JPH10320102A - 光学式手書き文字図形入力装置 - Google Patents
光学式手書き文字図形入力装置Info
- Publication number
- JPH10320102A JPH10320102A JP14863097A JP14863097A JPH10320102A JP H10320102 A JPH10320102 A JP H10320102A JP 14863097 A JP14863097 A JP 14863097A JP 14863097 A JP14863097 A JP 14863097A JP H10320102 A JPH10320102 A JP H10320102A
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- Japan
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- light
- input
- pen
- input pen
- inputted
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 細く収束した走査光をペンで受光する方式で
は、ペンの受光部が入力面と等距離を保つ必要があり、
ペンを多少傾けたり、浮上させて大体の位置を検出する
ような使い方が出来ず、操作性が良くないという問題が
あった。 【解決手段】 指向性のある光をシリンドリカルレンズ
で入力面に垂直方向に線状の光に整形させ、回転走査で
帯状にすることによって、この帯状幅内で、安定して受
光することができる。
は、ペンの受光部が入力面と等距離を保つ必要があり、
ペンを多少傾けたり、浮上させて大体の位置を検出する
ような使い方が出来ず、操作性が良くないという問題が
あった。 【解決手段】 指向性のある光をシリンドリカルレンズ
で入力面に垂直方向に線状の光に整形させ、回転走査で
帯状にすることによって、この帯状幅内で、安定して受
光することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の情報
処理装置に二次元的位置座標値を入力する目的で、光を
利用して入力面に入力された手書き文字や図形の入力位
置座標を検知する光学式手書き文字図形入力装置に関す
るものである。
処理装置に二次元的位置座標値を入力する目的で、光を
利用して入力面に入力された手書き文字や図形の入力位
置座標を検知する光学式手書き文字図形入力装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、入力面に手書きして入力面での二
次元座標を入力するための位置座標を検知する方式の手
書き文字図形入力装置としては、各種のデジタイザー、
タブレットおよびタッチセンサーパネルなどと呼ばれる
ものがある。これらはコンピュータの入力機器や手書き
文字図形端末機器、設計図面作成機として実用化されて
いる。この手書き文字図形入力装置の入力位置座標検出
方式には電磁結合方式、抵抗方式、静電結合方式、感圧
方式、超音波方式、光方式および機械方式等がある。具
体例としては抵抗シートや導電シートを一定の間隔をも
って重ねたタッチパネル方式や、ＣＲＴデイスプレイに
ライトペンを当てる方式がある。
次元座標を入力するための位置座標を検知する方式の手
書き文字図形入力装置としては、各種のデジタイザー、
タブレットおよびタッチセンサーパネルなどと呼ばれる
ものがある。これらはコンピュータの入力機器や手書き
文字図形端末機器、設計図面作成機として実用化されて
いる。この手書き文字図形入力装置の入力位置座標検出
方式には電磁結合方式、抵抗方式、静電結合方式、感圧
方式、超音波方式、光方式および機械方式等がある。具
体例としては抵抗シートや導電シートを一定の間隔をも
って重ねたタッチパネル方式や、ＣＲＴデイスプレイに
ライトペンを当てる方式がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術による
手書き文字図形入力装置はＣＲＴ、液晶等のディスプレ
ーパネルの前面に戴置した場合、ディスプレーパネルの
形状や構造に対応できなかったり、機能的な制約があっ
たり、構造が複雑になり特に大型化は困難であるという
問題があった。又、光方式に於いても、光を細く収束し
