JPH0142006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はブラウン管（CRT）の表面コンタク
トの座標位置を決定するための装置、より詳細に
はCRTの同期光源を使用するタツチ検出装置に
関する。

発明の背景 現代のビデオデイスプレイ、例えば、会話型図
形ステーシヨンでは、オペレータあるいはユーザ
が選択可能な表示メニユーから機能を選択するこ
とができる。会話型図形ステーシヨンにおいて
は、ユーザ制御機能は通常メニユーからのシステ
ム動作機能の選択及びデイスプレイ影像上の動作
を遂行すべき位置の選択に関与する。メニユーか
らの動作の選択には通常低分解能タツチ検出装置
が必要となるだけであるが、影像上の動作を遂行
する位置の選択には高分解能タツチ検出器あるい
はデイジタイザが必要である。ユーザがＸ及びＹ
座標を選択することが可能な現存のデイジタイザ
は高分解能オフスクリーンデイジタイザあるいは
低分解能オンスクリーン装置のいずれかを使用す
る。オフスクリーンデイジタイザはユーザが表示
影像を直接操作できないという難点を持つ。オン
スクリーン装置には通常タツチ感応装置が使用さ
れるが、該装置の分解能はタツチ検出スクリーン
マトリツクスあるいはスクリーンをタツチするの
に使用されるポインタあるいはフインガーによる
制約を受ける。望まれるのはオフスクリーンデイ
ジタイザの高分解能を持つオンスクリーン装置で
ある。

発明の要約 現存の問題は本発明によるビデオデイスプレイ
タツチ検出デイジタイザによつて解決されるが、
該装置はユーザがフインガーあるいはポインタに
よつて影像を直接操作できるオンスクリーンデイ
ジタイザを提供するとともにデイスプレイ装置の
分解能によつて制約される分解能を提供する。

本発明においては、垂直ブランキングの期間ビ
デオデイスプレイ（ブラウン管）（CRT）の選択
されたライン走査信号がアンブランキングされ画
素（ペル）サイズの光ドツト列が生成される。こ
れに加えて、通常の水平ブランキングの期間にビ
デオ信号をアンブランキングしまたデイスプレイ
の各走査ラインに対して１つの画素サイズドツト
行を生成することによつて画素サイズビデオドツ
ト行が形成される。発光画素サイズ光源あるいは
ビデオドツトの列及び行はミラーによつてデイス
プレイ面に向けられそれぞれ光ビームのＸ及びＹ
座標マトリツクスを形成するが、該ビームは次に
それぞれＸ位置及びＹ位置検出器に向けられる。
制御回路はこの光ビームを遮断するポインタある
いはフインガーの重心のＸ及びＹ座標位置を検出
及び計算しこれに対応して適当なアドレス信号を
出力する。カーソル発生器はこのアドレス信号を
受信してCRTデイスプレイ上のタツチ位置のＸ
及びＹ座標の所にカーソルを提供する。本発明の
詳細は図面に従つて行なう一例としての実施態様
の説明によつて一層明白となろう。

詳細な説明 第１図は電子銃（図示なし）からの電子ビーム
がCRTの表示スクリーンの内面、つまり面１０
１上のリン光被覆剤に上から下に順番に並んだラ
インから成るラスター走査パターンにて突き当た
るよう標準の方法によつて構成されたCRT１０
０を示す。電子がこのリン光内面に突き当たる
と、CRT１００のスクリーン１０１は発光する。
ここでは説明の目的上、CRT１００のスクリー
ン１０１及び表示領域は長方形であるものとす
る。

CRT１００のスクリーン１０１は２つの表示
領域１０２及び１０３に分割される。通常、
CRT１００のスクリーン１０１の表示領域１０
２を除く全てがベゼルによつて覆われる。表示領
域１０２は影像表示領域であるが、該影像表示領
域は、通常、中―短パーシステンス発光体を使用
する。本発明においては、座標表示領域１０３は
影像領域１０２がタツチされた時Ｘ，Ｙ座標を検
出するための光ビームあるいは信号を生成するた
めに使用される。座標表示領域１０３には影像画
素時間より短い減衰時間を持つ短パーシステンス
発光体が使用される。

