JP2000267811A - 座標入力/検出装置 - Google Patents
座標入力/検出装置Info
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- JP2000267811A JP2000267811A JP7663399A JP7663399A JP2000267811A JP 2000267811 A JP2000267811 A JP 2000267811A JP 7663399 A JP7663399 A JP 7663399A JP 7663399 A JP7663399 A JP 7663399A JP 2000267811 A JP2000267811 A JP 2000267811A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源の発光性能を維持し、座標入力/検出装
置としての性能の安定化を図ること。 【解決手段】 光学式の座標入力/検出装置の発光手段
および受光手段(50,51,80)の前面に、ほこり
や汚れの付着を防止するための透光性のカバー45を設
けた。
置としての性能の安定化を図ること。 【解決手段】 光学式の座標入力/検出装置の発光手段
および受光手段(50,51,80)の前面に、ほこり
や汚れの付着を防止するための透光性のカバー45を設
けた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ等において、情報の入力や選択を行うためにペン
等の指示部材や指等によって指示された座標位置を検出
する光学式の座標入力/検出装置に関し、より詳細に
は、発光手段や受光手段にほこりや汚れが付着すること
を防止して動作の安定化やメンテナンスの容易化を図っ
た座標入力/検出装置に関する。この座標入力/検出装
置は、電子黒板や大型のディスプレイと一体化して利用
可能なものである。
ュータ等において、情報の入力や選択を行うためにペン
等の指示部材や指等によって指示された座標位置を検出
する光学式の座標入力/検出装置に関し、より詳細に
は、発光手段や受光手段にほこりや汚れが付着すること
を防止して動作の安定化やメンテナンスの容易化を図っ
た座標入力/検出装置に関する。この座標入力/検出装
置は、電子黒板や大型のディスプレイと一体化して利用
可能なものである。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータ等において情報
の入力や選択を行うために利用されるツールである座標
入力/検出装置として、ペンで座標入力面が押さえられ
た時やペンが座標入力面に接近した時に、静電または電
磁誘導によって電気的な変化を検出することにより、ペ
ンによって指示された座標位置を検出するようにしたも
のが知られている。
の入力や選択を行うために利用されるツールである座標
入力/検出装置として、ペンで座標入力面が押さえられ
た時やペンが座標入力面に接近した時に、静電または電
磁誘導によって電気的な変化を検出することにより、ペ
ンによって指示された座標位置を検出するようにしたも
のが知られている。
【0003】また、他の方式の座標入力/検出装置とし
て、特開昭61−239322号公報に開示されている
ような超音波方式のタッチパネル座標入力/検出装置が
知られている。この座標入力/検出装置は、パネル上に
送出した表面弾性波を利用するものであって、ユーザが
指でパネルにタッチして任意の位置を指し示した際にそ
の位置を通過する表面弾性波が減衰されることを利用し
て、ユーザがタッチしたパネル上の位置を検出するもの
である。
て、特開昭61−239322号公報に開示されている
ような超音波方式のタッチパネル座標入力/検出装置が
知られている。この座標入力/検出装置は、パネル上に
送出した表面弾性波を利用するものであって、ユーザが
指でパネルにタッチして任意の位置を指し示した際にそ
の位置を通過する表面弾性波が減衰されることを利用し
て、ユーザがタッチしたパネル上の位置を検出するもの
である。
【0004】ところが、静電または電磁誘導によって座
標位置を検出する座標入力/検出装置は、座標入力面に
電気的なスイッチ機能を設ける必要があるために製造コ
ストが高く、また、ペンと本体とをつなぐケーブルが必
要であるため操作性に難点があった。
標位置を検出する座標入力/検出装置は、座標入力面に
電気的なスイッチ機能を設ける必要があるために製造コ
ストが高く、また、ペンと本体とをつなぐケーブルが必
要であるため操作性に難点があった。
【0005】また、超音波方式の座標入力/検出装置
は、指入力を前提としているため、ペン入力を行う場合
に以下のような問題点があった。例えば、表面弾性波の
吸収を伴うような材質(柔らかく弾力性を伴う)のペン
を用いて直線を描く場合、最初にペンでパネルを押した
時点では安定した表面弾性波の減衰が得られるが、その
場所からペンを移動して直線を描く際、使用者はペンを
移動させなければならないため、ペンでパネルを押す力
が弱くなってパネルに対するペンの接触が十分得られな
い。したがって、安定した表面弾性波の減衰を得ること
ができず、座標入力/検出装置は入力が途絶えたと判断
して直線が切れてしまうことがある。このことを防止す
るには十分な接触を得る必要があるため、使用者はパネ
ルに対してペンを必要以上の力で押し付けた状態でペン
を移動させて直線を描く必要がある。このようにパネル
に対してペンを必要以上の力で押しつけた状態でペンを
移動させると、ペンの材質が持つ弾力性のため応力を受
けペンに歪が生じる結果、移動中に元の状態にペンを復
帰させようとする力が働く。特に、ペン入力で曲線を描
く場合にあっては、ペンを強くパネルに押しつけて曲線
を描くことは困難であるため、ペンの材質が持つ歪を元
へ戻そうとする力がペンに加えられた使用者の力に優る
ことになり、ペンが元の状態に復帰して安定した表面弾
性波の減衰が得られないことになる。その結果、座標入
力/検出装置は入力が途絶えたと判断し、曲線が切れて
しまうことになる。このように、超音波方式の座標入力
/検出装置においてペン入力を行う場合には、信頼性を
確保できないという不都合な点があった。
は、指入力を前提としているため、ペン入力を行う場合
に以下のような問題点があった。例えば、表面弾性波の
吸収を伴うような材質(柔らかく弾力性を伴う)のペン
を用いて直線を描く場合、最初にペンでパネルを押した
時点では安定した表面弾性波の減衰が得られるが、その
場所からペンを移動して直線を描く際、使用者はペンを
移動させなければならないため、ペンでパネルを押す力
が弱くなってパネルに対するペンの接触が十分得られな
い。したがって、安定した表面弾性波の減衰を得ること
ができず、座標入力/検出装置は入力が途絶えたと判断
して直線が切れてしまうことがある。このことを防止す
るには十分な接触を得る必要があるため、使用者はパネ
ルに対してペンを必要以上の力で押し付けた状態でペン
を移動させて直線を描く必要がある。このようにパネル
に対してペンを必要以上の力で押しつけた状態でペンを
移動させると、ペンの材質が持つ弾力性のため応力を受
けペンに歪が生じる結果、移動中に元の状態にペンを復
帰させようとする力が働く。特に、ペン入力で曲線を描
く場合にあっては、ペンを強くパネルに押しつけて曲線
を描くことは困難であるため、ペンの材質が持つ歪を元
へ戻そうとする力がペンに加えられた使用者の力に優る
ことになり、ペンが元の状態に復帰して安定した表面弾
性波の減衰が得られないことになる。その結果、座標入
力/検出装置は入力が途絶えたと判断し、曲線が切れて
しまうことになる。このように、超音波方式の座標入力
/検出装置においてペン入力を行う場合には、信頼性を
確保できないという不都合な点があった。
【0006】このような座標入力/検出装置の問題点を
解決するものとして、特願平10−127035号,特
開平5−173699号公報,特開平9−319501
号公報,特願平10−230960号に開示されている
ような光学式の座標入力/検出装置や画像入力手段を利
用した座標入力/検出装置が提案されている。
解決するものとして、特願平10−127035号,特
開平5−173699号公報,特開平9−319501
号公報,特願平10−230960号に開示されている
ような光学式の座標入力/検出装置や画像入力手段を利
用した座標入力/検出装置が提案されている。
【0007】それらの座標入力/検出装置のうち、光学
式のものは、例えば、座標入力領域の全域をカバーする
ような光を出射する発光手段および発光手段から出射さ
れた光を受光する受光手段を有し、使用者が座標入力領
域の任意の位置を指やペンで指し示し、その位置を通過
する光を遮ることによって入力操作を行うことができる
ように構成されている。具体的に、光学式の座標入力/
検出装置は、受光手段で受光した光の強度分布を求める
等の処理を行っており、使用者が座標入力領域の任意の
位置を指し示すと、その位置を通過する光が遮られるこ
とによって受光手段で受光する光の強度分布が変化する
ため、使用者が指し示した位置を特定することができ
る。
式のものは、例えば、座標入力領域の全域をカバーする
ような光を出射する発光手段および発光手段から出射さ
れた光を受光する受光手段を有し、使用者が座標入力領
域の任意の位置を指やペンで指し示し、その位置を通過
する光を遮ることによって入力操作を行うことができる
ように構成されている。具体的に、光学式の座標入力/
検出装置は、受光手段で受光した光の強度分布を求める
等の処理を行っており、使用者が座標入力領域の任意の
位置を指し示すと、その位置を通過する光が遮られるこ
とによって受光手段で受光する光の強度分布が変化する
ため、使用者が指し示した位置を特定することができ
る。
【0008】このように、光学式の座標入力/検出装置
によれば、使用者は座標入力領域内の光を遮るのみで入
力操作を行うことが可能であるため、静電または電磁誘
導によって座標位置を検出する座標入力/検出装置のよ
うに座標入力面に電気的なスイッチ機能を設ける必要や
ペンと本体とをつなぐためのケーブルを設ける必要をな
くすことができると共に、超音波方式の座標入力/検出
装置のようにパネルと指やペンの接触を考慮する必要も
ないため、指やペン等、使用者の好みの指示物体を用い
て入力操作を行うことができ、比較的簡単な構成によ
り、タッチパネル型の座標入力/検出装置を実現するこ
とができる。
によれば、使用者は座標入力領域内の光を遮るのみで入
力操作を行うことが可能であるため、静電または電磁誘
導によって座標位置を検出する座標入力/検出装置のよ
うに座標入力面に電気的なスイッチ機能を設ける必要や
ペンと本体とをつなぐためのケーブルを設ける必要をな
くすことができると共に、超音波方式の座標入力/検出
装置のようにパネルと指やペンの接触を考慮する必要も
ないため、指やペン等、使用者の好みの指示物体を用い
て入力操作を行うことができ、比較的簡単な構成によ
り、タッチパネル型の座標入力/検出装置を実現するこ
とができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学式
の座標入力/検出装置は前述したような長所を有するも
のの、このような座標入力/検出装置を長期間使用して
いると、しだいに発光手段の光学系に空気中のほこり等
が堆積したり、使用者が発光手段の光学系に不注意に手
を触れて光学系が汚れたりして、発光手段から出射され
る光がほこりや汚れ等に遮られることになり、座標入力
/検出装置を安定して機能させるために必要な光量が得
られなくなるという問題点があった。したがって、発光
