(57)【要約】【課題】消費電力を削減でき、光源部の寿命を延ばすことができる座標入力装置を提供する。【解決手段】光学ユニット制御部１０４１は、２つの光源から光を射出し、座標検出部１０４２は、射出された光が遮蔽された位置から、タッチパネル１０１に接触された座標を検出し、モード切替部１０４４は、座標検出部１０４２によって座標が検出されたときから所定の時間を経過した場合に、座標を検出する座標検出モードから、座標を検出しない待機モードに切り替える。【選択図】        図１
2008250897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの光源から光を射出する発光制御手段と、
前記発光制御手段によって射出された光が遮蔽された位置から、タッチパネルに接触された座標を検出する座標検出手段と、
前記座標検出手段によって前記座標が検出されたときから所定の時間を経過した場合に、前記座標を検出する座標検出モードから、前記座標を検出しない待機モードに切り替えるモード切替手段と、
を備えることを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】
前記発光制御手段は、前記モード切替手段によって前記待機モードに切り替えられた場合に、前記２つの光源のうちのいずれか一方の光源から光を射出し、
前記発光制御手段によって射出された光が遮蔽されたか否かによって、前記タッチパネルへの接触を検出する接触検出手段、をさらに備え、
前記モード切替手段は、前記接触検出手段によって前記タッチパネルへの接触を検出した場合に、前記待機モードから前記座標検出モードに切り替えること、を特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項３】
前記発光制御手段は、前記２つの光源のうちのいずれか一方の光源から光を射出する時間が所定の時間を超えた場合に、当該光源からの光の射出を停止するとともに、他方の光源から光を射出すること、を特徴とする請求項２に記載の座標入力装置。
【請求項４】
前記待機モードにおいて光を射出していた前記光源および射出時間を記憶する記憶手段、をさらに備え、
前記発光制御手段は、前記待機モードにおいて、前記記憶手段に記憶された前記光源から光を射出し、当該光源から光を射出する時間に前記記憶手段に記憶された前記射出時間を加算した時間が所定の時間を超えた場合に、当該光源からの光の射出を停止するとともに、他方の光源から光を射出すること、を特徴とする請求項２または請求項３に記載の座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式の座標入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電または電磁誘導を利用した座標入力装置が一般に知られている。かかる座標入力装置では、ペンで座標入力面を押さえた場合に静電または電磁誘導による電気的な変化を検出し、座標を入力するものである。しかし、座標入力面に電気的なスイッチ機能が必要となるため、製造コストが高く、ペンと本体を繋ぐケーブルが必要なため、操作性に難点があるという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するものとして、光学式の座標入力装置が開示されている（特許文献１参照）。かかる光学式の座標入力装置では、２つの光源から扇状に光を射出し、タッチパネル上で射出された光が遮蔽された位置を座標として検出するものであり、比較的簡易な構成で座標を入力することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０７１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された座標入力装置は、タッチパネル面に何時接触されるかが特定できないため、座標を検出するためには、常に光源から光を射出しておく必要があり、多大な電力を消費してしまうとともに、光源部の寿命が早く尽きてしまい、システム全体の耐用期間を縮めてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力を削減でき、光源部の寿命を延ばすことができる座標入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、２つの光源から光を射出する発光制御手段と、前記発光制御手段によって射出された光が遮蔽された位置から、タッチパネルに接触された座標を検出する座標検出手段と、前記座標検出手段によって前記座標が検出されたときから所定の時間を経過した場合に、前記座標を検出する座標検出モードから、前記座標を検出しない待機モードに切り替えるモード切替手