JP4401737B2 - Coordinate input device, control method therefor, and program - Google Patents

Coordinate input device, control method therefor, and program Download PDF

Info

Publication number
JP4401737B2
JP4401737B2 JP2003361937A JP2003361937A JP4401737B2 JP 4401737 B2 JP4401737 B2 JP 4401737B2 JP 2003361937 A JP2003361937 A JP 2003361937A JP 2003361937 A JP2003361937 A JP 2003361937A JP 4401737 B2 JP4401737 B2 JP 4401737B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coordinate input
light
input surface
coordinate
projecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003361937A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005128693A5 (en
JP2005128693A (en
Inventor
克行 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2003361937A priority Critical patent/JP4401737B2/en
Publication of JP2005128693A publication Critical patent/JP2005128693A/en
Publication of JP2005128693A5 publication Critical patent/JP2005128693A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4401737B2 publication Critical patent/JP4401737B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

本発明は、座標入力領域上の指示位置を算出する座標入力装置及びその制御方法、プログラムに関するものである。   The present invention relates to a coordinate input device that calculates a designated position on a coordinate input region, a control method therefor, and a program.

座標入力面に、指示具や指によって指示して座標を入力することにより、接続されたコンピュータを制御したり、文字や図形などを書き込むために用いられる座標入力装置が存在する。   There are coordinate input devices that are used to control a connected computer or to write characters, graphics, etc. by inputting coordinates on a coordinate input surface by pointing with a pointing tool or a finger.

従来より、この種の座標入力装置としては、タッチパネルとして、各種方式のものが提案、または製品化されており、特殊な器具などを用いずに、画面上でパーソナルコンピュータ等の端末の操作が簡単にできるため、広く用いられている。   Conventionally, as this type of coordinate input device, various types of touch panels have been proposed or commercialized, and it is easy to operate terminals such as personal computers on the screen without using special equipment. Since it can be used, it is widely used.

座標入力方式としては、抵抗膜を用いたもの、また、超音波を用いたものなど、さまざまなものがあるが、光を用いたものとして、例えば、特許文献1がある。この特許文献1では、座標入力領域の外側に再帰性反射シートを設け、座標入力領域の角端部に配置された光を照明する照明部と光を受光する受光部とにより、座標入力領域内において指等の光を遮蔽する遮蔽物と受光部間の角度を検出し、その検出結果に基づいて、その遮蔽物の指示位置を決定する構成が開示されている。   There are various coordinate input methods such as those using a resistive film and those using ultrasonic waves. For example, Patent Document 1 discloses a method using light. In Patent Document 1, a retroreflective sheet is provided outside the coordinate input area, and an illumination unit that illuminates light disposed at a corner end of the coordinate input area and a light receiving unit that receives the light are used in the coordinate input area. Discloses a configuration in which an angle between a light shielding unit and a light shielding unit that shields light such as a finger is detected, and an instruction position of the shielding material is determined based on the detection result.

また、特許文献2や3等にあるように、再帰性反射部材を座標入力領域周辺に構成し、再帰反射光が遮光される部分の座標を検出する座標入力装置が開示されている。   Further, as disclosed in Patent Documents 2 and 3 and the like, a coordinate input device is disclosed in which a retroreflective member is configured around a coordinate input region to detect the coordinates of a portion where retroreflected light is shielded.

これらの装置において、例えば、特許文献2では、微分等の波形処理演算によって受光部が受光する遮蔽物による遮光部分のピークを検出することにより、受光部に対する遮光部分の角度を検出し、その検出結果からその遮蔽物の座標を算出している。また、特許文献3では、特定のレベルパターンとの比較によって遮光部位の一方の端と他方の端を検出し、それらの座標の中心を検出する構成が示されている。   In these apparatuses, for example, in Patent Document 2, the angle of the light-shielding part relative to the light-receiving part is detected by detecting the peak of the light-shielding part by the shielding object received by the light-receiving part by waveform processing calculation such as differentiation, and the detection The coordinates of the shielding object are calculated from the result. Patent Document 3 discloses a configuration in which one end and the other end of a light shielding part are detected by comparison with a specific level pattern, and the center of those coordinates is detected.

また、特許文献1においては、受光部であるRAMイメージャーの各画素を読み出し、コンパレータで比較することで、遮光部分を検出し、一定幅以上の遮光部分がある場合に、その両端の画素の中心を検出し、その検出結果に基づいて遮蔽物の座標を算出する方式が示されている。   In Patent Document 1, each pixel of a RAM imager that is a light receiving unit is read and compared by a comparator to detect a light-shielding portion. When there is a light-shielding portion having a certain width or more, pixels at both ends thereof are detected. A method for detecting the center and calculating the coordinates of the shielding object based on the detection result is shown.

ここで、タッチパネルとして動作させるためには、指等の指示具が座標入力面をタッチしたか否かを判定しなければならない。先に述べた抵抗膜方式は、座標入力面をタッチすることで電気的な抵抗値の変化を検出するものである。   Here, in order to operate as a touch panel, it is necessary to determine whether or not an pointing tool such as a finger has touched the coordinate input surface. The resistance film method described above detects a change in electrical resistance value by touching a coordinate input surface.

一方、超音波方式は、座標入力面をタッチすることによって、入力面中を伝播している超音波振動が減衰する現象を観測してタッチ位置を検出するものであるので、指等の指示具が座標入力面をタッチしたか否かの判定は容易である。   On the other hand, the ultrasonic method detects a touch position by observing a phenomenon in which ultrasonic vibration propagating in the input surface is attenuated by touching the coordinate input surface. It is easy to determine whether or not the user touches the coordinate input surface.

しかしながら、特許文献1乃至3のような、遮光位置を検出して座標を算出する方式(以下、遮光方式と称する)にあっては、座標入力面の垂直方向の高さh1を有する位置に光検出用の光束を設け、その光束を遮蔽物により遮蔽することで、その遮蔽位置を検出する。そのため、必ずしも、座標入力面をタッチしていなくても、座標値を検出、出力してしまう。   However, in the methods of calculating coordinates by detecting the light shielding position (hereinafter referred to as the light shielding method) as in Patent Documents 1 to 3, light is applied to a position having a height h1 in the vertical direction of the coordinate input surface. By providing a detection light beam and shielding the light beam with a shielding object, the shielding position is detected. Therefore, even if the coordinate input surface is not touched, the coordinate value is detected and output.

この点を鑑み成された発明としては、例えば、特許文献4や特許文献5に示されるように、遮光量に対する複数の閾値を設け、より座標入力面に近いところで座標入力動作が行われた場合に座標値を出力するような構成が開示されている。
米国特許第4507557号公報 特開2000−105671号公報 特開2001−142642号公報 特開2001−147776号公報 特開2001−84106号公報
As an invention made in view of this point, for example, as shown in Patent Document 4 and Patent Document 5, when a plurality of threshold values for the light shielding amount are provided and a coordinate input operation is performed closer to the coordinate input surface A configuration for outputting coordinate values is disclosed.
U.S. Pat. No. 4,507,557 JP 2000-105671 A JP 2001-142642 A JP 2001-147776 A JP 2001-84106 A

しかしながら、上述の遮光方式の座標入力装置においては、以下のような課題があった。この課題について、図19を用いて説明する。   However, the above-described light shielding coordinate input device has the following problems. This problem will be described with reference to FIG.

図19(b)は、座標入力装置の正面方向からみた配置図であり、座標入力領域4の左下隅部に設けられた特定領域(SW1〜SW3)を指示することによって、例えば、特定のアプリケーションを起動するように構成できるスイッチ領域を複数設置した場合の例である。   FIG. 19B is a layout diagram viewed from the front direction of the coordinate input device. By pointing a specific area (SW1 to SW3) provided in the lower left corner of the coordinate input area 4, for example, a specific application This is an example in which a plurality of switch areas that can be configured to start up are installed.

つまり、操作者が指等の指示具5で、あらかじめ定められた特定領域を指示することによって、座標入力装置は座標値を出力することになるが、その出力された座標値が特定領域内の座標値であるか否かを判定する。そして、この判定結果によって、その特定領域に割り付けられた動作を実行するように構成したものであり、あたかもスイッチ手段として動作できるように作用する。   That is, when the operator designates a predetermined specific area with the pointing tool 5 such as a finger, the coordinate input device outputs a coordinate value, but the output coordinate value is within the specific area. It is determined whether it is a coordinate value. And it is comprised so that the operation | movement allocated to the specific area | region may be performed with this determination result, and it acts as if it operate | moves as a switch means.

図19(a)は、図19(b)におけるA−A断面図を示すものである。平面部材からなる座標入力領域4は、表示装置の表示面をも兼ねている。センサユニット1中の投光部で照明された光束は、略表示装置の表面に平行に放射され、再帰反射部材材3によって再帰反射され、センサユニット1中の検出部にて検知される。   FIG. 19A shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The coordinate input area 4 made of a planar member also serves as the display surface of the display device. The light beam illuminated by the light projecting unit in the sensor unit 1 is emitted substantially parallel to the surface of the display device, is retroreflected by the retroreflective member 3, and is detected by the detection unit in the sensor unit 1.

さて、操作者が、例えば、図中のスイッチ2(SW2)を動作させて、所望のアプリケーションを実行させようとした場合を考える。操作者の手/指は、表示面に垂直な方向のみの移動を意識してスイッチ動作(図19(b)のSW2領域を触る行為)するのではなく、『表示面をまさに触った点がちょうどSW2領域にある』ということ以外、手/指の移動軌跡を意識しないのが普通であり、例えば、図19(a)中の太い矢印で示された軌跡で移動動作が行われる。   Now, consider a case where the operator tries to execute a desired application by operating switch 2 (SW2) in the figure, for example. The operator's hand / finger is not aware of the movement only in the direction perpendicular to the display surface and does not perform the switch operation (act of touching the SW2 area in FIG. 19B). It is normal not to be aware of the movement trajectory of the hand / finger except that it is “just in the SW2 region”. For example, the movement operation is performed along the trajectory indicated by the thick arrow in FIG.

この移動動作に伴ない、座標入力装置が判定する動作について説明すると、まず、操作者がSW2領域に割り付けられた制御を実行させようとして、SW2領域をタッチするために、座標入力領域(表示面)4に略平行に設定された光束を遮り始め、(1)の位置まで指/手を移動させたとする。ここで、光束を遮り始めた時点で、その遮光位置の座標を出力し始めるが、操作者は、まだ座標入力領域4を触れていないので、スイッチを動作させたつもりには至っていない。   The operation that the coordinate input device determines in accordance with this moving operation will be described. First, the operator tries to execute the control assigned to the SW2 area, and touches the SW2 area to display the coordinate input area (display surface). ) Suppose that the light beam set substantially parallel to 4 starts to be blocked and the finger / hand is moved to the position (1). Here, when the light beam starts to be blocked, the coordinates of the light blocking position start to be output. However, since the operator has not touched the coordinate input area 4 yet, the operator has not intended to operate the switch.

そして、(2)の位置(座標入力領域4に接触した位置)で、SW2領域を押圧することによって、スイッチ動作をさせたと認知することになる。操作者は、スイッチ動作をさせたと言う目的を達成して、(3)の位置に指/手を移動させることになるが、(3)の位置にあっても、座標入力装置は座標値を出力し続ける。そして、(4)の位置を経て光束を遮ることが無くなったところで、座標出力を停止することになる。   Then, it is recognized that the switch operation is performed by pressing the SW2 area at the position (2) (the position in contact with the coordinate input area 4). The operator achieves the purpose of performing the switch operation and moves the finger / hand to the position of (3). Even at the position of (3), the coordinate input device sets the coordinate value. Continue to output. Then, when the light beam is no longer blocked after the position (4), the coordinate output is stopped.

さて、ここで問題となるのが、操作者が認知したのは、(2)の状態で『SW2領域を押圧した』という点だけであるのに対し、座標入力装置は、(4)の状態まで座標値を出力している点である。   Now, what is a problem here is that the operator has only recognized that the SW2 area has been pressed in the state (2), while the coordinate input device is in the state (4). It is the point which is outputting the coordinate value up to.

つまり、一連の操作者の移動動作によって、最後に出力された座標値が、SW3領域にある場合には、操作者は確実にSW2領域を押圧したにもかかわらず、SW3領域に割り付けられた実行命令が実行されてしまうことになる。これは、操作者に、意図しない操作を与えるばかりでなく、実行命令の内容によっては、修復不可能な状態を招く重大な恐れが生じることになる。   That is, when the coordinate value output last by the series of movement operations of the operator is in the SW3 area, the operator has surely pressed the SW2 area, but the execution assigned to the SW3 area. The instruction will be executed. This not only gives the operator an unintended operation, but depending on the contents of the execution command, there is a serious risk of causing an unrepairable state.

その対策としては、例えば、SW1領域とSW2領域の間(隙間)を十分に大きくとる、あるいは、出力されている座標値を連続的に監視し、例えば、その期間中に出力された座標値の中心を確定値とする等の手段も考えられる。   As a countermeasure, for example, a sufficiently large space (gap) between the SW1 area and the SW2 area is taken, or the output coordinate value is continuously monitored, and for example, the coordinate value output during the period Means such as setting the center as a definite value are also conceivable.

しかしながら、前者の対策は、スイッチ領域の間隔が大きくなり、操作性が悪い、或いは座標入力領域の大きさ制限により多数のスイッチを配置できない等の課題が新たに生じる。また、後者の対策は、例えば、『間違った領域を指し示してしまったので、(2)の状態のまま指を移動させて、正しい位置で指を離すことによって、当初の目的を達成する』等の動作は良く行われるので、必ずしも中心位置が操作者が意図した正しい位置とは限らない、つまり、誤動作する可能性を排除できない。   However, the former measure has a new problem such as an increase in the interval between the switch areas and poor operability, or a large number of switches cannot be arranged due to the size limit of the coordinate input area. The latter countermeasure is, for example, “I've pointed to the wrong area, so I can achieve the original purpose by moving my finger in the state of (2) and releasing my finger at the correct position”. Therefore, the center position is not necessarily the correct position intended by the operator, that is, the possibility of malfunctioning cannot be excluded.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、操作性を向上することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a coordinate input device that can improve operability, a control method therefor, and a program.

上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置は以下の構成を備える。即ち、
座標入力面の高さが異なる複数の平面からなる座標入力と、
前記座標入力の隅部に設けられた複数の受光検出手段と、
前記座標入力の周辺部に設けられ再帰的に入射光を反射する再帰反射手段と、
前記再帰性反射手段に向けて座標入力面に略平行に光束を投光する投光手段と、
前記受光検出手段から得られる光量分布の変化率に基づいて、前記座標入力に対する指示位置の高さと、前記指示位置の座標を算出する算出手段と
前記算出手段によって算出された前記指示位置の座標が前記異なる複数の平面のいずれかの平面に属するかを判別し、前記指示位置がタッチされた状態を検知するための閾値δであって該平面ごとに設定された該閾値δに基づいて前記指示位置がタッチされたか否かを判定する判定手段と
を備える。
In order to achieve the above object, a coordinate input device according to the present invention comprises the following arrangement. That is,
A coordinate input surface height of the coordinate input surface is formed of a plurality of different planes,
A plurality of light receiving detection means provided at corners of the coordinate input surface ;
Retroreflective means for recursively reflecting incident light provided around the coordinate input surface ;
Projecting means for projecting a light beam substantially parallel to the coordinate input surface toward the retroreflecting means;
Based on the change rate of the light amount distribution obtained from the light receiving detection means, a calculation means for calculating the height of the indicated position with respect to the coordinate input surface and the coordinates of the indicated position ;
It is a threshold value δ for determining whether the coordinates of the designated position calculated by the calculating means belong to any one of the different planes, and is a threshold value δ for detecting the touched position of the designated position. Determining means for determining whether or not the indicated position has been touched based on the threshold value δ set for each of them .

また、好ましくは、前記座標入力で規定される第1座標入力面と前記光束間の距離をh1とする場合、前記第1座標入力面に対し距離h1を有する第2座標入力面を有する特定が、前記座標入力内に構成されている。 Also, certain preferably having when said first coordinate input surface defined by the coordinate input surface and the distance between the light beam and h1, second coordinate input surface having a distance h1 to the first coordinate input surface A surface is configured in the coordinate input surface .

また、好ましくは、前記座標入力で規定される第1座標入力面と前記光束間の距離をh1とし、前記光束の幅をWとする場合、前記第1座標入力面に対し距離h1+W×(1−δ)を有する第3座標入力面が、前記座標入力内に構成されている。 Also, preferably, the distance between the light beam and the first coordinate input surface defined by the coordinate input surface and h1, if the width of the light beam to is W, relative to the first coordinate input surface distance h1 + W × ( A third coordinate input surface having 1-δ) is configured in the coordinate input surface .

また、好ましくは、前記座標入力で規定される第1座標入力面と前記光束間の距離をh1とし、前記光束の幅をWとする場合、前記第1座標入力面に対し、距離h1+W×(1−δ)より大きく、かつ距離h1+W未満の距離範囲内の距離に第4座標入力面が、前記座標入力内に構成されている。 Also, preferably, the distance between the light beam and the first coordinate input surface defined by the coordinate input surface and h1, if the width of the light beam to is W, relative to the first coordinate input surface, the distance h1 + W × A fourth coordinate input surface is configured in the coordinate input surface at a distance greater than (1-δ) and less than the distance h1 + W.

上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
座標入力面の高さが異なる複数の平面からなる座標入力の角部に設けられた受光部と、該座標入力の周辺部に設けられ、入射光を再帰的に反射する反射部と、該座標入力に対し略平行に光束を投光する投光部を有し、該座標入力上の指示位置を算出する座標入力装置の制御方法であって、
前記投光部によって、前記反射部に向けて前記光束を投光する投光工程と、
前記受光部によって、前記反射部から反射される光束を受光する受光工程と、
前記受光部から得られる光量分布の変化率に基づいて、前記座標入力に対する指示位置の高さと、前記指示位置の座標を算出する算出工程と
前記算出工程によって算出された前記指示位置の座標が前記異なる複数の平面のいずれかの平面に属するかを判別し、前記指示位置がタッチされた状態を検知するための閾値δであって該平面ごとに設定された該閾値δに基づいて前記指示位置がタッチされたか否かを判定する判定工程と
を備える。
In order to achieve the above object, a method for controlling a coordinate input device according to the present invention comprises the following arrangement. That is,
A light receiving unit provided at a corner of the coordinate input surface composed of a plurality of planes having different heights of the coordinate input surface, a reflection unit provided at the periphery of the coordinate input surface and recursively reflecting incident light; has a light projecting portion for projecting a substantially parallel light beam to the coordinate input surface, a method of controlling a coordinate input device for calculating the indicated position on the coordinate input surface,
A light projecting step of projecting the light flux toward the reflection unit by the light projecting unit;
A light receiving step of receiving a light beam reflected from the reflecting portion by the light receiving portion;
Based on the change rate of the light amount distribution obtained from the light receiving unit, a calculation step of calculating the height of the designated position with respect to the coordinate input surface and the coordinates of the designated position ;
It is a threshold value δ for determining whether the coordinates of the designated position calculated by the calculating step belong to any one of the different planes, and is a threshold value δ for detecting the touched position of the designated position. And a determination step of determining whether or not the indicated position has been touched based on the threshold value δ set for each .

