JP2002149328A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 座標入力面に対する検出面の方向の取付は光
軸がある一定の角度になるように固定とし、検出面に対
して拡散中心点を基準とし、拡散光の光軸をそれぞれ独
立した調整機構とすることにより、最適な調整を可能と
する。 【解決手段】 点光源であるレーザーダイオード（Ｌ
Ｄ）からの光を拡散レンズにより扇状に拡散させて射出
する発光部と、発光部からの光を再帰反射部によって反
射させた再帰反射光を受光する受光部をもつ光学ユニッ
ト１０とし、該光学ユニット１０をタッチパネルの少な
くとも異なる２ヶ所のコーナー部に設置し、扇状に拡散
させた光を、遮断物で遮蔽した時に、その遮蔽された位
置を検出する。座標入力面に対する検出面（ｘ．ｙ）の
方向は、光軸がある一定の角度になるように固定とし、
検出面（ｘ．ｙ）に対して拡散中心点を基準とし、拡散
光６の光軸を上下方向に調整する機構と、拡散光全体の
左右のバランスを調整する機構をそれぞれ独立した調整
機構として有する。

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、大画面タッチパネル・電子黒板・テレビ会
議システム、大型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】最初に、本発明が適用される光学式の座
標入力装置について、その原理について説明する。な
お、ここで説明する原理は光学式の座標入力装置に関す
る例であって、本発明は、この方式に限定されるもので
はなく、光学式の座標入力装置全般について適用される
ことはいうまでもない。

【０００３】図２３は、本発明が適用される光学式の座
標入力，検出装置の一例を示す図で、座標入力領域１０
０は四角形の形状をなし、電子的に画像を表示するディ
スプレイ表面やマーカー等のペンで書き込むホワイトボ
ードなどが考えられる。この座標入力領域１００上を光
学的に不透明な材質からなるユーザの手指やペン，指示
棒など指示手段で触った場合を考える。このときの指示
手段の座標１００Ａを検出することがこのような光学式
の座標入力装置の目的である。

【０００４】座標入力領１００の上方両端に受発光手段
１１０が装着されている。受発光手段１１０からは座標
入力領域に向けて、Ｌ１，Ｌ２，…Ｌｎの光ビームの束
（プローブ光）が照射されている。実際には、点光源１
１１から広がる座標入力面に平行な面に沿って進行する
扇形板状の光波である。座標入力領域１００の周辺部分
には、再帰性反射部材１０１が再帰反射面を座標入力領
域１００の中央に向けて装着されている。

【０００５】再帰性反射部材１０１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、受発光手段１１０から発した扇形板状
の光波のうちある一つのビームＬ１２に注目すると、ビ
ームＬ１２は再帰性反射部材１０１によって反射されて
再び同じ光路を再帰反射光Ｌ１１として受発光手段１１
０に向かって戻るように進行する。受発光手段１１０に
は、後に述べる受光手段が設置されており、プローブ光
Ｌ１〜Ｌｎのそれぞれに対して、その再帰光が受発光手
段に再帰したかどうかを判断することができる。

【０００６】いま、ユーザーが手で位置１００Ａを触っ
た場合を考える。このときプローブ光Ｌ１０は位置１０
０Ａで手に遮られて再帰性反射部材１０１には到達しな
い。従って、プローブ光Ｌ１０の再帰光は受発光手段１
１０には到達せず、プローブ光Ｌ１０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Ｌ１０の延長線（直線Ｌ）上に指示物体が挿入された
ことを検出することができる。同様に、図２３の右上方
に設置された受発光手段１１０からもプローブ光を照射
し、プローブ光Ｌ１３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Ｌ１３の延長
線（直線Ｒ）上に指示物体が挿入されたことを検出する
ことができる。直線Ｌおよび直線Ｒを求めることができ
れば、この交点座標を演算により算出することにより、
指示手段が挿入された座標１００Ａを得ることができ
る。

【０００７】次に、図２４を参照して、受発光手段１１
０の構成とプローブ光Ｌ１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２４は図２３の座標入力面に取り付けられた受発光手
段１１０を、座標入力面１００に垂直な方向から見た図
である。ここでは、簡単のため、座標入力面１００に平
行な２次元平面で説明を行う。

