JP2000181627A - 座標入力用の指示具および座標入力装置 - Google Patents
座標入力用の指示具および座標入力装置Info
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- JP2000181627A JP2000181627A JP36081098A JP36081098A JP2000181627A JP 2000181627 A JP2000181627 A JP 2000181627A JP 36081098 A JP36081098 A JP 36081098A JP 36081098 A JP36081098 A JP 36081098A JP 2000181627 A JP2000181627 A JP 2000181627A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外乱光からの影響を受け易い使用環境であっ
ても、指示する画面上で移動に伴う摩擦を軽減し、且
つ、外乱光の影響を抑制し、高分解能で高性能な座標情
報を入力することである。 【解決手段】 スクリーン10上に発光素子41から発
する光を照射して座標位置を入力する際に、スクリーン
10上で指示具4を接触させながら該球体レンズ11が
回転してスクリーン10上で指示具を滑らかに移動させ
る構成を特徴とする。
ても、指示する画面上で移動に伴う摩擦を軽減し、且
つ、外乱光の影響を抑制し、高分解能で高性能な座標情
報を入力することである。 【解決手段】 スクリーン10上に発光素子41から発
する光を照射して座標位置を入力する際に、スクリーン
10上で指示具4を接触させながら該球体レンズ11が
回転してスクリーン10上で指示具を滑らかに移動させ
る構成を特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、座標入力画面上に
発光素子から発する光を照射して座標位置を入力するた
めの座標入力用の指示具および該指示具から発光される
光を検出して座標入力位置を確定処理する座標入力装置
に関するものである。
発光素子から発する光を照射して座標位置を入力するた
めの座標入力用の指示具および該指示具から発光される
光を検出して座標入力位置を確定処理する座標入力装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の座標入力装置としては、CCDエ
リアセンサやリニアセンサを用いて画面上の光スポット
を撮像し、重心座標あるいはパターンマッチングを用い
るなどの画像処理を行って、座標値を演算して出力する
ものや、PSDと呼ばれる位置検出素子(スポットの位
置に対応した出力電圧が得られるアナログデバイス)を
用いるものなどが知られている。
リアセンサやリニアセンサを用いて画面上の光スポット
を撮像し、重心座標あるいはパターンマッチングを用い
るなどの画像処理を行って、座標値を演算して出力する
ものや、PSDと呼ばれる位置検出素子(スポットの位
置に対応した出力電圧が得られるアナログデバイス)を
用いるものなどが知られている。
【0003】例えば、特公平7−76902号公報に
は、可視光の平行ビームによる光スポットをビデオカメ
ラで撮像して座標を検出し、同時に赤外拡散光で制御信
号を送受する装置について開示されている。また、特開
平6−274266号公報には、リニアCCDセンサと
特殊な光学マスクを用いて座標検出を行う装置が開示さ
れている。
は、可視光の平行ビームによる光スポットをビデオカメ
ラで撮像して座標を検出し、同時に赤外拡散光で制御信
号を送受する装置について開示されている。また、特開
平6−274266号公報には、リニアCCDセンサと
特殊な光学マスクを用いて座標検出を行う装置が開示さ
れている。
【0004】一方、特許第2503182号には、PS
Dを用いた装置について、その構成と出力座標の補正方
法が開示されている。
Dを用いた装置について、その構成と出力座標の補正方
法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、大画面ディスプ
レイの画面の明るさが改善され、明るく照明された環境
においても十分使用できるようになってきており、需要
が拡大されつつある。そして、座標入力装置は、そのよ
うな大画面ディスプレイと組み合わせた環境においても
使用できるように、外乱光に強いことがますます必要に
なってきている。
レイの画面の明るさが改善され、明るく照明された環境
においても十分使用できるようになってきており、需要
が拡大されつつある。そして、座標入力装置は、そのよ
うな大画面ディスプレイと組み合わせた環境においても
使用できるように、外乱光に強いことがますます必要に
なってきている。
【0006】また、近年、無線通信手段として、赤外線
を利用する機器が増加しており、赤外、可視光ともに外
乱光は、増加傾向にあるため、外乱光に強いことは、装
置の重要な特性の一つである。
を利用する機器が増加しており、赤外、可視光ともに外
乱光は、増加傾向にあるため、外乱光に強いことは、装
置の重要な特性の一つである。
【0007】しかしながら、前記特公平7−76902
号公報、前記特開平6−274266号公報からもわか
るように、従来のCCDセンサを用いるものは、光学フ
ィルタでしか外乱光を抑制することができない。
号公報、前記特開平6−274266号公報からもわか
るように、従来のCCDセンサを用いるものは、光学フ
ィルタでしか外乱光を抑制することができない。
【0008】これに対して、前記特許第2503182
号のように、PSDを用いる装置では、光強度を周波数
変調し、この変調波を同期検波することにより、外乱光
の影響を抑制できるため、光学フィルタと併用すること
によって、外乱光に対しては強い特性を持っている。
号のように、PSDを用いる装置では、光強度を周波数
変調し、この変調波を同期検波することにより、外乱光
の影響を抑制できるため、光学フィルタと併用すること
によって、外乱光に対しては強い特性を持っている。
【0009】また、大画面ディスプレイは、明るさの改
善と同時に高解像度化も進められている。このため、座
標入力装置の分解能も向上させる必要があるが、外乱光
に強いPSDを用いた装置ではこの点において問題があ
る。
善と同時に高解像度化も進められている。このため、座
標入力装置の分解能も向上させる必要があるが、外乱光
に強いPSDを用いた装置ではこの点において問題があ
る。
【0010】すなわち、センサ出力電圧のダイナミック
レンジが入力範囲にそのまま対応しているため、例えば
全体を1000の座標に分解する場合には少なくとも6
0dB以上のS/N比が必要になり、さらに前記特許第
2503182号で述べられているように、直線性誤差
のデジタル補正が必須であるため、高精度なアナログ回
路と多ビットのAD変換器と演算回路とが必要になる。
レンジが入力範囲にそのまま対応しているため、例えば
全体を1000の座標に分解する場合には少なくとも6
0dB以上のS/N比が必要になり、さらに前記特許第
2503182号で述べられているように、直線性誤差
のデジタル補正が必須であるため、高精度なアナログ回
路と多ビットのAD変換器と演算回路とが必要になる。
【0011】さらに、センサ出力信号のS/N比は光量
と光スポットのシャープさに依存するため、前述した外
乱光の抑圧だけでは不十分であり、明るく高精度な光学
系も必要になる。このようなことから、装置自体が非常
に高価で、大型なものになってしまう。
と光スポットのシャープさに依存するため、前述した外
乱光の抑圧だけでは不十分であり、明るく高精度な光学
系も必要になる。このようなことから、装置自体が非常
に高価で、大型なものになってしまう。
【0012】さらに、CCDセンサを用い、分解能を高
める手法として、前記特公平7−76902号公報で
は、ビデオカメラを複数台同時使用することが開示され
ているが、これは装置が大型化し、高価になる。また、
一台で画素数の多いビデオカメラの場合には、複数のカ
メラを用いるよりもさらに大型化し、高価となる。
める手法として、前記特公平7−76902号公報で
は、ビデオカメラを複数台同時使用することが開示され
ているが、これは装置が大型化し、高価になる。また、
一台で画素数の多いビデオカメラの場合には、複数のカ
メラを用いるよりもさらに大型化し、高価となる。
【0013】また、画像処理によって、画素数よりも高
い分解能を達成するには、膨大な画像データの高速処理
が必要となり、リアルタイム動作をさせるには非常に大
型で、高価なものとなってしまう。
い分解能を達成するには、膨大な画像データの高速処理
が必要となり、リアルタイム動作をさせるには非常に大
型で、高価なものとなってしまう。
【0014】また、前記特開平6−274266号公報
では、特殊な光学マスクと信号処理とによって高分解能
が得られるようにしており、外乱光が小さく良好なS/
N比が確保できれば高分解能化が可能である。
では、特殊な光学マスクと信号処理とによって高分解能
が得られるようにしており、外乱光が小さく良好なS/
N比が確保できれば高分解能化が可能である。
【0015】しかし、実際には、リニアセンサでは結像
が線状であり、点像となるエリアセンサに比べて面内で
外乱光との分離ができないため、外乱光の影響を受けや
すく、外乱光の少ない特殊な環境でしか実用にならない
という問題がある。
が線状であり、点像となるエリアセンサに比べて面内で
外乱光との分離ができないため、外乱光の影響を受けや
すく、外乱光の少ない特殊な環境でしか実用にならない
という問題がある。
【0016】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、指示具の発光部である、先端部に回転
可能な球体のレンズを使用することにより、指示する画
面上で移動に伴う摩擦を軽減し、且つ、外乱光の影響を
抑制し、高分解能で高性能な座標情報を入力できる、小
型で、低コストな座標入力用の指示具および座標入力装
置を提供することである。
なされたもので、指示具の発光部である、先端部に回転
可能な球体のレンズを使用することにより、指示する画
面上で移動に伴う摩擦を軽減し、且つ、外乱光の影響を
抑制し、高分解能で高性能な座標情報を入力できる、小
型で、低コストな座標入力用の指示具および座標入力装
置を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の発明
は、座標入力画面(図2に示すスクリーン10)上に発
光素子(図2に示す発光素子41)から発する光を照射
して座標位置を入力するための座標入力用の指示具(図
2に示す指示具4)であって、前記発光素子から発光さ
れる光の光路上で、かつ前記指示具の先端部に、該光に
よりスポット光を形成するための球体レンズ(図2に示
すレンズ11)を回転可能に具備したものである。
は、座標入力画面(図2に示すスクリーン10)上に発
光素子(図2に示す発光素子41)から発する光を照射
して座標位置を入力するための座標入力用の指示具(図
2に示す指示具4)であって、前記発光素子から発光さ
れる光の光路上で、かつ前記指示具の先端部に、該光に
よりスポット光を形成するための球体レンズ(図2に示
すレンズ11)を回転可能に具備したものである。
【0018】本発明に係る第2の発明は、前記回転可能
な球体のレンズは、前記発光素子と直接接触させること
なく隔絶された位置に設けるものである。
な球体のレンズは、前記発光素子と直接接触させること
なく隔絶された位置に設けるものである。
【0019】本発明に係る第3の発明は、異なる複数の
