JP2000163218A - Indicating tool for coordinate input, and coordinate input device - Google Patents

Indicating tool for coordinate input, and coordinate input device

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JP2000163218A
JP2000163218A JP34087798A JP34087798A JP2000163218A JP 2000163218 A JP2000163218 A JP 2000163218A JP 34087798 A JP34087798 A JP 34087798A JP 34087798 A JP34087798 A JP 34087798A JP 2000163218 A JP2000163218 A JP 2000163218A
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JP
Japan
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light
cap
coordinate input
emitting element
light emitting
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JP34087798A
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Japanese (ja)
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Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Katsuhide Hasegawa
勝英 長谷川
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Atsushi Tanaka
淳 田中
Kiwamu Kobayashi
究 小林
Masaaki Kanashiki
正明 金鋪
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a wearing or damage due to the contact with the coordinates input surface of a light emitting element for light spot irradiation of an indicating tool in an indicating tool for coordinates input while irradiating an optional position on an optical coordinates input device and its coordinates input surface with a light spot and inputting coordinates. SOLUTION: A cap which covers a light emitting element 41 and is made of translucent material is attachably and detachably mounted on the front end part of an indicating tool 4 and its mounting and unmounting are detected by a cap detecting means 48. A light emitting controlling part 42 receives the detection results and allows or prohibits the light emission of the element 41. Or, it performs light emission control for reporting the detection results to the main body side of a coordinates input device. For instance, the detection results are reported by an output of a control signal obtained by modulating the light emission by a prescribed method. Or, it is reported by making a period when the light emitting element is turned on and off different. The mounting and unmounting of the cap reported to the main body side of the coordinate input device is further reported to an external device.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、座標入力装置及び
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、及び該装置の前記座
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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device and a coordinate input pointing device, and more particularly, to an optical type device for detecting a coordinate of an irradiation position of a light spot irradiated on a coordinate input surface and performing coordinate input. The present invention relates to a coordinate input device, and a coordinate input indicator used for inputting coordinates by designating an arbitrary position on the coordinate input surface of the device and irradiating the light spot.

【0002】[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
入力したりするように構成されている。
2. Description of the Related Art The above-mentioned optical coordinate input device is used, for example, in a large display system capable of inputting coordinates.
In this case, an arbitrary position on the display screen configured as a coordinate input surface of the large display is designated by a coordinate input indicator (hereinafter, simply referred to as an indicator) provided with a light emitting element, and the light emitting element is designated. Irradiates a light spot by luminescence,
By inputting the coordinates of the irradiation position, an externally connected computer is controlled, and characters and figures are input by writing.

【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。
The optical type coordinate input device is CC
A device that captures a light spot on a coordinate input surface using a D area sensor or a linear sensor, performs image processing such as using barycentric coordinates or pattern matching, and calculates and outputs a coordinate value of the position of the light spot. And a device using a position detecting element (an analog device capable of obtaining an output voltage corresponding to the position of a light spot) called a PSD.

【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。
[0004] For example, Japanese Patent Publication No. 7-76902 discloses that a light spot formed by a parallel beam of visible light is imaged by a video camera to detect the coordinates of the irradiation position of the light spot, and at the same time, a control signal is transmitted using infrared diffused light. An apparatus for transmitting and receiving is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-274266 discloses an apparatus for detecting coordinates using a linear CCD sensor and a special optical mask. Patent No. 25
No. 03182 discloses a configuration of a device using a PSD and a method of correcting output coordinates.

【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。
[0005] In these pointing devices of the conventional optical coordinate input device, a light emitting element of a light emitting portion which emits light of a light spot, for example, an LED, a semiconductor laser or the like, has a specially defined structure around the element. Instead, the light emitting element is exposed at the tip of the pointing device, and irradiates light from the light emitting element directly to the coordinate input surface without passing through other members. When writing a character or a figure as a so-called input pen, a coordinate input is performed by directly touching a light emitting element on a coordinate input surface.

【0006】[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たり傷付いたりし
て、封止樹脂のレンズとしての形状の変化により、LE
D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。
However, especially when the pointing tool is used as an input pen to make contact with the coordinate input surface to perform coordinate input, the light-emitting element, for example, the transparent sealing resin of the LED is used as the input pen. Wear and damage due to the friction of the sealing resin, the shape of the sealing resin as a lens changes,
Inconveniences such as a decrease in the irradiation amount of the light emitted from D and a change in the light emission distribution, resulting in a decrease in coordinate detection accuracy, and the like occurred.

【0007】また、従来、発光部にフィルターを設けた
構成も一部で提案されたが、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、その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。
Conventionally, a configuration in which a filter is provided in a light emitting portion has been proposed in some parts. However, the filter itself is an optical component which is not allowed to be worn or scratched. No configuration is presented for measures against wear, scratches, and the like.

【0008】そして、発光素子ないしフィルターの摩耗
ないし損傷が進行した場合は、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。
When the wear or damage of the light emitting element or the filter progresses, it is necessary to replace the light emitting element or the filter and further replace the entire indicator.

【0009】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。
Another problem is that repeated contact with the coordinate input surface while the light emitting element or the filter is worn or damaged may cause damage to the coordinate input surface.

【0010】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その課題は、上記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損傷を防止できる指示具
及び座標入力装置の構成を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object the construction of an indicator and a coordinate input device capable of preventing wear or damage of a light emitting element which emits light for irradiating the light spot. Is to provide.

【0011】[0011]

【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、該指示具の先端部に着脱可
能に装着され、該指示具の光スポット照射のための発光
素子を覆う透光性材料からなるキャップを有し、該キャ
ップが装着された状態では前記発光素子の発光が許可さ
れ、該キャップが装着されていない状態では前記発光素
子の発光が禁止されるようにした。
According to the present invention, there is provided a coordinate input pointing device of the above-mentioned optical coordinate input device, which is detachably attached to a distal end portion of the pointing device. And a cap made of a translucent material for covering the light emitting element for irradiating the light spot of the indicator with the cap attached. When the cap is attached, light emission of the light emitting element is permitted, and the cap is attached. In the absence state, light emission of the light emitting element is prohibited.

【0012】より具体的には、前記キャップの装着、非
装着を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に応
じて前記発光素子の発光の許可と禁止の制御を行う制御
手段を有する構成、或いは前記キャップの装着、非装着
に応じて前記指示具の電源がオン、オフされることによ
り前記発光素子の発光が許可、禁止されるようにした構
成を採用した。
More specifically, a configuration is provided which comprises a detecting means for detecting whether the cap is mounted or not, and a control means for permitting and prohibiting light emission of the light emitting element in accordance with the detection result of the detecting means. Alternatively, a configuration is adopted in which the power of the indicator is turned on and off in accordance with the mounting and non-mounting of the cap, so that light emission of the light emitting element is permitted and prohibited.

【0013】このような構成によれば、発光素子がキャ
ップによって覆われていることにより、発光素子が座標
入力面に直接に接触することがなく、その接触による発
光素子の摩耗ないし損傷を防止できる。さらに、キャッ
プが非装着の状態では、発光素子の発光が禁止されるの
で、その非装着の状態で使用者が誤って指示具を使用し
て座標検出精度が低下した状態で座標入力を行うこと、
及び発光素子を摩耗ないし損傷させることを防止でき
る。
According to this configuration, since the light emitting element is covered by the cap, the light emitting element does not directly contact the coordinate input surface, and wear or damage of the light emitting element due to the contact can be prevented. . Furthermore, since the light emission of the light emitting element is prohibited when the cap is not mounted, the user may erroneously use the pointing tool to input coordinates in a state where the coordinate detection accuracy is reduced in the state where the cap is not mounted. ,
Further, it is possible to prevent the light emitting element from being worn or damaged.

【0014】また、本発明によれば、上記光学式の座標
入力装置の座標入力用指示具において、該指示具の先端
部に着脱可能に装着され、前記発光素子を覆う透光性材
料からなるキャップと、該キャップの装着、非装着を検
知する検知手段と、該検知手段の検知結果を前記座標入
力装置の本体側に報知するための前記発光素子の発光制
御を行う制御手段を有する構成を採用した。
According to the present invention, in the coordinate input pointing device of the optical coordinate input device, the pointing device is detachably attached to a tip portion of the pointing device and is made of a translucent material that covers the light emitting element. A configuration having a cap, detection means for detecting the mounting and non-wearing of the cap, and control means for controlling light emission of the light emitting element for notifying the detection result of the detection means to the main body of the coordinate input device. Adopted.

【0015】そして、前記制御手段は、例えば、前記発
光素子の発光を所定方式で変調した制御信号の出力によ
り前記検知手段の検知結果を報知するように前記発光素
子の発光制御を行う、或いは、前記検知手段の検知結果
に応じて、前記発光素子を点滅させる周期を異ならせる
ことにより前記検知手段の検知結果を報知するように前
記発光素子の発光制御を行うものとした。
The control means controls the light emission of the light emitting element so as to notify the detection result of the detection means by outputting a control signal obtained by modulating the light emission of the light emitting element by a predetermined method, or The light emission control of the light emitting element is performed so as to notify the detection result of the detection means by changing a cycle of blinking the light emitting element according to the detection result of the detection means.

【0016】また、このように構成した座標入力用指示
具を用いる光学式の座標入力装置であって、前記座標入
力用指示具の前記検知手段により検知され座標入力装置
の本体側に報知された前記キャップの装着、非装着を外
部装置(例えば座標入力装置を用いるコンピュータ)に
報知する手段を有する構成を採用した。
An optical coordinate input device using the coordinate input pointing device constructed as described above, wherein the optical input device is detected by the detection means of the coordinate input pointing device and is notified to the body of the coordinate input device. A configuration having means for notifying an external device (for example, a computer using a coordinate input device) of the mounting or non-mounting of the cap is adopted.

