JP2001159955A - Coordinate input/detection/display device - Google Patents

Coordinate input/detection/display device

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JP2001159955A
JP2001159955A JP34324499A JP34324499A JP2001159955A JP 2001159955 A JP2001159955 A JP 2001159955A JP 34324499 A JP34324499 A JP 34324499A JP 34324499 A JP34324499 A JP 34324499A JP 2001159955 A JP2001159955 A JP 2001159955A
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JP
Japan
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coordinate input
light
display
detection
coordinate
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JP34324499A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Inoue
隆夫 井上
Katsuyuki Omura
克之 大村
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
Hiromasa Shimizu
弘雅 清水
Sadao Takahashi
禎郎 高橋
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the size of a display surface by combining a pair of coordinate input/detection devices and plural display devices. SOLUTION: A body display part is formed by combining four display devices 101a-101d. An area covering almost the whole display areas of these display devices 101a-101d is a probe light radiation/sensor detection area of the pair of coordinate input and detection devices, so that the coordinate value of a pointing member inserted into the vicinity of a display surface can be detected. A sensor or radiation light source is stored in a body cover 100. The display device and the coordinate input/detection devices are connected to a control/ arithmetic unit such as a compute and the coordinate value of the pointing member detected by the coordinate input/detection devices is calculated by the control/arithmetic unit and displayed on an optional point of the display device as a pointer or a plotting point.

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/検出装
置に関し、特に、パーソナルコンピュータ等において、
情報の入力や選択をするためにペン等の指示部材や指等
によって指示された座標位置を検出するいわゆるタッチ
パネル方式の座標入力/検出装置に関する。この座標入
力/検出装置は、電子黒板や大型のディスプレイと共に
一体化して、座標入力/検出/表示装置として利用され
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input / detection device, and more particularly, to a personal computer or the like.
The present invention relates to a so-called touch panel type coordinate input / detection device that detects a coordinate position specified by a pointing member such as a pen, a finger, or the like in order to input or select information. This coordinate input / detection device is integrated with an electronic blackboard and a large display, and is used as a coordinate input / detection / display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、座標入力/検出装置としては、ペ
ンで座標入力面を押さえた時、あるいはペンが座標入力
面に接近した時に、静電又は電磁誘導によって電気的な
変化を検出するものがある。また、他の方式として、特
開昭61−239322号公報で知られているような超
音波方式のタッチパネル座標入力/検出装置がある。こ
れは簡単にいうと、パネル上に送出された表面弾性波を
パネルに触れることによりその表面弾性波を減衰させ、
その位置を検出するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a coordinate input / detection device detects an electric change by electrostatic or electromagnetic induction when a coordinate input surface is pressed with a pen or when the pen approaches a coordinate input surface. There is. As another method, there is an ultrasonic touch panel coordinate input / detection device as disclosed in JP-A-61-239322. Simply put, the surface acoustic waves transmitted onto the panel are attenuated by touching the panel,
The position is detected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、静電又は電磁
誘導によって座標位置を検出するものでは、座標入力面
に電気的なスイッチ機能を有するため、製造コストが高
く、また、ペンと本体とをつなぐケーブルが必要である
ため操作性に難点があった。また、超音波方式のもので
は、指入力を前提としているため、パネル上で吸収を伴
うような材質(柔らかく弾力性を伴う)でペン入力を行
わせ直線を描いた場合、押した時点では安定な減衰が得
られるが、ペンを移動するとき十分な接触が得られず、
直線が切れてしまう。そこで、十分な接触を得るには、
ペンを必要以上の力で押し付けてしまう。するとペンの
移動に伴い、ペンの持つ弾力性のため応力を受け歪を生
じ、移動中に復帰させる力が働く。そのため、一旦ペン
入力時に曲線を描こうとすると、ペンを抑える力が弱く
なり歪を元へ戻す力が優るため復帰して安定な減衰が得
られないため、入力が途絶えたと判断してしまう。この
ためにペン入力としては信頼性が確保できないという問
題を有する。
However, in the method of detecting a coordinate position by electrostatic or electromagnetic induction, since the coordinate input surface has an electric switch function, the manufacturing cost is high, and the pen and the main body are connected. Since a connecting cable was required, there was a difficulty in operability. In addition, since the ultrasonic method is based on the premise of finger input, when a pen input is performed with a material that absorbs on the panel (soft and elastic) and a straight line is drawn, it is stable when pressed. But there is not enough contact when moving the pen,
The straight line breaks. So, to get enough contact,
The pen is pressed with excessive force. Then, with the movement of the pen, a stress is received due to the elasticity of the pen to generate a strain, and a force for returning during the movement is exerted. Therefore, once an attempt is made to draw a curve at the time of pen input, the force for holding down the pen is weakened, and the force for restoring distortion is excellent, so that it is not possible to obtain a stable attenuation and it is determined that the input has been interrupted. For this reason, there is a problem that reliability cannot be ensured as pen input.

【0004】しかしながら、このような従来技術が保有
する問題についても、先に本出願人が特願平10−12
7035号公報として提案したものや、特開平5−17
3699号公報に開示されているもの、あるいは、特開
平9−319501号公報に開示されているもの、さら
には、先に本出願人が特願平10−230960号公報
として提案したもの等、に代表される光学式の座標入力
/検出装置、あるいは、画像入力手段を利用した座標入
力/検出装置によって解消され、比較的簡単な構成によ
り、タッチパネル型の座標入力/検出装置が実現でき
る。
[0004] However, regarding the problems of the prior art as described above, the present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. 10-12.
No. 7035, Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 3699, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-319501, and those proposed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 10-230960. This is solved by a representative optical coordinate input / detection device or a coordinate input / detection device using image input means, and a touch panel type coordinate input / detection device can be realized with a relatively simple configuration.

【0005】近年、このような座標入力/検出装置は、
パーソナルコンピュータ等の普及にともない、情報の入
力や選択をするための有力なツールとして位置付けら
れ、上記各公報に開示されたもの以外にも鋭意検討され
つつあるが、本格的な実用化に向けていまだ解決されね
ばならない課題が多々存在する。
In recent years, such a coordinate input / detection device has
With the spread of personal computers, etc., it has been positioned as a powerful tool for inputting and selecting information, and other than those disclosed in the above publications are being studied earnestly, but toward full-scale practical use. There are still many issues that need to be resolved.

【0006】このような座標入力/検出装置は、表示装
置と組み合わせて使用される場合が多いが、表示装置は
大型化が容易であるため、使用者の用途によっては、表
示装置の大型化と高解像度化が要求される。しかしなが
ら、大画面の表示装置は表示面ばかりでなく装置全体も
大きくなってしまう。また、一定以上の大きな表示装置
はその製造も難しくなり、高解像度化はさらに困難であ
る。
Such a coordinate input / detection device is often used in combination with a display device. However, since the display device can be easily increased in size, depending on the user's application, the display device may be increased in size. Higher resolution is required. However, a large-screen display device is large not only on the display surface but also on the entire device. In addition, it is difficult to manufacture a display device larger than a certain size, and it is more difficult to increase the resolution.

【0007】本発明では、このような状態に鑑み、表示
面を大型化するために、複数の表示装置を組み合わせる
手法の一方式を提案する。すなわち、1組の座標入力/
検出装置と複数の表示装置を組み合わせる手法を示す。
In view of such a situation, the present invention proposes a method of combining a plurality of display devices in order to enlarge a display surface. That is, one set of coordinate input /
5 shows a method of combining a detection device and a plurality of display devices.

【0008】本発明は、このような光学式の座標入力/
検出装置、あるいはカメラの如き画像入力手段を利用し
た座標入力/検出装置に関するものであり、第1に、座
標入力/検出手段を複数の表示装置と組み合わせること
で、表示面の高解像度化,大型化を図ること、第2に、
表示位置の何処にポインターを表示させるか、描画させ
るかを複数の表示装置において達成とすること、第3
に、表示面間の段差を小さくすることで、クリック不良
や描画時のストロークがつながることを防止とするこ
と、第4に、装置が分解可能にすることで、収納時の省
スペース化や搬送時の小型化を可能にすること、第5
に、装置が簡単に折りたためることで、簡単な操作で収
納,搬送できること、を目的としてなされたものであ
る。
The present invention relates to such an optical coordinate input / output system.
The present invention relates to a detection device or a coordinate input / detection device using an image input device such as a camera. First, by combining the coordinate input / detection device with a plurality of display devices, it is possible to increase the resolution of the display surface and increase the size of the display device. And secondly,
Determining whether the pointer is displayed or drawn in the display position on a plurality of display devices;
Second, by reducing the level difference between the display surfaces, it is possible to prevent a click failure and a stroke at the time of drawing from being connected. Fourth, by making the device disassemble, it is possible to save space and transport during storage. Enabling miniaturization at the time, the fifth
In addition, the purpose is to easily store and transport the apparatus by simply folding the apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数
の発光手段と複数の受光手段とよりなり、これらの発光
/受光の光路内の光遮断手段の有無により、該光遮断手
段の平面若しくは略平面の2次元座標を検出する座標入
力/検出装置、若しくは、平面若しくは略平面の座標入
力/検出領域を取り込む画像入力手段とよりなり、該画
像入力手段により取り込まれた情報のうちの一部の領域
を2次元座標情報に変換する手段とよりなる座標入力/
検出装置と、前記2次元座標を入力/検出する領域に対
して平行若しくは略平行に設置された少なくとも2つの
表示手段と、前記座標入力/検出装置と前記各表示手段
とが接続された制御・演算手段とよりなることを特徴と
したものである。
The invention according to claim 1 comprises a plurality of light-emitting means and a plurality of light-receiving means. A coordinate input / detection device for detecting a two-dimensional coordinate on a plane or a substantially plane, or image input means for capturing a coordinate input / detection area on a plane or a substantially plane, among the information captured by the image input means Coordinate input / conversion means for converting part of the area into two-dimensional coordinate information /
A detection device, at least two display units installed in parallel or substantially parallel to the area for inputting / detecting the two-dimensional coordinates, and a control / control unit in which the coordinate input / detection device is connected to the display units. It is characterized by comprising an arithmetic means.

【0010】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記座標入力/検出領域への位置の指示による入力
情報、および、該座標入力/検出領域と前記各表示手段
との相対位置から、前記指示された位置が存在する表示
手段の特定と該表示手段内の前記指示位置とを前記制御
・演算手段によって算出し、前記特定された表示手段に
おける前記算出された指示位置をポインター等の指示位
置表示手段によって表示することを特徴としたものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the input information based on the position instruction to the coordinate input / detection region and the relative position between the coordinate input / detection region and each of the display means Determining the display means where the indicated position is present and calculating the indicated position in the display means by the control / arithmetic means, and calculating the calculated indicated position in the specified display means with a pointer or the like. The information is displayed by the pointing position display means.

【0011】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明において、前記各表示手段間における表示面の段差が
3mm未満であることを特徴としたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a step of a display surface between the respective display means is less than 3 mm.

【0012】請求項4の発明は、請求項1から請求項3
のいずれかの発明において、前記各表示手段の接続部に
沿って分割可能であることを特徴としたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the first to third aspects.
The invention is characterized in that the display means can be divided along a connecting portion of each of the display means.

【0013】請求項5の発明は、請求項1から請求項4
のいずれかの発明において、前記各表示手段の接続部か
ら折りたたみ可能であることを特徴としたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the first to fourth aspects.
The invention is characterized in that it is foldable from a connection portion of each of the display means.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】最初に、本発明が適用される光学
式の座標入力/検出装置の第1の例について、その原理
を説明する。図1は、本発明が適用される光学式の座標
入力/検出装置の1例を示す図である。座標入力領域3
は四角形の形状をなし、電子的に画像を表示するディス
プレイ表面やマーカー等のペンで書き込むホワイトボー
ドなどが考えられる。この座標入力領域3上を光学的に
不透明な材質からなるユーザの手指やペン,指示棒など
指示手段で触った場合を考える。このときの指示手段の
座標2を検出することがこのような光学式の座標入力装
置の目的である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of a first example of an optical coordinate input / detection device to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of an optical coordinate input / detection device to which the present invention is applied. Coordinate input area 3
Has a square shape, and may be a display surface for electronically displaying an image or a whiteboard written with a pen such as a marker. It is assumed that the user touches the coordinate input area 3 with pointing means such as a finger, a pen, and a pointing stick made of an optically opaque material. It is an object of such an optical coordinate input device to detect the coordinate 2 of the pointing means at this time.

【0015】座標入力領域3の上方両端に受発光手段1
が装着されている。受発光手段1からは座標入力領域に
向けて、L1,L2,…Lnの光ビームの束(プローブ
光)が照射されている。実際には、点光源81から広が
る座標入力面に平行な面に沿って進行する扇形板状の光
波である。座標入力領域3の周辺部分には、再帰性反射
部材4が再帰反射面を座標入力領域3の中央に向けて装
着されている。
Light receiving and emitting means 1 are provided at both upper ends of the coordinate input area 3.
Is installed. A bundle of light beams L1, L2,... Ln (probe light) is emitted from the light emitting / receiving means 1 toward the coordinate input area. Actually, it is a fan-shaped plate-like light wave traveling along a plane parallel to the coordinate input plane spread from the point light source 81. A retroreflective member 4 is attached to the periphery of the coordinate input area 3 with the retroreflective surface facing the center of the coordinate input area 3.

