JP2009238167A - Position detection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位置検出装置に係り、特に、座標入力装置の入力面上の指示された座標位置を検出する位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detection device, and more particularly, to a position detection device that detects a designated coordinate position on an input surface of a coordinate input device.
近年、電子黒板(Interactive White Board、 以下、単に、IWBという)の利用が進んでいる。IWBは、一般的な表示装置として用いられているPDP、LCD、プロジェクター等を用い、この表示画面上にあたかも黒板にチョークで文字、図形等を書くように、指や電子ペン等による入力手段を動かすことにより、前述の入力手段の座標位置を検出するために備えられる位置検出装置が、入力手段の表示画面上の座標位置を検出し、その検出結果を表示装置に投影することにより実現されている。また、位置検出装置を用いた座標入力装置に関する従来技術として、タブレット、タッチパネル等が普及している。 In recent years, the use of an electronic whiteboard (Interactive White Board, hereinafter simply referred to as IWB) has been increasing. IWB uses PDPs, LCDs, projectors, etc., which are used as general display devices, and it uses input means such as fingers and electronic pens to write letters, figures, etc. on the blackboard as if they were chalk on the blackboard. The position detection device provided for detecting the coordinate position of the input means described above is realized by detecting the coordinate position on the display screen of the input means and projecting the detection result to the display device. Yes. In addition, tablets, touch panels, and the like are prevalent as conventional techniques related to a coordinate input device using a position detection device.
前述したような位置検出装置を実現するための方法としては、電磁誘導方式、超音波方式等の様々な技術が実用化されている。さらに、近年、イメージセンサにより取得した画像データに対して画像処理を行う技術を利用して、指や電子ペン等による入力手段の位置を検出する位置検出装置が普及しつつあり、描画応答性のよさ、赤外線、太陽光線、温度変化等の外部ノイズに対する耐性が強いという利点から、年々その利用数が増加している。 As a method for realizing the position detection apparatus as described above, various techniques such as an electromagnetic induction method and an ultrasonic method have been put into practical use. Furthermore, in recent years, position detection devices that detect the position of an input means such as a finger or an electronic pen by using a technique for performing image processing on image data acquired by an image sensor are becoming widespread, and drawing responsiveness is increasing. The number of uses is increasing year by year due to the advantages of good resistance to external noise such as infrared rays, sunlight, and temperature changes.
イメージセンサを用いた位置検出装置は、座標入力装置の入力面上の指や電子ペン等による入力手段の位置を検出するために、入力面の周囲にイメージセンサが取り付けられて構成されるのが一般的である。そして、この位置検出装置は、少なくとも2つのイメージセンサ、センサの取得画像を処理する制御装置としての制御基板が備えられて構成される。イメージセンサは、2つ以上が設置されることにより、入力面上の入力手段の位置を複数の視野位置より検出し、制御装置は、複数のイメージセンサが取得した画像データを処理し、三角法により入力手段の位置を計算している。 A position detection device using an image sensor is configured by attaching an image sensor around the input surface in order to detect the position of the input means such as a finger or an electronic pen on the input surface of the coordinate input device. It is common. The position detection device includes at least two image sensors and a control board as a control device that processes an image acquired by the sensor. When two or more image sensors are installed, the position of the input means on the input surface is detected from a plurality of visual field positions, and the control device processes the image data acquired by the plurality of image sensors, and performs trigonometry Is used to calculate the position of the input means.
また、前述の位置検出装置は、イメージセンサの近傍に、LED等の光を照射する光源が複数設置されて構成される。このLEDからの光は、入力面に直接照射されることなく、入力面に沿って入力面全体を覆うように照射される必要がある。そして、このようなLEDからの光は、入力面の周囲を取り囲むように設置されている枠に設置された再帰反射テープを照射する。反射テープは、コーナーキューブリフレクタ等の再帰反射性のある反射素材を使用したものであり、前述のLEDから照射された光線は、再帰反射テープ上で入射と同方向に再帰反射される。イメージセンサは、この反射光を受光して画像を撮像する。 In addition, the above-described position detection device is configured by installing a plurality of light sources that emit light such as LEDs in the vicinity of the image sensor. The light from this LED needs to be irradiated so as to cover the entire input surface along the input surface without being directly irradiated to the input surface. And the light from such LED irradiates the retroreflection tape installed in the frame installed so that the circumference | surroundings of the input surface may be surrounded. The reflective tape uses a retroreflective material such as a corner cube reflector, and the light emitted from the LED is retroreflected in the same direction as incident on the retroreflective tape. The image sensor receives the reflected light and captures an image.
