KR100725603B1 - 좌표입력장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 좌표입력영역상에 지시동작이 없는 초기상태에서의 검출부의 초기검출신호분포에 대해, 좌표입력영역에 대한 지시도구의 지시동작에 의해 발생하는 신호변화범위를 특정한다. 그리고, 특정된 신호변화범위의 끝부분정보를 검출한다. 검출되는 복수개의 끝부분정보 중 적어도 1개를 이용해서 지시도구의 지시위치의 좌표를 산출한다.

Description

좌표입력장치 및 그 제어방법 {COORDINATE INPUT APPARATUS AND ITS CONTROL METHOD}

도 1은 발명의 실시예에 따른 차광방식의 좌표입력장치의 구성을 나타내는 도면

도 2는 발명의 실시예에 따른 센서유닛의 상세한 구성을 나타내는 도면

도 3A, 도 3B 및 도 3C는 본 발명의 실시예에 따른 센서유닛의 광학적 배치를 나타내는 도면

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어ㆍ연산유닛의 상세한 구성을 나타내는 도면

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어신호의 타이밍 차트

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 센서유닛이 검출하는 광량분포를 설명하기 위한 차트

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서유닛이 검출하는 광량분포를 설명하기 위한 차트

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 신호독출의 타이밍 차트

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 좌표입력유효영역상에서 정의되는 좌표와 센서유닛(1L) 및 (1L)사이의 위치관계를 나타내는 도면

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 수광부를 각각 가지는 센서유닛에 있어서의 좌표산출을 설명하기 위한 도면

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 지시도구로부터의 입력동작에 있어서의 위치관계 및 검출신호의 일례를 설명하기 위한 도면

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 허/실 판정을 설명하기 위한 도면

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차광범위의 끝부분정보에 의거한 좌표산출의 일례를 설명하기 위한 도면

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차광범위의 끝부분정보(각도)의 겹치는 부분의 2등분선과 좌표치사이의 관계를 설명하기 위한 도면

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차광범위의 끝부분정보에 의거한 좌표산출의 상세를 설명하기 위한 도면

도 16은 본 발명의 실시예에 의해 접속되는 차광범위의 수의 조합을 나타내는 도면

도 17A, 도 17B 및 도 17C는 본 발명의 실시예에 의해 검출되는 차광범위의 수의 조합을 설명하기 위한 입력예를 나타내는 도면

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 차광범위의 수에 의거한 데이터 할당을 나타내는 도면

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 좌표 연속성의 판정을 설명하기 위한 도면

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 좌표출력시의 데이터 포맷의 예를 나타내는 도면

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 좌표입력장치가 실행하는 좌표산출처리를 나타내는 플로우차트

도 22는 종래 기술에 있어서의 2점 입력시의 센서유닛의 위치와 차광범위의 관계를 설명하기 위한 도면

도 23A, 도 23B 및 도 23C는 종래기술에 있어서의 센서유닛으로 수광하는 광량분포를 설명하기 위한 도면

도 24는 종래기술에 있어서의 좌표산출의 일례를 설명하기 위한 도면

도 25는 종래기술에 있어서의 센서유닛의 조합과 검출정밀도를 설명하기 위한 도면

도 26은 종래기술에 있어서의 센서유닛의 조합과 검출정밀도를 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1L, 1R: 센서유닛 2: 연산ㆍ제어유닛

3: 좌표입력 유효영역 4: 재귀반사부

5: 펜신호수신부 21: 연산ㆍ제어회로

22: 클록발생회로 23: A/D컨버터

24: 서브 CPU 61, 71: SH신호

62, 72: ICG신호 64: 구동신호

73: LED신호 81: 광량분포

101A, 101B:: 적외LED 102A, 102B: 투광렌즈

103: 상부후드 104:라인CCD

106A, 106B: 수광렌즈 107A, 107B: 적외필터

108A, 108B: 조리개 109: 하부후드

110: 검출소자 132: 메모리

S1, S2, S3: 수광부

본 발명은 좌표입력영역상의 지시위치를 검출하는 좌표입력장치 및 그 제어방법, 그리고 프로그램에 관한 것이다.

지시도구(예를 들면, 전용입력펜, 손가락 등)에 의해 지시되는 좌표점을 입력해서, 접속된 컴퓨터를 제어하거나 문자, 도형 등을 기입하기 위해 사용되는 좌표입력장치가 존재한다.

종래부터, 이런 종류의 좌표입력장치로서는, 각종 방식의 터치 패널이 제안되거나, 또는 시판되고 있으며, 이들 터치 패널은 어떤 특수한 기구 등을 사용하지 않고도 화면상에서 퍼스널 컴퓨터 등의 단말의 조작을 용이하게 할 수 있기 때문에 널리 이용되고 있다.

좌표입력방식으로서는, 저항막을 이용하는 것, 또는 초음파를 이용하는 것 등, 다양한 좌표입력방식이 있지만, 미국특허공보 제 4,507,557호에 기재된 바와 같이, 광을 이용한 좌표입력방식도 있다. 미국특허공보 제 4,507,557호는 다음의 구성을 개시하고 있다. 즉, 좌표입력영역의 외측에 재귀성 반사시트를 설치하고, 좌표입력영역의 구석에 배치된, 광으로 대상물을 조명하는 조명부와 광을 수광하는 수광부는, 좌표입력영역내에 있어서 광을 차폐하는 손가락 등의 차폐물과 수광부간의 각도를 검출하기 위해 사용하고, 그 검출결과에 근거해서, 그 차폐물의 지시위치를 결정하고 있다.

또, 일본국 공개특허공보 제 2000-105671호, 동 제 2001-142642에는, 재귀반사부재를 좌표입력영역의 주변에 구성하고, 재귀 반사광이 차광되는 부분(차광부분)의 좌표를 검출하는 좌표입력장치가 개시되어 있다.

예를 들면, 일본공개특허공보 제 2000-105671호에 개시된 장치에 있어서는, 미분 등의 파형처리 연산동작에 의해 수광부가 수광하는, 차폐물에 의한 차광부분의 피크를 검출하고, 이 처리에 의해, 수광부에 대한 차광부분의 각도를 검출하며,그 검출결과에 의거해서 그 차폐물의 위치좌표를 산출하고 있다. 또, 일본국 공개특허공보 제 2001-142642호는, 특정의 레벨패턴과의 비교에 의해 차광부위의 한쪽의 끝부분과 다른 한 쪽의 끝부분을 검출하고, 이들 위치좌표의 중심을 검출하는 구성을 개시하고 있다.

여기서, 일본국 공개특허공보 제 2000-105671호 및 동 2001-142642호에 개시된 바와 같은, 차광위치를 검출하고 좌표를 산출하는 방식을 이하 차광방식이라고 칭한다.

또, 이러한 차광방식에 의한 좌표입력장치에 있어서는, 특히 그 좌표입력영역의 사이즈가 큰 경우에는, 복수의 조작자가 동시에 입력하는 것을 허용해서, 보 다 편리하고 효율적인 회의 등을 달성하고자 하는 용도의 요구가 일어나고 있다. 그 때문에, 복수의 동시입력에 대응하는 좌표입력장치가 제안되고 있다.

복수의 위치좌표를 동시에 입력하기 위해서, 일본국 공개특허공보 제 2002-055770호나 동 제 2003-303046호 또는 일본국 특허등록공보 제 2896183호는 1개의 수광센서로 복수의 차광부분의 각도를 검출하고, 각 센서의 각도의 조합으로부터 몇 개의 입력좌표후보를 산출하며, 이들 입력좌표후보로부터 실제로 입력한 위치좌표를 검출하는 기술을 개시하고 있다.

예를 들면, 2개의 좌표점의 입력의 경우에는, 입력좌표후보로서 최대 4개의 좌표를 산출하고, 이들 4개의 점중 실제로 입력한 좌표 2개의 좌표점을 판정해서 출력한다. 즉, 이 판정에 있어서, 복수의 입력좌표후보중에서 실제의 입력좌표점과 허위의 입력좌표점을 선별하고, 이에 의해 최종적인 입력좌표점을 판정한다. 그리고, 이 판정을 이후 허/실 판정이라고 칭한다.

이 허/실 판정의 구체적인 방법으로서, 일본국 공개특허공보 제 2003-303046호 또는 일본국 특허등록공보 제 2896183호는 다음의 기술을 개시하고 있다. 즉, 종래의 좌표입력영역의 한 변의 양단에 좌표입력영역내에서 지시된 위치좌표를 정밀도 좋게 산출하기에 충분한 거리만큼 간격을 두고 떨어지도록 제 1 및 제 2센서가 배치되어 있다. 또, 제 1 및 제 2센서로부터 좌표입력영역내에서 지시된 좌표를 정밀도 좋게 산출하기에 충분한 거리만큼 간격을 두고 떨어지도록 제 1 및 제 2센서의 사이의 위치에 제 3센서가 설치되어 있다. 그리고, 이 제 3센서의, 제 1 및 제 2센서의 각도정보와는 다른 각도정보에 의거해서 제 1 및 제 2센서로 검출된 복 수개의 각도정보에 대해 상기 허/실 판정이 이루어진다.

또, 종래의 차광방식의 좌표입력장치에 있어서의 수광부를 구성하는 수광소자에 의한, 손가락 등의 지시도구가 차광하는 차광부분의 검출방법으로서는, 일본국 공개특허공보 제 2001-142642호에서 수광소자의 출력신호에 있어서의 차광부분의 한 쪽의 끝부분과 다른 쪽의 끝부분사이의 중심을 지시도구에 대응하는 검출좌표로서 검출하는 기술을 제안하고 있다. 또, 단순하게, 일본국 공개특허공보 제 2002-055770호는 수광소자가 검출하는 차광부분에 대응하는 화소번호로서 차광부분의 위치를 검출하는 기술을 제안하고 있다. 이들 차광부분의 검출방법은 차광부분의 중심을 실제의 지시도구의 중심으로서 산출하고, 이 중심을 각도정보로서 좌표산출에 이용하고 있다.

그러나, 종래의 차광방식과 같이, 차광부분의 광량분포의 피크로부터, 또는, 차광그림자에 관련되는 광량분포의 양단에 의해 규정되는 광량분포의 중심으로부터 각도를 검출하고, 각 수광부로부터 검출되는 각도의 조합에 의거해서 지시된 위치좌표를 산출하는 기술에 있어서는, 복수의 위치좌표, 예를 들면, 적어도 2개소의 위치좌표를 동시에 입력하는 경우에는, 이들 2개소의 입력점은 소정의 수광부로부터 보아 대략 직선상으로 서로 겹치는 일이 있다.

따라서, 2개소의 입력점에 대한 차광그림자가 수광부로부터 보아 서로 겹치는 경우에는, 각각의 차광그림자를 분리해서 각 입력점의 각도를 검출할 수 없고, 이에 의해, 좌표입력이 불가능하게 된다.

이러한 경우의 구체적인 예를 도 22를 이용해서 이하 설명한다.

예를 들면, 도 22에 나타낸 좌표입력영역상의 위치를, 각각 지시도구(A)와 지시도구(B)로 지시하는 경우, 도 22 중의 수광부(S2)의 위치에 있는 지시도구(A)와 지시도구(B)에 대응하는 광량분포는, 도 23b의 (A) 및 (B)로 표시한 바와 같이 되고, 지시도구(A)와 지시도구(B)의 2점의 차광위치에 대응하는 차광그림자는 분리해서 검출된다.

또, 참조데이터로서, 아무것도 지시 입력하지 않는 경우의 광량분포는 도 23(A)에 도시한 바와 같이 된다. (C)의 위치에 있는 광량분포의 골짜기는, 좌표입력영역의 주위에 설치한 재귀반사부재의 각도특성, 거리에 의한 감쇠 등의 요인에 의해 생긴 광량분포에 해당한다.

