JP2000148392A - 座標入力用指示具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学式の座標入力装置の座標入力用指示具に
おいて、座標入力面との接触による発光素子の摩耗、傷
付きを防止すると共に、操作性を向上する。 【解決手段】 指示具４の先端部に設けられた発光素子
４１を覆うキャップ４６がスライド部材４８に保持さ
れ、指示具４の軸方向に沿ってスライド可能に設けられ
る。座標入力面に対してキャップ４６を押し付け又は離
間させることにより、キャップ４６に連動してタクトス
イッチ４９が作動し、発光素子４１の駆動制御が切り替
えられる。例えば、前記押し付けにより発光素子が駆動
され、離間により発光素子の駆動が停止される。キャッ
プ４６が発光素子４１を覆っているので、発光素子４１
の摩耗、傷付きを防止できる。又、発光素子４１の駆動
制御の切り替えのために別に操作を行う必要がなく、操
作性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、座標入力装置の座
標入力面上の任意の位置を指示して指示位置の座標を入
力するための座標入力用指示具に関し、より詳しくは、
座標入力面に照射された光スポットの照射位置の座標を
検出して座標入力を行う光学式の座標入力装置の座標入
力用指示具であって、前記座標入力面上の任意の位置を
指示して前記光スポットを照射して座標を入力するため
に用いられる座標入力用指示具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記の光学式の座標入力装置は、例えば
座標入力が可能な大型表示システムに用いられており、
その場合、大型ディスプレイの座標入力面として構成さ
れた表示画面上の任意の位置に対して、発光素子を備え
た座標入力用指示具（以下、指示具と略称する）によっ
て指示して発光素子の発光により光スポットを照射し、
その照射位置の座標を入力することにより、外部接続さ
れたコンピュータを制御したり、文字や図形などを筆記
入力するように構成されている。

【０００３】この光学式の座標入力装置としては、ＣＣ
Ｄエリアセンサやリニアセンサを用いて座標入力面上の
光スポットを撮像し、重心座標あるいはパターンマッチ
ングを用いるなどの画像処理を行って、光スポットの位
置の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（光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。

【０００４】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
ラで撮像して光スポットの照射位置の座標を検出し、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。また、特許第２５
０３１８２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。

【０００５】これらの従来の光学式の座標入力装置の指
示具においては、光スポットの光を発光する発光部の発
光素子、例えばＬＥＤ、半導体レーザ等の素子の周囲の
構造に関して格別に規定したものはなく、発光素子は指
示具の先端部に露出しており、発光素子からの光を他の
部材を介さずに直接に座標入力面に照射している。そし
て、いわゆる入力ペンとして、文字や図形などを筆記入
力する場合、発光素子を座標入力面に直に接触させて座
標入力を行うようになっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特に指示具を
入力ペンとして座標入力面に接触させて座標入力を行な
う場合には、発光素子、例えば、ＬＥＤの透明な封止樹
脂が座標入力面との摩擦により摩耗し、封止樹脂のレン
ズとしての形状の変化により、ＬＥＤからの発光の照射
量が低下したり、発光分布が変化したりして、座標検出
精度の低下を招く等の不都合が生じた。

【０００７】一方、ＬＥＤ等の発光素子は工業汎用部材
であるため、摩耗低減のため発光素子自体の透明封止樹
脂を改良するのは、発光チップ部に対する耐食性等も考
慮した材料改良等の必要があり、汎用品を用いる場合に
比べて高コストとなってしまう。

【０００８】また、従来、発光部にフィルターを設けた
構成も提案されたが、そのフィルター自体も摩耗や傷付
き等が許されない光学部品であって、発光部材としての
発光素子の一部であり、摩耗や傷付き等に対する対策の
構成は提示されていない。

【０００９】そして、発光素子ないしフィルターの摩耗
が進行した場合は、発光素子ないしフィルターの交換、
更には、指示具全体の交換が必要であった。

【００１０】また、発光素子ないしフィルターが摩耗な
いし傷付いた状態で座標入力面との接触を繰り返すこと
により、座標入力面についても傷つきの原因となるとい
う問題もあった。

【００１１】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、光学式の座標入力装置に用いられる指示具に
おいて、上述した光スポットの照射のために発光する発
光素子の摩耗ないし傷付きを防止できるとともに、操作
性を向上できる構成を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、上述した光学式の座標入力装置の
座標入力用指示具において、該座標入力用指示具の先端
部に設けられ、前記光スポットの照射のために発光する
発光素子（例えばＬＥＤや半導体レーザ等）と、該発光
素子を覆って可動に設けられた透光性材料（例えば透明
樹脂材料）からなるキャップと、該発光素子の駆動を制
御する制御手段と、前記キャップに連動して作動され、
前記制御手段による前記発光素子の駆動制御を切り替え
る切り替え手段（例えばタクトスイッチ）とを有し、前
記キャップを前記座標入力面に対し押し付け又は離間さ
せることにより前記切り替え手段が作動して前記制御手
段による前記発光素子の駆動制御が切り替えられるよう
にした。

【００１３】このような構成によれば、発光素子がキャ
ップにより覆われているので、座標入力用指示具を座標
入力面に接触させて座標入力を行なう場合に、座標入力
面との摩擦による発光素子の摩耗、ないし傷付きを防止
できる。

【００１４】また、キャップを座標入力面に対し押し付
け又は離間させることにより発光素子の駆動制御が切り
替えられる、例えば、キャップを座標入力面に対し押し
付けることにより発光素子が駆動され、キャップを座標
入力面から離間させることにより発光素子の駆動が停止
されるように、切り替えられるので、発光素子の駆動制
御の切り替えのための操作を別に行う必要がなく、操作
性を向上することができる。

