JP2006065595A - Input device - Google Patents

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JP2006065595A JP2004247647A JP2004247647A JP2006065595A JP 2006065595 A JP2006065595 A JP 2006065595A JP 2004247647 A JP2004247647 A JP 2004247647A JP 2004247647 A JP2004247647 A JP 2004247647A JP 2006065595 A JP2006065595 A JP 2006065595A
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Toshinari Oyama
俊成 大山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input device allowed to be miniaturized and hardly damaged and capable of reducing power consumption. <P>SOLUTION: The input device is provided with: a light emitting element 3 for emitting light; a light emission driving circuit 4 for driving the light emitting element ; a collimator lens 5 for making light parallel; first and second liquid crystal lenses 6, 7 for changing a focal position to a light traveling direction and a direction vertical to the light traveling direction; a liquid crystal lens control part 8 for controlling the first and second liquid crystal lenses 6, 7; a light receiving element 11 for receiving light reflected by an indicator 1 and returned; a half mirror 9 for reflecting light to the light receiving element 11; a diaphragm part 10 arranged on the light incidence side of the light receiving element 11; an amplifier 12 for amplifying a signal from the light receiving element 11; and a position detection part 13 for detecting the position of an indicator 1 from the control state of the liquid crystal lens control part 8 and a signal from the amplifier. Consequently a focal position can be freely controlled without having a movable part. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、入力装置に関するものであり、特に、入力領域に対して光を走査することによって指示器の位置を検出する光走査型の入力装置に関するものである。   The present invention relates to an input device, and more particularly to an optical scanning type input device that detects the position of an indicator by scanning light with respect to an input region.

従来よりコンピュータや情報端末など、表示画面に対し指示器を用いて入力を行う装置は広く知られている。この中でも、抵抗膜方式の入力装置が広く使われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, devices that perform input using an indicator on a display screen, such as computers and information terminals, are widely known. Of these, resistive film type input devices are widely used.

抵抗膜方式の入力装置は、2枚の透明抵抗膜からなるタッチパネルを表示装置上に配置するという構造上、光の透過率が減少してしまうことから、表示品質を低下させてしまうという問題があった。   The resistance film type input device has a problem in that the display quality is deteriorated because the light transmittance decreases due to the structure in which the touch panel composed of two transparent resistance films is arranged on the display device. there were.

この問題を解決するため、入力領域に対して光を走査することによって入力を検出する入力装置が知られており、多くの提案をみるところである(例えば、特許文献1参照。)。   In order to solve this problem, an input device that detects an input by scanning light with respect to the input area is known, and many proposals are being seen (for example, see Patent Document 1).

特許文献1に示した従来技術の入力装置を図面を用いて説明する。
図7は、特許文献1に示した従来技術の入力装置を示す構成図である。図8は、特許文献1に示した従来技術の入力装置の光送受ユニットを示す構成図である。
A conventional input device disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a block diagram showing a conventional input device disclosed in Patent Document 1. In FIG. FIG. 8 is a block diagram showing an optical transmission / reception unit of the input device of the prior art shown in Patent Document 1.

図7において、80は表示画面、50は光送受ユニット、51は光を入射方向に反射する再帰性反射シート、52は受光信号検出回路、53は発光素子駆動回路、54はMPU、55はポリゴン制御回路、56は表示装置、57は指やペンなどの指示物である
図8において、58は赤外線レーザを出射するレーザダイオードからなる発光素子、59は光を平行光にするコリメートレンズ、60はポリゴンミラー、62はハーフミラー、63は受光素子、64は可視光カットフィルタである。
In FIG. 7, 80 is a display screen, 50 is a light transmission / reception unit, 51 is a retroreflective sheet that reflects light in the incident direction, 52 is a light reception signal detection circuit, 53 is a light emitting element drive circuit, 54 is an MPU, and 55 is a polygon. In FIG. 8, 58 is a light emitting element composed of a laser diode that emits an infrared laser, 59 is a collimating lens that collimates light, and 60 is a display circuit. A polygon mirror, 62 is a half mirror, 63 is a light receiving element, and 64 is a visible light cut filter.

特許文献1に示した従来技術の入力装置は、走査される光が指示物57によって遮られることを検出することにより指示物57の位置を特定するものである。   The input device of the prior art shown in Patent Document 1 specifies the position of the indicator 57 by detecting that the scanned light is blocked by the indicator 57.

