JP2000181627A - Indicating tool for coordinate input and coordinate input device - Google Patents

Indicating tool for coordinate input and coordinate input device

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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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light
coordinate
signal
coordinate input
screen
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JP36081098A
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Japanese (ja)
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Masahiro Ando
昌弘 安藤
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Katsuhide Hasegawa
勝英 長谷川
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Atsushi Tanaka
淳 田中
Masaaki Kanashiki
正明 金鋪
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce friction accompanying movement on a screen where an indication is made, to suppress the influence of disturbing light, and to input high-resolution, high-performance coordinate information by equipping the indicating tool with a spherical lens atop rotatably on the optical path of light emitted by a light emitting element. SOLUTION: The indicating tool 4 internally has the light emitting element 41, such as a semiconductor laser or LED, which emits a light beam, a light emission control means 42 which drives and controls its light emission, plural switch means 43 for operation which are equipped with switches 43A to 43D, and a power source means 44 such as a battery. The light emission control means 42 turns ON and OFF the light emission according to the states of the switches 43 for operation and performs light emission control while a control signal is superposed. On the tip part of the indicating tool 4, the rotatable transparent spherical lens 11 is mounted so as to prevent the indicating tool 4 and screen 10 from being rubbed frictionally against each other when characters, etc., are written by pressing the indicating tool 4 against the screen 10 and also to form a light spot 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input indicator for inputting a coordinate position by irradiating light emitted from a light emitting element onto a coordinate input screen, and to detect light emitted from the indicator. A coordinate input device for determining a coordinate input position.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art As a conventional coordinate input device, a light spot on a screen is imaged using a CCD area sensor or a linear sensor, and image processing such as using barycentric coordinates or pattern matching is performed to calculate coordinate values. And a device using a position detecting element called PSD (an analog device that can obtain an output voltage corresponding to the position of the spot) are known.

【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。
[0003] For example, Japanese Patent Publication No. 7-76902 discloses an apparatus for detecting a coordinate by imaging a light spot with a parallel beam of visible light with a video camera and simultaneously transmitting and receiving a control signal with infrared diffused light. ing. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-274266 discloses an apparatus for detecting coordinates using a linear CCD sensor and a special optical mask.

【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。
On the other hand, Japanese Patent No. 2503182 discloses that PS
Regarding an apparatus using D, a configuration and a method of correcting output coordinates are disclosed.

【0005】[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。
In recent years, the brightness of the screen of a large-screen display has been improved, and it has become possible to use it even in a brightly illuminated environment, and the demand is expanding. The coordinate input device is increasingly required to be resistant to disturbance light so that it can be used in an environment combined with such a large-screen display.

【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。
In recent years, devices using infrared rays have been increasing as wireless communication means. Since disturbance light has been increasing in both infrared and visible light, it is important for a device to be strong against disturbance light. One of the characteristics.

【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。
However, the aforementioned Japanese Patent Publication No. 7-76902
As can be seen from JP-A-6-274266 and JP-A-6-274266, in a device using a conventional CCD sensor, disturbance light can be suppressed only by an optical filter.

【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。
On the other hand, Japanese Patent No.
As shown in the figure, in the device using the PSD, the light intensity is frequency-modulated and the modulated wave is synchronously detected, so that the influence of the disturbance light can be suppressed. Has strong characteristics.

【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。
[0009] In addition, the resolution of the large-screen display has been increased as well as the brightness. For this reason, it is necessary to improve the resolution of the coordinate input device, but there is a problem in this respect in a device using a PSD that is strong against disturbance light.

【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。
That is, since the dynamic range of the sensor output voltage directly corresponds to the input range, for example, when the whole is decomposed into 1000 coordinates, at least 6
Since an S / N ratio of 0 dB or more is required, and digital correction of linearity error is indispensable, as described in the above-mentioned Patent No. 2503182, a high-precision analog circuit and a multi-bit AD converter are required. And an arithmetic circuit are required.

【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。
Further, since the S / N ratio of the sensor output signal depends on the amount of light and the sharpness of the light spot, suppression of disturbance light alone is not sufficient, and a bright and highly accurate optical system is also required. For this reason, the device itself is very expensive and large.

【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。
Further, as a technique for increasing the resolution by using a CCD sensor, Japanese Patent Publication No. 7-76902 discloses that a plurality of video cameras are used at the same time. become. Also,
In the case of a single video camera having a large number of pixels, the size and cost are further increased as compared with the case of using a plurality of cameras.

【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。
Further, in order to achieve a resolution higher than the number of pixels by image processing, high-speed processing of enormous image data is required, and it is very large and expensive for real-time operation. .

【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。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-274266, a high resolution is obtained by a special optical mask and signal processing.
If the N ratio can be secured, high resolution can be achieved.

【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。
However, in actuality, the linear sensor forms an image in a linear manner and cannot separate the light from disturbance light in a plane as compared with an area sensor that forms a point image. There is a problem that it is practical only in a special environment with little light.

【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。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the present invention uses a rotatable spherical lens at the tip, which is a light-emitting portion of a pointing tool, to move on a screen for pointing. By providing a small-sized, low-cost pointing device and a coordinate input device for inputting high-resolution and high-performance coordinate information, which can reduce friction due to and reduce the influence of disturbance light and can input high-performance coordinate information. is there.

【0017】[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。
According to a first aspect of the present invention, a light emitted from a light emitting element (light emitting element 41 shown in FIG. 2) is irradiated on a coordinate input screen (screen 10 shown in FIG. 2). A pointing device (a pointing device 4 shown in FIG. 2) for inputting a coordinate position, wherein the pointing device is provided on the optical path of light emitted from the light emitting element and at the tip of the pointing device. And a rotatable spherical lens (lens 11 shown in FIG. 2) for forming spot light.

