JP2769621B2 - 光学式入力装置 - Google Patents
光学式入力装置Info
- Publication number
- JP2769621B2 JP2769621B2 JP15662688A JP15662688A JP2769621B2 JP 2769621 B2 JP2769621 B2 JP 2769621B2 JP 15662688 A JP15662688 A JP 15662688A JP 15662688 A JP15662688 A JP 15662688A JP 2769621 B2 JP2769621 B2 JP 2769621B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- counter
- circuit
- photodetector
- pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
- G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Input From Keyboards Or The Like (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学式入力装置、特にビデオ表示装置の表示
スクリーン等の光ビーム被照射場（フィールド）内にお
けるオペレータの指等の不透明な針（スタイラス）によ
る光ビームの遮断を検出して、その針の座標情報をビデ
オ表示装置等に入力するために使用される光学式入力装
置に関する。
スクリーン等の光ビーム被照射場（フィールド）内にお
けるオペレータの指等の不透明な針（スタイラス）によ
る光ビームの遮断を検出して、その針の座標情報をビデ
オ表示装置等に入力するために使用される光学式入力装
置に関する。
（従来の技術） コンピュータからの情報の出力装置としてビデオ表示
装置を用いるとオペレータにその表示されている情報を
取扱える潜在力が与えられることになる。従来、表示さ
れる情報またはカーソルはキーボードを介して制御され
ていた。最近、オペレータがビデオ表示装置と直接相互
作用できるようにするいくつかの装置が導入された。そ
れらの種類の装置はライトペン、デスク型マウス、制御
器、またはスイッチマトリックスあるいはオプトエレク
トロニックマトリックスのようなタッチ入力装置が含ま
れている。ビデオ表示装置の近くに置かれるスイッチ型
上のせ要素は取付けおよび使用に費用がかからないが、
とくに、使用頻度が高い場合には一般に接触により摩耗
しやすく、かつ観察者に呈示される情報が歪みやすい。
しかし、オプトマトリックス技術は一般に赤外線領域の
光を利用しており、光ビームにより構成されるスイッチ
マトリックスは観察者に見えないから、観察者に呈示さ
れる情報が歪むことがなく、使用頻度が高くても摩耗す
ることはない。オプトマトリックスフレームを利用する
いくつかの技術が米国特許第4,267,443号および第3,76
4,813号の各明細書に開示されている。それらの技術
は、部品を対応して増加することなしにフレーム分解能
を高くすること、周囲光を補償すること、また発光器駆
動回路網／光検出器検出回路網を最適化すること、とい
うような、オプトマトリックス装置に固有の諸問題を取
扱っている。しかし、それらの技術にはなお欠点があ
る。多数の部品を使用する結果として費用が高くつく。
いくつかの装置は反射またはぎらつきの補償が困難であ
るから、その結果として、針が当っても検出されないこ
とになる。
装置を用いるとオペレータにその表示されている情報を
取扱える潜在力が与えられることになる。従来、表示さ
れる情報またはカーソルはキーボードを介して制御され
ていた。最近、オペレータがビデオ表示装置と直接相互
作用できるようにするいくつかの装置が導入された。そ
れらの種類の装置はライトペン、デスク型マウス、制御
器、またはスイッチマトリックスあるいはオプトエレク
トロニックマトリックスのようなタッチ入力装置が含ま
れている。ビデオ表示装置の近くに置かれるスイッチ型
上のせ要素は取付けおよび使用に費用がかからないが、
とくに、使用頻度が高い場合には一般に接触により摩耗
しやすく、かつ観察者に呈示される情報が歪みやすい。
しかし、オプトマトリックス技術は一般に赤外線領域の
光を利用しており、光ビームにより構成されるスイッチ
マトリックスは観察者に見えないから、観察者に呈示さ
れる情報が歪むことがなく、使用頻度が高くても摩耗す
ることはない。オプトマトリックスフレームを利用する
いくつかの技術が米国特許第4,267,443号および第3,76
4,813号の各明細書に開示されている。それらの技術
は、部品を対応して増加することなしにフレーム分解能
を高くすること、周囲光を補償すること、また発光器駆
動回路網／光検出器検出回路網を最適化すること、とい
うような、オプトマトリックス装置に固有の諸問題を取
扱っている。しかし、それらの技術にはなお欠点があ
る。多数の部品を使用する結果として費用が高くつく。
いくつかの装置は反射またはぎらつきの補償が困難であ
るから、その結果として、針が当っても検出されないこ
とになる。
周囲光によっても大きい問題が生ずる。周囲光を補償
するためにいくつかの装置が提案されており、それらの
装置のあるものはタッチ入力装置において市販されてい
る。たとえば、米国特許第4,267,443号明細書には周囲
光標本化装置が開示されている。米国特許第3,970,846
号明細書にはフォトトランジスタのベースにおけるバイ
アス電圧に影響を及ぼす周囲光補償帰還ループが開示さ
れている。
するためにいくつかの装置が提案されており、それらの
装置のあるものはタッチ入力装置において市販されてい
る。たとえば、米国特許第4,267,443号明細書には周囲
光標本化装置が開示されている。米国特許第3,970,846
号明細書にはフォトトランジスタのベースにおけるバイ
アス電圧に影響を及ぼす周囲光補償帰還ループが開示さ
れている。
発光器と光検出基を構成するために必要な部品の数を
最小限にする装置を得ることが望ましい。また、周囲光
と、発光器の出力の変動および光検出器の感度の変化を
装置が動的に補償することも望ましい。それと同時に、
この装置は発光器および光出器を構成するために必要な
部品の数を最小限に抑えなければならない。
最小限にする装置を得ることが望ましい。また、周囲光
と、発光器の出力の変動および光検出器の感度の変化を
装置が動的に補償することも望ましい。それと同時に、
この装置は発光器および光出器を構成するために必要な
部品の数を最小限に抑えなければならない。
従来、周囲光補償技術は、赤外線発光ダイオードのよ
うな発光器により発生される光は周囲光より強くなけれ
ばならないから、発光器を駆動するために大量のエネル
ギーを使用する必要がある。実際には、その要求は、高
価な発光器と光検出器を用いなければならないことを意
味している。より高性能の発光ダイオードとフォトトラ
ンジスタをそれらの装置の正常な動作範囲外で動作させ
なければならない。
うな発光器により発生される光は周囲光より強くなけれ
ばならないから、発光器を駆動するために大量のエネル
ギーを使用する必要がある。実際には、その要求は、高
価な発光器と光検出器を用いなければならないことを意
味している。より高性能の発光ダイオードとフォトトラ
ンジスタをそれらの装置の正常な動作範囲外で動作させ
なければならない。
（発明が解決しようとする課題） 従来の光学式入力装置は、発光器の発光する光ビーム
の光量を光検出器で検出して光ビームの遮断の有無を判
断するので、発光器を大エネルギーで駆動する必要があ
った。そこで、光学式入力装置の消費電力が大きく、高
価な発光器が必要となり且つそれら素子の経時変化、特
に特性劣化の影響により寿命が比較的短いという欠点が
あった。
の光量を光検出器で検出して光ビームの遮断の有無を判
断するので、発光器を大エネルギーで駆動する必要があ
った。そこで、光学式入力装置の消費電力が大きく、高
価な発光器が必要となり且つそれら素子の経時変化、特
に特性劣化の影響により寿命が比較的短いという欠点が
あった。
従って、本発明の目的は、発光器および光検出器が低
エネルギーレベルで駆動でき且つ安価な素子の使用を可
能とすると共に使用寿命が長い光学式入力装置を提供す
ることである。
エネルギーレベルで駆動でき且つ安価な素子の使用を可
能とすると共に使用寿命が長い光学式入力装置を提供す
ることである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、略矩形のフレームの対向する辺に沿って配
置された複数対の発光器および光検出器を有し、該発光
器および光検出器の対を駆動回路により順次駆動して、
前記発光器からの光ビームが指等の針により遮断される
のを前記光検出器の出力を受けて検出回路により検出す
る光学式入力装置において、 前記駆動回路は、第１カウンタおよび該第１カウンタ
の出力を計数する第２カウンタから成る、クロックパル
スを分周する分周器と、該分周器の第１および第２カウ
ンタの両出力の論理積を得るアンドゲートとにより構成
され、前記複数の発光器および光検出器を前記第２カウ
ンタの出力パルスで順次駆動して走査すると共に前記発
光器を前記アンドゲートの出力パルスにより、前記第１
および第２カウンタの出力パルス比で決まる複数パルス
で１駆動期間中に複数パルス状に駆動し、 前記検出回路は、マルチプレクサに接続される前記複
数の光検出器の共通接続点に抵抗分圧器、トランジスタ
およびコンデンサで構成された周囲光補償回路により定
電圧を維持される回路点を接続して成り、前記光検出器
の出力により前記定電圧の回路点に現れる周囲光補償さ
せたパルスをカウンタにより計数して欠落パルスの有無
を検出することを特徴とするものである。被照射場内で
の不透明な要素の存在を検出する入力検出装置が複数の
発光器と複数の光検出器を含む。それらの発光器と光検
出器は被照射場の周辺部に配置される。好適な実施例に
おいては、発光ダイオードとフォトトランジスタが、コ
ンピュータから情報を出力させるために用いられるCRT
スクリーンのような表示面の両側に沿って位置させられ
る。発光器−光検出器対が形成されるように、個々の発
光器と個々の光検出器が整列させられる。本発明の好適
な実施例においては、近接しているビーム間で妨害が生
じないように、対応する発光器と光検出器が順次起動さ
れる。各発光器と対応する光検出器が起動されている間
は、発光器は、周囲光とノイズが変化する周波数とは著
るしく異なる周波数でパルスされるすなわち変調され
る。したがって、周囲の諸条件により発生された信号は
適切な検出回路を用いて捨てることができ、変調された
発光器からの変化する信号を認識できる。その変調され
た信号の検出に失敗することは、特定の発光器−光検出
器対を阻止する不透明な要素の存在に関係する。光検出
器のスイッチングによりひき起される信号のようなスプ
リアス信号からの変調された信号すなわちパルス状にさ
れた信号を識別するために、各発光器は起動されている
間に複数回変化させられる。
置された複数対の発光器および光検出器を有し、該発光
器および光検出器の対を駆動回路により順次駆動して、
前記発光器からの光ビームが指等の針により遮断される
