JPH0277824A - Optical coordinate input device and its position indicator - Google Patents

Optical coordinate input device and its position indicator

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Publication number
JPH0277824A
JPH0277824A JP63229599A JP22959988A JPH0277824A JP H0277824 A JPH0277824 A JP H0277824A JP 63229599 A JP63229599 A JP 63229599A JP 22959988 A JP22959988 A JP 22959988A JP H0277824 A JPH0277824 A JP H0277824A
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JP
Japan
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light
position indicator
optical
sensor group
coordinate value
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Application number
JP63229599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Azuma Murakami
東 村上
Norio Akamatsu
赤松 則夫
Kazuo Aoki
一男 青木
Yasuhiro Fukuzaki
康弘 福崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacom Co Ltd
Original Assignee
Wacom Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To simplify the structure of a tablet by composing the optical coordinate input device of the position indicator which projects light in one direction, the tablet composed of X-directional optical sensor group and Y-directional optical sensor group formed by arranging many optical sensors on flanks of a rectangular plate parallel to an X axis and a Y axis, and X-coordinate value and Y-coordinate value calculating means. CONSTITUTION:This device consists of the position indicator 10 for specifying a position, the X-directional optical sensor group 30, the Y-directional optical sensor group 40, and a position detecting circuit 50. Light which is projected by the position indicator 10 in one direction and incident from a surface of the rectangular plate of the tablet is propagated in the plane direction of the plate and detected by many optical sensors in the X-directional optical sensor group 30 and Y-directional optical sensor group 40 and signals corresponding to the light intensity are outputted. Then an X-coordinate value detecting means calculates the X coordiante value where the light intensity becomes maximum according to respective output signals of the X-directional sensor group 30 and a Y-coordinate value detecting means calculates the Y coordinate value where the light intensity becomes maximum similarly. Consequently, the position indicator 10 does not require any special light emission member and the constitution is simple.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、手書き文字や図形等の情報を光を利用して他
の装置に入力するための座標入力装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a coordinate input device for inputting information such as handwritten characters and figures to another device using light.

(従来の技術) 従来、発光する位置指示器で指定された位置を検出する
座標入力装置においては、位置指示器に発光する部材を
設け、該部材に発光エネルギーを一供給するための電源
を位置指示器外よりコードを介して供給したり、あるい
は、位置指示器内に電源を設けるなどの手段を講じてい
た。
(Prior Art) Conventionally, in a coordinate input device that detects a position specified by a position indicator that emits light, a member that emits light is provided in the position indicator, and a power source for supplying luminous energy to the member is connected to the position. Measures have been taken such as supplying power from outside the indicator via a cord or providing a power source within the position indicator.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、位置指示器に位置指示器外よりコードを
介して電源を供給する場合には、前記コードが手に絡み
ついたりするし、また、位置指示器に電源を内蔵した場
合には、位置指示器の重量がかさんだり、構造が複雑に
なるといった欠点があった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, when power is supplied to the position indicator from outside the position indicator via a cord, the cord may get tangled with the hand, and the power supply to the position indicator is When built-in, the disadvantages are that the position indicator becomes heavy and the structure becomes complicated.

本発明においては、これらの欠点を解決すべく、発光す
る位置指示器で指定された位置を検出する座標入力装置
において、位置指示器には特別な発光部材を必要とせず
、かつ、発光エネルギーを供給するための電源や電池な
どを必要としない、構成が簡単でかつ、安価な座標入力
装置を得ることを目的とする。
In order to solve these drawbacks, the present invention provides a coordinate input device that detects a position specified by a position indicator that emits light, which does not require a special light emitting member for the position indicator and which uses light emitting energy. It is an object of the present invention to provide a coordinate input device that does not require a power supply or battery, has a simple configuration, and is inexpensive.

(課題を解決するための手段) 本発明は上記の目的を達成するために、請求項1では、
一方向に光を出射する位置指示器と、表面から入射した
光を平面方向に伝搬させて複数の側面から出射する光伝
搬性を有する方形状の板と、入射光の強度に対応する信
号を出力する多数の光センサを前記板のY軸に平行な一
側面に並設してなる第1の光センサ群と、入射光の強度
に対応する信号を出力する多数の光センサを前記板のY
軸に平行な一側面に並設してなる第1の光センサ群とか
らなるタブレットと、前記第1の光センサ群の多数の光
センサの各出力信号に基づいて、光強度が最大になるX
座標値を算出するX座標値算出手段と、前記第2の光セ
ンサ群の多数の光センサの各出力信号に基づいて、光強
度が最大になるY座標値を算出するY座標値算出手段と
から光信号を利用した座標入力装置を構成した。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention has the following features in claim 1:
A position indicator that emits light in one direction, a rectangular plate that has light propagation properties that propagates light incident from the surface in a planar direction and exits from multiple sides, and a signal that corresponds to the intensity of the incident light. A first optical sensor group has a plurality of optical sensors that output signals arranged side by side on one side parallel to the Y-axis of the plate, and a plurality of optical sensors that output signals corresponding to the intensity of incident light are installed on the plate. Y
A tablet consisting of a first optical sensor group arranged in parallel on one side parallel to the axis, and a maximum light intensity based on each output signal of a large number of optical sensors of the first optical sensor group. X
an X-coordinate value calculation means for calculating a coordinate value; and a Y-coordinate value calculation means for calculating a Y-coordinate value at which light intensity is maximized based on each output signal of a large number of optical sensors of the second optical sensor group. We constructed a coordinate input device using optical signals.

請求項2では、多数本の光ファイバのそれぞれの一端側
より入射した光を束ねられた他端側から出射する光ファ
イバ群を備えた光学的位置指示器を構成した。
According to a second aspect of the present invention, an optical position indicator is provided with a group of optical fibers that emit light incident from one end of each of a plurality of optical fibers from the bundled other end.

請求項3では、請求項2記載の光学的位置指示器におい
て、光ファイバ群の一端側を放射状にした。
According to a third aspect of the invention, in the optical position indicator according to the second aspect, one end side of the optical fiber group is made radial.

