面との交点の眞の位置の表示と はならない。実際に構成されるようにこのペンのvFfは、加速度の点および書 込み面上の針の交点の相互作用の特質に関する情報が乏しいために、上記点の推 定位置を安定させることは不可能である。これらの2位置の相互作用は、主体ま たは使用者によって異なる。The acceleration measured at the above point is an indication of the true position of the intersection of the needle and the writing surface. Must not be. The vFf of this pen as actually configured is the point of acceleration and Due to the lack of information regarding the nature of the interaction of the needle intersections on the It is impossible to stabilize the fixed position. The interaction of these two positions is or depending on the user.

xY位置タブレレフトよびこれと同等のものは公知で、XY位置は絶対感知で感 知され、そして2位置は力を含み上記タブレフトの面上で感知されると言っても さしつかえない、ともかく、このように測定される力は、針とタブレットの相互 作用の下向きの力から引き出される。これらの構造は、針と書込み面との接触を 感知する以外に、どんな理由があろうとも、先端における力を利用することはな いと考えられる。The xY position table left and its equivalent are known, and the XY position can be sensed by absolute sensing. and the two positions contain the force and are sensed on the surface of the table left. In any case, the forces measured in this way are Derived from the downward force of action. These structures prevent contact between the needle and the writing surface. Do not use the force at the tip for any reason other than sensing. It is considered that

重要参考文献としては、エイチ・ディ・フレインおよびジェイ・ニス・オストレ ム(H,D、Crane and J、S、Ostrew)による「3軸線力感 知ペンを用いる自動特性検証J (’AutomaticSignature  Verification Llsing a Three−Axis For ce−3ensitivePen“)と題する、= $ 4167w / Δの シスーム ・よびサイμ ・ スに Δ 、巻SMC43,No、3. 5月/ 6月1983 、 PP、329−337. (I E E E Transa ctions on Systems。Important references include H. D. Frein and J. Nis-Ostre. “3-axis force sensation” by H. D. Crane and J. S. Ostrew Automatic characteristic verification using a knowledge pen (’AutomaticSignature Verification Llsing a Three-Axis For ce-3ensistivePen"), = $4167w / Δ System system and system μ system Δ, Volume SMC43, No. 3. May / June 1983, PP, 329-337. (I E E E Transa tions on Systems.

Man and Cybernetics、 Vol、 SMC−13,No、 3. May/June 1983゜pp、329−337. )の論文である 。この文献はとりわけ、偽造として特性を認識する好適技術を説明している。し かし、そこに記載された技術は、固定基準位置に対する位置を感知できなかった ので、単に限定されたキャラクタ認識の可能性しかない。Man and Cybernetics, Vol, SMC-13, No. 3. May/June 1983゜pp, 329-337. ) is a paper by . This document describes, among other things, a preferred technique for recognizing characteristics as counterfeits. death However, the technology described there could not sense the position relative to a fixed reference position. Therefore, there is only a limited possibility of character recognition.

下記の特許が、従来技術の資料調査において確認された:米国特許第3,767 .907号ラドうリフ・ジュニア(Radcliffe、 Jr、) 、針のフ ィルムストリップと関連して針が使用される、数学的相互相関を達成するための 技術を開示。The following patents were identified in a search of prior art documents: U.S. Patent No. 3,767 .. No. 907 Radcliffe, Jr., needle flap A needle is used in conjunction with a film strip to achieve mathematical cross-correlation. Disclose technology.

米国特許第3,906,44444号フレインrane)その他、X−7位置お よびクロック出力に関連する4位置出力を有する針を使用する特性検証システム を開示。U.S. Patent No. 3,906,44444 Characteristic Verification System Using a Hand with Four Position Outputs Associated with and Clock Outputs Disclosed.

米国特許第3,915,015号りレイン(Crane)その他、ひずみケージ を用い、かつ先端で力を感知できる書込み器具を開示。U.S. Pat. No. 3,915,015 Crane et al. Strain Cage Discloses a writing instrument that uses a writing device and can sense force at the tip.

本発明に関連して潜在的に有用な回路を開示。Discloses circuits potentially useful in connection with the present invention.

米国特許第3,930.22929号フレインrane)その他、X−7位1に 関連する4位1出力を有する針およびキャラクタを識別するため一組のデジタル 信号が作られる回路を記載。U.S. Patent No. 3,930.22929 (frain rane) and others, A set of digital to identify hands and characters with associated 4-position 1 output Describe the circuit in which the signal is generated.

米国特許第3,988,934号カンプヘフナ(Kawphoefner)その 他、手書き解析用空間感知装置を記載。U.S. Patent No. 3,988,934 Kawphoefner et al. In addition, a spatial sensing device for handwriting analysis is described.

米国特許第4.040,01010号フレインrane)その他、χおよびYお よび圧力入力を用いる手書きを識別する方法および装置を記載。U.S. Pat. No. 4,040,01010) and a method and apparatus for identifying handwriting using pressure input.

米国特許第4,040,011号りレイン(Crane)その他、XおよびYお よび圧力入力を用いる手書きを識別する他の装置を記載。U.S. Patent No. 4,040,011 Crane et al. and other devices for identifying handwriting using pressure input.

米国特許第4,040,01212号フレインrane)その他、XおよびYお よび圧力入力を用いる手書きを識別する、さらに他の装置を記載。U.S. Patent No. 4,040,01212 and other devices for identifying handwriting using pressure input.

米国特許第4,078,226号エルニセ(EerNisse)その他、書込み 圧力に応答する力の代表信号を生じる特性検証に用いる針に関して記載、書込み 面には上/下方向のみの力であるZ力が与えられ、針から引き出される力に関連 して感知される。U.S. Patent No. 4,078,226 EerNisse et al., writing Description and writing regarding the needle used for characteristic verification that produces a representative signal of force in response to pressure The surface is subjected to a Z force, which is a force in the upward/downward direction only, and is related to the force pulled from the needle. and is sensed.

米国特許第4,086,56767号フレインrane)その他、XおよびYお よび圧力入力を用いる手書きを識別する、さらに他の一装置に関して記載。U.S. Patent No. 4,086,56767 Yet another apparatus for identifying handwriting using pressure input and pressure input is described.

米国特許第4,122,435号グリーンアウェイ(Greenaway)、書 込み面と針との接触力を高々感知する位置センサに間して記載。U.S. Pat. No. 4,122,435 Greenaway, It is written between the position sensor that detects the contact force between the needle and the filling surface.

米国特許第4,128.829号ハーブスト(Herbst)その他、前記説明 文にあり。No. 4,128,829 Herbst et al., supra. It's in the text.

米国特許第4,190,82020号フレインrane)その他、XおよびYお よび圧力入力を用いる手書きを識別する、さらに別の装置を記載。U.S. Patent No. 4,190,82020 describes yet another device for identifying handwriting using pressure input.

