JPS61210420A - 表示システム - 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】

〔発明の技術分野〕 本発明はライト・ペン等によるカーソルの検出を容易な
らしめる表示システムに関する。 〔従来技術及びその問題点〕 本発明がなされるまでは、高解像度、高精度のグラフィ
クス作業に使用可能なライト・ペン・システムはベクト
ル・ライティングＣＲＴＩζよっ′Ｃ実現された本のだ
けであり、ラスタ・スキャンＣＲＴシステムの使用は、
メニューの選択のように精度の低い選択に限られＣいた
。そこでラスタ・スキャン・システムにおい゛Ｃベクト
ル・ライティング−ライトΦペン・システムの性能がＫ
らＫしかもその比較的低いコストと駆動回路の複雑さの
レベルが維持できることが望まれ′Ｃいた。 ライト・ペンの追跡には従来からカーソルが使用されて
いる。これまでラスタ・スキャン・システムでの高解像
度、高精度ライト・ペンが実現できなかったのは、ＣＲ
Ｔ燐光の減衰時間が比較的長いため、１本の走査線につ
き”接触点”（ライト・ペンから検出される出力）は１
個しか存在しないためである。ラスタ・スキャンのシス
テムにおいては、ユーザ・データであるピクセルとカー
ソルの一部であるビクセルとの一時的な分離がほとんど
または全くない。そのためカーソルに接触するはずの走
査線において先にこユーザ・データによる接触点が現わ
れると、カーソル上に行なわれるはずであった接触が“
吸収”すなわち暮害され”Ｃしまうことになる。カーソ
ルに正確に接触することができなければシステムはその
カーソルヲ使用し゛Ｃ正確にライト・ペンを追跡するこ
とはできず、使用者も画面上の位置を正確に読取ること
が内ではカーソルは各フレーム共に全体が表示されるが
、ユーザ・データは偶数走査線と奇数走査線とに分割さ
れる。飛越し走査域内では、奇数走査線上のユーザ・デ
ータが１回おきのフレームで空白となるのに対し、偶数
走査線上のユーザ・データはその間の各フレームで空白
になる。奇数走査線が空白になつＣいる間は、奇数走査
線上の接触点だけがカーソルに対応する点となり、同様
にその間の各フレームでは偶数走査線上の接触点だけが
カーソルに対応する。あるフレームで奇数走査線上の接
触点を受は入れＣいる時には、偶数走査線上の接触点は
受は入れられない。その前後のフレームではその逆であ
る。従って各フレームで正しい情報が得られ、そのデー
タによってカーソルからライト・ペンの視野の中心への
相対変位が計算される。このようにしてカーソルはペン
の動きを追跡することができる。 上記の飛越し走査手法と共に、しきい値変換手法により
接触動作に必要とされるペンに達する光の最小強度しき
い値が高くなる。高レベルへの変換は、接触点がトラッ
キング・カーソルの水平成分にあると予想される場合に
行われる。これは、の左方向にかなりの長さの水平線が
あって本、カーソルにおける水平成分の左側が視野と交
差する位置を正確に測定することが可能である（左から
右方向への走査の場合）。 しきい値変換手法によって得られる効果は、画面の明る
さの変化およびライト・ペンからＣＲＴ表面までの距離
の変化によって悪影響を受けることがある。このような
逆効果は、ライト・ペンの光の焦点を無限大に合わせ、
またライト・ペンか定することによって防ぐことができ
る。この種のライト・ペンは光の減衰曲線族が通常正弦
波のかたちを形成する。従って、一定の単ｍ式の視野と
水平線形式の視野とが、画面の明度とペンから画面まで
の距離との関数としＣ同じ割合で変化することになる。 このような同じ割合の変化は、水平線上で正確な測定を
実現するため、しきい値変第１図は本発明の一実施例に
よる表示システム全体を示した斜視図である。本発明に
係るシステムには、コンピュータ２と共に動作するＣＲ
Ｔディスプレイ装置１が含まれ”Ｃいる。本実施例にお
いて、ＣＲＴディスプレイ装置１にはカラー〇）ＬＴが
組込まれており、そのラスタは各々７２０ドツトの長さ
の４５５本の走査線を連続して走査する単一フレームで
形成されるっライト・ペン３はシールドケーブル４によ
つ゛ζグラフィクス・システムに接続される。ライト・
ペン３には感光性の素子があり、ＣＲＴディスプレイ装
置１で発生する光を受けるとそれに反応して電気的信号
を発生する。ＣＲＴ表面上またはその近くのライト・ペ
ン３の位置は、ＣＲＴディスプレイ装置１の画面に表示
されている情報とペンからの相関信号によって判断する
。表示されている情報には、各種の形式および大きさの
英数字キャラクタから成るユーザ・データや、図形、直
線、曲線等のグラフィカルな画像が含まれる。また０８
１面上の表示線７は各種のユーザ・データを表わしＣい
る。 ライト・ペン３は、ユーザ・データフの一部分を選び出
すためにノン・トラッキング−％−）’するいはトラッ
キング・モードで、使用される。ライト・ペン３にある
押しボタン−スイッチ５を押すことによって（ライト・
ペン３は必要な位置をさし′Ｃいる）指定された動作を
実行するよう、グラフィツス・システムに伝えることが
できる。指定された動作とは、線の描写と消去、画像の
かたちの読取り、テキストの編集等である。ノン・トラ
ッキング・モードは、メニューの選択のように大きい部
分の選択だけに使用される。トラッキング・モードを使
用すると、個々のビクセルを点灯していてもし°Ｃいな
くて本高精度・高解像度で選択できる。表示された情報
の隣接したビクセルの中から正しいものを速く選び出す
ために必要な高い解像度と安定性は以下に説明する手法
によって得られるものである。本実施例では１ピクセル
とは、１ドツト（］個の点）を表わす。 トラッキング・モードでは、表示される情報にトラッキ
ング・カーソルが含まれる。このカーソルは十字形で、
縦横の成分はＣＩＬＴディスプレイ装置１の垂直軸と水
平軸に各々平行である。使用者はライト・ペン３を画面
上の必要な位置に移動させることによって、その位置に
トラッキング・カーソル６の中ノし・を伴えることがで
きる。後述の飛越し走査手法の使用により、トラッキン
グ・カーソル６がユーザ・データ７の上に重なる場合に
もトラッキング・カーソル６に対応する信号とユーザ・
データ７に対応する信号とを区別し゛Ｃ検出することが
可能である。さらにトラッキング手法の使用により、ト
ラッキング・カーソル６はライト・ペン３の動きに滑ら
かにかつ高速で従う。これはライト・ペン３がＣＲＴの
表面から最大２１１’ｍ離れ′Ｃいても動作する。 一般に、ＣＲＴディスプレイ装置１とコンピュータ２は
、サーボ状のループの２つの互いに補足的な部分となっ
ている。トラッキング・モードでは（、ＲＴディスプレ
イ装置１はユーザ嗜データ７およびトラッキング・カー
ソル６を表示し、ライト・ペン３からのどの信号がトラ
ッキング・カーソル６に対応し′Ｃいるかを判断する。 これによりコンピュータ２は座標情報を得ることができ
る。 コンピュータ２はその座標情報を使用して、ライト・ペ
ン３の視野の中心とトラッキング・カーソル６の中心と
のずれを計算する。その結果から、コンピュータ２は次
の表示フレームでのトラッキング・カーソル６の正しい
座標位置を予測することができる。コンピュータ２は、
トラッキングｅカーソルが次のフレームにおいて新しい
位置に表示されるまでに間に合うように、その座標値を
ＣＲＴディスプレイ装置１に送る。また同時に予測した
座標値をメモリ中の指定された位置に書込み、使用者の
プログラミング言語で実行されるステートメントによっ
