JP5738112B2 - Coordinate input device, control method therefor, and program - Google Patents

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Description

本発明は、座標入力有効領域に対する指示具あるいは指による指示位置を計算する座標入力装置及びその制御方法、プログラムに関するものである。
本発明は、入力画面上を指示具や指等によって指示した指示位置を検出することで、例えば、接続されているコンピュータを制御したり、文字や図形等を書き込むことができる座標入力装置に関する。
The present invention relates to a coordinate input device that calculates a pointing position with a pointing tool or a finger for a coordinate input effective area, a control method therefor, and a program.
The present invention relates to a coordinate input device capable of controlling a connected computer and writing characters, figures, and the like, for example, by detecting an indicated position indicated on an input screen by an indicator or a finger.

座標入力面に、指示具(例えば、専用入力ペン、指等)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、文字や図形等を書き込むために用いられる座標入力装置が存在する。   A coordinate input device used to control a connected computer or to write characters, figures, etc. by instructing the coordinate input surface with an indicator (for example, a dedicated input pen, a finger, etc.) and inputting coordinates. Exists.

従来より、この種の座標入力装置として、各種方式の座標入力装置(タッチパネルやデジタイザ)が提案、または製品化されている。例えば、特殊な器具等を用いずに、指で画面上をタッチすることで、PC(パーソナルコンピュータ)等の操作を簡単に行うことができるタッチパネル等が広く用いられている。   Conventionally, various types of coordinate input devices (touch panels and digitizers) have been proposed or commercialized as this type of coordinate input device. For example, a touch panel that can easily operate a PC (personal computer) or the like by touching the screen with a finger without using a special instrument or the like is widely used.

座標入力方式としては、抵抗膜を用いたもの、または、超音波を用いたもの等、種々のものがある。また、光を用いたものとして、例えば、特許文献1がある。この特許文献1では、座標入力面外側に再帰性反射シートを設け、投光部からの光を再帰反射シートで反射し、その光量分布を受光部により検出する光学方式が知られている。この光学方式は、座標入力領域内の指等で遮光された遮光領域の方向を検出し、遮光位置、つまり、座標入力位置の座標を決定する。   As a coordinate input method, there are various methods such as a method using a resistance film or a method using ultrasonic waves. Moreover, there exists patent document 1 as what used light, for example. In Patent Document 1, an optical system is known in which a retroreflective sheet is provided outside the coordinate input surface, the light from the light projecting unit is reflected by the retroreflective sheet, and the light quantity distribution is detected by the light receiving unit. In this optical method, the direction of a light shielding area shielded by a finger or the like in the coordinate input area is detected, and the light shielding position, that is, the coordinate of the coordinate input position is determined.

その光学方式における、遮光領域の方向に相当する画素番号を具体的に検出する技術が、特許文献2に示されている。光量分布において、遮光領域の候補となる複数の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を検出した場合、最初に検出される立ち上がり部分と最後に検出される立ち下がり部分から得られる画素データ分布の中心点を中心画素番号として検出する構成が開示されている。これは、指示具に投光部からの光が反射して、受光部で検出された場合の直接光反射の前記再帰反射光に対する影響に対する対策を目的とした技術である。   Patent Document 2 discloses a technique for specifically detecting a pixel number corresponding to the direction of a light shielding region in the optical system. In the light intensity distribution, when multiple rising and falling parts that are candidates for the light shielding area are detected, the center point of the pixel data distribution obtained from the rising edge that is detected first and the falling edge that is detected last is the center. A configuration for detecting the pixel number is disclosed. This is a technique aiming at a countermeasure against the influence of the direct light reflection on the retroreflected light when the light from the light projecting unit is reflected on the indicator and detected by the light receiving unit.

更に、同様の課題に対する技術として、特許文献3がある。これらの技術は、解決手段として、以下の技術を開示している。指示した際に生じる受光部から得られる光量分布の遮光領域に対応する光量変動領域の立ち上がりと立ち下がり部分に対し予め定められたレベルの閾値で横切る複数の画素番号の検出手法に関する技術である。   Furthermore, there exists patent document 3 as a technique with respect to the same subject. These techniques disclose the following techniques as solving means. This is a technique relating to a method for detecting a plurality of pixel numbers that cross at a predetermined threshold level with respect to rising and falling portions of a light amount fluctuation region corresponding to a light shielding region of a light amount distribution obtained from a light receiving unit generated when instructed.

米国特許第4507557号明細書U.S. Pat. No. 4,507,557 特許第04125162号公報Japanese Patent No. 04125162 特開2005−056140号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-056140

以上の、従来の光学方式の座標入力装置においては、以下のような課題が存在する。   The above-described conventional optical coordinate input device has the following problems.

従来の技術における直接反射光対策に関する発明としては、前記の通り、遮光部分の間にある直接反射光により形成される2組の立ち下がりと立ち上がりの内、両端の立ち下がり立ち上がりを基にその中心画素を検出角度とする技術が開示されている。また、逆に、直接反射光に対応する立ち下がりと立ち上がりを元に検出する技術も開示されている。   As described above, the invention related to the countermeasure against direct reflected light in the prior art includes, as described above, the center of two sets of falling and rising formed by the directly reflected light between the light shielding portions based on the falling rising at both ends. A technique for setting a pixel as a detection angle is disclosed. Conversely, a technique for detecting based on the falling and rising corresponding to the directly reflected light is also disclosed.

しかしながら、直接反射光が含まれる光量分布の場合、2本の指示具による2入力(複数入力)の場合と区別する必要がある。上記背景技術にも、ペン信号との対応により直接反射光と2入力の区別をつける技術が開示されているが、指による指示の場合に区別できないという課題がある。   However, it is necessary to distinguish the light amount distribution including directly reflected light from the case of two inputs (two or more inputs) using two pointing tools. The background art also discloses a technique for discriminating between direct reflected light and two inputs by correspondence with a pen signal, but there is a problem that it cannot be distinguished in the case of an instruction with a finger.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、指や指示具で座標入力有効領域のセンサユニット近傍に指示を行った場合に、投光部からの直接反射光を受光し、受光の光量分布において遮光に影響を与える場合においても正確に指示位置を検出することにある。   The present invention has been made to solve the above problems. The object of the present invention is to receive direct reflected light from the light projecting part when the instruction is given near the sensor unit in the coordinate input effective area with a finger or pointing tool, and the light quantity distribution of the received light affects the light shielding. It is also possible to accurately detect the indicated position.

上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置は以下の構成を備える。即ち、
周辺部に再帰的反射部が設けられ複数の角部に複数のセンサユニットが設けられた座標入力有効領域に対する指示具あるいは指による指示位置を、前記複数のセンサユニットの投光部により投光され、前記再帰的反射部により再帰的に反射され、前記複数のセンサユニットの受光部で得られる光量分布における、前記指示具あるいは指による遮光部分に対応する角度情報から計算する座標入力装置であって、
一つのセンサユニットの投光部からの光に基づく前記指示具あるいは指による直接反射光が前記一つのセンサユニットの受光部から得られる光量分布における前記指示具あるいは指による前記遮光部分に影響を及ぼす直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたか否かを、前記一つのセンサユニット以外のセンサユニットの受光部における遮光部分に対応する角度情報に基づいて判定する判定手段と、
前記直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたと前記判定手段が判定した場合、前記直接反射光の影響を受けた遮光範囲から1つの指示位置を計算する計算手段と
を有する。
In order to achieve the above object, a coordinate input device according to the present invention comprises the following arrangement. That is,
The pointing position by the pointing tool or the finger with respect to the coordinate input effective area in which the recursive reflecting portion is provided in the peripheral portion and the plurality of sensor units are provided in the plurality of corner portions is projected by the light projecting portions of the plurality of sensor units. A coordinate input device for calculating from angle information corresponding to a light shielding portion by the pointing tool or a finger in a light amount distribution reflected recursively by the recursive reflecting portion and obtained by light receiving portions of the plurality of sensor units. ,
Directly reflected light from the indicator or finger based on light from the light projecting unit of one sensor unit affects the light shielding part of the indicator or finger in the light amount distribution obtained from the light receiving unit of the one sensor unit. A determination means for determining whether or not the direct reflected light influence range is instructed by the pointing tool or the finger based on angle information corresponding to a light shielding portion in a light receiving portion of a sensor unit other than the one sensor unit;
Calculating means for calculating one indicated position from the light shielding range affected by the direct reflected light when the determining means determines that the direct reflected light affected range is indicated by the pointing tool or finger.

本発明によれば、指や指示具で座標入力有効領域のセンサユニット近傍に指示を行った場合に、投光部からの直接反射光を受光し、受光の光量分布において遮光に影響を与える場合においても正確に指示位置を検出することができる。   According to the present invention, when an instruction is given to the vicinity of the sensor unit in the coordinate input effective area with a finger or an indicator, the direct reflected light from the light projecting unit is received, and the light quantity distribution of the received light affects the light shielding. It is possible to accurately detect the indicated position.

本発明の座標入力装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置のセンサユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the sensor unit of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置のセンサユニットの外観図である。It is an external view of the sensor unit of the coordinate input device of the present invention. 本発明の座標入力装置のセンサユニットの検出部の説明図である。It is explanatory drawing of the detection part of the sensor unit of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置の画素番号Nと角度θとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pixel number N and angle (theta) of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置の制御・演算ユニットの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control and arithmetic unit of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置の投光手段の発光のタイミングチャートである。It is a timing chart of light emission of the light projecting means of the coordinate input device of the present invention. 本発明の座標入力装置の光検出手段の光量分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the light quantity distribution of the light detection means of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置の再帰反射手段の反射面の経時変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time-dependent change of the reflective surface of the retroreflection means of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置の光量変化の説明図である。It is explanatory drawing of the light quantity change of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置の光量変化量と光量変化率の説明図である。It is explanatory drawing of the light quantity change amount and light quantity change rate of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置の遮光部分検出の説明図である。It is explanatory drawing of the light-shielding part detection of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置の座標計算の説明図である。It is explanatory drawing of the coordinate calculation of the coordinate input device of this invention. 本発明の座標入力装置の座標計算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the coordinate calculation process of the coordinate input device of this invention. 本発明のステップS18155の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of step S18155 of this invention. 本発明の指示操作例及びセンサユニットの検出例を示す図である。It is a figure which shows the example of instruction | indication operation of this invention, and the example of a detection of a sensor unit. 本発明の指示操作例及びセンサユニットの検出例を示す図である。It is a figure which shows the example of instruction | indication operation of this invention, and the example of a detection of a sensor unit. 本発明のセンサユニットに対する直接反射光の説明図である。It is explanatory drawing of the direct reflected light with respect to the sensor unit of this invention. 本発明の指示操作例及びセンサユニットの検出例を示す図である。It is a figure which shows the example of instruction | indication operation of this invention, and the example of a detection of a sensor unit.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本発明の光学式の座標入力装置の概略構成について、図1を用いて説明する。   First, a schematic configuration of the optical coordinate input device of the present invention will be described with reference to FIG.

図1において、2001L、2001Rは投光部(発光部)及び受光部(検出部)を有するセンサユニットである。本実施形態の場合、水平線はX軸を、垂直線はY軸を、OはX軸とY軸との交点座標(0,0)を、それぞれ示す。そして、センサユニット2001L及び2001Rは、図示の如く座標入力面であるところの座標入力有効領域300のX軸に平行に、かつY軸に対称な位置に、所定距離離れて配置されている。換言すれば、センサユニット2001L及び2001Rは、座標入力有効領域300の一辺の両端近傍(角部)に設けられている。   In FIG. 1, reference numerals 2001L and 2001R denote sensor units having a light projecting unit (light emitting unit) and a light receiving unit (detecting unit). In the present embodiment, the horizontal line indicates the X axis, the vertical line indicates the Y axis, and O indicates the intersection coordinates (0, 0) between the X axis and the Y axis. The sensor units 2001L and 2001R are arranged at a predetermined distance away from each other at a position parallel to the X axis and symmetrical to the Y axis of the coordinate input effective area 300 which is a coordinate input surface as shown in the drawing. In other words, the sensor units 2001L and 2001R are provided near both ends (corner portions) of one side of the coordinate input effective area 300.

また、センサユニット2001L及び2001Rは、制御・演算ユニット20に接続され、制御信号を制御・演算ユニット20から受信すると共に、検出した信号を制御・演算ユニット20に送信する。制御・演算ユニット20、座標入力装置における各種処理を制御する。座標入力有効領域300は、この種の光学式座標入力装置が指示具(指や入力ペン等)により入力指示した位置の検出を行える領域である。   The sensor units 2001L and 2001R are connected to the control / arithmetic unit 20, receive a control signal from the control / arithmetic unit 20, and transmit the detected signal to the control / arithmetic unit 20. The control / arithmetic unit 20 and various processes in the coordinate input device are controlled. The coordinate input effective area 300 is an area in which this type of optical coordinate input device can detect the position instructed to input by an indicator (finger, input pen, etc.).

400は入射光を到来方向に再帰的に反射する再帰反射面を有する再帰反射部である。再帰反射部400は、座標入力有効領域300の外側3辺(周辺部)に配置され、左右それぞれのセンサユニット2001L及び2001Rから略90°範囲に投光された光を、センサユニット2001L及び2001Rに向けて再帰反射する。   Reference numeral 400 denotes a retroreflective unit having a retroreflective surface that recursively reflects incident light in the direction of arrival. The retroreflective unit 400 is disposed on the outer three sides (peripheral parts) of the coordinate input effective area 300, and the light projected from the left and right sensor units 2001L and 2001R in a range of approximately 90 ° to the sensor units 2001L and 2001R. Retroreflects towards.

再帰反射部400により再帰反射された光は、センサユニット2001L及び2001Rによって1次元的に検出され、その光量分布を示す信号が制御・演算ユニット20に送信される。   The light retroreflected by the retroreflecting unit 400 is one-dimensionally detected by the sensor units 2001L and 2001R, and a signal indicating the light amount distribution is transmitted to the control / arithmetic unit 20.

このように構成することで、座標入力有効領域300に指示具による入力指示がなされると、センサユニット2001L及び2001Rの投光部から投光された光が指示具によって遮られる(遮光部分)。この場合、センサユニット2001L及び2001Rの受光部では、指示具によって遮られた部位(遮光部分)のみの光(再帰反射による反射光)を検出することができなくなり、その結果、どの方向からの光が検出できなかったかを識別することが可能となる。   With this configuration, when an input instruction is given to the coordinate input effective area 300 by the pointing tool, the light projected from the light projecting portions of the sensor units 2001L and 2001R is blocked by the pointing tool (light shielding portion). In this case, in the light receiving portions of the sensor units 2001L and 2001R, it becomes impossible to detect light (reflected light due to retroreflection) only at a portion (light-shielding portion) blocked by the indicator, and as a result, light from which direction Can be identified.

