JPS63296125A

JPS63296125A - 座標入力装置

Info

Publication number: JPS63296125A
Application number: JP62132244A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Hata; 秦　淑彦; Mitsunori Adachi; 足達　満則; Satoru Tomita; 悟富田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1988-12-02
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: US5019917A; JPH0682316B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、原稿等の対象物上の位置座標を計算機等へ
入力する装置に関し、特に撮像装置を用いて座標を入力
する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

座標入力装置として、ＴＶカメラやカメラ型イメージス
キャナ等の撮像装置を用いた装置が従来より考案されて
いる。この種の装置はタブレフ）やマウス等の座標入力
装置と比較して、■）特殊な座標入力用の平面台が不要２）無指示具に信号ケーブルが不要３）座標入力のみでなく、画像データも入力可能、等の利点を有する。

第８図は例えば特願昭６０−１９０７３９号に掲載され
たカメラ型イメージスキャナを用いた座標入力装置の構
成を示す概略構成図である。図において、１はレンズ、
２は回転走査鏡、即ちガルバノミラ−１３は回転鏡を駆
動する駆動装置、４はＣＯＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等の一次元損像素子、５は回転
鏡の回転角を検出する検出器、６は画像の１最像や座標
の人力を制御する、マイクロプロセッサ等のコントロー
ラ、７は撮像素子の出力画像信号を記憶する画像メモリ
、８は画像メモリの記憶内容を画像として表示する表示
装置、９は撮像素子４からの出力画像信号中の画素数を
間引くサブサンプル回路、１０は事前に設定された闇値
と撮像素子４からの出力画像信号とを比較し、出力画像
信号が闇値を越えた際に信号を出力する比較器、１１は
撮像素子にリセットパルスや転送りロック等の信号を与
えて撮像素子を駆動させる駆動回路、１２は読取原稿で
ある。なおこの読取原稿は文書や図面等の紙面だけでな
く、後述の無指示具に取り付けられた発光素子の輝度に
近い、あるいはそれ以上の輝度を有する物体あるいは反
射体を含まない読取対象物であればよいが、簡単のため
以下単に読取原稿と記す。１３はその先端にＬＥＤ等の
発光素子を取付けた無指示具である。

次に動作について説明する。レンズ１により作られる、
読取原稿１２及び無指示具１３０２次元像が回転鏡２で
反射されて１次元撮像素子４上に結像する。回転Ｍ２は
コントローラ６から回転鏡駆動装置３に対して発生され
る回転鏡回転角を指示するディジタル符号またはアナロ
グ電圧の信号により指定の回転角に傾斜するので、２次
元像の任意の主走査部分を撮像素子４に結像させ、これ
を副走査に利用してＴＶカメラの様な線順次走査を行う
０回転角検出器５は機械式や光学式のロータリエンコー
ダであり、回転鏡２の現時点の回転角を検出してその信
号を出力し、コントローラ６が指定する回転角と現時点
の回転角との差を計算して回転角制御に使用される。撮
像素子駆動回路１１によって駆動される１次元撮像素子
４は副走査と同期して撮像動作を行い、その出力である
画像信号はサブサンプル回路９によって主走査方向の必
要部分のみが選択された後に画像メモリ７に記憶され、
記憶内容は画像として表示装置８に表示される。

第９図は第８図に示す従来例において、読取原稿１２の
全面を繰返し走査し、画像を読取り表示装置８に表示す
る原稿撮像モードの手順を示すフローチャートである。

まずステップ２２において、読取原稿の先頭のラインを
読取れる様に、コントローラ６及び回転鏡駆動装置ｊ３
により回転ｗ４．２を所定の角度に設定する。ステップ
２３においてコントローラ６及び撮像素子駆動回路１１
により撮像素子４が駆動され、主走査方向１ラインが撮
像されその画像信号が出力される。ステップ２４におい
てサブサンプル回路９により画像信号の必要部分のみが
選択され、さらにステップ２５において選択された画像
信号が画像メモリ７に書込まれ、表示装置８に逐次表示
される。ステップ２６では次に撮像すべき読取原稿１２
のラインに対応する副走査方向のアドレスを計算して、
ステップ２１と同様にして回転鏡２を対応する角度に設
定する。

