JP2004164142A - 光学式座標入力ペンおよび座標入力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無駄な電力消費を防止する。受光側で効率的に受光可能にする。
【解決手段】電池2と、LED3と、感圧センサ6と、感圧センサ6で検知した筆圧が閾値より小さい時はLED3を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時はLED3を発光または点滅させるLED駆動回路4と、LED3から出射した光の中心方向をペン先7の方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する鐘形ミラー5とをペン軸1に収容し、感圧センサ6にペン先7を取り付ける。
【効果】座標面からペン先が浮いているときは、LEDが発光しないため、電力消費の無駄がなくなり、電池の寿命を延ばすことが出来る。光学式座標入力ペンを座標面から約60゜の角度に傾けて持つと、光学式座標入力ペンから出射する光は、座標面に平行または略平行になり、受光側で効率的に受光できる。
【選択図】 図2
【解決手段】電池2と、LED3と、感圧センサ6と、感圧センサ6で検知した筆圧が閾値より小さい時はLED3を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時はLED3を発光または点滅させるLED駆動回路4と、LED3から出射した光の中心方向をペン先7の方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する鐘形ミラー5とをペン軸1に収容し、感圧センサ6にペン先7を取り付ける。
【効果】座標面からペン先が浮いているときは、LEDが発光しないため、電力消費の無駄がなくなり、電池の寿命を延ばすことが出来る。光学式座標入力ペンを座標面から約60゜の角度に傾けて持つと、光学式座標入力ペンから出射する光は、座標面に平行または略平行になり、受光側で効率的に受光できる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式座標入力ペンおよび座標入力装置に関し、さらに詳しくは、無駄な電力消費を防止できる光学式座標入力ペン、受光側で効率的に受光できるように光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向を規定した光学式座標入力ペン、および、それら光学式座標入力ペンを用いた座標入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光を点滅させる点光源と、ペン先を座標面に押しつける筆圧を検知する感圧センサと、感圧センサで検知した筆圧に比例して光の点滅周波数を変える点光源駆動回路とをペン軸に収容した光学式座標入力ペンが知られており、また、十分に受光できる下限まで点光源の発光強度を自動的に下げることが知られており、さらに、光学式座標入力ペンを斜めに傾けて持った状態で使った場合に、ペン先の位置を精密に算出する方法も知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−085378号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特開平11−085378号公報に開示された光学式座標入力ペンでは、感圧センサで検知した筆圧に比例して光の点滅周波数を変えているが、ペン先を座標面から浮かしている状態(つまり、筆圧0)でも光を例えば100kHzで点滅させている。
しかし、ペン先を座標面から浮かしている状態は座標を検出する必要がない状態であり、その間も発光させるのは電力消費の無駄であり、電池駆動の光学式座標入力ペンでは電池の消耗が早くなる問題点がある。
【0005】
また、特開平11−085378号公報では、光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向(光が最も強い方向)について全く考察されていない問題点がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、無駄な電力消費を防止できる光学式座標入力ペン、受光側で効率的に受光できるように光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向を規定した光学式座標入力ペン、および、それら光学式座標入力ペンを用いた座標入力装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
第1の観点では、本発明は、電池と、発光素子と、筆圧を検知する感圧センサと、前記感圧センサで検知した筆圧が閾値より小さい時は前記発光素子を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時は前記発光素子を発光または点滅させる発光素子駆動回路と、前記発光素子から出射した光の中心方向をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する光学手段とをペン軸に収容したことを特徴とする光学式座標入力ペンを提供する。
