JP4007705B2 - 光走査型タッチパネル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータシステム等により情報が表示される表示装置の表示画面上での指示物の位置を光学的に検出する光走査型タッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
主としてパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムの普及に伴って、コンピュータシステムにより情報が表示される表示装置の表示画面上を人の指または特定の指示物により指示することにより、新たな情報を入力したり、コンピュータシステムに対して種々の指示を与えたりする装置が利用されている。
【０００３】
このようなパーソナルコンピュータ等の表示装置の表示画面に表示された情報に対してタッチ方式にて入力操作を行う場合には、その表示画面上での接触位置（指示位置）を高精度に検出する必要がある。このような座標面となる表示画面上の指示位置を検出する方法の一例として、光学的な位置検出方法が、特開昭５７−２１１６３７号公報に開示されている。この方法は、レーザ光線のような絞った光を表示画面の外側から角度走査し、反射手段を有する専用ペンからの反射光の２つのタイミングから専用ペンが存在する角度をそれぞれ求め、求めた角度を三角測量の原理にあてはめて位置座標を計算にて検出する。この方法では、部品点数を大幅に削減でき、また、高い分解能を有することも可能である。しかしながら、専用の反射ペンを利用しなければならない等、操作性に問題があり、また、指，任意のペン等の位置は検出することができない。
【０００４】
また、他の光学的な位置検出方法が、特開昭６２−５４２８号公報に提案されている。この方法は、表示画面の両側枠に光再帰性反射体を配置し、角度走査したレーザ光線のこの光再帰性反射体からの戻り光を検知し、指またはペンによって光線が遮断されるタイミングから指またはペンの存在角度を求め、求めた角度から三角測量の原理にて位置座標を検出する。この方法では、部品点数が少なくて検出精度を維持でき、指，任意のペン等の位置も検出できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような光を角的に走査するようにした光走査型タッチパネルでは、その指示物の位置の検出精度が、発光素子，受光素子，レンズ，角的走査手段（ポリゴンミラー）等における光軸の精度、即ちこれらの光学部材の垂直度，平行度の精密さに大きく依存する。特に、この光走査型タッチパネルでは、同じように走査光を利用する走査型のプリンタ装置等とは異なり、走査光が人体に触れる確率が高いので人体への影響を考えて使用する光の強度をあまり上げられない、また、走査型のプリンタ装置等に比べて走査光の光路が長いので減衰の影響が大きいといったような制約があるので、特に、高い光軸精度が要求される。しかしながら、上述したような従来の光走査型タッチパネルは、十分に光軸精度が考慮されているとは言い難かった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、光軸精度を高めることができ、精度良く光学的な位置検出を行える光走査型タッチパネルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光走査型タッチパネルは、所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光走査手段を構成するポリゴンミラーとモータとの間にガタ調整用リング及びポリゴンミラー押さえ部材を介し、１個の取付け部材で前記ポリゴンミラー及びモータを固定していることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る他の光走査型タッチパネルは、所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズと該コリメーションレンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記発光素子と前記コリメーションレンズとの距離を微調整して、コリメート調整するようにしていることを特徴とする。
本発明に係る更に他の光走査型タッチパネルは、所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けられており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズとを有しており、前記コリメーションレンズからの光の大きさを制限するアパーチャが２段以上設けられていることを特徴とする。
本発明に係る更に他の光走査型タッチパネルは、所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、走査光の一部を受光する受光素子と該受光素子へ光を集束させる受光レンズと該受光レンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記受光素子と前記受光レンズとの距離を微調整するようにしていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光走査型タッチパネルでは、１つの基体に光送受手段及び光走査手段を一体的に設けるようにしたので、光軸を精度良く規定することができる。よって、高精度の位置検出結果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の光走査型タッチパネルの基本構成を示す模式図である。
【００１１】
図１において参照符号１０は、パーソナルコンピュータ等の電子機器におけるＣＲＴまたはフラットディスプレイパネル（ＰＤＰ，ＬＣＤ，ＥＬ等），投射型映像表示装置等の表示画面であり、本実施の形態では横方向９２．０ｃｍ×縦方向５１．８ｃｍで対角１０５．６ｃｍの表示寸法を有するＰＤＰ（プラズマディスプレイ）の表示画面として構成されている。
【００１２】
例えば指，ペン等である指示物（遮断物）Ｓによりタッチするための目標区域として規定された平面の範囲であるこの長方形の表示画面１０の一つの短辺（本実施の形態では右側の辺）の両隅の外側には、発光素子，受光素子，ポリゴンミラー，各種のレンズ等を含む光学系を内部に有する光学ユニット１ａ，１ｂがそれぞれ設けられている。また、表示画面１０の右側の辺を除く３辺、つまり、上下両側の辺及び左側の辺の外側には再帰性反射シート７が設けられている。
【００１３】
なお、参照符号７０は光遮蔽部材である。この光遮蔽部材７０は、両光学ユニット１ａ，１ｂ間で直接光が入射されないように、具体的には光学ユニット１ａから投射された光が光学ユニット１ｂへ入射されないように、また逆に光学ユニット１ｂから投射された光が光学ユニット１ａへ入射されないように、両光学ユニット１ａ，１ｂを結ぶ線上に設けられている。またこの光遮蔽部材７０は、光の反射率が実用上”０”である物体で、再帰性反射シート７の高さとほぼ同じ程度の高さに構成されている。
【００１４】
図２は、光学ユニット１ａ，１ｂの構成及び光路を示す図である。両光学ユニット１ａ，１ｂは同じ内部構成をなしている。光学ユニット１ａ（１ｂ）は、赤外線レーザ光を出射するレーザダイオード（ＬＤ）からなる発光素子１１と、発光素子１１からのレーザ光を平行光にするためのコリメーションレンズ１２と、再帰性反射シート７からの反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）からなる受光素子１３と、受光素子１３への入射光を制限するためのスリット１４ａを有するスリット板１４と、発光素子１１からのレーザ光を角度走査するための例えば４角柱状のポリゴンミラー１５と、アパーチャ１６ａによりコリメーションレンズ１２からポリゴンミラー１５への投射光を制限すると共に、ポリゴンミラー１５を介した再帰性反射シート７からの反射光を受光素子１３側へ反射するアパーチャミラー１６と、アパーチャミラー１６での反射光を発光素子１１に集束させるための受光レンズ１７と、ポリゴンミラー１５を回転させるモータ１８と、これらを取付け固定するための光学ユニット本体１９（図３参照）とを備える。
【００１５】
上記発光素子１１，コリメーションレンズ１２及びアパーチャミラー１６にて発光系を構成し、アパーチャミラー１６，受光レンズ１７，スリット板１４及び受光素子１３にて受光系を構成しており、これらの発光系及び受光系にて光送受手段を構成している。また、光走査手段は、上記ポリゴンミラー１５及びモータ１８にて構成されている。光学ユニット本体１９には、この光走査手段（モータ１８）を固定するためのモータ固定穴１９ａが３個設けられている。
【００１６】
発光素子１１から出射されたレーザ光は、コリメーションレンズ１２にて平行光にされ、アパーチャミラー１６のアパーチャ１６ａを通過した後、ポリゴンミラー１５の回転によって表示画面１０と実質的に平行である面内を角度走査されて再帰性反射シート７に投射される。そして、再帰性反射シート７からの反射光が、ポリゴンミラー１５及びアパーチャミラー１６にて反射された後、受光レンズ１７で集束されてスリット板１４のスリット１４ａを通って、受光素子１３に入射される。但し、投射光の光路に指示物Ｓが存在する場合には投射光が遮断されるため、反射光が受光素子１３に入射されることはない。
【００１７】
各光学ユニット１ａ，１ｂには、各発光素子１１を駆動する発光素子駆動回路２ａ，２ｂと、各受光素子１３の受光量を電気信号に変換する受光信号検出回路３ａ，３ｂと、各ポリゴンミラー１５の動作を制御するポリゴン制御回路４とが接続されている。また、参照符号５は指示物Ｓの位置，大きさを算出すると共に、装置全体の動作を制御するＭＰＵであり、６はＭＰＵ５での算出結果等を表示する表示装置である。
【００１８】
ＭＰＵ５は、発光素子駆動回路２ａ，２ｂに駆動制御信号を送り、その駆動制御信号に応じて発光素子駆動回路２ａ，２ｂが駆動されて、各発光素子１１の発光動作が制御される。受光信号検出回路３ａ，３ｂは、各受光素子１３での反射光の受光信号をＭＰＵ５へ送る。ＭＰＵ５は、各受光素子１３からの受光信号に基づいて、指示物Ｓの位置，大きさを算出し、その算出結果を表示装置６に表示する。なお、表示装置６は表示画面１０を兼用することも可能である。
【００１９】
このような本発明の光走査型タッチパネルにおいては、図１に示されているように、例えば光学ユニット１ｂに関して説明すると、光学ユニット１ｂからの投射光は、受光素子１３に入射する位置から光遮蔽部材７０により遮蔽される位置を経て図１上で反時計方向回りに走査され、再帰性反射シート７の先端部分で反射される位置（Ｐｓ）に至って走査開始位置になる。そして、指示物Ｓの一端に至る位置（Ｐ１）までは再帰性反射シート７により反射されるが、指示物Ｓの他端に至る位置（Ｐ２）までの間は指示物Ｓによって遮断され、その後の走査終了位置（Ｐｅ）に至るまでは再帰性反射シート７により反射される。
【００２０】
次に、本発明の特徴部分をなす光学ユニット１ａ，１ｂの内部構成について説明する。本発明の光走査型タッチパネルの光学ユニット１ａ，１ｂにあっては、図３に示すような光学ユニット本体１９に、発光素子１１，コリメーションレンズ１２及びアパーチャミラー１６からなる発光系と、アパーチャミラー１６，受光レンズ１７，スリット板１４及び受光素子１３からなる受光系と、ポリゴンミラー１５及びモータ１８からなる光走査系とを設けて構成される。即ち、後述するように、まず、光学ユニット本体１９に、光軸を調整しながら発光系及び受光系の各部材を設置した後、モータ固定穴１９ａを用いて光走査系を設置して、光学ユニット１ａ，１ｂが構成される。
【００２１】
このように、１つの光学ユニット本体１９に、発光系，受光系及び光走査系のすべての光学部材を一体的に設けるようにしているので、光軸と光学ユニット本体１９との間での垂直度，平行度を高精度に規定することができる。また、部品点数及び光軸調整工数も削減できて、低コスト化を図れる。
【００２２】
以下、各光学部材の取付け，構成について詳述する。
（光走査系）
ポリゴンミラー１５及びモータ１８からなる光走査系は、モータ固定穴１９ａを用いて光学ユニット本体１９に取付けられる。図４，図５は、ポリゴンミラー１５及びモータ１８の取付け例を示す断面図、また、図６はその上面図である。中空の直方体状をなすポリゴンミラー１５の円筒状の中空部にモータ１８のモータ軸１８ａを挿入させ、ポリゴンミラー１５の上面に中空円盤状の押え板２１を被せて、１本のネジ２２にて、ポリゴンミラー１５及びモータ１８を光学ユニット本体１９を固定する。ネジ２２と押え板２１との間にはリング２３を挟ませている。
【００２３】
