JP2002007051A

JP2002007051A - 光デジタイザ

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Publication number: JP2002007051A
Application number: JP2000191557A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Ogawa; 保二小川; Masao Kumagishi; 正夫熊岸
Original assignee: NEWCOM KK
Current assignee: NEWCOM KK
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2002-01-11
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP3946936B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型・低消費電力であり、電子手帳等のＰＤ
Ａや携帯電話等の小型の液晶表示装置をタッチパネル化
するのに適した光デジタイザを提供する。【解決手段】長方形形状の座標読取面上において指示
された指やスタイラス等の指示体の指示位置を三角測量
の原理を用いて検出する光デジタイザであって、結像レ
ンズとイメージセンサとからなり、前記指示体の指示位
置に対応する光情報を電気信号に変換し、前記座標読取
面の周辺２個所に配置される２つの撮像手段であって、
該２つの撮像手段を結ぶ基線が前記座標読取面の１辺に
平行である２つの撮像手段と、前記撮像手段からの出力
信号を処理することにより前記座標読取面上において指
示された前記指示体の指示位置を算出する信号処理手段
と、前記座標読取面に沿って進行する光路を前記座標読
取面に対して平行な面に１８０度折り返して前記撮像手
段へ入射する光路とする光学反射手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光デジタイザに関
し、特に、小型・低消費電力であり、電子手帳等のＰＤ
Ａや携帯電話等の小型の液晶表示装置をタッチパネル化
するのに適した光デジタイザに関する。

【０００２】

【従来の技術】近来、ＰＤＡ等の携帯型のペン入力コン
ピュータが普及しつつある。これらの多くは液晶表示装
置の上に感圧型抵抗皮膜方式のタッチパネルが積置され
ており、指やペンでタッチし、或いはドローすることで
メニュー画面の操作や図形入力を行なうことができるの
で、利用者は通常のペンとノートの感覚で使用すること
ができる。しかし、感圧抵抗皮膜方式のタッチパネルで
は、液晶表示装置の上に感圧抵抗皮膜を積置するため、
その構造上、液晶表示装置の表示が暗くなってしまうこ
とがある。また、感圧抵抗皮膜上をペンにより指示する
ため、皮膜が破けてしまう等の問題もあった。更に、そ
の構造上、分解能を高くすることも難しかった。そこ
で、感圧型抵抗皮膜方式のタッチパネルに換えて、光学
方式のデジタイザを搭載することが提案されている。

【０００３】光デジタイザにおける、指示体の位置を検
出するための光信号を得る手段として、大きくは、指示
体自体に発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を設け、そ
こからの光を検出する方式と、撮像装置近傍にＬＥＤ等
の発光素子を設け、そこからの光を反射する再帰反射部
材を指示体の先端に設け、そこからの再帰反射光を検出
する方式と、座標読取面の周囲に光源枠を設け、光源枠
からの光が遮断された方向を検出する方式の３通りがあ
る。便宜上、本明細書中では、これらの方式をそれぞ
れ、発光方式、反射方式、遮断方式と呼ぶことにする。
なお、遮断方式には、光源枠が直接的に発光するもの以
外に、再帰反射枠を設けて撮像装置近傍に設けられた光
源からの光を再帰反射することで間接的に発光するもの
もある。

【０００４】図１０に、従来提案されている遮断方式の
光デジタイザの一例を示す。図１０は、光デジタイザの
平面概略図である。図示のように、指示体となる指２２
が座標読取面１上に置かれると、座標読取面１の上方に
設けられる２つのカメラ等の撮像装置３０により撮像さ
れ、撮像装置３０からの信号を画像処理部４で処理して
指示体２２の指示位置座標が検出される。撮像装置３０
は、結像レンズ３２等の光学系と、イメージセンサ３３
とからなる。図示の例では、座標読取面１の周囲３辺に
光源枠２３が設けられており、該光源枠２３から発せら
れた光が指示体２２により遮断される影の位置を撮像装
置３０で検出する遮断方式の光デジタイザである。この
遮断による影の方向を左右の撮像装置３０で検出するこ
とで三角測量の原理により指示体２２の指示位置座標検
出するものである。また、座標読取面１の裏面には、Ｌ
ＣＤ等の表示装置１０が積置されており、タッチパネル
として機能している。なお、光源枠２３は、直接的に発
光するものを示したが、撮像装置３０の近傍にＬＥＤ等
の発光源を設け、そこから発せられた光を再帰反射する
再帰反射枠である間接的に発光する光源枠とした例も存
在する。また、光源枠を設けず、指示体をＬＥＤ内蔵型
スタイラス等の専用ペンとすることで、光源からの光を
撮像して指示位置座標を検出するものもある。

