JP2003323252A - Optical coordinate input device - Google Patents

Optical coordinate input device

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JP2003323252A
JP2003323252A JP2002129539A JP2002129539A JP2003323252A JP 2003323252 A JP2003323252 A JP 2003323252A JP 2002129539 A JP2002129539 A JP 2002129539A JP 2002129539 A JP2002129539 A JP 2002129539A JP 2003323252 A JP2003323252 A JP 2003323252A
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coordinate
light
signal
control signal
radio wave
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JP2002129539A
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Japanese (ja)
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Hitoshi Yasuda
均 安田
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical coordinate input device improving operability by suppressing a malfunction due to disturbance light. <P>SOLUTION: This device is provided with a filter means which discriminates whether the detected coordinate value is due to the disturbance light to filter it. To use a radio wave instead of infrared light for transmitting a control signal, an indicating device is provided with a radio wave transmitting means and a detector is provided with a radio wave demodulation means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、大画面表示システ
ムにおける座標入力装置に関わり、より詳しくは、大き
く表示されたパソコン画面に対して、スクリーンサイド
で直接指示具を操作することで、パソコンの操作や文字
や図形の入力といった座標入力操作を実現する光学式座
標入力装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device in a large-screen display system, and more particularly to a large-sized personal computer screen, by operating an indicating tool directly on the screen side of the personal computer. The present invention relates to an optical coordinate input device that realizes coordinate input operations such as operations and input of characters and figures.

【0002】[0002]

【従来の技術】大画面表示装置に供する座標入力装置と
して、光(例えば赤外光)を発光する指示具をスクリー
ン上で操作し、この光を離れた位置にある検出器のCC
D(Charge Coupled Device)で受光し、座標値を算出
し、これをパソコンに送信することで座標入力を実現す
る光学式座標入力装置がある。CCDには2次元CCD
を用いたものや、ラインCCDをX軸用とY軸用に用い
たものもある。このような装置では、検出器の光検知に
おける外乱光への耐性が要求される。CCDにおいて外
乱光からの影響を抑制するため、所定の波長の光のみを
透過する光学フィルターを用いたり、また指示具の発光
の点灯時と非点灯時の光をCCDにおいて別々に蓄積
し、これらの差分を取ることで定常的に発生している外
乱光成分を取り除く方法を用いたりもする。また、CC
DではなくPSD(Position Sensitive Device)とい
う位置検出素子を用いているものもあり、そのような装
置では、光学フィルターを用いたり、光強度を周波数変
調し、この変調波を同期検波することにより外乱光から
の影響を抑制したりしている。
2. Description of the Related Art As a coordinate input device for a large-screen display device, an indicator for emitting light (for example, infrared light) is operated on a screen, and this light is detected by a CC detector.
There is an optical coordinate input device that realizes coordinate input by receiving light by a D (Charge Coupled Device), calculating coordinate values, and transmitting the calculated coordinate values to a personal computer. CCD is a two-dimensional CCD
There is also one using a line CCD and one using a line CCD for the X axis and the Y axis. In such a device, resistance to ambient light in light detection of the detector is required. In order to suppress the influence of ambient light on the CCD, an optical filter that transmits only light of a predetermined wavelength is used, and light when the indicator is lit and light that is not lit is stored separately in the CCD. It is also possible to use a method of removing the disturbance light component that is constantly generated by taking the difference of. Also, CC
Some devices use a position detection element called PSD (Position Sensitive Device) instead of D. In such a device, an optical filter is used, the light intensity is frequency-modulated, and the modulated wave is synchronously detected to cause disturbance. It also controls the effects of light.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、突発的かつ部分領域的に発生する外乱光で光学フィ
ルターを透過して入力されたものに対しては有効ではな
い。例えば、CCDやPSDからの信号出力を読み出そ
うとする直前のタイミングでそのある一部分に強い外乱
光が入射された場合、出力される座標値はその強い外乱
光が入射した位置に対応するものとなってしまう。この
結果、文字や図形の描画中であれば、全く予想もしない
ところを操作したかのように描画ラインが飛び、すぐに
外乱光が無くなりまた正常な位置に描画ラインが戻ると
いうことになる。また制御信号を検知中に外乱光が入射
すれば、その間は座標位置検出処理や制御信号検出処理
ができなくなり、文字や図形の描画操作が部分的に途切
れたり、クリックしている操作ボタンへの応答が無かっ
たりと、スムーズな操作に支障をきたすことになる。更
に、拡散光を発光する指示具は通常バッテリィ駆動され
ており、常時発光によるバッテリィの消耗の早さが問題
であった。
However, the above-mentioned conventional example is not effective for the disturbance light which is suddenly and partially generated and which is transmitted through the optical filter and inputted. For example, when strong disturbance light is incident on a certain portion at a timing immediately before the signal output from the CCD or PSD is read, the output coordinate value corresponds to the position where the strong disturbance light is incident. Will be. As a result, when a character or a figure is being drawn, the drawing line flies as if an unexpected place was operated, the ambient light disappears immediately, and the drawing line returns to a normal position. Also, if ambient light enters during control signal detection, coordinate position detection processing and control signal detection processing cannot be performed during that time, and the drawing operation of characters and figures is partially interrupted or the operation button clicked is interrupted. If there is no response, smooth operation will be hindered. Further, since the indicator that emits diffused light is usually driven by a battery, there is a problem in that the battery is consumed quickly due to constant light emission.

【0004】そこで本発明の目的は、外乱光の影響をよ
り抑制し、今まで以上に操作性の良い光学式座標入力装
置を提供することにある。またバッテリィの消耗を抑制
した指示具を備えた光学式座標入力装置を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an optical coordinate input device in which the influence of ambient light is further suppressed and the operability is better than ever. Another object of the present invention is to provide an optical coordinate input device equipped with an indicator that suppresses battery consumption.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、所定波長の光
を発光する指示具と、前記光を積分検知する光検知手段
と、前記光検知手段で検知された信号から、該光が発光
された座標入力面上における座標位置信号を出力する座
標演算手段からなる光学式座標入力装置において、前記
座標演算手段の後段にフィルタ手段を備え、該フィルタ
手段は、座標演算手段から出力される発光座標値を注目
座標に対して時間方向に前後のある既定座標数だけ記憶
するための座標メモリ手段と、該座標メモリ手段に記憶
された隣接する座標値間の距離を演算する距離演算手段
と、該距離演算手段で算出された座標間距離群から注目
座標値が外乱光による座標かどうかを判別する外乱光判
別手段と、該外乱光判別手段により外乱光による座標値
であると判別された座標値に対してその値を無効とし、
これを置き換える座標値をその近傍の座標値から近似算
出するための補間値演算手段から構成されるようにし
た。この結果、突発的且つ部分領域的に発生する外乱光
による座標値の誤検知を抑制することができる。また前
記フィルタ手段の動作をON/OFFできるようにフィ
ルタON/OFF手段を備えることで、外乱光の無いと
ころではフィルタ手段をOFFにし、フィルタ処理にか
かる時間を無くし、応答性を向上させることができる。
According to the present invention, a light emitting device emits light of a predetermined wavelength, an indicator for emitting light of a predetermined wavelength, a light detecting device for integrating detection of the light, and a signal detected by the light detecting device. In an optical coordinate input device comprising coordinate calculation means for outputting a coordinate position signal on the coordinate input surface, a filter means is provided after the coordinate calculation means, and the filter means emits light emitted from the coordinate calculation means. Coordinate memory means for storing coordinate values by a predetermined number of coordinate points before and after the coordinate of interest in the time direction, and distance calculating means for calculating the distance between adjacent coordinate values stored in the coordinate memory means, Disturbance light discriminating means for discriminating whether or not the coordinate value of interest is a coordinate due to ambient light from the inter-coordinate distance group calculated by the distance computing means, and the ambient light discriminating means determines that the coordinate value is due to ambient light. And disable the value for the coordinate value,
An interpolation value calculating means for approximating a coordinate value to replace the coordinate value from the coordinate value in the vicinity thereof is used. As a result, it is possible to suppress erroneous detection of coordinate values due to ambient light that suddenly and partially occurs. Further, by providing the filter ON / OFF means so that the operation of the filter means can be turned ON / OFF, the filter means is turned OFF in the absence of ambient light, the time required for the filtering process is eliminated, and the responsiveness is improved. it can.