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の座標入力装置において、前記発光制御手段は、前記モード切替手段によって前記待機モードに切り替えられた場合に、前記２つの光源のうちのいずれか一方の光源から光を射出し、前記発光制御手段によって射出された光が遮蔽されたか否かによって、前記タッチパネルへの接触を検出する接触検出手段、をさらに備え、前記モード切替手段は、前記接触検出手段によって前記タッチパネルへの接触を検出した場合に、前記待機モードから前記座標検出モードに切り替えること、を特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の座標入力装置において、前記発光制御手段は、前記２つの光源のうちのいずれか一方の光源から光を射出する時間が所定の時間を超えた場合に、当該光源からの光の射出を停止するとともに、他方の光源から光を射出すること、を特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる発明は、請求項２または請求項３に記載の座標入力装置において、前記待機モードにおいて光を射出していた前記光源および射出時間を記憶する記憶手段、をさらに備え、前記発光制御手段は、前記待機モードにおいて、前記記憶手段に記憶された前記光源から光を射出し、当該光源から光を射出する時間に前記記憶手段に記憶された前記射出時間を加算した時間が所定の時間を超えた場合に、当該光源からの光の射出を停止するとともに、他方の光源から光を射出すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、タッチパネルに所定の時間を超えて接触がない場合は、接触位置の座標を検出しない待機モードに切り替えるため、消費電力を削減でき、光源部の寿命を延ばすことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる座標入力装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
まず、本発明が適用される座標入力装置の構成例について説明する。図１は、本実施の形態にかかる座標入力装置の構成の一例を示す説明図である。本実施の形態にかかる座標入力装置１００は、タッチパネル１０１と、光学ユニット１０２と、反射部１０３と、システム制御部１０４と、外枠１０５とを備えている。
【００１４】
タッチパネル１０１は、下部両端に光学ユニット（Ｌ）１０２Ａと、光学ユニット（Ｒ）１０２Ｂを備えている。なお、光学ユニット１０２の配置位置は、タッチパネル全域に光を射出できればよく、これに限るものではない。また、タッチパネル１０１は、左右端部、上端部に光学ユニット１０２から射出された扇状の光を、射出した光源に向かって反射する反射部１０３を備えている。光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂおよび反射部１０３は、タッチパネル１０１の外枠１０５内に配置され、外部から見えない構造となっている。
【００１５】
システム制御部１０４は、システム全体の制御を行う。システム制御部１０４は、さらに光学ユニット制御部１０４１と、座標検出部１０４２と、接触検出部１０４３と、モード切替部１０４４と、計時部１０４５と、インタフェース部１０４６と、記憶部１０４７とを備えている。
【００１６】
光学ユニット制御部１０４１は、２つの光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂの駆動を制御するとともに、光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂの受光部から送出された信号を受信する。光学ユニット制御部１０４１は、本発明にかかる発光制御手段を構成する。
【００１７】
座標検出部１０４２は、光学ユニット制御部１０４１で受信された光学ユニット１０２Ａと光学ユニット１０２Ｂの両方の信号からタッチパネル１０１で指等が接触した位置の座標を検出する。詳細は後述する。
【００１８】
接触検出部１０４３は、光学ユニット制御部１０４１で受信された光学ユニット１０２Ａまたは光学ユニット１０２Ｂのいずれか一方の信号からタッチパネル１０１に指等が接触したことを検出する。
【００１９】
モード切替部１０４４は、座標検出モードと待機モードとの切替を行う。ここで、座標検出モードとは、２つの光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂから光を射出し、接触位置の座標を検出するモードをいう。一方、待機モードとは、２つの光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂのいずれか一方から光を射出し、タッチパネル１０１への接触は検出するが、接触位置の座標は検出しないモードをいう。
