JP2008250897A - Coordinate input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学式の座標入力装置に関する。 The present invention relates to an optical coordinate input device.
従来、静電または電磁誘導を利用した座標入力装置が一般に知られている。かかる座標入力装置では、ペンで座標入力面を押さえた場合に静電または電磁誘導による電気的な変化を検出し、座標を入力するものである。しかし、座標入力面に電気的なスイッチ機能が必要となるため、製造コストが高く、ペンと本体を繋ぐケーブルが必要なため、操作性に難点があるという問題があった。 Conventionally, coordinate input devices using electrostatic or electromagnetic induction are generally known. In such a coordinate input device, when a coordinate input surface is pressed with a pen, an electrical change due to electrostatic or electromagnetic induction is detected and coordinates are input. However, since an electrical switch function is required on the coordinate input surface, the manufacturing cost is high, and a cable that connects the pen and the main body is required, so that there is a problem in operability.
このような問題を解決するものとして、光学式の座標入力装置が開示されている(特許文献1参照)。かかる光学式の座標入力装置では、2つの光源から扇状に光を射出し、タッチパネル上で射出された光が遮蔽された位置を座標として検出するものであり、比較的簡易な構成で座標を入力することができる。 In order to solve such a problem, an optical coordinate input device is disclosed (see Patent Document 1). In such an optical coordinate input device, light is emitted from two light sources in a fan shape, and the position where the light emitted on the touch panel is shielded is detected as coordinates, and the coordinates are input with a relatively simple configuration. can do.
しかしながら、上記特許文献1に記載された座標入力装置は、タッチパネル面に何時接触されるかが特定できないため、座標を検出するためには、常に光源から光を射出しておく必要があり、多大な電力を消費してしまうとともに、光源部の寿命が早く尽きてしまい、システム全体の耐用期間を縮めてしまうという問題があった。 However, since the coordinate input device described in Patent Document 1 cannot determine when the touch panel surface is touched, it is necessary to always emit light from a light source in order to detect coordinates. There is a problem in that a large amount of power is consumed and the life of the light source unit is exhausted, shortening the useful life of the entire system.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力を削減でき、光源部の寿命を延ばすことができる座標入力装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a coordinate input device that can reduce power consumption and extend the life of a light source unit.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、2つの光源から光を射出する発光制御手段と、前記発光制御手段によって射出された光が遮蔽された位置から、タッチパネルに接触された座標を検出する座標検出手段と、前記座標検出手段によって前記座標が検出されたときから所定の時間を経過した場合に、前記座標を検出する座標検出モードから、前記座標を検出しない待機モードに切り替えるモード切替手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to claim 1 is a light emission control unit that emits light from two light sources, and a position where light emitted by the light emission control unit is shielded. A coordinate detection unit that detects a coordinate touched on the touch panel; and a coordinate detection mode that detects the coordinate when a predetermined time has elapsed since the coordinate detection unit detected the coordinate. Mode switching means for switching to a standby mode in which detection is not performed.
また、請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の座標入力装置において、前記発光制御手段は、前記モード切替手段によって前記待機モードに切り替えられた場合に、前記2つの光源のうちのいずれか一方の光源から光を射出し、前記発光制御手段によって射出された光が遮蔽されたか否かによって、前記タッチパネルへの接触を検出する接触検出手段、をさらに備え、前記モード切替手段は、前記接触検出手段によって前記タッチパネルへの接触を検出した場合に、前記待機モードから前記座標検出モードに切り替えること、を特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the coordinate input device according to the first aspect, when the light emission control unit is switched to the standby mode by the mode switching unit, one of the two light sources is selected. Contact detection means for detecting contact with the touch panel according to whether light emitted from one of the light sources and the light emitted by the light emission control means is shielded, and the mode switching means, When contact with the touch panel is detected by the contact detection means, the standby mode is switched to the coordinate detection mode.
