JP3905670B2 - 座標入力検出装置、情報記憶媒体及び座標入力検出方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標入力検出装置に関し、特に、電子黒板や大型のディスプレイと共に一体化して利用され、或いは、パーソナルコンピュータ等において、情報の入力や選択をするためにペン等の指示部材や指等によって指示された座標位置を光学的に検出するいわゆる光学的タッチパネル方式の座標入力検出装置、情報記憶媒体及び座標入力検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の座標入力/検出装置としては、ペンで座標入力面を押さえた時、或いはペンが座標入力面に接近した時に、静電又は電磁誘導によって電気的な変化を検出するものがある。
【0003】
また、他の方式として、特開昭61−239322号公報等に示されるような超音波方式のタッチパネル座標入力/検出装置がある。これは簡単にいうと、パネル上に送出された表面弾性波をパネルに触れることによりその表面弾性波を減衰させ、その位置を検出するものである。
【0004】
しかし、静電又は電磁誘導によって座標位置を検出するものでは、座標入力面に電気的なスイッチ機能を必要とするため製造コストが高く、また、ペンと本体とをつなぐケーブルが必要であるため操作性に難点がある。
【0005】
また、超音波方式のものでは、指入力を前提としているため、パネル上で吸収を伴うような材質(柔らかく弾力性を伴う材質)でペン入力を行わせ直線を描いた場合、押した時点では安定な減衰が得られるが、ペンを移動するとき十分な接触が得られず、直線が切れてしまう。かといって、十分な接触を得るために、ペンを必要以上の力で押し付けてしまうと、ペンの移動に伴い、ペンの持つ弾力性のため応力を受け歪を生じ、移動中に復帰させる力が働く。そのため、一旦、ペン入力時に曲線を描こうとすると、ペンを抑える力が弱くなり歪を元へ戻す力が優るため復帰して安定な減衰が得られず、入力が途絶えたと判断されてしまう。このためにペン入力としては信頼性が確保できないという問題を有する。
【0006】
しかしながら、このような従来技術が有する問題点については、先に本出願人が特願平10−127035号として出願したものや、特開平5−173699号公報に開示されているもの、或いは、特開平9−319501号公報に開示されているもの、さらには先に本出願人が特願平10−230960号として出願したもの等、に代表される光学式の座標入力/検出装置によって解消され、比較的簡単な構成により、タッチパネル型の座標入力/検出装置が実現できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
近年、このような光学的な座標入力/検出装置は、パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、情報の入力や選択をするための有力なツールとして位置付けられ、上述の出願で提案されたものや公開公報に開示されたもの以外にもさらに検討されているが、まだ、完全とはいえず、本格的な実用化に向けていまだ解決されねばならない課題が多々存在する。
【0008】
例えば、これらの光学的なタッチパネル型座標入力/検出装置の場合、超音波方式等による場合と異なり、座標入力/検出領域面(タッチパネル)自体が検出機能を有さず、座標入力/検出領域面から表面側に少し離れた位置に光学的な検出領域が設定されているため、座標入力/検出領域面上における指などによる実際の描画動作(文字の筆記等)とその描画座標位置の検出動作との間に空間的なずれを生じてしまい、描画する人の意図した描画画像に対してディスプレイ等を通じて再現される描画画像上に尾引き等の不具合が生じてしまう。即ち、「尾引き」とは、光学的なタッチパネルの特徴として、タッチパネルから指などが離れた瞬間にデタッチ(非挿入)が検出されるのではなく、タッチパネルから或る距離以上に離れる時点で検出されるため、この時点までの間は、指などをタッチパネルから離し所望の文字等の描画を終えているにもかかわらず、依然として、タッチパネルに触れていると見倣され(タッチ=挿入状態と見倣され)、再現画像において意図しない部分に線分が描画される現象をいう。
【0009】
例えば、図33に示すように、表面側に検出光による座標入力/検出領域200が設定されたタッチパネル201面に沿って指202などにより描画するとき、P点でその描画が終わり、指202をタッチパネル201面から離そうとする場合、座標入力/検出領域200を抜け出るP′点までは指202が検出光により検出され、指202がタッチパネル201に触れていると見倣され、P′点で初めてデタッチとされる。これによりディスプレイを通じてタッチパネル201面に表示される描画線203はP点で終わらず、P′点まで伸び、このP〜P′点部分が尾引き204として表示されてしまう。この結果、現実的な描画を考えた場合、例えば、図34(a)に示すような漢字「二」の描画において、▲1▼〜▲2▼と描画し、▲2▼部分で指を離し、▲3▼〜▲4▼と描画し、▲4▼で指を離すこととなるが、漢字描画における▲2▼4の「止め」部分205で指を離す際に、上記の尾引き現象が生じ、再現描画像には図34(b)に示すようなひげ状の尾引き204が生じてしまい、見にくくなる。これにより、描画後に消しゴムツールなどを用いてこの尾引き204部分を消す等の面倒な操作が必要となる。
【0010】
さらに、面倒なことに、日本語における漢字やひらがなには、例えば図34(c)に示す漢字「寸」のような「跳ね」部分206や図34(e)に示すひらがな「つ」のような「はらい」部分207が存在し、これらの「はらい」や「跳ね」は必要な描画であるため、「止め」部分205における尾引きとは区別する必要がある。なお、図34(d)、図34(f)は漢字「寸」、ひらがな「つ」の描画に基づく再現描画像の例を示し、「止め」部分205に尾引き204が現れているとともに、「跳ね」部分206や「はらい」部分207の先端にも尾引き204が現れていることを示している。
【0011】
結局、指などの指示手段の指示状態、特に、挿入/非挿入(タッチ/デタッチ)の判断ないしは認識が現実の指示状態に対してずれがあり、必ずしも適正に行われていないものである。
【0012】
そこで、本発明は、描画位置を指示する指示手段の座標入力検出領域における指示状態をより正確に認識でき、より適正な座標入力検出処理が可能で、再現画像における尾引き等を軽減し得る座標入力検出装置、情報記憶媒体及び座標入力検出方法を提供することを目的とする。
【0013】
さらには、漢字等の文字が有する「跳ね」「止め」部分等の特殊性を考慮した座標入力検出処理が可能な座標入力検出装置、情報記憶媒体及び座標入力検出方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の座標入力検出装置は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出装置において、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出手段と、前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出手段と、前記座標検出手段により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出手段と、前記距離検出手段により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出手段と、前記座標変化検出手段により検出された座標変化に対する前記距離変化検出手段により検出された距離変化の割合を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された割合と所定の閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当手段と、を備える。
【0015】
従って、指示手段の状態に関して、その2次元座標だけでなく、座標入力検出領域面に対する距離情報も検出することで、2次元座標だけでは識別できなかった指示手段の指示状態を識別することができ、座標入力検出システムの種々の動作状態に反映させることができ、スムーズな座標入力動作を実現できる。特に、座標情報と距離情報とを用い、かつ、座標変化に対する距離変化の割合を予め設定された所定の閾値と比較するようにしたので、座標及び距離情報だけでは識別できなかった座標入力状態をより正確に識別でき、座標入力検出システムの種々の動作状態に適正に反映させることができ、より一層スムーズな座標入力動作を実現できる。
【0016】
このような請求項1記載の発明の作用・効果は、請求項6記載の情報記憶媒体に記憶されたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行される。即ち、請求項6記載の発明の情報記憶媒体は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出するためのプログラムを記憶してコンピュータで読取可能な情報記憶媒体であって、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出機能と、前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出機能と、前記座標検出機能により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出機能と、前記距離検出手段により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出機能と、前記座標変化検出機能により検出された座標変化に対する前記距離変化検出機能により検出された距離変化の割合を演算する演算機能と、前記演算機能により演算された割合と所定の閾値とを比較する比較機能と、前記比較機能による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当機能と、を前記コンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されている。
【0017】
また、請求項1記載の発明の作用・効果は、請求項11記載の座標入力検出方法によっても実行される。即ち、請求項11記載の発明の座標入力検出方法は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出方法であって、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出工程と、前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出工程と、前記座標検出工程により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出工程と、前記距離検出工程により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出工程と、前記座標変化検出工程により検出された座標変化に対する前記距離変化検出工程により検出された距離変化の割合を演算する演算工程と、前記演算工程により演算された割合と所定の閾値とを比較する比較工程と、前記比較工程による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当工程と、を含む。
【0018】
請求項2記載の発明の座標入力検出装置は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出装置において、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出手段と、前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出手段と、前記座標検出手段により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出手段と、前記距離検出手段により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出手段と、前記座標変化検出手段により検出された座標変化に対する前記距離変化検出手段により検出された距離変化の傾きを演算する演算手段と、前記演算手段により演算された傾きと所定の閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当手段と、を備える。
【0019】
従って、指示手段の状態に関して、その2次元座標だけでなく、座標入力検出領域面に対する距離情報も検出することで、2次元座標だけでは識別できなかった指示手段の指示状態を識別することができ、座標入力検出システムの種々の動作状態に反映させることができ、スムーズな座標入力動作を実現できる。特に、座標情報と距離情報とを用い、かつ、座標変化に対する距離変化の傾きを予め設定された所定の閾値と比較するようにしたので、座標及び距離情報だけでは識別できなかった座標入力状態をより正確に識別でき、座標入力検出システムの種々の動作状態に適正に反映させることができ、より一層スムーズな座標入力動作を実現できる。
【0020】
このような請求項2記載の発明の作用・効果は、請求項7記載の情報記憶媒体に記憶されたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行される。即ち、請求項7記載の発明の情報記憶媒体は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出するためのプログラムを記憶してコンピュータで読取可能な情報記憶媒体であって、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出機能と、前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出機能と、前記座標検出機能により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出機能と、前記距離検出機能により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出機能と、前記座標変化検出機能により検出された座標変化に対する前記距離変化検出機能により検出された距離変化の傾きを演算する演算機能と、前記演算機能により演算された傾きと所定の閾値とを比較する比較機能と、前記比較機能による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当機能と、を前記コンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されている。