한편, 도 22에 나타낸 수광부(S1)의 경우에 있어서의 지시도구(A)와 지시도구(B)에 대응하는 광량분포는, 도 23(C)에 나타낸 바와 같고, 지시도구(A)와 지시도구(B)의 2점부분에 대응하는 차광그림자는 서로 겹쳐서 검출된다. 이 겹친 차광그림자(차광 겹침)를 가지는 광량분포(차광광량분포)의 정보에 있어서는, 도 23(c)에 나타낸 바와 같이, 도 23(b)의 A와 B가 부분적으로 서로 겹치고 있는 경우에는 (소위, 부분개기식이 발생하고 있는 경우에는), 각각의 지시도구의 차광범위의 한 쪽 끝부분의 정보가 얻어진다. 그 때문에, 종래의 차광범위의 양단의 정보로부터 그 중심, 또는 중심의 화소번호에 의거해서 위치(각도)를 산출하는 방법에서는, 지시도구(A)와 지시도구(B)의 좌표점을 산출하는것은 불가능하다.

또, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 앞쪽의 제 1지시도구의 그림자가, 대상 수광부에 대해 수광부에서 더 먼 쪽의 제 2지시도구의 그림자를 완전히 포함하는 경우에는(소위, 완전 개기식이 발생하고 있는 경우에는), 앞 쪽의 제 1지시도구의 중앙위치(각도)는 그 차광그림자의 양단에 의거해서 산출할 수 있지만, 더 먼 쪽의 제 2지시도구에 관한 정보는 얻을 수 없다.

따라서, 상기 한 종래의 기술에 있어서는, 복수의 지시도구의 동시 입력에 의해 발생하는 차광그림자의 수를 미리 검출하고, 예를 들면, 제 2수광부로 검출하는 그림자 수가 예를 들면, "2"이고, 제 1수광부로 검출하는 그림자수가 "1"인 경우에는, 지시도구에 대응하는 차광그림자가 제 1수광부에 의해 검출되는 광량분포에 대해 서로 겹치고 있는 것으로 판정한다.

이러한 경우에 있어서는, 일본국 특허등록공보 제 2896183호는, 그러한 상태의 발생을 나타내는 경고를 발함으로써, 사용자의 주의를 환기시켜서,그 상태를 회피하는 구성을 채용하고 있다. 또, 일본국 공개특허공보 제 2002-055770호 또는 동 제 2003-303046호에서는, 제 1수광부를 겹침이 없는 분리된 2개의 차광그림자를 검출할 수 있는 다른 제 3 수광부로 절환하고, 그 2개의 차광그림자를 검출할 수 있는 수광부(이 경우, 제 1수광부 및 제 3 수광부)를 이용해서 각도를 검출한다. 그 후, 각 수광부로부터 입력되는 입력좌표후보에 대해 상술한 허/실 판정을 행해서, 최종적인 2점의 실(實) 입력좌표를 결정해야 한다.

이 경우, 허/실 판정은, 차광겹침을 검출하는 수광부의 각도정보에 의해서도 충분히 가능하기 때문에, 일본국 공개특허공보 제 2003-303046호 또는 일본국 특허등록공보 제 2,896,183호는, 이 차광겹침을 검출하는 수광부의 각도정보를 이용해 서 허/실 판정을 하고 있다.

이상과 같이, 차광방식의 좌표입력장치에서는, 예를 들면, 2개의 지시도구를동시에 사용해서 입력하는 경우, 수광부에 대해 아주 일부에라도 차광겹침이 생기고, 그 2개의 지시도구에 대응하는 차광그림자가 연결되어 분리할 수 없는 경우에는, 그 연결된 차광그림자를 1개의 지시도구로부터의 그림자로 간주하면, 실제의 위치로부터의 편차에 의해 좌표검출의 정밀도가 열화하고, 더욱 정확한 위치 정밀도가 필요한 경우에는, 입력이 불가능으로 되어 조작상 심각한 지장으로 된다.

여기서, 차광겹침을 검출하는 수광부의 각도정보를 사용하지 않고, 그 차광겹침을 검출하는 수광부로부터 소정거리만큼 간격을 두고 떨어져 배치된 다른 제 3 수광부로 절환해서 좌표를 산출하는 경우에는, 다음과 같은 문제가 발생한다.

수광부의 절환시에, 산출된 좌표의 불연속성이 발생한다. 실제로는, 각 수광부는 특성이 다르므로, 수광부가 절환되는 전후의 영역에서 위치좌표가 불연속적으로 되는 경우가 있다.

이 수광부에 의한 불연속성은, 수광부 자체의 디바이스로서의 격차에 의해 발생하는 경우는, 어느 정도 보정에 의해 조정할 수 있다.

그렇지만, 상기 종래 기술에 있어서는, 수광부간거리 자체를 좌표산출에 이용하므로, 충분히 정밀도 좋게 위치좌표를 산출하기 위해서는, 수광부간 거리를 일정거리 이상 떼어 놓아야한다. 또, 좌표입력영역에서 적어도 한 쪽의 수광부가 2개의 차광그림자를 분리해서 검출하도록 하기 위해서도, 일정거리 이상 간격을 두고 떨어져 배치되는 것이 필요하다. 이 이유로 이러한 배치에 의해 검출광량분포의 격 차가 생겨서 수광부의 절환시에 산출된 위치좌표의 연속성에 영향을 줄 가능성이 더욱 높다.

차광겹침을 검출하는 수광부의 각도정보를 이용하지 않고, 그 차광겹침을 검출하는 수광부로부터, 소정거리 만큼 간격을 두고 떨어진 위치에 배치된 다른 제 3 수과부로 절환해서 위치좌표를 산출하는 경우에 발생하는 다른 문제는, 수광부 위치와 좌표입력영역사이의 관계로부터 생기는 좌표검출 정밀도의 열화이다.

예를 들면, 도 24에 나타낸 바와 같이, 2개소, 즉, 통상의 단수 지시에 의한 좌표입력영역의 한 변의 좌우의 양단 근방에 배치되는 수광부(1)과 수광부(2)의 각각의 각도정보의 조합으로서, 좌표입력영역의 위치(1) 및 위치(2)에 좌표를 입력하는 경우에는, 각 수광부의 각도에 관련된 일정한 오차가 현저하게 확대하지 않고, 산출된 좌표에 영향을 주는 정도가 작다.

또, 복수의 동시입력의 경우에서는, 도 22에 도시한 바와 같이, 그 지시 위치로부터 거리가 더 먼 수광부(S1)가 차광겹침을 검출하고 있는 경우에는, 그 차광겹침을 검출하는 수광부(S1)는, 도 22에 나타내는 수광부(S3)로 절환되고, 따라서 도 24의 경우와 마찬가지로, 수광부 위치와 좌표입력영역사이의 관계로부터 생기는 좌표검출정밀도의 열화의 문제는 발생하지 않는다.

그러나, 도 25에 나타낸 바와 같이, 그 지시된 위치로부터 거리가 더 가까운 수광부(S2)는, 도 26에 나타낸 바와 같이, 수광부(S3)로 절환된다. 그러나, 이 경우, 특히, 지시도구(A)의 위치에 있어서의 지시에 관해서는, 지시 위치의 중심을 통과하는, 굵은선으로 표시한, 수광부(S1), 지시도구(A) 및 수광부(S3)가 이루는 각도가 극단적으로 작아지고, 기하학적으로 명백한 바와 같이, 오차의 영향이 커지며, 이 때문에 좌표산출 정밀도의 현저한 열화를 초래할 가능성이 더욱 커진다.

또, 좌표입력장치와 일체적으로 구성되는 표시기의 구조 및 사양에 따라서는, 종래의 상기 좌표입력영역의 상변이나 하변의 좌우 양단에 있는 수광부 사이의 중앙부분에, 차광 겹침의 검출시에 선택적으로 사용되는 수광부를 배치하기 위한 스페이스의 확보가 어려워지는 경우가 있다.

또, 그 중앙부에 배치되어 있는 수광부는, 구석부에 설치된 수광부에 비해 검출범위가 넓어야하고, 이 때문에 단독의 수광부에 의해 광학적으로 180°에 가까운 시야각을 확보하기 위해서는, 예를 들면, 미러 구성 등에 의해 좌표입력영역과의 실질적인 광로길이를 길게 하던가, 또는 복수의 수광부로 시야범위를 분담해야한다. 그리고, 이 미러구성의 경우, 또는 복수의 수광부의 경우의 어느 경우에도, 더욱 넓은 표시기 주위의 설치 스페이스를 필요로 하고, 소위 화상프레임의 크기가 커진다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 복수의 지시입력을 검출하고, 그 지시입력의 위치 좌표를 정밀도 좋게 산출할 수가 있는 좌표입력장치 및 그 제어 방법, 그리고 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기의 목적은,

좌표입력영역상의 지시위치를 검출하는 좌표입력장치로서,

상기 좌표입력영역에 대한 지시수단의 지시동작의 유무를 검출하는 검출수단과; 상기 좌표입력영역상에 지시동작이 없는 경우의 초기상태에서 상기 검출수단의 초가검출신호분포에 대해 상기 좌표입력영역에 대한 지시수단의 지시동작에 의해 발생하는 신호변화범위를 특정하는 특정수단과; 상기 특정수단으로 특정된 신호변화범위의 끝부분정보를 검출하는 끝부분정보 검출수단과; 상기 끝부분정보 검출수단으로 검출되는 복수개의 끝부분정보의 적어도 1개를 이용해서 상기 지시수단의 지시위치의 좌표를 산출하는 산출수단을 구비한 좌표입력장치를 제공함으로써 달성된다.

또, 바람직한 실시예에 있어서, 상기 검출수단은, 상기 좌표입력영역의 다른 위치에 배치된 복수의 검출수단으로 이루어지고, 상기 산출수단은, 상기 복수의 검출수단의 각각에 대응하는 끝부분정보로 특정되는 좌표와 대응하는 검출수단의 기준위치를 연결하는 선분끼리의 교점에 의해 규정되는 각도의 2등분선의 교점을 상기 지시수단의 지시위치의 좌표로서 산출한다.

또, 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 산출수단은, 상기 특정수단으로 특정된 신호변화범위의 수에 의거해서, 상기 끝부분정보검출수단으로 검출되는 상기 복수개의 끝부분 정보중, 좌표산출에 이용하는 끝부분정보의 조합을 결정한다.

또, 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 장치는, 상기 산출수단이 좌표후보로서 복수의 좌표를 산출하는 경우, 상기 좌표후보로부터 상기 지시수단의 지시위치에 대응하는 좌표를 판정하는 판정수단을 또 구비한다.

또, 바람직한 실시예에 있어서, 상기 검출수단은, 상기 좌표입력영역의 다른 위치에 배치된 복수의 검출수단으로 이루어지고, 상기 산출수단은, 상기 복수의 검출 수단마다 얻어지는, 상기 특정수단으로 특정되는 신호변화범위의 수에 의거해서 복수의 지시수단에 의한 지시동작에 대응하는 신호변화범위의 겹침의 정도를 판정한다.

또, 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 검출수단은, 이 검출수단과 광원과의 사이에 광을 차폐 또는 반사하는 차폐물이 존재하는 경우의 차폐범위의 유무에 근거해서 상기 좌표입력영역상에 대한 지시동작의 유무를 검출한다.

또, 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 검출수단은, 이 검출수단과 진동발생원과의 사이에 진동의 전파를 차폐하는 차폐물이 존재하는 경우의 차폐범위의 유무에 근거해서 상기 좌표입력영역상에 대한 지시의 유무를 검출한다.

또, 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 좌표입력영역은 표시장치의 표시면으로서 이용되거나, 또는 상기 표시장치의 표시면에 겹쳐서 배치되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기의 목적은, 좌표입력영역상에 대한 지시수단의 지시동작의 유무를 검출하는 검출부로 이루어지고, 상기 좌표입력영역상에서의 지시위치를 검출하는 좌표입력장치의 제어방법으로서,

상기 좌표입력영역상에서 지시동작이 없는 초기상태에서의 상기 검출부의 초기검출신호분포에 대해 상기 좌표입력영역에 대한 지시수단의 지시동작에 의해 발생하는 신호변화범위를 특정하는 특정단계와; 상기 특정단계에서 특정된 신호변화범위의 끝부분정보를 검출하는 끝부분정보검출 단계와; 상기 끝부분정보검출 단계에서 검출된 복수개의 끝부분정보 중, 적어도 하나를 이용해서 지시수단의 지시위치의 좌표를 산출하는 산출 단계를 구비한 좌표입력장치의 제어방법에 의해서 달성된다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 유첨도면을 참조한 이하의 설명으로부터 명 백해질 것이며, 유첨도면에서 동일한 참조부호는 도면 전체에 걸쳐서 동일 또는 유사한 구성부품을 나타내는 것이다.

