JPH075979A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JPH075979A
JPH075979A JP17123693A JP17123693A JPH075979A JP H075979 A JPH075979 A JP H075979A JP 17123693 A JP17123693 A JP 17123693A JP 17123693 A JP17123693 A JP 17123693A JP H075979 A JPH075979 A JP H075979A
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reflecting
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angle
timing
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JP17123693A
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聡 江良
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B U G KK
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B U G KK
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Abstract

(57)【要約】 [目的] 手書きの文字図形をリアルタイムでデジタル
入力する従来の装置は、処理速度に限界があるほか識別
できない文字や図形が各種予想され、また入力エリアの
大きさにも限界があり、入力ペンなど専用の筆記具を必
要とするなど使い勝手も悪い。そこで本発明は、より簡
単な装置構成により、手書き文字図形をリアルタイム
で、かつ高い分解精度で入力処理可能とすることを目的
とする。 [構成] 本発明に係る座標入力装置はレーザ光などの
ビームを用い、2本のビーム経路がつくる経路角度から
特定の座標点上に位置する筆記点を、三角測量の考え方
に基づいて特定する。第一の発明ではレーザ光を回転ミ
ラーで方向変化させて筆記点を走査する。第二の発明で
は高指向性ビームを偏向させ、 筆記点を走査する。
筆記点の検出は、反射光の入力、アンテナ検出等によっ
て行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、手書きの文字図形をリ
アルタイムでデジタル入力処理する座標入力装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】手書きの文字図形をリアルタイムでデジ
タル入力する装置としては、従来、例えば図8に示すよ
うなものがある(特開平2−186491号)。これ
は、所定の大きさをもった座標入力装置1と、入力ペン
2を備え、入力ペン2の移動量をストローク検出部3、
正規化部4、特徴抽出部5を介して入力パターンメモリ
6に書き込み、傾き変換部7で読み出す。この傾き変換
部7には、計算量と計算速度を考慮してパターン回転角
を例えば15゜と30゜などに予め決定しておき、これ
らの回転角θに対するsinθ、cosθの値を定数と
してテーブルの形で格納してある。
【0003】そして、傾き変換部7で読み出された入力
パターンと、標準パターンメモリ8に予め記憶させてあ
るパターンとを、回転角0゜、15゜、30゜に位置さ
せ、比較部9で両パターンが一致するか否かを判別し、
得られた認識結果を制御部10へ送出する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
入力パターンを、予め想定した各種パターンと比較して
認識する方式は、処理速度に限界があるほか、大きさが
異なるなどの理由で識別できない文字や図形が各種予想
される。また入力エリアの大きさに限界があり、入力ペ
ンなど専用の筆記具を必要とするなど、使い勝手も悪
い。
【0005】その他、従来のリアルタイムのキャラクタ
データ入力装置としてはマウスを使用するもの、各種の
専用タブレットを用いる方式がある。しかしマウスは移
動量しか得られないため、前記従来装置と同様、正確な
絶対座標を入力することが難しい。また専用タブレット
は入力エリアが限られるなどの難がある。
【0006】そこで本発明の目的は、より簡単な装置構
成により、手書き文字図形をリアルタイムで、かつ高い
分解精度で入力処理可能とする点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成して課題
を達成するため、本発明に係る座標入力装置は、レーザ