そこで、制御・演算ユニット20は、センサユニット2001L及び2001Rが検出する光量変化から、指示具により入力指示された部分の遮光部分を検出する。その遮光部分の情報から遮光位置(指示位置)の方向(角度)をそれぞれ計算する。この遮光部分の検出・計算方法に関しては後に詳述する。更に、計算された方向(角度)及びセンサユニット2001L及び2001R相互間の距離情報等から遮光位置(座標)を幾何学的に計算する。それと共に、表示部(不図示)に接続されているPC(パーソナルコンピュータ)等の情報処理装置に、USB等の通信インタフェースを経由して座標値を出力する。   Therefore, the control / arithmetic unit 20 detects the light-shielding portion of the portion instructed to be input by the pointing tool from the light amount change detected by the sensor units 2001L and 2001R. The direction (angle) of the light shielding position (designated position) is calculated from the information of the light shielding part. A method for detecting and calculating the light shielding portion will be described in detail later. Further, the light shielding position (coordinates) is geometrically calculated from the calculated direction (angle) and distance information between the sensor units 2001L and 2001R. At the same time, the coordinate value is output to an information processing apparatus such as a PC (personal computer) connected to a display unit (not shown) via a communication interface such as a USB.

尚、再帰反射部400を構成する再帰反射部材としては、球体のビーズを反射面上に並べて配置することで再帰反射特性を有するビーズタイプの再帰反射シートが用いられる。もしくは光学反射面であるコーナキューブを機械加工等により規則正しく配列することで再帰反射現象を起こす再帰反射シート等が用いられる。   In addition, as a retroreflective member which comprises the retroreflective part 400, the bead type retroreflective sheet which has a retroreflective characteristic by arranging a spherical bead on a reflective surface is used. Alternatively, a retroreflective sheet or the like that causes a retroreflective phenomenon by regularly arranging corner cubes that are optical reflecting surfaces by machining or the like is used.

また、図1の座標入力有効領域300を構成する座標入力面の材質は、座標入力装置と組み合わされる表示装置の表示面、或いは、更に、その前面板である、透明のガラス板、或いは、透明樹脂板で構成される。例えば、表示装置としては、液晶、あるいは、プラズマ、あるいは、リアプロジェクション等の表示装置、あるいは、座標入力面がプロジェクターのスクリーン構成とした構成としてもよい。この表示装置との一体的な構成によりインタラクティブな入力装置として利用可能となる。   Moreover, the material of the coordinate input surface which comprises the coordinate input effective area | region 300 of FIG. 1 is the display surface of the display apparatus combined with a coordinate input device, Furthermore, the transparent glass plate which is the front plate, or transparent Consists of resin plates. For example, the display device may be a liquid crystal display device, a plasma display device, a rear projection display device, or the like, or a configuration in which the coordinate input surface is a projector screen configuration. An integral configuration with this display device makes it possible to use as an interactive input device.

<センサユニット2001L及び2001Rの詳細説明>
図2は、センサユニット2001L及び2001Rの分解斜視図であり、センサユニット2001L及び2001R中の投光部及び受光部の構成例を示している。
<Detailed description of sensor units 2001L and 2001R>
FIG. 2 is an exploded perspective view of the sensor units 2001L and 2001R, and shows a configuration example of a light projecting unit and a light receiving unit in the sensor units 2001L and 2001R.

図2において、30は投光部であり、投光部30は、赤外光を発光する赤外LED(発光ダイオード)31及び投光レンズ32より構成される。赤外LED31で発光した光は、投光レンズ32によって、座標入力有効領域300の面に略平行に投光される。同時に、座標入力有効領域300の面内方向に扇状に光を投光される。   In FIG. 2, reference numeral 30 denotes a light projecting unit, and the light projecting unit 30 includes an infrared LED (light emitting diode) 31 that emits infrared light and a light projecting lens 32. The light emitted from the infrared LED 31 is projected by the light projecting lens 32 substantially parallel to the surface of the coordinate input effective area 300. At the same time, light is projected in a fan shape in the in-plane direction of the coordinate input effective area 300.

図3(a)は、センサユニット2001L及び2001Rの組み立て状態における正面図で、同図における矢印は、投光部30による光が座標入力有効領域300の面内方向に扇状に分布している様子を示している。また、図3(b)は、図3(a)を側面から見た図であり、同様に座標入力有効領域300の面に略平行に、上下方向に制限された光束として投光され、主に再帰反射部400に対して光が投光されている様子を示している。   3A is a front view of the assembled state of the sensor units 2001L and 2001R, and the arrows in FIG. 3 indicate that the light from the light projecting unit 30 is distributed in a fan shape in the in-plane direction of the coordinate input effective area 300. FIG. Is shown. FIG. 3B is a view of FIG. 3A viewed from the side. Similarly, the light is projected as a light beam restricted in the vertical direction substantially parallel to the surface of the coordinate input effective area 300, and is mainly displayed. FIG. 9 shows a state in which light is projected to the retroreflective portion 400.

再び図2に戻って説明すると、40は受光部であり、受光部40は、一次元のラインCCD41、集光光学系としての集光レンズ42、入射光の入射方向を概略制限する絞り43、可視光等の余分な光の入射を防止する赤外フィルタ44から構成される。そして、投光部30で投光された光は、再帰反射部400によって再帰反射され、赤外フィルタ44、絞り43を抜けて集光レンズ42によって、ラインCCD41内の検出素子群の面上に集光される。   Referring back to FIG. 2 again, reference numeral 40 denotes a light receiving unit. The light receiving unit 40 includes a one-dimensional line CCD 41, a condensing lens 42 as a condensing optical system, a diaphragm 43 that roughly restricts the incident direction of incident light, The infrared filter 44 is configured to prevent the incidence of extra light such as visible light. Then, the light projected by the light projecting unit 30 is retroreflected by the retroreflecting unit 400, passes through the infrared filter 44 and the diaphragm 43, and is collected on the surface of the detection element group in the line CCD 41 by the condenser lens 42. Focused.

また、図2において、51は下筐体、52は上筐体である。絞り43、上筐体52及び下筐体51は、再帰反射部400の再帰反射光のみを通過させるように、主に高さ方向(座標入力有効領域300の面よりの高さ方向)の視野を制限している。そして、座標入力有効領域300の面内方向の視野は、大まかに制限する構成となっている。   In FIG. 2, 51 is a lower housing and 52 is an upper housing. The aperture 43, the upper housing 52, and the lower housing 51 mainly have a visual field in the height direction (the height direction from the surface of the coordinate input effective area 300) so that only the retroreflected light of the retroreflecting unit 400 passes. Is limiting. The field of view in the in-plane direction of the coordinate input effective area 300 is roughly limited.

尚、本実施形態においては、下筐体51と絞り43とは、互いに一体に成型されているが、これらを別部材で構成しても良いことは言うまでもない。   In the present embodiment, the lower housing 51 and the diaphragm 43 are integrally formed with each other, but it goes without saying that they may be formed of separate members.

図4は、センサユニット2001L及び2001Rの投光部30による光が再帰反射部400により再帰反射して、受光部であるラインCCD41で検出されるまでの光路を説明するための図である。同図において、図2及び図3と同一部分には、同一符号が付してある。   FIG. 4 is a diagram for explaining an optical path until light from the light projecting unit 30 of the sensor units 2001L and 2001R is retroreflected by the retroreflecting unit 400 and detected by the line CCD 41 as the light receiving unit. In the same figure, the same parts as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals.

図4(a)は座標入力有効領域300の面に対して垂直方向から見た正面図、図4(b)はその側面図である。   FIG. 4A is a front view seen from the direction perpendicular to the surface of the coordinate input effective area 300, and FIG. 4B is a side view thereof.

図4(a)において、前述した略90°方向に投光された投光部30の光は、光透過部材(集光レンズ42、絞り43、及び赤外フィルタ44)を介して再帰反射部400によって再帰反射される。そして、赤外フィルタ44、絞り43を抜けて集光レンズ42に入射することになるが、その光は、集光レンズ42に対する入射角に応じてラインCCD41の画素45上に結像する(図4(b)参照)。従って、ラインCCD41の出力信号は、再帰反射光の入射角に応じた光量分布を出力することになるので、ラインCCD41の画素番号が角度情報を示すことになる。   In FIG. 4A, the light of the light projecting unit 30 projected in the substantially 90 ° direction described above is retroreflected through a light transmitting member (condensing lens 42, diaphragm 43, and infrared filter 44). 400 is retroreflected. Then, the light passes through the infrared filter 44 and the diaphragm 43 and enters the condenser lens 42. The light forms an image on the pixel 45 of the line CCD 41 in accordance with the incident angle with respect to the condenser lens 42 (FIG. 4 (b)). Accordingly, since the output signal of the line CCD 41 outputs a light amount distribution corresponding to the incident angle of the retroreflected light, the pixel number of the line CCD 41 indicates angle information.

また、本実施形態の場合、投光部30と検出部である受光部40は、互いに重ねて配置されている。従って、その距離L(図3(b)参照)は、投光部30から再帰反射部400までの距離に比べて十分に小さな値であり、距離Lを有していても十分な再帰反射光を検出部である受光部40で検知することが可能な構成となっている。   In the case of the present embodiment, the light projecting unit 30 and the light receiving unit 40 that is the detection unit are arranged so as to overlap each other. Therefore, the distance L (see FIG. 3B) is sufficiently smaller than the distance from the light projecting unit 30 to the retroreflective unit 400, and sufficient retroreflected light even when the distance L is present. Can be detected by the light receiving unit 40 which is a detection unit.

図5は本実施形態に係る座標入力装置における受光光学系(受光部40)で観測されるラインCCD41の画素番号Nと導出すべき角度θとの関係を示す図である。同図において、縦軸は導出すべき角度θを、横軸はラインCCD41の画素番号をそれぞれ示している。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the pixel number N of the line CCD 41 observed by the light receiving optical system (light receiving unit 40) in the coordinate input device according to this embodiment and the angle θ to be derived. In the figure, the vertical axis indicates the angle θ to be derived, and the horizontal axis indicates the pixel number of the line CCD 41.

ここでは、ラインCCD41の法線方向と受光光学系の対称軸βL,βRとを互いに一致させ、その方向を角度0°と定義する。この時、測定角度範囲が小さければ、ラインCCD41の画素番号Nと測定角度θとの関係が、例えば、良好な線形性を有する集光レンズ42を設計、製造することは容易である。しかし、測定角度範囲が大きくなると、集光レンズ42の端部で発生する光学的歪を除去することが困難となり、測定角度に大きな誤差が発生するようになる。   Here, the normal direction of the line CCD 41 and the symmetry axes βL and βR of the light receiving optical system are made to coincide with each other, and the direction is defined as an angle of 0 °. At this time, if the measurement angle range is small, it is easy to design and manufacture a condensing lens 42 in which the relationship between the pixel number N of the line CCD 41 and the measurement angle θ is, for example, good linearity. However, when the measurement angle range becomes large, it becomes difficult to remove the optical distortion generated at the end of the condenser lens 42, and a large error occurs in the measurement angle.

一方、本実施形態に係る座標入力装置は、表示ディスプレイ(表示装置)、あるいはフロントプロジェクタ用スクリーンと重ねて配置することによって、指示具による筆跡を表示ディスプレイに表示させる。これにより、恰も紙と鉛筆の様な使い勝手を実現できるものである。   On the other hand, the coordinate input device according to the present embodiment displays the handwriting by the pointing tool on the display display by being arranged so as to overlap the display display (display device) or the front projector screen. This makes it possible to achieve ease of use like paper and pencil.

表示ディスプレイの動向について述べれば、表示領域の縦横比(アスペクト比)は4:3のものが主流であったが、フルHD画像等に見られるように16:9のものが普及しつつある。つまり、座標入力装置の座標入力有効領域300もそれに対応すべく横長の仕様となる。   Regarding the trend of display, the aspect ratio (aspect ratio) of the display area is mainly 4: 3, but the aspect ratio of 16: 9 is becoming widespread as seen in full HD images and the like. In other words, the coordinate input effective area 300 of the coordinate input device also has a horizontally long specification to cope with it.

<制御・演算ユニット20の説明>
制御・演算ユニット20とセンサユニット2001L及び2001Rの間では、ラインCCD41用のCCD制御信号、CCD用クロック信号、ラインCCD41の出力信号及び赤外LED31の駆動信号がやり取りされている。
<Description of Control / Calculation Unit 20>
Between the control / arithmetic unit 20 and the sensor units 2001L and 2001R, a CCD control signal for the line CCD 41, a clock signal for the CCD, an output signal of the line CCD 41, and a drive signal of the infrared LED 31 are exchanged.

図6は、制御・演算ユニット20の詳細構成を示すブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the control / arithmetic unit 20.

同図において、2001L及び2001Rはセンサユニット、81L及び81RはA/Dコンバータ、82はメモリ、83はワンチップマイコン等で構成されるCPU(中央演算処理装置)である。更に、84L及び84RはLED駆動回路、85はCPU制御用の動作クロック発生回路、86はCCD制御用動作クロック発生回路(CLK)、87はシリアルインタフェースである。   In the figure, 2001L and 2001R are sensor units, 81L and 81R are A / D converters, 82 is a memory, and 83 is a CPU (central processing unit) constituted by a one-chip microcomputer or the like. Further, 84L and 84R are LED drive circuits, 85 is an operation clock generation circuit for CPU control, 86 is an operation clock generation circuit (CLK) for CCD control, and 87 is a serial interface.

図6において、CCD制御信号は、CPU83から出力され、ラインCCD41のシャッタタイミングやデータの出力制御等を行っている。ラインCCD41用のクロックは、CLK86からセンサユニット2001L及び2001Rに送信されると共に、ラインCCD41との同期をとって各種制御を行うために、CPU83にも入力されている。   In FIG. 6, the CCD control signal is output from the CPU 83 and performs shutter timing of the line CCD 41, data output control, and the like. The clock for the line CCD 41 is transmitted from the CLK 86 to the sensor units 2001L and 2001R, and is also input to the CPU 83 in order to perform various controls in synchronization with the line CCD 41.

