JP2000347806A

JP2000347806A - 座標入力ペン

Info

Publication number: JP2000347806A
Application number: JP15663599A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Yoshimura; 雄一部吉村; Katsuhide Hasegawa; 勝英長谷川; Katsuyuki Kobayashi; 克行小林; Atsushi Tanaka; 淳田中; Kiwamu Kobayashi; 究小林; Masaaki Kanashiki; 正明金鋪
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】長期にわたって安定的な発光状態を維持し、
高分解能で高性能な座標入力を可能とする座標入力ペン
を提供する。【解決手段】光を座標入力画面の所定位置に照射して
光スポットを生成し、前記光スポットに対応した座標を
入力する座標入力ペンにおいて、光を発光する発光発光
素子４１と、発光素子４１を覆い、脱着可能な透光性部
材４６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光を座標入力画面
の所定位置に照射して光スポットを生成し、前記光スポ
ットに対応した座標を入力する座標入力ペンに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】大型デイスプレイの画面に指示具によっ
て直接座標を入力することにより、外部接続されたコン
ピュータを制御したり、文字や図形などを書き込むため
に用いられる座標入力装置としては、ＣＣＤエリアセン
サやリニアセンサを用いて画面上の光スポットを撮像
し、重心座標あるいはパターンマッチングを用いるなど
の画像処理を行って、座標値を演算して出力するもの
や、ＰＳＤと呼ばれる位置検出素子（スポットの位置に
対応した出力電圧が得られるアナログデバイス）を用い
るものなどが知られている。

【０００３】例えば、特公平７−７６９０２号公報に
は、可視光の平行ビームによる光スポットをビデオカメ
ラで撮像して座標を検出し、同時に赤外拡散光で制御信
号を送受する装置が開示されている。また、特開平６−
２７４２６６号公報には、リニアＣＣＤセンサと特殊な
光学マスクを用いて座標検出を行う装置が開示されてい
る。

【０００４】一方、特許第２５０３１８２号には、ＰＳ
Ｄを用いた装置について、その構成と出力座標の補正方
法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の座標入力装置の
指示具においては、発光部の発光素子、例えば、ＬＥ
Ｄ、半導体レーザ等の部品の周囲の構造に関して格別に
規定したものはなく、発光部品を発光させ、他の部材を
介せず、直接投射画面に投射し、あるいは直に入力画面
であるスクリーン表面に接触させ、指示入力を行なって
いた。しかし、特に指示具をスクリーン表面に接触させ
て座標入力を行なう場合には、発光素子、例えば、ＬＥ
Ｄの透明封止樹脂がスクリーンとの摩擦により摩耗し、
レンズとしての形状の変化によるＬＥＤからの発光量の
低下、発光分布の変化により、座標検出精度の低下を招
く等の不都合が生じた。従来、一部に、発光部にフィル
ターを介した構成も提案されたが、そのフィルター自体
も傷付き等が許されない光学部品で発光部材としての発
光素子の一部であり、それに対する対策構成は開示され
ていない。また、摩耗が進行した場合は、ＬＥＤあるい
はフィルター等の発光部材、更には、指示具全体の交換
が必要であった。

【０００６】同時に、摩耗し傷付いた状態で接触を繰り
返すことにより、スクリーンに対しても傷つきの原因と
なる。

【０００７】一方で、プレゼンテーション用途として、
大型の表示装置と組み合わせて、あるいは単独で大型の
入力装置として用いられる場合が多く、直に入力画面に
接触させペンとして指示入力する場合と、ポインタとし
て遠隔指示を行なう異なった使用モードが存在し、それ
ぞれのモードで最適な光スポットを生成するように、指
示具の発光照射状態を変えることが必要であった。

【０００８】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、長期にわたって安定的な発光状態を維持し、
高分解能で高性能な座標入力を可能とする座標入力ペン
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による座標入力ペンは以下の構成を備える。
即ち、光を座標入力画面の所定位置に照射して光スポッ
トを生成し、前記光スポットに対応した座標を入力する
座標入力ペンであって、前記指示具に内蔵され、光を発
光する発光手段と、前記発光手段を覆い、前記指示具か
ら脱着可能な透光性部材とを備える。

【００１０】また、好ましくは、前記透光性部材は、Ｐ
ＭＭＡ（メタクリル樹脂）、ＡＳ（スチレン、アクリロ
ニトリル共重合体）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポ
リカーボネート）、エポキシ樹脂の少なくともいずれか
を含む透明樹脂材料で構成される。

【００１１】また、好ましくは、前記透光性部材は、一
定の厚みを有する略半球状のドーム形状である。

【００１２】また、好ましくは、前記透光性部材は、前
記座標入力画面に拡散する凹レンズを有する透光性部材
である。

【００１３】また、好ましくは、前記透光性部材は、前
記座標入力画面に集光するための凸レンズ特性を有する
透光性部材である。

【００１４】また、好ましくは、前記透光性部材は、前
記座標入力画面に拡散する凹レンズを有する第１透光性
部材と、前記座標入力画面に集光するための凸レンズ特
性を有する第２透光性部材とを備え、前記第１透光性部
材は、略半球状のドーム形状であり、前記第２透光性部
材は、筒状形状であり、前記発光手段に対して装着され
た前記第１透光性部材に対し、前記第２透光性部材が装
着される。

【００１５】また、好ましくは、前記透光性部材は、少
なくとも前記座標入力画面に拡散する凹レンズを有する
第１透光性部材と、前記座標入力画面に集光するための
凸レンズ特性を有する第２透光性部材とを備え、前記第
１透光性部材と前記第２透光性部材でズームレンズ機構
を構成する。

【００１６】また、好ましくは、前記透光性部材は、照
射光学特性の異なる交換可能な複数の透光性部材で構成
される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００１８】まず、本発明に係る光学式座標入力装置の
概略構成について、図１を用いて説明する。

【００１９】図１は本実施形態の座標入力装置の概略構
成を示す図である。

【００２０】本座標入力装置は大別して、座標入力面で
あるスクリーン１０に対して光スポット５を形成する指
示具４と、光スポット５のスクリーン１０上の位置座標
等を検出する座標検出器１とからなる。図１には、それ
らの構成と合わせて、出力装置としてスクリーン１０
に、画像あるいは位置座標等を表示する投射型表示装置
８を示している。

【００２１】座標検出器１は、座標検出センサ部２と、
この座標検出センサ部２の制御および座標演算などを行
うコントローラ３、受光素子６、信号処理部７とから構
成されている。光スポット５のスクリーン１０上の座標
位置及び指示具４の後述する各スイッチの状態に対応す
る制御信号とを検出して、コントローラ３によって外部
接続装置（不図示）にその情報を通信するようにしてい
る。