てアクセスできるようにする。 押しボタン５の一般的な動作はトラッキング・モードお
よびノン・トラッキング・モードの両者で同じである。 従来からのプログラミングの手法により、押しボタン５
は使用者が提供するサブルーチンを呼出す。そのサブル
ーチンは、ライト・べ／３によって検出された座標デー
タを保持するよう指定され゛〔いるメモリ中の一定の位
置にあるデータを使用しＣ１指定されたグラフィクス動
作を実行する。 使用者はグラフィクス動作を実行する場合、その説明を
プログラミング１語で記述する。ＣＲＴディスプレイ装
置１とライト書ペン３は、コンピュータ２に設置されて
いるグラフィクス・ファームウェア・システムを含む構
成の中で動作する。 グラフィクス・ファームウェア・システムはいくつかの
異なったグラフィクス入力装置およびグラフィクス出力
装置をサポートできる。グラフィクス入力およびグラフ
ィクス出力の各機能について、使用すべきグラフィクス
装置を指定しなければならない。 ライト・ペン３を使用するためには、まず最初に次のス
テートメントを実行する必要がある。 ＯＲ，ＡＰＨＩＣ８ＩＮＰＵＴ　　Ｉｓ　　”ＬＩＧＨ
ＴＰＥＮ” このＧ凡ＡＰＲＩＯ８ＩＮＰＵＴステートメントにより
、コンピュータ２はＣＲＴディスプレイ装置１に、ライ
ト・ペン３が必要な信号を検出した後に割込みを要求す
るよう指示する。その時点でＯＲ，Ｔディスプレイ装置
１の一定のレジスタには有効なデータが含まれているは
ずである。 ＧＲＡＰＲＩＣ８ＩＮＰＵＴステートメントは同時に、
それらのレジスタからデータを読取り、一定の条件に従
つ°〔それを処理する割込みサービス・ルーチンを指定
する。一定の条件とは、トラッキング・カーソル６が表
示されているかどうか、もし表示されていればそれは実
際にライト・ベン３を追跡しζいるかどうか、などであ
る。 ライト・ベン３をノン・トラッキング・モードで゛使用
し、トラッキング・カーソル６の助けをかりずに大きい
部分を選択するのであれば前記のＧＲＡＰＨＩＯ８Ｉへ
ＰＵ’ｌ’ステートメントを実行するだけで十分である
。ノン・トラッキング・モードでは、グラフィクス・シ
ステムの動作全体は以下の如くである。ＣＲＴディスプ
レイ装置１はライト・ベン３からの応答を生の座標デー
タに変換し、割込みを要求する。割込みサービス・ルー
チンはこれらの座標値を指定されたメモリ位置に入れ、
そのメモリ位置は押しボタン５が作動するとアクセスさ
れる。 ライト・ベン３をトラッキング・モードで使用し、トラ
ッキング・カーソル６の助けをかり°〔個々のピクセル
を選択する場合には、前記のステートメントの他に次の
ステートメントも実行しなければならない： ＰＯＩＮＴＥＲ（Ｘ座標〉、　くＹ座標〉ＰＯＩＮＴＥ
Ｒステートメントは、トラッキング・カーソル６のラス
ク中の最初の位置を指定する。 これによりトラッキング・カーソル６は見えるよ。 うになる。トラッキング−モードでは、グラフィクス・
システムの動作全体は以下の如くである。 コンピュータ２はＣＲＴディスプレイ装置１にトラッキ
ング・カーソル６のアドレス情報を送る。 ＣＲＴディスプレイ装置１は、指定された位置において
トラッキング・カーソル６をラスタの他のデータに組込
む。ＣＲＴディスプレイ装置１はライト・ベン３からの
応答を生の座標データに変換するが、その有効桁数はト
ラッキング・カーソル６が実際にライト・ベン３の視野
内にあるかどうかにより決定される。 いまトラッキング・カーソル６が視野内にある本のと仮
定する。ＣＲＴディスプレイ装置１は３個の部分座標値
を記録し、割込みを要求する。割込みがサービスされる
と、コンピュータ２は視野の中心の座標を計算し、次に
移る視野の中心の座標を前の位置の座標から最も確率の
高い値とし°Ｃ予測シ、トラッキング・カーソル６のア
ドレス情報をその予測された座標を表わすようにセット
すコンピュータ２がトラッキング・カーソル６の新しい
アドレス情報をＣＲＴディスプレイ装置１に送ると、こ
の過程は次のフレームに対しＣ再び開始される。 次に、トラッキング・カーソル６が視野内にはない本の
と仮定する。これは、以下に述べるいずれかの理由によ
って発生する。まずライト・ベン３が、ＰＯＩＮＴＥＲ
ステートメントの実行後トラッキング・カーソル６０近
くに移動したことがない場合である。またはトラッキン
グ・カーソル６がすでにライト・ベン３を追跡し゛〔い
るが、ライト・ベン３がＣ１−ＬＴから離され°〔しま
ったか、またはライト・ぺｙ３の動きが速すぎ′Ｃ追跡
が不可能になった場合である。これらの場合、ＣＲＴデ
ィスプレイ装置１は場合に応じてカーソル以外のｄ＞ データを記録する許、若しくは新しいデータの記録は行
なわれない。いずれの場合本、割込みサービス−ルーチ
ンはデータの性質からどのような事態が発生したか判断
できる。 ライト・ベン３によりカーソル以外のデータが得られた
場合、検出された座標はメモリの指定された位置に書込
まれ、）／・トラッキング・モーわト ドの選択が行なニーる。視野がトラッキング・カーソル
６に交差し゛Ｃ追跡が開始されるか、またはＰＯＩＮＴ
ＥＲステートメントにより−Ｃ）ラッキング・カーソル
６の位置が動くかのいずれかが起るまでは、トラッキン
グ・カーソル６は前の位置から動かない。 ライト・ベン３で応答が得られない場合、割込みサービ
ス・ルーチンはトラッキング・カーソル６の位置本メモ
リの指定された位置の座標も更新しかしいずれの場合も
、トラッキング・カーソ第２図は第１図に示したトラッ
キング・カーソル６を詳細に拡大した図である。カーソ
ル６は２本の互いに垂直な成分によって構成され、各成
分は幅１ピクセル、長さ４９ビクセルである。２本の互
いに垂直な成分は各々中央で交わり、かつＣＲＴディス
プレイ装置１の水平軸と垂直軸とに平行な方向を向いて
いる。第２図では、トラッキング・カーソル６は任意の
英数字データフの上に重ねて示され′Ｃいる。特にトラ
ッキング・カーソル６の中心はＮ”の右下隅の近くにあ
る。破線８はトラッキング・カーソル６と大きさも中心
も等しい四角形の部分を示し“Ｃおり、この内部でユー
ザ・データフに対し゛〔フレームを交替させる偶数／奇
数走査線・飛越し走査が行なわれる。第２図中の破線は
説明のために示され′Ｃいるだけで、ＣＲＴ画面上には
現われない。トラッキング・カーソル６は飛越し走査さ
れず、各フレーム共に全体が表示される。 後に述べる第１２図によると、ライト・べｙ３には光検
出機構１００が含まれＣおり、そこからの出力は帯域増
幅器１０１で増幅され、ライン７６（図１のケーブル４
に対応する）を通してＣＲＴディスプレイ装置１にある
信号比較回路１０２０入力に送られる。基準電圧７５（
第１２図参照）本信号比較回路１０２に送られ、ライン
７６上の信号が基準電圧７５で設定されたしきい値を越
えると、ライン７７への出力が行なわれる。信号比較回
路１０２からライン７７上の出力を”接触点”と呼ぶ。 第３図は、第１図に示したライト・ベン３の単一ドツト
及びその相対的光学減衰曲線を示した図である。図示さ
れた曲線を得るための手法の１つは、第９図に関連し′
Ｃ後に述べる。曲線９は、第１２図に示される光検出機
構（ｐｈｏｔｏ　ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１００の視野の中
心から異なった距離での単一点のピーク振幅を表わしＣ
いる。光検出機構１００からＣＲＴ表面までの距離はど
の曲線におい・Ｃ本一定であるものとする。曲ｌ１ｌｉ
！１２０は曲線９より距離が短い。基準電圧７５が１０
で示されるしきい値を設定する本のとする。このような