【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。
According to a second aspect of the present invention, the rotatable spherical lens is provided at an isolated position without directly contacting the light emitting element.

【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。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of switches (switches 43A, 43B, 43C, 43D shown in FIG. 2) for inputting a plurality of different pieces of information are provided at predetermined positions.

【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。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a coordinate input device for detecting a spot light emitted from an indicator passing through a coordinate input screen (the screen 10 shown in FIG. 2) to determine coordinate input information, Detecting means (linear sensor 20 shown in FIG. 4) for detecting a spot light indicating the coordinate input screen
X, 20Y) and arithmetic means (Sensor control means 31, AD conversion means 3 shown in FIG. 4) for performing predetermined arithmetic processing on the position information detected by the detection means to calculate the coordinate position.
1A, coordinate calculation means 32), and a control means (communication control means 33 shown in FIG. 4) for reflecting the coordinate position calculated by the calculation means in an instruction on the coordinate input screen.

【0021】[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。
FIG. 1 is a schematic view for explaining the configuration of a coordinate input device according to an embodiment of the present invention. Broadly, a light spot is formed on a screen 10 which is a coordinate input surface. Pointer 4 and screen 1 of light spot 5
And a coordinate detector 1 for detecting the position coordinates on 0.
As an output device, a projection display device 8 that displays an image or the above-described position information on a screen 10 is described.

【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。
Referring to FIG. 1, a coordinate detector 1 includes a coordinate detection sensor unit 2, a controller 3 for controlling the sensor unit and calculating coordinates, a control signal detection sensor 6, and a signal processing unit 7. The coordinate position of the light spot 5 of the indicator 4 on the screen 10 and a control signal corresponding to the state of each switch of the indicator 4 to be described later are detected, and the controller 3 sends the information to an external connection device (not shown). To communicate.

【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。
The projection type display device 8 includes an image signal processing unit 81 to which an image signal from a display signal source which is an external connection device such as a computer (not shown) is input, a liquid crystal panel 82 controlled by the image signal processing unit 81, An illumination optical system including a lamp 83, a mirror 84, and a condenser lens 85, and a projection lens 86 for projecting an image of the liquid crystal panel 82 onto the screen 10.
The desired image information can be displayed on the screen 10. Since the screen 10 has an appropriate light diffusing property in order to widen the observation range of the projected image, the light beam emitted from the pointing tool 4 is also diffused at the position of the light spot 5, and the position on the screen and A part of the light diffused at the position of the light spot 5 is incident on the coordinate detector 1 irrespective of the direction of the light beam.

【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。
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram for explaining details of the pointing tool 4 shown in FIG. 1, and the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【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。
In the figure, a pointing tool 4 includes a semiconductor laser for emitting a light beam or a light emitting element 41 such as an LED,
It incorporates a light emission control means 42 for driving and controlling the light emission, a plurality of operation switch means 43 including switches 43A to 43D described later, and a power supply means 44 such as a battery. The light emission control means 42 performs light emission control in which a control signal is superimposed by ON (ON) / OFF (OFF) of light emission and a modulation method described later according to the state of the operation switch 43.
When writing the characters by pressing the indicator 4 against the screen 10 at the tip of the indicator 4, the indicator 4 and the screen 1 are used.
0 is a rotatable transparent spherical lens 11 so as not to be rubbed by friction and for the purpose of forming the light spot 5.
Is installed.

【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。
With such a configuration, character information and line drawing information are inputted on the screen 10 by the pointing tool 4 and the information is displayed on the projection display device 8, so that it is as if a "paper and pencil". In addition to enabling input / output of information in a relationship, input operations such as button operations and icon selection decisions can be freely performed.

【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。
FIG. 3 is a diagram showing an operation mode of the pointing tool 4 shown in FIG. 2, and the switches A to D correspond to the switches 43A to 43D in FIG.

【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。
In the figure, "light emission" corresponds to a light emission signal (coordinate signal), and "pen down" and "pen button" correspond to control signals.

【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。
The operator holds the pointing device 4 and holds the screen 1
Point its tip at zero. At this time, the switch 43A is arranged at a position where the thumb naturally touches, and when this switch is pressed, the light beam 45 is emitted. Thereby, a light spot 5 (see FIG. 1) is generated on the screen 10, and
The coordinate signal starts to be output by a predetermined process. In this state, the pen down and pen button control signals are “OF”.
F ". For this reason, on the screen 10,
Only the indication of the designated position to the operator by the movement of the cursor or the switching of the highlight of the button is performed.

【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。
By pressing switches 43C and 43D arranged at positions where the index finger and the middle finger naturally touch, the control signals of "pen down" and "pen button" are superimposed on the light emission signal as shown in FIG. Signal.
That is, by pressing the switch 43C, the state becomes “pen down”, and input of characters and line drawings is started,
Screen control such as selecting and deciding a button can be executed.

【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。
Similarly, when the switch 43D is pressed, the state becomes a "pen button", and it is possible to correspond to another function such as calling a menu. Thus, the operator can operate lightly and quickly by drawing a character or a figure or selecting a button or a menu at an arbitrary position on the screen 10 with one hand.

【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。
The switch 43A has a role of an on button. Of course switch 43A without pressing on the screen
By pressing, only the cursor on the screen 10 can be moved. Actually, the operability and accuracy are better when directly touching the screen than when inputting characters and figures away from the screen.