【００２２】投射型表示装置８は、ホストコンピュータ
（不図示）などの外部接続装置である表示信号源からの
画像信号が入力される画像信号処理部８１と、これによ
り制御される液晶パネル８２、ランプ８３、ミラー８
４、コンデンサーレンズ８５からなる照明光学系と、液
晶パネル８２の像をスクリーン１０上に投影する投影レ
ンズ８６とからなり、所望の画像情報をスクリーン１０
に表示することができる。スクリーン１０は、投射画像
の観察範囲を広くするために適度な光拡散性を持たせて
あるので、指示具４から発射された光ビームも光スポッ
ト５の位置で拡散され、画面上の位置や光ビームの方向
によらず、光スポット５の位置で拡散された光の一部が
座標検出器１に入射するように構成されている。

【００２３】このように構成することで、指示具４によ
りスクリーン１０上で文字情報や線画情報を入力し、そ
の情報を投射型表示装置８で表示することにより、あた
かも『紙と鉛筆』のような関係で情報の入出力を可能と
する他、ボタン操作やアイコンの選択決定などの入力操
作を自由に行えるように構成したものである。＜指示具４の詳細説明＞図２は本実施形態の指示具の詳
細構成を示す図である。

【００２４】指示具４は、光ビームを発射する半導体レ
ーザ、あるいは赤外光を発射するＬＥＤ等の発光素子４
１と、その発光を駆動制御する発光制御部４２、電源部
４４、操作用スイッチ４３Ａ〜４３Ｄと、電池等の電源
部４４、さらに発光素子４１を覆う脱着可能な透光性部
材よりなるキャップ４６とを内蔵している。発光制御部
４２は、操作用スイッチ４３Ａ〜４３Ｄの状態により、
発光のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）と、後述する変調
方法とによって、制御信号を重畳した発光制御を行う。
また、キャップ４６に関しては、本発明の主要筒所であ
り、後で詳しく図４を用いて説明する。

【００２５】図３は本実施形態の指示具の動作モードを
示す図である。

【００２６】スイッチＡ〜Ｄは、図２のスイッチ４３Ａ
〜４３Ｄに対応している。尚、図３中、「発光」とは発
光信号（座標信号）に対応し、「ペンダウン」、「ペン
ボタン」とは制御信号に対応する。

【００２７】操作者は、指示具４を握ってスクリーン１
０にその先端を向ける。このとき、スイッチ４３Ａは親
指が自然に触れる位置に配置されており、これを押すこ
とによって光ビーム４５が発射される。これにより、ス
クリーン１０上に光スポット５が生成され、所定の処理
によって座標信号が出力され始める。但し、この状態で
は、ペンダウン及びペンボタンの制御信号はＯＦＦの状
態である。このため、スクリーン１０上では、カーソル
の動きやボタンのハイライト切替などによる操作者への
指示位置の明示のみが行われる。

【００２８】また、人差し指及び中指が自然に触れる位
置に配置されたスイッチ４３Ｃ、４３Ｄを押すことによ
って、図３に示すようにペンダウン及びペンボタンの制
御信号が、発光信号に重畳された信号となる。すなわ
ち、スイッチ４３Ｃを押すことによってペンダウンの状
態となり、文字や線画の入力を開始したり、ボタンを選
択決定するなどの画面制御が実行できる。スイッチ４３
Ｄを押すことによって、ペンボタンの状態となり、メニ
ューの呼び出しなどの別機能に対応させることができ
る。これにより、操作者は、片手でスクリーン１０上の
任意の位置で、すばやく正確に文字や図形を描いたり、
ボタンやメニューを選択したりすることによって、軽快
に操作することができる。

【００２９】また、指示具４の先端部には、スイッチ４
３Ｂが設けられていて、スクリーン１０に指示具４を押
し付けることによって動作するスイッチである。操作者
が、指示具４を握り、指示具の先端部をスクリーン１０
に押し付けることでペンダウン状態となるので、余分な
ボタン操作を行うことなしに自然なペン入力操作を行う
ことができる。

【００３０】尚、スイッチ４３Ｂは、本発明において
は、スクリーン１０に接触する部分が、キャップ４６に
より構成されている。また、スイッチ４３Ａはペンボタ
ンの役割を持つ。もちろん画面に押し付けないでスイッ
チ４３Ａを押せば、カーソルのみを動かすこともでき
る。実際上、文字や図形の入力は画面から離れて行うよ
り、直接画面に触れた方が遥かに操作性、正確性が良
い。本実施形態では、このように４個のスイッチを用い
て画面から離れていても、また、直前にいても、自然で
快適な操作が可能であり、場合によって使い分けること
ができるように構成されている。さらには、直接入力専
用（ポインタとして使用しない）ならば、光ビームでな
く拡散光源でよいので、半導体レーザよりも安価で長寿
命のＬＥＤを用いることも可能である。但し、直接、指
示具４の先端部をスクリーン１０に接触するように使用
する場合、考慮すべきは直接指示具４の先端部とスクリ
ーン１０との摩擦による摩耗等に係わる問題である。ま
た、画面から離れてポインタとして使用する場合と直接
画面に触れて入力する場合とでは、指示具４からの光の
投射特性が異なる。これに関しては、キャップ４６に関
する説明のところで後述する。

【００３１】また、このように近接用、遠隔用の２種類
の指示具４を用いたり、同時に２人以上で操作する、あ
るいは色や太さなど属性の異なる複数の指示具４を用い
る場合のために、発光制御部４２は、固有のＩＤ番号を
制御信号と共に送信するように設定されている。送信さ
れたＩＤ番号に対応して、描かれる線の太さや色などの
属性を外部接続機器側のソフトウェアなどで決定するよ
うになっており、スクリーン１０上のボタンやメニュー
などで設定変更することができる。この操作は、指示具
４に別途操作ボタン等を設けて変更指示信号送信するよ
うにしてもよく、これらの設定については、指示具４内
部あるいは座標検出器１内に状態を保持するようにして
ＩＤ番号ではなく、属性情報を外部接続機器へ送信する
ように構成することも可能である。

【００３２】また、このような追加の操作ボタンは、他
の機能、例えば、表示装置の点滅や信号源の切換、録画
装置などの操作などを行えるようにも設定可能である。
さらに、スイッチ４３Ａ、４３Ｂのいずれか一方、また
は両方に圧力検出手段を設けることによって筆圧検出を
行い、この筆圧データを制御信号と共に送信するなど各
種の有用な信号を送信することが可能である。

【００３３】指示具４のスイッチ４３Ａまたはスイッチ
４３ＢがＯＮになると発光が開始され、その発光信号は
比較的長い連続するパルス列からなるリーダ部と、これ
に続くコード（メーカーＩＤなど）とからなるヘッダ部
をまず出力し、その後、ペンＩＤや制御信号などからな
る送信データ列が予め定義された順序と形式に従ってそ
の情報を順次出力する（図９、ＬＳＧ信号参照）。

