JPH09212573A - 座標入力・バーコード入力兼用ペン - Google Patents

座標入力・バーコード入力兼用ペン

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JPH09212573A
JPH09212573A JP8037550A JP3755096A JPH09212573A JP H09212573 A JPH09212573 A JP H09212573A JP 8037550 A JP8037550 A JP 8037550A JP 3755096 A JP3755096 A JP 3755096A JP H09212573 A JPH09212573 A JP H09212573A
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JP
Japan
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light
bar code
light guide
pen
bar
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Application number
JP8037550A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichiro Katabami
康一郎 方波見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentel Co Ltd
Original Assignee
Pentel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 座標入力・バーコード入力兼用ペンのペン先
端部を細くし、座標入力及びバ−コ−ド入力の操作性向
上。 【解決手段】 ペン先端の対物レンズ無しに、1個の導
光体の下面がバーコード面に直接接触する構成となし、
導光体の下面の導光直径をバーコードの細バー幅の1.
7倍以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバーコード入力機能
と静電容量結合方式の座標信号入力機能とを兼ね備えた
ペンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のバ−コ−ド入力ペンは、ペン先端
部にバーコード用対物レンズ(ボールレンズ、半球レン
ズ等)を配していた。また、対物レンズの無い、2本の
ライトガイドを使用し、ライトガイド先端部がバーコー
ドに接触しない構造のバーコード入力ペンは文献上では
知られていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の技術に
よるバ−コ−ド入力ペンはペン先端部が太くなり、座標
入力(手書き入力を含む)を行なう場合、入力点部がよ
く見えない、または指定点の曖昧さがある等の操作上の
問題があった。また更に対物レンズの無いものは、ライ
トガイドの先端をスペーサーでバーコード面から浮かし
ているためバーコードの解像度の点でも問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は従来の問題点に
鑑みなされたもので、静電容量結合方式座標入力装置の
座標信号検出機能とバーコード読み取り機能とを一体化
したペンであって、該ペンの先端部に、前記座標入力装
置から送出される電気信号を静電容量結合により受信検
出する円筒状座標信号センサー導体と、該円筒状座標信
号センサー導体の内面を貫通する1本の導光体と、該導
光体の側面に備えた鋸歯状切り口から投光し前記導光体
を介してバーコード面に光を照射する発光素子と、前記
バーコード面から反射してくる光を前記導光体を介して
受光する光/電気量変換素子とを有し、前記導光体の前
記バーコード面側の端面が前記バーコード面に接触し、
且つ前記端面での導光直径がバーコードの細バー幅の
1.7倍以下の座標入力・バーコード入力兼用ペンを提
案するものである。
【0005】
【作用】導光体(ライトガイド)が1本で且つその先端
が直接バーコード面に接触する場合、導光体の導光直径
がバーコードの細バー幅の1.7倍以下ならば、ペンを