【０００８】受発光手段１１０の概略の構成では、点光
源１１１，集光レンズ１１３および受光素子１１２から
構成される。点光源１１１は光源から見て受光素子１１
２と反対の方向に扇形に光を射出するものとする。点光
源１１１から射出された扇形の光は矢印Ａ₁，Ｂ₁，その
他の方向に進行するビームの集合であると考える。Ａ ₁
方向に進行したビームは再帰性反射部材１０１で反射さ
れて反射光Ａ₂となり、集光レンズ１１３を通り、受光
素子１１２上の位置Ａ₀に到達する。また、進行方向Ｂ₁
に沿って進行したビームは再帰性反射部材１０１によっ
て反射されて反射光Ｂ₂となり、受光素子１１２上の位
置Ｂ₀に到達する。このように、点光源１１１から発
し、再帰性反射部材１０１で反射され、同じ経路を戻っ
てきた光は、集光レンズ１１３の作用によって、それぞ
れ受光素子１１２上のそれぞれ異なる位置に到達する。
従って、ある位置に指示手段が挿入され、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１１２上
の点に光が到達しなくなる。よって、受光素子１１２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。

【０００９】図２５で上記動作を詳しく説明する。図２
５で受光素子１１２は集光レンズ１１３の焦点面に設置
されているものとする。点光源１１１から図２５の右側
に向けて発した光は再帰性反射部材１０１によって反射
され同じ経路を戻ってくる。従って、点光源１１１の位
置に再び集光する。集光レンズ１１３の中心は、点光源
１１１の位置と一致するように設置する。再帰性反射部
材１０１から戻った再帰光は集光レンズ１１３の中心を
通るので、レンズ後方（受光素子側）に対称の経路で進
行する。

【００１０】このとき、受光素子１１２上の光強度分布
を考える。１００Ａに示す位置に指示手段が挿入されて
いなければ、受光素子１１２上の光強度分布はほぼ一定
であるが、図２５に示すように、１００Ａの位置に光を
遮る指示手段が挿入された場合、ここを通過するビーム
は遮られ、受光素子１１２上では位置Ｄｎの位置に、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の関数として、 θｎ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｎ／ｆ） 式（１） と表すことができる。ここで、特に、図２３左上方の受
発光手段１１０におけるθｎをθｎＬ、ＤｎをＤｎＬと
置き換える。

【００１１】さらに、図２６において、受発光手段１１
０と座標入力領域１００との幾何学的な相対位置関係の
変換ｇにより、指示手段の位置１００Ａと座標入力手段
１００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） …式（２） ただし、 θｎＬ＝ａｒｃｔａｎ（ＤｎＬ／ｆ） と表すことができる。

【００１２】同様に、図２３右上方の受発光手段１１０
についても同様の説明により、上記式のＬ記号をＲ記号
に置き換えて、右側の受発光手段１１０と座標入力領域
１００との幾何学的な相対位置関係の変換ｈにより、 θＲ＝ｈ（θｎＲ） …式（３） ただし、 θｎＲ＝ａｒｃｔａｎ（ＤｎＲ／ｆ） と表すことができる。

【００１３】ここで、座標入力領域１００上の、受発光
手段の取り付け間隔を図２６に示すｗとし、原点と座標
を図２６に示すようにとれば、座標入力領域１００上の
指示手段で指示した点１００Ａの座標（ｘ，ｙ）は、 ｘ＝ｗ ｔａｎθＲ／（ｔａｎθＬ＋ｔａｎθＲ） 式（４） ｙ＝ｗ ｔａｎθＬ・ｔａｎθＲ／（ｔａｎθＬ＋ｔａｎθＲ）式（５） となる。

【００１４】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、左右の受発光手
段１１０上の受光素子１１２上の暗点の位置ＤｎＬ，Ｄ
ｎＲを検出し、受発光手段の幾何学的配置を考慮するこ
とにより、指示手段で指示した点１００Ａの座標を検出
することができる。

