JP2002149327A

JP2002149327A - 座標入力装置

Info

Publication number: JP2002149327A
Application number: JP2000323942A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hirabayashi; 健平林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-05-24

Abstract

(57)【要約】【課題】光学式座標入力装置において、光学ユニット
の取り付け角度が設計値に対し動いてしまうと、検出座
標に誤差が生じるので基準マークを検出し補正を行う
が、その変化量が少ないと基準マークを読みとれない場
合がある。【解決手段】タッチパネル１の異なる位置に設置さ
れ、設置位置を中心に扇状の光を射出する２つの光源部
２Ｌ、２Ｒと、前記光源部からの光を該光源部に向けて
反射する反射部３Ｌ，３Ｒ，３Ｕと、前記光源部の設置
位置にそれぞれ設置され、前記反射部からの反射光を受
光する受光部２Ｌ、２Ｒをもち、指等の遮蔽物でタッチ
パネル上の光を遮蔽した時に、その遮蔽された位置を検
出する。前記反射部の一部に、その周辺とは異なる設置
角度を持たせ、光線の反射率を変えて、角度補正のため
の基準マークを任意のレベルに調整できるようにした。
それによって確実に基準マークを判別することができ、
高精度な座標検出が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、座標入力装置、よ
り詳細には、光学式座標入力装置、光学的位置検出装
置、光学式タッチパネル等に関し、例えば、大画面装置
付タッチパネル、電子黒板、テレビ会議システム、大画
面プロジェクションタッチパネル、ディスプレイ一体型
タブレット等に適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、本発明が適用される座標入力装
置の一例を説明するための要部概略構成図で、周知のよ
うに、タッチパネル１の下部両端に光学ユニット２Ｌ
（左），２Ｒ（右）を、また、該タッチパネル１の左右
および上側に、前記光学ユニット２Ｌ，２Ｒから該タッ
チパネルにほぼ平行に、かつ、設置位置を中心に扇状に
射出された光を該光学ユニット２Ｌ，２Ｒに向かって反
射する、反射部３Ｌ（左），３Ｒ（右），３Ｕ（上）を
配し、前記光学ユニット２Ｌ，２Ｒの駆動および光学ユ
ニット受光部からの信号を入力し、座標位置の演算をす
る演算部４と演算した座標値を出力するインターフェイ
ス部５を有する。

【０００３】反射部３Ｌ，３Ｒ，３Ｕは、周知のよう
に、シート内部に高密度の三面体キューブを配置し、入
射光を光源方向に反射する再帰性反射シートを用いてい
る。光学ユニット２Ｌ，２Ｒは、図５に示すように、光
源１１と、該光源から射出された光を扇状に拡散するレ
ンズ１２と、ハーフミラー１３と、反射部からの反射光
を受光するレンズ１４と受光部（ＣＣＤ）１５と保護ガ
ラス１６とから構成されており、これらを１つのユニッ
トとすることによって、光源と受光部の位置合せ（距離
及び中心位置合せ）の調整をユニット単位で行うことが
でき、調整を容易としている。なお、図５において、鎖
線Ｑより右側は、該鎖線Ｑより左側を矢印方向から見た
ものである。

【０００４】光源部のＬＤ光源１１から発光された光
は、拡散レンズ１２により一定の幅を持った直線状の拡
散光となり、その拡散光の１／２はハーフミラー１３を
介して、該ハーフミラー１３でＣＣＤ１５の逆方向に照
射され、残りの１／２は該ハーフミラー１３を通過し、
保護部材であるガラス１６側に照射される。すなわち、
拡散光の一部は、ハーフミラー１３を介して、ＣＣＤ１
５の受光素子外に照射し、残りの拡散光はハーフミラー
１３で反射され、保護ガラス１６を透過してタッチパネ
ル面に平行に照射され、その先にある反射部３Ｌ，３
Ｒ，３Ｕの再帰性反射シートへ照射される。反射部から
の反射光は、ハーフミラー１３で分割され、一部は光源
部のＬＤ光源１１へ向かって照射され、他の一部は、読
取レンズ１４を介して回路基板のＣＣＤ受光素子１５に
結像され、電気信号に変換される。

【０００５】光学ユニット２Ｌ，２Ｒはタッチパネル１
の下部左右に一定の設定距離をおいて互いに角度を設け
て（例えば、４５゜に設定）配置している。例えば、利
用者が、タッチパネルに指などで触れると、この指が遮
光物となり、光源部１１からの光線を遮る。この結果、
ＣＣＤ１５が光線を受光しないので、その位置から遮光
物の角度を検出する。光学ユニット２Ｌ，２Ｒの配置位
置から２つのユニット間の距離が分かっているので、三
角測量の原理により遮光物の座標を検出できる。なお、
検出手段の数式は周知であるので割愛する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、タッチ
パネルの異なる位置に設置され、該タッチパネルにほぼ
平行に、かつ、設置位置を中心に光を射出する光源部
と、前記タッチパネルに設置され前記光源部からの光を
該光源部に向けて反射する反射部と、前記光源部の設置
位置にそれぞれ設置され、前記反射部からの反射光を受
光する受光部を持ち、前記光源部と受光部を１つのユニ
ットとし、前記タッチパネル面に指等の遮蔽物を置いて
光を遮蔽した時に、その遮蔽された位置を検出する座標
入力装置は、周知であるが、上記座標入力装置は、以下
のような課題がある。１．再帰反射光のレベルを変化させるには複雑な構造を
必要とする。２．光学ユニットの取り付け角度が設計値に対し、動い
てしまうと検出座標に誤差が生じる。そこで、基準マークを検出して補正を行うが、その変化
量が少ないと基準マークを読みとれない場合がある。