バーコード面に対して垂直から30度程度に傾けても細
バーの検出は確実で、且つ1本の導光体であり対物レン
ズも無くても検出する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明では、細バー幅に対する導
光体の内径比が1.7倍位までが実用上の使用限界と見
なす事ができ、1本の導光体を使用し対物レンズ無しに
導光体の下面をバーコード面23に接触することでバ−
コ−ド検出を行なう。
【0007】
【実施例】以下本発明の詳細を添付図を参照して説明す
る。図1は本発明の座標入力・バ−コ−ド入力兼用ペン
を使用する静電容量結合方式座標入力兼バーコード入力
装置の要部構成概要図である。この図1の静電容量結合
方式座標入力兼バーコード入力装置で、バーコード2を
読み取る場合は、座標入力・バーコード入力兼用ペン1
(以下ペン1と略す)がバーコード2上をなぞることに
より、ペン1内で光/電気変換されバーコード2の明暗
情報が電気信号となって信号処理部4へ伝えられる。
【0008】座標入力を行う場合は、ペン1の先端がタ
ブレット3の盤面上にある時、タブレット3上における
ペン1の先端の座標を読み取るのであるが、その動作を
略述する。信号処理部4の制御により、タブレット3に
配設されたY方向およびX方向に平行な複数の格子状電
極線5、5、・・・、5、6、6、・・・、6へX軸及
びY軸用電極線駆動部7、8を介して電気信号が順次印
加される。印加される信号としてはパルス、正弦波等が
使用される。
【0009】図2はペン1の先端部とタブレット3の縦
断面図である。X方向について先ず説明すると、タブレ
ット3内に配設されたX軸用各電極線5、5、・・・、
5と、ペン1の先端の座標信号センサー部9の内部にあ
る座標信号センサー導体としての導電性パイプ15との
間には、小容量ではあるが静電容量(結合容量)が存在
し、この結合容量を介して、X軸用各電極線5、5、・
・・、5の電気信号が座標信号センサー導体としての導
電性パイプ15へそれぞれ伝わる。
【0010】導電性パイプ15へ伝わった(導電性パイ
プ15が検出した)電気信号は、座標信号センサ−導体
の引出線13を介してペン1内で増幅され、または直接
に、信号処理部4へ伝わる。座標信号センサー導体とし
ての導電性パイプ15は、導電性パイプ15近くに位置
する電極線5からの電気信号をより強く検出する。信号
処理部4は、各電極線5、5、・・・、5を順次駆動し
たそのタイミングと導電性パイプ15の検出した信号と
の関係から、ペン1の先端部の導電性パイプ15のシー
ルド外筒14から突出した部分に対応する、タブレット
3上のX座標を判断する。次に、Y軸用各電極線6、
6、・・・、6が駆動され、X軸と同様の方法でY座標
が求まる。
【0011】次にバーコード入力を行う場合について詳
述する。図3は第1の実施例のペン先部縦断面図であ
る。シールド外筒14の内部に発光素子11(発光ダイ
オード、レーザーダイオード等)及び受光素子12(フ
ォトダイオード、フォトトランジスタ等の光/電気量変
換素子)が配設されており、発光素子11は座標信号セ
ンサー導体としての機能を兼ねた導光体である導電性パ
イプ15の側面の切り口22をめがけて主に放射光20
の向きに光を照射し、受光素子12はパイプ15の内面
を伝わる反射光21の光を受光し、受光量に応じた電気
量(主に電流)に変換する。
【0012】導電性パイプ15側面の切り口22はパイ
プ直径の半分程度穴があけてありその上部は図3に示す
ように導電性パイプ15を斜めに加工してその斜め面2
4でも発光素子11からの放射光20を有効に反射し放
射光20を導電性パイプ15の内面を下方(ペン先端方
向)に導くと共に、放射光20が導電性パイプ15の内
面を上方に向かうことを防止している。
【0013】導電性パイプ15の内面は略鏡面加工して
あり、放射光20は導電性パイプ15の内面で反射を繰
り返しながら下方へ向かうが、導電性パイプ15の内面
が完全鏡面ではないので光の散乱も少しあり一部の光は
上方を向き、直接に受光素子12に届く成分も少しあ
る。
【0014】不透明絶縁部材16の先端は光が通る様に
穴があいているが、そのままでは導電性パイプ15の内
面にゴミがつまることがあるので、約1mmの長さの導
光性絶縁部材17を詰めているが、その直径は導電性パ
イプ15の内径とほぼ等しくしている。従って導電性パ