【００１５】次に、座標入力領域、例えば、ディスプレ
イの表面などに前で説明した光学系を設置する実施例を
示す。図２７は、図２３，図２４で述べた左右の受発光
手段１１０のうち一方を、ディスプレイ１００の表面へ
設置した場合の例である。図２７の１００はディスプレ
イ面の断面を示しており、図２４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２７のＡお
よびＢは、説明のため視点を図に示したように変えて表
示したものである。

【００１６】受発光手段のうち発光手段について説明す
る。光源１２０としてレーザーダイオード，ピンポイン
トＬＥＤなどスポットをある程度絞ることが可能な光源
を用いる。光源１２０からディスプレイ面１００に垂直
に発した光はシリンドリカルレンズ１２１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１２５で折り返された後、ディスプレイ面と垂
直な方向には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１２１を出た後、該シリンドリカルレン
ズ１２１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１２２，１２３で図２７のｙ方向に対して集光
される。図２７のＡ部分はこの様子を説明するためにシ
リンドリカルレンズ群の配置と光束の集光状態を視点を
ｚ軸に対して回転しｘ方向から見たものである。

【００１７】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１２３
の後方に形成される。ここにｙ方向に狭くｘ方向に細長
いスリット１２４を挿入する。すなわち、スリット位置
に線状の二次光源１１１を形成する。二次光源１１１か
ら発した光はハーフミラー１２５で折り返され、ディス
プレイ面１００の垂直方向には広がらず平行光で、ディ
スプレイ面１００と平行方向には二次光源１１１を中心
に扇形状に広がりながら、ディスプレイ面１００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１０１で反射されて、同様の経路
でハーフミラー１２５方向に戻る。ハーフミラー１２５
を透過した光は、ディスプレイ面１００に平行に進みシ
リンドリカルレンズ１１３を通り受光素子１１２に入射
する。

【００１８】このとき、二次光源１１１とシリンドリカ
ルレンズ１１３はハーフミラー１２５に対して共役な位
置関係にある（図２７のＤ）。従って、二次光源１１１
は図２５の光源１１１に対応し、シリンドリカルレンズ
１１３は図２５のレンズ１１３に対応する。また、図２
７のＢ部分は受光側のシリンドリカルレンズと受光素子
を視点を変えてｚ軸方向から見たものであり、図２５の
レンズ１１３，受光素子１１２に対応する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとき光学式座
標入力装置において、座標検出精度を高めるためには、
拡散光は座標入力面（スクリーン）に対して平行、か
つ、密着させた状態が理想である。ここで、光学ユニッ
ト（受発光手段）を座標検出装置本体に取り付けた時、
各々のバラツキにより、取り付けただけではスクリーン
（座標入力面）に平行に、かつ、密着させた理想状態に
はならない。個々に（例えば、左右に取り付けられた光
学ユニット毎に）スクリーン面に平行に、かつ、密着さ
せる状態に調整が必要になる。調整は三次元的な調整を
必要とされるが、一つを調整すると、別の調整状態が崩
れてしまい、また、一方を調整し直すと、せっかく調整
した別の調整値が狂ってしまう。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のごとき
課題を解決するためになされたもので、点光源であるレ
ーザーダイオード（ＬＤ）をトロイダル面とシリンドリ
カル面とを有する拡散レンズにより、扇状に拡散させた
光を射出する発光部と、発光部からの光を再帰反射させ
る再帰反射部による再帰反射光を受光する受光部をも
ち、発光部と受光部を一体（ハウジング）とし、光学ユ
ニット取付部材により少なくともタッチパネルの異なる
２ヶ所のコーナー部に設置されたハウジングからタッチ
パネルの所定範囲に、ほぼ平行に、かつ、扇状に拡散さ
せた光を、指又は専用ペン等の任意の遮断物で光を遮蔽
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、座標入力面（スクリーン）に対する検出面
（ｘ，ｙ）の方向は、光軸がある一定の角度になるよう
に固定とし、検出面（ｘ，ｙ）に対して拡散中心点を基
準とし、拡散光の光軸を上下方向に調整する機構と、拡
散光全体の左右のバランスを調整する機構をそれぞれ独
立した調整機構として有することを特徴としたものであ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、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、本実
施例では、プロジェクタを座標入力装置全体として使用
しており、図示のように、プロジェクタ本体１のスクリ
ーン部２の下部に、光学ユニット１０を取り付けるため
のステー４（図２に、このステー４の詳細を、図３に、
このステー４とプロジェクタ本体１との関係を斜視図に
て示す）を取り付け、このステー４の左右端部に光学ユ
ニット１０が取り付けられる。