【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。
In the present embodiment, natural and comfortable operation can be performed even when the user is away from the screen or immediately before using the four switches, and can be used properly depending on the case. It is configured. Moreover,
If it is only for direct input (not used as a pointer), it is possible to use a diffused light source instead of a light beam, and it is possible to use an LED which is cheaper and longer in life than a semiconductor laser.

【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。
Further, when two kinds of pointing tools 4 for proximity and remote use are used as described above, two or more people operate simultaneously, or a plurality of pointing tools 4 having different attributes such as color and thickness are used. Therefore, the light emission control means 42 is set to transmit a unique ID number together with a control signal.

【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。
Then, corresponding to the transmitted ID number,
Attributes such as the thickness and color of the line to be drawn are determined by software or the like on the externally connected device, and the settings can be changed using buttons or menus on the screen 10. For this operation, an operation button or the like may be separately provided on the indicating tool 4 to transmit a change instruction signal, and these settings may be maintained in the indicating tool 4 or the coordinate detector 1. It is also possible to configure so that attribute information, instead of the ID number, is transmitted to the externally connected device.

【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。
Further, such additional operation buttons can be set so that other functions such as blinking of a display device, switching of a signal source, operation of a recording device, and the like can be performed. Further, by providing a pressure detecting means in one or both of the switches 43A and 43B, pen pressure detection is performed, and various useful signals such as transmitting this pen pressure data together with a control signal can be transmitted. is there.

【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)。
When the switch 43A or the switch 43B of the pointing device 4 is turned "ON", light emission is started, and the light emission signal is composed of a reader unit composed of a relatively long continuous pulse train and a code (such as a manufacturer ID) following the reader unit. Is output first, and then the information is sequentially output according to a predefined order and format of a transmission data string including a pen ID and a control signal (LS shown in FIG. 5 described later).
G signal).

【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。
In this embodiment, in each data bit, the "1" bit is formed in a modulation format having an interval twice as long as the "0" bit. Various ones can be used.

【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。
However, as will be described later, it is desirable that the average amount of light is constant for coordinate detection, and that the clock component is sufficiently large for tuning the PLL. Considering that there is no problem even if the redundancy is relatively high,
Six bits (64 pieces) of data are allocated to 108 codes of the same number of “1” and “0” and 10 or less consecutive “1” or “0” among 10-bit length codes. Encoding by the method.

【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。
By adopting such an encoding method, the average power becomes constant and a sufficient clock component is included, so that a stable synchronization signal can be easily generated at the time of demodulation.

【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。
As described above, the pen down and pen button control signals are 2 bits, but other long data such as an ID must also be transmitted. Therefore,
In this embodiment, the first two bits are a control signal, the next two bits are a content identification code (for example, a pen pressure signal is “00”, an ID is “11”, etc.), with 24 bits as one block,
The next two bits are composed of these parities, and subsequently, 16-bit data and 2-bit parities are arranged to form one block of data.

【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。
When such data is encoded by the above-described method, a signal having a length of 40 bits is obtained. A 10-bit sync code is added to the head of the code. In this sync code, four “0” s and five “1s” continue or an inverted pattern thereof (the end of the immediately preceding block is
Using a special code of "1" or "0"), it is easy to identify the data word, and it is possible to reliably identify the position and restore the data even in the middle of the data string. Has become.

【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。
Therefore, one block is a transmission signal having a length of 50 bits, and a control signal and 16-bit data such as ID or writing pressure are transmitted. In this embodiment,
7.5 kHz of 1/8 of the first frequency of 60 kHz is used as the second frequency.
The average transmission bit rate is 2/3, that is, 5 kHz because the above-described encoding method is adopted. Further, since one block is 50 bits, 24 bits of data are transmitted at 100 Hz.

【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。
Therefore, the effective bit rate excluding the parity is 2000 bits / sec. As described above, although the redundancy is high, it is a method that can prevent erroneous detection and facilitate synchronization with a very simple configuration.

【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。
Also, by using a phase synchronization signal for sensor control described later and checking the repetition period of the sync code, even if a short dropout occurs in the signal, the signal can be followed. The discrimination from the case where a quick operation such as pen-up or double tap is performed can be surely performed by the presence or absence of the header signal.

【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。
FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the coordinate detector 1 shown in FIG. 1, and the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The operation of each unit will be described below with reference to the timing charts shown in FIGS.

【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。
In the figure, a coordinate detector 1 includes a light receiving element 6 for detecting the amount of light with high sensitivity by a condensing optical system, and two linear sensors 20X and 2OY for detecting an arrival direction of light by an imaging optical system. Is provided, and receives the diffused light from the light spot 5 generated on the screen 10 by the light beam from the light emitting element 41 built in the pointing tool 4.

【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。
The light receiving element 6 is provided with a condenser lens 6a (see FIG. 1) as a condenser optical system, and detects a light amount of a predetermined wavelength with high sensitivity from the entire range on the screen 10. After the detection output is detected by the frequency detection unit 71, the control signal detection unit 72 demodulates a digital signal including data such as a control signal (a signal superimposed by the light emission control unit 42 of the indicator 4).

【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。
FIGS. 5 and 6 show the coordinate detector 1 shown in FIG.
5 is a timing chart for explaining the operation of the control signal, and particularly corresponds to a timing chart of the operation of restoring the control signal.

【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。
In FIG. 5, a data signal composed of a bit string as described above is converted into a light output signal LSG by a light receiving element 6.
And detected by the frequency detecting means 71. The frequency detecting means 71 is configured to tune to the pulse cycle of the highest first frequency in the optical output signal LSG,
By using it together with an optical filter, the modulation signal CMD is demodulated without being affected by disturbance light.

