JPS62173523A - 光学式座標入力装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は、例えばコンピュータ等における図形や文字の
入力Ｗｉとして用いられる座標入力装置のうち、入力操
作盤の操作面部上において移動操作される入力ペンや指
などの入力手段の刻々の位置座標を光学的に検出するこ
とによって、その入力手段により操作面部上に描かれた
図形などをコンビエータ等に入力可能に構成されている
光学式タッチパネル等の光学式座標入力装置に係り、更
に詳しくは、入力操作盤の操作面部を挟んで互いに対向
する発光素子と受光素子とを多数組設けると共に、前記
多数の発光素子を順次発光させるように高速で走査する
走査回路を設け、かつ、前記多数の受光素子のうちの光
入射が入力手段により遮断された受光素子を検知するこ
とによって、前記入力操作盤に対する入力手段による操
作位置の座標を検出するように構成してある光学式座標
入力装置に関する。

〈従来技術〉 例えばコンピュータ等においては、従来一般に、文字情
報や数値情報を入力するためにキーボード入力装置が使
用されているが、このキーボード人力装置を用いて図形
などを伴う座標情報を入力するためには、使用者が予め
その座標情報を数値情報に変換しておいてから入力しな
ければならず大変面倒である。そこで、最近では、その
ような図形などを伴う座標情報を直接的に入力するのに
便利な座標入力装置が開発されている。

その座標入力装置の一種として、第３図に示すような光
学式タッチパネル等の光学式座標入力装置がある。

即ち、その光学式座標入力装置は、入力ペンや指などの
入力手段（図示せず）により所望の図形などを描いて入
力操作を行うための操作面部ＩＡを上面に形成されてい
ると共に、それ自体が入力状況モニター用の平面表示器
（例えば液晶表示器またはＥＬ表示器など）から成る入
力操作盤１を設け、その入力操作ｕｌにおける操作面部
ＩＡの周囲に、多数の発光素子２（２ａ〜２ｊ）と受光
素子３　（３ａ〜３ｊ）との組を、夫々、その操作面部
ＩＡを挟んで互いに対向するように設け、かつ、前記多
数の発光素子２　（２ａ〜２ｊ）を順次発光させるよう
に走査する走査回路４と、前記多数の受光素子３　（３
ａ〜３ｊ）の出力信号を検出する検出回路５と、前記人
力操作盤１．走査回路４、検出回路５に接続された制御
回路６とから構成されている。なお、その制御回路６は
、前記走査回路４へ一定のパルス信号を供給して、前記
多数の発光素子２（２ａ〜２ｊ）を夫々一定時間づつ順
次発光させるようにＸ方向およびＹ方向に格子状に高速
で走査させると共に、前記検出回路５による検出結果に
基づいて、前記多数の受光素子３　（３ａ〜３ｊ）のう
ちの光入射が入力手段により遮断された受光素子を検知
することにより、前記入力操作盤ｌの操作面部ＩＡ上に
おける入力手段による操作位置を検出してそれに対する
座標コードを生成し、かつ、その生成した座標コードを
、コンピュータ等（図示せず）に入力する一方、その入
力操作盤ｌへも供給してモニター表示させる、という制
御動作を行うものである。

しかしながら、上記従来構成の光学式座標入力装置にお
いては、多数の発光素子２（２３〜２ｊ）を夫々一定時
間づつ順次発光させるように走査する構成を採用してい
たために、次のような種々の欠点があった。

一般に、受光素子３　（３３〜３ｊ）として用いられる
フォトトランジスタは、第４図に示すように、飽和しな
い場合にはその出力が波形ａのように速やかに減衰する
が、飽和してしまうとその出力は波形すのように減衰が
非常に遅くなってしまうという特性がある。

一方、上記光学式座標入力装置に用いられる多数の発光
素子２（２３〜２ｊ）には、大きな放射束を得るために
かなりの一定大電流が印加されており、しかも、それら
多数の発光素子２　（２ａ〜２ｊ）およびそれらに対応
する多数の受光素子３（３８〜３ｊ）には、発光特性お
よび受光特性においである程度のバラツキがあると共に
、外乱光の影響も加わるために、それら受光素子３（３
ａ〜３ｊ）の出力には相当のバラツキが生じ、中には飽
和してしまう受光素子が存在することになる。