LED駆動信号は、CPU83からLED駆動回路84L及び84Rを経て、センサユニット2001L及び2001R中の赤外LED31に供給されている。   The LED drive signal is supplied from the CPU 83 to the infrared LEDs 31 in the sensor units 2001L and 2001R via the LED drive circuits 84L and 84R.

センサユニット2001L及び2001R中の検出部であるラインCCD41からの検出信号は、制御・演算ユニット20中のA/Dコンバータ81L及び81Rに入力され、CPU83からの制御によってデジタル値に変換される。この変換されたデジタル値は、必要に応じてメモリ82に記憶され、後述する方法で角度計算、さらには座標値が計算され、その結果を、外部端末(パーソナルコンピュータ)等にシリアルインタフェース87等を介して出力される。   Detection signals from the line CCD 41 which is a detection unit in the sensor units 2001L and 2001R are input to the A / D converters 81L and 81R in the control / arithmetic unit 20, and are converted into digital values under the control of the CPU 83. The converted digital value is stored in the memory 82 as necessary, and an angle calculation and further a coordinate value are calculated by a method described later, and the result is sent to the external terminal (personal computer) or the like via the serial interface 87 or the like. Is output via.

<光量分布検出の説明>
図7は本実施形態に係る制御信号のタイミングチャートである。同図において、91、92、93がラインCCD41制御用の制御信号であり、Sh信号91の間隔でラインCCD41のシャッタ解放時間が決定される。ICGL信号92及びICGR信号93はそれぞれ左右のセンサユニット2001L及び2001Rへのゲート信号であり、ラインCCD41内部の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号である。
<Explanation of light intensity distribution detection>
FIG. 7 is a timing chart of control signals according to the present embodiment. In the figure, reference numerals 91, 92 and 93 are control signals for controlling the line CCD 41, and the shutter release time of the line CCD 41 is determined by the interval of the Sh signal 91. The ICGL signal 92 and the ICGR signal 93 are gate signals to the left and right sensor units 2001L and 2001R, respectively, and are signals for transferring the charge of the photoelectric conversion unit in the line CCD 41 to the reading unit.

LEDL信号94及びLEDR信号95はそれぞれ左右のセンサユニット2001L及び2001Rの赤外LED31の駆動信号である。そして、Sh信号91の最初の周期で一方の赤外LED31(この場合は、センサユニット2001L中の赤外LED31)を点灯するために、LEDL信号94がLED駆動回路(この場合は、LED駆動回路84L)を経て赤外LED31に供給される。   The LEDL signal 94 and the LEDR signal 95 are drive signals for the infrared LEDs 31 of the left and right sensor units 2001L and 2001R, respectively. Then, in order to light one infrared LED 31 (in this case, the infrared LED 31 in the sensor unit 2001L) in the first cycle of the Sh signal 91, the LEDL signal 94 is sent to the LED driving circuit (in this case, the LED driving circuit). 84L) and supplied to the infrared LED 31.

次の周期で、他方の赤外LED31(この場合は、センサユニット2001R中の赤外LED31)を点灯するために、LEDR信号95が他方のLED駆動回路(この場合は、LED駆動回路84R)を経て赤外LED31に供給される。   In the next cycle, in order to turn on the other infrared LED 31 (in this case, the infrared LED 31 in the sensor unit 2001R), the LEDR signal 95 causes the other LED drive circuit (in this case, the LED drive circuit 84R) to be turned on. Then, it is supplied to the infrared LED 31.

双方の赤外LED31の駆動が終了した後に、ラインCCD41の信号が左右のセンサユニット2001L及び2001Rから読み出される。   After the driving of both infrared LEDs 31 is completed, the signal of the line CCD 41 is read from the left and right sensor units 2001L and 2001R.

読み出される信号は、例えば、指示具による入力がない場合、つまり、遮光部分がない場合には、それぞれのセンサユニット2001L及び2001Rからの出力として、図8(a)のような光量分布が得られる。   For example, when there is no input by the pointing tool, that is, when there is no light-shielding portion, the read signal has a light amount distribution as shown in FIG. 8A as an output from each of the sensor units 2001L and 2001R. .

図8は、ラインCCD41の出力レベル(V)とCCD画素番号[N]との関係を示す図である。同図において、縦軸はラインCCD41の出力レベル(V)を、横軸はCCD画素番号[N]を、それぞれ示す。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the output level (V) of the line CCD 41 and the CCD pixel number [N]. In the figure, the vertical axis represents the output level (V) of the line CCD 41, and the horizontal axis represents the CCD pixel number [N].

もちろん、このような光量分布がどのシステムでも必ず得られるわけではない。つまり、再帰反射部400の特性(再帰反射部400の入射角による再帰反射特性)やLED31を含む投光部30の特性、また、経時変化(再帰反射部400の反射面の汚れ等)によって、この光量分布は変化する。更に、この光量分布と再帰反射部の構成との関係に関しては、前述の通りである。   Of course, such a light quantity distribution is not necessarily obtained in every system. That is, depending on the characteristics of the retroreflective part 400 (retroreflective characteristics depending on the incident angle of the retroreflective part 400), the characteristics of the light projecting part 30 including the LED 31, and the change with time (dirt of the reflection surface of the retroreflective part 400, etc.) This light quantity distribution changes. Furthermore, the relationship between the light quantity distribution and the configuration of the retroreflecting portion is as described above.

図8(a)において、レベルAが最大光量を検出した時のレベルであり、レベルBが最低光量を検出した時のレベルであるとする。従って、反射光のない状態では、得られる光量レベルはレベルB付近になり、反射光量が増えるほどレベルAに近づくことになる。この様に、ラインCCD41から出力される検出信号は、逐次、対応するA/Dコンバータ81L及び81RによりA/D変換された後、CPU83にデジタルデータとして取り込まれる。実際の光量分布は、投光部30の投光分布、受光部40の受光分布、再帰反射部400の反射特性、センサユニット2001L(2001R)から再帰反射部400までの距離等の各要因を総合したレベルの光量分布となる。しかし、ここでは、模式的に均一のレベル状態で示している。   In FIG. 8A, it is assumed that level A is the level when the maximum light amount is detected, and level B is the level when the minimum light amount is detected. Therefore, in the state where there is no reflected light, the obtained light quantity level is near level B, and the level of light quantity approaches the level A as the reflected light quantity increases. In this way, the detection signal output from the line CCD 41 is sequentially A / D converted by the corresponding A / D converters 81L and 81R, and then taken into the CPU 83 as digital data. The actual light amount distribution is based on factors such as the light projection distribution of the light projecting unit 30, the light reception distribution of the light receiving unit 40, the reflection characteristics of the retroreflective unit 400, and the distance from the sensor unit 2001L (2001R) to the retroreflective unit 400. The light intensity distribution is at the level specified. However, here, it is schematically shown in a uniform level state.

図8(b)は、指示具で入力を行った場合、つまり、再帰反射部400の反射光を遮った場合の出力の例を示す図であり、同図のCの部分が指示具で再帰反射部400の反射光が遮られたため、その部分のみの光量が低下している。   FIG. 8B is a diagram illustrating an example of output when input is performed with the pointing tool, that is, when the reflected light of the retroreflecting unit 400 is blocked, and part C of FIG. Since the reflected light of the reflection part 400 is blocked, the light quantity of only that part is reduced.

光量分布の検出は、この光量分布の変化を検知して行うものである。具体的には、まず、図8(a)のような入力のない初期状態(以後、初期状態で得られたデータを初期データと)を予めメモリ82に記憶しておき、それぞれのサンプル期間で得られるデータとメモリ82に記憶しておいた初期データとの差分を計算する。そして、その計算結果に基づいて、図8(b)のような変化があるか否かを判別する。   The detection of the light quantity distribution is performed by detecting the change in the light quantity distribution. Specifically, first, an initial state without input as shown in FIG. 8 (a) (hereinafter, data obtained in the initial state is referred to as initial data) is stored in the memory 82 in advance, and in each sample period. The difference between the obtained data and the initial data stored in the memory 82 is calculated. Then, based on the calculation result, it is determined whether or not there is a change as shown in FIG.

<角度計算の説明>
角度計算にあたっては、まず、遮光部分を検出する必要がある。
<Description of angle calculation>
In calculating the angle, first, it is necessary to detect a light shielding portion.

先にも述べたように、光量分布は経時変化等で一定ではないため、システムの起動時等に前述した初期データをメモリ82に記憶することが望ましい。つまり、工場等の出荷時に初期データを設定し、そのデータの更新が逐次行われなければ、例えば、所定の位置の再帰反射部400の反射面にゴミが付着した場合、その部分での再帰反射効率が低下する。   As described above, since the light quantity distribution is not constant due to a change with time or the like, it is desirable to store the aforementioned initial data in the memory 82 at the time of starting the system. That is, when initial data is set at the time of shipment from a factory or the like and the data is not updated sequentially, for example, when dust adheres to the reflection surface of the retroreflective unit 400 at a predetermined position, retroreflection at that part is performed. Efficiency is reduced.

従って、恰もその位置(センサユニット2001L及び2001Rから見た方向)で座標入力動作が行われた、即ち、誤検出してしまうという重大な結果を引き起こす。そのため、システムの起動時等に初期データをメモリ82に記憶することで、再帰反射部400の反射面が経時的にゴミ等で汚れて再帰反射効率が落ちていても、その状態を初期状態として設定し直すことができるので、誤動作を無くすことができる。   Therefore, the saddle causes a serious result that the coordinate input operation is performed at the position (direction seen from the sensor units 2001L and 2001R), that is, erroneous detection is performed. Therefore, by storing initial data in the memory 82 at the time of starting the system or the like, even if the reflection surface of the retroreflective unit 400 is contaminated with dust or the like over time and the retroreflective efficiency is lowered, the state is set as the initial state. Since it can be set again, malfunctions can be eliminated.

無論、再帰反射部400からの信号がゴミの付着した部分で全く受け取ることができなくなれば、座標検出不能の事態となり、何らかの方法で、そのゴミ等を除去しなければならない。しかし、仮に、再帰反射部400からの光信号が大幅に減っている状態にあっては、S/N比の関係で信号の信頼性が低下(例えば、同一地点を指示しているにも拘らず座標が揺らぐ現象が発生し、座標計算分解能を低下させてしまう)する。   Of course, if the signal from the retroreflective unit 400 cannot be received at the part where the dust is attached, the coordinate cannot be detected, and the dust or the like must be removed by some method. However, if the optical signal from the retroreflecting unit 400 is greatly reduced, the signal reliability is reduced due to the S / N ratio (for example, although the same point is indicated). A phenomenon in which the coordinates fluctuate, and the coordinate calculation resolution is reduced).

さて、電源投入時、入力の無い(遮光部分が無い)状態で、かつ投光部30からの投光を停止している状態で、ラインCCD41の出力をA/Dコンバータ81L及び81RによりA/D変換して、この値をBas_data[N]としてメモリ82に記憶する。この値は、ラインCCD41のバイアスのばらつき等を含んだデータとなり、図8(a)のBのレベル付近のデータとなる。ここで、[N]はラインCCD41のCCD画素番号であり、有効な入力範囲に対応する画素番号が用いられる。   When the power is turned on, the output of the line CCD 41 is converted into an A / D converter 81L and 81R by the A / D converters 81L and 81R in a state where there is no input (no light-shielding portion) and light projection from the light projecting unit 30 is stopped. After D conversion, this value is stored in the memory 82 as Bas_data [N]. This value is data including variations in the bias of the line CCD 41, and is data in the vicinity of the level B in FIG. Here, [N] is the CCD pixel number of the line CCD 41, and a pixel number corresponding to an effective input range is used.

次に、投光部30から投光を行っている状態での光量分布を記憶する。これは、図8(a)の実線で表されたデータであり、Ref_data[N]としてメモリ82に記憶する。これにより、初期データとして2種類のデータの記憶を完了する。   Next, the light amount distribution in a state where light is projected from the light projecting unit 30 is stored. This is data represented by a solid line in FIG. 8A and is stored in the memory 82 as Ref_data [N]. This completes the storage of two types of data as initial data.

そして、このメモリ82に記憶されたBas_data[N]とRef_data[N]とを用いて、まずは、指示具による入力の有無、かつ遮光部分の有無の判定を行う。

ここで、ラインCCD41の出力のサンプル期間内のN番目の画素の画素データをNorm_data[N]とする。
Then, using Bas_data [N] and Ref_data [N] stored in the memory 82, first, the presence / absence of an input by the pointing tool and the presence / absence of a light shielding portion are determined.

Here, the pixel data of the Nth pixel within the sample period of the output of the line CCD 41 is Norm_data [N].

まず、遮光部分を特定するために、画素データの変化の絶対量によって、入力の有無を判定する。これは、ノイズ等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 a light-shielding portion, the presence or absence of input is determined based on the absolute amount of change in pixel data. This is to prevent erroneous determination due to noise or the like and to detect a certain amount of reliable change.

具体的には、画素データの変化の絶対量を、ラインCCD41の各々の画素において以下の式(1)の計算を行い、予め決定してある閾値Vthaと比較する。   Specifically, the absolute amount of change in pixel data is calculated by the following equation (1) for each pixel of the line CCD 41 and compared with a predetermined threshold value Vtha.

Norm_data_a[N] = Norm_data[N] - Ref_data[N] (1)
ここで、Norm_data_a[N]は、ラインCCD41の各画素における絶対変化量に相当することになる。
Norm_data_a [N] = Norm_data [N]-Ref_data [N] (1)
Here, Norm_data_a [N] corresponds to the absolute change amount in each pixel of the line CCD 41.

この処理は、ラインCCD41の各画素の絶対変化量Norm_data_a[N]を計算し、それを閾値Vthaと比較するだけなので、処理時間が短くて済み、入力の有無の判定を高速に行うことが可能である。そして、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場合に、指示具の入力があると判定する。   Since this process only calculates the absolute change amount Norm_data_a [N] of each pixel of the line CCD 41 and compares it with the threshold value Vtha, the processing time can be shortened and the presence / absence of input can be determined at high speed. It is. Then, 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 from the pointing tool.

次に、より高精度に検出するために、画素データの変化の比を計算して入力点の決定を行う方法について説明する。   Next, a method for determining the input point by calculating the change ratio of the pixel data in order to detect with higher accuracy will be described.