情報を入力するための複数のスイッチ(図2に示すスイ
ッチ43A,43B,43C,43D)を所定位置に設
けたものである。
情報を入力するための複数のスイッチ(図2に示すスイ
ッチ43A,43B,43C,43D)を所定位置に設
けたものである。
【0020】本発明に係る第4の発明は、座標入力画面
(図2に示すスクリーン10)を透過する指示具から発
するスポット光を検出して座標入力情報を確定する座標
入力装置であって、前記座標入力画面を指示するスポッ
ト光を検出する検出手段(図4に示すリニアセンサ20
X,20Y)と、前記検出手段により検出される位置情
報に所定の演算処理を施し座標位置を演算処理する演算
手段(図4に示すセンサ制御手段31,AD変換手段3
1A,座標演算手段32)と、前記演算手段により演算
された座標位置を前記座標入力画面上の指示に反映させ
る制御手段(図4に示す通信制御手段33)とを有する
ものである。
(図2に示すスクリーン10)を透過する指示具から発
するスポット光を検出して座標入力情報を確定する座標
入力装置であって、前記座標入力画面を指示するスポッ
ト光を検出する検出手段(図4に示すリニアセンサ20
X,20Y)と、前記検出手段により検出される位置情
報に所定の演算処理を施し座標位置を演算処理する演算
手段(図4に示すセンサ制御手段31,AD変換手段3
1A,座標演算手段32)と、前記演算手段により演算
された座標位置を前記座標入力画面上の指示に反映させ
る制御手段(図4に示す通信制御手段33)とを有する
ものである。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態を示
す座標入力装置の構成を説明する概略図であり、大別し
て、座標入力面であるスクリーン10に対して光スポッ
トを形成する指示具4と、光スポット5のスクリーン1
0上の位置座標等を検出する座標検出器1とからなり、
出力装置としてスクリーン10に画像、或いは前述の位
置情報等を表示する投射型表示装置8が記載されてい
る。
す座標入力装置の構成を説明する概略図であり、大別し
て、座標入力面であるスクリーン10に対して光スポッ
トを形成する指示具4と、光スポット5のスクリーン1
0上の位置座標等を検出する座標検出器1とからなり、
出力装置としてスクリーン10に画像、或いは前述の位
置情報等を表示する投射型表示装置8が記載されてい
る。
【0022】図において、座標検出器1は、座標検出セ
ンサ部2と、このセンサ部の制御および座標演算などを
行うコントローラ3、制御信号検出センサ6、信号処理
部7とから構成されており、指示具4の光スポット5の
スクリーン10上の座標位置、及び指示具4の後述する
各スイッチの状態に対応する制御信号とを検出して、コ
ントローラ3によって外部接続装置(不図示)にその情
報を通信するようにしている。
ンサ部2と、このセンサ部の制御および座標演算などを
行うコントローラ3、制御信号検出センサ6、信号処理
部7とから構成されており、指示具4の光スポット5の
スクリーン10上の座標位置、及び指示具4の後述する
各スイッチの状態に対応する制御信号とを検出して、コ
ントローラ3によって外部接続装置(不図示)にその情
報を通信するようにしている。
【0023】投射型表示装置8は、コンピュータ(図示
せず)などの外部接続装置である表示信号源からの画像
信号が入力される画像信号処理部81と、これにより制
御される液晶パネル82、ランプ83、ミラー84、コ
ンデンサレンズ85からなる照明光学系と、液晶パネル
82の像をスクリーン10上に投影する投影レンズ86
とからなり、所望の画像情報をスクリーン10に表示す
ることができる。スクリーン10は、投射画像の観察範
囲を広くするために適度な光拡散性を持たせてあるの
で、指示具4から発射された光ビームも光スポット5の
位置で拡散され、画面上の位置や光ビームの方向によら
ず、光スポット5の位置で拡散された光の一部が座標検
出器1に入射する様に構成されている。
せず)などの外部接続装置である表示信号源からの画像
信号が入力される画像信号処理部81と、これにより制
御される液晶パネル82、ランプ83、ミラー84、コ
ンデンサレンズ85からなる照明光学系と、液晶パネル
82の像をスクリーン10上に投影する投影レンズ86
とからなり、所望の画像情報をスクリーン10に表示す
ることができる。スクリーン10は、投射画像の観察範
囲を広くするために適度な光拡散性を持たせてあるの
で、指示具4から発射された光ビームも光スポット5の
位置で拡散され、画面上の位置や光ビームの方向によら
ず、光スポット5の位置で拡散された光の一部が座標検
出器1に入射する様に構成されている。
【0024】図2は、図1に示した指示具4の詳細を説
明する断面構成図であり、図1と同一のものには同一の
符号を付してある。
明する断面構成図であり、図1と同一のものには同一の
符号を付してある。
【0025】図において、指示具4は、光ビームを発射
する半導体レーザ、或いはLED等の発光素子41と、
その発光を駆動制御する発光制御手段42、後述するス
イッチ43A〜43Dを備える複数の操作用スイッチ手
段43、電池等の電源手段44とを内蔵している。発光
制御手段42は、操作用スイッチ43の状態により、発
光のON(オン)/OFF(オフ)と、後述する変調方
法とによって、制御信号を重畳した発光制御を行う。
又、指示具4の先端部にはスクリーン10に指示具4を
押し付けて、文字等を書く時、指示具4とスクリーン1
0とが、摩擦でこすれない様に、又、光スポット5を形
成する目的もかねて、回転可能な透明な球体レンズ11
を装着している。
する半導体レーザ、或いはLED等の発光素子41と、
その発光を駆動制御する発光制御手段42、後述するス
イッチ43A〜43Dを備える複数の操作用スイッチ手
段43、電池等の電源手段44とを内蔵している。発光
制御手段42は、操作用スイッチ43の状態により、発
光のON(オン)/OFF(オフ)と、後述する変調方
法とによって、制御信号を重畳した発光制御を行う。
又、指示具4の先端部にはスクリーン10に指示具4を
押し付けて、文字等を書く時、指示具4とスクリーン1
0とが、摩擦でこすれない様に、又、光スポット5を形
成する目的もかねて、回転可能な透明な球体レンズ11
を装着している。
【0026】この様に構成することで、指示具4により
スクリーン10上で文字情報や線画情報を入力し、その
情報を投射型表示装置8で表示することにより、あたか
も「紙と鉛筆」の様な関係で情報の入出力を可能とする
他、ボタン操作やアイコンの選択決定などの入力操作を
自由に行える。
スクリーン10上で文字情報や線画情報を入力し、その
情報を投射型表示装置8で表示することにより、あたか
も「紙と鉛筆」の様な関係で情報の入出力を可能とする
他、ボタン操作やアイコンの選択決定などの入力操作を
自由に行える。
【0027】図3は、図2に示した指示具4の動作モー
ドを示す図であり、スイッチA〜Dは、図3のスイッチ
43A〜43Dに対応している。
ドを示す図であり、スイッチA〜Dは、図3のスイッチ
43A〜43Dに対応している。
【0028】なお、図において、「発光」とは発光信号
(座標信号)に対応し、「ペンダウン」、「ペンボタ
ン」とは制御信号に対応する。
(座標信号)に対応し、「ペンダウン」、「ペンボタ
ン」とは制御信号に対応する。
【0029】操作者は、指示具4を握ってスクリーン1
0にその先端を向ける。この時、スイッチ43Aは親指
が自然に触れる位置に配置されており、これを押すこと
によって光ビーム45が発射される。これにより、スク
リーン10上に光スポット5(図1参照)が生成され、
所定の処理によって座標信号が出力され始めるが、この
状態ではペンダウン及びペンボタンの制御信号は「OF
F」の状態である。このため、スクリーン10上では、
カーソルの動きやボタンのハイライト切換えなどによる
操作者への指示位置の明示のみが行われる。
0にその先端を向ける。この時、スイッチ43Aは親指
が自然に触れる位置に配置されており、これを押すこと
によって光ビーム45が発射される。これにより、スク
リーン10上に光スポット5(図1参照)が生成され、
所定の処理によって座標信号が出力され始めるが、この
状態ではペンダウン及びペンボタンの制御信号は「OF
F」の状態である。このため、スクリーン10上では、
カーソルの動きやボタンのハイライト切換えなどによる
操作者への指示位置の明示のみが行われる。
【0030】また、人差し指及び中指が自然に触れる位
置に配置されたスイッチ43C,43Dを押すことによ
って、図3に示すように「ペンダウン」及び「ペンボタ
ン」の制御信号が、発光信号に重畳された信号となる。
すなわち、スイッチ43Cを押すことによって「ペンダ
ウン」の状態となり、文字や線画の入力を開始したり、
ボタンを選択決定するなどの画面制御が実行できる。
置に配置されたスイッチ43C,43Dを押すことによ
って、図3に示すように「ペンダウン」及び「ペンボタ
ン」の制御信号が、発光信号に重畳された信号となる。
すなわち、スイッチ43Cを押すことによって「ペンダ
ウン」の状態となり、文字や線画の入力を開始したり、
ボタンを選択決定するなどの画面制御が実行できる。
【0031】同様に、スイッチ43Dを押すことによっ
て「ペンボタン」の状態となり、メニューの呼び出しな
どの別機能に対応させることができる。これにより、操
作者は、片手でスクリーン10上の任意の位置で、すば
やく正確に文字や図形を描いたり、ボタンやメニューを
選択したりすることによって、軽快に操作することがで
きる。
て「ペンボタン」の状態となり、メニューの呼び出しな
どの別機能に対応させることができる。これにより、操
作者は、片手でスクリーン10上の任意の位置で、すば
やく正確に文字や図形を描いたり、ボタンやメニューを
選択したりすることによって、軽快に操作することがで
きる。
【0032】また、スイッチ43Aはぺンボタンの役割
を持つ。もちろん画面に押し付けないでスイッチ43A
を押せば、スクリーン10上のカーソルのみを動かすこ
ともできる。実際上、文字や図形の入力は画面から離れ
て行うより、直接画面に触れた方がさらに操作性、正確
性が良い。
を持つ。もちろん画面に押し付けないでスイッチ43A
を押せば、スクリーン10上のカーソルのみを動かすこ
ともできる。実際上、文字や図形の入力は画面から離れ
て行うより、直接画面に触れた方がさらに操作性、正確
性が良い。
【0033】本実施形態では、このように4個のスイッ
チを用いて画面から離れていても、また、直前にいて
も、自然で快適な操作が可能であり、場合によって使い
分けることができるように構成されている。さらには、
直接入力専用(ポインタとして使用しない)ならば、光
ビームでなく拡散光源でよいので、半導体レーザよりも
安価で長寿命のLEDを用いることも可能である。
チを用いて画面から離れていても、また、直前にいて
も、自然で快適な操作が可能であり、場合によって使い
分けることができるように構成されている。さらには、
直接入力専用(ポインタとして使用しない)ならば、光
ビームでなく拡散光源でよいので、半導体レーザよりも
安価で長寿命のLEDを用いることも可能である。
【0034】また、このように近接用、遠隔用の2種類
の指示具4を用いたり、同時に2人以上で操作する、あ
るいは色や太さなど属性の異なる複数の指示具4を用い
る場合のために、発光制御手段42は、固有のID番号
を制御信号と共に送信するように設定されている。
の指示具4を用いたり、同時に2人以上で操作する、あ
るいは色や太さなど属性の異なる複数の指示具4を用い
る場合のために、発光制御手段42は、固有のID番号
を制御信号と共に送信するように設定されている。
