JPH113170A - 光デジタイザ - Google Patents
光デジタイザInfo
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- JPH113170A JPH113170A JP17280297A JP17280297A JPH113170A JP H113170 A JPH113170 A JP H113170A JP 17280297 A JP17280297 A JP 17280297A JP 17280297 A JP17280297 A JP 17280297A JP H113170 A JPH113170 A JP H113170A
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- electric signal
- optical
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
- G06F3/0386—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry for light pen
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03545—Pens or stylus
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
- G06F3/0428—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by sensing at the edges of the touch surface the interruption of optical paths, e.g. an illumination plane, parallel to the touch surface which may be virtual
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光デジタイザから外乱光を除去して誤動作を
防止する。 【解決手段】 光デジタイザはディスプレイ６の表面に
設定された座標面１を備えており、その上にスタイラス
２と左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが配置されてい
る。座標面１上で直接的または間接的に放射光を発する
スタイラス２の位置座標を求めるため、検出ユニット３
Ｌ，３Ｒは座標面１の周辺に配されており放射光を受光
して電気信号に変換する。さらに、この電気信号を処理
して位置座標を算出する。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒは
コリメータレンズを内蔵しており、視野を座標面１から
所定の高さ以下に制限して受光可能な放射光の範囲を座
標面１に対して平行化している。さらに、座標面１の周
囲を囲むように遮蔽枠４が配されており、視野から放射
光以外の不要光を除去する。
防止する。 【解決手段】 光デジタイザはディスプレイ６の表面に
設定された座標面１を備えており、その上にスタイラス
２と左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが配置されてい
る。座標面１上で直接的または間接的に放射光を発する
スタイラス２の位置座標を求めるため、検出ユニット３
Ｌ，３Ｒは座標面１の周辺に配されており放射光を受光
して電気信号に変換する。さらに、この電気信号を処理
して位置座標を算出する。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒは
コリメータレンズを内蔵しており、視野を座標面１から
所定の高さ以下に制限して受光可能な放射光の範囲を座
標面１に対して平行化している。さらに、座標面１の周
囲を囲むように遮蔽枠４が配されており、視野から放射
光以外の不要光を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、座標面上におい
て、指やスタイラスあるいは指示棒など（以下、指示体
と総称する）で指示する座標を、座標面の側方から指示
体の位置をイメージセンサにより光学的に検出してコン
ピュータなどに入力する光デジタイザに関する。特に、
大型のプラズマディスプレイや液晶ディスプレイと組み
合わせて、画面を光デジタイザの座標面と一致させたペ
ンコンピュータシステムを構築するために適した光デジ
タイザに関する。また、このような光デジタイザを備え
た表示装置に関する。さらに、このような光デジタイザ
に用いる指示体として好ましい光スタイラスに関する。
て、指やスタイラスあるいは指示棒など（以下、指示体
と総称する）で指示する座標を、座標面の側方から指示
体の位置をイメージセンサにより光学的に検出してコン
ピュータなどに入力する光デジタイザに関する。特に、
大型のプラズマディスプレイや液晶ディスプレイと組み
合わせて、画面を光デジタイザの座標面と一致させたペ
ンコンピュータシステムを構築するために適した光デジ
タイザに関する。また、このような光デジタイザを備え
た表示装置に関する。さらに、このような光デジタイザ
に用いる指示体として好ましい光スタイラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】近来、対角寸法が４０インチ以上におよ
ぶ大型のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）が実用段階ま
で開発されている。また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
も複数のパネルをつなぎ合わせる技術を利用して４０イ
ンチクラスの大画面が試作されている。このような、大
型の表示装置は例えば会議室などでパーソナルコンピュ
ータのモニタ画面を表示してプレゼンテーションを行う
のに都合がよい。パーソナルコンピュータのポインティ
ング操作や説明箇所をマークするマーキング操作はマウ
スを用いて行うより、直接画面に指でタッチしたり、ス
タイラスで画面に触れることにより操作を行うことがで
きれば、説明を受ける側は、説明を行っている人間と説
明内容を表示した画面とを同時に観察することができる
ので、黒板を使用した時と同様な感覚を得ることが可能
であり、プレゼンテーションの効果がより高められる。
このために、従来からディスプレイとデジタイザやタッ
チパネルを組み合わせて、出力用の画面と入力用の座標
面とを一致させた表示装置が開発されている。
ぶ大型のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）が実用段階ま
で開発されている。また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
も複数のパネルをつなぎ合わせる技術を利用して４０イ
ンチクラスの大画面が試作されている。このような、大
型の表示装置は例えば会議室などでパーソナルコンピュ
ータのモニタ画面を表示してプレゼンテーションを行う
のに都合がよい。パーソナルコンピュータのポインティ
ング操作や説明箇所をマークするマーキング操作はマウ
スを用いて行うより、直接画面に指でタッチしたり、ス
タイラスで画面に触れることにより操作を行うことがで
きれば、説明を受ける側は、説明を行っている人間と説
明内容を表示した画面とを同時に観察することができる
ので、黒板を使用した時と同様な感覚を得ることが可能
であり、プレゼンテーションの効果がより高められる。
このために、従来からディスプレイとデジタイザやタッ
チパネルを組み合わせて、出力用の画面と入力用の座標
面とを一致させた表示装置が開発されている。
【０００３】従来、大型のディスプレイと組み合わせる
ことが比較的容易と考えられるデジタイザとして、２台
のＴＶカメラでスタイラスの輝点を撮像しその位置を求
める、いわゆるステレオ法が知られている。図２４に示
すように、このステレオ法では座標面１の上に手動操作
可能なスタイラス２が配置されている。このスタイラス
２の先端にはＬＥＤなどの発光体２４が取り付けられて
いる。なお、座標面１は大型ディスプレイ（ＰＤＰやＬ
ＣＤ）６の画面に重なって設けられている。座標面１の
周辺には互いに離間してＴＶカメラ１２Ｌ，１２Ｒが左
右に配置されている。ＴＶカメラ１２Ｌ，１２Ｒはスタ
イラス２の輝点を撮像し、ビデオ信号として座標演算部
１９に入力する。座標演算部１９はスタイラス２の画像
を処理して位置情報（位置座標）を算出し、パーソナル
コンピュータ５に送出する。パーソナルコンピュータ５
は入力された位置情報に基づいて画像信号を生成し、デ
ィスプレイ６に送る。ディスプレイ６は画像信号に基づ
いてスタイラス２の位置情報を表示することで、リアル
タイムのポインティング操作を実現している。なお、ス
タイラス２の位置座標は三角測量の原理に基づいて算出
することができる。
ことが比較的容易と考えられるデジタイザとして、２台
のＴＶカメラでスタイラスの輝点を撮像しその位置を求
める、いわゆるステレオ法が知られている。図２４に示
すように、このステレオ法では座標面１の上に手動操作
可能なスタイラス２が配置されている。このスタイラス
２の先端にはＬＥＤなどの発光体２４が取り付けられて
いる。なお、座標面１は大型ディスプレイ（ＰＤＰやＬ
ＣＤ）６の画面に重なって設けられている。座標面１の
周辺には互いに離間してＴＶカメラ１２Ｌ，１２Ｒが左
右に配置されている。ＴＶカメラ１２Ｌ，１２Ｒはスタ
イラス２の輝点を撮像し、ビデオ信号として座標演算部
１９に入力する。座標演算部１９はスタイラス２の画像
を処理して位置情報（位置座標）を算出し、パーソナル
コンピュータ５に送出する。パーソナルコンピュータ５
は入力された位置情報に基づいて画像信号を生成し、デ
ィスプレイ６に送る。ディスプレイ６は画像信号に基づ
いてスタイラス２の位置情報を表示することで、リアル
タイムのポインティング操作を実現している。なお、ス
タイラス２の位置座標は三角測量の原理に基づいて算出
することができる。
【０００４】図２５は図２４に示した従来の表示装置の
側面形状を表わしている。大型ＰＤＰなどディスプレイ
６の画面は同時に座標面１を構成しており、スタイラス
２は座標面１に沿って操作される。スタイラス２の先端
にはＬＥＤなどの発光体２４が取り付けられており、こ
れを２台のＴＶカメラ１２により側方から撮像する。図
２４および図２５は従来のステレオ法の典型的な構成を
表わしている。
側面形状を表わしている。大型ＰＤＰなどディスプレイ
６の画面は同時に座標面１を構成しており、スタイラス
２は座標面１に沿って操作される。スタイラス２の先端
にはＬＥＤなどの発光体２４が取り付けられており、こ
れを２台のＴＶカメラ１２により側方から撮像する。図
２４および図２５は従来のステレオ法の典型的な構成を
表わしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＴＶカメラを用いた光デジタイザは屋内の照明光や窓か
ら差し込む日光などの外乱光に弱く、誤動作につながる
という問題を抱えている。また、ディスプレイと組み合
わせた時に光デジタイザが画面から放射する光を検出し
てしまい、誤動作の原因になるという問題があった。Ｐ
ＤＰは自発光型のディスプレイであり画面から相当量の
光が放射される。また、ＬＣＤもバックライトを使った
透過型の場合、背面からの光源光が画面から多量に放射
される。特に、指示体が発光体を備え直接的に輝点を形
成する構造ではなく、指など外光を反射して間接的に輝
点を形成する指示体の場合、輝点の光量が少ないため、
外乱光により強く影響を受け、誤動作が顕著となる。ま
た、座標面上の輝点を側方から撮像するため、ＴＶカメ
ラをディスプレイの周辺に装着する必要があるが、ＴＶ
カメラの視野とその形状故に、設置面での制約が多くコ
ンパクトな実装を実現する上で障害となっていた。ま
た、座標面に対するＴＶカメラの位置合わせ作業も複雑
且つ難しい面があった。
ＴＶカメラを用いた光デジタイザは屋内の照明光や窓か
ら差し込む日光などの外乱光に弱く、誤動作につながる
という問題を抱えている。また、ディスプレイと組み合
わせた時に光デジタイザが画面から放射する光を検出し
てしまい、誤動作の原因になるという問題があった。Ｐ
ＤＰは自発光型のディスプレイであり画面から相当量の
光が放射される。また、ＬＣＤもバックライトを使った
透過型の場合、背面からの光源光が画面から多量に放射
される。特に、指示体が発光体を備え直接的に輝点を形
成する構造ではなく、指など外光を反射して間接的に輝
点を形成する指示体の場合、輝点の光量が少ないため、
外乱光により強く影響を受け、誤動作が顕著となる。ま
た、座標面上の輝点を側方から撮像するため、ＴＶカメ
ラをディスプレイの周辺に装着する必要があるが、ＴＶ
カメラの視野とその形状故に、設置面での制約が多くコ
ンパクトな実装を実現する上で障害となっていた。ま
た、座標面に対するＴＶカメラの位置合わせ作業も複雑
且つ難しい面があった。
【０００６】以上の点に鑑み、本発明はディスプレイか
ら発する光を含めた外乱光に対して影響を受けることな
く安定的に動作可能な光デジタイザを提供することを目
的とする。また、指示体の輝点を検出するために用いら
れる検出ユニットの取り付け上の制約を除き、コンパク
トな実装が可能な光デジタイザを提供することを目的と
する。さらに、指やスタイラスなど指示体の色を検出し
て、複数の異なる指示体を識別したり複数の指示体によ
る同時入力を可能にする光デジタイザを提供することを
目的とする。また、位置情報に加え筆圧などの付帯情報
を効率的に入力可能な光デジタイザを提供することを目
的とする。さらに、光デジタイザと大型のディスプレイ
とを組み合わせた会議システムなどに好適な表示装置を
提供することを目的とする。加えて、光デジタイザに最
適な光スタイラスを提供することを目的とする。
ら発する光を含めた外乱光に対して影響を受けることな
く安定的に動作可能な光デジタイザを提供することを目
的とする。また、指示体の輝点を検出するために用いら
れる検出ユニットの取り付け上の制約を除き、コンパク
トな実装が可能な光デジタイザを提供することを目的と
する。さらに、指やスタイラスなど指示体の色を検出し
て、複数の異なる指示体を識別したり複数の指示体によ
る同時入力を可能にする光デジタイザを提供することを
目的とする。また、位置情報に加え筆圧などの付帯情報
を効率的に入力可能な光デジタイザを提供することを目
的とする。さらに、光デジタイザと大型のディスプレイ
とを組み合わせた会議システムなどに好適な表示装置を
提供することを目的とする。加えて、光デジタイザに最
適な光スタイラスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】上述した本発明の目的を達
成するために以下の手段を講じた。即ち、本発明に係る
光デジタイザは基本的な構成として、座標面上で直接的
または間接的に放射光を発する指示体の位置座標を求め
るため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電
