JP2002351612A - Coordinate input device, its control method and program - Google Patents

Coordinate input device, its control method and program

Info

Publication number
JP2002351612A
JP2002351612A JP2001159510A JP2001159510A JP2002351612A JP 2002351612 A JP2002351612 A JP 2002351612A JP 2001159510 A JP2001159510 A JP 2001159510A JP 2001159510 A JP2001159510 A JP 2001159510A JP 2002351612 A JP2002351612 A JP 2002351612A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection
coordinate
light
signal
optical signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001159510A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2001159510A priority Critical patent/JP2002351612A/en
Publication of JP2002351612A publication Critical patent/JP2002351612A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coordinate input device capable of outputting coordinates at a low cost, with high accuracy and high resolution without lowering a coordinate detection sampling rate, its control method and a program. SOLUTION: An optical signal from an optical spot having a plurality of detection areas, in which detecting operations in the respective detection areas are independently controlled is detected by a linear sensor. A detecting operation in a first detection area among the plurality of detection areas is performed for first prescribed time and presence/absence of the optical signal from the optical spot is judged based on a detection result from the first detection area. When the optical signal is judged to exist, the detecting operation in the first detecting area is further performed for second prescribed time. On the other hand, when no optical signal is judged to exist, a detecting operation is performed other detection areas except the first one for the first prescribed time, the presence/absence of the optical signal from the optical spot is judged based on the detection result from the first detection area and a detecting operation in the detection area in which the optical signal is judged to exist is further performed for the second prescribed time. And a coordinate value corresponding to the optical spot is calculated based on the detection result from the detection area in which the optical signal is judged to exist.

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、指示具からの光を
座標入力画面に照射して光スポットを生成し、前記光ス
ポットに対応した座標を生成する座標入力装置及びその
制御方法、プログラムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device for generating a light spot by irradiating light from a pointing tool onto a coordinate input screen and generating coordinates corresponding to the light spot, a control method therefor, and a program. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の座標入力装置としては、CCDエ
リアセンサやリニアセンサを用いて画面上の光スポット
を撮像し、重心座標あるいはパターンマッチングを用い
る画像処理を行って、座標値を演算して出力するもの
や、PSDと呼ばれる位置検出素子(スポットの位置に
対応した出力電圧が得られるアナログデバイス)を用い
るものなどが知られている。
2. Description of the Related Art As a conventional coordinate input device, a light spot on a screen is imaged using a CCD area sensor or a linear sensor, and image processing using barycentric coordinates or pattern matching is performed to calculate coordinate values. An output device and a device using a position detecting element called a PSD (an analog device capable of obtaining an output voltage corresponding to the position of a spot) are known.

【0003】例えば、特公平7−76902号公報に
は、可視光の平行ビームによる光スポットをビデオカメ
ラで撮像して座標を検出し、同時に赤外拡散光で制御信
号を送受する装置について開示されている。また、特開
平6−274266号公報には、リニアCCDセンサと
特殊な光学マスクを用いて座標検出を行う装置が開示さ
れている。
[0003] For example, Japanese Patent Publication No. 7-76902 discloses an apparatus for detecting a coordinate by imaging a light spot with a parallel beam of visible light with a video camera and simultaneously transmitting and receiving a control signal with infrared diffused light. ing. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-274266 discloses an apparatus for detecting coordinates using a linear CCD sensor and a special optical mask.

【0004】一方、特許公報第2503182号には、
PSDを用いた装置について、その構成と出力座標の補
正方法が開示されている。
On the other hand, Japanese Patent Publication No. 2503182 discloses that
A configuration using a PSD and a method of correcting output coordinates are disclosed.

【0005】近年、大画面ディスプレイの画面の明るさ
が改善され、明るく照明された環境においても十分使用
できるようになってきており、需要が拡大されつつあ
る。そして、座標入力装置は、そのような大画面ディス
プレイと組み合わした環境においても使用できるよう
に、外乱光に強いことがますます必要になってきてい
る。また、近年、無線通信手段として、赤外線を利用す
る機器が増加しており、赤外線、可視光ともに外乱光
は、増加傾向にあるため、外乱光に強いことは、装置の
重要な特性の一つである。
[0005] In recent years, the brightness of the screen of a large screen display has been improved, and it has become possible to sufficiently use it even in a brightly illuminated environment, and the demand is expanding. The coordinate input device is increasingly required to be resistant to disturbance light so that it can be used in an environment combined with such a large-screen display. Also, in recent years, devices using infrared rays as wireless communication means have been increasing, and disturbance light has been increasing for both infrared rays and visible light. Therefore, resistance to disturbance light is one of the important characteristics of the device. It is.

【0006】しかしながら、前記特公平7−76902
号公報、前記特開平6−274266号公報からもわか
るように、従来のCCDセンサを用いるものは、光学フ
ィルタでしか外乱光を抑制することができない。これに
対して、前記特許公報第2503182号のように、P
SDを用いる装置では、光強度を周波数変調し、この変
調波を同期検波することにより、外乱光の影響を抑制で
きるため、光学フィルタと併用することによって、外乱
光に対しては強い特性を持っている。しかしながら、こ
の種の座標入力装置は、分解能の向上という点で原理的
に問題を含んでいる。つまり、センサ出力電圧のダイナ
ミックレンジが入力範囲にそのまま対応しているため、
例えば、全体を1000の座標に分解する場合には少な
くとも60dB以上のS/N比が必要になる。さらに、
前記特許公報第2503182号で述べられているよう
に、直線性誤差のデジタル補正が必須であるため、高精
度なアナログ回路と多ビットのAD変換器と演算回路と
が必要になる。さらに、センサ出力信号のS/N比は光
量と光スポットのシャープさに依存するため、前記した
外乱光の抑圧だけでは不十分であり、明るく高精度な光
学系も必要になる。このようなことから、装置自体が非
常に高価で、大型なものになってしまう。
However, the aforementioned Japanese Patent Publication No. 7-76902
As can be seen from JP-A-6-274266 and JP-A-6-274266, in a device using a conventional CCD sensor, disturbance light can be suppressed only by an optical filter. On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 2503182, P
In an apparatus using SD, the influence of disturbance light can be suppressed by frequency-modulating the light intensity and synchronously detecting this modulated wave. Therefore, when used in combination with an optical filter, it has a strong characteristic against disturbance light. ing. However, this kind of coordinate input device has a problem in principle in terms of improvement in resolution. In other words, since the dynamic range of the sensor output voltage directly corresponds to the input range,
For example, when the whole is decomposed into 1000 coordinates, an S / N ratio of at least 60 dB or more is required. further,
As described in Japanese Patent Publication No. 2503182, digital correction of a linearity error is essential, so that a high-precision analog circuit, a multi-bit AD converter, and an arithmetic circuit are required. Further, since the S / N ratio of the sensor output signal depends on the amount of light and the sharpness of the light spot, suppression of disturbance light alone is not sufficient, and a bright and highly accurate optical system is also required. For this reason, the device itself is very expensive and large.

【0007】さらに、CCDセンサを用い、分解能を高
める手法として、前記特公平7−76902号公報で
は、ビデオカメラを複数台同時使用することが開示され
ているが、これは装置が大型化し、高価になる。また、
一台で画素数の多いビデオカメラの場合には、複数のカ
メラを用いるよりもさらに大型化し、高価となる。ま
た、画像処理によって、画素数よりも高い分解能を達成
するためには、膨大な画像データの高速処理が必要とな
り、リアルタイム動作をさせるには非常に大型で、高価
なものとなってしまう。
Further, as a technique for increasing the resolution by using a CCD sensor, Japanese Patent Publication No. 7-76902 discloses that a plurality of video cameras are used at the same time. become. Also,
In the case of a single video camera having a large number of pixels, the size and cost are further increased as compared with the case of using a plurality of cameras. Further, in order to achieve a resolution higher than the number of pixels by image processing, high-speed processing of enormous image data is required, which is very large and expensive for real-time operation.

【0008】また、前記特開平6−274266号公報
では、特殊な光学マスクと信号処理とによって高分解能
が得られるようにしており、外乱光が小さく良好なS/
N比が確保できれば高分解能化が可能である。しかしな
がら、実際には、リニアセンサでは結像が線状であり、
点像となるエリアセンサに比べて面内で外乱光との分離
ができないため、外乱光の影響を受けやすく、外乱光の
少ない特殊な環境でしか実用にならないという問題があ
る。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-274266, a high resolution is obtained by a special optical mask and signal processing.
If the N ratio can be secured, high resolution can be achieved. However, in reality, the image is linear in a linear sensor,
Since it cannot be separated from disturbance light in a plane as compared with an area sensor serving as a point image, there is a problem that it is easily affected by disturbance light and is practical only in a special environment where disturbance light is small.

【0009】以上を鑑み、外乱光の影響受け難く、精度
が良く比較的低コストな座標入力装置として、特開平1
1−219253号公報、特開2000−112644
号公報に示されるような光電変換素子と電子シャッター
機能を用いた座標入力装置も開示されている。
In view of the above, a coordinate input device which is hardly affected by disturbance light, has high accuracy, and is relatively inexpensive is disclosed in
No. 1-219253, JP-A-2000-112644
Also, a coordinate input device using a photoelectric conversion element and an electronic shutter function as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-209,086 is disclosed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来例に示されるよう
に種々の座標入力装置が知られているが、その座標算出
精度、或いは分解能という観点では、先に述べたように
高価で、大型なものになってしまう課題を有する。
Various coordinate input devices are known as shown in the prior art. However, from the viewpoint of the coordinate calculation accuracy or the resolution, as described above, it is expensive and large. There is a problem that it becomes something.

【0011】さらには、特開平11−219253号公
報、特開2000−112644号公報に開示されてい
るような光電変換素子と電子シャッター機能を用いた座
標入力装置の場合には、筆記具に設けられたLED等の
発光部材を点滅させ、その点滅に同期させて電子シャッ
ターを動作させ、発光部材の点灯時の信号と、非点灯時
の信号を各々光電変換センサで蓄積し、その蓄積された
点灯時の信号と非点灯時の信号の差分信号を出力するこ
とで、外乱光の信号を除去し、純粋に前記発光部材の光
信号のみを抽出している。さらには、上記座標入力装置
は、前記発光部材の光を光電変換センサの受光面に結像
させる光学系を採用しているが、複数の光電変換センサ
に光が入射するように、わざと焦点をずらし(ピンぼけ
状態)、光が入射した複数の光電変換センサの出力信号
を用いて演算を行うことで、座標算出分解能を向上させ
るように構成されている。
Further, in the case of a coordinate input device using a photoelectric conversion element and an electronic shutter function as disclosed in JP-A-11-219253 and JP-A-2000-112644, a writing instrument is provided. The light emitting member such as the LED blinks, and the electronic shutter is operated in synchronization with the blinking, and a signal when the light emitting member is turned on and a signal when the light emitting member is not turned on are respectively accumulated by the photoelectric conversion sensor, and the accumulated lighting is performed. By outputting a difference signal between a signal at the time of lighting and a signal at the time of non-lighting, a signal of disturbance light is removed, and only a light signal of the light emitting member is purely extracted. Further, the coordinate input device employs an optical system that forms an image of the light of the light emitting member on a light receiving surface of a photoelectric conversion sensor, but focuses on purpose so that the light is incident on a plurality of photoelectric conversion sensors. The configuration is such that the coordinate calculation resolution is improved by performing a shift (out-of-focus state) and performing calculations using output signals of a plurality of photoelectric conversion sensors on which light has entered.

【0012】言い換えて説明すれば、わざとぼかした状
態で、複数の画素に光スポットの光が入射するように構
成されているので、複数の光電変換センサの内、最も光
が集中している光電変換センサを中心として、その左右
の光電変換センサは、その中心の光電変換センサからの
距離が大きくなるに従って、より弱い光信号を出力する
ことになる。複数の光電変換センサそれぞれから出力さ
れる信号は、横軸に各光電変換センサの番号、縦軸に各
光電変換センサの出力信号レベルをプロットすれば、中
心の光電変換センサからの信号をピークレベルとして、
山形の信号波形が得られることになる(一例として、図
13参照)。そして、この山形の信号波形から、その重
心位置を算出することで、比較的少ない光電変換センサ
の数(画素数)でも、座標算出分解能を一定以上に保つ
ことが可能となっている。
In other words, since the light of the light spot is incident on the plurality of pixels in a deliberately blurred state, of the plurality of photoelectric conversion sensors, the photoelectric concentration sensor is the most concentrated. With the conversion sensor at the center, the left and right photoelectric conversion sensors output weaker optical signals as the distance from the center photoelectric conversion sensor increases. If the signal output from each of the plurality of photoelectric conversion sensors is plotted on the horizontal axis and the output signal level of each photoelectric conversion sensor is plotted on the vertical axis, the signal from the central photoelectric conversion sensor becomes the peak level. As
A mountain-shaped signal waveform is obtained (see FIG. 13 as an example). By calculating the position of the center of gravity from the signal waveform of the chevron, it is possible to maintain the coordinate calculation resolution at a certain level or more even with a relatively small number of photoelectric conversion sensors (the number of pixels).

【0013】しかしながら、このような構成でより高分
解能な座標算出性能を確保するためには、より多くの光
電変換センサの情報を用いて座標演算を行う(つまり、
焦点をよりぼけさせる必要が有る)ことが必要である。
この場合、自ずと信号レベルがピークとなる光電変換セ
ンサからの距離が大きくなる光電変換センサの出力信号
はより小さくなるので、その光電変換センサの信号のS
/Nには十分考慮する必要がある。信号の信頼性を得る
ためには、筆記具に内蔵された発光手段の単位時間あた
りの発光量を増大させるか、あるいは、光線変換センサ
側で、光を取り込む時間である積分時間をより長く設定
する必要がある。
However, in order to ensure higher-resolution coordinate calculation performance with such a configuration, coordinate calculation is performed using more information of the photoelectric conversion sensor (that is, coordinate calculation is performed).
Need to be more defocused).
In this case, since the output signal of the photoelectric conversion sensor whose distance from the photoelectric conversion sensor at which the signal level naturally peaks becomes larger becomes smaller, the signal S of the photoelectric conversion sensor becomes smaller.
It is necessary to sufficiently consider / N. In order to obtain signal reliability, the amount of light emission per unit time of the light emitting means built in the writing instrument is increased, or the light conversion sensor side is set to a longer integration time, which is a time for capturing light. There is a need.

【0014】前者の発光手段の単位時間あたりの発光量
を増大させる方法は、発光手段による制約によりもちろ
ん限界が有るほか、消費電力の増大という結果につなが
り、筆記具に内蔵される電池等の消耗を激しくし、ラン
ニングコストの増大、あるいは充電方式が必須の構成と
なり、筆記具としての重さ、形状に大きな影響を与え、
実用上大きな障害を発生させる。
The former method of increasing the amount of light emitted by the light-emitting means per unit time has, of course, a limit due to the restriction of the light-emitting means, and also leads to an increase in power consumption, and the consumption of batteries and the like built in the writing instrument is reduced. Become intense, increase running costs, or charge system becomes an indispensable configuration, greatly affecting the weight and shape as a writing instrument,
Causes a major obstacle in practical use.

【0015】一方、後者の光を取り込む時間である積分
時間を長くする方法は、座標サンプリングレートの低下
を発生させる。つまり、例えば、20msec程度の積
分時間で十分信頼性の有る信号が得られる場合には、座
標演算時間を考慮しなければ、1秒あたり50回の座標
出力が可能であるのに対し、より高分解能を実現するた
めに、より焦点をぼけさせ、信頼性の有る信号を得るた
めに積分時間を40msecとすれば、その座標サンプ
リングレートは25回/秒と、極端に性能が劣化する。
On the other hand, the latter method of increasing the integration time, which is the time for capturing light, causes a decrease in the coordinate sampling rate. That is, for example, when a sufficiently reliable signal can be obtained with an integration time of about 20 msec, the coordinate output can be performed 50 times per second without considering the coordinate calculation time. If the integration time is set to 40 msec in order to achieve more resolution and obtain a reliable signal in order to realize the resolution, the coordinate sampling rate is 25 times / sec, which is extremely degraded in performance.

【0016】また、分解能、精度を向上させる方法とし
ては、光電変換センサの数を増す方法も有力である。即
ち、例えば、1メートルの距離を光電変換センサ64個
(画素数64個)で計測するか、128個(画素数12
8個)で計測するかによって、当然後者の方の分解能が
高くなることは自明の事実である。しかしながら、この
ような構成にすることは、当然光電変換素子の数が増す
わけであるから、コストアップの要因になるし、あるい
は、光電変換センサの駆動処理能力を向上させる必要性
が生じる等の問題が新たに発生することになる。
As a method of improving the resolution and accuracy, a method of increasing the number of photoelectric conversion sensors is also effective. That is, for example, a distance of 1 meter is measured by 64 photoelectric conversion sensors (64 pixels) or 128 pixels (12 pixels).
It is self-evident that the resolution of the latter is naturally higher depending on whether the measurement is performed with 8). However, such a configuration naturally increases the number of photoelectric conversion elements, and thus causes an increase in cost or a need to improve the drive processing capability of the photoelectric conversion sensor. A new problem will arise.

