JP2019074933A - Non-contact input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空中像の指示位置を非接触で検知する非接触入力装置に関する。 The present invention relates to a non-contact input device that detects an indicated position of an aerial image in a non-contact manner.
近年、特殊な光学素子を使用して空中に結像される空中像を非接触で指示できる技術が提案されている。空中像を非接触で指示できれば、タッチパネルのように直接画面に触れることなく入力できるので、例えば、食品加工工場や医療の現場などで衛生的に情報を入力することができる。
特許文献1には、空中像上で情報を入力するために、空中像に赤外光をカーテン状に照射し、指やペンなどが赤外光カーテンに接触した位置を赤外線カメラで検出する装置が開示されている。
また、特許文献2には、空中像に平行な赤外光を照射し、その光を遮る指やペンなどの反射光を、光検出器(フォトダイオード)によるセンサーで検知する技術が開示されている。
In recent years, there has been proposed a technology capable of non-contacting pointing of an aerial image formed in the air using a special optical element. If the aerial image can be indicated in a non-contact manner, it can be input without touching the screen directly like a touch panel, so that information can be hygienically input at, for example, a food processing plant or a medical site.
In
Further, Patent Document 2 discloses a technique of irradiating infrared light parallel to an aerial image, and detecting the reflected light of a finger, a pen or the like that intercepts the light by a sensor using a light detector (photodiode). There is.
ところが、空中に結像された空中像のうち、センサーから離れた位置のセンシングを行うためには、センサーを空中像に近づけて配置する必要があり、装置の筐体内にセンサーを納めることが難しい場合がある。 However, among the aerial images formed in the air, in order to sense the position away from the sensor, it is necessary to arrange the sensor close to the aerial image, and it is difficult to put the sensor in the housing of the device There is a case.
本発明の課題は、センサーを空中像から離れた箇所に配置してもセンシングを行うことができ、これにより、装置の筐体内にセンサーを納めることができ、装置の小型化を図ることである。 An object of the present invention is to perform sensing even when the sensor is disposed at a location away from the aerial image, thereby enabling the sensor to be housed in the housing of the device, thereby achieving downsizing of the device. .
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、非接触入力装置であり、
平面視で互いに直交する複数の反射面を有し、被対象物からの光を前記複数の反射面で反射させて、前記光の入射側とは反対側の空中に導き、前記被対象物に対応する空中像を前記空中に結像させる作用を持った光学プレートと、
前記空中に結像された空中像上での指示位置を非接触で検知できるセンサーと、を有しており、
前記センサーは、
1次元に配列されて前記空中像と平行な平面に沿うように検出光を投射することによって検出領域を形成する複数の光パルスエミッタと、1次元に配列されて前記検出領域内の反射物体による検出光の反射光を検出する複数の検出器と、前記複数の光パルスエミッタ及び前記複数の検出器における前記空中像側に位置する1次レンズと、を備え、前記複数の光パルスエミッタと前記複数の検出器とを同期的に共作動させ、前記検出領域における前記反射物体の2次元位置を特定するセンサー本体と、
前記センサー本体と前記空中像との間に位置し、前記複数の検出器に入射する前記反射光を集光する光学素子と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned subject, invention of
It has a plurality of reflecting surfaces orthogonal to each other in a plan view, reflects light from an object by the plurality of reflecting surfaces, guides the light to the air on the opposite side to the incident side of the light, and transmits the light to the object An optical plate having a function of forming a corresponding aerial image in the air;
And a sensor capable of contactlessly detecting a designated position on the aerial image imaged in the air,
The sensor is
A plurality of light pulse emitters arranged in one dimension to form a detection area by projecting detection light along a plane parallel to the aerial image, and a reflection object in the detection area arranged in one dimension A plurality of detectors for detecting the reflected light of the detection light; and a plurality of light pulse emitters and a primary lens positioned on the aerial image side of the plurality of detectors, the plurality of light pulse emitters and the plurality of light pulse emitters A sensor body that synchronously operates a plurality of detectors and specifies a two-dimensional position of the reflective object in the detection area;
And an optical element located between the sensor main body and the aerial image for condensing the reflected light incident on the plurality of detectors.