【0006】また本発明は、所定波長の光を発光する指
示具と、前記光を積分検知する光検知手段と、前記光検
知手段で検知された信号から該光が発光された座標入力
面上における座標位置信号を出力する座標演算手段から
なる光学式座標入力装置において、前記光検知手段にお
ける光積分動作のタイミング制御のための制御信号を送
信するための電波送信手段を指示具に備え、該電波を受
信し前記タイミング信号を発生するための制御信号復調
手段を備えるようにした。電波を用いることで制御信号
の外乱光による影響が無くなる。また指示具にスイッチ
入力手段を備え、前記電波送信手段において該スイッチ
入力に対応した制御信号を送信するようにし、前記制御
信号復調手段の後段に該制御信号を識別するための制御
信号検出手段を備えることができる。この結果スイッチ
入力による制御信号の検知に対しても外乱光の影響が無
くなる。
Further, according to the present invention, an indicator for emitting light of a predetermined wavelength, a light detecting means for integrally detecting the light, and a coordinate input surface on which the light is emitted from a signal detected by the light detecting means. In the optical coordinate input device including the coordinate calculating means for outputting the coordinate position signal in, the indicator is provided with a radio wave transmitting means for transmitting a control signal for timing control of the light integrating operation in the light detecting means, A control signal demodulating means for receiving a radio wave and generating the timing signal is provided. The use of radio waves eliminates the influence of ambient light on the control signal. Further, the pointing device is provided with a switch input means, the radio wave transmitting means transmits a control signal corresponding to the switch input, and a control signal detecting means for identifying the control signal is provided at a subsequent stage of the control signal demodulating means. Can be prepared. As a result, the influence of ambient light on the detection of the control signal by the switch input is eliminated.

【0007】更に、指示具の発光動作のON/OFF
を、前記電波送信手段から独立して制御するための発光
ON/OFF手段を備えることができる。これにより、
座標位置情報が不用な場合(例えばPower Pointのスラ
イドショーを使用中など)、発光動作を停止させ、前記
電波送信手段から制御情報のみを送信させることができ
る。この結果、指示具のバッテリィの寿命を延ばすこと
ができる。
Further, the light emitting operation of the indicator is turned on / off.
Can be provided with a light emission ON / OFF means for controlling independently of the radio wave transmitting means. This allows
When the coordinate position information is unnecessary (for example, when using a slide show of Power Point), the light emitting operation can be stopped and only the control information can be transmitted from the radio wave transmitting means. As a result, the battery life of the indicator can be extended.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0009】(実施例)図1〜図12に基づき、本発明
による光学式座標入力装置の構成と動作を説明する。
(Embodiment) The structure and operation of the optical coordinate input device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0010】(装置構成)図1は同時に用いられる投射
型表示装置8を含む光学式座標入力装置の使用時の全体
構成を表す図である。投射型表示装置8は、コンピュー
タ9からの画像信号が入力される画像信号処理部81
と、これによって制御される液晶パネルやDMD(Digi
al Mirror Device)等の表示デバイス82、及びランプ
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、表示デバイス82の像をスクリーン10上
に投影する投影レンズ86からなる。投影レンズ86か
らスクリーン10に投射する光路内で指示具4の先端部
の発光部5から拡散光が、また指示具4の電波送信部1
4から電波が発せられる。検出器1は、座標検出用受光
部2とこの制御及び座標演算などを行うコントローラ
3、制御信号検出用電波受信部12とその復調及び信号
処理部13からなり、前記発光部5の投影画面上に相当
する座標信号と指示具4の各ボタンの状態に対応する制
御信号を検出し、コントローラ3を経由してコンピュー
タ9へ通信する。これにより、投影されている表示画面
上に文字や線画を記入したり、アイコンのクリックやメ
ニューの選定といったマウス入力操作が指示具4によっ
て自由に行えるようになる。
(Device Configuration) FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an optical coordinate input device including a projection type display device 8 which is used at the same time. The projection display device 8 has an image signal processing unit 81 to which an image signal from the computer 9 is input.
And a liquid crystal panel or DMD (Digi
al Mirror Device), an illumination optical system including a lamp 83, a mirror 84, and a condenser lens 85, and a projection lens 86 that projects an image of the display device 82 onto the screen 10. In the optical path projected from the projection lens 86 onto the screen 10, diffused light is emitted from the light emitting section 5 at the tip of the pointing tool 4, and the radio wave transmitting section 1 of the pointing tool 4 is also transmitted.
Radio waves are emitted from 4. The detector 1 is composed of a coordinate detection light-receiving unit 2, a controller 3 for performing control and coordinate calculation of the coordinate detection unit, a control signal detection radio wave reception unit 12 and a demodulation and signal processing unit 13 thereof. The control signal corresponding to the coordinate signal corresponding to and the state of each button of the pointing tool 4 is detected and communicated to the computer 9 via the controller 3. This allows the pointing tool 4 to freely perform mouse input operations such as writing characters and line drawings on the projected display screen, clicking icons, and selecting menus.

【0011】(指示具の説明)図2は光学座標入力装置
の内部構成を表す図である。指示具4は、電源スイッチ
43、制御信号の入力源となるボタン44Aと44B、
発光ON/OFFスイッチ45、前記ボタンおよびスイ
ッチの入力を受けて送信信号を生成する送信信号生成手
段47、生成された送信信号に拡散光で発光するための
変調処理を行う発光変調手段46、発光変調された信号
を拡散光として発光するための発光素子41、発光素子
を内蔵する発光部5、送信信号生成手段47で生成され
た信号に電波で送信するための変調処理を行う電波変調
手段142、電波変調された信号を電波として発射する
ための電波送信アンテナ141から構成される。本実施
例では発光素子41に赤外光発光LEDを用いている。
図3に指示具4の外観図を示す。動作について説明す
る。操作者は指示具4を手に持ち、電源スイッチ43を
ONにする。電源スイッチ43がONになることで発光
素子41より拡散光の発光が、電波送信アンテナ141
より送信電波の発射が開始される。このとき、発光ON
/OFFスイッチ45はONの状態であり、この間常に
拡散光は発光され続ける。発光ON/OFFスイッチ4
5をOFFにする場合については後述する。発光部5か
ら発光された拡散光は、後述する処理により検出部1に
よって発光部5のスクリーン10に対する座標値算出に
用いられ、算出された座標値はコンピュータ9へ送信さ
れる。スクリーン10画面上では、指示具4の発光部5
に対応する位置にマウスカーソルが表示されている状態
となる。このときボタン44A、44Bは操作されてい
ないため、電波送信信号にはボタン入力による制御信号
は含まれておらず、指示具4からの信号であることを識
別するためのヘッダー信号とリニアセンサー20X、2
0Yの制御用タイミング信号を生成するための信号のみ
が送られている。ここでボタン44Aあるいは44Bを
押すことによって、それぞれに割り付けられた制御信号
が送信電波に重畳される。即ち、アイコンのクリックや
メニューの選択、線や文字や図形の描画等が、パソコン
9のそばまで戻ること無く、スクリーン10のそばでこ
の指示具4を操作することで行えるようになる。
(Explanation of Pointing Tool) FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the optical coordinate input device. The pointing device 4 includes a power switch 43, buttons 44A and 44B which are input sources of control signals,
A light emission ON / OFF switch 45, a transmission signal generating means 47 for generating a transmission signal in response to the input of the button and the switch, a light emission modulating means 46 for performing a modulation process for emitting a diffused light to the generated transmission signal, and a light emission. A light emitting element 41 for emitting the modulated signal as diffused light, a light emitting section 5 incorporating the light emitting element, and a radio wave modulating means 142 for performing a modulation process for transmitting a radio wave to the signal generated by the transmission signal generating means 47. A radio wave transmitting antenna 141 for emitting a radio wave modulated signal as a radio wave. In this embodiment, an infrared light emitting LED is used as the light emitting element 41.
FIG. 3 shows an external view of the pointing tool 4. The operation will be described. The operator holds the indicator 4 in his hand and turns on the power switch 43. When the power switch 43 is turned on, the diffused light is emitted from the light emitting element 41 and the radio wave transmitting antenna 141
The emission of transmitted radio waves is started. At this time, light emission is ON
The / OFF switch 45 is in the ON state, and the diffused light is continuously emitted during this period. Light emission ON / OFF switch 4
The case of turning off 5 will be described later. The diffused light emitted from the light emitting unit 5 is used by the detecting unit 1 to calculate the coordinate value of the light emitting unit 5 with respect to the screen 10 by the process described later, and the calculated coordinate value is transmitted to the computer 9. On the screen 10 screen, the light emitting unit 5 of the pointing device 4
The mouse cursor is displayed at the position corresponding to. At this time, since the buttons 44A and 44B are not operated, the radio transmission signal does not include a control signal by button input, and the header signal and the linear sensor 20X for identifying the signal from the pointing tool 4 are included. Two
Only the signal for generating the 0Y control timing signal is sent. By pressing the button 44A or 44B, the control signal assigned to each button is superimposed on the transmission radio wave. That is, clicking an icon, selecting a menu, drawing a line, a character, or a graphic can be performed by operating the pointing tool 4 near the screen 10 without returning to the side of the personal computer 9.