上記第1の観点による光学式座標入力ペンでは、ペン先を座標面から浮かしている状態(つまり、座標を検出する必要がない状態)においては発光素子を発光させない。このため、電力消費の無駄がなくなり、電池駆動の光学式座標入力ペンでは、電池の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池を小型化できるため、光学式座標入力ペンを軽量化でき、使い勝手を向上できる。
さらに、光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向(光が最も強い方向)をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射するため、光学式座標入力ペンを斜めに傾けて持った状態で使うと、光の中心方向が座標面に平行または略平行となり、受光側で効率的に受光できるようになる。
【0008】
第2の観点では、本発明は、電池と、発光素子と、筆圧を検知する感圧センサと、前記感圧センサで検知した筆圧が閾値より小さい時は前記発光素子を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時は前記発光素子を発光または点滅させる発光素子駆動回路とをペン軸に収容したことを特徴とする光学式座標入力ペンを提供する。
上記第2の観点による光学式座標入力ペンでは、ペン先を座標面から浮かしている状態(つまり、座標を検出する必要がない状態)においては発光素子を発光させない。このため、電力消費の無駄がなくなり、電池駆動の光学式座標入力ペンでは、電池の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池を小型化できるため、光学式座標入力ペンを軽量化でき、使い勝手を向上できる。
【0009】
第3の観点では、本発明は、発光素子と、前記発光素子から出射した光の中心方向をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する光学手段とをペン軸に収容したことを特徴とする光学式座標入力ペンを提供する。
上記第3の観点による光学式座標入力ペンでは、光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向(光が最も強い方向)をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射するため、光学式座標入力ペンを斜めに傾けて持った状態で使うと、光の中心方向が座標面に平行または略平行となり、受光側で効率的に受光できるようになる。
【0010】
第4の観点では、本発明は、上記構成の光学式座標入力ペンにおいて、前記発光素子の発光強度または点滅周波数を切り替えるためのスイッチ手段を具備したことを特徴とする光学式座標入力ペンを提供する。
上記第4の観点による光学式座標入力ペンでは、スイッチ手段により発光強度または点滅周波数を切り替えることで、線の色を変えたり、線の太さを変えるなどの応用が可能となる。
【0011】
第5の観点では、本発明は、上記構成の光学式座標入力ペンと、前記光学式座標入力ペンのペン先を押しつける座標面と、前記座標面の外側の離れた2箇所に設置され且つ前記座標面の上側空間をそれぞれ視野に持つ1次元または2次元の光学センサとを具備したことを特徴とする座標入力装置を提供する。
上記第5の観点による座標入力装置では、2箇所の光学センサで得た、光学式座標入力ペンから出射された光の像を基に、三角測量の原理により、上位装置でペン先の座標を求めることが出来る。
【0012】
第6の観点では、本発明は、上記構成の光学式座標入力ペンと、前記光学式座標入力ペンのペン先を押しつける座標面と、前記座標面の外側の離れた2箇所に設置され且つ前記座標面の上側空間をそれぞれ視野に持つ1次元または2次元の光学センサと、前記光学センサで得た前記光学式座標入力ペンから出射された光の像を基に前記光学式座標入力ペンの位置座標を出力する座標出力手段とを具備したことを特徴とする座標入力装置を提供する。
上記第6の観点による座標入力装置では、2箇所の光学センサで得た、光学式座標入力ペンから出射された光の像を基に、三角測量の原理により、ペン先の座標を求め、上位装置へ出力することが出来る。
【0013】
第7の観点では、本発明は、上記構成の座標入力装置において、前記光学センサの受光部の前に、前記光学式座標入力ペンから出射された光を選択的に透過させる光学フィルタを設置したことを特徴とする座標入力装置を提供する。
上記第7の観点による座標入力装置では、光学フィルタにより、外乱光の影響を抑制することが出来る。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0015】
−第1の実施形態−
図1の(a)は、本発明の第1の実施形態に係る光学式座標入力ペンの構成を示す断面図である。