【0017】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、座標算出サンプリングレートを低下さ
せることなく、低コストで、高精度、高分解能に座標を
出力することができる座標入力装置及びその制御方法、
プログラムを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is a coordinate input device capable of outputting coordinates with high accuracy and high resolution at low cost without lowering the sampling rate for calculating coordinates. And its control method,
The purpose is to provide the program.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による座標入力装置は以下の構成を備える。
即ち、指示具からの光を座標入力画面に照射して光スポ
ットを生成し、前記光スポットに対応した座標を生成す
る座標入力装置であって、複数の検出領域を有し、各検
出領域での検出動作が独立に制御される、前記光スポッ
トからの光信号を検出する検出手段と、前記複数の検出
領域の内、第1検出領域での検出動作を第1の所定時間
実行する駆動手段と、前記駆動手段によって得られる前
記第1検出領域からの検出結果に基づいて、前記光スポ
ットからの光信号の有無を判定する判定手段と、前記判
定手段が前記光信号があると判定する場合、前記第1検
出領域の検出動作を更に第2の所定時間実行するように
前記駆動手段を制御する第1制御手段と、前記判定手段
が前記光信号がないと判定する場合、前記第1検出領域
以外の他の検出領域に対し前記駆動手段及び前記判定手
段を実行し、該光信号があると判定された検出領域の検
出動作を更に第2の所定時間実行するように前記駆動手
段を制御する第2制御手段と、前記判定手段によって前
記光信号があると判定された検出領域からの検出結果に
基づいて、前記光スポットに対応する座標値を算出する
座標演算手段とを備える。
A coordinate input device according to the present invention for achieving the above object has the following arrangement.
That is, a coordinate input device that irradiates the coordinate input screen with light from the pointing tool to generate a light spot and generates coordinates corresponding to the light spot, and has a plurality of detection areas. Detecting means for detecting an optical signal from the light spot, wherein the detecting operation is independently controlled, and driving means for executing a detecting operation in a first detecting area of the plurality of detecting areas for a first predetermined time Determining means for determining the presence or absence of an optical signal from the light spot based on a detection result from the first detection area obtained by the driving means; and determining that the optical signal is present. A first control unit for controlling the driving unit so as to further execute a detection operation of the first detection region for a second predetermined time; and the first detection unit, wherein the determination unit determines that there is no optical signal. Other detection area other than area A second control unit that executes the driving unit and the determination unit, and controls the driving unit to further execute a detection operation of a detection region determined to have the optical signal for a second predetermined time; And a coordinate calculation means for calculating a coordinate value corresponding to the light spot based on a detection result from a detection area determined to have the optical signal by the determination means.

【0019】また、好ましくは、前記判定手段は、前記
第1検出領域からの検出結果が所定値以上である場合
に、前記光スポットからの光信号があると判定する。
Preferably, the determination means determines that there is an optical signal from the light spot when a detection result from the first detection area is equal to or more than a predetermined value.

【0020】また、好ましくは、前記検出手段は、物理
的に複数のセンサからなり、前記複数の検出領域は、該
複数のセンサそれぞれの検出領域に対応する。
Preferably, the detecting means is physically composed of a plurality of sensors, and the plurality of detection areas correspond to the detection areas of each of the plurality of sensors.

【0021】また、好ましくは、前記検出手段は、1つ
のセンサからなり、前記複数の検出領域は、該センサの
検出領域を複数のグループに分割した各領域グループに
対応する。
Preferably, the detecting means includes one sensor, and the plurality of detection areas correspond to each area group obtained by dividing the detection area of the sensor into a plurality of groups.

【0022】また、好ましくは、前記第1検出領域は、
前記座標入力画面上の中央領域に対応する。
Preferably, the first detection area is:
It corresponds to the central area on the coordinate input screen.

【0023】また、好ましくは、前記座標演算手段の演
算結果の出力間隔に基づいて、前記第1検出領域を選択
する選択手段とを更に備える。
Preferably, the apparatus further comprises selection means for selecting the first detection area based on an output interval of a calculation result of the coordinate calculation means.

【0024】上記の目的を達成するための本発明による
座標入力装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
指示具からの光を座標入力画面に照射して光スポットを
生成し、前記光スポットに対応した座標を生成する座標
入力装置の制御方法であって、前記光スポットからの光
信号を検出する検出動作が独立に制御される複数の検出
領域の内、第1検出領域での検出動作を第1の所定時間
実行する駆動工程と、前記駆動工程によって得られる前
記第1検出領域からの検出結果に基づいて、前記光スポ
ットからの光信号の有無を判定する判定工程と、前記判
定工程が前記光信号があると判定する場合、前記第1検
出領域の検出動作を更に第2の所定時間実行するように
前記駆動工程を制御する第1制御工程と、前記判定工程
が前記光信号がないと判定する場合、前記第1検出領域
以外の他の検出領域に対し前記駆動工程及び前記判定工
程を実行し、該光信号があると判定された検出領域の検
出動作を更に第2の所定時間実行するように前記駆動工
程を制御する第2制御工程と、前記判定工程によって前
記光信号があると判定された検出領域からの検出結果に
基づいて、前記光スポットに対応する座標値を算出する
座標演算工程とを備える。
A control method of a coordinate input device according to the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is,
A method for controlling a coordinate input device that irradiates a coordinate input screen with light from a pointing tool to generate a light spot and generates coordinates corresponding to the light spot, comprising: detecting a light signal from the light spot. A driving step of executing a detection operation in a first detection area for a first predetermined time among a plurality of detection areas whose operations are independently controlled, and a detection result from the first detection area obtained by the driving step. A determination step of determining the presence or absence of an optical signal from the light spot based on the determination based on the determination of the presence of the optical signal; and a detection operation of the first detection area is further performed for a second predetermined time. When the first control step of controlling the driving step and the determining step determine that there is no optical signal, the driving step and the determining step are performed on other detection areas other than the first detection area. And the light A second control step of controlling the driving step so as to further execute a detection operation of the detection area determined to have the signal, and a detection area determined to have the optical signal by the determination step A coordinate calculation step of calculating a coordinate value corresponding to the light spot based on a detection result from the light spot.

【0025】上記の目的を達成するための本発明による
プログラムは以下の構成を備える。即ち、指示具からの
光を座標入力画面に照射して光スポットを生成し、前記
光スポットに対応した座標を生成する座標入力装置の制
御をコンピュータに機能させるプログラムであって、前
記光スポットからの光信号を検出する検出動作が独立に
制御される複数の検出領域の内、第1検出領域での検出
動作を第1の所定時間実行する駆動工程のプログラムコ
ードと、前記駆動工程によって得られる前記第1検出領
域からの検出結果に基づいて、前記光スポットからの光
信号の有無を判定する判定工程のプログラムコードと、
前記判定工程が前記光信号があると判定する場合、前記
第1検出領域の検出動作を更に第2の所定時間実行する
ように前記駆動工程を制御する第1制御工程のプログラ
ムコードと、前記判定工程が前記光信号がないと判定す
る場合、前記第1検出領域以外の他の検出領域に対し前
記駆動工程及び前記判定工程を実行し、該光信号がある
と判定された検出領域の検出動作を更に第2の所定時間
実行するように前記駆動工程を制御する第2制御工程の
プログラムコードと、前記判定工程によって前記光信号
があると判定された検出領域からの検出結果に基づい
て、前記光スポットに対応する座標値を算出する座標演
算工程のプログラムコードとを備える。
A program according to the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, a program that causes a computer to control a coordinate input device that generates light spots by irradiating light from a pointing tool onto a coordinate input screen and generates coordinates corresponding to the light spots. Of a plurality of detection areas in which detection operations for detecting the optical signal are independently controlled, and a program code of a driving step for executing a detection operation in the first detection area for a first predetermined time, and the driving step obtains the program code. A program code for a determination step of determining the presence or absence of an optical signal from the light spot based on a detection result from the first detection area;
When the determination step determines that the optical signal is present, a program code of a first control step for controlling the driving step so as to further execute a detection operation of the first detection region for a second predetermined time; When it is determined that the optical signal does not exist, the driving step and the determining step are performed on other detection areas other than the first detection area, and the detection operation of the detection area determined to have the optical signal is performed. Based on a program code of a second control step for controlling the driving step so as to further execute the second predetermined time, and a detection result from a detection area determined to have the optical signal by the determination step. A program code for a coordinate calculation step for calculating a coordinate value corresponding to the light spot.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0027】まず、本発明に係る光学式座標入力装置の
概略構成について、図1を用いて説明する。
First, the schematic configuration of the optical coordinate input device according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0028】図1は本実施形態の座標入力装置の概略構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a coordinate input device according to the present embodiment.

【0029】本座標入力装置は大別して、座標入力面で
あるスクリーン10に対して光スポット5を形成する指
示具4と、光スポット5のスクリーン10上の位置座標
等を検出する座標検出器1とからなる。図1には、それ
らの構成と合わせて、出力装置としてスクリーン10
に、画像あるいは位置座標等を表示する投射型表示装置
8を示している。
The coordinate input device is roughly divided into an indicator 4 for forming a light spot 5 on a screen 10 as a coordinate input surface, and a coordinate detector 1 for detecting the position coordinates of the light spot 5 on the screen 10 and the like. Consists of FIG. 1 shows a screen 10 as an output device together with those configurations.
2 shows a projection display 8 for displaying an image, position coordinates, and the like.

【0030】座標検出器1は、座標検出センサ部2と、
この座標検出センサ部2の制御および座標演算などを行
うコントローラ3、受光素子6、信号処理部7、各種設
定値を記憶するEEPROM等からなる不揮発メモリ9
とから構成されている。光スポット5のスクリーン10
上の座標位置及び指示具4の後述する各スイッチの状態
に対応する制御信号とを検出して、コントローラ3によ
って外部接続装置(不図示)にその情報を通信するよう
にしている。
The coordinate detector 1 includes a coordinate detection sensor unit 2 and
A controller 3 for controlling the coordinate detection sensor unit 2 and calculating coordinates, a light receiving element 6, a signal processing unit 7, and a nonvolatile memory 9 such as an EEPROM for storing various set values.
It is composed of Screen 10 of light spot 5
A control signal corresponding to the above coordinate position and the state of each switch of the indicating tool 4 described later is detected, and the information is communicated by the controller 3 to an external connection device (not shown).

【0031】投射型表示装置8は、ホストコンピュータ
(不図示)などの外部接続装置である表示信号源からの
画像信号が入力される画像信号処理部81と、これによ
り制御される液晶パネル82、ランプ83、ミラー8
4、コンデンサーレンズ85からなる照明光学系と、液
晶パネル82の像をスクリーン10上に投影する投影レ
ンズ86とからなり、所望の画像情報をスクリーン10
に表示することができる。スクリーン10は、投射画像
の観察範囲を広くするために適度な光拡散性を持たせて
あるので、指示具4から発射された光ビームも光スポッ
ト5の位置で拡散され、画面上の位置や光ビームの方向
によらず、光スポット5の位置で拡散された光の一部が
座標検出器1に入射するように構成されている。
The projection display device 8 includes an image signal processing unit 81 to which an image signal from a display signal source, which is an external connection device such as a host computer (not shown), is input, a liquid crystal panel 82 controlled by the image signal processing unit 81, Lamp 83, mirror 8
4. An illumination optical system including a condenser lens 85, and a projection lens 86 for projecting an image of the liquid crystal panel 82 onto the screen 10,
Can be displayed. Since the screen 10 has an appropriate light diffusing property in order to widen the observation range of the projected image, the light beam emitted from the pointing tool 4 is also diffused at the position of the light spot 5, and the position on the screen and A part of the light diffused at the position of the light spot 5 enters the coordinate detector 1 irrespective of the direction of the light beam.

【0032】このように構成することで、指示具4によ
りスクリーン10上で文字情報や線画情報を入力し、そ
の情報を投射型表示装置8で表示することにより、あた
かも『紙と鉛筆』のような関係で情報の入出力を可能と
する他、ボタン操作やアイコンの選択決定などの入力操
作を自由に行えるように構成したものである。 <指示具4の詳細説明>図2は本実施形態の指示具の詳
細構成を示す図である。
With this configuration, by inputting character information and line drawing information on the screen 10 by the pointing tool 4 and displaying the information on the projection display device 8, it is as if "paper and pencil". In addition to enabling input / output of information in a relationship, it is configured such that input operations such as button operation and icon selection can be freely performed. <Detailed Description of Pointing Tool 4> FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the pointing tool of the present embodiment.

【0033】指示具4は、光ビームを発射する半導体レ
ーザ、あるいは赤外光を発射するLED等の発光素子4
1と、その発光を駆動制御する発光制御部42、電源部
44、操作用スイッチ43A〜43Dと、電池等の電源
部44、さらに発光素子41を覆う脱着可能な透光性部
材よりなるキャップ46とを内蔵している。発光制御部
42は、操作用スイッチ43A〜43Dの状態により、
発光のON(オン)/OFF(オフ)と、後述する変調
方法とによって、制御信号を重畳した発光制御を行う。
The pointing device 4 is a light emitting element 4 such as a semiconductor laser for emitting a light beam or an LED for emitting infrared light.
1, a light emission control unit 42 for driving and controlling the light emission, a power supply unit 44, operation switches 43A to 43D, a power supply unit 44 such as a battery, and a cap 46 made of a detachable translucent member that covers the light emitting element 41. And built-in. The light emission control unit 42 changes the state of the operation switches 43A to 43D.
Light emission control in which a control signal is superimposed is performed by ON (ON) / OFF (OFF) of light emission and a modulation method described later.

【0034】図3は本実施形態の指示具の動作モードを
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an operation mode of the pointing device of the present embodiment.

【0035】スイッチA〜Dは、図2のスイッチ43A
〜43Dに対応している。尚、図3中、「発光」とは発
光信号(座標信号)に対応し、「ペンダウン」、「ペン
ボタン」とは制御信号に対応する。
The switches A to D correspond to the switch 43A of FIG.
~ 43D. In FIG. 3, “light emission” corresponds to a light emission signal (coordinate signal), and “pen down” and “pen button” correspond to control signals.

【0036】操作者は、指示具4を握ってスクリーン1
0にその先端を向ける。このとき、スイッチ43Aは親
指が自然に触れる位置に配置されており、これを押すこ
とによって光ビーム45が発射される。これにより、ス
クリーン10上に光スポット5が生成され、所定の処理
によって座標信号が出力され始める。但し、この状態で
は、ペンダウン及びペンボタンの制御信号はOFFの状
態である。このため、スクリーン10上では、カーソル
の動きやボタンのハイライト切替などによる操作者への
指示位置の明示のみが行われる。
The operator holds the pointing device 4 and holds the screen 1
Point its tip at zero. At this time, the switch 43A is arranged at a position where the thumb naturally touches, and when pressed, the light beam 45 is emitted. As a result, the light spot 5 is generated on the screen 10, and the coordinate signal starts to be output by a predetermined process. However, in this state, the pen down and pen button control signals are OFF. For this reason, on the screen 10, only the indication of the position indicated to the operator by the movement of the cursor or the switching of the highlight of the button is performed.

【0037】また、人差し指及び中指が自然に触れる位
置に配置されたスイッチ43C、43Dを押すことによ
って、図3に示すようにペンダウン及びペンボタンの制
御信号が、発光信号に重畳された信号となる。すなわ
ち、スイッチ43Cを押すことによってペンダウンの状
態となり、文字や線画の入力を開始したり、ボタンを選
択決定するなどの画面制御が実行できる。スイッチ43
Dを押すことによって、ペンボタンの状態となり、メニ
ューの呼び出しなどの別機能に対応させることができ
る。これにより、操作者は、片手でスクリーン10上の
任意の位置で、すばやく正確に文字や図形を描いたり、
ボタンやメニューを選択したりすることによって、軽快
に操作することができる。
By pressing the switches 43C and 43D arranged at positions where the index finger and the middle finger naturally touch, the control signal of the pen down and the pen button becomes a signal superimposed on the light emission signal as shown in FIG. . That is, by pressing the switch 43C, a pen-down state is established, and screen control such as starting input of characters and line drawings and selecting and determining a button can be executed. Switch 43
By pressing D, the state of the pen button is established, and it is possible to correspond to another function such as calling a menu. This allows the operator to quickly and accurately draw characters and figures at any position on the screen 10 with one hand,
By selecting buttons and menus, it can be operated lightly.

【0038】また、指示具4の先端部には、スイッチ4
3Bが設けられていて、スクリーン10に指示具4を押
し付けることによって動作するスイッチである。操作者
が、指示具4を握り、指示具の先端部をスクリーン10
に押し付けることでペンダウン状態となるので、余分な
ボタン操作を行うことなしに自然なペン入力操作を行う
ことができる。
A switch 4 is provided at the tip of the pointing device 4.
A switch 3B is provided and operates when the pointing tool 4 is pressed against the screen 10. The operator grips the pointing device 4 and touches the tip of the pointing device on the screen 10.
, A pen-down state is established, so that a natural pen input operation can be performed without performing extra button operations.

【0039】また、スイッチ43Aはペンボタンの役割
を持つ。もちろん画面に押し付けないでスイッチ43A
を押せば、カーソルのみを動かすこともできる。実際
上、文字や図形の入力は画面から離れて行うより、直接
画面に触れた方が遥かに操作性、正確性が良い。本実施
形態では、このように4個のスイッチを用いて画面から
離れていても、また、直前にいても、自然で快適な操作
が可能であり、場合によって使い分けることができるよ
うに構成されている。さらには、直接入力専用(ポイン
タとして使用しない)ならば、光ビームでなく拡散光源
でよいので、半導体レーザよりも安価で長寿命のLED
を用いることも可能である。
The switch 43A has a role of a pen button. Of course switch 43A without pressing on the screen
You can also move the cursor only by pressing. Actually, the operability and accuracy are much better when the characters and graphics are input directly from the screen than when the characters or figures are input from the screen. In the present embodiment, even if the user is away from the screen by using the four switches, or immediately before, a natural and comfortable operation can be performed, and the user can use the switch depending on the case. I have. Furthermore, if it is only for direct input (not used as a pointer), a diffused light source may be used instead of a light beam.
Can also be used.