본 명세서에 포함되고, 본 명세서의 일부를 구성하는 유첨도면은 본 발명의 실시예를 설명하는 것이며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 유첨 도면에 따라서 상세하게 설명한다.

<장치구성의 개략 설명>

먼저, 도 1을 참조해서 전체 좌표입력장치의 개략 구성을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광차단방식의 좌표입력장치의 구성을 나타내는 개략적 도면이다.

도 1에 있어서, (1L) 및 (1R) 는 각각 투광부 및 수광부를 가지는 센서유닛이며, 본 실시예에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 좌표입력면으로서 좌표입력 유효영역(3)의 X축에 평행하고, 또한 Y축에 대칭인 위치에, 소정의 거리만큼 간격을 두고 떨어져 배치되어 있다. 센서유닛(1L) 및 (1R)은, 제어ㆍ연산 유닛(2)에 접속되어 제어신호를 제어ㆍ연산 유닛(2)로부터 수신하고, 검출한 신호를 제어ㆍ연산 유닛(2)에 송신한다.

(4)는 입사광을 도달방향으로 반사하는 재귀반사면을 가지는 재귀 반사부이며, 이 재귀반사부(4)는 도 1에 도시된 바와 같이, 좌표입력 유효영역(3)의 3개의 외측 변에 도 1에 도시된 바와 같이 배치되고, 각 재귀반사부(4)는 좌우 센서유닛(1L) 및 (1R)로부터 약 90°범위내에서 투광된 광을, 센서유닛(1L) 및 (1R)를 향해 재귀 반사한다.

각, 재귀 반사부(4)는, 극히 미세하게 3차원의 구조를 가지는 것에 주목해야하고, 현재는 주로 비드타입(bead type)의 재귀반사 테이프, 또는 코너큐브(coner cube)를 예를 들면 기계가공 등에 의해 규칙적으로 배열하는 것에 의해 재귀현상을 일으키는 재귀반사 테이프가 재귀 반사부(4)로서 알려져 있다.

재귀 반사부(4)로 재귀 반사된 광은, 센서유닛(1L) 및 (1R)에 의해 1차원적으로 검출되고, 그 광량분포가 제어ㆍ연산유닛(2)에 송신된다.

좌표입력 유효영역(3)은, PDP, 리어 프로젝터, LCD 패널 등의 표시장치의 표시화면으로서 구성되는 경우에는 인터액티브한 입력장치로서 사용할 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 좌표입력 유효영역(3)에 지시도구(손가락이나 지시도구 등)에 의한 입력지시가 이루어지면 투광부로부터 투광된 광이 차단된다(차광부분의 발생). 이 경우, 센서유닛(1L) 및 (1R)의 수광부에서는 그 차광부분의 광(재귀반사에 의한 반사광)을 검출할 수 없기 때문에, 그 결과, 어느 방향으로부터의 광을 검출할 수 없었는지를 판별할 수 있다.

그 후, 제어ㆍ연산유닛(2)는, 좌우의 센서유닛(1L) 및 (1R)가 검출하는 광량의 변화에 의거해서, 지시도구에 의해 지시된 위치의 복수의 차광범위를 검출하고, 그 차광범위의 끝부분정보에 의거해서, 센서유닛(1L) 및 (1R)에 대한 차광영역의 끝부분의 방향(각도)을 산출한다.

제어ㆍ연산부(2)는 검출된 차광범위의 수에 의거해서 좌표 산출에 이용하는 차광범위로부터 얻을 수 있는 데이터를 결정하고, 각각 산출된 방향(각도), 센서유 닛(1L) 및 (1R)간의 거리 정보 등에 의거해서, 좌표입력 유효영역(3)상의 지시도구의 차광위치를 나타내는 좌표값을 기하학적으로 산출한다. 표시장치에 접속되고 있는 호스트 컴퓨터 등의 외부 장치에, 인터페이스(7)(예를 들면, USB, IEEE1394 등)을 개재해서 그 좌표치를 출력한다.

이러한 방법으로, 지시도구에 의해 외부단말의 조작(화면상에 선을 묘화하거나 표시장치에 표시되는 아이콘을 조작하는 등)이 가능하게 된다.

<센서유닛(1)의 상세한 설명>

다음에, 센서유닛(1L) 및 (1R)내의 구성에 대해, 도 2를 이용해서 설명한다. 또, 센서유닛(1L) 및 (1R)는, 대략 투광부와 수광부로 구성된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서유닛의 상세한 구성을 나타낸다.

도 2에 있어서, (101A) 및 (101B)는, 적외광을 발하는 적외 LED이며, 상기 적외LED (101A) 및 (101B)는, 투광렌즈(102A) 및 (102B)에 의해 재귀 반사부(4)를 향해 약 90˚범위내에서 광을 투광한다. 여기서, 각 센서유닛(1L) 및 (1R)중의 투광부는, 상기 적외 LED(101A) 및 (101B)와 투광렌즈(102A) 및 (102B)에 의해 실현된다. 이와 같이 해서, 센서유닛(1L) 및 (1R)의 각각은, 2개의 투광부로 구성된다.

투광부에 의해 투광된 적외광은, 재귀반사부(4)에 의해 도달방향으로 재귀반사되고 센서유닛(1L) 및 (1R) 내의 수광부에 의해 그 광을 검출한다.

각 수광부는, 광선의 시야를 제한함과 동시에 전기적인 실드로되는 실드(shield) 부재(105)를 형성한 1차원의 라인CCD(104)를 가지며, 또 각 수광유닛은, 집광광학계로서의 수광용 렌즈(106A) 및 (106B), 입사광의 입사방향을 개략 제한하 는 조리개(108A) 및 (108B) 및 가시광선 등의 여분의 광(외란광)의 입사를 방지하는 적외필터(107A) 및 (107B)를 구비하고 있다.

그리고, 재귀반사부(4)에 의해 반사된 광은, 적외필터(107A) 및 (107B)와 조리개(108A) 및 (108B) 를 개재해서 수광용 렌즈(106A) 및 (106B)에 의해 라인CCD(104)의 검출소자(110) 표면에 집광된다. 이렇게해서, 센서유닛(1L) 및 (1R)의 각각은 2개의 수광부를 포함하게 된다.

부재(103) 및 부재(109)는, 투광부 및 수광부를 구성하는 광학부품이 배치되고, 투광부에서 투광한 광이 직접 수광부에 입사하는 것을 방지하거나, 또는 외래광을 커트하는 상부 후드(hood)(103) 및 하부 후드(109)로서 각각 기능한다.

본 실시예에 있어서는, 조리개(108A) 및 (108B) 는 하부 후드(109)에 일체로 성형되고 있지만, 별도의 부품으로 형성해도 된다. 또, 상부 후드(103)측에, 조리개(108A) 및 (108B) 와 수광용 렌즈(106A) 및 (106B) 의 위치 결정부를 형성하는 것에 의해, 투광부의 발광중심에 대한 수광부의 위치결정을 용이하게 하는 구성 (즉, 상부 후드(103)에만, 모든 주요한 광학부품을 배치할 수 있는 구성)을 실현하는 것도 가능하다.

도 3a는 도 2의 상태의 센서유닛(1L)(1R) 의 조립상태를, 정면방향(좌표입력면에 대해 수직인 방향)으로부터 본 도면이다. 도 3a에 나타낸 바와 같이, 센서유닛(1L)(1R) 내의 2개의 투광부는, 소정의 거리 d만큼 간격을 두고 떨어진 상태로 이들의 주광선 방향이 대략 평행하게 되고, 투광렌즈(102A) 및 (102B)에 의해 대략 90°범위내에서 광을 투광하도록 구성되어 있다.

도 3b는, 센서유닛(1L)(1R)의 도 3a에서 굵은 화살표로 나타낸 부분의 단면도이며, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 적외LED(101A)(101B)로 부터의 광은, 투광렌즈(102A)(102B)에 의해 좌표입력면에 대략 평행하게 제한된 광속으로서 주로 재귀반사부(4)를 향해서 투광된다.

한편, 도 3c는 도 3a에 있어서의 적외LED(101A) 및 (101B), 투광렌즈(102A) 및 (102B) 및 상부 후드(103)을 제거한 상태를 정면방향(좌표입력면에 대해 수직인 방향)으로부터 본 도면이다.

본 실시예에 있어서는, 투광부와 수광부는 이들을 좌표입력면인 좌표입력 유효영역(3)에 수직인 방향으로 중첩한 배치의 구성(도 3b 참조)을 채용하고 있고, 이 경우, 투광부 및 수광부는, 정면방향(좌표입력면에 대해 수직인 방향)으로부터 볼때, 각 투광부의 발광중심과 각 수광부의 기준위치(즉, 각도를 계측하기 위해 이용되는 기준점위치에 상당하고, 본 실시예에 있어서는 조리개(108A)(108B)의 위치, 즉 도 3c에서의 광선의 교차점이 됨)가 일치하는 구조를 가진다.

따라서, 상술한 바와 같이, 2개의 투광부는 소정의 거리 d만큼 간격을 두고 떨어진 상태로, 이들의 주광선 방향이 대략 평행하게 되도록 배치되고 있고, 따라서 2개의 수광부도 마찬가지로 소정의 거리 d만큼 간격을 두고 떨어진 상태로, 이들의 광축(광학적인 대칭축)이 대략 평행하게 되도록 구성되어 있다.

각, 투광부에 의해 투광된, 좌표입력면에 대략 평행한 광속, 즉, 면내방향에 대략 90°의 범위로 투광되는 광은, 재귀반사부(4)에 의해 광의 도달 방향으로 재귀반사되고, 적외필터(107A)(107B), 조리개(108A)(108B) 및 수광렌즈(106A)(106B) 를 개재해서, 라인CCD(104)의 검출소자(110) 면상에 집광해서 결상된다.

따라서, 라인CCD(104)의 출력신호는 반사광의 입사각에 응한 광량분포를 출력하게 되므로, 라인CCD(104)를 구성하는 각 화소의 화소번호가 각도정보를 나타내게 된다.

도 3b에 나타내는 투광부와 수광수 사이의 거리(L)는, 투광부로부터 재귀반사부(4)까지의 거리에 비해 충분히 작은 값이며, 그래서 거리(L)를 가지고 있어도, 충분한 재귀반사광을 각 수광부에 의해 검출할 수 있다.

상술한 바와 같이, 센서유닛(1L)(1R)는, 적어도 2개의 투광부와 이들 투광부에 의해 투광된 광을 각각 검출하는 2개의 수광부(본 실시예에서는, 투광부가 2쌍, 수광부가 2쌍)를 가지는 구성을 채용하고 있다.

본 실시예에 있어서는, 수광부의 일부인 라인CCD(104)에 라인형상으로 배치된 검출소자(110)의 좌측부분을 제 1수광부의 집광영역으로 이용하고 우측부분을 제 2수광부의 집광영역으로 이용하며, 이러한 구성에 의해 부품을 공통화하고 있지만, 본 발명은 이러한 특징의 구성에 한정되는 것은 아니고, 수광부에 개별적으로 라인CCD를 설치해도 된다.

<제어ㆍ연산유닛의 설명>

제어ㆍ연산유닛(2)와 센서유닛(1L) 및 (1R)는 주로, 수광부내의 라인CCD(104)용의 CCD 제어신호, CCD용 클록신호 및 출력신호, 그리고 투광부내의 적외LED(101A) 및 (101B) 의 구동신호를 교환하고 있다.