【0035】そして、送信されたID番号に対応して、
描かれる線の太さや色などの属性を外部接続機器側のソ
フトウエアなどで決定するようになっており、スクリー
ン10上のボタンやメニューなどで設定変更することが
できる。この操作は、指示具4に別途操作ボタン等を設
けて変更指示信号を送信するようにしてもよく、これら
の設定については指示具4内部あるいは座標検出器1内
に状態を保持するようにしてID番号ではなく、属性情
報を外部接続機器へ送信するように構成することも可能
である。
描かれる線の太さや色などの属性を外部接続機器側のソ
フトウエアなどで決定するようになっており、スクリー
ン10上のボタンやメニューなどで設定変更することが
できる。この操作は、指示具4に別途操作ボタン等を設
けて変更指示信号を送信するようにしてもよく、これら
の設定については指示具4内部あるいは座標検出器1内
に状態を保持するようにしてID番号ではなく、属性情
報を外部接続機器へ送信するように構成することも可能
である。
【0036】また、このような追加の操作ボタンは、他
の機能、例えば表示装置の点滅や信号源の切換、録画装
置などの操作などを行えるようにも設定可能である。さ
らに、スイッチ43A,43Bのいずれか一方、または
両方に圧力検出手段を設けることによって筆圧検出を行
い、この筆圧データを制御信号と共に送信するなど各種
の有用な信号を送信することが可能である。
の機能、例えば表示装置の点滅や信号源の切換、録画装
置などの操作などを行えるようにも設定可能である。さ
らに、スイッチ43A,43Bのいずれか一方、または
両方に圧力検出手段を設けることによって筆圧検出を行
い、この筆圧データを制御信号と共に送信するなど各種
の有用な信号を送信することが可能である。
【0037】指示具4のスイッチ43Aまたはスイッチ
43Bが「ON」になると、発光が開始され、その発光
信号は比較的長い連続するパルス列からなるリーダ部
と、これに続くコード(メーカIDなど)とからなるヘ
ッダ部をまず出力し、その後、ペンIDや制御信号など
からなる送信データ列が予め定義された順序と形式に従
ってその情報を順次出力する(後述する図5に示すLS
G信号参照)。
43Bが「ON」になると、発光が開始され、その発光
信号は比較的長い連続するパルス列からなるリーダ部
と、これに続くコード(メーカIDなど)とからなるヘ
ッダ部をまず出力し、その後、ペンIDや制御信号など
からなる送信データ列が予め定義された順序と形式に従
ってその情報を順次出力する(後述する図5に示すLS
G信号参照)。
【0038】なお、本実施形態では各データビットにお
いて、「1」ビットは「0」ビットに対して2倍の間隔
をもつような変調形式で形成しているが、データの符号
化方式については種々のものが使用可能である。
いて、「1」ビットは「0」ビットに対して2倍の間隔
をもつような変調形式で形成しているが、データの符号
化方式については種々のものが使用可能である。
【0039】しかしながら、後述する様に座標検出のた
めには平均光量が一定していること、またPLLの同調
を行うにはクロック成分が十分大きいこと、等が望まし
く、送信すべきデータ量から見て冗長度を比較的高くし
ても支障はない等を勘案して、本実施形態においては、
6ビット(64個)のデータを10ビット長のコードの
うち、「1」と「0」が同数で、かつ、「1」あるいは
「0」の連続数が3以下の108個のコードに割り付け
る方法で符号化している。
めには平均光量が一定していること、またPLLの同調
を行うにはクロック成分が十分大きいこと、等が望まし
く、送信すべきデータ量から見て冗長度を比較的高くし
ても支障はない等を勘案して、本実施形態においては、
6ビット(64個)のデータを10ビット長のコードの
うち、「1」と「0」が同数で、かつ、「1」あるいは
「0」の連続数が3以下の108個のコードに割り付け
る方法で符号化している。
【0040】このような符号化方式をとることによっ
て、平均電力が一定になり、また十分なクロック成分が
含まれるので、復調時に容易に安定した同期信号を生成
することができる。
て、平均電力が一定になり、また十分なクロック成分が
含まれるので、復調時に容易に安定した同期信号を生成
することができる。
【0041】また、前述したように、ペンダウンおよび
ペンボタンの制御信号は、2ビットであるがIDなどそ
の他の長いデータも送信しなければならない。そこで、
本実施形態では、24ビットを1ブロックとして、先頭
の2ビットは制御信号、次の2ビットは内容識別コード
(例えば、筆圧信号は「00」、IDは「11」等)、
次の2ビットはこれらのパリティ、その後に、16ビッ
トのデータと2ビットのパリティとを並べて、1ブロッ
クのデータとして構成する。
ペンボタンの制御信号は、2ビットであるがIDなどそ
の他の長いデータも送信しなければならない。そこで、
本実施形態では、24ビットを1ブロックとして、先頭
の2ビットは制御信号、次の2ビットは内容識別コード
(例えば、筆圧信号は「00」、IDは「11」等)、
次の2ビットはこれらのパリティ、その後に、16ビッ
トのデータと2ビットのパリティとを並べて、1ブロッ
クのデータとして構成する。
【0042】このようなデータを前述したような方式に
より符号化すると、40ビット長の信号になる。その先
頭に10ビット長のシンクコードを付加する。このシン
クコードは「0」が4個、「1」が5個連続する、ある
いはその反転パターン(直前のブロックの終わりが、
「1」か「0」かで切り替える)という特殊なコードを
使用して、データワードとの識別が容易で、データ列の
途中においても確実にその位置を識別してデータの復元
ができるようになっている。
より符号化すると、40ビット長の信号になる。その先
頭に10ビット長のシンクコードを付加する。このシン
クコードは「0」が4個、「1」が5個連続する、ある
いはその反転パターン(直前のブロックの終わりが、
「1」か「0」かで切り替える)という特殊なコードを
使用して、データワードとの識別が容易で、データ列の
途中においても確実にその位置を識別してデータの復元
ができるようになっている。
【0043】従って、1ブロックで50ビット長の伝送
信号となり、制御信号と16ビットのIDまたは筆圧等
のデータを送信していることになる。本実施形態では、
第1の周波数60kHzの1/8の7.5kHzを第2
の周波数としているが、前述のような符号化方式を採用
しているため、平均伝送ビットレートは、この2/3の
5kHzとなる。さらに、1ブロックが50ビットなの
で、100Hzでは1ブロック24ビットのデータを送
信していることになる。
信号となり、制御信号と16ビットのIDまたは筆圧等
のデータを送信していることになる。本実施形態では、
第1の周波数60kHzの1/8の7.5kHzを第2
の周波数としているが、前述のような符号化方式を採用
しているため、平均伝送ビットレートは、この2/3の
5kHzとなる。さらに、1ブロックが50ビットなの
で、100Hzでは1ブロック24ビットのデータを送
信していることになる。
【0044】したがって、パリティを除いた実効ビット
レートは、2000ビット/秒である。このように冗長
性は高いが、誤検出を防止し、同期を容易にすることが
非常に簡単な構成で実現できる方式となっている。
レートは、2000ビット/秒である。このように冗長
性は高いが、誤検出を防止し、同期を容易にすることが
非常に簡単な構成で実現できる方式となっている。
【0045】また、後述のセンサ制御のための位相同期
信号と、シンクコードの繰り返し周期のチェックとを併
用することによって、信号に短いドロップアウトが発生
した場合でも追従ができ、逆に実際に、ペンアップやダ
ブルタップのような素早い操作を行った場合との識別
は、ヘッダ信号の有無によって確実に行えるようにもな
っている。
信号と、シンクコードの繰り返し周期のチェックとを併
用することによって、信号に短いドロップアウトが発生
した場合でも追従ができ、逆に実際に、ペンアップやダ
ブルタップのような素早い操作を行った場合との識別
は、ヘッダ信号の有無によって確実に行えるようにもな
っている。
【0046】図4は、図1に示した座標検出器1の内部
構成を示すブロック図であり、図1と同一のものには同
一の符号を付してある。以下、図5,図6に示すタイミ
ングチャートを参照して、各部の動作について説明す
る。
構成を示すブロック図であり、図1と同一のものには同
一の符号を付してある。以下、図5,図6に示すタイミ
ングチャートを参照して、各部の動作について説明す
る。
【0047】図において、座標検出器1には、集光光学
系によって高感度に光量検出を行う受光素子6と、結像
光学系によって光の到来方向を検出する2つのリニアセ
ンサ20X,2OYとが設けられており、指示具4に内
蔵された発光素子41からの光ビームにより、スクリー
ン10上に生成された光スポット5からの拡散光をそれ
ぞれ受光する。
系によって高感度に光量検出を行う受光素子6と、結像
光学系によって光の到来方向を検出する2つのリニアセ
ンサ20X,2OYとが設けられており、指示具4に内
蔵された発光素子41からの光ビームにより、スクリー
ン10上に生成された光スポット5からの拡散光をそれ
ぞれ受光する。
【0048】受光素子6には、集光光学系としての集光
レンズ6a(図1参照)が装着されており、スクリーン
10上の全範囲から高感度で所定波長の光量を検知す
る。この検知出力は、周波数検波手段71によって検波
された後、制御信号検出手段72において制御信号(指
示具4の発光制御手段42によって重畳された信号)な
どのデータを含むデジタル信号が復調される。
レンズ6a(図1参照)が装着されており、スクリーン
10上の全範囲から高感度で所定波長の光量を検知す
る。この検知出力は、周波数検波手段71によって検波
された後、制御信号検出手段72において制御信号(指
示具4の発光制御手段42によって重畳された信号)な
どのデータを含むデジタル信号が復調される。
【0049】図5,図6は、図4に示した座標検出器1
の動作を説明するためのタイミングチャートであり、特
に、その制御信号の復元動作タイミングチャートに対応
する。
の動作を説明するためのタイミングチャートであり、特
に、その制御信号の復元動作タイミングチャートに対応
する。
【0050】図5において、先に述べたようなビット列
からなるデータ信号は、受光素子6で光出力信号LSG
として検出され、周波数検波手段71で検波される。周
波数検波手段71は、光出力信号LSGの中で最も高い
第1の周波数のパルス周期に同調するように構成され、
光学的なフィルタと併用することによって、外乱光の影
響を受けることなく、変調信号CMDを復調する。
からなるデータ信号は、受光素子6で光出力信号LSG
として検出され、周波数検波手段71で検波される。周
波数検波手段71は、光出力信号LSGの中で最も高い
第1の周波数のパルス周期に同調するように構成され、
光学的なフィルタと併用することによって、外乱光の影
響を受けることなく、変調信号CMDを復調する。
【0051】この検波方法は広く実用されている赤外線
リモートコントローラと同様であり、信頼性の高い無線
通信方式である。本実施形態では、この第1の周波数と
しては、一般に使用されている赤外線リモートコントロ
ーラより高い帯域である60KHzを用い、同時に使用
しても誤動作することの無いように構成したが、この第
1の周波数を一般に使用されている赤外線リモートコン
トローラと同じ帯域にすることも可能であり、このよう
な場合にはIDなどで識別することによって誤動作を防
止する。
