JP2015230562A - Coordinate input device, control method of the same, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力技術に関するものである。 The present invention relates to a coordinate input technique for detecting a designated position with respect to a coordinate input effective area.
従来、この種の座標入力装置として、各種方式の座標入力装置(タッチパネルやデジタイザ)が提案、または製品化されている。例えば、特殊な器具等を用いずに、指で画面上をタッチすることで、PC(パーソナルコンピュータ)等の端末の操作を簡単に行うことがきるタッチパネル等が広く用いられている。 Conventionally, various types of coordinate input devices (touch panels and digitizers) have been proposed or commercialized as this type of coordinate input device. For example, a touch panel that can easily operate a terminal such as a PC (personal computer) by touching the screen with a finger without using a special instrument is widely used.
座標入力方式としては、抵抗膜を用いたもの、または、超音波を用いたもの等、種々のものがある。光を用いたものとして、座標入力面外側に再帰性反射材を設け、投光部からの光を再帰反射材で反射し、その光量分布を受光部により検出する方式(光学遮光方式)が知られている(例えば、特許文献1参照)。この方式は、座標入力領域内の指等で遮光された遮光部分(領域)の方向を検出し、遮光位置、つまり、座標入力位置の座標を決定する。 As a coordinate input method, there are various methods such as a method using a resistance film or a method using ultrasonic waves. As a method using light, a retroreflective material is provided outside the coordinate input surface, the light from the light projecting part is reflected by the retroreflective material, and the light quantity distribution is detected by the light receiving part (optical shading method). (For example, refer to Patent Document 1). In this method, the direction of a light-shielding portion (area) shielded by a finger or the like in the coordinate input area is detected, and the light-shielding position, that is, the coordinates of the coordinate input position are determined.
特許文献1の構成を一般化した例として、図17の構成を示す。図17は、座標入力面の両端に配置されたセンサユニット2L及び2Rと、座標を入力する際に使用する座標入力面である所の座標入力有効領域5が示される。そして、座標入力有効領域5の周囲3辺には、進入してきた光を進入してきた方向に再帰的に反射する再帰反射部4が設けられている。
As an example in which the configuration of
センサユニット2L及び2Rは、投光部及び受光部(不図示)を有している。投光部は、座標入力有効領域5の入力面にほぼ平行に扇形に広がる光を投光し、受光部は、その光が再帰反射部4で再帰反射され、戻ってきた光を受光する。座標入力装置は、2つのセンサユニット2L及び2Rでそれぞれ検知された光の遮光方向(遮光角度θL及びθR)と当該センサユニット間の距離に基づいて、座標入力有効領域5に入力された指示位置Pを算出することができる。
The
尚、図中、3はセンサユニット2L及び2Rを制御し、また、取得したセンサユニット2L及び2Rの出力信号を処理、あるいはその処理結果を外部装置に出力する演算制御回路である。
In the figure,
また、特許文献2では、デバイスを任意の位置に設置できるようにして使い勝手を向上するシステムが開示されている。
特許文献2に示されるような、装置を任意の位置に設置できるシステムでは、電源が投入されたとき等に、その設置位置を検出する処理が行われる。そして、その設置位置の検出結果を用いて、入力された指示位置を算出するアルゴリズムを備えている。
In a system in which an apparatus can be installed at an arbitrary position as shown in
このような装置では、使用中にユーザが設置位置を変更すると、入力された指示位置を正しく算出できなくなる。その結果、指示位置に対して、表示画面上に入力される位置がずれてしまう。ユーザが意図せず装置に接触する等して設置位置がずれてしまったような場合も同様の問題が起きる。 In such an apparatus, if the user changes the installation position during use, the input designated position cannot be calculated correctly. As a result, the position input on the display screen is shifted from the designated position. The same problem occurs when the installation position is shifted due to the user unintentionally touching the apparatus.
装置の設置位置が変更された場合は、位置を検出し直す処理、及びユーザによる表示画面の位置を設定する作業をやり直す必要がある。 When the installation position of the apparatus is changed, it is necessary to redo the process of redetecting the position and the operation of setting the position of the display screen by the user.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、装置の設置位置が変化した場合でも、指示位置の算出を正しく行うことができる座標入力技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a coordinate input technique capable of correctly calculating the indicated position even when the installation position of the apparatus changes.
上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置は以下の構成を備える。即ち、
座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力装置であって、
当該座標入力装置の設置位置の変化を機械的に検知する検知手段と、
前記検知手段の検知の結果に応じて、一定時間の経過を判定する判定手段と、
前記判定手段により一定時間経過したと判定した場合、当該座標入力装置における所定の処理を実行するためのコマンドを生成する生成手段と
を備える。
In order to achieve the above object, a coordinate input device according to the present invention comprises the following arrangement. That is,
A coordinate input device that detects a designated position with respect to a coordinate input effective area,
Detecting means for mechanically detecting a change in the installation position of the coordinate input device;
A determination unit that determines the elapse of a predetermined time according to the detection result of the detection unit;
And a generating unit that generates a command for executing a predetermined process in the coordinate input device when it is determined by the determining unit that a predetermined time has elapsed.
本発明によれば、装置の設置位置が変化した場合でも、指示位置の算出を正しく行うことができる座標入力技術を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the installation position of an apparatus changes, the coordinate input technique which can calculate an instruction | indication position correctly can be provided.
以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. The configurations shown in the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the illustrated configurations.
<実施形態1>
座標入力装置の概略構成を、図1を用いて説明する。
<
A schematic configuration of the coordinate input device will be described with reference to FIG.
図中、1Lは、センサユニット2−L1及び2−L2(第1のセンサユニット及び第2のセンサユニット)を装備するセンサバーである。また、1Rは、2−R1及び2−R2(第3のセンサユニット及び第4のセンサユニット)を装備するセンサバーである。 In the figure, 1L is a sensor bar equipped with sensor units 2-L1 and 2-L2 (first sensor unit and second sensor unit). 1R is a sensor bar equipped with 2-R1 and 2-R2 (third sensor unit and fourth sensor unit).
筐体であるセンサバー1L及び1R(総称する場合は、センサバー1と表記)は、図示のように矩形状の座標入力有効領域5の対向する2辺に設けられる。表示装置が仮にフロントプロジェクターとすれば、表示領域は座標入力有効領域5の範囲内に設定され、例えば、平面状のホワイトボード6に投影される。無論、ホワイトボード6に限定されるものではなく、壁面等であっても良い。
The
センサバー1L及び1Rの側面にはそれぞれ、図示のように再帰反射部4L及び4R(総称する場合は、再帰反射部4と表記)が装着されている。そして、再帰反射部4L及び4Rはそれぞれ、対向する辺に設けられたセンサバー1Lあるいは1Rのセンサユニットが投光した赤外光を再帰的に反射できるように構成してある。
センサバー1Lに内蔵される演算制御回路3Lはセンサユニット2−L1及び2−L2を制御して、その出力結果を演算処理すると共に、センサバー1Rの演算制御回路3Rを制御する。センサバー1Rの演算制御回路3Rは、センサユニット2−R1及び2−R2を制御して、その出力結果を演算処理して、センサバー1Lの演算制御回路3Lにその結果を送信する。そして、センサバー1Lの演算制御回路3Lは、4つのセンサユニット2−L1、2−L2、2−R1及び2−R2からの出力結果を処理して、指示位置を算出し、パーソナルコンピュータ等の外部機器へ結果を出力する。
The
図1では、センサバー1Lの演算制御回路3Lとセンサバー1Rの演算制御回路3Rとはコードで接続される構成(つまり、有線接続)となっているが、これに限定されない。例えば、無線等の通信機能を互いに搭載して、それらの通信機能を使用してデータの送受信(無線接続)を行っても良い。
In FIG. 1, the
尚、以後の説明にあっては、水平方向をX軸(図面右側が+)、天地方向をY軸(下側が+)として説明する。 In the following description, the horizontal direction will be described as the X axis (+ on the right side of the drawing), and the vertical direction will be described as the Y axis (lower side is +).
