JP4111617B2 - Optical scanning touch panel - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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】
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62−5428号公報などに提案されている。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。
【0004】
このような走査光により位置検出を行う光走査型タッチパネルは、一般的に表示画面の外側に設けられた再帰性反射体と、レーザ光などの光を出射する発光素子、出射された光を角度走査するポリゴンミラーなどの光走査手段、及びその走査光の再帰性反射体による反射光を受光する受光素子を含む2組の光学ユニットとを備えており、各光学ユニットにおいて、発光素子からの光を光走査手段にて走査させ、その走査光の再帰性反射体での反射光を光走査手段で反射させて受光素子に受光させる構成を有している。その走査光の経路に指,任意のペンなどの指示物が存在する場合には、再帰性反射体での反射光が受光素子に受光されない。そこで、各光学ユニットにおける光走査手段の走査角度及び受光素子での受光結果に基づいて、それらの指示物の位置を検出することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような光走査型タッチパネルでは、1回の光走査にあって、走査終了または指示物による遮光の確認に従って割り込み信号が発生して、検出される受光素子での受光信号(再帰性反射体からの反射光)の読み込み処理が行われている。また、1回の光走査における走査開始は、光学ユニット内で発光素子からの光が光走査手段に反射されて直接受光素子に入力される基準信号に従って決定される。このような光走査の制御は各光学ユニットにおいて独立的になされており、それぞれの基準信号のタイミングも合わされておらず、各光学ユニットでの異なる光走査周期によって検出の間隔も一致していない。
【0006】
従って、従来の光走査型タッチパネルにおいて高精度の検出を実現しようとしても、両光学ユニットにあって検出の同時性が保たれず、それぞれの光走査周期の違いによって最大1光走査分の遅延が発生して、位置検出の時間的な遅れが生じるという問題がある。
【0007】
また、上述したような基準信号では、実際の走査角度0°(真の走査開始基準線)に対応しておらず、基準信号に基づいて検出された走査角度情報を光学ユニットの設計仕様に合わせて角度補正する必要があり、その補正用のソフトウェアを組み込んでおかなければならないという問題がある。
【0008】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数の光学ユニットにおける光走査開始を同期することができ、各光学ユニットにおいて検出の同時性を保てて、位置検出の時間的な遅れを最小限に留めることができる光走査型タッチパネルを提供することを目的とする。
【0009】
本発明の他の目的は、互いの走査光を受光して基準信号とすることにより、設計仕様に基づく基準信号からの角度補正を不要にする光走査型タッチパネルを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1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、該光走査手段による走査光を受光する受光手段とを有する光学ユニットを複数備え、前記所定領域に提示物で形成させる走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記受光手段の受光出力に基づいて検出する光走査型タッチパネルにおいて、前記複数の光学ユニットにおける光走査を同期させる光走査同期手段を備え、該光走査同期手段は、基準となる走査角度に対応した各受光手段による受光出力を基準信号として夫々入力したときの時間差に基づいて光走査を同期させるようにしてあることを要件とする。
【0011】
本発明の光走査型タッチパネルにあっては、複数の光学ユニットにおける基準信号を比較し、その基準信号のタイミングを同期させるようにする。従って、各光学ユニットにおいて、光走査開始のタイミングが一致し、同期して光走査が行われる。この結果、位置検出の時間的な遅れはほとんど生じない。
【0013】
また、互いの走査光を受光したタイミングを光走査開始の基準信号とする。このようにした場合、その基準信号は真の走査開始基準線に対応することになるので、従来のような基準信号の場合には必要であった角度補正が不要となる。
【0014】
【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。
【0015】
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矩形状の表示画面であり、本実施の形態では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。
【0016】
例えば指,ペン等である指示物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体としての再帰性反射シート7が設けられている。
【0017】
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での反射光を集束させるための集光レンズ17と、ポリゴンミラー15を回転させるモータ18と、これらの各光学部材を取付け固定するための光学ユニット本体19とを備える。
【0018】
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、集光レンズ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、走査光の経路に指示物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。
【0019】
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の動作を制御して各光学ユニット1a,1bにおける光走査開始を同期させる、本発明の特徴部分である走査同期制御回路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での算出結果などを表示する表示装置である。
【0020】
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。
【0021】
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)に至って実質的な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。
【0022】
このような光走査において、発光素子11からの投射光が、再帰性反射シート7に到らずにポリゴンミラー15でアパーチャミラー16を走査して直接受光素子13に入射された検出光信号を光走査開始の基準信号とする。即ち、このような基準信号を検出した場合から走査角度を計測するようにしている。
【0023】
各光学ユニット1a,1bは、このようにして走査光の直接入射による基準信号を検出する。各光学ユニット1a,1bにおいて、走査光はそれぞれ独立的に一定の周期で回転するように構成されており、このままでは、微妙な回路定数のばらつきによって位相がずれることになる。そこで、本発明では、両光学ユニット1a,1bにおける基準信号の位相を比較し、PLL同期によって光学ユニット1b側のポリゴンミラー15の回転速度を増減させて、光走査開始のタイミング(基準信号)を両光学ユニット1a,1bで同期させるようにする。
【0024】