た走査光をペンで受光する方式では、ペン先が常に入力
面と垂直に接触するようにして、受光部の位置が入力面
と一定高さの距離を保つ必要があり、多少傾けたり、又
はペン先を入力面に接触させず浮上させて大体の位置を
検出するような使い方は出来ず、操作性が良くないとい
う問題があった。
手書き文字図形入力装置はＣＲＴ、液晶等のディスプレ
ーパネルの前面に戴置した場合、ディスプレーパネルの
形状や構造に対応できなかったり、機能的な制約があっ
たり、構造が複雑になり特に大型化は困難であるという
問題があった。又、光方式に於いても、光を細く収束し
た走査光をペンで受光する方式では、ペン先が常に入力
面と垂直に接触するようにして、受光部の位置が入力面
と一定高さの距離を保つ必要があり、多少傾けたり、又
はペン先を入力面に接触させず浮上させて大体の位置を
検出するような使い方は出来ず、操作性が良くないとい
う問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の問題点を
解決するためになされたもので、文字或いは図形の入力
時に受光機能を有する入力ペンと、該入力ペンの入力用
の入力面と平行な平面を、回転機構にとりつけられた反
射鏡で回転走査する指向性のある光と、該指向性のある
光の回転角度検出部を有する回転機構と、該回転機構の
基準の位置を検出する装置とを具備し、前記ペンで受光
した光の位置、即ち前記入力面における入力ペンのＸ，
Ｙ座標を、回転機構の角度や光の検出部からの経過時間
を基に算出する光学式手書き文字図形入力装置におい
て、前記指向性のある光が垂直方向に線状に拡がってお
り、且つ、回転走査によって帯状である光学式手書き文
字図形入力装置を提案するものである。
解決するためになされたもので、文字或いは図形の入力
時に受光機能を有する入力ペンと、該入力ペンの入力用
の入力面と平行な平面を、回転機構にとりつけられた反
射鏡で回転走査する指向性のある光と、該指向性のある
光の回転角度検出部を有する回転機構と、該回転機構の
基準の位置を検出する装置とを具備し、前記ペンで受光
した光の位置、即ち前記入力面における入力ペンのＸ，
Ｙ座標を、回転機構の角度や光の検出部からの経過時間
を基に算出する光学式手書き文字図形入力装置におい
て、前記指向性のある光が垂直方向に線状に拡がってお
り、且つ、回転走査によって帯状である光学式手書き文
字図形入力装置を提案するものである。
【０００５】
【作用】本発明は、垂直方向に線状に拡がった光を受光
する入力ペンと、回転機構に取り付けられた反射鏡で入
力面と平行な平面内において光を回転走査する回転機構
と、この回転機構の基準位置を検出する装置とを具備
し、光を受光してその入力値が一定のレベル（しきい
値）に達した時のペンの位置を、回転機構の角度や、基
準の位置からの経過時間によって算出される走査角度を
基に入力ペンのＸ，Ｙ座標を算出するものである。
する入力ペンと、回転機構に取り付けられた反射鏡で入
力面と平行な平面内において光を回転走査する回転機構
と、この回転機構の基準位置を検出する装置とを具備
し、光を受光してその入力値が一定のレベル（しきい
値）に達した時のペンの位置を、回転機構の角度や、基
準の位置からの経過時間によって算出される走査角度を
基に入力ペンのＸ，Ｙ座標を算出するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の装置は指向性のある光を
その光源の前面に設置した、光を垂直方向に線状に拡げ
るための平凸シリンドリカルレンズ（所謂カマボコ型）
と、光を受光する入力ペンと、回転機構に取り付けられ
た反射鏡で入力面に対して帯状に光を回転走査する回転
機構と、基準位置を検出する装置とを具備し、光を受光
してその入力値が一定のレベルに達した時のペンの位置
を、回転機構の角度や、基準の位置からの経過時間から
入力ペンのＸ，Ｙ座標を検出するものであり、ディスプ
レーパネル面に検出機構を設置する必要がなく、ディス
プレーパネルの前面に戴置してもデイスプレーの形状や
構造に簡単に対応でき、機能的にも入力ペンと入力面と
を接触させず、入力ペンを入力面から浮上させて大体の
位置を検出するような使い方が出来、操作性が良い。
その光源の前面に設置した、光を垂直方向に線状に拡げ
るための平凸シリンドリカルレンズ（所謂カマボコ型）
