JPS63126027A - 情報入出力装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は情報入出力装置、特に透明材料から構成された
座標入力装置と表示装置を重ねて配置し、前記座標入力
装置から入力された情報を前記表示装置に表示する情報
入出力装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、透明電極を有する透明キーボードをＬＣＤ、
ＣＲＴなどの表示装置上に配置し、キーボードから入力
された情報を表示させたり、あるいはキーボードにより
表示内容を制御したりする情報入出力装置の構成が知ら
れている。また、入力手段を連続的な座標点の入力を行
なえるように構成し、入力された座標情報に基づき表示
器に画像表示を行なうことにより手書き情報を入力する
ようにした装置も考えられている。

このような用途に用いる透明な座標入力装置として、振
動伝達板に振動センサを取り付け、振動ペンから振動伝
達板に振動を与え、振動入力点の座標を入力する方式も
考えられている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記のような情報入出力装置では。

座標入力装置はある程度厚みを持って構成されており、
また下に重ねて配置される表示器との間隔もある程度取
られるから、座標入力装置を介して視認される表示面上
の位置と、実際の表示面上の位置との間にはずれがある
。この視差の影響により、入力座標の分解能が小さくな
るにしたがって正確な情報入力が困難になってくる。つ
まり、連続的な座標点の入力を行ない、これに基づきド
ツト表示などにより入力画像を表示するような場合には
、操作者が思い通りの点、線などの画像要素を入力する
のが困難になってくる。

［問題点を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するために、本発明においては透明
材料から構成された座標入力装置と表示装置を重ねて配
置し、前記座標入力装置から入力された情報を前記表示
装置に表示する情報入出力装置において、前記表示装置
の表示面上の所定位置に指示表示を行ない、この指示表
示位置に前記座標入力装置を介して操作者に座標入力を
行なわせ、指示表示位置の座標と実際の入力座標の差か
ら入力座標値を補正する制御手段を設けた構成を採用し
た。

［作　用］ 以上の構成によれば、あらかじめ指示表示にしたがって
入力を行なわせ、視差量を求めておくことにより、以後
、入力された座標情報の視差量を補正し、操作者の意図
に沿った座標情報を入力、処理することができる。

［実施例コ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明を採用した情報入出力装置の構造を示し
ている。第１図の装置は座標検出のみならず、入力情報
の表示も行なう、すなわち、図示した情報入出力装置は
振動伝達板８からなる入力タブレットに振動ペン３によ
って座標入力を行なわせ、入力された座標情報にしたが
って入力タブレットに重ねて配置されたＣＲＴからなる
表示器１１′に入力画像を表示するものである０表示器
１１′は主制御部たる演算制御回路１の制御に応じてビ
デオ信号処理装置１０により駆動される。

図において符号８で示されたちの←阜はアクリル、ガラ
ス板などからなる振動伝達板で振動ペン３から伝達され
る超音波振動をその角部に３個設けられた圧電素子など
からなる振動センサ６に伝達する。振動ペン３は内部に
圧電素子などからなる振動子４を有し、振動子４の振動
は増幅用のホーン部５を介して振動伝達板８に入力され
る。

振動伝達板８は振動ペン３から伝達された振動が周辺部
で反射されて中央部の方向に戻るのを防止するためにそ
の周辺部分をシリコンゴムなどから構成された反射防止
材７によって支持されている。

本実施例では振動ペン３から振動伝達板８を介して振動
センサ６に伝達された超音波振動の伝達時間を信号波形
検出回路９および演算制御回路ｌを用いて計測すること
により振動ペン３の振動伝達板８上での座標を検出する
。

ここで、波形検出回路９および演算制御回路１による座
標検出方式をごく簡単に説明しておく。

演算制御回路１は振動子駆動回路２を介して振動ペン３
を駆動し、その駆動タイミングから振動センサ６、波形
検出回路９による振動検出タイミングまでの振動伝達時
間Ｔを測定する。波形検出回路９は検出信号のエンベロ
ープ検出処理などにより振動検出タイミングを決定づけ
る。

ここで、振動伝達板８上での超音波振動の伝達速度をＶ
とすれば、振動入力点Ｐから１つの振動センサ６までの
距離ｄは ｄ＝Ｖ・Ｔ　　　　　　　　　　　　　・・・（１）と
示すことができる。