しきい値により円形の有効視野１１が生じるが、この例
では直径１６ビクセルで示されている。すなわち、視野
の中心の周囲、半径８ピクセル内にあるすべ′Ｃの個々
のピクセルが接触点となる。１１で示され”〔いるよう
な視野を“単一点視ｅ（ｓｉｎｇｌｅ　ｄｏｔ　ｆｉｅ
ｌｄｏｆ　ｖｉｅｗ）″と呼ぶ。単一点視野の実際の直
径は、部分的にＣＲＴ表面からライト・ベン３までの距
離の関数である。本実施例においては単一点視野の直径
は２．５４（ｍの距離で約３０ピクセルである。 ライト・ベン３がＣＲＴ表面に押しつけられた場合には
、単一点視野の最小直径は（最小の画面明度において）
１８ビクセルである。 第４図は、第３図に示した単一点視野１１を、第２図に
示した英数字データ７に重ねＣ描いた図である。ここで
、ピクセルの３０パ一セント以上の部分が単一点視野１
１の外部にある本のは接触点とはならないものと仮定す
る。従って１２で示されＣいるピクセルは接触点とはな
らない。（この仮定は常に正しいものではないが、一時
的には有効である。実際の事例は図９および１０に関連
しＣ後に述べる。）１３で示されているピクセル、並び
に１４で示されているピクセルは接触点となる。しかし
、「１本の走査線には１個の接触点しかないコとい５理
由から、１５で示されたピクセルは接触点とはならない
ことに注意する。光検出機構１００（第１２図参照）の
反応は、主に入射する光の関数である。ＣｊＲＴ中の燐
光の反応の減衰速度が遅すぎるために１本の走査線につ
き１個しか接触点が存在しない。燐光の減衰時間はピク
セル間の時間に比較し°Ｃ長い。例えばＰ２２燐光の減
衰時定数は８．７マイクａ秒である。しかしＣＲＴは３
０．０ＭＨｚの速度でピクセルを表示し′Ｃいるため、
１個の減衰時間率で本２６１個のピクセル、即ち単一点
視野の直径の１０倍以上に等しくなる。 その結果、視野内の１個のビクセルが接触点となると、
視野内で同一走査線上の他のビクセルが点灯しＣもそれ
を検出できるだけの時間はない。 第５図は、各種ビクセルの組合せについて、視野内にお
ける光の強度合計に対する燐光時定数の影響を示したグ
ラフである。光の視野全体の内部５図上方に示された１
６に対応するビクセルは、走査線中で最初に点灯したビ
クセルであり、走査は左から右の方向に行なわれ、前記
ビクセルは視野の縦方向ではほぼ中央、横方向では左端
の近くに位置している本のとする。１６に対応するビク
セルが点灯すると、光の強度は２１で示されたピークま
で上昇する。 その後、７個の消灯したビクセルに対応する減衰期間が
続き、次に１７で示され゛〔いる次の点灯ピクセルが生
じる。この時点で光の強度は再び上昇を開始し前のビク
セルと同じ量だけ上昇する。 しかし前の上昇が完全に減衰し〔いないため、２２で示
されているピークの方が２１で示されているピークより
高くなる。その後、２個の消灯したビクセルに対応する
減衰期間が続き、次に１８で示され“Ｃいる次の点灯ビ
クセルが生じる。前の場合と同様に、光が上昇する量は
前回２回の点灯と等しいが、前回のピークが完全に減衰
し°Ｃ−ないため２３で示されているピークは前回より
高くなる。 その後６個の消灯したビクセルに対応する減衰期間が続
き、次に１９．２０で示されている２個の連続した点灯
ピクセルが生じる。この時点で、光の強度は上昇を開始
し、１個のビクセルの上昇量の２倍の量だけ上昇する。 明らかに、視野が太きければ大きい程、その内部での光
の強度の合計は高くなる。信号比較回路１０２（第１２
図参照）のしきい値レベルが１６で示されているビクセ
ルを検出し′〔接触点とする程度の低さに設定され′〔
いると、その後のどのビクセルが点灯してどのビクセル
が消灯し′Ｃいるのかを判断する確実な方法はない。 ここでライト・ペン３の視野内またはその近くにある情
報がトラッキング・カーソル６だけである場合について
考えてみる。そのような状況の３種類の一般的な例が第
６図に示され・Ｃいる。 第６図は、第２図に示したトラッキング・カーソル６に
よって得られる接触点から視野の中心を求める手法を説
明した図である。いま（Ｘ＋、Ｙ＋）。 （Ｘ２．　Ｙ２　）　、　（Ｘ３　、　Ｙ３　）　の各
点にある３個のビクセルの座標を決定できるならば、視
野の中心（Ｘｐ、Ｙｐ）　　は以下の方程式によって得
ることができる： 方程式（１）およびに）は、「決められた３点を円周上
に持つ円は１個しか存在しない。従ってそのような円の
中心本１個しか存在しない」という定理から得られる。 条件となつ′Ｃいる仮定は、有効視野が円であることで
ある。言い換えると、有効視野が単一点視野１１である
ことである。これは点（Ｘ＋　、　Ｙｌ　）および（Ｘ
３　、　Ｙ３　）にあるビクセルについ゛〔は正しく、
どちらの場合もそれらは各走査線上で接触点となる最初
のビクセルである。（視野内またはその近くにある情報
はトラッキング・カーソル６だけであるという仮定を思
い出すこと。）しかし、円形の単一点視野１１は小さい
ために、トラッキング・カーソル６の水平成分の左部分
は単一点視野１１の左方向に延長しＣおり、また第５図
に関連し′Ｃ述ぺた理数のために１．＝９　（Ｘ＋　、
　Ｙ＋　）および（Ｘ３．　Ｙ３）のビクセルを接触点
として検出した信号比較回路１０２（第１２図参照）の
しきい値レベルで、点（Ｘｚ　、　Ｙ２　　）のビクセ
ルも接触点として検出できると仮定することはできない
。点（Ｘ２．Ｙ２）のビクセルの座標を求めるには、水
平線視野の概念を確立する必要がある。これについては
後に述べるが、（Ｘ２．Ｙ２）　　を求めることが可能
であることが示されている。 （Ｘｐ、Ｙｐ）が求まれば、トラッキング・カーソル６
を移動させてライト・ペン３の位置を追跡させることが
できる。これは、本発明に係るグラフイクス・システム
がすでにトラッキング・カーソル６の位置を知っており
、また点（Ｘｐ、Ｙｐ）がトラッキング・カーソル６の
あるべき位置を該グラフィクス・システムに知らせるた
めである。本実施例では予測のアルゴリズムにより、ト
ラッキング・カーソル６を使用し゛Ｃ１メートル／秒以
上の速度でライト・ベン３を正確に追跡することができ
る。 水平線視野の概念を取り上げる前に、視野内に他の情報
が含まれている場合に第６図に示した中心計算手法に及
ばず影響について考えＣみる。 第７図は、無視しＣおくと、視野内に表示され゛〔いる
他の情報によって視野中心の計算結果に誤りが生じる場
合があることを説明した図である。 ２７、２８．および２９で示され′〔いるビクセルが接
触点として検出されて中心の計算に使用されると、中心
２４が算出される。２７で示され“Ｃいるビクセルは、
２６で示されＣいるトラッキング・カーフルの一部では
ないために、実際の中心２５は得られない。 第８Ａ図および第８Ｂ図は、第７図に示した誤った中心
計算の問題が、連続したフレームの偶数／奇数走査線飛
越し走査手法によって、どのように解決されるかを説明
した図である。第８Ａ図および第８Ｂ図は、第２図に示
した点線８で囲まれた部分を拡大している。この域は正
方形でトラッキング・カーソル６と同じ大きさ、同じ中
心を持つが、その内部では表示の連続するフレームがそ
れぞれ偶数、奇数で示される。偶数、奇数のいずれのフ
レームにおいてもトラッキング・カーソル６韮びに点線
８の外部にあるユーザ・データ７は、常に全体が表示さ
れる。第８Ａ図に示され′Ｃいる奇数フレームでは、奇
数走査線上のカーソル以外のデータを表わすビクセルは
空白となり、偶数走査線上の接触点は完全に無視される
。また第８Ｂ図に示されている偶数フレームでは、偶数