【0017】このような構成によれば、座標入力用指示
具において発光素子がキャップによって覆われているこ
とにより、発光素子の摩耗ないし損傷を防止できる。ま
た、キャップの装着、非装着の検知結果を指示具側から
座標入力装置の本体側に報知することができる。そし
て、座標入力装置の本体側に報知されたキャップの装
着、非装着を外部装置に報知することができ、これに応
じて外部装置において例えばキャップの非装着を使用者
に対して警告する表示を行うことなどにより、キャップ
の非装着の状態で使用者が誤って指示具を使用して座標
検出精度が低下した状態で座標入力を行うこと、及び発
光素子を摩耗ないし損傷させることを防止できる。
According to such a configuration, since the light emitting element is covered with the cap in the coordinate input pointing device, wear or damage of the light emitting element can be prevented. Further, the result of detecting whether the cap is attached or not can be reported from the pointing device to the main body of the coordinate input device. Then, it is possible to notify the external device of the attachment / non-attachment of the cap notified to the main body side of the coordinate input device, and in response to this, a display warning the user of, for example, the non-attachment of the cap in the external device is displayed. By doing so, it is possible to prevent the user from accidentally using the pointing tool to input coordinates in a state where the coordinate detection accuracy has been reduced while the cap is not mounted, and to prevent the light emitting element from being worn or damaged.

【0018】[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とその指
示具の実施形態を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, an embodiment of an optical coordinate input device used in a large display system capable of inputting coordinates and an indicator thereof will be described.

【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2
により説明する。
<Description of Schematic Configuration of Large Display System Including Coordinate Input Device> First, the schematic configuration of a large display system including a coordinate input device according to an embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be described below.

【0020】図2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。
The coordinate input device included in the display system shown in FIG. 2 is roughly divided into a screen 10 constituting a display screen together with a coordinate input surface, and a light beam 45 is emitted to irradiate the light spot 5 with the screen. The pointing tool 4 includes a coordinate detector 1 for detecting the coordinates of the irradiation position of the light spot 5 on the screen 10. The display system is provided with a projection-type display device 8 that displays an image or the above-described coordinate information on a screen 10 as an output device in addition to these components.

【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。
The pointing tool 4 is formed in a pen shape as a whole as a so-called input pen. The details will be described later.

【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としての受光素子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10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。
The coordinate detector 1 comprises a coordinate detection sensor unit 2, a controller 3 for controlling the sensor unit 2 and calculating coordinates, a light receiving element 6 as a control signal detection sensor, and a signal processing unit 7. The control unit 3 detects the coordinates of the irradiation position of the light spot 5 on the screen 10 and the control signal corresponding to the state of each operation switch of the pointing tool 4 described later, and detects the signal from an external connection device such as a computer (not shown) by the controller 3. The information of the coordinate and the control signal is transmitted.

【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。
The projection type display device 8 includes an image signal processing section 81 to which an image signal is input from an external connection device such as a computer (not shown) as a display signal source, and an image signal controlled by the image signal processing section 81 and corresponding to the image signal. Liquid crystal panel 82 to be formed
And a lamp 83 for illuminating the lamp, a mirror 84 for reflecting the illuminating light, and a condenser lens 85 for collecting the direct illuminating light from the lamp 83 and the reflected light from the mirror 84
, And a projection lens 86 for projecting the illuminated image of the liquid crystal panel 82 onto the screen 10, and a desired image can be displayed on the screen 10.

【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。
Since the screen 10 has an appropriate light diffusing property in order to widen the observation range of the projected image, the light beam 45 emitted from the pointing tool 4 is also diffused at the position of the light spot 5, and 10 position and light beam 45
Is configured such that a part of the light diffused at the position of the light spot 5 enters the coordinate detector 1 regardless of the direction of the light spot 5.

【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等を表示し、
これらに対して光スポット5を照射し、その座標と共に
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。
With such a configuration, a desired position on the screen 10 is designated by the indicator 4 and the light spot 5 is designated.
Is input by inputting the coordinates, moving the irradiation position, and continuously inputting the coordinates of the locus of the movement, thereby inputting the character information and the line drawing information, and inputting the information on the screen 10 by the projection display device 8. , It is possible to input and output information in a relationship like “paper and pencil”. Also, buttons and icons are displayed on the screen 10,
By irradiating these with the light spot 5 and inputting a control signal to be described later together with the coordinates, input operations such as button operation and icon selection determination can be freely performed.

【0026】〈指示具4の詳細説明〉次に、指示具4の
詳細を図3,4により説明する。
<Detailed Description of Pointing Tool 4> Next, the details of the pointing tool 4 will be described with reference to FIGS.

【0027】図3は指示具4の概略構成図である。これ
に示すように、指示具4は、その先端部に設けられ光ス
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43A〜43Dを有している。また、指示具
4の先端部にはキャップ46が発光素子41を覆うよう
に着脱可能に装着される。さらに、キャップ46の指示
具4に対する装着、非装着を検知するキャップ検知手段
48(図1参照)が指示具4内に設けられる。キャップ
46とキャップ検知手段48の詳細については後述す
る。なお、操作用スイッチ43Bは、キャップ46を操
作部材として構成される。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the pointing tool 4. As shown in the figure, the pointing device 4 includes a light emitting element 41 formed of a semiconductor laser or an LED or the like, which is provided at the distal end thereof and emits a light beam for irradiating a light spot, a light emission control unit 42 for controlling the light emission, It has a power supply unit 44 and four operation switches 43A to 43D. In addition, a cap 46 is detachably attached to the tip of the pointing tool 4 so as to cover the light emitting element 41. Further, a cap detecting means 48 (see FIG. 1) for detecting whether or not the cap 46 is attached to the indicator 4 is provided in the indicator 4. The details of the cap 46 and the cap detecting means 48 will be described later. The operation switch 43B includes the cap 46 as an operation member.

【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、及びキャップ検知手段48
の検知結果に応じて、発光のオン/オフと、その発光を
後述するパルス変調方法により変調して光パルス信号と
しての発光信号及び制御信号を出力する発光制御を行
う。
The light emission control unit 42 operates the four operation switches 43A to 43D and the cap detecting means 48.
In response to the detection result, on / off of light emission and light emission control for modulating the light emission by a pulse modulation method described later and outputting a light emission signal and a control signal as an optical pulse signal are performed.

【0029】図4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4中でスイッチA〜Dは操作用スイッチ43
A〜43Dに対応している。なお、図4中で「発光」と
は後述する発光信号(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。
FIG. 4 is a table showing the operation mode (drive mode of the light emitting element 41) of the pointing device 4 under the control of the light emission control unit 42 in accordance with the operation of the operation switches 43A to 43D. And switches A to D are operation switches 43.
A to 43D. In FIG. 4, "light emission" indicates a light emission signal (coordinate signal) to be described later, and "pen down" and "pen button" refer to pen down in character and line drawing input and button selection, menu call, and the like, respectively. The control signal corresponding to each of the pen buttons for performing is shown. In addition, ○ indicates a state in which each switch is pressed (operated), and × indicates a state in which the switches are released (not pressed).

【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発光素子41が駆動さ
れ光ビーム45が発射される。なお、発光素子41は後
述する所定周期で点滅される。この点滅する発光素子4
1からの光ビーム45によりスクリーン10上に光スポ
ット5が照射され、後述する変調方式で発光信号(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。
The operator holds the pointing device 4 and holds the light emitting element 41.
Is directed toward the screen 10. At this time, the switch 43A is arranged at a position where the thumb naturally touches. When the switch 43A is pressed, the light emitting element 41 is driven and the light beam 45 is emitted. Note that the light emitting element 41 blinks at a predetermined cycle described later. This flashing light emitting element 4
The light spot 45 is irradiated on the screen 10 by the light beam 45 from 1 and a light emission signal (coordinate signal) starts to be output by a modulation method described later. In this state, the pen down and pen button control signals are off. is there. Therefore, on the screen 10, only the indication of the designated position to the operator by the movement of the cursor in accordance with the movement of the light spot 5 or the switching of the highlight of the button is performed.

【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4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。
By pressing switches 43C and 43D arranged at positions where the index finger and the middle finger naturally touch, a control signal for pen down and pen button is output as a signal superimposed on the light emission signal as shown in FIG. Is done. That is, by pressing the switch 43C, a pen-down state is established, and input of characters and line drawings is started,
Screen control such as selecting and deciding a button can be executed. Further, by pressing the switch 43D, the state of the pen button is established, and it is possible to input another function such as calling a menu. Thus, the operator can operate lightly and quickly by drawing and inputting characters and figures at an arbitrary position on the screen 10 with one hand and selecting buttons and menus.

【0032】また、スイッチ43Bは、前述のようにキ
ャップ46を操作部材として指示具4の先端部に設けら
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、つまりキャップ46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1
0に押し付けることで、スイッチ43Bがオンし、発光
信号とペンダウン信号が重畳して出力され、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。
The switch 43B is provided at the distal end of the pointing device 4 using the cap 46 as an operating member as described above, and presses the distal end of the pointing device 4 against the screen 10, that is, by pressing the cap 46. Operate. In a state where the operator grasps the indicator 4 and does not press the switch 43A, the tip of the indicator 4 is
By pressing the switch to 0, the switch 43B is turned on, the light-emitting signal and the pen-down signal are superimposed and output, and the pen-down state is set. Further, when the switch 43A is pressed in this state, a pen button signal is output. That is, in this state, the switch 43A has a role of a pen button. When the switch 43A is released and the tip of the pointing device 4 is released from the screen 10, the switch 43B is also turned off.
It goes without saying that the light emission signal is turned off, the light emission of the light emitting element 41 is stopped, and the output of the pen down or pen button control signal is also stopped.

【0033】ところで、指示具4の先端部をスクリーン
10に押し付けなくても、スイッチ43Aを押せば、発
光素子41が発光し、光スポット5が照射され、それを
動かすことにより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。
By the way, if the switch 43A is pressed, the light emitting element 41 emits light and the light spot 5 is illuminated without pressing the tip of the pointing tool 4 against the screen 10, and the cursor can be moved by moving it. it can. However, in practice, input of characters and graphics is performed much more easily and accurately when the tip of the pointing tool 4 is in contact with the input surface than in a space away from the input surface.

