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JP2005346231A - Optical digitizer - Google Patents

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JP2005346231A
JP2005346231A JP2004163022A JP2004163022A JP2005346231A JP 2005346231 A JP2005346231 A JP 2005346231A JP 2004163022 A JP2004163022 A JP 2004163022A JP 2004163022 A JP2004163022 A JP 2004163022A JP 2005346231 A JP2005346231 A JP 2005346231A
Authority
JP
Japan
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light
retroreflecting
wavelength band
pointing tool
indicator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2004163022A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JP2005346231A publication Critical patent/JP2005346231A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve detection precision by detecting not only retroreflected light of a pen tip, but a shadow of the pen tip and retroreflected light of its center part. <P>SOLUTION: A pen structure of the present invention is such that coordinates are detected from both pieces of information of a light emission part and a light shield part by using a difference in wavelength range between retroreflected light of a frame and retroreflected light of the pen, but a similar detection waveform can be obtained by providing an ordinary resin material (including a transparent material) around a retroreflective material of the pen, so a (transparent) pen tip cap and a retroreflective material cover of a frame which are realized with higher possibility have wavelength characteristics, respectively. A light shield shadow of the periphery of the pen tip is also detected, so the light shield shadow is prevented from being buried in the retroreflected light of the frame and further the pen and a finger can be discriminated from each other through countermeasures against a hand touch and wavelength-switched light emission. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、座標入力装置、より詳しくは、入力面に指示具や指によって指示して座標を入力することにより、接続されたコンピュータを制御したり、文字や図形などを書き込むために用いられる座標入力装置であって、その性能を改善する技術に関するものである。   The present invention relates to a coordinate input device, and more specifically, coordinates used to control a connected computer or to write characters, figures, etc. by inputting coordinates by pointing to an input surface with an indicator or a finger. The present invention relates to a technology for improving the performance of an input device.

特に本発明は、入力面周囲に再帰反射材を設け、更に、指示具に再帰反射材を設け、指示具等による遮光状態を検知することにより指示位置座標を入力する再帰性反射光遮光方式の座標入力装置に関する。   In particular, the present invention provides a retroreflective light shielding method in which a retroreflective material is provided around the input surface, a retroreflective material is provided on the pointing tool, and the indicated position coordinates are input by detecting a light shielding state by the pointing tool or the like. The present invention relates to a coordinate input device.

従来より、この種の装置としてはタッチパネルとして、各種方式のものが提案、または製品化されており、特殊な器具などを用いずに、画面上でPCなどの操作が簡単にできるため、広く用いられている。   Conventionally, as this type of device, various types of touch panels have been proposed or commercialized, and it can be used widely because it can easily operate a PC on the screen without using special equipment. It has been.

方式としては、抵抗膜を用いたもの、また、超音波を用いたものなど、さまざまなものがあるが、光を用いたものとして特許文献1などに見られるように、座標入力面外側に再帰性反射シートを設け、光を照明する手段からの光を再帰反射シートで反射し、受光手段により光量分布を検出する構成において、入力領域内にある、指などで遮蔽された領域の角度を検出し、遮蔽位置つまり入力位置の座標を決定するものが、知られている。   There are various methods such as a method using a resistance film and a method using ultrasonic waves. As shown in Patent Document 1 as a method using light, the method recurs outside the coordinate input surface. In the configuration in which a reflective sheet is provided, the light from the means for illuminating the light is reflected by the retroreflective sheet, and the light distribution is detected by the light receiving means, the angle of the area within the input area that is shielded by a finger or the like is detected However, it is known to determine the coordinates of the shielding position, that is, the input position.

また、国内件においても特許文献2や、特許文献3などにあるように、再帰反射部材を入力領域周辺に構成し、再帰反射光が遮光される部分の座標を検出する装置が開示されている。   Further, as in Japanese Patents Nos. 2 and 3, the retroreflective member is configured around the input region, and a device for detecting the coordinates of the portion where the retroreflected light is shielded is disclosed. .

これらの装置において、例えば特許文献2では、微分などの波形処理演算によって遮光部分のピークを検出することにより、遮光部分の角度を検出し、また、特許文献3では、特定のレベルパターンとの比較によって遮光部位の一方の端と他方の端を検出しそれらの座標の中心を検出する構成が示されている。   In these apparatuses, for example, in Patent Document 2, the angle of the light-shielding part is detected by detecting the peak of the light-shielding part by waveform processing calculation such as differentiation, and in Patent Document 3, comparison with a specific level pattern is performed. Shows a configuration in which one end and the other end of the light shielding portion are detected and the center of the coordinates is detected.

また、先の特許文献1においては、RAMイメージャーの各画素を読み出し、コンパレータで比較する事で、遮光部分を検出し、一定幅以上の遮光部位があった場合に、その両端の画素の中心(1/2位置)を検出する検知方式が示されている。   Further, in Patent Document 1, when each pixel of the RAM imager is read and compared by a comparator, a light-shielding portion is detected, and when there is a light-shielding portion having a certain width or more, the centers of the pixels at both ends thereof are detected. A detection method for detecting (1/2 position) is shown.

一方、特許文献4においては、反射型のカーソルからの反射光を検出することにより角度を求め、カーソルの座標を検出する装置が開示されている。
米国特許第4507557号明細書 特開2000-105671号公報 特開2001-1472642号公報 特開平3-5805号公報
On the other hand, Patent Document 4 discloses an apparatus that detects an angle by detecting reflected light from a reflective cursor and detects the coordinates of the cursor.
U.S. Pat.No. 4,507,557 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-105671 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-1472642 Japanese Patent Laid-Open No. 3-5805

以上の従来の入力面周囲に設けられた再帰反射材からの再帰反射光を指示具或いは指で遮る方式では、単純な遮光影による検出光量変化を検出していたので、その検出精度を高めるために様々な工夫はされたものの自ずと限界があり、座標検出精度をより高めることが困難であった。また、指示具を握った手の一部が入力時に遮光することにより、手つきによる誤検出となる場合もあった。また、更に機能面では、本来遮光方式の特徴として、指示具を選ばず、ペン状の指示具以外にも指等の指示でも座標入力が可能ではあったが、この指示具による入力か指による入力かを識別することは困難であって、例えば、入力方法によりペンダウウンタイミンググやアプリケーションを切り替えたりすることが不可能であった。同様な従来の光学式の座標入力方式である指示具からの反射光を検出する方式においても、単純に光量増加分の検出を行っていたので、検出精度に限界があり、この方式の場合は、指による指示は専用のサック等を装着する以外には不可能であった。   In the conventional method of blocking retroreflected light from the retroreflective material provided around the input surface with an indicator or a finger, a change in the detected light amount due to a simple shading shadow is detected. However, although various ideas have been made, there are naturally limitations, and it has been difficult to further improve the coordinate detection accuracy. In addition, a part of the hand holding the pointing device may be shielded from light during input, resulting in erroneous detection due to a hand. Further, in terms of function, as a characteristic of the light-shielding method, it was originally possible to input coordinates by using a finger or the like in addition to a pen-like pointing tool without selecting a pointing tool. It is difficult to identify whether the input is input, and for example, it is impossible to switch between the pending timing and the application depending on the input method. In the same conventional optical coordinate input method that detects reflected light from an indicator, the amount of increase in the amount of light is simply detected, so the detection accuracy is limited. In this method, In addition, it was impossible to give instructions with fingers other than wearing a special sack.

本発明では、上記課題を解決するために、座標入力領域面の角部に複数の受光検出手段が設けられ、前記座標入力領域の周辺部に設けられ再帰的に入射光を反射する周辺枠再帰反射手段と、該周辺枠再帰性反射手段に光を投影する投光手段と、該周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材と、該受光検出手段が検出した前記周辺枠再帰反射手段で反射された前記投光手段からの光の光量変化から、指示具等が指示した方向を検出する角度検出手段を有し、導出した複数の角度情報に基づき、該指示具等が指示した座標入力領域面に於ける位置座標を算出する光学式座標入力装置であって、
前記指示具は、該指示具の軸中心部に上記投光手段からの光を再帰反射する指示具再帰反射部、及び、該指示具再帰反射部の周囲に、上記周辺枠再帰反射手段で反射された光で上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過特性部材を透過した波長帯域の光に対し遮光影を生じる周囲部材を設け、受光検出手段が検出した、上記指示具再帰反射部により再帰反射される再帰反射光及び、上記指示具の周囲部材による遮光影、の光量変化情報から、該指示具等が指示した座標入力領域面に於ける位置座標を検出する手段を有する構成とした。本発明の指示具に於ける再帰反射光と遮光影の2つの光量変化情報により指示位置を検知することにより、より、座標検出精度を向上することが出来、さらに、手つきによる単純な遮光影と区別することにより、手つきの影響を排除することができる。
In the present invention, in order to solve the above problems, a plurality of light receiving detection means are provided at the corners of the coordinate input area surface, and the peripheral frame recursively is provided at the peripheral part of the coordinate input area and recursively reflects incident light. Reflecting means, light projecting means for projecting light onto the peripheral frame retroreflecting means, a specific light wavelength transmitting member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means, and the light receiving detecting means It has angle detection means for detecting the direction indicated by the pointing tool or the like from the change in the amount of light from the light projecting means reflected by the peripheral frame retroreflecting means, and based on a plurality of derived angle information, the indication An optical coordinate input device that calculates position coordinates on a coordinate input area surface designated by a tool,
The indicator is reflected by the peripheral frame retroreflecting unit around the indicator retroreflecting unit, and an indicator retroreflecting unit that retroreflects the light from the light projecting unit at the axial center of the indicator. A peripheral member that generates a shading shadow for light in a wavelength band transmitted through a specific light wavelength transmission characteristic member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means with the received light, and detected by the light receiving detection means, The position coordinates on the coordinate input area surface designated by the pointing tool or the like are detected from the light quantity change information of the retroreflected light retroreflected by the pointing tool retroreflecting portion and the light shielding shadow by the surrounding members of the pointing tool. It was set as the structure which has a means to do. By detecting the indicated position based on the two light quantity change information of the retroreflected light and the light shielding shadow in the pointing tool of the present invention, it is possible to further improve the coordinate detection accuracy, By distinguishing, the influence of the touch can be eliminated.

更に、上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材と、上記指示具再帰反射部の周囲に設けられた周囲部材の透過波長帯域に差異を持たせ、上記投光手段の波長帯域を切り替える手段を有することにより、指示具による指示と指による指示とを判別することができる。   Further, the transmission wavelength band of the specific light wavelength transmitting member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means and the peripheral member provided around the indicator retroreflecting portion is differentiated, and the projection is performed. By having means for switching the wavelength band of the light means, it is possible to discriminate between an instruction by an indicator and an instruction by a finger.

以上の様に、本発明では、座標入力領域面の角部に複数の受光検出手段が設けられ、前記座標入力領域の周辺部に設けられ再帰的に入射光を反射する周辺枠再帰反射手段と、該周辺枠再帰性反射手段に光を投影する投光手段と、該周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材と、該受光検出手段が検出した前記周辺枠再帰反射手段で反射された前記投光手段からの光の光量変化から、指示具等が指示した方向を検出する角度検出手段を有し、導出した複数の角度情報に基づき、該指示具等が指示した座標入力領域面に於ける位置座標を算出する光学式座標入力装置であって、
前記指示具は、該指示具の軸中心部に上記投光手段からの光を再帰反射する指示具再帰反射部、及び、該指示具再帰反射部の周囲に、上記周辺枠再帰反射手段で反射された光で上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過特性部材を透過した波長帯域の光に対し遮光影を生じる周囲部材を設け、受光検出手段が検出した、上記指示具再帰反射部により再帰反射される再帰反射光及び、上記指示具の周囲部材による遮光影、の光量変化情報から、該指示具等が指示した座標入力領域面に於ける位置座標を検出する手段を有する構成とした。本発明の指示具に於ける再帰反射光と遮光影の2つの光量変化情報により指示位置を検知することにより、従来の遮光影による光量分布のみから指示座標を算出した場合に比べて、指示位置に関する情報量が多い分より座標検出精度を向上することが出来、さらに、指示状態が指によるものか本発明指示具によるものかの識別をすることができ、手つきによる単純な遮光影と区別することにより、手つきの影響を排除することができる。特に、本発明の特徴的な指示具の先端部は、単純な構成で、工業的な実現可能性が高く、同時に信頼性も高いものとなる。
As described above, in the present invention, a plurality of light receiving detection means are provided at the corners of the coordinate input area surface, and the peripheral frame retroreflecting means is provided at the periphery of the coordinate input area and recursively reflects incident light. A light projecting means for projecting light onto the peripheral frame retroreflecting means, a specific light wavelength transmitting member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means, and the peripheral frame detected by the light receiving detecting means It has an angle detection means for detecting the direction indicated by the pointing tool or the like from the change in the amount of light from the light projecting means reflected by the retroreflecting means, and the pointing tool or the like is based on a plurality of derived angle information. An optical coordinate input device for calculating a position coordinate on a designated coordinate input area surface,
The indicator is reflected by the peripheral frame retroreflecting unit around the indicator retroreflecting unit, and an indicator retroreflecting unit that retroreflects the light from the light projecting unit at the axial center of the indicator. A peripheral member that generates a shading shadow for light in a wavelength band transmitted through a specific light wavelength transmission characteristic member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means with the received light, and detected by the light receiving detection means, The position coordinates on the coordinate input area surface designated by the pointing tool or the like are detected from the light quantity change information of the retroreflected light retroreflected by the pointing tool retroreflecting portion and the light shielding shadow by the surrounding members of the pointing tool. It was set as the structure which has a means to do. The indication position is detected by detecting the indication position based on the two light quantity change information of the retroreflected light and the light shielding shadow in the indication tool of the present invention, as compared with the conventional case where the indication coordinates are calculated only from the light quantity distribution by the light shielding shadow. Coordinate detection accuracy can be improved due to the large amount of information regarding, and it is possible to identify whether the pointing state is due to a finger or according to the pointing tool of the present invention, so that it can be distinguished from a simple shading shadow due to a hand. Therefore, it is possible to eliminate the influence of handling. In particular, the tip portion of the characteristic indicator of the present invention has a simple configuration, high industrial feasibility, and at the same time high reliability.

