JPS61120234A - 交差放射ビームｘ‐ｙ座標検出及び符号化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｅ産業上の利用分野］ 本発明は交差放射ビームｘ−ｙ座標検出支び符号化シス
テム、特に交差赤外線ビーム座標検出及び符号化システ
ムに関する。

［従来の技術とその問題点］ 交差赤外線ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化システムが
当該技術においてよく知られている。例えば、米国特許
第３７６４８１３号、第３７７５５６０号、第３８６０
７５４号、第４２４３８７９号、第４２６７４４３号、
第４３８４２０１号を参照されたい。典型的にはこれら
のシステム・において、ｘ−ｙＷ標上に配列された対と
なる複数の赤外線の光源と複数の受光器が電子走査シス
テムによって交差光ビームを用いて表示面上を走査され
る。上記先ビームのいくつかかしゃ断された時、従来技
術の検出システムはしゃ断されたビームの座標を決める
ために構成されている。

上述のような交差放射ビーム座標検出ンステムの設計に
おいて下記の問題点がある。

（１）システムの動作に妨害を与えるＩＲスペクトラム
における放射が生じる周囲の光干渉の問題。

（２）光学的軸と機械的軸の違いによる光電子装置の特
性の変動が広いこと。

（３）先出力を減少させる発光素子の経年劣化。

（４）発光素子及び受光素子の組を実装するために用い
られる実装装置による散乱、反射及び減衰の効果。

米国特許第３７６４８１３号、第３７７５５６０号及び
第３８６０７５４号は、配列された発光器と受光器が電
子的に連続的に走査されるシステムを開示している。こ
の発明によって、−直線に整列されていない発光器／受
光器による問題を解決するとともに散乱、反射等の効果
を減少させることを助長している。

米国特許第４２４３８７９号は、交差ビーム座標検出及
び符号化システムにおいて周囲の光のゆら・ぎに対して
補償するための手段を開示している。

一方、米国特許第４２６７４４３号及び第４３８４２０
１号は、ビームをしゃ断している物体の相対的大きさ又
は中心線を決めるための手段を他の事項の中で開示して
いる。

上述したシステムは利点を有するけれども、上記問題を
解決しうる、さらに柔軟性を有する改善された交差ビー
ム座標検出及び符号化システムか要求される。

［発明の目的］ 本発明の目的は、動作においてより大きな柔軟性を有す
る改善された交差ビーム座標検出及び符号化システムを
提供することにある。

し発明の構成］ 本発明は交差放射ビームｘ−ｙ座標検出システムに関す
る。好ましい実施例におけるこの交差放射ビームは、あ
る表示面の各軸に沿って設けられた複数の発光器と受光
器の組によって実現される。

交差赤外線光ビームが振幅変調され、表示面を走査させ
る。この振幅変調が存在するか否かに応答して交差光ビ
ームのしゃ断を検出するための手段が用いられる。

この受光器は広いダイナミック・レンジにわたって動作
され、振幅変調の包絡線検波とともに、この動作によっ
て受光器が上記ダイナミック・レンジ内で動作される限
り、周囲の光干渉を除去するための手段を実現できる。

包絡線検波器の出力は、電子素子の性能差及び経年劣化
並びに素子が一直線に整列されていない固有の問題を補
償する高利得増幅器に接続される。

本発明はさらに、各軸に沿って設けられた発光器と受光
器の）隻数の組を含み、交差光ビームが表示面を走査す
るとともに光ビームのしゃ断を検出するための手段が備
えられる交差放射ビームＸ−Ｙ座標検出及び符号化シス
テムに関する。さらに、このシステムは、表示面の走査
列において存在するしゃ断された光ビームと関係する座
標を繰り返し報告するための手段を備え、この報告が予
め選択された走査間隔にわたって行なわれる。好ましい
実施例においては、時間ＴＩの初期走査間隔及びこの初
期走査間隔の次の複数の時間Ｔ２の走査間隔の、２つの
走査間隔が用いられる。

上記報告手段はさらに、しゃ断されたビームが消失した
時すぐに報告を行う手段を備えている。

しかしながら、このシステムは、最初にしゃ断が生じる
時のしゃ断されたビームの座標の最初の報告後において
、連続的に存在するしゃ断されたビームと上記しゃ断さ
れたビームの消失をくり返し報告することを停止するた
めの手段を備え、上記停止するための手段がある選択さ
れた表示面における上記しゃ断されたビームの位置に応
答して動作する。

上記検出及び符号化システムの報告手段はさらに、各軸
に対する上記しゃ断されたビームの最大と最小の座標を
報告するための手段と、上記しゃ断されたビームのＸと
ｙの各平均値を報告するための手段を備えている。さら
に、各軸のいずれかに沿った上記しゃ断されたビームか
報告された最大値及び最小値又は平均値を括礎として小
さすぎる又は大きすぎろ時、エラーを報告するための手
段が備えられる。

本発明の座標検出及び符号化システムは、発光器と受光
器の各組の動作をチェックし、システムの走査速度をチ
ェックするための診断手段をさεに陥えている。さらに
、発光器と受光器の組のチェックは、限界性能に対する
チェックを行うためにある通常の電力レベル又は減少さ
れた発光器の電力レベルのいずれかで行うことか可能で
ある。