そこで、第２図に示すようなセンサ配置におい方の定理
から次のようにして求めることができる。

ここでＸ、Ｙは第２図に示されるように、原点位置（Ｓ
ｌ）の振動センサ６から残りの位置（５２、Ｓ３）の振
動センサ６までの距離である。

以上の演算処理を、マイクロコンピュータなどにより構
成した演算制御回路１により所定期間ごとに繰り返すこ
とにより、リアルタイムで入力座標を検出することがで
きる。

演算制御回路１は入力情報をビデオ信号処理装置１０を
介して表示器１１′を制御し、入力情報をドツト表示さ
せる。

振動伝達板８はＣＲＴ（あるいは液晶表示器など）など
、ドツト表示が可能な表示器１１′上に重ねて配置され
、振動ペン３によりなぞられた位置にドツト表示を行な
うようになっている。すなわち、検出された振動ペン３
の座標に対応した表示器１１′上の位置にドツト表示が
行なわれ、振動ペン３により入力された点、線などの要
素により構成される画像はあたかも紙に書き込みを行な
ったように振動ペンの軌跡の後に現れる。

また、このような構成によれば表示器１１’にはメニュ
ー表示を行ない、振動ペンによりそのメニュー項目を選
択させたり、プロンプトを表示させて所定の位置に振動
ペン３を接触させるなどの入力方式を用いることもでき
る。

振動伝達板８に超音波振動を伝達させる振動ペン３は、
内部に圧電素子などから構成した振動子４を有しており
、振動子４の発生した超音波振動をホーン部５を介して
振動伝達板８に伝達する。

以上のような構成では、第３図に示すように、振動伝達
板８が表示器１１′に所定距離離して配置される。ここ
で、操作者が符号２２で示すような目の位置で、振動ペ
ン３を用いて振動伝達板８上のＡ点に座標入力”を行な
った場合、入力された座標位置に応じて表示器１１′上
の同一座標点Ｂにドツト表示が行なわれる。

ところが、操作者の目２２の視線２１の方向から明らか
なように、操作者は表示器１１′上の点Ｃに入力を行な
おうとしたのである。

このように、振動伝達板８を表示器１１′に重ねて配置
する場合には振動伝達板８と表示器１１′が別体である
限り、上記のような視差の問題が発生する。また、この
視差は振動伝達板８の屈折などの光学的条件によっても
発生し得る。

この問題を解決するには、視差量をあらかじめ求め、操
作者の入力座標を視差量に応じて補正し、ドツト表示位
置を決定すればよい、第３図でいえばＢ点の座標をあら
かじめ求めた視差量に応じて０点の座標に変換すればよ
い。

視差量を求めるには、第５図に示すような処理手順を演
算制御回路ｌにより行なえばよい、ここに示した手順は
演算制御回路１のプログラムとしてマイクロインストラ
クション化され、ＲＯＭなどの形で演算制御回路１に接
続される。

視差量を求めるにはまず、第５図のステップＳ１におい
て、第４図に示すように表示器１１′上の２つの所定位
置ａ点および０点にドツト表示により指示表示を行なう
。

次に、ステップＳ２、Ｓ３において振動ヘン３により操
作者にそのａ点、０点の２つの指示表示位置を指して振
動による座標入力を行なわせる。

ステップＳ２で入力が確認されると、ステップＳ３にお
いて入力された振動から前記の処理により入力座標を求
める。このとき、操作者は視差の影響により第４図の振
動伝達板８上のｂ点およびｄ点に入力を行なうことにな
る。

続いてステップＳ４において入力座標の視差補正を行な
う。

第４図において符号ｅは操作者の目の位置であるが、視
差量をもとめることはこの目の位置を求めることにほか
ならない、ｅ点を求めるには直線ａ−ｂおよびｃ−ｄの
交点を求めればよい、ここで各点ａ−ｄの座標をそれぞ
れａ　（ｘａ、ｙヶ）。

ｂ’（ｘ６．ｙｂ）、ｃ　　（ｘｃ、ｙ、）、ｄ　（ｘ
、（、ｙｃＬ）とすると、直線ａ−ｂの式は Ｘ　ｇ　−ＸａＸｂ−Ｘ　？：Ｌ 直線ｃ−ｄの式は Ｘ　ｄ　　　Ｘ　（Ｘ　ｄ　　Ｘ　ｔ。

