JPH07200128A - 回転角検出機能付きペンとペン型座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ペンの向きに応じて、幅が変わる線を描くこ
とのでき、マーカ感覚で使用することのできる“持ち直
し式”のペン型座標入力装置。 【構成】 ペン型座標入力装置において、ペン先が回転
する機構とその回転角を検出する検出機構を設けたペン
型入力装置と、その回転角に応じて描画される線の幅を
変えられる情報処理装置を有するペン型座標入力装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ペン軸周りの回転角を
検出し、この回転角に応じて出力が変化する機能を有す
るペンに関するものであり、より詳しくは、ＣＧ（Ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ）やＤＴＰ（Ｄｅｓｋ
Ｔｏｐ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ）などのシステムで用い
られるイラストや図面などの情報編集装置における、デ
ィスプレイを兼ねたパネルや、専用のタブレットなどと
共に使用される座標入力用ペンなどに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年のパーソナルコンピュータの高性能
化と低価格化の速さには、目を見張るものがある。その
結果、安価な普及型パーソナルコンピュータでも、ワー
プロ、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓ
ｉｇｎ）などの専用機による印刷物と見劣りしない文書
と図面が作成できるようになった。今日では、プレゼン
テーション用の資料の作成などに、ＤＴＰシステムが頻
繁に利用されている。

【０００３】このようなシステムでは、文字情報と図形
情報の入力機能および編集機能の向上が望まれている。
そして、効率よく図形情報を入力するために、様々な入
力装置が考案されてきた。

【０００４】図１０は、マウス１０−１、液晶パネル１
０−２、タッチペン１０−３、タブレット１０−４、ス
タイラス１０−５、キーボード１０−６を組み合わせた
システム例である。マウスは、机上を滑らせて座標情報
を入力する装置である。この図の液晶パネルは、表示装
置と入力装置を兼ねている。表示装置には、それ以外に
も、ＣＲＴ（陰極線管）、プラズマディスプレイなどが
ある。また、スタイラスでタブレット面をポイントする
ことによって座標を入力することもできる。

【０００５】以後、ディスプレイ兼用の座標入力用パネ
ルと、入力専用装置であるタブレットを総称して単に
「パネル」、タッチペンとスタイラスを総称して「電子
式ペン」あるいは単に「ペン」と呼ぶ。

【０００６】現在、パネルとペンを利用した入力システ
ムが、手書き感覚で使用でき、違和感が少ないという点
で、注目を集めている。しかし、初心者と熟練者双方を
満足させるシステムを設計することは、容易ではない。
既存のＤＴＰのアプリケーションが採用している入力方
式と問題点について以下に説明する。

【０００７】ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｕｓｅｒ Ｉｎ
ｔｅｒｆａｃｅ）をベースとしているＤＴＰシステムで
は、ディスプレイ上に、現在実行可能なコマンドの選択
跂を提示し、ユーザに実行したい項目を選択させる、い
わゆるメニュー方式が主流である。

【０００８】図１１は、メニュー方式による図形情報の
処理システムの一例であり、ペン１１−２でディスプレ
イ上に表示されている内容１１−１を選択する。選択道
具がペンではなくマウスである場合も、マウスカーソル
をメニュー上に移動させ、コマンドを選択することがで
きる。ペン１１−２により描画される線の幅を１．０ｍ
ｍにする場合、“ペン”、“ペン幅”、“１．０ｍｍ”
のメニューを順にペンで選択すればよい。

【０００９】これは、初心者でも、分厚いマニュアルに
頼ることなく簡単に操作できるというメリットがある。
しかし、その反面、コマンドを実行する度に、ペンかマ
ウスをメニューに移動しなければならず、煩わしいとい
うデメリットと、メニューを表示することで、編集中の
図形が隠され、画面が狭くなるというデメリットがあ
る。また、ペンやマウスに加えて、キーボード１０−６
を併用する方式もある。この場合、普通、コントロール
キーなどを押しながら、コマンドを表す英数字キーをた
たくショートカット操作が採用されている。しかし、こ
れは、キー操作を覚えるまでに時間が掛かるデメリット
がある。

