JPH0472250B2 - - Google Patents

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JPH0472250B2
JPH0472250B2 JP59120241A JP12024184A JPH0472250B2 JP H0472250 B2 JPH0472250 B2 JP H0472250B2 JP 59120241 A JP59120241 A JP 59120241A JP 12024184 A JP12024184 A JP 12024184A JP H0472250 B2 JPH0472250 B2 JP H0472250B2
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JP
Japan
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light
screen
coordinates
transmitter
input device
Prior art date
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JP59120241A
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Japanese (ja)
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JPS60263223A (en
Inventor
Mitsugi Nakahara
Tetsuo Ito
Wataru Kitaura
Satoshi Ogura
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、画像表示面内の任意の座標を遠隔的
に決定しその座標から割り込み信号を入力する装
置に係り、特に光学的手段による遠隔的スクリー
ン座標入力装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a device that remotely determines arbitrary coordinates within an image display surface and inputs an interrupt signal from the coordinates, and particularly relates to a device that remotely determines arbitrary coordinates within an image display surface and inputs an interrupt signal from the coordinates. The present invention relates to a screen coordinate input device.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

画像表示装置に表示された画像に対し、その画
像表示面から直接的にデータを入力する手段の一
つとして、ライトペンによるスクリーン座標入力
装置がある。これは第13図に示した画像表示装
置1の画像表示面2において、必要とする座標N
(x,y)の情報を得たい場合、座標N(x,y)
を走査する走査線51の光をライトペン3で検出
し座標情報を得るものである。すなわち、走査線
51が画像表示面2の走査開始点Aを通過した時
に第14図Bに示す走査線同期信号を発生させ
る。この走査線同期信号の周期Tは、走査線が画
像表示面2を一回走査する時間と同じである。受
光素子を内蔵したライトペン3で必要とする画像
表示面2の座標N(x,y)を押えると、ライト
ペン3のスイツチが入り、第14図Aの光入力信
号が走査線51によりライトペン3に入力され
る。そこで走査線同期信号とライトペン光入力信
号との時間差tを検出すると、走査開始点Aと必
要とする座標N(x,y)の間の走査時間がわか
り、走査線51の走査速度から座標N(x,y)
が決定される。座標N(x,y)が決定されると、
その座標から割り込み信号をはじめとするデータ
入力が可能となる。
2. Description of the Related Art A screen coordinate input device using a light pen is one of the means for inputting data directly from the image display surface of an image displayed on an image display device. This is the required coordinate N on the image display surface 2 of the image display device 1 shown in FIG.
If you want to obtain information on (x, y), coordinates N(x, y)
The light pen 3 detects the light of the scanning line 51 that scans the coordinate information. That is, when the scanning line 51 passes the scanning start point A on the image display surface 2, the scanning line synchronization signal shown in FIG. 14B is generated. The period T of this scanning line synchronization signal is the same as the time it takes for the scanning line to scan the image display surface 2 once. When the necessary coordinates N (x, y) of the image display surface 2 are pressed with the light pen 3 that has a built-in light receiving element, the light pen 3 is switched on and the optical input signal shown in FIG. The data is input to pen 3. Therefore, by detecting the time difference t between the scanning line synchronization signal and the light pen light input signal, the scanning time between the scanning start point A and the required coordinate N (x, y) can be found, and from the scanning speed of the scanning line 51, the coordinate N(x,y)
is determined. Once the coordinates N(x,y) are determined,
Data input, including interrupt signals, can be input from these coordinates.

通常、この種の画像表示装置1の操作者あるい
は画像の監視者は一人であり、画像表示面2から
の座標入力も一人で行う。しかし重要な画像の場
合、誤認または誤操作防止のため、複数人による
画像の監視と操作が必要で、画像を大型スクリー
ンに投映して監視することがある。この時、大型
スクリーン上の画像と操作者あるいは監視者との
間は距離があるため、大型スクリーンから座標入
力したい場合、ライトペンのような画像表示面接
触形式のスクリーン座標入力装置は使用できず、
大型スクリーンの機能が制約される。
Usually, there is only one operator of this type of image display device 1 or one person who monitors the images, and only one person inputs the coordinates from the image display surface 2. However, in the case of important images, the images must be monitored and manipulated by multiple people to prevent misidentification or erroneous operation, and the images may be projected onto a large screen for monitoring. At this time, there is a distance between the image on the large screen and the operator or supervisor, so if you want to input coordinates from the large screen, you cannot use a screen coordinate input device such as a light pen that contacts the image display surface. ,
The functionality of large screens is limited.

