JPH11327769A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH11327769A
JPH11327769A JP10126092A JP12609298A JPH11327769A JP H11327769 A JPH11327769 A JP H11327769A JP 10126092 A JP10126092 A JP 10126092A JP 12609298 A JP12609298 A JP 12609298A JP H11327769 A JPH11327769 A JP H11327769A
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JP
Japan
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light
flat plate
plate member
input device
coordinate input
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JP10126092A
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Japanese (ja)
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Michihisa Suga
通久 菅
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545Pens or stylus

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the device which can have high stability and reliability, and a fast detection speed and high detection precision and is simple in structure and low-priced by providing concave surfaces corresponding to photodetectors on the circumferential flank of a flat plate member. SOLUTION: The four corners 100a to 100d of the flat plate member 102 to which a fluorescent dye 101 is uniformly added are formed into the concave surfaces and the photodetectors 103a to 103d are arranged facing the concave surfaces. The photodetectors 103a to 103d are connected to a detecting circuit part 111. Consequently, only lights which travel to the respective photodetectors 103a to 103d as to lights which are transmitted in the flat plate member 102 and reach the concave surfaces of the four corners 100a to 100d are projected on the photodetectors 103a to 103d and other lights are refracted not to the photodetectors 103a to 103d when projected out of the concave surfaces. Consequently, only the light components which should be photodetected originally are photodetected, so the detection precision is increased. Further, light absorbing members 104a to 104d are arranged on the four sides of the flat plate member 102.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、平面上で指示した
点の位置座標を検出し、ポインティング情報として各種
情報機器に伝達する座標入力装置に関し、特に、透明平
板の平面に光ビームを投射したときに発生した前記平板
内部の伝播光の減衰量から座標を検出する光学的方法を
用いた座標入力装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device for detecting the position coordinates of a point designated on a plane and transmitting it to various information devices as pointing information, and more particularly, to projecting a light beam on a plane of a transparent flat plate. The present invention relates to a coordinate input device using an optical method for detecting coordinates from the amount of attenuation of the propagation light inside the flat plate that has sometimes occurred.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報機器の発展とともに、機器の操作を
表示装置の画面を指示して実施する方法が広く普及する
ようになった。それとともに、画面上の点を指示し、そ
の位置座標情報を伝達する、いわゆるポインティングデ
バイスと呼ばれる座標入力装置の重要性が高まり、これ
までに種々の方式が提案されている。代表的な商品形態
としてはマウスが最も良く知られている。また、最近で
はゲーム用としてジョイスティックが広く普及するよう
になった。
2. Description of the Related Art Along with the development of information devices, a method of operating a device by instructing a screen of a display device has been widely used. At the same time, the importance of a coordinate input device called a pointing device, which designates a point on a screen and transmits its position coordinate information, has been increasing, and various methods have been proposed. A mouse is the best known form of product. Recently, joysticks have been widely used for games.

【0003】マウスについては、参考文献としてのエレ
クトロニクス誌1997年11月号の75頁〜79頁に
記載されている解説によって現状を知ることができる。
マウスの大半は内部に内蔵したボールの回転を利用して
ロータリーエンコーダを作動させる、いわゆるボールマ
ウスである。ボールマウスは上記参考文献の77頁に記
載されているようにごみの付着によって回転が伝達され
にくくなって位置座標の検出不良を起こすため、定期的
なクリーニングをしなくてはならないという問題を抱え
ている。また、回転の伝達系におけるすべりによって位
置座標の検出精度を高くすることは困難である。
[0003] The current situation of the mouse can be known from the commentary described on pages 75 to 79 of the November 1997 issue of Electronics Magazine as a reference.
Most mice are so-called ball mice that operate a rotary encoder using the rotation of a ball incorporated therein. As described on page 77 of the above-mentioned reference, the ball mouse has a problem in that rotation is difficult to be transmitted due to the adhesion of dust and detection errors of position coordinates occur, so that periodic cleaning must be performed. ing. In addition, it is difficult to increase the position coordinate detection accuracy due to slippage in the rotation transmission system.

【0004】高い検出精度を実現するものとしては、マ
ウスパッドに印刷された直交するストライプパターンを
受光素子で読み取る光学式マウスがあるが、上記参考文
献の78頁に記載されているように、直交ストライプパ
ターンを良好なコントラストで読み取るための機器設計
や調整が容易でないこと、マウスパッド表面の汚れの影
響を受けやすいこと、ストライプパターンの線幅や受光
素子の受光窓の大きさを小さくすることに限界があり、
解像度を高くすることができない等の問題を有してい
る。
An optical mouse which realizes a high detection accuracy by reading an orthogonal stripe pattern printed on a mouse pad with a light receiving element is known. As described on page 78 of the above-mentioned reference, an orthogonal mouse is used. It is difficult to design and adjust the device to read the stripe pattern with good contrast, it is susceptible to dirt on the mouse pad surface, and the line width of the stripe pattern and the size of the light receiving window of the light receiving element are reduced. There are limitations,
There is a problem that the resolution cannot be increased.

【0005】ジョイスティックは、操作桿の任意方向の
回転を平面上の2方向の回転に分解し、それぞれの回転
角をロータリーエンコーダによって読み取る方式が主流
となっている。一例として、特開平9−134646号
公報の図1にはジョイスティック装置の概略的分解斜視
図が示されている。同図において操作部材(図中46
0)は、一体に設けられた球状部(同463)を貫通孔
(同492A)にはめ込み、この部分を傾動操作の支点
としている。操作部材の鍔部(同462)と、前記鍔部
と前記球状部の間とを、それぞれ第1の連動部材(同4
20)に設けられた溝部(同421A)、および第2の
連動部材(同430)に設けられた溝部(同431A)
にはめ込み、前記操作部材の傾動動作を前記二つの連動
部材による互いに直交した回転動作に分解する。分解さ
れた二つの回転動作は、それぞれ第1および第2の円板
(同440および450)と第1および第2のセンサ
(同470および480)から成る二つのロータリーエ
ンコーダに伝えられ、前記操作部材の傾動の状態に対応
した座標情報を得ることが出来る。
[0005] The mainstream of the joystick is a system in which the rotation of the operation rod in an arbitrary direction is divided into two directions on a plane, and the respective rotation angles are read by a rotary encoder. As an example, FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-134646 shows a schematic exploded perspective view of a joystick device. In the figure, the operation members (46 in the figure)
No. 0) fits the spherical portion (463) provided integrally with the through hole (492A), and uses this portion as a fulcrum of the tilting operation. A first interlocking member (the same as in the fourth embodiment) is provided between the flange (462) of the operation member and the space between the flange and the spherical portion.
20) and a groove (431A) provided in the second interlocking member (430).
Then, the tilting operation of the operating member is broken down into rotational operations orthogonal to each other by the two interlocking members. The disassembled two rotation operations are transmitted to two rotary encoders each consisting of a first and a second disk (440 and 450) and a first and a second sensor (470 and 480), respectively. It is possible to obtain coordinate information corresponding to the tilting state of the member.

【0006】上記の先願例に代表されるように、ジョイ
スティック装置は、操作部材の傾動動作を、機械要素を
通して二つの回転要素に分解している。このため、構造
が複雑となることから、低価格化が困難、座標検出精度
を高くすることができない、機械要素の磨耗や破損が生
じやすく長期信頼性に欠ける、等の問題があった。ま
た、ロータリーエンコーダはディジタル化された信号を
扱うため、一般に少ない回転数において高い解像度を得
ることは難しく、座標検出の分解能を高めることが困難
であった。
As typified by the above-mentioned prior application, the joystick device separates the tilting operation of the operating member into two rotating elements through a mechanical element. For this reason, the structure becomes complicated, so that there are problems that it is difficult to reduce the cost, that the coordinate detection accuracy cannot be increased, that the mechanical elements are easily worn or damaged, and that long-term reliability is lacking. In addition, since the rotary encoder handles digitized signals, it is generally difficult to obtain high resolution at a small number of rotations, and it is difficult to increase the resolution of coordinate detection.

【0007】機械要素を少なくし、アナログ信号検出に
より分解能を高めたジョイスティックが、特開昭61−
27605号公報の第2図に示されている。同図におい
て、レバー(図中17)は支点(同20)で傾動自在に
支えられ、前記支点を中心とする球面板(同14)と連
結材(同18)を介して連結されている。前記球面板の
内外両面は反射面となっており、その反射率は一定方向
に添って一定率で変わり、内外各面の反射率の変化方向
は互いに直交するように構成されている。前記球面板の
内部および外部に、それぞれ反射面に対向して光を照射
するための光源(同10)と反射光を検出するための光
電素子(同12)が固定配置されている。前記レバーを
傾動すると前記球面板も一体となって傾動する。そのと
き、内外両面における反射率がそれぞれ変化するのを反
射光強度の変化として前記二つの光電素子で検出するこ
とにより、座標信号を得ることができる。
A joystick in which the mechanical elements are reduced and the resolution is increased by analog signal detection is disclosed in
This is shown in FIG. 2 of 27605. In the figure, a lever (17 in the figure) is supported by a fulcrum (20) so as to be tiltable, and is connected to a spherical plate (14) around the fulcrum via a connecting member (18). Both the inner and outer surfaces of the spherical plate are reflection surfaces, and the reflectance changes at a constant rate along a certain direction, and the directions of change of the reflectance of the inner and outer surfaces are orthogonal to each other. A light source (10) for irradiating light and a photoelectric element (12) for detecting reflected light are fixedly arranged inside and outside the spherical plate, respectively, facing the reflection surface. When the lever is tilted, the spherical plate also tilts integrally. At this time, a coordinate signal can be obtained by detecting a change in the reflectance on both the inner and outer surfaces as a change in the reflected light intensity with the two photoelectric elements.

【0008】上記の従来例では、前記球面板における球
面形状を精密に形成する必要があり、そのために低価格
化は容易でないという問題があった。さらに、この球面
上に反射率が一定率で変化する反射面を形成することは
なお一層の困難を伴った。このため、方式的にはアナロ
グ信号検出が可能であるにも関わらず、実用的に座標検
出精度を高めることは困難であった。
In the above conventional example, it is necessary to precisely form the spherical shape of the spherical plate, so that there is a problem that it is not easy to reduce the cost. Further, it has been even more difficult to form a reflecting surface on which the reflectivity changes at a constant rate. For this reason, it has been difficult to practically increase the coordinate detection accuracy despite the fact that analog signals can be detected in a system.