【００１０】図１２は、メニュー方式による図形情報の
処理システムの他の例であり、ペン１２−２でディスプ
レイに表示されている内容１２−１を選択している。ペ
ン先の形状を選択する場合、“ペン”、“ペン幅”、
“■”のメニューを順にペンで選択すればよい。図１２
では、縦の線は細く、横の線は太く描けるような“ペン
先の形状”を選択している。このようなアプリケーショ
ンでは、図１３のマーカ１３−１で引いた線１３−２の
ように、幅が途中で連続的に変化する曲線が引ける。し
かしながら、図１２とは逆に、縦の線は太く、横の線は
細く描けるような“ペン先の形状”に変更したくなった
ときは、再びメニューを呼び出して目的の項目を選択し
直す必要がある。このようなツールにおいても、やは
り、前述したメニュー方式のデメリットを引き継いでい
る。

【００１１】また、ペンを速く動かすと細い線が、遅く
動かすと太い線が描ける方式も考案されている。この場
合、従来のペン型座標入力装置に対して、ハードウェア
を一切追加することなく、ソフトウェアの変更だけで実
現できる。この方式では、細い線で細かい線画を描くの
が難しく、太い線を多く用いた図形を描くのに時間が掛
かるというデメリットがある。また、ペンの速度を一定
に保ちにくいので、全く同じ幅の線を複数描くことが難
しい。つまり、「再現性が悪い」という問題がある。再
現性の悪さは、写実画的なイラストを描く場合には、メ
リットとなるが、幾何学図形を描く場合には、デメリッ
トとなる。

【００１２】以上述べたように、既存のペンを使用し
て、換言すれば、描画専用のペンを使用せずに、アプリ
ケーションの改良だけで実現できる従来の入力方式に
は、様々な問題点を有する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】一方、ペンにＤＴＰの
ためのハードウェアを追加することによって、これらの
問題を解決しようとするアプローチもいくつか存在す
る。次に、その方式について説明する。

【００１４】例えば、ペンに加えられる筆圧を検出し
て、描画される線の幅をコントロールする方式が実用化
されている。しかし、これでは、ユーザの普段の習慣と
異なる筆圧でペンを操作し続けることを強要することに
なる。しかも一定の筆圧を持続することは困難であり検
出の幅を持たせると選択種が少なくなる欠点を有するた
め、筆圧検出は、再現性の悪い方式の１つである。

【００１５】パネル面に対してペンを寝かせているか立
てているかを検出し、寝かせているときは太く、立てて
いるときは細く、線を描画する方式も考えられている。
しかし、これも上記同様の問題点を持っている。

【００１６】最後に、コンピュータを使用せずに、紙と
筆記用具を用いて線を引く方式に関して述べる。

【００１７】マーカ、フェルトペン、蛍光ペンなどの筆
記用具の中には、一本で様々な幅の線を描き分けられる
ものがある。このような筆記用具は、その先端がペン軸
に関して回転対称形になっていない。なお、マーカは、
マジックという商標で呼ばれることが多い。

【００１８】図１３のマーカ１３−１では、縦に細く、
横に太い線が引ける。逆に、横の線は太く、縦の線は細
く描きたい場合には、図１４のように、マーカ１４−３
を回転軸１４−４を中心として９０°回転させて持ち直
すだけでよい。このような筆記用具は、回転させること
により、描ける線幅が任意に変更できる。

【００１９】この、描きたい線の幅に応じてペンを持ち
直す方式は、ほとんどのユーザが慣れ親しんでいるの
で、極めて抵抗が少ない。マーカで曲線を描くと、その
接線の方向によって連続的に幅の変わる線が容易に引け
る。このような曲線は、公告のタイトルや漫画などに、
数多く見つけることができる。

