JP3262297B2 - Optical coordinate input apparatus - Google Patents

Optical coordinate input apparatus

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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学式座標入力装置に関し、特に、光学系および受光部等を含む座標情報読取り装置を備えたスタイラスペンと、2次元座標情報を含むパターンを備えた受動ディジタル化タブレットとで構成され、タブレットの表面に対して手書き入力を行える光学式座標入力装置に関する。 The present invention relates to an optical coordinate input apparatus, in particular, a passive digital with a stylus pen having a coordinate information reading apparatus including an optical system and a light receiving unit, and the like, a pattern including a two-dimensional coordinate information reduction is composed of a tablet relates to an optical coordinate input apparatus capable of performing handwriting input with respect to the surface of the tablet.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来の光学式座標入力装置としては、特開昭61−43328号(特公平2−18722号)に開示される光デジタイザや特開平3−37707号に開示されるスタイラスロケータおよびデータ入力システムが存在する。 BACKGROUND ART As a conventional optical coordinate input apparatus, a stylus locator and disclosed optical digitizer and JP 3-37707 disclosed in JP 61-43328 (Kokoku No. 2-18722) data input system exists.

【0003】前者の光デジタイザは、紙に描かれた図形を読み取って入力する場合において、M系列の格子状パターンが描かれた透明板を紙の上に配置し、さらに2次元CCD素子等による光学的読取り装置を内蔵するカーソルをその透明板の上に配置するように構成され、透明板の上にてカーソルを上記図形をなぞって移動しカーソルで図形各部の位置を指定すると、上記パターンの一部が光学的読取り装置で読み取られることによって指定した位置の座標が求められ、これにより図形を読み取ることができる。 [0003] The former optical digitizer, by in the case of input by reading a figure drawn on paper, a transparent plate lattice-like pattern of M-sequence depicted placed on the paper, further 2-dimensional CCD element or the like configured to position a cursor having a built-in optical reading device on the transparent plate, the cursor at the top of the transparent plate specifying the position of the figure each unit the cursor moves by tracing the figure, the pattern some coordinates of the specified position by being read by the optical reading device is determined, thereby to read the figures.

【0004】後者のスタイラスロケータおよびデータ入力システムは、タブレットと、このタブレット上で走査されかつタブレット表面で定義されるXY座標面の任意な位置の座標値を光学的に読み取る光スタイラスを備える。 [0004] The latter stylus locator and data input system comprises a tablet and a light stylus to read the coordinate values ​​of any position of the scanned on the tablet and XY coordinate plane defined by the tablet surface optically. タブレットは受動デジタル化タブレットであり、その表面には2次元座標面の座標情報を示す2進コードを含む光検出可能パターン(タブレット・アドレス・セル)が記録されている。 Tablets are passive digitizing tablet, light detectable pattern including a binary code indicating the coordinate information of the two-dimensional coordinate plane (tablet address cells) are recorded on the surface. また光スタイラスには照明用光源と光学系と受光素子が内蔵され、光スタイラスでタブレット表面上の位置を指定するとタブレット・アドレス・セルによる2進コードが読み取られ、専用コンピュータで光スタイラスで指定された位置の座標が決定される。 Also the optical stylus is contained illumination light source and an optical system and a light receiving element, specifying a position on the tablet surface with optical stylus binary code by tablet address cells are read is specified by the optical stylus dedicated computer position of the coordinates is determined.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】特開昭61−4332 The object of the invention is to be Solved by JP 61-4332
8号に開示される光デジタイザでは、位置指示器はカーソル型でかつコード付きの構成を有し、さらにカーソル型位置指示器の内部には照明用光源を備えると共に複数の光学フィルタを用いて照射および反射に用いる光の周波数を所定のものに設定している。 In the optical digitizer, which is disclosed in No. 8, the position indicator has a configuration with a cursor type a and codes, and further inside the cursor type position indicator using a plurality of optical filters provided with a illumination light source radiation and that the frequency of the light used for reflection is set to a predetermined one. 従って、構造的に複雑であると共に、製作コストが高くなる。 Thus, as well as a structurally complex, the manufacturing cost is high. なおその実施例では、1次元M系列を直交させた格子状パターンを用いたものが記載されているが、受光素子のセル数が多く必要となり、座標検出処理が複雑となって高価となる。 Note In that embodiment, there has been described that using a one-dimensional M-sequence grid pattern which are perpendicular to, the number of cells of the light receiving element is most required, the coordinate detection processing is expensive becomes complicated.

【0006】特開平3−37707号に開示されるスタイラスロケータおよびデータ入力システムでは、受動ディジタル化タブレットの表面に記録された光検出可能パターンはタブレット・アドレス・セルの複数の離散セルによって形成され、かつ光スタイラスによって座標位置を読み取るには受光素子の視野に少なくとも1つのタブレット・アドレス・セルを含む必要があるので、セル数が多く必要となり、装置が高価になる。 [0006] In the stylus locator and data input system is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-37707, an optical detectable pattern recorded on the surface of the passive digitizing tablet is formed by a plurality of discrete cells of tablet address cells, and since the read coordinate position by light stylus must contain at least one tablet address cells in the visual field of the light receiving elements, the number of cells often required, the apparatus becomes expensive.