のを前記光検出器の出力を受けて検出回路により検出す
る光学式入力装置において、 前記駆動回路は、第１カウンタおよび該第１カウンタ
の出力を計数する第２カウンタから成る、クロックパル
スを分周する分周器と、該分周器の第１および第２カウ
ンタの両出力の論理積を得るアンドゲートとにより構成
され、前記複数の発光器および光検出器を前記第２カウ
ンタの出力パルスで順次駆動して走査すると共に前記発
光器を前記アンドゲートの出力パルスにより、前記第１
および第２カウンタの出力パルス比で決まる複数パルス
で１駆動期間中に複数パルス状に駆動し、 前記検出回路は、マルチプレクサに接続される前記複
数の光検出器の共通接続点に抵抗分圧器、トランジスタ
およびコンデンサで構成された周囲光補償回路により定
電圧を維持される回路点を接続して成り、前記光検出器
の出力により前記定電圧の回路点に現れる周囲光補償さ
せたパルスをカウンタにより計数して欠落パルスの有無
を検出することを特徴とするものである。被照射場内で
の不透明な要素の存在を検出する入力検出装置が複数の
発光器と複数の光検出器を含む。それらの発光器と光検
出器は被照射場の周辺部に配置される。好適な実施例に
おいては、発光ダイオードとフォトトランジスタが、コ
ンピュータから情報を出力させるために用いられるCRT
スクリーンのような表示面の両側に沿って位置させられ
る。発光器−光検出器対が形成されるように、個々の発
光器と個々の光検出器が整列させられる。本発明の好適
な実施例においては、近接しているビーム間で妨害が生
じないように、対応する発光器と光検出器が順次起動さ
れる。各発光器と対応する光検出器が起動されている間
は、発光器は、周囲光とノイズが変化する周波数とは著
るしく異なる周波数でパルスされるすなわち変調され
る。したがって、周囲の諸条件により発生された信号は
適切な検出回路を用いて捨てることができ、変調された
発光器からの変化する信号を認識できる。その変調され
た信号の検出に失敗することは、特定の発光器−光検出
器対を阻止する不透明な要素の存在に関係する。光検出
器のスイッチングによりひき起される信号のようなスプ
リアス信号からの変調された信号すなわちパルス状にさ
れた信号を識別するために、各発光器は起動されている
間に複数回変化させられる。
（実 施 例） 以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。第１
図は、パーソナルコンピュータのようなホストコンピュ
ータとともに用いられるCRTに表示される情報とオペレ
ータが直接相互作用できるやり方を示す。本発明の好適
な実施例は、アイビーエム（IBM）PCのようなパーソナ
ルコンピュータへ入力を実時間で供給することを意図す
るものである。したがって、この装置は実時間情報をホ
ストコンピュータへの直接送る手段を有する。しかし、
入力情報を処理するために本発明を使用できる。それか
らその入力情報をRS 232インターフェイスを介して従来
のやり方でホストコンピュータへ入力できる。
図は、パーソナルコンピュータのようなホストコンピュ
ータとともに用いられるCRTに表示される情報とオペレ
ータが直接相互作用できるやり方を示す。本発明の好適
な実施例は、アイビーエム（IBM）PCのようなパーソナ
ルコンピュータへ入力を実時間で供給することを意図す
るものである。したがって、この装置は実時間情報をホ
ストコンピュータへの直接送る手段を有する。しかし、
入力情報を処理するために本発明を使用できる。それか
らその入力情報をRS 232インターフェイスを介して従来
のやり方でホストコンピュータへ入力できる。
第１図に示すように、オペレータ56はスクリーン52上
の特定の場所に直接触れるだけで、スクリーン52上に情
報を表示するCRT50を介して相互作用できる。複数の赤
外線ビームがスクリーン52を走査するように、スクリー
ン52の周辺部に設けられているベゼルすなわちフレーム
60内に赤外線発光ダイオードと、フォトトランジスタの
ような光検出器を従来のやり方で取付けることができ
る。オペレータが指58をスクリーン52上の特定の場所に
置くと、整列させられている発光器と光検出器の間で照
射されている１本または複数の赤外線ビームが遮られ
る。そうするとオペレータの指58の特定の場所がホスト
コンピュータ70へ送られる。より一般的には、赤外線発
光ダイオードのような発光器と、フォトトランジスタの
ような光検出器を表示スクリーン52のような被照射場の
周辺部の周囲に、個々の発光器が対応する個々の光検出
器が整列させられるようにして、位置させることにより
形成された前記被照射場内にオペレータの指58その他の
細長い物体のような不透明な要素が配置された時にその
不透明な要素を検出できる手段を本発明は提供するもの
である。
の特定の場所に直接触れるだけで、スクリーン52上に情
報を表示するCRT50を介して相互作用できる。複数の赤
外線ビームがスクリーン52を走査するように、スクリー
ン52の周辺部に設けられているベゼルすなわちフレーム
60内に赤外線発光ダイオードと、フォトトランジスタの
ような光検出器を従来のやり方で取付けることができ
る。オペレータが指58をスクリーン52上の特定の場所に
置くと、整列させられている発光器と光検出器の間で照
射されている１本または複数の赤外線ビームが遮られ
る。そうするとオペレータの指58の特定の場所がホスト
コンピュータ70へ送られる。より一般的には、赤外線発
光ダイオードのような発光器と、フォトトランジスタの
ような光検出器を表示スクリーン52のような被照射場の
周辺部の周囲に、個々の発光器が対応する個々の光検出
器が整列させられるようにして、位置させることにより
形成された前記被照射場内にオペレータの指58その他の
細長い物体のような不透明な要素が配置された時にその
不透明な要素を検出できる手段を本発明は提供するもの
である。
第２図は、被照射場である表示スクリーン52の周辺部
の周囲に配置されている発光器のアレイと光検出器のア
レイを示す。この図示されているタッチ入力装置は、CR
T表示装置に用いられた場合には、２つの直交する発光
器のアレイと、２つの直交する光検出器のアレイが長方
形の表示スクリーン52の各辺に沿って配置されるように
して構成される。そのようなタッチ入力装置に発光ダイ
オードとフォトトランジスタが用いられるが、他の発光
器と他の光検出器を適当に採用できる。第２図に示すよ
うに、発光ダイオード（LED）の、Y1〜YNのアレイが被
照射場すなわち表示スクリーン52を囲んでいるフレーム
60の左辺に沿って配置される。発光ダイオードX1〜XNの
同様なアレイがフレーム60の底辺に沿って配置される。
個々の対応するLEDおよびフォトトランジスタ、たとえ
ばX1−X1およびX2−X2とY1−Y1およびY2−Y2が整列させ
られるように、フォトトランジスタY1〜YNのアレイが右
辺に沿って配置され、発光ダイオードX1〜XNのアレイが
上辺に沿って配置される。したがって、発光ダイオード
X1のような個々の発光器により光が放出されると、その
光は対応する整列させられているフォトトランジスタX1
に入射する。しかし、個々のLEDその他の発光器により
放出された光は対応する整列させられているフォトトラ
ンジスタに入射するばかりでなく、隣接するフォトトラ
ンジスタにも入射することを第２図は示している。発光
器−光検出器対X1の間の中心線62に沿って進む光はフォ
トトランジスタすなわち光検出器X1に入射し、従来の発
光器の分散角度内に含まれる直線64に沿って進む光は隣
りのフォトトランジスタX2に入射する。参照符号66と68
で示されている光はフレーム60の側面にも入射すること
があり、そのためにある程度のぎらつきと反射の問題が
実際のタッチ入力装置にひき起される。ある発光器によ
り放出された光が対応する光検出器のみにより検出され
て、フォトトランジスタX2のような隣接する光検出器に
より検出されないよういにする共通の方法は、発光器を
順次起動し、フォトトランジスタすなわち光検出器のア
レイを順次走査することである。いいかえると、与えら
れた発光器が起動されて光を発生すると、隣接するフォ
トトランジスタではなくて整列させられているフォトト
ランジスタのみが起動させられる。したがって、フォト
トランジスタX1が起動されたと同時に発光ダイオードX1
が起動されて入射光を検出する。LEDすなわち発光器X1
からの光が入射する隣接するフォトトランジスタX2は、
発光器X1が起動されている間はターンオンされない。発
光器と光検出器のこの順次起動により、整列させられて
いる発光器と光検出器の間に位置させられている不透明
な要素の存在を正確に検出できる。隣接する発光器から
の光（その光は被照射場に存在する不透明な要素により
阻止されない）は、「阻止されている」光検出器が起動
されている間は発光器が起動されないということだけ
で、「阻止されている」光検出器を起動しない。発光器
と光検出器のこの順次起動は従来の多重化技術により行
われ、40対の発光器−光検出器対のアレイに対して１秒
間に20回の速さの走査を容易に行うことができる。
の周囲に配置されている発光器のアレイと光検出器のア
レイを示す。この図示されているタッチ入力装置は、CR
T表示装置に用いられた場合には、２つの直交する発光
器のアレイと、２つの直交する光検出器のアレイが長方
形の表示スクリーン52の各辺に沿って配置されるように
して構成される。そのようなタッチ入力装置に発光ダイ
オードとフォトトランジスタが用いられるが、他の発光
器と他の光検出器を適当に採用できる。第２図に示すよ
うに、発光ダイオード（LED）の、Y1〜YNのアレイが被
照射場すなわち表示スクリーン52を囲んでいるフレーム
60の左辺に沿って配置される。発光ダイオードX1〜XNの
同様なアレイがフレーム60の底辺に沿って配置される。
個々の対応するLEDおよびフォトトランジスタ、たとえ
ばX1−X1およびX2−X2とY1−Y1およびY2−Y2が整列させ
られるように、フォトトランジスタY1〜YNのアレイが右
辺に沿って配置され、発光ダイオードX1〜XNのアレイが
上辺に沿って配置される。したがって、発光ダイオード
X1のような個々の発光器により光が放出されると、その
光は対応する整列させられているフォトトランジスタX1
に入射する。しかし、個々のLEDその他の発光器により
放出された光は対応する整列させられているフォトトラ
ンジスタに入射するばかりでなく、隣接するフォトトラ
ンジスタにも入射することを第２図は示している。発光
器−光検出器対X1の間の中心線62に沿って進む光はフォ
トトランジスタすなわち光検出器X1に入射し、従来の発
光器の分散角度内に含まれる直線64に沿って進む光は隣
りのフォトトランジスタX2に入射する。参照符号66と68
で示されている光はフレーム60の側面にも入射すること
があり、そのためにある程度のぎらつきと反射の問題が
実際のタッチ入力装置にひき起される。ある発光器によ
り放出された光が対応する光検出器のみにより検出され
て、フォトトランジスタX2のような隣接する光検出器に
より検出されないよういにする共通の方法は、発光器を
順次起動し、フォトトランジスタすなわち光検出器のア
レイを順次走査することである。いいかえると、与えら
れた発光器が起動されて光を発生すると、隣接するフォ