手段をクリーニングすることによって、ほこりや汚れ等
を除去する必要があった。
の座標入力/検出装置は前述したような長所を有するも
のの、このような座標入力/検出装置を長期間使用して
いると、しだいに発光手段の光学系に空気中のほこり等
が堆積したり、使用者が発光手段の光学系に不注意に手
を触れて光学系が汚れたりして、発光手段から出射され
る光がほこりや汚れ等に遮られることになり、座標入力
/検出装置を安定して機能させるために必要な光量が得
られなくなるという問題点があった。したがって、発光
手段をクリーニングすることによって、ほこりや汚れ等
を除去する必要があった。
【0010】ところが、例えば光学レンズ等を清浄化す
るために使用する布,紙等を用いて発光手段をクリーニ
ングし、ほこりや汚れ等を除去することは可能である
が、発光手段を構成する高価な光学系を直接クリーニン
グすると、レンズ等を傷つけたり破損させてしまう虞
や、光軸を狂わせてしまう虞があった。
るために使用する布,紙等を用いて発光手段をクリーニ
ングし、ほこりや汚れ等を除去することは可能である
が、発光手段を構成する高価な光学系を直接クリーニン
グすると、レンズ等を傷つけたり破損させてしまう虞
や、光軸を狂わせてしまう虞があった。
【0011】また、発光手段には、レーザダイオード等
の発光素子が設けられており、クリーニング時にこの発
光素子を傷つけてしまう虞もある。特に、クリーニング
力をあげるため、液体クリーナ等を布,紙等に含浸させ
て受光素子の発光面をこすったりすると、ほこり等を除
去することは可能であるが、発光素子の発光面を傷つけ
たり、液体クリーナが通電部等に浸透してしまうことが
考えられ、取り返しのつかない事態となることがあっ
た。
の発光素子が設けられており、クリーニング時にこの発
光素子を傷つけてしまう虞もある。特に、クリーニング
力をあげるため、液体クリーナ等を布,紙等に含浸させ
て受光素子の発光面をこすったりすると、ほこり等を除
去することは可能であるが、発光素子の発光面を傷つけ
たり、液体クリーナが通電部等に浸透してしまうことが
考えられ、取り返しのつかない事態となることがあっ
た。
【0012】さらに、発光手段のみならず、受光手段に
ついてもほこりによる同様の問題が発生する。すなわ
ち、受光手段の光学系や受光素子の受光面にほこり等が
堆積し、受光素子が受光する光がほこり等に遮られ、座
標入力/検出装置を安定して機能させるために必要な光
量が得られなくなるという問題点である。この場合も受
光手段をクリーニングしてほこり等を除去する必要があ
るが、光学系のレンズ等を傷つけたり破損させてしまっ
たり、光軸を狂わせてしまったり、受光素子の受光面を
傷つけてしまう虞がある。
ついてもほこりによる同様の問題が発生する。すなわ
ち、受光手段の光学系や受光素子の受光面にほこり等が
堆積し、受光素子が受光する光がほこり等に遮られ、座
標入力/検出装置を安定して機能させるために必要な光
量が得られなくなるという問題点である。この場合も受
光手段をクリーニングしてほこり等を除去する必要があ
るが、光学系のレンズ等を傷つけたり破損させてしまっ
たり、光軸を狂わせてしまったり、受光素子の受光面を
傷つけてしまう虞がある。
【0013】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、光源の発光性能を維持し、座標入力/検出装置とし
ての性能の安定化を図ることを目的とする。
て、光源の発光性能を維持し、座標入力/検出装置とし
ての性能の安定化を図ることを目的とする。
【0014】また、本発明は上記に鑑みてなされたもの
であって、受光部の受光性能を維持し、座標入力/検出
装置としての性能の安定化を図ることを目的とする。
であって、受光部の受光性能を維持し、座標入力/検出
装置としての性能の安定化を図ることを目的とする。
【0015】さらに、本発明は上記に鑑みてなされたも
のであって、光学式の座標入力/検出装置のメンテナン
スを容易に行えるようにすることを目的とする。
のであって、光学式の座標入力/検出装置のメンテナン
スを容易に行えるようにすることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の座標入力/検出装置は、複数の発光手段
と複数の受光手段とを備え、これらの発光/受光の光路
内の光遮断手段の有無により、該光遮断手段の平面また
はほぼ平面の2次元座標を検出する座標入力/検出装置
において、前記発光手段から出射した光を前記発光手段
の方向とほぼ同一方向に向けて反射する反射手段を有す
るとともに、該反射手段によって反射した光を受光でき
る位置に前記受光手段を配置した座標入力/検出装置で
あって、前記発光手段の前面に透光性のカバーを設ける
ようにしたものである。
め、請求項1の座標入力/検出装置は、複数の発光手段
と複数の受光手段とを備え、これらの発光/受光の光路
内の光遮断手段の有無により、該光遮断手段の平面また
はほぼ平面の2次元座標を検出する座標入力/検出装置
において、前記発光手段から出射した光を前記発光手段
の方向とほぼ同一方向に向けて反射する反射手段を有す
るとともに、該反射手段によって反射した光を受光でき
る位置に前記受光手段を配置した座標入力/検出装置で
あって、前記発光手段の前面に透光性のカバーを設ける
ようにしたものである。
【0017】また、請求項2の座標入力/検出装置は、
複数の発光手段と複数の受光手段とを備え、これらの発
光/受光の光路内の光遮断手段の有無により、該光遮断
手段の平面またはほぼ平面の2次元座標を検出する座標
入力/検出装置において、前記発光手段から出射した光
を前記発光手段の方向とほぼ同一方向に向けて反射する
反射手段を有するとともに、該反射手段によって反射し
た光を受光できる位置に前記受光手段を配置した座標入
力/検出装置であって、前記受光手段の前面に透光性の
カバーを設けるようにしたものである。
複数の発光手段と複数の受光手段とを備え、これらの発
光/受光の光路内の光遮断手段の有無により、該光遮断
手段の平面またはほぼ平面の2次元座標を検出する座標
入力/検出装置において、前記発光手段から出射した光
を前記発光手段の方向とほぼ同一方向に向けて反射する
反射手段を有するとともに、該反射手段によって反射し
た光を受光できる位置に前記受光手段を配置した座標入
力/検出装置であって、前記受光手段の前面に透光性の
カバーを設けるようにしたものである。
【0018】さらに、請求項3の座標入力/検出装置
は、上記座標入力/検出装置において、前記透光性のカ
バーを着脱可能としたものである。
は、上記座標入力/検出装置において、前記透光性のカ
バーを着脱可能としたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る座標入力/検
出装置の一実施の形態について、添付の図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
出装置の一実施の形態について、添付の図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
【0020】本発明に係る座標入力/検出装置は、光学
式の座標入力/検出装置において、発光手段や受光手段
を覆うカバーを設けることにし、発光手段および受光手
段を構成する光学系,発光手段を構成する発光素子の発
光面および受光手段を構成する受光素子の受光面にほこ
りや汚れ等が直接付着しないようにしたものである。以
下では、このような構成を有する座標入力/検出装置の
実施の形態について、 (1)座標入力/検出装置の基本的な構成および動作 (2)座標入力/検出装置に適用されるカバーの構成例 の順で詳細に説明する。
式の座標入力/検出装置において、発光手段や受光手段
を覆うカバーを設けることにし、発光手段および受光手
段を構成する光学系,発光手段を構成する発光素子の発
光面および受光手段を構成する受光素子の受光面にほこ
りや汚れ等が直接付着しないようにしたものである。以
下では、このような構成を有する座標入力/検出装置の
実施の形態について、 (1)座標入力/検出装置の基本的な構成および動作 (2)座標入力/検出装置に適用されるカバーの構成例 の順で詳細に説明する。
【0021】(1)座標入力/検出装置の基本的な構成
および動作 以下では、二つの例を用いて本発明の特徴であるカバー
を設ける対象となる座標入力/検出装置を説明すること
にする。図1は、本実施の形態に係る座標入力/検出装
置の第1の例の構成図である。図1において、座標入力
領域3は四角形の形状をなし、電子的に画像を表示する
ディスプレイやマーカー等のペンで文字等を書き込むこ
とが可能なホワイトボード等の前面に座標入力/検出装
置を設けた場合に、ディスプレイやホワイトボード等の
表面で構成される。この座標入力領域3上を光学的に不
透明な材質からなるユーザの手指,ペン,指示棒等の指
示物体2で触った場合を考える。このときの指示物体2
の座標を検出することが光学式の座標入力/検出装置の
目的である。
および動作 以下では、二つの例を用いて本発明の特徴であるカバー
を設ける対象となる座標入力/検出装置を説明すること
にする。図1は、本実施の形態に係る座標入力/検出装
置の第1の例の構成図である。図1において、座標入力
領域3は四角形の形状をなし、電子的に画像を表示する
ディスプレイやマーカー等のペンで文字等を書き込むこ
とが可能なホワイトボード等の前面に座標入力/検出装
置を設けた場合に、ディスプレイやホワイトボード等の
表面で構成される。この座標入力領域3上を光学的に不
透明な材質からなるユーザの手指,ペン,指示棒等の指
示物体2で触った場合を考える。このときの指示物体2
の座標を検出することが光学式の座標入力/検出装置の
目的である。
【0022】図1に示す座標入力/検出装置の座標入力
領域3の上方両端には受発光部1が装着されている。受
発光部1からは座標入力領域3に向けて、L1,L2,
・・・Lnの光ビームの束(プローブ光)が照射されて
いる。このプローブ光は、実際には点光源81から座標
入力領域3に向かって広がる平行な面に沿って進行する
扇形板状の光波である。
領域3の上方両端には受発光部1が装着されている。受
発光部1からは座標入力領域3に向けて、L1,L2,
・・・Lnの光ビームの束(プローブ光)が照射されて
いる。このプローブ光は、実際には点光源81から座標
入力領域3に向かって広がる平行な面に沿って進行する
扇形板状の光波である。
【0023】座標入力領域3の周辺部分には、再帰性反
射部材4が再帰反射面を座標入力領域3の中央に向けて
装着されている。再帰性反射部材4は、入射した光を入
射角度によらずに同じ方向に反射する特性をもった部材
である。例えば、受発光部1から発せられた扇形板状の
光波のうち、ある一つのプローブ光12に注目すると、
プローブ光12は再帰性反射部材4によって反射されて
再び同じ光路を再帰反射光であるプローブ光11として
受発光部1に向かって戻るように進行する。受発光部1
には、後述する受光部が設置されており、プローブ光L
1〜Lnのそれぞれに対して、その再帰光が受発光部1
に再帰したかどうかを判断することができるように構成
されている。
射部材4が再帰反射面を座標入力領域3の中央に向けて
装着されている。再帰性反射部材4は、入射した光を入
射角度によらずに同じ方向に反射する特性をもった部材
である。例えば、受発光部1から発せられた扇形板状の
光波のうち、ある一つのプローブ光12に注目すると、
プローブ光12は再帰性反射部材4によって反射されて
再び同じ光路を再帰反射光であるプローブ光11として