また、請求項4では、請求項2記載の光学的位置指示器
において、周囲の光を集光して光ファイバ群の一端側に
入射するレンズを備えた。
According to a fourth aspect of the present invention, the optical position indicator according to the second aspect of the present invention includes a lens that condenses surrounding light and makes it incident on one end side of the optical fiber group.

(作 用) 本発明の請求項1によれば、位置指示器から一方向に光
が出射され、タブレットの方形状の板の表面から入射し
た光は該板の平面方向に伝搬され、第1の光センサ群と
第2の光センサ群のそれぞれの多数の光センサにより、
前記光が検出されて光強度に対応した信号が出力され、
X座標値検出手段により、前記第1の光センサ群の多数
の光センサの各出力信号に基づいて、光強度が最大にな
るX座標値が算出され、Y座標値検出手段により、前記
第2の光センサ群の多数の光センサの各出力信号に基づ
いて、光強度が最大になるY座標値が算出される。
(Function) According to claim 1 of the present invention, light is emitted from the position indicator in one direction, and the light incident from the surface of the rectangular plate of the tablet is propagated in the plane direction of the plate. With a large number of optical sensors in each of the optical sensor group and the second optical sensor group,
The light is detected and a signal corresponding to the light intensity is output,
The X-coordinate value detection means calculates the X-coordinate value at which the light intensity is maximum based on each output signal of the plurality of optical sensors of the first optical sensor group, and the Y-coordinate value detection means calculates the X-coordinate value at which the light intensity is maximum. The Y-coordinate value at which the light intensity is maximized is calculated based on each output signal of a large number of optical sensors in the optical sensor group.

請求項2によれば、位置指示器の光ファイノ(群の多数
本の光ファイバのそれぞれの一端側より入射した光は束
ねられた他端側から一方向に出射される。
According to the second aspect of the present invention, the light that enters from one end of each of the optical fibers of the position indicator (a group of multiple optical fibers) is emitted in one direction from the other bundled end.

請求項3によれば、位置指示器の周囲各方向からの光が
光ファイバ群の多数本の光ファイバのそれぞれの一端側
に入射し、入射した光は束ねられた他端側から一方向に
出射される。
According to claim 3, light from various directions around the position indicator is incident on one end of each of the multiple optical fibers of the optical fiber group, and the incident light is directed in one direction from the other bundled end. It is emitted.

また、請求項4によれば、位置指示器の周囲の光がレン
ズにより集光されて光ファイバ群の多数本の光ファイバ
のそれぞれの一端側に入射され、光ファイバ群の一端側
に入射した光は束ねたれた他端側から一方向に出射され
る。
Further, according to claim 4, the light around the position indicator is focused by a lens and is incident on one end side of each of the multiple optical fibers of the optical fiber group, and is incident on one end side of the optical fiber group. The light is emitted in one direction from the other end of the bundle.

(実施例) 第1図は本発明の座標入力装置の概略構成図である。図
において、10は位置を指定するための位置指示器、2
0は方形状のガラスの板で、その表面から入射した光を
その平面方向に伝搬して、4つの側面から出射する光伝
搬性を有している。
(Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coordinate input device of the present invention. In the figure, 10 is a position indicator for specifying a position, 2
0 is a rectangular glass plate, which has light propagation properties such that light incident on its surface is propagated in the plane direction and exits from four side surfaces.

30はX方向光センサ群、40はY方向光センサ群、5
0は位置検出回路である。
30 is an X direction optical sensor group, 40 is a Y direction optical sensor group, 5
0 is a position detection circuit.

第2図(a) 、 (b)は位置指示器10の第1及び
第2の実施例を示す断面図である。第2図(a)におい
て、位置指示器10は合成樹脂からなるペン軸11の内
部に多数本の光ファイバ12aからなる光ファイバ群1
2か配設され、ペン軸11の先端部に位置する光ファイ
バ群12の一端側は束ねられている。ペン軸11の先端
には、円形のガラス板13が設けられており、このガラ
ス板13の一面に光ファイバ群12の一端側の各光ファ
イバ12aの端面が密接されている。また、ペン軸11
の後端には、透明な合成樹脂からなる中空の球体14が
設けられ、この球体14の内部に光ファイバ群12の複
数本の光ファイバ12aの他端側か放射状に配設され、
球体14の回りからの光を各光ファイバ12aに入射で
きるようになっている。
FIGS. 2(a) and 2(b) are cross-sectional views showing first and second embodiments of the position indicator 10. In FIG. 2(a), the position indicator 10 has an optical fiber group 1 consisting of a large number of optical fibers 12a inside a pen shaft 11 made of synthetic resin.
One end of the optical fiber group 12 located at the tip of the pen shaft 11 is bundled. A circular glass plate 13 is provided at the tip of the pen shaft 11, and the end face of each optical fiber 12a on one end side of the optical fiber group 12 is brought into close contact with one surface of this glass plate 13. In addition, the pen shaft 11
A hollow sphere 14 made of transparent synthetic resin is provided at the rear end, and inside this sphere 14, the other end side of the plurality of optical fibers 12a of the optical fiber group 12 is arranged radially,
Light from around the sphere 14 can be input to each optical fiber 12a.

前述の構成からなる位置指示器10は、球体14の回り
から球体14の内部に入射した光を、光ファイバ群12
を介してペン軸11の先端から一方向に出射する。
The position indicator 10 having the above-mentioned configuration transmits light that has entered the inside of the sphere 14 from around the sphere 14 to the optical fiber group 12.
The light is emitted in one direction from the tip of the pen shaft 11 via the.

第2図(L+)において、位置指示器10は、合成樹脂
からなるペン軸11の内部に多数本の光ファイバ12a
からなる光ファイバ群12が配設され、その両端は束ね
られている。ペン軸11の先端には、円形のガラス板1
3が設けられており、このガラス板13の一面に光ファ
イバ群12の各光ファイバ12aの一端側の端面が密接
されている。
In FIG. 2 (L+), the position indicator 10 has a pen shaft 11 made of synthetic resin with a large number of optical fibers 12a inside it.
An optical fiber group 12 consisting of the following is arranged, and both ends thereof are bundled. A circular glass plate 1 is attached to the tip of the pen barrel 11.
3 is provided, and one end side of each optical fiber 12a of the optical fiber group 12 is brought into close contact with one surface of the glass plate 13.

