JP5875445B2 - 座標入力装置 - Google Patents
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Description
投光手段と受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ備える第1の筺体と、
投光手段と受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ備える第2の筺体と、
前記第1の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰的に反射する反射手段と、
前記第2の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰的に反射する反射手段と、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれの前記受光手段から得られる光量分布に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算手段とを有し、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれにおいて、
前記投光手段は、前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光し、
前記受光手段は、他方の筺体が備える前記投光手段、あるいは、同一の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰に反射する前記反射手段からの光を受光し、
前記受光手段の視野範囲は、前記座標入力有効領域に対して略平行であり、
前記受光手段の光軸方向は、同一の筺体が備える前記少なくとも2つのセンサユニットの受光光学系の光軸中心を結ぶ線分と垂直となる方向であり、
前記視野範囲は、前記光軸方向に対して非対称である。
ここで、Norm_Data0[N]は、各画素における絶対変化量であり、閾値比較により、ノイズ等による誤判定を防止し、所定量の確実な変化を検出する。そして、閾値を超えるデータが、例えば、所定数以上の連続した画素で発生した場合に、タッチ操作が有ると判定する。この処理は、差を取り比較するだけなので、短時間での演算が可能であり、入力の有無判定を高速に行うことができる。
この画素データ(光量分布)に対して、別途設定される閾値Vthrを適用する。そして、その閾値Vthrを横切る点に対応する、光量分布中の遮光部分に対応する光量変動領域の立ち上がり部と立ち下がり部の画素番号から、両者の中央を指示具による入力に対応する画素とすることで、角度を算出する。
そこで、より高分解能に検出するために、それぞれの画素のデータレベルとその一つ前の隣接画素のデータレベルを用い、閾値Vthrを横切る仮想の画素番号を計算する。
Nsv = Ns-1 + ( Vthr - Ls-1 ) / ( Ls -LS-1 ) (4)
Ntv = Nt-1 + ( Vthr - Lt-1 ) / ( Lt -Lt-1 ) (5)
と計算できる。この計算式によれば、出力レベルに応じた仮想画素番号、つまり、ラインCCD41の画素番号よりも細かい画素番号を取得できる。そして、これらの仮想画素番号Nsv、Ntvの仮想中心画素Npvは、式(6)で決定される。
このように、閾値Vthrを越えるデータレベルの画素の画素番号とその隣接する画素番号と、それらのデータレベルから、所定レベルの閾値Vthrを横切る仮想的な仮想画素番号を計算することで、より分解能の高い検出を実現できる。
tanθ=(L5*Npr+L4)*Npr+L3)*Npr+L2)*Npr+L1)*Npr+L0 (7)
であらわすことができる。同様なことを、各々のセンサユニットに対して行えば、それぞれの角度データを決定できる。もちろん、上記例では、tanθを計算しているが、角度データそのものを計算し、その後、tanθを計算しても構わない。
y=dh・tan(π/2-θL2)/(tan(π/2-θL2)+tan(π/2-θL1)) (9)
また、一方のセンサユニットの出力がθL1=0、もしくはθL2=0の場合であっても、他方のセンサユニットが出力する角度情報に基づき、幾何学的に容易にタッチ位置を算出することが可能である。
上述のように、本願発明は、略矩形状の座標入力有効領域に対する指示位置の座標を算出する座標入力装置であって、センサユニットを少なくとも2つ内蔵する第1の筺体及び第2の筺体(センサバー)を有する。各々の筺体には入射した光をもとの方向に戻すための再帰反射部が設けられ、略矩形状の座標入力有効領域の対向する2辺に、第1の筺体及び第2の筺体が各々設けられる。
前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光する投光手段と、
前記投光手段が投光した光を再帰的に反射する反射手段と、
前記投光手段あるいは前記反射手段からの光を受光する受光手段と、
1つの前記投光手段と1つの前記受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ内蔵する第1の筺体と、
1つの前記投光手段と1つの前記受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ内蔵する第2の筺体と、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれの前記受光手段から得られる光量分布の変動に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算手段とを有し、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれにおいて、
前記受光手段の視野範囲は、前記座標入力有効領域に対して略平行であり
前記受光手段の光軸方向は、同一の筺体内の前記少なくとも2つのセンサユニットの重心を結ぶ線分と垂直となる方向であり、
前記視野範囲は、前記光軸方向に対して非対称に設定されている
ことを特徴とする座標入力装置。
Claims (12)
- 座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力装置であって、
投光手段と受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ備える第1の筺体と、
投光手段と受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ備える第2の筺体と、
前記第1の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰的に反射する反射手段と、
前記第2の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰的に反射する反射手段と、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれの前記受光手段から得られる光量分布に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算手段とを有し、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれにおいて、
