JPH0250216A - Optical coordinate input device - Google Patents

Optical coordinate input device

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Publication number
JPH0250216A
JPH0250216A JP63152702A JP15270288A JPH0250216A JP H0250216 A JPH0250216 A JP H0250216A JP 63152702 A JP63152702 A JP 63152702A JP 15270288 A JP15270288 A JP 15270288A JP H0250216 A JPH0250216 A JP H0250216A
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JP
Japan
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light
optical
reflected
main body
input device
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Pending
Application number
JP63152702A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Okada
功 岡田
Masatoshi Watanabe
渡辺 正俊
Hiroshi Obara
宏 小原
Hideji Matsuura
松浦 秀二
Masanori Kusano
草野 正則
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.)
Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0250216A publication Critical patent/JPH0250216A/en
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Abstract

PURPOSE:To make an optical coordinate input device compact and to obtain satisfactory operability by arranging the plural light sources different in wavelength in a main body, photodetecting a reflected light, and outputting an electric signal. CONSTITUTION:Plural light sources 16 and 17 different in wavelength are built in a main body M, and beams emitted from these light sources 16 and 17, irradiate a reflection board. Then, the beams being reflected on the reflection board are made incident on the main body again. A grating is printed on the reflection board. Then, the grating in an X-axis direction absorbs the beam of one light source and the grating in a Y-axis direction absorbs the beam of the other light source. Namely, when one beam is detected in a pulse shape by a photo- detecting part 23, the main body M is just moved in the X-axis direction and when the other beam is detected, the main body is just moved in the Y-axis direction. Accordingly, the pulses of the reflected lights are counted by the electronic circuit of a circuit board 27 and moving quantity in the X-axis and Y-axis directions can be operated. Thus, the compact device of the satisfactory operability can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はコンピュータの作画等に使用される座標入力
装置に関するものであり、特に、本体に複数の光源を内
蔵した光学式座標入力装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a coordinate input device used for computer drawing, etc., and particularly relates to an optical coordinate input device having a plurality of light sources built into its main body. It is.

[従来の技術] コンピュータのデイスプレィ上に作画したり、。[Conventional technology] Draw on the computer display.

項目選択のためにカーソルを頻繁に移動する場合には、
キーボードの操作だけでは面倒であるので、近年「マウ
ス」と称される座標入力装置が使用されている。この「
マウス」は種々のものが提案されており、主として機械
式のものと光学式のものとに分けられる。機械式のマウ
スは、別紙第13図及び第14図に示すように、マウス
(り下面にボール(2)が回転自在に取付けられており
、該ボール(2)に近接してローラ(3)(4)が直交
して枢設され、スブリング(5)によって該ボール(2
)がローラ(3)(4)へ押圧されている。このマウス
(1)を机上で任意方向に移動すると、該ボール(2)
が前後左右に回転するのに伴って前記ローラ(3)及び
(4)が回転し、X軸方向とY軸方向に分割された回転
量が前記ローラ(3)(4)に直結されたエンコーダ(
6)(7)で検出される。
If you frequently move the cursor to select items,
Since operating the keyboard alone is cumbersome, a coordinate input device called a "mouse" has recently been used. this"
Various types of mice have been proposed, and they are mainly divided into mechanical types and optical types. As shown in Figures 13 and 14 of the appendix, a mechanical mouse has a ball (2) rotatably attached to the bottom surface of the mouse, and a roller (3) located close to the ball (2). (4) are pivoted orthogonally to each other, and the balls (2
) are pressed against the rollers (3) and (4). When you move this mouse (1) in any direction on the desk, the ball (2)
The rollers (3) and (4) rotate as the roller rotates back and forth and left and right, and the amount of rotation divided into the X-axis direction and the Y-axis direction is determined by an encoder directly connected to the rollers (3) and (4). (
6) Detected in (7).

又、光学式のマウスは、アルミラム板の表面に格子を印
刷した反射板上を該マウスが移動し、内蔵された受光部
で横切った格子の数を検知し、該マウスの移動量を検出
するものである。
In addition, with an optical mouse, the mouse moves on a reflective plate with grids printed on the surface of an aluminum plate, and a built-in light-receiving section detects the number of grids crossed, thereby detecting the amount of movement of the mouse. It is something.

[発明が解決しようとする課題] 前述した機械式のマウス(1)は、比較的安価に形成で
きるため広く使用されているが、機械的な動きによる音
の発生があり、且つ、ボール(2)の摩耗やその他の故
障が生じることがあった。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned mechanical mouse (1) is widely used because it can be formed at a relatively low cost. ) wear and other failures could occur.

一方、光学式のマウスは機械的動きがなく、すべて電子
部品で構成されているため、故障が少なく静かであるが
、光学系の構成がやや複雑となってマウスが大型になっ
てしまうという欠陥があり、且つ、操作に困難性を伴っ
ていた。
On the other hand, optical mice have no mechanical movement and are made entirely of electronic components, so they are quiet and less prone to malfunctions, but the drawback is that the optical system is somewhat complex and the mouse becomes larger. However, it was difficult to operate.