また、ペン軸11の後端には、透明な合成樹脂からなる
中空の球体14が設けられている。球体14の内部には
魚眼レンズ15が設けられ、魚眼レンズ15により集光
された光が、光ファイバ群12の各光ファイバ12aの
他端側の端面から入射されるように、魚眼レンズ15は
固定支16により固定されている。
Furthermore, a hollow sphere 14 made of transparent synthetic resin is provided at the rear end of the pen shaft 11. A fisheye lens 15 is provided inside the sphere 14, and the fisheye lens 15 is attached to a fixed support 16 so that the light focused by the fisheye lens 15 enters from the end surface of each optical fiber 12a on the other end side of the optical fiber group 12. Fixed by

前述の構成からなる位置指示器10は、球体14の回り
から内部に入射した光を魚眼レンズ15により集光し、
光ファイバ群12を介してペン軸11の先端から一方向
に出射する。
The position indicator 10 having the above-mentioned configuration condenses light entering the interior from around the sphere 14 with a fisheye lens 15,
The light is emitted in one direction from the tip of the pen shaft 11 via the optical fiber group 12.

前記X方向光センサ群30は、48個のNPN型のフォ
トトランジスタを並設してなるフォトトランジスタアレ
イにより構成され、ガラス板20の内部を伝搬して側面
に出射する光を検出できるようにガラス板20のX軸に
平行な一側面に配設されている。
The X-direction photosensor group 30 is composed of a phototransistor array formed by 48 NPN type phototransistors arranged in parallel, and is configured so that it can detect light propagating inside the glass plate 20 and emitted to the side surface. It is arranged on one side of the plate 20 parallel to the X axis.

前記Y方向光センサ群40は、48個のNPN型のフォ
トトランジスタを並設してなるフォトトランジスタアレ
イにより構成され、ガラス板20の内部を伝搬して側面
に出射する光を検出できるようにガラス板20のY軸に
平行な一側面に配設されている。
The Y-direction optical sensor group 40 is constituted by a phototransistor array formed by arranging 48 NPN type phototransistors in parallel, and is configured so that it can detect light propagating inside the glass plate 20 and emitted to the side surface. It is arranged on one side of the plate 20 parallel to the Y axis.

前記X方向及びY方向光センサ群30.40のフォトト
ランジスタのそれぞれのコレクタには直流電圧Vが印加
され、入射光の強度に対応する光電流をエミッタに出力
するものである。
A DC voltage V is applied to the collectors of each of the phototransistors of the X-direction and Y-direction optical sensor groups 30 and 40, and a photocurrent corresponding to the intensity of incident light is output to the emitter.

前記位置検出回路50は、第3図のブロック図に示すよ
うに、X方向第1のスイッチ回路51、Y方向第1のス
イッチ回路52、X方向積分回路53、Y方向積分回路
54、X方向第2のスイッチ回路55、Y方向第2のス
イッチ回路56、X方向選択回路57、Y方向選択回路
58、X−Y切替器59、アナログ/ディジタル変換器
60(以下、A/D変換器と称す)及びCPU61によ
り構成される。
As shown in the block diagram of FIG. 3, the position detection circuit 50 includes an X-direction first switch circuit 51, a Y-direction first switch circuit 52, an X-direction integration circuit 53, a Y-direction integration circuit 54, and an X-direction first switch circuit 51. Second switch circuit 55, Y-direction second switch circuit 56, X-direction selection circuit 57, Y-direction selection circuit 58, X-Y switch 59, analog/digital converter 60 (hereinafter referred to as A/D converter) ) and a CPU 61.

前記X座標値算出手段は、X方向第1及び第2のスイッ
チ回路51.55、X方向積分回路53、X方向選択回
路57、x−y切替器59、A/D変換器60、CPU
61及びCPU61を動作させるプログラムにより構成
される。また、前記Y座標値算出手段は、Y方向第1及
び第2のスイッチ回路52,56、Y方向積分回路54
、Y方向選択回路58、X−Y切替器59、A/D変換
器60、CPU61及びCPU61を動作させるプログ
ラムにより構成される。
The X-coordinate value calculation means includes X-direction first and second switch circuits 51.55, an X-direction integration circuit 53, an X-direction selection circuit 57, an x-y switch 59, an A/D converter 60, and a CPU.
61 and a program that operates the CPU 61. Further, the Y-coordinate value calculation means includes first and second switch circuits 52 and 56 in the Y-direction, and an integration circuit 54 in the Y-direction.
, a Y direction selection circuit 58, an XY switch 59, an A/D converter 60, a CPU 61, and a program for operating the CPU 61.

前記X方向節1のスイッチ回路51は、48個のアナロ
グスイッチ51−1〜51−48により構成され、これ
らのアナログスイッチ51−1〜51−48のそれぞれ
の接点は、X方向光センサ群30のフォトトランジスタ
30−1〜3〇−48のエミッタにそれぞれ接続されて
いる。
The switch circuit 51 of the X-direction node 1 is composed of 48 analog switches 51-1 to 51-48, and the contact points of each of these analog switches 51-1 to 51-48 connect to the X-direction photosensor group 30. are connected to the emitters of phototransistors 30-1 to 30-48, respectively.

