JP2018010376A - Optical position detection apparatus and optical position detection method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical position detection apparatus in simple configuration with less components, configured to improve measurement accuracy.SOLUTION: An optical position detection apparatus 100 for detecting a position of a pointing object in a predetermined area includes: an optical scanning unit 110 arranged to face the predetermined area, having a polygon mirror 111, and performing angular-scanning with a beam in a scanning plane parallel with the predetermined area; first and second light-emitting units 120, 130 for emitting beams to two reflection planes 111a, 111b of the polygon mirror 111 each having an angle, respectively; a first light-receiving unit 140 which receives a first beam emitted from the first light-emitting unit 120 and reflected by the reflection plane 111a of the polygon mirror 111; and a second light-receiving unit 150 which receives a second beam emitted from the second light-emitting unit 130 and reflected by the reflection plane 111b of the polygon mirror 111. The optical scanning unit 110 scans the pointing object M by rotating the polygon mirror 111.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光学的位置検出装置および光学的位置検出方法に関するものである。   The present invention relates to an optical position detection apparatus and an optical position detection method.

パーソナルコンピュータでは、ディスプレイ装置の画面上に表示された情報の表示場所を人の指やペン状の指示物等を用いて接触させることで入力を行うタッチ方式が、多く採用されている。
このような画面上の接触位置を検出する方法として、表示画面の枠部分に光再帰性反射体を配置して、表示画面と光再帰性反射体を臨むように配置された発光部から照射されたレーザ光線によって画面上を角度走査し、光再帰性反射体から戻る光を受光部によって検出して、角度を算出することで位置を検知する技術がある(特許文献1、2参照)。
In a personal computer, a touch method is often employed in which input is performed by bringing a display location of information displayed on the screen of a display device into contact with a person's finger or a pen-like indicator.
As a method for detecting such a contact position on the screen, a light retroreflector is disposed on the frame portion of the display screen and irradiated from a light emitting unit disposed so as to face the display screen and the light retroreflector. There is a technique for detecting a position by scanning an angle on a screen with a laser beam, detecting light returning from a light retroreflector by a light receiving unit, and calculating an angle (see Patent Documents 1 and 2).

画面上に指または指示物が置かれると、その載置箇所において角度走査のための光線は指または指示物によって反射されるとともに、光再帰性反射体へ向かう光が遮断されるため、戻る光の光量が変化する。この変化のタイミングから指または指示物が存在する角度を算出し、さらに算出された角度から三角測量の要領で位置座標を検出することができる。   When a finger or an indicator is placed on the screen, the light beam for angle scanning is reflected by the finger or the indicator at the placement position, and light returning to the light retroreflector is blocked, so that the returning light The amount of light changes. The angle at which the finger or the pointing object exists is calculated from the timing of this change, and the position coordinates can be detected from the calculated angle in the manner of triangulation.

特開2000−148397号公報JP 2000-148397 A 特開2000−242406号公報JP 2000-242406 A

特許文献1、2に記載されている位置検出方法では、指または指示物に遮光、散乱されたレーザ光線と、光再帰性反射体に反射された反射光とが、受光部に戻る光量差を受光部にて検知、位置座標を算出している。
この方法で三角測量するためには、異なる位置に備えられた少なくとも一対の発光部、一対の受光部、一対の偏向部、一対の走査部を必要としており部品点数的にも多く装置が大型化や複雑化する場合があった。
In the position detection methods described in Patent Documents 1 and 2, the difference in the amount of light between the laser beam shielded and scattered by the finger or the indicator and the reflected light reflected by the light retroreflector returns to the light receiving unit. Detection and position coordinates are calculated by the light receiving unit.
Triangulation using this method requires at least a pair of light emitting units, a pair of light receiving units, a pair of deflecting units, and a pair of scanning units provided at different positions. And sometimes complicated.

さらに、特許文献1、2に記載されている位置検出方法で、複数の指示物を確実に三角測量する為には、指示物数以上の発光部、受光部、走査部、偏向部が一体となった位置検出ユニットが必要であり、それらの配置によっては、各々が外乱となりえるため、確実な検出を行うためには、各位置検出ユニット単体による走査を逐次実行する必要があり、計測に時間を要するおそれがあった。   Furthermore, in order to reliably triangulate a plurality of indicators by the position detection methods described in Patent Documents 1 and 2, a light emitting unit, a light receiving unit, a scanning unit, and a deflection unit that are more than the number of the indicators are integrated. Since each position detection unit can be a disturbance depending on their arrangement, it is necessary to sequentially perform scanning by each position detection unit in order to perform reliable detection. There was a risk of requiring.

そこで、本発明は前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、より簡単な構成であっても、測定精度を向上させるとともに部品点数が少ない光学的位置検出装置および光学的位置検出方法を提供することにある。   Therefore, the present invention solves the problems of the prior art as described above. That is, the object of the present invention is to improve the measurement accuracy and reduce the number of components even with a simpler configuration. A position detection apparatus and an optical position detection method are provided.

本請求項1に係る発明は、所定領域内にある指示物の位置を検出する光学的位置検出装置において、所定領域を臨むように配置され、ポリゴンミラーを有し、所定領域と平行である走査面内で光を角度走査する光走査部を備えている。
さらに、ポリゴンミラーの互いに角度を有する二つの反射面のそれぞれに光を照射する第1発光部および第2発光部と、第1発光部が発光し、ポリゴンミラーの一の反射面で反射された第1ビームを受ける第1受光部と、第2発光部が発光し、ポリゴンミラーの他の反射面で反射された第2ビームを受ける第2受光部と、を備えている。
そして、前記光走査部が、前記ポリゴンミラーを回転させて前記指示物を走査することにより前述した課題を解決するものである。
The invention according to claim 1 is an optical position detection device that detects the position of an indicator in a predetermined area, is arranged so as to face the predetermined area, has a polygon mirror, and is parallel to the predetermined area. An optical scanning unit that angularly scans light in the plane is provided.
In addition, the first light emitting unit and the second light emitting unit that irradiate light to each of the two reflecting surfaces having an angle with each other of the polygon mirror, and the first light emitting unit emit light and are reflected by one reflecting surface of the polygon mirror. A first light-receiving unit that receives the first beam; and a second light-receiving unit that receives the second beam emitted from the second light-emitting unit and reflected by the other reflecting surface of the polygon mirror.
The optical scanning unit solves the above-described problem by rotating the polygon mirror and scanning the indicator.

本請求項2に係る発明は、請求項1に記載された光学的位置検出装置に加えて、第1受光部と第2受光部が、所定領域を臨む外縁に重なるように配置された導光体を有し、それぞれ該導光体に入射された第1ビームと前記第2ビームを受光することにより前述した課題をさらに解決するものである。   In the invention according to claim 2, in addition to the optical position detection device according to claim 1, the first light receiving portion and the second light receiving portion are arranged so as to overlap the outer edge facing the predetermined region. The above-described problems are further solved by receiving the first beam and the second beam incident on the light guide.

本請求項3に係る発明は、請求項1に記載された光学的位置検出装置に加えて、所定領域を臨む外縁に配置された再帰性反射体と、再帰性反射体から光走査部への反射光を偏向する偏向部と、を備え、第1受光部と第2受光部が、それぞれ偏向部にて偏向された第1ビームと第2ビームを受光することにより前述した課題をさらに解決するものである。   The invention according to claim 3 includes, in addition to the optical position detection device according to claim 1, a retroreflector disposed on the outer edge facing the predetermined region, and the retroreflector to the optical scanning unit. A deflection unit that deflects the reflected light, and the first light receiving unit and the second light receiving unit receive the first beam and the second beam deflected by the deflection unit, respectively, to further solve the above-described problem. Is.

本請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載された光学的位置検出装置に加えて、第1発光部が、第1ビームを第1受光部に受光させるように一の反射面での第1反射位置に光を照射し、第2発光部が、第2ビームを第2受光部に受光させるように他の反射面での第2反射位置に光を照射することにより前述した課題をさらに解決するものである。   According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the optical position detection device according to any one of the first to third aspects, the first light emitting unit receives the first beam on the first light receiving unit. Irradiate light to the first reflection position on one reflection surface so that the second light-emitting portion receives the second beam on the second reflection portion so that the second light-receiving portion receives the second beam. The above-described problems are further solved by irradiating with.

本請求項5に係る発明は、請求項4に記載された光学的位置検出装置に加えて、第1反射位置と第2反射位置とが、走査面に対して垂直方向の異なる位置に配置され、第1受光部と第2受光部が、第1反射位置と第2反射位置に応じて配置されていることにより前述した課題をさらに解決するものである。   In the invention according to claim 5, in addition to the optical position detection device according to claim 4, the first reflection position and the second reflection position are arranged at different positions in the direction perpendicular to the scanning plane. The first light receiving part and the second light receiving part are arranged according to the first reflection position and the second reflection position, thereby further solving the above-described problem.

本請求項6に係る発明は、複数の請求項1から請求項5のいずれかの記載の光学的位置検出装置が、所定領域を臨む異なる位置にそれぞれ配置される光学的位置検出方法により前述した課題を解決するものである。   The invention according to claim 6 is described above by the optical position detection method in which the plurality of optical position detection devices according to any one of claims 1 to 5 are respectively arranged at different positions facing a predetermined region. It solves the problem.

本請求項7に係る発明は、請求項1から請求項5のいずれかの記載の光学的位置検出装置を使用した光学的位置検出方法であって、第1発光部および第2発光部が、第1ビームおよび第2ビームを同時に発光し、光走査部が、ポリゴンミラーを回転させて指示物を走査し、第1受光部および第2受光部が、第1ビームおよび第2ビームの光量を受光し、受光した第1ビームおよび第2ビームの光量の時間的変化に基づいて、指示物の位置を算出することにより前述した課題を解決するものである。   The invention according to claim 7 is an optical position detection method using the optical position detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first light emitting part and the second light emitting part are: The first beam and the second beam are emitted simultaneously, the optical scanning unit rotates the polygon mirror to scan the indicator, and the first light receiving unit and the second light receiving unit calculate the light amounts of the first beam and the second beam. The above-described problem is solved by calculating the position of the indicator based on the temporal change of the light amounts of the received first beam and second beam.

