JPH0887374A - Input device - Google Patents

Input device

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JPH0887374A
JPH0887374A JP24851494A JP24851494A JPH0887374A JP H0887374 A JPH0887374 A JP H0887374A JP 24851494 A JP24851494 A JP 24851494A JP 24851494 A JP24851494 A JP 24851494A JP H0887374 A JPH0887374 A JP H0887374A
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JP
Japan
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input device
input
signal
stylus
position detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP24851494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Michinaka
正人 道中
Takashi Amano
隆 天野
Hiroyuki Kayano
博幸 加屋野
Hiroyasu Uchida
裕康 内田
Tadahiko Maeda
忠彦 前田
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0887374A publication Critical patent/JPH0887374A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide an input device which enables drawing operation by individual attendants at their seats when characters, figures, etc., are drawn on a white board, a screen, etc., and is small in the influence of a reflected wave, etc., causing malfunction and an input device on which a three-dimensional image or body can easily be inputted, and to provide an input device which enables multiple input without widening an in-use frequency band and can send additional information of a click switch, etc. CONSTITUTION: This device consists of a position input device 10 such as a stylus for inputting a figure, etc., and a position detecting device 11. A signal sent periodically from the input device 10 such as the stylus equipped with a transmitting means 13 is received by plural receivers 14 which are spatially remote and the reception time points are detected and compared to detect the position of the position indicating device; and the reception time points are prescribed to limit unnecessary reflected waves, thereby preventing malfunction. Further, when plural position indicating devices are used, only transmission timing is controlled to enable them to be used at the same time.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は入力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 input device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来この種の装置は図12のようなもの
がある。図12はホワイトボード等の描画板101と専
用の筆記具102より構成されており、描画したい人が
描画板101の所に行って筆記具102を用いて直接書
き込んで行くという構成のものである。この従来の設備
によると、描画する人がその都度描画板101の所に移
動する必要があるという不具合があった。この不具合を
解決する為に、描画板を移動するには大幅に手間がかか
り、かつ移動のための通路を確保しておかなければなら
ないという問題が生ずる。また各々の人に専用の設備を
備えると、費用もかかるうえ無駄が多いという問題が使
用ずる。そして、各々の人に描画設備を備えた場合、描
画対象を見る為にはそれぞれの描画板を見渡す必要があ
り、描画内容の比較・認識が困難になるという重大な問
題が生ずる。
2. Description of the Related Art A conventional device of this type is shown in FIG. FIG. 12 is composed of a drawing board 101 such as a white board and a dedicated writing tool 102, and a person who wants to draw goes to the drawing board 101 and directly writes using the writing tool 102. According to this conventional equipment, there is a problem that the person who draws must move to the drawing board 101 each time. In order to solve this inconvenience, it takes a lot of time to move the drawing board, and there arises a problem that a passage for the movement must be secured. In addition, if each person is provided with dedicated equipment, the problem that it is expensive and wasteful is not used. When each person is provided with drawing equipment, it is necessary to look over each drawing board in order to see the drawing object, which causes a serious problem that it becomes difficult to compare and recognize the drawing contents.

【0003】これらの問題を解決するためには、人の数
に応じた複数の入力装置とそれぞれに入力した内容を表
示できる共通のディスプレイ装置が必要となる。
In order to solve these problems, a plurality of input devices corresponding to the number of persons and a common display device capable of displaying the input contents are required.

【0004】また、例えば計算機端末に図形を入力する
装置の典型的なものとしてタブレット(またはディジタ
イザ)と呼ばれるものがあり、表1に示すものがある。
描画等の図形情報等の入力は、ペン型の装置かマウスに
より、位置情報の集合として図形を読みとる方法があ
る。
Further, for example, there is a device called a tablet (or digitizer) as a typical device for inputting a figure to a computer terminal, and there is one shown in Table 1.
For inputting graphic information such as drawing, there is a method of reading a graphic as a set of position information with a pen-type device or a mouse.

【0005】[0005]

【表1】 この種の装置は図13のような構成となっている。これ
は2次元あるいは3次元の位置情報をコンピュータに入
力するために座標入力装置の一種である。ペン型あるい
はカーソル型のスタイラスで図面をトレースし、座標情
報として入力するものである。図14は静電結合方式の
タブレットで、タブレット台103とスタイラス104
から成っている。図14のように導体を備えたスタイラ
ス104で位置を指示する事により、タブレット内に並
べられた電極の容量変化が生じ、それよりスタイラスの
位置を算出する構成となっている。
[Table 1] This type of device has a configuration as shown in FIG. This is a kind of coordinate input device for inputting two-dimensional or three-dimensional position information to a computer. It is a pen-type or cursor-type stylus that traces the drawing and inputs it as coordinate information. FIG. 14 shows an electrostatic coupling type tablet, which includes a tablet base 103 and a stylus 104.
Made of. As shown in FIG. 14, the stylus 104 provided with a conductor indicates the position, and the capacitance of the electrodes arranged in the tablet changes, and the stylus position is calculated from the capacitance change.