【0009】より簡単な機構で、より高精度の位置検出
の実現を目指したジョイスティックが、特開昭61−3
2131号公報の第1図および第2図に示されている。
このジョイスティックは、ケーシング(図中1)の上部
中央にボール(同2)を介して回転自在に支承されたレ
バー(同3)と、前記レバーの先端に設けたLED等の
光源(同5)と、前記ケーシングの底面上部に配設した
二次元半導体位置検出器(同6)とから構成されてい
る。前記二次元半導体位置検出器は、基板上に透明導電
膜、p型アモルファスシリコン層、i型アモルファスシ
リコン層、n型アモルファスシリコン層、透明導電層を
順次積層した構成をもつ。前記二次元半導体位置検出器
はx方向電極(同6a、6b)とy方向電極(同6c、
6d)とを有し、前記光源から光ビームが入射される
と、3層構造の前記アモルファスシリコン層が導通状態
になり、前記x方向およびy方向電極に流れ込む電流値
を計測することにより、光ビーム入射位置の座標を検出
することができる。
A joystick aiming at realizing higher-precision position detection with a simpler mechanism is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-3 / 1986.
FIG. 1 and FIG. 2 of Japanese Patent Publication No. 2131.
This joystick comprises a lever (3) rotatably supported via a ball (2) in the upper center of a casing (1 in the figure), and a light source (5) mounted on the tip of the lever. And a two-dimensional semiconductor position detector (No. 6) disposed above the bottom surface of the casing. The two-dimensional semiconductor position detector has a configuration in which a transparent conductive film, a p-type amorphous silicon layer, an i-type amorphous silicon layer, an n-type amorphous silicon layer, and a transparent conductive layer are sequentially stacked on a substrate. The two-dimensional semiconductor position detector comprises an x-direction electrode (6a, 6b) and a y-direction electrode (6c, 6c).
6d), when a light beam is incident from the light source, the amorphous silicon layer having a three-layer structure is brought into a conductive state, and by measuring current values flowing into the x-direction and y-direction electrodes, The coordinates of the beam incident position can be detected.

【0010】上記の従来例は、光ビーム入射を検出する
二次元半導体位置検出器が薄膜を多層に積層しただけの
単純な構造を有しており、操作レバーの取り付け機構も
簡単であるため、その実用性は高いものと考えられる。
しかし、レバー操作で動かされる光ビームを受けるため
に、前記二次元半導体位置検出器の面積を大きくとる必
要があり、この大きな面積において検出特性のばらつき
を抑え、均一化を図ることは容易でない。製膜プロセス
技術開発における多くのノウハウの蓄積が不可欠であ
り、また、それは低コスト化を目指した技術開発でなけ
ればならず、さらに、開発、生産のための設備投資も大
きなものとなることから、誰もが容易に取り組めるもの
でないことは明らかである。
In the above conventional example, the two-dimensional semiconductor position detector for detecting the incidence of the light beam has a simple structure in which thin films are stacked in multiple layers, and the mechanism for attaching the operation lever is simple. Its practicality is considered high.
However, in order to receive the light beam moved by the lever operation, it is necessary to increase the area of the two-dimensional semiconductor position detector, and it is not easy to suppress the variation of the detection characteristics and to achieve the uniformity in this large area. Accumulation of a great deal of know-how in film forming process technology development is indispensable, and it must be technology development aiming at cost reduction, and capital investment for development and production will also be large. Clearly, not everyone can easily do it.

【0011】市販のCCD(Charge Coupled Device)
イメージセンサを用いて誰でも容易に構成できるジョイ
スティックが、特開昭61−276014号公報の第1
図に示されている。同図において、暗箱構造のジョイス
ティック本体部(図中10)に、レバー(同11)、レ
ンズ(同13)、二次元CCDセンサ(同14)が設置
されており、また、光源(同12)が前記レバーの動き
に連動して動くように取り付けられている。前記光源か
らの光は前記レンズで集光され前記二次元CCDセンサ
上に光スポットとして照射される。前記レバーの動きに
連動して前記光スポットが前記二次元CCDセンサ上を
移動する。前記二次元CCDセンサは、制御信号により
X、Y方向にスキャンされ、その結果出力される電圧信
号のレベル検出により、前記光スポットの位置を示す
X、Y座標信号を出力する。
Commercially available CCD (Charge Coupled Device)
A joystick that can be easily constructed by anyone using an image sensor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-276014.
It is shown in the figure. In the figure, a lever (11), a lens (13), a two-dimensional CCD sensor (14) are installed on a joystick body (10 in the figure) having a dark box structure, and a light source (12). Are mounted so as to move in conjunction with the movement of the lever. Light from the light source is condensed by the lens and radiated as a light spot on the two-dimensional CCD sensor. The light spot moves on the two-dimensional CCD sensor in conjunction with the movement of the lever. The two-dimensional CCD sensor is scanned in the X and Y directions by a control signal, and outputs an X and Y coordinate signal indicating the position of the light spot by detecting the level of a voltage signal output as a result.

【0012】上記の従来例における問題は、前記レバー
の傾動角を大きくすると、前記光源と前記二次元CCD
センサ面との距離が大きくなり、前記固定されたレンズ
による光の集光位置がずれ、前記二次元CCDセンサ面
上の光スポットが広がるということである。このこと
と、一般に二次元CCDセンサの面積が大きくないこと
とが相俟って、この従来例では、前記レバーの傾動角は
小さい範囲に制限され、人の手による操作感覚と相容れ
ないことから使いにくく、その結果として制御精度を高
くすることが困難である。
A problem in the above conventional example is that when the tilt angle of the lever is increased, the light source and the two-dimensional CCD
This means that the distance from the sensor surface increases, the light condensing position of the fixed lens shifts, and the light spot on the two-dimensional CCD sensor surface spreads. In combination with this fact and the fact that the area of the two-dimensional CCD sensor is generally not large, in this conventional example, the tilt angle of the lever is limited to a small range, and it is incompatible with the operation feeling by human hands. As a result, it is difficult to increase the control accuracy.

【0013】さらに、本従来例における他の問題は、前
記二次元CCDセンサをX方向とY方向のスキャンを行
って完了させないと、前記光スポットの位置座標の出力
ができないことである。このことは、通常はX、Y両方
向のスキャンは毎秒60回の割合で行われるため、ライ
トペンの座標検出速度も毎秒60点以上には出来ないこ
とを示している。すなわち、ライトペンを素早く動かし
たときは飛び飛びの座標位置しか検出できないという問
題があった。
Another problem in the conventional example is that the position coordinates of the light spot cannot be output unless the two-dimensional CCD sensor is scanned and completed in the X and Y directions. This indicates that since the scanning in both the X and Y directions is normally performed at a rate of 60 times per second, the coordinate detection speed of the light pen cannot be more than 60 points per second. That is, when the light pen is moved quickly, there is a problem that only discrete coordinate positions can be detected.

【0014】特開昭58−10275号公報の第1図に
は、構成が簡単であり、また透明なことから種々の表示
装置に重ね合わせて使用できる図形入力装置が示されて
いる。同図において、この図形入力装置は、光を吸収し
て蛍光を発する蛍光体を含有し、その上下面を低屈折率
層で被覆した構造となっている平板(入力板)(図中
1)に、前記平板(入力板)の吸収波長と一致する波長
の光の細径ビームを入射するライトペン(同2)から光
を入射し、前記平板(入力板)の周囲に伝播した光強度
を受光素子(同3a,3b,3c,3d)で検出し、そ
の出力電気信号から前記ライトペンの位置座標を出力す
る。
FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-10275 shows a graphic input device which has a simple structure and is transparent and can be used by being superimposed on various display devices. In this figure, the figure input device includes a flat plate (input plate) having a structure that contains a phosphor that absorbs light and emits fluorescence and has upper and lower surfaces covered with low refractive index layers (1 in the drawing). Light from a light pen (No. 2) that receives a small-diameter beam of light having a wavelength that matches the absorption wavelength of the flat plate (input plate), and the light intensity propagated around the flat plate (input plate) It is detected by the light receiving elements (3a, 3b, 3c, 3d) and the position coordinates of the light pen are output from the output electric signal.

【0015】上記の図形入力装置の問題は、これを室内
において使用した場合、天井灯等からの外光が前記平板
(入力板)に入力され、前記平板(入力板)に含まれる
蛍光体を励起して発光させることである。前記平板(入
力板)内でほぼ一様に発光した光は前記平板(入力板)
の周囲に伝播して集められるため、たとえ前記外光が弱
い環境下で使用しても、前記平板(入力板)の周囲に集
められた光は強度が強いものとなる。その結果、前記平
板(入力板)の周囲においては、前記ライトペンからの
光が前記外光による光に埋もれてしまい、前記ライトペ
ンの位置座標の出力が困難になる。
A problem with the above-described graphic input device is that, when the graphic input device is used indoors, external light from a ceiling light or the like is input to the flat plate (input plate), and the phosphor contained in the flat plate (input plate) is removed. Exciting and emitting light. Light emitted almost uniformly in the flat plate (input plate) is the flat plate (input plate).
Therefore, even if the external light is used in an environment where the outside light is weak, the light collected around the flat plate (input plate) has a high intensity. As a result, around the flat plate (input plate), the light from the light pen is buried in the light from the external light, and it becomes difficult to output the position coordinates of the light pen.

【0016】上記の図形入力装置の他の問題は、前記受
光素子に伝播する光は、前記ライトペンからの光入射部
から直接伝播するものの他に、前記平板(入力板)の周
囲で反射した光も含むことである。その結果、ライトペ
ンの精密な座標位置を出力することが困難である。
Another problem with the above-described graphic input device is that the light propagating to the light receiving element is reflected around the flat plate (input plate) in addition to the light propagating directly from the light incident portion from the light pen. It also includes light. As a result, it is difficult to output a precise coordinate position of the light pen.

【0017】特開平4−127313号公報には、蛍光
物質を含むX−Yマトリックス光導波路を設けた入力パ
ネルに、発光素子を組み込んだ発光ライトペンによって
光を照射することにより、前記光導波路内部で励起発光
した光がそのまま光導波路内部を伝播し、この伝播光を
光出射端に配置された受光素子で受光し発光ライトペン
により光が照射された位置座標を検出する光学式座標入
力装置が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-127313 discloses that an input panel provided with an XY matrix optical waveguide containing a fluorescent substance is irradiated with light by a light-emitting light pen incorporating a light-emitting element, so that the inside of the optical waveguide is exposed. The optical coordinate input device detects the position coordinates of the light emitted by the light emitting pen while the light emitted by the excitation light is directly propagated inside the optical waveguide, and the propagated light is received by the light receiving element arranged at the light emitting end. It has been disclosed.