【００２０】マーカで得られる線画は、再現性が悪い。
また、マーカの最大の欠点は、“使いたい色数だけマー
カの本数を揃える必要がある”ことである。しかも、１
本のマーカを１回使用して引ける線の幅には限界がある
ため、場合によっては、芯の太さの異なる複数のマーカ
を用意する必要も生じる。

【００２１】この発明の目的は、ペンの向きに応じて、
幅が変わる線を描くことのできる、すなわち、マーカ感
覚で使用することのできる“持ち直し式”の電子式ペン
を提供することにある。換言すれば、図１４に示すよう
に、ペン１４−１に、その回転軸１４−２回りの回転角
の検出機構を設けたペン型入力装置と、その回転角に応
じて描画される線の幅を変えられる情報処理装置を提供
することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明における電子式ペ
ンは、ペン軸を中心とする回転角を検出する機能を有し
ている。“ペン軸を中心とする回転角”とは、図１４で
説明すると、ペン１４−１の軸１４−２を回転の中心と
するペンの向きを意味する。この回転角に応じて、描か
れる線の幅を変更することにより、前記課題を解決する
ことができる。

【００２３】次に、この回転角を検出する手段に関して
説明する。

【００２４】本発明における電子式ペンは、ペン先がポ
イントしている位置（パネル上の平面座標）を検出する
センサを、ペンの先端に少なくとも２つ備えている。そ
して、これらのセンサ間の距離は、パネルの最小分解能
（１ピクセルまたは１ドット）以上離れている。このた
め、複数のセンサをパネルの表面に同時に接触させる
と、各センサが異なる平面座標を指すことになる。

【００２５】各センサの指している複数の信号は、情報
処理装置に入力され、該情報処理装置は、前記平面座標
の値の違いから、現在、ペンが向いている方向を計算す
る。そして、このペンの向きと、別に求められたペンの
進行方向とから、描くべき線の幅を算出する。

【００２６】なお、センサ間の間隔は、パネルの解像
度、システムに要求されている精度、ペン先のデザイン
などを考慮して、適切に定めればよい。

【００２７】また、本発明では、ユーザが現在のペンの
向きを視覚で確認できるように、また、複数のセンサを
同時にパネルに接触させやすくするために、また、ペン
先のセンサやパネル面を衝撃から保護するために、ペン
先に突起が設けられている。この突起は、マーカの先端
に似せて作られており、ユーザが使用する際のガイド、
あるいは、目安となるものである。また、ユーザが現在
のペンの向きを触覚で確認できるように、ペン軸の断面
を回転対称形（円形）にしていない。また、複数のセン
サの内、幾つかをパネルに接触させると、残るセンサも
パネルに接触させるために、各センサの長さを自動的に
調整する機構を備えている。

【００２８】

【作用】電子式ペンを以上のような構造にすることによ
り、その向きを検出することが可能になり、それに応じ
て、線の幅など、描画する図形の属性を変更することが
できるようになる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、第１実施例
および第２実施例で本発明の原理と、ペンの周辺回路や
ソフトウェアについて示し、第３実施例でペン先の構造
について示す。

【００３０】（第１実施例）本発明におけるペンは、例
えば図１のように、その向きを検出するために、先端に
ペンの位置（座標）を検出する２つのセンサ、すなわ
ち、センサ１−１およびセンサ１−２を備えている。Ｄ
ＴＰのアプリケーションは、２つのセンサの先端がポイ
ントしている位置を知ることができる。

【００３１】図３Ａは、ペンの先端が接触するパネル面
を表している。ペンがパネルに接触したとき、センサ１
−１と１−２が、各々点３Ａ−１と点３Ａ−２をポイン
トしていたものとする。その後、微小時間（例えば１／
６０秒）の間に、各センサの先端が、各々軌跡３Ａ−５
と３Ａ−６を描いて、各々点３Ａ−３と３Ａ−４に到達
したものとする。このとき、情報処理装置は、アミの掛
かった長方形の領域３Ａ−７を塗り潰す。この処理は、
ペンがパネル面から離れるまで、毎秒６０回程度の間隔
で繰り返し行われ、ディスプレイに複数の小さな長方形
が描かれる（図示せず）。これらの長方形の集合で、幅
を持った直線や曲線が表現される。