【0006】この従来の装置によるとスタイラス104
の位置を検出するための電極を内蔵したタブレット盤上
でスタイラス104を操作する事が不可欠となる。位置
検出用電極を離れた位置に置く場合、スタイラス104
と位置検出用電極の距離が大きくなる事になり容量変化
が検出できない為、精度の良い位置検出が極めて難しく
なり、実用的な位置検出ができなくなる等の不具合があ
る。この不具合を解決するためにはタブレット台は不可
欠なものであり、これにより使用位置がタブレット台の
上だけに限定されるという問題が生ずる。このことは、
図15に示すような磁歪方式や電磁誘導方式を用いた場
合も同様であり、位置情報を検出すめのタブレット台が
不可欠なものである。
According to this conventional device, the stylus 104
It is indispensable to operate the stylus 104 on the tablet board having the electrodes for detecting the position of the stylus. When the position detection electrode is placed at a remote position, the stylus 104
Since the distance between the position detection electrodes becomes large and the capacitance change cannot be detected, accurate position detection becomes extremely difficult and practical position detection becomes impossible. The tablet base is indispensable for solving this problem, which causes a problem that the use position is limited only to the tablet base. This is
The same applies when a magnetostriction method or an electromagnetic induction method as shown in FIG. 15 is used, and a tablet stand for detecting position information is indispensable.

【0007】図16は超音波方式のタブレットであり、
音波の発振機を備えたスタイラスと、複数のマイクロホ
ンを備えた受信部を持つ位置検出部からなっている。同
図のスタイラスより音波を発信し、各マイクロホンで受
信されるまでの遅延時間を計数し、位置検出部の演算処
理部で数値処理する事により位置を検出する構成となっ
ている。この場合も上下方向と左右方向の2方向の位置
を検出するためのマイクロホンが備え付けられ、その範
囲内のみに作業範囲は限られた場所となる。この不具合
を解決するために送信出力を上げる等の方法により使用
可能範囲を広げ、また音波検出のサンプリング周波数を
高くする事により細かい分解能を保つ事は可能である
が、送信出力を増す事により多少作業範囲を広げる事は
できるものの範囲が限られている事には変わりはなく、
送信受信ともの機器の大型化を招く事になる。受信装置
は図16のように上端と左端に沿って必要となり、有効
作業面積が増えれば必然的に大きなものとなり、設備の
設置の手間が大幅に増大する事になるという問題が生ず
る。また、超音波を用いているのは、より波長の短い電
波等に比べ伝搬時間が遅いため、位置検出の分解能を容
易に上げる事ができるからである。しかし、波長が非常
に長いために回折等が容易であり、広範囲での作業に適
用した場合は送受信間に物体がある事が多く、回折波に
よる位置の測定誤差が生じてくるという欠点が生じる。
このため、作業領域が狭範囲に制限される事になる。
FIG. 16 shows an ultrasonic type tablet.
It consists of a stylus with a sound wave oscillator and a position detector with a receiver with multiple microphones. A position is detected by transmitting a sound wave from the stylus in the figure, counting the delay time until it is received by each microphone, and numerically processing it in the arithmetic processing unit of the position detection unit. In this case as well, a microphone for detecting the vertical and horizontal positions is provided, and the work range is limited only within the range. In order to solve this problem, it is possible to maintain a fine resolution by expanding the usable range by increasing the transmission output and increasing the sampling frequency of sound wave detection, but it is possible to increase the transmission output to some extent by increasing the transmission output. The work range can be expanded, but the range is limited,
Both the transmission and reception will lead to an increase in the size of the device. As shown in FIG. 16, the receiving device is required along the upper end and the left end, and if the effective work area increases, the receiving device will inevitably become large, and the trouble of installing the equipment will increase significantly. In addition, the reason why ultrasonic waves are used is that the propagation time is slower than that of radio waves having a shorter wavelength, so that the resolution of position detection can be easily increased. However, since the wavelength is very long, it is easy to diffract and so on, and when applied to a wide range of work, there are often objects between the transmitter and the receiver, which causes the problem of position measurement error due to diffracted waves. .
Therefore, the work area is limited to a narrow range.

【0008】また、計算機端末の画面上のグラフィック
カーソルを操作する場合の入力装置としては、例えばマ
ウスがある。これは移動による相対位置の制御に用いる
入力装置であり、カーソルを操作するにあたっての自由
度が非常に高い。入力者がマウスを任意の方向に操作
し、マウスはその方向,移動量を検出して、有線で電気
的に結ばれた計算機本体へ情報を伝送する事により画面
上のグラフィックカーソルの制御を行う。マウスの移動
量検出手段としては、ボールの回転量を座標値に変換す
る機械式,光センサを用いた光学式,移動するときの摩
擦音から距離を検出する音響式等の各方式がある。いず
れの方法にしても、移動量を正しく検出するためにはパ
ッド等を備える平らな場所が必要となり、またこれによ
り作業範囲が非常に制限されるという大きな欠点があっ
た。そして、パッド上の作業となる事は2次元的な入力
のみに制限される事を意味しており、立体的な形状の入
力はコマンド処理等に頼らざるを得なかった。
Further, as an input device for operating the graphic cursor on the screen of the computer terminal, there is, for example, a mouse. This is an input device used to control the relative position by movement, and has a very high degree of freedom in operating the cursor. The input person operates the mouse in any direction, the mouse detects the direction and the amount of movement, and controls the graphic cursor on the screen by transmitting the information to the computer body electrically connected by wire. . As the mouse movement amount detecting means, there are various types such as a mechanical type for converting a rotation amount of a ball into coordinate values, an optical type using an optical sensor, and an acoustic type for detecting a distance from a friction sound when moving. Whichever method is used, there is a major drawback in that a flat area provided with a pad or the like is required to detect the movement amount correctly, and the work range is extremely limited by this. Further, the work on the pad means that the input is limited to two-dimensional input, and the input of the three-dimensional shape has no choice but to rely on command processing or the like.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来装置
では入力可能な領域が限定されるために、使用者が入力
場所まで移動しなければならず、そして2次元の平面的
な画像の入力に限定されてしまうという問題点があっ
た。そして、位置情報以外の情報が送れない等の問題点
があった。また、無線を用いて広い範囲を作業対象とし
た場合、入力装置と位置検出装置の間を人やその他の物
体により遮られる事が多々生ずる。超音波では位置検出
の分解能を上げる事は出来るが、波長が長い為に回折波
等による誤動作が生ずる。また、室内では反射波に誤動
作も重要な問題となる。
As described above, in the conventional device, since the inputtable area is limited, the user has to move to the input place, and the input of the two-dimensional planar image is required. There was a problem that it was limited to. Then, there is a problem that information other than the position information cannot be sent. In addition, when a wide range of work is targeted by wireless, it often happens that the input device and the position detection device are blocked by a person or other object. Although ultrasonic waves can improve the resolution of position detection, malfunctions due to diffracted waves and the like occur due to the long wavelength. Also, malfunctions due to reflected waves become an important issue indoors.