このように、ポリゴンミラー１５とモータ１８とを１点止めによって固定するので、複数点止め固定に比べて、取付け作業工数を低減できる。また、ネジ２２と押え板２１との間にリング２３を設けているので、ネジ首下面のガタによる取付け不良が発生しない。
【００２４】
図５に示す例では、ポリゴンミラー１５の内部をザグリ構造としており、押え板２１，ネジ２２及びリング２３の全てをポリゴンミラー１５の内部に収納することができ、高さ方向の省スペース化を図れる。
【００２５】
図６に示すように、押え板２１の外径がポリゴンミラー１５の内接円の直径より小さくなるようにしたので、押え板２１，ネジ２２及びリング２３の全てをポリゴンミラー１５の内部に収納することができ、省スペース化を図れる。
【００２６】
図７（ａ），（ｂ）は、光走査面であるポリゴンミラー１５の側面の一例の模式図であり、側面の上部及び／または下部が両端において面取りされている。よって、ポリゴンミラー１５の鏡面仕上げの作業性が向上する。また、回転時の風切りが減少して、騒音を低減できる。
【００２７】
また、このポリゴンミラー１５はニッケルまたはステンレス製とする。ポリゴンミラー１５の材質としてはアルミニウムが一般的であるが、アルミニウムに比べて比重が約３倍大きいニッケルまたはステンレスを用いることにより、モータ１８の回転が安定する。
【００２８】
また、ニッケルまたはステンレスの表面にアルミニウム膜，ＳｉＯ2 膜をこの順に積層する。光走査型タッチパネルのような光学的な位置検出装置では、ポリゴンミラーの表面反射率がＳ／Ｎ比に反映されるので、表面反射率は重要な要素であり、表面にアルミニウム膜を設けてそれを高めるようにする。また、ＳｉＯ2 膜はアルミニウム膜の酸化防止の機能を果たす。なお、これらのアルミニウム膜，ＳｉＯ2 膜の厚さは、ＳｉＯ2 膜での表面反射光と、ＳｉＯ2 膜／アルミニウム膜の界面での反射光とが干渉して強め合うように、レーザ光の波長に応じて設定することが好ましい。
【００２９】
図８は、光学ユニット本体１９へのモータ１８の取付け状態を示す図である。図８に示すように、モータ軸１８ａの外周部に環状の溝１８ｂを形成している。その溝１８ｂの幅，深さはそれぞれ０．５ｍｍ以上，０．２ｍｍ以上とする。このような溝１８ｂを形成しておくことにより、モータ軸１８ａ近傍が中高になることを防止する。もし、モータ軸１８ａ近傍が中高になると、モータ１８に対してポリゴンミラー１５が傾斜するので、光を一定の位置で走査させることができない。よって、従来では、この中高によるポリゴンミラーの傾斜を解消するために多大な調整工数を必要としていた。これに対して、本発明では中高を防止するために溝１８ｂを設けているので、このような調整工数が不要となり、取付け時間を大幅に短縮できる。なお、設ける溝１８ｂのサイズをこのような数値に設定することにより、このような溝１８ｂは容易に形成できる。
【００３０】
（コリメーションレンズ）
図９は、コリメーションレンズ１２の固定状態を示す図である。コリメーションレンズ１２は、光学ユニット本体１９の中空部に嵌挿された円筒状のレンズホルダ３１内に固定されている。レンズホルダ３１の周面には光軸と垂直な方向に溝３１ａが設けられており、この溝３１ａは光学ユニット本体１９の孔１９ｂと連通している。この孔１９ｂ及び溝３１ａに後述する偏芯治具３２を光軸と垂直な方向に差し込んで、それを動かすことにより、レンズホルダ３１を光軸方向に移動できるようになっている。
【００３１】
図１０は、コリメーションレンズ１２の位置調整及び固定の実施状態を示す図である。コリメーションレンズ１２の位置調整を行う場合には、孔１９ｂ及び溝３１ａに偏芯治具３２を光軸と垂直な方向に差し込んでレンズホルダ３１を移動させ、発光素子１１とコリメーションレンズ１２との距離を微調整してコリメート調整を行い、調整終了後に、偏芯治具３２と垂直な方向から板バネ３３でレンズホルダ３１を押さえ、着脱可能な２本のネジ３４ａ，３４ｂにより固定する。この際、各ネジ３４ａ，３４ｂと板バネ３３との間に、各ネジ３４ａ，３４ｂよりも径が大きいワッシャ３５ａ，３５ｂをそれぞれ介装する。
【００３２】
図１１は、板バネ３３固定の他の例を示しており、この場合には、上述の例と同様にコリメーションレンズ１２の位置調整を行った後に、光軸と垂直で、しかも偏芯治具３２と平行な方向から板バネ３３でレンズホルダ３１を押さえ、着脱可能な２本のネジ３４ａ，３４ｂにより固定している。
【００３３】
本発明では、このようにしてコリメート調整を行うので、高精度に調整を行えると共に、その調整時間が極めて短くなる。従来では、ネジにて直接レンズホルダを固定することが一般的であり、この場合にはネジを締め付ける際にレンズホルダがずれてコリメート状態が損なわれる可能性が高かったが、本発明では板バネ３３を使用した面固定であるため調整時のレンズホルダ３１に微小な圧力をかけることができるので、レンズホルダ３１が急激に大きく動くことがなく、コリメート調整を容易に行える。
【００３４】
ネジ３４ａ，３４ｂと板バネ３３との間に、ネジ３４ａ，３４ｂよりも径が大きいワッシャ３５ａ，３５ｂを介装しているので、板バネ３３をワッシャ面で押さえることができ、レンズホルダ３１と板バネ３３との密着性が高い。なお、板バネ３３でレンズホルダ３１を固定する際、レンズホルダ３１との距離が遠い方をネジ３４ｂにて先に固定し、レンズホルダ３１との距離が近い方をコリメート調整後にネジ３４ａにて固定するようにすれば、レンズホルダ３１と板バネ３３との密着性をより高くできる。また、レンズホルダ３１と２ヵ所の板バネ３３固定部との距離の比（図１０のＰ：Ｑ）を１：３以下にすることにより、調整時のレンズホルダ３１に微小な圧力をかけることがより容易となる。
【００３５】
図１２〜図１４は、板バネ３３の形状を示す図である。図１２に示す例では、レンズホルダ３１に接する部分が凹面状に広くなっている。図１３に示す例では、板バネ３３の幅がレンズホルダ３１の幅より長くなっている。図１４に示す例では、レンズホルダ３１に接する部分が十字状になっていて、しかもその十字状の先端部は曲面になっている。板バネ３３の形状をこのようにすることにより、板バネ３３とレンズホルダ３１とが噛み合ってレンズホルダ３１が傾いたり、レンズホルダ３１が傷つくことを防止できる。なお、図１４に示す先端部の曲面形状は、エッチング処理によって容易に形成できる。
【００３６】
（発光素子）
発光素子１１は、直方体状をなす発光素子固定基板４１に固定されており、この発光素子固定基板４１を光学ユニット本体１９に平行に接してネジ止めにて取り付ける。図１５，図１６はこの発光素子固定基板４１を示す図であり、発光素子固定基板４１には２個の取付け孔４１ａが形成されている。図１５に示す例では、２個の取付け孔４１ａと発光素子１１とがＹ軸方向（発光素子１１の光軸方向をＺ軸としてこれに垂直なモータ１８の軸芯方向（アパーチャミラー１６からの反射光の光軸方向））に直線状に配置されており、図１６に示す例では、２個の取付け孔４１ａと発光素子１１とがＸ軸方向（上記Ｙ軸，Ｚ軸方向に垂直な方向）に直線状に配置されている。このような構成とすることにより、発光素子固定基板４１がＸ軸方向，Ｙ軸方向に安定して動けるので、発光素子１１のＸＹ軸調整に要する作業工数を大幅に短縮できる。
【００３７】
図１７は、発光素子固定基板４１の他の例を示す図であり、この例では、図１５，図１６に示す例とは異なり、２個の取付け孔４１ａと発光素子１１とが直線状に配置されていない。このような配置にすることにより、発光素子固定基板４１をコンパクトに設計でき、省スペース化を図れる。
【００３８】
図１８は、発光素子固定基板４１における取付け孔４１ａと取付け部材（ネジ）４２との大きさの関係を示す図である。取付け孔４１ａの半径を取付け部材４２の半径よりもΔｄ／２以上大きくしている。Δｄは以下の条件式（Ａ）を満たし、具体的には０．４〜０．６ｍｍ程度である。なお、図１９，図２０は、発光素子１１とコリメーションレンズ１２とレンズホルダ３１と光学ユニット本体１９との位置関係を示す図，発光素子１１と発光素子固定基板４１との位置関係を示す図であり、この条件式（Ａ）に見られるパラーメータの一部を示している。
Δｄ／２≧（Ｘ2 ＋Ｙ2 ）1/2 …（Ａ）
但し、
Ｘ＝（ｗ／２−ｄ）・ｓｉｎθ＋ｍ＋ｒ・ｓｉｎｊ
Ｙ＝（ｗ／２−ｄ）・ｓｉｎη＋ｎ＋ｒ・ｓｉｎｋ
θ＝θ1 ＋θ2
η＝η1 ＋η2
θ1 ：Ｘ軸に関する、コリメーションレンズ１２のレンズホルダ３１に対する傾き
θ2 ：Ｘ軸に関する、レンズホルダ３１の光学ユニット本体１９に対する傾き
η1 ：Ｙ軸に関する、コリメーションレンズ１２のレンズホルダ３１に対する傾き
η2 ：Ｙ軸に関する、レンズホルダ３１の光学ユニット本体１９に対する傾き
ｗ：レンズホルダ３１の長さ
ｄ：コリメーションレンズ１２の基準面からレンズホルダ３１の出口側端面までの長さ
ｒ：点Ｈ（発光素子１１基準面の法線とＺ軸との交点）から発光点までの長さ
ｍ：Ｘ軸に対する発光素子１１の発光点自身のずれ
ｎ：Ｙ軸に対する発光素子１１の発光点自身のずれ
ｊ：Ｘ軸に関する、発光素子１１基準面の法線のＺ軸に対する傾き
ｋ：Ｙ軸に関する、発光素子１１基準面の法線のＺ軸に対する傾き
【００３９】
このように、取付け孔４１ａの半径を取付け部材４２の半径よりもΔｄ／２以上大きくしているので、ＸＹ軸調整の際に、発光素子固定基板４１に固定されている発光素子１１が必要な可動範囲を得ることができるので、この結果、ＸＹ軸調整に要する作業工数を大幅に低減することが可能である。
【００４０】
（アパーチャミラー）
図２１，図２２は、アパーチャミラー１６のアパーチャ１６ａの構成を示す断面図，平面図である。コリメーションレンズ１２からの平行光の大きさを制限するためのアパーチャ１６ａは、コリメーションレンズ１２側の径が大きい２段以上の構成をなしており、その形状は楕円穴形（図２２（ａ））または円穴形（図２２（ｂ））である。また、アパーチャ１６ａの内面は鏡面処理されておらず、その反射率は低い。
【００４１】
アパーチャ１６ａを複数段設けることにより、アパーチャ１６ａ内面での反射を低減できる。また、その形状を楕円穴形または円穴形とすることにより、光の回折または反射を低減できる。更に、アパーチャ１６ａの内面の反射率を低くすることにより、その内面での反射を低減できる。よって、平行光でない光がポリゴンミラー１５へ投射されることを防止できる。
【００４２】
図２３，図２４は、アパーチャ１６ａの構成と光学ユニット本体１９との関係を示す図である。図２３に示す例では、アパーチャミラー１６が取付けられる部分（コリメーションレンズ１２からの平行光の出口部分）の光学ユニット本体１９の肉厚が薄くなっており（１ｍｍ以下）、アパーチャ１６ａでの光の回折または反射を低減するようにしている。図２４に示す例では、アパーチャミラー１６が取付けられる部分の光学ユニット本体１９の開口径（コリメーションレンズ１２からの平行光の出口の径）（Ｄ）が、アパーチャ１６ａの出口の径（ｄ２）よりは大きく、そのアパーチャ１６ａの入口の径（ｄ１）よりは小さくなっており、アパーチャ１６ａでの光の回折または反射を低減するようにしている。
【００４３】
図２５は、アパーチャーミラー１６の一例の構成図である。図２５の例では、ポリゴンミラー１５に対向する面が鏡面処理されており、再帰性反射シート７から戻って来た光をこの鏡面部分にて受光系（受光レンズ１７）へ効率良く導けるようになっている。このようなアパーチャーミラー１６では、アパーチャ１６ａとミラー部とが一体形成されているので、光軸とアパーチャーミラー１６との平行度の精度を容易に高くできる。
【００４４】
図２６は、アパーチャーミラー１６の他の例の構成図である。図２６の例ではポリゴンミラー１５に対向する面にミラー５１が貼付されており、再帰性反射シート７から戻って来た光をこのミラー５１にて受光系（受光レンズ１７）へ効率良く導けるようになっている。このようなアパーチャーミラー１６では、鏡面仕上げが不要であり、低コスト化を図れる。
【００４５】
図２７，図２８は、アパーチャミラー１６の光学ユニット本体１９への取付け状態を示す図である。図２７に示す例では、アパーチャミラー１６の光学ユニット本体１９に対する位置決めが突き当て構造となっており、光軸とアパーチャミラー１６との平行度を高い精度で実現できる。また、図２７に示す例では、光学ユニット本体１９のアパーチャミラー１６が突き当てられる部分に逃げ穴１９ｃが設けられており、十分な受光面積を確保でき、Ｓ／Ｎ比の向上をもたらす。図２８に示す例では、アパーチャミラー１６が着脱可能な取付け部材５２にて光学ユニット本体１９に取付けられており、接着による固定ではないので、アパーチャミラー１６の交換が容易であるという利点がある。
【００４６】
（受光レンズ）
