JP4057200B2 - 座標入力装置および座標入力装置の記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標入力装置に関し、特に座標入力面を備え、この座標入力面に指やペンで触れた位置の座標が入力できる、いわゆるタッチパネル式の座標入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、ディスプレイなどの表示装置に接続されて使用されるタッチパネル式の座標入力装置が使用されている。このような座標入力装置は、タッチパネルといった座標入力面を備え、座標入力面上に入力された座標を表示装置に送出し、入力された座標によって形成される文字や線画を表示装置に表示された画像と重ねて表示させるものである。
【0003】
このような座標入力装置としては、例えば、特開平9−91094号公報に記載されたものがある。この座標入力装置は、図18に示すように、透明なガラス基板でなる座標入力面161と、座標入力面161の角部に配置される2つのスキャナライト160と、座標入力面161の周辺のうち三方に設けられた反射アレイ162とを有している。
【0004】
スキャナライト160は、座標入力面161にほぼ平行な光を出射する。スキャナライト160が出射した光は、座標入力面の全域に行きわたって反射アレイ162で再帰的に反射され、スキャナライト160によって受光される。このとき、座標入力面161上に指やペンが座標入力すると、この座標でスキャナライト160が出射した光が遮蔽されて反射アレイ162に届かず、スキャナライト160に反射光が受光されなくなる。左右2つのスキャナライト160は、反射光が受光されなかったときの回転角でそれぞれ入力された座標を通る直線を特定し、さらに両直線の交点として入力された座標を検出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような座標入力装置が使用される会議やプレゼンテーションにおいては、質疑応答などを円滑に進めるために同時に複数の操作者によって表示装置に書き込みを行うことが望ましいことがある。しかしながら、2人の操作者が、それぞれ図18の座標入力装置から例えば点P1(x1,y1)、点P2(x2,y2)を入力すると、スキャナライト160の一方が回転角度θL1、θL2を検出し、他方が回転角度θR1、θR2を検出することになる。
【0006】
このとき、図18の座標入力装置は、入力された座標が回転角度θL1、回転角度θR1および回転角度θL2、回転角度θR2を組み合わせて決定するものか、あるいは回転角度θL1、回転角度θR2および回転角度θL2、回転角度θR1を組み合わせて決定するものかを判別することができない。このため、入力された点P1、点P2の他、点P1'、点P2'も入力点の候補となってしまう虞があり、複数の操作者によって表示装置に書き込みを行うことができなかった。
【0007】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の座標が入力された場合、この座標を指示手段ごとに判別でき、複数の操作者による入力が可能な座標入力装置および座標入力装置の記録媒体を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
以上述べた課題は、以下の手段によって解決できる。すなわち、
請求項1記載の発明は、指示手段によって座標が入力される座標入力面と、前記指示手段が前記座標入力面上で指示することによる受光手段上の信号変化位置に基づく指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度をそれぞれ周期的に検出する少なくとも2つの角度検出手段と、周期的に検出される角度のうち、直前の周期で検出された角度および当該角度に係る信号変化位置を記憶する角度記憶手段と、前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段について1個ずつ多かった場合、今回検出された角度に係る信号変化位置と前回検出された角度に係る信号変化位置との差から前記角度記憶手段に記憶されている角度に最も近い角度を選択する角度選択手段と、前記角度選択手段が選択した角度に基づいて一の前記指示手段によって入力された座標を検出するとともに、前記角度選択手段によって選択されなかった角度に基づいて他の指示手段によって入力された座標を検出する座標検出手段と、を有することを特徴とするものである。
【0011】
このように構成することにより、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点を判別し、この座標を検出することができるようになる。そして、さらに他の1つの指示手段が指示した指示点の座標を検出することができるようになる。
【0012】
請求項2記載の発明は、前記角度検出手段によって周期的に検出される角度が、前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段のいずれかについて2個以上多かった場合、前記角度選択手段によって選択されなかった角度を棄却する角度棄却手段をさらに有することを特徴とするものである。
【0013】
このように構成することにより、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合にも、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点を、他の指示手段による指示に影響されることなく判別し、座標を検出することができるようになる。
【0014】
請求項3記載の発明は、指示手段によって座標が入力される座標入力面と、前記指示手段が前記座標入力面上で指示することによる受光手段上の信号変化位置に基づく指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度をそれぞれ周期的に検出する少なくとも2つの角度検出手段と、周期的に検出される角度のうち、直前の周期で検出された角度および当該角度に係る信号変化位置を記憶する角度記憶手段と、前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段について1個ずつ多かった場合、今回検出された角度に係る信号変化位置と前回検出された角度に係る信号変化位置との差から前記角度記憶手段に記憶されている角度に最も近い角度を選択する角度選択手段と、前記角度選択手段によって選択された角度に第1の識別子を付すとともに、第1の識別子が付されなかった角度に対して第2の識別子を付す識別子付与手段と、前記第1の識別子を付した角度に基づいて前記角度記憶手段に記憶されている角度に基づく座標と連続する一の前記指示手段によって入力された座標を検出するとともに、前記第2の識別子を付した角度に基づいて他の指示手段によって入力された座標を検出する座標検出手段と、を備えることを特徴とするものである。
【0017】
このように構成することにより、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点を判別すると共に、この座標を検出することができるようになる。そして、さらに他の1つの指示手段が指示した指示点に第2の識別子を付して座標を検出することができるようになる。このため、第1の識別子が付された指示点同士によって描かれるストロークと、第2の識別子が付された指示点同士によって描かれるストロークとを検出することができるようになる。
【0018】
請求項4記載の発明は、前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に各検出手段のいずれかについて2個以上多かった場合、前記識別子付与手段によって第1の識別子が付されなかった角度データを棄却する角度データ棄却手段をさらに有することを特徴とするものである。
【0019】
このように構成することにより、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点を判別すると共に、この座標を検出することができるようになる。そして、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合にも、他の指示手段による指示に影響されることなく、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点同士によって描かれるストロークを検出することができるようになる。
【0020】
請求項5記載の発明は、前記角度検出手段は、発光手段と、前記発光手段が発した光を再帰的に反射する反射手段と、前記反射手段で反射された反射光を受光できる位置に設けられた前記受光手段と、反射光を前記受光手段への入射角度に応じて受光手段の異なる位置に受光させる光学手段とを有し、前記受光手段が反射光を受光しなかったディップ位置から前記指示手段が指示した指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線を特定し、当該直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度を検出する、ことを特徴とするものである。
【0021】
このように構成することにより、指示手段に特殊な構成を用いることなく座標入力面に座標入力ができるようになる。また、座標入力面が比較的広い座標入力装置を構成しやすくなる。
【0022】
請求項6記載の発明は、前記角度検出手段は、前記座標入力面の略全域で画像を取り込むことが可能な画像入力手段を有し、前記画像入力手段によって取り込まれた前記指示手段の像を示すピーク位置から前記指示手段が指示した指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線を特定し、当該直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度を検出する、ことを特徴とするものである。
【0023】