【００３２】このとき、本発明のペンによって描かれる
線の幅Ｗは、ペンの向きαとペンの進行方向βに依存す
る。すなわち、描画される線の幅は、下記のような数式
１で表される。

【００３３】（数式１） Ｗ＝ＫＬｓｉｎ｜α−β｜ ただし、Ｋは比例係数、Ｌは２つのセンサの接触点間の
距離である。

【００３４】センサの指している座標値を処理する装置
の構成の一例を図４に示す。２つのセンサ１−１，１−
２の指している点を各々Ｐ１（ｘ１，ｙ１），Ｐ２（ｘ
２，ｙ２）とする。減算器４−１でＰ１とＰ２の座標の
差を求め、演算回路４−２でペンの回転角αを求める。

【００３５】一方、２点Ｐ１とＰ２の座標情報は、加算
器４−３および除算器４−４にも入力され、２点の中点
の座標が求められる。この中点の座標は、減算器４−５
およびディレイあるいはメモリ素子４−６に入力され
る。ディレイ４−６の出力は、前記減算器４−５のもう
一方の入力となっている。したがって、減算器４−５
は、２点の中点の移動速度を出力することになる。この
移動速度は、演算回路４−７に入力され、中点の移動方
向βが出力される。なお、除算器４−４を省略しても、
出力されるβの値は変わらない。

【００３６】減算回路４−９は、角度αとβの差を求
め、演算回路４−１０は、その絶対値｜α−β｜＝θを
求め、演算回路４−１１は、その正弦ｓｉｎθを求め
る。乗算回路（４−１２）でｓｉｎθに定数Ｌを乗じら
れ、乗算回路４−１３でさらに比例係数Ｋを乗じられ
て、描くべき線の幅が求められる。

【００３７】なお、角度αを音声出力機能の制御回路４
−８に出力すれば、ペンの向きを聴覚（音の高さなど）
で確認することができる。このように、ペンの向きの検
出信号によって制御される情報の属性は、必ずしも線幅
に限定されない。

【００３８】また、セレクタ４−１４を切り換え、ＫＬ
ｓｉｎ｜α−β｜を非線形変換回路４−１５を介して出
力するようにすれば、線の幅が連続的に変わらなくな
り、特殊効果を出すことができる。例えば、２種類の線
幅を確実に（再現性よく）使い分けたい場合は、この非
線形変換機能を利用すればよい。

【００３９】ところで、この比例係数Ｋは、必ずしも定
数１であるとは限らない。例えば、ＤＴＰの描画ツール
は、たいてい、編集中の図形を拡大・縮小する機能を持
っているが、この拡大率および縮小率に応じて、比例係
数Ｋを変更するのが妥当である。例えば、図３Ｂでは、
アプリケーションは、２つのセンサの軌跡３Ｂ−５と軌
跡３Ｂ−６の間隔より狭い線幅で描画している。なお、
図３Ｂ中の各番号の意味は、図３Ａと同様である（以下
同じ）。逆に、アプリケーションの描画モードによって
は、図３Ｃのように、２つのセンサ間の距離より幅の広
い線を描く必要が生ずることは、述べるまでもないだろ
う。

【００４０】また、アプリケーションによっては、必ず
しも長方形で線を表現する必要はない。図３Ｄのよう
に、ソフトウェアで長方形の４隅をスムージングし、角
の取れた図形を描画した方が好ましいときもある。

【００４１】（第２実施例）第１実施例と同様に、図１
のセンサ１−１，１−２が、図３Ｅにおいて、各々点３
Ｅ−１と点３Ｅ−２から点３Ｅ−３と点３Ｅ−４まで移
動したものとする。このとき、情報処理装置は、アミの
掛かった平行四辺形の領域３Ｅ−７を塗り潰す。この処
理を繰り返し行い、得られる長方形の集合で、幅を持っ
た線が表現される。第２実施例は、超越関数の演算を必
要としないので、コスト的に第１実施例より有利であ
る。