また、請求項3にかかる発明は、請求項2に記載の座標入力装置において、前記発光制御手段は、前記2つの光源のうちのいずれか一方の光源から光を射出する時間が所定の時間を超えた場合に、当該光源からの光の射出を停止するとともに、他方の光源から光を射出すること、を特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the coordinate input device according to the second aspect, the light emission control unit has a predetermined time for emitting light from one of the two light sources. When exceeding, the emission of the light from the light source is stopped and the light is emitted from the other light source.
また、請求項4にかかる発明は、請求項2または請求項3に記載の座標入力装置において、前記待機モードにおいて光を射出していた前記光源および射出時間を記憶する記憶手段、をさらに備え、前記発光制御手段は、前記待機モードにおいて、前記記憶手段に記憶された前記光源から光を射出し、当該光源から光を射出する時間に前記記憶手段に記憶された前記射出時間を加算した時間が所定の時間を超えた場合に、当該光源からの光の射出を停止するとともに、他方の光源から光を射出すること、を特徴とする。 The invention according to claim 4 further includes storage means for storing the light source emitting light in the standby mode and the emission time in the coordinate input device according to claim 2 or claim 3, In the standby mode, the light emission control unit emits light from the light source stored in the storage unit, and a time obtained by adding the emission time stored in the storage unit to the time to emit light from the light source. When a predetermined time is exceeded, emission of light from the light source is stopped and light is emitted from the other light source.
本発明によれば、タッチパネルに所定の時間を超えて接触がない場合は、接触位置の座標を検出しない待機モードに切り替えるため、消費電力を削減でき、光源部の寿命を延ばすことができるという効果を奏する。 According to the present invention, when there is no contact on the touch panel for a predetermined time, the mode is switched to the standby mode in which the coordinates of the contact position are not detected, so that the power consumption can be reduced and the life of the light source unit can be extended. Play.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる座標入力装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。 Exemplary embodiments of a coordinate input device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to these embodiments.
まず、本発明が適用される座標入力装置の構成例について説明する。図1は、本実施の形態にかかる座標入力装置の構成の一例を示す説明図である。本実施の形態にかかる座標入力装置100は、タッチパネル101と、光学ユニット102と、反射部103と、システム制御部104と、外枠105とを備えている。
First, a configuration example of a coordinate input device to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the coordinate input device according to the present embodiment. A
タッチパネル101は、下部両端に光学ユニット(L)102Aと、光学ユニット(R)102Bを備えている。なお、光学ユニット102の配置位置は、タッチパネル全域に光を射出できればよく、これに限るものではない。また、タッチパネル101は、左右端部、上端部に光学ユニット102から射出された扇状の光を、射出した光源に向かって反射する反射部103を備えている。光学ユニット102A、102Bおよび反射部103は、タッチパネル101の外枠105内に配置され、外部から見えない構造となっている。
The
システム制御部104は、システム全体の制御を行う。システム制御部104は、さらに光学ユニット制御部1041と、座標検出部1042と、接触検出部1043と、モード切替部1044と、計時部1045と、インタフェース部1046と、記憶部1047とを備えている。
The system control unit 104 controls the entire system. The system control unit 104 further includes an optical