気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位
置座標を算出する演算手段とを備えている。特徴事項と
して、該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ以下
に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して
平行化する光学手段と、該座標面の周囲を囲むように配
され該視野から放射光以外の不要光を除去する遮蔽手段
とを有する。好ましくは、前記検出手段は一対のリニア
イメージセンサを含んでおり、互いに異なる方位から該
放射光を受光してそれぞれ指示体の一次元像を表わす電
気信号を出力し、前記演算手段は該一次元像に基づいて
指示体の二次元位置座標を算出する。好ましくは、前記
光学手段はコリメータレンズを含んでおり、放射光のう
ち実質上座標面と平行な成分のみを該検出手段の受光面
に集光して、受光可能な放射光の範囲を該座標面に対し
て平行化する。好ましくは、前記コリメータレンズは球
面の上下を切除して偏平形状に加工されており、該座標
面の上に平行配置可能である。好ましくは、座標面の上
に配置した前記コリメータレンズと座標面から離間して
配置した前記検出手段とを結ぶ光路に介在する反射また
は屈折手段を備えており、コリメータレンズで集光した
放射光を反射または屈折して検出手段に導く。あるい
は、前記コリメータレンズは座標面に垂直な光軸を有し
ているとともに、座標面に平行な放射光の成分を直角に
反射してコリメータレンズに導く反射手段を座標面の上
に配してもよい。好ましくは、座標面を照明する光源を
備えているとともに、前記検出手段は照明を受けた指示
体の反射により間接的に発した放射光を受光する。好ま
しくは、前記光源は点灯および消灯を繰り返して間欠的
に座標面をフラッシュ照明するとともに、前記演算手段
はフラッシュ照明に同期して該検出手段から出力される
電気信号を処理する。好ましくは、前記検出手段は受光
量に応じた電荷を蓄積して電気信号に変換する電荷蓄積
素子および電荷の蓄積を制御するシャッタゲートを有す
るイメージセンサからなり、フラッシュ照明に同期して
シャッタゲートを開閉する。好ましくは、前記光源は複
数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ照明し、前記
検出手段は特定の表面色を有する指示体の反射により生
じた放射光をフラッシュ照明に同期して各色光別に受光
し、前記演算手段は該検出手段から出力される電気信号
を処理して指示体の位置座標の算出に加え表面色を識別
する。好ましくは、前記光源はある波長の光源光を用い
て座標面を照明し、前記検出手段は蛍光面を有する指示
体による光源光の反射により生じた別の波長の放射光を
選択的に受光する光学フィルターを備えている。好まし
くは、前記光源は紫外波長の光源光を用いて座標面を照
明し、前記検出手段は指示体の蛍光面による光源光の反
射で生じた可視波長の放射光を選択的に受光する光学フ
ィルターを備えている。場合によっては、前記検出手段
はカラーイメージセンサからなり、指示体に割り当てら
れた色に応じた放射光を受光して対応する電気信号を出
力し、前記演算手段は該電気信号を処理して該指示体の
位置座標の算出に加え指示体の色を識別する。
成するために以下の手段を講じた。即ち、本発明に係る
光デジタイザは基本的な構成として、座標面上で直接的
または間接的に放射光を発する指示体の位置座標を求め
るため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電
気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位
置座標を算出する演算手段とを備えている。特徴事項と
して、該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ以下
に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して
平行化する光学手段と、該座標面の周囲を囲むように配
され該視野から放射光以外の不要光を除去する遮蔽手段
とを有する。好ましくは、前記検出手段は一対のリニア
イメージセンサを含んでおり、互いに異なる方位から該
放射光を受光してそれぞれ指示体の一次元像を表わす電
気信号を出力し、前記演算手段は該一次元像に基づいて
指示体の二次元位置座標を算出する。好ましくは、前記
光学手段はコリメータレンズを含んでおり、放射光のう
ち実質上座標面と平行な成分のみを該検出手段の受光面
に集光して、受光可能な放射光の範囲を該座標面に対し
て平行化する。好ましくは、前記コリメータレンズは球
面の上下を切除して偏平形状に加工されており、該座標
面の上に平行配置可能である。好ましくは、座標面の上
に配置した前記コリメータレンズと座標面から離間して
配置した前記検出手段とを結ぶ光路に介在する反射また
は屈折手段を備えており、コリメータレンズで集光した
放射光を反射または屈折して検出手段に導く。あるい
は、前記コリメータレンズは座標面に垂直な光軸を有し
ているとともに、座標面に平行な放射光の成分を直角に
反射してコリメータレンズに導く反射手段を座標面の上
に配してもよい。好ましくは、座標面を照明する光源を
備えているとともに、前記検出手段は照明を受けた指示
体の反射により間接的に発した放射光を受光する。好ま
しくは、前記光源は点灯および消灯を繰り返して間欠的
に座標面をフラッシュ照明するとともに、前記演算手段
はフラッシュ照明に同期して該検出手段から出力される
電気信号を処理する。好ましくは、前記検出手段は受光
量に応じた電荷を蓄積して電気信号に変換する電荷蓄積
素子および電荷の蓄積を制御するシャッタゲートを有す
るイメージセンサからなり、フラッシュ照明に同期して
シャッタゲートを開閉する。好ましくは、前記光源は複
数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ照明し、前記
検出手段は特定の表面色を有する指示体の反射により生
じた放射光をフラッシュ照明に同期して各色光別に受光
し、前記演算手段は該検出手段から出力される電気信号
を処理して指示体の位置座標の算出に加え表面色を識別
する。好ましくは、前記光源はある波長の光源光を用い
て座標面を照明し、前記検出手段は蛍光面を有する指示
体による光源光の反射により生じた別の波長の放射光を
選択的に受光する光学フィルターを備えている。好まし
くは、前記光源は紫外波長の光源光を用いて座標面を照
明し、前記検出手段は指示体の蛍光面による光源光の反
射で生じた可視波長の放射光を選択的に受光する光学フ
ィルターを備えている。場合によっては、前記検出手段
はカラーイメージセンサからなり、指示体に割り当てら
れた色に応じた放射光を受光して対応する電気信号を出
力し、前記演算手段は該電気信号を処理して該指示体の
位置座標の算出に加え指示体の色を識別する。
【０００８】本発明に係る光スタイラスは、座標面の上
を移動する輝点を検出して電気信号に変換した後該電気
信号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力
に用いられ、描画操作に伴って座標面を移動する輝点を
備えている。特徴事項として、本光スタイラスは描画操
作を行うために操られる軸部と輝点を形成する先端部と
を有し、前記先端部は自発光体と導光体との結合からな
り、前記導光体は円錐または円柱の内部を底面から刳り
貫いた形状を有し、その内面または外面の少なくとも一
方が光拡散性を備えた透明部材からなり、且つ底面部に
自発光体が取り付けられている。好ましくは、本光スタ
イラスは描画操作およびそれに付随する付帯操作を行う
ために操られる軸部と輝点を形成する自発光体が装着さ
れた先端部とを有し、前記軸部は付帯操作に応じて自発
光体を制御して輝点の色調を変化させる変調手段を備え
ており、描画操作に応じた位置座標の入力に加え付帯操
作に応じた付随情報の入力を可能にする。場合によって
は、本光スタイラスは筆圧の変化を伴った描画操作を行
うために操られる軸部と外部の照明を反射して輝点を形
成する反射体が装着された先端部とを有し、前記反射体
は第一の色を有し筆圧に応じて上下動するスライド部材
と、第二の色を有し該スライド部材を覆うカバー部材と
からなり、筆圧に応じて第一の色と第二の色の比率を変
化させることにより、描画操作に応じた位置座標の入力
に加え筆圧の入力を可能にしている。
を移動する輝点を検出して電気信号に変換した後該電気
信号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力
に用いられ、描画操作に伴って座標面を移動する輝点を
備えている。特徴事項として、本光スタイラスは描画操
作を行うために操られる軸部と輝点を形成する先端部と
を有し、前記先端部は自発光体と導光体との結合からな
り、前記導光体は円錐または円柱の内部を底面から刳り
貫いた形状を有し、その内面または外面の少なくとも一
方が光拡散性を備えた透明部材からなり、且つ底面部に
自発光体が取り付けられている。好ましくは、本光スタ
イラスは描画操作およびそれに付随する付帯操作を行う
ために操られる軸部と輝点を形成する自発光体が装着さ
れた先端部とを有し、前記軸部は付帯操作に応じて自発
光体を制御して輝点の色調を変化させる変調手段を備え
ており、描画操作に応じた位置座標の入力に加え付帯操
作に応じた付随情報の入力を可能にする。場合によって
は、本光スタイラスは筆圧の変化を伴った描画操作を行
うために操られる軸部と外部の照明を反射して輝点を形
成する反射体が装着された先端部とを有し、前記反射体
は第一の色を有し筆圧に応じて上下動するスライド部材
と、第二の色を有し該スライド部材を覆うカバー部材と
からなり、筆圧に応じて第一の色と第二の色の比率を変
化させることにより、描画操作に応じた位置座標の入力
に加え筆圧の入力を可能にしている。
【０００９】本発明に係る表示装置は、基本的な構成と
して座標面上で直接的または間接的に放射光を発する指
示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され
該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該
電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段とを備
え、さらに該座標面に重なる画面を構成するディスプレ
イと、求めた位置座標を該画面に映し出す出力手段とを
備えている。特徴事項として、本表示装置は該検出手段
の視野を該座標面から垂直方向に関し所定の幅に制限し
て受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して平行化す
る光学手段と、該座標面の周囲を囲むように配され該視
野から放射光以外の不要光を除去するに十分な垂直方向
の幅を持つ遮蔽手段とを有する。
して座標面上で直接的または間接的に放射光を発する指
示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され
該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該
電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段とを備
え、さらに該座標面に重なる画面を構成するディスプレ
イと、求めた位置座標を該画面に映し出す出力手段とを
備えている。特徴事項として、本表示装置は該検出手段
の視野を該座標面から垂直方向に関し所定の幅に制限し
て受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して平行化す
る光学手段と、該座標面の周囲を囲むように配され該視
野から放射光以外の不要光を除去するに十分な垂直方向
の幅を持つ遮蔽手段とを有する。
【００１０】本発明によれば、光デジタイザはディスプ
レイから発する表示光を含む外乱光に対して影響を受け
にくい構造となっている。また、座標面における検出手
段の取り付けの制約を減らし、コンパクトな実装を可能
にしている。さらに、指やスタイラスなど指示体の色を
検出することで、複数の異なる指示体を識別したり、複
数の指示体による同時入力を可能にしている。加えて、
位置座標に加え筆圧などのスタイラスの付帯情報を光デ
ジタイザ本体に効率的に伝達可能である。
レイから発する表示光を含む外乱光に対して影響を受け
にくい構造となっている。また、座標面における検出手
段の取り付けの制約を減らし、コンパクトな実装を可能
にしている。さらに、指やスタイラスなど指示体の色を
検出することで、複数の異なる指示体を識別したり、複
数の指示体による同時入力を可能にしている。加えて、
位置座標に加え筆圧などのスタイラスの付帯情報を光デ
ジタイザ本体に効率的に伝達可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る表示装置の
第１実施形態を示す模式的な平面図である。本表示装置
は光デジタイザとディスプレイ６とを一体化した構造を
有しており、入力具としてスタイラス２を用いている。
光デジタイザは、座標面１上で直接的または間接的に放
射光を発するスタイラス２（指示体）の位置座標を求め
るため、座標面１の周辺に配され放射光を受光して電気
信号に変換する左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒ（検
出手段）と、電気信号を処理して位置座標を算出する演
算手段とを備えている。なお、本実施形態では演算手段
は検出ユニットに内蔵されている。また、ディスプレイ
６は例えば４２インチサイズのＰＤＰまたはＬＣＤから
なり、光デジタイザの座標面１と重なる画面を備えてい
る。本表示装置はさらにパーソナルコンピュータ５を備
えており、検出ユニット３Ｒから出力された位置情報
（位置座標）に基づいて画像信号を生成し、ディスプレ
イ６の画面にスタイラス２によって指示された位置座標
を表示する。特徴事項として、各検出ユニット３Ｌ，３
Ｒにはその視野を座標面１から垂直方向に関し所定の幅
に制限して受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して
平行化する光学手段を内蔵している。さらに、座標面１
の周囲を囲むように遮蔽枠（遮蔽手段）４が配されてお
り、各検出ユニット３Ｌ，３Ｒの視野から放射光以外の
不要光を除去するに十分な垂直方向の幅を持っている。
この幅寸法は座標面１から測った高さとして例えば１ｃ
ｍ〜２ｃｍである。
形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る表示装置の
第１実施形態を示す模式的な平面図である。本表示装置
は光デジタイザとディスプレイ６とを一体化した構造を
有しており、入力具としてスタイラス２を用いている。
光デジタイザは、座標面１上で直接的または間接的に放
射光を発するスタイラス２（指示体）の位置座標を求め
るため、座標面１の周辺に配され放射光を受光して電気