［実施例］ 第１図において、好ましい実施例であるｌ［。

で示されている交差ビーム座標検出及び符号化システム
が示されている。該システムは、表示面１０２の片側に
沿って設けられているＸ軸上に配列されたＬＥＤの発光
ｙｒｏ４及びそれに対応する駆動回路１０５、並びに表
示面１０２のもう一つの片側に沿って設けられているＸ
軸上に配列されたＬＥＤの発光器１０６及びそれに対応
する駆動回路１０７によって発生される交差ビームによ
って走査されるべき表示面１０２を備えており、上記Ｌ
ＥＤの発光器１０４，１０６及び駆動回路１０５．１０
７はすべてバス部＋１２を介してマイクロプロセッサの
コントローラ１１０によって制御される。好ましい実施
例においては、ｙ軸に沿って４８個のＬＥＤが、またｙ
軸に沿って３２個のＬＥＤか設けられる。この何個のＬ
ＥＤか必要であるかは、システムの設計条件に依存して
決定されろ。

このシステムはｙ軸に配列されたＬＥＤＩ０４と平行し
て表示面１０２の反対側に設けられ上記ＬＥＤ　Ｉ　Ｇ
　４に対応して設けられる４８＠の受光器＋１４とその
受光器１１４に対応して設けられる多重変換回路１１５
を備えている。同様に、ｙ軸に配列されたＬＥＤ　ｌ　
０６と平行して表示面ｌＯ２の反対側に設けられ上記Ｌ
ＥＤ　Ｉ　０６に対応して設けられる３２個のｙ軸の受
光器＋１６とその受光器１１６に対応して設けられる多
重変換回路１１７が備えられている。各配列の受光器と
多重変換回路はバス部１１８を介してコントローラ１１
０によって制御される。それぞれ並列に配列されるＬＥ
Ｄと受光器はともに対となっている。

走査中において１つ又は複数のビームのしゃ断が受信回
路１２０によって検出される。受信回路によるしゃ断さ
れたビームの検出情報はバス部ｌ１８によってコントロ
ーラ＋１０に伝送される。

第２図において、ｙ軸のしＥＤの配列と駆動回路は４８
個のＬＥＤのデバイス（ＬＥＤＩからＬＥＤ４８まで）
及び復号化駆動回路（２０２から２１２までの偶数番号
）を備えている。これらは環１ＴＴＬ７４４５デバイス
である。６個の復号化駆動回路か設けられ、各復号化駆
動回路は８個のＬＥＤに接続され、例え（ｆ？！号化駆
動回路２０２はＬＥＤｌからＩ、ＥＤ８に接続される。

各復号化駆動回路２０２〜２１２はコントローラ＋１０
（好ましい実施例においてはインテルＩＪ８０４１形マ
イクロプロセッサ・コントローラ）に接続されるバス部
１１２の３つのアドレスラインＡＤＤＲＡ。

ＡＤＤＲＢ及びＡＤＤＲＣと接続される。この３つのア
ドレスラインは復号化駆動回路に接続される８ｇのＬＥ
ＤのうちどのＬＥＤを駆動するかを飛すために設けられ
る。コントローラ１１０から出力される信号５ＥＬＯ／
、ＳＥしｌ／、５ＥＬ２／及び５ＥＬ３／はどの復号化
駆動回路を駆動させるかを選択するために用いられる。

これらの選択信号は通常ローとなっていて、ただ１つの
信号だけがある時間ハイとされる。

ｙ軸のＬＥＤの配列１０６と駆動回路１０７は同様に設
計される。上述と同じアドレス信号と選択信号がｙ軸の
駆動回路１０７及びＬＥＤの配列＋０６に同時に伝送さ
れろ。しかしながら、好ましい実施例においては、ただ
ｙ軸の３２個のＬＥＤと４＠の復号化駆動回路が用いら
れる。５ＥＬＯ／又は５ＥＬＩ／がハイとなっている時
、３ｙ軸のＬＥＤに対して２つのｙ軸のＬＥＤかオンと
なるようになっていることか第２図によりわかる。

５ＥＬＯ／かローであるとき回路２０２と２１０の両方
が駆動され、一方、ＳＥＬ　Ｉがローである時回路２０
・１及び２１２が駆動される。例えば、ＬＥＤ　ｌがオ
ンとなるときＬＥＤ３３がオンとなり、同様にＬｍｏ＋
ｅ及びＬＥＤ４８が同時にオンとなる。さらに、他の部
分、すなわちＬＥＤ　１７からＬＥＤ３２までについて
の走査は、ｙ軸のＬＥＤに対して対応するただ一つのｙ
軸のＬＥＤがオンされる。以上の構成により、より短時
間に３２＠ｘ４８個の配列について走査する。

同様に、アドレス信号と選択信号が、ｘＮｌの多重変換
回路１１５とＸ軸の多重変換回路１１７の両方にバス部
１１８を介して同時に伝送される。

第３図において、Ｘ軸の多重変換回路か詳細に記述され
ている。４８個のフォトトランジスタＰＴ１−ＰＴ４８
の配列が６個の多重変換回路（３０２から３１２までの
偶数番号）に接続されていることが示されている。適用
可能な多重変換回路はＲＣＡ製モデモデル番号４０５！
る。多重変換回路３０２〜３０８はトランジスタ３２０
のエミッタにともに接続される回路３０２〜３０８の共
通出力ラインを有し、一方、回路３１０及び３１２の共
通出力はトランジスタ３２２のエミッタに接続される。