本発明の所定領域内にある指示物の位置を検出する光学的位置検出装置および光学的位置検出方法は、測定精度を向上させ、部品点数が少ないばかりでなく、以下のような特有の効果を奏する。   The optical position detection apparatus and the optical position detection method for detecting the position of an indicator within a predetermined area of the present invention not only improve the measurement accuracy and reduce the number of parts, but also have the following specific effects. Play.

本請求項1に係る発明の光学的位置検出装置によれば、所定領域を臨むように配置され、ポリゴンミラーを有し、所定領域と平行である走査面内で光を角度走査する光走査部と、ポリゴンミラーの互いに角度を有する二つの反射面のそれぞれに光を照射する第1発光部および第2発光部と、第1発光部が発光し、ポリゴンミラーの一の反射面で反射された第1ビームを受ける第1受光部と、第2発光部が発光し、ポリゴンミラーの他の反射面で反射された第2ビームを受ける第2受光部とを備え、光走査部が前記ポリゴンミラーを回転させて前記指示物を走査することにより、一つのポリゴンミラーと、この一つのポリゴンミラーによって同期した二つのレーザ光線による角度走査がされるため、部品点数の少ない簡単な構成にすることができる。   According to the optical position detection device of the invention of claim 1, the optical scanning unit is arranged so as to face the predetermined area, has a polygon mirror, and angularly scans light within a scanning plane parallel to the predetermined area. The first light emitting unit and the second light emitting unit that irradiate light to each of the two reflecting surfaces having an angle with each other of the polygon mirror, and the first light emitting unit emit light and are reflected by one reflecting surface of the polygon mirror A first light-receiving unit that receives the first beam; and a second light-receiving unit that receives the second beam emitted from the second light-emitting unit and reflected by the other reflecting surface of the polygon mirror. Rotating and scanning the indicator, angle scanning is performed by one polygon mirror and two laser beams synchronized by this one polygon mirror, so that a simple configuration with a small number of parts can be achieved. so That.

また、この光学的位置検出装置によれば、二つのレーザ光線がそれぞれの受光部を備えて、指示物が走査されることにより、特許文献1,2にて示された技術のように指示物からの散乱光ではなく、直接照射されるレーザ光線の測定値である光量変化を使って座標を算出することができるため、微弱な散乱光に依存することなく、外乱の影響も少ない正確な位置検出を可能にして測定精度を向上させる。   In addition, according to this optical position detection device, the two laser beams are provided with their respective light receiving units, and the indicator is scanned, so that the indicator as in the technique disclosed in Patent Documents 1 and 2 is used. The coordinates can be calculated using the change in the amount of light, which is a measurement value of the directly irradiated laser beam, instead of the scattered light from Enables detection and improves measurement accuracy.

さらに、この光学的位置検出装置によれば、上記のように外乱の影響を受けにくい光量変化を計測することにより、二つのレーザ光線を同時に照射することができるため、測定時間の短縮をすることができる。   Furthermore, according to this optical position detection apparatus, it is possible to irradiate two laser beams at the same time by measuring the change in the amount of light that is not easily affected by disturbance as described above, thereby shortening the measurement time. Can do.

そして、離れた箇所から二つのレーザ光線を同時に照射することにより、二つの光線の軌跡にも幅ができるため、光が遮断されることによって生ずる指示物後背の死角の面積を、従来技術における一つの発光部、受光部、走査部による走査よりも減ずることができる。   Further, by simultaneously irradiating two laser beams from a distant place, the trajectory of the two beams can also be widened. Therefore, the area of the blind spot behind the indicator caused by the light being blocked is determined as one of the prior arts. This can be reduced as compared with scanning by one light emitting unit, light receiving unit, and scanning unit.

本請求項2に係る発明の光学的位置検出装置によれば、請求項1に係る発明が奏する効果に加えて、第1受光部と第2受光部が、所定領域を臨む外縁に重なるように配置された導光体を有し、それぞれ導光体に入射された第1ビームと第2ビームを受光することにより、特許文献1,2にて示された技術のように光再帰性反射体を使用しないため、部品点数の削減を図ることができる。   According to the optical position detection device of the invention of claim 2, in addition to the effect of the invention of claim 1, the first light receiving part and the second light receiving part are overlapped with the outer edge facing the predetermined region. An optical retroreflector as in the technique disclosed in Patent Documents 1 and 2 by receiving a first beam and a second beam incident on the light guide, each having a light guide disposed. Therefore, the number of parts can be reduced.

本請求項3に係る発明の光学的位置検出装置によれば、請求項1に係る発明が奏する効果に加えて、所定領域を臨む外縁に配置された再帰性反射体と、再帰性反射体から光走査部への反射光を偏向する偏向部と、を備え、第1受光部と第2受光部が、それぞれ偏向部にて偏向された第1ビームと第2ビームを受光することにより、特許文献1,2にて示された従来技術のノウハウや経験値をそのまま反映することができるため、信頼性の高い位置検出の測定をすることができる。   According to the optical position detection device of the invention according to claim 3, in addition to the effect produced by the invention according to claim 1, the retroreflector disposed on the outer edge facing the predetermined region, and the retroreflector A deflecting unit that deflects reflected light to the optical scanning unit, and the first light receiving unit and the second light receiving unit receive the first beam and the second beam deflected by the deflecting unit, respectively. Since the prior art know-how and experience values shown in Documents 1 and 2 can be reflected as they are, highly reliable position detection can be performed.

本請求項4に係る発明の光学的位置検出装置によれば、請求項1から請求項3のいずれか1項に係る発明が奏する効果に加えて、第1発光部が、第1ビームを第1受光部に受光させるように一の反射面での第1反射位置に光を照射し、第2発光部が、第2ビームを第2受光部に受光させるように他の反射面での第2反射位置に光を照射することにより、一つの受光体に2つのビームが入射されることを防止するようにミラーの反射位置を特定されるため、二つのビームによる同時測定を行う場合でも、二つの光線が互いに影響し合うことなく、信頼性の高い位置検出の測定をすることができる。   According to the optical position detection device of the invention of claim 4, in addition to the effect produced by the invention of any one of claims 1 to 3, the first light emitting unit transmits the first beam to the first beam. Light is irradiated to the first reflection position on one reflection surface so that the first light receiving portion receives light, and the second light emitting portion causes the second light receiving portion to receive the second beam on the other reflection surface. By irradiating light to two reflection positions, the reflection position of the mirror is specified so as to prevent two beams from being incident on one photoreceptor, so even when performing simultaneous measurement with two beams, It is possible to perform highly reliable position detection measurement without the two light beams affecting each other.

本請求項5に係る発明の光学的位置検出装置によれば、請求項4に係る発明が奏する効果に加えて、第1反射位置と第2反射位置とが、前記走査面に対して垂直方向の異なる位置に配置され、前記第1受光部と前記第2受光部が、前記第1反射位置と前記第2反射位置に応じて配置されていることにより、二つのビームは重ならない上下関係を確定できるため、二つのビームによる同時測定を行う場合でも、二つの光線が互いに影響し合うことなく、信頼性の高い位置検出の測定をすることができる。   According to the optical position detection apparatus of the invention of claim 5, in addition to the effect of the invention of claim 4, the first reflection position and the second reflection position are perpendicular to the scanning plane. The first light receiving part and the second light receiving part are arranged in accordance with the first reflection position and the second reflection position, so that the two beams do not overlap each other. Therefore, even when simultaneous measurement using two beams is performed, it is possible to perform highly reliable position detection measurement without the two light beams affecting each other.

本請求項6に係る発明は、複数の請求項1から請求項5のいずれかの記載の光学的位置検出装置が、所定領域を臨む異なる位置にそれぞれ配置される光学的位置検出方法により、所定領域に複数の指示物が存在する場合であっても、複数の位置検出装置によって死角なく走査できるため、複数の指示物それぞれの位置を検出することができる。   According to a sixth aspect of the present invention, a plurality of optical position detection devices according to any one of the first to fifth aspects are predetermined by an optical position detection method that is arranged at different positions facing a predetermined region. Even when there are a plurality of indicators in the region, the plurality of position detection devices can scan without blind spots, so that the positions of the plurality of indicators can be detected.

本請求項7に係る発明は、請求項1から請求項5のいずれかの記載の光学的位置検出装置を使用した光学的位置検出方法であって、第1発光部および第2発光部が、第1ビームおよび第2ビームを同時に発光し、光走査部が、ポリゴンミラーを回転させて指示物を走査し、第1受光部および前記第2受光部が、第1ビームおよび前記第2ビームの光量を受光し、受光した第1ビームおよび第2ビームの光量の時間的変化に基づいて、指示物の位置を算出することにより、指示物からの散乱光ではなく、ビームからの直接照射される光を測定するため、より正確な位置検出を可能にするとともに、二つのビームによって同時に角度走査するため、時間を短縮することができる。   The invention according to claim 7 is an optical position detection method using the optical position detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first light emitting part and the second light emitting part are: The first beam and the second beam are emitted at the same time, the optical scanning unit rotates the polygon mirror to scan the indicator, and the first light receiving unit and the second light receiving unit detect the first beam and the second beam. By receiving the amount of light and calculating the position of the indicator based on the temporal change in the amount of light of the received first beam and second beam, the light is irradiated directly from the beam instead of the scattered light from the indicator. In order to measure light, more accurate position detection is possible, and time scanning can be shortened because angle scanning is simultaneously performed by two beams.