【0040】また、このように近接用、遠隔用の2種類
の指示具4を用いたり、同時に2人以上で操作する、あ
るいは色や太さなど属性の異なる複数の指示具4を用い
る場合のために、発光制御部42は、固有のID番号を
制御信号と共に送信するように設定されている。送信さ
れたID番号に対応して、描かれる線の太さや色などの
属性を外部接続機器側のソフトウェアなどで決定するよ
うになっており、スクリーン10上のボタンやメニュー
などで設定変更することができる。この操作は、指示具
4に別途操作ボタン等を設けて変更指示信号送信するよ
うにしてもよく、これらの設定については、指示具4内
部あるいは座標検出器1内に状態を保持するようにして
ID番号ではなく、属性情報を外部接続機器へ送信する
ように構成することも可能である。
Further, when two kinds of pointing tools 4 for proximity and remote use are used as described above, two or more persons operate simultaneously, or a plurality of pointing tools 4 having different attributes such as color and thickness are used. For this reason, the light emission control unit 42 is set to transmit a unique ID number together with a control signal. In accordance with the transmitted ID number, attributes such as the thickness and color of the drawn line are determined by software on the external connection device side, and the setting can be changed by a button or menu on the screen 10. Can be. For this operation, an operation button or the like may be separately provided on the indicating tool 4 to transmit a change instruction signal. For these settings, the state is maintained in the indicating tool 4 or the coordinate detector 1. It is also possible to configure so that attribute information, instead of the ID number, is transmitted to the externally connected device.

【0041】また、このような追加の操作ボタンは、他
の機能、例えば、表示装置の点滅や信号源の切換、録画
装置などの操作などを行えるようにも設定可能である。
さらに、スイッチ43A、43Bのいずれか一方、また
は両方に圧力検出手段を設けることによって筆圧検出を
行い、この筆圧データを制御信号と共に送信するなど各
種の有用な信号を送信することが可能である。
Further, such additional operation buttons can be set so that other functions, such as blinking of a display device, switching of a signal source, operation of a recording device, and the like, can be performed.
Further, by providing pressure detection means in one or both of the switches 43A and 43B, pen pressure detection is performed, and various useful signals such as transmission of this pen pressure data together with a control signal can be transmitted. is there.

【0042】指示具4のスイッチ43Aまたはスイッチ
43BがONになると発光が開始され、その発光信号は
比較的長い連続するパルス列からなるリーダ部と、これ
に続くコード(メーカーIDなど)とからなるヘッダ部
をまず出力し、その後、ペンIDや制御信号などからな
る送信データ列が予め定義された順序と形式に従ってそ
の情報を順次出力する(図5、LSG信号参照)。
When the switch 43A or the switch 43B of the pointing device 4 is turned on, light emission is started, and the light emission signal is a header consisting of a reader unit composed of a relatively long continuous pulse train and a code (a maker ID or the like) following the reader unit. The information is sequentially output according to a predetermined order and format of a transmission data string including a pen ID and a control signal (see FIG. 5, LSG signal).

【0043】尚、本願実施形態では、各データビットに
おいて、“1”ビットは“0”ビットに対して2倍の間
隔をもつような変調形式で形成しているが、データの符
号化方式については種々のものが使用可能である。しか
しながら、後述するように座標検出のためには、平均光
量が一定していること、また、PLLの同調を行うには
クロック成分が十分大きいこと等が望ましく、送信すべ
きデータ量から見て冗長度を比較的高くしても支障はな
い等を勘案して、本実施形態においては、6ビット(6
4個)のデータを10ビット長のコードのうち、1と0
が同数で、かつ、1あるいは0の連続数が3以下の10
8個のコードに割り付ける方法で符号化している。この
ような符号化方式をとることによって、平均電力が一定
になり、また十分なクロック成分が含まれるので、復調
時に容易に安定した同期信号を生成することができる。
In the embodiment of the present invention, in each data bit, the "1" bit is formed in a modulation format having an interval twice as long as the "0" bit. Various types can be used. However, as will be described later, it is desirable that the average amount of light is constant for coordinate detection, and that the clock component is sufficiently large for tuning the PLL. Considering that there is no problem even if the degree is relatively high, in the present embodiment, 6 bits (6 bits) are used.
4) data is 1 and 0 of a 10-bit length code.
Are the same and the number of consecutive 1s or 0s is 3 or less.
It is encoded by a method of assigning it to eight codes. By employing such an encoding method, the average power becomes constant and a sufficient clock component is included, so that a stable synchronization signal can be easily generated at the time of demodulation.

【0044】また、前述したように、ペンダウンおよび
ペンボタンの制御信号は、2ビットであるがIDなどそ
の他の長いデータも送信しなければならない。そこで、
本実施形態では、24ビットを1ブロックとして、先頭
の2ビットは制御信号、次の2ビットは内容識別コード
(例えば、筆圧信号は00、IDは11等)、次の2ビ
ットはこれらのパリティ、その後に、16ビットのデー
タと2ビットのパリティとを並べて、1ブロックのデー
タとして構成する。このようなデータを前述したような
方式により符号化すると、40ビット長の信号になる。
その先頭に10ビット長のシンクコードを付加する。こ
のシンクコードは0が4個、1が5個連続する、あるい
はその反転パターン(直前のブロックの終わりが、1か
0かで切り替える)という特殊なコードを使用して、デ
ータワードとの識別が容易で、データ列の途中において
も確実にその位置を識別してデータの復元ができるよう
になっている。従って、1ブロックで50ビット長の伝
送信号となり、制御信号と16ビットのIDまたは筆圧
等のデータを送信していることになる。
As described above, the pen down and pen button control signals are 2 bits, but must also transmit other long data such as ID. Therefore,
In this embodiment, the first two bits are a control signal, the next two bits are a content identification code (for example, the pen pressure signal is 00, the ID is 11, etc.), and the next two bits are these bits. Parity, and subsequently, 16-bit data and 2-bit parity are arranged to form one block of data. When such data is encoded by the method described above, a signal having a length of 40 bits is obtained.
A 10-bit sync code is added to the head of the code. This sync code is distinguished from a data word by using a special code of 4 0s, 5 consecutive 1s, or an inverted pattern thereof (switching depending on whether the end of the previous block is 1 or 0). It is easy to identify the position even in the middle of the data string and restore the data. Therefore, one block becomes a transmission signal having a length of 50 bits, which means that the control signal and data such as a 16-bit ID or writing pressure are transmitted.

【0045】本実施形態では、第1の周波数60kHz
の1/8の7.5kHzを第2の周波数としているが、
前述のような符号化方式を採用しているため、平均伝送
ビットレートは、この2/3の5kHzとなる。さら
に、1ブロックが50ビットなので、100Hzでは1
ブロック24ビットのデータを送信していることにな
る。従って、パリティを除いた実効ビットレートは、2
000ビット/秒である。このように冗長性は高いが、
誤検出を防止し、同期を容易にすることが非常に簡単な
構成で実現できる方式となっている。また、後述のセン
サ制御のための位相同期信号と、シンクコードの繰り返
し周期のチェックとを併用することによって、信号に短
いドロップアウトが発生した場合でも追従ができ、逆に
実際に、ペンアップやダブルタップのような素早い操作
を行った場合との識別は、ヘッダ信号の有無によって確
実に行えるようにもなっている。 <座標検出器1の詳細説明>図4は本実施形態の座標検
出器の詳細構成を示す図である。
In this embodiment, the first frequency is 60 kHz.
The second frequency is 7.5 kHz, which is 1/8 of the above.
Since the above-described coding method is employed, the average transmission bit rate is 2/3 of 5 kHz. Furthermore, since one block is 50 bits, 100 Hz is 1 bit.
This means that 24-bit data is transmitted in the block. Therefore, the effective bit rate excluding parity is 2
000 bits / sec. Although the redundancy is high,
This method can prevent erroneous detection and facilitate synchronization with a very simple configuration. In addition, by using a phase synchronization signal for sensor control described later and a check for a repetition period of a sync code, even if a short dropout occurs in the signal, the signal can be followed. The discrimination from the case where a quick operation such as double tap is performed can be surely performed by the presence or absence of the header signal. <Detailed Description of Coordinate Detector 1> FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the coordinate detector of the present embodiment.

【0046】この座標検出器1には、集光光学系によっ
て高感度に光量検出を行う受光素子6と、結像光学系に
よって光の到来方向を検出する2つのリニアセンサ20
X,20Yとが設けられている。そして、指示具4に内
蔵された発光素子41からの光ビームにより、スクリー
ン10上に生成された光スポット5からの拡散光をそれ
ぞれ受光する。 <集光光学系の動作説明>受光素子6には、集光光学系
としての集光レンズ6Aが装着されており、スクリーン
10上の全範囲から高感度で所定波長の光量を検知す
る。この検知出力は、周波数検波部71によって検波さ
れた後、制御信号検出部72において制御信号(指示具
4の発光制御部42によって重畳された信号)などのデ
ータを含むデジタル信号に復調される。
The coordinate detector 1 includes a light receiving element 6 for detecting the amount of light with high sensitivity by a condensing optical system, and two linear sensors 20 for detecting an arrival direction of light by an imaging optical system.
X, 20Y. Then, the light beam from the light emitting element 41 incorporated in the pointing device 4 receives the diffused light from the light spot 5 generated on the screen 10. <Explanation of Operation of Light-Condensing Optical System> The light-receiving element 6 is provided with a light-condensing lens 6A as a light-condensing optical system, and detects a light amount of a predetermined wavelength with high sensitivity from the entire range on the screen 10. This detection output is detected by the frequency detection unit 71, and then demodulated by the control signal detection unit 72 into a digital signal including data such as a control signal (a signal superimposed by the light emission control unit 42 of the indicator 4).

【0047】この制御信号の復元動作におけるタイミン
グチャートについて、図5を用いて説明する。
A timing chart in the operation of restoring the control signal will be described with reference to FIG.

【0048】図5は本実施形態の制御信号の復元動作に
おけるタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart in the control signal restoring operation of the present embodiment.

【0049】上述したようなビット列からなるデータ信
号は、受光素子6で光出力信号LSGとして検出され、
周波数検波部71で検波される。周波数検波部71は、
光出力信号LSGの中で最も高い第1の周波数のパルス
周期に同調するように構成され、光学的なフィルタと併
用することによって、外乱光の影響を受けることなく、
変調信号CMDを復調する。この検波方法は広く実用さ
れている赤外線リモートコントローラと同様であり、信
頼性の高い無線通信方式である。
The data signal composed of the bit string as described above is detected by the light receiving element 6 as a light output signal LSG.
The frequency is detected by the frequency detector 71. The frequency detection unit 71
The optical output signal LSG is configured to be tuned to the pulse period of the highest first frequency in the optical output signal LSG. When used in combination with an optical filter, it is not affected by disturbance light.
The modulation signal CMD is demodulated. This detection method is similar to a widely used infrared remote controller, and is a highly reliable wireless communication method.

【0050】本実施形態では、この第1の周波数として
は、一般に使用されている赤外線リモートコントローラ
より高い帯域である60KHzを用い、同時に使用して
も誤動作することの無いように構成したが、この第1の
周波数を一般に使用されている赤外線リモートコントロ
ーラと同じ帯域にすることも可能であり、このような場
合にはIDなどで識別することによって誤動作を防止す
る。
In this embodiment, the first frequency is set to 60 KHz, which is higher than that of a generally used infrared remote controller, so that no malfunction occurs even when used at the same time. The first frequency can be set to the same band as a generally used infrared remote controller. In such a case, malfunction is prevented by identifying the first frequency with an ID or the like.

【0051】さて、周波数検波部71により検波された
変調信号CMDは、制御信号検出部72によってデジタ
ルデータとして解釈され、前述したペンダウンやペンボ
タンなどの制御信号が復元される。この復元された制御
信号は、通信制御部33に送られる。また、変調信号C
MDに含まれる第2の周波数であるコード変調の周期
は、センサ制御部31によって検出され、この信号によ
ってリニアセンサ20X、20Yを制御することにな
る。すなわち、センサ制御部31では、図5に示したヘ
ッダ部(HEADER)のタイミングでリセットし、そ
の後、変調信号CMDの立ち下がりに位相同期した信号
LCKを生成する。
The modulated signal CMD detected by the frequency detection unit 71 is interpreted as digital data by the control signal detection unit 72, and the above-described control signals such as pen-down and pen buttons are restored. The restored control signal is sent to the communication control unit 33. The modulation signal C
The code modulation cycle, which is the second frequency included in the MD, is detected by the sensor control unit 31, and this signal controls the linear sensors 20X and 20Y. That is, the sensor control section 31 resets at the timing of the header section (HEADER) shown in FIG. 5, and thereafter generates a signal LCK synchronized in phase with the falling edge of the modulation signal CMD.

【0052】従って、この生成された信号LCKは、指
示具4の発光の有無に同期した一定周波数の信号とな
る。また、変調信号CMDからは、光入力の有無を示す
信号LONと、この信号LONによって起動されるセン
サリセット信号RCLとが生成される。このセンサリセ
ット信号RCLがハイレベルの間に2つのリニアセンサ
20X、20Yはリセットされ、信号LCKの立ち上が
りに同期したセンサリセット信号RCLの立ち下がりの
タイミングによって後述する同期積分動作が開始され
る。
Therefore, the generated signal LCK is a signal of a constant frequency synchronized with the presence or absence of light emission of the indicator 4. Further, from the modulation signal CMD, a signal LON indicating presence / absence of light input and a sensor reset signal RCL activated by the signal LON are generated. While the sensor reset signal RCL is at the high level, the two linear sensors 20X and 20Y are reset, and a synchronous integration operation described later is started at the falling timing of the sensor reset signal RCL synchronized with the rising of the signal LCK.

【0053】一方、制御信号検出部72はヘッダ部を検
出し、他の機器やノイズではなく、指示具4からの入力
が開始されたことを確認すると、この確認を示す信号が
通信制御部33からセンサ制御部31に伝達され、リニ
アセンサ20X,20Yの動作有効を示す信号CONが
ハイレベルにセットされ、座標演算部32の動作が開始
される。
On the other hand, the control signal detecting section 72 detects the header section, and confirms that the input from the pointing device 4 has been started instead of other devices or noises. Is transmitted to the sensor control unit 31, the signal CON indicating the validity of the operation of the linear sensors 20X and 20Y is set to a high level, and the operation of the coordinate calculation unit 32 is started.

【0054】図6は、光出力信号LSGが無くなり、一
連動作の終了時におけるタイミングチャートを示す。光
出力信号LSGから検波された変調信号CMDがローレ
ベルを一定時間以上続けると、光入力の有無を示す信号
LONがローレベルになり、さらに、センサ動作有効を
示す信号CONもローレベルとなり、その結果、リニア
センサ20X,20Yによる座標の出力動作を終了す
る。 <結像光学系の動作説明>図7はリニアセンサ20X,
20Yの配置関係を示す図である。
FIG. 6 shows a timing chart at the end of the series of operations when the light output signal LSG is lost. When the modulation signal CMD detected from the optical output signal LSG keeps the low level for a certain period of time or more, the signal LON indicating the presence or absence of the optical input goes low, and the signal CON indicating the validity of the sensor operation also goes low. As a result, the output operation of the coordinates by the linear sensors 20X and 20Y ends. <Description of Operation of Imaging Optical System> FIG. 7 shows a linear sensor 20X,
It is a figure which shows arrangement | positioning relationship of 20Y.

【0055】図7では、説明を簡略化するために、基本
的なリニアセンサ201X,20Yの配置関係の実施例
について、まず、説明する。図7では、2つのリニアセ
ンサ20X,20Yの配置関係を示すと共に、結像光学
系としての円筒レンズ90X,90Yによって光スポッ
ト5の像が、リニアセンサ20X,20Yの各センサの
感光部21X、21Yに線状に像91X、91Yを結像
する。これらリニアセンサ20X,20Yを正確に直角
に配置することによって、それぞれがX座標、Y座標を
反映した画素にピークを持つ出力が得られる。
Referring to FIG. 7, for the sake of simplicity, an embodiment of the basic arrangement of the linear sensors 201X and 20Y will be described first. FIG. 7 shows an arrangement relationship between the two linear sensors 20X and 20Y, and an image of the light spot 5 is formed by the cylindrical lenses 90X and 90Y as the imaging optical system. Images 91X and 91Y are linearly formed on 21Y. By arranging these linear sensors 20X and 20Y accurately at right angles, an output having a peak at a pixel reflecting the X coordinate and the Y coordinate is obtained.

【0056】そして、これらリニアセンサ20X,20
Yは、センサ制御部31によって制御され、出力信号は
センサ制御部31に接続されたAD変換部31Aによっ
てデジタル信号として座標演算部32に送られる。座標
演算部32は、入力されたデジタル信号より出力座標値
を計算し、その計算結果を制御信号検出部72からの制
御信号などのデータと共に通信制御部33を介して、所
定の通信方法で外部制御装置(不図示)に送出する。ま
た、調整時など通常と異なる動作(例えば、ユーザ校正
値の設定)を行わせる場合は、通信制御部33からセン
サ制御部31、座標演算部32へモード切換信号が送ら
れる。
The linear sensors 20X, 20
Y is controlled by the sensor control unit 31, and an output signal is sent to the coordinate calculation unit 32 as a digital signal by an AD conversion unit 31 </ b> A connected to the sensor control unit 31. The coordinate calculation unit 32 calculates an output coordinate value from the input digital signal, and outputs the calculation result together with data such as a control signal from the control signal detection unit 72 via the communication control unit 33 to an external device using a predetermined communication method. It is sent to a control device (not shown). In addition, when performing an unusual operation (for example, setting a user calibration value) such as at the time of adjustment, a mode switching signal is transmitted from the communication control unit 33 to the sensor control unit 31 and the coordinate calculation unit 32.

