筆跡記録システム、位置情報生成装置、位置情報生成方法及びプログラム
【課題】
簡易な構成で筆跡をデータ化し得る筆跡記録システム、位置情報生成装置、位置情報生成方法及びプログラムを提案する。
【解決手段】
筆動作時に紙に当接される当接点の周囲に設けられた複数の電極と、当該筆動作するユーザとの電位に基づいて、紙の紙面に対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターンのうち当接点が当接する帯電パターンを検出し、その帯電パターンに基づいて絶対位置を表すデータを復号するようにした。
簡易な構成で筆跡をデータ化し得る筆跡記録システム、位置情報生成装置、位置情報生成方法及びプログラムを提案する。
【解決手段】
筆動作時に紙に当接される当接点の周囲に設けられた複数の電極と、当該筆動作するユーザとの電位に基づいて、紙の紙面に対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターンのうち当接点が当接する帯電パターンを検出し、その帯電パターンに基づいて絶対位置を表すデータを復号するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆跡記録システム、位置情報生成装置、位置情報生成方法及びプログラムに関し、例えば紙に書く内容を情報としても記憶する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙に書く内容を情報としても記憶する筆跡記録システムとして、赤外光に特異的に反応する特殊インクで紙表面の所定位置に対応する座標が印刷された紙（以下、これを特殊紙と呼ぶ）と、通常のペン機能に赤外線カメラ、メモリ及び信号処理部を搭載したデジタルペンと、データ記憶メモリが搭載された端末機とからなるものがある(例えば特許文献１参照)。
【０００３】
この筆跡記録システムのデジタルペンは、特殊紙の紙面から発せられる赤外光を赤外線カメラを介して画像データとして生成し、この画像データに基づいて現在のペン先の位置を所定周期で検出するようになされている。
【特許文献１】特開２００４−８６２７３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところがかかる構成の筆跡記録システムでは、デジタルペンに赤外線カメラを搭載するため、当該デジタルペン自体が大型化するという問題があった。
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で筆跡をデータ化し得る筆跡記録システム、位置情報生成装置、位置情報生成方法及びプログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため本発明は、位置情報生成装置と、端末装置とによって構成される筆跡記録システムであって、位置情報生成装置には、所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段と、当該検出手段により検出された帯電パターンに基づいて、当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する復号手段と、当該復号手段により復号された絶対位置データを端末装置に送信する送信手段と設け、端末装置には、当該送信手段から送信された絶対位置データを受信する受信手段と、その受信手段により受信された絶対位置データを記憶する記憶手段とを設けるようにした。
【０００７】
従って、この筆跡記録システムでは、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤ(Charge Coupled Device)などの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出することができる。
【０００８】
また本発明は、位置情報生成装置であって、所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段と、当該検出手段により検出された帯電パターンに基づいて、当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する復号手段とを設けるようにした。
【０００９】
従って、この位置情報生成装置では、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出することができる。
【００１０】
さらに本発明は、位置情報生成方法であって、所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する第１のステップと、当該第１のステップで検出された帯電パターンに基づいて、当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する第２のステップとを設けるようにした。
【００１１】
従って、この位置情報生成方法では、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出することができる。
【００１２】
さらに本発明は、プログラムであって、コンピュータに対して、所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する第１の処理と、規定範囲における帯電パターンに基づいて、当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する第２の処理とを実行させるようにした。
【００１３】
従ってこのプログラムでは、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、運筆時に紙に当接される当接点の周囲に設けられた複数の電極と、当該運筆するユーザの身体との電位に基づいて、紙面に対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターンのうち当接点の存在する帯電パターンを検出し、その帯電パターンに基づいて絶対位置を表すデータを復号するようにしたことにより、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出することができ、かくして簡易な構成で筆跡をデータ化し得る筆跡記録システム、位置情報生成装置、位置情報生成方法及びプログラムを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
（１）本実施の形態による筆跡記録システムの構成
図１において、１は本実施の形態による筆跡記録システムを示し、紙２と、当該紙２に文字や図表等を筆記するペン３と、当該ペン３のペン先の位置を表すデータ（以下、これを絶対位置データと呼ぶ）として記憶する端末機４とによって構成される。
【００１７】
この紙２は、所定の帯電パターンで帯電するように紙面ＰＦが加工されている。一方、ペン３は、ボールペン、サインペン又はマーカーペン等でなり、紙面ＰＦにおける帯電パターンに基づいて絶対位置データを所定周期ごとに生成すると共に、当該絶対位置データを端末機４に所定のタイミングで順次無線送信する。
【００１８】
他方、端末機４は、例えば携帯電話機、ノート型若しくはデスクトップ型のパーソナルコンピュータ又はＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等でなり、ペン３から順次無線送信される絶対位置データを受信し、これら絶対位置データの集合を筆跡データとしてメモリに記憶するようになされている。
【００１９】
従って、この筆跡記録システム１では、紙２に書く内容を紙面に物理的に保持すると同時に、当該内容を情報（筆跡データ）として端末機４に保持することができるようになされている。
【００２０】
（２）紙の構成
次に、紙２の具体的な構成について説明する。この紙２の紙面ＰＦには、所定の帯電パターンが無色透明でなるインクで印刷される。実際上、紙面ＰＦには、例えば図２に示すように、縦方向６個及び横方向６個のドットＤｔを単位とするマトリックスＳＣが、１ドット分の隙間を介して格子状に区画される。そしてこのマトリックスＳＣにおける各ドットＤｔには、プラス又はマイナスのいずれかの極性に帯電した粒子が定着されている。
【００２１】
ここで、この紙２のサイズをＡ４サイズ(210[mm]×300[mm])とし、当該紙２に対して１[mm2]ごとに63000個のマトリックスＳＣを形成するものと仮定した場合、２通りの極性が定着されるドットＤｔが３６個あることから、１つのマトリックスＳＣにつき、「236＝6.8×1010」通りの帯電パターンを表現することができることとなる。
【００２２】
この実施の形態の場合、かかる「236＝6.8×1010」通りの帯電パターンのうち、63000通りの帯電パターンは、ペン先の絶対位置を検出するための帯電パターン（以下、これを位置検出用帯電パターンと呼ぶ）として、１６ビットの座標コードが割り当てられている。さらにこの実施の形態では、位置検出用帯電パターン以外の帯電パターンの一部は、座標コードの誤りを検出及び訂正するための帯電パターン（以下、これを誤り訂正用帯電パターンと呼ぶ）として、所定ビットの誤り訂正コードが割り当てられている。従って、この筆跡記録システム１におけるペン３は、これら帯電パターン基づいて正確なペン先の絶対位置を検出し得るようになされている。
【００２３】
ところで、筆記時には、例えば図３（Ａ）に示すように、ペン軸ＰＡに対するドットＤｔの配置状態が変化する場合がある。この場合、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）からも明らかなように、ペン３のペン先が同じドットＤｔをさしている場合であっても位置検出用帯電パターンの配置状態が異なるため、ペン３が正確なペン先の絶対位置を検出できないといった事態が生じる。
【００２４】
そこでこの紙面ＰＦには、例えば図３に示したように、マトリックスＳＣにおける４隅のドットのうち、Ａ４サイズの紙２が縦の状態時に左上隅となるドット（以下、これを基準ドットと呼ぶ）ＳＤｔを他の３つのドットの極性と相違させたパターンが、ペン軸ＰＡに対するドットＤｔの配置状態を検出するための帯電パターン（以下、これをドット配置状態検出用帯電パターンと呼ぶ）として、マトリックスＳＣごとに定められている。
【００２５】
従って、この筆跡記録システム１におけるペン３は、基準ドットＳＤｔと他の３つのドットとの位置関係（ドット配置状態検出用帯電パターン）からペン軸ＰＡに対するドットＤｔの配置状態を一定にすることによって正確なペン先の絶対位置を常に検出し得るようになされている。
【００２６】
なお、帯電パターンの具体的な印刷手法としては、プラス側に帯電した粒子とマイナス側に帯電した粒子とを含むインクを、当該帯電パターンを表すデータに基づいて適切な電圧を印加しながら紙面ＰＦに印刷し、プラスの極性とすべきドットＤｔには、図４に示すようにプラス側に帯電する粒子を定着させ、これに対してマイナスの極性とすべきドットＤｔには、図示しないマイナス側に帯電する粒子を定着させる。このようにして所定の帯電パターンを無色透明でなるインクで紙面ＰＦに印刷することができるようになされている。
【００２７】
（３）ペンの構成
（３−１）ペンの外観的構成
次に、ペン３の外観的な構成を図５に示す。この図５において、ペン３は、円錐台状の筒部１０と、当該筒部１０に収納されたペンレフィル１１と、当該ペンレフィル１１のペン先ＰＰを筒部１０のペン出入口ＰＧを介して出し入れするペン先出入機構部１２とによって構成される。
【００２８】
この実施の形態の場合、ペン先出入機構部１２においては、ペン先出入機構の動作方式としてノック式が採用されており、ノック操作によりペン先ＰＰを先端口ＰＧから突出させた状態で保持する一方、当該ノック操作によりペン出入口ＰＧから突出されるペン先ＰＰを筒部１０に収納するようになされている。
【００２９】
かかる構成に加えて、ペン先ＰＰの傾斜面には、当該ペン先ＰＰの断面図でなる図６（Ａ）に示すように、紙面から発生する帯電パターンを検出するための針状でなる複数の電極（以下、これを検出電極と呼ぶ）ＤＥｋ（ｋ＝１、２、３、……、ｎ（ｎは整数））が、その先端を傾斜面から僅かに露出させた状態で穿設されている。
【００３０】
またこれら検出電極ＤＥｋは、ペン先ＰＰの正面図でなる図６（Ｂ）に示すように、ペン軸ＰＡ（図６（Ａ））を中心として、互いに大きさの異なる同心円状に並べられた状態で配置されており、当該中心から最外層の検出電極ＤＥまでの範囲（以下、これを検出範囲と呼ぶ）は、４つのマトリックスＳＣを検出可能となるように選定されている。具体的には、図７に示すように、互いに隣接するマトリックスＳＣ（６ドット×６ドット）間には１ドットの隙間があるため、この隙間を考慮して縦横７ドット×７ドットをそれぞれ２倍した１４ドット×１４ドットの計１９６個のドットＤｔが検出可能となるように検出範囲ＥＡＲが選定される。
【００３１】
従って、このペン３では、紙面ＰＦ上のどの位置にペン先ＰＰが存在した場合であっても、少なくとも１つのマトリックスＳＣにおける帯電パターンが検出可能となる。
【００３２】
一方、筒部１０（図５）の外周側面には、導電性ゴム等の導電性滑止グリップＧＲが所定位置に設けられており、この導電性滑止グリップＧＲと、上述した各検出電極ＤＥｋとは、筒部１０の内周側面における所定位置に配置された信号処理部２０にそれぞれ接続される。
【００３３】
他方、ペン先出入機構部１２のノック操作面には、絶対位置データを送信するための電極（以下、これを送信電極と呼ぶ）ＴＥが設けられ、当該ペン先出入機構部１２の底面とペンレフィル１１との間には、圧電素子ＳＮが介挿されている。これら送信電極ＴＥ及び圧電素子ＳＮも信号処理部２０にそれぞれ接続される。因みに、図５では便宜上ペン３外部に接続線が記載されているが、この接続線は実際にはペン３内部に設けられている。
【００３４】
圧電素子ＳＮは、筆記時における筆圧により変形し、当該変形量に応じた電気信号を信号処理部２０に送出する。信号処理部２０は、この電気信号に基づいて紙面に対するペン先ＰＰの接触を検知しているとき、導電性滑止グリップＧＲを把持するユーザをグランドとして、そのグランドと各検出電極ＤＥｋとの電位からペン先の絶対位置を所定周期ごとに検出し、当該絶対位置を表す絶対位置データを搬送波信号を介して送信電極ＴＥから端末機４に送信するようになされている。