図2はセンサユニット2−L1、2−L2、2−R1及び2−R2(総称する場合は、センサユニット2と表記する)の詳細構成を示す図である。図2(A)は図1における断面A−Aであり、図2(B)及び(C)は図中の矢印方向から見た正面図である。 FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the sensor units 2-L1, 2-L2, 2-R1, and 2-R2 (generically referred to as the sensor unit 2). 2A is a cross section AA in FIG. 1, and FIGS. 2B and 2C are front views as seen from the direction of the arrows in the figure.
図2(A)において、センサユニット2は、センサバー1に収納されており、座標入力有効領域5に向けて光を投光する投光部30及び到来光を受光する受光部40で構成される。投光部30と受光部40の距離はL_pdであり、その間に再帰反射部4が図示のように設けられている。45は光透過性の部材であって、センサバー1内へのゴミ等の異物の侵入を防止するための保護部材である。
2A, the
図2(B)において、投光部30は、発光部である赤外LED31、投光レンズ32、両者を固定するための接着層33で構成される。投光レンズ32は、赤外LED31の光を、座標入力面となるホワイトボード6と略平行な光束となるように構成する。そして、対向する辺に設けられたセンサバー1の再帰反射部4の全領域を照明するように、投光範囲がg〜h範囲であって、頂点が点Oの位置(センサユニット2の重心位置)の扇状の光束を出射する。
2B, the
図2(C)において、受光部40は、投光部30が投光した光が、対向する辺に設けられたセンサバー1に装着されている再帰反射部4によって再帰反射された光を検出する。41は光電変換素子であるところのラインCCD、42は受光レンズ、43は視野絞り、44は赤外線通過フィルターである。また、保護部材45に赤外通過フィルター機能を設けることで、赤外線通過フィルター44を廃止してもかまわない。
In FIG. 2C, the
受光部40の光軸はX軸方向に設定される。視野範囲はg〜h範囲であり、点Oの位置が光学的な中心位置となっている。また、受光部40は、図示のように光軸に対して非対称な光学系となっている。点Oの位置、及び方向g、方向hが略一致するように、投光部30と受光部40は、図2(A)のように重ねて配置される。また、受光部40は、入射する光の方向に応じて、ラインCCD41の画素に集光されるので、ラインCCD41の画素番号は入射する光の角度情報を表す。
The optical axis of the
また、受光部40は、座標入力有効領域5の座標入力面と略平行な視野範囲を有し、その光軸方向は、ラインCCD41の受光面の法線方向と一致するように配置されている。
The
図3(A)は演算制御回路3のブロック図である。実施形態1におけるセンサバー1Lの演算制御回路3Lとセンサバー1Rの演算制御回路3Rは、外部へのインタフェース仕様を除き、いずれも同様の回路構成であり、接続される対応するセンサユニット2の制御、演算を行う。図3(A)は、特に、センサバー1Lの演算制御回路3Lの構成を示している。
FIG. 3A is a block diagram of the
センサユニット2−L1及び2−L2のラインCCD41用のCCD制御信号は、ワンチップマイコン等で構成されるCPU61から出力され、ラインCCD41のシャッタータイミングやデータの出力制御等を行う。ここで、CPU61は、内部に不揮発性メモリ(例えば、フラッシュメモリ)を内蔵しており、この不揮発性メモリには、座標入力装置を制御するためのプログラムや各種の設定値等のデータが記憶されている。これにより、CPU61は、不揮発性メモリに記憶されているプログラムを読み出して実行したり、各種設定値の書込や読出を随時行うことができるようになっている。
The CCD control signals for the
CCD用のクロックはクロック発生回路CLK62から各センサユニット2−L1及び2−L2に送信されるとともに、ラインCCD41との同期をとって各種制御を行うためにCPU61にも入力されている。尚、センサユニット2−L1及び2−L2の赤外LED31を駆動するLED駆動信号は、CPU61から供給される。
The CCD clock is transmitted from the clock generation circuit CLK62 to each of the sensor units 2-L1 and 2-L2, and is also input to the
センサユニット2−L1及び2−L2それぞれのラインCCD41からの検出信号は、A/Dコンバータ63に入力され、CPU61からの制御によって、デジタル値に変換される。変換されたデジタル値はメモリ64に記憶され、角度計算に用いられる。そして、計算された角度情報から幾何学的な指示位置を算出し、外部PC等の情報処理装置にインタフェース68(例えば、USBインタフェース)を介して出力される。
Detection signals from the
先に示した通り、各センサバー1の演算制御回路3は、各々2つのセンサユニット2を制御している。仮に、センサバー1Lの演算制御回路3Lがメイン機能を果たすものとすれば、CPU61はシリアル通信部67を介して、センサバー1Rの演算制御回路3Rに制御信号を送信して、回路間の同期を行う。そして、演算制御回路3Rから、必要なデータの取得を行うことになる。
As described above, the
演算制御回路3L及び3R間の動作は、マスター・スレーブ制御にて動作する。実施形態1の場合、演算制御回路3Lがマスターで、演算制御回路3Rがスレーブである。尚、各演算制御回路は、マスター・スレーブのどちらにもなりうるが、ディップスイッチ(不図示)等の切替部で、CPUのポートに切替信号を入力することで、マスター・スレーブの切替が可能となっている。
The operation between the
マスターであるセンサバー1Lの演算制御回路3Lからは、対向する辺に設けられたセンサバー1Rのセンサユニット2−R1及び2−R2のデータを取得するために、制御信号がスレーブの演算制御回路3Rにシリアル通信部67を介して送信される。そして、センサユニット2−R1及び2−R2で得られた角度情報が算出され、シリアル通信部67を介してマスター側の演算制御回路3Lに送信される。
In order to acquire data of the sensor units 2-R1 and 2-R2 of the
尚、インタフェース68は、実施形態1の場合、マスター側の演算制御回路3Lに実装されることになる。また、66は、指示具として、赤外線を発光する専用ペン(不図示)を使用した時の赤外線受光部である。65は専用ペンからの信号をデコードするためのサブCPUである。専用ペンは、ペン先が入力面を押圧したことを検知するスイッチや、ペン筺体サイド部に種々のスイッチを有する。それらのスイッチの状態やペンの識別情報を専用ペンに設けられた赤外線発光部で送信することにより、専用ペンの操作状態を検知することが可能となる。
In the case of the first embodiment, the
図3(B)はセンサユニット2を動作させるためにマスター側の演算制御回路3LのCPU61が出力する制御信号、及びセンサユニット2の動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 3B is a timing chart showing the control signal output from the
71、72、73がラインCCD41制御用の制御信号であり、SH信号71の間隔でラインCCD41のシャッター開放時間が決定される。ICGL信号72はセンサバー1Lのセンサユニット2−L1及び2−L2へのゲート信号であり、ラインCCD41内部の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号である。
71, 72 and 73 are control signals for controlling the
CCDL信号74は、センサユニット2−L1及び2−L2のラインCCD41のシャッター開放時間を示す信号である。ICGR信号73は、対向するセンサバー1Rのセンサユニット2−R1及び2−R2へのゲート信号であり、シリアル通信部67を介してセンサバー1Rの演算制御回路3Rに送信される。そして、演算制御回路3RがラインCCD41内部の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号を生成する。CCDR信号75は、センサユニット2−R1及び2−R2のラインCCD41のシャッター開放時間を示す信号である。
The
LEDL信号76及びLEDR信号77は、各センサユニット2の赤外LED31の駆動信号である。SH信号71の最初の周期でセンサバー1Lのセンサユニット2−L1及び2−L2の赤外LED31を点灯するために、LEDL信号76が各々のLED駆動回路(不図示)を経て赤外LED31に供給される。
The
そして、SH信号71の次の周期で、対向する辺に設けられたセンサバー1Rのセンサユニット2−R1及び2−R2の赤外LED31を点灯するために、LEDR信号77がシリアル通信部67を介して演算制御回路3Rに送信される。そして、演算制御回路3Rが各々のLED駆動回路に供給するための信号を生成する。
Then, in order to turn on the
赤外LED31の駆動、及びラインCCD41のシャッター開放が終了した後に、ラインCCD41の信号がセンサユニット2から読み出され、後述する方法で角度情報を算出する。そして、スレーブ側の演算制御回路3Rの演算結果はマスター側の演算制御回路3Lに送信される。
After the driving of the
以上のように動作させることで、センサバー1Lのセンサユニット2−L1及び2−L2と対向するセンサバー1Rのセンサユニット2−R1及び2−R2とは、異なるタイミングで動作するようになる。このように構成することで、対向する辺に設けられたセンサユニットの赤外光を検出することなく、センサユニット自身が発光した再帰反射光のみを検出できる。
By operating as described above, the sensor units 2-R1 and 2-R2 of the
図4を用いて、センサバー1のセンサユニット2から出力される、受光状態を示す信号について説明する。先ず、センサユニット2の投光部30の発光が無い状態である場合の受光部40の出力は図4(A)となり、発光が有る場合の受光部40の出力は図4(B)となる。図4(B)において、レベルAが検出した光量の最大レベルであり、レベルBが光を全く検出(受光)できてないレベルと言える。