前記Y方向箱1のスイッチ回路52は、48個のアナロ
グスイッチ52−1〜52−48により構成され、これ
らのアナログスイッチ52−1〜52−48のそれぞれ
の接点は、Y方向光センサ群40のフォトトランジスタ
40−1〜40−48のエミッタにそれぞれ接続されて
いる。前記X方向及びX方向第1のスイッチ回路51.
52の各アナログスイッチは、制御端子Cを有しており
、この制御端子Cに論理“1″の信号が入力されている
ときオンになり、論理“0”の信号が入力されていると
きにオフになる。
The switch circuit 52 of the Y-direction box 1 is composed of 48 analog switches 52-1 to 52-48, and the contact points of each of these analog switches 52-1 to 52-48 connect to the Y-direction optical sensor group 40. are connected to the emitters of phototransistors 40-1 to 40-48, respectively. The X-direction and X-direction first switch circuits 51.
Each of the 52 analog switches has a control terminal C, and turns on when a logic "1" signal is input to the control terminal C, and turns on when a logic "0" signal is input to the control terminal C. It turns off.

前記X方向積分回路53及びX方向積分回路54は、そ
れぞれ48個ずつの積分器53−1〜53−48.54
−1〜54−48によって構成される。積分器53−1
〜53−48.54−1〜54−48のそれぞれは、抵
抗器RL、R1及びコンデンサC1からなり、同一に構
成されている。抵抗器RLの一端側は接地され、他端側
は抵抗器R1の一端側に接続されると共に、各積分器5
3−1〜53−48.54−1〜54−48に対応した
アナログスイッチ51−1〜51−48.52−1〜5
2−48の切片にそれぞれ接続されている。抵抗器R1
の他端側はコンデンサC1の一端側に接続されると共に
、X方向第2のスイッチ回路55又はX方向第2のスイ
ッチ回路56に接続される。また、コンデンサC1の他
端側は接地されている。前記積分器53−1〜53−4
8゜54−1〜54−48のそれぞれは、X方向第1の
スイッチ回路51又はX方向第1のスイッチ回路52を
介してX方向光センサ群30又はY方向光センサ群40
から入力した光電流に対応して抵抗器RLの多端側に生
ずる電圧をコンデンサC1に蓄積する。
The X-direction integration circuit 53 and the X-direction integration circuit 54 each include 48 integrators 53-1 to 53-48.54.
-1 to 54-48. Integrator 53-1
~53-48. Each of 54-1 to 54-48 consists of resistors RL, R1, and capacitor C1, and has the same configuration. One end of the resistor RL is grounded, the other end is connected to one end of the resistor R1, and each integrator 5
Analog switches 51-1 to 51-48.52-1 to 5 corresponding to 3-1 to 53-48.54-1 to 54-48
2-48 sections, respectively. resistor R1
The other end side is connected to one end side of the capacitor C1, and is also connected to the X-direction second switch circuit 55 or the X-direction second switch circuit 56. Further, the other end of the capacitor C1 is grounded. The integrators 53-1 to 53-4
8° 54-1 to 54-48 are connected to the X-direction photosensor group 30 or the Y-direction photosensor group 40 via the X-direction first switch circuit 51 or the X-direction first switch circuit 52.
The voltage generated at the other end of the resistor RL in response to the photocurrent input from the resistor RL is stored in the capacitor C1.

前記X方向節2のスイッチ回路55は、48個のアナロ
グスイッチ55−1〜55−48により構成される。こ
れらのアナログスイッチ55−1〜55−48の接点は
、X方向積分回路53の積分器53−1〜53−48の
出力にそれぞれ接続されると伴に、X方向選択回路57
に接続される。
The switch circuit 55 of the X-direction node 2 is composed of 48 analog switches 55-1 to 55-48. The contacts of these analog switches 55-1 to 55-48 are connected to the outputs of the integrators 53-1 to 53-48 of the X-direction integration circuit 53, respectively, and are connected to the outputs of the integrators 53-1 to 53-48 of the X-direction integration circuit 53.
connected to.

また、アナログスイッチ55−1〜55−48のそれぞ
れの切片は接地されている。
Further, each section of the analog switches 55-1 to 55-48 is grounded.

前記Y方向箱2のスイッチ回路56は、48個のアナロ
グスイッチ56−1〜56−48により構成される。こ
れら゛のアナログスイッチ56−1〜56−48の接点
は、X方向積分回路54の積分器54−1〜54−48
の出力にそれぞれ接続されると共に、X方向選択回路5
8に接続される。
The switch circuit 56 of the Y-direction box 2 is composed of 48 analog switches 56-1 to 56-48. The contacts of these analog switches 56-1 to 56-48 are connected to the integrators 54-1 to 54-48 of the X-direction integration circuit 54.
are respectively connected to the outputs of the X direction selection circuit 5.
Connected to 8.

また、アナログスイッチ56−1〜56−48のそれぞ
れの切片は接地されている。前記X方向及びX方向第2
のスイッチ回路55.56の各アナログスイッチは、制
御端子Cを有しており、この制御端子Cに論理“1”の
信号が入力されているときオンになり、論理“0“の信
号が入力されているときオフになる。
Further, each section of the analog switches 56-1 to 56-48 is grounded. The X direction and the second X direction
Each analog switch in the switch circuits 55 and 56 has a control terminal C, and is turned on when a logic "1" signal is input to this control terminal C, and is turned on when a logic "0" signal is input. It turns off when it is turned off.

前記X方向選択回路57は、X方向第2のスイッチ回路
55のアナログスイッチ55−1〜55−48の−の出
力を選択するものである。
The X-direction selection circuit 57 selects the negative outputs of the analog switches 55-1 to 55-48 of the X-direction second switch circuit 55.

前記Y方向選択回路58は、X方向第2のスイッチ回路
56のアナログスイッチ56−1〜56−48の−の出
力を選択するものである。また、前記X方向及びX方向
選択回路57.58は、それぞれ6ビツトからなる制御
信号入力端子CNTを有しており、この制御信号入力端
子CNTに入力される6ビツトのデータに基づいて、4
8の入力信号の中から−を選択して出力する。
The Y-direction selection circuit 58 selects the negative outputs of the analog switches 56-1 to 56-48 of the X-direction second switch circuit 56. The X-direction and X-direction selection circuits 57 and 58 each have a control signal input terminal CNT consisting of 6 bits, and based on the 6-bit data input to the control signal input terminal CNT,
- is selected from among the 8 input signals and output.