【００４２】図３Ｆは、センサ１−１，１−２が、各々
点３Ｆ−１，点３Ｆ−２から点３Ｆ−３と点３Ｆ−４ま
で移動したところまでは、上記と同じだが、描かれた線
の幅が、より細いケースに関するものである。この場合
のシステムのフローチャートを図５に示す。２つのセン
サのパネル面との接触が検出されたとき、このフローチ
ャートの処理が開始される。

【００４３】まず、２つのセンサの指している座標Ｐ
１，Ｐ２を読み込み、線分Ｐ１Ｐ２をＲ：１−Ｒおよび
１−Ｒ：Ｒに内分する点Ｑ１，Ｑ２を各々求める。一定
の時間の経過した後、再び２つのセンサの指している座
標Ｐ１’、Ｐ２’を読み込み、線分Ｐ１’、Ｐ２’を
Ｒ：１−Ｒおよび１−Ｒ：Ｒに内分する点Ｑ１’、Ｑ
２’を各々求める。最後に平行四辺形Ｑ１、Ｑ２、Ｑ
２’、Ｑ１’を塗り潰す。この処理を、ペン先がパネル
から離れるまで繰り返す。ここで、Ｒは０．５以下の実
数である。もし、Ｒが負ならば、実際には、内分ではな
く外分することになる。なお、Ｒと第１の実施例の比例
係数Ｋとの間には、 （数式２） Ｋ＝１−２Ｒ という関係式が成り立つ。

【００４４】（第３実施例）本発明では、ユーザは、目
の前のディスプレイに表示された情報ではなく、手に持
っているペンの向きを見て、最も太い線が引ける方向を
知る必要がある。現在のペンの向きを確認する目印とし
て、あるいは、センサの保護材として、図１のように、
突起１−３と突起１−４を設けておくと良い。２つのセ
ンサを露出させておくと、ペン先をパネルに接触させた
際の衝撃でセンサが曲がり、センサ間の距離が狂う恐れ
がある。

【００４５】本発明は、例えば特開昭５５−１３８１３
７号公報に示されているように、ペン先に複数のセンサ
を設けているようなものとは異なり、センサ間の間隔
を、自由自在に調節できる構造にする必要などは全くな
い。そこで、ペン先の機械的強度を更に高めるために、
図２のように、突起２−３の中にセンサ２−１およびセ
ンサ２−２を埋め込んでセンサを完全に固定してしまう
方法もある。

【００４６】また、図６Ａのペンのように，ペン軸に溝
６Ａ−１を掘っておけば、ユーザは、ペンの方向を視覚
だけでなく、触覚でも認識できるようになる。図６Ｂ
は、図６Ａのペン軸の断面図であり、６Ｂ−１は溝であ
る。なお、ここでは、“ペン”は、回転角の検出機能を
持つ一般の筆記用具をも含み、“電子式ペン”に限定さ
れない。従来のペンのように、ペン軸の手で握る部分の
断面を回転対称形、すなわち円形にすると、ユーザは、
触覚でペンの向きを認識できなくなる。ペン軸を鉛筆の
ように正六角形にすると、ペンを６０°（＝３６０°÷
６）単位でしか回転できなくなる。溝を掘る方式なら
ば、そのような問題が起こらない。

【００４７】図６Ｃのように、ペン軸の断面６Ｃ−１を
円ではなく楕円にする方法もある。ペンが握りにくくな
らない程度に、ペン軸を偏平な楕円にすれば、ユーザが
触覚で回転角を認識できるようになる。この場合、最も
太い線が引ける方向を楕円の短軸に、最も細い線が引け
る方向を楕円の長軸に一致させるのが妥当である。図に
おいて、６Ｃ−１は断面が楕円形のペン軸であり、６Ｃ
−２および６Ｃ−３は、その方向にペンが移動したとき
描かれる線である。

