JPS6215625A - Optical coordinate input device - Google Patents

Optical coordinate input device

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JPS6215625A
JPS6215625A JP60153648A JP15364885A JPS6215625A JP S6215625 A JPS6215625 A JP S6215625A JP 60153648 A JP60153648 A JP 60153648A JP 15364885 A JP15364885 A JP 15364885A JP S6215625 A JPS6215625 A JP S6215625A
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transistor
coordinate
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Kazuo Hasegawa
和男 長谷川
Junichi Ouchi
純一 大内
Hiroaki Sasaki
弘明 佐々木
Takanori Miura
三浦 考徳
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Alps Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain an accurate coordinate signal by impressing the voltage of a prescribed level to the base of a bipolar transistor in a switch mode of a switching circuit and at the same time fixing the coordinate signal at a prescribed level. CONSTITUTION:When the synchronizing pulses are supplied to switching circuits 12 and 22 from a CPU 40, the collector voltage Vp of a phototransistor PT1 has a fall. Then, a drive signal Sd is supplied to the base of a transistor TR52 from a pulse processing circuit 60 in the form of a switching signal Ss. Thus, the TR52 is turned on and the base voltage of a TR14 is set at a prescribed level Vb. As a result, a base current flows and the collector voltage has a fall and therefore no noise signal is applied to the coordinate signal. Then, the collector voltage of the TR14 has a rise when the signal Sd is supplied to a drive circuit 24 from the CPU 40. Then, the coordinate signal is delivered through a terminal 16.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、発光素子アレ、イ及び受光素子アレイを含む
光学式座標入力装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to an optical coordinate input device including a light emitting element array (a) and a light receiving element array.

(発明の技術的背景) 光学式座標入力装置は、CRTディスプレイやLCD 
(液晶表示装置)等の表示面の前面に取付けられ、発光
素子アレイの各発光素子から出力される光信号を受光素
子アレイの各受光素子にて受光する走査方式が採用され
ている。そして、指等により光信号が遮断された場合に
その位置を指示座標としてパーソナルコンピュータ等に
出力する構成を有している。
(Technical Background of the Invention) Optical coordinate input devices include CRT displays and LCDs.
(Liquid Crystal Display) etc., and employs a scanning method in which each light receiving element of a light receiving element array receives an optical signal output from each light emitting element of a light emitting element array. Furthermore, when the optical signal is interrupted by a finger or the like, the position is outputted to a personal computer or the like as indicated coordinates.

第4図には従来の光学式座標入力装置の光信号を処理す
る回路構成が示されている。Sち、図中、10は受光素
子アレイを示し、この受光素子アレイは複数のフォトト
ランジスタP T +〜PTnから形成されている。各
フォトトランジスタP T +〜PTnのエミッタは共
通に接地され。
FIG. 4 shows a circuit configuration for processing optical signals of a conventional optical coordinate input device. In the figure, numeral 10 indicates a light receiving element array, and this light receiving element array is formed from a plurality of phototransistors PT+ to PTn. The emitters of each phototransistor PT+ to PTn are commonly grounded.

コレクタは切換回路12の各スイッチS W t〜S 
W nに接続されている。各スイッチSW1〜S W 
nはカップリングコンデンサC1を介してNPNトラン
ジスタ14のベースに接続されている。このトランジス
タ14のコレクタには抵抗R+、Rzを介して電源Vc
cが接続され、又カップリングコンデンサC3を介して
出力端子16が接続されている。トランジスタ14のベ
ースにはベース抵抗R3を介して電源Vccが接続され
ている。抵抗RI とR2との間には切換回路12を介
してフォトトランジスタFT、−PTnに電圧・を印加
するための抵抗R4が接続されている。また、抵抗R1
とR2との間には電源Vccの変動分をバイパスするた
めのコンデンサC2が接続されている。
The collector is each switch S W t to S of the switching circuit 12
Connected to Wn. Each switch SW1~SW
n is connected to the base of the NPN transistor 14 via a coupling capacitor C1. The collector of this transistor 14 is connected to the power supply Vc via resistors R+ and Rz.
c is connected, and the output terminal 16 is also connected via a coupling capacitor C3. A power supply Vcc is connected to the base of the transistor 14 via a base resistor R3. A resistor R4 for applying a voltage to the phototransistors FT and -PTn is connected between the resistors RI and R2 via the switching circuit 12. Also, resistor R1
A capacitor C2 is connected between and R2 to bypass fluctuations in the power supply Vcc.

次に、上記光学式座標入力装置の受光処理動作を説明す
る。
Next, the light reception processing operation of the optical coordinate input device will be explained.

