JPH07200130A - Optical digitizer and its display device - Google Patents

Optical digitizer and its display device

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Publication number
JPH07200130A
JPH07200130A JP35383993A JP35383993A JPH07200130A JP H07200130 A JPH07200130 A JP H07200130A JP 35383993 A JP35383993 A JP 35383993A JP 35383993 A JP35383993 A JP 35383993A JP H07200130 A JPH07200130 A JP H07200130A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
stylus
emitting means
input reference
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP35383993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuji Ogawa
保二 小川
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.)
Wacom Co Ltd
Original Assignee
Wacom Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Wacom Co Ltd filed Critical Wacom Co Ltd
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Publication of JPH07200130A publication Critical patent/JPH07200130A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable a normal blackboard or white board to be used as an input reference surface and to actually leave a writing by fitting a writing tool atop a stylus. CONSTITUTION:This digitizer has at least two light emitting means 34 and 35 which emit lights with a specific time difference, and also has the stylus 3 which is used on the input reference surface 1 of the blackboard, etc., and two linear image sensors 8a and 8b which are arranged in the periphery of the input reference surface 1 and photodetect the lights made incident from the light emitting means 34 and 35 through a slit. Further, the digitizer is equipped with an arithmetic means (CPU) 9 which detects the two-dimensional coordinates of the light emitting means 34 and 35 on the basis of the outputs from those linear image sensors and also finds coordinate data on the writing point of the stylus 3 on the input reference surface from the two-dimensional coordinates.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は光学式ディジタイザに
関し、さらに詳しく言えば、特に手書き入力システムに
好適な光学式ディジタイザおよびその表示装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical digitizer, and more particularly to an optical digitizer suitable for a handwriting input system and its display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】手書きにて入力する入力システムとして
は、例えばペン入力コンピュータ、電子黒板および電子
会議システムなどがあり、これらにはディジタイザと呼
ばれる入力手段が用いられている。
2. Description of the Related Art As an input system for handwriting, there are, for example, a pen input computer, an electronic blackboard, an electronic conference system and the like, and an input means called a digitizer is used for these.

【0003】電磁誘導方式によるものにあっては、アン
テナ線をマトリックス状に配線したディジタイザ上を電
磁誘導コイルを備えたカーソルもしくはペンを動かし
て、電磁誘導コイルに通電することにより、その位置座
標が入力される。
In the electromagnetic induction system, a cursor or a pen having an electromagnetic induction coil is moved on a digitizer in which antenna wires are arranged in a matrix, and the electromagnetic induction coil is energized so that its position coordinate is determined. Is entered.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子会
議システムなどで使用されるものは、筆記面と併置して
用いられるため、大型であり畢境高価にならざるを得な
い。また、ディジタイザ自身が透明でないため、背面投
影型のディスプレイと組み合わせて使用することができ
ない、という欠点があった。
However, since the one used in the electronic conference system and the like is used in parallel with the writing surface, it is inevitably large and expensive. Moreover, since the digitizer itself is not transparent, it cannot be used in combination with a rear projection display.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するためになされたもので、請求項1における構成上
の特徴は、各々が識別可能である光を照射する少なくと
も第1および第2発光手段を有し、黒板などの入力基準
面上で手書き入力を行なうのに用いられるスタイラス
と、上記第1および第2発光手段からの光を受光して同
第1および第2発光手段の二次元座標を検出する光学的
座標検出手段と、その二次元座標から上記スタイラスの
上記入力基準面上における指示位置の座標データを求め
る演算手段(CPU)とを備えていることにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the structural feature in claim 1 is that at least the first and the second irradiating light that can be respectively identified. A stylus that has a light emitting means and is used for handwriting input on an input reference surface such as a blackboard, and a stylus that receives the light from the first and second light emitting means and that is used by the first and second light emitting means. It is provided with an optical coordinate detecting means for detecting a dimensional coordinate and a calculating means (CPU) for obtaining coordinate data of a designated position of the stylus on the input reference plane from the two-dimensional coordinate.

【0006】この場合、光学的座標検出手段としては、
スリット(もしくはレンズ)とリニアイメージセンサと
によるものの他に、時分割で発光手段を光らせて識別す
る方法、各々異なる波長の光を発する発光手段とその各
々の波長に対応する光学フィルタを有するリニアイメー
ジセンサを平行配置して識別する方法、各発光手段から
パルス幅の異なる光を発光させて識別する方法などがあ
るが、さらには、光の伝播速度を利用した測距手段であ
ってもよい。すなわち、この測距手段によると、基準発
振器の波形で振幅変調をかけた光源と受光位置との間の
距離を、変調信号と受光信号との位相差により検出す
る。
In this case, as the optical coordinate detecting means,
Besides a slit (or lens) and a linear image sensor, a method of illuminating the light emitting means in a time division manner for identification, a linear image having a light emitting means emitting light of different wavelengths and optical filters corresponding to the respective wavelengths There are a method of arranging the sensors in parallel and a method of recognizing, a method of recognizing by emitting light having different pulse widths from each light emitting means, and further, a distance measuring means using the propagation velocity of light may be used. That is, according to this distance measuring means, the distance between the light source and the light receiving position whose amplitude is modulated by the waveform of the reference oscillator is detected by the phase difference between the modulation signal and the light receiving signal.

