JP2000339094A

JP2000339094A - 座標入力装置

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Publication number: JP2000339094A
Application number: JP14752499A
Authority: JP
Inventors: Mikio Shindo; 幹雄新藤
Original assignee: Plus Property Corp
Current assignee: Plus Property Corp
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】入力される座標データの分解能を高くし、か
つ、手ぶれ入力の判断を高速に行う座標入力装置を提供
する。【解決手段】操作者が平面上で移動させる筆記具形入力
装置の座標データを検出する検出部により検出された第
１，第２および第３の座標データから第１，第２の座標
データの差分である第１の差分データ、第１，第３の座
標データの差分である第２の差分データおよび第２，第
３の座標データの差分である第３の差分データを算出
し、第１，第２の差分データがともに所定値内に収まる
とき、または、第１，第３の差分データがともに所定値
内に収まる場合は手ぶれ入力であると判定するコントロ
ーラを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、座標を入力するた
めの座標入力装置に関し、詳しくは、スクリーン平面上
で入力された文字、図形等の画像を構成する座標データ
を光学的、電気的に検出してその画像をスクリーンの背
面から投影する画像表示装置等に使用する座標入力装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】操作者が筆記具形入力装置を移動させて
座標データを入力する座標入力装置の従来からの問題点
の１つとして、手ぶれにより誤って入力することが知ら
れている。ここで問題とする手ぶれとは、操作者が筆記
具形入力装置を平面上で移動させる場合に、この筆記具
形入力装置が平面から離れる垂直方向の手ぶれと、平面
から離れないが平面に沿って微小距離にわたり変動（以
下、微小変動という。）するような水平方向の手ぶれと
２つある。いずれにせよ、操作者が意図しない入力がな
されるため、このような手ぶれによる入力（以下、一括
して手ぶれ入力という。）は回避したいという要請があ
る。

【０００３】垂直方向の手ぶれ入力は、従来から用いら
れてるチャタリング防止プログラム処理を用いることが
できるが、水平方向への手ぶれ入力は、各種、解決策が
検討されている。このような手ぶれ入力問題を解決しよ
うとする先行技術の１つとして、例えば、特開平８−１
３７６０８号公報が開示されている。

【０００４】開示された発明によれば、ある座標データ
Ｐと、この座標データＰを含む複数の座標データを用い
てディジタルローパスフィルタにより平滑化した平滑化
座標データＰ’とを得て、これら２つの座標データの絶
対差分値を算出し、絶対差分値がしきい値よりも小さい
値の場合は、手ぶれ入力であると判定し、手ぶれ入力に
よる座標データＰの代わりに平滑化座標データＰ’を採
用するようにした３次元座標入力装置に関するものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術において、平滑化座標データＰ’は、座標データＰよ
り以前に入力した過去の複数の座標データによってその
値が変動する。平滑化座標データＰ’が多少変動しても
手ぶれと見なさないためには、平滑化座標データＰ’の
変動を充分吸収できるような大きい値のしきい値とする
必要がある。このため、手ぶれによる微小変動よりもは
るかに大きく変わる座標データを入力したとしても手ぶ
れによる座標データであると判定されて平滑化された座
標データが出力されてしまうというものであり、座標の
分解能が低いものであった。

【０００６】そこで、分解能を高くしようとしてしきい
値の設定を小さくすると、平滑化座標データＰ’の変動
分に影響されてすぐしきい値を越えてしまい、手ぶれに
よる微小変動であっても手ぶれ入力でないと判定して座
標データＰを出力するため、微小変動が除去できなくな
るという欠点があり、手ぶれによる微小変動発生を除去
するためには、単純にしきい値は小さくできなかった。
したがって、先行技術では座標の分解能を高めることが
できず、使用者が意図する入力ができない使い勝手が著
しく悪いものであった。

【０００７】このように従来例ではしきい値の設定が難
しく座標分解能を高めるために、しきい値とカットオフ
周波数とを最適な値に調整する構成が不可欠となる。し
かしながら、通常の座標入力装置にしきい値とカットオ
フ周波数とを調整する機能を備えることは、高コスト化
を招き、また、過剰性能で複雑化を誘発する構成であ
る。商業的成功のためにユーザーフレンドリーな製品と
することが不可欠であり、しきい値やカットオフ周波数
の変更を行わなくても万人にとって手ぶれ入力を回避
し、使い勝手の良い座標入力装置とするのが好ましい。

【０００８】加えて、ディジタルフィルタを用いること
や座標入力の速度を検出するなど計算量が著しく多い。
加算、乗算および除算を組み合わせて高速演算を可能と
するＤＳＰ（Digital Signal Processor）など高価なコ
ントローラの使用を余儀なくされていた。演算速度に限
定されることなく通常のＤＳＰに加えてＣＰＵ（Centra
l Processing Unit）等のコントローラも利用可能な座
標入力装置が必要とされている。

【０００９】そこで本発明は、上記各方式における種々
の問題点を解消するため、入力される座標データの分解
能を高くし、かつ、手ぶれ入力の判断を高速に行う座標
入力装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載した発明は、操作者が平面上で移動
させる筆記具形入力装置の座標データを検出する検出部
と、前記検出部により検出された座標データを用いて手
ぶれ入力を判定するコントローラと、を備える座標入力
装置であって、前記コントローラは、前記検出部で時系
列的に検出された第１，第２および第３の座標データを
格納し、第１，第２の座標データの差分である第１の差
分データ、第１，第３の座標データの差分である第２の
差分データおよび第２，第３の座標データの差分である
第３の差分データを算出し、第１，第２の差分データが
ともに所定値内に収まるとき、または、第１，第３の差
分データがともに所定値内に収まる場合は手ぶれ入力で
あると判定することを特徴とする。