Ｘ軸のＬＥＤの配列のうちある特定のＬＥＤがオンされ
るとき、それに対応するフォトトランジス・夕が２つの
共通出力ラインのうち１つのラインに多重化され、その
出力信号はトランジスタ３２０又は３２２のエミッタに
伝送される。例えば、ＬＥＤ　Ｉ及び３３が同時に発光
するとき、多重変換回路３０２及び３１０はそれぞれフ
ォトトランジスタＰＴＩ及びＰＴ３３の出力をトランジ
スタ３２０及び３２２のエミッタに出力するように動作
する。トランジスタ３２０及び３２２のコレクタ出力は
それぞれラインＸ　Ｉ　５ｅｎｓｅｌびＸ２Ｓｅｎｓｅ
を介して受信回路１２０に接続される。

類似回路が、３２個のフォトトランジスタと４個の多重
変換回路を除いて、Ｘ軸のフォトトランジスタの配列１
１６及び多重変換回路１１７について使用される。これ
らのＸ軸の多重変換回路１１７の共通出力は第４図にお
けるトランジスタ４０２のエミッタに接続され、トラン
ジスタ４０２のコレクタの出力はＹｌ検出信号として、
受信回路＋２０に出力される。

第２図において記述したように、コントローラｌｌＯは
選択ラインを介して復号化駆動回路の１つ（すなわち、
５ＥＬＯ／又はＳＥＬ　ｌ／がローである時Ｘ軸の駆動
回路１０５に対して１対の回路）を駆動させるとともに
、３つのアドレスラインを介して、各軸に対して駆動さ
れるべき復号化駆動回路に接続される８個のＬＥＤのう
ちある特定の１つを選択する。このとき、コントローラ
は、第１図におけるバイパルス信号１５０を発生しその
信号を２９ＫＨｚのクロック１５２で変調することによ
って、選択されたＸ軸とＸ軸の発光器をオンにさせる。

この信号はトランジスタ１６０のベースに接続され、こ
のトランジスタ１６０のコレクタは、２９ＫＨｚで変調
されたＬＥＤの駆動信号をバス部１１２を介してそれぞ
れＸ軸のＬＥ　。

Ｄの配列１０４及びＹ軸のＬＥＤの配列１０６の両方に
出力する。第２図におけるＬＥＤＲＩ　ＶＥラインを参
照する。適当な包絡線検波受信回路を設けろことによっ
て、この２９ＫＨｚの搬送波が周囲の光干渉を含むあら
ゆるタイプの干渉を緩和することに役立つ。

第４図において、第１図の３つのチャンネル受信回路１
２０の１つのチャンネルについての詳細な回路について
示されている。３つのすべてのチャンネルは本質的には
同一であり、Ｙ１チャン、ネルが代表として選択されて
いる。Ｘ軸の配列ｌＯ６と多重変換回路１０７の選択さ
れたフォトトランジスタのエミッタ電流が上述のように
トランジスタ４０２のエミッタに出力される。　Ｘ軸の
配列とＹ軸の配列の両方に対するフォトトランジスタの
コレクタ１１４，１１６がそれぞれ比較的小さい抵抗値
４７０Ωの抵抗を介して５Ｖの電圧源に接続される。こ
のことにより、入射する光のレベルに応答してそのレベ
ルの広いダイナミック・レンジに適用することができ、
その結果、フォトトランジスタの飽和を避けることによ
って高いレベルの周囲の光に対してもフォトトランジる
夕を破壊させない高い免疫性を持たせることができる。

トランジスタ４０２はアースに接続されたベースをＨし
、そのベースは２９ＫＨｚの搬送波によって必要とされ
る速度特性を満足しており、さらに、低いレベルの周囲
の光の増幅を行うことができる。

選択された受光器に光が入射しないとき、すなわちビー
ムかしゃ断されるときの負の電圧から、強い光が入射し
受光器が飽和しているときの約５■の電圧まで変化する
電圧変化か９．ＩＫの負荷抵抗４０４に生じる。しかし
ながら、コレクタにおける直流の飽和を避は受光器の増
加された感度を補償するととらに多重変換回路によって
発生されるスイッチング・スパイクを制限するために、
非線形の負荷がコレクタの負荷として抵抗４０４と並列
に接続される。この非線形の負荷は、ｌＮ４１５２形シ
リコン−ダイオード４０８と直列に接続された２２０Ω
の抵抗４０６及びＧ３６６形ゲルマニウム・ダイオード
４１２と直列に接続された６２０Ωの抵抗４１０を備え
ている。これらの２つの並列接続された抵抗とダイオー
ドの組は、受光器が比較的強い光を受光した時及び多重
変換のスイッチング中に出力電圧をクランプするのに役
立つ。トランジスタ４０２のコレクタに生じる電圧はｌ
ｎＦのコンデンサ４２０を介して、５００で示され第５
図において詳細後述されるアナログ集積回路（ＩＣ）の
増幅器に交流結合で接続される。コンデンサ４２０は人
工の周囲光によって発生される６０又は１２ＱＨ７の成
分を阻止するが、２９ＫＨｚの搬送波を通過させる。コ
ンデンサ４２０を通過した後のトランジスタ・１０２の
コレクタからの信号はＩＣ増幅器５００のピン７に入力
される。ピン７に接続されろダイオード汝びＲＣ回路は
さらに、平均入力値（ニクラノプすることによって多重
変換回路によって発生されるスイ・Ｉチング・スパイク
を減少させる。

