JP2001290582A - 座標入力装置、座標入力方法、情報表示システム及び記憶媒体 - Google Patents
座標入力装置、座標入力方法、情報表示システム及び記憶媒体Info
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Abstract
り分解能が高く、使用上の軽快感に優れた座標入力装置
を提供する。 【解決手段】 CCDを分割する各所定ブロックの単位
で読み出しを行うように構成し、所定回目の座標データ
を算出するに際して、当該所定回目の1回前に該当する
座標データからCCDの読み出し部分を判定し、判定さ
れた読み出し部分に該当するブロック(ブロック1〜4
の所定組:例えばX方向ではXB1a;XB1b又はX
B2a;XB2bの組)から部分的に出力を得て、前記
所定回目の座標データを算出して、スクリーン10の所
定位置に対応した座標出力信号を生成する。
Description
ステムに用いられる座標入力装置、座標入力方法、情報
表示システム及び記憶媒体に関する。より詳しくは、大
型ディスプレイの画面に指示具によって直接座標を入力
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書き込むために用いられる座標入
力装置を主な対象とする。
改善と同時により大画面化、高解像度化も進められてい
る。このような装置に用いられる座標入力装置として
は、ペン形状のものが用いられ、入力エリアが大きいた
めに、コードレスのものが使用されていおり、従来この
種の装置として例えば特願平10−019506号公報
に記載されているように、リング状の光電変換素子(C
CD)を用い、外乱光に強く、小型、安価な装置が提案
されている。
装置では、入力光を点滅させ、その点灯時と非点灯時と
の差分を利用して入力光を検出する。そのため、点灯
時、非点灯時のタイミングを検出し、コードレスで入力
を行なう構成とされている。
が増加し、よりビット数の大きな座標入力装置が案出さ
れている。ビット数が増加すれば分解能も向上するが、
その分データの読み出しに要する時間が長くなる。
画素の全幅が必要なわけではなく、入力の行われた部分
のデータだけで良く、不要な画素データを読み込む間、
時間的ロスを招くことになる。更に、入力光の検出に長
時間を要すると、入力速度に影響し使用上の軽快感を損
なうことになる。
たものであり、入力光の検出速度の低下を招くことな
く、より分解能が高く、使用上の軽快感に優れた座標入
力装置及び座標入力方法、及びこれを備えた情報表示シ
ステムを提供することを目的とする。
の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
される光スポットの位置に対応する座標を算出するもの
であって、複数の光電変換素子が配列されてなるセンサ
アレイと、前記センサアレイの出力から前記光スポット
の座標データを連続的に算出する座標演算手段と、所定
回目の前記座標データを算出するに際して、当該所定回
目よりも前の前記座標データから前記センサアレイの読
み出し部分を判定する判定手段とを備え、前記座標演算
手段は、前記判定手段で判定された前記読み出し部分か
らの出力に基づいて、前記所定回目の前記座標データを
算出することを特徴とする。
前記センサアレイは前記複数の光電変換素子が直線状に
配置されてなり、前記センサアレイを分割する各所定ブ
ロックの単位で読み出し可能とされている。
前記座標演算手段は、前記センサアレイの出力のピーク
値により前記座標データを算出する。
前記発光制御手段は、照射光の発光状態を制御する発光
制御手段を有し、前記光スポットの像が前記光電変換素
子の画素の数倍の像幅となるように焦点調節する。
より画像入力画面の所定位置に照射光を出射して光スポ
ットを生成し、センサアレイの光電変換により前記光ス
ポットの座標データを得る手法であって、所定回目の座
標データを算出するに際して、前記所定回目の1回前に
該当する前記座標データから前記センサアレイの読み出
し部分を判定し、前記センサアレイのうち、判定された
前記読み出し部分に該当する所定数の光電変換素子から
部分的に出力を得て、前記所定回目の前記座標データを
算出して、前記座標入力画面の所定位置に対応した座標
出力信号を生成することを特徴とする。
前記各光電変換素子が直線状に配置されており、前記セ
ンサアレイを分割する各所定ブロックの単位で読み出し
を行う。
前記センサアレイの出力のピーク値により前記座標デー
タを算出する。
前記光スポットの像を前記光電変換素子の画素の数倍の
像幅となるように焦点調節する。
の光を座標入力画面に照射して光スポットを生成し、前
記光スポットを検出して前記座標入力画面の所定位置に
対応した座標出力信号を生成する座標入力装置と、前記
座標出力信号に基づいて、前記座標入力装置で入力され
た情報を前記座標入力画面に投影する表示装置とを備え
て構成されており、前記座標入力装置は、複数の光電変
換素子が配列されてなるセンサアレイと、前記センサア
レイの出力から前記光スポットの座標データを連続的に