このように構成することにより、指示手段に特殊な構成を用いることなく座標入力面に座標入力ができるようになる。また、座標入力面が比較的広い座標入力装置を構成しやすくなる。
【0024】
請求項7記載の発明は、指示手段によって座標が入力される座標入力面と、前記指示手段が前記座標入力面上で指示することによる受光手段上の信号変化位置に基づく指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度をそれぞれ周期的に検出する少なくとも2つの角度検出手段と、を有する座標入力装置の中央処理装置により読出し可能なプログラムが記録された座標入力装置の記録媒体であって、周期的に検出される角度のうち、直前の周期で検出された角度および当該角度に係る信号変化位置を記憶する角度記憶工程と、周期的に検出された角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段について1個ずつ多かった場合、今回検出した角度に係る信号変化位置と前回検出された角度に係る信号変化位置との差から前記角度記憶工程で記憶された角度に最も近い角度を選択する角度選択工程と、前記角度選択工程で選択された角度に基づいて一の前記指示手段によって入力された座標を検出するとともに、前記角度選択手段によって選択されなかった角度に基づいて他の指示手段によって入力された座標を検出する座標検出工程と、を前記中央処理装置に実行させるプログラムを記憶することを特徴とすることを特徴とする。
【0027】
このように構成することにより、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点を判別し、この座標を検出することができるようになる。そして、さらに他の1つの指示手段が指示した指示点の座標を検出することができるようになる。また、このようなプログラムをソフトウェア化でき、中央処理装置に専用の構成を用いる必要がなくなる。
【0028】
請求項8記載の発明は、前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段のいずれかについて2個以上多かった場合、前記角度選択工程で選択されなかった角度を棄却する角度データ棄却工程をさらに前記中央処理装置に実行させるプログラムを記憶することを特徴とするものである。
【0029】
このように構成することにより、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合にも、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点を、他の指示手段による指示に影響されることなく判別し、座標を検出することができるようになる。また、このようなプログラムをソフトウェア化でき、中央処理装置に専用の構成を用いる必要がなくなる。
【0030】
請求項9記載の発明は、指示手段によって座標が入力される座標入力面と、前記指示手段が前記座標入力面上で指示することによる受光手段上の信号変化位置に基づく指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度をそれぞれ周期的に検出する少なくとも2つの角度検出手段と、前記角度検出手段によって周期的に検出される角度のうち、直前の周期で検出された角度および当該角度に係る信号変化位置を記憶する角度記憶手段と、を有する座標入力装置の中央処理装置により読出し可能なプログラムが記録された座標入力装置の記録媒体であって、周期的に検出された角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段について1個ずつ多かった場合、今回検出した角度に係る信号変化位置と前回検出された角度に係る信号変化位置との差から前記角度記憶手段に記憶された角度に最も近い角度を選択する角度選択工程と、前記角度選択工程で選択された角度に第1の識別子を付すとともに、第1の識別子が付されなかった角度に対して第2の識別子を付す識別子付与工程と、前記第1の識別子を付した角度に基づいて前記角度記憶手段に記憶されている角度に基づく座標と連続する一の前記指示手段によって入力された座標を検出するとともに、前記第2の識別子を付した角度に基づいて他の指示手段によって入力された座標を検出する座標検出工程と、を前記中央処理装置に実行させるプログラムを記憶することを特徴とするものである。
【0033】
このように構成することにより、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点を判別すると共に、この座標を検出することができるようになる。そして、さらに他の1つの指示手段が指示した指示点に第2の識別子を付して座標を検出することができるようになる。このため、第1の識別子が付された指示点同士によって描かれるストロークと、第2の識別子が付された指示点同士によって描かれるストロークとを検出することができるようになる。また、このようなプログラムをソフトウェア化でき、中央処理装置に専用の構成を用いる必要がなくなる。
【0034】
請求項10記載の発明は、前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段のいずれかについて2個以上多かった場合、前記第1識別子付与工程で第1の識別子が付されなかった角度データを棄却する角度データ棄却工程をさらに前記中央処理装置に実行させるプログラムを記憶することを特徴とするものである。
【0035】
このように構成することにより、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点を判別すると共に、この座標を検出することができるようになる。そして、座標入力面に複数の指示手段による指示がなされた場合にも、他の指示手段による指示に影響されることなく、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点同士によって描かれるストロークを検出することができるようになる。また、このようなプログラムをソフトウェア化でき、中央処理装置に専用の構成を用いる必要がなくなる。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態1、実施の形態2について説明する。
先ず、本発明の実施の形態1、実施の形態2を説明するに先立って、本発明が適用される座標入力装置の座標検出原理について2つの例を挙げて説明する。
(本発明が適用される座標入力装置の構成および座標検出原理)
【0037】
▲1▼ 第1の例
図1は、第1の例の座標検出装置を説明するための座標検出装置の上面図である。図示した構成の角度検出手段は、指や指示棒などの指示手段15によって座標が入力される座標入力面となるパネル13と、発光手段および発光手段が発した光の反射光を受光できる位置に設けられた受光手段である受発光部12a、12bと、受発光部12a、12bが発光した光を再帰的に反射する反射手段である再帰性反射部材14と、再帰性反射部材14で反射された反射光を受発光部12a、12bへの入射角度に応じて受発光部12a、12bの異なる位置に受光させる光学手段である集光レンズ50(図3〜図5)とを有している。
【0038】
なお、第1の例の座標入力装置のパネル13は、略四角形の形状を有し、電子的に画像を表示するディスプレイやマーカーなどを用いて書き込みが可能なホワイトボードであっても良い。
【0039】
受発光部12aに内蔵される光源11が照射した光は、L1、L2、…Lnを光軸とする光束として座標入力面の全域に扇状に広がっていく。このような光束のうち、例えば、光軸L3に注目した場合、光軸L3の光束の反射光(光軸L3’)は、再帰性の再帰性反射部材14で反射されて光軸L3と同じ光軸を通って受発光部12aに向かう。受発光部12aには、後述する受光手段が設けてあって、この反射光を受光する。このような受光手段は、光軸L1、L2、…Lnで表される光束のすべてについてその反射光を受光できるように構成されている。
【0040】
パネル13内の一点にオペレータが指やペンといった指示手段15を置いて座標を入力すると、光軸L1、L2、…Lnを含む光束のうちの一部が指示手段15によって遮蔽され、再帰性反射部材14に届かなくなる。このため、指示手段15によって遮られた光束の反射光が受光手段12aで受光されなくなり、受光されなかった光束から指示手段15が置かれた点、すなわち入力した座標を通る光の光軸が識別できる。
【0041】
同様にして、受発光部12bの光源11から発光した光束についてもその反射光を受光し、指示手段15が入力した座標を通る光軸を識別することができる。図1では、受発光部12aから発光した光軸Ln、12bから発光した光軸Rnが指示手段15によって入力された座標を通る光軸となっている。指示手段15の座標は、このような光軸Ln、光軸Rnの交点として算出することができる。
【0042】
このとき、第1の例の座標入力装置では、図2のように、指示手段15が指示した指示点(入力した座標)とパネル13上の基準点(光源11の中心点)とを結ぶ直線を特定し、この直線とパネル13上の基準線(光源11の基準点同士を結ぶ直線とする)となす角度θL、角度θRを検出することによって入力された座標を通る光軸Ln、光軸Rnを検出している。そして、後述するように、角度θL、角度θRと、パネル13上の基準線の長さW(受発光部12a、12bの取り付け間隔とする)とを用いて指示手段15の座標を検出している。
【0043】
次に、上述した角度θL、角度θRを求めるための具体的な演算について説明するため、受発光部12a、受発光部12bの構成と、遮蔽された光の光軸を求める機構について説明する。なお、受発光部12a、12bは、同様に構成されている。このため、ここでは、受発光部12aに関する構成だけを図示し、受発光部12bに関する説明を略すものとする。
【0044】