図7を用いて指示物57の検出の手順を説明する。MPU54は、発光素子駆動回路53を駆動することにより、光送受ユニット50から光を表示画面80上に走査する。光の経路上に指示物57が無い場合は、光は再帰性反射シート51に達する。再帰性反射シート51は、光を入射方向に反射するため、光は光送受ユニット50に戻ってくる。光の経路上に指示物57が有る場合は、光は指示物57に遮られて光送受ユニット50に戻ってこない。
このように、光送受ユニット50に光が戻ってくるかどうかを受光信号検出回路52で検出し、その時の光の走査方向に指示物57が有るかどうか判断する。図7に示すごとく光送受ユニット50を表示画面80の端に2つ設けることにより指示物57の位置を特定することができる。
The procedure for detecting the indicator 57 will be described with reference to FIG. The MPU 54 scans light on the display screen 80 from the light transmitting / receiving unit 50 by driving the light emitting element driving circuit 53. When there is no indicator 57 on the light path, the light reaches the retroreflective sheet 51. Since the retroreflective sheet 51 reflects light in the incident direction, the light returns to the light transmission / reception unit 50. When the indicator 57 is on the light path, the light is blocked by the indicator 57 and does not return to the light transmitting / receiving unit 50.
In this way, the light reception signal detection circuit 52 detects whether or not the light returns to the light transmission / reception unit 50, and determines whether or not the indicator 57 is present in the light scanning direction at that time. As shown in FIG. 7, the position of the indicator 57 can be specified by providing two light transmission / reception units 50 at the end of the display screen 80.

図8を用いて光送受ユニット50の動作を説明する。発光素子58から発射した光は、コリメートレンズ59で平行光に変換される。ハーフミラー62では、光はそのまま通過し、ポリゴンミラー60で反射し、再帰性反射シート51に向かう。指示物57が無い場合は、再帰性反射シート51から光は戻って、ポリゴンミラー60で再び反射した後、ハーフミラー62で反射し、可視光カットフィルタ64を通過して受光素子63に達する。ポリゴン制御回路55は、図示しないモータ等によってポリゴンミラー60を回転させる
ことにより光の走査方向を変化させている。このようにして、光送受ユニット50は表示画面80上の光の走査を実現している。
The operation of the optical transmission / reception unit 50 will be described with reference to FIG. Light emitted from the light emitting element 58 is converted into parallel light by the collimator lens 59. In the half mirror 62, the light passes as it is, is reflected by the polygon mirror 60, and travels toward the retroreflective sheet 51. When there is no indicator 57, the light returns from the retroreflective sheet 51, is reflected again by the polygon mirror 60, is reflected by the half mirror 62, passes through the visible light cut filter 64, and reaches the light receiving element 63. The polygon control circuit 55 changes the light scanning direction by rotating the polygon mirror 60 with a motor or the like (not shown). In this way, the light transmission / reception unit 50 realizes scanning of light on the display screen 80.

また、入力装置ではないが、光を用いて薄膜などの被測定物の厚さを測定する変位測定装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。   Moreover, although it is not an input device, the displacement measuring device which measures the thickness of to-be-measured objects, such as a thin film, using light is known (for example, refer patent document 2).

特許文献2に示した従来技術の変位測定装置は、光を照射し、被測定物からの反射光を検出することで被測定物の厚さを測定する。これは、照射した光が被測定物上で焦点を結んだ場合は、検出される反射光が最大になり、照射した光が被測定物上で焦点を結ばなかった場合は、検出される反射光がきわめて少なくなるという原理を利用したものである。
特許文献2に示した従来技術の変位測定装置は、液晶レンズを用いて焦点の位置を被測定物の厚さ方向に変化させながら、反射光の検出を行うため被測定物の厚さを測定することができる。
The conventional displacement measuring apparatus shown in Patent Document 2 irradiates light and detects the reflected light from the object to be measured, thereby measuring the thickness of the object to be measured. This is because the reflected light detected is maximized when the irradiated light is focused on the object to be measured, and the reflected light detected when the irradiated light is not focused on the object to be measured. It uses the principle that light is extremely low.
The prior art displacement measuring apparatus shown in Patent Document 2 measures the thickness of a measured object in order to detect reflected light while changing the focus position in the thickness direction of the measured object using a liquid crystal lens. can do.