走査線上のカーソル以外のデータを表わスヒクセルは空
白となり、奇数走査線上の接触点は完全に無視される。 従つ′〔、奇数フレームでは、奇数走査線上で検出され
る接触点はトラッキング・カーソル６によるものだけで
ある。第８Ａ図に示され°Ｃいる例では、そのような接
触点は３３．３４．３５で示されたビクセルである。こ
れらの接触点を使用し°〔計算した中心は３６で、実際
の中心３７に非常に近い。３０．３１．３２で示されて
（へる偶数走査線上の接触点はユーザ・データ７または
トラッキング・カーソル６のいずれかを表わす可能性も
あり、それを区別する簡単な方法はないため無視する本
のとする。 第８Ｂ図は上記に対応する偶数フレームを示しており、
偶数走査線上のカーソル以外のデータは空白になつ°Ｃ
いる。偶数走査線上で検出される接触点ハトラッキング
・カーソル６によるものだけであり、それらは４０，４
１．４２で示されたビクセルである。これらの接触点を
使用し′Ｃ計算した中心は４４で、実際の中心４３に非
常に近い。３８および３９で示される接触点は奇数走査
線上にあるため、無視される。 新しい中心の計算は各フレームで１回、トラッキング・
カーソル６の周囲の飛越し走査域８内の飛越し走査が偶
数であるか奇数であるかに関係なく、行なわれる。偶数
フレームの走査で得られた中心と奇数フレームの走査で
得られた中心とは必ずしも一致しないが、それらの差異
は非常に小さいので無視してよい。 上記の飛越し走査の手法により、本発明に係るグラフィ
クス・システムはユーザ・データ７とトラッキング・カ
ーソル６を区別することができ、（Ｘ＋、Ｙｌ）と（Ｘ
３．Ｙ３）の正しいＹ値を得ることができる。それらの
Ｙ値は必ずトラッキング・カーソル６の垂直成分上にあ
るため、あらかじめ知ることができる。同様に、（Ｘ２
．Ｙ２）のＹ値は必ずトラッキング・カーソル６の水平
成分上にあるため、あらかじめ知ることができる。（Ｘ
２．Ｙ２）の）ｌを求める方法は後に説明する。飛越し
走査域８の太きさは４９ビクセルあって単一点？を野の
大きさよりも太さいため、Ｙｌ、Ｘ２゜Ｙ３の接触点は
常に各走査縁上での最初の接触点であることに注意すべ
きである。ン゛後に注意すべきことは、飛越し走査手法
では第２図の点線８で囲まれた区域内のユーザ・データ
７は、それ以外のデータより明度が多少落ちるように見
えるが、これは飛越し７１！食されているデータの部分
は１回おきのフレートラッキング・カーソル６が正確に
ライト・ペン３を追跡するためには、単一点視野１１の
直径がトラッキング・カーソル６の長さ会場である４９
ビクセル以下でなければならず、かつ飛越し走査域８の
大きさ以下でなければならない。さらに、単−直視１ｆ
ｆ１１の直径は最初ライト・ペン３から０８１表面まで
の距離が０からある距離りまで増加するにつれ“Ｃ増大
するが、その距＃Ｄを越えると光の強度が減少しそのた
めにしきい値を越える／ｈ ことが困難になるために、再び縮少する。単一点視野の
直径はライト・ペン３と０８１表面との距離が２．５４
ＣＩｒＬになつ′Ｃも約３０ピクセルまでしか増大され
ないため、上記の直径の条件は容易に満たされる。 第９図は、単一点（５ＩＮＧＬＥ　ＤＯＴ）視野の概念
をより詳細に示した図である。本図に４６で示されてい
る円は、ライト・ペン３の前面の部分を定義し、その内
部ではある一定の光度を持つビクセルが光検出機構１０
０（第１２図参照）およびそのレンズ・アセンブリ１１
４で検出できる。この部分を光学的視野と呼ぶ。まずビ
クセルの縦の線４５が光学的視野４６の中央に表示され
ている場合を考える。前記光検出機構１００から得られ
る信号が４９で示されＣいる。ここで左側のピークは光
学的視野４６の上部のビクセルに対応し、その後、順に
右側に向つ゛Ｃ下部のビクセルに対応していくものとす
る。またピークとピークの間の時間はラスタ中の１本の
走査線の持続時間に等しい。これらのピークの包絡線が
第３図に示した減衰パターンである。波形４９が、第１
２図中の１０２で示さ　　　。 れている信号比較回路に入るとする。前記比較回路には
紛５０で表わされＣいるしきい値レベルが設定され”Ｃ
いるため、そのしきい値レベルを越えるピーク４７だけ
が出力となる。これらの出力に対応するビクセル（４８
）が接触点と呼ばれ

【おり、単一点視野と呼ばれる円形
の区域１１内１ｔＣ含まれる。個々のビクセルは、単−
直視針内であればどこにあっても信号比較回路１０２（
第１２図参照）からの出力を生じ、接触点となる。逆に
単一点視野の外にある個々のビクセルは接触点とはなら
ない。 これに対し、光学的視野４６に横（水平方向）の線が通
つＣいる場合を考え゛〔みる。その３つの場合が第１０
図に示され゛〔いる。第１０図は、第１図に示したライ
ト・ペン３における水平線視野の概念を説明した図で、
その大きさと位置は一部分、接触点を生じさせるための
電気的しきい値を越えるのに必要とされる光の強度の関
数になっていることを示している。ここで同一走査線上
の複数のビクセルでは光度が増すという効果（第５図に
示され°［１，−、る）を思い出し°Ｃみる。５１で示
され′Ｃいる定食線■では、光検出機構１００（第１２
図参照）からの出力は５４で示されている曲線に等しい
。同様に走査線ｌ１５２および走査線１５３による出力
は各々５５．５６で示され゛〔いる曲線に等しい。 信号比較回路１０２（第１２図参照）のしきい値レベル
が第９図における単一点視野で使われたレベルと同一の
ままであるとすると、第１０図においては、相対的に線
５７で示された値となる。このしきい値レベルをＡとす
る。Ａに対応する視野のかたちは変化し、その視野の左
側は６０で示されたような本のになる。 次にしきい値レベルが線５８で示され°ＣいるＢである
場合を考えてみる。その結果視野はさらに減少し、左側
は６１で示されたようなものになる。 ６０および６１で示されＣいる境界は円形になる傾向が
あることがわかる。 単一点視野が、中心の周囲にある半径を持つ円形の「区
域」であるのに対し、水平線視野の概念が原本よい。単
一点視野では個々のピクセルはその区域の「内部」であ
ればどこにあっても必ず接触点となるが、水平線視野で
は連続して近づいＣくるピクセルのうち１個が「境界に
到達」した時その１個だけが接触点となる。 次に５９で示されているしきい値レベルＣを考えてみる
。これは水平線視野の境界６２の曲線半径が単一点視野
１１の半径とほぼ等しくなるレベルである。水平線視野
の曲線の半径は、単一点視野の半径と同様、部分的に画
面の明るさおよびライト・ペン３からＣＲ１表面までの
距離の関数である。水平線視野６２の半径が単一点視野
１１の半径と近似するようなしきい値レベルＣが設定さ
れれば、ライト・ペン３がＣＲＴから任意の距離にある
とき、２つの半径は共に変化し°Ｃ１画面の明るさまた
は前記の距離が変化して本二者は等しい。 第１１図は、単一点視野１１とそれに対応する水平線視
野６２の相対的な配置を示した図である。 これらの曲線の半径はほぼ等しく、また共に光学的視野
４６の縦方向の中間に位蓋し・Ｃいるが、水平線視野６
２は６３で示され′Ｃいる線の長さくオフセット）だけ
右水平方向に片寄っている。ここで注意すべきは、２つ
の視野の半径は等しいため、オフセットの値は一定であ
り、ライト・ベン３からＣＲ１表面までの距離と画面の
明るさの「いずれの関数でもない」ことである。 第５図及び第６図を再び参照し“Ｃ１（Ｘ２．Ｙ２）が
単一点視野１１からは得られないことを思い出し゛〔み
る。Ｘ２を測定するときＣＲＴディスプレイ装置１はし
きい値をレベルＡからレベルＣまで一時的に上げること