【００２２】この時、左右に取り付けられた光学ユニッ
ト１０は、図４に示すように、光学ユニット取付部材３
０に設けられた半抜き部３０ａ，３０ｂと、ステー４に
設けられた位置決め穴４ａ，４ｂによって、確実に一定
の角度αだけ傾けられ、図４に示すように、拡散ＬＤ光
６がスクリーン部２に万遍なく行き渡るようになってい
る。この拡散ＬＤ光６の拡散中心Ｐとスクリーン部２と
の高さ関係は一定になるように取付レイアウトされてい
る。

【００２３】スクリーン部２のステー４が取付かない他
の三辺には、拡散ＬＤ光６を光学ユニット１０に再帰光
として再帰させるための再帰反射部材３が構成されてい
る。この再帰反射部材３はスクリーン部２の表面からあ
る高さだけ飛び出しており、確実に拡散ＬＤ光６を再帰
反射できるようになっている。

【００２４】図５は本発明による光学ユニット１０の斜
視図で、図６は本発明による光学ユニット１０の分解斜
視図、図７は全体の組み立て工程を説明するための図、
図８はハウジング部の組み立て工程を説明するための図
で、光学ユニット１０は、図６に示すように、回転部材
部２０、光学ユニット取付部材部３０、ハウジング部４
０等よりなり、回転部材部２０は、拡散中心Ｐを通り、
上下回転軸（Ｘ−Ｘ線軸）に直行する左右回転軸（Ｙ−
Ｙ線軸）に半抜き部２１ｃを有し、かつ、前記上下回転
軸（Ｘ−Ｘ線軸）上に回転穴２１ａ，２１ｂを有する回
転部材２１と、拡散中心Ｐを通る上下回転軸（Ｘ−Ｘ
軸）上に半抜き部２２ａを有する回転部材２２と、拡散
中心Ｐを通る上下回転軸（Ｘ−Ｘ線軸）上に半抜き部２
３ａを有する回転部材２３とからなる。光学ユニット取
付部材部３０は、前記左右回転軸（Ｙ−Ｙ線軸）上に回
転穴３０ｃを有し、該回転穴３０ｃを基準に、前記ステ
ージ４への固定位置を調整する。ハウジング部４０は、
ハウジング４１を有し、該ハウジング４１内に発光部・
受光部が収納されている。更に、前記上下回転軸（Ｘ−
Ｘ軸），左右回転軸（Ｙ−Ｙ軸）を中心に回転可能にす
る偏心ノブ５１，偏心ノブ５２を有する。

【００２５】前記回転部材２２，２３は、図８に示すよ
うに、それぞれの位置決め穴２２ｃ，２３ｃを有し、該
位置決め穴をハウジング４１に設けられた位置決めボス
４０ｃ，４０ｅに挿入し、ネジ２６にてハウジング４１
に設けられたネジ穴４０ｂ，４０ｄにより該ハウジング
４１に固定される。図６に示すように、回転部材２２，
２３に設けられた半抜き部２２ａ，２３ａを、回転部材
２１に設けられた回転穴２１ａ，２１ｂに挿入し、回転
部材２１と回転部材２２，２３とをネジにより固定す
る。また、図７に示すように、回転部材２１に設けられ
た長穴部２１ｄに、偏心ノブ５１を挿入し、ネジ２７，
２８にて回転可能な強さに固定する。