【0012】電波や拡散光で送信されるデータは”1”
と”0”からなるが、送信信号生成手段47においてこ
れら”1”と”0”はパルス位置変調(Pulse Position
Modulation)される。PPM方式は一般の赤外線リモ
コンに広く供されている方式で、データビットは”0”
に対して”1”が2倍の間隔を持つように形成される
(図7のCMD信号に相当)。PPM変調された信号は
発光変調手段46と電波変調手段142に入力される。
発光変調手段46ではPPM変調された信号の”Hi”
レベルに対して高周波点滅させるように更なる変調が掛
けられ、発光素子41を通して空間へと発光される。電
波変調手段142では、PPM変調された信号を電波と
して発射するため、”Hi”レベルと”Low”レベル
に対し異なる周波数で周波数変調が行われる(図7のR
adio_SG信号に相当)。周波数変調を受けた信号
は電波送信アンテナ141を通して空間へと発射され
る。
The data transmitted by radio waves or diffused light is "1"
And "0", but these "1" and "0" are pulse position modulation (Pulse Position) in the transmission signal generating means 47.
Modulation). The PPM method is widely used for general infrared remote controllers, and the data bit is "0".
, "1" is formed so as to have a double interval (corresponding to the CMD signal in FIG. 7). The PPM-modulated signal is input to the light emission modulator 46 and the radio wave modulator 142.
The emission modulation means 46 outputs "Hi" of the PPM-modulated signal.
Further modulation is applied to the level so as to blink at high frequency, and the light is emitted to the space through the light emitting element 41. In the radio wave modulator 142, since the PPM-modulated signal is emitted as a radio wave, frequency modulation is performed at different frequencies for the "Hi" level and the "Low" level (R in FIG. 7).
corresponding to the adio_SG signal). The frequency-modulated signal is emitted into space through the radio wave transmission antenna 141.

【0013】発光ON/OFFスイッチ45をOFFに
することで発光変調手段46は発光動作を停止する。こ
のとき電波変調手段142は、電源スイッチ43がON
である限り常に動作状態にある。つまり、発光動作は停
止しているがボタン44Aあるいは44Bを押すことに
よる制御信号の送信は可能状態にある。この結果、画面
の座標位置情報を必要としない場合、例えばMicrosoft
Power Pointのようなプレゼンテーションアプリケーシ
ョンにおけるスライドショーのページ送りのような操作
だけでよい場合は、発光動作による電力の消耗を抑制す
ることができるようになる。また、発光ON/OFFス
イッチ45がOFF状態であることを電波に重畳して制
御信号のひとつとして送信し、検出器1で強制的に座標
位置の算出を停止するようにするため、外乱光による座
標値の誤検出をより確実に抑制できる。
By turning off the light emission ON / OFF switch 45, the light emission modulation means 46 stops the light emission operation. At this time, the radio wave modulator 142 turns on the power switch 43.
Is always active. That is, although the light emitting operation is stopped, the control signal can be transmitted by pressing the button 44A or 44B. As a result, if you do not need the coordinate position information of the screen, for example, Microsoft
When only the operation such as page turning of a slide show in a presentation application such as Power Point is required, power consumption due to the light emitting operation can be suppressed. Further, because the fact that the light emission ON / OFF switch 45 is in the OFF state is superimposed on the radio wave and transmitted as one of the control signals, and the detector 1 is forced to stop the calculation of the coordinate position, False detection of coordinate values can be suppressed more reliably.

【0014】(検出器の説明)検出器1は、指示具4か
ら送信された電波を受信するための電波受信アンテナ1
21、受信した電波から制御信号を復調する制御信号復
調手段131、復調された制御信号を識別する制御信号
検出手段132、指示具4の発光部5からの拡散光に対
して可視光をカットするための可視光カットフィルター
100、受光した光の入射方向を検出するためのシリン
ダーレンズ90X、90Yとリニアセンサー20X、2
0Y、制御信号復調手段131からのタイミング信号を
受けリニアセンサー20X、20Yの制御を行うセンサ
ー制御手段31、リニアセンサー20X、20Yからの
アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換手段3
1A、AD変換手段31Aからのデジタル信号から光の
入射方向のスクリーン10に対する座標位置を演算する
座標演算手段32、算出された座標位置の突発的な外乱
光によるものを取り除くフィルタ手段34、フィルタ手
段のON/OFFを切り替えるフィルタON/OFFス
イッチ35、フィルタON/OFFスイッチ35経由の
算出された座標値と制御信号検出手段132からの制御
信号を接続されたコンピュータ9へ送信する通信制御手
段33から構成される。
(Description of Detector) The detector 1 is a radio wave receiving antenna 1 for receiving the radio wave transmitted from the pointing tool 4.
21, control signal demodulation means 131 for demodulating a control signal from the received radio wave, control signal detection means 132 for identifying the demodulated control signal, and visible light with respect to diffused light from the light emitting section 5 of the pointing tool 4. Visible light cut filter 100, cylinder lenses 90X and 90Y for detecting the incident direction of received light, and linear sensors 20X and 2
0Y, a sensor control unit 31 that receives a timing signal from the control signal demodulation unit 131 and controls the linear sensors 20X and 20Y, and an AD conversion unit 3 that converts an analog signal from the linear sensors 20X and 20Y into a digital signal.
1A, coordinate calculation means 32 for calculating the coordinate position of the incident direction of light with respect to the screen 10 from the digital signal from the AD conversion means 31A, filter means 34 for removing the calculated coordinate position due to sudden disturbance light, filter means From the communication control means 33 for transmitting to the connected computer 9 the filter ON / OFF switch 35 for switching ON / OFF of the, the coordinate value calculated via the filter ON / OFF switch 35 and the control signal from the control signal detection means 132 to the connected computer 9. Composed.

【0015】動作について説明する。指示具4の電波送
信アンテナ141から発射された電波は電波受信アンテ
ナ121で受信され、制御信号復調手段131でデジタ
ル信号の復調及び座標位置検出用のタイミング信号の生
成がなされる。復調されたデジタル信号は、制御信号検
出手段132においてヘッダー部の識別が行われる。ヘ
ッダー部をもとにこの受信信号が指示具4からのもので
あると認識された場合は、通信制御手段33を経由して
センサー制御手段31に伝えられ、センサー制御動作が
有効となる。センサー制御手段31は生成された前記タ
イミング信号に従い、リニアセンサー20X、20Yの
読み取り制御を行う。指示具4においてボタン44A、
44Bあるいは発光ON/OFFスイッチ45が操作さ
れた場合は、各スイッチに対応する制御信号が電波に重
畳されており、この制御信号は制御信号復調手段131
を経由後、制御信号検出手段132でデコードされ、通
信制御手段33へと送られる。
The operation will be described. The radio wave emitted from the radio wave transmitting antenna 141 of the pointing tool 4 is received by the radio wave receiving antenna 121, and the control signal demodulating means 131 demodulates a digital signal and generates a timing signal for coordinate position detection. The control signal detection means 132 identifies the header portion of the demodulated digital signal. When it is recognized that the received signal is from the pointing tool 4 based on the header portion, it is transmitted to the sensor control means 31 via the communication control means 33, and the sensor control operation becomes effective. The sensor control means 31 controls the reading of the linear sensors 20X and 20Y according to the generated timing signal. Button 44A in the pointing device 4,
When the 44B or the light emission ON / OFF switch 45 is operated, the control signal corresponding to each switch is superimposed on the radio wave, and this control signal is the control signal demodulating means 131.
After passing through, the signal is decoded by the control signal detection means 132 and sent to the communication control means 33.