【0021】
また、請求項2記載の発明の作用・効果は、請求項12記載の座標入力検出方法によっても実行される。即ち、請求項12記載の発明の座標入力検出方法は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出方法であって、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出工程と、前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出工程と、前記座標検出工程により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出工程と、前記距離検出工程により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出工程と、前記座標変化検出工程により検出された座標変化に対する前記距離変化検出工程により検出された距離変化の傾きを演算する演算工程と、前記演算工程により演算された傾きと所定の閾値とを比較する比較工程と、前記比較工程による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当工程と、を含む。
【0022】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の座標入力検出装置において、前記状態割当手段は、前記比較手段による比較の結果、前記割合又は傾きが前記閾値を超える場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して非挿入状態であり、前記割合又は傾きが前記閾値以下の場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して挿入状態であると判断する判断手段よりなる。
【0023】
従って、基本的には請求項1又は2記載の発明の場合と同様であるが、より実際的に、「跳ね」部分や「止め」部分での指などの指示手段の自然かつ異なる動き(「跳ね」部分では緩やかに座標入力検出領域面から離れるのに対し、「止め」部分では急峻に座標入力検出領域面から離れる)に着目し、座標変化に対する距離変化の割合又は傾きを予め設定された所定の閾値と比較し、その大小に応じて指示手段の指示状態が挿入状態にあるか非挿入状態にあるかを判断することで、より適正に入力状態を認識でき、「跳ね」部分や「止め」部分に対する尾引き等を低減させた再現画像処理が可能となる。
【0024】
このような請求項3記載の発明の作用・効果は、請求項8記載の情報記憶媒体に記憶されたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行される。即ち、請求項8記載の発明の情報記憶媒体は、請求項6又は7記載の情報記憶媒体において、前記状態割当機能は、前記比較機能による比較の結果、前記割合又は傾きが前記閾値を超える場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して非挿入状態であり、前記割合又は傾きが前記閾値以下の場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して挿入状態であると判断する判断機能よりなる。
【0025】
また、請求項3記載の発明の作用・効果は、請求項13記載の座標入力検出方法によっても実行される。即ち、請求項13記載の発明の座標入力検出方法は、請求項11又は12記載の座標入力検出方法において、前記状態割当工程は、前記比較工程による比較の結果、前記割合又は傾きが前記閾値を超える場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して非挿入状態であり、前記割合又は傾きが前記閾値以下の場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して挿入状態であると判断する判断工程よりなる。
【0026】
請求項4記載の発明の座標入力検出装置は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出装置において、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出手段と、前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出手段と、前記座標検出手段により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化手段と、前記挿入/非挿入検出手段による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化手段によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を所定長さ分短く処理する跳ね処理手段と、を備える。
【0027】
従って、より実際的に漢字等における「跳ね」部分では指などの指示手段が座標入力検出領域から離れる際にその跳ね方向に進むのが一般的であり、跳ね部分に引き続いて尾引きが発生し、跳ね部分が意図した長さよりも長くなってしまう冗長性を持つ点に着目し、指示手段の状態に関して、その2次元座標だけでなく、その2次元座標の変位に関して変化の方向及びその長さをベクトル座標化し、非挿入検出時にそのベクトル座標値の変化の程度を認識し、ベクトル座標値に大きな変化がない場合には、このような「跳ね」部分に引き続く尾引きと認識し、その描画線を所定長さ分短くする処理を行うことで、「跳ね」部分に尾引きによる冗長部分が描画されないようにすることができる。
【0028】
このような請求項4記載の発明の作用・効果は、請求項9記載の情報記憶媒体に記憶されたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行される。即ち、請求項9記載の発明の情報記憶媒体は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出するためのプログラムを記憶してコンピュータで読取可能な情報記憶媒体であって、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出機能と、前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出機能と、前記座標検出機能により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化機能と、前記挿入/非挿入検出機能による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化機能によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を所定長さ分短く処理する跳ね処理機能と、を前記コンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されている。
【0029】
また、請求項4記載の発明の作用・効果は、請求項14記載の座標入力検出方法によっても実行される。即ち、請求項14記載の発明の座標入力検出方法は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出方法であって、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出工程と、前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出工程と、前記座標検出工程により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化工程と、前記挿入/非挿入検出工程による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化工程によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を所定長さ分短く処理する跳ね処理工程と、を含む。
【0030】
請求項5記載の発明の座標入力検出装置は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出装置において、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出手段と、前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出手段と、前記座標検出手段により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化手段と、前記挿入/非挿入検出手段による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化手段によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がある場合にはその変化点から非挿入検出点までの2次元座標間を結ぶ描画線を無効にする止め尾引き処理手段と、この止め尾引き処理手段において無効にする描画線の長さの平均値を算出する尾引き長さ算出手段と、前記挿入/非挿入検出手段による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化手段による座標ベクトル値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を前記尾引き長さ算出手段により算出された前記平均値長さ分だけ短く処理する跳ね処理手段と、を備える。
【0031】
従って、請求項4記載の発明を実現する上で、指などの指示手段が座標入力検出領域面から離れる尾引きの長さとして実験的に得られた値を固定情報として用いる場合には、個人差が考慮されないこととなってしまうが、止め尾引き処理手段において無効にする描画線の長さの平均値を尾引き長さ算出手段により算出し、跳ね処理手段での尾引き長さに反映させることで、実験を行うことなく実用レベルで個人差を吸収し得るように学習させることができ、各利用者に応じたより適正な跳ね処理が可能となる。
【0032】
このような請求項5記載の発明の作用・効果は、請求項10記載の情報記憶媒体に記憶されたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行される。即ち、請求項10記載の発明の情報記憶媒体は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出するためのプログラムを記憶してコンピュータで読取可能な情報記憶媒体であって、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出機能と、前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出機能と、前記座標検出機能により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化機能と、前記挿入/非挿入検出機能による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化機能によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がある場合にはその変化点から非挿入検出点までの2次元座標間を結ぶ描画線を無効にする止め尾引き処理機能と、前記止め尾引き処理機能において無効にする描画線の長さの平均値を算出する尾引き長さ算出機能と、前記挿入/非挿入検出機能による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化機能による座標ベクトル値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を前記尾引き長さ算出機能により算出された前記平均値長さ分だけ短く処理する跳ね処理機能と、を前記コンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されている。
【0033】
また、請求項5記載の発明の作用・効果は、請求項15記載の座標入力検出方法によっても実行される。即ち、請求項15記載の発明の座標入力検出方法は、平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出方法であって、前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出工程と、前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出工程と、前記座標検出工程により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化工程と、前記挿入/非挿入検出工程による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化工程によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がある場合にはその変化点から非挿入検出点までの2次元座標間を結ぶ描画線を無効にする止め尾引き処理工程と、前記止め尾引き処理工程において無効にする描画線の長さの平均値を算出する尾引き長さ算出工程と、前記挿入/非挿入検出工程による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化工程による座標ベクトル値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を前記尾引き長さ算出工程により算出された前記平均値長さ分だけ短く処理する跳ね処理工程と、を含む。
【0051】
【発明の実施の形態】
<前提的構成例>
本発明の特徴的構成例の説明に先立ち、本発明が適用される座標入力/検出装置の数例をその前提的構成例として挙げ、その構成及び原理等について説明する。
【0052】
A.第一の前提的構成例
第一の前提的構成例を図1ないし図5に基づいて説明する。この前提的構成例は、いわゆる再帰光遮断方式の座標入力/検出装置1に関する。まず、その原理について正面概略構成を示す図1を参照して説明する。四角形状の筐体構造の座標入力/検出部材2の内部空間である座標入力/検出領域3は平面(若しくは、ほぼ平面)をなす2次元形状をなし、電子的に画像を表示するディスプレイ表面やマーカー等のペンで書き込むホワイトボードなどが考えられる。この座標入力/検出領域3上を光学的に不透明な材質からなる操作者の指先やペン、指示棒など光遮断手段として機能する指示手段4で触った場合を考える。このときの指示手段4の座標を検出することがこのような光学式の座標入力/検出装置1の目的である。