発光ペンにより座標を入力する従来の装置とし
ては、例えば、特開昭50−57134号がある。この
従来例においては、4方向に光を発するデイスプ
レイ画面2を指定するための発光ペンと、デイス
プレイ画面の周囲に配列されて発光ペンからの光
を検出する受光素子を含む光検出部と、光検出部
からの信号により発光ペンで指定されたデイスプ
レイ画面上の位置を求める座標計算部7とからな
る位置指定装置を示している。
An example of a conventional device for inputting coordinates using a light-emitting pen is Japanese Patent Application Laid-open No. 57134/1983. This conventional example includes a light-emitting pen for specifying the display screen 2 that emits light in four directions, a light-detecting section including a light-receiving element arranged around the display screen to detect light from the light-emitting pen, and a light-emitting pen for specifying the display screen 2 that emits light in four directions. This figure shows a position specifying device including a coordinate calculating section 7 that calculates a position on a display screen specified by a light-emitting pen based on a signal from a detecting section.

この従来例の発光ペンは、押しボタンスイツチ
を押した状態では、十字線状の光を同時に投光す
るので、後述の第4図Bで説明する欠点すなわち
画面内に交差点が無いのにあるように誤認識する
問題が生ずる。
This conventional light-emitting pen emits crosshair-shaped light at the same time when the push-button switch is pressed, so there is a drawback that there is no intersection in the screen, which will be explained later in Figure 4B. There is a problem of misrecognition.

また、前記従来例は、発光ペン1をスクリーン
に接触させ交差する直線状の光を同時に投光する
方式を示しているに過ぎないので、スクリーン接
触方式においては、その点における画面に対して
発光ペンの光路またはスリツトが極端に傾き対向
することがない。すなわち、接触状態またはごく
近接した状態で用いられるために、投光されるス
リツトパターンがぼけて、複数の受光素子に入射
してしまい、どれが真の光の位置か不明瞭になる
ことは予定していない。
In addition, the conventional example merely shows a method in which the light-emitting pen 1 is brought into contact with the screen and intersecting linear light is emitted at the same time. The optical path or slit of the pen is not extremely tilted and opposed to each other. In other words, because they are used in contact or in close proximity, the projected slit pattern becomes blurred and enters multiple light receiving elements, making it unclear which is the true position of the light. Not planned.

本願発明が対象としている離れた場所からスク
リーン上の位置を指示する方式に、引用例1の構
造の発光ペンをそのまま採用した場合、一般には
発光ペンをスクリーンに接触させることができな
い。したがつて、スクリーンのその点における正
確な垂線方向から直線状光を照射することが困難
であり、直線状光の幅が広がるぼけを生じ、複数
の受光素子に受光される可能性が高くなる。その
結果、演算に当たつて、特別の対策を施さないか
ぎり、正確かつ迅速な座標演算を実現できない。
If the light-emitting pen having the structure of Cited Example 1 is used as is in the method of indicating a position on the screen from a remote location, which is the object of the present invention, it is generally not possible to bring the light-emitting pen into contact with the screen. Therefore, it is difficult to irradiate linear light from the correct perpendicular direction at that point on the screen, causing blurring in which the width of the linear light increases, increasing the possibility that the light will be received by multiple light-receiving elements. . As a result, unless special measures are taken during calculation, accurate and quick coordinate calculation cannot be realized.

さらに、上記従来例においては、デイスプレイ
画面上に発光ペンをタツチさせたときのみ十字線
を表示するようになつている。
Furthermore, in the conventional example described above, the crosshair is displayed only when the light-emitting pen is touched on the display screen.

これを本願発明の対象である大型スクリーンに
適用した場合、全画面領域のいずれかに接触しな
がら位置決めすることができないために、所望の
点を狙うめやすとしての光を投光する必要があ
る。
When this is applied to a large screen, which is the object of the present invention, it is not possible to position the screen while touching any part of the entire screen area, so it is necessary to project light as a guide to aim at a desired point.

この目安の光として座標取り込み用の十字線部
分を表示している光線を用いた場合は、常に十字
線が表示されることになり、煩わしい。
If a light beam displaying a cross line for coordinate capture is used as this guide light, the cross line will always be displayed, which is troublesome.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、直線状光が画面内で交差して
いないにもかかわらず、交差しているかのように
座標を取り込んでしまうおそれがないスクリーン
座標入力装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a screen coordinate input device that is free from the possibility of capturing coordinates as if the linear lights were intersecting even though they were not intersecting within the screen.

本発明の他の目的は、画面に対して斜め方向か
ら投光しても光線のぼけを生じないスクリーン座
標入力装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a screen coordinate input device that does not cause blurring of light rays even when light is projected onto the screen from an oblique direction.

