JP3782983B2 - ポインティングデバイス - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画面上の指先或いは入力ぺンの位置を複数の光源を用いて検出するポインティングデバイスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光学方式のポインティングデバイスは、例えば図6に示すように画面表示装置(LCDモニター等)1の上面に透明なアクリル板等から形成された入力平面板2が取り付けられ、この入力平面板2の上面で且つ側方に光センサユニット3が取り付けられている。光センサユニット3は、前記入力平面板2に対して所定の距離H0を有する平行平面内に走査光Lを投受光する。また、光センサユニット3の投光する光線Lを再帰反射する再帰反射部材4が入力平面板2の周囲に配設されている。光センサユニット3は、LED等の光源3a、プリズム3b、結像レンズ3c、イメージセンサ3d等を備えており、カバー部材5で覆われている。
【0003】
このように構成された光学方式のポインティングデバイスは、画面表示装置1上の点を指6或いは専用ペンで指し示すことにより、その座標位置を前記光センサユニット3の受光した再帰反射光を利用して図外の画像処理手段により解析して前記指示体の座標位置を算出することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来のポインティングデバイスにおいては、光センサユニット3の投光する走査光Lと入力平面板2との距離H0は、光センサユニットが入力平面板の上に載って配設されているために、小さくするには限界が存在した。しかし、この走査光Lと入力平面板2との距離H0は、操作性に影響を与え、小さい方が操作性が向上する特性を有している。
また、従来のポインティングデバイスは、光センサユニット及びカバー部材が上に突出しており、操作の邪魔になるという問題点を有していた。
【0005】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、操作性を向上すると共に操作面の周囲を平坦化することのできるポインティングデバイスを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
表示装置の前方に配置される入力平面板と、該入力平面板に対して所定の距離を有する平面状の空間内に走査光を投受光する光センサユニットと、前記光センサの投光する光線を再帰反射する再帰反射部材と、前記再帰反射部材に反射されて光センサユニットに受光された再帰反射光を利用して、前記入力平面板上の指示体を撮像し電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により得られた撮像信号を解析して前記指示体の座標位置を算出する画像処理手段とを備えたポインティングデバイスであって、前記光センサユニットを支持するハウジングが前記入力平面板の前面側に重ね合わせて設けられ、前記入力平面板と前記光センサユニットが投受光する光軸との間には、前記ハウジングと前記入力平面板との間に介在させるスペーサの厚さを調整することによって所定の距離に設定可能に構成してなり、前記再帰反射部材は前記入力平面板の周囲の少なくとも3辺を囲むべく、前記スペーサの内側壁に取り付けられたことを特徴とするものである。
【0007】
また、前記入力平面板と前記光センサユニットが投受光する光軸との距離を光センサユニットとハウジングとの取り付け位置を変更することにより設定することを特徴とするものである。
【0008】
また、前記入力平面板と前記光センサユニットが投受光する光軸との距離を入力平面板とハウジングとの取り付け位置を変更することにより設定することを特徴とするものである。
【0009】
また、前記入力平面板と前記光センサユニットが投受光する光軸との距離調整は、前記ハウジングとの間に介在させるスペーサーによって行うことを特徴とするものである。
【0010】
また、前記再帰反射部材は前記入力平面板の周囲の少なくとも3辺を囲むことを特徴とするものである。
【0012】
また、前記光センサユニットは複数個配置されたことを特徴とする。
【0013】
また、前記光センサユニットは、赤外線を使用することを特徴とする。
【0014】
また、前記ハウジングの前面に透明な前面板を設けたことを特徴とする。
【0015】
また、前記ハウジングと前面板との間には、所定の文字、模様、または色彩の少なくともいずれかが表示されたシートが設けられたことを特徴とする。
また、前記ハウジングには、該ハウジングを表示装置に固定する上部取付金具が設けられたことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の一実施形態について説明する。図1は、この発明の一実施形態に係るポインティングデバイスの断面図、図2は本発明のポインティングデバイスの概略構成を示す原理構成図、図3は本発明のポインティングデバイスにおける光センサユニットと入力平面板との関係を示す断面図、図4は、さらに透明な前面板を設けた状態の正面図である。ここで、ポインティングデバイス10は、最前面に設けられる透明な前面板11と、CRTや液晶を用いた表示装置Dの前面に取り付けられる透明或いは半透明の入力平面板12と、この入力平面板12に対して所定の距離Hを有する平行平面内に走査光Lを投受光する光センサユニット13と、この光センサユニット13の投光する光線を再帰反射する再帰反射部材14と、前記光センサユニット13の受光した再帰反射光を利用して、前記入力平面板上の指示体を撮像し電気信号に変換する撮像手段15と、前記撮像手段により得られた撮像信号を解析して前記指示体の座標位置を算出する画像処理手段16と、前記入力平面板に重ね合わせられて各構成部材を支持するハウジング17とを備えている。
