CN102473062A - 光学位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学位置检测装置，包括多个光源部分(10)、相机部分(20)、检测部分(30)、和控制部分(40)。该多个光源部分(10)的每一个发射光以照射检测表面的预定区域。相机部分(20)具有能够对检测表面的整个表面进行成像的视角，并且对由光源部分(10)照射的指示器主体(2)的图像进行成像。检测部分(30)计算指示器主体(2)的指示位置。控制部分(40)被适配为在初始扫描时，同时地或以预定次序接通多个光源部分(10)，并且一旦检测部分(30)检测到指示器主体(2)的指示位置，则接通照射覆盖照射指示器主体(2)的所检测到的指示位置的范围的光源部分(10)，但是关断所有剩余的光源部分(10)。

Description

光学位置检测装置
技术领域
本发明涉及光学位置检测装置，并且更具体地，涉及可以迅速地检测具有低功耗的指示器主体的光学位置检测装置。
背景技术
已知用于检测指示器主体的指示位置的、使用LED等作为光源的光学位置检测装置。例如，本申请的同一发明人的专利文件1描述了一种光学位置检测装置，该光学位置检测装置意欲通过减小光源的数量来实现低功耗和低成本。该装置包括：在检测表面的三侧布置的回射构件；以及用于采集指示器主体的阴影的图像的两个成像单元。该成像单元具有相机部分和光源。该光源被布置在水平方向上的相机部分的右和左侧之一的附近。其描述了可以将用于成像单元的光源的数量减少为一个，以实现低功耗率和低成本。
引用列表
专利文献
专利文件1：日本专利申请Kokai公布No.2005-107607。
发明内容
技术问题
然而，当检测表面较大时，当使用单个光源时已经难于将光照射为覆盖整个检测表面。当使用单个LED时，需要功率强大到特定程度以便通过单个LED来照射宽范围，使得不可能实现低功耗和低成本。
另外，虽然优选地使用可以照射比环境光强的光的光源，以便消除从除了成像单元的光源之外的到达的环境光的影响，但是，存在可以照射强光的LED等涉及高功耗和高成本的情况。另一种消除环境光的影响的方法是使用红外线LED作为光源，并且成像指示器主体，并且在相机部分使用红外线透射过滤器。然而，对于这样的布置，当考虑由于使用红外线透射过滤器而导致的在光量上的损失时，需要使用可以照射强到特定程度的光的光源。
而且，需要大约每秒60帧的高速成像来改善指示器主体的检测灵敏度，并且跟随指示器主体的高速移动而检测指示器主体。然而，当提高成像速度时，快门速度由此而提高，因此，需要大量的光。所以，在该情况下，难以实现光源的低功耗。
例如，当光学位置检测装置被应用到例如要连接到计算机的数字转换器时，USB时常被用于连接。因此，如果布置使得通过USB总线电力来提供电源，则存在USB总线电力的消耗电流最大为500mA的限制。因此，当通过USB总线电力来将电源提供到使用强光源的数字转换器时，存在超过最高消耗电流的情况。因此，难以通过USB总线电力来提供电源。
鉴于上述情况，本发明提供了一种光学位置检测装置，所述光学位置检测装置可以在低功耗下以高精度和高速度来检测指示器主体。
解决问题的手段
为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一种光学位置检测装置可以包括：多个光源部分，其中每一个用于发射光以照射检测表面的预定区域，以便能够通过其组合选择性地照射所述检测表面的整个表面；相机部分，其具有能够对所述检测表面的所述整个表面进行成像的视角，并且对由所述光源部分照射的所述指示器主体的图像进行成像；检测部分，用于通过使用由所述相机部分成像的所述指示器主体的所述图像来计算所述指示器主体的指示位置；以及，控制部分，其被适配为在初始扫描时，同时地或以预定次序接通所述多个光源部分，并且一旦所述检测部分检测到所述指示器主体的所述指示位置，则接通照射覆盖所述检测的指示器主体的所述指示位置的范围的所述光源部分中的至少一个，但是关断或降低用于点亮所有剩余的光源部分的电力。