【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、入力面のスクリーン10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、直接入力専用とする(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。
As described above, in this embodiment, natural and comfortable operation can be performed using the four switches 43A to 43D even if the user is away from the screen 10 on the input surface or immediately before. It can be used properly depending on the case. Furthermore, if it is only for direct input (not used as a pointer), the light emitting element 41 does not emit a parallel light beam but may be a diffused light source. Is also possible.

【0035】ただし、指示具4をスクリーン10から離
れてポインタとして使用する場合と、直接スクリーン1
0に接触させて入力する場合とでは、指示具4からの光
の投射特性が異なる。
However, when the pointing tool 4 is used away from the screen 10 as a pointer, there are two cases:
The projection characteristic of the light from the pointing device 4 is different from that in the case where the input is made by touching 0.

【0036】また、指示具4の先端部を直接スクリーン
10に接触させるように使用する場合、考慮すべきは、
スクリーン10との摩擦による指示具4の先端部の摩耗
等に係る問題である。このために本実施形態ではキャッ
プ46を設けているが、その詳細については後述する。
When the tip of the pointing tool 4 is used so as to directly contact the screen 10,
This is a problem related to abrasion of the tip of the pointing tool 4 due to friction with the screen 10 and the like. For this purpose, in the present embodiment, the cap 46 is provided, but details thereof will be described later.

【0037】また、それぞれ発光素子41にLEDを用
いた近接用と半導体レーザを用いた遠隔用の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
で設定変更することもできる。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。
In addition, two types of pointing tools 4 are used, one for proximity using LED as the light emitting element 41 and the other for remote control using a semiconductor laser, or a plurality of operators are operated simultaneously by a plurality of operators. Alternatively, a plurality of pointing tools 4 having different attributes such as the color and thickness of a line to be input may be used. In these cases, the light emission control unit 42
Is transmitted together with the control signal. In addition, attributes such as the thickness and color of the line displayed on the screen 10 are determined by software or the like on the externally connected device in accordance with the transmitted ID number. The setting of these attributes can be changed using buttons, menus, and the like on the screen 10. For this operation, a separate operation button or the like may be provided on the indicating tool 4 and a change instruction signal may be transmitted by the operation. With respect to these settings, it is also possible to hold the state in the pointing device 4 or the coordinate detector 1 and to transmit not the ID number but the attribute information to the externally connected device.

【0038】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。
Further, such additional operation buttons can be set so that other functions such as blinking of a display device, switching of a signal source, operation of a recording device, and the like can be performed. Further, by providing a pressure detecting means in one or both of the switches 43A and 43B, pen pressure detection is performed, and various useful signals such as transmitting this pen pressure data together with a control signal can be transmitted. is there.

【0039】次に、スイッチ43A〜43Dの操作に応
じて出力される発光信号と制御信号の詳細について説明
する。
Next, the details of the emission signal and the control signal output in response to the operation of the switches 43A to 43D will be described.

【0040】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素子41の発
光、より具体的には発光素子41の所定周期の点滅によ
る光パルスの出力が開始され、前記光パルスに関してパ
ルス変調した発光信号が出力される。発光信号にはスイ
ッチ43C,43D等の操作に応じて制御信号が重畳
(付加)される。発光信号と制御信号からなる光出力信
号の例を図8にLSG信号として示してあり、ここで
は、発光信号として、比較的長く連続する前記所定周期
の光パルス列からなるリーダ部と、これに続く短い前記
所定周期の光パルス列からなる複数ビットのコード(メ
ーカーIDなど)とからなるヘッダ部がまず出力され、
その後、ペンIDやペンダウンやペンボタンの制御信号
などのデータからなる送信データの光パルス列が予め定
義された順序と形式に従って順次出力される。
As described above, the switch 43A of the pointing device 4
Alternatively, when the switch 43B is turned on, light emission of the light emitting element 41, more specifically, output of a light pulse by blinking of the light emitting element 41 at a predetermined period is started, and a light emission signal pulse-modulated with respect to the light pulse is output. A control signal is superimposed (added) on the light emission signal in accordance with the operation of the switches 43C, 43D and the like. An example of an optical output signal composed of a light emission signal and a control signal is shown in FIG. 8 as an LSG signal. Here, as a light emission signal, a reader section composed of a relatively long continuous light pulse train of the predetermined period, First, a header portion including a plurality of bits of a code (such as a maker ID) composed of a short optical pulse train having the predetermined period is output,
Thereafter, an optical pulse train of transmission data including data such as a pen ID, a pen down control signal, and a pen button control signal is sequentially output according to a predefined order and format.

【0041】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
隔をもつようなデータの符号化方式を使用しているが、
そ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。
In this embodiment, in each data bit, a data encoding method is used in which the "1" bit has an interval twice as long as the "0" bit.
Various encoding systems can be used. However, as will be described later, it is desirable that the average amount of light emitted from the light emitting element 41 is constant for detecting coordinates, and that the clock component is sufficiently large for tuning the PLL. In consideration of the fact that there is no problem even if the redundancy is relatively high in view of the power data amount, in the present embodiment, 6-bit (64) data is converted to 1 and 0 of a 10-bit length code. Are the same and 1 or 0
Are encoded by a method of allocating to 108 codes whose number of continuations is 3 or less. By adopting such an encoding method, the average light amount becomes constant and a sufficient clock component is included, so that a stable synchronization signal can be easily generated at the time of demodulation.

【0042】また、前述し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。
Although the above-mentioned pen down and pen button control signals are 2 bits, other long data such as an ID must also be transmitted. Therefore, in the present embodiment, 24 bits are regarded as one block, the first two bits are a control signal, and the next two bits are a content identification code (for example,
The writing pressure signal is 00, the ID is 11, etc.), the next 2 bits are these parities, and then 16 bits of data and 2 bits of parity are arranged to form one block of data.

【0043】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。
When such data is encoded by the above-described method, a signal having a length of 40 bits is obtained. A 10-bit sync code is added to the head of the code. 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.

【0044】また、本実施形態では、上記パルス列の周
期に対応する第1の周波数60kHzの1/8の7.5
kHzを第2の周波数とし、その周期を上記“0”ビッ
トの周期とし、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、第2の周波数の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。
In this embodiment, 1/8 of the first frequency of 60 kHz corresponding to the period of the pulse train is 7.5.
kHz is set as the second frequency, and the cycle is set as the cycle of the “0” bit, and the encoding method as described above is adopted. Therefore, the average transmission bit rate is / of the second frequency.
Of 5 kHz. Further, since one block is 50 bits, 24 bits of data are transmitted at 100 Hz. Therefore, the effective bit rate excluding parity is 2000 bits / second. As described above, although the redundancy is high, it is a method that can prevent erroneous detection and facilitate synchronization with a very simple configuration. 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.

【0045】〈キャップ及びその装着状態による発光制
御の説明〉次に、キャップ46及びその装着状態による
発光素子41の発光制御の詳細について図1により説明
する。なお、図1は、先述した先端スイッチとしての操
作用スイッチ43Bを設けず、キャップ46を操作用ス
イッチの操作部材ではなくて単に発光素子41を覆うだ
けのものとした場合の指示具4の先端部の構成を示して
いる。
<Description of Light Emission Control According to Cap and Its Attached State> Next, details of light emission control of the light emitting element 41 according to the cap 46 and its attached state will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the tip of the pointing device 4 in the case where the operation switch 43B as the tip switch described above is not provided, and the cap 46 is not an operation member of the operation switch but merely covers the light emitting element 41. 2 shows the configuration of the unit.

【0046】図1に示すように、指示具4の本体である
ホルダ47の先端部内に発光素子41が設けられてお
り、この発光素子41を覆うように、透光性材料からな
るキャップ46がホルダ47の先端部に対して着脱可能
に装着される。
As shown in FIG. 1, a light emitting element 41 is provided in a tip of a holder 47 which is a main body of the pointing tool 4, and a cap 46 made of a translucent material is provided so as to cover the light emitting element 41. The holder 47 is detachably attached to the distal end.

【0047】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から離間した状態でホルダ47に装着される
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4
1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。
The cap 46 is a member that comes into contact with the screen 10 when inputting coordinates by directly touching the tip of the pointing tool 4 to the screen 10. The cap 46 covers the light emitting element 41. Does not directly contact the screen 10. Further, since the cap 46 is mounted on the holder 47 while being separated from the light emitting element 41, an external force generated by directly pressing the tip of the pointing tool 4, that is, the cap 46 against the screen 10 is reduced.
I don't join in one. Therefore, the light emitting element 41 is not worn or damaged by friction with the screen 10 and does not affect the light emitting state.

【0048】また、キャップ46は、発光素子41から
の光をなるべく減衰させずに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。
In order to project the light from the light emitting element 41 onto the screen without attenuating the light as much as possible, the cap 46 is required to have a light transmitting property to transmit the light. For example, PMMA (methacrylic resin), AS (Styrene, acrylonitrile copolymer), PS (polystyrene), P
It is formed from a transparent resin material such as C (polycarbonate) and epoxy resin. Of course, other materials may be used as long as they are light-transmitting materials, or they may be colored.

【0049】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。
Further, the cap 46 is mounted so as to be present in the range of contact with the screen 10 at the tip of the pointing device 4, and is fixed so as to cope with inputting coordinates by tilting the pointing device 4. It has a generally hemispherical dome shape with a thickness.

【0050】また、図1には示していないが、発光素子
41にフィルター部材を装着する場合には、キャップ4
6は更にそのフィルター部材をも覆う様に構成する。
Although not shown in FIG. 1, when a filter member is attached to the light emitting element 41, the cap 4
Reference numeral 6 further covers the filter member.