【００３５】
なお、各検出電極ＤＥｋが穿設されるペン先ＰＰの材質は金属に選定されている。従って、このペン３では、ペン先ＰＰの金属部分がシールドとして働くため、信号処理部２０は、各検出電極ＤＥｋと導電性滑止グリップＧＲ（グランド）との間の電位以外のノイズの影響を低減することができるようになされている。
【００３６】
（３−２）信号処理部の具体的な構成
実際上、この信号処理部２０は、図８に示すように、複数のプリアンプ（以下、これをプリアンプ群と呼ぶ）ＰＡＧと、複数のＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換部（以下、これをＡＤ変換群と呼ぶ）ＡＤＧと、制御部３０とによって構成される。
【００３７】
プリアンプ群ＰＡＧにおける圧電素子用プリアンプ２１は、圧電素子ＳＮ及び導電性滑止グリップＧＲ（グランド）間の電位を増幅し、当該増幅された電位は筆圧検知信号Ｓ１０として対応するＡＤＣ２２に送出される。ＡＤＣ２２は、筆圧検知信号Ｓ１０を筆圧検知データＤ１０として生成し、これを制御部３０に送出する。
【００３８】
一方、プリアンプ群ＰＡＧにおける検出電極用プリアンプ２３ｋ（２３１〜２３ｎ）は、対応する検出電極ＤＥｋ（ＤＥ１〜ＤＥｎ）及び導電性滑止グリップＧＲ（グランド）間の電位を増幅し、当該増幅された電位は帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）として対応するＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）にそれぞれ送出される。ＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）は、帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）を帯電データＤ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）として生成し、これを制御部３０に送出する。
【００３９】
この制御部３０は、信号処理部２０全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラムが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを含むコンピュータ構成でなる。制御部３０は、このＲＯＭに格納されたプログラムと、帯電データＤ２０ｋとに基づいてペン先ＰＰの絶対位置を表す絶対位置データを生成すると共に、当該絶対位置データに応じて搬送波信号を変調し、この結果得られた変調信号Ｓ３０を送信用プリアンプ２５に送出する。
【００４０】
送信用プリアンプ２５は、変調信号Ｓ３０を増幅し、送信電極ＴＥを介して端末機４に送信するようになされている。
【００４１】
（３−２−１）ペン先の絶対位置の検出
ここで、制御部３０におけるペン先の絶対位置の検出手法について具体的に説明する。
【００４２】
ｉ行（ｉ＝１、２、３、……、ｌ（ｌは整数））及びｊ列（ｊ＝１、２、３、……、ｍ）のドットの位置を（ｘｉ，ｙｊ）とし、当該ドットの電位をｕ（ｉ，ｊ）とした場合、紙面ＰＦからある高さｚｐにおける電位Ｖ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）は、次式
【００４３】
【数１】
【００４４】
として表すことができる。なお、この（１）式における「ｉ＝１、……（６＋１）×２」及び「ｊ＝１、……（６＋１）×２」は、図７において上述したように、ｉ行及びｊ列がマトリックスＳＣ間の１ドット分の隙間を考慮した１４ドットを検出可能であることを意味するものである。
【００４５】
従って、ペン先ＰＰ（図５）に穿設された各検出電極ＤＥｋ（ｋ＝１、２、３、……、ｎ）の先端（ｘｐ１，ｙｐ１，ｚｐ１）、（ｘｐ２，ｙｐ２，ｚｐ２）、……、（ｘｐｎ，ｙｐｎ，ｚｐｎ）における電位Ｖ（ｘｐｋ，ｙｐｋ，ｚｐｋ）は、次式
【００４６】
【数２】
【００４７】
という１９６個の連立一次方程式から得ることができる。なお、この（２）式は、紙面ＰＦのドットＤｔをモノポールとみなすことができ、当該モノポールから所定の距離だけ隔てた位置での電位を表わす関係式を変形したものである。
【００４８】
制御部３０は、この（２）式に従って、ＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）から供給される帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）から（２）式における連立一次方程式の解を算出し、これら解から検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像を生成する。そして制御部３０は、この検出範囲ＥＡＲにおける画像に含まれる各マトリックスＳＣの面積比から、ペン先ＰＰが当接されるマトリックスＳＣを検出する。なお、検出範囲ＥＡＲにおける画像には、図７で上述したように、全体を捉えたマトリックスＳＣが１つ含まれるため、当該マトリックスＳＣが、ペン先ＰＰが当接されるマトリックスＳＣとして制御部３０に検出されることとなる。
【００４９】
次いで制御部３０は、検出したマトリックスＳＣにおけるドット配置状態検出用帯電パターン（即ち、図３において上述した基準ドットＳＤｔと他の３つのドットの位置関係）に基づいてペン軸ＰＡに対するドットＤｔの配置状態を識別する。この際、制御部３０は、必要に応じて、基準ドットＳＤｔがマトリックスＳＣの左上隅にある定状態となるように画像を回転補正する。
【００５０】
この状態において制御部３０は、かかるマトリックスＳＣ（図２）における位置検出用帯電パターンに対応する座標コードを、誤り訂正用帯電パターンに対応する誤り訂正コードを用いて誤り検出及び訂正し、当該ペン先の絶対位置を表す絶対位置データを生成するようになされている。
【００５１】
また制御部３０は、検出範囲ＥＡＲにおける例えば中心位置等の基準位置に対する、ペン先ＰＰが当接されるマトリックスＳＣのずれ量を検出するようになされており、当該ずれ量に応じて絶対位置データ（ペン先の絶対位置）を補正する。従って、制御部３０は、マトリックスＳＣ内におけるペン先ＰＰの移動をも考慮してペン先の絶対位置を表現することができるため、単に絶対位置データを生成する場合に比して、実際のペン先位置に一段と近似する絶対位置を検出することができるようになされている。
【００５２】
このようにして制御部３０は、帯電パターンからペン先の絶対位置を検出することができるようになされている。
【００５３】
（３−２−２）ペン状態に起因する紙面に対する検出電極の高さの補正
ところで、筆記時における紙面ＰＦに対するペン３の状態として、図９に示すように、紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの傾きΦと、当該紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの回転Ψとがあり、これらは、通常、筆記時に変化する。つまり、紙面ＰＦからペン先ＰＰ（図５）に穿設された各検出電極ＤＥｋの先端との距離（高さ）が筆記時に変化するため、当該変化に応じて、ペン先ＰＰ（図５）に穿設された各検出電極ＤＥｋの先端における電位も変化し、この結果、ペン先の絶対位置における検出精度が低下することが想定される。
【００５４】
そこで制御部３０には、（２）式に基づいて検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像データを生成する前に、紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの傾きΦ及びペン軸ＰＡの回転Ψに応じた、紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さを補正する手法が採用されている。
【００５５】
実際上、紙面ＰＦに対してペン先ＰＰが当接してから離れるまでの筆動作（以下、これを１ストロークと呼ぶ）は短時間であり、この短時間に紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの傾きΦ及びペン軸ＰＡの回転Ψが急激に変化することは想定し難い。従ってこの制御部３０では、かかる想定のもとで、各検出電極ＤＥｋそれぞれにおける単位時間当たりの電位平均（移動平均）が、対応する検出電極ＤＥでの紙面ＰＦに対する距離（高さ）として算出される。
【００５６】
具体的に制御部３０は、各検出電極ＤＥｋから対応するＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）を介して供給される帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）をサンプルとして所定数だけ保持する。
【００５７】
そして制御部３０は、ペン先の絶対位置の検出時において、内部メモリに保持された所定数のサンプルから各検出電極ＤＥｋにおける電位平均（移動平均）を求め、当該電位平均に基づいて紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さを算出し、当該算出した紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さを、（２）式に代入する値として用いるようになされている。
【００５８】
このように制御部３０は、１ストローク中に紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの傾きΦ及びペン軸ＰＡの回転Ψが急激に変化することは想定し難いということを考慮して、各検出電極ＤＥｋそれぞれにおける電位変化の平均を、対応する検出電極ＤＥでの紙面ＰＦに対する距離（高さ）とすることによって、当該ペン軸ＰＡの傾きΦ及びペン軸ＰＡの回転Ψに起因する、紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さを補正することができるようになされている。
【００５９】
（３−２−３）ペン先の移動先の推測
かかる構成に加えて、この制御部３０には、紙面ＰＦの一部が汚れる等してマトリックスＳＣにおける帯電パターンのうちの一部が欠落するといったことを考慮して、ペン先の移動先を推測する手法が採用されている。
【００６０】
実際上、制御部３０では、マトリックスＳＣにおける帯電パターンのうち、欠落した一部の帯電パターン（以下、これを欠落帯電パターン部と呼ぶ）が、正常に表された残りの帯電パターン（以下、これを正常パターン部と呼ぶ）と、当該検出時点に対して過去にマトリックスＳＣにおける全てについて正常に表された帯電パターンとに基づいて生成される。
【００６１】
具体的に制御部３０は、各検出電極ＤＥｋから対応するＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）を介して供給される帯電信号Ｓ２０ｋに基づいて検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像データを生成する。そして制御部３０は、この画像上のマトリックスＳＣに欠落帯電パターン部が存在し、かつその欠落帯電パターン部を誤り訂正により訂正できなかった場合には、この以前に生成された１又は２以上の画像データと比較することによって、当該欠落帯電パターン部が存在する画像と類似する画像を検索する。
【００６２】
ここで、欠落帯電パターン部が存在する画像と、その画像に類似する画像とが平行移動している関係にある場合、このことはその移動方向と逆方向にペン３が移動したことを意味しているため、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在する画像と、その画像に類似する画像とに基づいてペン先ＰＰの絶対位置を推測することができる。
【００６３】
これに対して、欠落帯電パターン部が存在する画像と、その画像に類似する画像とが平行移動している関係にない場合、このことはペン３が移動していないことを意味しており、この場合であっても、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在する画像と、その画像に類似する画像とに基づいてペン先ＰＰの絶対位置を推測することができる。
【００６４】
なお、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在する画像と類似する画像が検索されなかった場合には、例えば、ペン３が移動していないとしてペン先ＰＰの絶対位置を推測するようになされている。
【００６５】
このようにして制御部３０は、既に正常なものとして検出された最新の帯電パターンを基準としてペン先の移動先を推測することができるようになされている。
【００６６】
従って、この制御部３０は、（３−２−１）において上述したようにマトリックスＳＣ内におけるペン先ＰＰの移動を考慮してペン先の絶対位置を表現することのみならず、当該マトリックスＳＣ相互間におけるペン先ＰＰの移動をも考慮してペン先の絶対位置を表現することができることとなる。
【００６７】
（３−２−４）絶対位置データの具体的な送信手法
この実施の形態の場合、絶対位置データを含む準静電界により人体をアンテナとして作用させ、当該絶対位置データを端末機４に対して送信する送信手法が採用されている。
【００６８】
ここで、この送信手法を説明する前に、まず準静電界について説明する。電界は、発生源からの距離に線形に反比例する放射電界と、発生源からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界と、発生源からの距離の３乗に反比例する準静電界との合成電界として発生している。
【００６９】