図9は、再帰反射部400の再帰反射面を示す図である。同図において、910は再帰反射部400の反射面、911は指示具である。ここで、反射面910の領域10の反射率が汚れ等により低下していたとすると、このときのRef_data[N]の画素データ分布(光量分布)は、図10(a)のように、領域10に対応する部分の反射光量が少なくなる。   FIG. 9 is a diagram illustrating a retroreflective surface of the retroreflective unit 400. In the figure, reference numeral 910 denotes a reflecting surface of the retroreflecting unit 400, and 911 denotes an indicator. Here, assuming that the reflectance of the region 10 on the reflecting surface 910 has decreased due to dirt or the like, the pixel data distribution (light amount distribution) of Ref_data [N] at this time is the region 10 as shown in FIG. The amount of reflected light at the portion corresponding to is reduced.

図10は、ラインCCD41の出力レベル(V)とCCD画素番号[N]との関係を示す図である。同図において、縦軸はラインCCD41の出力レベル(V)を、横軸はCCD画素番号[N]を、それぞれ示している。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the output level (V) of the line CCD 41 and the CCD pixel number [N]. In the figure, the vertical axis represents the output level (V) of the line CCD 41, and the horizontal axis represents the CCD pixel number [N].

図10(a)の状態で、図9のように、指示具911により再帰反射部400の略半分を覆ったとすると、反射光量は略半分となるため、図10(b)の太線で示した分布Norm_data[N]が観測されることになる。この状態に対して、上記式(1)を適用すると、その画素データ分布は、図11(a)のようになる。   In the state of FIG. 10 (a), assuming that approximately half of the retroreflective portion 400 is covered with the pointing tool 911 as shown in FIG. 9, the amount of reflected light is approximately halved, which is indicated by the bold line in FIG. 10 (b). The distribution Norm_data [N] will be observed. When the above formula (1) is applied to this state, the pixel data distribution is as shown in FIG.

図11(a)は、Norm_data_a[N]とCCD画素番号[N]との関係を示す図である。同図において、縦軸はNorm_data_a[N]を、横軸はCCD画素番号[N]を、それぞれ示している。   FIG. 11A is a diagram illustrating the relationship between Norm_data_a [N] and the CCD pixel number [N]. In the figure, the vertical axis indicates Norm_data_a [N], and the horizontal axis indicates the CCD pixel number [N].

また、図11(b)は、Norm_data_r[N]とCCD画素番号[N]との関係を示す図である。同図において、縦軸はNorm_data_r[N]を、横軸はCCD画素番号[N]を、それぞれ示している。   FIG. 11B is a diagram illustrating the relationship between Norm_data_r [N] and the CCD pixel number [N]. In the figure, the vertical axis indicates Norm_data_r [N], and the horizontal axis indicates the CCD pixel number [N].

ここで、図11において、縦軸は初期状態との差分電圧になっている。   Here, in FIG. 11, the vertical axis represents the differential voltage from the initial state.

この画素データに対して、閾値Vthaと比較すると、本来の入力範囲を外れてしまうような場合(図11(a)の破線領域)がある。もちろん、閾値Vthaをより小さな値に設定することで、ある程度の検出は可能となるが、ノイズ等の影響を受ける可能性が高くなり、座標計算性能を劣化させるという弊害が発生する。   When this pixel data is compared with the threshold value Vtha, there is a case where the original input range is deviated (broken line area in FIG. 11A). Of course, by setting the threshold value Vtha to a smaller value, a certain degree of detection is possible, but the possibility of being affected by noise or the like increases, resulting in an adverse effect of deteriorating coordinate calculation performance.

そこで、指示具911によって遮られる遮光部分の光量は、反射面910の領域10、領域11ともに最初の半分(領域10ではV1レベル相当、領域11ではレベルV2相当)であるので、次の式(2)で変化の比を計算することができる。   Therefore, the amount of light of the light shielding portion blocked by the indicator 911 is the first half of both the area 10 and the area 11 of the reflecting surface 910 (equivalent to the V1 level in the area 10 and equivalent to the level V2 in the area 11). The ratio of change can be calculated in 2).

Norm_data_r[N] = Norm_data_a[N]/(Bas_data[N]-Ref_data[N]) (2)
この式(2)の計算結果を示すと、図11(b)のようになり、光量分布が変化の比で表されることになる。そのため、再帰反射部400の反射率が異なる場合でも、等しく扱うことが可能になる。
Norm_data_r [N] = Norm_data_a [N] / (Bas_data [N] -Ref_data [N]) (2)
The calculation result of the equation (2) is as shown in FIG. 11B, and the light quantity distribution is represented by a change ratio. Therefore, even when the reflectivity of the retroreflecting unit 400 is different, it can be handled equally.

この画素データ(光量分布)に対して、閾値Vthrを別途設定する。そして、その閾値Vthrを横切る点に対応する、光量分布中の遮光部分に対応する光量変動領域の立ち上がり部分と立ち下がり部分の画素番号から、例えば、両者の中央を指示具による入力に対応する画素とすることで、高精度に画素情報が取得可能となる。ところが、指示具911自体の直接反射光の影響があると、遮光部分が複数発生し、単純な立ち上がり部分と立ち下がり部分の画素番号から座標値を計算すると誤差が発生してしまう。尚、この直接反射光に対する処理に関しては後述する。   A threshold value Vthr is separately set for this pixel data (light quantity distribution). Then, from the pixel number of the rising part and the falling part of the light quantity variation region corresponding to the light shielding part in the light quantity distribution corresponding to the point crossing the threshold value Vthr, for example, the pixel corresponding to the input by the pointing tool at the center of both By doing so, pixel information can be acquired with high accuracy. However, if there is an influence of the direct reflected light of the pointing tool 911 itself, a plurality of light shielding portions are generated, and an error occurs if the coordinate values are calculated from the pixel numbers of the simple rising and falling portions. The processing for the directly reflected light will be described later.

ところで、図11(b)は、説明の便宜上、模式的に描いたものであり、実際の検出信号波形を詳細に表示すると、図12のようになる。   By the way, FIG. 11B is schematically drawn for convenience of explanation, and an actual detection signal waveform is displayed in detail as shown in FIG.

今、閾値Vthrと比較して遮光領域の立ち上がり部分は、Nr番目の画素で閾値Vthrを越えたとし、Nf番目の画素で閾値Vthrを下まわったと仮定する。この時、出力すべきラインCCD41の画素番号Npを、先に説明したように、立ち上がり部と立ち下がり部の画素番号の中央値として下記式(3)のように計算しても良いが、そうすると、ラインCCD41の画素間隔が出力画素番号の分解能になる。   Now, it is assumed that the rising portion of the light-shielding region as compared with the threshold value Vthr exceeds the threshold value Vthr at the Nrth pixel, and is below the threshold value Vthr at the Nfth pixel. At this time, as described above, the pixel number Np of the line CCD 41 to be output may be calculated as the median value of the pixel numbers of the rising part and the falling part as shown in the following formula (3). The pixel interval of the line CCD 41 becomes the resolution of the output pixel number.

Np=Nr+(Nf-Nr)/2 (3)
そこで、より高分解能に検出するために、それぞれの画素のデータレベルとその一つ前の隣接画素のデータレベルを用いて、閾値Vthrを横切る仮想の画素番号を計算する。
Np = Nr + (Nf-Nr) / 2 (3)
Therefore, in order to detect with higher resolution, a virtual pixel number crossing the threshold value Vthr is calculated using the data level of each pixel and the data level of the immediately preceding adjacent pixel.

図12において、画素番号NrのラインCCD41の出力レベルをLr、画素番号Nr−1の出力レベルをLr−1とする。同様に、画素番号Nfの出力レベルをLf、画素番号Nf−1の出力レベルをLf−1とする。このとき、検出すべき画素番号を、それぞれの仮想画素番号Nrv、Nfvとすれば、
Nrv=Nr-1+(Vthr-Lr-1)/(Lr-Lr-1) (4)
Nfv=Nf-1+(Vthr-Lf-1)/(Lf-Lf-1) (5)
と計算できる。この計算式によれば、出力レベルに応じた仮想画素番号、つまり、ラインCCD41の画素番号よりも細かい画素番号を取得できる。そして、これらの仮想画素番号Nrv、Nfvの仮想中心画素Npvは、下記式(6)で決定される。
In FIG. 12, the output level of the line CCD 41 with the pixel number Nr is Lr, and the output level of the pixel number Nr-1 is Lr-1. Similarly, the output level of the pixel number Nf is Lf, and the output level of the pixel number Nf-1 is Lf-1. At this time, if the pixel numbers to be detected are the respective virtual pixel numbers Nrv and Nfv,
Nrv = Nr-1 + (Vthr-Lr-1) / (Lr-Lr-1) (4)
Nfv = Nf-1 + (Vthr-Lf-1) / (Lf-Lf-1) (5)
Can be calculated. According to this calculation formula, a virtual pixel number corresponding to the output level, that is, a pixel number smaller than the pixel number of the line CCD 41 can be acquired. And the virtual center pixel Npv of these virtual pixel numbers Nrv and Nfv is determined by the following equation (6).

Npv=Nrv+(Nfv-Nrv)/2 (6)
このように、閾値Vthrを越えるデータレベルの画素の画素番号とその隣接する画素番号と、それらのデータレベルから、所定レベルの閾値Vthrを横切る仮想的な仮想画素番号を計算することで、より分解能の高い検出を実現できる。
Npv = Nrv + (Nfv-Nrv) / 2 (6)
Thus, by calculating the virtual virtual pixel number that crosses the threshold value Vthr of the predetermined level from the pixel number of the pixel of the data level exceeding the threshold value Vthr, the adjacent pixel number, and the data level thereof, the resolution can be further increased. High detection can be realized.

<CCD画素番号から角度情報への変換>
次に、遮光部分の中心点を示す仮想中心画素に対応する中心画素番号から、実際の指示具の座標値を計算するためには、この中心画素番号を角度情報に変換する必要がある。
<Conversion from CCD pixel number to angle information>
Next, in order to calculate the actual coordinate value of the pointing tool from the center pixel number corresponding to the virtual center pixel indicating the center point of the light shielding portion, it is necessary to convert this center pixel number into angle information.

図5は、得られた画素番号と角度θとの関係をプロットした図である。この関係の近似式(下記式(7))を定義すると、
θ=f(N) (7)
となり、この近似式(変換式)を用いて画素番号からθへの変換を行うことが可能となる。
FIG. 5 is a graph plotting the relationship between the obtained pixel number and the angle θ. When an approximate expression of this relationship (the following expression (7)) is defined,
θ = f (N) (7)
Thus, it is possible to convert the pixel number to θ using this approximate expression (conversion expression).

本実施形態では、1次近似式を用いて近似できるように、先に説明したセンサユニット2001L及び2001Rの受光部40のレンズ群を構成している。但し、レンズの光学的収差等により、より高次な近似式を用いた方がより高精度に角度情報を得ることが可能となる場合がある。   In the present embodiment, the lens group of the light receiving unit 40 of the sensor units 2001L and 2001R described above is configured so that it can be approximated using a primary approximation formula. However, there are cases where it is possible to obtain angle information with higher accuracy by using a higher-order approximate expression due to optical aberrations of the lens and the like.

ここで、どのようなレンズ群を採用するかは、製造コストと密接に関連する。特に、レンズ群の製造原価を下げることによって一般的に発生する光学的な歪を、より高次の近似式を用いて補正する場合には、それなりの演算能力(演算速度)を要求される。従って、目的とする製品に要求される座標計算精度を鑑みながら、その両者を適宜設定すれば良い。   Here, what lens group is adopted is closely related to the manufacturing cost. In particular, when correcting optical distortion generally generated by lowering the manufacturing cost of the lens group using a higher-order approximate expression, a certain amount of calculation capability (calculation speed) is required. Therefore, both may be set as appropriate in consideration of the coordinate calculation accuracy required for the target product.

図9のように、指示具911で指示した場合の遮光状態を図11で示しているが、実際には、指示具911自体の直接反射光により更に複雑な遮光領域となる。これに対する対策が、本発明の主眼とするところであり詳しくは、後述する。   As shown in FIG. 9, the light shielding state when instructed by the pointing tool 911 is shown in FIG. 11, but actually, a more complicated light shielding region is formed by the direct reflected light of the pointing tool 911 itself. Measures against this are the main points of the present invention and will be described in detail later.

<座標計算方法の説明>
図13は、本実施形態に係る座標入力装置におけるセンサユニット2001L及びセンサユニット2001Rの位置関係を示す図である。座標入力有効領域300の水平方向にX軸、垂直方向にY軸を、そして、座標入力有効領域300の中央を原点位置に配置するものとする。そして、座標入力有効領域300の上辺左右にセンサユニット2001L及びセンサユニット2001RをY軸に対称に取り付け、そのセンサユニット2001L及び2001R相互間の距離をDsとする。
<Description of coordinate calculation method>
FIG. 13 is a diagram illustrating a positional relationship between the sensor unit 2001L and the sensor unit 2001R in the coordinate input device according to the present embodiment. It is assumed that the coordinate input effective area 300 is arranged with the X axis in the horizontal direction, the Y axis in the vertical direction, and the center of the coordinate input effective area 300 at the origin position. Then, the sensor unit 2001L and the sensor unit 2001R are attached symmetrically with respect to the Y axis on the left and right sides of the upper side of the coordinate input effective area 300, and the distance between the sensor units 2001L and 2001R is Ds.

また、図示されているように、センサユニット2001L及び2001RのラインCCD41の受光面は、その法線方向がX軸と45°の角度を成すように配置され、その法線方向を0°(基準方向)と定義する。この時、角度の符号は、左側に配置されたセンサユニット2001Lの場合には、時計回りの方向を『+』方向に、また、右側に配置されたセンサユニット2001Rの場合には、反時計回りの方向を『+』方向と定義する。   Further, as shown in the drawing, the light receiving surfaces of the line CCDs 41 of the sensor units 2001L and 2001R are arranged such that the normal direction forms an angle of 45 ° with the X axis, and the normal direction is 0 ° (reference Direction). At this time, the sign of the angle is the clockwise direction in the case of the sensor unit 2001L arranged on the left side, and the counterclockwise direction in the case of the sensor unit 2001R arranged on the right side. The direction of is defined as the “+” direction.

