JPS60193034A - デイジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は光結合を利用して、指示された座標を読み取る
ことの出来るディジタイザに関するものである。

［従来技術］ 近時、情報処理技術の著しい発展に伴い、特にＣＡＤ　
（コンピュータ・エイディト・デザイン）やＣＡＭ　（
コンピュータΦエイティト・マニュファクチャリング）
等で代表されるように、図形情報や位置情報をコンピュ
ータで直接処理する要求が強くなっている。この要求を
満たす有効な手法として、指示された図形の座標値を人
力するディジタイザが提案されている。

従来のディジタイザでは、情報板にマトリックス状に抵
抗線を配置し、指示された場所によって抵抗による電圧
降下の値が異なる事を利用している。また他の例では、
情報板にマトリックス状に配置した導電線に順次電圧を
印加し、この印加電圧を座標検出器に設けた電極にて静
電結合により検出している。

しかし、いずれのディジタイザも電圧の変化を検出する
事をその原理としているたま、電磁ノイズの影響を受け
易いという欠点がある。また指示位置を入力する際に必
要な入力指示スイッチを別に設ける必要があるばかりで
なく、電圧の微弱な変化を検出するための検出部が必要
なため構造が複雑になる。

さらに、情報板上の位置を指示するための座標検出器に
は、前述の指示スイッチや検出部の信号を伝達するため
の電線を付随させる必要がある。

これは操作性を著しく低下させるばかりでなく、座標検
出器の移動による電線の仲居により、電線はやがて疲労
し、終局的には断線による故障を招く事になる。

し目的］ 本発明は上述した従来技術に鑑みて提案されるものであ
り、その目的は情報入力に従来と異なった方式を用いる
事により比較的簡単な構造で外乱ノイズの影響を受けな
いディジタイザを提案することにある。

また本発明の他の目的は操作の邪魔になり大きな故障要
素であった座標検出器に附随する電線を省くことのでき
るディジタイザを提案する事を目的とする。

［実施例］ 以下、第１図から第９図を参照して本発明の実施例を詳
細に説明する。

第１図は概略構成図で、入力用の座標板ｌの上で座標指
示器１１を移動し、所望の座標を人力する。また座標指
示器１１に付けられた押しボタン１２が押された事を非
接触式のスイッチで検出する。５は座標板ｌ内の表面に
マトリックス状に配置される、例えばＬＥＤの様な発光
素子、４はやはり同様にマトリックス状に配置される、
例えばＣＯＤの様な光電変換受光素子である。発光素子
５から発せられた光は、座標指示器１１内部で反射され
る事により、光電変換受光素子４にて検知され得る様に
なっている。２６は座標検出部で、光電変換受光素子４
で検出される信号により、座標指示器１１が座標板ｌ上
のどの位置にあるかを判別し、その座標情報をホストコ
ンピュータ２８に知らせる。また２７は押ボタン検出部
で、やはり光電変換受光素子４で検出される信号により
、押ボタン１２が押されているかどうかを判別する。

以下、第２図〜第８図では発光素子５にＬＥＤ、光電変
換受光素子４にＣＣＤエリアセンサを用いた例を、！ｌ
（に本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は座標板の相対位置関係を示す図で、ｌは入力に
用いる座標板であるが、それは座標板下板２と座標板上
板３に分かれている。座標板下板２にはＣ０Ｄ４が座標
板上板３にはＬＥＤ５が夫々マトリックス状に配置され
ている。勿論ＬＥＤ５の光が、Ｃ０Ｄ４に直接当たらな
い様にする為に座標板上板３にはＣ０Ｄ４の部分に相当
する場所のみ透明にしである。座標板下板２と上板３と
の相対位置関係図は以上の様になっている。

