JP4570145B2 - Optical position detection apparatus having an imaging unit outside a position detection plane - Google Patents

Optical position detection apparatus having an imaging unit outside a position detection plane Download PDF

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Description

本発明は光学式位置検出装置に関し、特に、位置検出平面外に撮像部を設けることで設置を容易とし、また外観がシンプルで安価な光学式位置検出装置に関する。   The present invention relates to an optical position detection apparatus, and more particularly, to an optical position detection apparatus that is easy to install by providing an imaging unit outside a position detection plane and that is simple in appearance and inexpensive.

ショーウィンドウにホログラムスクリーン等を貼付し、映像を投影する装置が存在する。このような装置は、これまでの静止した商品表示にとどまらず、動く広告として利用可能であり注目されている。   There is an apparatus for projecting an image by attaching a hologram screen or the like to a show window. Such a device is not limited to the conventional stationary product display, and can be used as a moving advertisement and has attracted attention.

このようなショーウィンドウ上の投影装置をさらに進め、タッチパネル機能を組み込んでインタラクティブな広告が行なえるようにしたものがある(特開2003−5617)。この装置は、タッチパネルとして抵抗皮膜方式や静電容量方式等の透明なタッチパネルや、複数の赤外線の発光部と受光部を並べて赤外線のマトリックスを形成し、赤外線の遮断により位置検知を行なうものを採用していた。   There is a projector that can further advance such a projection device on a show window and incorporate a touch panel function so that an interactive advertisement can be performed (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-5617). This device adopts a transparent touch panel such as a resistive film type or a capacitance type touch panel as a touch panel, and forms a matrix of infrared by arranging a plurality of infrared light emitting units and light receiving units, and detects the position by blocking infrared rays. Was.

このようなタッチパネル方式の場合、透明なタッチパネルとしてスクリーン上に透明電極を設ける必要があり、これによる光透過性の問題やタッチパネルの耐久性の問題を生じていた。また、赤外線のマトリックスによる位置検知では、複数の赤外線の発光部と受光部の位置合わせが難しく、製造コストが高くなるという問題があった。さらに、タッチパネル機能を実現するための装置をショーウィンドウの外側に設ける必要があり、雨風に曝されることによる耐久性の問題だけでなく、いたずらや盗難の問題も生じていた。さらにまた、外側へ装置を設置しなければいけないため、ケーブルの引き込みのために壁やガラスに穴を開ける必要が生じ、テナントビル等では設置が困難であった。   In the case of such a touch panel system, it is necessary to provide a transparent electrode on the screen as a transparent touch panel, which causes a problem of light transmittance and a problem of durability of the touch panel. In addition, in the position detection using the infrared matrix, there is a problem that it is difficult to align the plurality of infrared light emitting units and the light receiving units, resulting in high manufacturing costs. Furthermore, it is necessary to provide a device for realizing the touch panel function outside the show window, which causes not only durability problems due to exposure to rain and wind but also mischief and theft problems. Furthermore, since it is necessary to install the apparatus outside, it is necessary to make a hole in the wall or glass for drawing in the cable, which is difficult to install in a tenant building or the like.

このような問題点を解決するものとして、ショーウィンドウに光学式位置検出装置を組み合わせたものがある(特開2004−54065)。この装置は、プリズムミラーを用いてセンサ部をショーウィンドウ内に設置したものであり、センサ部の光源からの光がプリズムミラーで反射され位置検出面上に導かれ、指示体の位置検出領域の周辺3辺に設けられた再帰反射枠に入射し再帰反射して再度位置検出面上を通過してプリズムミラーに戻り、これで反射された光をセンサ部の受光素子で受光する。指示体がセンサ部の光源からの光を遮断すると、受光素子で受光する光に影の部分が生じ、この影の位置を2つのセンサ部で検出することで、三角測量の原理で指示体の指示位置を検出するものである。プリズムミラーを用いることでセンサ部や再帰反射枠をショーウィンドウ内に設けることができるため、信頼性や耐久性を得ることができるとしている。   As a solution to such problems, there is a combination of a show window and an optical position detection device (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-54065). In this device, a sensor unit is installed in a show window using a prism mirror. Light from the light source of the sensor unit is reflected by the prism mirror and guided onto the position detection surface, and the position detection area of the indicator is displayed. The light enters the retroreflective frames provided on the three peripheral sides, retroreflects, passes through the position detection surface again, returns to the prism mirror, and the light reflected thereby is received by the light receiving element of the sensor unit. When the indicator blocks the light from the light source of the sensor unit, a shadow portion is generated in the light received by the light receiving element, and the position of the shadow is detected by the two sensor units. The indicated position is detected. By using a prism mirror, the sensor unit and the retroreflective frame can be provided in the show window, so that reliability and durability can be obtained.

特開2003−5617JP2003-5617 特開2004−54065JP 2004-54065 A

上記特開2003−5617に開示の装置の問題点を上記特開2004−54065が解決しようとしているが、上記特開2004−54065に開示の装置の場合、センサからの光を再帰反射させて戻ってきた光の遮断位置によって指示位置を検出する方式であるため、位置検出領域の周辺3辺には必ず再帰反射枠を設けなければならなかった。したがって、設計の自由度が少なく、外観もシンプルなものとしづらかった。   The above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-54065 attempts to solve the problems of the device disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-5617, but in the case of the device disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-54065, the light from the sensor is retroreflected and returned. Since the indicated position is detected based on the light blocking position, a retroreflective frame must be provided on the three sides around the position detection area. Therefore, the degree of freedom in design is small, and it is difficult to make the appearance simple.

さらに、上記特開2004−54065に開示の装置は、上述のように遮断による影の位置を検出する方式であるため、複数の指示体で操作した場合、センサから見て指示体が重なった部分の判別は不能であり、複数の指示体による操作はできなかった。したがって、例えば位置検出領域に表示装置の表示画面を重ね、表示画面にボリュームつまみ等を表示させて、これを操作させるようなことはできなかった。   Furthermore, since the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-54065 is a method for detecting the position of a shadow due to blockage as described above, when operating with a plurality of indicators, the portion where the indicators overlap as seen from the sensor It was impossible to discriminate, and operation with a plurality of indicators could not be performed. Therefore, for example, the display screen of the display device cannot be overlaid on the position detection area, and a volume knob or the like can be displayed on the display screen and operated.

また、再帰反射枠を用いて指示体の影の位置を検出することにより指示位置を決定する位置検出装置の例の場合、外来光が強すぎると、再帰反射枠からの反射光よりも指示体の像のほうが明るくなってしまうため、指示体の影の位置を検出することができなくなってしまう問題があった。上記特開2004−54065に開示の装置では、このような外光対策のために光源をON/OFFするものを開示しているが、これを実現するためには高速な撮像素子と高速なA/Dコンバータ等の処理回路を必要とするため、装置が高価になるという問題点もあった。   Further, in the case of the position detection device that determines the pointing position by detecting the shadow position of the pointer using the retroreflective frame, if the extraneous light is too strong, the pointer is more than the reflected light from the retroreflective frame. As a result, the shadow of the indicator cannot be detected. The apparatus disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-54065 discloses a device that turns on and off the light source for such measures against external light. To realize this, a high-speed image sensor and a high-speed A are used. Since a processing circuit such as a / D converter is required, there is a problem that the apparatus becomes expensive.