さらには、図中Poは、各センサユニット2001L及び2001Rの法線方向の交点位置であり、Y軸方向の原点からの距離をPoyと定義する。この時、それぞれのセンサユニット2001L及び2001Rで得られた角度をθL、θRとすると、検出すべき点Pの座標P(x,y)は、下記式(8)、(9)で得られる。   Furthermore, Po in the figure is the position of the intersection of the sensor units 2001L and 2001R in the normal direction, and the distance from the origin in the Y-axis direction is defined as Poy. At this time, if the angles obtained by the sensor units 2001L and 2001R are θL and θR, the coordinates P (x, y) of the point P to be detected are obtained by the following equations (8) and (9).

x = Ds/2 * (tanθR - tanθL) / (1 - (tanθR * tanθL)) (8)
y = Ds/2 * (tanθR + tanθL + (2 * tanθR * tanθL)) /
(1 - (tanθR * tanθL)) + P0y (9)
次に、本実施形態に係る座標入力装置の座標計算処理について、図14を用いて説明する。
x = Ds / 2 * (tanθR-tanθL) / (1-(tanθR * tanθL)) (8)
y = Ds / 2 * (tanθR + tanθL + (2 * tanθR * tanθL)) /
(1-(tanθR * tanθL)) + P0y (9)
Next, coordinate calculation processing of the coordinate input device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図14は本実施形態に係る座標入力装置のデータ取得から座標計算までの座標計算処理を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a flowchart showing coordinate calculation processing from data acquisition to coordinate calculation of the coordinate input device according to the present embodiment.

電源投入が行われると、まず、ステップS1801で、CPU83のポート設定、タイマ設定等の座標入力装置に係る各種初期化を行う。次に、ステップS1802で、後述する受光素子であるところのラインCCD41のCCD画素有効範囲を、例えば、メモリ82に予め記憶されている設定値から読み出して設定する。次に、ステップS1803で、ラインCCD41の初期読込動作の初期読込回数を設定する。   When the power is turned on, first, in step S1801, various initializations relating to the coordinate input device such as port setting and timer setting of the CPU 83 are performed. Next, in step S1802, a CCD pixel effective range of the line CCD 41, which is a light receiving element to be described later, is set by reading from a setting value stored in advance in the memory 82, for example. Next, in step S1803, the initial reading count of the initial reading operation of the line CCD 41 is set.

尚、この初期読込動作は、座標入力装置の起動時におけるラインCCD41の不要電荷除去を行うための動作である。ラインCCD41では、動作させていないときに不要な電荷を蓄積している場合があり、その電荷が蓄積されている状態で座標入力動作を実行すると、検出不能になったり、誤検出の原因となる。そこで、これを避けるために、ステップS1804では、投光部30による投光を停止している状態で、所定回数の読込動作を実行する。これにより、不要電荷の除去を行う。   This initial reading operation is an operation for removing unnecessary charges from the line CCD 41 when the coordinate input device is activated. In the line CCD 41, unnecessary charges may be accumulated when the line CCD 41 is not operated. If the coordinate input operation is executed in a state where the charges are accumulated, detection becomes impossible or erroneous detection is caused. . Therefore, in order to avoid this, in step S1804, a predetermined number of reading operations are executed in a state where the light projection by the light projecting unit 30 is stopped. Thereby, unnecessary charges are removed.

次に、ステップS1805で、読込回数が所定回数に達しているか否かを判定する。そして、読込回数が所定回数に達していない場合(ステップS1805でNO)、ステップS1804へ戻る。一方、読込回数が所定回数に達している場合(ステップS1805でYES)、ステップS1806へ進む。   In step S1805, it is determined whether the number of readings has reached a predetermined number. If the number of readings has not reached the predetermined number (NO in step S1805), the process returns to step S1804. On the other hand, if the number of readings has reached the predetermined number (YES in step S1805), the process proceeds to step S1806.

ステップS1806で、ベースデータとして、投光部30による投光を停止している状態でのラインCCD41の画素データ(Bas_data[N])の取込を行う。ステップS1807で、そのベースデータをメモリ82に記憶する。   In step S1806, pixel data (Bas_data [N]) of the line CCD 41 in a state where the light projection by the light projecting unit 30 is stopped is taken as base data. In step S 1807, the base data is stored in the memory 82.

次に、ステップS1808で、リファレンスデータとして、投光部30からの投光を行っている状態でのラインCCD41の画素データ(初期光量分布に相当する:Ref_data[N])の取込を行う。ステップS1809で、そのリファレンスデータをメモリ82に記憶する。   In step S1808, pixel data (corresponding to an initial light amount distribution: Ref_data [N]) of the line CCD 41 in a state where light is emitted from the light projecting unit 30 is fetched as reference data. In step S 1809, the reference data is stored in the memory 82.

ここまでの処理が、電源投入時の初期設定動作になる。この初期設定動作は、座標入力装置に構成されているリセットスイッチ等により操作者の意図によって動作するように構成しても良いことは言うまでもない。この初期設定動作を経て、指示具による座標入力を行うための通常取込動作状態に移行することになる。   The processing so far is the initial setting operation when the power is turned on. It goes without saying that this initial setting operation may be configured to operate according to the operator's intention using a reset switch or the like configured in the coordinate input device. After this initial setting operation, a transition is made to a normal take-in operation state for inputting coordinates with the pointing tool.

通常取込動作は、まず、ステップS1810で、座標入力サンプリング状態で、ラインCCD41の通常取込動作を実行して、画素データ(Norm_data[N])の取込を行う。次に、ステップS1811で、メモリデータ(リファレンスデータRef_data[N])と画素データ(Norm_data[N])との差分値を計算する。ステップS1812で、その差分値と上述の閾値Vthrに基づいて、遮光部分の有無、つまり、座標入力が有るか否かを判定する。座標入力が無いと判定された場合(ステップS1812でNO)、ステップS1810へ戻る。   In the normal capture operation, first, in step S1810, the normal capture operation of the line CCD 41 is executed in the coordinate input sampling state to capture pixel data (Norm_data [N]). Next, in step S1811, a difference value between the memory data (reference data Ref_data [N]) and the pixel data (Norm_data [N]) is calculated. In step S1812, the presence / absence of a light-shielding portion, that is, whether or not there is a coordinate input, is determined based on the difference value and the above-described threshold value Vthr. If it is determined that there is no coordinate input (NO in step S1812), the process returns to step S1810.

一方、座標入力が有ると判定された場合(ステップS1812でYES)、ステップS1813へ進み、画素データの変化の比を式(2)を用いて計算する。次に、ステップS1814で、計算された画素データの変化の比に対して、閾値Vthrを用いて、指示具による遮光部分に対応する画素データ分布の立ち下がりと立ち上がりの検出を行う。そして、検出された立ち下がり及び立ち上がりと、式(4)、(6)及び(7)を用いて、遮光部分の中心となる仮想的な中心画素番号を計算する。   On the other hand, if it is determined that there is a coordinate input (YES in step S1812), the process proceeds to step S1813, and the ratio of change in pixel data is calculated using equation (2). Next, in step S1814, the falling and rising of the pixel data distribution corresponding to the light-shielding portion by the pointing tool are detected using the threshold Vthr with respect to the calculated change ratio of the pixel data. Then, using the detected falling and rising edges and the equations (4), (6), and (7), a virtual center pixel number that is the center of the light shielding portion is calculated.

ステップS1815で、計算された中心画素番号から、近似式(式(7))より、例えば、Tanθを計算する。   In step S1815, for example, Tanθ is calculated from the calculated center pixel number using an approximate expression (Expression (7)).

以上の基本的な処理に引き続き、本実施形態においては、更に、ここで指示具の直接反射光の影響に対して対応するためのステップS18155の処理(直接反射光対策処理)を実行する。尚、この処理の詳細については後述する。   Subsequent to the above basic processing, in the present embodiment, the processing of step S18155 (direct reflected light countermeasure processing) is further executed here in order to cope with the influence of the direct reflected light of the pointing tool. Details of this process will be described later.

ステップS1816で、センサユニット2001L及び2001Rに対して計算されたTanθと、式(8)及び(9)とを用いて指示具の入力座標P(x,y)を計算する。   In step S1816, the input coordinate P (x, y) of the pointing tool is calculated using Tan θ calculated for the sensor units 2001L and 2001R and the equations (8) and (9).

ステップS1817で、計算した座標値を外部端末へ送信する。この送信は、USB、RS232C等のシリアル通信等、任意の通信インタフェースを用いて送信すれば良い。そして、ステップS1817の送信処理を終了した後は、ステップS1810の処理に戻り、以降、電源OFF、若しくは、操作者の意図によってリセット状態が設定されるまで、この処理を繰り返すことになる。   In step S1817, the calculated coordinate value is transmitted to the external terminal. This transmission may be performed using an arbitrary communication interface such as serial communication such as USB or RS232C. Then, after the transmission process in step S1817 is completed, the process returns to the process in step S1810, and thereafter, this process is repeated until the power is turned off or a reset state is set according to the operator's intention.

この繰り返し周期を10[msec]程度に設定すれば、本実施形態に係る座標入力装置は、100回/秒の周期で指示具911により指示した座標を外部端末に出力することが可能となる。   If this repetition cycle is set to about 10 [msec], the coordinate input device according to the present embodiment can output the coordinates designated by the pointing tool 911 to the external terminal at a cycle of 100 times / second.

以上説明したように、本実施形態に係る座標入力装置によれば、検出信号波形の最大光量と最小光量との差を小さくすることができるので、座標入力装置の座標計算分解能を格段と向上させることができる。   As described above, according to the coordinate input device according to the present embodiment, the difference between the maximum light amount and the minimum light amount of the detection signal waveform can be reduced, so that the coordinate calculation resolution of the coordinate input device is significantly improved. be able to.

<直接反射光対策処理に関する説明>
ここで、本発明の主眼とする、図14のステップS18155の直接反射光処理の詳細説明を図15を用いて行う。ここでは、前提として、指示具(指やペン等)による指示は、最大2点のみで、且つ、座標入力有効領域は、極端な偏りがない通常頻度の多い指示(入力)パターンに関する処理を例に挙げて説明する。
<Explanation on direct reflected light countermeasure processing>
Here, a detailed description of the direct reflected light processing in step S18155 of FIG. 14, which is the main focus of the present invention, will be given with reference to FIG. Here, as a premise, the instruction with the pointing tool (finger, pen, etc.) is only a maximum of two points, and the coordinate input effective area is an example of processing related to an instruction (input) pattern having a high frequency with no extreme bias. Will be described.

但し、本発明と同様の構成を用いることにより、3点以上の入力に対応することも可能である。また、説明に際し、それぞれの指示パターンのケースにおいて想定される指示位置、及び、それぞれの左右のセンサユニット2001L及び2001Rにおける光量分布を図16〜図19で模式的に示す。   However, by using a configuration similar to that of the present invention, it is also possible to deal with inputs of three or more points. In the description, FIGS. 16 to 19 schematically show the designated positions assumed in the cases of the designated patterns and the light quantity distributions in the left and right sensor units 2001L and 2001R.

上述のように、図14のステップS1815で角度(Tanθ)を計算したのち、ステップS18155で直接反射光対策処理を実行する。直接反射光対策処理のステップS18155は、図15で示すように、ステップ181551〜ステップS181555までのステップ群で構成される。   As described above, after calculating the angle (Tan θ) in step S1815 in FIG. 14, the direct reflected light countermeasure process is executed in step S18155. As shown in FIG. 15, step S18155 of the direct reflected light countermeasure process includes a group of steps from step 181551 to step S181555.

まず、ステップS181551で、左右のセンサユニットであるセンサユニット2001L及び2001Rの内、少なくともいずれかで、受光した光量分布における遮光部分に所定閾値以上の立ち上がりと立ち下がりが2組あるか否かを判定する。具体的には、ステップS1814において、所定閾値(Vthr)で立ち上がり部、立ち下がり部を決定した際に、その立ち上がり、立ち下がりの数をメモリ82に記憶しておき、その記憶されている数を用いて判定する。   First, in step S181551, it is determined whether at least one of the left and right sensor units 2001L and 2001R has two sets of rising and falling higher than a predetermined threshold in the light shielding portion in the received light amount distribution. To do. Specifically, in step S1814, when the rising portion and the falling portion are determined with a predetermined threshold (Vthr), the number of rising and falling edges is stored in the memory 82, and the stored number is calculated. Use to determine.

まず、ステップS181551において、所定閾値以上の立ち上がりと立ち下がりが2組ない場合(ステップS18155でNO)の処理を説明する。図16(a)は、座標入力有効領域300上に指示位置90に1点のみ指示具で指示した場合のセンサユニット2001Lと2001Rそれぞれの位置関係を示している。112Lは、センサユニット2001Lとセンサユニット2001Rが配置されたそれぞれの位置(基準位置)を結ぶ基準線1000に対して、センサユニット2001Lから指示位置90が形成する線のなす狭角側の角度である。これと同様のセンサユニット2001Rに相当する角度が112Rである。   First, in step S181551, a process when there are not two sets of rising and falling exceeding a predetermined threshold (NO in step S18155) will be described. FIG. 16A shows the positional relationship between the sensor units 2001L and 2001R when only one point is designated at the designated position 90 on the coordinate input effective area 300. 112L is an angle on the narrow angle side formed by a line formed by the indicated position 90 from the sensor unit 2001L with respect to a reference line 1000 connecting the positions (reference positions) where the sensor unit 2001L and the sensor unit 2001R are arranged. . An angle corresponding to the same sensor unit 2001R is 112R.

また、直接反射光基準角度111Lは、センサユニット2001Rにおける指示具の指示による直接反射光の影響の及ぼす直接反射光影響範囲101Rの境界とセンサユニット2001Lとを結ぶ線分と基準線1000とのなす角度である。これと同様のセンサユニット2001Rに相当する直接反射光基準角度が111Rである。直接反射光基準角度111Lと111Rに関しては、直接反射光の影響に関連付けて後述する。   Further, the direct reflected light reference angle 111L is formed by a reference line 1000 and a line segment connecting the boundary of the direct reflected light influence range 101R and the sensor unit 2001L, which is affected by the direct reflected light according to the instruction of the pointing tool in the sensor unit 2001R. Is an angle. The directly reflected light reference angle corresponding to the same sensor unit 2001R is 111R. The direct reflected light reference angles 111L and 111R will be described later in association with the influence of the directly reflected light.

図16(a)は、角度112Lは直接反射光基準角度111Lよりも大きく、かつ、角度112Rは直接反射光基準角度111Rよりも大きくなっている位置に指示を行った場合を示している。図16(b)、(c)は、それぞれ、センサユニット2001Lと2001Rにおける光量分布である。これは、詳しくは後述するが、当然、両センサユニットに対して、直接反射光基準角度111Lと111Rより角度112Lと112Rが大きいということは、直接反射光の影響がないということである。従って、指示具で指示位置90に指示した場合には、図16(b)、(c)を見ればわかるように、遮光部分の数はそれぞれ1つのみとなる。   FIG. 16A shows a case where an instruction is given to a position where the angle 112L is larger than the direct reflected light reference angle 111L and the angle 112R is larger than the direct reflected light reference angle 111R. FIGS. 16B and 16C are light amount distributions in the sensor units 2001L and 2001R, respectively. As will be described in detail later, of course, the fact that the angles 112L and 112R are larger than the directly reflected light reference angles 111L and 111R for both sensor units means that there is no influence of the directly reflected light. Therefore, when pointing to the pointing position 90 with the pointing tool, as can be seen from FIGS. 16B and 16C, the number of light shielding portions is only one.