光学ユニット制御部1041は、2つの光学ユニット102A、102Bの駆動を制御するとともに、光学ユニット102A、102Bの受光部から送出された信号を受信する。光学ユニット制御部1041は、本発明にかかる発光制御手段を構成する。
The
座標検出部1042は、光学ユニット制御部1041で受信された光学ユニット102Aと光学ユニット102Bの両方の信号からタッチパネル101で指等が接触した位置の座標を検出する。詳細は後述する。
The
接触検出部1043は、光学ユニット制御部1041で受信された光学ユニット102Aまたは光学ユニット102Bのいずれか一方の信号からタッチパネル101に指等が接触したことを検出する。
The
モード切替部1044は、座標検出モードと待機モードとの切替を行う。ここで、座標検出モードとは、2つの光学ユニット102A、102Bから光を射出し、接触位置の座標を検出するモードをいう。一方、待機モードとは、2つの光学ユニット102A、102Bのいずれか一方から光を射出し、タッチパネル101への接触は検出するが、接触位置の座標は検出しないモードをいう。
The
計時部1045は、座標検出モードにおいて、タッチパネル101に接触がない時間を計測する。また、計時部1045は、待機モードにおいて、光学ユニット102A、102Bのいずれか一方が光を射出している時間を計測する。
The
インタフェース部1046は、座標検出部1042で演算した座標位置を接続された外部PC(パーソナルコンピュータ)10に送出したり、外部PC10のドライバから送出された動作指示等のコマンドを受付ける。
The
記憶部1047は、待機モードにおいて、所定時間ごとに光を射出している光学ユニットと射出時間を記憶する。
The
次に、光学ユニットの構成例について説明する。図2は、光学ユニットの構成の一例を示す説明図である。図2に示すように、光学ユニット102は、光源部201と、光源部201から射出された光を扇状に拡散するレンズ202と、反射部103から反射された反射光を受光するレンズ203と、受光部204と、光学軸上に配置されたハーフミラー205とを備えている。なお、受光部204は、ラインセンサを用いている。
Next, a configuration example of the optical unit will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of the configuration of the optical unit. As shown in FIG. 2, the
次に、本実施の形態にかかる座標入力装置のハードウェア構成について説明する。図3は、本実施の形態にかかる座標入力装置のハードウェア構成を示す説明図である。システム制御部104は、CPU(Central Processing Unit)3011と、システムを制御するプログラムを格納しているROM(Read Only Memory)3012と、ワークエリアとして使用しているRAM(Random Access Memory)3013と、外部PC10とのインタフェースを制御するインタフェース制御部3014と、SBU(Sensor Board Unit)303からのアナログ信号をデジタル信号に変換したり、画像処理を行う画像処理LSI3015と、SBU303からのラインごとのデータを格納しておくデータ格納メモリ3016と、シェーディング補正の基準となるデータを格納するシェーディングメモリ3017と、タッチパネルに接触されない時間を計測するタイマ制御部3018と、電源を落としてもデータが消去されない記憶部3019とを備えている。記憶部3019は、例えばEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)等である。
Next, the hardware configuration of the coordinate input device according to this embodiment will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a hardware configuration of the coordinate input device according to the present embodiment. The system control unit 104 includes a CPU (Central Processing Unit) 3011, a ROM (Read Only Memory) 3012 storing a program for controlling the system, a RAM (Random Access Memory) 3013 used as a work area, The
なお、本実施の形態では、ワークエリアとして使用しているRAM3013とデータ格納メモリ3016を分けているが、これらは1つのメモリ内でエリアを分割して使用してもよい。
In this embodiment, the
また、LDU(Laser Diode Unit)302およびSBU303は、光学ユニット(L)102A内と、光学ユニット(R)102B内にそれぞれ配置されている。LDU302は、光源としているLD(Laser Diode)3021を搭載し、SBU303は、受光部であるCCD(Charge Coupled Device)3031を搭載している基板である。 Further, an LDU (Laser Diode Unit) 302 and an SBU 303 are arranged in the optical unit (L) 102A and the optical unit (R) 102B, respectively. The LDU 302 is mounted with an LD (Laser Diode) 3021 serving as a light source, and the SBU 303 is a substrate on which a CCD (Charge Coupled Device) 3031 serving as a light receiving unit is mounted.