またさらに、センサと再帰反射枠との位置合わせも容易ではなく、調整等がシビアであり設置も困難であった。   Furthermore, the alignment of the sensor and the retroreflective frame is not easy, adjustment is severe, and installation is difficult.

本発明は、斯かる実情に鑑み、安価な構成で外観もシンプルに構成可能であり、且つ設置も容易でさまざまなアプリケーションに応用可能な光学式位置検出装置を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention is intended to provide an optical position detection device that can be configured inexpensively, can be simply configured in appearance, can be easily installed, and can be applied to various applications.

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による光学式位置検出装置は、その片面側に位置検出領域を有し、少なくとも一部が透過性を有する板状部材と、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側に設けられ、位置検出領域に置かれた指示体の像を異なる2ヶ所から所定の撮像視野でそれぞれ撮影するための、エリアイメージセンサからなる2つの撮像部と、板状部材の位置検出領域を有する面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、撮像部の撮像視野が位置検出領域全体をカバーするように、撮像部の撮像視野を反射する撮像視野反射手段と、を具備するものである。   In order to achieve the above-described object of the present invention, an optical position detection device according to the present invention includes a plate-shaped member having a position detection region on one side and at least a part of which is transparent, Two area image sensors are provided on the side opposite to the surface having the position detection area, and each of the area image sensors is for capturing images of the indicator placed in the position detection area from two different locations in a predetermined imaging field of view. Imaging of the imaging unit so that the imaging member and the plate-like member on the surface side having the position detection region of the plate-like member are provided at positions where the plate-like member has transparency, and the imaging field of view of the imaging unit covers the entire position detection region. Imaging field reflecting means for reflecting the field of view.

さらに、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側に設けられ、位置検出領域全体を均一に照らすための光源と、板状部材の位置検出領域を有する面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、光源からの光が位置検出領域全体を均一に照らすように光源からの光を反射する照明領域反射手段と、を具備しても良い。   Furthermore, a plate-like member is provided on the surface opposite to the surface having the position detection area of the plate-like member, and the light source for uniformly illuminating the entire position detection area and the plate-like side of the surface having the position detection area of the plate-like member Illumination area reflecting means for reflecting the light from the light source so that the member is provided at a transparent position and the light from the light source uniformly illuminates the entire position detection area may be provided.

さらにまた、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、光源からの光を照明領域反射手段へ反射する裏面照明領域反射手段を具備しても良く、この場合、照明領域反射手段は、裏面照明領域反射手段で反射された光源からの光を反射する。そして、裏面照明領域反射手段はプリズムミラー又はハーフミラーからなれば良い。また、照明領域反射手段は、プリズムミラーからなれば良い。さらに、光源は、発光方向に対して横に複数直線状に並べられるLEDからなれば良い。   Furthermore, the back surface illumination area reflection is provided on the surface side opposite to the surface having the position detection area of the plate member, at a position where the plate member is transparent, and reflects light from the light source to the illumination area reflection means. In this case, the illumination area reflecting means reflects light from the light source reflected by the back illumination area reflecting means. The back illumination area reflecting means may be a prism mirror or a half mirror. The illumination area reflecting means may be a prism mirror. Furthermore, the light source may be composed of LEDs arranged in a plurality of straight lines laterally with respect to the light emitting direction.

またさらに、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、撮像部の撮像視野を撮像視野反射手段へ反射する裏面撮像視野反射手段を具備しても良く、この場合、撮像視野反射手段は、裏面撮像視野反射手段で反射された撮像部の撮像視野を反射する。ここで、裏面撮像視野反射手段はハーフミラーからなり、さらに、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側に、裏面位置検出領域を具備するようにしても良い。   Still further, the back surface imaging field provided on the surface opposite to the surface having the position detection region of the plate member at a position where the plate member has transparency, and reflects the imaging field of the imaging unit to the imaging field reflection means. In this case, the imaging field reflection unit reflects the imaging field of the imaging unit reflected by the back surface imaging field reflection unit. Here, the back surface imaging visual field reflection means is formed of a half mirror, and may further include a back surface position detection region on a surface opposite to the surface having the position detection region of the plate member.

また、撮像視野反射手段は、プリズムミラーで構成しても良い。   Further, the imaging field reflection means may be constituted by a prism mirror.

また、撮像部は、自動感度調整機能を有しても良い。   Further, the imaging unit may have an automatic sensitivity adjustment function.

さらに、撮像部と対向する位置に設けられ、位置検出領域の周辺の少なくとも3辺を覆うような周囲枠を有しても良く、撮像部に撮影される周囲枠の面は、板状部材の位置検出領域を有する面に近い側が暗色であり、遠い側が明色であれば良い。   Furthermore, it may have a peripheral frame provided at a position facing the imaging unit and covering at least three sides of the periphery of the position detection region, and the surface of the peripheral frame photographed by the imaging unit is a plate-like member. It suffices if the side close to the surface having the position detection region is dark and the far side is light.

またさらに、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側に位置検出領域と重なるように表示手段を有するようにしても良く、板状部材は位置検出領域の部分が透過性を有するようにすれば良い。なお、表示手段は、リア投影型プロジェクタ、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイであれば良い。   Furthermore, the plate member may have a display means on the surface opposite to the surface having the position detection area, so that the position detection area overlaps the plate member. What is necessary is just to have it. The display means may be a rear projection type projector, a liquid crystal display, or a plasma display.

さらに、撮像部に複数の指示体が撮影されたときに指示体の動きに応じた所定の処理を行なう処理手段を具備するようにしても良い。ここで、処理手段は、指示体の動きがつまみを回すような回転動作であった場合に、それに応じた所定の回転処理動作を行なうことも可能である。   Furthermore, a processing means for performing a predetermined process according to the movement of the indicator when a plurality of indicators are photographed on the imaging unit may be provided. Here, when the movement of the indicator is a rotation operation that turns the knob, the processing means can also perform a predetermined rotation processing operation according to the rotation operation.

さらにまた、板状部材は、ガラステーブルのガラス板とすることも可能である。   Furthermore, the plate-like member can be a glass plate of a glass table.

なお、撮像部は、各々で撮影された像の部分画像の相関を求めることにより処理することで撮影された像までの距離を検出し、位置検出領域外の像を排除することも可能である。ここで、部分画像は、エッジを抽出した画像とすることも可能である。   Note that the imaging unit can detect the distance to the captured image by processing by obtaining the correlation of the partial images of the captured images, and can exclude images outside the position detection region. . Here, the partial image may be an image obtained by extracting an edge.