【0007】請求項2においては、所定の時間差をもっ
て光を照射する少なくとも第1および第2発光手段を有
し、黒板などの入力基準面上で用いられるスタイラス
と、上記入力基準面の周囲に配置され、スリットを介し
て入射される上記第1および第2発光手段からの光を受
光する2つのリニアイメージセンサと、これらのリニア
イメージセンサからの出力に基づいて上記第1および第
2発光手段の二次元座標を検出するとともに、同二次元
座標から上記スタイラスの上記入力基準面上における指
示位置の座標データを求める演算手段(CPU)とを備
えていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided at least first and second light emitting means for irradiating light with a predetermined time difference, and a stylus used on an input reference surface such as a blackboard and arranged around the input reference surface. Two linear image sensors that receive the light from the first and second light emitting means that is incident through the slits, and the outputs of the linear image sensors based on the outputs from the linear image sensors. The present invention is characterized by including a computing means (CPU) for detecting two-dimensional coordinates and obtaining coordinate data of a designated position of the stylus on the input reference surface from the two-dimensional coordinates.

【0008】この場合、上記スタイラスは同スタイラス
が上記入力基準面に接したことを検出する筆圧検出手段
を備え、同筆圧検出手段にて上記発光手段の点滅が制御
されるようにすることが好ましい。
In this case, the stylus has a writing pressure detecting means for detecting that the stylus is in contact with the input reference surface, and the writing pressure detecting means controls blinking of the light emitting means. Is preferred.

【0009】また、上記スタイラスに上記入力基準面に
筆跡を残す筆記具を装着可能とする筆記具装着手段を設
け、これにチョークを繰出し可能に保持させてもよい。
The stylus may be provided with a writing instrument mounting means capable of mounting a writing instrument which leaves a handwriting on the input reference surface, and the choke may be held so as to be drawn out.

【0010】他方、この光学式ディジタイザに上記スタ
イラスにて指示された座標データを送信する送信手段を
設けるとともに、同座標データの受信手段を有する表示
手段を用意し、上記スタイラスにて指示された指示位置
を上記送信手段および上記受信手段を介して上記表示手
段に表示させることも可能である。
On the other hand, the optical digitizer is provided with a transmitting means for transmitting the coordinate data designated by the stylus, and a display means having a receiving means for the same coordinate data is prepared so that the instruction designated by the stylus can be provided. It is also possible to display the position on the display means via the transmitting means and the receiving means.

【0011】[0011]

【作用】上記構成によれば、例えばスタイラスが入力基
準面に接すると、第1および第2発光手段が所定の時間
差をもって点滅する。その光が例えば入力基準面の上方
の左右2箇所に設けられているリニアイメージセンサに
て受光される。
According to the above construction, when the stylus comes into contact with the input reference surface, the first and second light emitting means blink with a predetermined time difference. The light is received by, for example, linear image sensors provided at two places on the left and right above the input reference plane.

【0012】CPUはその受光信号に基づいて第1およ
び第2発光手段の二次元座標を検出するとともに、その
座標から第1および第2発光手段の延長線上にある指示
点(筆記点)の座標データを演算する。
The CPU detects the two-dimensional coordinates of the first and second light emitting means on the basis of the received light signal, and the coordinates of the pointing point (writing point) on the extension line of the first and second light emitting means from the coordinates. Calculate the data.

【0013】また、送信手段を備えることにより、筆記
点の座標データを例えばノート型パーソナルコンピュー
タに送信して、そのディスプレイに入力基準面に書かれ
た筆跡などを表示することが可能となる。
Further, by providing the transmitting means, it becomes possible to transmit the coordinate data of the writing point to, for example, the notebook personal computer and display the handwriting written on the input reference plane on the display.

【0014】[0014]

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図1にはその全体像の概略が示されている。これによる
と、この光学式ディジタイザは入力基準面1上で用いら
れるスタイラス3を備えている。この場合、入力基準面
1は通常の黒板やマーカーペンで書かれるいわゆるホワ
イトボードなどの単なる板状体であってよい。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows the outline of the whole image. According to this, the optical digitizer comprises a stylus 3 used on the input reference plane 1. In this case, the input reference plane 1 may be a simple plate-like body such as a normal blackboard or a so-called whiteboard written with a marker pen.

【0015】またこの実施例においては、入力基準面1
の上部の左右2箇所にはリニアイメージセンサ8a,8
bが配置されている。
Further, in this embodiment, the input reference plane 1
The linear image sensors 8a, 8
b is arranged.

【0016】図2を併せて参照すると、スタイラス3は
やや大径に形成された円筒状のグリップ31と、その後
端部に取り付けられた細径の透明パイプ32とを備えて
いる。透明パイプ32内には少なくとも2つの発光手段
が配置されるが、この実施例では4つの発光手段が設け
られている。
Referring also to FIG. 2, the stylus 3 is provided with a cylindrical grip 31 having a slightly large diameter and a thin transparent pipe 32 attached to the rear end portion thereof. Although at least two light emitting means are arranged in the transparent pipe 32, four light emitting means are provided in this embodiment.