米国特許第4,234,86868号ラブイスadice) 、書込み面に直交 する力に関連する情報の収集に用いる圧電−二次成形用樹脂のシートを含む、特 性検証装置または同様のパターン検証装置を記載。U.S. Patent No. 4,234,86868), orthogonal to the writing surface Piezoelectric materials used to collect information related to forces Describes a gender verification device or similar pattern verification device.

米国特許第4.240,065号ハウプルツク(Howbrook) 、針に装 着したコイルが、面に対し針の接近信号を発するのに用いられる、面に関連する 位置感知装置を記載。U.S. Patent No. 4,240,065 Howbrook, mounted on the needle. The attached coil is used to signal the approach of the needle to the surface. Describes position sensing device.

米国特許第4,281.313号ボールドリッジ・ジュニア(Boldridg e、 Jr、)、表面に対する圧力から引き出した特性mlのため、表面内に構 成した位置感知装置を記載。U.S. Patent No. 4,281.313 to Baldrig Jr. e, Jr.), the structure inside the surface due to the characteristic ml derived from the pressure on the surface. Describes the position sensing device that was created.

米国特許第4,475,235号グラハム(Grahas) 、タブレットに対 する、位!および下向きの力にたよる特性検証技術を記載。U.S. Patent No. 4,475,235 to Graham, for Tablets Yes, rank! Also describes the characteristic verification technology that relies on downward force.

米国特許第4,475,240号ブロガルド(Brogardh)その他、表面 上に針によって作られるマーキングから引き出される正確な情報に従う、光学的 感知器の周りに構成された装置を記載。U.S. Patent No. 4,475,240 Brogardh et al. Surface Optical, following precise information derived from markings made by the needle on top Describe the devices configured around the sensor.

米国特許第4.495,644号バークス(Parks)その他、針の圧力が、 XおよびY座標の位置情報を感知するため2個の抵抗フィルムを接触させる、変 換器バッドを用いる実時間特性検証用装置に間して記載。この装置は、特性検証 およびキャラクタ認識の両方に有用なものとして記載されている。U.S. Pat. No. 4,495,644 Parks et al. A variable method in which two resistive films are brought into contact to sense position information in X and Y coordinates. Described as a device for real-time characteristic verification using converter pads. This device is characterized by and character recognition.

UK特許出願GB2.039.118Aスタンダードテレホン(Standar d Te1ephone) 、波形識別技術検証に基づく特性認識装置を記載。UK patent application GB2.039.118A Standard Telephone d Te1ephone) describes a characteristic recognition device based on waveform identification technology verification.

カリフォルニア、メンロパーク(Menlo Park、 Ca1iforni a)のニス・アール・アイ・インターナショナル(S RI Inter−na tional)における、共同発明者の1人およびその他の人々による研究は、 共同著者であるフレイン(Crane)により、上記文書および他の人々と共に フレインに発行された特許の中で討議されている。Menlo Park, California a) Niss R.I. International (SRI Inter-na) Research by one of the co-inventors and others in Co-author Crane, along with the above documents and others. Discussed in a patent issued to Frein.

発明の要約 本発明によると、表面上の一点でその表面内の少なくとも一軸線に沿う力を感知 する装置のある針すなわちペン(Stylus)、および問題にされている点の 表面の少なくとも一軸線に沿う真の位1を感知する装置のある位置感知パッド、 の組合わせからなる、−表面の一点で直接に情報を収集する装置が提供される。Summary of the invention According to the invention, a point on a surface senses a force along at least one axis within that surface. a stylus with a device for a position sensing pad with a device for sensing the true position along at least one axis of the surface; A device is provided which collects information directly at a single point on a surface, consisting of a combination of -

本発明の方法によると、特性または書面による暗号形式のような他の情報の出現 は、針の先端で力を測定することにより暗号を作るのに関係する動的な力と同時 に登録され、一方で同時に、表面上の針の位置を感知し、この位置から固定基準 位置に対して引き出される。According to the method of the invention, the occurrence of characteristics or other information such as written cryptographic form simultaneously with the dynamic forces involved in making the code by measuring the force at the tip of the needle. while at the same time sensing the position of the needle on the surface and from this position a fixed reference drawn relative to the position.

この発明は、書面による暗号の開設に関連する空間パターンおよび力の同時登録 ができる。上記パターンは電子形式で登録することもでき、その後電子型板と比 較される。This invention provides simultaneous registration of spatial patterns and forces associated with the establishment of written cryptography. Can be done. The above pattern can also be registered in electronic form and then compared with the electronic template. compared.

全般に、本発明による装置を使用して収集される情報に3つの部類がある。情報 の第1部類は、書出しプログラムの同一性である。情報の第2部類は、書面資料 の情報量であり、そして情報の第3部類は、書出しプログラムの状態である。同 一基礎処理が、情報の3部類すべてに対して、情報の分析点まで用いられる。お のおのの場合、入力情報を標準と比較し、そして入手したいとめる情報を確証ま たは識別するため適当な距離を加える機構が必要である。Generally, there are three categories of information collected using devices according to the invention. information The first category is the identity of the writing program. The second category of information is written materials and the third category of information is the state of the writing program. same One basic process is used for all three categories of information up to the point of analysis of the information. oh In each case, compare the information you enter with the standard and confirm the information you want to obtain. Or a mechanism is needed to add an appropriate distance for identification.

特性検証装置のために、特性の動力学がその開設に関連するダイナミックパター ンとの相関により確認される。For the characteristic verification device, the dynamics of the characteristic is a dynamic pattern related to its establishment. Confirmed by correlation with

この装置は医学的適用において有用である。上記針の先端部の力に関する情報は 、使用者の神経筋装置の状態を解析するために、同一使用者により事前に作られ たパターンと比較される。This device is useful in medical applications. Information regarding the force at the tip of the needle above is , created in advance by the same user in order to analyze the state of the user's neuromuscular equipment. compared with the pattern.

パーキンソン病のような状態の症状は、特にふるえその地間種類のものとして明 白であり、これは空間および力のパターンの電子的登録の解析によって診断され る。この装置はまた、顕微鏡写真および独特な手および腕の速度と加速度を含む 、他の症状を研究するのにも用いられる。Symptoms of conditions like Parkinson's disease are particularly obvious, such as tremors and the subterranean variety. white, which is diagnosed by analysis of electronic registration of spatial and force patterns. Ru. This device also includes photomicrographs and unique hand and arm velocities and accelerations. , also used to study other conditions.