所述多个光源部分的每一个可以发射光以照射在到所述检测表面的方向上的带状区域。
所述多个光源部分的每一个可以发射光以照射在到所述检测表面的方向上的扇形区域。
所述多个光源部分的每一个可以发射光以照射在到所述检测表面的方向上的正方形区域。
所述多个光源部分的每一个可以发射光以照射在到所述检测表面的方向上的圆形区域。
所述多个光源部分的每一个可以具有波束形成透镜和LED。
所述多个光源部分的每一个可以具有柱面透镜和LED。
所述检测表面可以透射光，并且所述多个光源部分的每一个可以具有在所述检测表面的后表面侧布置的导光板和LED。
所述检测表面可以透射光，并且所述多个光源部分可以具有在所述检测表面的后表面侧布置的扩散板和多个LED。
所述多个光源部分的每一个可以被布置于相对于所述检测表面的前表面侧的在垂直方向上与所述检测表面分离的位置处。
所述检测表面可以透射光，并且所述多个光源部分的每一个可以被布置于相对于所述检测表面的后表面侧的在垂直方向上与所述检测表面分离的位置处。
所述多个光源部分的每一个可以具有红外线LED，并且所述相机部分可以具有红外线透射过滤器。
所述控制部分可以进行控制以便当在初始扫描时，同时地或以预定次序接通所述光源部分时，使得照射覆盖所述指示器主体的所述指示位置的范围的所述光源部分的每一个的照射功率比所述光源部分的每一个的所述照射功率强。
所述相机部分可以从相对于所述检测表面的前表面侧的在垂直方向上与所述检测表面分离的位置来对所述检测表面的所述整个表面进行成像。
所述检测表面可以透射光，并且所述相机部分可以从相对于所述检测表面的后表面侧的在垂直方向上与所述检测表面分离的位置来对所述检测表面的所述整个表面进行成像。
所述相机部分可以具有窗口功能，用于在能够成像的视角中对被限定在任意位置处具有任意大小的窗口的区域进行成像。
所述检测部分可以通过使用可分离度过滤器来检测所述指示器主体的图像。
所述光学位置检测装置可以进一步包括显示装置，所述显示装置的显示表面是所述检测表面。
所述显示装置的所述显示表面可以由透光材料制成，并且可以在所述显示表面的后表面侧处布置所述光源部分。
本发明的有益效果
根据本发明的光学位置检测装置提供了下述优点：实现低功耗，并且能够以高精度和高速来检测指示器主体的指示位置。
附图说明
图1是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的第一实施例的示意配置视图。
图2是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的第二实施例的示意配置视图。
图3是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的第三实施例的示意配置视图。
图4是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的第四实施例的示意配置视图。
图5是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的第五实施例的示意配置视图。
图6是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的相机部分的窗口功能的示意平面图。
具体实施方式
下面将参考附图描述用于实施本发明的优选实施例。图1是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的第一实施例的示意配置视图。如所示，根据本发明的光学位置检测装置用于检测输入到检测表面1的指示器主体2的指示位置，并且主要包括光源部分10、相机部分20、检测部分30、和控制部分40。