【００２０】
計時部１０４５は、座標検出モードにおいて、タッチパネル１０１に接触がない時間を計測する。また、計時部１０４５は、待機モードにおいて、光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂのいずれか一方が光を射出している時間を計測する。
【００２１】
インタフェース部１０４６は、座標検出部１０４２で演算した座標位置を接続された外部ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１０に送出したり、外部ＰＣ１０のドライバから送出された動作指示等のコマンドを受付ける。
【００２２】
記憶部１０４７は、待機モードにおいて、所定時間ごとに光を射出している光学ユニットと射出時間を記憶する。
【００２３】
次に、光学ユニットの構成例について説明する。図２は、光学ユニットの構成の一例を示す説明図である。図２に示すように、光学ユニット１０２は、光源部２０１と、光源部２０１から射出された光を扇状に拡散するレンズ２０２と、反射部１０３から反射された反射光を受光するレンズ２０３と、受光部２０４と、光学軸上に配置されたハーフミラー２０５とを備えている。なお、受光部２０４は、ラインセンサを用いている。
【００２４】
次に、本実施の形態にかかる座標入力装置のハードウェア構成について説明する。図３は、本実施の形態にかかる座標入力装置のハードウェア構成を示す説明図である。システム制御部１０４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１１と、システムを制御するプログラムを格納しているＲＯＭ（Read Only Memory）３０１２と、ワークエリアとして使用しているＲＡＭ（Random Access Memory）３０１３と、外部ＰＣ１０とのインタフェースを制御するインタフェース制御部３０１４と、ＳＢＵ（Sensor Board Unit）３０３からのアナログ信号をデジタル信号に変換したり、画像処理を行う画像処理ＬＳＩ３０１５と、ＳＢＵ３０３からのラインごとのデータを格納しておくデータ格納メモリ３０１６と、シェーディング補正の基準となるデータを格納するシェーディングメモリ３０１７と、タッチパネルに接触されない時間を計測するタイマ制御部３０１８と、電源を落としてもデータが消去されない記憶部３０１９とを備えている。記憶部３０１９は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等である。
【００２５】
なお、本実施の形態では、ワークエリアとして使用しているＲＡＭ３０１３とデータ格納メモリ３０１６を分けているが、これらは１つのメモリ内でエリアを分割して使用してもよい。
【００２６】
また、ＬＤＵ（Laser Diode Unit）３０２およびＳＢＵ３０３は、光学ユニット（Ｌ）１０２Ａ内と、光学ユニット（Ｒ）１０２Ｂ内にそれぞれ配置されている。ＬＤＵ３０２は、光源としているＬＤ（Laser Diode）３０２１を搭載し、ＳＢＵ３０３は、受光部であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）３０３１を搭載している基板である。
【００２７】
次に、タッチパネルの基本的な動作について説明する。ＲＯＭ３０１２からの命令に従って、ＣＰＵ３０１１はＬＤ点灯信号をＬＤＵ３０２に送信する。ＬＤＵ３０２は、ＬＤ３０２１を点灯する。ＳＢＵ３０３内のＣＣＤ３０３１は、受光したデータをシステム制御部１０４内の画像処理ＬＳＩ３０１５に送出する。画像処理ＬＳＩ３０１５は、受け取ったデータをデジタル変換する。画像処理ＬＳＩ３０１５は、デジタル変換されたデータをシェーディングメモリ３０１７に格納されている基準データによってシェーディング補正し、データ格納メモリ３０１６に格納する。ＣＰＵ３０１１は、データ格納メモリ３０１６に格納されたデータを読み出し、ディップ検出を行い、座標位置を算出する。ＣＰＵ３０１１は、インタフェース制御部３０１４を通じて、算出された座標位置を外部ＰＣ１０に送出する。
【００２８】
次に、ＣＰＵ３０１１による検出位置の座標の算出方法について説明する。図４は、光学ユニットから射出される光と検出位置との関係を示す説明図である。ここで、距離Ｗは、光学ユニット１０２Ａと光学ユニット１０２Ｂの間の距離である。角度θLは、光学ユニット１０２Ａと検出位置４１とを通る直線と、ｘ軸とのなす角の角度である。また、角度θRは、光学ユニット１０２Ｂと検出位置４１とを通る直線と、ｘ軸とのなす角の角度である。
【００２９】
ここで、タッチパネル１０１上に指等の遮蔽物が接触した位置の座標を（Ｘ，Ｙ）とすると、光源から射出される光を遮蔽物が遮ることによって検出された角度θL、θRから接触位置の座標（Ｘ，Ｙ）を算出する式は、以下のようになる。