【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。
This detection method is similar to a widely used infrared remote controller, and is a highly reliable wireless communication system. In the present embodiment, the first frequency is set to 60 kHz which is a higher band than that of a generally used infrared remote controller, and is configured so as not to malfunction even when used at the same time. The frequency can be set to the same band as that of a generally used infrared remote controller. In such a case, malfunction is prevented by identifying the frequency with an ID or the like.

【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。
The modulated signal CMD detected by the frequency detecting means 71 is interpreted as digital data by the control signal detecting means 72, and the above-described control signals such as pen-down and pen buttons are restored. The restored control signal is sent to the communication control means 33.

【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。
The code modulation cycle, which is the second frequency included in the modulation signal CMD, is detected by the sensor control means 31, and the signal is used to detect the period of the linear modulation.
X and 20Y are controlled.

【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。
That is, in the sensor control means 31, FIG.
Is reset at the timing of the header section (HEADER) shown in FIG. 1, and then a signal LCK synchronized with the falling edge of the modulation signal CMD is generated. Therefore, the generated signal LCK is a signal of a constant frequency synchronized with the presence or absence of light emission of the pointing device 4.

【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。
From the modulation signal CMD, a signal LON indicating the presence or absence of light input and a sensor reset signal RCL activated by the signal LON are generated. While the sensor reset signal RCL is at a high level, the two linear sensors 20X and 20Y are reset, and a synchronous integration operation described later is started at the falling timing of the sensor reset signal RCL synchronized with the rising of the signal LCK.

【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。
On the other hand, the control signal detecting means 72 detects the header section and confirms that the input from the pointing device 4 has started, not other equipment or noise, and sends a signal indicating this confirmation to the communication control means 33. Is transmitted to the sensor control means 31 and the signal CON indicating the validity of the operation of the linear sensors 20X and 20Y is set to a high level, and the operation of the coordinate calculation means 32 is started.

【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。
FIG. 6 is a timing chart at the end of the series of operations when the light output signal LSG disappears. When the modulation signal CMD detected from the light output signal LSG keeps the low level for a certain period of time, the presence or absence of light input is determined. Becomes low level, and the signal CON showing validity of the sensor operation also becomes low level. As a result, the output operation of the coordinates by the linear sensors 20X and 20Y ends.

【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。
FIG. 7 is a perspective view showing an arrangement relationship between two linear sensors 20X and 20Y provided in the coordinate detector 1 shown in FIG. 4, and the same components as those in FIGS. The code is attached.

【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。
In the figure, the image of the light spot 5 is formed as linear images 91X and 91Y on the photosensitive portions 21X and 21Y of the sensors by the cylindrical lenses 90X and 90Y as the image forming optical system.

【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。
By arranging these two sensors at right angles at right angles, an output having a peak at a pixel reflecting the X coordinate and the Y coordinate is obtained. And these 2
The four sensors are controlled by a sensor control unit 31 shown in FIG. 4, and an output signal is sent to a coordinate calculation unit 32 as a digital signal by an AD conversion unit 31A connected to the sensor control unit 31 to calculate an output coordinate value. The result is transmitted to an external control device (not shown) by a predetermined communication method via the communication control means 33 together with data such as a control signal from the control signal detection means 72.

【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。
In order to perform an unusual operation (for example, setting of a user calibration value) such as adjustment, the communication control unit 33 sends the sensor control unit 31 and the coordinate calculation unit 3.
A mode switching signal is sent to 2.

【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。
In the present embodiment, the focus is adjusted so that the image of the light spot 5 has an image width several times as large as the pixel of each sensor, and blur is intentionally caused. 1.5mm diameter
Plastic cylindrical lens and pixel pitch of about 15μ
According to experiments using a linear CCD with an effective pixel of 64 pixels and an infrared LED, the sharpest image was about 4
The image width becomes 15 μm or less over the entire angle of view of 0 °,
In such a state, it has been found that the pixel division calculation result is distorted in a stepwise manner.

【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。
Therefore, the image width is changed from “30” to “60” μm.
When the position of the lens was adjusted to the degree, very smooth coordinate data was obtained. Of course, if the image is largely blurred, the peak level will be reduced. Therefore, an image width of about several pixels is optimal.

【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。
Further, the use of a CCD having a small number of pixels and an appropriately blurred optical system is one of the points of the present embodiment. By using such a combination, the amount of operation data is small and small. An extremely high-resolution, high-accuracy, high-speed and low-cost coordinate input device can be realized by using a sensor and an optical system.

【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。
The linear sensor 20X for detecting the X coordinate and the linear sensor 20Y for detecting the Y coordinate, which are arranged in an array, have the same configuration, and the internal configuration is shown in FIG.

【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。
FIG. 8 is a block diagram illustrating the configuration of the linear sensor 20X for detecting the X coordinate and the linear sensor 20Y for detecting the Y coordinate shown in FIG.

【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。
In the figure, a sensor array 2 as a light receiving section
1 is composed of N pixels (64 pixels in this embodiment),
The charge corresponding to the amount of received light is stored in the integration unit 22. The N integrating units 22 can be reset by applying a voltage to the gate ICG, so that the electronic shutter operation can be performed. The electric charge stored in the integrating section 22 is applied to the electrode S
By applying a pulse voltage to T, the signal is transferred to the storage unit 23.

【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。
The storage section 23 is composed of 2N pieces, and charges are separately stored corresponding to H (high level) and L (low level) of the signal LCK synchronized with the light emission timing of the indicator 4. .

【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。
Thereafter, the electric charges separately accumulated in synchronism with the blinking of the light are transferred to the 2N linear CCD sections via the 2N shift sections 24 provided for simplifying the transfer clock. 25.