前述したように、入力面の表面上に光線を照射する環境を作成し、入力面上に指や電子ペン等による入力手段である指示物体が接近して光線を遮断することにより、イメージセンサ上に影が検出される。この影の位置は、複数のイメージセンサにより画像として取得され、制御装置が入力手段の位置座標を算出する。 As described above, an environment for irradiating light on the surface of the input surface is created, and the pointing object, which is an input means such as a finger or an electronic pen, approaches the input surface to block the light. A shadow is detected. The shadow position is acquired as an image by a plurality of image sensors, and the control device calculates the position coordinates of the input means.
前述したような位置検出装置を構成するイメージセンサや制御基板は、ユーザーが基板回路や実装ケーブルに触れることにより生じる感電事故、また、それらの物理的破損を避けるため等の安全と品質確保との観点から外部に露出して設置することができない。また、これらのイメージセンサや制御基板は、露出して設置することにより、周囲環境の影響を受けやすくなり、例えば、外部からの埃などを受けたり、基板回路から発生する不要輻射、周囲環境からのノイズの影響により動作上の問題が引き起こされる可能性が高くなる。このため、これらのイメージセンサ、基板、ケーブル等は、外部から隔離するためにカバーを設置すること等により、ユーザーが容易に触れない、また、周囲環境からの影響が少なくなるように対処されている。 The image sensors and control boards that make up the position detection device described above are designed to ensure safety and quality, such as avoiding electric shock accidents caused by users touching board circuits and mounting cables, and physical damage to them. It cannot be exposed to the outside from the viewpoint. In addition, these image sensors and control boards are exposed and easily affected by the surrounding environment. For example, they are exposed to external dust, unnecessary radiation generated from the board circuit, and the surrounding environment. There is a high possibility that an operation problem will be caused by the influence of noise. For this reason, these image sensors, boards, cables, etc. are dealt with so that they are not easily touched by the user and the influence from the surrounding environment is reduced by installing a cover to isolate them from the outside. Yes.
なお、前述したような座標入力装置に使用するイメージセンサを使用した位置検出装置に関する従来技術として、例えば、特許文献1、2等に記載された技術が知られている。
前述した従来技術による位置検出装置は、通常、反射テープで反射された光が、入射方向と同一方向に反射するようにされている。そして、光源には、指向性のあるLED等が使用されるが、通常、その光束は、数〜数10度の広がりがある。このため、反射テープで反射された光は、入射方向とは厳密に一致しない方向への反射光として反射される光が発生し、これが光軸ずれの原因の1つとなっている。また、座標入力装置全体の歪み等による反射テープ搭載部のゆがみや傾き、反射テープ上の異物や汚れなどの影響により、再帰反射光の方向が入力光の方向とずれることがあり、また、光源設置部の光軸のずれによっても、再帰反射光の方向が入力光の方向とずれることがある。 In the above-described position detection device according to the prior art, the light reflected by the reflective tape is normally reflected in the same direction as the incident direction. As the light source, a directional LED or the like is used, but the luminous flux usually has a spread of several to several tens of degrees. For this reason, the light reflected by the reflecting tape is reflected as reflected light in a direction that does not exactly coincide with the incident direction, which is one of the causes of optical axis misalignment. In addition, the direction of retroreflected light may deviate from the direction of input light due to distortion and tilt of the reflective tape mounting part due to distortion of the entire coordinate input device, foreign matter and dirt on the reflective tape, etc. The direction of retroreflected light may also be deviated from the direction of input light due to the deviation of the optical axis of the installation part.