本発明によれば、センサーを空中像から離れた箇所に配置してもセンシングを行うことができ、これにより、装置の筐体内にセンサーを納めることができ、装置の小型化を図ることができる。 According to the present invention, sensing can be performed even when the sensor is disposed at a location away from the aerial image, whereby the sensor can be accommodated in the housing of the device, and the device can be miniaturized. .
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, although various limitations preferable for carrying out the present invention are given to the embodiments described below, the technical scope of the present invention is limited to the following embodiments and the illustrated example. Absent.
図1(A)及び図1(B)に示す非接触入力装置10は、表示の被対象物である表示パネル20と、表示パネル20に対応する空中像AMを空中に結像させる光学プレート30と、空中像AMの近傍における指示物体としての指先FGの位置を検出するためのセンシング装置40と、光学プレート30を支持して表示パネル20を収納する装置本体50と、表示パネル20のための表示回路61と、表示パネル20及びセンシング装置40の動作状態を統括的に管理する制御部90とを備える。
ここで、指示物体(すなわち、反射物体)は、既述のような空中像AMの所定の位置を示す際に用いられる、ユーザーの指FG以外に、ペン等のような、検出光L1を遮るものを意味する。
The
Here, the pointing object (that is, the reflecting object) blocks the detection light L1 such as a pen other than the user's finger FG, which is used to indicate the predetermined position of the aerial image AM as described above. I mean one.
装置本体50は、筐体52の内部に収納されており、表示パネル20や光学プレート30、センシング装置40を始めとする各種装置が搭載されたものである。
装置本体50が収納される筐体52は、正面部52aと、この正面部52aと組み合わされて一体となる背面部52bと、を有している。なお、正面部52aには、光学プレート30及び装置本体50の窓51(後述する。)に対応する形状の窓が形成されている。
The
The
非接触入力装置10において、表示パネル20は、板状の装置であり、装置本体50に傾斜した状態で固定されている。具体的には、表示パネル20は、その表示面21が光学プレート30の延びるXY平面に平行な基準面に対して軸αの周りの回転によって適宜傾斜させた状態となるように固定されている。
ここで、軸αは、XY平面に平行であり、X軸及びY軸に対して例えば同一の角度を成している。
表示パネル20は、2次元的な描画が可能な画像表示素子であり、図示を省略するが、例えばLCD等の表示部と表示部を照明する光源部とを有する。
なお、表示パネル20は、透過型の素子に限らず、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)やDMD(Digital Micromirror Device)等の反射型の素子で構成されるものであってもよい。表示パネル20には、例えばキーボードが表示されるが、スマートフォンやタブレット端末の表示画面のようなものを表示することもできる。
In the
Here, the axis α is parallel to the XY plane, and forms, for example, the same angle with the X axis and the Y axis.
The
The
光学プレート30は、矩形板状の装置であり、装置本体50の窓51を覆うように固定されている。光学プレート30は、XY平面に平行な基準面に沿って延びている。
The
図2は、光学プレート30の具体的構造を説明する拡大図である。光学プレート30は、例えば国際公開第2017/014221号明細書に記載の空中映像表示デバイスを利用したものである。
光学プレート30は、2枚の平板状の光学パネル31,32を貼り合わせて構成されている。
一方(具体的には下側で入射側)の光学パネル31は、両光学パネル31,32の積層方向(図示の例ではZ方向)に垂直な面(図示の例ではXY平面)内で互いに垂直な2方向のうちの一方向(例えばX方向)に、複数のミラー素子31aを並べて接着剤で接着することによって形成されている。