【0017】
表示装置Dは、LCDモニター等から構成されており、その上にアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等から構成された透明な入力平面板12が載置されている。また、入力平面板12は、スペーサー18を介してハウジング17に固定されている。スペーサー18は、適当な厚さの物を選択して挟み込むことにより(あるいは所定の単位厚さのものを必要枚数だけ挟み込むことにより)ハウジング17と入力平面板12との取り付け間隔を自由に調整することができる。更に、スペーサー18は、図2に示すように前記入力平面板の周囲の少なくとも3辺を囲蔽するべく、コ字状に配設されており、スペーサー18の内側壁に再帰反射部材14が取り付けられている。再帰反射部材14は、入力平面板12に対して垂直に配設されている。再帰反射部材14は、ガラスビーズ、小さなコーナーキューブプリズム等を敷き詰めたもの、反射率の高い白色材料等を使用することができる。
【0018】
図2に示す実施の形態において、光センサユニット13は、左右にそれぞれ一個ずつ配設されており、画像処理手段16と接続されている。また、光センサユニット13を複数配設することで、個々の光源13aの放射角が狭くても、組み合わせることにより十分な放射角が得られる。
【0019】
光センサユニット13は、ハウジング17にスペーサー19を介して固定されると共にLED等の光源13a、プリズム13b、結像レンズ13c、撮像手段15等を備えている。したがって、このスペーサー19として適当な厚さの物を選択して挟み込むことにより(あるいは所定の単位厚さのものを必要枚数だけ挟み込むことにより)、ハウジング17と光センサユニット13との取り付け間隔を自由に調整することができる。つまり、入力平面板12と光センサユニット13が投受光する光軸Lとの距離を調整して、光軸Lを可能な限り入力平面板12の表面に接近させることができる。また、光源13aは、種々の光を使用することができる。例えば、赤外線等を使用できる。
さらに、前記ハウジング17の前面には、図4に示すように透明な前面板11が設けられており、この前面板11は、タッチ操作を行う領域(入力平面板12の操作範囲と重なる領域)がくり抜かれて枠状をなしており、前方から操作可能なボルト11aによって、ハウジング17に着脱自在に取り付けられている。
また、前記ハウジング17の背面には、図5に示すように、ポインティングデバイスを表示装置Dに取り付けるための上部取付金具20が設けられている。この取付金具20は、ボルト21を矢印方向へねじ込むことにより、ハウジング17との間に表示装置Dを挟み込むことができる。またハウジング17の下部には、下部取付金具22が設けられており、該下部取付金具22は、ゴム等の弾性板23を介して表示装置Dの下縁に接することにより、ポインティングデバイスを表示装置Dに対して位置決めするようになっている。そして、これら上部および下部の取付金具20、22により、ポインティングデバイスを表示装置Dの所定位置にいわゆる後付けにて着脱可能に取り付けることができる。
【0022】
また、ハウジング17として、入力平面板12より十分に剛性が高い寸法および材料のものを採用し、このハウジング17の平面度を十分に高くしておいて、これに入力平面板12を重ね合わせることにより、入力平面板12の平面度を高くし、あるいは、平面度のわるい入力平面板12の平面度を矯正するようにしてもよい。また、前面板11についても、十分に剛性が高くかつ平面度の高いものを用いることにより、同様にハウジング17や入力平面板12の平面度を矯正することができる。
【0023】
また、前記ハウジング17と前面板11との間に所定の文字、模様、あるいは色彩が表示されたシートを挟み込むことにより、ポインティングデバイスの正面視におけるデザイン上の効果を与えたり、あるいは広告等を表示してもよい。さらに、前面板11は、ボルト11aを操作することによってハウジング17対して容易に着脱することができるから、必要に応じて前面板11を着脱して、前記装飾用のシートを容易に交換することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示装置の前方に配置される入力平面板と、該入力平面板に対して所定の距離を有する平面状の空間内に走査光を投受光する光センサユニットと、前記光センサの投光する光線を再帰反射する再帰反射部材と、前記再帰反射部材に反射されて光センサユニットに受光された再帰反射光を利用して、前記入力平面板上の指示体を撮像し電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により得られた撮像信号を解析して前記指示体の座標位置を算出する画像処理手段とを備えたポインティングデバイスであって、前記光センサユニットを支持するハウジングが前記入力平面板の前面側に重ね合わせて設けられ、前記入力平面板と前記光センサユニットが投受光する光軸との間には、前記ハウジングと前記入力平面板との間に介在させるスペーサの厚さを調整することによって所定の距離に設定可能に構成してなり、前記再帰反射部材は前記入力平面板の周囲の少なくとも3辺を囲むべく、前記スペーサの内側壁に取り付けられた構成としたので、検出精度を高めることができる。