여기서, 제어ㆍ연산유닛(2)의 상세한 구성을, 도 4를 이용해서 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어ㆍ연산유닛의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.

CCD제어신호는, 1칩 마이크로컴퓨터 등으로 구성되는 연산제어회로(CPU) (21)으로부터 출력되어 라인CCD(l04)의 셔터 타이밍을 설정하거나, 데이터의 출력제어 등을 한다.

또, 이 연산제어회로(21)은, 클록발생회로(CLK)(22)로부터의 클록신호에 따라 동작한다. 또, CCD용의 클록신호는, 클록발생회로(CLK)(22)로부터 센서유닛(1L) 및 (1R)에 송신됨과 동시에, 센서유닛 내부의 라인CCD(104)와 동기해서 각종 제어를 실시하기 위해서, 연산제어회로(21)에도 입력되고 있다.

투광부내의 적외 LED(101A) 및 (101B)를 구동하기 위한 LED구동신호는, 연산제어회로(21)으로부터 LED구동회로(도시되지 않은)를 개재하여, 대응하는 센서유닛(1L) 및 (1R)의 투광부내의 적외 LED(101A) 및 (101B)에 공급되고 있다.

센서유닛(1L) 및 (1R)의 수광부내의 라인CCD(104)로부터의 검출신호는, A/D컨버터(23)에 입력되고, 연산제어회로(21)으로부터의 제어에 의해, 디지털치로 변환된다. 이 변환된 디지털치는 메모리(132)에 기억 되어 지시도구의 각도계산에 이용된다. 그리고, 이 계산된 각도로부터 좌표치가 산출되고 외부 단말에 시리얼 인터페이스(7)(예를 들면, USB, IEEE1394, RS232C 인터페이스 등)을 개재해서 출력된다.

또, 지시도구로서 펜을 사용하는 경우, 펜으로부터의 펜 신호를 수신하는 펜 신호 수신부(5)는, 펜 신호를 복조해서 발생한 디지털신호를 출력하고, 이 디지털 신호는 펜 신호 검출회로로서의 서브CPU(24)에 입력되어 펜 신호가 해석된 후, 그 해석결과가 연산제어회로(21)에 출력된다.

<광량분포 검출의 설명>

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어신호의 타이밍 차트이다.

특히, 도 5는, 센서유닛(1L)(1R) 중의 하나의 수광부 및 이에 대응하는 조명으로서의 적외 LED(101A)(101B)에의 제어신호의 타이밍 차트이다.

(71), (72)는 CCD 제어용의 제어신호이며, SH신호(71)의 간격에 의해, 라인CCD(104)의 셔터개방시간이 결정된다. ICG신호(72)는 센서유닛(1L)(1R)에의 게이트신호이며, 내부의 라인CCD(104)의 광전전환부의 전하를 독출부에 전송하기 위해 이용된다.

(73)은 적외 LED(101A)(101B)의 구동신호이며, SH신호(7l)의 주기로, 적외 LED(101A)(10lB)를 점등하기 위해서, LED신호(73)가 적외 LED(101A)(101B)에 공급된다.

그리고, 센서유닛(1L) 및 (1R)의 쌍방의 투광부의 구동동작이 종료한 후에, 센서유닛(1L) 및 (1R)의 쌍방의 수광부(라인CCD(101))의 검출신호가 독출된다.

센서유닛(1L) 및 (1R)의 쌍방으로부터 독출되는 검출 신호로서는, 좌표입력 유효영역(3)에의 지시도구에 의한 입력이 없는 경우에는, 각각의 센서유닛로부터의 출력으로서 도 6에 도시한 광량분포를 얻는다. 물론, 이러한 광량분포를 모든 시스템에서 항상 얻을 수 것은 아니고, 재귀 반사부(4)의 재귀반사특성이나 투광부의 특성, 및 경시변화(반사면의 오염 등)에 의해 광량분포는 변화한다.

도 6에 있어서, 레벨 β가 최대광량이고, 레벨 α는 최소광량에 해당한다.

즉, 재귀반사부(4)로부터의 반사광이 없는 상태에서는, 센서유닛(1L) 및 (1R)로 얻을 수 있는 광량 레벨은 레벨 α부근이 되고, 반사광량이 증가하는 만큼 레벨 β에 광량레벨이 천이한다. 이와같이 해서, 센서유닛(1L) 및 (1R)로부터 출력된 검출 신호는 순서대로 A/D컨버터(23)에 의해 디지털 데이터로 A/D변환되어 연산제어회로(21)에 공급된다.

이에 대해, 좌표입력 유효영역(3)에의 지시도구에 의한 입력이 있는 경우에는, 센서유닛(1L) 및 (1R)로부터의 출력으로서 도 7에 도시한 광량분포를 얻을 수 있다.

도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 광량분포의 (C1) 및 (C2)부분에서는 지시도구에 의해 재귀반사부(4)로부터의 반사광이 차단되기 때문에, 그 부분(차광범위)에서 반사광량이 저하한다.

그리고, 본 실시예에서는, 지시도구에 의한 입력이 없는 경우의 도 6에 도시한 광량분포와 지시도구에 의한 입력이 있는 경우의 도 7에 도시한 광량분포의 변화에 의거해서, 센서유닛(1L) 및 (1R)에 대한 지시도구의 각도를 산출한다.

더 구체적으로는, 도 6에 도시한 광량분포로서 투광부에 의한 투광(조명)이 없는 상태의 광량분포(81)과 투광(조명) 중에서도 지시도구에 의한 입력이 없는 상태(차단물이 없는 상태)의 광량분포(82)를 초기상태로서 메모리(132)에 기억해 둔다.

그리고, 센서유닛(1L) 및 (1R)의 검출신호의 샘플링 기간동안, 도 7에 도시한 광량분포의 변화가 있는지 없는지를, 그 샘플링 기간중의 광량분포와 메모리(132)에 기억되어 있는 초기상태의 광량분포 사이의 차이에 의해 검출한다. 광량분포에 변화가 있는 경우에는, 그 변화부분을 지시도구의 입력점으로서 이용해서 그 입력각도를 결정하는 (차광범위의 끝부분을 결정하는) 연산을 실시한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 1개의 라인CCD(104)에 대해서 복수의 수광부가 설치되고, 이들 수광부에 대응해서 투광부가 설치되어 있다. 따라서, 각각의 수광부(혹은 투광부)를 다른 타이밍에 구동하는 경우에는, 이들을 상기한 신호 타이밍에서 구동할 수 있다.

도 8은 이들 신호의 타이밍 차트의 예를 나타내며, 이 타이밍 차트에서 센서유닛(1L) 중의 라인CCD(104)의 독출선두측에서 센서유닛(1L)중의 하나의 수광부에 의한 검출을 실시하며, 이러한 목적을 위해, SH신호(61)에 대해서 신호(63)의 타이밍에서 적외 LED(예를 들면, 적외 LED(101A))가 구동된다. 신호ICG(62)에 응해서, 라인CCD(104)의 신호가 독출된다. 이 때는, 라인CCD의 선두측에서의 수광범위의 화소 데이터가 독출된다(신호(65)중의 A부분).

다음에, 라인CCD(104)에 대해서 SH신호(61)가 공급되어서 센서유닛(1L)중의 다른 쪽의 수광부에 의해 검출을 실시한다. 이 목적을 위해서, 적외LED (예를 들면, 적외 LED(101B))에 구동신호(64)가 공급된다. 이 출력으로서, 신호(65)의 B부분에서와 같이, 미리 검출한 선두부분의 신호(파선부)와 중첩하지 않는 영역에 수광된 신호가 출력된다.

다른 타이밍에서, 다른 센서유닛(1R)를 마찬가지로 구동함으로써, CCD의 신 호가 각각의 센서로부터 독출된다. 본원 발명에 있어서는, 최대 4개의 수광부로부터의 검출신호를 취득할 수 있다.

본 실시예에 있어서는, 좌우 센서유닛(1L) 및 (1R)의 합계 4개의 수광부가, 다른 타이밍에서 구동되고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 서로의 발광이 영향을 미치지 않으면, 동시에 구동해도 되고, 임의의 조합으로 구동해도 된다.

<각도산출의 설명>

센서유닛(1L) 및 (1R)에 대한 지시도구의 각도계산에 있어서는, 우선, 지시도구에 의한 차광범위를 검출해야 한다.

이하, 센서유닛(1L) 및 (1R)의 한 쪽 (예를 들면, 센서유닛(1L))에 의한 지시도구의 각도계산에 대해 이하 설명한다. 그러나 다른 센서유닛(센서유닛(1R))에 의해서도 같은 각도계산을 실시하는 것은 말할 필요도 없다.

전원투입시의 광량분포로서 도 6에 나타낸 신호(81) 및 신호(82)를 메모리(132)에 기억하고, 그 신호와 실제의 지시도구에 의한 입력에 의해 얻어지는 광량분포를 비교함으로써, 지시도구의 입력범위(차광범위)를 검출한다.

도 7에 도시한 바와 같이, (C1), (C2)를 가지는 광량분포를 형성하는 입력이 있는 경우는, 그 광량분포와 메모리(132)에 기억되어 있는 광량분포(82)사이의 차이를 계산한다. 그 계산결과와, 광량분포(82)와 광량분포(81)사이의 광량차이를 이용해서 차광(입력)이 없는 경우와의 광량변화율을 계산한다. 이와 같이, 광량변화율을 계산하는 것에 의해, 부분적인 광량분포의 불균일 등의 영향을 제거할 수 있다.

계산된 광량 변화율에 대해서, 역치를 이용해서 광량이 변화하고 있는 라인CCD(104)상의 화소번호를 특정한다. 이 때, 검출신호 레벨 등의 정보를 이용해서, 화소번호보다 적은 화소정보를 특정할 수 있다. 이들 화소번호로부터, 차광 범위의 끝부분을 결정할 수 있고, 그 차광범위의 중앙치(라인CCD(104)의 화소번호)를 각 지시도구의 각도정보로서 도출한다.

얻어진 화소번호로부터 실제의 좌표치를 계산하기 위해서는, 화소정보는 각도정보(θ)로 변환되어야 한다. 각도정보에의 변환은, 예를 들면, 다항식을 이용해서 실현될 수가 있다. 예를 들면, CCD 화소번호를 e, 차수를 n, 각 차수의 계수를 Tn으로 하면, 각도θ는,

θ = Tnㆍeⁿ + T(n - 1)ㆍe^(n-1) + T^(n-2)ㆍ e^(n-2) +, … + TO (1)

에 의해 산출할 수 있다.

각 차수의 계수는, 실측치, 설계치 등으로부터 결정할 수 있다. 또, 차수는 필요하게 되는 좌표정밀도 등을 고려해서 결정할 수 있다.

<좌표산출방법의 설명>

다음에, 화소번호로부터 변환된 각도정보(θ)로부터 지시도구의 위치 좌표를 산출하는 좌표산출방법에 대해 이하 설명한다.

또, 지시도구의 입력이 1점에 해당하는 경우에는, 센서유닛(1L) 및 (1R)의 출력 결과에 의거해서 얻어지는 차광범위의 중앙의 각도를 이용해서 좌표산출이 가 능하다.

여기에서, 좌표입력 유효영역(3)상에서 정의되는 좌표와 센서유닛(1L) 및 (1L) 사이의 위치관계 및 좌표계에 대해 도 9를 이용해서 이하 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 좌표입력 유효영역상에서 정의되는 좌표와 센서유닛(1L) 및 (1L)와의 위치관계를 나타낸다.

도 9에있어서, 좌표입력 유효영역(3)의 수평 및 수직방향으로 X축 및 Y축이 각각 정의되고, 좌표입력 유효영역(3)의 중앙을 원점위치 O(0, 0)로서 정의하고 있다. 좌표입력 유효영역(3)의 좌표입력범위의 상변의 좌우끝부분에는, 각각의 센서유닛(1L) 및 (1R)를 Y축에 대칭으로 부착하고 그 사이의 거리는 DLR이다.