Ｉｃ増幅器５００は、赤外線搬送波が存在するかどうか
を検出し、特に遠隔制御に応用するために、設けられて
いる。この増幅器５００としてＮＥＣＩモデル１３７３
形ＩＣ又はモトローラ製モデル３３７３形ＩＣを利用で
きる。この増幅器５００は自動バイアス制御５０４を有
する８０ｄＢ増幅器５０２を備えており、該増幅器５０
０の出力には、リミッタ５０６、シュレスホールド調整
を何するピーク検出器５０８及び出力波形整彩回路５１
２の順で接続されている。ＩＣ増幅器５００の利得は、
ピン３の負荷インピーダンスをピン６のインピーダンス
で割った値で定義される。ＩＣ増幅器５００は（抵抗性
負荷が接続された時）広帯域にわたって動作することが
可能であり、もしくは（同調回路が接続された時）狭帯
域で動作することが可能である。同調回路が接続される
実施例において、４３０Ωの抵抗４４０、インダクタ４
４２及び２　、２　ｎＦのコンデンサ４４４が並列に接
続された同調回路が第４図に示されている。しかしなが
ら、好ましい実施例においては、抵抗性負荷はインダク
タ４４２をとり除くことによって寓現できる。ピン６に
おける負荷は４．７ｎＦのコンデンサ４４８を介してア
ースに接続された３、９Ωの抵抗４４６である。　ピー
ク検出器５０８の出力は、第５図におけるピン４におい
て、第４図の回路４５０によって、設定される固定シュ
レスホールドレベルと比較される。次いで、波形整形回
路５１２を通過した後、ピン１における回路５００の出
力はＴＴＬコンパチブル信号に変換されゲート４６０の
緩衝器を通過する。この出力ＹＤＥＴはビームの検出又
は未検出に対応してそれぞれハイ／ローになる。

第４図及び第５図において上述されたＩっのチャンネル
と同様なそれに付加される２つの受信チャンネルが第３
図におけるトランジスタ３２０及び３２２のコレクタか
ら受信されるＸ１検出信号とＸ２検出信号のために設け
られる。ただ１つ異なる点はトランジスタ４０２０コレ
クタに接続されろ３３０ｐＦのコンデンサと９．ＩＫΩ
の抵抗４０４の値の選択である。ＸＩとＸ２の検出チャ
ンネルにおいては、それぞれ、８２０ｐＦと４．７にΩ
である。ｙ軸のしＥＤとそれに対応する受光器の間の距
離がｘ軸のＬＥＤとそれに対応する受光器の間の距離よ
りら大きいために、上記の抵抗とコンデンサの値が異な
り、従って、各受信チャジネル回路における異なる感度
が要求される。

ＤＥＧＲＡＤＥラインは、コントローラ＋１０からバス
部ｔｔ２を介してＸ軸とｙ軸の発光器の配列及び駆動回
路に接続される。このラインは、１８０Ωの抵抗を介し
て発光ダイオードに接続され、例えばＸ軸の配列＋０４
からＬＥＤＩ〜４８に接続される。コントローラがこの
ラインを駆動するときこのことにより、ＬＥＤの経年に
よる劣化を考慮するためにＬ　Ｅ　Ｄに対して比較的小
さい電流で駆動する。

受光器ＰＴＩ〜４８に接続される抵抗値の低い４７０Ω
の負荷抵抗３４０を設けることにより、早い応答時間と
広いグイナミブクレンジを実現できる。ＡＭ搬送波を用
いることにより（クロック１５２によって２９ＫＨｚの
変調を行い受信チャンネル１２０を用いることにより）
、受光器がそのダイナミックレンジ内にある限り周囲の
光干渉を実質上除去する。自動バイアス制御を有する高
利得（８０ｄＢ）の交流増幅器を用いることによって、
光リンク及び光素子、受光器の経年劣化及びアセンブリ
における変化による全体の損失及び利得変化を吸収する
。

第６図において、萌述したように、■チップの周辺マイ
クロプロセッサＩｌＯがシステムｌＯＯを制御するため
に用いられている。コントローラＩ・１０は、二方向の
８ビツトバス６０４上で主プロセツサ６０２（インテル
製８０１８６）と通信を行う。コントローラ１１０は、
スクリーンの太きさ、フォーマット、繰り返し周波数、
走査速度及び動作モート等の動作条件及びシステムパラ
メータを定義するいくつかの内部レジスタ（ＭＣＲＯ〜
ＭＣＲ６）を有している。これらのレジスタはいっても
主プロセツサ６０２によって変化させることが可能であ
る。コントローラ１１０は、通常スクリーン走査、内部
レジスタダンプ、コントローラ又はシステムの診断及び
無動作の任意の４つの動作を実行することが可能である
。

コントローラ＋１０は、６４バイトのＲＡＭとＩＫバイ
トのＲＯＭ及び８ビツトの内部タイマー／カウンタを有
する。コントローラＩｌＯは、ＤＢＩＮ６０６、ＤＢＯ
ＵＴ６０８及び５ＴＡＴＵＳ６１０の３つの１組のレジ
スタを介して、主プロセツサのデータ・バス（Ｄｏから
Ｄ７）の低位バイト上で主プロセツサ６０２と通信を行
う。