【０００７】本発明は、上述の不具合を解決し、確実
に、精度良く、安全に、座標位置検出ができる座標位置
検出装置を提供することを目的としてなされたものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、タッ
チパネルの異なる位置に設置され、該タッチパネルにほ
ぼ平行に、かつ、設置位置を中心に扇状の光を射出する
２つの光源部と、前記タッチパネルに設置された光源部
からの光を該光源部に向けて反射する反射部と、前記光
源部の設置位置にそれぞれ設置されかつ前記反射部から
の反射光を受光する受光部をもち、指等の遮蔽物で光を
遮蔽した時にその遮蔽された位置を検出する座標入力装
置において、前記タッチパネルに設置された前記反射部
の一部に、その周辺とは異なる設置角度を持たせること
を特徴としたものである。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記設置角度は、前記反射部材の再帰反射特性の減
衰する角度であることを特徴としたものである。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は２のいず
れかの発明において、前記光源部の設置場所は、前記タ
ッチパネルのコーナー部であることを特徴としたもので
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例を説明
するための要部構成図で、図１（Ａ）は、タッチパネル
の全体平面図、図１（Ａ），（Ｂ）は、図１（Ａ）に○
印で示した部分の、すなわち、再帰性反射シートが張ら
れた反射部の拡大図で、図示のように、反射部３Ｕ，３
Ｌの一部に角度を持たせている。再帰性反射シートは、
入射角が９０゜の状態の時、再帰反射率が最大になる特
性を持ち、入射角が、０゜に近づくに従い再帰反射率が
縮小して行く傾向があるため、角度α゜を鋭角にするこ
とで、再帰反射率を下げることが可能である。

【００１２】図１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、反射部
３Ｕ又は３Ｌは、光学ユニット２Ｒからの光線に対し反
射特性に不利な方向に曲げられている。この曲げによ
り、この部分の再帰反射特性をその周囲と比較し、減衰
させることができる。また、図１では、反射部の曲げ部
をコーナー部に設置している。これは、再帰反射率がコ
ーナー部付近では、構造的に減衰する傾向があるため、
その減衰を利用し、さらに、反射部に曲げを設けること
で、再帰反射性分をカットしている。

【００１３】図２は、反射部の一部に凸部を設けたもの
で、この場合、矢印方向からの光線に対し、その周辺の
水平部と比較するとａ部では再帰反射率が縮小し、逆
に、ｂ部では再帰反射率が増大する。また、この再帰反
射特性の増減は光源の位置により変化する。

【００１４】図３は、反射部３を上向きの角度βで設置
した例を示す図で、図３（Ａ）は側面図、図３（Ｂ）は
正面図である。この実施例も前記図１，図２と同等の効
果がある。このように、反射部の取り付け角度（位置）
は、反射部の表面を再帰反射特性が不利になる方向なら
ば、任意の角度（位置）に設置可能である。

【００１５】

【発明の効果】請求項１に対する作用効果反射板の角度
をその周囲と異ならせ、光線の反射率を変えて、角度補
正のための基準マークを任意のレベルに調整できるよう
にしたので、確実に基準マークを判別することができ、
高精度な座標検出が容易となる。

【００１６】請求項２に対する作用効果光学ユニットに
対する反射板の角度を再帰反射性が減衰する方向に変え
ているのみなので、容易に再帰反射率の異なる箇所を作
ることができる。

【００１７】請求項３に対する作用効果タッチパネルの
コーナー部に設置しているので、もとよりあるコーナー
部のディップを転用できるため、安定したディップを得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による座標入力装置の一実施例を説明
するための要部概略構成図である。

【図２】本発明による座標入力装置の他の実施例を説
明するための要部概略構成図である。

【図３】本発明による座標入力装置の更に他の実施例
を説明するための要部概略構成図である。

【図４】本発明が適用される座標入力装置の一例を説
明するための要部構成図である。

【図５】図４に示した座標入力装置の光学ユニットの
例を説明するための図である。

【符号の説明】

１…タッチパネル、２Ｌ，２Ｒ…光学ユニット、３，３
Ｌ，３Ｒ，３Ｕ…反射部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タッチパネルの異なる位置に設置され、
該タッチパネルにほぼ平行に、かつ、設置位置を中心に
扇状の光を射出する２つの光源部と、前記タッチパネル
に設置された光源部からの光を該光源部に向けて反射す
る反射部と、前記光源部の設置位置にそれぞれ設置され
かつ前記反射部からの反射光を受光する受光部をもち、
指等の遮蔽物で光を遮蔽した時に、その遮蔽された位置
を検出する座標入力装置において、前記タッチパネルに
設置された前記反射部の一部に、その周辺とは異なる設
置角度を持たせたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】前記設置角度は、再帰反射特性の減衰す
る角度であることを特徴とする請求項１記載の座標入力
装置。
【請求項３】前記光源部の設置場所は、タッチパネル
のコーナー部であることを特徴とする請求項１又は２に
記載の座標入力装置。