前述したような理由のため、従来技術による位置検出装置は、一部の光が入力面等で反射することによりイメージセンサに入射される光の位置が通常の反射光での位置とずれるため、光のずれが発生している領域に入力手段としての指示物体が置かれて場合、イメージセンサに、実像と虚像の片方、あるいは、両方の入力手段の影を検出させることになり、このため、本来の物体の位置、大きさを捕らえることが困難となり、座標のずれや誤作動を生じさせるという問題点を有している。 For the reasons described above, the position detection device according to the prior art is such that the position of the light incident on the image sensor is shifted from the position of the normal reflected light because a part of the light is reflected by the input surface or the like. When the pointing object as the input means is placed in the area where the light deviation occurs, the image sensor will detect the shadow of one of the real image and the virtual image, or both input means. It is difficult to capture the position and size of the original object, which causes problems such as coordinate shift and malfunction.
本発明の目的は、前述したような従来技術の問題点を解決し、座標入力装置の入力面での光の反射を防止して、イメージセンサが虚像を検出することを防止することができる位置検出装置を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, prevent reflection of light on the input surface of the coordinate input device, and prevent the image sensor from detecting a virtual image. It is to provide a detection device.
本発明によれば前記目的は、座標入力装置の入力面上に位置した指示物体である入力手段の位置を検出する位置検出装置において、前記座標入力装置の入力面の側方、上方あるいは下方の少なくとも2箇所の位置に備えられた複数のイメージセンサと、該イメージセンサの近傍に設置され、光を前記座標入力装置の入力面に沿って入力面の全面を覆うように照射する光源と、前記座標入力装置の入力面を取り囲むように、入力面に直角に設置した再帰反射性のある反射テープと、前記イメージセンサにより撮像された画像信号を入力として画像処理を行い、前記入力手段が指示する入力面上の指示位置の座標を演算する制御手段とを有して構成され、前記座標入力装置の入力面に反射防止加工が施されていることにより達成される。 According to the present invention, the object is to provide a position detection device for detecting the position of an input means that is a pointing object located on the input surface of the coordinate input device, on the side, above or below the input surface of the coordinate input device. A plurality of image sensors provided in at least two positions; a light source that is installed in the vicinity of the image sensor and that irradiates light so as to cover the entire input surface along the input surface of the coordinate input device; Image processing is performed using a retroreflective reflective tape placed at right angles to the input surface so as to surround the input surface of the coordinate input device and an image signal captured by the image sensor, and the input unit instructs And a control means for calculating the coordinates of the indicated position on the input surface, and this is achieved by applying antireflection processing to the input surface of the coordinate input device.
座標入力装置の入力面上に反射防止加工を施すことにより、イメージセンサーに取り込まれる虚像の発生を防止し、あるいは、低減することができるので、描画精度が高く、誤動作の少ない検出位置を表示させることができ。 By applying anti-reflective processing to the input surface of the coordinate input device, it is possible to prevent or reduce the generation of virtual images captured by the image sensor, thereby displaying detection positions with high drawing accuracy and few malfunctions. It is possible.
以下、本発明による位置検出装置の実施形態を図面により詳細に説明する。 Embodiments of a position detection device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態による位置検出装置を用いた座標入力装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a coordinate input device using a position detection device according to an embodiment of the present invention.