【0007】本発明の目的は、簡素な構造を有する受動ディジタル化タブレットを有し、安価に作ることができ経済性が高い光学式座標入力装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a passive digitizing a tablet, inexpensive can make economical high optical coordinate input device having a simple structure.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学式座標入力装置は、2次元座標情報を含むM平面の並びを有する、ディジタルコード化された大小のドットからなるド Means for Solving the Problems An optical coordinate input apparatus according to the present invention has a sequence of M plane containing the two-dimensional coordinate information, from the digital coded magnitude of dot de
ットパターンが表面に記録されたタブレットと、このタブレットの表面上で指示した位置に対応するドットパタ<br/>ーンの一部を光学的に読み取る光学的装置およびこの光学的装置で読み取られた一部のドットパターンに関する信号を生成する変調器と発振器と送信コイルからなる信<br/>号生成手段を含む位置指示器と、一部のドットパターンに関する信号を受け取り、この信号から得られる一部の And tablets Ttopatan is recorded on the surface, the read part of the dot pattern <br/> over emissions corresponding to the indicated position on the surface of the tablet with an optical device and the optical device to optically read one in which the position indicator comprising a signal <br/> No. generation means a modulator and an oscillator for generating a signal of a portion of a dot pattern consisting of transmitting coils, receiving a signal of a portion of a dot pattern, obtained from the signal Department of
ドットパターンに係るパターン像に基づいて座標コード Coordinate code based on the pattern image according to the dot pattern
を算出し、この座標コードを位置指示器によって指示さ Is calculated, instruction of the coordinate code by the position indicator
れた位置の2次元座標情報として抽出する座標情報抽出手段とから構成される。 Composed of the coordinate information extraction means for extracting a two-dimensional coordinate information of the position.

【0009】前記の構成において、好ましくは、座標情報抽出手段は、 一部のドットパターンに係るパターン像 [0009] In the configuration described above, preferably, the coordinate information extraction unit, a pattern image according to the part of the dot pattern
に基づき画素配列領域上の各画素の出力レベルについて The output level of each pixel on the pixel array area based on
大きなドットに対応して大きい数値を取得しかつ小さな And and small get a number greater in response to the large dot
ドットに対応して小さい数値を取得する手段と、 当該数<br/>値に関する画像空間を拡大する手段と、数値に関する画像空間に平滑化オペレータを適用して数値を平滑化する手段と、平滑化した数値に関する画像空間に含まれる数値から大きな数値を選択して頂上テーブルを作成する手段と、頂上テーブルに含まれる例えば4つの数値を用いて座標コードを生成する手段を含む。 It means for obtaining a smaller number corresponding to the dot, and means for enlarging the image space regarding the number <br/> value, and means for smoothing the numerical applying a smoothing operator to the image space regarding numbers, smooth and means for creating a top table by selecting large numbers from the numbers included in the image space regarding numbers ized, means for generating a coordinate code using, for example, four numbers are included in the top table.

【0010】前記の構成において、好ましくは、タブレ<br/>ットは信号を受信する受信部を有する。 [0010] In the configuration described above, preferably, motor vibration <br/> Tsu DOO has a reception unit that receives a signal.

【0011】前記の構成において、好ましくは、受信部は復調器を備える。 [0011] In the configuration described above, preferably, receiving portion comprises a demodulator. さらに受信部はタブレットの表面周囲に設けられた受信コイルを備えることを特徴とする。 Further receiver is characterized by having a receiving coil provided on the surface around the tablet.

【0012】 [0012]

【作用】本発明では、M平面の並び特性を有する微細な例えば大小のドットからなるパターンを表面に記録した受動ディジタル化タブレットを用いて簡素な構造のタブレットを形成し、このタブレットに対して、前記パターンを部分的に読み取る作用を有する光学的装置および読み取ったパターン情報を含む信号を生成する信号生成手段を備えた光学式位置指示器を用いて位置の指定を行うことにより、座標入力を行うことができる。 According to the present invention forms a tablet having a simple structure using a passive digitizing tablet recorded fine example, a size of the dot pattern on the surface having the sequence characteristics of the M plane, relative to the tablet, by performing the specified location by using an optical position indicator having a signal generating means for generating a signal including the optical apparatus and the read pattern information has the effect of reading the pattern to partially perform coordinate input be able to. この座標入力では、光学的装置で読み取った部分的パターンの情報に基づいて座標情報抽出手段で部分的パターンに含まれる座標コードを抽出する。 In this coordinate input, extracts the coordinates code included in the partial pattern in the coordinate information extraction unit based on information of the partial pattern read by the optical device. 座標情報抽出手段で実行される座標コード抽出のための処理は、タブレット面上で一義的に座標を算出するための演算処理である。 Processing for coordinate code extraction executed by the coordinate information extraction unit is an arithmetic processing for calculating the uniquely coordinates on the tablet surface. こうして、タブレット面上にて位置指示器で指定された位置に対応する部分的なパターン情報に基づいて当該位置の座標位置を求めるための座標コードを抽出し、座標コードに対応する2次元座標を得ることが可能である。 Thus, extracts the coordinates code for determining the coordinate position of the position based on the partial pattern information corresponding to the position specified by the position indicator at the tablet surface, the two-dimensional coordinates corresponding to the coordinates code it is possible to obtain. また位置指示器の中に送信部を備え、その変調および共振による送信作用で、タブレット側の受信部に対し読み取った一部のパターン情報を与え、この送信では特徴のある受信アンテナを利用して比較的に低い周波数の指向性が高くない電磁波を利用することができる。 Also a transmitting portion into a position indicator at the transmission effect of the modulation and resonance, giving a part of the pattern information read on the received portion of the tablet, this transmitted using the reception antenna having a characteristic can be utilized electromagnetic directional relatively low frequency is not high.

【0013】 [0013]

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。 EXAMPLES described below with reference embodiment of the present invention in the accompanying drawings.

