JP2592971B2 - 座標出力方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばデイジタイザなどのように座標位置
を指示して座標出力を行う座標出力方法及びその装置に
関するものである。

［従来の技術］ 従来、コンピユータなどへの簡便な座標入力装置とし
てマウスやトラツクボールなどのポインテイングデバイ
スが広く用いられており、それに対応したソフトウエア
も多数開発され広く普及している。このような座標入力
装置は、装置内部にＸ方向、Ｙ方向に対応したエンコー
ダを持ち、移動の際の相対的な移動量を出力するととも
に、１つ或は複数のスイツチのオン／オフ信号を本体側
のコンピユータに出力している。これにより、対応する
コンピユータのソフトウエアは、この移動量に従って表
示画面上のカーソルを移動させたり、またそのスイツチ
のオン・オフに応じて、その指示場所によつて規定され
た動作を実行するように構成されている。

一方、コンピユータの座標入力装置として、入力平板
上にペンなどの指示手段で座標位置を指示することによ
り、入力平板上の絶対座標をコンピユータに出力できる
デジタイザまたはタブレツトと呼ばれる座標入力装置が
ある。この様なデジタライザと、前述したマウスなどで
は、その出力データ形式がデジタイザの場合は絶対座標
であるのに対し、マウスなどでは相対座標であるため、
１つのソフトウエアではいずれか一方のデータしか入力
して処理できない。このため、マウス対応のソフト資源
を有効活用するために、マウスと同様のデータ（相対移
動量）を出力することにより、豊富なソフトウエアをタ
ブレツトにより利用できるようにした装置も提案されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記従来例の座標入力装置では、カーソ
ルなどを表示する表示部と、入力ペンやタブレツトなど
からなる座標入力部が別体で構成されており、表示画面
上のカーソルによつて現在の指示ポイントの確認を行な
つている。このため、表示画面上におけるカーソルなど
による指示点の移動と、その点を選択する動作を切り分
ける必要がある。これには、座標入力手段とは別にスイ
ツチ等の選択手段が必要となるため、操作が煩雑にな
り、使用感が悪くなるという問題があつた。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、指示さ
れた点の座標情報をもとに、画面上での相対距離を算出
して、相対移動量として出力できる座標出力方法及びそ
の装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明の座標出力装置は以
下のような構成を備える。即ち、 表示画面上を指示することにより絶対座標値を入力す
る入力手段と、 前記表示画面上に表示された指示点が指示された場合
に、前記入力手段より入力される当該指示された点の絶
対座標値を記憶する第１の記憶手段と、 前記指示点が前記表示画面上で所定量移動するための
相対座標量を送出する送出手段と、 前記送出手段により送出された相対座標量に基づいて
前記表示画面上で移動された後の指示点が指示された場
合に、前記入力手段より入力される当該指示された点の
絶対座標値を記憶する第２の記憶手段と、 前記第１及び第２の記憶手段に記憶された絶対座標値
のそれぞれで指示される点の間の相対距離と前記送出手
段により送出された前記相対座標量とにより、前記表示
画面上での単位移動量を算出する単位移動量算出手段
と、 前記単位移動量算出手段により算出された単位移動量
を基に、前記入力手段より入力される時間的に連続する
２つの絶対座標値で示される点間の相対距離とから、前
記入力手段により指示された連続する２点の相対座標を
算出する相対座標算出手段とを有する。

また上記目的を達成するために本発明の座標出力方法
は以下のような工程を備える。即ち、 表示画面上に表示された指示点が指示されると、その
指示された点の絶対座標値を入力して記憶する第１の記
憶工程と、 前記指示点を前記表示画面上で所定量移動するための
相対座標量を送出して前記表示画面上で前記指示点を移
動する移動工程と、 前記移動工程により移動された前記表示画面上の指示
点が指示されると、その指示された点の絶対座標値を入
力して記憶する第２の記憶工程と、 前記第１及び第２の記憶工程により記憶された絶対座
標値のそれぞれで指示される点の間の相対距離と前記移
動工程で移動した相対座標量とにより、前記表示画面上
での前記指示点の単位移動量を算出する工程と、 その算出された単位移動量を基に、時間的に連続して
指示される２つの点の絶対座標値で示される点間の相対
距離とから、当該指示された連続する２点の相対座標を
算出する相対座標算出工程とを有する。