【0010】そこで、本発明はこの問題点を除去し、広
い範囲で複数の入力装置を用いての同時入力が可能な入
力装置を提供し、かつ3次元の立体的な描画作業を容易
に実現可能な入力装置を提供する。さらに、位置情報以
外の情報を同時に伝送する事が可能な装置を提供する事
を目的とする。
Therefore, the present invention eliminates this problem, provides an input device capable of simultaneous input using a plurality of input devices in a wide range, and easily realizes three-dimensional stereoscopic drawing work. Provide a possible input device. Another object is to provide a device capable of simultaneously transmitting information other than position information.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の構成は、位置入力操作に応答して位
置信号を発信する送信手段を有してなる位置入力部と、
前記位置信号を各々受信する複数の受信手段、その各々
の受信タイミングの時間的な遅延量の差から前記複数の
受信手段に対する前記位置入力部の相対位置を検出する
検出手段、及び予め定めた有効入力領域以外から到来す
る前記位置信号を除外し、除外されなかった前記有効入
力領域以内から到来する前記位置信号を前記検出手段に
入力させる信号選択手段を有してなる位置検出部と、を
備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first structure of the present invention comprises a position input section having a transmitting means for transmitting a position signal in response to a position input operation,
A plurality of receiving means for receiving each of the position signals, a detecting means for detecting a relative position of the position input section with respect to the plurality of receiving means from a difference in time delay between respective reception timings, and a predetermined effective A position detection unit that excludes the position signals that come from other than the input region, and that has a signal selection unit that inputs to the detection unit the position signals that come from within the not-excluded effective input region. It is characterized by that.

【0012】第2の構成は、前記位置検出部における前
記複数の送信手段の各々は、三次元方向に物理的に離れ
た位置に配設してなることを特徴とする。
A second configuration is characterized in that each of the plurality of transmitting means in the position detecting section is arranged at a position physically separated in the three-dimensional direction.

【0013】また、第1または第2の構成において、位
置検出部は送信手段より変調信号を送出し、受信手段に
復調機能を有する事を特徴とする。
Further, in the first or second configuration, the position detecting unit is characterized in that the transmitting unit transmits the modulated signal and the receiving unit has a demodulating function.

【0014】更に、第1または第2の構成において、複
数の送信手段がある場合、他の送信手段と同時に送信す
る事のないように、信号の送信間隔を制御する機能を有
する事を特徴とする。
Further, in the first or second configuration, when there is a plurality of transmitting means, it has a function of controlling a signal transmission interval so that the transmitting means does not transmit at the same time as the other transmitting means. To do.

【0015】また更に、第1または第2の構成におい
て、送信手段の信号送信間隔をその移動速度により制御
する機能を有する事を特徴とする。
Furthermore, the first or second structure is characterized in that it has a function of controlling the signal transmission interval of the transmitting means by its moving speed.

【0016】[0016]

【作用】本発明では入力装置から発信し、その電波を複
数の受信装置で受信することにより、各々の受信信号の
時間的な遅延量の差から入力装置の相対位置を検出する
事により構成されている。そのため、より波長の短い電
波を用いる事により広範囲においても回折波の影響を除
去でき、かつ信号検出時間を制限する事により反射波の
影響を除去できる。そして、受信手段を3次元的に配置
する事により立体的な描画入力を可能とする。
In the present invention, the relative position of the input device is detected from the difference between the time delays of the respective received signals by transmitting from the input device and receiving the radio waves by the plurality of receiving devices. ing. Therefore, the influence of the diffracted wave can be removed even in a wide range by using the radio wave having a shorter wavelength, and the influence of the reflected wave can be removed by limiting the signal detection time. By arranging the receiving means three-dimensionally, three-dimensional drawing input is possible.

【0017】さらに、複数の入力装置間で同期する事に
より送信信号の干渉を回避し、また受信信号の制御回路
に変調回路を付加する事により位置情報以外の情報の伝
送を可能とした位置検出装置により構成することができ
る。
Further, by synchronizing the plurality of input devices, the interference of the transmission signal can be avoided, and by adding the modulation circuit to the control circuit of the reception signal, the position detection which enables the transmission of information other than the position information can be performed. It can be configured by a device.