イプ15と導光性絶縁部材17とで導光体を構成してい
る。
【0015】参照符号15及び17による導光体の先端
はバーコード23面に直接接触し得る構成としたが、バ
ーコード23面からの光の反射について更に詳しく説明
する。導電性パイプ15及び導光性絶縁部材17の内部
は、バーコード面23を照明する光とバーコード面23
からの反射光が互いに逆向きに、同一の導電性パイプ1
5及び導光性絶縁部材17内を通る。
【0016】図4はバーコード面23に対してペン1の
先端が垂直接触時のバーコード検出特性説明図である。
導光性絶縁部材17の下面が図4に示すA位置にある場
合は、導光性絶縁部材17の導光体直径が示す全エリア
が、白バー部(スペース部)に当たるため、バーコード
面23からの光の反射は最大で、受光素子12から流れ
る電流は最大値を示す。また導光性絶縁部材17の下面
がB位置に移動した場合、反射光は約1/2となり受光
素子12から流れる電流も最大変化量の約1/2とな
る。
【0017】図4の例では導光性絶縁部材17の導光体
直径が細いバー幅の1.5倍であるので、導光性絶縁部
材17の下面がC位置に移動した場合、細い黒バー部分
31及び白バー(スペース)部分からの反射が合成され
て、受光素子12に流れる電流も最小値にはならない。
バーコード面23上のペン1の先端位置による検出特性
曲線を図4の上部に示す。この検出特性32からも判る
ように、この例において細いバーコードの検出量は太い
バーコードの検出量よりも少なくなるが、充分検出可能
である。尚検出特性32の白バー部のピークと黒バー部
のピークレベルとの差が検出量である。ペン1の先端が
太い黒バー上にあっても、段落0013で記したよう
に、導光体内部での直接反射光があるために、受光素子
12に流れる電流は零にはならない。
【0018】以上の説明のように細いバーに対する検出
量が低下するが、どこまで細いバーを検出できるか、ま
たペン1をバーコード面23上で垂直から傾けた時のバ
ーコード検出特性について説明する。図5はバーコード
2をサイズ縮小した場合及びペン1を傾けた場合のバー
コード検出特性図である。ペン1がバーコード面23に
対して垂直の特性については、ペン先が磨耗した状態で
も大差ない特性となるが、ペン先磨耗に伴い導光性絶縁
部材17の下面も平坦ではなくなり、光が散乱するよう
になり、導光性絶縁部材17の下面とバーコード面23
との間隔がペン1を垂直から30度傾けても少ししか離
れないので、図5の30度傾いた特性については、ペン
1の使用につれて検出量の低下傾向を示すが、横軸1.
5の所で30%程度である。図示の特性はペン1の先端
を普通のコピー用紙の上で通常のバーコードリード状態
で1000回スキャンした後の実測特性である。
【0019】図5の特性図から判ることは、細バー幅に
対する導光体の内径比が1.7位までが実用上の使用限
界と見なす事ができる。本発明は1本の導光体を使用し
対物レンズなしに導光体の下面をバーコード面23に接
触することで上述の各特性を得たことにすべて立脚して
いる。
【0020】次に第2の実施例について説明する。図6
は導光体として光ファイバを使用したペン先部の縦断面
図である。図3の例とは導光体50の部分と導電性円筒
体の部分のみ異なる。発光素子11からの放射光は、光
ファイバ側面に加工した、断面が鋸歯状の切り口51か
ら入射し、光ファイバ50内を下面に向かい進む。断面
が鋸歯状の切り口51の上部斜面にはアルミ箔のような
膜状の光反射物を付けて、発光素子11からの放射光を
有効に光ファイバ50内に導くと共に、光ファイバ50
の内面を直接上方に向かって進むことを防止している。
【0021】尚、発光素子11と断面が鋸歯状の切り口
51との間に凸レンズを置き発光素子11からの放射光
を切り口51に集光させると更に効率よく発光素子11
の放射光を利用できる。それは図3の例に利用しても同
様の効果を得る。図6に示す第2の実施例に於いても、
バーコード検出特性は図4及び図5に示す特性と全く同
様である。座標入力の為に座標信号センサー導体が必要
であるが、第2の実施例では光ファイバ50の下部周囲
を囲むように、導電性円筒体52を配設している。
【0022】次に第3の実施例について説明する。図7
は導光体として透明性樹脂60を使用したペン先部の縦
断面図である。この例ではY字形の導光体(透明性樹脂