受光レンズ１７は、上述したコリメーションレンズ１２と同様の光軸調整を行えるようになっている。図２９は、受光レンズ１７の位置調整及び固定の実施状態を示す図である。受光レンズ１７は、光学ユニット本体１９の中空部に嵌挿された円筒状のレンズホルダ６１内に固定されている。レンズホルダ６１の周面には光軸と垂直な方向に溝６１ａが設けられており、この溝６１ａは光学ユニット本体１９の孔１９ｄと連通している。この孔１９ｄ及び溝６１ａに偏芯治具６２を光軸と垂直な方向に差し込んで、それを動かすことにより、受光レンズ１７を固定したレンズホルダ６１を光軸方向に移動できるようになっている。
【００４７】
そして、受光レンズ１７の位置調整を行う場合には、孔１９ｄ及び溝６１ａに偏芯治具６２を光軸と垂直な方向に差し込んでレンズホルダ６１を移動させ、受光素子１３と受光レンズ１７との距離を微調整して焦点調整を行い、調整終了後に、コリメーションレンズ１２の場合と同様に、板バネでレンズホルダ６１を押さえ、ネジにより固定する。よって、受光レンズ１７の調整時間を大幅に低減できる。
【００４８】
（スリット板１４）
図３０は、スリット板１４の構成例を示す図であり、スリット板１４を光学ユニット本体１９に取り付けるためのネジ穴７１のスリット１４ａの長手方向に垂直な方向の長さが、ネジ７２の径よりも長くなっており、ネジ穴７１にスリット板１４をスライドさせるための遊びを持たせて、スリット板１４をスライド可能に取付けている。よって、スリット板１４のスリット１４ａの位置決めを精度良く行える。
【００４９】
図３１は、スリット板１４の光学ユニット本体１９への取付け例を示す図である。光学ユニット本体１９の溝型の保持構造部１９ｅにスリット板１４を挿入させた構成をなし、スリット板１４のスライド方向を一方向に制限している。
【００５０】
図３２は、スリット板１４の光学ユニット本体１９への他の取付け例を示す図である。スリット板１４の片側を光学ユニット本体１９に突き当てて取付けた構成をなし、スリット板１４の移動方向を制限している。
【００５１】
次に、このような光学部材の光学ユニット本体１９への取付け工程について説明する。まず、コリメーションレンズ１２を固定したレンズホルダ３１を光学ユニット本体１９内に入れ、コリメート調整を行いながらレンズホルダ３１を光学ユニット本体１９に取付ける。次に、ＸＹ軸調整を行いながら発光素子１１を固定した発光素子固定基板４１を取付ける。次に、アパーチャ補正を行いながらアパーチャミラー１６を取付ける。このとき、コリメート調整を確認する。次に、受光レンズ１７を固定したレンズホルダ６１を光学ユニット本体１９内に入れ、光焦点調整を行いながらレンズホルダ６１を光学ユニット本体１９に取付ける。そして、照明光等の外乱光の影響を防止して所望のスリット機能を果たせるようにスリット板１４を取付ける。このとき、焦点調整を確認する。次に、ポリゴンミラー１５及びモータ１８をモータ固定穴１９ａを用いて光学ユニット本体１９に取付ける。この際、モータ固定穴１９ａが光学ユニット本体１９に一体に形成されていてモータ固定穴１９ａと光軸との位置合わせは既になされているので、単にモータ固定穴１９ａに取付けるだけで良く、光走査系の精細な調整処理は不要である。最後に、受光素子１３を取付ける。
【００５２】
次に、本発明の光走査型タッチパネルによる指示物Ｓの位置，大きさの算出動作について説明する。図３３は、光走査型タッチパネルの実施状態を示す模式図である。但し、図３３では光学ユニット１ａ，１ｂ、再帰性反射シート７，表示画面１０以外の構成部材は図示を省略している。また、指示物Ｓとして指を用いた場合を示している。
【００５３】
ＭＰＵ５はポリゴン制御回路４を制御することにより、光学ユニット１ａ，１ｂ内の各ポリゴンミラー１５を回転させて、各発光素子１１からのレーザ光を角度走査する。この結果、再帰性反射シート７からの反射光が各受光素子１３に入射する。このようにして各受光素子１３に入射した光の受光量は受光信号検出回路３ａ，３ｂの出力である受光信号として得られる。
【００５４】
なお、図３３において、θ00，φ00は両光学ユニット１ａ，１ｂを結ぶ基準線から各受光素子までの角度を、θ０，φ０は両光学ユニット１ａ，１ｂを結ぶ基準線から再帰性反射シート７の端部までの角度を、θ１，φ１は基準線から指示物Ｓの基準線側端部までの角度を、θ２，φ２は基準線から指示物Ｓの基準線と逆側端部までの角度をそれぞれ示している。
【００５５】
表示画面１０上の走査光の光路に指示物Ｓが存在する場合には、光学ユニット１ａ，１ｂから投射された光の指示物Ｓからの反射光は各受光素子１３に入射されない。従って、図３３に示されているような状態では，走査角度が０°からθ０までの間では光学ユニット１ａ内の受光素子１３には反射光は入射されず、走査角度がθ０からθ１までの間ではその受光素子１３に反射光が入射され、走査角度がθ１からθ２までの間ではその受光素子１３に反射光が入射されない。同様に、走査角度が０°からφ０までの間では光学ユニット１ｂ内の受光素子１３には反射光は入射されず、走査角度がφ０からφ１までの間ではその受光素子１３に反射光が入射され、走査角度がφ１からφ２までの間ではその受光素子１３に反射光が入射されない。
【００５６】
次に、このようにして求めた遮断範囲から、指示物Ｓ（本例では指）の中心位置（指示位置）の座標を求める処理について説明する。まず、三角測量に基づく角度から直交座標への変換を説明する。図３４に示すように、光学ユニット１ａの位置を原点Ｏ、表示画面１０の右辺，上辺をＸ軸，Ｙ軸に設定し、基準線の長さ（光学ユニット１ａ，１ｂ間の距離）をＬとする。また、光学ユニット１ｂの位置をＢとする。表示画面１０上の指示物Ｓが指示した中心点Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）が、光学ユニット１ａ，１ｂからＸ軸に対してθ，φの角度でそれぞれ位置している場合、点ＰのＸ座標Ｐｘ，Ｙ座標Ｐｙの値は、三角測量の原理により、それぞれ以下の（１），（２）式のように求めることができる。
【００５７】
【００５８】
ところで、指示物Ｓ（指）には大きさがあるので、検出した受光信号の立ち上がり／立ち下がりのタイミングでの検出角度を採用した場合、図３５に示すように、指示物Ｓ（指）のエッジ部の４点（図３５のＰ１〜Ｐ４）を検出することになる。これらの４点は何れも指示した中心点（図３５のＰｃ）とは異なっている。そこで、以下のようにして 中心点Ｐｃの座標（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ）を求める。Ｐｃｘ，Ｐｃｙは、それぞれ以下の（３），（４）式のように表せる。
【００５９】
Ｐｃｘ（θ，φ）＝Ｐｃｘ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２）…（３）
Ｐｃｙ（θ，φ）＝Ｐｃｙ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２）…（４）
【００６０】
そこで、（３），（４）式で表されるθ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２を上記（１），（２）式のθ，φとして代入することにより、指示された中心点Ｐｃの座標を求めることができる。
【００６１】
なお、上述した例では、最初に角度の平均値を求め、その角度の平均値を三角測量の変換式（１），（２）に代入して、指示位置である中心点Ｐｃの座標を求めるようにしたが、最初に三角測量の変換式（１），（２）に従って走査角度から４点Ｐ１〜Ｐ４の直交座標を求め、求めた４点の座標値の平均を算出して、中心点Ｐｃの座標を求めるようにすることも可能である。また、視差、及び、指示位置の見易さを考慮して、指示位置である中心点Ｐｃの座標を決定することも可能である。
【００６２】
ところで、前述したように、各ポリゴンミラー１５の回転角速度が一定であるので、時間を計時することにより走査角度の情報を得ることができる。図３６は、受光信号検出回路３ａからの受光信号と、光学ユニット１ａ内のポリゴンミラー１５の走査角度θ及び走査時間Ｔとの関係を示すタイミングチャートである。ポリゴンミラー１５の走査角速度が一定である場合、その走査角速度をωとすると、走査角度θ及び走査時間Ｔには、下記（５）式に示すような比例関係が成り立つ。
θ＝ω×Ｔ …（５）
【００６３】
よって、受光信号の立ち下がり，立ち上がり時の角度θ１，θ２は、それぞれの走査時間ｔ１，ｔ２と下記（６），（７）式の関係が成り立つ。
θ１＝ω×ｔ１ …（６）
θ２＝ω×ｔ２ …（７）
【００６４】
従って、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの走査角速度が一定である場合には、時間情報を用いて、指示物Ｓ（指）の遮断範囲及び座標位置を計測することが可能である。
【００６５】
また、本発明の光走査型タッチパネルでは、計測した遮断範囲から指示物Ｓ（指）の大きさ（断面長）を求めることも可能である。図３７は、この断面長計測の原理を示す模式図である。図３７において、Ｄ１，Ｄ２はそれぞれ光学ユニット１ａ，１ｂから見た指示物Ｓの断面長である。まず、光学ユニット１ａ，１ｂの位置Ｏ（０，０），Ｂ（Ｌ，０）から指示物Ｓの中心点Ｐｃ（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ）までの距離ＯＰｃ（ｒ１），ＢＰｃ（ｒ２）が、下記（８），（９）式の如く求められる。
【００６６】
ＯＰｃ＝ｒ１＝（Ｐｃｘ2 ＋Ｐｃｙ2 ）1/2 …（８）
ＢＰｃ＝ｒ２＝｛（Ｌ−Ｐｃｘ）2 ＋Ｐｃｙ2 ｝1/2 …（９）
【００６７】
断面長は距離と遮断角度の正弦値との積で近似できるので、各断面長Ｄ１，Ｄ２は、下記（１０），（１１）式に従って計測可能である。
【００６８】
【００６９】
なお、θ，φ≒０である場合には、ｓｉｎｄθ≒ｄθ≒ｔａｎｄθ，ｓｉｎｄφ≒ｄφ≒ｔａｎｄφと近似できるので、（１０），（１１）式においてｓｉｎｄθ，ｓｉｎｄφの代わりに、ｄθまたはｔａｎｄθ，ｄφまたはｔａｎｄφとしても良い。
【００７０】
以上の説明に対して更に以下の項を開示する。
（１）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光走査手段を構成するポリゴンミラーとモータとの間にガタ調整用リング及びポリゴンミラー押さえ部材を介し、１個の取付け部材で前記ポリゴンミラー及びモータを固定している光走査型タッチパネル。
（２）第１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラーの内部をザグリ構造としている。
（３）第２項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラー押さえ部材の外径が前記ポリゴンミラーの内接円の直径よりも小さくしている。
（４）第１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラーの両端の上部及び／または下部が面取りされている。
（５）第１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラーがニッケルまたはステンレス製である。
（６）第５項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラーの表面にアルミニウム膜とＳｉＯ2 膜とを設けている。
（７）第１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラー及びモータを取付ける座面において、モータ軸外周部に溝を設けている。
（８）第７項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラー及びモータを取付ける座面において、モータ軸外周部の前記溝の深さを０．２ｍｍ以上、幅を０．５ｍｍ以上としている。
【００７１】
（９）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズと該コリメーションレンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記発光素子と前記コリメーションレンズとの距離を微調整して、コリメート調整するようにしている光走査型タッチパネル。
（１０）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、コリメート調整後の前記レンズホルダを、光軸と垂直でかつ偏芯治具と垂直な方向から板バネで押さえ、更に着脱可能な取付け部材でその板バネを固定するようにしている。
（１１）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、コリメート調整後の前記レンズホルダを、光軸と垂直でかつ偏芯治具と平行な方向から板バネで押さえ、更に着脱可能な固定部材でその板バネを固定するようにしている。