本発明の第1実施形態である位置検出装置の全体を示す平面図。The top view which shows the whole position detection apparatus which is 1st Embodiment of this invention. 図1に示す位置検出装置を説明する斜視図。The perspective view explaining the position detection apparatus shown in FIG. 図1に示す位置検出装置を説明する側面図。The side view explaining the position detection apparatus shown in FIG. 図1に示す位置検出装置の走査過程を説明する平面図。The top view explaining the scanning process of the position detection apparatus shown in FIG. 図1に示す位置検出装置の走査過程を説明するグラフ。The graph explaining the scanning process of the position detection apparatus shown in FIG. 座標算出のための三角測量の要領を示す模式図。The schematic diagram which shows the point of the triangulation for coordinate calculation. 本発明の第2実施形態である位置検出装置の全体を示す平面図。The top view which shows the whole position detection apparatus which is 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態である位置検出装置の配置方法を示す平面図。The top view which shows the arrangement | positioning method of the position detection apparatus which is 3rd Embodiment of this invention. 図8に示す位置検出装置の走査過程を説明するグラフ。The graph explaining the scanning process of the position detection apparatus shown in FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の光学的位置検出装置および光学的位置検出方法に係る好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments according to an optical position detection device and an optical position detection method of the invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the configurations denoted by the same reference numerals in different drawings are the same, and the description thereof may be omitted.

本発明の所定領域内にある指示物の位置を検出する光学的位置検出装置は、所定領域を臨むように配置され、ポリゴンミラーを有し、所定領域と平行である走査面内で光を角度走査する光走査部と、ポリゴンミラーの互いに角度を有する二つの反射面のそれぞれに光を照射する第1発光部および第2発光部と、第1発光部が発光し、ポリゴンミラーの一の反射面で反射された第1ビームを受ける第1受光部と、第2発光部が発光し、ポリゴンミラーの他の反射面で反射された第2ビームを受ける第2受光部と、を備え、光走査部が、前記ポリゴンミラーを回転させて前記指示物を走査する、ものであれば、その具体的態様は、いかなるものであっても構わない。   The optical position detection device for detecting the position of an indicator within a predetermined area according to the present invention is arranged so as to face the predetermined area, has a polygon mirror, and angle the light within a scanning plane parallel to the predetermined area. An optical scanning unit that scans, a first light emitting unit and a second light emitting unit that irradiate light to each of two reflecting surfaces having an angle with respect to the polygon mirror, and the first light emitting unit emit light, and one reflection of the polygon mirror A first light-receiving unit that receives the first beam reflected by the surface, and a second light-receiving unit that emits light from the second light-emitting unit and receives the second beam reflected by the other reflecting surface of the polygon mirror. As long as the scanning unit scans the indicator by rotating the polygon mirror, any specific mode may be used.

[第1実施形態]
[全体構成の説明]
以下、本発明の第1実施形態である位置検出装置100について図1から図6に基づいて説明する。
ここで、図1は本発明の第1実施形態である位置検出装置の全体を示す平面図であり、図2は図1に示す位置検出装置をA矢視からみた斜視図であり、図3は図1に示す位置検出装置を図1のB矢視から見た側面図であり、図4は図1に示す位置検出装置の走査過程を説明する平面図であり、図5は図1に示す位置検出装置の走査過程を説明するグラフであり、図6は座標算出のための三角測量の要領を示す模式図である。
[First Embodiment]
[Description of overall configuration]
Hereinafter, the position detection apparatus 100 which is 1st Embodiment of this invention is demonstrated based on FIGS. 1-6.
Here, FIG. 1 is a plan view showing the entire position detection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the position detection apparatus shown in FIG. 1 is a side view of the position detection device shown in FIG. 1 as viewed from the direction of arrow B in FIG. 1, FIG. 4 is a plan view illustrating a scanning process of the position detection device shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a graph for explaining the scanning process of the position detecting device shown in FIG. 6, and FIG. 6 is a schematic diagram showing the point of triangulation for coordinate calculation.

図1を参照すると、所定領域S内に指示物Mが配置されている。所定領域Sは、単なるボード状の面はもとより、パーソナルコンピュータ等の電子機器の表示装置であるCRTやフラットディスプレイパネル(LCD,EL等)、プラズマディスプレイ(PDP)の表示画面が該当する。   Referring to FIG. 1, the indicator M is arranged in the predetermined area S. The predetermined area S corresponds to a display screen of a CRT, a flat display panel (LCD, EL, etc.) or a plasma display (PDP), which is a display device of an electronic device such as a personal computer, as well as a simple board-shaped surface.

図1において、所定領域Sは矩形状としているがこの形状に限定されず、円形でも、多角形でも良い。また、所定領域Sが設置される方向は特に限定されず、水平状に横置きされても、垂直状に縦置きされても、また斜めに置かれても良い。
また、所定領域Sの指示物Mが配置される面は、完全な水平面である必要はなく、図1をB矢視から見た平面図である図3に示す所定領域Sと平行する第1走査面F1、第2走査面F2が指示物Mを走査できる範囲での凹凸は許容される。
In FIG. 1, the predetermined region S is rectangular, but is not limited to this shape, and may be circular or polygonal. The direction in which the predetermined area S is installed is not particularly limited, and the predetermined area S may be horizontally placed, vertically placed vertically, or placed obliquely.
Further, the surface on which the indicator M in the predetermined area S is arranged does not have to be a complete horizontal plane, and is a first parallel to the predetermined area S shown in FIG. 3 which is a plan view of FIG. Irregularities in the range where the scanning surface F1 and the second scanning surface F2 can scan the indicator M are allowed.

指示物Mは、人の指やペン状の指示物が該当するが、これらに限定されることはなく、例えば、平坦な広い所定領域S上に置かれた物体(人や自動車等)にも適用でき、指示物Mは照射された走査光を遮蔽するものであれば良い。   The pointing object M corresponds to a human finger or a pen-shaped pointing object, but is not limited thereto. For example, the pointing object M is also applicable to an object (such as a person or a car) placed on a flat wide predetermined area S. The indicator M can be applied as long as it can block the irradiated scanning light.

本実施形態に係る位置検出装置100の一実施例は、所定領域S内にある指示物Mの位置を検出するものであり、光走査部110と、第1発光部120と、第2発光部130と、第1受光部140と、第2受光部150と、から構成されている。   An example of the position detection apparatus 100 according to the present embodiment is for detecting the position of an indicator M in a predetermined area S, and includes an optical scanning unit 110, a first light emitting unit 120, and a second light emitting unit. 130, a first light receiving unit 140, and a second light receiving unit 150.

光走査部110は、所定領域Sを臨むように矩形の角に配置されたポリゴンミラー111を備えている。ポリゴンミラー111は、高精度のデジタル複写機やレーザプリンター等に搭載される回転多面鏡であり、多面体の各面を鏡とし、光走査部110内に搭載されたモータなどで高速に回転させることにより、レーザを角度走査する。すなわち、回転速度が一定と考えて、鏡の面数によりレーザの走査速度とレーザの走査角度を決定することができる。本実施形態では6角柱の各側面を鏡とした一例を示しているが、4角柱や8角柱等の多角柱でも良い。   The optical scanning unit 110 includes a polygon mirror 111 disposed at a rectangular corner so as to face the predetermined region S. The polygon mirror 111 is a rotating polygon mirror mounted on a high-precision digital copying machine, a laser printer, or the like, and each surface of the polyhedron is a mirror and is rotated at high speed by a motor mounted in the optical scanning unit 110. Thus, the laser is angularly scanned. That is, assuming that the rotational speed is constant, the laser scanning speed and the laser scanning angle can be determined by the number of mirror surfaces. In this embodiment, an example in which each side surface of a hexagonal column is a mirror is shown, but a polygonal column such as a quadrangular column or an octagonal column may be used.

第1発光部120と第2発光部130とから発光された光は、ポリゴンミラー111の各側面に配され互いに角度を有する鏡である異なる第1反射面111aおよび第2反射面111bによって反射し、第1ビームB1および第2ビームB2となって、図3に示す所定領域Sと平行である走査面F1,F2に沿った走査を行う。   The light emitted from the first light emitting unit 120 and the second light emitting unit 130 is reflected by different first reflecting surface 111a and second reflecting surface 111b, which are mirrors disposed on each side surface of the polygon mirror 111 and having an angle with each other. The first beam B1 and the second beam B2 are scanned along the scanning planes F1 and F2 parallel to the predetermined region S shown in FIG.

そして、ポリゴンミラー111が回転R1することで所定領域Sと平行である走査面F1,F2内を角度走査する。このように、第1発光部120、第2発光部130、第1反射面111a、第2反射面111b、第1ビームB1、第2ビームB2は、所定領域Sを臨み、走査面F1,F2内で光を角度走査するように配置されている。   Then, the polygon mirror 111 rotates R1 to scan the scanning surfaces F1 and F2 parallel to the predetermined area S at an angle. As described above, the first light emitting unit 120, the second light emitting unit 130, the first reflecting surface 111a, the second reflecting surface 111b, the first beam B1, and the second beam B2 face the predetermined region S, and scan surfaces F1 and F2. It is arranged so as to scan the light angle.

なお、本実施例では第1反射面111a、第2反射面111bは、走査の入射角が深くならないように隣り合う面を使用している。入射角を深くするとポリゴンミラー111上のビームの幅が広がるため、走査角が減少するためである。しかしながら、第1反射面111a、第2反射面111bの関係は本実施例に限定されず、光走査部110が配設されるスペース等の制約等から配置箇所を選択することができる。   In the present embodiment, the first reflecting surface 111a and the second reflecting surface 111b are adjacent surfaces so that the scanning incident angle does not become deep. This is because if the incident angle is deepened, the width of the beam on the polygon mirror 111 is widened, so that the scanning angle is reduced. However, the relationship between the first reflecting surface 111a and the second reflecting surface 111b is not limited to the present embodiment, and an arrangement location can be selected based on restrictions such as a space where the optical scanning unit 110 is arranged.

第1発光部120、第2発光部130は、例えば、赤外線レーザ光を射出するレーザダイオード等を適用できるが、これに限定されない。   The first light emitting unit 120 and the second light emitting unit 130 may be, for example, a laser diode that emits infrared laser light, but is not limited thereto.