前記X−Y切替器59は、1回路2接点のアナログスイ
ッチからなり、X方向選択回路57の出力信号とX方向
選択回路58の出力信号を入力し、これらの一方の信号
を選択して出力する。また、X−Y切替器59は制御端
子Cを有しており、この制御端子Cに論理“1”の信号
が入力されているときはX方向選択回路57の出力信号
を選択し、論理“0”の信号が入力されているときはX
方向選択回路58の出力信号を選択する。
The X-Y switch 59 consists of an analog switch with 1 circuit and 2 contacts, receives the output signal of the X-direction selection circuit 57 and the output signal of the X-direction selection circuit 58, and selects and outputs one of these signals. do. The X-Y switch 59 has a control terminal C, and when a logic "1" signal is input to this control terminal C, it selects the output signal of the X direction selection circuit 57 and selects the logic "1" signal. 0” signal is input
The output signal of the direction selection circuit 58 is selected.

前記A/D変換器60は、X−Y切替器59の出力信号
を入力し、この信号の電圧値をディジタル値に変換して
CPU61の入力ポートP1に出力する。
The A/D converter 60 receives the output signal of the X-Y switch 59, converts the voltage value of this signal into a digital value, and outputs the digital value to the input port P1 of the CPU 61.

前記CPU61は入力ポートP1の他に出力ポートP2
〜P5を備えており、出カポ−)P2は、X方向及びX
方向第1のスイッチ回路51.52のアナログスイッチ
51−1〜51−48.52−1〜52−48のそれぞ
れの制御端子Cに接続されている。出力ポートP3は、
X方向及びX方向第2のスイッチ回路55.56のアナ
ログスイッチ55−1〜55−48.56−1〜56−
48のそれぞれの制御端子Cに接続されている。
The CPU 61 has an output port P2 in addition to the input port P1.
~P5, and output capo-)P2 is provided in the X direction and
It is connected to the control terminal C of each of the analog switches 51-1 to 51-48 and 52-1 to 52-48 of the direction first switch circuit 51.52. Output port P3 is
Analog switches 55-1 to 55-48, 56-1 to 56- in the X direction and the second switch circuit 55.56 in the X direction
48 control terminals C, respectively.

出カポ−)P4は、X−Y切替器59の制御端子Cに接
続されている。また、6ビツトからなる出力ポートP5
は、X方向選択回路57及びX方向選択回路58の制御
信号入力端子CNTに接続されている。
The output capo P4 is connected to the control terminal C of the XY switch 59. In addition, output port P5 consisting of 6 bits
is connected to the control signal input terminal CNT of the X-direction selection circuit 57 and the X-direction selection circuit 58.

次に、前述の構成よりなる本実施例の動作を第4図に示
す制御プログラムフローチャートに基づいて説明する。
Next, the operation of this embodiment having the above-described configuration will be explained based on the control program flowchart shown in FIG.

前記位置指示器10の先端をガラス板20の座標入力対
象位置である点Pに接触させる。これにより、位置指示
器10の先端から出射された光は、ガラス板20内を平
面方向に伝搬され、伝搬距離に対応した光強度でX方向
及びY方向光センサ群30.40のフォトトランジスタ
30−1〜30−48.40−1〜40−48に受光さ
れる。
The tip of the position indicator 10 is brought into contact with a point P on the glass plate 20 that is the coordinate input target position. Thereby, the light emitted from the tip of the position indicator 10 is propagated in the plane direction within the glass plate 20, and the phototransistor 30 of the X-direction and Y-direction optical sensor groups 30 and 40 is transmitted with a light intensity corresponding to the propagation distance. -1 to 30-48.Received at 40-1 to 40-48.

前記CPU61は、最初にX方向及びX方向積分回路5
3.54の初期設定を行うために、出力ポートP3に所
定時間論理“1”の信号を出力し、各積分器53−1〜
53−48.54−1〜54−48のコンデンサC1に
蓄積されている電荷を放電させる(Sl)。次に、出力
ポートP2に所定時間の間、論理“1″の信号を出力し
、X方向及びX方向第1のスイッチ回路51.52の各
アナログスイッチ51−1〜51−48.52−1〜5
2−48を所定時間オンにする(S2)。
The CPU 61 first operates in the X direction and the X direction integration circuit 5.
3.54, a logic "1" signal is output to the output port P3 for a predetermined period of time, and each integrator 53-1 to
53-48. The charges accumulated in the capacitors C1 of 54-1 to 54-48 are discharged (Sl). Next, a logic "1" signal is output to the output port P2 for a predetermined period of time, and each analog switch 51-1 to 51-48.52-1 of the X-direction and X-direction first switch circuits 51.52 ~5
2-48 is turned on for a predetermined period of time (S2).

前記ガラス板20の中を平面方向に伝搬した光は、X方
向光センサ群30とY方向光センサ群40のフォトトラ
ンジスタ30−1〜30−48゜40−1〜40−48
により受光され、アナログスイッチ51−1〜51−4
8.52−1〜52−48のそれぞれがオンになったと
きに、各フォトトランジスタ30−1〜30−48.4
0−1〜40−48から、受光した光の強度に対応した
光電流が出力される。これらの光電流により、積分器5
3−1〜53−48.54−1〜54−48の抵抗器R
Lの他端側に光電流に対応した電圧V xi 〜V x
48 、  V yl 〜V y48が生じ、これらの
電圧はそれぞれの積分器53−1〜5B−48,54−
1〜54−48のコンデンサC1に蓄積される。
The light propagated in the plane direction inside the glass plate 20 is transmitted through the phototransistors 30-1 to 30-48°40-1 to 40-48 of the X-direction photosensor group 30 and the Y-direction photosensor group 40.
The light is received by the analog switches 51-1 to 51-4.
8. When each of 52-1 to 52-48 is turned on, each phototransistor 30-1 to 30-48.4
From 0-1 to 40-48, a photocurrent corresponding to the intensity of the received light is output. These photocurrents cause the integrator 5
3-1~53-48.54-1~54-48 resistor R
A voltage V xi to V x corresponding to the photocurrent is applied to the other end of L.
48, V yl to V y48 are generated, and these voltages are applied to the respective integrators 53-1 to 5B-48, 54-
1 to 54-48 are stored in capacitor C1.