上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
座標入力面の高さが異なる複数の平面からなる座標入力の角部に設けられた受光部と、該座標入力の周辺部に設けられ、入射光を再帰的に反射する反射部と、該座標入力に対し略平行に光束を投光する投光部を有し、該座標入力上の指示位置を算出する座標入力装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記投光部によって、前記反射部に向けて前記光束を投光する投光工程と、
前記受光部によって、前記反射部から反射される光束を受光する受光工程と、
前記受光部から得られる光量分布の変化率に基づいて、前記座標入力に対する指示位置の高さと、前記指示位置の座標を算出する算出工程と
前記算出工程によって算出された前記指示位置の座標が前記異なる複数の平面のいずれかの平面に属するかを判別し、前記指示位置がタッチされた状態を検知するための閾値δであって該平面ごとに設定された該閾値δに基づいて前記指示位置がタッチされたか否かを判定する判定工程と
をコンピュータに実行させる。
In order to achieve the above object, a program according to the present invention comprises the following arrangement. That is,
A light receiving unit provided at a corner of the coordinate input surface composed of a plurality of planes having different heights of the coordinate input surface, a reflection unit provided at the periphery of the coordinate input surface and recursively reflecting incident light; has a light projecting portion for projecting a substantially parallel light beam to the coordinate input surface, a program for executing a control of a coordinate input device for calculating the indicated position on the coordinate input screen to the computer,
A light projecting step of projecting the light flux toward the reflection unit by the light projecting unit;
A light receiving step of receiving a light beam reflected from the reflecting portion by the light receiving portion;
Based on the change rate of the light amount distribution obtained from the light receiving unit, a calculation step of calculating the height of the designated position with respect to the coordinate input surface and the coordinates of the designated position ;
It is a threshold value δ for determining whether the coordinates of the designated position calculated by the calculating step belong to any one of the different planes, and is a threshold value δ for detecting the touched position of the designated position. And a determination step of determining whether or not the indicated position has been touched based on the threshold value δ set for each .

以上説明したように、本発明によれば、操作性を向上することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a coordinate input device that can improve operability, a control method thereof, and a program.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<<実施形態1>>
まず、本発明に係る座標入力装置の概略構成について、図1を用いて説明する。
<< Embodiment 1 >>
First, a schematic configuration of a coordinate input device according to the present invention will be described with reference to FIG.

図1は本発明の実施形態1の座標入力装置の概略構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a coordinate input device according to a first embodiment of the present invention.

図1において、1L及び1Rは、投光部30(図2参照)及び検出部40(図3参照)を有するセンサユニットであり、図示の如く座標入力領域4のX軸に平行に、かつY軸に対称な位置に、所定距離離されて設置されている。センサユニット1L及び1Rは、制御・演算を行う制御・演算ユニット2に接続され、制御信号を制御・演算ユニット2から受信すると共に、検出した信号を制御・演算ユニット2に送信する。   In FIG. 1, 1L and 1R are sensor units each having a light projecting unit 30 (see FIG. 2) and a detecting unit 40 (see FIG. 3), parallel to the X axis of the coordinate input area 4 as shown, and Y It is installed at a position symmetrical to the axis and separated by a predetermined distance. The sensor units 1L and 1R are connected to a control / arithmetic unit 2 that performs control / calculation, receive a control signal from the control / arithmetic unit 2, and transmit a detected signal to the control / arithmetic unit 2.

3は、入射光を到来方向に反射する再帰反射面を有する再帰反射部材であり、左右それぞれのセンサユニット1L及び1Rから略90°範囲に投光された光を、センサユニット1L及び1Rに向けて再帰反射する。   Reference numeral 3 denotes a retroreflective member having a retroreflective surface that reflects incident light in the direction of arrival, and directs light projected from the left and right sensor units 1L and 1R in a range of approximately 90 ° toward the sensor units 1L and 1R. To retroreflect.

再帰反射部材3で再帰反射された光は、センサユニット1L及び1Rによって1次元的に検出され、その光量分布が制御・演算ユニット2に送信される。   The light retroreflected by the retroreflective member 3 is detected one-dimensionally by the sensor units 1L and 1R, and the light quantity distribution is transmitted to the control / arithmetic unit 2.

座標入力領域4は、PDPやリアプロジェクタ、LCDパネルなどの表示装置の表示画面で構成されることで、インタラクティブな入力装置として、利用可能となっている。   The coordinate input area 4 is configured as a display screen of a display device such as a PDP, a rear projector, or an LCD panel, so that it can be used as an interactive input device.

このような構成において、座標入力領域4に指等の指示具による入力指示がなされると、センサユニット1L及び1Rの投光部30から投光された光が遮られ、再帰反射部材3による反射光が得られなくなるため、入力指示位置のみ反射光量が得られなくなる。その結果、どの方向からの光が検出できなかったかを判別することが可能となる。   In such a configuration, when an input instruction is made to the coordinate input area 4 by an indicator such as a finger, the light projected from the light projecting units 30 of the sensor units 1L and 1R is blocked and reflected by the retroreflective member 3. Since no light can be obtained, the amount of reflected light cannot be obtained only at the input instruction position. As a result, it is possible to determine from which direction the light could not be detected.

そこで、制御・演算ユニット2は、センサユニット1L及び1Rが検出する光量変化から、指示具によって入力指示された部分の遮光範囲を検出し、その遮光範囲内での情報(検出点)を特定して、センサユニット1L及び1Rそれぞれに対する遮光位置の方向(指示具の角度)を算出する。   Therefore, the control / arithmetic unit 2 detects the light-shielding range of the portion instructed to be input by the pointing tool from the light amount change detected by the sensor units 1L and 1R, and specifies information (detection points) within the light-shielding range. Thus, the direction of the light shielding position (the angle of the pointing tool) with respect to each of the sensor units 1L and 1R is calculated.

そして、算出された角度及びセンサユニット1L及び1R間の距離情報等から、座標入力領域4上の指示具の指示位置を算出し、表示装置に接続されているパーソナルコンピュータ等の外部端末に、USB等のインタフェースを経由して座標値を出力する。   Then, the pointing position of the pointing tool on the coordinate input area 4 is calculated from the calculated angle and the distance information between the sensor units 1L and 1R, and the USB terminal is connected to an external terminal such as a personal computer connected to the display device. Coordinate values are output via the interface.

このようにして、指示具によって、画面上に線を描画したり、表示装置に表示されるアイコンを操作する等の外部端末の操作が可能になる。   In this way, the operation of the external terminal such as drawing a line on the screen or operating an icon displayed on the display device can be performed by the pointing tool.

<センサユニットの詳細説明>
次に、センサユニット1L及び1R内の投光部30の構成について、図2を用いて説明する。
<Detailed explanation of sensor unit>
Next, the configuration of the light projecting unit 30 in the sensor units 1L and 1R will be described with reference to FIG.

図2は本発明の実施形態1のセンサユニットの投光部の構成例を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a light projecting unit of the sensor unit according to the first embodiment of the present invention.

図2(a)は投光部30を上(座標入力領域4の入力面に対し垂直方向)から見た場合を示している。31は赤外光を発する赤外LEDであり、赤外LED31から発光した光は投光レンズ32によって略90°範囲に光が投光される。   FIG. 2A shows a case where the light projecting unit 30 is viewed from above (perpendicular to the input surface of the coordinate input area 4). Reference numeral 31 denotes an infrared LED that emits infrared light. The light emitted from the infrared LED 31 is projected in a range of approximately 90 ° by a light projection lens 32.

図2(b)は投光部30を横(座標入力領域4の入力面に対し水平方向)から見た場合を示している。この方向では、赤外LED31からの光は上下方向に制限された光束として投光され、主に、再帰反射部材3に対して光が投光されるように構成されている。   FIG. 2B shows a case where the light projecting unit 30 is viewed from the side (horizontal direction with respect to the input surface of the coordinate input area 4). In this direction, the light from the infrared LED 31 is projected as a light beam limited in the vertical direction, and the light is mainly projected onto the retroreflective member 3.

次に、センサユニット1L及び1Rの検出部40の構成について、図3を用いて説明する。   Next, the configuration of the detection units 40 of the sensor units 1L and 1R will be described with reference to FIG.

図3は本発明の実施形態1のセンサユニットの検出部の構成例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the detection unit of the sensor unit according to the first embodiment of the present invention.

図3では、センサユニット1L及び1Rの検出部40を座標入力領域4の入力面に対して垂直方向から見た場合を示している。尚、図中破線部分は、図4に示される投光部30の配置を示すものである。   FIG. 3 shows a case where the detection units 40 of the sensor units 1L and 1R are viewed from a direction perpendicular to the input surface of the coordinate input area 4. The broken line portion in the drawing indicates the arrangement of the light projecting unit 30 shown in FIG.

検出部40は、複数の受光素子(画素)からなる1次元のラインCCD41及び集光光学系としての集光用レンズ42及び43、入射光の入射方向を制限する絞り44、可視光など余分な光の入射を防止する赤外フィルタ45から構成されている。   The detection unit 40 includes a one-dimensional line CCD 41 composed of a plurality of light receiving elements (pixels), condensing lenses 42 and 43 as a condensing optical system, a diaphragm 44 for limiting the incident direction of incident light, and extra light such as visible light. It comprises an infrared filter 45 that prevents light from entering.

投光部30からの光は、再帰反射部材3によって反射され、赤外フィルタ45、絞り44を抜けて、集光用レンズ42及び43によって入力面の略90°範囲の光がラインCCD41の検出面にその入射角に依存した画素上に結像される。これにより、入射角の角度毎の光量分布が得られる。つまり、ラインCCD41を構成する各画素の画素番号が角度情報を表すことになる。   The light from the light projecting unit 30 is reflected by the retroreflective member 3, passes through the infrared filter 45 and the diaphragm 44, and the light in the approximately 90 ° range of the input surface is detected by the line CCD 41 by the condensing lenses 42 and 43. The image is formed on the pixel depending on the incident angle on the surface. Thereby, the light quantity distribution for each angle of the incident angle is obtained. That is, the pixel number of each pixel constituting the line CCD 41 represents angle information.

次に、図2の投光部30及び図3の検出部40を有するセンサユニット1L及び1Rの構成について、図4を用いて説明する。   Next, the configuration of the sensor units 1L and 1R having the light projecting unit 30 in FIG. 2 and the detection unit 40 in FIG. 3 will be described with reference to FIG.

図4は本発明の実施形態1のセンサユニットの構成例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the sensor unit according to the first embodiment of the present invention.

図4では、座標入力領域4を水平方向から見たときの、図2(b)の投光部30と図3の検出部40を重ねて、センサユニット1L(1R)を構成した場合を示している。ここで、投光部30と検出部40の光軸間の距離Lは、投光部30から再帰反射部材3までの距離に比べて十分に小さな値に設定され、距離Lを有していても十分な再帰反射光を検出部40で検知することが可能な構成となっている。   FIG. 4 shows a case where the sensor unit 1L (1R) is configured by overlapping the light projecting unit 30 in FIG. 2B and the detection unit 40 in FIG. 3 when the coordinate input area 4 is viewed from the horizontal direction. ing. Here, the distance L between the optical axes of the light projecting unit 30 and the detection unit 40 is set to a sufficiently small value compared to the distance from the light projecting unit 30 to the retroreflective member 3, and has the distance L. In addition, a sufficient retroreflected light can be detected by the detection unit 40.

<再帰反射部材の詳細説明>
次に、再帰反射部材3の再帰反射原理について、図5を用いて説明する。
<Detailed description of retroreflective member>
Next, the retroreflective principle of the retroreflective member 3 will be described with reference to FIG.

図5は本発明の実施形態1の再帰反射部材の再帰反射原理を説明するための図である。   FIG. 5 is a view for explaining the principle of retroreflection of the retroreflective member of Embodiment 1 of the present invention.

再帰反射部材3の構造について、まず、説明を簡単にするために2次元構造で模式的に考えると、図5(a)で示す如く略90°の角度を有する反射面を連続的に構成することで、再帰反射現象を実現できる。   Regarding the structure of the retroreflective member 3, first, in order to simplify the explanation, a two-dimensional structure is schematically considered. As shown in FIG. 5A, a reflective surface having an angle of approximately 90 ° is continuously formed. Thus, the retroreflection phenomenon can be realized.

しかしながら、このような構造では、図5(b)に示すが如く、Z方向の光線ベクトルは反射され、再帰反射とはならない。従って、再帰反射部材3は、ミクロ的に見て3次元的な構造を有し、現在では主にビーズタイプの再帰反射テープ、あるいはコーナキューブを機械加工等により規則正しく配列することで再帰反射現象を起こす再帰反射テープが知られている。   However, in such a structure, as shown in FIG. 5B, the light vector in the Z direction is reflected and does not become retroreflective. Therefore, the retroreflective member 3 has a three-dimensional structure when viewed microscopically. At present, the retroreflective phenomenon is mainly achieved by regularly arranging bead-type retroreflective tapes or corner cubes by machining or the like. Retroreflective tape to wake up is known.

しかし、これらの再帰反射テープは、マクロ的に見た再帰反射テープの法線方向を入射角0°と定義して、その入射角をパラメータに再帰反射される光の量を測定すると、図6のような再帰反射特性が得られる。   However, in these retroreflective tapes, when the normal direction of the retroreflective tape viewed macroscopically is defined as an incident angle of 0 ° and the amount of light retroreflected is measured using the incident angle as a parameter, FIG. A retroreflective characteristic such as is obtained.

図6によれば、明らかに入射角度が45°を超えるあたりから得られる反射光量が減少するので、遮蔽方式の座標入力装置にあっては、その遮蔽物による遮蔽領域において、その変化を充分に検知することができなくなる恐れがある。   According to FIG. 6, since the amount of reflected light obtained when the incident angle exceeds 45 ° clearly decreases, in the shielding type coordinate input device, the change is sufficiently suppressed in the shielding region by the shielding object. There is a risk that it cannot be detected.

反射光量は、光量分布(照明強度および距離)、再帰性反射部材3の反射率(入射角度、反射部材の幅)、座標センサユニット1L及び1R内の結像系照度(cosine4乗則)によって決まる。     The amount of reflected light is determined by the light amount distribution (illumination intensity and distance), the reflectance of the retroreflective member 3 (incident angle, width of the reflecting member), and the imaging system illuminance (cosine fourth power law) in the coordinate sensor units 1L and 1R. .

反射光量が不足する場合に、その不足を解決する方法としては、投光部30の照明強度を上げることが考えられる。しかしながら、反射光量分布が均一で無い場合、つまり、入射角が0°〜45°を超えるような領域までもを使用する座標入力装置にあっては、再帰反射光の強い部分の光(入射角が0°に近い領域)を受光したときに、センサユニット内のラインCCD41で、その領域からの信号が飽和することがあり、照明強度を上げるには限界がある。   As a method of solving the shortage when the amount of reflected light is insufficient, it is conceivable to increase the illumination intensity of the light projecting unit 30. However, when the reflected light quantity distribution is not uniform, that is, in a coordinate input device that uses even an area where the incident angle exceeds 0 ° to 45 °, the light of the portion where the retroreflected light is strong (incident angle) When the light is received, the signal from the region may be saturated in the line CCD 41 in the sensor unit, and there is a limit to increasing the illumination intensity.

従って、再帰反射部材3の反射特性として得られる反射光量分布をなるべく均一にしなければ、照明強度を上げることによって、入射角度の大きな低光量部分の再帰反射光の増大も望むことができない。   Therefore, unless the reflected light amount distribution obtained as the reflection characteristic of the retroreflective member 3 is made as uniform as possible, it is not possible to increase the retroreflected light in the low light amount portion having a large incident angle by increasing the illumination intensity.

この観点(角度方向に対して均一化を計る)に立ち、実施形態1では、再帰反射シートを貼り付ける部材を、図7のように山形を並べた構造とし、この山形の面になぞって再帰反射テープを貼り付け、再帰反射部材3を構成している。   From this point of view (measurement of uniformity with respect to the angle direction), in Embodiment 1, the member to which the retroreflective sheet is attached has a structure in which chevrons are arranged as shown in FIG. A retroreflective member 3 is configured by attaching a reflective tape.

このように構成することで、幾何学的に再帰反射テープに入射する光線の入射角をより小さくすることができ、再帰反射部材3の反射特性の分布を均一にすることができる。   By comprising in this way, the incident angle of the light ray which injects into a retroreflection tape geometrically can be made smaller, and distribution of the reflective characteristic of the retroreflection member 3 can be made uniform.

尚、山形の頂角等は、再帰反射部材3の反射特性から決定すれば良く、さらには、例えば、略90°の角度範囲をセンサユニット1L(1R)のラインCCD41の100個の画素で分解するとすれば、1画素は約0.9°に相当する。また、その時、座標入力領域4内を通る光線で、再帰反射テープまでの距離が最も短い光線で、その光線の長さをLmin(図1参照)とすれば、Lmin×Sin(0.9°)で与えられる値(つまり、角度分解能をεとすれば、Lmin×Sin(ε))以下に、再帰反射部材3の山形のピッチを設定するのが好ましい。   The apex angle or the like of the chevron may be determined from the reflection characteristics of the retroreflective member 3, and further, for example, an angle range of approximately 90 ° is decomposed by 100 pixels of the line CCD 41 of the sensor unit 1L (1R). Then, one pixel corresponds to about 0.9 °. At that time, if the light ray passing through the coordinate input area 4 has the shortest distance to the retroreflective tape and the length of the light ray is Lmin (see FIG. 1), Lmin × Sin (0.9 °) ) (That is, if the angular resolution is ε, Lmin × Sin (ε)) or less, it is preferable to set the pitch of the chevron of the retroreflective member 3.

また、図8に示すが如く、センサユニット1L及び1Rの各センサユニットからの入射角が45°を超えないような領域がある場合には、その領域を再帰反射テープそのままの形状(平面状の部材に再帰反射シートを装着して、再帰反射部材3を構成する)とし、残りの部分のみを山形形状とすることでも、同様の効果を得ることができる。   Further, as shown in FIG. 8, when there is a region where the incident angle from each sensor unit of the sensor units 1L and 1R does not exceed 45 °, the region is formed in the shape of the retroreflective tape as it is (planar shape). A similar effect can be obtained by attaching a retroreflective sheet to the member to constitute the retroreflective member 3 and forming only the remaining portion in a mountain shape.

<制御・演算ユニットの説明>
制御・演算ユニット2とセンサユニット1L及び1Rの間では、主に、検出部40内のラインCCD41用のCCD制御信号、CCD用クロック信号と出力信号及び投光部30の赤外LED31の駆動信号がやり取りされている。
<Description of control / arithmetic unit>
Between the control / arithmetic unit 2 and the sensor units 1L and 1R, the CCD control signal for the line CCD 41 in the detection unit 40, the clock signal and output signal for the CCD, and the drive signal for the infrared LED 31 of the light projecting unit 30 are mainly used. Are being exchanged.

ここで、制御・演算ユニット2の詳細構成について、図9を用いて説明する。   Here, the detailed configuration of the control / arithmetic unit 2 will be described with reference to FIG.

図9は本発明の実施形態1の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of the control / arithmetic unit according to the first embodiment of the present invention.

CCD制御信号は、ワンチップマイコン等で構成される演算制御回路(CPU)83から出力され、ラインCCD41のシャッタタイミングやデータの出力制御等が行われる。尚、この演算制御回路83は、メインクロック発生回路86からのクロック信号に従って動作する。また、CCD用のクロック信号は、クロック発生回路(CLK)87からセンサユニット1L及び1Rに送信されると共に、各センサユニット内部のラインCCD41との同期をとって各種制御を行うために、演算制御回路83にも入力されている。   The CCD control signal is output from an arithmetic control circuit (CPU) 83 constituted by a one-chip microcomputer or the like, and shutter timing of the line CCD 41, data output control, and the like are performed. The arithmetic control circuit 83 operates in accordance with the clock signal from the main clock generation circuit 86. The clock signal for the CCD is transmitted from the clock generation circuit (CLK) 87 to the sensor units 1L and 1R, and arithmetic control is performed in order to perform various controls in synchronization with the line CCD 41 in each sensor unit. It is also input to the circuit 83.