例えば、第５図および第６図は、共に、受光素子３　（
３２〜３ｊ）がＡ点では受光しＢ点では受光しなかった
場合の検出回路５の出力状態を示しており、第５図のよ
うに受光素子３　（３ａ〜３ｊ）が飽和しない場合には
、Ａ点では受光しＢ点では受光しなかったことが正しく
検出されるが、第６図のように受光素子３　（３ａ〜３
ｊ）が飽和してしまった場合には、受光素子３　（３ａ
〜３ｊ）からの出力の減衰（応答特性）が悪いために、
Ｂ点では受光しなかったにも拘わらず、受光したＡ点に
おけるレベルに近いレベルの信号が残存して、あたかも
Ｂ点でも受光したように誤検出されてしまうことになる
。

このように、全ての発光素子２　（２ａ〜２ｊ）に対し
て一律に一定大電流を一定時間印加する従来構成の光学
式座標人力装置においては、受光素子３　（３ａ〜３ｊ
）の飽和に起因する誤検出ひいては誤入力が生じ易い欠
点があるばかりで無く、発光素子２（２ａ〜２ｊ）に対
して無駄に大きな電力供給を行っていることにより、消
費電力の浪費や、光学式座標入力装置の動作寿命の支配
的要因である発光素子２（２ａ〜２ｊ）の動作寿命の低
下を招いている、という欠点もあった。

〈発明の目的〉 本発明は、上記した従来実情に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、使用されている多数の発光素子の夫
々を、状況に応じて常に適切に発光させるようにするこ
とにより、誤動作および誤入力が生じ難く、かつ、消費
電力の無駄や発光素子の寿命低下も生じ難い光学式座標
入力装置を提供せんとすることにある。

〈発明の構成〉 かかる目的を達成するために、本発明による光学式座標
入力装置は、冒頭に記載した基本的構成を有するものに
おいて、前記多数の発光素子を発光走査するに際して、
前記各受光素子の受光感度に応じてそれに対応する発光
素子の発光量を適当な値に制御するように構成してある
、という特徴を備えている。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面（第１図および第２図）
に基づいて説明する。

第１図は実施例にかかる光学式座標入力装置の回路構成
を側面視的に示したものであり、この図において、操作
面部ＩＡを有する入力操作盤１゜発光素子２．受光素子
３．走査回路４．検出回路５等の構成および機能、なら
びに、制御回路６の基本的構成および機能については、
第３図を用いて既に説明した従来のものと同様であるの
で、それらの構成部材には同じ参照番号を付してその説
明は省略し、ここでは、本発明に独特の構成要素として
、前記走査回路４と発光素子２との間に設けられた発光
制御回路７、および、前記受光素子３と検出回路５との
間に設けられた感度検知回路８の構成と機能、ならびに
、それらに関連する制御回路６の機能について説明する
。

即ち、第２図の各部信号のタイミングチャートに示すよ
うに、まず、走査回路４は、制御回路６から供給される
走査指令パルス信号に従って、一定時間Ｔの走査信号を
各発光素子２に対して順次高周期で供給する。そして、
その走査回路４からの走査信号の立ち上がりにより発光
素子２への比較的大きい一定電流供給が開始され、発光
素子２は発光する。その発光素子２からの出力光信号は
、操作面部ＩＡにおける入力手段（図示せず）による入
力操作により遮断されなければ、対応する受光素子３に
到達し、その受光素子３は受光出力信号の出力を開始し
て、その信号を感度検知回路８へ供給する。感度検知回
路８は、前記受光素子３からの受光出力信号がその受光
素子３の飽和レベルｐよりも低く且つ検出回路５のシュ
レショルドレベルｑ以上に設定された一定の感度感知レ
ベルｒに達したときに、感度検知信号を出力して制御回
路６へ供給する。制御回路６は、その感度検知信号を受
けると、発光制御回路７へ発光停止信号を供給して発光
素子２の発光を停止させる。かくして、前記多数の発光
素子２を発光走査するに際し、前記各受光素子３の受光
感度に応じてそれに対応する発光素子２の発光量が適当
な値に制御されるように構成されているのである。

従って、受光素子３からの受光出力信号はその発光停止
直後から減衰を開始することになり、その飽和が確実に
防止され、検出回路５によって正しい検出動作が行われ
、誤人力の無い座標検出が可能となる。更に、上記の構
成によれば、殆どの場合に、走査回路４から出力される
一定時間Ｔの走査信号よりも短い時間で発光素子２の発
光が停止されるので、従来に比較して、電力消費を大幅
に削減できると共に、発光素子２自体の動作寿命ひいて
は装置全体の動作寿命の大幅な延長を達成することがで
き、また、走査時間を短縮することも容易に実現可能で
ある。