（１２）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネにおいて、前記レンズホルダと接する部分が凹面状に広くなっている。
（１３）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネの幅が前記レンズホルダの幅よりも長くなっている。
（１４）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネと前記取付け部材との間に、前記取付け部材の径よりも大きい径のワッシャを介在させている。
（１５）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネにおいて、前記レンズホルダと接する部分が十字状に広くなっており、その十字状の先端部が曲線状になっている。
（１６）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネにおいて、前記板バネを固定する際、前記レンズホルダからの距離が遠い固定部を先に固定し、前記レンズホルダからの距離が近い固定部をコリメート調整後に固定するようにしている。
（１７）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネにおいて、前記レンズホルダから２ヵ所の固定部までの距離の比が１：３以下である。
【００７２】
（１８）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子を固定する発光素子固定基板とを有しており、前記発光素子固定基板と前記基体とが平行に接し、前記発光素子固定基板に形成された、前記発光素子固定基板を前記基体に取付けるための穴を、前記発光素子と直線上に配置するようにしている光走査型タッチパネル。
（１９）第１８項記載の光走査型タッチパネルであって、前記発光素子固定基板に形成された前記穴と前記発光素子とが、鉛直方向または鉛直方向と垂直な方向に並んでいる。
（２０）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子を固定する発光素子固定基板とを有しており、前記発光素子固定基板と前記基体とが平行に接し、前記発光素子固定基板に形成された、前記発光素子固定基板を前記基体に取付けるための穴を、前記発光素子と直線上に配置していないようにしている光走査型タッチパネル。
（２１）第１８または２０項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズと該コリメーションレンズを固定するレンズホルダとを更に有しており、前記発光素子固定基板に形成された前記穴の半径を、取付け部材の半径よりも下記条件（Ａ）で示すΔｄ／２以上大きくしている。
Δｄ／２≧（Ｘ2 ＋Ｙ2 ）1/2 …（Ａ）
但し、
Ｘ＝（ｗ／２−ｄ）・ｓｉｎθ＋ｍ＋ｒ・ｓｉｎｊ
Ｙ＝（ｗ／２−ｄ）・ｓｉｎη＋ｎ＋ｒ・ｓｉｎｋ
θ＝θ1 ＋θ2
η＝η1 ＋η2
θ1 ：Ｘ軸に関する、前記コリメーションレンズの前記レンズホルダに対する傾き
θ2 ：Ｘ軸に関する、前記レンズホルダの前記基体に対する傾き
η1 ：Ｙ軸に関する、前記コリメーションレンズの前記レンズホルダに対する傾き
η2 ：Ｙ軸に関する、前記レンズホルダの前記基体に対する傾き
ｗ：前記レンズホルダの長さ
ｄ：前記コリメーションレンズの基準面から前記レンズホルダの出口側端面までの長さ
ｒ：前記発光素子の基準面の法線とＺ軸との交点から発光点までの長さ
ｍ：Ｘ軸に対する前記発光素子の発光点自身のずれ
ｎ：Ｙ軸に対する前記発光素子の発光点自身のずれ
ｊ：Ｘ軸に関する、前記発光素子の基準面の法線のＺ軸に対する傾き
ｋ：Ｙ軸に関する、前記発光素子の基準面の法線のＺ軸に対する傾き
（２２）第２１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記発光素子固定基板に形成された前記穴の直径を、取付け部材の直径より、０．４〜０．６ｍｍ大きくしている。
【００７３】
（２３）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けられており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズとを有しており、前記コリメーションレンズからの光の大きさを制限するアパーチャが２段以上設けられている光走査型タッチパネル。
（２４）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャの内面が鏡面処理されていない。
（２５）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャの形状が長円形または円形にしている。
（２６）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャに接する部分の前記基体の厚さを薄くしている。
（２７）第２６項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャに接する部分の前記基体の厚さを１ｍｍ以下にしている。
（２８）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャに接する部分の前記基体の開口の大きさが、前記アパーチャの出口の大きさより大きく、前記アパーチャの入口の大きさより小さくしている。
（２９）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、走査光の一部を受光する受光素子と走査光の一部を前記受光素子へ導くミラーを前記アパーチャに一体形成してなるアパーチャミラーとを更に有している。
（３０）第２９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャミラーは貼り合わせミラーを有している。
（３１）第２９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記基体と前記アパーチャミラーとの位置決めを突き当て構造としている。
（３２）第３１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記基体と前記アパーチャミラーとの突き当て部に逃げ穴を設けている。
（３３）第２９項記載の光走査型タッチパネルであって、着脱可能な取付け部材で前記アパーチャミラーを前記基体に固定するようにしている。
【００７４】
（３４）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、走査光の一部を受光する受光素子と該受光素子へ光を集束させる受光レンズと該受光レンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記受光素子と前記受光レンズとの距離を微調整するようにしている光走査型タッチパネル。
（３５）第３４項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、前記受光レンズからの光を制限するスリットを持つスリット板を更に有しており、前記スリットの短軸方向に移動可能に、前記スリット板が前記基体に取付けられているようにしている。
（３６）第３４項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、前記受光レンズからの光を制限するスリットを持つスリット板を更に有しており、前記スリットの短軸方向に移動可能に、前記スリット板が前記基体の溝形状の保持部に挿入されるようにしている。
（３７）第３４項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、前記受光レンズからの光を制限するスリットを持つスリット板を更に有しており、前記スリットの短軸方向に移動可能に、前記スリット板が前記基体に片側突き当て型構造で保持されるようにしている。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光走査型タッチパネルでは、光送受手段と光走査手段とを１つの基体に一体的に設けるようにしたので、光軸調整，各光学部材の位置調整を高精度かつ容易に行える。この結果、指示物に対する精度が高い位置・大きさ検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光走査型タッチパネルの基本構成を示す模式図である。
【図２】光学ユニットの構成及び光路を示す図である。
【図３】光学ユニット本体を示す図である。
【図４】ポリゴンミラー及びモータの取付けの一例を示す断面図である。
【図５】ポリゴンミラー及びモータの取付けの他の例を示す断面図である。
【図６】ポリゴンミラー及びモータの取付け例を示す上面図である。
【図７】ポリゴンミラーの側面（光走査面）を示す図である。
【図８】モータの光学ユニット本体への取付け状態を示す図である。
【図９】コリメーションレンズの固定状態を示す図である。
【図１０】コリメーションレンズの位置調整及び固定の実施状態を示す図である。
【図１１】コリメーションレンズの位置調整及び固定の他の実施状態を示す図である。
【図１２】板バネの一例の形状を示す図である。
【図１３】板バネの他の例の形状を示す図である。
【図１４】板バネの更に他の例の形状を示す図である。
【図１５】発光素子固定基板の一例を示す図である。
【図１６】発光素子固定基板の他の例を示す図である。
【図１７】発光素子固定基板の更に他の例を示す図である。
【図１８】発光素子固定基板における取付け孔と取付け部材との大きさの関係を示す図である。
【図１９】発光素子とコリメーションレンズとレンズホルダと光学ユニット本体との位置関係を示す図である。
【図２０】発光素子と発光素子固定基板との位置関係を示す図である。
【図２１】アパーチャの構成を示す断面図である。
【図２２】アパーチャの構成を示す平面図である。
【図２３】アパーチャの構成と光学ユニット本体との関係の一例を示す図である。
【図２４】アパーチャの構成と光学ユニット本体との関係の他の例を示す図である。
【図２５】アパーチャーミラーの一例の構成図である。
【図２６】アパーチャーミラーの他の例の構成図である。
【図２７】アパーチャミラーの光学ユニット本体への取付け状態の一例を示す図である。
【図２８】アパーチャミラーの光学ユニット本体への取付け状態の他の例を示す図である。
【図２９】受光レンズの位置調整及び固定の実施状態を示す図である。
【図３０】スリット板の構成例を示す図である。
【図３１】スリット板の光学ユニット本体への取付けの一例を示す図である。
【図３２】スリット板の光学ユニット本体への取付けの他の例を示す図である。
【図３３】光走査型タッチパネルの実施状態を示す模式図である。
【図３４】座標検出のための三角測量の原理を示す模式図である。
【図３５】指示物及び遮断範囲を示す模式図である。
【図３６】受光信号と走査角度と走査時間との関係を示すタイミングチャートである。
【図３７】断面長計測の原理を示す模式図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 光学ユニット
５ ＭＰＵ
７ 再帰性反射シート
１０ 表示画面（座標面）
１１ 発光素子
１２ コリメーションレンズ
１３ 受光素子
１４ スリット板
１５ ポリゴンミラー
１６ アパーチャミラー
１６ａ アパーチャ
１７ 受光レンズ
１８ モータ
１９ 光学ユニット本体
１９ａ モータ固定穴
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータシステム等により情報が表示される表示装置の表示画面上での指示物の位置を光学的に検出する光走査型タッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
主としてパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムの普及に伴って、コンピュータシステムにより情報が表示される表示装置の表示画面上を人の指または特定の指示物により指示することにより、新たな情報を入力したり、コンピュータシステムに対して種々の指示を与えたりする装置が利用されている。
【０００３】