【００１５】なお、キャップを座標入力面に対し押し付
ける際に外力が発光素子に加わらないように、キャップ
は発光素子から離間して可動に設けられるものとする。

【００１６】また、前記切り替え手段がキャップに連動
して作動される作動ストロークないし作動圧力を調整す
る手段を設けるのが好ましい。

【００１７】さらに、キャップは座標入力用指示具の本
体に対して着脱可能であるとともに、キャップが指示具
の本体から取り外された状態で、前記切り替え手段が作
動されないように構成するのが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。ここでは、座標入力が可能な大型表
示システムに用いられる光学式の座標入力装置の指示具
の実施形態を示す。

【００１９】〈座標入力装置を含む大型表示システムの
概略構成の説明〉まず、本発明の実施形態による指示具
を用いる座標入力装置を含む大型表示システムの概略構
成について図１により説明する。

【００２０】図１に示す表示システムに含まれる座標入
力装置は、大別して、座標入力面と共に表示画面を構成
するスクリーン１０と、これに対して光ビーム４５を発
射して光スポット５を照射する指示具４と、光スポット
５のスクリーン１０上における照射位置の座標を検出す
る座標検出器１とからなる。表示システムには、これら
の構成と合わせて、出力装置として、スクリーン１０に
画像或いは前述の座標情報等を表示する投射型表示装置
８が設けられる。

【００２１】指示具４は、いわゆる入力ペンとして、全
体がペン形状に形成されている。その詳細は後述する。

【００２２】座標検出器１は、座標検出センサ部２、こ
のセンサ部２の制御および座標演算などを行うコントロ
ーラ３、制御信号検出センサ（受光素子）６、信号処理
部７から構成されており、光スポット５のスクリーン１
０上での照射位置の座標、及び指示具４の後述する各操
作スイッチの状態に対応する制御信号を検出し、コント
ローラ３によって不図示のコンピュータなどの外部接続
装置に対し検出した座標および制御信号の情報を送信す
る。

【００２３】投射型表示装置８は、表示信号源としての
不図示のコンピュータなどの外部接続装置から画像信号
が入力される画像信号処理部８１と、これにより制御さ
れ前記画像信号に応じた画像を形成する液晶パネル８２
と、これを照明するランプ８３、その照明光を反射する
ミラー８４、及びランプ８３からの直接の照明光とミラ
ー８４からの反射光を集光するコンデンサーレンズ８５
からなる照明光学系と、照明された液晶パネル８２の画
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、所望の画像をスクリーン１０に表示することがで
きる。

【００２４】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４５も光スポット５の位
置で拡散され、スクリーン１０上の位置や光ビーム４５
の方向によらず、光スポット５の位置で拡散された光の
一部が座標検出器１に入射する様に構成されている。

【００２５】この様に構成することで、指示具４により
スクリーン１０上の所望の位置を指示して光スポット５
を照射して座標を入力し、照射位置を移動させ、その移
動の軌跡の座標を連続的に入力することで文字情報や線
画情報を入力し、その情報を投射型表示装置８でスクリ
ーン１０上に表示することにより、あたかも『紙と鉛
筆』の様な関係で情報の入出力を行うことができる。ま
た、スクリーン１０上にボタンやアイコンを表示し、こ
れらに対して光スポット５を照射し、その座標とととも
に後述する制御信号を入力することにより、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うこと
ができる。

【００２６】〈指示具４の詳細説明〉次に、指示具４の
詳細を図２，３により説明する。

【００２７】図２は指示具４の概略構成図であり、これ
に示すように、指示具４は、光スポットの照射のために
光ビームを発射する半導体レーザあるいはＬＥＤ等から
なる発光素子４１、その駆動（発光）を制御する発光制
御部４２、電源部４４、並びに４個の操作用スイッチ４
３Ａ〜４３Ｄを有している。

【００２８】発光制御部４２は、４個の操作用スイッチ
４３Ａ〜４３Ｄの操作状態により、発光のオン／オフ
と、後述する変調方法とによって制御信号を重畳する発
光制御を行う。

【００２９】図３は、操作用スイッチ４３Ａ〜４３Ｄの
操作に応じた発光制御部４２の制御による指示具４の動
作モード（発光素子４１の駆動モード）を示す表図であ
り、この図中でスイッチＡ〜Ｄは操作用スイッチ４３Ａ
〜４３Ｄに対応している。なお、図３中で「発光」とは
発光素子４１を発光させる発光信号（座標を入力するた
めの座標信号）を示し、「ペンダウン」、「ペンボタ
ン」とは、それぞれ文字や線画入力及びボタン選択にお
けるペンダウン、ならびにメニューの呼び出しなどを行
うためのペンボタンのそれぞれに対応する制御信号を示
している。また○は各スイッチを押した（操作した）状
態、×は離した状態（押していない状態）を示す。

【００３０】操作者は、指示具４を握って発光素子４１
が設けられた先端部をスクリーン１０に向ける。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り光ビーム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
照射され、後述する処理によって照射位置の座標が検出
され座標信号が出力され始めるが、この状態ではペンダ
ウン及びペンボタンの制御信号はオフの状態である。こ
のため、スクリーン１０上では、光スポット５の動きに
応じたカーソルの動きやボタンのハイライト切換えなど
による操作者への指示位置の明示のみが行われる。

【００３１】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の表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して出力さ
れる。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。また、スイッチ４３Ｄを押すことによってペンボタ
ンの状態となり、メニューの呼び出しなどの別機能の入
力を行うことができる。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
や図形を描いて入力したり、ボタンやメニューを選択し
たりすることによって、軽快に操作することができる。