他方(具体的には上側で射出側)の光学パネル32は、上記2方向のうちの他の方向(例えばY方向)に、複数のミラー素子32aを並べて接着剤で接着することによって形成されている。
FIG. 2 is an enlarged view for explaining the specific structure of the
The
The
The other (specifically, the upper side and the emission side)
一方の光学パネル31のミラー素子31aは、直方体状の透明基板81aを有している。透明基板81aは、Y方向に延びており、対向する2面(例えばYZ面に沿った2面)のうちの一方の面又は双方の面に、反射膜81bが蒸着等によって形成されている。
他方の光学パネル32のミラー素子32aは、直方体状の透明基板82aを有している。透明基板82aは、X方向に延びており、対向する2面(例えばXZ面に沿った2面)のうちの一方の面又は双方の面に、反射膜82bが蒸着等によって形成されている。
The
The
Y方向に延びる複数のミラー素子31aをX方向に隣接して並べることにより、複数の反射膜81bが、ミラー素子31aのX方向の幅に応じた間隔でX方向に並んで位置する。同様に、X方向に延びる複数のミラー素子32aをY方向に隣接して並べることにより、複数の反射膜82bが、ミラー素子32aのY方向の幅に応じた間隔でY方向に並んで位置する。
このような複数のミラー素子31a,32aの配置により、各ミラー素子31aの反射膜(反射面)81bと、各ミラー素子32aの反射膜(反射面)82bとは、平面視で(Z軸方向から見て)互いに直交する位置関係となるが、ねじれの関係のようにZ軸方向にずれて配置された状態となっている。
By arranging the plurality of
Due to the arrangement of the plurality of
図2のような光学プレート30により、光学プレート30の下側にある被対象物OB(本実施形態では、表示パネル20に表示される画像)を光学プレート30の上側に等倍の実像である空中像AMとして投影することができる。つまり、光学プレート30は、被対象物OBからの光を複数のミラー素子31a,32aの反射膜(反射面)81b,82bで反射させて、光の入射側とは反対側の空中に導き、被対象物OBの空中像AMを空中に結像させる。
具体的には、被対象物OB上の点光源Pから発せられた複数の光線LBは、Z軸に平行な反射面(反射膜81b,82b)でそれぞれ反射され、X軸に対して点光源Pとは反対側の位置P’(点光源PとX軸に対して対称な位置)に集光する。この際、周期的に並ぶ複数の反射膜81b,82bが交差する格子点状の複数箇所で同様の反射が生じ、位置P’に点Pの実像が結像される。
ここで、点光源Pの被対象物OBは、本実施形態の場合、表示パネル20の表示面21に表示される画像である。つまり、表示パネル20の表示面21に表示される画像を光学プレート30上方に傾斜した空中像AMとして表示することができる。
The object OB (in the present embodiment, an image displayed on the display panel 20) located below the
Specifically, the plurality of light beams LB emitted from the point light source P on the object OB are reflected by the reflecting surfaces (reflecting
Here, the object OB of the point light source P is an image displayed on the
図1に戻って、センシング装置40は、例えば米国特許出願公開第2014/0364218号明細書に記載の光近接センサーを応用したものであり、装置本体50の窓51の外側に固定されて、光学プレート30によって形成される空中像AMに隣接する検出領域DAへの指示物体つまり指先FGの進入動作を検出する。
センシング装置40は、棒状の装置であり、装置本体50の窓51の一辺に平行な軸αに沿って延びる。
Referring back to FIG. 1, the
The
ここで、空中像AMは、光学プレート30を挟んで表示パネル20の反対側に鏡像対称に形成される。つまり、空中像AMは、光学プレート30に沿って延びる軸βに平行な対称軸の周りに表示パネル20を180°回転させた線対称な関係で配置されている。
Here, the aerial image AM is formed in mirror symmetry on the opposite side of the
センシング装置40は、センサー本体と、このセンサー本体の正面側に設けられた光学素子46と、を有する。
図3(A)及び3(B)に示すように、センシング装置40におけるセンサー本体は、筐体40a内に、複数の光パルスエミッタとしての複数のレーザーダイオード(LD)41と、複数の検出器(フォトディテクター)としての複数のフォトダイオード42とを軸αの方向に交互に並べた構造を有し、各レーザーダイオード41及び各フォトダイオード42の正面に、1次レンズとしてのコリメーターレンズ43を備える。