［作用］ 以上の構成において、表示画面上に表示された指示点
が指示されると、その指示された点の絶対座標値を入力
して第１の記憶手段に記憶し、その指示点を表示画面上
で所定量移動するための相対座標量を送出して表示画面
上で指示点を移動し、その移動された表示画面上の指示
点が指示されると、その指示された点の絶対座標値を入
力して第２の記憶手段に記憶する。これら第１及び第２
の記憶手段により記憶された絶対座標値のそれぞれで指
示される点の間の相対距離と前記移動した相対座標量と
により、その表示画面上での指示点の単位移動量を算出
し、その算出された単位移動量を基に、時間的に連続し
て指示される２つの点の絶対座標値で示される点間の相
対距離とから、当該指示された連続する２点の相対座標
を算出するように動作する。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳
細に説明する。

＜座標入力装置の説明（第１図）＞ 第１図は実施例の座標入力装置の概略構成を示すブロ
ツク図である。

図において、表示器11の上に透明な電極なタブレツト
板などで構成されたデジタイザが重ねられており、表示
と座標入力が一体化された装置として構成されている。
この構成において、表示器11の座標が絶対座標に対して
整合されている。つまり、表示器11のx,y（0,0）の表示
ドツト内をペン３により指示した場合、例えば、デジタ
イザの分解能を0.1mmとし、表示ドツトサイズ0.3mmとし
た場合、１つの表示ドツトサイズ間隔が０〜0.3でデジ
タイザより出力されることになる。これにより、例え
ば、表示ドツトのx,y座標値が（100.100）の場合、その
点をデジタイザにより指示すると、30.0〜30.3の範囲に
ある座標値が出力される。

第１図において、１は装置全体を制御すると共に、座
標位置を算出する演算制御回路である。２は振動子駆動
回路であつて、振動ペン３のペン先を振動させるための
駆動信号を発生する。８はアクリルやガラス板等、透明
部材からなる振動伝達板であり、振動ペン３による座標
入力は、この振動伝達板８上を振動ペン３によりタツチ
することにより行う。そして、この振動伝達板８の外周
には、振動伝達板８を伝播して、その端部で反射された
振動が中央部に戻るのを防止（減少）させるための反射
防止材７が設けられている。そして、振動伝達板８と反
射防止材７の境界に圧電素子等からなる機械的振動を電
気信号に変換する３つの振動センサ６が図示の如く固定
されている。

９は各振動センサ６で振動を検出した旨の信号を演算
制御回路１に出力する振動波形検出回路である。11はCR
T（或いは液晶表示器）等のドツト単位の表示が可能な
デイスプレイであり、透明な振動伝達板８の背後に配置
されている。そして、デイスプレイ駆動回路10の駆動に
より振動ペン３によりなぞられた位置にドツトを表示
し、それを振動伝達板８（透明部材よりなるので）を透
して見ることができる。こうして、検出された振動ペン
３の座標に対応したデイスプレイ11上の位置にドツト表
示が行われ、振動ペン３により入力された点、線などの
要素により構成される画像はあたかも紙に書く場合のよ
うに、振動ペン３の軌跡として表示される。

振動ペン３は振動子駆動回路２により供給された信号
により振動する振動子（例えば、圧電素子よりなる）４
と、その振動子４から発生した超音波振動を振動伝達板
８に伝えるためのホーン部（ペン先）５で構成されてい
る。

なお、振動子４の駆動信号は、演算制御回路１から供
給された低レベルのパルス信号を、低インピーダンス駆
動が可能な振動子駆動回路２によつて所定のゲインで増
幅した後、振動子４に印加される。ここで、振動子４の
振動周波数は、アクリル、ガラスなどで構成された振動
伝達板８に板波を発生させることができる値に選択され
る。また、振動子４を駆動する際、振動子４が振動伝達
板８に対して垂直方向に振動するような振動モードが選
択される。また、この振動子駆動回路２より印加される
駆動信号の周波数は振動子４の共振周波数とすることに
より、効率の良い振動を得ている。