【0018】このような構成であれば、入力装置より無
線信号を発信し、その電波を周囲に配置した複数の受信
装置で受信する事により、各々の受信装置での受信時間
を検出して遅延量の差から入力装置の相対位置を検出す
る事により、位置検出装置と入力装置が近接する必要が
なくなる。そのため、広い範囲を作業領域とする事がで
き、非常に自由度の高い効率的作業を行える。この時、
回折波と反射波を除去できるため、誤動作を大幅に抑え
る事ができる。そして、小型な入力装置を実現できるた
め、操作性が非常に向上する。
With such a configuration, a radio signal is transmitted from the input device and the radio waves are received by a plurality of receiving devices arranged in the surroundings, so that the receiving time at each receiving device is detected and delayed. By detecting the relative position of the input device from the difference in quantity, it is not necessary for the position detection device and the input device to be close to each other. Therefore, a wide range can be set as a work area, and highly flexible and efficient work can be performed. This time,
Since diffracted waves and reflected waves can be removed, malfunctions can be greatly suppressed. Since a small input device can be realized, operability is greatly improved.

【0019】また、3次元成分を含む立体的な入力が可
能であり、物体入力のための非常に扱い易いマン−マシ
ンインタフェースをを実現できる。
Also, a three-dimensional input including a three-dimensional component is possible, and a very easy-to-use man-machine interface for inputting an object can be realized.

【0020】さらに、複数の入力装置間で同期する事に
より送信信号の干渉をなくす事ができ、複数の入力装置
による同時入力可能となる。また、受信装置の制御回路
に変調回路を付加する事により位置情報以外の情報、た
とえばマウスにおいてスイッチをクリックする等の情報
を伝送する事が可能となる。
Further, by synchronizing the plurality of input devices, it is possible to eliminate the interference of the transmission signal, and the plurality of input devices can simultaneously input. Further, by adding a modulation circuit to the control circuit of the receiving device, it becomes possible to transmit information other than position information, for example, information such as clicking a switch on a mouse.

【0021】[0021]

【実施例】図1は本発明の入力装置の第1実施例のブロ
ック図であり、10は位置を指示するペン,マウス,カ
ーソル等の位置入力装置を示し、11は受信信号より送
信点位置を検出する位置検出装置である。12は送信制
御回路、13は送信機、14は受信機、15は受信制御
回路、16は着信時間データ等を保持するバッファ、1
7は位置座標を求めたり信号の内容を認識する演算回
路、18はディスプレイ装置等の外部出力装置である。
次にこれを動作するには、入力機能を備えたペン等の位
置入力装置10から定期的に信号を送信し、これを位置
検出装置11に備えた異なる位置に配置された複数の受
信機により受信する。各々受信機では受信時間を検出し
バッファに蓄積する。この時、最初の受信信号の着信時
間からある時間までを着信信号の有効時間とし、それ以
降の信号は切り捨てる。この有効時間について図2,図
3に示す。図2,図3は卓上を作業対象領域とした場合
であり、図2は部屋の角に受信用アンテナを設置した場
合で図3は卓上(作業領域上)に受信用アンテナを設置
した場合である。各アンテナから作業領域上の最も近い
点までの距離をa,最も遠い点までの距離をbとしたと
き、aの最小値Dmi n ,bの最大値をDmax とする。最
初の信号を受信してから(Dmax −Dmin )/c(cは
信号の伝搬速度)までの時間に受信した信号を有効と
し、バッファに蓄積する。演算回路17ではこのデータ
より各受信機間の遅延量の差を求め、それと各送信機の
相対位置をもとに位置入力装置10の相対位置を計算
し、外部出力端子よりディジタルデータとして外部出力
装置18に出力する。受信時間制限による有効信号の判
別は演算回路17で行っても良い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of an input device of the present invention. 10 is a position input device such as a pen, mouse or cursor for indicating a position, and 11 is a transmission point position from a received signal. It is a position detecting device for detecting. 12 is a transmission control circuit, 13 is a transmitter, 14 is a receiver, 15 is a reception control circuit, 16 is a buffer for holding incoming time data, etc.
Reference numeral 7 is an arithmetic circuit for obtaining the position coordinates and recognizing the content of the signal, and 18 is an external output device such as a display device.
Next, in order to operate this, a signal is periodically transmitted from the position input device 10 such as a pen having an input function, and the signal is transmitted by a plurality of receivers arranged at different positions provided in the position detection device 11. To receive. Each receiver detects the reception time and stores it in the buffer. At this time, the valid time of the incoming signal is from the incoming time of the first received signal to a certain time, and the subsequent signals are truncated. This effective time is shown in FIGS. 2 and 3 show the case where the tabletop is the work target area, FIG. 2 shows the case where the reception antenna is installed at the corner of the room, and FIG. 3 shows the case where the reception antenna is installed on the tabletop (the work area). is there. When the distance from the antenna to the nearest point on the work area to a, the distance to the farthest point is b, the minimum value D mi n of a, the maximum value of b and D max. The received signal is validated during the time from the reception of the first signal to ( Dmax- Dmin ) / c (c is the propagation speed of the signal), and is stored in the buffer. The arithmetic circuit 17 obtains the difference in delay amount between the receivers from this data, calculates the relative position of the position input device 10 based on this and the relative position of the transmitters, and outputs it as digital data from the external output terminal to the external output. Output to the device 18. The valid signal may be discriminated by the arithmetic circuit 17 depending on the reception time limit.