この光学式座標入力ペン10は、電池2と、LED3と、筆圧を検知する感圧センサ6と、感圧センサ6で検知した筆圧が閾値より小さい時はLED3を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時はLED3を発光または点滅させ且つペン軸蓋スイッチ部1bの切替(回転させて切り替える)により発光強度または点滅周波数を変えるLED駆動回路4と、LED3から出射した光の中心方向をペン先7の方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する鐘形ミラー5とをペン軸1に収容し、感圧センサ6にペン先7を取り付けた構造である。ペン軸1の下部は、ペン軸透明部1aになっている。
【0016】
図1の(b)は、鐘形ミラー5の拡大説明図である。
鐘形ミラー5は、有効反射部分の頂点における反射面の接線と水平面とがなす角度が45゜、有効反射部分の底縁における反射面の接線と水平面とがなす角度が60゜であり、それらの間を滑らかに反射面でつないで、全体として釣り鐘形をしている。
【0017】
図1の(a)に示すように、座標面11からペン先7が浮いているときは、筆圧が閾値より小さいため、LED3は発光しない。従って、電力消費の無駄がなくなり、電池2の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池2を小型化できるため、光学式座標入力ペン10を軽量化でき、使い勝手を向上できる。
【0018】
図2に示すように、座標面11にペン先7を付けたときは、筆圧が閾値以上になるため、LED3は発光または点滅する。上述のように、ペン軸蓋スイッチ部1bの切替により、発光強度または点滅周波数を変えることが出来る。従って、線の色を変えたり、線の太さを変えるなどの応用が可能となる。
【0019】
また、図2に示すように、光学式座標入力ペン10は、座標面11から約60゜の角度に傾けて持たれる。すると、光学式座標入力ペン10から出射する光Lは、その中心方向がペン先7の方向から60゜または略60゜であるため、座標面11に平行または略平行になる。従って、受光側で効率的に受光できるようになる。
【0020】
−第2の実施形態−
図3の(a)は、本発明の第2の実施形態に係る光学式座標入力ペンの構成を示す断面図である。
この光学式座標入力ペン10は、電池2と、LED3と、筆圧を検知する感圧センサ6と、感圧センサ6で検知した筆圧が閾値より小さい時はLED3を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時はLED3を発光または点滅させ且つペン軸蓋スイッチ部1bの切替(回転させて切り替える)により発光強度または点滅周波数を変えるLED駆動回路4と、LED3から出射した光の中心方向をペン先7の方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する鐘形ミラー5とをペン軸1に収容し、感圧センサ6にペン先7を取り付けた構造である。ペン軸1の下部は、ペン軸透明部1aになっている。
【0021】
図3の(b)は、鐘形ミラー5の拡大説明図である。
鐘形ミラー5は、有効反射部分の頂点における反射面の接線と水平面とがなす角度が60゜、有効反射部分の底縁における反射面の接線と水平面とがなす角度が45゜であり、それらの間を滑らかに反射面でつないで、全体としてベル形をしている。
【0022】
図3の(a)に示すように、座標面11からペン先7が浮いているときは、筆圧が閾値より小さいため、LED3は発光しない。従って、電力消費の無駄がなくなり、電池2の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池2を小型化できるため、光学式座標入力ペン10を軽量化でき、使い勝手を向上できる。
【0023】
図4に示すように、座標面11にペン先7を付けたときは、筆圧が閾値以上になるため、LED3は発光または点滅する。上述のように、ペン軸蓋スイッチ部1bの切替により、発光強度または点滅周波数を変えることが出来る。従って、線の色を変えたり、線の太さを変えるなどの応用が可能となる。
【0024】
また、図4に示すように、光学式座標入力ペン10は、座標面11から約60゜の角度に傾けて持たれる。すると、光学式座標入力ペン10から出射する光Lは、その中心方向がペン先7の方向から60゜または略60゜であるため、座標面11に平行または略平行になる。従って、受光側で効率的に受光できるようになる。
【0025】
−第3の実施形態−
図5は、本発明の第3の実施形態に係る座標入力装置を示す斜視図である。
この座標入力装置100は、光学式座標入力ペン10と、座標面11と、座標面11の外側の離れた2箇所に設置され且つ座標面11の上側空間をそれぞれ視野に持つ1次元または2次元のCCDセンサ12L,12Rと、CCDセンサ12L,12Rで得た光学式座標入力ペン10から出射された光の像を基に光学式座標入力ペン10のペン先7の位置座標を三角測量の原理により計算し上位装置へ出力する座標計算部14と、CCDセンサ12L,12Rの受光部の前に設置され光学式座標入力ペン10から出射された光を選択的に透過させる光学フィルタ13L,13Rを具備して構成される。
【0026】
例えば、LED3が赤外線LEDなら、光学フィルタ13L,13Rは赤外線透過フィルタである。これにより、外乱光の影響を抑制できる。
【0027】
−他の実施形態−
鐘形ミラー5に代えて、プリズムを用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】