図3は、受発光部12aの構成の概略を示す図で、パネル13に垂直方向から受発光部12aを見た図である。受発光部12aは、概略して光源11、集光レンズ50、受光素子51で構成されている。光源11は、受光素子51と反対側に扇状の光を照射するもので、扇状の光は、矢印53、矢印54、矢印58、矢印59の方向に照射、あるいは反射されてくる光束の集合であると考える。矢印53の方向に照射された光は、反射部材で矢印54の方向に反射されてくる。そして、集光レンズ50通って進み、受光素子51上の点51bの位置で受光される。また、矢印58の方向に照射された光は、反射部材で矢印59の方向に反射され、受光素子51上の点51aの位置で受光される。
【0045】
このように、光源11から照射され、再帰性の反射部材で反射された光の光軸とその受光位置とは、一対一の関係にある。このことから、受光素子51上の受光強度分布を調べれば、遮蔽された光がどの光軸を通って照射、あるいは反射されてきたものか分かる。そして、このような光軸を受発光部12a、受発光部12bの両方について求めれば、指示手段15によって入力された点で交わる2直線を求めることができる。
【0046】
なお、第2の例の座標入力装置では、受光素子51にCCDラインセンサを用い、受光素子51上の受光強度分布を表す信号を外部に出力するものとする。そして、本明細書中では、以降、受光素子51が出力する受光素子51上の受光強度分布を表す信号を、光強度分布信号と記すものとする。
【0047】
図4は、受光素子51上の受光強度と遮蔽された光の光軸との関係を説明する図である。図4では、集光レンズ50の中心が光源11に一致するように集光レンズ50を配置する。光源11から照射された光は、再帰性反射部材14で再帰的に反射され、集光レンズ50の中心を通って受光素子51上で受光される。このとき、受光素子51上の強度分布は、光を遮蔽するものが座標入力面上に無ければほぼ均一になる。しかし、図中に示した指示手段15で光が遮蔽された場合、受光素子51上でこ指示手段15を通る光の受光位置の受光強度が弱まることになる。なお、このような受光強度が弱い受光素子51上の点を以降暗点という。
【0048】
図4中に、受光素子51中心点を基準とした暗点の位置Dn(以降、ディップ位置ともいう)を示す。このDnは、暗点を通る直線と受光素子51の中心点を通る直線とがなす角度θnと以下の式(1)で表される対応関係がある。
θn=arctan(Dn/f) …(1)
ただし、式(1)中のfは、図4に示すように、集光レンズ50中心と受光素子51表面との距離である。
【0049】
ここで、図2で示した角度θLは、以下に示す式(2)のように、角度θLを持つ直線Lと受光素子51の中心および集光レンズ50の中心を通る直線がなす角度θnLの関数で表される。
θL=g(θnL) …(2)
ただし、
θnL=arctan(DnL/f) …(3)
式(2)、式(3)の関係は、受発光部12bについても同様に成り立つ。したがって、受発光部側のθnをθnRとし、図2のθRを表すと、
θR=h(θnR) …(4)
ただし、
θnR=arctan(DnL/f) …(5)
が得られる。
【0050】
ここで、図2中のoを原点とする点Pの座標P(x,y)は、
x=W・tanθR/(tanθL+tanθR) …(6)
y=W・tanθL・tanθR/(tanθL+tanθR) …(7)
と表すことができる。
以上のように、受発光部12a、12bに設けられる受光素子51上の暗点を検出し、この暗点と受光素子51の中心からの距離を求めることにより、指示手段15が入力した座標を検出することができる。
【0051】
図5は、図3に示した受発光部12aの光学系を、より詳しく説明するための図で、図5(a)は、受発光部12aの発光、受光の構成を説明するための模式図、(b)は、(a)の模式図の発光に係る構成を示す図、(c)は、(a)の受光に係る構成を説明する図である。受発光部12aは、図5(a)、(b)、(c)に示した受光、発光の構成が一体的に組み込まれて構成されている。なお、図5(a)〜(c)は、いずれもそれぞれの図中に示す座標軸に従う方向から見たものとする。
【0052】
受発光部12aの光源11には、レーザダイオードやピンポイントLEDなど、ある程度、径を絞ったスポット光を生成できる光源が用いられる。光源11からパネル13に対して垂直に発した光は、シリンドリカルレンズ84によってx方向にのみコリメートされる。そして、さらにシリンドリカルレンズ85、シリンドリカルレンズ86で図中y方向に集光される。このようなシリンドリカルレンズ84とシリンドリカルレンズ85、シリンドリカルレンズ86とは、その曲率分布が互いに直交している。3枚のシリンドリカルレンズを通過してきた光は、集光部cで線状に集光する。この集光部cは、前述した座標検出原理の光源に相当することから、以降、二次光源ともいうものとする。
【0053】
また、シリンドリカルレンズ84、シリンドリカルレンズ85、シリンドリカルレンズ86でなるビーム整形レンズ群から光を取り出す取出口には図示しないスリットが設けてあって、スリットから二次光源cの光が座標入力面に向けて照射される。この照射光は、ハーフミラー87によって折り返されてパネル13の正面の側から見て扇状に広がる(図5(b))。このとき、照射光は、シリンドリカルレンズ84でコリメートされていることにより、座標入力面の垂直方向には広がらず、座標入力面に平行な光となる。
【0054】
パネル13上に広がった光は、再帰性反射部材14で反射され、出射されたときと同じ光軸を通ってビーム整形レンズ群に向かって進む(矢印Cの方向)。そして、ハーフミラー87を透過した後に集光レンズ50を通ってCCDラインセンサである受光素子51に受光される。このとき、パネル13上に指示手段15があれば、この指示手段15が光の遮蔽物となって受光素子51のいずれかのCCD撮像素子に暗点を生じる。この暗点となったCCD撮像素子の受光素子51上における位置から前述した式(2)のDnが求められ、このDnに基づいて指示手段15が入力した座標が算出できる(図5(c))。
【0055】
▲2▼ 第2の例
図6は、第2の例の座標検出装置を説明するための図である。図示した構成は、画像入力手段としての赤外線位置検出部61と、コントロール部71と、指示手段であるペン64とよりなっている。赤外線位置検出部61は、座標入力範囲(座標入力面)80の略全域を取り込むことが可能であって、間隔Lを隔てて配置される2つの赤外線CCDカメラ62a、62bを有している。また、ペン64の先端には、赤外線LED63が設けられている。
【0056】
コントロール部71は、赤外線CCDカメラ62a、62bをリセットするリセット信号aを生成するリセット信号回路60、赤外線CCDカメラ62a、62bを垂直走査するための垂直クロック信号bを生成する垂直クロック回路65、赤外線CCDカメラ62a、62bを水平走査するための水平クロック信号cを生成する水平クロック回路66を有している。なお、リセット信号a、垂直クロック信号b、水平クロック信号cは、赤外線CCDカメラ62a、62bに入力し、赤外線CCDカメラ62a、62bにX−Y方向の走査を開始させる信号である。
【0057】
また、コントロール部71は、赤外線CCDカメラ62a、62bが出力する映像信号d1、d2のピークを検出してピーク検出信号e1、e2を出力するピーク検出回路67a、67bと、ペン64が入力した座標を算出する演算回路68と、演算回路によって算出された座標を外部機器に出力するためのインターフェース回路69および表示するための表示回路70とを有している。また、図示した座標検出装置は、赤外線検出部61の画像取り込み範囲外にペン64が座標入力すると、警告音などを発生する音声回路部(図示せず)を備え、さらに操作性を向上させることができる。
【0058】
さらに、図示した座標検出装置は、赤外線CCDカメラ62a、62bにレンズ倍率調整回路または焦点距離調整回路を設けることにより、座標入力範囲80の大きさ、要求される入力精度などに応じて赤外線CCDカメラ62a、62b解像度や検出範囲を設定することができる。なお、図6の構成では、コントロール部71と赤外線検出部61とを別体としているが、コントロール部71に内蔵されている各回路を小型化することによって両者を一体化することも可能である。
【0059】
図7は、図6に示した座標入力装置で行われる各信号の処理を説明するためのタイミングチャートである。リセット信号a、垂直クロック信号b、水平クロック信号cは、それぞれ図示したタイミングで赤外線CCDカメラ62aと62bとに同時に入力する。リセット信号a、垂直クロック信号b、水平クロック信号cの入力により、赤外線位置検出部61は、赤外線CCDカメラ62a、62bから出力される映像信号d1、d2をコントロール部71に入力する。
【0060】
映像信号d1、d2は、赤外線CCDカメラ62a、62bでペン64を撮影した映像を表す信号である。このとき、赤外線CCDカメラ62a、62bの露出が絞られていることにより、赤外線CCDカメラ62a、62bには、赤外線LED63だけが示されてそれ以外の部分は黒色の画像が撮影される。したがって、赤外線CCDカメラ62a、62bから出力される映像信号d1、d2には、赤外線LED63の位置に相当する強いピーク信号p1、p2が表れる。
【0061】
ピーク検出回路67a、67bは、ピーク信号p1、p2を検出し、ピーク信号q1、q2を持つピーク検出信号e1、e2を出力する。このピーク検出信号e1、e2は、演算回路68に送出される。演算回路68には、図示しないROMが内蔵されていて、このROMには、ピーク検出信号e1、e2に表れたピーク信号q1、q2を赤外線LED63の位置を角度で表す角度データにそれぞれ変換する変換テーブルが記憶されている。なお、この角度データは、赤外線LED63の位置を、赤外線LED63の位置と座標入力範囲80上の基準点(例えば赤外線CCDカメラ62a、62bの原点)とを結ぶ直線を特定し、この直線と座標入力範囲80上の基準線(例えば赤外線CCDカメラ62a、62bの原点同士を結ぶ直線)とがなす角度で赤外線LED63の位置を表すものである。
【0062】