次に、タッチパネルの基本的な動作について説明する。ROM3012からの命令に従って、CPU3011はLD点灯信号をLDU302に送信する。LDU302は、LD3021を点灯する。SBU303内のCCD3031は、受光したデータをシステム制御部104内の画像処理LSI3015に送出する。画像処理LSI3015は、受け取ったデータをデジタル変換する。画像処理LSI3015は、デジタル変換されたデータをシェーディングメモリ3017に格納されている基準データによってシェーディング補正し、データ格納メモリ3016に格納する。CPU3011は、データ格納メモリ3016に格納されたデータを読み出し、ディップ検出を行い、座標位置を算出する。CPU3011は、インタフェース制御部3014を通じて、算出された座標位置を外部PC10に送出する。
Next, the basic operation of the touch panel will be described. In accordance with a command from the
次に、CPU3011による検出位置の座標の算出方法について説明する。図4は、光学ユニットから射出される光と検出位置との関係を示す説明図である。ここで、距離Wは、光学ユニット102Aと光学ユニット102Bの間の距離である。角度θLは、光学ユニット102Aと検出位置41とを通る直線と、x軸とのなす角の角度である。また、角度θRは、光学ユニット102Bと検出位置41とを通る直線と、x軸とのなす角の角度である。
Next, a method for calculating the coordinates of the detection position by the
ここで、タッチパネル101上に指等の遮蔽物が接触した位置の座標を(X,Y)とすると、光源から射出される光を遮蔽物が遮ることによって検出された角度θL、θRから接触位置の座標(X,Y)を算出する式は、以下のようになる。
Here, if the coordinates of the position at which the shielding object such as a finger touches the
次に、以上のように構成されている座標入力装置によるモード遷移処理について説明する。図5は、本実施の形態にかかる座標入力装置でのモード遷移の一例を示す説明図である。図5に示すように、座標入力装置100は、座標検出モードと待機モードとを備える。座標入力装置100は、電源ON時には座標検出モードが設定され、所定時間タッチパネル101への接触がない場合には、待機モードに移行する。待機モードにおいて、タッチパネル101への接触を検出した場合は、座標検出モードへ移行する。
Next, a mode transition process by the coordinate input device configured as described above will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of mode transition in the coordinate input device according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the coordinate
さらに、それぞれのモードでの処理について詳細に説明する。図6は、システム制御部が行う座標検出モードでの処理手順を示すフローチャートである。なお、図1で示した計時部1045は、さらに図示しないカウンタ部を備え、座標検出モードにおいてタッチパネル101の接触されていない時間をカウントするカウンタAと、待機モードの時間をカウントするカウンタBを備える。
Further, processing in each mode will be described in detail. FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure in the coordinate detection mode performed by the system control unit. 1 further includes a counter unit (not shown), and includes a counter A that counts the time when the
まず、上述したように、電源がONされた場合には、座標入力装置100はまず座標検出モードが設定される。システム制御部104は、タッチパネルシステムの初期化を行う(ステップS601)。具体的な初期化処理としては、カウンタAのクリア等である。光学ユニット制御部1041は、記憶部1047に記憶されている光学ユニットとカウンタBの値を読み出す(ステップS602)。これは、前回の電源がOFFされる直前の待機モードで駆動していた光学ユニットとカウンタBの値を記憶部から取得し、待機モードに移行した際にタッチパネルとの接触を検出する光学ユニットとカウンタBの値を引き継ぐことで、2つの光学ユニットの駆動時間が平均化され、システム全体の耐用期間を延長することができる。光学ユニット制御部1041は、2つの光学ユニット102A、102Bの両方を駆動する(ステップS603)。座標検出部1042は、タッチパネル101に指等の接触があったか否かを判断する(ステップS604)。
First, as described above, when the power is turned on, the coordinate
タッチパネル101に指等の接触がなかったと判断した場合は(ステップS604:No)、モード切替部1044はカウンタAをカウントアップする(ステップS605)。モード切替部1044は、カウンタAの値が所定の値Ttを超えたか否かを判断する(ステップS606)。光学ユニットによる座標検出は、所定の時間ごとに実行するため、カウンタAの値はタッチパネル101に指等の接触がない時間であり、これにより、接触がない時間が所定時間を超えたか否かを判断することができる。
When it is determined that the
カウンタAの値が所定の値Ttを超えたと判断した場合は(ステップS606:Yes)、モード切替部1044は座標検出モードから待機モードへ切り替える。カウンタAの値が所定の値Ttを超えていないと判断した場合は(ステップS606:No)、ステップS604に戻り、接触があったか否かを判断する。
When it is determined that the value of the counter A exceeds the predetermined value Tt (step S606: Yes), the
ステップS604において、タッチパネル101に指等の接触があったと判断した場合は(ステップS604:Yes)、モード切替部1044はカウンタAをクリアする(ステップS607)。座標検出部1042は、接触位置の座標を検出する(ステップS608)。具体的には、上述した算出方法により、接触位置の座標を算出する。その後、ステップS604に戻る。
In step S604, when it is determined that the
次に、待機モードでの処理について詳細に説明する。図7は、システム制御部が行う待機モードでの処理手順を示すフローチャートである。 Next, processing in the standby mode will be described in detail. FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing procedure in a standby mode performed by the system control unit.