リモートコントローラと同様であり、信頼性の高い無線
通信方式である。本実施形態では、この第1の周波数と
しては、一般に使用されている赤外線リモートコントロ
ーラより高い帯域である60KHzを用い、同時に使用
しても誤動作することの無いように構成したが、この第
1の周波数を一般に使用されている赤外線リモートコン
トローラと同じ帯域にすることも可能であり、このよう
な場合にはIDなどで識別することによって誤動作を防
止する。
【0052】さて、周波数検波手段71により検波され
た変調信号CMDは、制御信号検出手段72によってデ
ジタルデータとして解釈され、前述したペンダウンやペ
ンボタンなどの制御信号が復元される。この復元された
制御信号は、通信制御手段33に送られる。
た変調信号CMDは、制御信号検出手段72によってデ
ジタルデータとして解釈され、前述したペンダウンやペ
ンボタンなどの制御信号が復元される。この復元された
制御信号は、通信制御手段33に送られる。
【0053】また、変調信号CMDに含まれる第2の周
波数であるコード変調の周期は、センサ制御手段31に
よって検出され、この信号によってリニアセンサ20
X,20Yを制御する。
波数であるコード変調の周期は、センサ制御手段31に
よって検出され、この信号によってリニアセンサ20
X,20Yを制御する。
【0054】すなわち、センサ制御手段31では、図5
に示したヘッダ部(HEADER)のタイミングでリセ
ットし、その後、変調信号CMDの立ち下がりに位相同
期した信号LCKを生成する。従って、この生成された
信号LCKは、指示具4の発光の有無に同期した一定周
波数の信号となる。
に示したヘッダ部(HEADER)のタイミングでリセ
ットし、その後、変調信号CMDの立ち下がりに位相同
期した信号LCKを生成する。従って、この生成された
信号LCKは、指示具4の発光の有無に同期した一定周
波数の信号となる。
【0055】また、変調信号CMDからは、光入力の有
無を示す信号LONと、この信号LONによって起動さ
れるセンサリセット信号RCLとが生成される。このセ
ンサリセット信号RCLがハイレベルの間に2つのリニ
アセンサ20X,20Yはリセットされ、信号LCKの
立ち上がりに同期したセンサリセット信号RCLの立ち
下がりのタイミングによって後述する同期積分動作が開
始される。
無を示す信号LONと、この信号LONによって起動さ
れるセンサリセット信号RCLとが生成される。このセ
ンサリセット信号RCLがハイレベルの間に2つのリニ
アセンサ20X,20Yはリセットされ、信号LCKの
立ち上がりに同期したセンサリセット信号RCLの立ち
下がりのタイミングによって後述する同期積分動作が開
始される。
【0056】一方、制御信号検出手段72はヘッダ部を
検出し、他の機器やノイズではなく、指示具4からの入
力が開始されたことを確認すると、この確認を示す信号
が通信制御手段33からセンサ制御手段31に伝達さ
れ、リニアセンサ20X,20Yの動作有効を示す信号
CONがハイレベルにセットされ、座標演算手段32の
動作が開始される。
検出し、他の機器やノイズではなく、指示具4からの入
力が開始されたことを確認すると、この確認を示す信号
が通信制御手段33からセンサ制御手段31に伝達さ
れ、リニアセンサ20X,20Yの動作有効を示す信号
CONがハイレベルにセットされ、座標演算手段32の
動作が開始される。
【0057】図6は、光出力信号LSGが無くなり、一
連動作の終了時におけるタイミングチャートであり、光
出力信号LSGから検波された変調信号CMDがローレ
ベルを一定時間以上続けると、光入力の有無を示す信号
LONがローレベルになり、さらに、センサ動作有効を
示す信号CONもローレベルとなり、その結果、リニア
センサ20X,20Yによる座標の出力動作を終了す
る。
連動作の終了時におけるタイミングチャートであり、光
出力信号LSGから検波された変調信号CMDがローレ
ベルを一定時間以上続けると、光入力の有無を示す信号
LONがローレベルになり、さらに、センサ動作有効を
示す信号CONもローレベルとなり、その結果、リニア
センサ20X,20Yによる座標の出力動作を終了す
る。
【0058】図7は、図4に示した座標検出器1内に設
けられる2つのリニアセンサ20X,20Yの配置関係
を示す斜視図であり、図1,図4と同一のものには同一
の符号を付してある。
けられる2つのリニアセンサ20X,20Yの配置関係
を示す斜視図であり、図1,図4と同一のものには同一
の符号を付してある。
【0059】図において、結像光学系としての円筒レン
ズ90X、90Yによって光スポット5の像が各センサ
の感光部21X、21Yに線状像91X,91Yとして
結像する。
ズ90X、90Yによって光スポット5の像が各センサ
の感光部21X、21Yに線状像91X,91Yとして
結像する。
【0060】これら2つのセンサを正確に直角に配置す
ることによって、それぞれがX座標、Y座標を反映した
画素にピークを持つ出力が得られる。そして、これら2
つのセンサは、図4に示すセンサ制御手段31によって
制御され、出力信号はセンサ制御手段31に接続された
AD変換手段31Aによってデジタル信号として座標演
算手段32に送られ、出力座標値を計算し、その結果を
制御信号検出手段72からの制御信号などのデータと共
に通信制御手段33を介して、所定の通信方法で外部制
御装置(図示せず)に送出する。
ることによって、それぞれがX座標、Y座標を反映した
画素にピークを持つ出力が得られる。そして、これら2
つのセンサは、図4に示すセンサ制御手段31によって
制御され、出力信号はセンサ制御手段31に接続された
AD変換手段31Aによってデジタル信号として座標演
算手段32に送られ、出力座標値を計算し、その結果を
制御信号検出手段72からの制御信号などのデータと共
に通信制御手段33を介して、所定の通信方法で外部制
御装置(図示せず)に送出する。
【0061】また、調整時など通常と異なる動作(例え
ば、ユーザ校正値の設定)を行わせるために、通信制御
手段33の方からセンサ制御手段31、座標演算手段3
2ヘモード切換え信号が送られる。
ば、ユーザ校正値の設定)を行わせるために、通信制御
手段33の方からセンサ制御手段31、座標演算手段3
2ヘモード切換え信号が送られる。
【0062】なお、本実施形態では、光スポット5の像
が各センサの画素の数倍の像幅となるように焦点調節を
行って、故意にボケを生じさせている。直径1.5mm
のプラスチック製の円筒レンズと画素ピッチ約15μ
m、有効64画素のリニアCCD、赤外線LEDを用い
た実験によれば、最もシャープな結像をさせると、約4
0度の画角全面にわたって15μm以下の像幅となり、
このような状態では画素間分割演算結果が階段状に歪ん
でしまうことが判明した。
が各センサの画素の数倍の像幅となるように焦点調節を
行って、故意にボケを生じさせている。直径1.5mm
のプラスチック製の円筒レンズと画素ピッチ約15μ
m、有効64画素のリニアCCD、赤外線LEDを用い
た実験によれば、最もシャープな結像をさせると、約4
0度の画角全面にわたって15μm以下の像幅となり、
このような状態では画素間分割演算結果が階段状に歪ん
でしまうことが判明した。
【0063】そこで、像幅が「30」から「60」μm
程度となるように、レンズの位置を調節すると、非常に
滑らかな座標データが得られた。もちろん、大きくぼけ
させると、ピークレベルが小さくなってしまうので、数
画素程度の像幅が最適である。
程度となるように、レンズの位置を調節すると、非常に
滑らかな座標データが得られた。もちろん、大きくぼけ
させると、ピークレベルが小さくなってしまうので、数
画素程度の像幅が最適である。
【0064】さらに、画素数の少ないCCDと、適度に
ボケた光学系を用いることが、本実施形態のポイントの
一つであり、このような組み合わせを用いることによっ
て、演算データ量が少なく、小さなセンサと光学系で非
常に高分解能、高精度、高速でかつ低コストな座標入力
装置を実現できるものである。
ボケた光学系を用いることが、本実施形態のポイントの
一つであり、このような組み合わせを用いることによっ
て、演算データ量が少なく、小さなセンサと光学系で非
常に高分解能、高精度、高速でかつ低コストな座標入力
装置を実現できるものである。
【0065】アレイ状に配置されたX座標検出用のリニ
アセンサ20X,Y座標検出用のリニアセンサ20Yは
同一の構成であり、その内部構成を図8に示す。
アセンサ20X,Y座標検出用のリニアセンサ20Yは
同一の構成であり、その内部構成を図8に示す。
【0066】図8は、図7に示したX座標検出用のリニ
アセンサ20X,Y座標検出用のリニアセンサ20Yの
構成を説明するブロック図である。
アセンサ20X,Y座標検出用のリニアセンサ20Yの
構成を説明するブロック図である。
【0067】図において、受光部であるセンサアレイ2
1はN個の画素(本実施形態では64画素)からなり、
受光量に応じた電荷が積分部22に蓄えられる。積分部
22は、N個からなり、ゲートICGに電圧を加えるこ
とによってリセットできるため、電子シャッタ動作が可
能である。この積分部22に蓄えられた電荷は、電極S
Tにパルス電圧を加えることによって蓄積部23に転送
される。
1はN個の画素(本実施形態では64画素)からなり、
受光量に応じた電荷が積分部22に蓄えられる。積分部
22は、N個からなり、ゲートICGに電圧を加えるこ
とによってリセットできるため、電子シャッタ動作が可
能である。この積分部22に蓄えられた電荷は、電極S
Tにパルス電圧を加えることによって蓄積部23に転送
される。
【0068】この蓄積部23は、2N個からなり、指示
具4の発光タイミングに同期した信号LCKのH(ハイ
レベル)とL(ローレベル)とにそれぞれ対応して別々
に電荷が蓄積される。
具4の発光タイミングに同期した信号LCKのH(ハイ
レベル)とL(ローレベル)とにそれぞれ対応して別々
に電荷が蓄積される。
【0069】その後、光の点滅に同期して各々別々に蓄
積された電荷は、転送クロックを簡単にするために設け
られた2N個からなるシフト部24を介して、2N個か
らなるリニアCCD部25に転送される。
積された電荷は、転送クロックを簡単にするために設け
られた2N個からなるシフト部24を介して、2N個か
らなるリニアCCD部25に転送される。
【0070】これにより、リニアCCD部25には、N
画素のセンサ出力の光の点滅に各々対応した電荷が隣接
して並んで記憶されることになる。これらリニアCCD
部25に並べられた電荷は、2N個からなるリングCC
D部26に順次転送される。このリングCCD26は、
信号RCLによってCLR部27で空にされた後、リニ
アCCD部25からの電荷を順次蓄積していく。
画素のセンサ出力の光の点滅に各々対応した電荷が隣接
して並んで記憶されることになる。これらリニアCCD
部25に並べられた電荷は、2N個からなるリングCC
D部26に順次転送される。このリングCCD26は、
信号RCLによってCLR部27で空にされた後、リニ
アCCD部25からの電荷を順次蓄積していく。
【0071】このようにして蓄積された電荷は、アンプ
29によって読み出される。このアンプ29は、非破壊
で蓄積電荷量に比例した電圧を出力するものであり、実
際には、隣接した電荷量の差分、すなわち、発光素子4
1の点灯時の電荷量から非点灯時の電荷量を差し引いた
分の値を増幅して出力する。
29によって読み出される。このアンプ29は、非破壊
で蓄積電荷量に比例した電圧を出力するものであり、実
際には、隣接した電荷量の差分、すなわち、発光素子4
1の点灯時の電荷量から非点灯時の電荷量を差し引いた