トトランジスタではなくて整列させられているフォトト
ランジスタのみが起動させられる。したがって、フォト
トランジスタX1が起動されたと同時に発光ダイオードX1
が起動されて入射光を検出する。LEDすなわち発光器X1
からの光が入射する隣接するフォトトランジスタX2は、
発光器X1が起動されている間はターンオンされない。発
光器と光検出器のこの順次起動により、整列させられて
いる発光器と光検出器の間に位置させられている不透明
な要素の存在を正確に検出できる。隣接する発光器から
の光（その光は被照射場に存在する不透明な要素により
阻止されない）は、「阻止されている」光検出器が起動
されている間は発光器が起動されないということだけ
で、「阻止されている」光検出器を起動しない。発光器
と光検出器のこの順次起動は従来の多重化技術により行
われ、40対の発光器−光検出器対のアレイに対して１秒
間に20回の速さの走査を容易に行うことができる。
整列させられている発光器からの入射光による個々の
光検出器の起動に加えて、周囲光の入射によっても光検
出器は起動されることがある。従来の検出装置において
は、整列させられている発光器からの光の強さが周囲光
に加えて測定され、または入射した周囲光による電気信
号をまず電気的に差し引く、すなわち、電気的に補償す
ることにより測定されている。本発明においては、発光
器からの入射光量は測定されない。それよりも、各発光
器がそれの起動期間中に希望の周波数でパルス状に操作
すなわち変調され、特性パルスの符号、周波数、パルス
の数が起動期間中に検出されて、検出された光が起動さ
れている発光器から真に来たものかどうか判定する。い
いかえると、各発光器からの信号が変調され、その変調
された信号を検出した場合のみその特定の光のビームが
阻止されないようにする。すなわち、特定の発光器に対
して起動されている信号の期間中に変調された信号が検
出されないとすると、不透明な要素すなわち細長い物体
が特定の発光器−光検出器対を阻止したに違いないか
ら、被照射場すなわち表示スクリーン52内の特定の場所
に不透明な要素が存在することまたは当ったことを示す
ものである。
光検出器の起動に加えて、周囲光の入射によっても光検
出器は起動されることがある。従来の検出装置において
は、整列させられている発光器からの光の強さが周囲光
に加えて測定され、または入射した周囲光による電気信
号をまず電気的に差し引く、すなわち、電気的に補償す
ることにより測定されている。本発明においては、発光
器からの入射光量は測定されない。それよりも、各発光
器がそれの起動期間中に希望の周波数でパルス状に操作
すなわち変調され、特性パルスの符号、周波数、パルス
の数が起動期間中に検出されて、検出された光が起動さ
れている発光器から真に来たものかどうか判定する。い
いかえると、各発光器からの信号が変調され、その変調
された信号を検出した場合のみその特定の光のビームが
阻止されないようにする。すなわち、特定の発光器に対
して起動されている信号の期間中に変調された信号が検
出されないとすると、不透明な要素すなわち細長い物体
が特定の発光器−光検出器対を阻止したに違いないか
ら、被照射場すなわち表示スクリーン52内の特定の場所
に不透明な要素が存在することまたは当ったことを示す
ものである。
第３図は、被照射場の周辺部のアレイ中の各発光器か
らの変調された光パルスを発生するために使用できる従
来のホストコンピュータ70に付加される回路を示す。第
３図に示されている発光器駆動回路は、ホストコンピュ
ータ内のクロックパルスに依存して制御パルスを発生す
る。第３図に示されている駆動回路は、順次起動される
発光器の２つのアレイをパルス操作するために５つの機
能を実現する。分周器72はホストコンピュータの内部ク
ロック周波数に応答し、ホストコンピュータの内部クロ
ック周波数を基にして走査、個々のダイオードの多数の
パルスのトリガ、個々の発光器−光検出器対のインクレ
メント（順次選択）、および発光器と光検出器のリセッ
トのために有用な周波数を発生する。発光器の変調のた
めに適切な周波数が分周器72により発生されると、その
周波数はパルス駆動器74へ供給される。そのパルス駆動
器は個々の発光器を指定された周波数で駆動する。分周
器72は、発光器−光検出器対の走査中に個々の発光器と
光検出器を起動するために適当な別の周波数も発生す
る。この明細書で用いる「起動する」という用語は、特
定の発光器とそれに対応する光検出器がターンオンされ
る期間を意味するものである。「パルス操作」または
「変調」という用語は、複数のパルスが各起動期間中に
発光器を起動する周波数より高い周波数で発生されるよ
うに、各発光器がそれぞれの起動期間中に駆動されるこ
とを示すために用いられる。第３図に示されている駆動
回路は、光検出器Ｘのアレイと発光器Ｘのアレイがアド
レッシング回路76によりアドレスされ、別の光検出器Ｙ
のアレイと発光器Ｙのアレイが別のアドレッシング回路
78により同様にアドレスされることを示す。発光器と光
検出器のＸアレイはＹアレイのアドレッシングとは独立
にアドレスされるが、ここで説明している実施例におい
ては、個々の発光器と光検出器が同じ周波数でターンオ
ンされる。Ｘアレイ中の発光器−光検出器対の数はＹア
レイ中の発光器−光検出器対の数に等しくする必要はな
い。本発明のここで説明している実施例においては、40
対の発光器−光検出器対がＸアレイに配置され、Ｙアレ
イ中にはたった27対の発光品−光検出器対が配置され
る。
らの変調された光パルスを発生するために使用できる従
来のホストコンピュータ70に付加される回路を示す。第
３図に示されている発光器駆動回路は、ホストコンピュ
ータ内のクロックパルスに依存して制御パルスを発生す
る。第３図に示されている駆動回路は、順次起動される
発光器の２つのアレイをパルス操作するために５つの機
能を実現する。分周器72はホストコンピュータの内部ク
ロック周波数に応答し、ホストコンピュータの内部クロ
ック周波数を基にして走査、個々のダイオードの多数の
パルスのトリガ、個々の発光器−光検出器対のインクレ
メント（順次選択）、および発光器と光検出器のリセッ
トのために有用な周波数を発生する。発光器の変調のた
めに適切な周波数が分周器72により発生されると、その
周波数はパルス駆動器74へ供給される。そのパルス駆動
器は個々の発光器を指定された周波数で駆動する。分周
器72は、発光器−光検出器対の走査中に個々の発光器と
光検出器を起動するために適当な別の周波数も発生す
る。この明細書で用いる「起動する」という用語は、特
定の発光器とそれに対応する光検出器がターンオンされ
る期間を意味するものである。「パルス操作」または
「変調」という用語は、複数のパルスが各起動期間中に
発光器を起動する周波数より高い周波数で発生されるよ
うに、各発光器がそれぞれの起動期間中に駆動されるこ
とを示すために用いられる。第３図に示されている駆動
回路は、光検出器Ｘのアレイと発光器Ｘのアレイがアド
レッシング回路76によりアドレスされ、別の光検出器Ｙ
のアレイと発光器Ｙのアレイが別のアドレッシング回路
78により同様にアドレスされることを示す。発光器と光
検出器のＸアレイはＹアレイのアドレッシングとは独立
にアドレスされるが、ここで説明している実施例におい
ては、個々の発光器と光検出器が同じ周波数でターンオ
ンされる。Ｘアレイ中の発光器−光検出器対の数はＹア
レイ中の発光器−光検出器対の数に等しくする必要はな
い。本発明のここで説明している実施例においては、40
対の発光器−光検出器対がＸアレイに配置され、Ｙアレ
イ中にはたった27対の発光品−光検出器対が配置され
る。
アドレッシング回路76と78による発光器−光検出器対
の順次起動は、被照射場内で不透明な要素が検出された
時に停止される。インタラプト回路80により、発光器−
光検出器アレイの走査が続行される前に「当った」こと
の存在を示す信号をホストコンピュータが確実に受ける
ようにされる。
の順次起動は、被照射場内で不透明な要素が検出された
時に停止される。インタラプト回路80により、発光器−
光検出器アレイの走査が続行される前に「当った」こと
の存在を示す信号をホストコンピュータが確実に受ける
ようにされる。
本発明のここで説明している実施例においては、おの
おの分周器として用いられる２つの２進カウンタを用い
て分周器72が構成される。それらの各カウンタは従来の
74HCT339N部品で構成される。各装置のピンの装置には
従来のやり方で番号が付けられることに注目されたい。
ホストコンピュータ70からの内部クロック周波数は第１
の２進カウンタ102へ直接入力される。ここで説明して
いる実施例においては、4.77MHzの内部クロック周波数
を２進カウンタ102へ入力できる。その２進カウンタ102
の出力は類似の２進カウンタ104へ入力されて周波数を
更に分周する。ここで説明している実施例においては、
第１の２進カウンタ102の出力は18.6kHzである。この周
波数は発光器を変調するために選択された値である。他
の周波数を容易に選択でき、18kHzの周波数はホストコ
ンピュータの内部クロック周波数を用いて容易に得るこ
とができる周波数を単に表すだけである。実際のタッチ
入力装置のためには、全体のアレイを１秒間に少くとも
20回駆動されなければならない。したがって、各アレイ
中の発光器−光検出器対の数が第２の２進カウンタ104
からの走査周波数出力の希望の値を決定する。
おの分周器として用いられる２つの２進カウンタを用い
て分周器72が構成される。それらの各カウンタは従来の
74HCT339N部品で構成される。各装置のピンの装置には
従来のやり方で番号が付けられることに注目されたい。
ホストコンピュータ70からの内部クロック周波数は第１
の２進カウンタ102へ直接入力される。ここで説明して
いる実施例においては、4.77MHzの内部クロック周波数
を２進カウンタ102へ入力できる。その２進カウンタ102
の出力は類似の２進カウンタ104へ入力されて周波数を
更に分周する。ここで説明している実施例においては、
第１の２進カウンタ102の出力は18.6kHzである。この周
波数は発光器を変調するために選択された値である。他
の周波数を容易に選択でき、18kHzの周波数はホストコ
ンピュータの内部クロック周波数を用いて容易に得るこ
とができる周波数を単に表すだけである。実際のタッチ
入力装置のためには、全体のアレイを１秒間に少くとも
20回駆動されなければならない。したがって、各アレイ
中の発光器−光検出器対の数が第２の２進カウンタ104
からの走査周波数出力の希望の値を決定する。
第２の２進カウンタ104からの周波数出力がＸアレイ
アドレッシング回路76中の増分カウンタ108へ入力され
る。その増分カウンタ108も74HCT393N ２進カウンタで
あって、それの出力端子は線110を介してシフトレジス
タ112へ並列に接続される。そのシフトレジスタはホス
トコンピュータへのインターフェイスとして機能する。
そのシフトレジスタ112は74HCT245で構成される。シフ
トレジスタ112の出力は接続回路114からホストコンピュ
ータ70へ並列に送られる。シフトレジスタ112からの信
号を受けて、ホストコンピュータ70がＸアレイ中の複数
の発光器と光検出器の走査に追従できるようにするため