算出する座標演算手段と、所定回目の前記座標データを
算出するに際して、当該所定回目よりも前の前記座標デ
ータから前記センサアレイの読み出し部分を判定する判
定手段とを備え、前記座標演算手段は、前記判定手段で
判定された前記読み出し部分からの出力に基づいて、前
記所定回目の前記座標データを算出することを特徴とす
る。
て、前記センサアレイは前記複数の光電変換素子が直線
状に配置されてなり、前記センサアレイを分割する各所
定ブロックの単位で読み出し可能とされている。
て、前記座標演算手段は、前記センサアレイの出力のピ
ーク値により前記座標データを算出する。
て、前記指示具は、照射光の発光状態を制御する発光制
御手段を有し、前記光スポットの像が前記光電変換素子
の画素の数倍の像幅となるように焦点調節する。
各構成要素としてコンピュータを機能させるためのプロ
グラムをコンピュータ読取り可能に格納している。
処理手順を実行させるためのプログラムをコンピュータ
読取り可能に格納している。
実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
成を示す模式図である。本装置は大別して、座標入力面
であるスクリーン10に対して光スポットを形成する指
示具4と、光スポット5のスクリーン10上の位置座標
等を検出する座標検出器1とを備えてなり、図2にはそ
れらの構成と合わせて、出力装置としてスクリーン10
に画像或いは位置情報等を表示する投射型表示装置8が
記載されている。これら座標入力装置及び投射型表示装
置8により情報表示システムが構成される。
ーザ或いはLED等の発光素子41と、その発光を駆動
制御する発光制御手段42と、複数の操作用スイッチ手
段43と、電池等の電源手段44とを内蔵している(図
3参照)。発光制御手段42は、操作用スイッチ43の
状態により、発光のON(オン)/0FF(オフ)と、
後述する変調方法とによって、制御信号を重畳した発光
制御を行う。
このセンサ部の制御及び座標演算などを行うコントロー
ラ3、制御信号検出センサ6、信号処理部7とから構成
されており、光スポット5のスクリーン10上の座標位
置、及び指示具4の後述する各スイッチの状態に対応す
る制御信号とを検出して、コントローラ3によって外部
接続装置(不図示)にその情報を通信するようにしてい
る。
外部接続装置(不図示)である表示信号源からの画像信
号が入力される画像信号処理部81と、これにより制御
される液晶パネル82、ランプ83、ミラー84、コン
デンサーレンズ85からなる照明光学系と、液晶パネル
82の像をスクリーン10上に投影する投影レンズ86
とからなり、所望の画像情報をスクリーン10に表示す
ることができる。
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から出射された光ビームも光スポット5の位置で
拡散され、画面上の位置や光ビームの方向によらず、光
スポット5の位置で拡散された光の一部が座標検出器1
に入射するように構成されている。
よりスクリーン10上で文字情報や線画情報を入力し、
その情報を投射型表示装置8で表示することにより、あ
たかも「紙と鉛筆」の如き関係で情報の入出力を可能と
する他、ボタン操作やアイコンの選択決定などの入力操
作を自由に行うことができる。
詳細に付いて具体的に説明する。
4は、赤外光を発射するLED等の発光素子41と、そ
の発光を駆動制御する発光制御手段42、電源部44、
並びに本例では2個の操作用スイッチ43A,43Bと
を内蔵している。
A,43Bの状態により、発光のON(オン)/OFF
(オフ)と、後述する変調方法とによって、制御信号を
重畳した発光制御を行う。
0にその先端を向ける。このとき、操作用スイッチ43
Aを押下するか、操作用スイッチ43Bをスクリーンに
押し付けることによって赤外光が出射される。これによ
り、スクリーン10上に光スポット5が生成され、所定
の処理によって座標信号が出力され始める。
スイッチ情報、ペンID情報が含まれており、座標検出
器はこの情報を読み取り、制御手段3はホストコンピュ
ータに、座標値とスイッチ情報、IDを送信する。
BがON状態の情報を受け取ると、最初の入力(ペンダ
ウン)があったと判定し、パーソナルコンピュータに用
いるマウスの左ボタン同様の動作を行う。描画プログラ
ム等の時には、この状態で、線などを描く事が可能にな
る。また、操作用スイッチ43Aをマウスの右ボタンと
して使うことも可能になる。
になることで、発光を開始し、スイッチがOFFになっ
ても定時間発光を続ける。この状態のときは、画面上の
カーソルのみ移動する状態になる。これにより、操作者
は、片手でスクリーン10上の任意の位置で迅速且つ正
確に文字や図形を描いたり、ボタンやメニューを選択し
たりすることによって軽快に操作することができる。
定されればよく、例えば数十秒間の発光時間で充分な使
用上の軽快感を与える事ができる。
赤外光に重畳されている。操作用スイッチ43Bのスイ
ッチ情報は、比較的頻繁に更新されるため、赤外光の変
調の有無によって表現されている。