上記のようにして、振動伝達板８に伝えられる弾性波
は板波であり、表面波などに比して振動伝達板８の表面
の傷、障害物などの影響を受けにくいという利点を有す
る。

上述した構成において、演算制御回路１は所定周期毎
（例えば5ms毎）に振動子駆動回路２に振動ペン３内の
振動子４を駆動させる信号（振動子４の共振周波数の繰
り返し周期を持つパルス信号）を出力すると同時に、そ
の内部のタイマ（例えばカウンタなどで構成されてい
る）による計時を開始する。振動ペン３より発生した振
動は、振動センサ６のそれぞれまでの距離に応じて遅延
して各センサに到達する。振動波形検出回路９は各振動
センサ６からの信号を検出して、後述する波形検出処理
により各振動センサへの振動到達タイミングを示す信号
を生成する。そして、演算制御回路１は各センサ毎の、
振動波形検出回路９よりの信号を入力し、各々の振動セ
ンサ６までの振動到達時間を検出して、振動ペン３によ
り指示された座標位置を算出する。また、演算制御回路
１はこの算出された振動ペン３の座標位置情報を基に、
デイスプレイ駆動回路10を駆動して、デイスプレイ11に
よる表示動作を制御する。

100は、演算制御回路１よりの座標値を入力して、デ
イスプレイ駆動回路10に座標値を出力して表示器11上で
カーソル等の移動を行うとともに、後述する各種制御を
行う制御部である。制御部100は、例えばマイクロプロ
セツサなどのCPU101、第２図と第３図のフローチヤート
で示されたCPU101の制御プログラムや各種データを記憶
するROM102、CPU101のワークエリアとして使用されるRA
M103などを備えている。

以上の構成に基づく本実施例の座標入力装置の動作に
ついて説明する。

一般にマウスにおいては、その分解能等はある程度の
大きさにおさえられていれば（通常0.125〜0.25mm）、
表示されたカーソルをマウスの移動量に応じて移動しな
がら、オペレータがカーソルの位置と表示された項目の
位置等とを確認して位置あわせを行つているので、表示
されるカーソルの移動量とマウスの移動量とを厳密に一
致させる必要がない。

しかしながら、このような表示一体型機器において、
このタブレツトなどの座標点を入力する座標入力装置を
用いたときは、マウス対応のソフトウエアに入力できる
ように、単位移動量及び始点を出力する必要がある。以
下、その一例について説明する。

振動伝達板８を用いたデジタイザにより、始点の設定
と移動量を出力させるために、まずある規準位置を表示
器11の画面上に表示し、そこを振動ペン３で指示した時
の座標値を入力する。次に、表示器11上でカーソルを数
パルス移動させて表示する。そして、この点を振動ペン
３により指示することにより、デジタイザより出力され
る座標値を入力する。そして、始点とカーソルが移動し
た点との距離を、カーソルを移動させるのに要したパル
ス数で徐した値を単位量として記憶する。そして、この
単位量をもとに、デジタイザにより指示された絶対座標
と、１つ前の座標値との距離をパルス数（相対距離）変
換して出力すれば良い。

例えば、始動時に画面上に表示されたカーソル上をペ
ン３で指示し、その座標値x₀,y₀を得る。次に、ある一
定量の相対座標を示すデータ，例えば（N_x,N_y）を出力
して、その相対座標位置に応じた位置にカーソルを表示
する。この移動したカーソルの位置を再び振動ペン３ね
指示し、その時のデジタイザよりの座標値（x₁,y₁）を
得る。この値と、前述した始点の座標値（x₀,y₀）とに
より、単位移動量d_X,d_Yは、 d_x＝（x₁−x₀）/N_x d_y＝（y₁−y₀）/N_y で表わされる。

以後、この値を用いてデジタイザよりの絶対座標値を
相対座標に変換し、表示器11に出力すれば良い。相対座
標算出の例を以下に示す。

前述した座標値の較正によって、ソフトウエアによる
表示画面上の座標は、振動伝達板８上の（x₁,y₁）に対
応している。この値を前座標（x_b,y_b）として記憶す
る。そして、次の座標サンプリング時に得られた座標値
を（x_c,y_c）すると、そのときの相対移動量（I_X,I_Y）
は、先の単位移動量d_X,d_Yから、 I_x＝［（x_c−x_b）/d_x］ I_y＝［（y_c−y_b）/d_y］ 但し、［ ］は最も近い整数値を示している。こうし
て求められた相対移動量を表示器11に出力することによ
り、デジタイザよりの座標値をマウス対応のプログラム
に入力することができる。