光源由多个光源部分10形成，以照射检测表面1的预定区域，以便能够通过组合它们来选择性地照射检测表面的整个表面。虽然在说明性示例中通过10个光源部分来形成光源，但是本发明不限于此，而是可以根据检测表面1的大小和光源部分10的每一个的照射区域来选择任意数量。所说明的示例的光源部分10被形成使得在检测表面的方向上发射照射带状区域的光。更具体地，每一个光源部分10包括波束形成透镜11和LED 12。波束形成透镜11是具有凹表面和凸表面的透镜，并且以从LED 12发射的每一个光被转为彼此在水平方向上基本上平行的带状光的方式来折射(会聚)来自LED 12的光，并且也以使得从LED 12发射的每一个光在垂直方向上相对于检测表面1基本上平行的方式来折射(会聚)光。换句话说，光源部分10可以照射与检测表面1平行并且作为在检测表面的方向上的带状光的光。可以确定波束形成透镜11的折射表面和曲率，以便使得光沿着检测表面的方向传播，并且以便多个光源部分10可以使用带状光覆盖整个表面。波束形成透镜11可以例如由用于透镜的树脂制成。用于透镜的树脂可以是诸如丙烯醛基和聚碳酸酯的塑料。不要求抛光处理，以便当通过模塑用于透镜的树脂而形成透镜时，可以以低成本来制造透镜。在所说明的示例中，一体地模塑用于多个光源部分10的波束形成透镜11。
相机部分20具有可以成像检测表面的整个表面的视角，并且对由光源部分10照射的指示器主体2进行成像。在所说明的示例中，分别在检测表面1的左和右角处布置两个相机部分20。相机部分20的每一个具有可以对检测表面的整个表面进行成像的视角。更具体地，相机部分20的每一个具有与检测表面1平行的视线和在检测表面的方向上扩展的视场，以便能够在与检测表面1平行的观看方向上检测输入到检测表面1上的指示器主体2。相机部分20例如包括透镜和图像传感器。透镜具有可以对检测表面的整个表面进行成像的视角。例如，透镜是广角透镜，该广角透镜具有宽的水平视角，并且被布置使得具有与检测表面1平行的视线和在检测表面1的方向上扩展的视场。该广角透镜可以由用于透镜的树脂制成。图像传感器是固态成像装置，诸如CCD或CMOS。图像传感器可以是线性图像传感器或区域图像传感器。在区域图像传感器的情况下，可以实现高级检测，因为传感器可以在指示器主体对检测表面的触摸的检测之前和之后检测在高度方向上的指示器主体的移动。
要用于根据本发明的光学位置检测装置的相机部分20不限于此。而是可以替代地使用具有可以对检测表面的整个表面进行成像的视角，并且能够成像被光源部分10照射的指示器主体2的任何其他相机部分。例如，可以使用任何透镜，只要透镜布置提供可以整个地覆盖检测表面的方向的视角。
光源部分10的LED可以是红外线LED，并且相机部分20可以包括红外线透射过滤器，以便防止由于环境光的影响而导致的指示器主体的任何错误识别。替代地，来自光源部分的光可以是脉冲光，并且相机部分可以使用脉冲光来成像。
检测部分30使用由相机部分20成像的指示器主体2的图像，来计算指示器主体2的指示位置。检测部分30通过使用由相机部分的每一个成像的指示器主体2的图像的位置，并且使用在两个相机部分20之间的距离，来根据三角测量的原理计算指示器主体2的指示位置(二维坐标)。当没有指示器主体2被输入到(布置在)检测表面1上时，相机部分20不对任何指示器主体成像。当指示器主体2被输入到(布置在)检测表面1上时，通过相机部分20来成像由光源部分10照射的指示器主体2。因此，可以通过使用两个图像的位置，根据三角测量的原理来计算在检测表面1上的指示位置的坐标。
检测部分30可以使用例如由相机部分20成像的指示器主体2的图像来通过模式识别而执行指示器主体2的检测。可以使用可分离度过滤器来用于通过模式识别进行指示器主体2的检测。可分离度过滤器用于测量在窄范围中的阴影值的分布与双环图的接近程度，并且当可分离度不小于预定阈值时，可以将图像识别为指示器主体的图像。可以通过使用可分离度过滤器消除环境光和混淆图像，来稳定地检测指示器主体。
根据本发明的光学位置检测装置的特定特性之一是它具有控制部分，用于以下述方式控制具有上述配置的装置。控制部分40控制多个光源部分10，以便在初始扫描时，同时地或以预定次序接通它们。在此使用的初始扫描指的是直到检测到指示器主体2时的扫描时间段。当同时接通多个光源部分10时，电流消耗会超过规定值。因此，可以控制光源部分10，以使得降低用于接通单独的光源部分10的功率，并且将总的电流消耗限制为小于规定值。在以预定次序接通光源部分10的情况下，可以从一端依序或任意地接通它们。