【0051】また、上述のようにキャップ46は指示具
4のホルダ47の先端部に対して着脱可能に装着され
る。すなわち、筒状のホルダ47の先端部の開口部にキ
ャップ46を押し込むことにより、キャップ46の後端
部外周に形成された凸部46aがホルダ47の開口部内
に形成された凹部47aに弾性的に係合し、図1(b)
のようにキャップ46がホルダ47の先端部に装着され
る。この状態では、キャップ46をスクリーン10に直
接押し付けて座標入力を行う際には、その押し付けの力
によりキャップ46の後端面が凹部47aの奥の端面に
当接してキャップ46は安定して固定される。一方、キ
ャップ46を図1(b)中の矢印A方向へある程度以上
の力で引くことにより、凸部46aと凹部47aの係合
が外れ、図1の(a)に示すように、キャップ46をホ
ルダ47から引き抜いて外すことができる。
As described above, the cap 46 is detachably attached to the tip of the holder 47 of the pointing tool 4. That is, by pushing the cap 46 into the opening at the tip of the cylindrical holder 47, the projection 46 a formed on the outer periphery of the rear end of the cap 46 elastically fits into the recess 47 a formed inside the opening of the holder 47. And FIG. 1 (b)
The cap 46 is attached to the tip of the holder 47 as shown in FIG. In this state, when the coordinate is input by directly pressing the cap 46 against the screen 10, the rear end face of the cap 46 abuts on the inner end face of the recess 47 a due to the pressing force, and the cap 46 is stably fixed. You. On the other hand, when the cap 46 is pulled in a direction indicated by an arrow A in FIG. 1B with a certain force or more, the projection 46a and the recess 47a are disengaged from each other, and as shown in FIG. Can be pulled out of the holder 47 and removed.

【0052】このようにキャップ46が着脱可能である
ことにより、キャップ46が摩耗や破損等で座標入力に
不都合となった場合に新しいキャップ46と容易に交換
することができる。そしてキャップ46の存在により、
発光素子41に摩耗や傷付き等の不都合が発生すること
なく、キャップ46の交換により、常に良好な状態で高
精度の座標入力を行うことができ、本装置の寿命を延ば
すことができる。
Since the cap 46 is detachable as described above, the cap 46 can be easily replaced with a new cap 46 when the cap 46 becomes inconvenient for inputting coordinates due to wear or damage. And, due to the presence of the cap 46,
By exchanging the cap 46, high-precision coordinate input can always be performed in a favorable state without causing any inconvenience such as wear or damage to the light emitting element 41, and the life of the present apparatus can be extended.

【0053】ところで、キャップ46の交換のために、
キャップ46を取り外した状態、すなわちキャップ46
の非装着の状態で、発光素子41が発光すると、操作者
がこの状態でスクリーン10に対する座標入力を行なう
可能性が出てくる。
By the way, in order to replace the cap 46,
With the cap 46 removed, that is, the cap 46
When the light-emitting element 41 emits light in the state where is not mounted, there is a possibility that the operator performs coordinate input to the screen 10 in this state.

【0054】この場合、キャップ46による発光素子4
1の発光の減衰、拡散、屈折を通した標準状態で最適な
光スポット5がスクリーン10上に得られるように予め
調整されているので、キャップ46が非装着の状態で座
標入力を行なうと光量及びその分布が標準状態と異な
り、座標検出精度が低下するという不都合がある。
In this case, the light emitting element 4 by the cap 46
1 is adjusted in advance so that an optimal light spot 5 can be obtained on the screen 10 in a standard state through attenuation, diffusion, and refraction of light emission. And its distribution is different from the standard state, and the coordinate detection accuracy is reduced.

【0055】また、特に指示具4の先端部を直接スクリ
ーン10に接触するモードで座標入力する場合に、キャ
ップ46が非装着の状態で座標入力を行なうと発光素子
41が摩耗ないし損傷する可能性がある。
In particular, when inputting coordinates in a mode in which the tip of the pointing tool 4 is directly in contact with the screen 10, inputting coordinates with the cap 46 not mounted may cause the light emitting element 41 to be worn or damaged. There is.

【0056】そこで、本実施形態では、上記構成に加
え、キャップ46の交換の際等に生じるキャップ46の
非装着状態では発光素子41の発光が禁止される構成と
した。以下に、その構成について説明する。
Therefore, in the present embodiment, in addition to the above-described configuration, the light emission of the light emitting element 41 is prohibited when the cap 46 is not attached when the cap 46 is replaced. The configuration will be described below.

【0057】なお、図3で前述したように指示具4の先
端部にキャップ46を操作部材とする操作用スイッチ4
3Bを先端スイッチとして設けた場合も、これを設けな
い場合も、他に操作用スイッチ43A等の発光スイッチ
を設けている場合は、キャップ46が非装着の状態で前
記発光スイッチを押すことにより発光素子41が発光す
る可能性がある。また、他に発光スイッチが設けられて
いない場合でも、発光素子41が常時発光するように構
成されていれば、キャップ46が非装着の状態で発光素
子41が発光する。したがって、上記のようにキャップ
46の非装着状態で発光素子41の発光を禁止する本発
明に係る構成は、キャップ46が先端スイッチの操作部
材である場合も、先端スイッチが設けられずキャップ4
6が単に発光素子41を覆うだけのものである場合も同
様に適用してよい。図1では、後者のキャップ46が単
に発光素子41を覆うだけのものである場合の構成を示
している。
As described above with reference to FIG. 3, the operation switch 4 having the cap 46 as an operation member is provided at the tip of the pointing tool 4.
When the light emitting switch such as the operation switch 43A is provided, whether the light emitting switch 3B is provided as the tip switch or not, the light emitting switch is pressed by pressing the light emitting switch with the cap 46 not mounted. The element 41 may emit light. Even if no other light-emitting switch is provided, if the light-emitting element 41 is configured to always emit light, the light-emitting element 41 emits light with the cap 46 not attached. Therefore, as described above, the configuration according to the present invention in which light emission of the light emitting element 41 is prohibited when the cap 46 is not mounted, even when the cap 46 is an operation member of the tip switch, the tip switch is not provided and the cap 4 is not provided.
The same may be applied to the case where 6 merely covers the light emitting element 41. FIG. 1 shows a configuration in which the latter cap 46 merely covers the light emitting element 41.

【0058】図1に示すように、指示具4の本体である
ホルダ47の先端部のキャップ46が装着される開口部
内において、キャップ46の装着時にキャップ46の後
端部が当接する凹部47aの部分に、タクト(マイク
ロ)スイッチ等からなるキャップ検知手段48が設けら
れる。キャップ検知手段48は、ホルダ47に対するキ
ャップ46の装着、非装着を検知するものであり、図3
中の発光制御部42に接続されている。
As shown in FIG. 1, in the opening of the tip of the holder 47 which is the main body of the pointing device 4 where the cap 46 is mounted, the recess 47a with which the rear end of the cap 46 abuts when the cap 46 is mounted. A cap detecting means 48 composed of a tact (micro) switch or the like is provided in the portion. The cap detecting means 48 detects whether or not the cap 46 has been mounted on the holder 47, as shown in FIG.
It is connected to the light emission control unit 42 inside.

【0059】キャップ46がホルダ47に装着されてい
る時、つまり指示具4の通常の使用状態では、キャップ
検知手段48は押されたオン状態であり、発光制御部4
2は、キャップ検知手段48からキャップ装着を示すオ
ンの信号を受けて発光素子41の発光を許可する。すな
わち、この状態では、図3で示した指示具4の構成にお
ける操作用スイッチ43Aや他の発光スイッチ(先端の
操作用スイッチ43Bを設ける場合はこれを含む)のオ
ンに応じて発光素子41を発光させる。また、発光スイ
ッチを設けず、発光素子41を常に発光させる構成とし
た場合も発光素子41を発光させる。
When the cap 46 is mounted on the holder 47, that is, in a normal use state of the pointing tool 4, the cap detecting means 48 is in a pressed ON state.
2 permits the light emitting element 41 to emit light upon receiving an ON signal indicating that the cap is attached from the cap detecting means 48. That is, in this state, the light emitting element 41 is turned on in response to the turning on of the operation switch 43A and other light emitting switches (including the operation switch 43B at the tip) in the configuration of the pointing tool 4 shown in FIG. Flash. The light emitting element 41 also emits light when the light emitting switch is not provided and the light emitting element 41 emits light constantly.

【0060】一方、キャップ46がホルダ47から取り
外され非装着の状態では、キャップ検知手段48はオフ
状態となり、発光制御部42は、キャップ検知手段48
からキャップ非装着を示すオフの信号を受けて発光素子
41の発光を禁止する。すなわち、この状態では発光ス
イッチが設けられる構成では、発光スイッチがオンされ
ても発光素子41を発光させない。また、発光スイッチ
41を設けず、発光素子41を常時発光させる構成で
も、その常時発光はキャップ装着時のみとして、キャッ
プ非装着時は発光を停止するものとする。
On the other hand, when the cap 46 is removed from the holder 47 and is not mounted, the cap detection means 48 is turned off, and the light emission control unit 42 sets the cap detection means 48
, The light emission of the light emitting element 41 is prohibited. That is, in this state, in the configuration in which the light emitting switch is provided, the light emitting element 41 does not emit light even when the light emitting switch is turned on. Further, even in a configuration in which the light-emitting switch 41 is not provided and the light-emitting element 41 emits light at all times, the light emission is always performed only when the cap is mounted and stopped when the cap is not mounted.

【0061】なお、キャップ検知手段48は、発光制御
部42に接続された構成でなく、直接に電源部44に接
続された電源スイッチとしてもよい。この際、キャップ
46の装着状態では、電源スイッチとしてのキャップ検
知手段48のオンにより指示具4の電源がオンされ、発
光素子41の発光が許可される。またキャップ46の非
装着状態では、指示具4の電源がオフとなり、発光素子
41の発光が禁止される。
Note that the cap detecting means 48 may be a power switch directly connected to the power supply section 44 instead of being connected to the light emission control section 42. At this time, when the cap 46 is mounted, the power of the pointing tool 4 is turned on by turning on the cap detecting means 48 as a power switch, and the light emission of the light emitting element 41 is permitted. In a state where the cap 46 is not mounted, the power of the pointing device 4 is turned off, and the light emission of the light emitting element 41 is prohibited.