【0016】再帰性反射部材4は入射した光を、入射角
度によらずに同じ方向に反射する特性をもった部材であ
る。例えば、受発光手段1から発した扇形板状の光波の
うちある一つのビームL12に注目すると、ビームL1
2は再帰性反射部材4によって反射されて再び同じ光路
を再帰反射光L11として受発光手段1に向かって戻る
ように進行する。受発光手段1には、後に述べる受光手
段が設置されており、プローブ光L1〜Lnのそれぞれ
に対して、その再帰光が受発光手段1に再帰したかどう
かを判断することができる。
The retroreflective member 4 is a member having a characteristic of reflecting incident light in the same direction regardless of the incident angle. For example, when focusing on one beam L12 among the fan-shaped plate-like light waves emitted from the light emitting / receiving means 1, the beam L1
Numeral 2 is reflected by the retroreflecting member 4 and travels back to the light receiving / emitting means 1 along the same optical path as the retroreflected light L11 again. The light receiving / emitting means 1 is provided with a light receiving means, which will be described later, and can determine whether or not the return light of each of the probe lights L1 to Ln has returned to the light receiving / emitting means 1.

【0017】いま、ユーザーが手で位置2を触った場合
を考える。このときプローブ光L10は位置2で手に遮
られて再帰性反射部材4には到達しない。従って、プロ
ーブ光L10の再帰光は受発光手段1には到達せず、プ
ローブ光L10に対応する再帰光が受光されないことを
検出することによって、プローブ光L10の延長線(直
線L)上に指示物体が挿入されたことを検出することが
できる。同様に図1の右上方に設置された受発光手段1
からもプローブ光を照射し、プローブ光L13に対応す
る再帰光が受光されないことを検出することによって、
プローブ光L13の延長線(直線R)上に指示物体が挿
入されたことを検出することができる。直線Lおよび直
線Rを求めることができれば、この交点座標を演算によ
り算出することにより、指示手段が挿入された座標2を
得ることができる。
Now, consider the case where the user touches position 2 with his hand. At this time, the probe light L10 is blocked by the hand at the position 2 and does not reach the retroreflective member 4. Therefore, by detecting that the return light of the probe light L10 does not reach the light receiving / emitting means 1 and that the return light corresponding to the probe light L10 is not received, an instruction is given on the extension line (straight line L) of the probe light L10. It is possible to detect that an object has been inserted. Similarly, the light receiving and emitting means 1 installed at the upper right of FIG.
By irradiating the probe light from and detecting that the return light corresponding to the probe light L13 is not received,
It is possible to detect that the pointing object has been inserted on the extension line (straight line R) of the probe light L13. If the straight line L and the straight line R can be obtained, the coordinates 2 at which the indicating means is inserted can be obtained by calculating the intersection coordinates by calculation.

【0018】次に、受発光手段1の構成とプローブ光L
1からLnのうち、どのプローブ光が遮断されたかを検
出する機構について説明する。図2に受発光手段1の内
部の構造の概略を示す。図2は図1の座標入力面に取り
付けられた受発光手段1を、座標入力面3に垂直な方向
から見た図である。ここでは、簡単のため、座標入力面
3に平行な2次元平面で説明を行う。受発光手段1の概
略の構成では、点光源81,集光レンズ51および受光
素子50から構成される。点光源81は光源から見て受
光素子50と反対の方向に扇形に光を射出するものとす
る。点光源81から射出された扇形の光は矢印53,5
8,その他の方向に進行するビームの集合であると考え
る。53方向に進行したビームは再帰性反射部材4で反
射されて反射光54となり、集光レンズ51を通り、受
光素子50上の位置57に到達する。また、進行方向5
8に沿って進行したビームは再帰性反射部材4によって
反射されて反射光59となり、受光素子50上の位置5
6に到達する。このように、点光源81から発し、再帰
性反射部材4で反射され、同じ経路を戻ってきた光は、
集光レンズ51の作用によって、それぞれ受光素子50
上のそれぞれ異なる位置に到達する。従って、ある位置
に指示手段が挿入され、あるビームが遮断されると、そ
のビームに対応する受光素子50上の点に光が到達しな
くなる。よって、受光素子50上の光強度の分布を調べ
ることによって、どのビームが遮られたかを知ることが
できる。
Next, the structure of the light receiving / emitting means 1 and the probe light L
A mechanism for detecting which of the probe lights 1 to Ln has been blocked will be described. FIG. 2 schematically shows the internal structure of the light receiving / emitting means 1. FIG. 2 is a diagram of the light emitting / receiving unit 1 attached to the coordinate input surface of FIG. 1 when viewed from a direction perpendicular to the coordinate input surface 3. Here, for simplicity, the description will be made on a two-dimensional plane parallel to the coordinate input surface 3. The schematic configuration of the light receiving / emitting means 1 includes a point light source 81, a condenser lens 51, and a light receiving element 50. The point light source 81 emits light in a fan shape in a direction opposite to the light receiving element 50 when viewed from the light source. The fan-shaped light emitted from the point light source 81 is indicated by arrows 53 and 5.
8. It is considered to be a set of beams traveling in other directions. The beam that has traveled in the 53 direction is reflected by the retroreflective member 4 to become reflected light 54, passes through the condenser lens 51, and reaches a position 57 on the light receiving element 50. In addition, the traveling direction 5
The beam traveling along 8 is reflected by the retroreflective member 4 to become reflected light 59,
Reach 6. Thus, the light emitted from the point light source 81, reflected by the retroreflective member 4, and returned on the same path is
Each of the light receiving elements 50
Reach different locations on the top. Therefore, when the pointing means is inserted at a certain position and a certain beam is cut off, the light does not reach the point on the light receiving element 50 corresponding to the beam. Therefore, by examining the distribution of the light intensity on the light receiving element 50, it is possible to know which beam is blocked.

【0019】図3で上記動作を詳しく説明する。図3で
受光素子50は集光レンズ51の焦点面に設置されてい
るものとする。点光源81から図3の右側に向けて発し
た光は再帰性反射部材4によって反射され同じ経路を戻
ってくる。従って、点光源81の位置に再び集光する。
集光レンズ51の中心は、点光源位置と一致するように
設置する。再帰性反射部材か4から戻った再帰光は集光
レンズ51の中心を通るので、レンズ後方(受光素子
側)に対称の経路で進行する。
The above operation will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 3, it is assumed that the light receiving element 50 is installed on the focal plane of the condenser lens 51. Light emitted from the point light source 81 toward the right side in FIG. 3 is reflected by the retroreflective member 4 and returns along the same path. Therefore, the light is condensed again at the position of the point light source 81.
The center of the condenser lens 51 is installed so as to coincide with the position of the point light source. The return light returning from the retroreflective member 4 passes through the center of the condenser lens 51, and thus travels in a symmetrical path behind the lens (light receiving element side).

【0020】このとき、受光素子50上の光強度分布を
考える。2に示す位置に指示手段が挿入されていなけれ
ば、受光素子50上の光強度分布はほぼ一定であるが、
図3に示すように2の位置に光を遮る指示手段が挿入さ
れた場合、ここを通過するビームは遮られ、受光素子5
0上では位置Dnの位置に、光強度が弱い領域が生じる
(暗点)。この位置Dnは遮られたビームの出射/入射
角θnと対応しており、Dnを検出することによりθn
を知ることができる。すなわち、θnはDnの関数とし
て、 θn=arctan(Dn/f) …式(1) と表すことができる。ここで、特に図1左上方の受発光
手段1におけるθnをθnL、DnをDnLと置き換え
る。
At this time, the light intensity distribution on the light receiving element 50 is considered. If the indicating means is not inserted at the position shown in FIG. 2, the light intensity distribution on the light receiving element 50 is almost constant,
As shown in FIG. 3, when the indicator for blocking light is inserted at the position 2, the beam passing therethrough is blocked, and the light receiving element 5 is blocked.
On 0, an area where the light intensity is weak occurs at the position of the position Dn (dark spot). This position Dn corresponds to the emission / incident angle θn of the blocked beam, and by detecting Dn, θn
You can know. That is, θn can be expressed as a function of Dn as follows: θn = arctan (Dn / f) (1) Here, θn in the light receiving / emitting means 1 in the upper left of FIG. 1 is replaced with θnL, and Dn is replaced with DnL.

【0021】さらに、図4において、受発光手段1と座
標入力領域3との幾何学的な相対位置関係の変換gによ
り、指示手段の位置2と座標入力手段3とのなす角θL
は、式(1)で求められるDnLの関数として、 θL=g(θnL) …式(2) ただし、 θnL=arctan(DnL/f) と表すことができる。
Further, in FIG. 4, the angle .theta.L between the position 2 of the pointing means and the coordinate input means 3 is obtained by the conversion g of the geometric relative positional relationship between the light receiving / emitting means 1 and the coordinate input area 3.
Is a function of DnL obtained by Expression (1), and θL = g (θnL) Expression (2) where θnL = arctan (DnL / f).

【0022】同様に、図1右上方の受発光手段1につい
ても同様の説明により、上記式のL記号をR記号に置き
換えて、右側の受発光手段1と座標入力領域3との幾何
学的な相対位置関係の変換hにより、 θR=h(θnR) …式(3) ただし、 θnR=arctan(DnR/f) と表すことができる。
Similarly, for the light emitting / receiving means 1 at the upper right of FIG. 1, the L symbol in the above equation is replaced with an R symbol, and the geometrical relationship between the right light emitting / receiving means 1 and the coordinate input area 3 is obtained. By the conversion h of the relative positional relationship, θR = h (θnR) Expression (3) where θnR = arctan (DnR / f).

【0023】ここで、座標入力領域3上の受発光手段1
の取り付け間隔を図4に示すWとし、原点と座標を図4
に示すようにとれば、座標入力領域3上の指示手段で指
示した点2の座標(x,y)は、 x=w tanθR/(tanθL+tanθR) …式(4) y=w tanθL・tanθR/(tanθL+tanθR)…式(5) となる。このようにx,yは、DnL,DnRの関数と
して表すことができる。すなわち、左右の受発光手段1
上の受光素子50上の暗点の位置DnL,DnRを検出
し、受発光手段の幾何学的配置を考慮することにより、
指示手段で指示した点2の座標を検出することができ
る。
Here, the light receiving / emitting means 1 on the coordinate input area 3
The mounting interval between the points is W as shown in FIG.
Then, the coordinates (x, y) of the point 2 specified by the pointing means on the coordinate input area 3 are as follows: x = w tan θR / (tan θL + tan θR) Formula (4) y = w tan θL · tan θR / ( tan θL + tan θR) Expression (5) Thus, x and y can be represented as functions of DnL and DnR. That is, the left and right light emitting / receiving means 1
By detecting the positions DnL and DnR of the dark spots on the upper light receiving element 50 and considering the geometrical arrangement of the light receiving and emitting means,
The coordinates of the point 2 designated by the designation means can be detected.

【0024】次に、座標入力領域、例えば、ディスプレ
イの表面などに前で説明した光学系を設置する実施例を
示す。図5は、図1,図2で述べた左右の受発光手段1
のうちの一方を、ディスプレイ3の表面へ設置した場合
の実施例である。図5の3はディスプレイ面の断面を示
しており、図2で示したy軸の負から正に向かう方向に
見たものである。また、図5のAおよびBは、説明のた
め視点を図に示したように変えて表示したものである。
受発光手段のうち発光手段について説明する。光源83
としてレーザーダイオード,ピンポイントLEDなどス
ポットをある程度絞ることが可能な光源を用いる。光源
83からディスプレイ面3に垂直に発した光はシリンド
リカルレンズ84によってx方向にのみコリメートされ
る。このコリメートは後にハーフミラー87で折り返さ
れた後、ディスプレイ面と垂直な方向には平行光として
配光するためである。シリンドリカルレンズ84を出た
後、該シリンドリカルレンズ84とは曲率の分布が直交
する2枚のシリンドリカルレンズ85,86で図5のy
方向に対して集光される。図5のA部分はこの様子を説
明するためにシリンドリカルレンズ群の配置と光束の集
光状態を視点をz軸に対して回転しx方向から見たもの
である。
Next, an embodiment will be described in which the optical system described above is installed in a coordinate input area, for example, on the surface of a display. FIG. 5 shows the left and right light emitting / receiving means 1 described with reference to FIGS.
This is an embodiment in which one of them is installed on the surface of the display 3. 3 in FIG. 5 shows a cross section of the display surface when viewed in the direction from the negative to the positive y-axis shown in FIG. A and B in FIG. 5 are displayed with the viewpoint changed as shown in the figure for the sake of explanation.
The light emitting means among the light receiving and emitting means will be described. Light source 83
A light source such as a laser diode or a pinpoint LED, which can narrow the spot to some extent, is used. Light emitted perpendicularly to the display surface 3 from the light source 83 is collimated by the cylindrical lens 84 only in the x direction. This is because the collimator is turned back by the half mirror 87 and then distributed as parallel light in a direction perpendicular to the display surface. After exiting the cylindrical lens 84, the two cylindrical lenses 85 and 86 whose curvature distribution is orthogonal to the cylindrical lens 84 are used as y in FIG.
Light is collected in the direction. Part A in FIG. 5 illustrates the arrangement of the cylindrical lens groups and the state of condensing the light flux when the viewpoint is rotated about the z-axis and viewed from the x direction in order to explain this situation.