【0014】図1は、スタイラスペンの内部構造を示す縦断面図である。 [0014] Figure 1 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the stylus pen. このスタイラスペンの内部には、ペン入力コンピュータの入力手段(ペン型位置指示器)の構成として、光学的装置、変調器、発振器、送信部等が設けられる。 Inside the stylus pen, a structure of the input means of the pen-input computer (pen type position indicator), optical devices, modulators, oscillators, etc. transmitting portion is provided. ここで「光学的装置」とは、導光用光学系と受光素子を含み、後述するタブレットの表面に描画等で記録された2次元座標情報を含むパターンを部分的に読み込むためのパターン像読取り器を意味する。 Here, the "optical device" includes an optical system and a light receiving element for light, the pattern image reading for reading the pattern including the recorded two-dimensional coordinate information was partially drawing or the like on the surface of the later-described tablet It refers to the vessel.

【0015】スタイラスペン1の構成を説明する。 [0015] explaining the structure of the stylus pen 1. スタイラスペン1はペンハウジング2の先部内に送信コイル3を備える。 Stylus pen 1 comprises a transmitter coil 3 in the front portion of the pen housing 2. 送信コイル3は、後述する共振回路のインダクタンス要素であり、送信作用を有する。 Transmission coil 3, the inductance element of the resonant circuit to be described later, it has a transmission effect. 送信コイル3はその内側空間にフェライトコア4を有し、送信コイル3はフェライトコア4に巻かれている。 Transmitting coil 3 has a ferrite core 4 to the inner space, transmitting coil 3 is wound on a ferrite core 4. フェライトコア4の軸部には孔が形成され、この孔には芯体5が挿通状態で配置される。 The shaft portion of the ferrite core 4-hole is formed, the core body 5 in the hole is arranged in the inserted condition. 芯体5は、挿通状態にてその軸方向に前進または後退する。 Core body 5 is advanced or retracted in the axial direction in the inserted condition. 芯体5は、その先部がペン先端部から外に突出し、スタイラスペン1の先部を位置座標タブレットの表面に当接させる時、その筆圧を筆圧検出装置6に伝える働きを有する。 Core body 5 has the function to convey the tip portion from the pen tip protrudes to the outside, when brought into contact with tip portion of the stylus pen 1 to the surface coordinates tablet, the pen pressure to the pen-pressure detecting device 6. 従って芯体5は筆圧伝達手段として機能する。 Therefore core body 5 functions as a writing pressure transmission means. 筆圧検出装置6は伝達された筆圧を検出し、その検出信号を回路プリント基板7上の発振器8に与える。 Pen-pressure detecting device 6 detects the pen pressure transmitted, gives the detection signal to the oscillator 8 on the circuit print board 7. 発振器8は、上記送信コイル3をインダクタンス要素として利用する共振回路を含み、筆圧検出装置6から検出信号を与えられると、例えば共振回路の発振周波数を変化させる回路構成を有する。 Oscillator 8 includes a resonant circuit utilizing the transmission coil 3 as an inductance element, has given a detection signal from the writing pressure detection device 6, for example, a circuit configuration for changing the oscillation frequency of the resonant circuit. 回路プリント基板7には、さらにCCDエリアセンサ等の受光素子9と変調器10とサイドスイッチ11が設けられる。 The circuit print board 7, the modulator 10 and the side switch 11 is further provided with a light receiving element 9 such as a CCD area sensor. スタイラスペン1は発振器8および送信コイル等によってコードレスタイプのスタイラスペンとして機能する。 Stylus pen 1 functions as a stylus pen of a cordless type by the oscillator 8 and the transmitting coil or the like. サイドスイッチ11はペンハウジング2の外側に延設される。 Side switch 11 is extended outside of the pen housing 2. 回路プリント基板7の後には電池等の電源12が配置され、回路プリント基板7上の各回路部に電力を供給している。 After the circuit printed circuit board 7 is disposed a power supply 12 such as a battery, supplies power to each circuit portion of the circuit print board 7.

【0016】次に、光学的装置の構成を説明する。 [0016] Next, the configuration of the optical device. ペンハウジング2の上部前側には、導光路(光経路)を形成するための導光路ハウジング13がペンハウジング2と一体的に形成される。 The upper front of the pen housing 2, light guiding channel housing 13 to form a light guide path (light path) is formed pen housing 2 integrally. 導光路ハウジング13内には、前端の窓部に傾向プリズム14、中央の所要位置に集光レンズ15、奥に反射板16をそれぞれ設けている。 The light guide path housing 13, tends prism 14 to the window portion of the front end, the condenser lens 15 to the center of the required position are respectively provided a reflector 16 behind. 反射板16の下方の回路プリント基板7の上の位置には受光面(視野)17を有する受光素子9が設けられる。 Light-receiving element 9 having a light receiving surface (field of view) 17 is provided at a position above the circuit printed circuit board 7 below the reflector 16. 受光面17は平面的(2次元的)に配列された多数の画素で形成される。 Receiving surface 17 is formed with a number of pixels arranged in a plane (two-dimensionally). スタイラスペン1の先端部における導光路ハウジング13の前部には、傾向プリズム14で形成された外光(外からの光)を取り入れるための窓が形成されることになる。 At the front of the light guide path housing 13 at the tip of the stylus pen 1, so that the window for introducing external light formed by tendency prism 14 (light from the outside) is formed. ペン先端部から前記窓を通じて入った外光は傾向プリズム14で導光路の長手方向へ案内され、集光レンズ15で集光され、反射板16で反射されて受光素子9の受光面17に入る。 External light entering through the window from the pen tip is guided by the tendency prism 14 in the longitudinal direction of the light guide, condensed by the condenser lens 15, enters the light-receiving surface 17 of the light receiving element 9 is reflected by the reflecting plate 16 . 受光素子9で受光された光は、各画素の光電変換作用に基づき光強度に比例した電気信号として出力される。 The light received by the light receiving element 9 is outputted as an electrical signal proportional to basis light intensity on the photoelectric conversion action of each pixel. 受光素子9の出力信号は変調器10に与えられる。 The output signal of the light receiving element 9 is provided to modulator 10. なお上記構成では外光を取り入れる構成としたが、内部に照明用光源を備え、タブレット面に照射光を与えその反射光を取り込むように構成することもできる。 Incidentally, in the above configuration it has a configuration incorporating external light, inside an illumination light source, giving irradiating light to the tablet surface can be configured to capture the reflected light.