分の値を増幅して出力する。
【0072】この時得られるリニアセンサ20X,20
Yの出力波形の一例を図9,図10に示す。
Yの出力波形の一例を図9,図10に示す。
【0073】図9,図10は、図4,図7に示したリニ
アセンサ20X,20Yの出力波形の一例を示す特性図
であり、縦軸に出力レベルを示す。
アセンサ20X,20Yの出力波形の一例を示す特性図
であり、縦軸に出力レベルを示す。
【0074】なお、図9において、Bの波形は発光素子
41の点灯時の信号のみを読み出したときの波形であ
り、Aの波形は発光素子41の非点灯時の波形、すなわ
ち、外乱光のみの波形である(図8に示したように、リ
ングCCD26には、これらA,Bの波形に対応する画
素の電荷が隣接して並んでいる)。
41の点灯時の信号のみを読み出したときの波形であ
り、Aの波形は発光素子41の非点灯時の波形、すなわ
ち、外乱光のみの波形である(図8に示したように、リ
ングCCD26には、これらA,Bの波形に対応する画
素の電荷が隣接して並んでいる)。
【0075】アンプ29はその隣接する電荷量の差分値
(B−Aの波形)を非破壊増幅して出力することになる
が、これにより指示具4からの光のみの像の信号を得る
ことができ、外乱光(ノイズ)の影響を受けることなく
安定した座標入力が可能となる。
(B−Aの波形)を非破壊増幅して出力することになる
が、これにより指示具4からの光のみの像の信号を得る
ことができ、外乱光(ノイズ)の影響を受けることなく
安定した座標入力が可能となる。
【0076】また、図9に示したB−Aの波形の最大値
をPEAK値と定義すれば、光に対してセンサが機能す
る蓄積時間を増大させれば、その時間に応じてPEAK
値は増大する。
をPEAK値と定義すれば、光に対してセンサが機能す
る蓄積時間を増大させれば、その時間に応じてPEAK
値は増大する。
【0077】言い換えれば、信号LCKの1周期分の時
間を単位蓄積時間とし、それを単位として蓄積回数nを
定義すれば、蓄積回数nを増大させることでPEAK値
は増大し、このPEAK値が所定の大ささ(後述するし
きい値TH1)に達したことを検出することで、常に一
定した品位の出力波形を得ることができる。
間を単位蓄積時間とし、それを単位として蓄積回数nを
定義すれば、蓄積回数nを増大させることでPEAK値
は増大し、このPEAK値が所定の大ささ(後述するし
きい値TH1)に達したことを検出することで、常に一
定した品位の出力波形を得ることができる。
【0078】一方、外乱光が非常に強い場合、差分波形
B−Aのピークが十分な大きさになる前に、リングCC
D26の転送電荷が飽和してしまう恐れがある。このよ
うな場合を考慮して、センサにはスキム機能を有するス
キム部28が付設されている。
B−Aのピークが十分な大きさになる前に、リングCC
D26の転送電荷が飽和してしまう恐れがある。このよ
うな場合を考慮して、センサにはスキム機能を有するス
キム部28が付設されている。
【0079】スキム部28は、非点灯信号のレベルを監
視し、図10において、n回目のAnで信号レベルが所
定の値を超えている場合(図中、一点鎖線)、一定量の
電荷をA,Bの各画素から抜き取るようにする。
視し、図10において、n回目のAnで信号レベルが所
定の値を超えている場合(図中、一点鎖線)、一定量の
電荷をA,Bの各画素から抜き取るようにする。
【0080】これにより、次のn+1回目には、An+
1に示すような波形となり、これを繰り返すことによっ
て、非常に強い外乱光があっても飽和することなく、信
号電荷の蓄積を続けることができる。
1に示すような波形となり、これを繰り返すことによっ
て、非常に強い外乱光があっても飽和することなく、信
号電荷の蓄積を続けることができる。
【0081】従って、点滅光の光量が微弱であっても、
多数回積分動作を継続することによって、十分な大きさ
の信号波形を得ることが可能になる。
多数回積分動作を継続することによって、十分な大きさ
の信号波形を得ることが可能になる。
【0082】特に、指示具4に可視光域の発光源を用い
る場合、表示画像の信号が重畳するので、前述したスキ
ム機能と差分出力を用いることによって、非常にノイズ
の少ないシャープな波形を得ることが可能となる。
る場合、表示画像の信号が重畳するので、前述したスキ
ム機能と差分出力を用いることによって、非常にノイズ
の少ないシャープな波形を得ることが可能となる。
【0083】図11は、本実施形態に係る座標入力装置
における第1のデータ処理手順の一例を示すフローチャ
ートであり、センサ制御手段31によるリニアセンサ2
0X,20Yのセンサ制御の一連の動作手順に対応す
る。なお、(1)〜(11)は各ステップを示す。
における第1のデータ処理手順の一例を示すフローチャ
ートであり、センサ制御手段31によるリニアセンサ2
0X,20Yのセンサ制御の一連の動作手順に対応す
る。なお、(1)〜(11)は各ステップを示す。
【0084】センサ制御手段31は、センサ制御動作を
開始すると、ステップ(1)で、図5に示した信号CO
Nを監視する。そして、信号CONがハイレベルになる
と、ステップ(2)で、フラグponを「1」にセット
し、蓄積回数nを「0」にリセットし、ステップ(3)
でセンサ出力のPEAK値(ピークレベル)が所定の大
きさ(しきい値TH1)より大きいか否かを判定し、し
きい値TH1より小さいと判定した場合は、ステップ
(4)で蓄積回数nが第1の所定回数n0を超えている
かの判定を行い、超えていないと判定した場合は、ステ
ップ(5)に移り、蓄積回数nを「1」インクリメント
して、ステップ(3)に戻る。
開始すると、ステップ(1)で、図5に示した信号CO
Nを監視する。そして、信号CONがハイレベルになる
と、ステップ(2)で、フラグponを「1」にセット
し、蓄積回数nを「0」にリセットし、ステップ(3)
でセンサ出力のPEAK値(ピークレベル)が所定の大
きさ(しきい値TH1)より大きいか否かを判定し、し
きい値TH1より小さいと判定した場合は、ステップ
(4)で蓄積回数nが第1の所定回数n0を超えている
かの判定を行い、超えていないと判定した場合は、ステ
ップ(5)に移り、蓄積回数nを「1」インクリメント
して、ステップ(3)に戻る。
【0085】一方、ステップ(3)で、PEAK値がT
H1より大きいと判定され、ステップ(4)で、蓄積回
数nが第1の所定回数n0を超えていると判定された場
合は、ステップ(6)に進み、積分停止信号RONがハ
イレベル(H)になって、積分動作は停止される。そし
て、座標演算手段32による座標値演算の処理が開始さ
れる。
H1より大きいと判定され、ステップ(4)で、蓄積回
数nが第1の所定回数n0を超えていると判定された場
合は、ステップ(6)に進み、積分停止信号RONがハ
イレベル(H)になって、積分動作は停止される。そし
て、座標演算手段32による座標値演算の処理が開始さ
れる。
【0086】その後、ステップ(7)とステップ(8)
のループで第2の所定回数n1を超えていると判定され
た場合は、ステップ(9)で、積分停止信号RONがロ
ーレベルになり、同時に、信号LCKの周期の数倍(図
6の例では2倍)の間センサリセット信号RCLがハイ
レベルになって、ステップ(10)に進み、信号CON
がハイレベルであると判定されている間は、ステップ
(2)〜(10)の動作が繰り返され、前記の所定回数
n1で決まる周期ごとに座標値演算が行われる。
のループで第2の所定回数n1を超えていると判定され
た場合は、ステップ(9)で、積分停止信号RONがロ
ーレベルになり、同時に、信号LCKの周期の数倍(図
6の例では2倍)の間センサリセット信号RCLがハイ
レベルになって、ステップ(10)に進み、信号CON
がハイレベルであると判定されている間は、ステップ
(2)〜(10)の動作が繰り返され、前記の所定回数
n1で決まる周期ごとに座標値演算が行われる。
【0087】一方、ステップ(10)で、信号CONが
ローレベルであると判定された場合は、ごみなどの影響
で、信号CONがドロップしても、1回のみは状態を保
持するように、ステップ(11)で、1サイクルタイム
を待機し、ステップ(1)へ戻り、もし、連続して2周
期期の間、信号CONがローレベルであると判定された
場合は、ステップ(1)からステップ(12)に進み、
フラグponが「0」にリセットされ、シンク信号待ち
の状態になって、ステップ(1)に戻る。
ローレベルであると判定された場合は、ごみなどの影響
で、信号CONがドロップしても、1回のみは状態を保
持するように、ステップ(11)で、1サイクルタイム
を待機し、ステップ(1)へ戻り、もし、連続して2周
期期の間、信号CONがローレベルであると判定された
場合は、ステップ(1)からステップ(12)に進み、
フラグponが「0」にリセットされ、シンク信号待ち
の状態になって、ステップ(1)に戻る。
【0088】このドロップアウト対策部分は、ステップ
(1)に示すように、1周期でなくもっと長くすること
も可能であり、外乱が少なければ、逆に無くしてしまっ
てもよいことは言うまでもない。
(1)に示すように、1周期でなくもっと長くすること
も可能であり、外乱が少なければ、逆に無くしてしまっ
てもよいことは言うまでもない。
【0089】なお、ここの1周期を前述のデータブロッ
クの周期の自然数倍として、シンクコードのタイミング
と一致させ、信号CONの代りにシンクコード検出信号
を用いても同様の動作を行える。
クの周期の自然数倍として、シンクコードのタイミング
と一致させ、信号CONの代りにシンクコード検出信号
を用いても同様の動作を行える。
【0090】また、座標検出器1に到達する指示具4の
光は、指示具4に内蔵された電源(電池)44の消耗に
より変動する他、指示具4の姿勢によっても変動する。
特に、スクリーン10の光拡散性が小さい場合、表示画
像の正面輝度は向上するが、この指示具4の姿勢による
センサヘの入力光量の変動が大きくなってしまう。
光は、指示具4に内蔵された電源(電池)44の消耗に
より変動する他、指示具4の姿勢によっても変動する。
特に、スクリーン10の光拡散性が小さい場合、表示画
像の正面輝度は向上するが、この指示具4の姿勢による
センサヘの入力光量の変動が大きくなってしまう。
【0091】しかしながら、本実施形態では、このよう
な場合であっても、積分回数が自動的に追従して常に安
定した出力信号を得ることができるので、安定した座標
検出が可能となる優れた効果が得られる。
な場合であっても、積分回数が自動的に追従して常に安
定した出力信号を得ることができるので、安定した座標
検出が可能となる優れた効果が得られる。
【0092】また、レーザポインタのビームがあまり散
乱されずにセンサに入射した場合は、かなり強い光が入
る事になるがが、このような場合であっても安定した座
標検出ができることは明らかである。
乱されずにセンサに入射した場合は、かなり強い光が入
る事になるがが、このような場合であっても安定した座
標検出ができることは明らかである。
【0093】また、画面に直接接触させて使用するLE
Dを用いたペンタイプとレーザポインタとを併用する場
合、LEDはより大きな光量のものが使用可能であるの
で、前記図11に示した積分回数n0,n1をID信号
によってペンかポインタかを判別して切換え、ペンの場
合はサンプリングを高速に、ポインタの場合は低速にす
ることも可能である。
Dを用いたペンタイプとレーザポインタとを併用する場
合、LEDはより大きな光量のものが使用可能であるの
で、前記図11に示した積分回数n0,n1をID信号
によってペンかポインタかを判別して切換え、ペンの場
合はサンプリングを高速に、ポインタの場合は低速にす