【００２６】回転部材２１に設けられた半抜き部２１ｃ
を光学ユニット取付部材３０に設けられた回転穴３０ａ
に挿入し、回転部材２１と、光学ユニット取付部材３０
とをネジにて固定する。また、光学ユニット取付部材３
０に設けられた長穴部３０ｂに、偏心ノブ５２を挿入
し、ネジ３５，３６にて回転可能な強さに固定する。こ
のようにして、図５に示したような光学ユニット１０が
構成される。

【００２７】ハウジング部４０は、図９に示すように、
高分子樹脂材料で形成されたハウジング４１、発光源で
あるレーザーダイオード（ＬＤ）４８、そのＬＤ４８を
ハウジング４０に押さえつけるためのＬＤ押え４６、点
光源であるＬＤ光を拡散ＬＤ光６にするための拡散レン
ズ４２、拡散ＬＤ光６を５０％透過し、かつ、再帰反射
部材３により再帰された再帰反射光の５０％を９０゜に
パスさせるためのハーフミラー４３、ハーフミラーを押
さえつけるためのウレタンゴム等で構成されている図示
しないミラー押え、及び、ステンレスなどで構成されて
いる板バネのミラー押え４４、９０゜にパスされた拡散
ＬＤ光６を図示しないＣＣＤに結像させるための結像レ
ンズ４５、ＣＣＤを実装しているＳＢＵ４９、防塵目的
の防塵ガラス４７、同じく防塵目的の板金等で構成され
たカバーにより構成される。

【００２８】図９は、拡散中心Ｐにて、上下回転軸（Ｘ
−Ｘ線軸）と左右回転軸（Ｙ−Ｙ線軸）が直行している
状態を平面図にて示しており、回転部材２１に設けられ
た半抜き部２２ａ（図７）と、回転部材２３に設けられ
た半抜き部２３ａ（図７）と、回転部材２１に設けられ
た回転穴２１ａ，２１ｂ（図７）は、上下回転軸（Ｘ−
Ｘ線軸）上にレイアウトされる。回転部材２１に設けら
れた半抜き部２１ｃ（図７）と、光学ユニット取付部材
３０に設けられた回転穴３０ａ（図７）は左右回転軸
（Ｙ−Ｙ線軸）上にレイアウトされている。

【００２９】図１０は、光学ユニット１０の平面図で、
上下回転軸（Ｘ−Ｘ線軸）は拡散中心Ｐを通り、水平方
向にレイアウトされている。左右回転軸（Ｙ−Ｙ線軸）
は拡散中心Ｐを通り、奥行き方向にレイアウトされてい
る。偏心ノブ５１を、図１１に示すように、回転させる
と、拡散ＬＤ光６は拡散中心Ｐを通る、上下回転軸（Ｘ
−Ｘ線軸）を中心に、光軸Ｌ０が上下方向に回動される
（図１３）。この時、ハウジング１０と、回転部材２
２，２３が一体となり、半抜き部２１ａ，２１ｂを中心
に回動している。

【００３０】図１２に示すように、偏心ノブ５２を回転
させると、拡散ＬＤ光６は拡散中心Ｐを通る左右回転軸
（Ｙ−Ｙ線軸）を中心に（＝光軸Ｌ０を中心に）左右の
端部が上下方向に回動される。この時、ハウジング４１
と、回転部材２２，２３と、回転部材２１が一体とな
り、半抜き部２１ｃを中心に回動している。

【００３１】光学ユニット１０をステー４を取り付けた
後、偏心ノブ５１を回転させると、光軸６が、拡散中心
Ｐを基準に（上下回転軸（＝Ｘ−Ｘ線軸）を基準に）ス
クリーン部２に対して垂直方向に調整できる。光軸６が
再帰反射部材１０１に当る所をＥとする（図１３）と、
光軸６全体がスクリーン部２と平行になった時、最適の
調整が完了となる。偏心ノブ５２を回転させると、拡散
中心Ｐを基準に（左右回転軸（＝Ｙ−Ｙ線軸）を基準
に）、スクリーン部２に対する拡散ＬＤ光６の左右端部
の高さがスクリーン部２に対して垂直方向に調整でき
る。拡散ＬＤ光６の左右端部が再帰反射部材１０１に当
る所を、図１３に示すＦ，Ｇとすると、Ｆ，Ｇの高さが
一致した時、最適の調整が完了になる。つまり、Ｅ，
Ｆ，Ｇは同一高さになるように調整される。この時、そ
れぞれの調整にて回転軸が独立しているため、一度調整
した軸は、次の調整にて崩されることはなく、簡単に最
適な調整が可能になる。