【0017】これらの発光手段は180°無指向性発光
ダイオード(LED)からなり、その2個ずつが向かい
合わせに配置されて実質的に2つの発光手段を構成して
いる。すなわち、第1のLED33aと第2のLED3
3bが対として向かい合うように配置され、これにより
スタイラス3の角度にかかわらず、そのいずれかの光が
リニアイメージセンサ8a,8bにて検出されるように
している。
These light emitting means are composed of 180 ° omnidirectional light emitting diodes (LEDs), and two light emitting means are arranged face to face to form substantially two light emitting means. That is, the first LED 33a and the second LED 3
3b are arranged as a pair so as to face each other, so that any one of the lights is detected by the linear image sensors 8a and 8b regardless of the angle of the stylus 3.

【0018】同様な意味をもって、第3のLED33c
と第4のLED33dが対として向かい合うように配置
されている。説明の便宜上、第1のLED33aと第2
のLED33bを含めて第1発光手段34とし、また、
第3のLED33cと第4のLED33d含めて第2発
光手段35とする。
With the same meaning, the third LED 33c
And the fourth LED 33d are arranged so as to face each other. For convenience of explanation, the first LED 33a and the second LED 33a
Including the LED 33b as the first light emitting means 34,
The third LED 33c and the fourth LED 33d are included in the second light emitting means 35.

【0019】グリップ3の先端部には筆記具(例えばマ
ーカーペン)36を装着する筆記具装着手段37が設け
られている。この実施例において、同筆記具装着手段3
7は筆圧検出器37′も兼ねており、図3にその一例が
示されている。
A writing instrument mounting means 37 for mounting a writing instrument (for example, a marker pen) 36 is provided at the tip of the grip 3. In this embodiment, the writing instrument mounting means 3
Reference numeral 7 also serves as a writing pressure detector 37 ', an example of which is shown in FIG.

【0020】すなわち、筆記具装着手段37(筆圧検出
器37′)は筆記具36を抜き差し自在に保持する有底
円筒状の内筒電極37aと、所定の間隔をもってその外
側に配置された同じく有底円筒状の外筒電極37bとを
有し、それらの間には圧力にて抵抗値が変化する例えば
炭素粒子からなる感圧抵抗体37cが充填されている。
That is, the writing instrument mounting means 37 (writing pressure detector 37 ') has a bottomed cylindrical inner cylinder electrode 37a which holds the writing instrument 36 in a removable manner, and a bottomed cylindrical inner electrode 37a which is also disposed outside the electrode 37a. A cylindrical outer cylinder electrode 37b is provided, and a pressure sensitive resistor 37c made of, for example, carbon particles whose resistance value changes with pressure is filled between them.

【0021】なお、両電極37aと37bはそれらの開
口部側で電気絶縁性のゴム37dにて可動的に連結され
ている。したがって、この筆圧検出器37′によれば、
筆記具36にかけられる任意の方向の筆圧ベクトルに対
してそれを検出することができる。
The two electrodes 37a and 37b are movably connected to each other by an electrically insulating rubber 37d on the opening side thereof. Therefore, according to the writing pressure detector 37 ',
It is possible to detect a writing pressure vector applied to the writing instrument 36 in any direction.

【0022】上記実施例では筆記具36としてマーカー
ペンが用いられているが、図4にはチョークを用いる場
合の例が示されている。これによると、上記筆記具装着
手段37内に抜き差し自在に保持される円筒状のチョー
クホルダ41を備えている。
In the above embodiment, a marker pen is used as the writing tool 36, but FIG. 4 shows an example in which a chalk is used. According to this, there is provided a cylindrical choke holder 41 which is held in the writing instrument mounting means 37 so as to be removable.

【0023】同チョークホルダ41内には雌メジが刻設
されてたおり、チョーク42はその雌メジ内に螺合して
いる雄ネジ部材43に取り付けられ、それを回すことに
より適宜繰り出し可能とされている。
A female media is engraved in the choke holder 41, and the choke 42 is attached to a male screw member 43 screwed into the female media, and can be properly extended by turning it. Has been done.

【0024】再び図2を参照すると、グリップ3内には
発光手段(LED)の点灯制御回路38と、その電源と
しての二次電池39とが設けられているとともに、同グ
リップ3の先端部には二次電池39のための充電端子3
9aが取り付けられている。
Referring again to FIG. 2, a lighting control circuit 38 for light emitting means (LED) and a secondary battery 39 as a power source for the lighting control circuit 38 are provided in the grip 3, and the grip 3 has a tip portion. Is a charging terminal 3 for the secondary battery 39
9a is attached.

【0025】図5には二次電池39の充電回路を含む点
灯制御回路38の回路例が示されている。これによる
と、同点灯制御回路38は筆圧検出器37′を介して得
られる検出電圧と、可変抵抗器51にて設定される基準
電圧とを比較するコンパレータ52を備えている。
FIG. 5 shows a circuit example of the lighting control circuit 38 including the charging circuit for the secondary battery 39. According to this, the lighting control circuit 38 includes a comparator 52 for comparing the detection voltage obtained through the writing pressure detector 37 'with the reference voltage set by the variable resistor 51.

【0026】同コンパレータ52は、スタイラス3の入
力基準面1への接触により筆圧検出器37′を介しての
電圧が例えば基準電圧より低くなった時点でスイッチン
グトランジスタ54をオンとし、二次電池39からマル
チプレクサ53に点灯電流を供給する。
The comparator 52 turns on the switching transistor 54 when the voltage via the writing pressure detector 37 'becomes lower than the reference voltage due to the contact of the stylus 3 with the input reference surface 1, and the secondary battery is turned on. A lighting current is supplied from 39 to the multiplexer 53.