そこで、小型で操作性のよい光学式座標入力装置を提供
するために解決せられるべき技術的課題が生じてくるの
であり、この発明は該課題を解決することを目的とする
ものである。
Therefore, a technical problem arises that must be solved in order to provide an optical coordinate input device that is small and easy to operate, and the present invention aims to solve this problem.

[課題を解決するための手段] この発明は上記目的を達成するために提案せられたもの
であり、表面に格子を印刷した反射板上を移動し、内蔵
された受光部で横切った格子の数を検知し、座標の移動
量を検出する光学式座標入力装置に於て、本体に設けら
れた集光レンズの前方に波長の異なる複数の光源を配設
し、且つ、該集光レンズの後方に受光部を設け、前記光
源より発せられた光線が反射板で反射され、再度本体内
に入光して集光レンズを通過し、前記受光部で受光して
回路基板へ電気信号を出力できるように形成したことを
特徴とする光学式座標入力装置及び、前記光源を集光レ
ンズの光軸に接近して設けた光学式座標入力装置及び、
前記受光部は集光レンズの光軸に対してビームスプリッ
タを斜設し、該ビームスプリッタを透過する光軸の後方
位置、並びに該ビームスプリッタに反射される光軸の位
置へ、夫々光センサを設けて形成した光学式座標入力装
置を提供せんとするものである。
[Means for Solving the Problems] This invention was proposed to achieve the above object, and it moves on a reflecting plate with a grid printed on its surface, and uses a built-in light-receiving section to detect the grid. In an optical coordinate input device that detects the number of coordinates and the amount of movement of coordinates, a plurality of light sources with different wavelengths are arranged in front of a condensing lens provided on the main body, and A light receiving section is provided at the rear, and the light beam emitted from the light source is reflected by a reflecting plate, enters the main body again, passes through a condensing lens, is received by the light receiving section, and outputs an electrical signal to the circuit board. an optical coordinate input device characterized in that the light source is provided close to the optical axis of a condensing lens;
The light receiving section has a beam splitter installed obliquely with respect to the optical axis of the condensing lens, and optical sensors are installed at the rear position of the optical axis that passes through the beam splitter and at the position of the optical axis that is reflected by the beam splitter. An optical coordinate input device is provided.

[作用] この発明は、本体に波長の異なる複数の光源を内蔵して
あり、2等光源から発せられた光線は反射板を照射し、
該反射板で反射された光線は再び本体内に入光する。こ
こで、前記反射板には格子が印刷されており、X軸方向
の格子は前述した一方の光源の光線を吸収する色で彩色
し、且つ、Y軸方向の格子は他方の光源の光線を吸収す
る色で彩色しである。従って、当該本体を反射板へ摺擦
し任意方向に移動させた場合、前記一方の光線はX軸方
向の格子を横切る都度吸収されて反射光がなくなり、又
、前記他方の光線はY軸方向の格子を横切る都度吸収さ
れて反射光がなくなる。而して、本体内に入光した上記
双方の反射光は集光レンズを通過して受光部に入射する
。従って、該受光部で前記一方の光線をパルス状に検知
したときは、本体がX軸方向に移動中であり、又、該受
光部で前記他方の光線をパルス状に検知したときは本体
がY軸方向に移動中である。依って、回路基板の電子回
路にて上記双方の反射光のパルスをカウントして、X軸
方向及びY軸方向の移動量を演算し、電気信号として出
力するのである。
[Function] The present invention has a plurality of light sources with different wavelengths built into the main body, and the light rays emitted from the secondary light source illuminate the reflecting plate,
The light beam reflected by the reflection plate enters the main body again. Here, a grating is printed on the reflecting plate, and the grating in the X-axis direction is colored with a color that absorbs the light rays from one of the light sources, and the grating in the Y-axis direction absorbs the light rays from the other light source. It is colored with absorbing colors. Therefore, when the main body is moved in any direction by rubbing against the reflector, the one ray is absorbed each time it crosses the grating in the X-axis direction, and there is no reflected light, and the other ray is in the Y-axis direction. Each time it crosses the grid, it is absorbed and no reflected light is generated. Both of the above-mentioned reflected lights entering the main body pass through the condenser lens and enter the light receiving section. Therefore, when the light receiving section detects one of the light beams in a pulsed manner, the main body is moving in the X-axis direction, and when the light receiving section detects the other light beam in a pulsed form, the main body is moving. It is moving in the Y-axis direction. Therefore, the electronic circuit of the circuit board counts the pulses of both reflected lights, calculates the amount of movement in the X-axis direction and the Y-axis direction, and outputs it as an electrical signal.

又、前記集光レンズの光軸に対してビームスプリッタを
斜設すれば、集光レンズを通過した反射光は、その波長
によって該ビームスプリッタで分光される。そして、ビ
ームスプリッタを透過した光線は直進して後方の光セン
サへ入射する。又、ビームスプリッタで反射された光線
は、側方の光センサへ入射する。斯くして、波長の異な
る複数の光線を夫々別個の光センサへ入射でき、各光セ
ンサを夫々の光軸上に配置することができる。従って、
光源のビーム径を絞ることができ、照射が均一となって
反射板の格子を正確に検知することが可能となる。
Furthermore, if a beam splitter is provided obliquely to the optical axis of the condenser lens, the reflected light that has passed through the condenser lens is separated by the beam splitter according to its wavelength. The light beam that has passed through the beam splitter then travels straight and enters the rear optical sensor. Furthermore, the light beam reflected by the beam splitter is incident on a side optical sensor. In this way, a plurality of light beams with different wavelengths can be incident on separate optical sensors, and each optical sensor can be arranged on its respective optical axis. Therefore,
The beam diameter of the light source can be narrowed down, making the irradiation uniform and making it possible to accurately detect the grating of the reflector.