【００３０】
【数１】
2008250897.tif 000003
【数２】
2008250897.tif 000004
【００３１】
次に、以上のように構成されている座標入力装置によるモード遷移処理について説明する。図５は、本実施の形態にかかる座標入力装置でのモード遷移の一例を示す説明図である。図５に示すように、座標入力装置１００は、座標検出モードと待機モードとを備える。座標入力装置１００は、電源ＯＮ時には座標検出モードが設定され、所定時間タッチパネル１０１への接触がない場合には、待機モードに移行する。待機モードにおいて、タッチパネル１０１への接触を検出した場合は、座標検出モードへ移行する。
【００３２】
さらに、それぞれのモードでの処理について詳細に説明する。図６は、システム制御部が行う座標検出モードでの処理手順を示すフローチャートである。なお、図１で示した計時部１０４５は、さらに図示しないカウンタ部を備え、座標検出モードにおいてタッチパネル１０１の接触されていない時間をカウントするカウンタＡと、待機モードの時間をカウントするカウンタＢを備える。
【００３３】
まず、上述したように、電源がＯＮされた場合には、座標入力装置１００はまず座標検出モードが設定される。システム制御部１０４は、タッチパネルシステムの初期化を行う（ステップＳ６０１）。具体的な初期化処理としては、カウンタＡのクリア等である。光学ユニット制御部１０４１は、記憶部１０４７に記憶されている光学ユニットとカウンタＢの値を読み出す（ステップＳ６０２）。これは、前回の電源がＯＦＦされる直前の待機モードで駆動していた光学ユニットとカウンタＢの値を記憶部から取得し、待機モードに移行した際にタッチパネルとの接触を検出する光学ユニットとカウンタＢの値を引き継ぐことで、２つの光学ユニットの駆動時間が平均化され、システム全体の耐用期間を延長することができる。光学ユニット制御部１０４１は、２つの光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂの両方を駆動する（ステップＳ６０３）。座標検出部１０４２は、タッチパネル１０１に指等の接触があったか否かを判断する（ステップＳ６０４）。
【００３４】
タッチパネル１０１に指等の接触がなかったと判断した場合は（ステップＳ６０４：Ｎｏ）、モード切替部１０４４はカウンタＡをカウントアップする（ステップＳ６０５）。モード切替部１０４４は、カウンタＡの値が所定の値Ｔｔを超えたか否かを判断する（ステップＳ６０６）。光学ユニットによる座標検出は、所定の時間ごとに実行するため、カウンタＡの値はタッチパネル１０１に指等の接触がない時間であり、これにより、接触がない時間が所定時間を超えたか否かを判断することができる。
【００３５】
カウンタＡの値が所定の値Ｔｔを超えたと判断した場合は（ステップＳ６０６：Ｙｅｓ）、モード切替部１０４４は座標検出モードから待機モードへ切り替える。カウンタＡの値が所定の値Ｔｔを超えていないと判断した場合は（ステップＳ６０６：Ｎｏ）、ステップＳ６０４に戻り、接触があったか否かを判断する。
【００３６】
ステップＳ６０４において、タッチパネル１０１に指等の接触があったと判断した場合は（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）、モード切替部１０４４はカウンタＡをクリアする（ステップＳ６０７）。座標検出部１０４２は、接触位置の座標を検出する（ステップＳ６０８）。具体的には、上述した算出方法により、接触位置の座標を算出する。その後、ステップＳ６０４に戻る。
【００３７】
次に、待機モードでの処理について詳細に説明する。図７は、システム制御部が行う待機モードでの処理手順を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、光学ユニット制御部１０４１は、２つの光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂのうちのいずれか１つの光学ユニットの駆動を開始する（ステップＳ７０１）。記憶部１０４７から前回の電源ＯＮ時に待機モードで駆動していた光学ユニットが取得されれば、取得された光学ユニットから駆動する。接触検出部１０４３は、タッチパネル１０１に指等の接触があったか否かを判断する（ステップＳ７０２）。タッチパネル１０１に指等の接触があったと判断した場合は（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）、モード切替部１０４４は待機モードから座標検出モードへ切り替える。
【００３９】