主プロセツサ６０２は、コントローラ＋１０に割り込み
信号を送信するＤＢＩＮ６０６に書き込みを行うととも
に、５ＴＡＴｔＪＳレノスタ６１０におけるＤＩを介し
てフラグＩＢＦをセットする。

コントローラ［１０はデータを読み出す時、フラグＩＢ
Ｆはクリアされる。ＤＢＩＮ６０６の内容は、コントロ
ーラのフラグレジスタＦｌに複写される書き込み時間に
おけるシステムアドレスバス６０７のＡφの状態に依存
したコマンド又はデータとして、変換されることが可能
である。（Ａφ＝０の時、データを意味する。）プロセ
ッサ６０２からのアドレスバス６０７は復号回路６０９
を介してコントローラ１１０に接続される。

コントローラ＋１０によって書き込まれるとき、データ
出力レジスタ６０８は、主プロセツサ６０２に割り込み
信号ＴＳＩＮＴを発生し、５ＴＡＴＵＳレノスタ６１０
におけるＤＯに対応するフラグＯＢＦをセットする。プ
ロセッサ６０２がＤＢＯＵＴレノスタ６０８を読み出す
時、このフラグがクリアされる。Ｓ　Ｔ　Ａ　Ｔ　Ｕ　
Ｓレジスタはいっでも主プロセツサ６０２によって読み
出されることが可能であるが、その読み出しはただコン
トローラ１１０のための書き込みのために行なわれる。

コントローラ＋１０に割り当てられたタスクは、座標検
出システム１００のビームをしゃ断する物体の座標を出
力することと、システムの診断を実行することである。

一般に、ビームをしゃ断するために用いられる指らしく
は池の筆状の物かに−ｙ軸上の１本以上のビームをしゃ
断し、座標は、物体によってしゃ断されたビームの重み
付けされた平均の位置又は最小／最大の位置として計算
される。コントローラ１１０のＭＣＲ５レジスタは、ｘ
、ｙｉｉＩｉｉ軸に対して有効な座標を発生するために
しゃ断されなければならないビームの最小数及び最大数
を定義する。また、Ｍ　ＣＲ５レジスタは、平均座標（
１対のＬＹ）が報告されるべきか、又は最大と最小の座
標（２対のｘ、ｙ）が報告されるべきかを定義する。

レジスタＭ　Ｃｆｌ　６は、１ｉｉｊに設定されたモー
ドのうちどのモードかシステムに設定されているかを定
義する。例えば、通常モードにおけるＭＣＩ”（６に対
ずろ）十−マットは次の通りである。

Ｄ７　　Ｄ６　　Ｄ５　　Ｄ４　　Ｄ３　　Ｄ２　　Ｄ
Ｉ　　Ｄ。

＊＊＊０１１１０ 通常モートにおける＊ビットの色義は次の通りである。

標準通常モード　　　　　０００ 再スタート（ＴＩから）ＸＸＩ ロックアウト　　　　　　ＸＩＸ （Ｘピットは、任意状態を示す。）再スタートとロック
アウトは後述される。一般に、通常モードの動作におい
ては物体の検出の後、しゃ断されたビームの座標はアド
レス・ライン、選択ライン及びＸｌ　、Ｘ　２．Ｙ　Ｉ
の検出ラインの値の情報から発生される。ＴＩの時間遅
延が発生するまで、走査は継続されるが新しい座標は報
告されない。このことは、次の走査においてしゃ断され
たビームの座標をそれらが存在しているならば報告しな
いことを意味し、もし、しゃ断していた物体がなくなれ
ばその時、座標が報告される。座標はＴＩで報告された
後、Ｔ２の間隔でくり返し報告される。ＴＩとＴ２の値
は、それぞれプロセッサ６０２によってＭＣＲＩ及びＭ
ＣＲ２にロードされる。

いくつかのキーボードのコマンドに対して、アラームレ
ヘルのような特別な値か所望の値に増加又は減少するま
で、操作者は所定のキーを押下しつづける。これが、な
ぜ最初のＴＩの間隔の後、座標がＴ２秒毎に報告される
かの理由である。しかしながら、他のキーボードのコマ
ンドは、繰り返し機能を有するものとして設けられてお
らず、主プロセツサは、最初の座標の報告の後、上記の
コマンドと関連する座標の報告によって割り込みがかか
ることを期待していない。このような例においては、プ
ロセッサ６０２は″物体の除去”及び°新しい物体゛が
報告されるまで、別の座標が報告されないことを意味す
るロックアウト・コマンドを出力する。

第７Ａ図及び第７Ｂ図において、通常モードの動作７０
１について記述されている。まず、始めに、システムは
しゃ断されたビームの報告をクリアし、状態フラグが０
にセットされる。表示面の高速走査が実行され、もし７
０２において、しゃ断されたビームがなく表示面がクリ
アであり、７０４において、状態フラグがいまだゼロで
あるならば、しつ断されたビームを調べるプロセスが再
び始められる。

次の走査において、もし７０２においてしゃ断されたビ
ームが初めて検出され、７０３において状態フラグがい
まだゼロである時、ですなわち、前の走査において表示
面の動作の変化がなかった時）、７０７において状態フ
ラグはｌにセットされ、遅延カウントはＭＣＲｌにおい
てロードされた値Ｔ１にセットされる。７０８において
、しゃ断されたビームの座標か発生され、７１０におい
てエラー・チェックが実行される。