【0057】本例では、光スポット5の像がリニアセン
サ20X,20Yの各センサの画素の数倍の像幅となる
ように焦点調節あるいは拡散フィルム等を用いて、故意
にボケを生じさせている。直径1.5mmのプラスチッ
ク製の円筒レンズと画素ピッチ約15μm、有効64画
素のリニアCCD、赤外線LEDを用いた実験によれ
ば、最もシャープな結像をさせると、約40度の画角全
面にわたって15μm以下の像幅となる。このような状
態では、画素間分割演算結果が階段状に歪んでしまうこ
とがわかった。
In the present embodiment, defocusing is intentionally performed using a focus adjustment or a diffusion film so that the image of the light spot 5 has an image width several times as large as the pixels of the linear sensors 20X and 20Y. I have. According to experiments using a 1.5 mm diameter plastic cylindrical lens, a pixel pitch of about 15 μm, a linear CCD of 64 effective pixels, and an infrared LED, the sharpest image can be obtained over an entire angle of view of about 40 degrees. The image width becomes 15 μm or less. In such a state, it has been found that the result of the inter-pixel division calculation is distorted stepwise.

【0058】そこで、像幅が30から60μm程度とな
るように、レンズの位置を調節すると、非常に滑らかな
座標データが得られた。もちろん、大きくぼけさせる
と、ピークレベルが小さくなってしまうので、数画素程
度の像幅が最適である。画素数の少ないCCDと、適度
にボケた光学系を用いることが、本発明のポイントの一
つであり、このような組み合わせを用いることによっ
て、演算データ量が少なく、小さなセンサと光学系で非
常に高分解能、高精度、高速でかつ低コストな座標入力
装置を実現できる。
When the position of the lens was adjusted so that the image width was about 30 to 60 μm, very smooth coordinate data was obtained. Of course, if the image is largely blurred, the peak level will be reduced. Therefore, an image width of about several pixels is optimal. The use of a CCD with a small number of pixels and a moderately blurred optical system is one of the points of the present invention. By using such a combination, the amount of operation data is small, and a small sensor and optical system are required. In addition, a high-resolution, high-accuracy, high-speed and low-cost coordinate input device can be realized.

【0059】アレイ状に配置されたX座標検出用リニア
センサ20X,Y座標検出用リニアセンサ20Yは同一
の構成であり、その詳細構成について、図8を用いて説
明する。
The X-coordinate detecting linear sensor 20X and the Y-coordinate detecting linear sensor 20Y arranged in an array have the same configuration. The detailed configuration will be described with reference to FIG.

【0060】図8は本実施形態のリニアセンサの詳細構
成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a detailed configuration of the linear sensor of this embodiment.

【0061】受光部であるセンサアレイ21はN個の画
素(例えば、光電変換素子が64個、直線状に配列され
たセンサアレイであって、この場合、64画素と定義す
る)からなり、受光量に応じた電荷が積分部22に貯え
られる。積分部22は、N個からなり、ゲートICGに
電圧を加えることによってリセットできるため、電子シ
ャッタ動作が可能である。この積分部22に貯えられた
電荷は、電極STにパルス電圧を加えることによって蓄
積部23に転送される。この蓄積部23は、2N個から
なり、指示具4の発光タイミングに同期したIRCLK
信号のH(ハイレベル)とL(ローレベル)とにそれぞ
れ対応して別々に電荷が蓄積される。その後、光の点滅
に同期して各々別々に蓄積された電荷は、転送クロック
を簡単にするために設けられた2N個からなるシフト部
24を介して、2N個からなるリニアCCD部25に転
送される。
The sensor array 21 serving as a light receiving portion is composed of N pixels (for example, a sensor array in which 64 photoelectric conversion elements are linearly arranged, and is defined as 64 pixels in this case). The charge according to the amount is stored in the integration unit 22. The N integrating units 22 can be reset by applying a voltage to the gate ICG, so that the electronic shutter operation can be performed. The electric charge stored in the integration unit 22 is transferred to the storage unit 23 by applying a pulse voltage to the electrode ST. The storage unit 23 includes 2N IRCLKs synchronized with the light emission timing of the indicator 4.
Electric charges are separately stored corresponding to the H (high level) and L (low level) of the signal. Thereafter, the charges separately accumulated in synchronization with the blinking of the light are transferred to the 2N linear CCD units 25 via the 2N shift units 24 provided for simplifying the transfer clock. Is done.

【0062】これにより、リニアCCD部25には、N
画素のセンサ出力の光の点滅に各々対応した電荷が隣接
して並んで記憶されることになる。これらリニアCCD
部25に並べられた電荷は、2N個からなるリングCC
D部26に順次転送される。このリングCCD26は、
CLR信号によってCLR部27で空にされた後、リニ
アCCD部25からの電荷を順次蓄積していく。
Thus, the linear CCD section 25 has N
The electric charges corresponding to the blinking of the light output from the sensor output of the pixel are stored adjacent to each other. These linear CCDs
The charges arranged in the part 25 are 2N ring CCs.
The data is sequentially transferred to the D unit 26. This ring CCD 26
After being emptied by the CLR unit 27 by the CLR signal, the charges from the linear CCD unit 25 are sequentially accumulated.

【0063】このようにして蓄積された電荷は、アンプ
29によって読み出される。このアンプ29は、非破壊
で蓄積電荷量に比例した電圧を出力するものであり、実
際には、隣接した電荷量の差分、すなわち、発光素子4
1の点灯時の電荷量から非点灯時の電荷量を差し引いた
分の値を増幅して出力する。
The charges thus accumulated are read out by the amplifier 29. The amplifier 29 is non-destructive and outputs a voltage proportional to the accumulated charge amount. In practice, the difference between the adjacent charge amounts, that is, the light emitting element 4
A value obtained by subtracting the charge amount at the time of non-lighting from the charge amount at the time of lighting 1 is amplified and output.

【0064】この時、得られるリニアセンサ20X,2
0Yの出力波形の一例について、図9(横軸がCCD画
素番号、縦軸が出力レベル)を用いて説明する。
At this time, the obtained linear sensors 20X, 2
An example of the 0Y output waveform will be described with reference to FIG. 9 (the horizontal axis is the CCD pixel number, and the vertical axis is the output level).

【0065】図9中、Bの波形は発光素子41の点灯時
の信号のみを読み出したときの波形であり、Aの波形は
非点灯時の波形、すなわち、外乱光のみの波形である
(図8に示したように、リングCCD部26には、これ
らA,Bの波形に対応する画素の電荷が隣接して並んで
いる)。アンプ29は、その隣接する電荷量の差分値
(B−Aの波形)を非破壊増幅して出力することになる
が、これにより、指示具4からの光のみの像の信号を得
ることができ、外乱光(ノイズ)の影響を受けることな
く安定した座標入力が可能となる。
In FIG. 9, the waveform B is a waveform when only the signal when the light emitting element 41 is turned on is read out, and the waveform A is a waveform when the light emitting element 41 is not turned on, that is, only the disturbance light (see FIG. 9). As shown in FIG. 8, the charges of the pixels corresponding to the waveforms of A and B are arranged adjacent to each other on the ring CCD section 26). The amplifier 29 non-destructively amplifies and outputs the difference value (the waveform of B-A) between the adjacent charge amounts. As a result, it is possible to obtain a signal of only the light from the indicator 4. It is possible to input coordinates stably without being affected by disturbance light (noise).

【0066】また、図9に示したB−Aの波形の最大値
をPEAK値と定義すれば、光に対してリニアセンサ2
0X,20Yの各リニアセンサが機能する蓄積時間を増
大させれば、その時間に応じてPEAK値は増大する。
換言すれば、IRCLK信号の1周期分の時間を単位蓄
積時間とし、それを単位として蓄積回数nを定義すれ
ば、蓄積回数nを増大させることでPEAK値は増大す
る。そして、このPEAK値が所定の大ささTH1に達
したことを検出することで、常に一定した品位の出力波
形を得ることができる。
If the maximum value of the waveform B-A shown in FIG. 9 is defined as the PEAK value, the linear sensor 2
If the accumulation time during which each of the linear sensors 0X and 20Y functions is increased, the PEAK value increases in accordance with the time.
In other words, if the time corresponding to one cycle of the IRCLK signal is defined as a unit accumulation time and the number of accumulations n is defined using the unit as the unit, the PEAK value increases by increasing the number of accumulations n. Then, by detecting that the PEAK value has reached the predetermined magnitude TH1, it is possible to always obtain an output waveform of a constant quality.

【0067】一方、外乱光が非常に強い場合、差分波形
B−Aのピークが十分な大きさになる前に、リングCC
D部26の転送電荷が飽和してしまう恐れがある。この
ような場合を考慮して、リニアセンサ20X,20Yの
各リニアセンサにはスキム機能を有するSKIM部28
が付設されている。SKIM部28は、非点灯信号のレ
ベルを監視し、図10において、n回目のAnで信号レ
ベルが所定の値を超えている場合(図中、一点鎖線)、
一定量の電荷をA,Bの各画素から抜き取るようにす
る。これにより、次のn+1回目には、An+1に示す
ような波形となり、これを繰り返すことによって、非常
に強い外乱光があっても飽和することなく、信号電荷の
蓄積を続けることができる。
On the other hand, when the disturbance light is very strong, the ring CC may reach the peak before the peak of the differential waveform BA becomes sufficiently large.
There is a possibility that the transfer charge of the D section 26 is saturated. In consideration of such a case, the SKIM unit 28 having a skim function is provided in each of the linear sensors 20X and 20Y.
Is attached. The SKIM unit 28 monitors the level of the non-lighting signal, and in FIG. 10, when the signal level exceeds a predetermined value at the n-th An (in FIG. 10, a dashed line).
A certain amount of charge is extracted from each of the pixels A and B. As a result, in the next (n + 1) -th time, a waveform as shown in An + 1 is obtained, and by repeating this, even if there is extremely strong disturbance light, signal charges can be accumulated without being saturated.

【0068】従って、指示具4からの点滅光の光量が微
弱であっても、多数回積分動作を継続することによっ
て、十分な大きさの信号波形を得ることが可能になる。
特に、指示具4に可視光域の発光源を用いる場合、表示
画像の信号が重畳するので、前述したスキム機能と差分
出力を用いることによって、非常にノイズの少ないシャ
ープな波形を得ることが可能となる。
Therefore, even if the amount of blinking light from the pointing device 4 is weak, by continuing the integration operation many times, a sufficiently large signal waveform can be obtained.
In particular, when a light source in the visible light range is used for the indicator 4, the display image signal is superimposed. Therefore, by using the above-described skim function and difference output, it is possible to obtain a sharp waveform with very little noise. Becomes

【0069】また、非常に強い外乱光が入射された場合
には、PEAK値を監視し、そのPEAK値が所定レベ
ルに達した時に蓄積動作を停止させても良い。つまり、
このような場合には、蓄積回数を増大させなくても十分
な品位の出力波形が得られるので、信頼性の高い座標演
算が可能となる。それとともに、蓄積回数が比較的少な
くて済むことから、入射光が弱い場合に比べて、単位時
間あたりの座標サンプリングレートが向上する(例え
ば、20点/秒で座標算出としていたものが40点/秒
とより高速で座標演算が可能という意味)という利点が
得られる。
When extremely strong disturbance light is incident, the PEAK value may be monitored, and the accumulation operation may be stopped when the PEAK value reaches a predetermined level. That is,
In such a case, a sufficiently high quality output waveform can be obtained without increasing the number of accumulations, so that highly reliable coordinate calculation can be performed. At the same time, since the number of times of accumulation is relatively small, the coordinate sampling rate per unit time is improved as compared with the case where the incident light is weak (for example, the coordinate calculation at 20 points / sec is 40 points / second). (Meaning that the coordinate calculation can be performed at a speed as high as a second).

【0070】次に、リニアセンサ20X,20Yの動作
制御について、図11を用いて説明する。
Next, the operation control of the linear sensors 20X and 20Y will be described with reference to FIG.

【0071】図11は本実施形態のリニアセンサの動作
制御を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation control of the linear sensor according to this embodiment.

【0072】センサ制御部31がセンサ制御動作を開始
すると、ステップS102において、信号CONを監視
する。そして、信号CONがハイレベルである場合(ス
テップS102でYES)、ステップS103に進み、
フラグponが1にセットされ、蓄積回数nを0にリセ
ットする。そして、ステップS104において、センサ
出力のPEAK値(ピークレベル)が所定値TH1より
大きいか否かを判定する。
When the sensor control section 31 starts the sensor control operation, the signal CON is monitored in step S102. When the signal CON is at the high level (YES in step S102), the process proceeds to step S103.
The flag pon is set to 1 and the number of accumulations n is reset to 0. Then, in step S104, it is determined whether the PEAK value (peak level) of the sensor output is greater than a predetermined value TH1.

【0073】PEAK値が所定値TH1未満である場合
(ステップS104でNO)、ステップS105におい
て、蓄積回数nが第1所定回数n0より大きいか否かを
判定する。蓄積回数nが第1所定回数n0未満である場
合(ステップS105でNO)、ステップS106に進
み、蓄積回数nを1インクリメントして、ステップS1
04に戻る。一方、PEAK値が所定値TH1より大き
い場合(ステップS104でYES)、あるいは蓄積回
数nが第1所定回数n0より大きい場合(ステップS1
05でYES)、ステップS107に進み、積分停止信
号RONがハイレベル(HI)になって積分動作が停止
される。そして、座標演算部32による座標値演算の処
理が開始される。
If the PEAK value is less than the predetermined value TH1 (NO in step S104), it is determined in step S105 whether the number of accumulations n is greater than a first predetermined number n0. If the number of accumulations n is less than the first predetermined number of times n0 (NO in step S105), the process proceeds to step S106, where the number of accumulations n is incremented by one, and step S1 is performed.
Return to 04. On the other hand, when the PEAK value is larger than the predetermined value TH1 (YES in step S104), or when the accumulation number n is larger than the first predetermined number n0 (step S1).
(YES in 05), the process proceeds to step S107, where the integration stop signal RON becomes high level (HI), and the integration operation is stopped. Then, the coordinate value calculation process by the coordinate calculation unit 32 is started.

【0074】その後、ステップS108において、蓄積
回数nが第2所定回数n1より大きいか否かを判定す
る。蓄積回数nが第1所定回数n1未満である場合(ス
テップS108でNO)、ステップS109に進み、蓄
積回数nを1インクリメントして、ステップS108に
戻る。一方、蓄積回数nが第2所定回数n1より大きい
場合(ステップS108でYES)、ステップS110
に進み、積分停止信号RONがローレベルになり、同時
に、信号LCKの周期の数倍(図6では2倍)の間、セ
ンサリセット信号RCLがハイレベルになる。次に、ス
テップS112において、信号CONを監視する。信号
CONがハイレベルである場合(ステップS112でY
ES)、ステップS103に進む。一方、信号CONが
ローレベルである場合(ステップS112でNO)、ス
テップS111に進み、処理1周期分待機する。
Thereafter, in step S108, it is determined whether or not the number of accumulations n is greater than a second predetermined number of times n1. When the number of accumulations n is less than the first predetermined number of times n1 (NO in step S108), the process proceeds to step S109, the number of accumulations n is incremented by 1, and the process returns to step S108. On the other hand, when the accumulation number n is larger than the second predetermined number n1 (YES in step S108), step S110 is performed.
, The integration stop signal RON goes low, and at the same time, the sensor reset signal RCL goes high for several times (two times in FIG. 6) the period of the signal LCK. Next, in step S112, the signal CON is monitored. When the signal CON is at a high level (Y in step S112)
ES), and proceed to step S103. On the other hand, if the signal CON is at the low level (NO in step S112), the process proceeds to step S111 and waits for one processing cycle.

【0075】つまり、信号CONがハイレベルである間
はこの動作が繰り返され、所定回数n1で決まる周期ご
とに座標値演算が行われる。また、ごみなどの影響で、
信号CONがドロップしても、1回のみは状態を保持す
るように、ステップS111が設けられている。もし、
連続して2周期の間、信号CONがローレベルである場
合(ステップS102でNO)、ステップS113に進
み、フラグponが0にリセットされ、シンク信号待ち
の状態になって、初期状態に戻る。
That is, while the signal CON is at the high level, this operation is repeated, and the coordinate value calculation is performed at intervals determined by the predetermined number n1. Also, under the influence of garbage,
Step S111 is provided so that the state is maintained only once even if the signal CON drops. if,
If the signal CON is at the low level for two consecutive periods (NO in step S102), the process proceeds to step S113, where the flag pon is reset to 0, a state waiting for a sync signal is returned, and the state returns to the initial state.

【0076】このドロップアウト対策部分は、1周期で
なくもっと長くすることも可能であり、外乱が少なけれ
ば、逆に短くしてしまってもよいことは言うまでもな
い。尚、ここの1周期を前述のデータブロックの周期の
自然数倍として、シンクコードのタイミングと一致さ
せ、信号CONの代りにシンクコード検出信号を用いて
も同様の動作を行える。
This dropout countermeasure portion can be longer than one cycle, and may be shortened if the disturbance is small. Note that the same operation can be performed by setting one cycle here as a natural number multiple of the above-described data block cycle and matching the sync code timing, and using a sync code detection signal instead of the signal CON.