走査面F1,F2内で光を角度走査する第1ビームB1、第2ビームB2は、それぞれ所定領域を臨む外縁S1に配置された第1受光部140、第2受光部150に入射される。
なお、図1では、第1受光部140、第2受光部150が、光走査部110と走査面Sを挟んで対向する外縁S1のみに配置しているが、走査面Sの側面にも配置して、走査面Sを取り囲むようにしても良い。このように第1受光部140、第2受光部150の配設位置は本実施例に限定されず、スペース等の制約や指示物Mの位置等から配置箇所を選択することができる。
The first beam B1 and the second beam B2 that angularly scan the light within the scanning planes F1 and F2 are incident on the first light receiving unit 140 and the second light receiving unit 150 that are disposed on the outer edge S1 facing the predetermined region, respectively.
In FIG. 1, the first light receiving unit 140 and the second light receiving unit 150 are disposed only on the outer edge S <b> 1 facing the optical scanning unit 110 across the scanning surface S, but are also disposed on the side surface of the scanning surface S. Then, the scanning surface S may be surrounded. Thus, the arrangement positions of the first light receiving section 140 and the second light receiving section 150 are not limited to the present embodiment, and the arrangement positions can be selected based on restrictions such as space and the position of the indicator M.

図1のA矢視から見た斜視図である図2も併せて参照する。ここで、図1と図2は回転しているポリゴンミラー111のある二つの瞬間を表している。すなわち、ポリゴンミラー111が回転R1することで第1発光部120にて発光されたレーザ光が、第1反射面111aで反射され、第1ビームB1となって、指示物Mの側面にある始接点a143に接して第1受光部140を構成する第1導光体144に到達した瞬間と、第2発光部130にて発光されたレーザ光が、第2反射面111bで反射され、第2ビームB2となって、指示物Mの側面にある始接点b153に接して第2受光部150を構成する第1導光体154に到達した瞬間との二つであり、これらの瞬間は後に説明するように同時には発生しない場合もあるが、説明の便宜上図示している。   Reference is also made to FIG. 2, which is a perspective view seen from the direction of arrow A in FIG. 1. Here, FIGS. 1 and 2 show two moments when the polygon mirror 111 is rotating. That is, when the polygon mirror 111 rotates R1, the laser light emitted from the first light emitting unit 120 is reflected by the first reflecting surface 111a to become the first beam B1, and the starting light on the side surface of the pointing object M. The moment when the first light guide 144 constituting the first light receiving unit 140 comes into contact with the contact a 143 and the laser light emitted by the second light emitting unit 130 is reflected by the second reflecting surface 111b, and the second The moment of reaching the first light guide 154 constituting the second light receiving unit 150 in contact with the start contact b153 on the side surface of the indicator M, and these moments will be described later. However, they may not occur at the same time, but are shown for convenience of explanation.

図2と図3を参照すると、第1ビームB1はポリゴンミラー111の上側に割り当てられた第1反射面111a内にある第1反射点146で反射されて、指示物Mの上側の始接点a143に接するように経由して、第1反射点146に応じるように配置された導光体144に入射される。
同様に第2ビームB2はポリゴンミラー111の下側に割り当てられた第2反射面111b内にある第2反射点156で反射されて、指示物Mの下側の始接点b153に接するように経由して、第2反射点156に応じるように配置された導光体154に入射される。
Referring to FIGS. 2 and 3, the first beam B <b> 1 is reflected by the first reflection point 146 in the first reflection surface 111 a assigned to the upper side of the polygon mirror 111, and the starting contact point a <b> 143 on the upper side of the indicator M. Then, the light is incident on the light guide 144 arranged so as to correspond to the first reflection point 146.
Similarly, the second beam B2 is reflected by the second reflecting point 156 in the second reflecting surface 111b assigned to the lower side of the polygon mirror 111, and passes through so as to contact the starting contact b153 on the lower side of the indicator M. Then, the light is incident on the light guide 154 arranged so as to correspond to the second reflection point 156.

本実施形態においては、第1ビームB1および第2ビームB2の交錯を極力回避するように上下に分割するようにしているが、この形態に限定されない。   In the present embodiment, the first beam B1 and the second beam B2 are divided vertically so as to avoid the crossing as much as possible. However, the present invention is not limited to this configuration.

第1受光部140は、アクリル樹脂などの透明樹脂の内面反射を利用して片側から入射した光を他方へ効率よく導く第1導光体144と、導かれた光を受光する第1受光体145とからなる。
第2受光部150も第1受光部140と同様な構成であって、第2導光体154と、第2受光体155とからなる。
第1受光部140と第2受光部150とは、第1ビームB1と第2ビームB2の光線軌跡に合わせて上下関係に配されている。この構成によって、光線が交錯することを防止することができる。
The first light receiving unit 140 uses the internal reflection of a transparent resin such as acrylic resin to efficiently guide light incident from one side to the other, and the first light receiving body that receives the guided light. 145.
The second light receiving unit 150 has the same configuration as the first light receiving unit 140, and includes a second light guide 154 and a second light receiver 155.
The first light receiving unit 140 and the second light receiving unit 150 are arranged in a vertical relationship in accordance with the ray trajectories of the first beam B1 and the second beam B2. With this configuration, it is possible to prevent the rays from intermingling.

第1導光体144、第2導光体154は、スキャナー等に使用されている棒状ライトガイドを適用でき、例えば、内部にマイクロプリズムを備えたものでも良いし、透明アクリル棒の円周面の一部にテープ等を貼付して反射面にした簡易的な構成でも良い。要求される精度や、装置の配置等から任意に選択することができる。   As the first light guide 144 and the second light guide 154, a bar light guide used in a scanner or the like can be applied. For example, the first light guide 144 or the second light guide 154 may include a micro prism inside, or a circumferential surface of a transparent acrylic bar. A simple configuration in which a tape or the like is attached to a part of the surface to form a reflective surface may be used. It can be arbitrarily selected from the required accuracy and the arrangement of the apparatus.

第1導光体144,第2導光体154に入射された第1ビームB1、第2ビームB2は、導光体内を経由して、フォトダイオード等からなる第1受光体145,第2受光体155によって受光される。
第1受光体145,第2受光体155によって検出された光は光検出信号となり、光走査部110のポリゴンミラー111の回転R1から取得される角度信号とによって、角度走査が実行される。
The first beam B1 and the second beam B2 incident on the first light guide body 144 and the second light guide body 154 pass through the light guide body, and the first light receiver 145 and the second light reception made of a photodiode or the like. Light is received by the body 155.
The light detected by the first light receiver 145 and the second light receiver 155 becomes a light detection signal, and angle scanning is executed by the angle signal acquired from the rotation R1 of the polygon mirror 111 of the light scanning unit 110.

なお、これらの角度走査は図示しないマイクロプロセッサ(MPU)によって実行されるようにすることができる。
MPUは、第1発光部120、第2発光部130の発光素子の駆動・制御、ポリゴンミラー111の回転R1の駆動・制御、第1受光部140、第2受光部150が検出した光検出信号の取得を行い、光検出信号と角度信号から角度走査結果を算出する。
These angular scans can be executed by a microprocessor (MPU) (not shown).
The MPUs drive and control the light emitting elements of the first light emitting unit 120 and the second light emitting unit 130, drive and control the rotation R1 of the polygon mirror 111, and light detection signals detected by the first light receiving unit 140 and the second light receiving unit 150. Then, the angle scanning result is calculated from the light detection signal and the angle signal.

[光角度走査方法の説明]
次に主に図4、図5を参照して、本実施形態の1実施例に係る光角度走査方法について説明する。図4は光角度走査が時間の経過とともに(A)〜(D)の順で進められることを示しており、図5は第1受光部140、第2受光部150が検出した光検出信号である光量の時間的変化を示している。
[Explanation of light angle scanning method]
Next, mainly with reference to FIG. 4 and FIG. 5, a light angle scanning method according to an example of the present embodiment will be described. FIG. 4 shows that the light angle scanning proceeds in the order of (A) to (D) with the passage of time, and FIG. 5 shows the light detection signals detected by the first light receiving unit 140 and the second light receiving unit 150. It shows a temporal change of a certain amount of light.

MPUに光角度走査を開始する信号を受信した光走査部110は、第1発光部120、第2発光部130の発光素子を駆動し、ポリゴンミラー111を回転駆動する。
図4,図5を参照すると、光走査部110は、走査開始時点t0で、第1受光部140、第2受光部150の右端に第1ビームB1、第2ビームB2が照射されるように制御する。そして、ポリゴンミラー111の回転R1によって順に第1受光部140、第2受光部150の左端へと第1ビームB1、第2ビームB2の照射位置を移動させる。
The optical scanning unit 110 that has received a signal for starting optical angle scanning by the MPU drives the light emitting elements of the first light emitting unit 120 and the second light emitting unit 130, and rotationally drives the polygon mirror 111.
4 and 5, the optical scanning unit 110 irradiates the first beam B1 and the second beam B2 to the right ends of the first light receiving unit 140 and the second light receiving unit 150 at the scanning start time t0. Control. Then, the irradiation positions of the first beam B1 and the second beam B2 are sequentially moved to the left ends of the first light receiving unit 140 and the second light receiving unit 150 by the rotation R1 of the polygon mirror 111.

なお、本実施例では、例えば図面では省略しているトリガーとなるセンサーを用いて走査開始時点t0から走査を開始する形態としているが、このセンサーを使わずに常に走査を行う形態とすることも可能であり、装置の仕様によって適宜選択することができる。   In this embodiment, for example, scanning is started from the scanning start time t0 using a trigger sensor which is omitted in the drawing, but scanning may always be performed without using this sensor. It is possible and can be appropriately selected depending on the specifications of the apparatus.

なお、MPUは光走査開始から時間を計測して、図5に示すように時間経過に対する第1受光部140、第2受光部150が検出した第1ビームB1、第2ビームB2の光量の変化を算出する。   Note that the MPU measures the time from the start of optical scanning, and changes in the light amounts of the first beam B1 and the second beam B2 detected by the first light receiving unit 140 and the second light receiving unit 150 over time as shown in FIG. Is calculated.

