JPH077323B2 - 光学式位置入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、外乱光により誤検出を生じさせないように改
善した光学式位置入力装置に関するものである。

（従来の技術） 光学式位置入力装置は、CRTディスプレイやLCD等の画像
表示装置の前面に配置されて、コンピュータ等への位置
入力に用いられている。そして、CRTディスプレイ等の
画面の前面外周のＸ軸方向とＹ軸方向に発光素子と受光
素子を対向させて多数組配列し、これらの発光素子と受
光素子をマルチプレクサで順次選択的に駆動走査し、こ
の走査中に指等で光信号が遮断されたことを検出して位
置信号を得るように構成されている。

ところで、外乱光が受光素子に照射されると、発光素子
から出力された光信号が指等で遮断されたにもかかわら
ず、受光素子から出力される受光信号は所定の値以下に
低下しない場合がある。このため、外乱光により誤検出
を生じ易い。

そこで、この外乱光による影響を排除する技術が特公昭
61-25161号公報に示されている。この公告公報に記載さ
れた技術は、発光素子とこれに対向する受光素子が選択
駆動される直前に、受光素子から外乱光の照射による受
光信号を出力させるとともに保持させる。さらに、選択
駆動された受光素子から出力された受光信号から直前に
保持した外乱光による受光信号を減算して、光信号が遮
断されたか否かを判別する信号とするものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記公告公報に記載される技術にあっては、選択駆動さ
れる直前に受光素子に外乱光のみが照射されるならば、
選択駆動される時点に最も近い外乱光に応じた受光信号
を選択駆動された受光素子から出力される受光信号から
減算でき、外乱光の影響を排除するための補正が強さが
変化する外乱光にほぼ正確に追従することができる。

ところで、位置信号を画像面上で細かく検出するために
は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に配列する発光素子および
受光素子のピッチを細かくしなければならない。ところ
が、発光素子は広い指向性であるため、出力された光信
号が対向する受光素子のみらなず、隣接して配置された
対向しない受光素子にも照射され易い。このために、上
記公告公報に記載された技術では、発光素子から出力さ
れる光信号で照射される幅より細かいピッチで受光素子
を配列できないという不具合がある。なお、発光素子の
指向性を鋭くすることは、発光素子が高価なものとな
り、実際的な解決技術とはならない。

本発明の目的は、上記した従来の光学式位置入力装置の
問題点を解決すべくなされたもので、外乱光による影響
を実用上排除できる光学式位置入力装置を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明の光学式位置入力
装置は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の２辺にそれぞれ複数の発
光素子を配列するとともに、これらの発光素子に対向さ
せて他の２辺のＸ軸方向とＹ軸方向に複数の受光素子を
配列し、前記複数の発光素子を第１のマルチプレクサで
順次選択的に切り換え駆動走査するとともに、この駆動
走査された発光素子に対向する受光素子を第２のマルチ
プレクサで順次選択し、前記駆動された発光素子から出
力された光信号を対向する受光素子が受光しないとき
に、前記受光素子が受光できなかったことを示す位置信
号を出力する光学式位置入力装置において、前記Ｘ軸方
向の発光素子が選択駆動走査されている際にＹ軸方向の
受光素子を選択するとともに前記Ｙ軸方向の発光素子が
選択駆動走査されている際にＸ軸方向の受光素子を選択
する第３のマルチプレクサを設け、この第３のマルチプ
レクサによって選択された受光素子から出力される外乱
光による受光信号をメモリに記憶させ、さらに前記第２
のマルチプレクサでＸ軸方向の受光素子が選択される際
に前記メモリに記憶させたＸ軸方向の受光信号を読み出
し、第２のマルチプレクサでＹ軸方向の受光素子が選択
される際に前記メモリに記憶させたＹ軸方向の受光信号
を読み出し、減算器により前記第２のマルチプレクサで
選択された受光素子から出力された受光信号から前記メ
モリから読み出された受光信号を減算し、この減算器の
出力を前記駆動された発光素子から出力された光信号を
対向する受光素子が受光したか否かを判別する信号とす
るよう構成されている。

（作用） Ｘ軸方向の発光素子と受光素子を駆動走査中に、Ｙ軸方
向の受光素子からの外乱光の照射により出力される受光
信号をメモリに記憶させ、次にＹ軸方向の駆動走査で選
択された受光素子から出力される受光信号から、メモリ
から読み出されたＹ軸方向の受光信号を減算させるの
で、外乱光による受光信号を出力させる際には、この受
光素子に発光素子から出力される光信号が照射されるこ
とがなく、受光素子を細かいピッチで配列でき、しかも
外乱光による影響が確実に排除される。また、同様にし
てＸ軸方向の受光素子から出力される受光信号から外乱
光による影響が排除される。