【００３２】上述のように、本発明によると、座標入力
面（以下スクリーン）に対する検出面（ｘ，ｙ）方向の
取付は光軸がある一定の角度になるように固定とし、検
出面（ｘ，ｙ）に対して拡散中心点を基準とし、拡散光
の光軸を上下方向に調整する機構と、拡散光全体の左右
のバランスを調整する機構をそれぞれ独立した調整機構
とすることにより、それぞれの調整にて回転軸が独立し
ているため、一度調整した軸は、次の調整にて崩される
ことはなく、簡単に最適な調整が可能になる。

【００３３】上述のごとき座標入力装置において、ハー
フミラーを保持する方法の一つとして接着材及び両面テ
ープによる接着があるが、接着時にミラーがずれたりす
る不具合がある。また、ミラー保持方法の他の方法とし
て直接ネジによる固定があるが、ネジ締めによるミラー
の歪み、割れの不具合が有る。これを防止するため、弾
性部材をミラーとブラケットの間に介在させる方法もあ
るが、小型化対応が困難である。更に、ミラーの保持に
は高精度な平面性が要求される。

【００３４】上述のごとき問題を解決するためには、以
下に説明するように、光学ユニット内に設けられ、発光
部により扇状に拡散された光を透過させ、かつ、再帰反
射光を受光部にパスさせるためのミラーを保持するため
の保持部に４５°の基準面を設け、かつ、それに対向す
る位置に垂直な面を構成し、その２面で構成される三角
形の空間に各面に接する大きさの円柱形のゴム部材を押
し当てることにより、更には、前記４５°基準面を平面
又は少なくとも２つ以上の突起形状を２ヶ所に設けるこ
とにより、ミラーを基準面に密着させ、取りつけ可能に
する。

【００３５】図１４は、本発明の実施に用いて好適なハ
ーフミラー保持装置の内部構成の一例を示す要部概略斜
視図、図１５は図１４の平面図、図１６は板バネで保持
した場合の側断面図、図１７はゴム材を用いて保持する
場合の保持前の構成を示す側断面図、図１８はゴム材を
用いて保持している状態を示す側断面図、図１９は他の
例を示す内部構成図、図２０は図１９の平面図、図２
０，図２１は断面構成図で、全図を通して、６１はハウ
ジング、６２はハーフミラー、６３は板バネのミラー押
え、６４はレーザダイオード（ＬＤ）、６５はＬＤ押
え、６６は拡散レンズ、６７は結像レンズ、６８は防塵
ガラス、６９はゴム製のミラー押え、７０はカバー、７
１は第１の基準面、７２は第２の基準面、７３は板バネ
ミラー押え用取付溝、７４は拡散レンズ用取付溝で、該
ミラー保持装置は、前述のごとき光学ユニット１０内に
設けられ、発光部により扇状に拡散された光を透過さ
せ、かつ、再帰反射光を受光部にパスさせるためのハー
フミラーを保持するための保持部に４５°の基準面を設
け、かつ、それに対向する位置に垂直な面を構成し、そ
の２面で構成される三角形の空間に各面に接する大きさ
の円柱形のゴム部材を押し当てることにより、ハーフミ
ラーを基準面に密着させて取付可能にしたものである。