센서유닛(1L) 및 (1R) 각각의 수광면은, 그 법선 방향이 X축과 45도의 각도를 이루도록 배치되고, 그 법선방향을 0°로서 정의하고 있다.

이 때, 각도의 부호로서는, 좌측에 배치된 센서유닛(1L)의 경우에는, 시계회전의 방향을 "+"방향으로 정의한다. 또, 우측에 배치된 센서유닛(1R)의 경우에는, 반시계회전의 방향을 "+"방향으로서 정의하고 있다.

또, (P0)는 센서유닛(1L) 및 (1R)의 법선방향의 교점 위치, 즉, 기준각도의 교점이 된다. 센서유닛(1L)(1R)의 위치에서 원점까지의 Y좌표 거리를 DY로 한다. 이 때, 기준각도로부터, 각각의 센서유닛(1L) 및 (1R)에 의해 얻어지는 각도를 θL 및 θR로 하면, 검출해야 할 점(P)의 좌표 P(x, y)는, tanθL 및 tanθR를 이용해서

x = DLR / 2 * (tanθL + tanθR) / (1 + ( tanθL * tanθR) ) (2)

y = DLR / 2 * ((1 + tanθL)(1 + tanθR)) / (1 + ( tanθL * tanθR))

- DY (3)

에 의해 계산된다.

각도 데이터는, 기준각도로부터의 각도로서 특정하고 있다. 이와 같이 각도를 설정함으로써, tanθ가 취하는 값이 ±π/4의 범위에 있기 때문에, 좌표산출이 불안정하게 되는 것을 방지하는 효과가 있다. θ의 값이 π/2값을 취할 때, 다른 산출이 불안정해지는 경우, 동일높이(동일레벨)에 있는 수광부를 연결하는 라인에 대한 각도를 이용해서 산출을 실시해도 된다. 예를 들면, 이하에 나타내는 계산은 그러한 각도 정의에 의거해서 계산할 수 있다.

여기서, 각 센서유닛 (1L)(R)의 2개의 수광부는, 실제로는 좌표입력영역(3)의 수평방향(X축 방향)으로 동일 라인상에는 배치되어 않다. 그 때문에, 좌표산출시에, 다른 위치의 수광부의 데이터를 이용하는 경우에는,이 위치편차를 보정해야 한다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 센서유닛(1L)의 2개의 수광부의 동공 위치를 각각 (L1) 및 (L2)라 하고, 센서유닛(1R)의 2개의 수광부의 동공 위치를 각각 (R1), (R2)로 한다. 또, (L1)와 (L2)사이의 x축방향의 차이인 x축방향거리를 Δxs로 하고, (L1)와 (L2)사이의 y축방향의 차이인 y축 방향거리를 Δys로 한다.

(L2)에서 검출된 데이터가 θL2인 경우, X축방향으로 (R1)와 동일 레벨로부터 보면, 가상적으로 VL2의 위치에 센서유닛(1L)가 있는 것으로 하면, 높이방향의 거리 Δys와 얻어진 각도 QL2로 부터

Δvxs = Δys/tanθL₂

가 된다.

따라서, 식(2), (3)에서의 센서유닛간 거리 DLR를, 수광부의 동공 위치 (L1) 및 (L2)간의 X방향 거리Δxs와 산출된 Avxs로 보정해서, 가(假)좌표치를 계산한다. 계산된 이 가좌표치에 있어서의 x좌표는, (VL2)와 (R1)의 중간을 원점으로해서 계산한다. 그 이유로, 그 X좌표로부터 (Δxs + Δvxs) / 2를 다시 보정함으로써, 다른 위치에 있는 수광부의 데이터를 이용해서 좌표산출이 가능하게 된다.

입력이 일점에서 이루어지는 경우에는, 차광범위의 중앙의 각도를 이용해서 좌표 산출이 가능하다. 그러나, 도 11의 상부에 도시한 바와 같이, 복수의 지시도구에 의해 입력이 이루어지고, 수광부와 복수의 지시도구 사이의 위치관계에서, 센서유닛(1L)중의 2개의 수광부에서의 검출신호(광량분포(차광 범위))가 서로 겹치는 경우에는, 이러한 방법으로는 좌표를 계산할 수 없다.

예를 들면, 도 11에 도시한 상부에서의 상태에서는, 센서유닛(1L)중의 도 11의 좌측의 수광부(L1)에서는, 지시도구(B)는 지시도구(A)의 그림자에 완전하게 숨어 버리고 또 다른 쪽의 수광부(L2)에서는, 지시도구(B)와 지시도구(A)의 차광범위가 연속되게 된다.

도 11의 하부는 그 때 얻어진 출력신호를 나타낸다. 수광부(L1)에서의 출력신호는 지시도구(A)의 차광범위(A)만으로 구성되고, 수광부(L2)에서의 출력신호는, 지시도구(A)와 지시도구(B)의 차광범위(A+B)가 연결된 상태로서 출력된다. 이러한 경우에는, 차광범위의 중앙을 이용한 계산에 의해 정확한 입력좌표를 계산할 수 없다.

그래서, 센서유닛(1L) 및 (1R)의 수광부로 검출된 차광범위의 끝부분의 각도정보를 이용해서 좌표산출을 실시한다.

각, 지시도구의 입력형상을 대략 원형으로 하고, 센서유닛(1L)중의 하나의 수광부(L1)에 대해서 지시도구(A)와 지시도구(B)가 일부 겹친 상태에 있다고 한다. 즉, 이 수광부(L1)에서는,θL1와θL2로 규정되는 차광범위가 관측되고 있는 상태로 한다.

한쪽, 센서유닛 (1R)중의, 예를 들면, 수광부(R1)로 관측되는 각도는 각각의 지시도구의 차광범위에 의해 형성되는 차광범위의 끝부분에 해당하며,θRl1로부터θR22까지의 4개의 각도가 관측된다.

도 13은 상기 차광범위의 끝부분을 이용했을 경우의 좌표산출을 설명하는 도면이다.

P점에서 입력이 이루어진다고 할 경우, θL1과, θR1 및 θR2 사이의 교점을 각각 Pl(x1, x1) 및 P2 (x2, x2)로 하면, 입력위치의 좌표(P)는 각각의 교점에 있어서의 각도 2θ1 및 2θ2의 2 등분선의 교점으로서 계산가능하다.

(P1) 및 (P2)의 좌표치는 각각의 각도의 교점의 좌표를 계산하는데 있어서와 같이 식(2) 및 식(3)에 의해 계산가능하기 때문에, 이 좌표치와 각도정보를 이용해서 입력좌표 P (X, y)를 산출할 수 있다.

이러한 방법으로, 좌우의 센서유닛(1L) 및 (1R)로 검출되는 차광범위의 끝부분정보를 이용하는 것에 의해, 차광범위의 어느 중앙치를 이용하지 않고, 입력에 대한 입력좌표의 산출이 가능하다.

도 14는 그 산출순서의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 14에 도시된 바와 같이, P1(x1, yl)와 P2(x2, y2) 사이의 거리를 L, 각각의 점에 있어서의 각 2 등분선의 각도를θ1 및 θ2로 하면,

L = ((x2 - x1)² + (y2 - y1)²)^0.5 (4)

θ1 = (π - (θL + θR1)) / 2 (5)

θ2 = (θL + θR2) / 2 (6)

여기서,

Llㆍtanθ1 = L2ㆍtanθ2 (7)

이다. 따라서,

L2 = Lㆍtanθ1 / (tanθ1 + tanθ2) (단, tanθ1 + tanθ2 ≠ O) (8)

La = L2 / cosθ2(단, cosθ2 ≠ 0) (9)

이들 식으로부터, Δx 와 Δy는,

Δx = Laㆍcos(θL - θ2) (10)

Δy = Laㆍsin(θL - θ2) (11)

에 의해 산출된다.

입력좌표로서는, P(x, y)를

x = x2 - Δx (12)

y = y2 - Δy (13)

에 의해 계산할 수 있다.

도 12에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 센서유닛(1L)로부터 본 뒤쪽에서의 입력점이 다른 입력점 위에 완전하게 가려지는, 소위, 완전개기식 상태가 아닌 상태, 즉, 부분식 상태인 경우에는, 그 입력점은, (Pa) 및 (Pb)의 조합이나 (Pa') 및 (Pb')의 조합의 어느 하나의 조합에 해당한다.

그래서, θL1, θL2, θR11, θR12, θR21 및 θR22의 조합에 대해 2등분선의 교점에 상당하는 계산을 해서 (Pa) 및 (Pb), 또는 (Pa') 및 (Pb')의 좌표를 계산하고, 어느 쪽의 조합이 올바른 입력좌표인지를 판정한다.

이 조합의 판정은, 다른 수광부로부터의 데이터를 이용해 행할 수 있다.

예를 들면, 도 15에 도시한 바와 같이, 데이터θL21 및 θL22와, θRl1및 θR12를 이용한 좌표산출결과는 상기한 수광부에서의 좌표산출결과와 비교되어, (Pa)와 겹치는지, 또는 (Pa')와 겹치는지를 이들의 거리 등을 이용해서 판정하고, 이에 의해 (Pa)나 (Pa')의 어느 쪽이 올바른가의 판정을 한다. 여기서, (Pa)가 채용되면, 그 조합으로서 (Pb)가 자동적으로 채용된다.

보다 확실히 판정하려면, θR21와 θR22에서의 좌표 산출결과를 이용해서, (Pb)에 대해 계산을 해도 된다.

이러한 방법으로, 센서유닛(1L)(1R)로 검출되는 2개의 차광범위가 부분적으로 가려지는 부분식 상태이면, 각각의 차광범위의 끝부분의 각도를 검출하고 그 교점에 있어서의 2등분선에 상당하는 정보를 얻는 것에 의해 복수의 입력지시위치를 특정하는 것이 가능하다.

차광범위의 끝부분정보를 이용한다고 해도, 소위 "완전 개기식" 상태에서는, 그 그림자 뒤에 숨는 지시도구의 입력의 위치는 특정할 수 없다. 이 "완전 개기식" 상태를 회피하려면 입력지시도구의 크기에 대해서 각 센서유닛(1L)(1R)에 있어서의 복수의 수광부간의 거리를 최적치로 결정하는 것에 의해, 어느 한쪽의 광학계에서는 영역이 부분적으로 겹치는 부분식 상태로 하는 것이 가능하다.

따라서, 본원 발명에 있어서는, 복수의 지시도구의 위치에 관계없이, 센서유닛(1L)((lR)) 중에 설치된 2개의 수광부중 적어도 하나의 수광부에서는 항상 부분식 상태, 혹은 2개의 차광범위가 분리한 상태로 검출할 수 있도록, 센서유닛(1L)((1R)) 중의 수광부의 광학적 배치를 설정한다.

실제의 계산은 이하와 같이 된다.

상술 설명한 바와 같이, 각각의 수광부로부터 광량분포 데이터을 취득한다.

취득한 광량분포 데이터로부터, 차광범위의 수를 역치 등을 이용해서 산출한다. 차광범위의 수에 의거해서, 입력이 없는 경우, 한 개소에 대해서 입력(단일점입력)이 있는 경우, 또는 적어도 2개소에 대해서 입력(복수점입력)이 있는 경우의 판정이 가능하고, 연산동작에 이용하는 데이터를 선택할 수 있다.

도 l6는, 센서유닛(1L)이 2개의 수광부(L1) 및 (L2)를, 센서유닛(1R)이 2개의 수광부(R1) 및 (R2)를 포함하는 경우에, 각 수광부에 의해 검출되는 차광범위의 수의 조합을 나타내고 있다. 차광범위의 수의 조합은, 최대 입력수를 2로 했을 때 입력이 없는 경우를 포함해서 17가지의 다른 조합이 있다.

수광부(Ll), (L2), (Rl), (R2)의 모두에 있어서 입력이 "1"인 경우에는, 단일점입력의 경우와 2개의 입력이 접촉하고 있는 경우가 가능하지만, 본 실시예에서는, 접촉을 단일점입력으로서 취급한다. 그러나, 지시도구의 입력폭 등의 지시도구의 형상정보가 기지(旣知)인 경우에는, 그 형상정보에 의거해서, 2개의 입력이 접촉하고 있는 경우를 검출하도록 해도 된다.