図4(A)は、ポリゴンミラー111が回転R1することで第1発光部120にて発光されたレーザ光が、第1反射面111aで反射され、第1ビームB1となって、指示物Mの始接点a143に接して第1受光部140を構成する第1導光体144に到達した瞬間t1である。図5を参照すると、第1ビームB1の光量が瞬間t1を境に減少するが、第2ビームB2の光量は変化していない。   In FIG. 4A, the laser light emitted from the first light emitting unit 120 when the polygon mirror 111 rotates R1 is reflected by the first reflecting surface 111a to become the first beam B1, and the indicator M It is the instant t1 when it reaches the first light guide 144 constituting the first light receiving unit 140 in contact with the starting contact a143. Referring to FIG. 5, the light amount of the first beam B1 decreases at the instant t1, but the light amount of the second beam B2 does not change.

図4(B)は、ポリゴンミラー111が回転R2することで第2発光部130にて発光されたレーザ光が、第2反射面111bで反射され、第2ビームB2となって、指示物Mの始接点b153に接して第2受光部150を構成する第1導光体154に到達した瞬間t2である。図5を参照すると、第1ビームB1の光量は瞬間t1に比べてさらに減少しており、第2ビームB2の光量も瞬間t2を境に減少している。   In FIG. 4B, the laser light emitted from the second light emitting unit 130 as the polygon mirror 111 rotates R2 is reflected by the second reflecting surface 111b to become the second beam B2, and the indicator M It is the instant t2 when it reaches the first light guide 154 that constitutes the second light receiving unit 150 in contact with the start contact b153. Referring to FIG. 5, the light amount of the first beam B1 is further reduced as compared to the instant t1, and the light amount of the second beam B2 is also reduced at the instant t2.

さらにポリゴンミラー111が回転(R2からR3)すると、図5に示すように、第1ビームB1の光量は下限の第1ピークP1となる。第1ピークP1は、指示物Mによって第1受光部140へ到達する光が遮蔽されるとともに第1ビームB1の散乱光による影響が最も小さくなる箇所である。このように第1ピークP1は、検出が容易な明らかな兆候を示している。   When the polygon mirror 111 further rotates (R2 to R3), the light amount of the first beam B1 becomes the lower limit first peak P1, as shown in FIG. The first peak P1 is a place where the light reaching the first light receiving unit 140 is blocked by the indicator M and the influence of the scattered light of the first beam B1 is minimized. Thus, the first peak P1 shows a clear sign that is easy to detect.

図4(C)は、ポリゴンミラー111が回転R3することで第1ビームB1が、指示物Mの表面を越えて、終接点a147に達し、第1導光体144に到達した瞬間t3である。図5を参照すると、第1ビームB1の光量が瞬間t3を境に通常に戻るが、第2ビームB2の光量は指示物Mの遮蔽および散乱光の影響によってさらに減少している。   FIG. 4C shows the instant t3 at which the first beam B1 reaches the final contact point a147 through the surface of the indicator M and reaches the first light guide 144 by the rotation R3 of the polygon mirror 111. . Referring to FIG. 5, the light amount of the first beam B1 returns to normal at the instant t3, but the light amount of the second beam B2 is further reduced due to the shielding of the indicator M and the influence of scattered light.

さらにポリゴンミラー111が回転(R3からR4)すると、図5に示すように、第2ビームB2の光量は下限の第2ピークP2となる。第2ピークP2は、指示物Mによって第2受光部150へ到達する光が遮蔽されるとともに第2ビームB2の散乱光による影響が最も小さくなる箇所である。このように第2ピークP2も第1ピークP1と同様に検出が容易な明らかな兆候を示している。   When the polygon mirror 111 further rotates (R3 to R4), the light amount of the second beam B2 becomes the lower limit second peak P2 as shown in FIG. The second peak P2 is a portion where the light reaching the second light receiving unit 150 is blocked by the indicator M and the influence of the scattered light of the second beam B2 is minimized. As described above, the second peak P2 also shows a clear sign that is easy to detect, like the first peak P1.

図4(D)は、ポリゴンミラー111が回転R4することで第2ビームB2が、指示物Mの表面を越えて、終接点b156に達し、第2導光体154に到達した瞬間t4である。図5を参照すると、第1ビームB1の光量は通常であり、第2ビームB2の光量は瞬間t4を越えて通常に戻っている。   FIG. 4D shows the instant t4 when the polygon beam 111 rotates R4 so that the second beam B2 passes the surface of the indicator M, reaches the final contact point b156, and reaches the second light guide 154. . Referring to FIG. 5, the light amount of the first beam B1 is normal, and the light amount of the second beam B2 returns to normal after the moment t4.

その後、ポリゴンミラー111の回転によって第1ビームB1、第2ビームB2の照射位置は、第1受光部140、第2受光部150の左端へと移動して、光角度走査が終了する。   Thereafter, the rotation position of the polygon mirror 111 moves the irradiation positions of the first beam B1 and the second beam B2 to the left ends of the first light receiving unit 140 and the second light receiving unit 150, and the light angle scanning is completed.

再び図5を参照すると、第1ピークP1と第2ピークP2の時間差Δtは、光量の推移を検出した結果から、MPUによって算出される。この時間差Δtは、第1ビームB1、第2ビームB2のポリゴンミラー111を介した指示物Mへの照射角度に換算することできる。   Referring to FIG. 5 again, the time difference Δt between the first peak P1 and the second peak P2 is calculated by the MPU from the result of detecting the transition of the light amount. This time difference Δt can be converted into an irradiation angle of the first beam B1 and the second beam B2 to the indicator M via the polygon mirror 111.

また、第1ビームB1はポリゴンミラー111の上側に割り当てられた第1反射面111a内にある第1反射点146と、第2ビームB2はポリゴンミラー111の下側に割り当てられた第2反射面111b内にある第2反射点156との距離は幾何学的に算出することができる。   The first beam B1 is a first reflection point 146 in the first reflection surface 111a assigned above the polygon mirror 111, and the second beam B2 is a second reflection surface assigned below the polygon mirror 111. The distance from the second reflection point 156 within 111b can be calculated geometrically.

このように、第1ビームB1の指示物Mへの照射角度θ1、第2ビームB2の指示物Mへの照射角度θ2、第1反射点146と第2反射点156との距離wが分かれば、図6に示すような三角測量によって、指示物Mの位置を検出することができる。   Thus, if the irradiation angle θ1 of the first beam B1 to the indicator M, the irradiation angle θ2 of the second beam B2 to the indicator M, and the distance w between the first reflection point 146 and the second reflection point 156 are known. The position of the indicator M can be detected by triangulation as shown in FIG.

すなわち図6のように指示物Mがxy座標に配置している場合、指示物Mのx座標であるMxとy座標であるMyは、それぞれ(1)式、(2)式にて表される。
Mx=tanθ1/(tanθ2+tanθ1)×w (1)
My=(tanθ1×tanθ2)/(tanθ2+tanθ1)×w (2)
That is, when the indicator M is arranged at the xy coordinates as shown in FIG. 6, Mx as the x coordinate and My as the y coordinate of the indicator M are expressed by the equations (1) and (2), respectively. The
Mx = tan θ1 / (tan θ2 + tan θ1) × w (1)
My = (tan θ1 × tan θ2) / (tan θ2 + tan θ1) × w (2)

以上のように、本実施形態の1実施例に係る光角度走査方法によって、指示物Mの座標を検出することができる。   As described above, the coordinates of the indicator M can be detected by the light angle scanning method according to an example of the present embodiment.

なお、図6に示す第1ビームB1、第2ビームB2の照射位置に対する指示物Mの幅Φxは、第1反射点146と第2反射点156との距離wに比して十分に小さいこと、すなわち w>Φx であることが望ましい。すなわち指示物Mの幅Φxに対してこの条件を満たすようにwを設定することで、角度誤差が減少して、検出の精度を向上させることができる。   Note that the width Φx of the indicator M with respect to the irradiation positions of the first beam B1 and the second beam B2 shown in FIG. 6 is sufficiently smaller than the distance w between the first reflection point 146 and the second reflection point 156. That is, it is desirable that w> Φx. That is, by setting w so as to satisfy this condition for the width Φx of the indicator M, the angle error can be reduced and the detection accuracy can be improved.

本実施形態によれば、一つのポリゴンミラー111と、この一つのポリゴンミラー111によって同期した二つのレーザ光線(第1ビームB1と第2ビームB2)による角度走査がされるため、部品点数の少ない簡単な構成にすることができる。   According to the present embodiment, angle scanning is performed by one polygon mirror 111 and two laser beams (first beam B1 and second beam B2) synchronized by the one polygon mirror 111, so the number of parts is small. A simple configuration can be achieved.

また、本実施形態によれば、二つのレーザ光線(第1ビームB1と第2ビームB2)がそれぞれの受光部(第1受光部140、第2受光部150)を備えて、指示物Mが走査されることにより、特許文献1,2にて示された技術のように指示物からの散乱光ではなく、直接照射されるレーザ光線の測定値である光量変化を使って座標を算出することができるため、微弱な散乱光に依存することなく、外乱の影響も少ない正確な位置検出を可能にして測定精度を向上させる。   Further, according to the present embodiment, the two laser beams (the first beam B1 and the second beam B2) are provided with the respective light receiving portions (the first light receiving portion 140 and the second light receiving portion 150), and the indicator M is By scanning, the coordinates are calculated using the change in the amount of light that is the measurement value of the directly irradiated laser beam instead of the scattered light from the indicator as in the techniques shown in Patent Documents 1 and 2. Therefore, it is possible to perform accurate position detection with less influence of disturbance without depending on weak scattered light, and improve measurement accuracy.

さらに、本実施形態によれば、上記のように外乱の影響を受けにくい光量変化を計測することにより、二つのレーザ光線(第1ビームB1と第2ビームB2)を同時に照射することができるため、測定時間の短縮をすることができる。   Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to irradiate two laser beams (first beam B1 and second beam B2) simultaneously by measuring the change in the amount of light that is not easily affected by disturbance as described above. Measurement time can be shortened.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態である位置検出装置200について図7に基づいて説明する。第2実施形態は、第1実施形態とは光を受光する方法が異なる。
ここで、図7は、本発明の第2実施形態である位置検出装置200の全体を示す平面図である。
[Second Embodiment]
Next, a position detection device 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the method of receiving light.
Here, FIG. 7 is a plan view showing the entire position detection apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention.