センサユニット2001Lと2001Rで検出される遮光部分の数がそれぞれ1つのみとなる場合には、ステップS181551において、必ず、以下のように判定される。つまり、センサユニット2001Lと2001Rの内、少なくともいずれかのセンサユニットで、遮光部分に所定閾値以上の立ち上がり部分と立ち下がり部分が2組ない(ステップS18155でNO)と判定される。つまり、両センサユニットで検出される遮光部分が1つずつの場合には、直接反射光の影響のない領域に指示具による指示が一点のみ指示されたと判定できる。この場合には、ステップS181555で、指示具による指示が1点である場合の処理(通常1入力処理)と同様に、処理方法として、指示位置に対応する画素番号から角度を計算する処理を行う。具体的には、ステップS1815で角度情報としてTanθを計算しているので、その角度情報をそのまま保持して、次のステップS1816の処理における座標計算を行うために使用する。   When the number of light shielding portions detected by the sensor units 2001L and 2001R is only one, in step S181551, the following determination is always made. That is, it is determined that at least one of the sensor units 2001L and 2001R does not have two sets of rising and falling portions that are equal to or greater than the predetermined threshold in the light shielding portion (NO in step S18155). That is, when there is one light-shielding part detected by both sensor units, it can be determined that only one point of instruction by the pointing tool has been instructed in an area not directly affected by reflected light. In this case, in step S181555, similarly to the process when the instruction by the pointing tool is one point (normally one input process), a process for calculating the angle from the pixel number corresponding to the designated position is performed as the processing method. . Specifically, since Tan θ is calculated as angle information in step S1815, the angle information is retained as it is and used for coordinate calculation in the next step S1816.

次に、ステップS181551において、所定閾値以上の立ち上がりと立ち下がりが2組ある場合(ステップS18155でYES)の処理を説明する。この場合には、以下の2つのケースが考えられる。遮光部分の数の組み合わせとして、センサユニット2001L及び2001Rの内、いずれか一方が1で、他方が2の場合と、いずれも2の場合である。   Next, processing in the case where there are two sets of rising and falling that are equal to or greater than the predetermined threshold in step S181551 (YES in step S18155) will be described. In this case, the following two cases can be considered. As a combination of the number of light shielding portions, one of the sensor units 2001L and 2001R is 1, and the other is 2, and both are 2.

まず、前者の場合で、仮にセンサユニット2001Lで検出される遮光部分の数が2で、センサユニット2001Rで検出される遮光部分の数が1の場合を説明する。尚、逆の場合は同様なのでここでは省略する。この場合、更に2つのケースが考えられる。図17(a)にケース1の場合、図17(b)にケース2の場合の指示位置を模式的に示す。また、図17(a)のケース1の場合のセンサユニット2001Lにおける光量分布を図17(c)に、センサユニット2001Rにおける光量分布を図17(d)に示す。同様に、図17(b)のケース2の場合のセンサユニット2001Lにおける光量分布を図17(e)に、センサユニット2001Rにおける光量分布を図17(f)に示す。   First, the case where the number of light shielding parts detected by the sensor unit 2001L is 2 and the number of light shielding parts detected by the sensor unit 2001R is 1 in the former case will be described. Since the reverse case is the same, it is omitted here. In this case, two more cases can be considered. FIG. 17A schematically shows the designated position in case 1 and FIG. 17B schematically shows the designated position in case 2. FIG. 17C shows the light amount distribution in the sensor unit 2001L in case 1 of FIG. 17A, and FIG. 17D shows the light amount distribution in the sensor unit 2001R. Similarly, FIG. 17E shows the light amount distribution in the sensor unit 2001L in case 2 of FIG. 17B, and FIG. 17F shows the light amount distribution in the sensor unit 2001R.

ケース1の場合は、図17(a)に示すように、座標入力有効領域300に指示位置90及び91の2点で指示した場合である。この2点の指示位置90及び91の関係は、センサユニット2001Rからの直線上に沿って配置されている。また、センサユニット2001Lに対する直接反射光影響範囲101L、及び、センサユニット2001Rに対する直接反射光影響範囲101Rの範囲外に入力指示されている。   In case 1, as shown in FIG. 17A, the coordinate input effective area 300 is designated at two points of designated positions 90 and 91. The relationship between the two designated positions 90 and 91 is arranged along a straight line from the sensor unit 2001R. Further, an input instruction is made outside the direct reflected light influence range 101L for the sensor unit 2001L and the direct reflected light influence range 101R for the sensor unit 2001R.

従って、この場合、センサユニット2001Lにおける光量分布(図17(c))では、遮光部分は2組の立ち上がり、立ち下がりが検出される。一方、センサユニット2001Rにおける光量分布(図17(d))では、2点の指示位置90及び91が、ちょうどセンサユニット2001Rから同一の角度となるので、遮光部分は1組のみの立ち上がり、立ち下がりが検出される。これは、もちろん直接反射光とは関係のない、従来の座標入力においても想定される通常のケースである。   Therefore, in this case, in the light amount distribution (FIG. 17C) in the sensor unit 2001L, two sets of rising and falling of the light shielding portion are detected. On the other hand, in the light amount distribution in the sensor unit 2001R (FIG. 17D), the two pointed positions 90 and 91 are exactly the same angle from the sensor unit 2001R, so that the light-shielding part rises and falls only in one set. Is detected. This is, of course, a normal case assumed even in conventional coordinate input, which has nothing to do with direct reflected light.

次に、ケース2の場合を説明する。指示具による指示位置90は、センサユニット2001Lに対する直接反射光影響範囲101L内の一か所のみである。この場合、指示位置90から離れたセンサユニット2001Rにおける光量分布は、図17(f)に示されるように、遮光部分は1組のみの立ち上がり、立ち下がりが検出される。ところが、センサユニット2001Lに対する直接反射光影響範囲101L内の指示位置90から近いセンサユニット2001Lにおける光量分布では、図17(c)に示すように、遮光部分は2組のみの立ち上がり、立ち下がりが検出される。これは直接反射光によるものであり、これに関して、図18を用いて説明を行う。   Next, the case 2 will be described. The pointing position 90 by the pointing tool is only one place in the direct reflected light influence range 101L with respect to the sensor unit 2001L. In this case, as for the light quantity distribution in the sensor unit 2001R far from the designated position 90, as shown in FIG. However, in the light quantity distribution in the sensor unit 2001L close to the indicated position 90 within the direct reflected light influence range 101L with respect to the sensor unit 2001L, as shown in FIG. Is done. This is due to directly reflected light, and this will be described with reference to FIG.

図18は、図17(b)のセンサユニット2001L近傍の拡大図である。図18(a)に示すように、センサユニット2001Lの近傍領域を指示した場合には、投光部30からの光が、再帰反射部400に到達する前に指示具により遮られる。この遮光の状態を検出することにより、指示位置を検出する構成が本来の光方式座標入力装置の原理であるが、ここで遮られた光は、その指示具によりすべて吸収されることがなければ、何がしかの反射光が発生する。その反射の仕方は、その指示具の反射面の状態、角度により大きく異なるが、一般的に散乱光となる。散乱光となると、通常、それほど反射光自体の光量は大きくない。   FIG. 18 is an enlarged view of the vicinity of the sensor unit 2001L in FIG. As shown in FIG. 18A, when an area near the sensor unit 2001L is indicated, the light from the light projecting unit 30 is blocked by the indicating tool before reaching the retroreflecting unit 400. The configuration of detecting the indicated position by detecting the light shielding state is the principle of the original optical coordinate input device. However, all the light blocked here must be absorbed by the indicator. , Some reflected light is generated. The way of reflection varies greatly depending on the state and angle of the reflecting surface of the pointing device, but generally becomes scattered light. When it becomes scattered light, the amount of reflected light itself is usually not so large.

しかし、それでも、図18(a)の様に、指示具の指示位置90が投光部30近傍の場合、直接反射光103L(正確には反射光は帰りの矢印部分)は光路距離が短く、減衰が少ないので、センサユニット2001Lの受光部40で検出される程度の光量となる。また、指示具において、その座標入力面に対して略垂直で、且つ、センサユニット2001Lからの光線方向に対して平滑な垂直な面が存在すれば、その面が正反射面となる。そして、投光部30からの光が直接反射光103Lの様にその面で正反射し、投射方向と略逆向き方向に戻り、ちょうど鏡像関係の条件が整った場合に受光部40で検出されてしまう。   However, as shown in FIG. 18A, when the pointing position 90 of the pointing tool is in the vicinity of the light projecting unit 30, the direct reflected light 103L (more precisely, the reflected light is the return arrow) has a short optical path distance, Since the attenuation is small, the amount of light is detected by the light receiving unit 40 of the sensor unit 2001L. In addition, in the pointing device, if there is a vertical surface that is substantially perpendicular to the coordinate input surface and smooth with respect to the direction of the light beam from the sensor unit 2001L, the surface becomes a regular reflection surface. Then, the light from the light projecting unit 30 is specularly reflected on its surface like the direct reflected light 103L, returns in the direction substantially opposite to the projection direction, and is detected by the light receiving unit 40 when the mirror image-related conditions are just met. End up.

その場合は、散乱光の場合と比べて更に強力な直接反射光(103L)がセンサユニット2001Lで受光されてしまう。以上の散乱光と正反射光の両者に関しては、厳密な区分けが存在するわけではなく、散乱光の場合にも、微視的に見れば正反射光面が存在する。つまり、両者の間は、程度の差があるのみであり、光学的には同一の直接反射光とみなせる。以後、散乱光と正反射を特に区別せず、直接反射光とする。いずれの場合もセンサユニットから指示位置の距離が離れるほどこの直接反射光の受光量は低下し、それに対し、なんらか基準値を設けることが可能となる。   In that case, stronger reflected light (103L) is received by the sensor unit 2001L than in the case of scattered light. For both the scattered light and the specularly reflected light, there is no strict division, and even in the case of scattered light, a specularly reflected light surface exists when viewed microscopically. That is, there is only a difference between the two, and it can be regarded as the same directly reflected light optically. Hereinafter, the scattered light and the regular reflection are not particularly distinguished, and are directly reflected light. In any case, as the distance between the indication position and the sensor unit increases, the amount of received direct reflected light decreases, and it is possible to provide a reference value.

図18(a)に示されるように、指示具が略円柱状であると仮定すると、そのほぼ指示位置90の反射面の中央位置からの直接反射光103Lが、反射面が略センサユニット2001Lからの投射光の光線方向に垂直面となるので最大となる。この場合、センサユニット2001Lにおける受光における光量分布は図18(c)に示すように、本来の遮光部分104の内側の画素範囲105に光のピークが発生する。   As shown in FIG. 18A, assuming that the pointing tool has a substantially cylindrical shape, the direct reflected light 103L from the center position of the reflecting surface at the substantially pointing position 90 is reflected from the sensor unit 2001L. It becomes the maximum because it becomes a plane perpendicular to the light ray direction of the projected light. In this case, as shown in FIG. 18C, a light peak is generated in the pixel range 105 inside the original light-shielding portion 104 in the light amount distribution in the light reception by the sensor unit 2001L.

従って、この図18(c)の光量分布だけをみると、あたかも、2箇所指示したことにより遮光が二つある状態と区別がつかない状態である。前述の様に、ステップS1812において、遮光部分の有無を所定閾値で判定している。従って、この所定閾値より大きな直接反射光103Lが検出された場合、ステップS1812で本来は入力指示の数に対応した遮光部分の数1となるはずが、直接反射光103Lの影響により実際とは異なる遮光部分の数2とカウントされてしまう。この場合、そのままの遮光部分の数2とした2つの立ち上がりと立ち下がりを基に画素番号を計算し、角度情報を計算し、これを基に座標位置を計算すると誤差が生じてしまう。   Therefore, looking only at the light amount distribution in FIG. 18C, it is indistinguishable from the state where there are two light shieldings as a result of instructing two places. As described above, in step S1812, the presence / absence of a light-shielding portion is determined using a predetermined threshold value. Therefore, when the directly reflected light 103L larger than the predetermined threshold is detected, the number of light shielding portions corresponding to the number of input instructions should be 1 in step S1812, but it is different from the actual due to the influence of the directly reflected light 103L. The number of light shielding parts is counted as 2. In this case, an error occurs if the pixel number is calculated based on the two rising and falling edges where the number of light shielding portions is 2, and the angle information is calculated and the coordinate position is calculated based on the angle information.

一方、図18(b)で示すように、指示具による指示位置がセンサユニット2001Lから遠くなると、投光部30からの直接反射光103Lが受光部40に入射するにしても、その光量は小さくなる。そして、反射面までの往復光路が長くなるため、図18(d)で示すように、ステップS1812における所定閾値を下回るので、遮光部分の数は本来の1とカウントされ誤動作の影響を受けない。   On the other hand, as shown in FIG. 18B, when the pointing position by the pointing tool is far from the sensor unit 2001L, the amount of light is small even if the direct reflected light 103L from the light projecting unit 30 enters the light receiving unit 40. Become. Since the round-trip optical path to the reflecting surface becomes longer, as shown in FIG. 18 (d), it falls below the predetermined threshold value in step S1812, and therefore the number of light-shielding portions is counted as 1 and is not affected by malfunction.

以上のように、物理的条件と電気的条件により、指示による直接反射光影響範囲101Lは一義的に定まる。物理的条件とは、座標入力に用いる指示具(指やペン等)の表面状態、形状、座標入力面に対する角度、更には、投光部30の投光量等である。電気的条件とは、受光部40におけるステップS1812で用いる所定閾値である。従って、指示による直接反射光影響範囲101Lは、その直接反射光がちょうど所定閾値となるセンサユニット2001Lからの距離に対応する半円形の範囲となる。   As described above, the direct reflected light influence range 101L according to the instruction is uniquely determined by physical conditions and electrical conditions. The physical conditions include the surface state and shape of an indicator (finger, pen, etc.) used for coordinate input, the angle with respect to the coordinate input surface, and the light projection amount of the light projecting unit 30. The electrical condition is a predetermined threshold used in step S1812 in the light receiving unit 40. Therefore, the directly reflected light influence range 101L by the instruction is a semicircular range corresponding to the distance from the sensor unit 2001L in which the directly reflected light is just a predetermined threshold.