【0025】
また、前記入力平面板と前記光センサユニットが投受光する光軸との距離を光センサユニットとハウジングとの取り付け位置を変更することにより設定できるので、ポインティングデバイスの操作性を向上することができる。
また、前記入力平面板と前記光センサユニットが投受光する光軸との距離を入力平面板とハウジングとの取り付け位置を変更することにより設定するので、相対的に前記入力平面板と光軸との距離が近くなり操作性を向上することができる。
また、前記入力平面板と前記光センサユニットが投受光する光軸との距離調整は、前記ハウジングと間に介在させるスペーサーによって行うので、介在させるスペーサーの厚さを調整することにより確実、且つ精確に距離を設定することができる。
また、前記再帰反射部材は前記入力平面板の周囲の少なくとも3辺を囲むので、光センサユニットから投光された光線が再帰反射して元の方向へ戻る。この戻った光線を三角測量の原理を用いて解析することにより、指示体の精確な位置を検出することができる。
また、前記入力平面板と光センサユニットとは平面位置を違えて配設されたので、入力平面板と光センサユニットから投光された光線との平面距離を一層接近させることができる。
また、前記光センサユニットは複数個配置されたので、それぞれの光センサユニットが受光する光線を三角測量の原理を用いて解析指示体の座標位置を精確に検出することができる。
また、前記光センサユニットは、赤外線を使用するので、使用者の目に見えないので安全に操作することができる。
また、前記ハウジングの前面に透明な前面板を設けたので、これらの間に所定の文字、模様、または色彩の少なくともいずれかが表示されたシートを挟み込むことにより、ポインティングデバイスの正面視におけるデザインに変化を与えることや、必要な装飾を加えたり、広告等を表示させたりすることができる。
また、前記ハウジングには、該ハウジングを表示装置に固定する上部取付金具が設けられているので、ポインティングデバイスを表示装置の前面に容易に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施の形態に係るポインティングデバイスの断面図である。
【図2】 同ポインティングデバイスの概略構成を示す原理構成図である。
【図3】 同ポインティングデバイスにおける光センサユニットと入力平面板との関係を示す断面図である。
【図4】 ポインティングデバイスに前面板を取り付けた状態の正面図である。
【図5】 ポインティングデバイスに対する取付金具の取付状態を示す縦断面図である。
【図6】 従来のポインティングデバイスの一例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
D 表示装置
10 ポインティングデバイス
11 前面板
12 入力平面板
13 光センサユニット
14 再帰反射部材
15 撮像手段
16 画像処理手段
17 ハウジング
18 スペーサー
20 上部取付金具
22 下部取付金具
Claims (6)
- 表示装置の前方に配置される入力平面板と、
該入力平面板に対して所定の距離を有する平面状の空間内に走査光を投受光する光センサユニットと、
前記光センサの投光する光線を再帰反射する再帰反射部材と、
前記再帰反射部材に反射されて光センサユニットに受光された再帰反射光を利用して、前記入力平面板上の指示体を撮像し電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた撮像信号を解析して前記指示体の座標位置を算出する画像処理手段とを備えたポインティングデバイスであって、
前記光センサユニットを支持するハウジングが前記入力平面板の前面側に重ね合わせて設けられ、前記入力平面板と前記光センサユニットが投受光する光軸との間には、前記ハウジングと前記入力平面板との間に介在させるスペーサの厚さを調整することによって所定の距離に設定可能に構成してなり、
前記再帰反射部材は前記入力平面板の周囲の少なくとも3辺を囲むべく、前記スペーサの内側壁に取り付けられたことを特徴とするポインティングデバイス。 - 請求項1に記載のポインティングデバイスにおいて、前記光センサユニットは複数個配置されたことを特徴とするポインティングデバイス。
- 請求項1または2に記載のポインティングデバイスにおいて、前記光センサユニットは、赤外線を使用することを特徴とするポインティングデバイス。
- 請求項1〜3のいずれか1に記載のポインティングデバイスにおいて、前記ハウジングの前面に、透明な前面板を設けたことを特徴とするポインティングデバイス。
- 請求項4に記載のポインティングデバイスにおいて、前記ハウジングと前面板との間には、所定の文字、模様、または色彩の少なくともいずれかが表示されたシートが設けられたことを特徴とするポインティングデバイス。
- 請求項1〜5のいずれか1に記載のポインティングデバイスにおいて、前記ハウジングには、該ハウジングを表示装置に固定する上部取付金具が設けられたことを特徴とするポインティングデバイス。
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