【００３４】尚、本願実施形態では各データビットにお
いて、“１”ビットは“０”ビットに対して２倍の間隔
をもつような変調形式で形成しているが、データの符号
化方式については種々のものが使用可能である。しかし
ながら、後述する様に座標検出のためには、平均光量が
一定していること、またＰＬＬの同調を行うにはクロッ
ク成分が十分大きいこと等が望ましく、送信すべきデー
タ量から見て冗長度を比較的高くしても支障はない等を
勘案して、本実施形態においては、６ビット（６４個）
のデータを１０ビット長のコードのうち、１と０が同数
で、かつ、１あるいは０の連続数が３以下の１０８個の
コードに割り付ける方法で符号化している。このような
符号化方式をとることによって、平均電力が一定にな
り、また十分なクロック成分が含まれるので、復調時に
容易に安定した同期信号を生成することができる。

【００３５】また、前述したように、ペンダウンおよび
ペンボタンの制御信号は、２ビットであるがＩＤなどそ
の他の長いデータも送信しなければならない。そこで、
本実施形態では、２４ビットを１ブロックとして、先頭
の２ビットは制御信号、次の２ビットは内容識別コード
（例えば、筆圧信号は００、ＩＤは１１等）、次の２ビ
ットはこれらのパリティ、その後に、１６ビットのデー
タと２ビットのパリティとを並べて、１ブロックのデー
タとして構成する。このようなデータを前述したような
方式により符号化すると、４０ビット長の信号になる。
その先頭に１０ビット長のシンクコードを付加する。こ
のシンクコードは０が４個、１が５個連続する、あるい
はその反転パターン（直前のブロックの終わりが、１か
０かで切り替える）という特殊なコードを使用して、デ
ータワードとの識別が容易で、データ列の途中において
も確実にその位置を識別してデータの復元ができるよう
になっている。従って、１ブロックで５０ビット長の伝
送信号となり、制御信号と１６ビットのＩＤまたは筆圧
等のデータを送信していることになる。

【００３６】本実施形態では、第１の周波数６０ｋＨｚ
の１／８の７．５ｋＨｚを第２の周波数としているが、
前述のような符号化方式を採用しているため、平均伝送
ビットレートは、この２／３の５ｋＨｚとなる。さら
に、１ブロックが５０ビットなので、１００Ｈｚでは１
ブロック２４ビットのデータを送信していることにな
る。従って、パリティを除いた実効ビットレートは、２
０００ビット／秒である。このように冗長性は高いが、
誤検出を防止し、同期を容易にすることが非常に簡単な
構成で実現できる方式となっている。また、後述のセン
サ制御のための位相同期信号と、シンクコードの繰り返
し周期のチェックとを併用することによって、信号に短
いドロップアウトが発生した場合でも追従ができ、逆に
実際に、ペンアップやダブルタップのような素早い操作
を行った場合との識別は、ヘッダ信号の有無によって確
実に行えるようにもなっている。＜発光素子を覆う透光性部材よりなるキャップの詳細説
明＞図４は本実施形態のキャップの詳細構成を示す図で
ある。

【００３７】指示具４においては、図４に示すように、
透光性部材よりなるキャップ４６で発光素子４１を覆う
ような構成となっている。図１では、キャップ４６が操
作用スイッチ４３Ｂの一部である構成を示したが、発光
素子４１を覆う構成となっていれば、必ずしもスイッチ
を構成している必要はなく、図４では、スイッチ部分を
省いたキャップ４６の基本的な構成を示す（この場合の
ペンダウン機能等は指示具４の他の部分に設けたスイッ
チにもたせればよい）。

【００３８】キャップ４６は、直接、指示具４の先端部
をスクリーン１０に接触するモードで座標入力する場合
にスクリーン１０に接触する部材であり、この構成によ
りＬＥＤ等の発光素子４１が直にスクリーン１０に接触
することはない。また、発光素子４１に対して空間的に
離して装着されているので、直接スクリーン１０へ押し
付けることによる外力が発光素子４１に加わることもな
い。従って、発光素子４１が、スクリーン１０との摩擦
により摩耗したり傷がついて、発光状態に影響を与える
ことはない。

【００３９】キャップ４６は、発光素子４１からの光を
減衰が少なくスクリーン１０へ投射させるため光を透過
する透光性があることが求められ、工業的には、ＰＭＭ
Ａ（メタクリル樹脂）、ＡＳ（スチレン、アクリロニト
リル共重合体）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポリカ
ーボネート）、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料を用い
る。もちろん、上記透光性がある材料であれば、他の材
料でもよいし、着色していてもよい。キャップ４６は、
スクリーン１０と接触する範囲において存在するように
装着され、指示具４を傾けて座標入力を行なう際にも対
応できるように、図４に示すように、一定の厚みを持っ
た略半球状のドーム形状をしている。また、図４には示
さないが、発光素子４１にフィルター部材を装着する場
合には、更に、そのフィルター部材を覆うようにキャッ
プ４６を構成する。

【００４０】以上、図４の指示具４においては、発光素
子４１とそれを覆うキャップ４６との間に空間を持たせ
た構造とし、座標入力時の直接スクリーン１０へ押し付
けることによる外力が発光素子４１に加わることが無い
構成とする。更に、キャップ４６は指示具４のホルダー
部４７に対して、脱着可能な構成となっている。

【００４１】図４Ａの部分において、キャップ４６の突
起部分とホルダー部４７のへこみ部分が略勘合し装着さ
れており、直接スクリーン１０へ押し付けて入力する場
合にも、キャップ４６は安定的に固定される。一方、図
４の矢印方向へ引き抜くことによりキャップ４６は指示
具４の本体４７からはずすことができる。この指示具４
の構成により、キャップ４６が破損等で座標検出に不都
合となった場合に新しいキャップ４６と容易に交換する
ことができる。このように、発光素子４１に傷等の不都
合が発生することなく、キャップ４６の交換により、常
に良好な状態で高精度の座標検出をすることができ、本
装置の寿命を延ばすことができる。キャップ４６の脱着
機構は、図４に本体４７に装着する簡便な構成を示した
が、座標入力時の安定性と交換時の操作性が良好な機構
であれば、発光素子４１に透明緩衝材を介す等して被せ
装着する構成でも、更に他の構成でも良いことは言うま
でもない。