一旦检测部分30检测到指示器主体2的指示位置，则控制部分40进行控制，使得接通照射覆盖指示器主体2的指示位置的范围的光源部分10(在图1中的阴影部分)，并且关断剩余的光源部分10或降低用于保持剩余的光源部分10的被点亮的功率。也可能在初始扫描时，区分光源部分10的每一个的发射光量，和用于照射覆盖检测的指示器主体的指示位置的范围的发射光量。换句话说，控制部分进行控制，以便使得当在初始扫描时同时地或以预定次序接通光源部分时，照射覆盖指示器主体的指示位置的范围的光源部分的照射功率比光源部分的每一个的照射功率强。结果，有可能在降低在初始扫描时的电流消耗的同时加强照射功率以改善在成像指示器主体时的检测灵敏度。
在指示器主体2正在移动的情况下，有可能跟随指示器主体的移动，并且保持检测指示器主体的指示位置。在该情况下，控制部分40进行操作来用于反馈控制，以便跟随指示器主体的移动，并且保持照射指示器主体2，同时对照射指示器主体2的光源部分10进行开关，以便关断除了照射指示器主体2的那个之外的光源部分10。换句话说，确定通过使用由检测部分30检测的指示器主体2的指示位置的坐标，来照射指示器主体2的位置的光源部分10，并且将其接通，但是保持所有剩余的光源部分10不被点亮。然而，如果所检测的指示位置的坐标改变，则因此其重复新确定照射所述位置的光源部分10，并且将其接通但是关断所有剩余的光源部分10的操作。
使用这样的控制操作，最小化被接通以照射指示器主体2的光源部分10的数量，以使得有可能最小化电流消耗。因为接通光源部分10的至少一个是足够的，所以也可能发射很强的光，使得可以在其中快门速度较短的高速度成像时，保证足够的光量。因此，有可能在保持低功耗的同时，高精度地检测高速移动的指示器主体。
在初始扫描时，可能有下述情况：由于在快门速度和曝光时间之间的关系和/或鉴于功耗，而导致未保证足够的光量来用于对指示器主体2进行成像。然而，也可以以仅在初始扫描时大致检测指示器主体2，并且当一定程度地确认指示器主体2时仅接通照射指示器主体2的光源部分10，以便检测指示器主体2的精确的图像的方式来进行控制。当检测到指示器主体时，可以关断除了照射指示器主体的那个之外的光源部分。然而，如果在控制下降低用于保持光源部分接通的功率，则光源部分持续地处于用于在检测表面上检测指示器主体2的待机状态，使得如果新输入另一个指示器主体，则可以不执行任何初始扫描而立即检测到它。
可以通过使用诸如微处理器或个人计算机的电子计算机来实现检测部分30和控制部分40。向控制部分40输入控制信号，并且从控制部分40向多个光源部分10输出点亮信号。现在，下面详细描述控制信号。例如，下面所示的表格用于进行控制，使得通过用于10个光源部分的4比特控制信号来同时接通三个连续的光源部分。注意，ABCD和P1至P10对应于在图1中的控制部分40的控制信号和输出信号(点亮信号)。
[表1]
Figure BDA0000132785600000101
在初始扫描时，在上面的表1中的控制信号ABCD的所有模式被输入以扫描检测表面的整个表面。当在扫描期间检测到指示器主体2时，从检测部分30向控制部分40发送关于指示器主体2的指示位置的信息。例如，在指示位置坐标被发现在由被输入点亮信号P5的光源部分10照射的范围内的情况下，控制信号ABCD是0100，以接通以对应于P5的光源部分10为中心的三个连续的光源部分10。如果指示器主体2移动并且更具体地，移动到由对应于P6的光源部分10照射的范围内，则控制信号ABCD将是0101，以接通以对应于P6的光源部分10为中心的三个连续的光源部分10。当以这种方式同时接通三个连续的光源部分时，可以连续地照射高速移动的指示器主体，因为与点亮单个光源部分的示例作比较，用于照射指示器主体的被照射的范围(宽度)宽。当不再检测到指示器主体时，可以进行控制，使得控制信号ABCD被转到0000的初始状态，以重新扫描检测表面的整个表面。应注意，控制信号和比特的数量不限于这些，只要可以以由本专利申请的发明意欲的方式来控制光源部分。