このようなパーソナルコンピュータ等の表示装置の表示画面に表示された情報に対してタッチ方式にて入力操作を行う場合には、その表示画面上での接触位置（指示位置）を高精度に検出する必要がある。このような座標面となる表示画面上の指示位置を検出する方法の一例として、光学的な位置検出方法が、特開昭５７−２１１６３７号公報に開示されている。この方法は、レーザ光線のような絞った光を表示画面の外側から角度走査し、反射手段を有する専用ペンからの反射光の２つのタイミングから専用ペンが存在する角度をそれぞれ求め、求めた角度を三角測量の原理にあてはめて位置座標を計算にて検出する。この方法では、部品点数を大幅に削減でき、また、高い分解能を有することも可能である。しかしながら、専用の反射ペンを利用しなければならない等、操作性に問題があり、また、指，任意のペン等の位置は検出することができない。
【０００４】
また、他の光学的な位置検出方法が、特開昭６２−５４２８号公報に提案されている。この方法は、表示画面の両側枠に光再帰性反射体を配置し、角度走査したレーザ光線のこの光再帰性反射体からの戻り光を検知し、指またはペンによって光線が遮断されるタイミングから指またはペンの存在角度を求め、求めた角度から三角測量の原理にて位置座標を検出する。この方法では、部品点数が少なくて検出精度を維持でき、指，任意のペン等の位置も検出できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような光を角的に走査するようにした光走査型タッチパネルでは、その指示物の位置の検出精度が、発光素子，受光素子，レンズ，角的走査手段（ポリゴンミラー）等における光軸の精度、即ちこれらの光学部材の垂直度，平行度の精密さに大きく依存する。特に、この光走査型タッチパネルでは、同じように走査光を利用する走査型のプリンタ装置等とは異なり、走査光が人体に触れる確率が高いので人体への影響を考えて使用する光の強度をあまり上げられない、また、走査型のプリンタ装置等に比べて走査光の光路が長いので減衰の影響が大きいといったような制約があるので、特に、高い光軸精度が要求される。しかしながら、上述したような従来の光走査型タッチパネルは、十分に光軸精度が考慮されているとは言い難かった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、光軸精度を高めることができ、精度良く光学的な位置検出を行える光走査型タッチパネルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光走査型タッチパネルは、所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光走査手段を構成するポリゴンミラーとモータとの間にガタ調整用リング及びポリゴンミラー押さえ部材を介し、１個の取付け部材で前記ポリゴンミラー及びモータを固定していることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る他の光走査型タッチパネルは、所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズと該コリメーションレンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記発光素子と前記コリメーションレンズとの距離を微調整して、コリメート調整するようにしていることを特徴とする。
本発明に係る更に他の光走査型タッチパネルは、所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けられており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズとを有しており、前記コリメーションレンズからの光の大きさを制限するアパーチャが２段以上設けられていることを特徴とする。
本発明に係る更に他の光走査型タッチパネルは、所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、走査光の一部を受光する受光素子と該受光素子へ光を集束させる受光レンズと該受光レンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記受光素子と前記受光レンズとの距離を微調整するようにしていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光走査型タッチパネルでは、１つの基体に光送受手段及び光走査手段を一体的に設けるようにしたので、光軸を精度良く規定することができる。よって、高精度の位置検出結果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の光走査型タッチパネルの基本構成を示す模式図である。
【００１１】
図１において参照符号１０は、パーソナルコンピュータ等の電子機器におけるＣＲＴまたはフラットディスプレイパネル（ＰＤＰ，ＬＣＤ，ＥＬ等），投射型映像表示装置等の表示画面であり、本実施の形態では横方向９２．０ｃｍ×縦方向５１．８ｃｍで対角１０５．６ｃｍの表示寸法を有するＰＤＰ（プラズマディスプレイ）の表示画面として構成されている。
【００１２】
例えば指，ペン等である指示物（遮断物）Ｓによりタッチするための目標区域として規定された平面の範囲であるこの長方形の表示画面１０の一つの短辺（本実施の形態では右側の辺）の両隅の外側には、発光素子，受光素子，ポリゴンミラー，各種のレンズ等を含む光学系を内部に有する光学ユニット１ａ，１ｂがそれぞれ設けられている。また、表示画面１０の右側の辺を除く３辺、つまり、上下両側の辺及び左側の辺の外側には再帰性反射シート７が設けられている。
【００１３】
なお、参照符号７０は光遮蔽部材である。この光遮蔽部材７０は、両光学ユニット１ａ，１ｂ間で直接光が入射されないように、具体的には光学ユニット１ａから投射された光が光学ユニット１ｂへ入射されないように、また逆に光学ユニット１ｂから投射された光が光学ユニット１ａへ入射されないように、両光学ユニット１ａ，１ｂを結ぶ線上に設けられている。またこの光遮蔽部材７０は、光の反射率が実用上”０”である物体で、再帰性反射シート７の高さとほぼ同じ程度の高さに構成されている。
【００１４】
図２は、光学ユニット１ａ，１ｂの構成及び光路を示す図である。両光学ユニット１ａ，１ｂは同じ内部構成をなしている。光学ユニット１ａ（１ｂ）は、赤外線レーザ光を出射するレーザダイオード（ＬＤ）からなる発光素子１１と、発光素子１１からのレーザ光を平行光にするためのコリメーションレンズ１２と、再帰性反射シート７からの反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）からなる受光素子１３と、受光素子１３への入射光を制限するためのスリット１４ａを有するスリット板１４と、発光素子１１からのレーザ光を角度走査するための例えば４角柱状のポリゴンミラー１５と、アパーチャ１６ａによりコリメーションレンズ１２からポリゴンミラー１５への投射光を制限すると共に、ポリゴンミラー１５を介した再帰性反射シート７からの反射光を受光素子１３側へ反射するアパーチャミラー１６と、アパーチャミラー１６での反射光を発光素子１１に集束させるための受光レンズ１７と、ポリゴンミラー１５を回転させるモータ１８と、これらを取付け固定するための光学ユニット本体１９（図３参照）とを備える。
【００１５】
上記発光素子１１，コリメーションレンズ１２及びアパーチャミラー１６にて発光系を構成し、アパーチャミラー１６，受光レンズ１７，スリット板１４及び受光素子１３にて受光系を構成しており、これらの発光系及び受光系にて光送受手段を構成している。また、光走査手段は、上記ポリゴンミラー１５及びモータ１８にて構成されている。光学ユニット本体１９には、この光走査手段（モータ１８）を固定するためのモータ固定穴１９ａが３個設けられている。
【００１６】
発光素子１１から出射されたレーザ光は、コリメーションレンズ１２にて平行光にされ、アパーチャミラー１６のアパーチャ１６ａを通過した後、ポリゴンミラー１５の回転によって表示画面１０と実質的に平行である面内を角度走査されて再帰性反射シート７に投射される。そして、再帰性反射シート７からの反射光が、ポリゴンミラー１５及びアパーチャミラー１６にて反射された後、受光レンズ１７で集束されてスリット板１４のスリット１４ａを通って、受光素子１３に入射される。但し、投射光の光路に指示物Ｓが存在する場合には投射光が遮断されるため、反射光が受光素子１３に入射されることはない。
【００１７】
各光学ユニット１ａ，１ｂには、各発光素子１１を駆動する発光素子駆動回路２ａ，２ｂと、各受光素子１３の受光量を電気信号に変換する受光信号検出回路３ａ，３ｂと、各ポリゴンミラー１５の動作を制御するポリゴン制御回路４とが接続されている。また、参照符号５は指示物Ｓの位置，大きさを算出すると共に、装置全体の動作を制御するＭＰＵであり、６はＭＰＵ５での算出結果等を表示する表示装置である。
【００１８】
ＭＰＵ５は、発光素子駆動回路２ａ，２ｂに駆動制御信号を送り、その駆動制御信号に応じて発光素子駆動回路２ａ，２ｂが駆動されて、各発光素子１１の発光動作が制御される。受光信号検出回路３ａ，３ｂは、各受光素子１３での反射光の受光信号をＭＰＵ５へ送る。ＭＰＵ５は、各受光素子１３からの受光信号に基づいて、指示物Ｓの位置，大きさを算出し、その算出結果を表示装置６に表示する。なお、表示装置６は表示画面１０を兼用することも可能である。
【００１９】
このような本発明の光走査型タッチパネルにおいては、図１に示されているように、例えば光学ユニット１ｂに関して説明すると、光学ユニット１ｂからの投射光は、受光素子１３に入射する位置から光遮蔽部材７０により遮蔽される位置を経て図１上で反時計方向回りに走査され、再帰性反射シート７の先端部分で反射される位置（Ｐｓ）に至って走査開始位置になる。そして、指示物Ｓの一端に至る位置（Ｐ１）までは再帰性反射シート７により反射されるが、指示物Ｓの他端に至る位置（Ｐ２）までの間は指示物Ｓによって遮断され、その後の走査終了位置（Ｐｅ）に至るまでは再帰性反射シート７により反射される。
【００２０】
次に、本発明の特徴部分をなす光学ユニット１ａ，１ｂの内部構成について説明する。本発明の光走査型タッチパネルの光学ユニット１ａ，１ｂにあっては、図３に示すような光学ユニット本体１９に、発光素子１１，コリメーションレンズ１２及びアパーチャミラー１６からなる発光系と、アパーチャミラー１６，受光レンズ１７，スリット板１４及び受光素子１３からなる受光系と、ポリゴンミラー１５及びモータ１８からなる光走査系とを設けて構成される。即ち、後述するように、まず、光学ユニット本体１９に、光軸を調整しながら発光系及び受光系の各部材を設置した後、モータ固定穴１９ａを用いて光走査系を設置して、光学ユニット１ａ，１ｂが構成される。
【００２１】
このように、１つの光学ユニット本体１９に、発光系，受光系及び光走査系のすべての光学部材を一体的に設けるようにしているので、光軸と光学ユニット本体１９との間での垂直度，平行度を高精度に規定することができる。また、部品点数及び光軸調整工数も削減できて、低コスト化を図れる。
【００２２】
以下、各光学部材の取付け，構成について詳述する。
（光走査系）
ポリゴンミラー１５及びモータ１８からなる光走査系は、モータ固定穴１９ａを用いて光学ユニット本体１９に取付けられる。図４，図５は、ポリゴンミラー１５及びモータ１８の取付け例を示す断面図、また、図６はその上面図である。中空の直方体状をなすポリゴンミラー１５の円筒状の中空部にモータ１８のモータ軸１８ａを挿入させ、ポリゴンミラー１５の上面に中空円盤状の押え板２１を被せて、１本のネジ２２にて、ポリゴンミラー１５及びモータ１８を光学ユニット本体１９を固定する。ネジ２２と押え板２１との間にはリング２３を挟ませている。
【００２３】
このように、ポリゴンミラー１５とモータ１８とを１点止めによって固定するので、複数点止め固定に比べて、取付け作業工数を低減できる。また、ネジ２２と押え板２１との間にリング２３を設けているので、ネジ首下面のガタによる取付け不良が発生しない。
【００２４】
図５に示す例では、ポリゴンミラー１５の内部をザグリ構造としており、押え板２１，ネジ２２及びリング２３の全てをポリゴンミラー１５の内部に収納することができ、高さ方向の省スペース化を図れる。
【００２５】
図６に示すように、押え板２１の外径がポリゴンミラー１５の内接円の直径より小さくなるようにしたので、押え板２１，ネジ２２及びリング２３の全てをポリゴンミラー１５の内部に収納することができ、省スペース化を図れる。
【００２６】
図７（ａ），（ｂ）は、光走査面であるポリゴンミラー１５の側面の一例の模式図であり、側面の上部及び／または下部が両端において面取りされている。よって、ポリゴンミラー１５の鏡面仕上げの作業性が向上する。また、回転時の風切りが減少して、騒音を低減できる。
【００２７】