【0027】この実施例において、第1の発光手段34
(LED33a,33b)および第2の発光手段35
(LED33c,33d)は図6に示すタイミングで点
灯制御され、図7にはそれとの関係で各発光手段34,
35を識別するフローチャートが示されている。
In this embodiment, the first light emitting means 34
(LEDs 33a, 33b) and second light emitting means 35
The lighting of the (LEDs 33c, 33d) is controlled at the timing shown in FIG. 6, and in FIG.
A flow chart for identifying 35 is shown.

【0028】第1および第2の発光手段34,35が点
滅する際の1周期をTとすると、ともに前の2/3周期
が点灯、残りの1/3周期が消灯とされるが、この場
合、第1の発光手段34と第2の発光手段35とはその
位相が1/3周期ずらされている。
Assuming that one cycle when the first and second light emitting means 34 and 35 blink is T, both the previous 2/3 cycle is turned on and the remaining 1/3 cycle is turned off. In this case, the phases of the first light emitting means 34 and the second light emitting means 35 are shifted by 1/3 cycle.

【0029】すなわち、第1の発光手段34の立上がり
時(点灯時点)をt1とすると、この時点ではすでに第
2の発光手段35は点灯している。t1時から1/3周
期時間経過したt2時に第2の発光手段35が消灯とな
り、t2時から1/3周期時間経過するまでは第1の発
光手段34のみが点灯となる。そして、t2時から1/
3周期時間経過したt3時になると、第1の発光手段3
4が消灯し、第2の発光手段35が点灯する。この状態
が1/3周期時間経過後のt4時まで続き、以後これが
繰り返される。
That is, assuming that the rising time (lighting time) of the first light emitting means 34 is t1, the second light emitting means 35 is already turned on at this time. The second light emitting means 35 is turned off at t2 when 1/3 cycle time has elapsed from t1 time, and only the first light emitting means 34 is turned on until 1/3 cycle time has elapsed from t2 time. And from t2 time 1 /
At t3 when three cycle times have elapsed, the first light emitting means 3
4 is turned off, and the second light emitting means 35 is turned on. This state continues until t4 after the elapse of the 1/3 cycle time, and this is repeated thereafter.

【0030】これを第1の発光手段34の一周期Tにつ
いて見ると、前の1/3周期が両方点灯、中の1/3周
期が第1の発光手段34のみ点灯、そして後の1/3周
期が第2の発光手段35のみ点灯となる。
Looking at this in one cycle T of the first light emitting means 34, both the previous 1/3 cycle is lit, the middle ⅓ cycle is lit only by the first light emitting means 34, and the latter 1/3 cycle. In the three cycles, only the second light emitting means 35 is turned on.

【0031】次に、イメージセンサの読取りタイミング
との関係および図7の発光手段の識別処理のフローチャ
ートについて説明する。この実施例で、丸数字で示した
読取り周期はT/6であり、この読取りタイミングは発
光手段34,35の点灯制御とは非同期である。
Next, the relationship with the reading timing of the image sensor and the flow chart of the discrimination processing of the light emitting means of FIG. 7 will be described. In this embodiment, the reading cycle indicated by the circled numbers is T / 6, and this reading timing is asynchronous with the lighting control of the light emitting means 34, 35.

【0032】まず、リニアイメージセンサから、一回の
読取り周期T/6にて連続して6回(J=1〜6)デー
タを読み取り、メモリA(I,J)に格納する。なお、
リニアイメージセンサの画素数は1〜Nとする。
First, data is read from the linear image sensor 6 times (J = 1 to 6) continuously in one reading cycle T / 6 and stored in the memory A (I, J). In addition,
The number of pixels of the linear image sensor is 1 to N.

【0033】次に、外乱光などの雑音による影響を排除
するため、すべてのI,Jに対してその値(検出光量)
が所定値TLより小さいかを判断し、小さいものについ
ては外乱としてその値を0とする。
Next, in order to eliminate the influence of noise such as ambient light, the value (detected light amount) is set for all I and J.
Is smaller than a predetermined value TL, and the smaller one is set as 0 as a disturbance.

【0034】しかる後、サンプリング回〜回の各々
について、1〜N個の画素にて得られた検出光量の和を
求め、その中から検出光量が最大であったのは何回目の
サンプリング時であったかを検出し、そのときのJの値
をMとする。
Thereafter, the sum of the detected light amounts obtained from 1 to N pixels is obtained for each of the sampling times, and the detected light quantity is the maximum among the sampling times. The value of J at that time is detected and M is determined.

【0035】すなわち、第1の発光手段34と第2の発
光手段35の両方が点灯しているとき検出光量が最大と
なるため、そのときのサンプリングは何回目であったか
を求める。図6の例で言えば、第1回目のがそれに該
当する。
That is, the detected light amount becomes maximum when both the first light emitting means 34 and the second light emitting means 35 are turned on, and therefore the number of times of sampling at that time is obtained. In the example of FIG. 6, the first time corresponds to that.

【0036】これにより、リニアイメージセンサに入射
された光が、第1の発光手段34によるものか、第2の
発光手段35によるものかが識別可能となる。すなわ
ち、第1の発光手段34のデータはA(I,MOD(M
+1,6)+1)として同定される(ただし、MODは
剰余の演算子である)。
As a result, it is possible to distinguish whether the light incident on the linear image sensor is due to the first light emitting means 34 or the second light emitting means 35. That is, the data of the first light emitting means 34 is A (I, MOD (M
+1,6) +1) (where MOD is the operator of the remainder).