信号に変換する左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒ（検
出手段）と、電気信号を処理して位置座標を算出する演
算手段とを備えている。なお、本実施形態では演算手段
は検出ユニットに内蔵されている。また、ディスプレイ
６は例えば４２インチサイズのＰＤＰまたはＬＣＤから
なり、光デジタイザの座標面１と重なる画面を備えてい
る。本表示装置はさらにパーソナルコンピュータ５を備
えており、検出ユニット３Ｒから出力された位置情報
（位置座標）に基づいて画像信号を生成し、ディスプレ
イ６の画面にスタイラス２によって指示された位置座標
を表示する。特徴事項として、各検出ユニット３Ｌ，３
Ｒにはその視野を座標面１から垂直方向に関し所定の幅
に制限して受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して
平行化する光学手段を内蔵している。さらに、座標面１
の周囲を囲むように遮蔽枠（遮蔽手段）４が配されてお
り、各検出ユニット３Ｌ，３Ｒの視野から放射光以外の
不要光を除去するに十分な垂直方向の幅を持っている。
この幅寸法は座標面１から測った高さとして例えば１ｃ
ｍ〜２ｃｍである。
【００１２】次に、図１に示した第１実施形態の動作を
説明する。本表示装置においては、入力具として光スタ
イラス２が用いられており、座標面１に沿って手動操作
され文字や図形などの所望の画像を表わす位置座標を入
力する。左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが座標面１
上に沿って水平方向に互いに所定距離離間して配置され
ている。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒはスタイラス２から
の放射光を受光し、対応する電気信号を生成する。本実
施形態では、左検出ユニット３Ｌはスタイラス２からの
放射光を受光して左方位情報を表わす電気信号を生成
し、右検出ユニット３Ｒに送出する。右検出ユニット３
Ｒは同様にスタイラス２からの放射光を検出して右方位
情報を表わす電気信号を生成する。さらに、右検出ユニ
ット３Ｒに内蔵された演算手段は左方位情報および右方
位情報に基づき三角測量の原理に従ってスタイラス２が
指示する位置座標を示す位置情報をパーソナルコンピュ
ータ５に送出する。パーソナルコンピュータ５は位置情
報に基づきスタイラス２が指示した位置座標値に基づい
て画像信号を生成する。ディスプレイ６はパーソナルコ
ンピュータ５から入力された画像信号に基づきスタイラ
ス２が描いた文字や図形などを光学的に再生する。
説明する。本表示装置においては、入力具として光スタ
イラス２が用いられており、座標面１に沿って手動操作
され文字や図形などの所望の画像を表わす位置座標を入
力する。左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが座標面１
上に沿って水平方向に互いに所定距離離間して配置され
ている。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒはスタイラス２から
の放射光を受光し、対応する電気信号を生成する。本実
施形態では、左検出ユニット３Ｌはスタイラス２からの
放射光を受光して左方位情報を表わす電気信号を生成
し、右検出ユニット３Ｒに送出する。右検出ユニット３
Ｒは同様にスタイラス２からの放射光を検出して右方位
情報を表わす電気信号を生成する。さらに、右検出ユニ
ット３Ｒに内蔵された演算手段は左方位情報および右方
位情報に基づき三角測量の原理に従ってスタイラス２が
指示する位置座標を示す位置情報をパーソナルコンピュ
ータ５に送出する。パーソナルコンピュータ５は位置情
報に基づきスタイラス２が指示した位置座標値に基づい
て画像信号を生成する。ディスプレイ６はパーソナルコ
ンピュータ５から入力された画像信号に基づきスタイラ
ス２が描いた文字や図形などを光学的に再生する。
【００１３】図２は、図１に示した表示装置の断面構造
を模式的に表わしている。なお、図では左検出ユニット
３Ｌのみが表わされているが、右検出ユニット３Ｒも同
様な構成を有している。左検出ユニット３Ｌおよび右検
出ユニット３Ｒはそれぞれリニアイメージセンサ１３を
含んでおり、互いに異なる方位からスタイラス２が発す
る放射光を受光して、それぞれスタイラス２の一次元像
を表わす電気信号を出力する。左検出ユニット３Ｌに組
み込まれたプリント基板７に搭載された回路部品８は演
算手段を構成しており、リニアイメージセンサ１３から
得られた一次元像に基づいて左方位情報を生成し、右検
出ユニット３Ｒに送出する。右検出ユニット３Ｒも回路
部品から構成される演算手段を備えており、リニアイメ
ージセンサ１３から出力された一次元像に基づいて右方
位情報を算出するとともに左検出ユニット３Ｌから送出
された左方位情報と合わせて、スタイラス２の二次元位
置座標を算出する。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒはレンズ
群９からなるコリメータレンズを含んでおり、スタイラ
ス２から発する放射光のうち実質上座標面１と平行な成
分のみをリニアイメージセンサ１３の受光面に集光し
て、受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して平行化
する。レンズ群９は球面の上下を切除して偏平形状に加
工されており、座標面１の上に平行配置可能である。即
ち、本実施形態に用いるコリメータレンズはコンパクト
な置き型となっている。コリメータレンズは座標面１を
広範囲でカバーするため例えば９０°程度の広がりを持
つ広角レンズとなっている。座標面１の周囲を囲むよう
に配された遮蔽枠４は例えば無反射ラシャ材１４からな
り、リニアイメージセンサ１３の視野１１から放射光以
外の不要光を除去する。ディスプレイ６の画面１５は座
標面１と重なって配されている。画面１５の上に沿って
スタイラス２が操作される。スタイラス２はＬＥＤなど
の発光体２４を内蔵するとともに、その先端に導光体２
３を備えており、輝点を形成する。この輝点は平行化さ
れた視野１１に入るため、リニアイメージセンサ１３に
より撮像される。画面１５から垂直方向に発する表示光
は平行化された視野１１からほとんど除かれるため、イ
メージセンサ１３に入射する恐れがない。また、視野１
１に入る外光はほとんど遮蔽枠４により遮断されるた
め、リニアイメージセンサ１３に入射する恐れがない。
さらに、導光体２３から四方に発する放射光は遮蔽枠４
の無反射ラシャ材１４により吸収されるため、導光体２
３から発した放射光の二次反射がリニアイメージセンサ
１３に入射することもない。以上のように、本実施形態
では各検出ユニット３Ｌ，３Ｒの視野を、座標面１に沿
ってほぼ平行にするレンズ群９と、座標面１の周囲に沿
って視野１１を覆うサイズの遮蔽枠４を備えることによ
り、周囲の外乱光が検出ユニット３Ｌ，３Ｒに入射する
ことを防いでいる。また、ディスプレイ６と組み合わせ
た時に画面１５から発する表示光が検出ユニット３Ｌ，
３Ｒに入るのを防ぐことができる。また、レンズ群９を
偏平形状に加工することで検出ユニット３Ｌ，３Ｒを全
体として薄型化可能である。このため、検出ユニット３
Ｌ，３Ｒは座標面１の上に直接載置することが可能とな
り、取り付けや位置合わせの調整が容易になる。以上の
構成により、コンパクトで表示光を含む外乱光に対して
強い光デジタイザを実現できる。コンパクトな実装を実
現する上で検出ユニット３Ｌ，３Ｒに組み込まれたミラ
ー（反射手段）１６も重要な機能を有している。即ち、
ミラー１６は座標面１の上に配置したレンズ群９と座標
面１から離間して配置したリニアイメージセンサ１３と
を結ぶ光路に介在しており、レンズ群９で集光したスタ
イラス２からの放射光を反射してリニアイメージセンサ
１３の受光面に導いている。
を模式的に表わしている。なお、図では左検出ユニット
３Ｌのみが表わされているが、右検出ユニット３Ｒも同
様な構成を有している。左検出ユニット３Ｌおよび右検
出ユニット３Ｒはそれぞれリニアイメージセンサ１３を
含んでおり、互いに異なる方位からスタイラス２が発す
る放射光を受光して、それぞれスタイラス２の一次元像
を表わす電気信号を出力する。左検出ユニット３Ｌに組
み込まれたプリント基板７に搭載された回路部品８は演
算手段を構成しており、リニアイメージセンサ１３から
得られた一次元像に基づいて左方位情報を生成し、右検
出ユニット３Ｒに送出する。右検出ユニット３Ｒも回路
部品から構成される演算手段を備えており、リニアイメ
ージセンサ１３から出力された一次元像に基づいて右方
位情報を算出するとともに左検出ユニット３Ｌから送出
された左方位情報と合わせて、スタイラス２の二次元位
置座標を算出する。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒはレンズ
群９からなるコリメータレンズを含んでおり、スタイラ
ス２から発する放射光のうち実質上座標面１と平行な成
分のみをリニアイメージセンサ１３の受光面に集光し
て、受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して平行化
する。レンズ群９は球面の上下を切除して偏平形状に加
工されており、座標面１の上に平行配置可能である。即
ち、本実施形態に用いるコリメータレンズはコンパクト
な置き型となっている。コリメータレンズは座標面１を
広範囲でカバーするため例えば９０°程度の広がりを持
つ広角レンズとなっている。座標面１の周囲を囲むよう
に配された遮蔽枠４は例えば無反射ラシャ材１４からな
り、リニアイメージセンサ１３の視野１１から放射光以
外の不要光を除去する。ディスプレイ６の画面１５は座
標面１と重なって配されている。画面１５の上に沿って
スタイラス２が操作される。スタイラス２はＬＥＤなど
の発光体２４を内蔵するとともに、その先端に導光体２
３を備えており、輝点を形成する。この輝点は平行化さ
れた視野１１に入るため、リニアイメージセンサ１３に
より撮像される。画面１５から垂直方向に発する表示光
は平行化された視野１１からほとんど除かれるため、イ
メージセンサ１３に入射する恐れがない。また、視野１
１に入る外光はほとんど遮蔽枠４により遮断されるた
め、リニアイメージセンサ１３に入射する恐れがない。
さらに、導光体２３から四方に発する放射光は遮蔽枠４
の無反射ラシャ材１４により吸収されるため、導光体２
３から発した放射光の二次反射がリニアイメージセンサ
１３に入射することもない。以上のように、本実施形態
では各検出ユニット３Ｌ，３Ｒの視野を、座標面１に沿
ってほぼ平行にするレンズ群９と、座標面１の周囲に沿
って視野１１を覆うサイズの遮蔽枠４を備えることによ
り、周囲の外乱光が検出ユニット３Ｌ，３Ｒに入射する
ことを防いでいる。また、ディスプレイ６と組み合わせ
た時に画面１５から発する表示光が検出ユニット３Ｌ，
３Ｒに入るのを防ぐことができる。また、レンズ群９を
偏平形状に加工することで検出ユニット３Ｌ，３Ｒを全
体として薄型化可能である。このため、検出ユニット３
Ｌ，３Ｒは座標面１の上に直接載置することが可能とな
り、取り付けや位置合わせの調整が容易になる。以上の
構成により、コンパクトで表示光を含む外乱光に対して
強い光デジタイザを実現できる。コンパクトな実装を実
現する上で検出ユニット３Ｌ，３Ｒに組み込まれたミラ
ー（反射手段）１６も重要な機能を有している。即ち、
ミラー１６は座標面１の上に配置したレンズ群９と座標
面１から離間して配置したリニアイメージセンサ１３と
を結ぶ光路に介在しており、レンズ群９で集光したスタ
イラス２からの放射光を反射してリニアイメージセンサ
１３の受光面に導いている。
【００１４】図２６は、リニアイメージセンサ１３の機
能を説明するための模式図である。図示するように、ス
タイラスに内蔵した発光体２４とリニアイメージセンサ
１３との間にレンズ９が介在している。発光体２４から
発した放射光はレンズ９により集光され、リニアイメー
ジセンサ１３の受光面に結像点が形成される。受光面に
は微細な画素が直線状に配されている。発光体２４が第
一の位置ＰＡから第二の位置ＰＢに移動すると、対応す
る結像点がＳＡからＳＢに移動する。図示の幾何光学的
な関係から理解されるように、発光体２４の方位は結像
点に対応しており、この結像点はリニアイメージセンサ
１３の画素により検出可能である。
能を説明するための模式図である。図示するように、ス
タイラスに内蔵した発光体２４とリニアイメージセンサ
１３との間にレンズ９が介在している。発光体２４から
発した放射光はレンズ９により集光され、リニアイメー
ジセンサ１３の受光面に結像点が形成される。受光面に
は微細な画素が直線状に配されている。発光体２４が第
一の位置ＰＡから第二の位置ＰＢに移動すると、対応す
る結像点がＳＡからＳＢに移動する。図示の幾何光学的
な関係から理解されるように、発光体２４の方位は結像
点に対応しており、この結像点はリニアイメージセンサ
１３の画素により検出可能である。
【００１５】図３は、図２に示したレンズ群９の形状を
示す模式的な平面図である。図示するように、レンズ群
９は球面の上下を切除して偏平形状に加工されており、
座標面の上に平行配置可能である。係る偏平形状を有す
るレンズ群９は例えばプラスチックのモールドレンズと
して得られる。
示す模式的な平面図である。図示するように、レンズ群
９は球面の上下を切除して偏平形状に加工されており、
座標面の上に平行配置可能である。係る偏平形状を有す
るレンズ群９は例えばプラスチックのモールドレンズと
して得られる。
【００１６】図４は、図２に示した構造の変形例を表わ
している。この変形例では、反射手段を構成するミラー
１６に代えて、屈折手段を構成するプリズム１７を用い
ている。プリズム１７はレンズ群９で集光した放射光を
屈折してリニアイメージセンサ１３の受光面に導いてい
る。前述したように、レンズ群９は座標面に垂直な方向
の視野１１を座標面に沿ってほぼ平行化している。レン
ズ群９の形状はレンズの正面に向かってレンズの中心を
挟んである幅を以て平行にスライスした形状を持ってい
る。プリズム１７はレンズ群９を通過した放射光がリニ
アイメージセンサ１３に至るまでの光路上に位置し、光
路を折り曲げている。
している。この変形例では、反射手段を構成するミラー
１６に代えて、屈折手段を構成するプリズム１７を用い
ている。プリズム１７はレンズ群９で集光した放射光を
屈折してリニアイメージセンサ１３の受光面に導いてい
る。前述したように、レンズ群９は座標面に垂直な方向
の視野１１を座標面に沿ってほぼ平行化している。レン
ズ群９の形状はレンズの正面に向かってレンズの中心を
挟んである幅を以て平行にスライスした形状を持ってい
る。プリズム１７はレンズ群９を通過した放射光がリニ
アイメージセンサ１３に至るまでの光路上に位置し、光
路を折り曲げている。
【００１７】図５は、図２に示したスタイラスの具体的
な構成例を示す模式的な部分断面図である。スタイラス
２は、座標面の上を移動する輝点を検出して電気信号に
変換した後この電気信号を処理して位置座標を算出する
光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴って座標