【０００５】このような従来例では、三角測量の原理
上、２つの撮像装置３０を結ぶ基線上は勿論のこと、基
線の近傍では座標検出精度が悪くなる（検出不能とな
る）ため、座標読取面１は、基線からある程度距離をお
いた位置に画定しなければならなかった。そのため、基
線から座標読取面までの部分、及び撮像装置等が実装さ
れる部分が無効領域４０となっており、この部分が光デ
ジタイザの小型化の妨げとなっていた。

【０００６】米国特許第５，１６４，５８５号公報に、
スタイラスからの光路をｘ軸とｙ軸のそれぞれの反射鏡
により１８０度折り返すことで小型化した発光方式の光
デジタイザの例が開示されている。この例では、ｘ軸と
ｙ軸の反射鏡が直交する位置関係にあり、２つの撮像装
置を結ぶ基線は座標読取面の対角線の１つと平行になっ
ている。この例は、座標読取面の裏面に集光レンズや画
像処理回路が組み込まれているため、その構造上、裏面
に表示装置を設けたタッチパネルには応用できるもので
はなかった。また、撮像装置用の視野窓が周囲枠の２辺
にあるので、その部分には光源枠を設けることができな
いため、ここからの光を撮像することは不可能であり、
検出不能領域ができてしまう。従って、遮断方式のタッ
チパネルに応用することができなかった。

【０００７】同様に光路をｘ軸とｙ軸のそれぞれの反射
鏡等により１８０度折り返すことで小型化した光デジタ
イザの例としては、特開平１０−１７１５８５号公報が
ある。この光デジタイザは、発光方式又は遮断方式に適
応可能であるが、この例でも座標読取面の裏面にレンズ
やピンホール、イメージセンサ、更にはハーフミラー等
を配置しなければならないため、光デジタイザの裏面に
表示装置を設けることができなかった。更に、遮断方式
に応用する場合、座標読取面の周囲枠は、再帰反射部材
等を用いた間接的に発光する反射枠は使用できず、直接
的に発光する光源枠でなければならないため、消費電力
が高くなっていた。これは、座標読取面の１辺の長さに
ほぼ等しい長さを有する凸レンズを必要とするため、間
接的に発光させるための光源を配置する場所が確保でき
ないためである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ＰＤＡや携帯電話の液
晶表示装置等のように、非常に小さい表示装置をタッチ
パネル化する場合、図１０に示すような従来の光デジタ
イザでは、無効領域が大きいため小型化には限界があっ
た。特に携帯電話等の２インチクラスの液晶画面に応用
しようとした場合、その無効領域が大きいため現実的に
実装することが難しかった。

【０００９】また、上述の米国特許第５，１６４，５８
５号公報や特開平１０−１７１５８５号公報に開示の例
では、その構造上、座標読取面の裏面に構成部品が必要
となるため、背後に表示装置を配置してタッチパネルと
することはできなかった。更に、遮断方式の光デジタイ
ザに応用した場合、座標読取面の周囲枠を直接的に発光
する光源枠としなければならず、低消費電力化の妨げと
なっていた。

【００１０】本発明は、斯かる実情に鑑み、三角測量の
原理に基づく無効領域及びイメージセンサ等の物理的部
品実装領域を減らし、更にイメージセンサの配置の自由
度が高いために小型化が可能であり、ＰＤＡや携帯電話
等に使用されるような小型液晶表示装置にも適応可能な
光デジタイザを提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した本発明の目的を
達成するために、長方形形状の座標読取面上において指
示された指やスタイラス等の指示体の指示位置を三角測
量の原理を用いて検出する本発明の光デジタイザは、結
像レンズとイメージセンサとからなり、前記指示体の指
示位置に対応する光情報を電気信号に変換し、前記座標
読取面の周辺２個所に配置される２つの撮像手段であっ
て、該２つの撮像手段を結ぶ基線が前記座標読取面の１
辺に平行である２つの撮像手段と、前記撮像手段からの
出力信号を処理することにより前記座標読取面上におい
て指示された前記指示体の指示位置を算出する信号処理
手段と、前記座標読取面に沿って進行する光路を前記座
標読取面に対して平行な面に１８０度折り返して前記撮
像手段へ入射する光路とする光学反射手段とを具備す
る。