【００１１】また、請求項２に記載した発明は、請求項
１記載の座標入力装置において、前記コントローラは、
前記第１，第２の差分データがともに所定値内に収まる
ため手ぶれ入力であると判定する場合は第１の座標デー
タを確定座標データとして出力した後に既に格納されて
いる第１の座標データと改めて格納された第２、第３の
座標データとを用いて再度手ぶれ入力を判定し、また、
前記第１，第３の差分データがともに所定値内に収まる
ため手ぶれ入力であると判定する場合は第２の座標デー
タを確定座標データとして出力した後に既に格納されて
いる第１，第２の座標データと改めて格納された第３の
座標データとを用いて再度手ぶれ入力を判定することを
特徴とする。

【００１２】また、請求項３に記載した発明は、請求項
１記載の座標入力装置において、前記コントローラは、
第１の差分データが所定値を越えるため手ぶれ入力でな
いと判定する場合は第２の座標データを確定座標データ
として出力した後に改めてレジスタに格納された第１，
第２，第３の座標データを用いて再度手ぶれ入力を判定
し、また、第２，第３の差分データがともに所定値を越
えるため手ぶれ入力でないと判定する場合は第３の座標
データを確定座標データとして出力した後に改めてレジ
スタに格納された第１，第２，第３の座標データを用い
て再度手ぶれ入力を判定することを特徴とする。

【００１３】また、請求項４に記載した発明は、請求項
２または請求項３記載の座標入力装置において、前記コ
ントローラは、確定座標データと改めて入力されてこの
確定座標データに隣接する座標データとを用いて符号確
認用差分データを随時算出していき、連続して得られた
符号確認用差分データで同一の符号が連続する場合は手
ぶれ入力でないと判断することを特徴とする。

【００１４】また、請求項５に記載した発明は、請求項
１〜請求項４の何れか１項に記載の座標入力装置におい
て、前記検出部は、感圧抵抗方式、光学発光検出方式、
光学反射方式、光学マトリクス方式、レーザスキャン方
式、超音波方式の何れか１つの方式により検出すること
を特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の第１，
第２実施形態を説明する。ここに、後述するコントロー
ラに記憶されたプログラムを除く他の装置構成は、第
１，第２実施形態で共通であるため、第１，第２実施形
態の装置構成を一括して説明する。また、本発明の座標
入力装置に用いる検出部としては、感圧抵抗方式、光学
発光検出方式、光学反射方式、光学マトリクス方式、レ
ーザスキャン方式、超音波方式という検出部を用いるこ
とができるが、本実施形態では、座標入力用ペンから発
光される光を検出する検出部を用いる座標入力装置につ
いて説明する。

【００１６】図１はこの実施形態に係る座標入力用ペン
の縦断面図である。図において、１１は有底円筒状のケ
ースであり、その内部上端部には、モータホルダ１２を
介してモータ１３が取り付けられている。モータ１３の
上端部には基板１４が配置され、この基板１４にはケー
ス１１の天板１６から軸方向に沿って出没可能な筆記用
チップ１５が取り付けられている。なお、基板１４には
出没する筆記用チップ１５に連結、従動してオン・オフ
することにより後述のレーザダイオード２１を発光さ
せ、かつ、モータ１３を回転させるタクトスイッチ２７
が実装されている。

【００１７】モータ１３の回転軸には、反射部材として
の反射用チップ１７が一体的に取り付けられている。こ
の反射用チップ１７は、図２に示すようにモータ１３の
回転軸を回転中心軸Ｃとして回転し、後述のレーザダイ
オード２１からの照射光を、鏡面仕上げされた凸面状の
反射面１７ａにより反射し、例えば回転中心軸Ｃの周囲
３６０度の空間に反射させるものである。反射用チップ
１７の周囲のケース１１には透明材料によって透過部１
８が形成されており、反射用チップ１７による反射光は
この透過部１８を通って周囲に放射されるようになって
いる。図示されていないが、透過部１８に縦方向（ペン
の軸方向）に沿ったスリットを設け、レーザダイオード
２１からの照射光の水平成分を遮断して分解能を上げる
ようにしても良い。

【００１８】透過部１８の近傍には、ケース１１の外周
に沿ってフランジ状のストッパー板１９が周設されてい
る。このストッパー板１９は、使用者がこの座標入力用
ペンを持ってスクリーン上に入力操作する際に、その手
指が透過部１８を覆って遮光してしまうことがないよう
に、手指の位置を規制するためのものである。前記反射
用チップ１７の下方には、発光素子としてのレーザダイ
オード（半導体レーザ）２１が発光素子ホルダ２０によ
って保持されている。なお、発光素子としては、レーザ
ダイオードの他、気体レーザ、固体レーザ等の他種のレ
ーザを用いても良く、十分な光出力が得られるのであれ
ば発光ダイオードを用いても良い。

【００１９】また、２２は基板であり、前記レーザダイ
オード２１の駆動回路やモータ１３の給電回路等を構成
する部品が実装されている。なお、２３，２４は電池、
２５，２６は電極である。

【００２０】図３は、本実施形態における筆記用チップ
１５の作用の説明図である。この実施形態では、座標入
力用ペンをスクリーン表面５０Ｓに対しほぼ直交するよ
うに押し当てて、筆記用チップ１５を図の想像線で示す
位置にまで没入させた時点でタクトスイッチ２７がオン
し、レーザダイオード２１が発光すると共にモータ１３
が回転する。これに対し、座標入力用ペンをスクリーン
表面５０Ｓに対し傾けて使用した場合（例えば図３にお
ける角度θが１５度以上）には、筆記用チップ１５が図
の実線で示すように突出した状態となっており、オフ状
態のままとなる。