XYタブレントだけで、手書き情報のある形式を認識するのに特に有用なことは 解っているが、暗号の開設に関連する登録または力の入力の付加的組合わせは、 個々のキャラクタを認識するのに有用である。特に、カーソルの先端の下向きア ナログの力は、キャラクタまたはストロークセグメンテーシゴンに関連して用い る時には、ペンアップ/ベンダウン状態をつくるため、XYタブレットの従来の アップ/ダウンスイッチの代りをさせ、また増強させるのに用いることができる 。What is particularly useful about recognizing certain forms of handwritten information is that the XY tablet alone is It is understood that additional combinations of registration or force inputs associated with cryptographic opening are Useful for recognizing individual characters. In particular, the downward pointing arrow at the tip of the cursor Analog forces are used in conjunction with character or stroke segmentation. When using the XY tablet, the conventional Can be used to replace and enhance up/down switches .

本発明は、添付図面に関連して下記の特定実施例を参照することにより、さらに 良く理解されよう。The invention will be further described by reference to the following specific embodiments in conjunction with the accompanying drawings. It will be well understood.

図面の簡単な説明 図1は、本発明に従って使用するのに通した入力装置の第1実施例を用いた、本 発明の第1実施例の斜視図および部分略示図である。Brief description of the drawing FIG. 1 shows the present invention using a first embodiment of an input device for use in accordance with the present invention. 1 is a perspective view and a partially schematic view of a first embodiment of the invention; FIG.

図2は、本発明に従って使用するのに適した入力装置の第2実施例の斜視図であ る。FIG. 2 is a perspective view of a second embodiment of an input device suitable for use in accordance with the present invention. Ru.

図3は、本発明に従う方法の特定実施例の流れ図である。FIG. 3 is a flowchart of a particular embodiment of a method according to the invention.

特定実施例の説明 図1について説明すると、本発明による情報収集装置10が示される。この情報 収集装置は、2つの基本怒知器構成である。Description of specific embodiments Referring to FIG. 1, an information gathering device 10 according to the present invention is shown. This information Collection devices are of two basic anger detector configurations.

XYタブレットすなわちデジタイザ12と3軸線針すなわちペン14を備えてい る。上記デジタイザ12は適当な電子的接続を経て第1前処理装置16に接続さ れ、そして上記針14は適当な電子的接続を経て第2前処理装置18に接続され る。これら前処理装置は、米国特許第3,915.015号に開示された回路の 形式にすることもできる。付加的な入力として、上記前処理装置のおのおのは、 タイマ20から調時信号を受信できる。It is equipped with an XY tablet or digitizer 12 and a 3-axis needle or pen 14. Ru. The digitizer 12 is connected to a first preprocessing device 16 via a suitable electronic connection. The needle 14 is then connected to a second pretreatment device 18 via a suitable electronic connection. Ru. These preprocessing devices are based on the circuit disclosed in U.S. Pat. No. 3,915.015. It can also be formatted. As an additional input, each of the above pretreatment devices: A timing signal can be received from the timer 20.

タイマ20は、上記第1前処理装置16と上記第2前処理装置18の出力間の時 間相関を与え、その時に機能は後述するが、出力24.26および2日はそれぞ れ処理装置30に印加される。上記処理装置30の出力は、最終使用者によって 利用される出力装置32に供給される。The timer 20 measures the time between the outputs of the first preprocessing device 16 and the second preprocessing device 18. At that time, the function will be described later, but the outputs 24, 26 and 2 are respectively is applied to the processing device 30. The output of the processing device 30 is processed by the end user. It is supplied to the output device 32 to be utilized.

上記針14.前処理装置18およびこれらの間の相互接続の組み合わせは、19 75年10月28日付クレイり(Crane)その他に発行された、米国特許第 3,915,015号に記載された形式にすることもでき、これは参考までに本 明細書に組み入れてその一部分をなしている。他の入力装置も使用できるが、上 記参照針は、針の先端から変位した位置のものではなく、針の先端に加えられた 力を検出できる利点があるので、針先端22から変位したある点におけるもので はなく、針先端における動力学に関する正確な情報を収集することができる。上 記前処理装置18の出力は、上記参照特許に対応し、X方向の力F工、上記X方 向にほぼ直交するY方向の力F7、および書込み面に直交する圧力F2である。Above needle 14. The combination of preprocessing devices 18 and interconnections between them is 19 U.S. Patent No. 28, issued Oct. 28, 1975, to Crane et al. 3,915,015, which is included in this book for reference. It is incorporated into and forms a part of the specification. Other input devices can also be used, but The reference needle is not a position displaced from the needle tip, but a position added to the needle tip. Since it has the advantage of being able to detect force, it is possible to detect force at a certain point displaced from the needle tip 22. Instead, accurate information about the dynamics at the needle tip can be collected. Up The output of the pre-processing device 18 corresponds to the above-mentioned reference patent, the force F in the X direction, the force F in the X direction, a force F7 in the Y direction that is substantially perpendicular to the writing surface, and a pressure F2 that is perpendicular to the writing surface.

(シかし、3力の方向は、正確に相互に直交することが決定的なものではない、 、)上記デジタイザ12および関連前処理装置16は、サマグラフィクス(Su *magraphics)タブレットまたはクロス(Talog)タブレットの ような、両方とも容易に市場で入手できるデジタイザにすることもできる。デジ タイザの選択におけるMll!パラメータは、タブレットの分解能とサンプル率 である。1インチ当り100行、そして好適にはインチ当り200行の分解能、 そして毎秒100サンプルの抽出率が、一般に適用されるものと予期される0本 発明によると、力情報と同様に位置情報が、第1前処理装置16および第2前処 理装置18の両方から同期的に抽出されて、時間相関関係にある情報が得られる 。(However, it is not critical that the directions of the three forces are exactly orthogonal to each other. , ) The digitizer 12 and related preprocessing device 16 are manufactured by SUMMARY GRAPHICS (Su *magraphics tablet or cross (Talog) tablet Both can also be digitizers that are readily available on the market. Digi Mll in Tyza's selection! Parameters include tablet resolution and sample rate It is. resolution of 100 lines per inch, and preferably 200 lines per inch; and a sampling rate of 100 samples per second is expected to be generally applicable. According to the invention, position information as well as force information is transmitted to the first preprocessor 16 and the second preprocessor. information that is synchronously extracted from both the control equipment 18 and is time-correlated. .

図2は、図1に示されるような針とデジタイジングタブレットの別の組合わせを 示す0図2は5次元プラテン34を示す。Figure 2 shows another combination of needle and digitizing tablet as shown in Figure 1. FIG. 2 shows a five-dimensional platen 34. As shown in FIG.