図1に示す座標入力装置は、画像等が表示される表示面となり、かつ、座標入力装置の入力面となるスクリーン101と、このスクリーン101に画像等を表示するプロジェクタ等の表示制御装置106と、スクリーン101上を指示する入力手段としての指示物体105と、本発明の実施形態による位置検出装置100を構成する2つのイメージセンサ102、103及びイメージセンサ102、103からの画像情報を処理して指示物体105のスクリーン上の座標位置を演算する制御手段を持つ制御基板104と、制御基板104上の制御手段が演算した指示物体105のスクリーン上の座標位置の情報を位置情報として受け取り、受け取った位置情報をスクリーン101上に表示するための処理を行って、表示制御装置106を介してスクリーン101上に指示物体105の動きの軌跡等を表示させるPC等による演算装置107とにより構成されている。また、図1には示していないが、イメージセンサ102、103の近傍には、LED等による光源が備えられ、スクリーン101を取り囲むように、スクリーン101の面に直角に設置した再帰反射性のある反射テープが備えられている。
The coordinate input device shown in FIG. 1 is a display surface on which an image or the like is displayed and is an input surface of the coordinate input device, and a display control device 106 such as a projector that displays the image or the like on the screen 101. The image information from the
前述において、イメージセンサ102、103は、CCDやCMOS等の受光素子を用い、撮像レンズを通して画像を取得するものであり、その構造は、いわゆるデジタルカメラとして知られているものと同様であってよい。また、入力手段としての指示物体105は、指、棒等であってよく、また、赤外線等による通信機能を備えて制御基板104上の制御手段と連動させて付加機能を追加した電子ペン等であってもよい。また、座標入力装置の入力面となるスクリーン101とプロジェクタ等の表示制御装置106に代り、PDP、LCD等の表示画面を用いることも可能である。
In the above description, the image sensors 102 and 103 use a light receiving element such as a CCD or a CMOS to acquire an image through an imaging lens, and the structure thereof may be the same as that known as a so-called digital camera. . The pointing
図1に示す例では、イメージセンサ102、103をスクリーン101の上部の左右の隅に設置し、また、制御手段を有する制御基板104をスクリーン101の上部のほぼ中央に設置しているが、他の位置、例えば、イメージセンサ102、103をスクリーン101の下部の左右の隅に設置し、また、制御手段を有する制御基板104をスクリーン101の下部のほぼ中央に設置するようにしてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the image sensors 102 and 103 are installed at the left and right corners of the upper part of the screen 101, and the
図2はイメージセンサ、光源、反射テープの取り付け状態を説明する図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining an attached state of the image sensor, the light source, and the reflective tape.
図2(a)に示すように、座標入力装置の入力面となるスクリーン101の左右側と下端とには、スクリーン101に直角となるように設置した再帰反射性のある光の反射テープ201〜203が備えられている。この反射テープ201〜203は、コーナーキューブリフレクタ等による再帰反射性のある反射素材を使用して構成されている。また、イメージセンサ102(103)は、図2(b)に示すように、その受光面205が反射テープからの反射光を受光することができるように向けられており、スクリーンの左側のイメージセンサ102は、スクリーン101の右側及び下端の反射テープ202、203からの反射光を受光し、スクリーンの右側のイメージセンサ103は、スクリーン101の左側及び下端の反射テープ201、203からの反射光を受光して撮像するようにされている。
As shown in FIG. 2 (a), retroreflective
イメージセンサの102(103)の近傍、本発明の実施形態では、イメージセンサの上に、LED等の発光素子による光源204が複数設置されている。光源204からの光は、座標入力装置の入力面となるスクリーン101の面に沿ってスクリーン101全面を覆うように射出されて反射テープ201〜203を照射する。光源204から照射される光は、反射テープ上で入射方向と同一の方向に反射され、反射光がイメージセンサ102(103)に受光されて、反射テープが撮像されることになる。
In the vicinity of the image sensor 102 (103), in the embodiment of the present invention, a plurality of light sources 204 by light emitting elements such as LEDs are installed on the image sensor. The light from the light source 204 is emitted along the surface of the screen 101 serving as the input surface of the coordinate input device so as to cover the entire screen 101 and irradiates the
前述において、スクリーン101の面上に指示物体である入力手段105がある場合、反射光がイメージセンサ102(103)に入力されて撮像された撮像画像には、スクリーン101上に指示物体である入力手段が接近して光線を遮断することにより、イメージセンサ上に影が検出され、反射テープ上に入力手段105が影として写し取られることになる。制御基板104上の制御手段は、2つのイメージセンサによって撮像された前述したような画像の反射テープ上の影の位置から入力手段105がスクリーン101の入力面上のどの位置にあるかを示す座標位置(X,Y)を算出する。
In the above description, when the
なお、算出する座標位置の精度向上のためには、イメージセンサの光軸と光源からの光軸とを一致させる必要があるが、その方法については、前述の特許文献1、2等に詳細が記載されており、本発明の実施形態では、それらの方法を使用することとする。 In order to improve the accuracy of the calculated coordinate position, it is necessary to match the optical axis of the image sensor with the optical axis from the light source. The method is described in detail in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, etc. In the embodiment of the present invention, those methods will be used.