なお、上記実施例においては、前記各受光素子３の受光
感度に応じてそれに対応叛る発光素子２の発光量を適当
な値に制御する手段として、各受光素子３の出力レベル
がその飽和レベルｐ以下に設定された一定の感度検知レ
ベルｒに達したときに、それに対応する発光素子２の発
光（この場合は発光強度が一定）を停止させる、という
構成を採用したものを示り、たが、それに代わる手段と
して、受光素子３の出力レベルがその飽和レベルｐより
も低く設定された一定の感度検知レベルｒに達したとき
に、それに対応する発光素子２の次の走査時における発
光強度を下げる、という構成を採用しても、上記実施例
と同様の結果を得ることができる。

〈発明の効果） 以上詳述したところから明らかなように、本発明に係る
光学式座標入力装置によれば、入力操作盤の遅作面部を
挟んで互いに対向する発光素子と受光素子とを多数組設
けると共に、前記多数の発光素子を順次発光させるよう
に高速で走査する走査回路を設け、かつ、前記多数の受
光素子のうちの光入射が入力手段により遮断された受光
素子を検知することによって、前記入力操作盤に対する
入力手段による操作位置の座標を検出するように構成し
てある光学式座標入力装置において、前記多数の発光素
子を発光走査するに際して、前記各受光素子の受光感度
に応じてそれに対応する発光素子の発光量を適当な値に
制御するように構成してあるから、たとえ、それに用い
られている多数の発光素子および受光素子に特性のバラ
ツキがあったり、更に外乱光の影響が加わったとしても
、誤検出ひいては誤入力の原因となる受光素子の飽和を
確実に防止でき、また、発光素子への電力供給を可及的
に少なくすることができるので、従来に比較して、誤動
作および誤人力の無い確実な動作が保証されると共に、
無駄な電力消費を大幅に削減でき、かつ、受光素子自体
の動作寿命ひいては装置全体の動作寿命の大幅な延長を
達成することができ、更に、走査時間のより一層の高速
度化も容易に実現可能である、という種々の優れた効果
が発揮されるに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る光学式座標−人力装
置の具体的一実施例を説明するためのものであって、第
１図は側面視的に示した回路構成図であり、第２図は各
部信号のタイミングチャートを示している。 また、第３図ないし第６図は、本発明の技術的背景なら
びに従来技術の問題点を説明するためのものであって、
第３図は従来構成の光学式座標入力装置の平面視的に示
した回路構成図であり、第４図は受光素子を構成するフ
ォトトランジスタの一般的特性図を、第５図は受光素子
が飽和しない場合の検出回路の出力波形図を、そして、
第６図は受光素子カリ色和した場合の検出回路の出力波
形図を夫々示している。 ｌ・・・・・・・・・入力操作盤、 ＩＡ・・・・・・・・・操作面部、 ２（２ａ〜２ｊ）・・・・・・・・・発光素子、３（３
ａ〜３ｊ）・・・・・・・・・受光素子、４・・・・・
・・・・走査回路、 ５・・・・・・・・・検出回路、 ６・・・・・・・・・制御回路、 ７・・・・・・・・・発光制御回路、 ６・・・・・・・・・感度検知回路、 ｐ・・・・・・・・・飽和レベル、 ｒ・・・・・・・・・感度検知レベル。 出願人　シ　ャ　−　プ株　式会社 代理人　弁理士　岡　１）和　秀 第３図 （従来の光学式座標入力装置の回路構成図）第４図 （受光素子の一般的粋注図）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕入力操作盤の操作面部を挟んで互いに対向する発
   光素子と受光素子とを多数組設けると共に、前記多数の
   発光素子を順次発光させるように高速で走査する走査回
   路を設け、かつ、前記多数の受光素子のうちの光入射が
   入力手段により遮断された受光素子を検知することによ
   って、前記入力操作盤に対する入力手段による操作位置
   の座標を検出するように構成してある光学式座標入力装
   置において、 前記多数の発光素子を発光走査するに際して、前記各受
   光素子の受光感度に応じてそれに対応する発光素子の発
   光量を適当な値に制御するように構成してあることを特
   徴とする光学式座標入力装置。 〔２〕前記各受光素子の受光感度に応じてそれに対応す
   る発光素子の発光量を適当な値に制御するに、前記各受
   光素子の出力レベルがその飽和レベルよりも低く設定さ
   れた一定の感度検知レベルに達したときに、それに対応
   する発光素子の発光を停止させるように構成してある特
   許請求の範囲第〔１〕項に記載の光学式座標入力装置。 〔３〕前記各受光素子の受光感度に応じてそれに対応す
   る発光素子の発光量を適当な値に制御するに、前記受光
   素子の出力レベルがその飽和レベルよりも低く設定され
   た一定の感度検知レベルに達したときに、それに対応す
   る発光素子の次の走査時における発光強度を下げるよう
   に構成してある特許請求の範囲第〔１〕項に記載の光学
   式座標入力装置。