JPS6075928A - 光学式座標入力装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 この発明はＣＲＴ　（ブラウン管）などのディスプレイ
画面への手書き入力位置座標の検出やコンピュータを使
ったゲーム機の座標人力装置などに利用される。

口、従来技術 手書き文字・図形などの座標入力装置はデータタブレッ
トやデジタイザなどと称されてＣＲＴディスプレイ装置
などの各種分野に実用化されている。この座標入力装置
の入力座標検出方式は抵抗シートや導電シートを使った
アナログ式と光の遮光の有無で入力座標を知るデジタル
式に大別され、本発明装置はデジタル式のいわゆる光学
式座標入力装置の改良に関する。

光学式座標入力装置の一般的従来例を第１図から説明す
ると、（１）はＣＲＴ画面などの矩形の座標入力面、（
２）及び（３）は座標入力面（１）の上辺及び下辺に配
置された対向する一対の投光素子アレイ及び受光素子ア
レイで、入力座標のＸ座標を検出する。（４）及び（５
）は座標入力面（１）の左辺及び右辺に配置された対向
する一対の投光素子プレイ及び受光素子アレイで、入力
座標のＹＩ！ｔｌ標を検出する。Ｘ座標検出用投光素子
アレイ（２）は発光ダイオード等の複数の投光素子Ｘａ
ｌ、Ｘａ２、−を−直線状に定ピツチで配列したもので
あり、これと対向する受光素子アレイ　（３）は投光素
子Ｘａｌ、Ｘａ２、−に１つずつ対向する複数のフォト
トランジスタ等の受光素子Ｘｂｌ、Ｘｂ２、・−・を−
直線状に配列したものであり、Ｙ座標検出用投光素子ア
レイ　（４）と受光素子アレイ　（５）もＸ座標検出用
と同様に複数の投光素子Ｙａｌ、Ｙａ２、−と受光素子
ｙｂｉ、Ｙｂ２、−を各々−直線状に配列させて対向配
置したものである。各投光素子Ｘａｌ、Ｘａ２、−１Ｙ
ａｌ、Ｙａ２、−は各々スイッチング素子（６）、（６
）、−を介し電源（７）に接続され、各受光素子Ｘｂｌ
、Ｘｂ２、−１Ｙｂ１、Ｙｂ２、−の出力は各々スイッ
チング素子（８）、（８）　−を介しｘ−ｙ座標判別部
（９）に入力される。

上記装置の入力座標位置の検出は対向する１組の投光素
子と受光素子が順次動作してい（ように走査して行われ
る。この走査は各スイッチング素子（６）、（６）、−
１（８）、（８）−を順次に０Ｎ−ＯＦＦ駆動制御する
ことで行ねれる。例えば座標入力面（１）の（２，３）
座標点に指等の遮光物体で入力すると、この入力のＸ座
標は２番目の投光素子Ｘａ２と受光素子Ｘｂ２間の光線
路の途中が大刃物体で遮断されて受光素子Ｘｂ２にのみ
光入力が無いことがら検出され、同じ原理でＹ座標も検
出される。

ところで、上記光学式座標入力装置は動作原理は極めて
簡単ではあるが、投光素子、受光素子の形状・大きさに
よる分解能向上の制約を受けるという欠点があった。ま
た、上記制約内で分解能を高めるには投光素子とこれに
対向する受光素子を高密度で並べればよいのであるが、
このようにすると投光素子と受光素子の部品点数が多く
なっ丈装置全体が非當に高価となり、実用的でなく荘る
。

ハ１発明の目的 本発明は上記方式の光学式座標入力装置の問題点に鑑み
てなされたもので、分解能を低下させること無く投光素
子と受光素子の部品点数の低減化を実現させて装置のコ
ストダウンを可能にすること、及び分解能の向上化を容
易にすることを目的とし、これを達成したものを提供す
る。

二０発明の構成 本発明は一端が投光側で他端が受光側の光線路を同一平
面上に縦横に配列し、各光線路における遮光で入力座標
をＸ、Ｙの各座標値で検出する方式の座標入力装置で、
前記光線路を複数本ずつ複数組に分けてその各組の光線
路の投光端に光ファイバー等の導光路を介して同時に投
光する投光素子を１個ずつ設置したこと、及び前記光線
路を上記投光側区分と異なる区分で複数本ずつ複数組に
分けてその各組の光線路の受光端に光ファイバー等の導
光路を介して同時に受光する受光素子を１個ずつ設置し
たことを特徴とする。このようにすると光線路の複数本
に区分された組の数だけ投光素子と受光素子が在ればよ
く、従って従来の光線路の数だけ投光素子と受光素子の
１組を必要としていたのに比べ大幅な部品点数の低減化
が可能であり、また投光・受光素子の形状大きさに制限
される事なく光線路の高密度配置化が容易で分解能の向
上化も容易に達成できる。