面を移動する輝点を備えている。スタイラス２は描画操
作を行うために操られる軸部２１と輝点を形成する先端
部２２とを有する。先端部２２はＬＥＤなどからなる自
発光体２４とアクリル樹脂などからなる導光体２３との
結合である。導光体２３は円錐または円柱の内部を底面
から刳り貫いた形状を有し、その内面２５または外面２
６の少なくとも一方が光拡散性を備えた透明部材からな
り、且つ底面部に自発光体２４が取り付けられている。
本例では、内部を刳り貫いた導光体２３の内面２５およ
び外面２６の両者に凹凸が形成されている。この凹凸は
透明で微細なプリズムからなる。このような凹凸は例え
ばシボ加工により得られる。係る構成によれば、スタイ
ラスなどに組み込む発光体２４として市販のＬＥＤなど
を使用することが可能になり、且つ発光体２４から発す
る放射光を効率よく座標面に沿って放出することが可能
である。
な構成例を示す模式的な部分断面図である。スタイラス
２は、座標面の上を移動する輝点を検出して電気信号に
変換した後この電気信号を処理して位置座標を算出する
光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴って座標
面を移動する輝点を備えている。スタイラス２は描画操
作を行うために操られる軸部２１と輝点を形成する先端
部２２とを有する。先端部２２はＬＥＤなどからなる自
発光体２４とアクリル樹脂などからなる導光体２３との
結合である。導光体２３は円錐または円柱の内部を底面
から刳り貫いた形状を有し、その内面２５または外面２
６の少なくとも一方が光拡散性を備えた透明部材からな
り、且つ底面部に自発光体２４が取り付けられている。
本例では、内部を刳り貫いた導光体２３の内面２５およ
び外面２６の両者に凹凸が形成されている。この凹凸は
透明で微細なプリズムからなる。このような凹凸は例え
ばシボ加工により得られる。係る構成によれば、スタイ
ラスなどに組み込む発光体２４として市販のＬＥＤなど
を使用することが可能になり、且つ発光体２４から発す
る放射光を効率よく座標面に沿って放出することが可能
である。
【００１８】図６は本発明に係る表示装置の第２実施形
態を示す平面図である。この表示装置は座標面１上で間
接的に放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、
光デジタイザを備えている。本実施形態では、指示体と
して指２０が用いられている。光デジタイザは左右一対
の光検出ユニット３Ｌ，３Ｒを備えており、座標面１の
周辺に配されて指２０から発した放射光を受光し電気信
号に変換する。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒには演算手段
が内蔵されており、電気信号を処理して指２０の位置座
標を算出する。加えて、座標面１を照明する光源を内蔵
した一対の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒが設けられてい
る。左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒは照明を受けた指２
０の反射により間接的に発した放射光を受光する。左右
一対の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒは内蔵された光源の
点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標面１をフラッ
シュ照明する。検出ユニット３Ｌ，３Ｒに備えられた演
算手段はフラッシュ照明に同期して電気信号を処理す
る。
態を示す平面図である。この表示装置は座標面１上で間
接的に放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、
光デジタイザを備えている。本実施形態では、指示体と
して指２０が用いられている。光デジタイザは左右一対
の光検出ユニット３Ｌ，３Ｒを備えており、座標面１の
周辺に配されて指２０から発した放射光を受光し電気信
号に変換する。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒには演算手段
が内蔵されており、電気信号を処理して指２０の位置座
標を算出する。加えて、座標面１を照明する光源を内蔵
した一対の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒが設けられてい
る。左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒは照明を受けた指２
０の反射により間接的に発した放射光を受光する。左右
一対の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒは内蔵された光源の
点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標面１をフラッ
シュ照明する。検出ユニット３Ｌ，３Ｒに備えられた演
算手段はフラッシュ照明に同期して電気信号を処理す
る。
【００１９】図７は、図６に示した照明ユニット３０Ｌ
の構成を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は
側面図である。なお、他の照明ユニット３０Ｒも同様な
構成を有している。図示するように、照明ユニット３０
ＬはＬＥＤなどの光源３１を内蔵しており、その前方に
はシリンドリカルレンズ３２が取り付けられている。
（ａ）に示すように、シリンドリカルレンズ３２は座標
面に対して水平な方向に関し光源光を拡散的に放射して
座標面を広く照明するのに対し、（ｂ）に示すように座
標面と垂直な方向に関しては光源光をある程度集光して
平行化している。
の構成を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は
側面図である。なお、他の照明ユニット３０Ｒも同様な
構成を有している。図示するように、照明ユニット３０
ＬはＬＥＤなどの光源３１を内蔵しており、その前方に
はシリンドリカルレンズ３２が取り付けられている。
（ａ）に示すように、シリンドリカルレンズ３２は座標
面に対して水平な方向に関し光源光を拡散的に放射して
座標面を広く照明するのに対し、（ｂ）に示すように座
標面と垂直な方向に関しては光源光をある程度集光して
平行化している。
【００２０】図８のフローチャートを参照して、図６に
示した第２実施形態の動作を説明する。まず、ステップ
Ｓ１で左右の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒを点灯する。
ステップＳ２で、左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒのイメ
ージセンサから出力された電気信号を読み出し、バッフ
ァＢＵＦ１に格納する。ステップＳ３で左右の照明ユニ
ット３０Ｌ，３０Ｒを消灯する。ステップＳ４で、再び
左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒのイメージセンサから出
力された電気信号を読み出し、別のバッファＢＵＦ２に
格納する。最後にステップＳ５で、各検出ユニット３
Ｌ，３Ｒの各画素毎にＢＵＦ１−ＢＵＦ２の演算を行
い、その後指２０で示された位置座標を算出する。以上
のように、本実施形態では左右一対の照明ユニット３０
Ｌ，３０Ｒが点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標
面１をフラッシュ照明するとともに、演算手段はフラッ
シュ照明に同期して検出ユニット３Ｌ，３Ｒから出力さ
れる電気信号を処理している。係る構成により、ノイズ
の原因となる外乱光（バックグランド光）を除去した状
態で、位置座標の演算が可能になる。本実施形態では照
明を受けた指２０の反射光を電気的な制御により外乱光
と区別できるので、外乱光に強い光デジタイザを実現で
きる。また、ＰＤＰなどのディスプレイ６と組み合わせ
た時にその表示光の反射成分と照明光の反射成分を区別
することが可能になる。なお図１に示した第１実施形態
と同様に、本実施形態でも座標面１を囲む遮蔽枠４が設
けられている。従って、上述した効果に加え、さらに周
囲の外光が検出ユニットに入射することを防止できるの
で、さらに外乱光に強い光デジタイザを実現できる。
示した第２実施形態の動作を説明する。まず、ステップ
Ｓ１で左右の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒを点灯する。
ステップＳ２で、左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒのイメ
ージセンサから出力された電気信号を読み出し、バッフ
ァＢＵＦ１に格納する。ステップＳ３で左右の照明ユニ
ット３０Ｌ，３０Ｒを消灯する。ステップＳ４で、再び
左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒのイメージセンサから出
力された電気信号を読み出し、別のバッファＢＵＦ２に
格納する。最後にステップＳ５で、各検出ユニット３
Ｌ，３Ｒの各画素毎にＢＵＦ１−ＢＵＦ２の演算を行
い、その後指２０で示された位置座標を算出する。以上
のように、本実施形態では左右一対の照明ユニット３０
Ｌ，３０Ｒが点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標
面１をフラッシュ照明するとともに、演算手段はフラッ
シュ照明に同期して検出ユニット３Ｌ，３Ｒから出力さ
れる電気信号を処理している。係る構成により、ノイズ
の原因となる外乱光（バックグランド光）を除去した状
態で、位置座標の演算が可能になる。本実施形態では照
明を受けた指２０の反射光を電気的な制御により外乱光
と区別できるので、外乱光に強い光デジタイザを実現で
きる。また、ＰＤＰなどのディスプレイ６と組み合わせ
た時にその表示光の反射成分と照明光の反射成分を区別
することが可能になる。なお図１に示した第１実施形態
と同様に、本実施形態でも座標面１を囲む遮蔽枠４が設
けられている。従って、上述した効果に加え、さらに周
囲の外光が検出ユニットに入射することを防止できるの
で、さらに外乱光に強い光デジタイザを実現できる。
【００２１】図９は、図６に示した検出ユニット３Ｌ，
３Ｒのそれぞれに組み込まれるリニアイメージセンサ１
３の具体的な例を示す模式図である。本例では、リニア
イメージセンサ１３が、受光量に応じた電荷を蓄積して
電気信号に変換する画素セル（電荷蓄積素子）１３３と
電荷の蓄積を制御するシャッタゲート１３２とを備えて
いる。このイメージセンサ１３は前述したフラッシュ照
明に同期してシャッタゲート１３２を開閉する。図示す
るように、リニアイメージセンサ１３はシャッタドレイ
ン１３１とシャッタゲート１３２と画素セル１３３とリ
ードアウトゲート１３４とＣＣＤアナログシフトレジス
タ１３５と出力アンプ１３６とを備えている。シャッタ
ドレイン１３１には電源電圧ＶＤＤが供給され、シャッ
タゲート１３２には制御信号ＳＨＵＴが供給され、リー
ドアウトゲートには制御信号ＲＯＧが供給され、ＣＣＤ
アナログシフトレジスタにはクロック信号ＣＬＫが供給
される。出力アンプ１３６から電気信号ＯＵＴが得られ
る。
３Ｒのそれぞれに組み込まれるリニアイメージセンサ１
３の具体的な例を示す模式図である。本例では、リニア
イメージセンサ１３が、受光量に応じた電荷を蓄積して
電気信号に変換する画素セル（電荷蓄積素子）１３３と
電荷の蓄積を制御するシャッタゲート１３２とを備えて
いる。このイメージセンサ１３は前述したフラッシュ照
明に同期してシャッタゲート１３２を開閉する。図示す
るように、リニアイメージセンサ１３はシャッタドレイ
ン１３１とシャッタゲート１３２と画素セル１３３とリ
ードアウトゲート１３４とＣＣＤアナログシフトレジス
タ１３５と出力アンプ１３６とを備えている。シャッタ
ドレイン１３１には電源電圧ＶＤＤが供給され、シャッ
タゲート１３２には制御信号ＳＨＵＴが供給され、リー
ドアウトゲートには制御信号ＲＯＧが供給され、ＣＣＤ
アナログシフトレジスタにはクロック信号ＣＬＫが供給
される。出力アンプ１３６から電気信号ＯＵＴが得られ
る。
【００２２】図１０のフローチャートを参照して、図９
に示したシャッタ機能付きリニアイメージセンサ１３の
動作を説明する。まずステップＳ１で、制御信号ＳＨＵ
Ｔを入力し、シャッタゲート１３２を開いて画素セル１
３３に蓄積された電荷をシャッタドレイン１３１に逃が
す。次にステップＳ２で、図６に示した左右の照明ユニ
ット３０Ｌ，３０Ｒを点灯する。ステップＳ３で、一定
時間経過後各照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒを消灯する。
この一定時間は例えば１００μｓｅｃである。ステップ
Ｓ４で、制御信号ＲＯＧを入力しリードアウトゲート１
３４を開いて電荷を画素セル１３３からＣＣＤアナログ
シフトレジスタ１３５に移し、さらにＣＣＤアナログシ
フトレジスタ１３５にクロック信号ＣＬＫを与えて画像
データを読み出す。この画像データは出力アンプ１３６
から電気信号ＯＵＴとして取り出される。最後にステッ
プＳ５で、画像データに基づいて指２０で指示された位
置座標を演算する。本実施形態によれば、イメージセン
サのシャッタ機能を使用することにより、照明をフラッ
シュ動作させて、フラッシュ期間のみに指やスタイラス
などの像を撮影できるので、外乱光が混入する期間を短
縮化できる。これにより、表示光や外乱光の影響を少な
くすることが可能である。
に示したシャッタ機能付きリニアイメージセンサ１３の
動作を説明する。まずステップＳ１で、制御信号ＳＨＵ
Ｔを入力し、シャッタゲート１３２を開いて画素セル１
３３に蓄積された電荷をシャッタドレイン１３１に逃が
す。次にステップＳ２で、図６に示した左右の照明ユニ
ット３０Ｌ，３０Ｒを点灯する。ステップＳ３で、一定
時間経過後各照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒを消灯する。
この一定時間は例えば１００μｓｅｃである。ステップ
Ｓ４で、制御信号ＲＯＧを入力しリードアウトゲート１
３４を開いて電荷を画素セル１３３からＣＣＤアナログ
シフトレジスタ１３５に移し、さらにＣＣＤアナログシ
フトレジスタ１３５にクロック信号ＣＬＫを与えて画像
データを読み出す。この画像データは出力アンプ１３６
から電気信号ＯＵＴとして取り出される。最後にステッ
プＳ５で、画像データに基づいて指２０で指示された位
置座標を演算する。本実施形態によれば、イメージセン
サのシャッタ機能を使用することにより、照明をフラッ
シュ動作させて、フラッシュ期間のみに指やスタイラス
などの像を撮影できるので、外乱光が混入する期間を短
縮化できる。これにより、表示光や外乱光の影響を少な
くすることが可能である。
【００２３】図１１は、本発明に係る光デジタイザの第
３実施形態に用いる照明ユニットを示す模式的な平面図
である。本実施形態では、照明ユニット３０に内蔵され
た光源が赤色ＬＥＤ３１ｒ、緑色ＬＥＤ３１ｇおよび青