（実施例の説明） 以下、本発明の実施例を添付の図を参照して説明する。
添付の図は、本発明の光学式位置入力装置の一実施例の
ブロック回路図である。

図において、CRTディスプレイ等の画像表示装置の前面
外周に、Ｘ軸方向とＹ軸方向の隣接する２辺に多数の発
光素子たる発光ダイオードL1〜Lnが配列され、これらの
発光ダイオードL1〜Lnに対向してＸ軸方向とＹ軸方向の
隣接する他の２辺に受光素子たるフォトトランジスタP1
〜Pnが配列されている。ここで、Ｘ軸方向に発光ダイオ
ードL1〜Lmと受光素子P1〜Pmが配列され、Ｙ軸方向に発
光ダイオードＬ（ｍ＋１）〜Lnと受光素子Ｐ（ｍ＋１）
〜Pnが配列されているものとする。そして、発光ダイオ
ードL1〜LnのカソードとフォトトランジスタP1〜Pnのエ
ミッタはともに接地されている。また、発光ダイオード
L1〜Lnのアノードは、第１のマルチプレクサ１に接続さ
れ、その共用ラインが駆動用トランジスタＱのエミッタ
に接続されている。この駆動用トランジスタＱのベース
に、駆動回路２から駆動用クロック信号が与えられ、コ
レクタは電源端子に接続されている。そして、フォトト
ランジスタP1〜Pnのコレクタは、第２と第３のマルチプ
レクサ3,4に接続されている。この第２のマルチプレク
サ３の共用ラインは、減算器５の一方の入力端に接続さ
れ、また第３のマルチプレクサ４の共用ラインは、A/D
変換器６に接続されている。さらに、このA/D変換器６
の出力端はメモリ７の入力端に接続され、メモリ７の出
力端はD/A変換器８の入力端に接続され、このD/A変換器
８の出力端は減算器５の他方の入力端に接続されてい
る。そしてさらに、減算器５の出力端は、光信号が遮断
されたか否かを判別する判別回路（図示せず）に接続さ
れている。なお、第１と第２のマルチプレクサ1,3およ
びメモリ７の読み出しは、制御回路９から出力される第
１のスキャン信号S1で適宜に制御され、第２のマルチプ
レクサ４とメモリ７の記憶は制御回路９から出力される
第２のスキャン信号S2で適宜に制御されている。

かかる構成において、まず制御回路９から出力される第
１のスキャン信号S1により、第１と第２のマルチプレク
サ1,3は、Ｘ軸方向の発光ダイオードL1〜Lmおよびフォ
トトランジスタP1〜Pmを駆動走査させる。この間に、制
御回路９から出力される第２のスキャン信号S2により、
第３のマルチプレクサ４は、Ｙ軸方向のフォトトランジ
スタＰ（ｍ＋１）〜Pnを順次に選択し、外乱光の照射に
より出力される受光信号をA/D変換器６でデジタル値に
変換し、さらにメモリ７に記憶させる。これにつづい
て、第１のスキャン信号S1により第１と第２のマルチプ
レクサ1,3は、Ｙ軸方向の発光ダイオードＬ（ｍ＋１）
〜LnおよびフォトトランジスタＰ（ｍ＋１）〜Pnを駆動
走査させる。この間に、第２のスキャン信号S2により、
第３のマルチプレクサ４は、Ｘ軸方向のフォトトランジ
スタP1〜Pmを順次に選択し、外乱光の照射により出力さ
れる受光信号をデジタル値としてメモリ７に記憶させ
る。

次に、再度第１のスキャン信号S1により、第１と第２の
マルチプレクダ1,3はＸ軸方向の発光ダイオードL1〜Lm
およびフォトトランジスタP1〜Pmを駆動走査させ、フォ
トトランジスタP1〜Pmから出力される受光信号が減算器
５に順次に与えられる。これと同時に、選択されたフォ
トトランジスタに対応する先にメモリ７に記憶された外
乱光による受光信号が順次に読み出され、D/A変換器８
でアナログ値に変換されて減算器５に与えられる。これ
につづいて、再度第１のスキャン信号S1により、第１と
第２のマルチプレクサ1,3はＹ軸方向の発光ダイオード
Ｌ（ｍ＋１）〜LnおよびフォトトランジスタＰ（ｍ＋
１）〜Pnを駆動走査させ、フォトトランジスタＰ（ｍ＋
１）〜Pnから出力される受光信号と、これに対応してメ
モリ７から読み出された外乱光による受光信号が減算器
５に与えられる。

なお、第１と第２のマルチプレクサ1,3がＸ軸方向で走
査されている間は、第３のマルチプレクサ４はＹ軸方向
で走査されて外乱光による受光信号がメモリ７に記憶さ
れ、第１と第２のマルチプレクサ1,3がＹ軸方向で走査
されている間は、第３のマルチプレクサ４はＸ軸方向で
走査されて外乱光による受光信号がメモリ７に記憶され
ている。