液晶レンズとは、透明電極が形成された透明基板を対向し、その間に液晶を充填した構造を有するもので、透明電極間の印加電圧に依存して光の屈折率が変化する現象を利用し、レンズとしての働きをさせたものである。   A liquid crystal lens has a structure in which a transparent substrate on which a transparent electrode is formed is opposed to each other and a liquid crystal is filled between them, and utilizes the phenomenon that the refractive index of light changes depending on the voltage applied between the transparent electrodes. , Which has worked as a lens.

特開2004−199714号公報(第4−9頁、第1−2図)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-199714 (page 4-9, FIG. 1-2) 特開2003−97911号公報(第2−5頁)JP 2003-97911 A (page 2-5)

しかしながら、特許文献1に示した従来技術の入力装置は、光送受ユニット50を複数設ける必要があり小型化できないという欠点があった。また、可動部であるポリゴンミラー60を持つため、機械的に壊れやすいという欠点があった。また、ポリゴンミラー60を回転させるため消費電力が大きいという欠点があった。   However, the input device of the prior art disclosed in Patent Document 1 has a drawback that it is necessary to provide a plurality of optical transmission / reception units 50 and cannot be reduced in size. Further, since the polygon mirror 60 which is a movable part is provided, there is a disadvantage that it is mechanically fragile. Further, since the polygon mirror 60 is rotated, there is a disadvantage that power consumption is large.

また、特許文献2に示した従来技術の変位測定装置は、そもそも被測定物の厚みを測定するものであり、入力装置のように2次元的位置を検出するものではない。   Further, the conventional displacement measuring apparatus shown in Patent Document 2 measures the thickness of an object to be measured, and does not detect a two-dimensional position like an input device.

本発明の目的は、上記課題を解決しようとするもので、小型化が可能で、壊れ難く、消費電力の少ない入力装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an input device that can be miniaturized, is not easily broken, and consumes less power.

上記目的を達成するため、本発明の入力装置は下記に示す構造を採用する。   In order to achieve the above object, the input device of the present invention adopts the following structure.

入力領域に対して光を走査することによって指示器の位置を検出する光走査型の入力装置において、
光を発射する発光素子と、発光素子を駆動する発光駆動回路と、光を平行にするコリメートレンズと、光の進行方向に焦点の位置を変化させる第1の液晶レンズと、 光の進行方向と垂直な方向に焦点の位置を変化させる第2の液晶レンズと、第1の液晶レンズと第2の液晶レンズとを制御する液晶レンズ制御部と、指示器に反射して戻ってきた光を受光する受光素子と、受光素子に向けてに光を反射するハーフミラーと、受光素子の光の入射側に設けられた光絞り部と、受光素子の信号を増幅する増幅器と、液晶レンズ制御部の制御状態と増幅器の信号とから指示器の位置を検出する位置検出部と、を有することを特徴とする。
In an optical scanning type input device that detects the position of an indicator by scanning light with respect to an input area,
A light emitting element that emits light, a light emission drive circuit that drives the light emitting element, a collimating lens that collimates the light, a first liquid crystal lens that changes a focal position in the light traveling direction, and the light traveling direction; A second liquid crystal lens that changes the position of the focus in the vertical direction, a liquid crystal lens control unit that controls the first liquid crystal lens and the second liquid crystal lens, and light that is reflected back to the indicator and receives light A light receiving element, a half mirror that reflects light toward the light receiving element, an optical diaphragm provided on the light incident side of the light receiving element, an amplifier that amplifies the signal of the light receiving element, and a liquid crystal lens control unit And a position detector for detecting the position of the indicator from the control state and the signal of the amplifier.

第1の液晶レンズは、複数の同心円状の透明電極を有することを特徴とする。   The first liquid crystal lens has a plurality of concentric transparent electrodes.

第2の液晶レンズは、複数の平行に配置した直線状の透明電極を有することを特徴とする。   The second liquid crystal lens has a plurality of linear transparent electrodes arranged in parallel.

本発明の入力装置によれば、第1の液晶レンズと第2の液晶レンズとを設けたことによって、ポリゴンミラーのような可動部が必要なくなり、壊れ難く、消費電力を少なくすることができるとともに、第1の液晶レンズと第2の液晶レンズとにより、焦点を自由に制御可能とすることができる。これにより、焦点からの反射光を利用した高精度の入力装置を実現できる。   According to the input device of the present invention, the provision of the first liquid crystal lens and the second liquid crystal lens eliminates the need for a movable part such as a polygon mirror, makes it difficult to break, and reduces power consumption. The focus can be freely controlled by the first liquid crystal lens and the second liquid crystal lens. Thereby, a highly accurate input device using reflected light from the focal point can be realized.