第5図(a)に示す同期パルスが切換回路12に入力さ
れると、スイッチSW、が閉成し、フォトトランジスタ
FT、のコレクタに抵抗R+、R4を介して電圧が印加
される。一方、同期パルスの入力に伴って図示しない発
光素子アレイが走査され、フォトトランジスタP T 
+ に対応するLEDが発光する。従って、LEDから
の光信号SpがフォトトランジスタFT、にて受光され
るので、フォトトランジスタPTIが導通する。
When the synchronization pulse shown in FIG. 5(a) is input to the switching circuit 12, the switch SW is closed, and a voltage is applied to the collector of the phototransistor FT via the resistors R+ and R4. On the other hand, the light emitting element array (not shown) is scanned in response to the input of the synchronization pulse, and the phototransistor P T
The LED corresponding to + emits light. Therefore, since the optical signal Sp from the LED is received by the phototransistor FT, the phototransistor PTI becomes conductive.

フォトトランジスタFT、が導通ずると、マイナスのパ
ルス電圧がカップリングコンデンサC1を介してトラン
ジスタ14のベースに印加され、当該トランジスタ14
がOFF状態に切り換わり、ベース電流Ibが流れなく
なるので、そのコレクタ電圧が立ち上がる。従って、カ
ップリングコンデンサC3を介してコレクタ電圧を座標
信号(第5図(e)参照)として出力端子16より取り
出すことができる。尚、フォトトランジスタF T +
 の対応するLEDは一回の走査中に、少なくとも二以
上の光信号Spを出力するので、座標信号は二以上のパ
ルス信号より構成されることになる。
When the phototransistor FT becomes conductive, a negative pulse voltage is applied to the base of the transistor 14 via the coupling capacitor C1.
switches to the OFF state and the base current Ib stops flowing, so its collector voltage rises. Therefore, the collector voltage can be taken out from the output terminal 16 as a coordinate signal (see FIG. 5(e)) via the coupling capacitor C3. In addition, the phototransistor F T +
Since the corresponding LED outputs at least two or more optical signals Sp during one scan, the coordinate signal is composed of two or more pulse signals.

以下、同様に同期パルスが入力する毎に切換回路12の
スイッチS W 2〜S W nが閉成され、フォトト
ランジスタP T z〜PTnが対応するLEDからの
光信号SPを受光するので、各座標位置を示す座標信号
を連続的に得ることができる。従って、指等により光信
号が遮断され、例えば、フォトトランジスタPT3によ
り光信号が受光されなかった場合には、出力端子16よ
り座標信号が出力されないので、走査(フォトトランジ
スタFTり位置との関係から指示座標を知ることができ
る。
Similarly, each time a synchronization pulse is input, the switches SW2 to SWn of the switching circuit 12 are closed, and the phototransistors PTz to PTn receive the optical signal SP from the corresponding LED. A coordinate signal indicating the coordinate position can be obtained continuously. Therefore, if the optical signal is blocked by a finger or the like and, for example, the optical signal is not received by the phototransistor PT3, the coordinate signal will not be output from the output terminal 16. You can know the indicated coordinates.

(背景技術の問題点) さて、フォトトランジスタF T+ NP T n及び
光信号Spを出力するLEDの如き発光及び受光素子は
光信号に対する特性にばらつきを有している。また、フ
ォトトランジスタFT、〜PTnはCRTディスプレイ
等の光強度の変化や外乱光の影響を受ける。このため、
各フォトトランジスタ毎のコレクタ電圧Vpは大きく変
動してしまう。
(Problems with Background Art) Now, light-emitting and light-receiving elements such as the phototransistor F T+ NP T n and the LED that outputs the optical signal Sp have variations in characteristics with respect to the optical signal. Furthermore, the phototransistors FT, -PTn are affected by changes in light intensity from a CRT display, etc., and by external light. For this reason,
The collector voltage Vp of each phototransistor varies greatly.

従って、第5図(b)に示すように、フォトトランジス
タP T 2が光信号Spを受光した時点で当該フォト
トランジスタP T 2のコレクタ電圧Vpが外乱光等
により大きく低下した場合には、トランジスタ14のベ
ース電圧vbも第5図(C)に示すように、低下するこ
とから、フォトトランジスタP T zの走査期間中ト
ランジスタ14がOFF状態に保持されてしまうことが
ある。よって、第5図(e)に示すように、座標信号は
立ち上がったままになるので、フォトトランジスタP 
T zが光信号Spを受光しているにもかかわらず、パ
ーソナルコンピュータ等は座標入力があったものと誤判
断してしまう。
Therefore, as shown in FIG. 5(b), if the collector voltage Vp of the phototransistor P T 2 decreases significantly due to disturbance light etc. at the time when the photo transistor P T 2 receives the optical signal Sp, the transistor Since the base voltage vb of the phototransistor 14 also decreases as shown in FIG. 5(C), the transistor 14 may be held in the OFF state during the scanning period of the phototransistor P T z. Therefore, as shown in FIG. 5(e), since the coordinate signal remains high, the phototransistor P
Even though Tz is receiving the optical signal Sp, the personal computer or the like incorrectly determines that coordinates have been input.