【００２１】このように、本実施形態では座標入力用ペ
ンをスクリーン表面５０Ｓに対しておおむね直交させな
ければ正常な入力動作が行えないようになっており、こ
れによって使用者による入力動作の意識付けを行うこと
ができる。また、ペンを傾けて使用した時に際にレーザ
ダイオード２１を発光させ、モータ１３を回転させてし
まうと、筆記用チップ１５による実際の入力座標と反射
用チップ１５による見かけ上の入力座標との間にずれが
生じ、座標位置を誤検出する不都合があるが、これを防
止することも意図している。

【００２２】同時に、例えばスクリーン表面に既に表示
されている文字等を座標入力用ペンにより指示しながら
説明する場合には、ペンがスクリーン表面５０Ｓに対し
て斜めに向くことがあるが、図３の構造により、そのよ
うな場合には座標入力動作を行わせない作用も果たして
いる。また、ペンを傾けて使用する場合には反射用チッ
プ１７による反射光が誤って使用者自身及び周囲の視聴
者の目に入る恐れもあるため、これを防止する効果もあ
る。

【００２３】図４は、反射用チップ１７の作用の説明図
である。図４（ａ）に示すように、反射面１７ａを凸面
（アール面）としたことにより、レーザダイオード２１
からの照射光は反射面１７ａで反射した後に、回転中心
軸Ｃに平行な軸Ｃ’に沿った幅を持つ光束となって反射
する。後述するごとく、反射面１７ａからの反射光はス
クリーン表面の二辺に配置された受光素子により受光さ
れるが、反射光がある程度の幅を持つことにより、例え
ば座標入力用ペンがわずかに傾いてスクリーン表面に押
し当てられた場合でも、受光素子が一定の範囲内にある
限り、反射光を確実に検出することができる。

【００２４】すなわち、図４（ｂ）に示すように、座標
入力用ペンをスクリーン表面５０Ｓに直交させたときの
回転中心軸をＣ1、その時の反射光の光束をＡ1とし、座
標入力用ペンをスクリーン表面５０Ｓに対し直交させず
に若干傾けた時の回転中心軸をＣ2、その時の反射光の
光束をＡ2とする。既に明らかなように、本実施形態に
おいては、前述した凸面状の反射面１７ａにより、光束
Ａ1，Ａ2が重なり合う範囲Ａ3が生じるので、この範囲
に受光素子が存在する限り、ペンを若干傾けて使用した
場合にも座標入力並びに座標入力が可能になるものであ
る。

【００２５】次に、この実施形態の使用状態を図５を参
照しつつ説明する。図５は、本実施形態の座標入力用ペ
ンＰを用いて背面投影型画像表示装置のスクリーン５０
に座標を入力する際の概略的な説明図である。スクリー
ン５０の表面の上端部には水平受光部６０Ｘが配置さ
れ、左側端部には垂直受光部６０Ｙが配置される。これ
らの受光部６０Ｘ，６０Ｙは、座標入力用ペンＰの反射
用チップ１７からの反射光を受光するフォトダイオード
等の多数の受光素子６３を、ハウジング６１のスリット
６２内に配置した構造となっている。

【００２６】ここで、受光素子が配置されるスリットは
何れも同一形状で等間隔に配置されているが、それぞれ
のスリットを、スクリーン５０の内部方向に向けて幅広
に形成する（具体的には、図５における個々のスリット
６２の幅を、座標入力用ペンＰ側に近いほど広くする）
ことにより、光を入射しやすくして受光素子の検出感度
を上げることができる。

【００２７】いま、座標入力用ペンＰがスクリーン５０
の表面において図５の位置にある時、反射用チップ１７
からの反射光は、ペンＰを中心として、スクリーン５０
の表面に平行な平面内を３６０度、回転しながら照射す
る。ここで、各受光部６０Ｘ，６０Ｙでは、反射光が正
面から入射してきたスリット６３を中心としてその周囲
を含む複数のスリット６２内の受光素子６３しか受光し
ないため、水平受光部６０Ｘについては受光範囲がＤ
Ｘ、垂直受光部６０Ｙについては受光範囲がＤＹとな
る。従って、各受光部６０Ｘ，６０ＹにおけるＢの部分
は非受光範囲となる。

【００２８】ここで、各受光部６０Ｘ，６０Ｙにおける
各受光素子６３のアドレス（例えば各受光部の中で何番
目の受光素子であるかを示す数値）は既知であるから、
受光範囲ＤＸ，ＤＹに入って受光信号が得られた複数の
受光素子の中の中間値のアドレスを検出すれば、座標入
力用ペンＰの現在の座標を検出することが可能である。
スクリーン５０上における座標入力用ペンＰのＸ座標、
Ｙ座標の値を具体的に距離（以下、このようなデータを
座標データという。）として求めるには、上記アドレス
に受光素子相互間の間隔（ピッチ）を乗じれば良い。な
お、上記構成において、座標入力用ペンＰ、受光素子６
３、及び受光信号を処理してペンＰの座標データを検出
するコントローラ等を含めた全体が座標入力装置を構成
している。

【００２９】図６は各受光部６０Ｘ，６０Ｙの構成を示
すもので、本実施形態では、１２８個の受光素子６３に
より１個の受光素子アレイを構成し、水平受光部６０Ｘ
は４個の受光素子アレイ６１Ｘ，６２Ｘ，６３Ｘ，６４
Ｘ（各アレイごとの受光素子のアドレスを、例えばＸ０
〜Ｘ１２７，Ｘ１２８〜Ｘ２５５，Ｘ２５６〜Ｘ３８
３，Ｘ３８４〜Ｘ５１１とする）により、垂直受光部６
０Ｙは３個の受光素子アレイ６１Ｙ，６２Ｙ，６３Ｙ
（同じく各アレイごとの受光素子のアドレスを、Ｙ０〜
Ｙ１２７，Ｙ１２８〜Ｙ２５５，Ｙ２５６〜Ｙ３８３と
する）により構成されている。