図3は、両基準信号を同期させる走査同期制御回路4の内部構成を示す図である。走査同期制御回路4は、PLL回路21とクロック発生器22とを備える。PLL回路21は、両光学ユニット1a,1bの各受光素子13,13での受光信号(基準信号)を光信号検出回路3a,3bから入力して、その時間差をクロック発生器22からのクロック数に換算して求め、その時間差に基づいて回転タイミングを調整するためのサーボ信号を光学ユニット1bへ送る。そして、このサーボ信号に応じて、光学ユニット1bのポリゴンミラー15の回転速度が調整されて、両光学ユニット1a,1bでの基準信号が同期化する。
【0025】
図4(a),(b)は、このような基準信号の同期制御例を示すタイミングチャートである。図4(a)の例では、光学ユニット1bでの基準信号が光学ユニット1aでの基準信号より位相が遅れているので、(+)のサーボ信号を光学ユニット1bへ送って光学ユニット1bのポリゴンミラー15の回転速度を速くして両基準信号を同期化させる。一方、図4(b)の例では、光学ユニット1bでの基準信号が光学ユニット1aでの基準信号より位相が進んでいるので、(−)のサーボ信号を光学ユニット1bへ送って光学ユニット1bのポリゴンミラー15の回転速度を遅くして両基準信号を同期化させる。
【0026】
以上のような走査同期制御回路4における制御動作によって、光学ユニット1bが光学ユニット1aの周期に同期する形で両光学ユニット1a,1bでの光走査の回転周期が一定となる。
【0027】
次に、一方の光学ユニットからの走査光を光走査開始の基準信号に用いる本発明の他の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態でも、自身の光学ユニット内の走査光の直接入射光を基準信号とした上述の実施の形態と同様にPLL制御により同期化処理を行う。
【0028】
図5(a)は、光学ユニット1aでの受光素子13における受光信号を示す図である。図5(a)において、Da1は光学ユニット1a内でのポリゴンミラー15からの直接入射光に該当する受光信号(上述の実施の形態での基準信号)、Da2は光学ユニット1bからの走査光に該当する受光信号(本実施の形態での基準信号)、Da3は再帰性反射シート7からの反射光に該当する受光信号をそれぞれ表す。
【0029】
また、光学ユニット1bでの受光素子13における受光信号を、図5(b)に示す。図5(b)において、図5(a)と同様、Db1は光学ユニット1b内でのポリゴンミラー15からの直接入射光に該当する受光信号(上述の実施の形態での基準信号)、Db2は光学ユニット1aからの走査光に該当する受光信号(本実施の形態での基準信号)、Db3は再帰性反射シート7からの反射光に該当する受光信号をそれぞれ表す。
【0030】
図5(a),(b)には、走査光の回転角度も併せて示している。走査光の回転角度は、両光学ユニット1a,1bを結ぶ直線を走査基準線として計測される。よって、受光信号Da2,Db2における走査角度は0°となる。光学ユニット1a,1bは非走査領域に設けられており、受光信号Da1,Db1における走査角度は−αa ,−αb となる。なお具体的には、αa =αb =6°程度である。また、受光信号Da3,Db3における走査角度は、図1のPsに相当するβa ,βb から図1のPeに相当する90°までの間である。なお、具体的には、βa =βb =3°程度である。
【0031】
自身の各光学ユニット1a,1b内での直接入射光(受光信号Da1,Db1)を基準信号とする場合、走査基準線からαa ,αb だけずれた位置から走査角度を計測するので、指示物Sの位置検出処理にそのままの計測値は使用できず、その計測値をずれ角度αa ,αb だけ補正した後に、指示物Sの位置検出の演算を行う必要がある。また、光学ユニット1a,1bの取り付け仕様に応じてこのαa ,αb も変化するので、その取り付け誤差を解消するための表示位置との複雑なキャリブレーションも必要である。
【0032】
これに対して、本実施の形態では、対向する光学ユニットからの走査光(受光信号Da2,Db2)を基準信号としているので、走査基準線から走査角度を計測するようになり、上述したような角度補正を行うことなく、その計測値をそのまま指示物Sの位置検出の演算に使用することができる。よって、構成の単純化を図れると共に、光学ユニットの組み立て時における設計角度調整も不要である。また、表示位置とのキャリブレーションも単純化できる。
【0033】
ところで、本実施の形態では、一方の光学ユニット1a(1b)から他方の光学ユニット1b(1a)へ走査光が到達する必要があり、両光学ユニット1a,1bの直線空間には他の部材を設けることができないという制約が考えられる。そして、この直線空間には表示画面10を固定するための固定部材を設けることが一般的であり、本実施の形態を実現できないという課題がある。
【0034】
図6は、このような課題を解決した実施の形態を示す模式図である。両光学ユニット1a,1bの直線空間に表示画面10固定用の固定部材30が設けられているが、この固定部材30の設置位置を避けて、両光学ユニット1a,1b間で走査光を導光するプリズム導光体31を設置している。図7に、プリズム導光体31の構成例と内部の光路とを示す。
【0035】
このようなプリズム導光体31を設けて両光学ユニット1a,1b間で走査光を導光できるようにしたので、直線空間が必須ではなくなり、表示画面10固定用の固定部材30の設置制限の緩和を図れる。
【0036】
次に、両光学ユニット1a,1bでの光走査の周期を一定とする(光走査開始タイミングを同期する)だけでなく、両光学ユニット1a,1bでの走査角度も一定とするようにした実施の形態について説明する。
【0037】
図8は、この実施の形態における制御ブロック図である。図8において、図1〜図3と同一番号を付した部分は同一部材を示している。各光学ユニット1a,1bには、ポリゴンミラー15の回転の位相ずれを調整するPLL回路41と基準クロックを発生するクロック発生器42とが設けられている。また、光学ユニット1bには、自身のPLL回路41からのサーボ信号とPLL回路21からのサーボ信号とを加算する加算器43が更に設けられている。
【0038】
光学ユニット1a内において、ポリゴンミラー15用のモータ18の回転信号がPLL回路41に入力され、基準回転との差がクロック発生器42からのクロック数に換算して求められ、その差に基づいて回転速度を調整するためのサーボ信号がモータ18にフィードバックされる。
【0039】
光学ユニット1b内において、モータ18の回転信号がPLL回路41に入力され、基準回転との差がクロック発生器42からのクロック数に換算して求められ、その差に基づいて回転速度を調整するためのサーボ信号が加算器43へ送られる。また、光学ユニット1a,1bでの基準信号がPLL回路21に入力され、その時間差がクロック発生器22からのクロック数に換算して求められ、その時間差に基づいて回転速度を調整するためのサーボ信号が加算器43へ送られる。そして、これらの両サーボ信号が加算器が43で加算され、その加算信号がモータ18にフィードバックされる。
【0040】
以上のような制御動作により、両光学ユニット1a,1bの光走査周期を一定とするだけでなく、その光走査角度も一定にすることが可能である。
【0041】
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9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9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。
【0042】
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。
【0043】
なお、図9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(図5(a),(b)のαa ,αb に相当)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(図5(a),(b)のβa ,βb に相当)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。
【0044】
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9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。