色ＬＥＤ３１ｂの組からなる。また、これらのＬＥＤの
前方にはシリンドリカルレンズ３２が配されている。照
明ユニット３０は各ＬＥＤ３１ｒ，３１ｇおよび３１ｂ
から発する複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ
照明する。これに応じ、検出ユニットは特定の表面色を
有する指示体の反射により生じた放射光をフラッシュ照
明に同期して各色光別に受光する。検出ユニットに内蔵
された演算手段はイメージセンサから出力される電気信
号を処理して指示体の位置座標の算出に加えその表面色
を識別する。
３実施形態に用いる照明ユニットを示す模式的な平面図
である。本実施形態では、照明ユニット３０に内蔵され
た光源が赤色ＬＥＤ３１ｒ、緑色ＬＥＤ３１ｇおよび青
色ＬＥＤ３１ｂの組からなる。また、これらのＬＥＤの
前方にはシリンドリカルレンズ３２が配されている。照
明ユニット３０は各ＬＥＤ３１ｒ，３１ｇおよび３１ｂ
から発する複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ
照明する。これに応じ、検出ユニットは特定の表面色を
有する指示体の反射により生じた放射光をフラッシュ照
明に同期して各色光別に受光する。検出ユニットに内蔵
された演算手段はイメージセンサから出力される電気信
号を処理して指示体の位置座標の算出に加えその表面色
を識別する。
【００２４】図１２は、図１１に示した照明ユニット３
０を組み込んだ光デジタイザの動作を説明するためのフ
ローチャートである。まずステップＳ１で、赤色ＬＥＤ
３１ｒのみを点灯してＣＣＤイメージセンサから画像デ
ータを読み出す。この画像データは赤色照明下で得られ
たものであり、赤の色分解画像（赤画像）を示してい
る。次にステップＳ２で緑色ＬＥＤ３１ｇのみを点灯し
て、同じくＣＣＤイメージセンサから画像データを読み
出す。この画像データは緑色照明下で得られたものであ
り、緑の色分解画像（緑画像）を表わしている。最後に
ステップＳ３で青色ＬＥＤ３１ｂのみを点灯して、ＣＣ
Ｄイメージセンサから画像データを読み出す。この画像
データは青色照明下で得られたものであり、青の色分解
画像（青画像）を示している。以上のように、本実施形
態ではモノカラータイプのイメージセンサを使用しつ
つ、照明ユニットの色光を例えば赤、緑、青で切り替え
ることにより、各色に対応した色分解画像（赤画像、緑
画像、青画像）を得るようにしている。
０を組み込んだ光デジタイザの動作を説明するためのフ
ローチャートである。まずステップＳ１で、赤色ＬＥＤ
３１ｒのみを点灯してＣＣＤイメージセンサから画像デ
ータを読み出す。この画像データは赤色照明下で得られ
たものであり、赤の色分解画像（赤画像）を示してい
る。次にステップＳ２で緑色ＬＥＤ３１ｇのみを点灯し
て、同じくＣＣＤイメージセンサから画像データを読み
出す。この画像データは緑色照明下で得られたものであ
り、緑の色分解画像（緑画像）を表わしている。最後に
ステップＳ３で青色ＬＥＤ３１ｂのみを点灯して、ＣＣ
Ｄイメージセンサから画像データを読み出す。この画像
データは青色照明下で得られたものであり、青の色分解
画像（青画像）を示している。以上のように、本実施形
態ではモノカラータイプのイメージセンサを使用しつ
つ、照明ユニットの色光を例えば赤、緑、青で切り替え
ることにより、各色に対応した色分解画像（赤画像、緑
画像、青画像）を得るようにしている。
【００２５】図１３は、上述した第３実施形態に用いる
スタイラスの例を表わしている。図示するように、スタ
イラス２は軸部２１と先端部２２とを備えている。先端
部２２には緑の色光を強く反射する緑色部材２７が取り
付けられている。この他、赤色部材や青色部材を先端部
２２に取り付けたスタイラスも必要に応じ用いられる。
スタイラスの例を表わしている。図示するように、スタ
イラス２は軸部２１と先端部２２とを備えている。先端
部２２には緑の色光を強く反射する緑色部材２７が取り
付けられている。この他、赤色部材や青色部材を先端部
２２に取り付けたスタイラスも必要に応じ用いられる。
【００２６】図１４は、上述した第３実施形態に係る光
デジタイザの演算処理を示すフローチャートである。ま
ず、ステップＳ１で赤画像、緑画像および青画像を読み
込む。この後ステップＳ２で、緑画像：赤画像：青画像
の比演算を各検出ユニットの各画素に対して行い、１：
０：０に近い画素を抽出する。これにより、緑色部材２
７を先端部２２に取り付けたスタイラス２を識別するこ
とができる。その後、抽出結果に基づいて座標演算を行
う。以上のように、本実施形態では、照明ユニットは複
数の色（波長）を持つ光源光を切り替えて座標面上に照
射する。各々の波長を照射した時検出ユニットから出力
される電気信号の変化からスタイラス２の色を識別す
る。これにより、座標情報に加え色情報を光デジタイザ
に入力することができる。即ち、モノカラータイプのイ
メージセンサを用いても、スタイラス２の色を識別する
ことができるので、大変経済性に優れている。また、色
識別を行うことにより外乱光の除去にも効果がある。
デジタイザの演算処理を示すフローチャートである。ま
ず、ステップＳ１で赤画像、緑画像および青画像を読み
込む。この後ステップＳ２で、緑画像：赤画像：青画像
の比演算を各検出ユニットの各画素に対して行い、１：
０：０に近い画素を抽出する。これにより、緑色部材２
７を先端部２２に取り付けたスタイラス２を識別するこ
とができる。その後、抽出結果に基づいて座標演算を行
う。以上のように、本実施形態では、照明ユニットは複
数の色（波長）を持つ光源光を切り替えて座標面上に照
射する。各々の波長を照射した時検出ユニットから出力
される電気信号の変化からスタイラス２の色を識別す
る。これにより、座標情報に加え色情報を光デジタイザ
に入力することができる。即ち、モノカラータイプのイ
メージセンサを用いても、スタイラス２の色を識別する
ことができるので、大変経済性に優れている。また、色
識別を行うことにより外乱光の除去にも効果がある。
【００２７】図１５は、本発明に係る光デジタイザの第
４実施形態に用いるスタイラスを示す模式図である。前
述した第３実施形態と同様に、本実施形態でも図１１に
示した色光切り替え型の照明ユニットを用いてスタイラ
スの色情報の検出を行っている。（ａ）に示すように、
本スタイラス２は座標面の上を移動する輝点を検出して
電気信号に変換した後この電気信号を処理して位置座標
を出力する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に
伴って座標面を移動する輝点を備えている。具体的に
は、スタイラス２は筆圧の変化を伴った描画操作を行う
ために操られる軸部２１と外部の照明を反射して輝点を
形成する反射体が装着された先端部２２とを有する。こ
の反射体は第一の色（例えば青色）を有し筆圧に応じて
上下動するスライド部材２８と、第二の色（例えば赤
色）を有しスライド部材２８を覆うカバー部材２９とか
らなる。筆圧に応じて第一の色と第二の色の比率が変化
することにより、描画操作に応じた位置座標の入力に加
え筆圧の入力を可能にする。なお、スタイラス２の軸部
２１にスプリング２８ａが格納されており、これにより
筆圧に応じたスライド部材２８の上下動を実現してい
る。
４実施形態に用いるスタイラスを示す模式図である。前
述した第３実施形態と同様に、本実施形態でも図１１に
示した色光切り替え型の照明ユニットを用いてスタイラ
スの色情報の検出を行っている。（ａ）に示すように、
本スタイラス２は座標面の上を移動する輝点を検出して
電気信号に変換した後この電気信号を処理して位置座標
を出力する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に
伴って座標面を移動する輝点を備えている。具体的に
は、スタイラス２は筆圧の変化を伴った描画操作を行う
ために操られる軸部２１と外部の照明を反射して輝点を
形成する反射体が装着された先端部２２とを有する。こ
の反射体は第一の色（例えば青色）を有し筆圧に応じて
上下動するスライド部材２８と、第二の色（例えば赤
色）を有しスライド部材２８を覆うカバー部材２９とか
らなる。筆圧に応じて第一の色と第二の色の比率が変化
することにより、描画操作に応じた位置座標の入力に加
え筆圧の入力を可能にする。なお、スタイラス２の軸部
２１にスプリング２８ａが格納されており、これにより
筆圧に応じたスライド部材２８の上下動を実現してい
る。
【００２８】（ｂ）はスタイラス２に比較的強い筆圧が
加わった状態を示し、（ｃ）は比較的弱い筆圧が加わっ
た状態を示している。スタイラス２を強くプッシュした
時には検出ユニット３の視野１１に赤色のカバー部材２
９が露出する。一方、強くプッシュしない場合には視野
１１に青色のスライド部材２８が露出する。検出ユニッ
ト３は係るスタイラス２の先端部２２の色変化を検出し
て、筆圧情報を得ることができる。この筆圧情報はスタ
イラスのペンダウン信号の入力に用いることができると
ともに、マウスのクリック信号の入力に対応するものと
して用いることができる。本実施形態では、照明ユニッ
トは複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ照明
し、スタイラス２は上下動動作に応じて表面色が変化
し、検出ユニット３は表面色が変化するスタイラス２が
フラッシュ照明を反射することで生じた放射光をフラッ
シュ照明に同期して各色光別に受光し、演算手段は検出
ユニットから出力された電気信号を処理してスタイラス
２の描画操作に応じた位置座標の算出に加え上下動操作
に応じた表面色の変化を認識する。簡便な構造により、
スタイラスが座標面に接触したことを示すペンダウン信
号や筆圧信号を光デジタイザ本体に伝達できる。特に、
スタイラス側では特別な回路部品や電池などを使用する
ことなく、筆圧情報を光デジタイザの本体側に伝達でき
るので、経済性と耐久性に優れている。
加わった状態を示し、（ｃ）は比較的弱い筆圧が加わっ
た状態を示している。スタイラス２を強くプッシュした
時には検出ユニット３の視野１１に赤色のカバー部材２
９が露出する。一方、強くプッシュしない場合には視野
１１に青色のスライド部材２８が露出する。検出ユニッ
ト３は係るスタイラス２の先端部２２の色変化を検出し
て、筆圧情報を得ることができる。この筆圧情報はスタ
イラスのペンダウン信号の入力に用いることができると
ともに、マウスのクリック信号の入力に対応するものと
して用いることができる。本実施形態では、照明ユニッ
トは複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ照明
し、スタイラス２は上下動動作に応じて表面色が変化
し、検出ユニット３は表面色が変化するスタイラス２が
フラッシュ照明を反射することで生じた放射光をフラッ
シュ照明に同期して各色光別に受光し、演算手段は検出
ユニットから出力された電気信号を処理してスタイラス
２の描画操作に応じた位置座標の算出に加え上下動操作
に応じた表面色の変化を認識する。簡便な構造により、
スタイラスが座標面に接触したことを示すペンダウン信
号や筆圧信号を光デジタイザ本体に伝達できる。特に、
スタイラス側では特別な回路部品や電池などを使用する
ことなく、筆圧情報を光デジタイザの本体側に伝達でき
るので、経済性と耐久性に優れている。
【００２９】図１６は本発明に係る表示装置および光デ
ジタイザの第５実施形態を示す模式的な平面図である。
基本的には、図１に示した第１実施形態と同様であり、
座標面１の上にはスタイラス２と左右一対の検出ユニッ
ト３Ｌ，３Ｒが配置している。また、座標面１を囲むよ
うに遮蔽枠４が設けられているとともに、座標面１の下
部にはＰＤＰなどからなる大型のディスプレイ６が組み
込まれている。
ジタイザの第５実施形態を示す模式的な平面図である。
基本的には、図１に示した第１実施形態と同様であり、
座標面１の上にはスタイラス２と左右一対の検出ユニッ
ト３Ｌ，３Ｒが配置している。また、座標面１を囲むよ
うに遮蔽枠４が設けられているとともに、座標面１の下
部にはＰＤＰなどからなる大型のディスプレイ６が組み
込まれている。
【００３０】図１７は図１６に示した検出ユニット３の
具体的な構成を示す模式的な断面図である。図示するよ
うに、本光デジタイザは、座標面１上で直接的または間
接的に放射光を発するスタイラス２の位置座標を求める
ため、座標面１の周辺に配され放射光を受光して電気信
号に変換する検出ユニット３と、これに内蔵され電気信
号を処理して位置座標を算出する演算手段と、検出ユニ
ット３の視野１１を座標面１から所定の高さ以下に制限
して受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して平行化
するレンズ９とを備えている。本実施形態では、検出ユ
ニット３はカラーＴＶカメラ１２を利用している。この
カラーＴＶカメラ１２はカラーイメージセンサを内蔵し
ている。また、上述したレンズ９はカラーＴＶカメラ１
２に取り付けられた撮像レンズである。レンズ９は座標
面１に垂直な光軸を有する。ミラー１６が座標面１の上
に配されており、座標面１に平行な放射光の成分を直角
に反射してレンズ９に導く。係る構成により、スタイラ
ス２の先端部２２から発した放射光のうち実質上座標面
１と平行な成分のみをカラーイメージセンサの受光面に
集光して、受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して
平行化している。即ち、検出ユニット３はスタイラス２
の像をイメージセンサに結像させるレンズ９を備えてお
り、このレンズ９の視野直前に光路を直角に折り曲げる
反射手段としミラー１６を配している。係る構成によ
り、レンズ９として市販のＴＶカメラ用レンズを使用す
る際、カメラユニットの取り付けと位置合わせの調整が
容易になる。さらに、座標面１の周囲に遮蔽枠４を設け
ることで、ディスプレイ６の画面１５から放射される表
示光を含む外乱光に対して強い光デジタイザを実現でき
る。なお、本実施形態では検出ユニット３はカラーイメ
ージセンサを用いており、スタイラス２に割り当てられ
た色に応じた放射光を受光して対応する電気信号を出力
し、演算手段はこの電気信号を処理してスタイラス２の
位置座標の算出に加えその色を識別することができる。
このように、スタイラスの色を識別して消しゴムなどの
特定の機能をスタイラスに割り当てることができる。ま
た、先端部２２の色が異なる複数のスタイラス２の同時
使用を可能にする。さらに、色を識別することにより外
乱光の排除が可能である。
具体的な構成を示す模式的な断面図である。図示するよ
うに、本光デジタイザは、座標面１上で直接的または間
接的に放射光を発するスタイラス２の位置座標を求める
ため、座標面１の周辺に配され放射光を受光して電気信
号に変換する検出ユニット３と、これに内蔵され電気信
号を処理して位置座標を算出する演算手段と、検出ユニ
ット３の視野１１を座標面１から所定の高さ以下に制限
して受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して平行化
するレンズ９とを備えている。本実施形態では、検出ユ