によつ°Ｃ水千線視野を呼出す。 ここで第６図及び第１１図の両方を参照すると、第１１
図の点Ｉは第６図の点（Ｘ＋、Ｙ＋）に対応しＣいる。 同様に点■は点（Ｘ３．Ｙ３）　　に対応し゛〔いる。 点■のＹ値はＹ２　に等しいが、Ｘ値はオフセクトの量
だけ異なる。即ち： 実際のＸ２　＝測定されたＸ２−オフセット・・・・・
・（３）グラフィクス・ファームウェア・システムはオ
フセットの値をあらかじめ知っており、第６図の中心の
計算作業に移る前に方程式（３）を解いてＸ２の実際の
値を求める。本実施例ではオフセットの値は１１ピクセ
ルである。水平線視野６２の曲線は単一点視野１１の曲
線に近似しＣいるため、オフセットの補正は水平線視野
６２を単一点視野１１に一致するまで左方向に移動させ
ることに等しい。 従って、中心計算の方程式（１）およびに）の適否に関
する視野の仮定はなお有効である。 しきい値をレベル人からレベルＣに上げることにより、
Ｘ２　の測定における信号対雑音比（ＳＮ比）が増大す
るという利点４得られる。 第１２図は本発明の一実施例による表示システム全体を
示した電気的ブロック図で、ＣＲＴディスプレイ装置１
およびライト・ベン３が示されている。トラッキング・
カーソル６が表示される前に、割込みサービス・ルーチ
ンは調整されたカーソルのアドレス情報をＸカーソル・
アドレス−２４レジスタ８２およびＹカーソル・アドレ
ス−２４レジスタ８０に送る。送られるアドレスの値は
ビクセル単位で、その値はすでにトラッキング・カーソ
ル６の実際の中心から各々２４を差引かれたものである
。すなわち、レジスタ８２および８０は飛越し走査域８
（第２図参照）の左上隅を表わすアドレスを受は取る。 同期ジェネレータ６６はピクセル・クロック信号、水平
帰線信号、および垂直帰線信号を発生するが、これらは
スイープ回路７７、ディスプレイ・メモリ７８、Ｘビク
セル・カウンタ７９、およびＹ走査線カウンタ６７を駆
動させるために使われる。水平帰線信号の各サイクルご
とにＹ走査線カウンタ６７のカウントは増加する。Ｙ走
査線カウンタ６７のカウントがＹカーソル・アドレス−
２４レジスタ８０に格納されＣいる値に達すると、Ｙ比
較回路８１は４９走査線カウンタ６４を動作させる。４
９７１：査線カウンタ６４は水平帰線信号のサイクルを
カウントし゛Ｃトラッキング９カーソル６の上限と下限
を決定するが、これは前記飛越し走査域８の縦の境界線
も決定する。またこのカウンタはＹカーソルと示され′
Ｃいる信号を発生して、トラッキング・カーソル６の水
平成分が表示される走査線も指示する。 同様にＸビクセル・カウンタ７９はビクセル・クロック
信号のサイクルをカウントし、Ｘカーソル・アドレス−
２４レジスタ８２およびＸ比較回路８３と共働し′〔４
９ピクセル・カウンタ６５を動作させ、トラッキング・
カーソル６および飛越し走査域８の左右の限界を決定す
る。また各走査ごとに４９ビクセルΦカウンタ６５はＸ
カーソル信号によってトラッキング中カーソル６の垂直
成分を表わすビクセルも指示する。 Ｘカーソル信号は４９ピクセル昏カウンタ６５が２５に
等しくなるとき真である。同様にＸカーソル信号は４９
走査線カウンタ６４が２５に等しくなるとき真である。 これらの２つの信号の（八ずれかが真のとき、トラッキ
ング・カーソル６に属するビクセルが書込まれる。 ４９ビクセル・カウンタ６５からのＸブランキング信号
は、その中のカウントＸが］ζＸｋ４９の範囲にあるこ
とを示す。同様に、４９走査線カウンタ６４からの′Ｙ
Ｘブランキング信号、その中のカランｌ−ｙが１　＜＝
Ｙ　’ｗ４９の範囲にあることを示ス。Ｘブランキング
信号とＸブランキング信号はＡＮＤゲート８４に導入さ
れる。ＡＮＤゲート８４からは信号６９が送出される。 この信号は飛越し走査が必要とされ、かつＣＲＴの光線
が飛越し走査域８の内部にあるとき真である。またＡＮ
Ｄゲート８４に導入される信号１１３は、Ｘカーソル・
アドレス−２４レジスタ８２からの過剰高位アドレス・
ビットを表わす。信号１１３は、カーソル周囲の区域８
が飛越し走査されるべきか否かに従って割込みサービス
・ルーチンによつ゛Ｃ制御される。トラッキング・カー
ソル６が画面上に表示されＣいるが追跡を行なっていな
いときには、区域８は飛越し走査されない。（計算され
た視野の中心が静止しＣいるトラッキング・カーソル６
のあらかじめわかつＣいる座標に近づくと、割込みサー
ビス・ルーチンは再び飛越し走査を開始する。）偶ｆｆ
　／　奇数フレーム・ラッチ６８は各フレーム後の垂直
帰緋信号によつ゛〔トグルされ、そこからの出力信号は
、排“池的Ｏｎ、ゲート８５によっ−ｃＹ走査線カウン
トの最下位のピット０と結合して信号８６を生じる。信
号８６は任意のフレームでブランキングにされるべき走
査線を表わす。信号８６はＡＮＤゲート８７により“Ｃ
信号６９と結合し、信号７０となるが、信号７０はビデ
オ混合器７２によつ・Ｃブランキングを呼出し飛越し走
査を行なうとき、および接触点を生じてＹルジスタ８８
とＹ３レジスタ８９をラッチするときを表わす。 Ｘカーソル信号とＸブランキング信号はＡＮＤゲート９
０を介し゛Ｃ信号９１となるが、該信号９１はトラッキ
ング・カーソル６の垂直成分のビクセルを書込むときを
表わす。同様にＸカーソル信号とＸブランキング信号は
ＡＮＤゲート９２を介して信号９３となるが、該信号９
３はトラッキング・カーソル６の水平成分のビクセルを
書込むときを表わす。信号９１と９３はＯ″ＲＲゲート
９４入され、カーソル・ビデオ信号を生じるが、この信
号はトラッキング・カーソル６に属するビクセルが書込
まれるときに真となる。ビデオ混合器７２はカーソル・
ビデオ信号？、ディスプレイｅメモリ７８からの信号７
１と結合し、飛越し走査域８とトラッキング・カーソル
６の両者を結合させる最終的なビデオ信号７３を生じる
。 その後ビデオ情報がＣＲＴ上に表示される。表示された
情報のうち光学的視野の内部にある部分はレンズ・アセ
ンブリ１１４によつ°Ｃ光検出機構１００に送られ、そ
こからの出力は帯域増幅器１０１によって増幅される。 帯域増幅器１０１は、螢光灯や太陽光線などによつ′Ｃ
生じる低周波の雑音を除去する。増幅された出力信号７
６は信号比較回路１０２に送られ、ここで出力信号７６
と基準電圧７５とが比較される。基準電圧７５の値はＸ
カーソル信号の値に応答し°Ｃ増幅回路７４によつ′〔
決定される。Ｘカーソル信号は、トラッキング・カーソ
ル６の水平成分を含む主査線の生成中のみ、真となる。 Ｘカーソルが偽のときには、信号比較回路１０２のしき
い値はレベルＡに設定されているが、Ｘカーソルが真の
間はレベルＣに移動する。 信号比較回路１０２からの出力信号７７は検出ラッチ９
５に送られ、ここで接触点と示された信号が生じる。接
触点信号は、以下の条件に従ってＹ走査線カウンタ６７
の値をＹｌレジスタ８８およびＸ３レジスタ８９にラッ
チさせたり、Ｘピクセル・カウンタ７９の値をＸ２レジ
スタ９６にランチさせたりするために使用される： １）接触点がフレームの最初の接触点である場合、３個
のレジスタ８８，８９．９６の各々をラッチ。 初の接触点である場合、Ｙｌレジスタ８８をラッチ。 ：＋＋）　　接触点がトラッキング・カーソル６の水平
成分と同じ走査線上にある場合、Ｘ２レジスタ９６をラ
ッチ。 ＋ｖ）　　接触点が、飛越し走査によって空白にされ′
〔いる走査線の空白部分内にある場合、Ｘ３レジスタ８
９をラッチ。 上記条件（１）はライト・ペン３でカーソルを使用しな
いメニューの選択等の大きい部分の選択を行なう場合に