エラー・チェックはコントローラによって実行され、物
体がＸ軸又はｙ軸に関して非連続であるかどうか、すな
わち、すべてのビームか報告された最小と最大の座標の
間でしゃ断されていないが、物体がｘｔｌｈ及びｙ軸方
向において小さすぎたり又は大きすぎたりしないかを決
めろために圧標が発生されるすへてのｏｌ標についてエ
ラー・チェックが実行される。

次に、７１１においてエラーバイトを存するデータが主
プロセツサ６０２に伝送される。平均座標を報告する場
合の伝送のシーケンスは、エラーバイト、Ｘ及びＹの順
である。最大／最小モードにおいて、Ｘの値のｆ１囲は
０がら４７まで、Ｙの値の範囲は０から３１までである
。出カンーケンスは、エラーバイト、最大Ｘ、最大Ｙ、
最小Ｘ及び最小Ｙの順である。データがプロセッサ６０
２に伝送された時、データは状態レジスタにおけるＤ４
、Ｄ５及びＤ６で示されろバイト番号においてフラグが
立てられる。データの伝送中、表示面の走査は伴出され
る。

データの伝送の後、コントローラ１１０がブ凸セッサ６
０２からのデータ情報を受信した時、プログラムは再び
７０２において、スクリーンがクリアされているかどう
かを調べる。らし、その応答がノーであれば、その時７
０３において状じフラグカ噸べられ萌のループにおいて
その状咋フラグはすてにＩにセットされている。次いで
、７１２においてダンプ・フラグがセットされたがどう
かの照会がなされる。このフラグは、７０７においてセ
・ノドされたコントローラ＋１０の内部ンイマー／カウ
／りによって制御される。ダンプ・フラグは、座標の初
めの発生の後、時間ＴＩにおいてセットされる。もし時
間Ｔ１が経過しなかった場合、コントローラは何も実行
せずプログラムは最初に戻る。

次のバスを仮定すると、スクリーンがいまだクリアされ
ず状態フラグがいまだｌである時、ダンプフラグは時間
ＴＩにおいてセットされる。時間ＴＩの７１４において
、状態フラグが２にセットされ、ダンプフラグが”偽”
にセットされる。７１６において、もしロックアウト（
停止）コマンドが存在しない場合、７０８において改め
て座標か発生され、７１０においてエラーチェックが実
行されデータがプロセッサ６０２に伝送される。このプ
ロセスは物体が存在する限り継続するが、その後、ダン
プフラグが時間間隔Ｔ２でセットされる。

７１６において、もしロックアウトが存在するならば、
すなわち、発生されている新しい座標にとって替わって
いるならば、プログラムは最初に戻る。

７０２における時間内のい＜−）かの時点にわいて、ス
クリーンかクリアされ、７０４において状態フラグかゼ
ロにならない場合かある。らし、７１８においてロック
アウト（停止）コマンドか存在しないならば、７２０に
おいて物体か取り去られたという報告が主プロセツサ６
０２になされる。

その後、状態フラグはゼロにセットされ、７２２におい
てダンプフラグが偽”にセットされるとともに、７２４
においてロックアウトコマンドかクリアされる。次いで
、プログラムは最初に戻る。

もし、７１８においてロックアウトが存在している時、
“物体が取り去られたこと”を報告するステップはバイ
パスされ、上記のステップ７２２に進む。

いくつかのモード制御レジスタについて上述した。（Ｔ
Ｉに対してＭＣＲＩ、Ｔ２に対してＭＣＲ２、ビーム座
標の計算とエラーチェックに対する命令についてＭＣＲ
５、動作モードに対して〜【ＣＲ６）ＭＣＲＯは表示面
のフす−マットを定義し、一方、レジスタＭＣＲ３は診
断のため用いられる。

制御レジスタは、ＤＢＩＮにセットされたプロセッサ６
０２からのコマンドによってセットされる。ＩＢＦフラ
グをチェックした後、コントローラ１１０はコマンドレ
ジスタにコマンドをロードする。セットされるべき制御
レジスタの数は、コマンドの低位３ビツトにセットされ
る。ＭＣＲ６を除いて、レジスタをセットするためのコ
マンドの次に、データ・バイトか設けられる。ＭＣＲ６
はコマンドバイトの上位ビットによってセットされ、ｌ
ハイドに対するこの最もたびたび用いられるコマンドを
制限し主プロセツサのオーバー・ロードを最小限におさ
える。

通常動作モードの動作、Ｍ　ＣＲ６におけるコマンドバ
イトに応答するロックアウトコマンド伎び再スタートコ
マンドの重要性については上述した。

本発明の目的のための重要な池のモードは診断モードで
ある。まず最初に、診断コマンド・バイトがコマンドレ
ジスタに送られる。そのフす−マットは次の通りである
。

Ｄ７　　Ｄ６　　Ｄ５　　Ｄ４　　Ｄ３　　Ｄ２　　Ｄ
ｉ　　ＤＯ＃ＸＸ１ｌＩｌＯ ピット＃がセットされた場合にはコントローラに対する
診断を選択する。もしそうでなければ、この座標検出シ
ステムにおいて診断が実行される。