ステップ２８ではこの副走査アドレスと読取原稿１２の
最後のラインのアドレスとを比較し、全面の読取が終了
していればステップ２９においてステップ２２と同様の
操作を行って回転鏡２の角度をリセットする。ステップ
２７では上述の１ラインの読取９表示処理毎に、コント
ローラ６と接、続された図示していないキーボードやマ
ウス等の人力装置から、操作者の表示モード終了命令が
あるか否かを判定し、終了命令があれば表示モードは終
了する。画像撮像モードにおいては、比較器１０は動作
せず、撮像素子４から出力される画像信号はそのままサ
ブサンプル回路９に供給される。

第１０図は第８図の従来例において、発光素子が取り付
けられた点指示具１３により指示される読取原稿１２上
の点の座標を検出する座標人力モードの手順を示すフロ
ーチャートである。図において、ステップ２２，２３．
２６．２７及び２９は第９図に示す各ステップと同様な
処理を行って、読取原稿１２及び点指示具１３を線順次
に走査して撮像する。ステップ２３において撮像素子４
から出力される画像信号は比較器１０に供給される。

ステップ３２では供給される画像信号が、比較器１０に
より予じめコントローラ６等により設定された輝度信号
レベルの闇値と比較され、その闇値より高い場合には比
較器１０がコントローラ６及び撮像素子駆動回路１１に
信号を出力する０画像信号と比較される輝度信号レベル
の闇値は、読取原稿１２と点指示具１３の発光部とを区
別できる様な値、例えば読取原稿１２の輝度信号の最大
値と点指示具１３の発光部の輝度信号との間の中間値に
設定される。撮像素子駆動回路１１は撮像素子４が撮像
し画像信号を出力する様に転送りロックを与えており、
この転送りロックは比較器１０に供給される画像信号と
同期しているため、撮像素子４が新たなラインを撮像す
るために撮像素子駆動回路１１がリセットパルスを出力
した時点から転送りロックを計数しておく事により、あ
る時点における比較器１０に供給される画像信号の主走
査方向のアドレス（Ｘアドレス）を検出する事ができる
。比較器１０が信号を出力した時点で、その信号を受信
した撮像素子駆動回路ｌｌは上述の転送り口７りの計数
値を保持するとともに、コントローラ６はステップ３３
においてその保持された計数値を読出し、点指示具１３
の指示した点のＸアドレスを得る。ｙアドレスはステッ
プ２２．２６及び２９から明らかな様にコントローラ６
から回転鏡駆動装置３に与えられているため、ステップ
３３の時点で指示点のＸ及びｙアドレスが得られており
、座標入力モードは終了する。

なお、比較器ｌＯでは単に画像信号と闇値とを比較する
だけで画像信号そのものは変化しないので、この座標入
力モードにおいて画像信号を比較器１０からサブサンプ
ル回路９に供給する様にしておけば、表示装置８に読取
原稿１２及び点指示具１３を表示しながら、操作性のよ
り良い座標人力を行う事ができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の座標入力装置は以上の様に構成されているので、
座標を検出する速度は主として撮像素子の撮像時間によ
り決定され、この座標入力装置が高解像度、高階調であ
る高品質な画像を撮像する場合には、撮像素子に例えば
３ｍｓ／ラインという様な撮像時間が必要であり、副走
査方向の解像度が１０００本の場合には座標の検出に最
悪３秒もの時間がかかり、応答速度が遅くマン・マシン
インタフェースの点で問題があった。

この発明は上記の様な問題点を解消するためになされた
もので、高解像度、高階調である高品質な画像を撮像で
きるとともに、応答速度の速い座標の検出ができる座標
入力装置を得る事を目的とする。

また、上記目的に加えて、座標入力モードにおいて点指
示具により読取原稿上の点が指示される様子をより良い
画像として表示装置に表示し、座標入力の操作性を向上
する事を目的とする。

（問題点を解決するための手段〕この発明に係る座標入力装置は、原稿撮像モードと座標
人力モードとを設け、座標入力モードにおいては撮像時
間制御装置により撮像時間を原稿撮像モードの場合より
短縮して原稿及び点指示具を撮像し、撮像した画像信号
から検出装置により点指示具の位置座標を検出する様に
したものである。

また、上記のものにおいて撮像した画像信号に対して撮
像時間に適した画像処理を行う画像処理回路を備え、座
標入力モードにおいて点指示具の位置を検出するととも
に、読取原稿上の点を点指示具が指示する様子を表示装
置に表示する様にしたものである。