【００１２】指示体は、光源を有し、前記撮像手段は、
前記座標読取面上において指示された前記指示体の前記
光源からの光を受光結像して電気信号に変換する発光方
式であっても良い。

【００１３】撮像手段は、その近傍に光源を有し、前記
指示体は、該光源から発せられた光を再帰反射すること
で間接的に発光する再帰反射部材を有し、前記撮像手段
は、前記座標読取面上において指示された前記指示体か
らの再帰反射光を受光結像して電気信号に変換する反射
方式であっても良い。

【００１４】更に、前記座標読取面の周辺３辺に、直接
的又は間接的に発光する光源枠を備え、前記光学反射手
段は、前記座標読取面の前記光源枠が設けられていない
１辺に配置され、前記撮像手段は、前記座標読取面上に
おいて指示された前記指示体の影の像を受光結像して電
気信号に変換する遮断方式であっても良い。

【００１５】撮像手段は、その近傍に光源を有し、前記
光源枠は、該光源から発せられた光を再帰反射すること
で間接的に発光する再帰反射部材からなる。

【００１６】光学反射手段は、前記座標読取面の、前記
基線に平行であり前記撮像手段が位置する側の１辺とは
対向する側の１辺の全体に渡って配置される。

【００１７】座標読取面は、透明板で形成され、前記光
学反射手段により１８０度折り返された前記撮像手段へ
入射する光路は、前記透明板の内部に位置しても良い。

【００１８】光学反射手段は、前記座標読取面の、前記
基線に平行であり前記撮像手段が位置する側の１辺の両
端の近傍にそれぞれ配置されても良い。

【００１９】更に、前記結像レンズと前記イメージセン
サの間に配置され、前記イメージセンサの受光面が前記
座標読取面に対して平行となるように、前記光学反射手
段により１８０度折り返された光路を９０度折り曲げて
前記イメージセンサへ入射する光路とする第２の光学反
射手段を具備しても良い。

【００２０】更に、前記結像レンズと前記イメージセン
サの間に配置され、前記イメージセンサの受光面が前記
座標読取面の１辺に対して平行となるように、前記光学
反射手段により１８０度折り返された光路を更に前記座
標読取面に平行な面に１８０度折り返して前記イメージ
センサへ入射する光路とする第２の光学反射手段を具備
しても良い。