【0062】更には、図には示していないが、キャップ
46の後端部及びこれを受けるホルダ47の凹部47a
の部分にそれぞれ導体からなる接点を設け、両者の接点
でキャップ検知手段48としてのスイッチが構成される
ものとし、そのスイッチがキャップ46の装着状態でオ
ンし、非装着状態でオフする構成としてもよい。
Further, although not shown in the drawing, the rear end of the cap 46 and the recess 47a of the holder 47 for receiving the rear end.
Are provided with contacts made of conductors, and a switch as the cap detecting means 48 is constituted by the two contacts, and the switch is turned on when the cap 46 is mounted and turned off when the cap 46 is not mounted. Good.

【0063】以上のような指示具4の構成により、キャ
ップ46をその摩耗や破損等により新しいものと交換す
る等のためにホルダ47から取り外したキャップの非装
着状態では、確実に発光素子41からの発光を停止する
ことができ、操作者が誤って座標入力を検出精度が低下
した状態で長時間行なうことを防ぐことができ、同時
に、その入力動作に伴う、発光素子41の摩耗ないし損
傷を防ぐことができる。更に、消費電力の節約になるこ
とは言うまでもない。
With the above-described configuration of the indicating tool 4, when the cap 46 is removed from the holder 47 in order to replace the cap 46 with a new one due to abrasion or breakage of the cap 46, the light emitting element 41 can be reliably connected. Can be stopped, and it is possible to prevent the operator from performing erroneous coordinate input for a long time with the detection accuracy lowered, and at the same time, to prevent wear or damage of the light emitting element 41 due to the input operation. Can be prevented. Further, it goes without saying that power consumption is saved.

【0064】ところで、上述した実施形態では、発光制
御部42がキャップ検知手段48のオン、オフ状態に応
じて発光の許可、禁止を制御する構成を示したが、そう
せずに、発光制御部42がキャップ検知手段48のオ
ン、オフ状態に応じて、キャップ46の装着、非装着を
示すキャップ装着状態制御信号を発光信号の出力の際に
ペンIDやペンボタン等の制御信号とともに発光信号に
重畳して出力するよう発光制御を行い、それによりキャ
ップ46の装着、非装着を座標検出器1側、すなわち座
標入力装置の本体側に報知するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the light emission control unit 42 controls the permission and prohibition of light emission in accordance with the on / off state of the cap detection means 48. However, the light emission control unit 42 does not do so. Reference numeral 42 denotes a cap mounting state control signal indicating whether or not the cap 46 is mounted or not according to the on / off state of the cap detecting means 48, when the light emitting signal is output, together with a control signal such as a pen ID or a pen button. The light emission control may be performed so that the cap 46 is output in a superimposed manner, whereby the attachment / non-attachment of the cap 46 may be notified to the coordinate detector 1 side, that is, the body side of the coordinate input device.

【0065】この場合、前述のように、操作用スイッチ
43A等の発光スイッチのオンによって、発光素子41
の発光が開始され、発光信号及び制御信号、具体的には
図8の光出力信号LSGが出力され、その送信データ列
が予め定義された順序と形式に従って出力されるが、そ
の時のキャップ46の装着、非装着によるキャップ検知
手段48のオン、オフ状態に応じて、キャップ46の装
着、非装着を示すキャップ装着状態制御信号のデータが
前記送信データ列に含まれて出力されるものとする。
In this case, as described above, when the light emitting switch such as the operation switch 43A is turned on, the light emitting element 41 is turned on.
Is started, a light emission signal and a control signal, specifically, an optical output signal LSG of FIG. 8 are output, and the transmission data string is output according to a predefined order and format. According to the on / off state of the cap detecting means 48 due to the mounting / non-mounting, the data of the cap mounting state control signal indicating the mounting / non-mounting of the cap 46 is included in the transmission data string and output.

【0066】これに対して、光出力信号LSGを受信し
た座標検出器1では、座標検出がなされるとともに光出
力信号LSGからキャップ装着状態制御信号を含む制御
信号が復元される。その詳細は後述するが、図5の座標
検出器1の構成において、周波数検波部71で光出力信
号LSGから変調信号CMDが検波され、制御信号検出
部72によって変調信号CMDから他の制御信号と共に
キャップ装着状態制御信号が復元され、通信制御部33
に送られ、そこから座標データとともに外部のホストコ
ンピュータ等の表示制御装置に送出される。
On the other hand, in the coordinate detector 1 having received the light output signal LSG, the coordinate detection is performed, and the control signal including the cap mounting state control signal is restored from the light output signal LSG. Although the details will be described later, in the configuration of the coordinate detector 1 of FIG. 5, the modulation signal CMD is detected from the optical output signal LSG by the frequency detection unit 71, and the modulation signal CMD is detected by the control signal detection unit 72 together with other control signals. The cap mounting state control signal is restored, and the communication control unit 33
To the display control device such as an external host computer together with the coordinate data.

【0067】外部の表示制御装置では、通常のスクリー
ン10上の各種操作を行なうための表示を行なうと共
に、上記キャップ装着状態制御信号に基づき、キャップ
非装着の場合は、スクリーン10上、或いは、スクリー
ン10以外の本装置の所定の表示箇所にキャップ非装着
状態を示す警告表示を行い、操作者に注意を促す。
The external display control device performs a display for performing various operations on the normal screen 10 and, based on the cap mounting state control signal, on the screen 10 or the screen 10 when no cap is mounted. A warning display indicating that the cap is not attached is displayed at a predetermined display location of the apparatus other than 10 to call attention to the operator.

【0068】また、制御信号検出部72からのキャップ
装着状態制御信号に基づき通信制御部33に於いて、キ
ャップ非装着状態を示す表示信号を送出してもよい。
Further, the communication control unit 33 may transmit a display signal indicating the cap non-mounting state based on the cap mounting state control signal from the control signal detection unit 72.

【0069】更に、キャップ46を外した状態での使用
を制限するため、キャップ検知手段48がオフ(キャッ
プ非装着)状態の場合、発光制御部42が一定時間経過
後に自動的に発光素子41の発光を停止する機能を付加
することが望ましい。
Further, in order to limit the use of the light emitting element 41 with the cap 46 removed, when the cap detecting means 48 is off (cap is not attached), the light emission control unit 42 automatically turns off the light emitting element 41 after a certain period of time. It is desirable to add a function of stopping light emission.

【0070】上記のような実施形態によれば、操作者
は、指示具4がキャップ46の破損等で座標入力に不都
合となった場合に、例えば新しいキャップ46が手元に
ない場合でも、キャップをはずした状態で緊急避難的に
必要最小限の終了メニューのポイント動作等を行なう事
ができる。これと同時に、操作者に対して警告が表示さ
れ、キャップをはずした状態での長時間の使用も制限さ
れるので、発光素子41の摩耗ないし損傷を防ぐことが
できる。
According to the above-described embodiment, when the pointing tool 4 is inconvenient for inputting coordinates due to breakage of the cap 46 or the like, for example, even if the new cap 46 is not at hand, the operator can remove the cap. It is possible to perform a minimum required end menu point operation or the like for emergency evacuation in a state where it is removed. At the same time, a warning is displayed to the operator, and long-term use with the cap removed is also restricted, so that wear or damage of the light emitting element 41 can be prevented.

【0071】ところで、以上のように、キャップ検知手
段48によって検知されたキャップ46の装着、非装着
をキャップ装着状態制御信号の出力によって座標検出器
1(座標入力装置本体)に報知するかわりに、発光素子
41の発光の際の点滅の周期、すなわち図8の光出力信
号LSGのパルス列のパルスの周期を異ならせることで
報知するようにしてもよい。すなわち、キャップ検知手
段48のオン状態(キャップ装着状態)に応じて、上記
の点滅の周期を所定の第1の周期とし、キャップ検知手
段48のオフ状態(キャップ非装着状態)に応じて、上
記の点滅の周期を前記第1の周期と異なる第2の周期と
するように発光制御部42が発光制御を行うようにして
もよい。
As described above, instead of informing the coordinate detector 1 (coordinate input device main body) of the mounting or non-mounting of the cap 46 detected by the cap detecting means 48 by outputting the cap mounting state control signal, The notification may be performed by changing the cycle of blinking when the light emitting element 41 emits light, that is, the cycle of the pulse of the pulse train of the light output signal LSG in FIG. That is, the above-mentioned blinking cycle is set to a predetermined first cycle in accordance with the ON state of the cap detecting means 48 (cap-mounted state), and the above-described blinking cycle is set in accordance with the OFF state of the cap detecting means 48 (cap-unmounted state). The light emission control unit 42 may perform light emission control so that the blinking period of is a second period different from the first period.

【0072】この場合、座標検出器1には、上記点滅の
周期、すなわち受信した光出力信号LSGのパルス列の
パルスの周期が前記第1と第2の周期のいずれであるか
を判別してキャップ検知手段48の検知結果のキャップ
装着、非装着を判別する手段を設け、判別したキャップ
装着、非装着を通信制御部33により外部のホストコン
ピュータ等の表示制御装置に報知するものとする。この
ようにしても、上記と同様の効果が得られる。
In this case, the coordinate detector 1 determines whether the cycle of the blinking, that is, the cycle of the pulse of the pulse train of the received light output signal LSG is the first cycle or the second cycle. A means for determining whether the cap is attached or not attached based on the detection result of the detection means 48 is provided, and the determined cap attachment or non-attachment is notified by the communication control unit 33 to an external display control device such as a host computer. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.