焦点を自由に制御可能となったことによって、本発明の入力装置は、入力領域の縁に1箇所取り付けるのみで動作させることができる。このため格段に小型化できる。
また、焦点を自由に制御できるので、入力領域の大きさが異なるさまざまな入力装置においても対応可能であり、ハードウエアの変更なしに、そのまま応用することができる。このため入力装置としてのコストを格段に小さくすることができる。
Since the focus can be freely controlled, the input device of the present invention can be operated only by being attached to the edge of the input region. For this reason, it can be remarkably downsized.
Moreover, since the focus can be freely controlled, it can be applied to various input devices having different input areas, and can be applied as it is without changing hardware. For this reason, the cost as an input device can be remarkably reduced.

以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図1は、本発明の入力装置の第1の構成図であり、指示器に焦点が合った状態を示す図である。図2は、本発明の入力装置の第2の構成図であり、指示器に焦点が合っていない状態を示す図である。図3は、本発明の入力装置の使用形態例を示す図であって、図3(a)は正面図であり、図3(b)は側面図である。図4は、本発明の入力装置の液晶レンズの断面図である。図5は、本発明の入力装置の液晶レンズの透明電極パターン図であって、図5(a)は同心円状の透明電極パターン図であり、図5(b)は直線状の透明電極パターン図である。図6は、本発明の入力装置の光絞り部を示す図であって、図6(a)は光が中心に集まっている図であり、図6(b)は光が広がっている図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a first configuration diagram of an input device according to the present invention, and shows a state in which an indicator is in focus. FIG. 2 is a second block diagram of the input device of the present invention, and shows a state where the indicator is not focused. 3A and 3B are diagrams showing an example of how the input device of the present invention is used, in which FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view. FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal lens of the input device of the present invention. FIG. 5 is a transparent electrode pattern diagram of the liquid crystal lens of the input device of the present invention, FIG. 5 (a) is a concentric transparent electrode pattern diagram, and FIG. 5 (b) is a linear transparent electrode pattern diagram. It is. 6A and 6B are diagrams showing an optical aperture section of the input device according to the present invention. FIG. 6A is a diagram in which light is concentrated at the center, and FIG. 6B is a diagram in which light is spread. is there.

[構造説明:図1〜図6]
まず、本発明の入力装置の構成を図1から図6とを用いて説明する。
図1において、1は指やペン等の指示器、2は光送受ユニット、3はレーザダイオードや赤外線発光LED(Light Emitting Diode)からなる発光素子、4は発光駆動回路、5は光を平行光にするコリメートレンズ、6は第1の液晶レンズ、7は第2の液晶レンズ、8は液晶レンズ制御部、9はハーフミラー、10は光絞り部、11はフォトダイオードやフォトトランジスタからなる受光素子、12は増幅器、13は位置検出部、20は微小な穴であるピンホールである。
[Structure explanation: FIGS. 1 to 6]
First, the configuration of the input device of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, 1 is an indicator such as a finger or a pen, 2 is a light transmission / reception unit, 3 is a light emitting element made up of a laser diode or an infrared light emitting LED (Light Emitting Diode), 4 is a light emission drive circuit, and 5 is a parallel light. A collimating lens, 6 is a first liquid crystal lens, 7 is a second liquid crystal lens, 8 is a liquid crystal lens control unit, 9 is a half mirror, 10 is an optical aperture unit, and 11 is a light receiving element comprising a photodiode or phototransistor. , 12 are amplifiers, 13 is a position detector, and 20 is a pinhole which is a minute hole.

図3において、14は電子機器、15は入力領域、16は焦点走査軌跡である。   In FIG. 3, 14 is an electronic device, 15 is an input area, and 16 is a focus scanning locus.

図4において、17は透明基板、18は透明電極、19は液晶である。また、図4における矢印は光の入射と出射との方向を示している。   In FIG. 4, 17 is a transparent substrate, 18 is a transparent electrode, and 19 is a liquid crystal. Moreover, the arrow in FIG. 4 has shown the direction of incidence | injection and emission of light.

図6において、21は光照射領域である。なお、図1から図6において同一の構成には同一の番号を付与している。   In FIG. 6, reference numeral 21 denotes a light irradiation region. 1 to 6, the same number is assigned to the same configuration.