以上のように、種々の条件により一義的に定まる直接反射光影響範囲101Lの影響範囲の境界を図18(b)に102Lで示す。一方、直接反射光基準角度111Rは、この境界102Lとセンサユニット2001Rとを結ぶ線分と基準線1000とのなす角度である。センサユニット2001Lに相当する直接反射光基準角度111Lに関しても同様である。   As described above, the boundary of the influence range of the directly reflected light influence range 101L that is uniquely determined by various conditions is indicated by 102L in FIG. 18B. On the other hand, the direct reflected light reference angle 111R is an angle formed by a reference line 1000 and a line segment connecting the boundary 102L and the sensor unit 2001R. The same applies to the direct reflected light reference angle 111L corresponding to the sensor unit 2001L.

ここで、図17(b)のケース2の場合の説明に戻る。直接反射光影響範囲101L内の一点に指示を行った場合には、指示による直接反射光の影響により図17(e)に示すように、あたかもケース1の場合の様な2点入力のごとく誤検出を行ってしまう。   Here, the description returns to the case 2 of FIG. When an instruction is given to one point in the direct reflected light influence range 101L, an error occurs as if two points were input as in case 1 due to the influence of the direct reflected light by the instruction as shown in FIG. It will be detected.

従って、本発明においては、図15のステップS181551で、遮光部分に所定閾値以上の立ち上がり、立ち下がりが2組ある場合(ステップS181551でYES)、以下の処理を行う。   Therefore, in the present invention, if there are two sets of rising and falling edges that are equal to or greater than the predetermined threshold value in the light shielding portion in step S181551 in FIG. 15 (YES in step S181551), the following processing is performed.

まず、ステップS181552において、入力指示位置のセンサユニットからの角度112L、112Rが所定の角度の範囲内(直接反射光基準角度111L、111R)であるか範囲外であるかの判定を行う。ここで、角度112Lはセンサユニット2001Lとセンサユニット2001Rが配置されたそれぞれの位置を結ぶ基準線1000に対してセンサユニット2001Lから指示具の指示位置90が形成する線のなす角度である。これは、図16のところで説明した通りである。   First, in step S181552, it is determined whether the angles 112L and 112R from the sensor unit at the input instruction position are within a predetermined angle range (direct reflected light reference angles 111L and 111R) or outside the range. Here, the angle 112L is an angle formed by a line formed by the pointing position 90 of the pointing tool from the sensor unit 2001L with respect to a reference line 1000 connecting the positions where the sensor unit 2001L and the sensor unit 2001R are arranged. This is as described in FIG.

判定の基準となる直接反射光基準角度111Lと111Rは、前述の通り次の角度である。つまり、センサユニット2001R、2001Lにおける指示具の指示による直接反射光影響範囲101R、Lの境界102R、102Lとセンサユニット2001L、2001Rとを結ぶ線分と基準線1000とのなす角度の内で最大となる角度である。そのセンサユニット自身の直接反射光の影響ではなく、他方のセンサユニットの直接反射光の影響をそのセンサユニットからの角度で判定するのである。   As described above, the direct reflected light reference angles 111L and 111R serving as the determination reference are the following angles. That is, the maximum is within the angle formed by the reference line 1000 and the line segment connecting the boundaries 102R, 102L of the direct reflected light influence ranges 101R, L according to the instructions of the pointing tool in the sensor units 2001R, 2001L and the sensor units 2001L, 2001R. Is an angle. Instead of the influence of the direct reflected light of the sensor unit itself, the influence of the direct reflected light of the other sensor unit is determined by the angle from the sensor unit.

図17(a)のケース1の場合には、ステップS181552で、センサユニット2001Rに関する光量分布(図17(d))において、遮光部分は1つしかないので、他方のセンサユニット2001Lに関するステップS181552の判定は行わない。センサユニット2001Lに関する光量分布(図17(c))において、遮光部分は2つあるので、他方のセンサユニット2001Rに関する判定を行う。センサユニット2001Rに関して、遮光部分に対する角度112Lは、判定の基準となる所定角度(角度111L)より大きいので、図17(c)の遮光部分は直接反射光によるものではなく、本来の2点入力によるものであると判定できる。従って、その場合(ステップS181552でNO)、図15に示すように、ステップS181554で、従来の場合と同様に、処理方法として、2組の立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ別の2指示位置として計算する処理を行う。具体的には、すでに、ステップS1815で2つの角度情報としてTanθを計算しているので、その角度情報をそのまま保持して、次のステップS1816の処理における座標計算(2指示位置の座標計算)を行うために使用する。   In the case 1 of FIG. 17A, in step S181552, since there is only one light-shielding portion in the light amount distribution (FIG. 17D) regarding the sensor unit 2001R, in step S181552 regarding the other sensor unit 2001L. No judgment is made. In the light amount distribution (FIG. 17C) regarding the sensor unit 2001L, since there are two light-shielding portions, the determination regarding the other sensor unit 2001R is performed. With respect to the sensor unit 2001R, the angle 112L with respect to the light shielding portion is larger than a predetermined angle (angle 111L) as a reference for determination, so the light shielding portion in FIG. 17C is not directly reflected light, but is based on original two-point input. It can be determined that it is a thing. Therefore, in that case (NO in step S181552), as shown in FIG. 15, in step S181554, as in the conventional case, as a processing method, two sets of rising and falling are calculated as two different designated positions, respectively. Process. Specifically, since Tan θ is already calculated as two angle information in step S1815, the angle information is held as it is, and the coordinate calculation (coordinate calculation of two designated positions) in the next step S1816 is performed. Use to do.

図17(b)のケース2の場合には、ステップS181552で、センサユニット2001Rに関する光量分布(図17(f))において、遮光部分は1つしかないので、他方のセンサユニット2001Lに関するステップS181552の判定は行わない。センサユニット2001Lに関する光量分布(図17(e))において、遮光部分は2つあるので、他方のセンサユニット2001Rに関するステップS181552の判定を行う。センサユニット2001Rに関して、遮光部分に対する角度112Lは、判定の基準となる所定角度(角度111L)より小さい。そのため、他方のセンサユニット2001Lに関わる直接反射光の影響を受けた場合の2つの遮光部分に対する処理であるステップS181553を実行する。   In the case 2 of FIG. 17B, in step S181552, since there is only one light-shielding portion in the light amount distribution (FIG. 17F) regarding the sensor unit 2001R, the processing of step S181552 regarding the other sensor unit 2001L is performed. No judgment is made. In the light amount distribution relating to the sensor unit 2001L (FIG. 17E), since there are two light shielding portions, the determination in step S181552 relating to the other sensor unit 2001R is performed. With respect to the sensor unit 2001R, the angle 112L with respect to the light shielding portion is smaller than a predetermined angle (angle 111L) that serves as a reference for determination. For this reason, step S181553, which is a process for the two light-shielding portions when receiving the influence of the directly reflected light related to the other sensor unit 2001L, is executed.

2つの遮光部分に対する処理(ステップS181553)に関しては、処理方法として、特許文献2で示されている技術を用いる。具体的には、遮光部分候補となる複数の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を検出した場合、次のように処理する。つまり、最初に検出される立ち上がり部分(最も小さい画素番号)と最後に検出される立ち下がり部分(最も大きい画素番号)から得られる画素データ分布(画素分布)の中心点を中心画素番号として検出する。この2つの図17(e)の遮光状態に対する処理に関しては、この段階で直接反射光による遮光状態であることがステップS181552で判明しているので、この処理は、この特許文献2の手法に限定されるものではない。この図17(e)の遮光状態から1つの指示に対する中心画素番号を検出する手法ならどのような手法でもよい。   Regarding the processing for the two light-shielding portions (step S181553), the technique disclosed in Patent Document 2 is used as a processing method. Specifically, when a plurality of rising portions and falling portions that are light shielding portion candidates are detected, the following processing is performed. That is, the center point of the pixel data distribution (pixel distribution) obtained from the first detected rising portion (smallest pixel number) and the last detected falling portion (largest pixel number) is detected as the central pixel number. . Regarding the processing for the two light shielding states in FIG. 17 (e), since it is found in step S181552 that the light shielding state is directly reflected light at this stage, this processing is limited to the method of this Patent Document 2. Is not to be done. Any technique may be used as long as it detects the center pixel number for one instruction from the light-shielded state in FIG.

次に、遮光部分の数の組み合わせとして、センサユニット2001L及び2001Rの内、いずれセンサユニットにおいてもその数が2の場合について図19を用いて説明する。   Next, as a combination of the number of light-shielding portions, a case where the number of sensor units among the sensor units 2001L and 2001R is 2 will be described with reference to FIG.

図19(a)のケース1、図19(b)のケース2いずれの場合においても、ステップS181552で、センサユニット2001LとセンサユニットRに関する光量分布(図17(c)〜(f))において、遮光部分はいずれも2つ検出される。従って、両方のセンサユニット2001Lとセンサユニット2001Rに関するステップS181552の判定を行う。   In either case 1 of FIG. 19 (a) or case 2 of FIG. 19 (b), in step S181552, in the light quantity distribution (FIG. 17 (c) to (f)) regarding the sensor unit 2001L and the sensor unit R, Two light-shielding portions are detected. Accordingly, the determination in step S181552 regarding both sensor units 2001L and 2001R is performed.

ケース1の場合には、センサユニット2001Rの直接反射光の有無に関して、遮光部分に対する角度112Lに対し、センサユニット2001Lの直接反射光の有無に関して、遮光部分に対する角度112Rに対し、ステップS181552の判定を行う。いずれに関しても、ここで判定の基準となる所定角度(角度111L、111R)よりも角度が大きいと判定されるので、図19(c)及び図19(d)の遮光部分は直接反射光によるものではなく、本来の2点入力によるものであると判定される。従って、その場合(ステップS18552でNO)、図15に示すように、ステップS181554で、従来の場合と同様に、2組の立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ別の2指示位置として計算する。具体的には、すでに、ステップS1815で2つの角度情報としてTanθを計算しているので、その角度情報をそのまま保持して、次のステップS1816の処理における座標計算(2指示位置の座標計算)を行うために使用する。   In the case 1, the determination of step S181552 is performed with respect to the angle 112L with respect to the light shielding portion with respect to the presence or absence of the direct reflection light of the sensor unit 2001R, and with respect to the angle 112R with respect to the light shielding portion with respect to the presence or absence of the direct reflection light of the sensor unit 2001L. Do. In any case, since it is determined that the angle is larger than the predetermined angles (angles 111L and 111R) which are the criteria for determination here, the light-shielding portions in FIGS. 19C and 19D are directly reflected light. Instead, it is determined that the original two-point input is used. Therefore, in that case (NO in step S18552), as shown in FIG. 15, in step S181554, two sets of rising and falling edges are calculated as separate two designated positions, as in the conventional case. Specifically, since Tan θ is already calculated as two angle information in step S1815, the angle information is held as it is, and the coordinate calculation (coordinate calculation of two designated positions) in the next step S1816 is performed. Use to do.

ケース2の場合にも、センサユニット2001Rの直接反射光の有無に関して、遮光部分に対する角度112Lに対し、センサユニット2001Lの直接反射光の有無に関して、遮光部分に対する角度112Rに対し、ステップS181552の判定を行う。センサユニット2001Rの直接反射光の有無に関しては、センサユニット2001Lが検出する遮光部分に対する角度112Lに関して、判定の基準となる所定角度(角度111L)よりも角度が大きいと判定される。従って、図19(f)の遮光部分は直接反射光によるものではなく、本来の2点入力によるものであると判定できる。   Also in case 2, the determination in step S181552 is performed with respect to the angle 112L with respect to the light shielding portion with respect to the presence or absence of the direct reflection light of the sensor unit 2001R and with respect to the angle 112R with respect to the light shielding portion with respect to the presence or absence of the direct reflection light with respect to the sensor unit 2001L. Do. Regarding the presence or absence of the direct reflected light of the sensor unit 2001R, it is determined that the angle 112L with respect to the light shielding portion detected by the sensor unit 2001L is larger than the predetermined angle (angle 111L) that serves as a determination reference. Accordingly, it can be determined that the light-shielding portion in FIG. 19F is not due to the direct reflected light but is due to the original two-point input.

一方、センサユニット2001Lの直接反射光の有無に関しては、センサユニット2001Rが検出する遮光部分に対する角度112Rに関して、判定の基準となる所定角度(角度111R)よりも角度が小さいと判定される。従って、図19(e)の遮光部分は、直接反射光によるものであると判定できる。つまり、この場合は、2点の入力位置が、センサユニット2001Lから直線状に沿っており、且つ、一方がセンサユニット2001Lの近傍の直接反射光影響範囲101L内にある場合である。   On the other hand, regarding the presence / absence of the directly reflected light of the sensor unit 2001L, it is determined that the angle 112R with respect to the light shielding portion detected by the sensor unit 2001R is smaller than the predetermined angle (angle 111R) that serves as a determination reference. Therefore, it can be determined that the light-shielding portion in FIG. 19 (e) is due to directly reflected light. That is, in this case, two input positions are along a straight line from the sensor unit 2001L, and one of the input positions is within the direct reflected light influence range 101L in the vicinity of the sensor unit 2001L.

この場合には、センサユニット2001Rに関しては、ステップS181554で従来の場合と同様に、2組の立ち上がり部分と立ち下がり部分をそれぞれ別の2指示位置として計算する。一方、センサユニット2001Lに関しては、図17のケース2のセンサユニット2001Lの場合と同様に、特許文献2で示されている技術を用いる。具体的には、遮光部分候補となる複数の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を検出した場合、最初に検出される立ち上がり部分と最後に検出される立ち下がり部分から得られる画素データ分布の中心点を中心画素番号として検出する。   In this case, with respect to the sensor unit 2001R, in step S181554, as in the conventional case, two sets of rising and falling portions are calculated as two different designated positions. On the other hand, as for the sensor unit 2001L, the technique shown in Patent Document 2 is used as in the case of the sensor unit 2001L of case 2 in FIG. Specifically, when a plurality of rising portions and falling portions that are candidate light shielding portions are detected, the center point of the pixel data distribution obtained from the first detected rising portion and the last detected falling portion is the center. Detect as pixel number.