演算回路68は、以上のようにしてピーク検出信号e1、e2をそれぞれ角度に変換し、2つの角度を特定する。そして、さらに赤外線CCDカメラ62a、62b間の距離Lを用いて赤外線LED63が置かれた位置、すなわちペン64が入力した座標を算出する。このようにして得られた座標は、インターフェース回路69を介して外部の表示装置に出力される、あるいは、表示回路70に出力されて表示される。
【0063】
次に、図8を用い、角度データから入力された座標を検出する方法を具体的に説明する。なお、図8は、赤外線CCDカメラ62a、62bの一方の原点(撮影範囲の図中左下隅)を原点(0,0)とした2次元座標でペン64が入力した座標(x,y)を表したものである。
【0064】
演算回路68は、ピーク検出信号e1、e2を検出し、ここに表れたピーク信号q1、q2と、リセット信号aを基点とする垂直クロック信号b、水平クロック信号cとの関係から、赤外線CCDカメラ62aの原点を原点とした座標を用いたペン64の座標(x1,y1)および赤外線CCDカメラ62bの原点を原点とした座標を用いたペン64の座標(x2,y2)を求める。そして、この座標(x1,y1)、座標(x2,y2)を用い、図8に示した座標を用いて赤外線CCDカメラ62a、62bから見たペン64の位置を角度θL、θRで表せば、以下のようになる。
θL=tan-1(y1/x1) …式(8)
θR=tan-1(y2/x2) …式(9)
【0065】
次に、上記した式(8)、式(9)から角度θL、θRを求め、さらに赤外線CCDカメラ62a、62b間の距離Lを用いれば、図8に示した座標で表されるペン64が入力した座標(x,y)は、以下の式によって求められる。
y=xtanθL …式(10)
y=(x−L)tan(π−θR) …式(11)
【0066】
上記した式(10)、(11)を連立一次方程式としてx、yを求めれば、ペン64が入力した座標(x,y)が算出できる。先に述べた演算回路68の変換テーブルは、このような処理をより高速に行うために予め演算した結果を(x1,y1)、(x2,y2)と関連づけて記憶しておくものである。また、このような第2の例の座標検出装置は、タブレット盤などを作業台に置く必要がなく、作業スペースを有効に利用することができる。また、座標入力範囲80に原稿などが重ねて置かれている場合にも座標入力装置に対する座標入力が可能になる。さらに、レンズ倍率変調回路部などによって赤外線CCDカメラ62a、62bの画像取り込み範囲を可変設定でき、これと共に解像度をも設定できるので、座標入力装置の操作性、利便性をも高めることができる。
【0067】
(実施の形態1)
図9は、本発明の実施の形態1を説明するためのブロック図である。また、図10は、図9に示した構成で行われる座標検出の処理を説明するための図であって、後述する角度検出部4a、4bが備える受光素子51a、受光素子51bが検出したディップ位置と検出の周期との関係を示す図である。なお、本発明の実施の形態の座標入力装置は、いずれも先に述べた座標入力装置のうち、第1の例の座標入力装置として構成したものとする。
【0068】
実施の形態1の座標入力装置は、指などの指示手段15(図1)によって座標が入力される座標入力面であるパネル13(図1)と、入力された座標の検出を実行する座標検出実行部6と、座標検出実行部6を制御する中央処理装置7とを有している。座標検出実行部6は、入力した光強度分布信号に基づいて、指示手段15がパネル13上に入力した座標とパネル13上の基準点とを結ぶ直線とパネル13上の基準線とがなす角度を周期的に検出する角度検出手段である少なくとも2つの角度検出部4a、4bと、角度検出部4a、4bに検出された角度のうち、直前の周期で検出された角度を記憶する角度記憶手段である角度記憶部99と、角度検出部4a、4bが周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に多かった場合、角度記憶部99に記憶されている角度データに最も近いデータを今回検出した角度データから選択する角度選択手段である角度選択部5と、角度選択部5が選択した角度に基づいて、指示手段15が入力した座標を検出する座標検出手段である座標演算部95とを有している。
【0069】
実施の形態1の角度検出部4a、4bは、指示手段15を撮像して光強度分布信号として出力する受光素子51a、51bをそれぞれ有している。受光素子51a、51bは、周期的に座標検出実行部6に光強度分布信号を入力する。また、実施の形態1の角度検出部4a、4bは、受光素子51a、51bが受光した光に基づいて光強度分布信号を生成し、それぞれ、光強度分布信号からディップ位置を検出するディップ位置検出部93a、93bと、さらに角度に変換する角度変換部94a、94bとを有している。また、角度選択部5は、最近接角度選択部97と、最近接角度以外選択部98を有している。
【0070】
さらに、座標演算部95は、角度検出部4a、4bが周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に各角度検出部4a、4bについて1個ずつ多かった場合、角度選択部5によって選択されなかった角度に基づいて、他の指示手段が入力した座標を検出するよう構成されている。
【0071】
一方、中央処理装置7には、座標検出実行部6に含まれる各構成を制御するプログラムが記録された、例えばフロッピーディスクなどの記録媒体10がセットされている。中央処理装置7は、この記録媒体10に記録されているプログラムを読み出し、この内容にしたがって座標検出実行部6の各構成を制御する。なお、記録媒体10として差し替え可能なフロッピーディスクなどを用いることには、パソコンなどの汎用的な機器を中央処理装置7として使用することが可能になるという利点がある。
【0072】
次に、図10を用いて図9に示した構成で行われる処理について説明する。ディップ位置検出部93a、93bは、図3で説明した方法によってディップ位置を算出する。ディップ位置は、指示手段15がパネル13上で指示した指示点とパネル13上の基準点とを結ぶ直線とパネル13上の基準線とがなす角度に角度変換部で変換される。ここでディップ位置を角度に変換する理由は、後に座標演算部95において、式(1)〜式(7)を使って座標を算出するためである。なお、実施の形態1では、図2で示したように、パネル13上の基準点を受発光部12a、12bに内蔵される光源11の中心点、受発光部12a、12bに内蔵される光源11の中心点同士を結んだ線を基準線とする。
【0073】
図10は、受光素子51aに周期的に検出される光強度分布信号(図中Lで示す)と、受光素子51bに周期的に検出される光強度分布信号(図中Rで示す)とを、検出の周期i−1、i、i+1について示した図である。図中、縦軸は光強度分布信号の光強度を、また、横軸は、受光素子51a、51b上のディップ位置を示している。
【0074】
図示したように、周期i−1で受光素子51a、51bからディップ位置検出部93a、93bに入力した光強度分布信号には、L、Rのいずれにもピークがなく、パネル13への座標入力が行われていない。このとき、ディップ位置検出部93a、93bは、「ディップなし」を示す信号nullを発生して角度変換部94a、94bに入力する。
【0075】
角度変換部94a、94bでは、信号nullを受け取って同じく信号nullを発生する。さらに、この信号nullを受け取った角度選択部5でも信号nullを発生し、座標演算部95に出力する。座標演算部95は、信号nullを入力すると信号nullを出力するか、あるいは何の信号も出力しない。また、角度選択部5で発生した信号nullは、角度記憶部99にも入力して記憶される。
【0076】
次に、周期iの検出では、受光素子51aからディップ位置検出部93aに入力した光強度分布信号Lにディップを表す信号(ディップ信号)Aが現れている。また、受光素子51bからディップ位置検出部93bに入力した光強度分布信号Rには、ディップ信号Bが現れている。ディップ信号A、ディップ信号Bは、受光素子51a、51bに入力し、ディップ位置検出部93a、93bでディップ位置を検出された後に角度変換部94a、94bでそれぞれ角度θL、θRに変換される。このとき、角度θL、θRは、組み合わされたデータ(θL,θR)(角度データ)として角度選択部5を介して座標演算部95に入力し、指示手段15が入力した座標に変換されて出力される。また、ディップ信号Aおよびこれに基づく(θL,θR)の角度データは、角度記憶部99にも出力されて先に記憶されていた信号nullに上書きされる。
【0077】
次に、周期i+1の検出では、受光素子51aからディップ位置検出部93aに入力した光強度分布信号Lにディップ信号A1とディップ信号A2とが現れている。受光素子51bからディップ位置検出部93bに入力した光強度分布信号Rには、ディップ信号B1とディップ信号B2とが現れている。このような状態は、周期iで検出された指示手段15の他、他の指示手段による入力がなされた場合に生じるものである。
【0078】
このような場合、ディップ信号A1、A2、ディップ信号B1、B2は、ディップ位置検出部93a、93bでディップ位置を検出された後に角度変換部94a、94bでそれぞれ角度θL1、θL2、θR1、θR2に変換される。そして、角度選択部5に入力し、ここで入力された座標を正しく表すように組み合わされた角度データとなる。
【0079】
すなわち、角度選択部5では、角度θL1、θL2、θR1、θR2を最近接角度選択部97および最近接角度以外選択部98に出力する。最近接角度選択部97、最近接角度以外選択部98は、角度記憶部99に記憶されている角度データ(θL、θR)を読み出し、角度θLを、角度θL1、角度θL2と比較する。また、角度θRを、角度θR1、角度θR2と比較する。次に、この比較についてより具体的に説明する。ただし、角度θLと角度θL1、角度θL2との比較、角度θRと角度θR1、角度θR2との比較は、同様の手順で行われるため、この説明では、受光素子51aについてのみ説明するものとする。
【0080】