投光部30の赤外LED31を駆動するためのLED駆動信号は、演算制御回路83からLED駆動回路84L及び84Rを介して、対応するセンサユニット1L及び1Rの投光部30の赤外LED31に供給されている。   The LED drive signal for driving the infrared LED 31 of the light projecting unit 30 is sent from the arithmetic control circuit 83 to the infrared LED 31 of the light projecting unit 30 of the corresponding sensor units 1L and 1R via the LED drive circuits 84L and 84R. Have been supplied.

センサユニット1L及び1Rそれぞれの検出部40のラインCCD41からの検出信号は、制御・演算ユニット2の対応するA/Dコンバータ81L及び81Rに入力され、演算制御回路83からの制御によって、デジタル値に変換される。この変換されたデジタル値は、メモリ82に記憶され、指示具の角度計算に用いられる。そして、この計算された角度から座標値が算出され、外部端末にシリアルインタフェース88(例えば、USB、RS232Cインタフェース等)を介して出力される。   Detection signals from the line CCD 41 of the detection unit 40 of each of the sensor units 1L and 1R are input to the corresponding A / D converters 81L and 81R of the control / arithmetic unit 2, and converted into digital values by the control from the arithmetic control circuit 83. Converted. The converted digital value is stored in the memory 82 and used for calculating the angle of the indicator. Then, a coordinate value is calculated from the calculated angle, and is output to an external terminal via a serial interface 88 (for example, USB, RS232C interface, etc.).

<光量分布検出の説明>
図10は本発明の実施形態1の制御信号のタイミングチャートである。
<Explanation of light intensity distribution detection>
FIG. 10 is a timing chart of control signals according to the first embodiment of the present invention.

図10において、91〜93はCCD制御信号であり、SH信号91の間隔で、ラインCCD41のシャッタ解放時間が決定される。ICGL信号92及びICGR信号93は、センサユニット1L及び1Rそれぞれのセンサユニットへのゲート信号であり、内部のラインCCD41の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号である。   In FIG. 10, reference numerals 91 to 93 denote CCD control signals, and the shutter release time of the line CCD 41 is determined by the interval of the SH signal 91. The ICGL signal 92 and the ICGR signal 93 are gate signals to the sensor units of the sensor units 1L and 1R, and are signals for transferring the charge of the photoelectric conversion unit of the internal line CCD 41 to the reading unit.

94、95はセンサユニット1L及び1Rそれぞれの投光部30の駆動信号である。ここで、SH信号91の最初の周期で、センサユニット1Lの投光部30を点灯(投光期間96L)するために、LEDL信号94がLED駆動回路84Lを経て投光部30に供給される。また、SH信号91の次の周期で、センサユニット1Rの投光部30を点灯(投光期間96R)するために、LEDR信号95がLED駆動回路84Rを経て投光部30に供給される。   Reference numerals 94 and 95 denote drive signals for the light projecting units 30 of the sensor units 1L and 1R, respectively. Here, in order to turn on the light projecting unit 30 of the sensor unit 1L (light projecting period 96L) in the first cycle of the SH signal 91, the LEDL signal 94 is supplied to the light projecting unit 30 via the LED drive circuit 84L. . Further, in order to turn on the light projecting unit 30 of the sensor unit 1R (light projecting period 96R) at the next cycle of the SH signal 91, the LEDR signal 95 is supplied to the light projecting unit 30 via the LED drive circuit 84R.

そして、センサユニット1L及び1Rの双方の投光部30の駆動が終了した後に、センサユニット1L及び1Rの双方の検出部(ラインCCD41)の検出信号が読み出される。   Then, after the driving of the light projecting units 30 of both the sensor units 1L and 1R is completed, the detection signals of both the detection units (line CCD 41) of the sensor units 1L and 1R are read.

ここで、センサユニット1L及び1Rの双方から読み出される検出信号は、座標入力領域4への指示具による入力がない場合には、それぞれのセンサユニットからの出力として、図11(a)のような光量分布が得られる。もちろん、このような光量分布がどのシステムでも必ず得られるわけではなく、再帰反射部材3の再帰反射特性や投光部30の特性、また、経時変化(反射面の汚れなど)によって、光量分布は変化する。   Here, the detection signals read from both the sensor units 1L and 1R are output from the respective sensor units as shown in FIG. 11A when there is no input to the coordinate input area 4 by the pointing tool. A light quantity distribution is obtained. Of course, such a light amount distribution is not necessarily obtained in any system, and the light amount distribution depends on the retroreflective characteristics of the retroreflective member 3, the characteristics of the light projecting unit 30, and changes with time (such as dirt on the reflecting surface). Change.

図11(a)においては、レベルAが最大光量であり、レベルBが最低光量となっている。   In FIG. 11A, level A is the maximum light amount and level B is the minimum light amount.

つまり、再帰反射部材3からの反射光がない状態では、センサユニット1L及び1Rで得られる光量レベルがレベルB付近になり、反射光量が増えるほど、レベルAに光量レベルが遷移する。このようにして、センサユニット1L及び1Rから出力された検出信号は、逐次、対応するA/Dコンバータ81L及び81RでA/D変換され、演算制御回路83にデジタルデータとして取り込まれる。   That is, in a state where there is no reflected light from the retroreflective member 3, the light amount level obtained by the sensor units 1L and 1R is near level B, and the light amount level transitions to level A as the reflected light amount increases. In this way, the detection signals output from the sensor units 1L and 1R are sequentially A / D converted by the corresponding A / D converters 81L and 81R, and taken into the arithmetic control circuit 83 as digital data.

これに対し、座標入力領域4への指示具による入力がある場合には、センサユニット1L及び1Rからの出力として、図11(b)のような光量分布が得られる。   On the other hand, when there is an input to the coordinate input area 4 by the pointing tool, a light amount distribution as shown in FIG. 11B is obtained as an output from the sensor units 1L and 1R.

この光量分布のC部分では、指示具によって再帰反射部材3からの反射光が遮られているため、その部分(遮光範囲)のみ反射光量が低下していることがわかる。   In part C of this light quantity distribution, the reflected light from the retroreflective member 3 is blocked by the pointing tool, so that it can be seen that the quantity of reflected light is reduced only in that part (light shielding range).

そして、実施形態1では、指示具による入力がない場合の図11(a)の光量分布と、指示具による入力がある場合の図11(b)の光量分布の変化に基づいて、センサユニット1L及び1Rに対する指示具の角度を算出する。   In the first embodiment, the sensor unit 1L is based on the light amount distribution of FIG. 11A when there is no input by the pointing tool and the change of the light amount distribution of FIG. 11B when there is an input by the pointing tool. And the angle of the indicator with respect to 1R is calculated.

具体的には、図11(a)の光量分布を初期状態として予めメモリ82に記憶しておく。そして、センサユニット1L及び1Rそれぞれの検出信号のサンプル期間に、図11(b)のような光量分布の変化があるか否かを、そのサンプル期間中の光量分布と、メモリ82に記憶されている初期状態の光量分布との差分によって検出する。そして、光量分布に変化がある場合には、その変化部分を指示具の入力点としてその入力角度を決定する演算を行う。   Specifically, the light amount distribution of FIG. 11A is stored in advance in the memory 82 as an initial state. Then, whether or not there is a change in the light quantity distribution as shown in FIG. 11B in the sample period of the detection signals of the sensor units 1L and 1R is stored in the memory 82 and the light quantity distribution during the sample period. It is detected by the difference from the light quantity distribution in the initial state. Then, when there is a change in the light amount distribution, an operation for determining the input angle with the changed portion as the input point of the pointing tool is performed.

<角度計算の説明>
センサユニット1L及び1Rに対する指示具の角度計算にあたっては、まず、指示具による遮光範囲を検出する必要がある。
<Description of angle calculation>
In calculating the angle of the pointing tool with respect to the sensor units 1L and 1R, first, it is necessary to detect a light shielding range by the pointing tool.

上述したように、センサユニット1L及び1Rが検出する光量分布は、経時変化等の要因で一定ではないため、その初期状態の光量分布(初期データ)は、例えば、システムの起動時毎にメモリ82に記憶することが望ましい。   As described above, the light quantity distribution detected by the sensor units 1L and 1R is not constant due to factors such as changes over time. Therefore, the initial light quantity distribution (initial data) is stored in the memory 82 every time the system is started, for example. It is desirable to memorize.

つまり、工場等の出荷時に初期データを設定し、その初期データの更新が、逐次行われなければ、例えば、所定位置の再帰反射面にゴミが付着した場合、その部分での再帰反射効率が低下するので、あたかもその位置(センサユニット1Lや1Rから見た方向)で座標入力動作が行われた、即ち、誤検出してしまうという重大な結果を引き起こす。   In other words, if initial data is set at the time of shipment from a factory or the like and the initial data is not updated sequentially, for example, when dust adheres to the retroreflective surface at a predetermined position, the retroreflective efficiency at that part decreases. As a result, the coordinate input operation is performed at that position (direction viewed from the sensor unit 1L or 1R), that is, a serious result of erroneous detection is caused.

従って、システムの起動時などに、初期データをメモリ82に記憶することで、再帰反射面が経時的にほこり等で汚れて再帰反射効率が落ちていても、その状態を初期状態として設定しなおすことができるので、誤動作をすることが無くなる。   Therefore, by storing the initial data in the memory 82 at the time of starting up the system, even if the retroreflective surface is soiled with dust or the like over time and the retroreflective efficiency is lowered, the state is reset as the initial state. Therefore, there is no malfunction.

以下、センサユニット1L及び1Rの一方(例えば、センサユニット1L)による指示具の角度計算について説明するが、他方(センサユニット1R)でも同様の角度計算を行うことは言うまでもない。   Hereinafter, although the angle calculation of the pointing tool by one of the sensor units 1L and 1R (for example, the sensor unit 1L) will be described, it goes without saying that the same angle calculation is performed by the other (the sensor unit 1R).

電源投入時、入力のない(遮光範囲がない)状態で、まず、センサユニット1L内の投光部30からの投光を停止している状態で、検出部40の出力である光量分布をA/D変換して、この値をBas_data[N]としてメモリ82に記憶する。   When the power is turned on, there is no input (there is no light shielding range), and first, the light amount distribution, which is the output of the detection unit 40, is stopped while the light projection from the light projecting unit 30 in the sensor unit 1L is stopped. This value is stored in the memory 82 as Bas_data [N].

尚、この値は、検出部(ラインCCD41)のバイアスのばらつき等を含んだデータであり、図11(a)のレベルB付近のデータとなる。ここで、NはラインCCD41を構成する画素の画素番号であり、有効な入力範囲(有効範囲)に対応する画素番号が用いられる。   This value is data including variations in bias of the detection unit (line CCD 41), and is data near level B in FIG. Here, N is a pixel number of a pixel constituting the line CCD 41, and a pixel number corresponding to an effective input range (effective range) is used.

次に、投光部30からの投光を行っている状態で、検出部40の出力である光量分布をA/D変換して、この値をRef_data[N]としてメモリ82に記憶する。   Next, in a state in which light is projected from the light projecting unit 30, the light amount distribution that is the output of the detection unit 40 is A / D converted, and this value is stored in the memory 82 as Ref_data [N].

尚、この値は、例えば、図11(a)の実線で示されるデータとなる。   This value is, for example, data indicated by a solid line in FIG.

そして、このメモリ82に初期データとして記憶されたBas_data[N]とRef_data[N]とを用いて、まずは、指示具による入力の有無、かつ遮光範囲の有無の判定を行う。   Then, using Bas_data [N] and Ref_data [N] stored as initial data in the memory 82, first, the presence / absence of input by the pointing tool and the presence / absence of the light shielding range are determined.

ここで、センサユニット1L(ラインCCD41)の出力のサンプル期間内のN番目の画素の画素データをNorm_data[N]とする。   Here, the pixel data of the Nth pixel within the sample period of the output of the sensor unit 1L (line CCD 41) is Norm_data [N].

まず、遮光範囲を特定するために、画素データの変化の絶対量によって、遮光範囲の有無を判定する。これは、ノイズ等による誤判定を防止し、所定量の確実な変化を検出するためである。   First, in order to specify the light shielding range, the presence or absence of the light shielding range is determined based on the absolute amount of change in the pixel data. This is to prevent erroneous determination due to noise or the like and to detect a certain amount of reliable change.

具体的には、画素データの変化の絶対量を、ラインCCD41の各々の画素において以下の計算を行い、予め決定してある閾値Vthaと比較する。   Specifically, the absolute amount of change in the pixel data is calculated for each pixel of the line CCD 41 and compared with a predetermined threshold value Vtha.

Norm_data_a[N] = Norm_data[N] − Ref_data[N] (1)
ここで、Norm_data_a[N]は、ラインCCD41の各画素における絶対変化量である。
Norm_data_a [N] = Norm_data [N] − Ref_data [N] (1)
Here, Norm_data_a [N] is an absolute change amount in each pixel of the line CCD 41.

この処理は、ラインCCD41の各画素の絶対変化量Norm_data_a[N]を算出し、それを閾値Vthaと比較するだけなので、その処理時間をさほど必要とせず、入力の有無の判定を高速に行うことが可能である。そして、特に、閾値Vthaを初めて超えた画素が所定数を超えて検出された場合に、指示具の入力があると判定する。   Since this process merely calculates the absolute change amount Norm_data_a [N] of each pixel of the line CCD 41 and compares it with the threshold value Vtha, the processing time is not so much required, and the presence / absence of input is determined at high speed. Is possible. In particular, when the number of pixels exceeding the threshold value Vtha for the first time is detected exceeding a predetermined number, it is determined that there is an input from the pointing tool.

次に、より高精度に指示具による入力を検出するために、画素データの変化の比を計算して入力点の決定を行う方法について、図12を用いて説明する。   Next, a method for determining the input point by calculating the change ratio of the pixel data in order to detect the input by the pointing tool with higher accuracy will be described with reference to FIG.

図12において、121は再帰反射部材3の再帰反射面とする。ここで、α領域が汚れなどにより、その反射率が低下していたとすると、このときのRef_data[N]の画素データ分布(光量分布)は、図13(a)のように、α領域に対応する部分の反射光量が少なくなる。この状態で、図12のように、指示具5が挿入され、ほぼ再帰性反射面121の上半分を覆ったとすると、反射光量は略半分となるため、図13(b)の太線で示した分布Norm_data[N]が観測されることになる。   In FIG. 12, 121 is a retroreflective surface of the retroreflective member 3. Here, assuming that the reflectance of the α region is reduced due to dirt or the like, the pixel data distribution (light quantity distribution) of Ref_data [N] at this time corresponds to the α region as shown in FIG. The amount of reflected light at the part to be reduced is reduced. In this state, as shown in FIG. 12, if the indicator 5 is inserted and substantially covers the upper half of the retroreflective surface 121, the amount of reflected light is substantially halved. The distribution Norm_data [N] will be observed.

この状態に対して、(1)式を適用すると、その画素データ分布は、図14(a)のようになる。ここで、縦軸は初期状態との差分電圧になっている。   When the expression (1) is applied to this state, the pixel data distribution is as shown in FIG. Here, the vertical axis represents the differential voltage from the initial state.

この画素データに対して、閾値Vthaを適用すると、本来の入力範囲をはずれてしまうような場合がある。もちろん、閾値Vthaの値を下げればある程度検出可能であるが、ノイズなどの影響を受ける可能性が大きくなり、座標算出性能を劣化させるという弊害が発生する。   If the threshold value Vtha is applied to this pixel data, the original input range may be deviated. Of course, if the value of the threshold value Vtha is lowered, detection is possible to some extent, but the possibility of being affected by noise or the like increases, resulting in a problem that the coordinate calculation performance is degraded.

そこで、指示具によって遮られる光量は、α領域、β領域ともに最初の半分(図13(b)において、α領域ではV1レベル相当、β領域ではレベルV2相当)であるので、次式で画素データの変化の比を計算することとする。   Therefore, the amount of light blocked by the pointing tool is the first half of both the α region and the β region (in FIG. 13B, the α region corresponds to the V1 level, and the β region corresponds to the level V2). Let's calculate the ratio of the change.

Norm_data_r[N] = Norm_data_a[N] / (Bas_data[N] - Ref_data[N]) (2)
この計算結果を示すと、図14(b)のように、画素データの変化が比であらわされるため、再帰反射部材3の反射率が異なる場合でも、等しく扱うことが可能になり、高精度に検出が可能になる。
Norm_data_r [N] = Norm_data_a [N] / (Bas_data [N]-Ref_data [N]) (2)
If this calculation result is shown, since the change of the pixel data is represented by a ratio as shown in FIG. 14B, even if the reflectance of the retroreflective member 3 is different, it can be handled equally and with high accuracy. Detection is possible.

この画素データに対して、閾値Vthrを適用して、遮光範囲に対応する画素データ分布の立ち上がり部と立ち下がり部に対応する画素番号を取得し、例えば、この両者の中央を指示具による入力に対応する画素とすることで、より正確な指示具の入力位置を決定することができる。   By applying the threshold value Vthr to this pixel data, the pixel numbers corresponding to the rising and falling portions of the pixel data distribution corresponding to the light shielding range are obtained, and for example, the center of both is input by the pointing tool. By setting the corresponding pixel, it is possible to determine a more accurate input position of the pointing tool.

尚、図14(b)は、説明のために模式的に描いたもので、実際にはこのような立ち上がりにはなっておらず、画素毎に異なるデータレベルを示している。   FIG. 14B is schematically drawn for explanation, and does not actually rise like this, and shows a different data level for each pixel.

以下、式(2)を画素データに適用した場合の検出結果の詳細について、図15を用いて説明する。   Hereinafter, details of the detection result when Expression (2) is applied to the pixel data will be described with reference to FIG.

図15は本発明の実施形態1の検出結果の詳細を示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing details of the detection result of the first embodiment of the present invention.

図15において、指示具による遮光範囲を検出するための閾値Vthrに対して、その閾値Vthrを横切る画素データ分布の立ち上がり部分がNr番目の画素、立ち下がり部分がNf番目の画素である場合、両者の画素の中心画素Npは、
Np = Nr + (Nf-Nr)/2 (3)
と計算することが可能である。但し、この計算では、ラインCCD41の画素間隔が最小の分解能になってしまう。
In FIG. 15, when the rising portion of the pixel data distribution crossing the threshold value Vthr is the Nrth pixel and the falling portion is the Nfth pixel with respect to the threshold value Vthr for detecting the light shielding range by the pointing tool, both The center pixel Np of the pixel of
Np = Nr + (Nf-Nr) / 2 (3)
It is possible to calculate. However, in this calculation, the pixel interval of the line CCD 41 becomes the minimum resolution.

そこで、より高分解能に検出するために、それぞれの画素のデータレベルとその一つ前の隣接画素のデータレベルを用いて、閾値Vthrを横切る仮想の画素番号を計算する。   Therefore, in order to detect with higher resolution, a virtual pixel number crossing the threshold value Vthr is calculated using the data level of each pixel and the data level of the immediately preceding adjacent pixel.