更に、上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材と、上記指示具再帰反射部の周囲に設けられた周囲部材の透過波長帯域に差異を持たせることにより、より明確に上記特徴を生かすことが出来、更に、上記投光手段の波長帯域を切り替える手段を有することにより、指示具による指示と指による指示とを効果的に判別することができる。この指示具、及び、入力領域周囲の再帰反射板の入射側に特定の波長特性をもうける構成は、特に他の偏光特性等を持たせる構成に比べ、光の透過効率が高く、投射光に対するS/Nを向上させることが出来、信頼性の高い座標入力装置を実現することができる。   Furthermore, by giving a difference between the specific light wavelength transmission member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflective means and the transmission wavelength band of the peripheral member provided around the indicator retroreflection part, The above characteristics can be utilized more clearly, and further, by having a means for switching the wavelength band of the light projecting means, it is possible to effectively discriminate between an instruction by an indicator and an instruction by a finger. The structure having a specific wavelength characteristic on the incident side of the retroreflective plate around the input region and the input region has a higher light transmission efficiency than the structure having other polarization characteristics and the like. / N can be improved, and a highly reliable coordinate input device can be realized.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施例)
本発明に係る座標入力装置の概略構成について図1−1を用いて説明する。
(First embodiment)
A schematic configuration of a coordinate input device according to the present invention will be described with reference to FIG.

図中1L、1Rは投光手段および検出手段を有するセンサユニットであり、所定の距離離れて設置されている。センサユニットは制御・演算を行う制御・演算ユニット2に接続され、制御信号を制御・演算ユニットから受け取ると共に、検出した信号を制御・演算ユニットに送信する。3−1は図2のように入射光を到来方向に反射する再帰反射面を有する反射手段である周辺枠再帰性反射手段であり、左右それぞれのセンサユニットから略90°範囲に投光された光を、センサユニットに向けて再帰反射する。図1−3で示す様に、更に、この周辺枠再帰性反射手段3−1の投光手段からの入射側に特定の光波長の光のみを透過する特定の光波長透過部材3−2が配されている。従って、上記投光手段からの光が上記周辺枠再帰性反射手段3−1で再帰反射した反射光は、特定の光波長透過部材3−2により、特定の波長のみよりなる光波長特性を持つことになる。反射された光は、集光光学系とラインCCD等によって構成されたセンサユニットの検出手段によって1次元的に検出され、その光量分布が制御・演算ユニットに送られる。この光波長透過部材3−2の波長領域は、上記、センサユニット1L、1Rの投光手段、及び検出手段の光波長特性の帯域幅とほぼ等しいか、狭いことが望ましい。例えば、これが赤外光領域であることにより、可視光を中心とする外乱光の影響を減少させることができる。   In the figure, reference numerals 1L and 1R denote sensor units having a light projecting unit and a detecting unit, which are installed at a predetermined distance. The sensor unit is connected to a control / arithmetic unit 2 that performs control / calculation, receives a control signal from the control / arithmetic unit, and transmits a detected signal to the control / arithmetic unit. Reference numeral 3-1 denotes a peripheral frame retroreflective means having a retroreflective surface that reflects incident light in the direction of arrival as shown in FIG. 2, and is projected from the left and right sensor units in a range of approximately 90 °. Light is retroreflected toward the sensor unit. Further, as shown in FIG. 1-3, a specific light wavelength transmitting member 3-2 that transmits only light of a specific light wavelength on the incident side from the light projecting means of the peripheral frame retroreflecting means 3-1. It is arranged. Accordingly, the reflected light obtained by retroreflecting the light from the light projecting means by the peripheral frame retroreflecting means 3-1 has a light wavelength characteristic consisting of only a specific wavelength by the specific light wavelength transmitting member 3-2. It will be. The reflected light is detected one-dimensionally by the detection means of the sensor unit constituted by a condensing optical system and a line CCD, and the light quantity distribution is sent to the control / arithmetic unit. The wavelength region of the light wavelength transmitting member 3-2 is preferably substantially equal to or narrower than the bandwidth of the light wavelength characteristics of the light projecting means and the detecting means of the sensor units 1L and 1R. For example, since this is an infrared light region, the influence of disturbance light centered on visible light can be reduced.

5は座標入力面であり、PDPやリアプロジェクタ、LCDパネルなどの表示装置の表示画面4或いはその表示画面4の前面に配置する略透明な板材である前面板4’で構成されることで、インタラクティブな入力装置として、利用可能となっている。   Reference numeral 5 denotes a coordinate input surface, which is composed of a display screen 4 of a display device such as a PDP, a rear projector, or an LCD panel, or a front plate 4 ′ that is a substantially transparent plate disposed on the front surface of the display screen 4. It can be used as an interactive input device.

このような構成において、入力領域に図に示すペン状の指示具6などによる入力指示がなされると、上記投光手段から投光された光が遮られ、再帰反射による反射光が得られなくなるため、入力指示位置のみ光量が得られなくなる。更に、本発明の指示具6においては、図1−2で示す様に、その指示具6の先端部分に於いて、その指示具6の軸中心部分に指示具再帰反射部6−1を配し、該指示具再帰反射部6−1の周囲に、周囲部材6−2を設けた構造となっている。この周辺部材6−2は、上記周辺枠再帰反射手段3で反射された光で上記周辺枠再帰性反射手段3−1の入射側に設けられた特定の光波長透過特性部材3−2を透過した波長帯域の光に対し遮光影を生じる。この、指示具6にかかわる詳細に関しては、後述する。   In such a configuration, when an input instruction is given to the input area with the pen-shaped pointing tool 6 shown in the figure, the light projected from the light projecting means is blocked, and the reflected light due to retroreflection cannot be obtained. For this reason, the amount of light cannot be obtained only at the input instruction position. Further, in the pointing tool 6 of the present invention, as shown in FIG. 1-2, the pointing tool retroreflecting portion 6-1 is arranged at the center of the axis of the pointing tool 6 at the tip portion of the pointing tool 6. And it has the structure which provided the surrounding member 6-2 around this indicator retroreflection part 6-1. The peripheral member 6-2 transmits the specific light wavelength transmission characteristic member 3-2 provided on the incident side of the peripheral frame retroreflective means 3-1, with the light reflected by the peripheral frame retroreflective means 3. A shading shadow is generated for light in the selected wavelength band. Details regarding the pointing tool 6 will be described later.

メインユニットの演算制御手段は、左右のセンサユニットの光量変化から、入力指示された部分の遮光範囲を検出し、同範囲内での検出点を特定してそれぞれの角度を算出する。算出された角度および、センサユニット間の距離等から、入力エリア上の座標位置を算出する。   The arithmetic control means of the main unit detects the light-shielding range of the input instructed part from the light quantity change of the left and right sensor units, specifies the detection point within the same range, and calculates the respective angles. The coordinate position on the input area is calculated from the calculated angle and the distance between the sensor units.

このようにして、指示具などによって、画面上に線を描画したり、スイッチ、アイコンの操作するなどPCの操作が可能になる。   In this way, PC operations such as drawing lines on the screen and operating switches and icons can be performed using pointing tools.

以降各部分毎に詳細説明を行う。   Hereinafter, detailed description will be made for each part.

<本発明の主眼とする指示具先端部に関する説明>
本発明に於ける指示具6の概略の構成は上述のとおりであるが、詳細な構造を図1−2を用いて説明する。図1−2の上の図が指示具6の先端部の側面、下の図が指示具6の先端部の断面図である。その指示具6の先端部分に於いて、上記の様に、その指示具6の軸中心部分に指示具再帰反射部6−1が配される。この指示具再帰反射部6−1は、例えば、指示具6の軸と軸を略同一にする円筒形状で、この円筒の側面に例えば、ビーズ構造の再帰反射層が形成される。このビーズ構造の再帰反射層とは、ガラスビーズよりなるビーズ層、ビーズのレンズ効果の略焦点位置にアルミの蒸着膜、或いは、銀等の電極塗膜或いはその他光学的に反射特性を持つもので形成される反射層、そして、これらを固定する、バインダ樹脂層等よりなり、ビーズ面に入射した光が入射方向とほぼ同一方向に反射するものである。これらは、一般的に、再帰反射テープとして市販されており、これを、円筒状に形成しても良い。この指示具再帰反射部6−1は、ビーズタイプのみならず、プリズム、コーナーキューブタイプにより形成しても良い。
<Explanation on the distal end of the pointing tool as the main point of the present invention>
The general configuration of the pointing tool 6 in the present invention is as described above, but the detailed structure will be described with reference to FIGS. 1-2 is a side view of the distal end portion of the pointing tool 6, and the lower view is a cross-sectional view of the distal end portion of the pointing tool 6. FIG. At the tip portion of the pointing tool 6, the pointing tool retroreflecting portion 6-1 is disposed at the axial center portion of the pointing tool 6 as described above. The pointing tool retroreflective portion 6-1 has, for example, a cylindrical shape in which the axis of the pointing tool 6 is substantially the same, and a retroreflective layer having, for example, a bead structure is formed on the side surface of the cylinder. This retroreflective layer with a bead structure is a bead layer made of glass beads, an aluminum deposited film at an approximate focal point of the lens effect of the bead, or an electrode coating such as silver, or other optical reflective properties. The reflective layer to be formed and a binder resin layer or the like for fixing them are formed so that light incident on the bead surface is reflected in substantially the same direction as the incident direction. These are generally commercially available as retroreflective tape, and may be formed into a cylindrical shape. The indicator retroreflecting portion 6-1 may be formed not only by a bead type but also by a prism or corner cube type.

更に、この指示具再帰反射部6−1の周囲には、図の様に周囲部材6−2が設けられる。この周囲部材6−2は、透光性の樹脂等によりなる部材であり、上記投光手段から投光された光、及び、上記周辺枠再帰反射手段3−1で反射された光が上記指示具再帰反射部6−1に入射する際に、必ずこの周囲部材6−2を通るように配置される。図では、円錐台の側面形状で示されているが、遮光部分が光量変化として検出するに充分な太さ、形状が確保されれば、単純な円錐形状その他の形状でも良い。   Further, a peripheral member 6-2 is provided around the indicator retroreflecting portion 6-1 as shown in the figure. The peripheral member 6-2 is a member made of translucent resin or the like, and the light projected from the light projecting unit and the light reflected by the peripheral frame retroreflecting unit 3-1 are instructed above. It is arranged so as to pass through the peripheral member 6-2 when it enters the retroreflective portion 6-1. In the figure, the shape is shown as a side surface of a truncated cone, but a simple conical shape or other shapes may be used as long as the light-shielding portion has a sufficient thickness and shape to be detected as a light amount change.