【0045】
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10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。
Px(θ,φ)=(tanφ)÷(tanθ+tanφ)×L …(1)
Py(θ,φ)=(tanθ・tanφ)÷(tanθ+tanφ)×L …(2)
【0046】
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11に示すように、指示物S(指)のエッジ部の4点(図11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11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。
Pcx(θ,φ)=Pcx(θ1+dθ/2,φ1+dφ/2)…(3)
Pcy(θ,φ)=Pcy(θ1+dθ/2,φ1+dφ/2)…(4)
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
ところで、各ポリゴンミラー15の回転角速度が一定である場合には、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12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)
【0050】
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)
【0051】
従って、ポリゴンミラー15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。
【0052】
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13は、この断面長計測の原理を示す模式図である。図13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。
OPc=r1=(Pcx2 +Pcy2 1/2 …(8)
BPc=r2={(L−Pcx)2 +Pcy2 1/2 …(9)
【0053】
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。
D1=r1・2sindθ/2
=(Pcx2 +Pcy2 1/2 ・2sindθ/2 …(10)
D2=r2・2sindφ/2
={(L−Pcx)2 +Pcy2 1/2 ・2sindφ/2
…(11)
【0054】
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。
【0055】
【発明の効果】
本発明の光走査型タッチパネルでは、複数の光学ユニットにおける基準信号を比較して、その基準信号のタイミングを同期させるようにしたので、光走査開始のタイミングが一致し、同期して光走査を行え、位置検出の時間的な遅れを最小限に留めることが可能である。
【0056】
また、本発明の光走査型タッチパネルでは、互いの走査光を受光して基準信号とするようにしたので、設計仕様に基づく基準信号からの角度補正が不要になり、構成を簡素化できる効果がある。
【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】走査同期制御回路の内部構成を示す図である。
【図4】基準信号の同期制御例を示すタイミングチャートである。
【図5】受光素子における受光信号を示す図である。
【図6】本発明の光走査型タッチパネルの要部を示す模式図である。
【図7】プリズム導光体の構成例と内部の光路とを示す図である。
【図8】本発明の光走査型タッチパネルにおける制御ブロック図である。
【図9】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10】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11】指示物及び遮断範囲を示す模式図である。
【図12】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13】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
4 走査同期制御回路
5 MPU
7 再帰性反射シート
10 表示画面(座標面)
11 発光素子
13 受光素子
15 ポリゴンミラー
18 モータ
21 PLL回路
S 指示物
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning touch panel that optically detects the position of an indicator on a display screen.
[0002]
[Prior art]
With the spread of computer systems such as personal computers mainly, new information can be input by instructing on the display screen of a display device on which information is displayed by the computer system with a human finger or a specific indicator, Devices that give various instructions to a computer system are used.
[0003]
When an input operation is performed on the information displayed on the display screen of a display device such as a personal computer by a touch method, it is necessary to detect the contact position (indicated position) on the display screen with high accuracy. . As an example of a method for detecting the indicated position on the display screen as such a coordinate plane, an optical position detection method is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-5428. In this method, optical retroreflectors are arranged on both side frames of the display screen, the return light from the optical retroreflector of the angle-scanned laser beam is detected, and from the timing when the light beam is blocked by a finger or a pen. The presence angle of the finger or pen is obtained, and the position coordinates are detected from the obtained angle by the principle of triangulation. In this method, the number of parts is small and detection accuracy can be maintained, and the position of a finger, an arbitrary pen, or the like can be detected.