【0037】図6の例に則して説明すると、M=1であ
るから、MOD(1+1,6)で余り2となるから、こ
れに1を足して第1の発光手段34のデータはA(I,
3)となり、第3回目のサンプリング時の光が第1の発
光手段34からのものであることが識別される。
Describing according to the example of FIG. 6, since M = 1, MOD (1 + 1,6) has a remainder of 2. Therefore, 1 is added to this and the data of the first light emitting means 34 is A. (I,
3), and it is identified that the light at the time of the third sampling is from the first light emitting means 34.

【0038】第2の発光手段35による光も同様にし
て、A(I,MOD(M+3,6)+1)として同定さ
れる。なお、4つのLED33a〜33dを点灯させる
場合においても、上記の識別方法を適用することができ
る。
The light emitted from the second light emitting means 35 is similarly identified as A (I, MOD (M + 3,6) +1). The above identification method can be applied to the case where the four LEDs 33a to 33d are turned on.

【0039】この実施例では、スタイラス3と後述のC
PUとがワイヤレスで接続されているため、上記のよう
に点滅制御とデータサンプリングとを非同期としている
が、有線にて接続されている場合には、点滅制御とデー
タサンプリングとを同期させることができるので、より
簡単に各発光手段の光を識別することが可能となる。
In this embodiment, the stylus 3 and C described later are used.
Since the PU and the PU are connected wirelessly, the blink control and the data sampling are asynchronous as described above. However, when the cable is connected, the blink control and the data sampling can be synchronized. Therefore, it becomes possible to more easily identify the light of each light emitting means.

【0040】図8にはスタイラス3用の充電器70が示
されている。同充電器70はスタイラス3のグリップ先
端側を受け入れる円筒部71を有し、同円筒部71内に
は充電端子39aと対をなす給電端子72が設けられて
いる。
A charger 70 for the stylus 3 is shown in FIG. The charger 70 has a cylindrical portion 71 that receives the grip tip side of the stylus 3, and a power supply terminal 72 that is paired with the charging terminal 39a is provided in the cylindrical portion 71.

【0041】この給電端子72間にはマーカーペン用の
キャップ73がコイルバネ74にて弾性的に保持されて
いる。なお、参照符号75は充電用電源、76は図1に
示されていように、黒板などに取り付ける際に用いられ
る取り付け脚である。
A marker pen cap 73 is elastically held by a coil spring 74 between the power supply terminals 72. Reference numeral 75 is a charging power source, and reference numeral 76 is a mounting leg used when mounting on a blackboard or the like, as shown in FIG.

【0042】したがって、この充電器70によれば不使
用時にスタイラス3を差し込んでおくことにより、自動
的に充電が行なわれるとともに、筆記具としてマーカー
ペンを使用する場合には、不使用の都度キャップを被せ
る必要もない。
Therefore, according to the charger 70, the stylus 3 is inserted when not in use to automatically perform charging, and when the marker pen is used as a writing instrument, the cap is always used. You don't even have to cover it.

【0043】次に、図9および図10を参照しながらリ
ニアイメージセンサ8a,8bについて説明する。な
お、図9(a)は側面図、同図(b)は底面図である。
このリニアイメージセンサ8a,8bは同一構成であ
り、例えばCCD(ChargeCoupled De
vice)からなる受光素子を一列に配列してなる受光
部81と、1つのスリット82aを有し、その受光部8
1に被せられるスリット板82とから構成されている。
スリットに代えてシリンドリカルレンズを用いてもよ
い。
Next, the linear image sensors 8a and 8b will be described with reference to FIGS. 9A is a side view and FIG. 9B is a bottom view.
The linear image sensors 8a and 8b have the same configuration, and for example, a CCD (Charge Coupled De)
The light receiving portion 81 is formed by arranging the light receiving elements made of Vice) in a row, and one slit 82a.
It is composed of a slit plate 82 which is placed on 1.
A cylindrical lens may be used instead of the slit.

【0044】各発光手段34,35からの光はスリット
82aを介して各リニアイメージセンサ8a,8bの受
光部81にて受光される。この受光信号は図11に示さ
れているように、それぞれA/D変換器9a,9bにて
ディジタルデータに変換された後、演算手段としてのC
PU9に入力される。
The light from each of the light emitting means 34 and 35 is received by the light receiving portion 81 of each of the linear image sensors 8a and 8b through the slit 82a. This received light signal is converted into digital data by A / D converters 9a and 9b, respectively, as shown in FIG.
Input to PU9.

【0045】第1発光手段34と第2発光手段35は所
定の時間差をもって点灯するため、CPU9は両リニア
イメージセンサ8a,8bからの受光信号に基づいて各
発光手段34,35の二次元座標を検出するとともに、
それらの延長線上にあって入力基準面1に接している筆
先の座標データを演算により求める。
Since the first light emitting means 34 and the second light emitting means 35 are turned on with a predetermined time difference, the CPU 9 determines the two-dimensional coordinates of the light emitting means 34, 35 based on the light receiving signals from both the linear image sensors 8a, 8b. Along with detecting
The coordinate data of the writing point on the extended line and in contact with the input reference plane 1 is calculated.