本発明の別の目的は、画面内に常に十字線が表
示される煩わしさを解消したスクリーン座標入力
装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a screen coordinate input device that eliminates the trouble of constantly displaying a crosshair on the screen.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、上記目的を達成するために、画像を
表示するスクリーン面内の座標算出用に交差した
直線状の光線をスクリーンに投光する送信機と、
スクリーンの画像表示面の周囲に配置されて送信
機からの直線状交差光線を受ける複数の受光素子
と、交差光線を検出した受光素子からの信号に基
づき交差光線の交点座標を求める座標演算装置と
からなるスクリーン座標入力装置において、送信
機が、各直線状光を異なるタイミングで投光する
手段を含み、座標演算装置が、各直線状光ごとの
座標をまず求め、得られた2組の座標値に基づい
て交差光線の交点座標を求める手段を含むスクリ
ーン座標入力装置を提案するものである。
In order to achieve the above object, the present invention includes a transmitter that projects intersecting linear light beams onto a screen for calculating coordinates within the screen surface on which an image is displayed;
a plurality of light receiving elements disposed around the image display surface of the screen to receive the straight intersecting light beams from the transmitter; and a coordinate calculation device for calculating the coordinates of the intersection of the intersecting light beams based on signals from the light receiving elements that have detected the intersecting light beams. In the screen coordinate input device, the transmitter includes means for emitting each linear light at different timing, and the coordinate calculation device first calculates the coordinates of each linear light, and calculates the two sets of coordinates obtained. A screen coordinate input device is proposed that includes means for determining the intersection coordinates of intersecting rays based on the values.

前記送信機の光学系は、投光したときにぼけを
防ぐために、直線状光の幅方向でコリメートする
柱状レンズを含むことが望ましい。
The optical system of the transmitter preferably includes a columnar lens that collimates the linear light in the width direction in order to prevent blurring when the light is projected.

また、画面上に常に十字線が表示される煩わし
さを避けるには、送信機の投光する手段を、可視
領域外の直線状光を投光する手段と、この直線状
光の交点に可視光を投光する手段との組合せとす
る。
In addition, in order to avoid the trouble of having a crosshair always displayed on the screen, it is necessary to change the transmitter's light emitting means to a means that emits linear light outside the visible range, and a means that emits linear light that is visible at the intersection of this linear light. Combined with means for projecting light.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の具体的実施例について詳細に説
明する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail.

第1図は、本発明を大型スクリーンに適用した
座標入力装置の一実施例を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a coordinate input device in which the present invention is applied to a large screen.

第1図において、大型スクリーン面内の必要と
する座標をP(xP,yP)とする。大型スクリーン
5の周囲には受光素子4が大型スクリーン5の所
要分解能に見合うだけの間隔で配置されている。
この受光素子4は、それぞれ固有の座標を持つて
いるため、受光素子4の座標を指定して、大型ス
クリーン5の画像の任意座標を決定できる。受光
素子4の座標指定には、光源として発光ダイオー
ド81,82を内蔵した送信機9を使用する。な
おここで、71は、発光ダイオード81,82の
電源及び駆動回路、6は集光光学系である。送信
機9からは交差した直線状の光が取り出され、大
型スクリーン5に投光される。大型スクリーン5
に投光される直線状の光の位置は、送信機9の操
作者が送信機9を持つ角度、大型スクリーン5と
操作者の相対関係により変わる。大型スクリーン
5に投光された光が、大型スクリーン5の周囲に
配置された受光素子4により検出され、その時の
各受光素子4の座標がP1(x1,y1),P2(x2,y2),
P3(x3,y3),P4(x4,y4)である場合、直線
P1P2,P3P4の交点P(xP,yP)は、次の式で与え
られる。
In FIG. 1, the required coordinates within the large screen surface are assumed to be P(x P , y P ). Light receiving elements 4 are arranged around the large screen 5 at intervals corresponding to the required resolution of the large screen 5.
Each of the light receiving elements 4 has unique coordinates, so by specifying the coordinates of the light receiving element 4, arbitrary coordinates of the image on the large screen 5 can be determined. To specify the coordinates of the light receiving element 4, a transmitter 9 having built-in light emitting diodes 81 and 82 is used as a light source. Here, 71 is a power supply and drive circuit for the light emitting diodes 81 and 82, and 6 is a condensing optical system. Intersecting linear lights are extracted from the transmitter 9 and projected onto the large screen 5. large screen 5
The position of the linear light projected onto the screen changes depending on the angle at which the operator of the transmitter 9 holds the transmitter 9 and the relative relationship between the large screen 5 and the operator. The light projected onto the large screen 5 is detected by the light receiving elements 4 arranged around the large screen 5, and the coordinates of each light receiving element 4 at that time are P 1 (x 1 , y 1 ), P 2 (x 2 , y2 ),
If P 3 (x 3 , y 3 ), P 4 (x 4 , y 4 ), then the straight line
The intersection point P (x P , y P ) of P 1 P 2 and P 3 P 4 is given by the following equation.

すなわち、各受光素子4の固有の座標P1,P2
P3,P4により大型スクリーン5の画像面内の任
意座標P(xP,yP)が決定される。
That is, the unique coordinates P 1 , P 2 ,
An arbitrary coordinate P (x P , y P ) within the image plane of the large screen 5 is determined by P 3 and P 4 .