説明上、座標表示領域１０３はさらに領域ある
いは区画１０４及び１０５に分割できる。区画１
０４は表示領域１０２のＸ座標を検出するのに使
用される非連続光源あるいはビデオドツト列１０
６を生成するのに使用される。通常の垂直ブラン
キングの際、このビデオ信号はアンブランキング
され、区画１０４にドツト列１０６が生成される
が、ここでこのドツトの数は影像表示領域１０２
内のライン当たりの画素（ペル）数に等しい。区
画１０５は表示領域１０２のＹ座標を検出するた
めに使用される非連続光信号を生成する。通常の
水平ブランキングの際、このビデオ信号は約１画
素期間アンブランキングされ、区画１０５にビデ
オドツト行１０７が生成されるが、ここで影像表
示領域１０２内の各水平ラインに対して１ドツト
が生成される。

第１図に示すごとく、１画素以下の分解能が必
要である場合は、列１０６及び行１０７内のドツ
ト数をそれぞれライン当たりの画素数、つまりビ
デオ走査ライン数以下にする。しかし、１画素の
分解能が必要である場合は、影像表示領域１０２
内の各画素はそのＸ座標を定義する光ドツト（各
画素当たり１ドツト）とそのＹ座標を定義する光
ドツト（各走査ライン当たり１ドツト）によつて
定義される。

表示領域１０４は短パーシステンス発光体が使
用されたとしても列１０６内の１つのドツトが走
査電子ビームによつて一度発光されると、この発
光体の時定数ではこの走査電子ビームが列１０６
内の次のドツトに移動した後もしばらくの間発光
を続ける。一度に１ドツトのみを発光させること
によつてデイスプレイの特定の領域がタツチされ
たことを検出する能力が増大するため、第２図の
ドツト構成は検出の向上に寄与する。

第２図は２：１飛越しラスター走査を使用する
区画１０４に対する２つのドツト構成、２０１及
び２０２を示す。ドツト構成２０１はフイールド
１（ｆ１）ラインｎとフイールド２（ｆ２）ライ
ンｎ間で交互するドツトが使用される。構成２０
１においては、奇数画素（Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５その
他）に対する光ドツトがフイールドｆ１ラインｎ
の際に先に生成され、偶数画素（Ｐ２，Ｐ４，Ｐ
６その他）に対する光ドツトがフイールドＦ２ラ
インｎの際に生成される。従つて、全てのドツト
が同一フレームの同一ライン番号上にある場合、
同一ライン上の発光ドツト、例えば、画素Ｐ３と
画素Ｐ１との間の経過時間は１画素時間でなく２
画素時間となる。従つて、発光体パーシステンス
のタツチ検出精度への影響は減少する。つまり、
２倍の長さの時定数を持つ発光体と同一のタツチ
検出精度が得られる。ドツト構成２０２は別の可
能性を示すが、ここではデイスプレイ内の各画素
（Ｐ１―PM）に対するドツトがフレームＦ１フ
イールドｆ１ラインｎ、フレームＦ１フイールド
ｆ２ラインｎ、フレームＦ２フイールドｆ１ライ
ンｎ＋１及びフレームＦ２フイールドｆ２ライン
ｎ＋１上に交互に生成される。同一フレーム同一
ライン上のドツト間に４画素時間があるため、実
質的に約４倍の発光体パーシステンス時定数の減
少が実現できる。前述の技法を使用してデイスプ
レイの連続フイールド上でなく連続フレーム上に
ドツトラインを生成することも勿論可能である。
ドツト行１０７内の各ドツトの生成の間には走査
ライン時間の期間が存在するために前述のドツト
構成を区画１０５に使用することは一般的には必
要でない。

第３図は影像表示領域１０２のＹ座標を検出す
るための光学装置及び光学光検出器レイアウトの
平面図を示す。Ｘ座標を検出するためのレイアウ
トもＹ座標のためのレイアウトに対して90度の回
転角度を持つことを除いて同一である。

１つの実施態様においては、前面塔載光偏向器
として機能するミラー３０１はＹ座標ドツト行１
０７の前面に位置し、ドツト１０７によつて生成
された光ビーム３０２を点線３０３によつて示さ
れるごとくCRT１００の表示領域１０２へ向け
るように角度調整される。CRT１００のスクリ
ーンを横断した光の列ビーム３０３は放物面反射
鏡３０４あるいは類似の光学装置によつてＹ座標
光検出器３０６に集められる。この光学装置のレ
イアウトはCRT１００の影像表示領域間に表示
画像内の各水平走査ラインに対して１走査光ビー
ム列を生成する。ここに開示する装置は、必要で
あれば、この光ビームを影像表示領域１０２の任
意の即定部分を横断して偏向するよう構成でき
る。