【0046】ここで、図12および図13を参照しなが
ら、スタイラス3の筆記ポイントの座標値の求め方につ
いて説明する。
Here, a method of obtaining the coordinate value of the writing point of the stylus 3 will be described with reference to FIGS.

【0047】まず、図12において、2Aは入力基準面
1上で定められたX−Y座標面であり、2Bは同X−Y
座標面2Aの対角線、Oは原点である。X−Y座標面2
Aはその1辺の長さがLの正方形であると仮定し、位置
P(x,y)に関し、対角線2Bに対して角度θ,ψを
図示のように定める。
First, in FIG. 12, 2A is the XY coordinate plane defined on the input reference plane 1, and 2B is the XY coordinate plane.
A diagonal line of the coordinate plane 2A, O is the origin. XY coordinate plane 2
Assuming that A is a square whose one side length is L, the angles θ and ψ with respect to the position P (x, y) with respect to the diagonal line 2B are determined as shown in the figure.

【0048】この結果、図12に示されるように、リニ
アイメージセンサ8a,8bのそれぞれの直線受光部
(リニアイメージセンサ)においてtanψ,tanθ
が定められる。ただし、各角部からそれぞれのリニアイ
メージセンサまでの距離を単位長さとする。
As a result, as shown in FIG. 12, tan ψ, tan θ in the linear light receiving portions (linear image sensors) of the linear image sensors 8a, 8b.
Is determined. However, the distance from each corner to each linear image sensor is the unit length.

【0049】これらの値tanψ,tanθを用いるこ
とにより、位置P(x,y)の座標値x,yは次のよう
にして求められる。
By using these values tan ψ and tan θ, the coordinate values x and y of the position P (x, y) can be obtained as follows.

【0050】図12でtan(π/4−θ)=x/y
と、tan(π/4−ψ)=(L−y)/xが成立す
る。これらの式において、tanθ=pおよびtanψ
=qとおくと、次式が成立する。
In FIG. 12, tan (π / 4−θ) = x / y
And tan (π / 4−ψ) = (L−y) / x holds. In these equations, tan θ = p and tan ψ
Setting = q, the following equation holds.

【0051】 x/y=(1−p)/(1+p)=T…… (L−y)/x=(1−q)/(1+q)=S…… この式に基づいて、x,yをT,S,Lで求める
と、次のようになる。
X / y = (1−p) / (1 + p) = T ... (L−y) / x = (1−q) / (1 + q) = S ... Based on this equation, x, y When T is calculated from T, S, and L, the following is obtained.

【0052】x=TL/(ST+1) y=L/(ST+1) このようにして第1発光手段34と第2発光手段35の
二次元座標値P1(x1,y1)およびP2(x2,y
2)が求められる。そして、それらの各座標値からその
延長線上にある指示位置(筆記ポイント)を求めるに
は、図12に示されているようにすればよい。
X = TL / (ST + 1) y = L / (ST + 1) Thus, the two-dimensional coordinate values P1 (x1, y1) and P2 (x2, y) of the first light emitting means 34 and the second light emitting means 35 are obtained.
2) is required. Then, in order to obtain the designated position (writing point) on the extension line from each of the coordinate values, it is possible to do as shown in FIG.

【0053】すなわち、その指示位置の座標をP(x,
y)とし、その位置から第1発光手段34および第2発
光手段35までの距離をそれぞれD1、D2とすると、 x1−x:x2−x=D1:D2 y1−y:y2−y=D1:D2 の関係が成立し、これにより、 x=(D1・x2−D2・x1)/(D1−D2) y=(D1・y2−D2・y1)/(D1−D2) として、指示位置の座標をP(x,y)が求められる。
That is, the coordinates of the designated position are P (x,
y) and the distances from the position to the first light emitting means 34 and the second light emitting means 35 are D1 and D2, respectively: x1-x: x2-x = D1: D2 y1-y: y2-y = D1: The relationship of D2 is established, and as a result, x = (D1 * x2-D2 * x1) / (D1-D2) y = (D1 * y2-D2 * y1) / (D1-D2) To P (x, y).

【0054】なお、この実施例では、リニアイメージセ
ンサの直線受光部をX−Y平面に平行(Z軸に垂直)
に、スリットの長さ方向がX−Y平面と垂直(Z軸に平
行)になるように配置されているので、Pの(X,Y)
座標値はZ座標値の影響、すなわちスリットを通して直
線受光部に入射する光線の角度変化に対する影響を受け
ない。この角度の許容範囲は、スリット長を越える角度
の光線は受光できないので、スリットの長さと直線受光
部との位置関係によって決まる。
In this embodiment, the linear light receiving portion of the linear image sensor is parallel to the XY plane (perpendicular to the Z axis).
Since the slits are arranged so that the length direction of the slits is perpendicular to the XY plane (parallel to the Z axis), the (X, Y) of P
The coordinate value is not affected by the Z coordinate value, that is, the change in the angle of the light beam incident on the linear light receiving portion through the slit. The allowable range of this angle is determined by the positional relationship between the length of the slit and the linear light receiving portion because a light ray having an angle exceeding the slit length cannot be received.