【0022】図4はこれを動作したときのタイムチャー
トの一例であり、位置入力装置10から送信された電波
は位置検出装置11のアンテナ1,2,3に遅延をもっ
て、時刻T1,T2,T3に受信される。演算回路17
は各々の受信機の相対的な配置位置と遅延量の差より位
置入力装置10の相対位置座標を求める。このような構
造になっているから、その効果としては無線を用いて受
信装置からの相対位置を検出できるので、タブレット台
等の専用の位置検出台を必要としない。このため作業領
域を限定する事なく、広範囲での自由度の高い描画作業
を実現できる。受信装置の数を増やす事に信頼性を上げ
ることができる事は容易に分かる。そして、前述のよう
に広い範囲を作業対象領域とした場合は位置入力装置と
位置検出装置の受信装置の間が遮断される事が生じるこ
とがあり、この場合の信号は無効とされる。受信機の数
を増やす事により、無効信号に対する補償にもなり、装
置の信頼性を損なう事を妨げる。また、位置入力装置1
0は制御回路11と送信機12のみから構成できるもの
であり、ペン型の位置入力装置内に収まる程度に小型化
・軽量化が容易に行える。このため、位置入力装置を制
御回路と有線でつないでおく必要がなく、作業時の自由
度を大幅に向上する事ができる。
FIG. 4 is an example of a time chart when this is operated. The radio wave transmitted from the position input device 10 has a delay at the antennas 1, 2, 3 of the position detection device 11 and is delayed at times T1, T2, T3. To be received. Arithmetic circuit 17
Calculates the relative position coordinates of the position input device 10 from the difference between the relative arrangement position of each receiver and the delay amount. With such a structure, the effect is that the relative position from the receiving device can be detected wirelessly, and thus a dedicated position detection stand such as a tablet stand is not required. Therefore, it is possible to realize drawing work with a high degree of freedom in a wide range without limiting the work area. It is easy to see that reliability can be increased by increasing the number of receiving devices. When a wide range is set as the work target area as described above, the position input device and the reception device of the position detection device may be disconnected, and the signal in this case is invalidated. Increasing the number of receivers also compensates for invalid signals and prevents the reliability of the device from being impaired. In addition, the position input device 1
0 can be configured only by the control circuit 11 and the transmitter 12, and can be easily reduced in size and weight so that it can be accommodated in a pen-type position input device. Therefore, it is not necessary to connect the position input device to the control circuit in a wired manner, and the degree of freedom in working can be greatly improved.

【0023】図5は本発明の第2実施例のアンテナ配置
図であり、53はアンテナ装置である。アンテナ装置5
3のANT4を他のアンテナと鉛直方向に離れた位置に
配置する事により3次元方向も考慮した立体的な図形、
または物体の入力が可能となる。受信装置の数を増やす
事により信頼性や位置検出精度が上がる事は、前記実施
例と同様である。これは図2に示したようにアンテナ装
置53を壁面に取り付ける場合も、各アンテナ装置を設
置する高さを変える事により容易に同様の効果を得る事
ができる。これを説明したのが図6である。位置入力装
置10で入力対象物体70の表面をなぞる事によりその
物体の形状を出力装置に表示できる。このような構造に
なっているため、マウス等のように平面の相対移動量入
力に制限される事なく、3次元的なポインティングが容
易に実現できる。本実施例において、相対移動量検出に
しろ、基準点を決めての絶対移動量の検出にしろ、位置
検出装置11の処理に容易に切り換える事は可能であ
る。
FIG. 5 is an antenna arrangement view of the second embodiment of the present invention, and 53 is an antenna device. Antenna device 5
The ANT4 of 3 is placed in a position separated from other antennas in the vertical direction, so that a three-dimensional figure in which the three-dimensional direction is also taken into consideration,
Alternatively, an object can be input. The reliability and the position detection accuracy are increased by increasing the number of receiving devices, as in the above-described embodiment. Even when the antenna device 53 is mounted on the wall surface as shown in FIG. 2, the same effect can be easily obtained by changing the height at which each antenna device is installed. This is illustrated in FIG. By tracing the surface of the input target object 70 with the position input device 10, the shape of the object can be displayed on the output device. With such a structure, three-dimensional pointing can be easily realized without being limited to the relative movement amount input of a plane like a mouse. In the present embodiment, it is possible to easily switch to the processing of the position detecting device 11 whether the relative movement amount is detected or the absolute movement amount is detected by determining the reference point.

【0024】図7は本発明の第3実施例のブロック図で
あり、10A〜10Cは位置を指示するペン,マウス,
カーソル等の位置入力装置を示し、11は受信信号より
送信点位置を検出する位置検出装置である。12は制御
回路、13は送信機、14a〜14cは受信機、15は
受信部制御回路、16は着信時間データ等を保持するバ
ッファ、17は位置座標を求めたり信号の内容を認識す
る演算回路、18はディスプレイ装置等の外部出力装
置、19は変調回路である。
FIG. 7 is a block diagram of the third embodiment of the present invention, in which 10A to 10C are pens, mice,
A position input device such as a cursor is shown, and a position detection device 11 detects the position of the transmission point from the received signal. Reference numeral 12 is a control circuit, 13 is a transmitter, 14a to 14c are receivers, 15 is a receiver control circuit, 16 is a buffer for holding incoming time data and the like, 17 is an arithmetic circuit for obtaining position coordinates and recognizing the contents of signals. 18 is an external output device such as a display device, and 19 is a modulation circuit.