第４図はミラー３０１、反射鏡３０４及び光検
出器３０６を備えるCRT１００の斜視図を示す。
第４図にはさらにＸ座標ドツト列によつて生成さ
れた光ビームを偏向するための前面ミラー４０
１、放物面反射鏡４０２、及び表示領域１０２を
横切る走査光ビーム行を検出するための光検出器
４０３を含む類似の光学装置レイアウトを示す。
他の光コレクタ装置、例えば、多重光検出装置を
使用することによつて放物面反射鏡３０４及び４
０２の使用を省略することも可能である。

第３図及び第４図を一緒に参照することによつ
て、デイスプレイ１０２上のＸ１，Ｙ１位置を選
択あるいは指すためのフインガーあるいはポイン
タ、例えば、３０７を使用することによつて、選
択位置Ｘ１，Ｙ１上の光のビーム、例えば、３０
３及び４０３の結果としての遮断を光検出器３０
６及び４０３にて検出することが可能である。こ
の光の遮断は後述の回路によつて処理されポイン
タ３０７によつてデイスプレイ上の選択された画
素のＸ及びＹ座標（ポインタがデイスプレイ上の
複数の画素を覆う場合はその重心）を決定するの
に使用される。全ての列走査ビーム光は光検出器
３０６に焦点４０４を絞ぼられ、全ての行走査ビ
ーム光は光検出器４０３に焦点４０５を絞ぼられ
るため、この処理回路はポインタ３０７によつて
遮断された光ビームの正確な列及び行を決定する
のにCRT１００の走査タイミング信号を必要と
する。

第５図は本発明の制御及び信号処理回路を示
す。これら回路は同期、アドレス、ブランキング
及びビデオ回路５０；ドツト発生器５１；及び座
標検出器５２を含む。説明の都合上、以下の説明
においてはCRTは標準テレビジヨン飛越しフイ
ールド形式にて動作するものと仮定する。

ビデオ回路５０内においては、標準システムク
ロツク５００がその画素速度にてクロツク信号を
生成するが、該信号はリード５０１を介して水平
同期発生器５０２、ANDゲード５０３に送くら
れカウンタ回路５０４によつて２で割られる。

水平同期発生器５０２及び垂直同期発生器５０
５は周知のカウント回路を使用してＸ及びＹ座標
アドレス情報、並びにカメラ及びビデオデイスプ
レイ装置によつて使用される標準同期信号を生成
する。リード５０６は垂直同期発生器５０５に水
平同期発生器５０２からの2X水平パルスを供給
しこの構成、つまりデイジタイザシステムに２：
１標準飛越しを提供する。水平同期発生器５０２
からのリード５０７及び垂直同期発生器５０５か
らのリード５０８は周知の偏向増幅器５０９に標
準ドライブパルスを供給しCRT１００に対する
走査あるいは掃引信号を生成する。リード５１０
上の水平掃引信号及びリード５１１上の垂直掃引
信号５１１はCRT１００の対応する偏向ヨーク
に送られる。

ビデオ結合器５１２はリード５１３上に標準ベ
ースバンドビデオ信号、リード５１４上に標準垂
直ブランキング信号、リード５１５上に標準水平
ブランキング信号、リード５１６上にドツト信号
列、リード５１７上にドツト信号行、そしてリー
ド５１８上にカーソル信号を受信する。これら信
号は標準の技法によつて結合されリード５１９上
に複合ビデオ信号を生成し、該複合信号はCRT
１００に送くられる。これら複合信号はCRT１
００に影像表示領域１０２内に通常のビデオ信号
を表示させ、またスクリーンの通常ブランクされ
ている領域１０４内にドツト列そして領域１０５
内にドツト行を表示させる。

表示されるドツト列（例えば、第２図の２０
１）はドツト発生器５１からの信号から生成され
る。第５図及び第６図に示すごとく、垂直同期発
生器５０５はその通常のブランキング期間６００
の終了付近においてフイールド当たり１水平走査
ライン期間、波形６０の６０１、を選択し、
ANDゲート５２１の１つの入力へのリード５２
０上に正のパルス、波形６１を水平走査ライン期
間の63μ秒間だけ出力する。

水平同期発生器５０２は、デイスプレイ起動時
間６０２の間高値であるブランキング信号（波形
６２）をリード５１５を介してANDゲート５２
１の他方の入力に供給する。あるフイールドの１
水平走査期間、波形６３、のデイスプレイ起動期
間６０３の間高値であるANDゲード５２１のリ
ード５２２の出力はANDゲート５２３に供給さ
れる。この信号はＸ座標、つまり水平アドレスを
決定するために使用されるドツト信号列をゲート
処理する。この入力５２２は２で割られたクロツ
ク信号、つまりリード５２４上の波形６４と一緒
になつてANDゲート５２３に画素速度の半分の
速度にて１ラインの信号をリード５１６上に出力
させる。波形６４に示すごとく、フイールド当た
り合計５１２ドツトの標準放送ビデオ画像を提供
するため各フイールド、つまりＦ１及びＦ２内に
ドツト列の半分に対する信号が生成される。