【0025】このシリンドリカルレンズ群の作用によ
り、線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ86の
後方に形成される。ここにy方向に狭くx方向に細長い
スリット82を挿入する。すなわち、スリット位置に線
状の二次光源81を形成する。二次光源81から発した
光はハーフミラー87で折り返され、ディスプレイ面3
の垂直方向には広がらず平行光で、ディスプレイ面3と
平行方向には二次光源81を中心に扇形状に広がりなが
ら、ディスプレイ面3に沿って進行する。進行した光は
ディスプレイ周辺端に設置してある再帰性反射部材4で
反射されて、同様の経路でハーフミラー87方向(矢印
C)に戻る。ハーフミラー87を透過した光は、ディス
プレイ面3に平行に進みシリンドリカルレンズ51を通
り受光素子50に入射する。
By the action of the cylindrical lens group, a linearly focused area is formed behind the cylindrical lens 86. Here, a slit 82 narrow in the y direction and elongated in the x direction is inserted. That is, the linear secondary light source 81 is formed at the slit position. The light emitted from the secondary light source 81 is folded back by the half mirror 87, and the display surface 3
Is parallel light without spreading in the vertical direction, and travels along the display surface 3 while spreading in a fan shape around the secondary light source 81 in the direction parallel to the display surface 3. The light that has traveled is reflected by the retroreflective member 4 provided at the peripheral edge of the display, and returns to the half mirror 87 (arrow C) along a similar path. The light transmitted through the half mirror 87 travels parallel to the display surface 3, passes through the cylindrical lens 51, and enters the light receiving element 50.

【0026】このとき、二次光源81とシリンドリカル
レンズ51はハーフミラー87に対して共役な位置関係
にある(図5のD)。従って、二次光源81は図3の光
源81に対応し、シリンドリカルレンズ51は図3のレ
ンズ51に対応する。また、図5のB部分は受光側のシ
リンドリカルレンズと受光素子を視点を変えてz軸方向
から見たものであり、図3のレンズ51,受光素子50
に対応する。
At this time, the secondary light source 81 and the cylindrical lens 51 are in a conjugate positional relationship with the half mirror 87 (D in FIG. 5). Accordingly, the secondary light source 81 corresponds to the light source 81 in FIG. 3, and the cylindrical lens 51 corresponds to the lens 51 in FIG. 5 shows the cylindrical lens and the light receiving element on the light receiving side viewed from the z-axis direction while changing the viewpoint. The lens 51 and the light receiving element 50 shown in FIG.
Corresponding to

【0027】次に、本発明が適用される光学式の座標入
力/検出装置の第2の例について、その原理を説明す
る。図6は、代表的な光学式の座標入力装置であり、図
6に示す如く、水平方向にXm個配置された例えば発光
ダイオード(LED)11と、これに1対1に対応して
対向配置されたXm個の例えばフォトトランジスタ12
と、垂直方向にYn個配置されたLED13と、これに
1対1に対応して対向配置されたYn個のフォトトラン
ジスタ14とにより、座標検出領域3を形成する。そし
て、この座標検出領域3内の例えばタッチ部分15にタ
ッチ入力が行なわれると、タッチ部分15を通る光路が
遮ぎられるため、その遮断光路にあるフォトトランジス
タ12,14の受光光量が低下する。そこで、受光光量
が低下したフォトトランジスタ12,14の位置を平均
し、タッチ座標の位置16を算出する。
Next, the principle of a second example of an optical coordinate input / detection device to which the present invention is applied will be described. FIG. 6 shows a typical optical coordinate input device. As shown in FIG. 6, for example, light emitting diodes (LEDs) 11 arranged Xm in the horizontal direction and opposed to each other in a one-to-one correspondence. Xm of, for example, phototransistors 12
And Yn LEDs 13 arranged in the vertical direction, and Yn phototransistors 14 opposed to each other in a one-to-one manner to form a coordinate detection area 3. Then, when a touch input is performed on, for example, the touch portion 15 in the coordinate detection area 3, the light path passing through the touch portion 15 is blocked, so that the amount of light received by the phototransistors 12 and 14 in the cut light path decreases. Therefore, the positions of the phototransistors 12 and 14 in which the amount of received light has decreased are averaged to calculate the position 16 of the touch coordinates.

【0028】次に、本発明が適用される光学式の座標入
力/検出装置の第3の例についてその原理を説明する。
図7は、光学式の座標検出装置の第3の例の構成図であ
る。ここでは、四角形状の平面板である座標入力面3の
隣接する2つの角(k1,k2)に、発光検出装置2
1,22を固定して設置する。この2つの発光検出装置
21,22から座標入力面3上に光が発射される。一
方、利用者は、位置指示棒、すなわち、ペン24で座標
入力面3上の任意の位置を指し示す。
Next, the principle of a third example of an optical coordinate input / detection device to which the present invention is applied will be described.
FIG. 7 is a configuration diagram of a third example of the optical coordinate detection device. Here, two adjacent corners (k1, k2) of the coordinate input surface 3, which is a quadrangular flat plate, are placed
1 and 22 are fixedly installed. Light is emitted from the two light emission detection devices 21 and 22 onto the coordinate input surface 3. On the other hand, the user points to an arbitrary position on the coordinate input surface 3 with the position indicating rod, that is, the pen 24.

【0029】このとき、発光検出装置21,22は、発
光検出装置21,22から発せられた光のうちペン24
で反射して発光検出装置21,22に戻ってきた光を検
出して、ペン24の位置座標を算出する。発光検出装置
21,22は、どちらも同じ構成を持つものを用い、発
光部21A,22Aと、受光角度検出部21B,22B
とから構成される。ここで、発光検出装置21,22
は、発光部から発光される光の発光光軸と、受光角度検
出部の受光光軸とがどちらも座標入力面の基準点23の
方向を向くように、座標入力面3に対して設置される。
なお、発光検出装置21,22は、前記した発光・検出
手段に相当し、発光部は発光手段に、受光角度検出部は
角度検出手段に相当する。
At this time, the light emission detection devices 21 and 22 are connected to the pen 24 of the light emitted from the light emission detection devices 21 and 22.
The light which is reflected by and returns to the light emission detection devices 21 and 22 is detected, and the position coordinates of the pen 24 are calculated. The light emission detecting devices 21 and 22 have the same configuration, and include light emitting units 21A and 22A and light receiving angle detecting units 21B and 22B.
It is composed of Here, the light emission detection devices 21 and 22
Is installed with respect to the coordinate input surface 3 so that the light emitting optical axis of the light emitted from the light emitting unit and the light receiving optical axis of the light receiving angle detecting unit both face the reference point 23 of the coordinate input surface. You.
Note that the light emission detection devices 21 and 22 correspond to the light emission / detection means described above, the light emitting unit corresponds to the light emission means, and the light reception angle detection unit corresponds to the angle detection means.

【0030】図7において、座標入力面3の角k1と基
準点23とを結ぶ線分a1、座標入力面の角k2と基準
点23とを結ぶ線分a2の方向を発光検出装置21,2
2それぞれの発光光軸及び受光光軸とする。ここで,線
分a1,a2は、座標入力面3の角を45°に2等分す
る方向とする。また、座標入力面3の角k2を原点
(0,0)とし、座標入力面3上の位置を横方向をY
軸、縦方向をX軸とするX−Y座標系で表わすものとす
る。
In FIG. 7, the direction of the line segment a1 connecting the angle k1 of the coordinate input surface 3 and the reference point 23 and the direction of the line segment a2 connecting the angle k2 of the coordinate input surface and the reference point 23 are determined by the emission detecting devices 21 and 21.
Two light-emitting optical axes and light-receiving optical axes. Here, the line segments a1 and a2 are directions in which the angle of the coordinate input surface 3 is bisected into 45 °. The angle k2 of the coordinate input surface 3 is defined as the origin (0, 0), and the position on the coordinate input surface 3 is defined as Y in the horizontal direction.
The axis and the vertical direction are represented by an XY coordinate system with the X axis.

【0031】図8に、発光検出装置21,22の一実施
例の構成の概念図を示す。ここで、発光検出装置のうち
発光部21A,22Aは、光源(LED)5(5A,5
B)と光学レンズ6(6A,6B)とから構成される。
光学レンズ6は、像の一方向の倍率のみを変えることを
特徴とするシリンドリカルレンズ、又は、像の一方向の
倍率のみを変え、しかも、入射角度による倍率の変化が
無いことを特徴とするトロイダルレンズを利用する。ま
た、発光検出装置のうち受光角度検出部21B,22B
は,PSD7(7A,7B)とシリンドリカルレンズ8
(8A,8B)とから構成される。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing the configuration of one embodiment of the light emission detection devices 21 and 22. Here, the light-emitting portions 21A and 22A of the light-emission detecting device are provided with a light source (LED) 5 (5A, 5A).
B) and an optical lens 6 (6A, 6B).
The optical lens 6 is a cylindrical lens that changes only the magnification in one direction of the image, or a toroidal that changes only the magnification in one direction of the image and does not change the magnification due to the incident angle. Use a lens. In addition, the light receiving angle detecting units 21B and 22B of the light emission detecting device
Is the PSD 7 (7A, 7B) and the cylindrical lens 8
(8A, 8B).

【0032】LED5(5A,5B)から発せられた光
は、その直前に配置される光学レンズ6(6A,6B)
によって、座標入力面3と平行なビームとなるように集
光される。すなわち、図12に示すように、座標入力面
3と垂直な方向の光を光学レンズ6(6A,6B)によ
って座標入力面3と平行になるように集光し、さらに、
座標入力面3と平行な扇形状のビームとなるようにす
る。このように、扇形状のビームに集光すれば、集光し
ない時に比べてより有効に光を利用できるため、位置検
出の信頼性の向上が図れる。ここで、LED5(5A,
5B)としては、可視光線を発光するものでもよいが、
赤外線(波長890nm)を発光するL2656(浜松
ホトニクス社製)を使用するものとする。また、光学レ
ンズ6(6A,6B)としては、座標入力面3と垂直な
方向の長さが10mm、座標入力面3と平行で赤外光の
発光光軸と垂直な方向の長さが10mm程度の大きさ
で、焦点距離6mm程度のものを用いる。さらに、光学
レンズの焦点位置にLED5(5A,5B)の発光点が
くるように固定配置する。
The light emitted from the LED 5 (5A, 5B) is transmitted to an optical lens 6 (6A, 6B) disposed immediately before the light.
Thereby, the light is condensed so as to become a beam parallel to the coordinate input surface 3. That is, as shown in FIG. 12, light in a direction perpendicular to the coordinate input surface 3 is condensed by the optical lens 6 (6A, 6B) so as to be parallel to the coordinate input surface 3, and further,
A fan-shaped beam parallel to the coordinate input surface 3 is formed. As described above, when the light is condensed into a fan-shaped beam, the light can be used more effectively than when the light is not condensed, so that the reliability of position detection can be improved. Here, LED5 (5A,
5B) may emit visible light,
L2656 (manufactured by Hamamatsu Photonics) that emits infrared light (wavelength 890 nm) is used. The optical lens 6 (6A, 6B) has a length of 10 mm in a direction perpendicular to the coordinate input surface 3 and a length of 10 mm in a direction parallel to the coordinate input surface 3 and perpendicular to the emission optical axis of the infrared light. The size is about 6 mm and the focal length is about 6 mm. Furthermore, the LED 5 (5A, 5B) is fixedly arranged so that the light emitting point of the LED 5 (5A, 5B) comes to the focal position of the optical lens.

【0033】受光角度検出部21B,22Bを構成する
シリンドリカルレンズ8(8A,8B)は、図8に示す
ように、ペン24からの反射光を、座標入力面3と平行
な方向に集光するように配置される。そして、集光した
スポット光はPSD7(7A,7B)に受光される。P
SD7(7A,7B)は、図8に示すように、座標入力
面3と平行な方向に細長い構造とし、受光面は入射光を
電気信号に変換するためのPN接合面となっている。
As shown in FIG. 8, the cylindrical lenses 8 (8A, 8B) constituting the light-receiving angle detectors 21B, 22B converge the reflected light from the pen 24 in a direction parallel to the coordinate input surface 3. Are arranged as follows. Then, the focused spot light is received by the PSD 7 (7A, 7B). P
As shown in FIG. 8, the SD 7 (7A, 7B) has an elongated structure in a direction parallel to the coordinate input surface 3, and the light receiving surface is a PN junction surface for converting incident light into an electric signal.

【0034】また、PSD7(7A,7B)は、受光面
の両端には、電流を取り出すための出力端子(S1
2)が設けられ、受光点S0と出力端子までの距離に反
比例した電流(I1,I2)が、この出力端子から出力さ
れる。この電流(I1,I2)をA/D変換し、マイクロ
コンピュータによって演算することによって、受光点S
0の位置が特定でき、さらにはペン24からの反射光の
受光角度を計算することができる。この演算処理を行う
制御回路については後述する。PSD7(7A,7B)
としては、座標入力面3と平行な方向の受光面の長さが
13mm、座標入力面3と垂直な方向の長さが1mm程
度のものを用いればよい。たとえば、浜松ホトニクス社
製のS3270を用いることができる。
The PSD 7 (7A, 7B) has a light receiving surface.
Output terminals (S1,
STwo) Is provided, and the light receiving point S0And the distance to the output terminal
Proportional current (I1, ITwo) Is output from this output terminal.
It is. This current (I1, ITwo) Is A / D converted to micro
The light receiving point S is calculated by a computer.
0Of the light reflected from the pen 24 can be specified.
The light receiving angle can be calculated. Perform this operation
The control circuit will be described later. PSD7 (7A, 7B)
The length of the light receiving surface in the direction parallel to the coordinate input surface 3 is
13 mm, the length in the direction perpendicular to the coordinate input surface 3 is about 1 mm
What is necessary is just to use. For example, Hamamatsu Photonics
S3270 can be used.