第2図は、送信機9の光学系6を示す図であ
る。発光ダイオード81,82の光は、柱状レン
ズ101,102,103,104によつて直線
状に集光される。これら直線状の光131,13
2は、反射鏡111,112により反射され、更
に反射鏡121及びこの鏡からの反射光を透過さ
せるスリツトをもつた反射鏡122で合成され、
交差した直線状の光133として外部に取り出さ
れる。
FIG. 2 is a diagram showing the optical system 6 of the transmitter 9. The light from the light emitting diodes 81 and 82 is linearly focused by columnar lenses 101, 102, 103, and 104. These linear lights 131, 13
2 is reflected by reflecting mirrors 111 and 112, and is further synthesized by a reflecting mirror 121 and a reflecting mirror 122 having a slit that transmits the reflected light from the mirror,
The light is extracted to the outside as intersecting linear light 133.

ここで、光学系6が集光する光線に求められる
条件について考えてみる。直線状の光の長手方向
は、大スクリーンを充分カバーし対辺の受光素子
4を同時に照明するだけの長さが必要であるが、
それと直角な集光側では、各辺でひとつの受光素
子のみを照明するように細いビームにしなければ
ならない。各辺で複数の受光素子に光が入ると、
点Pの位置が一意に決まらなくなるからである。
Here, let us consider the conditions required for the light beam condensed by the optical system 6. The longitudinal direction of the linear light needs to be long enough to sufficiently cover the large screen and simultaneously illuminate the light receiving elements 4 on the opposite side.
On the condensing side, which is perpendicular to that, the beam must be narrow enough to illuminate only one photodetector on each side. When light enters multiple light receiving elements on each side,
This is because the position of point P cannot be uniquely determined.

第3図Aの如く、大スクリーン5の周辺の受光
素子4に柱状レンズ101,102等が焦点を結
ぶようにした場合は、操作者が前後に動いたり腕
の伸ばし具合を変えたりすると、焦点位置が変化
してしまい、前記条件が必ずしも満たされなくな
る。
When the columnar lenses 101, 102, etc. focus on the light receiving elements 4 around the large screen 5 as shown in FIG. The position changes, and the above conditions are no longer necessarily met.

そこで集光側については、コリメータ方式にし
て照射光線を平行光線にするのがよい。第3図B
は、平行光線にした後にスリツトを持つた反射鏡
122でビームに絞り込む例を、第3図Cは、リ
レーレンズ系により絞り込む例を示している。ス
リツト122で遮光してビーム幅を絞り込む第3
図Bの例に比較して、同図Cの光学系の方が光量
ロスが少ないことは明らかである。
Therefore, on the light condensing side, it is preferable to use a collimator system to make the irradiated light beam into parallel light beams. Figure 3B
3C shows an example in which parallel light is made into a beam and then focused into a beam by a reflecting mirror 122 having a slit, and FIG. 3C shows an example in which the parallel light is focused into a beam by a relay lens system. The third beam narrows the beam width by blocking light with the slit 122.
It is clear that the optical system shown in Fig. C has less light loss than the example shown in Fig. B.

なお、画面上に図形や文字が表示されていると
きにその上を十字状の光が動くことは目ざわりな
ので、発光ダイオード81,82の発振波長を近
赤外領域に選定する。そうすれば、大型スクリー
ン5の面内に投光された光は、操作者の目に煩し
くなく、受光素子4に感度良く検出される。
Note that when figures and characters are displayed on the screen, the movement of cross-shaped lights on them is a nuisance, so the oscillation wavelengths of the light-emitting diodes 81 and 82 are selected to be in the near-infrared region. In this way, the light projected within the plane of the large screen 5 will not be bothersome to the operator's eyes and will be detected by the light receiving element 4 with high sensitivity.

さて、送信機9の指示方向によつては、第4図
Aに示すように、常に直線P1P2,P3P4の交点P
(xP,yP)が大型スクリーン5の面内にあるとは
限らず、例えば第4図Bのように、大型スクリー
ン5からはずれた状態になることがある。このと
きでも各座標P1,P2,P3,P4は検出されてしま
うから、あくまで直線P1P2とP3P4との交点Pを
算出し、直線P1P3とP2P4との交点Qを点Pと誤
認しないようにする必要がある。第5図に示すよ
うに送信機9の発光ダイオード81,82の駆動
電流が同時に流れないように駆動回路71を制御
すると、大型スクリーン5の面内の各直線状の光
P1P2,P3P4は、受光素子4の受光タイミングが
異なるから、確実に判別され、P1P3,P2P4の組
合せによる誤認が生じない。
Now, depending on the direction indicated by the transmitter 9, as shown in FIG. 4A, the intersection P of the straight lines P 1 P 2 and P 3 P 4 is always
(x P , y P ) are not necessarily within the plane of the large screen 5, and may be off the large screen 5, for example, as shown in FIG. 4B. Even at this time, the coordinates P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 are detected, so the point of intersection P between straight lines P 1 P 2 and P 3 P 4 is calculated, and the points of intersection P 1 P 3 and P 2 It is necessary to avoid mistaking the intersection Q with P 4 as the point P. If the drive circuit 71 is controlled so that the drive currents of the light emitting diodes 81 and 82 of the transmitter 9 do not flow simultaneously as shown in FIG.
Since P 1 P 2 and P 3 P 4 are received at different timings by the light receiving element 4, they can be reliably determined, and no misidentification will occur due to the combination of P 1 P 3 and P 2 P 4 .