波形６５によつて示すリード５１６上の２フイ
ールドに対する信号は、ビデオ結合器５１２及び
ANDゲード５２５に供給される。ビデオ結合器
５１２はCRTのスクリーン上のドツト列表示と
なる信号を生成する。前述のごとく、低タツチ検
出分解能が要求される場合は、ドツト発生器５１
はその画素速度より低速にてドツトを供給するよ
うに構成される。

表示されるドツト行（第１図の１０７）もまた
ドツト発生器５１からの信号から生成される。第
５図及び第７図の波形の同時参照において、水平
同期発生器５０２は、通常の方法によつて、水平
走査信号の通常ブランクされている部分、波形７
０の７０１、の後端の所の２クロツク期間の幅よ
り小さい信号５２６、波形７１、を生成する。こ
の信号はリード５２６上をANDゲート５０３に
供給される。この信号はリード５０１上のクロツ
クパルス５０１、波形７２、と一緒になつて
ANDゲート５０３にリード５１７上に正のパル
ス信号を生成させるが、該パルス信号は波形７３
によつて示めされるごとく各フレームの各水平走
査ライン期間の１画素時間幅である。リード５１
７上の信号はビデオ結合器５１２に供給される
が、該結合器はCRT上の走査ライン当たり１ド
ツト行を生成するための信号を生成する。このド
ツト行はＹ座標、つまり垂直アドレス情報を提供
する。リード５１７上の信号はまた検出器回路５
２内のANDゲート５３４にも送くられる。低タ
ツチ検出分解能が必要とされる場合は、ドツト発
生器５１は水平走査ライン当たり１ドツトより少
ないドツト（例えば、２走査ライン当たり１ドツ
ト）を提供するよう構成される。

座標検出器５２はフインガーあるいはポイント
によつてタツチされた表示領域のＸ及びＹ座標の
両方を決定する。第４図、第５図及び第８図の波
形の同時参照されたい。Ｙ軸タツチ座標の決定が
要求されると仮定する。CRT１００の面あるい
はスクリーンを横断しての光ビーム経路が遮断さ
れない場合、Ｘ軸光検出器４０３はリード５２８
上に各フレームの水平走査ラインの各画素当たり
１つの論理１の文字列、波形５２８を生成する。
光経路が遮断された場合はＸ軸光検出器４０３上
の光の不在は出力リード５２８上に（ポイントあ
るいはフインガー、つまり第３図の３０７のサイ
ズによつて）１つあるいはそれ以上の論理０を出
現させる。リード５２８上の論理０はインバータ
５２９によつて論理１に変換され出力リード５３
０上の波形８１として出現する。リード５３０は
リード５１６上のドツト信号列とAND処理され、
ANDゲート５２５のリード５４３上に論理１文
字列、波形８３を生成する。リード５４３上の論
理１信号はリード５２７上の水平ブランキング期
間信号を使用してANDゲート５４４によつてゲ
ート処理されリード５２７上に送くられる。リー
ド５２９は、それぞれＸ座標、Ｘ１あるいはポイ
ンタ３０７を表わす論理１を平均回路５３０に送
くるが、該回路は平均Ｘ座標あるいはアドレスの
決定あるいは計算を行なう。Ｘアドレスの平均あ
るいは重心（波形８３のＸ１）のポインタのサイ
ズが複数のドツトから来る光をブロツクする可能
性があるために計算される。Ｘ平均回路５３０は
垂直同期発生器５０５からのリード５３１上に到
着するパルスによつて各フレーム時間に１度リセ
ツトされる。

Ｙ軸タツチ座標の決定及び計算もＸ軸アドレス
と同様の方法によつて処理される。つまり、Ｙ軸
光検出器３０６は光が受信されている限りリード
５３１上に論理１の文字列を生成し、一方、光が
遮断された時１つあるいは複数の論理０を生成す
る。Ｙ軸光検出器４０３からの出力５３１はイン
バータ５３２内で変換されANDゲート５３４内
のリード５１７のドツト行とゲート処理される。
ANDゲート５３４の出力５３５はANDゲート５
３７内でリード５３６上の垂直ブランキング期間
信号をゲート処理される。ANDゲート５３７の
出力５３８はＹ平均回路５３９に加えられるが、
該回路は平均Ｙ座標アドレスの決定あるいは計算
を行なう。Ｙ平均回路５３９は垂直同期発生器５
０５からのリード５３１上の信号によつて各フレ
ーム毎に一度リセツトされる。