【００３２】また、スイッチ４３Ｂは、入力ペンとして
の指示具４の先端部にペン先スイッチとして設けられて
おり、スクリーン１０に指示具４の先端部を押し付ける
ことによって動作する。操作者が、指示具４を握り、ス
イッチ４３Ａを押していない状態で、指示具４の先端部
をスクリーン１０に押し付けることで、スイッチ４３Ｂ
が押され、発光信号が出力され、発光素子４１が発光す
るとともに、発光信号の変調によりペンダウン信号が出
力されペンダウン状態となる。さらに、この状態でスイ
ッチ４３Ａを押すと、ペンボタン信号が出力される。す
なわち、この状態ではスイッチ４３Ａはペンボタンの役
割を持つことになる。なお、スイッチ４３Ａを離し、指
示具４の先端部をスクリーン１０から離せば、スイッチ
４３Ｂもオフし、発光信号がオフして発光素子４１の発
光が停止され、ペンダウンないしペンボタンの制御信号
の出力も停止されることは勿論である。ここではスイッ
チ４３Ｂの機能について述べたが、その機械的構成の詳
細については後述する。

【００３３】なお、指示具４の先端部をスクリーンに押
し付けなくても、スイッチ４３Ａを押せば、発光素子４
１が発光し、カーソルを動かすこともできる。ただし、
実際上、文字や図形の入力は入力面から離れた空間で行
うより、指示具４の先端部を入力面に接触させた状態で
行う方が遥かに操作性がよく、正確に行える。

【００３４】このように、本実施形態では４個のスイッ
チ４３Ａ〜４３Ｄを用いて入力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。さらには、直接入
力専用（入力面から離れた状態で指示するポインタとし
て使用しない）ならば、発光素子４１は平行な光ビーム
を発射するもの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。

【００３５】また、それぞれ発光素子４１にＬＥＤと半
導体レーザを用いた近接用と遠隔用の２種類の指示具４
を用いたり、複数の指示具４を複数の操作者が用いて同
時に操作したり、あるいは入力する線の色や太さなど属
性の異なる複数の指示具４を用いるようにしてもよい。
これらの場合、発光制御部４２は、その指示具４に固有
のＩＤ番号を制御信号と共に送信するように構成する。
また、送信されたＩＤ番号に対応して、スクリーン１０
に表示さ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する。これらの属
性は、スクリーン１０上のボタンやメニューなどで設定
変更するようにしてもよい。このための操作は、指示具
４に別途操作ボタン等を設け、その操作により変更指示
信号を送信するようにしてもよい。これらの操作ボタン
等の設定については、指示具４内部あるいは座標検出器
１内に状態を保持するようにして、ＩＤ番号ではなく、
属性情報を外部接続機器へ送信するように構成すること
も可能である。

【００３６】また、このような追加の操作ボタンは、他
の機能、例えば表示装置の点滅や信号源の切換、録画装
置などの操作などを行えるように設定することも可能で
ある。さらに、スイッチ４３Ａ，４３Ｂのいずれか一
方、または両方に圧力検出手段を設けることによって筆
圧検出を行い、この筆圧データを制御信号と共に送信す
るなど各種の有用な信号を送信することが可能である。

【００３７】次に、スイッチ４３Ａ〜４３Ｄの操作に応
じて出力される各信号の詳細について説明する。

【００３８】前述のように、指示具４のスイッチ４３Ａ
またはスイッチ４３Ｂがオンになると発光信号が出力さ
れ発光が開始される。その発光信号は、比較的長い連続
する所定周波数の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
送信データ列を予め定義された順序と形式に従って順次
出力する（図８，ＬＳＧ信号参照）。

【００３９】なお、本実施形態では、各データビットに
おいて、“１”ビットは“０”ビットに対して２倍の間
隔をもつような変調形式で信号を形成するが、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。た
だし、後述する様に座標検出のためには発光素子４１の
発光の平均光量が一定している事、またＰＬＬの同調を
行うにはクロック成分が十分大きい事、等が望ましく、
さらに、送信すべきデータ量から見て冗長度を比較的高
くしても支障はない等を勘案して、本実施形態において
は、６ビット（６４個）のデータを１０ビット長のコー
ドのうち、１と０が同数で、かつ、１あるいは０の連続
数が３以下の１０８個のコードに割り付ける方法で符号
化している。このような符号化方式をとることによっ
て、平均光量が一定になり、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。

【００４０】また、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等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
リテイとを並べて、１ブロックのデータとして構成す
る。

【００４１】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。

【００４２】また、本実施形態では、後述する第１の周
波数６０ｋＨｚの１／８の７．５ｋＨｚを第２の周波数
とし、その周期でコード変調を行なうが、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。したがって、
パリティを除いた実効ビットレートは、２０００ビット
／秒である。このように冗長性は高いが、誤検出を防止
し、同期を容易にすることが非常に簡単な構成で実現で
きる方式となっている。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。

【００４３】〈指示具４の操作用スイッチ４３Ｂの詳細
説明〉次に、指示具４の先端部に設けられたペン先スイ
ッチとしての操作用スイッチ４３Ｂの機械的構成の詳細
について図４により説明する。

【００４４】操作用スイッチ４３Ｂは、図４に示す、キ
ャップ４６、このキャップ４６を保持し指示具４の本体
であるホルダ４７に対して摺動可能に取り付けられたス
ライド部材４８、このスライド部材４８に連動して、つ
まりキャップ４６に連動して作動され、電気的切り替え
を行ない、発光制御部４２による発光素子４１の駆動制
御の切り替えを行うタクト（マイクロ）スイッチ４９に
より構成されている。