本発明に於ける指示具6の構成により、上記投光手段から投光された光は、指示具6の先端部の軸中心部に直接入射し、図に示すように、周囲部材6−2を透過して指示具再帰反射部6−1に入射し、そこで再帰反射し、その反射波は、また周囲部材6−2を透過して、上記1L、1Rの検出手段を有するセンサユニットに到達する。一方、周辺枠再帰反射手段3−1で反射された光は、特定の光波長透過特性部材3−2を透過して、特定の波長帯域の反射光として、指示具6の周囲部材6−2に到達する。ここで、周囲部材6−2の軸中心部分に入射した光は、図に示すように周囲部材6−2への入射角が小さい為透過率が大きく反射率は小さく、透過して指示具再帰反射部6−1に入射し、再帰反射して、再び周囲部材6−2を透過して、座標入力域の周辺部へ放射される。一方、周囲部材6−2の軸中心からずれた外側に入射した光は、周囲部材6−2の表面の角度との関係で、入射角が大きくなり、反射率が大きくなり透過率は小さくなるので、点線の矢印で示す様に透過する光量は減少し、更に、わずかでも入射した光も、指示部材内部で屈折、減衰し、結果として、上記1L、1Rの検出手段を有するセンサユニットに到達する光量は減少し、遮光影として検出される。更に、不図示ではあるが、上記投光手段から投光され、指示具6の先端部の軸中心からずれた外側に直接入射した光は、上記反射光の場合と同様に、透過せず減衰し、これは、周辺枠再帰反射手段3−1への光量が減衰することになり、結局逆の経路の再帰反射光の減衰により、上記と同様の遮光影として検出される。   With the configuration of the indicator 6 in the present invention, the light projected from the light projecting means is directly incident on the axial center of the tip of the indicator 6 and, as shown in the figure, the surrounding member 6-2. Is transmitted to the pointing device retroreflecting section 6-1 and retroreflected there, and the reflected wave passes through the surrounding member 6-2 and reaches the sensor unit having the 1L and 1R detecting means. To do. On the other hand, the light reflected by the peripheral frame retroreflecting means 3-1 is transmitted through the specific light wavelength transmission characteristic member 3-2, and is reflected light in a specific wavelength band as a peripheral member 6-2 of the indicator 6. To reach. Here, the light incident on the axial center portion of the peripheral member 6-2 has a high transmittance and a low reflectivity because the incident angle to the peripheral member 6-2 is small as shown in the figure, and the light is transmitted and recurs. The light enters the reflecting portion 6-1, is retroreflected, passes through the surrounding member 6-2 again, and is emitted to the peripheral portion of the coordinate input area. On the other hand, the light incident on the outer side shifted from the axial center of the peripheral member 6-2 has a large incident angle, a high reflectance, and a low transmittance, in relation to the angle of the surface of the peripheral member 6-2. Therefore, the amount of transmitted light decreases as indicated by the dotted arrow, and even a small amount of incident light is refracted and attenuated inside the indicating member, and as a result, reaches the sensor unit having the 1L and 1R detection means. The amount of light to be reduced is detected as a shading shadow. Further, although not shown, the light projected from the light projecting means and directly incident on the outer side shifted from the axial center of the tip of the pointing tool 6 is not transmitted and attenuated as in the case of the reflected light. However, this results in attenuation of the amount of light to the peripheral frame retroreflecting means 3-1, which is eventually detected as a light shielding shadow similar to the above by the attenuation of the retroreflected light in the reverse path.

以上の説明の様に、本発明の指示具6の先端部の構造により、この指示具6で座標入力領域を指示した場合には、上記1L、1Rの検出手段を有するセンサユニットで検出される光量分布は、遮光影の中に再帰反射光による光量増加ピークが存在する光量分布となる。光量分布の詳細な検出に関しては、後述する。   As described above, due to the structure of the tip portion of the pointing tool 6 of the present invention, when the coordinate input area is pointed by the pointing tool 6, it is detected by the sensor unit having the 1L and 1R detecting means. The light quantity distribution is a light quantity distribution in which a light quantity increase peak due to retroreflected light exists in the light-shielding shadow. Detailed detection of the light amount distribution will be described later.

上記周囲部材6−2の形状は、図では円筒形状で示したが、一定の肉厚部材よりなるものであるなら、約八角形以上の多角形の角柱構造でも同様の入射角と反射率の効果を示す。   The shape of the surrounding member 6-2 is shown as a cylindrical shape in the figure. However, if the peripheral member 6-2 is made of a constant thickness member, the same incident angle and reflectivity can be obtained even in a polygonal prism structure of about octagon or more. Show the effect.

尚、前述の通り、光波長透過部材3−2の透過波長領域は、上記、センサユニット1L、1Rの投光手段、及び検出手段の光波長特性の帯域幅とほぼ等しいか、狭いことが望ましいがこれに限定されるものではない。例えば、これが赤外光領域であることにより、可視光を中心とする外乱光の影響を減少させることができる。更に、外乱光の影響を軽減するために、センサユニット1L、1Rの投光手段、及び検出手段に特定波長の光波長透過部材を設けても良い。   As described above, it is desirable that the transmission wavelength region of the light wavelength transmission member 3-2 is substantially equal to or narrower than the bandwidth of the light wavelength characteristics of the light projecting means and the detection means of the sensor units 1L and 1R. However, it is not limited to this. For example, since this is an infrared light region, the influence of disturbance light centered on visible light can be reduced. Furthermore, in order to reduce the influence of disturbance light, a light wavelength transmitting member having a specific wavelength may be provided in the light projecting means and the detecting means of the sensor units 1L and 1R.

上記、指示具6の先端部に設ける周囲部材6−2は、アクリル、ポリカーボネート、その他の透明樹脂、或いは、着色した樹脂により形成する。更に、単一材のみならず、上記樹脂にフィルム等を貼りあわせた構成でも良い。   The surrounding member 6-2 provided at the tip of the indicator 6 is formed of acrylic, polycarbonate, other transparent resin, or colored resin. Furthermore, not only a single material but the structure which bonded the film etc. on the said resin may be sufficient.

〈センサユニットの詳細説明〉
図3はセンサユニットにおける投光手段の構成例である。
<Detailed explanation of sensor unit>
FIG. 3 is a configuration example of the light projecting means in the sensor unit.

3−1は投光手段を上から(入力面に対し垂直方向)から見た図である。図中31は赤外光を発する赤外LEDであり、発光した光は投光レンズ32によって、略90°範囲に光を投光する。一方、3−2は同じ構成を横から見た図であり、(入力面に対し水平方向)この方向では、赤外LED31からの光は上下方向に制限された光束として投光され、
主に、再帰反射手段3に対して光が投光されるようになっている。
3-1 is a view of the light projecting unit as viewed from above (perpendicular to the input surface). In the figure, reference numeral 31 denotes an infrared LED that emits infrared light, and the emitted light is projected by a light projection lens 32 in a range of approximately 90 °. On the other hand, 3-2 is a view of the same configuration seen from the side. In this direction (horizontal with respect to the input surface), in this direction, light from the infrared LED 31 is projected as a light beam restricted in the vertical direction,
Mainly, light is projected to the retroreflective means 3.

図4はセンサユニットにおける検出手段を入力面に対して垂直方向から見た図である。   FIG. 4 is a view of the detection means in the sensor unit as viewed from the direction perpendicular to the input surface.

検出手段は、1次元のラインCCD41および集光光学系としてのレンズ42,43および、入射光の入射方向を制限する絞り44よりなっている。前述の通り、可視光など余分な光の入射を防止する赤外フィルター45を加えても良い。   The detection means includes a one-dimensional line CCD 41, lenses 42 and 43 as a condensing optical system, and a diaphragm 44 that limits the incident direction of incident light. As described above, an infrared filter 45 that prevents the incidence of extraneous light such as visible light may be added.

投光手段からの光は再帰反射部材によって反射され、赤外フィルター45、絞り44を抜けて、集光用レンズ42,43によって入力面の略90°範囲の光がCCDの検出面にその入射角に依存した画素上に結像され、角度ごとの光量分布を示している。つまり画素番号が角度情報を表すことになる。   The light from the light projecting means is reflected by the retroreflective member, passes through the infrared filter 45 and the stop 44, and the light in the approximately 90 ° range of the input surface is incident on the CCD detection surface by the condensing lenses 42 and 43. An image is formed on the pixel depending on the angle, and the light amount distribution for each angle is shown. That is, the pixel number represents angle information.

図5は入力面と水平方向からの見たときの、上記投光手段と検出手段を重ねて、センサユニット1としたときの構成である。   FIG. 5 shows a configuration in which the light projecting unit and the detection unit are overlapped to form the sensor unit 1 when viewed from the horizontal direction with the input surface.

投光手段と検出手段の光軸間の距離は再帰反射部材の角度特性から充分検出可能な範囲に設定されていればよい。   The distance between the optical axes of the light projecting means and the detecting means may be set in a range that can be sufficiently detected from the angular characteristics of the retroreflective member.

〈反射部材について〉
図1の再帰反射部材3は入射角度に対する反射特性を有している。
<About reflective members>
The retroreflective member 3 of FIG. 1 has a reflection characteristic with respect to an incident angle.

図6にあるように再帰性反射テープが平坦に構成された場合には、反射部材からの角度が45度を超えるあたりから得られる反射光量が減少し、遮蔽物があったばあいにその変化が充分に取れない事になる。   When the retroreflective tape is configured flat as shown in FIG. 6, the amount of reflected light obtained when the angle from the reflective member exceeds 45 degrees is reduced, and the change occurs when there is a shield. Will not be enough.

反射光量は、光量分布(照明強度および距離)、反射部材の反射率(入射角度、反射部材の幅)、結像系照度(cosine 4乗則)によって決まる。   The amount of reflected light is determined by the light amount distribution (illumination intensity and distance), the reflectance of the reflecting member (incident angle, the width of the reflecting member), and the imaging system illuminance (cosine fourth law).

光量が足りない場合に、照明強度を上げることが考えられるが、反射分布が均一で無い場合には、強い部分の光を受光したときに、受光手段である、CCDでその部分が飽和することがあり、照明強度を上げるには限界がある。   If the amount of light is insufficient, it is conceivable to increase the illumination intensity. However, if the reflection distribution is not uniform, when a strong portion of light is received, that portion is saturated by the CCD, which is the light receiving means. There is a limit to increasing the illumination intensity.

裏返せば反射部材の反射の分布をなるべく均一にする事で低光量部分への入射光量の増大も望む事ができる。   In other words, it is possible to increase the amount of light incident on the low light amount portion by making the reflection distribution of the reflecting member as uniform as possible.

角度方向に対して均一化を計るために、再帰反射部材3を貼り付ける部材を図7のように三角柱を並べた形とし、この上に再帰反射部材3を設置している。このようにする事で、角度特性を改善する事ができる。尚三角柱の角度は再帰反射部材の反射特性から決定すればよく、また、そのピッチはCCDでの検出分解能以下に設定するのが、望ましい。尚、再帰反射部材3自体の構造は、前述の指示具6の指示具再帰反射部6−1と同様に、ビーズタイプ、或いは、プリズム、コーナーキューブタイプ等により構成する。   In order to make the angle direction uniform, the member to which the retroreflective member 3 is attached has a shape in which triangular prisms are arranged as shown in FIG. 7, and the retroreflective member 3 is installed thereon. By doing so, the angle characteristics can be improved. The angle of the triangular prism may be determined from the reflection characteristics of the retroreflective member, and the pitch is preferably set to be equal to or less than the detection resolution of the CCD. Note that the structure of the retroreflective member 3 itself is configured by a bead type, a prism, a corner cube type, or the like, similar to the indicator retroreflective portion 6-1 of the indicator 6.

〈制御・演算ユニットの説明〉
図1の制御・演算ユニットとセンサユニット1L,1Rの間では、CCDの制御信号、CCD用クロック信号とCCDの出力信号、および、LEDの駆動信号がやり取りされている。
<Description of control / arithmetic unit>
Between the control / arithmetic unit of FIG. 1 and the sensor units 1L and 1R, a CCD control signal, a CCD clock signal and a CCD output signal, and an LED drive signal are exchanged.

図8は制御・演算ユニットのブロック図である。CCD制御信号は、ワンチップマイコンなどで構成される演算制御回路83から出力されており、CCDのシャッタタイミングや、データの出力制御などをおこなっている。CCD用のクロックはクロック発生回路87からセンサユニットに送られると共に、CCDとの同期をとって、各種制御を行うために、演算制御回路83にも入力されている。   FIG. 8 is a block diagram of the control / arithmetic unit. The CCD control signal is output from an arithmetic control circuit 83 constituted by a one-chip microcomputer or the like, and performs CCD shutter timing, data output control, and the like. The clock for the CCD is sent from the clock generation circuit 87 to the sensor unit, and is also input to the arithmetic control circuit 83 in order to perform various controls in synchronization with the CCD.

LED駆動信号は演算制御回路83からLED駆動回路84L,84Rをへて、センサユニットの赤外LEDに供給されている。   The LED driving signal is supplied from the arithmetic control circuit 83 to the infrared LEDs of the sensor unit through the LED driving circuits 84L and 84R.

センサユニットの検出手段であるCCDからの検出信号は、制御・演算ユニットのADコンバータ81L,81Rに入力され、演算制御回路からの制御によって、デジタル値に変換される。   Detection signals from the CCD, which is the detection means of the sensor unit, are input to the AD converters 81L and 81R of the control / arithmetic unit, and are converted into digital values under the control of the arithmetic control circuit.

変換されたデジタル値は82メモリに記憶され、角度計算に用いられる。   The converted digital value is stored in 82 memory and used for angle calculation.

計算された角度から、座標値が求められ外部PCなどにシリアルインタフェース88などを介して出力される。   A coordinate value is obtained from the calculated angle and is output to an external PC or the like via the serial interface 88 or the like.

〈光量分布検出の説明〉
図9は制御信号のタイミングチャートである。
<Explanation of light intensity distribution detection>
FIG. 9 is a timing chart of control signals.