本発明の光学式座標入力ペンおよび座標入力装置によれば次の効果が得られる。
(1)座標面からペン先が浮いているときは、光学素子は発光しない。従って、電力消費の無駄がなくなり、電池の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池を小型化できるため、光学式座標入力ペンを軽量化でき、使い勝手を向上できる。
(2)光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向がペン先の方向から60゜または略60゜であるが、光学式座標入力ペンは座標面から約60゜の角度に傾けて持たれる。すると、光学式座標入力ペンから出射する光は、座標面に平行または略平行になる。従って、受光側で効率的に受光できるようになる。
(3)スイッチの切替により、発光素子の発光強度または点滅周波数を変えることが出来る。従って、線の色を変えたり、線の太さを変えるなどの応用が可能となる。
(4)三角測量の原理により、ペン先の座標を求めることが出来る。
(5)光学フィルタにより、外乱光の影響を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる光学式座標入力ペンの構造を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態にかかる光学式座標入力ペンの使用状態を示す断面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態にかかる光学式座標入力ペンの構造を示す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態にかかる光学式座標入力ペンの使用状態を示す断面図である。
【図5】本発明の一実施形態にかかる座標入力装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 ペン軸
1a ペン軸透明部
1b ペン軸蓋スイッチ部
2 電池
3 LED
4 LED駆動回路
5 鐘形ミラー
6 感圧センサ
7 ペン先
10 光学式座標入力ペン
11 座標面
12L,12R CCDセンサ
13L,13R 光学フィルタ
14 座標計算部
100 座標入力装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式座標入力ペンおよび座標入力装置に関し、さらに詳しくは、無駄な電力消費を防止できる光学式座標入力ペン、受光側で効率的に受光できるように光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向を規定した光学式座標入力ペン、および、それら光学式座標入力ペンを用いた座標入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光を点滅させる点光源と、ペン先を座標面に押しつける筆圧を検知する感圧センサと、感圧センサで検知した筆圧に比例して光の点滅周波数を変える点光源駆動回路とをペン軸に収容した光学式座標入力ペンが知られており、また、十分に受光できる下限まで点光源の発光強度を自動的に下げることが知られており、さらに、光学式座標入力ペンを斜めに傾けて持った状態で使った場合に、ペン先の位置を精密に算出する方法も知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−085378号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特開平11−085378号公報に開示された光学式座標入力ペンでは、感圧センサで検知した筆圧に比例して光の点滅周波数を変えているが、ペン先を座標面から浮かしている状態(つまり、筆圧0)でも光を例えば100kHzで点滅させている。
しかし、ペン先を座標面から浮かしている状態は座標を検出する必要がない状態であり、その間も発光させるのは電力消費の無駄であり、電池駆動の光学式座標入力ペンでは電池の消耗が早くなる問題点がある。
【0005】
また、特開平11−085378号公報では、光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向(光が最も強い方向)について全く考察されていない問題点がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、無駄な電力消費を防止できる光学式座標入力ペン、受光側で効率的に受光できるように光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向を規定した光学式座標入力ペン、および、それら光学式座標入力ペンを用いた座標入力装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
第1の観点では、本発明は、電池と、発光素子と、筆圧を検知する感圧センサと、前記感圧センサで検知した筆圧が閾値より小さい時は前記発光素子を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時は前記発光素子を発光または点滅させる発光素子駆動回路と、前記発光素子から出射した光の中心方向をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する光学手段とをペン軸に収容したことを特徴とする光学式座標入力ペンを提供する。