【００４２】図５は本実施形態のキャップの他の詳細構
成を示す図である。

【００４３】図５においては、上記脱着可能な透光性の
キャップにレンズ特性を持たせた実施形態を示してい
る。キャップ４６１は光学的に凹レンズ特性を有し、キ
ャップ４６２には光学的に凸レンズ特性を有している。
前述の通り、直接入力の場合には拡散光源でよいので、
発光素子としては安価なＬＥＤで十分であるが、ＬＥＤ
自体も透明封止樹脂に集光レンズ特性を持たせてある。
この場合、拡散が不十分であり、そのままでは指示具４
を座標入力面であるスクリーン１０に対して寝かせて入
力する場合には座標検出器１に対して光量が不足する場
合が生じる。

【００４４】従って、直接入力の場合には、凹レンズ特
性を持った上記キャップ４６１を装着することにより、
スクリーン１０に対してより幅広い角度で指示具４を用
いても光量を十分に得ることができ、操作性が向上す
る。一方、ポインタとして用いる場合には、凸レンズ特
性を持たせたキャップ４６２を装着して使用すことによ
り、スクリーン１０からより離れた場所から光ビームを
発しても十分な光量の光スポット５を生じさせることが
できる。

【００４５】尚、キャップ４６１の凹レンズ部は、指示
具４の使用入力角度と光量及び発光素子４１との距離等
の配置上の制限及び発光素子４１指向性を考慮し最適な
光学設計をすることが望ましい。キャップ４６２の凸レ
ンズ部も、同様であり、スクリーン１０からの距離、光
量、発光素子特性等を考慮し、平行光線となるように最
適な光学設計をすることが望ましい。

【００４６】図６は本実施形態のキャップの他の詳細構
成を示す図である。

【００４７】図６は、図５に示したキャップに対して更
に利便性を考慮し、キャップを一体的に装着した実施形
態を示している。４６３は光学的に凹レンズ特性を有す
るキャップであり、４６４は光学的に凸レンズ特性を有
するレンズ部と指示具４のホルダー部４７へ装着される
筒状部材からなるキャップである。直接スクリーン１０
に接触して入力する場合には、キャップ４６４をはず
し、キャップ４６３を装着した状態で使用する。

【００４８】従って、キャップ４６３の凹レンズ特性
は、キャップ４６１と同様のものである。一方、ポイン
タとして用いる場合には、キャップ４６３は装着したま
まで、それにかぶせるようにキャップ４６４を装着して
使用する。キャップ４６４の凸レンズに関しては、キャ
ップ４６３の凹レンズを通しても十分に平行光線となる
ように曲率を小さくする等の光学設計を行なう。また、
キャップ４６４では直接スクリーン１０に接触すること
がないので、図６のように接触を考慮した先端形状とす
る必要はなく、また、光投射部以外の周辺の筒状部材は
透光性部材である必要はない。

【００４９】この構成により、ペンキャップの入力モー
ドによる脱着は、キャップ４６４のみについて行なえば
よく、より煩雑さが軽減される。また、直接入力使用に
よる破損等で座標検出に不都合な状態となった場合に、
キャップ４６３を新しいものと容易に交換することがで
きるのは言うまでもない。また、図には特に示さない
が、図５及び図６に示したキャップの場合に、スクリー
ン１０に生じるスポット５の状態、座標検出器１に検出
される光量を調整するために、各レンズの位置を前後に
移動できる構成を設けてもよい。また、更に収差設計を
行ない複数レンズ構成としてもよい。

【００５０】更に、ペンキャップの入力モードによる脱
着の煩雑さを軽減するために図７に示すように簡易なズ
ームレンズ機構を設けたキャップ４６５としてもよい。
このズームレンズ群の関係位置の変化においては、広範
囲全域にわたってバランスを取る必要が無く、少なくと
も、ポインタ用のテレと直接入力用のワイドの配置のみ
において光学設計すれば十分である。図７には４群のズ
ームレンズ群を示しているが、２群でも構成可能であ
り、他の構成でもよい。

【００５１】この構成により、キャップを入力モードが
切り替わるごとに脱着する手間無しにレンズの配置をズ
ーム調整することにより、指示具４から座標入力面であ
るスクリーン１０に対して入力モードに応じた最適な光
スポットを形成することができる。もちろん、ズームレ
ンズ群の関係位置の変化に於いては、広範囲全域にわた
ってバランスをとる設計をすれば、ポインタモードにお
いて、スクリーン１０からの距離に応じて最適な光スポ
ットを形成することができる。また、直接入力使用によ
る破損等で座標検出に不都合な状態となった場合に、キ
ャップ４６５全体あるいは先端部のみを交換することが
できる。＜座標検出器１の詳細説明＞図８は本実施形態の座標検
出器の詳細構成を示す図である。

【００５２】この座標検出器１には、集光光学系によっ
て高感度に光量検出を行う受光素子６と、結像光学系に
よって光の到来方向を検出する２つのリニアセンサ２０
Ｘ、２０Ｙとが設けられている。そして、指示具４に内
蔵された発光素子４１からの光ビームにより、スクリー
ン１０上に生成された光スポット５からの拡散光をそれ
ぞれ受光する。＜集光光学系の動作説明＞受光素子６には、集光光学系
としての集光レンズ６ａが装着されており、スクリーン
１０上の全範囲から高感度で所定波長の光量を検知す
る。この検知出力は、周波数検波部７１によって検波さ
れた後、制御信号検出部７２において制御信号（指示具
４の発光制御部４２によって重畳された信号）などのデ
ータを含むデジタル信号に復調される。

【００５３】この制御信号の復元動作におけるタイミン
グチャートについて、図９を用いて説明する。

【００５４】図９は本実施形態の制御信号の復元動作に
おけるタイミングチャートである。

【００５５】上述したようなビット列からなるデータ信
号は、受光素子６で光出力信号ＬＳＧとして検出され、
周波数検波部７１で検波される。周波数検波部７１は、
光出力信号ＬＳＧの中で最も高い第１の周波数のパルス
周期に同調するように構成され、光学的なフィルタと併
用することによって、外乱光の影響を受けることなく、
変調信号ＣＭＤを復調する。この検波方法は広く実用さ
れている赤外線リモートコントローラと同様であり、信
頼性の高い無線通信方式である。

【００５６】本実施形態では、この第１の周波数として
は、一般に使用されている赤外線リモートコントローラ
より高い帯域である６０ＫＨｚを用い、同時に使用して
も誤動作することの無いように構成したが、この第１の
周波数を一般に使用されている赤外線リモートコントロ
ーラと同じ帯域にすることも可能であり、このような場
合にはＩＤなどで識別することによって誤動作を防止す
る。