【００４５】キャップ４６は、透光性材料からなり、発
光素子４１を覆う様な構成となっている。また、キャッ
プ４６は、指示具４の先端部を直接にスクリーン１０に
接触して座標入力する場合にスクリーン１０に接触する
部材であり、このキャップ４６に覆われていることによ
り発光素子４１が直にスクリーン１０に接触することは
ない。また、キャップ４６は、発光素子４１から離間し
てスライド部材４８に装着されているので、指示具４の
先端部、つまりキャップ４６を直接スクリーン１０ヘ押
し付けることによる外力が発光素子４１に加わることも
ない。従って、発光素子４１が、スクリーン１０との摩
擦により摩耗したり、傷がついて発光状態に影響を与え
ることはない。

【００４６】また、キャップ４６は、発光素子４１から
の光があまり減衰せずに透過しスクリーンヘ投射させる
ため、光を透過する透光性があることが求められ、例え
ば、ＰＭＭＡ（メタクリル樹脂）、ＡＳ（スチレン、ア
クリロニトリル共重合体）、ＰＳ（ポリスチレン）、Ｐ
Ｃ（ポリカーボネート）、エポキシ樹脂等の透明樹脂材
料から形成する。もちろん、透光性がある材料であれ
ば、他の材料でもよいし、着色していてもよい。

【００４７】また、キャップ４６は、指示具４の先端部
においてスクリーン１０と接触する範囲において存在す
るように装着され、指示具４を傾けて座標入力を行なう
際にも対応できるように、一定の厚みを持った略半球状
のドーム形状をしている。但し、スクリーン１０と接触
する範囲において存在する限り、必要最小限の範囲のみ
に存在すればよい。

【００４８】キャップ４６はスライド部材４８に装着さ
れ、スライド部材４８は指示具４の本体であるホルダ４
７に対して指示具４の軸方向に沿ってスライド可能なよ
うに保持され、スライド部材４８のキャップ４６と反対
側の端面はタクトスイッチ４９に接触している。タクト
スイッチ４９は、これに内蔵された不図示のバネの弾性
力によってスライド部材４８を指示具４の先端側方向へ
押圧している。なお、スライド部材４８は、図４では簡
略化のために単一部品構造としているが、スライド動作
を安定化するために複数の部材より構成してもよい。

【００４９】このような構成で、スクリーン１０に対し
て直接に座標を入力する場合、スクリーン１０にキャッ
プ４６が押し当てられ、その圧力によってキャップ４６
と共にスライド部材４８が図４の（ａ）から（ｂ）に示
すようにタクトスイッチ４９側にスライドしてタクトス
イッチ４９を押し、一定以上の圧力・スライド量になる
と押されたタクトスイッチ４９が電気的に切り替わり
（オンし）、これを接続している発光制御部４２による
発光素子４１の駆動状態が「発光」及び「ペンダウン」
状態（図３参照）となり、先述した発光信号と共にペン
ダウンの制御信号が出力される。

【００５０】又、キャップ４６をスクリーン１０から離
間させると、タクトスイッチ４９が内蔵のバネの力によ
ってスライド部材４８とキャップ４６を押し戻してオフ
し、これに応じて発光制御部４２は発光信号およびペン
ダウンの制御信号の出力を停止する。

【００５１】なお、スクリーン１０にキャップ４６が押
し当てられる時にタクトスイッチ４９が作動される作動
圧力は、タクトスイッチ４９内のバネによる押し戻し圧
によっているが、図には示さないが、前記作動圧力を調
整するために外部のバネ等を追加してスライド部材４８
を指示具４の先端側方向へ付勢させるようにしてもよ
い。

【００５２】また、タクトスイッチ４９は、キャップ４
６とスライド部材４８のスライド動作に連動して作動さ
れ発光制御部４２による発光素子４１の駆動制御を切り
替えることができるものであるなら他の方式のスイッチ
でもよい。

【００５３】更に、このタクトスイッチ４９の作動圧
力、すなわちペン先スイッチ４３Ｂの作動圧力の調整を
より容易にするため、変更例として図５に示すように、
調整部材５０を設けてもよい。この調整部材５０はスラ
イド部材４８の先端面に接触する様に指示具４のホルダ
４７の先端部に設けられる。調整部材５０はリング状に
形成され、内周に不図示のネジ溝が切られており、ホル
ダ４７の先端部の外周に切られた不図示のネジ溝にねじ
込まれる。そして、調整部材５０を使用者が回転させる
ことにより、図５中で両方向の矢印で示すように、ホル
ダ４７の軸方向に沿った両方向に移動して固定できる。
この調整部材５０の固定位置を前記軸方向に沿って変え
ることにより、スクリーン１０に対するキャップ４６の
押し付けにより図５の（ａ）から（ｂ）に示すようにス
ライドするスライド部材４８のストロークを調整でき、
これによりタクトスイッチ４９が作動されるストローク
及び作動圧力を調整することができる。

【００５４】なお、これと同様の調整機構をタクトスイ
ッチ４９の背面側に設け、タクトスイッチ４９の固定位
置をホルダ４７の軸方向に沿った両方向に変化させて作
動ストロークと作動圧力を調整するようにしてもよい。

【００５５】以上のように、ペン先スイッチ４３Ｂを、
発光素子４１を覆うキャップ４６と、スライド部材４８
及びタクトスイッチ４９からなるスライドスイッチ機構
で構成することにより、指示具４の先端部をスクリーン
１０に押し付けて座標入力を行う場合でも、発光素子４
１がスクリーン１０に接触せず、発光素子４１に外力が
加わることもなく、発光素子４１の透明封止樹脂の摩
耗、傷付きが防止される。したがって、その摩耗、傷付
きによる発光素子４１の照射光量の低下、光量分布の変
化等がなく、それによる座標検出精度の低下を未然に防
止することができる。また、発光素子４１の摩耗、傷付
きのおそれがないので、文字等の入力操作を自然に行う
ことができる。