上記第1の観点による光学式座標入力ペンでは、ペン先を座標面から浮かしている状態(つまり、座標を検出する必要がない状態)においては発光素子を発光させない。このため、電力消費の無駄がなくなり、電池駆動の光学式座標入力ペンでは、電池の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池を小型化できるため、光学式座標入力ペンを軽量化でき、使い勝手を向上できる。
さらに、光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向(光が最も強い方向)をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射するため、光学式座標入力ペンを斜めに傾けて持った状態で使うと、光の中心方向が座標面に平行または略平行となり、受光側で効率的に受光できるようになる。
【0008】
第2の観点では、本発明は、電池と、発光素子と、筆圧を検知する感圧センサと、前記感圧センサで検知した筆圧が閾値より小さい時は前記発光素子を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時は前記発光素子を発光または点滅させる発光素子駆動回路とをペン軸に収容したことを特徴とする光学式座標入力ペンを提供する。
上記第2の観点による光学式座標入力ペンでは、ペン先を座標面から浮かしている状態(つまり、座標を検出する必要がない状態)においては発光素子を発光させない。このため、電力消費の無駄がなくなり、電池駆動の光学式座標入力ペンでは、電池の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池を小型化できるため、光学式座標入力ペンを軽量化でき、使い勝手を向上できる。
【0009】
第3の観点では、本発明は、発光素子と、前記発光素子から出射した光の中心方向をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する光学手段とをペン軸に収容したことを特徴とする光学式座標入力ペンを提供する。
上記第3の観点による光学式座標入力ペンでは、光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向(光が最も強い方向)をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射するため、光学式座標入力ペンを斜めに傾けて持った状態で使うと、光の中心方向が座標面に平行または略平行となり、受光側で効率的に受光できるようになる。
【0010】
第4の観点では、本発明は、上記構成の光学式座標入力ペンにおいて、前記発光素子の発光強度または点滅周波数を切り替えるためのスイッチ手段を具備したことを特徴とする光学式座標入力ペンを提供する。
上記第4の観点による光学式座標入力ペンでは、スイッチ手段により発光強度または点滅周波数を切り替えることで、線の色を変えたり、線の太さを変えるなどの応用が可能となる。
【0011】
第5の観点では、本発明は、上記構成の光学式座標入力ペンと、前記光学式座標入力ペンのペン先を押しつける座標面と、前記座標面の外側の離れた2箇所に設置され且つ前記座標面の上側空間をそれぞれ視野に持つ1次元または2次元の光学センサとを具備したことを特徴とする座標入力装置を提供する。
上記第5の観点による座標入力装置では、2箇所の光学センサで得た、光学式座標入力ペンから出射された光の像を基に、三角測量の原理により、上位装置でペン先の座標を求めることが出来る。
【0012】
第6の観点では、本発明は、上記構成の光学式座標入力ペンと、前記光学式座標入力ペンのペン先を押しつける座標面と、前記座標面の外側の離れた2箇所に設置され且つ前記座標面の上側空間をそれぞれ視野に持つ1次元または2次元の光学センサと、前記光学センサで得た前記光学式座標入力ペンから出射された光の像を基に前記光学式座標入力ペンの位置座標を出力する座標出力手段とを具備したことを特徴とする座標入力装置を提供する。
上記第6の観点による座標入力装置では、2箇所の光学センサで得た、光学式座標入力ペンから出射された光の像を基に、三角測量の原理により、ペン先の座標を求め、上位装置へ出力することが出来る。
【0013】
第7の観点では、本発明は、上記構成の座標入力装置において、前記光学センサの受光部の前に、前記光学式座標入力ペンから出射された光を選択的に透過させる光学フィルタを設置したことを特徴とする座標入力装置を提供する。
上記第7の観点による座標入力装置では、光学フィルタにより、外乱光の影響を抑制することが出来る。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0015】
−第1の実施形態−
図1の(a)は、本発明の第1の実施形態に係る光学式座標入力ペンの構成を示す断面図である。