と示される。交点ｅの座ｍ（ｅｘ、ｅｙ）を求めるには
上記２式を連立方程式として解けばよいから、結局、座
標ｅ（ｅｘ、ｅｙ）は （ｘｉ−ｘｃＸｙｂ−ｙａ）−（ｘｂ−ｘ、１）（ｙ、
（−ｙ、；）・・・（６） （ｘ、（−ｘｏ）（ｙｂ−ｙＯ）−（ｘｂ−ｘａＸｙ、
（−ｙｏ）・・・（７） と示される。

視差は実用上、上記のようにして求めた視点ｅからの距
離におよそ比例すると考えられるので、振動ペン３によ
り指示される点を（ｘ、ｙ）として、補正した入力点の
座標（ｘ、ｙ）は次のように示すことができる。

Ｘ＋＝　Ｋｘ（ｘ　−ｅｘ）＋　ｅｘ　　　　　　　　
　・・−（８）Ｙ＝Ｋｒ（ｙ−ｅｔ）＋ｅｙ　　　　　
　　　・・・（９）上記のＫ　（ｋｘ、に７）は視差補
正係数である。この係数は例えば点ｃ、ｄ、ｅから求め
ることができる。すなわち 　　−ｅｙ Ｋ！＝−、にデ　−□ ｘ、１−１５！　　　　　　　Ｙ、ｊ−ｅ！同様に、点
ａ、ｂ、ｅからも求められる。

Ｘｂ　　ｅＸ　　　　　　　　　　ｙｌ）−６！このよ
うにして視差補正量を求めることができる。上式の補正
係数を（８）、（９）式に代入する処理を座標入力ごと
に行なえば、視差補正を行なって、操作者が意図した表
示器１１′上の点に確実に座標入力を行なうことができ
る。

上記実施例では、操作者の視点ｅの位置を２次元的に求
めている。すなわち、第４図の上面図において、ｅ点の
高さは考慮されておらず、この位置の垂直上のいずれか
の位置に存在することになる。

したがって、より正確な補正を行なうためには、視差補
正量を３次元的に求める必要がある。

その場合には、たとえば第４図の点ｃ、ｄの座標および
振動伝達板８と表示器１１’の距離を用いて表示面に斜
交する直線を想定することにより視点ｅの高さを決定す
ることができる。

ただし、実用上は前記のような補正量演算でも問題がな
く、正確な視差補正を行なうことができる。

また、以上の実施例では２点の指示表示から補正量を求
めたが、さらに多数の点に関する入力情報を求め、これ
らから得られる補正量を平均する、あるいは著しく外れ
た補正量を無視するなどの処理を行なえば、より正確な
補正が可能である。この方法によれば、視差補正量入力
時に操作ミスが行なわれてもそれが入力に反映される可
能性を低減できる。

また、以上では超音波振動方式による座標入力装置およ
びＣＲＴによる表示方式を例示したが、座標入力方式、
表示方式は以上に限定される”ことなく種々の構成を用
いることができる。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、透明材料か
゛ら構成された座標入力装置と表示装置を重ねて配置し
、前記座標入力装置から入力された情報を前記表示装置
に表示する情報入出力装置において、前記表示装置の表
示面上の所定位置に指示表示を行ない、この指示表示位
置に前記座標入力装置を介して操作者に座標入力を行な
わせ、指示表示位置の座標と実際の入力座標の差から入
力座標を補正する制御手段を設けた構成を採用している
ので、視差量を求めておくことにより、以後、入力され
た座標情報を視差量に応じて補正することができるので
、入力情報に操作者の意図を正確に反映できる優れた情
報入出力装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用した情報入出力装置の構成を示し
た説明図、第２図は座標処理に関連して振動センサの位
置を示した説明図、第３図は視差の発生を示した説明図
、第４図は視差の補正処理を示した説明図、第５図は視
差補正量を求める際の演算制御回路の処理順を示したフ
ローチャート図である。 １・・・演算制御回路　　３・・・振動ペン４・・・振
動子　　　　　５・・・ホーン部６・・・振動センサ　
　　８・・・振動伝達板１１゛・・・表示器　　　　２
１・・・視線２２・・・目 ネ乏羞発生の説日月口 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明材料から構成された座標入力装置と表示装置を重ね
   て配置し、前記座標入力装置から入力された情報を前記
   表示装置に表示する情報入出力装置において、前記表示
   装置の表示面上の所定位置に指示表示を行ない、この指
   示表示位置に前記座標入力装置を介して操作者に座標入
   力を行なわせ、指示表示位置の座標と実際の入力座標の
   差から入力座標値を補正する制御手段を設けたことを特
   徴とする情報入出力装置。