With reference to FIG. 4, a signal indicating the light receiving state output from the
センサユニット2が発光した赤外線は、対向する辺に設けられた再帰反射部4で再帰反射され、自身のセンサユニット2で検出される。画素番号Njから画素番号Nfまでの光量は、表示画面の大きさやそのアスペクト比、それに対応したセンサバー1の配置状態(特に、2つのセンサバー1間の距離)等によって変化する。
The infrared light emitted from the
実施形態1の座標入力装置は、最適な光量レベルが得られるように、SH信号を制御することによって、ラインCCD41のシャッター開放時間、及び赤外LED31の露光時間を調整する。センサユニット2から得られる光量が多ければ時間を短くし、逆に少なければ時間を長く設定することができる。さらには、検出光量レベルに応じて、赤外LED31に流す電流を調整しても良い。このように出力信号を監視することで、最適な光量が得られるように構成されている。このような調整を、レベル変動が有った場合に適宜行う仕様としても良い。もしくは、センサバー1が設置され、その状態が保持されている間は、安定した一定の信号が得られるはずであるので、このような光量の調整は、設置が完了した電源投入時に行えばよい。
The coordinate input device according to the first embodiment adjusts the shutter open time of the
座標入力有効領域5の入力面をタッチ(指示)することで光路を遮ると、図4(C)のように、例えば、画素番号Ncで光量が検出できなくなる。実施形態1では、この図4(A)〜図4(C)の信号を用いて、タッチした方向、言い換えると、角度を算出する。
When the optical path is blocked by touching (instructing) the input surface of the coordinate input
まず、システムの起動時、システムのリセット時、あるいは自動的に、基準データを取得する。以降、一つのセンサユニット2のデータ処理について説明するが、他のセンサユニットでも同様の処理を行っている。
First, reference data is acquired when the system is started, when the system is reset, or automatically. Hereinafter, the data processing of one
電源投入時、操作者によるタッチ操作が行われてない状態で、投光部30の照明無しの状態でラインCCD41の出力をA/Dコンバータ63によりA/D変換して、この値をBase_Data[N]としてメモリ64に記憶する。これは、ラインCCD41のバイアスのばらつき等を含んだデータとなり、図4(A)のレベルB付近のデータとなる。ここで、[N]はラインCCD41のCCD画素番号であり、有効な入力範囲に対応する画素番号が用いられる。
When the power is turned on, the output of the
同様に、操作者によるタッチ操作が行われてない状態で、投光部30から投光した状態での光量分布を取得して記憶する。これは、図4(B)の実線で表されたデータであり、Ref_Data[N]としてメモリ64に記憶する。これにより、初期データとして2種類のデータの記憶を管理する。
Similarly, a light amount distribution in a state where light is projected from the
その後、サンプリングを開始することになるが、タッチ操作が行われてなければ、図4(B)に示すデータは、タッチ操作が行われると、その指示位置に応じて影Cが検出された図4(C)に示すデータが検出される。この投光部30の照明有りの状態で得られるサンプルデータをNorm_Data[N]と定義する。
Thereafter, sampling is started. If no touch operation is performed, the data shown in FIG. 4B is a diagram in which a shadow C is detected according to the designated position when the touch operation is performed. Data shown in 4 (C) is detected. Sample data obtained when the
これらのデータ(メモリ64に記憶されているBase_Data[N]とRef_Data[N])を用いて、まずは、指示具の入力の有無、遮光部分の有無の判定を行う。まず、遮光部分を特定するために、データの変化量を各々の画素において算出し、予め設定してある閾値Vthaと比較する。 Using these data (Base_Data [N] and Ref_Data [N] stored in the memory 64), first, the presence / absence of the input of the pointing tool and the presence / absence of the light shielding portion are determined. First, in order to specify the light shielding portion, the amount of change in data is calculated for each pixel and compared with a preset threshold value Vtha.
Norm_Data0[N] = Norm_Data[N] - Ref_Data[N] (1)
ここで、Norm_Data0[N]は、各画素における光量の変化量であり、閾値比較により、ノイズ等による誤判定を防止し、所定量の確実な変化を検出する。そして、閾値を超えるデータが、例えば、所定数以上の連続した画素で発生した場合に、タッチ操作が有ると判定する。この処理は、差を取り比較するだけなので、短時間での演算が可能であり、入力の有無判定を高速に行うことができる。
Norm_Data0 [N] = Norm_Data [N]-Ref_Data [N] (1)
Here, Norm_Data0 [N] is the amount of change in the amount of light in each pixel. By comparing the thresholds, erroneous determination due to noise or the like is prevented, and a certain amount of reliable change is detected. Then, when data exceeding the threshold value is generated in, for example, a predetermined number or more of continuous pixels, it is determined that there is a touch operation. Since this process only takes a difference and compares it, it is possible to perform a calculation in a short time and to determine whether or not there is an input at high speed.
次に、より高精度に検出するために、式(2)を用いて、画素データの変化の比を計算して入力点の決定を行う。 Next, in order to detect with higher accuracy, an input point is determined by calculating a ratio of change in pixel data using Expression (2).
Norm_DataR[N] = Norm_Data0[N] / (Base_Data[N] - Ref_Data[N]) (2)
この画素データ(光量分布)に対して、別途設定される閾値Vthrを適用する。そして、その閾値Vthrを横切る点に対応する、光量分布中の遮光部分に対応する光量変動領域の立ち上がり部と立ち下がり部の画素番号から、両者の中央を指示具による入力に対応する画素とすることで、角度を算出する。
Norm_DataR [N] = Norm_Data0 [N] / (Base_Data [N]-Ref_Data [N]) (2)
A separately set threshold value Vthr is applied to the pixel data (light quantity distribution). Then, based on the pixel numbers of the rising and falling portions of the light amount fluctuation region corresponding to the light shielding portion in the light amount distribution corresponding to the point crossing the threshold value Vthr, the center of both is set as the pixel corresponding to the input by the pointing tool. Thus, the angle is calculated.
図4(D)は変化の比の計算を終了後の検出結果の例である。今、閾値Vthrで検出すると、遮光部分の立ち上がり部分は、Ns番目の画素でレベルLsとなり閾値Vthrを超えたとする。さらに、Nt番目の画素でレベルLtとなり閾値Vthrを下まわったとする。 FIG. 4D shows an example of a detection result after the calculation of the change ratio. Now, when detecting with the threshold value Vthr, it is assumed that the rising portion of the light-shielding portion becomes the level Ls at the Ns-th pixel and exceeds the threshold value Vthr. Furthermore, it is assumed that the level becomes Lt at the Ntth pixel and falls below the threshold value Vthr.