図3はイメージセンサの画角と撮像画像の例とにより位置検出方法の概略を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of the position detection method based on the angle of view of the image sensor and an example of a captured image.
図3(a)にイメージセンサの画角を示しており、スクリーン101の右側上部に設けられたイメージセンサ103は、スクリーン101の左側に設けられた反射テープ201の最上部付近から最下部の左コーナーまでの反射テープ201と、左コーナーからスクリーン101の右側に設けられた反射テープ201の最下部までのスクリーン101の下部に設けられた反射テープ203との全域をカバーするような画角を有している。また、スクリーン101の左側上部に設けられたイメージセンサ102は、スクリーン101の右側に設けられた反射テープ202の最上部付近から最下部の右コーナーまでの反射テープ202と、右コーナーからスクリーン101の左側に設けられた反射テープ201の最下部までのスクリーン101の下部に設けられた反射テープ203との全域をカバーするような画角を有している。
FIG. 3A shows the angle of view of the image sensor. The image sensor 103 provided on the upper right side of the screen 101 is located near the uppermost part of the
そして、スクリーン101の右側上部に設けられたイメージセンサ103により撮像された画像は、図3(b)に示す例のような、スクリーン101の下部に設けられた反射テープ203と、スクリーン101の左側に設けられた反射テープ201とを撮影したものとなる。この例の画像には、指示物体である入力手段105の影が、スクリーン101の下部に設けられた反射テープ203の画面の中に写し込まれている。この影は、入力手段105の位置によっては、スクリーン101の左側に設けられた反射テープ201の画面の中に写し込まれることになる。
Then, an image captured by the image sensor 103 provided on the upper right side of the screen 101 includes a
また、スクリーン101の左側上部に設けられたイメージセンサ102により撮像された画像は、図3(c)に示す例のような、スクリーン101の下部に設けられた反射テープ203と、スクリーン101の右側に設けられた反射テープ202とを撮影したものとなる。この例の画像には、指示物体である入力手段105の影が、スクリーン101の下部に設けられた反射テープ203の画面の中に写し込まれている。この影は、入力手段105の位置によっては、スクリーン101の右側に設けられた反射テープ202の画面の中に写し込まれることになる。
Further, an image captured by the image sensor 102 provided on the upper left portion of the screen 101 is a
制御基板104上の制御手段は、2つのイメージセンサによって撮像された図3(b)、図3(c)に示したような画像の反射テープ上の影の位置から入力手段105がスクリーン101の面上のどの位置にあるかを示す座標位置(X,Y)を算出している。この座標位置の算出方法は、公知の方法を使用することができる。
The control means on the
図4は位置検出装置のカバーの概略構成を示す図である。すでに説明したように、位置検出装置を構成するイメージセンサ102、103や制御基板104は、ユーザーが基板回路や実装ケーブルに触れることにより生じる感電事故、また、それらの物理的破損を避けるため等の安全と品質確保との観点から外部に露出して設置することができない。このため、本発明では、位置検出装置のイメージセンサ102、103や制御基板104を覆うカバーを設けている。このカバーは、イメージセンサ102、103の画角の範囲内には光透過性のない物体は置けないため、それ以外の範囲について覆う構造を取っている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a cover of the position detection device. As described above, the image sensors 102 and 103 and the
すなわち、本発明の実施形態のカバー401は、図4(a)に示すように、その断面がL字状に構成された長尺の部材である。この部材によるカバー401は、図4(b)に示している前述迄に説明した位置検出装置100を構成するイメージセンサ102、103及び制御基板104を覆うように座標入力装置のスクリーン101の上部に取り付けられる。カバー401は、イメージセンサ102、103や制御基板104の保護を行うものであり、これらを外部からの接触による破損、また、ノイズの受発信の影響を軽減する目的で設置される。特に、電源周りが露出していると感電の恐れがあるため、このようなカバーを用いることは必須である。
That is, the cover 401 according to the embodiment of the present invention is a long member whose cross section is configured in an L shape as shown in FIG. The cover 401 by this member is placed on the upper part of the screen 101 of the coordinate input device so as to cover the image sensors 102 and 103 and the
図5は反射テープにより反射された光が入力面で反射された後にイメージセンサで検出された場合の虚像の生成について説明する図である。ここでは、スクリーン101の上部の右の隅に設置したイメージセンサ103で撮像を行うものとして説明する。 FIG. 5 is a diagram for explaining generation of a virtual image when the light reflected by the reflective tape is detected by the image sensor after being reflected by the input surface. Here, description will be made assuming that imaging is performed by the image sensor 103 installed in the upper right corner of the screen 101.