プ)して操作用スイッチ43BがOFFの時には、変調
された光と、変調されていない光が交互に発光するよう
になっている(7−1)。入力が開始(ペンダウン)さ
れて操作用スイッチ43BがONの時には、常に変調さ
れた光が出力される(7−2)。
の光を検出し、周波数検波手段によってこの変調光のみ
を取り出す(7−2,7−4)。取り出された変調光
が、7−4のように一定の時間内に連続していればペン
ダウンと判定し、7−2のように間隔があいている場合
にはペンアップと判定する。
の方法によって渡されている。これはあるヘッダ部を設
け、このヘッダが検出されたら、それに続く変調光のパ
ターンによって、操作用スイッチのON,OFF、ペン
IDを判定するものである。これも、上述のような変調
光、無変調をもって、0,1の状態を表現している(図
16参照)。
あれば、/SW1の情報も対にして送信しているため、
判定間違いなどを防止している。
例示したが、本発明はこれに限定されず、より多くのス
イッチを搭載してもよい。また、各スイッチの役割は、
ホスト側のドライバーなどによって再定義可能になって
おり、ユーザの使用形態にあったものを選べば良い。
この座標検出器1には、集光光学系によって高感度に光
量検出を行う受光素子6と、結像光学系によって光の到
来方向を検出する4つのリニアセンサ20Xa,20X
b,20Ya,20Ybとが設けられており、指示具4
に内蔵された発光素子41からの光ビームにより、スク
リーン10上に生成された光スポット5からの拡散光を
それぞれ受光する。ここで、センサ制御手段31、AD
変換手段31A、座標演算手段32及び通信制御手段3
3によりコントローラ3が構成され、周波数検波手段7
1及び制御信号検出手段72により信号処理部7が構成
されている。
− 受光素子6には、集光光学系としての集光レンズが装着
されており、スクリーン10上の全範囲から高感度で所
定波長の光を検知する。この検知出力は、周波数検波手
段71によって検波された後、制御信号検出手段72に
おいて制御信号(指示具4の発光制御手段42によって
重畳された信号)などのデータを含むデジタル信号が復
調される。
コード等の手段を有しないため、変調信号によってリニ
アセンサ20X,20Yを制御することになる。
分を持って信号検出を行うため、そのシャッタタイミン
グと発光タイミングを合わせるので、前記変調信号のタ
イミングを用いてCCDのリセット信号を発生させてい
る。
検波手段で検波した後の信号である。この信号は、いわ
ば、発光している期間を表しているため、CCDのシャ
ッタタイミングをこの信号に同期させる必要がある。
表すものであり、LOWの時に発光時の検出を行いHI
の時に非発光時の検出を行うタイミングを示す。この信
号は、CCDに供給されているクロックによってCCD
から出力される。この信号と発光期間を同期させるため
に、IR信号(8−1)が検出されたら、IRとIRC
LKが同期する程度の一定量の遅延時間をもって、CC
Dにクリア信号(8−3)を出力する。このクリア動作
によって同期が可能になる。遅延量はCLR終了後、I
RCLKがLOWになる時間によって決定すればよい。
a,Ybの配置関係を示す模式図である。結像光学系と
しての円筒レンズ90Xa,90Xb,90Ya,90
Ybによって、光スポット5の像が各センサの感光部2
1Xab,21Yabに線状に結像する。これら2つの
センサを正確に直角に配置することによって、それぞれ
がX座標、Y座標を反映した画素にピークを持つ出力が
得られる。
御手段31によって制御され、出力信号はセンサ制御手
段31に接続されたAD変換手段31Aによってデジタ
ル信号として座標演算手段32に送られ、出力座標値を
計算し、その結果を制御信号検出手段72からの制御信
号などのデータと共に通信制御手段33を介して、所定
の通信方法で外部制御装置(不図示)に送出する。
ように、所定回目の座標データを算出するに際して、当
該所定回目の1回前に該当する記憶手段に記憶された座
標データから各センサの読み出し部分を判定する判定手
段を含む。
ば、ユーザ校正値の設定)を行わせるために、通信制御
手段33の方からセンサ制御手段31、座標演算手段3
2ヘモード切換え信号が送られる。
画素の数倍の像幅となるように焦点調節あるいは、拡散
フィルも等を用いて、積極的にボケを生じさせている。
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。こ
のように、画素数の少ないCCDと、適度にボケた光学
系を用いることが、本例のポイントの1つであり、この
ような組み合わせを用いることによって、演算データ量
が少なく、小さなセンサと光学系で非常に高分解能、高
精度、高速で且つ低コストな座標入力装置を実現でき
る。
センサ20Xa,20Xb,Y座標検出用リニアセンサ
20Ya,20Ybはそれぞれ同一の構成であり、その
内部構成を図6に示す。
素(本例では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IRCLK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。