ることも可能である。
【0094】実際、文字入力のように繊細な描画作業は
ポインタでは不可能であり、むしろ低速サンプリングに
よって滑らかな線を描けるほうが使い勝手がよく、この
ような切換えを設けることも有効である。
ポインタでは不可能であり、むしろ低速サンプリングに
よって滑らかな線を描けるほうが使い勝手がよく、この
ような切換えを設けることも有効である。
【0095】以上述べてきたように、点滅光に高周波数
のキャリアを加え、そのキャリアを周波数検波して得た
所定周期の復調信号によって積分動作のタイミング制御
を行うようにしたので、指示具4と撮像部とをコードレ
スで同期させることができ、使い勝手の良い座標入力装
置を実現することができる。
のキャリアを加え、そのキャリアを周波数検波して得た
所定周期の復調信号によって積分動作のタイミング制御
を行うようにしたので、指示具4と撮像部とをコードレ
スで同期させることができ、使い勝手の良い座標入力装
置を実現することができる。
【0096】また、レーザビームを用いることによって
画面から離れた位置で容易に操作することが可能となる
優れた利点も得られる。また、積分手段からの差分信号
中のピークレベルが所定レベルを超えたことを検出し積
分動作を停止させる積分制御手段を設けたので、光量が
変化してもほぼ一定レベルの光スポット像の信号を作成
でき、これにより、常に安定した高分解能な座標演算結
果を得ることができる。
画面から離れた位置で容易に操作することが可能となる
優れた利点も得られる。また、積分手段からの差分信号
中のピークレベルが所定レベルを超えたことを検出し積
分動作を停止させる積分制御手段を設けたので、光量が
変化してもほぼ一定レベルの光スポット像の信号を作成
でき、これにより、常に安定した高分解能な座標演算結
果を得ることができる。
【0097】以下、図4に示した座標演算手段32にお
ける座標演算処理について説明する。
ける座標演算処理について説明する。
【0098】上述したようにして得られた2つのリニア
センサ20X,20Yの出力信号(アンプ29からの差
分信号)は、センサ制御手段31に設けられたAD変換
手段31Aでデジタル信号として座標演算手段32に送
られ、座標値が計算される。座標値の演算は、まず、X
座標、Y座標の各方向の出力データに対して、センサ上
の座標値(X1、Y1)が求められる。なお、演算処理
は、X,Y同様であるので、Xのみについて説明する。
センサ20X,20Yの出力信号(アンプ29からの差
分信号)は、センサ制御手段31に設けられたAD変換
手段31Aでデジタル信号として座標演算手段32に送
られ、座標値が計算される。座標値の演算は、まず、X
座標、Y座標の各方向の出力データに対して、センサ上
の座標値(X1、Y1)が求められる。なお、演算処理
は、X,Y同様であるので、Xのみについて説明する。
【0099】図12は、本実施形態に係る座標入力装置
における第2のデータ処理手順の一例を示すフローチャ
ートであり、座標入力装置32における座標演算の処理
手順に対応する。なお、(1)〜(10)は各ステップ
を示す。
における第2のデータ処理手順の一例を示すフローチャ
ートであり、座標入力装置32における座標演算の処理
手順に対応する。なお、(1)〜(10)は各ステップ
を示す。
【0100】まず、ステップ(1)で、カウンタcon
tを「0」に初期化し、ステップ(2)で、任意の座標
入力点(後述する基準点設定モードでは座標が既知の所
定点)での各画素の差分信号である差分データDx
(n)(本実施形態の場合画素数n=64)が読み込ま
れ、例えば座標演算手段32内の図示しないバッファメ
モリに蓄えられる。
tを「0」に初期化し、ステップ(2)で、任意の座標
入力点(後述する基準点設定モードでは座標が既知の所
定点)での各画素の差分信号である差分データDx
(n)(本実施形態の場合画素数n=64)が読み込ま
れ、例えば座標演算手段32内の図示しないバッファメ
モリに蓄えられる。
【0101】次に、ステップ(3)では、あらかじめ設
定しておいたしきい値Vと比較し、しきい値以上のデー
タ値Ex(n)を導出する。このデータを用いて、ステ
ップ(4)で、センサ上の座標X1を算出する。
定しておいたしきい値Vと比較し、しきい値以上のデー
タ値Ex(n)を導出する。このデータを用いて、ステ
ップ(4)で、センサ上の座標X1を算出する。
【0102】なお、本実施形態では、重心法により出力
データの重心を算出しているが、出力データEx(n)
のピーク値を求める方法(例えば微分法による)等、計
算の方法は複数あることは言うまでもない。
データの重心を算出しているが、出力データEx(n)
のピーク値を求める方法(例えば微分法による)等、計
算の方法は複数あることは言うまでもない。
【0103】次に、ステップ(5)で、座標演算処理の
モードが基準点設定モードであるあるかどうかを判定
し、YESならばステップ(8)で、カウンタcont
を「1」インクリメントし、ステップ(9)で、該カウ
ンタcontの内容が「2」以上かどうかを判定して、
YESならば処理を終了する。
モードが基準点設定モードであるあるかどうかを判定
し、YESならばステップ(8)で、カウンタcont
を「1」インクリメントし、ステップ(9)で、該カウ
ンタcontの内容が「2」以上かどうかを判定して、
YESならば処理を終了する。
【0104】一方、ステップ(9)で、NOと判定され
た場合には、ステップ(10)で、各々の点で得られる
X方向センサの重心値を、X11、X12として導出し
たその値X1と、既知の座標値α1、α2をバッファ上
に記憶して、ステップ(2)へ戻る。
た場合には、ステップ(10)で、各々の点で得られる
X方向センサの重心値を、X11、X12として導出し
たその値X1と、既知の座標値α1、α2をバッファ上
に記憶して、ステップ(2)へ戻る。
【0105】一方、ステップ(5)で、基準点設定モー
ドでないと判定された場合には、ステップ(6)で、ス
テップ(10)で、バッファ上に記憶された値を用い
て、導出すべき座標入力点のX座標を後述する下記第
(1)式に基づいて算出する。そして、ステップ(7)
で、高性能な座標入力装置を提供することを目的とし
て、必要に応じて座標値の校正(例えば光学系のレンズ
収差を補正するためにソフト的な演算でその歪みを補正
する等)を行い、座標値を確定して座標値を出力して、
処理を終了する。
ドでないと判定された場合には、ステップ(6)で、ス
テップ(10)で、バッファ上に記憶された値を用い
て、導出すべき座標入力点のX座標を後述する下記第
(1)式に基づいて算出する。そして、ステップ(7)
で、高性能な座標入力装置を提供することを目的とし
て、必要に応じて座標値の校正(例えば光学系のレンズ
収差を補正するためにソフト的な演算でその歪みを補正
する等)を行い、座標値を確定して座標値を出力して、
処理を終了する。
【0106】以下、出力データの重心X1から座標を算
出するためには、あらかじめ所定値を求めておく必要が
あり、その所定値を導出する方法(基準点設定モード)
に付いて、X方向を例として説明する。
出するためには、あらかじめ所定値を求めておく必要が
あり、その所定値を導出する方法(基準点設定モード)
に付いて、X方向を例として説明する。
【0107】まず、スクリーン10上のX座標、Y座標
が既知の点(α1、β1)、及び(α2、β2)で、指
示具4を位置せしめ、前述のステップ(2)〜(4)を
各々実行し、各々の点で得られるX方向センサの重心値
を、X11、X12として導出し、その値、及び既知の
座標値α1、α2を各々ステップ(10)で記憶する。
この記憶された値を用いて、通常の座標算出時には、下
記第(1)式に基づき座標入力点のX座標を算出する。
が既知の点(α1、β1)、及び(α2、β2)で、指
示具4を位置せしめ、前述のステップ(2)〜(4)を
各々実行し、各々の点で得られるX方向センサの重心値
を、X11、X12として導出し、その値、及び既知の
座標値α1、α2を各々ステップ(10)で記憶する。
この記憶された値を用いて、通常の座標算出時には、下
記第(1)式に基づき座標入力点のX座標を算出する。
【0108】
【数1】 X=(X1−X11 )(α2 −α1 )/(X12 −X11 )+α1 ……(1) そして、ステップ(7)ではより高性能な座標入力装置
を提供することを目的として、必要に応じて座標値の校
正(例えば光学系のレンズ収差を補正するためにソフト
的な演算でその歪みを補正する等)をし、座標値を確定
する。
を提供することを目的として、必要に応じて座標値の校
正(例えば光学系のレンズ収差を補正するためにソフト
的な演算でその歪みを補正する等)をし、座標値を確定
する。
【0109】なお、確定した座標をそのままリアルタイ
ムで出力する事も可能であるし、目的に応じてデータを
間引く(例えば確定座標10個毎で1個のデータのみ出
力)等も可能である事は言うまでもないが、以下の仕様
等を想定する場合には、重要である。
ムで出力する事も可能であるし、目的に応じてデータを
間引く(例えば確定座標10個毎で1個のデータのみ出
力)等も可能である事は言うまでもないが、以下の仕様
等を想定する場合には、重要である。
【0110】また、指示具4をペンのように使う場合
と、ポインタとして画面から離れて使う場合では、使用
者の手の安定性が異なる。ポインタとして使う場合に
は、画面上のカーソルが細かく震えてしまうので、この
ような細かい動きを抑制したほうが使いやすい。一方、
ペンのように使う場合には、できるだけ忠実に速く追従
することが求められる。特に文字を書く場合などには小
さな素早い操作ができないと、正しく入力できなくなっ
てしまう。
と、ポインタとして画面から離れて使う場合では、使用
者の手の安定性が異なる。ポインタとして使う場合に
は、画面上のカーソルが細かく震えてしまうので、この
ような細かい動きを抑制したほうが使いやすい。一方、
ペンのように使う場合には、できるだけ忠実に速く追従
することが求められる。特に文字を書く場合などには小
さな素早い操作ができないと、正しく入力できなくなっ
てしまう。
【0111】本実施形態では、制御信号によりIDを送
信しているため、ポインタタイプか否か、先端のスイッ
チが押されているか否かを判定可能なので、これによ
り、ポインタとして、或いはペンとして使っているかど
うかを判定できる。
信しているため、ポインタタイプか否か、先端のスイッ
チが押されているか否かを判定可能なので、これによ
り、ポインタとして、或いはペンとして使っているかど
うかを判定できる。
【0112】もし、ポインタであれば、例えば前回及び
前々回の出力座標値(X−1,Y−1)、(X−2,Y
−2)を用いて移動平均を計算して今回の出力座標値
(X,Y)を求める様にすれば、ぶれの少ない操作性の
良い構成となる。
前々回の出力座標値(X−1,Y−1)、(X−2,Y
−2)を用いて移動平均を計算して今回の出力座標値
(X,Y)を求める様にすれば、ぶれの少ない操作性の
良い構成となる。
【0113】本実施形態では、単純な移動平均を用いて
いるが、このような平滑化処理に用いる関数としては、
他にも差分絶対値を大きさにより非線型圧縮したり、移
動平均による予測値を用いてこれとの差分を非線型圧縮
するなどの各種方式が使用可能である。要は、ポインタ
として使用している場合は平滑化を強目にし、そうでな
い場合は弱目に切り替えることが、制御信号により可能
であるため、それぞれ使い勝手のよい状態を実現可能で
あり、この点でも本発明の効果は大きい。
いるが、このような平滑化処理に用いる関数としては、
他にも差分絶対値を大きさにより非線型圧縮したり、移