この光学式座標入力ペン10は、電池2と、LED3と、筆圧を検知する感圧センサ6と、感圧センサ6で検知した筆圧が閾値より小さい時はLED3を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時はLED3を発光または点滅させ且つペン軸蓋スイッチ部1bの切替(回転させて切り替える)により発光強度または点滅周波数を変えるLED駆動回路4と、LED3から出射した光の中心方向をペン先7の方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する鐘形ミラー5とをペン軸1に収容し、感圧センサ6にペン先7を取り付けた構造である。ペン軸1の下部は、ペン軸透明部1aになっている。
【0016】
図1の(b)は、鐘形ミラー5の拡大説明図である。
鐘形ミラー5は、有効反射部分の頂点における反射面の接線と水平面とがなす角度が45゜、有効反射部分の底縁における反射面の接線と水平面とがなす角度が60゜であり、それらの間を滑らかに反射面でつないで、全体として釣り鐘形をしている。
【0017】
図1の(a)に示すように、座標面11からペン先7が浮いているときは、筆圧が閾値より小さいため、LED3は発光しない。従って、電力消費の無駄がなくなり、電池2の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池2を小型化できるため、光学式座標入力ペン10を軽量化でき、使い勝手を向上できる。
【0018】
図2に示すように、座標面11にペン先7を付けたときは、筆圧が閾値以上になるため、LED3は発光または点滅する。上述のように、ペン軸蓋スイッチ部1bの切替により、発光強度または点滅周波数を変えることが出来る。従って、線の色を変えたり、線の太さを変えるなどの応用が可能となる。
【0019】
また、図2に示すように、光学式座標入力ペン10は、座標面11から約60゜の角度に傾けて持たれる。すると、光学式座標入力ペン10から出射する光Lは、その中心方向がペン先7の方向から60゜または略60゜であるため、座標面11に平行または略平行になる。従って、受光側で効率的に受光できるようになる。
【0020】
−第2の実施形態−
図3の(a)は、本発明の第2の実施形態に係る光学式座標入力ペンの構成を示す断面図である。
この光学式座標入力ペン10は、電池2と、LED3と、筆圧を検知する感圧センサ6と、感圧センサ6で検知した筆圧が閾値より小さい時はLED3を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時はLED3を発光または点滅させ且つペン軸蓋スイッチ部1bの切替(回転させて切り替える)により発光強度または点滅周波数を変えるLED駆動回路4と、LED3から出射した光の中心方向をペン先7の方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する鐘形ミラー5とをペン軸1に収容し、感圧センサ6にペン先7を取り付けた構造である。ペン軸1の下部は、ペン軸透明部1aになっている。
【0021】
図3の(b)は、鐘形ミラー5の拡大説明図である。
鐘形ミラー5は、有効反射部分の頂点における反射面の接線と水平面とがなす角度が60゜、有効反射部分の底縁における反射面の接線と水平面とがなす角度が45゜であり、それらの間を滑らかに反射面でつないで、全体としてベル形をしている。
【0022】
図3の(a)に示すように、座標面11からペン先7が浮いているときは、筆圧が閾値より小さいため、LED3は発光しない。従って、電力消費の無駄がなくなり、電池2の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池2を小型化できるため、光学式座標入力ペン10を軽量化でき、使い勝手を向上できる。
【0023】
図4に示すように、座標面11にペン先7を付けたときは、筆圧が閾値以上になるため、LED3は発光または点滅する。上述のように、ペン軸蓋スイッチ部1bの切替により、発光強度または点滅周波数を変えることが出来る。従って、線の色を変えたり、線の太さを変えるなどの応用が可能となる。
【0024】
また、図4に示すように、光学式座標入力ペン10は、座標面11から約60゜の角度に傾けて持たれる。すると、光学式座標入力ペン10から出射する光Lは、その中心方向がペン先7の方向から60゜または略60゜であるため、座標面11に平行または略平行になる。従って、受光側で効率的に受光できるようになる。
【0025】
−第3の実施形態−
図5は、本発明の第3の実施形態に係る座標入力装置を示す斜視図である。
この座標入力装置100は、光学式座標入力ペン10と、座標面11と、座標面11の外側の離れた2箇所に設置され且つ座標面11の上側空間をそれぞれ視野に持つ1次元または2次元のCCDセンサ12L,12Rと、CCDセンサ12L,12Rで得た光学式座標入力ペン10から出射された光の像を基に光学式座標入力ペン10のペン先7の位置座標を三角測量の原理により計算し上位装置へ出力する座標計算部14と、CCDセンサ12L,12Rの受光部の前に設置され光学式座標入力ペン10から出射された光を選択的に透過させる光学フィルタ13L,13Rを具備して構成される。
【0026】
例えば、LED3が赤外線LEDなら、光学フィルタ13L,13Rは赤外線透過フィルタである。これにより、外乱光の影響を抑制できる。