[0004]
Such an optical scanning touch panel that detects a position by using scanning light generally includes a retroreflector provided outside the display screen, a light emitting element that emits light such as laser light, and an angle of the emitted light. And two sets of optical units including light scanning means such as a polygon mirror for scanning, and a light receiving element for receiving the reflected light of the scanned light by a retroreflector. In each optical unit, light from the light emitting element is provided. Is scanned by the optical scanning means, and the light reflected by the retroreflector of the scanned light is reflected by the optical scanning means and received by the light receiving element. When an indicator such as a finger or an arbitrary pen exists in the scanning light path, the light reflected by the retroreflector is not received by the light receiving element. Therefore, based on the scanning angle of the optical scanning means in each optical unit and the light reception result of the light receiving element, the position of the indicator can be detected.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such an optical scanning touch panel, in one optical scanning, an interrupt signal is generated according to the end of scanning or confirmation of light shielding by an indicator, and a light receiving signal (from a retroreflector) detected by the light receiving element is detected. (Reflected light) is being read. Further, the start of scanning in one optical scanning is determined according to a reference signal that is directly input to the light receiving element after the light from the light emitting element is reflected by the optical scanning means in the optical unit. Such optical scanning control is independently performed in each optical unit, the timing of each reference signal is not matched, and the detection intervals do not match due to different optical scanning periods in each optical unit.
[0006]
Therefore, even if it is intended to realize highly accurate detection in the conventional optical scanning touch panel, the simultaneous detection of both optical units is not maintained, and a delay of one optical scanning at the maximum is caused by the difference in the optical scanning period. There is a problem that a time delay of position detection occurs.
[0007]
Further, the reference signal as described above does not correspond to the actual scanning angle of 0 ° (true scanning start reference line), and the scanning angle information detected based on the reference signal is matched with the design specifications of the optical unit. Therefore, there is a problem that it is necessary to correct the angle and to incorporate software for the correction.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and can synchronize the start of optical scanning in a plurality of optical units, and can maintain the synchronization of detection in each optical unit and delay the time of position detection. An object of the present invention is to provide an optical scanning touch panel capable of minimizing the above.
[0009]
Another object of the present invention is to provide an optical scanning touch panel that eliminates the need for angle correction from the reference signal based on the design specification by receiving the scanning light of each other as a reference signal.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An optical scanning touch panel according to claim 1 includes an optical scanning unit that angularly scans light in a plane substantially parallel to a predetermined region, and a light receiving unit that receives scanning light from the optical scanning unit. a plurality of, in the light scanning touch panel is detected based on a light receiving output of the predetermined region on the light receiving means for the blocking position of the scanning light corresponding to a scanning angle of forming at representations, optical scanning of the previous SL plurality of optical units The optical scanning synchronizing means synchronizes the optical scanning based on the time difference when the light receiving outputs from the respective light receiving means corresponding to the reference scanning angle are respectively inputted as reference signals. and requirements that you have to.
[0011]
In the optical scanning touch panel of the present invention, the reference signals in a plurality of optical units are compared, and the timings of the reference signals are synchronized. Therefore, in each optical unit, the timing of the optical scanning start coincides and the optical scanning is performed in synchronization. As a result, there is almost no time delay in position detection.
[0013]
Also , the timing at which the scanning light is received is used as a reference signal for starting optical scanning. In this case, since the reference signal corresponds to the true scanning start reference line, the angle correction that is necessary in the case of the reference signal as in the related art becomes unnecessary.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of an optical scanning touch panel according to the present invention.
[0015]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a rectangular display screen such as a CRT or flat display panel (PDP, LCD, EL, etc.), a projection type video display device, etc. in an electronic device such as a personal computer. (Plasma display) display screen.
[0016]
For example, both corners of one short side (right side in the present embodiment) of the rectangular display screen 10 which is a range of a plane defined as a target area to be touched by an indicator S such as a finger or a pen. Optical units 1a and 1b each having an optical system including a light emitting element, a light receiving element, a polygon mirror, various lenses, and the like are provided outside. Further, a retroreflective sheet 7 as a retroreflector is provided on three sides excluding the right side of the display screen 10, that is, on the outer sides of the upper and lower sides and the left side.
[0017]
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration and optical paths of the optical units 1a and 1b. Both optical units 1a and 1b have the same internal configuration. The optical unit 1a (1b) includes a light emitting element 11 made of a laser diode (LD) that emits infrared laser light, a collimation lens 12 for making the laser light from the light emitting element 11 parallel light, and a retroreflective sheet 7. A light receiving element 13 composed of a photodiode (PD) that receives reflected light from the light, a slit plate 14 having a slit 14 a for limiting incident light to the light receiving element 13, and angle scanning of the laser light from the light emitting element 11. For example, the projection light from the collimation lens 12 to the polygon mirror 15 is limited by the quadrangular prism-shaped polygon mirror 15 and the aperture 16a, and the reflected light from the retroreflection sheet 7 via the polygon mirror 15 is received by the light receiving element. Aperture mirror 16 that reflects to side 13 and the light reflected by aperture mirror 16 is focused. It comprises a condenser lens 17 for a motor 18 for rotating the polygon mirror 15, an optical unit main body 19 for fixing the mounting of these optical members.