動平均による予測値を用いてこれとの差分を非線型圧縮
するなどの各種方式が使用可能である。要は、ポインタ
として使用している場合は平滑化を強目にし、そうでな
い場合は弱目に切り替えることが、制御信号により可能
であるため、それぞれ使い勝手のよい状態を実現可能で
あり、この点でも本発明の効果は大きい。
【0114】なお、これらの演算処理は、前述したよう
に座標サンプリング周波数が100Hzの場合には10
msecの間に終了すればよく、原データは64画素×
2(xおよびy)×AD変換手段8ビットと非常に少な
い上、収束演算も必要ないので低速の8ビット1チップ
マイクロプロセッサで十分処理が可能である。このよう
なことは、コスト的に有利なだけでなく、仕様変更が容
易で、開発期間の短縮や様々な派生商品の開発が容易に
なる利点もある。
に座標サンプリング周波数が100Hzの場合には10
msecの間に終了すればよく、原データは64画素×
2(xおよびy)×AD変換手段8ビットと非常に少な
い上、収束演算も必要ないので低速の8ビット1チップ
マイクロプロセッサで十分処理が可能である。このよう
なことは、コスト的に有利なだけでなく、仕様変更が容
易で、開発期間の短縮や様々な派生商品の開発が容易に
なる利点もある。
【0115】特に、エリアセンサを用いる場合のよう
に、高速の画像データ処理を行う専用のLSIの開発な
どは不要であり、開発費用、開発期間などの優位性は非
常に大きなものである。
に、高速の画像データ処理を行う専用のLSIの開発な
どは不要であり、開発費用、開発期間などの優位性は非
常に大きなものである。
【0116】上述したような演算処理によって求めた座
標値(X,Y)を示すデータ信号は、座標演算手段32
から通信制御手段33に送られる。この通信制御手段3
3には、そのデータ信号と、制御信号検出手段72から
の制御信号とが入力される。そして、これらデータ信号
および制御信号は、ともに所定の形式の通信信号に変換
され、外部の表示制御装置に送出される。これにより、
スクリーン10上のカーソルやメニュー、文字や線画の
入力などの各種操作を行うことができる。前述したよう
に、64画素のセンサを使った場合でも、1000超の
分解能と十分な精度とが得られ、センサ、光学系ともに
小型、低コストな構成でよく、また、演算回路も非常に
小規模な構成とすることが可能な座標入力装置を得るこ
とができる。
標値(X,Y)を示すデータ信号は、座標演算手段32
から通信制御手段33に送られる。この通信制御手段3
3には、そのデータ信号と、制御信号検出手段72から
の制御信号とが入力される。そして、これらデータ信号
および制御信号は、ともに所定の形式の通信信号に変換
され、外部の表示制御装置に送出される。これにより、
スクリーン10上のカーソルやメニュー、文字や線画の
入力などの各種操作を行うことができる。前述したよう
に、64画素のセンサを使った場合でも、1000超の
分解能と十分な精度とが得られ、センサ、光学系ともに
小型、低コストな構成でよく、また、演算回路も非常に
小規模な構成とすることが可能な座標入力装置を得るこ
とができる。
【0117】また、センサを、エリアセンサとして構成
する場合は、分解能を2倍にするには、4倍の画素数と
演算データとが必要となるのに対して、リニアセンサと
して構成する場合には、X座標,Y座標各々2倍の画素
数にするだけで済む。従って、画素数を増やしてさらに
高分解能にすることも容易にできる。
する場合は、分解能を2倍にするには、4倍の画素数と
演算データとが必要となるのに対して、リニアセンサと
して構成する場合には、X座標,Y座標各々2倍の画素
数にするだけで済む。従って、画素数を増やしてさらに
高分解能にすることも容易にできる。
【0118】以上説明したように、実施形態によれば、
指示具4により所定の周期で点滅する光スポットの点灯
時と非点灯時との信号を別々に積分して差信号を求め、
ピーク画素の位置を精度よく求める様に構成したので、
高精度、高分解能の座標値を得ることができ、さらには
外乱光の影響を抑制し、小型、軽量、低コストな座標入
力装置を実現することができる。
指示具4により所定の周期で点滅する光スポットの点灯
時と非点灯時との信号を別々に積分して差信号を求め、
ピーク画素の位置を精度よく求める様に構成したので、
高精度、高分解能の座標値を得ることができ、さらには
外乱光の影響を抑制し、小型、軽量、低コストな座標入
力装置を実現することができる。
【0119】上記実施形態によれば、指示具4の先端に
回転可能な透明な球体レンズ11を装着することによ
り、指示具4をスクリーン10に押し付けて、文字や線
を書くとき、指示具4とスクリーン10との摩擦を軽減
でき、指示具4の先端部、又は、スクリーン10の表面
をキズ付けることなく、スムーズなペン入力動作を可能
とした。
回転可能な透明な球体レンズ11を装着することによ
り、指示具4をスクリーン10に押し付けて、文字や線
を書くとき、指示具4とスクリーン10との摩擦を軽減
でき、指示具4の先端部、又は、スクリーン10の表面
をキズ付けることなく、スムーズなペン入力動作を可能
とした。
【0120】以下、図13に示すメモリマップを参照し
て本発明に係る座標入力装置に備えられる記憶媒体で読
み出し可能なデータ処理プログラムの構成について説明
する。
て本発明に係る座標入力装置に備えられる記憶媒体で読
み出し可能なデータ処理プログラムの構成について説明
する。
【0121】図13は、本発明に係る座標入力装置で読
み出し可能な各種データ処理プログラムを格納する記憶
媒体のメモリマップを説明する図である。
み出し可能な各種データ処理プログラムを格納する記憶
媒体のメモリマップを説明する図である。
【0122】なお、特に図示しないが、記憶媒体に記憶
されるプログラム群を管理する情報、例えばバージョン
情報,作成者等も記憶され、かつ、プログラム読み出し
側のOS等に依存する情報、例えばプログラムを識別表
示するアイコン等も記憶される場合もある。
されるプログラム群を管理する情報、例えばバージョン
情報,作成者等も記憶され、かつ、プログラム読み出し
側のOS等に依存する情報、例えばプログラムを識別表
示するアイコン等も記憶される場合もある。
【0123】さらに、各種プログラムに従属するデータ
も上記ディレクトリに管理されている。また、各種プロ
グラムをコンピュータにインストールするためのプログ
ラムや、インストールするプログラムが圧縮されている
場合に、解凍するプログラム等も記憶される場合もあ
る。
も上記ディレクトリに管理されている。また、各種プロ
グラムをコンピュータにインストールするためのプログ
ラムや、インストールするプログラムが圧縮されている
場合に、解凍するプログラム等も記憶される場合もあ
る。
【0124】本実施形態における図11,図12に示す
機能が外部からインストールされるプログラムによっ
て、ホストコンピュータにより遂行されていてもよい。
そして、その場合、CD−ROMやフラッシュメモリや
FD等の記憶媒体により、あるいはネットワークを介し
て外部の記憶媒体から、プログラムを含む情報群を出力
装置に供給される場合でも本発明は適用されるものであ
る。
機能が外部からインストールされるプログラムによっ
て、ホストコンピュータにより遂行されていてもよい。
そして、その場合、CD−ROMやフラッシュメモリや
FD等の記憶媒体により、あるいはネットワークを介し
て外部の記憶媒体から、プログラムを含む情報群を出力
装置に供給される場合でも本発明は適用されるものであ
る。
【0125】以上のように、前述した実施形態の機能を
実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記
憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステ
ムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMP
U)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、本発明の目的が達成されるこ
とは言うまでもない。
実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記
憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステ
ムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMP
U)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、本発明の目的が達成されるこ
とは言うまでもない。
【0126】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が本発明の新規な機能を実現すること
になり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本
発明を構成することになる。
グラムコード自体が本発明の新規な機能を実現すること
になり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本
発明を構成することになる。
【0127】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピーディスク,ハードディ
スク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,C
D−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,RO
M,EEPROM等を用いることができる。
体としては、例えば、フロッピーディスク,ハードディ
スク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,C
D−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,RO
M,EEPROM等を用いることができる。
【0128】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述した実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペ
レーティングシステム)等が実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
ムコードを実行することにより、前述した実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペ
レーティングシステム)等が実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0129】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに
備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに
備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
【0130】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る第1
の発明によれば、座標入力画面上に発光素子から発する
光を照射して座標位置を入力するための座標入力用の指
示具であって、前記発光素子から発光される光の光路上
で、かつ前記指示具の先端部に、該光によりスポット光
を形成するための球体レンズを回転可能に具備したの