【0035】図10に、シリンドリカルレンズ8(8
A,8B)とPSD7(7A,7B)の具体的な配置例
を示す。ここで、シリンドリカルレンズ8は、座標入力
面3及びPSD7の受光面と平行な方向の長さを10m
m、座標入力面3と垂直な方向の長さを10mm程度と
したものを用い、シリンドリカルレンズ8の光学的中心
位置とPSD7の受光面との距離が6.5mmとなるよ
うに配置する。また、ペン24からの反射光が直接PS
D7の受光面へ入力しないように、シリンドリカルレン
ズ8の周囲に黒色ABS等の材料で作ったマスク9を配
置する。
FIG. 10 shows a cylindrical lens 8 (8
A, 8B) and a specific arrangement example of PSDs 7 (7A, 7B). Here, the cylindrical lens 8 has a length of 10 m in a direction parallel to the coordinate input surface 3 and the light receiving surface of the PSD 7.
m, the length of which in the direction perpendicular to the coordinate input surface 3 is about 10 mm, and is arranged so that the distance between the optical center position of the cylindrical lens 8 and the light receiving surface of the PSD 7 is 6.5 mm. Also, the reflected light from the pen 24 is directly
A mask 9 made of a material such as black ABS is arranged around the cylindrical lens 8 so as not to input light to the light receiving surface of D7.

【0036】さらに、シリンドリカルレンズ8の焦点距
離は、ペン24からの反射光の入射角度の違いによりレ
ンズとPSD7との距離が変化するため、このレンズ8
の中心とPSD7の受光面との距離の最大値maxと最
小値minとの間であればよい。たとえば、図10の場
合は、max=9.2mm,min6.5mmとなるの
で、焦点距離が9mm程度のシリンドリカルレンズ8を
用いればよい。なお、前記したマスク9の座標入力面3
に平行な方向の長さは、PSD7の受光面の長さ(=1
3mm)よりも大きければよいが、たとえば、図10の
場合には、15mm程度あればよい。
Further, the focal length of the cylindrical lens 8 changes because the distance between the lens and the PSD 7 changes due to the difference in the incident angle of the reflected light from the pen 24.
May be between the maximum value max and the minimum value min of the distance between the center of the pixel 7 and the light receiving surface of the PSD 7. For example, in the case of FIG. 10, since max = 9.2 mm and min 6.5 mm, a cylindrical lens 8 having a focal length of about 9 mm may be used. Note that the coordinate input surface 3 of the mask 9 described above is used.
Is the length of the light receiving surface of the PSD 7 (= 1
3 mm), for example, in the case of FIG. 10, it may be about 15 mm.

【0037】図8に示した実施例では、ペン24からの
反射光をスポット光にしぼるために、シリンドリカルレ
ンズ8を用いる構成を示したが、これに限定されるもの
ではなく、図9に示すように、シリンドリカルレンズ8
の代わりに、微小な透過孔10Aを一つ有するアパーチ
ャー10を用いてもよい。図9に、アパーチャー10を
用いた発光検出手段21,22の構成の概念図を示す。
この実施例の場合には、ペン24からの反射光のうち、
透過孔10Aを通過した光のみがスポット光としてPS
D7の受光点S0に受光される。アパーチャー10とし
ては、黒色ABS等の材料で作られた薄い板を用いれば
よい。
In the embodiment shown in FIG. 8, the configuration in which the cylindrical lens 8 is used to focus the reflected light from the pen 24 to the spot light is shown. However, the present invention is not limited to this, and is shown in FIG. As shown, the cylindrical lens 8
Instead of this, an aperture 10 having one minute transmission hole 10A may be used. FIG. 9 shows a conceptual diagram of the configuration of the light emission detecting means 21 and 22 using the aperture 10.
In the case of this embodiment, of the reflected light from the pen 24,
Only light that has passed through the transmission hole 10A is PS
Is received by the light receiving point S 0 of D7. As the aperture 10, a thin plate made of a material such as black ABS may be used.

【0038】図11に、アパーチャー10とPSD7の
具体的な配置例を示す。ここで、図10と同様に、PS
D7の受光面の長さを13mmとした場合、PSD7の
受光面からその半分の距離6.5mmだけ離れた位置
に、PSD7の受光面とアパーチャーの表面とが平行に
なるようにアパーチャー10を配置する。また、アパー
チャー10の大きさは、ペン24からの反射光がPSD
7の受光面に直接入射しないように、PSD7の受光面
よりも大きいことが好ましい。たとえば、PSDの受光
面の大きさ13mm×1mmに対して、アパーチャー1
0の大きさは15mm×3mm程度とすることができ
る。透過孔10Aは、座標入力面3と平行な方向ではP
SD7の受光面の長さ(13mm)よりも短く、座標入
力面3と垂直な方向ではPSD7の受光面の長さ(1m
m)よりも長くする。たとえば、図11に示すように、
2mm×2mmの大きさとすることができる。
FIG. 11 shows a specific arrangement example of the aperture 10 and the PSD 7. Here, as in FIG.
Assuming that the length of the light receiving surface of D7 is 13 mm, the aperture 10 is arranged at a position which is half the distance from the light receiving surface of PSD7 by 6.5 mm so that the light receiving surface of PSD7 is parallel to the surface of the aperture. I do. The size of the aperture 10 is such that the reflected light from the pen 24 is PSD
7 is preferably larger than the light receiving surface of the PSD 7 so as not to directly enter the light receiving surface of the PSD 7. For example, for the size of the light receiving surface of the PSD of 13 mm × 1 mm, the aperture 1
The size of 0 can be about 15 mm × 3 mm. In the direction parallel to the coordinate input surface 3, the transmission hole 10A
The length of the light receiving surface of the PSD 7 (1 m) is shorter than the length of the light receiving surface of the SD 7 (13 mm) and in the direction perpendicular to the coordinate input surface 3.
m). For example, as shown in FIG.
The size can be 2 mm × 2 mm.

【0039】なお、図8,図9には、発光検出装置の概
念図を示したが、その構成要素(光源LED5,光学レ
ンズ6,PSD7,シリンドリカルレンズ8又はアパー
チャー10)は、前記した配置関係を保って一つの筺体
に一体成型してもよい。ただし、発光部(LED5,光
学レンズ6)と受光角度検出部(PSD7,シリンドリ
カルレンズ8又はアパーチャー10)とは、互いに発
光、受光のじゃまにならないようにできるだけ近接させ
て配置させ、さらにLED5から出た赤外光の発光光軸
と、シリンドリカルレンズ8又はアパーチャー10によ
って受光される赤外光の受光光軸とが同一方向となるよ
うに配置させることが必要である。
FIGS. 8 and 9 show conceptual diagrams of the light emission detecting device. The components (the light source LED 5, the optical lens 6, the PSD 7, the cylindrical lens 8 or the aperture 10) are arranged as described above. And may be integrally molded into one housing. However, the light emitting unit (LED 5, optical lens 6) and the light receiving angle detecting unit (PSD 7, cylindrical lens 8 or aperture 10) are arranged as close as possible to each other so as not to interfere with light emission and light reception. It is necessary to arrange the emitted light optical axis of the infrared light and the light receiving optical axis of the infrared light received by the cylindrical lens 8 or the aperture 10 in the same direction.

【0040】発光検出装置は、一体成型することによっ
て20mm×15mm×10mm程度の大きさとするこ
とができるので、回転モータを用いてビーム光をスキャ
ンして位置検出を行う場合よりも小型化が可能である。
The size of the light emission detection device can be reduced to about 20 mm × 15 mm × 10 mm by being integrally molded, so that the size can be reduced as compared with the case where the position detection is performed by scanning the light beam using a rotary motor. It is.

【0041】図13に、LED5(5A,5B)及びP
SD7(7A,7B)の制御回路の構成ブロック図を示
す。この制御回路はLED5(5A,5B)の発光タイ
ミングの制御と、PSD7(7A,7B)から出力され
た電流(I1,I2)の演算を行うものである。同図に示
すように、制御回路は、MPU37を中心として、プロ
グラム及びデータを記憶するROM35,RAM36、
発光時間間隔を制御するためのタイマ38,インタフェ
ースドライバ39,A/Dコンバータ33A,33B及
びLEDドライバ34A,34Bがバス接続された構成
からなる。PSD7A,7Bから出力された電流
(I1,I2)を演算する回路として、PSDの出力端子
(S1,S2)に、アンプ31A,31B、アナログ演算
回路32A,32Bが図のように接続される。PSD7
A,7Bから出力された電流(I 1,I2)は、アンプ3
1A,31Bに入力され、増幅される。そして増幅され
た電流信号は、アログ演算回路32A,32BでI2
(I1+I2)のような処理がされ、さらに、A/Dコン
バータ33A,33Bによってデジタル信号に変換され
てMPU37に渡される。この後、MPU37によって
受光角度及びペンの位置座標の演算が行われる。
FIG. 13 shows that LEDs 5 (5A, 5B) and P
FIG. 4 shows a block diagram of a configuration of a control circuit of SD7 (7A, 7B).
You. This control circuit is the light emitting type of LED5 (5A, 5B).
Output from PSD7 (7A, 7B)
Current (I1, ITwo). Shown in the figure
As shown in the figure, the control circuit
ROM 35, RAM 36 for storing programs and data,
Timer 38 for controlling the light emission time interval, interface
Driver 39, A / D converters 33A, 33B and
Configuration in which LED and LED drivers 34A and 34B are connected to a bus
Consists of Current output from PSD7A, 7B
(I1, ITwo) Is the output terminal of the PSD
(S1, STwo), Amplifiers 31A and 31B, analog operation
Circuits 32A and 32B are connected as shown. PSD7
A, 7B output current (I 1, ITwo) Is amplifier 3
1A and 31B are input and amplified. And amplified
The current signals generated by the analog operation circuits 32A and 32B areTwo/
(I1+ ITwo) And the A / D converter
The digital signals are converted by the converters 33A and 33B.
Is passed to the MPU 37. After this, by MPU37
The light receiving angle and the position coordinates of the pen are calculated.

【0042】なお、この制御回路は、一方の発光検出装
置と同一筺体に組み込んでもよく、また、別筺体として
座標入力面3の一部分に組み込んでもよい。また、イン
タフェースドライバ39を介してパソコン等に演算され
た座標データを出力するために出力端子を設けることが
好ましい。
This control circuit may be incorporated in the same housing as one of the light emission detecting devices, or may be incorporated in a part of the coordinate input surface 3 as a separate housing. It is preferable to provide an output terminal for outputting the calculated coordinate data to a personal computer or the like via the interface driver 39.

【0043】次に、図14に、この発明に用いる位置指
示棒であるペン24の先端部の形状の一実施例を示す。
ペン24は、いわゆる筆記具と同様の形状を有し、その
先端部24A、すなわち、発光検出装置21,22から
発せられた光が通過する領域24Aに、光を反射する構
造(再帰性反射部)25を備える。そして、特に、この
「光を反射する構造」25は、発光検出装置21,22
から発せられた光の入射方向と同一の方向に反射する再
帰性構造である。
Next, FIG. 14 shows an embodiment of the shape of the tip of the pen 24 which is a position pointing stick used in the present invention.
The pen 24 has a shape similar to a so-called writing instrument, and has a structure (retroreflective portion) that reflects light at its tip 24A, that is, a region 24A through which light emitted from the light emission detection devices 21 and 22 passes. 25. In particular, this “structure for reflecting light” 25 includes the light emission detecting devices 21 and 22.
It is a recursive structure that reflects in the same direction as the incident direction of the light emitted from.

【0044】図14には、その構造例としてペン24の
先端部が、多数のコーナーキューブから構成される形状
を示している。コーナーキューブは、図15に示したよ
うに、3つの平面鏡を互いに直角になるように組み合わ
せたものである。一般に、ガラスの立方体から一隅を切
りとった図の太い線で囲まれた部分が、コーナーキュー
ブ25として用いられる。このように構成されたコーナ
ーキューブ25では、入射光が3つの面で1回ずつ反射
された後に、反射光は正確に入射光の方向に戻ってい
く。
FIG. 14 shows, as an example of the structure, a shape in which the tip of the pen 24 is composed of a number of corner cubes. As shown in FIG. 15, the corner cube is a combination of three plane mirrors that are perpendicular to each other. In general, a portion surrounded by a thick line in a figure obtained by cutting one corner from a glass cube is used as the corner cube 25. In the corner cube 25 configured as described above, after the incident light is reflected once on each of the three surfaces, the reflected light accurately returns to the direction of the incident light.