【0017】図1においてスタイラスペン1の先端部前方に配置された18はタブレットである。 [0017] 18 arranged in the front tip of the stylus pen 1 in FIG. 1 is a tablet. タブレット1 Tablet 1
8は、それ自身積極的にスタイラスペン1に対して作用を与えない受動ディジタル化タブレットである。 8 is a passive digitizing tablet which does not give effect on its own actively stylus pen 1. スタイラスペン1の先端部が臨むタブレット18の表面には所定のパターンが描画等で記録されている。 The surface of the tablet 18 the tip of the stylus pen 1 faces a predetermined pattern is recorded in the drawing or the like. このパターンは、M平面の並びを有するパターンであり、タブレット18の表面において絶対位置を定める2次元(XY)座標の情報を含むドットパターンである。 This pattern is a pattern having a sequence of M plane, is a dot pattern comprising a two-dimensional (XY) coordinates information defining the absolute position on the surface of the tablet 18. スタイラスペン1をタブレット18の表面に接近させると、その先部の窓(傾向プリズム14)を通して受光素子9の受光面1 When brought close to the stylus pen 1 on the surface of the tablet 18, the light receiving surface of the light receiving element 9 through the window (tendency prism 14) of the front portion 1
7にパターンの一部の像を映すことができる。 It can be projected a part of the image of the pattern 7. 受光素子9の受光面17で検出された一部のパターンは、タブレット表面上スタイラスペン1で指定された位置の座標に関するコードを表し、この座標コードによって2次元位置座標を得ることができる。 Part of the pattern detected by the light-receiving surface 17 of the light receiving element 9 represents the code for the coordinates of the designated position on the tablet surface on the stylus pen 1, by the coordinate code can obtain a two-dimensional position coordinates. 19はタブレット18の表面から到来する光線が受光素子9の受光面17まで導かれる軌跡を示す。 19 shows a trajectory rays coming from the surface of the tablet 18 is guided to the light receiving surface 17 of the light receiving element 9.

【0018】図2に示すように受光素子9の視野である受光面17で検出されたパターン像は各画素の光電変換作用により電気信号として出力され、変調器10に供給される。 The detected pattern image in a field of view of the light receiving element 9 receiving surface 17 as shown in FIG. 2 is output as an electric signal by photoelectric conversion effect of each pixel is supplied to the modulator 10. 変調器10はその出力信号で次段の発振器8で設定される発振出力(発振周波数や振幅等)を変化させる。 Modulator 10 changes the oscillation output (oscillation frequency and amplitude, etc.) to be set in the next stage of the oscillator 8 in the output signal. 変調器10の出力信号は、入力された前記パターン像に関する情報(ドット情報)を含んでおり、従って受光素子9で検出されたパターン像に関する情報に基づいて発振器8の出力信号を変調させることになる。 The output signal of the modulator 10 includes information (dot information) related to the pattern image that is input, thus possible to modulate the output signal of the oscillator 8 based on information about the detected pattern image by the light receiving element 9 Become. 発振器8の出力において受光素子9で検出されたパターン像に関する信号が生成される。 Signal is produced a pattern image detected by the light receiving element 9 at the output of the oscillator 8. なお上記実施例ではコードレススタイレスペンの場合の信号を生成するための構成について説明したが、コード付きスタイレスペンの場合には、発振器や変調器は不要となり、任意の形式の信号送出部が、信号を生成するための手段となる。 Note in the above embodiment has been described configuration for generating a signal in the case of cordless style-less pen, in the case of corded Sutairesupen the oscillator and modulator is unnecessary, the signal transmitting unit of any type, the signal a means for generating.

【0019】受光素子9の受光面17に映る像は一般的に可視光による像であるが、受光面17の前に赤外線通過フィルタを設けることにより、赤外線のみを利用するように構成することができる。 [0019] is an image due to the image is generally visible light reflected on the light receiving surface 17 of the light receiving element 9, but by providing the infrared ray passage filter in front of the light receiving surface 17, be configured to utilize infrared only it can. 赤外線を利用する構成によれば、外乱を除去することができ、パターン像を正確に得ることができる。 According to the configuration using the infrared rays, it is possible to remove the disturbance, it can be obtained accurately pattern image.