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。これにより、
リニアCCD部25には、N画素のセンサ出力における
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。
荷は、2N個からなるリングCCD部26に1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。
29によって読み出される。このアンプ29は、非破壊
で蓄積電荷量に比例した電圧を出力するものであり、実
際には、隣接した電荷量の差分、すなわち、発光素子4
1の点灯時の電荷量から非点灯時の電荷量を差し引いた
分の値を増幅して出力する。
Yの出力波形の一例を図9に示す。図中、B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は非点灯時の波形、すなわち、外乱光のみの波形
である(図6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)。
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ている。
をピーク値と定義すれば、光に対してセンサが機能する
蓄積時間を増大させることにより、その時間に応じてピ
ーク値は増大することになる。
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ピーク
値は増大し、このピーク値が所定の大きさ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。
(B−A)のピークが十分な大きさになる前に、リング
CCD26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、センサにスキム機能を有する
スキム部28が付設されている。
視し、図10において、n回目のAnで信号レベルが所
定の値を超えている場合(図中、一点鎖線)、一定量の
電荷をA,Bの各画素から抜き取るようにする。
(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。
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。
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。
る。先ず、IR信号から一定遅延時問後のCLR信号に
よりすべての動作がクリアされる。この後、指示具によ
る入力があれば、CCDOUT信号の様に検出信号が積
分動作によって大きくなる。
パレータの出力CMPOUTが立ち下がりCCDの積分
動作を停止させる。制御手段は、この信号が下がるとA
D変換を開始する。AD変換機間は、ADSMPLで示
したように、CCDの画素出力の全てに対して行われ
る。
いような場合には、制御手段は、クリアからの経過時間
をカウントし、予め定めた一定時間を過ぎているような
場合には強制的にAD変換動作を行う。このようにして
おけば、入力が小さい場合でも、一定サンプリング時間
内に必ずサンプリングが行われるようになる。
グで行われる。CCD出力CCDOUTは時間軸を拡大
すると、図14のように画素単位の検出光レベルに応じ
た電圧で出力される。この信号を、サンプリングパルス
SPのタイミングで画素毎にAD変換し、制御手段はそ
のレベルをメモリーなどに記憶する。上記のような動作
を、各座標軸に対応したCCDの全てに対して行い、後
述の座標計算を行う。
ャリアを加え、そのキャリアを周波数検波して得た所定
周期の復調信号によって積分動作のタイミング制御を行
うようにしたので、指示具4と座標検出器1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。
レベルが所定レベルを超えことを検出し積分動作を停止
させる積分制御手段を設けたので、光量が変化してもほ
ぼ一定レベルの光スポット像の信号を生成でき、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。
説明する。上述のようにして得られた4つのリニアセン
サ20Xa,20Xb,20Ya,20Ybの出力信号
(アンプ29からの差分信号)は、センサ制御手段31
に設けられたAD変換手段31Aでデジタル信号として
座標演算手段32に送られ、座標値が計算される。
20Ya,20Ybに関しても同様の構成であるので、
以下、X座標値の演算について述べる。
れ、図11に示すように、スクリーン10の片側ずつの
検出をしており、その中央付近では検出領域が重複して
いる。センサXaはスクリーンのSXa領域に光スポッ
トがある場合にCCD上で光を検出し、センサXbはS
Xb領域に光スポットがある場合に検出を行う。重複領
域では両センサで検出が行われる。
座標CCDXa,CCDXbとする。図15はその時の