ここで、Nr番目の画素のデータレベルをLr、Nr−1番目の画素のデータレベルをLr−1とする。また、Nf番目の画素のデータレベルをLf、Nf−1番目の画素のデータレベルをLf−1とすれば、それぞれの仮想画素番号Nrv,Nfvは、
Nrv = Nr-1 + ( Vthr - Lr-1 ) / ( Lr - Lr-1 ) (4)
Nfv = Nf-1 + ( Vthr - Lf-1 ) / ( Lf - Lf-1 ) (5)
と計算できる。そして、これらの仮想画素番号Nrv,Nfvの仮想中心画素Npvは、
Npv = Nrv + (Nfv-Nrv)/2 (6)
で決定される。
Here, the data level of the Nrth pixel is Lr, and the data level of the Nr-1th pixel is Lr-1. If the data level of the Nf-th pixel is Lf and the data level of the Nf-1th pixel is Lf-1, the respective virtual pixel numbers Nrv and Nfv are
Nrv = Nr-1 + (Vthr-Lr-1) / (Lr-Lr-1) (4)
Nfv = Nf-1 + (Vthr-Lf-1) / (Lf-Lf-1) (5)
Can be calculated. And the virtual center pixel Npv of these virtual pixel numbers Nrv and Nfv is
Npv = Nrv + (Nfv-Nrv) / 2 (6)
Determined by

このように、閾値Vthrを越えるデータレベルの画素の画素番号とその隣接する画素番号と、それらのデータレベルから、閾値Vthrを横切る仮想的な仮想画素番号を計算することで、より分解能の高い検出を実現できる。   Thus, detection with higher resolution can be performed by calculating a virtual virtual pixel number that crosses the threshold Vthr from the pixel number of the pixel of the data level exceeding the threshold Vthr and the adjacent pixel number and the data level. Can be realized.

<画素番号から角度情報への変換>
次に、遮光範囲の中心点を示す中心画素番号から、実際の指示具の座標値を計算するためには、この中心画素番号を角度情報(θ)に変換する必要がある。
<Conversion from pixel number to angle information>
Next, in order to calculate the actual coordinate value of the pointing tool from the center pixel number indicating the center point of the light shielding range, it is necessary to convert this center pixel number into angle information (θ).

ここで、画素番号とθとの関係について、図16を用いて説明する。   Here, the relationship between the pixel number and θ will be described with reference to FIG.

図16は本発明の実施形態1の画素番号に対するθ値の関係を示す図である。   FIG. 16 is a diagram illustrating the relationship of the θ value with respect to the pixel number according to the first embodiment of the present invention.

この図16に基づいて、画素番号からθを求めるための近似式を定義すると、
θ=f(N) (7)
となり、その近似式(変換式)を用いて画素番号からθへの変換を行うことが可能となる。
Based on FIG. 16, when defining an approximate expression for obtaining θ from the pixel number,
θ = f (N) (7)
Thus, it is possible to convert the pixel number to θ using the approximate expression (conversion expression).

実施形態1では、1次近似式を用いて近似できるように、先に説明したセンサユニット1L(1R)中の検出部40のレンズ群を構成するが、レンズの光学的収差等により、より高次な近似式を用いたほうが、より高精度に角度情報を得ることが可能となる場合がある。   In the first embodiment, the lens group of the detection unit 40 in the sensor unit 1L (1R) described above is configured so that it can be approximated by using a first-order approximation formula. It may be possible to obtain angle information with higher accuracy by using the following approximate expression.

ここで、どのようなレンズ群を採用するかは、製造コストと密接に関連する。特に、レンズ群の製造原価を下げることによって一般的に発生する光学的な歪を、より高次の近似式を用いて補正する場合には、それなりの演算能力(演算速度)を要求されるので、目的とする製品に要求される座標算出精度を鑑みながら、その両者を適宜設定すれば良い。   Here, what lens group is adopted is closely related to the manufacturing cost. In particular, when correcting optical distortions that are generally generated by lowering the manufacturing cost of a lens group using higher-order approximations, a certain amount of computing power (calculation speed) is required. In consideration of the coordinate calculation accuracy required for the target product, both may be set as appropriate.

一方、後述する方法で角度情報から座標値を算出する場合には、得られた画素番号から角度そのものを算出するよりも、その角度における正接値(Tangent)を算出するほうが、三角関数の演算を省略することが可能となるので都合が良い。   On the other hand, when the coordinate value is calculated from the angle information by the method described later, the calculation of the trigonometric function is performed by calculating the tangent value (Tangent) at the angle rather than calculating the angle itself from the obtained pixel number. This is convenient because it can be omitted.

そこで、図17に示すような、画素番号に対するTanθの関係を求めて、近似式を導出し、その近似式を用いて画素番号からTanθ値への変換を行う。例えば、近似式として5次多項式を用いる場合には、係数が6個必要になるので、出荷時などに、この係数データをメモリ82に記憶しておけばよい。   Therefore, as shown in FIG. 17, the relationship of Tanθ to the pixel number is obtained, an approximate expression is derived, and the conversion from the pixel number to the Tanθ value is performed using the approximate expression. For example, when a fifth-order polynomial is used as an approximate expression, six coefficients are required. Therefore, the coefficient data may be stored in the memory 82 at the time of shipment.

ここで、5次多項式の係数をL5,L4,L3,L2,L1,L0とすると、Tanθは
Tanθ = (L5*Npr+L4)*Npr+L3)*Npr+L2)*Npr+L1)*Npr+L0 (8)
で示すことができる。
Here, if the coefficients of the fifth-order polynomial are L5, L4, L3, L2, L1, L0, Tanθ is Tanθ = (L5 * Npr + L4) * Npr + L3) * Npr + L2) * Npr + L1) * Npr + L0 (8)
Can be shown.

これをセンサユニット1L及び1Rそれぞれの検出部40のラインCCD41で検出する画素番号に対して行えば、それぞれから対応する角度データ(Tanθ)を決定できる。   If this is performed for the pixel numbers detected by the line CCD 41 of the detection unit 40 of each of the sensor units 1L and 1R, the corresponding angle data (Tan θ) can be determined from each.

<座標計算方法の説明>
次に、画素番号から変換された角度データ(tanθ)から、指示具の位置座標を算出する座標計算方法について説明する。
<Description of coordinate calculation method>
Next, a coordinate calculation method for calculating the position coordinates of the pointing tool from the angle data (tan θ) converted from the pixel number will be described.

ここで、座標入力領域4上に定義する座標とセンサユニット1L及び1Lとの位置関係について、図18を用いて説明する。   Here, the positional relationship between the coordinates defined on the coordinate input area 4 and the sensor units 1L and 1L will be described with reference to FIG.

図18は本発明の実施形態1の座標入力領域上に定義する座標とセンサユニット1L及び1Lとの位置関係を示す図である。   FIG. 18 is a diagram showing the positional relationship between the coordinates defined on the coordinate input area and the sensor units 1L and 1L according to the first embodiment of the present invention.

図18では、座標入力領域4の水平方向にX軸、垂直方向にY軸を定義し、座標入力領域4の中央を原点位置O(0,0)に定義している。そして、座標入力領域4の座標入力範囲の上辺左右に、それぞれのセンサユニット1L及び1RをY軸に対称に取り付けられており、その間の距離はDsである。   In FIG. 18, the X axis is defined in the horizontal direction of the coordinate input area 4 and the Y axis is defined in the vertical direction, and the center of the coordinate input area 4 is defined as the origin position O (0, 0). The sensor units 1L and 1R are attached symmetrically to the Y axis on the left and right sides of the upper side of the coordinate input range of the coordinate input area 4, and the distance between them is Ds.

また、センサユニット1L及び1Rそれぞれの受光面は、その法線方向がX軸と45度の角度を成すように配置され、その法線方向を0度と定義している。   The light receiving surfaces of the sensor units 1L and 1R are arranged such that the normal direction forms an angle of 45 degrees with the X axis, and the normal direction is defined as 0 degrees.

この時、角度の符号は、左側に配置されたセンサユニット1Lの場合には、時計回りの方向を『+』方向に、また、右側に配置されたセンサユニット1Rの場合には、反時計回りの方向を『+』方向と定義している。   At this time, the sign of the angle is the clockwise direction in the case of the sensor unit 1L arranged on the left side, and the counterclockwise direction in the case of the sensor unit 1R arranged on the right side. Is defined as the “+” direction.

さらには、P0はセンサユニット1L及び1Rの法線方向の交点位置であり、Y軸方向の原点からの距離をP0yと定義する。この時、それぞれのセンサユニット1L及び1Rで得られた角度をθL、θRとすると、検出すべき点Pの座標P(x,y)は、
x = Ds/2 * (tanθR - tanθL) / (1 - (tanθR * tanθL)) (9)
y = Ds/2 * (tanθR + tanθL + (2 * tanθR * tanθL)) /
(1 - (tanθR * tanθL)) + P0y (10)
で計算される。
Further, P0 is the position of the intersection of the sensor units 1L and 1R in the normal direction, and the distance from the origin in the Y-axis direction is defined as P0y. At this time, if the angles obtained by the sensor units 1L and 1R are θL and θR, the coordinates P (x, y) of the point P to be detected are
x = Ds / 2 * (tanθR-tanθL) / (1-(tanθR * tanθL)) (9)
y = Ds / 2 * (tanθR + tanθL + (2 * tanθR * tanθL)) /
(1-(tanθR * tanθL)) + P0y (10)
Calculated by

以上、遮光方式の座標入力装置ついて説明したが、ここで座標入力装置と大型の表示装置とを一体に構成した入出力一体型装置の具体的な使用例及び操作例について述べる。   The shading type coordinate input device has been described above. Here, specific use examples and operation examples of the input / output integrated device in which the coordinate input device and the large display device are integrated will be described.

その第一使い勝手は、実施形態1の座標入力装置が、例えば、特定領域の座標値(特定領域とは、例えば、ある座標値を中心とした半径Rの領域、あるいは、ある座標値を重心とした多角形等の意味で、ある面積を有する特定の場所)を出力した場合に、その特定領域に割り付けられた動作を実行するように構成したものである。   The first usability is that the coordinate input device according to the first embodiment has, for example, a coordinate value of a specific region (for example, a specific region is, for example, a region having a radius R centered on a certain coordinate value or a certain coordinate value as a center of gravity. When a specific place having a certain area is output in the meaning of a polygon or the like, an operation assigned to the specific area is executed.

つまり、この特定領域に相当する部位に、表示装置によりスイッチを示すアイコンを表示させ、操作者がそのアイコンをタッチ(クリック)することによって、その特定領域内のいずれかの座標値を、実施形態1の座標入力装置が出力し、スイッチに割り付けられた動作を実行するように構成したものである。   In other words, an icon indicating a switch is displayed on a portion corresponding to the specific area by the display device, and the operator touches (clicks) the icon to change any coordinate value in the specific area to the embodiment. One coordinate input device outputs, and it is comprised so that the operation | movement allocated to the switch may be performed.

第二の使い勝手は、操作者による指示具の移動動作に伴ない、その移動に応じた検出座標値を連続的に出力して、その座標情報に基づきあたかも『鉛筆と紙』のような関係で、表示装置により指示具の移動軌跡(以後、筆跡と称する)を表示させることである。表示装置と座標入力装置を一体に組み合わせた装置をこのように構成することで、周知の『インクペンを用いたホワイトボード』と同様に、文字や図形の入力がダイレクトに行えるようになる。   The second ease of use is that the detected coordinate value corresponding to the movement is output continuously as the pointing device is moved by the operator, and based on the coordinate information, it is as if "pencil and paper". The movement of the pointing tool (hereinafter referred to as handwriting) is displayed on the display device. By configuring the device in which the display device and the coordinate input device are integrally combined in this way, it is possible to directly input characters and figures as in the well-known “white board using ink pen”.

第三の使い勝手は、操作者による指示具のタップ動作、つまり、例えば、連続的に表示スクリーンを2回タッチすることによって、現状、特に、パーソナルコンピュータのマウス動作で周知されている『ダブルクリック』を実現する使い勝手である。通常の座標入力装置は、所定周期毎に座標値を出力(例えば、100点/秒の座標検出サンプリングレートであれば、5msec毎に座標を出力する能力を有する)することができるので、座標出力タイミングを監視することで、指示具がタップ動作の有無を判定できる。   The third usability is the tapping operation of the pointing tool by the operator, that is, “double click” which is well known in the present situation, in particular, the mouse operation of the personal computer, for example, by continuously touching the display screen twice. It is easy to use. A normal coordinate input device can output coordinate values at predetermined intervals (for example, it has the ability to output coordinates every 5 msec at a coordinate detection sampling rate of 100 points / second). By monitoring the timing, it is possible to determine whether or not the pointing tool is tapping.

具体的に説明すれば、ある時間に座標値Aが出力された後、次の座標サンプリングで座標値が検出されず(例えば、100点/秒の座標検出サンプリングレートの時、5msec時間が経過しても座標値が検出されない)、次に出力される座標値Bが、座標値Aが出力された時間から所定時間以内で、かつ座標値Aと座標値Bが略等しい場合に、ダブルクリック動作であると判定する。   More specifically, after the coordinate value A is output at a certain time, the coordinate value is not detected in the next coordinate sampling (for example, at the coordinate detection sampling rate of 100 points / second, 5 msec time elapses). If the coordinate value B to be output next is within a predetermined time from the time when the coordinate value A is output and the coordinate value A and the coordinate value B are substantially equal, the double click operation is performed. It is determined that

さて、遮光方式の座標入力装置を操作する操作者の操作性について考えてみる。   Now, let us consider the operability of an operator who operates a light shielding coordinate input device.

図19(b)は、座標入力装置の正面方向からみた配置図であり、座標入力領域4の左下隅部に設けられた特定領域(SW1〜SW3)を指示することによって、例えば、特定のアプリケーションを起動するように構成できるスイッチ領域を複数設置した場合の例である。   FIG. 19B is a layout diagram viewed from the front direction of the coordinate input device. By pointing a specific area (SW1 to SW3) provided in the lower left corner of the coordinate input area 4, for example, a specific application This is an example in which a plurality of switch areas that can be configured to start up are installed.

つまり、操作者が指等の指示具5で、あらかじめ定められた特定領域を指示することによって、座標入力装置は座標値を出力することになるが、その出力された座標値が特定領域内の座標値であるか否かを判定する。そして、この判定結果によって、その特定領域に割り付けられた動作を実行するように構成したものであり、あたかもスイッチ手段として動作できるように作用する。   That is, when the operator designates a predetermined specific area with the pointing tool 5 such as a finger, the coordinate input device outputs a coordinate value, but the output coordinate value is within the specific area. It is determined whether it is a coordinate value. And it is comprised so that the operation | movement allocated to the specific area | region may be performed with this determination result, and it acts as if it operate | moves as a switch means.

図19(a)は、図19(b)におけるA−A断面図を示すものである。平面部材からなる座標入力領域4は、表示装置の表示面をも兼ねている。センサユニット1中の投光部で照明された光束は、略表示装置の表面に平行に放射され、再帰反射部材材3によって再帰反射され、センサユニット1中の検出部にて検知される。この光束は、図19(a)に示すが如く表示面からの高さh1〜h2の範囲に設定(再帰反射部材材3の設置範囲にほぼ相当)されるが、この高さh1を『0』に設定することは、次の理由により困難である。   FIG. 19A shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The coordinate input area 4 made of a planar member also serves as the display surface of the display device. The light beam illuminated by the light projecting unit in the sensor unit 1 is emitted substantially parallel to the surface of the display device, is retroreflected by the retroreflective member 3, and is detected by the detection unit in the sensor unit 1. As shown in FIG. 19A, the luminous flux is set in a range of heights h1 to h2 from the display surface (substantially equivalent to the installation range of the retroreflective member 3). Is difficult to set for the following reasons.

一般に、大型表示装置、特に、大勢の参加者が表示装置を用いて会議を行う会議システムにあっては、その表示サイズは対角60インチ〜100インチ程度、あるいはそれ以上の大きさの表示装置が要求される。さらには、表示装置の表面を座標入力面としていることから、指等によって押圧されてもその表示面は『たわまない』ことが要求される。   In general, in a large display device, particularly in a conference system in which a large number of participants hold a conference using the display device, the display size is about 60 inches to 100 inches diagonal or larger. Is required. Furthermore, since the surface of the display device is a coordinate input surface, it is required that the display surface does not bend even when pressed by a finger or the like.

従って、剛性を有する素材で表示面を製作することになるが、その表示領域が大きいこと、透明性が必要であることを考慮して、例えば、ガラスを用いる表示面とすれば、その板厚はかなり厚いものが要求され、重量の大きな装置とならざるを得ない。   Therefore, the display surface is manufactured with a material having rigidity, but considering that the display area is large and transparency is necessary, for example, if the display surface uses glass, the plate thickness Is required to be rather thick and must be a heavy device.

さらには、現状の大型表示装置として用いられるリアプロジェクタ方式の表示装置にあっては、その表示面はフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ等の光学特性を有する透明な樹脂板で構成されるのが通例であり、板厚増は重量の増大のみならず、光透過率等を悪化させ、表示装置としての機能を低下させることになる。   Furthermore, in a rear projector type display device used as a current large display device, the display surface is usually composed of a transparent resin plate having optical characteristics such as a Fresnel lens and a lenticular lens. The increase in the plate thickness not only increases the weight but also deteriorates the light transmittance and the like, and decreases the function as a display device.

そこで、通常行われる対策としては、わずかながらでも表示面に曲率を設け、みかけの剛性を増す方法がある。今、仮に表示面の中央部を凸となるように構成した場合、表示領域中央部でのh1を限りなく『0』に設定することは可能となるが、表示領域周辺部では、表示面が凸となっていることで、光束が表示面によって遮断されるので、少なくともそのふくらみ高さ分だけのh1がおのずと設定される(図20(a)参照。具体的には、表示面4のふくらみを、周辺部より中央部で、例えば、5mm高くすると、周辺部でのh1は少なくとも5mmと言うことになる)。逆に、表示面の中央部を凹とした場合にあっては、今度は表示領域周辺部でほぼ『0』に設定することは可能であるが、表示領域中央部ではそうならない。   Therefore, as a countermeasure usually taken, there is a method of increasing the apparent rigidity by providing a curvature on the display surface even if it is slight. Now, if the central portion of the display surface is configured to be convex, h1 at the central portion of the display area can be set to “0” as much as possible. Since it is convex, the luminous flux is blocked by the display surface, so h1 corresponding to at least the bulge height is naturally set (see FIG. 20A. Specifically, the bulge of the display surface 4). If, for example, 5 mm higher than the peripheral part, the h1 at the peripheral part is at least 5 mm). Conversely, if the central portion of the display surface is concave, it can be set to almost “0” at the periphery of the display area, but not at the central portion of the display area.

以上、剛性と言う観点で説明したが、仮に十分な剛性が得られたとしても、このh1を『0』に設定することは困難である。具体的な数字で説明すると、仮に表示サイズが対角70インチ、縦横比3:4の表示装置であるとすると、表示領域の大きさは、約1060mm×1420mm程度で、面積としては約1.5m2に相当する。 Although described above from the viewpoint of rigidity, even if sufficient rigidity is obtained, it is difficult to set h1 to “0”. More specifically, assuming that the display size is 70 inches diagonal and the aspect ratio is 3: 4, the size of the display area is about 1060 mm × 1420 mm and the area is about 1.times. equivalent to 5m 2.

表示面の素材の平面度、取り付け面の平面度、あるいは熱膨張の影響等を考慮して、この表示面を装置に組み込んだ状態で、その表示面の平面度をほぼ『0』に維持することは不可能であり、たとえその値が±1mm程度で有ったとしても、産業上大きな困難が伴なう。従って、h1の値を『0』に設定することは困難であると言えるのである。   Considering the flatness of the material of the display surface, the flatness of the mounting surface, or the influence of thermal expansion, the flatness of the display surface is maintained at almost “0” in a state where the display surface is incorporated in the apparatus. This is impossible, and even if the value is about ± 1 mm, there is a great industrial difficulty. Therefore, it can be said that it is difficult to set the value of h1 to “0”.