まず、光学ユニット制御部1041は、2つの光学ユニット102A、102Bのうちのいずれか1つの光学ユニットの駆動を開始する(ステップS701)。記憶部1047から前回の電源ON時に待機モードで駆動していた光学ユニットが取得されれば、取得された光学ユニットから駆動する。接触検出部1043は、タッチパネル101に指等の接触があったか否かを判断する(ステップS702)。タッチパネル101に指等の接触があったと判断した場合は(ステップS702:Yes)、モード切替部1044は待機モードから座標検出モードへ切り替える。
First, the
タッチパネル101に指等の接触がなかったと判断した場合は(ステップS702:No)、光学ユニット制御部1041はカウンタBをカウントアップする(ステップS703)。さらに、光学ユニット制御部1041は、計時部1045が計時している時間が基準時からx秒経過したか否かを判断する(ステップS704)。計時部1045が計時している時間が基準時からx秒経過したと判断した場合は(ステップS704:Yes)、光学ユニット制御部1041はカウンタBの値を記憶部3019に記憶する(ステップS705)。また、光学ユニット制御部1041は駆動している光学ユニットを記憶部3019に記憶する(ステップS706)。計時部1045が計時している時間が基準時からx秒経過していないと判断した場合は(ステップS704:No)、ステップS707に進む。
When it is determined that the
光学ユニット制御部1041は、カウンタBの値が所定の値Tcを超えたか否かを判断する(ステップS707)。カウンタBの値が所定の値Tcを超えたと判断した場合は(ステップS707:Yes)、光学ユニット制御部1041はカウンタBをクリアする(ステップS708)。光学ユニット制御部1041は、駆動する光学ユニットを切替え(ステップS709)、ステップS702に戻る。図8は、光学ユニットの切り替えのタイミングの一例を示す説明図である。図8に示すように、光学ユニット制御部1041は、カウンタBがTcを超えたときに光学ユニット102Aの駆動を停止し(光学ユニット102Aからの光の射出を停止し)、光学ユニット102Bを駆動する(光学ユニット102Bから光を射出する)。さらに、光学ユニット制御部1041は、カウンタBがTcを超えたときに光学ユニット102Bの駆動を停止し(光学ユニット102Bからの光の射出を停止し)、光学ユニット102Aに駆動を切り替える(光学ユニット102Aから光を射出する)。カウンタBの値が所定の値Tcを超えていないと判断した場合は(ステップS707:No)、ステップS702に戻る。
The
このように、待機モードでは、タッチパネルに接触があったか否かのみを検出するため、2つの光学ユニットのうち一方のみを駆動し、他方は駆動しないことにより、消費電力を削減することができる。また、光学ユニットの寿命を延長することにより、システム全体の耐用期間を延長することができる。 As described above, in the standby mode, only whether or not the touch panel is touched is detected, so that only one of the two optical units is driven and the other is not driven, thereby reducing power consumption. Further, the lifetime of the entire system can be extended by extending the life of the optical unit.