また、トランジスタ14のベースには抵抗R3を介して
電圧が印加されているので、カップリングコンデンサC
I には、第4図に示すように、充電電流Icが流れ込
む。従って、フォトトランジスタのコレクタ電圧Vpが
低下した場合には、第5図(C)のP T zやFT(
、−〇で示すように、トランジスタ14のベース電圧v
bの立ち下がりレベルが上昇する。しかし、ベース電圧
vbは抵抗R3及びカップリングコンデンサC7の時定
数に基づいて徐々に上昇するだけなので、フォトトラン
ジスタのコレクタ電圧Vpが大きく低下した場合には、
上述したように、座標信号は立ち上がったままになる。
Furthermore, since a voltage is applied to the base of the transistor 14 via the resistor R3, the coupling capacitor C
A charging current Ic flows into I as shown in FIG. Therefore, when the collector voltage Vp of the phototransistor decreases, P T z and FT (
, −〇, the base voltage v of the transistor 14
The falling level of b increases. However, since the base voltage vb only increases gradually based on the time constant of the resistor R3 and the coupling capacitor C7, if the collector voltage Vp of the phototransistor significantly decreases,
As mentioned above, the coordinate signal remains high.

そして、例えば、第5図(b)に示すように、フォトト
ランジスタPTzのコレクタ電圧Vpが若干上昇した時
点で光信号Spを受光した場合には、トランジスタ14
にレベルの小さなベース電流Ibが流れ又はベース電流
Ibの立ち上がり波形に歪みが生じる(第5図(d)の
波形参照)ことがあるので、座標信号がパルス波形とし
て出力されているのか否かの判定が困難になる。従って
、この場合にもパーソナルコンピュータ等が誤判断して
しまう虞れがある。
For example, as shown in FIG. 5(b), if the optical signal Sp is received at the time when the collector voltage Vp of the phototransistor PTz has slightly increased, the transistor 14
Since the base current Ib with a small level may flow or the rising waveform of the base current Ib may be distorted (see the waveform in Fig. 5(d)), it is difficult to determine whether the coordinate signal is output as a pulse waveform or not. Judgment becomes difficult. Therefore, in this case as well, there is a risk that the personal computer or the like will make an erroneous judgment.

更に、切換回路12のスイッチSWI ”SWnを同期
パルスにより切り換えた時点では、スイッチングノイズ
により各フォトトランジスタFT。
Further, at the time when the switch SWI"SWn of the switching circuit 12 is switched by the synchronization pulse, each phototransistor FT is affected by switching noise.

〜PTnのコレクタ電圧Vpが瞬間的に立ち下がり、ト
ランジスタ14のベース電圧vbも瞬間的に立ち下がっ
てしまう、このため、スイッチS W + 〜SWnの
切り換え時には、トランジスタ14のベース電流Ibが
瞬間的に低下し又は遮断され、座標信号にノイズ信号N
が加わってしまう、従って、パーソナルコンピュータ等
がこのノイズ信号Nを座標信号として判定する虞れがあ
るので、やはり誤判断の原因となる。
The collector voltage Vp of ~PTn falls instantaneously, and the base voltage vb of the transistor 14 also falls instantaneously. Therefore, when switching the switches SW + ~SWn, the base current Ib of the transistor 14 instantaneously drops. noise signal N to the coordinate signal.
Therefore, there is a possibility that a personal computer or the like will judge this noise signal N as a coordinate signal, which will also cause erroneous judgment.

以上説明したように、トランジスタ14のベース・エミ
ッタ間はダイオードとして作用し、カップリングコンデ
ンサC1及び抵抗R3と共にクランプ回路を形成するの
で、ベース電圧vbが低下した場合には当該電圧vbを
所定レベルに揃えるようにクランプ動作にて補正する。
As explained above, the base-emitter of the transistor 14 acts as a diode and forms a clamp circuit together with the coupling capacitor C1 and the resistor R3, so when the base voltage vb decreases, the voltage vb is kept at a predetermined level. Correct by clamping so that they are aligned.

しかるに、上記したように、発光及び受光素子の光学的
特性のばらつきや外乱光及びスイッチングノイズの影響
によりベース電圧vbが大きく変動すると、クランプ動
作によってもベース電圧vbを所定のレベルVblまで
補正することができない。
However, as described above, when the base voltage vb fluctuates significantly due to variations in the optical characteristics of the light emitting and light receiving elements, disturbance light, and switching noise, it is difficult to correct the base voltage vb to a predetermined level Vbl even by a clamp operation. I can't.