【0053】
座標入力/検出領域3の上方両端(又は、下方両端)に受発光手段5が装着されている。受発光手段5からは座標入力/検出領域3に向けて、L1,L2,L3,…,Lnの光ビームの束(プローブ光)が照射されている。実際には点光源6から広がる座標入力面に平行な面に沿って進行する扇形板状の光波である。
【0054】
座標入力/検出領域3の周辺部分には、再帰性反射部材(再帰性反射手段)7が再帰反射面を座標入力/検出領域3の中央に向けて装着されている。
【0055】
再帰性反射部材7は入射した光を、入射角度に依らずに同じ方向に反射する特性をもった部材である。例えば、受発光手段5から発した扇形板状の光波のうちある一つのビーム8に注目すると、ビーム8は再帰性反射部材7によって反射されて再び同じ光路を再帰反射光9として受発光手段5に向かって戻るように進行する。受発光手段5には、後述する受光手段が設置されており、プローブ光L1〜Lnの各々に対して、その再帰光が受光手段に再帰したかどうかを判断することができる。
【0056】
いま、操作者が指(指示手段4)で位置Pを触った場合を考える。このときプローブ光10は位置Pで指に遮られて再帰性反射部材7には到達しない。従って、プローブ光10の再帰光は受発光手段5には到達せず、プローブ光10に対応する再帰光が受光されないことを検出することによって、プローブ光10の延長線(直線L)上に指示物体が挿入されたことを検出することができる。同様に、図1の右上方に設置された受発光手段5からもプローブ光11を照射し、プローブ光11に対応する再帰光が受光されないことを検出することによって、プローブ光11の延長線(直線R)上に指示物体が挿入されたことを検出することができる。直線L及び直線Rを求めることができれば、このP点の交点座標を演算により算出することにより、指示手段2が挿入された座標を得ることができる。
【0057】
次に、受発光手段5の構成とプローブ光L1からLnのうち、どのプローブ光が遮断されたかを検出する機構について説明する。受発光手段5の内部の構造の概略を図2に示す。図2は図1の座標入力面に取り付けられた受発光手段5を、座標入力/検出領域3に垂直な方向から見た図である。ここでは、簡単のため、座標入力/検出領域3に平行な2次元平面で説明を行う。
【0058】
概略構成としては、点光源6、集光レンズ12及び受光手段としての受光素子13から構成される。点光源6は発光手段である光源(図示せず)から見て受光素子13と反対の方向に扇形に光を射出するものとする。点光源6から射出された扇形の光は矢印14,15、その他の方向に進行するビームの集合であると考える。矢印14方向に進行したビームは再帰性反射部材7で矢印16方向に反射されて、集光レンズ12を通り、受光素子13上の位置17に到達する。また、矢印15方向に進行したビームは再帰性反射部材7で矢印18方向に反射されて、集光レンズ12を通り、受光素子13上の位置19に到達する。このように点光源6から発し、再帰性反射部材7で反射され同じ経路を戻ってきた光は、集光レンズ12の作用によって、各々受光素子13上の各々異なる位置に到達する。従って、座標入力/検出領域3中の或る位置に指示手段4が挿入されあるビームが遮断されると、そのビームに対応する受光素子13上の点に光が到達しなくなる。よって、受光素子13上の光強度分布を調べることによって、どのビームが遮られたかを知ることができる。
【0059】
図3で前述の動作を詳しく説明する。図3で受光素子13は集光レンズ12の焦点面(焦点距離f)に設置されているものとする。点光源6から図3の右側に向けて発した光は再帰性反射部材7によって反射され同じ経路を戻ってくる。従って、点光源6の位置に再び集光する。集光レンズ12中心は点光源位置と一致するように設置する。再帰性反射部材7から戻った再帰光は集光レンズ12の中心を通るので、レンズ後方(受光素子側)に対称の経路で進行する。
【0060】
このとき受光素子13上の光強度分布を考える。指示手段4が挿入されていなければ、受光素子13上の光強度分布はほぼ一定であるが、図3に示すように位置Pに光を遮る指示手段4が挿入された場合、ここを通過するビームは遮られ、受光素子13上では位置Dnの位置に、光強度が弱い領域が生じる(暗点)。この位置Dnは遮られたビームの出射/入射角θnと対応しており、Dnを検出することによりθnを知ることができる。即ち、θnはDnの関数として
θn=arctan (Dn/f) ………………………………(1)
と表すことができる。ここで、図1左上方の受発光手段5におけるθnをθnL、DnをDnLと置き換える。
【0061】
さらに、図4において、受発光手段5と座標入力/検出領域3との幾何学的な相対位置関係の変換係数gにより、指示手段4と座標入力/検出領域3とのなす角θLは、(1)式で求められるDnLの関数として、
θL=g(θnL) ………………………………(2)
ただし、θnL=arctan(DnL/f)
と表すことができる。
【0062】
同様に、図1右上方の受発光手段5についても、上述の(1)(2)式中の記号Lを記号Rに置き換えて、右側の受発光手段5と座標入力/検出領域3との幾何学的な相対位置関係の変換係数hにより、
θR=h(θnR) ………………………………(3)
ただし、θnR=arctan(DnR/f)
と表すことができる。
【0063】
ここで、座標入力/検出領域3上の受発光手段5の取付間隔を図4に示すwとし、原点座標を図4に示すようにとれば、座標入力/検出領域3上の指示手段4で指示した点Pの2次元座標(x,y)は、
x=w・tanθnR/(tanθnL+tanθnR) ………………(4)
y=w・tanθnL・tanθnR/(tanθL+tanθnR) ……(5)
このように、x,yは、DnL,DnRの関数として表すことができる。即ち、左右の受発光手段5上の受光素子13上の暗点の位置DnL,DnRを検出し、受発光手段5の幾何学的配置を考慮することにより、指示手段4で指示した点Pの2次元座標を検出することができる。
【0064】
次に座標入力/検出領域3、例えば、ディスプレイの表面などに前で説明した光学系を設置する例を示す。図5は、図1、図2で述べた左右の受発光手段5のうち一方を、ディスプレイ表面へ設置した場合の例である。
【0065】
図5中の20はディスプレイ面の断面を示しており、図2で示したy軸の負から正に向かう方向に見たものである。即ち、図5はx−z方向を主体に示しているが、二点鎖線で囲んだ部分は同一物を別方向(x−y方向、y−z方向)から見た構成を併せて示している。
【0066】
受発光手段5のうち発光手段について説明する。発光手段である光源21としてレーザーダイオード、ピンポイントLEDなどスポットをある程度絞ることが可能な光源を用いる。
【0067】
光源21からディスプレイ面20に垂直に発した光はシリンドリカルレンズ22によってx方向にのみコリメートされる。このコリメートは、後でハーフミラー23で折り返された後、ディスプレイ面20と垂直な方向には平行光として配光するためである。シリンドリカルレンズ22を出た後、このシリンドリカルレンズ22とは曲率の分布が直交する2枚のシリンドリカルレンズ24,25で同図y方向に対して集光される。
【0068】
これらのシリンドリカルレンズ群(レンズ21,24,25)の作用により、線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ25の後方に形成される。ここに、y方向に狭くx方向に細長いスリット26を挿入する。即ち、スリット位置に線状の二次光源6を形成する。二次光源6から発した光はハーフミラー23で折り返され、ディスプレイ面20の垂直方向には広がらず平行光で、ディスプレイ面20と平行方向には二次光源6を中心に扇形状に広がりながら、ディスプレイ面20に沿って進行する。進行した光はディスプレイ周辺端に設置してある再帰性反射部材7で反射されて、同様の経路でハーフミラー23方向(矢印C)に戻る。ハーフミラー23を透過した光は、ディスプレイ面20に平行に進みシリンドリカルレンズ12を通り受光素子13に入射する。
【0069】
このとき、二次光源6とシリンドリカルレンズ12はハーフミラー23に対して共に距離Dの位置に配設され共役な位置関係にある。従って、二次光源6は図3の点光源6に対応し、シリンドリカルレンズ12は図3のレンズ12に対応する。
【0070】
図6に、光源(LD)21及び受光素子(PD)13の制御回路の構成ブロック図を示す。この制御回路はLD21の発光制御と、PD13からの出力の演算を行うものである。同図に示すように、制御回路は、CPU31を中心として、プログラム及びデータを記憶するROM32、RAM33、インタフェースドライバ34、A/Dコンバータ35及びLEDドライバ36がバス接続された構成からなる。ここに、CPU31、ROM32及びRAM33によりコンピュータとしてのマイクロコンピュータが構成されている。このようなマイクロコンピュータには、FD37が装填されるFDD(FDドライバ)38、CD−ROM39が装填されるCD−ROMドライバ40等が接続されている。
【0071】
PD13からの出力を演算する回路として、PD13の出力端子に、アンプ41、アナログ演算回路42等が図のように接続される。PD13からの出力(光強度分布信号)はアンプ41に入力され、増幅される。増幅された信号は、アナログ演算回路42で処理がされ、さらにA/Dコンバータ35によってデジタル信号に変換されてCPU31に渡される。この後、CPU31によってPD13の受光角度及び指示手段4の2次元座標の演算が行われる。
【0072】
なお、この制御回路は、一方の受発光手段5と同一筺体に組み込んでもよく、また、別筺体として座標入力/検出領域3の一部分に組み込んでもよい。また、インタフェースドライバ34を介してパソコン等に演算された座標データを出力するために出力端子を設けることが好ましい。
【0073】
B.第二の前提的構成例
第二の前提的構成例を図7に基づいて説明する。この前提的構成例は、いわゆるLEDアレイ方式の座標入力/検出装置51の例であり、特開平5−173699号公報等で周知な、より代表的な例を示す。
【0074】
この座標入力/検出装置51は、図7に示す如く水平方向にXm個配置された発光手段としての例えば発光ダイオード(LED)52と、これに1対1に対応して対向配置された受光手段としてのXm個の例えばフォトトランジスタ53と、垂直方向にYn個配置された発光手段としてのLED54と、これに1対1に対応して対向配置された受光手段としてのYn個のフォトトランジスタ55とにより、四角形状の筐体構造の座標入力/検出部材56の内部空間として座標入力/検出領域57を形成する。
【0075】
この座標入力/検出領域57内の例えば指示手段として機能する遮光性を有する指58等によりタッチ入力が行なわれると、指58のタッチ部分を通る光路が遮ぎられるため、その遮断光路にあるフォトトランジスタ53,55の受光光量が低下する。そこで、受光光量が低下したフォトトランジスタ53,55の位置を平均し、指58のタッチ部分の2次元座標59を算出する。
【0076】
C.第三の前提的構成例
第三の前提的構成例を図8ないし図10に基づいて説明する。この前提的構成例は、画像入力手段を利用したいわゆるカメラ撮像方式の座標入力/検出装置61に関する。図8はこのような座標入力/検出装置61の構成を示すブロック図である。62は赤外線位置検出部、63a,63bは赤外線位置検出部62内に配列されて画像入力手段として機能する2つの赤外線CCDカメラであり、水平方向に距離Lの間隔をあけて配列されている。64は赤外線LED、65は赤外線LED64からの赤外線を上方に向けて放射するようにその先端に赤外線LED64を配置してなり指示手段となるペン型の座標入力部である。ここに、赤外線位置検出部62による撮影範囲が2次元的な座標入力/検出領域66として設定され、座標入力/検出部材67
により平面的に形成されている。
【0077】
68はコントロール部、69はコントロール部68において生成され赤外線位置検出部62の赤外線CCDカメラ63a,63bに入力されるリセット信号、70はコントロール部68において生成され赤外線CCDカメラ63a,63bに入力され垂直走査のための垂直クロック信号、71はコントロール部68において生成され赤外線CCDカメラ63a,63bに入力される水平走査のための水平クロック信号で、赤外線CCDカメラ63a,63bはリセット信号69、垂直クロック信号70、水平クロック信号71の入力に応じてX−Y方向の走査を開始する。
【0078】
72a,72bは赤外線CCDカメラ63a,63bより出力される映像信号である。73はリセット信号69を発生するリセット信号回路、74は垂直クロック信号70を発生する垂直クロック回路、75は水平クロック信号71を発生する水平クロック回路である。76a,76bは映像信号72a,72bを基に波形のピークを検出し水平クロック信号71の周期に合せてピーク信号を発生するピーク検出回路である。また、77a,77bは、ピーク検出回路74a,74bから得られたピーク検出信号である。
【0079】
78は座標位置を算出する演算回路である。79は演算回路78により算出された座標位置をコンピュータ(図示せず)に送信するインターフェース回路である。また、80は演算回路78により算出された座標位置を表示する表示回路である。また、図示していないが、赤外線位置検出部62の撮影範囲(座標入力/検出領域67)以外にペン型の座標入力部65が位置すると、警告音等を発生する音声回路部を備えることにより、操作性を向上させることができる。また、赤外線CCDカメラ63a,63bにレンズ倍率調整回路部又は焦点距離調整回路部を設けることにより、原稿サイズの大きさ、入力精度の要求又は作業スペースに応じて解像度、検出範囲を設定でき、操作性を向上させることができる。
【0080】
なお、この座標入力/検出装置71ではコントロール部78を赤外線位置検出部72と別体に構成したが、前述の各回路を小型化することにより、コントロール部78を赤外線位置検出部72に一体化することも可能である。
【0081】
以上のように構成された座標入力/検出装置61について、図9を用いてその動作を説明する。図9は座標入力/検出装置61の信号波形を示すタイミングチャートである。
【0082】
まず、リセット信号69、垂直クロック信号70、水平クロック信号71が同時に2つの赤外線CCDカメラ63a,63bに入力される。これらの入力信号により、赤外線位置検出部62は、2つの赤外線CCDカメラ63a,63bからの映像信号72a,72bをコントロール部68に入力する。通常の赤外線CCDカメラ63a,63bでこのペン型の座標入力部65を撮影するとペン自体が撮影されるが、露出を絞った赤外線CCDカメラ63a,63bで撮影すると、赤外線LED64の発光部のみが撮影され、他の物は撮影されず黒色となる。
【0083】