送信機9の発光ダイオード81,82の駆動電
流は、消費電力を小さくするため、通常は振幅変
調を加えるとともに、デユーテイ比をできるだけ
小さくする。
In order to reduce power consumption, the drive currents for the light emitting diodes 81 and 82 of the transmitter 9 are usually amplitude modulated and the duty ratio is made as small as possible.

こうして得られた送信機9からの光は、大型ス
クリーン5の周囲に配置された受光素子4に受光
されるが、他光源の光も同時に受光する。このた
め、振幅変調された送信機9からの光だけを効果
的に受光し増幅しなければならない。第6図は、
一般光と送信機9からの光を分離して増幅するた
めの増幅回路の一実施例を示し、第7図は、受光
素子4に対する入力及び増幅回路の出力例を示
す。第6図において、まず一般光と送信機9から
の光は、波長フイルタ14により発光ダイオード
81,82の発振波長成分のみを選択される。こ
の光は、受光素子(フオトダイオード)4に入力
される。これは第7図Aに示す様に、発光ダイオ
ード81,82の光とそれに発振波長が同じ一般
光中の波長成分による直流分Dとからなる。この
直流Dに対しては、増幅器の静電容量C1が働か
ず、抵抗17,18が演算増幅器15の変換定数
として作用する。振幅変調が加わつた送信機9か
らの光に対しては、静電容量C1が働き、抵抗1
6がこの光に対する変換定数として作用すること
から、最終的には増幅回路出力として第7図Bが
得られる。
The light from the transmitter 9 thus obtained is received by the light receiving element 4 arranged around the large screen 5, but light from other light sources is also received at the same time. Therefore, it is necessary to effectively receive and amplify only the amplitude-modulated light from the transmitter 9. Figure 6 shows
An example of an amplifier circuit for separating and amplifying general light and light from the transmitter 9 is shown, and FIG. 7 shows an example of the input to the light receiving element 4 and the output of the amplifier circuit. In FIG. 6, from the general light and the light from the transmitter 9, only the oscillation wavelength components of the light emitting diodes 81 and 82 are selected by the wavelength filter 14. This light is input to a light receiving element (photodiode) 4. As shown in FIG. 7A, this consists of the light from the light emitting diodes 81 and 82 and a direct current component D due to a wavelength component in general light having the same oscillation wavelength as the light from the light emitting diodes 81 and 82. For this direct current D, the capacitance C 1 of the amplifier does not work, and the resistors 17 and 18 work as conversion constants for the operational amplifier 15. For the light from the transmitter 9 that has been subjected to amplitude modulation, the capacitance C 1 acts, and the resistance 1
Since 6 acts as a conversion constant for this light, the output of the amplifier circuit shown in FIG. 7B is finally obtained.

実際には、受光素子4は大型スクリーン5の各
座標を十分表現できる数だけある。第8図に受光
素子4が受光した光の処理回路のブロツク図を示
す。大型スクリーン5の各座標を示す受光素子4
は、スキヤニング回路20に接続され、スタート
パルスSにより順次スキヤンされる。スキヤンさ
れた受光素子4からの信号は、増幅回路21で増
幅された後、積分回路を含んだ波形整形回路22
に入力される。波形整形回路22からの出力は、
カウンタ回路23に入力される。ここで、第9図
に示すようにスタートパルスSと第一のパルスま
での時間差t1、第二のパルスまでの時間差t2がク
ロツクパルスφを計数して検出される。なおスタ
ートパルスS、クロツクパルスφは、マイクロコ
ンピユータ24で制御される。マイクロコンピユ
ータ24は、スタートパルスSの周期Tと時間差
t1及びt2からどの受光素子4に送信機9からの光
が入つたかを判断するとともに、その受光素子4
の座標を記憶する。次の周期Tで、さらに新たに
二つの座標が同様に検出され、(1)及び(2)式により
大型スクリーン5の面内の直線状の光の交点座標
P(xP,yP)が決定される。さらに次の周期Tで
は直前の周期Tで得られた受光素子4の座標を用
いる。この交点座標P(xP,yP)は、大型スクリ
ーン5の投映制御装置25の画像表示情報の中に
組み込まれ、交点の座標において交点がどこにあ
るかを示すマーク表示を行う。その結果、送信機
9の操作者あるいは大型スクリーン5の画像の監
視者は必要とする座標を容易に知ることができ
る。
In reality, there are as many light receiving elements 4 as are sufficient to express each coordinate of the large screen 5. FIG. 8 shows a block diagram of a processing circuit for the light received by the light receiving element 4. Light receiving element 4 indicating each coordinate of large screen 5
are connected to the scanning circuit 20 and sequentially scanned by the start pulse S. The scanned signal from the light receiving element 4 is amplified by an amplifier circuit 21 and then sent to a waveform shaping circuit 22 including an integrating circuit.
is input. The output from the waveform shaping circuit 22 is
It is input to the counter circuit 23. Here, as shown in FIG. 9, a time difference t 1 between the start pulse S and the first pulse, and a time difference t 2 between the start pulse S and the second pulse are detected by counting the clock pulses φ. Note that the start pulse S and clock pulse φ are controlled by the microcomputer 24. The microcomputer 24 calculates the period T of the start pulse S and the time difference.
From t 1 and t 2 , it is determined which light receiving element 4 the light from the transmitter 9 has entered, and the light receiving element 4 is
memorize the coordinates of In the next cycle T, two more coordinates are detected in the same way, and the intersection coordinates P (x P , y P ) of the linear lights in the plane of the large screen 5 are determined by equations (1) and (2). It is determined. Furthermore, in the next period T, the coordinates of the light receiving element 4 obtained in the immediately previous period T are used. The intersection coordinates P (x P , y P ) are incorporated into the image display information of the projection control device 25 of the large screen 5, and a mark is displayed to indicate where the intersection point is located in the coordinates of the intersection point. As a result, the operator of the transmitter 9 or the person monitoring the image on the large screen 5 can easily know the required coordinates.