【００３０】続いて、図７は実施形態の座標入力用ペン
を使用する座標入力装置全体のブロック図である。ここ
では、１個の受光素子アレイ（すなわち受光素子の数が
１２８個）に対する制御ブロック図として示してある
が、実際には、単一のコントローラが７個の受光素子ア
レイを制御することになる。

【００３１】コントローラ７０は、７ビットの受光素子
駆動信号Ａ〜Ｇを受光素子アレイ及びマルチプレクサ８
０に送り、アレイ内の１２８個の受光素子のアドレスを
指定する。受光素子アレイ及びマルチプレクサ８０で
は、前記駆動信号Ａ〜Ｇにより１２８個の受光素子に順
にバイアスをかけており、これらすべての受光素子の出
力信号は順次、増幅回路９０に送られている。

【００３２】いま、受光素子アレイ内の受光範囲（図５
参照）に存在する複数の受光素子に対し、回転する反射
用チップ１７からの反射光が入射すると、それらの受光
素子から受光信号が出力され、増幅回路９０により増幅
されてデータラッチ１００に送られる。データラッチ１
００はコントローラ７０からの所定周波数のクロック信
号ＣＬＫによって増幅回路９０の出力信号をラッチして
おり、ラッチされた信号をコントローラ７０が読み出す
ことで反射光を受光した複数の受光素子（従ってそれら
の中間値の受光素子）のアドレスが判明し、言い替えれ
ば座標入力用ペンＰのＸ座標、Ｙ座標である座標データ
を知ることができる。なお、コントローラ７０からデー
タラッチ１００に入力されているクリア信号ＣＬＲは、
コントローラ７０により１２８個の受光素子の駆動が一
巡した時点でデータラッチ１００の保持データを初期状
態に戻すための信号である。

【００３３】なお、上記実施形態では、反射用チップ１
７を回転させて座標入力用ペンＰの周囲３６０度に光を
反射させる構造としたが、要は、受光素子が配列されて
いる部分（水平受光部や垂直受光部）をカバーする範囲
に光を照射すればよいため、例えば図５の例では、少な
くともほぼ１８０度の範囲で反射用チップ１７を回動さ
せればよい。

【００３４】更に、上記実施形態では、本発明の座標入
力用ペンＰをもっぱら背面投影型画像表示装置に使用す
ることを前提として説明しているが、本発明の用途はこ
れに何ら限定されるものではなく、座標入力手段として
前述の各種方式を用いる装置、機器に適用可能である。
また、入力する平面座標はＸ−Ｙ座標ばかりでなく、何
れか一方の座標であっても良い。

【００３５】続いて、この座標入力装置のコントローラ
７０が、検出した座標データに基づいて手ぶれ入力の有
無を判別する手順について説明する。この手順について
は２つ実施形態がある。まず、第１実施形態について説
明する。図８および図９は、第１実施形態の座標入力装
置による手ぶれ入力の判別処理のフローチャートであ
る。図１０は、手ぶれ入力の判定を説明するための説明
図である。

【００３６】ステップＳ１は、ｋ回目のスキャン動作を
行うステップである。なお、ｋ−１回目までのスキャン
動作では、座標入力用ペンＰがスクリーン５０上にな
く、その後、操作者が、座標入力用ペンＰをスクリーン
５０上において検出可能になったものとする。

【００３７】ここに、１回のスキャン動作は、水平受光
部６０Ｘおよび垂直受光部６０Ｙの各受光素子６３が、
コントローラ７０から出力された受光素子駆動信号を受
けて順次検出信号を出力していき、スクリーン５０上の
全ての受光素子が一通り検出信号を出力し終えるまでの
動作をいう。１回のスキャン動作は数ｍ秒程度であり、
操作者が座標入力ペンＰを移動させる速度に対し、充分
速い速度でスキャン動作を行う。

【００３８】ステップＳ２は、座標データの有無を判別
するステップである。ステップＳ１でのスキャン動作に
より出力された検出信号を、データラッチ１００を介し
てコントローラ７０が受信し、検出信号を検出した受光
素子のアドレスが得られた場合、座標データがあると判
断する。座標データがあると判断した場合はステップＳ
３へ進み、座標データがないと判断した場合は、ステッ
プＳ１の先頭に戻りｋ回目のスキャン動作を繰り返す。
このようにｋ回目のスキャン動作が終了する場合とは座
標データが入力された場合となる。

【００３９】ステップＳ３は、ｋ回目のスキャン動作で
得られた第１の座標データＸ＝ｍ、Ｙ＝ｎを保持するス
テップである。コントローラ７０は、Ｘ軸，Ｙ軸それぞ
れの複数のアドレスの中間値のアドレス（例えば、アド
レスが３個ならアドレス値が２番目のアドレスであり、
アドレスが４個ならアドレス値が２番目、３番目いずれ
かのアドレスである。）を用いて前述のようにＸ座標、
Ｙ座標からなる第１の座標データを算出し、コントロー
ラ７０が内蔵するレジスタ部に格納する。

【００４０】ステップＳ４は、座標（ｍ、ｎ）を確定さ
せた座標データ（以下、確定座標データという。）とし
て出力するステップである。第１の座標データである座
標（ｍ、ｎ）は、手ぶれ入力の判別をすることなく無条
件で確定される。ここに確定座標データは、コントロー
ラ７０から外部へ出力される。例えば、図示しない画像
合成処理部へ出力され、この画像合成処理部がこの確定
座標データから画像を作成し、スーパーインポーズ処理
を行って、スクリーン５０へ出力する処理を行う。これ
以外にも種々の利用が可能である。