さて、図19(b)のように、座標入力領域4内に図示するが如くスイッチ領域を複数設定するものとする。この時、操作者が、例えば、図中のスイッチ2(SW2)を動作させて、所望のアプリケーションを実行させようとした場合を考える。操作者の手/指は、表示面に垂直な方向のみの移動を意識してスイッチ動作(図19(b)のSW2領域を触る行為)するのではなく、『表示面をまさに触った点がちょうどSW2領域にある』ということ以外、手/指の移動軌跡を意識しないのが普通であり、例えば、図19(a)中の太い矢印で示された軌跡で移動動作が行われる。   Now, as shown in FIG. 19B, a plurality of switch areas are set in the coordinate input area 4 as shown. At this time, consider a case where the operator operates a switch 2 (SW2) in the drawing to execute a desired application. The operator's hand / finger is not aware of the movement only in the direction perpendicular to the display surface and does not perform the switch operation (act of touching the SW2 area in FIG. 19B). It is normal not to be aware of the movement trajectory of the hand / finger except that it is “just in the SW2 region”. For example, the movement operation is performed along the trajectory indicated by the thick arrow in FIG.

この移動動作に伴ない、座標入力装置が判定する動作について説明すると、まず、操作者がSW2領域に割り付けられた制御を実行させようとして、SW2領域をタッチするために、座標入力領域(表示面)4に略平行に設定された光束を遮り始め、(1)の位置まで指/手等の指示具5を移動させたとする。ここで、光束を遮り始めた時点で、その遮光位置の座標を出力し始め、(1)の状態になった時には、ダウンフラグをセットする。   The operation that the coordinate input device determines in accordance with this moving operation will be described. First, the operator tries to execute the control assigned to the SW2 area, and touches the SW2 area to display the coordinate input area (display surface). ) It is assumed that the light beam set substantially parallel to 4 starts to be blocked and the pointing tool 5 such as a finger / hand is moved to the position (1). Here, when the light beam starts to be blocked, the coordinates of the light blocking position start to be output. When the state (1) is reached, the down flag is set.

このダウンフラグは、操作者が座標入力領域4をタッチした否かを判定するために、座標値と共に出力される判定フラグであり、指示具5によって遮られた光がどの程度であるか(上述の図12で説明した通り、光束の何%を遮光したかを判断できる)を判定して決定される。   This down flag is a determination flag that is output together with the coordinate value in order to determine whether or not the operator has touched the coordinate input area 4, and how much light is blocked by the pointing tool 5 (described above). As described with reference to FIG. 12, it can be determined by determining what percentage of the light beam is shielded).

そして、その判定閾値をどのレベルに設定するかで、ダウンフラグがセットされる位置は変化するが、少なくとも(1)の状態は光束のほぼ全てを遮っているため、ダウンフラグセット状態となる。この時点では、操作者はまだ表示面(座標入力領域)4を触れていないので、スイッチを動作させたつもりには至っていない。   The position at which the down flag is set changes depending on the level at which the determination threshold is set. However, since at least the state (1) blocks almost all the light flux, the down flag is set. At this point in time, the operator has not yet touched the display surface (coordinate input area) 4 and has not yet intended to operate the switch.

そして、(2)の位置(座標入力領域4に接触した位置)で、SW2領域を押圧することによって、スイッチ動作をさせたと認知することになる。操作者は、スイッチ動作をさせたと言う目的を達成して、(3)の位置に指示具5を移動させることになるが、(3)の位置にあっても、座標入力装置は、ダウンフラグをセットしたまま(光束のほぼ全てが遮られているため)、座標値を出力し続ける。そして、(4)の位置に移動するにつれて、座標値は連続的に出力しているものの、遮られる光の量がだんだんと減り、判定閾値の値に応じた位置でダウンフラグが解除され、やがて光束を遮ることが無くなったところで、座標出力を停止することになる。   Then, it is recognized that the switch operation is performed by pressing the SW2 area at the position (2) (the position in contact with the coordinate input area 4). The operator achieves the object of performing the switch operation and moves the pointing tool 5 to the position (3). Even at the position (3), the coordinate input device displays the down flag. While the is set (because almost all of the light beam is blocked), the coordinate value continues to be output. And as it moves to the position of (4), the coordinate value is output continuously, but the amount of blocked light gradually decreases, the down flag is released at the position according to the value of the judgment threshold, and eventually When the light beam is no longer blocked, the coordinate output is stopped.

さて、ここで問題となるのが、操作者が認知したのは、(2)の状態で『SW2領域を押圧した』という点だけであるのに対し、座標入力装置は、図19(a)のダウンフラグ領域で、座標値と共にダウンフラグセット信号を出力している点である。   Now, what becomes a problem here is that the operator only recognizes that “the SW2 area has been pressed” in the state (2), whereas the coordinate input device is shown in FIG. In this down flag area, a down flag set signal is output together with the coordinate value.

つまり、一連の操作者の移動動作によって、ダウンフラグがセットされた状態で、最後に出力された座標値が、SW3領域にある場合には、操作者は確実にSW2領域を押圧したにもかかわらず、SW3領域に割り付けられた実行命令が実行されてしまうことになる。これは、操作者に、意図しない操作を与えるばかりでなく、実行命令の内容によっては、修復不可能な状態を招く重大な恐れが生じることになる。   In other words, when the coordinate value output last is in the SW3 area with the down flag set by a series of moving actions of the operator, the operator surely pressed the SW2 area. Instead, the execution instruction assigned to the SW3 area is executed. This not only gives the operator an unintended operation, but depending on the contents of the execution command, there is a serious risk of causing an unrepairable state.

その対策としては、例えば、SW1領域とSW2領域の間(隙間)を十分に大きくとる、あるいは、ダウンフラグがセットされている時に出力されている座標値を連続的に監視し、例えば、その期間中に出力された座標値の中心を確定値とする等の手段も考えられる。   As a countermeasure, for example, a sufficiently large space (gap) between the SW1 area and the SW2 area or a coordinate value output when the down flag is set is continuously monitored. Means such as setting the center of the coordinate value output inside as a definite value is also conceivable.

しかしながら、前者の対策は、スイッチ領域の間隔が大きくなり、操作性が悪い、或いは座標入力領域の大きさ制限により多数のスイッチを配置できない等の課題が新たに生じる。また、後者の対策は、例えば、『間違った領域を指し示してしまったので、(2)の状態のまま指を移動させて、正しい位置で指を離すことによって、当初の目的を達成する』等の動作は良く行われるので、必ずしも中心位置が操作者が意図した正しい位置とは限らない、つまり、誤動作する可能性を排除できない。   However, the former measure has a new problem such as an increase in the interval between the switch areas and poor operability, or a large number of switches cannot be arranged due to the size limit of the coordinate input area. The latter countermeasure is, for example, “I've pointed to the wrong area, so I can achieve the original purpose by moving my finger in the state of (2) and releasing my finger at the correct position”. Therefore, the center position is not necessarily the correct position intended by the operator, that is, the possibility of malfunctioning cannot be excluded.

以上、表示画面上に表示されている、例えば、アイコン(あらかじめ設定されている特定領域に表示されているアイコンでも良いし、アイコンが表示されている領域を検出して、その情報と座標入力装置の出力座標値を比較して、スイッチ手段を構成しても良いことは言うまでも無い)をタッチすることによって、所望のアプリケーション等を実行させようとする場合に、座標入力装置が操作者のタッチ動作(入力面を押圧したか否かの判定)を正確に検知できない場合に発生する弊害について説明したが、さらに別の具体的な障害について説明を加える。   As described above, for example, an icon (which may be an icon displayed in a specific area set in advance, or an area in which the icon is displayed is detected and the information and the coordinate input device are displayed on the display screen. When the user wants to execute a desired application or the like by touching the output coordinate values of these and touching the switch means, the coordinate input device is The adverse effect that occurs when the touch operation (determination of whether or not the input surface has been pressed) cannot be accurately detected has been described, but another specific failure will be described.

今、操作者が『あ』という文字を入力するために、指示具を、図21(b)に示すが如く移動動作させた場合を想定する。この時、操作者は図21(a)における実線部分を入力面にタッチして指示具5を移動させ、図21(a)における破線部分を入力面をタッチすることなく指示具5を移動させることになる。   Assume that the operator moves the pointing tool as shown in FIG. 21B in order to input the character “A”. At this time, the operator moves the pointing tool 5 by touching the input surface with the solid line portion in FIG. 21A, and moves the pointing tool 5 without touching the input surface with the broken line portion in FIG. It will be.

つまり、操作者は、『入力面をタッチ』することを認知して筆跡を残すことを想定しているが、実際には、座標入力領域4をタッチする直前/直後において『入力面をタッチ』していないにも関わらずダウンフラグがセットされている状態においては、実際に表示される文字情報は図21(c)のようになる。   That is, it is assumed that the operator recognizes that “touch the input surface” and leaves a handwriting, but actually, “touch the input surface” immediately before / after touching the coordinate input area 4. In the state where the down flag is set although it is not, the character information actually displayed is as shown in FIG.

つまり、『あ』と言う文字を入力したにもかかわらず、座標入力面をタッチする直前/直後において、余分な軌跡が表示され、操作者が意図した軌跡とは異なる表示が得られることになる。この現象を、以後、『尾引き』と称するが、この尾引きの発生により、操作者の意図する情報が表示されず、『見にくい』、『小さい字は書けない』、『細かい図形情報は描けない』等の問題が発生する。   In other words, an extra locus is displayed immediately before / after touching the coordinate input surface even though the character “a” is input, and a display different from the locus intended by the operator can be obtained. . This phenomenon is hereinafter referred to as “tailing”, but due to the occurrence of this tailing, the information intended by the operator is not displayed, “difficult to see”, “cannot write small letters”, “draw fine graphic information. Such as “No”.

また、例えば、図22(a)に示すが如く、操作者が上述のダブルクリック動作を実現しようとする場合、操作者に認識できるのは、『入力面をタッチしたか、しないか』だけである。そのため、図22(a)の状態(3)において、ダウンフラグがリセットされない場合、つまり、座標入力領域4より指示具5が十分に離れていない場合、操作者は『指示具を離した』と認識しているにも関わらず、座標入力装置は、図22(a)の状態(2)〜(4)にかけて、ダウンフラグをセットしたままの状態を検出して、操作者の意図に反する動作を実行してしまう。   Further, for example, as shown in FIG. 22A, when the operator intends to realize the above-described double click operation, the operator can recognize only “whether or not the input surface is touched”. is there. Therefore, in the state (3) of FIG. 22A, when the down flag is not reset, that is, when the pointing tool 5 is not sufficiently separated from the coordinate input area 4, the operator says “releases the pointing tool”. Despite being recognized, the coordinate input device detects the state in which the down flag is set in the states (2) to (4) in FIG. Will be executed.

この問題を解決し、確実にダブルクリック動作を実現するためには、操作者は図22(b)の状態(3)に示すが如く、『十分なストローク』を持って操作しなければならず、しかも操作者はその『十分なストローク』がどの程度かを即座に認知することができないので、オーバーアクションをせざるを得ない。つまり、操作性に優れた座標入力装置を実現することができない。   In order to solve this problem and to realize the double-click operation with certainty, the operator must operate with “sufficient stroke” as shown in the state (3) of FIG. Moreover, since the operator cannot immediately recognize how much the “sufficient stroke” is, he has to perform an over action. That is, a coordinate input device with excellent operability cannot be realized.

そこで、実施形態1では、座標入力領域4に専用指示具の先端部を押圧することによって、専用指示具に内蔵されたスイッチ手段を動作させる。そして、スイッチ手段が動作した時に、指示具の先端部が押圧されたことを示す信号を生成して、その信号を検出することにより、指示具が座標入力領域4をタッチしたか否かを判定することが可能な座標入力ペンを構成する。   Therefore, in the first embodiment, by pressing the tip of the dedicated pointing tool on the coordinate input area 4, the switch means built in the dedicated pointing tool is operated. Then, when the switch means is operated, a signal indicating that the tip of the pointing tool has been pressed is generated, and by detecting the signal, it is determined whether or not the pointing tool has touched the coordinate input area 4. A coordinate input pen that can be configured is configured.

図23は本発明の実施形態1の座標入力ペンの概略構成図である。   FIG. 23 is a schematic configuration diagram of the coordinate input pen according to the first embodiment of the present invention.

座標入力ペン60は、ペン先67、電池66、電池電圧を昇圧するためのDCコンバータ65、座標入力ペン60内に内蔵されたペン先スイッチ61(ペンダウン検出スイッチ)及びペンサイドに設けられたペンサイドスイッチ62の動作状態を検知して、その検知結果を外部機器等に伝達するための信号を生成するペン制御回路64、生成された信号を光信号として放射するための発光部(例えば、複数の赤外発光LED)63を備える。   The coordinate input pen 60 includes a pen tip 67, a battery 66, a DC converter 65 for boosting the battery voltage, a pen tip switch 61 (pen down detection switch) built in the coordinate input pen 60, and a pen provided on the pen side. A pen control circuit 64 that detects an operating state of the side switch 62 and generates a signal for transmitting the detection result to an external device or the like, and a light emitting unit (for example, a plurality of light emitting units) that emits the generated signal as an optical signal Infrared light emitting LED) 63.

ペンサイドスイッチ62は、例えば、ペンサイドスイッチ5が動作状態(ON状態)となることで、そのスイッチ信号が発光部63より放射される。そして、このスイッチ信号を受信した座標入力装置本体側で、例えば、特定のアプリケーションを起動したり、あるいは通常のマウス右ボタンと同様に表示画面上にメニューを表示できるように構成されている。   For example, when the pen side switch 5 is in an operating state (ON state), the pen side switch 62 emits the switch signal from the light emitting unit 63. The coordinate input device main body that receives this switch signal is configured so that, for example, a specific application can be activated or a menu can be displayed on the display screen in the same way as a normal mouse right button.

尚、このペンサイドスイッチ62は、用途に応じてその数が複数有っても、または、ペンサイドスイッチ61が無くてもかまわない。   It should be noted that there may be a plurality of penside switches 62 depending on the application, or the penside switch 61 may not be provided.

また、実施形態1では、ペン制御回路64は、ペン先スイッチ61及びペンサイドスイッチ62の動作状態を検知して、その検知結果を発光部4により光信号として発光し、座標入力装置のセンサユニット1L及び1Rによりその信号を検知して、特定の処理を実行できるように構成しているが、その伝達媒体は光である必要は無く、例えば、電波、超音波であっても良い。   In the first embodiment, the pen control circuit 64 detects the operation state of the pen tip switch 61 and the pen side switch 62, emits the detection result as an optical signal by the light emitting unit 4, and detects the sensor unit of the coordinate input device. The signal is detected by 1L and 1R, and specific processing can be executed. However, the transmission medium does not have to be light, and may be radio waves or ultrasonic waves, for example.

また、座標入力ペン60と座標入力装置間を信号ケーブルで接続し、信号ケーブルを介して座標入力装置本体に座標入力ペン60からの信号を伝送しても良い。この場合は、座標入力ペン60は、信号ケーブルで座標入力装置本体と接続されているので、座標入力ペン60の操作範囲が制限されるので、作業性、操作性が低下する懸念がある。   Further, the coordinate input pen 60 and the coordinate input device may be connected by a signal cable, and the signal from the coordinate input pen 60 may be transmitted to the coordinate input device main body via the signal cable. In this case, since the coordinate input pen 60 is connected to the coordinate input device main body by a signal cable, the operation range of the coordinate input pen 60 is limited, and there is a concern that workability and operability may be reduced.

しかしながら、この場合、信号ケーブルを介して座標入力装置本体側から座標入力ペン60へ電源を供給できるようになるため、座標入力ペン60では電池66が不要となり軽量化が図られる他、常時使用(長時間使用)するような用途、つまり、電池寿命を気にするような用途には好適な構成となり得る。   However, in this case, since the power can be supplied from the coordinate input device main body side to the coordinate input pen 60 via the signal cable, the coordinate input pen 60 does not require the battery 66 and can be reduced in weight. It can be a suitable configuration for applications that are used for a long time, that is, applications that care about battery life.

さて、発光部63より光信号として放射されるスイッチ信号は、外乱などの影響を受けにくいように、所定の周波数fで変調されている。ここで、そのスイッチ信号の一例について、図24を用いて説明する。   Now, the switch signal radiated as an optical signal from the light emitting unit 63 is modulated at a predetermined frequency f so as not to be affected by disturbances or the like. Here, an example of the switch signal will be described with reference to FIG.

図24は本発明の実施形態1のスイッチ信号の一例を示す図である。   FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a switch signal according to the first embodiment of the present invention.

図24に示すように、スイッチ信号は、信号の開始を示すスタート信号(スタートビット)Start、ペン先スイッチ61が動作した時に発生するペンダウンスイッチ信号S0、及びペンサイドスイッチ61が動作した時に発生するペンサイドスイッチ信号S1、データの正当性を判定するために、S0及びS1信号の反転信号/S0及び/S1、信号の終了を示すストップ信号(ストップビット)Stopからなり、それぞれ周波数fで変調されている。   As shown in FIG. 24, the switch signal is generated when the start signal (start bit) Start indicating the start of the signal, the pen down switch signal S0 generated when the pen tip switch 61 operates, and the pen side switch 61 operates. The pen side switch signal S1 is composed of the inverted signals / S0 and / S1 of the S0 and S1 signals, and the stop signal (stop bit) Stop indicating the end of the signal to determine the validity of the data, and each is modulated at the frequency f. Has been.

この発光部63からの変調光は、図25に示すように、センサユニット1L(1R)によって復調され、ビット列として座標入力装置内の演算・制御ユニット2に出力し、演算・制御ユニット2内の、例えば、演算制御回路83により、スイッチ信号の正当性の判定が成される。   The modulated light from the light emitting unit 63 is demodulated by the sensor unit 1L (1R) as shown in FIG. 25, and is output as a bit string to the arithmetic / control unit 2 in the coordinate input device. For example, the validity of the switch signal is determined by the arithmetic control circuit 83.

演算・制御ユニット2内の演算制御回路83は、スイッチ信号中の先頭のスタート信号Startを検出すると、一定周期でのサンプリングを行い、各ビット位置の1、0を判定する。この判定は、例えば、ペンダウンスイッチ信号S0とその反転信号/S0の論理値があっているか否か、また、ストップ信号Stopまで検出できたか否かの判定を行い、論理値が間違っている場合には、そのデータを破棄し、再度検出を行うように構成されている。   When the arithmetic control circuit 83 in the arithmetic / control unit 2 detects the start signal Start at the start of the switch signal, it performs sampling at a constant period and determines 1 or 0 of each bit position. In this determination, for example, it is determined whether or not the logical value of the pen-down switch signal S0 and its inverted signal / S0 is present, and whether or not the stop signal Stop can be detected. Is configured to discard the data and perform detection again.

さて、実施形態1のように、指示具の状態を光信号として放射するような座標入力ペン60を、遮光方式の座標入力装置に適用する場合、実際の動作では、座標取得のための座標取得用発光(図9において、演算制御回路83の制御に基づき動作するLED駆動回路84L及び84R、及びLED駆動回路84L及び84Rによって駆動されるセンサユニット1L及び1R中の投光部30の赤外LED31)と、座標入力ペン60によるペン信号のためのペン発光とは同期が取れていない。そのため、座標取得用発光と、ペン発光が重なる場合が生じる。   When the coordinate input pen 60 that emits the state of the pointing tool as an optical signal is applied to the light shielding type coordinate input device as in the first embodiment, in actual operation, coordinate acquisition for coordinate acquisition is performed. Light emission for use (in FIG. 9, LED drive circuits 84L and 84R operating based on the control of the arithmetic control circuit 83, and the infrared LEDs 31 of the light projecting unit 30 in the sensor units 1L and 1R driven by the LED drive circuits 84L and 84R) ) And the pen light emission for the pen signal by the coordinate input pen 60 are not synchronized. Therefore, there are cases where the light emission for coordinate acquisition and the pen light emission overlap.