したがって、減算器５からは選択されたフォトトランジ
スタから出力される受光信号から、先に外乱光により出
力された受光信号が減算されて外乱光による影響の排除
された信号が出力される。そして、Ｘ軸方向の発行ダイ
オードL1〜Lmを駆動走査中に、Ｙ軸方向のフォトトラン
ジスタＰ（ｍ＋１）〜Pnの外乱光による受光信号を記憶
させ、Ｙ軸方向の発光ダイオードＬ（ｍ＋１）〜Lnを駆
動走査中に、Ｘ軸方向のフォトトランジスタP1〜Pmの外
乱光による受光信号を記憶させるので、発光ダイオード
L1〜Lnから出力される光信号が外乱光による受光信号を
検出するフォトトランジスタP1〜Pnに照射されることが
ない。このため、発光ダイオードL1〜Lnの指向性を鋭く
する必要なしにフォトトランジスタP1〜Pnを細かなピッ
チで配列して、位置入力を細かく検出することができ
る。

上記実施例では、第３のマルチプレクサ４が全数のフォ
トトランジスタP1〜Pnを順次選択して外乱光による受光
信号をメモリ７に逐次記憶させるように説明したが、こ
れに限られず、第３のマルチプレクサ４はＸ軸およびＹ
軸方向にそれぞれ数個の特定のフォトトランジスタを選
択し、Ｘ軸方向とＹ軸方向でそれぞれ選択されたフォト
トランジスタの外乱光による受光信号の平均をメモリ７
に記憶させるようにしても良い。すなわち、CRTディス
プレ等の画像表示装置のＸ軸およびＹ軸方向の例えば中
央と両側の３個のフォトトランジスタに照射される外乱
光の平均でそれぞれＸ軸およびＹ軸方向の外乱光の影響
とするものである。このように、特定のフォトトランジ
スタに照射される外乱光の平均で、Ｘ軸およびＹ軸方向
のそれぞれの辺に与えられる外乱光の影響とすることに
より、メモリ７の記憶容量が少なくて良く、またA/D変
換器およびD/A変換器6,8の動作速度が遅くても良く、安
価に構成できる。特に、小型の光学式位置入力装置で
は、Ｘ軸およびＹ軸方向の中央付近の１個のフォトトラ
ンジスタに照射される外乱光で代表させても、実用上充
分である。

なお、メモリ７に記憶される受光信号は、A/D変換器６
でデジタル値に変換されたものに限らず、アナログ値の
まま記憶させるものであっても良いことは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光学式位置入力装置は、
外乱光による影響を排除することができるので、外乱光
が変化し易い場所で確実に位置入力の有無を識別し得
る。また、受光信号を細かいピッチで配列でき、画像面
上で位置信号の細かな検出が可能であるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の光学式位置入力装置の一実施例のブロッ
ク回路図である。 L1〜Ln:発光ダイオード、P1〜Pn:フォトトランジスタ、
1:第１のマルチプレクサ、3:第２のマルチプレクサ、4:
第３のマルチプレクサ、5:減算器、7:メモリ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ軸方向とＹ軸方向の２辺にそれぞれ複数
   の発光素子を配列するとともに、これらの発光素子に対
   向させて他の２辺のＸ軸方向とＹ軸方向に複数の受光素
   子を配列し、前記複数の発光素子を第１のマルチプレク
   サで順次選択的に切り換え駆動走査するとともに、この
   駆動走査された発光素子に対向する受光素子を第２のマ
   ルチプレクサで順次選択し、前記駆動された発光素子か
   ら出力された光信号を対向する受光素子が受光しないと
   きに、前記受光素子が受光できなかったことを示す位置
   信号を出力する光学式位置入力装置において、前記Ｘ軸
   方向の発光素子が選択駆動走査されている際にＹ軸方向
   の受光素子を選択するとともに前記Ｙ軸方向の発光素子
   が選択駆動走査されている際にＸ軸方向の受光素子を選
   択する第３のマルチプレクサを設け、この第３のマルチ
   プレクサによって選択された受光素子から出力される外
   乱光による受光信号をメモリに記憶させ、さらに前記第
   ２のマルチプレクサでＸ軸方向の受光素子が選択される
   際に前記メモリに記憶させたＸ軸方向の受光信号を読み
   出し、第２のマルチプレクサでＹ軸方向の受光素子が選
   択される際に前記メモリに記憶させたＹ軸方向の受光信
   号を読み出し、減算器により前記第２のマルチプレクサ
   で選択された受光素子から出力された受光信号から前記
   メモリから読み出された受光信号を減算し、この減算器
   の出力を前記駆動された発光素子から出力された光信号
   を対向する受光素子が受光したか否かを判別する信号と
   することを特徴とした光学式位置入力装置。
2. 【請求項２】前記第３のマルチプレクサは、Ｘ軸および
   Ｙ軸方向に配列した受光素子の数より少ない個数の受光
   素子を選択し、Ｘ軸およびＹ軸方向ごとにそれぞれ前記
   選択された受光素子の受光信号の平均値を前記メモリに
   記憶させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光学式位置入力装置。