【0073】〈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5により説明する。図5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2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2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2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の光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。
<Description of Configuration of Coordinate Detector 1> Next, the configuration of the coordinate detector 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the coordinate detector 1 includes a light receiving element 6 for detecting a light amount with a high sensitivity by a condensing optical system described later for detecting the control signal described above, and a coupling device described later for detecting the coordinate. Two linear sensors 20 </ b> X and 20 </ b> Y (corresponding to the coordinate detection sensor unit 2 in FIG. 2) for detecting the direction of arrival of light by the image optical system are provided. The diffused light from the light spot 5 applied to the screen 10 is received. The coordinate detector 1 is provided with a frequency detector 71 and a control signal detector 72 as a component of the signal processor 7 in FIG. 2, and a sensor as a component of the controller 3 in FIG. A control unit 31, an AD conversion unit 31A, a coordinate calculation unit 32, and a communication control unit 33 are provided. With these, the light output signal of the light receiving element 6 is processed to detect the above-described control signal, the linear sensors 20X and 20Y are controlled, the output signals are processed, and the coordinates are calculated.
Hereinafter, a signal processing system that processes an output signal of the light receiving element 6 to detect a control signal and the like, configurations and signal processing systems of the linear sensors 20X and 20Y, and details of coordinate value calculation will be sequentially described.

【0074】〈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2参照)
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5
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(前述した指
示具4の発光制御部42によって発光信号に重畳された
制御信号)などのデータを含むデジタル信号が復調され
る。
<Description of signal processing system of light receiving element 6>
The details of the signal processing system of the light receiving element 6 will be described. Light receiving element 6
Has a condenser lens 6a as a condenser optical system (see FIG. 2).
Is mounted, and detects the amount of light of a predetermined wavelength with high sensitivity from the entire range on the screen 10. This detection output is shown in FIG.
After being detected by the frequency detector 71 in the configuration described above, a digital signal including data such as a control signal (a control signal superimposed on the light emission signal by the light emission controller 42 of the indicator 4 described above) is output by the control signal detector 72. Demodulated.

【0075】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
列からなるデータを含む指示具4からの光出力信号は、
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。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of restoring the control signal. The light output signal from the indicator 4 including the data consisting of the bit string as described above is
The light output signal LSG is detected by the light receiving element 6 and detected by the frequency detector 71. The frequency detector 71 is configured to tune to the pulse period of the highest first frequency in the optical output signal LSG, and is used in combination with an optical filter to perform modulation without being affected by disturbance light. Demodulate the signal CMD. This detection method is similar to a widely used infrared remote controller, and is a highly reliable wireless communication method.

【0076】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。
In the present embodiment, for example, the first frequency is set to 60 KHz, which is a higher band than that of a generally used infrared remote controller, and is configured so as not to malfunction even when used at the same time. Shall be. However, the first frequency can be set to the same band as that of a generally used infrared remote controller. In such a case, malfunction is prevented by identifying the first frequency with an ID or the like.

【0077】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、及びキャップ装着状態制御信号などの制御信号が
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。
The modulated signal CMD detected by the frequency detector 71 is interpreted as digital data by the control signal detector 72, and the control signals such as the pen down, pen button, and cap mounting state control signals described above are restored. You. The restored control signal is transmitted to the communication control unit 33.
Sent to

【0078】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。
The code modulation period, which is the second frequency included in the modulation signal CMD, is detected by the sensor control unit 31, and this signal is used to detect the period of the linear sensor 20X, 2.
0Y will be controlled. That is, the sensor control unit 31
Then, the reset is performed at the timing of the header section shown in FIG. 8, and thereafter, a signal LCK synchronized with the falling edge of the modulation signal CMD is generated. Therefore, the generated signal LCK is a signal of a constant frequency synchronized with the presence or absence of light emission of the pointing device 4.

【0079】また、変調信号CMDからは、光入力の有
無を示す信号LONと、この信号LONによって起動さ
れるセンサリセット信号RCLとが生成される。このセ
ンサリセット信号RCLがハイレベルの間に2つのリニ
アセンサ20X,20Yはリセットされ、信号LCKの
立ち上がりに同期したセンサリセット信号RCLの立ち
下がりのタイミングによって後述する同期積分動作が開
始される。
From the modulation signal CMD, a signal LON indicating the presence or absence of an optical input and a sensor reset signal RCL activated by the signal LON are generated. While the sensor reset signal RCL is at a high level, the two linear sensors 20X and 20Y are reset, and a synchronous integration operation described later is started at the falling timing of the sensor reset signal RCL synchronized with the rising of the signal LCK.

【0080】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, not other equipment or noise, and a signal indicating this confirmation is transmitted to the communication control section 33. 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.

【0081】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。
FIG. 9 is a timing chart of the signals when the light output signal LSG is lost and the above-described series of restoration operations is completed. As shown here, 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 becomes low level, and further, the signal CON indicating the sensor operation validity. Also goes low, which results in the linear sensor 2
The output operation of the coordinates by 0X and 20Y ends.

【0082】〈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6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。
<Description of Configuration of Linear Sensor and Signal Processing System> Next, the configuration of the linear sensors 20X and 20Y and the details of the signal processing system will be described. First, FIG. 6 shows an arrangement relationship between the linear sensors 20X and 20Y and the imaging optical system. As shown here, the image of the light spot 5 on the screen 10 is formed by the cylindrical lenses 90X and 90Y as the image forming optical system on the photosensitive portions (sensor arrays) 21X and 21Y of the linear sensors 20X and 20Y. An image is formed as 91Y. By arranging these two sensors 20X and 20Y and the lenses 90X and 90Y accurately at right angles, an output having a peak at a pixel reflecting the X coordinate and the Y coordinate is obtained.

【0083】そして、これら2つのセンサ20X,20
Yは、図5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。
Then, these two sensors 20X, 20X
Y is controlled by the sensor control unit 31 in the configuration of FIG. 5, and each output signal is converted into a digital signal by the AD conversion unit 31A connected to the sensor control unit 31 and sent to the coordinate calculation unit 32. The output coordinate values are calculated, and the result is transmitted to an external device such as a computer (not shown) by a predetermined communication method via the communication control unit 33 together with data such as a control signal from the control signal detection unit 72. Further, in order to perform an unusual operation (for example, setting of a user calibration value) such as adjustment, a mode switching signal is sent from the communication control unit 33 to the sensor control unit 31 and the coordinate calculation unit 32.

【0084】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。
In this embodiment, the focus is adjusted 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, and blur is intentionally generated. For example, according to an experiment using a 1.5 mm diameter plastic cylindrical lens, a pixel pitch of about 15 μm, a linear CCD of effective 64 pixels, and an infrared LED, the sharpest image is formed, and the entire angle of view of about 40 degrees is obtained. , The image width becomes 15 μm or less, and it is found that in such a state, the result of the inter-pixel division operation is distorted stepwise. Then, 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 embodiment. By using such a combination, the amount of operation data is small, and a small sensor and optical system can be used. Very high resolution, high precision,
A high-speed and low-cost coordinate input device can be realized.

【0085】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7に示す。
The X-coordinate detecting linear sensor 20X and the Y-coordinate detecting linear sensor 20Y arranged in an array have the same configuration, and the internal configuration is shown in FIG.

【0086】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。
The sensor array 21 serving as a light receiving section is composed of N pixels (for example, 64 pixels), and charges corresponding to the amount of received light are stored in the integrating section 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 section 23 is composed of 2N pieces, and charges are separately stored corresponding to H (high level) and L (low level) of the signal LCK synchronized with the light emission timing of the indicator 4. 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.

【0087】これにより、リニアCCD部25には、N
画素のセンサ出力の光の点滅に各々対応した電荷が隣接
して並んで記憶されることになる。これらリニアCCD
部25に並べられた電荷は、2N個からなるリングCC
D部26に順次転送される。このリングCCD26は、
信号RCLによってCLR部27で空にされた後、リニ
アCCD部25からの電荷を順次蓄積していく。
Thus, the linear CCD section 25 has N
The electric charges corresponding to the blinking of the light output from the sensor output of the pixel are stored adjacent to each other. These linear CCDs
The charges arranged in the part 25 are 2N ring CCs.
The data is sequentially transferred to the D unit 26. This ring CCD 26
After being emptied by the CLR unit 27 by the signal RCL, the charges from the linear CCD unit 25 are sequentially accumulated.

【0088】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。
The charges thus accumulated are transferred to the amplifier 2
9 is read. This amplifier 29 is non-destructive and outputs a voltage proportional to the accumulated charge amount. In practice, the difference between adjacent charge amounts, that is, the light emitting element 41
The value obtained by subtracting the charge amount at the time of non-lighting from the charge amount at the time of lighting is amplified and output.

【0089】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10に示す。図10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7に示したように、リング
CCD26には、これらA,Bの波形に対応する画素の
電荷が隣接して並んでいる)。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。
The linear sensors 20X, 20 obtained at this time
FIG. 10 shows an example of the Y output waveform. In FIG. 10, a waveform B is a waveform when only a signal when the light emitting element 41 is lit is read, and a waveform A is a waveform when the light emitting element 41 is not lit, that is,
This is a waveform of only disturbance light (as shown in FIG. 7, charges of pixels corresponding to the waveforms of A and B are adjacently arranged on the ring CCD 26). The amplifier 29 non-destructively amplifies and outputs the difference value (the waveform of B-A) of the adjacent charge amount, whereby a signal of only the light from the indicator 4 can be obtained. Thus, stable coordinate input can be performed without being affected by disturbance light (noise).

【0090】また図10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値が所定の大きさ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. 10 is defined as the PEAK value, if the accumulation time during which the sensor functions with respect to light is increased, the PEAK value is changed according to the time.
The value increases. In other words, the time corresponding to one cycle of the signal LCK is defined as the unit accumulation time, and the accumulation count n
Is defined, the PEAK is increased by increasing the number of accumulations n.
The value increases, and by detecting that the PEAK value has reached a predetermined value TH1, it is possible to always obtain an output waveform of a constant quality.

【0091】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11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。
On the other hand, when the disturbance light is very strong, the ring CC may be used before the peak of the differential waveform BA becomes sufficiently large.
The transfer charge of D26 may be saturated. In consideration of such a case, the sensor is provided with a skim portion 28 having a skim function. The skim unit 28 monitors the level of the non-lighting signal, and in FIG.
When the signal level exceeds a predetermined value (indicated by a dashed line in the figure), a fixed amount of charge is extracted from each of the pixels A and B. Thus, in the next (n + 1) -th time, An + 1
By repeating this, even if there is extremely strong disturbance light, signal charges can be continuously accumulated without being saturated. Therefore, even if the light amount of the blinking light 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,
Since the display image signal is superimposed, a sharp waveform with very little noise can be obtained by using the above-described skim function and difference output.