【００５７】さて、周波数検波部７１により検波された
変調信号ＣＭＤは、制御信号検出部７２によってデジタ
ルデータとして解釈され、前述したペンダウンやペンボ
タンなどの制御信号が復元される。この復元された制御
信号は、通信制御部３３に送られる。また、変調信号Ｃ
ＭＤに含まれる第２の周波数であるコード変調の周期
は、センサ制御部３１によって検出され、この信号によ
ってリニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙを制御することにな
る。すなわち、センサ制御部３１では、図９に示したヘ
ッダ部のタイミングでリセットし、その後、変調信号Ｃ
ＭＤの立ち下がりに位相同期した信号ＬＣＫを生成す
る。

【００５８】従って、この生成された信号ＬＣＫは、指
示具４の発光の有無に同期した一定周波数の信号とな
る。また、変調信号ＣＭＤからは、光入力の有無を示す
信号ＬＯＮと、この信号ＬＯＮによって起動されるセン
サリセット信号ＲＣＬとが生成される。このセンサリセ
ット信号ＲＣＬがハイレベルの間に２つのリニアセンサ
２０Ｘ、２０Ｙはリセットされ、信号ＬＣＫの立ち上が
りに同期したセンサリセット信号ＲＣＬの立ち下がりの
タイミングによって後述する同期積分動作が開始され
る。

【００５９】一方、制御信号検出部７２はヘッダ部を検
出し、他の機器やノイズではなく、指示具４からの入力
が開始されたことを確認すると、この確認を示す信号が
通信制御部３３からセンサ制御部３１に伝達され、リニ
アセンサ２０Ｘ、２０Ｙの動作有効を示す信号ＣＯＮが
ハイレベルにセットされ、座標演算部３２の動作が開始
される。

【００６０】図１０は、光出力信号ＬＳＧが無くなり、
一連動作の終了時におけるタイミングチャートを示す。
光出力信号ＬＳＧから検波された変調信号ＣＭＤがロー
レベルを一定時間以上続けると、光入力の有無を示す信
号ＬＯＮがローレベルになり、さらに、センサ動作有効
を示す信号ＣＯＮもローレベルとなり、その結果、リニ
アセンサ２０Ｘ、２０Ｙによる座標の出力動作を終了す
る。＜結像光学系の動作説明＞図１１は本実施形態のリニア
センサ２０Ｘ、２０Ｙの配置関係を示す図である。

【００６１】図１１において、結像光学系としての円筒
レンズ９０Ｘ、９０Ｙによって光スポット５の像が、リ
ニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙの感光部２１Ｘ、２１Ｙに線
状に結像する。これらリニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙを正
確に直角に配置することによって、それぞれがＸ座標、
Ｙ座標を反映した画素にピークを持つ出力が得られる。

【００６２】そして、これら２つのリニアセンサ２０
Ｘ、２０Ｙは、センサ制御部３１によって制御され、出
力信号はセンサ制御部３１に接続されたＡＤ変換部３１
Ａによってデジタル信号として座標演算部３２に送られ
る。座標演算部３２は、入力されたデジタル信号より出
力座標値を計算し、その計算結果を制御信号検出部７２
からの制御信号などのデータと共に通信制御部３３を介
して、所定の通信方法で外部制御装置（不図示）に送出
する。また、調整時など通常と異なる動作（例えば、ユ
ーザ校正値の設定）を行わせる場合は、通信制御部３３
からセンサ制御部３１、座標演算部３２へモード切換信
号が送られる。

【００６３】本発明では、光スポット５の像がリニアセ
ンサ２０Ｘ、２０Ｙの画素の数倍の像幅となるように焦
点調節を行って、故意にボケを生じさせている。直径
１．５ｍｍのプラスチック製の円筒レンズと画素ピッチ
約１５μｍ、有効６４画素のリニアＣＣＤ、赤外線ＬＥ
Ｄを用いた実験によれば、最もシャープな結像をさせる
と、約４０度の画角全面にわたって１５μｍ以下の像幅
となる。このような状態では、画素間分割演算結果が階
段状に歪んでしまうことがわかった。そこで、像幅が３
０から６０μｍ程度となるように、レンズの位置を調節
すると、非常に滑らかな座標データが得られた。もちろ
ん、大きくぼけさせると、ピークレベルが小さくなって
しまうので、数画素程度の像幅が最適である。画素数の
少ないＣＣＤと、適度にボケた光学系を用いることが、
本発明のポイントの一つであり、このような組み合わせ
を用いることによって、演算データ量が少なく、小さな
センサと光学系で非常に高分解能、高精度、高速でかつ
低コストな座標入力装置を実現できる。

【００６４】アレイ状に配置されたＸ座標検出用リニア
センサ２０Ｘ、Ｙ座標検出用リニアセンサ２０Ｙは同一
の構成であり、その詳細構成について、図１２を用いて
説明する。

【００６５】図１２は本実施形態のリニアセンサの詳細
構成を示す図である。

【００６６】受光部であるセンサアレイ２１はＮ個の画
素（本実施形態では、６４画素）からなり、受光量に応
じた電荷が積分部２２に貯えられる。積分部２２は、Ｎ
個からなり、ゲートＩＣＧに電圧を加えることによって
リセットできるため、電子シャッタ動作が可能である。
この積分部２２に貯えられた電荷は、電極ＳＴにパルス
電圧を加えることによって蓄積部２３に転送される。こ
の蓄積部２３は、２Ｎ個からなり、指示具４の発光タイ
ミングに同期したＩＲＣＬＫ信号のＨ（ハイレベル）と
Ｌ（ローレベル）とにそれぞれ対応して別々に電荷が蓄
積される。その後、光の点滅に同期して各々別々に蓄積
された電荷は、転送クロックを簡単にするために設けら
れた２Ｎ個からなるシフト部２４を介して、２Ｎ個から
なるリニアＣＣＤ部２５に転送される。

【００６７】これにより、リニアＣＣＤ部２５には、Ｎ
画素のセンサ出力の光の点滅に各々対応した電荷が隣接
して並んで記憶されることになる。これらリニアＣＣＤ
部２５に並べられた電荷は、２Ｎ個からなるリングＣＣ
Ｄ部２６に順次転送される。このリングＣＣＤ２６は、
ＣＬＲ信号によってＣＬＲ部２７で空にされた後、リニ
アＣＣＤ部２５からの電荷を順次蓄積していく。

【００６８】このようにして蓄積された電荷は、アンプ
２９によって読み出される。このアンプ２９は、非破壊
で蓄積電荷量に比例した電圧を出力するものである。実
際には、隣接した電荷量の差分、すなわち、発光素子４
１の点灯時の電荷量から非点灯時の電荷量を差し引いた
分の値を増幅して出力する。