受発光部1に向かって戻るように進行する。受発光部1
には、後述する受光部が設置されており、プローブ光L
1〜Lnのそれぞれに対して、その再帰光が受発光部1
に再帰したかどうかを判断することができるように構成
されている。
【0024】ここで、ユーザが座標入力領域3の任意の
位置を指示物体2で触った場合を考える。このとき、プ
ローブ光10は指示物体2で遮られて再帰性反射部材4
には到達しないことになる。したがって、プローブ光1
0の再帰光は受発光部1には到達しないため、プローブ
光10に対応する再帰光が受光されないことを検出する
ことによって、プローブ光10の延長線(直線L)上に
指示物体2が挿入されたことを検出することができる。
同様に、図1の右上方に設置された受発光部1からもプ
ローブ光を照射し、プローブ光13に対応する再帰光が
受光されないことを検出することによって、プローブ光
13の延長線(直線R)上に指示物体2が挿入されたこ
とを検出することができる。すなわち、直線Lおよび直
線Rを求め、これらの交点座標を演算することにより、
指示物体2の座標を得ることができる。
位置を指示物体2で触った場合を考える。このとき、プ
ローブ光10は指示物体2で遮られて再帰性反射部材4
には到達しないことになる。したがって、プローブ光1
0の再帰光は受発光部1には到達しないため、プローブ
光10に対応する再帰光が受光されないことを検出する
ことによって、プローブ光10の延長線(直線L)上に
指示物体2が挿入されたことを検出することができる。
同様に、図1の右上方に設置された受発光部1からもプ
ローブ光を照射し、プローブ光13に対応する再帰光が
受光されないことを検出することによって、プローブ光
13の延長線(直線R)上に指示物体2が挿入されたこ
とを検出することができる。すなわち、直線Lおよび直
線Rを求め、これらの交点座標を演算することにより、
指示物体2の座標を得ることができる。
【0025】つぎに、受発光部1の構成とプローブ光L
1からLnのうち、どのプローブ光が遮断されたかを検
出する機構について説明する。図2は、受発光部1の内
部構造を示す概略構成図である。図2は図1の座標入力
領域3に取り付けられた受発光部1を座標入力領域3に
垂直な方向から見た図である。ここでは説明の便宜上、
座標入力領域3に平行な2次元平面で説明を行うことに
する。
1からLnのうち、どのプローブ光が遮断されたかを検
出する機構について説明する。図2は、受発光部1の内
部構造を示す概略構成図である。図2は図1の座標入力
領域3に取り付けられた受発光部1を座標入力領域3に
垂直な方向から見た図である。ここでは説明の便宜上、
座標入力領域3に平行な2次元平面で説明を行うことに
する。
【0026】図2において、51は集光レンズ、50は
受光素子をそれぞれ示している。点光源81は、光源か
ら見て受光素子50と反対の方向に対して扇形に光を射
出するものとする。点光源81から射出された扇形の光
は矢印53,58,その他の方向に進行するビームの集
合である。矢印53方向に進行したビームは再帰性反射
部材55で反射されて、矢印54方向に進行して集光レ
ンズ51を通り、受光素子50上の位置57に到達す
る。また、矢印58に沿って進行したビームは再帰性反
射部材55によって反射され、矢印59方向に進行して
受光素子50上の位置56に到達する。このように点光
源81から発し、再帰性反射部材55で反射され同じ経
路を戻ってきた光は、集光レンズ51の作用によってそ
れぞれ受光素子50上の異なる位置に到達する。
受光素子をそれぞれ示している。点光源81は、光源か
ら見て受光素子50と反対の方向に対して扇形に光を射
出するものとする。点光源81から射出された扇形の光
は矢印53,58,その他の方向に進行するビームの集
合である。矢印53方向に進行したビームは再帰性反射
部材55で反射されて、矢印54方向に進行して集光レ
ンズ51を通り、受光素子50上の位置57に到達す
る。また、矢印58に沿って進行したビームは再帰性反
射部材55によって反射され、矢印59方向に進行して
受光素子50上の位置56に到達する。このように点光
源81から発し、再帰性反射部材55で反射され同じ経
路を戻ってきた光は、集光レンズ51の作用によってそ
れぞれ受光素子50上の異なる位置に到達する。
【0027】したがって、ある位置に指示物体2が挿入
され、あるビームが遮断されると、そのビームに対応す
る受光素子50上の点に光が到達しなくなる。よって受
光素子50上の光強度の分布を調べることによって、ど
のビームが遮られたかを知ることができる。
され、あるビームが遮断されると、そのビームに対応す
る受光素子50上の点に光が到達しなくなる。よって受
光素子50上の光強度の分布を調べることによって、ど
のビームが遮られたかを知ることができる。
【0028】図3を用いて上記動作を詳しく説明する。
図3において、受光素子50は集光レンズ51の焦点面
に設置されているものとする。点光源81から図3の右
側に向けて発せられた光は再帰性反射部材55によって
反射され、同じ経路を戻り、点光源81の位置に再び集
光される。集光レンズ51の中心は点光源位置と一致す
るように設置されており、再帰性反射部材か55から戻
った再帰光は集光レンズ51の中心を通るので、レンズ
後方(受光素子50側)に対称の経路で進行することに
なる。
図3において、受光素子50は集光レンズ51の焦点面
に設置されているものとする。点光源81から図3の右
側に向けて発せられた光は再帰性反射部材55によって
反射され、同じ経路を戻り、点光源81の位置に再び集
光される。集光レンズ51の中心は点光源位置と一致す
るように設置されており、再帰性反射部材か55から戻
った再帰光は集光レンズ51の中心を通るので、レンズ
後方(受光素子50側)に対称の経路で進行することに
なる。
【0029】このときの受光素子50上の光強度分布を
考える。図3に示す位置80に指示物体が挿入されてい
なければ、受光素子50上の光強度分布はほぼ一定であ
るが、位置80に光を遮る指示物体が挿入された場合、
位置80を通過するビームは遮られ、受光素子50上に
おける位置Dnに光強度が弱い領域が生じる(暗点)。
この位置Dnは、遮られたビームの出射/入射角θnと
対応しており、Dnを検出することによりθnを知るこ
とができる。すなわち、θnはDnの関数であり、 θn = arctan (Dn/f) ・・・(1) と表される。ここで、図1の左上方に設けられた受発光
部1におけるθnをθnL、DnをDnLと置き換える
ことにする。
考える。図3に示す位置80に指示物体が挿入されてい
なければ、受光素子50上の光強度分布はほぼ一定であ
るが、位置80に光を遮る指示物体が挿入された場合、
位置80を通過するビームは遮られ、受光素子50上に
おける位置Dnに光強度が弱い領域が生じる(暗点)。
この位置Dnは、遮られたビームの出射/入射角θnと
対応しており、Dnを検出することによりθnを知るこ
とができる。すなわち、θnはDnの関数であり、 θn = arctan (Dn/f) ・・・(1) と表される。ここで、図1の左上方に設けられた受発光
部1におけるθnをθnL、DnをDnLと置き換える
ことにする。
【0030】さらに、図4において、受発光部1と座標
入力領域3との幾何学的な相対位置関係の変換gによ
り、位置80と座標入力領域3とのなす角θLは、式
(1)で求められるDnLの関数として、 θL = g(θnL) ただし θnL = arctan (DnL/f) ・・・(2) と表される。
入力領域3との幾何学的な相対位置関係の変換gによ
り、位置80と座標入力領域3とのなす角θLは、式
(1)で求められるDnLの関数として、 θL = g(θnL) ただし θnL = arctan (DnL/f) ・・・(2) と表される。
【0031】同様に、図1の右上方の受発光部1につい
ても、上記式2のL記号をR記号に置き換えて、右側の
受発光部1と座標入力領域3との幾何学的な相対位置関
係の変換hにより、 θR = h (θnR) ただし θnR = arctan (DnR/f) ・・・(3) と表すことができる。
ても、上記式2のL記号をR記号に置き換えて、右側の
受発光部1と座標入力領域3との幾何学的な相対位置関
係の変換hにより、 θR = h (θnR) ただし θnR = arctan (DnR/f) ・・・(3) と表すことができる。
【0032】ここで、受発光部1の取り付け間隔を図4
に示すwとし、原点と座標を図4に示すようにとれば、
指示物体によって指示された座標入力領域3上の位置
(点)80の座標(x,y)は、 x = w tanθR / (tanθL + tanθR) ・・・(4) y = w tanθL・tanθR / (tanθL + tanθR) ・・・(5) で表される。
に示すwとし、原点と座標を図4に示すようにとれば、
指示物体によって指示された座標入力領域3上の位置
(点)80の座標(x,y)は、 x = w tanθR / (tanθL + tanθR) ・・・(4) y = w tanθL・tanθR / (tanθL + tanθR) ・・・(5) で表される。
【0033】このようにx,yは、DnL,DnRの関
数として表すことができる。すなわち、左右の受発光部
1における受光素子50上の暗点の位置DnL,DnR
を検出し、受発光部1の幾何学的配置を考慮することに
より、指示物体で指示された位置(点)80の座標を検
出することができる。
数として表すことができる。すなわち、左右の受発光部
1における受光素子50上の暗点の位置DnL,DnR
を検出し、受発光部1の幾何学的配置を考慮することに
より、指示物体で指示された位置(点)80の座標を検
出することができる。
【0034】つぎに、座標入力領域3を例えばディスプ
レイの表面として前述した光学系を設置する例について
説明する。図5は、図1および図2で述べた左右の受発
光部1のうち一方をディスプレイ表面へ設置した場合の
例を示している。
レイの表面として前述した光学系を設置する例について
説明する。図5は、図1および図2で述べた左右の受発
光部1のうち一方をディスプレイ表面へ設置した場合の
例を示している。
【0035】図5において、5はディスプレイ面の断面
を示しており、図2で示したy軸の負から正に向かう方
向に見たものである。また図5のAおよびBは、説明の
ため視点を変えて表示したものである。
を示しており、図2で示したy軸の負から正に向かう方
向に見たものである。また図5のAおよびBは、説明の
ため視点を変えて表示したものである。
【0036】受発光部1のうち発光部について説明す
る。光源83としては、レーザーダイオード,ピンポイ
ントLED等、スポットをある程度絞ることが可能な光
源が用いられる。
る。光源83としては、レーザーダイオード,ピンポイ
ントLED等、スポットをある程度絞ることが可能な光
源が用いられる。
【0037】光源83からディスプレイ面5に垂直に発
せられた光はシリンドリカルレンズ84によってx方向
にのみコリメートされる。このコリメートは後にハーフ
ミラー87で折り返された後、ディスプレイ面5と垂直
な方向に平行光として配光するためである。シリンドリ
カルレンズ84を出た光は、シリンドリカルレンズ84
とは曲率の分布が直交する2枚のシリンドリカルレンズ
85および86で図5のy方向に対して集光される。図
5のA部分はこの様子を説明するために、視点をz軸に
対して回転し、シリンドリカルレンズ群の配置と光束の
集光状態をx方向から見たものである。
せられた光はシリンドリカルレンズ84によってx方向