【００４８】ディスプレイを兼ねたパネルではなく、専
用タブレットを使用する場合、ユーザは、視覚でペンの
方向を確認できないので、このような対策が必要にな
る。触覚ではなく聴覚でペンの向きを確認する方式に関
しては、実施例１で既に記述している。

【００４９】ところで、２つのペン先のセンサの内、一
方がパネル面に接触し、他方がパネル面から浮いてしま
う場合がある。このときは、雑音が入力されたものと見
なして無視する、エラーを表示する、あるいは、極細の
線を描画する、などの動作をするように、アプリケーシ
ョンを設計すればよい。

【００５０】ペン先の構造自体を改良して、前述した不
完全な接触が発生しにくいようにすることもできる。例
えば、センサが、ゴムのように弾力性のある材料で作ら
れているならば、パネル面に先に接触した方のセンサ
が、筆圧を受けて縮むので、まだパネル面に接触してい
ないセンサが、パネルに触れやすくなる。

【００５１】図７は、その一例である。センサ７−１お
よびセンサ７−２の根元に、弾性体７−３，７−４が設
けられている。センサのパネルに接触する部分は、パネ
ルへの損傷や摩擦の問題があり、ペン本体から飛び出し
ている部分は強度の問題があるので、図７では、弾性体
をセンサの根元に配置している。図では、弾性体をバネ
のような形で表現したが、バネ以外にもゴム、スポン
ジ、ガス（例えば空気）などでもよい。また、この実施
例では、より積極的な改良が加えられていて、一方のセ
ンサがパネル面に押されて縮むと、他方のセンサがシー
ソーの原理で飛び出すようになっている。図の７−５は
てこ（梃）であり、７−６はその支点である。

【００５２】図８Ａは、他の実施例である。ペン軸の先
端部８−５が、支点８−６を中心に首を振ることができ
る構造になっている。センサ８−１，８−２は、パネル
に接触させたとき、先端部８−５と共に向きを変える。
図８Ｂは、図８Ａの断面図であり、弾性体８−３，８−
４は、ペンに筆圧が加わっていないとき、先端部８−５
を元の角度に復帰させるためのものである。

【００５３】図９は、流体（例えば空気）を用いて、上
と同じ機能を実現したものである。図の９−５はシリン
ダであり、その内部は、流体で満たされている。センサ
９−１，９−２は、ピストン９−３，９−４に固定され
ている。流体は、弾性のあるものが望ましい。

【００５４】

【発明の効果】座標入力用ペンを、以上のような構成に
することにより、従来のメニュー方式やショートカット
方式におけるコマンド選択の煩わしさを解消することが
できる。また、筆圧感知方式よりも自然な操作で描画す
ることができる。また、マーカと異なり、色や芯の太さ
の違うペンを複数本用意する必要がない。そして、マー
カのような使い勝手と、コンピュータの提供する自由自
在の編集環境とを合わせ持つシステムを構築することが
可能になる。

【００５５】本発明のペンでは、２つのセンサ間の距離
の異なるペンを多数用意したり、センサ間の距離を伸縮
できる構造にしたりする必要性は全くない。前記、比例
係数ＫあるいはＲをソフトウェアで変更することによ
り、見かけ上、センサ間の距離を変更することが可能で
ある。本発明は、この点で、芯の太さの異なるものを複
数用意しなければならないマーカとは、異なっている。
比例係数を選択するために、仮にメニュー方式を採用し
たとしても、メニューを選択する機会は、従来のメニュ
ーのみの方式と比較して大幅に減少する。本発明は、こ
のように、メニュー方式などの従来のユーザインタフェ
ースと併用することにより、その利用価値をより高める
ことができる。