更に、前述した波長の異なる複数の光源を集光レンズの
光軸に接近して設ければ、各光源から発せられた光線と
集光レンズの光軸との成す角度が極めて小となる。依っ
て、本体をある程度の角度まで傾斜して使用する場合で
あっても、反射光は集光レンズの光軸に近く反射され、
該集光レンズに直接入光するため受光部での読み取り誤
差の発生を抑止することができる。
Furthermore, if the plurality of light sources having different wavelengths described above are provided close to the optical axis of the condenser lens, the angle between the light rays emitted from each light source and the optical axis of the condenser lens becomes extremely small. Therefore, even when the main body is used at a certain angle, the reflected light is reflected close to the optical axis of the condensing lens.
Since the light enters the condensing lens directly, it is possible to prevent reading errors from occurring at the light receiving section.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を別紙添付図面の第1図乃至
第12図に従って詳述する。尚、説明の都合上、従来公
知に属する構成も同時に説明する。
[Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 12 of the attached drawings. For convenience of explanation, conventionally known configurations will also be explained at the same time.

第1図に於て、ハウジング(10)は合成樹脂にて円筒
状に形成されており、このハウジング00)の前方部に
フロントハウジング(11)を連設して本体(M)を形
成している。該フロントハウジングQ +)内側面の後
部には、レンズホルダ(ゆに支持された集光レンズ(!
→が設けられ、集光レンズθ→の前方に光源取付基板(
ゆが内嵌されている。この光源取付基板(&IOの中心
部には中心孔θ→が開穿され、該中心孔(1ツの側辺に
波長の異なる2対の光H(+004、(r7)(r7)
を前面に向って突設する。本実施例ではこの光源(I[
9に波長約940nm前後の赤外線を発光するベアチッ
プLEDを使用し、光源(r?)には波長約660nm
前後の赤色可視光線を発光するベアチップLEDを使用
している。然しなから特に之に限定せられるべきではな
く、波長の異なるものであれば、後述する反射板の縦横
の格子の色によって例えば赤色と緑色のベアチップLE
Dを組合せて使用したり、黄色と青色のベアチップLE
Dを組合せて使用してもよい。又、その個数も2対に限
定されず、更に、ベアチップLEDではなく他の発光手
段であってもよい。
In Fig. 1, a housing (10) is formed of synthetic resin into a cylindrical shape, and a front housing (11) is connected to the front part of the housing (00) to form a main body (M). There is. At the rear of the inner surface of the front housing Q+, there is a condensing lens supported by a lens holder (!
→ is provided, and a light source mounting board (
Yuga is fitted inside. A center hole θ→ is bored in the center of this light source mounting board (&IO), and two pairs of light beams H (+004, (r7) (r7) with different wavelengths are formed on one side of the center hole).
protrudes toward the front. In this embodiment, this light source (I[
9 uses a bare chip LED that emits infrared light with a wavelength of around 940 nm, and the light source (r?) has a wavelength of approximately 660 nm.
It uses bare-chip LEDs that emit red visible light at the front and rear. However, it should not be limited to this in particular, and if the wavelengths are different, for example, red and green bare chips LE can be used depending on the color of the vertical and horizontal grids of the reflector, which will be described later.
Use D in combination, or use yellow and blue bare chip LE.
D may be used in combination. Further, the number is not limited to two pairs, and other light emitting means may be used instead of bare chip LEDs.

第2図に示すように、前記光源取付基板(Iloに取付
けられた光源(+(9(1(9、(■(r7)は夫々端
子(1(日に接続してあり、更に、逆円錐形状の凹部を
もつ反射鏡(I’ll (Ill (In (IIを設
け、各光源(+119 (l[lD、(ロ)(のの光線
を効率よく前方へ照射できるように形成するを可とする
As shown in FIG. It is possible to provide a reflecting mirror (I'll (Ill (In (II)) with a concave portion in the shape of do.

又、第1図に於て、フロントハウジングθ1)の前部に
は空洞円錐状のフロントユニット(イ)が挿合されてお
り、該フロントユニット(ト)の先端部に光の出入口G
!1)が開穿され、ここに半球レンズに)を嵌着して前
記光源(+@(r7)の光線を集光し、後述する反射板
へ照射するように形成しである。
Also, in Fig. 1, a hollow conical front unit (A) is inserted into the front part of the front housing θ1), and a light entrance/exit G is provided at the tip of the front unit (G).
! 1) is opened, and a hemispherical lens () is fitted therein to condense the light beam from the light source (+@(r7)) and irradiate it onto a reflecting plate, which will be described later.