【0018】上記の従来例において、光導波路によるX
−Yマトリックス構造を持った入力パネルは、精密な加
工技術を要し、現状では非常に高価である。また、光導
波路の1本1本に対応した受光素子を有する受光素子列
を構成する必要があり、素子特性を揃えることが容易で
ないことや、受光素子列の低価格化が困難である等の課
題を有している。さらに、個々の光導波路と受光素子と
の精密位置合わせを実現する精密組立技術を必要とする
ことから、量産性に乏しいことや、装置価格が高くなる
という問題があった。
In the conventional example described above, the X
An input panel having a -Y matrix structure requires precise processing technology and is very expensive at present. Further, it is necessary to form a light receiving element array having light receiving elements corresponding to each of the optical waveguides, and it is difficult to make the element characteristics uniform and it is difficult to reduce the cost of the light receiving element array. Has issues. Furthermore, since a precise assembly technique for realizing precise alignment between each optical waveguide and the light receiving element is required, there are problems that mass productivity is poor and that the price of the device is high.

【0019】特開昭61−125640号公報には、表
示画面の相隣り合う2つの角に配設された光を透過しな
い材質の平板に設けたスリットと、可視光以外の光を放
射状に射出するライトペンと、ライトペンの発する光の
内で各スリットを透過した光を受光するように前記スリ
ットを中心にして弧状に配置された受光センサ群とから
成る入力装置が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-125640 discloses a slit provided in a flat plate made of a material that does not transmit light and disposed at two adjacent corners of a display screen, and radially emits light other than visible light. There is disclosed an input device including a light pen that emits light, and a light receiving sensor group arranged in an arc around the slit so as to receive light transmitted through each slit among the light emitted by the light pen.

【0020】上記の従来例では、受光センサ群を構成す
るために多数の受光センサが必要なこと、これら多数の
受光センサを弧状に精密に配置しなければならないこと
等から、受光センサの微小化および微小化された受光セ
ンサを弧状に配置するための精密組立等の困難な課題を
抱えている。
In the above-mentioned conventional example, since a large number of light receiving sensors are required to form a light receiving sensor group, and these large number of light receiving sensors must be precisely arranged in an arc shape, etc. In addition, there are difficult problems such as precision assembly for disposing the miniaturized light receiving sensor in an arc shape.

【0021】その他、光学式座標入力装置に関わる従来
例として、駆動電源周波数選択手段を有するライトペン
を用いた方向指定装置が特開昭61−282912号公
報に開示されている。また、ライトペンの発光を交流的
に行わせることによって、外光の影響を除去した光点位
置検出装置が特開昭63−155320号公報に開示さ
れている。
In addition, as a conventional example relating to an optical coordinate input device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-282912 discloses a direction specifying device using a light pen having a drive power source frequency selecting means. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-155320 discloses a light spot position detecting device in which the light pen is caused to emit light in an alternating manner to eliminate the influence of external light.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
各従来技術においては、高い安定性と信頼性および高い
検出速度と検出精度を実現し、なおかつ構造が簡単で低
価格であるという全ての条件を満足する座標入力装置は
知られていない。
As described above,
In each prior art, there is no known coordinate input device that achieves high stability and reliability, high detection speed and detection accuracy, and satisfies all the conditions of simple structure and low cost.

【0023】具体的に述べると、現在広く使用されてい
るボールマウスは摩擦による伝達系を使用しているため
位置座標の検出精度が低く、また回転部分の定期的なク
リーニングを行わないと位置座標の検出不良を起こすと
いう問題がある。
More specifically, the ball mouse, which is widely used at present, uses a transmission system based on friction, so that the accuracy of detecting the position coordinates is low, and the position coordinates must be periodically cleaned unless the rotating part is periodically cleaned. There is a problem that detection failure occurs.

【0024】光学式マウスは検知部の高感度化が必要で
あるため、機器設計や調整が容易でなく、またマウスパ
ッド表面の汚れの影響を受けるため、安定性や信頼性に
欠けるという問題がある。さらに、座標検出の解像度を
高めることが困難であるという問題がある。
The optical mouse requires high sensitivity of the detecting part, so that it is not easy to design and adjust the device, and it is affected by dirt on the surface of the mouse pad, so that it lacks stability and reliability. is there. Further, there is a problem that it is difficult to increase the resolution of coordinate detection.

【0025】各種ジョイスティックの中で広く普及して
いるロータリーエンコーダ式は機械要素を多用している
ため、構造が複雑であり、低価格化、高検出精度化、高
信頼化が困難であるという問題がある。さらに、座標検
出の分解能を高めることも困難である。
The rotary encoder type, which is widely used among various joysticks, uses a lot of mechanical elements, so that the structure is complicated, and it is difficult to reduce the cost, improve the detection accuracy, and increase the reliability. There is. Further, it is difficult to increase the resolution of coordinate detection.

【0026】反射率が一定方向に添って一定率で変わる
反射面を球状の凹面および凸面に形成したものを用いる
光学式ジョイスティックでは、反射面の形成の精度を高
くすることが困難であり、検出精度が高くできないとい
う問題がある。
In the case of an optical joystick using a spherical concave and convex reflecting surface whose reflectance changes at a constant rate along a certain direction, it is difficult to increase the accuracy of the formation of the reflecting surface. There is a problem that accuracy cannot be increased.

【0027】上下の透明導電膜の間に3種類の半導体薄
膜を積層して形成された二次元半導体位置検出器を用い
る光学式ジョイスティックは、二次元半導体位置検出器
がまだ市販される段階になく、これを開発するためには
多大な投資と時間を要するという問題がある。
An optical joystick using a two-dimensional semiconductor position detector formed by laminating three types of semiconductor thin films between upper and lower transparent conductive films has not yet reached the stage where the two-dimensional semiconductor position detector is commercially available. However, there is a problem that it takes a lot of investment and time to develop this.

【0028】市販の二次元CCDセンサを用いた光学式
ジョイスティックは、操作レバーの傾動角が小さい範囲
に限定され人の操作感覚と相容れないことから使いにく
く、制御精度を高くすることが困難である。また、X、
Y両方向のスキャン速度による制限から、座標検出速度
が高くできないという問題がある。
An optical joystick using a commercially available two-dimensional CCD sensor is difficult to use because the tilt angle of the operation lever is limited to a small range and is incompatible with human operation sensation, and it is difficult to increase control accuracy. Also, X,
There is a problem that the coordinate detection speed cannot be increased due to the limitation by the scanning speed in both Y directions.

【0029】蛍光体を含有する平板(入力板)にライト
ペンで光を入力し、前記平板(入力板)の周辺に配置し
た受光素子で光強度を検出して座標信号を出力する図形
入力装置では、天井灯などによる外光の影響を受けるた
め、ライトペンの位置座標の検出が困難であるという問
題がある。また、平板(入力板)の周辺部からの反射光
の影響によって、ライトペンの精密な座標位置の検出が
困難であるという問題がある。
A graphic input device for inputting light with a light pen to a flat plate (input plate) containing a phosphor, detecting light intensity with a light receiving element arranged around the flat plate (input plate), and outputting a coordinate signal. In this case, there is a problem that it is difficult to detect the position coordinates of the light pen because the light pen is affected by external light such as a ceiling light. Further, there is a problem that it is difficult to accurately detect the coordinate position of the light pen due to the influence of light reflected from a peripheral portion of the flat plate (input plate).

【0030】X−Yマトリックス光導波路で入力パネル
を構成した光学式座標入力装置では、受光素子列の特性
均一化や低価格化、入力パネルの低価格化、装置の量産
性向上や低価格化がいずれも困難であるという問題があ
る。
In the optical coordinate input device in which the input panel is constituted by the XY matrix optical waveguide, the characteristics of the light receiving element array are made uniform and the price is reduced, the input panel is reduced in cost, the mass productivity of the device is improved, and the price is reduced. However, there is a problem that both are difficult.

【0031】相隣り合う2つの角に配設されたスリット
を通過する光の角度から座標位置を求める入力装置で
は、多数のセンサを精密に弧状に配置するための技術的
および経済的な課題を抱えている。
In an input device for obtaining a coordinate position from an angle of light passing through slits provided at two adjacent corners, there is a technical and economical problem of precisely arranging a large number of sensors in an arc shape. I have.

【0032】本発明の目的は、上述した各従来技術が有
する諸問題を解決し、実用性の高い座標入力装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior arts and to provide a highly practical coordinate input device.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】本発明の座標入力装置
は、光の入射により発光し、該発光により内部伝搬光が
発生する平板部材と、前記平板部材の上面にスポット光
を入射するための集光光学手段、発光手段および電源手
段とを具備する光源部と、前記平板部材の周囲の側面に
配置された複数の受光器と、前記受光器の出力信号を受
けて前記平板部材における前記スポット光の位置座標に
関わる信号を出力する検出回路部とから構成され、前記
複数の受光器のそれぞれに対応して平板部材の周囲の側
面に設けられた複数の凹面を有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a coordinate input device which emits light by the incidence of light and generates a propagating light by the emission of light, and a spot light incident on an upper surface of the flat member. A light source unit including a condensing optical unit, a light emitting unit, and a power supply unit; a plurality of light receivers disposed on a side surface around the flat plate member; and the spot on the flat plate member receiving an output signal of the light receiver. A detection circuit for outputting a signal relating to the position coordinates of light; and a plurality of concave surfaces provided on side surfaces around the flat plate member corresponding to each of the plurality of light receivers.

【0034】本発明の他の形態による座標入力装置は、
光の入射により発光し、該発光により内部伝搬光が発生
する平板部材と、前記平板部材の上面にスポット光を入
射するための集光光学手段、発光手段および電源手段と
を具備する光源部と、前記平板部材の周囲の側面に配置
された複数の受光器と、前記受光器の出力信号を受けて
前記平板部材における前記スポット光の位置座標に関わ
る信号を出力する検出回路部とから構成され、前記平板
部材の周囲の前記凹面が形成された部分を除く側面に密
着配置された光吸収部材を有することを特徴とする。
A coordinate input device according to another aspect of the present invention comprises:
A flat plate member that emits light upon incidence of light and generates internally propagated light by the light emission; and a light source unit including a condensing optical unit, a light emitting unit, and a power supply unit for causing a spot light to be incident on an upper surface of the flat plate member. A plurality of light receivers arranged on a side surface around the flat plate member, and a detection circuit unit that receives an output signal of the light receiver and outputs a signal related to a position coordinate of the spot light on the flat plate member. And a light absorbing member disposed in close contact with a side surface of the flat plate member except for a portion where the concave surface is formed.

【0035】本発明のさらに他の形態による座標入力装
置は、光の入射により発光し、該発光により内部伝搬光
が発生する平板部材と、前記平板部材の上面にスポット
光を入射するための集光光学手段、発光手段および電源
手段とを具備する光源部と、前記平板部材の周囲の側面
に配置された複数の受光器と、前記受光器の出力信号を
受けて前記平板部材における前記スポット光の位置座標
に関わる信号を出力する検出回路部とから構成され、前
記複数の受光器のそれぞれに対応して平板部材の周囲の
側面に設けられた複数の凹面と、前記平板部材の周囲の
前記凹面が形成された部分を除く側面に密着配置された
光吸収部材と、を有することを特徴とする。
According to still another aspect of the present invention, there is provided a coordinate input device comprising: a flat plate member which emits light upon incidence of light and generates internally propagating light by the light emission; and a collecting member for making a spot light incident on the upper surface of the flat plate member. A light source unit including an optical optical unit, a light emitting unit, and a power supply unit; a plurality of light receivers disposed on a side surface around the flat plate member; and the spot light on the flat plate member receiving an output signal of the light receiver. A plurality of concave surfaces provided on the side surface around the flat plate member corresponding to each of the plurality of light receivers, and a plurality of concave surfaces provided around the flat plate member. A light-absorbing member that is disposed in close contact with the side surface except for the portion where the concave surface is formed.

【0036】この場合、前記凹面が円筒面若しくは球面
に抉れた形状であることとしてもよい。
[0036] In this case, the concave surface may have a hollow cylindrical or spherical shape.

【0037】さらに、前記光吸収部材が前記平板部材と
同一か若しくはそれより大きな屈折率を有する光学部材
と、前記光学部材に含有された光吸収媒体とからなるこ
ととしてもよい。
Further, the light absorbing member may include an optical member having a refractive index equal to or greater than that of the flat plate member, and a light absorbing medium contained in the optical member.

【0038】上記のいずれの場合においても、前記光源
部が任意に移動可能であることとしてもよい。
In any of the above cases, the light source section may be arbitrarily movable.

【0039】また、前記光源部が前記平板部材の上面の
略中心を通って上方に延びる垂線上の固定点を中心とし
て回転自在に構成された手動操作桿の内部に設けられ、
前記平板部材は前記手動操作桿とともに外部光を遮断す
る筐体内に配置され、該手動操作桿は前記スポット光が
前記固定点を通って前記手動操作桿と略同一の傾斜角を
持った直線上に形成されるように配置されるとしてもよ
い。
The light source unit is provided inside a manual operation rod rotatable around a fixed point on a vertical line extending upward substantially through the center of the upper surface of the flat plate member,
The flat plate member is disposed in a housing that blocks external light together with the manual operation rod, and the manual operation rod is formed such that the spot light passes through the fixed point and has a straight line having substantially the same inclination angle as the manual operation rod. It may be arranged so that it is formed in.

【0040】さらに、前記平板部材の上面に前記平板部
材より小さい屈折率を有する透明保護層が積層され、前
記光源部が前記平板部材の上面の前記透明保護層上を手
動操作で移動するマウスの内部に設けられて、前記マウ
スの底部より光を射出し、前記平板部材の上面に前記ス
ポット光を入射するように配置されることとしてもよ
い。
Further, a transparent protective layer having a smaller refractive index than the flat plate member is laminated on the upper surface of the flat plate member, and the light source unit is manually moved on the transparent protective layer on the upper surface of the flat plate member. The spot light may be provided inside the mouse so as to emit light from the bottom of the mouse and to enter the spot light on the upper surface of the flat plate member.

【0041】(作用)上記のように構成された本発明に
よる座標入力装置においては、蛍光染料を含有する平板
部材の周囲の凹面が形成された部分に受光器を配置して
いる。凹面に達した光のうち、各受光器に向かうものの
みが各受光器に向けて出射され、それ以外の光は凹面か
ら外部に出射される際に各受光器以外に向かって屈折さ
れる。その結果、本来受光すべき光成分のみが受光され
ることとなり、検出精度を高めることが可能になる。
(Operation) In the coordinate input device according to the present invention configured as described above, the photodetector is arranged at the portion where the concave surface is formed around the flat member containing the fluorescent dye. Of the light that has reached the concave surface, only the light that goes to each light receiver is emitted toward each light receiver, and the other light is refracted toward other than each light receiver when emitted from the concave surface to the outside. As a result, only the light component that should be received is received, and the detection accuracy can be improved.

【0042】また、平板部材周囲の凹面が形成された部
分を除く側面に、光吸収部材を配置することにより、前
記平板部材の内部を伝播する光は前記側面で吸収され反
射されることが防止される。その結果、スポット光入射
部で蛍光染料の発光によって生じた光は、前記受光器へ
の直進成分のみが受光器に検出されることになり、前記
スポット光入射部の位置座標をより高い精度で検出する
ことが可能となる。
Further, by arranging the light absorbing member on the side surface except for the portion where the concave surface around the flat plate member is formed, light propagating inside the flat plate member is prevented from being absorbed and reflected by the side surface. Is done. As a result, the light generated by the emission of the fluorescent dye at the spot light incident portion, only the straight component to the light receiver is detected by the light receiver, and the position coordinates of the spot light incident portion can be detected with higher accuracy. It becomes possible to detect.

【0043】また、前記光吸収部材は光吸収媒体を含有
する光学部材から成り、前記光学部材の屈折率を前記透
明平板部材のそれと同一か若しくは大きくすることによ
り、前記透明平板部材の内部を伝播する光は前記側面を
通過して前記光学部材内に入射し、そこに含有される光
吸収媒体に吸収される。
Further, the light absorbing member is made of an optical member containing a light absorbing medium, and the refractive index of the optical member is made equal to or larger than that of the transparent flat plate member so that the light can propagate inside the transparent flat plate member. The light passing through the side surface enters the optical member, and is absorbed by the light absorbing medium contained therein.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0045】第1の実施の形態 図1は、本発明による座標入力装置の第1の実施の形態
を示す構成概略図であり、同図(a)は側面図、(b)
は平面図である。
First Embodiment FIG. 1 is a schematic structural view showing a first embodiment of a coordinate input device according to the present invention. FIG. 1A is a side view, and FIG.
Is a plan view.

【0046】同図に模式的に示したように、蛍光染料1
01を均一に添加した状態に形成された平板部材102
の四隅100a、100b、100c、100dは凹面
に形成され、この凹面に向かって受光器103a、10
3b、103c、103dが配置されている。受光器1
03a、103b、103c、103dはそれぞれ検出
回路部111に接続されている。これにより、平板部材
102の内部を伝播して四隅100a〜100dの凹面
に達した光のうち、各受光器103a〜103dに向か
うもののみが各受光器103a〜103dに向けて出射
され、それ以外の光は凹面から外部に出射される際に受
光器103a〜103d以外に向かって屈折される。そ
の結果、本来受光すべき光成分のみが受光されることと
なり、検出精度が高くなる。
As schematically shown in FIG.
01 formed in a state in which No. 01 is uniformly added.
The four corners 100a, 100b, 100c, 100d of the photodetectors 103a, 103a,
3b, 103c and 103d are arranged. Receiver 1
03a, 103b, 103c, and 103d are connected to the detection circuit unit 111, respectively. Thus, of the light that propagates inside the flat plate member 102 and reaches the concave surfaces of the four corners 100a to 100d, only the light that goes to each of the light receivers 103a to 103d is emitted toward each of the light receivers 103a to 103d. Is emitted to the outside from the concave surface, and is refracted to portions other than the light receivers 103a to 103d. As a result, only the light component that should be received is received, and the detection accuracy is improved.

【0047】平板部材102の四辺には光吸収部材10
4a、104b、104c、104dが配置されてい
る。
On the four sides of the flat plate member 102, the light absorbing members 10
4a, 104b, 104c and 104d are arranged.

【0048】本実施形態は平板部材102の上面に手動
操作で動かされる光源部105と組み合わされて使用さ
れる。光源部105は、図1(a)にその内部構成が示
されるように、発光手段106と、発光手段106を発
光させるための電源手段107と、発光手段106から
の光をスポット状に形成して出力するための集光光学手
段108とを有する。
This embodiment is used in combination with a light source unit 105 which is manually moved on the upper surface of the flat plate member 102. As shown in FIG. 1A, the light source unit 105 forms a light emitting unit 106, a power supply unit 107 for causing the light emitting unit 106 to emit light, and forms light from the light emitting unit 106 into a spot shape. And condensing optical means 108 for outputting the light.

【0049】電源手段107は、周波数選択手段109
と、周波数選択手段に接続する駆動回路手段110とを
有し、定められた複数の周波数の中から周波数選択手段
109により選択された周波数で発光手段106の発光
を断続させる。
The power supply means 107 includes a frequency selection means 109
And a driving circuit unit 110 connected to the frequency selecting unit, and the light emitting unit 106 emits light at a frequency selected by the frequency selecting unit 109 from a plurality of predetermined frequencies.

【0050】周波数選択手段109は、良く知られた各
種の発振回路を用いて構成できる。例えば、図2に示す
ように、静電容量を変えることにより発振周波数を変え
ることの出来る発振回路手段112を用いた場合には、
予め定められた3種類の発振周波数に対応する静電容量
を持った3個の異なるコンデンサ113a、113b、
113cを、2個の選択スイッチ114a、114bで
切り替えることにより周波数を選択することが出来る。
The frequency selecting means 109 can be constituted by using various well-known oscillation circuits. For example, as shown in FIG. 2, when using the oscillation circuit means 112 that can change the oscillation frequency by changing the capacitance,
Three different capacitors 113a, 113b having capacitances corresponding to three predetermined oscillation frequencies,
The frequency can be selected by switching 113c with two selection switches 114a and 114b.

【0051】発光手段106としては発光ダイオードや
レーザダイオードを使用することが最適である。このと
き、駆動回路手段110は、周波数選択手段109で選
択された周波数で断続するパルス電流を、発光手段10
6に導通するための回路で構成される。
It is optimal to use a light emitting diode or a laser diode as the light emitting means 106. At this time, the driving circuit means 110 outputs the pulse current intermittently at the frequency selected by the frequency selecting means 109 to the light emitting means 10.
6 is constituted by a circuit for conducting.

【0052】検出回路部111は、図3にその一実施例
を示すように、フィルタ回路手段115と信号処理回路
手段116および加算回路部122とを有している。フ
ィルタ回路手段115はバンドパスフィルタ回路117
a、117b、117c、117d、118および11
9から構成され、信号処理回路手段116は座標位置演
算回路116、セレクト処理回路121a,121bか
ら構成され、加算回路部122は各受光器103a〜1
03d出力を加算する。
As shown in FIG. 3, the detection circuit section 111 has a filter circuit means 115, a signal processing circuit means 116 and an addition circuit section 122. The filter circuit means 115 includes a band-pass filter circuit 117.
a, 117b, 117c, 117d, 118 and 11
9, the signal processing circuit means 116 comprises a coordinate position calculation circuit 116, select processing circuits 121a and 121b, and the addition circuit section 122 comprises each of the photodetectors 103a to 103a.
Add the 03d output.

【0053】受光器103a、103b、103c、1
03dからの検出信号は、所定の周波数を持った交流信
号である。本実施例では、この所定の周波数を、f1
2、f3で表される3種類として説明する。フィルタ回
路手段115を構成するバンドパスフィルタ回路117
a〜117dは周波数f1に対して設けられ、バンドパ
スフィルタ回路118および119のそれぞれは、周波
数、f2、f3に対してそれぞれ設けられている。各受光
器103a〜103dで検出された信号が入力される
と、3種類の周波数のうち、いずれか一つの周波数につ
いてのバンドパスフィルタ回路を通過して出力されるよ
うになっている。
The light receivers 103a, 103b, 103c, 1
The detection signal from 03d is an AC signal having a predetermined frequency. In this embodiment, the predetermined frequency is defined as f 1 ,
Description will be given as three types represented by f 2 and f 3 . Bandpass filter circuit 117 constituting filter circuit means 115
a~117d is provided for the frequency f 1, each of the band-pass filter circuit 118 and 119 are provided respectively frequency, with respect to f 2, f 3. When a signal detected by each of the photodetectors 103a to 103d is input, the signal is output after passing through a band-pass filter circuit for any one of three types of frequencies.

【0054】本実施例では、周波数がf1の信号は信号
処理回路手段116の座標位置演算回路120に入力さ
れ、結果として位置座標信号V(x)およびV(y)が出力
される。周波数がf2およびf3の信号は、それぞれ信号
処理回路手段116のセレクト処理回路121aおよび
121bに入力され、結果として2種類のセレクト信号
S1およびVS2が出力される。セレクト信号を出力する
ためには、どれか一つの受光器からの検出信号を用いれ
ば良いが、本実施例では、全ての受光器からの検出信号
を加算回路部122で加え合わせたものを用いることに
よって動作の安定化を図っている。なお、本実施例では
2種類のセレクト信号を出力する例を示したが、信号の
周波数の種類を所要な数だけ設定することにより、必要
な数のセレクト信号を出力するように出来る。
In this embodiment, the signal having the frequency f 1 is input to the coordinate position calculation circuit 120 of the signal processing circuit means 116, and as a result, the position coordinate signals V (x) and V (y) are output. Signal frequency is f 2 and f 3 are respectively inputted to the select processing circuits 121a and 121b of the signal processing circuit unit 116, as a result two select signals V S1, V S2 are output. In order to output a select signal, a detection signal from any one of the light receivers may be used. In this embodiment, a signal obtained by adding detection signals from all the light receivers by the addition circuit unit 122 is used. This stabilizes the operation. In this embodiment, an example in which two types of select signals are output has been described. However, by setting a required number of types of signal frequencies, it is possible to output a required number of select signals.

【0055】本実施例における動作原理を、図4および
図5を用いて説明する。図1に示した光源部105より
射出されたスポット光は、図4にて入射光123として
平板部材102の上面よりその内部に入射される。平板
部材102の内部に添加された蛍光染料101は、入射
光が当たると励起され発光するが、このとき光は等方的
に発せられる。図4に示したように、平板部材102の
内部で発した光の射出方向124を、平板部材102の
上下面に垂直な方向から取った角度θで表し、臨界角1
25がθcであるとしたとき、 θc<θ<180°−θc の範囲に発射された光は、図4において点線で伝播光1
26として示したように、平板部材102の上下面で全
反射され、平板部材102の外部に出ることがない。伝
播光126は、平板部材102の内部を伝播する過程で
平板部材102自身や分散された蛍光染料101に少し
ずつ吸収され、伝播距離が長くなるにつれて光強度は減
少する。すなわち、伝播距離と光強度とは反比例の関係
にある。そこで、図5に示すように、横と縦の長さがそ
れぞれaおよびbである平板部材102において蛍光染
料が励起され発光した位置を座標(x,y)で表し、こ
の位置から各受光器103a、103b、103c、1
03dまでの距離をそれぞれr1、r2、r3、r4とし、
各受光器で検出された伝播光の光強度をそれぞれI1
2、I3、I4とすると、kを比例定数として、先ず r1=k/I1, r2=k/I2, r3=k/I3, r4=k/I4 なる関係がある。但し、この関係が成り立つのは、座標
位置(x,y)で発光した光のうち、平板部材102の
四辺に伝播した光は、図1で示した光吸収部材104
a、104b、104c、104dで吸収され、平板部
材102の内部に反射されることがない場合に限られ
る。すなわち、平板部材102内の発光位置から真っ直
ぐ受光器に伝播した光のみを検出することにより、受光
器と発光位置との距離を正確に計測することが可能にな
る。さらに、 x2+y2=r1 22+(b−y)2=r2 2 (a−x)2+(b−y)2=r3 2 なる関係がある。これらの関係式から、位置座標(x,
y)は次のように求められる。
The principle of operation in this embodiment will be described with reference to FIGS. The spot light emitted from the light source unit 105 shown in FIG. 1 is incident on the inside of the flat plate member 102 as the incident light 123 in FIG. The fluorescent dye 101 added to the inside of the flat plate member 102 emits light when excited by incident light, and at this time, the light is emitted isotropically. As shown in FIG. 4, the emission direction 124 of light emitted inside the flat plate member 102 is represented by an angle θ taken from a direction perpendicular to the upper and lower surfaces of the flat plate member 102, and the critical angle 1
Assuming that 25 is θ c , the light emitted in the range of θ c <θ <180 ° −θ c is indicated by a dotted line in FIG.
As indicated by reference numeral 26, the light is totally reflected on the upper and lower surfaces of the flat plate member 102 and does not go out of the flat plate member 102. The propagating light 126 is gradually absorbed by the plate member 102 itself and the dispersed fluorescent dye 101 in the process of propagating inside the plate member 102, and the light intensity decreases as the propagation distance increases. That is, the propagation distance and the light intensity are in inverse proportion. Therefore, as shown in FIG. 5, the position where the fluorescent dye is excited and emits light in the flat plate member 102 having the horizontal and vertical lengths of a and b, respectively, is represented by coordinates (x, y). 103a, 103b, 103c, 1
The distance to 03d and r 1, r 2, r 3 , r 4 , respectively,
The light intensity of the propagating light detected by each light receiver is represented by I 1 ,
Assuming that I 2 , I 3 , and I 4 , k is a proportional constant, and r 1 = k / I 1 , r 2 = k / I 2 , r 3 = k / I 3 , and r 4 = k / I 4 . Have a relationship. However, this relationship holds because, of the light emitted at the coordinate position (x, y), the light that has propagated to the four sides of the flat plate member 102 is the light absorbing member 104 shown in FIG.
a, 104b, 104c, and 104d, and is limited to the case where the light is not reflected inside the flat plate member 102. That is, by detecting only light that has propagated straight from the light emitting position in the flat plate member 102 to the light receiving device, it is possible to accurately measure the distance between the light receiving device and the light emitting position. Furthermore, x 2 + y 2 = r 1 2 x 2 + (b-y) 2 = r 2 2 (a-x) 2 + (b-y) 2 = r 3 2 becomes relevant. From these relational expressions, the position coordinates (x,
y) is obtained as follows.

【0056】 x=KX(I3 2−I2 2)/(I3 22 2)+a/2 y=KY(I2 2−I1 2)/(I2 21 2)+b/2 但し、KX、KYは比例定数を表す。上記の関係式で明ら
かなように、一般に位置座標xは、横方向に並んだ2個
の受光器(103aか103bのいずれか1個と103
cか103dのいずれか1個)の出力信号から求められ
る。同様に位置座標yは、縦方向に並んだ2個の受光器
の出力信号から求められる。先に、図3で示した座標位
置演算回路120は、上記の関係式に従って受光器から
の信号を受けて位置座標(x,y)を出力するものであ
り、通常の回路設計技術を用いて容易に構成することが
出来る。一例として、図6にアナログ乗算器とアナログ
演算増幅器を用いて構成した回路例を示す。
[0056] x = K X (I 3 2 -I 2 2) / (I 3 2 I 2 2) + a / 2 y = K Y (I 2 2 -I 1 2) / (I 2 2 I 1 2) + B / 2 where K X and K Y represent proportional constants. As is apparent from the above relational expression, generally, the position coordinate x is equal to two light receivers (one of 103a or 103b and 103
c or 103d). Similarly, the position coordinate y is obtained from output signals of two light receivers arranged in the vertical direction. First, the coordinate position calculation circuit 120 shown in FIG. 3 receives the signal from the light receiver according to the above relational expression and outputs the position coordinates (x, y), and uses a normal circuit design technique. It can be easily configured. As an example, FIG. 6 shows a circuit example configured using an analog multiplier and an analog operational amplifier.

【0057】図6に示す回路は4個のアナログ乗算器6
011〜6014と5個のアナログ演算増幅器6021
6025から構成されている。アナログ乗算器6011
6014の各入力には各受光器103b,103cで検
出された伝播光の光強度I2,I3が入力され、これらの
各出力はアナログ乗算器6012およびアナログ演算増
幅器6021に入力されている。アナログ乗算器6012
の出力はアナログ乗算器6013に入力され、アナログ
演算増幅器6021の出力はアナログ演算増幅器6022
の負側に入力されている。アナログ演算増幅器6022
の正側入力は接地され、その出力はアナログ乗算器60
3に入力されるとともにアナログ演算増幅器6024
正側に入力されている。アナログ演算増幅器6024
負側入力と出力との間には増幅率を決定する帰還抵抗が
設けられている。アナログ演算増幅器6024の出力は
オフセット電圧a/2を発生するためのアナログ演算増
幅器6023の出力とともにアナログ演算増幅器6025
の負側に入力され、アナログ演算増幅器6025の正側
入力は接地されている。
The circuit shown in FIG.
01 1-601 4 and 5 of the analog operational amplifiers 602 1 -
And a 602 5. Analog multiplier 601 1,
601 4 of each light receiver 103b for each input, the input light intensity I 2, I 3 of the propagation light detected at 103c, each of these outputs are inputted to the analog multiplier 601 2 and the analog operational amplifier 602 1 ing. Analog multiplier 601 2
The output of the input to the analog multiplier 601 3, output of the analog operational amplifier 602 1 analog operational amplifier 602 2
Is input on the negative side of. Analog operational amplifier 602 2
Of the analog multiplier 60 is grounded and its output is
Is input to the positive side of the analog operational amplifier 602 4 is inputted to the 1 3. Feedback resistor for determining the amplification factor is provided between the output and the analog operational amplifier 602 4 of the negative-side input. Analog operation amplifier 602 outputs an analog operational amplifier 602 4 together with the output of the analog operational amplifier 602 3 for generating an offset voltage a / 2 5
Is input to the negative side, the positive side input analog operational amplifier 602 5 is grounded.

【0058】図6中の各回路の要部の出力は以下とな
る。
The output of the main part of each circuit in FIG. 6 is as follows.

【0059】アナログ乗算器6011出力=I2 2 アナログ乗算器6012出力=I3 22 2 アナログ乗算器6013出力=I3 2−I2 2 アナログ乗算器6014出力=I3 2 アナログ演算増幅器6021出力=I3 2−I2 2 アナログ演算増幅器6022出力=(I3 2−I2 2)/I3
22 2 アナログ演算増幅器6023出力=a/2 アナログ演算増幅器6024出力=KX(I3 2−I2 2)/
3 22 2 アナログ演算増幅器6025出力=KX(I3 2−I2 2)/
3 22 2+a/2 図6に示す回路例における入力は、図3におけるフィル
タ回路手段115を通過した2個の受光器からの信号で
あり、出力は位置座標のxである。アナログ演算増幅器
6024の帰還抵抗値を選択することにより位置座標の
yを出力することができ、座標位置演算回路120は図
6の回路を2セット揃えることにより構成できる。
[0059] Analog multiplier 601 1 output = I 2 2 analog multiplier 601 2 output = I 3 2 I 2 2 analog multiplier 601 3 output = I 3 2 -I 2 2 analog multiplier 601 4 output = I 3 2 Analog operational amplifier 602 1 output = I 3 2 −I 2 2 Analog operational amplifier 602 2 output = (I 3 2 −I 2 2 ) / I 3
2 I 2 2 Analog operational amplifier 602 3 output = a / 2 Analog operational amplifier 602 4 output = K X (I 3 2 −I 2 2 ) /
I 3 2 I 2 2 analog operation amplifiers 602 5 Output = K X (I 3 2 -I 2 2) /
I 3 2 I 2 2 + a / 2 The input in the circuit example shown in FIG. 6 is a signal from two light receivers that passed through the filter circuit means 115 in FIG. 3, and the output is x of the position coordinate. Can output y coordinates by selecting a feedback resistance value of the analog operational amplifier 602 4, the coordinate position calculating circuit 120 may be constructed by aligning two sets of the circuit of FIG.

【0060】平板部材102を構成するための透明部材
には、ガラスやプラスチック材料が使用できる。特に、
ポリメチルメタアクリル、ポリカーボネート、ポリスチ
レン等のプラスチック光学材料は、添加する蛍光染料が
分解しない低い温度範囲で成形出来るので最適に使用す
ることが出来る。蛍光染料は多くの市販品が知られてお
り、これらを使用することが出来る。適切な商品例とし
ては、BASFジャパン(株)社よりLumogen Fという
商品名で販売されている蛍光染料を挙げることが出来
る。この蛍光染料を、例えばポリメチルメタアクリル樹
脂に対して0.02%の割合で添加すれば、本実施形態
による座標入力装置に適した平板部材を形成することが
出来る。
As the transparent member for forming the flat plate member 102, glass or plastic material can be used. Especially,
Plastic optical materials such as polymethyl methacryl, polycarbonate, and polystyrene can be optimally used because they can be molded in a low temperature range where the fluorescent dye to be added does not decompose. Many commercially available fluorescent dyes are known, and these can be used. Examples of suitable commercial products include fluorescent dyes sold under the trade name Lumogen F by BASF Japan Ltd. If this fluorescent dye is added, for example, at a rate of 0.02% to polymethyl methacrylic resin, a flat plate member suitable for the coordinate input device according to the present embodiment can be formed.

【0061】平板部材102の側面に配置する光吸収部
材104a〜104dは、平板部材102と同様な透明
部材を使用し、この透明部材にカーボンブラック等の光
吸収剤を均一に分散させることにより形成される。先に
述べた3種のプラスチック光学材料の中では、ポリメチ
ルメタアクリル樹脂は屈折率が一番小さいので、本実施
形態のように平板部材をポリメチルメタアクリル樹脂で
形成した場合、光吸収部材に使用する透明部材は3種の
どのプラスチック光学材料を用いても良い。一例とし
て、ポリメチルメタアクリル樹脂にカーボンブラックを
5%均一に分散させた光吸収部材を形成した。この光吸
収部材は、実施例で示した平板部材と同一の透明部材を
使用しているため、平板部材の側面に容易に張り合わせ
ることができた。
The light absorbing members 104a to 104d arranged on the side surfaces of the flat plate member 102 are formed by using a transparent member similar to the flat plate member 102 and uniformly dispersing a light absorbing agent such as carbon black in the transparent member. Is done. Of the three types of plastic optical materials described above, polymethyl methacrylic resin has the smallest refractive index. Therefore, when the flat member is formed of polymethyl methacrylic resin as in this embodiment, the light absorbing member The transparent member used in (1) may be any of the three types of plastic optical materials. As an example, a light-absorbing member in which carbon black was uniformly dispersed by 5% in polymethyl methacrylic resin was formed. Since this light absorbing member uses the same transparent member as the flat plate member shown in the embodiment, it can be easily bonded to the side surface of the flat plate member.

【0062】本実施形態で示した平板部材と光吸収部材
を本発明による座標入力装置に使用した結果、本発明に
よる動作原理が確認され、安定性、信頼性、検出速度、
検出精度、コスト等において従来技術が抱える実用性に
関わる問題を解決できることが確認された。
As a result of using the flat plate member and the light absorbing member shown in this embodiment in the coordinate input device according to the present invention, the operation principle according to the present invention was confirmed, and the stability, reliability, detection speed,
It was confirmed that the problems related to the practicality of the conventional technology in terms of detection accuracy, cost, and the like can be solved.

【0063】第2の実施の形態 図7は本発明による座標入力装置の第2の実施の形態を
示す構成概略図である。本実施形態による座標入力装置
は、手動操作桿130の内部に光源部が配置され、操作
桿を手操作で傾動させることにより座標位置を指定する
ものである。本実施形態における構成要素の多くは図1
に示した第1の実施形態と同様であるためにこれらにつ
いては図1と同じ番号を付して説明は省略する。
Second Embodiment FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of a coordinate input device according to a second embodiment of the present invention. In the coordinate input device according to the present embodiment, the light source unit is disposed inside the manual operation rod 130, and the coordinate position is designated by tilting the operation rod by hand. Many of the components in the present embodiment are shown in FIG.
Are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 1, and therefore, are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1 and description thereof is omitted.

【0064】図7において手動操作桿130の回転中心
部分に球状凸面131が設けられ、支持板132の中心
部に設けられた球状凹面形状の貫通孔133にはめ込ま
れて枢支されている。この結果、手動操作桿130は球
状凸面131の中心134を中心としての回転が可能と
なっている。中心134は、光の入射で発光し、かつ内
部に光を伝播する平板部材102のほぼ中心を通る垂線
135上となるように構成されている。
In FIG. 7, a spherical convex surface 131 is provided at the center of rotation of the manual operation rod 130, and is fitted into a spherical concave through hole 133 provided at the center of the support plate 132 to be pivotally supported. As a result, the manual operation rod 130 can rotate around the center 134 of the spherical convex surface 131. The center 134 is configured to be on a vertical line 135 passing through substantially the center of the flat plate member 102 that emits light upon incidence of light and propagates light therein.

【0065】手動操作桿130が取り付けられる支持板
132は筐体136により支えられている。筐体136
の内部は外部光が遮光されている。このため、本実施形
態では外部光による影響を全く考慮する必要がなく、常
に安定な動作が可能である。手動操作桿130の内部に
は発光手段106と、発光手段を発光させるための周波
数選択手段109と駆動回路手段110を有する電源手
段107と、集光光学手段108が組み込まれている。
発光手段106で発光し、集光光学手段108で集光さ
れた光は中心134を通る直線137上を射出し、平板
部材102にスポット光となって入射する。この結果、
手動操作桿130の傾きを変化させることにより、平板
部材102のスポット光入射位置が変化する。
A support plate 132 to which the manual operation stick 130 is attached is supported by a housing 136. Housing 136
Is shielded from external light. For this reason, in this embodiment, there is no need to consider the influence of external light at all, and stable operation can always be performed. Inside the manual operation rod 130, a light emitting means 106, a power supply means 107 having a frequency selecting means 109 for driving the light emitting means and a driving circuit means 110, and a condensing optical means 108 are incorporated.
The light emitted by the light emitting means 106 and the light collected by the light collecting optical means 108 exit on a straight line 137 passing through the center 134 and enter the flat plate member 102 as spot light. As a result,
By changing the inclination of the manual operation rod 130, the spot light incident position on the flat plate member 102 changes.

【0066】本実施形態におけるスポット光入射位置の
座標検出手段および方法は、第1の実施形態で述べたも
のと全く同様である。その基本は、距離に反比例して減
衰する光強度を平板部材120の四隅に配置した受光器
103a〜103dにて検出し、その出力信号を演算処
理することにより得られる。すなわち、本実施形態によ
れば、手動操作桿130の中心134を中心とした回転
運動は、平板部材102のスポット光入射位置の座標と
一対一に対応している。従って、本実施形態による座標
入力装置は、いわゆるジョイスティックとして使用でき
る。本実施形態をジョイスティックとして使用した場合
は、機械要素が殆どなく構造が簡単であり、低価格化、
高精度化、高信頼化、高分解能化が可能となった。
The means and method for detecting the coordinates of the spot light incident position in this embodiment are exactly the same as those described in the first embodiment. Basically, it is obtained by detecting the light intensity attenuating in inverse proportion to the distance by the photodetectors 103a to 103d arranged at the four corners of the flat plate member 120, and processing the output signal. That is, according to the present embodiment, the rotation of the manual operation rod 130 about the center 134 corresponds one-to-one with the coordinates of the spot light incident position of the flat plate member 102. Therefore, the coordinate input device according to the present embodiment can be used as a so-called joystick. When this embodiment is used as a joystick, there are almost no mechanical elements, the structure is simple, the cost is reduced,
High accuracy, high reliability, and high resolution have become possible.

【0067】第3の実施の形態 図8は本発明による座標入力装置の第3の実施形態を示
す構成概略図である。本実施形態による座標入力装置
は、手動操作のマウスの内部に光源部が配置され、マウ
スを手操作で移動させることにより座標位置を指定する
ものである。本実施形態における構成要素の多くは図1
に示した第1の実施形態と同様であるためにこれらにつ
いては図1と同じ番号を付して説明は省略する。
Third Embodiment FIG. 8 is a schematic diagram showing a coordinate input device according to a third embodiment of the present invention. In the coordinate input device according to the present embodiment, a light source unit is arranged inside a manually operated mouse, and a coordinate position is designated by moving the mouse manually. Many of the components in the present embodiment are shown in FIG.
Are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 1, and therefore, are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1 and description thereof is omitted.

【0068】図8において、透光性の表面保護層138
で覆われた平板部材102の表面に、手操作で動かすマ
ウス139が置かれている。表面保護層138はマウス
139を動かしたときに平板部材102の表面に傷が付
くのを防止するために設けられている。マウス139の
内部には、発光手段106と、発光手段106を発光さ
せるための、周波数選択手段109と駆動回路手段11
0を有する電源手段107と、集光光学手段108が組
み込まれており、さらに、集光光学手段108により集
光された光を平板部材102の表面に直角に入射させる
ための直角プリズム140が集光光学手段108の先に
配置されている。
In FIG. 8, a light-transmitting surface protective layer 138 is shown.
A mouse 139 that can be moved manually is placed on the surface of the flat plate member 102 covered with. The surface protective layer 138 is provided to prevent the surface of the flat plate member 102 from being damaged when the mouse 139 is moved. Inside the mouse 139, a light emitting means 106, a frequency selecting means 109 and a driving circuit means 11 for causing the light emitting means 106 to emit light are provided.
0, and a condensing optical unit 108, and a right-angle prism 140 for causing the light condensed by the condensing optical unit 108 to enter the surface of the flat plate member 102 at right angles. It is arranged before the optical optical means 108.

【0069】平板部材102に入射した光は、平板部材
内部に添加されている蛍光染料101を励起し発光を生
じさせる。蛍光染料から発した光は平板部材内部を伝播
し、伝播距離とともに光強度を減じていく。平板部材1
02の四隅に配置した受光器103a〜103dにより
四隅に伝播した光の強度を検出することで、入射スポッ
ト光の位置座標を求めることができる。これ等のスポッ
ト光入射位置の座標検出手段および方法は、第1の実施
形態で述べたものと全く同様である。その基本は、平板
部材102内部を伝播する光の強度は伝播距離に反比例
して減衰するので、四隅に配置した受光器103a〜1
03dの出力信号を第1の実施形態で述べた関係式に従
って演算処理することにより位置座標を求める。
The light incident on the flat plate member 102 excites the fluorescent dye 101 added inside the flat plate member to generate light. The light emitted from the fluorescent dye propagates inside the flat plate member, and the light intensity decreases with the propagation distance. Flat plate member 1
The position coordinates of the incident spot light can be obtained by detecting the intensities of the light propagated to the four corners by the photodetectors 103a to 103d arranged at the four corners of 02. These spot light incident position coordinate detecting means and method are exactly the same as those described in the first embodiment. Basically, since the intensity of light propagating inside the flat plate member 102 attenuates in inverse proportion to the propagation distance, the light receivers 103a to 103a-1
The position coordinates are obtained by performing arithmetic processing on the output signal 03d in accordance with the relational expression described in the first embodiment.

【0070】光源部からの光の入射を妨げず、かつ平板
部材内部の伝播光に影響しないようにするために、表面
保護層135は、光透過性が良好で、かつ、その屈折率
は平板部材102の屈折率より小さいことが必要であ
る。光源部からの光は常に平板部材102表面に直交し
て入射されるため、入射スポット光は常に絞られた状態
になっており、精密な位置座標検出が可能である。
In order not to hinder the incidence of light from the light source unit and not to affect the propagation light inside the flat plate member, the surface protective layer 135 has a good light transmittance and a flat refractive index. It is necessary that the refractive index be smaller than the refractive index of the member 102. Since the light from the light source unit is always incident orthogonally on the surface of the flat plate member 102, the incident spot light is always in a narrowed state, and precise position coordinate detection is possible.

【0071】また、アナログ的に変化する信号量を取り
扱うため、検出回路の雑音レベルを低く押えることが重
要となるが、本実施形態では光源部がマウスの筐体に覆
われる構造となることから入射スポット光が平板部材1
02に入射する位置の近辺に外部光が入射することがな
く、容易に検出回路の雑音レベルを低く押えることがで
き、位置座標検出の分解能を高くすることができる。
In order to handle the amount of signal that changes in an analog manner, it is important to keep the noise level of the detection circuit low. However, in this embodiment, since the light source section is structured to be covered by the mouse housing. Incident spot light is flat plate member 1
Since external light does not enter the vicinity of the position where the light beam 02 enters, the noise level of the detection circuit can be easily suppressed low, and the resolution of position coordinate detection can be increased.

【0072】さらに、アナログ量を取り扱うことによ
り、求められる位置座標は入射スポット光の強度分布に
対応して求められる中心値であることから、表面保護層
135の表面に傷が付いたような場合でも、大きな検出
誤差を生じることが少ない。また、マウスパッドに相当
する平板部材は構造が簡単なため、低価格化も容易であ
る。
Further, since the position coordinates obtained by treating the analog quantity are the center values obtained corresponding to the intensity distribution of the incident spot light, the position coordinates obtained when the surface of the surface protection layer 135 is damaged However, a large detection error rarely occurs. Further, since the flat plate member corresponding to the mouse pad has a simple structure, the cost can be easily reduced.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば座
標入力装置において以下のような効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained in the coordinate input device.

【0074】光の減衰量から距離を算出する手法を用い
た高い検出精度が実現できた。機械要素を多用した従来
装置に比べると、高い検出精度と信頼性が得られ、価格
が低くできた。
High detection accuracy using the method of calculating the distance from the amount of light attenuation was realized. Compared to a conventional device that uses many mechanical elements, higher detection accuracy and reliability were obtained, and the price was lower.

【0075】アナログ量を扱うことにより、高い分解能
と高速の検出を実現でき、また、光学的な汚れや伝播光
の伝播方向の影響を受けにくく、光源部がどの位置にあ
っても常に安定して精度の高い検出が可能になった。
By handling analog quantities, high resolution and high-speed detection can be realized. In addition, it is hardly affected by optical dirt or the propagation direction of the propagating light. And highly accurate detection has become possible.

【0076】外光の影響を除去する方式の採用で、明所
でも精度の高い座標入力を可能とする。また、平板部材
内部の伝播光の不要な反射を防止することにより、座標
検出の精度をより高めることが可能になった。
The adoption of a method for removing the influence of external light enables highly accurate coordinate input even in a bright place. Further, by preventing unnecessary reflection of the propagation light inside the flat plate member, the accuracy of coordinate detection can be further improved.

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

【図1】本発明による座標入力装置について、第1の実
施の形態を示す構成概略図であり、(a)は側面図、
(b)は平面図を示す。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a coordinate input device according to the present invention, (a) is a side view,
(B) shows a plan view.

【図2】周波数選択手段の一実施例を示す光源手段の構
成概略図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a light source unit showing one embodiment of a frequency selection unit.

【図3】検出回路部の一実施例を示す構成概略図であ
る。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of a detection circuit unit.

【図4】平板部材内部光伝播の原理を説明するための概
略図である。
FIG. 4 is a schematic view for explaining the principle of light propagation inside the flat plate member.

【図5】位置座標検出の原理を説明するための概略図で
ある。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the principle of position coordinate detection.

【図6】座標位置演算回路の一実施例を示す構成概略図
である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of a coordinate position calculation circuit.

【図7】本発明による座標入力装置の第2の実施の形態
を示す構成概略図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the coordinate input device according to the present invention.

【図8】本発明による座標入力装置の第3の実施の形態
を示す構成概略図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the coordinate input device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100a、100b、100c、100d 凹面 101 蛍光染料 102 平板部材 103a、103b、103c、103d 受光器 104a、104b、104c、104d 光吸収部
材 105 光源部 106 発光手段 107 電源手段 108 集光光学手段 109 周波数選択手段 110 駆動回路手段 111 検出回路部 112 発振回路手段 113a、113b、113c コンデンサ 114a、114b 選択スイッチ 115 フィルタ回路手段 116 信号処理回路手段 117a、117b、117c、117d 周波数f
1に対するフィルタ回路手段 118 周波数f2に対するフィルタ回路手段 119 周波数f3に対するフィルタ回路手段 120 座標位置演算回路 121a、121b セレクト処理回路 122 加算回路部 123 光路 124 光の射出方向 125 臨界角 126 伝播光 130 手動操作桿 131 球状凸面 132 支持板 133 貫通孔 134 球状凸面の中心 135 垂線 136 筐体 137 直線 138 表面保護層 139 マウス 140 直角プリズム
100a, 100b, 100c, 100d Concave surface 101 Fluorescent dye 102 Flat plate member 103a, 103b, 103c, 103d Light receiver 104a, 104b, 104c, 104d Light absorbing member 105 Light source unit 106 Light emitting means 107 Power supply means 108 Light collecting optical means 109 Frequency selection Means 110 Drive circuit means 111 Detection circuit section 112 Oscillation circuit means 113a, 113b, 113c Capacitors 114a, 114b Selection switch 115 Filter circuit means 116 Signal processing circuit means 117a, 117b, 117c, 117d Frequency f
Filter circuit means for 1 118 Filter circuit means for frequency f 2 119 Filter circuit means for frequency f 3 120 Coordinate position calculation circuit 121 a, 121 b Select processing circuit 122 Addition circuit section 123 Optical path 124 Light emission direction 125 Critical angle 126 Propagated light 130 Manual operation stick 131 Spherical convex surface 132 Support plate 133 Through hole 134 Center of spherical convex surface 135 Vertical line 136 Housing 137 Straight line 138 Surface protective layer 139 Mouse 140 Right angle prism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 31/16 H01L 31/16 B ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 31/16 H01L 31/16 B

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光の入射により発光し、該発光により内
部伝搬光が発生する平板部材と、 前記平板部材の上面にスポット光を入射するための集光
光学手段、発光手段および電源手段とを具備する光源部
と、 前記平板部材の周囲の側面に配置された複数の受光器
と、 前記受光器の出力信号を受けて前記平板部材における前
記スポット光の位置座標に関わる信号を出力する検出回
路部とから構成され、 前記複数の受光器のそれぞれに対応して平板部材の周囲
の側面に設けられた複数の凹面を有することを特徴とす
る座標入力装置。
1. A flat plate member which emits light upon incidence of light and generates internally propagating light by the emitted light; a condensing optical unit, a light emitting unit, and a power supply unit for causing a spot light to be incident on an upper surface of the flat plate member. A light source unit, a plurality of light receivers arranged on side surfaces around the flat plate member, and a detection circuit that receives an output signal of the light receiver and outputs a signal related to a position coordinate of the spot light on the flat plate member. A coordinate input device, comprising: a plurality of light receiving devices; and a plurality of concave surfaces provided on side surfaces around the flat plate member corresponding to each of the plurality of light receivers.
【請求項2】 光の入射により発光し、該発光により内
部伝搬光が発生する平板部材と、 前記平板部材の上面にスポット光を入射するための集光
光学手段、発光手段および電源手段とを具備する光源部
と、 前記平板部材の周囲の側面に配置された複数の受光器
と、 前記受光器の出力信号を受けて前記平板部材における前
記スポット光の位置座標に関わる信号を出力する検出回
路部とから構成され、 前記平板部材の周囲の前記凹面が形成された部分を除く
側面に密着配置された光吸収部材を有することを特徴と
する座標入力装置。
2. A flat plate member which emits light upon incidence of light and generates internally propagating light by the emitted light; a condensing optical unit, a light emitting unit, and a power supply unit for causing a spot light to be incident on an upper surface of the flat plate member. A light source unit, a plurality of light receivers arranged on side surfaces around the flat plate member, and a detection circuit that receives an output signal of the light receiver and outputs a signal related to a position coordinate of the spot light on the flat plate member. And a light absorbing member that is disposed in close contact with a side surface of the flat plate member except for a portion where the concave surface is formed.
【請求項3】 光の入射により発光し、該発光により内
部伝搬光が発生する平板部材と、 前記平板部材の上面にスポット光を入射するための集光
光学手段、発光手段および電源手段とを具備する光源部
と、 前記平板部材の周囲の側面に配置された複数の受光器
と、 前記受光器の出力信号を受けて前記平板部材における前
記スポット光の位置座標に関わる信号を出力する検出回
路部とから構成され、 前記複数の受光器のそれぞれに対応して平板部材の周囲
の側面に設けられた複数の凹面と、 前記平板部材の周囲の前記凹面が形成された部分を除く
側面に密着配置された光吸収部材と、を有することを特
徴とする座標入力装置。
3. A flat plate member which emits light by the incidence of light and generates internally propagating light by the light emission; a condensing optical unit, a light emitting unit, and a power supply unit for making a spot light incident on an upper surface of the flat plate member. A light source unit, a plurality of light receivers arranged on side surfaces around the flat plate member, and a detection circuit that receives an output signal of the light receiver and outputs a signal related to a position coordinate of the spot light on the flat plate member. And a plurality of concave surfaces provided on the peripheral side surface of the flat plate member corresponding to each of the plurality of light receivers; and And a light absorbing member arranged.
【請求項4】 請求項1または請求項3に記載の座標入
力装置において、 前記凹面が円筒面若しくは球面に抉れた形状であること
を特徴とする座標入力装置。
4. The coordinate input device according to claim 1, wherein said concave surface has a shape of a hollow cylindrical surface or a spherical surface.
【請求項5】 請求項1、3または請求項4に記載の座
標入力装置において、 前記光吸収部材が前記平板部材と同一か若しくはそれよ
り大きな屈折率を有する光学部材と、前記光学部材に含
有された光吸収媒体とからなることを特徴とする座標入
力装置。
5. The coordinate input device according to claim 1, wherein the light absorbing member has an optical member having a refractive index equal to or larger than that of the flat plate member, and the light absorbing member includes the optical member. A coordinate input device, comprising: a light absorbing medium;
【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の座標入力装置において、 前記光源部が任意に移動可能であることを特徴とする座
標入力装置。
6. The coordinate input device according to claim 1, wherein the light source unit is arbitrarily movable.
【請求項7】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の座標入力装置において、 前記光源部が前記平板部材の上面の略中心を通って上方
に延びる垂線上の固定点を中心として回転自在に構成さ
れた手動操作桿の内部に設けられ、前記平板部材は前記
手動操作桿とともに外部光を遮断する筐体内に配置さ
れ、該手動操作桿は前記スポット光が前記固定点を通っ
て前記手動操作桿と略同一の傾斜角を持った直線上に形
成されるように配置されたことを特徴とする座標入力装
置。
7. The coordinate input device according to claim 1, wherein the light source unit rotates about a fixed point on a vertical line extending upward substantially through a center of an upper surface of the flat plate member. The flat member is provided inside a housing that blocks external light together with the manual operation rod, and the manual operation rod is arranged such that the spot light passes through the fixed point. A coordinate input device arranged to be formed on a straight line having substantially the same inclination angle as a manual operation rod.
【請求項8】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の座標入力装置において、 前記平板部材の上面に前記平板部材より小さい屈折率を
有する透明保護層が積層され、前記光源部が前記平板部
材の上面の前記透明保護層上を手動操作で移動するマウ
スの内部に設けられて、前記マウスの底部より光を射出
し、前記平板部材の上面に前記スポット光を入射するよ
うに配置されたことを特徴とする座標入力装置。
8. The coordinate input device according to claim 1, wherein a transparent protective layer having a refractive index smaller than that of the flat plate member is laminated on an upper surface of the flat plate member, and the light source unit is provided with a transparent protective layer. It is provided inside a mouse that moves manually on the transparent protective layer on the upper surface of the flat plate member, emits light from the bottom of the mouse, and is arranged so that the spot light is incident on the upper surface of the flat plate member. A coordinate input device.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009545056A (en) * 2006-08-10 2009-12-17 エルジー ケム. エルティーディ. Non-contact type coordinate input system light guide plate, system including the same, and non-contact type coordinate input method using the same
JP2011048810A (en) * 2009-07-31 2011-03-10 Seiko Epson Corp Optical position detection apparatus and display apparatus having position detection function
WO2013114715A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-08 シャープ株式会社 Input device, and input system comprising input device
WO2015019869A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-12 シャープ株式会社 Light detection device, position input device, and electronic device
WO2016111084A1 (en) * 2015-01-08 2016-07-14 シャープ株式会社 Optical sensing member and touch panel device comprising same
JP2017508217A (en) * 2014-03-11 2017-03-23 クアルコム,インコーポレイテッド System and method for optical-based active stylus input recognition

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5936297B2 (en) * 1981-10-23 1984-09-03 旭化成株式会社 Light-transparent position coordinate detection device
KR900004015B1 (en) * 1985-07-29 1990-06-09 알프스 덴기 가부시기 가이샤 Coordinating input device
JPS6454525A (en) * 1987-08-25 1989-03-02 Canon Kk Coordinate input device
JPH0367319A (en) * 1989-08-04 1991-03-22 Fujitsu Ltd Optical coordinate input device
JPH04127313A (en) * 1990-09-19 1992-04-28 Fujitsu Ltd Optical coordinate input device
JPH07141103A (en) * 1993-11-19 1995-06-02 Fujitsu General Ltd Cursor position input device
KR970049348A (en) * 1997-04-29 1997-07-29 서창민 Optical coordinate position input device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009545056A (en) * 2006-08-10 2009-12-17 エルジー ケム. エルティーディ. Non-contact type coordinate input system light guide plate, system including the same, and non-contact type coordinate input method using the same
JP2012138105A (en) * 2006-08-10 2012-07-19 Lg Chem Ltd Light guide plate for non-contact coordinate input system, system comprising the same and method for non-contact coordinate input using the same
US8754852B2 (en) 2006-08-10 2014-06-17 Lg Chem, Ltd. Light guide plate for system inputting coordinate contactlessly, a system comprising the same and a method for inputting coordinate contactlessly using the same
JP2011048810A (en) * 2009-07-31 2011-03-10 Seiko Epson Corp Optical position detection apparatus and display apparatus having position detection function
US8564790B2 (en) 2009-07-31 2013-10-22 Seiko Epson Corporation Optical position detection apparatus and display apparatus having position detection function
WO2013114715A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-08 シャープ株式会社 Input device, and input system comprising input device
JP2013156862A (en) * 2012-01-30 2013-08-15 Sharp Corp Input device, and input system comprising input device
WO2015019869A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-12 シャープ株式会社 Light detection device, position input device, and electronic device
JP2017508217A (en) * 2014-03-11 2017-03-23 クアルコム,インコーポレイテッド System and method for optical-based active stylus input recognition
WO2016111084A1 (en) * 2015-01-08 2016-07-14 シャープ株式会社 Optical sensing member and touch panel device comprising same

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