【0077】また、座標検出器に到達する指示具4の光
は、指示具4に内蔵された電源(電池)44の消耗によ
り変動する他、指示具4の姿勢によっても変動する。特
に、スクリーン10の光拡散性が小さい場合、表示画像
の正面輝度は向上するが、この指示具4の姿勢によるリ
ニアセンサ20X、20Yへの入力光量の変動が大きく
なってしまう。しかしながら、本発明では、このような
場合であっても、積分回数が自動的に追従して常に安定
した出力信号を得ることができるので、安定した座標検
出が可能となる。また、ポインタとして光があまり散乱
されずにリニアセンサ20X、20Yに入射した場合
は、かなり強い光が入ることになるが、このような場合
であっても安定した座標検出ができることは明らかであ
る。
The light of the indicator 4 reaching the coordinate detector varies due to the consumption of the power supply (battery) 44 built in the indicator 4 and also varies depending on the attitude of the indicator 4. In particular, when the light diffusing property of the screen 10 is small, the front luminance of the displayed image is improved, but the fluctuation of the amount of light input to the linear sensors 20 </ b> X and 20 </ b> Y due to the posture of the pointing tool 4 increases. However, according to the present invention, even in such a case, the number of integrations automatically follows and an always stable output signal can be obtained, so that stable coordinate detection can be performed. Also, when light is incident on the linear sensors 20X and 20Y without being scattered much as a pointer, considerably intense light enters, but it is clear that stable coordinates can be detected even in such a case. .

【0078】また、画面に直接接触させて使用するLE
Dを用いたペンとポインタを併用する場合、LEDはよ
り大きな光量のものが使用可能であるので、図11に示
した積分回数である第1所定回数n0,第2所定回数n
1をID信号によってペンかポインタかを判別して切替
を行い、ペンの場合は座標サンプリングレートを高速
に、ポインタの場合は低速にすることも可能である。実
際、文字入力のように繊細な描画作業はポインタでは不
可能であり、むしろ低速な座標サンプリングレートによ
って滑らかな線を描けるほうが使い勝手がよく、このよ
うな切替を設けることも有効である。
Further, the LE used by directly touching the screen is used.
When a pen using D and a pointer are used together, LEDs having a larger light amount can be used. Therefore, the first predetermined number n0 and the second predetermined number n which are the integration times shown in FIG.
Switching is performed by determining whether 1 is a pen or a pointer based on an ID signal, and it is also possible to set a high coordinate sampling rate for a pen and a low coordinate sampling rate for a pointer. Actually, a delicate drawing operation like character input cannot be performed with a pointer. Rather, it is more convenient to draw a smooth line at a low coordinate sampling rate, and it is effective to provide such switching.

【0079】以上説明したように、点滅光に高周波数の
キャリアを加え、そのキャリアを周波数検波して得た所
定周期の復調信号によって積分動作のタイミング制御を
行うようにしたので、指示具と搬像部とをコードレスで
同期させることができ、使い勝手の良い座標入力装置を
実現することができる。また、レーザービームを用いる
ことによって画面から離れた位置で容易に繰作すること
が可能となる。また、積分部からの差分信号中のピーク
レベルが所定レベルを超えことを検出し、積分動作を停
止させる積分制御手段を設けたので、光量が変化しても
ほぼ一定レベルの光スポット像の信号を作成でき、これ
により、常に安定した高分解能な座標演算結果を得るこ
とができる。 <座標値演算>座標演算部32における座標演算処理に
ついて説明する。
As described above, the high-frequency carrier is added to the blinking light, and the timing of the integration operation is controlled by the demodulated signal of a predetermined period obtained by frequency-detecting the carrier. The image unit and the image unit can be synchronized cordlessly, and an easy-to-use coordinate input device can be realized. Further, by using a laser beam, it is possible to easily perform the operation at a position away from the screen. Further, since the integration control means for detecting that the peak level in the difference signal from the integration section exceeds a predetermined level and stopping the integration operation is provided, the signal of the light spot image having a substantially constant level even when the light amount changes. Can be created, whereby a stable and high-resolution coordinate calculation result can always be obtained. <Coordinate Value Calculation> The coordinate calculation process in the coordinate calculation unit 32 will be described.

【0080】上述したようにして得られた2つのリニア
センサ20X,20Yの出力信号(アンプ29からの差
分信号)は、センサ制御部31に設けられたAD変換部
31Aでデジタル信号として座標演算部32に送られ、
座標値が演算される。座標値の演算は、まず、X座標、
Y座標の各方向の出力に対して、リニアセンサ20X,
20Yの座標値(X1,Y1)を求める。尚、演算処理
は、X座標、Y座標同様であるので、X座標値の演算に
ついてのみ説明する。
The output signals (difference signals from the amplifier 29) of the two linear sensors 20X and 20Y obtained as described above are converted into digital signals by an AD conversion unit 31A provided in the sensor control unit 31, and the coordinate calculation unit 32,
Coordinate values are calculated. First, the coordinate values are calculated using the X coordinate,
For the output in each direction of the Y coordinate, the linear sensor 20X,
The coordinate value (X1, Y1) of 20Y is obtained. Since the calculation process is the same as the X coordinate and the Y coordinate, only the calculation of the X coordinate value will be described.

【0081】次に、本実施形態の座標演算処理の処理フ
ローについて、図12を用いて説明する。
Next, a processing flow of the coordinate calculation processing of the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0082】図12は本実施形態の座標演算処理の処理
フローを示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a processing flow of the coordinate calculation processing of the present embodiment.

【0083】まず、処理の開始時には、処理回数をカウ
ントするカウンタcont=0にセットする。
First, at the start of the process, a counter for counting the number of processes is set to cont = 0.

【0084】次に、ステップS202において、任意の
座標入力点での各画素の差分信号である差分データDx
(n)(例えば、画素数n=64)を読み込む。次に、
ステップS203において、各画素(64画素)の出力
値の平均値を導出し、所定のオフセット量Voffを加え
たVth1を定義する。このVth1を、出力信号の有効性を
判定する第1の閾値として用いる(図13(a)参
照)。つまり、Vth1はリニアセンサに入力される光
量、つまり、信号レベルに応じて可変するとともに、前
述の光量が全く入射されていない状態での出力電圧にも
依存することになるので、リニアセンサ個体間の部品公
差を吸収し、最適な閾値レベルを自動的に設定できる。
Next, in step S202, difference data Dx which is a difference signal of each pixel at an arbitrary coordinate input point is obtained.
(N) (for example, the number of pixels n = 64) is read. next,
In step S203, an average value of output values of each pixel (64 pixels) is derived, and Vth1 to which a predetermined offset amount Voff is added is defined. This Vth1 is used as a first threshold for determining the validity of the output signal (see FIG. 13A). In other words, Vth1 varies depending on the amount of light input to the linear sensor, that is, the signal level, and also depends on the output voltage when the above-mentioned amount of light is not incident at all. And the optimum threshold level can be automatically set.

【0085】次に、ステップS204において、差分デ
ータDx(n)の最大値を有するピーク画素npeakを検
出する。ステップS205において、ピーク画素npeak
の前後m番目の画素の出力値、Dx(npeak−m)、D
x(npeak+m)を各々求め、その値を比較する。次
に、ステップS206、S207において、比較結果に
応じて第2の閾値Vth2をDx(npeak−m)、Dx
(npeak+m)のいずれかに設定する。本実施形態の場
合、信号レベルがより小さい値を閾値レベルとしている
が、m=3とした場合のその様子を図13(b)に示
し、閾値がDx(npe ak−m)に設定されていることが
理解される。本実施形態の場合、両者の信号レベルで、
値がより小さい値を閾値レベルとして採用しているが、
mの値をより大きくし、信号レベルの高い値を閾値レベ
ルとして採用しても同等の効果が得られる。
Next, in step S204, a peak pixel n peak having the maximum value of the difference data Dx (n) is detected. In step S205, the peak pixel n peak
Output value of the m-th pixel before and after, Dx (n peak −m), D
x (n peak + m) is obtained, and the values are compared. Next, in steps S206 and S207, the second threshold value Vth2 is set to Dx (n peak −m), Dx
(N peak + m). In this embodiment, the signal levels are smaller value to a threshold level, the state of the case of the m = 3 shown in FIG. 13 (b), the threshold is set to Dx (n pe ak -m) It is understood that. In the case of this embodiment, at both signal levels,
Although the smaller value is adopted as the threshold level,
The same effect can be obtained by increasing the value of m and adopting a higher signal level as the threshold level.

【0086】次に、ステップS208において、第1の
閾値Vth1と第2の閾値Vth2を比較する。第2の閾値V
th2が第1の閾値Vth1以上である場合(ステップS20
8でYES)、有効な光が十分に入射されたものとし
て、ステップS209以降の座標演算を実行する。一
方、第2の閾値Vth2が第1の閾値Vth1未満である場合
(ステップS208でNO)、有効な光が十分に得られ
ていないので、処理を中止する。
Next, in step S208, the first threshold value Vth1 is compared with the second threshold value Vth2. Second threshold V
When th2 is equal to or greater than the first threshold value Vth1 (step S20)
(YES at 8), assuming that valid light has sufficiently entered, and executes coordinate calculation from step S209. On the other hand, when the second threshold value Vth2 is less than the first threshold value Vth1 (NO in step S208), the process is stopped because sufficient light is not obtained.

【0087】ステップS209において、第2の閾値V
th2と各画素の差分データDx(n)との差分であるE
x(n)が不揮発メモリ9に記憶される。次に、ステッ
プS210において、座標算出のための有効画素を判定
する。この有効画素は、その出力値が第2の閾値Vth2
を越えるピーク画素npeakを含む連続した画素のことで
あり、ピーク画素npeakの前の画素群の出力値が連続し
て第2の閾値Vth2を越える画素の最小値nminから、ピ
ーク画素npeakの後の画素群の出力値が連続して第2の
閾値Vth2を越える画素の最大値nmaxまでが有効画素と
なる。例として、図13(c)では、最小値nminはn
peak−mでその差分データはDx(np eak−m)であ
り、最大値nmaxはnpeak+m+1でその差分データは
Dx(npeak+m+1)となる。この場合、npeak+mよ
り大きいnpeak+m+1の画素の出力値も座標算出の際
に有効なデータとして使用されることになる。尚、図1
3(c)中、第2の閾値Vth2を超える画素が他にも存
在するが、連続の条件を満たさないため、有効画素とは
ならない。
In step S209, the second threshold V
E which is a difference between th2 and difference data Dx (n) of each pixel.
x (n) is stored in the nonvolatile memory 9. Next, in step S210, an effective pixel for coordinate calculation is determined. The output value of this effective pixel is the second threshold value Vth2
And that the continuous pixels including the peak pixels n peak exceeding, the minimum value n min of the previous output value of the pixel group of pixels that exceeds the second threshold value Vth2 continuously peak pixel n peak, peak pixel n the output value of the pixel group after the peak is continuous to the maximum value n max of the pixels exceeds a second threshold value Vth2 is effective pixels. As an example, in FIG. 13C, the minimum value n min is n
the difference data peak -m is Dx (n p eak -m), the difference data by the maximum value n max is n peak + m + 1 becomes Dx (n peak + m + 1 ). In this case, the output value of the pixel of n peak + m is greater than n peak + m + 1 is also used as valid data when the coordinate calculation. FIG.
In 3 (c), there are other pixels exceeding the second threshold value Vth2, but they do not satisfy the continuity condition, and thus are not effective pixels.

【0088】有効画素の出力値を用いて、ステップS2
11において、リニアセンサ20X上の画素座標X1を
算出する。本実施形態では、重心法により出力データの
重心を算出している。但し、この画素座標X1を求める
数学的手法は、例えば、出力データEx(n)のピーク
値を求める方法(例えば、微分法による)等が有り、計
算の方法によって限定されるものではない。
Using the output value of the effective pixel, step S2
At 11, pixel coordinates X1 on the linear sensor 20X are calculated. In the present embodiment, the center of gravity of the output data is calculated by the center of gravity method. However, the mathematical method for obtaining the pixel coordinates X1 includes, for example, a method for obtaining the peak value of the output data Ex (n) (for example, by a differentiation method), and is not limited to the calculation method.

【0089】次に、導出された画素座標X1から、指示
具4の位置座標を求める方法について説明する。ここ
で、出力データの画素座標X1から座標を算出するため
には、初期動作時には基準点を設定するための所定値を
算出しておく必要が有り、ステップS212において、
その所定値を算出するルーチンなのか(基準点設定モー
ド)、その所定値に基づいて通常の座標値を算出するモ
ード(座標算出モード)なのかを判定する。
Next, a method for obtaining the position coordinates of the pointing tool 4 from the derived pixel coordinates X1 will be described. Here, in order to calculate the coordinates from the pixel coordinates X1 of the output data, it is necessary to calculate a predetermined value for setting the reference point at the time of the initial operation.
It is determined whether it is a routine for calculating the predetermined value (reference point setting mode) or a mode for calculating a normal coordinate value based on the predetermined value (coordinate calculation mode).

【0090】尚、基準点設定モードは、通常、工場出荷
時に行われ、座標入力装置本体に用意された所定スイッ
チあるいは指示具4からの指示に基づいて実行される。
The reference point setting mode is normally performed at the time of shipment from the factory, and is executed based on an instruction from a predetermined switch or the indicator 4 provided in the main body of the coordinate input device.

【0091】ステップS212において、基準点設定モ
ードである場合は、スクリーン10上の少なくとも2つ
の既知の点の座標値(αcont,βcont)及びその重心値
X1 contを算出する。具体的には、まず、ステップS2
13において、カウンタcont=0の時のスクリーン
10上の1つ目の既知の点の座標値(α0,β0)を指示
して、上述のステップS202〜ステップS212の処
理を実行することで、その座標値と重心値X10を算出
し、得られた結果を不揮発メモリ9に記憶する。
In step S212, the reference point setting mode
If it is a mode, at least two
Coordinates of known points (αcont, βcont) and their centroids
X1 contIs calculated. Specifically, first, step S2
13, the screen when the counter cont = 0
Indicates the coordinate value (α0, β0) of the first known point on 10
Then, the processing in steps S202 to S212 described above is performed.
By executing the processing, the coordinate value and the center of gravity value X10Calculate
Then, the obtained result is stored in the nonvolatile memory 9.

【0092】次に、ステップS214において、カウン
タcontを1インクリメントする。そして、ステップ
S215において、カウンタcontのカウンタ値が1
より大きいか否かを判定する。1より大きくない場合
(ステップS215でNO)、ステップS202に進
み、2つ目の既知の点の座標値(α1,β1)を指示し
て、上述のステップS202〜ステップS212の処理
を実行することにより、ステップS213において、そ
の座標値と重心値X11を算出し、得られた結果を不揮
発メモリ9に記憶する。そして、ステップS214で、
カウンタcontが1インクリメントされ、そのカウン
タ値が1となる。これにより、ステップS215におい
て、カウンタcontのカウンタ値が1より大きくな
り、処理を終了する。
Next, in step S214, the counter cont is incremented by one. Then, in step S215, the counter value of the counter cont is 1
It is determined whether it is greater than. If it is not greater than 1 (NO in step S215), the process proceeds to step S202, in which the coordinates of the second known point (α1, β1) are specified, and the above-described processes of steps S202 to S212 are executed. Accordingly, in step S213, to calculate the coordinate values and the centroid value X1 1, the results obtained are stored in the nonvolatile memory 9. Then, in step S214,
The counter cont is incremented by one, and the counter value becomes one. Thus, in step S215, the counter value of the counter cont becomes larger than 1, and the process ends.

【0093】以上の処理により、既知の点の座標値(α
0、β0)及び(α1、β1)、その重心値X10、X1
1が、基準点として不揮発メモリ9に記憶される。
By the above processing, the coordinate values (α
0, β0) and (α1, β1), and their centroid values X1 0 , X1
1 is stored in the nonvolatile memory 9 as a reference point.

【0094】一方、ステップS212において、基準点
設定モードでない場合、つまり、通常の座標算出モード
である場合、不揮発メモリ9に記憶された基準点の座標
値を用いて、ステップS216において、算出対象の座
標入力点のX座標を算出する。また、ステップS217
において、より高性能な座標入力装置を提供することを
目的として、必要に応じて座標値の校正(例えば、光学
系のレンズ収差を補正するためにソフト的な演算でその
歪みを補正する等)を実行し、座標値を確定する。
On the other hand, if it is determined in step S212 that the current mode is not the reference point setting mode, that is, if it is in the ordinary coordinate calculation mode, the coordinates of the calculation target are calculated in step S216 using the coordinate values of the reference points stored in the nonvolatile memory 9. The X coordinate of the coordinate input point is calculated. Step S217
In order to provide a higher-performance coordinate input device, coordinate values are corrected as necessary (for example, distortion is corrected by a software operation to correct lens aberration of an optical system). To determine the coordinate values.

【0095】尚、確定した座標値をそのままリアルタイ
ムで出力することも可能であるし、目的に応じてデータ
を間引く(例えば、確定座標10個毎で1個のデータの
み出力)等も可能であることは言うまでもないが、以下
の仕様を想定する場合には、重要である。
The determined coordinate values can be output as they are in real time, or data can be thinned out according to the purpose (for example, only one data is output for every ten determined coordinates). Needless to say, it is important when assuming the following specifications.

【0096】指示具4をペンのように使う場合と、ポイ
ンタとして画面から離れて使う場合とでは、使用者の手
の安定性が異なる。ポインタとして使う場合には、画面
上のカーソルが細かく震えてしまうので、このような細
かい動きを抑制したほうが使いやすい。一方、ペンのよ
うに使う場合には、できるだけ忠実に速く追従すること
が求められる。特に、文字を書く場合などには小さな素
早い操作ができないと、正しく入力できなくなってしま
う。
The stability of the user's hand differs between the case where the pointing tool 4 is used like a pen and the case where the pointing tool 4 is used away from the screen as a pointer. When used as a pointer, the cursor on the screen will tremble finely, so it is easier to use such a fine movement. On the other hand, when used like a pen, it is required to follow as quickly as possible. In particular, when writing a character, if a small quick operation cannot be performed, the input cannot be performed correctly.