これまで示したように、振幅変調が加えられた
送信機9の光を受光素子4で受光し検出して大型
スクリーン5の面内の任意座標を決定する場合、
第10図Aに示すように座標算出用の駆動電流を
発光ダイオード81,82に流す。大型スクリー
ン5の面内から割り込み信号をはじめとするデー
タ入力が必要な場合は、その入力を行うための座
標を決定し、第2図の駆動回路71に割り込み信
号Iを入力して、発光ダイオード81,82の発
光周期内にコード化された割り込み信号Iを第1
0図Bの如く送信機9から送光する。この光を受
光素子4で検出し、座標入力を行う。割り込み信
号を受光し検出したら、大型スクリーン5面内の
交点座標を示していたマーク表示を点滅したりさ
せ、送信機9の操作者あるいは画像の監視者に割
り込み信号の受信を知らせる。
As shown above, when determining arbitrary coordinates within the plane of the large screen 5 by receiving and detecting the amplitude-modulated light from the transmitter 9 with the light receiving element 4,
As shown in FIG. 10A, a drive current for coordinate calculation is applied to the light emitting diodes 81 and 82. If it is necessary to input data such as an interrupt signal from within the plane of the large screen 5, determine the coordinates for that input, input the interrupt signal I to the drive circuit 71 in FIG. The interrupt signal I coded within the light emission period of 81 and 82 is
Light is transmitted from the transmitter 9 as shown in Figure 0B. This light is detected by the light receiving element 4 and coordinates are input. When the interrupt signal is received and detected, the mark indicating the coordinates of the intersection point on the large screen 5 is made to blink, thereby notifying the operator of the transmitter 9 or the person monitoring the image that the interrupt signal has been received.

以上の大型スクリーン5面内の任意座標から割
り込み信号を入力するスクリーン座標入力装置の
信号処理の流れを示すと、第11図のようにな
る。すなわち、まず最初に大型スクリーン5面内
からの割り込み信号の入力を許可する。次に送信
機9から大型スクリーン5に送光し、周囲に設置
した受光素子4の座標から、大型スクリーン5面
内の任意座標を決定するとともに、その座標に対
してマーク表示を行う。マーク表示は、過去何回
かの座標情報を平均化し見やすくする。この座標
からの割り込み信号入力は、送信機9の送光をコ
ード化して座標算出用の光と区別する。受光素子
4は、割り込み信号を受光し、後段の処理回路で
割り込み信号の内容を処理するとともに、大型ス
クリーン5面内に表示していた入力座標のマーク
表示を点滅したりさせ、割り込み信号の受信を知
らせる。
The signal processing flow of the screen coordinate input device which inputs an interrupt signal from arbitrary coordinates within the large screen 5 is shown in FIG. 11. That is, first, input of an interrupt signal from within the large screen 5 is permitted. Next, light is transmitted from the transmitter 9 to the large screen 5, arbitrary coordinates within the surface of the large screen 5 are determined from the coordinates of the light receiving elements 4 installed around the large screen 5, and a mark is displayed at the coordinates. The mark display averages the coordinate information from several past times to make it easier to see. The interrupt signal input from the coordinates encodes the light transmitted by the transmitter 9 to distinguish it from the light for coordinate calculation. The light receiving element 4 receives the interrupt signal, processes the contents of the interrupt signal in the subsequent processing circuit, and blinks the input coordinate mark displayed on the large screen 5 to receive the interrupt signal. Let me know.