［動作説明（第１図〜第３図）］ 第２図は前述したデジタイザにより指示された絶対座
標より、表示するための相対座標値への変換処理を示す
フローチヤートで、この処理を実行する制御プログラム
はROM102に記憶されている。

まずステツプS1で、表示器11の特定の始点位置にカー
ソルを表示し、ステツプS2で振動ペン３により、その表
示されたカーソル位置が指示されるのを待つ。この座標
入力処理は、第３図のフローチヤートで示されている。

第３図では、現在振動ペン３により指示されているデ
ジタイザ（振動伝達板８上）よりの座標値（x_a,y_a）を
入力し（ステツプS21）、ステツプS22で振動ペン３のス
イツチなどが押下されて、座標位置が指示されたかを調
べる。こうして、ペン３がダウンされるとステツプS23
に進み、その振動ペン３により指示された座標値（x_a,y
_a）を（x_c,y_c）にセツトして、元のメインルーチンに戻
る。

なお、振動ペン３の場合は、第３図の座標検知処理は
振動ペン３を振動伝達板８に押圧した時に開始されるた
め、ステツプS22のペン３がダウンされたかどうかの検
知は必ずしも必要でない。また、電磁式やライトペンな
どを採用した座標入力装置では、ペンを押下してスイツ
チがオンになつたときに第３図のフローチヤートが実行
されて座標入力が行われるため、ステツプS22のペンダ
ウンかどうかの判定は不要になる。

次にステツプS3に進み、入力された座標位置（x_c,
y_c）を始点（x₀,y₀）とし、次にステツプS4で表示器11
の表示画面上でカーソルを（N_x,N_y）だけ移動する。こ
の相対距離（N_x,N_y）は表示器11の画面上での距離を示
している。次にステツプS5で、この移動されたカーソル
が振動ペン３で指示されるのを待ち、この時入力された
座標値を（x₁,y₁）として記憶する。こうしてステツプS
7に進み、表示器11上での相対距離（N_x,N_y）と、デジタ
イザ上の相対距離との比（d_x,d_y）を算出する。

次にステツプS8に進み、（x₁,y₁）を（x_b,y_b）に格納
する。そして、ステツプS9で座標入力を待ち、振動ペン
３により座標値が入力されると、その入力された座標値
（x_c,y_c）と、それ以前の座標値（x_b,y_b）より、デジタ
イザ上での相対移動距離（Δx,Δｙ）を算出する。ここ
で、Δｘ＝x_c−x_b,Δｙ＝y_c−y_bである。次にステツプS
11に進み、表示画面上での相対移動量（I_x,I_y）を算出
する。なお、I_x＝Δx/d_x,I_y＝Δy/d_yである。こうして
求められたI_x,I_yを表示器11に出力する。そして、ステ
ツプS13で座標入力処理の終了が指示されると処理を終
了するが、終了指示がないときはステツプS14に進み、
（x_c,y_c）を（x_b,y_b）に代入してステツプS9に戻る。

これにより、デジタイザなどのように絶対座標で指示
された時にも、表示器11に相対移動距離が入力されるた
め、マウス対応のソフトウエア資源を有効に使用するこ
とができる。

［他の実施例（第４図、第５図）］ 第４図は他の実施例の座標入力処理を示すフローチヤ
ートで、振動ペン３のペンダウンが検知されたとき、ス
テツプS34でマウスなどに設けられているクリツク用ス
イツチが押下されたのと同様にして、スイツチ入力処理
ができるように構成されている。これは、絶対座標位置
を指示するデジタイザなどの入力では、その指示された
点は目的の座標入力点であると考えられるため、マウス
などのクリツクスイツチを、このペンダウン信号と兼用
できるようにしたものである。

また、第５図のフローチヤートは、他のペン操作によ
つてスイツチ信号を発生させる実施例を示すフローチヤ
ートで、ある特定の記号が入力された時に、ある時間だ
けスイツチ信号が発生される様に構成されている。