これら放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図１０に示すような結果となる。但し、この図１０では、１[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を対数尺度により示している。
【００７０】
この図１０からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離(以下、これを強度境界点と呼ぶ)が存在する。この場合、強度境界点よりも遠方の空間では放射電界が優位（誘導電磁界や準静電界の強度よりも大きい状態）となり、これに対して強度境界点よりも近傍の空間では準静電界が優位（放射電界や誘導電磁界の強度よりも大きい状態）となる。
【００７１】
この強度境界点は、マックスウェルの方程式を電界強度の観点から導いていった場合に、当該距離をｒ[m]、波数をｋ[1/m]とすると次式
【００７２】
【数３】
【００７３】
として表すことができる。
【００７４】
そして、（３）式における波数ｋは、電界の媒質中の伝播速度をｖ[m/s]とし、周波数をｆ[Hz]とすると次式
【００７５】
【数４】
【００７６】
として表すことができ、また電界の伝播速度ｖは、光速をｃ[m/s](ｃ＝３×１０８)とし、媒質の比誘電率をεとすると次式
【００７７】
【数５】
【００７８】
として表すことができることから、強度境界点は、（３）式に（４）式及び(５)式を代入して整理した次式
【００７９】
【数６】
【００８０】
として表すことができる。
【００８１】
この（６）式からも分かるように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間（以下、これを準静電界優位空間と呼ぶ）を広くする場合には周波数が密接に関係しており、低い周波数であるほど、準静電界優位空間が大きくなる（即ち、図１０に示した強度境界点までの距離は、周波数が低いほど長くなる（つまり右に移ることになる））。これに対して高い周波数であるほど、準静電界優位空間が狭くなる（即ち、図１０に示した強度境界点までの距離は、周波数が高いほど短くなる（つまり左に移ることになる））。
【００８２】
例えば１０[MHz]を選定した場合、人体の比誘電率が一様に５０であるものと仮定すると、上述の(６)式により、０．６７５[m]よりも近傍では準静電界が優位な空間となる。かかる１０[MHz]を選定した場合に放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図１１に示す結果となる。
【００８３】
この図１１からも明らかなように、電界発生源から０．０１[m]地点の準静電界の強度は、誘導電磁界に比しておよそ１８．２[dB]大きくなる。従ってこの場合の準静電界は、誘導電磁界及び放射電界の影響がないものとみなすことができる。
【００８４】
ところで、人体に放射電界や誘導電磁界を発生させようとするならば当該人体に電流を流す必要があるが、人体はインピーダンスが非常に高いので、当該人体に電流を効率的に流すことは物理的に困難であり、また生理的にも好ましくない。しかしながら静電気については全く様相が異なってくる。
【００８５】
すなわち、日常我々が静電気を体感するという経験的事実からも示唆されるように、人体は非常に良く帯電する。また動作に応じた人体表面の帯電により準静電界が発生することも知られていることから、人体へ準静電界を発生させる場合には当該人体に通電する必要はなく帯電させればよい。
【００８６】
つまり、人体では極めて少ない電荷の移動（電流）により帯電し、当該帯電変化が瞬間的に人体表面周囲に伝わってその周囲からほぼ等方向へ準静電界の等電位面として形成されると共に、準静電界優位空間内では放射電界や誘導電磁界の影響も少ないのでアンテナとして効率的に機能することとなる。このことは本出願人による実験結果により既に確認されており、詳細については、例えば特願２００４−５５５００を参照されたい。
【００８７】
従って、所定の低周波数でなる搬送波信号を送信すべき情報に応じて変調し、得られた変調信号に対応させて人体を帯電させれば、人体近傍における空間は準静電界優位空間となるため、当該準静電界を情報伝送媒体として情報が伝達されることとなる。
【００８８】
実際上、制御部３０は、ＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）から供給される帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）に基づいて絶対位置データを生成し、当該絶対位置データで、（６）式を充足するように選定された低周波でなる搬送波信号を変調する。具体的に搬送波信号は、端末機４がポケットに挿入されている場合や、かばん等に収納されている場合における人体表面から端末機４までの距離を規定し、当該規定した距離との関係で（６）式を充足する周波数に選定される。
【００８９】
制御部３０は、かかる搬送波信号を変調した結果として得られた変調信号Ｓ３０（図８）を送信用プリアンプ２５を介して送信電極ＴＥに印加する。この場合、この変調信号Ｓ３０に応じて送信電極ＴＥが振動し、当該送信電極ＴＥを発信源とする準静電界優位空間において、絶対位置データを含む準静電界が放射電界及び誘導電磁界に比して優位に発生すると共に、ペン３を把持する人体表面周囲に伝わってその周囲からほぼ等方向へ等電位面が形成され、この結果、ペン先の絶対位置を表す情報（絶対位置データ）が準静電界を情報伝送媒体として端末機４に伝達される。
【００９０】
このようにして制御部３０は、絶対位置データを含む準静電界により人体をアンテナとして作用させ、当該絶対位置データを端末機４に対して送信することができるようになされている。
【００９１】
なお、この端末機４は、図１２に示すように、準静電界から情報を抽出するための受信処理部３１と、当該端末機４に有する機能を実現するための各種処理を実行する本体部３２とによって構成される。受信処理部３１は、ペン３の送信電極ＴＥから発信される準静電界に応じて一対の受信電極ＲＥ１、ＲＥ２間に生じる電位差を検出し、これをプリアンプ３１ａで増幅する。そして端末機４は、プリアンプ３１での増幅結果として得られる電位信号の変化から絶対位置データを復調部３１ｂで復調し、これを本体部３２に送出する。本体部３２は、絶対位置データの集合を筆跡データとして内部のメモリに記憶する。このようにして紙２に対する筆動作の内容が情報（筆跡データ）として端末機４に保持されることとなる。
【００９２】
（３−３）位置データ送信処理手順
次に、ペン先ＰＰの絶対位置データを送信する制御部３０の位置データ送信処理手順を、図１３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００９３】
すなわち、制御部３０は、この位置データ送信処理手順ＲＴをステップＳＰ０から開始し、続くステップＳＰ１において、圧電素子用プリアンプ２１（図８）からＡＤＣ２２（図８）を介して供給される筆圧検知データＤ１０（図８）に基づいて紙面ＰＦ（図１）にペン先ＰＰ（図５）が当接しているか否かを判定する。
【００９４】
ここで否定結果が得られた場合、制御部３０は、ステップＳＰ２において、紙面ＰＦ（図１）にペン先ＰＰ（図５）が当接していないことを表す未筆記データを生成し、この未筆記データで、（６）式を充足するように選定された低周波でなる搬送波信号を変調し、得られた変調信号Ｓ３０（図８）に基づく準静電界を送信電極ＴＥを介して発信し、ステップＳＰ１に戻る。
【００９５】
この場合、送信電極ＴＥを発信源とする準静電界優位空間において、未筆記データを含む準静電界が放射電界及び誘導電磁界に比して優位に発生すると共に、ペン３を把持するユーザ表面周囲に伝わってその周囲からほぼ等方向へ等電位面が形成され、当該絶対位置データが準静電界を情報伝送媒体として端末機４に伝達される。
【００９６】
このようにして制御部３０は、ペン先ＰＰ（図５）が当接していない場合には、当該ペン３を把持するユーザをアンテナとして未筆記データを送信するようになされている。
【００９７】
これに対して肯定結果が得られた場合、制御部３０は、ステップＳＰ３において、各検出電極ＤＥｋ（図５）における所定サンプル数の電位を検出し、続くステップＳＰ４において、各検出電極ＤＥｋにおける所定サンプル数に基づいて電位の平均を検出電極ＤＥｋごとに求め、続くステップＳＰ５において、これら電位の平均に基づいて紙面ＰＦ（図１）に対する各検出電極ＤＥｋの先端位置までの高さを算出する。
【００９８】
そして制御部３０は、次のステップＳＰ６において、紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さと、当該検出電極ＤＥｋにおいてそれぞれ検出される電位とから（２）式における連立一次方程式の解を算出し、これら解から検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像を生成し、当該画像のうちペン先ＰＰの存在するマトリックスＳＣを検出し、続くステップＳＰ７において、当該検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像を内部メモリに保持した後、ステップＳＰ８において、このマトリックスＳＣにおける帯電パターンに欠落帯電パターン部が存在するか否かを判定する。
【００９９】
ここで、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在していないと判定した場合にはステップＳＰ９に移り、このステップＳＰ９において、画像上のマトリックスＳＣにおけるドット配置状態検出用帯電パターン（即ち、図３において上述した基準ドットＳＤｔと他の３つのドットの位置関係）のうち、当該基準ドットＳＤｔがマトリックスＳＣにおける左上隅に存在しない場合には左上隅となるように画像を回転補正し、続くステップＳＰ１０において、当該帯電パターンに対応する絶対位置データを生成する。そして制御部３０は、次のステップＳＰ１１において、絶対位置データの値を、画像上における基準位置に対するマトリックスＳＣのずれ量に応じて補正し、続くステップＳＰ１２に移る。
【０１００】
一方、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在していると判定した場合にはステップＳＰ１３に移り、このステップＳＰ１３において、このとき内部メモリに保持された検出範囲ＥＡＲ（図７）に欠落帯電パターン部を有する画像と、この画像に類似する類似画像として、当該時点以前にステップＳＰ７で検出された１又は２以上の検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像とを比較する。そして制御部３０は、次のステップＳＰ１４において、比較した画像同士が平行移動している関係にあるか否かに応じてペン先ＰＰの絶対位置を推測し、当該推測した絶対位置を表す絶対位置データを生成した後、続くステップＳＰ１２に移る。
【０１０１】
次いで、制御部３０は、このステップＳＰ１２において、絶対位置データで、（６）式を充足するように選定された低周波でなる搬送波信号を変調し、この結果得られる変調信号Ｓ３０（図８）に基づく準静電界を送信電極ＴＥを介して発信することによって、当該ペン３を把持するユーザをアンテナとして絶対位置データを端末機４に送信し、ステップＳＰ１に戻って上述の処理を繰り返すようになされている。
【０１０２】
このようにして制御部３０は、位置データ送信処理を実行することができるようになされている。
【０１０３】
（４）本実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、この筆跡記録システム１は、紙２に当接されるボールＢＬの近傍に設けられた複数の検出電極ＤＥｋ（図６）と、当該筆動作するユーザ（グランド）との電位に基づいて、紙面ＰＦに対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターン（図２）のうちペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンを検出し、当該検出した帯電パターンからボールＢＬの絶対位置データを復号する。
【０１０４】
従ってこの筆跡記録システム１では、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、かつ単純化した状態でペン先ＰＰ（ボールＢＬ）の絶対位置を検出することができ、この結果、小型化を実現できる。
【０１０５】
これに加えて、光学カメラで撮像する場合には、一定の画質を確保するため紙面からある程度離間した位置に設けることが必須となる一方で、当該離間したことに伴って干渉や外光の回り込みを避け得ない状態となるといった事態が想定される。これに対してこの筆跡記録システム１では、ボールＢＬの近傍に設けられた検出電極ＤＥｋと、ユーザ（グランド）との電位に基づいて絶対位置を検出するため、かかる事態は確実に回避することができる。
【０１０６】
またこの筆跡記録システム１では、ペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンに欠落部分があった場合、そのペン先の絶対位置を予測する。具体的には現時点で検出した帯電パターンと、この以前に生成された１又は２以上の帯電パターンと比較することによって、当該欠落部分があった帯電パターン部と類似する帯電パターンを検索する。
【０１０７】
従ってこの筆跡記録システム１では、帯電パターンよりも細かい分解能で絶対位置を検出することができるため、当該検出精度の信頼性を向上することができる。
【０１０８】
さらにこの筆跡記録システム１では、ペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンから、当該帯電パターンの配列状態を定状態に補正する。具体的には基準ドットＳＤｔがマトリックスＳＣの左上隅にある定状態となるように帯電パターンを回転する。
【０１０９】
従ってこの筆跡記録システム１では、図３で上述したように、ペン３のペン先が同じドットＤｔをさしている場合であっても帯電パターンの配置状態が異なるといったことを回避することができるため、紙面ＰＦ上のある位置でペン先を回転させる等といった態様で筆記したとしても正確に絶対位置を検出することができ、当該検出精度の信頼性を向上することができる。