【0045】たとえば、一辺の長さcを2mmとしたコ
ーナーキューブ25を、直径10mmのペンの先端部に
放射状に配置する。また、図14に示すように、隣り合
うコーナーキューブの向きを逆にして配置すると、一段
につき62個のコーナーキューブから構成でき、図14
のように3段構成とすると合計186個のコーナーキュ
ーブから構成できる。なお、反射光が入射光の方向に戻
るような構造としてコーナーキューブを用いるものを示
したが、反射光が入射光の方向に戻る再帰性を有するも
のであれば、他の構造を用いてもよい。
For example, a corner cube 25 having a side length c of 2 mm is radially arranged at the tip of a pen having a diameter of 10 mm. Further, as shown in FIG. 14, when the corner cubes adjacent to each other are arranged in the opposite direction, it is possible to form 62 corner cubes per stage.
In the case of a three-stage configuration as in the above, a total of 186 corner cubes can be configured. Although a structure using a corner cube as a structure in which reflected light returns in the direction of incident light has been described, other structures may be used as long as the structure has a recursive property in which reflected light returns in the direction of incident light. Good.

【0046】次に、この発明の座標検出装置におけるペ
ンの指示位置の検出原理について説明する。ここでは、
図7に示したように、2つの発光検出装置を用いた場合
について説明するが、3つ以上の発光検出装置を用いて
も同様のペン指示位置の検出が可能である。まず、図7
の座標入力面3上において、図14に示したペン24を
用いて適当な位置(X,Y)を指示したとする。このと
き、発光検出装置21の発光部21AのLED5Aから
出射された赤外光のうち線分p1方向に出た光はペン2
4に当たり、その反射光は同じ線分p1を逆に進み、受
光角度検出部21BのPSD7Aに受光される。同様
に、発光検出装置22の発光部22AのLED5Aから
出射された赤外光のうち線分p2の方向に出た光はペン
24に当たり、その反射光は同じ線分p2を逆に進み、
受光角度検出部22BのPSD7Bに受光される。PS
D7Bに受光された光は、図8等で示したように、PS
D7Bに対する入射角度によってPSDの受光面上の異
なる位置にスポット光を形成する。ここで、線分p2
は、座標入力面3の角k2を2等分する線分a2からθ
2の角度をなし、線分p1は、座標入力面3の角k1を
2等分する線分a1からθ1の角度をなすものとする。
Next, the principle of detecting the pointing position of the pen in the coordinate detecting device of the present invention will be described. here,
As shown in FIG. 7, the case where two light emission detection devices are used will be described. However, the same pen pointing position can be detected by using three or more light emission detection devices. First, FIG.
It is assumed that an appropriate position (X, Y) is designated on the coordinate input surface 3 using the pen 24 shown in FIG. At this time, of the infrared light emitted from the LED 5A of the light emitting unit 21A of the light emission detecting device 21, the light emitted in the direction of the line segment p1 is the pen 2
The reflected light travels on the same line segment p1 in the reverse direction, and is received by the PSD 7A of the light-receiving angle detection unit 21B. Similarly, out of the infrared light emitted from the LED 5A of the light emitting unit 22A of the light emission detection device 22, the light emitted in the direction of the line segment p2 hits the pen 24, and the reflected light travels in reverse on the same line segment p2,
The light is received by the PSD 7B of the light receiving angle detection unit 22B. PS
The light received by D7B is, as shown in FIG.
Spot light is formed at different positions on the light receiving surface of the PSD depending on the incident angle with respect to D7B. Here, the line segment p2
Is θ from the line segment a2 bisecting the angle k2 of the coordinate input surface 3.
2, and the line segment p1 forms an angle θ1 from the line segment a1 that bisects the angle k1 of the coordinate input surface 3.

【0047】図16(A),図16(B)に、座標入力
面3と受光角度検出手段21Bを形成するシリンドリカ
ルレンズ8A及びPSD7Aとの位置関係の具体例を示
す。ここで、PSD7Aの受光面は、座標入力面3の2
辺と45°の角度をなす線分a1と垂直とする。すなわ
ち、シリンドリカルレンズ8Aの中心とPSD7Aの受
光面の中央とを結んだ線分a1が受光光軸及び発光光軸
と一致する。また、シリンドリカルレンズ8Aの中心と
PSD7Aの受光面の中央との距離をLとし、PSD7
Aの受光面の長さを2Lとする。
FIGS. 16A and 16B show a specific example of the positional relationship between the coordinate input surface 3 and the cylindrical lens 8A and the PSD 7A forming the light receiving angle detecting means 21B. Here, the light receiving surface of PSD 7A is the coordinate input surface 3
It is perpendicular to a line segment a1 forming an angle of 45 ° with the side. That is, a line segment a1 connecting the center of the cylindrical lens 8A and the center of the light receiving surface of the PSD 7A coincides with the light receiving optical axis and the light emitting optical axis. Also, let L be the distance between the center of the cylindrical lens 8A and the center of the light receiving surface of the PSD 7A,
The length of the light receiving surface of A is 2L.

【0048】今、ペン24からの反射光が線分p1を通
って、PSD7Aの中央位置からD1の距離だけ離れた
位置に受光したとする。また、PSD7Aの受光面の2
つの出力端子から得られる電流値をI1,I2とする。こ
のとき、電流と、PSDの受光位置とは次の関係が成立
する。 I1=I0×(L−D1)/2L I2=I0×(L+D1)/2L I0=I1+I2(I0:全電流) 従って、 L+D1=2L×I2/(I1+I2) となる。
Now, it is assumed that the reflected light from the pen 24 passes through the line segment p1 and is received at a position D1 away from the central position of the PSD 7A. In addition, 2 of the light receiving surface of PSD7A
The current values obtained from the two output terminals are defined as I 1 and I 2 . At this time, the following relationship is established between the current and the light receiving position of the PSD. I 1 = I 0 × (L−D 1) / 2 L I 2 = I 0 × (L + D 1) / 2 L I 0 = I 1 + I 2 (I 0 : all currents) Therefore, L + D 1 = 2 L × I 2 / (I 1 + I 2 ).

【0049】すなわち、反射光の受光位置D1は、PS
D7Aで得られる電流値I1,I2から求められるが、図
13の制御回路のアンプ31A及びアナログ演算回路3
2Aによって計算される。ところで、図16(B)によ
り、D1/L=tanθ1という関係が成立するから、
反射光の入射角度θ1は、次式から求められる。 θ1=tan-1(D1/L)
That is, the light receiving position D1 of the reflected light is PS
D7A is obtained from the current values I 1 and I 2 obtained by D7A.
Calculated by 2A. By the way, according to FIG. 16B, the relationship of D1 / L = tan θ1 holds,
The incident angle θ1 of the reflected light is obtained from the following equation. θ1 = tan −1 (D1 / L)

【0050】同様にして、もう一方の発光検出装置22
の受光角度検出部22Bについても、PSDの中央から
の受光位置までの距離をD2とすると、次式によって、
反射光の入射角度θ2が求められる。 θ2=tan-1(D2/L) さらに、ペン24の指示位置(X,Y)は、2つの反射
光の入射角度θ1,θ2のなす線分a1,a2の交点と
なるので、次式より、θ1,θ2から指示位置(X,
Y)が求められる。 Y=Xtan(45°−θ2) Y=(A−X)tan(45°−θ1) ここで、Aは、図7に示すように、座標入力面3の横方
向の長さである。
Similarly, the other light emission detecting device 22
Also, assuming that the distance from the center of the PSD to the light receiving position is D2,
The incident angle θ2 of the reflected light is obtained. θ2 = tan −1 (D2 / L) Further, since the indicated position (X, Y) of the pen 24 is the intersection of the line segments a1 and a2 formed by the incident angles θ1 and θ2 of the two reflected lights, , Θ1, θ2 from the indicated position (X,
Y) is required. Y = Xtan (45 ° −θ2) Y = (AX) tan (45 ° −θ1) Here, A is the horizontal length of the coordinate input surface 3 as shown in FIG.

【0051】上記の連立方程式を解けば、ペン24によ
って指示された座標入力面3上の位置座標X,Yが求め
られる。なお、(θ1,θ2)及び(X,Y)は、定式
化されているので、ROMにこれらの数式をプログラム
化して組み込めば、MPU37の演算によって容易に求
めることができる。また、演算結果である(X,Y)の
座標値は、インタフェースドライバ39を介してパソコ
ン等へ転送され、ペンによる指示位置の表示や、指示位
置に対応するコマンド入力などの処理に利用できる。
By solving the above simultaneous equations, the position coordinates X and Y on the coordinate input surface 3 specified by the pen 24 are obtained. Since (θ1, θ2) and (X, Y) are formalized, if these formulas are programmed and incorporated in the ROM, they can be easily obtained by the calculation of the MPU 37. Further, the (X, Y) coordinate value as the calculation result is transferred to a personal computer or the like via the interface driver 39, and can be used for processing such as displaying the position indicated by the pen and inputting a command corresponding to the indicated position.

【0052】上記実施例では、2つの発光検出装置を用
いた例を示したが、両装置のLEDを同時に発光させる
と互いの赤外光が相手の装置内のPSDで検出されるお
それがあるので、LEDドライバ34によるLED5
(5A,5B)の発光制御は時分割して交互に行ない、
これと同期させて、PSD7(7A,7B)の電流検出
を行なうことが好ましい。たとえば、一方のLEDを発
光させ他方のLEDを消灯させた状態で、一方のLED
に対応するPSDの電流検出を行い、10msec後
に、逆に一方のLEDを消灯させ他方のLEDを発光さ
せた状態で、他方のLEDに対応するPSDの電流検出
を行うようにすることができる。すなわち、10mse
cごとに、交互に2つのLEDのうちどちらか一方を発
光させるようにすればよい。この制御は、MPU37が
タイマ38を用いて行う。このようにLED発光の時分
割制御をすれば、赤外光の誤検出もなくなり、ペン24
が移動する場合にも十分追従して位置検出が可能であ
る。
In the above embodiment, an example in which two light emission detecting devices are used has been described. However, if the LEDs of both devices emit light at the same time, mutual infrared light may be detected by the PSD in the other device. So, LED5 by LED driver 34
The light emission control of (5A, 5B) is performed alternately in a time-sharing manner,
It is preferable to detect the current of PSD 7 (7A, 7B) in synchronization with this. For example, with one LED emitting light and the other LED turned off, one LED
, And after 10 msec, the current of the PSD corresponding to the other LED can be detected while one LED is turned off and the other LED emits light. That is, 10 mse
What is necessary is just to make one of two LEDs emit light alternately for every c. This control is performed by the MPU 37 using the timer 38. By performing the time-sharing control of the LED emission in this manner, erroneous detection of infrared light is also eliminated, and the pen 24
The position can be detected by sufficiently following the movement of.

【0053】なお、座標入力面3は、ペンで位置を指示
できる平面形状であればよく、特に、図7の実施例で示
したような四角形状に限定するものではなく、他の形状
でもかまわない。また、上記した実施例では、座標入力
面3として平面板を用いることを前提としていたが、こ
れに限定するものではなく、表示装置、たとえば、CR
TやLCDの表示画面を用いてもよい。CRTやLCD
を用いる場合は、表示光がPSD7に入射して誤検出さ
れる影響をなくすため、前記した赤外線発光LEDを用
いることが好ましく、PSD7としては赤外線発光LE
Dのピーク発光波長を検出することのできるものを用い
ることが好ましい。さらに、CRTやLCDから発生す
る赤外線が座標検出に悪影響を及ぼさないようにするた
め、PVC樹脂等で作られた赤外線カットフィルタを表
示画面上に配置することが好ましい。
The coordinate input surface 3 only needs to be a planar shape capable of indicating a position with a pen, and is not particularly limited to the square shape as shown in the embodiment of FIG. 7, but may be another shape. Absent. Further, in the above-described embodiment, it is assumed that a plane plate is used as the coordinate input surface 3, but the present invention is not limited to this, and a display device, for example, a CR
A display screen of T or LCD may be used. CRT and LCD
In order to eliminate the effect of display light being incident on the PSD 7 and being erroneously detected, it is preferable to use the infrared light emitting LED described above.
It is preferable to use one that can detect the peak emission wavelength of D. Further, in order to prevent infrared rays generated from the CRT or the LCD from affecting the coordinate detection, it is preferable to arrange an infrared cut filter made of a PVC resin or the like on the display screen.

【0054】次に、本発明が適用される光学式の座標入
力/検出装置の第4の例として、画像入力手段を利用し
た座標検出装置について、その原理を説明する。図17
はこのような座標入力/検出装置の構成を示すブロック
図である。60は赤外線位置検出部、61,62は赤外
線位置検出部60内に配列された2つの赤外線CCDカ
メラであり、水平方向に距離Lの間隔をあけて配列され
ている。67は赤外線LED、68は赤外線LED67
からの赤外線を上方に向けて放射するようにその先端に
赤外線LED67を配置したペン型の座標入力部であ
る。
Next, as a fourth example of an optical coordinate input / detection device to which the present invention is applied, the principle of a coordinate detection device using image input means will be described. FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of such a coordinate input / detection device. Reference numeral 60 denotes an infrared position detecting unit, and 61 and 62 denote two infrared CCD cameras arranged in the infrared position detecting unit 60, which are arranged at an interval of a distance L in the horizontal direction. 67 is an infrared LED, 68 is an infrared LED 67
This is a pen-shaped coordinate input unit in which an infrared LED 67 is disposed at the tip of the pen-shaped coordinate input device so as to radiate infrared rays upward.