[原理説明:図1、図2、図6]
まずはじめに、本発明の入力装置の検出の基本原理を図1と図2と図6とを用いて説明する。
図1に示すように、発光駆動回路4により発光素子3から発射された光は、ハーフミラー9をそのまま通過し、コリメートレンズ5で平行光に変換された後、第2の液晶レンズ7と第1の液晶レンズ6とで屈折し焦点を結ぶ。
指示器1が焦点に位置した場合、指示器1上の1点で反射した光はハーフミラー9まで戻り、そこで反射し光絞り部10上で再び1点に集まり、すべての光がピンホール20を通過し受光素子11に到達する。図6(a)は、この時の光絞り部10上の様子を示している。
図2に示すように、指示器1が焦点に位置していない場合、指示器1上の広範な領域に広がって反射した光はハーフミラー9で反射し光絞り部10上で再び広範な領域を占める。つまり、ピンホール20を通過し受光素子11に到達する光はごく微量となる。図6(b)は、この時の光絞り部10上の様子を示している。
液晶レンズ制御部8は第1の液晶レンズ6と第2の液晶レンズ7とを駆動し焦点の位置を2次元的に走査し、位置検出部13は増幅器12によって増幅された受光信号がピークを迎えた時を捉え、その時点の焦点の位置が指示器1の位置であると検出することができる。
[Principle explanation: Fig.1, Fig.2, Fig.6]
First, the basic principle of detection of the input device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 6. FIG.
As shown in FIG. 1, the light emitted from the light emitting element 3 by the light emission driving circuit 4 passes through the half mirror 9 as it is and is converted into parallel light by the collimating lens 5, and then the second liquid crystal lens 7 and the second liquid crystal lens 7. The liquid crystal lens 6 is refracted and focused.
When the indicator 1 is located at the focal point, the light reflected at one point on the indicator 1 returns to the half mirror 9, where it is reflected and gathers again at one point on the optical diaphragm 10, and all the light is pinhole 20. And reaches the light receiving element 11. FIG. 6A shows a state on the optical aperture section 10 at this time.
As shown in FIG. 2, when the indicator 1 is not located at the focal point, the light that has spread and reflected over a wide area on the indicator 1 is reflected by the half mirror 9 and again on the light aperture section 10. Occupy. That is, a very small amount of light passes through the pinhole 20 and reaches the light receiving element 11. FIG. 6B shows a state on the optical aperture section 10 at this time.
The liquid crystal lens control unit 8 drives the first liquid crystal lens 6 and the second liquid crystal lens 7 to scan the focal position two-dimensionally, and the position detection unit 13 peaks the light reception signal amplified by the amplifier 12. It is possible to detect the time when the camera is greeted and detect that the position of the focus at that time is the position of the indicator 1.

[液晶レンズの原理説明:図4、図5]
次に、本発明の入力装置の液晶レンズについて図4と図5とを用いて説明する。
図4に示すように、液晶レンズは透明電極18が形成された透明基板17を対向し、その間に液晶19を充填した構造をとる。透明電極18間に電圧をかけると、液晶19内の分子の向きが変わり、これにより、光の屈折率が変化する。屈折率は透明電極18間の電圧に依存する。すなわち、高電圧をかけると屈折率が高く、低電圧をかけると屈折率が低くなる。
[Principle explanation of liquid crystal lens: Fig.4, Fig.5]
Next, the liquid crystal lens of the input device of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 4, the liquid crystal lens has a structure in which a transparent substrate 17 on which a transparent electrode 18 is formed is opposed and a liquid crystal 19 is filled therebetween. When a voltage is applied between the transparent electrodes 18, the direction of the molecules in the liquid crystal 19 changes, thereby changing the refractive index of light. The refractive index depends on the voltage between the transparent electrodes 18. That is, when a high voltage is applied, the refractive index is high, and when a low voltage is applied, the refractive index is low.