一方、前記集光レンズ(1→の後方即ち、ハウジング(
10)の前部に受光部(ハ)が設けられている。該受光
部(至)は第3図に示すように、受光板に)の略中央部
にPDアレイ(ハ)及びに)をT字型に取付けてあり、
後方の回路基板(6)へ接続されている。このPDアレ
イ(ハ)(1)はフォトダイオードに光学フィルタ効果
を具備させたもので、夫々4素子となっており前記PD
アレイ(ト)は波長約940nm前後の赤外線のみを検
知し、又、PDアレイ(1)は波長約680nm前後の
赤色可視光線のみを検知するものである。
On the other hand, behind the condensing lens (1→, that is, the housing (
10) A light receiving section (c) is provided at the front part. As shown in FIG. 3, the light-receiving section (to) has a PD array (c) and (i) attached in a T-shape approximately at the center of the light-receiving plate.
Connected to the rear circuit board (6). This PD array (c) (1) is a photodiode equipped with an optical filter effect, and each of the PD arrays (c) (1) has four elements.
The array (g) detects only infrared light with a wavelength of about 940 nm, and the PD array (1) detects only red visible light with a wavelength of about 680 nm.

更に、前記回路基板に)にはブツシュスイッチ(1)(
1)が取付けられており、このブツシュスイッチ(イ)
(ト)の上方部位の前記ハウジング(1)に嵌着された
押ボタン(至)(ト)を押圧することによって、該ブツ
シュスイッチ翰(ト)がオン或はオフされるように形成
しである。そして、回路基板に)の出力端子(至)に出
カケープル00のリード線をノ1ンダ付し、前記7%ウ
ジング本体(1Φの後端部ヘリャキャップ(2)を接合
すると共に、該出カケープル◇0を外装するフレキシブ
ルチューブ(ハ)の端部をこのリヤキャップ(2)へ嵌
着する。
Furthermore, a bushing switch (1) (on the circuit board) (
1) is installed, and this button switch (A)
(G) The button switch (G) is turned on or off by pressing the push button (G) fitted into the housing (1) in the upper part. It is. Then, attach the lead wire of output cable 00 to the output terminal (to) of the circuit board), connect the rear end hella cap (2) of the 7% housing body (1Φ), and connect the output cable ◇ Fit the end of the flexible tube (c) that covers the rear cap (2) to the rear cap (2).

第4図に示した実施例に於ては、夫々半円筒状に樹脂成
型されたトップハウジング(ロ)とボトム7、ウジング
(ハ)を合接し、その前部に樹脂製のフロントキャップ
(1)を嵌着して本体(M)が形成されている。該本体
(M)の内部には回路基板(ロ)が収納されており、こ
の回路基板0力前部の下面側に光学系ユニット(1)を
取付け、前記フロントキャップ(1)に開穿された開口
部(イ)から投光或は受光できるように形成しである。
In the embodiment shown in FIG. 4, a top housing (B), a bottom 7, and a housing (C), each of which is molded in resin in a semi-cylindrical shape, are joined together, and a resin front cap (1 ) is fitted to form the main body (M). A circuit board (B) is housed inside the main body (M), and an optical system unit (1) is attached to the lower surface of the front part of the circuit board, and the front cap (1) is opened. It is formed so that light can be emitted or received from the opening (a).

更に、前記回路基板(ロ)前部の上面側にブツシュスイ
ッチ(4(旬を固設し、トップハウジング(ロ)に設け
られた押ボタン(41)(41)の抑圧によって2等ブ
ツシュスイッチ(4(イ)が作動するように形成されて
いる。又、前記回路基板(ロ)にIC(42) (42
)をはじめ、コンデンサや抵抗等の電気部品を取付けて
電気回路を構成し、出カケープル(31)に電気信号を
伝達する。
Furthermore, a bush switch (4) is fixed on the upper surface side of the front part of the circuit board (B), and a second bush switch (41) is pressed by pressing the push buttons (41) (41) provided on the top housing (B). A switch (4 (a)) is formed to operate. Also, an IC (42) (42
), electrical components such as capacitors and resistors are attached to form an electrical circuit, and electrical signals are transmitted to the output cable (31).

次に第5図及び第6図に於て、前記光学系ユニット(7
)の構成を説明する。夫々の断面視がコ字状に樹脂成型
されたアッパーカバー(43)とロアーカバー(44)
とを合接して、略長方形の光学系ユニット(ト)が形成
されており、その前部は細く突出してレンズ孔(45)
が開穿され、このレンズ孔(45)へ半球レンズ(イ)
を嵌着しである。そして、この半球レンズ(イ)の後方
に基板(47)を固設し、該基板(47)の前面に波長
の異なる2種類の光源(IQ@を設けである。この光源
θQ及び(r’)は、第1図に示した実施例の光源と全
く同じものである。第7図に示すように、この光源(+
119(r7)を横方向に2個密着し、前記基板(47
)の中心線下部位置へ固着する。又、第8図に示すよう
に、前記光源θI(r7)を基板(47)の中心線下部
位置へ縦方向に固着してもよい。或は第9図(a)及び
(ハ)に示すように、光源θ釧ωとしての1対のベアチ
ップLEDを樹脂モールドして1個のパッケージ(48
)に封入したものであってもよい。
Next, in FIGS. 5 and 6, the optical system unit (7
) is explained below. An upper cover (43) and a lower cover (44) each made of resin molded with a U-shaped cross section.
are joined together to form a substantially rectangular optical system unit (G), the front part of which protrudes thinly and has a lens hole (45).
is drilled, and a hemispherical lens (a) is inserted into this lens hole (45).
It is fitted. A substrate (47) is fixed behind this hemispherical lens (A), and two types of light sources (IQ@) with different wavelengths are provided in front of the substrate (47).The light sources θQ and (r' ) is exactly the same as the light source of the embodiment shown in Fig. 1. As shown in Fig. 7, this light source (+
119 (r7) in close contact with each other in the horizontal direction, and the substrate (47
) is fixed at the bottom position of the center line. Alternatively, as shown in FIG. 8, the light source θI (r7) may be fixed vertically to a position below the center line of the substrate (47). Alternatively, as shown in FIGS. 9(a) and 9(c), a pair of bare chip LEDs as the light source θ is molded into one package (48
).