次に、CPU61は出力ポートP4に論理“1″の信号
を出力し、X−Y切替器59によりX方向選択回路57
を選択する(S3)。この後、ポー)−P5に出力する
データを変えることにより、積分器53−1〜53−4
8のコンデンサC1に蓄積されている電圧Vxl〜V 
x48を順次、A/D変換器60により、ディジタルデ
ータに変換してポートP1より入力し、CPU61の中
に備わるメモリに保持する(S4)。前記電圧Vxl−
Vx48の電圧値を表わすデータをメモリに保持した後
、これらの電圧値の中に所定の検出基準レベル以上の値
が存在するか否かを判定する(S5)。この判定の結果
、検出基準レベル以上の値が存在しないときはSlの処
理に移行し、検出基準レベル以上の値が存在するときは
、出力ポートP4に論理“0”の信号を出力し、X−Y
切替器59によりX方向選択回路58を選択する(S6
)。この後、ポートP5に出力するデータを変えること
により、積分器54−1〜54−48のコンデンサC1
に蓄積されている電圧vy1〜vy48を順次、A/D
変換器60によりディジタルデータに変換してポートP
1より入力し、CPU61の中に備わるメモリに保持す
る(S7)。前記電圧Vyl−Vy4gの電圧値を表わ
すデータをメモリに保持した後、これらの電圧値の中に
所定の検出基準レベル以上の値が存在するか否かを判定
する(S8)。この判定の結果、検出基準レベル以上の
値が存在しないときはSlの処理に移行し、検出基準レ
ベル以上の値が存在するときは、メモリに保持されてい
る電圧Vxl〜V x48及びvyt〜V y48の電
圧値を表わすデータからX方向及びX方向の座標値を算
出する(S9)。
Next, the CPU 61 outputs a logic "1" signal to the output port P4, and the X-Y switch 59 causes the X-direction selection circuit 57 to
is selected (S3). After this, by changing the data output to P5, the integrators 53-1 to 53-4
Voltage Vxl~V stored in capacitor C1 of 8
x48 is sequentially converted into digital data by the A/D converter 60, inputted from the port P1, and held in the memory provided in the CPU 61 (S4). The voltage Vxl-
After data representing the voltage value of Vx48 is held in the memory, it is determined whether or not there is a value equal to or higher than a predetermined detection reference level among these voltage values (S5). As a result of this judgment, if there is no value higher than the detection reference level, the process moves to Sl, and if there is a value higher than the detection reference level, a logic "0" signal is output to the output port P4, and -Y
The X direction selection circuit 58 is selected by the switch 59 (S6
). After this, by changing the data output to port P5, capacitor C1 of integrator 54-1 to 54-48 is
The voltages vy1 to vy48 stored in
Converter 60 converts it into digital data and sends it to port P.
1 and held in the memory provided in the CPU 61 (S7). After storing data representing the voltage values of the voltages Vyl-Vy4g in the memory, it is determined whether or not there is a value equal to or higher than a predetermined detection reference level among these voltage values (S8). As a result of this determination, if there is no value higher than the detection reference level, the process moves to Sl, and if there is a value higher than the detection reference level, the voltages Vxl~Vx48 and vyt~V held in the memory are The X direction and the coordinate values in the X direction are calculated from the data representing the voltage value of y48 (S9).

X方向又はX方向の座標値、例えば点PのX方向の座標
値Xpを求める算出方法の一つとして、前記検出電圧V
xl〜V x48の極大値付近の波形を適当な函数で近
似し、その函数の極大値の座標を求める方法がある。
As one calculation method for determining the X direction or the coordinate value in the X direction, for example, the coordinate value Xp in the X direction of point P, the detected voltage V
There is a method of approximating the waveform near the maximum value of xl to Vx48 by an appropriate function and finding the coordinates of the maximum value of the function.

例えば、第5図に示すX座標値と検出電圧との関係にお
いて、最大値の検出電圧Vx3と、その両側の検出電圧
Vx2及びVx4を2次函数で近似すると、次のように
して算出することができる(但し、各フォトトランジス
タ30−1〜30−48の受光部中心位置の座標値をそ
れぞれX1〜X48とし、その間隔をΔXとする。)。
For example, in the relationship between the X coordinate value and the detected voltage shown in FIG. 5, if the maximum detected voltage Vx3 and the detected voltages Vx2 and Vx4 on both sides thereof are approximated by a quadratic function, the calculation can be performed as follows. (However, the coordinate values of the center positions of the light receiving portions of the phototransistors 30-1 to 30-48 are respectively set to X1 to X48, and the interval therebetween is set to ΔX.)

まず各電圧を座標値より、 Vx2=aφ (X2−Xp)   +b   −=(
1)Vx3− a ・(X3−Xp )  十b   
−(2)Vx4−a ・(X4−Xp )   +b 
  =13)となる。ここで、a、bは定数(a < 
0)である。
First, from the coordinate values of each voltage, Vx2=aφ (X2-Xp) +b -=(
1) Vx3-a ・(X3-Xp) 10b
-(2)Vx4-a ・(X4-Xp) +b
=13). Here, a and b are constants (a <
0).

また、 X3−X2−ΔX         ・・・(4)X4
−X2 =2ΔX        ・・・(5)となる
。(4)、(5)式を(2) 、 (3)式に代入して
整理すると、 xp−X2+ΔX /2[(3V x2−4 V x3
+ Vx4/ (Vx2−2 VxL)−Vx4)l・
(6)となる。
Also, X3-X2-ΔX...(4)X4
-X2 = 2ΔX (5). Substituting equations (4) and (5) into equations (2) and (3) and rearranging, we get xp-X2+ΔX/2[(3V x2-4 V x3
+ Vx4/ (Vx2-2 VxL)-Vx4)l・
(6) becomes.