と、光を受光する入力ペンと、回転機構に取り付けられ
た反射鏡で入力面に対して帯状に光を回転走査する回転
機構と、基準位置を検出する装置とを具備し、光を受光
してその入力値が一定のレベルに達した時のペンの位置
を、回転機構の角度や、基準の位置からの経過時間から
入力ペンのＸ，Ｙ座標を検出するものであり、ディスプ
レーパネル面に検出機構を設置する必要がなく、ディス
プレーパネルの前面に戴置してもデイスプレーの形状や
構造に簡単に対応でき、機能的にも入力ペンと入力面と
を接触させず、入力ペンを入力面から浮上させて大体の
位置を検出するような使い方が出来、操作性が良い。
【０００７】
【実施例】以下本発明の詳細を添付図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例の要部構成概要図であ
る。参照符号１，２は光を制御する光学系用ユニット
で、光を回転走査するための回転ミラー１ａ，２ａと、
光収束用コリメータレンズ付き光源１ｂ，２ｂと、計測
のための基準位置の信号を検出する受光素子もしくは時
間基準設定用の受光素子１ｃ，２ｃと、光を垂直方向に
線状に拡幅する平凸シリンドリカルレンズ１ｄ，２ｄを
もって構成されており、点線で示される有効入力面の外
側に配置されている。回転機構１ａ，２ａの側面は多面
体の反射鏡からなり、回転は等速回転するモータによっ
て駆動される。多面体の面数は必要とする単位時間の走
査回数や走査角によって決めることができ、面数が多い
ほど走査速度は早くなり、反面走査角度は狭まってく
る。６面体の場合、１２０度となる。
する。図１は本発明の一実施例の要部構成概要図であ
る。参照符号１，２は光を制御する光学系用ユニット
で、光を回転走査するための回転ミラー１ａ，２ａと、
光収束用コリメータレンズ付き光源１ｂ，２ｂと、計測
のための基準位置の信号を検出する受光素子もしくは時
間基準設定用の受光素子１ｃ，２ｃと、光を垂直方向に
線状に拡幅する平凸シリンドリカルレンズ１ｄ，２ｄを
もって構成されており、点線で示される有効入力面の外
側に配置されている。回転機構１ａ，２ａの側面は多面
体の反射鏡からなり、回転は等速回転するモータによっ
て駆動される。多面体の面数は必要とする単位時間の走
査回数や走査角によって決めることができ、面数が多い
ほど走査速度は早くなり、反面走査角度は狭まってく
る。６面体の場合、１２０度となる。
【０００８】光源１ｂ，２ｂは指向性が良く、且つ、ペ
ンに内蔵された受光素子７と時間基準設定用受光素子１
ｃ，２ｃの分光感度のピークに近いものを使用する。通
常は小型で出力を電流制御できる半導体レーザが用いら
れる。半導体レーザからの光は収束用コリメータレンズ
で収束されて、反射面の前面に水平方向に設置された平
凸シリンドリカルレンズ１ｄ，２ｄに投射される。この
平凸シリンドリカルレンズは像の一方向の倍率のみを変
えることができ、即ち点像を線像に変換することができ
るため、垂直方向に線状に拡がった光として回転機構１
ａの反射鏡の表面に照射される。照射された光は回転ミ
ラー１ａで回転走査され、入力面４上で帯状（Ａ）に照
射される（図２参照）。又、回転機構１ａ，１ｂは予め
定められた間隔Ｘに固定されている（図３参照）。
ンに内蔵された受光素子７と時間基準設定用受光素子１
ｃ，２ｃの分光感度のピークに近いものを使用する。通
常は小型で出力を電流制御できる半導体レーザが用いら
れる。半導体レーザからの光は収束用コリメータレンズ
で収束されて、反射面の前面に水平方向に設置された平
凸シリンドリカルレンズ１ｄ，２ｄに投射される。この
平凸シリンドリカルレンズは像の一方向の倍率のみを変
えることができ、即ち点像を線像に変換することができ
るため、垂直方向に線状に拡がった光として回転機構１
ａの反射鏡の表面に照射される。照射された光は回転ミ
ラー１ａで回転走査され、入力面４上で帯状（Ａ）に照
射される（図２参照）。又、回転機構１ａ，１ｂは予め
定められた間隔Ｘに固定されている（図３参照）。
【０００９】入力ペン３は、回転機構１ａ，２ａの反射
鏡から反射された走査光を受光するための受光部６及び
入力ペン３内の受光素子７に光を誘導するためのガラス
又は、アクリル樹脂等の透明な円柱状の光学部品８によ
って構成されている。受光素子７で検出された光は電気
信号に変換され、制御基板１０内の増幅器１１に接続さ