【００６９】この時、得られるリニアセンサ２０Ｘ、２
０Ｙの出力波形の一例について、図１３を用いて説明す
る。

【００７０】図１３は本実施形態のリニアセンサの出力
波形の一例を示す図である。

【００７１】図１３中、Ｂの波形は発光素子４１の点灯
時の信号のみを読み出したときの波形であり、Ａの波形
は非点灯時の波形、すなわち、外乱光のみの波形である
（図１２に示したように、リングＣＣＤ２６には、これ
らＡ，Ｂの波形に対応する画素の電荷が隣接して並んで
いる）。アンプ２９は、その隣接する電荷量の差分値
（Ｂ−Ａの波形）を非破壊増幅して出力することになる
が、これにより、指示具４からの光のみの像の信号を得
ることができ、外乱光（ノイズ）の影響を受けることな
く安定した座標入力が可能となる。

【００７２】また、図１３に示したＢ−Ａの波形の最大
値をＰＥＡＫ値と定義すれば、光に対してリニアセンサ
２０Ｘ、２０Ｙの各リニアセンサが機能する蓄積時間を
増大させれば、その時間に応じてＰＥＡＫ値は増大す
る。換言すれば、ＩＲＣＬＫ信号の１周期分の時間を単
位蓄積時間とし、それを単位として蓄積回数ｎを定義す
れば、蓄積回数ｎを増大させることでＰＥＡＫ値は増大
する。そして、このＰＥＡＫ値が所定の大ささＴＨ１に
達したことを検出することで、常に一定した品位の出力
波形を得ることができる。

【００７３】一方、外乱光が非常に強い場合、差分波形
Ｂ−Ａのピークが十分な大きさになる前に、リングＣＣ
Ｄ２６の転送電荷が飽和してしまう恐れがある。このよ
うな場合を考慮して、リニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙの各
リニアセンサにはスキム機能を有するＳＫＩＭ部２８が
付設されている。ＳＫＩＭ部２８は、非点灯信号のレベ
ルを監視し、図１４において、ｎ回目のＡｎで信号レベ
ルが所定の値を超えている場合（図中、一点鎖線）、一
定量の電荷をＡ，Ｂの各画素から抜き取るようにする。
これにより、次のｎ＋１回目には、Ａｎ＋１に示すよう
な波形となり、これを繰り返すことによって、非常に強
い外乱光があっても飽和することなく、信号電荷の蓄積
を続けることができる。

【００７４】従って、指示具４からの点滅光の光量が微
弱であっても、多数回積分動作を継続することによっ
て、十分な大きさの信号波形を得ることが可能になる。
特に、指示具４に可視光域の発光源を用いる場合、表示
画像の信号が重畳するので、前述したスキム機能と差分
出力を用いることによって、非常にノイズの少ないシャ
ープな波形を得ることが可能となる。

【００７５】次に、リニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙの動作
制御について、図１５を用いて説明する。

【００７６】図１５は本実施形態のリニアセンサの動作
制御を示すフローチャートである。センサ制御部３１が
センサ制御動作を開始すると、ステップＳ１０２におい
て、信号ＣＯＮを監視する。そして、信号ＣＯＮがハイ
レベルである場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、ステ
ップＳ１０３に進み、蓄積回数ｎを０にリセットする。
そして、ステップＳ１０４において、センサ出力のＰＥ
ＡＫ値（ピークレベル）が所定値ＴＨ１より大きいか否
かを判定する。

【００７７】ＰＥＡＫ値が所定値ＴＨ１未満である場合
（ステップＳ１０４でＮＯ）、ステップＳ１０５におい
て、蓄積回数ｎが第１所定回数ｎ０より大きいか否かを
判定する。蓄積回数ｎが第１所定回数ｎ０未満である場
合（ステップＳ１０５でＮＯ）、ステップＳ１０６に進
み、蓄積回数ｎを１インクリメントして、ステップＳ１
０４に戻る。一方、ＰＥＡＫ値が所定値ＴＨ１より大き
い場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、あるいは蓄積回
数ｎが第１所定回数ｎ０より大きい場合（ステップＳ１
０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０７に進み、積分停止信
号ＲＯＮがハイレベル（Ｈ）になって積分動作が停止さ
れる。そして、座標演算部３２による座標値演算の処理
が開始される。

【００７８】その後、ステップＳ１０８において、蓄積
回数ｎが第２所定回数ｎ１より大きいか否かを判定す
る。蓄積回数ｎが第１所定回数ｎ１未満である場合（ス
テップＳ１０８でＮＯ）、ステップＳ１０９に進み、蓄
積回数ｎを１インクリメントして、ステップＳ１０８に
戻る。一方、蓄積回数ｎが第１所定回数ｎ１より大きい
場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１１０
に進み、積分停止信号ＲＯＮがローレベルになり、同時
に、信号ＬＣＫの周期の数倍（図１０では２倍）の間セ
ンサリセット信号ＲＣＬがハイレベルになる。次に、ス
テップＳ１１２において、信号ＣＯＮを監視する。信号
ＣＯＮがハイレベルである場合（ステップＳ１１２でＹ
ＥＳ）、ステップＳ１０３に進む。一方、信号ＣＯＮが
ローレベルである場合（ステップＳ１１２でＮＯ）、ス
テップＳ１１１に進み、処理１周期分待機する。

【００７９】つまり、信号ＣＯＮがハイレベルである間
はこの動作が繰り返され、所定回数ｎ１で決まる周期ご
とに座標値演算が行われる。また、ごみなどの影響で、
信号ＣＯＮがドロップしても、１回のみは状態を保持す
るように、ステップＳ１１１が設けられている。もし、
連続して２周期の間、信号ＣＯＮがローレベルである場
合（ステップＳ１０２でＮＯ）、ステップＳ１１３に進
み、フラグｐｏｎが０にリセットされ、シンク信号待ち
の状態になって、初期状態に戻る。

【００８０】このドロップアウト対策部分は、１周期で
なくもっと長くすることも可能であり、外乱が少なけれ
ば、逆に短くしてしまってもよいことは言うまでもな
い。尚、ここの１周期を前述のデータブロックの周期の
自然数倍として、シンクコードのタイミングと一致さ
せ、信号ＣＯＮの代りにシンクコード検出信号を用いて
も同様の動作を行える。

【００８１】また、座標検出器に到達する指示具４の光
は、指示具４に内蔵された電源（電池）４４の消耗によ
り変動する他、指示具４の姿勢によっても変動する。特
に、スクリーン１０の光拡散性が小さい場合、表示画像
の正面輝度は向上するが、この指示具４の姿勢によるセ
ンサへの入力光量の変動が大きくなってしまう。しかし
ながら、本発明では、このような場合であっても、積分
回数が自動的に追従して常に安定した出力信号を得るこ
とができるので、安定した座標検出が可能となる優れた
効果が得られる。また、ポインタとして光があまり散乱
されずにセンサに入射した場合は、かなり強い光が入る
ことになるが、このような場合であっても安定した座標
検出ができることは明らかである。