ホ、実施例 第２図において、（１０）は矩形の座標入力面、（１１
）及び（１２）は座標入力面（１０）の上辺及び下辺に
配置されたＸ座標検出用の第１投光部及び第１受光部、
（１３）及び（１４）は座標入力面（１０）の左辺及び
右辺に配置されたＹ座標検出用の第２の投光部及び第２
受光部である。

いま座標入力面（１０）における座標数を例えば図面の
如く簡単に６×６として説明を続けると、第１投光部（
１１）は例えば２（［！ｉｔの投光素子Ｘａｌ、Ｘａ２
と２つの導光路例えば光ファイバー（１５−１）、（１
５−２）を有し、各光ファイバー（１５−１）、（１５
−２）は対応する投光素子Ｘａｌ、Ｘａ２に一端部が光
学的に連結され、他端部が三分岐されてその各先端開口
が投光口Ｘｍｌ〜Ｘｍ６として座標入力面（１０）の上
辺に沿って一直線状に定ピンチ配置される。投光口Ｘｍ
ｌ、Ｘｍ２、−の図面、左から３つは投光素子Ｘａｌに
光ファイバー（１５−１）で光学的に連結されて投光素
子Ｘａｌが点灯すると、その光は各投光口Ｘｎ＋１〜Ｘ
ｍ３に同時に導出され、残り３つの投光口Ｘｍ４〜Ｘｍ
６は光ファイバー（１５−２）で投光素子Ｘａ２に光学
的に連結されて投光素子Ｘａ２の光は各投光口Ｘｍ４〜
Ｘｍ６に同時に導出される。

第１受光部（１２）は例えば３個の受光素子Ｘｂｌ〜Ｘ
ｂ３と３つの導光路の光ファイバー（１６−１）〜（１
６−３）を有し、各光ファイバー（１６−１）〜（１６
−３）は一端が対応する受光素子Ｘｂｌ〜Ｘｂ３に光学
的に連結され、他端部が二分岐されてその各先端開口が
受光口Ｘｎｌ〜Ｘｎ６として座標入力面（１０）の下辺
に一直線状に配置される。６つの各受光口Ｘｎｌ〜Ｘｎ
６は同数の投光口Ｘｍｌ〜Ｘｍ６と対向して計６本のＸ
座標検出用光線路ｘ１〜ｘ６が形成される。図面左端か
らの通し番号の受゛光口Ｘｎ１〜Ｘｎ６の内、Ｘｎｌと
Ｘｎ４が光ファイバー（１６−１＞で１つの受光素子Ｘ
ｂｌに、Ｘｎ２とＸｎ５が光ファイバー（１６−２）で
受光素子Ｘｂ２に、Ｘｎ３とＸｎ６が光フケイハ−（１
Ｇ−３）で受光素子ｘｂａに夫々光学的に連結される。

つまり６本の光線路ｘ１〜Ｘ６は投光側が３本ずつの２
組に分けられて２つの投光素子Ｘａｌ、Ｘａ２に通じ、
受光側は投光側と異なる区分で３組に分けられて３つの
受光素子Ｘｂｌ〜ｘｂ３に通じ、このように投光側と受
光側の区分組を相異させることにより入力座標位置のＸ
座標検出を可能ならしめる。

またＹ座標検出用の第２投光部（１３）と第２受光部（
１４）は、上記第１投光部（１１）を第１受光部（１２
）を９０°反転させたものと同様の構造で、第２投光部
（１３）は２つの投光素子Ｙａｌ、Ｙａ２と２つの光フ
ァイバー　（１７−１）、（１７−２）を有し、各光フ
ァイバー（１７−１）、（１７−２）は座標人力面（１
０）の左辺に並ぶ６つの投光口Ｙｍｌ〜Ｙｍ６の上から
３つに投光素子Ｙａｌの光を、残りに投光素子’ｙ’ａ
２の光を導出する。第２受光部（１４）は３つの受光素
子Ｙｂｌ〜Ｙｂ３と３つの光ファイバー（１８−１）〜
（１８−３）を有し、座標入力面（１０）の右辺に並ぶ
６つの受光口Ｙｎｌ〜Ｙｎ６の内、ＹｎｌとＹｎ４は光
ファイツマ−（１８−１）で受光素子Ｙｂｌに、Ｙｎ２
とＹｎ５は光フプイハ−（１８−２）で受光素子Ｙｂ２
に、Ｙｎ３とＹｎ６ば光ファイバー（１Ｂ−３）で受光
素子Ｙｂ３に光学的に連結される。そして左右で対向す
る投光口Ｙｍｌ〜Ｙｍ６と受光口Ｙｎｌ〜Ｙｎ６で計６
本のＹ座標検出用光線路ｙ１〜ｙ６が形成される。