【0016】指示具4の発光部5からの発光された拡散
光は可視光カットフィルター100を透過し外乱光が排
除された後、シリンダーレンズ90X、90Yによって
集光され、リニアセンサー20X、20Y上に結像す
る。図4に示すように、シリンダーレンズ90X、90
Yは正確に直角に配置し、X座標検出用のリニアセンサ
ー20Xの感光部21Xが投影レンズ86の光軸の上に
配置することで、リニアセンサー20X、20Y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
が得られるようになっている。これらのセンサーはセン
サー制御手段31によって制御されており、その出力信
号はセンサー制御手段31に設けられたAD変換手段3
1Aでデジタル化され、座標演算手段32に送られ、セ
ンサー上における出力座標値が計算される。ところで入
射される光は、可視光カットフィルタ100にて外乱光
がカットされるが、外乱光の中には指示具4から発光さ
れる拡散光と同じあるいはその近傍の波長の光も混ざっ
ている。これらの光は可視光カットフィルタ100でカ
ットされること無く拡散光と一緒に透過する。例えば本
実施例では拡散光に赤外光を使用するが、本装置の設置
環境における窓からの太陽光や室内のインバータ照明器
具等からの光の中にもこの拡散光の波長近傍の赤外光が
含まれており、これらは拡散光と一緒にリニアセンサー
20X、20Yまで届いてしまう。通常であればこれら
外乱赤外光は本来の拡散光の中のピーク部分よりは強度
は低く、座標演算手段32でのピーク値検出には支障を
来たすことは無い。また、多少レベルが高くても定常的
に発生しているものに対しては、拡散光非点灯時の外乱
赤外光のレベルを拡散光点灯時の全体の光レベルから差
し引くことで対応できる。
The diffused light emitted from the light emitting section 5 of the pointing device 4 passes through the visible light cut filter 100 to eliminate the ambient light, and is then condensed by the cylinder lenses 90X and 90Y, and then on the linear sensors 20X and 20Y. Image on. As shown in FIG. 4, the cylinder lenses 90X, 90
By arranging Y at a right angle, and by arranging the photosensitive section 21X of the linear sensor 20X for detecting the X coordinate on the optical axis of the projection lens 86, the linear sensors 20X and 20Y respectively reflect the X coordinate and the Y coordinate. An output having a peak in the selected pixel can be obtained. These sensors are controlled by the sensor control means 31, and their output signals are AD conversion means 3 provided in the sensor control means 31.
It is digitized by 1 A and sent to the coordinate calculation means 32, and the output coordinate value on the sensor is calculated. By the way, the incident light has its disturbance light cut by the visible light cut filter 100, and the disturbance light also contains light having a wavelength equal to or near the diffused light emitted from the indicator 4. . These lights are transmitted together with the diffused light without being cut by the visible light cut filter 100. For example, although infrared light is used as the diffused light in this embodiment, the infrared light near the wavelength of the diffused light is also included in the sunlight from the window in the installation environment of the device and the light from the indoor inverter lighting equipment. Light is included, and these reach the linear sensors 20X and 20Y together with the diffused light. Normally, the intensity of the disturbance infrared light is lower than that of the peak portion in the original diffused light, and the peak value detection by the coordinate calculating means 32 does not interfere. In addition, even if the level is somewhat high, it can be dealt with by constantly subtracting the level of the disturbance infrared light when the diffused light is not turned on from the total light level when the diffused light is turned on.

【0017】しかし、太陽光の光の入り方やインバータ
照明具の種類、検出器1の外乱光に対する設置関係等に
よりこの外乱赤外光の強さは異なり、状況によっては拡
散光よりも強くまた突発的に発生しうる。その結果座標
演算におけるピーク箇所の誤検出が発生することにな
る。例えば、拡散光の非点灯時には発生していなかった
が点灯時に突発的に外乱赤外光が入射したような場合で
ある。このときスクリーン10上のマウスポインタは、
外乱光によって誤検知された座標位置に一瞬の間飛び移
り、再び元の指示具4の発光部5に対応する位置に戻っ
てくることになる。ボタン44A、44Bの操作を行っ
ていなければこのような動作も特に問題にはならないで
あろうが、これが例えばフリーラインの描画中であれ
ば、描画中の線は突然全く予期せぬ方向へ飛び再び元の
位置に戻るということになり、描画動作に支障を来たす
ことになる。そこでこのような突発的外乱赤外光による
座標の誤検知を極力抑制するために座標演算手段32の
後段にフィルタ手段34及びフィルタON/OFF手段
35を設けた。
However, the intensity of the disturbance infrared light differs depending on how the sunlight enters, the type of the inverter illuminator, the installation relationship of the detector 1 with respect to the disturbance light, and depending on the situation, it may be stronger than the diffused light. It can occur suddenly. As a result, erroneous detection of the peak location in the coordinate calculation will occur. For example, there is a case where the disturbance infrared light is not incident when the diffused light is not lit but is suddenly incident when the diffused light is lit. At this time, the mouse pointer on the screen 10
For a moment, it jumps to the coordinate position erroneously detected by the ambient light and returns to the position corresponding to the light emitting unit 5 of the original pointing tool 4 again. This kind of operation would not be a problem unless the buttons 44A and 44B are operated, but if this is for example drawing a free line, the line being drawn suddenly jumps in an unexpected direction. This means returning to the original position again, which causes a hindrance to the drawing operation. Therefore, in order to suppress the erroneous detection of the coordinates due to such a sudden disturbance infrared light as much as possible, a filter means 34 and a filter ON / OFF means 35 are provided at the subsequent stage of the coordinate calculation means 32.

【0018】(フィルタ手段の動作)フィルタ手段34
の動作を説明する。図5はフィルタ手段34の内部構成
を表す図である。座標演算手段32から出力された座標
値(X、Y)は座標メモリ手段34aに保持される。保
持された座標値は距離演算手段34bにおいてそのひと
つ前の座標値との座標間距離が算出され、保持される。
そして算出された座標間距離がある一定の距離よりも大
きいか小さいかを判別することで、入力された座標値が
外乱光によるものであるのかどうかを検知する。この判
別は外乱光判別手段34cにて行われる。ここで外乱光
と判別された場合、その座標値は無効とし、その前後に
ある正しい座標値から補間処理することで求めるように
する。
(Operation of Filter Means) Filter Means 34
The operation of will be described. FIG. 5 is a diagram showing the internal configuration of the filter means 34. The coordinate value (X, Y) output from the coordinate calculation means 32 is held in the coordinate memory means 34a. The distance calculation means 34b calculates the inter-coordinate distance between the held coordinate value and the previous coordinate value and holds the calculated coordinate distance.
Then, by determining whether the calculated inter-coordinate distance is larger or smaller than a certain distance, it is detected whether or not the input coordinate value is due to ambient light. This discrimination is performed by the ambient light discrimination means 34c. If it is determined that the light is ambient light, the coordinate value is invalidated, and the coordinate value is obtained by performing an interpolation process from the correct coordinate values before and after it.

【0019】具体例を図6に沿って説明する。座標メモ
リ手段34aのメモリ配列をZahyo(N)、距離演
算手段34bで算出される座標間距離用メモリをKyo
ri、外乱光判別手段34cのメモリ配列をHanbe
tsu(N)、外乱光判別手段34cの外乱光検知フラ
グ用メモリをGairanとする。Zahyo(N)、
Kyori、Hanbetsu(N)、Gairanは
それぞれN個、1個、N個、1個のメモリ領域を持つ。
最新のZahyo()、Hanbetsu()はすべて
N番目に保持されるが、それ以前のデータは事前にひと
つ下位の領域にシフトされる。まず最新の座標値が座標
メモリ手段34aのZahyo(N)に保持される(S
102)。次に距離演算手段34bにおいて、Zahy
o(N)とZahyo(N−1)の座標値間の距離が、 Kyori={Zahyo(N)−Zahyo(N−
1)}^2 によって算出され保持される(S103)。このKyo
riの値がある一定の距離TH2より大きいか否かを比
較し(S104)、大きいときはZahyo(N)の座
標値が外乱光によって発生したものであると判断する。
この判別処理は外乱光判別手段34cにて行なわれる。
突発的な外乱光が入射していないときは、各座標値は連
続する滑らかな線上を走ることになり、各座標間距離
(単位サンプリング当りの座標移動量:Kyori)
は、よほど意地悪的に指示具4を高速で操作しない限
り、ある一定の距離TH2を越えることは無い。これに
対し突発的な外乱光が入射した場合、この連続性が崩
れ、座標間距離が極端に大きくなることを利用するもの
である。
A specific example will be described with reference to FIG. The memory array of the coordinate memory means 34a is Zahyo (N), and the memory for inter-coordinate distance calculated by the distance calculation means 34b is Kyo.
ri, the memory array of the ambient light discrimination means 34c is changed to Hanbe
tsu (N), the ambient light detection flag memory of the ambient light discrimination means 34c is Gairan. Zahyo (N),
Kyori, Hanbetsu (N), and Gairan each have N, 1, N, and 1 memory areas.
The latest Zahyo () and Hanbetsu () are all held at the Nth position, but the data before that is shifted to the next lower region in advance. First, the latest coordinate value is stored in Zahyo (N) of the coordinate memory means 34a (S
102). Next, in the distance calculation means 34b, Zahy
The distance between the coordinate values of o (N) and Zahyo (N-1) is Kyori = {Zahyo (N) -Zahyo (N-
1)} ^ 2 and calculated and held (S103). This Kyo
Whether or not the value of ri is larger than a certain distance TH2 is compared (S104), and when it is larger, it is determined that the coordinate value of Zahyo (N) is generated by ambient light.
This discrimination processing is performed by the ambient light discrimination means 34c.
When no sudden disturbance light is incident, each coordinate value runs on a continuous smooth line, and the distance between each coordinate (coordinate movement amount per unit sampling: Kyori)
Does not exceed a certain distance TH2 unless the indicator 4 is operated at a very high speed. On the other hand, when sudden disturbance light is incident, this continuity is broken and the inter-coordinate distance becomes extremely large.