角度θLと角度θL1、角度θL2との比較は、例えば、図10に示したように、角度記憶部99に記憶されているθLのディップ位置Dと今回検出された角度θL1(ディップ信号A1)のディップ位置D1の差d1をとり、さらにθLのディップ位置Dと今回検出された角度θL2(ディップ信号A2)のディップ位置D2の差d2をとり、d1、d2を比較することによって行われる。
【0081】
そして、最近接角度選択部97では、ディップ位置Dとの差が小さい方のディップ信号A1、およびディップ信号A1を変換した角度θL1を採用し、座標演算部95に出力すると共に角度記憶部99にも出力する。このとき、同様の処理によってディップ信号B1、およびディップ信号B1を変換した角度θR1が採用され、座標演算部95に出力されると共に角度記憶部99にも出力される。
【0082】
角度記憶部99では、角度θL1と角度θR1から角度データ(θL1、θR1)を作成して角度データ(θL、θR)に上書きする。また、座標演算部95は、入力した角度θL1と角度θR1とに基づいて演算を行い、角度データ(θL1、θR1)で表される指示手段15によって入力された座標(x1,y1)を検出する。なお、以上の構成では、受光素子51a、51bに光強度分布信号が発生してから座標演算部95が出力されるまでの処理を周期tで繰り返し行っている。
【0083】
なお、上記したディップ信号および角度の選択は、受発光部12a、12bによる検出が1/30秒と比較的速い周期で行われることから、連続する周期で検出される座標間のずれはわずかなものであるとしてなされるものである。そして、先に検出された座標から比較的大きくずれて入力された座標は、他の指示手段によって入力された座標であると考える。
【0084】
また、図10に示したように、前回の検出と今回の検出とで増加した角度の個数は、角度検出部4a、4bについてそれぞれ1個ずつであり、採用されなかった角度が形成し得る角度データは、1つだけである。このような場合、角度選択部5の最近接角度以外選択部98は、採用されなかった角度θL2、角度θR2を用いて角度データ(θL2、θR2)を作成して座標演算部95に出力する。座標演算部95では、角度データ(θL2、θR2)についても座標を検出し、他の指示手段によって入力された座標(x2,y2)として出力する。
【0085】
また、実施の形態1の座標入力装置は、さらに、角度検出部4a、4bによって周期的に検出される角度が、前回の検出時よりも今回の検出時に角度検出部4a、4bのいずれかについて2個以上多かった場合、角度選択部5によって選択されなかった角度を棄却する角度棄却手段である棄却選択部を設けるよう構成することができる。
【0086】
図11は、棄却選択部120を備えた実施の形態1の座標入力装置を説明するためのブロック図である。なお、図示した座標入力装置のうち、図9で説明した座標入力装置と同様の構成については同じ符号を付し、説明を略すものとする。図11に示した座標入力装置の座標検出実行部126は、最近接角度選択部97、最近接角度以外選択部98の他、棄却選択部120を有する角度選択部125を有している。そして、座標検出実行部126を制御する中央処理装置7は、記録媒体10が記録しているプログラムに加えて棄却選択部120を制御するプログラムを記録した記録媒体121を有している。
【0087】
次に、棄却選択部120で行われる処理について説明する。図12は、受光素子51aに周期的に検出される光強度分布信号(図中Lで示す)と、受光素子51bに周期的に検出される光強度分布信号(図中Rで示す)とを、検出の周期i、i+1について示した図である。図中、縦軸は光強度分布信号の光強度を、また、横軸は、受光素子51a、51b上のディップ位置を示している。
【0088】
図12に示した周期iの検出では、受光素子51aからディップ位置検出部93aに入力した光強度分布信号Lにディップを表すディップ信号Aが現れている。また、受光素子51bからディップ位置検出部93bに入力した光強度分布信号Rには、ディップ信号Bが現れている。ディップ信号A、ディップ信号Bは、受光素子51a、51bに入力し、ディップ位置検出部93a、93bでディップ位置を検出された後に角度変換部94a、94bでそれぞれ角度θL、θRに変換される。このとき、角度θL、θRは、角度データ(θL,θR)として角度選択部125を介して座標演算部95に入力し、指示手段15が入力した座標に変換されて出力される。また、ディップ信号Aおよびこれに基づく(θL,θR)の角度データは、角度記憶部99にも出力されて記憶される。
【0089】
次に、周期i+1の検出では、受光素子51aからディップ位置検出部93aに入力した光強度分布信号Lにディップ信号A1と、ディップ信号A2と、ディップ信号A3とが現れている。そして、受光素子51bからディップ位置検出部93bに入力した光強度分布信号Rには、ディップ信号B1と、ディップ信号B2と、ディップ信号B3とが現れている。
【0090】
ディップ信号A1、A2、A3、ディップ信号B1、B2、B3は、ディップ位置検出部93a、93bでディップ位置を検出された後に角度変換部94a、94bでそれぞれ角度θL1、θL2、θL3およびθR1、θR2、θR3に変換される。そして、角度θL1、θL2、θL3およびθR1、θR2、θR3は、角度選択部125に入力する。角度選択部125は、角度記憶部99に記憶されているθLのディップ位置Dと今回検出された角度θL1(ディップ信号A1)のディップ位置D1の差d1をとり、また、θLのディップ位置Dと今回検出された角度θL2(ディップ信号A2)のディップ位置D2の差d2をとり、さらにθLのディップ位置Dと今回検出された角度θL3(ディップ信号A3)のディップ位置D3の差d3をとり、d1、d2、d3を比較する。
【0091】
そして、最近接角度選択部97では、ディップ位置Dとの差が小さい方のディップ信号A1、およびディップ信号A1を変換した角度θL1を採用し、座標演算部95に出力すると共に角度記憶部99にも出力する。このとき、同様の処理によってディップ信号B1、およびディップ信号B1を変換した角度θR1が採用され、座標演算部95に出力されると共に角度記憶部99にも出力される。
【0092】
また、図12に示したように、前回の検出と今回の検出とで増加した角度の個数は、角度検出部4a、4bについてそれぞれ2個ずつであり、採用されなかった角度が形成し得る角度データは、4通りある。このような場合、角度選択部125は、採用されなかった角度θL2、θL3および角度θR2、θR3の正しい組み合わせを判定することができない。
【0093】
このため、角度選択部125の最近接角度以外選択部98は、採用されなかった角度θL2、θL3および角度θR2、θR3を棄却選択部120に出力する。棄却選択部120は、角度θL2、θL3および角度θR2、θR3を入力して消去する。したがって、最近接角度選択部97によって選択された角度によって作成された角度データ(θL1、θR1)に基づく座標だけが検出されることになる。
【0094】
図13は、以上述べた実施の形態1の座標入力装置で行われる処理を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートは、図11に示した記録媒体121に記憶されていて、中央処理装置7によって読み出されて実行されるものである。
【0095】
図13のフローチャートは、処理が開始すると、受光素子51a、51bから光強度分布信号が入力したか否か判断する(S1)。そして、光強度分布信号の入力がない場合には(S1:No)、入力がなされるまで待機し、信号が入力すると(S1:Yes)、その信号からディップ位置を検出(S2)してディップ位置をさらに角度に変換する(S3)。角度に変換された信号は、角度選択部125において、変換した角度の個数が前回の検出時に変換した角度の個数よりも多いか否か判断される(S4)。
【0096】
ステップS4の判断で、角度の個数が増加していない場合には(S4:No)、変換した角度を組み合わせてそのまま角度データを作成して座標を演算し(S9)、出力する(S10)。一方、角度の個数が増加している場合には(S4:Yes)、角度記憶部99に記憶されている角度に最も近い最近接角度を選択する(S5)と共に角度記憶部99に上書き、記憶する(S6)。そして、増加角度数が1であるか否か判断し(S7)、増加角度数が1であった場合には(S7:Yes)、最近接角度以外の角度を選択して角度データを作成し(S8)、最近接角度から作成された角度データと共にこの角度データからも座標を演算して(S9)出力する(S10)。
【0097】
一方、増加角度数が1でなかった(つまり、1より大きい)場合には(S7:No)、最近接角度以外を棄却する(S11)。この場合には、最近接角度から作成された角度データだけから座標を演算して(S9)出力し(S10)、すべての処理を終了する。
【0098】
以上述べた実施の形態1の座標入力装置は、複数の座標が入力された場合、この座標を2つの指示手段ごとに判別でき、複数の操作者による座標入力が可能な座標入力装置を提供することができる。また、実施の形態1の座標入力装置は、複数の座標が入力された場合、この座標から1つの指示手段によって入力された座標を他の指示手段による影響を受けることなく判別できる。
【0099】
さらに実施の形態1は、中央処理装置によって読み出される座標入力装置の記録媒体に記録されたプログラムによって座標検出実行部を制御しているから、中央処理装置として汎用的なパソコンなどを利用することができる。このため、実施の形態1は、座標入力装置を比較的安価、かつ簡便に構成することができる。
【0100】
また、本発明は、以上述べた実施の形態1に限定されるものではない。すなわち、実施の形態1では、ディップ位置を比較するにあたってディップ位置の差を演算によって求め、この差が最も小さいものを最近接角度としている。しかし、例えば、予め適切な閾値を設定しておき、複数検出された角度から、角度記憶部99に記憶されている角度とのディップ位置の差がこの閾値以下になる角度を選択するようにしても良い。
【0101】
また、実施の形態1は、先に述べた第1の例の座標入力装置として構成されているが、先に述べた第2の例の座標入力装置として構成することも可能である。なお、この場合の光強度分布信号の処理は、実施の形態1における光強度分布信号の処理の説明中、ディップ位置をピーク、ディップ信号をピーク信号と読み替えることで説明される。