[0018]
The laser light emitted from the light emitting element 11 is collimated by the collimation lens 12, passes through the aperture 16 a of the aperture mirror 16, and then is in-plane substantially parallel to the display screen 10 by the rotation of the polygon mirror 15. Are scanned and projected onto the retroreflective sheet 7. The reflected light from the retroreflective sheet 7 is reflected by the polygon mirror 15 and the aperture mirror 16, then converged by the condenser lens 17, and incident on the light receiving element 13 through the slit 14 a of the slit plate 14. Is done. However, when the indicator S is present in the scanning light path, the projected light is blocked, and thus the reflected light does not enter the light receiving element 13.
[0019]
Each optical unit 1a, 1b includes light emitting element driving circuits 2a, 2b for driving each light emitting element 11, light receiving signal detection circuits 3a, 3b for converting the amount of light received by each light receiving element 13 into an electric signal, and each polygon mirror. A scanning synchronization control circuit 4 which is a characteristic part of the present invention is connected to control the operation of 15 to synchronize the start of optical scanning in each of the optical units 1a and 1b. Reference numeral 5 denotes an MPU that calculates the position and size of the indicator S and controls the operation of the entire apparatus. Reference numeral 5 denotes a display device that displays a calculation result of the MPU 5 and the like.
[0020]
The MPU 5 sends a drive control signal to the light emitting element driving circuits 2a and 2b, and the light emitting element driving circuits 2a and 2b are driven in accordance with the drive control signal, so that the light emitting operation of each light emitting element 11 is controlled. The light reception signal detection circuits 3 a and 3 b send the light reception signals from the respective light receiving elements 13 to the MPU 5. The MPU 5 calculates the position and size of the indicator S based on the light reception signal from each light receiving element 13 and displays the calculation result on the display device 6. The display device 6 can also serve as the display screen 10.
[0021]
In the optical scanning touch panel of the present invention, as shown in FIG. 1, for example, the optical unit 1b will be described. From the position where the projection light from the optical unit 1b is incident on the light receiving element 13, FIG. The position is scanned in the counterclockwise direction above, and reaches the position (Ps) reflected by the tip portion of the retroreflective sheet 7 to become a substantial scanning start position. And until the position (P1) reaching one end of the indicator S is reflected by the retroreflective sheet 7, it is blocked by the indicator S until the position (P2) reaching the other end of the indicator S, and thereafter Until the scanning end position (Pe) is reflected by the retroreflective sheet 7.
[0022]
In such optical scanning, the projection light from the light emitting element 11 does not reach the retroreflective sheet 7 but scans the aperture mirror 16 with the polygon mirror 15 and directly detects the detection light signal incident on the light receiving element 13. A reference signal for starting scanning is used. That is, the scanning angle is measured when such a reference signal is detected.
[0023]
Each optical unit 1a, 1b detects a reference signal by direct incidence of scanning light in this way. In each of the optical units 1a and 1b, the scanning light is configured to rotate independently at a constant period, and the phase is shifted due to subtle variations in circuit constants. Therefore, in the present invention, the phases of the reference signals in both the optical units 1a and 1b are compared, the rotational speed of the polygon mirror 15 on the optical unit 1b side is increased or decreased by PLL synchronization, and the timing (reference signal) for starting optical scanning is determined. Both optical units 1a and 1b are synchronized.
[0024]
FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of the scanning synchronization control circuit 4 that synchronizes both reference signals. The scan synchronization control circuit 4 includes a PLL circuit 21 and a clock generator 22. The PLL circuit 21 receives light reception signals (reference signals) from the light receiving elements 13 and 13 of both optical units 1a and 1b from the optical signal detection circuits 3a and 3b, and calculates the time difference from the number of clocks from the clock generator 22. A servo signal for adjusting the rotation timing based on the time difference is sent to the optical unit 1b. Then, the rotational speed of the polygon mirror 15 of the optical unit 1b is adjusted according to this servo signal, and the reference signals in both the optical units 1a and 1b are synchronized.
[0025]
4 (a) and 4 (b) are timing charts showing an example of synchronization control of such a reference signal. In the example of FIG. 4A, since the phase of the reference signal in the optical unit 1b is delayed from that of the reference signal in the optical unit 1a, a (+) servo signal is sent to the optical unit 1b and the polygon of the optical unit 1b is sent. Both reference signals are synchronized by increasing the rotation speed of the mirror 15. On the other hand, in the example of FIG. 4B, since the phase of the reference signal in the optical unit 1b is ahead of the phase of the reference signal in the optical unit 1a, a servo signal (−) is sent to the optical unit 1b to send the optical unit 1b. The rotation speed of the polygon mirror 15 is slowed to synchronize both reference signals.
[0026]
By the control operation in the scanning synchronization control circuit 4 as described above, the rotation period of the optical scanning in both the optical units 1a and 1b becomes constant so that the optical unit 1b is synchronized with the period of the optical unit 1a.