レーザーダイオード41及びコリメーターレンズ43は、指示物体である指先FGの位置を検出する検出光L1を発光する検出光発光部として機能する。
フォトダイオード42及びコリメーターレンズ43は、指示物体である指先FGの表面での検出光L1の反射光L2を検出することで指先FGが指示する位置を非接触で検出する指示位置検出部として機能する。
つまり、本実施形態のセンシング装置40において、検出光発光部及び指示位置検出部はセンシング装置40の同一筐体40a内に配置されている。これにより、検出光発光部及び指示位置検出部を別々に配置する場合に比べて装置を小型化することができる。
なお、レーザーダイオード41は不可視光である赤外光を射出し、フォトダイオード42は不可視光である赤外光を検出する。検出光L1が不可視光であることにより、一般の照明や屋外等の外乱光が多く存在するような環境下でも、良好なS/N比で指示物体の位置を検出することができる。具体的には、指示位置検出部において不可視光のみを検知することにより、外乱光の影響を最小限にしたまま指示物体での反射光L2を検知することができる。
The
As shown in FIGS. 3A and 3B, the sensor main body in the
The
The
That is, in the
The
光学素子46は、センサー本体の正面側(空中像AMが映し出される側)に設けられており、センサー本体と空中像との間に位置している。
このような光学素子46は、複数のフォトダイオード42に入射する反射光を集光するレンズであり、見かけの物体距離を近くすることができ、センシング範囲を調整する機能を有している。
より具体的に説明すると、この光学素子46は、正のパワーを持った集光レンズであり、シリンドリカルかつ非球面正フレネルレンズ、又はシリンドリカルかつ非球面正fθレンズが好適に採用される。
The
Such an
More specifically, the
なお、例えば、センシング装置40の長さを長くすることによってセンシング範囲を広げると、センシング装置40を空中像AMから離れた箇所に配置してもセンシングを行うことができるが、この場合、装置本体50や筐体52の大型化を免れない。そのため、センサー本体は、その長さが極力短く設定され、これに合わせて光学素子46も極力短く設定されているものとする。本実施形態においては、このようにセンシング装置40の長さを短く抑えることによっても装置の小型化を図っているものとする。
For example, if the sensing range is expanded by increasing the length of the
センシング装置40の動作の一例について簡単に説明すると、レーザーダイオード41からの検出光L1は、コリメーターレンズ43によってコリメートされて正面方向に射出され、図1(B)に示す面状の検出領域DAを横方向から照明する。
ここで、検出領域DAは、カーテン状の照射領域であり、空中像AMに近接して平行に延びる。検出領域DAは、空中像AMを指先FGで指示したり、空中像AMに沿って指先FGを移動させる行為を抽出したりするためのものとなっている。
コリメーターレンズ43は、レーザーダイオード41からの検出光L1が空中像AMの平面と平行な方向へは光が広がるが、空中像AMの平面と垂直な方向へはほとんど広がらないようにしている。
検出光L1の照射領域又は検出領域DAの範囲を制限することで、常に空中像AM近傍に空中像AMの平面に沿うように薄いカーテン状に検出光L1を照射することができ、指示物体の進入を正確に検出することができる。
レーザーダイオード41及びコリメーターレンズ43からなる検出光発光部は、空中像AMと平行な平面(検出光L1が分布する検出領域DA)の延長線上に配置されていることとなる。このように本実施形態では、検出光発光部の配置が簡易なものとなっている。
To briefly explain an example of the operation of the
Here, the detection area DA is a curtain-shaped irradiation area, and extends in parallel to and adjacent to the aerial image AM. The detection area DA is used to indicate the aerial image AM with a fingertip FG or extract an action of moving the fingertip FG along the aerial image AM.
The
By limiting the range of the irradiation area or detection area DA of the detection light L1, the detection light L1 can be always irradiated near the aerial image AM in a thin curtain shape along the plane of the aerial image AM. An approach can be detected accurately.