また、2つの光学ユニットを一定時間ごとに交互に切り替えることにより、どちらか一方の光学ユニットのみが耐用年数を経過してシステム全体の耐用期間を縮めないようにすることができる。すなわち、結果的にシステム全体の耐用年数を延長することができる。 In addition, by alternately switching the two optical units at regular time intervals, it is possible to prevent only one of the optical units from reaching the service life and shortening the service life of the entire system. That is, as a result, the useful life of the entire system can be extended.
また、カウンタBの値および駆動中の光学ユニットを所定時間ごとに記憶部に記憶し、電源をOFFされた後再度電源がONにされた場合に、記憶部に記憶されたカウンタBの値と最後に駆動していた光学ユニットとを記憶部から取得し、使用することにより、システム全体の駆動期間中の2つの光学ユニットの駆動時間を平均化することができるため、システム全体の耐用年数を延長することができる。 Further, the value of the counter B and the optical unit being driven are stored in the storage unit every predetermined time, and when the power is turned on again after the power is turned off, the value of the counter B stored in the storage unit By obtaining and using the optical unit that was last driven from the storage unit, the drive time of the two optical units during the drive period of the entire system can be averaged, so the useful life of the entire system can be reduced. Can be extended.
100 座標入力装置
101 タッチパネル
102A 光学ユニット(L)
102B 光学ユニット(R)
103 反射部
104 システム制御部
105 外枠
1041 光学ユニット制御部
1042 座標検出部
1043 接触検出部
1044 モード切替部
1045 計時部
1046 インタフェース部
1047 記憶部
10 外部PC
100 Coordinate
102B Optical unit (R)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 Reflection part 104 System control part 105
Claims (4)
前記発光制御手段によって射出された光が遮蔽された位置から、タッチパネルに接触された座標を検出する座標検出手段と、
前記座標検出手段によって前記座標が検出されたときから所定の時間を経過した場合に、前記座標を検出する座標検出モードから、前記座標を検出しない待機モードに切り替えるモード切替手段と、
を備えることを特徴とする座標入力装置。 Light emission control means for emitting light from two light sources;
Coordinate detection means for detecting coordinates touching the touch panel from a position where the light emitted by the light emission control means is shielded;
A mode switching means for switching from a coordinate detection mode for detecting the coordinates to a standby mode for not detecting the coordinates when a predetermined time has elapsed since the coordinates were detected by the coordinate detection means;
A coordinate input device comprising:
前記発光制御手段によって射出された光が遮蔽されたか否かによって、前記タッチパネルへの接触を検出する接触検出手段、をさらに備え、
前記モード切替手段は、前記接触検出手段によって前記タッチパネルへの接触を検出した場合に、前記待機モードから前記座標検出モードに切り替えること、を特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。 The light emission control means emits light from one of the two light sources when switched to the standby mode by the mode switching means,
Contact detection means for detecting contact with the touch panel depending on whether or not the light emitted by the light emission control means is blocked;
The coordinate input device according to claim 1, wherein the mode switching unit switches from the standby mode to the coordinate detection mode when the contact detection unit detects contact with the touch panel.
前記発光制御手段は、前記待機モードにおいて、前記記憶手段に記憶された前記光源から光を射出し、当該光源から光を射出する時間に前記記憶手段に記憶された前記射出時間を加算した時間が所定の時間を超えた場合に、当該光源からの光の射出を停止するとともに、他方の光源から光を射出すること、を特徴とする請求項2または請求項3に記載の座標入力装置。 Storage means for storing the light source emitting light in the standby mode and the emission time;
In the standby mode, the light emission control unit emits light from the light source stored in the storage unit, and a time obtained by adding the emission time stored in the storage unit to the time to emit light from the light source. 4. The coordinate input device according to claim 2, wherein when a predetermined time is exceeded, emission of light from the light source is stopped and light is emitted from the other light source. 5.
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