抵抗R3の抵抗値を小さく設定すると、クランプ動作に
より大きく補正することができるが、抵抗R3の抵抗値
が小さい場合にはトランジスタ14のベース内に蓄積さ
れる過剰蓄積キャリアが増大し又トランジスタ14のベ
ース側のインピーダンスが低下してしまう、このため、
フォトトランジスタのコレクタ電圧Vpの立ち上がりに
対して、トランジスタ14のベース電圧vbの立ち下が
り及び立ち上がりが遅れ、しかもベース電圧vbの波形
が歪んでしまう、従って、発光及び受光素子を高速で走
査する場合には同様に誤判断の原因となってしまう。
If the resistance value of the resistor R3 is set to a small value, a large correction can be made by the clamp operation, but if the resistance value of the resistor R3 is small, the excess accumulated carriers accumulated in the base of the transistor 14 will increase, and the The impedance on the base side decreases, so
The fall and rise of the base voltage vb of the transistor 14 are delayed with respect to the rise of the collector voltage Vp of the phototransistor, and the waveform of the base voltage vb is distorted. Therefore, when scanning the light emitting and light receiving elements at high speed, can also cause misjudgment.

(発明の目的) 本発明の目的は、外乱光等やスイッチングノイズの影響
を受けずに正確に座標信号を送出する光学式座標入力装
置を提供することにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide an optical coordinate input device that accurately sends coordinate signals without being affected by disturbance light or switching noise.

(発明の概要) 本発明は、切換回路の切り換え時に座標信号を増幅して
出力するためのバイポーラトランジスタのベースに、ス
イッチング手段にて所定の電圧を印加すると共に、バイ
ポーラトランジスタに加わる座標信号のレベルをクラン
プ手段にて所定レベルに固定することを特徴とする。
(Summary of the Invention) The present invention applies a predetermined voltage by a switching means to the base of a bipolar transistor for amplifying and outputting a coordinate signal when switching a switching circuit, and also applies a level of the coordinate signal applied to the bipolar transistor. is fixed at a predetermined level using clamp means.

(発明の実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
(Embodiments of the Invention) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は本発明に係る光学式座標入力装置の全体構成を
示す、即ち、この座標入力装置は、発光素子アレイ20
と受光素子アレイ30とを備えている0発光素子アレイ
20は複数のL E D t〜LED nから成り、図
示しないCRTディスプレイの表示面の前面にL字状に
配されている。また、受光素子アレイ30は複数のフォ
トトランジスタP T + 〜PTnから成り、これら
フォトトランジスタFT+NPTnはL E D + 
〜L E D nにそれぞれ対向して前記表示面の前面
の反対位置にL字状に配されている。LED+ NLE
D nの7ノード側は、切換回路22の各スイッチに接
続されており、切換回路22には駆動回路24が接続さ
れている。駆動回路24にはCPU40からの駆動信号
Sdが供給される。
FIG. 2 shows the overall configuration of an optical coordinate input device according to the present invention, that is, this coordinate input device includes a light emitting element array 20
The light emitting element array 20, which includes a light receiving element array 30 and a light receiving element array 30, is composed of a plurality of LEDs t to LED n, and is arranged in an L shape in front of the display surface of a CRT display (not shown). Further, the light receiving element array 30 is composed of a plurality of phototransistors PT+ to PTn, and these phototransistors FT+NPTn are LED+
to LEDn, and are arranged in an L-shape at opposite positions on the front surface of the display surface, respectively. LED+NLE
The 7th node side of Dn is connected to each switch of the switching circuit 22, and the driving circuit 24 is connected to the switching circuit 22. A drive signal Sd from the CPU 40 is supplied to the drive circuit 24.

フォトトランジスタFT、〜PTnは切換回路12を介
して増幅部50に接続されている。即ち、フォトトラン
ジスタP T t 〜PTnのエミッタは、第1図に示
すように、共通に接地され、各コレクタは切換回路12
のそれぞれのスイッチSW、〜S W nに接続されて
いる。各スイッチSW、〜SWnはカップリングコンデ
ンサC4を介してNPN )ランシフタ14のベースに
接続されている。トランジスタ14のコレクタには抵抗
R1,R2を介して電源Vccが接続されている。
Phototransistors FT, -PTn are connected to an amplifier section 50 via a switching circuit 12. That is, the emitters of the phototransistors P T t to PTn are commonly grounded as shown in FIG.
are connected to the respective switches SW, to SW n. Each switch SW, -SWn is connected to the base of an NPN run shifter 14 via a coupling capacitor C4. A power supply Vcc is connected to the collector of the transistor 14 via resistors R1 and R2.

また、トランジスタ14のコレクタにはカップリングコ
ンデンサC3を介して出力端子16が接続されている。
Further, an output terminal 16 is connected to the collector of the transistor 14 via a coupling capacitor C3.