使用され、以下の如く実現される。垂直帰線信号はラッ
チ９７と９８の両方をリセットする。その結果ラッチ９
７かもの信号１０８は真となり、その信号は（ＪＲゲー
ト９９および１０４を通過し゛ＣＡＮＤゲート１０５お
よび１０７の各々の一方の入力端に印加される。この動
作が生じると、接触点信号が真になると同時に、Ｙｌレ
ジスタ８８およびＸ２レジスタ９６は各々の値をラッチ
する。 垂直帰線信号がラッチ９８をリセットするとき、信号１
０９４１真となる。信号１０９はＯＲゲート１０３を通
過してＡＪＪＤゲート１０６の一方の入力端に印加され
る。この動作が生じると、接触点信号が真になると同時
にＸ３レジスタ８９はその値をラッチする。 上記条件ｆｉｌ　、　ｆｉｉｉｌ　、　（ｌｖｌは、ト
ラッキング・モード動作のとき、ライト・ぺ／３を用い
て情報を正確に選択する場合に使用される。 上記条件（ｆ）は以下の如く実現される。垂直帰線信号
によって一度リセットされたラッチ９８は、走査線の空
白部分が書かれ〔いる間シこ発生する接触点によつＣの
みセットされる。これは背景が空白のとき接触点が生じ
た場合にのみ、ＡＮＤゲート１１２がラッチ９８をセッ
トするためである。 従って、ランチ９８は上記条件（ハ）にあう接触点が生
じるまでリセットされたままとなつ°Ｃいる。ランチ９
８がリセットされている間、信号１０９は真である。条
件（ｌｌが満足される区域内にある間、空白背景信号７
０も真である。空白背景信号およびランチ９８からの真
の信号１０９はＡＮＤゲート１１０を介しＣ真の出力信
号１１１となる。この信号１１１はＯＲゲート９９を介
し゛ＣＡＮＤゲート１０５の一方の入力端に印加される
。ＯＲゲート９９からの出力が真のときに接触点が発生
すると、Ｙｌレジスタ８８はＹ走査線カウンタ６７のそ
のときの値をラッチし、Ｙｌの値とする。この接触点の
発生は、前述の如くランチ９８をセットする。ランチ９
８がセットされると、Ｙｌレジスタ８８にはそれ以上値
がラッチされない。 上記条￥＋（ｉｉｉ　ｌは以下の如く実現される。カー
ソルの水平成分を含む走査線が発生されるたびシこ、前
述の如く信号比較回路１０２のしきい値は一時的にレベ
ルＡからレベルＣに移動する。レベルを移動させた信号
（Ｙカーソル）はＯＲ，ゲート１０４への入力信号とも
なる。従つ′Ｃ１しきい値レベルの移動が行なわれ°Ｃ
いる間、０几ゲート１０４の出力は真である。この真の
出力はＡＮＤゲート１０７によってｉ触点信号と結合さ
れ、その結果Ｘ２レジスタ９６はＸビクセル・カウンタ
７９のそのときの値をラッチして、Ｘ２の測定値とする
。その後Ｙカーソル信号はすべＣの走査線で偽となり、
Ｘ２レジスタ９６にそれ以上の値がラッチされるのを防
ぐ。 上記条件（１ｖ）は以下の如く実現される。ＣＲＴの光
線が飛越し走査によつ゛Ｃ空白にされている走査線の区
域内にあるとき、空白背景信号７０は真である。この結
果、ＯＲゲート１０３からの出力は真になる。ＯＲゲー
ト１０３からの出力が真の間に接触点信号が発生すると
、Ｘ３レジスタ８９はＹ走査線カウンタ６７のそのとき
の値をラッチしてＹ３の値とする。上記条件（１■）は
通常、トラッキング・カーソル６の垂直成分に沿って連
続した接触点がある時、複数回生じる。そし′〔Ｘ３レ
ジスタ８９に最後にラッチされた値が必要とされる値で
ある。 上記条件（１）からＯＶ）までが満足された後、あるい
は少くともフレームの終了点においＣ１割込み制御器１
１５は割込み要求を行う。フレームの１／２が終了する
より前に条件（１）から（１ｖ）までの各々が満足され
た場合には、割込み要求はフレームの中間で発生する。 それ以外の場合はフレームの終了点で発生する。割込み
が認められると、割込みサービス・ルーチンはレジスタ
８８．８９．９６　　かう収集されたデータを読取る。 このデータには、Ｙルジスタ８８の上位の３ピツトにコ
ード化されたステータス情報の３ビツトが含まれる。こ
れらは押しボタン５、信号１０８（フレーム中に少くと
も１個の接触点が発生したかどうかを表わす）、および
空白背景信号のステータスである。Ｙルジスタ８８がラ
ッチされたときに空白背景信号が真を示す。すなわち、
それらの値はトラッキング・カーソルを表わす。空白背
景信号の値がラッチされたときに偽であるとき、グラフ
ィクス・ファームウェア・システムはノン−トラッキン
グ・モードの選択を行なつＣいると仮定する。収集され
たデータには、Ｘ２レジスタ９６中に記録されている価
に関する情報も含まれる。Ｘ２レジスタ９６の上位のビ
ットはＹカーフルの値をラッチし、同時にＸピクセル・
カウンタ７９かものカウント値が下位のビットにラッチ
される。これは後に、Ｘ２の測定値がトラッキング・カ
ーソル６に対応するか否かをグラフィクス・ファームウ
ェア・システムに知らせる働きをする。 第１３図はＯＩ（、Ｔディスプレイ装置１で使用される
割込みサービス・ルーチンの流れ図である。 ルーチンに入ると、１４０で示されＣいるステップにお
いて、第１２図のレジスタ８８，８９．９６　の値を読
取ると共に、押しボタン５のステータスを表わすために
、使用者のプログラムと通信するフラグをセットする。 その後判断１４１で、フレーム中に接触点があったかど
うかを判断する。判断１４１からは、ライト・ペン３の
動作に関する各種の可能な状況を調べて、処理を行なう
。これらの可能性の処理は１５１で示され°Ｃいるステ
ップで終了する。ステップ１５１は、Ｘカーソル・アド
レス−２４レジスタ８２中のステータス・ビットの値を
調整することによって飛越し走査を停止する。このステ
ータス・ビットは信号１１３の値を制御する。第１２図
に関し゛Ｃ説明した如く、信号１１３が偽のときにはＣ
ＲＴディスプレイ装置１はトラッキング・カーソル６の
周囲に飛越し走査域８を形成しない。割込みサービス・
ルーチンはステップ１５１の後、終ル。 流れ図が応答する第１のケースは、ライト・ペン３がフ
レーム中に接触点を検出しない場合である。このケース
では判断１４１の答は”ＮＯ”となり、ステップ１５１
が飛越し走査を停止し、割込みサービス・ルーチンを出
る。判断１４１に対する答はＹルジスタ８８およびＸ２
レジスタ９６から読取った上位のビットを調べることに
よって判定する。これらのビットのコード化については
第１２図に関連して説明した。判断１４１の答が＠ＮＯ
″になる原因となる状況には、ライト・々ン３をＣＲＴ
画面から完全に離し−（Ｌまった場合、ライト・ペン３
をＣＲＴ画面の点灯していない部分に急に移動した場合
、など種々の場合がある。どちらの場合本、トラッキン
グ・モードが機能し°Ｃいるかいないかに関係なく、飛
越し走査が停止され・Ｃノントラッキング・モードとな
る。画面上にトラッキング・カーソル６がある場合、同
じ位置にとどまつＣ動かない。 流れ図が応答する第２のケースは、ライト・ペン３が少
くとも１個の接触点を検出したが、トラッキングｅカー
ソル６がＣＲＴ画面上にない場合である。このケースで
は、ノントラッキング−モードによる選択が行なわれＣ
いることが多い；そうであれば、押しボタンによつ゛Ｃ
使用者のプログラムに適切な動作を実行させることがで
きる。 ノントラッキング命モードによる選択の準備を行なうた
めに、ステップ１４２はレジスタ８８と８９のＹ値を平
均し、平均したＹの結果をレジスタ９６のＸ測定値と共
に記憶する。判断１４３は、トラッキング・カーソル６
のアドレスに最後に選ばれた値を調べて、そのアドレス
が画面上にあるかないかを判定する。画面上にな−４と
したこのケースでは次にステップ１５１に進み、割込み
サービス・ルーチンを出る。 流れ図が応答する第３のケースは、少くと′＋１個の接