に、ホストコンピュータ内に適当な論理手段が設けられ
る。カウンタ108の出力は４ビット比較器118へ接続回路
116から並列に供給される。その４ビット比較器118は74
HCT393で構成される。その４ビット比較器は、カウンタ
108をリセットしてＸアレイの新たな走査を開始できる
ように、あるアレイ中の最後の発光器−光検出器対が走
査される時を決定する。カウンタ108からの適当な出力
がマルチプレクサ122へ入力される。そのマルチプレク
サは発光器Ｘと光検出器Ｘのアレイへ並列接続回路124,
126によりそれぞれ接続される。
アドレッシング回路76中の増分カウンタ108へ入力され
る。その増分カウンタ108も74HCT393N ２進カウンタで
あって、それの出力端子は線110を介してシフトレジス
タ112へ並列に接続される。そのシフトレジスタはホス
トコンピュータへのインターフェイスとして機能する。
そのシフトレジスタ112は74HCT245で構成される。シフ
トレジスタ112の出力は接続回路114からホストコンピュ
ータ70へ並列に送られる。シフトレジスタ112からの信
号を受けて、ホストコンピュータ70がＸアレイ中の複数
の発光器と光検出器の走査に追従できるようにするため
に、ホストコンピュータ内に適当な論理手段が設けられ
る。カウンタ108の出力は４ビット比較器118へ接続回路
116から並列に供給される。その４ビット比較器118は74
HCT393で構成される。その４ビット比較器は、カウンタ
108をリセットしてＸアレイの新たな走査を開始できる
ように、あるアレイ中の最後の発光器−光検出器対が走
査される時を決定する。カウンタ108からの適当な出力
がマルチプレクサ122へ入力される。そのマルチプレク
サは発光器Ｘと光検出器Ｘのアレイへ並列接続回路124,
126によりそれぞれ接続される。
発光器と光検出器対のＹアレイはアドレッシング回路
78によりアドレスされる。そのアドレッシング回路78は
２進カウンタ132と、シフトレジスタ136と、４ビット比
較器142と、マルチプレクサ146とを有する。それらの部
品は、Ｘアドレッシング回路と同様にして、並列接続回
路134,138,148,150により相互に接続される。４ビット
比較器142は、Ｘアレイと同様にして、インバータ144に
より２進カウンタ132へ接続される。個々の部品132,13
6,142および146は部品108,112,118,122とそれぞれ同じ
部品を構成する。
78によりアドレスされる。そのアドレッシング回路78は
２進カウンタ132と、シフトレジスタ136と、４ビット比
較器142と、マルチプレクサ146とを有する。それらの部
品は、Ｘアドレッシング回路と同様にして、並列接続回
路134,138,148,150により相互に接続される。４ビット
比較器142は、Ｘアレイと同様にして、インバータ144に
より２進カウンタ132へ接続される。個々の部品132,13
6,142および146は部品108,112,118,122とそれぞれ同じ
部品を構成する。
パルス駆動器74は、第１のカウンタ102と第２のカウ
ンタ104および分周器72により出力された信号に応答し
てアンドゲート152により起動される。第１のカウンタ1
02が第５図に示されているタイミング図にＡで示され、
発光器のパルスの起動周波数すなわち変調周波数を表
す。第２のカウンタ104と分周器72の出力が第５図のＢ
に示され、アレイ中の発光器のための走査周波数を定め
る。したがって、アンドゲート152は、第５図のＡとＢ
に示されている正の信号を受けると、第２の２進カウン
タ104により出力された各正パルスの持続する間にいく
つかのパルスの出力を生ずる。ここで説明している実施
例においては、Ｎは８に等しいことに注目されたい。以
後の説明からわかるように、本発明により複数のパルス
を用いなければならず、かつ一般に、Ｎは３以上であ
る。アンドゲート152の出力はインバータ154と適当な抵
抗−容量回路を介してトランジスタ164,166へ供給され
る。それらのトランジスタ164と166は駆動回路を構成す
る。その駆動回路は従来のやり方で発光器へ接続でき
る。トランジスタ164および166としては2N3906を用いる
ことができる。複数の発光器−光検出対のためにただ１
つの駆動器74を必要とすることに注目すべきである。
ンタ104および分周器72により出力された信号に応答し
てアンドゲート152により起動される。第１のカウンタ1
02が第５図に示されているタイミング図にＡで示され、
発光器のパルスの起動周波数すなわち変調周波数を表
す。第２のカウンタ104と分周器72の出力が第５図のＢ
に示され、アレイ中の発光器のための走査周波数を定め
る。したがって、アンドゲート152は、第５図のＡとＢ
に示されている正の信号を受けると、第２の２進カウン
タ104により出力された各正パルスの持続する間にいく
つかのパルスの出力を生ずる。ここで説明している実施
例においては、Ｎは８に等しいことに注目されたい。以
後の説明からわかるように、本発明により複数のパルス
を用いなければならず、かつ一般に、Ｎは３以上であ
る。アンドゲート152の出力はインバータ154と適当な抵
抗−容量回路を介してトランジスタ164,166へ供給され
る。それらのトランジスタ164と166は駆動回路を構成す
る。その駆動回路は従来のやり方で発光器へ接続でき
る。トランジスタ164および166としては2N3906を用いる
ことができる。複数の発光器−光検出対のためにただ１
つの駆動器74を必要とすることに注目すべきである。
インタラプト回路80がホストコンピュータへ接続さ
れ、確認応答信号がホストコンピュータ内の適当な論理
手段により発生され、ＸアレイまたはＹアレイ、および
一般的には両方のアレイの走査を続ける。アレイ内で不
透明な要素が検出されると、アンドゲート106と128によ
り、適切な光検出器情報がホストコンピュータへ送られ
た後でのみ信号が分周器72から確実に受けられるように
する。
れ、確認応答信号がホストコンピュータ内の適当な論理
手段により発生され、ＸアレイまたはＹアレイ、および
一般的には両方のアレイの走査を続ける。アレイ内で不
透明な要素が検出されると、アンドゲート106と128によ
り、適切な光検出器情報がホストコンピュータへ送られ
た後でのみ信号が分周器72から確実に受けられるように
する。
第４図は本発明の好適な実施例において用いられる検
出回路の回路図である。この検出回路は周囲光補償回路
82と、ワンショット回路84と、カウンタおよびラッチ回
路網86とを含む。第４図は、前記のように、マルチプレ
クサ122を介して個々にアドレスされるフォトトランジ
スタすなわち光検出器対のＸアレイを示す。各フォトト
ランジスタX1−X1が起動された時に、そのフォトトラン
ジスタのコレクタがトランジスタ170のエミッタへ順次
接続される。周囲光補償回路82は、トランジスタ170と
個々に選択されたフォトトランジスタX1〜XNの間の回路
点171に一定電圧を維持するように構成される。トラン
ジスタ170と選択されたフォトトランジスタX1〜XNは直
列接続され、２個のトランジスタにおける電圧降下は一
定に保たれる。この回路は分圧器として機能する。ベー
ス電流が小さく、したがってトランジスタ170のコレク
タ−エミッタ電流が小さく保たれるように、定電圧源が
比較的高い抵抗172を介してトランジスタ170のベースへ
接続される。また、トランジスタ170のベース・エミッ
タ間にコンデンサ176が接続されている。そこで、周囲
光が選択されたフォトトランジスタすなわち光検出器X1
〜XNに入射すると、その選択されたフォトトランジスタ
のコレクタ−エミッタ間抵抗値が低くなるから、そのフ
ォトトランジスタの電圧降下が小さくなり、回路点171
における電圧を低くする。しかし、トランジスタ170の
ベースに付加電流が注入されてそのトランジスタ170の
内部抵抗値を低くし、回路点171における電圧を一定に
維持するようにその回路の時定数は選択される。この回
路のRC時定数は、選択されたフォトトランジスタX1〜XN
に入射した光が比較的低い周波数で変化すなわち変動す
る限り、回路点171の電圧が比較的一定に維持されるよ
うに選択される。たとえば、蛍光灯にによる周囲光の変
化は約150Hzの周波数で変動する。周囲光の変動が比較
的低い周波数に限られている限りは、回路点171におけ
る電圧をほぼ一定に維持できる。変調された発光器から
の入射光ははるかに高い周波数で変化するから、変調さ
れた発光器からの入射光による回路点171における電圧
の変化は一定に維持できず、それらの電圧変化は周囲光
補償回路を介して送られる。５〜10kHzの変調された発
光器の周波数はこのようにして容易に検出できる。ここ
で説明している実施例においては、発光器のパルス変調
により変調された周波数は18kHzに等しい。その周波数
は、この装置で用いているホストコンピュータの内部ク
ロック周波数から容易に得ることができる。
出回路の回路図である。この検出回路は周囲光補償回路
82と、ワンショット回路84と、カウンタおよびラッチ回
路網86とを含む。第４図は、前記のように、マルチプレ
クサ122を介して個々にアドレスされるフォトトランジ
スタすなわち光検出器対のＸアレイを示す。各フォトト
ランジスタX1−X1が起動された時に、そのフォトトラン
ジスタのコレクタがトランジスタ170のエミッタへ順次
接続される。周囲光補償回路82は、トランジスタ170と
個々に選択されたフォトトランジスタX1〜XNの間の回路
点171に一定電圧を維持するように構成される。トラン
ジスタ170と選択されたフォトトランジスタX1〜XNは直
列接続され、２個のトランジスタにおける電圧降下は一
定に保たれる。この回路は分圧器として機能する。ベー
ス電流が小さく、したがってトランジスタ170のコレク
タ−エミッタ電流が小さく保たれるように、定電圧源が
比較的高い抵抗172を介してトランジスタ170のベースへ
接続される。また、トランジスタ170のベース・エミッ
タ間にコンデンサ176が接続されている。そこで、周囲
光が選択されたフォトトランジスタすなわち光検出器X1
〜XNに入射すると、その選択されたフォトトランジスタ
のコレクタ−エミッタ間抵抗値が低くなるから、そのフ
ォトトランジスタの電圧降下が小さくなり、回路点171
における電圧を低くする。しかし、トランジスタ170の
ベースに付加電流が注入されてそのトランジスタ170の
内部抵抗値を低くし、回路点171における電圧を一定に
維持するようにその回路の時定数は選択される。この回
路のRC時定数は、選択されたフォトトランジスタX1〜XN
に入射した光が比較的低い周波数で変化すなわち変動す
る限り、回路点171の電圧が比較的一定に維持されるよ
うに選択される。たとえば、蛍光灯にによる周囲光の変
化は約150Hzの周波数で変動する。周囲光の変動が比較
的低い周波数に限られている限りは、回路点171におけ
る電圧をほぼ一定に維持できる。変調された発光器から
の入射光ははるかに高い周波数で変化するから、変調さ
れた発光器からの入射光による回路点171における電圧
の変化は一定に維持できず、それらの電圧変化は周囲光
補償回路を介して送られる。５〜10kHzの変調された発