【0055】ここで再び図1を参照すると、この実施例
ではその座標データをアンテナ9dを介して送信する送
信器9cを備え、これに対応して受信手段10aを有す
る表示手段10が用意されている。
Referring again to FIG. 1, in this embodiment, the display means 10 having the transmitter 9c for transmitting the coordinate data via the antenna 9d and correspondingly having the receiving means 10a is prepared. There is.

【0056】したがって、これによれば授業や講演会な
どにおいて、各個人の手元で講師の筆記内容を見ること
が可能となる。なお、表示手段10としては、例えばノ
ート型パーソナルコンピュータなどのディスプレイであ
ってよい。また、必要に応じてその筆記内容をフロッピ
ィディスクなどに記録することも可能となる。
Therefore, according to this, it is possible to see the written contents of the instructor at the hand of each individual in a class or a lecture. The display unit 10 may be a display such as a laptop personal computer. It is also possible to record the written content on a floppy disk or the like, if necessary.

【0057】なお、上記実施例の発光手段に代えて、光
反射テープを貼着するとともに、入力基準面の周囲に適
当な光源を配置して、同光反射テープよりの反射光にて
スタイラス3の二次元座標を検出するようにしてもよ
い。すなわち、この明細書において、上記の発光手段と
光反射テープとは同義語であると理解されたい。
In place of the light emitting means of the above-mentioned embodiment, a light reflecting tape is attached and an appropriate light source is arranged around the input reference surface, and the stylus 3 is reflected by the light reflecting tape. You may make it detect the two-dimensional coordinate of. That is, in this specification, it should be understood that the light emitting means and the light reflecting tape are synonymous.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、スタイラスの先端部以外の少なくとも2箇所に発光
手段を設け、それによってスタイラスの筆記点の座標を
求めるようにしたことにより、入力基準面には通常の黒
板やホワイトボードなどが使用できるとともに、スタイ
ラスの先端に筆記具を取り付けて実際に筆跡を残すこと
が可能となる。このことは、低コストにて使い勝手のよ
い入力システムを構築することができることを意味して
いる。
As described above, according to the present invention, the light emitting means is provided at least at two positions other than the tip of the stylus, and the coordinates of the writing point of the stylus are obtained by the light emitting means. A normal blackboard or white board can be used for the surface, and a writing instrument can be attached to the tip of the stylus to actually leave handwriting. This means that an easy-to-use input system can be constructed at low cost.

【0059】また、筆圧検出器を設け、スタイラスを入
力基準面に接した場合にのみ、発光手段の電源を投入す
るようにしたことにより、手動操作による電源スイッチ
が不要になるとともに、電源としての二次電池の有効利
用を図ることができる。
Further, since the writing pressure detector is provided and the power of the light emitting means is turned on only when the stylus is in contact with the input reference surface, the power switch by manual operation becomes unnecessary and the power source is used as a power source. The secondary battery can be effectively used.

【0060】さらには、スタイラスにて板書した筆記情
報を送信器にて送信し、受け手側の手元で同筆記情報を
受信し、それをパーソナルディスプレイに表示させるよ
うにしたことにより、例えば講演会の会場や授業室など
において後方の席でも板書の内容を確実に見ることがで
きる。
Furthermore, by transmitting the handwritten information written on the stylus by the transmitter, receiving the handwritten information at the receiver side, and displaying it on the personal display, for example, at a lecture. The contents of the blackboard can be viewed with certainty even in the back seats at the venue or the classroom.

【0061】これは、特に視力の弱い人にとって朗報で
あり、また、ノート型パーソナルコンピュータなどを使
用してその内容をフロッピィディスクなどの記録媒体に
格納することにより、その記録をノートなどにとる必要
もなくなる、などの効果が奏される。
This is good news especially for persons with weak eyesight, and it is necessary to store the content in a recording medium such as a floppy disk by using a notebook personal computer or the like to record it in a notebook or the like. The effect such as disappearing is also produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の全体像の概略を示した斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an overall image of the present invention.

【図2】図1に示されているスタイラスの断面図。2 is a cross-sectional view of the stylus shown in FIG.

【図3】筆圧検出器の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a writing pressure detector.

【図4】チョークの装着に適用される筆記具装着手段の
一例を示した断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a writing instrument mounting means applied to mounting a chalk.

【図5】LEDの点灯制御回路を示した回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing an LED lighting control circuit.

【図6】各LEDの点灯順序の一例を示したタイミング
チャート。
FIG. 6 is a timing chart showing an example of the lighting sequence of each LED.

【図7】各発光手段を識別する際のフローチャート。FIG. 7 is a flowchart for identifying each light emitting means.

【図8】スタイラスの充電器を示した断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a stylus charger.

【図9】リニアイメージセンサを説明するための模式
図。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a linear image sensor.

【図10】リニアイメージセンサへの光の入射状態を示
した模式図。
FIG. 10 is a schematic diagram showing how light is incident on a linear image sensor.

【図11】演算手段を示すブロック線図。FIG. 11 is a block diagram showing a calculation means.

【図12】発光手段の二次元座標値の求め方を説明する
ための説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining how to obtain a two-dimensional coordinate value of a light emitting unit.