【０１１０】
さらにこの筆跡記録システム１は、検出電極ＤＥｋを、ボールＢＬを中心として、少なくとも１以上の帯電パターンを包含し得る範囲内に設け（図７）、当該検出電極ＤＥｋ及びユーザ（グランド）間の電位に基づいてその範囲からペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンを検出し、当該検出した帯電パターンに基づいて復号した絶対位置データの値を、当該範囲における基準位置に対する帯電パターンの位置に応じて補正するようにした。
【０１１１】
従ってこの筆跡記録システム１では、帯電パターン内におけるペン先ＰＰ（ボールＢＬ）の絶対位置も表現することができるため、一段と正確に絶対位置を検出することができ、当該検出精度の信頼性を向上することができる。
【０１１２】
以上の構成によれば筆動作時に紙２に当接されるボールＢＬの近傍に設けられた複数の検出電極ＤＥｋ（図６）と、当該筆動作するユーザ（グランド）との電位に基づいて、紙面ＰＦに対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターン（図２）のうちペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンを検出し、当該検出した帯電パターンからボールＢＬの絶対位置データを復号するようにしたことにより、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく絶対位置を検出することができ、かくして、簡易な構成で筆跡をデータ化し得る筆跡記録システム１を実現できる。
【０１１３】
（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、紙の紙面に対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターンとして、図２で述べたように、所定の隙間を介して格子状に区画したマトリックスＳＣ（縦方向６個及び横方向６個のドットＤｔ）ごとに帯電パターンを形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該マトリックスの大きさ及び形状や、区画の仕方を変更するようにしても良い。このようにしても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
またマトリックスＳＣにおける各ドットＤｔ（図３）には、プラス又はマイナスのいずれかの極性に帯電した粒子を定着させるようにしたが、本発明はこれに限らず、図３との対応部分に同一符号を付した図１４に示すように、プラス及びマイナスの両極性をもつ粒子を、一方の極性が紙面と対向するように配向させた状態で定着させるようにしても良い。
【０１１５】
この場合、制御部３０では、（１）式に代えて、当該（１）式の分母におけるルートを除いた次式
【０１１６】
【数７】
【０１１７】
を用いて電位を表現することになるため、（２）式に代えて、当該（２）式の分母におけるルートを除いた次式
【０１１８】
【数８】
【０１１９】
を採用すれば、検出範囲ＥＡＲにおける画像を得ることができる。
【０１２０】
また上述の実施の形態においては、紙に当接される当接点から規定範囲内に設けられた複数の電極として、図６で述べたように、ペン軸ＰＡ（ボールＢＬ）を中心として互いに大きさの異なる同心円状に並べられた状態で、ペン先ＰＰの傾斜面に穿設された針状の検出電極ＤＥｋを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、ペン軸ＰＡに対して水平方向に検出電極ＤＥｋを設けるようにしても良く、またランダムに設けるようにしても良い。要は、当接点から、規定された範囲に複数の電極を設ければ、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
さらに上述の実施の形態においては、筆動作するユーザの身体をグランドとした各電極との電位に基づいて、規定範囲における帯電パターンのうち当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段として、当該電位に基づいて（２）式における連立一次方程式の解を算出し、これら解からペン先ＰＰが当接されるマトリックスＳＣを検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該（２）式に実際の使用状況を想定した条件を加えるようにしても良い。この（２）式は、帯電パターンを有する紙が自由空間に浮いているおり、当該帯電パターンの近傍にペン先が存在しない場合を想定した理論式であるため、実際の使用状況を想定した条件を加えることによって一段と真値に近い解を得ることができる。
【０１２２】
さらに上述の実施の形態においては、絶対位置データを、準静電界を介して送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、誘導電磁界又は放射電界を介して送信するようにしても良い。また絶対位置データを無線で送信するようにしたが、有線で送信するようにしても良い。さらに絶対位置データを送信することに代えて、ペン３に対して装脱着自在の記憶媒体を設け、当該記憶媒体に絶対位置データを記憶するようにしても良い。
【０１２３】
さらに上述の実施の形態においては、ペン先ＰＰの絶対位置を表すデータを送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該データに筆圧の程度を表すデータも加えて送信するようにしても良い。このようにすれば、筆圧に応じて筆記線の太さをも表現可能となるため、より一段と実際の筆記状態に近似する状態を情報として保持することができる。
【０１２４】
さらに上述の実施の形態においては、筆記可能である（紙面ＰＦにインクを塗布する）ペン３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該筆記できない（紙面ＰＦにインクを塗布しない）ペンを適用するようにしても良い。この場合であっても、紙面ＰＦにペン先ＰＰを当接した状態で筆を運ぶ動作（即ち運筆動作）をすれば、ペン先ＰＰの近傍に設けられた検出電極ＤＥｋと、当該運筆動作するユーザの身体との電位に基づいて絶対位置を検出することができるため、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
また、ペン３におけるペン先出入機構の動作方式として、上述の実施の形態ではノック式のペン先出入機構部１２を採用するようにしたが、本発明はこれに限らず、回転式やスライド式を採用するようにしても良い。またペン先出入機構を搭載していないペンを適用するようにしても良く、当該ペンであっても上述と同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
なお、ペン３は、ボールペン、サインペン又はマーカーペン等でなると上述したが、当該ペン３におけるインクは、導電性の材質を含むインクを選定すると、帯電パターンを誤検出する可能性が高くなることが想定されるため、導電性の材質を含まないものを選定することが好ましい。
【０１２７】
さらに、ペン３に代えて、図１５に示すように、指サック式の筆具１００を用いるようにしても良い。この筆具１００は、指サック部１０１と、上述したペン先ＰＰと同一構成のペン先部１０２とからなる。この筆具１００において、ペン３における導電性滑止部材グリップＧＲに想到する導電性滑止部（図示せず）を指サック部１０１の内周面に設けると共に、ペン３における信号処理部２０、送信電極ＴＥ及び圧電素子ＳＮを指サック部１０１の所定位置に設けるようにすれば、上述の実施の形態と同様にして、ペン先部１０２に設けられた検出電極ＤＥｋ（図６）と、当該筆動作するユーザ（グランド）との電位に基づいて、紙面ＰＦに対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターン（図２）のうちペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンを検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、紙に対する筆跡をデータとして携帯電話機等の電子機器に記憶させ、当該データを電子機器で加工する場合などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本実施の形態による筆跡記録システムの全体構成を示す略線図である。
【図２】帯電パターン例を示す略線図である。
【図３】ペン軸と、ドットの配置状態との関係を示す略線図である。
【図４】プラスに帯電する粒子の定着の説明に供する略線図である。
【図５】ペンの構成を示す断面図である。
【図６】ペン先と検出電極との関係を示す略線図である。
【図７】検出電極の検出範囲の説明に供する略線図である。
【図８】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図９】紙面に対するペンの傾きと回転の説明に供する略線図である。
【図１０】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１[MHz]）を示す略線図である。
【図１１】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１０[MHz]）を示す略線図である。
【図１２】端末機の構成を示すブロック図である。
【図１３】筆跡データ送信処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】極性帯電する粒子の定着の説明に供する略線図である。
【図１５】他の実施の形態による筆具を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１……筆跡記録システム、２……紙、３……ペン、４……端末機、１０……筒部１０……ペンレフィル、１２……ペン先出入機構部、２０……信号処理部、３０……制御部、３１……受信処理部、ＰＰ……ペン先、ＢＢ……ボール、ＰＧ……ペン出入口、ＤＥｋ……検出電極、ＧＲ……導電性滑止グリップ、ＳＮ……圧電素子、ＴＥ……送信電極、ＰＦ……紙面、Ｄｔ……ドット、ＳＤｔ……基準ドット、ＳＣ……マトリックス、ＥＡＲ……検出範囲、ＲＴ……位置データ送信処理手順。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆跡記録システム、位置情報生成装置、位置情報生成方法及びプログラムに関し、例えば紙に書く内容を情報としても記憶する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙に書く内容を情報としても記憶する筆跡記録システムとして、赤外光に特異的に反応する特殊インクで紙表面の所定位置に対応する座標が印刷された紙（以下、これを特殊紙と呼ぶ）と、通常のペン機能に赤外線カメラ、メモリ及び信号処理部を搭載したデジタルペンと、データ記憶メモリが搭載された端末機とからなるものがある(例えば特許文献１参照)。
【０００３】
この筆跡記録システムのデジタルペンは、特殊紙の紙面から発せられる赤外光を赤外線カメラを介して画像データとして生成し、この画像データに基づいて現在のペン先の位置を所定周期で検出するようになされている。
【特許文献１】特開２００４−８６２７３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところがかかる構成の筆跡記録システムでは、デジタルペンに赤外線カメラを搭載するため、当該デジタルペン自体が大型化するという問題があった。
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で筆跡をデータ化し得る筆跡記録システム、位置情報生成装置、位置情報生成方法及びプログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため本発明は、位置情報生成装置と、端末装置とによって構成される筆跡記録システムであって、位置情報生成装置には、所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段と、当該検出手段により検出された帯電パターンに基づいて、当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する復号手段と、当該復号手段により復号された絶対位置データを端末装置に送信する送信手段と設け、端末装置には、当該送信手段から送信された絶対位置データを受信する受信手段と、その受信手段により受信された絶対位置データを記憶する記憶手段とを設けるようにした。
【０００７】
従って、この筆跡記録システムでは、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤ(Charge Coupled Device)などの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出することができる。
【０００８】
また本発明は、位置情報生成装置であって、所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段と、当該検出手段により検出された帯電パターンに基づいて、当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する復号手段とを設けるようにした。
【０００９】
従って、この位置情報生成装置では、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出することができる。
【００１０】
さらに本発明は、位置情報生成方法であって、所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する第１のステップと、当該第１のステップで検出された帯電パターンに基づいて、当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する第２のステップとを設けるようにした。