にのみコリメートされる。このコリメートは後にハーフ
ミラー87で折り返された後、ディスプレイ面5と垂直
な方向に平行光として配光するためである。シリンドリ
カルレンズ84を出た光は、シリンドリカルレンズ84
とは曲率の分布が直交する2枚のシリンドリカルレンズ
85および86で図5のy方向に対して集光される。図
5のA部分はこの様子を説明するために、視点をz軸に
対して回転し、シリンドリカルレンズ群の配置と光束の
集光状態をx方向から見たものである。
【0038】このシリンドリカルレンズ群の作用によ
り、線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ86の
後段に形成される。ここに、y方向に狭くx方向に細長
いスリット82を挿入する。すなわち、スリット82の
位置に線状の二次光源88を形成する。二次光源88か
ら発せられた光はハーフミラー87で折り返され、ディ
スプレイ面5の垂直方向には広がらず平行光で、ディス
プレイ面5と平行方向には二次光源88を中心に扇形状
に広がりながらディスプレイ面5に沿って進行する。進
行した光はディスプレイ周辺端に設置してある再帰性反
射部材55で反射されて、同様の経路でハーフミラー8
7方向(矢印C)に戻る。ハーフミラー87を透過した
光は、ディスプレイ面5に平行に進み、シリンドリカル
レンズ89を通って受光素子90に入射する。
り、線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ86の
後段に形成される。ここに、y方向に狭くx方向に細長
いスリット82を挿入する。すなわち、スリット82の
位置に線状の二次光源88を形成する。二次光源88か
ら発せられた光はハーフミラー87で折り返され、ディ
スプレイ面5の垂直方向には広がらず平行光で、ディス
プレイ面5と平行方向には二次光源88を中心に扇形状
に広がりながらディスプレイ面5に沿って進行する。進
行した光はディスプレイ周辺端に設置してある再帰性反
射部材55で反射されて、同様の経路でハーフミラー8
7方向(矢印C)に戻る。ハーフミラー87を透過した
光は、ディスプレイ面5に平行に進み、シリンドリカル
レンズ89を通って受光素子90に入射する。
【0039】このとき二次光源88とシリンドリカルレ
ンズ89とはハーフミラー87に対して共役な位置関係
にある(図5のD)。したがって、二次光源88は図3
の点光源81に対応し、シリンドリカルレンズ89は図
3の集光レンズ51に対応することになる。また、図5
のB部分は、受光側のシリンドリカルレンズ89と受光
素子90をz軸方向から見たものであり、図3の集光レ
ンズ51および受光素子50にそれぞれ対応する。
ンズ89とはハーフミラー87に対して共役な位置関係
にある(図5のD)。したがって、二次光源88は図3
の点光源81に対応し、シリンドリカルレンズ89は図
3の集光レンズ51に対応することになる。また、図5
のB部分は、受光側のシリンドリカルレンズ89と受光
素子90をz軸方向から見たものであり、図3の集光レ
ンズ51および受光素子50にそれぞれ対応する。
【0040】図6は、本実施の形態に係る座標入力/検
出装置の第2の例の構成図である。ここでは、四角形状
の平面板である座標入力面31の隣接する2つの角(k
1,k2)に、発光検出装置32および33を固定して
設置する。この2つの発光検出装置32および33から
座標入力面31上に光が発射される。一方、利用者は、
位置指示棒、例えばペン35で座標入力面31上の任意
の位置を指し示す。
出装置の第2の例の構成図である。ここでは、四角形状
の平面板である座標入力面31の隣接する2つの角(k
1,k2)に、発光検出装置32および33を固定して
設置する。この2つの発光検出装置32および33から
座標入力面31上に光が発射される。一方、利用者は、
位置指示棒、例えばペン35で座標入力面31上の任意
の位置を指し示す。
【0041】このとき、発光検出装置32および33
は、発光検出装置32および33から発せられた光のう
ち、ペン35で反射されて発光検出装置32および33
に戻ってきた光を検出して、ペン35の位置座標を算出
する。発光検出装置32および33は、どちらも同じ構
成を持つものを用い、発光部32aおよび33aと、受
光角度検出部32bおよび33bとから構成される。こ
こで、発光検出装置32および33は、発光部32aお
よび33aから発光される光の発光光軸と、受光角度検
出部32bおよび33bの受光光軸とがどちらも座標入
力面31の基準点34の方向を向くように、座標入力面
31に対して設置される。
は、発光検出装置32および33から発せられた光のう
ち、ペン35で反射されて発光検出装置32および33
に戻ってきた光を検出して、ペン35の位置座標を算出
する。発光検出装置32および33は、どちらも同じ構
成を持つものを用い、発光部32aおよび33aと、受
光角度検出部32bおよび33bとから構成される。こ
こで、発光検出装置32および33は、発光部32aお
よび33aから発光される光の発光光軸と、受光角度検
出部32bおよび33bの受光光軸とがどちらも座標入
力面31の基準点34の方向を向くように、座標入力面
31に対して設置される。
【0042】図6において、座標入力面31の角k1と
基準点34とを結ぶ線分a1、座標入力面31の角k2
と基準点4とを結ぶ線分a2の方向を発光検出装置32
および33それぞれの発光光軸および受光光軸とする。
ここで線分a1およびa2は、座標入力面31の角を4
5°に2等分する方向に延びているものとする。また、
座標入力面31の角k2を原点(0,0)とし、横方向
をY軸,縦方向をX軸とするX−Y座標系で座標入力面
31上の位置を表わすものとする。
基準点34とを結ぶ線分a1、座標入力面31の角k2
と基準点4とを結ぶ線分a2の方向を発光検出装置32
および33それぞれの発光光軸および受光光軸とする。
ここで線分a1およびa2は、座標入力面31の角を4
5°に2等分する方向に延びているものとする。また、
座標入力面31の角k2を原点(0,0)とし、横方向
をY軸,縦方向をX軸とするX−Y座標系で座標入力面
31上の位置を表わすものとする。
【0043】図7は、発光検出装置32および33の構
成図である。ここで、発光検出装置32および33のう
ち、発光部32aおよび33aは、光源(LED)36
と光学レンズ37とから構成される。光学レンズ37と
しては、像の一方向の倍率のみを変えることを特徴とす
るシリンドリカルレンズ、または像の一方向の倍率のみ
を変え、しかも入射角度による倍率の変化が無いことを
特徴とするトロイダルレンズが利用される。また、発光
検出装置32および33のうち受光角度検出部32bお
よび33bは、PSD38とシリンドリカルレンズ39
とから構成される。
成図である。ここで、発光検出装置32および33のう
ち、発光部32aおよび33aは、光源(LED)36
と光学レンズ37とから構成される。光学レンズ37と
しては、像の一方向の倍率のみを変えることを特徴とす
るシリンドリカルレンズ、または像の一方向の倍率のみ
を変え、しかも入射角度による倍率の変化が無いことを
特徴とするトロイダルレンズが利用される。また、発光
検出装置32および33のうち受光角度検出部32bお
よび33bは、PSD38とシリンドリカルレンズ39
とから構成される。
【0044】LED36から発せられた光は、その直前
に配置される光学レンズ37によって、座標入力面31
と平行なビームとなるように集光される。すなわち、図
8に示すように、座標入力面31と垂直な方向の光を光
学レンズ37によって座標入力面31と平行になるよう
に集光し、さらに、座標入力面31と平行な扇形状のビ
ームとなるようにする。このように、扇形状のビームに
集光すれば、集光しない時に比べてより有効に光を利用
できるため、位置検出の信頼性の向上を図ることができ
る。LED36としては、可視光線を発光するものでも
よいが、ここでは赤外線(波長890nm)を発光する
L2656(浜松ホトニクス社製)を使用するものとす
る。また、光学レンズ37としては、座標入力面31と
垂直な方向の長さが10mm、座標入力面31と平行で
赤外光の発光光軸と垂直な方向の長さが10mm程度の
大きさで、焦点距離6mm程度のものを用いるものとす
る。さらに、光学レンズの焦点位置にLED36の発光
点がくるように固定配置する。
に配置される光学レンズ37によって、座標入力面31
と平行なビームとなるように集光される。すなわち、図
8に示すように、座標入力面31と垂直な方向の光を光
学レンズ37によって座標入力面31と平行になるよう
に集光し、さらに、座標入力面31と平行な扇形状のビ
ームとなるようにする。このように、扇形状のビームに
集光すれば、集光しない時に比べてより有効に光を利用
できるため、位置検出の信頼性の向上を図ることができ
る。LED36としては、可視光線を発光するものでも
よいが、ここでは赤外線(波長890nm)を発光する
L2656(浜松ホトニクス社製)を使用するものとす
る。また、光学レンズ37としては、座標入力面31と
垂直な方向の長さが10mm、座標入力面31と平行で
赤外光の発光光軸と垂直な方向の長さが10mm程度の
大きさで、焦点距離6mm程度のものを用いるものとす
る。さらに、光学レンズの焦点位置にLED36の発光
点がくるように固定配置する。
【0045】受光角度検出部32bおよび33bを構成
するシリンドリカルレンズ39は、図7に示すように、
ペン35からの反射光を、座標入力面31と平行な方向
に集光するように配置される。そして、集光したスポッ
ト光はPSD38で受光される。PSD38は、図7に
示すように、座標入力面31と平行な方向に細長い構造
を有し、受光面は入射光を電気信号に変換するためのP
N接合面となっている。
するシリンドリカルレンズ39は、図7に示すように、
ペン35からの反射光を、座標入力面31と平行な方向
に集光するように配置される。そして、集光したスポッ
ト光はPSD38で受光される。PSD38は、図7に
示すように、座標入力面31と平行な方向に細長い構造
を有し、受光面は入射光を電気信号に変換するためのP
N接合面となっている。
【0046】また、PSD38には、受光面の両端に電
流を取り出すための出力端子(S1,S2)が設けられて
おり、受光点S0と出力端子までの距離に反比例した電
流(I1,I2)が、この出力端子から出力される。この
電流(I1,I2)をA/D変換し、マイクロコンピュー
タによって演算することによって、受光点S0の位置を
特定でき、さらにはペン35からの反射光の受光角度を
計算することができる。この演算処理を行う制御回路に
ついては後述する。
流を取り出すための出力端子(S1,S2)が設けられて
おり、受光点S0と出力端子までの距離に反比例した電
流(I1,I2)が、この出力端子から出力される。この
電流(I1,I2)をA/D変換し、マイクロコンピュー
タによって演算することによって、受光点S0の位置を
特定でき、さらにはペン35からの反射光の受光角度を
計算することができる。この演算処理を行う制御回路に
ついては後述する。
【0047】PSD38としては、座標入力面31と平
行な方向の受光面の長さが13mm、座標入力面31と
垂直な方向の長さが1mm程度のものを用いればよい。
例えば、浜松ホトニクス社製のS3270を用いること
ができる。
行な方向の受光面の長さが13mm、座標入力面31と
垂直な方向の長さが1mm程度のものを用いればよい。
例えば、浜松ホトニクス社製のS3270を用いること
ができる。