이러한 방법으로, 차광범위의 수를 계수함으로써 "입력 없음", "단일점입력", 또는 "복수점입력" 등의 입력상태를 판정할 수 있다. 단일점 입력의 경우에는, 즉 각 센서유닛이 하나의 차광범위만을 검출하는 경우에는, 차광범위의 끝부분정보를 이용한 좌표산출방법으로 좌표산출을 해도 되고, 또는, 종래에서와 같이 차광범위의 중앙을 계산해서 좌표산출을 해도 된다.

복수점 입력의 경우, 입력이 각각 독립적으로 검출될 수 있는 차광범위의 수가 2인 경우와, 각 센서유닛에 대한 입력위치의 관계가 "개기식" 상태에 있는 차광범위의 수가 1인 경우가 혼재하게 된다.

이러한 경우에, 어느 차광범위의 조합을 좌표산출시에 이용하는 가를 차광범위의 수에 의거해서 결정한다.

각 차광범위의 수중, 2개소의 차광범위를 검출하는 수광부를 선택하고, 선택한 수광부로부터의 검출신호를 좌표산출 제 1데이터로 결정한다. 이 때, 복수의 수광부가 2개소의 차광범위를 검출하는 경우에는, 우선순위를 미리 결정하고, 그 우선순위에 따라 수광부를 선택하면 된다.

다음에, 좌표산출 제 1데이터로서 선택된 수광부의 센서유닛과 반대측의 센 서유닛 내의 수광부로부터의 검출신호에 주목하고, 그 중, 복수의 차광범위를 검출하는 수광부가 있으면, 그 수광부의 검출신호를 좌표산출 제 2데이터로 결정한다. 어느 수광부도 복수의 차광범위를 검출하고 있지 않는 경우에는, 우선순위에 따라서, 하나의 차광범위를 검출하는 수광부의 검출신호를 좌표산출 제 2데이터로 결정한다.

이 때, 우선도로서 좌표산출 제 1데이터로서 선택된 수광부(예를 들면, 센서유닛(1L)의 (Ll))와 같은 레벨에 있는 수광부(예를 들면, 센서유닛(1R)의 (Rl))의 데이터를 선택하면, 다른 레벨의 차이에 의한, 좌표치 보정계산을 할 필요가 없고, 따라서, 이러한 방법으로 우선도를 결정해도 된다.

좌표산출 제 2데이터로서 선택된 수광부의 센서유닛과 같은 센서유닛에 있어서의 다른 수광부에 의한 검출신호를 허/실 판정데이터로 한다.

상술한 바와 같이, 복수의 입력이 있는 경우에는, 진실로 입력한 좌표(실 좌표) 외에 검출신호의 조합에 의해 생기는 허의 좌표가 산출되므로, 이 검출신호를 진실한 좌표를 판정하는데 이용한다.

도 16으로부터 알수 있는 바와 같이, 좌표산출 제 1데이터로서 선택되는 수광부로 검출하는 차광범위의 수는 복수가 되지만, 좌표산출 제 2데이터로서 선택되는 수광부에서 검출하는 차광범위의 수는 복수의 경우와 단수의 경우가 있고, 마찬가지로 허/실 판정데이터로서 선택되는 수광부에서 검출하는 차광범위의 수도 복수의 경우와 단수의 경우가 있다.

그리고, 좌표산출 제 1데이터, 좌표산출 제 2데이터 및 허/실 판정데이터를 순서대로 배열하면, 검출되는 차광범위의 수의 조합은, 조합 1: 복, 단, 단, 조합 2: 복, 복, 단, 및 조합 3: 복, 복, 복의 3종류로 분류할 수 있다.

도 17a~17c는 이들 3종류에 대응하는 입력상태의 예를 나타낸다.

도 17a~17c에서, (A)로 나타낸 접선이 좌표산출 제 1데이터, (B)로 나타낸 접선이 좌표산출 제 2데이터, 그리고 (C)로 나타낸 접선이 허/실 판정데이터이다.

좌표산출 제 1데이터의 하나의 차광범위, 예를 들면, 도 17a에서의 좌표산출데이터 (A11) 및 (A12)에 대해서, 좌표산출 제 2데이터(B11) 및 (B12), 및 허/실 판정데이터(C11) 및 (C12)를 조합해서 상기한 차광범위의 끝부분정보를 이용해서 좌표산출을 실시한다.

이 때, 좌표산출 제 2데이터 (B11) 및 (B12)를 이용해서 산출한 좌표치를 (P11) 및 (P12)라 하고, 허/실 판정 좌표치로서의 허/실 판정데이터(C11) 및 (C12)를 이용해서 산출한 좌표치를 (P21) 및 (P22)로 한다. 이 시점에서, 산출된 4개의 좌표치 중, 적어도 2개의 좌표치는 대략 같은 값, 즉 지시도구의 위치좌표를 나타내는 값이 된다.

조합이 1: 복, 단, 단의 경우에는, 어느한 쪽의 단의 정보에 "완전 개기식" 상태가 포함되어 있을 가능성이 있다. 완전 개기식 상태의 좌표치는, 허/실 판정데이터로서 센서유닛에 가까운 쪽의 좌표산출에는 사용할 수 있지만, 먼 쪽에서의 산출에는 사용할 수 없다. 이러한 경우에는, 좌표산출 제 2데이터로서 결정한 좌표치와 허/실 판정데이터로서 결정한 좌표치를 바꿔 넣으므로써(치환함으로써) 양쪽 모두의 좌표를 산출하는 것이 가능하다. 이 때문에, 이 판정을 실시한다.

도 17a에 도시한 바와 같이, 완전개기식 상태(또는, 그 상태에 가까운 상태)에 있어서는, (B11) 및 (B12)의 라인이 동일한 입력의 차광범위의 양단을 나타낸다. 이 이유로 대략 같거나 가까운 값으로서 좌표치(P11) 및 (P12)가 산출된다.

한편, 완전 개기식 상태가 아닌 쪽의 좌표치는, 다른 입력의 차광범위의 끝부분정보를 이용해서 산출되므로, 완전개기식 상태와는 크게 다른 값으로서 좌표치(P21) 및 (P22)가 산출된다.

그 후, 좌표산출 제 2데이터와 허/실 판정데이터로부터 산출한, 좌표치 (P11) 및 (P12)사이의 차이와, (P21) 및 (P22)사이의 차이를 산출하고, 차이가 큰 좌표치를 부분식 상태로 판정한다. 이 판정 결과에 의해, 좌표치 데이터와 판정 좌표치 데이터의 교체를 실시한다. 이 경우, 좌표산출 제 2데이터와 허/실 판정데이터의 교체(치환)를 해도 된다.

조합 2: 복, 복, 단과 조합 3: 복, 복, 복에 대해서는, 2점입력인 경우에는, 완전개기식 상태는 있을 수 없기 때문에, 상기 처리는 필요하지 않다. 입력점수를 증가시키는 경우에는, 같은 판정이 필요하게 된다.

다음에, 좌표의 허/실판정을 실시한다. 이 처리는, 모든 조합의 좌표를 산출하고 나서 행해도 되지만, 선택적으로 하나의 좌표치에 대해서, 허/실판정을 함으로써 불필요한 좌표산출을 하지 않고 처리시간의 단축을 도모할 수 있다.

(P11) 및 (P12)와 (P21) 및 (P22)의 좌표치중, 어느 좌표치가 올바른 값인지를 이들 거리의 가까움에 의거해서 판정한다.

(P11)과, (P21) 및 (P22)사이의 거리, 그리고 (P12)와, (P21) 및 (P22)사이 의 거리를 산출하고, 보다 가까운 거리의 조합에 의거해서 (P11) 또는 (P12)의 어느 하나를 진정한 좌표치로서 선택한다.

허/실 판정결과에 의거해서 진정한 좌표치로서 (P11)을 선택하면, 나머지의 미계산의 좌표치는 (P14)가 되므로, 그 좌표치를 산출한다. 한편, 진정한 좌표치로서 (P12)가 선택되면, (P13)의 좌표산출을 실시한다.

이와 같은 방법으로, 실제의 입력에 대한 좌표의 판정(허/실 판정)을 실시할 수 있다.

도 17b와 도 17c의 경우에는, 똑같은 처리를 함으로써 좌표산출이 가능하게 된다. 좌표산출시에는, 1개의 센서유닛의 2개의 수광부가 검출하는 차광범위의 수가 2, 즉 "복", "복"의 경우에는, 이들 차광범위의 끝부분정보의 양단에 의거해서 좌표산출을 해도 되지만, 하나의 범위의 끝부분정보에 의거해서 산출해도 된다. 또는, 종래에서와 같이 차광범위의 중앙을 계산해서 좌표산출에 이용해도 된다.

도 18은, 센서유닛내의 수광부가 검출하는 차광범위의 수에 의한 데이터의 할당에 대한 예로서, 센서유닛의 수광부에의 좌표산출 제 1데이터, 좌표산출 제 2데이터 및 허/실 판정데이터의 할당과, 완전개기식 상태의 판정(완전개기식의 판정(허/실 판정))의 필요와 불필요에 대해 요약하고 있다.

도 18으로부터 알 수 있는 바와 같이, 단일점 입력의 경우에는 (L1) 및 (R1) 혹은 (L2) 및 (R2)의 어느 조합을 이용해서 계산해도 된다.

또, 각 센서유닛의 2개의 수광부의 검출신호가 모두 복수의 차광범위를 검출하는 경우에는, 어느 한쪽의 검출신호를 좌표산출 제 1데이터로서 이용해도 된다.

<좌표치의 연속성의 판정>

상술한 바와 같이, 각각 복수의 수광부를 가지는 센서유닛를 이용해서 차광범위의 끝부분정보에 의거해서 좌표산출 및 좌표의 허/실 판정을 하는 경우에는, 복수의 입력의 좌표치를 결정할 수 있다.

그리고, 얻어진 복수의 좌표치에 대해서는, 그대로 좌표치를 출력하는 것만으로는, 수신측의 외부단말은, 2개의 좌표치의 구별이 서로 되지 않기 때문에 양자를 연결하여도 된다.

그래서, 2개의 좌표치를 서로 구별하기 위해서, 좌표의 연속성을 나타내는 식별자를 좌표치의 출력시에 부가한다.

복수의 좌표치의 연속성은, 각 샘플링 마다 전회의 좌표치와의 차이를 계산하고, 그 차이 중 보다 작은 것을 적용시킴으로써 판정 가능하다.

차광범위가 최초로 검출되었을 때에는, 예를 들면, 검출된 순서대로 ID번호(플래그)를 부가한다.

도 19에 도시된 바와 같이, 2개의 좌표치 P1 (X1n, Y1n)과 P2 (X2n, Y2n)가 얻어졌을 때, 전회 샘플링시의 좌표치가 ID0: (Xln-1, Yln-1)이고, ID1: (X2n-1, Y2n-1)이면, (P1) 및 (P2)에 대해 이들 좌표치로부터의 차이를 계산하고, 보다 작은 차이를 채용한다. 즉 (P1)에는 ID0가, 그리고 (P2)에는 ID1이 부가된다. 이와 같이, 좌표치의 연속성의 판정을 실시하고, 각각의 좌표치에 대해서 ID를 할당해서 좌표치를 출력한다.

그리고, 외부단말은, 이들 ID를 참조해서, 좌표치의 연속성을 판정하고, (예 를 들면, 이들을 선으로 연결하는)묘화의 처리를 수행한다.

<펜 신호의 검출>

지시도구로서 예를 들면, 선끝부분에 스위치 등의 신호발생부를 구비한 펜을 이용하면, 문자의 입력 등에 있어서의 어떠한 "스미어(smear)"의 문제가 발생하지 않는 순조로운 입력이 가능하게 된다.