【0102】
(実施の形態2)
図14は、2つの指示手段によって同時に座標入力される場合の座標の軌跡を模式的に示した図である。図中に示した白丸は、指示手段Aによって入力された座標を示し、黒丸は、指示手段Bによって入力された座標を示している。したがって、このような座標をホストコンピュータのような外部機器に出力する場合には、白丸で示した座標が図中のストロークAを描き、黒丸で示した座標が図中のストロークBを描くように出力する必要がある。しかし、入力された座標を単純に入力された順序で出力すると、白丸で示した座標と黒丸で示した座標とが区別できずに図中に破線で示した軌跡を描くものとして出力される虞がある。実施の形態2は、このようなことを防ぐためになされたものである。
【0103】
図15は、本発明の実施の形態2を説明するためのブロック図である。なお、図15に示した構成のうち、実施の形態1で説明した図9、図11と同様の構成については同様の符号を付してその説明を一部略すものとする。
【0104】
図15に示した実施の形態2の座標入力装置は、指などの指示手段15(図1)によって座標が入力される座標入力面であるパネル13(図1)と、指示手段15を撮像して光強度分布信号として出力する少なくとも2つの角度検出部4a、4bとを有している。さらに、実施の形態2の座標入力装置は、入力された座標の検出を実行する座標検出実行部156と、座標検出実行部156を制御する中央処理装置7とを有している。
【0105】
座標検出実行部156は、角度検出部4a、4b、角度選択部5、座標演算部95、角度記憶部99の他、角度選択部5によって選択された角度に第1の識別子を付すと共に、受光素子51a、受光素子51bが周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に受光素子51a、受光素子51bについて1個ずつ多かった場合、第1の識別子が付されなかった角度に対して第2の識別子を付す識別子付与部150を有している。
【0106】
図15に示した座標入力装置に対し、図10に示した信号が入力すると、周期i−1で入力した光強度分布信号にはL、Rのいずれにもピークがないことから、ディップ位置検出部93a、93bは、「ディップなし」を示す信号nullを発生して角度変換部94a、94bに入力する。
【0107】
角度変換部94a、94bでは、信号nullを受け取って同じく信号nullを発生する。さらに、この信号nullを受け取った角度選択部5でも信号nullを発生し、座標演算部95に出力する。座標演算部95は、信号nullを入力すると信号nullを出力するか、あるいは何の信号も出力しない。また、角度選択部5で発生した信号nullは、角度記憶部99にも入力して記憶される。
【0108】
次に、周期iの検出では、光強度分布信号L、Rに現れたディップ信号A、ディップ信号Bを受光素子51a、51bに入力する。ディップ信号A、ディップ信号Bは、ディップ位置検出部93a、93bでディップ位置を検出された後に角度変換部94a、94bでそれぞれ角度θL、θRに変換される。角度θL、θRは、角度データ(θL,θR)として角度記憶部99に出力され、先に記憶されていた信号nullに上書きされる。
【0109】
このとき、実施の形態2の座標入力装置では、識別子付与手段150によって角度データ(θL,θR)にsid(ストロークID)=1が付与される。角度データ(θL,θR)は、sid=1と共に角度記憶部99に記憶される。また、識別子付与手段150は、角度選択部5を介して座標演算部95に入力する角度データ(θL,θR)に対してもsid=1を付与する。角度データ(θL,θR)は、sid=1と共に座標演算部95に出力される。
【0110】
次に、周期i+1の検出では、光強度分布信号L、Rに現れたディップ信号A1、A2、ディップ信号B1、B2を受光素子51a、51bに入力する。ディップ信号A1、A2、ディップ信号B1、B2は、ディップ位置検出部93a、93bでディップ位置を検出された後に角度変換部94a、94bでそれぞれ角度θL1、θL2、θR1、θR2に変換される。そして、角度選択部5に入力し、ここで入力された座標を正しく表すように組み合わされた角度データとなる。
【0111】
すなわち、角度選択部5では、角度θL1、θL2、θR1、θR2を最近接角度選択部97および最近接角度以外選択部98に出力する。最近接角度選択部97、最近接角度以外選択部98は、角度記憶部99に記憶されている角度データ(θL、θR)を読み出し、角度θLを、角度θL1、角度θL2と比較する。また、角度θRを、角度θR1、角度θR2と比較する。なお、この比較は、先に図10で説明した方法度同様にして行われる。
【0112】
そして、最近接角度選択部97では、ディップ位置Dとの差が小さい方のディップ信号A1、およびディップ信号A1を変換した角度θL1を採用し、座標演算部95に出力すると共に角度記憶部99にも出力する。また、同様の処理によってディップ信号B1、およびディップ信号B1を変換した角度θR1が採用され、座標演算部95に出力されると共に角度記憶部99にも出力される。
【0113】
角度記憶部99では、角度θL1と角度θR1から角度データ(θL1、θR1)を作成して角度データ(θL、θR)に上書きする。このとき、実施の形態2の座標入力装置では、識別子付与手段150によって角度データ(θL,θR)にsid(ストロークID)=1が付与される。角度データ(θL,θR)は、sid=1と共に角度記憶部99に記憶される。また、識別子付与手段150は、角度選択部5を介して座標演算部95に入力する角度データ(θL,θR)に対してもsid=1を付与する。角度データ(θL,θR)は、sid=1と共に座標演算部95に出力される。
【0114】
座標演算部95は、入力した角度θL1と角度θR1とに基づいて演算を行い、角度データ(θL1、θR1)で表される指示手段15によって入力された座標(x1,y1)を検出する。そして、sid=1と共に外部のホストコンピュータなどに出力する。なお、以上の構成では、受光素子51a、51bに光強度分布信号が発生してから座標演算部95が出力されるまでの処理を周期tで繰り返し行っている。
【0115】
また、以上説明した実施の形態2では、前回の検出と今回の検出とで増加した角度の個数は、角度検出部4a、4bについてそれぞれ1個ずつであり、採用されなかった角度が形成し得る角度データは1つだけである。このような場合、角度選択部5の最近接角度以外選択部98は、採用されなかった角度θL2、角度θR2を用いて角度データ(θL2、θR2)を作成して座標演算部95に出力する。このとき、実施の形態2の座標入力装置では、識別子付与手段150によって角度データ(θL2,θR2)にsid=2が付与される。座標演算部95では、角度データ(θL2、θR2)についても座標を検出し、他の指示手段によって入力された座標(x2,y2)としてsid=2と共に出力する。
【0116】
sid=1が付与されて出力した座標(x1,y1)、sid=2が付与されて出力した座標(x2,y2)は、例えばホストコンピュータに入力する。ホストコンピュータでは、座標入力装置側の検出の周期に応じて連続して入力されてくる座標(x1,y1)、座標(x2,y2)を、それぞれの識別子で分類し、同じ識別子が付された座標同士が入力順に連続して表示装置に表示されるように処理する。この結果、図14に示したように、識別子sid=1が付された座標がストロークAを描き、識別子sid=2が付された座標がストロークBを描くようになる。
【0117】
また、実施の形態1の座標入力装置は、さらに、角度検出部4a、4bによって周期的に検出される角度が、前回の検出時よりも今回の検出時に角度検出部4a、4bのいずれかについて2個以上多かった場合、角度選択部5によって選択されなかった角度を棄却する角度棄却手段である棄却選択部120を設けるよう構成することができる。
【0118】
図16は、棄却選択部120が設けられた本発明の実施の形態2を説明するためのブロック図である。また、図17は、図16に示した構成で行われる座標検出の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図17に示した構成のうち、先に説明した図9、図11、図15で示した構成と同様の構成については同じ符号を付し、その説明を略すものとする。
【0119】
図16に示した座標入力装置の座標検出実行部166は、最近接角度選択部97、最近接角度以外選択部98の他、棄却選択部120を有する角度選択部125を有している。そして、座標検出実行部126を制御する中央処理装置7は、記録媒体151が記録しているプログラムに加えて棄却選択部120を制御するプログラムを記録した記録媒体161を有している。
【0120】
次に、棄却選択部120で行われる処理について説明する。座標検出実行部126に図12で示した光強度分布信号が入力すると、周期iの検出では、ディップ信号A、ディップ信号Bは、受光素子51a、51bに入力し、ディップ位置検出部93a、93bでディップ位置を検出された後に角度変換部94a、94bでそれぞれ角度θL、θRに変換される。このとき、角度θL、θRは、角度データ(θL,θR)として角度選択部125を介して座標演算部95に入力し、指示手段15が入力した座標に変換されて出力される。また、ディップ信号Aおよびこれに基づく(θL,θR)の角度データは、角度記憶部99にも出力されて記憶される。
【0121】
次に、周期i+1の検出では、ディップ信号A1、A2、A3、ディップ信号B1、B2、B3は、ディップ位置検出部93a、93bでディップ位置を検出された後に角度変換部94a、94bでそれぞれ角度θL1、θL2、θL3およびθR1、θR2、θR3に変換される。そして、角度θL1、θL2、θL3およびθR1、θR2、θR3は、角度選択部125に入力し、角度選択部125は、角度記憶部99に記憶されているθLのディップ位置Dと今回検出された角度θL1(ディップ信号A1)のディップ位置D1の差d1をとり、また、θLのディップ位置Dと今回検出された角度θL2(ディップ信号A2)のディップ位置D2の差d2をとり、さらにθLのディップ位置Dと今回検出された角度θL3(ディップ信号A3)のディップ位置D3の差d3をとり、d1、d2、d3を比較する。