91,92,93がCCD制御用の制御信号であり、91SH信号の間隔で、CCDのシャッタ解放時間が決定される。92,93はそれぞれ左右のセンサへのゲート信号であり、CCD内部の光電変換部の電荷を読み出し部へ転送する信号である。   Reference numerals 91, 92 and 93 are control signals for CCD control, and the shutter release time of the CCD is determined by the interval of the 91SH signal. Reference numerals 92 and 93 denote gate signals to the left and right sensors, respectively, for transferring the charges of the photoelectric conversion unit in the CCD to the reading unit.

94,95は左右のLEDの駆動信号であり、SHの最初の周期で一方のLEDを点灯するために94の駆動信号がLED駆動回路を経てLEDに供給される。次の周期でもう一方のLEDが駆動される。双方のLEDの駆動が終了した後に、CCDの信号が左右のセンサから読み出される。   Reference numerals 94 and 95 denote left and right LED drive signals, and 94 drive signals are supplied to the LEDs via the LED drive circuit in order to light one LED in the first cycle of SH. The other LED is driven in the next cycle. After the driving of both LEDs is completed, the CCD signal is read from the left and right sensors.

読み出される信号は、入力がない場合には、それぞれのセンサからの出力として、図10のような光量分布が得られる。もちろん、このような分布がどのシステムでも必ず得られるわけではなく、周辺枠再帰性反射手段3−1の特性やLEDの特性、また、計時変化(反射面の汚れなど)によって、分布は変化する。   When the signal to be read is not input, a light amount distribution as shown in FIG. 10 is obtained as an output from each sensor. Of course, such a distribution is not necessarily obtained in any system, and the distribution changes depending on the characteristics of the peripheral frame retroreflecting means 3-1, the characteristics of the LED, and changes in time (such as dirt on the reflecting surface). .

同図においては、Aのレベルが最大光量であり、Bのレベルが最低のレベルとなる。   In the figure, the A level is the maximum light amount, and the B level is the lowest level.

つまり反射光のない状態では、得られるレベルがB付近になり、反射光量が増えるほどAのレベルの方向になっている。この様にCCDから出力されたデータは、逐次AD変換されCPUにデジタルデータとして取り込まれる。   That is, in a state where there is no reflected light, the level obtained is near B, and the direction of the A level is increased as the amount of reflected light increases. Thus, the data output from the CCD is sequentially AD converted and taken into the CPU as digital data.

図11−1は従来の指示具或いは指で入力を行った、つまり、反射光を遮った場合の出力の例である。   FIG. 11A is an example of output when input is performed with a conventional pointing tool or finger, that is, when reflected light is blocked.

Cの部分が従来の指示具或いは指で反射光が遮られたためその部分のみ、光量が低下している。   Since the reflected light is blocked by the conventional indicator or finger at the portion C, the amount of light is reduced only at that portion.

更に、本発明においては、前述の通り、指示具6の先端部分に於いて、指示具6の軸中心部分に指示具再帰反射部6−1が配されるのでそこから再帰反射光が発せられ、周囲には、図の様に周囲部材6−2が設けられ、そこでは上記の通り透光量は減少して遮光影となり、従って、図11−2に示すように、遮光影の光量低下部分Cの中に再帰反射光による光量増加ピークの光量増加部分Dが存在する光量分布となる。つまり、本発明の指示具6の先端部分の構造に於いて、軸中心部分に指示具再帰反射部6−1の径は、周囲部材6−2の径より小さいので、検出光量分布として、遮光影の光量低下部分Cの画素幅が、光量増加部分Dの画素幅より大きく、従来の遮光影による単純な光量低下分布ではなく特徴的な光量分布を得ることが出来、これにより例えば、指による入力の場合の単純な光量低下分布と区別することにより、指と指示具との入力を区別したり、指示具を持った手の一部による遮光影と区別して、手つきの影響を取り除くことができる。或いは、この特徴的な光量の低下部分と増加部分を用いることにより、従来の外乱光の影響を受けやすい光量低下部分のみの場合に比べて、再帰反射光を併せて検出することにより、外乱光の影響が軽減しより高精度な座標検出が可能となる。   Further, in the present invention, as described above, the indicator retroreflecting portion 6-1 is arranged at the axial center portion of the indicator 6 at the tip portion of the indicator 6, so that retroreflected light is emitted therefrom. As shown in the figure, the surrounding member 6-2 is provided in the periphery, in which the light transmission amount is reduced to become a light-shielding shadow. Therefore, as shown in FIG. In the portion C, the light amount distribution has a light amount increase portion D having a light amount increase peak due to retroreflected light. That is, in the structure of the tip portion of the pointing tool 6 of the present invention, the diameter of the pointing tool retroreflecting portion 6-1 at the axial center portion is smaller than the diameter of the surrounding member 6-2. The pixel width of the shadow light amount decrease portion C is larger than the pixel width of the light amount increase portion D, and a characteristic light amount distribution can be obtained instead of a simple light amount decrease distribution due to the conventional shading shadow. By distinguishing it from a simple light intensity distribution in the case of input, it is possible to distinguish the input between the finger and the pointing tool, or to distinguish the shading shadow caused by a part of the hand holding the pointing tool, thereby removing the influence of the hand. it can. Alternatively, by using this characteristic light intensity decrease portion and increase portion, disturbance light can be detected by detecting retroreflected light in combination with a conventional light intensity decrease portion that is easily affected by disturbance light. Therefore, the coordinate detection can be performed with higher accuracy.

以下は、座標検出に関しては、光量の低下部分の分布により行い、上記指示具による特徴的な光量の低下部分と増加部分の分布が現れた時に、指示具による入力と判別する実施例に関して説明する。   The following describes an embodiment in which coordinate detection is performed based on the distribution of the light intensity decreasing portion, and when the characteristic light intensity decreasing portion and increasing portion distribution due to the pointing tool appears, it is determined that the input is performed by the pointing tool. .

具体的には、図10のような入力の無い初期状態を予め記憶しておいて、それぞれのサンプル期間に図11−1(或いは、図11−2)のような変化があるか初期状態との差分によって検出し、変化があったらその部分を入力点として入力角度を決定する演算を行う。   Specifically, an initial state with no input as shown in FIG. 10 is stored in advance, and whether there is a change as shown in FIG. 11-1 (or FIG. 11-2) in each sample period. If there is a change, an operation is performed to determine an input angle using that portion as an input point.

〈角度計算出の説明〉
角度計算にあたっては、まず、遮光範囲を検出する必要がある。今、説明を簡単にするために上記指示具再帰反射部6−1からの再帰反射光に関する光量分布は考慮しないこととする。
<Explanation of angle calculation>
In calculating the angle, it is first necessary to detect the light shielding range. For simplicity of explanation, the light amount distribution related to retroreflected light from the pointing tool retroreflecting unit 6-1 is not considered.

先にも述べた用に、光量分布は計時変化などで一定ではないため、システムの起動時などに記憶する事が望ましい。そうする事で、例えば、再帰反射面がほこりなどで汚れていても、完全に反射しないような場合を除いて使用可能になる。
以降一方のセンサのデータについて説明するが、他方でも同様の処理を行っている。
As described above, since the light quantity distribution is not constant due to changes in timekeeping, it is desirable to store it when the system is started. By doing so, for example, even if the retroreflective surface is dirty with dust or the like, it can be used unless it is not completely reflected.
Hereinafter, data of one sensor will be described, but the same processing is performed on the other.

電源投入時、入力の無い状態で、まず投光手段から照明すること無しにCCDの出力をAD変換して、これをBas_data[N]として、メモリに記憶する。これは、CCDのバイアスのばらつき等を含んだデータとなり、図10 のBのレベル付近のデータとなる。ここで、Nは画素番号であり、有効な入力範囲に対応する画素番号がもちいられる。   When the power is turned on, the CCD output is first AD-converted without illumination from the light projecting means without any input, and this is stored in the memory as Bas_data [N]. This is data including variations in CCD bias and the like, and is data near the level B in FIG. Here, N is a pixel number, and a pixel number corresponding to an effective input range is used.

次に、投光手段から照明した状態での光量分布を記憶する。図10の実線で表されたデータであり、Ref_data[N]とする。   Next, the light quantity distribution in the state illuminated from the light projecting means is stored. This data is represented by the solid line in FIG. 10 and is Ref_data [N].

これらのデータを用いてまずは入力が成されたか、遮光範囲があるかどうかの判定を行う。   Using these data, it is first determined whether an input has been made or whether there is a light shielding range.

あるサンプル期間のデータをNorm_data[N]とする。   Data of a certain sample period is assumed to be Norm_data [N].

まず遮光範囲を特定するために、データの変化の絶対量によって、有無を判定する。これは、ノイズなどによる誤判定を防止し、所定量の確実な変化を検出するためである。   First, in order to specify the light shielding range, presence / absence is determined based on the absolute amount of change in data. This is to prevent erroneous determination due to noise or the like and to detect a certain amount of reliable change.

変化の絶対量をおのおのの画素において以下の計算を行い、予め決定してある閾値Vthaと比較する。   The absolute amount of change is calculated for each pixel as follows and compared to a predetermined threshold value Vtha.

Norm_data_a[N] = Norm_data[N] − Ref_data[N] (1)
ここで、Norm_data_a[N]は各画素における絶対変化量である。
Norm_data_a [N] = Norm_data [N] − Ref_data [N] (1)
Here, Norm_data_a [N] is an absolute change amount in each pixel.

この処理は、差をとり比較するだけなので、処理時間をさほど使わないので、入力の有無の判定を高速に行う事が可能である。   Since this process only takes a difference and compares it, it does not use much processing time, and therefore it is possible to determine whether or not there is an input at high speed.

閾値Vthaを初めて超えた画素が所定数を超えて検出されたときに入力があったと判定する。   When the number of pixels exceeding the threshold value Vtha for the first time is detected exceeding a predetermined number, it is determined that there is an input.

次により高精度に検出するために、変化の比を計算して入力点の決定を行う。
ここでA領域が汚れなどにより反射率が低下していたとすると、このときのRef _data[N]の分布は、図13の13−1のように、A領域の反射光量が少なくなる。この状態で、図12のように指示具等が挿入され、ほぼ再帰反射部材の半分を覆ったとすると、反射光量は略半分となるため、図13,13−2の太線で示した分布Norm_data[N]が観測される。
Next, in order to detect with higher accuracy, a change ratio is calculated to determine an input point.
Here, assuming that the reflectance of the A region has decreased due to dirt or the like, the distribution of Ref_data [N] at this time has a smaller amount of reflected light in the A region as indicated by 13-1 in FIG. In this state, if an indicator or the like is inserted as shown in FIG. 12 and almost half of the retroreflective member is covered, the amount of reflected light is substantially halved, so the distribution Norm_data [ N] is observed.

この状態に対して、(1)を適用すると、図14の14−1のようになる。ここで、縦軸は初期状態との差分電圧になっている。   When (1) is applied to this state, the result becomes 14-1 in FIG. Here, the vertical axis represents the differential voltage from the initial state.

このデータに対して、閾値を適用すると、本来の入力範囲をはずれてしまうような場合がある。もちろん、閾値を下げればある程度検出可能であるが、ノイズなどの影響を受ける可能性がある。   If a threshold is applied to this data, the original input range may be lost. Of course, it can be detected to some extent if the threshold value is lowered, but it may be affected by noise or the like.

そこで、変化の比を計算することとすると、A領域 B領域とも反射光量は最初の半分であるので、次式で比を計算する。   Therefore, if the ratio of change is calculated, the amount of reflected light is the first half in both the A area and the B area, so the ratio is calculated by the following equation.

Norm_data_r[N] = Norm_data_a[N] / (Bas_data[N] - Ref_data[N]) (2)
この計算結果を示すと、図14,14−2のようになり、変動比であらわされるため、反射率が異なる場合でも、等しく扱う事が可能になり、高精度に検出が可能になる。
Norm_data_r [N] = Norm_data_a [N] / (Bas_data [N]-Ref_data [N]) (2)
This calculation result is as shown in FIGS. 14 and 14-2, and is represented by a fluctuation ratio. Therefore, even when the reflectance is different, it can be handled equally and detection can be performed with high accuracy.

このデータに対して、閾値Vthrを適用して、その立ち上がり部と立下り部の画素番号から、両者の中央を入力画素として、角度を求める。   The threshold value Vthr is applied to this data, and the angle is determined from the pixel numbers of the rising and falling portions with the center of both as the input pixel.

図14−2は説明のために模式的に描いたもので、実際にはこのような立ち上がりにはなっておらず、画素ごとに異なるレベルを示している。   FIG. 14-2 is drawn schematically for the sake of explanation, and does not actually rise like this, but shows a different level for each pixel.

図15は比計算を終わったあとの検出の例である。いま閾値Vthrで検出すると遮光領域の立ちあがり部分は、Nr番目の画素で閾値を越えたとする。さらに、Nf番の画素でVthrを下まわったとする。   FIG. 15 shows an example of detection after the ratio calculation is completed. Assume that when the detection is made with the threshold value Vthr, the rising portion of the light shielding area exceeds the threshold value at the Nrth pixel. Furthermore, it is assumed that the voltage falls below Vthr at the Nf-th pixel.