【0027】
−他の実施形態−
鐘形ミラー5に代えて、プリズムを用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】
本発明の光学式座標入力ペンおよび座標入力装置によれば次の効果が得られる。
(1)座標面からペン先が浮いているときは、光学素子は発光しない。従って、電力消費の無駄がなくなり、電池の寿命を延ばすことが出来る。さらに、電池を小型化できるため、光学式座標入力ペンを軽量化でき、使い勝手を向上できる。
(2)光学式座標入力ペンから出射する光の中心方向がペン先の方向から60゜または略60゜であるが、光学式座標入力ペンは座標面から約60゜の角度に傾けて持たれる。すると、光学式座標入力ペンから出射する光は、座標面に平行または略平行になる。従って、受光側で効率的に受光できるようになる。
(3)スイッチの切替により、発光素子の発光強度または点滅周波数を変えることが出来る。従って、線の色を変えたり、線の太さを変えるなどの応用が可能となる。
(4)三角測量の原理により、ペン先の座標を求めることが出来る。
(5)光学フィルタにより、外乱光の影響を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる光学式座標入力ペンの構造を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態にかかる光学式座標入力ペンの使用状態を示す断面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態にかかる光学式座標入力ペンの構造を示す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態にかかる光学式座標入力ペンの使用状態を示す断面図である。
【図5】本発明の一実施形態にかかる座標入力装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 ペン軸
1a ペン軸透明部
1b ペン軸蓋スイッチ部
2 電池
3 LED
4 LED駆動回路
5 鐘形ミラー
6 感圧センサ
7 ペン先
10 光学式座標入力ペン
11 座標面
12L,12R CCDセンサ
13L,13R 光学フィルタ
14 座標計算部
100 座標入力装置
Claims (7)
- 電池と、発光素子と、筆圧を検知する感圧センサと、前記感圧センサで検知した筆圧が閾値より小さい時は前記発光素子を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時は前記発光素子を発光または点滅させる発光素子駆動回路と、前記発光素子から出射した光の中心方向をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する光学手段とをペン軸に収容したことを特徴とする光学式座標入力ペン。
- 電池と、発光素子と、筆圧を検知する感圧センサと、前記感圧センサで検知した筆圧が閾値より小さい時は前記発光素子を発光させず且つ筆圧が閾値以上の時は前記発光素子を発光または点滅させる発光素子駆動回路とをペン軸に収容したことを特徴とする光学式座標入力ペン。
- 発光素子と、前記発光素子から出射した光の中心方向をペン先方向に対して60゜または略60゜にして周囲へ出射する光学手段とをペン軸に収容したことを特徴とする光学式座標入力ペン。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載の光学式座標入力ペンにおいて、前記発光素子の発光強度または点滅周波数を切り替えるためのスイッチ手段を具備したことを特徴とする光学式座標入力ペン。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載の光学式座標入力ペンと、前記光学式座標入力ペンのペン先を押しつける座標面と、前記座標面の外側の離れた2箇所に設置され且つ前記座標面の上側空間をそれぞれ視野に持つ1次元または2次元の光学センサとを具備したことを特徴とする座標入力装置。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載の光学式座標入力ペンと、前記光学式座標入力ペンのペン先を押しつける座標面と、前記座標面の外側の離れた2箇所に設置され且つ前記座標面の上側空間をそれぞれ視野に持つ1次元または2次元の光学センサと、前記光学センサで得た前記光学式座標入力ペンから出射された光の像を基に前記光学式座標入力ペンの位置座標を出力する座標出力手段とを具備したことを特徴とする座標入力装置。
- 請求項5または請求項6に記載の座標入力装置において、前記光学センサの受光部の前に、前記光学式座標入力ペンから出射された光を選択的に透過させる光学フィルタを設置したことを特徴とする座標入力装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 2002-11-12 JP JP2002327638A patent/JP2004164142A/ja active Pending
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