【0048】図9に、シリンドリカルレンズ39とPS
D38の具体的な配置例を示す。ここで、シリンドリカ
ルレンズ39は、座標入力面31およびPSD38の受
光面と平行な方向の長さを10mm、座標入力面31と
垂直な方向の長さを10mm程度としたものを用い、シ
リンドリカルレンズ39の光学的中心位置とPSD38
の受光面との距離が6.5mmとなるように配置する。
また、ペン35からの反射光が直接PSD38の受光面
に入力されないようにするため、シリンドリカルレンズ
39の周囲に黒色ABS等の材料で作ったマスク40を
配置する。
D38の具体的な配置例を示す。ここで、シリンドリカ
ルレンズ39は、座標入力面31およびPSD38の受
光面と平行な方向の長さを10mm、座標入力面31と
垂直な方向の長さを10mm程度としたものを用い、シ
リンドリカルレンズ39の光学的中心位置とPSD38
の受光面との距離が6.5mmとなるように配置する。
また、ペン35からの反射光が直接PSD38の受光面
に入力されないようにするため、シリンドリカルレンズ
39の周囲に黒色ABS等の材料で作ったマスク40を
配置する。
【0049】さらに、シリンドリカルレンズ39の焦点
距離は、ペン35からの反射光の入射角度の違いにより
レンズとPSD38との距離が変化するため、このレン
ズ39の中心とPSD38の受光面との距離の最大値m
axと最小値minとの間であればよい。例えば、図9
の場合は、max=9.2mm、min=6.5mmと
なるので、焦点距離が9mm程度のシリンドリカルレン
ズ39を用いればよい。なお、前記したマスク40の座
標入力面31に平行な方向の長さは、PSD38の受光
面の長さ(=13mm)よりも大きければよいが、例え
ば図9の場合には、15mm程度あればよい。
距離は、ペン35からの反射光の入射角度の違いにより
レンズとPSD38との距離が変化するため、このレン
ズ39の中心とPSD38の受光面との距離の最大値m
axと最小値minとの間であればよい。例えば、図9
の場合は、max=9.2mm、min=6.5mmと
なるので、焦点距離が9mm程度のシリンドリカルレン
ズ39を用いればよい。なお、前記したマスク40の座
標入力面31に平行な方向の長さは、PSD38の受光
面の長さ(=13mm)よりも大きければよいが、例え
ば図9の場合には、15mm程度あればよい。
【0050】図7に示した例では、ペン35からの反射
光をスポット光にしぼるために、シリンドリカルレンズ
39を用いる構成を示したが、これに限定されるもので
はなく、図10に示すように、シリンドリカルレンズ3
9の代わりに、微小な透過孔を一つ有するアパーチャー
を用いてもよい。図10は、アパーチャー41を用いた
発光検出装置32および33の構成の概念図である。こ
の図10の場合には、ペン35からの反射光のうち、透
過孔42を通過した光のみがスポット光としてPSD3
8の受光点S0で受光される。アパーチャー41として
は、黒色ABS等の材料で作られた薄い板を用いればよ
い。
光をスポット光にしぼるために、シリンドリカルレンズ
39を用いる構成を示したが、これに限定されるもので
はなく、図10に示すように、シリンドリカルレンズ3
9の代わりに、微小な透過孔を一つ有するアパーチャー
を用いてもよい。図10は、アパーチャー41を用いた
発光検出装置32および33の構成の概念図である。こ
の図10の場合には、ペン35からの反射光のうち、透
過孔42を通過した光のみがスポット光としてPSD3
8の受光点S0で受光される。アパーチャー41として
は、黒色ABS等の材料で作られた薄い板を用いればよ
い。
【0051】図11に、アパーチャー41とPSD38
の具体的な配置例を示す。ここで、図9と同様に、PS
D38の受光面の長さを13mmとした場合、PSD3
8の受光面からその半分の距離6.5mmだけ離れた位
置に、PSD38の受光面とアパーチャー41の表面と
が平行になるようにアパーチャー41を配置する。ま
た、アパーチャー41の大きさは、ペン35からの反射
光がPSD38の受光面に直接入射しないように、PS
D38の受光面よりも大きいことが好ましい。例えば、
PSD38の受光面の大きさ13mm×1mmに対し
て、アパーチャー41の大きさは15mm×3mm程度
とすることができる。透過孔42は、座標入力面31と
平行な方向ではPSD38の受光面の長さ(13mm)
よりも短く、座標入力面31と垂直な方向ではPSD3
8の受光面の長さ(1mm)よりも長くする。例えば、
図11に示すように、2mm×2mmの大きさとするこ
とができる。
の具体的な配置例を示す。ここで、図9と同様に、PS
D38の受光面の長さを13mmとした場合、PSD3
8の受光面からその半分の距離6.5mmだけ離れた位
置に、PSD38の受光面とアパーチャー41の表面と
が平行になるようにアパーチャー41を配置する。ま
た、アパーチャー41の大きさは、ペン35からの反射
光がPSD38の受光面に直接入射しないように、PS
D38の受光面よりも大きいことが好ましい。例えば、
PSD38の受光面の大きさ13mm×1mmに対し
て、アパーチャー41の大きさは15mm×3mm程度
とすることができる。透過孔42は、座標入力面31と
平行な方向ではPSD38の受光面の長さ(13mm)
よりも短く、座標入力面31と垂直な方向ではPSD3
8の受光面の長さ(1mm)よりも長くする。例えば、
図11に示すように、2mm×2mmの大きさとするこ
とができる。
【0052】なお、図7および図10には、発光検出装
置32および33の概念図を示したが、その構成要素
(光源LED36,光学レンズ37,PSD38,およ
びシリンドリカルレンズ39またはアパーチャー41)
を、前述した配置関係を保って一つの筺体中に一体成型
することにしてもよい。ただし、発光部32aおよび3
3a(LED36および光学レンズ37)と受光角度検
出部32bおよび33b(PSD38,およびシリンド
リカルレンズ39またはアパーチャー41)とは、互い
に発光、受光の邪魔にならないようにできるだけ近接さ
せて配置し、さらにLED36から出た赤外光の発光光
軸と、シリンドリカルレンズ39またはアパーチャー4
1によって受光される赤外光の受光光軸とが同一方向と
なるように配置することが必要である。
置32および33の概念図を示したが、その構成要素
(光源LED36,光学レンズ37,PSD38,およ
びシリンドリカルレンズ39またはアパーチャー41)
を、前述した配置関係を保って一つの筺体中に一体成型
することにしてもよい。ただし、発光部32aおよび3
3a(LED36および光学レンズ37)と受光角度検
出部32bおよび33b(PSD38,およびシリンド
リカルレンズ39またはアパーチャー41)とは、互い
に発光、受光の邪魔にならないようにできるだけ近接さ
せて配置し、さらにLED36から出た赤外光の発光光
軸と、シリンドリカルレンズ39またはアパーチャー4
1によって受光される赤外光の受光光軸とが同一方向と
なるように配置することが必要である。
【0053】発光検出装置32および33は、一体成型
することによって20mm×15mm×10mm程度の
大きさとすることができるので、回転モータを用いてビ
ーム光をスキャンして位置検出を行う場合よりも小型化
が可能である。
することによって20mm×15mm×10mm程度の
大きさとすることができるので、回転モータを用いてビ
ーム光をスキャンして位置検出を行う場合よりも小型化
が可能である。
【0054】図12は、LED36およびPSD38の
制御回路の構成を示すブロック図である。この制御回路
はLED36の発光タイミングの制御と、PSD38か
ら出力された電流(I1,I2)の演算を行うものであ
る。図12に示すように、制御回路は、MPU27を中
心として、プログラムおよびデータを記憶するROM2
5,RAM26,発光時間間隔を制御するためのタイマ
ー28,インタフェースドライバ29,A/Dコンバー
タ23およびLEDドライバ24がバス接続された構成
からなる。
制御回路の構成を示すブロック図である。この制御回路
はLED36の発光タイミングの制御と、PSD38か
ら出力された電流(I1,I2)の演算を行うものであ
る。図12に示すように、制御回路は、MPU27を中
心として、プログラムおよびデータを記憶するROM2
5,RAM26,発光時間間隔を制御するためのタイマ
ー28,インタフェースドライバ29,A/Dコンバー
タ23およびLEDドライバ24がバス接続された構成
からなる。
【0055】PSD38から出力された電流(I1,
I2)を演算する回路として、PSD38の出力端子
(S1,S2)に、アンプ21およびアナログ演算回路2
2が図12のように接続される。PSD38から出力さ
れた電流(I1,I2)は、アンプ21に入力されて増幅
される。そして、増幅された電流信号は、アナログ演算
回路22において、 I2/(I1+I2) のように処理され、さらにA/Dコンバータ23によっ
てデジタル信号に変換されてMPU27に渡される。こ
の後、MPU27によって受光角度およびペンの位置座
標の演算が行われる。
I2)を演算する回路として、PSD38の出力端子
(S1,S2)に、アンプ21およびアナログ演算回路2
2が図12のように接続される。PSD38から出力さ
れた電流(I1,I2)は、アンプ21に入力されて増幅
される。そして、増幅された電流信号は、アナログ演算
回路22において、 I2/(I1+I2) のように処理され、さらにA/Dコンバータ23によっ
てデジタル信号に変換されてMPU27に渡される。こ
の後、MPU27によって受光角度およびペンの位置座
標の演算が行われる。
【0056】なお、この制御回路は、一方の発光検出装
置32または33と共に同一筺体に組み込んでもよく、
また、別筺体として座標入力面31の一部分に組み込ん
でもよい。また、インタフェースドライバ29を介して
演算された座標データをパソコン等に出力するために出
力端子を設けることが好ましい。
置32または33と共に同一筺体に組み込んでもよく、
また、別筺体として座標入力面31の一部分に組み込ん
でもよい。また、インタフェースドライバ29を介して
演算された座標データをパソコン等に出力するために出
力端子を設けることが好ましい。
【0057】つぎに、図13に、第2の例の座標入力/
検出装置において使用される位置指示棒であるペン35
の先端部の形状の一例を示す。ペン35は、いわゆる筆
記具と同様の形状を有し、その先端部、即ち発光検出装
置32および33から発せられた光が通過する領域に、
「光を反射する構造」(再帰性反射部)を備えたもので
ある。そして、この「光を反射する構造」は、発光検出
装置32および33から発せられた光の入射方向と同一
の方向に光を反射する再帰性構造である。
検出装置において使用される位置指示棒であるペン35
の先端部の形状の一例を示す。ペン35は、いわゆる筆
記具と同様の形状を有し、その先端部、即ち発光検出装
置32および33から発せられた光が通過する領域に、
「光を反射する構造」(再帰性反射部)を備えたもので
ある。そして、この「光を反射する構造」は、発光検出
装置32および33から発せられた光の入射方向と同一
の方向に光を反射する再帰性構造である。
【0058】図13には、その構造例としてペン35の
先端部が、多数のコーナーキューブから構成される形状
が示されている。コーナーキューブは、図14に示すよ
うに、3つの平面鏡を互いに直角になるように組み合わ
せたものである。一般に、ガラスの立方体から一隅を切
りとった図の太い線で囲まれた部分が、コーナーキュー