このまま中心画素Npを
Np = Nr + (Nf-Nr)/2 (3)
のように計算してもよいが、そうすると、画素間隔が最小の分解能になってしまう。
Keep the center pixel Np
Np = Nr + (Nf-Nr) / 2 (3)
However, in this case, the pixel interval becomes the minimum resolution.

より細かく検出するために、それぞれの画素のレベルとその一つ前の画素のレベルを用い閾値を横切った仮想の画素番号を計算する。   In order to detect more finely, a virtual pixel number across the threshold is calculated using the level of each pixel and the level of the previous pixel.

今NrのレベルをLr Nr-1番画素のレベルをLr-1とする。また、NfのレベルをLf、Nf-1番がそのレベルをLf-1とすれば、それぞれの仮想画素番号Nrv,Nfvは、
Nrv = Nr-1 + ( Vthr - Lr-1 ) / ( Lr - Lr-1 ) (4)
Nfv = Nf-1 + ( Vthr - Lf-1 ) / ( Lf - Lf-1 ) (5)
と計算でき、仮想中心画素Npv
Npv = Nrv + (Nfv-Nrv)/2 (6)
で決定される。
The level of Nr is now Lr. The level of Nr-1 pixel is Lr-1. Further, if the level of Nf is Lf and the number Nf-1 is Lf-1, the virtual pixel numbers Nrv and Nfv are
Nrv = Nr-1 + (Vthr-Lr-1) / (Lr-Lr-1) (4)
Nfv = Nf-1 + (Vthr-Lf-1) / (Lf-Lf-1) (5)
Virtual center pixel Npv
Npv = Nrv + (Nfv-Nrv) / 2 (6)
Determined by

このように、画素番号とそのレベルから仮想的な画素番号を計算することで、より分解能の高い検出ができる。   Thus, by calculating a virtual pixel number from the pixel number and its level, detection with higher resolution can be performed.

以上は、本実施例の角度計算にあたり、遮光範囲の立上がり、立下りからその遮光範囲の中央画素を求める方法について説明した。しかし、上記、指示具6の指示位置を求める対象としては、本発明の場合遮光範囲に限られるものではない。本発明の受光検出手段(センサ)で検出される光量分布は、前述の様に図11−2で示される遮光部分と再帰反射光部分の光量分布が組み合わされたものでありこれがこの発明の特徴の一つではあるが、この光量分布は、指示具の座標入力面におけるある指示位置の代表的なものであり、実際には遮光部分と再帰反射光部分の光量分布レベルは指示領域により変化し図11−2のCとDで示される画素幅も変動する。また、これは、上記センサユニット1L,1Rの座標入力面5との配置関係にも影響される。傾向として、遮光範囲の画素幅は、センサユニット1L,1Rから近ければ広がり、逆に遠くなれば狭くなる傾向がある。同時に、上記指示具再帰反射部6−1からの再帰反射光に関しては、センサユニット1L,1Rから近ければ画素幅が広がり光量はピークが大きくなり、場合によって未調整の場合には飽和が生じる場合もあり、逆に遠くなれば画素幅が狭くなり光量はピークが小さくなる傾向がある。そこで、例えば、上記センサユニット1L,1Rが、上記座標入力面5に対して距離が充分離れて配置されれば、指示位置が上記センサユニット1L或いは1Rからの最短位置と最遠位置とによる光量分布の変化度合いは比較的小さなものとなり、従って上記実施例における遮光範囲から遮光範囲の中央画素を求めることは可能である。しかし、上記センサユニット1L,1Rが、上記座標入力面5に対して近距離に配置された構成の場合、特に上記指示具再帰反射部6−1からの再帰反射光に関して、センサユニットから最短位置に於ける指示の場合に、再帰反射光の光量分布に於ける画素幅が広がり、結果として、遮光影部分がそれを検出するに充分な範囲が得られないという場合が生じる。従って、この状態を防ぐために、上記センサユニット1L,1Rの配置によっては、上記実施例の遮光範囲から遮光範囲の中央画素を求めるのではなく、上記指示具再帰反射部6−1からの再帰反射光の光量分布からその光量ピークの中心画素を求める手法を用いても良い。具体的な画素の求め方は、上記遮光範囲からその中心画素を求める場合と同様であり、光量分布の符号が逆になるだけである。つまり、再帰反射光があるかどうかの判定を閾値と比較して行う。この場合、遮光範囲と同時に検出されるが、図11−2における立上がり、立下りの状態が、ある閾値に対して、再帰反射光が小さい場合にはa,b,c,dで立上がり、立下りが2以上得られるが、指示位置がセンサから近く再帰反射光が大きい場合は、再帰反射光部分のb,cのみとなりる。この立下り立上がり数を判定して場合分けして、いずれの場合にも、中にある再帰反射光の光量分布の立上がりと立下りからその変化の比を計算し、上記の遮光範囲で計算したのと同様に仮想画素番号を求めて中心画素を求める。   The method for obtaining the central pixel of the light shielding range from the rise and fall of the light shielding range has been described above for the angle calculation of the present embodiment. However, the object for obtaining the indicated position of the pointing tool 6 is not limited to the light shielding range in the present invention. The light amount distribution detected by the light receiving detection means (sensor) of the present invention is a combination of the light amount distributions of the light shielding portion and the retroreflected light portion shown in FIG. 11-2 as described above. This is a feature of the present invention. However, this light quantity distribution is representative of a specified position on the coordinate input surface of the pointing tool. Actually, the light quantity distribution levels of the light shielding part and the retroreflected light part vary depending on the designated area. The pixel width indicated by C and D in FIG. 11-2 also varies. This is also affected by the positional relationship between the sensor units 1L and 1R and the coordinate input surface 5. As a tendency, the pixel width of the light-shielding range tends to increase when it is close to the sensor units 1L and 1R, and conversely, it becomes narrow when it is far away. At the same time, with respect to the retroreflected light from the pointing tool retroreflecting unit 6-1, the pixel width increases and the light quantity increases when close to the sensor units 1L and 1R. In some cases, saturation occurs when the light is not adjusted. On the other hand, as the distance increases, the pixel width becomes narrower and the peak of the amount of light tends to decrease. Therefore, for example, if the sensor units 1L and 1R are arranged with a sufficient distance from the coordinate input surface 5, the light quantity by the shortest position and the farthest position from the sensor unit 1L or 1R is indicated. The degree of change in the distribution is relatively small. Therefore, it is possible to obtain the central pixel of the light shielding range from the light shielding range in the above embodiment. However, when the sensor units 1L and 1R are arranged at a short distance with respect to the coordinate input surface 5, the shortest position from the sensor unit particularly with respect to the retroreflected light from the pointing tool retroreflecting unit 6-1. In the case of the instruction, the pixel width in the light quantity distribution of the retroreflected light is widened, and as a result, there is a case where the light shielding shadow portion cannot obtain a sufficient range for detecting it. Therefore, in order to prevent this state, depending on the arrangement of the sensor units 1L and 1R, the central pixel of the light shielding range is not obtained from the light shielding range of the above embodiment, but the retroreflection from the pointing tool retroreflecting unit 6-1. A method of obtaining the central pixel of the light quantity peak from the light quantity distribution of light may be used. A specific method for obtaining a pixel is the same as that for obtaining the central pixel from the light shielding range, and only the sign of the light amount distribution is reversed. That is, it is determined whether there is retroreflected light by comparing it with the threshold value. In this case, although detected simultaneously with the light shielding range, the rising and falling states in FIG. 11-2 rise at a, b, c, and d when the retroreflected light is small with respect to a certain threshold. Although two or more downhills can be obtained, when the indicated position is close to the sensor and the retroreflected light is large, only the retroreflected light portions b and c are obtained. In each case, the ratio of the change was calculated from the rise and fall of the light amount distribution of the retroreflected light, and calculated in the above-mentioned light shielding range. Similarly to the above, the virtual pixel number is obtained to obtain the center pixel.

得られた中央画素番号から、実際の座標値を計算するためには、角度情報に変換する必要がある。   In order to calculate an actual coordinate value from the obtained center pixel number, it is necessary to convert it into angle information.

後述する実際の座標計算では、角度そのものよりもその角度における正接(tangent)の値を求めるほうが都合がよい。   In actual coordinate calculation described later, it is more convenient to obtain the value of the tangent at the angle rather than the angle itself.

画素番号から、tanθへの変換には、テーブル参照や変換式を用いる。   A table reference or a conversion formula is used for conversion from the pixel number to tan θ.

図16は、画素番号に対するtanθ値をプロットしたものである。このデータに対して近似式を求め、その近似式を用いて画素番号、tanθ変換を行う。
変換式は例えば高次の多項式を用いると精度を確保できるが次数などは計算能力および精度スペック等を鑑みて決定すればよい。
FIG. 16 is a plot of tan θ values against pixel numbers. An approximate expression is obtained for this data, and pixel number and tan θ conversion is performed using the approximate expression.
For example, when a high-order polynomial is used as the conversion formula, the accuracy can be ensured, but the order and the like may be determined in consideration of the calculation capability and accuracy specifications.

5次多項式を用いる場合には係数が6個必要になるので、出荷時などにこのデータを不揮発性メモリーなどに記憶しておけばよい。   When a fifth order polynomial is used, six coefficients are required, so this data may be stored in a nonvolatile memory or the like at the time of shipment.

今5次多項式の係数をL5,L4,L3,L2,L1,L0としたとき、
tanθは
tanθ = (L5 *Npr + L4) *Npr + L3) *Npr + L2) *Npr + L1) *Npr + L0 (7)
であらわす事ができる。
If the coefficients of the fifth-order polynomial are now L5, L4, L3, L2, L1, L0,
tanθ is
tanθ = (L5 * Npr + L4) * Npr + L3) * Npr + L2) * Npr + L1) * Npr + L0 (7)
Can be represented.

同様なことを各々のセンサに対して行えば、それぞれの角度データを決定できる。   If the same thing is done for each sensor, the respective angle data can be determined.

もちろん、上記例ではtanθを求めているが、角度そのものを求め、その後tanθを求めても構わない。   Of course, in the above example, tan θ is obtained, but the angle itself may be obtained, and then tan θ may be obtained.

〈座標計算方法の説明〉
得られた角度データから座標を算出する。
<Description of coordinate calculation method>
Coordinates are calculated from the obtained angle data.

図17が画面座標との位置関係を示す図である。   FIG. 17 is a diagram showing a positional relationship with the screen coordinates.

入力範囲の下辺左右にそれぞれのセンサユニットが取り付けられており、その間の距離はDsであらわされている。   Each sensor unit is mounted on the left and right sides of the input range, and the distance between them is expressed as Ds.

画面中央が画面の原点位置であり、P0はそれぞれのセンサユニットの角度0の交点である。   The center of the screen is the origin position of the screen, and P0 is the intersection of the angle 0 of each sensor unit.

それぞれの角度をθL、θRとして、それぞれtanθL,tanθRを上記多項式を用いて算出する。   The respective angles are θL and θR, and tanθL and tanθR are calculated using the above polynomials.

このとき点Pのx、y座標は
x = Ds * (tanθL+ tanθR) / (1+( tanθL * tanθR) ) (8)
y = - Ds * (tanθR - tanθL -(2* tanθL* tanθR)) / (1+( tanθL * tanθR))+P0Y (9)
で計算される。
At this time, the x and y coordinates of point P are
x = Ds * (tanθL + tanθR) / (1+ (tanθL * tanθR)) (8)
y =-Ds * (tanθR-tanθL-(2 * tanθL * tanθR)) / (1+ (tanθL * tanθR)) + P0Y (9)
Calculated by

<指示具と指の入力の識別>
以上で、入力点に対応する画素番号そしてそれに対応する角度計算、そして座標計算について説明したが、次に本発明の指示具と指の入力の識別に関して説明する。指による指示の状態では、図11−1のような光量分布であるが、本発明の指示具6の先端部が前述の様に再帰反射特性と遮光特性を併せ持つ構造の場合には、図11−2の様に、指示具6の遮光部分Cの中に再帰反射光Dの光量分布が発生することになる。ここで、上記一定の閾値Vthrに対して、まず指示具6の遮光部分Cに関して立上がり部分aで越え、次に再帰反射光Dに関して立下りbで下回り、そしてcの立上がりで越え、最後に遮光部分Cに関して立下り部分dで下回る。この立上がり、立下りの数、画素番号はメモリに記憶しておく。一定の閾値との比較に於いて、立上がり、立下りがそれぞれ1個と判定した場合は上記再帰反射光Dの光量分布が無いと判断できるので、指による指示状態と判定し、立上がり、立下りがそれぞれ2個と判定した場合は、再帰反射光Dの光量分布が発生していると判断できるので指示具による指示状態であると判定する。尚、更に望ましくは、前述の通り、ノイズの影響を避けるため、上記の立上がり、立下りを求めるのは、変化の比に対して行い、この比に対して閾値Vthrを適応して求める。
<Identification of pointing tool and finger input>
The pixel number corresponding to the input point, the angle calculation corresponding to the pixel number, and the coordinate calculation have been described above. Next, the identification of the pointing tool and finger input according to the present invention will be described. In the state of pointing with a finger, the light quantity distribution is as shown in FIG. 11A. However, when the tip of the pointing tool 6 of the present invention has a structure having both retroreflective characteristics and light shielding characteristics as described above, FIG. As shown in -2, a light quantity distribution of the retroreflected light D is generated in the light-shielding portion C of the pointing tool 6. Here, the constant threshold value Vthr is first exceeded at the rising portion a with respect to the light-shielding portion C of the pointing device 6, then below the falling b with respect to the retroreflected light D, exceeded at the rising edge of c, and finally shielded. It falls below the falling part d with respect to the part C. The number of rising and falling edges and the pixel number are stored in a memory. In comparison with a certain threshold value, if it is determined that there is one rise and fall, it can be determined that there is no light quantity distribution of the retroreflected light D, so it is determined that there is an indication state with a finger, and rise and fall. Are determined to be in the instruction state by the pointing tool since it can be determined that the light quantity distribution of the retroreflected light D has occurred. More preferably, as described above, in order to avoid the influence of noise, the above rise and fall are obtained with respect to the change ratio, and the threshold value Vthr is obtained with respect to this ratio.