従って、各検出電圧Vxl〜V X4gより、最大値の
検出電圧及びその前後の検出電圧を抽出し、これらと最
大値の検出電圧が得られたフォトトランジスタの1つ前
のフォトトランジスタの座標値(既知)とから前述した
(6)式に相当する演算を行うことにより、位置指示器
10の指定位置のX方向の座標値Xpを算出できる。
Therefore, the maximum detection voltage and the detection voltages before and after it are extracted from each detection voltage Vxl to V The coordinate value Xp of the specified position of the position indicator 10 in the X direction can be calculated by performing a calculation corresponding to the above-mentioned equation (6) from the known).

同様にして、位置指示器10の指定位置のY方向の座標
値ypを算出できる。
Similarly, the Y-direction coordinate value yp of the designated position of the position indicator 10 can be calculated.

尚、本実施例では、位置指示器として本発明による光学
的位置指示器10を用いて座標入力装置を構成したが、
発光ダイオード等から光を出射する位置指示器を用いて
座標入力装置を構成しても良い。
In this embodiment, the coordinate input device is configured using the optical position indicator 10 according to the present invention as a position indicator.
The coordinate input device may be configured using a position indicator that emits light from a light emitting diode or the like.

また、本実施例では、X方向及びY方向光センサ群30
.40のそれぞれをフォトトランジスタ48個からなる
フォトトランジスタアレイで構成したが、フォトトラン
ジスタの数を増し、フォトトランジスタ間の間隔ΔXを
小さくすることにより、さらに精度の良い座標値を得る
ことができる。
In addition, in this embodiment, the X-direction and Y-direction optical sensor group 30
.. Although each of the phototransistors 40 is constructed from a phototransistor array consisting of 48 phototransistors, even more accurate coordinate values can be obtained by increasing the number of phototransistors and decreasing the interval ΔX between the phototransistors.

また、光強度に対応した信号を出力する光センサであれ
ば、フォトトランジスタ以外の光センサでも同様の効果
を得ることができる。
Further, the same effect can be obtained with a photosensor other than a phototransistor as long as it outputs a signal corresponding to light intensity.

また、本実施例では位置指示器10の先端にガラス板1
3を設けているが、レンズを設けてもよい。
Further, in this embodiment, a glass plate 1 is provided at the tip of the position indicator 10.
3, but a lens may also be provided.

(発明の効果) 以上説明したように本発明の請求項1によれば、一方向
に光を出射する位置指示器と、表面から入射した光を平
面方向に伝搬させて複数の側面から出射する光伝搬性を
有する方形状の板と、入射光の強度に対応する信号を出
力する多数の光センサを前記板のX軸に平行な一側面に
並設してなる第1の光センサ群と、入射光の強度に対応
する信号を出力する多数の光センサを前記板のY軸に平
行な一側面に並設してなる第2の光センサ群とからなる
タブレットと、前記第1の光センサ群の多数の光センサ
の各出力信号に基づいて、光強度が最=  20 − 大になるX座標値を算出するX座標値算出手段と、前記
第2の光センサ群の多数の光センサの各出力信号に基づ
いて、光強度が最大になるX座標値を算出するX座標値
算出手段とから光学的座標入力装置を構成したので、タ
ブレットの構造が非常に簡単になると共に、電磁波によ
る雑音を発生しないという利点を有する。
(Effects of the Invention) As explained above, according to claim 1 of the present invention, there is provided a position indicator that emits light in one direction, and a position indicator that propagates light incident from a surface in a plane direction and emits it from a plurality of side surfaces. a first optical sensor group comprising a rectangular plate having light propagation properties and a number of optical sensors that output signals corresponding to the intensity of incident light arranged side by side on one side of the plate parallel to the X axis; , a second optical sensor group comprising a plurality of optical sensors that output signals corresponding to the intensity of incident light and arranged in parallel on one side of the plate parallel to the Y axis; and the first optical sensor group. an X-coordinate value calculation means for calculating an X-coordinate value at which the light intensity is maximum = 20 - based on each output signal of the plurality of optical sensors of the sensor group; and a plurality of optical sensors of the second optical sensor group. The optical coordinate input device is constructed from an X-coordinate value calculation means that calculates the X-coordinate value at which the light intensity is maximum based on each output signal of the It has the advantage of not generating noise.

請求項2によれば、多数本の光ファイバのそれぞれの一
端側より入射した光を束ねられた他端側から一方向に出
射する光ファイバ群を備えた光を利用した位置指示器を
構成したので、光ファイバ群の多数本の光ファイバのそ
れぞれの一端側より入射した光は束ねられた他端側から
一方向に出射されるため、位置指示器の周囲の光、自然
光や照明器具等から発せられる光を利用でき、位置指示
器自体に電池等のエネルギー源を備える必要が無くなる
According to a second aspect of the present invention, a position indicator using light includes a group of optical fibers that emit light incident from one end of each of a plurality of optical fibers in one direction from the other end of the bundled optical fibers. Therefore, the light that enters from one end of each of the many optical fibers in the optical fiber group is emitted in one direction from the other end of the bundle, so it is difficult to prevent light from surrounding the position indicator, natural light, lighting equipment, etc. The emitted light can be used, eliminating the need for the position indicator itself to be equipped with an energy source such as a battery.

請求項3によれば、請求項2記載の光学的位置指示器に
おいて、光ファイバ群の一端側を放射状にしたので、位
置指示器の周囲各方向からの光が光ファイバ群の多数本
の光ファイバのそれぞれの一端側に入射し、入射した光
は束ねられた他端側から一方向に出射されるため、位置
指示器の周囲の光、自然光や照明器具等から発せられる
光を利用でき、位置指示器自体に電池等のエネルギー源
を備える必要が無くなる。
According to claim 3, in the optical position indicator according to claim 2, one end side of the group of optical fibers is made radial, so that light from various directions around the position indicator can be transmitted from a large number of lights of the group of optical fibers. The light enters one end of each fiber and is emitted in one direction from the other bundled end, so light around the position indicator, natural light, light emitted from lighting equipment, etc. can be used. There is no need to provide the position indicator itself with an energy source such as a battery.