ニット３はカラーＴＶカメラ１２を利用している。この
カラーＴＶカメラ１２はカラーイメージセンサを内蔵し
ている。また、上述したレンズ９はカラーＴＶカメラ１
２に取り付けられた撮像レンズである。レンズ９は座標
面１に垂直な光軸を有する。ミラー１６が座標面１の上
に配されており、座標面１に平行な放射光の成分を直角
に反射してレンズ９に導く。係る構成により、スタイラ
ス２の先端部２２から発した放射光のうち実質上座標面
１と平行な成分のみをカラーイメージセンサの受光面に
集光して、受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して
平行化している。即ち、検出ユニット３はスタイラス２
の像をイメージセンサに結像させるレンズ９を備えてお
り、このレンズ９の視野直前に光路を直角に折り曲げる
反射手段としミラー１６を配している。係る構成によ
り、レンズ９として市販のＴＶカメラ用レンズを使用す
る際、カメラユニットの取り付けと位置合わせの調整が
容易になる。さらに、座標面１の周囲に遮蔽枠４を設け
ることで、ディスプレイ６の画面１５から放射される表
示光を含む外乱光に対して強い光デジタイザを実現でき
る。なお、本実施形態では検出ユニット３はカラーイメ
ージセンサを用いており、スタイラス２に割り当てられ
た色に応じた放射光を受光して対応する電気信号を出力
し、演算手段はこの電気信号を処理してスタイラス２の
位置座標の算出に加えその色を識別することができる。
このように、スタイラスの色を識別して消しゴムなどの
特定の機能をスタイラスに割り当てることができる。ま
た、先端部２２の色が異なる複数のスタイラス２の同時
使用を可能にする。さらに、色を識別することにより外
乱光の排除が可能である。
【００３１】図１８は、図１６および図１７に示した第
５実施形態に用いるスタイラスの具体的な例を示す模式
的な断面図である。この光スタイラスは、基本的には図
５に示した光スタイラスと類似の構造を有している。図
示するように、スタイラス２は軸部２１と先端部２２と
に分かれている。軸部２１にはプリント基板２１ｐが格
納されており、その上にスイッチ２１ｓ、サイドノブ２
１ｎ、回路部品２１ｃなどが搭載されている。また、プ
リント基板２１ｐには筆圧検出器２１ｄも取り付けられ
ている。一方、先端部２２は発光体と導光体２３とから
なる。発光体は赤ＬＥＤ２４ｒ、緑ＬＥＤ２４ｇおよび
青ＬＥＤ２４ｂの組からなり、レンズ２４ａで被覆され
ている。これらのＬＥＤチップはプリント基板２１ｐに
搭載された回路部品２１ｃにより点灯動作を制御され
る。導光体２３は内部を刳り貫いた円柱形状の透明アク
リル樹脂などからなり、その内面２５および外面２６に
は凹凸が形成されており、所望の光散乱性を備えてい
る。
５実施形態に用いるスタイラスの具体的な例を示す模式
的な断面図である。この光スタイラスは、基本的には図
５に示した光スタイラスと類似の構造を有している。図
示するように、スタイラス２は軸部２１と先端部２２と
に分かれている。軸部２１にはプリント基板２１ｐが格
納されており、その上にスイッチ２１ｓ、サイドノブ２
１ｎ、回路部品２１ｃなどが搭載されている。また、プ
リント基板２１ｐには筆圧検出器２１ｄも取り付けられ
ている。一方、先端部２２は発光体と導光体２３とから
なる。発光体は赤ＬＥＤ２４ｒ、緑ＬＥＤ２４ｇおよび
青ＬＥＤ２４ｂの組からなり、レンズ２４ａで被覆され
ている。これらのＬＥＤチップはプリント基板２１ｐに
搭載された回路部品２１ｃにより点灯動作を制御され
る。導光体２３は内部を刳り貫いた円柱形状の透明アク
リル樹脂などからなり、その内面２５および外面２６に
は凹凸が形成されており、所望の光散乱性を備えてい
る。
【００３２】図１９は、図１８に示した光スタイラスの
回路構成を示すブロック図である。筆圧検出器２１ｄに
は反転アンプ２１ｉおよびＬＥＤ駆動アンプ２１ａを介
して赤ＬＥＤ２４ｒが接続されている。また、ＬＥＤ駆
動アンプ２１ａを介して青ＬＥＤ２４ｂも接続されてい
る。一方、スイッチ２１ｓにはＬＥＤ駆動アンプ２１ａ
を介して緑ＬＥＤ２４ｇが接続されている。
回路構成を示すブロック図である。筆圧検出器２１ｄに
は反転アンプ２１ｉおよびＬＥＤ駆動アンプ２１ａを介
して赤ＬＥＤ２４ｒが接続されている。また、ＬＥＤ駆
動アンプ２１ａを介して青ＬＥＤ２４ｂも接続されてい
る。一方、スイッチ２１ｓにはＬＥＤ駆動アンプ２１ａ
を介して緑ＬＥＤ２４ｇが接続されている。
【００３３】図２０のフローチャートを参照して、上述
した第５実施形態に係る光デジタイザの動作を説明す
る。まずステップＳ１で、カラーＴＶカメラ１２から出
力された撮像信号を読み込み、バッファＢＵＦ（赤）、
ＢＵＦ（緑）、ＢＵＦ（青）に格納する。次にステップ
Ｓ２で、（ＢＵＦ（赤）＋ＢＵＦ（緑）＋ＢＵＦ（青))
の値を演算し、これに基づいてスタイラス２の位置座標
を算出する。次にステップＳ３で、（ＢＵＦ（赤）＋Ｂ
ＵＦ（緑）＋ＢＵＦ（青))のピーク値を取る画素の値を
レジスタＰＥＡＫ（赤）、ＰＥＡＫ（緑）、ＰＥＡＫ
（青）に格納する。ステップＳ４で各レジスタＰＥＡＫ
（赤）、ＰＥＡＫ（緑）、ＰＥＡＫ（青）の値に基づ
き、筆圧情報やスイッチのオン／オフ情報を算出する。
図１９から明らかなように、筆圧検出器２１ｄで検出さ
れる筆圧が強い程、青ＬＥＤ２４ｂの発光量が大きくな
る。逆に、筆圧検出器２１ｄが検出する筆圧が弱い程、
赤ＬＥＤ２４ｒの発光量が強くなる。このような発光量
の変化を検出してステップＳ４で筆圧を求めている。ま
た、図１９から明らかなように、サイドノブ２１ｎの操
作に応じたスイッチ２１ｓのＯＮ／ＯＦＦに応じて緑Ｌ
ＥＤ２４ｇが点灯／消灯する。この変化をステップＳ４
で検出し、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ情報を得ている。
した第５実施形態に係る光デジタイザの動作を説明す
る。まずステップＳ１で、カラーＴＶカメラ１２から出
力された撮像信号を読み込み、バッファＢＵＦ（赤）、
ＢＵＦ（緑）、ＢＵＦ（青）に格納する。次にステップ
Ｓ２で、（ＢＵＦ（赤）＋ＢＵＦ（緑）＋ＢＵＦ（青))
の値を演算し、これに基づいてスタイラス２の位置座標
を算出する。次にステップＳ３で、（ＢＵＦ（赤）＋Ｂ
ＵＦ（緑）＋ＢＵＦ（青))のピーク値を取る画素の値を
レジスタＰＥＡＫ（赤）、ＰＥＡＫ（緑）、ＰＥＡＫ
（青）に格納する。ステップＳ４で各レジスタＰＥＡＫ
（赤）、ＰＥＡＫ（緑）、ＰＥＡＫ（青）の値に基づ
き、筆圧情報やスイッチのオン／オフ情報を算出する。
図１９から明らかなように、筆圧検出器２１ｄで検出さ
れる筆圧が強い程、青ＬＥＤ２４ｂの発光量が大きくな
る。逆に、筆圧検出器２１ｄが検出する筆圧が弱い程、
赤ＬＥＤ２４ｒの発光量が強くなる。このような発光量
の変化を検出してステップＳ４で筆圧を求めている。ま
た、図１９から明らかなように、サイドノブ２１ｎの操
作に応じたスイッチ２１ｓのＯＮ／ＯＦＦに応じて緑Ｌ
ＥＤ２４ｇが点灯／消灯する。この変化をステップＳ４
で検出し、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ情報を得ている。
【００３４】以上説明したように、本実施形態では、座
標面１上で直接的または間接的に放射光を発しながら描
画操作およびそれに付随する付帯操作を行うスタイラス
２と、座標面１の周辺に配され放射光を受光して電気信
号に変換する検出ユニット３と、この電気信号を処理し
てスタイラス２の位置座標を算出する演算手段とを備え
た光デジタイザにおいて、スタイラス２は付帯操作に応
じて放射光に含まれる色成分を変化させる変調手段を備
えており、検出ユニット３は放射光に含まれる色成分に
応じた電気信号を処理し、演算手段は検出ユニット３か
ら出力された電気信号を処理してスタイラス２の描画操
作に応じた位置座標の算出に加え付帯操作に応じた付随
情報を取得している。スタイラス２は座標面１の上を移
動する輝点を検出して電気信号に変換した後この電気信
号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力に
用いられ、描画操作に伴って座標面１を移動する輝点を
備えている。スタイラス２は描画操作およびそれに付随
する付帯操作を行うために操られる軸部２１と輝点を形
成する自発光体（赤ＬＥＤ２４ｒ、緑ＬＥＤ２４ｇ、青
ＬＥＤ２４ｂ）が装着された先端部２２とを有する。軸
部２１は付帯操作に応じて自発光体を制御して輝点の色
調を変化させる変調手段（筆圧検出器２１ｄやスイッチ
２１ｓなど）を備えており、描画操作に応じた位置座標
の入力に加え付帯操作に応じた付随情報の入力を可能に
している。即ち、スタイラス２は複数の波長の光を切り
替えて、又はある比率で同時に発する３色のＬＥＤ２４
ｒ，２４ｇ，２４ｂを備え、これらの自発光体の波長の
制御を筆圧やスイッチの状態（即ち、スタイラスの付帯
情報）に応じて成すようにしている。検出ユニット側は
係るスタイラス２の色変化を検出する手段を備えてお
り、スタイラスの色を識別することにより付帯情報をデ
ジタイザ本体側に伝達できる。本実施形態によれば、特
別な赤外線リンクや無線リンクを使うことなく、スタイ
ラスから入力された付帯情報を光デジタイザ側に伝達で
きる。
標面１上で直接的または間接的に放射光を発しながら描
画操作およびそれに付随する付帯操作を行うスタイラス
２と、座標面１の周辺に配され放射光を受光して電気信
号に変換する検出ユニット３と、この電気信号を処理し
てスタイラス２の位置座標を算出する演算手段とを備え
た光デジタイザにおいて、スタイラス２は付帯操作に応
じて放射光に含まれる色成分を変化させる変調手段を備
えており、検出ユニット３は放射光に含まれる色成分に
応じた電気信号を処理し、演算手段は検出ユニット３か
ら出力された電気信号を処理してスタイラス２の描画操
作に応じた位置座標の算出に加え付帯操作に応じた付随
情報を取得している。スタイラス２は座標面１の上を移
動する輝点を検出して電気信号に変換した後この電気信
号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力に
用いられ、描画操作に伴って座標面１を移動する輝点を
備えている。スタイラス２は描画操作およびそれに付随
する付帯操作を行うために操られる軸部２１と輝点を形
成する自発光体（赤ＬＥＤ２４ｒ、緑ＬＥＤ２４ｇ、青
ＬＥＤ２４ｂ）が装着された先端部２２とを有する。軸
部２１は付帯操作に応じて自発光体を制御して輝点の色
調を変化させる変調手段（筆圧検出器２１ｄやスイッチ
２１ｓなど）を備えており、描画操作に応じた位置座標
の入力に加え付帯操作に応じた付随情報の入力を可能に
している。即ち、スタイラス２は複数の波長の光を切り
替えて、又はある比率で同時に発する３色のＬＥＤ２４
ｒ，２４ｇ，２４ｂを備え、これらの自発光体の波長の
制御を筆圧やスイッチの状態（即ち、スタイラスの付帯
情報）に応じて成すようにしている。検出ユニット側は
係るスタイラス２の色変化を検出する手段を備えてお
り、スタイラスの色を識別することにより付帯情報をデ
ジタイザ本体側に伝達できる。本実施形態によれば、特
別な赤外線リンクや無線リンクを使うことなく、スタイ
ラスから入力された付帯情報を光デジタイザ側に伝達で
きる。
【００３５】図２１は、本発明に係る表示装置および光
デジタイザの第６実施形態を示す模式的な平面図であ
る。本実施形態では、異なる色が割り当てられた複数の
スタイラスの同時使用を可能にしている。ディスプレイ
６の上に規定された座標面１には例えば赤色ＬＥＤ２４
ｒを備えた赤スタイラス２ｒと青色ＬＥＤ２４ｂを備え
た青スタイラス２ｂが配されている。座標面１の周辺に
は左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが配置されてい
る。一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒには座標演算部１９
ｒ，１９ｂが接続されている。一方の座標演算部１９ｒ
は左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒから出力された赤画像
信号を処理して、赤スタイラス２ｒの位置座標を出力す
る。他方の座標演算部１９ｂは左右一対の検出ユニット
３Ｌ，３Ｒから出力された青画像信号を処理して、青ス
タイラス２ｂの位置座標を出力する。このように、個々
のスタイラスに割り当てられた色に対応した色分解画像
を出力する検出ユニット３Ｌ，３Ｒは先の実施形態のも
のを用いることができる。
デジタイザの第６実施形態を示す模式的な平面図であ
る。本実施形態では、異なる色が割り当てられた複数の
スタイラスの同時使用を可能にしている。ディスプレイ
６の上に規定された座標面１には例えば赤色ＬＥＤ２４
ｒを備えた赤スタイラス２ｒと青色ＬＥＤ２４ｂを備え
た青スタイラス２ｂが配されている。座標面１の周辺に
は左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが配置されてい
る。一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒには座標演算部１９
ｒ，１９ｂが接続されている。一方の座標演算部１９ｒ
は左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒから出力された赤画像
信号を処理して、赤スタイラス２ｒの位置座標を出力す
る。他方の座標演算部１９ｂは左右一対の検出ユニット
３Ｌ，３Ｒから出力された青画像信号を処理して、青ス
タイラス２ｂの位置座標を出力する。このように、個々
のスタイラスに割り当てられた色に対応した色分解画像
を出力する検出ユニット３Ｌ，３Ｒは先の実施形態のも
のを用いることができる。
【００３６】図２２は、本発明に係る光デジタイザの第
７実施形態を示す模式的な部分断面図である。基本的に
は、図１７に示した第５実施形態と類似しており、対応
する部分には対応する参照番号を付して理解を容易にし
ている。本実施形態では、第５実施形態で用いたミラー
に代えて、ハーフミラー１６ｈを用いている。このハー
フミラー１６ｈの後方にはシリンドリカルレンズ３２を
介して光源３１が配されている。光源３１はハーフミラ
ー１６ｈを介して再帰反射部材２２ｔを有するスタイラ
ス２を照明する。検出ユニット３に内蔵したＴＶカメラ
１２は照明を受けたスタイラス２から再帰反射した放射
光をハーフミラー１６ｈを介して受光する。再帰反射部
材２２ｔとしては例えば多数の小さなコーナーキューブ
プリズムを用いることができる。これは極めて効率のよ
い再帰反射部材であり、光源３１の発光強度は比較的小
さくて済む。係る構成により、照明効率を高めることが
でき且つ外乱光によるスタイラスからの不要反射の入光
を防ぐことができる。
７実施形態を示す模式的な部分断面図である。基本的に
は、図１７に示した第５実施形態と類似しており、対応
する部分には対応する参照番号を付して理解を容易にし
ている。本実施形態では、第５実施形態で用いたミラー
に代えて、ハーフミラー１６ｈを用いている。このハー
フミラー１６ｈの後方にはシリンドリカルレンズ３２を
介して光源３１が配されている。光源３１はハーフミラ
ー１６ｈを介して再帰反射部材２２ｔを有するスタイラ