尚、座標算出は、いずれも最初の立上がりaと最後の立下りdに関して比計算で仮想画素を算出し、仮想中心画素を算出し、座標計算を行う。つまり、立上がりと立下りを予め記憶し区別してこれを用いることにより、指示具の遮光による光量変化と前記指示具の再帰反射特性の変化による光量変化の判別を行う。更に、不図示ではあるが、指示具による指示の場合には、上記最初の立上がりaと最後の立下りdに加えて、再帰反射光Dに関する立下りbと立上がりcに関して画素検出を行い、この値を上記遮光部分の座標計算値に対して補正値として用いてもよい。これにより、指示具による座標検出精度を高めることができる。   In the coordinate calculation, the virtual pixel is calculated by the ratio calculation for the first rising a and the last falling d, the virtual central pixel is calculated, and the coordinate calculation is performed. That is, the rise and fall are stored in advance and distinguished from each other so that the change in the amount of light due to the light shielding of the pointing tool and the change in the amount of light due to the change in the retroreflection characteristics of the pointing tool are determined. Further, although not shown, in the case of an instruction by the pointing tool, in addition to the first rising a and the last falling d, pixel detection is performed for the falling b and the rising c related to the retroreflected light D, and this The value may be used as a correction value for the coordinate calculation value of the light shielding portion. Thereby, the coordinate detection precision by an indicator can be raised.

上記実施例においては、図11−2で示すような、指示具6の先端部の再帰反射特性による光量増加分布が検出された場合に、一つの閾値に対して、立上がり、立下りを検出し、座標算出とペンアップ・ダウン検出とを行ったが、指示具再帰反射部6−1による光量増加分布領域は、周囲部材6−2と変動挙動が異なることを考慮し、それぞれのを異なる閾値で判定することとしても良い。   In the above embodiment, when a light quantity increase distribution due to the retroreflection characteristic at the tip of the pointing tool 6 as shown in FIG. 11-2 is detected, rising and falling are detected with respect to one threshold value. The coordinate calculation and the pen-up / down detection are performed, but the light quantity increase distribution region by the pointing tool retroreflecting unit 6-1 is different from the surrounding member 6-2 in consideration of the fact that the fluctuation behavior is different. It is good also as judging by.

更に、遮光及び再帰反射光に関する検出光量分布は、指示具等とセンサユニットとの距離の影響が大きいことを考慮し、上記閾値をセンサユニットからの距離により変動させても良い。この距離は、座標値により求める。つまり、センサユニットに近い場合に、指示具の再帰反射光が大きくなるので閾値を大きく、この距離が遠くなるにつれて指示具の再帰反射光が小さくなるので閾値を小さくする。この様に、再帰反射光に対する閾値をセンサユニットからの距離に応じて変化させることにより、本発明に於いてより正確に座標検出、及び指示状態の識別を行うことができる。   Furthermore, the detected light amount distribution regarding the light shielding and retroreflected light may be changed according to the distance from the sensor unit in consideration of the large influence of the distance between the pointing tool and the sensor unit. This distance is obtained from coordinate values. That is, when the distance is closer to the sensor unit, the threshold value is increased because the retroreflected light of the pointing tool increases, and the threshold value is decreased because the retroreflected light of the pointing tool decreases as this distance increases. In this way, by changing the threshold for retroreflected light according to the distance from the sensor unit, it is possible to detect the coordinates and identify the indication state more accurately in the present invention.

<データ取得から座標計算までの工程を示したフローチャート>
図18−1はデータ取得から座標計算までの工程を示したフローチャートで、遮光範囲から座標を求める場合である。
<Flow chart showing the process from data acquisition to coordinate calculation>
FIG. 18A is a flowchart showing steps from data acquisition to coordinate calculation, in which coordinates are obtained from the light shielding range.

S101で、電源投入されると、演算制御回路などのポート設定、タイマ設定などさまざまな初期化が行われるS102。S103は立ち上げ時のみに行う不要電荷除去のための準備である。CCDなどの光電変換素子において、動作させていないときに不要な電荷が蓄積している場合があり、そのデータをそのままリファレンスデータとして用いると、検出不能になったり、誤検出の原因となる。それを避けるために、最初に照明無しで、複数回データの読み出しを行っている。S103ではその読み込み回数を設定しており、S104で照明無しで、所定回数データを読み出すことで、不要電荷の除去を行っている。   When the power is turned on in S101, various initializations such as port setting of the arithmetic control circuit and timer setting are performed. S103 is a preparation for removing unnecessary charges that is performed only at startup. In a photoelectric conversion element such as a CCD, unnecessary charge may be accumulated when it is not operated. If the data is used as it is as reference data, it becomes impossible to detect or causes false detection. In order to avoid this, data is first read multiple times without illumination. In S103, the number of times of reading is set. In S104, unnecessary data is removed by reading data a predetermined number of times without illumination.

S105は所定回数繰り返すための判断文である。   S105 is a determination sentence for repeating a predetermined number of times.

S106はリファレンスデータとしての照明無しでのデータの取り込みであり、上記Bas_dataに相当する。   S106 is fetching of data without illumination as reference data, and corresponds to the above Bas_data.

ここで取り込んだデータは、メモリに記憶され、以降計算に用いられる。
これともう一つのリファレンスデータである、照明したときの初期光量分布に相当するデータRef_dataを取り込みS108、これもメモリーに記憶する。
The data fetched here is stored in the memory and used for calculation thereafter.
Data Ref_data corresponding to the initial light amount distribution when illuminated, which is another reference data, is taken in S108, and this is also stored in the memory.

このステップまでが、電源投入時の初期設定動作になり、次から通常の取り込み動作になる。S110で上記説明したように光量分布を取り込み、S111でRef_dataとの差分値で遮光部分の有無を判定する。無いと判定されたときには、S110にもどりまた取り込みを行う。   Up to this step is the initial setting operation when the power is turned on, and then the normal capturing operation is performed. In S110, the light amount distribution is captured as described above, and in S111, the presence / absence of a light-shielding portion is determined based on the difference value from Ref_data. If it is determined that there is no data, the process returns to S110 and capture is performed.

このとき、この繰り返し周期を10[msec]程度に設定すれば、100回/秒のサンプリングになる。   At this time, if the repetition period is set to about 10 [msec], the sampling rate is 100 times / second.

S112で遮光領域が有りと判定されたら、S113で式(2)の処理により比を計算する。S112で遮光領域が有りと判定すれば、この段階以降で座標算出は開始される。得られた比に対して閾値で立ち上がり部、立下り部を決定し、その数をメモリーに記憶するS114。次に(4)、(5)、(6)式で中心を計算する。この際、計算に用いるのは、前述の通り、最初の立上がり部と最後の立下り部であるS115。得られた中心値から近似多項式よりTanθを計算し、左右のセンサユニットでのTanθ値からx、y座標を(8)、(9)式を用いて算出するS116。次に、S117にて指示したのが指示具によるのか指によるのかの判定を行う。上記閾値との比較に於いて立下り部或いは立下り部の数が1の場合は、指による指示と判定し、この数が1より多い場合、つまり2の場合には指示具による入力と判定する。この結果にしたがって、指示状態識別フラグのセットS118あるいはリセットS119を行う。   If it is determined in S112 that there is a light shielding area, the ratio is calculated in S113 by the processing of Expression (2). If it is determined in S112 that there is a light shielding area, coordinate calculation is started after this stage. A rising portion and a falling portion are determined by a threshold with respect to the obtained ratio, and the numbers are stored in a memory S114. Next, the center is calculated by the equations (4), (5) and (6). At this time, as described above, the first rising portion and the last falling portion are used in the calculation in S115. Tan θ is calculated from the obtained center value by an approximate polynomial, and x and y coordinates are calculated from the Tan θ values of the left and right sensor units using equations (8) and (9) S116. Next, it is determined whether the instruction is made by the pointing tool or the finger in S117. In the comparison with the above threshold value, when the number of falling parts or the number of falling parts is 1, it is determined as an instruction by a finger, and when this number is larger than 1, that is, when it is 2, it is determined as an input by an indicator. To do. According to this result, the instruction state identification flag is set S118 or reset S119.

以上は、遮光範囲から座標を求める場合であるが、上記で述べたように、再帰反射光の光量分布から座標を設けても良い。この場合のフローチャートを図18−2に示す。s113でメモリーデータとの比を計算した後、ステップs114-1で一定の閾値により立上がり数、立下り数を検出し、メモリーに記憶する。そして、ステップs114-2で立上がり数、立下り数がそれぞれ1より多いかを判定し、多いと判定された場合は、遮光範囲も検出に充分な範囲が検出されていると判断し、最初と最後の立上がりと立下りを除いて、つまり再帰反射光の光量分布により画素検出し、ステップs114-2で立上がり数、立下り数がそれぞれ1より少ないと判定された場合は、再帰反射光のみが検出に充分な範囲が検出されていると判断し、最初と最後の立上がりと立下りを用いて、つまりこれも再帰反射光の光量分布により画素検出を行う。以下は、遮光範囲から座標を求める場合と同様である。   The above is a case where the coordinates are obtained from the light shielding range, but as described above, the coordinates may be provided from the light quantity distribution of the retroreflected light. A flowchart in this case is shown in FIG. After calculating the ratio with the memory data in s113, the number of rising edges and the number of falling edges are detected by a fixed threshold value in step s114-1, and stored in the memory. In step s114-2, it is determined whether the number of rising edges and the number of falling edges are each greater than 1. If it is determined that the number of rising edges is larger, it is determined that a light-shielding range that is sufficient for detection is detected. Except for the last rise and fall, that is, pixel detection is performed based on the light quantity distribution of retroreflected light, and it is determined in step s114-2 that the number of rises and the number of fall are less than 1, respectively, only the retroreflected light is present. It is determined that a range sufficient for detection is detected, and pixel detection is performed using the first and last rising and falling edges, that is, the light quantity distribution of retroreflected light. The following is the same as the case of obtaining coordinates from the light shielding range.

座標値と指示状態が決定されたので、そのデータをホストPCへ送信するS120。これは、USB、RS232などのシリアル通信で送っても良いし、任意のインタフェースで送ればよい。送られたPC側では、ドライバーがデータを解釈し、カーソルの移動、マウスボタン状態の変更などを座標値、フラグなどを参照して行うことで、PC画面の操作が可能になる。   Since the coordinate value and the instruction state are determined, the data is transmitted to the host PC S120. This may be sent by serial communication such as USB, RS232, etc., or by any interface. On the PC side, the driver interprets the data and moves the cursor, changes the mouse button state, etc. by referring to the coordinate values, flags, etc., so that the PC screen can be operated.

S120の処理が終了したら、S110の動作に戻り、以降電源OFFまでこの処理を繰り返す事になる。指示具による指示か指による指示かを示す指示状態識別フラグにより、ホストPCでは、カーソルの種類や線種を変えたり、アプリケーションをその状態に応じて変更等を行うことができる。   When the process of S120 is completed, the process returns to the operation of S110, and thereafter this process is repeated until the power is turned off. The host PC can change the cursor type and line type, change the application according to the state, and the like by using the instruction state identification flag indicating whether the instruction tool is an instruction or a finger instruction.

上記フローチャートでは、指示状態の判別のみに留めたが、更に、指示具指示状態の場合には、前述の通り、更に再帰反射光部分の情報を加えた座標算出アルゴリズムを追加し、座標検出精度を高めてもよい。また、上記のフローチャートで以外に、遮光影部分のみと遮光影+その中に再帰反射光による光量ピークの光量分布が同時に検出される場合には、遮光影部分のみは、手つきによるものと判定し、その部分を除いて座標計算を行っても良い。   In the above flowchart, only the determination of the pointing state is performed. However, in the case of the pointing tool pointing state, as described above, a coordinate calculation algorithm to which information on the retroreflected light portion is further added is added to improve the coordinate detection accuracy. May be raised. In addition to the above flow chart, if only the light-shielded shadow part and the light-shielded shadow + the light quantity peak distribution due to retroreflected light are detected at the same time, it is determined that only the light-shielded shadow part is caused by hand. The coordinates may be calculated excluding that part.