本発明の光学式位置検出装置には、再帰反射枠等が不要であり調整も簡単で設置も容易で外観もシンプルに構成可能であるという利点がある。さらに、ショーウィンドウ等に設置する場合、撮像部の撮像視野も反射させることで、反射材以外の機材をすべてウィンドウの領域外に設置可能となり、非常に外観がシンプルとなる。また、ウィンドウの表面、裏面とも同時にタッチパネル化が可能となるという利点もある。   The optical position detection apparatus of the present invention has the advantages that a retroreflective frame or the like is not required, adjustment is easy, installation is easy, and appearance can be configured simply. Furthermore, when installing in a show window or the like, the imaging field of view of the imaging unit is also reflected, so that all equipment other than the reflective material can be installed outside the window area, and the appearance becomes very simple. There is also an advantage that a touch panel can be formed on both the front and back surfaces of the window at the same time.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図1は、本発明の光学式位置検出装置の第1実施例を説明するための図であり、図1(a)はその側面概略図を、図1(b)はその平面概略図を表わす。図示のとおり、本発明の第1実施例の光学式位置検出装置は、ショーウィンドウ等のガラス板1と、所定の撮像視野で撮影するためのエリアイメージセンサを有する撮像部2と、撮像部の撮像視野を反射するプリズムミラー3とからなる。本発明において、ガラス板1は用途によっては必ずしも全体が透明である必要はなく、所定の部分、すなわち撮像部2とプリズムミラー3とに挟まれる部分が透過性を有すれば良い。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are diagrams for explaining a first embodiment of the optical position detection device of the present invention. FIG. 1A is a schematic side view thereof, and FIG. 1B is a schematic plan view thereof. . As shown in the figure, an optical position detection apparatus according to a first embodiment of the present invention includes a glass plate 1 such as a show window, an imaging unit 2 having an area image sensor for imaging in a predetermined imaging field of view, and an imaging unit. The prism mirror 3 reflects the imaging field of view. In the present invention, the entire glass plate 1 does not necessarily have to be transparent depending on the application, and a predetermined portion, that is, a portion sandwiched between the imaging unit 2 and the prism mirror 3 only needs to be transparent.

また、撮像部2は、エリアイメージセンサを有するものであり、図1(a)及び図1(b)に示すように、ガラス板1の裏面側の2ヶ所に設置される。なお、本明細書中における「裏面」や「表面」という用語は、便宜的なものであり、図面上、側面図では左側を、平面図では手前面を「表面」、反対側を「裏面」と定義している。   Moreover, the imaging part 2 has an area image sensor, and is installed in two places on the back surface side of the glass plate 1 as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). In the present specification, the terms “back surface” and “front surface” are for convenience, and in the drawings, the left side in the side view, the front side in the plan view is “front surface”, and the opposite side is “back surface”. It is defined as

所定の位置に設置された2つの撮像部2で位置検出領域4に置かれた指示体5の像を撮影することで、三角測量の原理により指示体の指示位置を検出するものである。ここで、エリアイメージセンサは、そのすべての画素を用いるのではなく、ガラス板1上から所定の高さまでの範囲、例えばガラス板1の面上から10mm程度の高さまでの領域であって、位置検出領域全体をカバーするような領域の範囲の画素を選択して用いられる。これにより、その領域外の不要な画像のための無駄なデータの転送・処理等が不要となるため、エリアイメージセンサであっても高速な処理が可能となる。なお、ガラス板面上からの高さは、アプリケーションによって種々変更可能である。   By taking an image of the indicator 5 placed in the position detection area 4 by the two imaging units 2 installed at predetermined positions, the indication position of the indicator is detected by the principle of triangulation. Here, the area image sensor does not use all the pixels, but is a region from the glass plate 1 to a predetermined height, for example, a region from the surface of the glass plate 1 to a height of about 10 mm, The pixels in the range of the area that covers the entire detection area are selected and used. As a result, useless data transfer / processing for an unnecessary image outside the area is not required, so that even an area image sensor can perform high-speed processing. The height from the glass plate surface can be variously changed depending on the application.

また、撮像部2の撮像視野のガラス板1に対する高さ方向の位置合わせは、画素を必要な部分のみ自動で選択することで極めて容易に行なえる。したがって、例えばガラス板の撓み等で撮像部2の設置位置がずれ、撮像視野が変わったとしても、撮像部を物理的に動かすことなく、撮像視野の高さを調整可能である。ガラス板1の境界面が検出しづらい場合には、所定の目印でガラス板1との境界を検出することも勿論可能である。例えば、通常のショーウィンドウ等は、壁面10に埋め込まれているが、壁面との間はゴムパッキン等の暗色なもので通常覆われているので、この暗色部分を目印として、所定の撮像視野を画定しても良い。このようなゴムパッキン等を周囲枠として用いる代わりに、境界検出の目印用に、ガラス板1に近い側が暗色となり、遠い側が明色となるように構成された周囲枠を位置検出領域の周辺に設けても勿論良い。撮像部2で撮像される部分は位置検出領域の3辺であるので、この周囲枠は位置検出領域4の周辺の少なくとも3辺を覆うように設けられれば良い。   Further, the alignment of the imaging field of the imaging unit 2 in the height direction with respect to the glass plate 1 can be performed very easily by automatically selecting only necessary portions of pixels. Therefore, even if the installation position of the imaging unit 2 is shifted due to, for example, bending of a glass plate and the imaging visual field is changed, the height of the imaging visual field can be adjusted without physically moving the imaging unit. If it is difficult to detect the boundary surface of the glass plate 1, it is of course possible to detect the boundary with the glass plate 1 with a predetermined mark. For example, an ordinary show window or the like is embedded in the wall surface 10 but is usually covered with a dark material such as rubber packing between the wall surface, and therefore, a predetermined imaging field of view is set using the dark color portion as a mark. It may be defined. Instead of using such rubber packing or the like as a peripheral frame, a peripheral frame configured so that the side close to the glass plate 1 is dark and the far side is light is used around the position detection region for a boundary detection mark. Of course, it may be provided. Since the part imaged by the imaging unit 2 is the three sides of the position detection area, the peripheral frame may be provided so as to cover at least three sides around the position detection area 4.

そして、ガラス板1の裏面に設けられている撮像部2の撮像視野を、位置検出領域4全体をカバーするように反射するためのプリズムミラー3が、ガラス板1の表側に設けられている。プリズムミラー3は、通常のミラーであっても良いが、設置の容易性や耐久性等から、第1実施例ではプリズムミラーを採用した。なお、プリズムミラーの反射面は汚れによる反射特性の劣化を防ぐために、アルミ蒸着により作成されれば良い。プリズムミラー3の反射面の角度は、撮像視野がガラス板1上を平行に走るようにするために、撮像視野を約90度に屈折させるように約45度に設定される。なお、ガラス板1への撮像部2の映り込みを防止するために、図2に示すように、ガラス板1に対して撮像部2を斜めに設置し、撮像視野がガラス板1上を平行に走るように反射面が所定の角度に調整されたプリズムミラー3を用いても良い。   A prism mirror 3 for reflecting the imaging field of the imaging unit 2 provided on the back surface of the glass plate 1 so as to cover the entire position detection region 4 is provided on the front side of the glass plate 1. The prism mirror 3 may be a normal mirror, but the prism mirror is employed in the first embodiment because of ease of installation and durability. Note that the reflecting surface of the prism mirror may be formed by aluminum vapor deposition in order to prevent deterioration of reflection characteristics due to dirt. The angle of the reflecting surface of the prism mirror 3 is set to about 45 degrees so that the imaging field is refracted to about 90 degrees so that the imaging field runs in parallel on the glass plate 1. In order to prevent the imaging unit 2 from being reflected on the glass plate 1, as shown in FIG. 2, the imaging unit 2 is installed obliquely with respect to the glass plate 1, and the imaging field of view is parallel to the glass plate 1. Alternatively, the prism mirror 3 whose reflection surface is adjusted to a predetermined angle so as to run may be used.