【００５６】なお、キャップ４６は、スライド部材４８
に対して固着されるものとしてもよいし、着脱可能とし
てもよい。着脱可能とした場合、キャップ４６が摩耗し
たり傷付いたりしたときに、交換することができる。ま
た、着脱可能とした場合、操作者がキャップ４６をはず
した時にスライド部材４８を指等で誤って押して発光素
子４１が発光することのないように、スライド部材４８
は発光素子４１とホルダ４７先端より十分奥に配置され
る。また、図４中、符号Ａで示される発光素子４１とホ
ルダ４７の隙間もキャップ４６の肉厚より若干大きい程
度の狭い隙間とし、指等でスライド部材４８に触れるこ
とができない構造とすることが望ましい。

【００５７】更に、キャップ４６をはずした場合に指等
でスライド部材４８に触れることができない効果的な構
造として、図６に示すように、キャップ４６をはずした
場合に発光素子４１を沈胴式にしてホルダ４７の奥側に
後退させ、さらにホルダ４７の先端部の開口を覆う蓋５
１が取り付けられる構造としてもよい。

【００５８】〈座標検出器１の構成説明〉次に、座標検
出器１の構成について図７により説明する。図７に示す
ように、座標検出器１には、前述した制御信号を検出す
るために後述する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、座標検出のために後述する結像光
学系によって光の到来方向を検出する２つのリニアセン
サ２０Ｘ，２０Ｙ（図１の座標検出センサ部２に相当す
る）とが設けられており、指示具４の発光素子４１から
の光ビームによりスクリーン１０上に照射された光スポ
ット５からの拡散光をそれぞれ受光する。また、座標検
出器１には、図１中の信号処理部７を構成するものとし
て、周波数検波部７１と制御信号検出部７２が設けら
れ、図１中のコントローラ３を構成するものとして、セ
ンサ制御部３１、ＡＤ変換部３１Ａ、座標演算部３２及
び通信制御部３３が設けられている。これらによって受
光素子６の出力信号が処理されて前述した制御信号が検
出されるとともに、リニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙが制御
され、その出力信号が処理され、座標が演算される。以
下、受光素子６の出力信号を処理して制御信号の検出等
を行う信号処理系、リニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙの構成
及び信号処理系、及び座標値演算の詳細を順に説明す
る。

【００５９】〈受光素子６の信号処理系の説明〉まず、
受光素子６の信号処理系の詳細を説明する。受光素子６
には、集光光学系としての集光レンズ６ａ（図１参照）
が装着されており、スクリーン１０上の全範囲から高感
度で所定波長の光量を検知する。この検知出力は、図７
の構成における周波数検波部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によって発光信号に重畳された信号）な
どのデータを含むデジタル信号が復調される。

【００６０】図８は、その制御信号の復元動作を説明す
るタイミングチャートである。先に述べたようなビット
列からなるデータ信号は、受光素子６で光出力信号ＬＳ
Ｇ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。

【００６１】本実施形態では、前記の第１の周波数とし
ては、例えば、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するもの
とする。ただし、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。

【００６２】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。

【００６３】また、変調信号ＣＭＤに含まれる第２の周
波数であるコード変調の周期はセンサ制御部３１によっ
て検出され、この信号によってリニアセンサ２０Ｘ，２
０Ｙを制御する事になる。すなわち、センサ制御部３１
では、図８に示したヘッダ部のタイミングでリセット
し、その後、変調信号ＣＭＤの立ち下がりに位相同期し
た信号ＬＣＫを生成する。従って、この生成された信号
ＬＣＫは、指示具４の発光の有無に同期した一定周波数
の信号となる。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】図９は、光出力信号ＬＳＧが無くなり、上
記の一連の復元動作の終了時における上記各信号のタイ
ミングチャートを示す。ここに示すように、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２
０Ｘ，２０Ｙによる座標の出力動作を終了する。

【００６７】〈リニアセンサの構成、信号処理系の説
明〉次に、リニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙの構成及び信号
処理系の詳細について説明する。まず、図１０は、リニ
アセンサ２０Ｘ，２０Ｙと結像光学系の配置関係を示し
ている。ここに示すように、結像光学系としての円筒レ
ンズ９０Ｘ，９０Ｙによってスクリーン１０上の光スポ
ット５の像がリニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙの感光部（セ
ンサアレイ）２１Ｘ，２１Ｙに線状の像９１Ｘ，９１Ｙ
として結像する。これら２つのセンサ２０Ｘ，２０Ｙと
レンズ９０Ｘ，９０Ｙ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。

【００６８】そして、これら２つのセンサ２０Ｘ，２０
Ｙは、図７の構成におけるセンサ制御部３１によって制
御され、それぞれの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に変換さ
れて座標演算部３２に送られ、ここで出力座標値を計算
し、その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
法で不図示のコンピュータ等の外部装置に送出する。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）を行わせるために、通信制御部３３の方から
センサ制御部３１、座標演算部３２ヘモード切換え信号
が送られる。

【００６９】本実施形態では、光スポット５の像がリニ
アセンサ２０Ｘ，２０Ｙの画素の数倍の像幅となるよう
に焦点調節を行って、故意にボケを生じさせる。例えば
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
像幅となり、このような状態では画素間分割演算結果が
階段状に歪んでしまうことがわかった。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、本実施形態のポイントの一つであり、このような組
み合わせを用いることによって、演算データ量が少な
く、小さなセンサと光学系で非常に高分解能、高精度、
高速、かつ低コストな座標入力装置を実現できる。

【００７０】アレイ状に配置されたＸ座標検出用リニア
センサ２０ＸとＹ座標検出用リニアセンサ２０Ｙは同一
の構成であり、その内部構成を図１１に示す。受光部で
あるセンサアレイ２１はＮ個の画素（例えば６４画素）
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信号ＬＣＫの
Ｈ（ハイレベル）とＬ（ローレベル）とにそれぞれ対応
して別々に電荷が蓄積される。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。