【0097】本実施形態では、制御信号によりIDを送
信しているため、ポインタタイプか否かを、先端のスイ
ッチが押されているか否かで判定可能なので、これによ
り、ポインタとして、あるいはペンとして使っているか
どうかを判定できる。ポインタである場合は、例えば、
前回及び前々回の座標値(X−1,Y−1)、(X−
2,Y−2)を用いて移動平均を算出して、今回の出力
座標値(X,Y)を算出するようにすれば、ぶれの少な
い操作性の良い構成となる。
In the present embodiment, since the ID is transmitted by the control signal, it is possible to determine whether or not the pointer is of the pointer type based on whether or not the switch at the tip is pressed. You can determine whether you are using. If it is a pointer, for example,
The coordinate values (X-1, Y-1) and (X-
By calculating the moving average using (2, Y-2) and calculating the current output coordinate values (X, Y), a configuration with less blur and good operability is obtained.

【0098】本実施形態では、ポインタとして使用して
いる場合における座標算出は、単純な移動平均を用いて
いるが、このような移動平均を算出するための平滑化処
理に用いる関数としては、他にも差分絶対値を大きさに
より非線型圧縮したり、移動平均による予測値を用い
て、これとの差分を非線型圧縮するなどの各種方式が使
用可能である。つまり、ポインタとして使用している場
合は、平滑化を強目にし、ペンとして使用している場合
は弱めに切り替えることが、制御信号により可能であ
る。そのため、それぞれ使い勝手のよい状態を実現可能
であり、この点でも本発明の効果は大きい。
In the present embodiment, a simple moving average is used for coordinate calculation when the pointer is used as a pointer. However, as a function used for smoothing processing for calculating such a moving average, other functions are used. Various methods can be used, such as non-linear compression of the absolute value of the difference according to the magnitude, and non-linear compression of the difference from the predicted value based on the moving average using the predicted value. In other words, the control signal can switch the level of smoothing to a higher level when the pointer is used as a pointer and to switch to a lower level when the pointer is used as a pen. Therefore, it is possible to realize convenient states, and the effect of the present invention is great also in this respect.

【0099】尚、これらの座標演算処理は、前述したよ
うに座標サンプリングレートが100Hzの場合には1
0msecの間に終了すればよく、データは64画素×
2(XおよびY)×AD変換回路の8ビットと非常に少
ない上、収束演算も必要ないので低速の8ビット1チッ
プマイクロプロセッサで十分処理が可能である。このよ
うなことは、コスト的に有利なだけでなく、仕様変更が
容易で、開発期間の短縮や様々な派生商品の間発が容易
になる利点もある。特に、エリアセンサを用いる場合の
ように、高速の画像データ処理を行う専用のLSIの開
発などは不要であり、開発費用、開発期間などの優位性
は非常に大きなものである。
Note that these coordinate calculation processes are performed when the coordinate sampling rate is 100 Hz, as described above.
The processing may be completed within 0 msec, and the data is 64 pixels ×
Since it is very small, that is, 8 bits of 2 (X and Y) × AD conversion circuits, and no convergence operation is required, a low-speed 8-bit one-chip microprocessor can sufficiently perform processing. This is advantageous not only in terms of cost, but also in that specifications can be easily changed, development time can be shortened, and various derivative products can be easily launched. In particular, there is no need to develop a dedicated LSI for performing high-speed image data processing as in the case of using an area sensor, and the advantages such as development cost and development period are very large.

【0100】上述したような座標演算処理によって算出
した座標値(X,Y)を示すデータ信号は、座標演算部
32から通信制御部33に送られる。この通信制御部3
3には、そのデータ信号と、制御信号検出部72からの
制御信号とが入力される。そして、これらデータ信号お
よび制御信号は、ともに所定の形式の通信信号に変換さ
れ、外部の表示制御装置に送出される。これにより、ス
クリーン10上のカーソルやメニュー、文字や線画の入
力などの各種操作を行うことができる。前述したよう
に、64画素の光電変換素子からなるリニアセンサを使
った場合でも、1000超の分解能と十分な精度とが得
られ、リニアセンサ、光学系ともに小型、低コストな構
成でよく、また、演算回路も非常に小規模な構成とする
ことが可能な座標入力装置を得ることができる。
The data signal indicating the coordinate value (X, Y) calculated by the coordinate calculation processing as described above is sent from the coordinate calculation unit 32 to the communication control unit 33. This communication control unit 3
3, the data signal and the control signal from the control signal detection unit 72 are input. The data signal and the control signal are both converted into a communication signal of a predetermined format and sent to an external display control device. Thus, various operations such as input of a cursor, a menu, characters and line drawings on the screen 10 can be performed. As described above, even when a linear sensor composed of 64 pixels of photoelectric conversion elements is used, a resolution of more than 1000 and sufficient accuracy can be obtained, and both the linear sensor and the optical system can be small in size and low in cost. Thus, it is possible to obtain a coordinate input device that can also have a very small configuration in the arithmetic circuit.

【0101】また、センサを、エリアセンサとして構成
して分解能を2倍にする場合には、4倍の画素数と演算
データとが必要となるのに対して、リニアセンサとして
構成する場合には、X座標、Y座標各々2倍の画素数に
するだけで済む。従って、画素数を増やしてさらに高分
解能にすることも容易にできる。
When the sensor is configured as an area sensor and the resolution is doubled, a quadruple number of pixels and calculation data are required. On the other hand, when the sensor is configured as a linear sensor. , X coordinate and Y coordinate need only be doubled. Therefore, it is easy to increase the number of pixels to achieve higher resolution.

【0102】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、指示具4により所定の周期で点滅する光スポットの
点灯時と非点灯時との信号を別々に積分して差信号を算
出し、ピーク画素の位置を精度よく求めるように構成し
たので、高精度、高分解能の座標値を得ることができ、
さらには外乱光の影響を抑制し、小型、軽量、低コスト
な座標入力装置を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the difference signal is calculated by separately integrating the signals at the time of lighting and the time of non-lighting of the light spot blinking at a predetermined cycle by the pointing tool 4. Since the position of the peak pixel is determined with high accuracy, high-precision, high-resolution coordinate values can be obtained.
Further, the influence of disturbance light can be suppressed, and a small, lightweight, low-cost coordinate input device can be realized.

【0103】さて、表示装置8の大型化、高精細化は最
近顕著であり、現状においても50インチサイズ、70
インチサイズ等の大型の表示装置が普及しつつあり、更
なる大型化も視野に入れる必要がある。それに対応した
座標入力装置として、本実施形態のような座標入力装置
は、光学系、特に光路長を適宜設定することで、座標入
力有効エリアの拡大には対応することができるが、有効
エリアの拡大によって、座標入力装置の絶対的な精度、
分解能は低下することになる。例えば、対角50インチ
の座標入力有効エリアの場合、座標算出分解能を1mm
と仮定すれば、光路長変更だけで対角70インチに対応
すると、座標算出分解能は約1.4mmと低下する。従
って、装置の大型化を鑑み、より高分解能な座標入力装
置を実現することは重要である。
Now, the enlargement and high definition of the display device 8 have been remarkable recently.
2. Description of the Related Art Large-size display devices such as inch-size display devices are becoming widespread, and it is necessary to consider further increase in size. As a coordinate input device corresponding thereto, the coordinate input device as in the present embodiment can cope with the expansion of the coordinate input effective area by appropriately setting the optical system, particularly the optical path length, The absolute accuracy of the coordinate input device,
The resolution will be reduced. For example, in the case of a coordinate input effective area with a diagonal of 50 inches, the coordinate calculation resolution is 1 mm.
If it is assumed that only a change in the optical path length corresponds to a diagonal of 70 inches, the coordinate calculation resolution is reduced to about 1.4 mm. Therefore, it is important to realize a higher-resolution coordinate input device in view of an increase in the size of the device.

【0104】しかしながら、このような構成で、より高
分解能な座標算出性能を確保するためには、より多くの
リニアセンサからの出力情報を用いて座標演算を行う必
要がある。その実現方法としては、例えば、 A)結像光学系の焦点をよりぼけさせて、光スポット5
からの光をより多くのリニアセンサに入射できるように
する。
However, with such a configuration, in order to ensure higher-resolution coordinate calculation performance, it is necessary to perform coordinate calculation using more output information from the linear sensors. For example, A) the image forming optical system is defocused and the light spot 5
From the light source can be incident on more linear sensors.

【0105】B)リニアセンサを構成する光電変化素子
の数を増大させる。等が考えられるが、各々の方法では
以下に述べるような弊害が発生する。
B) The number of photoelectric conversion elements constituting the linear sensor is increased. However, each of the methods has the following adverse effects.

【0106】A)の方法では、光スポット5からの光を
ぼかしてしまうため、リニアセンサ上の各画素で出力さ
れる信号レベルが全体的に小さくなることは明らかであ
る。さらには、座標算出時に用いる信号レベルが全体的
に小さくなることにより、リニアセンサ上のピーク画素
を含む一連の有効画素の数が増えることになるので、そ
のリニアセンサの信号のS/N比には十分考慮する必要
がある。
In the method A), since the light from the light spot 5 is blurred, it is apparent that the signal level output from each pixel on the linear sensor is reduced as a whole. Further, since the signal level used in calculating the coordinates becomes smaller as a whole, the number of a series of effective pixels including the peak pixel on the linear sensor increases, so that the S / N ratio of the signal of the linear sensor is reduced. Need to be considered enough.

【0107】従って、出力信号の信頼性を得るために
は、指示具4に内蔵された発光素子41の単位時間あた
りの発光量を増大させるか、あるいは、リニアセンサ側
で指示具4からの光を取り込む時間である積分時間をよ
り長くする必要がある。
Therefore, in order to obtain the reliability of the output signal, the amount of light emission per unit time of the light emitting element 41 incorporated in the indicator 4 must be increased or the light from the indicator 4 must be It is necessary to make the integration time, which is the time for taking in, longer.

【0108】指示具4の発光素子41の単位時間あたり
の発光量を増大させる方法は、発光素子41による制約
によりもちろん限界が有る他、消費電力の増大という結
果につながる。これにより、指示具4に内蔵される電源
部44の消耗を激しくし、ランニングコストの増大、あ
るいは充電方式が必須の構成となり、指示具4としての
重さ、形状に大きな影響を与え、実用上大きな障害を発
生させる。
The method of increasing the amount of light emitted by the light emitting element 41 of the pointing device 4 per unit time has, of course, limitations due to the restrictions imposed by the light emitting element 41 and also results in an increase in power consumption. As a result, the power supply unit 44 incorporated in the pointing device 4 is greatly consumed, the running cost is increased, or a charging method is indispensable. Causes major obstacles.

【0109】また、指示具4からの光を取り込む時間で
ある積分時間をより長くする方法は、座標算出サンプリ
ングレートの低下を発生させる。つまり、例えば、20
msec程度の積分時間で十分信頼性の有る出力信号が
得られる場合には、座標演算時間を考慮しなければ、1
秒あたり50回の座標出力が可能であるのに対し、より
高分解能を実現するために、より焦点をぼけさせ、信頼
性の有る出力信号を得るために積分時間を40msec
とすれば、その座標出力サンプリングレートは25回/
秒と、極端に性能が劣化する弊害を有する。
The method of making the integration time, which is the time for taking in the light from the pointing device 4 longer, causes a decrease in the coordinate calculation sampling rate. That is, for example, 20
If a sufficiently reliable output signal can be obtained with an integration time of about msec, 1
Although 50 coordinate outputs per second are possible, the integration time is 40 msec in order to defocus more and realize a reliable output signal in order to achieve higher resolution.
Then, the coordinate output sampling rate is 25 times /
Secondly, there is an adverse effect that performance is extremely deteriorated.

【0110】一方、B)の方法では、例えば、1メート
ルの距離を光電変換素子64個(画素数64個)で計測
するか、128個(画素数128個)で計測するかによ
って、当然、後者の方の分解能が高くなることは自明の
事実である。しかしながら、このような構成にすること
は、各光電変換素子の数を駆動する駆動回路がその数分
だけ大きくなり、コストアップになる。また、座標算出
サンプリングレートを低下させないように構成するため
には、より高速の処理が必要になり、やはり大幅なコス
トアップは避けられない。
On the other hand, in the method B), for example, depending on whether the distance of 1 meter is measured by 64 photoelectric conversion elements (64 pixels) or 128 (128 pixels), It is self-evident that the latter has higher resolution. However, such a configuration increases the number of drive circuits for driving the number of photoelectric conversion elements by the number of the circuits, and increases the cost. Further, in order to prevent the coordinate calculation sampling rate from lowering, higher-speed processing is required, and a significant increase in cost is inevitable.

【0111】そこで、本発明は、このような課題を解決
するために、以下の図14に示すような結像光学系を有
する座標入力装置を構成する。尚、図14では、X軸方
向のみについて説明するが、Y軸方向も同様の構成とな
る。
Therefore, in order to solve such a problem, the present invention constitutes a coordinate input device having an imaging optical system as shown in FIG. Although FIG. 14 describes only the X-axis direction, the Y-axis direction has the same configuration.

【0112】図14は本実施形態の結像光学系の構成例
を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of an image forming optical system according to the present embodiment.

【0113】図14に示す構成は、先に図7で説明した
結像光学系に比べ、X軸、Y軸方向の光電変換素子の数
を増大させるための構成である。つまり、図示のよう
に、リニアセンサ20Xを2個用いて、それぞれが感光
部21XL、21XRを有するリニアセンサ20XR、
20XLと、それぞれのリニアセンサ20XR、20X
Lに対応する円筒レンズ90XR、90XLを構成す
る。これにより、X軸方向の画素数が倍、つまり、座標
算出分解能が倍となり、座標算出精度、分解能は格段に
向上することが期待できる。
The configuration shown in FIG. 14 is for increasing the number of photoelectric conversion elements in the X-axis and Y-axis directions as compared with the imaging optical system described above with reference to FIG. That is, as shown in the drawing, two linear sensors 20X are used, each of which has a photosensitive unit 21XL, 21XR.
20XL and respective linear sensors 20XR, 20X
The cylindrical lenses 90XR and 90XL corresponding to L are configured. As a result, the number of pixels in the X-axis direction is doubled, that is, the coordinate calculation resolution is doubled, and it can be expected that the coordinate calculation accuracy and the resolution are significantly improved.

【0114】この図14の結像光学系を上側から見た図
が図15であり、座標入力面であるスクリーン10の右
側に指示具4がある場合には、リニアセンサ20XRに
光スポット5の光が入射するように構成され、スクリー
ン10の左側に指示具4がある場合には、リニアセンサ
20XLに光スポット5の光が入射するように構成され
ている。
FIG. 15 is a view of the image forming optical system of FIG. 14 viewed from the upper side. When the pointing tool 4 is located on the right side of the screen 10 which is a coordinate input surface, the light spot 5 is Light is incident, and when the indicator 4 is on the left side of the screen 10, the light of the light spot 5 is incident on the linear sensor 20XL.

【0115】従って、指示具4による光は、リニアセン
サ20XR、20XLの少なくともどちらか一方に入射
することになる。尚、指示具4が中央付近にある場合
は、両方のリニアセンサ20XR、20XLに光が入射
するように構成しても良く、どちらのリニアセンサを用
いて、座標演算するかについては後述する。
Therefore, the light from the pointing device 4 is incident on at least one of the linear sensors 20XR and 20XL. When the indicator 4 is located near the center, light may be incident on both the linear sensors 20XR and 20XL, and which of the linear sensors will be used to calculate the coordinates will be described later.

【0116】しかしながら、このリニアセンサ20X
R、20XLを駆動する駆動回路を各々設ければ、コス
トは倍になる弊害が発生し、駆動回路を1個で行おうと
すれば、リニアセンサ20XR、20XLを時分割で動
作(例えば、交互に動作)させざるを得ない。その場
合、座標算出可能な信号を得るのに、例えば、20ms
ec必要ならば、交互に駆動することで40msecの
時間を要し、座標サンプリングレートが半分に低下する
ことになる。従って、本発明は、コストアップを抑制す
ると共に、座標サンプリングレートを極力低下させず、
高精度、高分解能な座標入力装置を実現する。
However, this linear sensor 20X
If a drive circuit for driving R and 20XL is provided, the cost doubles. If one drive circuit is used, the linear sensors 20XR and 20XL operate in a time-division manner (for example, alternately). Operation). In that case, to obtain a signal for which coordinates can be calculated, for example, 20 ms
If ec is required, alternate driving takes 40 msec, and the coordinate sampling rate is reduced by half. Therefore, the present invention suppresses the cost increase and does not lower the coordinate sampling rate as much as possible.
A high-precision, high-resolution coordinate input device is realized.

【0117】これを実現するための動作について、図1
6、図17を用いて具体的に説明する。
FIG. 1 shows an operation for realizing this.
6, a specific description will be given with reference to FIG.

【0118】図16は本実施形態の座標演算処理の処理
フローを示すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing a processing flow of the coordinate calculation processing of this embodiment.

【0119】尚、演算処理は、X座標、Y座標同様であ
るので、X座標値の演算についてのみ説明する。
Since the calculation process is the same as the X coordinate and the Y coordinate, only the calculation of the X coordinate value will be described.

【0120】まず、ステップS302において、同一方
向の2つのリニアセンサのどちらかを選択するためのカ
ウンタG_no=0にリセットする。尚、例えば、カウン
タG_no=1の場合にリニアセンサ20XRを選択し、
カウンタG_no=2が20XLを選択するように設計さ
れているとする。
First, in step S302, a counter G_no = 0 for selecting one of the two linear sensors in the same direction is reset. For example, when the counter G_no = 1, the linear sensor 20XR is selected,
Assume that the counter G_no = 2 is designed to select 20XL.