60)としており、下部は1本であるが、上部は照明光
用と受光用の2本に分かれている。透明性樹脂60を導
光体とするために、透明性樹脂60と不透明性絶縁部材
62との間は、微小突起63により空気層を形成してい
る。しかしこの微小突起63は不透明性絶縁部材の加工
の荒さ加減により自動的に出来る。
【0023】発光素子11から放射された光は図示のよ
うに透明性樹脂60の一方の枝から入射し、下方に向か
い進むが、側壁で全反射する成分は、下部に進むほどに
全反射角が壁面に垂直に近づいてくるので、下部ほど全
反射しない成分が多くなる。その成分を少しでもまた透
明性樹脂60の内部に戻すために、導電性円錐状筒体6
1を図のように配設し、その内面を光り反射面として、
上記の透明性樹脂60から漏れた光を再び透明性樹脂6
0内に戻して光の利用効率を上げている。この再び戻っ
た光の一部は直接に(バーコード2まで届かずに)受光
素子12へ伝わる。従ってこの第3の実施例では、ペン
1の先端が黒バー上にある時の受光素子12に流れる電
流は第1及び第2の実施例よりも少し多くなる。
【0024】導電性円錐状筒体61は座標入力の為の座
標信号センサー導体としても使用している。透明性樹脂
60の発光素子11から光入射する面を凸レンズ状にし
て透明性樹脂60と略平行になる光成分を多くすると光
の利用効率を更に上げることができる。
【0025】以上述べた事は座標入力とバーコード入力
の兼用ペンとして説明したが、ペン先端を細くした、ま
た構造を簡単にしたバーコード入力のみのペンにも有効
である。
【0026】
【発明の効果】ペン先端の対物レンズを無くしたことに
より細バー幅が0.2mm以上のバーコードを読み取る
ペンの先端芯部を約2mmφとすることが出来、座標入
力時に細部指定が容易になり、構造が簡単なことからコ
ストも低くできた。更に光学的フォーカス点がペン先方
にないため、バーコード面の細かい不均一性に起因する
ノイズ成分を拾うこともなくなりバーコードの読み取り
率及び読み取りの信頼性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のペンを使用する静電容量結合方式座
標入力兼バーコード入力装置の構成概要図
【図2】 座標信号検出説明のための要部縦断面図
【図3】 第1の実施例のペン先部縦断面図
【図4】 バーコード面に対してペンが垂直接触時のバ
ーコード検出特性説明図
【図5】 バーコードをサイズ縮小した場合及びペンを
傾けた場合のバーコード検出特性図
【図6】 第2の実施例のペン先部縦断面図
【図7】 第3の実施例のペン先部縦断面図
【符号の説明】
1 座標入力・バーコード入力兼用ペン 2 バーコード 3 タブレット 4 信号処理部 5 X軸用電極線 6 Y軸用電極線 7 X軸用電極線駆動部 8 Y軸用電極線駆動部 9 座標信号センサー部 10 信号プロセス回路部 11 発光素子 12 受光素子 13 座標信号センサー導体の引き出し線 14 シールド外筒 15 導電性パイプ 16 不透明絶縁部材 17 導光性絶縁部材 18 タブレットの表面絶縁層 20 放射光 21 反射光(受光) 22 導電性パイプ側面の切り口 23 バーコード面 24 導電性パイプ切り口の斜め反射面 30 太い黒バー 31 細い黒バー 32 バーコード検出特性 50 光ファイバ 51 断面が鋸歯状の切り口 52 導電性円筒体 60 透明性樹脂 61 導電性円錐状筒体 62 不透明性絶縁部材 63 微小突起 A ペン先がAで示す位置 B ペン先がBで示す位置 C ペン先がCで示す位置 D ペン先がDで示す位置

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電容量結合方式座標入力装置の座標信
    号検出機能とバーコード読み取り機能とを一体化したペ
    ンであって、該ペンの先端部に、前記座標入力装置から
    送出される電気信号を静電容量結合により受信検出する
    円筒状座標信号センサー導体と、該円筒状座標信号セン
    サー導体の内面を貫通する1本の導光体と、該導光体の
    側面に備えた鋸歯状切り口から投光し前記導光体を介し
    てバーコード面に光を照射する発光素子と、前記バーコ
    ード面から反射してくる光を前記導光体を介して受光す