CCD出力を模式的に描いた特性図である。中央の重な
りの部分に光スポットがある場合には、センサXa,X
b共に出力が現れる。一方、SXb領域に光スポットが
ある場合には、センサXbのみに出力が現れる。
いて一方の出力がある場合には、例えば方の座標値を基
に、その値が基準点を超えたか否かで切り換えの判定を
行い、座標値を連結すれば良い。
外乱光などによって、本来の光スポット以外の所に、出
力が生じる場合がある(図15の15−3参照)。この
ような場合に、一方の座標値で判定を行っていると、間
遠った判定をしてしまい、表示画面上で突然異なる点に
カーソルなどが表示されることがある。この場合、例え
ば描画中であれば、不要な線が引かれてしまうことにな
る。
は、得られたCCD出力のデータのピーク値により判定
を行う。Dxa,Dxbは、先に説明したように、AD
変換された値であるから、CCD書く画素毎の光検出量
に応じた電圧値が記憶されている。そこで、各データの
最大値をもって、ピークレベルとすることができる。
ャートである。ステップS200で処理を開始し、ステ
ップS201では、任意の座標入力点での各画素の差分
信号である差分データDxa(n)(本例の場合、画素
数n=64)が読み込まれ、バッファメモリに貯えられ
る。
レベルを求め、Xapとして、記憶しておく。
ておいた閾値Vと比較し、閾値以上のデータ値Exa
(n)を導出する。
センサ上の座標CCDXaを算出する。本例では、重心
法により出力データの重心を算出しているが、出力デー
タExa(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。CCDXbについても同様に算出を行う。
上での画素に対応したセンサ座標であり、これらの座標
値を連結することで一つのCCD上での座標値として扱
えるようになる。そのためには、両CCDの連結の為の
基準座標を求めればよい。
的にならべた模式図である。CCDの検出領域は、先に
説明したように重複部分を有しているため、その座標位
置を重ねると、同図のようになる。この時、両CCD共
に測定可能な領域で、基準点の入力を予め行う。
を行い、上記CCDXa,Xb座標を算出する。これら
の値を基準点データとしてEEPROM等の不揮発性メ
モリーに記憶しておき、通常の使用時にはこの値を読み
出して計算を行う。
D座標CCDXを計算する。図17に示す17−2の手
順で説明すると、先ず、両CCDの基準点データを、メ
モリーから読み込む(s207)。
DXa,CCDXbの値と、基準点データの差分を計算
する(s208)。このようにする事で、図12の中央
付近にある直線L1の点を原点としたCCD上の座標に
変換される。
々のピーク値(XaP,XbP)を比較する。通常、外
乱などによる信号は、正規の光スポットによる信号に比
してかなり小さいため、ピーク値の大きな方を正規の座
標として採用する(s209)。このようにしてL1を
境に両CCDの値を連結できたことになる。
ら、スクリーン上の座標値への変換は、s212に示し
たように、予め測定しておき、不揮発メモリー等に記憶
された倍率αとオフセットβを用いて行うことができ
る。
に、予め既知の複数点での入力作業を行い、その時のC
CD座標とスクリーン上の座標値から換算すれば良い。
以上、X座標について説明を行ったが、Y座標について
も同様である。
値(X,Y)を示すデータ信号は、座標演算手段32か
ら通信制御手段33に送られる。この通信制御手段33
には、そのデータ信号と、制御信号検出手段72からの
制御信号とが入力される。
は、共に所定の形式の通信信号に変換され、外部の表示
制御装置に送出される。これにより、スクリーン10上
のカーソルやメニュー、文字や線画の入力などの各種操
作を行うことができる。
説明したが、より高速にデータを読み出すために、ブロ
ック分割でデータを読み出せるCCDがある。
CDはその受光部分が4領域に分割されており各々読み
出しが可能である。しかしながら前述したとおり、座標
計算には複数画素幅のデータが必要であり、ちょうどブ
ロック分割付近に入力があった場合に、1つのブロック
だけ読み出しただけでは、座標計算ができない(図19
参照)。そこで、隣接し合うブロック組み毎に読み出し
を行う。具体的には、ブロック1−2,2−3,3−4
で読み出すことにより、所定ブロックの端点にデータが
位置する時にも連続して読み出すことが可能になる。
32ビット幅を有しており、合計すると片側で128ビ
ットの情報を持つことになる。ビット数が向上すれば分
解能も向上するが、その分データの読み出しに時間が必
要になる。あまり時間がかかると、入力速度に影響して
使用上の軽快感を損なう場合がある。そこで本例では、
ブロック毎に読み出しを行うことにより速度低下を防止
する。
分を各々のブロック4とブロック1の領域とし、またY
a,Ybも同様とすると、スクリーン上の座標は各ブロ
ックに対応して図18のようになる。
た時、点AのX座標データを取得するには、XB1a:
Xb2aのブロック組みかXB2a:Xb3aのブロッ
ク組みを読み出せば、データが得られる。
