JPH0431629Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は画面入力装置に関し、特にCRT画
面上の或る大きさのます目を指示ないし指定する
ことによつてデータを光学的に入力する、画面入
力装置に関する。

（従来技術） この種の画面入力装置としては、一般的に「ラ
イトペン」が知られている。

（考案が解決しようとする問題点） 従来のライトペンは、CRT画面上の点を指定
することによつて光点または光ドツトを検出し、
その点に表示されている文字やキヤラクタを指定
して光学的に入力しているため、指定位置のずれ
によつて検出もれを生じたり、検出精度が悪くな
る。このような問題点を解消するように、CRT
画面上の点を小さな面として検出するために、レ
ンズを用いて集光系を改良することも提案されて
いるが、集光系の構造が複雑となるばかりでなく
高価になる。

また、従来のライトペンは、常時光を検出して
いるので、周囲光または外来光の種類によつては
誤検出する場合もある。このような周囲光による
誤検出を防止するために、機械的手段により、光
を検出するときにのみ光を透す窓を設けたものと
して特開昭56−114033号で公知の「ライトペン型
入力装置」が知られている。特開昭56−114033号
は、光検出手段として光透過性材料からなる主導
光部を、ライトペン本体の軸方向に摺動自在に保
持している。しかし、この主導光部は、その形状
が棒状でありかつ移動方向がライトペン本体の軸
方向に限られているため、検出する画面（CRT
画面）に対して垂直あるいは垂直に近い角度で押
し付けなければならず、使用者が手首を曲げて操
作する必要があるので、手に掛かる負担が大き
く、手首が疲れやすく、操作性が悪いという問題
点があつた。

それゆえに、この考案の主たる目的は、簡単な
構成で、指定位置のずれや周囲光などによる検出
誤差を低減し得、さらに使用者の負担が少なくか
つ操作性に優れた、画面入力装置を提供すること
である。

（問題点を解決するための手段） この考案は、簡単に言えば、ハウジング、光伝
導材料からなる長手平板で形成され、その先端部
がハウジングから突出しかつ検出される画面に接
触可能なように所定の鈍角に折り曲げられた光ガ
イド、光ガイドの後端部をハウジング内に収納し
た状態で、光ガイドを一定方向に回動自在に支持
する支持部材、光ガイドを一定方向とは逆方向に
付勢するための付勢手段、および付勢に抗して光
ガイドが回動したときの光ガイドの後端部に対応
する位置に設けられ、付勢に抗して光ガイドが回
動したときに後端部から入射される光を受光する
受光素子を備える、画面入力装置である。

（作用） 光ガイドの先端部の面がたとえばCRT画面に
押しつけられると、付勢手段の付勢に抗して光ガ
イドは回動する（回動方向への回動）。その状態
では、光ガイドの後端部は受光素子に対向し、し
たがつて、光ガイドの先端部から入射された光は
後端部から受光素子に入力される。

CRT画面から光ガイド先端部の面が離される
と、付勢手段の付勢によつて回動して（逆方向へ
の回動）、光ガイドは元の状態に戻る。そうする
と、光ガイドの後端部は受光素子から離れ、光ガ
イドの先端部から光が入射されても、その光は受
光素子に入射されない。

（考案の効果） この考案によれば、光ガイドの先端部の面（ま
たはます目）で画面上の領域を指定しその領域の
光を光ガイドのみを介して受光素子へ導いている
ので、指定位置に多少のずれがあつてもキヤラク
タ等を面として確実に検出でき、しかもそのため
の集光系を必要としないので構成が簡単で安価に
なる。また、先端部の面が画面に対して押しつけ
られたときだけ受光素子に光が入射されるので、
従来のライトペンのように周囲光や外来光によつ
て誤データが入力されることはない。