前述までに説明したように、イメージセンサ103の近傍に設置された光源からの光は、図5(a)に示すように、どの方向に放射された光も、反射テープ201〜203により入射した方向と同一の方向に反射される。このような光の反射を横方向から見ると、図5(b)に示すように、例えば、スクリーン101の下側に設けられた反射テープ202からの反射光は、スクリーン101の入力面に触れることなくイメージセンサ103に入力されて検出される。この結果、イメージセンサ103が撮影した反射テープの画像は、図5(d)に示すようなものとなる。これは、図4(b)により説明した受光画像と同一である。
As described above, the light emitted from the light source installed in the vicinity of the image sensor 103 is radiated in any direction by the reflecting
一方、座標入力装置全体の歪み等による反射テープ搭載部にゆがみや傾きがあると、スクリーン101の下側に設けられた反射テープ202からの反射光は、スクリーン101の入力面に入射されて反射されてからイメージセンサ103に入力されることになる。このような場合の反射光の状態を図5(c)に示している。この結果、イメージセンサ103が撮影した反射テープの画像は、図5(e)に斜線を付して示すように、図5(c)に示した場合とはずれたものとなり、イメージセンサ103上に虚像が発生する。この場合のずれの方向は、反射テープの幅方向となる。
On the other hand, if there is distortion or inclination in the reflective tape mounting part due to distortion or the like of the entire coordinate input device, the reflected light from the
前述のような光のずれが発生している領域に指示物体である入力手段105を置いた場合、実像と虚像との片方、あるいは、両方に影が発生する。通常、撮影された画像内の指示物体である入力手段105の影の検出は、撮影された反射テープの幅方向の所定の位置に影があるか否か、影が存在する場合に、反射テープの長手方向のどの位置にあるかにより行われるため、光のずれが発生していると、本来の指示物体である入力手段105の位置、大きさを捕らえることが困難となり、検出される座標のずれや誤作動の原因となる。 When the input means 105 that is the pointing object is placed in the region where the light deviation occurs as described above, a shadow is generated in one or both of the real image and the virtual image. Usually, the detection of the shadow of the input means 105, which is the pointing object in the photographed image, is performed by checking whether there is a shadow at a predetermined position in the width direction of the photographed reflective tape, and if there is a shadow, the reflection tape Therefore, if there is a light shift, it is difficult to capture the position and size of the input means 105 that is the original pointing object. It may cause misalignment or malfunction.
また、光源には、指向性のある光を放射するLED等を使用しているが、放射される光は、通常、数〜数10度の広がりがあるため、入射光と反射光とが厳密に一致しない光が発生し、これが光軸ずれの原因の1つとなって、前述と同様な検出される座標のずれや誤作動の原因となる。さらに、座標入力装置全体の歪み等による反射テープ搭載部のゆがみや傾き、反射テープ上の異物や汚れなどの影響により、再帰反射光が入力光とずれること、光源設置部の光軸のずれも誤動作等の原因の1つとなる。 Moreover, although the LED etc. which radiate | emit directional light are used for the light source, since the emitted light has a breadth of several to several dozen degrees normally, incident light and reflected light are strict. The light which does not correspond to this is generated, and this becomes one of the causes of the optical axis deviation, which causes the detected coordinate deviation and malfunction as described above. Furthermore, retroreflected light may deviate from the input light due to distortion and tilt of the reflective tape mounting part due to distortion of the entire coordinate input device, foreign matter and dirt on the reflective tape, and deviation of the optical axis of the light source installation part. This is one of the causes of malfunctions.