図5(a)に示すように、透明電極18を同心円状に形成し、外側の透明電極18を高電圧で駆動で駆動し、内側の透明電極18に向かうに従って低電圧で駆動すれることによって凸レンズとして動作させることができ、駆動電圧の変化率を変えることで焦点距離を変化させることができる。第1の液晶レンズ6は、図5(a)に示すような同心円状の透明電極18を持った液晶レンズである。
図5(b)に示すように、透明電極18を直線状に形成し、一方の端の透明電極18を高電圧で駆動で駆動し、他方の端の透明電極18に向かうに従って低電圧で駆動すれることによって、光を左右に屈折させることができる。第2の液晶レンズ7は、図5(b)に示すような直線状の透明電極18を持った液晶レンズである。
As shown in FIG. 5 (a), the transparent electrode 18 is formed concentrically, and the outer transparent electrode 18 is driven at a high voltage, and is driven at a low voltage toward the inner transparent electrode 18. It can be operated as a convex lens, and the focal length can be changed by changing the change rate of the drive voltage. The first liquid crystal lens 6 is a liquid crystal lens having concentric transparent electrodes 18 as shown in FIG.
As shown in FIG. 5B, the transparent electrode 18 is formed in a straight line, and the transparent electrode 18 at one end is driven by driving at a high voltage, and is driven at a lower voltage toward the transparent electrode 18 at the other end. By rubbing, light can be refracted to the left and right. The second liquid crystal lens 7 is a liquid crystal lens having a linear transparent electrode 18 as shown in FIG.

[動作説明:図3]
次に、本発明の入力装置の使用形態例を図3を用いて説明する。
図3に示すように、電子機器14の入力領域15の端に設けられた光送受ユニット2は、第1の液晶レンズ6と第2の液晶レンズ7とによって、焦点を図3(a)に示す焦点走査軌跡16のように2次元的に走査する。これによって指示器1の位置を検出する。
[Description of operation: Fig. 3]
Next, a usage example of the input device of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, the optical transmission / reception unit 2 provided at the end of the input area 15 of the electronic device 14 is focused on the first liquid crystal lens 6 and the second liquid crystal lens 7 in FIG. It scans two-dimensionally as shown in the focus scanning locus 16 shown. Thereby, the position of the indicator 1 is detected.

もし、三次元的な指示器1の位置を特定したければ、図5(b)に示すような直線状の透明電極18を持った液晶レンズを第2の液晶レンズ7と直交するように重ね配置することで容易に拡張できる。   If it is desired to specify the position of the three-dimensional indicator 1, a liquid crystal lens having a linear transparent electrode 18 as shown in FIG. 5B is overlapped so as to be orthogonal to the second liquid crystal lens 7. It can be easily expanded by arranging.

本発明の入力装置は、光の進行方向に焦点の位置を変化させる第1の液晶レンズのみならず、光の進行方向と垂直な方向に焦点の位置を変化させる第2の液晶レンズを設けたことによって、焦点を2次元的に自由に制御可能となり、入力装置へ応用が可能となった。また、従来技術の入力装置のポリゴンミラーのような可動部が必要なくなり、壊れ難く、消費電力を少なくすることができる。また、焦点を2次元的に自由に制御可能となったことにより、本発明の入力装置は入力領域の縁に1箇所取り付けるのみで動作させることができる。このため格段に小型化できる。   The input device according to the present invention includes not only the first liquid crystal lens that changes the focal position in the light traveling direction, but also the second liquid crystal lens that changes the focal position in a direction perpendicular to the light traveling direction. As a result, the focal point can be freely controlled two-dimensionally and applied to an input device. In addition, a movable part such as a polygon mirror of an input device according to the prior art is not required, it is difficult to break, and power consumption can be reduced. Further, since the focal point can be freely controlled two-dimensionally, the input device of the present invention can be operated only by being attached to the edge of the input region. For this reason, it can be remarkably downsized.

本発明の入力装置は、壊れ難さや低消費電力が求められるコンピュータや、情報端末等に適用することができる。特に持ち運び等の理由から小型化が求められる携帯情報端末に好適である。   The input device of the present invention can be applied to computers, information terminals and the like that are required to be difficult to break and have low power consumption. In particular, it is suitable for portable information terminals that are required to be downsized for reasons such as carrying around.