光器の周波数はこのようにして容易に検出できる。ここ
で説明している実施例においては、発光器のパルス変調
により変調された周波数は18kHzに等しい。その周波数
は、この装置で用いているホストコンピュータの内部ク
ロック周波数から容易に得ることができる。
持続時間が非常に短い信号も周囲光補償回路82を介し
て送られる。たとえば、各発光器がターンオンされた時
に生ずる多重スパイクは周囲光補償回路において無くす
ことができない。この理由から、発光器からの持続時間
が比較的短い１個のパルスを、光検出器が特定の発光器
からの光を実際に検出したことを表すものとして利用す
ることはできない。したがって、各起動サイクル中に発
光器により複数のパルスが発生される。
て送られる。たとえば、各発光器がターンオンされた時
に生ずる多重スパイクは周囲光補償回路において無くす
ことができない。この理由から、発光器からの持続時間
が比較的短い１個のパルスを、光検出器が特定の発光器
からの光を実際に検出したことを表すものとして利用す
ることはできない。したがって、各起動サイクル中に発
光器により複数のパルスが発生される。
それら複数のパルスは光検出器対により受けられ、そ
れらのパルスは周囲光補償回路82がほぼ透明である周波
数で変化するから、それらの信号は回路点171における
電圧を変動させる結果となり、それらの変動はワンショ
ット回路84へ送られる。そのワンショット回路84は欠落
したパルスの検出器としてほぼ機能する。ワンショット
回路84は再トリガ可能なワンショット回路であって、対
応する発光器から光検出器により受けられたパルスに対
応する、そのワンショット回路により信号が受けられる
限りは、そのワンショット回路は、不透明な要素すなわ
ち細長い物体が、整列させられている発光器と光検出器
の間のビームを阻止した時に起る「当り」の存在を示す
レベルの上昇およびレベルの変化を行わせる時間を持た
ない。
れらのパルスは周囲光補償回路82がほぼ透明である周波
数で変化するから、それらの信号は回路点171における
電圧を変動させる結果となり、それらの変動はワンショ
ット回路84へ送られる。そのワンショット回路84は欠落
したパルスの検出器としてほぼ機能する。ワンショット
回路84は再トリガ可能なワンショット回路であって、対
応する発光器から光検出器により受けられたパルスに対
応する、そのワンショット回路により信号が受けられる
限りは、そのワンショット回路は、不透明な要素すなわ
ち細長い物体が、整列させられている発光器と光検出器
の間のビームを阻止した時に起る「当り」の存在を示す
レベルの上昇およびレベルの変化を行わせる時間を持た
ない。
再トリガ可能なワンショット回路84は２つの演算増幅
器を有する。それらの演算増幅器184,188の利得はそれ
ぞれ10と100であって、全体の利得は1000である。それ
ら２つの演算増幅器の代りに同じ総合利得を持つ１つの
演算増幅器を利用できることを理解すべきである。信号
をカウンタおよびラッチ回路網86へ入力させるために、
比較器192を用いてその信号のレベルを調節する。カウ
ンタ208は２進カウンタで構成され、この好適な実施例
においては、カウンタ208として74HCT339Nを利用でき
る。カウンタ208によりＮ個のパルスがカウントされる
と、それぞれのラッチ214,216がセットされる。別の発
光器−光検出器対が起動されると、それらのラッチはリ
セットされる。それらのラッチがリセットされる前にＮ
個のパルスが検出されないと、入力すなわち「当り」が
検出されたことを示す信号がホストコンピュータへ送ら
れる。
器を有する。それらの演算増幅器184,188の利得はそれ
ぞれ10と100であって、全体の利得は1000である。それ
ら２つの演算増幅器の代りに同じ総合利得を持つ１つの
演算増幅器を利用できることを理解すべきである。信号
をカウンタおよびラッチ回路網86へ入力させるために、
比較器192を用いてその信号のレベルを調節する。カウ
ンタ208は２進カウンタで構成され、この好適な実施例
においては、カウンタ208として74HCT339Nを利用でき
る。カウンタ208によりＮ個のパルスがカウントされる
と、それぞれのラッチ214,216がセットされる。別の発
光器−光検出器対が起動されると、それらのラッチはリ
セットされる。それらのラッチがリセットされる前にＮ
個のパルスが検出されないと、入力すなわち「当り」が
検出されたことを示す信号がホストコンピュータへ送ら
れる。
この明細書で説明した検出回路は、個々のパルスの存
在または非存在だけを検出しなければならないから、用
いている個々のフォトトランジスタすなわち光検出器対
の立上り時間と立下り時間には依存しない。したがっ
て、発光器が変調される周波数と、走査速度は、用いる
オプトエレクトリック装置の立上り時間と立下り時間の
影響は受けない。
在または非存在だけを検出しなければならないから、用
いている個々のフォトトランジスタすなわち光検出器対
の立上り時間と立下り時間には依存しない。したがっ
て、発光器が変調される周波数と、走査速度は、用いる
オプトエレクトリック装置の立上り時間と立下り時間の
影響は受けない。
（発明の効果） 上述の説明から理解される如く、本発明の光学式入力
装置によると光検出器は発光器からの出力光量を検出す
る必要がなく、発光器から予め定めた所定数のパルスが
入射されるか否かを検出するのみである。従って、発光
器は例えば10mA程度の低レベルで駆動すれば足り、低消
費電力となるのみならず例えば950ナノメートルの波長
の安価な赤外線発光ダイオードの使用が可能となり、更
に長時間安定して使用可能である。また、光検出回路に
は簡単な周囲光補償回路を付加して周囲光の脈動等によ
る検出回路の誤動作を効果的に阻止することが可能であ
る。
装置によると光検出器は発光器からの出力光量を検出す
る必要がなく、発光器から予め定めた所定数のパルスが
入射されるか否かを検出するのみである。従って、発光
器は例えば10mA程度の低レベルで駆動すれば足り、低消
費電力となるのみならず例えば950ナノメートルの波長
の安価な赤外線発光ダイオードの使用が可能となり、更
に長時間安定して使用可能である。また、光検出回路に
は簡単な周囲光補償回路を付加して周囲光の脈動等によ
る検出回路の誤動作を効果的に阻止することが可能であ
る。
第１図は本発明を用いてオペレータが視覚的表示装置と
直接相互作用している様子を示す斜視図、第２図は発光
器と光検出器の直交アレイを有するオプトマトリックス
フレームの概略平面図、第3A図および第3B図は駆動回路
と装置選択回路をそれぞれ示す半分の回路図、第４図は
信号検出回路の回路図、第５図はタイミング図である。 X1−XN,Y1−YN……発光器−光検出器対 58……指（針） 60……フレーム 72、74、76、78……駆動回路 72……分周器 82、84、86……検出回路 82……周囲光補償回路 102……第１カウンタ 104……第２カウンタ 122……マルチプレクサ 152……アンドゲート 170……トランジスタ 172、174……抵抗分圧器 176……コンデンサ 208……カウンタ
直接相互作用している様子を示す斜視図、第２図は発光
器と光検出器の直交アレイを有するオプトマトリックス
フレームの概略平面図、第3A図および第3B図は駆動回路
と装置選択回路をそれぞれ示す半分の回路図、第４図は
信号検出回路の回路図、第５図はタイミング図である。 X1−XN,Y1−YN……発光器−光検出器対 58……指（針） 60……フレーム 72、74、76、78……駆動回路 72……分周器 82、84、86……検出回路 82……周囲光補償回路 102……第１カウンタ 104……第２カウンタ 122……マルチプレクサ 152……アンドゲート 170……トランジスタ 172、174……抵抗分圧器 176……コンデンサ 208……カウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ロバート ローレット アメリカ合衆国 ノース カロライナ州 27012 クレモンズ ラベール ドラ イブ 720 (56)参考文献 特開 昭61−208117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−127928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−177721（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−139776（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−10916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−62448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−139518（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−141018（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−112028（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−122141（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−138039（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01H 35/00 G06F 3/03 - 3/033
Claims (1)
- 【請求項１】略矩形のフレームの対向する辺に沿って配
置された複数対の発光器および光検出器を有し、該発光
器および光検出器の対を駆動回路により順次駆動して、
前記発光器からの光ビームが指等の針により遮断される
のを前記光検出器の出力を受けて検出回路により検出す
る光学式入力装置において、 前記駆動回路は、第１カウンタおよび該第１カウンタの
出力を計数する第２カウンタから成る、クロックパルス
を分周する分周器と、該分周器の第１および第２カウン
タの両出力の論理積を得るアンドゲートとにより構成さ
れ、前記複数の発光器および光検出器を前記第２カウン
タの出力パルスで順次駆動して走査すると共に前記発光
器を前記アンドゲートの出力パルスにより、前記第１お
よび第２カウンタの出力パルス比で決まる複数パルスで
１駆動期間中に複数パルス状に駆動し、 前記検出回路は、マルチプレクサに接続される前記複数
の光検出器の共通接続点に抵抗分圧器、トランジスタお
よびコンデンサで構成された周囲光補償回路により定電
圧を維持される回路点を接続して成り、前記光検出器の
出力により前記定電圧の回路点に現れる周囲光補償させ
たパルスをカウンタにより計数して欠落パルスの有無を
検出することを特徴とする光学式入力装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/062,107 US4855590A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Infrared touch input device having ambient compensation |