【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。
Thus, the linear CCD section 25 has N
The electric charges corresponding to the blinking of the light output from the sensor output of the pixel are stored adjacent to each other. These linear CCDs
The charges arranged in the part 25 are 2N ring CCs.
The data is sequentially transferred to the D unit 26. This ring CCD 26
After being emptied by the CLR unit 27 by the signal RCL, the charges from the linear CCD unit 25 are sequentially accumulated.

【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。
The charges thus accumulated are read out by the amplifier 29. The amplifier 29 is non-destructive and outputs a voltage proportional to the accumulated charge amount. In practice, the difference between the adjacent charge amounts, that is, the light emitting element 4
A value obtained by subtracting the charge amount at the time of non-lighting from the charge amount at the time of lighting 1 is amplified and output.

【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。
The linear sensors 20X, 20 obtained at this time
An example of the Y output waveform is shown in FIGS.

【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。
FIGS. 9 and 10 are characteristic diagrams showing an example of output waveforms of the linear sensors 20X and 20Y shown in FIGS. 4 and 7, wherein the vertical axis indicates the output level.

【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)。
In FIG. 9, the waveform B is a waveform when only the signal when the light emitting element 41 is turned on is read, and the waveform A is a waveform when the light emitting element 41 is not turned on, that is, only the disturbance light. (As shown in FIG. 8, the charges of the pixels corresponding to the waveforms of A and B are arranged adjacent to each other on the ring CCD 26).

【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。
The amplifier 29 non-destructively amplifies and outputs the difference value (B-A waveform) of the adjacent charge amount, thereby obtaining the signal of only the light from the indicator 4. And stable coordinate input can be performed without being affected by disturbance light (noise).

【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。
If the maximum value of the waveform B-A shown in FIG. 9 is defined as a PEAK value, if the accumulation time during which the sensor functions for light is increased, the PEAK value is changed according to the time.
The value increases.

【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。
In other words, if the time corresponding to one cycle of the signal LCK is defined as a unit accumulation time, and the number of accumulations n is defined in units of the accumulation time, the PEAK value increases by increasing the number of accumulations n, and this PEAK value increases. By detecting that a predetermined magnitude (threshold value TH1 to be described later) has been reached, it is possible to always obtain an output waveform of a constant quality.

【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。
On the other hand, when the disturbance light is very strong, the ring CC is required before the peak of the differential waveform BA becomes sufficiently large.
The transfer charge of D26 may be saturated. In consideration of such a case, the sensor is provided with a skim portion 28 having a skim function.

【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。
The skim unit 28 monitors the level of the non-lighting signal. In FIG. 10, when the signal level exceeds a predetermined value at the n-th An (in FIG. 10, a dashed line in the figure), a predetermined amount of electric charge is generated. A pixel is extracted from each of A and B pixels.

【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。
As a result, at the next (n + 1) -th time, An +
The waveform shown in FIG. 1 is obtained. By repeating this waveform, signal charges can be continuously stored without saturation even when extremely strong disturbance light is present.

【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。
Therefore, even if the amount of blinking light is weak,
By continuing the integration operation many times, a sufficiently large signal waveform can be obtained.

【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。
In particular, when a light emitting source in the visible light range is used for the indicator 4, a signal of a display image is superimposed. Therefore, by using the above-described skim function and difference output, a sharp waveform with very little noise is obtained. It becomes possible.

【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。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a first data processing procedure in the coordinate input device according to the present embodiment.
This corresponds to a series of operation procedures of sensor control of 0X and 20Y. Note that (1) to (11) indicate each step.

【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。
When the sensor control means 31 starts the sensor control operation, in step (1), the signal CO shown in FIG.
Monitor N. When the signal CON goes high, the flag pon is set to "1" in step (2), the number of accumulations n is reset to "0", and step (3)
It is determined whether or not the PEAK value (peak level) of the sensor output is larger than a predetermined value (threshold value TH1). If it is smaller than the threshold value TH1, it is determined in step (4) that the number of accumulations n Is determined to have exceeded the first predetermined number n0. If it is determined that the number has not exceeded the predetermined number n0, the process proceeds to step (5), the number of accumulations n is incremented by "1", and the process returns to step (3).

【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。
On the other hand, in step (3), when the PEAK value is T
If it is determined that it is larger than H1, and if it is determined in step (4) that the number of accumulations n exceeds the first predetermined number of times n0, the process proceeds to step (6) and the integration stop signal RON is set to the high level (H ), The integration operation is stopped. Then, the coordinate value calculation processing by the coordinate calculation means 32 is started.

【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。
Thereafter, step (7) and step (8)
If it is determined that the second predetermined number of times n1 has been exceeded in the loop of (2), in step (9), the integration stop signal RON goes low, and at the same time, several times the period of the signal LCK (the example in FIG. 6). In this case, the sensor reset signal RCL becomes high level, the process proceeds to step (10), and the signal CON is reset.
Are determined to be at the high level, the operations of steps (2) to (10) are repeated, and the coordinate value calculation is performed at intervals determined by the predetermined number n1.

【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。
On the other hand, if it is determined in step (10) that the signal CON is at low level, the state is maintained only once even if the signal CON drops due to the influence of dust or the like. In step (11), the process waits for one cycle time and returns to step (1). If it is determined that the signal CON is at the low level for two consecutive periods, the process returns from step (1). Proceed to step (12)
The flag pon is reset to “0”, the state is set to a wait state for a sync signal, and the process returns to step (1).

【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。
As shown in step (1), this dropout countermeasure portion can be longer than one cycle, and needless to say, may be eliminated if there is little disturbance.