【0020】Zahyo(N)が外乱光によるものであ
ると判別された場合、その座標値が外乱光によるもので
あることを示すHanbetsu(N)に”1”をセッ
トし(S105)、且つHanbetsu()のフラグ
列の中に”1”が存在することが即判別できるようにす
るためGairanにも”1”をセットし(S10
5)、決定座標値を出力後(S106)次のサンプル座
標値の処理に移る。
When it is determined that Zahyo (N) is caused by ambient light, Hanbetsu (N) indicating that the coordinate value is due to ambient light is set to "1" (S105), and Hanbetsu is set. To make it possible to immediately determine that "1" exists in the flag string of (), "1" is also set in Gairan (S10
5) After outputting the determined coordinate value (S106), the process moves to the next sample coordinate value.

【0021】外乱光と判別されなかった場合はHanb
etsu(N)に”0”にセットし(S108)、Ga
iranを判定する(S109)。Gairan=0で
あれば今まで外乱光による座標値は無かったわけで、そ
のまま決定座標値を出力する(S106)。Gaira
n=1であった場合は少なくともHanbetsu(N
−1)=1であり、このN−1番目に最も近いところの
Hanbetsu(n)=0のnを探す(S110)。
例えばn=N−5であった場合、N−4番目からN−1
番目までの4つの座標は外乱光によるものと判断されて
いるわけである。ここでこれら4つの座標値に対して、
その前後の正しい座標値から数値を補間処理する(S1
11)。補間処理として例えば、単純にZahyo(N
−5)とZahyo(N)の間を直線で結び、その間に
外乱光による座標が均等に配置するように補間したり、
あるいはZahyo(N−6)とZahyo(N−5)
とZahyo(N)の3つの座標値を通る2次関数を求
め、この2次関数上に該座標が均等に配置するように補
間する。勿論補間に使用する正常な座標値の数を増やす
ことで補間の精度を上げることはできる。補間処理後は
各補間値を該当のZahyo()に保持し(S11
1)、Hanbetsu()及びGairanの”1”
の値を”0”とし(S112)、決定座標値を出力する
(S106)。決定座標出力後は次のサンプル座標値の
処理のため、Zahyo()及びHanbetsu()
のすべてのデータをひとつ下位の領域へシフトする(S
107)。この結果Zahyo(N)及びHanbet
su(N)は空き状態となり、Zahyo(1)及びH
anbetsu(1)のデータは廃却されることにな
る。
Hanb when it is not discriminated as ambient light
Set "0" to etsu (N) (S108), and Ga
iran is determined (S109). If Gairan = 0, there has been no coordinate value due to ambient light until now, and the determined coordinate value is output as it is (S106). Gaira
When n = 1, at least Hanbetsu (N
−1) = 1, and the nearest n−1 Hanbetsu (n) = 0 is searched for (S110).
For example, in the case of n = N-5, from the N-4th to N-1
It is determined that the four coordinates up to the th are due to ambient light. Here, for these four coordinate values,
Numerical values are interpolated from correct coordinate values before and after that (S1)
11). As the interpolation processing, for example, simply Zahyo (N
-5) and Zahyo (N) are connected by a straight line, and interpolation is performed so that the coordinates due to ambient light are evenly arranged between them.
Or Zahyo (N-6) and Zahyo (N-5)
Then, a quadratic function that passes through the three coordinate values of AZ and Zahyo (N) is obtained, and interpolation is performed so that the coordinates are evenly arranged on this quadratic function. Of course, the accuracy of interpolation can be improved by increasing the number of normal coordinate values used for interpolation. After the interpolation processing, each interpolation value is held in the corresponding Zahyo () (S11
1), Hanbetsu () and "1" of Gairan
Is set to "0" (S112), and the determined coordinate value is output (S106). After outputting the determined coordinates, Zahyo () and Hanbetsu () are processed for processing the next sample coordinate values.
Shifts all the data in the lower one area (S
107). This resulted in Zahyo (N) and Hanbet
su (N) becomes empty, and Zahyo (1) and H
The data of anbetsu (1) will be discarded.

【0022】ここで前記メモリ配列数Nはこの補間処理
のアルゴリズムに合わせて調整/設定すればよい。また
最終決定座標値とは、フィルタ処理用に保持している座
標値N個の中から最終的な座標値として出力される既定
のf番目の座標値Zahyo(f)のことで、このfは
補間処理のアルゴリズム及びメモリ配列数Nに合わせて
調整/設定すればよい。ただ上記において、座標間距離
が小さいところで発生した外乱光による座標値は、実際
の操作によるものとの区別ができず、その座標値の除去
は行えない。
Here, the number N of memory arrays may be adjusted / set according to the algorithm of this interpolation processing. The final determined coordinate value is a predetermined f-th coordinate value Zahyo (f) that is output as a final coordinate value out of N coordinate values held for filter processing. It may be adjusted / set according to the algorithm of the interpolation processing and the number N of memory arrays. However, in the above description, the coordinate value due to the disturbance light generated at a small distance between the coordinates cannot be distinguished from the actual operation, and the coordinate value cannot be removed.