| US062107 | 1987-06-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6417348A JPS6417348A (en) | 1989-01-20 |
| JP2769621B2 true JP2769621B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=22040270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15662688A Expired - Lifetime JP2769621B2 (ja) | 1987-06-25 | 1988-06-24 | 光学式入力装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4855590A (ja) |
| JP (1) | JP2769621B2 (ja) |
| GB (1) | GB2206203B (ja) |
Families Citing this family (61)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01314324A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Sony Corp | タッチパネル装置 |
| US5164714A (en) * | 1988-06-20 | 1992-11-17 | Amp Incorporated | Modulated touch entry system and method with synchronous detection |
| FR2635887B1 (fr) * | 1988-08-31 | 1995-06-02 | Rockwell International Corp | Ecran a toucher optique pour l'introduction de donnees en lumiere ambiante elevee |
| EP0394057B1 (en) * | 1989-04-21 | 1997-01-08 | Shinkoh Electric Co., Ltd. | Method and apparatus for preventing erroneous operation in non-contact push-button switch |
| FI85544C (fi) * | 1989-11-03 | 1992-04-27 | Marttila Heikki Oy | Koppling foer kompensering av verkan av yttre ljus pao infraroedkaensliga fototransistorer i kontaktdisplaypaneler. |
| CA2014111C (en) * | 1989-12-06 | 1996-04-16 | Herman R. Person | Touch panel and method for controlling same |
| US5179369A (en) * | 1989-12-06 | 1993-01-12 | Dale Electronics, Inc. | Touch panel and method for controlling same |
| DE4109517A1 (de) * | 1991-03-22 | 1992-09-24 | Holger Guenther Dr Frenzel | Tastatur |
| JPH0594255A (ja) * | 1991-03-28 | 1993-04-16 | Minato Electron Kk | 変調光ビームを利用した光学式タツチパネル |
| DE4210289A1 (de) * | 1992-03-28 | 1993-09-30 | Lohwasser Elektrotechnik Gmbh | Einrichtung mit mindestens einem optischen Sender und einem optischen Empfänger |
| GB9208122D0 (en) * | 1992-04-13 | 1992-05-27 | Stewart Mark N | Beam music |
| US5355149A (en) * | 1992-05-27 | 1994-10-11 | Spacelabs Medical, Inc. | Scanning system for touch screen keyboards |
| US5605406A (en) * | 1992-08-24 | 1997-02-25 | Bowen; James H. | Computer input devices with light activated switches and light emitter protection |
| FR2698194B1 (fr) * | 1992-11-19 | 1995-01-06 | Sextant Avionique | Dispositif combiné de visualisation sur écran et de détection de position d'un repère par rapport à l'écran. |
| TW244383B (en) * | 1993-10-22 | 1995-04-01 | Ibm | Touch-screen input device using the monitor as a light source operating at an intermediate frequency |
| US5635724A (en) * | 1995-06-07 | 1997-06-03 | Intecolor | Method and apparatus for detecting the location of an object on a surface |
| US5764223A (en) * | 1995-06-07 | 1998-06-09 | International Business Machines Corporation | Touch-screen input device using the monitor as a light source operating at an intermediate frequency |
| US5805288A (en) * | 1996-03-05 | 1998-09-08 | Laserscore, Inc. | Apparatus for detecting the presence and location of at least one object in a field |
| JP3876942B2 (ja) * | 1997-06-13 | 2007-02-07 | 株式会社ワコム | 光デジタイザ |
| WO1999040388A1 (en) * | 1998-02-04 | 1999-08-12 | Laserscore, Inc. | System for detecting the presence and location of at least one object in a field by using a divergent radiation source and an array of opposed plural detectors which rotate together around the field |
| US6157026A (en) * | 1998-11-19 | 2000-12-05 | Maxtec International Corporation | Optical switch of the multiple push button type for producing a plurality of control signals |
| US6201905B1 (en) | 1999-02-05 | 2001-03-13 | Telemotive Industrial Controls | Optical switch with controlled voltage output |
| US6677934B1 (en) | 1999-07-30 | 2004-01-13 | L-3 Communications | Infrared touch panel with improved sunlight rejection |
| US6512512B1 (en) | 1999-07-31 | 2003-01-28 | Litton Systems, Inc. | Touch panel with improved optical performance |
| US6710770B2 (en) | 2000-02-11 | 2004-03-23 | Canesta, Inc. | Quasi-three-dimensional method and apparatus to detect and localize interaction of user-object and virtual transfer device |
| US6664950B1 (en) * | 1999-11-17 | 2003-12-16 | L-3 Communications | Resistive touch panel using removable, tensioned top layer |
| WO2001040922A2 (en) * | 1999-12-02 | 2001-06-07 | Elo Touchsystems, Inc. | Apparatus and method to improve resolution of infrared touch systems |
| JP2001265516A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-09-28 | Ricoh Co Ltd | 座標入力装置 |
| JP2004513416A (ja) * | 2000-09-07 | 2004-04-30 | カネスタ インコーポレイテッド | ユーザオブジェクトと仮想転送装置との相互作用を検出しそして位置決めする擬似三次元方法及び装置 |
| US6674062B2 (en) * | 2001-06-20 | 2004-01-06 | Litton Systems, Inc. | Method and system for gating a sensor using a gated power signal |
| US8339379B2 (en) * | 2004-04-29 | 2012-12-25 | Neonode Inc. | Light-based touch screen |