また、このポリゴンミラー１５はニッケルまたはステンレス製とする。ポリゴンミラー１５の材質としてはアルミニウムが一般的であるが、アルミニウムに比べて比重が約３倍大きいニッケルまたはステンレスを用いることにより、モータ１８の回転が安定する。
【００２８】
また、ニッケルまたはステンレスの表面にアルミニウム膜，ＳｉＯ2 膜をこの順に積層する。光走査型タッチパネルのような光学的な位置検出装置では、ポリゴンミラーの表面反射率がＳ／Ｎ比に反映されるので、表面反射率は重要な要素であり、表面にアルミニウム膜を設けてそれを高めるようにする。また、ＳｉＯ2 膜はアルミニウム膜の酸化防止の機能を果たす。なお、これらのアルミニウム膜，ＳｉＯ2 膜の厚さは、ＳｉＯ2 膜での表面反射光と、ＳｉＯ2 膜／アルミニウム膜の界面での反射光とが干渉して強め合うように、レーザ光の波長に応じて設定することが好ましい。
【００２９】
図８は、光学ユニット本体１９へのモータ１８の取付け状態を示す図である。図８に示すように、モータ軸１８ａの外周部に環状の溝１８ｂを形成している。その溝１８ｂの幅，深さはそれぞれ０．５ｍｍ以上，０．２ｍｍ以上とする。このような溝１８ｂを形成しておくことにより、モータ軸１８ａ近傍が中高になることを防止する。もし、モータ軸１８ａ近傍が中高になると、モータ１８に対してポリゴンミラー１５が傾斜するので、光を一定の位置で走査させることができない。よって、従来では、この中高によるポリゴンミラーの傾斜を解消するために多大な調整工数を必要としていた。これに対して、本発明では中高を防止するために溝１８ｂを設けているので、このような調整工数が不要となり、取付け時間を大幅に短縮できる。なお、設ける溝１８ｂのサイズをこのような数値に設定することにより、このような溝１８ｂは容易に形成できる。
【００３０】
（コリメーションレンズ）
図９は、コリメーションレンズ１２の固定状態を示す図である。コリメーションレンズ１２は、光学ユニット本体１９の中空部に嵌挿された円筒状のレンズホルダ３１内に固定されている。レンズホルダ３１の周面には光軸と垂直な方向に溝３１ａが設けられており、この溝３１ａは光学ユニット本体１９の孔１９ｂと連通している。この孔１９ｂ及び溝３１ａに後述する偏芯治具３２を光軸と垂直な方向に差し込んで、それを動かすことにより、レンズホルダ３１を光軸方向に移動できるようになっている。
【００３１】
図１０は、コリメーションレンズ１２の位置調整及び固定の実施状態を示す図である。コリメーションレンズ１２の位置調整を行う場合には、孔１９ｂ及び溝３１ａに偏芯治具３２を光軸と垂直な方向に差し込んでレンズホルダ３１を移動させ、発光素子１１とコリメーションレンズ１２との距離を微調整してコリメート調整を行い、調整終了後に、偏芯治具３２と垂直な方向から板バネ３３でレンズホルダ３１を押さえ、着脱可能な２本のネジ３４ａ，３４ｂにより固定する。この際、各ネジ３４ａ，３４ｂと板バネ３３との間に、各ネジ３４ａ，３４ｂよりも径が大きいワッシャ３５ａ，３５ｂをそれぞれ介装する。
【００３２】
図１１は、板バネ３３固定の他の例を示しており、この場合には、上述の例と同様にコリメーションレンズ１２の位置調整を行った後に、光軸と垂直で、しかも偏芯治具３２と平行な方向から板バネ３３でレンズホルダ３１を押さえ、着脱可能な２本のネジ３４ａ，３４ｂにより固定している。
【００３３】
本発明では、このようにしてコリメート調整を行うので、高精度に調整を行えると共に、その調整時間が極めて短くなる。従来では、ネジにて直接レンズホルダを固定することが一般的であり、この場合にはネジを締め付ける際にレンズホルダがずれてコリメート状態が損なわれる可能性が高かったが、本発明では板バネ３３を使用した面固定であるため調整時のレンズホルダ３１に微小な圧力をかけることができるので、レンズホルダ３１が急激に大きく動くことがなく、コリメート調整を容易に行える。
【００３４】
ネジ３４ａ，３４ｂと板バネ３３との間に、ネジ３４ａ，３４ｂよりも径が大きいワッシャ３５ａ，３５ｂを介装しているので、板バネ３３をワッシャ面で押さえることができ、レンズホルダ３１と板バネ３３との密着性が高い。なお、板バネ３３でレンズホルダ３１を固定する際、レンズホルダ３１との距離が遠い方をネジ３４ｂにて先に固定し、レンズホルダ３１との距離が近い方をコリメート調整後にネジ３４ａにて固定するようにすれば、レンズホルダ３１と板バネ３３との密着性をより高くできる。また、レンズホルダ３１と２ヵ所の板バネ３３固定部との距離の比（図１０のＰ：Ｑ）を１：３以下にすることにより、調整時のレンズホルダ３１に微小な圧力をかけることがより容易となる。
【００３５】
図１２〜図１４は、板バネ３３の形状を示す図である。図１２に示す例では、レンズホルダ３１に接する部分が凹面状に広くなっている。図１３に示す例では、板バネ３３の幅がレンズホルダ３１の幅より長くなっている。図１４に示す例では、レンズホルダ３１に接する部分が十字状になっていて、しかもその十字状の先端部は曲面になっている。板バネ３３の形状をこのようにすることにより、板バネ３３とレンズホルダ３１とが噛み合ってレンズホルダ３１が傾いたり、レンズホルダ３１が傷つくことを防止できる。なお、図１４に示す先端部の曲面形状は、エッチング処理によって容易に形成できる。
【００３６】
（発光素子）
発光素子１１は、直方体状をなす発光素子固定基板４１に固定されており、この発光素子固定基板４１を光学ユニット本体１９に平行に接してネジ止めにて取り付ける。図１５，図１６はこの発光素子固定基板４１を示す図であり、発光素子固定基板４１には２個の取付け孔４１ａが形成されている。図１５に示す例では、２個の取付け孔４１ａと発光素子１１とがＹ軸方向（発光素子１１の光軸方向をＺ軸としてこれに垂直なモータ１８の軸芯方向（アパーチャミラー１６からの反射光の光軸方向））に直線状に配置されており、図１６に示す例では、２個の取付け孔４１ａと発光素子１１とがＸ軸方向（上記Ｙ軸，Ｚ軸方向に垂直な方向）に直線状に配置されている。このような構成とすることにより、発光素子固定基板４１がＸ軸方向，Ｙ軸方向に安定して動けるので、発光素子１１のＸＹ軸調整に要する作業工数を大幅に短縮できる。
【００３７】
図１７は、発光素子固定基板４１の他の例を示す図であり、この例では、図１５，図１６に示す例とは異なり、２個の取付け孔４１ａと発光素子１１とが直線状に配置されていない。このような配置にすることにより、発光素子固定基板４１をコンパクトに設計でき、省スペース化を図れる。
【００３８】
図１８は、発光素子固定基板４１における取付け孔４１ａと取付け部材（ネジ）４２との大きさの関係を示す図である。取付け孔４１ａの半径を取付け部材４２の半径よりもΔｄ／２以上大きくしている。Δｄは以下の条件式（Ａ）を満たし、具体的には０．４〜０．６ｍｍ程度である。なお、図１９，図２０は、発光素子１１とコリメーションレンズ１２とレンズホルダ３１と光学ユニット本体１９との位置関係を示す図，発光素子１１と発光素子固定基板４１との位置関係を示す図であり、この条件式（Ａ）に見られるパラーメータの一部を示している。
Δｄ／２≧（Ｘ2 ＋Ｙ2 ）1/2 …（Ａ）
但し、
Ｘ＝（ｗ／２−ｄ）・ｓｉｎθ＋ｍ＋ｒ・ｓｉｎｊ
Ｙ＝（ｗ／２−ｄ）・ｓｉｎη＋ｎ＋ｒ・ｓｉｎｋ
θ＝θ1 ＋θ2
η＝η1 ＋η2
θ1 ：Ｘ軸に関する、コリメーションレンズ１２のレンズホルダ３１に対する傾き
θ2 ：Ｘ軸に関する、レンズホルダ３１の光学ユニット本体１９に対する傾き
η1 ：Ｙ軸に関する、コリメーションレンズ１２のレンズホルダ３１に対する傾き
η2 ：Ｙ軸に関する、レンズホルダ３１の光学ユニット本体１９に対する傾き
ｗ：レンズホルダ３１の長さ
ｄ：コリメーションレンズ１２の基準面からレンズホルダ３１の出口側端面までの長さ
ｒ：点Ｈ（発光素子１１基準面の法線とＺ軸との交点）から発光点までの長さ
ｍ：Ｘ軸に対する発光素子１１の発光点自身のずれ
ｎ：Ｙ軸に対する発光素子１１の発光点自身のずれ
ｊ：Ｘ軸に関する、発光素子１１基準面の法線のＺ軸に対する傾き
ｋ：Ｙ軸に関する、発光素子１１基準面の法線のＺ軸に対する傾き
【００３９】
このように、取付け孔４１ａの半径を取付け部材４２の半径よりもΔｄ／２以上大きくしているので、ＸＹ軸調整の際に、発光素子固定基板４１に固定されている発光素子１１が必要な可動範囲を得ることができるので、この結果、ＸＹ軸調整に要する作業工数を大幅に低減することが可能である。
【００４０】
（アパーチャミラー）
図２１，図２２は、アパーチャミラー１６のアパーチャ１６ａの構成を示す断面図，平面図である。コリメーションレンズ１２からの平行光の大きさを制限するためのアパーチャ１６ａは、コリメーションレンズ１２側の径が大きい２段以上の構成をなしており、その形状は楕円穴形（図２２（ａ））または円穴形（図２２（ｂ））である。また、アパーチャ１６ａの内面は鏡面処理されておらず、その反射率は低い。
【００４１】
アパーチャ１６ａを複数段設けることにより、アパーチャ１６ａ内面での反射を低減できる。また、その形状を楕円穴形または円穴形とすることにより、光の回折または反射を低減できる。更に、アパーチャ１６ａの内面の反射率を低くすることにより、その内面での反射を低減できる。よって、平行光でない光がポリゴンミラー１５へ投射されることを防止できる。
【００４２】
図２３，図２４は、アパーチャ１６ａの構成と光学ユニット本体１９との関係を示す図である。図２３に示す例では、アパーチャミラー１６が取付けられる部分（コリメーションレンズ１２からの平行光の出口部分）の光学ユニット本体１９の肉厚が薄くなっており（１ｍｍ以下）、アパーチャ１６ａでの光の回折または反射を低減するようにしている。図２４に示す例では、アパーチャミラー１６が取付けられる部分の光学ユニット本体１９の開口径（コリメーションレンズ１２からの平行光の出口の径）（Ｄ）が、アパーチャ１６ａの出口の径（ｄ２）よりは大きく、そのアパーチャ１６ａの入口の径（ｄ１）よりは小さくなっており、アパーチャ１６ａでの光の回折または反射を低減するようにしている。
【００４３】
図２５は、アパーチャーミラー１６の一例の構成図である。図２５の例では、ポリゴンミラー１５に対向する面が鏡面処理されており、再帰性反射シート７から戻って来た光をこの鏡面部分にて受光系（受光レンズ１７）へ効率良く導けるようになっている。このようなアパーチャーミラー１６では、アパーチャ１６ａとミラー部とが一体形成されているので、光軸とアパーチャーミラー１６との平行度の精度を容易に高くできる。
【００４４】
図２６は、アパーチャーミラー１６の他の例の構成図である。図２６の例ではポリゴンミラー１５に対向する面にミラー５１が貼付されており、再帰性反射シート７から戻って来た光をこのミラー５１にて受光系（受光レンズ１７）へ効率良く導けるようになっている。このようなアパーチャーミラー１６では、鏡面仕上げが不要であり、低コスト化を図れる。
【００４５】
図２７，図２８は、アパーチャミラー１６の光学ユニット本体１９への取付け状態を示す図である。図２７に示す例では、アパーチャミラー１６の光学ユニット本体１９に対する位置決めが突き当て構造となっており、光軸とアパーチャミラー１６との平行度を高い精度で実現できる。また、図２７に示す例では、光学ユニット本体１９のアパーチャミラー１６が突き当てられる部分に逃げ穴１９ｃが設けられており、十分な受光面積を確保でき、Ｓ／Ｎ比の向上をもたらす。図２８に示す例では、アパーチャミラー１６が着脱可能な取付け部材５２にて光学ユニット本体１９に取付けられており、接着による固定ではないので、アパーチャミラー１６の交換が容易であるという利点がある。
【００４６】
（受光レンズ）
受光レンズ１７は、上述したコリメーションレンズ１２と同様の光軸調整を行えるようになっている。図２９は、受光レンズ１７の位置調整及び固定の実施状態を示す図である。受光レンズ１７は、光学ユニット本体１９の中空部に嵌挿された円筒状のレンズホルダ６１内に固定されている。レンズホルダ６１の周面には光軸と垂直な方向に溝６１ａが設けられており、この溝６１ａは光学ユニット本体１９の孔１９ｄと連通している。この孔１９ｄ及び溝６１ａに偏芯治具６２を光軸と垂直な方向に差し込んで、それを動かすことにより、受光レンズ１７を固定したレンズホルダ６１を光軸方向に移動できるようになっている。
【００４７】
そして、受光レンズ１７の位置調整を行う場合には、孔１９ｄ及び溝６１ａに偏芯治具６２を光軸と垂直な方向に差し込んでレンズホルダ６１を移動させ、受光素子１３と受光レンズ１７との距離を微調整して焦点調整を行い、調整終了後に、コリメーションレンズ１２の場合と同様に、板バネでレンズホルダ６１を押さえ、ネジにより固定する。よって、受光レンズ１７の調整時間を大幅に低減できる。
【００４８】
（スリット板１４）