    る光/電気量変換素子とを有し、前記導光体の前記バー
    コード面側の端面が前記バーコード面に接触し、且つ前
    記端面での導光体直径がバーコードの細バー幅の1.7
    倍以下であることを特徴とする座標入力・バーコード入
    力兼用ペン。
  2. 【請求項2】 前記導光体を光ファイバとしたことを特
    徴とする請求項1記載の座標入力・バーコード入力兼用
    ペン。
  3. 【請求項3】 静電容量結合方式座標入力装置の座標信
    号検出機能とバーコード読み取り機能とを一体化したペ
    ンであって、該ペンの先端部に、内周面を略鏡面とした
    1本の導電性円筒導光体と、該導光体の側面に備えた鋸
    歯状切り口から投光し前記導光体を介してバーコード面
    に光を照射する発光素子と、前記バーコード面から反射
    してくる光を前記導光体を介して受光する光/電気量変
    換素子とを有し、前記導光体が前記座標入力装置から送
    出される電気信号を静電容量結合により受信検出する円
    筒状座標信号センサー導体でもあり、前記導光体の前記
    バーコード面側の端面が前記バーコード面に接触し、且
    つ前記端面での導光体直径がバーコードの細バー幅の
    1.7倍以下であることを特徴とする座標入力・バーコ
    ード入力兼用ペン。
  4. 【請求項4】 前記導光体の前記バーコード面側端面を
    導光性絶縁部材としたことを特徴とする請求項3記載の
    座標入力・バーコード入力兼用ペン。
  5. 【請求項5】 静電容量結合方式座標入力装置の座標信
    号検出機能とバーコード読み取り機能とを一体化したペ
    ンであって、該ペンの先端部に、前記座標入力装置から
    送出される電気信号を静電容量結合により受信検出する
    略円筒状座標信号センサー導体と、前記略円筒状座標信
    号センサー導体の内面を貫通する片端が二又に分割され
    た1個の透明性樹脂と、前記二又に分割された透明性樹
    脂の一方の端面から投光しバ−コ−ド面に光を照射する
    発光素子と、前記二又に分割された透明性樹脂の他方の
    端面を介して前記バ−コ−ド面から反射してくる光を受
    光する光/電気量変換素子とを有し、前記透明性樹脂の
    前記バ−コ−ド面側の端面が前記バ−コ−ド面に接触
    し、且つ前記バ−コ−ド面側の直径がバ−コ−ドの細バ
    −幅の1.7倍以下であることを特徴とする座標入力・
    バ−コ−ド入力兼用ペン。
  6. 【請求項6】 1本の導光体と、該導光体の側面に備え
    た鋸歯状切り口から投光し前記導光体を介してバ−コ−
    ド面に光を照射する発光素子と、前記バ−コ−ド面から
    反射してくる光を前記導光体を介して受光する光/電気
    量変換素子とを有し、前記導光体の前記バ−コ−ド面側
    の端面が前記バ−コ−ド面に接触し、且つ前記端面での
    導光直径がバ−コ−ドの細バ−幅の1.7倍以下である
    ことを特徴とするバ−コ−ド入力ペン。
  7. 【請求項7】 片端が二又に分割された1個の透明性樹
    脂と、前記二又に分割された透明性樹脂の一方の端面か
    ら投光しバ−コ−ド面に光を照射する発光素子と、前記
    二又に分割された透明性樹脂の他方の端面を介して前記
    バ−コ−ド面から反射してくる光を受光する光/電気量
    変換素子とを有し、前記透明性樹脂の前記バ−コ−ド面
    側の端面が前記バ−コ−ド面に接触し、且つ前記バ−コ
    −ド面側の端面の直径がバ−コ−ドの細バ−幅の1.7
    倍以下であることを特徴とするバ−コ−ド入力ペン。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002538403A (ja) * 1999-02-22 2002-11-12 ジーエス ディベロップメント アクティエボラーグ 照明照準点を有する光学照準具
JP2013200165A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Kansai Paint Co Ltd プローブ用キャップ及びプローブ

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