| US7295186B2 (en) | 2003-01-14 | 2007-11-13 | Avago Technologies Ecbuip (Singapore) Pte Ltd | Apparatus for controlling a screen pointer that distinguishes between ambient light and light from its light source |
| US6961051B2 (en) | 2003-01-29 | 2005-11-01 | Visteon Global Technologies, Inc. | Cross-point matrix for infrared touchscreen |
| US8237685B2 (en) * | 2006-06-28 | 2012-08-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for object learning and recognition based on optical parameters |
| US7843516B2 (en) * | 2006-09-05 | 2010-11-30 | Honeywell International Inc. | LCD touchscreen panel with scanning backlight |
| US8203540B2 (en) * | 2006-09-05 | 2012-06-19 | Honeywell International Inc. | LCD panel with integral touchscreen |
| US20080093536A1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-04-24 | David Campbell Brower | Reduction of solar interference in an infrared touch system |
| US8264468B1 (en) | 2007-06-19 | 2012-09-11 | Imaging Systems Technology, Inc. | Touch system for blue screen |
| EP2009542B1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-10-28 | Barco N.V. | Dual touchscreen |
| EP2009541B1 (en) * | 2007-06-29 | 2015-06-10 | Barco N.V. | Night vision touchscreen |
| US8330730B1 (en) | 2007-09-04 | 2012-12-11 | Imaging Systems Technology, Inc. | Calibrating of interactive touch system for image compositing |
| US7486386B1 (en) | 2007-09-21 | 2009-02-03 | Silison Laboratories Inc. | Optical reflectance proximity sensor |
| TWI406045B (zh) * | 2008-06-30 | 2013-08-21 | Ibm | 具有ｓｍｔ元件作為光閘之光學接觸面板及在該面板上之形成光閘的方法 |
| EP2338104B1 (en) * | 2008-08-07 | 2018-06-06 | Rapt IP Limited | Method and apparatus for detecting a multitouch event in an optical touch-sensitive device |
| US9092092B2 (en) | 2008-08-07 | 2015-07-28 | Rapt Ip Limited | Detecting multitouch events in an optical touch-sensitive device using touch event templates |
| US8227742B2 (en) | 2008-08-07 | 2012-07-24 | Rapt Ip Limited | Optical control system with modulated emitters |
| US8426799B2 (en) * | 2008-08-07 | 2013-04-23 | Rapt Ip Limited | Optical control system with feedback control |
| US8660300B2 (en) * | 2008-12-12 | 2014-02-25 | Silicon Laboratories Inc. | Apparatus and method for optical gesture recognition |
| US20100170725A1 (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-08 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute | Touch surface and system and method of detecting touch input |
| US8373679B2 (en) | 2009-10-12 | 2013-02-12 | Garmin International, Inc. | Infrared touchscreen electronics |
| KR101736233B1 (ko) * | 2009-12-16 | 2017-05-16 | 베이징 아이어터치 시스템 코퍼레이션 리미티드 | 적외선 터치 스크린 |
| CN101984393B (zh) * | 2010-11-26 | 2012-11-28 | 中航华东光电有限公司 | 一种提高红外触摸屏精度的方法 |
| US8836672B2 (en) | 2011-02-09 | 2014-09-16 | Dornerworks, Ltd. | System and method for improving machine vision in the presence of ambient light |
| US8959435B2 (en) | 2011-08-23 | 2015-02-17 | Garmin Switzerland Gmbh | System and methods for detecting debris on a touchscreen system display screen |
| US9229575B2 (en) | 2011-10-20 | 2016-01-05 | Garmin International, Inc. | Adaptive touchscreen system |
| JP2013120588A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Touch Panel Kenkyusho:Kk | 光学式タッチパネル構造体 |
| FR2993067B1 (fr) * | 2012-07-06 | 2014-07-18 | Ece | Dispositif et procede de detection infrarouge a commande tactile multitoucher predictible |
| US9524060B2 (en) | 2012-07-13 | 2016-12-20 | Rapt Ip Limited | Low power operation of an optical touch-sensitive device for detecting multitouch events |
| CN103885533A (zh) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | 联想(北京)有限公司 | 可双面触摸的电子设备 |
| CA3100551A1 (en) | 2018-05-18 | 2019-11-21 | 1004335 Ontario Inc. carrying on business as A D Metro | Optical touch sensor devices and systems |
| CA3113946A1 (en) | 2020-04-03 | 2021-10-03 | 1004335 Ontario Inc. | Optical touch sensor systems and optical detectors with noise mitigation |
Family Cites Families (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3370284A (en) * | 1965-01-21 | 1968-02-20 | Samuel M. Bagno | Optical space alarm |
| US3704396A (en) * | 1971-05-12 | 1972-11-28 | Cincinnati Inc | Safety device for machines |
| US3723737A (en) * | 1971-05-18 | 1973-03-27 | North American Rockwell | Infrared detection and control device |
| US3775560A (en) * | 1972-02-28 | 1973-11-27 | Univ Illinois | Infrared light beam x-y position encoder for display devices |
| US3764813A (en) * | 1972-04-12 | 1973-10-09 | Bell Telephone Labor Inc | Coordinate detection system |
| JPS49141018U (ja) * | 1973-04-04 | 1974-12-05 | ||
| US3860754A (en) * | 1973-05-07 | 1975-01-14 | Univ Illinois | Light beam position encoder apparatus |
| US3867628A (en) * | 1973-07-30 | 1975-02-18 | Scientific Technology | Pulsed light receiver and method |
| US3970846A (en) * | 1973-10-29 | 1976-07-20 | Xenex Corporation | Presence detecting system with self-checking |
| JPS50112028U (ja) * | 1974-02-22 | 1975-09-12 | ||
| JPS5262448A (en) * | 1975-11-18 | 1977-05-23 | Omron Tateisi Electronics Co | Lens surface monitoring device of photoelectric instrument |