この考案の上述の目的、その他の目的、特徴お
よび利点は、図面を参照して行う以下の実施例の
詳細な説明から一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの考案の一実施例を示す断面図であ
る。ライトペン１０は、ハウジング１２を含み、
このハウジング１２は、第２図に側面図を、そし
て第３図に下面図をそれぞれ示すように、上部体
１４と下部体１６とで構成される。箱状の上部体
１４および下部体１６は、互いに重ねられて、ビ
ス止めして一体化される。

ハウジング１２の左側には、たとえば透光性プ
ラスチツクなどの光伝導材料からなりかつ長手の
平板状の光ガイド１８が、軸２０によつて、回動
自在に設けられる。光ガイド１８の先端部１８ａ
は所定の鈍角で上方に折り曲げられ、それによつ
て使用者が手でハウジング１２を握つてCRT画
面に対して約15〜60°の角度でその先端部１８ａ
を接触させることができるようにしている。この
折り曲げられた先端部１８ａによつて形成される
面をCRT画面（図示せず）上の所望のキヤラク
タに押しつけて、データ入力を行う。

ハウジング１２の右側からは、上部体１４と下
部体１６とを合体させるときに一緒に嵌め込まれ
るブツシングを介して、コード２２が引き出され
る。

そして、上部体１４と下部体１６とで形成され
るハウジング１２内の内部空間には、シールドケ
ース２４が設けられる。このシールドケース２４
にはコード２２のアースが接続される。

シールドケース２４の底部には、ビスによつて
基板２６が固定される。基板２６上には、後述の
回路を構成する色々な電子部品とともに、受光素
子２８が設けられる。

光ガイド１８を回動自在に支持する軸２０の外
側に、コイルばね３０が装着される。コイルばね
３０の一方端はシールドケース２４に係止され、
その他方端は光ガイド１８の一部に係止される。
したがつて、コイルばね３０の弾発力によつて、
光ガイド１８は、定常的には、矢印Ａ方向（すな
わち回動方向とは逆方向）の弾発力を受け、実線
で示すように、ほぼ水平状態を維持する。

光ガイド１８の先端部１８ａがCRT画面に押
しつけられると、コイルばね３０の付勢力に抗し
て矢印Ｂ方向（回動方向）に回動して、光ガイド
１８は、２点鎖線で示す状態にされる。

回動された光ガイド１８の後端部１８ｂに対応
して、上述の受光素子２８が設けられる。すなわ
ち、受光素子２８の受光面は、光ガイド１８が回
動されたときにだけ、その光ガイド１８の後端部
１８ｂの端面に対向する。

また、基板２６の上面には、光ガイド１８との
間に、マイクロスイツチ３２が設けられる。すな
わち、光ガイド１８が２点鎖線で示す状態に回動
されたとき、マイクロスイツチ３２のアクチユエ
ータ３４が光ガイド１８によつて押し下げられ、
マイクロスイツチ３６はオン状態になる。

より好ましくは、光の散乱による減衰を防ぐた
めに、光ガイド１８の表面には、先端部１８ａの
CRTに接触する面と後端部１８ｂの端面とを除
いて、光反射用塗料が塗布される。また、塗料に
代えてメツキ膜を形成したり、乱反射のための粗
面加工を施してもよい。

第４図はこの実施例の信号処理回路の一例を示
す回路図である。信号処理回路１１に含まれる受
光素子２８のエミツタは接地され、コレクタには
インダクタ３６および抵抗の直列回路を通して、
電圧Vccが印加される。このインダクタ３６およ
び抵抗の直列回路は、CRTからの光に応答しか
つ蛍光灯等の周囲光に応答しないようにするため
に、水平ブランキング周波数帯域の信号のみが通
過可能な一種のバンドパスフイルタとして構成さ
れる。

また、受光素子２８のコレクタは、直流分除去
用のコンデンサを介して、バイアス抵抗３８およ
び４０の直列接続点に接続される。抵抗３８には
電圧Vccが与えられ、抵抗４０の他方端は接地さ
れ、それによつて受光素子２８にバイアスが与え
られる。バイアス抵抗３８および４０の直列接続
点、すなわち受光素子２８の出力は、限流抵抗を
介して、シユミツトトリガ回路４２に接続され
る。シユミツトトリガ回路４２はチヤタリングを
防止する。