出力端子16からの後述する座標信号Sx1は、第2図
に示すように、CPU40に入力される。トランジスタ
14のベースにはベース抵抗R3を介して電源Vccが
接続されている。抵抗R1とR2との間には切換回路1
2を介してフォトトランジスタFT、〜PTnに電圧を
印加するための抵抗8番が接続され、又これらの間には
電源Vccの変動分をバイパスするためのコンデンサC
2が接続されている。そして、トランジスタ14のコレ
クタ及びベースにはスイッチング手段として用いられる
PNPトランジスタ52のエミッタ及びコレクタがそれ
ぞれ接続されており、PNP)ランシフタ52のベース
にはパルス処理回路60が接続されている。このパルス
処理回路60は、CPU40から出力される駆動信号S
dが入力されており、同様にCPU40から出力される
同期パルスの入力時点で駆動信号が“L”レベルに保持
されるので、この駆動信号Sdをスイッチング信号Ss
 としてPNP トランジスタ52のベースに供給する
。また、トランジスタ14のベースにはダイオード54
のカソード側が接続されている。このダイオード54は
アノード側が接地され、カップリングコンデンサC1と
共に下端クランプ回路を構成している。
A coordinate signal Sx1, which will be described later, from the output terminal 16 is input to the CPU 40, as shown in FIG. A power supply Vcc is connected to the base of the transistor 14 via a base resistor R3. A switching circuit 1 is connected between resistors R1 and R2.
A resistor No. 8 for applying voltage to the phototransistors FT and PTn is connected through the phototransistors FT and PTn, and a capacitor C is connected between these to bypass fluctuations in the power supply Vcc.
2 are connected. The emitter and collector of a PNP transistor 52 used as a switching means are connected to the collector and base of the transistor 14, respectively, and the pulse processing circuit 60 is connected to the base of the PNP run shifter 52. This pulse processing circuit 60 uses a drive signal S output from the CPU 40.
d is input, and the drive signal is held at the "L" level at the time of input of the synchronization pulse output from the CPU 40, so this drive signal Sd is used as the switching signal Ss.
is supplied to the base of the PNP transistor 52 as a signal. Furthermore, a diode 54 is connected to the base of the transistor 14.
The cathode side of is connected. The anode side of this diode 54 is grounded, and together with the coupling capacitor C1, it constitutes a lower end clamp circuit.

次に、本発明に係る光学式座標入力装置の動作を第3図
の波形図を参照して説明する。
Next, the operation of the optical coordinate input device according to the present invention will be explained with reference to the waveform diagram of FIG.

先ず、CPU40からの同期パルス(第3図(a)参照
)が切換回路12及び22に入力されると、切換回路1
2のスイッチS W +及び切換回路22のL E D
 + に対応するスイッチが閉成されるので、フォトト
ランジスタP T Iのコレクタ電圧Vpが、第3図(
C)に示すように、スイッチングノイズにより瞬間的に
立ち下がる。一方、同期パルスが切換回路に入力された
時点では駆動信号Sdは“L”レベルに保持され、又同
期パルスが同時にパルス処理回路60に入力される。従
って、パルス処理回路60からは、同期パルスの立ち下
がりより駆動信号Sdの立ち上りまでの間だけ“L”レ
ベルの駆動信号Sdがスイッチング信・号Ss として
PNP )ランシフタ52のベースに供給され、当該ト
ランジスタ52がON状態に切り換わるので、トランジ
スタ14のベースに抵抗R1、Rz及びPNP )ラン
シフタ52のエミッタ、コレクタを介して電圧が印加さ
れ、第1図に示すように、電流Isが流れる。よって、
トランジスタ14のベース電圧vbは、第3図(d)に
示すように、所定電圧、即ち、トランジスタ14のベー
ス拳エミッタ間電圧Vbe(=0.6V)と抵抗R3に
より設定されるベースバイアス電圧よりも若干大きい電
圧に保持される。この結果、第3図(e)に示すように
、トランジスタ14にベース電流Ib  (斜線で示す
波形)が流れ、そのコレクタ電圧が立ち下がるので、座
標信号に第3図(f)で破線にて示すノイズ信号Nが加
わることがなくなる。
First, when a synchronizing pulse from the CPU 40 (see FIG. 3(a)) is input to the switching circuits 12 and 22, the switching circuit 1
2 switch S W + and switching circuit 22 L E D
Since the switch corresponding to + is closed, the collector voltage Vp of the phototransistor P T I is changed to
As shown in C), it falls momentarily due to switching noise. On the other hand, at the time when the synchronization pulse is input to the switching circuit, the drive signal Sd is held at the "L" level, and the synchronization pulse is simultaneously input to the pulse processing circuit 60. Therefore, from the pulse processing circuit 60, the "L" level drive signal Sd is supplied to the base of the PNP run shifter 52 as a switching signal/signal Ss only from the fall of the synchronizing pulse to the rise of the drive signal Sd. Since the transistor 52 is turned on, a voltage is applied to the base of the transistor 14 via the resistors R1, Rz, and the emitter and collector of the run shifter 52 (PNP), and a current Is flows as shown in FIG. Therefore,
As shown in FIG. 3(d), the base voltage vb of the transistor 14 is determined from a predetermined voltage, that is, a base bias voltage set by the base-emitter voltage Vbe (=0.6V) of the transistor 14 and the resistor R3. is also held at a slightly higher voltage. As a result, as shown in FIG. 3(e), the base current Ib (the waveform shown by diagonal lines) flows through the transistor 14, and its collector voltage falls, so that the coordinate signal is shown by the broken line in FIG. 3(f). The noise signal N shown in FIG.