上記5次元プラテン34は、1平面のデジタイザを含み、この内に上面36およ び第2平面上の力感知プラテン、第2平面内に底面3日を含む、上記底面38は 、1976年11月2日付カンプヘフナ(Kamphoefner)その他に発 行された米国特許第3.998,934号に記載の手書き感知および解析装置の 設計から引き出されることもできる。基本的には、3個の変換器が設けられ、F 8力変換器40.FV力変換器42およびF2力変換器44が、X方向つり線4 6.Y方向つり線48およびZ方向つり線50のような適当なつり線に装着され る。The five-dimensional platen 34 includes a one-plane digitizer, which includes a top surface 36 and a one-plane digitizer. and a force-sensing platen on a second plane, the bottom surface 38 including a bottom surface in the second plane. , published in Kamphoefner et al., November 2, 1976. The handwriting sensing and analysis device described in U.S. Pat. No. 3,998,934 It can also be derived from the design. Basically, three converters are provided, F 8 force transducer 40. The FV force transducer 42 and the F2 force transducer 44 are connected to the X direction suspension line 4. 6. attached to a suitable suspension line, such as the Y-direction suspension line 48 and the Z-direction suspension line 50. Ru.

上記上面36は、位1感知器をその内に埋め込んだ膜にすることもでき、それか らXおよびY位置が適当な前処理装置への出力として引き出される。上記上面3 6の膜上の通常の針または書込み器具からの圧力は、上記膜が下方に横たわる底 面38と、その底面の作用面積全体にわたって接触するのを目的としているので 、上記圧力によって、位置情報と力情報の両方を発生させる。The top surface 36 can also be a membrane with a sensor embedded therein, or The X and Y positions are extracted as outputs to appropriate preprocessing equipment. Above top surface 3 Pressure from a conventional needle or writing instrument on the membrane of 6 is applied to the bottom where the membrane lies below. The purpose is to contact surface 38 over the entire active area of its bottom surface. , the pressure generates both position information and force information.

図1および図2の実施例のおのおのには、特殊な利点がある。Each of the embodiments of FIGS. 1 and 2 has particular advantages.

図2の装置は、使用者に事実上任意の書込み器具を使えるようにしている。しか し、他の圧力、例えば書込み面に対する手のひらの圧力は、不要な人工ひずみ( artifacts)を生じる。さらに、図1の装置は、同一の書込み器具が常 に用いられるので、一層不変の信号を作るようになる。The apparatus of Figure 2 allows the user to use virtually any writing instrument. deer However, other pressures, such as the pressure of the palm of your hand against the writing surface, can cause unwanted artificial distortion ( artifacts). Furthermore, the apparatus of FIG. This creates a more consistent signal.

上記出力信号は、アナログ電圧の形式で、または上記変換器の特性に依存し、時 間相関関係にある直接デジタル信号となることを理解すべきである。The above output signal may be in the form of an analog voltage or, depending on the characteristics of the above converter, It should be understood that these are directly correlated digital signals.

図3は、図1の処理装置30の基本的処理動作を示す流れ図である。上記のよう に得られた情報は、実時間処理され、または後の解析のために記憶される。FIG. 3 is a flowchart showing the basic processing operation of the processing device 30 of FIG. as above The information obtained can be processed in real time or stored for later analysis.

第1段は、全情報が時間相関関係にあるように、信号の値Fx 、Fy 、Fz  、X、Y、およびt、ここでtは時間である、を読み取ることである(ステッ プA)、その後、Z方向における力ベクトルが、予め決められたまたは動力学的 しきい値よりも大きいかを決定するためにテストされる(ステップB)、上記し きい値は、上記針とタブレットとの間に接触が生じたことを示し、しかもパラメ トリックな情報の収集を開始しなければならないことを示す、もしもZの力がし きい値を越えなければ、第1段はしきい値を越えるまで繰り返される。−たん、 しきい値を越えると、上記データは標本抽出法により時間によるインデックスを 付けられ、適当な一時的ストレージレジスタまたは記憶装置に収集される(ステ ップC)、(別法として、情報は、終了信号を受けるまで入力データの累積解析 を行なう処理装置へ直接に加えられる。しかし、ここに説明した処理は、解析が 行なわれる以前に、少なくとも範囲が限定できる値のセグメントが収集されると 仮定してのことである。実際、時間インデックスにより記憶されるステップの中 の1つは、針がアップか、またはタブレットに接触しているかを示す信号に基づ き情報をセグメントにすることであり、上記接触によりストロークで情報を区分 するのである。)ステップCは、「ベン7・ノブ」後の時間切れ、前もって設定 したしきい値以下でF2の最後の発生のような終了信号が受信された時に完結す る。The first stage analyzes the signal values Fx, Fy, Fz so that all information is time-correlated. , X, Y, and t, where t is time (step A), then the force vector in the Z direction is is tested to determine whether it is greater than a threshold (step B), as described above. The threshold value indicates that contact has occurred between the needle and the tablet, and the parameters What if the power of Z shows that you have to start collecting trick information? If the threshold is not exceeded, the first stage is repeated until the threshold is exceeded. -Tan, Once the threshold is exceeded, the above data is indexed by time using a sampling method. stored in a suitable temporary storage register or storage device (i.e., step C), (alternatively, the information is stored in a cumulative analysis of input data until a termination signal is received. directly into the processing equipment that performs the processing. However, the process described here is difficult to analyze. At least a segment of values that can be ranged is collected before This is based on an assumption. In fact, among the steps remembered by the time index One is based on signals indicating whether the needle is up or touching the tablet. This is to divide the information into segments, and the above-mentioned contact divides the information with strokes. That's what I do. ) Step C is the timeout after "Ben 7 Knob", set in advance is completed when a termination signal is received, such as the last occurrence of F2 below the threshold Ru.

ストロークにより情報をセグメントに分けると同時に、各書込みストロークは個 々に解析され、または複数のセグメントがグループとして解析される。2形式の 処理が、以後本発明に従い適用される。処理の第1形式は5次元特徴抽出処理で ある。While strokes divide information into segments, each writing stroke is segments are analyzed individually or multiple segments are analyzed as a group. 2 formats Processing is then applied according to the invention. The first type of processing is a five-dimensional feature extraction process. be.

別法として、5次元相関関係処理が適用される。最後に、簡単なイエス/ノー決 定が適当であるとする解析形式の応用処理から、イエス/ノー決定が引き出され る。さらに゛、両方の処理は平行して行なうことができ、もしも一方または他方 が所期の目的の満足な情報を提供しないことが解れば、おのおのからの出力は適 当に混合される。Alternatively, a five-dimensional correlation process is applied. Finally, a simple yes/no decision. A yes/no decision is derived from the applied processing of the analytical form that the Ru. Moreover, both processes can be done in parallel, and if one or the other If the output from each is found not to provide satisfactory information for the intended purpose, the output from each properly mixed.