【0122】
そして、最近接角度選択部97では、ディップ位置Dとの差が小さい方のディップ信号A1、およびディップ信号A1を変換した角度θL1を採用し、座標演算部95に出力すると共に角度記憶部99にも出力する。このとき、同様の処理によってディップ信号B1、およびディップ信号B1を変換した角度θR1が採用され、第1の識別子が識別子付与部150によって付与されて座標演算部95に出力されると共に角度記憶部99にも出力される。
【0123】
また、図12に示したように、前回の検出と今回の検出とで増加した角度の個数は、角度検出部4a、4bについてそれぞれ2個ずつであり、採用されなかった角度が形成し得る角度データは、4通りある。このような場合、角度選択部125は、採用されなかった角度θL2、θL3および角度θR2、θR3の正しい組み合わせを判定することができない。
【0124】
このため、角度選択部125の最近接角度以外選択部98は、採用されなかった角度θL2、θL3および角度θR2、θR3を棄却選択部120に出力する。棄却選択部120は、角度θL2、θL3および角度θR2、θR3を入力して消去する。したがって、最近接角度選択部97によって選択された角度によって作成された角度データ(θL1、θR1)に基づく座標だけが検出され、ストロークAだけが表示装置に表示されることになる。
【0125】
次に、以上述べた実施の形態1の座標入力装置で行われる処理を図17のフローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャートは、図16に示した記録媒体161に記憶されていて、中央処理装置7によって読み出されて実行されるものである。
【0126】
図17のフローチャートは、処理が開始すると、受光素子51a、51bから光強度分布信号が入力したか否か判断する(S21)。そして、光強度分布信号の入力がない場合には(S21:No)、入力がなされるまで待機し、信号が入力すると(S21:Yes)、その信号からディップ位置を検出(S22)してディップ位置をさらに角度に変換する(S23)。角度に変換された信号は、角度選択部125において、変換した角度の個数が前回の検出時に変換した角度の個数よりも多いか否か判断される(S24)。
【0127】
ステップS24の判断で、角度の個数が増加していない場合には(S24:No)、変換した角度を組み合わせてそのまま角度データを作成して座標を演算し(S31)、出力する(S32)。一方、角度の個数が増加している場合には(S24:Yes)、角度記憶部99に記憶されている角度に最も近い最近接角度を選択する(S25)。そして、第1識別子、すなわちsid=1を付与して(S26)角度記憶部99に上書き、記憶する(S27)。角度選択部125は、次に増加角度数が1であるか否か判断し(S28)、増加角度数が1であった場合には(S28:Yes)、最近接角度以外の角度を選択して角度データを作成し(S29)、第2識別子を付与して(S30)、最近接角度から作成された角度データと共にこの角度データからも座標を演算して(S31)出力する(S32)。
【0128】
一方、増加角度数が1でなかった(つまり、1より大きい)場合には(S28:No)、最近接角度以外を棄却する(S33)。この場合には、最近接角度から作成された角度データだけから座標を演算して(S31)出力し(S32)、すべての処理を終了する。
【0129】
以上述べた実施の形態2は、複数の座標が入力された場合、この座標から2つの指示手段によって入力された座標のストロークをそれぞれ判別でき、複数の操作者による座標入力が可能な座標入力装置を提供することができる。また、実施の形態2は、複数の座標が入力された場合、この座標から1つの指示手段によって入力された座標のストロークを他の指示手段による影響を受けることなく判別できる座標入力装置を提供することができる。
【0130】
さらに実施の形態2は、中央処理装置によって読み出される座標入力装置の記録媒体に記録されたプログラムによって座標検出実行部を制御しているから、中央処理装置として汎用的なパソコンなどを利用することができる。このため、実施の形態2は、座標入力装置を比較的安価、かつ簡便に構成することができる。
【0131】
また、本発明は、以上述べた実施の形態2に限定されるものではない。すなわち、実施の形態2では、ディップ位置を比較するにあたってディップ位置の差を演算によって求め、この差が最も小さいものを最近接角度としている。しかし、例えば、予め適切な閾値を設定しておき、複数検出された角度から、角度記憶部99に記憶されている角度とのディップ位置の差がこの閾値以下になる角度を選択するようにしても良い。
【0132】
また、実施の形態2は、先に述べた第1の例の座標入力装置として構成されているが、先に述べた第2の例の座標入力装置として構成することも可能である。なお、この場合の光強度分布信号の処理は、実施の形態2における光強度分布信号の処理の説明中、ディップ位置をピーク、ディップ信号をピーク信号と読み替えることで説明される。
【発明の効果】
以上説明した本発明は、以下の効果を奏することができる。すなわち、
請求項1記載の発明は、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点と、他の1つの指示手段によって指示された点とを判別して座標を検出できる。したがって、請求項1記載の発明は、複数の座標が入力された場合、この座標から2つの指示手段によって入力された座標を2つの指示手段ごとに判別でき、複数の操作者による座標入力が可能な座標入力装置を提供することができる。
【0134】
請求項2記載の発明は、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点だけを判別して座標を検出できる。したがって、請求項2記載の発明は、複数の座標が入力された場合、この座標から1つの指示手段によって入力された座標を他の指示手段による影響を受けることなく判別できる座標入力装置を提供することができる。
【0135】
請求項3記載の発明は、前回座標を検出した指示手段によるストロークと、追加された指示手段によるストロークを判別して座標を検出できる。したがって、請求項3記載の発明は、複数の座標が入力された場合、この座標から2つの指示手段によって入力された座標のストロークをそれぞれ判別でき、複数の操作者による座標入力が可能な座標入力装置を提供することができる。
【0137】
請求項4記載の発明は、前回座標を検出した指示手段によるストロークだけを判別することができる。したがって、請求項4記載の発明は、複数の座標が入力された場合、この座標から1つの指示手段によって入力された座標のストロークを他の指示手段による影響を受けることなく判別できる座標入力装置を提供することができる。
【0138】
請求項5記載の発明は、指示手段を比較的簡易な構成とすることができ、また、座標入力面を比較的広くできるため、簡易かつ操作性の高い座標入力装置を構成することができる。
【0139】
請求項6記載の発明は、指示手段を比較的簡易な構成とすることができ、また、座標入力面を比較的広くできるため、簡易かつ操作性の高い座標入力装置を構成することができる。
【0140】
請求項7記載の発明は、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点と、他の1つの指示手段によって指示された点とを判別して座標を検出できる。したがって、請求項7記載の発明は、複数の座標が入力された場合、この座標から2つの指示手段ごとに判別でき、複数の操作者による座標入力が可能な座標入力装置の記録媒体を提供することができる。また、このような処理を行う中央処理装置に汎用的な機器を適用することを可能にする。
【0142】
請求項8記載の発明は、前回座標を検出した指示手段によって指示された指示点だけを判別して座標を検出できる。したがって、請求項8記載の発明は、複数の座標が入力された場合、この座標から1つの指示手段によって入力された座標を他の指示手段による影響を受けることなく判別できる座標入力装置の記録媒体を提供することができる。また、このような処理を行う中央処理装置に汎用的な機器を適用することを可能にする。
【0143】
請求項9記載の発明は、前回座標を検出した指示手段によるストロークと、追加された指示手段によるストロークを判別して座標を検出できる。したがって、請求項9記載の発明は、複数の座標が入力された場合、この座標から2つの指示手段によって入力された座標のストロークをそれぞれ判別でき、複数の操作者による座標入力が可能な座標入力装置の記録媒体を提供することができる。また、このような処理を行う中央処理装置に汎用的な機器を適用することを可能にする。
【0145】
請求項10記載の発明は、前回座標を検出した指示手段によるストロークだけを判別することができる。したがって、請求項10記載の発明は、複数の座標が入力された場合、この座標から1つの指示手段によって入力された座標のストロークを他の指示手段による影響を受けることなく判別できる座標入力装置の記録媒体を提供することができる。また、このような処理を行う中央処理装置に汎用的な機器を適用することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に適用される座標入力装置の第1の例を説明するための図である。
【図2】本発明に適用される座標入力装置の第1の例を説明するための他の図である。
【図3】本発明に適用される座標入力装置の第1の例を説明するための他の図である。
【図4】本発明に適用される座標入力装置の第1の例を説明するための他の図である。
【図5】本発明に適用される座標入力装置の第1の例を説明するための他の図である。