ブとして用いられる。このように構成されたコーナーキ
ューブでは、入射光が3つの面で1回ずつ反射され、反
射光は正確に入射光の方向に戻っていくことになる。
先端部が、多数のコーナーキューブから構成される形状
が示されている。コーナーキューブは、図14に示すよ
うに、3つの平面鏡を互いに直角になるように組み合わ
せたものである。一般に、ガラスの立方体から一隅を切
りとった図の太い線で囲まれた部分が、コーナーキュー
ブとして用いられる。このように構成されたコーナーキ
ューブでは、入射光が3つの面で1回ずつ反射され、反
射光は正確に入射光の方向に戻っていくことになる。
【0059】例えば、一辺の長さcを2mmとしたコー
ナーキューブを、直径10mmのペンの先端部に放射状
に配置する。また、図13に示すように、隣り合うコー
ナーキューブの向きを逆にして配置すると、一段につき
62個のコーナーキューブを設けることができ、図13
のように3段構成とすると合計186個のコーナーキュ
ーブを設けることができる。なお、反射光が入射光の方
向に戻るような構造としてコーナーキューブを用いるも
のを示したが、反射光が入射光の方向に戻る再帰性を有
するものであれば、他の構造を用いてもよい。
ナーキューブを、直径10mmのペンの先端部に放射状
に配置する。また、図13に示すように、隣り合うコー
ナーキューブの向きを逆にして配置すると、一段につき
62個のコーナーキューブを設けることができ、図13
のように3段構成とすると合計186個のコーナーキュ
ーブを設けることができる。なお、反射光が入射光の方
向に戻るような構造としてコーナーキューブを用いるも
のを示したが、反射光が入射光の方向に戻る再帰性を有
するものであれば、他の構造を用いてもよい。
【0060】つぎに、第2の例の座標入力/検出装置に
おいて、ペン35によって指示された指示位置の検出原
理について説明する。ここでは、図6に示したように、
2つの発光検出装置32および33を用いた場合につい
て説明するが、3つ以上の発光検出装置を用いても同様
にペン指示位置を検出することが可能である。
おいて、ペン35によって指示された指示位置の検出原
理について説明する。ここでは、図6に示したように、
2つの発光検出装置32および33を用いた場合につい
て説明するが、3つ以上の発光検出装置を用いても同様
にペン指示位置を検出することが可能である。
【0061】まず、図6の座標入力面31上において、
図13に示したペン35を用いて適当な位置(X,Y)
を指示したものとする。このとき、発光検出装置32の
発光部32aのLED36から出射された赤外光のう
ち、線分p1方向に出た光はペン35に当たり、その反
射光は同じ線分p1を逆に進み、受光角度検出部32b
のPSD38で受光される。同様に、発光検出装置33
の発光部33aのLED36から出射された赤外光のう
ち線分p2の方向に出た光はペン35に当たり、その反
射光は同じ線分p2を逆に進み、受光角度検出部33b
のPSD38で受光される。PSD38で受光された光
は、図7等で示したようにPSD38に対する入射角度
によってPSD38の受光面上の異なる位置にスポット
光を形成する。ここで、線分p2は、座標入力面31の
角k2を2等分する線分a2からθ2の角度をなし、線
分p1は、座標入力面31の角k1を2等分する線分a
1からθ1の角度をなすものとする。
図13に示したペン35を用いて適当な位置(X,Y)
を指示したものとする。このとき、発光検出装置32の
発光部32aのLED36から出射された赤外光のう
ち、線分p1方向に出た光はペン35に当たり、その反
射光は同じ線分p1を逆に進み、受光角度検出部32b
のPSD38で受光される。同様に、発光検出装置33
の発光部33aのLED36から出射された赤外光のう
ち線分p2の方向に出た光はペン35に当たり、その反
射光は同じ線分p2を逆に進み、受光角度検出部33b
のPSD38で受光される。PSD38で受光された光
は、図7等で示したようにPSD38に対する入射角度
によってPSD38の受光面上の異なる位置にスポット
光を形成する。ここで、線分p2は、座標入力面31の
角k2を2等分する線分a2からθ2の角度をなし、線
分p1は、座標入力面31の角k1を2等分する線分a
1からθ1の角度をなすものとする。
【0062】図15(a)および図15(b)に、座標
入力面31と受光角度検出部32bを形成するシリンド
リカルレンズ39およびPSD38との位置関係の具体
例を示す。ここで、PSD38の受光面は、座標入力面
31の2辺と45°の角度をなす線分a1に対して直交
するように位置している。すなわち、シリンドリカルレ
ンズ39の中心とPSD38の受光面の中央とを結んだ
線分a1が受光光軸および発光光軸と一致する。また、
シリンドリカルレンズ39の中心とPSD38の受光面
の中央との距離をLとし、PSD38の受光面の長さを
2Lとする。
入力面31と受光角度検出部32bを形成するシリンド
リカルレンズ39およびPSD38との位置関係の具体
例を示す。ここで、PSD38の受光面は、座標入力面
31の2辺と45°の角度をなす線分a1に対して直交
するように位置している。すなわち、シリンドリカルレ
ンズ39の中心とPSD38の受光面の中央とを結んだ
線分a1が受光光軸および発光光軸と一致する。また、
シリンドリカルレンズ39の中心とPSD38の受光面
の中央との距離をLとし、PSD38の受光面の長さを
2Lとする。
【0063】ここで、ペン35からの反射光が線分p1
を通って、PSD38の中央位置からD1の距離だけ離
れた位置で受光されたものとする。また、PSD38の
受光面の2つの出力端子から得られる電流値をI1,I2
とする。このとき、電流とPSD38の受光位置との間
には次の関係が成立する。 I1=I0×(L−D1)/2L I2=I0×(L+D1)/2L I0=I1+I2(I0:全電流)
を通って、PSD38の中央位置からD1の距離だけ離
れた位置で受光されたものとする。また、PSD38の
受光面の2つの出力端子から得られる電流値をI1,I2
とする。このとき、電流とPSD38の受光位置との間
には次の関係が成立する。 I1=I0×(L−D1)/2L I2=I0×(L+D1)/2L I0=I1+I2(I0:全電流)
【0064】したがって、 L+D1=2L×I2/(I1+I2) となる。
【0065】すなわち、反射光の受光位置D1は、PS
D38で得られる電流値I1,I2から求めることがで
き、これは図12の制御回路のアンプ21およびアナロ
グ演算回路22によって計算される。ところで、図15
(b)により、D1/L=tanθ1という関係が成立
するから、以下の式で反射光の入射角度θ1を求めるこ
とができる。 θ1=tan-1(D1/L)
D38で得られる電流値I1,I2から求めることがで
き、これは図12の制御回路のアンプ21およびアナロ
グ演算回路22によって計算される。ところで、図15
(b)により、D1/L=tanθ1という関係が成立
するから、以下の式で反射光の入射角度θ1を求めるこ
とができる。 θ1=tan-1(D1/L)
【0066】同様にして、もう一方の発光検出装置33
の受光角度検出部33bについても、PSD38の中央
からの受光位置までの距離をD2とすると、次式により
反射光の入射角度θ2を求めることができる。 θ2=tan-1(D2/L)
の受光角度検出部33bについても、PSD38の中央
からの受光位置までの距離をD2とすると、次式により
反射光の入射角度θ2を求めることができる。 θ2=tan-1(D2/L)
【0067】さらに、ペン35の指示位置(X,Y)
は、2つの反射光の入射角度θ1,θ2のなす線分a
1,a2の交点となるので、次式を用いてθ1,θ2か
ら指示位置(X,Y)を求めることができる。 Y=Xtan(45°−θ2) Y=(A−X)tan(45°−θ1) ここで、Aは図6に示す座標入力面31の横方向の長さ
である。
は、2つの反射光の入射角度θ1,θ2のなす線分a
1,a2の交点となるので、次式を用いてθ1,θ2か
ら指示位置(X,Y)を求めることができる。 Y=Xtan(45°−θ2) Y=(A−X)tan(45°−θ1) ここで、Aは図6に示す座標入力面31の横方向の長さ
である。
【0068】上記の連立方程式を解けば、ペン35によ
って指示された座標入力面31上の位置座標X,Yを求
めることができる。なお、(θ1,θ2)および(X,
Y)は、定式化されているので、ROM25にこれらの
数式をプログラム化して組み込めば、MPU27の演算
によって容易に求めることができる。また、演算結果で
ある(X,Y)の座標値は、インタフェースドライバ2
9を介してパソコン等へ転送され、ペン35による指示
位置の表示や、指示位置に対応するコマンド入力などの
処理に利用される。
って指示された座標入力面31上の位置座標X,Yを求
めることができる。なお、(θ1,θ2)および(X,
Y)は、定式化されているので、ROM25にこれらの
数式をプログラム化して組み込めば、MPU27の演算
によって容易に求めることができる。また、演算結果で
ある(X,Y)の座標値は、インタフェースドライバ2
9を介してパソコン等へ転送され、ペン35による指示
位置の表示や、指示位置に対応するコマンド入力などの
処理に利用される。
【0069】第2の例の座標入力/検出装置の説明にお
いては、2つの発光検出装置32および33を用いた例
を示したが、両装置のLED36を同時に発光させると
互いの赤外光が相手の装置内のPSD38で検出される
おそれがあるので、LEDドライバ24によるLED3
6の発光制御は時分割して交互に行ない、これと同期さ
せて、PSD38の電流検出を行なうことが好ましい。
いては、2つの発光検出装置32および33を用いた例
を示したが、両装置のLED36を同時に発光させると
互いの赤外光が相手の装置内のPSD38で検出される
おそれがあるので、LEDドライバ24によるLED3
6の発光制御は時分割して交互に行ない、これと同期さ
せて、PSD38の電流検出を行なうことが好ましい。
【0070】例えば、一方のLED36を発光させ他方
のLED36を消灯させた状態で、一方のLED36に
対応するPSD38の電流検出を行い、10msec後
に、逆に一方のLED36を消灯させ他方のLED36
を発光させた状態で、他方のLED36に対応するPS
D38の電流検出を行うようにする。すなわち、10m
secごとに、交互に2つのLED36のうちどちらか
一方を発光させるようにすればよい。この制御は、MP
U27がタイマー28を用いて行う。このようにLED
発光の時分割制御を実行すれば、赤外光の誤検出もなく
なり、ペン35が移動する場合にも十分追従して位置検
出を行うことが可能である。
のLED36を消灯させた状態で、一方のLED36に
対応するPSD38の電流検出を行い、10msec後
に、逆に一方のLED36を消灯させ他方のLED36
を発光させた状態で、他方のLED36に対応するPS
D38の電流検出を行うようにする。すなわち、10m
secごとに、交互に2つのLED36のうちどちらか
一方を発光させるようにすればよい。この制御は、MP
U27がタイマー28を用いて行う。このようにLED
発光の時分割制御を実行すれば、赤外光の誤検出もなく
なり、ペン35が移動する場合にも十分追従して位置検
出を行うことが可能である。
【0071】なお、座標入力面31は、ペンで位置を指
示できる平面形状であればよく、特に図6に示したよう
な四角形状に限定されるものではなく、他の形状でもか
まわない。また、前述した例では、座標入力面31とし
