JPH08240407A

JPH08240407A - 位置検出入力装置

Info

Publication number: JPH08240407A
Application number: JP4288595A
Authority: JP
Inventors: Naotomi Murakami; 直臣村上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、タブレット盤等の置く空間をなく
し、作業性，操作性のよい解像度に優れた位置検出入力
装置を提供することを目的とする。【構成】所定間隔で配置された２つの赤外線ＣＣＤカ
メラ２ａ，２ｂを有する赤外線位置検出部１と、座標位
置の指標となる赤外線ＬＥＤ３を有する座標入力部４
と、赤外線位置検出部１にリセット信号を入力するリセ
ット信号回路１０と水平クロック信号を入力する水平ク
ロック回路１２と垂直クロック信号を入力する垂直クロ
ック回路１１と、各赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂから
出力される映像信号から赤外線ＬＥＤ３のピーク位置を
検出しピーク検出信号を生成する映像信号ピーク検出回
路１３ａ，１３ｂと、映像信号ピーク検出信号等から赤
外線ＬＥＤ３の座標位置を算出する演算回路１５と、座
標位置をコンピュータ等に送信するためのインターフェ
ース回路１６と、を備えた構成をしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の入力
装置であり、特に図形等の描画をコンピュータに入力す
るデジタイザ，タブレットやペン入力装置等の位置検出
入力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ等の情報機器の高速
度，高性能化、及び、表示装置の高解像度化，大型化と
ともに、画像の高解像度化，カラー化が進み、図形入
力，編集を行うことが容易になり、図形等の入力装置の
開発が盛んに行われている。簡易型で、省スペースでの
操作が可能なマウス等が図形入力装置として現在最も利
用されているが、座標入力の微調整が難しく、また、図
面等の原紙からデータをなぞってコンピュータ等に入力
することができず、デジタイザやタブレット等が必要と
されている。一般に、タブレット等は座標位置を入力、
検出するためにある程度の占有面積（例えば、２５×３
５ｃｍ²）を有するタブレット盤が用いられている。

【０００３】以下に従来の位置検出入力装置について説
明する。図４は、従来の位置検出入力装置の１つである
タブレット装置の構成を示す要部斜視図である。２１は
タブレット盤、２２はタブレット盤２１の内部に設けら
れた所定の間隔をおいて配列されたＸ方向電極、２３は
Ｘ方向電極２２の上部にある空間を設けてマトリックス
状に交差するように配列されたＹ方向電極である。又、
２４はタブレット盤２１の平面状を軽く当てて移動させ
るペンである。

【０００４】以上のように構成された位置検出入力装置
について、以下その動作について説明する。タブレット
盤２１を構成する位置検出盤が複数の細い電極であるＸ
方向電極２２、Ｙ方向電極２３が一定の間隔で配置さ
れ、その複数の電極に一定の時間間隔で、それらの配列
の順番に一定の電圧が供給されて、電圧供給がＸ方向、
Ｙ方向に走査される。ペン２４をタブレット盤２１の上
で軽く当てると、当てた所のＸ方向電極２２の少なくと
も一つの電極とＹ方向電極２３の少なくとも一つの電極
が接触し、その電極のＸ，Ｙ方向の各電極の位置によ
り、平面状の座標位置を算出できる。この座標位置がコ
ンピュータに送信され、動作しているＣＡＤ，ＣＡＭ等
のソフトウェアにより処理され、図形等が画面に表示さ
れる。タブレット盤２１の各電極の配列密度により入力
精度、操作性が決定されるとともに、入力する図面等の
大きさにより使用するタブレット盤２１等の大きさ（占
有面積）が決定される。