【００４１】ステップＳ５は、ｋ＋１回目のスキャン動
作を行うステップである。操作者が、座標入力用ペンＰ
をスクリーン５０上で移動させているものとする。ステ
ップＳ６は、座標データの有無を判別するステップであ
る。座標データがあると判断した場合はステップＳ７へ
進み、座標データがないと判断した場合は、ステップＳ
５の先頭に戻りｋ＋１回目のスキャン動作を繰り返す。

【００４２】ステップＳ７は、ｋ＋１回目のスキャン動
作時の第２の座標データＸ＝α、Ｙ＝βを保持するステ
ップである。コントローラ７０が内蔵するレジスタ部に
格納される。ステップＳ５〜ステップＳ７では、ステッ
プＳ１〜ステップＳ３と動作は同じである。

【００４３】ステップＳ８は、第１の座標データ（ｍ、
ｎ）と第２の座標データ（α、β）とを次式により比較
するステップである。

【００４４】｜α−ｍ｜≦２・・・（１）｜β−ｎ｜≦２・・・（２）

【００４５】ここに、α、β、ｍ、ｎはドットマトリク
スを表すための整数であり、数式（１）および数式
（２）をともに満たす値として、（α、β）が（Ｘ、
Ｙ）ならば、ｍは、Ｘ−２、Ｘ−１、Ｘ、Ｘ＋１、Ｘ＋
２という値となり、ｎは、Ｙ−２、Ｙ−１、Ｙ、Ｙ＋
１、Ｙ＋２となり、（ｍ、ｎ）はこれらの中の何れかと
なる。このような値を満たす領域は図１０（ａ）で示す
第１の座標データを囲む領域となる。

【００４６】数式（１）および数式（２）の意味すると
ころは図１０（ａ）の矢印Ａで示したような座標（Ｘ、
Ｙ）から座標（Ｘ＋２、Ｙ＋２）というような２ドット
以下の移動は微小変動と判断し、また、図１０（ａ）の
矢印Ｂで示したような座標（Ｘ、Ｙ）から座標（Ｘ＋
１、Ｙ−３）というような２ドットを越える移動は微小
変動でないと判断する。

【００４７】このようにステップＳ８では第１および第
２の座標データから第１，第２の座標データの差分であ
る第１の差分データを求めて第１の差分データが所定値
内に収まるか否かを判定し、このように２ドットを越え
る移動があったならば微小変動でないと判定してステッ
プＳ９へ進み、２ドットを越えない移動があったならば
微小変動であると判定してステップＳ１０へジャンプす
る。

【００４８】ステップＳ９は、座標（α、β）を確定座
標データとして出力するステップである。ステップＳ８
により微小変動でないと判断されたため、第２の座標デ
ータを確定座標データとして出力する。このステップＳ
９の具体的動作は、ステップＳ４でも説明したので省略
する。ステップＳ９の終了後、ステップＳ１の先頭に戻
り、改めて手ぶれ入力判定処理を繰り返す。

【００４９】ステップＳ１０は、座標（ｍ、ｎ）を確定
座標データとして出力するステップである。ステップＳ
８により微小変動であると判断されたため、第１の座標
データを確定座標データとして出力する。しかしなが
ら、ステップＳ４で出力した確定座標データと同じであ
り、画面上で変化は見られないため確定を保留する結果
となる。真性の手ぶれ入力か否かについては後述する処
理により判定する。

【００５０】ステップＳ１１は、ｋ＋２回目のスキャン
動作を行うステップである。引き続き、操作者が、座標
入力用ペンＰをスクリーン５０上で移動させているもの
とする。ステップＳ１２は、座標データの有無を判別す
るステップである。座標データがあると判断した場合は
ステップＳ１３へ進み、座標データがないと判断した場
合は、ステップＳ１１の先頭に戻りｋ＋２回目のスキャ
ン動作を繰り返す。

【００５１】ステップＳ１３は、ｋ＋２回目のスキャン
動作時の第３の座標データＸ＝γ、Ｙ＝δを保持するス
テップである。コントローラ７０が内蔵するレジスタ部
に格納される。ステップＳ１１〜ステップＳ１３では、
ステップＳ１〜ステップＳ３と動作が同じである。

【００５２】ステップＳ１４は、第１の座標データ
（ｍ、ｎ）と第３の座標データ（γ、δ）とを次式によ
り比較するステップである。

【００５３】｜γ−ｍ｜≦２・・・（３）｜δ−ｎ｜≦２・・・（４）

【００５４】ここに、数式（３）および数式（４）を共
に満たしている必要がある。なお、数式（３）および数
式（４）が意味することは数式（１）および数式（２）
を用いて説明した内容と同じであり説明の繰り返しを省
略する。数式（３）および数式（４）を共に満たす場合
は、第１，第３の座標データの差分である第２の差分デ
ータが所定値内に収まるときである。

【００５５】この場合、第１，第２の差分データが所定
値内に収まっている。例えば、図１０（ｂ）で示すよう
に、第２の座標データから第３の座標データへ移動した
ときに第３の座標データは第１の座標データにおける微
小変動範囲内に含まれてしまうような場合である。この
ような場合は手ぶれ入力であると判定し、そうでないよ
うな移動は判断を保留する。

【００５６】手ぶれ入力であると判定したときはステッ
プＳ４の先頭へジャンプし、そうでないときはさらに別
の判定を行うためステップＳ１５へ進む。なお、ステッ
プＳ４では第２，第３の座標データは手ぶれ入力に係る
ものとして破棄（実際はこのレジスタに上書きされ
る。）し、改めて第２，第３の座標データを格納して同
様の手ぶれ入力判定処理を行うこととなる。