診断コマンド・バイトに続いて、実行されるべき診断を
定義するデータ・バイトがＭＣＲ３レジスタにロードさ
れる。このレジスタは、テスト中の軸とテストされるべ
き発光器と受光器の組を定義し、ＤＥＧＲＡＤＥ信号を
用いて退化モードにおいてテストか実行されたかどうか
を示す。退化モードにおいては、ある特定の発光器／受
光器の組が発光器出力の９０％でテストされる。

次いで、走査周波数がチェックされる。走査はある組か
選択された時間と走査ラインの状態か読み出された時の
時間との間のこ延時間てうろ。所望の走査周波数か制御
レジスタ〜ＩＣＲ４によって定義される。好ましい実施
例においては、あるアドレスを設定する時と検出ライン
の状態を読み出す時とｆ）間の遅延は９００μｓｅｃで
ある。この時間は、応答時間を減少させるためにできる
限り早い時間であるか、確実に動作するのに十分に遅い
時間である。プロセッサ６０２は、ＭＣＲ４をテストの
限界動作にセットするように変化させることか可能であ
る。

診断テストの結果として、２バイトの報告がＤＢＯＵＴ
を介してプロセッサ６０２に送られる。

第１のバイトはコントローラ上で実行される診断につい
て報告し、第２のバイトは通常状聾又は退化状態におい
て、発光器及び受光器の故障について報告する。

診断を実行するためには、主プロセツサ６０２はＭＣＲ
Ｏ及びＭＣＲ４を読むため内部レジスタをダンプしなけ
ればならない。ＭＣＲＯはスクリーン・フォーマットを
定義し、ＭＣＲａ上の有効なビットパターンを発生する
ために用いられなければならない。無効なパターンは、
無効なエラー報告を生じる。本発明に対する不実行時の
スクリーン・フナ−マットは３２組（Ｙ）と４８組（Ｘ
）のスクリーン・サイズを定義する。Ｘ軸上のすべての
素子はＹ　Ｉ　ＤＥＴ上で検出される。しかしながら、
Ｘ軸上の素子１から３２まては、Ｘ　Ｉ　ＤＥＴライン
上て検出され、素子３３から４８までは、Ｘ２ＤＥＴラ
イン上で検出される。アドレスの範囲がただ０から３１
までなので、；３３の組をアドレス指定する場合は、そ
のアドレスは０であり、Ｘ２ＤＥＴが選択される。

上述の通り、ＭＣＲＯは表示面１０２のフォーマットを
定義する。該表示面は同時に走査されるエリアの数で分
割される。Ｘ２ＤＥＴとＹＩＤＥＴに対して有効なエリ
アと範囲の大きさは、レジスタによって再定義されるこ
とが可能である。ある１つのデータバイトは次のように
、表示面のフォーマットを定義する。

エリアの大きさ　　　　　（３から３２）　ＤｏからＤ
３Ｘ２Ｄに対する有効範囲　（３から１６）Ｄ３からＤ
４ＹＭＩ上のＹの大きさ　　　（３から３２）Ｄ５から
Ｄ７コントローラ１１０からの任意の報告の終りに、（
例えば、座標、診断、レジスタ・ダンプ）状５レジスタ
上のバイト数はゼロになり、ハンドシェイク（！（ａｎ
ｄｓｈａｋｅ）を行うものとしてのプロセッサ６０２か
らの擬似データバイトが得られるのが期待５れる。（デ
ータは任意である）この握手は、主プコでブサ６０２が
座標の新しい組に対する準備完了状態以前には、座標の
新しい組によって主プロセツサ６０２に割り込みがかか
らない。コントローラ＋１０はこのバイトが受信される
まで無動作ループ上にいる。