【００１１】
従って、この位置情報生成方法では、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出することができる。
【００１２】
さらに本発明は、プログラムであって、コンピュータに対して、所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する第１の処理と、規定範囲における帯電パターンに基づいて、当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する第２の処理とを実行させるようにした。
【００１３】
従ってこのプログラムでは、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、運筆時に紙に当接される当接点の周囲に設けられた複数の電極と、当該運筆するユーザの身体との電位に基づいて、紙面に対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターンのうち当接点の存在する帯電パターンを検出し、その帯電パターンに基づいて絶対位置を表すデータを復号するようにしたことにより、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、当接点の絶対位置を検出することができ、かくして簡易な構成で筆跡をデータ化し得る筆跡記録システム、位置情報生成装置、位置情報生成方法及びプログラムを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
（１）本実施の形態による筆跡記録システムの構成
図１において、１は本実施の形態による筆跡記録システムを示し、紙２と、当該紙２に文字や図表等を筆記するペン３と、当該ペン３のペン先の位置を表すデータ（以下、これを絶対位置データと呼ぶ）として記憶する端末機４とによって構成される。
【００１７】
この紙２は、所定の帯電パターンで帯電するように紙面ＰＦが加工されている。一方、ペン３は、ボールペン、サインペン又はマーカーペン等でなり、紙面ＰＦにおける帯電パターンに基づいて絶対位置データを所定周期ごとに生成すると共に、当該絶対位置データを端末機４に所定のタイミングで順次無線送信する。
【００１８】
他方、端末機４は、例えば携帯電話機、ノート型若しくはデスクトップ型のパーソナルコンピュータ又はＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等でなり、ペン３から順次無線送信される絶対位置データを受信し、これら絶対位置データの集合を筆跡データとしてメモリに記憶するようになされている。
【００１９】
従って、この筆跡記録システム１では、紙２に書く内容を紙面に物理的に保持すると同時に、当該内容を情報（筆跡データ）として端末機４に保持することができるようになされている。
【００２０】
（２）紙の構成
次に、紙２の具体的な構成について説明する。この紙２の紙面ＰＦには、所定の帯電パターンが無色透明でなるインクで印刷される。実際上、紙面ＰＦには、例えば図２に示すように、縦方向６個及び横方向６個のドットＤｔを単位とするマトリックスＳＣが、１ドット分の隙間を介して格子状に区画される。そしてこのマトリックスＳＣにおける各ドットＤｔには、プラス又はマイナスのいずれかの極性に帯電した粒子が定着されている。
【００２１】
ここで、この紙２のサイズをＡ４サイズ(210[mm]×300[mm])とし、当該紙２に対して１[mm2]ごとに63000個のマトリックスＳＣを形成するものと仮定した場合、２通りの極性が定着されるドットＤｔが３６個あることから、１つのマトリックスＳＣにつき、「236＝6.8×1010」通りの帯電パターンを表現することができることとなる。
【００２２】
この実施の形態の場合、かかる「236＝6.8×1010」通りの帯電パターンのうち、63000通りの帯電パターンは、ペン先の絶対位置を検出するための帯電パターン（以下、これを位置検出用帯電パターンと呼ぶ）として、１６ビットの座標コードが割り当てられている。さらにこの実施の形態では、位置検出用帯電パターン以外の帯電パターンの一部は、座標コードの誤りを検出及び訂正するための帯電パターン（以下、これを誤り訂正用帯電パターンと呼ぶ）として、所定ビットの誤り訂正コードが割り当てられている。従って、この筆跡記録システム１におけるペン３は、これら帯電パターン基づいて正確なペン先の絶対位置を検出し得るようになされている。
【００２３】
ところで、筆記時には、例えば図３（Ａ）に示すように、ペン軸ＰＡに対するドットＤｔの配置状態が変化する場合がある。この場合、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）からも明らかなように、ペン３のペン先が同じドットＤｔをさしている場合であっても位置検出用帯電パターンの配置状態が異なるため、ペン３が正確なペン先の絶対位置を検出できないといった事態が生じる。
【００２４】
そこでこの紙面ＰＦには、例えば図３に示したように、マトリックスＳＣにおける４隅のドットのうち、Ａ４サイズの紙２が縦の状態時に左上隅となるドット（以下、これを基準ドットと呼ぶ）ＳＤｔを他の３つのドットの極性と相違させたパターンが、ペン軸ＰＡに対するドットＤｔの配置状態を検出するための帯電パターン（以下、これをドット配置状態検出用帯電パターンと呼ぶ）として、マトリックスＳＣごとに定められている。
【００２５】
従って、この筆跡記録システム１におけるペン３は、基準ドットＳＤｔと他の３つのドットとの位置関係（ドット配置状態検出用帯電パターン）からペン軸ＰＡに対するドットＤｔの配置状態を一定にすることによって正確なペン先の絶対位置を常に検出し得るようになされている。
【００２６】
なお、帯電パターンの具体的な印刷手法としては、プラス側に帯電した粒子とマイナス側に帯電した粒子とを含むインクを、当該帯電パターンを表すデータに基づいて適切な電圧を印加しながら紙面ＰＦに印刷し、プラスの極性とすべきドットＤｔには、図４に示すようにプラス側に帯電する粒子を定着させ、これに対してマイナスの極性とすべきドットＤｔには、図示しないマイナス側に帯電する粒子を定着させる。このようにして所定の帯電パターンを無色透明でなるインクで紙面ＰＦに印刷することができるようになされている。
【００２７】
（３）ペンの構成
（３−１）ペンの外観的構成
次に、ペン３の外観的な構成を図５に示す。この図５において、ペン３は、円錐台状の筒部１０と、当該筒部１０に収納されたペンレフィル１１と、当該ペンレフィル１１のペン先ＰＰを筒部１０のペン出入口ＰＧを介して出し入れするペン先出入機構部１２とによって構成される。
【００２８】
この実施の形態の場合、ペン先出入機構部１２においては、ペン先出入機構の動作方式としてノック式が採用されており、ノック操作によりペン先ＰＰを先端口ＰＧから突出させた状態で保持する一方、当該ノック操作によりペン出入口ＰＧから突出されるペン先ＰＰを筒部１０に収納するようになされている。
【００２９】
かかる構成に加えて、ペン先ＰＰの傾斜面には、当該ペン先ＰＰの断面図でなる図６（Ａ）に示すように、紙面から発生する帯電パターンを検出するための針状でなる複数の電極（以下、これを検出電極と呼ぶ）ＤＥｋ（ｋ＝１、２、３、……、ｎ（ｎは整数））が、その先端を傾斜面から僅かに露出させた状態で穿設されている。
【００３０】
またこれら検出電極ＤＥｋは、ペン先ＰＰの正面図でなる図６（Ｂ）に示すように、ペン軸ＰＡ（図６（Ａ））を中心として、互いに大きさの異なる同心円状に並べられた状態で配置されており、当該中心から最外層の検出電極ＤＥまでの範囲（以下、これを検出範囲と呼ぶ）は、４つのマトリックスＳＣを検出可能となるように選定されている。具体的には、図７に示すように、互いに隣接するマトリックスＳＣ（６ドット×６ドット）間には１ドットの隙間があるため、この隙間を考慮して縦横７ドット×７ドットをそれぞれ２倍した１４ドット×１４ドットの計１９６個のドットＤｔが検出可能となるように検出範囲ＥＡＲが選定される。
【００３１】
従って、このペン３では、紙面ＰＦ上のどの位置にペン先ＰＰが存在した場合であっても、少なくとも１つのマトリックスＳＣにおける帯電パターンが検出可能となる。
【００３２】
一方、筒部１０（図５）の外周側面には、導電性ゴム等の導電性滑止グリップＧＲが所定位置に設けられており、この導電性滑止グリップＧＲと、上述した各検出電極ＤＥｋとは、筒部１０の内周側面における所定位置に配置された信号処理部２０にそれぞれ接続される。
【００３３】
他方、ペン先出入機構部１２のノック操作面には、絶対位置データを送信するための電極（以下、これを送信電極と呼ぶ）ＴＥが設けられ、当該ペン先出入機構部１２の底面とペンレフィル１１との間には、圧電素子ＳＮが介挿されている。これら送信電極ＴＥ及び圧電素子ＳＮも信号処理部２０にそれぞれ接続される。因みに、図５では便宜上ペン３外部に接続線が記載されているが、この接続線は実際にはペン３内部に設けられている。
【００３４】
圧電素子ＳＮは、筆記時における筆圧により変形し、当該変形量に応じた電気信号を信号処理部２０に送出する。信号処理部２０は、この電気信号に基づいて紙面に対するペン先ＰＰの接触を検知しているとき、導電性滑止グリップＧＲを把持するユーザをグランドとして、そのグランドと各検出電極ＤＥｋとの電位からペン先の絶対位置を所定周期ごとに検出し、当該絶対位置を表す絶対位置データを搬送波信号を介して送信電極ＴＥから端末機４に送信するようになされている。
【００３５】
なお、各検出電極ＤＥｋが穿設されるペン先ＰＰの材質は金属に選定されている。従って、このペン３では、ペン先ＰＰの金属部分がシールドとして働くため、信号処理部２０は、各検出電極ＤＥｋと導電性滑止グリップＧＲ（グランド）との間の電位以外のノイズの影響を低減することができるようになされている。
【００３６】
（３−２）信号処理部の具体的な構成
実際上、この信号処理部２０は、図８に示すように、複数のプリアンプ（以下、これをプリアンプ群と呼ぶ）ＰＡＧと、複数のＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換部（以下、これをＡＤ変換群と呼ぶ）ＡＤＧと、制御部３０とによって構成される。
【００３７】
プリアンプ群ＰＡＧにおける圧電素子用プリアンプ２１は、圧電素子ＳＮ及び導電性滑止グリップＧＲ（グランド）間の電位を増幅し、当該増幅された電位は筆圧検知信号Ｓ１０として対応するＡＤＣ２２に送出される。ＡＤＣ２２は、筆圧検知信号Ｓ１０を筆圧検知データＤ１０として生成し、これを制御部３０に送出する。
【００３８】
一方、プリアンプ群ＰＡＧにおける検出電極用プリアンプ２３ｋ（２３１〜２３ｎ）は、対応する検出電極ＤＥｋ（ＤＥ１〜ＤＥｎ）及び導電性滑止グリップＧＲ（グランド）間の電位を増幅し、当該増幅された電位は帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）として対応するＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）にそれぞれ送出される。ＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）は、帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）を帯電データＤ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）として生成し、これを制御部３０に送出する。
【００３９】
この制御部３０は、信号処理部２０全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラムが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを含むコンピュータ構成でなる。制御部３０は、このＲＯＭに格納されたプログラムと、帯電データＤ２０ｋとに基づいてペン先ＰＰの絶対位置を表す絶対位置データを生成すると共に、当該絶対位置データに応じて搬送波信号を変調し、この結果得られた変調信号Ｓ３０を送信用プリアンプ２５に送出する。
【００４０】
送信用プリアンプ２５は、変調信号Ｓ３０を増幅し、送信電極ＴＥを介して端末機４に送信するようになされている。
【００４１】
（３−２−１）ペン先の絶対位置の検出
ここで、制御部３０におけるペン先の絶対位置の検出手法について具体的に説明する。
【００４２】
ｉ行（ｉ＝１、２、３、……、ｌ（ｌは整数））及びｊ列（ｊ＝１、２、３、……、ｍ）のドットの位置を（ｘｉ，ｙｊ）とし、当該ドットの電位をｕ（ｉ，ｊ）とした場合、紙面ＰＦからある高さｚｐにおける電位Ｖ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）は、次式
【００４３】
【数１】
【００４４】
として表すことができる。なお、この（１）式における「ｉ＝１、……（６＋１）×２」及び「ｊ＝１、……（６＋１）×２」は、図７において上述したように、ｉ行及びｊ列がマトリックスＳＣ間の１ドット分の隙間を考慮した１４ドットを検出可能であることを意味するものである。
【００４５】
従って、ペン先ＰＰ（図５）に穿設された各検出電極ＤＥｋ（ｋ＝１、２、３、……、ｎ）の先端（ｘｐ１，ｙｐ１，ｚｐ１）、（ｘｐ２，ｙｐ２，ｚｐ２）、……、（ｘｐｎ，ｙｐｎ，ｚｐｎ）における電位Ｖ（ｘｐｋ，ｙｐｋ，ｚｐｋ）は、次式
【００４６】
【数２】
【００４７】
という１９６個の連立一次方程式から得ることができる。なお、この（２）式は、紙面ＰＦのドットＤｔをモノポールとみなすことができ、当該モノポールから所定の距離だけ隔てた位置での電位を表わす関係式を変形したものである。
【００４８】