【0023】(制御信号復調動作)従来の光学式座標入
力装置では、制御信号も座標位置検知用と同じ赤外光か
ら検知していた。このため座標検知の場合と同様に外乱
光の影響を受け易かった。外乱光の影響を受けることで
本来の制御信号と認識されないため、ボタン44Aや4
4Bを操作していてもこれが表示画面に反映されず、つ
まり描画中であっても途中で描画用のマウスポインタが
停止した状態になったり、アイコンをクリックしてもそ
れが反映されなかったりすることになる。そこで本件で
はこの制御信号を電波で送信するようにした。本実施例
では、従来方式としてのパルス位置変調(Pulse Positi
on Modulation)を使った赤外光方式において、その赤
外光で変調する直前のベースバンド信号のHiレベルと
Lowレベルを、それぞれ異なる周波数の電波で変調す
るようにしたものである。図7は電波受信アンテナ12
1の受信信号から制御信号を復調する動作を表す信号波
形のタイミングチャートである。Radio_SGは電
波受信アンテナ121からの出力信号であり、指示具4
の電源スイッチ43をONにすることで電波変調手段1
42から生成される信号に相当する。Radio_SG
信号から”Hi”と”Low”のデジタル信号が復調さ
れたものがCMD信号である。CMD信号はPPM変調
されている信号であり、先頭の少し長めの”Hi”と”
Low”がリーダー部で、このリーダー部とこれに続く
コード(メーカーIDなど)からなるヘッダー信号が最
初に出力され、そのあとに制御信号などの送信データ列
が続く。ここで等幅の”Hi”と”Low”の組み合わ
せがデータビット”0”を、”Hi”とその3倍幅の”
Low”の組み合わせがデータビット”1”を表す。指
示具4においては、送信信号生成手段47で生成される
信号に相当する。CMD信号は制御信号検出手段132
によって制御信号として解釈され、通信制御手段33に
送られる。また、Light_SG信号は指示具4の発
光変調手段46で生成される信号に相当し、検出器1で
はデジタル信号として検出及び処理されることはない
が、この信号の”Hi”レベルのときに指示具4の発光
素子41が点灯したことを意味し、このときリニアセン
サー20X、20Yに拡散光が到達することになる。指
示具4の発光ON/OFFスイッチ45がOFF状態の
ときはLight_SG信号は発生しないためリニアセ
ンサー20X、20Yに拡散光が到達することは無く、
また該スイッチ45がOFF状態であることは制御信号
検出手段132でも検知され、これを元にセンサー制御
手段31、座標演算手段32は座標位置検出動作を停止
する。これにより発光ON/OFFスイッチ45のOF
F時における座標位置の外乱光による誤検知を完全に抑
制している。
(Control signal demodulation operation) In the conventional optical coordinate input device, the control signal is also detected from the same infrared light as that for detecting the coordinate position. For this reason, as in the case of coordinate detection, it was easily affected by ambient light. Since it is not recognized as the original control signal due to the influence of ambient light, the buttons 44A and 4
Even if 4B is operated, this is not reflected on the display screen, that is, the mouse pointer for drawing is stopped in the middle of drawing, or it is not reflected even if the icon is clicked. It will be. Therefore, in this case, the control signal is transmitted by radio waves. In this embodiment, pulse position modulation (Pulse Positi
In the infrared light system using on modulation, the Hi level and the Low level of the baseband signal immediately before being modulated by the infrared light are modulated by radio waves having different frequencies. FIG. 7 shows the radio wave receiving antenna 12
6 is a timing chart of signal waveforms showing an operation of demodulating a control signal from the No. 1 received signal. Radio_SG is an output signal from the radio wave receiving antenna 121, and is an indicator 4
By turning on the power switch 43 of the radio wave modulation means 1
Corresponds to the signal generated from 42. Radio_SG
The CMD signal is obtained by demodulating the digital signals of "Hi" and "Low" from the signal. The CMD signal is a PPM-modulated signal, and has a slightly longer "Hi" and "" at the beginning.
"Low" is the reader part, and the header signal consisting of this reader part and the code (manufacturer ID, etc.) following this is output first, followed by the transmission data string such as control signals. The combination of "and" Low "represents the data bit" 0 "," Hi "and its triple width"
The combination of "Low" represents the data bit "1". In the indicator 4, it corresponds to the signal generated by the transmission signal generating means 47. The CMD signal is the control signal detecting means 132.
Is interpreted as a control signal and sent to the communication control means 33. Further, the Light_SG signal corresponds to a signal generated by the light emission modulation means 46 of the indicator 4, and is not detected and processed as a digital signal by the detector 1, but an instruction is given when this signal is at “Hi” level. This means that the light emitting element 41 of the tool 4 is turned on, and the diffused light reaches the linear sensors 20X and 20Y at this time. When the light emission ON / OFF switch 45 of the pointing tool 4 is in the OFF state, the Light_SG signal is not generated, so that the diffused light does not reach the linear sensors 20X and 20Y.
Further, the fact that the switch 45 is in the OFF state is also detected by the control signal detecting means 132, and based on this, the sensor control means 31 and the coordinate calculating means 32 stop the coordinate position detecting operation. As a result, the light emission ON / OFF switch 45 is OF
False detection due to ambient light at the coordinate position at F is completely suppressed.

【0024】次にセンサーの位相同期について述べる。
CMD信号のヘッダー部のタイミングでリセットされそ
の後のCMD信号の立ち下がりに位相同期されたCLK
信号が生成される。このCLK信号は電波の有無に同期
した一定周波数のクロック信号であることを意味する。
また、CMD信号からは電波入力の有無を表わすRad
io_ON信号とこのRadio_ON信号によって起
動されるセンサーリセット信号CLRが生成される。こ
のCLR信号が”Hi”の間に2つのリニアセンサー2
0X、20Yはリセットされ、CLK信号の立ち上がり
に同期したCLR信号の立ち下がりのタイミングで後述
する同期積分動作が開始される。一方前記制御信号検出
手段132がヘッダーを検出し、他の機器やノイズでは
なく指示具4からの電波入力が開始されたことを確認す
ると、これがセンサー制御手段31に伝達され、センサ
ー動作有効を示すInteg_ONが”Hi”にセット
され、座標演算手段32の動作が開始される。電波入力
信号Radio_SGが無くなり、一連の動作の終了時
の信号波形のタイミングチャートを図8に示す。Rad
io_SG信号から検波された復調信号CMDが”Lo
w”を一定時間以上続けると、電波入力有無を表わすR
adio_ON信号が”Low”になり、Integ_
ON信号も”Low”になり座標出力動作を終了する。
Next, the phase synchronization of the sensor will be described.
CLK that is reset at the timing of the header part of the CMD signal and is phase-synchronized with the trailing edge of the CMD signal.
A signal is generated. This CLK signal means that it is a clock signal of a constant frequency synchronized with the presence or absence of radio waves.
Also, from the CMD signal, a Rad indicating the presence or absence of radio wave input
The io_ON signal and the sensor reset signal CLR activated by this Radio_ON signal are generated. Two linear sensors 2 while this CLR signal is "Hi"
0X and 20Y are reset, and the synchronous integration operation described later is started at the timing of the falling edge of the CLR signal synchronized with the rising edge of the CLK signal. On the other hand, when the control signal detection means 132 detects the header and confirms that the radio wave input from the pointing tool 4 has started, not to other devices or noise, this is transmitted to the sensor control means 31 to indicate that the sensor operation is valid. Integ_ON is set to "Hi", and the operation of the coordinate calculation means 32 is started. FIG. 8 shows a timing chart of the signal waveform when the radio wave input signal Radio_SG disappears and a series of operations ends. Rad
The demodulated signal CMD detected from the io_SG signal is “Lo
If "w" is continued for a certain period of time or more, R indicating the presence or absence of radio wave input is displayed.
The audio_ON signal becomes “Low”, and Integ_
The ON signal also becomes "Low", and the coordinate output operation ends.

【0025】次にリニアセンサー20X、20Yの同期
積分動作について説明する。さて、本実施例で用いるセ
ンサーはアレイ状でありかつ同期積分動作が行なえるも
のである。図9はこのリニアセンサー20X、20Yの
内部構成図である。X用Y用の二つは同じものであるた
め、以下の説明は一方についてのみ行なう。
Next, the synchronous integration operation of the linear sensors 20X and 20Y will be described. By the way, the sensor used in this embodiment has an array shape and is capable of performing a synchronous integration operation. FIG. 9 is an internal configuration diagram of the linear sensors 20X and 20Y. Since the two for X and the one for Y are the same, the following description will be made for only one.

【0026】受光部であるセンサーアレイ21はN個の
画素からなり、受光量に応じた電荷が積分部22に貯め
られる。積分部22はゲートICGに電圧を加えること
でリセット出来るので、これにより電子シャッター動作
が可能である。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で蓄積部23に転送される。
蓄積部23は2N個あり、光の点滅に同期した前記CL
K信号の”Hi”と”Low”に対応して別々に電荷が
蓄積される。その後転送クロックを簡単にするために設
けられたシフト部24を介して2N段のリニアCCD部
25に蓄積された電荷が転送される。このようにしてリ
ニアCCD部25にはN画素のセンサー出力の光の点滅
に対応した電荷が隣接して並ぶことになる。リニアCC
D部25に並べられた電荷は順次リングCCD部26に
転送される。このリングCCD26は前述のCLR信号
によってCLR部27で空にされた後、リニアCCD2
5からの電荷を順次蓄積していく。29はこの電荷を読
み出すアンプであって、非破壊で蓄積電荷量に比例した
電圧を出力する。
The sensor array 21, which is a light receiving portion, is composed of N pixels, and the charge corresponding to the amount of received light is stored in the integrating portion 22. The integrator 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 integrating unit 22 is applied to the electrode ST.
Is transferred to the storage unit 23 by applying a pulse voltage to.
There are 2N storage units 23, and the CL is synchronized with the blinking of light.
Charges are separately accumulated in correspondence with "Hi" and "Low" of the K signal. After that, the charges accumulated in the 2N-stage linear CCD unit 25 are transferred through the shift unit 24 provided to simplify the transfer clock. In this way, in the linear CCD unit 25, the electric charges corresponding to the blinking of the light output from the sensor output of N pixels are arranged side by side. Linear CC
The charges arranged in the D section 25 are sequentially transferred to the ring CCD section 26. The ring CCD 26 is emptied by the CLR section 27 by the CLR signal described above, and then the linear CCD 2
The charges from 5 are accumulated in sequence. Reference numeral 29 is an amplifier for reading out this electric charge, which outputs a voltage which is non-destructive and which is proportional to the accumulated electric charge amount.