この時、出力すべきラインCCD41の画素番号Npを、立ち上がり部と立ち下がり部の画素番号の中央値として式(3)のように計算しても良いが、そうすると、ラインCCD41の画素間隔が出力画素番号の分解能になる。
At this time, the pixel number Np of the
Np = Ns + (Nt - Ns) / 2 (3)
そこで、より高分解能に検出するために、それぞれの画素のデータレベルとその一つ前の隣接画素のデータレベルを用い、閾値Vthrを横切る仮想の画素番号を計算する。
Np = Ns + (Nt-Ns) / 2 (3)
Therefore, in order to detect with higher resolution, a virtual pixel number crossing the threshold value Vthr is calculated using the data level of each pixel and the data level of the immediately preceding adjacent pixel.
画素NsのレベルをLs、画素Ns−1番のレベルをLs−1、そして、画素NtのレベルをLt、画素Nt−1のレベルをLt−1とすると、それぞれの仮想画素番号Nsv、Ntvは、
Nsv = Ns-1 + ( Vthr - Ls-1 ) / ( Ls -LS-1 ) (4)
Ntv = Nt-1 + ( Vthr - Lt-1 ) / ( Lt -Lt-1 ) (5)
と計算できる。この計算式によれば、出力レベルに応じた仮想画素番号、つまり、ラインCCD41の画素番号よりも細かい画素番号を取得できる。そして、これらの仮想画素番号Nsv、Ntvの仮想中心画素Npvは、式(6)で決定される。
If the level of the pixel Ns is Ls, the level of the pixel Ns-1 is Ls-1, the level of the pixel Nt is Lt, and the level of the pixel Nt-1 is Lt-1, the respective virtual pixel numbers Nsv and Ntv are ,
Nsv = Ns-1 + (Vthr-Ls-1) / (Ls -LS-1) (4)
Ntv = Nt-1 + (Vthr-Lt-1) / (Lt -Lt-1) (5)
Can be calculated. According to this calculation formula, a virtual pixel number corresponding to the output level, that is, a pixel number smaller than the pixel number of the
Npv = Nsv + ( Ntv - Nsv ) / 2 (6)
このように、閾値Vthrを越えるデータレベルの画素の画素番号とその隣接する画素番号と、それらのデータレベルから、所定レベルの閾値Vthrを横切る仮想的な仮想画素番号を計算することで、より分解能の高い検出を実現できる。
Npv = Nsv + (Ntv-Nsv) / 2 (6)
Thus, by calculating the virtual virtual pixel number that crosses the threshold value Vthr of the predetermined level from the pixel number of the pixel of the data level exceeding the threshold value Vthr, the adjacent pixel number, and the data level thereof, the resolution can be further increased. High detection can be realized.
このように得られた中心画素番号から、実際の指示具の座標値を計算するためには、この中心画素番号を角度情報に変換する必要がある。 In order to calculate the actual coordinate value of the pointing tool from the center pixel number obtained in this way, it is necessary to convert the center pixel number into angle information.
後述する実際の座標計算では、角度そのものよりもその角度における正接(tangent)の値を計算するほうが都合がよい。尚、画素番号から、tanθへの変換には、テーブル参照や変換式を用いる。変換式は、例えば、高次の多項式を用いると精度を確保できるが、次数等は計算能力及び精度スペック等を鑑みて決定すればよい。 In actual coordinate calculation described later, it is more convenient to calculate the value of the tangent at the angle rather than the angle itself. A table reference or a conversion formula is used for conversion from the pixel number to tan θ. For example, a high-order polynomial can be used as the conversion formula to ensure accuracy, but the order and the like may be determined in consideration of calculation capability, accuracy specifications, and the like.
ここで、5次多項式を用いる場合の例を示すと、5次多項式を用いる場合には係数が6個必要になるので、出荷時等にこの係数データをCPU61内の不揮発性メモリに記憶しておけばよい。今、5次多項式の係数をL5、L4、L3、L2、L1、L0としたとき、tanθは
tanθ=(L5*Npr+L4)*Npr+L3)*Npr+L2)*Npr+L1)*Npr+L0 (7)
であらわすことができる。同様なことを、各々のセンサユニットに対して行えば、それぞれの角度データを決定できる。もちろん、上記例では、tanθを計算しているが、角度データそのものを計算し、その後、tanθを計算しても構わない。
Here, an example in the case of using a 5th order polynomial requires 6 coefficients when using a 5th order polynomial, so this coefficient data is stored in the nonvolatile memory in the
tanθ = (L5 * Npr + L4) * Npr + L3) * Npr + L2) * Npr + L1) * Npr + L0 (7)
Can be represented. If the same thing is done for each sensor unit, the respective angle data can be determined. Of course, in the above example, tan θ is calculated, but the angle data itself may be calculated, and then tan θ may be calculated.
図5は、画面座標との位置関係を示す図である。センサバー1Lのセンサユニット2−L1の視野範囲は方向jから方向fの範囲であり、角度の正負を図示のように設定する。そして、センサユニット2−L1の光軸はX軸方向であり、その方向を角度0°と定義する。同様に、センサユニット2−L2の視野範囲は方向fから方向jの範囲であり、角度の正負を図示のように設定し、及び、センサユニット2−L2の光軸の方向を角度0°と定義する。そして、センサユニット2−L1の光軸中心とセンサユニット2−L2の光軸中心を結ぶ線分をY軸と定義すれば、各センサユニットの光軸はその線分の法線方向となる。また、センサユニット2−L1の光軸中心とセンサユニット2−L2の光軸中心との距離をdhと定義する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a positional relationship with the screen coordinates. The visual field range of the sensor unit 2-L1 of the
今、点Pの位置でタッチ操作が行われた場合を想定する。 Assume that a touch operation is performed at the point P.
センサユニット2−L1で算出される角度はθL1であり、センサユニット2−L2で算出される角度はθL2である。この2つの角度情報と距離dhを用いて、幾何学的に指示位置Pの座標を算出することが可能となる。 The angle calculated by the sensor unit 2-L1 is θL1, and the angle calculated by the sensor unit 2-L2 is θL2. Using these two angle information and the distance dh, the coordinates of the indicated position P can be calculated geometrically.
x=dh・tan(π/2-θL2)・tan(π/2-θL1)/(tan(π/2-θL2)+tan(π/2-θL1)) (8)
y=dh・tan(π/2-θL2)/(tan(π/2-θL2)+tan(π/2-θL1)) (9)
また、一方のセンサユニットの出力がθL1=0、もしくはθL2=0の場合であっても、他方のセンサユニットが出力する角度情報に基づき、幾何学的に容易に指示位置を算出することが可能である。
x = dh ・ tan (π / 2-θL2) ・ tan (π / 2-θL1) / (tan (π / 2-θL2) + tan (π / 2-θL1)) (8)
y = dh · tan (π / 2-θL2) / (tan (π / 2-θL2) + tan (π / 2-θL1)) (9)
Even if the output of one sensor unit is θL1 = 0 or θL2 = 0, the indicated position can be easily calculated geometrically based on the angle information output by the other sensor unit. It is.
以上の説明にあっては、2つのセンサユニット間の距離dhが既知であるとしている。ここでは説明を簡略化するため、距離dhは既知とするが、未知であっても位置検出可能な構成については、後述する。 In the above description, the distance dh between the two sensor units is known. Here, in order to simplify the description, the distance dh is known, but a configuration capable of detecting the position even if it is unknown will be described later.