a、またはXB1b:XB2bの組で読み出すことがで
きる。y座標についても同様である。
み出しを行って行くと結局最後の組みで検出されること
になるため、XB1a:XB2a,XB2a:XB3a
の読み出しは無駄になり、時間のロスを引き起こすこと
になる。
たり最初の入力を除いて連続している。そこで本例で
は、所定の記憶手段に記憶された1つ前の座標データに
基づいて、次回のデータ取り込みブロックを決定しロス
の少ないデータ取得を行う。
模式図である。簡単のためXB1a〜XB4aの領域に
ついて説明するが、他のブロックにおいても同様であ
る。
領域分けを行う。同図領域A,B,Cは入力光の画素幅
に従って決定される座標値、例えば入力光の画素幅が9
点の場合それが各ブロックの端点において、包含される
ように決定されている。
今回のデータ取得はXb1a:Xb2aの組で取り込み
を行う。今回の座標値が領域Bに入っている場合には、
次回のデータ取得はXb2a:Xb3aからはじめるこ
とになる。このように得られた座標値が各ブロックの端
点に行きつく前に、取り込むブロック組みをずらして取
得してゆくことで、データ取得の高速化を計ることがで
きる。
常の筆記の場合には、近傍での入力の場合があるので、
前回の筆記で最後の座標(ペンアップ座標)を元に同様
に行う。
ャートの説明− 図21は座標値を用いたブロック予測のフローチャート
の例である。先ず、ステップS301でメインルーチン
等から呼び出され、実行が開始され、S302で前回取
得し、メモリ等の記憶手段に格納された座標データを読
み出す。
領域Aに属するか否かを判定し、S305で、領域Aに
属する事が判定されたら、305でXB1a:Xb2a
のブロック組みを用いてデータを取得する。
S311にジャンプし、座標を計算する。計算された座
標値はメモリーなどに格納され、ルーチンを終える(S
313)。
は、他のブロックを順次データ取得できるまで検出を行
う。S303で領域Aに無いと判断された場合には、S
304で領域Bであるか否かを判定する。
でないと判定された場合には、領域CであるためS30
9に分岐して各々データ取得を行い、S306と同様に
データの有無を判定し、その結果に従って他のブロック
を見に行くか、データがある場合には座標計算(S31
1)に進む。
既に他のブロックペアのデータ取得が行われている場合
には光が入射していないと判断されるため、座標計算を
行わずにメイン処理に戻る。
S305に戻り、他のブロックペアのデータ処理を行
う、
どを用意して行えば良いので、フローチャートには示し
ていない。このようにして得られた座標値は、別ルーチ
ン等によりホスト等の外部接続装置に送られることにな
る。
値がどの領域に属するかを判定する手段をもって、その
結果から今回のデータ取得を開始するブロックペアを決
定することができるため、データ取得の大幅な短縮化が
可能になった。
について説明したが、他のブロックについても同様の手
法により当該効果を得ることができる。また本例では、
ブロックの組で読み出すタイプのCCDで説明したが、
ブロック単位で読み出す場合でも同様の効果を得ること
ができる。更に、左右同じブロック組で読み出せるタイ
プのCCDもあるが、それにおいても、同様の効果を得
ることができる。更に、積分動作がブロック組毎にしか
できないタイプのCCDもあるが、それにおいてはデー
タが取れるまでの時間を更に短縮でき、有効である。
招くことなく、より分解能が高く、使用上の軽快感に優
れた座標入力装置及び座標入力方法、及びこれを備えた
情報表示システムを提供することが可能となる。
は、座標値の変化は極端な場合を除き、筆記速度などは
徐々に変化している場合が多い。このことから、以下の
ようにして検出される座標を予測することでも、サンプ
リングのロスを減らすことが可能になる。
回の領域を判定する一例を示す模式図である。ここで、
縦軸はサンプリング時間tn、サンプルされた座標値が
Pnであり、横軸はX軸である。ここでも簡単のために
XB1a〜XB4aについてのみ説明するが、他の座標
でも同様である。
回目の座標である。これらの座標については、以下の計
算ができないため、例えば第1の実施形態と同様に処理
を行う。
値から、領域の判定を行う。先ず、P1−P0/t1か
ら座標の移動速度を決定する。P2が取得されるまでの
時間t2は、上述したようにピークがある閾値を超える
か、一定の時間経過までにより決まり、CPU等のカウ
ンタを用いて計測可能な値である。
ら、P2の予測座標P2’が計算される。 P2’=((P1−P0)/t1)*t2+P1 整理すれば、 Pn’=(P(n−1)−P(n−2))*(tn/t(n−1))十P(n −1) …(1) となり、Pn点の予測座標が計算できる。
タ取得するブロック組を決定する。図23がそのフロー
チャートである。
ず、句点目の入力か判定される。1点目、2点目であれ
ば、前回の座標値をそのまま用いて、領域を判定し座標
値計算まで至る。
ンプリング時間t(n−1)、今回のPn,tnがそれ
ぞれ記憶される(S415)。2点目以降はS415で