【００２１】結像レンズは、入光面である第１面が凹面
であり出光面である第２面が凸面である単レンズであっ
ても良い。

【００２２】更に、前記座標読取面の背面に表示装置を
備えていても良い。また、アタッチメント形態として、
既存の表示装置に着脱自在な機構を更に有していても良
い。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。図１は、本発明の第１実施例の発光
方式の光デジタイザであり、図１（ａ）はその平面概略
図であり、図１（ｂ）はその側面概略図である。図示の
ように、指示体であるスタイラス２は、その先端にＬＥ
Ｄ等の光源２５を有しており、この光源２５からの光を
座標読取面１の周辺２個所に配置される２つの撮像装置
３で撮像してその出力信号を三角測量の原理を用いて画
像処理部４で処理することで、スタイラス２の指示位置
座標を検出する。また、座標読取面１に重なるように、
その背面にＬＣＤ１０が積置されている。通常、ＬＣＤ
１０の表面には保護ガラス６が設けられており、本発明
ではこの保護ガラス６の表面を座標読取面１としてい
る。更に、撮像装置３が設けられている１辺と対向する
１辺の全体に渡って、光学反射手段としてプリズム５が
設けられている。プリズム５は、図１（ｂ）に示すよう
に、保護ガラス６を中心に、スタイラス２の先端のＬＥ
Ｄ２５からの光を１８０度折り返すように構成されてい
る。このようにして、座標読取面に沿って進行するスタ
イラス２の先端のＬＥＤ２５からの光の光路を、プリズ
ム５により１８０度折り返し、撮像装置３へ入射する光
路とする。なお、２つの撮像装置３は、撮像装置間を結
ぶ基線が座標読取面１の１辺に対して平行となるように
配置され、更に１８０度に折り返された光を受光するよ
うに配置される。即ち、図１（ｂ）に示すように、撮像
装置３へ入射する光路が、保護ガラス６の裏面を通るよ
うに配置する。このように構成することで、従来存在し
た基線近傍の三角測量の原理に基づく無効領域がなくな
るので、小型化が可能となる。なお、撮像装置３は、図
示のように、絞り３１、結像レンズ３２、イメージセン
サ３３からなるものであるが、本発明はこれに限定され
ず、従来からある種々の撮像装置が使用可能である。ま
た、プリズム５は、これに限定されず、１８０度光路を
折り返せるものであれば種々使用可能である。例えば、
２つのミラーを用いて１８０度折り返すように構成して
も良い。更に、図示の例では保護ガラス６とＬＣＤ１０
の間に撮像装置３へ入射する光路が通るようにしたが、
本発明はこれに限定されず、例えば１つのミラーを用い
て一旦９０度に折り曲げ、更に別のミラーを用いて９０
度に折り曲げＬＣＤ１０の裏面に撮像装置３へ入射する
光路が通るように構成しても勿論構わない。こうするこ
とで、撮像装置の実装される部分の無効領域も無くする
ことが可能となる。このような構成は、光デジタイザの
配置面積に制限があるが、厚みの制限があまりない場合
等に特に有効である。

【００２４】次に、図２に本発明の第２実施例を示す。
図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わし
ている。図２は、遮断方式の光デジタイザであり、図２
（ａ）はその平面概略図であり、図２（ｂ）はその側面
概略図である。図示のように、座標読取面１のプリズム
５が設けられている１辺以外の３辺に、再帰反射枠２０
が設けられている。また、撮像装置３の近傍に、ＬＥＤ
３４が設けられており、このＬＥＤ３４からの光がＬＣ
Ｄ１０と保護ガラス６の間を通ってプリズム５で１８０
度折り返され、座標読取面１上に沿って進行し、再帰反
射枠２０に入射する。再帰反射枠２０に入射した光は入
射した方向に戻るように再帰反射し、再度プリズム５で
１８０度折り返されて結像レンズ３２により撮像装置３
内のイメージセンサ３３に結像される。そして、座標読
取面１上に指２２を置くと、撮像装置３ではその影の像
が撮像でき、これにより指２２の指示位置座標を算出で
きるものである。このように構成することで、上述の第
１実施例と同様の効果が得られる。即ち、基線近傍の三
角測量の原理に基づく無効領域を少なくすることができ
るので、小型化が可能となる。また、再帰反射枠を使用
できるため、直接的に発光する発光枠に比べて消費電力
も低く押さえることが可能となる。しかしながら、本発
明はこれに限定されず、直接的に発光する発光枠を用い
ることも勿論可能である。また、再帰反射枠としては、
ガラスビーズを用いたもの等があるが、コーナキューブ
アレイ等、再帰反射効果が得られるものなら種々使用可
能である。更に、撮像装置３は、絞り３１、結像レンズ
３２、イメージセンサ３３からなるものであり、従来か
らある種々の撮像装置が使用可能であるが、省スペース
化を図るために、図示例では、結像レンズ３２には、平
凸レンズ等をレンズの光軸に対し平行にスライスし、更
に扇状にＶ字カットしたものを示している。これは、本
出願人による特願２０００−１０１８３１に開示したレ
ンズ構造であり、詳説は省略する。また、プリズム５の
構造も、図示例には限定されず、第１実施例と同様に種
々変形可能である。