次に、CPU40から3個のパルス信号から成る駆動信
号Sdが出力され、駆動回路24にこの駆動信号が供給
されると、LED+が駆動され、3個の光信号Spが出
力されるので、フォトトランジスタFT、がこれら光信
号を受光し、導通する。即ち、抵抗R1、R,、スイッ
チSW、及びフォトトランジスタPTI のコレクタ・
エミッタを介して電流が流れ、フォトトランジスタFT
Next, a drive signal Sd consisting of three pulse signals is output from the CPU 40, and when this drive signal is supplied to the drive circuit 24, the LED+ is driven and three optical signals Sp are output. Transistor FT receives these optical signals and becomes conductive. That is, the resistors R1, R, the switch SW, and the collector of the phototransistor PTI.
Current flows through the emitter and the phototransistor FT
.

のコレクタ電圧Vpがパルス状に連続的に立ち下がる。The collector voltage Vp falls continuously in a pulsed manner.

従って、トランジスタ14のベースにカップリングコン
デンサC+を介して3個のマイナスのパルス電圧(第3
図(d)参照)が加わるので、ベース電流Ibが第3図
(e)に示すように、パルス状に連続的に立ち下がる。
Therefore, three negative pulse voltages (the third
(see FIG. 3(d)), the base current Ib falls continuously in a pulsed manner as shown in FIG. 3(e).

よって、トランジスタ14のコレクタ電圧が立ち上がる
ので、出力端子16より3個のパルス信号から成る座標
信号が出力される。CPU40はこの座標信号の入力で
パルスを計数し、所定数である「3」を得るので、座標
入力が存在しないと判断する。
Therefore, the collector voltage of the transistor 14 rises, and a coordinate signal consisting of three pulse signals is output from the output terminal 16. The CPU 40 counts pulses upon input of this coordinate signal and obtains a predetermined number of "3", so it determines that there is no coordinate input.

次に走査すべきフォトトランジスタP T 2のコレク
タ電圧Vpが、その特性及び外乱光等により低下(第3
図(C)参照)している場合において、CPU40から
同期パルスが出力されると、コレクタ電圧Vpがスイッ
チングノイズにより更に大幅に立ち下がる。この場合に
はパルス処理回路60からのスイッチング信号Ssによ
りPNPトランジスタ52がON状態に切り換わるので
、上述したように、電流Isが通電される。一方、フォ
トトランジスタFT、のコレクタ電圧Vpのレベルが大
幅に低下すると、ダイオード54のカソード側がマイナ
ス側に変化し、この7ノード・カソード間の電圧Vd 
(絢0.6V)よりマイナス側に変化した電圧分に対応
して、第1図に示すように、電流Idが流れる。即ち、
ダイオード54がクランプ動作する。従って、トランジ
スタ14のベース電圧vbは、電流Is及びIdにより
第3図(d)に示す如く補正され、そのベースバイアス
電圧よりも大きい所定電圧に保持されることになる。よ
って、第3図(e)に示すように、ベース電流Ibが流
れ、座標信号にノイズ信号Nが含まれることがなくなる
The collector voltage Vp of the phototransistor P T 2 to be scanned next decreases due to its characteristics and disturbance light (third
(see figure (C)), when the synchronization pulse is output from the CPU 40, the collector voltage Vp further drops significantly due to switching noise. In this case, the PNP transistor 52 is switched to the ON state by the switching signal Ss from the pulse processing circuit 60, so that the current Is is applied as described above. On the other hand, when the level of the collector voltage Vp of the phototransistor FT decreases significantly, the cathode side of the diode 54 changes to the negative side, and the voltage Vd between the seven nodes and the cathode changes.
As shown in FIG. 1, a current Id flows in response to the voltage that changes to the negative side from (0.6V). That is,
The diode 54 performs a clamping operation. Therefore, the base voltage vb of the transistor 14 is corrected by the currents Is and Id as shown in FIG. 3(d), and is maintained at a predetermined voltage higher than the base bias voltage. Therefore, as shown in FIG. 3(e), the base current Ib flows, and the noise signal N is no longer included in the coordinate signal.