【００３６】更に詳細に説明すると、高分子樹脂材料で
成形されたハウジング６１、発光源であるレーザダイオ
ード（以下ＬＤ）６４，該ＬＤ６４を制御する（図示せ
ず）ＬＤ制御基板、該ＬＤ６４をハウジングに押さえつ
けるためのＬＤ押え６５、点光原であるＬＤ光を拡散光
にするための拡散レンズ６６、拡散光を５０％透過し、
かつ、再帰反射部（図示せず）により再帰された再帰反
射光の５０％を９０°にパスさせるためのハーフミラー
６２、該ハーフミラー６２を押さえつけるためのウレタ
ンゴム等で構成されているゴム製のミラー押え６９、ス
テンレスなどで構成されている板バネ製のミラー押え６
３、９０°にパスされた拡散光を（図示せず）ＣＣＤに
結像させるための結像レンズ６７、そのＣＣＤを実装し
ているＣＣＤ実装基板（図示せず）、防塵目的の防塵ガ
ラス６８、同じく防塵目的の板金等で構成されたカバー
６９により構成される。

【００３７】ハーフミラー６２は、ハウジングに設けら
れた２ヶ所の同一平面状に設けられた第１の基準面７
１、及び、同一平面状に設けられた第２の基準面７２に
より構成された三角形の空間に挿入される。この時、ハ
ーフミラー７２の一面は２ヶ所の基準面７１に突き当た
られる。ゴム製のミラー押え６９をハーフミラー６２の
上に乗せる。つまり、ハーフミラー６２のもう一面とハ
ウジング６１に設けられた基準面７２で構成された三角
形の空間に挿入する。板バネのミラー押え６３をゴム製
のミラー押え６９に乗せるように取付（図示せず）、ネ
ジによりハウジング６１に固定する。板バネのミラー押
え６３のバネ効果により、ゴム製のミラー押え６９が圧
縮され、ハーフミラー６２、及び、基準面７２に押し付
け力が分散され、基準面７１、基準面７２、板バネのミ
ラー押え６３に垂直分力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が働き、ハー
フミラー６２を保持している。この時、ゴム製のミラー
押え６９はハーフミラー６２の中心を押さえつけるよう
にレイアウトされている。なお、ゴム製のミラー押え６
９は円柱形状が望ましい。

【００３８】図２１，図２２に示すように、基準面７１
は平面でなくても、突起形状７５でも所発明の目的を達
成できる。突起形状７５は円柱状もしくは角柱状のボス
形状により構成される。なお、突起形状７５の先端、つ
まり、ハーフミラー６２と接する部分、つまり、基準面
７１は平面状でも球面状でも良い。図では、平面上を図
示している。ここで、突起形状７５の先端は前記説明同
様、「ハウジング６１に設けられた２ヶ所の同一平面状
に設けられた基準面７１」の条件を満たしていなければ
ならない。また、突起形状７５の二等分位置はハーフミ
ラー６２の中心位置と一致している方が望ましい。

【００３９】上述のようにすると、円柱状のゴム製のミ
ラー押え６９により、ハーフミラー６２（＝基準面７
１）と、基準面７２と、板バネミラー押え６３の各々に
点接触することにより、確実に均等な押し付け力を得る
ことができ、バラツキがなくなることから安定した保持
が可能である。また、円柱状のゴムミラー押え６９がハ
ーフミラー６２（＝基準面７１）と、基準面７２と、板
バネミラー押え６３の各々に垂直分力が働くことによ
り、確実に均等な押し付け力を得ることができ、バラツ
キがなくなることから安定した保持が可能である。ま
た、円柱状のゴムミラー押え６９がハーフミラー６２の
中心に垂直分力が働くことにより、ハーフミラー６２に
均等な押し付け力が働き、バラツキがなくなることから
安定した保持が可能である。

【００４０】更には、基準面７１を突起形状にすること
により、突起形状７５の二等分位置はハーフミラー６２
の中心位置と一致していることにより、ゴムミラー押え
６９のハーフミラー６２を押し付ける垂直分力がハーフ
ミラー６２の中心に働くことにより、押し付け力は突起
形状７５部分に集中され、基準面７１が平面に比べ、よ
り安定した均等な押し付け力が働き、バラツキがなくな
ることから安定した保持が可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、座標入力面（以下スクリーン）に対する検出
面（ｘ．ｙ）の方向の取付は光軸がある一定の角度にな
るように固定とし、検出面（ｘ．ｙ）に対して拡散中心
点を基準とし、拡散光の光軸を上下方向に調整する機構
と、拡散光全体の左右のバランスを調整する機構をそれ
ぞれ独立した調整機構とすることにより、それぞれの調
整にて回転軸が独立しているため、一度調整した軸は、
次の調整にて崩されることはなく、簡単に最適な調整が
可能になる。