ここで、センサユニット2−L1及びセンサユニット2−L2の視野範囲から、指示位置Pが図5(B)のハッチング部の範囲に有る場合のみ、その指示位置を算出することが可能である。指示位置がその範囲に無い場合には、図5(C)、図5(D)、図5(E)に示す様に、演算に用いるセンサユニットの組み合わせを変更することで、座標入力有効領域5全域の指示位置を検出できるようになる。従って、各センサユニット2が検出した遮光方向の有無、及び遮光方向に基づき、座標算出に必要なセンサユニットを選択して、指示位置を算出する。そして、選択したセンサユニット2の組み合わせに応じて、式(8)、式(9)のパラメータを変更して、座標変換を行えばよい。
Here, from the visual field range of the sensor unit 2-L1 and the sensor unit 2-L2, it is possible to calculate the indicated position only when the indicated position P is within the hatched range of FIG. When the designated position is not within the range, the coordinate input effective area can be obtained by changing the combination of the sensor units used for the calculation as shown in FIGS. 5 (C), 5 (D), and 5 (E). It becomes possible to detect the designated positions in all five areas. Therefore, based on the presence / absence of the light shielding direction detected by each
尚、図5(F)に示すように、センサユニット選択の境界領域近傍に指示位置Pが存在すると、この場合は、図5(B)もしくは図5(C)の状態のセンサユニットの組み合わせで、その指示位置を算出できる。具体的な構成として、例えば、センサユニット2−L2の視野範囲と、センサユニット2−R1の視野範囲は、座標入力有効領域5の対角線方向で重複するように構成される。そして、重複した領域でタッチした場合には、複数通りのセンサユニットの組み合わせで座標算出が可能となる。その場合にあっては、両者の組み合わせで算出した座標値の平均値を確定座標として出力しても良い。
As shown in FIG. 5 (F), if the designated position P exists in the vicinity of the boundary region for sensor unit selection, in this case, the combination of sensor units in the state of FIG. 5 (B) or FIG. 5 (C) is used. The indicated position can be calculated. As a specific configuration, for example, the visual field range of the sensor unit 2-L2 and the visual field range of the sensor unit 2-R1 are configured to overlap in the diagonal direction of the coordinate input
さて、このように算出された座標値は、実施形態1の座標入力装置が持つ第1の座標系(以後、相対座標系と称す)の値であって、位置算出が可能な有効領域は図1における座標入力有効領域5である。そして、この座標入力有効領域5の範囲内にディスプレイの表示面を設けることになる。ディスプレイが仮にフロントプロジェクターとすると、図6に示すように、投影画像である表示領域8が座標入力有効領域5内に設定されることになる。図6では、d1を原点としてdx軸、dy軸からなる表示座標系である第2の座標系(以後、表示座標系と称す)からなる。表示されている画像を直接タッチすることで、アイコン等のタップ操作を行うためには、相対座標系に対する表示座標系の位置を合わせる(相対座標系と表示座標系の相関をとる)作業を行う必要がある。位置合わせ作業は一般的にキャリブレーションと呼ばれている。
The coordinate values calculated in this way are values of the first coordinate system (hereinafter referred to as a relative coordinate system) possessed by the coordinate input device of the first embodiment, and the effective area where the position can be calculated is shown in FIG. 1 is a coordinate input
通常、キャリブレーションを実行するためには、表示制御を行っているパーソナルコンピュータ(PC)に専用のアプリケーションソフトがインストールされる。アプリケーションを起動すると、表示画面には十字クロス等の指標が表示され、ユーザにそのクロス位置をタッチするように促す。その動作を異なる位置で所定回数繰り返すことで得られる相対座標系の座標値と、十字クロスが表示されている位置の表示座標系の座標値とが一致するように、座標系の変換が行われる。 Usually, in order to execute calibration, dedicated application software is installed in a personal computer (PC) that performs display control. When the application is activated, an indicator such as a cross is displayed on the display screen, and the user is prompted to touch the cross position. The coordinate system is converted so that the coordinate value of the relative coordinate system obtained by repeating the operation a predetermined number of times at different positions matches the coordinate value of the display coordinate system at the position where the cross is displayed. .
実施形態1の座標入力装置にあっては、アプリケーションソフトを使って十字クロスの位置を表示させてタッチさせるのではなく、表示画面の4隅をタッチすることで、この座標変換を行っている。このように構成することで、その場にあるPCに接続することで、特別なソフトをインストールすることなく直ぐに使えると言う優れた効果が得られる。 In the coordinate input device according to the first embodiment, the coordinate conversion is performed by touching the four corners of the display screen instead of displaying and touching the position of the crosshairs using application software. By configuring in this way, it is possible to obtain an excellent effect that it can be used immediately without installing special software by connecting to a PC on the spot.
このキャリブレーションモードへの遷移は、例えば、センサバー1に設けられたモード遷移スイッチ(不図示)で行われる。ユーザは、表示画面の位置を変更した場合等にモード遷移スイッチを押下する。このモード遷移スイッチにより、キャリブレーションモードへ遷移すると、センサバー1に内蔵されるスピーカ等の出力部により、4隅部を順次タッチするようにガイダンスする。また、隅部のタッチが完了する毎に、入力が完了したことを示すブザー音を報知しても良い。または、センサバー1に内蔵されるインジケータで、その操作を促しても良い。
The transition to the calibration mode is performed by, for example, a mode transition switch (not shown) provided in the
さて、相対座標系での座標算出では、式(8)及び式(9)で演算に用いるセンサユニット2間の距離dhが既知である必要が有る。しかしながら、表示装置と組み合わせて使用する図6のような使用態様の場合、この距離dhは必ずしも既知である必要は無い。つまり、ディスプレイの大きさを示す4隅部の情報が、タッチ操作することにより順次、相対座標系における各センサユニットでの角度情報として取得される。その結果、比による計算だけで、表示座標系の指示位置の座標を算出することが可能である。
Now, in the coordinate calculation in the relative coordinate system, it is necessary that the distance dh between the
さて、実施形態1の座標入力装置は、種々の表示サイズの表示面に対して、ユーザが2本のセンサバー1を装着して使用することを想定している。そして、2本のセンサバー1間の相対的な位置関係として、2つのセンサバー1が平行、同一長さ、かつX軸方向に他方のセンサバーのセンサユニットが配置されることで、相対座標系での高精度な位置検出が可能となる。2本のセンサバー1がこのような配置となる仕組みを設けることも可能であるが、その場合、ユーザにそれなりの慎重な設置作業を強いることになる。仮に、2つのセンサバー1を目分量で簡単に装着できれば、利便性の向上、設置時間の大幅短縮へとつながる。そこで、実施形態1にあっては、利便性向上のために、座標検出モードとして第2の検出モードを有する。
Now, it is assumed that the coordinate input device according to the first embodiment is used by a user wearing two
図7(A)は第2の検出モードを説明するためのマスター側のセンサバー1LのCPU61が出力する制御信号、及びセンサユニット2の動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 7A is a timing chart showing the control signal output from the
91、92、93がラインCCD41制御用の制御信号であり、SH信号91の間隔でラインCCD41のシャッター開放時間が決定される。ICGL信号92はセンサバー1Lのセンサユニット2−L1及び2−L2へのゲート信号であり、ラインCCD41内部の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号である。
91, 92 and 93 are control signals for controlling the
CCDL信号94は、センサユニット2−L1及び2−L2のラインCCD41のシャッター開放時間を示す信号である。ICGR信号93は、対向するセンサバー1Rのセンサユニット2−R1及び2−R2へのゲート信号であり、シリアル通信部67を介してセンサバー1Rの演算制御回路3Rに送信される。そして、演算制御回路3RがラインCCD41内部の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号を生成することになる。CCDR信号95は、センサユニット2−R1及び2−R2のラインCCD41のシャッター開放時間を示す信号である。
The