次いで、CPU40から駆動信号Sdを形成するパルス
信号が出力され、LEDzが発光すると、フォトトラン
ジスタP T 2が導通し、そのコレクタ電圧Vpが立
ち下がるので、トランジスタ14のベース電圧vbも立
ち下がる。この場合ダイオード54にはクランプ動作に
より、第3図(d)に示すように、電流idが流れて電
圧Vdが補正されるので、ベース電圧vbの立ち下がり
レベルがクランプ(下端クランプ)される、更に、駆動
信号Sdを形成するパルス信号が立ち下がり、フォトト
ランジスタP T zのコレクタ電圧Vpが立ち上がる
時点では、この立ち上がり電圧がダイオード54のクラ
ンプ動作によりカップリングコンデンサC1を介してト
ランジスタ14のベースに印加され、ベース電圧vbを
立ち上げる。従って、フォトトランジスタP T 2の
コレクタ電圧Vpレベルが低下している場合でもトラン
ジスタ14には所定の波形でベース電流が流れるので、
出力端子16より3個のパルス信号から成る座標信号が
出力される。よって、CPU40側では座標入力が存在
しないことを正確に判断することができる。
Next, when the CPU 40 outputs a pulse signal forming the drive signal Sd and the LEDz emits light, the phototransistor P T 2 becomes conductive and its collector voltage Vp falls, so that the base voltage vb of the transistor 14 also falls. In this case, as shown in FIG. 3(d), the current id flows through the diode 54 due to the clamping operation and the voltage Vd is corrected, so that the falling level of the base voltage vb is clamped (lower end clamp). Furthermore, when the pulse signal forming the drive signal Sd falls and the collector voltage Vp of the phototransistor P T z rises, this rising voltage is applied to the base of the transistor 14 via the coupling capacitor C1 by the clamping operation of the diode 54. is applied to raise the base voltage vb. Therefore, even if the collector voltage Vp level of the phototransistor P T 2 is lowered, the base current flows through the transistor 14 with a predetermined waveform.
A coordinate signal consisting of three pulse signals is output from the output terminal 16. Therefore, the CPU 40 side can accurately determine that there is no coordinate input.

そして、このようにダイオード54及びカップリングコ
ンデンサC+のクランプ動作によりトランジスタ14の
ベース電圧vbの信号波形(座標信号波形)を整形する
と、L E D +〜LEDnからの光信号Spの周期
を小さくした場合にフォトトランジスタFT、 NPT
nのコレクタ電圧Vpの信号波形が歪んでもトランジス
タ14には必ず光信号Spに対応したベース電流Ibが
流れる。
When the signal waveform (coordinate signal waveform) of the base voltage vb of the transistor 14 is shaped by the clamping operation of the diode 54 and the coupling capacitor C+ in this way, the period of the optical signal Sp from LED+ to LEDn is reduced. In case of phototransistor FT, NPT
Even if the signal waveform of the collector voltage Vp of n is distorted, the base current Ib corresponding to the optical signal Sp always flows through the transistor 14.

従って、出力端子16からは光信号Spに対応するパル
ス信号から成る座標信号が出力されるので1本発明の入
力装置を高速動作(走査)させても座標入力の存在の有
無を確実かつ正確に検出することができる。
Therefore, since a coordinate signal consisting of a pulse signal corresponding to the optical signal Sp is output from the output terminal 16, even if the input device of the present invention is operated at high speed (scanning), the presence or absence of coordinate input can be detected reliably and accurately. can be detected.

また、トランジスタ14のベースにはトランジスタ52
よりの電流Isが通電されるので、過剰蓄積キャリアが
存在する。従って、トランジスタ14のベースに1例え
ば、電気的ノイズが侵入しても過剰蓄積キャリア分で補
正することができる。よって、電気的ノイズに対しても
座標信号を正確に検出することができる。
Further, a transistor 52 is connected to the base of the transistor 14.
Since more current Is is applied, there are excess accumulated carriers. Therefore, even if, for example, electrical noise enters the base of the transistor 14, it can be compensated for by excess accumulated carriers. Therefore, coordinate signals can be accurately detected even in the presence of electrical noise.

上記実施例において、PNP)ランシフタ52に代えて
FETを用いることもできる。この場合には更に入力装
置を高速で動作させることが可能である。
In the above embodiment, an FET may be used instead of the PNP run shifter 52. In this case, it is possible to further operate the input device at high speed.