本発明の入力装置の第1の構成図である。It is a 1st block diagram of the input device of this invention. 本発明の入力装置の第2の構成図である。It is a 2nd block diagram of the input device of this invention. 本発明の入力装置の使用形態例を示す図である。It is a figure which shows the usage type example of the input device of this invention. 本発明の入力装置の液晶レンズの断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal lens of the input device of this invention. 本発明の入力装置の液晶レンズの透明電極パターン図である。It is a transparent electrode pattern figure of the liquid crystal lens of the input device of the present invention. 本発明の入力装置の光絞り部を示す図である。It is a figure which shows the optical aperture part of the input device of this invention. 従来技術の入力装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the input device of a prior art. 従来技術の入力装置の光送受ユニットを示す構成図である。It is a block diagram which shows the optical transmission / reception unit of the input device of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 指示器
2 光送受ユニット
3 発光素子
4 発光駆動回路
5 コリメートレンズ
6 第1の液晶レンズ
7 第2の液晶レンズ
8 液晶レンズ制御部
9 ハーフミラー
10 光絞り部
11 受光素子
12 増幅器
13 位置検出部
14 電子機器
15 入力領域
16 焦点走査軌跡
17 透明基板
18 透明電極
19 液晶
20 ピンホール
21 光照射領域
50 光送受ユニット
51 再帰性反射シート
52 受光信号検出回路
53 発光素子駆動回路
54 MPU
55 ポリゴン制御回路
56 表示装置
57 指示物
58 発光素子
59 コリメートレンズ
60 ポリゴンミラー
62 ハーフミラー
63 受光素子
64 可視光カットフィルタ
80 表示画面

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Indicator 2 Light transmission / reception unit 3 Light emitting element 4 Light emission drive circuit 5 Collimating lens 6 1st liquid crystal lens 7 2nd liquid crystal lens 8 Liquid crystal lens control part 9 Half mirror 10 Optical aperture part 11 Light receiving element 12 Amplifier 13 Position detection part DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Electronic device 15 Input area 16 Focus scanning locus 17 Transparent substrate 18 Transparent electrode 19 Liquid crystal 20 Pinhole 21 Light irradiation area 50 Light transmission / reception unit 51 Retroreflection sheet 52 Light reception signal detection circuit 53 Light emitting element drive circuit 54 MPU
55 Polygon control circuit 56 Display device 57 Indicator 58 Light emitting element 59 Collimator lens 60 Polygon mirror 62 Half mirror 63 Light receiving element 64 Visible light cut filter 80 Display screen

Claims (3)

入力領域に対して光を走査することによって指示器の位置を検出する光走査型の入力装置において、
光を発射する発光素子と、前記発光素子を駆動する発光駆動回路と、前記発光素子からの光を平行にするコリメートレンズと、光の進行方向に焦点の位置を変化させる第1の液晶レンズと、光の進行方向と垂直な方向に焦点の位置を変化させる第2の液晶レンズと、前記第1の液晶レンズと前記第2の液晶レンズとを制御する液晶レンズ制御部と、前記指示器に反射して戻ってきた光を受光する受光素子と、前記受光素子に向けて光を反射するハーフミラーと、前記受光素子の光の入射側に設ける光絞り部と、前記受光素子の信号を増幅する増幅器と、前記液晶レンズ制御部の制御状態と前記増幅器の信号とから前記指示器の位置を検出する位置検出部と、を有することを特徴とする入力装置。
In an optical scanning type input device that detects the position of an indicator by scanning light with respect to an input area,
A light-emitting element that emits light, a light-emitting drive circuit that drives the light-emitting element, a collimator lens that collimates the light from the light-emitting element, and a first liquid crystal lens that changes a focal position in the traveling direction of the light A second liquid crystal lens that changes a focus position in a direction perpendicular to the light traveling direction, a liquid crystal lens control unit that controls the first liquid crystal lens and the second liquid crystal lens, and the indicator A light receiving element that receives the reflected light, a half mirror that reflects the light toward the light receiving element, an optical aperture provided on the light incident side of the light receiving element, and an amplifying signal of the light receiving element An input device comprising: an amplifier for detecting a position of the indicator from a control state of the liquid crystal lens control unit and a signal of the amplifier.
前記第1の液晶レンズは、複数の同心円状の透明電極を有することを特徴とする請求項1に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein the first liquid crystal lens includes a plurality of concentric transparent electrodes. 前記第2の液晶レンズは、複数の平行に配置した直線状の透明電極を有することを特徴とする請求項1に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein the second liquid crystal lens includes a plurality of linear transparent electrodes arranged in parallel.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101260725B1 (en) 2011-06-02 2013-05-06 (주)옵티스 Optical device for touch screen
KR101322281B1 (en) 2011-08-08 2013-10-28 (주)옵티스 Touch Sensor Module with Transparent Lens for Display and Optical Device containing the same
CN108710450A (en) * 2018-07-30 2018-10-26 合肥联宝信息技术有限公司 A kind of infrared touch device

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