ここでは、所謂パターンマツチング法等の認識方法に
より、ペンにより入力された筆跡が予め定められたパタ
ーン、例えば、「Ｖ」、「☆」等に適合した場合にスイ
ツチ信号を送出するようにしている。ステツプS41〜S43
ではペンがダウンされた状態で座標入力を行い、こうし
て連続して入力された点座標をもとに、ステツプS44で
入力されたデータパターンが、所定のパターン情報に一
致しているかどうかをみる。ここで、前述した、例えば
「Ｖ」、「☆」のような所定のパターンに一致している
ときはステツプS45からステツプS46に進み、スイツチオ
ンとして処理する。このスイツチオンは、タイマをスタ
ートさせ、所定の時間（t_e）だけスイツチをオンにす
る。

次にステツプS47に進み、１つ前の座標入力値x_(i-1),
y_(i-1)を前座標（x_b,y_b）として記憶する。そして、ス
テツプS48でｉ＝０として処理を終了する。

これにより、パターンの数に対応して種々のスイッチ
信号を発生できるため、複数のスイツチを備えたマウス
の大体用としても使用できる。なお、１つのパターンで
複数のスイツチ信号を発生させても良く、その使い分け
は対応ソフトに依存して決定される。

以上説明したように本実施例によれば、座標入力操作
に応じてマウス対応の相対座標やスイツチ信号などを出
力できるため、マウス用のソフトウエア資源をデジタイ
ザなどの、絶対座標を入力する座標入力装置で有効に使
用できる効果がある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、指示された点の
座標情報をもとに、画面上での相対距離を算出して、相
対移動量として出力できる効果がある。

また、座標入力に応じてスイツチ等の信号も同時に入
力できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の表示器付の座標入力装置（デジタイ
ザ）の概略構成を示すブロツク図、 第２図は実施例の座標入力装置における相対座標の出力
処理を示すフローチヤート、 第３図は実施例の座標入力装置における座標入力処理を
示すフローチヤート、 第４図は他の実施例の座標入力処理を示すフローチヤー
ト、そして 第５図は他の実施例のパターンマツチングによりスイツ
チ信号の入力処理を示すフローチヤートである。 図中、１……演算制御回路、２……振動子駆動回路、３
……振動ペン、６……振動センサ、７……反射板、８…
…振動伝達板（デジタイザ）、10……デイスプレイ駆動
回路、11……表示器、100……制御器、101……CPU、102
……ROM、103……RAMである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 雄一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 柳沢 亮三 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 谷石 信之介 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 鴨野 武志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−41090（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−151238（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示画面上を指示することにより絶対座標
   値を入力する入力手段と、 前記表示画面上に表示された指示点が指示された場合
   に、前記入力手段より入力される当該指示された点の絶
   対座標値を記憶する第１の記憶手段と、 前記指示点が前記表示画面上で所定量移動するための相
   対座標量を送出する送出手段と、 前記送出手段により送出された相対座標量に基づいて前
   記表示画面上で移動された後の指示点が指示された場合
   に、前記入力手段より入力される当該指示された点の絶
   対座標値を記憶する第２の記憶手段と、 前記第１及び第２の記憶手段に記憶された絶対座標値の
   それぞれで指示される点の間の相対距離と前記送出手段
   により送出された前記相対座標量とにより、前記表示画
   面上での単位移動量を算出する単位移動量算出手段と、 前記単位移動量算出手段により算出された単位移動量を
   基に、前記入力手段より入力される時間的に連続する２
   つの絶対座標値で示される点間の相対距離とから、前記
   入力手段により指示された連続する２点の相対座標を算
   出する相対座標算出手段と、 を有することを特徴とする座標出力装置。
2. 【請求項２】表示画面上に表示された指示点が指示され
   ると、その指示された点の絶対座標値を入力して記憶す
   る第１の記憶工程と、 前記指示点を前記表示画面上で所定量移動するための相
   対座標量を送出して前記表示画面上で前記指示点を移動
   する移動工程と、 前記移動工程により移動された前記表示画面上の指示点
   が指示されると、その指示された点の絶対座標値を入力
   して記憶する第２の記憶工程と、 前記第１及び第２の記憶工程により記憶された絶対座標
   値のそれぞれで指示される点の間の相対距離と前記移動
   工程で移動した相対座標量とにより、前記表示画面上で
   の前記指示点の単位移動量を算出する工程と、 その算出された単位移動量を基に、時間的に連続して指
   示される２つの点の絶対座標値で示される点間の相対距
   離とから、当該指示された連続する２点の相対座標を算
   出する相対座標算出工程と、 を有することを特徴とする座標出力方法。