[0027]
Next, another embodiment of the present invention in which scanning light from one optical unit is used as a reference signal for starting optical scanning will be described. In this embodiment as well, synchronization processing is performed by PLL control as in the above-described embodiment using the direct incident light of scanning light in its own optical unit as a reference signal.
[0028]
FIG. 5A is a diagram showing a light reception signal in the light receiving element 13 in the optical unit 1a. In FIG. 5A, D a1 is a received light signal (reference signal in the above-described embodiment) corresponding to the direct incident light from the polygon mirror 15 in the optical unit 1a, and D a2 is a scan from the optical unit 1b. A light reception signal corresponding to light (a reference signal in the present embodiment), Da3 represents a light reception signal corresponding to the reflected light from the retroreflective sheet 7.
[0029]
Moreover, the light reception signal in the light receiving element 13 in the optical unit 1b is shown in FIG. In FIG. 5B, as in FIG. 5A, D b1 is a received light signal (reference signal in the above embodiment) corresponding to the direct incident light from the polygon mirror 15 in the optical unit 1b, D b2 represents a light reception signal (reference signal in the present embodiment) corresponding to the scanning light from the optical unit 1a, and Db3 represents a light reception signal corresponding to the reflection light from the retroreflective sheet 7.
[0030]
5A and 5B also show the rotation angle of the scanning light. The rotation angle of the scanning light is measured using a straight line connecting both optical units 1a and 1b as a scanning reference line. Therefore, the scanning angle in the light reception signals D a2 and D b2 is 0 °. The optical units 1a and 1b are provided in the non-scanning region, and the scanning angles in the light reception signals D a1 and D b1 are −α a and −α b . Specifically, α a = α b = about 6 °. The scanning angle in the light reception signals D a3 and D b3 is between β a and β b corresponding to Ps in FIG. 1 to 90 ° corresponding to Pe in FIG. Specifically, β a = β b = about 3 °.
[0031]
When the direct incident light (the received light signals D a1 and D b1 ) in each of the optical units 1a and 1b is used as a reference signal, the scanning angle is measured from a position shifted by α a and α b from the scanning reference line. The measurement value as it is cannot be used for the position detection process of the indicator S, and it is necessary to calculate the position detection of the indicator S after correcting the measurement value by the shift angles α a and α b . Further, since α a and α b also change according to the mounting specifications of the optical units 1a and 1b, complicated calibration with the display position for eliminating the mounting error is also necessary.
[0032]
On the other hand, in this embodiment, since the scanning light (light reception signals D a2 and D b2 ) from the opposing optical unit is used as a reference signal, the scanning angle is measured from the scanning reference line, which is described above. Without performing such angle correction, the measured value can be used as it is in the calculation of the position detection of the indicator S. Therefore, the configuration can be simplified and the design angle adjustment at the time of assembling the optical unit is not necessary. In addition, calibration with the display position can be simplified.
[0033]
By the way, in this Embodiment, it is necessary for scanning light to reach | attain the other optical unit 1b (1a) from one optical unit 1a (1b), and other members are put in the linear space of both optical units 1a and 1b. There may be a restriction that it cannot be provided. And it is common to provide the fixing member for fixing the display screen 10 in this linear space, and there exists a subject that this Embodiment cannot be implement | achieved.
[0034]
FIG. 6 is a schematic diagram showing an embodiment in which such a problem is solved. A fixing member 30 for fixing the display screen 10 is provided in the linear space of both the optical units 1a and 1b, but the scanning light is guided between the optical units 1a and 1b while avoiding the installation position of the fixing member 30. A prism light guide 31 is installed. FIG. 7 shows a configuration example of the prism light guide 31 and an internal optical path.
[0035]
Since the prism light guide 31 is provided so that the scanning light can be guided between the optical units 1a and 1b, the linear space is not essential, and the installation restriction of the fixing member 30 for fixing the display screen 10 is restricted. Relaxation can be achieved.
[0036]
Next, the optical scanning period in both optical units 1a and 1b is made constant (the optical scanning start timing is synchronized), and the scanning angle in both optical units 1a and 1b is also made constant. Will be described.
[0037]
FIG. 8 is a control block diagram in this embodiment. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 denote the same members. Each optical unit 1a, 1b is provided with a PLL circuit 41 that adjusts the phase shift of the rotation of the polygon mirror 15 and a clock generator 42 that generates a reference clock. The optical unit 1b is further provided with an adder 43 that adds the servo signal from the PLL circuit 41 and the servo signal from the PLL circuit 21.
[0038]
In the optical unit 1a, the rotation signal of the motor 18 for the polygon mirror 15 is input to the PLL circuit 41, and the difference from the reference rotation is obtained by converting into the number of clocks from the clock generator 42, and based on the difference. A servo signal for adjusting the rotation speed is fed back to the motor 18.
[0039]
In the optical unit 1b, the rotation signal of the motor 18 is input to the PLL circuit 41, and the difference from the reference rotation is obtained by conversion into the number of clocks from the clock generator 42, and the rotation speed is adjusted based on the difference. A servo signal is sent to the adder 43. A reference signal from the optical units 1a and 1b is input to the PLL circuit 21, and the time difference is obtained by converting the number of clocks from the clock generator 22, and a servo for adjusting the rotation speed based on the time difference. The signal is sent to the adder 43. These servo signals are added by an adder 43 and the added signal is fed back to the motor 18.