【００７１】これにより、リニアＣＣＤ部２５には、Ｎ
画素のセンサ出力の光の点滅に各々対応した電荷が隣接
して並んで記憶されることになる。これらリニアＣＣＤ
部２５に並べられた電荷は、２Ｎ個からなるリングＣＣ
Ｄ部２６に順次転送される。このリングＣＣＤ２６は、
信号ＲＣＬによってＣＬＲ部２７で空にされた後、リニ
アＣＣＤ部２５からの電荷を順次蓄積していく。

【００７２】このようにして蓄積された電荷はアンプ２
９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４１
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。

【００７３】この時得られるリニアセンサ２０Ｘ，２０
Ｙの出力波形の一例を図１２に示す。図１２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１１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っ
た。

【００７４】また図１２に示したＢ−Ａの波形の最大値
をＰＥＡＫ値と定義すれば、光に対してセンサが機能す
る蓄積時間を増大させれば、その時間に応じてＰＥＡＫ
値は増大する。言い換えれば、信号ＬＣＫの１周期分の
時間を単位蓄積時間とし、それを単位として蓄積回数ｎ
を定義すれば、蓄積回数ｎを増大させることでＰＥＡＫ
値は増大し、このＰＥＡＫ値が所定の大ささ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。

【００７５】一方、外乱光が非常に強い場合、差分波形
Ｂ−Ａのピークが十分な大きさになる前に、リングＣＣ
Ｄ２６の転送電荷が飽和してしまう恐れがある。このよ
うな場合を考慮して、センサにはスキム機能を有するス
キム部２８が付設されている。スキム部２８は、非点灯
信号のレベルを監視し、図１３に於いて、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。従って、点滅光の
光量が微弱であっても、多数回積分動作を継続すること
によって、十分な大きさの信号波形を得ることが可能に
なる。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。

【００７６】次に図１４は、センサ制御部３１によるリ
ニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙのセンサ制御の一連の動作を
示すフローチャートである。ここに示すように、センサ
制御部３１は、まず、ステップＳ１０１においてセンサ
制御動作を開始し、ステップＳ１０２において信号ＣＯ
Ｎを監視する。そして、信号ＣＯＮがハイレベルになる
と、ステップＳ１０３でフラグｐｏｎを１にセット、蓄
積回数ｎを０にリセットし、ステップＳ１０４でセンサ
出力のＰＥＡＫ値（ピークレベル）が所定の大きさＴＨ
１より大きいか否かを判定する。

【００７７】ＴＨ１より小さい場合は、ステップＳ１０
５で蓄積回数ｎが第１の所定回数ｎ０を超えているかを
判定する。超えていなければ、ステップＳ１０６に移
り、蓄積回数ｎを１インクリメントしてステップＳ１０
４に戻る。そして、ＰＥＡＫ値がＴＨ１より大きくなる
か、ｎがｎ０を超えると、ステップＳ１０７に進み、積
分停止信号ＲＯＮをハイレベル（Ｈ）にして積分動作を
停止させる。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。

【００７８】その後、ステップＳ１０８とステップＳ１
０９のカウントのループでｎが第２の所定回数ｎ１を超
えると、積分停止信号ＲＯＮをローレベルにし、同時
に、信号ＬＣＫの周期の数倍（図９では２倍）の間セン
サリセット信号ＲＣＬをハイレベルにして、ステップＳ
１１２に進み、信号ＣＯＮがハイレベルか否か判定し、
ハイレベルである間は、ステップＳ１０３〜Ｓ１１２の
動作が繰り返され、前記の所定回数ｎ１で決まる周期ご
とに座標値演算が行われる。

【００７９】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Ｓ１１２で信号ＣＯＮがローレベルであった場合に
前記所定回数ｎ１で決まる１周期の時間待機するステッ
プＳ１１１が設けられており、この後、ステップＳ１０
２に進む。もし、連続して２周期の間、信号ＣＯＮがロ
ーレベルであれば、ステップＳ１０２からステップＳ１
１３に進み、フラグｐｏｎが０にリセットされ、シンク
信号待ちの状態になってステップＳ１０１に戻る。

【００８０】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、逆に無くしてしまってもよいことは言うまでもな
い。なお、ここの１周期を前述のデータブロックの周期
の自然数倍として、シンクコードのタイミングと一致さ
せ、信号ＣＯＮの代わ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。

【００８１】また、座標検出器１に到達する指示具４の
光は、指示具４に内蔵された電源（電池）４４の消耗に
より変動する他、指示具４の姿勢によっても変動する。
特に、スクリーン１０の光拡散性が小さい場合、表示画
像の正面輝度は向上するが、この指示具４の姿勢による
センサヘの入力光量の変動が大きくなってしまう。しか
しながら本実施形態では、このような場合であっても、
積分回数が自動的に追従して常に安定した出力信号を得
ることができるので、安定した座標検出が可能となる優
れた効果が得られる。また指示具４が発光素子に半導体
レーザを用い、座標入力面から離れた所から光スポット
を照射するレーザポインタとして構成されている場合
で、その光ビームがあまり散乱されずにセンサに入射し
た場合は、かなり強い光が入る事になるが、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。

【００８２】また、画面に直接接触させて使用するＬＥ
Ｄを用いたペンタイプの指示具とレーザポインタとして
の指示具とを併用する場合、ＬＥＤはより大きな光量の
ものが使用可能であるので、図１４に示した積分回数ｎ
０，ｎ１をＩＤ信号によってペンかポインタかを判別し
て切換え、ペンの場合はサンプリングを高速に、ポイン
タの場合は低速にすることも可能である。実際、文字入
力のように繊細な描画作業はポインタでは不可能であ
り、むしろ低速サンプリングによって滑らかな線を描け
るほうが使い勝手がよく、このような切換えを行うこと
も有効である。