図３０は、スリット板１４の構成例を示す図であり、スリット板１４を光学ユニット本体１９に取り付けるためのネジ穴７１のスリット１４ａの長手方向に垂直な方向の長さが、ネジ７２の径よりも長くなっており、ネジ穴７１にスリット板１４をスライドさせるための遊びを持たせて、スリット板１４をスライド可能に取付けている。よって、スリット板１４のスリット１４ａの位置決めを精度良く行える。
【００４９】
図３１は、スリット板１４の光学ユニット本体１９への取付け例を示す図である。光学ユニット本体１９の溝型の保持構造部１９ｅにスリット板１４を挿入させた構成をなし、スリット板１４のスライド方向を一方向に制限している。
【００５０】
図３２は、スリット板１４の光学ユニット本体１９への他の取付け例を示す図である。スリット板１４の片側を光学ユニット本体１９に突き当てて取付けた構成をなし、スリット板１４の移動方向を制限している。
【００５１】
次に、このような光学部材の光学ユニット本体１９への取付け工程について説明する。まず、コリメーションレンズ１２を固定したレンズホルダ３１を光学ユニット本体１９内に入れ、コリメート調整を行いながらレンズホルダ３１を光学ユニット本体１９に取付ける。次に、ＸＹ軸調整を行いながら発光素子１１を固定した発光素子固定基板４１を取付ける。次に、アパーチャ補正を行いながらアパーチャミラー１６を取付ける。このとき、コリメート調整を確認する。次に、受光レンズ１７を固定したレンズホルダ６１を光学ユニット本体１９内に入れ、光焦点調整を行いながらレンズホルダ６１を光学ユニット本体１９に取付ける。そして、照明光等の外乱光の影響を防止して所望のスリット機能を果たせるようにスリット板１４を取付ける。このとき、焦点調整を確認する。次に、ポリゴンミラー１５及びモータ１８をモータ固定穴１９ａを用いて光学ユニット本体１９に取付ける。この際、モータ固定穴１９ａが光学ユニット本体１９に一体に形成されていてモータ固定穴１９ａと光軸との位置合わせは既になされているので、単にモータ固定穴１９ａに取付けるだけで良く、光走査系の精細な調整処理は不要である。最後に、受光素子１３を取付ける。
【００５２】
次に、本発明の光走査型タッチパネルによる指示物Ｓの位置，大きさの算出動作について説明する。図３３は、光走査型タッチパネルの実施状態を示す模式図である。但し、図３３では光学ユニット１ａ，１ｂ、再帰性反射シート７，表示画面１０以外の構成部材は図示を省略している。また、指示物Ｓとして指を用いた場合を示している。
【００５３】
ＭＰＵ５はポリゴン制御回路４を制御することにより、光学ユニット１ａ，１ｂ内の各ポリゴンミラー１５を回転させて、各発光素子１１からのレーザ光を角度走査する。この結果、再帰性反射シート７からの反射光が各受光素子１３に入射する。このようにして各受光素子１３に入射した光の受光量は受光信号検出回路３ａ，３ｂの出力である受光信号として得られる。
【００５４】
なお、図３３において、θ00，φ00は両光学ユニット１ａ，１ｂを結ぶ基準線から各受光素子までの角度を、θ０，φ０は両光学ユニット１ａ，１ｂを結ぶ基準線から再帰性反射シート７の端部までの角度を、θ１，φ１は基準線から指示物Ｓの基準線側端部までの角度を、θ２，φ２は基準線から指示物Ｓの基準線と逆側端部までの角度をそれぞれ示している。
【００５５】
表示画面１０上の走査光の光路に指示物Ｓが存在する場合には、光学ユニット１ａ，１ｂから投射された光の指示物Ｓからの反射光は各受光素子１３に入射されない。従って、図３３に示されているような状態では，走査角度が０°からθ０までの間では光学ユニット１ａ内の受光素子１３には反射光は入射されず、走査角度がθ０からθ１までの間ではその受光素子１３に反射光が入射され、走査角度がθ１からθ２までの間ではその受光素子１３に反射光が入射されない。同様に、走査角度が０°からφ０までの間では光学ユニット１ｂ内の受光素子１３には反射光は入射されず、走査角度がφ０からφ１までの間ではその受光素子１３に反射光が入射され、走査角度がφ１からφ２までの間ではその受光素子１３に反射光が入射されない。
【００５６】
次に、このようにして求めた遮断範囲から、指示物Ｓ（本例では指）の中心位置（指示位置）の座標を求める処理について説明する。まず、三角測量に基づく角度から直交座標への変換を説明する。図３４に示すように、光学ユニット１ａの位置を原点Ｏ、表示画面１０の右辺，上辺をＸ軸，Ｙ軸に設定し、基準線の長さ（光学ユニット１ａ，１ｂ間の距離）をＬとする。また、光学ユニット１ｂの位置をＢとする。表示画面１０上の指示物Ｓが指示した中心点Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）が、光学ユニット１ａ，１ｂからＸ軸に対してθ，φの角度でそれぞれ位置している場合、点ＰのＸ座標Ｐｘ，Ｙ座標Ｐｙの値は、三角測量の原理により、それぞれ以下の（１），（２）式のように求めることができる。
【００５７】
ところで、指示物Ｓ（指）には大きさがあるので、検出した受光信号の立ち上がり／立ち下がりのタイミングでの検出角度を採用した場合、図３５に示すように、指示物Ｓ（指）のエッジ部の４点（図３５のＰ１〜Ｐ４）を検出することになる。これらの４点は何れも指示した中心点（図３５のＰｃ）とは異なっている。そこで、以下のようにして 中心点Ｐｃの座標（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ）を求める。Ｐｃｘ，Ｐｃｙは、それぞれ以下の（３），（４）式のように表せる。
【００５９】
Ｐｃｘ（θ，φ）＝Ｐｃｘ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２）…（３）
Ｐｃｙ（θ，φ）＝Ｐｃｙ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２）…（４）
【００６０】
そこで、（３），（４）式で表されるθ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２を上記（１），（２）式のθ，φとして代入することにより、指示された中心点Ｐｃの座標を求めることができる。
【００６１】
なお、上述した例では、最初に角度の平均値を求め、その角度の平均値を三角測量の変換式（１），（２）に代入して、指示位置である中心点Ｐｃの座標を求めるようにしたが、最初に三角測量の変換式（１），（２）に従って走査角度から４点Ｐ１〜Ｐ４の直交座標を求め、求めた４点の座標値の平均を算出して、中心点Ｐｃの座標を求めるようにすることも可能である。また、視差、及び、指示位置の見易さを考慮して、指示位置である中心点Ｐｃの座標を決定することも可能である。
【００６２】
ところで、前述したように、各ポリゴンミラー１５の回転角速度が一定であるので、時間を計時することにより走査角度の情報を得ることができる。図３６は、受光信号検出回路３ａからの受光信号と、光学ユニット１ａ内のポリゴンミラー１５の走査角度θ及び走査時間Ｔとの関係を示すタイミングチャートである。ポリゴンミラー１５の走査角速度が一定である場合、その走査角速度をωとすると、走査角度θ及び走査時間Ｔには、下記（５）式に示すような比例関係が成り立つ。
θ＝ω×Ｔ …（５）
【００６３】
よって、受光信号の立ち下がり，立ち上がり時の角度θ１，θ２は、それぞれの走査時間ｔ１，ｔ２と下記（６），（７）式の関係が成り立つ。
θ１＝ω×ｔ１ …（６）
θ２＝ω×ｔ２ …（７）
【００６４】
従って、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの走査角速度が一定である場合には、時間情報を用いて、指示物Ｓ（指）の遮断範囲及び座標位置を計測することが可能である。
【００６５】
また、本発明の光走査型タッチパネルでは、計測した遮断範囲から指示物Ｓ（指）の大きさ（断面長）を求めることも可能である。図３７は、この断面長計測の原理を示す模式図である。図３７において、Ｄ１，Ｄ２はそれぞれ光学ユニット１ａ，１ｂから見た指示物Ｓの断面長である。まず、光学ユニット１ａ，１ｂの位置Ｏ（０，０），Ｂ（Ｌ，０）から指示物Ｓの中心点Ｐｃ（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ）までの距離ＯＰｃ（ｒ１），ＢＰｃ（ｒ２）が、下記（８），（９）式の如く求められる。
【００６６】
ＯＰｃ＝ｒ１＝（Ｐｃｘ2 ＋Ｐｃｙ2 ）1/2 …（８）
ＢＰｃ＝ｒ２＝｛（Ｌ−Ｐｃｘ）2 ＋Ｐｃｙ2 ｝1/2 …（９）
【００６７】
断面長は距離と遮断角度の正弦値との積で近似できるので、各断面長Ｄ１，Ｄ２は、下記（１０），（１１）式に従って計測可能である。
【００６８】
なお、θ，φ≒０である場合には、ｓｉｎｄθ≒ｄθ≒ｔａｎｄθ，ｓｉｎｄφ≒ｄφ≒ｔａｎｄφと近似できるので、（１０），（１１）式においてｓｉｎｄθ，ｓｉｎｄφの代わりに、ｄθまたはｔａｎｄθ，ｄφまたはｔａｎｄφとしても良い。
【００７０】
以上の説明に対して更に以下の項を開示する。
（１）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光走査手段を構成するポリゴンミラーとモータとの間にガタ調整用リング及びポリゴンミラー押さえ部材を介し、１個の取付け部材で前記ポリゴンミラー及びモータを固定している光走査型タッチパネル。
（２）第１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラーの内部をザグリ構造としている。
（３）第２項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラー押さえ部材の外径が前記ポリゴンミラーの内接円の直径よりも小さくしている。
（４）第１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラーの両端の上部及び／または下部が面取りされている。
（５）第１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラーがニッケルまたはステンレス製である。
（６）第５項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラーの表面にアルミニウム膜とＳｉＯ2 膜とを設けている。
（７）第１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラー及びモータを取付ける座面において、モータ軸外周部に溝を設けている。
（８）第７項記載の光走査型タッチパネルであって、前記ポリゴンミラー及びモータを取付ける座面において、モータ軸外周部の前記溝の深さを０．２ｍｍ以上、幅を０．５ｍｍ以上としている。
【００７１】
（９）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズと該コリメーションレンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記発光素子と前記コリメーションレンズとの距離を微調整して、コリメート調整するようにしている光走査型タッチパネル。
（１０）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、コリメート調整後の前記レンズホルダを、光軸と垂直でかつ偏芯治具と垂直な方向から板バネで押さえ、更に着脱可能な取付け部材でその板バネを固定するようにしている。
（１１）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、コリメート調整後の前記レンズホルダを、光軸と垂直でかつ偏芯治具と平行な方向から板バネで押さえ、更に着脱可能な固定部材でその板バネを固定するようにしている。
（１２）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネにおいて、前記レンズホルダと接する部分が凹面状に広くなっている。
（１３）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネの幅が前記レンズホルダの幅よりも長くなっている。
（１４）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネと前記取付け部材との間に、前記取付け部材の径よりも大きい径のワッシャを介在させている。
（１５）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネにおいて、前記レンズホルダと接する部分が十字状に広くなっており、その十字状の先端部が曲線状になっている。
（１６）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネにおいて、前記板バネを固定する際、前記レンズホルダからの距離が遠い固定部を先に固定し、前記レンズホルダからの距離が近い固定部をコリメート調整後に固定するようにしている。