根据本发明的光学位置检测装置可以形成为触摸板显示器，其中，使得显示设备的显示表面作为检测表面。例如，可以使得液晶显示器的显示表面作为检测表面，并且可以将本发明的位置检测装置的光源部分布置在液晶显示器的背光附近。而且，可以使得诸如液晶显示器、有机EL显示器或表面由透光材料制成的电子纸张的显示设备的显示表面作为检测表面，并且可以将光源部分布置在后表面侧。红外线LED可以用于光源部分，并且，相机部分可以被提供有红外线透光过滤器，使得它们可以不被显示设备的背光影响。
现在，将描述根据本发明的光学位置检测装置的第二实施例。图2是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的第二实施例的示意配置视图。在图2中，与在图1中的那些相同的附图标记表示与在图1中的那些相同的部分，因此不再对其进行重复说明。
虽然第一实施例的光源部分发射光，以照射在检测表面的方向上的带状区域，但是多个光源部分10a也可以发射光以照射扇形区域，如图2中所示。更具体地，光源部分10a包括柱面透镜11a和LED 12。柱面透镜11a是平凸透镜，该平凸透镜具有圆柱形状的折射表面，并且该透镜的平面侧是漫射表面。柱面透镜11a折射(漫射)来自LED 12a的光，以便使得它在水平方向上扩展为扇形，并且折射(会聚)光以便使得它变得在垂直方向上与检测表面1基本上平行。换句话说，柱面透镜11a可以在检测表面的方向上照射与检测表面1平行的扇形光束。可以确定柱面透镜11a的折射表面和曲率，使得光沿着检测表面的方向行进，并且多个光源部分10可以覆盖检测表面的整个表面。可以在横向上，在直线上布置多个LED 12a，并且可以以预定的倾斜度布置它们的每一个，以便如图2中所示径向地扩展。可以布置LED 12a以示出为扇形。第二实施例的柱面透镜可以由用于透镜的树脂制成，就像第一实施例的波束形成透镜那样。
在所说明的示例中，相机部分20a分别包括超宽角透镜和图像传感器，并且被布置在检测表面1的上侧上。相机部分20a的每一个具有可以对检测表面的整个表面进行成像的视角，并且例如，水平视角可以等于或大于大约170度。
根据本发明的第二实施例并且具有上述配置的光学位置检测装置如第一实施例那样在控制部分40处控制光源部分10a的点亮操作。换句话说，控制部分40在初始扫描时以预定次序接通多个光源部分10a。然后，一旦检测部分30检测到指示器主体2的指示位置，则控制部分40控制光源部分，使得接通照射覆盖指示器主体2的指示位置的范围的光源部分10a的至少一个，并且关断剩余的光源部分10a。结果，可以获得与第一实施例的那些类似的效果和益处。
现在，将描述根据本发明的光学位置检测装置的第三实施例。图3是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的第三实施例的示意配置视图。在图3中，与在图1中的那些相同的附图标号表示与在图1中的那些相同的部分，并且因此将不再对其进行重复说明。
虽然透镜用于第一实施例的光源部分和第二实施例的光源部分，但是第三实施例具有下述布置：使用导光板将从光源部分发射的光引导到检测表面。检测表面1b由透光材料制成。例如，检测表面1b可以由诸如玻璃或聚碳酸脂树脂的透光材料制成。多个光源部分10b包括导光板13和LED 12b。导光板13和LED 12b是边缘光型，并且被布置在检测表面1b的后表面侧处。在所说明的示例中，多个LED 12b被布置在检测表面1b的右侧处，使得光的照射方向被向左侧引导。与LED 12b对应的多个带状导光板在纵向上从左向右地被布置。来自LED12b的光从导光板13的侧表面进入，并且在导光板13中被重复地表面反射，以照射导光板13的整个表面。作为组合具有这样的配置的多个光源部分10b以使用的结果，可以选择性地照射检测表面的整个表面。