再び第5図及び第6図に於て、前記基板(47)の後方
に集光レンズ(49)を嵌着し、更に、その後方位置へ
ビームスプリッタ(50)を固着しである。このビーム
スプリッタ(50)は、ガラス面上に多層薄膜を真空蒸
着して形成されており、特定の入射光を分離して反射す
るものである。即ち、波長約669nm前後の赤色可視
光線は反射され、且つ、波長940n+a前後の赤外線
は透過する。ここで、該ビームスプリッタ(50)は第
6図に示す如く、光軸に対して略45度に斜設されてお
り、その後部に光センサ(51)を固設し、且つ、該ビ
ームスプリッタ(5o)の側方部に光センサ(52)を
固設する。2等光センサ(51)及び(52)の中央部
には、夫々PDアレイ(ハ)及び(1)が固着されてい
る。このPDアレイ(ハ)及び(1)は第1図に示した
実施例のPDアレイと全く同じものである。上記ビーム
スプリッタ(50)及びPDアレイ(ハ)(1)が取付
けられた光センサ(51)(52)、!:から受光部(
53)が形成されている。
Referring again to FIGS. 5 and 6, a condensing lens (49) is fitted to the rear of the substrate (47), and a beam splitter (50) is further fixed to the rear position thereof. The beam splitter (50) is formed by vacuum-depositing a multilayer thin film on a glass surface, and separates and reflects specific incident light. That is, visible red light with a wavelength of about 669 nm is reflected, and infrared light with a wavelength of about 940n+a is transmitted. Here, the beam splitter (50) is installed obliquely at approximately 45 degrees with respect to the optical axis, as shown in FIG. An optical sensor (52) is fixedly installed on the side part of (5o). PD arrays (C) and (1) are fixed to the center portions of the second optical sensors (51) and (52), respectively. These PD arrays (c) and (1) are exactly the same as the PD array of the embodiment shown in FIG. Optical sensors (51) (52), to which the beam splitter (50) and PD array (c) (1) are attached! : From the light receiving section (
53) is formed.

而して、第10図に示すように、前記光源θQ@から発
せられた光は半球レンズ(2)を通過後、反射板(54
)を投光する。前記光源(10(r7)は集光レンズ(
49)の光軸(1,1)に極めて接近して設けられてい
るため、前記光源(IED(r7)から発せられた光線
と光軸(Ll)との成す角度(α)は極めて小となって
いる。ここで、光源0Oからの光は前記反射板(54)
で反射され、再び半球レンズ(イ)から入光して基板(
47)の下方を通過し、集光レンズ(49)で集光され
てビームスプリッタ(50)に至る。一方、図示はしな
いが、光源(0からの光も光軸(Ll)を中心として対
称位置を通過して、光源(lfDからの光と同時に前記
ビームスプリッタ(,5G’)へ至る。ここで、入光し
てきた光線が赤外線のときは、該ビームスプリッタ(5
o)を透過して直進し、光センサ(51)のPDアレイ
(ハ)に入射して検知される。又、赤色可視光線が入光
してきたときは、該ビームスプリッタ(50)が光軸に
対して略45度に斜設されているため、前記赤色可視光
線は入光軸と略直角方向に反射され、光センサ(52)
のPDアレイ翰に入射して検知される。斯くの如くして
、前記光学系ユニット(至)が構成されているのである
。尚、上記説明中、ビームスプリッタ(5旧の材、質等
を変更することにより、赤外線を反射させ、赤色可視光
線を透過させることもできる。又、光センサ(52)の
位置を変えることにより、ビームスプリッタ(50)を
光軸に対して45度ではなく、30度その他の角度にし
てもよい。
As shown in FIG. 10, the light emitted from the light source θQ@ passes through the hemispherical lens (2) and then passes through the reflection plate (54).
). The light source (10 (r7) is a condenser lens (
49), the angle (α) between the light beam emitted from the light source (IED (r7)) and the optical axis (Ll) is extremely small. Here, the light from the light source 0O is reflected by the reflection plate (54).
The light is reflected by the hemispherical lens (A) and enters the substrate (A) again.
47), is condensed by a condensing lens (49), and reaches a beam splitter (50). On the other hand, although not shown, the light from the light source (0) also passes through a symmetrical position centering on the optical axis (Ll) and reaches the beam splitter (,5G') at the same time as the light from the light source (lfD). , when the incident light beam is infrared, the beam splitter (5
The light passes through o) and travels straight, enters the PD array (c) of the optical sensor (51) and is detected. Moreover, when the red visible light rays are incident, since the beam splitter (50) is installed obliquely at approximately 45 degrees with respect to the optical axis, the red visible rays are reflected in a direction approximately perpendicular to the incident axis. and optical sensor (52)
It is detected by entering the PD array screen. In this way, the optical system unit (to) is constructed. In addition, in the above explanation, by changing the material, quality, etc. of the beam splitter (5), it is also possible to reflect infrared rays and transmit red visible light.Also, by changing the position of the optical sensor (52), , the beam splitter (50) may be arranged at an angle of 30 degrees or some other angle with respect to the optical axis instead of 45 degrees.