여기서, "스미어"란, "a"라고 하는 문자를 입력했음에도 불구하고, 조작자가 좌표입력면을 터치하기 직전/직후에 여분의 궤적이 표시되어 조작자가 의도하지 않은 궤적이 표시되는 현상이다.

좌표입력장치로부터 외부단말에 출력되는 정보는, 위에서 설명한 바와 같이, 좌표치 뿐만이 아니라, 지시도구로부터 얻어지는 스위치정보(마우스의 왼쪽 버튼의 정보에 상당하는 업-다운(up-down)정보 (S0) 및 마우스의 오른쪽 버튼에 상당하는 펜 사이드 스위치정보(S1))나, 상기와 같은 좌표의 연속성을 나타내는 식별자 ID 등을 포함한다. 그 이외에도, 지시도구 고유의 펜 ID정보 등이 출력된다.

스위치정보의 출력방법으로서는, 음파, 전파, 또는 광을 이용할 수 있다.

도 1에 도시한 펜 신호 수신부는, 지시도구로부터의 신호를 수신하고, 그 신호의 좌표치를 판정해서 그 신호를 좌표치를 송신할 때의 펜 업-다운 신호나 마우스의 버튼신호로서 이용한다.

지시도구로부터 좌표치에의 할당시에는, 예를 들면, 광을 이용하는 경우, 좌표입력 유효영역(3)에 펜 신호 수신부를 복수개 설치하고, 다른 영역으로부터의 신호를 얻도록 한다.

이와 같이 구성해서, 복수의 지시도구에 의한 좌표치를 얻는 경우에, 다른 영역과 좌표치 사이의 위치관계를 판정하고, 그 영역에서 얻어진 신호의 정보(스위치 신호나 지시도구의 펜 ID정보)를 좌표치와 연관시킨다. 그 후, 이러한 스위치정보, 지시도구 고유의 펜 ID정보, 좌표치의 연속성을 나타내는 ID정보 등을 부가정보로서 좌표치에 부가해서 외부 단말에 출력한다.

도 20은 그러한 부가정보와 좌표치를 출력할 때의 포맷의 예를 나타낸다.

도 20에서는, byte0에 부가정보로서 스위치정보 및 펜 ID정보가 부가되고, byte1 내지 byte4에 지시도구의 지시 위치인 좌표(x, y)의 좌표치가 격납되고, 외부장치에 출력된다. 외부장치는, 이 데이터를 해석해서 궤적의 묘화나 메뉴 조작의 실행을 제어한다.

<좌표산출처리 플로우의 설명>

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 좌표입력장치가 실행하는 좌표산출처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 21에서는, 센서유닛에 의한 데이터취득으로부터 좌표산출까지의 순서를 나타내고 있다.

전원이 투입되면, 스텝 S101에서 제어ㆍ연산유닛(2)의 포토 설정, 타이머 설정 등의 좌표입력장치와 관련되는 각종 초기화 설정처리를 실행한다. 그 후에, 비휘발성 메모리 등으로부터 기준 데이터, 보정용 정수 등의 초기 데이터를 추출하고, 연산ㆍ제어유닛(2)의 메모리(132)에 격납한다.

또, 각 센서유닛마다, 어떠한 조명이 없을 때의 광량분포 데이터(81)과 어떠 한 초기 입력이 없을 때의 광량분포 데이터(82)를 초기 데이터로서 도입하고, 메모리(132)에 기억한다.

여기까지 실행되는 처리가 전원 투입시의 초기설정동작이 된다. 이들 초기설정동작은 (예를 들면, 좌표입력장치에 구성되어 있는 리셋 스위치 등에 의해) 조작자의 의도에 따라 실행해도 되고, 이 초기설정 동작을 거쳐서 지시도구를 이용하는 통상의 좌표입력동작상태가 시작된다.

스텝 S102에서, 좌표입력이 연속해서 행해지고 있는지 아닌지를 나타내는 플래그를 초기화(클리어)한다. 스텝 S103에서 각 센서유닛의 투광부를 점등시켜, 광량분포 데이터를 수광부로부터 취득한다.

상기 초기데이터로부터 취득한 광량분포 데이터의, 상기 초기데이터에 대한 차이 및 비를 계산하고, 스텝 S104에서 예를 들면, 이러한 차이 및 비가 역치를 넘는 것이 있는지 아닌지의 판정 등에 의해, 차광범위의 검출 프로세스를 실행한다.

스텝 S105에서 차광범위의 검출결과에 의거해서, 지시도구에 의한 입력처리의 유무를 판정한다. 입력이 검출되지 않는 경우(스텝 S105에서 NO), 플로우는 스텝 S102로 돌아온다. 한편, 입력이 검출되는 경우(스텝 S105에서 YES), 플로우는 스텝 S106에 진행된다.

스텝 S106에서 차광범위의 검출결과에 의거해서 센서유닛의 각 수광부 마다의 차광범위의 수를 검출한다. 스텝 S107에서 차광범위의 수의 검출결과에 의거해서, 지시도구에 의한 입력처리가 복수점입력인지 아닌지를 판정한다. 지시도구에 의한 입력처리가 복수점입력이 아닌 경우(스텝 S107에서 NO), 즉, 단일점입력인 경우, 플로우는 스텝 S108로 진행되어, 단일점입력에 있어서의 좌표산출을 실행한다. 이 때의 좌표산출은, 차광범위의 끝부분정보를 이용해도 되고, 또는 차광범위의 중앙을 이용해도 된다.

한편, 지시도구에 의한 입력처리가 복수점입력인 경우(스텝 S107에서 YES), 플로우는 스텝 S109에 진행되어, 도 22에 도시된 바와 같이, 그 차광범위의 수에 따라서, 좌표산출 제 1데이터, 좌표산출 제 2데이터 및 허/실 판정데이터를 각각 결정한다. 그리고, 이들 데이터를 메모리(132)에 기억한다.

각 데이터를 결정한 후, 스텝 S110에서 각각의 차광범위의 끝부분데이터를 산출하고, 이들 끝부분데이터에 의거해서 한쪽의 좌표치 및 판정 좌표치를 산출한다. 이 때, 좌표산출 제 2데이터와 판정데이터가 "단" 데이터인 경우, 이들 데이터 중 어느 한쪽이 "완전 개기식" 상태일 가능성이 있으므로, 각 좌표치간의 거리에 의거해서 그 상태를 판정한다.

스텝 S111에서, 판정결과에 따라, 데이터(좌표치)의 대체의 필요/불필요를 판정한다. 데이터의 대체가 필요한 경우(스텝 S111에서 YES), 플로우는 스텝 S112로 진행되어, 좌표치의 대체를 실행한다. 한편, 데이터의 대체가 필요하지 않은 경우(스텝 S111에서 NO), 플로우는 스텝 S113로 진행된다.

복수의 차광범위(입력점)가 검출되면, 이 경우 실제로 입력되는 점의 실제의 점과 허의 점의 좌표치가 산출된다. 그래서, 스텝 S113에서 좌표치와 판정좌표치에 의거해서 좌표치의 허/실판정을 실행한다.

허/실판정에 의해 실좌표치가 판정되면, 스텝 S114에서, 그 좌표치에 대응하 는 나머지의 좌표치를 산출한다. 좌표치가 확정된 후, 스텝 S115에서, 연속입력의 유무를 판정한다. 또, 이 판정처리는 연속입력의 유무를 나타내는 플래그에 의거해 실행한다.

연속 입력이 검출되지 않는 경우(스텝 S115에서 NO), 플로우는 스텝 S117로 진행된다. 한편, 연속입력이 검출되지 않는 경우(스텝 S115에서 YES), 플로우는 스텝 S116로 진행된다.

스텝 S116에서, 예를 들면, 그 이전에 기억된 좌표치(전회의 좌표치 등)와의 차이에 의거해서 연속성판정을 실행한다.

연속성판정이 이루어지면, 스텝 S117에서 연속입력 플래그를 설정하고, 현재 좌표치를 다음의 연속성판정을 위해서 메모리(132)에 기억한다.

다음에, 스텝 S118에서 ID 등의 부가정보를 각 좌표치에 부가한다. 특히, 연속한 입력으로서 판정된 좌표치에는 전회의 좌표치와 같은 ID를 부가하고, 신규로 검출된 좌표치에 대해서는 미사용의 ID를 부가한다. 또, 스위치정보 등이 있는 경우에는, 그 정보도 부가한다.

이와 같이, 부가정보를 가지는 좌표치를 스텝 S119에서 외부단말에 출력한다. 그 후, 데이터 취득의 루프가 전원 OFF까지 반복된다. ·

상술한 바와 같이, 지시도구에 의한 좌표입력동작의 유무의 판정을 용이하게 실시할 수 있다. 또, 1개의 지시도구에 의한 좌표입력동작을 하고 있는 경우에는, 좌표입력 유효영역(3)의 전영역을 유효시야로 하는 수광부를 이용해서 용이하게 그 위치좌표를 검출하는 것이 가능하다.

또, 상기 실시예에 있어서의 차광범위의 끝부분정보를 이용하는 좌표산출에 있어서는, 복수의 지시도구가 부분적으로 겹쳐진 상태에서의 좌표치 산출이 가능하다. 그 때문에, 이러한 구성이 시스템의 사양에도 의존하지만, 수광부에서 차광범위의 끝부분정보를 이용하는 좌표산출을 실현할 수 있는 구성이면, 각 센서유닛에 반드시 복수의 수광부를 설치할 필요는 없다.

상기 실시예에서는, 재귀 반사부(4)를 향해 광이 투광하고, 그 반사광을 차단하는 차광범위를 검출하고 있지만, 재귀반사부는 필수는 아니고, 좌표입력영역의 주위에 연속하는 발광부가 있을 때는, 마찬가지로 본원 발명을 적용할 수 있다.

또는, 지시도구가 그 굵기방향에 대해 균일하게 발광하는 구성이면, 발광하는 지시도구 자체에도 마찬가지로 본원 발명을 적용할 수 있다.

상기 실시예에서는, 차광방식의 좌표입력장치를 예로 들어 설명하고 있지만, 차광방식 이외의 좌표입력방식에 대해서도 마찬가지로 본원 발명을 적용할 수 있다.

예를 들면, 센서유닛의 위치로부터 음파발생부에 의해 초음파를 좌표입력 유효영역의 입력면 방향으로 발사하고, 지시도구가 존재하는 경우에, 그 지시도구가 초음파를 차폐 또는 반사하는 차폐범위를 특정하는 좌표입력방식에 있어서는, 상기 실시예에서 설명한 차광범위와 연관된 처리를, 상기 차폐범위에 적용할 수있고, 따라서 본원 발명에서와 마찬가지로 복수의 지시도구의 위치좌표를 산출 할 수 있다.

또, 차광범위나 차단범위에 상당하는 범위 정보를 검출할 수가 있는 좌표입력방식이면, 다른 좌표입력방식에도 본원 발명을 적용할 수 있다.

환언하면, 광, 초음파 등과 같은 진동파를 발생하는 진동 발생원으로부터 진동파를 좌표입력 유효영역의 입력면방향으로 발사하고 있는 상태에서, 그 진동발생원과 진동검출부의 사이에서 진동의 전파를 차폐하는 차폐물(지시도구)이 존재하는 경우에, 그 차폐물이 진동파를 차단하는 차단범위를 특정할 수가 있는 구성의 좌표입력장치에도 본원 발명을 적용할 수가 있다.

또, 좌표입력장치의 좌표입력 유효영역(3)을 대화면의 표시장치로 구성하고, 지시도구의 좌표치를 표시화면상에 표시하는 경우에는 복수의 조작자에 의한 동시입력이 가능한, 전자 화이트 보드에도 본 발명을 적용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 복수의 지시도구에 의해 복수의 좌표를 동시에 입력하는 경우에도, 고정밀도로 복수의 지시도구의 위치를 각각 검출할 수 있다.

보다 구체적으로는, 종래와 같이 2개의 차광범위가 분리되어 있는 경우 뿐만 아니라, 부분식이라고 하는, 지시도구로부터 얻어지는 차광범위의 차광 중첩을 검출했을 경우에도, 정밀도를 열화시키지 않고 좌표를 산출할 수 있다.