さらに、本発明の第1実施例の位置検出装置では、図1に示されるように位置検出領域4の裏面側に、位置検出領域と重なるようにホログラムスクリーン6を設けても良い。このホログラムスクリーン6に、リア投影型プロジェクタ7からの映像を投影する。プロジェクタ7は、コンピュータ8に接続され、また、撮像部2もコンピュータ8に接続されており、コンピュータ8により入出力を制御することで、タッチパネル機能付き表示装置が実現可能となる。なお、図示例ではリア投影型プロジェクタとホログラムスクリーンの例を示したが、本発明はこれに限定されず、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等、あらゆるディスプレイを適用可能である。   Furthermore, in the position detection apparatus according to the first embodiment of the present invention, a hologram screen 6 may be provided on the back side of the position detection area 4 so as to overlap the position detection area as shown in FIG. The image from the rear projection type projector 7 is projected onto the hologram screen 6. The projector 7 is connected to the computer 8, and the imaging unit 2 is also connected to the computer 8. By controlling input / output by the computer 8, a display device with a touch panel function can be realized. In the illustrated example, an example of a rear projection type projector and a hologram screen is shown, but the present invention is not limited to this, and any display such as a liquid crystal display or a plasma display can be applied.

なお、撮像部2は、外光対策として自動感動調整機能を有するものが好ましい。本願発明では指示体の像を直接撮影するため、従来技術のような外来光による問題は生じにくいが、周囲の明るさの変化により、指示体5やその周囲の映像が明るくなり過ぎたり暗くなり過ぎたりすると、指示体5が検出できなくなる場合がある。このため、撮像部2で自動的に感度を調整し、常に一定のコントラストを持って指示体5が撮影されるようにすれば良い。これにより、従来の特開2004−54065に開示の装置の問題点で挙げたような外光対策が不要となり、装置を安価に製造可能となる。   The imaging unit 2 preferably has an automatic sensitivity adjustment function as a measure against external light. In the present invention, since the image of the indicator is directly photographed, it is difficult to cause the problem due to the external light as in the prior art, but the indicator 5 and the surrounding image become too bright or dark due to a change in ambient brightness. If it passes, the indicator 5 may not be detected. For this reason, the sensitivity may be automatically adjusted by the imaging unit 2 so that the indicator 5 is always photographed with a constant contrast. This eliminates the need for measures against external light as mentioned in the problem of the device disclosed in the conventional Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-54065, and makes it possible to manufacture the device at low cost.

また、位置検出領域4に周囲枠等を設けない場合、単に撮像部2で撮影された映像からは、指示体が位置検出領域内にあるのか位置検出領域外にあるのか判別できない場合もある。したがって、位置検出領域外に例えば左手をついて、右手で位置検出領域内を操作しようとした場合、左手の像も撮影されてしまうため、誤動作する場合もあり得る。これを防止するために、相関法により2つの撮像部2でそれぞれ撮影された画像の部分画像の相関を求めることで、指示体までの距離を検出して位置検出領域外の像を排除するようにしても良い。すなわち、それぞれの撮像部において、指示体として検出される細長い2つの像が写っている画像が得られるが、これらの画像内の像の位置を相関法により処理することで撮像部間の中心からの距離を算出できるので、この距離情報から位置検出領域外の像を排除すれば良い。なお、相関法に用いられる部分画像は、エッジを抽出した画像であれば相関が取りやすくなる。例えば元の画像の空間微分の絶対値を求め、これを所定の閾値より低いものを除去した画像を相関法に用いれば、指示体のエッジが強調され相関がより取りやすくなる。   In addition, when the position detection area 4 is not provided with a peripheral frame or the like, it may not be possible to determine whether the indicator is within the position detection area or outside the position detection area from the video imaged by the imaging unit 2. Therefore, for example, if the left hand is placed outside the position detection area and an attempt is made to operate the position detection area with the right hand, an image of the left hand is also captured, which may cause a malfunction. In order to prevent this, it is possible to detect the distance to the indicator and eliminate the image outside the position detection area by obtaining the correlation between the partial images of the images captured by the two imaging units 2 by the correlation method. Anyway. That is, in each imaging unit, an image in which two elongated images detected as indicators are captured is obtained. By processing the position of the image in these images by the correlation method, the center between the imaging units is obtained. Therefore, the image outside the position detection area may be excluded from the distance information. In addition, if the partial image used for the correlation method is an image from which an edge is extracted, the correlation can be easily obtained. For example, if the absolute value of the spatial differentiation of the original image is obtained and an image obtained by removing the absolute value lower than a predetermined threshold value is used in the correlation method, the edge of the indicator is emphasized and the correlation becomes easier to obtain.

このような位置検出装置の位置検出領域に指示体が置かれた場合、撮像部2には、指示体の像がそのまま撮影される。より具体的には、位置検出領域4のガラス板1上のわずかな高さの領域に入ってきた指示体の先端部分の像がそのまま撮影される。そして、所定の位置に置かれた2つの撮像部2でこの指示体の像を撮影することにより、撮影された像の位置から三角測量の原理によって指示体の指示位置座標が検出できるのである。なお、指示位置座標は、撮像部2で撮影された像を用いてコンピュータ8等で計算しても良いし、撮像部2内にDSP等を設けて計算しても良い。ここで、本発明の撮像部2は、エリアイメージセンサを用いており、指示体の像をそのまま撮影しているため、指示体が指なのか、ペンなのか、さらには手のひらを乗せただけで操作しようと思っていない所謂お手つき状態なのかを、撮像部側では撮影された画像から瞬時に判別することが可能となる。したがって、操作上非常に使い勝手の良いものとなる。なお、エリアイメージセンサのすべての画素を用いると処理するデータが膨大となり、高速な処理装置が必要となるが、本発明の位置検出装置の場合、エリアイメージセンサの画素のうち、位置検出に必要な所定の必要な部分の画素のみを用いて検出処理を行なうことが可能なため、高速な処理装置を用いなくても、検出速度的にも問題のないレベルの位置検出装置が実現可能となる。   When the indicator is placed in the position detection region of such a position detection device, the image of the indicator is taken as it is on the imaging unit 2. More specifically, the image of the tip portion of the indicator that has entered the slightly height region on the glass plate 1 in the position detection region 4 is taken as it is. Then, by capturing the image of the indicator with the two imaging units 2 placed at predetermined positions, the indicated position coordinates of the indicator can be detected from the position of the captured image by the principle of triangulation. The designated position coordinates may be calculated by the computer 8 or the like using an image photographed by the imaging unit 2, or may be calculated by providing a DSP or the like in the imaging unit 2. Here, since the imaging unit 2 of the present invention uses an area image sensor and captures the image of the indicator as it is, it can be determined whether the indicator is a finger, a pen, or even a palm. The so-called hand-held state that is not intended to be operated can be instantly determined from the captured image on the imaging unit side. Therefore, it becomes very convenient in operation. If all the pixels of the area image sensor are used, the amount of data to be processed becomes enormous and a high-speed processing device is required. In the case of the position detection device of the present invention, it is necessary for position detection among the pixels of the area image sensor. Since it is possible to perform detection processing using only pixels of a predetermined necessary part, it is possible to realize a position detection device having a level with no problem in detection speed without using a high-speed processing device. .