（１７）第９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記レンズホルダを固定する前記板バネにおいて、前記レンズホルダから２ヵ所の固定部までの距離の比が１：３以下である。
【００７２】
（１８）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子を固定する発光素子固定基板とを有しており、前記発光素子固定基板と前記基体とが平行に接し、前記発光素子固定基板に形成された、前記発光素子固定基板を前記基体に取付けるための穴を、前記発光素子と直線上に配置するようにしている光走査型タッチパネル。
（１９）第１８項記載の光走査型タッチパネルであって、前記発光素子固定基板に形成された前記穴と前記発光素子とが、鉛直方向または鉛直方向と垂直な方向に並んでいる。
（２０）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子を固定する発光素子固定基板とを有しており、前記発光素子固定基板と前記基体とが平行に接し、前記発光素子固定基板に形成された、前記発光素子固定基板を前記基体に取付けるための穴を、前記発光素子と直線上に配置していないようにしている光走査型タッチパネル。
（２１）第１８または２０項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズと該コリメーションレンズを固定するレンズホルダとを更に有しており、前記発光素子固定基板に形成された前記穴の半径を、取付け部材の半径よりも下記条件（Ａ）で示すΔｄ／２以上大きくしている。
Δｄ／２≧（Ｘ2 ＋Ｙ2 ）1/2 …（Ａ）
但し、
Ｘ＝（ｗ／２−ｄ）・ｓｉｎθ＋ｍ＋ｒ・ｓｉｎｊ
Ｙ＝（ｗ／２−ｄ）・ｓｉｎη＋ｎ＋ｒ・ｓｉｎｋ
θ＝θ1 ＋θ2
η＝η1 ＋η2
θ1 ：Ｘ軸に関する、前記コリメーションレンズの前記レンズホルダに対する傾き
θ2 ：Ｘ軸に関する、前記レンズホルダの前記基体に対する傾き
η1 ：Ｙ軸に関する、前記コリメーションレンズの前記レンズホルダに対する傾き
η2 ：Ｙ軸に関する、前記レンズホルダの前記基体に対する傾き
ｗ：前記レンズホルダの長さ
ｄ：前記コリメーションレンズの基準面から前記レンズホルダの出口側端面までの長さ
ｒ：前記発光素子の基準面の法線とＺ軸との交点から発光点までの長さ
ｍ：Ｘ軸に対する前記発光素子の発光点自身のずれ
ｎ：Ｙ軸に対する前記発光素子の発光点自身のずれ
ｊ：Ｘ軸に関する、前記発光素子の基準面の法線のＺ軸に対する傾き
ｋ：Ｙ軸に関する、前記発光素子の基準面の法線のＺ軸に対する傾き
（２２）第２１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記発光素子固定基板に形成された前記穴の直径を、取付け部材の直径より、０．４〜０．６ｍｍ大きくしている。
【００７３】
（２３）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けられており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズとを有しており、前記コリメーションレンズからの光の大きさを制限するアパーチャが２段以上設けられている光走査型タッチパネル。
（２４）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャの内面が鏡面処理されていない。
（２５）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャの形状が長円形または円形にしている。
（２６）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャに接する部分の前記基体の厚さを薄くしている。
（２７）第２６項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャに接する部分の前記基体の厚さを１ｍｍ以下にしている。
（２８）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャに接する部分の前記基体の開口の大きさが、前記アパーチャの出口の大きさより大きく、前記アパーチャの入口の大きさより小さくしている。
（２９）第２３項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、走査光の一部を受光する受光素子と走査光の一部を前記受光素子へ導くミラーを前記アパーチャに一体形成してなるアパーチャミラーとを更に有している。
（３０）第２９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記アパーチャミラーは貼り合わせミラーを有している。
（３１）第２９項記載の光走査型タッチパネルであって、前記基体と前記アパーチャミラーとの位置決めを突き当て構造としている。
（３２）第３１項記載の光走査型タッチパネルであって、前記基体と前記アパーチャミラーとの突き当て部に逃げ穴を設けている。
（３３）第２９項記載の光走査型タッチパネルであって、着脱可能な取付け部材で前記アパーチャミラーを前記基体に固定するようにしている。
【００７４】
（３４）所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、走査光の一部を受光する受光素子と該受光素子へ光を集束させる受光レンズと該受光レンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記受光素子と前記受光レンズとの距離を微調整するようにしている光走査型タッチパネル。
（３５）第３４項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、前記受光レンズからの光を制限するスリットを持つスリット板を更に有しており、前記スリットの短軸方向に移動可能に、前記スリット板が前記基体に取付けられているようにしている。
（３６）第３４項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、前記受光レンズからの光を制限するスリットを持つスリット板を更に有しており、前記スリットの短軸方向に移動可能に、前記スリット板が前記基体の溝形状の保持部に挿入されるようにしている。
（３７）第３４項記載の光走査型タッチパネルであって、前記光送受手段は、前記受光レンズからの光を制限するスリットを持つスリット板を更に有しており、前記スリットの短軸方向に移動可能に、前記スリット板が前記基体に片側突き当て型構造で保持されるようにしている。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光走査型タッチパネルでは、光送受手段と光走査手段とを１つの基体に一体的に設けるようにしたので、光軸調整，各光学部材の位置調整を高精度かつ容易に行える。この結果、指示物に対する精度が高い位置・大きさ検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光走査型タッチパネルの基本構成を示す模式図である。
【図２】光学ユニットの構成及び光路を示す図である。
【図３】光学ユニット本体を示す図である。
【図４】ポリゴンミラー及びモータの取付けの一例を示す断面図である。
【図５】ポリゴンミラー及びモータの取付けの他の例を示す断面図である。
【図６】ポリゴンミラー及びモータの取付け例を示す上面図である。
【図７】ポリゴンミラーの側面（光走査面）を示す図である。
【図８】モータの光学ユニット本体への取付け状態を示す図である。
【図９】コリメーションレンズの固定状態を示す図である。
【図１０】コリメーションレンズの位置調整及び固定の実施状態を示す図である。
【図１１】コリメーションレンズの位置調整及び固定の他の実施状態を示す図である。
【図１２】板バネの一例の形状を示す図である。
【図１３】板バネの他の例の形状を示す図である。
【図１４】板バネの更に他の例の形状を示す図である。
【図１５】発光素子固定基板の一例を示す図である。
【図１６】発光素子固定基板の他の例を示す図である。
【図１７】発光素子固定基板の更に他の例を示す図である。
【図１８】発光素子固定基板における取付け孔と取付け部材との大きさの関係を示す図である。
【図１９】発光素子とコリメーションレンズとレンズホルダと光学ユニット本体との位置関係を示す図である。
【図２０】発光素子と発光素子固定基板との位置関係を示す図である。
【図２１】アパーチャの構成を示す断面図である。
【図２２】アパーチャの構成を示す平面図である。
【図２３】アパーチャの構成と光学ユニット本体との関係の一例を示す図である。
【図２４】アパーチャの構成と光学ユニット本体との関係の他の例を示す図である。
【図２５】アパーチャーミラーの一例の構成図である。
【図２６】アパーチャーミラーの他の例の構成図である。
【図２７】アパーチャミラーの光学ユニット本体への取付け状態の一例を示す図である。
【図２８】アパーチャミラーの光学ユニット本体への取付け状態の他の例を示す図である。
【図２９】受光レンズの位置調整及び固定の実施状態を示す図である。
【図３０】スリット板の構成例を示す図である。
【図３１】スリット板の光学ユニット本体への取付けの一例を示す図である。
【図３２】スリット板の光学ユニット本体への取付けの他の例を示す図である。
【図３３】光走査型タッチパネルの実施状態を示す模式図である。
【図３４】座標検出のための三角測量の原理を示す模式図である。
【図３５】指示物及び遮断範囲を示す模式図である。
【図３６】受光信号と走査角度と走査時間との関係を示すタイミングチャートである。
【図３７】断面長計測の原理を示す模式図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 光学ユニット
５ ＭＰＵ
７ 再帰性反射シート
１０ 表示画面（座標面）
１１ 発光素子
１２ コリメーションレンズ
１３ 受光素子
１４ スリット板
１５ ポリゴンミラー
１６ アパーチャミラー
１６ａ アパーチャ
１７ 受光レンズ
１８ モータ
１９ 光学ユニット本体
１９ａ モータ固定穴
Claims (4)
- 所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光走査手段を構成するポリゴンミラーとモータとの間にガタ調整用リング及びポリゴンミラー押さえ部材を介し、１個の取付け部材で前記ポリゴンミラー及びモータを固定していることを特徴とする光走査型タッチパネル。
- 所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズと該コリメーションレンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記発光素子と前記コリメーションレンズとの距離を微調整して、コリメート調整するようにしていることを特徴とする光走査型タッチパネル。
- 所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けられており、前記光送受手段は、発光素子と該発光素子からの光を平行光にするコリメーションレンズとを有しており、前記コリメーションレンズからの光の大きさを制限するアパーチャが２段以上設けられていることを特徴とする光走査型タッチパネル。
- 所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段へ光を投射すると共に、前記光走査手段による走査光の一部を受光する光送受手段とを備え、前記所定領域に指示物で形成される走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記光送受手段の受光出力に基づいて計測する光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査手段及び前記光送受手段を１つの基体に一体的に取付けており、前記光送受手段は、走査光の一部を受光する受光素子と該受光素子へ光を集束させる受光レンズと該受光レンズを固定するレンズホルダとを有しており、前記レンズホルダに光軸と垂直方向に溝を設け、該溝に偏芯治具を光軸と垂直方向から差込み、前記レンズホルダを光軸と平行方向に移動させて前記受光素子と前記受光レンズとの距離を微調整するようにしていることを特徴とする光走査型タッチパネル。
Priority Applications (6)
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