【0020】フェライトコア4に巻かれた送信コイル3 The transmitting coil 3 wound around the ferrite core 4
は前述の通り共振回路を形成するインダクタンス要素として利用され、また筆圧検出装置6の検出信号は変調器10および電源コントローラ21に供給される。 Is utilized as an inductance elements forming the previously described resonance circuit and the detection signal of the brush pressure detector 6 is supplied to the modulator 10 and the power supply controller 21. 11はサイドスイッチであり、オン操作による信号は変調器1 11 is a side switch, the signal due to the on-operation modulator 1
0および電源コントローラ21に供給される。 It is supplied to the 0 and the power supply controller 21. こうして筆圧情報およびオン操作情報が変調器10を介して発振信号に含まれる。 Thus pen pressure and on the operation information is included in the oscillation signal through the modulator 10. 12は電源である。 12 is a power supply. 筆圧検出装置6が筆圧を検出し、またはサイドスイッチ11がオン状態になると、電源コントローラ21を介して電源12から変調器10および発振器8に対し駆動用直流電力が供給されて変調器10と発振器8が能動状態になると共に、変調器10に操作情報が与えられる。 Pen-pressure detecting device 6 detects the pen pressure or the side switch 11 is turned on, the modulator 10 from the power source 12 through the power supply controller 21 modulator 10 and driving DC power to the oscillator 8 is supplied, and with the oscillator 8 is in the active state, the operation information is given to the modulator 10. 送信コイル3およびコンデンサ(図示せず)からなる共振回路を含む発振器8からは発振信号が出力される。 From an oscillator 8 which includes a resonant circuit composed of a transmission coil 3 and the capacitor (not shown) is an oscillation signal is output. この発振信号によって比較的に低い周波数の電磁波が周囲空間に発生する。 Electromagnetic waves relatively low frequency by the oscillation signal is generated in the surrounding space. 送信コイル3から周囲空間に出力される電磁波は、変調器10から出力される変調信号で振幅変調等で変調されており、受光素子9の受光面(視野)17で検出されたパターン像に関する情報を含んでいる。 Electromagnetic wave output from the transmission coil 3 to the ambient space is modulated by amplitude modulation or the like with a modulation signal output from the modulator 10, the information about the detected pattern image receiving surface (field) 17 of the light receiving element 9 It contains. 後述するように、 As will be described later,
タブレット18の表面に描かれたパターンによれば、その各部分によって各部分が対応する位置の座標情報を含んでいるので、送信コイル3から出力される電磁波にはスタイラスペン1で指定された箇所の座標情報が含まれている。 Point according to the pattern drawn on the surface of the tablet 18, since each portion by its parts contains the coordinate information of the corresponding position, the electromagnetic wave output from the transmission coil 3 is specified by the stylus pen 1 It contains coordinate information of.

【0021】図3は、タブレット18側の構成および回路構成を示す。 FIG. 3 shows the structure and circuit configuration of the tablet 18 side. タブレット18はその上側平面18aの形状が矩形であり、上側表面18aに2次元座標面が定義され、スタイラスペン1で表面18a上の任意の箇所を指定してその指定位置の座標を得るようにしている。 Tablet 18 is shaped rectangular its upper plane 18a, 2-dimensional coordinate plane on the upper surface 18a is defined, so as to obtain the coordinates of the designated position by specifying an arbitrary point on the surface 18a with the stylus pen 1 ing.
表面18aの上にはパターンが描かれている。 It is drawn pattern on the surface 18a. パターンの一部を拡大して示すと図4のようになる。 When an enlarged view of a portion of the pattern is as shown in FIG. このパターンはM平面と呼ばれる2次元系列を利用したものである。 This pattern is obtained by using a two-dimensional sequence called M plane. M平面については宮川洋、岩垂好裕、今井秀樹共著、1973年、昭晃堂発行「符号理論」に詳しい。 For M plane Hiroshi Miyagawa, Iwadare KoHiroshi, Hideki Imai co-author, 1973, detailed in Shokodo issue "sign theory". このM平面の並びによるパターンは、例えば微細な小さい丸(ドット)と大きい丸(ドット)とで形成されるディジタルコード化されたドットパターンである。 Pattern according to the arrangement of the M plane, for example a digital coded dot pattern is formed out with a round large a fine small circle (dot) (dot). 図4において破線で示した四角24は、受光素子9の視野すなわち受光面17の領域に対応してる。 Squares 24 shown in broken lines in FIG. 4 corresponds to the region of the field of view i.e. the light receiving surface 17 of the light receiving element 9. 図4で示した例では、3つの大丸と1つの小丸が受光素子9の視野に入っている。 In the example shown in FIG. 4, three Daimaru and one small circle is within the field of view of the light-receiving element 9. 図示したM平面のパターンは、2×2個の丸からなる部分パターンが重複しない特性を有している。 Pattern illustrated M plane, partial pattern consisting of 2 × 2 pieces of circles has a characteristic that does not overlap. 従って2×2の部分パターンに基づいてこの部分パターンが存在するタブレット面上の位置の座標を求めることができる。 Therefore it is possible to determine the position of the coordinates on the tablet surface where there is the partial pattern on the basis of the 2 × 2 partial pattern. パターンを描く丸は極めて微小なものであり、 Circle to draw the patterns are merely very small,
その大きさに基づいてタブレット表面上のXY座標の分解能が決まる。 It determines the resolution of the XY coordinates on the tablet surface on the basis of its size. なお図示例では、説明の便宜上ドット数を減少させたものを示しているが、実際には、例えば1 Note in the illustrated example, while indicating that reduced the convenience number of dots of explanation, in practice, for example 1
2.5cm四方の座標読取り面に対してドット間の補正を行わない状態で、0.5mmの分解能を得ようとするならば、250×250のドットが必要となり、また任意のアドレスを得るためには4×4ドットを読み込む必要がある。 In a state where no correction between dots relative 2.5cm square coordinate reading surface, if to be obtained a resolution of 0.5 mm, is required of 250 × 250 dots, and to obtain any address there is a need to read the 4 × 4 dots on. このときの受光素子の画素数は、32×32 Number of pixels receiving element in this case, 32 × 32
程度が適切であり、補間演算を行えば0.1mmの分解能を得ることができる。 The degree is appropriate, it is possible to obtain a resolution of 0.1mm by performing the interpolation calculation.