[0040]
By the control operation as described above, not only the optical scanning period of both optical units 1a and 1b can be made constant, but also the optical scanning angle can be made constant.
[0041]
Next, the calculation operation of the position and size of the pointing object S by the optical scanning touch panel of the present invention will be described. FIG. 9 is a schematic diagram showing an implementation state of the optical scanning touch panel. However, in FIG. 9, components other than the optical units 1a and 1b, the retroreflective sheet 7, and the display screen 10 are not shown. Moreover, the case where a finger is used as the pointing object S is shown.
[0042]
The polygon mirrors 15 in the optical units 1a and 1b are rotated so that the laser beams from the light emitting elements 11 are angularly scanned. As a result, the reflected light from the retroreflective sheet 7 enters each light receiving element 13. In this way, the amount of received light incident on each light receiving element 13 is obtained as a light receiving signal that is an output of the light receiving signal detection circuits 3a and 3b.
[0043]
In FIG. 9, θ00 and φ00 are angles from the reference line connecting both optical units 1a and 1b to the respective light receiving elements (corresponding to α a and α b in FIGS. 5A and 5B), θ0, φ0 is the angle from the reference line connecting the optical units 1a and 1b to the end of the retroreflective sheet 7 (corresponding to β a and β b in FIGS. 5A and 5B ), and θ1 and φ1 are the reference The angle from the line to the reference line side end of the indicator S, and θ2 and φ2 denote the angle from the reference line to the reference line and the opposite side end of the indicator S, respectively.
[0044]
When the indicator S exists in the optical path of the scanning light on the display screen 10, the reflected light from the indicator S of the light projected from the optical units 1 a and 1 b is not incident on each light receiving element 13. Therefore, in the state as shown in FIG. 9, when the scanning angle is from 0 ° to θ0, no reflected light is incident on the light receiving element 13 in the optical unit 1a, and the scanning angle is from θ0 to θ1. In the interval, the reflected light is incident on the light receiving element 13, and the reflected light is not incident on the light receiving element 13 when the scanning angle is between θ1 and θ2. Similarly, no reflected light is incident on the light receiving element 13 in the optical unit 1b when the scanning angle is from 0 ° to φ0, and reflected light is incident on the light receiving element 13 when the scanning angle is from φ0 to φ1. When the scanning angle is between φ1 and φ2, no reflected light is incident on the light receiving element 13.
[0045]
Next, processing for obtaining the coordinates of the center position (designated position) of the pointing object S (finger in this example) from the cut-off range obtained in this way will be described. First, the conversion from an angle based on triangulation to Cartesian coordinates will be described. As shown in FIG. 10, the position of the optical unit 1a is set to the origin O, the right side and the upper side of the display screen 10 are set to the X axis and the Y axis, and the length of the reference line (distance between the optical units 1a and 1b) is set to L. And The position of the optical unit 1b is assumed to be B. When the center point P (Px, Py) indicated by the indicator S on the display screen 10 is located at angles of θ and φ with respect to the X axis from the optical units 1a and 1b, respectively, the X coordinate of the point P The values of the Px and Y coordinates Py can be obtained by the following formulas (1) and (2), respectively, based on the principle of triangulation.
Px (θ, φ) = (tanφ) ÷ (tanθ + tanφ) × L (1)
Py (θ, φ) = (tan θ · tan φ) ÷ (tan θ + tan φ) × L (2)
[0046]
By the way, since the indicator S (finger) has a size, when the detection angle at the rising / falling timing of the detected light receiving signal is adopted, as shown in FIG. Four points (P1 to P4 in FIG. 11) of the edge portion are detected. These four points are all different from the designated center point (Pc in FIG. 11). Therefore, the coordinates (Pcx, Pcy) of the center point Pc are obtained as follows. Pcx and Pcy can be expressed by the following equations (3) and (4), respectively.
Pcx (θ, φ) = Pcx (θ1 + dθ / 2, φ1 + dφ / 2) (3)
Pcy (θ, φ) = Pcy (θ1 + dθ / 2, φ1 + dφ / 2) (4)
[0047]
Therefore, by substituting θ1 + dθ / 2 and φ1 + dφ / 2 represented by the equations (3) and (4) as θ and φ in the above equations (1) and (2), the coordinates of the instructed center point Pc are obtained. Can be sought.
[0048]
In the above-described example, the average value of the angle is first obtained, and the average value of the angle is substituted into the triangulation conversion formulas (1) and (2) to obtain the coordinates of the center point Pc that is the designated position. First, the orthogonal coordinates of the four points P1 to P4 are obtained from the scanning angle according to the triangulation conversion formulas (1) and (2), the average of the obtained coordinate values of the four points is calculated, and the center point It is also possible to obtain the coordinates of Pc. Further, it is possible to determine the coordinates of the center point Pc that is the designated position in consideration of the parallax and the visibility of the designated position.