(第2の実施例)
上記実施例においては、周辺枠再帰性反射手段3−1の投光手段からの入射側に設けられた特定の光波長透過部材3−2、及び、指示具6の周囲部材6−2の波長特性の関係に関しては特に限定を設けなかったが、ある一定の関係を持った波長透過光特性としても良い。本発明の第2の実施例として、上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材は、第1の透過波長帯域を有し、上記指示具再帰反射部の周囲に設けられた周囲部材6−2は、第2の透過波長帯域を有するとすると、第2の透過波長帯域は第1の透過波長帯域よりも狭く、且つ、上記受光手段と投光手段の波長帯域は、第2の波長透過領域の一部と第2の波長透過領域ではなくて第1の波長透過領域である部分を含む構成とする。例えば、図19の波長分光特性で示されるように、上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材は、第1の透過波長帯域で透過限界波長を700nm、上記指示具再帰反射部の周囲に設けられた周囲部材は、第2の透過波長帯域で950nmの例えばメタクリル樹脂(アクリル樹脂)の赤外線フィルターで構成する。そして、中1L,1Rは投光手段および検出手段を有するセンサユニットは、上記第1の透過波長帯域より等しいか、より広い透過帯域を持つように構成する。当然、この場合、第2の透過波長帯域よりも広い透過帯域を持つ。具体的には、投光手段および検出手段のデバイス自体が、この波長特性を持っているか、この特性を持った光学フィルターを配置する構成でも良い。
(Second embodiment)
In the said Example, the wavelength of the specific light wavelength transmission member 3-2 provided in the incident side from the light projection means of the periphery frame retroreflection means 3-1, and the surrounding member 6-2 of the indicator 6 Although there is no particular limitation on the characteristic relationship, the wavelength transmission light characteristic having a certain relationship may be used. As a second embodiment of the present invention, the specific light wavelength transmission member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means has a first transmission wavelength band, and the periphery of the indicator retroreflective portion. If the surrounding member 6-2 provided in the second transmission wavelength band has a second transmission wavelength band, the second transmission wavelength band is narrower than the first transmission wavelength band, and the wavelength of the light receiving means and the light projecting means The band includes a part of the second wavelength transmission region and a portion that is not the second wavelength transmission region but the first wavelength transmission region. For example, as shown in the wavelength spectral characteristic of FIG. 19, the specific light wavelength transmission member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means has a transmission limit wavelength of 700 nm in the first transmission wavelength band, The surrounding member provided around the indicator retroreflective portion is configured by an infrared filter of, for example, methacrylic resin (acrylic resin) having a second transmission wavelength band of 950 nm. The sensor units 1L and 1R each having a light projecting unit and a detecting unit are configured to have a transmission band equal to or wider than the first transmission wavelength band. Naturally, in this case, the transmission band is wider than the second transmission wavelength band. Specifically, the device itself of the light projecting means and the detecting means may have this wavelength characteristic, or an optical filter having this characteristic may be arranged.

以上の第2の実施例により、図1−2で示される上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材を透過した枠再帰反射波の波長特性は、図19の第1の波長帯域になり、この枠再帰反射波が指示具6の先端部の周囲部材6−2に到達した場合、周囲部材6−2の図19の分光特性により、波長帯域700〜950nmの帯域に相当する光量は透過されず、950nm以上の帯域に相当する光量のみとなるので、その分検出光量が低下して遮光影となる。結果として、第1の実施例で説明した、軸中心部分と、軸中心からずれた外側部分との反射等による透過率の違いによる、遮光影の光量低下部分の中に再帰反射光による光量増加ピークの光量増加部分が存在する特徴的な光量分布の効果がより促進され明確に現れるので、上記第1の実施例における、指と指示具の識別、及び、手つきの補正、更に、座標検出の高精度化に対する効果がより促進される。以上で示した波長の数値は一例であって、第1の波長帯域と第2の波長帯域の関係が維持されれば、他の波長帯域でよいことは言うまでもない。   According to the second embodiment described above, the wavelength characteristic of the frame retroreflected wave transmitted through the specific light wavelength transmitting member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means shown in FIG. When the frame retroreflected wave reaches the peripheral member 6-2 at the tip of the indicator 6, the wavelength band of 700 to 950 nm is obtained by the spectral characteristics of FIG. 19 of the peripheral member 6-2. The amount of light corresponding to this band is not transmitted, but only the amount of light corresponding to the band of 950 nm or more, so that the detected light amount is reduced correspondingly and becomes a shading shadow. As a result, the light quantity increase due to the retroreflected light in the light quantity reduction part of the shading shadow due to the difference in transmittance due to reflection or the like between the axial center part and the outer part shifted from the axial center described in the first embodiment. Since the effect of the characteristic light quantity distribution in which the peak light quantity increasing portion exists is further promoted and appears clearly, the finger and the pointing tool in the first embodiment are identified, the hand is corrected, and the coordinate detection is further performed. The effect on higher accuracy is further promoted. The numerical values of the wavelengths shown above are examples, and it goes without saying that other wavelength bands may be used as long as the relationship between the first wavelength band and the second wavelength band is maintained.

更には、図20に示すように、上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材の第1の透過波長帯域と、上記指示具再帰反射部の周囲に設けられた周囲部材6−2の第2の透過波長帯域は、それぞれ、異なる中心波長値を有し透過帯域の下限と上限を有するバンドパス帯域特性を有する構成としても良い。この場合、前記投光手段、及び、受光検出手段の帯域幅は、少なくとも、上記第1と第2の透過波長帯域の中心波長地を含むものとする。この構成では、まず、指示具6の先端部に投射された光は、軸中心部に対しては、周囲部材6−2を透過して上記指示具再帰反射部6−1からの再帰反射し再び周囲部材6−2を透過して受光検出手段に入射する。指示具6の先端部の軸より外側の部分に対しては、前記反射角度の影響に加え、光波長透過部材3−2の第1の透過波長帯域の再帰反射光に対して第2の透過波長帯域をもつ周囲部材6−2はほとんど透光しないために、くっきりした遮光影が形成される。従って、遮光影の光量低下部分の中に再帰反射光による光量増加ピークの光量増加部分が存在する特徴的な光量分布の効果がより促進され明確に現れるので、上記第1の実施例における、指と指示具の識別、及び、手つきの補正、更に、座標検出の高精度化に対する効果がより促進される。   Furthermore, as shown in FIG. 20, it is provided around the first transmission wavelength band of the specific light wavelength transmission member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflective means and the indicator retroreflective portion. Further, the second transmission wavelength band of the peripheral member 6-2 may have a band pass band characteristic having different center wavelength values and having a lower limit and an upper limit of the transmission band. In this case, the bandwidths of the light projecting unit and the light receiving detection unit include at least the center wavelength regions of the first and second transmission wavelength bands. In this configuration, first, the light projected on the distal end portion of the pointing tool 6 passes through the peripheral member 6-2 and is retroreflected from the pointing tool retroreflecting portion 6-1 with respect to the axial center portion. The light again passes through the surrounding member 6-2 and enters the light receiving detection means. In addition to the influence of the reflection angle, the second transmission of retroreflected light in the first transmission wavelength band of the light wavelength transmission member 3-2 is applied to the portion outside the axis of the tip portion of the pointing tool 6. Since the peripheral member 6-2 having the wavelength band hardly transmits light, a clear shading shadow is formed. Therefore, the characteristic light amount distribution effect in which the light amount increase portion of the light amount increase peak due to the retroreflected light exists in the light amount decrease portion of the light-shielding shadow is further promoted and clearly appears. The effect of identifying the pointing tool and correcting the hand movement and further improving the accuracy of coordinate detection are further promoted.

(第3の実施例)
上記実施例においては、一定の波長帯域を持った単一の投光手段により構成したが、上記第2の実施例における図20に示した、光波長透過部材の第1の透過波長帯域と、周囲部材6−2の第2の透過波長帯域のバンドパス帯域特性に対応した2つの透過波長帯域を持つ投光手段を有し、この2つの投光手段を切り替えて投射し、それぞれの場合に検出される光量分布により指による指示か、指示具による指示かを判別する構成としても良い。この場合の、受光検出手段は、第1と第2の透過波長帯域を合わせた検出感度特性を持つ。
(Third embodiment)
In the above embodiment, it is configured by a single light projecting means having a constant wavelength band, but the first transmission wavelength band of the light wavelength transmission member shown in FIG. 20 in the second embodiment, Projecting means having two transmission wavelength bands corresponding to the bandpass band characteristics of the second transmission wavelength band of the surrounding member 6-2, and projecting by switching between the two light projecting means, in each case A configuration may be adopted in which it is determined whether an instruction is made by a finger or an instruction tool by the detected light amount distribution. In this case, the received light detection means has a detection sensitivity characteristic that combines the first and second transmission wavelength bands.

この場合のフローチャートを図21に示す。前期実施例と共通の部分に関しては説明を省略する。まず、基本状態に於ける投光波長帯域として第2の透過波長帯域で投光する。この場合、光波長透過部材3−2の透過帯域ではないので、周辺枠再帰性反射手段3−1からの再帰反射光は発生しない。もし、指示具6により指示されていた場合には、指示具6の先端部に投射された光は、軸中心部に対しては、第2の透過波長帯域を持つ周囲部材6−2を透過して上記指示具再帰反射部6−1で再帰反射し、再び周囲部材6−2を透過して受光検出手段に入射し、光量のピークが検出される。従って、ステップs110では、入力有りと判断され、以下、光量分布により座標が算出され、同時に、ステップS112により、指示具による入力というフラグがセットされる。一方、指により指示した場合には、ステップs110で入力が確認されないので、指示具6による入力ではないと判断され、ステップS113で投光波長が、第1の透過波長帯域に切り替えられる。この波長帯域では、光波長透過部材3−2の透過帯域なので、周辺枠再帰性反射手段3−1からの再帰反射光が発生し、指による遮光影による光量分布が検出され、これにより、指による指示座標が算出されると同時に、ステップs115で、指入力のフラグがセットされる。以上の本発明の第3の実施例により、指示具と指のいずれに於いても座標が入力可能であると共に、指示状態を識別することが出来、前記従来例のように、この識別情報により、ホストPCでは、カーソルの種類や線種を変えたり、アプリケーションをその状態に応じて変更等を行うことができる。   A flowchart in this case is shown in FIG. A description of portions common to the previous embodiment is omitted. First, light is projected in the second transmission wavelength band as the light projection wavelength band in the basic state. In this case, since it is not the transmission band of the light wavelength transmitting member 3-2, retroreflected light from the peripheral frame retroreflecting means 3-1 is not generated. If instructed by the pointing tool 6, the light projected on the tip of the pointing tool 6 passes through the peripheral member 6-2 having the second transmission wavelength band with respect to the axial center. Then, the light is retroreflected by the pointing tool retroreflecting unit 6-1, is transmitted through the surrounding member 6-2 again, and is incident on the light receiving detection unit, and the peak of the light amount is detected. Therefore, in step s110, it is determined that there is an input. Hereinafter, coordinates are calculated from the light amount distribution, and at the same time, a flag of input by the pointing tool is set in step S112. On the other hand, when an instruction is made with a finger, the input is not confirmed in step s110, so it is determined that the input is not made by the pointing tool 6, and the projection wavelength is switched to the first transmission wavelength band in step S113. Since this wavelength band is a transmission band of the light wavelength transmission member 3-2, retroreflected light from the peripheral frame retroreflecting means 3-1 is generated, and a light quantity distribution due to a light-shielding shadow by the finger is detected. At the same time that the designated coordinates are calculated, a finger input flag is set in step s115. According to the third embodiment of the present invention described above, coordinates can be input in both the pointing tool and the finger, and the pointing state can be identified, and this identification information is used as in the conventional example. In the host PC, the cursor type and line type can be changed, and the application can be changed according to the state.

また、フローチャートでは示さないが、投光手段により光波長透過部材の第1の透過波長帯域と、周囲部材6−2の第2の透過波長帯域のバンドパス帯域特性に対応した2つの透過波長帯域の光を交互に投射し、指による指示の有無は、上記の通り判断し、加えて、第1の透過波長帯域の光が投射された場合には、指の場合には上記の通り遮光影が検出さされるのに加え、指示具で指示した場合にも、周囲部材6−2は透過しないので、指示具の先端部の遮光影が検出される。従って、指示具入力の場合には、毎回の第1と第2の透過波長帯域に於ける周囲部材6−2の遮光影と指示具再帰反射部6−1の再帰反射光との光量分布の情報を合成して座標を検出することにより、より指示具による座標検出精度を向上させることができる。   Although not shown in the flowchart, two transmission wavelength bands corresponding to the bandpass band characteristics of the first transmission wavelength band of the light wavelength transmission member and the second transmission wavelength band of the peripheral member 6-2 by the light projecting means. The light is alternately projected, and the presence / absence of an instruction by the finger is determined as described above. In addition, when the light of the first transmission wavelength band is projected, the light shielding shadow as described above is applied in the case of the finger. In addition to being detected, the surrounding member 6-2 does not transmit even when instructed by the pointing tool, so that the shading shadow at the tip of the pointing tool is detected. Therefore, in the case of the input of the pointing tool, the light quantity distribution between the shading shadow of the surrounding member 6-2 and the retroreflected light of the pointing tool retroreflecting unit 6-1 in each of the first and second transmission wavelength bands. By detecting the coordinates by combining the information, the coordinate detection accuracy by the pointing tool can be further improved.