図6は反射テープにより反射された光がカバー位置近傍で入力面及びカバー裏面で反射された後にイメージセンサで検出された場合の虚像の生成について説明する図である。ここでは、スクリーン101の上部の右の隅に設置したイメージセンサ103で撮像を行うものとして説明する。 FIG. 6 is a diagram for explaining generation of a virtual image when the light reflected by the reflective tape is detected by the image sensor after being reflected by the input surface and the back surface of the cover in the vicinity of the cover position. Here, description will be made assuming that imaging is performed by the image sensor 103 installed in the upper right corner of the screen 101.
カバー401は、すでに説明したように、位置検出装置100を構成するイメージセンサ102、103及び制御基板104を覆うようにスクリーン101の上部に取り付けられているので、イメージセンサ103の近傍に設置された光源からカバー位置近傍を通る光は、図6(a)に示すように、スクリーン101の左側に設けられた反射テープ201により反射されることになる。このような光の反射を上方向から見ると、図6(b)に示すように、例えば、スクリーン101の下側に設けられた反射テープ202からの反射光は、スクリーン101の入力面に触れることなくイメージセンサ103に入力されて検出される。この結果、イメージセンサ103が撮影した反射テープの画像は、図6(c)に示すようなものとなる。
As already described, the cover 401 is attached to the upper part of the screen 101 so as to cover the image sensors 102 and 103 and the
一方、座標入力装置全体の歪み等による反射テープ搭載部にゆがみや傾きがあると、スクリーン101の下側に設けられた反射テープ202からの反射光は、スクリーン101の入力面またはカバー401の裏面に入射されて反射されてからイメージセンサ103に入力されることになる。
On the other hand, if the reflection tape mounting portion due to distortion or the like of the entire coordinate input device is distorted or tilted, the reflected light from the
カバー裏面で反射された反射光の状態を図6(d)に示している。この結果、イメージセンサ103が撮影した反射テープの画像は、図6(e)に斜線を付して示すように、スクリーンの左側の反射テープ201の画像のカバー401の存在する部分で、図6(c)に示した場合とはずれたものとなり、イメージセンサ103上に虚像が発生する。この場合のずれの方向は、反射テープの幅方向となる。
FIG. 6D shows the state of the reflected light reflected from the back surface of the cover. As a result, the image of the reflective tape photographed by the image sensor 103 is a portion where the cover 401 of the image of the
また、入力面で反射された反射光の状態を図6(f)に示している。この結果、イメージセンサ103が撮影した反射テープの画像は、図6(g)に斜線を付して示すように、図6(c)に示した場合とはずれたものとなり、イメージセンサ103上に虚像が発生する。この場合のずれの方向は、反射テープの幅方向となる。 Moreover, the state of the reflected light reflected by the input surface is shown in FIG. As a result, the image of the reflective tape taken by the image sensor 103 is different from the case shown in FIG. 6C, as shown by hatching in FIG. A virtual image is generated. The direction of deviation in this case is the width direction of the reflective tape.
図7は本発明の実施形態における前述したような虚像の発生を防止する方法を説明する図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a method for preventing the occurrence of a virtual image as described above in the embodiment of the present invention.
本発明の実施形態では、入力面やカバーの裏面等の光が反射を起こす位置に反射防止素材を用いたり、反射防止加工を施すことにより、イメージセンサーに取り込まれる虚像の発生を防止し、あるいは、低減させるようにしている。 In the embodiment of the present invention, an antireflection material is used at a position where light such as the input surface or the back surface of the cover is reflected, or an antireflection process is performed to prevent generation of a virtual image captured by the image sensor, or Try to reduce.