LEDL信号96及びLEDR信号97は、各センサユニット2の赤外LED31の駆動信号である。SH信号91の最初の周期でセンサバー1Rのセンサユニット2−R1及び2−R2の赤外LED31を点灯するために、LEDR信号97がシリアル通信部67を介してセンサバー1Rの演算制御回路3Rに送信される。そして、演算制御回路3Rが各々のLED駆動回路に供給するための信号を生成する。
The
そして、SH信号91の次の周期で、センサバー1Lのセンサユニット2−L1及び2−L2の赤外LED31を点灯するために、LEDL信号96が各々のLED駆動回路を経て赤外LED31に供給する。
Then, in order to turn on the
赤外LED31の駆動、及びラインCCD41のシャッター開放が終了した後に、ラインCCD41の信号がセンサユニット2から読み出され、後述する方法で角度情報を算出する。そして、スレーブ側の演算制御回路3Rの演算結果はマスター側の演算制御回路3Lに送信される。
After the driving of the
以上のように動作させることで、センサバー1Lのセンサユニット2−L1及び2−L2は、対向するセンサバー1Rのセンサユニット2−R1及び2−R2が発光した赤外LED31の赤外光を直接検出(直接受光)する。同様に、センサバー1Rのセンサユニット2−R1及び2−R2は、対向するセンサバー1Lのセンサユニット2−L1及び2−L2が発光した赤外LED31の赤外光を直接検出する。
By operating as described above, the sensor units 2-L1 and 2-L2 of the
尚、図3では、センサバー1Lのセンサユニット2−L1及び2−L2と対向するセンサバー1Rのセンサユニット2−R1及び2−R2とを異なるタイミングで動作する座標検出モードであり、これが第1の検出モードとなる。
FIG. 3 shows a coordinate detection mode in which the sensor units 2-R1 and 2-R2 of the
図7(B)は、第2の検出モードで動作する場合に、センサユニット2で得られる検出信号波形を示している。対向する辺に設けられた2つのセンサユニット2の投光部30からの発光をそれぞれ受光するので、ピーク信号が2つ生成される。そして、先に述べた角度算出の方法と同様な方法で、その方向を各々算出する。尚、図中の破線は、図4(B)で示す受光部40の出力(光量分布)を示すものであり、方向Nj、方向Nfの間にピーク信号が生成されることを示している。
FIG. 7B shows a detection signal waveform obtained by the
上述のように、ユーザが2つのセンサバー1を目分量で装着した場合であっても、高精度な位置検出を実現することが実施形態1の目的の一つである。そのために、各センサユニット2が、対向するセンサバー1に収納されているセンサユニット2の投光部30の光を検出することで、対向するセンサユニット2がどの方向に位置するかを検出する。
As described above, one of the objects of the first embodiment is to realize highly accurate position detection even when the user wears the two
図8を用いて、その様子を説明する。図8において、センサユニット2−L1の光軸中心とセンサユニット2−L2の光軸中心を結ぶ線分をY軸、その法線方向をX軸とすれば、センサユニット2−L1及び2−L2の光軸はX軸と平行である。そして、対向するセンサユニット2−R1は、センサユニット2−L1から見ると角度θ1の方向であり、センサユニット2−L2から見ると角度θ3の方向である。同様に、θ1からθ8までの角度を算出することが可能であり、その結果、センサバー1Lのセンサユニット2−L1の光軸と、センサバー1Rのセンサユニット2−R1の光軸の成す角度θ9が算出される。
This will be described with reference to FIG. In FIG. 8, if the line segment connecting the optical axis center of the sensor unit 2-L1 and the optical axis center of the sensor unit 2-L2 is the Y axis and the normal direction is the X axis, the sensor units 2-L1 and 2-L The optical axis of L2 is parallel to the X axis. The opposing sensor unit 2-R1 is in the direction of the angle θ1 when viewed from the sensor unit 2-L1, and is the direction of the angle θ3 when viewed from the sensor unit 2-L2. Similarly, an angle from θ1 to θ8 can be calculated. As a result, an angle θ9 formed by the optical axis of the sensor unit 2-L1 of the
言い換えると、センサバー1Lとセンサバー1Rの相対的な傾きを検出することができる。更には、センサバー1の長手方向の長さが変化した場合であっても、各センサユニット2間の絶対的距離を知ることはできないが、4つのセンサユニットの相対的な位置関係を取得することが可能である。そして、先に述べたディスプレイの大きさを示す4隅部の情報を、タッチ操作することで取得すれば、相対座標による計算(比による演算)だけでも、表示座標系での座標を高精度で算出することが可能となる。
In other words, the relative inclination of the
図9は電源投入時からの初期設定処理を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing an initial setting process after power-on.
まず、投影画像である表示領域8の全領域を含む矩形状の座標入力有効領域5を形成するために、操作者によってセンサバー1がホワイトボード6に装着されると、CPU61は、例えば、電源投入が行われて初期設定を行う(S101)。尚、センサバー1には、例えば、マグネット等の装着部が内蔵されていて、ホワイトボード6等の壁面に貼りつけることができるようになっている。
First, when the
次に、CPU61は、入出力ポートの設定、タイマ設定等の座標入力装置に係る各種初期化を行うとともに、光電変換素子に残っている余分な電荷を除去する等のラインCCD41の初期化も行う(S102)。次に、ラインCCD41が検出する光量の最適化を行う。ホワイトボード6や表示領域8の大きさは、使用環境により様々であり、センサバー1間の距離は適宜ユーザによって設定される。従って、装着の状態によって、検出される光の強度は異なる。そのため、CPU61は、ラインCCD41のシャッター開放時間や赤外LED31の点灯時間、もしくは赤外LED31の駆動電流の設定を含む第2の検出モードで動作設定を行う(S103)。ここで、S103における動作設定とは、対向するセンサユニット2から直接光を受ける動作の状態(図7における第2の検出モード)であって、4つのセンサユニット2の相対的な位置関係を導出することを目的とする。
Next, the
次に、CPU61は、ラインCCD41の出力信号を取り込む(S104)。そして、CPU61は、その出力信号に基づいて、光を検出したか否かを判定することで、センサユニットの配置が適切であるか否かを判定する(S105)。ここで、光が検出できない場合(S105でNO)、これは、センサユニット2の受光部40の視野範囲に、対向する位置にあるセンサユニット2が位置していない可能性がある状態である。つまり、この状態は、ユーザによるセンサバー1の配置/設置が不適な状態にある。そこで、このような場合は、その旨を報知して、センサバーの再設置を促す(S106)。そして、ユーザによる再設置が完了すると、再び、S101を開始する。尚、S105及びS106で取り込む出力信号は、図7(B)に示すような信号となり、実施形態1の場合は、2つのピーク信号が出力されている状態が正常状態と言える。
Next, the
次に、CPU61は、検出信号の波形のチェックを行う(S107)。対向する位置にあるセンサユニット2の光が強すぎる場合、例えば、検出信号の波形(波形レベル)の少なくとも一部が所定の閾値を超える場合(S107でNO)、S103に戻り、例えば、露光時間をより短くする等の設定値の変更(再設定)を行う。そして、今度、S107でチェックされる検出信号の波形は、より光強度が弱い状態となっているはずである。そして、その信号レベルが適正である場合(S107でYES)、例えば、検出信号の波形の少なくとも一部が所定の閾値以下である場合、S108に進む。
Next, the
以上の動作を、各センサユニット(実施形態1の場合、4つ)で実行し、すべての信号が最適化されると、CPU61は、センサユニット2の相対的な位置関係を算出する(S108)。ここでは、センサユニット2の相対的な位置関係の算出は、θ1からθ8の値が分かっているため、幾何学的な計算により、各センサユニットの相対的な位置関係を算出することができる。その詳細は、例えば、特開2014−048960号公報に開示される技術を使用することができる。
When the above operations are executed by each sensor unit (four in the case of Embodiment 1) and all the signals are optimized, the
S109以降では、センサユニット2が投光した赤外光が、対向するセンサバー1に設けられた再帰反射部4で再帰反射され、その光を自身の受光部40で検出した時の信号レベルを最適化する。上述したとおり、センサバー1の配置は一意では無く、その配置に応じた検出レベルを最適化することで、安定した信号を得ることを目的とする。設定する項目は、ラインCCD41のシャッター開放時間や赤外LED31の点灯時間、もしくは赤外LED31の駆動電流の設定を含む第1の検出モードで動作設定を行う(S109)。S109で、仮に最初の動作設定を光量が最大に得られるように設定すると、その時のラインCCD41の出力信号を取り込む(S110)。
After S109, the infrared light projected by the
取り込まれた出力信号は、照明時のデータであり、図4(B)の様な波形となる。光が強すぎると、ラインCCD41のダイナミックレンジの範囲を超え、出力が飽和することになるので、正確な角度を算出することが困難となる。その場合は、S111で、検出信号の波形が不適と判定され(S111でNO)、S109に戻り、検出信号の波形(波形レベル)がより小さくなるように、再設定が行われる。再帰反射光を検出するので、S103〜S108での処理(つまり、第2の検出モード)でセンサユニット2の投光を直接受光部40で検出する場合と比べて、格段に投光する光量が大きくなるように設定することになる。
The captured output signal is data at the time of illumination, and has a waveform as shown in FIG. If the light is too strong, the output exceeds the range of the dynamic range of the
そして、S111で、波形レベルが最適と判定される場合(S111でYES)、照明無しの状態の信号Base_Data[N](図4(A)参照)を取得してメモリ64に記憶する(S112)。次に、照明有りの状態の信号Ref_Data[N](図4(B)参照)を取得してメモリ64に記憶する(S113)。 If it is determined in S111 that the waveform level is optimum (YES in S111), a signal Base_Data [N] (see FIG. 4A) in a state without illumination is acquired and stored in the memory 64 (S112). . Next, a signal Ref_Data [N] (see FIG. 4B) in a state with illumination is acquired and stored in the memory 64 (S113).