第７図に戻って参照すると、７００において、主プロセ
ツサ６０２は、停止、通常、ダンプ又は診断のモードを
セットする。らし、７０１において通常モードが選択さ
れると、コノトローラは７０２に進む。この動作につい
ては上述の通りである。しかしながら、もしプロセッサ
６０２が診断を実行したい時、７３２においてプロセッ
サ６０２は、まずすべての制御レジスタが読み出される
ダンプ７３０を呼び出す。次いで、７３４においてにコ
ントローラは停止する。プロセッサ６０２は、７４２に
おいて実行される診断を７４０において命令し、次に７
４６において報告バイトは発生され、主プロセツサに報
告される。コントローラは７４８において停止し、次の
コマンドを待つ。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、予め選択された走
査間隔で行なわれる表示面のある走査列にねｆこって存
在する上記しゃ断された光ビームと関連する座標を繰り
返し報告するための手段を備えたので、従来技術のシス
テムに比較しより柔軟性のあるシステムの動作を実現で
きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す交差ビーム座標検出及
び符号化システムの全体のブロック図、第２図は第１図
のシステムの発光回路及びそＸｔに接続された駆動回路
のブロック図、第３図は第１図のシステムの受光回路の
ブロック図、第４図は第１図のシステムの受信回路のブ
ロック図、第５図は第４図の受信回路の増幅部のブロッ
ク図、第６図は双方向性８ビツトバスを介して主ブロセ
ノサに接続される第１図のシステムのマイクロプロセッ
サを用いたコントローラのブロック図、第７Ａ図及び第
７Ｂ図は第１図のシステムを制御するプログラムのフロ
ー・チャートである。 ＋００・・・交差ビーム座標検出及び符号化システム、 １０２・・・表示面、 ＋０４・・・Ｘ軸の発光ダイオードの配列、１０５・・
・Ｘ軸の駆動回路、 ＋０６・・・Ｙ軸の発光ダイオードの配列、１０７・・
・Ｙ軸の駆動回路、 １１０・・・コントローラ、 １１２・・・バス部、 １１４・・・Ｘ軸の受光器の配列、 １１５・・Ｘ軸の多重変換回路、 １１６・・・Ｘ軸の受光器の配列、 １１７・・Ｙ軸の多重変換回路、 ・１１８・・・バス部、 １２０・・・３チャンネル受信回路、 １５０・・・バイパルス信号、 １５２　　・クロック、 ２０２．２０４，２０６，２０８，２１０．２１２・・
・復号化駆動回路、 ３０２．３０４，３０６，３０８，３１０．３１２・多
重変換回路、 ３２０．３２２・・・トランジスタ、 ３４０・・・抵抗、 ４０２・・・トランジスタ、 ４０６．４１０・・・抵抗、 ４０８．４１２・・・ゲルマニウム・ダイオード、４２
０・・・コンデンサ、 ５００・・・集積回路（ＩＣ）増幅器。 特許出願人　スペースラブズ、インコーホレイテッド 代　理　人　弁理士　青　山　　葆　はが２名ｏｌｃ）
”ら ＦＩＧ、７Ｂ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｘ軸とｙ軸に沿って発光器と受光器の複数の組を
   含む交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化システム
   において、 表示面を交差された光ビームで走査する手段と、上記光
   ビームのしゃ断を検出するための手段と、予め選択され
   た走査間隔で行なわれる表示面のある走査列にわたって
   存在する上記しゃ断された光ビームと関連する座標を繰
   り返し報告するための手段とを備えたことを特徴とする
   交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化システム。
2. （２）上記の交差された光ビームのしゃ断を検出するた
   めの手段が上記振幅変調が存在するか否かに応答するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交差放射ビ
   ームｘ−ｙ座標検出及び符号化システム。
3. （３）あるダイナミック・レンジにわたって上記受光器
   を動作させるための手段と、 上記受光器が上記ダイナミック・レンジ内で動作される
   とき上記振幅変調が存在するか否かを検出するための手
   段とを備えた周囲の光干渉を除去するための手段を、上
   記検出手段が備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化シ
   ステム。
4. （４）上記検出手段が、４０ｄＢを超える高利得増幅を
   行うための上記振幅変調検出手段に接続される増幅手段
   を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化システム。
5. （５）上記振幅変調手段が、 １ＫＨｚ以下の干渉周波数成分を除去するためのフィル
   ターと、 高い増幅雑音スパイクを除去するためのクランプ手段を
   さらに備えたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記
   載の交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化システム
   。
6. （６）上記予め選択された走査間隔がＴ１である最初の
   第１の走査間隔と上記第１の走査間隔の次のＴ２である
   複数の第２の走査間隔を備えたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及
   び符号化システム。
7. （７）上記報告手段が上記しゃ断されたビームが消失し
   たときすぐに報告を行うための手段を備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の交差放射ビームｘ−
   ｙ座標検出及び符号化システム。
8. （８）上記交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化シ
   ステムがさらに、 しゃ断されたビームの座標の最初の報告後において連続
   的に存在するしゃ断されたビームと、上記しゃ断された
   ビームの上記消失をくり返し報告することを停止するた
   めの手段を備え、上記停止するための手段がある選択さ
   れた表示面における上記しゃ断されたビームの位置に応
   答して動作することを特徴とする特許請求の範囲第７項
   記載の交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化システ
   ム。
9. （９）上記報告手段がさらに、各軸に対して上記しゃ断
   されたビームの最小及び最大の座標を報告するための手
   段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化システム。
10. （１０）上記報告手段がさらに、上記しゃ断されたビー
    ムに対する各軸の座標の平均値を報告するための手段を
    備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交
    差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符号化システム。
11. （１１）上記いずれかの軸に沿ったしゃ断されたビーム
    の数が小さすぎるか又は大きすぎるとき、上記システム
    がエラーを報告するための手段をさらに備えたことを特
    徴とする特許請求の範囲第９項記載の交差放射ビームｘ
    −ｙ座標検出及び符号化システム。
12. （１２）上記しゃ断されたビームがいずれかの軸に沿っ
    た最小及び最大の座標の間で不連続であるとき、上記シ
    ステムがさらにエラーを報告するための手段を備えたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の交差放射ビ
    ームｘ−ｙ座標検出及び符号化システム。
13. （１３）上記いずれかの軸に沿ったしゃ断されたビーム
    の数が小さすぎるか又は大きすぎるとき、上記システム
    がエラーを報告するための手段をさらに備えたことを特
    徴とする特許請求の範囲第１０項記載の交差放射ビーム
    ｘ−ｙ座標検出及び符号化システム。
14. （１４）上記システムがさらに発光器と受光器の各組の
    動作をチェックするための診断手段を備えたことを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の交差放射ビームｘ−
    ｙ座標検出及び符号化システム。
15. （１５）上記診断手段がさらに上記システムの限界性能
    をチェックするためある減少された発光器の出力レベル
    で動作する手段を備えたことを特徴とする特許請求の範
    囲第１４項記載の交差放射ビームｘ−ｙ座標検出及び符
    号化システム。
16. （１６）上記システムがさらに上記システムの走査速度
    をチェックするための診断手段を備えたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の交差放射ビームｘ−ｙ座
    標検出及び符号化システム。