触点がありトラッキング・カーソル６も画面上に表示さ
れているが、トラッキング・モードが機能しＣいず、ま
た選択された値もトラッキング・カーソル６の位置に“
近い”（１５ピクセル以内）ｘ−ｙ座標を表わし゛〔い
ない場合である。 判断１４４に対する答が”ＮＯ”であると、トラッキン
グ・モードの動作が機能しζいないことを意味する。判
断１４５はトラツキ／グーカーソルに近いかどうかを判
定するが、このケースでは”ＮＯ”であり、割込みサー
ビス・ルーチンは終了する。 第４のケースは、第３のケースと同じ条件だが判断１４
５の答が”ＹＥＳ”となる場合である。このケースは、
使用者がトラッキング・モードの動作を開始するために
ライト中ペン３をトラッキング・カーソル６の近くに置
いた場合に対応する。 判断１４５で答が”ＹＥＳ”となると、ステップ１４６
は飛越し走査を開始し、ステップ１４７はトラッキング
・カーソル６をノントラッキングΦモードによる選択で
得られたアドレスまで移動する。ノントラッキング・モ
ードの選択はＸ方向で正確ではないため、この値は近似
値に過ぎない。ステップ１４７の後、割込みサービス・
ルーチンを出る。 第５のケースは、少くと本１個の接触点があり、トラッ
キング・カーソル６は画面上にあり、トラッキング・モ
ードが機能しく飛越し走査が行なわれＣいる）、フレー
ムの接触点はトラッキング・カーソル６から検出されて
いるが、視野の計算された中心が“近い″（トラッキン
グ・カーソル６からＸ−Ｙ両方向に４ピクセル以内）に
本かかわらず予測のアルゴリズムが初期化されていない
場合である。このケースでは判断１４４の答は”ＹεＳ
′で、次に判断１４８が行なわれる。判断１４８は、７
レーム中に記録された接触点がトラッキング・カーソル
６から検出されたがどうかを質問し゛〔込る。 これに対する答は、図１２に関連し“〔説明した如く、
Ｙルジスタ８８およびＸ２レジスタ９６の上位のビット
を調べることにより判定できる。判断１４８に対する”
ＹＥＳ”の答の後、ステップ１４９は第６図ないし第８
図に関連し“で説明した如く視野の中心の座標を計算す
る。次に判断１５３が予測のＡルゴリズムは初期化され
°〔いるか（そのとき使用中か）どうかを質問する。こ
のケースではその答を”Ｎ（Ｊ”と仮定し′〔いるので
、判断１５０が計算された視野の中心はトラッキング・
カーソル６の位置からＸ−Ｙ両方向に４ピクセル以内に
あるかどうかを質問する。４ビクセル以内にあると仮定
しているので答は“ＹＥＳ”となり、ステップ１５２が
予測のアルゴリズムを初期化し、ステップ１５５がカー
ソルをステップ１４９で得た中心位置に移動させる。こ
の時点で割込みサービス・ルーチンは終了する。 第６のケースは、判断１５０の答が”Ｎｏ”の場合であ
る。このケースでは計算された視野の中心がトラッキン
グ・カーソル６の実際の位置から遠すぎるために、予測
の機構が使用できない。このトキ、トラッキング伊カー
ソル６はステップ１５５によって、ステップ１４９で得
られた中心位置に移動されるだけである。使用者がライ
ト・ベン３をトラッキング・カーソル６にさらに近づけ
れば、ケース６の継続はほんの一時的な本ので、ケース
５が次に発生する。 第７のケースは、トラッキング・カーソル６の位置を実
際に追跡し、予測し゛〔いる場合である。 このケースでは、判断１５３まで到達し“〔その答が”
ＹＥＳ”になる。次にステップ１５４がトラッキング・
カーソル６の新しい位置を予測し°〔カーソルをそこに
移動させ、その時点で割込みサービス・ルーチンは完了
する。ケース７が１度実行されると、後述の如くトラッ
キング・モードが打切られるまでは連続し°〔ケース７
が続けられる。 上記ケース５．６および７の各段階で、種々の判断に対
する答は以下の如くでなければならな（号判断１４１．
１４３．１４４．１４８　　に対する答が”ＹＥＳ”で
なければならない。それ以外の答があるとトラッキング
・モードは打切られ、再び始めるためには各ケースで前
述の各段階を経なければならない。 誤った答があると正しい追跡の条件が整わず、飛越し走
査が停止され′Ｃトラッキング・モードは終了する。こ
のケースをケース８とする。ケース８では、トラッキン
グ・モードを再開するためにはライト・ペン３が再びト
ラッキング・カーソル６を検出する必要がある。 第１４図は、トラッキング・モードの動作を行なう場合
、各ケースの発生の状況を表わした流れ図である。本図
は第１３図と同じ意味を有する流れ図ではない。また本
図は、第１３図の割込みサービス・ルーチン動作におい
゛〔連続し゛ζ発生する一連の段階を表わしＣいる。 第１４図の最初の部分は初期追跡の状態で、ケース１，
２．３に対応する。初期追跡の状態では、グラフィクス
・ファームウェアは追跡に合った条件か始まるのを待つ
Ｃ”アイドル°′状態になる。 第１４図の第２の部分は初期飛越し走査の状態で、ケー
ス４に対応する。トラッキング・カーソル６はこの時点
でライト・ペン３の追跡を開始する。 第１４図の第３の部分は中心計算の状態で、ケース５と
６に対応する。中心計算の状態は、計算された中心の値
が十分にカーソルに近づいて予測を開始できるまで続く
。 中心計算が正しく行なわれると、第１４図の第４の部分
である予測の状態に達する。この状態では、トラッキン
グ・カーソル６の位置が各フレームごとに予測される。 ケース８では、追跡のアルゴリズムを最初から全部やり
直すことが必要となる。 第１５図は、第１３図におけるステップ１５４の動作を
表わした流れ図である。この予測のアルゴリズムの使用
によって、トラッキング・カーソル６はライト・ペン３
を最大４０ピクセル／フレームの速度で追跡できる。 第１５図に示されＣ（＾るよ５に、そのときのライト・
ペン３の位置とトラッキング・カーソル６の位置との誤
差、およびライト・ペン３の視野の中心の速度と加速度
とがそれぞれ計算される。係数Ｋｌ、に２．に３が計算
され、トラッキング・カーソル６の新しく自位置を求め
る方程式が実行される。カーソルの動きを滑らかにする
ため、トラッキング・カーソル６の加速度には過去の速
度と加速度に従って限界が設定される。トラッキング・
カーソル６を新しい位置まで移動するために必要な加速
度がこの限界値を超える場合には、限界を超えないよう
に新しい位置が調整される。 トラッキング・カーソル６の動きを滑らかにするために
、Ｘ−Ｙカーソルの増加分は実際に予測された値よりも
１ビクセルずつ減少される。従って、ライト・ペン３の
移動が非常に遅く、トラッキング・カーソル６の予測さ
れた位置が前の位置からＸまたはＹ方向に１ピクセル（
１ドツト）以内の場合は、トラッキング・カーソル６は
その方向には移動しない。トラッキング・カーソル６の
新しいアドレスはＣＲＴディスプレイ装置ｌに書込まれ
て、そのフレームの周期が完了する。その後刻込みサー
ビスφルーチンはアルゴリズムを通して次のパスのため
に変数を更新してから、コンピュータ２のホスト・ファ
ームウェア−システムに戻る。 移動中のライト・ペンを追跡する場合、予測のアルゴリ
ズムでは誤差が生じることがある。本実施例では、ライ
ト・ペンがその方向または速度を突然変えたときに、最
大１０ビクセルの誤差が生じることがある。視野の大き
さよりカーソルの大きさの方が大きいその差は、予測の
アルゴリズムで生じる可能性のある誤差に等しいが、そ
れより大きくなければならない。小さい場合には、上記
のように通常に発生する誤差によって追跡ができなくな
ることがある。 ラスタ・スキャン・グラフィクスΦシステムのこれに代