制御部３０は、この（２）式に従って、ＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）から供給される帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）から（２）式における連立一次方程式の解を算出し、これら解から検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像を生成する。そして制御部３０は、この検出範囲ＥＡＲにおける画像に含まれる各マトリックスＳＣの面積比から、ペン先ＰＰが当接されるマトリックスＳＣを検出する。なお、検出範囲ＥＡＲにおける画像には、図７で上述したように、全体を捉えたマトリックスＳＣが１つ含まれるため、当該マトリックスＳＣが、ペン先ＰＰが当接されるマトリックスＳＣとして制御部３０に検出されることとなる。
【００４９】
次いで制御部３０は、検出したマトリックスＳＣにおけるドット配置状態検出用帯電パターン（即ち、図３において上述した基準ドットＳＤｔと他の３つのドットの位置関係）に基づいてペン軸ＰＡに対するドットＤｔの配置状態を識別する。この際、制御部３０は、必要に応じて、基準ドットＳＤｔがマトリックスＳＣの左上隅にある定状態となるように画像を回転補正する。
【００５０】
この状態において制御部３０は、かかるマトリックスＳＣ（図２）における位置検出用帯電パターンに対応する座標コードを、誤り訂正用帯電パターンに対応する誤り訂正コードを用いて誤り検出及び訂正し、当該ペン先の絶対位置を表す絶対位置データを生成するようになされている。
【００５１】
また制御部３０は、検出範囲ＥＡＲにおける例えば中心位置等の基準位置に対する、ペン先ＰＰが当接されるマトリックスＳＣのずれ量を検出するようになされており、当該ずれ量に応じて絶対位置データ（ペン先の絶対位置）を補正する。従って、制御部３０は、マトリックスＳＣ内におけるペン先ＰＰの移動をも考慮してペン先の絶対位置を表現することができるため、単に絶対位置データを生成する場合に比して、実際のペン先位置に一段と近似する絶対位置を検出することができるようになされている。
【００５２】
このようにして制御部３０は、帯電パターンからペン先の絶対位置を検出することができるようになされている。
【００５３】
（３−２−２）ペン状態に起因する紙面に対する検出電極の高さの補正
ところで、筆記時における紙面ＰＦに対するペン３の状態として、図９に示すように、紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの傾きΦと、当該紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの回転Ψとがあり、これらは、通常、筆記時に変化する。つまり、紙面ＰＦからペン先ＰＰ（図５）に穿設された各検出電極ＤＥｋの先端との距離（高さ）が筆記時に変化するため、当該変化に応じて、ペン先ＰＰ（図５）に穿設された各検出電極ＤＥｋの先端における電位も変化し、この結果、ペン先の絶対位置における検出精度が低下することが想定される。
【００５４】
そこで制御部３０には、（２）式に基づいて検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像データを生成する前に、紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの傾きΦ及びペン軸ＰＡの回転Ψに応じた、紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さを補正する手法が採用されている。
【００５５】
実際上、紙面ＰＦに対してペン先ＰＰが当接してから離れるまでの筆動作（以下、これを１ストロークと呼ぶ）は短時間であり、この短時間に紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの傾きΦ及びペン軸ＰＡの回転Ψが急激に変化することは想定し難い。従ってこの制御部３０では、かかる想定のもとで、各検出電極ＤＥｋそれぞれにおける単位時間当たりの電位平均（移動平均）が、対応する検出電極ＤＥでの紙面ＰＦに対する距離（高さ）として算出される。
【００５６】
具体的に制御部３０は、各検出電極ＤＥｋから対応するＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）を介して供給される帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）をサンプルとして所定数だけ保持する。
【００５７】
そして制御部３０は、ペン先の絶対位置の検出時において、内部メモリに保持された所定数のサンプルから各検出電極ＤＥｋにおける電位平均（移動平均）を求め、当該電位平均に基づいて紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さを算出し、当該算出した紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さを、（２）式に代入する値として用いるようになされている。
【００５８】
このように制御部３０は、１ストローク中に紙面ＰＦに対するペン軸ＰＡの傾きΦ及びペン軸ＰＡの回転Ψが急激に変化することは想定し難いということを考慮して、各検出電極ＤＥｋそれぞれにおける電位変化の平均を、対応する検出電極ＤＥでの紙面ＰＦに対する距離（高さ）とすることによって、当該ペン軸ＰＡの傾きΦ及びペン軸ＰＡの回転Ψに起因する、紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さを補正することができるようになされている。
【００５９】
（３−２−３）ペン先の移動先の推測
かかる構成に加えて、この制御部３０には、紙面ＰＦの一部が汚れる等してマトリックスＳＣにおける帯電パターンのうちの一部が欠落するといったことを考慮して、ペン先の移動先を推測する手法が採用されている。
【００６０】
実際上、制御部３０では、マトリックスＳＣにおける帯電パターンのうち、欠落した一部の帯電パターン（以下、これを欠落帯電パターン部と呼ぶ）が、正常に表された残りの帯電パターン（以下、これを正常パターン部と呼ぶ）と、当該検出時点に対して過去にマトリックスＳＣにおける全てについて正常に表された帯電パターンとに基づいて生成される。
【００６１】
具体的に制御部３０は、各検出電極ＤＥｋから対応するＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）を介して供給される帯電信号Ｓ２０ｋに基づいて検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像データを生成する。そして制御部３０は、この画像上のマトリックスＳＣに欠落帯電パターン部が存在し、かつその欠落帯電パターン部を誤り訂正により訂正できなかった場合には、この以前に生成された１又は２以上の画像データと比較することによって、当該欠落帯電パターン部が存在する画像と類似する画像を検索する。
【００６２】
ここで、欠落帯電パターン部が存在する画像と、その画像に類似する画像とが平行移動している関係にある場合、このことはその移動方向と逆方向にペン３が移動したことを意味しているため、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在する画像と、その画像に類似する画像とに基づいてペン先ＰＰの絶対位置を推測することができる。
【００６３】
これに対して、欠落帯電パターン部が存在する画像と、その画像に類似する画像とが平行移動している関係にない場合、このことはペン３が移動していないことを意味しており、この場合であっても、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在する画像と、その画像に類似する画像とに基づいてペン先ＰＰの絶対位置を推測することができる。
【００６４】
なお、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在する画像と類似する画像が検索されなかった場合には、例えば、ペン３が移動していないとしてペン先ＰＰの絶対位置を推測するようになされている。
【００６５】
このようにして制御部３０は、既に正常なものとして検出された最新の帯電パターンを基準としてペン先の移動先を推測することができるようになされている。
【００６６】
従って、この制御部３０は、（３−２−１）において上述したようにマトリックスＳＣ内におけるペン先ＰＰの移動を考慮してペン先の絶対位置を表現することのみならず、当該マトリックスＳＣ相互間におけるペン先ＰＰの移動をも考慮してペン先の絶対位置を表現することができることとなる。
【００６７】
（３−２−４）絶対位置データの具体的な送信手法
この実施の形態の場合、絶対位置データを含む準静電界により人体をアンテナとして作用させ、当該絶対位置データを端末機４に対して送信する送信手法が採用されている。
【００６８】
ここで、この送信手法を説明する前に、まず準静電界について説明する。電界は、発生源からの距離に線形に反比例する放射電界と、発生源からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界と、発生源からの距離の３乗に反比例する準静電界との合成電界として発生している。
【００６９】
これら放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図１０に示すような結果となる。但し、この図１０では、１[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を対数尺度により示している。
【００７０】
この図１０からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離(以下、これを強度境界点と呼ぶ)が存在する。この場合、強度境界点よりも遠方の空間では放射電界が優位（誘導電磁界や準静電界の強度よりも大きい状態）となり、これに対して強度境界点よりも近傍の空間では準静電界が優位（放射電界や誘導電磁界の強度よりも大きい状態）となる。
【００７１】
この強度境界点は、マックスウェルの方程式を電界強度の観点から導いていった場合に、当該距離をｒ[m]、波数をｋ[1/m]とすると次式
【００７２】
【数３】
【００７３】
として表すことができる。
【００７４】
そして、（３）式における波数ｋは、電界の媒質中の伝播速度をｖ[m/s]とし、周波数をｆ[Hz]とすると次式
【００７５】
【数４】
【００７６】
として表すことができ、また電界の伝播速度ｖは、光速をｃ[m/s](ｃ＝３×１０８)とし、媒質の比誘電率をεとすると次式
【００７７】
【数５】
【００７８】
として表すことができることから、強度境界点は、（３）式に（４）式及び(５)式を代入して整理した次式
【００７９】
【数６】
【００８０】
として表すことができる。
【００８１】
この（６）式からも分かるように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間（以下、これを準静電界優位空間と呼ぶ）を広くする場合には周波数が密接に関係しており、低い周波数であるほど、準静電界優位空間が大きくなる（即ち、図１０に示した強度境界点までの距離は、周波数が低いほど長くなる（つまり右に移ることになる））。これに対して高い周波数であるほど、準静電界優位空間が狭くなる（即ち、図１０に示した強度境界点までの距離は、周波数が高いほど短くなる（つまり左に移ることになる））。
【００８２】
例えば１０[MHz]を選定した場合、人体の比誘電率が一様に５０であるものと仮定すると、上述の(６)式により、０．６７５[m]よりも近傍では準静電界が優位な空間となる。かかる１０[MHz]を選定した場合に放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図１１に示す結果となる。
【００８３】
この図１１からも明らかなように、電界発生源から０．０１[m]地点の準静電界の強度は、誘導電磁界に比しておよそ１８．２[dB]大きくなる。従ってこの場合の準静電界は、誘導電磁界及び放射電界の影響がないものとみなすことができる。
【００８４】
ところで、人体に放射電界や誘導電磁界を発生させようとするならば当該人体に電流を流す必要があるが、人体はインピーダンスが非常に高いので、当該人体に電流を効率的に流すことは物理的に困難であり、また生理的にも好ましくない。しかしながら静電気については全く様相が異なってくる。
【００８５】
すなわち、日常我々が静電気を体感するという経験的事実からも示唆されるように、人体は非常に良く帯電する。また動作に応じた人体表面の帯電により準静電界が発生することも知られていることから、人体へ準静電界を発生させる場合には当該人体に通電する必要はなく帯電させればよい。
【００８６】
つまり、人体では極めて少ない電荷の移動（電流）により帯電し、当該帯電変化が瞬間的に人体表面周囲に伝わってその周囲からほぼ等方向へ準静電界の等電位面として形成されると共に、準静電界優位空間内では放射電界や誘導電磁界の影響も少ないのでアンテナとして効率的に機能することとなる。このことは本出願人による実験結果により既に確認されており、詳細については、例えば特願２００４−５５５００を参照されたい。
【００８７】
従って、所定の低周波数でなる搬送波信号を送信すべき情報に応じて変調し、得られた変調信号に対応させて人体を帯電させれば、人体近傍における空間は準静電界優位空間となるため、当該準静電界を情報伝送媒体として情報が伝達されることとなる。
【００８８】
実際上、制御部３０は、ＡＤＣ２４ｋ（２４１〜２４ｎ）から供給される帯電信号Ｓ２０ｋ（Ｄ２０１〜Ｄ２０ｎ）に基づいて絶対位置データを生成し、当該絶対位置データで、（６）式を充足するように選定された低周波でなる搬送波信号を変調する。具体的に搬送波信号は、端末機４がポケットに挿入されている場合や、かばん等に収納されている場合における人体表面から端末機４までの距離を規定し、当該規定した距離との関係で（６）式を充足する周波数に選定される。
【００８９】