【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。
The same operation can be performed by setting one cycle here as a natural number multiple of the above-described data block cycle and matching the sync code timing, and using a sync code detection signal instead of the signal CON.

【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。
The light of the indicator 4 reaching the coordinate detector 1 varies due to the consumption of the power supply (battery) 44 built in the indicator 4 and also varies depending on the attitude of the indicator 4.
In particular, when the light diffusing property of the screen 10 is small, the front luminance of the displayed image is improved, but the fluctuation of the amount of light input to the sensor due to the posture of the pointing tool 4 is increased.

【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。
However, in this embodiment, even in such a case, the number of integrations automatically follows, and a stable output signal can always be obtained, so that an excellent coordinate detection becomes possible. The effect is obtained.

【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。
When the beam of the laser pointer is incident on the sensor without being scattered much, considerably intense light enters, but it is clear that stable coordinates can be detected even in such a case. is there.

【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。
Further, the LE used by directly contacting the screen is used.
When a pen type using D and a laser pointer are used together, LEDs with a larger light amount can be used. Therefore, the number of integrations n0 and n1 shown in FIG. It is also possible to switch the sampling speed in the case of a pen and the sampling speed in the case of a pointer.

【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。
Actually, a delicate drawing operation like character input is impossible with a pointer. Rather, it is more convenient to draw a smooth line by low-speed sampling, and it is effective to provide such switching.

【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。
As described above, a high-frequency carrier is added to the blinking light, and the timing of the integration operation is controlled by a demodulated signal having a predetermined period obtained by frequency-detecting the carrier. And the imaging unit can be synchronized cordlessly, and an easy-to-use coordinate input device can be realized.

【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。
Further, by using a laser beam, there is obtained an excellent advantage that an operation can be easily performed at a position away from the screen. Further, since the integration control means for detecting that the peak level in the difference signal from the integration means has exceeded a predetermined level and stopping the integration operation is provided, the signal of the light spot image having a substantially constant level even if the light amount changes. Can be created, whereby a stable and high-resolution coordinate calculation result can always be obtained.

【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。
Hereinafter, a coordinate calculation process in the coordinate calculation means 32 shown in FIG. 4 will be described.

【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。
The output signals (difference signals from the amplifier 29) of the two linear sensors 20X and 20Y obtained as described above are converted into digital signals by the AD conversion means 31A provided in the sensor control means 31, and are used as coordinate calculation means. 32, and the coordinate values are calculated. First, the calculation of the coordinate value is performed by X
Coordinate values (X1, Y1) on the sensor are obtained for output data in each direction of the coordinate and the Y coordinate. The arithmetic processing is the same as X and Y, so only X will be described.

【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。
FIG. 12 is a flowchart showing an example of a second data processing procedure in the coordinate input device according to the present embodiment, and corresponds to a coordinate calculation processing procedure in the coordinate input device 32. Note that (1) to (10) indicate each step.

【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。
First, in step (1), the counter con
t is initialized to “0”, and in step (2), difference data Dx which is a difference signal of each pixel at an arbitrary coordinate input point (a predetermined point whose coordinates are known in a reference point setting mode described later).
(N) (the number of pixels n = 64 in the present embodiment) is read and stored in, for example, a buffer memory (not shown) in the coordinate calculation means 32.

【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。
Next, in step (3), a data value Ex (n) that is equal to or larger than the threshold value is derived by comparing with a threshold value V set in advance. Using this data, the coordinates X1 on the sensor are calculated in step (4).

【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。
In this embodiment, the centroid of the output data is calculated by the centroid method, but the output data Ex (n)
Needless to say, there are a plurality of calculation methods such as a method of obtaining the peak value of (for example, by a differentiation method).

【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。
Next, in step (5), it is determined whether or not the mode of the coordinate calculation processing is the reference point setting mode, and if YES, the counter cont is determined in step (8).
Is incremented by “1”, and in step (9), it is determined whether the content of the counter cont is “2” or more.
If YES, the process ends.

【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。
On the other hand, if NO is determined in step (9), in step (10), the center of gravity value of the X-direction sensor obtained at each point is calculated as X11 and X12. , Known coordinate values α1 and α2 are stored in the buffer, and the process returns to step (2).

【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。
On the other hand, if it is determined in step (5) that the mode is not the reference point setting mode, in step (6), in step (10), the value should be derived using the value stored in the buffer. The X coordinate of the coordinate input point is calculated based on the following equation (1). And step (7)
In order to provide a high-performance coordinate input device, coordinate values are calibrated as needed (for example, the distortion is corrected by a software operation to correct the lens aberration of the optical system). , Determine the coordinate value, output the coordinate value,
The process ends.

【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。
Hereinafter, in order to calculate the coordinates from the center of gravity X1 of the output data, it is necessary to obtain a predetermined value in advance, and a method of deriving the predetermined value (reference point setting mode)
Will be described using the X direction as an example.

【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。
First, the pointing tool 4 is positioned at points (α1, β1) and (α2, β2) on the screen 10 where the X coordinate and the Y coordinate are known, and the above-described steps (2) to (4) are performed. The respective processes are performed, the barycentric values of the X-direction sensor obtained at each point are derived as X11 and X12, and the values and the known coordinate values α1 and α2 are stored in step (10).
At the time of ordinary coordinate calculation using the stored values, the X coordinate of the coordinate input point is calculated based on the following equation (1).

【0108】[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。
X = (X1−X1 1 ) (α 2 −α 1 ) / (X1 2 −X1 1 ) + α 1 (1) In step (7), a higher-performance coordinate input device is provided. For this purpose, the coordinate values are corrected as necessary (for example, the distortion is corrected by a software operation to correct the lens aberration of the optical system), and the coordinate values are determined.