ス２を照明する。検出ユニット３に内蔵したＴＶカメラ
１２は照明を受けたスタイラス２から再帰反射した放射
光をハーフミラー１６ｈを介して受光する。再帰反射部
材２２ｔとしては例えば多数の小さなコーナーキューブ
プリズムを用いることができる。これは極めて効率のよ
い再帰反射部材であり、光源３１の発光強度は比較的小
さくて済む。係る構成により、照明効率を高めることが
でき且つ外乱光によるスタイラスからの不要反射の入光
を防ぐことができる。
【００３７】図２３は、本発明に係る表示装置および光
デジタイザの第８実施形態を示す平面図である。基本的
には、本実施形態は図６に示した第２実施形態と類似し
ている。ディスプレイ６の上に規定された座標面１上で
放射光を発するスタイラス２の位置座標を求めるため、
左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが座標面の周辺に配
されており、放射光を受光して電気信号に変換する。さ
らに、この電気信号を処理して位置座標を算出する。ま
た、座標面１を照明する光源として、蛍光ランプ３１ｅ
が配されている。蛍光ランプ３１ｅはある波長の光源光
を用いて座標面１を照明し、左右の検出ユニット３Ｌ，
３Ｒは蛍光体２２ｅを有するスタイラス２による光源光
の反射により生じた別の波長の放射光を選択的に受光す
る光学フィルター３９Ｌ，３９Ｒをそれぞれ備えてい
る。蛍光ランプ３１ｅは紫外波長の光源光を用いて座標
面１を照明し、左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒは蛍光体
２２ｅを備えたスタイラス２による光源光の反射で生じ
た可視波長の放射光を選択的に受光する光学フィルター
３９Ｌ，３９Ｒを備えている。係る構成によれば、スタ
イラス２以外からの反射光を区別し排除できるので、大
変強力な外乱光対策になる。また、フィルターを用いる
ことにより、表示光や外乱光が検出ユニットに入るのを
防ぐことができる。さらに、光源としては広く普及して
いるブラックライトブルー蛍光ランプ３１ｅ等を用いる
ことができ、さらにスタイラス２の先端に設ける蛍光体
２２ｅは入手容易な蛍光物質を利用することができるの
で、経済性に優れている。また、照明が操作者の目に入
って表示を妨害するのを防ぐことができる。
デジタイザの第８実施形態を示す平面図である。基本的
には、本実施形態は図６に示した第２実施形態と類似し
ている。ディスプレイ６の上に規定された座標面１上で
放射光を発するスタイラス２の位置座標を求めるため、
左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが座標面の周辺に配
されており、放射光を受光して電気信号に変換する。さ
らに、この電気信号を処理して位置座標を算出する。ま
た、座標面１を照明する光源として、蛍光ランプ３１ｅ
が配されている。蛍光ランプ３１ｅはある波長の光源光
を用いて座標面１を照明し、左右の検出ユニット３Ｌ，
３Ｒは蛍光体２２ｅを有するスタイラス２による光源光
の反射により生じた別の波長の放射光を選択的に受光す
る光学フィルター３９Ｌ，３９Ｒをそれぞれ備えてい
る。蛍光ランプ３１ｅは紫外波長の光源光を用いて座標
面１を照明し、左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒは蛍光体
２２ｅを備えたスタイラス２による光源光の反射で生じ
た可視波長の放射光を選択的に受光する光学フィルター
３９Ｌ，３９Ｒを備えている。係る構成によれば、スタ
イラス２以外からの反射光を区別し排除できるので、大
変強力な外乱光対策になる。また、フィルターを用いる
ことにより、表示光や外乱光が検出ユニットに入るのを
防ぐことができる。さらに、光源としては広く普及して
いるブラックライトブルー蛍光ランプ３１ｅ等を用いる
ことができ、さらにスタイラス２の先端に設ける蛍光体
２２ｅは入手容易な蛍光物質を利用することができるの
で、経済性に優れている。また、照明が操作者の目に入
って表示を妨害するのを防ぐことができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示光を含む外乱光に対して強い光デジタイザを実現す
ることができた。また、検出ユニットの取り付けの制約
を減らし、コンパクトな実装が可能な光デジタイザが得
られた。さらに、スタイラスの色を検出することが可能
になり、複数の異なるスタイラスなどを識別したり、複
数のスタイラスによる同時入力を実現できた。さらに、
筆圧などスタイラスの操作に付随する情報を光デジタイ
ザの本体側に経済的に伝達することができた。以上の効
果は光デジタイザのみではなく、これと大型のディスプ
レイとを組み合わせた表示装置に応用した場合、特に顕
著な効果が得られる。
表示光を含む外乱光に対して強い光デジタイザを実現す
ることができた。また、検出ユニットの取り付けの制約
を減らし、コンパクトな実装が可能な光デジタイザが得
られた。さらに、スタイラスの色を検出することが可能
になり、複数の異なるスタイラスなどを識別したり、複
数のスタイラスによる同時入力を実現できた。さらに、
筆圧などスタイラスの操作に付随する情報を光デジタイ
ザの本体側に経済的に伝達することができた。以上の効
果は光デジタイザのみではなく、これと大型のディスプ
レイとを組み合わせた表示装置に応用した場合、特に顕
著な効果が得られる。
【図１】本発明に係る光デジタイザの第１実施形態を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】本発明に係る光デジタイザの第１実施形態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】第１実施形態に組み込まれるレンズを示す平面
図である。
図である。
【図４】第１実施形態の変形例を示す模式図である。。
【図５】第１実施形態に用いられるスタイラスの一例を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図６】本発明に係る光デジタイザの第２実施形態を示
す平面図である。
す平面図である。
【図７】第２実施形態に組み込まれる照明ユニットを示
す模式図である。
す模式図である。
【図８】第２実施形態の動作説明に供するフローチャー
トである。
トである。
【図９】第２実施形態に用いるリニアイメージセンサの
一例を示す模式図である。
一例を示す模式図である。
【図１０】図９に示したリニアイメージセンサの動作説
明に供するフローチャートである。
明に供するフローチャートである。
【図１１】第３実施形態に用いられる照明ユニットを示
す模式図である。
す模式図である。
【図１２】図１１に示した照明ユニットの動作説明に供
するフローチャートである。
するフローチャートである。
【図１３】第３実施形態に用いるスタイラスを示す模式
図である。
図である。
【図１４】第３実施形態の動作説明に供するフローチャ
ートである。
ートである。
【図１５】第４実施形態に用いるスタイラスを示す模式
図である。
図である。
【図１６】第５実施形態を示す平面図である。
【図１７】第５実施形態に組み込まれる検出ユニットを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１８】第５実施形態に用いるスタイラスを示す断面
図である。
図である。
【図１９】図１８に示したスタイラスの回路構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２０】第５実施形態の動作説明に供するフローチャ
ートである。
ートである。
【図２１】第６実施形態を示す平面図である。
【図２２】第７実施形態を示す断面図である。
【図２３】第８実施形態を示す平面図である。
【図２４】従来の光デジタイザを示す模式図である。
【図２５】従来の光デジタイザを示す側面図である。
【図２６】リニアイメージセンサの動作説明に供する模
式図である。
式図である。
１・・・座標面、２・・・スタイラス、３Ｌ・・・左検
出ユニット、３Ｒ・・・右検出ユニット、４・・・遮蔽
枠、５・・・パーソナルコンピュータ、６・・・ディス
プレイ、９・・・レンズ、１１・・・視野、１３・・・
リニアイメージセンサ、１５・・・画面
出ユニット、３Ｒ・・・右検出ユニット、４・・・遮蔽
枠、５・・・パーソナルコンピュータ、６・・・ディス
プレイ、９・・・レンズ、１１・・・視野、１３・・・
リニアイメージセンサ、１５・・・画面
Claims (33)
- 【請求項１】 座標面上で直接的または間接的に放射光
を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の周
辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出
手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演算
手段とを備えた光デジタイザにおいて、 該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ以下に制限
して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して平行化
する光学手段と該座標面の周囲を囲むように配され該視
野から放射光以外の不要光を除去する遮蔽手段とを有す
ることを特徴とする光デジタイザ。 - 【請求項２】 前記検出手段は一対のリニアイメージセ
ンサを含んでおり、互いに異なる方位から該放射光を受
光してそれぞれ指示体の一次元像をあらわす電気信号を
出力し、前記演算手段は該一次元像に基づいて指示体の
二次元位置座標を算出することを特徴とする請求項１記
載の光デジタイザ。 - 【請求項３】 前記光学手段はコリメータレンズを含ん
でおり、放射光のうち実質上座標面と平行な成分のみを
該検出手段の受光面に集光して、受光可能な放射光の範
囲を該座標面に対して平行化することを特徴とする請求
項１記載の光デジタイザ。 - 【請求項４】 前記コリメータレンズは球面の上下を切
除して偏平形状に加工されており、該座標面の上に平行
配置可能であることを特徴とする請求項３記載の光デジ
タイザ。 - 【請求項５】 座標面の上に配置した前記コリメータレ
ンズと座標面から離間して配置した前記検出手段とを結
ぶ光路に介在する反射または屈折手段を備えており、コ
リメータレンズで集光した放射光を反射または屈折して
検出手段に導くことを特徴とする請求項４記載の光デジ
タイザ。 - 【請求項６】 前記コリメータレンズは座標面に垂直な
光軸を有しているとともに、座標面に平行な放射光の成
分を直角に反射してコリメータレンズに導く反射手段が
座標面の上に配されていることを特徴とする請求項３記
載の光デジタイザ。 - 【請求項７】 座標面を照明する光源を備えているとと
もに、前記検出手段は照明を受けた指示体の反射により
間接的に発した放射光を受光することを特徴とする請求
項１記載の光デジタイザ。 - 【請求項８】 前記光源は点灯および消灯を繰り返して
間欠的に座標面をフラッシュ照明するとともに、前記演
算手段はフラッシュ照明に同期して該検出手段から出力
される電気信号を処理することを特徴とする請求項７記
載の光デジタイザ。 - 【請求項９】 前記検出手段は受光量に応じた電荷を蓄
積して電気信号に変換する電荷蓄積素子および電荷の蓄
積を制御するシャッタゲートを有するイメージセンサか
らなり、フラッシュ照明に同期してシャッタゲートを開
閉することを特徴とする請求項８記載の光デジタイザ。 - 【請求項１０】 前記光源は複数の色光を切り替えて座
標面をフラッシュ照明し、前記検出手段は特定の表面色
を有する指示体の反射により生じた放射光をフラッシュ
照明に同期して各色光別に受光し、前記演算手段は該検
出手段から出力される電気信号を処理して指示体の位置
座標の算出に加え表面色を識別することを特徴とする請
求項８記載の光デジタイザ。 - 【請求項１１】 前記光源はある波長の光源光を用いて
座標面を照明し、前記検出手段は蛍光面を有する指示体
による光源光の反射により生じた別の波長の放射光を選
択的に受光する光学フィルターを備えていることを特徴
とする請求項７記載の光デジタイザ。 - 【請求項１２】 前記光源は紫外波長の光源光を用いて
座標面を照明し、前記検出手段は指示体の蛍光面による
光源光の反射で生じた可視波長の放射光を選択的に受光
する光学フィルターを備えていることを特徴とする請求
項１１記載の光デジタイザ。 - 【請求項１３】 前記検出手段はカラーイメージセンサ
からなり、指示体に割り当てられた色に応じた放射光を
受光して対応する電気信号を出力し、前記演算手段は該
電気信号を処理して該指示体の位置座標の算出に加え指
示体の色を識別することを特徴とする請求項１記載の光
デジタイザ。 - 【請求項１４】 座標面上で直接的または間接的に放射
光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の
周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検
出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演
算手段と、該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ
以下に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対
して平行化する光学手段とを備えた光デジタイザであっ
て、 前記検出手段は一対のリニアイメージセンサを含んでお
り、互いに異なる方位から該放射光を受光してそれぞれ
指示体の一次元像をあらわす電気信号を出力し、 前記演算手段は該一次元像に基づいて指示体の二次元位
置座標を算出し、 前記光学手段はコリメータレンズを含んでおり、放射光
のうち実質上座標面と平行な成分のみを該リニアイメー
ジセンサの受光面に集光して、受光可能な放射光の範囲
を該座標面に対して平行化し、 前記コリメータレンズは球面の上下を切除して偏平形状
に加工されており、該座標面の上に平行配置可能であ
り、 座標面の上に配置した前記コリメータレンズと座標面か
ら離間して配置した該リニアイメージセンサとを結ぶ光
路に介在する反射または屈折手段を備えており、コリメ
ータレンズで集光した放射光を反射または屈折して該リ
ニアイメージセンサに導くことを特徴とする光デジタイ
ザ。 - 【請求項１５】 座標面上で直接的または間接的に放射
光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の
周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検
出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演
算手段と、該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ
以下に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対