【００５７】ステップＳ１５は、第２の座標データ
（α、β）と第３の座標データ（γ、δ）とを次式によ
り比較するステップである。

【００５８】｜γ−α｜≦２・・・（５）｜δ−β｜≦２・・・（６）

【００５９】ここに、数式（５）および数式（６）を共
に満たしている必要がある。なお、数式（５）および数
式（６）が意味することは数式（１）および数式（２）
を用いて説明した内容と同じであり説明の繰り返しを省
略する。数式（５）および数式（６）を共に満たす場合
は、第２，第３の座標データの差分である第３の差分デ
ータが所定値内に収まるときである。

【００６０】この場合、第１，第３の差分データが所定
値内に収まっている。例えば、図１０（ｃ）で示すよう
に、第１，第２，第３の座標データでは、２ドット以下
の微小変動が連続する移動となる場合である。このよう
な場合は手ぶれ入力であると判定し、そうでないような
移動は手ぶれ入力でないと判定する。手ぶれ入力である
と判定したときはステップＳ１７へジャンプし、手ぶれ
入力でないと判定したときはステップＳ１６へ進む。

【００６１】ステップＳ１６は、座標（γ、δ）を確定
座標データとして出力するステップである。ステップＳ
１６の具体的動作は、ステップＳ４でも説明したので省
略する。ステップＳ１６の終了後、ステップＳ１の先頭
に戻り、改めて第１，第２、第３の座標データをレジス
タに格納して同様の手ぶれ入力処理を繰り返す。

【００６２】ステップＳ１７は、座標（α、β）を確定
座標データとして出力するステップである。このステッ
プＳ１７の具体的動作は、ステップＳ１０でも説明した
ので省略する。ステップＳ１７の終了後、ステップＳ１
１の先頭に戻り、今までの第３の座標データを破棄し、
改めて第３の座標データを格納して同様の手ぶれ入力処
理を繰り返す。

【００６３】以上説明したような判定処理を行えば、高
分解能な座標入力装置とすることができる。また、加
算、減算、比較など時間を要しない処理のみでフローを
構成できるため、高速化も可能である。

【００６４】続いて、座標入力装置のコントローラ７０
が、検出した座標データに基づいて手ぶれ入力の有無を
判別する他の手順について説明する。第２実施形態の判
定手順では、第１実施形態の判定手順を改良したもので
ある。具体的には、第１，第２の座標データの差分値で
ある第１の符号確認用差分データと第２，第３の座標デ
ータの差分値である第２の符号確認用差分データ座標デ
ータとをそれぞれ算出する。そして、同符号が連続する
場合は直線的な移動であり手ぶれ入力でないと判定し、
また、異符号が連続する場合は振動的な移動であり手ぶ
れ入力であると判定するものである。このような処理を
加えることで手ぶれ入力の判定精度を高めることができ
る。

【００６５】図１１および図１２は、第２実施形態の座
標入力装置による手ぶれ入力の判別処理のフローチャー
トである。図１３は、手ぶれ入力の判定を説明するため
の説明図である。なお、第１実施形態と共通するステッ
プについては、その説明を簡略にし、相違点のみ詳述す
る。

【００６６】ステップＳ２０は、ｋ回目のスキャン動作
を行うステップである。ステップＳ２１は、座標データ
の有無を判別するステップである。座標データがあると
判断した場合はステップＳ２２へ進み、座標データがな
いと判断した場合は、ステップＳ２０の先頭に戻りｋ回
目のスキャン動作を繰り返す。

【００６７】ステップＳ２２は、ｋ回目のスキャン動作
で得られた第１の座標データＸ＝ｍ、Ｙ＝ｎを保持する
ステップである。ステップＳ２３は、座標（ｍ、ｎ）を
確定座標データして出力するステップである。第１の座
標データである座標（ｍ、ｎ）は、手ぶれ入力の判別を
することなく無条件で確定される。

【００６８】ステップＳ２４は、ｋ＋１回目のスキャン
動作を行うステップである。ステップＳ２５は、座標デ
ータの有無を判別するステップである。座標データがあ
ると判断した場合はステップＳ２６へ進み、座標データ
がないと判断した場合は、ステップＳ２４の先頭に戻り
ｋ＋１回目のスキャン動作を繰り返す。

【００６９】ステップＳ２６は、ｋ＋１回目のスキャン
動作時の第２の座標データＸ＝α、Ｙ＝βを保持するス
テップである。ステップＳ２４〜ステップＳ２６では、
ステップＳ２０〜ステップＳ２２と動作は同じである。

【００７０】ステップＳ２７は、第２の座標データ
（α、β）から、確定座標データとして出力済みの第１
の座標データ（ｍ、ｎ）を引いて差分を取り、第１の符
号確認用差分データを算出し、保持するステップであ
る。第１の符号確認用差分データは、Ｘ座標、Ｙ座標そ
れぞれの移動方向を符号により検出するためのデータで
あり、図１３（ａ）に示すようなＸ軸方向（左方向）、
Ｙ軸方向（上方向）の移動を正としている。なお、移動
方向の検出は、後述する第２の符号確認用差分データを
算出してから行う。

【００７１】ステップＳ２８は、第１の座標データ
（ｍ、ｎ）と第２の座標データ（α、β）とを比較する
ステップである。第１および第２の座標データから第
１，第２の座標データの差分である第１の差分データを
求めて第１の差分データが所定値内に収まるか否かを判
定し、２ドットを越える移動があったならば微小変動で
ないと判定してステップＳ２９へ進み、２ドットを越え
ない移動があったならば微小変動であると判定してステ
ップＳ３０へジャンプする。