【図13】2つの発光手段の二次元座標値から筆記点の
座標値の求め方を説明するための説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining how to obtain the coordinate value of a writing point from the two-dimensional coordinate value of two light emitting means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力基準面 3 スタイラス 9 演算手段(CPU) 9c 送信器 10 表示手段 34,35 発光手段 36 筆記具 37 筆記具装着手段 37′ 筆圧検出器 38 点灯制御回路 39 二次電池 42 チョーク 52 コンパレータ 70 充電器 81 受光部 82 スリット板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input reference plane 3 Stylus 9 Computing means (CPU) 9c Transmitter 10 Display means 34, 35 Light emitting means 36 Writing instrument 37 Writing instrument mounting means 37 'Writing pressure detector 38 Lighting control circuit 39 Secondary battery 42 Choke 52 Comparator 70 Charger 81 Light receiving part 82 Slit plate

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各々が識別可能である光を照射する少な
くとも第1および第2発光手段を有し、黒板などの入力
基準面上で手書き入力を行なうのに用いられるスタイラ
スと、上記第1および第2発光手段からの光を受光して
同第1および第2発光手段の二次元座標を検出する光学
的座標検出手段と、その二次元座標から上記スタイラス
の上記入力基準面上における指示位置の座標データを求
める演算手段(CPU)とを備えていることを特徴とす
る光学式ディジタイザ。
1. A stylus having at least first and second light emitting means for irradiating identifiable lights, the stylus being used for handwriting input on an input reference surface such as a blackboard, and the first and second stylus. Optical coordinate detection means for receiving the light from the second light emitting means and detecting the two-dimensional coordinates of the first and second light emitting means, and the pointing position of the stylus on the input reference plane from the two-dimensional coordinates. An optical digitizer, comprising: an arithmetic means (CPU) for obtaining coordinate data.
【請求項2】 所定の時間差をもって光を照射する少な
くとも第1および第2発光手段を有し、黒板などの入力
基準面上で手書き入力を行なうのに用いられるスタイラ
スと、上記入力基準面の周囲に配置され、スリットもし
くはレンズを介して入射される上記第1および第2発光
手段からの光を受光する2つのリニアイメージセンサ
と、これらのリニアイメージセンサからの出力に基づい
て上記第1および第2発光手段の二次元座標を検出する
とともに、同二次元座標から上記スタイラスの上記入力
基準面上における指示位置の座標データを求める演算手
段(CPU)とを備えていることを特徴とする光学式デ
ィジタイザ。
2. A stylus having at least first and second light emitting means for irradiating light with a predetermined time difference and used for handwriting input on an input reference plane such as a blackboard, and the periphery of the input reference plane. And two linear image sensors which are arranged in the light receiving means and receive light from the first and second light emitting means which are incident through the slits or lenses, and the first and the second linear image sensors based on outputs from these linear image sensors. (2) an optical system including a computing means (CPU) for detecting two-dimensional coordinates of the light emitting means and obtaining coordinate data of a designated position of the stylus on the input reference plane from the two-dimensional coordinates. Digitizer.
【請求項3】 上記スタイラスは同スタイラスが上記入
力基準面に接したことを検出する筆圧検出手段を備え、
同筆圧検出手段にて上記発光手段の点滅が制御されるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の光学式ディジ
タイザ。
3. The stylus comprises writing pressure detection means for detecting that the stylus is in contact with the input reference surface,
3. The optical digitizer according to claim 1, wherein the writing pressure detecting means controls blinking of the light emitting means.
【請求項4】 上記スタイラスには上記入力基準面に筆
跡を残す筆記具を装着可能とする筆記具装着手段が設け
られていることを特徴とする請求項1または2に記載の
光学式ディジタイザ。
4. The optical digitizer according to claim 1, wherein the stylus is provided with a writing instrument mounting means capable of mounting a writing instrument which leaves a handwriting on the input reference surface.
【請求項5】 上記筆記具はチョークであり、上記筆記
具装着手段は同チョークを繰出し可能に保持することを
特徴とする請求項4に記載の光学式ディジタイザ。
5. The optical digitizer according to claim 4, wherein the writing instrument is a chalk, and the writing instrument mounting means holds the chalk so that the chalk can be drawn out.
【請求項6】 各々が識別可能である光を照射する少な
くとも第1および第2発光手段を有し、黒板などの入力
基準面上で手書き入力を行なうのに用いられるスタイラ
スと、上記第1および第2発光手段からの光を受光して
同第1および第2発光手段の二次元座標を検出する光学
的座標検出手段と、その二次元座標から上記スタイラス
の上記入力基準面上における指示位置の座標データを求
める演算手段(CPU)と、同座標データを送信する送
信手段と、同座標データの受信手段を有する表示手段と
を備え、上記スタイラスにて指示された指示位置を上記
送信手段および上記受信手段を介して上記表示手段に表
示可能としたことを特徴とする光学式ディジタイザによ
る表示装置。
6. A stylus used for performing handwriting input on an input reference plane such as a blackboard, the stylus having at least first and second light emitting means for irradiating light that is distinguishable from each other. Optical coordinate detection means for receiving the light from the second light emitting means and detecting the two-dimensional coordinates of the first and second light emitting means, and the pointing position of the stylus on the input reference plane from the two-dimensional coordinates. An arithmetic means (CPU) for obtaining coordinate data, a transmitting means for transmitting the same coordinate data, and a display means having a receiving means for the same coordinate data are provided, and the indicated position indicated by the stylus is transmitted to the transmitting means and the above. A display device using an optical digitizer, which is capable of displaying on the display means via a receiving means.
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