【００８３】以上述べてきたように、点滅光に高周波数
のキャリアを加え、そのキャリアを周波数検波して得た
所定周期の復調信号によって積分動作のタイミング制御
を行うようにしたので、指示具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ようになった。また、レーザー
ビームを用いることによって表示画面（座標入力面）か
ら離れた位置で容易に操作することが可能となる優れた
利点も得られる。また、積分手段からの差分信号中のピ
ークレベルが所定レベルを超えたことを検出し積分動作
を停止させる積分制御手段を設けたので、光量が変化し
てもほぼ一定レベルの光スポット像の信号を作成でき、
これにより、常に安定した高分解能な座標演算結果を得
ることができる。

【００８４】〈座標値演算の説明〉次に、座標演算部３
２における座標値演算処理の詳細について説明する。

【００８５】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、図７の構成におけるセンサ制御部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、座標値が計算される。座標値の演算
は、まず、Ｘ座標、Ｙ座標の各方向の出力データに対し
て、センサ上の座標値（Ｘ１，Ｙ１）が求められる。な
お、演算処理は、Ｘ，Ｙ同様であるので、以下Ｘのみに
ついて説明する。

【００８６】図１５は座標演算の処理の流れを示すもの
である。ここで示すように、ステップＳ２０１で処理を
開始し、ステップＳ２０２では、任意の座標入力点（後
述する基準点設定モードでは座標が既知の所定点）での
各画素の差分信号である差分データＤｘ（ｎ）（本実施
形態の場合、画素数ｎ＝６４）が読み込まれ、バッファ
メモリに貯えられる。

【００８７】次に、ステップＳ２０３では、差分データ
Ｄｘ（ｎ）を予め設定しておいた閾値Ｖと比較し、閾値
以上のデータ値Ｅｘ（ｎ）を導出する。このデータを用
いて、ステップＳ２０４でセンサ上の座標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
算出するが、出力データＥｘ（ｎ）のピーク値を求める
方法（例えば微分法による）等、計算の方法は複数ある
ことは言うまでもない。

【００８８】次に、ステップＳ２０５で座標演算処理の
モード判定を行う。出力データの重心Ｘ１から座標を算
出するためには、あらかじめ所定値を求めておく必要が
あり、その所定値を導出する方法（基準点設定モード）
に付いて述べる。

【００８９】同様にＸ方向のみについて説明すれば、ス
クリーン１０上のＸ座標、Ｙ座標が既知の点（α１、β
１）、及び（α２、β２）で、指示具４を位置せしめ、
前述のステップＳ２０２〜Ｓ２０４を各々実行し、各々
の点で得られるＸ方向センサの重心値をＸ１₁，Ｘ１₂と
して導出し、その値、及び既知の座標値α１，α２を各
々ステップＳ２１０で記憶する。この記憶された値を用
いて、通常の座標算出時にはステップＳ２０６で導出す
べき座標入力点のＸ座標を算出することができる。ステ
ップＳ２０７では、より高性能な座標入力装置を提供す
ることを目的として、必要に応じて座標値の校正（例え
ば光学系のレンズ収差を補正するためにソフト的な演算
でその歪みを補正する等）をし、座標値を確定する。

【００９０】確定した座標をそのままリアルタイムで出
力する事も可能であるし、目的に応じてデータを間引く
（例えば確定座標１０個毎で１個のデータのみ出力）等
も可能である事は言うまでもないが、以下の仕様等を想
定する場合には、重要である。

【００９１】指示具４をペンのように画面（座標入力
面）に接触させて使う場合と、ポインタとして画面から
離して使う場合では、使用者の手の安定性が異なる。ポ
インタとして使う場合には、画面上のカーソルが細かく
震えてしまうので、このような細かい動きを抑制したほ
うが使いやすい。一方、ペンのように使う場合には、で
きるだけ忠実に速く追従することが求められる。特に文
字を書く場合などには小さな素早い操作ができないと、
正しく入力できなくなってしまう。

【００９２】本実施形態では、制御信号によりＩＤを送
信しているため、ＩＤにより指示具４がポインタタイプ
か否か、及び先端の操作用スイッチ４３Ｂが押されてい
るか否かを判定可能なので、これにより、指示具４をポ
インタとして或いはペンとして使っているかどうかを判
定できる。もし、ポインタであれば、例えば前回及び前
々回の出力座標値（Ｘ−１，Ｙ−１）、（Ｘ−２，Ｙ−
２）を用いて移動平均を計算して今回の出力座標値
（Ｘ，Ｙ）を求める様にすれば、ぶれの少ない操作性の
良い構成となる。本実施形態では、単純な移動平均を用
いているが、このような平滑化処理に用いる関数として
は、他にも差分絶対値を大きさにより非線型圧縮した
り、移動平均による予測値を用いてこれとの差分を非線
型圧縮するなどの各種方式が使用可能である。要は、ポ
インタとして使用している場合は平滑化を強目にし、そ
うでない場合は弱めに切り替えることが制御信号により
可能であるため、それぞれ使い勝手のよい状態を実現可
能であり、この点でも効果は大きい。

【００９３】なお、これらの演算処理は、前述したよう
に座標サンプリング周波数が１００Ｈｚの場合には１０
ｍｓｅｃの間に終了すればよく、原データは６４画素×
２（ｘおよびｙ）×ＡＤ変換部の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ー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。