【0121】次に、ステップS303において、カウン
タG_noのカウンタ値を1インクリメントする。次に、
ステップS304おいて、カウンタG_noのカウンタ値
が最大値Nmax(本実施形態では、最大値Nmax=2)を
越えているか否かを判定する。最大値Nmaxを越えてい
る場合(ステップS304でYES)、処理を終了す
る。一方、最大値Nmaxを越えていない場合(ステップ
S304でNO)、ステップS305に進む。
Next, in step S303, the counter value of the counter G_no is incremented by one. next,
In step S304, it is determined whether the counter value of the counter G_no exceeds a maximum value Nmax (in the present embodiment, the maximum value Nmax = 2). If it exceeds the maximum value Nmax (YES in step S304), the process ends. On the other hand, if it does not exceed the maximum value Nmax (NO in step S304), the process proceeds to step S305.

【0122】ステップS305において、カウンタG_n
oのカウンタ値に対応するリニアセンサを選択する。次
に、ステップS306において、第1の所定時間、その
リニアセンサを動作させ、指示具4から発光される光を
検出する。この第1の所定時間は、リニアセンサから座
標算出を可能にする出力信号を取得するために必要な時
間に比べ、十分に小さな値に設定されている。この第1
の所定時間、リニアセンサを駆動した場合のリニアセン
サからの出力信号の一例を図17(a)に示す。出力信
号は、ノイズレベルと区別するために所定の閾値レベル
Vで比較し、閾値レベルV以上の出力信号が存在する場
合には、指示具4からの光をリニアセンサが検出したも
のとする。
In step S305, the counter G_n
Select the linear sensor corresponding to the counter value of o. Next, in step S306, the linear sensor is operated for a first predetermined time, and the light emitted from the indicator 4 is detected. This first predetermined time is set to a value sufficiently smaller than the time required to acquire an output signal enabling coordinate calculation from the linear sensor. This first
FIG. 17A shows an example of an output signal from the linear sensor when the linear sensor is driven for a predetermined time. The output signal is compared at a predetermined threshold level V to distinguish it from the noise level. If there is an output signal at or above the threshold level V, it is assumed that the light from the indicator 4 has been detected by the linear sensor.

【0123】そこで、ステップS307において、この
比較結果に基づいて、指示具4からの発光される光をリ
ニアセンサが検出したか否かを判定する。光を検出して
いない場合(ステップS307でNO)、ステップS3
03に戻る。一方、光を検出した場合(ステップS30
7でYES)、ステップS308に進む。
Therefore, in step S307, based on the result of the comparison, it is determined whether or not the light emitted from the pointing device 4 is detected by the linear sensor. If no light is detected (NO in step S307), step S3
Return to 03. On the other hand, when light is detected (step S30)
(YES at 7), the process proceeds to step S308.

【0124】ステップS308において、更に、第2の
所定時間、リニアセンサを駆動し、座標算出を可能にす
る出力信号をリニアセンサから取得する。この第2の所
定時間、リニアセンサを駆動した場合のリニアセンサか
らの出力信号の一例を図17(b)に示す。
In step S308, the linear sensor is further driven for a second predetermined time, and an output signal enabling coordinate calculation is obtained from the linear sensor. FIG. 17B shows an example of an output signal from the linear sensor when the linear sensor is driven for the second predetermined time.

【0125】一方、ステップS307において、リニア
センサが指示具4からの光を検出できなかった場合、ス
テップS303に戻り、カウンタG_noを1インクリメ
ントし、ステップS305において、別のリニアセンサ
を選択し、以降の処理を実行する。
On the other hand, if it is determined in step S307 that the linear sensor has failed to detect the light from the pointing device 4, the process returns to step S303, where the counter G_no is incremented by 1, and another linear sensor is selected in step S305. Execute the processing of

【0126】尚、上記処理において、いずれのリニアセ
ンサでも指示具4からの光を検出できない場合、つま
り、ステップS304でカウンタG_noがNmaxを越えた
場合、指示具4による座標入力動作が行われていないと
して、処理を終了する。
In the above processing, when light from the pointing device 4 cannot be detected by any of the linear sensors, that is, when the counter G_no exceeds Nmax in step S304, a coordinate input operation by the pointing device 4 is being performed. If not, the process ends.

【0127】上記の処理において、カウンタG_no=
1、つまり、リニアセンサ20XRで指示具4からの光
を検出でき、座標算出可能な出力信号をリニアセンサ2
0XRから取得するための時間が20msec(例え
ば、第1の所定時間5msec、第2の所定時間15m
sec)である場合には、その時間で座標算出が可能と
なる。
In the above processing, the counter G_no =
1, that is, the linear sensor 20XR can detect light from the pointing tool 4 and output an output signal capable of calculating coordinates to the linear sensor 2XR.
Time for acquiring from 0XR is 20 msec (for example, first predetermined time 5 msec, second predetermined time 15 msec)
In the case of (sec), the coordinates can be calculated at that time.

【0128】一方、1つ目のリニアセンサ20XRで座
標算出されない場合は、2つ目のリニアセンサ20XL
で座標算出されることになるが、この場合、1つ目のリ
ニアセンサ20XRに対する処理として第1の所定時間
5msec、2つ目のリニアセンサ20XLに対する処
理として第1の所定時間5msec、第2の所定時間が
15msecがかかり、2個のリニアセンサに対する処
理時間は合計25msecとなり、本実施形態の座標算
出処理は25msecで完了することができる。つま
り、40msecで座標算出処理を完了する従来例に比
べて、大幅な座標算出サンプリングレートの低下を防止
することができる。
On the other hand, when coordinates are not calculated by the first linear sensor 20XL, the second linear sensor 20XL
In this case, the first linear sensor 20XR has a first predetermined time of 5 msec, and the second linear sensor 20XL has a first predetermined time of 5 msec. The predetermined time takes 15 msec, and the processing time for the two linear sensors is 25 msec in total, and the coordinate calculation processing of the present embodiment can be completed in 25 msec. That is, it is possible to prevent a significant decrease in the coordinate calculation sampling rate as compared with the conventional example in which the coordinate calculation processing is completed in 40 msec.

【0129】また、結像光学系は、図18に示すような
構成であって良い。
The image forming optical system may have a configuration as shown in FIG.

【0130】図18は本実施形態の結像光学系の別の構
成例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing another example of the configuration of the imaging optical system of the present embodiment.

【0131】図18に示す結像光学系は、上述の図14
のリニアセンサを構成する光電変換素子数を大幅に増や
した場合の構成である。但し、全ての光電変化素子を同
時に駆動することは、上述のように、大幅なコストアッ
プにつながる。従って、本実施形態では、各光電変換素
子を複数のグループに分け、そのグループを単位として
独立に動作させるように構成する。
The image forming optical system shown in FIG.
This is a configuration in the case where the number of photoelectric conversion elements constituting the linear sensor is greatly increased. However, driving all the photoelectric change elements at the same time leads to a significant cost increase as described above. Therefore, in the present embodiment, each photoelectric conversion element is divided into a plurality of groups, and the groups are configured to operate independently in units of the groups.

【0132】図18において、スクリーン10の中央部
である第1領域を指示具4で指示した場合に、その指示
具4からの光を受光する光電変換素子のグループを第1
領域受光グループ、同様に、スクリーン10の両周辺部
である第2領域及び第3領域をそれぞれ指示具4で指示
した場合に、その指示具4からの光を受光する光電変換
素子のグループを第2領域、第3領域受光グループとす
る。また、スクリーン10における第1乃至第3領域の
各領域の境界近傍では、複数の受光グループに光が入射
するように構成されており、指示具4からの光が入射し
た複数の領域に対応するいずれかの受光グループの光電
変換素子からの光出力信号を用いて、座標算出を行うよ
うに構成されている。
Referring to FIG. 18, when the first area, which is the center of the screen 10, is pointed by the pointing tool 4, the group of photoelectric conversion elements that receive light from the pointing tool 4 is changed to the first group.
Similarly, when the area 4 and the second area and the third area, which are both peripheral portions of the screen 10, are designated by the indicator 4, the group of the photoelectric conversion elements that receive the light from the indicator 4 is referred to as the area light receiving group. Two areas and a third area light receiving group. Further, in the vicinity of the boundary between the first to third regions on the screen 10, light is incident on the plurality of light receiving groups, and corresponds to the plurality of regions on which the light from the pointing tool 4 is incident. It is configured to calculate coordinates using an optical output signal from a photoelectric conversion element of one of the light receiving groups.

【0133】また、この座標算出処理は、上述の図16
を用いて行うことができる。つまり、第1乃至第3領域
受光グループの各グループに対して図16を適用するこ
とで、同様の座標算出処理を実行することができる。こ
の場合、Nmax=3となる。そして、この図18の結像
光学系の構成の場合は、3つの第1乃至第3領域受光グ
ループに対する処理時間は30msecとなり、座標算
出処理は30msecで完了することができる。この場
合も、従来例に比べて、大幅な座標算出サンプリングレ
ートの低下を防止することができる。
The coordinate calculation process is performed in the same manner as in FIG.
Can be performed. That is, by applying FIG. 16 to each of the first to third area light receiving groups, the same coordinate calculation processing can be executed. In this case, Nmax = 3. In the case of the configuration of the imaging optical system in FIG. 18, the processing time for the three first to third area light receiving groups is 30 msec, and the coordinate calculation processing can be completed in 30 msec. Also in this case, it is possible to prevent a significant reduction in the coordinate calculation sampling rate as compared with the conventional example.

【0134】以上のように構成することで、低コスト
で、かつ座標算出サンプリングレートを低下させずに、
高精度、高分解能に座標演算可能とすることができる。
これに加えて、さらに座標算出サンプリングレートを改
善させることもできる。この場合の座標演算処理につい
て、図19を用いて説明する。
With the above configuration, the cost can be reduced and the coordinate calculation sampling rate can be reduced.
The coordinates can be calculated with high accuracy and high resolution.
In addition to this, the coordinate calculation sampling rate can be further improved. The coordinate calculation process in this case will be described with reference to FIG.

【0135】図19は本実施形態の座標演算処理の処理
フローの変形例を示すフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart showing a modification of the processing flow of the coordinate calculation processing according to the present embodiment.

【0136】図19では、図14に示すような複数のリ
ニアセンサあるいは図18に示すような複数の受光グル
ープの選択順を工夫した図16のフローチャートの変形
例である。
FIG. 19 is a modification of the flowchart of FIG. 16 in which the order of selecting a plurality of linear sensors as shown in FIG. 14 or a plurality of light receiving groups as shown in FIG. 18 is devised.

【0137】まず、ステップS402において、座標入
力装置が連続的に座標値を出力しているのか、あるいは
断続的/瞬間的に座標値を出力しているのかの判定を行
う。上述した様に、この種の座標入力装置は20点/秒
というような単位で座標値を出力することが可能であ
る。従って、連続的に座標が入力されているような場合
(筆記しているような場合)は、所定時間内に必ず座標
値を出力しており、その時間を監視していれば、連続的
に座標を入力しているのか、未入力状態なのかを判定す
ることができる。
First, in step S402, it is determined whether the coordinate input device is outputting coordinate values continuously or intermittently / instantly. As described above, this type of coordinate input device can output coordinate values in units such as 20 points / second. Therefore, when coordinates are continuously input (such as when writing), coordinate values are always output within a predetermined time, and if the time is monitored, continuous It is possible to determine whether coordinates have been input or not.

【0138】連続的に座標値を出力していない場合(ス
テップS402でNO)、ステップS403において、
カウンタG_noのカウンタ値に基づいて処理対象のリニ
アセンサ/受光グループを決定するための関数Fを関数
Func.1に決定する。一方、連続的に座標値を出力してい
ない場合(ステップS402でYES)、ステップS4
04に進む。
If the coordinate values have not been output continuously (NO in step S402), in step S403
A function F for determining a linear sensor / light receiving group to be processed based on the counter value of the counter G_no is a function
Determined as Func.1. On the other hand, when the coordinate values are not continuously output (YES in step S402), step S4
Go to 04.

【0139】尚、関数Func.1は、座標入力が行われる確
率の高い領域から順番に、リニアセンサ/受光グループ
を選択するように定義されている。例えば、図18にお
いて、表示領域の中央部、つまり、座標入力有効エリア
の中央部付近の指示が最も頻度が高いと考えられるの
で、最初にその領域上の光スポットを検出できるリニア
センサ/受光グループを選択し、順次、頻度が高い領域
上の光スポットを検出できるリニアセンサ/受光グルー
プを選択するように定義する。選択したリニアセンサ/
受光グループで座標値が算出できれば、その次の座標サ
ンプリング動作に移行できるので、確率的に最も高速の
座標サンプリングレートを得ることができる。
The function Func.1 is defined so as to select a linear sensor / light receiving group in order from a region having a high probability of inputting coordinates. For example, in FIG. 18, since it is considered that the instruction near the center of the display area, that is, near the center of the coordinate input effective area is considered to be the most frequent, the linear sensor / light receiving group that can first detect the light spot on that area , And sequentially define a linear sensor / light receiving group capable of detecting a light spot on a high-frequency area. Selected linear sensor /
If the coordinate value can be calculated in the light receiving group, it is possible to proceed to the next coordinate sampling operation, so that the stochastically highest coordinate sampling rate can be obtained.

【0140】一方、連続的に座標値を出力している場
合、その直前に出力した座標値が既知であり、ステップ
S413において、その座標値を出力したリニアセンサ
/受光グループを示す選択情報(カウンタG_noのカウ
ンタ値)が不揮発メモリ9に記憶されている。そこで、
ステップS404において、その選択情報を読み出す。
そして、ステップS405において、カウンタG_noに
基づいて処理対象のリニアセンサ/受光グループを決定
するための関数Fを関数Func.2に決定する。
On the other hand, if the coordinate values are continuously output, the coordinate value output immediately before is known, and in step S413, selection information (counter) indicating the linear sensor / light receiving group that output the coordinate values is output. G_no is stored in the nonvolatile memory 9. Therefore,
In step S404, the selection information is read.
Then, in step S405, a function F for determining a linear sensor / light receiving group to be processed is determined as a function Func.2 based on the counter G_no.

【0141】尚、連続的に座標値を出力している場合、
ある時点に出力された座標値は、直前に出力した座標値
の近傍である可能性が非常に高いので、関数Func.2は、
直前に出力した座標値を検出範囲とするリニアセンサ/
受光グループを選択するように定義され、順次、その直
前に検出した座標値から遠い位置の領域を検出範囲とす
るリニアセンサ/受光グループを選択する。このように
構成することで、確率的に最も高速の座標サンプリング
レートを得ることができる。
When the coordinate values are continuously output,
Since the coordinate value output at a certain point in time is very likely to be near the coordinate value output immediately before, the function Func.
Linear sensor with the previously output coordinate value as the detection range
The linear sensor / light receiving group is defined so as to select the light receiving group, and sequentially selects the linear sensor / light receiving group whose detection range is a region far from the coordinate value detected immediately before. With this configuration, it is possible to stochastically obtain the highest coordinate sampling rate.

【0142】ステップS406において、カウンタG_n
oのカウンタ値を1インクリメントする。次に、ステッ
プS407おいて、カウンタG_noのカウンタ値が最大
値Nmaxを越えているか否かを判定する。最大値Nmaxを
越えている場合(ステップS407でYES)、処理を
終了する。一方、最大値Nmaxを越えていない場合(ス
テップS407でNO)、ステップS408に進む。
In step S406, the counter G_n
Increment the counter value of o by one. Next, in step S407, it is determined whether the counter value of the counter G_no exceeds the maximum value Nmax. If it exceeds the maximum value Nmax (YES in step S407), the process ends. On the other hand, if it does not exceed the maximum value Nmax (NO in step S407), the process proceeds to step S408.

【0143】ステップS408において、上述の処理に
よって決定された関数Func.1/Func.2にカウンタ値を代
入し、その結果が示すリニアセンサ/受光グループを選
択する。次に、ステップS409において、第1の所定
時間、そのリニアセンサ/受光グループを動作させ、指
示具4から発光される光を検出する。
In step S408, the counter values are substituted into the functions Func.1 / Func.2 determined by the above processing, and the linear sensor / light receiving group indicated by the result is selected. Next, in step S409, the linear sensor / light receiving group is operated for a first predetermined time, and the light emitted from the indicator 4 is detected.

【0144】ステップS410において、出力信号と閾
値レベルVを比較し、リニアセンサ/受光グループが光
を検出したか否かを判定する。光を検出していない場合
(ステップS410でNO)、ステップS406に戻
る。一方、光を検出した場合(ステップS410でYE
S)、ステップS411に進む。
In step S410, the output signal is compared with the threshold level V to determine whether the linear sensor / light receiving group has detected light. If no light is detected (NO in step S410), the process returns to step S406. On the other hand, if light is detected (YE in step S410)
S), and proceed to step S411.

【0145】ステップS411において、引き続き、第
2の所定時間、リニアセンサ/受光グループを駆動し、
座標算出を可能にする出力信号をリニアセンサ/受光グ
ループから取得する。そして、ステップS413におい
て、カウンタG_noのカウンタ値を選択情報として不揮
発メモリ9に記憶して、処理を終了する。
In step S411, the linear sensor / light receiving group is continuously driven for a second predetermined time.
An output signal enabling coordinate calculation is obtained from the linear sensor / light receiving group. Then, in step S413, the counter value of the counter G_no is stored as selection information in the nonvolatile memory 9, and the process ends.

【0146】尚、本発明の目的は、前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、その
システムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUや
MPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読
出し実行することによっても、達成されることは言うま
でもない。
An object of the present invention is to supply a storage medium storing a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or an apparatus, and to provide a computer (or CPU or MPU) of the system or the apparatus. Can also be achieved by reading and executing the program code stored in the storage medium.

【0147】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
In this case, the program code itself read from the storage medium implements the functions of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

【0148】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD
−R/RW、DVD−ROM/RAM、磁気テープ、不
揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができ
る。
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD
-R / RW, DVD-ROM / RAM, magnetic tape, non-volatile memory card, ROM and the like can be used.