光などのビームを用い、2本のビーム経路がつくる経路
角度から、特定の座標点上に位置する筆記点を、三角測
量の考え方に基づいて特定し、処理する。
【0008】この原理を実現するため、第一の発明はレ
ーザ光と回転ミラーを用いる。その構成は、高指向性の
ビームを射出するビーム発生手段と、該ビームを反射し
てその進路方向を変える回転ミラーと、該回転ミラーを
介して所定エリアに照射させたビームを反射できる移動
反射手段と、該移動反射手段がビームを反射したことを
前記回転ミラーを介して検出する反射タイミング検出手
段と、該タイミング検出手段に基づき当該タイミングに
おけるビームの進路角度を検出する角度検出手段と、少
なくとも二経路のビーム進路角度に基づいて移動反射手
段の座標位置を特定する位置演算手段とを備えてなる。
【0009】また、第二の発明は高周波ビームと偏向装
置とを用いる。その構成は、高指向性のビームを射出す
るビーム発生手段と、該ビームの進路方向を偏向する偏
向手段と、該偏向手段を介して所定エリアに照射させた
ビームを反射できる移動反射手段と、該移動反射手段が
ビームを反射したことを検出する反射タイミング検出手
段と、該反射タイミング検出手段に基づき当該タイミン
グにおけるビームの進路角度を検出する角度検出手段
と、少なくとも二経路のビーム進路角度に基づき移動反
射手段の座標位置を特定する位置演算手段とを備えてな
る。
【0010】
【作用】以上の二つの発明は、高指向性のビームの走査
方式が違うために異なる構成をとるものの、その基本的
原理は同一である。ある特定点(筆記点)を、ふたつの
ビーム経路から特定するため、第一の発明では、ビーム
(レーザ光)を回転ミラーで反射させ、レーザ光によっ
て特定点を走査する。レーザ光の射出手段は、現実に2
つ並列配置しても良いし、平面ミラーを用いて虚像をつ
くり、見かけ上ふたつのレーザ光射出手段を並列配置す
ることにしても良い。特定点に当たったレーザ光は、反
射されて受光装置に入る。このときのタイミングから、
二つの光束経路がつくる角度を判別し、特定点位置を算
出する。
【0011】磁束ビームを用いる場合は、磁気的偏向手
段を用い、またタイミング検出には受光装置を用いず、
アンテナ等の検出手段を用いる。この場合も磁束ビーム
の射出装置は、現実に二つ並列配置しても良く、平面ミ
ラー(または反射板)を用いて見かけ上二つ配置するよ
うにしても良い。二つの磁束ビームが特定点に当たった
か否かは、アンテナ等で検出し、そのタイミングから磁
束の偏向角度を判別し特定点の位置を算出する。
【0012】
【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。図1は本発明に係る座標入力装置の一例を示
すものである。この図において、20は座標入力装置、
21は平面ミラー、30は机上に置いた記入用紙、31
は筆記具である。用紙30は通常の用紙で良く、また筆
記具31も鉛筆やボールペンなどで良い。このとき筆記
具31の先端部には図3に示すように、レーザ光を反射
させるためのアルミテープ32を貼っておく。
【0013】座標入力装置20は、レーザ光を射出する
レーザ光源22、レーザ光を反射させる回転ミラー2
3、同期用受光装置24、反射ミラー25、受光装置2
6、マイクロプロセッサ装置(MPU)40を備える。
【0014】このマイクロプロセッサ装置40は、図2
に示すように、受光装置26のONタイミングを検出す
る第一のタイミング検出部41と、同期用受光装置24
のONタイミングを検出する第二のタイミング検出部4
2を備えるほか、第一の光路角度θ1を算出する角度算
出部44、第二の光路角度θ2を算出する角度算出部4
5、これら二つの角度θ1、θ2に基づき筆記具31の
座標点を算出する座標算出部46、データメモリ47、
表示制御部48を備える。尚、43はクロックカウン
タ、49はCRT等の外部装置である。
【0015】一方、前記レーザ光源22は、反射ミラー
25の下を通してレーザ光(L)を射出する。この反射
ミラー25はハーフミラーではなく、通常の平面鏡であ
る。またこの実施例では、回転ミラー23は矢印(R)
方向に一定速度で回転するものとする。
【0016】従って、かかる座標入力装置20によれ
ば、回転ミラー23の回転によりレーザ光(L)は、図
4(a)(b)(c)に示す順に、刻々と進路方向が変
わってゆく。図4(a)のとき、筆記具31にレーザ光
が当たる。レーザ光はアルミテープ32で反射され、も
との光路L1を戻り、回転ミラー32および反射ミラー
25を介して受光装置26に入力する。図5は、このよ
うな反射タイミングを示すものである。光路L1のタイ
ミング信号を、符号S1で示す。
【0017】次いで図4(b)に示すとき、レーザ光は
同期用受光装置24に入光する。図5において、このタ