このような、光を用いた大型スクリーンの座標
入力装置は、画像面に非接触的に座標入力が可能
であり、また複数人による画像監視と操作がで
き、大型スクリーンを用いた画像の監視機能及び
操作機能が向上する。さらに、送信機が光学系に
より構成され、可動部分がないことから座標入力
装置の信頼性が高まるとともに、ワイヤレススク
リーン座標入力装置であるため、任意場所からの
座標入力が簡単な操作でできる。
Such a large screen coordinate input device using light allows coordinate input on the image surface without contact, and also allows multiple people to monitor and operate the image, and has a function of monitoring images using a large screen. and improved operational functions. Furthermore, since the transmitter is comprised of an optical system and there are no moving parts, the reliability of the coordinate input device is increased, and since it is a wireless screen coordinate input device, coordinate input from any location can be performed with simple operations.

上記実施例では、大型スクリーンの座標入力の
割り込み信号として、発信機の送光パターンを変
える方法について説明した。すなわち、大型スク
リーンの画像面からの直接的座標入力方法であ
る。これとは別に、送信機から直接的に投映制御
装置に割り込み信号を送つても、大型スクリーン
面内の任意座標からデータ入力できる。
In the above embodiment, the method of changing the light transmission pattern of the transmitter as an interrupt signal for inputting coordinates on a large screen has been described. That is, this is a direct coordinate input method from the image plane of a large screen. Alternatively, data can be input from arbitrary coordinates within the large screen surface by directly sending an interrupt signal from the transmitter to the projection control device.

第12図に、このもうひとつの実施例に用いる
送信機の構成例を示す。発振波長が近赤外領域で
ある発光ダイオード81,82による交差した直
線状の光133とともに、発振波長が可視光領域
である発光ダイオード83による光134が大型
スクリーン5の画像面内に投光される。この時、
可視光134は、交差した近赤外光133の交点
に位置するため、送信機9の操作者あるいは画像
の監視者は、容易に必要とする座標の位置を知る
ことができる。割り込み等のデータ入力を大型ス
クリーン5の画像面内から行う場合は、送信機9
の駆動回路72に対し、割り込み信号Iを入力す
る。この割り込み信号Iにより発光ダイオード8
3を例えば点滅したりさせ、割り込み信号Iの入
力を確認するとともに、割り込み信号Iを信号線
251でマイクロコンピユータ241に送る。マ
イクロコンピユータ241は、割り込み信号Iを
受け取ると、大型スクリーン5の画面上に投光さ
れる交差した直線状の近赤外光133を各受光素
子4で検出し、第8図の装置と手順に従い交点の
座標を決定して、その座標における割り込み信号
Iの情報内容を処理する。
FIG. 12 shows an example of the configuration of a transmitter used in this other embodiment. Along with crossed linear light 133 from the light emitting diodes 81 and 82 whose oscillation wavelength is in the near-infrared region, light 134 from the light emitting diode 83 whose oscillation wavelength is in the visible region is projected onto the image plane of the large screen 5. Ru. At this time,
Since the visible light 134 is located at the intersection of the crossed near-infrared lights 133, the operator of the transmitter 9 or the person monitoring the image can easily know the position of the required coordinates. When inputting data such as interrupts from within the image plane of the large screen 5, the transmitter 9
The interrupt signal I is inputted to the drive circuit 72 of the controller. This interrupt signal I causes the light emitting diode 8 to
3 is made to blink, for example, to confirm the input of the interrupt signal I, and the interrupt signal I is sent to the microcomputer 241 via the signal line 251. When the microcomputer 241 receives the interrupt signal I, the microcomputer 241 detects the intersecting linear near-infrared light 133 projected onto the screen of the large screen 5 with each light receiving element 4, and according to the apparatus and procedure shown in FIG. The coordinates of the intersection are determined and the information content of the interrupt signal I at those coordinates is processed.

以上、本発明の実施例として大型スクリーンの
座標入力装置について述べたが、各種の画像表示
装置に応用できることは、当業者にとつては明ら
かである。また、大型スクリーンのみならず小型
スクリーンに対しても非接触的入力が可能であ
る。更に、2本の直線状の光が正確に直交しなく
てもよいことは明らかである。
Although the coordinate input device for a large screen has been described above as an embodiment of the present invention, it is clear to those skilled in the art that the present invention can be applied to various image display devices. In addition, non-contact input is possible not only on large screens but also on small screens. Furthermore, it is clear that the two straight lines of light do not have to be exactly orthogonal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、大型スクリーンの周囲に受光
素子を設置し、このスクリーンに交差する直線状
の光を投光し、受光素子でその光を検出すること
で、画像表示面内の任意座標を遠隔的に決定でき
るため、大型スクリーンからのデータ入力が可能
となり、大型スクリーンを用いた画像の監視機能
及び操作機能が向上する。また、ワイヤレス送信
機であるから、任意場所からの座標入力が簡単に
でき、画像による各種監視システムに適用可能で
ある。
According to the present invention, a light-receiving element is installed around a large screen, linear light that intersects the screen is projected, and the light is detected by the light-receiving element, thereby allowing arbitrary coordinates within the image display surface to be detected. Since it can be determined remotely, data can be entered from a large screen, improving image monitoring and manipulation capabilities using the large screen. Furthermore, since it is a wireless transmitter, coordinates can be input easily from any location, and it can be applied to various image-based monitoring systems.