当通过使用在第一或第二实施例中的透镜来将来自LED的光转换为适当的带状或扇形光束时，通过使用在第三实施例的导光板来使得带状光束在检测板的方向上发射。当取代带状导光板使用扇形导光板时，可以如在第二实施例的情况下那样使得扇形光在检测板的方向上发射。
根据本发明的第三实施例并且具有上述配置的光学位置检测装置在控制部分40处控制光源部分10b的点亮操作。换句话说，控制部分40在初始扫描时以预定的次序接通多个光源部分10b。然后，相机部分20b进行成像，并且一旦检测部分30检测到指示器主体2的指示位置，则控制部分40进行控制，使得接通照射覆盖指示器主体2的指示位置的范围的光源部分10b，并且关断剩余的光源部分10b。结果，可以获得与第一实施例的那些和第二实施例的那些类似的效果和益处。
现在，将描述根据本发明的光学位置检测装置的第四实施例。图4是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的第四实施例的示意配置视图。在图4中，与在图1中的那些相同的附图标号表示与在图1中的那些相同的部分，因此将不再对其进行重复说明。
虽然第三实施例具有使用边缘光型光源的布置，但是第四实施例具有使用直下型光源的布置。从光源部分发射的光被使用漫射板引导到检测表面。检测表面1c由透光材料制成。例如，检测表面1c可以由诸如玻璃或聚碳酸酯树脂的透光材料制成。光源部分10c包括漫射板14和多个LED 12c。漫射板14和LED 12c是直下型的，并且被布置在检测表面1c的后表面侧处。在所说明的示例中，在检测表面1c的后表面侧处以预定的间隔布置多个LED 12c，以形成矩阵，从而使得光从后表面侧进入漫射板14。当来自LED 12c的光进入漫射板14时，它被漫射板14漫射，以照射预定范围。当来自多个LED 12c的光束被组合并且被使得进入漫射板14时，可以选择性地照射检测表面的整个表面。
根据本发明的第四实施例并且具有上述配置的光学位置检测装置在控制部分40处控制光源部分10c的点亮操作。换句话说，控制部分40在初始扫描时以预定的次序接通多个LED 12c。然后，相机部分20c进行成像，并且一旦检测部分30检测到指示器主体2的指示位置，则控制部分40进行控制，使得接通照射覆盖指示器主体2的指示位置的范围的LED 12c，并且关断剩余的LED 12c。结果，可以获得与第一实施例的那些和第三实施例的那些类似的效果和优点。
虽然在第四实施例中通过相机部分来成像由光源部分照射的指示器主体的直接图像，但是本发明不限于此，而是可以将相机部分布置于相对于检测表面的前表面侧的在垂直的方向上与检测表面分离的位置处，以便使用直下型或边缘光型的背光作为背景，来通过相机部分对指示器主体进行成像。
现在，将描述根据本发明的光学位置检测装置的第五实施例。图5是用于说明根据本发明的光学位置检测装置的第五实施例的示意配置视图。图5(a)是前视图，并且图5(b)是侧视图。在图5中，与在图1中的那些相同的附图标号表示与在图1中的那些相同的部分，因此将不再对其进行重复地说明。
第五实施例被设计来相对于前表面侧从与检测表面分离的位置的检测指示器主体的指示位置。如所示，相对于检测表面1d在垂直方向上与检测表面1d分离的位置处布置多个光源部分10d和相机部分20d。检测表面1d例如是在房间中的墙壁表面等，并且光源部分10d和相机部分20d从天花板表面悬挂。多个光源部分10d被布置为使得它们可以被组合以便能够在垂直方向上从相对于检测表面1d分离的位置选择性地照射检测表面的整个表面。换句话说，光源部分10d被布置为使得可以组合多个LED，以彻底地照射检测表面的整个表面，使得例如，可以通过在右上位置处布置的LED来照射检测表面的右上部分，并且可以通过在右下位置处布置的LED来照射检测表面的右下部分。光源部分10d在垂直方向上从相对于检测表面1d分离的位置照射检测表面1d，并且因此，当光源部分10d发射光以在检测表面的方向上照射圆形区域时，每一个LED的照射方向可以被调整，使得照射区域部分地重叠相邻的照射区域，以便彻底地照射检测表面。替代地，光源部分10d可以发射光来照射正方形区域。