て平面板を用いることを前提としたが、これに限定する
ものではなく、表示装置、例えばCRTやLCDの表示
画面を用いてもよい。CRTやLCDを用いる場合は、
表示光がPSD38に入射して誤検出される影響をなく
すため、前述した赤外線発光LEDを用いることが好ま
しく、PSD38としては赤外線発光LEDのピーク発
光波長を検出することのできるものを用いることが好ま
しい。さらに、CRTやLCDから発生する赤外線が座
標検出に悪影響を及ぼさないようにするため、PVC樹
脂等で作られた赤外線カットフィルタを表示画面上に配
置することが好ましい。
示できる平面形状であればよく、特に図6に示したよう
な四角形状に限定されるものではなく、他の形状でもか
まわない。また、前述した例では、座標入力面31とし
て平面板を用いることを前提としたが、これに限定する
ものではなく、表示装置、例えばCRTやLCDの表示
画面を用いてもよい。CRTやLCDを用いる場合は、
表示光がPSD38に入射して誤検出される影響をなく
すため、前述した赤外線発光LEDを用いることが好ま
しく、PSD38としては赤外線発光LEDのピーク発
光波長を検出することのできるものを用いることが好ま
しい。さらに、CRTやLCDから発生する赤外線が座
標検出に悪影響を及ぼさないようにするため、PVC樹
脂等で作られた赤外線カットフィルタを表示画面上に配
置することが好ましい。
【0072】(2)座標入力/検出装置に適用されるカ
バーの構成例 前述した座標入力/検出装置の第1の例や第2の例にお
いては、従来技術の問題点として指摘したように、発光
手段の光学系に空気中のほこり等が堆積したり、あるい
は不用意に手を触れたりして光学系が汚れたりして、発
光手段から出力される光がほこりや汚れ等に遮られて、
座標入力/検出装置が安定して機能するのに十分な光量
が得られなくなるという不具合がある。
バーの構成例 前述した座標入力/検出装置の第1の例や第2の例にお
いては、従来技術の問題点として指摘したように、発光
手段の光学系に空気中のほこり等が堆積したり、あるい
は不用意に手を触れたりして光学系が汚れたりして、発
光手段から出力される光がほこりや汚れ等に遮られて、
座標入力/検出装置が安定して機能するのに十分な光量
が得られなくなるという不具合がある。
【0073】そこで、本実施の形態においては、ほこり
や汚れ等の問題を解決するために、図16に示すよう
に、発光手段の前面に透光性のカバー45を設け、光学
系,発光素子等を保護している。なお、この図16は、
図2に対応して第1の例の座標入力/検出装置の受発光
部1内にカバー45を設けた様子を示しているが、図6
〜図15で説明した第2の例の座標入力/検出装置の発
光検出装置32および33の内部にも同様なカバー45
を設けることができる。
や汚れ等の問題を解決するために、図16に示すよう
に、発光手段の前面に透光性のカバー45を設け、光学
系,発光素子等を保護している。なお、この図16は、
図2に対応して第1の例の座標入力/検出装置の受発光
部1内にカバー45を設けた様子を示しているが、図6
〜図15で説明した第2の例の座標入力/検出装置の発
光検出装置32および33の内部にも同様なカバー45
を設けることができる。
【0074】このようにカバー45を設けることによ
り、空気中のほこり等が直接レンズ等の光学系,発光素
子等に付着しないで透光性のカバー45に付着するた
め、透光性のカバー45をクリーニングすれば、発光手
段からの光がほこり,汚れ等に遮られることにより、座
標入力/検出装置が安定して機能するのに十分な光量が
得られなくなるという不具合を解決することができる。
り、空気中のほこり等が直接レンズ等の光学系,発光素
子等に付着しないで透光性のカバー45に付着するた
め、透光性のカバー45をクリーニングすれば、発光手
段からの光がほこり,汚れ等に遮られることにより、座
標入力/検出装置が安定して機能するのに十分な光量が
得られなくなるという不具合を解決することができる。
【0075】また、透光性のカバー45は、単にほこり
等から光学系等を保護するだけではなく、物理的に物が
ぶつかったりする不慮の事故に対しても効果的である。
等から光学系等を保護するだけではなく、物理的に物が
ぶつかったりする不慮の事故に対しても効果的である。
【0076】このような透光性のカバー45としては、
例えば、ソーダガラスやパイレックスガラス等の各種ガ
ラス材料,アクリル樹脂,PET樹脂等に代表される透
明プラスチックなどが好適に利用できる。
例えば、ソーダガラスやパイレックスガラス等の各種ガ
ラス材料,アクリル樹脂,PET樹脂等に代表される透
明プラスチックなどが好適に利用できる。
【0077】なお、ここでいう透明とは、一般的な意味
での透明を必ずしも意味するものではなく、光源である
発光素子の光に対して透明という意味(透光性があると
いう意味)である。よって、光源の光に対して透光性が
あれば、着色されたガラスやプラスチックをカバー45
として用いることもできる。
での透明を必ずしも意味するものではなく、光源である
発光素子の光に対して透明という意味(透光性があると
いう意味)である。よって、光源の光に対して透光性が
あれば、着色されたガラスやプラスチックをカバー45
として用いることもできる。
【0078】前述したほこりや汚れ等の問題、さらに物
理的に物がぶつかることによる不慮の事故の問題は、受
光手段についても当てはまる。図16では、発光素子と
受光素子(およびその光学系)を近接して設置した例で
あるため、共通の透光性のカバー45で、発光素子と受
光素子(およびその光学系)を保護する機能を果たすこ
とができる。ただし、発光素子と受光素子(およびその
光学系)が離れて設置される場合には、それぞれ独立
に、それらの前面に透光性のカバー45を設ければよ
い。
理的に物がぶつかることによる不慮の事故の問題は、受
光手段についても当てはまる。図16では、発光素子と
受光素子(およびその光学系)を近接して設置した例で
あるため、共通の透光性のカバー45で、発光素子と受
光素子(およびその光学系)を保護する機能を果たすこ
とができる。ただし、発光素子と受光素子(およびその
光学系)が離れて設置される場合には、それぞれ独立
に、それらの前面に透光性のカバー45を設ければよ
い。
【0079】このように、受光手段に対しても透光性の
カバー45を設けることにより、ほこり等がカバー45
の上に堆積するため、カバー45の面をクリーニングす
ればよく、クリーニングによって受光素子等を傷つけた
り破損したりするという問題を解消することができる。
カバー45を設けることにより、ほこり等がカバー45
の上に堆積するため、カバー45の面をクリーニングす
ればよく、クリーニングによって受光素子等を傷つけた
り破損したりするという問題を解消することができる。
【0080】よって、カバー45の面をクリーニングす
れば、受光素子で受光する光量の低下による座標入力/
検出装置の機能低下を防止することが可能となる。
れば、受光素子で受光する光量の低下による座標入力/
検出装置の機能低下を防止することが可能となる。
【0081】さらに、受光部の前面にカバー45を設け
ることにより、物理的に物がぶつかったりして生ずる不
慮の事故から高価な受光素子や光学系を保護することも
できる。
ることにより、物理的に物がぶつかったりして生ずる不
慮の事故から高価な受光素子や光学系を保護することも
できる。
【0082】なお、ここで使用する透光性のカバー45
としては、発光手段のところで説明したような、ソーダ
ガラスやパイレックスガラス等の各種ガラス材料,アク
リル樹脂,PET樹脂等に代表される透明プラスチック
などが好適に利用できる。
としては、発光手段のところで説明したような、ソーダ
ガラスやパイレックスガラス等の各種ガラス材料,アク
リル樹脂,PET樹脂等に代表される透明プラスチック
などが好適に利用できる。
【0083】ところで、座標入力/検出装置を構成する
発光素子や受光素子が何らかの理由(寿命等)で機能し
なくなった場合には、それらの素子を交換する作業を行
う必要がある。
発光素子や受光素子が何らかの理由(寿命等)で機能し
なくなった場合には、それらの素子を交換する作業を行
う必要がある。
【0084】本実施の形態に係る座標入力/検出装置で
は、このような事態を想定して、図16に示した透光性
のカバー45を着脱可能な構成とする。例えば、座標入
力/検出装置の筐体に溝を形成しておき、この溝に対し
てカバー45をスライドさせて取り付けまたは取り外し
できるようにする。その結果、必要に応じて透光性のカ
バー45を取り外すことにより、発光素子や受光素子等
を容易に交換することが可能となるため、メンテナンス
性において優れた座標入力/検出装置を構成することが
できる。
は、このような事態を想定して、図16に示した透光性
のカバー45を着脱可能な構成とする。例えば、座標入
力/検出装置の筐体に溝を形成しておき、この溝に対し
てカバー45をスライドさせて取り付けまたは取り外し
できるようにする。その結果、必要に応じて透光性のカ
バー45を取り外すことにより、発光素子や受光素子等
を容易に交換することが可能となるため、メンテナンス
性において優れた座標入力/検出装置を構成することが
できる。
【0085】さらに、何らかの理由(例えば、強くクリ
ーニングしすぎた場合など)で、この透光性のカバー4
5に傷がついて必要な光量を透過するのに支障が生じた
場合や、透光性のカバー45が破損したりした場合にお
いても、透光性のカバー45を着脱可能としているの
で、容易に交換することができる。
ーニングしすぎた場合など)で、この透光性のカバー4
5に傷がついて必要な光量を透過するのに支障が生じた
場合や、透光性のカバー45が破損したりした場合にお
いても、透光性のカバー45を着脱可能としているの
で、容易に交換することができる。
【0086】なお、本発明に係る実施の形態の説明にお
いては、光学式の座標入力/検出装置として、図1〜図
15に示した2種類のものを示したが、図16に示した
カバー45は、発光素子や受光素子およびこれらの光学
系をほこりや汚れ等から保護する必要がある光学式の座
標入力/検出装置全般について適用可能であることはい
うまでもない。
いては、光学式の座標入力/検出装置として、図1〜図
15に示した2種類のものを示したが、図16に示した
カバー45は、発光素子や受光素子およびこれらの光学
系をほこりや汚れ等から保護する必要がある光学式の座
標入力/検出装置全般について適用可能であることはい
うまでもない。
【0087】さらに、詳細な説明については省略する
が、図1等に示した再帰性反射部材を覆うカバーを設け
ることも可能である。
が、図1等に示した再帰性反射部材を覆うカバーを設け
ることも可能である。
【0088】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の座標入力
/検出装置(請求項1)によれば、発光手段の前面に透
光性のカバーを設けたので、長期間使用している間に堆
積してくるほこり等が、直接発光素子面や高価な光学系
に付着することを防止できる。また、そのほこり等は、
透光性のカバーをクリーニングすれば除去できるので、
発光素子の発光面を傷つけたり、光学系の光軸を狂わせ
たりすることがない。さらに、このカバーがあるため、
物理的に物がぶつかったりして生ずる不慮の事故から発
光素子や光学系を保護することもできる。よって、光学
式の座標入力/検出装置の機能を安定して維持すること
ができ、長期信頼性に優れた座標入力/検出装置を実現
することができる。
/検出装置(請求項1)によれば、発光手段の前面に透