【0022】タブレット18の表面周囲には受信コイル25が設けられる。 The receiving coil 25 is provided on the surface around the tablet 18. タブレット18の表面においてスタイラスペン1で適当な位置を指定しサイドスイッチ11 Side switch 11 to specify the appropriate position with the stylus pen 1 on the surface of the tablet 18
をオン操作すると、発振器8が発振動作を行うと共に、 The When turned on, the oscillator 8 oscillates operation,
変調器10と発振器8により、受光素子9の受光面17 The modulator 10 and the oscillator 8, the light-receiving surface 17 of the light receiving element 9
に映った指定位置に対応するパターンの一部によって表される像パターン(座標コードを含む)に基づき前記発振器の出力が変調される。 The output of the oscillator based on the image pattern represented by a portion of the pattern corresponding to the specified position reflected in (including coordinate code) is modulated. かかる発振作用に基づき送信コイル3から放射される電磁波28は受信コイル25で受信される。 Electromagnetic wave 28 radiated from the transmitter coil 3 based on this oscillation effect is received by the receiving coil 25. 受信コイル25で受信される電磁波には前記の像パターンを含み、その結果、前記座標コードを含んでいる。 The electromagnetic wave received by the receiving coil 25 includes the image pattern, and as a result, contains the coordinate code. 受信コイル25の像パターンを含む出力信号は復調器26に入力される。 Output signal containing an image pattern of the receiving coil 25 is input to a demodulator 26. 復調器26は受信コイル2 Demodulator 26 receives a coil 2
5の出力信号の中から像パターンを取り出す。 Retrieve the image pattern from the fifth output signal. また復調器26は筆圧情報とサイドスイッチ情報をも取り出す。 The demodulator 26 extracts also the writing pressure information and side switch information.
復調器26の像パターンを表す信号は座標情報抽出手段27に供給され、ここで像パターンを表す信号から座標コードすなわち座標情報を抽出する。 Signals representing an image pattern of the demodulator 26 is supplied to the coordinate information extraction unit 27, where extracting the coordinates code i.e. the coordinate information from the signal representing the image patterns. 抽出された座標コードに基づいてタブレット18の2次元表面18aにおける位置座標を一義的に定めることができる。 It can be uniquely define the location coordinates in the two-dimensional surface 18a of the tablet 18 on the basis of the extracted coordinate code. 座標情報抽出手段27で抽出された座標コード(座標情報)は情報処理装置29に供給され、復調器26で取り出された前記の筆圧情報とサイドスイッチ情報も同様に情報処理装置29に供給される。 Coordinate information extraction unit 27 with the extracted coordinate code (coordinate information) is supplied to the information processing apparatus 29, is supplied to the information processing apparatus 29 as well the pen pressure and side switch information extracted by the demodulator 26 that.

【0023】次に図5〜図11を参照して、座標情報抽出手段27において、受光素子9の受光面17で検出されたパターン像に基づいて座標コードを抽出するための演算手法を説明する。 [0023] Next, with reference to FIGS. 5 to 11, in the coordinate information extraction unit 27, illustrating the calculation method for extracting coordinate code based on the detected pattern image receiving surface 17 of the light receiving element 9 . 説明は、図11のフローチャートに従って行う。 Description will be made in accordance with the flowchart of FIG. 11.

【0024】図5において、破線で示された領域は受光素子9の受光面17を表しているとする。 [0024] In FIG. 5, regions indicated by broken lines to represent the light receiving surface 17 of the light receiving element 9. 破線で示された受光面17に対して、複数の大丸と小丸で形成されたパターンの一部の像が図示された状態で投影されたとする。 With respect to the light-receiving surface 17, shown in broken lines, a part of the image of a pattern formed by a plurality of Daimaru and small circles are projected in a state as shown. このパターンの一部は、説明の便宜上、受光面17 Some of this pattern, for convenience of explanation, the light-receiving surface 17
内のものとさらにその外側に位置するものを示している。 It shows that further positioned on the outer side as the inner. 受光面17内におけるパターン像に対応して受光面17を表す破線矩形領域の中に数字が記されている。 Numbers within a dashed line rectangle areas corresponding to the pattern image in the light receiving plane 17 represents a light receiving surface 17 is described. 大丸に対応する箇所には相対的に大きな値の数値が記され、小丸に対応する箇所に相対的に小さい値の数値が記されている。 Daimaru numerical relatively large value is written in the location corresponding to the numerical value of the relatively small value is written at positions corresponding to the small circle. 数値のそれぞれが1つの画素に対応し、その値の大きさが検出した像に対応する出力信号のレベルである。 Each numerical value corresponds to one pixel, a level of an output signal corresponding to the image detected magnitude of the value. 受光面17を表す破線矩形領域における数字の記載で明らかなように、この実施例の説明では、受光素子9の受光面17の画素配列は9×9の画素で形成される。 As is apparent in the description of figures in dashed rectangle representing the light-receiving surface 17, in the description of this embodiment, the pixel array of the light receiving surface 17 of the light receiving element 9 is formed by pixels of 9 × 9. 図5に示す受光面17のパターン像の情報(9×9 Information of the pattern image of the light-receiving surface 17 shown in FIG. 5 (9 × 9
個の数値で表される画素情報)が変調器10、発振器8、送信コイル3、受信コイル25、復調器26を通して座標情報抽出手段27に送られる。 Pixel information) modulator 10 represented by the number of numbers, an oscillator 8, a transmitting coil 3, receiving coil 25, is sent to the coordinate information extraction unit 27 through demodulator 26. 座標情報抽出手段27は、図11に示すフローチャートに従ってパターン像の情報に基づき座標コードを抽出する。 Coordinate information extraction unit 27 extracts the coordinate code based on the information of the pattern image in accordance with the flowchart shown in FIG.