パラメトリック処理と、ここで呼ばれる第1処理は、フレイン(Crane)そ の他の米国特許第4,040,010号、1977年8月2日発行、に記載され た3次元処理の拡張であり、その内容は本明細書に組み込まれて、その一部分を なしている。処理過程Aによると、アナログ信号はデジタル化されて、ここで「 特徴J (feature)と呼ぶ一組の記述子(descriptors)を 、5つの信号から抽出処理を行なう、これらの特徴は、作動の合計時間、3つの 力ベクトルのおのおのにおける平均力、針アップおよび針ダウンおよびこれと同 種類のものの回数、のようなタイミングパラメータを含む、さらに詳しく説明す ると、処理過程Aは、Xの開始点(X、ステップD)およびXの終了点(X、1 ステツプE)、Yの開始点(Y、ステップF)およびYの終了点(YNステップ G)を確立する。この情報は、以前に収集したセグメント情報から引き出される 。Parametric processing, and the first processing here called No. 4,040,010, issued August 2, 1977, is an extension of three-dimensional processing, the contents of which are incorporated herein and portions thereof are incorporated herein by reference. I am doing it. According to processing step A, the analog signal is digitized and here " A set of descriptors called feature J is , the extraction process is performed from five signals. Average force in each of the force vectors, needle up and needle down and the same Further details, including timing parameters such as number of types, Then, process A starts from the start point of X (X, step D) and the end point of X (X, 1 step E), the start point of Y (Y, step F) and the end point of Y (YN step G). This information is drawn from previously collected segment information .

パラメトリックな計算のために、FXおよびFアに底線を確立することがしばし ば役に立つ、しかし、「平均」カパラメータ、すなわちストローク期間を通じて 、X方向の平均力が最も適している。底線の関数g(X、t)は、処理時間の長 さを通じてXの平均に等しいものが確立される(ステップH)。同様にして平均 値がFvに対して計算される。For parametric calculations, it is often necessary to establish a bottom line in FX and FA. useful, but the "average" parameters, i.e. throughout the stroke duration , the average force in the X direction is most suitable. The bottom line function g(X, t) is the length of processing time. Through this, an equal to the mean of X is established (step H). Similarly, the average A value is calculated for Fv.

Xの値およびYの値に対する底線を確立したならば、力および位1の5つの軸の おのおのに対して、上記処理は特徴のすべてをログすなわち記録するIIFXお よびFYの両方に対して示唆される特徴は次のとおりである:測定平均寸法、標 準偏差。Once we have established the base lines for the values of X and Y, the five axes of force and place 1 are For each, the process described above is an IIFX or The characteristics suggested for both FY and FY are: measured average dimensions, standard Standard deviation.

最小、最大、平均絶対値、平均正価、正標本数、平均負値、負標本数、ゼロ交差 数、最大マイナス測定平均寸法、最大値マイナス最小値、および測定平均寸法マ イナス最小値。さらに下記特徴を記録することもできる:全時間数、セグメント 数、アップ時間数およびダウン時間数、これらのすべての特徴が解析に必ずしも 必要ではないが、特性検証に有用なことが解ったことに注意すべきである。Minimum, maximum, mean absolute value, mean positive value, number of positive samples, mean negative value, number of negative samples, zero crossing number, maximum minus measured average dimension, maximum value minus minimum value, and measured average dimension map. Minus minimum value. Additionally, the following characteristics can be recorded: total number of hours, segments number, number of up hours and number of down hours, all these characteristics are not necessarily included in the analysis. It should be noted that although not necessary, it has been found useful for property verification.

本発明による一切の意志決定の適用に先だって、形板をつくることが必要である (ステップK)。形板は上記の記録した特徴を収集することにより作られて、こ の形板を特定標準と見分けるのに役立つ。もしも上記標準が使用者の特徴であれ ば、その時には上記標準は、使用者と識別される。もしも、標準が、正常状態を 示す使用者の書込み標本であれば、この標本は正常状態として識別される。もし も上記形板がキャラクタ認識に使用されるならば、この形板は、特定キャラクタ またはキャラクタのセグメントまたはキャラクタの組と識別する必要がある。Prior to any decision-making application according to the invention, it is necessary to create a shape plate. (Step K). The shape plate is created by collecting the features recorded above and this Useful for distinguishing shape plates from specific standards. If the above standard is a characteristic of the user For example, then the standard is identified with the user. What if the standard is normal? If the user's writing sample indicates that the sample is in a normal state, the sample is identified as being in a normal state. if Also, if the above shape plate is used for character recognition, this shape plate can be used to identify specific characters. or need to be identified as a segment of a character or a set of characters.

上記形板の作成ステップに次いで、この形板が適当であるか否かを決定するテス トを行なう(ステップし)、このステップは主観的なファクタの累積に基づくの で、ノン・リアル・タイムすなわちオフ・ラインで行なわれる。形板は支配下に あるので、この形板はその信鯨性向上のためその取替えまたは付加により変更す ることもできる。Following the shapeplate creation step above, a test is performed to determine whether this shapeplate is suitable. This step is based on the accumulation of subjective factors. This is done in non-real time, that is, off-line. shape plate is under control Therefore, this shape plate may be changed by replacement or addition to improve its credibility. You can also

最後に、状態、特性または情報のユニットを識別するステップは、ステップJか らの特徴記録をステップにの形板と比較することを含んでいる(ステップM)。Finally, the step of identifying states, properties, or units of information is step J. (Step M).

この目的のために、適当に加重したユークリッドの距離を当てはめることにより 、各軸線の各特徴に関して二乗平均解析のような計算が行なわれる。For this purpose, by fitting an appropriately weighted Euclidean distance , calculations such as root mean square analysis are performed for each feature of each axis.

累積距離は、すべての累積距離にわたる特徴を合計することにより計算できる。Cumulative distance can be calculated by summing the features over all cumulative distances.

例えば、特定テスト特性が真の特性か、または試みの偽造であるか、を断定する のに用いる基本的判定基準は下記のとおりである二 Sはテスト特性を代表する特徴ベクトルとする。Sの成分は、前記方法により決 定された「最良」の特徴の組の値である。Lは計算機−記憶杉板すなわち基準ベ クトルであり、そしてTはこれに関連する標準偏差ベクトルである。tまたはγ の決定は、既知の真の特性の登録組、およびテスト特性と形板との間の類似程度 に基礎を置き、そして上記形板は、例えば、次式で与えられる加重したユークリ ッドの距離により決定される:d (s、t) = (1/f ((s i−t  i)/r i)”)>i=1 ここでfは特性の数、siはith成分すなわち特徴ベクトルS内の特徴の値で あり、tiは形板ベクトルのith成分であり、そしてriは登録特性の組から 計算時の1the徹の標準偏差である。d (s、t)、の計算値が小さくなれ ばなるほど、Sとtとの間、従ってSによって表わされるテスト特性と計算機− 記憶杉板tとの間の類似程度がますます増大する。For example, determining whether a particular test property is a true property or an attempted falsification. The basic criteria used for Let S be a feature vector representing the test characteristics. The component of S is determined by the method described above. is the value of the determined “best” set of features. L is the computer-memory cedar board or reference base. vector, and T is the standard deviation vector associated with it. t or γ The determination of the registered set of known true properties and the degree of similarity between the test properties and the shape plate and the above shape plate is based on, for example, the weighted Euclidean equation given by determined by the distance between the nodes: d (s, t) = (1/f ((s i-t i)/r i)'')>i=1 Here, f is the number of characteristics, and si is the ith component, that is, the value of the feature in the feature vector S. , ti is the ith component of the shape plate vector, and ri is from the set of registered characteristics This is the standard deviation of 1the total at the time of calculation. The calculated value of d (s, t) becomes smaller. Indeed, between S and t, and therefore the test characteristic represented by S and the calculator - The degree of similarity between the memory cedar board t and the memory cedar board t increases more and more.