図26はそのような場合を示したものであり、上段が座標入力ペン60によるペン発光信号、下段が座標取得のための投光部30の座標取得用発光信号(駆動信号)94、95(図10参照)である。   FIG. 26 shows such a case, where the upper row is a pen light emission signal from the coordinate input pen 60, and the lower row is a light emission signal (drive signal) 94, 95 for coordinate acquisition of the light projecting unit 30 for coordinate acquisition. FIG. 10).

図26において、ペン発光信号がAの場合には、ペン発光と座標用発光期間が確実にずれているため問題はないが、同図Bの場合にはペン発光の一部が、また、同図Cの場合ではペン発光が座標用発光期間と完全に重なっている。このような重なりがあると、座標取得用発光信号に飽和が生じたり、あるいは、波形変形を引き起こし検出誤差の原因となりかねない。そこで、両者の発光が重ならないように制御する必要がある。   In FIG. 26, when the pen light emission signal is A, there is no problem because the pen light emission and the coordinate light emission period are surely shifted, but in the case of FIG. 26B, a part of the pen light emission is the same. In the case of FIG. C, the pen light emission completely overlaps the coordinate light emission period. If there is such an overlap, saturation may occur in the light emission signal for coordinate acquisition, or it may cause waveform deformation and cause detection errors. Therefore, it is necessary to control so that the light emission of both does not overlap.

図27はその一例を示すものである。図中、510は、センサユニット1L(1R)の出力である。511は、この出力信号510がアクティブの時には座標取得を禁止する座標取得禁止信号であり、演算制御回路83によって先頭の受光があってから一定時間アクティブ(この場合は、LOW)となる。   FIG. 27 shows an example. In the figure, 510 is the output of the sensor unit 1L (1R). Reference numeral 511 denotes a coordinate acquisition prohibition signal that prohibits coordinate acquisition when the output signal 510 is active, and is active for a certain period of time (in this case, LOW) after the head light is received by the arithmetic control circuit 83.

512、513は座標取得用発光信号である。まず、演算・制御ユニット2中の演算制御回路83は、ある一定時間毎に座標取得をするために発光を行うが、その発光の前に座標入力ペン60の発光の有無の判定動作を行う。   512 and 513 are light emission signals for coordinate acquisition. First, the arithmetic control circuit 83 in the arithmetic / control unit 2 emits light to acquire coordinates at certain time intervals, and performs an operation of determining whether or not the coordinate input pen 60 emits light before the light emission.

つまり、座標取得禁止信号511を監視し、これがアクティブでなければ、演算制御回路83は、座標取得用発光動作を開始するが、座標取得禁止信号511がアクティブの場合には、座標取得禁止信号がインアクティブになるまで待ってから(図27(a)中のA点)座標取得を行う。   That is, the coordinate acquisition prohibition signal 511 is monitored, and if it is not active, the arithmetic control circuit 83 starts the light emission operation for coordinate acquisition. If the coordinate acquisition prohibition signal 511 is active, the coordinate acquisition prohibition signal is Coordinates are acquired after waiting until inactive (point A in FIG. 27A).

一方、座標取得用発光中に仮にペン発光がなされると、座標取得禁止信号511がアクティブになる場合がある。そのときには、図27(b)のように、座標取得禁止信号511はインアクティブなので、演算制御回路83は、座標取得用発光動作を開始するが、その発光動作中に座標取得禁止信号511がアクティブになる。そのため、この場合には、得られたデータを無効にし、座標取得禁止信号511がインアクティブになるのを待って、もう一度、座標取得用発光動作をやりなおすことにする。   On the other hand, if pen light is emitted during light emission for coordinate acquisition, the coordinate acquisition prohibition signal 511 may become active. At that time, as shown in FIG. 27B, since the coordinate acquisition prohibition signal 511 is inactive, the arithmetic control circuit 83 starts the light emission operation for coordinate acquisition, but the coordinate acquisition prohibition signal 511 is active during the light emission operation. become. Therefore, in this case, the obtained data is invalidated, and after waiting for the coordinate acquisition prohibition signal 511 to become inactive, the coordinate acquisition light emission operation is performed again.

実施形態1では、座標取得禁止信号511がアクティブとなる時間は、座標取得用発光期間より長く設定してあるので、座標取得用発光を開始する直前、及びその直後に座標取得禁止信号511を監視すれば、ペン発光と座標取得用発光の両者が同時に発光することがないように構成できる。   In the first embodiment, since the coordinate acquisition prohibition signal 511 is set to be longer than the coordinate acquisition light emission period, the coordinate acquisition prohibition signal 511 is monitored immediately before and after the start of coordinate acquisition light emission. By doing so, it is possible to configure so that both the pen light emission and the coordinate obtaining light emission do not emit light simultaneously.

また、先にも説明したように、実施形態1の座標入力装置は一定周期で座標を検出するように構成されているので、ペン発光が検知されない場合には、その所定周期で座標取得用発光が行われる。そして、ペン発光が検知され、その両者が重なった場合には、座標の再読込が行われ、あたかもその再読込のタイミングをトリガとして、所定周期毎に座標出力が行われるようになる。   In addition, as described above, the coordinate input device according to the first embodiment is configured to detect coordinates at a constant period. Therefore, when pen light emission is not detected, light emission for coordinate acquisition is performed at the predetermined period. Is done. When pen light emission is detected and both of them are overlapped, the coordinates are read again, and the coordinates are output every predetermined cycle with the timing of the rereading as a trigger.

従って、座標取得用発光の際に座標取得禁止信号511をチェックするだけで、ペン発光と座標取得用発光の重複を回避することが可能になり、座標検出精度の低下等を防止することが可能となる。   Accordingly, it is possible to avoid duplication of pen light emission and light emission for coordinate acquisition only by checking the coordinate acquisition prohibition signal 511 at the time of light emission for coordinate acquisition, and it is possible to prevent a decrease in coordinate detection accuracy and the like. It becomes.

尚、実施形態1では、座標取得用発光期間よりも長い時間、座標取得禁止信号511をアクティブに保持する構成としているが、演算・制御ユニット2の処理能力に余裕があるような場合、つまり、常に、座標取得禁止信号511をモニタできるような構成の場合には、座標取得禁止信号511は発光にかかる時間だけアクティブにすればよい。例えば、座標入力ペン60のスイッチ信号が、図24に示す信号構成であれば、スタート信号Startからストップ信号Stopの発光が終了するまでの時間、禁止するように構成することが可能となる。   In the first embodiment, the coordinate acquisition prohibition signal 511 is actively held for a longer time than the coordinate acquisition light emission period. However, when the processing capacity of the arithmetic / control unit 2 has a margin, that is, In the case where the coordinate acquisition prohibition signal 511 can always be monitored, the coordinate acquisition prohibition signal 511 may be activated only for the time required for light emission. For example, if the switch signal of the coordinate input pen 60 has the signal configuration shown in FIG. 24, it is possible to prohibit the time from the start signal Start to the end of the emission of the stop signal Stop.

以上の構成に基づく座標入力装置の座標算出処理について、図28を用いて説明する。
図28は本発明の実施形態1の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。
The coordinate calculation process of the coordinate input device based on the above configuration will be described with reference to FIG.
FIG. 28 is a flowchart showing a coordinate calculation process executed by the coordinate input device according to the first embodiment of the present invention.

まず、座標入力装置の電源が投入されると、ステップS102で、制御・演算ユニット2のポート設定、タイマ設定等の座標入力装置に係る各種初期化を行う。   First, when the power of the coordinate input device is turned on, various initializations relating to the coordinate input device such as port setting and timer setting of the control / arithmetic unit 2 are performed in step S102.

ステップS103で、ラインCCD41の初期読込動作の初期読込回数を設定する。   In step S103, the initial reading count of the initial reading operation of the line CCD 41 is set.

尚、この初期読込動作は、座標入力装置の起動時におけるラインCCD41の不要電荷除去を行うのための動作である。ラインCCD41では、動作させていないときに不要な電荷を蓄積している場合があり、その電荷が蓄積されている状態で座標入力動作を実行すると、検出不能になったり、誤検出の原因となる。そこで、これを避けるために、ステップS103では、投光部30による投光を停止している状態で、所定回数の読込動作を実行し、これにより、不要電荷の除去を行う。   This initial reading operation is an operation for removing unnecessary charges from the line CCD 41 when the coordinate input device is activated. In the line CCD 41, unnecessary charges may be accumulated when the line CCD 41 is not operated. If the coordinate input operation is executed in a state where the charges are accumulated, detection becomes impossible or erroneous detection is caused. . Therefore, in order to avoid this, in step S103, a predetermined number of reading operations are executed in a state in which the light projection by the light projecting unit 30 is stopped, thereby removing unnecessary charges.

ステップS104で、ラインCCD41の読込動作を実行する。ステップS105で、所定回数以上の読込を実行したか否かを判定する。所定回数以上の読込を実行していない場合(ステップS105でNO)、ステップS104に戻る。一方、所定回数以上の読込を実行した場合(ステップS105でYES)、ステップS106に進む。   In step S104, the line CCD 41 is read. In step S105, it is determined whether or not reading has been performed a predetermined number of times or more. If reading has not been performed a predetermined number of times or more (NO in step S105), the process returns to step S104. On the other hand, when the reading is executed a predetermined number of times or more (YES in step S105), the process proceeds to step S106.

ステップS106で、第1リファレンスデータとして、投光部30による投光を停止している状態でのラインCCD41の画素データ(Bas_data[N])を取り込む。ステップS107で、その第1リファレンスデータをメモリ82に記憶する。   In step S106, the pixel data (Bas_data [N]) of the line CCD 41 in a state where the light projection by the light projecting unit 30 is stopped is captured as the first reference data. In step S107, the first reference data is stored in the memory 82.

次に、ステップS108で、第2リファレンスデータとして、投光部30からの投光を行っている状態でのラインCCD41の画素データ(Ref_data[N])を取り込む。ステップS109で、その第2リファレンスデータをメモリ82に記憶する。   Next, in step S108, the pixel data (Ref_data [N]) of the line CCD 41 in a state where light is emitted from the light projecting unit 30 is fetched as second reference data. In step S109, the second reference data is stored in the memory 82.

ここまでの処理が、電源投入時の初期動作になる。この初期設定動作は、座標入力装置に構成されているリセットスイッチ等により操作者の意図によって動作するように構成しても良いことは言うまでも無く、この初期設定動作を経て、通常の座標入力ペン60による座標入力動作状態に移行することになる。   The processing so far is the initial operation when the power is turned on. Needless to say, this initial setting operation may be configured to operate according to the operator's intention using a reset switch or the like configured in the coordinate input device. The state is shifted to the coordinate input operation state by the pen 60.

まず、ステップS121で、座標入力ペン60の発光の有無を示す座標取得禁止信号161がアクティブであるか否かを判定する。座標取得禁止信号がアクティブである場合(ステップS121でYES)、インアクティブになるまで判定を繰り返す。一方、座標取得禁止信号がインアクティブである場合(ステップS121でNO)、ステップS110に進む。   First, in step S121, it is determined whether or not the coordinate acquisition prohibition signal 161 indicating whether or not the coordinate input pen 60 emits light is active. If the coordinate acquisition prohibition signal is active (YES in step S121), the determination is repeated until inactive. On the other hand, if the coordinate acquisition prohibition signal is inactive (NO in step S121), the process proceeds to step S110.

ステップS110で、座標入力サンプリング状態で、ラインCCD41の通常読込動作を実行して、画素データ(Norm_data[N])を取り込む。次に、ステップS122で、再度、座標取得禁止信号161がアクティブであるか否かを判定する。座標取得禁止信号がアクティブである場合(ステップS122でYES)、インアクティブになるまで判定を繰り返す。一方、座標取得禁止信号がインアクティブである場合(ステップS122でNO)、ステップS111に進む。   In step S110, the normal reading operation of the line CCD 41 is executed in the coordinate input sampling state, and pixel data (Norm_data [N]) is captured. Next, in step S122, it is determined again whether the coordinate acquisition prohibition signal 161 is active. If the coordinate acquisition prohibition signal is active (YES in step S122), the determination is repeated until inactive. On the other hand, if the coordinate acquisition prohibition signal is inactive (NO in step S122), the process proceeds to step S111.

ステップS111で、第2リファレンスデータ(Ref_data[N])と画素データ(Norm_data[N])の差分値を計算する。ステップS112で、その差分値と上述の閾値Vthrに基づいて、座標入力ペン60による入力の有無を判定する。入力がない場合(ステップS112でNO)、ステップS121に戻る。一方、入力がある場合(ステップS112でYES)、ステップS113に進む。   In step S111, a difference value between the second reference data (Ref_data [N]) and the pixel data (Norm_data [N]) is calculated. In step S112, the presence / absence of input by the coordinate input pen 60 is determined based on the difference value and the threshold value Vthr. If there is no input (NO in step S112), the process returns to step S121. On the other hand, if there is an input (YES in step S112), the process proceeds to step S113.

尚、このときの繰り返し周期を10[msec]程度に設定すれば、100回/秒のサンプリングになる。   If the repetition period at this time is set to about 10 [msec], the sampling rate is 100 times / second.

ステップS113で、画素データの変化の比を、(2)式を用いて算出する。   In step S113, the ratio of change in pixel data is calculated using equation (2).

ステップS114で、計算された画素データの変化の比に対して、座標入力ペン60による遮光範囲に対応する画素データ分布の立ち下がりと立ち上がりの検出を行い、検出された立ち下がり及び立ち上がりと、(4)、(5)及び(6)式を用いて、遮光範囲の中心となる仮想的な中心画素番号を決定する。   In step S114, the falling and rising of the pixel data distribution corresponding to the light shielding range by the coordinate input pen 60 are detected with respect to the calculated change ratio of the pixel data, and the detected falling and rising are detected ( 4), (5), and (6) are used to determine a virtual center pixel number that is the center of the light shielding range.

ステップS115で、決定された中心画素番号と(8)式よりTanθを計算する。ステップS116で、センサユニット1L及び1Rに対するTanθ値から、座標入力ペン60の入力座標P(x,y)を、(9)及び(10)式を用いて算出する。   In step S115, Tan θ is calculated from the determined center pixel number and equation (8). In step S116, the input coordinates P (x, y) of the coordinate input pen 60 are calculated from the Tan θ values for the sensor units 1L and 1R using the equations (9) and (10).

次に、ステップS117で、座標入力ペン60による入力がタッチダウン入力であるか否かを判定する。   Next, in step S117, it is determined whether or not the input by the coordinate input pen 60 is a touch-down input.

尚、この判定は、まず、座標入力ペン60からの発光の有無をセンサユニット1L(1R)の出力に基づいて判定する。そして、特に、座標入力ペン60からの発光がある場合に、得られるスイッチ信号を復調することによって、座標入力ペン60のペン先スイッチ61の動作状態を判定することで、タッチダウン入力であるか否かを判定する。   In this determination, first, the presence or absence of light emission from the coordinate input pen 60 is determined based on the output of the sensor unit 1L (1R). In particular, when there is light emission from the coordinate input pen 60, it is a touch-down input by determining the operation state of the pen tip switch 61 of the coordinate input pen 60 by demodulating the obtained switch signal. Determine whether or not.

このような判定方法に基づいて、ステップS117で、座標入力ペン60による入力がタッチダウン入力である場合(ステップS117でYES)、ステップS118に進み、タッチダウン入力である(つまり、ペン先67が座標入力領域4を押圧してペン先スイッチ9が動作している)ことを示すダウンフラグをセットする。一方、座標入力ペン60による入力がタッチダウン入力でない場合(ステップS117でNO)、ステップS119に進み、ダウンフラグをリセットする。   Based on such a determination method, when the input by the coordinate input pen 60 is a touch-down input in step S117 (YES in step S117), the process proceeds to step S118 and is a touch-down input (that is, the pen tip 67 is changed). A down flag indicating that the pen point switch 9 is operating by pressing the coordinate input area 4 is set. On the other hand, if the input by the coordinate input pen 60 is not a touch-down input (NO in step S117), the process proceeds to step S119, and the down flag is reset.

一方、ステップS117の判定において、座標入力ペン60からの発光がない場合には、座標入力ペン60以外の指等の指示具により座標入力が行われていると判断できるので、この場合のタッチダウンの有無の判定は、次のように行う。   On the other hand, if it is determined in step S117 that no light is emitted from the coordinate input pen 60, it can be determined that the coordinate input is performed by an indicator such as a finger other than the coordinate input pen 60. The determination of the presence or absence of is performed as follows.

すでに図20及び図21を用いて説明したように、指等の指示具が完全に光を遮光、つまり、座標入力面をタッチすることによって、完全に光がさえぎられるようになると、その部分で検出される画素の出力によって得られる画素データの変化の比の値(図22(b)参照)は1に近づく(先に説明した様に、半分程度が遮光されるとその値は0.5)。そこで、この画素データの変化の比の値を監視することによって、指等の指示具が座標入力面をタッチしているか否かを判定することが可能となる。   As already described with reference to FIGS. 20 and 21, when an indicator such as a finger completely blocks light, that is, when the light is completely blocked by touching the coordinate input surface, The ratio value (see FIG. 22B) of the change in pixel data obtained by the output of the detected pixel approaches 1 (as described above, when about half of the light is shielded, the value is 0.5. ). Therefore, it is possible to determine whether or not an indicator such as a finger is touching the coordinate input surface by monitoring the value of the change ratio of the pixel data.

以上のようにして、座標入力ペン60以外の指等の指示具によるタッチダウンの有無の判定は、上記のような判定方法で実現する。そして、この判定結果に基づいて、ステップS118でダウンフラグのセット、あるいはステップS119でダウンフラグのリセットを行う。   As described above, the determination as to whether or not there is a touchdown with an indicator such as a finger other than the coordinate input pen 60 is realized by the determination method as described above. Based on the determination result, the down flag is set in step S118 or the down flag is reset in step S119.

尚、指等の指示具による座標入力は、以上説明してきた専用の指示具である座標入力ペン60を用いた入力に比べ、例えば、操作者の意図する軌跡を忠実に残すことはできないが、道具を用いることなく座標入力が行えるという利点は有するので、操作の目的に応じてアプリケーションを切り替えれば良い。   Note that the coordinate input by the pointing tool such as a finger cannot leave the locus intended by the operator faithfully compared to the input using the coordinate input pen 60 which is the dedicated pointing tool described above. Since there is an advantage that coordinate input can be performed without using a tool, the application may be switched according to the purpose of the operation.

また、実施形態1の主眼となる座標入力ペン60を用いて座標入力を行う場合にあっては、座標入力ペン60の動作状態に応じて発光されるペンダウン信号を検出して、ダウンフラグのセット(ステップS118)あるいはリセット(ステップS119)が行われる。   Further, in the case where coordinate input is performed using the coordinate input pen 60 which is the main focus of the first embodiment, a pen-down signal emitted according to the operation state of the coordinate input pen 60 is detected, and a down flag is set. (Step S118) or reset (Step S119) is performed.

このように構成することで、表示画面上のカーソルを移動させることができる状態と、座標入力ペン60を移動させることによって、表示画面上のカーソル移動が筆跡となって表示される状態(通常、良く知られているマウスで説明すれば、マウス左ボタンを押した状態でマウスを操作することに相当)を実現することができる。   With this configuration, a state where the cursor on the display screen can be moved and a state where the cursor movement on the display screen is displayed as a handwriting by moving the coordinate input pen 60 (usually, In the case of a well-known mouse, it is possible to realize the operation of the mouse with the left mouse button pressed.

そして、ステップS120で、ダウンフラグの状態(ペン情報(ペンダウンあるいはペンアップ))と算出した座標値を外部端末へ出力する。この出力は、USBインタフェースやRS232Cインタフェース等のシリアル通信で送っても良いし、無線LANやブルートゥース等の無線通信で送信しても良い。   In step S120, the state of the down flag (pen information (pen down or pen up)) and the calculated coordinate value are output to the external terminal. This output may be transmitted by serial communication such as a USB interface or RS232C interface, or may be transmitted by wireless communication such as a wireless LAN or Bluetooth.