【0055】70はコントロール部、63はコントロー
ル部70において生成され赤外線位置検出部60の赤外
線CCDカメラ61,62に入力されるリセット信号、
64はコントロール部70において生成され赤外線CC
Dカメラ61,62に入力される垂直走査のための垂直
クロック信号、65はコントロール部70において生成
され赤外線CCD61,62に入力される水平走査のた
めの水平クロック信号で、赤外線CCDカメラ61,6
2はリセット信号63,垂直クロック信号64,水平ク
ロック信号65の入力に応じてX−Y方向の走査を開始
する。
Reference numeral 70 denotes a control unit; 63, a reset signal generated by the control unit 70 and input to the infrared CCD cameras 61, 62 of the infrared position detection unit 60;
Numeral 64 denotes an infrared CC generated by the control unit 70.
A vertical clock signal 65 for vertical scanning input to the D cameras 61 and 62 is a horizontal clock signal generated by the control unit 70 and input to the infrared CCDs 61 and 62 for the horizontal scanning.
2 starts scanning in the X-Y direction in response to the input of the reset signal 63, the vertical clock signal 64, and the horizontal clock signal 65.

【0056】66A,66Bは赤外線CCDカメラ6
1,62より出力される映像信号である。71はリセッ
ト信号63を発生するリセット信号回路、72は垂直ク
ロック信号64を発生する垂直クロック回路、73は水
平クロック信号65を発生する水平クロック回路であ
る。74A,74Bは映像信号66A,66Bをもとに
波形のピークを検出し水平クロック信号65の周期にあ
わせてピーク信号を発生するピーク検出回路である。
又、75A,75Bは、ピーク検出回路74A,74B
から得られたピーク検出信号である。
66A and 66B are infrared CCD cameras 6
1 and 62. Reference numeral 71 denotes a reset signal circuit for generating a reset signal 63; 72, a vertical clock circuit for generating a vertical clock signal 64; and 73, a horizontal clock circuit for generating a horizontal clock signal 65. 74A and 74B are peak detection circuits that detect the peak of the waveform based on the video signals 66A and 66B and generate a peak signal in accordance with the cycle of the horizontal clock signal 65.
75A and 75B are peak detection circuits 74A and 74B.
5 is a peak detection signal obtained from.

【0057】76は座標位置を算出する演算回路で、7
7は演算回路76により算出された座標位置をコンピュ
ータ(図示せず)に送信するインターフェース回路であ
る。また、78は演算回路76により算出された座標位
置を表示する表示回路である。また、図示していない
が、赤外線位置検出部60の撮影範囲以外にペン型の座
標入力部68が位置すると、警告音等を発生する音声回
路部を備えることにより、操作性を向上させることがで
きる。また、赤外線CCDカメラ61,62にレンズ倍
率調整回路部又は焦点距離調整回路部を設けることによ
り、原稿サイズの大きさ、入力精度の要求又は作業スペ
ースに応じて解像度,検出範囲を設定でき、操作性を向
上させることができる。
Reference numeral 76 denotes an arithmetic circuit for calculating a coordinate position.
An interface circuit 7 transmits the coordinate position calculated by the arithmetic circuit 76 to a computer (not shown). Reference numeral 78 denotes a display circuit for displaying the coordinate position calculated by the arithmetic circuit 76. Although not shown, when the pen-shaped coordinate input unit 68 is located outside the imaging range of the infrared position detection unit 60, the operability can be improved by providing an audio circuit unit that generates a warning sound and the like. it can. By providing a lens magnification adjustment circuit or a focal length adjustment circuit in the infrared CCD cameras 61 and 62, the resolution and detection range can be set according to the size of the document, the demand for input accuracy, or the work space. Performance can be improved.

【0058】なお、本実施例ではコントロール部70を
赤外線位置検出部60と別体に構成したが、前述の各回
路を小型化することにより、コントロール部70を赤外
線位置検出部60に一体化することも可能である。
In this embodiment, the control section 70 is formed separately from the infrared position detecting section 60. However, the control section 70 is integrated with the infrared position detecting section 60 by reducing the size of each of the above circuits. It is also possible.

【0059】以上のように構成された座標入力装置につ
いて、図18を用いてその動作を説明する。図18は、
座標入力装置の信号波形の一例を示すタイミングチャー
トである。まず、リセット信号63,垂直クロック信号
64,水平クロック信号65が同時に2つの赤外線CC
Dカメラ61,62に入力される。これらの入力信号に
より、赤外線位置検出部60は、2つの赤外線CCDカ
メラ61,62からの映像信号66A,66Bをコント
ロール部70に入力する。通常の赤外線CCDカメラ6
1,62でこのペン型の座標入力部68を撮影するとペ
ン自体が撮影されるが、露出を絞った赤外線CCDカメ
ラ61,62で撮影すると、赤外線LED67の発光部
のみが撮影され、他の物は撮影されず黒色となる。
The operation of the coordinate input device configured as described above will be described with reference to FIG. FIG.
5 is a timing chart illustrating an example of a signal waveform of the coordinate input device. First, the reset signal 63, the vertical clock signal 64, and the horizontal clock signal 65 are simultaneously output from the two infrared CCs.
The data is input to the D cameras 61 and 62. Based on these input signals, the infrared position detector 60 inputs the video signals 66A and 66B from the two infrared CCD cameras 61 and 62 to the controller 70. Normal infrared CCD camera 6
When the pen-shaped coordinate input unit 68 is photographed by the pen and the pen-shaped coordinate input unit 68, the pen itself is photographed. Is not photographed and turns black.

【0060】従って、それぞれの赤外線CCDカメラ6
1,62の映像信号66A,66Bには赤外線LED6
7の位置に相当するところに、強いピーク信号69A,
69Bが現れる。そこで、それぞれのピーク信号69
A,69Bはピーク検出回路74A,74Bで検出さ
れ、ピーク検出信号75A,75Bとして演算回路76
に送信される。また、演算回路76では、コントロール
部70のROM(図示せず)にあらかじめ計算された変
換テーブル(図示せず)により、赤外線CCDカメラ6
1,62にピーク信号69A,69Bが現れたところが
赤外線CCDカメラ61,62の基準となる原点から何
度の角度の位置にあるかが判るので、その2つの角度情
報と2つの赤外線CCDカメラ61,62の距離Lによ
りペン型の座標入力部68の座標位置を計算することが
できる。この得られた座標位置をインターフェース回路
77を介してコンピュータ等にデータを送信し、表示画
面(図示せず)等に表示される。
Therefore, each infrared CCD camera 6
The infrared LED 6 is used for the video signals 66A and 66B of
7, a strong peak signal 69A,
69B appears. Therefore, each peak signal 69
A and 69B are detected by the peak detection circuits 74A and 74B, and are calculated as peak detection signals 75A and 75B by the arithmetic circuit 76.
Sent to. The arithmetic circuit 76 uses the conversion table (not shown) calculated in advance in a ROM (not shown) of the control unit 70 to store the infrared CCD camera 6.
Since it is known how many angles the peak signals 69A, 69B appear in the infrared CCD cameras 1 and 62 from the reference origin of the infrared CCD cameras 61 and 62, the two angle information and the two infrared CCD cameras 61 , 62, the coordinate position of the pen-shaped coordinate input unit 68 can be calculated. The obtained coordinate position is transmitted to a computer or the like via the interface circuit 77 and displayed on a display screen (not shown) or the like.

【0061】以上のように動作する座標入力装置につい
て、図19を用いて座標位置の算出方法を説明する。2
つの赤外線CCDカメラ61,62により、赤外線LE
D67を備えたペン型の座標入力部68の位置を示すピ
ーク検出信号75A,75Bが検出され、リセット信号
63からの垂直クロック信号64の位置と,水平クロッ
ク信号65の位置により赤外線CCDカメラ61,62
における2次元座標(x1,y1),(x2,y2)が
求められる。
A method of calculating a coordinate position in the coordinate input device that operates as described above will be described with reference to FIG. 2
Infrared LE by two infrared CCD cameras 61 and 62
Peak detection signals 75A and 75B indicating the position of the pen-shaped coordinate input unit 68 having D67 are detected, and the infrared CCD camera 61 and the infrared CCD camera 61 are determined based on the position of the vertical clock signal 64 from the reset signal 63 and the position of the horizontal clock signal 65. 62
Are obtained at (x1, y1) and (x2, y2).

【0062】ここで、各座標の原点は適宜決定される
が、ここでは各赤外線CCDカメラ61,62の撮影範
囲の左下隅を原点にとる。これから、赤外線CCDカメ
ラ61,62における赤外線LED67の原点からの角
度α,βは以下の数式より求められる。 α=tan−1(y1/x1) β=tan−1(y2/x2)
Here, the origin of each coordinate is appropriately determined, but here, the origin is set at the lower left corner of the photographing range of each of the infrared CCD cameras 61 and 62. From this, the angles α and β from the origin of the infrared LED 67 in the infrared CCD cameras 61 and 62 can be obtained from the following equations. α = tan −1 (y1 / x1) β = tan −1 (y2 / x2)

【0063】これらの数式から2つの赤外線CCDカメ
ラ61,62からの赤外線LED67のペンの角度α,
βが算出できる。ここで、1つの赤外線CCDカメラ6
1の位置を原点にとり、2つの赤外線CCDカメラ6
1,62の距離をLとすると、図19に示すように、直
線(a),(b)の式は以下の数式で表される。 (a):y=(tanα)×x (b):y=(tan(π−β))×(x−L)
From these equations, the pen angle α, of the infrared LED 67 from the two infrared CCD cameras 61, 62,
β can be calculated. Here, one infrared CCD camera 6
Taking the position 1 as the origin, two infrared CCD cameras 6
Assuming that the distance between 1 and 62 is L, the equations of the straight lines (a) and (b) are represented by the following equations as shown in FIG. (A): y = (tan α) × x (b): y = (tan (π−β)) × (x−L)

【0064】これらの2つの連立一次方程式を解くこと
により赤外線LED67のペン型の座標入力部68の座
標位置を算出できる。ここで、演算回路76の演算速度
を上げるために、角度α,βによる座標位置の算出のた
めの変換テーブルを設けることにより、即座に座標位置
を求めることができ、スムーズな図形等の入力ができ
る。
The coordinate position of the pen-shaped coordinate input section 68 of the infrared LED 67 can be calculated by solving these two simultaneous linear equations. Here, in order to increase the calculation speed of the calculation circuit 76, by providing a conversion table for calculating the coordinate position based on the angles α and β, the coordinate position can be immediately obtained, and input of a smooth figure or the like can be performed. it can.

【0065】以上のように、このような電子カメラの如
き画像入力手段を利用した座標検出装置によれば、タブ
レット盤等を作業台等におく必要がなく、作業台のある
空間を利用して図形等の入力において正確に座標位置を
検出することができるので、作業台等の有効活用ができ
る。また、原稿等が束ねてあっても、その上で図形等の
位置入力作業を行うことができる。又、原稿に図面等が
記載されていた場合、レンズ倍率調整回路部等により原
稿のサイズに合わせて撮影範囲を可変設定でき、解像度
の設定ができるので、操作性,利便性を向上させること
ができる。
As described above, according to the coordinate detecting device using image input means such as an electronic camera, it is not necessary to place a tablet board or the like on a worktable or the like. Since a coordinate position can be accurately detected in inputting a figure or the like, a work table or the like can be effectively used. Further, even if originals and the like are bundled, a position input operation of a figure or the like can be performed thereon. Further, when a drawing or the like is described in the document, the photographing range can be variably set according to the size of the document and the resolution can be set by a lens magnification adjusting circuit section, so that operability and convenience are improved. it can.

【0066】以上、光学式の座標入力/検出装置、ある
いはカメラの如き画像入力手段を利用した座標入力/検
出装置について、その原理を説明したが、これらは座標
入力/検出装置に関する例であって、本発明はこれらの
方式に限定されるものではなく、本発明は光学式の座標
入力/検出装置、あるいはカメラの如き画像入力手段を
利用した座標入力/検出装置について適用されることは
いうまでもない。
The principle of the optical coordinate input / detection device or the coordinate input / detection device using image input means such as a camera has been described above. However, these are examples relating to the coordinate input / detection device. However, the present invention is not limited to these methods, and it goes without saying that the present invention is applied to an optical coordinate input / detection device or a coordinate input / detection device using image input means such as a camera. Nor.

【0067】以下、本発明の好適な実施の形態を添付図
面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施
の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術
的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範
囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and therefore, various technically preferable limitations are added. However, the scope of the present invention is not limited to the following description. The embodiments are not limited to these embodiments unless otherwise specified.