タッチパネル１０１に指等の接触がなかったと判断した場合は（ステップＳ７０２：Ｎｏ）、光学ユニット制御部１０４１はカウンタＢをカウントアップする（ステップＳ７０３）。さらに、光学ユニット制御部１０４１は、計時部１０４５が計時している時間が基準時からｘ秒経過したか否かを判断する（ステップＳ７０４）。計時部１０４５が計時している時間が基準時からｘ秒経過したと判断した場合は（ステップＳ７０４：Ｙｅｓ）、光学ユニット制御部１０４１はカウンタＢの値を記憶部３０１９に記憶する（ステップＳ７０５）。また、光学ユニット制御部１０４１は駆動している光学ユニットを記憶部３０１９に記憶する（ステップＳ７０６）。計時部１０４５が計時している時間が基準時からｘ秒経過していないと判断した場合は（ステップＳ７０４：Ｎｏ）、ステップＳ７０７に進む。
【００４０】
光学ユニット制御部１０４１は、カウンタＢの値が所定の値Ｔｃを超えたか否かを判断する（ステップＳ７０７）。カウンタＢの値が所定の値Ｔｃを超えたと判断した場合は（ステップＳ７０７：Ｙｅｓ）、光学ユニット制御部１０４１はカウンタＢをクリアする（ステップＳ７０８）。光学ユニット制御部１０４１は、駆動する光学ユニットを切替え（ステップＳ７０９）、ステップＳ７０２に戻る。図８は、光学ユニットの切り替えのタイミングの一例を示す説明図である。図８に示すように、光学ユニット制御部１０４１は、カウンタＢがＴｃを超えたときに光学ユニット１０２Ａの駆動を停止し（光学ユニット１０２Ａからの光の射出を停止し）、光学ユニット１０２Ｂを駆動する（光学ユニット１０２Ｂから光を射出する）。さらに、光学ユニット制御部１０４１は、カウンタＢがＴｃを超えたときに光学ユニット１０２Ｂの駆動を停止し（光学ユニット１０２Ｂからの光の射出を停止し）、光学ユニット１０２Ａに駆動を切り替える（光学ユニット１０２Ａから光を射出する）。カウンタＢの値が所定の値Ｔｃを超えていないと判断した場合は（ステップＳ７０７：Ｎｏ）、ステップＳ７０２に戻る。
【００４１】
このように、待機モードでは、タッチパネルに接触があったか否かのみを検出するため、２つの光学ユニットのうち一方のみを駆動し、他方は駆動しないことにより、消費電力を削減することができる。また、光学ユニットの寿命を延長することにより、システム全体の耐用期間を延長することができる。
【００４２】
また、２つの光学ユニットを一定時間ごとに交互に切り替えることにより、どちらか一方の光学ユニットのみが耐用年数を経過してシステム全体の耐用期間を縮めないようにすることができる。すなわち、結果的にシステム全体の耐用年数を延長することができる。
【００４３】
また、カウンタＢの値および駆動中の光学ユニットを所定時間ごとに記憶部に記憶し、電源をＯＦＦされた後再度電源がＯＮにされた場合に、記憶部に記憶されたカウンタＢの値と最後に駆動していた光学ユニットとを記憶部から取得し、使用することにより、システム全体の駆動期間中の２つの光学ユニットの駆動時間を平均化することができるため、システム全体の耐用年数を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態にかかる座標入力装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】光学ユニットの構成の一例を示す説明図である。
【図３】本実施の形態にかかる座標入力装置のハードウェア構成を示す説明図である。
【図４】光学ユニットから射出される光と検出位置との関係を示す説明図である。
【図５】本実施の形態にかかる座標入力装置でのモード遷移の一例を示す説明図である。
【図６】システム制御部が行う座標検出モードでの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】システム制御部が行う待機モードでの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】光学ユニットの切り替えのタイミングの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００  座標入力装置
１０１  タッチパネル
１０２Ａ  光学ユニット（Ｌ）
１０２Ｂ  光学ユニット（Ｒ）
１０３  反射部
１０４  システム制御部
１０５  外枠
１０４１  光学ユニット制御部
１０４２  座標検出部
１０４３  接触検出部
１０４４  モード切替部
１０４５  計時部
１０４６  インタフェース部
１０４７  記憶部
１０  外部ＰＣ
【図１】
2008250897.tif 000005
【図２】
2008250897.tif 000006
【図３】
2008250897.tif 000007
【図４】
2008250897.tif 000008
【図５】
2008250897.tif 000009
【図６】
2008250897.tif 000010
【図７】
2008250897.tif 000011
【図８】
2008250897.tif 000012