(発明の効果) 本発明によれば、バイポーラトランジスタのベースと受
光素子アレイとを接続する切換回路の切り換え時にスイ
ッチング手段にて前記ベースに所定の電圧を印加し、か
つバイポーラトランジスタのベースに加わる座標信号の
レベルをクランプ手段にて所定レベルに固定するように
したことで、切換回路の切り換え時に発生するスイッチ
ングノイズに基づくノイズ信号が座標信号に含まれるこ
とがなく、又受光素子の光信号を受光するしベルが外乱
光等の影響で変化してもバイポーラトランジスタのベー
スに加わる座標信号レベルはほぼ一定に保持される。更
に、バイポーラトランジスタにおけるベースの過剰蓄積
キャリアにてベースに侵入する電気的ノイズを補正する
こともできる。従って、パーソナルコンピュータ等に正
確に座標信号を送出することができる光学式座標入力装
置を提供し得る。
(Effects of the Invention) According to the present invention, when switching the switching circuit connecting the base of the bipolar transistor and the light receiving element array, a predetermined voltage is applied to the base by the switching means, and the coordinates applied to the base of the bipolar transistor are By fixing the signal level to a predetermined level using the clamping means, noise signals based on switching noise generated when switching the switching circuit are not included in the coordinate signal, and the optical signal of the light receiving element is not received. Even if the signal level changes due to disturbance light or the like, the level of the coordinate signal applied to the base of the bipolar transistor remains almost constant. Furthermore, electrical noise penetrating into the base can be corrected by excess carrier accumulation in the base of the bipolar transistor. Therefore, it is possible to provide an optical coordinate input device that can accurately send coordinate signals to a personal computer or the like.

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

第1図は本発明に係る光学式座標入力装置の一実施例を
示す回路構成図、第2図は第1図の装置を全体的に示す
図、第3図は本発明の一実施例における各部の信号波形
を示す図、第4図及び第5図は従来の光学式座標入力装
置の回路構成図とその各部の信号波形を示す図である。 12.22−−−−一切換回路、 14−−−−−−−−NPN )ランシフタ、52−−
−一−−−−PNP)ランシフタ、20−−−−−−−
一発光素子アレイ、30−−一−−−−−受光素子アレ
イ 54−−−−−−−−ダ、イオード、 c、、c3−−−−一カツブリングコンデンサ、PTI
 〜PTn−−−フォトトランジスタ。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the optical coordinate input device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the entire device of FIG. 1, and FIG. Figures 4 and 5 are diagrams showing the circuit configuration of a conventional optical coordinate input device and signal waveforms at each part. 12.22----All switching circuits, 14-------NPN) Run shifters, 52--
-1-----PNP) run shifter, 20-------
1 light emitting element array, 30 - 1 light receiving element array 54 , diode, c, , c3 - 1 coupling capacitor, PTI
~PTn---Phototransistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 発光素子アレイに対向して配され、各発光素子からの光
信号を受光して座標信号を出力する受光素子アレイと、
該受光素子アレイを前記発光素子にその走査に対応させ
て切り換え接続する切換回路と、前記各受光素子に前記
切換回路を介してベースが接続され、前記座標信号を増
幅して出力するバイポーラトランジスタと、前記切換回
路と前記バイポーラトランジスタのベースとを結合する
カップリングコンデンサとを備える光学式座標入力装置
であって、前記切換回路の切り換え時に閉成し、前記バ
イポーラトランジスタのベースに所定の電圧を印加する
スイッチング手段と、前記バイポーラトランジスタのベ
ースに加わる座標信号を所定レベルに固定するクランプ
手段とを含むことを特徴とする光学式座標入力装置。
a light-receiving element array that is arranged to face the light-emitting element array and receives optical signals from each light-emitting element and outputs coordinate signals;
a switching circuit that switches and connects the light-receiving element array to the light-emitting element in accordance with scanning thereof; and a bipolar transistor whose base is connected to each of the light-receiving elements via the switching circuit and which amplifies and outputs the coordinate signal. , an optical coordinate input device comprising a coupling capacitor coupling the switching circuit and the base of the bipolar transistor, the coupling capacitor being closed when the switching circuit is switched, and applying a predetermined voltage to the base of the bipolar transistor. 1. An optical coordinate input device comprising: a switching means for controlling a base of the bipolar transistor; and a clamping means for fixing a coordinate signal applied to the base of the bipolar transistor at a predetermined level.
JP60153648A 1985-07-09 1985-07-12 Optical coordinate input device Granted JPS6215625A (en)

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JP60153648A JPS6215625A (en) 1985-07-12 1985-07-12 Optical coordinate input device
KR1019860002200A KR900005225B1 (en) 1985-07-09 1986-03-25 Optical coordinating input apparatus
US06/881,192 US4725726A (en) 1985-07-09 1986-07-02 Optical coordinate input device having waveform shaping circuit
DE19863622888 DE3622888A1 (en) 1985-07-09 1986-07-08 OPTICAL COORDINATE INPUT DEVICE
GB8616575A GB2178166B (en) 1985-07-09 1986-07-08 Optical coordinate input device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63285024A (en) * 1987-05-18 1988-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical position detector

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57117039A (en) * 1981-01-05 1982-07-21 Karoru Mfg Corp Contact input device

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