【図6】本発明に適用される座標入力装置の第2の例を説明するための図である。
【図7】本発明に適用される座標入力装置の第2の例を説明するための他の図である。
【図8】本発明に適用される座標入力装置の第2の例を説明するための他の図である。
【図9】本発明の実施の形態1の座標入力装置を説明するためのブロック図である。
【図10】本発明の実施の形態1、実施の形態2の座標入力装置で処理される信号を説明するための図である。
【図11】本発明の実施の形態1の他の例の座標入力装置を説明するためのブロック図である。
【図12】本発明の実施の形態1、実施の形態2の座標入力装置で処理される信号を説明するための他の図である。
【図13】本発明の実施の形態1の座標入力装置で行われる処理を説明するフローチャートである。
【図14】本発明の実施の形態2の座標入力装置の機能を説明するための図である。
【図15】本発明の実施の形態2の座標入力装置を説明するためのブロック図である。
【図16】本発明の実施の形態2の座標入力装置の他の例を説明するためのブロック図である。
【図17】本発明の実施の形態2の座標入力装置で行われる処理を説明するフローチャートである。
【図18】従来の座標入力装置を説明するための図である。
【符号の説明】
4 角度検出部
5、125 角度選択部
6、126、156、166 座標検出実行部
7 中央処理装置
10、121、151、161 記録媒体
51a、51b 受光素子
93a、93b ディップ位置検出部
94a、94b 角度変換部
95 座標演算部
97 最近接角度選択部
98 最近接角度以外選択部
99 角度記憶部
120 棄却選択部
150 識別子付与部
Claims (10)
- 指示手段によって座標が入力される座標入力面と、
前記指示手段が前記座標入力面上で指示することによる受光手段上の信号変化位置に基づく指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度をそれぞれ周期的に検出する少なくとも2つの角度検出手段と、
周期的に検出される角度のうち、直前の周期で検出された角度および当該角度に係る信号変化位置を記憶する角度記憶手段と、
前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段について1個ずつ多かった場合、今回検出された角度に係る信号変化位置と前回検出された角度に係る信号変化位置との差から前記角度記憶手段に記憶されている角度に最も近い角度を選択する角度選択手段と、
前記角度選択手段が選択した角度に基づいて一の前記指示手段によって入力された座標を検出するとともに、前記角度選択手段によって選択されなかった角度に基づいて他の指示手段によって入力された座標を検出する座標検出手段と、
を有することを特徴とする座標入力装置。 - 前記角度検出手段によって周期的に検出される角度が、前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段のいずれかについて2個以上多かった場合、前記角度選択手段によって選択されなかった角度を棄却する角度棄却手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。
- 指示手段によって座標が入力される座標入力面と、
前記指示手段が前記座標入力面上で指示することによる受光手段上の信号変化位置に基づく指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度をそれぞれ周期的に検出する少なくとも2つの角度検出手段と、
周期的に検出される角度のうち、直前の周期で検出された角度および当該角度に係る信号変化位置を記憶する角度記憶手段と、
前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段について1個ずつ多かった場合、今回検出された角度に係る信号変化位置と前回検出された角度に係る信号変化位置との差から前記角度記憶手段に記憶されている角度に最も近い角度を選択する角度選択手段と、
前記角度選択手段によって選択された角度に第1の識別子を付すとともに、第1の識別子が付されなかった角度に対して第2の識別子を付す識別子付与手段と、
前記第1の識別子を付した角度に基づいて前記角度記憶手段に記憶されている角度に基づく座標と連続する一の前記指示手段によって入力された座標を検出するとともに、前記第2の識別子を付した角度に基づいて他の指示手段によって入力された座標を検出する座標検出手段と、
を備えることを特徴とする座標入力装置。 - 前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に各検出手段のいずれかについて2個以上多かった場合、前記識別子付与手段によって第1の識別子が付されなかった角度データを棄却する角度データ棄却手段をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の座標入力装置。
- 前記角度検出手段は、発光手段と、前記発光手段が発した光を再帰的に反射する反射手段と、前記反射手段で反射された反射光を受光できる位置に設けられた前記受光手段と、反射光を前記受光手段への入射角度に応じて受光手段の異なる位置に受光させる光学手段とを有し、前記受光手段が反射光を受光しなかったディップ位置から前記指示手段が指示した指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線を特定し、当該直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度を検出する、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の座標入力装置。 - 前記角度検出手段は、前記座標入力面の略全域で画像を取り込むことが可能な画像入力手段を有し、前記画像入力手段によって取り込まれた前記指示手段の像を示すピーク位置から前記指示手段が指示した指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線を特定し、当該直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度を検出する、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の座標入力装置。 - 指示手段によって座標が入力される座標入力面と、前記指示手段が前記座標入力面上で指示することによる受光手段上の信号変化位置に基づく指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度をそれぞれ周期的に検出する少なくとも2つの角度検出手段と、を有する座標入力装置の中央処理装置により読出し可能なプログラムが記録された座標入力装置の記録媒体であって、
周期的に検出される角度のうち、直前の周期で検出された角度および当該角度に係る信号変化位置を記憶する角度記憶工程と、
周期的に検出された角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段について1個ずつ多かった場合、今回検出した角度に係る信号変化位置と前回検出された角度に係る信号変化位置との差から前記角度記憶工程で記憶された角度に最も近い角度を選択する角度選択工程と、
前記角度選択工程で選択された角度に基づいて一の前記指示手段によって入力された座標を検出するとともに、前記角度選択手段によって選択されなかった角度に基づいて他の指示手段によって入力された座標を検出する座標検出工程と、
を前記中央処理装置に実行させるプログラムを記憶することを特徴とする座標入力装置の記録媒体。 - 前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段のいずれかについて2個以上多かった場合、前記角度選択工程で選択されなかった角度を棄却する角度データ棄却工程をさらに前記中央処理装置に実行させるプログラムを記憶することを特徴とする請求項7に記載の座標入力装置の記録媒体。
- 指示手段によって座標が入力される座標入力面と、前記指示手段が前記座標入力面上で指示することによる受光手段上の信号変化位置に基づく指示点と前記座標入力面上の基準点とを結ぶ直線と前記座標入力面上の基準線とがなす角度をそれぞれ周期的に検出する少なくとも2つの角度検出手段と、前記角度検出手段によって周期的に検出される角度のうち、直前の周期で検出された角度および当該角度に係る信号変化位置を記憶する角度記憶手段と、を有する座標入力装置の中央処理装置により読出し可能なプログラムが記録された座標入力装置の記録媒体であって、
周期的に検出された角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段について1個ずつ多かった場合、今回検出した角度に係る信号変化位置と前回検出された角度に係る信号変化位置との差から前記角度記憶手段に記憶された角度に最も近い角度を選択する角度選択工程と、
前記角度選択工程で選択された角度に第1の識別子を付すとともに、第1の識別子が付されなかった角度に対して第2の識別子を付す識別子付与工程と、
前記第1の識別子を付した角度に基づいて前記角度記憶手段に記憶されている角度に基づく座標と連続する一の前記指示手段によって入力された座標を検出するとともに、前記第2の識別子を付した角度に基づいて他の指示手段によって入力された座標を検出する座標検出工程と、
を前記中央処理装置に実行させるプログラムを記憶することを特徴とする座標入力装置の記録媒体。 - 前記角度検出手段が周期的に検出した角度の個数が前回の検出時よりも今回の検出時に前記各角度検出手段のいずれかについて2個以上多かった場合、前記第1識別子付与工程で第1の識別子が付されなかった角度データを棄却する角度データ棄却工程をさらに前記中央処理装置に実行させるプログラムを記憶することを特徴とする請求項9に記載の座標入力装置の記録媒体。
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