制御部３０は、かかる搬送波信号を変調した結果として得られた変調信号Ｓ３０（図８）を送信用プリアンプ２５を介して送信電極ＴＥに印加する。この場合、この変調信号Ｓ３０に応じて送信電極ＴＥが振動し、当該送信電極ＴＥを発信源とする準静電界優位空間において、絶対位置データを含む準静電界が放射電界及び誘導電磁界に比して優位に発生すると共に、ペン３を把持する人体表面周囲に伝わってその周囲からほぼ等方向へ等電位面が形成され、この結果、ペン先の絶対位置を表す情報（絶対位置データ）が準静電界を情報伝送媒体として端末機４に伝達される。
【００９０】
このようにして制御部３０は、絶対位置データを含む準静電界により人体をアンテナとして作用させ、当該絶対位置データを端末機４に対して送信することができるようになされている。
【００９１】
なお、この端末機４は、図１２に示すように、準静電界から情報を抽出するための受信処理部３１と、当該端末機４に有する機能を実現するための各種処理を実行する本体部３２とによって構成される。受信処理部３１は、ペン３の送信電極ＴＥから発信される準静電界に応じて一対の受信電極ＲＥ１、ＲＥ２間に生じる電位差を検出し、これをプリアンプ３１ａで増幅する。そして端末機４は、プリアンプ３１での増幅結果として得られる電位信号の変化から絶対位置データを復調部３１ｂで復調し、これを本体部３２に送出する。本体部３２は、絶対位置データの集合を筆跡データとして内部のメモリに記憶する。このようにして紙２に対する筆動作の内容が情報（筆跡データ）として端末機４に保持されることとなる。
【００９２】
（３−３）位置データ送信処理手順
次に、ペン先ＰＰの絶対位置データを送信する制御部３０の位置データ送信処理手順を、図１３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００９３】
すなわち、制御部３０は、この位置データ送信処理手順ＲＴをステップＳＰ０から開始し、続くステップＳＰ１において、圧電素子用プリアンプ２１（図８）からＡＤＣ２２（図８）を介して供給される筆圧検知データＤ１０（図８）に基づいて紙面ＰＦ（図１）にペン先ＰＰ（図５）が当接しているか否かを判定する。
【００９４】
ここで否定結果が得られた場合、制御部３０は、ステップＳＰ２において、紙面ＰＦ（図１）にペン先ＰＰ（図５）が当接していないことを表す未筆記データを生成し、この未筆記データで、（６）式を充足するように選定された低周波でなる搬送波信号を変調し、得られた変調信号Ｓ３０（図８）に基づく準静電界を送信電極ＴＥを介して発信し、ステップＳＰ１に戻る。
【００９５】
この場合、送信電極ＴＥを発信源とする準静電界優位空間において、未筆記データを含む準静電界が放射電界及び誘導電磁界に比して優位に発生すると共に、ペン３を把持するユーザ表面周囲に伝わってその周囲からほぼ等方向へ等電位面が形成され、当該絶対位置データが準静電界を情報伝送媒体として端末機４に伝達される。
【００９６】
このようにして制御部３０は、ペン先ＰＰ（図５）が当接していない場合には、当該ペン３を把持するユーザをアンテナとして未筆記データを送信するようになされている。
【００９７】
これに対して肯定結果が得られた場合、制御部３０は、ステップＳＰ３において、各検出電極ＤＥｋ（図５）における所定サンプル数の電位を検出し、続くステップＳＰ４において、各検出電極ＤＥｋにおける所定サンプル数に基づいて電位の平均を検出電極ＤＥｋごとに求め、続くステップＳＰ５において、これら電位の平均に基づいて紙面ＰＦ（図１）に対する各検出電極ＤＥｋの先端位置までの高さを算出する。
【００９８】
そして制御部３０は、次のステップＳＰ６において、紙面ＰＦに対する各検出電極ＤＥｋの高さと、当該検出電極ＤＥｋにおいてそれぞれ検出される電位とから（２）式における連立一次方程式の解を算出し、これら解から検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像を生成し、当該画像のうちペン先ＰＰの存在するマトリックスＳＣを検出し、続くステップＳＰ７において、当該検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像を内部メモリに保持した後、ステップＳＰ８において、このマトリックスＳＣにおける帯電パターンに欠落帯電パターン部が存在するか否かを判定する。
【００９９】
ここで、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在していないと判定した場合にはステップＳＰ９に移り、このステップＳＰ９において、画像上のマトリックスＳＣにおけるドット配置状態検出用帯電パターン（即ち、図３において上述した基準ドットＳＤｔと他の３つのドットの位置関係）のうち、当該基準ドットＳＤｔがマトリックスＳＣにおける左上隅に存在しない場合には左上隅となるように画像を回転補正し、続くステップＳＰ１０において、当該帯電パターンに対応する絶対位置データを生成する。そして制御部３０は、次のステップＳＰ１１において、絶対位置データの値を、画像上における基準位置に対するマトリックスＳＣのずれ量に応じて補正し、続くステップＳＰ１２に移る。
【０１００】
一方、制御部３０は、欠落帯電パターン部が存在していると判定した場合にはステップＳＰ１３に移り、このステップＳＰ１３において、このとき内部メモリに保持された検出範囲ＥＡＲ（図７）に欠落帯電パターン部を有する画像と、この画像に類似する類似画像として、当該時点以前にステップＳＰ７で検出された１又は２以上の検出範囲ＥＡＲ（図７）における画像とを比較する。そして制御部３０は、次のステップＳＰ１４において、比較した画像同士が平行移動している関係にあるか否かに応じてペン先ＰＰの絶対位置を推測し、当該推測した絶対位置を表す絶対位置データを生成した後、続くステップＳＰ１２に移る。
【０１０１】
次いで、制御部３０は、このステップＳＰ１２において、絶対位置データで、（６）式を充足するように選定された低周波でなる搬送波信号を変調し、この結果得られる変調信号Ｓ３０（図８）に基づく準静電界を送信電極ＴＥを介して発信することによって、当該ペン３を把持するユーザをアンテナとして絶対位置データを端末機４に送信し、ステップＳＰ１に戻って上述の処理を繰り返すようになされている。
【０１０２】
このようにして制御部３０は、位置データ送信処理を実行することができるようになされている。
【０１０３】
（４）本実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、この筆跡記録システム１は、紙２に当接されるボールＢＬの近傍に設けられた複数の検出電極ＤＥｋ（図６）と、当該筆動作するユーザ（グランド）との電位に基づいて、紙面ＰＦに対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターン（図２）のうちペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンを検出し、当該検出した帯電パターンからボールＢＬの絶対位置データを復号する。
【０１０４】
従ってこの筆跡記録システム１では、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく、かつ単純化した状態でペン先ＰＰ（ボールＢＬ）の絶対位置を検出することができ、この結果、小型化を実現できる。
【０１０５】
これに加えて、光学カメラで撮像する場合には、一定の画質を確保するため紙面からある程度離間した位置に設けることが必須となる一方で、当該離間したことに伴って干渉や外光の回り込みを避け得ない状態となるといった事態が想定される。これに対してこの筆跡記録システム１では、ボールＢＬの近傍に設けられた検出電極ＤＥｋと、ユーザ（グランド）との電位に基づいて絶対位置を検出するため、かかる事態は確実に回避することができる。
【０１０６】
またこの筆跡記録システム１では、ペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンに欠落部分があった場合、そのペン先の絶対位置を予測する。具体的には現時点で検出した帯電パターンと、この以前に生成された１又は２以上の帯電パターンと比較することによって、当該欠落部分があった帯電パターン部と類似する帯電パターンを検索する。
【０１０７】
従ってこの筆跡記録システム１では、帯電パターンよりも細かい分解能で絶対位置を検出することができるため、当該検出精度の信頼性を向上することができる。
【０１０８】
さらにこの筆跡記録システム１では、ペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンから、当該帯電パターンの配列状態を定状態に補正する。具体的には基準ドットＳＤｔがマトリックスＳＣの左上隅にある定状態となるように帯電パターンを回転する。
【０１０９】
従ってこの筆跡記録システム１では、図３で上述したように、ペン３のペン先が同じドットＤｔをさしている場合であっても帯電パターンの配置状態が異なるといったことを回避することができるため、紙面ＰＦ上のある位置でペン先を回転させる等といった態様で筆記したとしても正確に絶対位置を検出することができ、当該検出精度の信頼性を向上することができる。
【０１１０】
さらにこの筆跡記録システム１は、検出電極ＤＥｋを、ボールＢＬを中心として、少なくとも１以上の帯電パターンを包含し得る範囲内に設け（図７）、当該検出電極ＤＥｋ及びユーザ（グランド）間の電位に基づいてその範囲からペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンを検出し、当該検出した帯電パターンに基づいて復号した絶対位置データの値を、当該範囲における基準位置に対する帯電パターンの位置に応じて補正するようにした。
【０１１１】
従ってこの筆跡記録システム１では、帯電パターン内におけるペン先ＰＰ（ボールＢＬ）の絶対位置も表現することができるため、一段と正確に絶対位置を検出することができ、当該検出精度の信頼性を向上することができる。
【０１１２】
以上の構成によれば筆動作時に紙２に当接されるボールＢＬの近傍に設けられた複数の検出電極ＤＥｋ（図６）と、当該筆動作するユーザ（グランド）との電位に基づいて、紙面ＰＦに対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターン（図２）のうちペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンを検出し、当該検出した帯電パターンからボールＢＬの絶対位置データを復号するようにしたことにより、ユーザと紙面上の帯電パターンとの電位から直接的に帯電パターンを検出することができるため、光学カメラで撮像する場合に比して、マクロレンズやＣＣＤなどの必須構成要素を要することなく絶対位置を検出することができ、かくして、簡易な構成で筆跡をデータ化し得る筆跡記録システム１を実現できる。
【０１１３】
（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、紙の紙面に対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターンとして、図２で述べたように、所定の隙間を介して格子状に区画したマトリックスＳＣ（縦方向６個及び横方向６個のドットＤｔ）ごとに帯電パターンを形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該マトリックスの大きさ及び形状や、区画の仕方を変更するようにしても良い。このようにしても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
またマトリックスＳＣにおける各ドットＤｔ（図３）には、プラス又はマイナスのいずれかの極性に帯電した粒子を定着させるようにしたが、本発明はこれに限らず、図３との対応部分に同一符号を付した図１４に示すように、プラス及びマイナスの両極性をもつ粒子を、一方の極性が紙面と対向するように配向させた状態で定着させるようにしても良い。
【０１１５】
この場合、制御部３０では、（１）式に代えて、当該（１）式の分母におけるルートを除いた次式
【０１１６】
【数７】
【０１１７】
を用いて電位を表現することになるため、（２）式に代えて、当該（２）式の分母におけるルートを除いた次式
【０１１８】
【数８】
【０１１９】
を採用すれば、検出範囲ＥＡＲにおける画像を得ることができる。
【０１２０】
また上述の実施の形態においては、紙に当接される当接点から規定範囲内に設けられた複数の電極として、図６で述べたように、ペン軸ＰＡ（ボールＢＬ）を中心として互いに大きさの異なる同心円状に並べられた状態で、ペン先ＰＰの傾斜面に穿設された針状の検出電極ＤＥｋを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、ペン軸ＰＡに対して水平方向に検出電極ＤＥｋを設けるようにしても良く、またランダムに設けるようにしても良い。要は、当接点から、規定された範囲に複数の電極を設ければ、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
さらに上述の実施の形態においては、筆動作するユーザの身体をグランドとした各電極との電位に基づいて、規定範囲における帯電パターンのうち当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段として、当該電位に基づいて（２）式における連立一次方程式の解を算出し、これら解からペン先ＰＰが当接されるマトリックスＳＣを検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該（２）式に実際の使用状況を想定した条件を加えるようにしても良い。この（２）式は、帯電パターンを有する紙が自由空間に浮いているおり、当該帯電パターンの近傍にペン先が存在しない場合を想定した理論式であるため、実際の使用状況を想定した条件を加えることによって一段と真値に近い解を得ることができる。
【０１２２】
さらに上述の実施の形態においては、絶対位置データを、準静電界を介して送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、誘導電磁界又は放射電界を介して送信するようにしても良い。また絶対位置データを無線で送信するようにしたが、有線で送信するようにしても良い。さらに絶対位置データを送信することに代えて、ペン３に対して装脱着自在の記憶媒体を設け、当該記憶媒体に絶対位置データを記憶するようにしても良い。