〔作用〕

この発明においては、撮像時間制御装置により座標入力
モードにおける撮像時間が原稿撮像モードの場合より短
縮されるので、点指示具の位置検出が高速に行われる。

また、座標入力モードの際に、撮像した画像信号に対し
て画像処理回路により撮像時間に適した画像処理を行い
処理された画像が表示装置に表示されるように構成した
ので、座標入力の操作性が向上する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による座標入力装置の構成を示
す概略構成図である。図において、ｌはレンズ、２は回
転走査鏡、３は回転鏡を駆動する駆動装置、４はＣＯＤ
等の一次元撮像素子、５は回転鏡の回転角を検出する検
出器、６は画像の撮像や座標の入力を制御するマイクロ
プロセッサ等のコントローラ、７は撮像素子の出力画像
信号を記憶する画像メモリ、８は画像メモリの記憶内容
を画像として表示する表示装置、９は撮像素子４からの
出力画像信号中の画素数を間引くサブサンプル回路、１
０は事前に設定された闇値と撮像素子４からの出力画像
信号とを比較し出力画像信号が闇値を越えた際に信号を
出力する比較器、１１は撮像素子にリセットパルスや転
送りロック等の信号を与えて撮像素子を駆動させる駆動
回路、１２は読取原稿、１３はその先端にＬＥＤ等の発
光素子を取付けた点指示具、１４は撮像素子の撮像時間
を制御する制御装置であり、１〜１３は第１０図に示す
従来例の装置と同様のものである。

また、図において、特許請求の範囲の構成要件である走
査制御装置５０はコントローラ６、回転鏡２２回転鏡駆
動装置３１回転角検出器、５．及び撮像素子駆動回路１
１から構成される装置検出装置６０はコントローラ６、
比較器１０．及び撮像素子駆動回路１１から構成される
。

第２図は、第１図に示す実施例における画像撮像モード
の手順を示すフローチャートである。まずステップ２１
において、コントローラ６が画像の表示、伝送、蓄積等
の各々の目的に合う画質（解像度２階ｌ、Ｓ／Ｎ等）を
有する画像を撮像するために必要な撮像素子４の撮像時
間を選択し、撮像時間制御回路１４にその撮像時間を設
定する。

ステップ２２〜２９は、第１１図で説明した従来例の画
像撮像モードの各ステップとをく同様の処理を行い、コ
ントローラ６により設定された撮像時間で画像を撮像す
る。

第３図は、第１図に示す実施例における座標人力モード
の手順を示すフローチャートである。ステップ２３〜２
９．３２及び３３は、第１２図で説明した従来例の座標
入力モードの各ステップとをく同様の処理を行い、点指
示具１３により指示される読取原稿１２上の点の位置を
検出する。従来例と異なるのは、ステップ３１において
、コントローラ６により画像撮像モードにおいて高品質
な画像を撮像するのに必要な撮像素子４の撮像時間より
も短い撮像時間が撮像時間制御装置１４に設定され、座
標入力にはこの短縮された撮像時間で撮像された画像信
号が用いられる事である。この様に座標人力モードにお
いて短縮された撮像時間を用いる事ができるのは、以下
の理由による。

一般にＣＣＤ等の撮像素子においては、その撮像時間を
長くする事により輝度レベルの高い画像信号が得、られ
るが、撮像素子そのものに起因する雑音成分（例えばＣ
ＯＤでは暗電流成分や受光素子のばらつき等）や電気回
路系の雑音成分は↑層像時間に依らずほぼ一定である。

第４図の（ａｌ、　（ｂ）は各々撮像時間の長い場合、
短い場合に撮像した画像信号の一例である。図において
、点ＡＩ及びＡ２は読取原稿１２の画像信号のピーク値
であり、点Ｂ１及びＢ２は点指示具１３の発光部の画像
信号であり、座標入力モードにおける読取原稿１２と点
指示具１３とを比較器１０により区別するための閾値は
、各々点Ａ１と点Ｂｌ、点Ａ２と点Ｂ２の間の値Ｔｌ、
Ｔ２に設定される。この図から明らかな様に、読取原稿
１２を雑音が少なく高階調の画像として撮像する際に撮
像時間を長くする必要があるが（第４図（ａ）参照）５
読取原稿１２と点指示具１３とを区別するのが目的であ
れば短い撮像時間で十分である（第４図（ｂ）参照）。