而して、第1図に示した実施例の装置、或は第4図に示
した実施例の装置の何れであっても第11図に示すよう
に、本体(M)の先端部の半球レンズに)を反射板(5
4)へ摺擦し、任意方向へ移動させてその移動量を検出
するのであるが、該反射板(54)はアルミニウム板の
表面に格子が形成されており、X軸方向の格子(55)
 (55)・・・はブルーで彩色し、Y軸方向の格子(
56) (56)・・・はグレーで彩色しである。ここ
で、本装置を作動した場合には、前記光源(+29(r
’)から発せられた光が半球レンズ(至)で集光されて
該反射板(50を照射する。そして、前述したように本
装置を該反射板(54)上の任意方向へ移動サセタ場合
、ブルーの格子(55)或はグレーの格子(56)を横
切るが、前記光源(119で発光された赤外線はグレー
の格子(56)では吸収され、ブルーの格子(55)を
照射したとき反射されて前記半球レンズ(2)より再度
入光する。又、前記光源(ロ)で発光された赤色可視光
線はブルーの格子(55)では吸収され、グレーの格子
(56)を照射したとき反射されて、前記赤外線の場合
と同様に半球レンズ(2)より再度入光する。
Therefore, as shown in FIG. 11, whether the device of the embodiment shown in FIG. 1 or the device of the embodiment shown in FIG. on the lens) and the reflector (5
4) and move it in an arbitrary direction to detect the amount of movement.The reflecting plate (54) has a grating formed on the surface of the aluminum plate, and a grating (55) in the X-axis direction.
(55)... is colored blue, and the grid in the Y-axis direction (
56) (56)... is colored in gray. Here, when this device is operated, the light source (+29(r
The light emitted from the reflector (54) is focused by the hemispherical lens (50) and illuminates the reflector (50).Then, as described above, when the device is moved in any direction on the reflector (54), the susceptor , the infrared rays emitted by the light source (119) are absorbed by the gray grating (56) and reflected when irradiated with the blue grating (55). The red visible light emitted by the light source (b) is absorbed by the blue grating (55) and reflected when it is irradiated with the gray grating (56). Then, as in the case of infrared light, the light enters again through the hemispherical lens (2).

そして、第1図に示した実施例の場合には、半球レンズ
に)から入射した光は、光源取付基板(ゆの中心孔θう
を通過し、集光レンズ0専で集光され受光部(ハ)で受
光される。該受光部(ハ)では前記反射光のうち、赤外
線はPDアレイ(ハ)で検知され、赤色可視光線はPD
アレイ(1)で検知される。一方、第4図に示した実施
例の場合には、半球レンズに)から入射した光は、光学
系ユニット(イ)内の集光レンズ(49)で集光されて
受光部(53)で受光される。前述したように、受光部
(53)のビームスプリッタ(50)によって赤外線と
赤色可視光線とが分光され、赤外線はPDアレイ(ハ)
で検知され、赤色可視光線はPDアレイ(ハ)で検知さ
れる。
In the case of the embodiment shown in Fig. 1, the light incident from the hemispherical lens passes through the center hole θ of the light source mounting board (yield), is focused by the condenser lens 0, and is focused on the light receiving section. In the light receiving section (C), among the reflected light, infrared rays are detected by the PD array (C), and red visible light is detected by the PD array (C).
Detected by array (1). On the other hand, in the case of the embodiment shown in FIG. 4, the light incident on the hemispherical lens is condensed by the condensing lens (49) in the optical system unit (a) and sent to the light receiving section (53). Light is received. As mentioned above, the beam splitter (50) of the light receiving section (53) separates the infrared rays and red visible light, and the infrared rays are sent to the PD array (c).
Red visible light is detected by the PD array (c).