第五实施例具有单个相机部分20d。虽然第一实施例等的相机部分可以操作来在与检测表面平行的方向上进行检测，但是第五实施例的相机部分20d在检测表面1d的表面侧在垂直方向上从相对于检测表面1d分离的位置来对检测表面的整个表面进行成像。换句话说，在从上面对指示器主体2进行观看的情况下，相机部分20d对指示器主体2进行成像。
因为第五实施例仅具有单个相机部分20d，并且从上面对指示器主体2进行成像，所以可以将指示器主体2的指示位置检测为其中在所成像画面中存在指示器主体2的图像的位置。因此，第五实施例的检测部分30d不基于三角测量的原理来执行任何算术运算。
根据本发明的第五实施例并且具有上述配置的光学位置检测装置在控制部分40处控制光源部分10b的点亮操作。换句话说，控制部分40在初始扫描时以预定次序接通多个光源部分10d。然后，相机部分20d进行成像，并且一旦检测部分30检测到指示器主体2的指示位置，则控制部分40进行控制，以使得接通照射覆盖指示器主体2的指示位置的范围的光源部分10d，并且关断或降低剩余的光源部分10d的功率。结果，可以获得与第一至第四实施例的那些类似的效果或优点。
相机部分20d可以具有窗口功能。通过参考图6来描述窗口功能。图6是用于图示根据本发明的光学位置检测装置的相机部分的窗口功能的示意平面图。应注意，光源部分和相机部分等的配置基本上与第一实施例的那些相同，因此不再对其进行说明。
根据本发明的光学位置检测装置通过光源部分选择性地照射检测表面的一部分，因此相机部分优选地具有能够仅对被限定到被照射部分的窗口的区域进行成像的窗口功能。相机部分对在可成像的视角中被限定在任意位置处具有任意大小的窗口25的区域进行成像。足够的是，窗口25被限定使得与由光源部分照射的范围重叠(在图6中的阴影部分)。另外，足够的是，如果必要，检测部分通过向被成像的窗口25的图像信息应用可分离度过滤器35来检测指示器主体2的图像。由于该窗口功能，相机部分对比相机部分的整个视场窄的区域进行成像，使得图像的数据容量降低以提高相机部分的成像速度，并且也提高检测部分的处理速度。因此，可以以高响应来检测以高度移动的指示器主体的指示位置。
根据本发明的光学位置检测装置适用于多触摸。换句话说，光学位置检测装置可以检测多个指示器主体。例如，当光学位置检测装置使用具有窗口功能的相机部分来检测多个指示器主体时，足够的是，光学位置检测装置切换窗口25的位置，并且还切换将被接通的光源部分的LED的位置。而且，有可能使用具有能够同时成像多个窗口的多窗口功能的相机部分，通过控制部分来选择光源部分的多个LED，并且通过单个成像操作来检测多个指示器主体的指示位置。
具有窗口功能的相机部分可以不仅被应用到第五实施例，而且被应用到具有两个相机部分的第一至第四实施例的任何一个的位置检测装置。第一至第四实施例的任何一个的光学位置检测装置可以使用仅对由光源部分照射的区域进行成像的窗口功能来进行高速的检测。
虽然在第五实施例中，相对于检测表面的前表面侧在垂直方向上与检测表面分离的位置处布置多个光源部分，但是本发明不限于此，而是如果检测表面透光，则可以将光源部分替代地布置在相对于检测表面的后表面侧的在垂直方向上与检测表面分离的位置处。在该情况下，可以将相机部分布置在前表面侧处以从前侧进行成像，或者相机部分可以进行操作以从后侧进行成像。
根据本发明的光学位置检测装置不限于所说明的实施例，它可以在不偏离本发明的范围的情况下进行各种改变。例如，能够在实施例中替换一个或多个光源部分和一个或多个相机部分的组合，并且，实施例在这样的替换后提供类似的效果和优点。
附图标记的说明
1：检测表面
2：指示器主体
10：光源部分
11：波束形成透镜
11a：柱面透镜
13：导光板
14：漫射板
20：相机部分
25：窗口
30：检测部分
35：可分离度过滤器
40：控制部分

Claims (19)

1.一种能够检测输入到检测表面上的指示器主体的指示位置的光学位置检测装置，所述光学位置检测装置包括：