[0049]
By the way, when the rotational angular velocity of each polygon mirror 15 is constant, information on the scanning angle can be obtained by measuring time. FIG. 12 is a timing chart showing the relationship between the light reception signal from the light reception signal detection circuit 3a and the scanning angle θ and scanning time T of the polygon mirror 15 in the optical unit 1a. When the scanning angular velocity of the polygon mirror 15 is constant, assuming that the scanning angular velocity is ω, the scanning angle θ and the scanning time T have a proportional relationship as shown in the following equation (5).
θ = ω × T (5)
[0050]
Therefore, the angles θ1 and θ2 at the time of falling and rising of the received light signal have the relationship between the scanning times t1 and t2 and the following expressions (6) and (7).
θ1 = ω × t1 (6)
θ2 = ω × t2 (7)
[0051]
Therefore, when the scanning angular velocity of the polygon mirror 15 is constant, it is possible to measure the blocking range and coordinate position of the indicator S (finger) using time information.
[0052]
In the optical scanning touch panel of the present invention, the size (cross-sectional length) of the indicator S (finger) can be obtained from the measured blocking range. FIG. 13 is a schematic diagram showing the principle of the cross-sectional length measurement. In FIG. 13, D1 and D2 are the cross-sectional lengths of the indicator S viewed from the optical units 1a and 1b, respectively. First, distances OPc (r1) and BPc (r2) from the positions O (0, 0) and B (L, 0) of the optical units 1a and 1b to the center point Pc (Pcx, Pcy) of the indicator S are as follows. It is obtained as shown in equations (8) and (9).
OPc = r1 = (Pcx 2 + Pcy 2 ) 1/2 (8)
BPc = r2 = {(L-Pcx) 2 + Pcy 2 } 1/2 (9)
[0053]
Since the cross-sectional length can be approximated by the product of the distance and the sine value of the cutoff angle, the cross-sectional lengths D1 and D2 can be measured according to the following equations (10) and (11).
D1 = r1 · 2sindθ / 2
= (Pcx 2 + Pcy 2 ) 1/2 · 2 sin θ / 2 (10)
D2 = r2 · 2sindφ / 2
= {(L-Pcx) 2 + Pcy 2 } 1/2 · 2 sin φ / 2
... (11)
[0054]
In the case of θ, φ≈0, it can be approximated as sinθ≈dθ≈tandθ, sindφ≈dφ≈tandφ. Therefore, in the equations (10) and (11), dθ or tandθ, dφ instead of sindθ and sindφ. Alternatively, tandφ may be used.
[0055]
【The invention's effect】
In the optical scanning touch panel of the present invention, the reference signals in the plurality of optical units are compared and the timings of the reference signals are synchronized, so that the optical scanning start timings coincide and the optical scanning can be performed synchronously. It is possible to minimize the time delay of the position detection.
[0056]
Further, in the optical scanning touch panel of the present invention, since the mutual scanning light is received and used as the reference signal, the angle correction from the reference signal based on the design specification is unnecessary, and the configuration can be simplified. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of an optical scanning touch panel of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration and an optical path of an optical unit.
FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of a scanning synchronization control circuit.
FIG. 4 is a timing chart illustrating an example of reference signal synchronization control;
FIG. 5 is a diagram showing a light reception signal in a light receiving element.
FIG. 6 is a schematic view showing a main part of the optical scanning touch panel of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a prism light guide and an internal optical path.
FIG. 8 is a control block diagram of the optical scanning touch panel of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing an implementation state of the optical scanning touch panel.
FIG. 10 is a schematic diagram showing the principle of triangulation for coordinate detection.
FIG. 11 is a schematic diagram showing an indicator and a blocking range.
FIG. 12 is a timing chart showing a relationship among a light reception signal, a scanning angle, and a scanning time.
FIG. 13 is a schematic diagram showing the principle of cross-sectional length measurement.
[Explanation of symbols]
1a, 1b Optical unit 4 Scanning synchronization control circuit 5 MPU
7 Retroreflective sheet 10 Display screen (coordinate plane)
11 Light Emitting Element 13 Light Receiving Element 15 Polygon Mirror 18 Motor 21 PLL Circuit S Indicator

Claims (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、該光走査手段による走査光を受光する受光手段とを有する光学ユニットを複数備え、前記所定領域に提示物で形成させる走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記受光手段の受光出力に基づいて検出する光走査型タッチパネルにおいて
記複数の光学ユニットにおける光走査を同期させる光走査同期手段を備え
該光走査同期手段は、基準となる走査角度に対応した各受光手段による受光出力を基準信号として夫々入力したときの時間差に基づいて光走査を同期させるようにしてあることを特徴とする光走査型タッチパネル。
A plurality of optical units each having an optical scanning means for angularly scanning light in a plane substantially parallel to the predetermined area, and a light receiving means for receiving scanning light from the optical scanning means; In the optical scanning type touch panel for detecting the blocking position of the scanning light to be formed based on the light receiving output of the light receiving means corresponding to the scanning angle ,
Includes the optical scanning synchronization means for synchronizing the optical scanning before Symbol plurality of optical units,
The optical scanning synchronization means synchronizes the optical scanning based on the time difference when the light receiving outputs from the respective light receiving means corresponding to the reference scanning angle are respectively inputted as reference signals. Type touch panel.
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