また、当然ではあるが、読取原稿１２の最大の輝度信号
と点指示具１３の発光部の輝度信号との差が大きいほど
、座標入力モードの撮像時間を短縮する事ができる。

第５図はこの発明の他の実施例の構成を示す概略構成図
である。図において、１〜１４は第１図に示すこの発明
の実施例のものと同一であり、１５は撮像素子４の出力
である画像信号に対して撮像素子４の撮像時間に適した
画像処理を行う画像処理回路である。

この実施例においては、座標入力モードにおいて読取原
稿１２上を点指示具１３が移動する様子を表示装置８に
表示するため、例えば操作者が表示装置８上で入力され
た点の確認を行ったり、ＴＶ会議において表示装置８に
表示されている画像を相手側の表示装置に表示し、直接
読取原稿１２を見る事ができない相手側の参加者も、座
標入力操作に参加できる実施例であり、以下にその動作
の説明を行う。

第５図の実施例の画像撮像モード及び座標入力モードは
第１図の実施例の場合とほぼ同様な処理を行うので、以
下にその違いのみを説明する。

第６図は、第５図に示す実施例における画像撮像モード
の手順を示すフローチャートである。第１図の実施例の
場合と異なるのはステップ４１及び４２であり、他のス
テップは同一である。ステップ４１では、コントローラ
６により画像撮像モード用の撮像素子４の撮像時間が選
択されるとともに、予め用意された複数種の画像処理か
ら撮像素子４の撮像時間に適した画像処理が選択され、
画像処理回路１５に選択された画像処理の種類を示す信
号を出力する。そして、ステップ４２において、サブサ
ンプル後の画像信号に対して選択された画像処理が画像
処理回路１５により行われた後に、画像メモリ７に書込
まれ、表示装置８に表示される。

ここで述べる画像処理とは、例えば雑音除去。

２値化、多値化、エツジ強調、スムージング等あるいは
それらの組合わせであり、入力画像を視覚的に優れた画
像に変換する目的を有する画像処理である。これらの画
像処理は、例えばファクシミリやイメージスキャナを用
いた画像処理システムにおいて一般に用いられる処理で
あり、従来から非常に多くの処理が考案されており、ま
たこの発明では特にいくつかの画像処理に限定するもの
ではなくまたその内容は本発明においては本質的ではな
いので、その詳細な説明は省略する。但し、これらの画
像処理は、一般にその入力画像の種類（画像自身の内容
やＳ／Ｎ）や画像を使用する目的に応じて適切な画像処
理の内容が異なり、第４図に示す様な撮像素子４の撮像
時間を変化させた場合にも、入力画像の信号状態が異な
るため各々異なった画像処理が必要となる。

第７図は、第５図に示す実施例における座標入力モード
の手順を示すフローチャートである。第１図の実施例の
場合と異なるのは、ステップ２４゜２５の撮像した画像
を表示装置８に表示するステップと、上述の画像撮像モ
ードの場合と同様に、選択された撮像素子４の撮像時間
に適した画像処理が行われるステップ４３及び４２が付
加された事である。例えば第４図（ｂ）に示す様な短い
撮像時間で撮像された画像信号は、第４図（ａ）に示す
様な長い撮像時間で撮像された画像信号に比べ信号レベ
ルが低いため、輝度レベルを量子化するための閾値は当
然変更しなければならない、また、相対的に雑音成分が
大きくなるため、長い撮像時間の場合よりも量子化する
ステップを少なくシ（例えば８ビット／画素を４ビット
／画素にする）階調の少ない画像として表示した方が雑
音成分が目立たなくなり、点指示具１３が読取原稿１２
上を移′動する様子を表示装置８でモニタするという目
的には適している。

また、第７図には図示していないが、点指示具１３には
その発光部をオン・オフさせるスイッチが付いており、
読取原稿１２上を点指示具１３が移動している時は発光
部はオフの状態であり、操作者が指示点を決定した時に
スイッチをオンにし発光部を光らせ、座標を検出する。

尚、上記実施例では操作者が要求する画像の画質をコン
トローラ６に逐次対話的に指示できる様にし、コントロ
ーラ６がその指示により撮像時間を制御する事により、
種々の画質を有する画像が撮像できるとともに、高品質
でない画像は速く逼像する事が可能となる。

また、以上の実施例の説明では、発光素子の堰り付けら
れた点指示具１３を用い、画像信号中の高いピークを検
出する事により指示点の座標を検出する場合を例にとっ
たが、通常の筆記ペンを点指示具として用い、そのペン
先を画像処理装置により抽出したり（通常の文書を読取
原稿とする場合には、階調数はさほど要求されない）、
撮像素子にカラー人力可能なもの、例えば色フィルタ付
きの一次元撮像素子を用いて、読取原稿６と異なる色の
ペン形無指示具を用い、画像処理装置で色の識別を行っ
たりすることにより、点指示具を検出して座標入力を行
う事ができるのは当然である。