【0149】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also the OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code. ) May perform some or all of the actual processing, and the processing may realize the functions of the above-described embodiments.

【0150】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
CPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その
処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合
も含まれることは言うまでもない。
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, based on the instructions of the program code, It goes without saying that the CPU included in the function expansion board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.

【0151】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードが格納されることになる。
When the present invention is applied to the storage medium, the storage medium stores program codes corresponding to the flowcharts described above.

【0152】[0152]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
座標算出サンプリングレートを低下させることなく、低
コストで、高精度、高分解能に座標を出力することがで
きる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供
できる。
As described above, according to the present invention,
A coordinate input device capable of outputting coordinates with high accuracy and high resolution at low cost without lowering the coordinate calculation sampling rate, a control method thereof, and a program can be provided.

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

【図1】本実施形態の座標入力装置の概略構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a coordinate input device according to an embodiment.

【図2】本実施形態の指示具の詳細構成を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of a pointing device of the embodiment.

【図3】本実施形態の指示具の動作モードを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation mode of the pointing device according to the embodiment.

【図4】本実施形態の座標検出器の詳細構成を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed configuration of a coordinate detector according to the present embodiment.

【図5】本実施形態の制御信号の復元動作におけるタイ
ミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart in a control signal restoring operation of the embodiment.

【図6】本実施形態で扱われる信号のタイミングチャー
トである。
FIG. 6 is a timing chart of signals handled in the present embodiment.

【図7】本実施形態のリニアセンサの配置関係を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing an arrangement relationship of the linear sensor according to the embodiment.

【図8】本実施形態のリニアセンサの詳細構成を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing a detailed configuration of the linear sensor of the present embodiment.

【図9】本実施形態のリニアセンサの出力波形の一例を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an output waveform of the linear sensor according to the embodiment.

【図10】本実施形態のリニアセンサのスキム動作を説
明するための出力波形の一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of an output waveform for explaining a skim operation of the linear sensor according to the embodiment.

【図11】本実施形態のリニアセンサの動作制御を示す
フローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing operation control of the linear sensor according to the embodiment.

【図12】本実施形態の座標演算処理の処理フローを示
すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a processing flow of coordinate calculation processing according to the present embodiment.

【図13】本実施形態の座標演算に関する説明図であ
る。
FIG. 13 is an explanatory diagram related to coordinate calculation according to the present embodiment.

【図14】本実施形態の結像光学系の構成例を示す図で
ある。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of an imaging optical system according to the present embodiment.

【図15】本実施形態の結像光学系の構成例を示す上面
図である。
FIG. 15 is a top view illustrating a configuration example of an imaging optical system according to the present embodiment.

【図16】本実施形態の座標演算処理の処理フローを示
すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart illustrating a processing flow of coordinate calculation processing according to the present embodiment.

【図17】本実施形態のリニアセンサの出力波形の一例
を示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an output waveform of the linear sensor according to the embodiment.

【図18】本実施形態の結像光学系の別の構成例を示す
図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating another configuration example of the imaging optical system of the present embodiment.

【図19】本実施形態の座標演算処理の処理フローの変
形例を示すフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart illustrating a modification of the processing flow of the coordinate calculation processing according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 座標検出器 2 座標検出センサ部 3 コントローラ 4 指示具 5 光スポット 6 受光素子 6a 集光レンズ 7 信号処理部 8 投射型表示装置 9 不揮発メモリ 81 画像信号処理部 82 液晶パネル 83 ランプ 84 ミラー 85 コンデンサーレンズ 86 投影レンズ 20X、20Y リニアセンサ 21 センサアレイ 22 積分部 23 シフト部 24 蓄積部 25 リニアCCD 26 リングCCD 27 クリア部 28 スキム部 29 アンプ 31 センサ制御部 31A AD変換部 32 座標演算部 33 通信制御部 71 周波数検波部 72 制御信号検出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coordinate detector 2 Coordinate detection sensor part 3 Controller 4 Indicator 5 Light spot 6 Light receiving element 6a Condensing lens 7 Signal processing part 8 Projection display device 9 Non-volatile memory 81 Image signal processing part 82 Liquid crystal panel 83 Lamp 84 Mirror 85 Condenser Lens 86 Projection lens 20X, 20Y Linear sensor 21 Sensor array 22 Integrator 23 Shifter 24 Storage unit 25 Linear CCD 26 Ring CCD 27 Clear unit 28 Skim unit 29 Amplifier 31 Sensor control unit 31A AD conversion unit 32 Coordinate operation unit 33 Communication control Unit 71 Frequency detection unit 72 Control signal detection unit

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 指示具からの光を座標入力画面に照射し
て光スポットを生成し、前記光スポットに対応した座標
を生成する座標入力装置であって、 複数の検出領域を有し、各検出領域での検出動作が独立
に制御される、前記光スポットからの光信号を検出する
検出手段と、 前記複数の検出領域の内、第1検出領域での検出動作を
第1の所定時間実行する駆動手段と、 前記駆動手段によって得られる前記第1検出領域からの
検出結果に基づいて、前記光スポットからの光信号の有
無を判定する判定手段と、 前記判定手段が前記光信号があると判定する場合、前記
第1検出領域の検出動作を更に第2の所定時間実行する
ように前記駆動手段を制御する第1制御手段と、 前記判定手段が前記光信号がないと判定する場合、前記
第1検出領域以外の他の検出領域に対し前記駆動手段及
び前記判定手段を実行し、該光信号があると判定された
検出領域の検出動作を更に第2の所定時間実行するよう
に前記駆動手段を制御する第2制御手段と、 前記判定手段によって前記光信号があると判定された検
出領域からの検出結果に基づいて、前記光スポットに対
応する座標値を算出する座標演算手段とを備えることを
特徴とする座標入力装置。
1. A coordinate input device for irradiating a coordinate input screen with light from a pointing tool to generate a light spot and generating coordinates corresponding to the light spot, comprising: a plurality of detection areas; Detecting means for detecting an optical signal from the light spot, wherein a detecting operation in the detecting area is independently controlled; and executing a detecting operation in a first detecting area among the plurality of detecting areas for a first predetermined time. A driving unit that determines whether or not there is an optical signal from the light spot based on a detection result from the first detection area obtained by the driving unit. If the determination is made, first control means for controlling the driving means so as to further execute the detection operation of the first detection area for a second predetermined time; and if the determination means determines that there is no optical signal, Other than the first detection area A second control for executing the driving means and the determination means for the detection area, and controlling the driving means so as to further execute a detection operation of the detection area determined to have the optical signal for a second predetermined time. Means for inputting coordinates, comprising: a coordinate calculation means for calculating a coordinate value corresponding to the light spot based on a detection result from a detection area determined to have the optical signal by the determination means. apparatus.
【請求項2】 前記判定手段は、前記第1検出領域から
の検出結果が所定値以上である場合に、前記光スポット
からの光信号があると判定することを特徴とする請求項
1に記載の座標入力装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines that there is an optical signal from the light spot when a detection result from the first detection area is equal to or more than a predetermined value. Coordinate input device.
【請求項3】 前記検出手段は、物理的に複数のセンサ
からなり、前記複数の検出領域は、該複数のセンサそれ
ぞれの検出領域に対応することを特徴とする請求項1に
記載の座標入力装置。
3. The coordinate input device according to claim 1, wherein said detection means physically comprises a plurality of sensors, and said plurality of detection areas correspond to respective detection areas of said plurality of sensors. apparatus.
【請求項4】 前記検出手段は、1つのセンサからな
り、前記複数の検出領域は、該センサの検出領域を複数
のグループに分割した各領域グループに対応することを
特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said detection means comprises a single sensor, and said plurality of detection areas correspond to respective area groups obtained by dividing the detection area of said sensor into a plurality of groups. Coordinate input device as described.
【請求項5】 前記第1検出領域は、前記座標入力画面
上の中央領域に対応することを特徴とする請求項1に記
載の座標入力装置。
5. The coordinate input device according to claim 1, wherein the first detection area corresponds to a central area on the coordinate input screen.
【請求項6】 前記座標演算手段の演算結果の出力間隔
に基づいて、前記第1検出領域を選択する選択手段とを
更に備えることを特徴とする請求項1に記載の座標入力
装置。
6. The coordinate input device according to claim 1, further comprising a selection unit that selects the first detection area based on an output interval of a calculation result of the coordinate calculation unit.
【請求項7】 指示具からの光を座標入力画面に照射し
て光スポットを生成し、前記光スポットに対応した座標
を生成する座標入力装置の制御方法であって、 前記光スポットからの光信号を検出する検出動作が独立
に制御される複数の検出領域の内、第1検出領域での検
出動作を第1の所定時間実行する駆動工程と、 前記駆動工程によって得られる前記第1検出領域からの
検出結果に基づいて、前記光スポットからの光信号の有
無を判定する判定工程と、 前記判定工程が前記光信号があると判定する場合、前記
第1検出領域の検出動作を更に第2の所定時間実行する
ように前記駆動工程を制御する第1制御工程と、 前記判定工程が前記光信号がないと判定する場合、前記
第1検出領域以外の他の検出領域に対し前記駆動工程及
び前記判定工程を実行し、該光信号があると判定された
検出領域の検出動作を更に第2の所定時間実行するよう
に前記駆動工程を制御する第2制御工程と、 前記判定工程によって前記光信号があると判定された検
出領域からの検出結果に基づいて、前記光スポットに対
応する座標値を算出する座標演算工程とを備えることを
特徴とする座標入力装置の制御方法。
7. A control method for a coordinate input device that irradiates a coordinate input screen with light from a pointing tool to generate a light spot and generates coordinates corresponding to the light spot, wherein the light from the light spot is provided. A driving step of executing a detection operation in a first detection area for a first predetermined time among a plurality of detection areas in which detection operations for detecting signals are independently controlled; and the first detection area obtained by the driving step A determination step of determining the presence or absence of an optical signal from the light spot based on the detection result from the step (a). A first control step of controlling the driving step so as to execute for a predetermined time; and if the determining step determines that the optical signal is not present, the driving step and the driving step are performed for other detection areas other than the first detection area. The judgment And a second control step of controlling the driving step so as to further execute a detection operation of a detection region determined to have the optical signal for a second predetermined time; and A coordinate calculation step of calculating a coordinate value corresponding to the light spot based on a detection result from the detection area determined as above.
【請求項8】 前記判定工程は、前記第1検出領域から
の検出結果が所定値以上である場合に、前記光スポット
からの光信号があると判定することを特徴とする請求項
7に記載の座標入力装置の制御方法。
8. The method according to claim 7, wherein the determining step determines that there is an optical signal from the light spot when a detection result from the first detection area is equal to or more than a predetermined value. Control method of a coordinate input device.
【請求項9】 前記複数の検出領域それぞれは、物理的
に複数のセンサからなるそれぞれの検出領域に対応する
ことを特徴とする請求項7に記載の座標入力装置の制御
方法。
9. The control method for a coordinate input device according to claim 7, wherein each of the plurality of detection areas physically corresponds to each detection area including a plurality of sensors.
【請求項10】 前記複数の検出領域は、1つのセンサ
の検出領域を複数のグループに分割した各領域グループ
に対応することを特徴とする請求項7に記載の座標入力
装置の制御方法。
10. The method according to claim 7, wherein the plurality of detection areas correspond to each area group obtained by dividing a detection area of one sensor into a plurality of groups.
【請求項11】 前記第1検出領域は、前記座標入力画
面上の中央領域に対応することを特徴とする請求項7に
記載の座標入力装置の制御方法。
11. The method according to claim 7, wherein the first detection area corresponds to a central area on the coordinate input screen.
【請求項12】 前記座標演算工程の演算結果の出力間
隔に基づいて、前記第1検出領域を選択する選択工程と
を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の座標入
力装置の制御方法。
12. The method according to claim 7, further comprising a selecting step of selecting the first detection area based on an output interval of a calculation result of the coordinate calculating step. .
【請求項13】 指示具からの光を座標入力画面に照射
して光スポットを生成し、前記光スポットに対応した座
標を生成する座標入力装置の制御をコンピュータに機能
させるプログラムであって、 前記光スポットからの光信号を検出する検出動作が独立
に制御される複数の検出領域の内、第1検出領域での検
出動作を第1の所定時間実行する駆動工程のプログラム
コードと、 前記駆動工程によって得られる前記第1検出領域からの
検出結果に基づいて、前記光スポットからの光信号の有
無を判定する判定工程のプログラムコードと、 前記判定工程が前記光信号があると判定する場合、前記
第1検出領域の検出動作を更に第2の所定時間実行する
ように前記駆動工程を制御する第1制御工程のプログラ
ムコードと、 前記判定工程が前記光信号がないと判定する場合、前記
第1検出領域以外の他の検出領域に対し前記駆動工程及
び前記判定工程を実行し、該光信号があると判定された
検出領域の検出動作を更に第2の所定時間実行するよう
に前記駆動工程を制御する第2制御工程のプログラムコ
ードと、 前記判定工程によって前記光信号があると判定された検
出領域からの検出結果に基づいて、前記光スポットに対
応する座標値を算出する座標演算工程のプログラムコー
ドとを備えることを特徴とするプログラム。
13. A program that causes a computer to control a coordinate input device that generates a light spot by irradiating light from a pointing tool onto a coordinate input screen and generates coordinates corresponding to the light spot. A program code for a driving step of executing a detection operation in a first detection area for a first predetermined time among a plurality of detection areas in which detection operations for detecting an optical signal from a light spot are independently controlled; Based on the detection result from the first detection region obtained by the above, a program code of a determination step of determining the presence or absence of an optical signal from the light spot, and if the determination step determines that there is the optical signal, A program code of a first control step for controlling the driving step so as to further execute a detection operation of a first detection area for a second predetermined time; If it is determined that there is no light signal, the drive step and the determination step are performed on other detection areas than the first detection area, and the detection operation of the detection area determined to have the optical signal is further performed by a second predetermined A program code of a second control step of controlling the driving step so as to execute the time, and a coordinate corresponding to the light spot based on a detection result from a detection area determined to have the light signal in the determination step. A program code for a coordinate calculation step for calculating a value.
JP2001159510A 2001-05-28 2001-05-28 Coordinate input device, its control method and program Withdrawn JP2002351612A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001159510A JP2002351612A (en) 2001-05-28 2001-05-28 Coordinate input device, its control method and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001159510A JP2002351612A (en) 2001-05-28 2001-05-28 Coordinate input device, its control method and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002351612A true JP2002351612A (en) 2002-12-06

Family

ID=19003078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001159510A Withdrawn JP2002351612A (en) 2001-05-28 2001-05-28 Coordinate input device, its control method and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002351612A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009289229A (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp Position detection device
JP2009289243A (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp Position detection device, position detection system, video display device and video display system
JP2013235416A (en) * 2012-05-09 2013-11-21 Seiko Epson Corp Image display system
JP2015504217A (en) * 2012-01-09 2015-02-05 エプソン ノルウェー リサーチ アンド ディベロップメント アクティーゼルスカブEpson Norway Research And Development As Low interference system and method for synchronization, identification and tracking for visual and interactive systems
JP2015114719A (en) * 2013-12-09 2015-06-22 株式会社リコー Coordinate input system, coordinate instruction unit, coordinate input unit, coordinate input system control method, and program

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009289229A (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp Position detection device
JP2009289243A (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp Position detection device, position detection system, video display device and video display system
JP2015504217A (en) * 2012-01-09 2015-02-05 エプソン ノルウェー リサーチ アンド ディベロップメント アクティーゼルスカブEpson Norway Research And Development As Low interference system and method for synchronization, identification and tracking for visual and interactive systems
JP2017084373A (en) * 2012-01-09 2017-05-18 エプソン ノルウェー リサーチ アンド ディベロップメント アクティーゼルスカブEpson Norway Research And Development As Visual system and control method thereof
JP2013235416A (en) * 2012-05-09 2013-11-21 Seiko Epson Corp Image display system
JP2015114719A (en) * 2013-12-09 2015-06-22 株式会社リコー Coordinate input system, coordinate instruction unit, coordinate input unit, coordinate input system control method, and program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4422851B2 (en) Coordinate input apparatus and method
JP2001075736A (en) Coordinate input device
JP4697916B2 (en) Coordinate input device, control method therefor, and program
JP3492180B2 (en) Coordinate input device
JP3513419B2 (en) Coordinate input device, control method therefor, and computer-readable memory
US20070182725A1 (en) Capturing Hand Motion
JP2001075735A (en) Coordinate input device, its method and computer readable memory
JP2009505305A (en) Free space pointing and handwriting
US20050248531A1 (en) Coordinate input apparatus, coordinate inputting method, information display system and storage medium and program
JP2001022520A (en) Coordinate input device
US6714310B1 (en) Coordinate input apparatus and method, and computer-readable memory therefor
EP1122681A2 (en) Coordinate input apparatus, coordinate input system, coordinate input method, and pointer
JP4434381B2 (en) Coordinate input device
US6795061B2 (en) Coordinate input apparatus, control method therefor and computer-readable memory
JP2002351612A (en) Coordinate input device, its control method and program
JP2000276290A (en) Coordinate input device, control method therefor and computer readable memory
JP2002229726A (en) Coordinate input device
JP4612751B2 (en) Input / output integrated device
JP2002073267A (en) Coordinate input device
JP4139250B2 (en) Ultrasonic optical coordinate input device
JP2000181627A (en) Indicating tool for coordinate input and coordinate input device
JP2002132448A (en) Input device and projector
JP2001051797A (en) Coordinate inputting device, its controlling method and computer readable memory
JP2000231444A (en) Coordinate inputting device and coordinate value outputting method for the same and storage medium for storing computer readable program
JP2001075734A (en) Coordinate input device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080805