また、本発明によれば、エリアイメージセンサにより指示体の像をそのまま撮影するため、例えば指先の細かい動きまで正確に検出できる。したがって、指示体の動きに応じて所定の処理を行なわせるようにしても良い。すなわち、撮影された指示体5の動きをコンピュータ8で解析し、例えば2つの指示体が入力され、それらが近づく動作をしたら、表示画面6にはその動作に応じてズーム表示を行なう等ということが可能となる。さらに、本発明の位置検出装置によれば、表示画面にボリュームつまみ状のオブジェクトを表示させ、これを指でつまんでまわすような動作を行なわせた場合であっても、指示体の像をそのまま撮影しているため、その動作を検出することが可能である。そして、それに応じてコンピュータ8が所定の回転処理動作を行い、例えば音声のボリュームを上げる等の処理が可能となる。従来技術で説明した再帰反射枠を用いた位置検出装置では、影の部分を検出する方式であるので指示体が重なった場合には検出されず、特にこのような回転動作を検出することは困難であったが、本発明によればこのような動作も容易に検出可能である。   Further, according to the present invention, since the image of the indicator is taken as it is by the area image sensor, for example, even a fine movement of the fingertip can be accurately detected. Therefore, a predetermined process may be performed according to the movement of the indicator. That is, the movement of the photographed indicator 5 is analyzed by the computer 8, for example, when two indicators are input and when they move, the display screen 6 performs zoom display according to the operation. Is possible. Furthermore, according to the position detection device of the present invention, even when a volume knob-like object is displayed on the display screen and the operation of pinching the object with a finger is performed, the image of the indicator is kept as it is. Since shooting is performed, it is possible to detect the movement. Then, in response to this, the computer 8 performs a predetermined rotation processing operation, and for example, processing such as increasing the volume of the sound becomes possible. The position detection device using the retroreflective frame described in the prior art is a method for detecting a shadow portion, so that it is not detected when the pointers overlap each other, and it is particularly difficult to detect such a rotation operation. However, according to the present invention, such an operation can be easily detected.

次に、本発明の第2実施例の位置検出装置を、図3を用いて説明する。図3(a)は、第2実施例の位置検出装置の側面概略図を表わし、図3(b)はその平面概略図を表わす。図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図1に示す第1実施例のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図3に示す如く、撮像部2をガラス板1の領域外に設け、裏面側で撮像視野を反射するための、裏面プリズムミラー3’をさらに設けた点にある。   Next, a position detection apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a schematic side view of the position detection apparatus of the second embodiment, and FIG. 3B shows a schematic plan view thereof. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components, and the basic configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 3, the imaging unit 2 is provided outside the area of the glass plate 1, and a back prism mirror 3 'for reflecting the imaging field on the back side is further provided.

より具体的には、撮像部2は、例えばガラス板1の領域外の所定の位置に設けられる。なお、これはガラス板1の領域内に設けられても勿論構わないが、外観がシンプルになるという効果を得るためには、ガラス板1の領域外に設けられることが好ましい。そして、ガラス板1の位置検出領域4の面とは反対側の面側に、撮像視野を反射するための裏面プリズムミラー3’が設けられている。なお、裏面プリズムミラー3’は、ガラス板1が透過性を有する部分に設けられ、ガラス板1の表側のプリズムミラー3に撮像視野が反射するように構成される。   More specifically, the imaging unit 2 is provided at a predetermined position outside the area of the glass plate 1, for example. Of course, this may be provided in the region of the glass plate 1, but it is preferably provided outside the region of the glass plate 1 in order to obtain an effect of simplifying the appearance. A back-surface prism mirror 3 ′ for reflecting the imaging field is provided on the surface of the glass plate 1 opposite to the surface of the position detection region 4. The back prism mirror 3 ′ is provided in a portion where the glass plate 1 is transmissive, and is configured such that the imaging field of view is reflected on the prism mirror 3 on the front side of the glass plate 1.

撮像部2の撮像視野は、裏面プリズムミラー3’に入射し、ここでほぼ90度に屈折され、ガラス板1の透過性を有する部分を介してプリズムミラー3に入射し、さらにここでほぼ90度に屈折されることで、位置検出領域4全体をカバーするように構成されている。なお、裏面プリズムミラー3’もプリズムミラー3と同様に、反射面を約45度に構成してアルミ蒸着により作成されれば良い。また、プリズムミラー3と同様に、これはプリズムミラーに限らず、通常のミラーであっても良い。   The imaging field of the imaging unit 2 is incident on the back prism mirror 3 ′, where it is refracted by approximately 90 degrees, enters the prism mirror 3 through the transparent portion of the glass plate 1, and further is approximately 90 here. By being refracted each time, the entire position detection area 4 is covered. Similarly to the prism mirror 3, the back prism mirror 3 ′ may be formed by aluminum deposition with a reflective surface of about 45 degrees. Further, like the prism mirror 3, this is not limited to a prism mirror, but may be a normal mirror.

このように構成することで、ガラス板1の領域内には、プリズムミラーのみ設置することになるため、ガラス板への撮像部の固定方法等を検討する必要が無く、設置が容易となる。また、ガラス板領域に目立つ装置を配置する必要がなくなるため、見た目が非常にシンプルとなる。   With this configuration, only the prism mirror is installed in the region of the glass plate 1, so that it is not necessary to consider a method for fixing the imaging unit to the glass plate and the installation is easy. Moreover, since it becomes unnecessary to arrange | position the apparatus which is conspicuous in a glass plate area | region, it looks very simple.

なお、図示例では平面のプリズムミラーを用いた例を示したため、撮像視野が位置検出領域全体をカバーするように図1に示したミラーよりも幅の広いミラーとなっているが、本発明はこれに限定されず、ミラーを曲面ミラーとし、撮像部の画角をもっと狭いものとすることで、図3に示すプリズムミラーよりもより幅を狭くして、外観をよりシンプルにすることも勿論可能である。   In the illustrated example, a planar prism mirror is used, so that the imaging field of view is a mirror wider than the mirror illustrated in FIG. 1 so as to cover the entire position detection region. However, the present invention is not limited to this, and by making the mirror a curved mirror and making the angle of view of the imaging unit narrower, the width can be made narrower than the prism mirror shown in FIG. Is possible.