【００７２】ステップＳ２９は、座標（α、β）を確定
座標データとして出力するステップである。ステップＳ
２８により微小変動でないと判断されたため、第２の座
標データを確定座標データとして出力する。ステップＳ
２９の終了後、ステップＳ２０の先頭に戻り、改めて手
ぶれ入力判定処理を繰り返す。

【００７３】ステップＳ３０は、座標（ｍ、ｎ）を確定
座標データとして出力するステップである。ステップＳ
２８により微小変動であると判断されたため、第１の座
標データを確定座標データとして出力する。しかしなが
ら、ステップＳ２３で出力した確定座標データと同じで
あり、画面上で変化は見られないため確定を保留する結
果となる。真性の手ぶれ入力か否かについては後述する
処理により判定する。

【００７４】ステップＳ３１は、ｋ＋２回目のスキャン
動作を行うステップである。ステップＳ３２は、座標デ
ータの有無を判別するステップである。座標データがあ
ると判断した場合はステップＳ３３へ進み、座標データ
がないと判断した場合は、ステップＳ３１の先頭に戻り
ｋ＋２回目のスキャン動作を繰り返す。

【００７５】ステップＳ３３は、ｋ＋２回目のスキャン
動作により入力した第３の座標データＸ＝γ、Ｙ＝δを
保持するステップである。ステップＳ３１〜ステップＳ
３３では、ステップＳ２０〜ステップＳ２２と動作は同
じである。ステップＳ３４は、第３の座標データ（γ、
δ）から、確定座標データとして出力済みの第２の座標
データ（α、β）を、引いて差分を取り、第２の符号確
認用差分データを算出するステップである。

【００７６】ステップＳ３５は、第１の符号確認用差分
データと第２の符号確認用差分データとを比較し、同符
号が連続するか否かを判定するステップである。判定手
法は、Ｘ軸方向かＹ軸方向か何れか一方でも同符号が連
続するならば、手ぶれ入力による微小変動ではないと判
定する。

【００７７】例えば、図１３（ａ）で示すような場合
は、第１実施形態では手ぶれ入力であると判定してい
た。しかし、符号を用いて判断すると、Ｙ軸方向では
＋、−と異符号が連続するがＸ軸方向では＋、＋と同符
号が連続するため第２実施形態では手ぶれ入力でないと
判定する。

【００７８】また、図１３（ｂ）で示すような場合も、
第１実施形態では手ぶれ入力であると判定していた。Ｙ
軸方向では＋、−と異符号が連続するがＸ軸方向では
＋、無符号（差分値が０のため）というような符号列と
なる。符号を用いて判断するとき、無符号の場合も同符
号が連続すると予め決定しておけば、第２実施形態では
手ぶれ入力でないと判定する。なお、無符号の場合は異
符号であるとして手ぶれ入力と判断しても良く、無符号
の場合については適宜設計される。

【００７９】また、図１３（ｃ）で示すような場合も、
第１実施形態では手ぶれ入力であると判定していた。符
号を用いて判断すると、Ｘ軸方向は＋、−と異符号が連
続し、Ｙ軸方向も＋、−と異符号が連続する符号列であ
り、第２実施形態では手ぶれ入力であると判定する。こ
のように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともに異符号が連続する
場合、図１３（ｃ）でも示すように直線的でなく振動的
であり、手ぶれ入力としての蓋然性が高まる。このよう
にして、手ぶれ入力の判定能力を高めている。手ぶれ入
力でないと判定したときはステップＳ３８の先頭へジャ
ンプし、そうでないときはさらに別の判定を行うためス
テップＳ３６へ進む。

【００８０】ステップＳ３６は、第１の座標データ
（ｍ、ｎ）と第３の座標データ（γ、δ）とを比較する
ステップである。第１，第２の差分データが所定値内に
収まる場合は手ぶれ入力であると判定し、そうでない場
合は手ぶれ入力の是非の判断を保留する。手ぶれ入力で
あると判定したときはステップＳ２３の先頭へジャンプ
し、そうでないときはさらに別の判定を行うためステッ
プＳ３７へ進む。

【００８１】ステップＳ３７は、第２の座標データ
（α、β）と第３の座標データ（γ、δ）とを比較する
ステップである。第１，第３の差分データが所定値内に
収まる場合は手ぶれ入力であると判定し、そうでない場
合は手ぶれ入力でないと判定する。手ぶれ入力であると
判定したときはステップＳ３９へジャンプし、手ぶれ入
力でないと判定したときはステップＳ３８へ進む。

【００８２】ステップＳ３８は、座標（γ、δ）を確定
座標データとして出力するステップである。ステップＳ
３８の終了後、ステップＳ２０の先頭に戻り、改めて第
１，第２および第３の座標データをレジスタに格納して
同様の手ぶれ入力処理を繰り返す。

【００８３】ステップＳ３９は、座標（α、β）を確定
座標データとして出力するステップである。ステップＳ
３９の終了後、ステップＳ３１の先頭に戻り、今までの
第３の座標データを破棄し、改めて第３の座標データを
格納して同様の手ぶれ入力処理を繰り返す。以上、第２
実施形態では符号列による手ぶれ判定処理を加えること
で手ぶれ入力の判定精度を更に高めることができる。

【００８４】以上に説明したような判定処理を行えば、
高分解能な座標入力装置とすることができ、また、手ぶ
れ入力の判定能力を高めることができる。また、加算、
減算、比較など時間を要しない処理のみでフローを構成
できるため、高速化も可能である。

【００８５】なお、第１，第２実施形態において、第
１，第２および第３の差分データの判定に用いた所定値
を２ドットとして説明した。しかしながら、ドット数
は、水平受光部６０Ｘおよび垂直受光部６０Ｙの受光素
子６３間の間隔（ピッチ）の分解能により最適な値が変
動する。分解能を高めてピッチを狭めたならば、所定値
は増加（例えば２ドットから５ドットに増加）する。こ
のようにドット数は、使用する座標入力用の検出部のピ
ッチに応じて適宜設計される。