イミング信号を符号S0で示す。当然であるが、このタ
イミング信号S0は一定リズムで繰返される。
【0018】図4(c)のとき、レーザ光は平面ミラー
21を介して筆記具31に達し、アルミテープ32で反
射され、光路L2を戻る。そして平面ミラー21、回転
ミラー32、反射ミラー25を介して受光装置26に入
力する。この時のタイミング信号を、符号S2として図
5に示した。以上の各タイミング信号S0、S1、S2
は、電源スイッチをOFFするまで連続的に繰返され
る。
【0019】ところで、同期用受光装置26に入光する
タイミング信号S0は、常に同一のクロックパルス数で
繰返されるが、タイミング信号S1とS0との間のクロ
ックパルス数N1、およびタイミング信号S0とS2と
の間のクロックパルス数N2は、筆記具31の座標位置
によって変わってくる。光路L1、L2の角度θ1、θ
2が刻々変更されてゆくからである。
【0020】この角度算出は、マイクロプロセッサ装置
40の角度算出部44,45が例えばクロックパルスに
基づいて行い、二つの光路L1,L2の算出角度θ1,
θ2に基づき、三角測量の原理に従って座標算出部46
が筆記具31の座標点を算出する。その算出結果はデー
タメモリ47に格納するほか、CRT等の画像表示手段
を制御する表示制御部48へ送出する。このような処理
により、筆記具31の座標点は刻々リアルタイムで入力
することが可能となる。
【0021】以上のように、筆記具31の座標位置は、
二つの光路L1、L2に基づいて特定することが出来
る。従って、本来、レーザ光源はふたつ設ける必要があ
るが、平面ミラー21を設けたことで、図1に示すよう
に回転ミラーの虚像Dができ、この虚像Dが見かけ上別
個の光源となり、ふたつの光路を作り出す。勿論、平面
ミラー21を用いず、現実に別個のビーム源を配置して
も良い。
【0022】また筆記具31の絶対座標を、複雑な演算
処理やパターン比較処理を要さず検出できるため、入力
精度および再現応答性は格段に向上する。用紙サイズ
は、例えば10×10ミリメートルから10×10メー
トル程度で変更が可能であり、しかも分解能は、用紙サ
イズの1万分の1以下まで高めることが出来る。例えば
JIS規格A4サイズの用紙を用いた場合、1/30ミ
リメートル以上の精度で細線軌跡を入力処理することが
可能となる。
【0023】またレーザ光は、その射出位置高さを任意
に設定できる。光束の射出高さを、例えば机上(用紙
上)2mm以下に設定した場合には、ペン先が浮上した
とき、つまり文字や図形の記入をやめたときは筆記具3
1の動きは座標データとして入力されない。従って、筆
記具31が実際に用紙上を動いたときだけ、その軌跡が
データとして読み取られ、誤作動はなく、高い信頼性を
実現する。
【0024】原理的には、筆記具という概念は必要では
ない。指先に光束を反射可能なテープやリングをつけ
て、指先を動かすだけでも軌跡をリアルタイム入力でき
る。座標点を示すことが出来る限り、釘や箸、棒、その
他であっても良いことは勿論である。また原稿用紙も必
要ではない。机上で仮想線を描いても、その軌跡が入力
されるからである。
【0025】図6は本考案に係る第二の座標入力装置を
示すものである。この座標入力装置50は、レーザ光に
代えて電子ビーム等の高指向性ビームを射出するビーム
発生器51を備え、回転ミラーに代えてビームの偏向装
置52を備える。また平面反射板53を用いて見かけ上
ふたつのビーム発生装置を並べた状態としてある。筆記
具31およびアルミテープは同じとし、筆記具31の反
射タイミングは、受光装置に代えてアンテナ装置55に
より行う。
【0026】MPU56の基本構成は前記第一の発明と
同じであるが、筆記具31の反射タイミングはアンテナ
装置55でとるので、図7に示すように、各タイミング
におけるビームL1,L2の偏向角度θ1、θ2を判別
し、それに基づいて座標点を算出する。図7において、
前記図2と同一の部分は同一符号を附して重複する説明
を省略する。
【0027】この装置50では、偏向装置52によって
ビーム角度を制御できるので、回転ミラーを用いる場合
に較べ装置サイズを小型化できる。また、ひとつのアン
テナ装置55によって二つのビーム角度のタイミングを
検出できるから、装置構成が単純化し、しかも座標検出
エリアは広がるという利点がある。
【0028】勿論この装置においても、平面反射板53
を用いず、ビーム発生器(51)および偏向装置(5
2)を現実にふたつ並設しても構わない。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る座標入
力装置によれば、簡単な装置構成により、手書き文字図
形をリアルタイムで、かつ高い分解能で入力処理でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の本発明に係る座標入力装置の構成例を示