特定テスト特性が検証基準を満足しているかを決定するための決定規則は下記の とおりである: もしも、d (s、t)\d thrssならば、この特性は真の特性であると 判定される。The decision rules for determining whether a particular test characteristic satisfies the verification criteria are as follows: It is as follows: If d (s, t)\d thrss, then this property is a true property. It will be judged.

もしも、d (s、t)>d“′61ならば、この特性は試みの偽造であると判 定される。If d (s, t) > d"'61, this property is determined to be an attempted forgery. determined.

量d thrssは、利権の特定の申込みに対する誤りの間で最適条件の取決め を得るように選定された、前もって割当てた値である0例えば、高い安全性の申 込みに対しては、詐欺師引受は率を最小限にするため、d thr@Iは比較的 小さい値におそらく設定されよう、一方比較的小さい金額を含む銀行取引申込み は、営業が通常使用者の不便を最小限にするため、d thr@lのためには、 より大きい値が適当である。これらのテストに関する詳しい情報は、エイチ・デ ィ・フレインおよびジェイ・ニス・オストレム(H,D、 Crane and  J、S、 0stres)による「3軸線力感知ペンを用いる自動特性検証」 (”Automatic SignatureVerification Ll sing a Three−Axis Force−5ensitive、 P en″)と題する、$ IIfp# I Δのシスーム ゛ びサイバ・ スに  るム 、巻SMC−13,No、3. 5月/6月1983゜PP、329− 337. (I E E E Transactions on SysteI ms、 Man andCybernetics、 Vat、 SMC−13, No、3. May/June 1983. PP、329−337、)の論文 に示されている。The quantity d 0, which is a pre-assigned value chosen to obtain dthr@I is relatively low for fraud underwriting to minimize the rate A banking application involving a relatively small amount, while likely to be set to a small value For dthr@l, business usually minimizes the inconvenience to users. Larger values are appropriate. More information about these tests can be found at H.D. Crane and Jay Nis Ostrem (H, D, Crane and "Automatic characteristic verification using 3-axis linear force sensing pen" by J, S, 0stress) ("Automatic Signature Verification Ll sing a Three-Axis Force-5 intensive, P $ IIfp # I Δ's system and cyberspace entitled en'') Rumu, Volume SMC-13, No. 3. May/June 1983゜PP, 329- 337. (IE Transactions on SystemI ms, Man and Cybernetics, Vat, SMC-13, No, 3. May/June 1983. PP, 329-337,) paper is shown.

もしも、上記距離が、上記の前もって決められたしきい値よりも小さいかまたは 等しいと決定されると、特性、情報または状態は、正常または真であると判定さ れる。もしも、上記距離が、上記の前もって決められたしきい値よりも大きけれ ば、特性、情報または状態は、異常と判定される。しきい値の量は、このしきい 値が厳しすぎて生じる受け入れられない不当排除をなくすように、安全性のレベ ルを示す、経験的に収集した情報を用いて選定した、前もって割当てたしきい値 であり得るか、または上記しきい値は、特定の「取扱い」の重要性に依存して、 各「取扱い」に対して異なる値であり得る。If said distance is less than said predetermined threshold or When determined to be equal, the property, information, or condition is determined to be normal or true. It will be done. If the above distance is greater than the above predetermined threshold. For example, a characteristic, information, or condition is determined to be abnormal. The threshold amount is The level of safety should be set to eliminate unacceptable unfair exclusion that would result from a value that is too strict. Pre-assigned thresholds selected using empirically gathered information indicating or the above thresholds, depending on the significance of the particular 'treatment'; Can be a different value for each "handling".

処理過程Bは、フレイン(Crane)その他、1977年8月2日発行の米国 特許第4.040,012号に記載されたものと類似の抜取りデータ技術を用い る、相関関係処理であり、本明細書に参考までに組み込まれてその一部をなして いる。Process B is based on Crane et al., published on August 2, 1977, Using sampled data techniques similar to those described in Patent No. 4.040,012 is a correlation process, which is incorporated by reference into this specification and forms a part thereof. There is.

この相関関係処理における第1段は、試験される全人力の波形の標本を記録する ことである(ステップN)、上記波形は、おのおのが時間と相関関係にある入力 データのすべての5次元の独立成分を表わすものである0次に適当な杉板がある かを決定するテストが行なわれる(ステップO)、もしも、適当な杉板がなけれ ば、杉板を必要とするので、ストローク情報の波形パターン(すなわち、各軸線 に対する波形パターン)の組、または寸法または特徴の組の代わりに上記記載の ような各波形から引き出された数個の波形の平均、からなる杉板の組が作られる 。従って、入力データの数個の標本が、信顛性のある杉板の組を得るために、ひ ろく経験的に試験されることが理解される(ステップP)。The first step in this correlation process is to record a sample of the full force waveform being tested. (Step N), each of the above waveforms is an input that has a correlation with time. There is a suitable cedar board of order 0 that represents all 5-dimensional independent components of the data. A test is carried out to determine whether the For example, since a cedar board is required, the waveform pattern of the stroke information (i.e., each axis waveform pattern), or instead of a set of dimensions or features as described above. A set of cedar boards is created consisting of the average of several waveforms drawn from each waveform. . Therefore, several samples of input data are needed to obtain a reliable set of cedar planks. It is understood that this will be tested empirically (Step P).

上記杉板の組は、この杉板の組が適当であるか否かを決定するためにテストされ る(ステップQ)、このテストは、例えば、杉板が合格範囲にあることを立証す るために、後述する「弾性的相関関係」方法で、記録した標本を、上記記憶波形 杉板に通用することにより、得られた標準偏差値をテストすることを含むことも できる(ステップR)。The above set of cedar planks was tested to determine whether this set of cedar planks is suitable or not. (Step Q), this test verifies that, for example, cedar planks are within the acceptable range. In order to It may also include testing the standard deviation value obtained by passing the cedar plank. I can do it (Step R).