第３図、第４図は座標指示器ｌｌの一例を示す断面図で
、ＬＥＤ５の発した光は座標指示器１１にあけられた入
射光通過用の小穴６を通り、プリズム７で反射され、例
えばレンズ等で構成される光学系８、フィルタ９ａ、９
ｂを通過した後、座標指示器ｔ　’ｔにあけられた反射
光通過用の小穴１０ａ、ｌＯｂを抜けてＣＣＤ４にスポ
ット光として与えられる。この゛時押ボタン１２が押さ
れていなければ第３図に示すように、光路上に配置され
たプリズム７、光学系８、小穴１０ａ、ｊｏｂの位置関
係により反射光は小穴１０ａのみ通過し、小穴ｌＯｂは
通過しない。そして押ボタン１２が押されると焦点移動
装置１３によって指示された光学系８が押し下げられ、
第４図に示すように反射光は１０ａ、ｌＯｂの反射光用
の２つの小穴両方を通過する様になり、同時に複数のＣ
ＯＤ画素４に光が当る。

第５図は押ボタン１２が押されているか否かで座標板下
板２に与えられるスポット光の様子がどう変化するかを
示したもので、図中実線の円１４が押ボタン１２が押さ
れていない場合のスポット光であり、１ＩＩＩＩｉ素に
のみ光が当たり、一方図中点線の円１５が押ボタン１２
が押されている場合のスポット光で、隣りの画素にも光
が当る様子が示されている。

以下、第６図から第８図を参照して更に本発明の実施例
の動作を詳細に説明する。

なお第６図は回路構成図で、第７図、第８図は第６図で
示される回路の動作を説明するためのタイミングチャー
トである。

座標板下板２に照射された光はＬＥＤ５からの光も室内
光等の外来光も共にＣ０Ｄ４で光電変換されて、それに
よる蓄積電荷が垂直トランスファレジスタ１６へ送られ
る。この電荷移送はマトリクス状に配置された全ての画
素について同時に行われるので、同一時間像の検出が出
来ることになる。そして水平トランスノアレジスタ１７
へと爪ｉ１’（ｌ・ランスファレジスタ１６からの垂直
列情報が１１次転送され、水平トランスファレジスタ１
７、増幅回路１８を通り、座標板ｌ上の受光面の同時刻
に於ける光入力情報がアナログ・シリアル信号Ｖｏｕｔ
２９として出力される。Ｖｏｕｔ２９の押ボタン１２が
押されていない場合のサンプル波形は第７図に、押され
ている場合のサンプル波形は第８図に示される。このＶ
ｏｕｔ２９はＣＣＤ４に当たった光量に比例した電圧信
号であるので、これから外来光の影響を除去し、座標指
示器１１のスポット光が当たった点だけを検出するため
に比較回路１９を通して参照型・圧Ｖｒｅｆ３０との比
較を行って位置情報のパルスＤａｔａ３１を得る。

つまり室内光等の外来光強度よりも、発光素子（ＬＥＤ
）５からのスポット光強度の方が充分に強いので、電圧
コンパレータである比較回路１９により座標指示器１１
の位置情報のパルスＤａｔａ３１だけを選別する事が可
能となるのである。押ボタン１２が押下されていない時
のＤａｔａ３１の波形を第７図に、押下されている時の
それを第８図に示す。

次に、Ｄａｔａ３１信号を利用して、Ｘ座標、及びＹ座
標値の検出と、押ボタン１２の押ドの検出について説明
する。

先ずＸ、Ｙ座標の検出であるが、それには第７図に示さ
れている様なりロックパルスφ５Ｔ３２、φｃｘ３３、
φｃｙ３４をクロツクパルス発生回路２０で発生させ、
それらのパルスを用いてＸ座標用カウンタ２１ａ及びＹ
座標用カウンタ２１ｂをカランＩ・する。ここに、φｃ
ｙ３４はＣＣＤのデータ転送りロックと一致した周期の
クロックで、Ｃ０Ｄ４の一画素転送レイトに一致する。

φｃｘ３３は垂直トランスファレジスタ１６内の全デー
タを転送完了するのに必要な時間を１サイクルとして、
繰り返すクロックで、Ｙ方向の１画素ライン転送周期を
示す。φ５７３２は前述のφｃ　ｘ　３３　ヲＸ方向の
全画素ラインについて繰り返すのに要する期間を示すパ
ルスで、座標板ｌ」二の全てのＣ０Ｄ４のデータを転送
するのに必要な期間を示している。つまりＸ座標用カウ
ンタ２１ａからはＸ方向の読み出し画素ラインの座標値
が、Ｙ座標用カウンタ２１ｂからはＹ方向の読み出し画
素の座標値が、それぞれ出力される事になる。従って各
カウンタ２１ａ、２１ｂのカウントデータを先程の位置
情報のパルスＤａｔ　ａ３１でラッチすれば、Ｘ座標デ
ータがＸ座標用ラッチ２２ａからＹ座標データがＹ座標
用ラッチ２２ｂから夫々得られることになる。