【００２５】次に、図３に本発明の第３実施例を示す。
図中、他の図と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
している。図３は、遮断方式の光デジタイザであり、図
３（ａ）はその平面概略図であり、図３（ｂ）はその側
面概略図である。本実施例は、更に構成部品を減らす目
的で、保護ガラス、プリズム、再帰反射枠を透明なアク
リル素材で一体成型したものである。図示のように、保
護ガラスの１辺に、プリズム面５０が一体成型され、残
りの３辺に、コーナキューブアレイ面２１が一体成型さ
れている。ＬＥＤ３４から発せられた光は、座標読取面
１が形成される透明板の内部を通り、プリズム面５０で
１８０度折り返される。折り返された光は座標読取面１
に沿って進行し、コーナキューブアレイ面２１に入射す
る。コーナキューブアレイ面２１は、再帰反射特性を有
するため、入射した光は、入射した方向に戻るように再
帰反射し、再度プリズム面５０で１８０度折り返され、
撮像装置３へ入射するように構成されている。そして指
２２等の指示体が座標読取面１上の光路を遮断すると、
その影の方向を撮像装置３で検出できるので、指示体の
指示位置座標を求めることが可能となる。このような構
成とすることで部品点数が減らせるので、容易に製造可
能となる。携帯電話等の２インチクラスの液晶表示装置
をタッチパネル化する場合、コスト的にも安価なものが
望まれるので、このような場合に特に有効である。な
お、図示例では、周囲枠を、一体成型の容易性からコー
ナキューブアレイ面としたが、本発明はこれに限定され
ず、再帰反射特性を有する面であれば種々使用可能であ
る

【００２６】次に、図４に本発明の第４実施例を示す。
図中、他の図と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
している。図４は、遮断方式の光デジタイザであり、図
４（ａ）はその平面概略図であり、図４（ｂ）はその側
面概略図である。これまで説明してきた第１乃至第３実
施例と異なる点は、光路を１８０度折り返すための光学
反射手段５１が、座標読取面の１辺の全体に渡って配置
されるのではなく、図示のように座標読取面１の１辺の
両端の近傍にそれぞれ配置されるところである。そして
撮像装置３は、光学反射手段５１の近傍に配置されてい
る。ＬＥＤ３４から発せられた光は、光学反射手段５１
（図示例ではミラー５１ａ，５１ｂ）で１８０度折り返
されて座標読取面１に沿って進行し、再帰反射枠２０で
再帰反射して戻ってきて、再度光学反射手段５１で１８
０度折り返されて結像レンズ３２でイメージセンサ３３
に結像される。指２２が座標読取面１上で指示されると
その影の像を撮像することで指示位置を検出できるのは
上述の実施例と同様である。このように構成すること
で、三角測量の原理に基づく無効領域の裏面に撮像装置
を実装することになるので、イメージセンサ等の物理的
部品実装領域に基づく無効領域を減らすことが可能とな
り、光デジタイザの小型化が可能となる。なお、図示例
では光学反射手段に２つのミラーを組み合わせたものを
示したが、本発明はこれに限定されず、１８０度折り返
すことができるものであれば上述の実施例と同様にプリ
ズム等、種々の部材が使用可能である。

【００２７】次に、図５に本発明の第５実施例を示す。
図中、他の図と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
している。図５は、遮断方式の光デジタイザであり、基
本的な構成は図４に示す光デジタイザと同様であるが、
本図示例の特徴とするところは、図５に示すように、ミ
ラー５１により１８０度折り返された光路を、結像レン
ズ３２とイメージセンサ３３の間で更に９０度折り曲げ
る第２の反射手段５２を設けた点にある。座標読取面に
沿って進行する光路は、ミラー５１で１８０度折り返さ
れ、結像レンズ３２を通った後、第２のミラー５２で９
０度折り曲げられ、イメージセンサ３３へ入射する光路
となる。このような構成とすることで、イメージセンサ
３３の受光面を座標読取面１に対して平行になるように
することができるため、イメージセンサ３３の物理的大
きさの制限を受けることなく所望の実装レイアウトとす
ることが可能となる。なお、第２ミラー５２で折り曲げ
る角度は９０度に限定されず、イメージセンサ３３の実
装位置に併せて種々変更可能なのは勿論である。