【0025】上記の技術的前提の下で、図11に示すステップS1が実行され、9×9の画素情報を読込み、バッファメモリBUF(18×18)に各画素の数値を格納する。 [0025] Under the above technical premise, step S1 shown in FIG. 11 is executed, it stores the value of each pixel of pixel information of 9 × 9 reads, the buffer memory BUF (18 × 18). このとき格納箇所は4倍に増加しているので、 Since storage locations at this time has increased by four times,
互いに隣接する4か所の画素配列要素に同じ数値を格納する。 It contains the same number in four of the pixel array elements adjacent to each other. このように、数値が格納されたBUF(18×1 Thus, numerical values ​​are stored BUF (18 × 1
8)の格納状態を図6示す。 Figure 6 shows a storage state of 8). 図6で明らかなように、受光素子9の受光面17のパターン画像(数値像)は例えば4倍に拡大されている。 As is apparent in FIG. 6, the pattern image of the light receiving surface 17 of the light receiving element 9 (numeric image) is enlarged, for example, 4 times. 次に、例えば図7に示すような適当な平滑化オペレータを用いてBUF(18×1 Then, for example, using a suitable smoothing operator as shown in FIG. 7 BUF (18 × 1
8)の格納内容に対して重畳積分を施し、平滑化を実行する(ステップS2)。 Subjected to convolution with respect to the contents stored in the 8), performing smoothing (step S2). この結果、BUF(18×1 As a result, BUF (18 × 1
8)における数値の格納状態は図8に示すようになる。 Storage state of the numerical values ​​in 8) is as shown in FIG.
次のステップS3では、図8の数値格納状態を有するB In the next step S3, B having a numerical storage state of FIG. 8
UF(18×18)において、数値が最大の要素(頂上要素)を探し、そのアドレスと数値を頂上テーブルに書き込み、その後で当該要素とその近傍の要素の値を0とする。 In UF (18 × 18), figures locate the largest element (top element), writes the address and the numerical atop the table, then the zero value of the element and its neighboring element. 次に再び数値が最大の要素を探し、同じことを繰り返す。 Then numerical value again is looking for a maximum of elements, repeating the same thing. この操作をすべての要素が0になるまで繰り返す。 This operation is all the elements are repeated until the 0. 図9は頂上テーブルに書き込まれた頂上要素のデータ状態を示し、図10は頂上テーブルに書き込まれた各頂上要素の位置(アドレス)と数値をBUF(18×1 Figure 9 shows the data state of the top element written atop the table, 10 is the position of each top element written atop table (address) and numeric BUF (18 × 1
8)の平面上で示したものである。 8) it illustrates in the plane of the. 図9に示す頂上テーブルにおいて、アドレスが受光素子9の受光面17の中心(座標で表すと(8.5, 8.5)になる点)にもっとも近い4つの頂上要素を選出する(ステップS4)。 At the top table shown in FIG. 9, address selects the most four top elements close to the center of the light receiving surface 17 (expressed by coordinates (8.5, 8.5) to become a point) of the light receiving element 9 (step S4). この4 This 4
つの頂上要素を図10において数値に丸を付すことにより示している。 One of which the top element indicated by subjecting round to numbers in FIG. 10. 4つの要素の数値が例えば40以上であれば“1”を割り当てかつ例えば39以下であれば“0”を割り当て、さらに、アドレスの若い順番に割り当てた数値“1”,“0”を並べることにより座標コードを生成する。 If value of four elements, for example, 40 or more if "1" the allocation and for example 39 or less assigns a "0", further numerical values ​​assigned to the young address order "1", aligning the "0" generating a coordinate code by. こうして座標コードを抽出することができる。 Thus it is possible to extract the coordinates code.

【0026】前述の図11で説明された座標情報抽出手段で実施される各ステップは、それぞれマイコンで機能実現手段として実現される。 [0026] The steps carried out by the aforementioned coordinate information extraction unit described in FIG. 11 is realized as a function realizing unit in the microcomputer, respectively.

【0027】前記実施例ではペン型位置指示器を有する座標入力装置について説明したが、カーソル型の位置指示器に適用することもできる。 [0027] In the above embodiment has been described coordinate input apparatus having a pen-type position indicator may be applied to the cursor type position indicator. M平面の並びを有するパターンの一部から座標コードを取り出す手法は、図11 Method for taking out the coordinate code from a portion of the pattern having a sequence of M plane, FIG. 11
に示した方法に限定されるものではない。 It is not limited to the method shown in.

【0028】 [0028]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によれば、座標情報を含むように形成されたM平面の並びのパターン等を利用してタブレットを形成し、他方、スタイラスペンには指定された位置の当該パターンを部分的に読み取り、読み取ったパターン像に基づいて指令された位置の2次元座標を求めるように構成したため、座標入力装置の構成が簡易となり、安価に作製することができ、経済性を高めることができる。 According to apparent the present invention in the description above, according to the present invention, to form a tablet by using a sequence of patterns of M plane formed to include coordinate information, etc., on the other hand, the stylus pen read the pattern at the specified position partly because configured to determine a two-dimensional coordinate of the commanded position based on the read pattern image, that the configuration of the coordinate input apparatus becomes simple, inexpensively manufactured can, it is possible to improve the economy. また位置指示器とタブレット側との間の信号のやり取りを、位置指示器内の送信部とタブレット表面周囲に配置した受信アンテナとを利用したため、比較的に周波数の低いかつ指向性の弱い電磁波を用いて行うことができる。 The exchange of signals between the position indicator and the tablet, for utilizing a receiving antenna disposed in the transmitting unit and the tablet surface surrounding the position indicator, the weak electromagnetic waves low and directivity frequency relatively it can be carried out using.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明に係る光学式座標入力装置のスタイラスペンの内部構造を示す縦断面図である。 It is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the stylus pen of the optical coordinate input apparatus according to the present invention; FIG.

【図2】スタイラスペン内部に設けられた電気回路の構成を示す回路図である。 2 is a circuit diagram showing the configuration of an electric circuit provided in the stylus pen.

【図3】タブレット側に設けられた電気的構成を示す回路図である。 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration provided in the tablet.

【図4】M平面の系列を示すドットパターンの一部を示す図である。 4 is a diagram showing a part of a dot pattern indicating a sequence of M plane.

【図5】受光素子の受光面で捕らえられたパターン像の数値画像を示す図である。 5 is a diagram showing a numerical image of the pattern image captured by the light receiving surface of the light receiving element.