【００８６】さらに、本実施形態で説明した構成以外に
も、例えばスクリーンの表面に透明電極を有するタッチ
パネルやシートを貼り付け、入力用ペン等による加圧点
を検出してスクリーン上の座標を検出し、これをコント
ローラ等に入力する感圧方式の座標入力装置にも適用が
可能である。

【００８７】また、スクリーンの表面に沿って超音波を
伝播させ、入力用ペンによって超音波が遮断された位置
の座標を検出する超音波方式の座標入力装置にも適用が
可能である。

【００８８】更に、スクリーンの表面側に発光素子、受
光素子の組合せによる光路を形成しておき、入力ペン等
によって前記光路が遮断された位置を光学的に検出する
光学マトリクス方式や、スクリーンの表面側に発光素
子、ポリゴンミラー及び受光素子を配置しておき、発光
素子からの照射光をポリゴンミラーを介してスクリーン
上で走査すると共に、入力ペンに具備された反射板によ
る反射光を受光素子にて受光させ、その受光タイミング
とポリゴンミラーの回転角とから入力座標を検出するレ
ーザスキャン方式というような座標入力装置にも本発明
の適用が可能である。

【００８９】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、入力される
座標データの分解能を高くし、かつ、手ぶれ入力の判定
を高速に行う座標入力装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す縦断面図である。

【図２】反射用チップの斜視図である。

【図３】筆記用チップの作用の説明図である。

【図４】反射用チップの作用の説明図である。

【図５】本発明の実施形態の使用状態説明図である。

【図６】水平受光部及び垂直受光部の構成図である。

【図７】本発明の実施形態が適用される座標入力装置の
全体構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第１実施形態の座標入力装置による手
ぶれ入力の判別処理のフローチャートである。

【図９】本発明の第１実施形態の座標入力装置による手
ぶれ入力の判別処理のフローチャートである。

【図１０】手ぶれ入力の判定を説明するための説明図で
ある。

【図１１】本発明の第２実施形態の座標入力装置による
手ぶれ入力の判別処理のフローチャートである。

【図１２】本発明の第２実施形態の座標入力装置による
手ぶれ入力の判別処理のフローチャートである。

【図１３】手ぶれ入力の判定を説明するための説明図で
ある。

【符号の説明】

１１ケース１２モータホルダ１３モータ１４基板１５筆記用チップ１６天板１７反射用チップ１７ａ反射面１８透過部１９ストッパー板２０発光素子ホルダ２１レーザダイオード２２基板２３，２４電池２５，２６電極２７タクトスイッチ５０スクリーン５０Ｓスクリーン表面６０Ｘ水平受光部６０Ｙ垂直受光部６１ハウジング６２スリット６３受光素子７０コントローラ８０受光素子アレイ及びマルチプレクサ９０増幅回路１００データラッチＢ非受光範囲Ｃ，Ｃ1，Ｃ2 回転中心軸ＤＸ，ＤＹ受光範囲Ｐ座標入力用ペン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作者が平面上で移動させる筆記具形入力
装置の座標データを検出する検出部と、前記検出部により検出された座標データを用いて手ぶれ
入力を判定するコントローラと、を備える座標入力装置であって、前記コントローラは、前記検出部で時系列的に検出された第１，第２および第
３の座標データを格納し、第１，第２の座標データの差分である第１の差分デー
タ、第１，第３の座標データの差分である第２の差分デ
ータおよび第２，第３の座標データの差分である第３の
差分データを算出し、第１，第２の差分データがともに所定値内に収まると
き、または、第１，第３の差分データがともに所定値内
に収まる場合は手ぶれ入力であると判定することを特徴
とする座標入力装置。
【請求項２】請求項１記載の座標入力装置において、前記コントローラは、前記第１，第２の差分データがともに所定値内に収まる
ため手ぶれ入力であると判定する場合は第１の座標デー
タを確定座標データとして出力した後に既に格納されて
いる第１の座標データと改めて格納された第２、第３の
座標データとを用いて再度手ぶれ入力を判定し、また、前記第１，第３の差分データがともに所定値内に収まる
ため手ぶれ入力であると判定する場合は第２の座標デー
タを確定座標データとして出力した後に既に格納されて
いる第１，第２の座標データと改めて格納された第３の
座標データとを用いて再度手ぶれ入力を判定することを
特徴とする座標入力装置。
【請求項３】請求項１記載の座標入力装置において、前記コントローラは、第１の差分データが所定値を越えるため手ぶれ入力でな
いと判定する場合は第２の座標データを確定座標データ
として出力した後に改めて格納された第１，第２，第３
の座標データを用いて再度手ぶれ入力を判定し、また、第２，第３の差分データがともに所定値を越えるため手
ぶれ入力でないと判定する場合は第３の座標データを確
定座標データとして出力した後に改めて格納された第
１，第２，第３の座標データを用いて再度手ぶれ入力を
判定することを特徴とする座標入力装置。
【請求項４】請求項２または請求項３記載の座標入力装
置において、前記コントローラは、確定座標データと改めて入力されてこの確定座標データ
に隣接する座標データとを用いて符号確認用差分データ
を随時算出していき、連続して得られた符号確認用差分データで同一の符号が
連続する場合は手ぶれ入力でないと判断することを特徴
とする座標入力装置。
【請求項５】請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の
座標入力装置において、前記検出部は、感圧抵抗方式、光学発光検出方式、光学
反射方式、光学マトリクス方式、レーザスキャン方式、
超音波方式の何れか１つの方式により検出することを特
徴とする座標入力装置。