【0027】図10はこの出力波形の一例を示す図であ
って、点灯時の信号(CLK信号が”Hi”のとき)の
みを読み出すとBの波形、非点灯時の波形すなわち外乱
光のみのとき(CLK信号が”Low”のとき)はAの
波形となり、隣接してこれらの対応する画素の電荷がリ
ングCCD26には並んでいるので、アンプ29は実際
にはこの隣接転送段の差分を非破壊増幅して出力するよ
うになっており、その出力波形はB−Aに示すように外
乱光の成分が打ち消されてノイズが抑圧され指示具4か
らの点滅光のみの像の信号が得られる。この波形の最大
値は点滅の繰り返しにより順次リングCCD 26に蓄
積されて大きくなるので、このレベルが所定の大きさT
H1に達したことを検出することで、常に一定した品位
の出力波形が得られる。なお、この判定はX用、Y用二
つのセンサーに対して別々に行なってもよいが、ごく近
接して配置してあるため、ほぼ同量の光が入射するの
で、出力のピークもほぼ同じであり、本例では一方のみ
の出力で判定を行ない、まったく同じ制御を両方のセン
サーに行なうことで、回路を簡単にしている。
FIG. 10 is a diagram showing an example of this output waveform. When only the signal at the time of lighting (when the CLK signal is "Hi") is read, the waveform of B, the waveform at the time of non-lighting, that is, only the disturbance light is shown. At this time (when the CLK signal is “Low”), a waveform of A is obtained, and the charges of these corresponding pixels are arranged adjacent to each other in the ring CCD 26. Therefore, the amplifier 29 actually calculates the difference between the adjacent transfer stages. The output waveform is nondestructively amplified, and the output waveform is a signal of an image of only the blinking light from the indicator 4 because the disturbance light component is canceled and the noise is suppressed as shown in B-A. To be The maximum value of this waveform is successively accumulated in the ring CCD 26 by repeated blinking and becomes large, so that this level becomes a predetermined value T.
By detecting the reaching of H1, it is possible to always obtain an output waveform of constant quality. Note that this determination may be made separately for the two sensors for X and Y, but since they are placed very close to each other, almost the same amount of light is incident, so the output peaks are almost the same. Therefore, in this example, the circuit is simplified by performing the determination with only one output and performing the same control for both sensors.

【0028】さらに外乱光が非常に強い場合、この差分
波形のピークが十分な大きさになる前に、リングCCD
26の転送電荷が飽和してしまう恐れがある。このよ
うな場合のためにこのセンサーはスキム機能が設けられ
ている。図11はそのスキム動作を表わす図である。ス
キム部28は非点灯信号のレベルを監視していてn回目
で信号レベルが所定の値を超えている場合(図中の二点
差線)、一定量の電荷をA、B各画素から抜き取るよう
に作用する。このため、次のn+1回目にはAn+1の
ような波形となり、これを繰り返すことで、非常に強い
外乱光があっても飽和することなく、信号電荷の蓄積が
続けられる。このため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れば、十分な大きさの信号波形を
得ることが可能になっている。
Further, when the ambient light is very strong, the ring CCD is detected before the peak of the differential waveform becomes sufficiently large.
The transfer charge of 26 may be saturated. For such a case, the sensor is provided with a skim function. FIG. 11 is a diagram showing the skim operation. The skim unit 28 monitors the level of the non-lighting signal, and when the signal level exceeds the predetermined value at the nth time (two-dot chain line in the figure), a certain amount of electric charge is extracted from each of the A and B pixels. Act on. Therefore, the next n + 1-th time has a waveform such as An + 1, and by repeating this, the signal charge is continuously accumulated without being saturated even if there is extremely strong ambient light. Therefore, even if the amount of blinking light is weak, it is possible to obtain a sufficiently large signal waveform by continuing the integration operation many times.

【0029】こうして得られた二つのリニアセンサー2
0X、20Yの信号(差分信号)はセンサー制御手段3
1に設けられたnビット(本例では8ビット)のAD変
換手段31Aでデジタル信号として座標演算手段32に
送られ座標が計算される。座標演算はまずX、Y方向各
々の出力データに対してセンサー上の座標値(X1、Y
1)が求められる。X、Y同様であるのでXのみについ
てのその処理フローチャートを図12に示す。まず、ス
テップS202では、各画素の差分データDx(1)〜
Dx(N)が読み込まれ、バッファメモリに貯えられ
る。次に、ステップS203では、さらにノイズを抑圧
してS/Nを改善するために、プレフィルタリングを行
う。これは近傍演算オペレータ(1、2、1)として良
く知られているごく簡単な足し算である。次に、ステッ
プS204では、最大値とその前後のうち大きい方の画
素を検索し、その画素番号をnx、nx+1とする。ピ
ークの画素間の正確な位置を微分オペレータの一種であ
る(1、1、0、−1、−1)を用いて求める。この計
算は微分波形のゼロクロスを求めるものであるが、簡単
な式の整理によりその式はステップ205に示す非常に
簡単な形になる。
The two linear sensors 2 thus obtained
The 0X and 20Y signals (differential signals) are the sensor control means 3
The n-bit (8-bit in this example) AD conversion means 31A provided in 1 sends the digital signal to the coordinate calculation means 32 to calculate the coordinates. The coordinate calculation is based on the coordinate value (X1, Y) on the sensor for each output data in the X and Y directions.
1) is required. Since it is similar to X and Y, its processing flowchart for only X is shown in FIG. First, in step S202, the difference data Dx (1)-
Dx (N) is read and stored in the buffer memory. Next, in step S203, pre-filtering is performed in order to further suppress noise and improve S / N. This is a very simple addition well known as the neighborhood operator (1,2,1). Next, in step S204, the larger pixel of the maximum value and the values before and after the maximum value is searched for, and the pixel numbers thereof are set to nx and nx + 1. The exact position between the pixels of the peak is obtained by using one of the differential operators (1, 1, 0, -1, -1). This calculation is to obtain the zero cross of the differential waveform, but the simple formula rearranges the formula into a very simple form shown in step 205.

【0030】[0030]

【数1】 ただし、−0.5<GX≦0.5ステップ。S206で
こうして求めた画素間座標Gxと画素番号nxの和がセ
ンサー出力座標X1である。Y1についても、X1と同
様にY1=Gy+nyを求めることができる。
[Equation 1] However, −0.5 <GX ≦ 0.5 step. The sum of the inter-pixel coordinates Gx thus obtained in S206 and the pixel number nx is the sensor output coordinate X1. Also for Y1, Y1 = Gy + ny can be obtained similarly to X1.

【0031】次にユーザー校正関数を利用して校正を行
い、出力座標値(X、Y)を得る。このユーザー校正は
単純な一次関数による変換であり、設置状態を変更した
ときなどの校正値設定モードでユーザーが予め定められ
た画面上の3点(または、それ以上)を指示することに
よって、その関数の係数が3元連立方程式の解(4点以
上の場合には最小二乗法などのフィッティング法を用い
ればよい)として定められる。このようなユーザーによ
る設置校正は座標入力装置で一般に行なわれている方法
であり、本発明に固有のものではないので詳細な説明は
省略するが、本実施例である前面投射型のプロジェクタ
ーのように、設置変更が頻繁に行なわれるものでは必須
の機能である。
Next, calibration is performed using the user calibration function to obtain output coordinate values (X, Y). This user calibration is a conversion by a simple linear function, and when the user designates three points (or more) on the screen that are predetermined in the calibration value setting mode when the installation state is changed, The coefficient of the function is determined as the solution of the simultaneous equations of three elements (if there are four points or more, a fitting method such as the least square method may be used). Such a user-installed calibration is a method generally performed by the coordinate input device and is not unique to the present invention, and thus a detailed description thereof will be omitted. In addition, it is an indispensable function when the installation is changed frequently.