【0092】次に図12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。
Next, FIG. 12 is a flow chart showing a series of operations of sensor control of the linear sensors 20X and 20Y by the sensor control section 31. As shown here, the sensor control unit 31 first starts a sensor control operation in step S101, and in step S102, outputs a signal CO.
Monitor N. When the signal CON goes high, the flag pon is set to 1 in step S103, the number of accumulations n is reset to 0, and the PEAK value (peak level) of the sensor output is set to a predetermined value TH in step S104.
It is determined whether it is greater than one.

【0093】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。
If less than TH1, step S10
At 5, it is determined whether the number of accumulations n exceeds a first predetermined number n0. If not, the process proceeds to step S106, and the number of accumulations n is incremented by one, and the process proceeds to step S10
Return to 4. If the PEAK value is greater than TH1 or if n exceeds n0, the process proceeds to step S107, where the integration stop signal RON is set to a high level (H) to stop the integration operation. Then, the coordinate value calculation process by the coordinate calculation unit 32 is started.

【0094】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。
Thereafter, step S108 and step S1
When n exceeds the second predetermined number n1 in the loop of counting of 09, the integration stop signal RON is set to the low level, and at the same time, the sensor reset signal RCL is set to several times (two times in FIG. 9) the cycle of the signal LCK. High level, step S
Proceed to 112 to determine whether the signal CON is at a high level,
While the signal is at the high level, the operations of steps S103 to S112 are repeated, and the coordinate value calculation is performed in each cycle determined by the predetermined number n1.

【0095】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。
If the signal CON is at low level in step S112 so as to maintain the state only once even if the signal CON drops due to the influence of dust or the like, the signal CON is determined by the predetermined number n1. Step S111 for waiting for a period of time is provided, and thereafter, step S10
Proceed to 2. If the signal CON is at the low level for two consecutive periods, the process proceeds from step S102 to step S1.
In step 13, the flag pon is reset to 0, a state of waiting for a sync signal is returned, and the process returns to step S101.

【0096】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。
The drop-out countermeasure portion can be longer than one cycle and can be longer 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 to match the sync code timing and using a sync code detection signal instead of the signal CON.

【0097】また、座標検出器1に到達する指示具4の
光は、指示具4に内蔵された電源部(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。
The light of the indicator 4 reaching the coordinate detector 1 varies due to the consumption of the power supply (battery) 44 incorporated in the indicator 4 and also varies depending on the attitude of the indicator 4. In particular, when the light diffusing property of the screen 10 is small, the front luminance of the displayed image is improved, but the fluctuation of the amount of light input to the sensor due to the posture of the pointing tool 4 is increased.
However, in the present embodiment, even in such a case, since the number of integrations automatically follows and an always stable output signal can be obtained, an excellent effect of enabling stable coordinate detection can be obtained. . In the case where the pointing tool 4 uses a semiconductor laser as a light emitting element and is configured as a laser pointer that irradiates a light spot from a place away from the coordinate input surface, and the light beam enters the sensor without being scattered much. Means that very strong light enters, but it is clear that stable coordinates can be detected even in such a case.

【0098】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12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。
Also, LE used by directly touching the screen
When a pen-type pointing device using D and a pointing device as a laser pointer are used together, LEDs having a larger light amount can be used.
It is also possible to determine whether 0 or n1 is a pen or a pointer by an ID signal and switch between them. In the case of a pen, sampling can be performed at high speed, and in the case of a pointer, sampling can be performed at low speed. In fact, a delicate drawing operation like character input is impossible with a pointer, but it is more convenient to draw a smooth line by low-speed sampling, and it is effective to perform such switching.

【0099】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、指示具と撮像部とをコードレス
で同期させることができ、使い勝手の良い座標入力装置
を実現することができるようになった。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。
As described above, a high-frequency carrier is added to the blinking light, and the timing of the integration operation is controlled by a demodulated signal having a predetermined period obtained by frequency-detecting the carrier. It is possible to synchronize the imaging unit with the cordless device, and to realize a convenient coordinate input device. Further, by using a laser beam, an excellent advantage that an operation can be easily performed at a position away from a display screen (coordinate input surface) can be obtained. Further, since the integration control means for detecting that the peak level in the difference signal from the integration means has exceeded a predetermined level and stopping the integration operation is provided, the signal of the light spot image having a substantially constant level even if the light amount changes. Can be created,
Thereby, a stable and high-resolution coordinate calculation result can always be obtained.

【0100】〈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。
<Description of Coordinate Value Calculation> Next, the coordinate calculation unit 3
2 will be described in detail.

【0101】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。
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 are used as coordinate calculation units. 32,
Coordinate values are calculated. First, the coordinate values are calculated using the X coordinate,
For output data in each direction of the Y coordinate, coordinate values (X1, Y1) on the sensor are obtained. The arithmetic processing is
Since X and Y are the same, only X will be described below.

【0102】図13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。
FIG. 13 shows the flow of the coordinate calculation process. As shown here, the process starts in step S201, and in step S202, difference data Dx which is a difference signal of each pixel at an arbitrary coordinate input point (a predetermined point whose coordinates are known in a reference point setting mode described later). (N) (in the present embodiment, the number of pixels n = 64) is read and stored in the buffer memory.

【0103】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。
Next, in step S203, the difference data Dx (n) is compared with a preset threshold V to derive a data value Ex (n) that is equal to or larger than the threshold. Using this data, a coordinate X1 on the sensor is calculated in step S204. In the present embodiment, the center of gravity of the output data is calculated by the centroid method. Needless to say, there are a plurality of calculation methods such as a method of obtaining the peak value of the output data Ex (n) (for example, by a differential method).

【0104】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)
について述べる。
Next, in step S205, the mode of the coordinate calculation process is determined. In order to calculate coordinates from the center of gravity X1 of the output data, it is necessary to obtain a predetermined value in advance, and a method of deriving the predetermined value (reference point setting mode)
Is described.

【0105】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
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。
Similarly, only the X direction will be described. If the X and Y coordinates on the screen 10 are known (α1, β
In 1) and (α2, β2), position the indicating tool 4 and
Run each of the foregoing steps S202 to S204, the centroid value of the X-direction sensor obtained at each point X1 1, X1 derived as 2, its value, and the known coordinate values alpha 1, alpha 2 each step S210 Remember. Using this stored value, the X coordinate of the coordinate input point to be derived in step S206 can be calculated during normal coordinate calculation. In step S207, in order to provide a higher-performance coordinate input device, coordinate values are corrected as necessary (for example, the distortion is corrected by a software operation to correct the lens aberration of the optical system, etc.). ) To determine the coordinate values.

【0106】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。
It is needless to say that the determined coordinates can be output as it is 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). However, it is important when the following specifications are assumed.

【0107】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。
The stability of the user's hand is different between the case where the pointing tool 4 is used in contact with the screen (coordinate input surface) 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. Especially when writing characters, if you can not do small quick operations,
You will not be able to type correctly.

【0108】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。
In this embodiment, since the ID is transmitted by the control signal, it is possible to determine whether or not the pointing tool 4 is a pointer type and whether or not the operation switch 43B at the tip is pressed by the ID. Thereby, it can be determined whether or not the pointing tool 4 is used as a pointer or a pen. If it is a pointer, for example, the output coordinate values (X-1, Y-1) and (X-2, Y-
If the moving average is calculated using 2) to obtain the current output coordinate values (X, Y), a configuration with less blur and good operability is obtained. In the present embodiment, a simple moving average is used. However, as a function used for such smoothing processing, other than the above, a difference absolute value is nonlinearly compressed according to a magnitude, or a predicted value based on a moving average is used. Various methods such as non-linear compression of the difference from the lever can be used. The point is that when used as a pointer, it is possible to increase the level of smoothing; otherwise, it is possible to switch to a modest level by using a control signal. Is big.

【0109】さらに、指示具4がキャップ46としてポ
インタ専用キャップとペン専用キャップを取り替え可能
に用いるものとし、いずれの専用キャップが装着されて
いるか判別する手段をその専用キャップないし指示具4
の本体側に設け、これにより指示具4がポインタとして
或いはペンとして使用されているかどうかを判定しても
よい。
Further, the pointer 4 is used as the cap 46 so that the pointer-dedicated cap and the pen-dedicated cap can be exchanged, and means for determining which dedicated cap is mounted is provided by the dedicated cap or the indicator 4.
May be provided on the main body side to determine whether the pointing tool 4 is used as a pointer or a pen.

【0110】なお、上述した座標の演算処理は、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10msec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開発
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LS
I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 the above-described coordinate calculation processing may be completed within 10 msec when the coordinate sampling frequency is 100 Hz as described above, and the original data is 64 bytes.
Pixel x 2 (x and y) x 8 bits of the AD conversion unit, which is very small and does not require convergence operation, so low-speed 8-bit 1
A chip microprocessor can perform sufficient processing.
This is advantageous not only in terms of cost but also in that specifications can be easily changed, development time can be shortened, and development of various derivative products can be facilitated. In particular, a dedicated LS for performing high-speed image data processing, such as when an area sensor is used.
The development of I is unnecessary, and the advantages such as development cost and development period are very large.

【0111】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。
The data signal indicating the coordinate value (X, Y) obtained by the above-described arithmetic processing is sent from the coordinate arithmetic unit 32 to the communication control unit 33. The data signal and the control signal from the control signal detection unit 72 are input to the communication control unit 33. The data signal and the control signal are both converted into a communication signal of a predetermined format,
It is sent to a display control device such as an external computer. 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 64-pixel sensor is used, 1
Obtain a coordinate input device that can achieve a resolution of more than 000 and sufficient accuracy, can have a small and low-cost configuration for both the sensor and the optical system, and can have a very small configuration for the arithmetic circuit. Can be.