図7を参照すると、本実施形態に係る位置検出装置200の一実施例は、所定領域S内にある指示物Mの位置を検出するものであり、光走査部210と、第1発光部220と、第2発光部230と、第1受光部240と、第2受光部250と、から構成されている。
そして、第1受光部240は、第1受光体245と偏向部262を備え、第2受光部250は、第2受光体255と偏向部263を備えている。
Referring to FIG. 7, an example of the position detection apparatus 200 according to the present embodiment detects the position of the indicator M in the predetermined area S, and includes an optical scanning unit 210 and a first light emitting unit 220. And a second light emitting unit 230, a first light receiving unit 240, and a second light receiving unit 250.
The first light receiver 240 includes a first light receiver 245 and a deflection unit 262, and the second light receiver 250 includes a second light receiver 255 and a deflection unit 263.

本実施例では、所定領域Sを臨む外縁S2には再帰性反射体261が配置されている。再帰性反射体261は、ガラスビーズやプリズムを利用した再帰性反射材が用いられ、あらゆる方向から入射した光に対しても常に入射した方向に光を返すものである。   In the present embodiment, a retroreflector 261 is disposed on the outer edge S2 facing the predetermined region S. The retroreflector 261 is made of a retroreflective material using glass beads or prisms, and always returns light in the incident direction with respect to light incident from any direction.

第1発光部220および第2発光部230が発光した光である第1ビームB1と第2ビームB2は、偏向部262、263に入射される。偏向部262,263は、いわゆるビームスプリッターであり、光束を2つに分割する。すなわち、偏向部262,263は、再帰性反射体261から戻ってきた光の一部を受光体245,255のある別の方向に反射し、残りを発光部220,230側に透過させる。   The first beam B <b> 1 and the second beam B <b> 2 that are light emitted by the first light emitting unit 220 and the second light emitting unit 230 are incident on the deflecting units 262 and 263. The deflecting units 262 and 263 are so-called beam splitters, and divide the light beam into two. That is, the deflecting units 262 and 263 reflect a part of the light returned from the retroreflector 261 in another direction of the light receivers 245 and 255 and transmit the rest to the light emitting units 220 and 230 side.

偏向部262,263は、反射面の一部に穴が開けられた穴開きミラーでも良い。再帰性反射体261から戻ってきた光は広がっている為、その多くは受光体側に反射される為、光の損失を大幅に低減し同様の効果が得られる。   The deflecting units 262 and 263 may be a perforated mirror in which a hole is formed in a part of the reflecting surface. Since the light returned from the retroreflector 261 is spread, most of it is reflected to the light receiver side, so that the loss of light is greatly reduced and the same effect can be obtained.

本実施例では、第1ビームB1と第2ビームB2は、偏向部262、263を透過して、ポリゴンミラー211の第1反射面211a、第2反射面211bに到達して、反射によって方向が変えられ、所定領域Sを走査する。   In the present embodiment, the first beam B1 and the second beam B2 pass through the deflecting units 262 and 263, reach the first reflecting surface 211a and the second reflecting surface 211b of the polygon mirror 211, and are reflected in directions. The predetermined area S is scanned.

外縁S2に到達した第1ビームB1と第2ビームB2は、再帰性反射体261によって入射した方向へ返されて、再びポリゴンミラー211の第1反射面211a、第2反射面211bに到達する。   The first beam B1 and the second beam B2 that have reached the outer edge S2 are returned to the incident direction by the retroreflector 261, and reach the first reflecting surface 211a and the second reflecting surface 211b of the polygon mirror 211 again.

第1反射面211a、第2反射面211bで反射された第1ビームB1と第2ビームB2は、再度偏向部262,263に入射されるが、偏向部262,263は当該方向から入射された光を反射して、第1受光体245、第2受光体255に受光させる。
ここで、第1発光部220と第2発光部230との配置関係、第1受光部240と第2受光部250との配置関係は、図2、図3にて示した第1実施形態と同様に走査面に対して垂直方向の異なる位置に配置することで、光線の交錯を防止することができる。
The first beam B1 and the second beam B2 reflected by the first reflecting surface 211a and the second reflecting surface 211b are incident on the deflecting units 262 and 263 again, but the deflecting units 262 and 263 are incident from this direction. The light is reflected and received by the first light receiving body 245 and the second light receiving body 255.
Here, the arrangement relationship between the first light emitting unit 220 and the second light emitting unit 230 and the arrangement relationship between the first light receiving unit 240 and the second light receiving unit 250 are the same as those in the first embodiment shown in FIGS. Similarly, by arranging them at different positions in the vertical direction with respect to the scanning plane, it is possible to prevent the crossing of the light beams.

なお、本実施例においても第1実施形態と同様に、第1発光部220、第2発光部230にはレーザダイオード等を適用でき、第1受光体245、第2受光体255にはフォトダイオード等を適用できる。   In the present embodiment, similarly to the first embodiment, a laser diode or the like can be applied to the first light emitting unit 220 and the second light emitting unit 230, and a photodiode is used as the first light receiving body 245 and the second light receiving body 255. Etc. can be applied.

角度走査方法は第1実施形態と同様にポリゴンミラー211の回転R5によって行われる。ここで図7は、第1実施形態の図1と同様に、回転しているポリゴンミラー211のある二つの瞬間を表している。すなわち、ポリゴンミラー211が回転R5することで第1発光部220にて発光されたレーザ光が、第1反射面211aで反射され、第1ビームB1となって、指示物Mの側面にある始接点a243に接して第1受光部240にて検出された瞬間と、第2発光部230にて発光されたレーザ光が、第2反射面211bで反射され、第2ビームB2となって、指示物Mの側面にある始接点b253に接して第2受光部250にて検出された瞬間との二つであり、これらの瞬間は第1実施形態において説明したように同時には発生しない場合もあるが、説明の便宜上図示している。   The angle scanning method is performed by the rotation R5 of the polygon mirror 211 as in the first embodiment. Here, FIG. 7 shows two moments of the rotating polygon mirror 211 as in FIG. 1 of the first embodiment. That is, the laser light emitted from the first light emitting unit 220 as the polygon mirror 211 rotates R5 is reflected by the first reflecting surface 211a, becomes the first beam B1, and starts on the side surface of the indicator M. The moment at which the first light receiving unit 240 is detected in contact with the contact point a243 and the laser light emitted from the second light emitting unit 230 are reflected by the second reflecting surface 211b to become the second beam B2 to indicate And the moment detected by the second light receiving unit 250 in contact with the starting contact b253 on the side surface of the object M, and these moments may not occur simultaneously as described in the first embodiment. However, it is shown for convenience of explanation.

本実施形態における指示物Mの位置検出、座標算出については、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。   Since the position detection and coordinate calculation of the pointing object M in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

本実施形態によれば、特許文献1,2にて示された従来技術のノウハウや経験値をそのまま反映することができるため、既存の構成を流用することもできるほか、信頼性の高い位置検出の測定をすることができる。   According to the present embodiment, since the know-how and experience values of the prior art shown in Patent Documents 1 and 2 can be reflected as they are, the existing configuration can be diverted, and highly reliable position detection is possible. Can be measured.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態である位置検出システム300について図8,図9に基づいて説明する。
ここで、図8は本発明の第3実施形態である位置検出装置の配置方法を示す平面図であり、図9は図8に示す位置検出装置の走査過程を説明するグラフである。
[Third Embodiment]
Next, a position detection system 300 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 8 is a plan view showing an arrangement method of the position detection apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a graph for explaining the scanning process of the position detection apparatus shown in FIG.

図8を参照すると、本実施形態における1実施例である位置検出システム300は、複数のこれまでに説明した位置検出装置100もしくは位置検出装置200を第1位置検出ユニット310および第2位置検出ユニット320として、所定領域Sが臨めるように配置するものである。   Referring to FIG. 8, a position detection system 300 as an example in the present embodiment includes a plurality of position detection devices 100 or 200 described so far, the first position detection unit 310 and the second position detection unit. As 320, it arrange | positions so that the predetermined area | region S can face.

所定領域Sには3つの指示物MA,MB,MCが配置されており、位置検出システム300は、これらの指示物MA,MB,MCのいずれについても位置を検出するものであり、特に、指示物MA,MBの死角となる指示物MCの位置検出について以下に説明する。   Three indicators MA, MB, and MC are arranged in the predetermined area S, and the position detection system 300 detects the position of any of these indicators MA, MB, and MC. The position detection of the indicator MC that becomes the blind spot of the objects MA and MB will be described below.

第1位置検出ユニット310、第2位置検出ユニット320は、光走査部110と、第1発光部120と、第2発光部130と、第1受光部140と、第2受光部150と、から構成されている第1実施形態の位置検出装置100であっても、光走査部210と、第1発光部220と、第2発光部230と、第1受光部240と、第2受光部250と、から構成されている第2実施形態の位置検出装置200のどちらでも良い。   The first position detection unit 310 and the second position detection unit 320 include an optical scanning unit 110, a first light emitting unit 120, a second light emitting unit 130, a first light receiving unit 140, and a second light receiving unit 150. Even in the configured position detection device 100 of the first embodiment, the optical scanning unit 210, the first light emitting unit 220, the second light emitting unit 230, the first light receiving unit 240, and the second light receiving unit 250 are configured. The position detection device 200 according to the second embodiment may be any of the above.

本実施例における位置検出システム300においても、第1位置検出ユニット310、第2位置検出ユニット320の構成は、上記のように位置検出装置100もしくは位置検出装置200のいずれかに限定していない。   Also in the position detection system 300 in the present embodiment, the configuration of the first position detection unit 310 and the second position detection unit 320 is not limited to either the position detection device 100 or the position detection device 200 as described above.