−たん杉板を確立するための十分な情報が収集されると、この杉板が特性検証用 、キャラクタ認識用または書出しプログラムの状態のためか、その杉板の組が記 録した標本と比較される(ステップNから)。相関関係ステップが実施されると 、これにより「弾性的相関関係Jが5次元のおのおのに対する各時間標本に通用 される(ステップS)。1次元の弾性的相関関係が、上記の参考として引用した 米国特許第4,040,012号からの計算に関連して詳細に説明されている0 弾性的相関関係は技術であり、これにより標準の数学的相関関係が、上記杉板に 対する、入力情報のセグメント寸法のダイナミックタイムワーピングおよび/ま たはスケーリングと共に、各時間標本多重時間に適用される。この明細書の差は 、上記弾性的相関関係処理が、直交する5つの次元に通用されることにある。信 号の特質、すなわち圧力信号と空間情報信号は事実上置なるキャラクタである。- Once sufficient information has been collected to establish a cedar plank, this cedar plank can be used for property verification. , perhaps because of the character recognition or writing program status, the set of cedar boards is not recorded. compared with the recorded specimen (from step N). Once the correlation step is performed , this means that ``the elastic correlation J is valid for each time sample for each of the five dimensions.'' (Step S). The one-dimensional elastic correlation was cited as a reference above. 0 described in detail in connection with the calculations from U.S. Patent No. 4,040,012. Elastic correlation is a technique that allows the standard mathematical correlation to be applied to the cedar board above. dynamic time warping and/or or scaling applied to each time sample multiplex time. The difference between this statement is , the elastic correlation process described above is applied to five orthogonal dimensions. Faith The characteristics of the signal, i.e. the pressure signal and the spatial information signal, are in fact independent characters.

しかし、情報の組合わせは、5次元形板の組の使用により、特性の動力学、キャ ラクタ作成または英字の形状および動力学、の検証を可能とし、または使用者が 神経筋の機能障害に悩んでいるかなど、使用者の状態を識別することを可能とし ている。However, by using a set of five-dimensional shapes, the combination of information can be character creation or verification of the shape and dynamics of alphabetic characters, or allows the user to It is possible to identify the user's condition, such as whether they are suffering from neuromuscular dysfunction. ing.

検出できる神経筋の機能障害の複数の例として、パーキンソン病、または催眠性 または興奮性またはその地間種のものの理由による筋肉応答の損傷がある。後者 のテストに対し本発明を用いることは、装置の操作員の神経病学的審査用として 特に有用である。Some examples of neuromuscular dysfunction that can be detected include Parkinson's disease, or hypnosis. Or there is an impairment of muscle response due to excitability or other reasons of its subterranean nature. the latter The use of the present invention for the testing of Particularly useful.

−たん弾性的相関関係ステップが完結すると、5つの独立値が得られ、各独立値 は各5次元の長所の数字を表わすものである。上記5つの値は、長所の単一数字 を得るために、5つの数値を組合わせる数値処理装置まで通され、継続/中止( go/no−go)すなわちイエス/ノー出力を得るために比較される(ステッ プS)。従って、長所の1数字のための極めて複雑な計算が減じて、上記数字は 出力装置へ通される(ステップT)。- Once the elastic correlation step is completed, five independent values are obtained, and each independent value represents the numerical value of each of the five dimensions. The above five values are a single number of strengths In order to get go/no-go) i.e. compared to get a yes/no output (step PuS). Therefore, reducing the extremely complex calculations for one number of merits, the above number becomes is passed to an output device (step T).

純粋に客観的なテストが、タブレット上の針で生じる動力学的かつ空間的情報を 解析するために用いられるのである。A purely objective test captures the kinetic and spatial information generated by the needle on the tablet. It is used for analysis.

主観的評価もまた、本発明に従う装置により収集された情報に適用可能なことを 認識されるべきである0例えば、上記最初の処理のもとで、各次元に対して記録 される特徴は、経験と判断に基づいて熟練した解析者によって個々に検査され、 ほかでは解析されそうにない特徴を決定する。このことは、あるキャラクタの構 成に関連する独特の特性が検査される、医学的設定値または特性検証文脈におい て特に有用である。It is understood that subjective evaluations are also applicable to the information collected by the device according to the invention. For example, under the first processing above, record for each dimension The features identified are individually examined by skilled analysts based on their experience and judgment, and Determine features that are unlikely to be analyzed elsewhere. This means that a character's structure in a medical setpoint or property validation context where unique properties related to This is particularly useful.

本発明は特定実施例について現に説明した0通常技術の当業者には、他の実施例 も明白であろう、従って、添付された請求項に示されるもの以外は、この発明に 限定されるものではない。Although the present invention has been described with respect to specific embodiments, those skilled in the art will appreciate that other embodiments may be readily understood. It will therefore be obvious that there is nothing to this invention other than as set forth in the appended claims. It is not limited.

FIG、J。FIG., J.

FIG、−2゜ 要約書 表面上の一点でその表面内の少なくとも一軸線に沿う力を感知する装置のある針 、及び問題にされている点の表面の少なくとも一軸線に沿う真の位置を感知する 装置のある位置感知プラテン又はパッドの組合せからなる、−表面上の一点で直 接に情報を収集する装置。収集された情報は長所の特性を得るために処理される 。5つの次元内の特徴の抽出又は弾性的相関関係は、目的の数値に通した長所の 特性を得るために使用される。FIG, -2° abstract A needle with a device that senses a force along at least one axis within the surface at a point on the surface , and sensing the true position along at least one axis of the surface of the point in question. The device consists of a combination of position-sensing platens or pads - directly at a point on a surface. A device that directly collects information. The collected information is processed to obtain the characteristics of the merits. . Extracting features or elastic correlations within the five dimensions is a method of extracting features within the five dimensions. Used to obtain properties.