【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。
Note that it is possible to output the determined coordinates as they are in real time, or to thin out data according to the purpose (for example, to output only one data for every ten determined coordinates). Needless to say, this is important when the following specifications are assumed.

【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。
The stability of the user's hand is different between the case where the pointing tool 4 is used like a pen and the case where the pointing tool 4 is used away from the screen as a pointer. When used as a pointer, the cursor on the screen will tremble finely, so it is easier to use such a fine movement. on the other hand,
When used like a pen, it is necessary to follow as fast and faithfully as possible. Especially when writing characters, if a small quick operation is not possible, it becomes impossible to input correctly.

【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。
In the present embodiment, since the ID is transmitted by the control signal, it is possible to determine whether or not the pointer is of the pointer type and whether or not the tip switch is pressed. Can be determined.

【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。
If the pointer is a pointer, for example, the output coordinate values (X-1, Y-1), (X-2, Y
By calculating the moving average by using -2) and obtaining the current output coordinate values (X, Y), a configuration with less blur and good operability can be obtained.

【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。
In the present embodiment, a simple moving average is used, but the function used for such smoothing processing is as follows.
In addition, various methods such as non-linear compression of the absolute value of the difference according to the magnitude, and non-linear compression of the difference from the predicted value by the moving average using the predicted value can be used. In short, when using as a pointer, it is possible to increase the level of smoothing, otherwise switch to a level of weakness by using a control signal. However, the effect of the present invention is great.

【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。
Note that, as described above, when the coordinate sampling frequency is 100 Hz, these calculation
msec, the original data is 64 pixels x
Since 2 (x and y) × AD conversion means are as small as 8 bits and no convergence operation is required, a low-speed 8-bit one-chip microprocessor can sufficiently perform processing. This is advantageous not only in terms of cost but also in that specifications can be easily changed, development time can be shortened, and development of various derivative products can be facilitated.

【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。
In particular, unlike the case of using an area sensor, there is no need to develop a dedicated LSI for performing high-speed image data processing, and the advantages such as development cost and development period are very large.

【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。
The data signal indicating the coordinate value (X, Y) obtained by the above-described arithmetic processing is supplied to the coordinate arithmetic means 32.
Is sent to the communication control means 33. This communication control means 3
3, the data signal and the control signal from the control signal detecting means 72 are input. The data signal and the control signal are both converted into a communication signal of a predetermined format and sent to an external display control device. This allows
Various operations such as input of a cursor and menu on the screen 10 and input of characters and line drawings can be performed. As described above, even when a sensor with 64 pixels is used, a resolution of more than 1000 and sufficient accuracy can be obtained, and both the sensor and the optical system can be configured in a small and low-cost configuration, and the arithmetic circuit is very small. A coordinate input device that can have a large-scale configuration can be obtained.

【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。
When the sensor is configured as an area sensor, doubling the resolution requires four times the number of pixels and calculation data. On the other hand, when configuring the sensor as a linear sensor, Only needs to double the number of pixels in each of the X and Y coordinates. Therefore, it is easy to increase the number of pixels to achieve higher resolution.

【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。
As described above, according to the embodiment,
Signals of the light spot blinking at a predetermined cycle by the indicator 4 at the time of lighting and at the time of non-lighting are separately integrated to obtain a difference signal,
Since the position of the peak pixel was determined with high accuracy,
A highly accurate and high-resolution coordinate value can be obtained, and furthermore, the influence of disturbance light can be suppressed, and a compact, lightweight, and low-cost coordinate input device can be realized.

【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。
According to the above-described embodiment, by attaching the rotatable transparent spherical lens 11 to the tip of the pointing tool 4, the pointing tool 4 is pressed against the screen 10 to write characters and lines. Friction between the screen and the screen 10 can be reduced, and a smooth pen input operation can be performed without scratching the tip of the pointing tool 4 or the surface of the screen 10.

【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。
Hereinafter, the configuration of a data processing program that can be read by a storage medium provided in the coordinate input device according to the present invention will be described with reference to a memory map shown in FIG.

【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。
FIG. 13 is a diagram for explaining a memory map of a storage medium for storing various data processing programs readable by the coordinate input device according to the present invention.

【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。
Although not shown, information for managing a group of programs stored in a storage medium, for example, version information, a creator, etc., is also stored, and information dependent on an OS or the like on the program reading side, for example, a program is stored. An icon or the like for identification display may also be stored.

【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。
Further, data dependent on various programs is also managed in the directory. Also, a program for installing various programs on a computer, and a program for decompressing a program to be installed when the program to be installed is compressed, may be stored in some cases.

【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。
The functions shown in FIGS. 11 and 12 in this embodiment may be performed by a host computer by a program installed from the outside.
In this case, the present invention is applied even when a group of information including a program is supplied to the output device from a storage medium such as a CD-ROM, a flash memory, or an FD, or from an external storage medium via a network. Things.

【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。
As described above, the storage medium storing the program codes of the software for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to the system or the apparatus, and the computer (or CPU or MP) of the system or the apparatus is supplied.
It goes without saying that the object of the present invention is also achieved when U) reads and executes the program code stored in the storage medium.

【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。
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the novel function of the present invention, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

【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。
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, C
DR, magnetic tape, nonvolatile memory card, RO
M, EEPROM and the like can be used.

【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。
When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also the OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code. ) And the like perform part or all of the actual processing, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.

【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。
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, based on the instruction of the program code, The CPU provided in the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing,
It goes without saying that a case where the function of the above-described embodiment is realized by the processing is also included.