次に押ボタン１２の入力判別であるが、押ボタン１２が
押されている場合には複数の画素に光があたっているの
で第８図に示すように、位置情報のパルスＤａｔａ３１
は複数パルスを含んでいる。従ってこのＤａｔａ３１の
パルスをカウンタ２４で計測してそのデータと参照パル
ス数Ｎ　ｒｅｆ３５をディジタル比較器２５で比較すれ
ば、押ボタン１２の入力判別をすることが出来る。つま
り、カウンタ２４の出力がφ５７３２の１周期内に、例
えば“２°゛以上になった場合を押ボタン８が押下され
ていると判断する場合に仲、Ｎｒｅ　ｆ３５に“°２′
°をセットし、カウンタ２４の出力が“２゛°以上にな
った時にディジタル比較器２５の出力が変化して、これ
を知らせる様にすれば良い。その後、それらの情報は２
３のシリアル変換回路で転送用のシリアル信号に変換さ
れ、ホストコンピュータ２８へと送られる。

同様の効果は実施例の様なＣＣＤエリアセンサのかわり
にフォトトランジスタ等のディスクリートな素子で構成
し素子間隔を変えることによっても実現出来る。

またＣＣＤセンサのかわりにＭＯＳセンサを使用すれば
前者は同一時刻の面情報が得られるのに対し、後者は画
素をスキャンする方式であるので、ＣＲＴディスプレイ
のラスクスキャン的な読み取りが可能となる。

［効果］ 以上説明した様に本発明は座標板上板で発せられる光を
検知する方式であるので、電磁気的ノイズの影響を受け
る事が無い。

また座標指示器１１は単に入射光を反射できる構造であ
れば良く、光を発生させる必要がないので、構造が極め
て簡単であり、操作の邪魔になりしかも故障の原因とな
る電線や電源を追放することが出来、又形状もかなり自
由に選ぶことが出来る。

その上押ボタンは、非接触式のスイッチとしての機能を
果たす事が可能で、従来の接触式スイッチを利用する方
式に比べ、著しく長寿命化が図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略構成図、 第２図は本発明の一実施例に於ける座標板上面と座標板
下面の相対位置関係を示す図、第３図、第４図は座標指
示器の一例を示す断面図で、第３図は押ボタンを押さな
い状態の断面図、第４図は押ボタンを押した状態の断面
図、第５図は座標板下板のスポット光の様子の変化を示
す図、 第６図は本実施例の回路構成図、 第７図はＸ座標、Ｙ座標の検出を説明するためのタイミ
ングチャート、 第８図は押ボタンの入力検出を説明するためのタイミン
グチャートである。 ここで、ｌ・・・座標板、２・・・座標板下板、３・・
・座標板上板、４・・・光電変換受光素子（ＣＯＤ）、
５・・・発光素子（ＬＥＤ）、７・・・プリズム、１１
・・・座標指示器、１２・・・押ボタン、２６・・・指
示座標検出部、２７・・・押ボタン検出部、２８・・・
ホストコンピュータ、２９川アナログ・シリアル信号Ｖ
ｏｕｔ、３０・・・参照電圧Ｖｒｅｆ、３１・・・位置
情報パルスＤａｔａ、３２・・・クロックパルスφＳＴ
、３３・・・クロックパルスφｃｘ、３４・・・クロッ
クパルスφＣＹ、３５・・・参照パルス１ｆｉＮｒｅｆ
である。 特許出願人　キャノン株式会社 悌１図 四 □第２目 隼３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光を反射させる手段と、その反射光の照射範囲を変更す
   る手段とを有する座標指示器と、前記反射光を得るため
   の発光素子及び前記反射光を検知する光電変換文光素子
   がマトリックス状に配置された座標板と、前記光電変換
   受光素子から得られる信号により前記座標指示器の位置
   座標を検出する手段と、前記反射光の照射範囲を検出す
   る手段とを有することを特徴とするディジタイザ。