また、上記実施例において、サブサンプル回路は画像メ
モリに記憶する画像信号の、量を削減するために用いた
が、画像メモリ自体が十分大きな記憶容量を持っており
、かつ表示や画像処理の段階で必要なサブサンプル処理
や高速処理が実行されるならば、−次元撮像素子と画像
メモリとの間にあって画素数を削減するためのサブサン
プル回路が不要となる事は勿論である。

また第５図の実施例において、サブサンプル回路の後段
に画像処理回路が配置されているが、この配置に限定さ
れるものではなく、逆の配置であってもよく同様の効果
が得られる。

また、上記実施例において、−次元撮像素子と回転鏡と
を用いた撮像装置を例にとって説明したが、この発明で
は撮像時間を制御できる１最像素子及び走査時間をその
撮像時間に合わせて可変にできる撮像素子及び走査時間
をその撮像時間に合わせて可変にできる走査制御装置を
備えている撮像装置であればよい事は当然である。

〔発明の効果〕

以上の様に、この発明に係る座標入力装置によれば、原
稿撮像モードと座標入力モードとを設け、座標入力モー
ドにおいては撮像時間制御装置により撮像時間を原稿撮
像モードの場合より短縮して原稿及び点指示具を撮像し
、撮像した画像信号がら検出装置により点指示具の位置
を検出する様にしたので、高解像度、高階調である高品
質な画像が撮像できるとともに、応答速度の速い座標の
検出が可能な装置を得られる効果がある。

また、撮像した画像信号に対して撮像時間に適した画像
処理を行う画像処理回路を備え、座標人力モードにおい
て点指示臭の位置を検出するとともに、読取原稿上の点
を点指示具が指示する様子をより良い画像として表示装
置に表示する様にしたので、上記効果に加えて座標入力
において高い操作性を可能とする装置が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る座標人力装置の一実施例の構成
を示す概略構成図、第２図は第１図の実施例の画像撮像
モードの手順を示すフローチャート図、第３図は第１図
の実施例の座標人力モードの手順を示すフローチャート
図、第４図は撮像時間の異なる入力画像信号の例を示す
波形図、第５図はこの発明の他の実施例の構成を示す概
略構成図、第６図は第５図の実施例の画像撮像モードの
手順を示すフローチャート図、第７図は第５図の実施例
の座標人力モードの手順を示すフローチャート図、第８
図は従来の座標入力装置の構成を示す概略構成図、第９
図は第８図の従来装置の画像撮像モードの手順を示すフ
ローチャート図、第１０図は第８図の従来装置の座標入
力モードの手順を示すフローチャート図である。図において、１はレンズ、２は回転鏡、３は回転鏡駆動
装置、４は一次元撮像素子、５は回転角検出器、６はコ
ントローラ、７は画像メモリ、８は表示装置、９はサブ
サンプル回路、１０は比較器、１１は撮像素子駆動回路
、１２は読取原稿、１３は点指示具、１４は撮像時間制
御回路、１５は画像処理回路、５０は走査制御装置、６
０は位置検出装置、２１〜２９．３１〜３３．及び４１
〜４３はフローチャートの各ステップである。なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原稿等の対象物を走査して画像を撮像する撮像素
子と、その走査を制御する走査制御装置と、上記撮像素子の撮像時間を制御する撮像時間制御装置と
、上記撮像素子の出力である画像信号を処理して対象物上
の点を指示する点指示具の位置を検出する位置検出装置
とを備えた座標入力装置において、原稿撮像モードと座
標入力モードとを設け、座標入力モードにおいては上記
撮像時間制御装置により撮像時間を原稿撮像モードより
短縮する様にしたことを特徴とする座標入力装置。
（２）上記撮像素子の出力である画像信号に対して撮像
時間に適した画像処理を行う画像処理回路と、その処理された画像を表示する表示装置とを備え、撮像した画像信号に対して上記画像処理装置により撮像
時間に適した画像処理を行い、その画像を上記表示装置
に表示する様にした事を特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の座標入力装置。
（３）上記点指示具にはその先端に発光素子が取付けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
２項記載の座標入力装置。
（４）上記撮像素子として電荷結合素子を用いたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の座標
入力装置。