次に、使用者が座標入力装置の使用途中で、設置位置の変更が発生した場合に実行する処理について、図10A及び図10Bのフローチャートを用いて説明する。また、図11から図13は座標入力装置の設置位置の変更の発生を説明するための図である。 Next, a process executed when the user changes the installation position while using the coordinate input device will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 10A and 10B. 11 to 13 are diagrams for explaining the occurrence of a change in the installation position of the coordinate input device.
まず、図10Aにおいて、CPU61は、機械的検知部の状態を読み込む(S201)。CPU61は、座標入力装置の物理的な設置位置が変化したか否かを判定する(S202)。ここは、図11〜図13も交えて説明する。
First, in FIG. 10A, the
図11において、106は、ホワイトボード6に装着させるために、センサバー1L及びR1それぞれに内蔵されたマグネット磁石である。100L及び100Rはそれぞれホワイトボード6に、センサバー1L及び1Rが装着されているか否かを判定するためのスイッチ(機械的検知部)である。
In FIG. 11,
図11の状態は、使用者が座標入力装置を使用している状態を示している。図12(B)はその状態の側面図である。ホワイトボード6にセンサバー1が磁石106を介して装着されている。この時、スイッチ100の一部であるスイッチレバー100aはホワイトボード6に押されてON状態になっている。センサバー1の設置位置を変更しようとして、図12(A)に示すようにホワイトボード6からセンサバー1を引き離す。そして、センサバー1の位置を変更して図12(B)の装着状態に戻すことによって、図13に示すように、センサバー1の位置が図11の状態から右方向に変更された状態を形成する。この時、図12(A)に示すように、スイッチ100のスイッチレバー100aはホワイトボード6から解放されてOFF状態になる。
The state of FIG. 11 shows a state where the user is using the coordinate input device. FIG. 12B is a side view of the state. The
つまり、図12(B)のセンサバー1の設置面への装着状態においては、スイッチ100はON状態であり、図12(A)のセンサバー1の設置面からの引き離し状態(離脱状態)では、スイッチ100はOFF状態である。従って、スイッチ100のON⇒OFF⇒ONの動作(状態遷移)は、センサバー1の設置位置が変更されている状態であると判定する(S202でYES)。また、スイッチ100のON⇒ON状態は、センサバー1の設置位置が変更されていない状態であると判定する(S202でNO)。
That is, the switch 100 is in the ON state when the
図10AのS202での判定の結果、センサバー1の設置位置が変化していない場合(S202でNO)図10BのS301へ進む。一方、センサバー1の設置位置が変化した場合(S202でYES)、CPU61は、設置位置が変化したことをユーザに通知するためのビープ音を出力すると同時にエラーを示すインジケータを点灯する(S203)。次に、CPU61は、一定時間、設置位置の変化がないか否かを判定する(S204)。この判定は、上述のように、スイッチ100がON⇒ON状態が一定時間継続しているか否かを判定することで実現する。また、この一定時間は、用途や目的、あるいはユーザの意図に応じて、設定することができる。
As a result of the determination in S202 of FIG. 10A, when the installation position of the
S205〜S208は、図9のS110〜S113の処理に対応し、ラインCCD41の出力信号の取込、波形レベルの調整、及び各種信号の記憶等の処理を実行する。その後、CPU61は、キャリブレーションモードに遷移するためのコマンドを生成して、キャリブレーション処理(設置位置の変化に応じて更新が必要な設定情報を再設定する処理)を実行する(S209)。次に、キャリブレーションモードにおいて、ユーザによる表示領域8の4隅のタッチ操作を行わせるために、CPU61は、第1の検出モードに設定し、ラインCCD41の出力信号を取り込む(S210)。そして、CPU61は、その4隅の内のひとつの位置の入力の有無を判定する(S211)。入力がない場合(S211でNO)、入力があるまで待機する。一方、入力がある場合(S211でYES)、CPU61は、出力信号に遮光部分が生成されているセンサユニットを選択する(S221)。CPU61は、その選択したセンサユニットを用いて、遮光部分が生成されている角度を各々算出する(S213)。そして、CPU61は、データの取得が完了したことを報知する(S214)。この報知は、例えば、完了を示すビープ音を出力する。
S205 to S208 correspond to the processing of S110 to S113 of FIG. 9, and execute processing such as capturing of the output signal of the
次に、CPU61は、表示領域8の4隅の位置の全てのデータ(位置情報)の取得が完了したか否かを判定する(S215)。取得が完了していない場合(S215でNO)、S210に戻る。一方、取得が完了している場合(S215でYES)、相対座標系から表示座標系へと変換するためのパラメータを算出する(S216)。ここで、算出されたパラメータは、S306(図10B)における座標変換で使用される。その後、S201に戻る。キャリブレーション処理を完了すると、S202で、センサバーの設置位置は変化していないと判定されるので、図10Bに示す通常のサンプリング動作に移行する。
Next, the
CPU61は、ラインCCD41の出力信号を取り込む(S301)。次に、CPU61は、いずれかのセンサユニット2で、光の遮光部分が生成されたか否か、つまり、入力の有無を判定する(S302)。入力が無いと判定される場合(S302でNO)、図10AのS201に戻る。一方、入力が有ると判定される場合(S302でYES)、CPU61は、出力信号に遮光部分が生成されているセンサユニットを選択する(S303)。その選択したセンサユニットを用いて、遮光部分が生成されている方向(角度)を各々算出する(S304)。ここで算出された角度と、各センサユニットの位置関係の情報を用いることで、CPU61は、相対座標系での指示位置の座標を算出する(S305)。尚、指示位置の座標の算出は、例えば、特開2014−048960号公報に開示される技術を使用することができる。各センサユニットの位置関係の情報は、図8のS108で算出されている。そして、算出した指示位置座標を表示座標系に変換して、その座標値を外部機器に外部機器に出力(送信)する(S306)。
The
以上説明したように、実施形態1によれば、通電時(使用時)に、座標入力装置の設置位置の変更がなされた後、その設置位置の変更が完了したと認識された時に自動的にキャリブレーションモードに切り替わる。従って、ユーザがキャリブレーションモードに切り替わるための動作(スイッチ操作等)をすることなく、最適な使用環境を再設定し更新することができる。 As described above, according to the first embodiment, when the installation position of the coordinate input device is changed during energization (during use), it is automatically recognized when the change of the installation position is recognized. Switch to calibration mode. Therefore, the optimum use environment can be reset and updated without the user performing an operation (switch operation or the like) for switching to the calibration mode.