【００８２】また、画面に直接接触させて使用するＬＥ
Ｄを用いたペンとポインタとを併用する場合、ＬＥＤは
より大きな光量のものが使用可能であるので、前記図１
５に示した積分回数である第１所定回数ｎ０，第２所定
回数ｎ１をＩＤ信号によってペンかポインタかを判別し
て切替を行い、ペンの場合はサンプリングを高速に、ポ
インタの場合は低速にすることも可能である。実際、文
字入力のように繊細な描画作業はポインタでは不可能で
あり、むしろ低速サンプリングによって滑らかな線を描
けるほうが使い勝手がよく、このような切替を設けるこ
とも有効である。

【００８３】以上説明したように、点滅光に高周波数の
キャリアを加え、そのキャリアを周波数検波して得た所
定周期の復調信号によって積分動作のタイミング制御を
行うようにしたので、指示具と搬像部とをコードレスで
同期させることができ、使い勝手の良い座標入力装置を
実現することができる。また、レーザービームを用いる
ことによって画面から離れた位置で容易に繰作すること
が可能となる優れた利点も得られる。また、積分部から
の差分信号中のピークレベルが所定レベルを超えことを
検出し、積分動作を停止させる積分制御手段を設けたの
で、光量が変化してもほぼ一定レベルの光スポット像の
信号を作成でき、これにより、常に安定した高分解能な
座標演算結果を得ることができる。＜座標値演算＞次に、座標演算部３２における座標演算
処理について、図１６を用いて説明する。

【００８４】図１６は本実施形態の座標演算部における
座標演算処理を示すフローチャートである。

【００８５】上述したようにして得られた２つのリニア
センサ２０Ｘ，２０Ｙの出力信号（アンプ２９からの差
分信号）は、センサ制御部３１に設けられたＡＤ変換部
３１Ａでデジタル信号として座標演算部３２に送られ、
座標値が計算される。座標値の演算は、まず、Ｘ座標、
Ｙ座標の各方向の出力データに対して、センサ上の座標
値（Ｘ１、Ｙ１）が求められる。尚、演算処理は、Ｘ，
Ｙ同様であるので、Ｘのみについて説明する。

【００８６】まず、ステップＳ２０２において、任意の
座標入力点（後述する基準点設定モードでは座標が既知
の所定点）での各画素の差分信号である差分データＤｘ
（ｎ）（本実施形態の場合画素数ｎ＝６４）を読み込
み、バッファメモリ（不図示）に貯える。次に、ステッ
プＳ２０３において、あらかじめ設定しておいた閾値Ｖ
と比較し、閾値以上のデータ値Ｅｘ（ｎ）を算出する。
このデータ値Ｅｘ（ｎ）を用いて、ステップＳ２０４に
おいて、センサ上の座標Ｘ１を算出する。本実施形態で
は、重心法により出力データの重心を算出しているが、
データ値Ｅｘ（ｎ）のピーク値を求める方法（例えば微
分法による）等、計算の方法は複数あることは言うまで
もない。

【００８７】ステップＳ２０５において、座標演算処理
のモード判定を行う。出力データの重心Ｘ１から座標を
算出するためには、あらかじめ所定値を求めておく必要
があり、その所定値を導出する方法（基準点設定モー
ド）について説明する。

【００８８】同様に、Ｘ方向のみについて説明すれば、
スクリーン１０上のＸ座標、Ｙ座標が既知の点（α１、
β１）、及び（α２、β２）で、指示具４を位置し、ス
テップＳ２０２〜Ｓ２０４を各々実行し、各々の点で得
られるＸ方向センサの重心値を、Ｘ１₁、Ｘ１₂として算
出、その値及び既知の座標値α１、α２を各々、ステッ
プ２１０において記憶する。この記憶された値を用い
て、通常の座標算出時には、ステップＳ２０６におい
て、算出すべき座標入力点のＸ座標を算出することがで
きる。ステップＳ２０７において、より高性能な座標入
力装置を提供することを目的として、必要に応じて座標
値の校正（例えば、光学系のレンズ収差を補正するため
にソフト的な演算でその歪みを補正する等）をし、座標
値を確定する。

【００８９】確定した座標をそのままリアルタイムで出
力することも可能であるし、目的に応じてデータを間引
く（例えば、確定座標１０個毎で１個のデータのみ出
力）等も可能であることは言うまでもないが、以下の仕
様等を想定する場合には、重要である。

【００９０】指示具４をペンのように使う場合と、ポイ
ンタとして画面から離れて使う場合では、使用者の手の
安定性が異なる。ポインタとして使う場合には、画面上
のカーソルが細かく震えてしまうので、このような細か
い動きを抑制したほうが使いやすい。一方、ペンのよう
に使う場合には、できるだけ忠実に速く追従することが
求められる。特に、文字を書く場合などには小さな素早
い操作ができないと、正しく入力できなくなってしま
う。

【００９１】本実施形態では、制御信号によりＩＤを送
信しているため、ポインタか否か、つまり、先端のスイ
ッチが押されているか否かを判定可能なので、これによ
り、ポインタとして、あるいはペンとして使っているか
否かを判定できる。もし、ポインタであれば、例えば、
前回及び前々回の出力座標値（Ｘ−１，Ｙ−１）、（Ｘ
−２，Ｙ−２）を用いて移動平均を計算して今回の出力
座標値（Ｘ，Ｙ）を算出するようにすれば、ぶれの少な
い操作性の良い構成となる。また、単純な移動平均を用
いているが、このような平滑化処理に用いる関数として
は、他にも差分絶対値を大きさにより非線型圧縮した
り、移動平均による予測値を用いてこれとの差分を非線
型圧縮するなどの各種方式が使用可能である。

【００９２】つまり、ポインタとして使用している場合
は平滑化を強目にし、そうでない場合は弱めに切り替え
ることが、制御信号により可能であるため、それぞれ使
い勝手のよい状態を実現可能であり、この点でも本発明
の効果は大きい。更に、本発明では、上記のようにポイ
ンタ用とペン用の専用キャップを取り替える際に、それ
ぞれのキャップを判別する手段をキャップ及びペン４の
本体側に設け、これにより、ポインタとして、あるいは
ペンとして使っているかどうかを判定してもよい。

【００９３】尚、これらの演算処理は、前述したように
座標サンプリング周波数が１００Ｈｚの場合には１０ｍ
ｓｅｃの間に終了すればよく、原データは６４画素×２
（ｘおよびｙ）×ＡＤ変換部８ビットと非常に少ない
上、収束演算も必要ないので低速の８ビット１チップマ
イクロプロセッサで十分処理が可能である。このような
ことは、コスト的に有利なだけでなく、仕様変更が容易
で、開発期間の短縮や様々な派生商品の開発が容易にな
る利点もある。特に、エリアセンサを用いる場合のよう
に、高速の画像データ処理を行う専用のＬＳＩの開発な
どは不要であり、開発費用、開発期間などの優位性は非
常に大きなものである。