【図6】数値画像を4倍に拡大した図である。 6 is an enlarged view of a numerical image four times.

【図7】平滑化オペレータの数値パターンの一例を示す図である。 7 is a diagram showing an example of the numerical pattern of the smoothing operator.

【図8】図6に示した数値画像を平滑化オペレータで平滑化することで得られた数値画像である。 8 is a numerical value image obtained by smoothing in smoothing operator numerical image shown in FIG.

【図9】頂上テーブルのデータ内容を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing the data contents of the summit table.

【図10】頂上テーブルに格納された要素を配置した平面を示す図である。 10 is a diagram showing a plane arranged the stored elements on the top table.

【図11】読み取ったパターン像から座標コードを抽出する過程を説明するフローチャートである。 11 is a flowchart illustrating a process of extracting a coordinate code from the read pattern image.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 スタイラスペン 2 ペンハウジング 3 送信コイル 4 フェライトコア 6 筆圧検出装置 8 発振器 9 受光素子 10 変調器 11 サイドスイッチ 13 導光路ハウジング 14 傾向プリズム 16 反射板 17 受光面 18 タブレット 25 受信コイル 26 復調器 27 座標情報抽出手段 1 stylus pen 2 pen housing 3 the transmission coil 4 ferrite core 6 Brushes pressure detector 8 oscillator 9 light receiving element 10 modulator 11 side switch 13 light guiding channel housing 14 tends prism 16 reflector 17 receiving surface 18 tablets 25 receive coil 26 demodulator 27 coordinate information extraction means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) G06F 3/03 310 G06F 3/03 380 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G06F 3/03 310 G06F 3/03 380

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 2次元座標情報を含むM平面の並びを有する、ディジタルコード化された大小のドットからなる 1. A having a sequence of M plane containing the two-dimensional coordinate information, from the digital coded magnitude dots
    ドットパターンが表面に記録されたタブレットと、 前記タブレットの表面上で指示した位置に対応する前記 Wherein the dot pattern and tablets recorded on a surface, corresponding to the indicated position on the surface of the tablet
    ドットパターンの一部を光学的に読み取る光学的装置 Optical device for reading a portion of the dot pattern to optically
    と、この光学的装置で読み取られた前記一部のドットパ<br/>ターンに関する信号を生成する、変調器と発振器と送信 When to generate the signal for some of the dot path <br/> turn read by the optical device, a modulator and an oscillator transmission
    コイルからなる信号生成手段を含む位置指示器と、 前記一部のドットパターンに関する信号を受け取り、この信号から得られる前記一部のドットパターンに係るパ A position indicator and a signal generating means comprising a coil, receiving a signal related to the dot pattern of the part, Pa according to the portion of the dot pattern obtained from the signal
    ターン像に基づいて座標コードを算出し、この座標コー Calculates coordinates code based on the turn image, the coordinate code
    ドを前記位置指示器によって指示された位置の2次元座 2 dimensional locus indicated position de by said position indicator
    標情報として抽出する座標情報抽出手段とを備えることを特徴とする光学式座標入力装置。 Optical coordinate input apparatus comprising: the coordinate information extraction means for extracting a target information.
  2. 【請求項2】 請求項記載の光学式座標入力装置において、前記座標情報抽出手段は、 前記一部のドットパタ 2. A optical coordinate input apparatus according to claim 1, wherein the coordinate information extraction unit, of the portion Dottopata
    ーンに係るパターン像に基づき画素配列領域上の各画素 Each pixel on the pixel array area based on the pattern image according to the chromatography emissions
    の出力レベルについて大きなドットに対応して大きい数 Number greater in correspondence with the large dot for the output level
    値を取得しかつ小さなドットに対応して小さい数値を取 Preparative lower number to get the value and in response to small dots
    得する手段と、前記数値に関する画像空間を拡大する手段と、前記数値に関する前記画像空間に平滑化オペレータを適用して前記数値を平滑化する手段と、平滑化した前記数値に関する前記画像空間に含まれる数値から大きな数値を選択して頂上テーブルを作成する手段と、前記頂上テーブルに含まれる数値を用いて前記座標コードを生成する手段を含むことを特徴とする光学式座標入力装置。 Means for obtained, and means for enlarging the image space for the previous SL numeric, means for smoothing the numerical value by applying a smoothing operator to the image space regarding the figures included in the image space regarding the value obtained by smoothing optical coordinate input apparatus which comprises means for creating a top table by selecting large numbers from numbers, the means for generating the coordinate code by using a numerical value included in the top table.
  3. 【請求項3】 請求項1記載の光学式座標入力装置において、前記位置指示器は前記光学的装置で読み取られた前記一部のドットパターンに関する信号を前記送信コイ 3. A process according to claim in 1 optical coordinate input apparatus, wherein said position indicator is the transmission carp a signal relating to said portion of the dot pattern read by said optical device
    ルで送信し 、前記タブレットは前記信号を受信する受信部を有することを特徴とする光学式座標入力装置。 Send Le, the tablet optical coordinate input apparatus characterized by having a reception unit that receives the signal.
  4. 【請求項4】 請求項記載の光学式座標入力装置において、前記受信部は復調器を備えることを特徴とする光学式座標入力装置。 4. The optical coordinate input apparatus according to claim 3 wherein, prior Symbol receiver optical coordinate input apparatus comprising: a demodulator.
  5. 【請求項5】 請求項または記載の光学式座標入力装置において、 前記受信部は前記タブレットの表面周囲に設けられた受信コイルを備えることを特徴とする光学式座標入力装置。 5. The optical coordinate input apparatus according to claim 3 or 4, wherein the receiving unit is an optical coordinate input apparatus comprising: a receiving coil provided on the surface around the tablet.
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