リード５４０上のＸ平均回路５３０の出力及び
リード５４１上のＹ平均回路５３９は周知のカー
ソル発生器５４２に送くられるが、該発生器はリ
ード５１８上に信号を生成し、該信号はCRT１
００上のデイスプレイ起動領域１０２内にビデオ
ドツトあるいはマークを置くためビデオ結合器５
１２によつて他の信号と結合されこれによつてポ
インタ３０７が指すＸ１，Ｙ１座標位置が示めさ
れる。リード５４０及び５４１上のＸ及びＹ座標
あるいはアドレス信号は、さらにそれぞれビデオ
システムの他の部分の他の回路（図示なし）によ
つて特別の処理のために画像の画素あるいは部分
を選択するのにも使用される。

前述の説明は単に本発明の説明のためのもので
ある。周知の別の要素及び回路を使用してここに
説明の装置に代わるものを構成することも可能で
ある。本発明は特にCRTとの使用において説明
されたが、本発明は影像表示領域を実現するため
に使用される技術あるいは装置を使用しここに説
明のものに類似する座標表示領域を実現すること
によつて全てのラスター走査ビデオデイスプレイ
に使用することが可能である。さらに、ここに開
示の回路は走査ビデオデイスプレイ端末を含む全
てのシステムに組み込み、あるいはその一部とし
て実現することが可能である。ゆえに、当業者に
とつては本発明の精神及び範囲から逸脱すること
なく他の構成を実現することが可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するためのCRTを示
し；第２図は本発明とともに使用することが可能
な各種ドツト構成を示し；第３図は第１図の
CRTによつて生成される光ビームあるいは信号
の光学的偏向及びコレクシヨンを提供する装置の
平面図を示し；第４図は第１図のCRTと関連す
る本発明の光学装置の斜視図を示し；第５図は本
発明のビデオ制御器及び信号処理回路を示し；第
６図は水平アドレス検出に使用されるビデオドツ
ト列の生成を説明するための波形を示し；第７図
は垂直アドレス検出に使用されるビデオドツト行
の生成を説明するための波形を示し；そして第８
図は第５図のビデオ制御器及び信号処理回路によ
る光ビームの遮断の検出を説明するための波形を
示す。 ＜主要部分の符号の説明＞、スクリーン……１
０１、光検出器……３０６、カーソル発生器……
５４２。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ラスタ走査信号によつて制御された電子ビー
   ムによつて生成される光影像を表示領域に表示す
   るデイスプレイスクリーンを含むビデオ端末用タ
   ツチ感応制御器において、 該スクリーンの該表示領域の外側に該電子ビー
   ムで生成された夫々垂直及び水平エツジの光映像
   から該表示領域面に平行な光ビームマトリクスを
   生成する手段と、 該光ビームマトリクスを検出する光検出手段
   と、 該光ビームマトリクスが該光検出器へ向けられ
   るのをポインタにより選択的に遮断されることに
   応答してカーソルを該スクリーンの表示領域上の
   該ポインタ遮断位置に位置決めするカーソル発生
   手段とを有することを特徴とするタツチ感応制御
   器。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のタツチ感応制
   御器において、 ビデオ結合器が第１の信号に応答して垂直ブラ
   ンキングインターバルの間に通常ブランキングさ
   れているラスタ走査信号を非ブランキングし、ま
   た第２の信号に応答して水平ブランキングインタ
   ーバルの間に該ラスタ走査信号を非ブランキング
   することによつて該スクリーンの面を横断する該
   光ビームマトリクスの座標格子が形成されること
   をさらに特徴とするタツチ感応制御器。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載のタツチ感応制
   御器において、 第１の光検出器が該スクリーンを横断して投影
   される該光ビームマトリクスの水平光ビームを受
   信し、 第２の光検出器が該スクリーンを横断して投影
   される該光ビームマトリクスの垂直光ビームを受
   信し、そして 該カーソル発生手段が該第１及び第２の光検出
   器に応答して該スクリーン上の該垂直及び水平光
   ビームが遮断された位置の座標を決定することを
   さらに特徴とするタツチ感応制御器。