【００２８】ところで、これまでの実施例では、結像レ
ンズとして、図６（ａ）に示すように、入光面が平面で
あり、出光面が凸面であり、また、入光面は狭く出光面
は広くなるようにＶ字カットされた扇状のレンズを図示
したが、これは単レンズで広角なレンズを実現するのに
有効なレンズであるからである。しかしながら、このレ
ンズ構造では、焦点距離（バックフォーカス）が短いた
め、結像レンズとイメージセンサとの間にミラーを配置
するのは物理的に不可能な場合がある。その場合は、図
６（ｂ）に示すように、その入光面を凹面に加工するこ
とで、バックフォーカスを伸ばすことが可能となる。こ
のような構成とすることで、結像レンズとイメージセン
サとの間にミラー等を配置することが可能となる。

【００２９】図７に本発明の第６実施例を示す。図中、
他の図と同一の符号を付した部分は同一物を表わしてい
る。図７は、遮断方式の光デジタイザであり、図７
（ａ）はその一部平面概略図であり、図７（ｂ）はその
側面概略図である。本実施例では、図７に示すように、
ミラー５１により１８０度折り返された光路を、結像レ
ンズ３２とイメージセンサ３３の間で更に１８０度折り
曲げる第２の反射手段５３を設けた点にある。座標読取
面に沿って進行する光路は、ミラー５１で１８０度折り
返され、結像レンズ３２を通った後、第２のミラー５３
で更に１８０度折り返され、イメージセンサ３３へ入射
する光路となる。ここで、仮にミラー５１を、座標読取
面１の１辺に対して４５度の角度で配置した場合、図７
（ａ）に示すように第２の反射手段５３は、座標読取面
１の１辺に対して２２．５度の角度で配置される。即
ち、第２の反射手段５３は、１８０度折り返す方向の軸
と直行する軸に対して４５度の角度で反射するものであ
る。こうすることで、イメージセンサ３３の受光面を座
標読取面１の１辺に対して平行となるようにすることが
できる。このような構成により、イメージセンサの物理
的大きさの制限を受けることなく所望な実装レイアウト
とすることが可能となるため、撮像装置をコンパクトに
組み立てることが可能となる。

【００３０】次に、図８に、本発明の第７実施例を示
す。本実施例は、本発明をポータブル光デジタイザに適
応したものである。図８（ａ）はその斜視図であり、図
８（ｂ）はその平面概略図であり、図８（ｃ）はその側
面概略図である。図中、他の図と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしている。この光デジタイザは、発光
方式のデジタイザであって、机上等に置いて使用するも
のである。図示のように、直方体の筐体で形成した本実
施例の光デジタイザを文鎮のように机上に配置し、その
前面で、指示体自体に光源が設けられたスタイラス等に
より指示する指示位置を検出できるものである。なお、
結像レンズ３２の近傍にＬＥＤを設け、指示体の先端に
再帰反射部材等を設けてそこからの反射光を検出する反
射方式の光デジタイザであっても良い。従来では無効領
域の分だけ筐体を大きくするか、若しくは装置近傍では
座標読取不能であったが、本実施例の光デジタイザで
は、無効領域が折り込まれたような状態となるので非常
に奥行きの短い棒状のコンパクトな光デジタイザが実現
可能である。従来例で説明した米国特許第５，１６４，
５８５号公報や特開平１０−１７１５８５号公報に開示
した例では、ｘ座標、ｙ座標用のそれぞれのために２つ
の１８０度折り返す反射鏡が必要となるため、少なくと
も座標読取面の２辺を囲むような構成とならざるを得
ず、装置の大型化は避けられなかったが、本実施例によ
れば、座標読取面の１辺のみに対して装置を置くことが
可能なため、コンパクトな装置が実現可能となる。な
お、図示例では左右それぞれにイメージセンサ３３を配
置したが、更に別のミラー等を用いて、例えば装置の中
心付近に一つイメージセンサを設け、それを左右の結像
レンズで共用することも勿論可能である。