【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
するための全体正面図である。

【図２】 本発明の実施に使用して好適なステーの一例
を示す全体斜視図である。

【図３】 本発明による座標入力装置本体とステーとの
関係を示す図である。

【図４】 本発明による光学ユニットとステーとの関係
を説明するための要部斜視図である。

【図５】 本発明の実施に使用する光学ユニットの一例
を説明するための要部斜視図である。

【図６】 本発明の実施に使用する光学ユニットの分解
斜視図である。

【図７】 本発明の実施に使用する光学ユニットの組み
立て方を説明するための図である。

【図８】 ハウジング部の組み立て方を説明するための
図である。

【図９】 光学ユニット部の平面図である。

【図１０】 光学ユニット部の内部構造を省略した正面
図である。

【図１１】 光学ユニットの操作例を示す図である。

【図１２】 光学ユニットの他の操作例を示す図であ
る。

【図１３】 拡散光の照射例を説明するための図であ
る。

【図１４】 本発明の実施に使用して好適な光学ユニッ
トのハーフミラー保持機構の内部構造の一例を示す要部
概略構成図である。

【図１５】 図１４の平面図である。

【図１６】 図１４の側断面の一例を示す図である。

【図１７】 図１４のミラー押え前の例を示す側断面図
である。

【図１８】 図１４のミラー押え後の側断面図である。

【図１９】 本発明の実施に使用される光学ユニットの
他の内部構成例を示す要部斜視図である。

【図２０】 図１９の平面図である。

【図２１】 図１９のミラー押え前の側断面図である。

【図２２】 図１９のミラー押え後の側断面図である。

【図２３】 本発明が適用される光学式の座標入力、検
出装置の一例を示す図である。

【図２４】 図２３の座標入力面に取り付けられた受発
光手段を、座標入力面に垂直な方向から見た図である。

【図２５】 受発光手段の動作を詳しく説明するための
図である。

【図２６】 受発光手段と座標入力領域との幾何学的な
相対位置関係を示す図である。

【図２７】 受発光手段を、ディスプレイの表面へ設置
した場合の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１…プロジェクタ本体、２…スクリーン部、３…再帰反
射部材、４…ステー、６…拡散ＬＤ光、１０…光学ユニ
ット、２０…回転部材部、２１，２２，２３…回転部
材、３０…光学ユニット取付部材部、４０…ハウジング
部、４１…ハウジング、４２…拡散レンズ、４３…ハー
フミラー、４４…板バネ押えミラー、４５…結像レン
ズ、４６…ＬＤ押え、４７…ＳＢＵ、４８…ＬＤＵ、４
９…防塵ガラス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点光源であるレーザーダイオード（Ｌ
   Ｄ）からの光を、拡散レンズにより扇状に拡散させて射
   出する発光部と、該発光部からの光を再帰反射部によっ
   て反射させた再帰反射光を受光する受光部をもち、前記
   発光部と受光部をハウジング内に収容して光学ユニット
   とし、該光学ユニットが光学ユニット取付部材によりタ
   ッチパネルの少なくとも異なる２ヶ所のコーナー部に設
   置されて、前記ハウジングから前記タッチパネルの所定
   範囲に、ほぼ平行に、かつ、扇状に拡散させた光を、指
   又は専用ペン等の任意の遮断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、座
   標入力面に対する検出面（ｘ，ｙ）の方向は、光軸があ
   る一定の角度になるように固定とし、検出面（ｘ，ｙ）
   に対して拡散中心点を基準とし、拡散光の光軸を上下方
   向に調整する機構と、拡散光全体の左右のバランスを調
   整する機構をそれぞれ独立した調整機構として有するこ
   とを特徴とする座標入力装置。