そして、位置検出システム300は、第1位置検出ユニット310に対応した第1受光部と第2受光部を併せ持つ第1受光装置340と、第2位置検出ユニット320に対応した第1受光部と第2受光部を併せ持つ第2受光装置350を備えている。   The position detection system 300 includes a first light receiving device 340 having both a first light receiving unit and a second light receiving unit corresponding to the first position detection unit 310, a first light receiving unit corresponding to the second position detection unit 320, and a first light receiving unit. A second light receiving device 350 having two light receiving portions is provided.

なお、第1位置検出ユニット310および第2位置検出ユニット320を何れか一辺に配置することにより、第1受光装置340、第2受光装置350は、図8に示すように、図1、図7と異なり、所定領域Sを囲むように配置できる。このように配置することで、第1位置検出ユニット310、第2位置検出ユニット320は、互いのビームの影響を受ける事無く、3つの指示物MA,MB,MCを走査することができる。前記したように、第1受光装置340、第2受光装置350は、スペース等の制約や指示物Mの位置等から配置箇所を図8のように選択することができる。   In addition, by arranging the first position detection unit 310 and the second position detection unit 320 on either side, the first light receiving device 340 and the second light receiving device 350 are configured as shown in FIG. Unlike the case, it can be arranged so as to surround the predetermined region S. By arranging in this way, the first position detection unit 310 and the second position detection unit 320 can scan the three indicators MA, MB, and MC without being affected by the mutual beams. As described above, the first light receiving device 340 and the second light receiving device 350 can select the arrangement location as shown in FIG.

ここで第1受光装置340、第2受光装置350は、導光体で構成されていても、光再帰性反射体とユニットに組み込まれた偏向部とで構成されていても良い。   Here, the first light receiving device 340 and the second light receiving device 350 may be configured by a light guide, or may be configured by a light retroreflector and a deflection unit incorporated in the unit.

図8を参照すると、図の左側に位置する第1位置検出ユニット310の位置AからはビームBAが照射され、位置BからはビームBBが照射されている。同様に図の右側に位置する第1位置検出ユニット320の位置CからはビームBCが照射され、位置DからはビームBDが照射されている。   Referring to FIG. 8, the beam BA is irradiated from the position A of the first position detection unit 310 located on the left side of the drawing, and the beam BB is irradiated from the position B. Similarly, the beam BC is irradiated from the position C of the first position detection unit 320 located on the right side of the drawing, and the beam BD is irradiated from the position D.

位置Aと位置Bとの距離wおよび位置Cと位置Dとの距離は、指示物MA,MB,MCの走査方向に対向する幅Φxに対して w>Φx となるように配置されている。なお、位置A,B,C,Dは、第1,2実施形態における反射点に相当する。   The distance w between the position A and the position B and the distance between the position C and the position D are arranged so that w> Φx with respect to the width Φx facing the scanning direction of the indicators MA, MB, MC. The positions A, B, C, and D correspond to the reflection points in the first and second embodiments.

ビームBAはBA1からBA2へと回転して所定領域Sを走査し、ビームBBはBB1からBB3へと回転して所定領域Sを走査し、ビームBCはBC1からBC3へと回転して所定領域Sを走査し、ビームBDはBD1からBD2へと回転して所定領域Sを走査する。   The beam BA rotates from BA1 to BA2 and scans the predetermined area S, the beam BB rotates from BB1 to BB3 and scans the predetermined area S, and the beam BC rotates from BC1 to BC3 and the predetermined area S The beam BD rotates from BD1 to BD2 and scans the predetermined area S.

また、図8を参照すると、第1位置検出ユニット310から照射されたビームBA1は所定領域Sを角度走査するが、指示物MAに遮蔽されるため指示物MCを全面的に走査することはできない。このような状態について、図8においては、一点鎖線はそれぞれのユニットの図上右側から照射される実際の光線を表し、二点鎖線はそれぞれのユニットの図上左側から照射される実際の光線を表し、破線は実際に存在しないが指示物等に遮蔽されない場合の仮想光線を表している。   Referring to FIG. 8, the beam BA1 irradiated from the first position detection unit 310 scans the predetermined area S at an angle, but the pointer MC cannot be scanned over the entire surface because it is shielded by the pointer MA. . For such a state, in FIG. 8, the alternate long and short dash line represents the actual light beam emitted from the right side of each unit diagram, and the alternate long and two short dashes line represents the actual light beam emitted from the left side of each unit diagram. The broken line represents a virtual ray that does not actually exist but is not shielded by an indicator or the like.

図9を参照すると、第1位置検出ユニット310のビームBAによって角度走査によって検出した信号を処理した光量は、指示物MAにビームBAが到達した瞬間から減少する。そして、図9の破線のように仮想光線となったビームBAは指示物MCに到達しているが、指示物MAに遮蔽されていることから実光線のビームBAは指示物MCには到達できないために、指示物MCによる光量の減少は検出できない(BA1および仮想光線BA1参照)。その後、一旦通常の光量に復帰し、ビームBAが指示物MBに到達したとき、実光線のビームBAの光量は再び減少する(BA2参照)。さらに走査が進むと光量は再び通常に復帰する。   Referring to FIG. 9, the amount of light obtained by processing the signal detected by the angular scanning by the beam BA of the first position detection unit 310 decreases from the moment when the beam BA reaches the indicator MA. The beam BA that has become a virtual ray as shown by the broken line in FIG. 9 reaches the indicator MC, but since it is shielded by the indicator MA, the beam BA of the real ray cannot reach the indicator MC. Therefore, a decrease in the amount of light due to the indicator MC cannot be detected (see BA1 and virtual ray BA1). After that, when the beam BA returns to the normal light amount and reaches the indicator MB, the light amount of the actual beam BA decreases again (see BA2). As scanning progresses further, the amount of light returns to normal again.

同様に、第1位置検出ユニット310のビームBBによって角度走査によって検出した信号を処理した光量は、指示物MAにビームBBが到達した瞬間から減少する。そして、指示物MAの走査が終わる前にビームBAは指示物MCに到達するが、指示物MCに到達するビームBBの一部は指示物MAによって遮蔽されているため、光量は通常の状態に戻らないまま減少する(BB1,BB2参照)。その後、一旦通常の光量に復帰し、ビームBBが指示物MBに到達したとき、実光線のビームBBの光量は再び減少する(BB3参照)。さらに走査が進むと光量は再び通常に復帰する。   Similarly, the amount of light obtained by processing the signal detected by angle scanning with the beam BB of the first position detection unit 310 decreases from the moment when the beam BB reaches the indicator MA. The beam BA reaches the indicator MC before the scanning of the indicator MA is completed. However, since a part of the beam BB reaching the indicator MC is shielded by the indicator MA, the light amount is in a normal state. Decrease without returning (see BB1, BB2). Thereafter, the light amount is once returned to the normal light amount, and when the beam BB reaches the indicator MB, the light amount of the actual light beam BB decreases again (see BB3). As scanning progresses further, the amount of light returns to normal again.

次に、第2位置検出ユニット320のビームBCによって角度走査によって検出した信号を処理した光量は、指示物MAにビームBCが到達した瞬間から減少する(BC1参照)。その後、一旦通常の光量に復帰し、ビームBCが指示物MCに到達したとき、実光線のビームBCの光量は再び減少する(BC2参照)。そして、指示物MCの走査が終わる前にビームBCは指示物MBに到達するが、指示物MCに到達するビームBCの一部は指示物MBによって遮蔽されているため、光量は通常の状態に戻らないまま減少する(BC3参照)。さらに走査が進むと光量は再び通常に復帰する。   Next, the amount of light obtained by processing the signal detected by the angular scanning with the beam BC of the second position detection unit 320 decreases from the moment when the beam BC reaches the indicator MA (see BC1). After that, once the light amount returns to the normal light amount and the beam BC reaches the indicator MC, the light amount of the actual light beam BC decreases again (see BC2). The beam BC reaches the indicator MB before the scanning of the indicator MC is completed, but a part of the beam BC reaching the indicator MC is shielded by the indicator MB, so that the amount of light is in a normal state. Decrease without returning (see BC3). As scanning progresses further, the amount of light returns to normal again.

同様に、第2位置検出ユニット320のビームBDによって角度走査によって検出した信号を処理した光量は、指示物MAにビームBDが到達した瞬間から減少する(BD1参照)。その後、一旦通常の光量に復帰し、ビームBDが指示物MBに到達したとき、実光線のビームBDの光量は再び減少する(BD2参照)。そして、仮想光線となったビームBDは指示物MCに到達しているが、指示物MBに遮蔽されていることから実光線のビームBDは指示物MCには到達できないために指示物MCによる光量の減少は検出できない。さらに走査が進むと光量は再び通常に復帰する。   Similarly, the amount of light obtained by processing the signal detected by the angular scanning with the beam BD of the second position detection unit 320 decreases from the moment when the beam BD reaches the indicator MA (see BD1). After that, when the light amount returns to the normal light amount and the beam BD reaches the indicator MB, the light amount of the actual light beam BD decreases again (see BD2). The beam BD that has become a virtual ray reaches the indicator MC, but since the beam BD of the real ray cannot reach the indicator MC because it is shielded by the indicator MB, the light quantity by the indicator MC The decrease in cannot be detected. As scanning progresses further, the amount of light returns to normal again.

図5を参照しながら、図9を見ると時間の推移とともに指示物MA,MB,MCによって光量が下限となるピークを検出することができる。そして、指示物MAに対応するピークであるBA1,BB1、BC1、BD1のいずれか二つのピークの時間差によって、図6に示すような三角測量に基づいて、指示物MAの位置を検出することができる。   Referring to FIG. 9 with reference to FIG. 5, it is possible to detect the peak at which the light amount becomes the lower limit by the indicators MA, MB, and MC with time. Then, the position of the indicator MA can be detected based on triangulation as shown in FIG. 6 based on the time difference between any two peaks of BA1, BB1, BC1, and BD1, which are peaks corresponding to the indicator MA. it can.

同様に、指示物MBに対応するピークであるBA2,BB3、BC3、BD2のいずれか二つのピークの時間差によって、指示物MAの位置を検出することができる。   Similarly, the position of the indicator MA can be detected by the time difference between any two peaks of BA2, BB3, BC3, and BD2, which are peaks corresponding to the indicator MB.