【0130】[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。
As described above, the first embodiment according to the present invention is described.
According to the invention, a coordinate input indicator for irradiating light emitted from the light emitting element on the coordinate input screen and inputting the coordinate position, on the optical path of the light emitted from the light emitting element, In addition, since a spherical lens for forming a spot light with the light is rotatably provided at the tip of the pointing tool, the pointing tool is smoothly moved without any trouble even when the spherical lens is brought into contact with the coordinate input screen. Thus, the coordinate position intended by the user can be indicated.

【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。
According to the second aspect, the rotatable spherical lens is provided at an isolated position without directly contacting the light emitting element, so that the light emitting element is not damaged by the rotation of the lens, and Thus, the scattered spot light can be reliably emitted without being affected by the angle between the pointing tool and the coordinate input screen.

【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。
In the third invention according to the present invention, since a plurality of switches for inputting a plurality of different pieces of information are provided at predetermined positions, various information can be operated by pressing the scattered spot light and each switch. You can type well.

【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。
A fourth invention according to the present invention is a coordinate input device for determining coordinate input information by detecting a spot light emitted from a pointing tool penetrating a coordinate input screen, wherein the spot input device specifies the coordinate input screen. Detecting means for detecting light; calculating means for performing a predetermined calculating process on the position information detected by the detecting means to calculate the coordinate position; and displaying the coordinate position calculated by the calculating means on the coordinate input screen. Control means for reflecting the light in the instruction, so that the spot light is detected from the indicator without being influenced by external light, and is not affected by disturbance light, and the spot light emitted from the indicator is The position can be specified reliably.

【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。
Therefore, even in a use environment that is susceptible to disturbance light, friction caused by movement on the designated screen is reduced, and the influence of disturbance light is suppressed. It is possible to provide a small-sized and low-cost pointing device and a coordinate input device for inputting coordinates, which can input information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a coordinate input device according to an embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram illustrating details of the pointing device shown in FIG. 1;

【図3】図2に示した指示具の動作モードを示す図であ
る。
FIG. 3 is a view showing an operation mode of the pointing device shown in FIG. 2;

【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。
FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of the coordinate detector shown in FIG.

【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。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the coordinate detector shown in FIG. 4;

【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。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the coordinate detector shown in FIG. 4;

【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。
FIG. 7 is a perspective view showing an arrangement relationship between two linear sensors provided in the coordinate detector shown in FIG. 4;

【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。
8 shows a linear sensor for detecting the X coordinate shown in FIG. 7, Y
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a linear sensor for detecting coordinates.

【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。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing an example of an output waveform of the linear sensor shown in FIGS. 4 and 7;

【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。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of an output waveform of the linear sensor shown in FIGS. 4 and 7;

【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。
FIG. 11 illustrates a first example of the coordinate input device according to the present embodiment.
9 is a flowchart illustrating an example of a data processing procedure.

【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。
FIG. 12 illustrates a second example of the coordinate input device according to the embodiment.
9 is a flowchart illustrating an example of a data processing procedure.

【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。
FIG. 13 is a diagram illustrating a memory map of a storage medium that stores various data processing programs that can be read by the coordinate input device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coordinate detector 2 Coordinate detection sensor part 3 Controller 4 Indicator 5 Light spot 6 Light receiving element 7 Signal processing part 8 Projection display device 10 Screen 11 Spherical lens 20X, 20Y Linear sensor 21 Sensor array 22 Integrator 25 Linear CCD part 26 Ring CCD unit 27 CLR unit 28 Skim unit 29 Amplifier 31 Sensor control unit 32 Coordinate calculation unit 33 Communication control unit 41 Light emitting element 42 Light emission control unit 43 Operation switch 44 Power supply unit 45 Light beam 71 Frequency detection unit 72 Control signal detection unit 81 Image Signal processing unit 82 Liquid crystal panel 83 Lamp 84 Mirror 85 Condenser lens 86 Projection lens

───────────────────────────────────────────────────── 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  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Katsuhide Hasegawa, Inventor 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Katsuyuki Kobayashi 3-30-2, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inside (72) Inventor Atsushi Tanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Masaaki Kinpu 3-30-2, Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. F term (reference) 5B087 AA02 AC09 AE03 BC03 BC13 BC17 BC32 CC09 CC20 CC21 CC26 CC33 DD03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A coordinate input indicator for inputting a coordinate position by irradiating light emitted from a light emitting element onto a coordinate input screen, and on a light path of light emitted from the light emitting element, and A pointing tool for inputting coordinates, wherein a spherical lens for forming a spotlight by the light is rotatably provided at a tip of the pointing tool.
【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。
2. The pointing tool for inputting coordinates according to claim 1, wherein the rotatable spherical lens is provided at a position separated from the light emitting element without directly contacting the light emitting element.
【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。
3. The pointing device according to claim 1, wherein a plurality of switches for inputting a plurality of different pieces of information are provided at predetermined positions.
【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。
4. A coordinate input device for detecting spot light emitted from a pointing tool penetrating a coordinate input screen to determine coordinate input information, comprising: detecting means for detecting a spot light indicating the coordinate input screen; A calculating means for performing a predetermined calculating process on the position information detected by the detecting means to calculate a coordinate position; a controlling means for reflecting the coordinate position calculated by the calculating means on an instruction on the coordinate input screen; A coordinate input device comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100912322B1 (en) * 2006-12-12 2009-08-14 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Position detecting apparatus
JP2009301563A (en) * 2009-08-06 2009-12-24 Seiko Instruments Inc Pointing system
JP2012190305A (en) * 2011-03-11 2012-10-04 Nec Casio Mobile Communications Ltd Information terminal device, information terminal device control method and information terminal device control program

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