また、請求項4によれば、請求項2記載の光学的位置指
示器において、周囲の光を集光して光ファイバ群の一端
側に入射するレンズを備えたので、位置指示器の周囲の
光がレンズにより集光されて光ファイバ群の多数本の光
ファイバのそれぞれの一端側に入射され、光ファイバ群
の一端側に入射した光は束ねたれた他端側から一方向に
出射されるため、位置指示器の周囲の光、自然光や照明
器具等から発せられる光を利用でき、位置指示器自体に
電池等のエネルギー源を備える必要が無くなる。
According to claim 4, the optical position indicator according to claim 2 is provided with a lens that condenses surrounding light and makes it enter one end side of the optical fiber group. Light is focused by a lens and incident on one end of each of the many optical fibers in the optical fiber group, and the light incident on one end of the optical fiber group is emitted in one direction from the other bundled end. Therefore, light around the position indicator, natural light, light emitted from lighting equipment, etc. can be used, and there is no need to provide the position indicator itself with an energy source such as a battery.

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

第1図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第2図(
a)は本発明の位置指示器の第1の実施例を示す断面図
、第2図(b)は本発明の位置指示器の第2の実施例を
示す断面図、第3図は本発明の一実施例を示すブロック
図、第4図は本発明の一実施例における制御プログラム
フローチャート、第5図はX座標値と検出電圧の関係の
一例を示す図である。 10・・・位置指示器、11・・・ペン軸、12・・・
光ファイバ群、12a・・・光ファイバ、13・・・ガ
ラス板、14・・・球体、15・・・魚眼レンズ、16
・・・固定支、20・・・ガラス板、30・・・X方向
光センサ群、40・・・Y方向光センサ群、50・・・
位置検出回路、51・・・X方向第1のスイッチ回路、
52・・・Y方向第1のスイッチ回路、53・・・X方
向積分回路、54・・・X方向積分回路、55・・・X
方向第2のスイッチ回路、56・・・Y方向第2のスイ
ッチ回路、57・・・X方向選択回路、58・・・Y方
向選択回路、59・・・X−Y切替器、60・・・A/
D変換器、61・・・CPU0特許出願人    株式
会社ワコム 代理人 弁理士  吉 1)精 孝
Figure 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, Figure 2 (
a) is a sectional view showing the first embodiment of the position indicator of the present invention, FIG. 2(b) is a sectional view showing the second embodiment of the position indicator of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a control program flowchart in an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the X coordinate value and the detected voltage. 10...Position indicator, 11...Pen barrel, 12...
Optical fiber group, 12a... Optical fiber, 13... Glass plate, 14... Sphere, 15... Fisheye lens, 16
...Fixed support, 20...Glass plate, 30...X direction optical sensor group, 40...Y direction optical sensor group, 50...
Position detection circuit, 51...X direction first switch circuit,
52...Y-direction first switch circuit, 53...X-direction integration circuit, 54...X-direction integration circuit, 55...X
Direction second switch circuit, 56... Y direction second switch circuit, 57... X direction selection circuit, 58... Y direction selection circuit, 59... X-Y switch, 60...・A/
D converter, 61...CPU0 patent applicant Wacom Co., Ltd. agent Patent attorney Yoshi 1) Takashi Sei

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一方向に光を出射する位置指示器と、表面から入
射した光を平面方向に伝搬させて複数の側面から出射す
る光伝搬性を有する方形状の板と、入射光の強度に対応
する信号を出力する多数の光センサを前記板のX軸に平
行な一側面に並設してなる第1の光センサ群と、入射光
の強度に対応する信号を出力する多数の光センサを前記
板のY軸に平行な一側面に並設してなる第2の光センサ
群とからなるタブレットと、 前記第1の光センサ群の多数の光センサの各出力信号に
基づいて、光強度が最大になるX座標値を算出するX座
標値算出手段と、 前記第2の光センサ群の多数の光センサの各出力信号に
基づいて、光強度が最大になるY座標値を算出するY座
標値算出手段とから構成される、ことを特徴とする光学
的座標入力装置。
(1) A position indicator that emits light in one direction, a rectangular plate that has light propagation properties that propagates light incident from the surface in a planar direction, and exits from multiple sides, and corresponds to the intensity of the incident light. a first optical sensor group including a number of optical sensors that output signals corresponding to the intensity of the incident light, which are arranged in parallel on one side of the plate parallel to the X axis, and a large number of optical sensors that output signals corresponding to the intensity of incident light. A tablet comprising a second optical sensor group arranged in parallel on one side of the plate parallel to the Y-axis; and a light intensity is determined based on each output signal of a large number of optical sensors of the first optical sensor group. an X-coordinate value calculation means for calculating an X-coordinate value at which the maximum light intensity is obtained; 1. An optical coordinate input device comprising: coordinate value calculation means.
(2)多数本の光ファイバのそれぞれの一端側より入射
した光を束ねられた他端側から一方向に出射する光ファ
イバ群からなる ことを特徴とする光学的位置指示器。
(2) An optical position indicator characterized by comprising a group of optical fibers that emit light incident from one end of each of a large number of optical fibers in one direction from the bundled other end.
(3)光ファイバ群の一端側を放射状にしたことを特徴
とする請求項2記載の光学的位置指示器。
(3) The optical position indicator according to claim 2, wherein one end side of the optical fiber group is radial.
(4)周囲の光を集光して光ファイバ群の一端側に入射
するレンズを備えた ことを特徴とする請求項2記載の光学的位置指示器。
(4) The optical position indicator according to claim 2, further comprising a lens that condenses surrounding light and makes it incident on one end side of the optical fiber group.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011530124A (en) * 2008-08-07 2011-12-15 ドラム,オウエン Light control system using feedback control
CN108646220A (en) * 2018-05-16 2018-10-12 深圳市彬讯科技有限公司 Sonication chamber interior locating device
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