また第１、第２投光部（１１）、（１３）の各投光素子
Ｘａｌ、Ｘａ２、Ｙａｌ、Ｙａ２に各々がスイ・ンチン
グ素子（１９）、＜１９）　、−を介し電源（２０）に
接続され、第１、第２受光部（１２）、（１４）の各受
光素子Ｘｂｌ〜Ｘｂ３、Ｙｂｌ〜Ｙｂ３は各々スイッチ
ング素子（２１）、（２１＞　−を介しｘ−ｙ座標判別
部（２２）に接続される。

上記実施例による入力座標位置の検出原理は−ＸＬＪｔ
ｉｘｌ〜ｘ６、ｙ１〜ｙ６における遮光を受光素子Ｘｂ
ｌ〜Ｘｂ３、ｙｂｉ〜Ｙｂ３の出力の有無で検知するこ
とで、その動作例を次に説明する。

例えばＸ座標検出の場合、第１投光部（１１）の投光素
子Ｘａｌ、Ｘａ２を順次に点滅させ、１つの点灯時に全
受光素子Ｘｂｌ〜Ｘｂ３の出力有無を順次に１回走査し
て検出する。Ｙ座標検出も同様にしてＸ座標検出と同時
に行う。いま座標入力面（１０）の例えば（３，２）座
標点に入力が在ったとして説明すると、Ｘ座標に第３図
の（イ）に示す出力波形で検出される。即し、投光素子
Ｘａｌが点灯すると３つの投光口Ｘｍｌ〜Ｘｍ３からの
み光が投光され、３本の光線路ｘｉ　−ｘ３の内のｘ３
の光だけが遮光されて各受光素子Ｘｂｌ〜Ｘｂ３の内Ｘ
ｂ３のみが出力しない。次に投光素子Ｘａ２が点灯する
と残り３つの投光口Ｘｍ４〜Ｘｍ６からのみ光が投光さ
れ、この時残り３本の光線路ｘ４〜ｘ６の全ての光は遮
光されること無く受光口Ｘｎ４〜ｘｎ６に入り、各受光
素子Ｘｂｌ〜Ｘｂ３は全て出力する。従って受光素子Ｘ
ｂｌ〜Ｘｂ３の２回の走査で出力の無いものが１つ必ず
現れ、これを判別することにより入力座標位置のＸ座標
がＸ＝３と検出される。同し様にＹ座標は第３図の（ロ
）に示す出力波形を判別することによりＹ＝２と検出さ
せる。

別の動作例として、全受光素子ｘｂｉ〜Ｘｂ３、Ｙｂ１
〜Ｙｂ３をＯＮ状態にしておいて各投光素子Ｘａｌ、Ｘ
ａ２、Ｙａｌ、Ｙａ２を順次点滅走査させて行うことも
可能である。

へ０発明の詳細 な説明したように、本発明によれば座標入力面に縦横に
配置した光線路の数より投光素子、受光素子の数を少な
くすることができ、実際上記実施例においては従来は投
光素子と受光素子が各々６ｘ２＝１２個必要としていた
のに対し本発明の場合は投光素子が２Ｘ２＝４個、受光
素子が３Ｘ２＝６個と大幅に減少し、コストダウン化が
可能となる。また投光素子と受光素子の配列ピッチに関
係無く座標検出用光線路が配置されるので、これの高密
度配置が容易に達成でき、従って分解能の向上化が容易
に可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学式座標入力装置の概略ブ＋ｌ：ノッ
ク図、第２図は本発明の一実施例を示す概略ブロック図
、第３図は第２図の動作例を説明するための出力波形図
である。 ｘ１〜ｘ６、ｙＩ〜ｙ６−光線路、（１５−１）（１５
〜２）、（１Ｇ−１＞　（１６−３）、（１７−１）（
１７２）、（１８−１）（１８−ｓ　＞−導光路（光フ
ァイバー）、Ｘａｌ、Ｘａ２、Ｙａｌ〜Ｙａ３−投光素
子、Ｘｂｌ、Ｘｂ２、Ｙｂ１〜Ｙｂ３−受光素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１．１　同一平面上に縦横配列で一端が投光側、他端
   が受光側の光線路を配備した座標入力装置において、前
   記光線路を複数本ずつ複数組に分けてその各組の光線路
   の投光端に導光路を介して同時に投光する投光素子を１
   個ずつ設置すると共に、前記光線路を上記投光側区分と
   異なる区分で複数本ずつ複数組に分けてその各組の光線
   路の受光端に導光路を介して同時に受光する受光素子を
   １個ずつ設置したことを特徴とする光学式座標入力装置
   。