前記投光手段は、前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光し、
前記受光手段は、他方の筺体が備える前記投光手段、あるいは、同一の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰に反射する前記反射手段からの光を受光し、
前記受光手段の視野範囲は、前記座標入力有効領域に対して略平行であり、
前記受光手段の光軸方向は、同一の筺体が備える前記少なくとも2つのセンサユニットの受光光学系の光軸中心を結ぶ線分と垂直となる方向であり、
前記視野範囲は、前記光軸方向に対して非対称である
ことを特徴とする座標入力装置。 - 前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれにおいて、
前記受光手段の前記光軸方向は、該受光手段を構成する光電変換素子の受光面の法線方向と一致している
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。 - 前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれは、内蔵する前記少なくとも2つのセンサユニットの受光光学系の光軸中心を結ぶ線分方向に伸縮する伸縮部を有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の座標入力装置。 - 前記光電変換素子を実装する回路基板の実装面が、前記座標入力有効領域に対して略垂直である
ことを特徴とする請求項2に記載の座標入力装置。 - 前記第1の筺体と前記第2の筺体にはそれぞれ、互いの前記センサユニットの前記投光手段からの光を再帰反射するように前記反射手段が設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の座標入力装置。 - 前記第1の筺体と前記第2の筺体は、前記座標入力有効領域を構成する矩形状の領域の対向する2辺に配置されている
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の座標入力装置。 - 前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれが内蔵する前記センサユニット間の相対的な位置情報を検出する検出手段を更に有する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の座標入力装置。 - 当該座標入力装置の前記座標入力有効領域における第1の座標系と、該座標入力有効領域に設定される表示装置からの投影画像である表示領域における第2の座標系との相関をとるキャリブレーションを実行するキャリブレーション手段を更に有する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の座標入力装置。 - 座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力装置であって、
投光手段と受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ備える第1の筺体と、
投光手段と受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ備える第2の筺体と、
前記第1の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰的に反射する反射手段と、
前記第2の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰的に反射する反射手段と、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれの前記受光手段から得られる光量分布に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算手段とを有し、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれにおいて、
前記投光手段は、前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光し、
前記受光手段は、他方の筺体が備える前記投光手段、あるいは、同一の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰に反射する前記反射手段からの光を受光し、
前記受光手段の視野範囲は、前記座標入力有効領域に対して略平行であり、
前記受光手段の光軸方向は、同一の筺体が備える前記少なくとも2つのセンサユニットの重心を結ぶ線分と垂直となる方向であり、
前記視野範囲は、前記光軸方向に対して非対称である
ことを特徴とする座標入力装置。 - 前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれが内蔵する前記センサユニット間の相対的な位置情報を検出する検出手段を更に有する
ことを特徴とする請求項9に記載の座標入力装置。 - 座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力装置であって、
投光手段と受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ備えるとともに、反射手段が装着された第1の筺体と、
投光手段と受光手段とを備えるセンサユニットを少なくとも2つ備えるとともに、反射手段が装着された第2の筺体と、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれの前記受光手段から得られる光量分布に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算手段とを有し、
前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれにおいて、
前記投光手段は、前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光し、
前記反射手段は、他方の筺体が備える前記投光手段が投光した光を再帰的に反射し、
前記受光手段は、他方の筺体が備える前記投光手段あるいは前記反射手段からの光を受光し、
前記受光手段の視野範囲は、前記座標入力有効領域に対して略平行であり、
前記受光手段の光軸方向は、同一の筺体内の前記少なくとも2つのセンサユニットの受光光学系の光軸中心を結ぶ線分と垂直となる方向であり、
前記第1及び前記第2の筺体が備える受光手段の前記視野範囲は、対向して配置される前記第1の筺体と前記第2の筺体により構成される矩形状の前記座標入力有効領域をカバーする
ことを特徴とする座標入力装置。 - 前記第1の筺体と前記第2の筺体それぞれが内蔵する前記センサユニット間の相対的な位置情報を検出する検出手段を更に有する
ことを特徴とする請求項11に記載の座標入力装置。
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