The detection light emitting unit including the
図4(A)に示すように、指示物体である指先FGが検出領域DAに進入した場合、センシング装置40の指示位置検出部(すなわち、フォトダイオード42及びコリメーターレンズ43)は、指示物体である指先FGからの戻り光である反射光L2を検出し、図4(B)に示すように、指示物体である指先FGが検出領域DAから後退した場合、センシング装置40の指示位置検出部は、反射光L2を検出しなくなる。
光学素子46を用いない場合は、レーザーダイオード41は、時間的に順次点灯して検出光L1を正面方向に射出し、フォトダイオード42は、コリメーターレンズ43によって斜め方向からの反射光L2を選択的に検出する。より詳細には、等間隔で配列された多数のフォトダイオード42と、一対のフォトダイオード42間に跨るように配置されたコリメーターレンズ43とによって、検出領域DA上に斜格子状又は網目状の検出点が形成されるので、反射光L2を同時に検出したフォトダイオード42の組み合わせから2次元的な検出領域DA上又は空中像AM上のどの位置に指示物体である指先FGが進入し移動したかを特定することができる。このように光学素子46を用いない場合は、例えば図3(A)に示す地点S1に指示物体があるときの反射光L2は、「I」位置の検出器42と、「VI」位置の検出器42が最も多く検出し、指示物体の位置を割り出すことができるようになっている。
一方、本実施形態のように、光学素子46を用いる場合は、上述のように見かけの物体距離を近くすることができるため、図3(A)に示すように、実際の指示物体の位置が地点S1にあっても、地点S2に指示物体が位置しているように検出できるようになっている。より詳細に説明すると、光学素子46を用いることによって、指示物体の反射光を最も多く検出している検出器42が、「II」位置の検出器42と、「IV」位置の検出器42となり、指示物体を近くに認識することができるようになっている。換言すれば、光学素子46を用いない場合に比して、遠い位置まで指示物体の検知が可能となる。
As shown in FIG. 4A, when the fingertip FG which is the pointing object enters the detection area DA, the pointing position detection unit (that is, the
When the
On the other hand, in the case of using the
なお、センシング装置40によるセンシング方法は、反射光をもとに三角測量の原理で距離を測定する所謂「三角測距の原理」が利用されている。
また、指示物体(反射物体)の位置の特定は、複数の検出器42のうち、いずれの検出器42が最も多く反射光L2を検出したかによって割り出すことができるようになっている。
In addition, as a sensing method by the
Further, the specification of the position of the pointing object (reflecting object) can be determined depending on which of the plurality of
図5(A)は、光学素子46を用いない場合の例であり、空中像AMが表示されている領域に対し、センシング装置40によるセンシング可能領域(検出領域DA)が重なっておらず、センシング装置40から遠い位置に、センシング不可領域A1が生じた状態となっている。
これに対して図5(B)は、光学素子46を用いた場合の例であり、空中像AMが表示されている領域に対し、センシング装置40によるセンシング可能領域(検出領域DA)が重なり、空中像AMの全域がセンシング可能となっている。
FIG. 5A is an example in the case where the
On the other hand, FIG. 5 (B) is an example in the case of using the
また、センサー本体と光学素子46のうち、少なくとも光学素子46が位置調整可能に構成されることで、検出領域DAの範囲が調整可能となっている。
より具体的に説明すると、光学素子46は、例えば、センサー本体における筐体40aとの間に伸縮アームを設けるなどして、図5(B)に示す矢印Y1の方向に位置調整可能となっている。
また、このように光学素子46を可動とするだけでなく、センサー本体を位置調整可能に構成してもよい。その場合は、センサー本体が取り付けられる装置本体50との間に移動用レールを設けるなどして、図5(B)に示す矢印Y1の方向に位置調整可能となっている。
なお、光学素子46を可動とするための機構として伸縮アームを挙げ、センサー本体を可動とするための機構として移動用レールを挙げたが、これらの可動機構については特に限定されるものではなく、伸縮アームと移動用レールを併用してもよいし、その他の可動機構を採用してもよい。
Further, by configuring at least the
More specifically, the
In addition to making the
In addition, although the telescopic arm was mentioned as a mechanism for making the
また、センシング装置40は、図示を省略するが、レーザーダイオード41やフォトダイオード42を動作させる駆動回路を内蔵している。このような駆動回路の全部又は一部は、装置本体50に組み込むこともできる。
Although not shown, the
図1に戻って、装置本体50中に表示パネル20ともに収納された表示回路61は、表示パネル20に表示動作を行わせるものであり、表示面21に2次元的な表示を行わせることで、表示面21上に空中像AMに対応する画像を形成させる。
Returning to FIG. 1, the
制御部90は、表示回路61を介して表示パネル20に表示動作を行わせるとともに、センシング装置40を適宜動作させて検出領域DA上又は空中像AM上のどの位置に指示物体である指先FGが進入したかを監視している。これにより、空中像AMが例えばキーボードである場合は、この仮想的なキーボードを構成するどのキーが押されたかを判定することができ、非接触入力装置10を操作するユーザーの指示内容を受け取ることができる。
また、制御部90は、非接触入力装置10に接続されたコンピューターその他の外部装置100と通信可能になっており、非接触入力装置10によって取得したユーザーからの指示内容を外部装置100に出力する。
The
The
なお、本実施形態における非接触入力装置10は、Z方向が鉛直方向となるように使用されるものとしているが、Z方向が水平方向となるように使用されるものとしてもよいし、空中像AMと平行な平面が水平面となるように使用されるものとしてもよい。すなわち、ユーザーが操作しやすい向き、又は非接触入力装置10が搭載される機器等に応じた適切な向きで使用されるものとする。