す図である。
【図2】図1に示すMPUの具体的構成例を示すブロッ
ク図である。
【図3】図1に示した筆記具の先端部を例示する図であ
る。
【図4】図1に示すレーザ光の方向変化を例示する図で
ある。
【図5】図1に示す装置のタイミング信号を例示する図
である。
【図6】第二の発明に係る座標入力装置を例示する図で
ある。
【図7】図6に示したMPUの構成例を示すブロック図
である。
【図8】従来の座標入力装置を示す図である。
【符号の説明】
20,50 座標入力装置 21 平面ミラー 30 記入用紙 31 筆記具 32 アルミテープ 22 レーザ光源 23 回転ミラー 24 同期用受光装置 25 反射ミラー 26 受光装置 40,56 マイクロプロセッサ装置(MPU) 41,42 タイミング検出部 44,45 角度算出部 46 座標算出部 47 データメモリ 48 表示制御部 43 クロックカウンタ 49 外部装置 51 ビーム発生器 52 ビームの偏向装置 53 平面反射板 55 アンテナ装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高指向性のビームを射出するビーム発生手
    段と、該ビームを反射してその進路方向を変える回転ミ
    ラーと、該回転ミラーを介して所定エリアに照射させた
    ビームを反射できる移動反射手段と、該移動反射手段が
    ビームを反射したことを検出する反射タイミング検出手
    段と、該タイミング検出手段に基づき当該タイミングに
    おけるビームの進路角度を検出する角度検出手段と、少
    なくとも二経路のビーム進路角度に基づいて移動反射手
    段の座標位置を特定する位置演算手段とを備えることを
    特徴とする座標入力装置。
  2. 【請求項2】高指向性のビームを射出するビーム発生手
    段と、該ビームの進路方向を偏向する偏向手段と、該偏
    向手段を介して所定エリアに照射させたビームを反射で
    きる移動反射手段と、該移動反射手段がビームを反射し
    たことを検出する反射タイミング検出手段と、該反射タ
    イミング検出手段に基づき当該タイミングにおけるビー
    ムの進路角度を検出する角度検出手段と、少なくとも二
    経路のビーム進路角度に基づいて移動反射手段の座標位
    置を特定する位置演算手段とを備えることを特徴とする
    座標入力装置。
JP17123693A 1993-06-16 1993-06-16 座標入力装置 Withdrawn JPH075979A (ja)

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JP17123693A JPH075979A (ja) 1993-06-16 1993-06-16 座標入力装置

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JP17123693A JPH075979A (ja) 1993-06-16 1993-06-16 座標入力装置

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JPH075979A true JPH075979A (ja) 1995-01-10

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JP17123693A Withdrawn JPH075979A (ja) 1993-06-16 1993-06-16 座標入力装置

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JP (1) JPH075979A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100622404B1 (ko) * 2002-10-23 2006-09-13 주식회사 애트랩 광 이미지 검출기 및 이를 채택하는 광 마우스
US7911448B2 (en) 2003-10-17 2011-03-22 Fujitsu Component Limited Pointing device and receiving unit with UWB signal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100622404B1 (ko) * 2002-10-23 2006-09-13 주식회사 애트랩 광 이미지 검출기 및 이를 채택하는 광 마우스
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