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

第1図は本発明の大型スクリーン座標入力装置
の一実施例を示す概念図、第2図は送信器の光学
系を示す図、第3図は光学系の集光状況を示す
図、第4図は大型スクリーンの投光パターンを示
す図、第5図は発光ダイオードの駆動電流パター
ンを示す図、第6図は増幅回路の一実施例を示す
図、第7図は増幅回路の入出力波形の一例を示す
図、第8図は座標演算装置ブロツク図、第9図は
座標決定のためのパルス波形を示す図、第10図
は通常時と割込時の送光パターンを示す図、第1
1図は本発明によるスクリーン座標入力装置の信
号処理の流れを示す図、第12図は送信機の他の
実施例を示す図、第13図は画像表示面からの座
標入力装置の従来例を示す図、第14図はその座
標算出の原理を示す図である。 1……画像表示装置、3……ライトペン、4…
…受光素子、5……大型スクリーン、6……集光
光学系、71,72……電源及び駆動回路、8
1,82,83……発光ダイオード、9……送信
機、101〜105……柱状レンズ素子、14…
…フイルタ、20……スキヤニング回路、21…
…増幅回路、22……波形整形回路、23……カ
ウンタ回路、24,241……マイクロコンピユ
ータ、25……投映制御装置。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of the large screen coordinate input device of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the optical system of the transmitter, FIG. 3 is a diagram showing the light condensing situation of the optical system, and FIG. Figure 5 shows the light projection pattern of a large screen, Figure 5 shows the driving current pattern of the light emitting diode, Figure 6 shows an example of the amplifier circuit, and Figure 7 shows the input and output waveforms of the amplifier circuit. FIG. 8 is a block diagram of the coordinate calculation device; FIG. 9 is a diagram showing pulse waveforms for determining coordinates; FIG. 10 is a diagram showing light transmission patterns during normal and interrupt times; 1
Fig. 1 is a diagram showing the flow of signal processing of the screen coordinate input device according to the present invention, Fig. 12 is a diagram showing another embodiment of the transmitter, and Fig. 13 is a diagram showing a conventional example of the coordinate input device from the image display screen. The figure shown in FIG. 14 is a diagram showing the principle of the coordinate calculation. 1... Image display device, 3... Light pen, 4...
... Light receiving element, 5 ... Large screen, 6 ... Condensing optical system, 71, 72 ... Power supply and drive circuit, 8
1, 82, 83... Light emitting diode, 9... Transmitter, 101-105... Column lens element, 14...
...Filter, 20...Scanning circuit, 21...
...Amplification circuit, 22 ... Waveform shaping circuit, 23 ... Counter circuit, 24, 241 ... Microcomputer, 25 ... Projection control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 画像を表示するスクリーン面内の座標算出用
に交差した直線状の光線をスクリーンに投光する
送信機と、スクリーンの画像表示面の周囲に配置
されて送信機からの直線状交差光線を受ける複数
の受光素子と、交差光線を検出した受光素子から
の信号に基づき交差光線の交点座標を求める座標
演算装置とからなるスクリーン座標入力装置にお
いて、 前記送信機が、各直線状光を異なるタイミング
で投光する手段を含み、 前記座標演算装置が、前記各直線状光ごとの座
標をまず求め、得られた2組の座標値に基づいて
前記交差光線の交点座標を求める手段を含むこと
を特徴とするスクリーン座標入力装置。 2 特許請求の範囲第1項に記載のスクリーン座
標入力装置において、 前記送信機の光学系が、直線状光の幅方向でコ
リメートする柱状レンズを含むことを特徴とする
スクリーン座標入力装置。 3 特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
スクリーン座標入力装置において、 前記送信機の投光する手段が、可視領域外の直
線状光を投光する手段と、当該直線状光の交点に
可視光を投光する手段とからなることを特徴とす
るスクリーン座標入力装置。
[Scope of Claims] 1. A transmitter that projects intersecting linear light beams onto the screen for calculating coordinates within the screen surface on which an image is displayed, and a transmitter that is arranged around the image display surface of the screen and transmits light from the transmitter. A screen coordinate input device comprising a plurality of light-receiving elements that receive straight-line intersecting light rays, and a coordinate calculation device that calculates the intersection point coordinates of the intersecting rays based on a signal from the light-receiving element that detects the intersecting rays, the coordinate calculating device first determines the coordinates of each of the linear lights, and calculates the coordinates of the intersection of the intersecting rays based on the two sets of coordinate values obtained. A screen coordinate input device comprising: means. 2. The screen coordinate input device according to claim 1, wherein the optical system of the transmitter includes a columnar lens that collimates linear light in the width direction. 3. In the screen coordinate input device according to claim 1 or 2, the light projecting means of the transmitter includes means for projecting linear light outside the visible range, and A screen coordinate input device comprising: means for projecting visible light onto an intersection point.
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