シユミツトトリガ回路４２から出力された電圧
は、積分器４４に与えられる。積分器４４は充電
用ダイオード４６およびコンデンサ４８を含む。
ダイオード４６には、放電用抵抗５０が並列接続
される。すなわち、この積分器４４では、コンデ
ンサ４８の充電時にはダイオード４６の経路で、
放電時には抵抗５０の経路で、それぞれ電流が流
れる。したがつて、積分器４４からは、後縁がな
だらかに広がつた出力が得られる。

積分器４４の出力は、波形整形回路５２を経て
積分器５４に入力される。積分器５４は、充電用
抵抗５６およびコンデンサ５８を含む。なお、抵
抗５６には、並列に、放電用ダイオード５８が接
続される。すなわち、この積分器５４では、コン
デンサ５８の充電時には抵抗５６の経路で、放電
時にはダイオード５８の経路で、それぞれ電流が
流れる。したがつて、積分器５４からは、前縁が
なだらかに広がつた出力が得られる。

そして、積分器５４の出力は、波形整形用イン
バータ６２および６４を介して、光検知信号とし
て出力される。

一方、アクチユエータ３４によつて作動するマ
イクロスイツチ３２の一方端子は接地され、他方
端子にはプルアツプ抵抗６６を介して電圧Vccが
印加される。抵抗６６には、チヤタリング防止の
ためのコンデンサ６８が並列接続される。マイク
ロスイツチ３２がオンしたとき、インバータ７０
からハイレベルの信号が出力される。

動作において、画面入力装置１０が手で操作さ
れて、光ガイド１８の先端部１８ａが、その平坦
部分がCRT画面に接触するように、CRT画面に
押しつけられると、光ガイド１８は回動軸２８を
中心として第１図の２点鎖線で示すように回動す
る。そうすると、光ガイド１８の後端部１８ｂの
端面が受光素子２８の受光面と対向するととも
に、アクチユエータ３４が光ガイド１８によつて
押し下げられるため、マイクロスイツチ３２がオ
ンする。

マイクロスイツチ３２がオンすると、インバー
タ７０の出力端子はハイレベルになる。このロー
レベルからハイレベルの立ち上がりは、インバー
タ６４からの信号が有意な信号であるかどうかを
示すトリガ信号として、この画面入力装置１０か
らの光検知信号を利用する回路に与えられる。

一方、前述のように、受光素子２８は、インダ
クタ３６と抵抗の直列回路の共振周波数に基づい
て、すなわちCRTからの光によつてのみ能動化
されるので、もし光ガイド１８の後端部１８ｂか
ら光が入射されると、そのタイミング毎に、イン
バータ６４から光検知信号が出力される。

詳しくいえば、CRT画面にたとえば文字が表
示されることにより、その文字の光が光ガイド１
８の先端部１８ａに入射されると、光は光ガイド
１８中で反射を繰り返しながら後端部１８ｂまで
伝送され、後端部１８ｂの端面から放射される。
その光が受光素子２８で検出されると、受光素子
２８がオンとなる。したがつて、この受光素子２
８からは、たとえば１キヤラクタが８×８ドツト
で表示される場合であれば、第５図Ａに示すよう
に、１水平走査期間毎にピークを持つ８個のパル
ス状の検出信号が得られる。この受光素子２８か
らの信号に応じて電圧Vccからダイオード４６を
経て、積分器４４のコンデンサ４８が、第５図Ｂ
に示すように急速に充電され始める。このように
して、積分器４４が受光素子２８出力のピーク状
パルスを平均化したエンベロープパルスを発生し
ているので、先端部１８ａによる指定位置に多少
のずれがあつても、CRT画面上に表示されてい
るキヤラクタを確実に検出し得る。