国際調査報告international search report

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.書込み器具の力および位置に基づく手書き情報を収集する装置であって: デカルト座標系の第1軸線に沿い第1位置成分を感知し、かつ上記第1軸線を横 切る、上記デカルト座標系の第2軸線に沿い第2位置成分を感知するタブレット 装置;上記第1軸線と第2軸線との交点の周りの力を感知する力感知装置;該力 感知装置が: 第3軸線内の第1力成分を感知する装置、上記第3軸線を横切る第4軸線内の第 2力成分を感知する装置、および 上記第3軸線と上記第4軸線を横切る第5軸線内の第3力成分を感知する装置、 を含み、 記録された位置および力の情報をつくるため、時間,上記第1位置成分,上記第 2位置成分,上記第1力成分,上記第2力成分および第3力成分に閲する記録装 置;および出力情報をつくるため、上記記録位置と力情報に応答して、上記記録 された位置と力情報とを組合わせる装置;の組合わせからなる装置。1. A device for collecting handwriting information based on the force and position of a writing instrument, the device comprising: A first position component is sensed along a first axis of a Cartesian coordinate system, and the first axis is lateral to the first axis. a tablet that senses a second positional component along a second axis of the Cartesian coordinate system; device; a force sensing device that senses the force around the intersection of the first axis and the second axis; the force; The sensing device: a device for sensing a first force component in a third axis; a device for sensing a first force component in a fourth axis transverse to said third axis; a device for sensing two force components, and a device for sensing a third force component in a fifth axis that intersects the third axis and the fourth axis; including; To create the recorded position and force information, time, the first position component, the first a recording device that records the second position component, the first force component, the second force component, and the third force component; position; and in response to the recorded position and force information to create output information. a device that combines position and force information; 2.上記組合わせる装置が、上記記録された位置と力情報を受信する特徴記録、 特徴形板をつくる装置、上記特徴形板を記憶する装置、および上記特徴記録およ び上記特徴形板記憶装置に結合され、長所の特性をつくるため、上記特徴形板を 上記特徴記録と比較する装置を含む、請求項1に記載の装置。2. a feature recording wherein said combining device receives said recorded position and force information; A device for creating a feature board, a device for storing the feature board, and a device for storing the feature record and and said feature plate memory to create a characteristic of said feature plate. 2. The apparatus of claim 1, comprising a means for comparing with said feature record. 3.上記特徴形板記憶装置の形板の組が、記録した標本と共に、上記位置情報と 力情報の各時間セグメントに対する、平均値と標準偏差値、および上記各位置お よび力に対する長所の特徴をつくるため、上記形板の組を記録した標本と相関さ せる装置を含む、請求項1に記載の装置。3. The set of shape plates in the feature shape plate storage device is stored together with the recorded specimen and the position information. The average value and standard deviation value for each time segment of force information, as well as each position and The above set of plates was correlated with the recorded specimens in order to characterize their strength against force and force. 2. The apparatus of claim 1, comprising an apparatus for causing. 4.単一数値内に、上記位置と力の長所の特徴を組合わせ、標準と比較する装置 をさらに含む、請求項3に記載の装置。4. A device that combines the characteristics of the above position and force advantages into a single numerical value and compares it with the standard. 4. The apparatus of claim 3, further comprising: 5.力と位置に基づく情報を収集する方法であって:a)時間に関してデカルト 座標系の第1軸線に沿い、針先端の第1位置成分を感知すること; b)時間に関して上記第1軸線を横切る、上記デカルト座標系の第2軸線に沿い 、上記針先端の第2位置成分を感知すること; c)時間に関して上記第1軸線と、第3軸線内の上記第2軸線との交点における 上記針先端の第1力成分を感知すること;d)時間に関して上記第1軸線と、上 記第3軸線を横切る第4軸線内の上記第2軸線との交点における、上記針先端の 第2力成分を感知すること; e)時間に関して上記第1軸線と、上記第3軸線および第4軸線を横切る第5軸 線内の上記第2軸線との交点における上記針先端の第3力成分を感知すること; f)時間相関関係にある共通の針先端に関して力および位置の情報を得るため、 共通時間基準、上記第1位置成分、上記第2位置成分、上記第1力成分、上記第 2力成分および上記第3力成分に関して記録すること; g)出力情報をつくるため、上記第1および第2位置成分、および上記第1,第 2および第3力成分を組合わせること;および h)上記出力情報を出力装置に供給すること;のステップの含まれる方法。5. A method of collecting information based on force and position: a) Descartes with respect to time; sensing a first positional component of the needle tip along a first axis of the coordinate system; b) along a second axis of said Cartesian coordinate system that intersects said first axis with respect to time; , sensing a second position component of the needle tip; c) at the intersection of said first axis and said second axis in a third axis with respect to time; sensing a first force component on said needle tip; d) aligning said first axis with respect to time; of the needle tip at the intersection with the second axis in the fourth axis that crosses the third axis; sensing a second force component; e) a fifth axis that intersects the first axis and the third and fourth axes with respect to time; sensing a third force component of the needle tip at a point of intersection with the second axis in a line; f) to obtain force and position information with respect to a common needle tip in time correlation; a common time reference, the first position component, the second position component, the first force component, the first force component; recording for the second force component and the third force component; g) the first and second position components, and the first and second position components to create output information; combining the second and third force components; and h) providing said output information to an output device. 6.上記組合わせステップが、基準に関して長所の特徴を得るため、記録した位 置情報と入力の力情報を形板の組と比較するステップを含む、請求項5に記載の 方法。6. The above combination steps record the positions in order to obtain the characteristics of the merits with respect to the criteria. 6. The method of claim 5, comprising comparing the position information and the input force information to a set of shape plates. Method. 7.さらに、上記出力情報として、長所の1数字を得ることを含む、請求項6に 記載の方法。7. Further, the output information includes obtaining one number of merits. Method described. 8.上記比較ステップが、長所の5数字を得るため、上記第1,第2,第3,第 4および第5軸線に対応する5つの次元内に、弾性的相関関係処理を適用するこ とを含む、請求項6に記載の方法。8. The above comparison step is performed to obtain the 5 numbers of merits. Applying elastic correlation processing within the five dimensions corresponding to the fourth and fifth axes. 7. The method of claim 6, comprising: 9.上記比較ステップが、上記第1,第2,第3,第4および第5軸線に対応す る5つの次元内に抽出特徴を含み、該特徴が、活動の全時間、上記第3,第4お よび第5軸線に沿う平均力、および上記第1および第2軸線に沿う平均距離を含 む、請求項6に記載の方法。9. The comparison step corresponds to the first, second, third, fourth and fifth axes. The extracted features are included in the five dimensions mentioned above, and the features are and the average force along the fifth axis and the average distance along the first and second axes. 7. The method according to claim 6. 10.さらに、形板の組の形式の基準を確立するため、制御された状態のもとで 複数回、上記ステップa)からg)まで繰り返すステップを含む、請求項5に記 載の方法。10. Furthermore, in order to establish standards for the form of the shape plate set, under controlled conditions 6. The method according to claim 5, comprising repeating steps a) to g) a plurality of times. How to put it on. 11.上記比較ステップが、上記記録された情報と上記形板の組の情報との間に 二乗平均解析を適用することを含む、請求項6に記載の方法。11. The comparison step is performed between the recorded information and the information of the shape plate set. 7. The method of claim 6, comprising applying a mean square analysis. 12.上記比較ステップが、上記記録された情報と上記形板の組の情報との間に 二乗平均解析を適用することを含む、請求項9に記載の方法。12. The comparison step is performed between the recorded information and the information of the shape plate set. 10. The method of claim 9, comprising applying a mean square analysis.
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