外部端末では、座標入力装置を制御するデバイスドライバが受信データを解釈して、カーソルの移動、マウスボタン状態の変更を行うことで、表示画面の操作を実現する。   In the external terminal, the device driver that controls the coordinate input device interprets the received data, moves the cursor, and changes the mouse button state, thereby realizing the operation of the display screen.

尚、ステップS120の処理が終了したら、ステップS110に戻り、以降、電源OFFまで、もしくは、操作者の意図によってリセット状態が設定されるまで、上記の処理を繰り返すことになる。   When the process of step S120 is completed, the process returns to step S110, and thereafter, the above process is repeated until the power is turned off or until the reset state is set by the operator's intention.

以上説明したように、座標入力ペン60の先端が座標入力面とどのような位置関係にあるかを正確に判定するペン先スイッチ9を設けることで、先に説明した『尾引き』等の障害、あるいは操作性の低下等を回避することが可能となる。このような専用の指示具を用いた場合には、次のように構成することで、新たな利点を更に得ることが可能となる。   As described above, by providing the pen tip switch 9 for accurately determining the positional relationship between the tip of the coordinate input pen 60 and the coordinate input surface, the above-described trouble such as “tailing” is provided. Alternatively, it is possible to avoid a decrease in operability. When such a dedicated indicator is used, a new advantage can be further obtained by configuring as follows.

図19で説明した通り、指等の遮蔽物によって座標入力を行う場合には、ダウンフラグの設定の制約により高さh1あるいはh2の値をできるだけ小さくするのが好ましいとされた。しかしながら、専用の指示具を用いる場合には、別の手段によってダウンフラグの設定は容易に行えるので、この制約が無くなる。   As described with reference to FIG. 19, when coordinates are input using a shield such as a finger, it is preferable that the value of the height h1 or h2 be as small as possible due to the restriction of the down flag setting. However, when a dedicated pointing tool is used, this restriction is eliminated because the down flag can be easily set by another means.

従って、図20(b)に示すが如く意図的に高さh1の値を設定し、座標入力領域4より離れた位置にあっても座標入力を行えるように構成することができる。使い勝手としては、座標入力面より離れた位置にあっても指示具の位置を検出できる。そのため、その座標検出値で、例えば、表示されているカーソルを移動することで、指示具の位置を表示画面上で確認できるようになり、表示画面上の所望の位置を正確に指示することができる。   Therefore, as shown in FIG. 20B, the value of the height h1 can be set intentionally, and the coordinate input can be performed even at a position away from the coordinate input area 4. As a convenience, the position of the pointing tool can be detected even at a position away from the coordinate input surface. Therefore, for example, by moving the displayed cursor with the coordinate detection value, the position of the pointing tool can be confirmed on the display screen, and the desired position on the display screen can be accurately indicated. it can.

この離れた位置でも座標入力が行える機能は、一般に『近接入力』と称され、近接入力を実現するために、図20(b)に示すが如く意図的に高さh1の値を設定し、高さh1の値を設定することで生じる各種障害をペン先スイッチ61の状態を検知することで解消している。   The function that allows coordinate input even at this distant position is generally called “proximity input”. In order to realize proximity input, a value of height h1 is intentionally set as shown in FIG. Various obstacles caused by setting the value of the height h1 are eliminated by detecting the state of the pen tip switch 61.

従って、実施形態1の座標入力ペン60のような自発光型専用指示具による座標入力、及び指等の任意の遮蔽物による座標入力のどちらをも実現できる座標入力装置にあっては、任意の遮蔽物による座標入力の際には、高さh1の値をできるだけ小さく、逆に、自発光型専用指示具(座標入力ペン60)による座標入力の際には、高さh1の値をできるだけ大きく設定するように構成するのが好ましい。   Therefore, in the coordinate input device that can realize both the coordinate input by the self-luminous dedicated indicator such as the coordinate input pen 60 of the first embodiment and the coordinate input by an arbitrary shielding object such as a finger, When inputting coordinates using a shield, the value of height h1 is as small as possible. Conversely, when inputting coordinates using a self-luminous dedicated indicator (coordinate input pen 60), the value of height h1 is as large as possible. It is preferable to configure to set.

ここで、高さh1の値を意図的に設定した状態にあっては、例えば、指による座標入力によって、先に述べた『尾引き』等の障害がより顕著に現れるが、ここで、『座標入力ペン』を使った操作と、指等による操作に係る操作性について考えてみる。   Here, in the state in which the value of the height h1 is set intentionally, for example, the above-described obstacle such as “tailing” appears more noticeably by the coordinate input by the finger. Consider the operability related to the operation using the “coordinate input pen” and the operation using a finger or the like.

指によるタッチ入力に比べ、『座標入力ペン』を使うことは、そのペン先は指よりも尖っているので、細かい文字・図形を入力することに好都合(ペン先が太いマジックより細いボールペンを使ったほうが細かい文字を入力できることは明らかである)と言える。また、ペンサイドスイッチを操作することで、より複雑な動作(アプリケーションによるが、例えば、『ペンサイドスイッチが動作した時には、筆記機能から消しゴム機能へと変換できる』等の動作を、座標入力ペンを握った状態でしかもその場でできる)を可能とする。   Compared with finger touch input, using the "coordinate input pen" is more convenient for inputting fine characters and figures because the tip of the pen is sharper than the finger (use a ballpoint pen that is thinner than magic with a thick pen tip) It is clear that you can enter finer characters). In addition, by operating the pen side switch, more complicated operations (depending on the application, for example, when the pen side switch is operated, the writing function can be changed to the eraser function) It can be done while holding it).

一方、指による操作は、特定の筆記具を必要としない利点を有するものの、指先によって文字を入力することを考えると、指と入力面(表示面)の摩擦による筆記感に問題が有る(操作性が悪い)し、何よりも表示面を指紋(汗)により汚してしまうという問題がある。これらのことを考慮すると、指による入力は、座標入力領域の特定領域をタッチすることによって、例えば、スイッチ動作させる等の用途に好都合であるといえる。   On the other hand, although the operation with a finger has the advantage of not requiring a specific writing instrument, there is a problem with the writing feeling due to the friction between the finger and the input surface (display surface) when considering inputting characters with the fingertip (operability) The problem is that the display surface is soiled by fingerprints (sweat). Considering these, it can be said that the input by the finger is convenient for an application such as a switch operation by touching a specific area of the coordinate input area.

つまり、座標入力ペンを用いた座標入力は、細かい文字・図形入力に最適な道具であるので、近接入力ができることも重要であるし、尾引き等の問題も完全に解消することが要求されるのに対し、指による入力は、大雑把な座標入力用途に最適な手段であると言える。   In other words, since coordinate input using a coordinate input pen is an optimal tool for fine character / graphic input, it is important that proximity input is possible, and it is required to completely eliminate problems such as tailing. On the other hand, it can be said that the input by the finger is the most suitable means for rough coordinate input.

実施形態1では、この点を鑑み成されたものであり、座標入力ペンによる座標入力、指による座標入力のどちらをも実現する座標入力装置であって、主に指によって座標入力が行われる領域は、h1の値をできるだけ小さくするように構成し、逆に主にペンによって座標入力が行われる領域は、h1の値をできるだけ大きく設定するように構成したものである。   The first embodiment has been made in view of this point, and is a coordinate input device that realizes both coordinate input by a coordinate input pen and coordinate input by a finger, and is an area in which coordinate input is mainly performed by a finger. Is configured so as to make the value of h1 as small as possible, and conversely, the region where the coordinate input is mainly performed by the pen is configured so that the value of h1 is set as large as possible.

従って、実施形態1の座標入力装置は、その座標入力領域内に面高さの異なる少なくとも2つの面を構成している。   Therefore, the coordinate input device according to the first embodiment configures at least two surfaces having different surface heights in the coordinate input region.

具体的には、図29に示すが如く、指による座標入力が主となる領域では、厚さh3なるスペーサ部材7を用いて、座標入力領域4を基準とする第1座標入力面に対する第2座標入力面を構成し、この第2座標入力面とセンサユニット1L(1R)からの光束の距離をできるだけ小さくすることで、『尾引き』等により発生する誤動作を発生しないように構成する。   Specifically, as shown in FIG. 29, in a region where coordinate input by a finger is mainly performed, a spacer member 7 having a thickness h3 is used to perform the second operation on the first coordinate input surface with respect to the coordinate input region 4. By configuring the coordinate input surface and making the distance of the light flux from the second coordinate input surface and the sensor unit 1L (1R) as small as possible, it is configured so as not to cause a malfunction caused by “tailing” or the like.

一方、座標入力ペン60による座標入力が主となる領域にあっては、h1の値を適宜設定し、『近接入力』が行える操作性の良い座標入力装置を構成する。この時、スペーサ部材7を配置した領域であっても、座標入力ペン60による座標入力は可能であって、指で入力するのと同等の操作性が得られることは言うまでも無い。   On the other hand, in a region where coordinate input by the coordinate input pen 60 is mainly performed, a value of h1 is appropriately set to constitute a coordinate input device with good operability capable of “proximity input”. At this time, even in the region where the spacer member 7 is arranged, it is possible to input coordinates with the coordinate input pen 60, and it is needless to say that operability equivalent to that with a finger can be obtained.

また、スペーサ部材7が配置されている領域が、表示装置の表示エリア内に配置されている時には透明部材で構成され、例えば、スイッチ領域を示すアイコンをその場所に表示させることによって、スイッチ領域であることを操作者に知らしめることも可能である。一方、表示エリアの外側に配置されている場合には、スペーサ部材7にスイッチを示すオブジェクトを印刷等で施しても良い。   In addition, when the region where the spacer member 7 is disposed is configured within the display area of the display device, the region is configured by a transparent member. For example, by displaying an icon indicating the switch region at the location, It is also possible to let the operator know that there is. On the other hand, if it is arranged outside the display area, an object indicating a switch may be applied to the spacer member 7 by printing or the like.

特に、前者の場合には、アプリケーション等の用途によって表示アイコンを切り替え、複数の機能を有するスイッチ手段を構成できる。   In particular, in the former case, the display icon can be switched depending on the application or the like, and a switch unit having a plurality of functions can be configured.

また、実施形態1では、表示面4(座標入力領域4)とスペーサ部材7によって、高さの異なる2つの座標入力面を構成しているが、例えば、表示装置としてリアプロジェクタを用いた場合には、光学特性を有する表示面を成形により製造するのが普通であり、その場合には両者を一体に成形することも考えられる。   In Embodiment 1, the display surface 4 (coordinate input region 4) and the spacer member 7 constitute two coordinate input surfaces having different heights. For example, when a rear projector is used as the display device, In general, a display surface having optical characteristics is manufactured by molding, and in that case, it may be possible to mold both of them together.

更に、主に座標入力ペン60を用いて座標入力を行う領域を基準として、h3=h1となるようなh3の厚みを有するスペーサ部材を用いて、第2座標入力面を構成し、この時、例えば、センサユニット1L(1R)からの光が90%以上遮光された場合(タッチダウン情報を検知するための閾値δ=0.9)にダウンフラグを発生するように構成すれば、ダウンフラグが発生するのは、ほぼ操作者が第2座標入力面をタッチした時ということになる。   Furthermore, a second coordinate input surface is configured using a spacer member having a thickness of h3 such that h3 = h1 with reference to an area where coordinate input is mainly performed using the coordinate input pen 60, and at this time, For example, if the down flag is generated when the light from the sensor unit 1L (1R) is blocked by 90% or more (threshold value δ = 0.9 for detecting touchdown information), the down flag This occurs almost when the operator touches the second coordinate input surface.

更に、センサユニット1L(1R)からの光が40%以上遮光された場合(タッチダウン情報を検知するための閾値δ=0.4)にダウンフラグがセットされるように構成し、図30に示すが如く、例えば、センサユニット1L(1R)からの略光束が50%程度遮光される面高さの位置に、スペーサ部材7によって第3座標入力面を設定することで、ほぼ操作者が第3座標入力面をタッチした時にダウンフラグが発生するように構成することできる。   Further, the configuration is such that the down flag is set when the light from the sensor unit 1L (1R) is blocked by 40% or more (threshold value δ = 0.4 for detecting touchdown information), as shown in FIG. As shown in the figure, for example, by setting the third coordinate input surface by the spacer member 7 at a surface height position where the approximately luminous flux from the sensor unit 1L (1R) is shielded by about 50%, the operator can substantially change the first coordinate input surface. A down flag may be generated when the three-coordinate input surface is touched.

尚、この時のスペーサ部材7は、光束を透過することができる部材で構成されるのは言うまでも無い。   Needless to say, the spacer member 7 at this time is composed of a member capable of transmitting a light beam.

更に、実施形態1の座標入力装置は、遮光部分の位置座標を検出できるので、予め座標入力領域内の座標入力面の高さ、及びその位置情報を記憶しておけば、検出した座標値に基づき、その部分が第1、第2、或いは第3座標入力面のいずれの位置(高さ)にあるかを判別可能となる。そのため、例えば、座標入力面の高さに応じて、閾値δを可変に制御することで、ダウンフラグ情報のセット/リセットの信頼性の向上に寄与することも可能となる。   Furthermore, since the coordinate input device according to the first embodiment can detect the position coordinates of the light-shielding portion, if the height of the coordinate input surface in the coordinate input area and the position information thereof are stored in advance, the detected coordinate value is obtained. Based on this, it is possible to determine which position (height) the portion is on the first, second, or third coordinate input surface. Therefore, for example, by controlling the threshold δ variably according to the height of the coordinate input surface, it is possible to contribute to improving the reliability of setting / resetting down flag information.

ここで、第3座標入力面の高さh3は、センサユニット1L(1R)からの光束をWとすれば、所望とするタッチダウン情報を検知するための閾値δに対し、以下のように定義することができる。   Here, the height h3 of the third coordinate input surface is defined as follows with respect to a threshold δ for detecting desired touchdown information, where W is the light flux from the sensor unit 1L (1R). can do.

h3=h1+W×(1−δ)
更に、センサユニット1L(1R)からの光束が90%以上遮光された場合(タッチダウンダウン情報を検知するための閾値δ=0.9)にダウンフラグをセットし、図30に示すが如く、例えば、センサユニット1L(1R)からの略光束が50%程度遮光される面の高さh3の位置に第4座標入力面を設定することも可能である。
h3 = h1 + W × (1−δ)
Further, when the light flux from the sensor unit 1L (1R) is blocked by 90% or more (threshold δ = 0.9 for detecting touchdown information), a down flag is set, as shown in FIG. For example, it is also possible to set the fourth coordinate input surface at the position of the height h3 of the surface where the approximately luminous flux from the sensor unit 1L (1R) is shielded by about 50%.

ここで、第4座標入力面の高さh3は、h1<<h3<h2(この式は、h3がh1より十分に大きく、h2未満であることを意味する。)、あるいはh1+W×(1−δ)<h3<h2を満足する。   Here, the height h3 of the fourth coordinate input surface is h1 << h3 <h2 (this expression means that h3 is sufficiently larger than h1 and less than h2), or h1 + W × (1− δ) <h3 <h2 is satisfied.

ここで、光束幅Wは、W=h2−h1であり、例えば、h3を(h1+h2)/2に設定すれば、光束幅Wの50%、つまり、W/2の光束を遮蔽する位置まで、スペーサ部材7が設置される。尚、この時のスペーサ部材7は、光束を透過することができる部材で構成されるのは言うまでも無い。   Here, the luminous flux width W is W = h2−h1, and for example, if h3 is set to (h1 + h2) / 2, 50% of the luminous flux width W, that is, to a position where the luminous flux of W / 2 is shielded. Spacer member 7 is installed. Needless to say, the spacer member 7 at this time is composed of a member capable of transmitting a light beam.

そして、このスペーサ部材7によって規定される第4座標入力面では、その領域をいくら指等で押圧しても、座標値は検出できるがダウンフラグはセットされない状態(閾値δ=0.9であり、センサユニット1(1R)からの光束が90%以上遮蔽される状況は物理的に不可能)になる。   On the fourth coordinate input surface defined by the spacer member 7, no matter how much the area is pressed with a finger or the like, the coordinate value can be detected but the down flag is not set (threshold δ = 0.9). , A situation where the light flux from the sensor unit 1 (1R) is shielded by 90% or more is physically impossible).

つまり、スイッチとして動作させるためには、座標入力ペン60が必要となる(座標入力ペン60のペン先スイッチ61を動作させることで、その領域の座標データと共に、ダウンフラグがセットできる)ので、操作者が意図せずに触れてしまった場合にスイッチが動作状態となって、致命的な実行動作をするようなスイッチのような場合には、第4座標入力面によりスイッチ手段を構成するのが好ましいと言える。   That is, in order to operate as a switch, the coordinate input pen 60 is required (the down flag can be set together with the coordinate data of the area by operating the pen tip switch 61 of the coordinate input pen 60). In the case of a switch that enters an operating state when a person touches it unintentionally and performs a fatal execution operation, the switch means is constituted by the fourth coordinate input surface. It can be said that it is preferable.

以上説明したように、複数種類の座標入力方法に応じて、各座標入力方法による座標入力を機能させる複数種類の高さを有する座標入力面を座標入力領域上に設定することによって、各座標入力方法における操作性を向上することができる。   As described above, according to a plurality of types of coordinate input methods, each coordinate input can be performed by setting, on the coordinate input area, a coordinate input surface having a plurality of types of height that allows coordinate input by each coordinate input method to function. The operability in the method can be improved.

また、座標入力装置は、遮光部分の位置座標を検出できるので、予め座標入力領域内の座標入力面の高さ、及びその位置情報を記憶しておけば、検出した座標値に基づき、その部分の座標入力面の高さを判別可能となる。そのため、例えば、座標入力面の高さに応じて閾値δを可変制御することで、ダウンフラグ情報のセット/リセットの信頼性の向上に寄与することも可能となる。   Further, since the coordinate input device can detect the position coordinates of the light-shielding portion, if the height of the coordinate input surface in the coordinate input area and the position information thereof are stored in advance, the portion can be detected based on the detected coordinate value. It is possible to determine the height of the coordinate input surface. Therefore, for example, by variably controlling the threshold value δ according to the height of the coordinate input surface, it is possible to contribute to improving the reliability of setting / resetting down flag information.

以上説明したように、実施形態1によれば、座標入力ペンによる座標入力(第1座標入力方法)と、指による座標入力(第2座標入力方法)のどちらも実現し、かつその操作性を向上するために、座標入力領域内に、各座標入力方法における入力特性に応じた座標入力面を設定することで、操作性に優れた座標入力装置を提供することができる。   As described above, according to the first embodiment, both the coordinate input with the coordinate input pen (first coordinate input method) and the coordinate input with the finger (second coordinate input method) are realized, and the operability thereof is improved. In order to improve, a coordinate input device having excellent operability can be provided by setting a coordinate input surface in accordance with input characteristics in each coordinate input method in the coordinate input area.

また、座標入力ペンによる近接入力を可能とする構成としたので、細かい文字や複雑な図形入力が容易に行えるようになり、しかも座標入力領域上の所定領域をタッチすることによって所定動作を実行するスイッチ手段を、操作者の意図に応じて確実に、しかも操作性に優れた操作方法で実現することができる。   In addition, since the proximity input using the coordinate input pen is possible, fine characters and complex graphics can be easily input, and a predetermined operation is executed by touching a predetermined area on the coordinate input area. The switch means can be realized reliably according to the operator's intention and with an operation method having excellent operability.