以上のように、立ち上がり部分と立ち下がり部分の組の数と、入力指示位置のセンサユニットからの角度が所定の角度(直接反射光基準角度)の範囲内であるか否かの判定結果に基づいて、座標入力有効領域に対する指示位置の角度を計算する処理方法を選択する。これにより、直接反射光の影響がある場合にも、誤検出することなく、正確な座標を計算することができる。   As described above, based on the number of sets of rising and falling portions and the determination result of whether or not the angle from the sensor unit at the input instruction position is within a predetermined angle (direct reflected light reference angle) range. Then, the processing method for calculating the angle of the designated position with respect to the coordinate input effective area is selected. Thereby, even when there is an influence of direct reflected light, accurate coordinates can be calculated without erroneous detection.

以上説明したケースで、通常の操作で生じるほとんどの場合に対応できるが、例えば、上記以外のケースも発生する場合が考えられる。例えば、2入力の場合、それぞれ1点ずつ直接反射光影響範囲101R及び101L内に入力した場合や、直接反射光影響範囲101R及び101Lいずれかに一度同時に2点入力した場合である。この場合も、ここでは詳細説明は省略するが、それに対応した処理を実行することにより対応することができる。   In the cases described above, most cases that occur in normal operations can be dealt with. However, for example, cases other than the above may occur. For example, in the case of two inputs, there are a case where one point is input in each of the directly reflected light affected ranges 101R and 101L, or a case where two points are simultaneously input to either of the directly reflected light affected ranges 101R and 101L. In this case as well, although detailed explanation is omitted here, it can be dealt with by executing processing corresponding thereto.

前者の場合には、センサユニット2001L及び2001Rともに、3つの遮光部分が検出されるが、お互いに直接反射光の判定の基準となる所定角度(直接反射光判定基準角度)に関する判定をした上で次の処理を行う。角度が一番小さい遮光部分のみ、従来通りの処理、残りの大きい角度2つに対して、特許文献2で示されている技術を用いる。   In the former case, the sensor units 2001L and 2001R detect three light-shielding portions, but after making a determination on a predetermined angle (direct reflected light determination reference angle) that is a reference for determining directly reflected light from each other. Perform the following process. Only the light-shielding portion with the smallest angle uses the technique shown in Patent Document 2 for conventional processing and the remaining two large angles.

一方、後者の場合には、一方のセンサユニットで4つの遮光部分が検出され、他方のセンサユニットで1つあるいは2つの遮光が検出されるが、お互いに直接反射光基準角度に関する判定をした上で次の処理を行う。直接反射光基準角度に関する判定で、遮光部分が直接反射光によるものであると判定されたセンサユニット側で4つの遮光部分に特許文献2で示されている技術を用い、他方のセンサユニットに対しては、従来の場合と同様の処理を行う。   On the other hand, in the latter case, one of the sensor units detects four light-shielding portions and the other sensor unit detects one or two light-shielding portions. The following processing is performed. In the determination regarding the direct reflected light reference angle, the technique shown in Patent Document 2 is used for the four light shielding portions on the side of the sensor unit in which it is determined that the light shielding portion is caused by the direct reflected light. Then, the same processing as in the conventional case is performed.

尚、以上の処理に関しては、これに限定されるものではなく、直接反射光基準角度に関する判定を加えた処理であれば、どのようなものでも良い。   Note that the above processing is not limited to this, and any processing may be used as long as the processing regarding the direct reflected light reference angle is added.

また、以上の説明では、2つのセンサユニットに基づいて、座標を検出する構成に関して説明を行っている。しかしながら、本発明の直接反射光対策処理に関する発明は、この構成に限定されるものではなく、3つ以上のセンサユニットを座標計算時に随時組み替えて構成する場合にも適応できることは言うまでもない。   Moreover, in the above description, the structure which detects a coordinate is demonstrated based on two sensor units. However, the invention relating to the direct reflected light countermeasure processing of the present invention is not limited to this configuration, and it goes without saying that it can be applied to a case where three or more sensor units are rearranged at any time during coordinate calculation.

以上説明したように、本実施形態によれば、指や指示具で座標入力有効領域のセンサユニット近傍に指示を行った場合に、投光部からの直接反射光を受光し、受光の光量分布において遮光に影響を与える場合においても正確に指示位置を検出することができる。   As described above, according to the present embodiment, when an instruction is given in the vicinity of the sensor unit in the coordinate input effective area with a finger or an indicator, the light directly reflected from the light projecting unit is received, and the received light quantity distribution. Even in the case where the light shielding is affected, the designated position can be accurately detected.

具体的には、実際には指示具による1点入力による遮光部分が1つであるが、その指示具からの直接反射光により遮光の光量分布の間に光量が大きい部分が形成され、見掛け上2点入力との区別がつきにくい場合を区別することでき、正確な検出が可能となる。つまり、直接反射光の影響を受けている1点入力については、その1点入力の正確な位置検出が可能となり、2入力の場合には、2点の正確な位置検出が可能となる。   Specifically, although there is actually one light-shielding portion by one point input by the pointing tool, a portion with a large amount of light is formed between the light-shielding light quantity distributions by the direct reflected light from the pointing tool, and apparently The case where it is difficult to distinguish from two-point input can be distinguished, and accurate detection is possible. That is, for a one-point input that is directly affected by reflected light, it is possible to accurately detect the position of the one-point input, and in the case of two inputs, it is possible to accurately detect the position of two points.

尚、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。   The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.

Claims (7)

周辺部に再帰的反射部が設けられ複数の角部に複数のセンサユニットが設けられた座標入力有効領域に対する指示具あるいは指による指示位置を、前記複数のセンサユニットの投光部により投光され、前記再帰的反射部により再帰的に反射され、前記複数のセンサユニットの受光部で得られる光量分布における、前記指示具あるいは指による遮光部分に対応する角度情報から計算する座標入力装置であって、
一つのセンサユニットの投光部からの光に基づく前記指示具あるいは指による直接反射光が前記一つのセンサユニットの受光部から得られる光量分布における前記指示具あるいは指による前記遮光部分に影響を及ぼす直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたか否かを、前記一つのセンサユニット以外のセンサユニットの受光部における遮光部分に対応する角度情報に基づいて判定する判定手段と、
前記直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたと前記判定手段が判定した場合、前記直接反射光の影響を受けた遮光範囲から1つの指示位置を計算する計算手段と
を有することを特徴とする座標入力装置。
The pointing position by the pointing tool or the finger with respect to the coordinate input effective area in which the recursive reflecting portion is provided in the peripheral portion and the plurality of sensor units are provided in the plurality of corner portions is projected by the light projecting portions of the plurality of sensor units. A coordinate input device for calculating from angle information corresponding to a light shielding portion by the pointing tool or a finger in a light amount distribution reflected recursively by the recursive reflecting portion and obtained by light receiving portions of the plurality of sensor units. ,
Directly reflected light from the indicator or finger based on light from the light projecting unit of one sensor unit affects the light shielding part of the indicator or finger in the light amount distribution obtained from the light receiving unit of the one sensor unit. A determination means for determining whether or not the direct reflected light influence range is instructed by the pointing tool or the finger based on angle information corresponding to a light shielding portion in a light receiving portion of a sensor unit other than the one sensor unit;
Calculating means for calculating one indicated position from the light shielding range affected by the direct reflected light when the determining means determines that the direct reflected light affected range is designated by the pointing tool or finger. Coordinate input device characterized by
前記一つのセンサユニットの受光部において遮光部分が二つあり、前記一つのセンサユニット以外のセンサユニットの受光部における遮光部分に対応する角度情報が前記直接反射光影響範囲内に対応する場合、前記判定手段は、前記一つのセンサユニットの直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたと判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。
When there are two light shielding portions in the light receiving portion of the one sensor unit, and the angle information corresponding to the light shielding portions in the light receiving portions of sensor units other than the one sensor unit corresponds to the direct reflected light influence range, The coordinate input device according to claim 1, wherein the determination unit determines that the direct reflected light influence range of the one sensor unit is instructed by the pointing tool or a finger.
前記一つのセンサユニットの受光部において遮光部分が二つあり、前記一つのセンサユニット以外のセンサユニットの受光部における遮光部分に対応する角度情報が前記直接反射光影響範囲内に対応しない場合、前記判定手段は、前記一つのセンサユニットの直接反射光影響範囲外が前記指示具あるいは指により指示されたと判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。
When there are two light-shielding portions in the light-receiving portion of the one sensor unit, and angle information corresponding to the light-shielding portions in the light-receiving portions of sensor units other than the one sensor unit does not correspond to the direct reflected light influence range, The coordinate input device according to claim 1, wherein the determination unit determines that the outside of the direct reflected light influence range of the one sensor unit is instructed by the pointing tool or a finger.
周辺部に再帰的反射部が設けられ複数の角部に複数のセンサユニットが設けられた座標入力有効領域に対する指示具あるいは指による指示位置を、前記複数のセンサユニットの投光部により投光され、前記再帰的反射部により再帰的に反射され、前記複数のセンサユニットの受光部で得られる光量分布における、前記指示具あるいは指による遮光部分に対応する角度情報から計算する座標入力装置における指示位置の計算方法であって、
判定手段が、一つのセンサユニットの投光部からの光に基づく前記指示具あるいは指による直接反射光が前記一つのセンサユニットの受光部から得られる光量分布における前記指示具あるいは指による前記遮光部分に影響を及ぼす直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたか否かを、前記一つのセンサユニット以外のセンサユニットの受光部における遮光部分に対応する角度情報に基づいて判定する判定工程と、
前記直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたと前記判定手段が判定した場合、計算手段が、前記直接反射光の影響を受けた遮光範囲から1つの指示位置を計算する計算工程と
を有することを特徴とする座標入力装置における指示位置の計算方法。
The pointing position by the pointing tool or the finger with respect to the coordinate input effective area in which the recursive reflecting portion is provided in the peripheral portion and the plurality of sensor units are provided in the plurality of corner portions is projected by the light projecting portions of the plurality of sensor units. The pointing position in the coordinate input device that is recursively reflected by the recursive reflecting portion and is calculated from the angle information corresponding to the light shielding portion by the pointing tool or the finger in the light amount distribution obtained by the light receiving portions of the plurality of sensor units The calculation method of
The light-shielding portion by the indicator or finger in the light quantity distribution in which the direct reflection light by the indicator or finger based on the light from the light projecting unit of one sensor unit is obtained from the light receiving unit of the one sensor unit. Determination based on angle information corresponding to a light-shielding part in a light receiving part of a sensor unit other than the one sensor unit, whether or not the direct reflected light influencing range affecting the light is instructed by the pointing tool or a finger Process,
When the determination unit determines that the direct reflected light influence range is instructed by the pointing tool or a finger, the calculation unit calculates one indication position from the light shielding range affected by the direct reflected light A method for calculating a designated position in a coordinate input device, characterized by comprising:
前記一つのセンサユニットの受光部において遮光部分が二つあり、前記一つのセンサユニット以外のセンサユニットの受光部における遮光部分に対応する角度情報が前記直接反射光影響範囲内に対応する場合、前記判定手段は、前記一つのセンサユニットの直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたと判定する
ことを特徴とする請求項4に記載の座標入力装置における指示位置の計算方法。
When there are two light shielding portions in the light receiving portion of the one sensor unit, and the angle information corresponding to the light shielding portions in the light receiving portions of sensor units other than the one sensor unit corresponds to the direct reflected light influence range, 5. The method of calculating a designated position in a coordinate input device according to claim 4, wherein the judging means judges that the direct reflected light influence range of the one sensor unit is designated by the pointing tool or a finger.
前記一つのセンサユニットの受光部において遮光部分が二つあり、前記一つのセンサユニット以外のセンサユニットの受光部における遮光部分に対応する角度情報が前記直接反射光影響範囲内に対応しない場合、前記判定手段は、前記一つのセンサユニットの直接反射光影響範囲外が前記指示具あるいは指により指示されたと判定する
ことを特徴とする請求項4に記載の座標入力装置における指示位置の計算方法。
When there are two light-shielding portions in the light-receiving portion of the one sensor unit, and angle information corresponding to the light-shielding portions in the light-receiving portions of sensor units other than the one sensor unit does not correspond to the direct reflected light influence range, 5. The method for calculating a designated position in a coordinate input device according to claim 4, wherein the judging means judges that the outside of the direct reflected light influence range of the one sensor unit is designated by the pointing tool or a finger.
周辺部に再帰的反射部が設けられ複数の角部に複数のセンサユニットが設けられた座標入力有効領域に対する指示具あるいは指による指示位置を、前記複数のセンサユニットの投光部により投光され、前記再帰的反射部により再帰的に反射され、前記複数のセンサユニットの受光部で得られる光量分布における、前記指示具あるいは指による遮光部分に対応する角度情報から計算する座標入力装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
一つのセンサユニットの投光部からの光に基づく前記指示具あるいは指による直接反射光が前記一つのセンサユニットの受光部から得られる光量分布における前記指示具あるいは指による前記遮光部分に影響を及ぼす直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたか否かを、前記一つのセンサユニット以外のセンサユニットの受光部における遮光部分に対応する角度情報に基づいて判定する判定手段と、
前記直接反射光影響範囲内が前記指示具あるいは指により指示されたと前記判定手段が判定した場合、前記直接反射光の影響を受けた遮光範囲から1つの指示位置を計算する計算手段と
してコンピュータを機能させるためのプログラム。
The pointing position by the pointing tool or the finger with respect to the coordinate input effective area in which the recursive reflecting portion is provided in the peripheral portion and the plurality of sensor units are provided in the plurality of corner portions is projected by the light projecting portions of the plurality of sensor units. A computer as a coordinate input device for calculating from angle information corresponding to a light-shielding portion by the pointing tool or a finger in a light quantity distribution recursively reflected by the recursive reflecting portion and obtained by light receiving portions of the plurality of sensor units. A program for functioning,
Directly reflected light from the indicator or finger based on light from the light projecting unit of one sensor unit affects the light shielding part of the indicator or finger in the light amount distribution obtained from the light receiving unit of the one sensor unit. A determination means for determining whether or not the direct reflected light influence range is instructed by the pointing tool or the finger based on angle information corresponding to a light shielding portion in a light receiving portion of a sensor unit other than the one sensor unit;
When the determination unit determines that the direct reflected light influence range is instructed by the pointing tool or a finger, the computer serves as a calculation unit that calculates one indicated position from the light shielding range affected by the direct reflected light. Program to make it work.
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JP4442877B2 (en) * 2004-07-14 2010-03-31 キヤノン株式会社 Coordinate input device and control method thereof
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US7932899B2 (en) * 2009-09-01 2011-04-26 Next Holdings Limited Determining the location of touch points in a position detection system

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