而して、前記本体(M)が反射板(54)上をX軸方向
へ移動しグレーの格子(56)を横切る都度、前記PD
アレイ(ハ)で赤外線の反射光を検知し、又、前記反射
板(54)上をY軸方向へ移動しブルーの格子(55)
を横切る都度、前記PDアレイ(1)で赤色可視光線の
反射光を検知する。そして、前記回路基板に)或は(ロ
)の電気回路にて上記反射光のパルスをカウントし、X
軸方向及びY軸方向の移動量を演算して、電気信号とし
て出カケープル01)より出力するのである。
Therefore, each time the main body (M) moves on the reflection plate (54) in the X-axis direction and crosses the gray grid (56), the PD
The array (c) detects the reflected infrared light, and moves on the reflector plate (54) in the Y-axis direction to detect the blue grating (55).
The PD array (1) detects the reflected light of red visible light each time it crosses. Then, the pulses of the reflected light are counted in the electric circuit () or (b) on the circuit board, and
The amount of movement in the axial direction and the Y-axis direction is calculated and output as an electrical signal from the output cable 01).

ここで、第12図に示すように、本体が傾斜して光軸(
Ll)と反射板(54)との成す角度がある一定の角度
(β0)となった場合について説明する。光源(10か
らの光は反射板(54)で反射された後に再び半球レン
ズ(イ)から入光する。このとき、従来型では反射光が
拡って集光レンズ(4g)に直接入光しなかったのであ
るが、第4図に示した実施例では光源00或は(rt)
と光軸(I、1)との成す角度(α)が極めて小である
ため、反射光(lりは従来型よりも反射板(54)に対
して垂直に近(なり、前記集光レンズ(49)へ直接入
射するようになる。従って、乱反射等が生ぜず前記PD
アレイ(ハ)(1)での検知動作を確実に行うことがで
きるようになる。而も、ビームスプリッタ(50)によ
って赤外線と赤色可視光線とを分光し、夫々別個に設け
た光センサ(51)(52)へ入射させている。このた
め、各センサ(51)(52)を夫々の光軸上に配置す
ることができ、光源QQ(rt)のビーム径を絞ること
可能となる。従って、ビームの中心と周辺部での光度が
均一となり、反射板(54)の格子(55) (56)
を正確に検出することができる。
Here, as shown in Fig. 12, the main body is tilted and the optical axis (
A case where the angle formed by Ll) and the reflecting plate (54) becomes a certain angle (β0) will be explained. The light from the light source (10) is reflected by the reflector (54) and then enters the hemispherical lens (a) again.At this time, in the conventional type, the reflected light spreads and enters the condenser lens (4g) directly. However, in the embodiment shown in FIG. 4, the light source 00 or (rt)
Since the angle (α) between the optical axis (I, 1) and (49).Therefore, no diffuse reflection occurs and the PD
The detection operation in array (c) (1) can be performed reliably. Moreover, the beam splitter (50) separates the infrared rays and the red visible rays, and makes them incident on the separately provided optical sensors (51) and (52), respectively. Therefore, each sensor (51) (52) can be placed on the respective optical axis, and the beam diameter of the light source QQ(rt) can be narrowed down. Therefore, the luminous intensity at the center and periphery of the beam becomes uniform, and the gratings (55) (56) of the reflector (54)
can be detected accurately.

尚、この発明の実施例は叙述せる如き構成を有するもの
であるが、この発明の精神を逸脱しない範囲に於て種々
の改変を為すことができ、そして、この発明がそれに及
ぶことは当然である。
Although the embodiments of this invention have the configuration described above, various modifications can be made without departing from the spirit of this invention, and it is natural that this invention extends to such modifications. be.

[発明の効果] この発明は、上記実施例にて詳述したように、本体内に
波長の異なる複数の光源を設け、この光源から発せられ
た光線が反射板で反射され、再び本体内に入光して受光
部で受光される。従って、反射板の格子の彩色を縦横具
なったものとし、前記光源を夫々吸収する色で彩色すれ
ば、反射光がパルス状となって受光部で検知されるので
ある。
[Effects of the Invention] As detailed in the above embodiments, the present invention provides a plurality of light sources with different wavelengths within the main body, and the light rays emitted from the light sources are reflected by the reflector and are reflected back into the main body. Light enters and is received by the light receiving section. Therefore, if the grating of the reflector plate is colored vertically and horizontally, and colored with a color that absorbs each of the light sources, the reflected light becomes pulsed and is detected by the light receiving section.

又、前記光源を集光レンズの光軸に接近して設けること
によって、各光源から発せられた光線と集光レンズの光
軸との成す角度が極めて小となる。
Furthermore, by providing the light sources close to the optical axis of the condenser lens, the angle between the light rays emitted from each light source and the optical axis of the condenser lens becomes extremely small.

依って、本体をある程度の角度まで傾斜して使用する場
合であっても、反射光が直接集光レンズに入光するため
、受光部での読み取り誤差の発生を抑止できる。
Therefore, even when the main body is used at a certain angle, the reflected light directly enters the condensing lens, so it is possible to prevent reading errors in the light receiving section from occurring.

又、集光レンズの光軸に対してビームスプリッタを斜設
すれば、波長の異なる複数の光線を夫々別個の光センサ
に入射でき、各光センサを夫々の光軸上に配置すること
ができる。従って、光源のビーム径を絞ることができ、
照射が均一となって前記反射板の格子を正確に検知する
ことが可能である。
Furthermore, by installing a beam splitter obliquely to the optical axis of the condenser lens, multiple light beams with different wavelengths can be incident on separate optical sensors, and each optical sensor can be placed on its own optical axis. . Therefore, the beam diameter of the light source can be narrowed down,
The irradiation becomes uniform and it is possible to accurately detect the grating of the reflector.