【0025】図8はこれを動作したときのタイムチャー
トの一例であり、位置入力装置10A〜10Cの送信タ
イミングと送信した電波の変調周波数を示し、14a〜
14cは位置検出装置11の各々のアンテナより受信さ
れる信号のタイミングを示したものである。位置入力装
置の使用者を三人とし、送信間隔t、非描画時の変調周
波数をf1、描画時の変調周波数f2、クリックスイッ
チのクリック時をf3、位置検出装置のアンテナ数を3
とする。次にこれを動作するには、使用前に複数の位置
入力装置10A〜10Cの同期をとっておく必要があ
る。入力機能を備えたペン等の位置入力装置40からは
常に一定間隔で信号が送信されており、これを位置検出
装置11の備えた異なる位置に配置された複数の受信機
により受信する。定常状態(描画を行っていない状態)
ではある変調周波数f1の電波を送信する。変調回路1
9では変調周波数を識別し随時演算回路17に伝える。
描画状態では変調周波数をf2に切り換えることによ
り、位置検出回路11では各々の受信機の受信時間を検
出しバッファに蓄積し、演算回路ではこのデータより各
受信機間の遅延量の差を求め、それと各送信機の相対位
置をもとに位置入力装置10の相対位置を計算し、外部
出力端子よりディジタルデータとして外部出力装置に出
力する。クリックボタンが押された場合には変調周波数
をf3に切り換える事により、位置検出装置の演算回路
17はクリック状態を認識し、クリック情報を外部出力
に伝える。このような構造になっているから、その効果
としては無線を用いて受信装置からの相対位置を検出で
きるので、タブレット台等の専用の位置検出台を必要と
しない。このため作業範囲が限定される事がなく、自由
度の高い描画作業を実現できる。また、同期を取り送信
時間を制御する事により複数で同時の描画ができ、かつ
認識することが可能となる。そして、クリックボタン等
の情報を伝える事が可能となり、より高度な描画・編集
等の作業に応用する事が可能となる。
FIG. 8 is an example of a time chart when this is operated, showing the transmission timing of the position input devices 10A to 10C and the modulation frequency of the transmitted electric wave, and 14a to
14c shows the timing of the signal received from each antenna of the position detecting device 11. The number of users of the position input device is three, and the transmission interval t, the modulation frequency at the time of non-drawing is f1, the modulation frequency at the time of drawing f2, the click frequency of the click switch is f3, and the number of antennas of the position detection device is three.
And Next, to operate this, it is necessary to synchronize a plurality of position input devices 10A to 10C before use. A position input device 40 such as a pen having an input function constantly transmits signals at regular intervals, and the signals are received by a plurality of receivers provided at different positions of the position detection device 11. Steady state (no drawing)
Then, a radio wave having a certain modulation frequency f1 is transmitted. Modulation circuit 1
At 9, the modulation frequency is identified and transmitted to the arithmetic circuit 17 at any time.
In the drawing state, by switching the modulation frequency to f2, the position detection circuit 11 detects the reception time of each receiver and stores it in the buffer, and the arithmetic circuit obtains the difference in delay amount between the receivers from this data, The relative position of the position input device 10 is calculated based on that and the relative position of each transmitter, and output from the external output terminal to the external output device as digital data. When the click button is pressed, by switching the modulation frequency to f3, the arithmetic circuit 17 of the position detecting device recognizes the click state and transmits the click information to the external output. With such a structure, the effect is that the relative position from the receiving device can be detected wirelessly, and thus a dedicated position detection stand such as a tablet stand is not required. For this reason, the work range is not limited, and the drawing work with a high degree of freedom can be realized. Also, by synchronizing and controlling the transmission time, it is possible to draw and recognize a plurality of images at the same time. Then, it becomes possible to transmit information such as a click button, which can be applied to more advanced drawing / editing work.

【0026】また、位置入力装置10と位置検出装置1
1で同期する事により、位置入力装置10と位置検出装
置11の間の距離の計算が非常に容易になるため、位置
検出装置11の演算回路17の動作を大幅に軽減でき
る。そして、この場合は最低2つの受信機13を配置す
る事により位置検出が可能となる。
Further, the position input device 10 and the position detection device 1
By synchronizing with 1, the calculation of the distance between the position input device 10 and the position detection device 11 becomes very easy, so that the operation of the arithmetic circuit 17 of the position detection device 11 can be significantly reduced. In this case, the position can be detected by arranging at least two receivers 13.