記憶された値を用いて、領域の予測が行われる。
計算される。このPn’を用いて領域判定を行い(S4
05)、領域Aであれば、S407で1a,2aのブロ
ック組でデータ取得が行われ、そうでなければ対応する
領域でのデータ取得が行われる。
(n−1),T(n−1)が新たに記憶され直して、次
々と予測座標値を計算して、ブロックを決定してゆくこ
とになる。
ング時間を記憶し、今回の座標値を予測することで、筆
記速度が上がったような場合でも、より正確なブロック
ペアを決定できるようになる。ここで、サンプリング時
間が一定のシステムについては、上記T(n−1)を記
憶する必要は無く定数を用いれば良い。
招くことなく、より分解能が高く、使用上の軽快感に優
れた座標入力装置及び座標入力方法、及びこれを備えた
情報表示システムを提供することが可能となる。
度を向上させるために補正項を用いた模式図である。図
中、P2においてP2’との差分ΔX2が計算される。
この値は、予測と実測の差分であり、前の点から今回の
検出までの変化した度合いを示すものである。
X2を用いて、P3’をこの値で補正すれば、P3’よ
り実際のP3に近い値が得られる。このように、前の予
測値と実測値の差分を用いて、今回の予測値の補正を行
うことでより精度良く、領域の予測が可能となる。
4との違いは、S503での予測座標の計算式が(2)
式になっている。また、S515での記憶する変数にΔ
X(n−1)が追加されており、 X(n−1)=Pn−Pn’…(3) で計算され、記憶される。
ックペアでデータ取得動作を行なう。2回目の検出につ
いては、補正項は算出できないので、デフォルト値とし
て0を用い、補正無しで計算される。このような構成で
あっても、全体に対する時間ロスは微少である。
招くことなく、より分解能が高く、使用上の軽快感に優
れた座標入力装置及び座標入力方法、及びこれを備えた
情報表示システムを提供することが可能となる。
するように各種のデバイスを動作させるように、前記各
種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコン
ピュータに対し、各実施形態の機能を実現するためのソ
フトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステム
あるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)
に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動
作させることによって実施したものも、本発明の範疇に
含まれる。
グラムコード自体が上述した各実施形態の機能を実現す
ることになり、そのプログラムコード自体、およびその
プログラムコードをコンピュータに供給するための手
段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体
は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶す
る記憶媒体としては、例えばフロッピー(登録商標)デ
ィスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディス
ク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカー
ド、ROM等を用いることができる。
ムコードを実行することにより、上述の各実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコ
ンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティン
グシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等の
共同して上述の各実施形態の機能が実現される場合にも
かかるプログラムコードは本発明の各実施形態に含まれ
ることは言うまでもない。
ンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続され
た機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そ
のプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機
能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部ま
たは全部を行い、その処理によって上述した各実施形態
の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。
下を招くことなく、より分解能が高く、使用上の軽快感
に優れた座標入力装置及び座標入力方法、及びこれを備
えた情報表示システムを提供することが可能となる。
る。
る。
作を表わす信号波形のタイミングチャートである。
するタイミングチャートである。
ある。
る。
る。
ある。
る。
示す模式図である。
図である。
す模式図である。