れている。
鏡から反射された走査光を受光するための受光部６及び
入力ペン３内の受光素子７に光を誘導するためのガラス
又は、アクリル樹脂等の透明な円柱状の光学部品８によ
って構成されている。受光素子７で検出された光は電気
信号に変換され、制御基板１０内の増幅器１１に接続さ
れている。
【００１０】次に動作について図４を参照して順を追っ
て説明する。図４で光学ユニット1、2は同じ動作のため
光学ユニット1のみを説明する。光源１ｂからの光は回
転機構１ａの前面に設置された平凸シリンドリカルレン
ズ１ｄにより垂直方向に線状に拡げられる。さらに予め
定められた位置に設置された回転機構１ａの側面の反射
鏡表面に照射され、入力面４上全体を覆うように垂直方
向に帯状で回転走査される。この際、基準位置設定用の
受光素子１ｃに前記帯状光線が入力され電気信号に変換
されＣＰＵ１１に入力される。更にこの回転走査された
光は入力ペン３で電気信号に変換された後、増幅器１２
で増幅され制御基板１０に入力される。
て説明する。図４で光学ユニット1、2は同じ動作のため
光学ユニット1のみを説明する。光源１ｂからの光は回
転機構１ａの前面に設置された平凸シリンドリカルレン
ズ１ｄにより垂直方向に線状に拡げられる。さらに予め
定められた位置に設置された回転機構１ａの側面の反射
鏡表面に照射され、入力面４上全体を覆うように垂直方
向に帯状で回転走査される。この際、基準位置設定用の
受光素子１ｃに前記帯状光線が入力され電気信号に変換
されＣＰＵ１１に入力される。更にこの回転走査された
光は入力ペン３で電気信号に変換された後、増幅器１２
で増幅され制御基板１０に入力される。
【００１１】この電気信号は図５で示されるように基準
位置設定用の受光素子１ｃ，２ｃで検出した時間から、
入力ペン３で検出されるまでの経過時間ｔ１，ｔ２とし
て検出される。入力ペン３が位置Ｐにて受光するまでの
経過時間ｔ１，ｔ２を基にＣＰＵ１１で基準位置からの
角度が演算される。ここでは基準位置設定用の受光素子
を使ったが、回転機構に回転角検出部を内蔵したモータ
を使用しても構わない。角度は制御基板１０内のＣＰＵ
１１のメモリー等にデータテーブルとして格納されてお
り、入力ペン３が受光するまでの経過時間を基に角度に
変換される。
位置設定用の受光素子１ｃ，２ｃで検出した時間から、
入力ペン３で検出されるまでの経過時間ｔ１，ｔ２とし
て検出される。入力ペン３が位置Ｐにて受光するまでの
経過時間ｔ１，ｔ２を基にＣＰＵ１１で基準位置からの
角度が演算される。ここでは基準位置設定用の受光素子
を使ったが、回転機構に回転角検出部を内蔵したモータ
を使用しても構わない。角度は制御基板１０内のＣＰＵ
１１のメモリー等にデータテーブルとして格納されてお
り、入力ペン３が受光するまでの経過時間を基に角度に
変換される。
【００１2】入力ペン３の入力面４の座標（Ｘ，Ｙ）
は、通常の三角測量法の原理に基づいて容易に算出され
る。入力ペン３が座標（Ｘａ，Ｙａ）にあるときのＹ軸
に対する角度をそれぞれθ１，θ２とすれば
は、通常の三角測量法の原理に基づいて容易に算出され
る。入力ペン３が座標（Ｘａ，Ｙａ）にあるときのＹ軸
に対する角度をそれぞれθ１，θ２とすれば
【００１3】Ｘａ＝｛ｔａｎθ１／（ｔａｎθ１＋ｔａ
ｎθ２）｝・Ｘ
ｎθ２）｝・Ｘ
【００１4】 Ｙａ＝｛１／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２｝・Ｘ
【００１5】となり、Ｘは既知のため入力ペン３の入力
座標位置Ｐは制御基板１０内のＣＰＵ１１で演算処理す
れば算出できる。
座標位置Ｐは制御基板１０内のＣＰＵ１１で演算処理す
れば算出できる。
【００１6】
【発明の効果】本発明は指向性のある光をその前面に設
置して垂直方向に線状にするための平凸シリンドリカル
レンズと、光を受光する入力ペンと、回転機構に取り付
けられた反射鏡で入力面に対して帯状に光を回転走査す
る回転機構と、基準位置を検出する装置とを具備し、光
を受光してその入力値が一定のレベルに達した時のペン
の位置、即ち入力面における入力ペンのＸ，Ｙ座標を、
回転機構の角度や、基準の位置からの経過時間から算出
するものであり、ディスプレーパネル面に直接検出機構
を設置する必要がなく、ディスプレーパネルの前面に戴