【０００５】また、磁気又は光電方式等を用いるタブレ
ット盤があるが、装置は概して大きく同様に作業台等に
大きな設置スペースを要する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、コンピュータの表示装置、キーボード等に
近接して、操作性よくタブレット盤２１を置く必要があ
り、作業台にかなりの占有面積を要するという問題点を
有していた。特に、タブレット盤２１を使用していない
ときに、余分な空間を必要とする問題点を有していた。
また、タブレット盤２１等は手で操作されるため、マト
リックス状の導線電極の配列精度により、手で操作でき
る解像度が決定され、微調整に熟練を要し、高解像度を
要求するにしたがい、装置が非常に高価になるという問
題点を有していた。また、原稿図面等を入力する場合、
原稿図面等をタブレット盤２１のサイズに調整する必要
があり、解像度等に問題点を有していた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、小型軽量の位置検出装置及び赤外線内蔵の入力装置
により、作業台にタブレット盤等を置くスペースを無く
し、表示装置に容易に描画が可能で、作業性の良い精度
の高い位置検出に優れた位置検出入力装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載の位置検出入力装置は、所定
の間隔で配置された２つの赤外線ＣＣＤカメラを有する
赤外線位置検出部と、座標位置の指標となる赤外線ＬＥ
Ｄを有する座標入力部と、赤外線位置検出部にリセット
信号を入力するリセット信号回路と、赤外線位置検出部
に水平クロック信号を入力する水平クロック回路と、赤
外線位置検出部に垂直クロック信号を入力する垂直クロ
ック回路と、各赤外線ＣＣＤカメラから出力される映像
信号から赤外線ＬＥＤのピーク位置を検出しピーク検出
信号を生成する映像信号ピーク検出回路と、ピーク検出
信号等から赤外線ＬＥＤの座標位置を計算する演算回路
と、座標位置等をコンピュータ等に送信するためのイン
ターフェース回路と、を備えた構成を有している。

【０００９】本発明の請求項２に記載の位置検出入力装
置は、請求項１において、赤外線位置検出部が赤外線Ｃ
ＣＤカメラへのレンズ倍率を可変にできるレンズ調整回
路部を備えた構成を有している。

【００１０】本発明の請求項３に記載の位置検出入力装
置は、請求項１又は２において、座標位置を表示素子等
に顕示する表示回路、又は、座標位置が赤外線位置検出
部の２つの赤外線ＣＣＤカメラの少なくともいずれか１
つが撮影範囲を外れたとき警告音を発生する音声回路部
を備えた構成を有している。

【００１１】ここで、赤外線ＬＥＤを有する座標入力部
としては、形状がペン型であり、ペンの両端部又はその
周辺に赤外線ＬＥＤ等を取り付けたものが用いられる。
又、インターフェース回路とコンピュータ等の信号の送
受信は、接続ケーブル又は光信号により無線で送信する
ことも可能である。特に、無線でデータを送信すること
により、ケーブル等の配線が省略でき、自由に位置検出
入力装置を配置することができる。

【００１２】

【作用】この構成によって、本発明の位置検出入力装置
は、作業台等の上で赤外線ＬＥＤを用いたペン等の座標
入力部を用いて図形等を描画すると、上部に設置した２
つの赤外線ＣＣＤカメラを用いた赤外線位置検出部によ
り、それぞれの赤外線ＣＣＤカメラが赤外線ＬＥＤの位
置に強いピークを検出し、それぞれの赤外線ＣＣＤカメ
ラの映像信号ピーク検出回路からのピーク検出信号によ
り、その時の水平クロック数及び垂直クロック数を読み
取り、演算回路により座標位置データに変換することが
できる。これをインターフェース回路により、コンピュ
ータ等に座標位置データを送信し、図形等を表示画面に
表示することができる。

【００１３】また、赤外線位置検出部が赤外線ＣＣＤカ
メラへのレンズ倍率を可変にできるレンズ調整回路部を
備えたことにより、入力する原稿等のサイズに合わせて
赤外線ＬＥＤ等が検出する撮影範囲を設定できるので、
原稿からの図形等が容易に入力できる。