【００５６】本発明のペンで描かれる線の幅に関して、
再現性の良し悪しが問題になるケースがある。線幅の選
択跂が少ない場合は、図４の非線形演算４−１３を利用
することにより、再現性を高めることができる。例え
ば、２つのセンサを結ぶ線分が、ペンの移動方向に対し
て直角に近いときは、太い線を、平行に近いときは、細
い線を引き、４５゜に近いときは、エラーを出すか無視
すれば良い。これも、従来のマーカなどでは実現できな
い効果である。

【００５７】以上の説明では、線を描くことのみを強調
してきたが、ビットマップの図形情報を扱う描画ツール
（いわゆる“ペイント系”の描画ツール）においては、
図形を消去したい場合にも、本発明のペンは、非常に有
用である。図形を消去するためには、背景と同じ色で線
や面を描けば良い。本発明のペンが１本あれば、細かく
小さな図形も、広く大きな図形も、効率良く消去でき
る。

【００５８】ところで、ワイヤレス方式でないペンで本
発明を実施する場合、ペンを回転させることによって、
ペンとコンピュータ本体とを結ぶケーブルがねじれる恐
れがある。これを防ぐためには、ケーブルの付け根（ペ
ン側、コンピュータ側、あるいは、その両方の付け根）
が自由に回転するような構造にすればよい。したがっ
て、ケーブルのねじれは、本発明の欠点にはならない。

【００５９】本発明における回転角検出方式を採用した
ペンでは、描画以外の用途、例えば、文字の入力などに
は、使用しにくい恐れがある。用途によっては、従来の
形状をしたペンを使用したいケースもあるだろう。ワイ
ヤード方式のペンでは、ケーブルの付け根をコネクタ
（プラグとレセプタクル）にしておけば、容易に従来の
ペンに差し替えることができる。あるいは、ペン先のみ
交換できるようにしても構わない。よって、これも本発
明の欠点ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すペンの構造図であ
る。

【図２】本発明の第３実施例を示すペンの構造図であ
る。

【図３】本発明の第１および、第２実施例のペンの軌跡
と描画図形を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例のペン周辺回路のブロック
図である。