【0068】図20は、本発明による座標入力/検出/
表示装置の第1の実施の形態を説明するための要部構成
図である。本体表示部は、4枚の表示装置101a,1
01b,101c,101dを組み合わせることによっ
て形成されている。これらの表示装置の表示域のほぼ全
体を覆う領域が、一組の座標入力/検出装置のプローブ
光の照射やセンサ検出領域となっており、これにより、
表示面近傍に挿入された指示部材の座標値を検出できる
ようになっている。これらセンサもしくは照射光源は、
本体カバー100の中に収納されている。これらの表示
装置ならびに座標入力/検出装置は、別途コンピュータ
の如く制御・演算装置(筐体内:図示せず)と接続され
ており、座標入力/検出装置で検出された指示部材の座
標値が、この制御・演算装置で演算され、検出,演算さ
れた指示部材の表示装置の任意のポイントに、ポインタ
ーもしくは描画ポイントとして表示される。
FIG. 20 is a diagram showing coordinate input / detection / detection according to the present invention.
FIG. 2 is a main part configuration diagram for explaining a first embodiment of the display device. The main body display section includes four display devices 101a, 1
01b, 101c, and 101d. An area that covers almost the entire display area of these display devices is a probe light irradiation or sensor detection area of a set of coordinate input / detection devices, and thereby,
The coordinate value of the pointing member inserted near the display surface can be detected. These sensors or illumination sources
It is stored in the main body cover 100. These display device and coordinate input / detection device are separately connected to a control / arithmetic device (inside the housing: not shown) like a computer, and the coordinate value of the pointing member detected by the coordinate input / detection device is A pointer or a drawing point is displayed at an arbitrary point on the display device of the pointing member calculated, detected and calculated by the control / arithmetic device.

【0069】この場合、表示装置としては、プラズマデ
ィスプレイ,液晶表示装置,CRT表示管,フィールド
エミッションディスプレイなど、全てのタイプの表示装
置を使用することができる。このように、小型(中型)
ディスプレイは、製法上高解像度化し易く、これらを組
み合わせて作られる表示面は高解像度化・大型化が容易
となる。また、一体感を得るために、これら表示装置は
色相や輝度が綿密に整合されたものが望ましい。動画な
どの高速表示をするためには、制御・演算装置と個々の
表示装置とは、それぞれ独立して接続されているのが望
ましい。
In this case, all types of display devices such as a plasma display, a liquid crystal display device, a CRT display tube, and a field emission display can be used as the display device. Thus, small (medium)
The display is easy to increase the resolution due to the manufacturing method, and the display surface made by combining these is easy to increase the resolution and the size. In addition, in order to obtain a sense of unity, it is desirable that these display devices have hues and luminances that are closely matched. In order to display moving images at high speed, it is desirable that the control / arithmetic device and the individual display devices are connected independently.

【0070】図21は、本発明による座標入力/検出/
表示装置の第2の実施の形態を説明するための要部構成
図である。図20に示した実施例と同様、表示面は4枚
の表示装置101a,101b,101c,101dで
構成されている。ここで、指示部材102により、図に
示されるP(X,Y)のポイントが指示されたとすれ
ば、まずXの大きさにより、 X>A ならば、表示装置は101b,101d、 X<A ならば、表示装置は101a,101c ...(S1) が選択される。次に、Yの大きさにより、 Y<B ならば、表示装置は101a,101b、 Y>B ならば、表示装置は101c,101d ...(S2) が選択される。これら手順(S1),(S2)を組み合
わせることで、まず、表示するディスプレイが決定され
る。図21に示した実施例では、条件判断を使っている
が、同じ大きさの表示装置がヨコまたはタテに並んでい
るとすれば、X/AまたはY/Bを実行し、X/Aの整
数部(Int(X/A))または、Y/Bの整数部(I
nt(Y/B))をヨコまたはタテに並んでいる表示装
置の順番(位置)とすることもできる。
FIG. 21 is a diagram showing coordinate input / detection / detection according to the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of a main part for describing a second embodiment of the display device. As in the embodiment shown in FIG. 20, the display surface is composed of four display devices 101a, 101b, 101c and 101d. Here, if the point of P (X, Y) shown in the figure is pointed by the pointing member 102, first, depending on the size of X, if X> A, the display devices 101b and 101d, and X <A Then, the display devices 101a, 101c. . . (S1) is selected. Next, depending on the size of Y, if Y <B, the display devices are 101a and 101b; if Y> B, the display devices are 101c, 101d,. . . (S2) is selected. By combining these procedures (S1) and (S2), first, the display to be displayed is determined. In the embodiment shown in FIG. 21, the condition judgment is used. However, if display devices of the same size are arranged side by side or vertically, X / A or Y / B is executed, and X / A Integer part (Int (X / A)) or Y / B integer part (I
nt (Y / B)) may be the order (position) of the display devices arranged side by side or vertically.

【0071】表示装置が決まると、次に、その表示装置
内での座標位置を求めるが、上記判定条件と図21に示
した実施例の場合は、表示装置101cでの表示位置は
(X、Y−B)となる。後述の計算方法を取るならば、
{X−Int(X/A),Y−Int(Y/B)}で計
算される。これらの演算は、これらの装置に接続されて
いるコンピューター等の制御・演算手段によって実行さ
れ、出力表示装置の切替えも行われる。このようにすれ
ば、一組の座標入力/検出装置で得られる装置のグロー
バル座標系から個々の表示装置のローカル座標系への演
算を容易に行うことができる。
When the display device is determined, the coordinate position in the display device is determined. In the case of the above-described determination condition and the embodiment shown in FIG. 21, the display position on the display device 101c is (X, YB). If you take the calculation method described below,
It is calculated by {X-Int (X / A), Y-Int (Y / B)}. These calculations are performed by control / calculation means such as a computer connected to these devices, and switching of the output display device is also performed. In this way, it is possible to easily perform the calculation from the global coordinate system of the device obtained by a set of coordinate input / detection devices to the local coordinate system of each display device.

【0072】図22は、本発明による座標入力/検出/
表示装置の第3の実施の形態を説明するための要部構成
図で、表示面に平行な方向から見ている図である。表示
装置101a,101bは、Hなる段差を持って固定さ
れているとする。この表示装置101aの表示面は、前
述のプローブ光103に対してH1なる距離をもって平
行に調整されている。従って、表示装置101aに対し
てHだけ低い表示装置101bは、プローブ光103に
対してH2の距離がある。たとえ、H1を限りなくゼロ
に近づけるように調整しても、H2=Hだけのプローブ
光103からの隙間を残してしまうことになる。
FIG. 22 shows a coordinate input / detection / data according to the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a main part of a display device according to a third embodiment, as viewed from a direction parallel to a display surface. It is assumed that the display devices 101a and 101b are fixed with a step H. The display surface of the display device 101a is adjusted to be parallel to the probe light 103 with a distance of H1. Therefore, the display device 101b lower by H than the display device 101a has a distance of H2 to the probe light 103. Even if H1 is adjusted to approach zero as much as possible, a gap from the probe light 103 of H2 = H is left.

【0073】もし、上述のように、表示面とプローブ光
103との間に隙間が残った場合について考察する。図
23は、図20に示した実施例のように、表示面を垂直
に立てた表示装置に対してダブルクリックを行ったと
き、表示面と平行に設置した動画カメラによって、表示
面からの指先をスケール画像と共に記録し、指先画像と
スケールの読みとにより、表示面からの指先の浮き上が
り量を非接触で計測したものである。図23に示したグ
ラフにおいて、縦軸は指先浮き上がり量で、横軸は被験
者を示す。図23に示した結果は、6人の被験者(k
t,ok,mn,sy,bt,ft)に対して、上記指
先浮き上がり量をそれぞれ10回ずつ計測し、各被験者
の最小値を示したものである。図23に示したグラフか
ら明らかなように、ダブルクリックにおける表示面と指
先との間隔は、最大の被験者で22mmで、最小の被験
者で3mmであることがわかる。
Consider a case where a gap remains between the display surface and the probe light 103 as described above. FIG. 23 shows a case where a double-click is performed on a display device having a display surface set upright as in the embodiment shown in FIG. Is recorded together with the scale image, and the amount of lifting of the fingertip from the display surface is measured in a non-contact manner by reading the fingertip image and the scale. In the graph shown in FIG. 23, the vertical axis indicates the amount of fingertip lifting, and the horizontal axis indicates the subject. The results shown in FIG. 23 indicate that six subjects (k
For each of t, ok, mn, sy, bt, ft), the above-mentioned fingertip lifting amount was measured ten times, and the minimum value of each subject was shown. As is clear from the graph shown in FIG. 23, the distance between the display surface and the fingertip in double-clicking is 22 mm for the largest subject and 3 mm for the smallest subject.

【0074】図24は、表示面に文字を書いた場合、5
人の被験者(ok,fs,mn,ft,sy)に対し
て、指先が表示面から浮き上がる量を図23に示した実
施例と同様な手法によってそれぞれ10回ずつ計測し、
その最小値を示したものである。図23に示したグラフ
と同様、縦軸は指先浮き上がり量で、横軸は被験者を示
す。各被験者の2つのデータのうち、一方は文字間の指
先浮き上がりで、もう一方は文字内描画時の指先浮き上
がりである。この結果から、被験者により、最小値が3
8mmから3mmの範囲における表示面からの浮き上が
り量で文字が描画されていることが観測された。ダブル
クリックおよび文字の描画のいずれの場合も、表示面か
らの浮き上がり量が3mm未満のケースはなかった。
FIG. 24 shows a case where characters are written on the display surface.
For a human subject (ok, fs, mn, ft, sy), the amount of the fingertip rising from the display surface was measured ten times by the same method as the embodiment shown in FIG.
The minimum value is shown. Similar to the graph shown in FIG. 23, the vertical axis represents the amount of fingertip lifting, and the horizontal axis represents the subject. Of the two data of each subject, one is a fingertip lift between characters, and the other is a fingertip lift when drawing in a character. From this result, the minimum value was 3
It was observed that characters were drawn with the amount of lifting from the display surface in the range of 8 mm to 3 mm. In both cases of double-clicking and drawing of characters, there was no case where the amount of floating from the display surface was less than 3 mm.

【0075】もし、ダブルクリックや文字筆記時に、こ
れらの量で指示部材の表示面からの浮き上がりが検出で
きない場合は、入力者の意図が伝わらずに、ダブルクリ
ックが認識されなかったり、文字がつながってしまうこ
ととなる。また、プローブ光に挿入される指示部材の断
面形状は、種々多様なものが想定され、長さ方向に断面
形状の変化がないと、指示部材の端部が表示面から離れ
てプローブ光に突入しない限り、指示部材の浮きを検出
することができない(図22に示した実施例では、断面
形状が変化しているのでこの条件にはあてはまらな
い)。
If it is not possible to detect the lifting of the pointing member from the display surface with these amounts at the time of double-clicking or writing characters, the double-click is not recognized or characters are not connected without the intention of the input person being transmitted. It will be. Also, the cross-sectional shape of the pointing member inserted into the probe light is assumed to be various, and if the cross-sectional shape does not change in the length direction, the end of the pointing member separates from the display surface and enters the probe light. Unless this is done, the lifting of the pointing member cannot be detected (this condition is not applicable in the embodiment shown in FIG. 22 because the cross-sectional shape has changed).

【0076】これらの事象より、表示面からプローブ光
の下部までの高さが3mm未満でないと、上記不具合が
出てしまうこととなる。上記理由により、全ての表示装
置101a,101b,101c,101dにおいて、
表示面からプローブ光の下部までの高さが3mm未満の
条件を満たすためには、各表示装置101a,101
b,101c,101d間の最大段差を3mm未満に抑
さえることが重要である。プローブ光を指示部材が遮断
することによって指示部材の位置を検出する光遮断の方
式の例を取り上げ、各表示装置間の許容隙間について、
プローブ光を用いる手法について説明したが、センサー
観察高さが規定されるカメラ方式においても同様であ
る。
From these events, if the height from the display surface to the lower part of the probe light is not less than 3 mm, the above-mentioned problem will occur. For the above reasons, in all the display devices 101a, 101b, 101c, 101d,
In order to satisfy the condition that the height from the display surface to the lower part of the probe light is less than 3 mm, each of the display devices 101a, 101
It is important to suppress the maximum step between b, 101c and 101d to less than 3 mm. Take an example of a light blocking method of detecting the position of the pointing member by blocking the probe light by the pointing member, regarding the allowable gap between each display device,
Although the method using the probe light has been described, the same applies to the camera method in which the sensor observation height is defined.

【0077】図25は、本発明による座標入力/検出/
表示装置の第4の実施の形態を説明するための要部構成
図である。図20に示した実施例と同様、4枚の表示装
置101a,101b,101c,101dで表示部が
構成されている。図25に示した装置は、表示装置10
1a(101c)と101b(101d)の境界面にお
いて、2つの部材104,105に分割することができ
る。組み立て時は、お互いの部材は、コネクタ104
a,105aによって電気的に結合され、一体化されて
動作する。また、機械的なロック機構も具備し、使用中
に分解することがないように配慮されている。
FIG. 25 is a diagram showing coordinate input / detection / data according to the present invention.
FIG. 14 is a main part configuration diagram for explaining a fourth embodiment of the display device. As in the embodiment shown in FIG. 20, the display unit is constituted by four display devices 101a, 101b, 101c, and 101d. The device shown in FIG.
At the boundary between 1a (101c) and 101b (101d), it can be divided into two members 104 and 105. At the time of assembly, each member is connected to the connector 104.
a and 105a, which are electrically coupled and integrated. In addition, a mechanical lock mechanism is also provided so that it is not disassembled during use.