さらに、図4に示すように、裏面プリズムミラー3の代わりに、裏面の反射板としてハーフミラー30を用いることも可能である。ハーフミラー30とすることで、ハーフミラー30で屈折された撮像視野は表側のプリズムミラー3へ入射し、一方、ハーフミラーを透過した撮像視野は、ガラス板1の裏面側に行く。この裏面側の撮像視野を、ガラス板1に対して平行に進むように構成することで、裏面側にも位置検出領域を設けることが可能となる。これにより、ガラス板の両面を位置検出領域とすることが可能となり、さまざまなアプリケーションに応用可能な使い勝手がより良い装置を実現可能となる。   Furthermore, as shown in FIG. 4, it is also possible to use a half mirror 30 as a back reflector in place of the back prism mirror 3. By using the half mirror 30, the imaging field refracted by the half mirror 30 enters the prism mirror 3 on the front side, while the imaging field transmitted through the half mirror goes to the back side of the glass plate 1. By configuring the imaging field on the back side so as to proceed in parallel with the glass plate 1, it is possible to provide a position detection region on the back side. As a result, both sides of the glass plate can be used as position detection regions, and a user-friendly device that can be applied to various applications can be realized.

次に、本発明の第3実施例の位置検出装置を、図5を用いて説明する。図5(a)は、第3実施例の位置検出装置の側面概略図を表わし、図5(b)はその平面概略図を表わす。図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図1に示す第1実施例のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図5に示す如く、位置検出領域全体を均一に照らすための光源とプリズムミラーをさらに設けた点にある。第1実施例では、周辺の自然光を光源にしており、これにより照らされた指示体を撮影している。しかしながら、夜間等、周辺が暗い場合、指示体を検出しにくくなる場合もあるため、本実施例ではLED等の光源で位置検出領域全体を均一に照らしている。以下、図面を参照してより詳細に説明する。図示のとおり、本発明の第3実施例は、位置検出領域4を有する面とは反対の面側に設けられる光源20と、位置検出領域4を有する面側に設けられる照明用のプリズムミラー21とが設けられる。光源20と照明用プリズムミラー21は、その間のガラス板1が透過性を有している位置に設けられている。   Next, a position detection apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows a schematic side view of the position detection apparatus according to the third embodiment, and FIG. 5B shows a schematic plan view thereof. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components, and the basic configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 5, a light source and a prism mirror for uniformly illuminating the entire position detection region are further provided. In the first embodiment, surrounding natural light is used as a light source, and the illuminated indicator is photographed. However, since the indicator may be difficult to detect when the surroundings are dark, such as at night, in this embodiment, the entire position detection region is uniformly illuminated with a light source such as an LED. Hereinafter, it will be described in more detail with reference to the drawings. As shown in the drawing, the third embodiment of the present invention includes a light source 20 provided on the side opposite to the surface having the position detection region 4 and an illumination prism mirror 21 provided on the surface side having the position detection region 4. And are provided. The light source 20 and the illumination prism mirror 21 are provided at a position where the glass plate 1 between them has transparency.

図示例では、光源20は、横に複数直線状に並べられるLEDからなるものを示している。LEDは、例えば赤外発光LED等である。しかしながら、本発明の光源はこれに限定されず、例えば面光源や蛍光管等、位置検出領域全体を均一に照らせるものであればいかなるものであっても良い。さらに、例えば位置検出領域の裏面に液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置を設けた例の場合では、表示装置から発せられる光自体が位置検出領域全体を均一に照らすものとなるため、別途LED等を設けなくても良い場合もあり得る。   In the example of illustration, the light source 20 has shown what consists of LED arranged in multiple linear form horizontally. The LED is, for example, an infrared light emitting LED. However, the light source of the present invention is not limited to this, and any light source that can uniformly illuminate the entire position detection region, such as a surface light source or a fluorescent tube, may be used. Furthermore, in the case of an example in which a display device such as a liquid crystal display or a plasma display is provided on the back surface of the position detection region, the light itself emitted from the display device illuminates the entire position detection region uniformly, and thus a separate LED or the like There is a case where it is not necessary to provide.

また、照明用プリズムミラー21は、撮像部2のために設けられたプリズムミラー3と同様に、反射面を約45度に構成してアルミ蒸着により作成されれば良い。また、撮像部用プリズムミラー3と同様に、これはプリズムミラーに限らず、通常のミラーであっても良い。   The illumination prism mirror 21 may be formed by aluminum vapor deposition with a reflective surface of about 45 degrees as in the case of the prism mirror 3 provided for the imaging unit 2. Further, like the imaging unit prism mirror 3, this is not limited to a prism mirror but may be a normal mirror.

光源20から発せられた光は、ガラス板1の透過性を有する部分を通って照明用プリズムミラー21に照射され、照明用プリズムミラー21で90度に屈折されて位置検出領域4の全体を均一に照らす。この照明により位置検出領域4に置かれた指示体5が照らされ、その像を撮像部2で撮影するものである。撮像部の構成と同様、光源もウィンドウの内側に設けることが可能であるため、ケーブルの引き込み等も問題もない。   The light emitted from the light source 20 is applied to the illumination prism mirror 21 through the transparent portion of the glass plate 1 and is refracted by 90 degrees by the illumination prism mirror 21 so that the entire position detection region 4 is uniform. Illuminate. The indicator 5 placed in the position detection region 4 is illuminated by this illumination, and the image is taken by the imaging unit 2. Similar to the configuration of the image pickup unit, since the light source can be provided inside the window, there is no problem in drawing in the cable.

また、図5に示す第3実施例では、光源と照明用プリズムミラーを2つの撮像部のほぼ間に設けているが、本発明はこれに限定されず、位置検出領域全体を均一に照らせる位置であれば、光源と照明用プリズムミラーの位置はいかなる位置であっても良い。   In the third embodiment shown in FIG. 5, the light source and the illuminating prism mirror are provided between the two image pickup units. However, the present invention is not limited to this, and the position where the entire position detection area can be illuminated uniformly. If so, the positions of the light source and the illumination prism mirror may be any positions.

さらに、図6に示すように、光源20を、例えばガラス板領域外の壁面に設け、ガラス板1の裏面側に裏面照明用プリズムミラー21’を設けても良い。光源20からの光は、裏面照明用プリズムミラー21’に入射し、ここでほぼ90度に屈折され、ガラス板1の透過性を有する部分を介して照明用プリズムミラー21に入射し、さらにここでほぼ90度に屈折されることで、位置検出領域全体を均一に照らすように構成されている。   Furthermore, as shown in FIG. 6, the light source 20 may be provided on a wall surface outside the glass plate region, for example, and a back surface illumination prism mirror 21 ′ may be provided on the back surface side of the glass plate 1. The light from the light source 20 is incident on the backside illumination prism mirror 21 ′, where it is refracted approximately 90 degrees, enters the illumination prism mirror 21 through the transparent portion of the glass plate 1, and further here. The entire position detection area is illuminated uniformly by being refracted at approximately 90 degrees.