【図５】本発明の第２実施例のペン周辺のフローチャー
トである。

【図６】本発明の第３実施例を示すペンの構造図であ
る。

【図７】本発明の第３実施例を示すペンの構造図であ
る。

【図８】本発明の第３実施例を示すペンの構造図であ
る。

【図９】本発明の第３実施例を示すペンの構造図であ
る。

【図１０】従来の入力装置のシステム例を示す図であ
る。

【図１１】従来のメニュー方式による図形情報の処理装
置のメニュー画面の一例を示す図である。

【図１２】従来のメニュー方式による図形情報の処理装
置のメニュー画面の一例を示す図である。

【図１３】従来の筆記用具であるマーカとその軌跡を示
す図である。

【図１４】ペンの回転角の説明図である。

【符号の説明】

１−１，１−２，２−１，２−２，７−１，７−２，８
−１，８−２，９−１，９−２ ペンの位置（座標）検
出センサ １−３，１−４，２−３ ガイド ７−３，７−４，８−３，８−４ スプリング ７−５，７−６，８−５，８−６ てこと支点 ９−３，９−４ ピストン ９−５ シリンダ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペン軸を回転軸とし、ペンの回転角を検
   出する回転角検出装置を有する回転角検出機能付きペ
   ン。
2. 【請求項２】 上記請求項１の回転角検出機能付きペン
   において、ペン軸に対して垂直な断面形状が非円形であ
   ることを特徴とする回転角検出機能付きペン。
3. 【請求項３】 上記請求項２の回転角検出機能付きペン
   において、ペン軸の断面に、一本以上の溝を設けたこと
   で、ペン軸に対して垂直な断面形状を非円形としたこと
   を特徴とする回転角検出機能付きペン。
4. 【請求項４】 上記請求項２の回転角検出機能付きペン
   において、ペン軸の断面が、楕円であることを特徴とす
   る回転角検出機能付きペン。
5. 【請求項５】 上記請求項１の回転角検出機能付きペン
   に、１つあるいは複数の座標検出素子を設けたことを特
   徴とする回転角検出機能付きペン。
6. 【請求項６】 上記請求項５の回転角検出機能付きペン
   に、前記検出素子の周辺に、ペンをパネルに接触させる
   際の回転角のガイドを設けたことを特徴とする回転角検
   出機能付きペン。
7. 【請求項７】 上記請求項５の回転角検出機能付きペン
   の検出素子のすべてを、ペン先に設けた補強材の中に埋
   め込んだことを特徴とする回転角検出機能付きペン。
8. 【請求項８】 上記請求項５の回転角検出機能付きペン
   の座標検出素子が、パネル面との接触を感知したとき、
   接触を感知した素子が、ペン本体に格納され、または、
   弾性的に収縮して、短くなることを特徴とする回転角検
   出機能付きペン。
9. 【請求項９】 複数の座標検出素子を有する上記請求項
   ５の回転角検出機能付きペンにおいて、座標検出素子
   が、パネル面との接触を感知したとき、接触を感知して
   いない残る座標検出素子が、ペン本体から突出して、長
   くなることを特徴とする回転角検出機能付きペン。
10. 【請求項１０】 ディスプレイあるいはタブレットの表
    面に、ペン先を接触させたとき、ペン先が指している座
    標を読み取る機能を有するペン型座標入力装置ペンにお
    いて、 ペンは、上記請求項１から９までのうち、少なくとも、
    １つを有していることを特徴とするペン型座標入力装
    置。
11. 【請求項１１】 ディスプレイあるいはタブレットの表
    面に、ペン先を接近させたとき、ペン先が指している座
    標を読み取る機能を有するペン型座標入力装置ペンにお
    いて、 ペンは、上記請求項１から５までのうち、少なくとも、
    １つを有していることを特徴とするペン型座標入力装
    置。
12. 【請求項１２】 ディスプレイあるいはタブレットの表
    面に、ペン先を接触あるいは接近させたとき、ペン先が
    指している座標を読み取る機能を有するペン型座標入力
    装置ペンにおいて、 ペン軸が回転軸であり、ペン先に複数の座標検出素子
    と、少なくとも、ペン本体あるいはペン外部に演算装置
    を有し、前記複数の検出素子の指している複数の座標値
    を処理して回転角を算出することを特徴とするペン型座
    標入力装置。
13. 【請求項１３】 ディスプレイあるいはタブレットと、
    座標入力用のペンを有するペン型座標入力装置におい
    て、 ペン軸を回転軸であり、前記ペンに回転角検出装置を有
    し、前記回転角検出装置の出力に応じて、処理される情
    報の属性が変更される情報処理装置をペン本体あるいは
    ペンの外部に備えたことを特徴とする回転角検出機能付
    きペンおよびペン型座標入力装置。
14. 【請求項１４】 上記請求項１３において、 ペン軸を回転角とする回転角の変化量に対する情報の属
    性の変化量の関係が、単純比例ではなく非線形になって
    いる情報処理装置をペン本体あるいはペンの外部に備え
    たことを特徴とする回転角検出機能付きペンおよびペン
    型座標入力装置。
15. 【請求項１５】 上記請求項１３と上記請求項１４にお
    いて、特に、処理される情報が、１本以上の直線あるい
    は曲線を含む図形であり、かつ、変更されるべき属性
    が、その線幅である場合において、 線幅が、ペンの回転角や進行方向の変化に関連して変更
    されることを特徴とする回転角検出機能付きペンおよび
    ペン型座標入力装置。
16. 【請求項１６】 上記請求項４の楕円の断面のペン軸を
    持ち、かつ、ペンで線を描画したとき、その線幅がペン
    の回転角や進行方向の変化に関連して変更されるペンに
    おいて、 ペンの進行方向と断面の楕円の短軸方向が一致している
    とき、最も太い線が描画され、ペンの進行方向と断面の
    楕円の長軸方向が一致しているとき、最も細い線が描画
    されることを特徴とする回転角検出機能付きペンおよび
    ペン型座標入力装置。