【０１２３】
さらに上述の実施の形態においては、ペン先ＰＰの絶対位置を表すデータを送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該データに筆圧の程度を表すデータも加えて送信するようにしても良い。このようにすれば、筆圧に応じて筆記線の太さをも表現可能となるため、より一段と実際の筆記状態に近似する状態を情報として保持することができる。
【０１２４】
さらに上述の実施の形態においては、筆記可能である（紙面ＰＦにインクを塗布する）ペン３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該筆記できない（紙面ＰＦにインクを塗布しない）ペンを適用するようにしても良い。この場合であっても、紙面ＰＦにペン先ＰＰを当接した状態で筆を運ぶ動作（即ち運筆動作）をすれば、ペン先ＰＰの近傍に設けられた検出電極ＤＥｋと、当該運筆動作するユーザの身体との電位に基づいて絶対位置を検出することができるため、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
また、ペン３におけるペン先出入機構の動作方式として、上述の実施の形態ではノック式のペン先出入機構部１２を採用するようにしたが、本発明はこれに限らず、回転式やスライド式を採用するようにしても良い。またペン先出入機構を搭載していないペンを適用するようにしても良く、当該ペンであっても上述と同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
なお、ペン３は、ボールペン、サインペン又はマーカーペン等でなると上述したが、当該ペン３におけるインクは、導電性の材質を含むインクを選定すると、帯電パターンを誤検出する可能性が高くなることが想定されるため、導電性の材質を含まないものを選定することが好ましい。
【０１２７】
さらに、ペン３に代えて、図１５に示すように、指サック式の筆具１００を用いるようにしても良い。この筆具１００は、指サック部１０１と、上述したペン先ＰＰと同一構成のペン先部１０２とからなる。この筆具１００において、ペン３における導電性滑止部材グリップＧＲに想到する導電性滑止部（図示せず）を指サック部１０１の内周面に設けると共に、ペン３における信号処理部２０、送信電極ＴＥ及び圧電素子ＳＮを指サック部１０１の所定位置に設けるようにすれば、上述の実施の形態と同様にして、ペン先部１０２に設けられた検出電極ＤＥｋ（図６）と、当該筆動作するユーザ（グランド）との電位に基づいて、紙面ＰＦに対して所定の区画ごとに定着された複数の帯電パターン（図２）のうちペン先ＰＰ（ボールＢＬ）が当接する帯電パターンを検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、紙に対する筆跡をデータとして携帯電話機等の電子機器に記憶させ、当該データを電子機器で加工する場合などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本実施の形態による筆跡記録システムの全体構成を示す略線図である。
【図２】帯電パターン例を示す略線図である。
【図３】ペン軸と、ドットの配置状態との関係を示す略線図である。
【図４】プラスに帯電する粒子の定着の説明に供する略線図である。
【図５】ペンの構成を示す断面図である。
【図６】ペン先と検出電極との関係を示す略線図である。
【図７】検出電極の検出範囲の説明に供する略線図である。
【図８】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図９】紙面に対するペンの傾きと回転の説明に供する略線図である。
【図１０】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１[MHz]）を示す略線図である。
【図１１】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１０[MHz]）を示す略線図である。
【図１２】端末機の構成を示すブロック図である。
【図１３】筆跡データ送信処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】極性帯電する粒子の定着の説明に供する略線図である。
【図１５】他の実施の形態による筆具を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１……筆跡記録システム、２……紙、３……ペン、４……端末機、１０……筒部１０……ペンレフィル、１２……ペン先出入機構部、２０……信号処理部、３０……制御部、３１……受信処理部、ＰＰ……ペン先、ＢＢ……ボール、ＰＧ……ペン出入口、ＤＥｋ……検出電極、ＧＲ……導電性滑止グリップ、ＳＮ……圧電素子、ＴＥ……送信電極、ＰＦ……紙面、Ｄｔ……ドット、ＳＤｔ……基準ドット、ＳＣ……マトリックス、ＥＡＲ……検出範囲、ＲＴ……位置データ送信処理手順。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報生成装置と、端末装置とによって構成される筆跡記録システムであって、
上記位置情報生成装置は、
所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、
各上記電極と、上記紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、上記当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された帯電パターンに基づいて、上記当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する復号手段と、
上記復号手段により復号された上記絶対位置データを上記端末装置に送信する送信手段と
を具え、
上記端末装置は、
上記送信手段から送信された上記絶対位置データを受信する受信手段と、
上記受信手段により受信された上記絶対位置データを記憶する記憶手段と
を具えることを特徴とする筆跡記録システム。
【請求項２】
所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、
各上記電極と、上記紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、上記当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された帯電パターンに基づいて、上記当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する復号手段と
を具えることを特徴とする位置情報生成装置。
【請求項３】
上記検出手段により検出された現時点の帯電パターンと、当該現時点の帯電パターンよりも前に検出された過去の帯電パターンとに基づいて、上記現時点での上記当接点の絶対位置を推測する推測手段
を具えることを特徴とする請求項２に記載の位置情報生成装置。
【請求項４】
上記検出手段により検出された上記帯電パターンから、当該帯電パターンの配列状態を定状態に補正する補正手段
を具えることを特徴とする請求項２に記載の位置情報生成装置。
【請求項５】
各上記電極は、上記当接点を中心として、上記帯電パターンを少なくとも１以上含む範囲に設けられ、
上記復号手段は、
上記絶対位置データを復号し、当該絶対位置データを、上記当接点が当接する帯電パターンにおける上記範囲での位置関係に応じて補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置情報生成装置。
【請求項６】
上記復号手段により復号された上記データを、上記ユーザをアンテナとして送信する送信手段
ことを特徴とする請求項２に記載の位置情報生成装置。
【請求項７】
所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、上記紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、上記当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する第１のステップと、
上記第１のステップで検出された帯電パターンに基づいて、上記当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する第２のステップと
を具えることを特徴とする位置情報生成方法。
【請求項８】
コンピュータに対して、
所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、上記紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、上記当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する第１の処理と、
上記第１の処理で検出された帯電パターンに基づいて、上記当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する第２の処理と
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
位置情報生成装置と、端末装置とによって構成される筆跡記録システムであって、
上記位置情報生成装置は、
所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、
各上記電極と、上記紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、上記当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された帯電パターンに基づいて、上記当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する復号手段と、
上記復号手段により復号された上記絶対位置データを上記端末装置に送信する送信手段と
を具え、
上記端末装置は、
上記送信手段から送信された上記絶対位置データを受信する受信手段と、
上記受信手段により受信された上記絶対位置データを記憶する記憶手段と
を具えることを特徴とする筆跡記録システム。
【請求項２】
所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、
各上記電極と、上記紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、上記当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された帯電パターンに基づいて、上記当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する復号手段と
を具えることを特徴とする位置情報生成装置。
【請求項３】
上記検出手段により検出された現時点の帯電パターンと、当該現時点の帯電パターンよりも前に検出された過去の帯電パターンとに基づいて、上記現時点での上記当接点の絶対位置を推測する推測手段
を具えることを特徴とする請求項２に記載の位置情報生成装置。
【請求項４】
上記検出手段により検出された上記帯電パターンから、当該帯電パターンの配列状態を定状態に補正する補正手段
を具えることを特徴とする請求項２に記載の位置情報生成装置。
【請求項５】
各上記電極は、上記当接点を中心として、上記帯電パターンを少なくとも１以上含む範囲に設けられ、
上記復号手段は、
上記絶対位置データを復号し、当該絶対位置データを、上記当接点が当接する帯電パターンにおける上記範囲での位置関係に応じて補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置情報生成装置。
【請求項６】
上記復号手段により復号された上記データを、上記ユーザをアンテナとして送信する送信手段
ことを特徴とする請求項２に記載の位置情報生成装置。
【請求項７】
所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、上記紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、上記当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する第１のステップと、
上記第１のステップで検出された帯電パターンに基づいて、上記当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する第２のステップと
を具えることを特徴とする位置情報生成方法。
【請求項８】
コンピュータに対して、
所定の区画ごとに複数の帯電パターンが定着された紙面に当接される当接点の近傍に設けられた複数の電極と、上記紙面を運筆するユーザの身体との電位に基づいて、上記当接点が当接する帯電パターンを所定周期で検出する第１の処理と、
上記第１の処理で検出された帯電パターンに基づいて、上記当接点の絶対位置を表す絶対位置データを復号する第２の処理と
を実行させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−７２５８４（Ｐ２００７−７２５８４Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５６５７０（Ｐ２００５−２５６５７０）
【出願日】平成１７年９月５日（２００５．９．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月５日（２００５．９．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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