で、座標入力画面上で球体レンズを接触させても該指示
具を支障なく滑らかに移動させて、ユーザが意図する座
標位置を指示させることができる。
の発明によれば、座標入力画面上に発光素子から発する
光を照射して座標位置を入力するための座標入力用の指
示具であって、前記発光素子から発光される光の光路上
で、かつ前記指示具の先端部に、該光によりスポット光
を形成するための球体レンズを回転可能に具備したの
で、座標入力画面上で球体レンズを接触させても該指示
具を支障なく滑らかに移動させて、ユーザが意図する座
標位置を指示させることができる。
【0131】第2の発明によれば、前記回転可能な球体
レンズは、前記発光素子と直接接触させることなく隔絶
された位置に設けるので、レンズの回転により発光素子
が損傷されることなく、かつ、指示具と座標入力画面と
の臨角度に左右されることなく、確実に散光するスポッ
ト光を発光させることができる。
レンズは、前記発光素子と直接接触させることなく隔絶
された位置に設けるので、レンズの回転により発光素子
が損傷されることなく、かつ、指示具と座標入力画面と
の臨角度に左右されることなく、確実に散光するスポッ
ト光を発光させることができる。
【0132】本発明に係る第3の発明は、異なる複数の
情報を入力するための複数のスイッチを所定位置に設け
たので、該散光するスポット光と各スイッチの押下によ
り様々な情報を操作性良く入力することができる。
情報を入力するための複数のスイッチを所定位置に設け
たので、該散光するスポット光と各スイッチの押下によ
り様々な情報を操作性良く入力することができる。
【0133】本発明に係る第4の発明は、座標入力画面
を透過する指示具から発するスポット光を検出して座標
入力情報を確定する座標入力装置であって、前記座標入
力画面を指示するスポット光を検出する検出手段と、前
記検出手段により検出される位置情報に所定の演算処理
を施し座標位置を演算処理する演算手段と、前記演算手
段により演算された座標位置を前記座標入力画面上の指
示に反映させる制御手段とを有するので、指示具からス
ポット光を外光による影響に左右されることなく検出し
て、外乱光からの影響を受けずに、指示具から発光され
るスポット光の位置を確実に特定することができる。
を透過する指示具から発するスポット光を検出して座標
入力情報を確定する座標入力装置であって、前記座標入
力画面を指示するスポット光を検出する検出手段と、前
記検出手段により検出される位置情報に所定の演算処理
を施し座標位置を演算処理する演算手段と、前記演算手
段により演算された座標位置を前記座標入力画面上の指
示に反映させる制御手段とを有するので、指示具からス
ポット光を外光による影響に左右されることなく検出し
て、外乱光からの影響を受けずに、指示具から発光され
るスポット光の位置を確実に特定することができる。
【0134】従って、外乱光からの影響を受け易い使用
環境であっても、指示する画面上で移動に伴う摩擦を軽
減し、且つ、外乱光の影響を抑制し、高分解能で高性能
な座標情報を入力できる、小型で、低コストな座標入力
用の指示具および座標入力装置を提供することができる
等の効果を奏する。
環境であっても、指示する画面上で移動に伴う摩擦を軽
減し、且つ、外乱光の影響を抑制し、高分解能で高性能
な座標情報を入力できる、小型で、低コストな座標入力
用の指示具および座標入力装置を提供することができる
等の効果を奏する。
【図1】本発明の一実施形態を示す座標入力装置の構成
を説明する概略図である。
を説明する概略図である。
【図2】図1に示した指示具の詳細を説明する断面構成
図である。
図である。
【図3】図2に示した指示具の動作モードを示す図であ
る。
る。
【図4】図1に示した座標検出器の内部構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図5】図4に示した座標検出器の動作説明するための
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図6】図4に示した座標検出器の動作説明するための
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図7】図4に示した座標検出器内に設けられる2つの
リニアセンサの配置関係を示す斜視図である。
リニアセンサの配置関係を示す斜視図である。
【図8】図7に示したX座標検出用のリニアセンサ,Y
座標検出用のリニアセンサの構成を説明するブロック図
である。
座標検出用のリニアセンサの構成を説明するブロック図
である。
【図9】図4,図7に示したリニアセンサの出力波形の
一例を示す特性図である。
一例を示す特性図である。
【図10】図4,図7に示したリニアセンサの出力波形
の一例を示す特性図である。
の一例を示す特性図である。
【図11】本実施形態に係る座標入力装置における第1
のデータ処理手順の一例を示すフローチャートである。
のデータ処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図12】本実施形態に係る座標入力装置における第2
のデータ処理手順の一例を示すフローチャートである。
のデータ処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図13】本発明に係る座標入力装置で読み出し可能な
各種データ処理プログラムを格納する記憶媒体のメモリ
マップを説明する図である。
各種データ処理プログラムを格納する記憶媒体のメモリ
マップを説明する図である。
1 座標検出器 2 座標検出センサ部 3 コントローラ 4 指示具 5 光スポット 6 受光素子 7 信号処理部 8 投射型表示装置 10 スクリーン 11 球体レンズ 20X,20Y リニアセンサ 21 センサアレイ 22 積分部 25 リニアCCD部 26 リングCCD部 27 CLR部 28 スキム部 29 アンプ 31 センサ制御手段 32 座標演算手段 33 通信制御手段 41 発光素子 42 発光制御手段 43 操作スイッチ 44 電源部 45 光ビーム 71 周波数検波手段 72 制御信号検出手段 81 画像信号処理部 82 液晶パネル 83 ランプ 84 ミラー 85 コンデンサレンズ 86 投影レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 勝英 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小林 克行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 田中 淳 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金鋪 正明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 5B087 AA02 AC09 AE03 BC03 BC13 BC17 BC32 CC09 CC20 CC21 CC26 CC33 DD03
Claims (4)
- 【請求項1】 座標入力画面上に発光素子から発する光
を照射して座標位置を入力するための座標入力用の指示
具であって、 前記発光素子から発光される光の光路上で、かつ前記指
示具の先端部に、該光によりスポット光を形成するため
の球体レンズを回転可能に具備したことを特徴とする座
標入力用の指示具。 - 【請求項2】 前記回転可能な球体レンズは、前記発光
素子と直接接触させることなく隔絶された位置に設ける
ことを特徴とする請求項1記載の座標入力用の指示具。 - 【請求項3】 異なる複数の情報を入力するための複数
のスイッチを所定位置に設けたことを特徴とする請求項
1記載の座標入力用の指示具。 - 【請求項4】 座標入力画面を透過する指示具から発す
るスポット光を検出して座標入力情報を確定する座標入
力装置であって、 前記座標入力画面を指示するスポット光を検出する検出
手段と、 前記検出手段により検出される位置情報に所定の演算処
理を施し座標位置を演算処理する演算手段と、 前記演算手段により演算された座標位置を前記座標入力
画面上の指示に反映させる制御手段と、を有することを
特徴とする座標入力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36081098A JP2000181627A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 座標入力用の指示具および座標入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36081098A JP2000181627A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 座標入力用の指示具および座標入力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000181627A true JP2000181627A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18471023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36081098A Pending JP2000181627A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 座標入力用の指示具および座標入力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000181627A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100912322B1 (ko) * | 2006-12-12 | 2009-08-14 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 위치 검출 장치 |
JP2009301563A (ja) * | 2009-08-06 | 2009-12-24 | Seiko Instruments Inc | ポインティングシステム |
JP2012190305A (ja) * | 2011-03-11 | 2012-10-04 | Nec Casio Mobile Communications Ltd | 情報端末装置、情報端末装置の制御方法、情報端末装置の制御プログラム |
-
1998
- 1998-12-18 JP JP36081098A patent/JP2000181627A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100912322B1 (ko) * | 2006-12-12 | 2009-08-14 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 위치 검출 장치 |
JP2009301563A (ja) * | 2009-08-06 | 2009-12-24 | Seiko Instruments Inc | ポインティングシステム |
JP2012190305A (ja) * | 2011-03-11 | 2012-10-04 | Nec Casio Mobile Communications Ltd | 情報端末装置、情報端末装置の制御方法、情報端末装置の制御プログラム |
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