【0027】図9は本発明の第4実施例であって、位置
を指示するペン,マウス,カーソル等の位置入力装置で
あり、51は制御回路、52は送信機、53はアンテナ
装置、54は描画識別装置、55は任意数のクリックス
イッチである。次にこれを動作するには、描画状態にあ
るかどうかを識別する機構を持った装置54により描画
中かどうかを判定し、描画中のときのみ位置検出のため
の無線信号を定期的に発信する。この時、描画識別はペ
ン先に接触状態を感知する素子を用いたり、スイッチを
用いる等の方法がある。位置検出装置では制御回路によ
り複数のアンテナで受けた受信信号の着信時間をバッフ
ァに蓄積し、演算部で処理され座標データとして、外部
出力端子より出力される。このような構造になっている
ので、その効果としては不必要な発信動作をしないため
他の機器等への干渉等の影響の可能性を抑える事にな
る。また、不要な発信がない事により消費電力を抑える
事ができ、位置入力装置のバッテリーをセーブできる。
そして、位置検出装置の動作は定期的に発信されてくる
電波の着信時間をとらえ多少の演算を行うのみであり、
制御が非常に簡素化できる。
FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention, which is a position input device such as a pen, a mouse, and a cursor for indicating a position, 51 is a control circuit, 52 is a transmitter, 53 is an antenna device, and 54. Is a drawing identification device, and 55 is an arbitrary number of click switches. Next, in order to operate this, it is determined whether or not drawing is being performed by the device 54 having a mechanism for identifying whether or not it is in the drawing state, and a wireless signal for position detection is periodically transmitted only during the drawing. To do. At this time, for drawing identification, there are methods such as using an element that senses a contact state on the pen tip or using a switch. In the position detecting device, the control circuit stores the arrival times of the received signals received by the plurality of antennas in the buffer, and the coordinates are processed by the calculation unit and output as coordinate data from the external output terminal. With such a structure, the effect is that unnecessary transmission operation is not performed and the possibility of interference with other devices and the like is suppressed. Also, since there is no unnecessary transmission, power consumption can be suppressed and the battery of the position input device can be saved.
And, the operation of the position detection device only catches the arrival time of the radio waves that are periodically transmitted, and performs some calculation,
Control can be greatly simplified.

【0028】図10は本発明の第5実施例であって、位
置を指示するペン,マウス,カーソル等の位置入力装置
であり、60は描画状態認識装置である。次にこれを動
作するには、基本的には図9の実施例と同様であるが、
描画状態認識装置60により位置入力装置の動きを認識
し、位置の変化がないと認識した場合は2度以上続けて
同じ位置で発信する事のないものとする。また、描画中
の位置入力装置の移動速度が速い場合は最小送信間隔に
近い間隔で送信し、描画中の位置入力装置の移動速度が
遅い場合は送信間隔を長くするよう制御する。描画状態
認識については加速度センサ等の感応素子を用いて位置
入力装置そのものが識別する方法や、これを受信機とし
て位置識別装置から情報を通信する等の方法がある。受
信機を用いた場合、その他の情報も通信により得る事が
できるという利点がある。このような構造になっている
ため、その効果としては位置入力装置が速く移動する場
合を想定した最小送信間隔で、使用したときに比べ大幅
に送信を減らす事ができるため、消費電力を大幅に減ら
す事ができる。
FIG. 10 shows a fifth embodiment of the present invention, which is a position input device such as a pen, a mouse, and a cursor for indicating a position, and 60 is a drawing state recognition device. To operate this next, it is basically the same as the embodiment of FIG.
If the movement of the position input device is recognized by the drawing state recognition device 60 and it is recognized that there is no change in position, it is assumed that no transmission is made at the same position twice or more in succession. Further, when the movement speed of the position input device during drawing is high, transmission is performed at an interval close to the minimum transmission interval, and when the movement speed of the position input device during drawing is slow, the transmission interval is lengthened. Regarding the drawing state recognition, there are a method of identifying the position input device itself by using a sensitive element such as an acceleration sensor, and a method of communicating information from the position identification device using this as a receiver. When a receiver is used, there is an advantage that other information can be obtained by communication. With such a structure, the effect is that the position input device can minimize the transmission interval at the minimum transmission interval assuming the case where the position input device moves fast, so that the power consumption can be greatly reduced. Can be reduced.

【0029】図11は本発明の第6実施例であって、位
置入力装置の位置検出装置11に備えられた受信用アン
テナ装置である。部屋内において固定設置する場合は部
屋の各角にアンテナを配置する事により最も精度の良い
位置検出を行う事ができる。移動可能な位置入力装置の
場合は図10(a)(b)のように三角に配置する事に
より少ないアンテナ数で最も精度の良い位置検出を行う
事ができる。図10(c)に示すように数を増やした
り、アンテナ間隔を広げる事により位置検出精度は大幅
に向上する。このような形状にする事により位置検出精
度の位置的ばらつきを少なくし、周囲全体を入力可能領
域とする事ができる。
FIG. 11 shows a sixth embodiment of the present invention, which is a receiving antenna device provided in the position detecting device 11 of the position input device. When fixedly installed in the room, the most accurate position detection can be performed by arranging antennas at each corner of the room. In the case of a movable position input device, the most accurate position detection can be performed with a small number of antennas by arranging them in a triangular shape as shown in FIGS. As shown in FIG. 10C, the position detection accuracy is significantly improved by increasing the number or increasing the antenna interval. By adopting such a shape, it is possible to reduce the positional variation in the position detection accuracy and to set the entire periphery as an inputtable area.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、図1に示す如くの
位置入力装置と位置検出装置からなる入力装置を用いる
事により、広い範囲を作業の有効範囲とする事が容易で
あるため、場所に限定されない非常に自由度の高い作業
が可能となる。そして、作業中の回折波や反射波による
誤動作を減ずる効果を持つ。そして、立体的な画像また
は物体の入力が容易に実現できる。
As described above, by using the input device composed of the position input device and the position detection device as shown in FIG. 1, it is easy to set a wide range as the effective range of the work. It is possible to perform highly flexible work that is not limited to. And, it has an effect of reducing malfunction due to diffracted waves and reflected waves during work. Then, a stereoscopic image or object can be easily input.