次に、指示物MCについても、対応するピークであるBB2、BC2の二つのピークの時間差によって、指示物MCの位置を検出することができる。このように一つの位置検出ユニットでは検出できなかった別の指示物に光線が遮蔽された指示物の位置であっても、複数の位置検出ユニットを備えることで検出することが可能となる。   Next, also for the indicator MC, the position of the indicator MC can be detected from the time difference between the two peaks corresponding to BB2 and BC2. As described above, even if the position of the pointing object is blocked by another pointing object that could not be detected by one position detection unit, it is possible to detect the position by providing a plurality of position detection units.

特許文献1、2に記載されている位置検出方法では、指または指示物に照射されたレーザ光線が反射して戻る散乱光と、光再帰性反射体に反射された反射光とが、受光部に戻るが、このうち散乱光を受光部にて検知して位置座標を検出している。   In the position detection methods described in Patent Literatures 1 and 2, scattered light that is reflected by the laser beam irradiated on the finger or the indicator and the reflected light that is reflected by the light retroreflector are received by the light receiving unit. However, the position coordinates are detected by detecting the scattered light in the light receiving unit.

従って図8のような指示物MA,MB,MCの配置状況において、第1位置検出ユニット310、第2位置検出ユニット320の位置に従来技術に係る位置検出装置を設置しても、ほとんどの部分が死角となる指示物MCの角度走査はできない。
そこで、従来技術に係る位置検出装置によって、指示物MCを角度走査するには、指示物MCが視野として臨める位置に新たな位置検出装置を付加する必要がある。
Therefore, in the arrangement state of the indicators MA, MB, and MC as shown in FIG. 8, even if the position detection device according to the prior art is installed at the positions of the first position detection unit 310 and the second position detection unit 320, most of the parts are included. An angle scan of the indicator MC that becomes a blind spot cannot be performed.
Therefore, in order to perform angular scanning of the indicator MC with the position detection device according to the related art, it is necessary to add a new position detection device at a position where the indicator MC can face as a field of view.

しかしながら、本実施形態によれば、図8に示す第1位置検出ユニット310、第2位置検出ユニット320から見て、指示物MCは、指示物MA、指示物MBの死角となる部分が多く、一部しか走査することができない場合でも、指示物MCの位置検出が可能となる。   However, according to the present embodiment, when viewed from the first position detection unit 310 and the second position detection unit 320 shown in FIG. 8, the indicator MC has many blind spots of the indicator MA and the indicator MB, Even when only a part of the object can be scanned, the position of the indicator MC can be detected.

また、本実施形態によれば、従来技術に係る位置検出装置と比べて、少ない部品構成で、確実な位置検出をすることができる。   Further, according to the present embodiment, reliable position detection can be performed with a small number of components compared to the position detection device according to the related art.

以上で、本実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形が可能である。   This is the end of the description of the present embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

100,200,300・・・位置検出装置
110、210・・・光走査部
111、211・・・ポリゴンミラー
111a,211a・・・第1反射面
111b、211b・・・第2反射面
120、220・・・第1発光部
130、230・・・第2発光部
140、240・・・第1受光部
143、243・・・始接点a
144・・・第1導光体
145、245・・・第1受光体
146・・・第1反射点
147・・・終接点a
150、250・・・第2受光部
153、253・・・始接点b
154・・・第2導光体
155、255・・・第2受光体
156・・・第2反射点
157・・・終接点b
261・・・再帰性反射体
262,263・・・偏向部
310・・・第1位置検出ユニット
320・・・第2位置検出ユニット
340・・・第1受光装置
350・・・第2受光装置
F1,F2・・・走査面
S・・・所定領域
S1,S2,S3・・・外縁
M,MA,MB,MC・・・指示物
B1・・・第1ビーム
B2・・・第2ビーム
BA,BB,BC,BD・・・ビーム
P1・・・第1ピーク
P2・・・第2ピーク
R1,R2,R3,R4,R5・・・回転
100, 200, 300 ... Position detection device 110, 210 ... Optical scanning unit 111, 211 ... Polygon mirror 111a, 211a ... First reflection surface 111b, 211b ... Second reflection surface 120, 220 ... 1st light emission part 130, 230 ... 2nd light emission part 140, 240 ... 1st light-receiving part 143, 243 ... start contact a
144: First light guide 145, 245: First light receiver 146: First reflection point 147: Final contact point a
150, 250 ... second light receiving portion 153, 253 ... start contact b
154... Second light guide 155, 255... Second light receiver 156... Second reflection point 157.
261: Retroreflector 262, 263: Deflection section 310 ... First position detection unit 320 ... Second position detection unit 340 ... First light receiving device 350 ... Second light receiving device F1, F2 ... scanning surface S ... predetermined region S1, S2, S3 ... outer edge M, MA, MB, MC ... indicator B1 ... first beam B2 ... second beam BA , BB, BC, BD ... beam P1 ... first peak P2 ... second peak R1, R2, R3, R4, R5 ... rotation

Claims (7)

所定領域内にある指示物の位置を検出する光学的位置検出装置において、
前記所定領域を臨むように配置され、ポリゴンミラーを有し、前記所定領域と平行である走査面内で光を角度走査する光走査部と、
前記ポリゴンミラーの互いに角度を有する二つの反射面のそれぞれに光を照射する第1発光部および第2発光部と、
前記第1発光部が発光し、前記ポリゴンミラーの一の反射面で反射された第1ビームを受ける第1受光部と、
前記第2発光部が発光し、前記ポリゴンミラーの他の反射面で反射された第2ビームを受ける第2受光部と、を備え、
前記光走査部が、前記ポリゴンミラーを回転させて前記指示物を走査する、ことを特徴とする光学的位置検出装置。
In an optical position detection device for detecting the position of an indicator within a predetermined area,
An optical scanning unit that is arranged so as to face the predetermined region, has a polygon mirror, and performs angular scanning of light in a scanning plane that is parallel to the predetermined region;
A first light emitting part and a second light emitting part for irradiating light to each of two reflecting surfaces having an angle with each other of the polygon mirror;
A first light-receiving unit that emits light and receives a first beam reflected by one reflecting surface of the polygon mirror;
A second light receiving portion that emits light from the second light emitting portion and receives a second beam reflected by another reflecting surface of the polygon mirror;
The optical position detection device, wherein the optical scanning unit scans the indicator by rotating the polygon mirror.
前記第1受光部と前記第2受光部が、前記所定領域を臨む外縁に重なるように配置された導光体を有し、それぞれ該導光体に入射された前記第1ビームと前記第2ビームを受光する、ことを特徴とする請求項1に記載の光学的位置検出装置。   The first light receiving unit and the second light receiving unit have a light guide disposed so as to overlap an outer edge facing the predetermined region, and the first beam and the second light incident on the light guide, respectively. The optical position detection device according to claim 1, wherein the optical position detection device receives a beam. 前記所定領域を臨む外縁に配置された再帰性反射体と、
該再帰性反射体から前記光走査部への反射光を偏向する偏向部と、を備え、
前記第1受光部と前記第2受光部が、それぞれ該偏向部にて偏向された前記第1ビームと前記第2ビームを受光する、ことを特徴とする請求項1に記載の光学的位置検出装置。
A retroreflector disposed on an outer edge facing the predetermined region;
A deflecting unit that deflects reflected light from the retroreflector to the optical scanning unit,
2. The optical position detection according to claim 1, wherein the first light receiving unit and the second light receiving unit receive the first beam and the second beam deflected by the deflecting unit, respectively. apparatus.
前記第1発光部が、前記第1ビームを前記第1受光部に受光させるように前記一の反射面での第1反射位置に前記光を照射し、
前記第2発光部が、前記第2ビームを前記第2受光部に受光させるように前記他の反射面での第2反射位置に前記光を照射する、ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の光学的位置検出装置。
The first light emitting unit irradiates the first reflecting position on the one reflecting surface with the light so that the first light receiving unit receives the first beam;
The said 2nd light emission part irradiates the said light to the 2nd reflective position in said other reflective surface so that a said 2nd light-receiving part may receive the said 2nd beam, The light is characterized by the above-mentioned. Item 4. The optical position detection device according to Item 3.
前記第1反射位置と前記第2反射位置とが、前記走査面に対して垂直方向の異なる位置に配置され、
前記第1受光部と前記第2受光部が、前記第1反射位置と前記第2反射位置に応じて配置されている、ことを特徴とする請求項4に記載の光学的位置検出装置。
The first reflection position and the second reflection position are arranged at different positions in a direction perpendicular to the scanning plane,
The optical position detection device according to claim 4, wherein the first light receiving unit and the second light receiving unit are arranged according to the first reflection position and the second reflection position.
複数の請求項1から請求項5のいずれかの記載の光学的位置検出装置が、前記所定領域を臨む異なる位置にそれぞれ配置されている、ことを特徴とする光学的位置検出方法。   A plurality of optical position detection devices according to any one of claims 1 to 5 are arranged at different positions facing the predetermined area, respectively. 請求項1から請求項5のいずれかの記載の光学的位置検出装置を使用した光学的位置検出方法であって、
前記第1発光部および前記第2発光部が、前記第1ビームおよび前記第2ビームを同時に発光し、
前記光走査部が、前記ポリゴンミラーを回転させて前記指示物を走査し、
前記第1受光部および前記第2受光部が、前記第1ビームおよび前記第2ビームの光量を受光し、
受光した前記第1ビームおよび前記第2ビームの光量の時間的変化に基づいて、前記指示物の位置を算出する、ことを特徴とする光学的位置検出方法。

An optical position detection method using the optical position detection device according to any one of claims 1 to 5,
The first light emitting unit and the second light emitting unit simultaneously emit the first beam and the second beam;
The light scanning unit rotates the polygon mirror to scan the indicator;
The first light receiving unit and the second light receiving unit receive light amounts of the first beam and the second beam,
An optical position detection method, comprising: calculating a position of the indicator based on a temporal change in light amounts of the received first beam and second beam.

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