【0112】また、センサを、エリアセンサとして構成
する場合は、分解能を2倍にするには、4倍の画素数と
演算データとが必要となるのに対して、リニアセンサと
して構成する場合には、X座標、Y座標各々2倍の画素
数にするだけで済む。従って、画素数を増やしてさらに
高分解能にすることも容易にできる。
When the sensor is configured as an area sensor, doubling the resolution requires four times the number of pixels and calculation data. On the other hand, when the sensor is configured as a linear sensor, Only needs to double the number of pixels in each of the X and Y coordinates. Therefore, it is easy to increase the number of pixels to achieve higher resolution.

【0113】[0113]

【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、該指示具の先端部に着脱可能に装着され、指示
具の光スポット照射のための発光素子を覆う透光性材料
からなるキャップを有し、該キャップが装着された状態
では前記発光素子の発光が許可され、装着されていない
状態では発光が禁止されるようにした構成、及び、該キ
ャップの装着、非装着を検知し、その検知結果を座標入
力装置の本体側に報知するための前記発光素子の発光制
御を行う構成を採用し、さらに光学式の座標入力装置に
おいて本体側に報知された前記キャップの装着、非装着
を外部装置に報知する構成を採用したので、発光素子が
キャップによって覆われていることにより、発光素子の
座標入力面との接触による摩耗ないし損傷を防止でき、
さらに、キャップの非装着の状態で使用者が誤って指示
具を使用して、座標検出精度が低下した状態で座標入力
を行うこと、及び発光素子を摩耗ないし損傷させること
を防止できる。そして、座標入力用指示具の耐久性を向
上できるとともに、座標検出精度の低下を防止し、座標
入力装置の性能を向上できるという優れた効果が得られ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the coordinate input pointing device of the optical coordinate input device, the pointing device is detachably attached to the distal end of the pointing device. It has a cap made of a translucent material that covers the light emitting element for light spot irradiation, so that light emission of the light emitting element is permitted when the cap is mounted, and light emission is prohibited when the cap is not mounted. And a configuration for performing light emission control of the light emitting element for detecting attachment / non-attachment of the cap and notifying a result of the detection to the main body of the coordinate input device, and further adopting an optical coordinate system. Since the input device is configured to notify the external device of the attachment / non-attachment of the cap notified to the main body side, since the light emitting element is covered by the cap, the contact of the light emitting element with the coordinate input surface of the light emitting element is achieved. Wear to prevent damage,
Furthermore, it is possible to prevent the user from inputting coordinates in a state where the coordinate detection accuracy is reduced by using the pointing tool by mistake while the cap is not mounted, and to prevent the light emitting element from being worn or damaged. Further, it is possible to improve the durability of the coordinate input pointing tool, prevent the coordinate detection accuracy from lowering, and improve the performance of the coordinate input device.

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

【図1】本発明の実施形態による座標入力用指示具の先
端部におけるキャップの着脱とキャップ検知手段を示す
概略的な断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing attachment and detachment of a cap and a cap detecting means at a tip portion of a coordinate input pointing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態の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。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an entire configuration of a large-sized display system including a coordinate input device using the pointing device of the embodiment.

【図3】同指示具の構成を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a configuration of the pointing device.

【図4】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。
FIG. 4 is a table showing operation modes according to operation of four operation switches of the pointing device.

【図5】図2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。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a coordinate detector in FIG. 2 in more detail;

【図6】同座標検出器の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。
FIG. 6 is a perspective view showing an arrangement relationship between two linear sensors and a cylindrical lens of the coordinate detector.

【図7】リニアセンサの内部構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing an internal configuration of a linear sensor.

【図8】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。
FIG. 8 is a timing chart of each signal illustrating an operation of restoring a control signal from an output signal of a light receiving element of a coordinate detector.

【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。
FIG. 9 is a timing chart at the end of a series of operations for restoring a control signal from an output signal of the light receiving element.

【図10】上記リニアセンサの出力波形の1例を示す波
形図である。
FIG. 10 is a waveform chart showing an example of an output waveform of the linear sensor.

【図11】同リニアセンサのスキム動作を示す波形図で
ある。
FIG. 11 is a waveform diagram showing a skim operation of the linear sensor.

【図12】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。
FIG. 12 is a flowchart showing a control procedure of the operation of the linear sensor.

【図13】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。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure of a coordinate calculation process in the coordinate detector.

【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 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 キャップ検知手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 coordinate detector 2 coordinate detection sensor unit 3 controller 4 coordinate input indicator 5 light spot 6 light receiving element 7 signal processing unit 10 screen 20X, 20Y linear sensor 32 coordinate calculation unit 41 light emitting element 42 light emission control unit 43A to 43D Switch 44 Power supply unit 46 Cap 47 Holder 48 Cap detecting means

───────────────────────────────────────────────────── 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 AB14 AE03 BC16 CC09 CC20 CC26 CC33 CC34 DD10 DG06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Katsuyuki Kobayashi, Inventor 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Inventor Jun Tanaka 3-30-2, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inside the Company (72) Inventor Isao Kobayashi Within Canon Inc. 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside (72) Inventor Masaaki Kinpu Inside 30-3-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. F term (reference) 5B087 AA04 AB14 AE03 BC16 CC09 CC20 CC26 CC33 CC34 DD10 DG06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、先端部に発光素子
が設けられ、前記座標入力面上の任意の位置を指示して
前記発光素子の発光により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、 該指示具の先端部に着脱可能に装着され、前記発光素子
を覆う透光性材料からなるキャップを有し、 該キャップが装着された状態では前記発光素子の発光が
許可され、該キャップが装着されていない状態では前記
発光素子の発光が禁止されるようにしたことを特徴とす
る座標入力用指示具。
1. A coordinate input pointing device of an optical coordinate input device for detecting a coordinate of an irradiation position of a light spot irradiated on a coordinate input surface and inputting a coordinate, wherein a light emitting element is provided at a tip portion. A coordinate input indicator used to indicate an arbitrary position on the coordinate input surface and irradiate the light spot with light emission of the light emitting element to input coordinates; A cap made of a light-transmitting material that is detachably attached and covers the light-emitting element; light emission of the light-emitting element is permitted when the cap is attached; and light-emission is performed when the cap is not attached. An indicator for inputting coordinates, wherein light emission of an element is prohibited.
【請求項2】 前記キャップの装着、非装着を検知する
検知手段と、 該検知手段の検知結果に応じて前記発光素子の発光の許
可と禁止の制御を行う制御手段を有することを特徴とす
る請求項1に記載の座標入力用指示具。
2. A device according to claim 1, further comprising: detecting means for detecting whether or not the cap is mounted, and control means for controlling permission and prohibition of light emission of the light emitting element according to a detection result of the detecting means. The coordinate input pointing device according to claim 1.
【請求項3】 前記キャップの装着、非装着に応じて前
記指示具の電源がオン、オフされることにより前記発光
素子の発光が許可、禁止されるようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の座標入力用指示具。
3. The light emitting device according to claim 1, wherein the power of the indicator is turned on and off according to whether the cap is mounted or not, so that light emission of the light emitting element is permitted or prohibited. The pointing device for coordinate input described in.
【請求項4】 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、先端部に発光素子
が設けられ、前記座標入力面上の任意の位置を指示して
前記発光素子の発光により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、 該指示具の先端部に着脱可能に装着され、前記発光素子
を覆う透光性材料からなるキャップと、 該キャップの装着、非装着を検知する検知手段と、 該検知手段の検知結果を前記座標入力装置の本体側に報
知するための前記発光素子の発光制御を行う制御手段を
有することを特徴とする座標入力用指示具。
4. A coordinate input pointing device of an optical coordinate input device for detecting a coordinate of an irradiation position of a light spot irradiated on a coordinate input surface and inputting a coordinate, wherein a light emitting element is provided at a tip portion. A coordinate input indicator used to indicate an arbitrary position on the coordinate input surface and irradiate the light spot with light emission of the light emitting element to input coordinates; A cap which is detachably mounted and is made of a translucent material covering the light emitting element; a detecting means for detecting whether or not the cap is mounted or not; And a control means for controlling light emission of the light emitting element for performing a coordinate input operation.
【請求項5】 前記制御手段は前記発光素子の発光を所
定方式で変調した制御信号の出力により前記検知手段の
検知結果を報知するように前記発光素子の発光制御を行
うことを特徴とする請求項4に記載の座標入力用指示
具。
5. The light emitting device according to claim 1, wherein the control unit controls light emission of the light emitting element so as to notify a detection result of the detecting unit by outputting a control signal obtained by modulating light emission of the light emitting element in a predetermined method. Item 4. The coordinate input indicator according to Item 4.
【請求項6】 前記制御手段は、前記検知手段の検知結
果に応じて、前記発光素子を点滅させる周期を異ならせ
ることにより前記検知手段の検知結果を報知するように
前記発光素子の発光制御を行うことを特徴とする請求項
4に記載の座標入力用指示具。
6. The control means controls the light emission of the light emitting element so as to notify the detection result of the detection means by making a cycle of blinking the light emitting element different according to the detection result of the detection means. The pointing device for inputting coordinates according to claim 4, wherein the operation is performed.
【請求項7】 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
力装置であって、 請求項5から7までのいずれか1項に記載の座標入力用
指示具を用いる座標入力装置であり、 前記座標入力用指示具の前記検知手段により検知され座
標入力装置の本体側に報知された前記キャップの装着、
非装着を外部装置に報知する手段を有することを特徴と
する座標入力装置。
7. An optical coordinate input device for detecting a coordinate of an irradiation position of a light spot illuminated on a coordinate input surface and performing coordinate input, wherein the optical coordinate input device is any one of claims 5 to 7. A coordinate input device using the coordinate input indicator of the coordinate input device, the mounting of the cap detected by the detection means of the coordinate input indicator and notified to the body side of the coordinate input device,
A coordinate input device having means for notifying an external device of non-attachment.
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