【0078】図25に示した実施例による座標入力/検
出部は、検出領域全面に配置すべき部材がないため、ど
ちらか一方の部材にすべて含まれる構成でも良いし、ま
た、双方の部材に分散して配置され、組み立て時に所定
の位置に固定されるようにしても良い。このようにする
ことにより、分割時のサイズを小さくすることができ、
収納,搬送し易くなる。
The coordinate input / detection unit according to the embodiment shown in FIG. 25 does not have any members to be arranged on the entire detection area, so that it may be configured to be entirely included in either one of the members, or to include both members. They may be distributed and fixed at a predetermined position during assembly. By doing so, the size at the time of division can be reduced,
It is easy to store and transport.

【0079】図26は、本発明による座標入力/検出/
表示装置の第5の実施の形態を説明するための要部構成
図である。2つの部材に分割する点では、図25に示し
た実施例の構成と同様であるが、図26に示した実施例
では、支点106を中心に、2つの部材104,105
が回動可能に固定されている。このようにすることで、
軽い力で分割,折りたたみすることができ、より簡便に
収納,搬送することができる。図26に示した実施例で
は、支点106が本体より離れているが、切り離し線に
近づけることで、より小型化することができる。配線の
接続は、図25に示した実施例の如く、コネクターでも
良いし、ワイヤー結線でもかまわない。
FIG. 26 is a diagram showing coordinate input / detection / detection according to the present invention.
It is a principal part block diagram for explaining 5th Embodiment of a display apparatus. Although the structure is the same as that of the embodiment shown in FIG. 25 in that it is divided into two members, the embodiment shown in FIG.
Are rotatably fixed. By doing this,
It can be divided and folded with a light force, and can be stored and transported more easily. In the embodiment shown in FIG. 26, the fulcrum 106 is separated from the main body, but it can be made smaller by approaching the separation line. The connection of the wiring may be a connector as in the embodiment shown in FIG. 25 or a wire connection.

【0080】[0080]

【発明の効果】(1)請求項1の発明に対応する効果 座標入力/検出手段を複数の表示装置と組み合わせるこ
とで、装置全体を大型化することなく、表示面の高解像
度化,大型化ができる。
(1) Effects corresponding to the first aspect of the invention By combining the coordinate input / detection means with a plurality of display devices, the resolution and size of the display surface can be increased without increasing the size of the entire device. Can be.

【0081】(2)請求項2の発明に対応する効果 複数の表示装置の特定の点にポインターを表示させる
か、描画させるかを複数の表示装置において達成するこ
とができる。
(2) Effects Corresponding to the Second Aspect of the Invention The display of a pointer at a specific point on a plurality of display devices or the drawing of a pointer can be achieved on a plurality of display devices.

【0082】(3)請求項3の発明に対応する効果 各表示装置の表示面間の段差を小さくすることで、クリ
ック不良や描画時のストロークがつながることを防止す
ることができる。
(3) Effects Corresponding to Claim 3 By reducing the step between the display surfaces of the respective display devices, it is possible to prevent a click failure or a stroke at the time of drawing.

【0083】(4)請求項4の発明に対応する効果 装置を分割することができることで、収納時の省スペー
ス化や搬送時の小型化を実現することができる。
(4) Effects Corresponding to the Inventive Aspect 4 Since the device can be divided, space saving during storage and miniaturization during transport can be realized.

【0084】(5)請求項5の発明に対応する効果 装置が簡単に折りたためることで、簡単な操作で収納や
搬送を行うことができる。
(5) Effects corresponding to the fifth aspect of the present invention By simply folding the device, storage and transport can be performed by a simple operation.

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

【図1】 本発明が適用される光学式の座標入力/検出
装置の1例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an optical coordinate input / detection device to which the present invention is applied.

【図2】 図1の座標入力面に取り付けられた受発光手
段を、座標入力面に垂直な方向から見た図である。
FIG. 2 is a diagram of a light emitting / receiving unit attached to the coordinate input surface of FIG. 1 as viewed from a direction perpendicular to the coordinate input surface.

【図3】 受発光手段の動作を詳しく説明するための図
である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the light receiving / emitting means in detail.

【図4】 受発光手段と座標入力領域との幾何学的な相
対位置関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a geometric relative positional relationship between a light receiving / emitting means and a coordinate input area.

【図5】 受発光手段を、ディスプレイの表面へ設置し
た場合の実施例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment in which the light receiving and emitting means is installed on the surface of the display.

【図6】 代表的な光学式の座標入力装置を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a typical optical coordinate input device.

【図7】 光学式の座標検出装置の第3の例の構成図で
ある。
FIG. 7 is a configuration diagram of a third example of the optical coordinate detection device.

【図8】 発光検出装置の一実施例の構成の概念図であ
る。
FIG. 8 is a conceptual diagram of a configuration of an embodiment of a light emission detection device.

【図9】 アパーチャーを用いた発光検出手段の構成の
概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram of a configuration of a light emission detecting unit using an aperture.

【図10】 シリンドリカルレンズとPSDの具体的な
配置例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a specific arrangement example of a cylindrical lens and a PSD.

【図11】 アパーチャーとPSDの具体的な配置例を
示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a specific arrangement example of apertures and PSDs.

【図12】 座標入力面と平行になるように集光し、さ
らに、座標入力面と平行な扇形状のビームを作成する場
合の例を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining an example in which light is condensed so as to be parallel to a coordinate input surface and a fan-shaped beam parallel to the coordinate input surface is created.

【図13】 LED及びPSDの制御回路の構成ブロッ
ク図である。
FIG. 13 is a configuration block diagram of a control circuit for an LED and a PSD.

【図14】 位置指示棒であるペンの先端部の形状の一
実施例を示す図である。
FIG. 14 is a view showing an embodiment of the shape of the tip of a pen which is a position indicating rod.

【図15】 3つの平面鏡を互いに直角になるように組
み合わせたコーナキュービックの例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a corner cubic in which three plane mirrors are combined so as to be perpendicular to each other.

【図16】 座標入力面と受光角度検出手段を形成する
シリンドリカルレンズ及びPSDとの位置関係の具体例
を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a specific example of a positional relationship between a coordinate input surface, a cylindrical lens forming a light receiving angle detection unit, and a PSD.

【図17】 座標入力/検出装置の構成を示すブロック
図である。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a coordinate input / detection device.

【図18】 座標入力装置の信号波形の一例を示すタイ
ミングチャートである。
FIG. 18 is a timing chart showing an example of a signal waveform of the coordinate input device.

【図19】 座標位置の算出方法を説明するための図で
ある。
FIG. 19 is a diagram for explaining a method of calculating a coordinate position.

【図20】 本発明による座標入力/検出/表示装置の
第1の実施の形態を説明するための要部構成図である。
FIG. 20 is a main part configuration diagram for describing a first embodiment of a coordinate input / detection / display device according to the present invention.

【図21】 本発明による座標入力/検出/表示装置の
第2の実施の形態を説明するための要部構成図である。
FIG. 21 is a main part configuration diagram for explaining a second embodiment of the coordinate input / detection / display device according to the present invention.

【図22】 本発明による座標入力/検出/表示装置の
第3の実施の形態を説明するための要部構成図である。
FIG. 22 is a main part configuration diagram for explaining a third embodiment of the coordinate input / detection / display device according to the present invention.

【図23】 ダブルクリック時における表示面からの各
被験者の指先の浮き上がり量を示すグラフである。
FIG. 23 is a graph showing the amount of lifting of the fingertip of each subject from the display surface at the time of double-clicking.

【図24】 文字描画時における表示面からの各被験者
の指先の浮き上がり量を示すグラフである。
FIG. 24 is a graph showing the amount of lifting of the fingertip of each subject from the display surface when drawing characters.

【図25】 本発明による座標入力/検出/表示装置の
第4の実施の形態を説明するための要部構成図である。
FIG. 25 is a main part configuration diagram for explaining a fourth embodiment of the coordinate input / detection / display device according to the present invention.

【図26】 本発明による座標入力/検出/表示装置の
第5の実施の形態を説明するための要部構成図である。
FIG. 26 is a main part configuration diagram for explaining a fifth embodiment of the coordinate input / detection / display device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…受発光手段、2…指示座標位置、3…座標入力領域
(座標入力装置、座標入力面)、4…再帰性反射部材、
5(5A,5B)…光源(LED)、6(6A,6B)
…光学レンズ、7(7A,7B)…PSD、8(8A,
8B)…シリンドリカルレンズ、9…マスク、10…ア
パーチャー、11,13…フォトダイオード、12,1
4…フォトトランジスタ、15…タッチ部分、16…タ
ッチ座標、21,22…発光検出装置、21A,22A
…発光部、21B,22B…受光角度検出部、23…基
準点、24…ペン、100…本体カバー、101a,1
01b,101c,101d…表示装置、102…指示
部材、103…プローブ光、104,105…分割され
た表示部、104a,104b,105a,105b…
コネクタ、106…支点。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light receiving / emitting means, 2 ... Coordinate position, 3 ... Coordinate input area (coordinate input device, coordinate input surface), 4 ... Retroreflective member,
5 (5A, 5B): Light source (LED), 6 (6A, 6B)
... optical lens, 7 (7A, 7B) ... PSD, 8 (8A,
8B) Cylindrical lens, 9 Mask, 10 Aperture, 11, 13 Photodiode, 12, 1
4 phototransistor, 15 touch part, 16 touch coordinates, 21, 22 light emission detection device, 21A, 22A
... Light-emitting unit, 21B, 22B ... Light-receiving angle detecting unit, 23 ... Reference point, 24 ... Pen, 100 ... Body cover, 101a, 1
01b, 101c, 101d: display device, 102: pointing member, 103: probe light, 104, 105: divided display unit, 104a, 104b, 105a, 105b ...
Connector, 106 ... fulcrum.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 弘雅 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 高橋 禎郎 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 5B068 AA04 AA15 AA22 AA33 BB20 BC04 BD02 BD09 BD17 BD18 CC11 CC13 5B087 AA02 AB05 AB08 AE02 BC03 CC01 CC05 CC12 CC33 DD16 DD17 DJ03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiromasa Shimizu 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Sadao Takahashi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Co., Ltd. (Reference) 5B068 AA04 AA15 AA22 AA33 BB20 BC04 BD02 BD09 BD17 BD18 CC11 CC13 5B087 AA02 AB05 AB08 AE02 BC03 CC01 CC05 CC12 CC33 DD16 DD17 DJ03

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の発光手段と複数の受光手段とより
なり、これらの発光/受光の光路内の光遮断手段の有無
により、該光遮断手段の平面若しくは略平面の2次元座
標を検出する座標入力/検出装置、若しくは、平面若し
くは略平面の座標入力/検出領域を取り込む画像入力手
段とよりなり、該画像入力手段により取り込まれた情報
のうちの一部の領域を2次元座標情報に変換する手段と
よりなる座標入力/検出装置と、前記2次元座標を入力
/検出する領域に対して平行若しくは略平行に設置され
た少なくとも2つの表示手段と、前記座標入力/検出装
置と前記各表示手段とが接続された制御・演算手段とよ
りなることを特徴とする座標入力/検出/表示装置。
1. A two-dimensional coordinate system comprising a plurality of light-emitting means and a plurality of light-receiving means, and detecting the presence or absence of a light-blocking means in an optical path of light emission / reception to detect a plane or a substantially plane of the light-blocking means. A coordinate input / detection device or image input means for capturing a plane or substantially plane coordinate input / detection area, and converting a part of the information captured by the image input means into two-dimensional coordinate information; A coordinate input / detection device comprising: a coordinate input / detection device; at least two display devices provided in parallel or substantially parallel to an area for inputting / detecting the two-dimensional coordinates; the coordinate input / detection device; A coordinate input / detection / display device comprising control / calculation means connected to the means.
【請求項2】 前記座標入力/検出領域への位置の指示
による入力情報、および、該座標入力/検出領域と前記
各表示手段との相対位置から、前記指示された位置が存
在する表示手段の特定と該表示手段内の前記指示位置と
を前記制御・演算手段によって算出し、前記特定された
表示手段における前記算出された指示位置をポインター
等の指示位置表示手段によって表示することを特徴とす
る請求項1に記載の座標入力/検出/表示装置。
2. A display device in which the designated position is present, based on input information by designating a position in the coordinate input / detection region and a relative position between the coordinate input / detection region and each of the display devices. The specification and the designated position in the display means are calculated by the control / arithmetic means, and the calculated designated position in the specified display means is displayed by a designated position display means such as a pointer. The coordinate input / detection / display device according to claim 1.
【請求項3】 前記各表示手段間における表示面の段差
が3mm未満であることを特徴とする請求項1または2
に記載の座標入力/検出/表示装置。
3. The display device according to claim 1, wherein a step on a display surface between the display units is less than 3 mm.
3. A coordinate input / detection / display device according to (1).
【請求項4】 前記各表示手段の接続部に沿って分割可
能であることを特徴とする請求項1から請求項3のいず
れかに記載の座標入力/検出/表示装置。
4. The coordinate input / detection / display device according to claim 1, wherein the coordinate input / detection / display device can be divided along a connection portion of each of the display means.
【請求項5】 前記各表示手段の接続部から折りたたみ
可能であることを特徴とする請求項1から請求項4のい
ずれかに記載の座標入力/検出/表示装置。
5. The coordinate input / detection / display device according to claim 1, wherein the coordinate input / detection / display device is foldable from a connection portion of each of the display means.
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