【００９４】上述したような演算処理によって算出した
座標値（Ｘ，Ｙ）を示すデータ信号は、座標演算部３２
から通信制御部３３に送られる。この通信制御部３３に
は、そのデータ信号と、制御信号検出部７２からの制御
信号とが入力される。そして、これらデータ信号および
制御信号は、ともに所定の形式の通信信号に変換され、
外部の表示制御装置に送出される。これにより、スクリ
ーン１０上のカーソルやメニュー、文字や線画の入力な
どの各種操作を行うことができる。前述したように、６
４画素のセンサを使った場合でも、１０００超の分解能
と十分な精度とが得られ、センサ、光学系ともに小型、
低コストな構成でよく、また、演算回路も非常に小規模
な構成とすることが可能な座標入力装置を得ることがで
きる。

【００９５】また、センサを、エリアセンサとして構成
する場合は、分解能を２倍にするには、４倍の画素数と
演算データとが必要となるのに対して、リニアセンサと
して構成する場合には、Ｘ座標、Ｙ座標各々２倍の画素
数にするだけで済む。従って、画素数を増やしてさらに
高分解能にすることも容易にできる。

【００９６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、指示具に発光素子を覆う脱着可能な透光性部材を設
ける構成とすることにより、座標入力時に発光素子自体
に影響を与えることなく、更に摩耗等で発光量の低下、
発光分布の変化により光照射に支障をきたす状態になっ
た場合、透光性部材を新規の部材に交換できるので、常
に良好な状態で発光することができ、長期にわたって安
定的な発光状態を維持し、高分解能で高性能な座標入力
装置を提供することができる。

【００９７】更に、透光性部材において、照射光学特性
の異なる交換可能な透光性部材を複数備えることもでき
る。これにより、用途に応じて、最適な指示具の発光照
射機能を持たせることができる。

【００９８】尚、本発明は、複数の機器（例えばホスト
コンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ
など）から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置な
ど）に適用してもよい。

【００９９】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【０１００】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【０１０１】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭな
どを用いることができる。

【０１０２】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【０１０３】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
ＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その
処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合
も含まれることは言うまでもない。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長期にわたって安定的な発光状態を維持し、高分解能で
高性能な座標入力を可能とする座標入力ペンを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の座標入力装置の概略構成を示す図
である。

【図２】本実施形態の指示具の詳細構成を示す図であ
る。

【図３】本実施形態の指示具の動作モードを示す図であ
る。

【図４】本実施形態のキャップの詳細構成を示す図であ
る。

【図５】本実施形態のキャップの他の詳細構成を示す図
である。

【図６】本実施形態のキャップの他の詳細構成を示す図
である。

【図７】本実施形態のキャップの他の詳細構成を示す図
である。

【図８】本実施形態の座標検出器の詳細構成を示す図で
ある。

【図９】本実施形態の制御信号の復元動作におけるタイ
ミングチャートである。

【図１０】本実施形態のリニアセンサのスキム動作を説
明するための出力波形の一例を示す図である。

【図１１】本実施形態のリニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙの
配置関係を示す図である。

【図１２】本実施形態のリニアセンサの詳細構成を示す
図である。

【図１３】本実施形態のリニアセンサの出力波形の一例
を示す図である。

【図１４】リニアセンサの出力を模式的に示す図であ
る。

【図１５】本実施形態のリニアセンサの動作制御を示す
フローチャートである。

【図１６】本実施形態の座標演算部における座標演算処
理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１座標検出器２座標検出センサ部３コントローラ４指示具５光スポット６受光素子６ａ集光レンズ７信号処理部８投射型表示装置８１画像信号処理部８２液晶パネル８３ランプ８４ミラー８５コンデンサーレンズ８６投影レンズ２０Ｘ、２０Ｙリニアセンサ２１センサアレイ２２積分部２３シフト部２４蓄積部２５リニアＣＣＤ２６リングＣＣＤ２７クリア部２８スキム部２９アンプ３１センサ制御部３１ＡＡＤ変換部３２座標演算部３３通信制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林克行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者田中淳東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者小林究東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者金鋪正明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5B068 AA01 AA11 BC03 BD02 BD04 BD09 BD20 BD21 CC17 CC18 5B087 AA04 AB02 AE03 BC03 BC11 BC17 BC19 BC22 BC32 CC09 CC26 CC33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を座標入力画面の所定位置に照射して
光スポットを生成し、前記光スポットに対応した座標を
入力する座標入力ペンであって、光を発光する発光手段と、前記発光手段を覆い、当該座標入力ペンに対し脱着可能
な透光性部材とを備えることを特徴とする座標入力ペ
ン。
【請求項２】前記透光性部材は、ＰＭＭＡ（メタクリ
ル樹脂）、ＡＳ（スチレン、アクリロニトリル共重合
体）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネー
ト）、エポキシ樹脂の少なくともいずれかを含む透明樹
脂材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の
座標入力ペン。
【請求項３】前記透光性部材は、一定の厚みを有する
略半球状のドーム形状であることを特徴とする請求項１
に記載の座標入力ペン。
【請求項４】前記透光性部材は、前記座標入力画面に
拡散する凹レンズを有する透光性部材であることを特徴
とする請求項１に記載の座標入力ペン
【請求項５】前記透光性部材は、前記座標入力画面に
集光するための凸レンズ特性を有する透光性部材である
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力ペン。
【請求項６】前記透光性部材は、前記座標入力画面に
拡散する凹レンズを有する第１透光性部材と、前記座標入力画面に集光するための凸レンズ特性を有す
る第２透光性部材とを備え、前記第１透光性部材は、略半球状のドーム形状であり、前記第２透光性部材は、筒状形状であり、前記発光手段に対して装着された前記第１透光性部材に
対し、前記第２透光性部材が装着されることを特徴とす
る請求項１に記載の座標入力ペン。
【請求項７】前記透光性部材は、少なくとも前記座標
入力画面に拡散する凹レンズを有する第１透光性部材
と、前記座標入力画面に集光するための凸レンズ特性を
有する第２透光性部材とを備え、前記第１透光性部材と前記第２透光性部材でズームレン
ズ機構を構成することを特徴とする請求項１に記載の座
標入力ペン。
【請求項８】前記透光性部材は、照射光学特性の異な
る交換可能な複数の透光性部材で構成されることを特徴
とす請求項１に記載の座標入力ペン。