更には、任意の遮蔽物であっても座標を検知する構成であることから、操作者が意図しないスイッチ動作が発生してしまう場合(例えば、操作者の袖が、たまたまスイッチ領域の場所で光束を遮る)が想定され、それによって致命傷となるような実行命令が行われるようなスイッチに対しては、さらに座標入力領域に対して座標入力面を高く設定することによって、ダウンフラグがセットされないように構成することができるので、信頼性向上にも寄与することができる。   In addition, since the coordinates are detected even with an arbitrary shielding object, when the switch operation unintended by the operator occurs (for example, the operator's sleeve happens to have a light flux at the location of the switch region). For a switch that is supposed to execute an execution command that would cause a fatal injury, the down flag is not set by setting the coordinate input area higher than the coordinate input area. Therefore, it is possible to contribute to the improvement of reliability.

<<実施形態2>>
実施形態2は、実施形態1の変形例について説明する。
<< Embodiment 2 >>
Embodiment 2 demonstrates the modification of Embodiment 1. FIG.

実施形態1では、座標入力方法に応じて、その入力方法による入力が機能する座標入力面を複数設定する構成としているが、実施形態2では、図31に示すが如く、光透過性部材である、スイッチ領域等の特定領域を囲む領域枠部材8を設け、その高さをセンサユニット1L(1R)からの光束の位置よりも高く設定する。   In the first embodiment, a plurality of coordinate input surfaces on which input by the input method functions are set according to the coordinate input method. In the second embodiment, as shown in FIG. 31, the light transmitting member is used. An area frame member 8 surrounding a specific area such as a switch area is provided, and the height thereof is set higher than the position of the light beam from the sensor unit 1L (1R).

このように構成することで、例えば、座標入力領域4上のSW2領域を押圧しようとする場合に、操作者が認知できる図19(a)の(2)の状態(指等の指示部が表示面(座標入力領域)4をタッチしている状態)のみならず、操作者が意識をしていない(1)、(3)、(4)の状態にあっても、検出される座標値は確実にSW2領域に存在する(指による遮光部分が、物理的に確実にSW2領域に存在する)ので、誤動作をすることも無く、操作性に優れたスイッチ手段を提供することが可能となる。   By configuring in this way, for example, when the operator wants to press the SW2 area on the coordinate input area 4, the state (2) in FIG. The coordinate value detected is not only in the state of touching the surface (coordinate input area) 4) but also in the state of (1), (3), (4) where the operator is not conscious. Since it is surely present in the SW2 region (the light-shielding part by the finger is physically surely present in the SW2 region), it is possible to provide a switch means having no operability and excellent operability.

以上説明したように、実施形態2によれば、実施形態1で説明した効果に加えて、座標入力領域4上の特定領域に対する操作を確実に実行することができる。   As described above, according to the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, an operation on a specific area on the coordinate input area 4 can be reliably executed.

<<実施形態3>>
実施形態1の図28で説明したように、座標入力装置では、センサユニット1L(1R)からの光束に対する遮光量に応じて、ダウンフラグをセットすることができる。
<< Embodiment 3 >>
As described with reference to FIG. 28 of the first embodiment, the coordinate input device can set the down flag in accordance with the light shielding amount with respect to the light flux from the sensor unit 1L (1R).

例えば、完全に遮光されると画素データの変化の比は1、半分程度遮光されると画素データの変化の比は0.5となるので、例えば、90%の遮光がある場合にダウンフラグがセットされるように閾値を設定(閾値=0.9)することが可能となる。つまり、それ以下の遮光量では、ダウンフラグがセットされないので、閾値の値δに応じて図32に示すように、特定領域(SW1領域〜SW3領域)を囲む壁(領域枠部材8)の高さh3を、上述のように、
h3=h1+(h2−h1)×(1−δ)
と定義することで、誤動作を防止することができる優れた効果が得られるようになる。
For example, the pixel data change ratio is 1 when the light is completely shielded, and the pixel data change ratio is 0.5 when the light is shielded by about half. For example, the down flag is set when there is 90% light shielding. It is possible to set a threshold value (threshold value = 0.9) to be set. That is, since the down flag is not set at a light shielding amount lower than that, as shown in FIG. 32 according to the threshold value δ, the height of the wall (region frame member 8) surrounding the specific region (SW1 region to SW3 region) is increased. H3 as described above,
h3 = h1 + (h2-h1) × (1-δ)
As a result, an excellent effect of preventing malfunction can be obtained.

以上説明したように、実施形態3によれば、実施形態2に比べて、領域枠部材の高さを削減することができるので、より操作性を向上することができる。   As described above, according to the third embodiment, the height of the region frame member can be reduced as compared with the second embodiment, so that the operability can be further improved.

以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。   Although the embodiments have been described in detail above, the present invention can take an embodiment as, for example, a system, an apparatus, a method, a program, or a storage medium, and specifically includes a plurality of devices. The present invention may be applied to a system that is configured, or may be applied to an apparatus that includes a single device.

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム(実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム)を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。   In the present invention, a software program (in the embodiment, a program corresponding to the flowchart shown in the drawing) that realizes the functions of the above-described embodiment is directly or remotely supplied to the system or apparatus, and the computer of the system or apparatus Is also achieved by reading and executing the supplied program code.

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。   Accordingly, since the functions of the present invention are implemented by computer, the program code installed in the computer also implements the present invention. That is, the present invention includes a computer program itself for realizing the functional processing of the present invention.

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。   In that case, as long as it has the function of a program, it may be in the form of object code, a program executed by an interpreter, script data supplied to the OS, or the like.

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD−ROM,DVD−R)などがある。   As a recording medium for supplying the program, for example, floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, MO, CD-ROM, CD-R, CD-RW, magnetic tape, nonvolatile memory card ROM, DVD (DVD-ROM, DVD-R) and the like.

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。   As another program supply method, a client computer browser is used to connect to an Internet homepage, and the computer program of the present invention itself or a compressed file including an automatic installation function is downloaded from the homepage to a recording medium such as a hard disk. Can also be supplied. It can also be realized by dividing the program code constituting the program of the present invention into a plurality of files and downloading each file from a different homepage. That is, the present invention includes a WWW server that allows a plurality of users to download a program file for realizing the functional processing of the present invention on a computer.

また、本発明のプログラムを暗号化してCD−ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。   In addition, the program of the present invention is encrypted, stored in a storage medium such as a CD-ROM, distributed to users, and key information for decryption is downloaded from a homepage via the Internet to users who have cleared predetermined conditions. It is also possible to execute the encrypted program by using the key information and install the program on a computer.

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。   In addition to the functions of the above-described embodiments being realized by the computer executing the read program, the OS running on the computer based on an instruction of the program is a part of the actual processing. Alternatively, the functions of the above-described embodiment can be realized by performing all of them and performing the processing.

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。   Furthermore, after the program read from the recording medium is written to a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion board or The CPU or the like provided in the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are also realized by the processing.

本発明の実施形態1の座標入力装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the coordinate input device of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1のセンサユニットの投光部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the light projection part of the sensor unit of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1のセンサユニットの検出部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the detection part of the sensor unit of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1のセンサユニットの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the sensor unit of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の再帰反射部材の再帰反射原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the retroreflection principle of the retroreflection member of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の再帰反射部材の再帰反射特性を示す図である。It is a figure which shows the retroreflection characteristic of the retroreflection member of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の再帰反射部材の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the retroreflection member of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の再帰反射部材の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the retroreflection member of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the control / arithmetic unit of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の制御信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of the control signal of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態1のセンサユニットによって得られる光量分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the light quantity distribution obtained by the sensor unit of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の入力例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the input example of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1のセンサユニットによって得られる光量分布の光量変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light quantity change of the light quantity distribution obtained by the sensor unit of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1のセンサユニットによって得られる光量分布における光量変化量と光量変化比を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light quantity change amount and light quantity change ratio in the light quantity distribution obtained by the sensor unit of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の光量分布における複数の立ち上がり及び立ち下がりを検出する場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where the several rise and fall in the light quantity distribution of Embodiment 1 of this invention are detected. 本発明の実施形態1の画素番号に対するθ値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of (theta) value with respect to the pixel number of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の画素番号に対するTanθ値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of Tan (theta) value with respect to the pixel number of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の座標入力領域上に定義する座標とセンサユニット1L及び1Lとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the coordinate defined on the coordinate input area of Embodiment 1 of this invention, and sensor units 1L and 1L. 本発明の実施形態1の座標入力装置の操作例を示す図である。It is a figure which shows the example of operation of the coordinate input device of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の光束と座標入力領域の位置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of the light beam and coordinate input area of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の文字入力の際に発生する不具合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the malfunction which generate | occur | produces in the case of the character input of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1のクリック動作の際に発生する不具合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the malfunction which generate | occur | produces in the case of click operation of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の座標入力ペンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coordinate input pen of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1のスイッチ信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switch signal of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1のスイッチ信号の送信の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of transmission of the switch signal of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の座標入力ペンの発光により発生する障害を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the disorder | damage | failure which generate | occur | produces by light emission of the coordinate input pen of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の座標入力ペンの発光により発生する障害を回避するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for avoiding the obstacle which generate | occur | produces by light emission of the coordinate input pen of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the coordinate calculation process which the coordinate input device of Embodiment 1 of this invention performs. 本発明の実施形態1の座標入力面の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the coordinate input surface of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の座標入力面の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the coordinate input surface of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2の座標入力面の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the coordinate input surface of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2の座標入力面の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the coordinate input surface of Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1L、1R センサユニット
2 制御・演算ユニット
3 再帰反射部材
4 座標入力領域
1L, 1R Sensor unit 2 Control / arithmetic unit 3 Retroreflective member 4 Coordinate input area

Claims (6)

座標入力面の高さが異なる複数の平面からなる座標入力と、
前記座標入力の隅部に設けられた複数の受光検出手段と、
前記座標入力の周辺部に設けられ再帰的に入射光を反射する再帰反射手段と、
前記再帰性反射手段に向けて座標入力面に略平行に光束を投光する投光手段と、
前記受光検出手段から得られる光量分布の変化率に基づいて、前記座標入力に対する指示位置の高さと、前記指示位置の座標を算出する算出手段と
前記算出手段によって算出された前記指示位置の座標が前記異なる複数の平面のいずれかの平面に属するかを判別し、前記指示位置がタッチされた状態を検知するための閾値δであって該平面ごとに設定された該閾値δに基づいて前記指示位置がタッチされたか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする座標入力装置。
A coordinate input surface height of the coordinate input surface is formed of a plurality of different planes,
A plurality of light receiving detection means provided at corners of the coordinate input surface ;
Retroreflective means for recursively reflecting incident light provided around the coordinate input surface ;
Projecting means for projecting a light beam substantially parallel to the coordinate input surface toward the retroreflecting means;
Based on the change rate of the light amount distribution obtained from the light receiving detection means, a calculation means for calculating the height of the indicated position with respect to the coordinate input surface and the coordinates of the indicated position ;
It is a threshold value δ for determining whether the coordinates of the indicated position calculated by the calculating means belong to any one of the different planes, and is a threshold δ for detecting the touched position of the indicated position. A coordinate input apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not the indicated position has been touched based on the threshold value δ set for each of them.
前記座標入力で規定される第1座標入力面と前記光束間の距離をh1とする場合、前記第1座標入力面に対し距離h1を有する第2座標入力面を有する特定が、前記座標入力内に構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。
If the distance between the first coordinate input surface wherein the light beam and h1 defined by the coordinate input surface, the specific surface having a second coordinate input surface having a distance h1 to the first coordinate input surface, the coordinates The coordinate input device according to claim 1, wherein the coordinate input device is configured in an input plane .
前記座標入力で規定される第1座標入力面と前記光束間の距離をh1とし、前記光束の幅をWとする場合、前記第1座標入力面に対し距離h1+W×(1−δ)を有する第3座標入力面が、前記座標入力内に構成されている
ことを特徴とする請求項に記載の座標入力装置。
The distance between the light beam and the first coordinate input surface defined by the coordinate input surface and h1, if the width of the light beam to is W, the distance h1 + W × respect to the first coordinate input surface (1-[delta]) the third coordinate input plane having the coordinate input apparatus according to claim 1, characterized in that it is configured on the coordinate input plane.
前記座標入力で規定される第1座標入力面と前記光束間の距離をh1とし、前記光束の幅をWとする場合、前記第1座標入力面に対し、距離h1+W×(1−δ)より大きく、かつ距離h1+W未満の距離範囲内の距離に第4座標入力面が、前記座標入力内に構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。
The distance between the light beam and the first coordinate input surface defined by the coordinate input surface and h1, if the width of the light beam to is W, relative to the first coordinate input surface, the distance h1 + W × (1-δ ) The coordinate input device according to claim 1, wherein a fourth coordinate input surface is configured within the coordinate input surface at a distance within a distance range that is larger and less than the distance h1 + W.
座標入力面の高さが異なる複数の平面からなる座標入力の角部に設けられた受光部と、該座標入力の周辺部に設けられ、入射光を再帰的に反射する反射部と、該座標入力に対し略平行に光束を投光する投光部を有し、該座標入力上の指示位置を算出する座標入力装置の制御方法であって、
前記投光部によって、前記反射部に向けて前記光束を投光する投光工程と、
前記受光部によって、前記反射部から反射される光束を受光する受光工程と、
前記受光部から得られる光量分布の変化率に基づいて、前記座標入力に対する指示位置の高さと、前記指示位置の座標を算出する算出工程と
前記算出工程によって算出された前記指示位置の座標が前記異なる複数の平面のいずれかの平面に属するかを判別し、前記指示位置がタッチされた状態を検知するための閾値δであって該平面ごとに設定された該閾値δに基づいて前記指示位置がタッチされたか否かを判定する判定工程と
を備えることを特徴とする座標入力装置の制御方法。
A light receiving unit provided at a corner of the coordinate input surface composed of a plurality of planes having different heights of the coordinate input surface, a reflection unit provided at the periphery of the coordinate input surface and recursively reflecting incident light; has a light projecting portion for projecting a substantially parallel light beam to the coordinate input surface, a method of controlling a coordinate input device for calculating the indicated position on the coordinate input surface,
A light projecting step of projecting the light flux toward the reflection unit by the light projecting unit;
A light receiving step of receiving a light beam reflected from the reflecting portion by the light receiving portion;
Based on the change rate of the light amount distribution obtained from the light receiving unit, a calculation step of calculating the height of the designated position with respect to the coordinate input surface and the coordinates of the designated position ;
It is a threshold value δ for determining whether the coordinates of the designated position calculated by the calculating step belong to any one of the different planes, and is a threshold value δ for detecting the touched position of the designated position. And a determination step of determining whether or not the indicated position has been touched based on the threshold value δ set for each .
座標入力面の高さが異なる複数の平面からなる座標入力の角部に設けられた受光部と、該座標入力の周辺部に設けられ、入射光を再帰的に反射する反射部と、該座標入力に対し略平行に光束を投光する投光部を有し、該座標入力上の指示位置を算出する座標入力装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記投光部によって、前記反射部に向けて前記光束を投光する投光工程と、
前記受光部によって、前記反射部から反射される光束を受光する受光工程と、
前記受光部から得られる光量分布の変化率に基づいて、前記座標入力に対する指示位置の高さと、前記指示位置の座標を算出する算出工程と
前記算出工程によって算出された前記指示位置の座標が前記異なる複数の平面のいずれかの平面に属するかを判別し、前記指示位置がタッチされた状態を検知するための閾値δであって該平面ごとに設定された該閾値δに基づいて前記指示位置がタッチされたか否かを判定する判定工程と
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
A light receiving unit provided at a corner of the coordinate input surface composed of a plurality of planes having different heights of the coordinate input surface, a reflection unit provided at the periphery of the coordinate input surface and recursively reflecting incident light; has a light projecting portion for projecting a substantially parallel light beam to the coordinate input surface, a program for executing a control of a coordinate input device for calculating the indicated position on the coordinate input screen to the computer,
A light projecting step of projecting the light flux toward the reflection unit by the light projecting unit;
A light receiving step of receiving a light beam reflected from the reflecting portion by the light receiving portion;
Based on the change rate of the light amount distribution obtained from the light receiving unit, a calculation step of calculating the height of the designated position with respect to the coordinate input surface and the coordinates of the designated position ;
It is a threshold value δ for determining whether the coordinates of the designated position calculated by the calculating step belong to any one of the different planes, and is a threshold value δ for detecting the touched position of the designated position. A program for causing a computer to execute a determination step of determining whether or not the indicated position is touched based on the threshold value δ set for each .
JP2003361937A 2003-10-22 2003-10-22 Coordinate input device, control method therefor, and program Expired - Fee Related JP4401737B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003361937A JP4401737B2 (en) 2003-10-22 2003-10-22 Coordinate input device, control method therefor, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003361937A JP4401737B2 (en) 2003-10-22 2003-10-22 Coordinate input device, control method therefor, and program

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005128693A JP2005128693A (en) 2005-05-19
JP2005128693A5 JP2005128693A5 (en) 2006-11-24
JP4401737B2 true JP4401737B2 (en) 2010-01-20

Family

ID=34641735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003361937A Expired - Fee Related JP4401737B2 (en) 2003-10-22 2003-10-22 Coordinate input device, control method therefor, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4401737B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4812124B2 (en) * 2007-06-19 2011-11-09 キヤノン株式会社 Coordinate input device, coordinate detection method, and computer program
US20100309169A1 (en) * 2009-06-03 2010-12-09 Lumio Inc. Optical Touch Screen with Reflectors
KR20180110239A (en) 2009-06-16 2018-10-08 바안토 인터내셔널 엘티디. Two-dimensional position sensing systems and sensors therefor
JP5806573B2 (en) * 2011-09-28 2015-11-10 キヤノン株式会社 Coordinate input device, control method therefor, and coordinate input system
WO2013073862A1 (en) * 2011-11-17 2013-05-23 (주) 옵티스 Reflection unit for touch sensor module having retro-reflective sheet, method for manufacturing same and optical device comprising the reflection unit
JP6413236B2 (en) 2013-12-20 2018-10-31 セイコーエプソン株式会社 Projector, projection system, and projector control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005128693A (en) 2005-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4442877B2 (en) Coordinate input device and control method thereof
JP4405766B2 (en) Coordinate input device, coordinate input method
EP2135155B1 (en) Touch screen system with hover and click input methods
JP4125200B2 (en) Coordinate input device
JP5366789B2 (en) Input indication tool, control method therefor, and coordinate input device
JP5489886B2 (en) Coordinate input device, light receiving device in the device, and manufacturing method thereof
JP4185825B2 (en) Coordinate input device, control method therefor, information processing device, and program
JP5127337B2 (en) Coordinate input device, control method therefor, and computer program
JP5876587B2 (en) Touch screen system and controller
US20120044143A1 (en) Optical imaging secondary input means
JP4812124B2 (en) Coordinate input device, coordinate detection method, and computer program
JP4401737B2 (en) Coordinate input device, control method therefor, and program
JP2005276019A (en) Optical coordinate input device
JP4315423B2 (en) Input pen
JP4615178B2 (en) Information input / output system, program, and storage medium
JP2005165830A (en) Optical coordinate input apparatus
JP5049747B2 (en) Coordinate input device, control method therefor, and program
JP2017111589A (en) Coordinate detection device, display system, projection system and coordinate detection method
JP2006350908A (en) Optical information input device
JP5865053B2 (en) Coordinate input device, control method of coordinate input device, and program
JP2005165832A (en) Optical coordinate input device
JP2005004682A (en) Input pen for coordinate input device
JP2005165831A (en) Optical coordinate input device
JP2005173684A (en) Optical coordinate input device
JP2005346230A (en) Optical digitizer

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061004

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061004

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090619

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090806

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091023

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091028

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131106

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees