JPS5936295B2 - 光学式座標入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばデータ入力装置の座標入力用として使用
されうる二次元座標入力装置に関するものである。

従来の座標入力装置では、ペン先が接近したとき、静電
または電磁誘導による電気的な変化を検出する機能を有
するセンス線を、例えば銅パターンによつてＸ、Ｙマト
リックスを構成するプリント基板上に実装し、符号化回
路によりペン位置に対応した座標情報を発生させ、ペン
の位置を認識しうるようになされていたが、例えば漢字
入力装置におけるごとく３０００ポイント以上の座標入
力が必要とされるというようにタブレットが大きくなる
場合にはプリント基板も大きくなり、またペンには押下
したことを検出するための電気的なスイッチ機能を有す
るため精密加工技術が要求され、それがゆえに全体とし
て製作費が高くなるとともに、ペンにはスイッチ情報を
伝えるためのケーブルが必要であり、操作性を損う難点
があつた。

従つて、本発明は、上述の従来技術におけるごとくタブ
レットにセンス線をもたせることなしに、ペン位置を光
学的に認識しうる構成となし、それによつて上述のごと
き従来装置の難点を一掃し、製作費の節減と優れた操作
性とを一挙に実現しうるようになされた光学式座標入力
装置を提供することを目的とするものである。以下図面
を参照して本発明の実施例につき説明しよう。

まず第１図を参照すると、本発明の実施例による光学式
座標入力装置は、座標入力部１と、押下キー識別機構２
とよりなつている。

座標入力部１は、この実施例では水平に配置されたタブ
レツト３と、それの平面に対してほぼ直交する方向にそ
れぞれ軸４に装荷されたばね５の偏倚力に抗して押下可
能に例えば第２図に示されているようなタブレット３上
を自由に移動できるペンＰ１を有している。この実施例
では、ペンＰ１はそれの軸４の下端部円周上に予め定め
られた幅を有し、かつ円柱の垂直断面は凹面を示す円柱
面上に反射器６が設けられて構成されており座標入力部
にはスイツチ機能およびセンサー機能は与えられていな
いことに注目すべきである。なお、第１図において、ペ
ンＰ２は軸方向に押下されて反射器６ａがそのペンＰ２
内にかくれた状態で示されている。押下キー識別機構２
は、互いに隣接して配置された発光器７ａおよび受光器
７ｂと、モータ８と、そのモータ８の回転軸に装着され
た回転反射器１０とで構成されている。回転反射器１０
は発光器７ａからの光を実線で示されているように、即
ち発光器７ａからモータ８の回転軸９の軸線に平行な方
向からタブレツト３の平面に平行な方向へと直角に反射
せしめるように、その回転軸９の軸線に対して４５し傾
斜せしめられた反射面１０ａを有している。

本発明による光学式座標入力装置においては、上述のご
とくして構成されうる押下キー識別機構（以下これを走
査器と呼ぶ）が第２図において２ａおよび２ｂで示され
ているように予め定められた距離Ａを保つて２個配置さ
れている。

さらに、角度検出の基準反射器１１が設けられており、
これは円筒状の反射面１１ａを有し、２個の走査器２ａ
，２ｂの回転軸９を結んだ線上に軸の中心がくるように
軸９と平行に取付けられている。

次に、上述した本発明による光学式座標入力装置の動作
について説明すると、いま例えば第１図に示されている
位置にペンを移動して静止し、その状態でモータ８によ
りそれの回転軸９を介して回転反射器１０を回転せしめ
ると、それにともなつて発光器７ａからの光が実線で示
されているように反射せしめられるとともに、タブレツ
ト３の下方においてそれと平行な平面内で回転走査せし
められ、ペンの反射器６に入射するとそれによつて反射
されて今度は点線で示されているように方向づけられ、
回転反射器１０の傾斜反射面１０ａに直角に反射せしめ
られて受光器７ａにより受光されるのであるが、同様に
基準反射器１１でも発光器７ａから光は反射面１１ａで
反射され受光器７ｂにより受光される。

その場合、第２図において基準反射器１１での反射光を
受光器７ｂにより受光して、矢印Ｒで示された方向にモ
ータ８，の回転軸９が角度θ。

だけ回転したところでペンＰ１からの反射光を受光器７
ｂにより受光したとする。そのときモータの１回転に要
した時間がＴａであり、θ８回転するのに要した時間が
Ｔａであるとすると、θ８は次の式で表わされうる。こ
こで第２図を参照しながら説明を続けると、上述のごと
くペンＰ１が押下されていない状態で走査器２ａおよび
２ｂからの光が上述のごとく回転走査せしめられると、
それらの走査光（実線で示されている）はともに押下さ
れていないペンＰ１の反射器６により点線で示されてい
るように反射せしめられ、いずれも上述のごとくしてそ
れぞれ対応する受光器に受光されるわけであるが、いま
走査器２ａおよび２ｂを結んだ線に対してペンＰ１の角
度がそれぞれθＢ，θ８であるとすると、ペンＰ１から
の走査器２ａと２ｂを結ぶ線までの距離Ｘａはで表わさ
れ、その線の方向の距離Ｙａは で表わされる。

すなわち、走査器２ａと２ｂとの距離を定数とし、角度
θＡ，θｂを知ることによりペンＰ１の走査器２ａから
の相対位置を認識することができる。ペンＰ１をタブレ
ツト３上で移動させれば、ペンの座標を連続的に認識す
ることができ、またタブレツト３上のポイントの座標入
力が必要な場合は入力ポイントでペンＰ２のごとくタブ
レツト３にほぼ垂直にペンＰ１を押下すれば反射器６ａ
は軸方向にスライドし、ペンＰ２内にかくれ、そのため
、反射器６ａでの反射はなくなり、そのように反射がな
くなつた直前の座標が目的とするポイントの座標となる
。

以上の説明から理解されるように、本発明によれば、座
標上に入力のポイントがたくさんあつても、それらのポ
イントに対して個々にセンサ機能をもたせるのではなく
、すべてのポイントに共通な機構によつて光学的に識別
するものであるから、全体としての構成を小型簡単なも
のとなすことができ、しかもそのように座標認識機構を
共通のものとなしうるから装置全体の製作費を節減でき
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光学式座標入力装置を
示す概略図、第２図は第１図に示された装置の概略平面
図である。 図面において、１は座標入力部、Ｐ１はペン、Ｐ１はＰ
１のペンが押下された状態、３はタブレツト、４はペン
Ｐ１内をスライドする軸、５はばね、６，６ａはペン先
に装着された反射面、２はペン位置識別機構、７ａは発
光器、７ｂは受光器、８はモータ、９はモータの回転軸
、１０は回転反射器、１０ａは傾斜反射面、１１は角度
検出基準反射器、１１ａは角度検出基準反射面をそれぞ
れ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １つの取付平面に対して直交関係をもつて、該取付
   平面上を自由に移動できかつ軸先に反射手段を設けられ
   たペンと、互いに隣接して配置された発光器および受光
   器と、前記発光器からの光を反射しかつ前記取付平面に
   対して実質的に平行な平面内において回転走査せしめ前
   記ペンの反射手段により反射された光をさらに反射して
   前記受光器に受光せしめうるようになされた回転反射手
   段と、該受光に基づいて前記ペンの位置を識別するため
   の手段とをそれぞれ具備していて互いに予め定められた
   離間関係をもつて配置された１対のペン位置識別機構と
   よりなる光学式座標入力装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の光学式座標入力装置に
   おいて、前記ペン先に設けられた前記反射手段が該ペン
   先の軸の外周面上に装着された円柱面反射器よりなり、
   前記ペンが軸方向に押下された場合、該押下方向に変位
   し、前記反射手段を前記発光器の光から遮へいする機構
   が前記ペンに設けられている前記光学式座標入力装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の光学式座
   標入力装置において、前記回転反射手段を回転せしめる
   ためのモータが設けられ、該モータの回転軸は前記ペン
   の軸線に対して実質的に平行に配置され、かつ前記回転
   反射手段は前記モータの回転軸の軸線に対して４５゜傾
   斜せしめられた反射面を有している前記光学式座標入力
   装置。 ４ 特許請求の範囲第１項〜第３項のうちの１つに記載
   された光学式座標入力装置において、前記ペンが押下さ
   れた位置の識別手段は前記モータの回転軸と平行な反射
   手段をもつた基準軸を予め定められた位置に有し、該基
   準軸からの反射光とペンからの反射光の角度と１対のモ
   ータ軸の相対距離によりペン位置を認識するようになさ
   れた前記光学式座標入力装置。