して平行化する光学手段とを備えた光デジタイザであっ
て、 前記光学手段は座標面に垂直な光軸を有するコリメータ
レンズと、座標面の上に配され座標面に平行な放射光の
成分を直角に反射してコリメータレンズに導く反射手段
とからなり、放射光のうち実質上座標面と平行な成分の
みを該検出手段の受光面に集光して、受光可能な放射光
の範囲を該座標面に対して平行化することを特徴とする
光デジタイザ。 - 【請求項１６】 前記反射手段はハーフミラーからなる
とともに、該コリメータレンズの近傍に光源が配されて
おり該ハーフミラーを介して再帰反射面を有する指示体
を照明し、前記検出手段は照明を受けた指示体から再帰
反射した放射光を該ハーフミラーを介して受光すること
を特徴とする請求項１５記載の光デジタイザ。 - 【請求項１７】 座標面上で間接的に放射光を発する指
示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され
該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該
電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段と、座
標面を照明する光源とを備えた光デジタイザであって、 前記検出手段は照明を受けた指示体の反射により間接的
に発した放射光を受光し、 前記光源は点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標面
をフラッシュ照明するとともに、 前記演算手段はフラッシュ照明に同期して該検出手段か
ら出力される電気信号を処理することを特徴とする光デ
ジタイザ。 - 【請求項１８】 前記検出手段は受光量に応じた電荷を
蓄積して電気信号に変換する電荷蓄積素子および電荷の
蓄積を制御するシャッタゲートを有するイメージセンサ
からなり、フラッシュ照明に同期してシャッタゲートを
開閉することを特徴とする請求項１７記載の光デジタイ
ザ。 - 【請求項１９】 前記光源は複数の色光を切り替えて座
標面をフラッシュ照明し、前記検出手段は特定の表面色
を有する指示体の反射により生じた放射光をフラッシュ
照明に同期して各色光別に受光し、前記演算手段は該検
出手段から出力される電気信号を処理して指示体の位置
座標の算出に加え表面色を識別することを特徴とする請
求項１７記載の光デジタイザ。 - 【請求項２０】 座標面上で放射光を発する指示体の位
置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光
を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号
を処理して位置座標を算出する演算手段と、座標面を照
明する光源とを備えた光デジタイザであって、 前記光源はある波長の光源光を用いて座標面を照明し、
前記検出手段は蛍光面を有する指示体による光源光の反
射により生じた別の波長の放射光を選択的に受光する光
学フィルターを備えていることを特徴とする光デジタイ
ザ。 - 【請求項２１】 前記光源は紫外波長の光源光を用いて
座標面を照明し、前記検出手段は蛍光面を備えた指示体
による光源光の反射で生じた可視波長の放射光を選択的
に受光する光学フィルターを備えていることを特徴とす
る請求項２０記載の光デジタイザ。 - 【請求項２２】 座標面上で直接的または間接的に放射
光を発しながら描画操作およびそれに付随する付帯操作
を行う指示体と、該座標面の周辺に配され該放射光を受
光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処
理して指示体の位置座標を算出する演算手段とを備えた
光デジタイザにおいて、 前記指示体は付帯操作に応じて放射光に含まれる色成分
を変化させる変調手段を備え、 前記検出手段は放射光に含まれる色成分に応じた電気信
号を出力し、 前記演算手段は該検出手段から出力された電気信号を処
理して指示体の描画操作に応じた位置座標の算出に加え
付帯操作に応じた付随情報を取得することを特徴とする
光デジタイザ。 - 【請求項２３】 座標面上で間接的に放射光を発しなが
ら描画操作およびそれに付随する上下動操作を行う指示
体と、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気
信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して指示
体の位置座標を算出する演算手段と、座標面を照明する
光源とを備えた光デジタイザにおいて、 前記光源は複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ
照明し、 前記指示体は上下動操作に応じて表面色が変化し、 前記検出手段は表面色が変化する指示体がフラッシュ照
明を反射することで生じた放射光を該フラッシュ照明に
同期して各色光別に受光し、 前記演算手段は該検出手段から出力される電気信号を処
理して指示体の描画操作に応じた位置座標の算出に加え
上下動操作に応じた表面色の変化を認識することを特徴
とする光デジタイザ。 - 【請求項２４】 座標面の上を移動する輝点を検出して
電気信号に変換した後該電気信号を処理して位置座標を
算出する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴
って座標面を移動する輝点を備えた光スタイラスであっ
て、 描画操作を行うために操られる軸部と輝点を形成する先
端部とを有し、 前記先端部は自発光体と導光体との結合からなり、 前記導光体は円錐または円柱の内部を底面から刳り貫い
た形状を有し、その内面または外面の少なくとも一方が
光拡散性を備えた透明部材からなり、且つ底面部に自発
光体が取り付けられていることを特徴とする光スタイラ
ス。 - 【請求項２５】 座標面の上を移動する輝点を検出して
電気信号に変換した後該電気信号を処理して位置座標を
算出する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴
って座標面を移動する輝点を備えた光スタイラスであっ
て、 描画操作およびそれに付随する付帯操作を行うために操
られる軸部と輝点を形成する自発光体が装着された先端
部とを有し、 前記軸部は付帯操作に応じて自発光体を制御して輝点の
色調を変化させる変調手段を備えており、 描画操作に応じた位置座標の入力に加え付帯操作に応じ
た付随情報の入力を可能にすることを特徴とする光スタ
イラス。 - 【請求項２６】 座標面の上を移動する輝点を検出して
電気信号に変換した後該電気信号を処理して位置座標を
算出する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴
って座標面を移動する輝点を備えた光スタイラスであっ
て、 筆圧の変化を伴なった描画操作を行うために操られる軸
部と外部の照明を反射して輝点を形成する反射体が装着
された先端部とを有し、 前記反射体は第一の色を有し筆圧に応じて上下動するス
ライド部材と、第二の色を有し該スライド部材を覆うカ
バー部材とからなり、 筆圧に応じて第一の色と第二の色の比率が変化すること
により、描画操作に応じた位置座標の入力に加え筆圧の
入力を可能にすることを特徴とする光スタイラス。 - 【請求項２７】 座標面上で直接的または間接的に放射
光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の
周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検
出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演
算手段とを備え、さらに該座標面に重なる画面を構成す
るディスプレイと、求めた位置座標を該画面に映し出す
出力手段とを備えた表示装置において、 該検出手段の視野を該座標面から垂直方向に関し所定の
幅に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対し
て平行化する光学手段と、 該座標面の周囲を囲むように配され該視野から放射光以
外の不要光を除去するのに十分な垂直方向の幅を持つ遮
蔽手段とを有することを特徴とする表示装置。 - 【請求項２８】 座標面上で直接的または間接的に放射
光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の
周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検
出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演
算手段と、該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ
以下に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対
して平行化する光学手段とを備え、さらに該座標面に重
なる画面を構成するディスプレイと、求めた位置座標を
該画面に映し出す出力手段とを備えた表示装置であっ
て、 前記検出手段は一対のリニアイメージセンサを含んでお
り、互いに異なる方位から該放射光を受光してそれぞれ
指示体の一次元像をあらわす電気信号を出力し、 前記演算手段は該一次元像に基づいて指示体の二次元位
置座標を算出し、 前記光学手段はコリメータレンズを含んでおり、放射光
のうち実質上座標面と平行な成分のみを該リニアイメー
ジセンサの受光面に集光して、受光可能な放射光の範囲
を該座標面に対して平行化し、 前記コリメータレンズは球面の上下を切除して偏平形状
に加工されており、該座標面の上に平行配置可能であ
り、 座標面の上に配置した前記コリメータレンズと座標面か
ら離間して配置した該リニアイメージセンサとを結ぶ光
路に介在する反射または屈折手段を備えており、コリメ
ータレンズで集光した放射光を反射または屈折して該リ
ニアイメージセンサに導くことを特徴とする表示装置。 - 【請求項２９】 座標面上で直接的または間接的に放射
光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の
周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検
出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演
算手段と、該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ
以下に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対
して平行化する光学手段とを備え、さらに該座標面に重
なる画面を構成するディスプレイと、求めた位置座標を
該画面に映し出す出力手段とを備えた表示装置であっ
て、 前記光学手段は座標面に垂直な光軸を有するコリメータ
レンズと、座標面の上に配され座標面に平行な放射光の
成分を直角に反射してコリメータレンズに導く反射手段
とからなり、放射光のうち実質上座標面と平行な成分の
みを該検出手段の受光面に集光して、受光可能な放射光
の範囲を該座標面に対して平行化することを特徴とする
表示装置。 - 【請求項３０】 座標面上で間接的に放射光を発する指
示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され
該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該
電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段と、座
標面を照明する光源とを備え、さらに該座標面に重なる
画面を構成するディスプレイと、求めた位置座標を該画
面に映し出す出力手段とを備えた表示装置であって、 前記検出手段は照明を受けた指示体の反射により間接的
に発した放射光を受光し、 前記光源は点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標面
をフラッシュ照明するとともに、 前記演算手段はフラッシュ照明に同期して該検出手段か
ら出力される電気信号を処理することを特徴とする表示
装置。 - 【請求項３１】 座標面上で放射光を発する指示体の位
置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光
を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号
を処理して位置座標を算出する演算手段と、座標面を照
明する光源とを備え、さらに該座標面に重なる画面を構
成するディスプレイと、求めた位置座標を該画面に映し
出す出力手段とを備えた表示装置であって、 前記光源はある波長の光源光を用いて座標面を照明し、
前記検出手段は蛍光面を有する指示体による光源光の反
射により生じた別の波長の放射光を選択的に受光する光
学フィルターを備えていることを特徴とする表示装置。 - 【請求項３２】 座標面上で直接的または間接的に放射
光を発しながら描画操作およびそれに付随する付帯操作
を行う指示体と、該座標面の周辺に配され該放射光を受
光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処
理して指示体の位置座標を算出する演算手段とを備え、
さらに該座標面に重なる画面を構成するディスプレイ
と、求めた位置座標を該画面に映し出す出力手段とを備
えた表示装置において、 前記指示体は付帯操作に応じて放射光に含まれる色成分
を変化させる変調手段を備え、 前記検出手段は放射光に含まれる色成分に応じた電気信
号を出力し、 前記該演算手段は該検出手段から出力された電気信号を
処理して指示体の描画操作に応じた位置座標の算出に加
え付帯操作に応じた付随情報を取得することを特徴とす
る表示装置。 - 【請求項３３】 座標面上で間接的に放射光を発しなが
ら描画操作およびそれに付随する上下動操作を行う指示
体と、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気
信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して指示
体の位置座標を算出する演算手段と、座標面を照明する
光源とを備え、さらに該座標面に重なる画面を構成する
ディスプレイと、求めた位置座標を該画面に映し出す出
力手段とを備えた表示装置において、 前記光源は複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ
照明し、 前記指示体は上下動操作に応じて表面色が変化し、 前記検出手段は表面色が変化する指示体がフラッシュ照
明を反射することで生じた放射光を該フラッシュ照明に
同期して各色光別に受光し、 前記演算手段は該検出手段から出力される電気信号を処
理して指示体の描画操作に応じた位置座標の算出に加え
上下動操作に応じた表面色の変化を認識することを特徴
とする表示装置。
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