斯(して、極めて小型で操作性のよい光学式座標入力装
置を形成することができ、而も、読み取り誤差が少なく
信頼性も向上できる等、正に諸種の効果を奏する発明で
ある。
In this way, it is possible to form an optical coordinate input device that is extremely compact and has good operability, and furthermore, it is an invention that has various effects such as reducing reading errors and improving reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第12図は本発明の実施例を示したものであ
り、第1図は光学式座標入力装置の縦断側面図、第2図
は光源取付板の要部正面図、第3図は受光部の要部正面
図、第4図は光学式座標入力装置の一部切欠縦断側面図
、第5図は光学系ユニットの縦断側面図、第6図は第5
図のA−A線断面図、第7図は基板へ光源を取付けた状
態を示す要部の正面図、第8図は第7図の変形例なる要
部の正面図、第9図(掲は第7図の変形例なる要部の正
面図、第9図(ハ)は同要部の側面図、第10図及び第
12図は反射光の進路を示した解説図、第11図は本装
置と反射板を示した斜面図である。 第13図及び第14図は夫々従来型の機械式のマウスを
示したものであり、第13図は斜面図、第14図は底面
図である。 0→(49)・・・・・・集光レンズ (IED(の・
・・・・・光源(ハ)(53)・・・・・・受光部  
 @(ロ)・・・・・・回路基板(50)・・・・・・
ビームスプリッタ(51)(52)・・・・・・光セン
サ (54)・・・・・・反射板(55)(5[i)・
・・・・・格子   (M)・・・・・・本体(Ll)
・・・・・・集光レンズの光軸第7図 A7 第8図 第9図 第10図
1 to 12 show an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional side view of an optical coordinate input device, FIG. 2 is a front view of main parts of a light source mounting plate, and FIG. 4 is a partially cutaway longitudinal side view of the optical coordinate input device, FIG. 5 is a longitudinal sectional side view of the optical system unit, and FIG.
7 is a front view of the main part showing a state where the light source is attached to the board, FIG. 8 is a front view of the main part which is a modification of FIG. 7, and FIG. is a front view of the main part which is a modification of Fig. 7, Fig. 9 (c) is a side view of the main part, Figs. 10 and 12 are explanatory diagrams showing the path of reflected light, and Fig. 11 is a FIG. 13 is a perspective view showing the device and a reflector. FIGS. 13 and 14 show a conventional mechanical mouse, respectively; FIG. 13 is a perspective view, and FIG. 14 is a bottom view. Yes. 0→(49)...Condensing lens (IED('s)
...Light source (c) (53) ... Light receiving part
@(b)...Circuit board (50)...
Beam splitter (51) (52)... Optical sensor (54)... Reflector plate (55) (5[i)...
... Lattice (M) ... Main body (Ll)
...Optical axis of condensing lens Fig. 7 A7 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)表面に格子を印刷した反射板上を移動し、内蔵さ
れた受光部で横切つた格子の数を検知し、座標の移動量
を検出する光学式座標入力装置に於て、本体に設けられ
た集光レンズの前方に波長の異なる複数の光源を配設し
、且つ、該集光レンズの後方に受光部を設け、前記光源
より発せられた光線が反射板で反射され、再度本体内に
入光して集光レンズを通過し、前記受光部で受光して回
路基板へ電気信号を出力できるように形成したことを特
徴とする光学式座標入力装置。
(1) An optical coordinate input device that moves on a reflective plate with a grid printed on its surface, detects the number of grids crossed by a built-in light receiving section, and detects the amount of coordinate movement. A plurality of light sources with different wavelengths are arranged in front of a condensing lens provided, and a light receiving section is provided behind the condensing lens, and the light rays emitted from the light sources are reflected by a reflection plate and are reflected back to the main body. 1. An optical coordinate input device, characterized in that the optical coordinate input device is formed so that light enters the interior, passes through a condensing lens, is received by the light receiving section, and is outputted as an electrical signal to a circuit board.
(2)前記光源を集光レンズの光軸に接近して設けた請
求項(1)記載の光学式座標入力装置。
(2) The optical coordinate input device according to claim (1), wherein the light source is provided close to the optical axis of the condenser lens.
(3)前記受光部は集光レンズの光軸に対してビームス
プリッタを斜設し、該ビームスプリッタを透過する光軸
の後方位置、並びに該ビームスプリッタに反射される光
軸の位置へ、夫々光センサを設けて形成した請求項(1
)記載の光学式座標入力装置。
(3) The light receiving section has a beam splitter installed obliquely with respect to the optical axis of the condensing lens, and the beam splitter is arranged at an angle to the optical axis that passes through the beam splitter, and to the position of the optical axis that is reflected by the beam splitter. Claim (1) formed by providing an optical sensor
) optical coordinate input device.
JP63152702A 1987-07-23 1988-06-21 Optical coordinate input device Pending JPH0250216A (en)

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JP62-112809 1987-07-23
JP62-200964 1987-12-29
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Cited By (2)

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WO2004086215A2 (en) * 2003-03-28 2004-10-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Light pen
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