従って、各々の赤外線CCDカメラ63a,63bの映像信号72a,72bには赤外線LED64の位置に相当するところに、強いピーク信号79a,79bが現れる。そこで、各々のピーク信号79a,79bはピーク検出回路74a,74bで検出され、ピーク検出信号75a,75bとして演算回路78に送信される。また、演算回路78では、コントロール部68のROM(図示せず)に予め計算された変換テーブル(図示せず)により、赤外線CCDカメラ63a,63bにピーク信号79a,79bが現れたところが赤外線CCDカメラ63a,63bの基準となる原点から何度の角度の位置にあるかが判るので、その2つの角度情報と2つの赤外線CCDカメラ63a,63bの距離Lによりペン型の座標入力部65の2次元座標位置を計算することができる。ここに、演算回路78により変換手段の機能が実行される。この得られた2次元座標位置をインターフェース回路77を介してコンピュータ等にデータを送信し、表示画面(図示せず)等に表示される。
【0084】
以上のように動作する座標入力/検出装置61について、図10を用いて2次元座標位置の算出方法を説明する。2つの赤外線CCDカメラ63a,63bにより、赤外線LED64を備えたペン型の座標入力部65の位置を示すピーク検出信号75a,75bが検出され、リセット信号69からの垂直クロック信号70の位置と、水平クロック信号71の位置により赤外線CCDカメラ63a,63bにおける2次元座標(x1,y1)、(x2,y2)が求められる。
【0085】
ここで、各座標の原点は適宜決定されるが、ここでは各赤外線CCDカメラ63a,63bの撮影範囲の左下隅を原点にとる。これから、赤外線CCDカメラ63a,63bにおける赤外線LED64の原点からの角度α,βは以下の(6)式より求められる。
【0086】
α=tan-1(y1/x1)
β=tan-1(y2/x2) ……………………………(6)
これらの数式から2つの赤外線CCDカメラ63a,63bからの赤外線LED64のペンの角度α,βが算出できる。ここで、1つの赤外線CCDカメラ63aの位置を原点にとり、2つの赤外線CCDカメラ63a,63bの距離をLとすると、図10に示すように、直線(a)(b)の式は以下の(7)式で表される。
【0087】
(a)y=(tanα)×x
(b)y=(tan(π−β))×(x−L)………………(7)
これらの2つの連立一次方程式を解くことにより赤外線LED64のペン型の座標入力部65の座標位置を算出できる。ここで、演算回路78の演算速度を上げるために、角度α,βによる座標位置の算出のための変換テーブルを設けることにより、即座に座標位置を求めることができ、スムーズな図形等の入力ができる。
【0088】
以上のようにこのような電子カメラの如き画像入力手段を利用したカメラ撮像方式の座標入力/検出装置61によれば、タブレット盤等を作業台等におく必要がなく、作業台のある空間を利用して図形等の入力において正確に2次元座標位置を検出することができるので、作業台等の有効活用ができる。また、原稿等が束ねてあっても、その上で図形等の位置入力作業を行うことができる。また、原稿に図面等が記載されていた場合、レンズ倍率調整回路部等により原稿のサイズに合わせて撮影範囲を可変設定でき、解像度の設定ができるので、操作性、利便性を向上させることができる。
【0089】
D.第四の前提的構成例
第四の前提的構成例を図11ないし図15に基づいて説明する。この前提的構成例は、レーザスキャンを利用したいわゆる回転走査+反射板装着ペン方式の座標入力/検出装置91に関する。図11はこのような座標入力/検出装置91の基本的構成を示す模式図である。図示するように、2次元の座標入力/検出領域92を規定する平面部材93を備えている。座標入力/検出領域92面上には指示手段として機能するカーソル94が移動可能に配設されており、座標入力/検出領域92面に平行な走査光線を再帰的に反射する機能を備えている。カーソル94の中心点Pを所望の位置に合わせることにより、入力したい2次元座標を指定する。
【0090】
また、一対の光学ユニット95,96が座標入力/検出領域92面の上側において互いに離間して配置されている。ここに、右側の光学ニット95には、レーザ発振器等からなる発光手段としての固定光源97が収納されている。さらに、所定の回転軸M1を中心として定速回転する反射鏡98を備えており、固定光源97から放射された光源光線を連続的に反射させて座標入力/検出領域92面上に回転走査光線を生成する。加えて、カーソル94により反射され逆進する再帰光線を受光するための受光素子(図示せず)を含んでいる。
【0091】
このような構成により、光学ユニット95は再帰光線の偏角θ1を測定する。左側の光学ユニット96も同様の構成を有しており、固定光源99から放射した光源光線は回転軸M2を中心として回転する反射鏡100により連続的に反射され、前述の第1の走査光線と交差する第2の走査光線を生成する。カーソル94によって反射逆進された再帰光線の偏角θ2を測定する。
【0092】
一対の光学ユニット95,96にはコンピュータ等からなる計算部101が接続されており、一対の偏角θ1,θ2の測定値に基き所定の2次元座標計算式を用いて入力座標P(x,y)の2次元座標値を計算する。ただし、wは回転軸M1,M2の回転中心間の距離である。
【0093】
x = w tanθ1 / ( tanθ2 + tanθ1)
y = w tanθ2・tanθ1/ ( tanθ2 + tanθ1 )………………(8)
ここで、第四の前提的構成例に用いられる光学ユニット及びカーソルの具体例を簡潔に説明する。図12は右側の光学ユニット95の構成例を示す模式図である。なお、左側の光学ユニット96も同様の構成を有する。光学ユニット95は、固定光源97と回転軸M1を中心として一定角速度で回転する反射鏡98と、カーソル94から反射されて戻ってくる再帰光を受光し、検出信号を発生するための受光素子103とを有する。固定光源97から発した光源光線はハーフミラー104を通過して反射鏡98の回転軸M1近傍に向う。ここで、光源光線は一定角速度で走査され、カーソル94の中心軸を横切った時、再帰的に反射され逆進して反射鏡98に戻る。ここでさらに反射されハーフミラー104を介してフィルタ105を通過した後、フォトダイオード等からなる受光素子103により受光される。受光素子103は受光タイミングに同期して検出信号を出力する。
【0094】
反射鏡98は駆動回路106によって一定角速度で回転される。駆動回路106は反射鏡98の1回転周期毎にタイミングパルスを出力する。駆動回路106により出力されたタイミングパルス及び受光素子103により出力された検出パルスは波形処理回路107に入力され、波形処理を施された後出力端子から出力される。出力信号は、タイミングパルスを基準にして検出パルスが発生した時間間隔に合わせて出力されるので、反射鏡98が一定角速度で回転している点から、結局、再帰光線の偏角を含むθ0+θ1を表わすものである。
【0095】
図13は座標入力用のカーソル94の一例を示す斜視図である。カーソル94は中心軸を有する円筒状の光反射部材108と支持部材109から構成されている。また、図示しないが円筒状の光反射部材108の内部には、交点が円筒の軸と一致したヘアクロスマークを有する照準部材が装着されている。与えられた座標面に対して支持部材109の底面が接した状態でカーソル94を配置すると、円筒の中心軸は座標面(座標入力/検出領域92面)に対して垂直に配置される。この状態で支持部材109を把持し照準部材を用いて入力すべき座標点を指定するのである。座標平面に平行でかつ反射部材108の中心軸に向かって進行してくる走査光線は反射面に対して垂直に入射するので、同一光路を逆方向に向って反射され、再帰光線は固定光源97に向って戻って行く。このようなカーソル94は走査光線が及ぶ範囲内であれば、任意の座標面に対して用いることができる。
【0096】
図14はこのような座標入力/検出装置91の電気回路構成の一例を示すブロック図である。前述したように、この座標入力/検出装置91は一対の光学ユニット95,96と計算部101及び設定部102を含むコンピュータ110とから構成されている。光学ユニット95,96とコンピュータ110とは互いにケーブルで電気的に接続されている。光学ユニット95は、反射鏡98を一定角速度で回転するための駆動回路106及びこれに接続したタイミング検出回路111を含んでいる。タイミング検出回路111は反射鏡98が所定の周期Tで1回転する毎に所定のタイミング、例えば、反射鏡98の法線が固定光源97からの光源光線に平行となるタイミングで、タイミングパルスA1を出力する(図15参照)。また、受光素子103は増幅回路112に接続されており、検出信号は増幅された後、検出パルスB1として出力される。波形処理回路107がタイミング検出回路111及び増幅回路112に接続されており、受け入れたタイミングパルスA1及び検出パルスB1を波形処理して、出力パルスC1を出力する。出力パルスC1はカーソル94からくる再帰光線の受光に同期して発生するので、再帰光線の偏角と光学ユニット95の取付角度θ0+θ1に関係している。なお、他方の光学ユニット96も同様な電気的構成を有するのでその説明を省略する。
【0097】
コンピュータ110は第1の計数回路113を有し、右側の光学ユニット95からの出力パルスC1のパルス間隔を計数し、角度データθ1を算出する。また、第2の計数回路114を有し、左側の光学ユニット96からの出力パルスC2のパルス間隔を計数し、角度データθ2を算出する。計算部101がインターフェース115,116を介してこれら計数回路113,114に接続している。計算部101は実際に測定された一対の角度データθ1,θ2に基づき所定の座標計算式を用いて入力座標の2次元座標値を計算する。
【0098】
図15に示すタイミングチャートを参照して偏角の測定方法について簡潔に説明する。まず、右側の光学ユニット95において、反射鏡98を周期Tで回転させると、タイミング検出回路111は周期TでタイミングパルスA1を出力する。この時、増幅回路112は受光素子103の受光時点に同期して検出パルスB1を出力する。検出パルスB1は大ピークと続く小ピークを有する。大ピークは反射鏡98が光源光線に対して垂直に位置した状態で発生し、タイミングパルスA1と同期しているとともに、カーソル94からの再帰光線とは無関係である。続く小ピークはカーソル94からの再帰光線が受光されたタイミングに同期しており、大ピークからt1時間後に発生したとすると、時間t1は求める角度データθ0+θ1に比例的に関係している。波形処理回路107はこれらタイミングパルスA1及び検出パルスB1を波形処理して、出力パルスC1を出力する。
【0099】
左側の光学ユニット96においても同様の動作が行なわれる。この場合において、反射鏡100の回転周期及び位相は右側の光学ユニット95のそれに一致しており、従って、同一のタイミングパルスA2が得られる。また、検出パルスB2は大ピークからt2時間後に小ピークが続き、この時点でカーソル94からの再帰光線が受光される。これらタイミングパルスA2及び検出パルスB2に基いて出力パルスC2が得られ、隣り合う大小ピークの時間間隔t2は求める角度データθ0+θ2に比例的に関係している。
【0100】
続いて、第1の計数回路113は出力パルスC1のパルス時間間隔t1を計数し、既知の取付角度θ0を差し引いて角度データθ1を得る。また、第2の計数回路114は出力パルスC2のパルス時間間隔t2を計数し、既知の取付角度θ0を差し引いて角度データθ2を得る。
【0101】
以上、光学式の座標入力/検出装置に関して、再帰光遮断方式の座標入力/検出装置1、カメラ撮像方式の座標入力/検出装置61、回転走査+反射板装着ペン方式の座標入力/検出装置91、LEDアレイ方式の座標入力/検出装置51について、その原理を説明したが、これらは座標入力/検出装置に関する一例であって、本発明はこれらの方式に限定されるものではなく、本発明はタッチパネル面の前面を座標入力/検出領域とする光学式の座標入力/検出装置全般について適用されることはいうまでもない。
【0102】
<特徴的構成例>
A.第一の特徴的構成例
本発明の第一の特徴的構成例を図16及び図17に基づいて説明する。図16はこの特徴的構成例による座標入力/検出装置121を機能的に示すブロック図である。この座標入力/検出装置121としては前述した座標入力/検出装置1,51,61,91等の何れにも適用し得るものである。図におい、タッチパネル122は座標入力/検出領域3,37,76,92等に相当し、その表面近傍に指などの指示手段(例えば、指示手段4)が挿入されたときに、指示手段のタッチパネル122上での2次元座標を検出する座標検出部(座標検出手段)123と、指示手段のタッチパネル122表面からの距離を検出する距離検出部(距離検出手段)124とを有する。
【0103】
ここに、座標検出部123は、座標入力/検出装置1の場合であれば、光源21と受光素子13と再帰性反射部材7とを備え、再帰性反射部材7を介して座標入力/検出領域3中に形成された発光/受光光路内の遮光性を有する指示手段4の有無によりこの指示手段4の座標入力/検出領域3における2次元座標を検出するように構成され、距離検出部124は、受光素子13により受光される光ビームの光強度に基づき指示手段4の座標入力/検出領域3面からの距離を検出するように構成される。この場合、指示手段4が座標入力/検出領域3面に近づくほど、遮光量が多くなるため、光強度のディップが深くなる。
【0104】
また、座標入力/検出装置51の場合であれば、座標検出部123は、多数のLED52,54と多数のフォトトランジスタ53,55とを備え、座標入力/検出領域57中に形成された発光/受光光路内の遮光性を有する指示手段59の有無によりこの指示手段59の座標入力/検出領域57における2次元座標を検出するように構成され、距離検出部124は、フォトトランジスタ53,55により受光される光ビームの光強度に基づき指示手段59の座標入力/検出領域57面からの距離を検出するように構成される。この場合も、指示手段59が座標入力/検出領域57面に近づくほど、遮光量が多くなるため、光強度のディップが深くなる。
【0105】
座標入力/検出装置61の場合であれば、座標検出部123は、赤外線CCDカメラ63a,63bと変換手段として機能する演算回路78とよりなり、距離検出部124は、赤外線CCDカメラ63a,63bにより取り込まれた画像の濃度情報に基づき指示手段としてのペン型の座標入力部65の座標入力/検出領域66面からの距離を検出するように構成される。この場合、座標入力部65が座標入力/検出領域66面に近づくほど、反射光量が多くなるため、その部分の光強度が大きくなり、濃度が薄くなる。
【0106】
座標入力/検出装置91の場合であれば、座標検出部123は、固定光源97,99と受光素子103,103′とを備え、光反射部材108を有するカーソル94の座標入力/検出領域92に対する挿入位置に応じた光強度分布によりその2次元座標を検出するように構成され、距離検出部124は、受光素子103,103′により受光される光ビームの光強度に基づきカーソル94の座標入力/検出領域92面からの距離を検出するように構成される。この場合、カーソル94が座標入力/検出領域92面に近づくほど、カーソル94からの反射光量が多くなるため、光強度のディップが高くなる(遮光方式の場合と逆になる)。
【0107】
座標検出部123、距離検出部124からは、例えば、時刻t0でのタッチパネル122近傍に位置する指の座標(x0,y0)、タッチパネル122面からの指の距離D0が出力され、記憶部(記憶手段)125によりメモリ(図示せず)に(x0,y0,D0)が同じ時刻t0で検出された情報として関連付けられて記憶される。同様にして、これ以降の所定の時間間隔のサンプリング時刻t1,t2,t3,…,tnと時系列に座標検出部123、距離検出部124により検出された2次元座標と距離との組情報(x1,y1,D1),(x2,y2,D2),(x3,y3,D3),…,(xn,yn,Dn)が所定の数n個分だけ順次記憶される。2次元座標と距離との組情報は座標検出部123、距離検出部124から順次出力されるので、新たな2次元座標と距離との組情報が検出されると、メモリに記憶され、最も古い過去のデータが順次消去される。従って、定常状態では、常にn組の2次元座標と距離との組情報がメモリに記憶される。
【0108】
記憶部125の後段には、座標変化検出/記憶部(座標変化検出/記憶手段)126、距離変化検出/記憶部(距離変化検出/記憶手段)127が設けられている。座標変化検出/記憶部126は記憶部125においてメモリに記憶された2次元座標値の時系列データの微分或いは差分をとることで、座標値の変化分を算出してメモリ(図示せず)に記憶する。微分は隣り合う座標値列の差分をとる単純な方法或いは記憶されたn個の時系列データに関して平滑化微分をとるなどの方法を用いればよい。距離変化検出/記憶部127は、同様に、記憶部125においてメモリに記憶された距離情報値の時系列データの微分或いは差分をとることで、距離情報値の変化分を算出してメモリ(図示せず)に記憶する。微分は隣り合う距離情報値列の差分をとる単純な方法或いは記憶されたn個の時系列データに関して平滑化微分をとるなどの方法を用いればよい。
【0109】
これらの座標変化検出/記憶部126、距離変化検出/記憶部127の後段には、状態判断部(状態割当手段)128が設けられている。この状態判断部128は、座標変化検出/記憶部126及び距離変化検出/記憶部127において算出されてメモリに記憶された座標変化情報、距離変化情報に基づき、メモリ(図示せず)等に予め設定記憶されている指示手段の指示状態に関するn個の状態(状態1,状態2,…,状態n)のうちから1つ(例えば、状態1)を選択し、現在の指示状態として出力する。ここに、指示状態としては、指示手段の挿入/非挿入(タッチ/デタッチ)状態の区別を代表例とする他、例えば、指示手段の接近/離反中等の状態情報等であってもよく、用途・目的等に応じて適宜設定すればよい。
【0110】
従って、第一の特徴的構成例によれば、指示手段の状態に関して、その2次元座標だけでなく、タッチパネル122面に対する距離情報も検出するようにしているので、2次元座標だけでは識別できなかった指示手段の入力状態を識別することができ、座標入力/検出システムの種々の動作状態に反映させることができ、スムーズな座標入力動作を実現できる。
【0111】
なお、この第一の特徴的構成例の作用に関しては、FD、CD−ROM等に予め記憶させたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行させることができる。例えば、図6に示した例を参照すると、予め記憶されたソフトウエア(プログラム)をコンピュータ、特にCPU31に提供できる情報記憶媒体として、ROM32、RAM33等の他に、FD37、CD−ROM39等を有しており、CPU31に各種の処理動作、特にこの第一の特徴的構成例に示した作用に対応する処理機能を実行させるための制御プログラムがソフトウエアとして予め設定されており、このような制御プログラムは例えばCD−ROM39に予め格納されている。そして、このようなソフトウエアはROM32等に予めインストールされており、CPU31の起動時にRAM33に複写されて動作時にCPU31に読取られる。このようにCPU31が各種のプログラムを読取って対応する処理を実行することにより、各種の処理機能が実現されるので、当該コンピュータが前述したような座標入力/検出処理を実行することになる。
【0112】
ここに、この第一の特徴的構成例の場合には、図17に示すフローチャートを参照すれば、CD−ROM39等の情報記憶媒体に対して、指示手段のタッチパネル122における2次元座標xi,yiを検出する座標検出機能(ステップS1)と、指示手段がタッチパネル122上(若しくはその近傍)に位置するときのタッチパネル122面からの距離Diを検出する距離検出機能(S2)と、座標検出機能により検出された2次元座標情報と距離検出機能により検出された距離情報とをxi,yi,Diの如く関連付けてメモリに記憶する記憶機能(S3)と、この記憶機能によりメモリに記憶された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を√{(xi−xi-1)+(yi−yi-1)}により検出してメモリに記憶する座標変化検出/記憶機能(S4)と、記憶機能(S3)によりメモリに記憶された距離情報の所定の時間間隔での変化を(Di−Di-1)により検出してメモリに記憶する距離変化検出/記憶機能(S5)と、座標変化検出/記憶機能により検出されてメモリに記憶された座標変化情報と距離変化検出/記憶機能により検出されてメモリに記憶された距離変化情報とに基づき、予め記憶された1つ以上の指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当機能(S6)と、をコンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されていればよい。
【0113】
B.第二の特徴的構成例
本発明の第二の特徴的構成例を図18及び図19に基づいて説明する。図18はこの特徴的構成例による座標入力/検出装置131を機能的に示すブロック図である(請求項1記載の発明に相当する)。なお、第一の特徴的構成例で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以降の特徴的構成例でも同様とする)。
【0114】
この特徴的構成例では、座標変化検出/記憶部126、距離変化検出/記憶部127の後段には、比演算部(演算手段)132、比較部133を介して状態判断部(状態割当手段)134が設けられている。比演算部132では、座標変化検出/記憶部126により検出された座標変化に対する距離変化検出/記憶部127により検出された距離変化の割合、即ち、距離変化/座標変化を算出する。このような割合に対して、予め設定された少なくとも1つ以上の閾値を閾値記憶手段により格納した閾値格納部135が比較部133に接続して設けられている。比較部133では比演算部132により算出された割合と閾値格納部135に格納されている所定の閾値とを比較し、比較結果を状態判断部134に出力する。
【0115】
状態判断部134は、比較部133による比較結果に基づき、メモリ(図示せず)等に予め設定記憶されている指示手段の指示状態に関するn個の状態(状態1,状態2,…,状態n)のうちから1つ(例えば、状態1)を選択し、現在の指示状態として出力する。ここに、指示状態としては、指示手段の挿入/非挿入(タッチ/デタッチ)状態の区別を代表例とする他、適宜閾値を用いて判断することより、例えば、指示手段の接近/離反中等の状態情報等であってもよく、用途・目的等に応じて適宜設定すればよい。
【0116】
従って、第二の特徴的構成例によれば、指示手段の状態に関して、その2次元座標、及び、タッチパネル122面に対する距離情報だけでなく、両者間の変化の割合も検出して所定の閾値と比較するようにしているので、2次元座標及び距離情報だけでは識別できなかった指示手段の入力状態をその動きを含めてより詳細に識別することができ、座標入力/検出システムの種々の動作状態に反映させることができ、スムーズな座標入力動作を実現できる。
【0117】
なお、この第二の特徴的構成例の作用に関しては、FD、CD−ROM等の情報記憶媒体に予め記憶させたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行させることができる。ここに、この第二の特徴的構成例の場合には、図19に示すフローチャートを参照すれば、CD−ROM39等の情報記憶媒体に対して、指示手段のタッチパネル122における2次元座標xi,yiを検出する座標検出機能(ステップS1)と、指示手段がタッチパネル122上(若しくはその近傍)に位置するときのタッチパネル122面からの距離Diを検出する距離検出機能(S2)と、座標検出機能により検出された2次元座標情報と距離検出機能により検出された距離情報とをxi,yi,Diの如く関連付けてメモリに記憶する記憶機能(S3)と、この記憶機能によりメモリに記憶された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を√{(xi−xi-1)+(yi−yi-1)}により検出してメモリに記憶する座標変化検出/記憶機能(S4)と、記憶機能(S3)によりメモリに記憶された距離情報の所定の時間間隔での変化を(Di−Di-1)により検出してメモリに記憶する距離変化検出/記憶機能(S5)と、座標変化検出/記憶機能(S4)により検出された座標変化に対する距離変化検出/記憶機能(S5)により検出された距離変化の比(割合)を(Di−Di-1)/√{(xi−xi-1)+(yi−yi-1)}として演算する演算機能(S9)と、演算機能(S9)により演算された比(割合)と予めメモリに記憶された割合に関する所定の閾値thと比較する比較機能及びこの比較機能による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当機能(S10,S11)と、をコンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されていればよい(請求項9記載の発明に相当する)。
【0118】
C.第三の特徴的構成例
本発明の第三の特徴的構成例を図20ないし図28に基づいて説明する。図20はこの特徴的構成例による座標入力/検出装置131を機能的に示すブロック図である(請求項3記載の発明に相当する)。
【0119】
この第三の特徴的構成例の座標入力/検出装置131は、第二の特徴的構成例の座標入力/検出装置121をより具体化したもので、比較部133による比較の結果、座標変化に対する距離変化の比(割合)が所定の閾値を超える場合には指などの指示手段の指示状態がタッチパネル122に対して非挿入状態(デタッチ)にあり、座標変化に対する距離変化の比(割合)が所定の閾値以下の場合には指などの指示手段の指示状態がタッチパネル122に対して挿入状態(タッチ)にあると判断するように状態割当手段142を構成したものである。
【0120】
ここで、前述した第一の前提的構成例の場合を例にとり、図21ないし図25を参照して入力/検出動作を詳細に説明する。図21は図5の場合と同様に例えばディスプレイ面20の前面に設定された座標入力/検出領域3面に平行な方向から見た断面図、図22はその各場合の光強度分布の特性図である。なお、図21では光源や受光素子等は省略してある。また、検出光143は図中、左側から右側に向かって伝播し、再帰性反射部材7により再帰的に反射されて検出光143と同じ経路を逆方向に再帰光144として進行するものとする。
【0121】
まず、図21(a)は指などの指示手段4が座標入力/検出領域3においてディスプレイ面20からの距離h=h1に位置するときの状態を示している。このとき、指示手段4が再帰光144を少量だけ遮光する状態にあるので、受光素子13により検出される再帰光の強度分布は図22(a)に示すようにd=d1だけ減少するディップを生ずる。図21(b)(c)は各々、座標入力/検出領域3においてディスプレイ面20からの指示手段4の距離がh=h2,h=h3の状態を示している。このとき、再帰光144が遮光される量が、指示手段4の距離hに依存して変化する。図23はディスプレイ面20からの指の距離(位置)に応じて光強度分布におけるディップ量が変化する様子を示す特性図である。結果として、指示手段4のディスプレイ面20からの距離hは受光素子13により検出される光強度分布のディップ量dの大きさに現れてくる。この再帰光の強度分布におけるディップ位置から指示手段4が位置する2次元座標が求められる原理は第一の前提的構成例で説明した通りであるが、さらにこのようなディップ量dを検出することにより、指示手段4のディスプレイ面20からの距離hを検出できることがわかる。
【0122】
つぎに、このような指示手段4に関する距離情報を用いて指示手段4が挿入状態(ディスプレイ面20に対してタッチ状態)にあるか非挿入状態(ディスプレイ面20に対してデタッチ状態)にあるかの識別方法について説明する。図24は座標入力/検出領域3を通して指などの指示手段4によりディスプレイ面20上に文字を描く場合の指先の軌跡と、ディスプレイ面20を断面的に見た指先とディスプレイ面20表面との距離hの関係を併せて示している。具体例として、図24(a)はひらがな「つ」、図24(b)は漢字「二」を各々描いた場合を示す模式図である。
【0123】
まず、ひらがな「つ」を描いた場合、図24(a)に示すように、指先は▲1▼▲2▼▲3▼▲4▼の順に示す経路を辿る。このときの指先のディスプレイ面20からの距離hは、▲1▼▲2▼▲3▼まではゼロであり、ディスプレイ面20に接触している。しかし、▲3▼から▲4▼にかけては、「つ」の文字の終端の「はらい」部分207の描画動作に従い、ディスプレイ面20からの距離が緩やかに離れていく動作をする。このとき、描く文字「つ」を構成する座標の最後の「はらい」部分207を良好に検出するためには、受光素子13上のディップ検出の閾値をh=h2が検出できる値、即ち、閾値Aに設定し、ディップ深さがこの閾値Aを超えたときにはペンダウン(指先がタッチ状態=挿入状態にある)と判断し、入力座標として出力させる。
【0124】
一方、漢字「二」を描いた場合、図24(b)に示すように、▲1▼から▲2▼までを描き終わって▲3▼に指先が移る動作に注目する。すると、指先のディスプレイ面20からの距離は、図24(b)中の下図に示すようになる。即ち、指先が▲2▼に移動して漢字「二」の第1のストロークを描き終えて「止め」部分205になると、指先が急峻にディスプレイ面20から離れ、点線で示すような空中軌跡に従って移動し、▲3▼に至る。このとき、図24(a)の場合と同じ閾値Aを用いて挿入/非挿入を検出しようとする場合を想定する。すると、▲2▼までストロークを描き終えた近傍で指先の距離がh=h3を超えても、h<h2であれば、ディップ深さは閾値Aを超えているので、挿入(タッチ)状態と見倣され、結果として、▲2▼でストロークが良好に切れず、図34(b)に示した場合のように「止め」部分205にひげ状の尾引き204が出てしまう。従って、このような「止め」部分205近傍の状態を良好に検出するためには、閾値を閾値Aから閾値Bに変更する等の処理が必要になるが、これを自動的に判断するのは極めて困難である。
【0125】
この点、この第三の特徴的構成例では、座標変化に対する距離変化の割合(比)に着目してこれを解決している。この点について、図25を参照して説明する。図23は図24に示した指先の軌跡の断面図を拡大して模式的に示す説明図である。図中、○印部分は、所定の時間間隔でサンプリングされた座標のサンプリング点を示してている。図24(a)に示した「はらい」部分207と図24(b)に示した「止め」部分205とでは、指先の軌跡が、図25に示すように明らかに異なる。即ち、「はらい」部分207では「はらい」部分207の描画に続いて連続的に動くため指先は緩やかにディスプレイ面20を離れるが、「止め」部分205では指先がディスプレイ面20から急峻に離れる。このような動きの違いを検出することで、「はらい」部分207(「跳ね」部分206でも同様)と「止め」部分205とを明確に区別することができる。
【0126】
具体的には、座標変化に対する距離変化の割合の大小に応じて判断される。前述したように、座標変化検出/記憶部126ではサンプリング毎の座標変化Δsが検出され、距離変化検出/記憶部127ではサンプリング毎の距離変化Δhが検出される。そして、比演算部128において座標変化Δsに対する距離変化Δhの割合、即ち、Δh/Δsが算出される。比較部133では閾値格納部135に格納された所定の閾値とこの割合Δh/Δsとの大小関係を比較する。比較の結果、割合Δh/Δsが閾値よりも大きければ、図25(b)に示すように指先の軌跡が急峻にディスプレイ面20から離れる動きであると判断し、「止め」部分205を描き終えたときのストロークと見倣し、即座に指先が非挿入状態(デタッチ状態)に移行したものとして処理する。一方、比較の結果、割合Δh/Δsが閾値以下の場合には、指先がディスプレイ面20に接しながら移動しているか或いは図25(a)に示すように「はらい」部分207等に続き指先の軌跡が緩やかにディスプレイ面20から離れる動きであると判断し、指先が挿入状態(タッチ状態)にあるものとして処理する。
【0127】
なお、図25では▲2▼から▲1▼までの変化分として示しているが、実際の処理動作では、○で示すサンプリング点のサンプリング間隔を十分短くとり、各々のサンプリング点間の差分を逐次とることで、指先の軌跡の座標変化及び距離変化の情報を取得することにより、「はらい」部分207や「跳ね」部分206と「止め」部分205とを適正に判断できる。
【0128】
このように、この第三の特徴的構成例によれば、より実際的に、「はらい」部分207や「跳ね」部分206や「止め」部分205での指などの指示手段の自然かつ異なる動き(「はらい」部分207や「跳ね」部分206では緩やかにディスプレイ面20から離れるのに対し、「止め」部分205では急峻にディスプレイ面20から離れる)に着目し、座標変化に対する距離変化の割合Δh/Δsを予め設定された所定の閾値と比較し、その大小に応じて指示手段の指示状態が挿入状態にあるか非挿入状態にあるかを判断することで、より適正に入力状態を認識でき、それに応じた適正な処理が可能となる。
【0129】
なお、この第三の特徴的構成例の作用に関しては、FD、CD−ROM等の情報記憶媒体に予め記憶させたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行させることができる。ここに、この第三の特徴的構成例の場合には、図26に示すフローチャートを参照すれば、CD−ROM39等の情報記憶媒体に対して、第二の特徴的構成例の場合のプログラムに加えて、その状態割当機能は、比較機能による比較の結果、割合Δh/Δsが閾値thを超える場合には指示手段の指示状態がタッチパネル122に対して非挿入状態であり、割合Δh/Δsが閾値以下の場合には指示手段の指示状態がタッチパネル122に対して挿入状態であると判断する判断機能(S11′)をコンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されていればよい(請求項8記載の発明に相当する)。
【0130】
なお、これらの第二、第三の特徴的構成例では、座標変化に対する距離変化の割合(比)を用いたが、これに代えて、座標変化に対する距離変化の角度(=tanθ=Δh/Δs)を用いるようにしてもよい(請求項2記載の発明に相当する)。この角度が図27に示すように予め設定された所定の閾値θth(例えば、40°程度)よりも大きければ、描画文字が跳ねていないと認識し(即ち、「止め」部分205であると認識し)、所定の閾値θth以下であれば、描画文字が跳ねていると認識する(即ち、「はらい」部分207や「跳ね」部分206であると認識する)ようにしてもよい。
【0131】
この場合、座標変化に対する距離変化の角度を直接的に算出してもよいが、検出される光強度におけるディップ量の変化の様子に基づいて判断するようにしても良い。即ち、所定の閾値θthよりも大きくなるような描画時には、ディップ量の変化が図28(a)中にt=t3からt=t4に示すように急峻にディップ量が減るように変化するのに対して、所定の閾値θth以下となるような描画時には、ディップ量の変化が図28(b)中にt=t3,t=t4,t=t5に示すようにディップ量が緩やかに減るように変化するので、その変化の緩急さを比較するようにしてもよい。
【0132】
なお、このような角度情報を用いる場合の作用に関しても、前述した場合と同様に、FD、CD−ROM等の情報記憶媒体に予め記憶させたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行させることができる。
【0133】
D.第四の特徴的構成例
本発明の第四の特徴的構成例を図29ないし図31に基づいて説明する。図29はこの第四の特徴的構成例による座標入力/検出装置151を機能的に示すブロック図である(請求項4記載の発明に相当する)。
【0134】
この第四の特徴的構成例においても、「はらい」部分207や「跳ね」部分206と、「止め」部分205とでは指先などの指示手段の動きが異なる点に着目したものであるが、その判断に指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたものである。
【0135】
まず、タッチパネル122部分に対しては、座標検出部123とともに、挿入/非挿入検出部(挿入/非挿入検出手段)152が設けられている。座標検出部123は前述したように、タッチパネル122の表面近傍に指などの指示手段(例えば、指示手段4)が挿入されたときに、指示手段のタッチパネル122上での2次元座標を所定の時間間隔で時系列的に検出する。また、挿入/非挿入検出部152は指先などの指示手段が実際にタッチパネル122面に接しているか否かに関係なく受光手段等により検出光に干渉する位置に指示手段があるか否かを単純に検出するものであればよい。例えば、第一の前提的構成例の場合であれば、受光素子13の光強度分布においてディップを生じているか否かを検出する手段でよい。
【0136】
座標検出部123の後段にはベクトル化部(ベクトル化手段)153が設けられている。このベクトル化部153は、指示手段の挿入状態検出下で座標検出部123により時系列的に順次得られる2次元座標間の変化する方向とその変化分を示す長さを予めベクトルテーブル154に設定格納されているベクトルデータを用いてベクトル座標化してメモリ等に記憶させる処理を行う。
【0137】
ここで、座標ベクトル値の算出方法について図30を参照して説明する。図30において、前回検出された2次元座標を(X1,Y1)、今回得られた2次元座標を(X2,Y2)とする。X座標方向の変化量ΔX=X2−X1、Y座標方向の変化量ΔY=Y2−Y1から、座標ベクトル値をΔY/ΔXにより算出する。この場合の座標ベクトル値は表1に示すようにX軸方向から10度間隔で数値化されて予めベクトルテーブル154に格納されているが、この間隔(10度)は任意に設定すれぱよい。また、座標ベクトル値は、算出結果の近似値を用いるものとする。例えば、−ΔY,−ΔXでΔY/ΔX=0.900の場合であれば、座標ベクトル値=24となる。
【0138】
【表1】
【0139】
また、図31に示す指先などの動きを参照すると、タッチパネル122に対して挿入状態が検出されているときに、2次元座標が(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),(X4,Y4)の如く同一の時間間隔でサンプリングされ、検出領域から指先などが抜け出ると、挿入/非挿入検出部152から非挿入検出(デタッチ検出)信号が出るものとする。このような動きの中で、各サンプリングにおける座標間の座標ベクトル値は上述のように算出され、各座標間の長さLは、例えば、座標(X1,Y1),(X2,Y2)間の長さL1であれば、
L1=√{(Y2−Y1)2+(X2−X1)2}
により算出される。このようにして、サンプリングされた座標毎にその座標ベクトル値とその長さ情報とが算出され、記憶される。表2は図28に示すような動きを示す場合にベクトル座標化されたデータ例を示す。
【0140】
【表2】
【0141】
ベクトル化部153の後段にはベクトル情報判断部155が設けられている。このベクトル情報判断部155は挿入/非挿入検出部152により指示手段の非挿入状態(デタッチ状態)への変化が検出された場合に、その時点でのベクトル情報(座標ベクトル値、長さ)の変化の大きさを判断する。ベクトル情報判断部155の後段には、その判断結果に応じて異なる処理を行わせるため、跳ね処理部(跳ね処理手段)156と止め尾引き処理部(止め尾引き処理手段)157とが設けられている。
【0142】
跳ね処理部156は、挿入/非挿入検出部152による指示手段の非挿入検出時にベクトル化部153によるベクトル座標値に所定値(例えば、ベクトル座標値で“4”)以上の大きな変化がない場合には、「はらい」部分や「跳ね」部分における尾引きが生じているものと見做し、非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を所定長さ分短くする処理を行う。これは、図34(c)(d)に示した「跳ね」部分206や図34(e)(f)に示した「はらい」部分207の場合には、指などがタッチパネル122を離れる際に同一又はほぼ同一方向に進むのが一般的である。これは、ベクトル座標値でみれば、大きく変化しないことからわかるので、このような場合には、「跳ね」部分206や「はらい」部分207に引き続いて尾引き204が生じて意図した長さよりも「跳ね」部分206や「はらい」部分207が長く描画されてしまうので、尾引き204による冗長部分を描画させないように処理するものである。
【0143】
例えば、図31を参照すれば、デタッチ状態検出時に、前々回の検出座標(X4,Y4)と前回の検出座標(X5,Y5)(A側)とから算出される座標ベクトル値が表2中に“6”,“(6)”で示すように大きく変化していない場合には、検出座標(X4,Y4),(X5,Y5)(A側)間は、「跳ね」部分206等における尾引きによるものと見做し、デタッチ検出直前部分を予め設定された固定長さ分だけ短くして「跳ね」部分206等を描画させる。これにより、図34(d)(f)における尾引き204のない状態で「跳ね」部分206や「はらい」部分207が描画される(即ち、図34(c)(e)に示すような冗長のない本来の状態で描画される)。
【0144】
一方、止め尾引き処理部157は、挿入/非挿入検出部152による指示手段の非挿入検出時にベクトル化部153によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化があった場合には、「止め」部分における尾引きが生じているものと見做し、その変化点から非挿入点までの2次元座標間を結ぶ描画線を無効にして描画させない処理を行う。これは、図34(a)(b)に示した「止め」部分205の場合には、指などがタッチパネル122を離れる際に、一旦止めてから離すため、それまでの移動方向とは大きく異なる方向に急峻に進むのが一般的である。これを、ベクトル座標値及びその長さでみれば、方向が大きく変化し長さも極端に短めとなることからわかる。このような場合には、「止め」部分205でひげ状の尾引き204が生じて描画されてしまうので、このような尾引き204を全て描画させないように処理するものである。
【0145】
例えば、図31を参照すれば、デタッチ状態検出時に、前々回の検出座標(X4,Y4)と前回の検出座標(X5,Y5)(B側)とから算出される座標ベクトル値が表2中に“6”,“16”で示すように大きく変化している場合には、直前の検出座標(X4,Y4)以降は尾引きによるものと見做し、検出座標(X4,Y4)以降の描画線は無効とし、「止め」部分205で終わるように描画させる。これにより、図34(b)における尾引き204のない状態で「止め」部分205が描画される(即ち、図34(a)に示すような本来の状態で描画される)。
【0146】
従って、この第四の特徴的構成例によれば、より実際的に漢字等における「跳ね」部分206等では指などの指示手段がタッチパネル122から離れる際にその跳ね方向に進むのが一般的であり、「跳ね」部分206等に引き続いて尾引き204が発生し、「跳ね」部分206が意図した長さよりも長くなってしまう冗長性を持つ点に着目し、指示手段の状態に関して、その2次元座標だけでなく、その2次元座標の変位に関して変化の方向及びその長さをベクトル座標化し、非挿入検出時にそのベクトル座標値の変化の程度を認識し、ベクトル座標値に大きな変化がない場合には、このような「跳ね」部分206に引き続く尾引きと認識し、その描画線を所定長さ分短くする処理を行うことで、「跳ね」部分206に尾引きによる冗長部分が描画されないようにすることができる。同様に、より実際的に漢字等における「止め」部分205では指などの指示手段がタッチパネル122から離れる際にはそれ以前の描画方向とは大きく異なる方向に急峻に短く移動するのが一般的である点に着目し、指示手段の状態に関して、その2次元座標だけでなく、その2次元座標の変位に関して変化の方向及びその長さをベクトル座標化し、非挿入検出時にそのベクトル座標値の変化の程度を認識し、ベクトル座標値に大きな変化があった場合には、このような「止め」部分205で発生した尾引きと認識し、その描画線を描画させないように処理を行うことで、「止め」部分205に尾引き描画線204が付加されてしまうことがない。よって、何れの場合も後で消しゴムモードで尾引き部分を消すと言うような処理を必要としない。
【0147】
なお、この第四の特徴的構成例の作用に関しては、FD、CD−ROM等の情報記憶媒体に予め記憶させたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行させることができる。ここに、この第四の特徴的構成例の場合には、CD−ROM39等の情報記憶媒体に対して、指示手段のタッチパネル122における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出機能と、タッチパネル122に対する指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出機能と、座標検出機能により所定の時間間隔で順次検出される2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化機能と、挿入/非挿入検出機能による指示手段の非挿入検出時にベクトル化機能によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を所定長さ分短く処理する跳ね処理機能とをコンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されていればよい(請求項12記載の発明に相当する)。或いは、指示手段のタッチパネル122における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出機能と、タッチパネル122に対する指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出機能と、座標検出機能により所定の時間間隔で順次検出される2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化機能と、挿入/非挿入検出機能による指示手段の非挿入検出時にベクトル化機能によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がある場合にはその変化点から非挿入検出点までの2次元座標間を結ぶ描画線を無効にする止め尾引き処理機能とをコンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されていればよい。
【0148】
E.第五の特徴的構成例
本発明の第五の特徴的構成例を図32に基づいて説明する。図32はこの第五の特徴的構成例による座標入力/検出装置151を機能的に示すブロック図である(請求項5記載の発明に相当する)。
【0149】
第五の特徴的構成例では、第四の特徴的構成例における跳ね処理部156の処理を実施する上で、止め尾引き処理部157の処理により得られる尾引き長さ情報を利用して、「はらい」部分207や「跳ね」部分206に続く尾引き長さを学習させ、短縮すべき長さ分に反映させるうにしたものである。このため、止め尾引き処理部157に対しては尾引き長さ算出部(尾引き長さ算出手段)158が設けられ、その出力が跳ね処理部156に与えられている。尾引き長さ算出部158は止め尾引き処理部157において無効にするベクトル座標値の変化点からデタッチ検出点までの分の描画線の長さ=尾引き描画線204の長さの平均値を算出し跳ね処理部156に出力する。
【0150】
即ち、前述した第四の特徴的構成例の場合には、「はらい」部分207や「跳ね」部分206に続く尾引き長さとしては実験的に得られた固定値が用いられ、その分の長さを短縮させて描画させているものであり、個人差が特に考慮されていないが、この第五の特徴的構成例によれば、特に実験を行うことなく、実使用において「止め」部分205の描画で得られる個人差のある尾引き長さ情報を用いて「はらい」部分207や「跳ね」部分206に続く尾引き長さ分を学習により推定しているので、個人差を反映させたより適正な尾引き分の短縮処理が可能となる。なお、「止め」部分205の尾引きによる長さのサンプリングが完了していない段階では、実験等による固定値を用いればよい。
【0151】
従って、指などの指示手段がタッチパネル122面から離れる尾引きの長さとして実験的に得られた値を固定情報として用いる場合には、個人差が考慮されないこととなってしまうが、この第五の特徴的構成例によれば、止め尾引き処理部157において無効にする描画線の長さの平均値を尾引き長さ算出部158により算出し、跳ね処理部156での尾引き長さに反映させることで、実験を行うことなく実用レベルで個人差を吸収し得るように学習させることができ、各利用者に応じたより適正な跳ね処理が可能となる。
【0152】
なお、この第五の特徴的構成例の作用に関しては、FD、CD−ROM等の情報記憶媒体に予め記憶させたプログラムをコンピュータに読取らせることによっても実行させることができる。ここに、この第五の特徴的構成例の場合には、CD−ROM39等の情報記憶媒体に対して、指示手段のタッチパネル122における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出機能と、タッチパネル122に対する指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出機能と、座標検出機能により所定の時間間隔で順次検出される2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化機能と、挿入/非挿入検出機能による指示手段の非挿入検出時にベクトル化機能によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がある場合にはその変化点から非挿入検出点までの2次元座標間を結ぶ描画線を無効にする止め尾引き処理機能と、この止め尾引き処理機能において無効にする描画線の長さの平均値を算出する尾引き長さ算出機能と、挿入/非挿入検出機能による指示手段の非挿入検出時にベクトル化機能による座標ベクトル値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を尾引き長さ算出機能により算出された平均値長さ分だけ短く処理する跳ね処理機能とをコンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されていればよい(請求項10記載の発明に相当する)。
【0153】
【発明の効果】
請求項1、6及び11記載の発明によれば、指示手段の状態に関して、その2次元座標だけでなく、座標入力検出領域面に対する距離情報も検出するようにしたので、2次元座標だけでは識別できなかった指示手段の入力状態を識別することができ、座標入力検出システムの種々の動作状態に反映させることができ、スムーズな座標入力動作を実現させることができる。特に、座標情報と距離情報とを用い、かつ、座標変化に対する距離変化の割合を予め設定された所定の閾値と比較するようにしたので、座標及び距離情報だけでは識別できなかった座標入力状態をより詳細かつ正確に識別でき、座標入力検出システムの種々の動作状態に適正に反映させることができ、より一層スムーズな座標入力動作を実現させることができる。
【0154】
請求項2、7及び12記載の発明によれば、指示手段の状態に関して、その2次元座標だけでなく、座標入力検出領域面に対する距離情報も検出するようにしたので、2次元座標だけでは識別できなかった指示手段の入力状態を識別することができ、座標入力検出システムの種々の動作状態に反映させることができ、スムーズな座標入力動作を実現させることができる。特に、座標情報と距離情報とを用い、かつ、座標変化に対する距離変化の傾きを予め設定された所定の閾値と比較するようにしたので、座標及び距離情報だけでは識別できなかった座標入力状態をより正確に識別でき、座標入力検出システムの種々の動作状態に適正に反映させることができ、より一層スムーズな座標入力動作を実現させることができる。
【0155】
請求項3、8及び13記載の発明によれば、基本的には請求項1又は2記載の発明の場合と同様な効果が得られるが、より実際的に、「跳ね」部分や「止め」部分での指などの指示手段の自然かつ異なる動きに着目し、座標変化に対する距離変化の割合又は傾きを予め設定された所定の閾値と比較し、その大小に応じて指示手段の指示状態が挿入状態にあるか非挿入状態にあるかを判断するようにしたので、より適正に入力状態を認識でき、「跳ね」部分や「止め」部分に対する尾引き等を低減させた再現画像処理が可能となる。
【0156】
請求項4、9及び14記載の発明によれば、より実際的に漢字等における「跳ね」部分では指などの指示手段が座標入力検出領域から離れる際にその跳ね方向に進むのが一般的であり、跳ね部分に引き続いて尾引きが発生し、跳ね部分が意図した長さよりも長くなってしまう冗長性を持つ点に着目し、指示手段の状態に関して、その2次元座標だけでなく、その2次元座標の変位に関して変化の方向及びその長さをベクトル座標化し、非挿入検出時にそのベクトル座標値の変化の程度を認識し、ベクトル座標値に大きな変化がない場合には、このような「跳ね」部分に引き続く尾引きと認識し、その描画線を所定長さ分短くする処理を行うことで、「跳ね」部分に尾引きによる冗長部分が描画されないようにすることができる。
【0157】
請求項5、10及び15記載の発明によれば、請求項4、9及び14記載の発明を実現する上で、指などの指示手段が座標入力検出領域面から離れる尾引きの長さとして実験的に得られた値を固定情報として用いる場合には、個人差が考慮されないこととなってしまうが、止め尾引き処理手段において無効にする描画線の長さの平均値を尾引き長さ算出手段により算出し、跳ね処理手段での尾引き長さに反映させることで、実験を行うことなく実用レベルで個人差を吸収し得るように学習させることができ、各利用者に応じたより適正な跳ね処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の前提的構成例を原理的に示す概略正面図である。
【図2】その受発光手段の内部構造の構成例を示す概略正面図である。
【図3】その検出動作を説明するための概略正面図である。
【図4】受発光手段の取付間隔等を示す概略正面図である。
【図5】ディスプレイ前面等への設置例を示す断面図である。
【図6】その制御系の構成例を示すブロック図である。
【図7】本発明の第二の前提的構成例を示す概略正面図である。
【図8】本発明の第三の前提的構成例を示す説明図である。
【図9】その動作を説明するための信号波形を示すタイミングチャートである。
【図10】座標位置の算出方法を示す説明図である。
【図11】本発明の第四の前提的構成例を示す平面的な構成図である。
【図12】その光学ユニットの構成を示す模式図である。
【図13】そのカーソルを示す斜視図である。
【図14】その電気回路構成の一例を示すブロック図である。
【図15】その動作波形例を示すタイミングチャートである。
【図16】本発明の第一の特徴的構成例を機能的に示すブロック図である。
【図17】その処理制御例を示すフローチャートである。
【図18】本発明の第二の特徴的構成例を機能的に示すブロック図である。
【図19】その処理制御例を示すフローチャートである。
【図20】本発明の第三の特徴的構成例を機能的に示すブロック図である。
【図21】入力操作例を示す座標入力/検出領域面に平行な方向から見た断面図である。
【図22】その各場合の光強度分布を示す特性図である。
【図23】指先の距離の変化に伴うディップ深さが変化する様子を示す特性図である。
【図24】実際的な描画動作に伴う指先の軌跡や距離との関係を併せて示す説明図である。
【図25】その指先の軌跡の断面図を拡大して模式的に示す説明図である。
【図26】その処理制御例を示すフローチャートである。
【図27】変形例を示す距離−深さ関係の特性図である。
【図28】指先の動きに応じた光強度のディップ量の変化の様子を示す出力波形図である。
【図29】本発明の第四の特徴的構成例を機能的に示すブロック図である。
【図30】座標ベクトル値の算出方法を説明するためのベクトル図である。
【図31】指先の動きに伴う変遷の様子を示すベクトル図である。
【図32】本発明の第五の特徴的構成例を機能的に示すブロック図である。
【図33】指等による描画動作を示す説明図である。
【図34】特徴的な文字の構成例及びその筆記に伴う描画例を誇張して示す説明図である。
【符号の説明】
3 座標入力/検出領域
4 指示手段
13 受光手段
21 発光手段
32,37,39 情報記憶媒体
52 発光手段
53 受光手段
54 発光手段
55 受光手段
57 座標入力/検出領域
59 指示手段
63a,63b 画像入力手段
66 座標入力/検出領域
92 座標入力/検出領域
94 指示手段
97,98 発光手段
103 受光手段
122 座標入力/検出領域
123 座標検出手段
124 距離検出手段
125 記憶手段
126 座標変化検出/記憶手段
127 距離変化検出/記憶手段
128 状態割当手段
132 演算手段
133 比較手段
134 状態割当手段
142 状態割当手段
152 挿入/非挿入検出手段
153 ベクトル化手段
156 跳ね処理手段
157 止め尾引き処理手段
158 尾引き長さ算出手段
Claims (15)
- 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出装置において、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出手段と、
前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出手段と、
前記座標検出手段により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出手段と、
前記距離検出手段により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出手段と、
前記座標変化検出手段により検出された座標変化に対する前記距離変化検出手段により検出された距離変化の割合を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された割合と所定の閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当手段と、
を備えることを特徴とする座標入力検出装置。 - 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出装置において、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出手段と、
前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出手段と、
前記座標検出手段により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出手段と、
前記距離検出手段により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出手段と、
前記座標変化検出手段により検出された座標変化に対する前記距離変化検出手段により検出された距離変化の傾きを演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された傾きと所定の閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当手段と、
を備えることを特徴とする座標入力検出装置。 - 前記状態割当手段は、前記比較手段による比較の結果、前記割合又は傾きが前記閾値を超える場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して非挿入状態であり、前記割合又は傾きが前記閾値以下の場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して挿入状態であると判断する判断手段よりなることを特徴とする請求項1又は2記載の座標入力検出装置。
- 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出装置において、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出手段と、
前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出手段と、
前記座標検出手段により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化手段と、
前記挿入/非挿入検出手段による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化手段によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を所定長さ分短く処理する跳ね処理手段と、
を備えることを特徴とする座標入力検出装置。 - 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出装置において、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出手段と、
前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出手段と、
前記座標検出手段により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化手段と、
前記挿入/非挿入検出手段による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化手段によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がある場合にはその変化点から非挿入検出点までの2次元座標間を結ぶ描画線を無効にする止め尾引き処理手段と、
この止め尾引き処理手段において無効にする描画線の長さの平均値を算出する尾引き長さ算出手段と、
前記挿入/非挿入検出手段による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化手段による座標ベクトル値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を前記尾引き長さ算出手段により算出された前記平均値長さ分だけ短く処理する跳ね処理手段と、
を備えることを特徴とする座標入力検出装置。 - 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出するためのプログラムを記憶してコンピュータで読取可能な情報記憶媒体であって、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出機能と、
前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出機能と、
前記座標検出機能により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出機能と、
前記距離検出手段により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出機能と、
前記座標変化検出機能により検出された座標変化に対する前記距離変化検出機能により検出された距離変化の割合を演算する演算機能と、
前記演算機能により演算された割合と所定の閾値とを比較する比較機能と、
前記比較機能による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当機能と、
を前記コンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されている情報記憶媒体。 - 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出するためのプログラムを記憶してコンピュータで読取可能な情報記憶媒体であって、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出機能と、
前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出機能と、
前記座標検出機能により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出機能と、
前記距離検出機能により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出機能と、
前記座標変化検出機能により検出された座標変化に対する前記距離変化検出機能により検出された距離変化の傾きを演算する演算機能と、
前記演算機能により演算された傾きと所定の閾値とを比較する比較機能と、
前記比較機能による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当機能と、
を前記コンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されている情報記憶媒体。 - 前記状態割当機能は、前記比較機能による比較の結果、前記割合又は傾きが前記閾値を超える場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して非挿入状態であり、前記割合又は傾きが前記閾値以下の場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して挿入状態であると判断する判断機能よりなることを特徴とする請求項6又は7記載の情報記憶媒体。
- 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された 指示手段の位置を光学的に検出するためのプログラムを記憶してコンピュータで読取可能な情報記憶媒体であって、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出機能と、
前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出機能と、
前記座標検出機能により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化機能と、
前記挿入/非挿入検出機能による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化機能によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を所定長さ分短く処理する跳ね処理機能と、
を前記コンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されている情報記憶媒体。 - 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出するためのプログラムを記憶してコンピュータで読取可能な情報記憶媒体であって、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出機能と、
前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出機能と、
前記座標検出機能により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化機能と、
前記挿入/非挿入検出機能による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化機能によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がある場合にはその変化点から非挿入検出点までの2次元座標間を結ぶ描画線を無効にする止め尾引き処理機能と、
前記止め尾引き処理機能において無効にする描画線の長さの平均値を算出する尾引き長さ算出機能と、
前記挿入/非挿入検出機能による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化機能による座標ベクトル値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を前記尾引き長さ算出機能により算出された前記平均値長さ分だけ短く処理する跳ね処理機能と、
を前記コンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されている情報記憶媒体。 - 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出方法であって、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出工程と、
前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出工程と、
前記座標検出工程により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出する座標変化検出工程と、
前記距離検出工程により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出工程と、
前記座標変化検出工程により検出された座標変化に対する前記距離変化検出工程により検出された距離変化の割合を演算する演算工程と、
前記演算工程により演算された割合と所定の閾値とを比較する比較工程と、
前記比較工程による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当工程と、
を含むことを特徴とする座標入力検出方法。 - 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出方法であって、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を検出する座標検出工程と、
前記指示手段の前記座標入力検出領域面からの距離を検出する距離検出工程と、
前記座標検出工程により検出された2次元座標情報の所定の時間間隔での変化を検出す る座標変化検出工程と、
前記距離検出工程により検出された距離情報の所定の時間間隔での変化を検出する距離変化検出工程と、
前記座標変化検出工程により検出された座標変化に対する前記距離変化検出工程により検出された距離変化の傾きを演算する演算工程と、
前記演算工程により演算された傾きと所定の閾値とを比較する比較工程と、
前記比較工程による比較の結果に基づき、予め記憶された1つ以上の前記指示手段の指示状態のうちの少なくとも1つの指示状態を割り当てる状態割当工程と、
を含むことを特徴とする座標入力検出方法。 - 前記状態割当工程は、前記比較工程による比較の結果、前記割合又は傾きが前記閾値を超える場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して非挿入状態であり、前記割合又は傾きが前記閾値以下の場合には前記指示手段の指示状態が前記座標入力検出領域に対して挿入状態であると判断する判断工程よりなることを特徴とする請求項11又は12記載の座標入力検出方法。
- 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出方法であって、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出工程と、
前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出工程と、
前記座標検出工程により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化工程と、
前記挿入/非挿入検出工程による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化工程によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を所定長さ分短く処理する跳ね処理工程と、
を含むことを特徴とする座標入力検出方法。 - 平面若しくはほぼ平面をなす2次元の座標入力検出領域に挿入された指示手段の位置を光学的に検出する座標入力検出方法であって、
前記指示手段の前記座標入力検出領域における2次元座標を所定の時間間隔で検出する座標検出工程と、
前記座標入力検出領域に対する前記指示手段の挿入/非挿入状態を検出する挿入/非挿入検出工程と、
前記座標検出工程により所定の時間間隔で順次検出される前記2次元座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化工程と、
前記挿入/非挿入検出工程による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化工程によるベクトル座標値に所定値以上の大きな変化がある場合にはその変化点から非挿入検出点までの2次元座標間を結ぶ描画線を無効にする止め尾引き処理工程と、
前記止め尾引き処理工程において無効にする描画線の長さの平均値を算出する尾引き長さ算出工程と、
前記挿入/非挿入検出工程による前記指示手段の非挿入検出時に前記ベクトル化工程による座標ベクトル値に所定値以上の大きな変化がない場合には非挿入検出時直前の2次元座標とその直前の2次元座標とを結ぶ描画線を前記尾引き長さ算出工程により算出された前記平均値長さ分だけ短く処理する跳ね処理工程と、
を含むことを特徴とする座標入力検出方法。
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