多个光源部分，每一个光源部分用于发射光以照射所述检测表面的预定区域，以便能够通过其组合选择性地照射所述检测表面的整个表面；
相机部分，所述相机部分具有能够对所述检测表面的所述整个表面进行成像的视角，并且对由所述光源部分照射的所述指示器主体的图像进行成像；
检测部分，所述检测部分用于通过使用由所述相机部分成像的所述指示器主体的所述图像来计算所述指示器主体的指示位置；以及
控制部分，所述控制部分被适配为在初始扫描时，同时地或以预定次序接通所述多个光源部分，并且一旦所述检测部分检测到所述指示器主体的所述指示位置，则接通照射覆盖所检测到的所述指示器主体的所述指示位置的范围的所述光源部分的至少一个，但是关断或降低用于点亮所有剩余的光源部分的电力。
2.根据权利要求1所述的光学位置检测装置，其中，所述多个光源部分的每一个发射光以照射在到所述检测表面的方向上的带状区域。
3.根据权利要求1所述的光学位置检测装置，其中，所述多个光源部分的每一个发射光以照射在到所述检测表面的方向上的扇形区域。
4.根据权利要求1所述的光学位置检测装置，其中，所述多个光源部分的每一个发射光以照射在到所述检测表面的方向上的正方形区域。
5.根据权利要求1所述的光学位置检测装置，其中，所述多个光源部分的每一个发射光以照射在到所述检测表面的方向上的圆形区域。
6.根据权利要求2所述的光学位置检测装置，其中，所述多个光源部分的每一个具有波束形成透镜和LED。
7.根据权利要求3所述的光学位置检测装置，其中，所述多个光源部分的每一个具有柱面透镜和LED。
8.根据权利要求1所述的光学位置检测装置，其中，所述检测表面透射光，并且所述多个光源部分的每一个具有在所述检测表面的后表面侧布置的导光板和LED。
9.根据权利要求1所述的光学位置检测装置，其中，所述检测表面透射光，并且所述多个光源部分具有在所述检测表面的后表面侧布置的扩散板和多个LED。
10.根据权利要求1至5的任何一项所述的光学位置检测装置，其中，所述多个光源部分的每一个被布置于相对于所述检测表面的前表面侧的在垂直方向上与所述检测表面分离的位置处。
11.根据权利要求1至5的任何一项所述的光学位置检测装置，其中，所述检测表面透射光，并且所述多个光源部分的每一个被布置于相对于所述检测表面的后表面侧的在垂直方向上与所述检测表面分离的位置处。
12.根据权利要求1至11的任何一项所述的光学位置检测装置，其中，所述多个光源部分的每一个具有红外线LED，并且所述相机部分具有红外线透射过滤器。
13.根据权利要求1至12的任何一项所述的光学位置检测装置，其中，所述控制部分进行控制，以便当在初始扫描时同时地或以预定次序接通所述光源部分时，使得照射覆盖所述指示器主体的所述指示位置的范围的所述光源部分的每一个的照射功率比所述光源部分的每一个的所述照射功率强。
14.根据权利要求1至13的任何一项所述的光学位置检测装置，其中，所述相机部分从相对于所述检测表面的前表面侧的在垂直方向上与所述检测表面分离的位置对所述检测表面的所述整个表面进行成像。
15.根据权利要求1至13的任何一项所述的光学位置检测装置，其中，所述检测表面透射光，并且所述相机部分从相对于所述检测表面的后表面侧的在垂直方向上与所述检测表面分离的位置对所述检测表面的所述整个表面进行成像。
16.根据权利要求1至15的任何一项所述的光学位置检测装置，其中，所述相机部分具有窗口功能，用于在能够成像的视角中对被限定在任意位置处具有任意大小的窗口的区域进行成像。
17.根据权利要求1至16的任何一项所述的光学位置检测装置，其中，所述检测部分通过使用可分离度过滤器来检测所述指示器主体的图像。
18.根据权利要求1至17的任何一项所述的光学位置检测装置，进一步包括显示装置，所述显示装置的显示表面是所述检测表面。
19.根据权利要求18所述的光学位置检测装置，其中，所述显示装置的所述显示表面由透光材料制成，并且所述光源部分布置在所述显示表面的后表面侧处。
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