【００３１】次に、図９に、本発明の第８実施例を示
す。本実施例は、既存の表示装置に装着してタッチパネ
ル化をすることを目的とした光デジタイザであり、図９
（ａ）は表示装置に装着した状態の側面図であり、図９
（ｂ）はその光デジタイザの一部拡大図である。図示の
例は、遮断方式の光デジタイザであり、座標読取面の周
辺３辺に再帰反射枠２０が設けられている。再帰反射枠
２０が設けられていない座標読取面の１辺の両端近傍
に、撮像装置３が設けられている。また、座標読取面
は、保護ガラス６で画定されている。本実施例の光デジ
タイザは、既存の表示装置１１、例えばブラウン管表示
装置や液晶表示装置へ着脱自在な着脱機構１２を更に有
しており、アタッチメント形態としている。図９（ｂ）
に示すように、撮像装置３は、光源であるＬＥＤ３４を
有しており、そこからの光が表示画面上の座標読取面に
沿って進行する。そして、再帰反射枠２０で再帰反射し
て戻ってきた光が、光学反射手段としてのミラー５１等
で１８０度折り返され、結像レンズ３２を通った光が第
２の反射手段５２で９０度折り曲げられて、イメージセ
ンサ３３へ入射する。これらの構成は、これまで説明し
てきた実施例と同様であり、アタッチメント形態となる
構成は図示例に限定されるものではなく、上述の種々の
実施例を応用可能である。なお、保護ガラス６は、単な
る透明ガラスであっても良いが、反射防止用のフィルタ
等で構成されることで、モニタフィルタ一体型の光デジ
タイザも実現可能である。

【００３２】なお、本発明の光デジタイザは、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。例えば、発光方式、反射方式、遮断方式はそれ
ぞれ変更可能であり、いかなる方式であっても本発明の
効果が得られることは勿論である。また、結像レンズ
は、従来から良く知られる光学系で構成されても勿論良
い。更に、１８０度折り返す光学反射手段は、プリズム
に限定されず、１８０度折り返せるものであれば、ミラ
ーの組合せ等、種々使用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の光デジタ
イザによれば、無効領域を減らせるため、小型化が可能
であり、ＰＤＡや携帯電話等に使用されるような小型液
晶表示装置にも適応可能であるという優れた効果を奏し
得る。また、装置の小型化が可能であるため、ポータブ
ル光デジタイザにも応用可能であり、更にアタッチメン
ト形態とすることも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例の光デジタイザで
あり、図１（ａ）はその平面概略図であり、図１（ｂ）
はその側面概略図である。