光性のカバーを設けたので、長期間使用している間に堆
積してくるほこり等が、直接発光素子面や高価な光学系
に付着することを防止できる。また、そのほこり等は、
透光性のカバーをクリーニングすれば除去できるので、
発光素子の発光面を傷つけたり、光学系の光軸を狂わせ
たりすることがない。さらに、このカバーがあるため、
物理的に物がぶつかったりして生ずる不慮の事故から発
光素子や光学系を保護することもできる。よって、光学
式の座標入力/検出装置の機能を安定して維持すること
ができ、長期信頼性に優れた座標入力/検出装置を実現
することができる。
【0089】また、本発明の座標入力/検出装置(請求
項2)によれば、受光手段の前面に透光性のカバーを設
けたので、長期間使用している間に堆積してくるほこり
等が、直接受光素子面や高価な光学系に付着することを
防止できる。また、そのほこり等は、透光性のカバーを
クリーニングすれば除去できるので、受光素子の受光面
を傷つけたり、光学系の光軸を狂わせたりすることがな
い。さらに、このカバーがあるため、物理的に物がぶつ
かったりして生ずる不慮の事故から受光素子や光学系を
保護することもできる。よって、光学式の座標入力/検
出装置の機能を安定して維持することができ、長期信頼
性に優れた座標入力/検出装置を実現することができ
る。
項2)によれば、受光手段の前面に透光性のカバーを設
けたので、長期間使用している間に堆積してくるほこり
等が、直接受光素子面や高価な光学系に付着することを
防止できる。また、そのほこり等は、透光性のカバーを
クリーニングすれば除去できるので、受光素子の受光面
を傷つけたり、光学系の光軸を狂わせたりすることがな
い。さらに、このカバーがあるため、物理的に物がぶつ
かったりして生ずる不慮の事故から受光素子や光学系を
保護することもできる。よって、光学式の座標入力/検
出装置の機能を安定して維持することができ、長期信頼
性に優れた座標入力/検出装置を実現することができ
る。
【0090】さらに、本発明の座標入力/検出装置(請
求項3)によれば、発光手段や受光手段の前面に透光性
のカバーを設け、そのカバーを着脱可能としたので、発
光素子あるいは受光素子等の交換が可能であり、メンテ
ナンス性において優れた座標入力/検出装置を構成する
ことができる。また、何らかの理由(例えば、強くクリ
ーニングしすぎた場合など)で、この透光性のカバーに
傷がついて必要な光量を透過するのに支障が生じた場合
や、透光性のカバーが破損したりした場合においても、
透光性のカバーを着脱可能としているので、容易に交換
することができる。
求項3)によれば、発光手段や受光手段の前面に透光性
のカバーを設け、そのカバーを着脱可能としたので、発
光素子あるいは受光素子等の交換が可能であり、メンテ
ナンス性において優れた座標入力/検出装置を構成する
ことができる。また、何らかの理由(例えば、強くクリ
ーニングしすぎた場合など)で、この透光性のカバーに
傷がついて必要な光量を透過するのに支障が生じた場合
や、透光性のカバーが破損したりした場合においても、
透光性のカバーを着脱可能としているので、容易に交換
することができる。
【図1】本発明の実施の形態に係る座標入力/検出装置
の第1の例を示す構成図である。
の第1の例を示す構成図である。
【図2】図1に示す座標入力/検出装置を構成する受発
光部の構成図である。
光部の構成図である。
【図3】図1に示す座標入力/検出装置の動作説明図で
ある。
ある。
【図4】図1に示す座標入力/検出装置の動作説明図で
ある。
ある。
【図5】図1に示す座標入力/検出装置の詳細な構成図
である。
である。
【図6】本発明の実施の形態に係る座標入力/検出装置
の第2の例を示す構成図である。
の第2の例を示す構成図である。
【図7】図6に示す座標入力/検出装置を構成する発光
検出装置の構成図である。
検出装置の構成図である。
【図8】図7に示す発光検出装置から出射される光の集
光状態を示す説明図である。
光状態を示す説明図である。
【図9】図7に示すシリンドリカルレンズおよびPSD
の配置例を示す説明図である。
の配置例を示す説明図である。
【図10】図6に示す座標入力/検出装置を構成する発
光検出装置の他の例を示す構成図である。
光検出装置の他の例を示す構成図である。
【図11】図10に示すアパーチャーおよびPSDの配
置例を示す説明図である。
置例を示す説明図である。
【図12】図7および図10に示すLEDおよびPSD
の制御回路を示すブロック図である。
の制御回路を示すブロック図である。
【図13】図6に示す座標入力/検出装置において使用
されるペンの構成図である。
されるペンの構成図である。
【図14】図13に示すペンに設けられたコーナーキュ
ーブの構成図である。
ーブの構成図である。
【図15】本発明の実施の形態に係る第2の例の座標入
力/検出装置において、ペンによって指示された位置を
検出する原理の説明図である。
力/検出装置において、ペンによって指示された位置を
検出する原理の説明図である。
【図16】本発明の実施の形態に係る座標入力/検出装
置の発光手段および受光手段の前面に設けられた透光性
のカバーを示す構成図である。
置の発光手段および受光手段の前面に設けられた透光性
のカバーを示す構成図である。
1 受発光部 2 指示物体 3 座標入力領域 4,55 再帰性反射部材 5 ディスプレイ面 10〜13,L1〜Ln プローブ光 21 アンプ 22 アナログ演算回路 23 A/Dコンバータ 24 LEDドライバ 25 ROM 26 RAM 27 MPU 28 タイマー 29 インタフェースドライバ 31 座標入力面 32,33 発光検出装置 32a,33a 発光部 32b,33b 受光角度検出部 34 基準点 35 ペン 36 LED 37 光学レンズ 38 PSD 39,84〜86,89 シリンドリカルレンズ 40 マスク 41 アパーチャー 42 透過孔 45 カバー 50,90 受光素子 51 集光レンズ 81 点光源 82 スリット 83 光源 87 ハーフミラー 88 二次光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 隆夫 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 清水 弘雅 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 高橋 禎郎 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 岡田 進 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 5B068 AA01 AA11 AA33 BB20 BC02 BC04 BC07 BD20 5B087 AA04 AC15 AE00 CC12 CC34 DD02
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の発光手段と複数の受光手段とを備
え、これらの発光/受光の光路内の光遮断手段の有無に
より、該光遮断手段の平面またはほぼ平面の2次元座標
を検出する座標入力/検出装置において、前記発光手段
から出射した光を前記発光手段の方向とほぼ同一方向に
向けて反射する反射手段を有するとともに、該反射手段
によって反射した光を受光できる位置に前記受光手段を
配置した座標入力/検出装置であって、前記発光手段の
前面に透光性のカバーを設けたことを特徴とする座標入
力/検出装置。 - 【請求項2】 複数の発光手段と複数の受光手段とを備
え、これらの発光/受光の光路内の光遮断手段の有無に
より、該光遮断手段の平面またはほぼ平面の2次元座標
を検出する座標入力/検出装置において、前記発光手段
から出射した光を前記発光手段の方向とほぼ同一方向に
向けて反射する反射手段を有するとともに、該反射手段
によって反射した光を受光できる位置に前記受光手段を
配置した座標入力/検出装置であって、前記受光手段の
前面に透光性のカバーを設けたことを特徴とする座標入
力/検出装置。 - 【請求項3】 前記透光性のカバーは着脱可能であるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の座標入力/検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7663399A JP2000267811A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 座標入力/検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7663399A JP2000267811A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 座標入力/検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000267811A true JP2000267811A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13610791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7663399A Pending JP2000267811A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 座標入力/検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000267811A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102235981A (zh) * | 2010-04-28 | 2011-11-09 | 宏碁股份有限公司 | 光学触控感测系统、光学触控屏幕系统与灰尘检测方法 |
| JP2014030569A (ja) * | 2012-08-03 | 2014-02-20 | Kyoraku Sangyo Co Ltd | 遊技機 |
| WO2016098502A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 株式会社リコー | 座標検出装置 |
-
1999
- 1999-03-19 JP JP7663399A patent/JP2000267811A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102235981A (zh) * | 2010-04-28 | 2011-11-09 | 宏碁股份有限公司 | 光学触控感测系统、光学触控屏幕系统与灰尘检测方法 |
| JP2014030569A (ja) * | 2012-08-03 | 2014-02-20 | Kyoraku Sangyo Co Ltd | 遊技機 |
| WO2016098502A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 株式会社リコー | 座標検出装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050908 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050913 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060124 |