なお、裏面照明用プリズムミラー21’を、ハーフミラーで構成することも可能である。ハーフミラーとすることで、ハーフミラーで屈折された光源からの光は表側のプリズムミラー21へ入射し、一方、ハーフミラーを透過した光源からの光は、ガラス板1の裏面側に行く。この裏面側の光を、ガラス板1に対して平行に進むように構成することで、図4で説明したような裏面側にも位置検出領域を設けた場合に、裏面側位置検出領域全体を均一に照らすことが可能となる。   Note that the backside illumination prism mirror 21 ′ may be a half mirror. By using the half mirror, the light from the light source refracted by the half mirror enters the prism mirror 21 on the front side, while the light from the light source transmitted through the half mirror goes to the back side of the glass plate 1. By configuring the light on the back surface side so as to travel parallel to the glass plate 1, when the position detection region is also provided on the back surface side as described in FIG. It becomes possible to illuminate uniformly.

上記の図示例はすべてショーウィンドウ等の垂直に立てられたガラス板に位置検出装置を設置するものを示したが、以下の例はウィンドウ以外のものに設置した例を説明する。図7は、本発明の位置検出装置を、テーブル面がガラス板から構成されるガラステーブルに適用した場合の概略斜視図である。図示のように、ガラステーブル11のガラス板1上に、プリズムミラー3を設け、裏面側に撮像部2や表示装置9を設け、これらをコンピュータ8に接続したものである。これにより、ガラステーブルのガラス板を位置検出領域とする位置検出装置が実現可能となる。なお、これまで説明した例と同様に、裏面プリズムミラーを用いて撮像部2の位置をガラステーブルのエッジ部に設置して目立たなくしたものや光源を設けたものも適用可能である。   Although all the above illustrated examples show that the position detection device is installed on a vertically standing glass plate such as a show window, the following examples will explain examples in which the position detection device is installed on something other than a window. FIG. 7 is a schematic perspective view when the position detection device of the present invention is applied to a glass table whose table surface is made of a glass plate. As shown in the figure, the prism mirror 3 is provided on the glass plate 1 of the glass table 11, the imaging unit 2 and the display device 9 are provided on the back side, and these are connected to the computer 8. Thereby, the position detection apparatus which uses the glass plate of a glass table as a position detection area | region is realizable. Similar to the examples described so far, it is also possible to apply a configuration in which the position of the imaging unit 2 is set on the edge portion of the glass table using a back prism mirror so that it is not noticeable or a light source is provided.

本発明の位置検出装置をガラステーブルに適用した場合、撮像部がエリアイメージセンサであり、指示体の像をそのまま撮影するため、指示体で指示した以外の手のひらの像や、右利きの人が位置検出領域内に左手を添えた場合等でも、誤動作をしないように構成することが可能である。   When the position detection device of the present invention is applied to a glass table, the imaging unit is an area image sensor, and the image of the indicator is captured as it is, so that an image of the palm other than that indicated by the indicator or a right-handed person Even when the left hand is attached to the position detection area, it is possible to configure so as not to malfunction.

なお、本発明の光学式位置検出装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The optical position detection device of the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

図1は、本発明の位置検出装置の第1実施例を説明するための図であり、図1(a)がその概略側面図を、図1(b)がその概略平面図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the position detecting device of the present invention, in which FIG. 1 (a) is a schematic side view thereof, and FIG. 1 (b) is a schematic plan view thereof. 図2は、本発明の位置検出装置の撮像部を、ガラス板に対して斜めに設置した例を説明するための概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view for explaining an example in which the imaging unit of the position detection device of the present invention is installed obliquely with respect to the glass plate. 図3は、本発明の位置検出装置の第2実施例を説明するための図であり、図3(a)がその概略側面図を、図3(b)がその概略平面図である。FIG. 3 is a view for explaining a second embodiment of the position detecting device of the present invention, FIG. 3 (a) is a schematic side view thereof, and FIG. 3 (b) is a schematic plan view thereof. 図4は、図3の第2実施例の裏面プリズムミラーをハーフミラーで構成した場合の例を説明するための概略側面図である。FIG. 4 is a schematic side view for explaining an example in which the back prism mirror of the second embodiment of FIG. 3 is constituted by a half mirror. 図5は、本発明の位置検出装置の第3実施例を説明するための図であり、図5(a)がその概略側面図を、図5(b)がその概略平面図である。FIG. 5 is a view for explaining a third embodiment of the position detecting device of the present invention, FIG. 5 (a) is a schematic side view thereof, and FIG. 5 (b) is a schematic plan view thereof. 図6は、本発明の位置検出装置の光源をガラス板外の壁面に設ける例を説明するための概略側面図である。FIG. 6 is a schematic side view for explaining an example in which the light source of the position detection device of the present invention is provided on the wall surface outside the glass plate. 図7は、本発明の位置検出装置をガラステーブルに適用した場合の例を説明するための概略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view for explaining an example in which the position detection device of the present invention is applied to a glass table.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス板
2 撮像部
3 プリズムミラー
3’ 裏面プリズムミラー
4 位置検出領域
5 指示体
6 表示画面
7 プロジェクタ
8 コンピュータ
9 表示装置
10 壁面
11 ガラステーブル
20 光源
21 照明用プリズムミラー
21’ 裏面照明用プリズムミラー
30 ハーフミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass plate 2 Image pick-up part 3 Prism mirror 3 'Back surface prism mirror 4 Position detection area 5 Indicator 6 Display screen 7 Projector 8 Computer 9 Display apparatus 10 Wall surface 11 Glass table 20 Light source 21 Illumination prism mirror 21' Back surface illumination prism mirror 30 half mirror

Claims (16)