【図２】図２は、本発明の第２実施例の光デジタイザで
あり、図２（ａ）はその平面概略図であり、図２（ｂ）
はその側面概略図である。

【図３】図３は、本発明の第３実施例の光デジタイザで
あり、図３（ａ）はその平面概略図であり、図３（ｂ）
はその側面概略図である。

【図４】図４は、本発明の第４実施例の光デジタイザで
あり、図４（ａ）はその平面概略図であり、図４（ｂ）
はその側面概略図である。

【図５】図５は、本発明の第５実施例の光デジタイザで
ある。

【図６】図６は、結像レンズの構造を示すものであり、
図６（ａ）は入光面が平面のものであり、図６（ｂ）は
入光面が凹面のものである。

【図７】図７は、本発明の第６実施例の光デジタイザで
あり、図７（ａ）はその一部平面概略図であり、図７
（ｂ）はその側面概略図である。

【図８】図８は、本発明の第７実施例の光デジタイザで
あり、図８（ａ）はその斜視図であり、図８（ｂ）はそ
の平面概略図であり、図８（ｃ）はその側面概略図であ
る。

【図９】図９は、本発明の第８実施例の光デジタイザで
あり、図９（ａ）は表示装置に装着した状態の側面図で
あり、図９（ｂ）はその光デジタイザの一部拡大図であ
る。

【図１０】図１０は、従来の光デジタイザの一例であ
る。

【符号の説明】

１座標読取面２スタイラス３撮像装置４画像処理部５プリズム６保護ガラス１１表示装置１２着脱機構２０再帰反射枠２１コーナキューブアレイ面２２指２３光源枠２５光源３０撮像装置３２結像レンズ３３イメージセンサ４０無効領域５０プリズム面５１ミラー５２第２のミラー５３第２のミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長方形形状の座標読取面上において指示
された指やスタイラス等の指示体の指示位置を三角測量
の原理を用いて検出する光デジタイザであって、該光デ
ジタイザは、結像レンズとイメージセンサとからなり、前記指示体の
指示位置に対応する光情報を電気信号に変換し、前記座
標読取面の周辺２個所に配置される２つの撮像手段であ
って、該２つの撮像手段を結ぶ基線が前記座標読取面の
１辺に平行である２つの撮像手段と、前記撮像手段からの出力信号を処理することにより前記
座標読取面上において指示された前記指示体の指示位置
を算出する信号処理手段と、前記座標読取面に沿って進行する光路を前記座標読取面
に対して平行な面に１８０度折り返して前記撮像手段へ
入射する光路とする光学反射手段と、を具備することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項２】請求項１に記載の光デジタイザであっ
て、前記指示体は、光源を有し、前記撮像手段は、前記
座標読取面上において指示された前記指示体の前記光源
からの光を受光結像して電気信号に変換することを特徴
とする光デジタイザ。
【請求項３】請求項１に記載の光デジタイザであっ
て、前記撮像手段は、その近傍に光源を有し、前記指示
体は、該光源から発せられた光を再帰反射することで間
接的に発光する再帰反射部材を有し、前記撮像手段は、
前記座標読取面上において指示された前記指示体からの
再帰反射光を受光結像して電気信号に変換することを特
徴とする光デジタイザ。
【請求項４】請求項１に記載の光デジタイザであっ
て、該光デジタイザは、更に、前記座標読取面の周辺３
辺に、直接的又は間接的に発光する光源枠を備え、前記
光学反射手段は、前記座標読取面の前記光源枠が設けら
れていない１辺に配置され、前記撮像手段は、前記座標
読取面上において指示された前記指示体の影の像を受光
結像して電気信号に変換することを特徴とする光デジタ
イザ。
【請求項５】請求項４に記載の光デジタイザであっ
て、前記撮像手段は、その近傍に光源を有し、前記光源
枠は、該光源から発せられた光を再帰反射することで間
接的に発光する再帰反射部材からなることを特徴とする
光デジタイザ。
【請求項６】請求項１乃至請求項５の何れかに記載の
光デジタイザであって、前記光学反射手段は、前記座標
読取面の、前記基線に平行であり前記撮像手段が位置す
る側の１辺とは対向する側の１辺の全体に渡って配置さ
れることを特徴とする光デジタイザ。
【請求項７】請求項６に記載の光デジタイザであっ
て、前記座標読取面は、透明板で形成され、前記光学反
射手段により１８０度折り返された前記撮像手段へ入射
する光路は、前記透明板の内部に位置することを特徴と
する光デジタイザ。
【請求項８】請求項１乃至請求項５の何れかに記載の
光デジタイザであって、前記光学反射手段は、前記座標
読取面の、前記基線に平行であり前記撮像手段が位置す
る側の１辺の両端の近傍にそれぞれ配置されることを特
徴とする光デジタイザ。
【請求項９】請求項８に記載の光デジタイザであっ
て、更に、前記結像レンズと前記イメージセンサの間に
配置され、前記イメージセンサの受光面が前記座標読取
面に対して平行となるように、前記光学反射手段により
１８０度折り返された光路を９０度折り曲げて前記イメ
ージセンサへ入射する光路とする第２の光学反射手段を
具備することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項１０】請求項８に記載の光デジタイザであっ
て、更に、前記結像レンズと前記イメージセンサの間に
配置され、前記イメージセンサの受光面が前記座標読取
面の１辺に対して平行となるように、前記光学反射手段
により１８０度折り返された光路を更に前記座標読取面
に平行な面に１８０度折り返して前記イメージセンサへ
入射する光路とする第２の光学反射手段を具備すること
を特徴とする光デジタイザ。
【請求項１１】請求項１乃至請求項１０の何れかに記
載の光デジタイザであって、前記結像レンズは、入光面
である第１面が凹面であり出光面である第２面が凸面で
ある単レンズを含むことを特徴とする光デジタイザ。
【請求項１２】請求項１乃至請求項１１の何れかに記
載の光デジタイザであって、更に、前記座標読取面の背
面に表示装置を備えることを特徴とする光デジタイザ。
【請求項１３】請求項１乃至請求項１１の何れかに記
載の光デジタイザであって、前記光デジタイザは、アタ
ッチメント形態であり、既存の表示装置に着脱自在な機
構を更に有することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項１４】請求項１乃至請求項３の何れかに記載
の光デジタイザであって、前記撮像手段と前記光学反射
手段は、文鎮型の直方体の筐体内に実装されることを特
徴とする光デジタイザ。