【００９４】上述したような演算処理によって求めた座
標値（Ｘ，Ｙ）を示すデータ信号は、座標演算部３２か
ら通信制御部３３に送られる。この通信制御部３３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、
外部のコンピュータ等の表示制御装置に送出される。こ
れにより、スクリーン１０上のカーソルやメニュー、文
字や線画の入力などの各種操作を行うことができる。前
述したように、６４画素のセンサを使った場合でも、１
０００超の分解能と十分な精度とが得られ、センサ、光
学系ともに小型、低コストな構成でよく、また、演算回
路も非常に小規模な構成とすることが可能な座標入力装
置を得ることができる。

【００９５】また、センサを、エリアセンサとして構成
する場合は、分解能を２倍にするには、４倍の画素数と
演算データとが必要となるのに対して、リニアセンサと
して構成する場合には、Ｘ座標、Ｙ座標各々２倍の画素
数にするだけで済む。従って、画素数を増やしてさらに
高分解能にすることも容易にできる。

【００９６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、光学式の座標入力装置の座標入力用指示具に
おいて、光スポットの照射のために発光する発光素子を
覆う透光性材料からなるキャップを設けたので、座標入
力用指示具の先端部を座標入力面に接触させて座標入力
を行なう場合に、座標入力面との摩擦による発光素子の
摩耗、ないし傷付きを防止でき、発光素子の耐久性を向
上できるとともに、常に安定した発光素子の発光状態を
維持し、座標入力を正確に行うことができる。また、キ
ャップを座標入力面に対し押し付け又は離間させること
により発光素子の駆動制御が切り替えられるようにした
ので、発光素子の駆動制御の切り替えのための操作を別
に行う必要がなく、操作性を向上することができるとい
う優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の座標入力用指示具を用いる
座標入力装置を含む大型表示システムの全体構成を示す
概略構成図である。

【図２】本発明の実施形態の座標入力用指示具の構成を
示す概略構成図である。

【図３】同指示具の４個の操作用スイッチの操作に応じ
た動作モードを示す表図である。

【図４】同指示具の先端部の発光素子周辺の構造と発光
素子の駆動制御の切り替え動作を示す断面図である。

【図５】同指示具の変更例の先端部の発光素子周辺の構
造と動作を示す断面図である。

【図６】同指示具の他の変更例の先端部の構造を示す断
面図である。

【図７】図１中の座標検出器の構成をより詳細に示すブ
ロック図である。

【図８】同座標検出器の受光素子の出力信号から制御信
号を復元する動作を説明する各信号のタイミングチャー
ト図である。

【図９】同受光素子の出力信号から制御信号を復元する
一連の動作の終了時のタイミングチャート図である。

【図１０】座標検出器の２つのリニアセンサと円筒レン
ズの配置関係を示す斜視図である。

【図１１】同リニアセンサの内部構成を示すブロック図
である。

【図１２】同リニアセンサの出力波形の１例を示す波形
図である。

【図１３】同リニアセンサのスキム動作を示す波形図で
ある。

【図１４】同リニアセンサの動作の制御手順を示すフロ
ーチャート図である。

【図１５】座標検出器における座標演算処理の手順を示
すフローチャート図である。

【符号の説明】

１ 座標検出器 ２ 座標検出センサ部 ３ コントローラ ４ 座標入力用指示具 ５ 光スポット ６ 受光素子 ７ 信号処理部 １０ スクリーン ２０Ｘ，２０Ｙ リニアセンサ ３２ 座標演算部 ４１ 発光素子 ４２ 発光制御部 ４３Ａ〜４３Ｄ 操作用スイッチ ４４ 電源部 ４６ キャップ ４７ ホルダ ４８ スライド部材 ４９ タクトスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 克行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 田中 淳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小林 究 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金鋪 正明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5B087 AA04 AB02 AB05 AE03 CC09 CC21 CC26 CC33 DH04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 座標入力面に照射された光スポットの照
   射位置の座標を検出して座標入力を行う光学式の座標入
   力装置の座標入力用指示具であって、前記座標入力面上
   の任意の位置を指示して前記光スポットを照射して座標
   を入力するために用いられる座標入力用指示具におい
   て、 該座標入力用指示具の先端部に設けられ、前記光スポッ
   トの照射のために発光する発光素子と、 該発光素子を覆って可動に設けられた透光性材料からな
   るキャップと、 該発光素子の駆動を制御する制御手段と、 前記キャップに連動して作動され、前記制御手段による
   前記発光素子の駆動制御を切り替える切り替え手段とを
   有し、 前記キャップを前記座標入力面に対し押し付け又は離間
   させることにより前記切り替え手段が作動して前記制御
   手段による前記発光素子の駆動制御が切り替えられるよ
   うにしたことを特徴とする座標入力用指示具。
2. 【請求項２】 前記キャップを前記座標入力面に対し押
   し付けることにより前記発光素子が駆動され、前記キャ
   ップを前記座標入力面から離間させることにより前記発
   光素子の駆動が停止されるように、前記制御手段による
   前記発光素子の駆動制御が切り替えられることを特徴と
   する請求項１に記載の座標入力用指示具。
3. 【請求項３】 前記キャップを前記座標入力面に対し押
   し付ける際に外力が前記発光素子に加わらないように、
   前記キャップは前記発光素子から離間して可動に設けら
   れたことを特徴とする請求項１又は２に記載の座標入力
   用指示具。
4. 【請求項４】 前記切り替え手段が前記キャップに連動
   して作動される作動ストロークを調整する手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に
   記載の座標入力用指示具。
5. 【請求項５】 前記切り替え手段が前記キャップに連動
   して作動される作動圧力を調整する手段を設けたことを
   特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の
   座標入力用指示具。
6. 【請求項６】 前記キャップは座標入力用指示具の本体
   に対して着脱可能であるとともに、該キャップが前記本
   体から取り外された状態で、前記切り替え手段が作動さ
   れないように構成したことを特徴とする請求項１から５
   までのいずれか１項に記載の座標入力用指示具。