(第4の実施例)
指示具の構造に関しては、上記実施例の様に、該指示具再帰反射部6−1の周囲に、周囲部材6−2を設けた構造以外に、再帰反射光と遮光影が上記の様に検出される構成なら、以下の様に、該指示具再帰反射部6−1のみに以下の特性を持たせた構成としても良い。例えば、図22に示したように、指示具再帰反射部6−1を略円筒状に構成した場合、狭い入射角に対してのみ再帰反射特性を有する指示具再帰反射部6−1としても良い。つまり、上記投射光手段からの光は、入射角の小さな、図のAで示した軸中心部のみに対して再帰反射し、中心部から離れた部分では、再帰反射材が装着されていても、入射角が大きくなると再帰反射せず、一方、上記周辺枠再帰反射手段3からの再帰反射からの反射波に対しては、座標入力面に平行方向において、指示具の幅だけ遮光され、結果として、図11−2のような、遮光影と再帰反射光の光量分布を検出することができる。更に望ましくは、指示具再帰反射部は、略円筒形状で形成し、上記座標入力面に平行な方向(図B)に関する再帰反射の入射角特性が上記座標入力面に垂直な方向(図C)に関する再帰反射の入射角特性より小さいとくせいとなるようにすれば、必要な座標入力面に垂直な方向に関しては、充分な再帰反射光を得ることが出来、検出効率が向上する。
(Fourth embodiment)
Regarding the structure of the pointing tool, the retroreflected light and the shading shadow are as described above in addition to the structure in which the surrounding member 6-2 is provided around the pointing tool retroreflecting portion 6-1 as in the above embodiment. As long as the configuration is detected, a configuration in which only the indicator retroreflecting unit 6-1 has the following characteristics may be used as follows. For example, as shown in FIG. 22, when the pointing device retroreflecting portion 6-1 is formed in a substantially cylindrical shape, the pointing device retroreflecting portion 6-1 having a retroreflective characteristic only for a narrow incident angle may be used. . In other words, the light from the projection light means is retroreflected only with respect to the axial center portion indicated by A in the figure with a small incident angle, and a retroreflective material is attached in a portion away from the central portion. When the incident angle is increased, retroreflection does not occur. On the other hand, the reflected wave from the retroreflection from the peripheral frame retroreflection means 3 is shielded by the width of the indicator in the direction parallel to the coordinate input surface. As shown in FIG. 11B, it is possible to detect the light distribution of the light shielding shadow and the retroreflected light. More preferably, the pointing tool retroreflecting portion is formed in a substantially cylindrical shape, and the incident angle characteristic of the retroreflection with respect to a direction parallel to the coordinate input surface (FIG. B) is a direction perpendicular to the coordinate input surface (FIG. C). If the angle is smaller than the incident angle characteristic of retroreflection, the sufficient retroreflected light can be obtained in the direction perpendicular to the necessary coordinate input surface, and the detection efficiency is improved.

本発明に係る座標入力装置の概略構成、及び、指示具先端部、周辺再帰反射部構成。The schematic structure of the coordinate input device which concerns on this invention, and the front-end | tip part of an indicator, and a periphery retroreflection part structure. 再帰反射面を有する反射手段の構成図。The block diagram of the reflection means which has a retroreflection surface. センサユニットにおける投光手段の構成例。The structural example of the light projection means in a sensor unit. センサユニットにおける検出手段を入力面に対して垂直方向から見た図。The figure which looked at the detection means in a sensor unit from the perpendicular direction with respect to the input surface. 入力面と水平方向からの見たときの、上記投光手段と検出手段を重ねて、センサユニット1としたときの構成。A configuration in which the light projecting unit and the detection unit are overlapped to form the sensor unit 1 when viewed from the input surface and the horizontal direction. 再帰性反射テープが平坦に構成された場合の反射光量と反射角の関係。The relationship between the amount of reflected light and the reflection angle when the retroreflective tape is flat. 三角柱を並べた形の再帰反射部材。Retroreflective member with triangular prisms arranged side by side. 制御・演算ユニットのブロック図。Block diagram of the control / arithmetic unit. 制御信号のタイミングチャート。The timing chart of a control signal. 光量分布を示す図。The figure which shows light quantity distribution. 指示具などで入力を行った場合の光量分布。Light intensity distribution when input is made with an indicator. 遮光状態を示す図。The figure which shows a light-shielding state. 反射光量分布図。Reflected light quantity distribution diagram. 反射光量分布図。Reflected light quantity distribution diagram. 比計算を終わったあとの検出の例。An example of detection after the ratio calculation is finished. 画素番号に対するtanθ値をプロットした図。The figure which plotted the tan (theta) value with respect to a pixel number. 画面座標との位置関係を示す図。The figure which shows the positional relationship with a screen coordinate. データ取得から座標計算までの工程を示したフローチャート。The flowchart which showed the process from data acquisition to coordinate calculation. 第2の実施例に於ける透過波長帯域を示す図。The figure which shows the transmission wavelength band in a 2nd Example. 第2の実施例に於ける透過波長帯域を示す図。The figure which shows the transmission wavelength band in a 2nd Example. 第3の実施例におけるデータ取得から座標計算までの工程を示したフローチャート。The flowchart which showed the process from the data acquisition in the 3rd Example to coordinate calculation. 第4の実施例を示す図。The figure which shows a 4th Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 センサユニット
2 制御・演算ユニット
3−1 周辺枠再帰反射部材
3−2 特定の波長透過部材
5 座標入力領域
6 指示具
6−1 指示具再帰反射部
6−2 周囲部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor unit 2 Control / arithmetic unit 3-1 Peripheral frame retroreflective member 3-2 Specific wavelength transmission member 5 Coordinate input area 6 Indicator 6-1 Indicator retroreflective part 6-2 Peripheral member

Claims (8)

座標入力領域面の角部に複数の受光検出手段が設けられ、
前記座標入力領域の周辺部に設けられ再帰的に入射光を反射する周辺枠再帰反射手段と、該周辺枠再帰性反射手段に光を投影する投光手段と、
該周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材と、該受光検出手段が検出した前記周辺枠再帰反射手段で反射された前記投光手段からの光の光量変化から、指示具等が指示した方向を検出する角度検出手段を有し、導出した複数の角度情報に基づき、該指示具等が指示した座標入力領域面に於ける位置座標を算出する光学式座標入力装置であって、
前記指示具は、指示具再帰反射部を有し、該指示具の軸中心近傍の上記投光手段からの光の有効な再帰反射に寄与する再帰反射部の軸に垂直方向の幅より、上記周辺枠再帰性反射手段からの反射光の遮光に寄与する遮光部の軸に垂直方向の幅の方が大きいことを特徴とする座標入力装置。
A plurality of light receiving detection means are provided at the corners of the coordinate input area surface,
A peripheral frame retroreflecting means that recursively reflects incident light provided in a peripheral portion of the coordinate input area; and a light projecting means that projects light onto the peripheral frame retroreflective means;
From a specific light wavelength transmitting member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means, and a change in the amount of light from the light projecting means reflected by the peripheral frame retroreflecting means detected by the light receiving detection means And an optical coordinate input for calculating a position coordinate on a coordinate input area surface designated by the pointing tool or the like based on a plurality of derived angle information. A device,
The pointing tool has a pointing tool retroreflective portion and has a width in a direction perpendicular to the axis of the retroreflecting portion that contributes to effective retroreflection of light from the light projecting means in the vicinity of the axial center of the pointing tool. A coordinate input device characterized in that the width in the direction perpendicular to the axis of the light shielding part contributing to light shielding of the reflected light from the peripheral frame retroreflecting means is larger.
上記請求項1に於いて、前記指示具は、該指示具の軸中心部に上記投光手段からの光を再帰反射する指示具再帰反射部、及び、該指示具再帰反射部の周囲に、上記周辺枠再帰反射手段で反射された光で上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過特性部材を透過した波長帯域の光を遮光する周囲部材を設けたことを特徴とする座標入力装置。   In the above-mentioned claim 1, the indicator is an indicator retroreflecting portion retroreflecting the light from the light projecting means at the axial center of the indicator, and around the indicator retroreflecting portion, Providing a peripheral member that shields light in a wavelength band that has passed through a specific light wavelength transmission characteristic member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflective means with the light reflected by the peripheral frame retroreflective means. Characteristic coordinate input device. 上記請求項1に於いて、前記指示具の指示具再帰反射部は、略円筒形状で形成し、軸中心近傍のみ上記投光手段からの光に対して有効な再帰反射をする小さな入射角特性であることを特徴とする座標入力装置。   3. The small incident angle characteristic according to claim 1, wherein the pointing tool retroreflecting portion of the pointing tool is formed in a substantially cylindrical shape, and performs effective retroreflecting on the light from the light projecting means only in the vicinity of the axial center. The coordinate input device characterized by being. 上記請求項1に於いて、前記指示具の指示具再帰反射部は、略円筒形状で形成し、上記座標入力面に平行な方向に関する再帰反射の入射角特性が上記座標入力面に垂直な方向に関する再帰反射の入射角特性より小さいことを特徴とする座標入力装置。   2. The pointing tool retroreflecting portion of the pointing tool according to claim 1, wherein the pointing tool retroreflecting portion is formed in a substantially cylindrical shape, and the incident angle characteristic of retroreflection with respect to a direction parallel to the coordinate input surface is a direction perpendicular to the coordinate input surface. Coordinate input device characterized by being smaller than the incident angle characteristic of retroreflection. 上記請求項1に於いて、受光検出手段が検出した、上記指示具再帰反射部により再帰反射される再帰反射光及び、上記指示具の周囲部材による遮光影、の光量変化情報から、該指示具等が指示した座標入力領域面に於ける位置座標を検出する手段を有することを特徴とする座標入力装置。   2. The indicator according to claim 1, wherein the indicator is detected based on the light quantity change information of the retroreflected light retroreflected by the indicator retroreflecting unit and the light-shielding shadow by the surrounding members of the indicator detected by the light receiving detector. A coordinate input device comprising means for detecting position coordinates on a coordinate input area surface designated by the above. 上記請求項1に於いて、上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材は、第1の透過波長帯域を有し、上記指示具再帰反射部の周囲に設けられた周囲部材は、第2の透過波長帯域を有し、第2の透過波長帯域は、第1の透過波長帯域よりも狭い透過波長帯域を有することを特徴とする座標入力装置。   In Claim 1, the specific light wavelength transmitting member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means has a first transmission wavelength band, and is provided around the indicator retroreflecting portion. The coordinate input device, wherein the surrounding member has a second transmission wavelength band, and the second transmission wavelength band has a transmission wavelength band narrower than the first transmission wavelength band. 上記請求項1に於いて、上記周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材は、第1の透過波長帯域を有し、上記指示具再帰反射部の周囲に設けられた周囲部材は、第2の透過波長帯域を有し、第1の透過波長帯域と第2の透過波長帯域の各透過波長帯域の中心波長値が異なり、且つ、上記投光手段及び受光手段の波長帯域は、上記第1と第2の波長帯域を含むことを特徴とする座標入力装置。   In Claim 1, the specific light wavelength transmitting member provided on the incident side of the peripheral frame retroreflective means has a first transmission wavelength band, and is provided around the indicator retroreflecting portion. The surrounding member has a second transmission wavelength band, the center wavelength values of the transmission wavelength bands of the first transmission wavelength band and the second transmission wavelength band are different, and the light projecting means and the light receiving means The wavelength band includes a first wavelength band and a second wavelength band described above. 上記請求項7に於いて、上記投光手段の上記第1の波長帯域と第2の波長帯域の発光を切り替える手段を有し、周辺枠再帰性反射手段の入射側に設けられた特定の光波長透過部材に関し、第1の波長帯域発光時には再帰反射し、第2の波長帯域発光時には再帰反射しないことを利用して、上記指示具による指示と指による指示とを判別する手段を有することを特徴とする座標入力装置。   8. The specific light provided on the incident side of the peripheral frame retroreflecting means according to claim 7, further comprising means for switching light emission of the first wavelength band and the second wavelength band of the light projecting means. The wavelength transmitting member has means for discriminating between the instruction by the pointing tool and the instruction by the finger by utilizing the fact that the light is retroreflected when emitting light in the first wavelength band and is not retroreflected when emitting light in the second wavelength band. Characteristic coordinate input device.
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