る実施例として、トラッキング・カーソル６自体本交互
のフレームで表示し、その間のフレームでユーザ・デー
タ７（トラッキング・カーソル６を言んでもよい）を表
示するものも考えられる。、そのような飛越し走査フレ
ームの機構は、ＣＲＴの書込み速度で書込み部分の大き
さと関連して十分に高いリフレッシュ速度が得られれば
、ちらつきも許容範囲内になる。 前記実施例では、トラッキング・カーソル６の中心の計
算は第６図で示されＣいる如く直接実行され、また第７
図に示された如き問題は生じない。 前記実施例では、第２図に示されている飛越し走査域８
は適用されず、ラスタ全体の吉きさとなる。 さらに、前記実施例でも視野の大きさはカーソルより小
さく、また水平線視野の概念はしきい値レベルの変換と
共に適用される。 カラーＣＲＴを組込む場合は、いかなる実施例であって
も以下の条件に注意する必要がある。第１に、ライト・
ペンの感光性素子に達する光の色はその反応に影響を与
え、従って視野の大きさに影響を与える。飛越し走査手
法によって、ユーザ・データの色の変化により不本意な
結果が生じることは防げる。トラッキング・カーソル６
０色の変化は、カーソルの大きさが視野の太きさより大
きく、またカニンル全体が同一色であれば問題はない。 本実施例では、カーソルは白で表示され、また光の強度
はユーザ・データより少し強い。 第１６図は、ライト・ペン３の構造を説明した断面図で
ある。１６０はＣＲＴディスプレイ装置１を示しており
、ここに像が描かれ、またここからライト・ペン３は光
を受は取る。・・ウジンク１６１には一方に円形の開口
部があり、ここに平凸レンズ１１４が取付けられＣいる
。レンズ１１４の＋側は外部に面し°ζおり、ライト・
ペンが向けられる方向を向い“Ｃいる。レンズ１１４の
＋側の中心を通り、かつ垂直な線１６６は、ライト・ペ
ン３の光軸な決定する。レンズを使用したＰＩＮ光検出
機構１００はハウジング１６１内部のレンズ１１４の凸
側に向い合った位置に（光軸１６６上）設置されている
。光検出機構１００かもの出力は、前述の如く帯域増幅
器１０１（第１２図参照）に送られる。 本実施例では、ライト・ペン３の特性は従来のシステム
で使用されているライト・ペンの特性とは異なつ゛〔い
る。ライト・ペン３の光学システムは、ＣＲ，Ｔ表面１
６０上に表示される像に前本って焦点を合わされていた
り、また焦点を合わせることができるのではなく、焦点
距離が無限大であることが望ましい。前述のラスタ・ス
キャン実施例で最適の動作を行なうためには、光の減衰
曲線］６３は通常山形の余弦曲線（（ａ）ｓＯｔ「）−
１−１、ただし−π立の「企π）にかたちが似“Ｃし、
ることか望ましい。光の減衰−ａ　１６３は、第３図に
示した曲線９および１２０に該当する。９，１２０　　
および】６３のような正弦波曲線を生成する方法は、ラ
イト・ペンの焦点を無限大に合わせ、かつライト・ペン
３の視界の境界を、レンズ１１４がら表面１６０る。す
なわち、視界の境界が正円錐形の切断面のかたちになる
ようにする。 この結果生じる余弦波の光の減衰−＃１６３は、従来の
ライト・ペンの光の減衰曲線の最適のかたち（１６５で
示されている）とは著しく異なっている。従来の曲＠１
６５では両側が、角こう配なため、有効視界１６４は円
筒形になる。これは通常ライト・ペンの画面に対する焦
点を無限大以外の距離に設定し、かつ絞りを使用した結
果である。 第１０図に関連して述べた如く、単一点視野と水平線視
野の直径は等しく、また画面の明るさとＣＲＴからの距
離の関数とし′Ｃ共に変化する。両者の直径は、しきい
値の変更量を適正にすることによって等しくすることが
できる。しかし直径が画面の明るさと距離の関数としＣ
共に変化する性質は元の減衰曲線９および１２０を山形
の正弦波とすることによって得られる。すなわち、ＣＲ
Ｔの燐光の持続期間が視野全体のスイープに必要な時間
に比べＣ長いとき、また視野とＯＲ，Ｔ画面との交差面
が円形のとき、単一５６視野と水平線視野の直径を等し
く変化させるために必要な条件は、ライト・ペンの光の
減衰曲線が山形の正弦波であることである。 以上詳述した如く、本発明に係る表示システムは、カー
ソルの追跡を受けるライト・ペンを備え、部分的な飛越
し走査の手法を用いて、カーソルに対応する点と背景表
示データに対応する点とを識別することができる。また
本表示システムは、カーソルの水平成分を正確に測定す
るため、しきい値レベル変換手法を用いて、次のフレー
ムにおけるライト・ペン視野中心位置を正確に予測する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による表示システム全体を示
した斜視図、第２図は第１図に示したトラッキング・カ
ーソル６の詳細拡大図（背景の画像に重なったトラッキ
ング９カーンルヲ示ス）、第３図は第１図に示したライ
ト・ペン３のＩＮ−）”ット及びその相対的光学減衰曲
線を示した図、第４図は第３図に示した単一点視野１１
を第２図に示した英数字データ７に重ねて描いた図（表
示されている情報により走査線１本につき１個の接触点
が発生する）、第５図は各種ビクセルの組合せについて
視野内における光の強度合計に対する燐光時定数の影響
を示したグラフ、第６図は第２図に示したトラッキング
・カーソル６によって得られる接触点から視野の中心を
求める手εを説明した図、第７図は視野内に表示されＣ
いる他の情報によつ′ζ視封中心の計算結果に誤りが生
じる場合があることを説明した図（視野内のデータによ
り中心計算に誤りが生じる）、第８Ａ図は第７図に示し
た中心計算の問題点について如何に解決するかを説明し
た図（飛越し走査による奇数走査線のデータを使った中
心の計算。偶数走査線上の接触点は認識されない）、第
８Ｂ図は第７図に示した中心計算の問題点について如何
に解決するかを説明した図（飛越し走査による偶数走査
線のデータを使った中心の計算。奇数走査線上の接触点
は認識されない）、第９図は単一点視野の概念をより詳
細に示した図、第１０図は第１図に示したライト・ペン
３における水平線視野の概念を説明した図（しきい値レ
ベルは水平線視野のかたちに影響を与える）、第１１図
は単一点視野１１とそれに対応する水平線視野６２の相
対的位置関係を示した図、第１２図は本発明の一実施例
による表示システム全体を示した電気的ブロック図、第
１３図はＣＲＴディスプレイ装置ｌで使用される割込み
サービスψルーチンの流れ図、第１４図はトラッキング
・モード動作を行う場合に各ケースの発生状況を表わし
た流れ図（追跡のアルゴリズム）、第１５図は第１３図
におけるステップ１５４の動作を表わした流れ図（予測
のアルゴリズム）、第１６図はライト・ペン３の構造を
説明した断面図である。 ｔ：ＯＲＴディスプレイ装置、２：コンピュータ、３ニ
ライト・ペン、５：押しボタン醗スイッチ、６：トラッ
キング・カーソル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表示面上にカーソル及びカーソル以外の出力を表
   示するとともに前記カーソルからの光の検出を行なうラ
   イト・ペン手段を設けたラスタ・スキャン型の表示シス
   テムにおいて、 少なくとも前記カーソル近傍の領域内のフレーム毎に選
   択された走査線上では、前記カーソルに対応する表示だ
   けを行なうようにしたことを特徴とする表示システム。
2. （２）前記選択された走査線として、フレーム毎に奇数
   及び偶数番目の走査線を交互に用いる特許請求の範囲第
   １項記載の表示システム。