置してもデイスプレーの形状や構造に対応でき、制約が
少ない。又、機能的にも位置を検出するペンが多少上下
方向の位置ずれを起こしても走査光が帯状のため帯幅内
であればその影響を受けず、更に入力ペンを入力面に接
触させず浮上させて大体の位置を検出するような使い方
も出来、操作性が良くなる。
置して垂直方向に線状にするための平凸シリンドリカル
レンズと、光を受光する入力ペンと、回転機構に取り付
けられた反射鏡で入力面に対して帯状に光を回転走査す
る回転機構と、基準位置を検出する装置とを具備し、光
を受光してその入力値が一定のレベルに達した時のペン
の位置、即ち入力面における入力ペンのＸ，Ｙ座標を、
回転機構の角度や、基準の位置からの経過時間から算出
するものであり、ディスプレーパネル面に直接検出機構
を設置する必要がなく、ディスプレーパネルの前面に戴
置してもデイスプレーの形状や構造に対応でき、制約が
少ない。又、機能的にも位置を検出するペンが多少上下
方向の位置ずれを起こしても走査光が帯状のため帯幅内
であればその影響を受けず、更に入力ペンを入力面に接
触させず浮上させて大体の位置を検出するような使い方
も出来、操作性が良くなる。
【図１】 光学式手書き文字入力装置の要部構成概要図
【図２】 拡幅された光の説明図
【図３】 入力面におけるペンの位置
【図４】 走査光経路と入力ペン構成図
【図５】 受光素子のタイミング図
１ 光学ユニット ２ 光学ユニット １ａ 回転ミラー ２ａ 回転ミラー １ｂ 収束用コリメータレンズ付き光源 ２ｂ 収束用コリメータレンズ付き光源 １ｃ 受光素子 ２ｃ 受光素子 １ｄ 平凸シリンドリカルレンズ ２ｄ 平凸シリンドリカルレンズ ３ 入力ペン ４ 入力面 ５ａ 回転走査されている光 ５ｂ 回転走査されている光 ６ 入力部 ７ 受光素子 ８ 光学部品 ９ 信号用ケーブル １０ 制御基板 １１ ＣＰＵ １２ 増幅器 Ａ 帯状光 Ｐ 入力位置
Claims (1)
- 【請求項１】 文字或いは図形の入力時に受光機能を有
する入力ペンと、該入力ペンの入力用の入力面と平行な
平面を、回転機構にとりつけられた反射鏡で回転走査す
る指向性のある光と、該指向性のある光の回転角度検出
部を有する回転機構と、該回転機構の基準の位置を検出
する装置とを具備し、前記ペンで受光した光の位置、即
ち前記入力面における入力ペンのＸ，Ｙ座標を、回転機
構の角度や光の検出部からの経過時間を基に算出する光
学式手書き文字図形入力装置において、前記指向性のあ
る光が垂直方向に線状に拡がっており、且つ、回転走査
によって帯状であることを特徴とする光学式手書き文字
図形入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14863097A JPH10320102A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 光学式手書き文字図形入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14863097A JPH10320102A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 光学式手書き文字図形入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10320102A true JPH10320102A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15457094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14863097A Pending JPH10320102A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 光学式手書き文字図形入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10320102A (ja) |
-
1997
- 1997-05-22 JP JP14863097A patent/JPH10320102A/ja active Pending
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