Although the
以上説明したように、本実施の形態によれば、センシング装置40が、空中に結像された空中像AM上での指示位置を非接触で検知するためのセンサー本体と、このセンサー本体と空中像AMとの間に位置し、複数の検出器42に入射する反射光L2を集光する光学素子46と、を有するので、検出領域DAにある指示物体を近くに認識させることができる。その結果、センシング装置40を空中像AMから離れた位置に配置できるようになり、センシング装置40を空中像AMから離れた箇所に配置してもセンシングを行うことができる。これにより、非接触入力装置10の筐体52内にセンシング装置40を納めることができ、非接触入力装置10の小型化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、センサー本体と光学素子46のうち、少なくとも光学素子46が位置調整可能に構成されることで、検出領域DAの範囲が調整可能となっているため、センシングの範囲を空中像AMの領域に対応させるようにして位置調整することができる。これにより、空中像AMの全域をセンシングすることが可能となる。
Further, of the sensor main body and the
また、光学素子46は、シリンドリカルかつ非球面正フレネルレンズ、又はシリンドリカルかつ非球面正fθレンズであるため、センシング装置40から離れた指示物体を近くに認識することができる。これにより、センシング装置40を空中像AMから離れたところに配置できる。
Further, since the
〔変形例〕
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、変形例について説明する。以下に挙げる変形例は可能な限り組み合わせてもよい。
[Modification]
The embodiment to which the present invention can be applied is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Hereinafter, modified examples will be described. The following modifications may be combined as much as possible.
光学素子46を用いた場合、図6(A)に示すように、複数のレーザーダイオード41から投射された検出光L1が台形状(すぼまった状態)となる場合がある。すなわち、検出光L1が遠くに進むにつれて、検出領域DAの範囲が狭くなり、検出領域DAの脇には、検出光L1が届かないセンシング不可領域A2ができることとなる。
そこで、本変形例においては、センシング不可領域A2に検出光L1を届かせるための他の光源(他のセンシング装置140、他の光源60)を、センシング装置40とセットで用いるようにする。
When the
Therefore, in the present modification, another light source (another
図6(B)に示す例では、センシング装置40と、このセンシング装置40と同様に構成された他のセンシング装置140とが、2段重ねにして配置されている。本変形例においては、他のセンシング装置140が上段に配置されているが、下段に配置されてもよく、特に限定されない。
上段に配置された他のセンシング装置140は、センシング装置40と同様に構成されているため、光学素子46を備えている。そして、当該他のセンシング装置140は、下段のセンシング装置40に対して傾斜して配置されている。
また、2段重ねに配置されたセンシング装置40,140は、装置本体50の正面側の適所に固定されている。センシング装置40,140は、位置の僅かな違いや配置角度に起因して、共通の検出領域DA内での分担位置が異なるものとなっている。
このような構成とすることにより、上段の他のセンシング装置140の光源で、下段のセンシング装置40で検出光L1が届かないセンシング不可領域A2まで検出光L1を届かせることができるので、精度を低下させることなくセンシングできる。特に、上段の他のセンシング装置140が傾斜して配置されていることで、指示物体による指示位置検出の誤差を最小限にすることができるので好ましい。
In the example shown in FIG. 6B, the
The
In addition, the
With such a configuration, the detection light L1 can be made to reach the undetectable area A2 to which the detection light L1 does not reach with the light source of the
図6(C)に示す例では、センシング装置40の上に他の光源60が重ねられて配置されている。
上段に配置された他の光源60は、光学素子46を備えていないものの、検出光L1を照射できる光源とされている。そして、当該他の光源60は、下段のセンシング装置40に対して傾斜して配置されている。また、当該他の光源60から照射される検出光L1は、光源から離れるにつれて広がるように照射される。
さらに、2段重ねに配置されたセンシング装置40及び他の光源60は、装置本体50の正面側の適所に固定されている。これらセンシング装置40及び他の光源60は、位置の僅かな違いや配置角度に起因して、共通の検出領域DA内での分担位置が異なるものとなっている。
このような構成とすることにより、上段の他の光源60で、下段のセンシング装置40で検出光L1が届かないセンシング不可領域A2まで検出光L1を届かせることができるので、精度を低下させることなくセンシングできる。特に、上段の他のセンシング装置140が傾斜して配置されていることで、指示物体による指示位置検出の誤差を最小限にすることができるので好ましい。
In the example shown in FIG. 6C, another
The other
Furthermore, the
With such a configuration, the detection light L1 can be made to reach the sensing impossible area A2 to which the detection light L1 does not reach with the
10 非接触入力装置
20 表示パネル
30 光学プレート
31 光学パネル
31a ミラー素子
32 光学パネル
32a ミラー素子
40 センシング装置
40a 筐体
41 レーザーダイオード(光パルスエミッタ)
42 フォトダイオード(検出器)
43 コリメーターレンズ(1次レンズ)
46 光学素子
50 装置本体
51 窓
52 筐体
52a 正面部
52b 背面部
90 制御部
100 外部装置
AM 空中像
OB 被対象物
DA 検出領域
FG 指先(指示物体)
L1 検出光
L2 反射光
10
42 Photodiode (Detector)
43 Collimator lens (primary lens)