【0031】さらに、一つの位置検出装置で、複数の位
置入力装置、つまり入力者の同時認識が可能であるた
め、効率よく同時作業を進める事ができ、つまりは低コ
ストの入力装置を提供できるという利点がある。また、
クリックスイッチ等の位置情報以外の情報の伝送ができ
る入力装置を実現できるという利点がある。
Further, since one position detecting device can simultaneously recognize a plurality of position input devices, that is, input persons, it is possible to efficiently carry out simultaneous work, that is, a low cost input device can be provided. There is an advantage. Also,
There is an advantage that an input device such as a click switch that can transmit information other than position information can be realized.

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

【図1】本発明の第1実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】部屋の角に受信用アンテナを設置した例を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example in which a receiving antenna is installed in a corner of a room.

【図3】卓上に受信用アンテナを設置した例を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing an example in which a receiving antenna is installed on a desk.

【図4】本発明の第1実施例のタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施例のアンテナ配置状態を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing an antenna arrangement state of a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施例の作用を説明するために用
いた図である。
FIG. 6 is a diagram used for explaining the operation of the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施例のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施例のタイムチャートである。FIG. 8 is a time chart of the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4実施例のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5実施例のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明のその他の実施例を説明するために用
いた斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view used to explain another embodiment of the present invention.

【図12】従来の入力装置の概略説明に用いた図であ
る。
FIG. 12 is a diagram used for a schematic description of a conventional input device.

【図13】従来の入力装置を示す機能ブロック図であ
る。
FIG. 13 is a functional block diagram showing a conventional input device.

【図14】従来の入力装置の構造を説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a structure of a conventional input device.

【図15】従来の入力装置の構造を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a structure of a conventional input device.

【図16】従来の入力装置の構造を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a structure of a conventional input device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 位置入力装置 11 位置検出装置 12,51 送信制御回路 13,52 送信機 14 受信機 15 受信制御回路 16,107 バッファ 17 演算回路 18 出力装置 19 変調回路 53 アンテナ装置 54 描画識別装置 55 クリックスイッチ 60 描画状態認識装置 70 入力対象物体 101 ホワイトボード等描画設備 102 描画専用ペン 103 ペン型スタイラス 104 タブレット台 105 走査レジスタ 106 制御部 108 主制御回路 109 量子化回路 111 X方向符号化電極 112 Y方向符号化電極 113 磁気遮蔽板 114 X励磁巻線 115 Y励磁巻線 116 励磁板 117 検知コイル 118 クロックパルス入力 119 ゲートコントロール信号入力 10 Position Input Device 11 Position Detection Device 12,51 Transmission Control Circuit 13,52 Transmitter 14 Receiver 15 Reception Control Circuit 16,107 Buffer 17 Arithmetic Circuit 18 Output Device 19 Modulation Circuit 53 Antenna Device 54 Drawing Identification Device 55 Click Switch 60 Drawing state recognition device 70 Input target object 101 Drawing equipment such as whiteboard 102 Drawing pen 103 Pen stylus 104 Tablet stand 105 Scan register 106 Control unit 108 Main control circuit 109 Quantization circuit 111 X direction encoding electrode 112 Y direction encoding Electrode 113 Magnetic shield plate 114 X excitation winding 115 Y excitation winding 116 Excitation plate 117 Detection coil 118 Clock pulse input 119 Gate control signal input

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 裕康 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 前田 忠彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyasu Uchida 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Tadahiko Maeda Komu-Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa 1 Incorporated Toshiba Research and Development Center

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 位置入力操作に応答して位置信号を発信
する送信手段を有してなる位置入力部と、 前記位置信号を各々受信する複数の受信手段、その各々
の受信タイミングの時間的な遅延量の差から前記複数の
受信手段に対する前記位置入力部の相対位置を検出する
検出手段、及び予め定めた有効入力領域以外から到来す
る前記位置信号を除外し、除外されなかった前記有効入
力領域以内から到来する前記位置信号を前記検出手段に
入力させる信号選択手段を有してなる位置検出部と、 を備えたことを特徴とする入力装置。
1. A position input section having a transmitting means for transmitting a position signal in response to a position input operation, a plurality of receiving means for receiving each of the position signals, and a timing of each reception timing thereof. Detecting means for detecting the relative position of the position input part with respect to the plurality of receiving means from the difference in delay amount, and excluding the position signal arriving from other than a predetermined effective input area, and the effective input area not excluded An input device, comprising: a position detection unit having a signal selection unit for inputting the position signal coming from within the detection unit.
【請求項2】 前記位置検出部における前記複数の送信
手段の各々は、三次元方向に物理的に離れた位置に配設
してなることを特徴とする請求項1記載の入力装置。
2. The input device according to claim 1, wherein each of the plurality of transmitting means in the position detecting section is arranged at a position physically separated in a three-dimensional direction.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002052829A1 (en) * 2000-12-26 2002-07-04 I-Com Systems Co., Ltd. Two-way communication apparatus and method for sending and receiving voice and graphic data simultaneously via a pstn line
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