<実施形態2>
実施形態1では、座標入力装置の設置状態の検知を、ON/OFFを伴うスイッチによる機械的検知部によって実現しているが、これに限定されない。例えば、マウス機構によって検知する検知部を利用しても良い。図14〜図16は実施形態2の検知部を説明する図である。図14の座標入力装置の設置使用状態、即ち、その側面図である図15(A)の状態から図15(B)状態に設置位置が上方向に変化すると、マウス機構107の機械的マウスローラ107aが回転し、設置位置の変化(移動)を検知する。そして、図15(B)の状態で安定設置されると、即ち、図16の状態において一定時間経過する、その状態で設置位置が変更されていないと判定されることになる。
<
In the first embodiment, detection of the installation state of the coordinate input device is realized by a mechanical detection unit using a switch with ON / OFF, but the present invention is not limited to this. For example, a detection unit that detects with a mouse mechanism may be used. 14-16 is a figure explaining the detection part of
<実施形態3>
実施形態2のマウス機構は、機械的マウスローラ107aを備えるマウス機構107としているが、これに限定されない。例えば、レーザ等の光学式マウスの原理を使用するマウス機構であっても良い。
<
The mouse mechanism according to the second embodiment is the
尚、以上の実施形態の機能は以下の構成によっても実現することができる。つまり、本実施形態の処理を行うためのプログラムコードをシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)がプログラムコードを実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することとなり、またそのプログラムコードを記憶した記憶媒体も本実施形態の機能を実現することになる。 In addition, the function of the above embodiment is realizable also with the following structures. That is, it is also achieved by supplying a program code for performing the processing of the present embodiment to a system or apparatus, and a computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus executing the program code. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the function of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code also realizes the function of the present embodiment.
また、本実施形態の機能を実現するためのプログラムコードを、1つのコンピュータ(CPU、MPU)で実行する場合であってもよいし、複数のコンピュータが協働することによって実行する場合であってもよい。さらに、プログラムコードをコンピュータが実行する場合であってもよいし、プログラムコードの機能を実現するための回路等のハードウェアを設けてもよい。またはプログラムコードの一部をハードウェアで実現し、残りの部分をコンピュータが実行する場合であってもよい。 Further, the program code for realizing the function of the present embodiment may be executed by one computer (CPU, MPU), or may be executed by a plurality of computers cooperating. Also good. Further, the program code may be executed by a computer, or hardware such as a circuit for realizing the function of the program code may be provided. Alternatively, a part of the program code may be realized by hardware and the remaining part may be executed by a computer.
1:センサバー、2:センサユニット、3:演算制御回路、4:再帰反射部、5:座標入力有効領域、6:ホワイトボード
8 表示領域
1: sensor bar, 2: sensor unit, 3: calculation control circuit, 4: retroreflective unit, 5: coordinate input effective area, 6: whiteboard 8 display area
Claims (8)
当該座標入力装置の設置位置の変化を機械的に検知する検知手段と、
前記検知手段の検知の結果に応じて、一定時間の経過を判定する判定手段と、
前記判定手段により一定時間経過したと判定した場合、当該座標入力装置における所定の処理を実行するためのコマンドを生成する生成手段と
を備えることを特徴とする座標入力装置。 A coordinate input device that detects a designated position with respect to a coordinate input effective area,
Detecting means for mechanically detecting a change in the installation position of the coordinate input device;
A determination unit that determines the elapse of a predetermined time according to the detection result of the detection unit;
A coordinate input device comprising: a generation unit that generates a command for executing a predetermined process in the coordinate input device when it is determined by the determination unit that a certain time has elapsed.
前記投光手段が投光した光を再帰的に反射する反射手段と、
前記投光手段あるいは前記反射手段からの光を受光する受光手段と、
1つの前記投光手段と1つの前記受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ内蔵する第1の筺体と、
1つの前記投光手段と1つの前記受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ内蔵する第2の筺体と、
を更に備え、
前記検知手段は、当該座標入力装置の設置位置の変化として、前記第1の筐体と前記第2の筐体それぞれの物理的な設置位置の変化を検知する
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。 Projection means for projecting parallel to the coordinate input effective area;
Reflecting means for recursively reflecting the light projected by the light projecting means;
A light receiving means for receiving light from the light projecting means or the reflecting means;
A first housing containing at least two sensor units each including one light projecting unit and one light receiving unit;
A second housing containing at least two sensor units each including one light projecting unit and one light receiving unit;
Further comprising
The detection unit detects a change in a physical installation position of each of the first casing and the second casing as a change in an installation position of the coordinate input device. The coordinate input device described.
前記検知手段は、前記スイッチのON状態とOFF状態の状態遷移に応じて、前記第1の筐体と前記第2の筐体それぞれの物理的な設置位置の変化を検知する
ことを特徴とする請求項2に記載の座標入力装置。 The detection means is a switch built in each of the first casing and the second casing, and is installed on an installation surface on which each of the first casing and the second casing is installed. A switch that is turned on in the mounted state and turned off in the detached state from the installation surface on which each of the first housing and the second housing is installed;
The detection means detects a change in a physical installation position of each of the first casing and the second casing in accordance with a state transition between an ON state and an OFF state of the switch. The coordinate input device according to claim 2.
前記検知手段は、前記マウス機構が検知する前記設置位置の移動に応じて、前記第1の筐体と前記第2の筐体それぞれの物理的な設置位置の変化を検知する
ことを特徴とする請求項2に記載の座標入力装置。 The detection means is a mouse mechanism built in each of the first casing and the second casing, and detects the movement of the installation position of each of the first casing and the second casing. Equipped with a mouse mechanism
The detection means detects a change in physical installation position of each of the first casing and the second casing in accordance with movement of the installation position detected by the mouse mechanism. The coordinate input device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の座標入力装置。 The predetermined processing includes: a first coordinate system in the coordinate input effective area of the coordinate input device; a second coordinate system in a display area that is a projection image from the display device set in the coordinate input effective area; The coordinate input device according to claim 1, further comprising calibration for aligning the positions of the coordinate input device and the coordinate input device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の座標入力装置。 The coordinate input device according to any one of claims 1 to 5, further comprising notification means for notifying that when a change in the installation position is detected.
当該座標入力装置の設置位置の変化を機械的に検知する検知工程と、
前記検知工程の検知の結果に応じて、一定時間の経過を判定する判定工程と、
前記判定工程により一定時間経過したと判定した場合、当該座標入力装置における所定の処理を実行するためのコマンドを生成する生成工程と
を備えることを特徴とする座標入力装置の制御方法。 A control method of a coordinate input device for detecting a designated position with respect to a coordinate input effective area,
A detection process for mechanically detecting a change in the installation position of the coordinate input device;
In accordance with the detection result of the detection step, a determination step for determining the passage of a fixed time;
A control method for a coordinate input device comprising: a generation step of generating a command for executing a predetermined process in the coordinate input device when it is determined in the determination step that a certain time has elapsed.
前記コンピュータを、
当該座標入力装置の設置位置の変化を機械的に検知する検知手段と、
前記検知手段の検知の結果に応じて、一定時間の経過を判定する判定手段と、
前記判定手段により一定時間経過したと判定した場合、当該座標入力装置における所定の処理を実行するためのコマンドを生成する生成手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to function as a control for a coordinate input device that detects a designated position with respect to a coordinate input effective area,
The computer,
Detecting means for mechanically detecting a change in the installation position of the coordinate input device;
A determination unit that determines the elapse of a predetermined time according to the detection result of the detection unit;
A program that functions as a generation unit that generates a command for executing a predetermined process in the coordinate input device when it is determined by the determination unit that a predetermined time has elapsed.
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