46
L1 Detection light L2 Reflected light
Claims (5)
前記空中に結像された空中像上での指示位置を非接触で検知できるセンサーと、を有しており、
前記センサーは、
1次元に配列されて前記空中像と平行な平面に沿うように検出光を投射することによって検出領域を形成する複数の光パルスエミッタと、1次元に配列されて前記検出領域内の反射物体による検出光の反射光を検出する複数の検出器と、前記複数の光パルスエミッタ及び前記複数の検出器における前記空中像側に位置する1次レンズと、を備え、前記複数の光パルスエミッタと前記複数の検出器とを同期的に共作動させ、前記検出領域における前記反射物体の2次元位置を特定するセンサー本体と、
前記センサー本体と前記空中像との間に位置し、前記複数の検出器に入射する前記反射光を集光する光学素子と、を有することを特徴とする非接触入力装置。 It has a plurality of reflecting surfaces orthogonal to each other in a plan view, reflects light from an object by the plurality of reflecting surfaces, guides the light to the air on the opposite side to the incident side of the light, and transmits the light to the object An optical plate having a function of forming a corresponding aerial image in the air;
And a sensor capable of contactlessly detecting a designated position on the aerial image imaged in the air,
The sensor is
A plurality of light pulse emitters arranged in one dimension to form a detection area by projecting detection light along a plane parallel to the aerial image, and a reflection object in the detection area arranged in one dimension A plurality of detectors for detecting the reflected light of the detection light; and a plurality of light pulse emitters and a primary lens positioned on the aerial image side of the plurality of detectors, the plurality of light pulse emitters and the plurality of light pulse emitters A sensor body that synchronously operates a plurality of detectors and specifies a two-dimensional position of the reflective object in the detection area;
A non-contact input device, comprising: an optical element located between the sensor body and the aerial image, for condensing the reflected light incident on the plurality of detectors.
上段の前記センサーは、下段の前記センサーに対して傾斜して配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の非接触入力装置。 There are a plurality of the sensors, and the plurality of sensors are arranged in two stages,
The non-contact input device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sensor in the upper stage is disposed to be inclined with respect to the sensor in the lower stage.
前記他の光源は、前記センサーに対して傾斜して配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の非接触入力装置。 Another light source is placed over the sensor,
The non-contact input device according to any one of claims 1 to 3, wherein the other light source is arranged to be inclined with respect to the sensor.
Priority Applications (1)
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JP2017200755A JP2019074933A (en) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | Non-contact input device |
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JP2017200755A JP2019074933A (en) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | Non-contact input device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20210124011A (en) * | 2020-04-01 | 2021-10-14 | 히타치 빌딩 테크놀로지(광저우)컴퍼니리미티드 | Contactless button and its control method |
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-
2017
- 2017-10-17 JP JP2017200755A patent/JP2019074933A/en active Pending
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