본 실시예에서는, 이 차광중첩이 발생하는 경우에도, 좌표를 산출할 수 있으며, 따라서, 종래의 기술는 달리, 차광중첩이 생기는 것을 고려해서 통상의 제 1 및 제2 수광부외에 제3 수광부를 구성할 필요가 없어진다. 따라서, 좌표입력 영역에 배치하는 제 1 및 제2 수광부간의 거리를 단축할 수 있어서 장치의 소형화를 실현할 수가 있다.

또, 제3 수광부가 불필요해지므로, 좌표의 불연속성이나, 수광부를 가지는 센서유닛의 조합에 의한 좌표 연산상의 오차확대의 발생을 초래하는 일 없이, 고정밀도의 좌표산출을 실현할 수 있다.

또, 종래의 차광방식의 좌표입력장치에서와 같이, 지시도구로부터 얻어지는 차광범위의 양끝부분의 정보를 이용하지 않아도, 특히, 지시도구의 형상정보가 기지인 경우에는, 차광범위의 적어도 한편의 끝부분정보만으로 좌표산출을 실시하는 것이 가능해진다. 이러한 방법으로, 복수의 지시도구를 이용해서, 동시에 입력했을 경우의 정밀도 좋게 입력 가능한 범위가 넓어져, 조작성을 향상시킬 수 있다.

또, 끝부분정보로 나타내는 지시도구의 위치와 센서유닛의 각 수광부의 기준위치를 연결하는 선분(접선)의 조합에 있어서, 이들 선분끼리의 교점으로 규정되는 각도의 2등분선의 교점을 지시도구의 지시위치좌표로서 산출한다. 특히, 이 2 등분선의 교점은, 좌표입력 유효영역의 좌표입력면에 대하여 지시도구의 면중심(中心)(중심(重心))에 상당하는 위치가 되므로, 보다 고정밀도의 좌표산출이 가능해진다.

또, 센서유닛이 검출하는 차광범위의 수에 의거해서, 좌표산출에 이용하는 차광범위의 끝부분정보의 조합을 결정한다. 이 끝부분정보의 조합의 결정처리는, 복수의 좌표를 동시에 입력했을 경우의 입력상황이나 입력위치를 고려하기 때문에, 조작성이 좋은 좌표입력을 실행할 수 있다.

또, 복수의 입력좌표후보가 산출되는 경우에는, 이들 입력좌표후보의 좌표치에 의거해서 좌표치의 허/실 판정을 실시하므로, 복수의 좌표점이 동시에 입력되었을 경우에도 정확한 좌표치를 산출할 수 있다.

또, 입력에 복수의 지시도구를 사용하는 경우에, 복수의 지시도구에 대응하 는 복수개의 검출정보가 서로 겹치는지(개기식 상태) 아닌지를 판정하고, 그 판정결과에 의거해서 좌표산출을 제어하므로, 보다 정밀도가 좋은 좌표를 산출할 수 있다.

또, 좌표입력 유효영역에 복수의 광량분포 검출부를 구성하고, 이 각 광량분포 검출부에서 검출된 광량분포의 광량의 변화범위(차광범위)를 특정하며, 그 특정한 변화범위의 끝부분정보 중, 다른 광량분포 검출부에 있어서의 한쪽의 끝부분정보와 다른 한쪽의 끝부분정보의 조(組)에 의거해서 좌표입력 유효영역에 대한 입력 좌표치를 산출한다. 이러한 방법으로, 특히, 복수의 지시도구에 의한 입력동작이 동시에 행해지는 경우에도, 복수의 지시도구의 입력동작에 의해 야기되는 문제를 해소할 수 있는, 고정밀도의 좌표입력장치를 실현할 수 있다.

또, 좌표입력 유효영역을 표시장치와 조합해서 일체화하는 경우에는, 편리성이 높은 정보입출력 장치를 실현할 수 있다.

본 발명은 복수의 기기로 구성되는 시스템에 적용할 수도 있고, 또, 하나의 기기로 구성되는 장치에도 적용할 수 있다.

또, 본 발명은, 상술한 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램을, 시스템 또는 장치에 직접또는 간접적으로 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터가 상기 공급된 프로그램코드를 판독해서 실행하는 것에 의해서도 실현할 수 있다. 이 경우에, 시스템 또는 장치가 프로그램의 기능을 가지고 있는 경우, 실시의 모드는 프로그램에 의존할 필요는 없다.

따라서, 본 발명의 기능은 컴퓨터로 실현되기 때문에, 해당 컴퓨터에 설치되 는 프로그램 코드 자체도 본 발명을 실현하는 것이다. 즉, 본 발명의 청구범위는, 본 발명의 기능을 실현하기 위한 컴퓨터 프로그램 자체도 포함하는 것이다.

이 경우, 시스템 또는 장치가 프로그램의 기능을 가지고 있으면, 프로그램은 오브젝트코드, 인터프리터에 의해 실행되는 프로그램, 또는 0S(Operating Systerm)에 공급하는 스크립트 데이터 등의 어떠한 형태라도 된다.

프로그램을 공급하기 위해 사용되는 기록매체로서는, 예를 들면, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광디스크, 광학 자기 디스크, CD-ROM, CD-R, CD-RW, 자기테이프, 불휘발성의 메모리 카드, ROM, DVD (DVD-ROM 및 DVD-R) 등이 있다.

프로그램의 공급방법으로서는, 클라이언트 컴퓨터의 브라우저를 이용해서 클라이언트 컴퓨터를 인터넷의 웹 사이트에 접속하고, 본 발명의 컴퓨터 프로그램 그 자체, 또는 자동으로 설치되는 프로그램의 압축 파일을 하드 디스크 등의 기록매체에 다운로드할 수 있다. 또, 본 발명의 프로그램을 구성하는 프로그램 코드를 복수의 파일로 분할하고, 그 파일을 다른 웹사이트로부터 다운로드하는 것에 의해서도 본 발명의 프로그램을 공급할 수 있다. 즉, 본 발명의 기능을 컴퓨터로 실현하는 프로그램 파일을 복수의 유저에 대해서 다운로드시키는 WWW 서버도 본 발명의 청구범위에 포함되는 것이다.

또, 본 발명의 프로그램을 암호화해서 CD-ROM 등의 기억 매체에 격납하고, 유저에게 그 기억매체를 배포하며, 소정의 조건을 충족시키는 유저에 대해, 인터넷을 개재해서 웹사이트로부터 암호화를 푸는 열쇠 정보를 다운로드시키고, 그 열쇠 정보를 사용함으로써 유저가 암호화된 프로그램을 복호화하여 유저 컴퓨터에 설치 하는 것도 가능하다.

또, 컴퓨터가 독출한 프로그램을 실행함으로써 상기한 실시예에 따른 기능이 실현되는 경우 외에, 컴퓨터상에서 가동하고 있는 OS 등이, 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해서도 상술한 실시예의 기능을 실현할 수 있다.

또, 기록매체로부터 독출된 프로그램이, 컴퓨터에 삽입된 기능확장 보드나 컴퓨터에 접속된 기능확장 유닛에 구비된 메모리에 기입된 후, 그 기능확장 보드나 기능확장 유닛에 구비된 CPU 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해서도 상술한 실시예의 기능을 실현할 수 있다.

본 발명의 정신과 범위로부터 일탈하지 않고 본 발명에 대해서 명백히 크게 다른 많은 실시예가 이루어질 수 있기 때문에, 본 발명은 유첨된 청구범위에서 정의된 것을 제외하고 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 복수의 지시입력을 검출하여, 그 지시입력에 대한 위치좌표를 정밀도 좋게 산출할 수 있는 좌표입력장치 및 그 제어방법, 그리고 프로그램을 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 좌표입력영역상의 지시된 위치를 검출하는 좌표입력장치로서,

   상기 좌표입력영역의 다른 위치에 배치되고, 상기 좌표입력영역상에 대한 지시수단의 지시동작의 유무를 검출하는 복수의 검출수단과;

   상기 좌표입력영역상에 지시동작이 없는 경우의 초기상태에서의 상기 검출수단의 초기검출신호분포에 대해 상기 좌표입력영역에 대한 지시수단의 지시동작에 의해서 발생하는 신호변화범위를 특정하는 특정수단과;

   상기 특정수단에 의해 특정된 신호변화범위의 끝부분정보를 검출하는 끝부분정보검출수단과;

   상기 복수의 검출수단의 각각에 대한 끝부분정보에 의해 특정되는 좌표와, 대응하는 검출수단의 기준위치를 연결하는 선분끼리의 교점에 의해서 규정되는 각도의 2등분선의 교점을, 상기 지시수단의 지시위치의 좌표로서 산출하는 산출수단과,

   상기 산출수단이 좌표후보로서 복수의 좌표를 산출하는 경우, 상기 좌표후보로부터 상기 지시수단의 지시위치에 대응하는 좌표를 판정하는 판정수단을 구비하고,

   상기 산출수단은, 상기 특정수단에 의해 특정된 신호변화범위의 수에 의거해서, 상기 끝부분정보검출수단에 의해 검출되는 상기 복수의 끝부분정보 중 좌표산출에 이용하는 끝부분정보의 조합을 결정하는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 검출수단은, 상기 좌표입력영역의 다른 위치에 배치된 복수의 검출수단으로 이루어지고, 상기 산출수단은, 상기 복수의 검출수단마다 얻어지는, 상기 특정수단에 의해 특정되는 신호변화범위의 수에 근거해서 복수의 지시수단에 의해 행해지는 지시동작에 대응하는 신호변화범위의 겹침의 정도를 판정하는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 검출수단은, 이 검출수단과 광원과의 사이에 광을 차폐 또는 반사하는 차폐물이 존재하는 경우의 차폐범위의 유무에 근거해서, 상기 좌표입력 영역상에 대한 지시동작의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 검출수단은, 이 검출수단과 진동발생원과의 사이에 진동의 전파를 차폐하는 차폐물이 존재하는 경우의 차폐 범위의 유무에 근거해서 상기 좌표입력 영역상에 대한 지시동작의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 좌표입력영역은, 표시장치의 표시면으로서 이용되거나, 또는 상기 표시장치의 표시면에 겹쳐서 배치되는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
9. 청구항 제 1항 또는 제 5항 내지 제 8항 중 어느한 항의 좌표입력장치를 가진 표시장치로서,

   상기 좌표입력장치는 상기 표시장치의 표시면에 겹쳐셔 배치되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
10. 상기 좌표입력영역의 다른 위치에 배치되고, 상기 좌표입력영역상에 대한 지시수단의 지시동작의 유무를 검출하는 복수의 검출부를 구비하고, 좌표입력 영역상의 지시위치를 검출하는 좌표 입력장치의 제어방법으로서,

    상기 좌표입력영역상에서 지시동작이 없는 경우의 초기상태에서의 상기 검출부의 초기검출신호 분포에 대해 상기 좌표입력영역에 대한 지시수단의 지시동작에 의해서 발생하는 신호변화범위를 특정하는 특정 단계와;

    상기 특정 단계에서 특정된 신호변화범위의 끝부분정보를 검출하는 끝부분정보검출 단계와;

    상기 복수의 검출부의 각각에 대한 끝부분정보에 의해 특정되는 좌표와, 대응하는 검출부의 기준위치를 연결하는 선분끼리의 교점에 의해서 규정되는 각도의 2등분선의 교점을, 상기 지시수단의 지시위치의 좌표로서 산출하는 산출단계와,

    상기 산출단계에서 좌표후보로서 복수의 좌표가 산출되는 경우, 상기 좌표후보로부터 상기 지시수단의 지시위치에 대응하는 좌표를 판정하는 판정단계를 구비하고,

    상기 산출단계는 상기 특정단계에서 특정된 신호변화범위의 수에 의거하여, 상기 끝부분정보검출단계에서 검출되는 상기 복수의 끝부분정보 중 좌표산출에 이용하는 끝부분정보의 조합을 결정하는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치의 제어방법.

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