すなわち、本発明の実施形態は、図7(a)に示すように、スクリーン101の表面の入力面に、乱反射フィルムを貼付したり、UV加工を施したりして光の反射を防止するようにしている。また、本発明の実施形態は、入力面に、粗面加工等の手法による細かい凹凸の加工を行って、光を乱反射させることにより特定の方向に反射される光を軽減するようにしてもよい。 That is, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7A, a reflection film is applied to the input surface of the screen 101 or UV processing is performed to prevent light reflection. ing. In the embodiment of the present invention, fine irregularities may be processed on the input surface by a method such as roughening, and light reflected irregularly may be reduced by irregularly reflecting the light. .
また、カバー401の内面についても、前述と同様な加工を施している。このイメージセンサや制御基板等を保護しているカバー裏面は、特に、カバー裏面中央で反射される光の反射がイメージセンサに虚像として取り込まれる位置にある。このため、カバーの裏面に対しては、図7(b)に示すように、中央付近の特定の位置のみに前述したと同様な加工を施すだけでよく、このような方法を用いれば、全面を加工するよりは安価に加工を行うことが可能となる。 Also, the inner surface of the cover 401 is processed in the same manner as described above. The back surface of the cover protecting the image sensor, the control board, and the like is particularly at a position where the reflection of light reflected at the center of the back surface of the cover is taken into the image sensor as a virtual image. For this reason, as shown in FIG. 7 (b), the back surface of the cover only needs to be processed in the same manner as described above only at a specific position near the center. It is possible to perform the processing at a lower cost than the processing.
また、本発明の実施形態では、光源の特性に応じた光の吸収素材を用いることも可能である。例えば、一般には、光源として波長が長く指向性の強い赤外線が用いられることがあるが、この場合、広く知られている赤外線吸収素材を用いればよい。 In the embodiment of the present invention, it is also possible to use a light absorbing material according to the characteristics of the light source. For example, in general, infrared light having a long wavelength and strong directivity may be used as a light source. In this case, a widely known infrared absorbing material may be used.
前述したようなカバー401をスクリーンに取り付けて構成した本発明の実施形態による座標入力装置の外観は、図7(c)に示すようなものとなる。 An appearance of the coordinate input device according to the embodiment of the present invention configured by attaching the cover 401 to the screen as described above is as shown in FIG.
100 位置検出装置
101 スクリーン
102、103 イメージセンサ
104 制御基板
105 指示物体
106 表示制御装置
107 演算装置
201〜203 反射テープ
204 光源
205 イメージセンサ受光面
401 カバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Position detection apparatus 101 Screen 102, 103
Claims (3)
前記座標入力装置の入力面の側方、上方あるいは下方の少なくとも2箇所の位置に備えられた複数のイメージセンサと、該イメージセンサの近傍に設置され、光を前記座標入力装置の入力面に沿って入力面の全面を覆うように照射する光源と、前記座標入力装置の入力面を取り囲むように、入力面に直角に設置した再帰反射性のある反射テープと、前記イメージセンサにより撮像された画像信号を入力として画像処理を行い、前記入力手段が指示する入力面上の指示位置の座標を演算する制御手段とを有して構成され、
前記座標入力装置の入力面に反射防止加工が施されていることを特徴とする位置検出装置。 In the position detection device that detects the position of the input means that is the pointing object located on the input surface of the coordinate input device,
A plurality of image sensors provided at at least two positions on the side, upper or lower side of the input surface of the coordinate input device, and installed in the vicinity of the image sensor, and light is transmitted along the input surface of the coordinate input device. A light source that irradiates the input surface so as to cover the entire input surface, a retroreflective reflective tape that is installed at a right angle to the input surface so as to surround the input surface of the coordinate input device, and an image captured by the image sensor Control means for performing image processing using a signal as input and calculating the coordinates of the indicated position on the input surface indicated by the input means;
An anti-reflection process is performed on the input surface of the coordinate input device.
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