【００１４】また、位置検出入力装置に座標位置を表示
素子等に顕示する表示回路を備えることにより、特に、
撮影範囲外にペンがきたとき、視覚的に知ることがで
き、操作性を向上することができる。又、位置検出入力
装置に座標位置が２つの赤外線ＣＣＤカメラが撮影範囲
の少なくともいずれか１つから外れたとき警告音を発生
する音声回路部を備えたことにより、作業性，操作性を
向上することができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例における位置検出入力
装置について、図面を参照しながら説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例における位置検出
入力装置の構成を示すブロック図である。１は赤外線位
置検出部、２ａ，２ｂは赤外線位置検出部１内に配列さ
れた２つの赤外線ＣＣＤカメラであり、水平方向に距離
Ｌの間隔をあけて配列されている。３は赤外線ＬＥＤ、
４は赤外線ＬＥＤ３からの赤外線を上方に向けて放射す
るようにその先端に赤外線ＬＥＤ３を配置したペン型の
座標入力部である。５はコントロール部、６はコントロ
ール部５において生成され赤外線位置検出部１の赤外線
ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂに入力されるリセット信号、７
はコントロール部５において生成され赤外線ＣＣＤカメ
ラ２ａ，２ｂに入力され垂直走査のための垂直クロック
信号、８はコントロール部５において生成され赤外線Ｃ
ＣＤ２ａ，２ｂに入力される水平走査のための水平クロ
ック信号で、赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂはリセット
信号６、垂直クロック信号７、水平クロック信号８の入
力に応じてＸ−Ｙ方向の走査を開始する。９ａ，９ｂは
赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂより出力される映像信号
である。１０はリセット信号６を発生するリセット信号
回路、１１は垂直クロック信号７を発生する垂直クロッ
ク回路、１２は水平クロック信号７を発生する水平クロ
ック回路である。１３ａ，１３ｂは映像信号９ａ，９ｂ
をもとに波形のピークを検出し水平クロック信号８の周
期にあわせてピーク信号を発生するピーク検出回路であ
る。又、１４ａ，１４ｂは、ピーク検出回路１３ａ，１
３ｂから得られたピーク検出信号である。１５は座標位
置を算出する演算回路である。１６は演算回路１５によ
り算出された座標位置をコンピュータ（図示せず）に送
信するインターフェース回路である。また、１７は演算
回路１５により算出された座標位置を表示する表示回路
である。また、図示していないが、赤外線位置検出部１
の撮影範囲以外にペン型の座標入力部４が位置すると、
警告音等を発生する音声回路部を備えることにより、操
作性を向上させることができる。また、赤外線ＣＣＤカ
メラ２ａ，２ｂにレンズ倍率調整回路部又は焦点距離調
整回路部を設けることにより、原稿サイズの大きさ、入
力精度の要求又は作業スペースに応じて解像度、検出範
囲を設定でき、操作性を向上させることができる。

【００１７】尚、本実施例ではコントロール部５を赤外
線位置検出部１と別体に構成したが、前述の各回路を小
型化することにより、コントロール部５を赤外線位置検
出部１に一体化することも可能である。

【００１８】以上のように構成された位置検出入力装置
について、図２を用いてその動作を説明する。図２は本
発明の一実施例の位置検出入力装置の信号波形を示すタ
イミングチャートである。まず、リセット信号６、垂直
クロック信号７、水平クロック信号８が同時に２つの赤
外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂに入力される。これらの入
力信号により、赤外線位置検出部１は、２つの赤外線Ｃ
ＣＤカメラ２ａ，２ｂからの映像信号９ａ，９ｂをコン
トロール部５に入力する。通常の赤外線ＣＣＤカメラ２
ａ，２ｂでこのペン型の座標入力部４を撮影するとペン
自体が撮影されるが、露出を絞った赤外線ＣＣＤカメラ
２ａ，２ｂで撮影すると、赤外線ＬＥＤ３の発光部のみ
が撮影され、他の物は撮影されず黒色となる。従って、
それぞれの赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂの映像信号９
ａ，９ｂには赤外線ＬＥＤ３の位置に相当するところ
に、強いピーク信号１８ａ，１８ｂが現れる。そこで、
それぞれのピーク信号１８ａ，１８ｂはピーク検出回路
１３ａ，１３ｂで検出され、ピーク検出信号１４ａ，１
４ｂとして演算回路１５に送信される。また、演算回路
１５では、コントロール部５のＲＯＭ（図示せず）にあ
らかじめ計算された変換テーブル（図示せず）により、
赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂにピーク信号１８ａ，１
８ｂが現れたところが赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂの
基準となる原点から何度の角度の位置にあるかが判るの
で、その２つの角度情報と２つの赤外線ＣＣＤカメラ２
ａ，２ｂの距離Ｌによりペン型の座標入力部４の座標位
置を計算することができる。この得られた座標位置をイ
ンターフェース回路１６を介してコンピュータ等にデー
タを送信し、表示画面（図示せず）等に表示される。

【００１９】以上のように動作する位置検出入力装置に
ついて、図３を用いて座標位置の算出方法を説明する。
２つの赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂにより、赤外線Ｌ
ＥＤ３を備えたペン型の座標入力部４の位置を示すピー
ク検出信号１４ａ，１４ｂが検出され、リセット信号６
からの垂直クロック信号７の位置と、水平クロック信号
８の位置により赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂにおける
２次元座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）が求められ
る。ここで、各座標の原点は適宜決定されるが、ここで
は各赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，２ｂの撮影範囲の左下隅
を原点にとる。これから、赤外線ＣＣＤカメラ２ａ、２
ｂにおける赤外線ＬＥＤ３の原点からの角度α，βは以
下の（数１）より求められる。