| US4061925A (en) * | 1976-02-20 | 1977-12-06 | Versatile Integrated Modules | Method and apparatus for measuring radiation from a plurality of light sources |
| US4111421A (en) * | 1976-12-09 | 1978-09-05 | The Magnavox Company | Optical linked remote control video game apparatus |
| US4267443A (en) * | 1978-04-24 | 1981-05-12 | Carroll Manufacturing Corporation | Photoelectric input apparatus |
| US4243879A (en) * | 1978-04-24 | 1981-01-06 | Carroll Manufacturing Corporation | Touch panel with ambient light sampling |
| US4313109A (en) * | 1979-12-11 | 1982-01-26 | Sperry Corporation | Initialization control for light beam position indicator |
| US4356393A (en) * | 1980-05-29 | 1982-10-26 | Banner Engineering Corp. | Alignment indicator for photoelectric scanners |
| JPS58122141U (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-19 | 株式会社日立製作所 | キ−ボ−ド装置 |
| GB2129123B (en) * | 1982-10-12 | 1986-01-22 | Alsthom Cgee | Intruder detector and method |
| JPS59139518A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | 松下電工株式会社 | 光電スイツチ |
| JPS59140994A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-13 | 株式会社小松製作所 | 光線式安全装置 |
| US4591710A (en) * | 1983-07-11 | 1986-05-27 | Electro Mechanical Systems, Inc. | Ambient light and electromagnetic noise reduction circuit |
| JPS60177721A (ja) * | 1984-02-23 | 1985-09-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 光電スイツチの誤動作防止回路 |
| JPS60207923A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-19 | Toshiba Corp | 位置検出装置 |
| US4672364A (en) * | 1984-06-18 | 1987-06-09 | Carroll Touch Inc | Touch input device having power profiling |
| AU4907185A (en) * | 1984-11-08 | 1986-05-15 | Spacelabs, Inc. | Radiant beam co-ordinate detector system |
| US4672195A (en) * | 1984-11-08 | 1987-06-09 | Spacelabs, Inc. | Radiant beam coordinate detector system |
| JPS61139776A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-27 | Riide Denki Kk | 光電スイツチ |
| JPH0325219Y2 (ja) * | 1985-02-15 | 1991-05-31 | ||
| JPS61208117A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-16 | Alps Electric Co Ltd | 光電式タツチパネル |
| KR900005225B1 (ko) * | 1985-07-09 | 1990-07-21 | 알프스덴기 가부시기 가이샤 | 광학식 좌표입력장치 |
| GB8528152D0 (en) * | 1985-11-14 | 1985-12-18 | Barnard P R | Touch sensor |
| JPS62127928A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-10 | Nec Corp | 光学式タツチパネル |
| US4713534A (en) * | 1986-02-18 | 1987-12-15 | Carroll Touch Inc. | Phototransistor apparatus with current injection ambient compensation |
| US4684801A (en) * | 1986-02-28 | 1987-08-04 | Carroll Touch Inc. | Signal preconditioning for touch entry device |
-
1987
- 1987-06-25 US US07/062,107 patent/US4855590A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-05-24 GB GB8812219A patent/GB2206203B/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-06-24 JP JP15662688A patent/JP2769621B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4855590A (en) | 1989-08-08 |
| GB2206203B (en) | 1991-04-03 |
| JPS6417348A (en) | 1989-01-20 |
| GB8812219D0 (en) | 1988-06-29 |
| GB2206203A (en) | 1988-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2769621B2 (ja) | 光学式入力装置 | |
| US5055840A (en) | Infrared touch input device and light emitted activation circuit | |
| US4916308A (en) | Integrated liquid crystal display and optical touch panel | |
| US5164714A (en) | Modulated touch entry system and method with synchronous detection | |
| US6816537B2 (en) | Device having touch sensitivity functionality | |
| EP0235459B1 (en) | Phototransistor apparatus with current ambient compensation | |
| KR0128736B1 (ko) | 터치입력 시스템 | |
| US4567480A (en) | Touch-sensitive overlay | |
| US4799044A (en) | Phototransistor apparatus with current injection ambient compensation | |
| US8094129B2 (en) | Touch sensing using shadow and reflective modes | |
| US4387367A (en) | Optical keyboard | |
| KR0129120B1 (ko) | 중간 주파수에서 작동하는 광원으로 모니터를 사용하는 터치 스크린 입력장치 | |
| DE4041144C1 (en) | Touch-sensitive liquid crystal display - emits pulsed infrared light and detects light from behind glass plate containing liquid crystal | |
| KR100195815B1 (ko) | 적외선 접촉 입력 디바이스 및 발광기 액티브화 회로 | |
| US4771170A (en) | Optical coordinate input device having light adjusting means located in front of each light receiving means | |
| JP2814490B2 (ja) | 座標入力装置 | |
| JPS6125161B2 (ja) | ||
| JPH067372B2 (ja) | タッチパネル及びその制御方法 | |
| US4761550A (en) | Scanning system for optical coordinate input device with scan interrupt control | |
| US20060132451A1 (en) | Optically addressable matrix display | |
| JPS6441916A (en) | Light transmission type touch input device | |
| JPH04108247U (ja) | タツチパネル式入力装置 | |
| CA1234898A (en) | Arrangement for keyboards | |
| Maksik | Simpler, faster, more reliable photosensor circuits | |
| JPH09288127A (ja) | 任意波形発生器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090417 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090417 Year of fee payment: 11 |