位置検出領域に置かれた指示体の指示位置座標を検出する光学式位置検出装置であって、該装置は、
その片面側に位置検出領域を有し、少なくとも一部が透過性を有する板状部材と、
前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側に設けられ、前記位置検出領域に置かれた指示体の像を異なる2ヶ所から所定の撮像視野でそれぞれ撮影するための、エリアイメージセンサからなる2つの撮像部と、
前記板状部材の前記位置検出領域を有する面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、前記撮像部の撮像視野が、前記板状部材が透過性を有する部分を介して、前記位置検出領域全体をカバーするように、前記撮像部の撮像視野を反射する撮像視野反射手段と、
前記位置検出領域全体を照らすための光源であって、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側、且つ、前記撮像部の間に設けられ、発光方向に対して横に複数直線状に並べられるLEDからなる光源と、
前記板状部材の前記位置検出領域を有する面側の、前記板状部材が透過性を有する位置に設けられ、前記光源からの光が、前記板状部材が透過性を有する部分を介して、前記位置検出領域全体を照らすように前記光源からの光を反射する照明領域反射手段と、
を具備することを特徴とする位置検出平面外に撮像部を有する光学式位置検出装置。
An optical position detection device for detecting a specified position coordinate of a pointer placed in a position detection region, the device comprising:
A plate-like member having a position detection region on one side thereof and having at least a part of transparency;
Provided on the surface of the plate-like member opposite to the surface having the position detection region, for photographing each of the images of the indicator placed in the position detection region in a predetermined imaging field from two different locations, Two imaging units consisting of area image sensors;
The surface side of the plate-like member having the position detection region is provided at a position where the plate-like member has transparency, and an imaging field of view of the imaging unit is through a portion where the plate-like member is transparent, An imaging field reflecting means for reflecting an imaging field of the imaging unit so as to cover the entire position detection region;
A light source for illuminating the entire position detection region, provided on the surface of the plate-like member opposite to the surface having the position detection region and between the imaging units, A light source composed of LEDs arranged in a straight line,
The surface side of the plate-like member having the position detection region is provided at a position where the plate-like member has transparency, and the light from the light source passes through the portion where the plate-like member is transparent. Illumination area reflecting means for reflecting light from the light source so as to illuminate the entire position detection area;
An optical position detection apparatus having an imaging unit outside the position detection plane.
請求項に記載の光学式位置検出装置であって、さらに、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側の、前記板状部材が透過性を有する位置に設けられ、前記光源からの光を前記照明領域反射手段へ反射する裏面照明領域反射手段を具備し、前記照明領域反射手段は、前記裏面照明領域反射手段で反射された前記光源からの光を反射することを特徴とする光学式位置検出装置。 The optical position detection device according to claim 1 , wherein the plate-like member is further provided at a position where the plate-like member is transmissive on the opposite side of the surface of the plate-like member having the position detection region. A back illumination area reflecting means for reflecting the light from the light source to the illumination area reflecting means, and the illumination area reflecting means reflects the light from the light source reflected by the back illumination area reflecting means. An optical position detection device characterized by the above. 請求項に記載の光学式位置検出装置において、前記裏面照明領域反射手段はプリズムミラー又はハーフミラーからなることを特徴とする光学式位置検出装置。 3. The optical position detection apparatus according to claim 2 , wherein the back illumination area reflecting means is formed of a prism mirror or a half mirror. 請求項乃至請求項の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記照明領域反射手段は、プリズムミラーからなることを特徴とする光学式位置検出装置。 The optical position detection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the illumination area reflecting means, the optical position detection apparatus characterized by comprising a prism mirror. 請求項1乃至請求項の何れかに記載の光学式位置検出装置であって、さらに、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、前記撮像部の撮像視野を前記撮像視野反射手段へ反射する裏面撮像視野反射手段を具備し、前記撮像視野反射手段は、前記裏面撮像視野反射手段で反射された前記撮像部の撮像視野を反射することを特徴とする光学式位置検出装置。 An optical position detection apparatus according to any one of claims 1 to 4, further of the plate above the position detection region surface having opposite side of the member, the plate-like member permeable A back surface imaging field reflection unit that reflects the imaging field of the imaging unit to the imaging field reflection unit, and the imaging field reflection unit reflects the imaging reflected by the back surface imaging field reflection unit. An optical position detection apparatus that reflects an imaging field of view of a part. 請求項に記載の光学式位置検出装置において、前記裏面撮像視野反射手段はハーフミラーからなり、さらに、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側に、裏面位置検出領域を具備することを特徴とする光学式位置検出装置。 6. The optical position detection apparatus according to claim 5 , wherein the back surface imaging visual field reflection means is formed of a half mirror, and further, a back surface position detection is performed on the surface of the plate member opposite to the surface having the position detection region. An optical position detection device comprising a region. 請求項1乃至請求項の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記撮像視野反
射手段は、プリズムミラーからなることを特徴とする光学式位置検出装置。
The optical position detection apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the imaging field reflecting means, the optical position detection apparatus characterized by comprising a prism mirror.
請求項1乃至請求項の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記撮像部は、自動感度調整機能を有することを特徴とする光学式位置検出装置。 The optical position detection apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the imaging unit, the optical position detection apparatus characterized by having an automatic sensitivity adjustment function. 請求項1乃至請求項の何れかに記載の光学式位置検出装置であって、さらに、前記撮像部と対向する位置に設けられ、前記位置検出領域の周辺の少なくとも3辺を覆うような周囲枠を有し、前記撮像部に撮影される周囲枠の面は、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面に近い側が暗色であり、遠い側が明色であることを特徴とする光学式位置検出装置。 The optical position detection device according to any one of claims 1 to 8 , further provided at a position facing the imaging unit and surrounding at least three sides around the position detection area. An optical system characterized in that the surface of the peripheral frame that has a frame and is photographed by the imaging unit has a dark color on the side close to the surface having the position detection region of the plate-like member and a light color on the far side. Position detection device. 請求項1乃至請求項の何れかに記載の光学式位置検出装置であって、さらに、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側に前記位置検出領域と重なるように表示手段を有し、前記板状部材は前記位置検出領域の部分が透過性を有することを特徴とする光学式位置検出装置。 An optical position detection apparatus according to any one of claims 1 to 9, further so as to overlap with the position detection region on the opposite side of the surface having the position detection area of the plate-like member The optical position detection device according to claim 1, further comprising display means, wherein the position of the position detection region of the plate member is transparent. 請求項10に記載の光学式位置検出装置において、前記表示手段は、リア投影型プロジェクタ、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイであることを特徴とする光学式位置検出装置。 11. The optical position detection apparatus according to claim 10 , wherein the display means is a rear projection type projector, a liquid crystal display, or a plasma display. 請求項1乃至請求項11の何れかに記載の光学的位置検出装置であって、さらに、前記撮像部に複数の指示体が撮影されたときに指示体の動きに応じた所定の処理を行なう処理手段を具備することを特徴とする光学的位置検出装置。 An optical position detection apparatus according to any one of claims 1 to 11, further performs predetermined processing according to the movement of the pointer when the plurality of pointer to the imaging unit was taken An optical position detection device comprising processing means. 請求項12に記載の光学式位置検出装置において、前記処理手段は、前記指示体の動きがつまみを回すような回転動作であった場合に、それに応じた所定の回転処理動作を行なうことを特徴とする光学式位置検出装置。 13. The optical position detection device according to claim 12 , wherein when the movement of the indicator is a rotation operation that turns a knob, the processing means performs a predetermined rotation processing operation according to the rotation operation. An optical position detection device. 請求項1乃至請求項13の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記板状部材は、ガラステーブルのガラス板であることを特徴とする光学式位置検出装置。 The optical position detection apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the plate-like member, the optical position detection apparatus which is a glass plate of the glass table. 請求項1乃至請求項14の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記撮像部は、各々で撮影された像の部分画像の相関を求めることにより処理することで撮影された像までの距離を検出し、前記位置検出領域外の像を排除することを特徴とする光学式位置検出装置。 The optical position detection apparatus according to any one of claims 1 to 14, wherein the imaging unit until captured image by processing by correlating the partial image of the captured image in each An optical position detection apparatus that detects a distance and eliminates an image outside the position detection region. 請求項15に記載の光学式位置検出装置において、前記部分画像は、エッジを抽出した画像であることを特徴とする光学式位置検出装置。 16. The optical position detection apparatus according to claim 15 , wherein the partial image is an image obtained by extracting an edge.
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