コンデンサ４８が充電される前は、インバータ
５２の入力端子はローレベルであるので、光検知
信号の出力端子は、第５図Ｆに示すように、ハイ
レベルである。コンデンサ４８の充電が進行し
て、インバータ５２の出力端子が第５図Ｃに示す
ように、ローレベルに反転すると、積分器５４の
コンデンサ５８の電荷はダイオード６０を通して
放電される。そうすると、インバータ６２の入力
端子は第５図Ｄに示すようにローレベルになるた
め、その出力端子は第５図Ｅに示すようにハイレ
ベルに反転する。このハイレベルは、第５図Ｆに
示すように、インバータ６４によつてローレベル
に反転されて光検知信号として出力される。

このようにして、光ガイド１８がCRT画面に
押しつけられた状態のときのみ、光ガイド１８か
らの光が受光素子２８で検出されるので、誤つた
データが入力されることは殆どない。また、
CRT画面に表示されている文字等のキヤラクタ
を指定したとき、光ガイド１８の先端部１８ａが
キヤラクタのます目を面として検出しているの
で、光点またはドツトを検出する従来のライトペ
ンのように指定位置のずれによる検出誤差もな
い。さらに、もし光ガイド１８が回動しない状態
で光検知信号が出力されたとしても、そのときに
は光ガイド１８の回動に応じて出力されるトリガ
信号がないので、光検知信号が出力されてもその
ときトリガ信号がなければ有意な信号として取り
扱わないようにすれば、データの誤入力は生じな
い。

第５図は上述の実施例の好ましい適用例を示す
ブロツク図である。画面入力装置１０は、コード
２０によつて演算装置７２に接続される。また、
画像発生装置７６で発生された画像はCRT７４
で表示される。

CRT７４に特定の画像が表示された状態で光
ガイド１８の先端部１８ａがCRT７４の画面に
押しつけられると、マイクロスイツチ３２からト
リガ信号が出力され、そのトリガ信号が信号処理
回路１１の能動化信号として与えられる。

同時に、CRT７４の光点からの光が光ガイド
１８によつて信号処理回路１１に導かれ、信号処
理回路１１からは前述のような光検知信号が出力
される。この光検知信号に応答して、演算装置７
２がたとえばその入力されたタイミングによつて
CRT７４の画面上のどの位置が指定されたかを
知り、その位置に表示されていた画像ないしキヤ
ラクタに基づいて必要な処理を実行する。その処
理の終了に応じて、演算装置７２から終了信号が
出力され、画像発生装置７６に与えられる。画像
発生装置７６は、その終了信号に応答して、次の
画像ないしキヤラクタを発生する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す断面図解図
である。第２図は第１図実施例の側面図であり、
第３図は下面図である。第４図は実施例の信号処
理回路の一例を示す回路図である。第５図は第４
図実施例の動作を示す各部波形図である。第６図
はこの実施例の好ましい適用例を示すブロツク図
である。 図において、１２はハウジング、１８は光ガイ
ド、１８ａは先端部、１８ｂは後端部、２８は受
光素子、３０はコイルばね、３２はマイクロスイ
ツチを示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 光伝導材料からなる長手平板で形成され、そ
   の先端部が前記ハウジングから突出しかつ検出
   される画面に接触可能なように所定の鈍角に折
   り曲げられた光ガイド、 前記光ガイドの後端部を前記ハウジング内に
   収納した状態で、光ガイドを一定方向に回動自
   在に支持する支持部材、 前記光ガイドを前記一定方向とは逆方向に付
   勢するための付勢手段、および 前記付勢に抗して前記光ガイドが回動したと
   きの前記光ガイドの後端部に対応する位置に設
   けられ、前記付勢に抗して前記光ガイドが回動
   したときに前記後端部から入射される光を受光
   する受光素子を備える、画面入力装置。 ２ 前記付勢手段は、ばねを含み、さらに 前記ばねの弾発力に抗つて前記光ガイドが回
   動されたときにオンされるスイツチを備える、
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の画面入力
   装置。