【0032】以上のようにして求められた出力座標値
(X、Y)と制御信号などのデータは通信制御手段33
によって所定の通信方法でコンピューター9に送出さ
れ、コンピューター9からの命令によって投射表示装置
8が投射する画面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が行なえる。
The output coordinate values (X, Y) and data such as control signals obtained as described above are used as communication control means 33.
Various operations such as input of a cursor or menu on the screen projected by the projection display device 8 and input of characters and line drawings can be performed by a command transmitted from the computer 9 by a predetermined communication method.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、指
示具から発光された拡散光からの座標位置の算出におい
て時間方向にフィルタ処理を設けた。よって突発的な外
乱光による座標位置の誤検出が抑制できるようになっ
た。また制御信号の送受信を拡散光に代えて電波を使用
するようにしたため、外乱光による制御信号の誤検出が
無くなった。更には指示具に発光ON/OFFスイッチ
を設け、座標位置検知の不用な操作のときは指示具の発
光動作を停止できるようにしたため、該使用状況におけ
る指示具の電力消耗を抑制できるようになった。
As described above, according to the present invention, the filter processing is provided in the time direction in the calculation of the coordinate position from the diffused light emitted from the pointing tool. Therefore, erroneous detection of the coordinate position due to sudden disturbance light can be suppressed. In addition, since transmission and reception of the control signal is performed by using radio waves instead of diffused light, erroneous detection of the control signal due to ambient light is eliminated. Further, the indicator is provided with a light emission ON / OFF switch so that the light emitting operation of the indicator can be stopped when the coordinate position detection is unnecessary, so that the power consumption of the indicator in the use situation can be suppressed. It was

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

【図1】 本発明の実施形態における光学座標入力装置
の全体構成を表す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an optical coordinate input device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態における光学座標入力装置
の内部構成を表す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of an optical coordinate input device according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施形態における指示具4の外観図
である。
FIG. 3 is an external view of the pointing tool 4 according to the embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施形態におけるリニアセンサー2
0X、20Yの配置を表す図である。
FIG. 4 is a linear sensor 2 according to an embodiment of the present invention.
It is a figure showing arrangement | positioning of 0X and 20Y.

【図5】 本発明の実施形態におけるフィルタ手段34
の内部構成を表す図である。
FIG. 5: Filter means 34 in an embodiment of the invention
It is a figure showing the internal structure of.

【図6】 本発明の実施形態におけるフィルタ手段34
の処理フローチャートである。
FIG. 6 is a filter means 34 according to an embodiment of the present invention.
2 is a processing flowchart of FIG.

【図7】 本発明の実施形態における電波受信アンテナ
121の受信信号から制御信号を復元する動作を表す信
号波形のタイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart of signal waveforms showing an operation of restoring a control signal from a received signal of the radio wave receiving antenna 121 according to the embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施形態における制御信号を復調す
る動作の終了時の信号波形のタイミングチャートであ
る。
FIG. 8 is a timing chart of signal waveforms at the end of the operation of demodulating a control signal in the embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施形態におけるリニアセンサー2
0X、20Yの内部構成図である。
FIG. 9 is a linear sensor 2 according to an embodiment of the present invention.
It is an internal block diagram of 0X and 20Y.

【図10】 本発明の実施形態におけるリニアセンサー
20X、20Yの出力波形の一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of output waveforms of the linear sensors 20X and 20Y in the embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施形態におけるリニアセンサー
20X、20Yのスキム動作を表す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a skim operation of the linear sensors 20X and 20Y according to the embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施形態における座標演算手段3
2の処理フローチャートである。
FIG. 12 is a coordinate calculation means 3 according to the embodiment of the present invention.
It is a processing flowchart of 2.

【符号の説明】 1 検出器 20X リニアセンサーX 20Y リニアセンサーY 31 センサー制御手段 31A AD変換手段 32 座標演算手段 33 通信制御手段 34 フィルタ手段 35 フィルタON/OFFスイッチ 4 指示具 41 発光素子 43 電源スイッチ 44A ボタンA 44B ボタンB 45 発光ON/OFFスイッチ 46 発光変調手段 47 送信信号生成手段 5 発光部 90X,90Y シリンダーレンズ 100 可視光カットフィルター 121 電波受信アンテナ 131制御信号復調手段 132制御信号検出手段 141電波送信アンテナ 142電波変調手段[Explanation of symbols] 1 detector 20X linear sensor X 20Y Linear sensor Y 31 sensor control means 31A AD conversion means 32 coordinate calculation means 33 communication control means 34 Filter means 35 Filter ON / OFF switch 4 Indicator 41 light emitting device 43 Power switch 44A Button A 44B Button B 45 Light emission ON / OFF switch 46 emission modulation means 47 transmission signal generation means 5 Light emitting part 90X, 90Y cylinder lens 100 visible light cut filter 121 Radio wave receiving antenna 131 Control signal demodulating means 132 Control signal detecting means 141 radio wave transmitting antenna 142 Radio wave modulator

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定波長の光を発光する指示具と、前記
光を積分検知する光検知手段と、前記光検知手段で検知
された信号から、該光が発光された座標入力面上におけ
る座標位置信号を出力する座標演算手段からなる光学式
座標入力装置において、 前記座標演算手段の後段にフィルタ手段を備え、該フィ
ルタ手段は、座標演算手段から出力される座標値を既定
数だけ記憶するための座標メモリ手段と、該座標メモリ
手段に記憶された隣接する座標値間の距離を演算する距
離演算手段と、該距離演算手段で算出された座標間距離
群から入力された座標値が外乱光による座標かどうかを
判別する外乱光判別手段と、該外乱光判別手段により外
乱光による座標値であると判別された座標値に対してそ
の値を無効とし、これを置き換える座標値をその近傍の
座標値から近似算出するための補間値演算手段から構成
されることを特徴とする光学式座標入力装置。
1. A coordinate on the coordinate input surface from which the light is emitted from an indicator that emits light of a predetermined wavelength, a light detector that integrally detects the light, and a signal detected by the light detector. In an optical coordinate input device comprising a coordinate calculating means for outputting a position signal, a filter means is provided at a stage subsequent to the coordinate calculating means, and the filter means stores a predetermined number of coordinate values output from the coordinate calculating means. Coordinate memory means, distance calculating means for calculating a distance between adjacent coordinate values stored in the coordinate memory means, and coordinate values input from the inter-coordinate distance group calculated by the distance calculating means Disturbance light discriminating means for discriminating whether or not the coordinate value is determined by the disturbance light discriminating means, and invalidating the coordinate value discriminated by the disturbance light discriminating means to be the coordinate value due to the disturbance light, and replacing the coordinate value with that. Optical coordinate input apparatus characterized by being composed of the interpolated value calculating means for approximating calculated from the coordinate values beside.
【請求項2】 前記フィルタ手段の動作のON/OFF
を切換えるためのフィルタON/OFF手段をさらに備
えることを特徴とする請求項1記載の光学式座標入力装
置。
2. ON / OFF of operation of the filter means
2. The optical coordinate input device according to claim 1, further comprising a filter ON / OFF unit for switching between.
【請求項3】 所定波長の光を発光する指示具と、前記
光を積分検知する光検知手段と、前記光検知手段で検知
された信号から該光が発光された座標入力面上における
座標位置信号を出力する座標演算手段からなる光学式座
標入力装置において、 前記光検知手段における光積分動作のタイミング制御の
ための制御信号及び指示具からの操作に係わる制御信号
を電波で送信するための電波送信手段を指示具に備え、
該電波を受信し前記タイミング信号を発生するための制
御信号復調手段と該指示具からの制御信号を識別するた
めの制御信号検出手段を備えることを特徴とする光学式
座標入力装置。
3. A pointing device that emits light of a predetermined wavelength, a light detecting unit that integrally detects the light, and a coordinate position on a coordinate input surface where the light is emitted from a signal detected by the light detecting unit. In an optical coordinate input device comprising a coordinate calculation means for outputting a signal, a radio wave for transmitting a control signal for timing control of a light integration operation in the light detection means and a control signal for operation from an indicator by radio waves. Equipped with a transmitting means in the pointing device,
An optical coordinate input device comprising: a control signal demodulating means for receiving the radio wave and generating the timing signal; and a control signal detecting means for identifying a control signal from the pointing tool.
【請求項4】 指示具に、前記電波送信手段から独立し
て発光のON/OFFを制御できる発光ON/OFF手
段を備えることを特徴とする請求項3の光学式座標入力
装置。
4. The optical coordinate input device according to claim 3, wherein the pointing device includes a light emission ON / OFF unit capable of controlling ON / OFF of light emission independently of the radio wave transmission unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011244940A (en) * 2010-05-25 2011-12-08 Taito Corp Position indicator and game apparatus
US8674286B2 (en) 2010-12-16 2014-03-18 Seiko Epson Corporation Optical position detection device and apparatus with position detection function

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