【００２０】

【数１】

【００２１】この（数１）から２つの赤外線ＣＣＤカメ
ラ２ａ，２ｂからの赤外線ＬＥＤ３のペンの角度α、β
が算出できる。ここで、１つの赤外線ＣＣＤカメラ２ａ
の位置を原点にとり、２つの赤外線ＣＣＤカメラ２ａ，
２ｂの距離をＬとすると、図３に示すように、直線
（ａ），（ｂ）の式は（数２）で表される。

【００２２】

【数２】

【００２３】この（数２）の２つの連立一次方程式を解
くことにより赤外線ＬＥＤ３のペン型の座標入力部４の
座標位置を算出できる。ここで、演算回路１５の演算速
度を上げるために、角度α、βによる座標位置の算出の
ための変換テーブルを設けることにより、即座に座標位
置を求めることができ、スムーズな図形等の入力ができ
る。

【００２４】以上のように本実施例によれば、タブレッ
ト盤等を作業台等におく必要がなく、作業台のある空間
を利用して図形等の入力において正確に座標位置を検出
することができるので、作業台等の有効活用ができる。
また、原稿等が束ねてあっても、その上で図形等の位置
入力作業を行うことができる。又、原稿に図面等が記載
されていた場合、レンズ倍率調整回路部等により原稿の
サイズに合わせて撮影範囲を可変設定でき、解像度の設
定ができるので、操作性、利便性を向上させることがで
きる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は、２つの赤外線Ｃ
ＣＤカメラを組み込んだ赤外線位置検出部と赤外線ＬＥ
Ｄを内蔵したペン等の座標入力部により、コンピュータ
が設置してある上部の適当な位置に設定した小型の位置
検出装置の撮影範囲内で容易に座標入力ができ、作業ス
ペースの有効活用及び作業性に優れた位置検出入力装置
を実現することができる。

【００２６】さらに、赤外線ＣＣＤカメラにレンズ倍率
調整機構等を設けることにより、入力サイズ，入力精度
の要求，作業スペースに応じて解像度，検出範囲を設定
できるさらに操作性に優れた位置検出入力装置を実現す
ることができる。

【００２７】さらに、座標位置を表示素子に顕示する表
示回路、又は、座標位置が２つの赤外線位置検出部のい
ずれか１つの撮影範囲を外れたとき警告音を発生する音
声回路部を備えたことにより、作業性，操作性に優れた
位置検出入力装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における位置検出入力装置の
構成を示すブロック図

【図２】本発明の一実施例における位置検出入力装置の
各信号波形のタイミングチャート

【図３】本発明の一実施例における位置検出入力を示す
ｘ−ｙ座標図

【図４】従来の位置検出入力装置であるタブレット盤を
用いたペン入力装置の要部分解斜視図

【符号の説明】

１赤外線位置検出部２ａ，２ｂ赤外線ＣＣＤカメラ３赤外線ＬＥＤ４座標入力部５コントロール部６リセット信号７垂直クロック信号８水平クロック信号９ａ，９ｂ映像信号１０リセット信号回路１１垂直クロック回路１２水平クロック回路１３ａ，１３ｂピーク検出回路１４ａ，１４ｂピーク検出信号１５演算回路１６インターフェース回路１７表示回路１８ａ，１８ｂピーク信号２１タブレット盤２２Ｘ方向電極２３Ｙ方向電極２４タッチペン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の間隔で配置された２つの赤外線ＣＣ
Ｄカメラを有する赤外線位置検出部と、座標位置の指標
となる赤外線ＬＥＤを有する座標入力部と、前記赤外線
位置検出部にリセット信号を入力するリセット信号回路
と、前記赤外線位置検出部に水平クロック信号を入力す
る水平クロック回路と、前記赤外線位置検出部に垂直ク
ロック信号を入力する垂直クロック回路と、各前記赤外
線ＣＣＤカメラから出力される映像信号から前記赤外線
ＬＥＤのピーク位置を検出しピーク検出信号を生成する
映像信号ピーク検出回路と、前記映像信号ピーク検出信
号等から前記赤外線ＬＥＤの座標位置を算出する演算回
路と、前記座標位置をコンピュータ等に送信するための
インターフェース回路と、を備えたことを特徴とする位
置検出入力装置。
【請求項２】前記赤外線位置検出部が前記赤外線ＣＣＤ
カメラへのレンズ倍率を可変にできるレンズ調整回路部
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出入
力装置。
【請求項３】前記座標位置を表示素子に顕示する表示回
路、又は、前記座標位置が前記赤外線位置検出部の２つ
の前記赤外線ＣＣＤカメラのいずれか１つの撮影範囲を
外れたとき警告音を発生する音声回路部を備えたことを
特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出入力装置。