である。
Claims (14)
- 【請求項1】 入力画面に照射される光スポットの位置
に対応する座標を算出する座標入力装置であって、 複数の光電変換素子が配列されてなるセンサアレイと、 前記センサアレイの出力から前記光スポットの座標デー
タを連続的に算出する座標演算手段と、 所定回目の前記座標データを算出するに際して、当該所
定回目よりも前の前記座標データから前記センサアレイ
の読み出し部分を判定する判定手段とを備え、 前記座標演算手段は、前記判定手段で判定された前記読
み出し部分からの出力に基づいて、前記所定回目の前記
座標データを算出することを特徴とする座標入力装置。 - 【請求項2】 前記センサアレイは前記複数の光電変換
素子が直線状に配置されてなり、前記センサアレイを分
割する各所定ブロックの単位で読み出し可能とされてい
ることを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。 - 【請求項3】 前記座標演算手段は、前記センサアレイ
の出力のピーク値により前記座標データを算出すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の座標入力装置。 - 【請求項4】 前記発光制御手段は、照射光の発光状態
を制御する発光制御手段を有し、前記光スポットの像が
前記光電変換素子の画素の数倍の像幅となるように焦点
調節することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項
に記載の座標入力装置。 - 【請求項5】 指示具の操作により画像入力画面の所定
位置に照射光を出射して光スポットを生成し、センサア
レイの光電変換により前記光スポットの座標データを得
る座標入力方法であって、 所定回目の座標データを算出するに際して、 前記所定回目の1回前に該当する前記座標データから前
記センサアレイの読み出し部分を判定し、 前記センサアレイのうち、判定された前記読み出し部分
に該当する所定数の光電変換素子から部分的に出力を得
て、前記所定回目の前記座標データを算出して、前記座
標入力画面の所定位置に対応した座標出力信号を生成す
ることを特徴とする座標入力方法。 - 【請求項6】 前記各光電変換素子が直線状に配置され
ており、前記センサアレイを分割する各所定ブロックの
単位で読み出しを行うことを特徴とする請求項5に記載
の座標入力方法。 - 【請求項7】 前記センサアレイの出力のピーク値によ
り前記座標データを算出することを特徴とする請求項5
又は6に記載の座標入力方法。 - 【請求項8】 前記光スポットの像を前記光電変換素子
の画素の数倍の像幅となるように焦点調節することを特
徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の座標入力
方法。 - 【請求項9】 指示具からの光を座標入力画面に照射し
て光スポットを生成し、前記光スポットを検出して前記
座標入力画面の所定位置に対応した座標出力信号を生成
する座標入力装置と、 前記座標出力信号に基づいて、前記座標入力装置で入力
された情報を前記座標入力画面に投影する表示装置とを
備えて構成されており、 前記座標入力装置は、 複数の光電変換素子が配列されてなるセンサアレイと、 前記センサアレイの出力から前記光スポットの座標デー
タを連続的に算出する座標演算手段と、 所定回目の前記座標データを算出するに際して、当該所
定回目よりも前の前記座標データから前記センサアレイ
の読み出し部分を判定する判定手段とを備え、 前記座標演算手段は、前記判定手段で判定された前記読
み出し部分からの出力に基づいて、前記所定回目の前記
座標データを算出することを特徴とする情報表示システ
ム。 - 【請求項10】 前記センサアレイは前記複数の光電変
換素子が直線状に配置されてなり、前記センサアレイを
分割する各所定ブロックの単位で読み出し可能とされて
いることを特徴とする請求項9に記載の情報表示システ
ム。 - 【請求項11】 前記座標演算手段は、前記センサアレ
イの出力のピーク値により前記座標データを算出するこ
とを特徴とする請求項9又は10に記載の情報表示シス
テム。 - 【請求項12】 前記指示具は、照射光の発光状態を制
御する発光制御手段を有し、前記光スポットの像が前記
光電変換素子の画素の数倍の像幅となるように焦点調節
することを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に
記載の情報表示システム。 - 【請求項13】 請求項1〜4のいずれか1項に記載
の座標入力装置の各構成要素としてコンピュータを機能
させるためのプログラムを格納したコンピュータ読取り
可能な記録媒体。 - 【請求項14】 請求項5〜8のいずれか1項に記載の
座標入力方法の処理手順を実行させるためのプログラム
を格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
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