JPH11184618A - Optical scanning type touch panel - Google Patents
Optical scanning type touch panelInfo
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- JPH11184618A JPH11184618A JP34974097A JP34974097A JPH11184618A JP H11184618 A JPH11184618 A JP H11184618A JP 34974097 A JP34974097 A JP 34974097A JP 34974097 A JP34974097 A JP 34974097A JP H11184618 A JPH11184618 A JP H11184618A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの表
示画面等をタッチするための目標区域として規定された
平面の範囲とし、その平面をタッチして情報を入力する
光走査型タッチパネルに関し、特にその光学系の構成に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning type touch panel for inputting information by touching a plane defined as a target area for touching a display screen or the like of a computer. The present invention relates to a configuration of an optical system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】パーソナルコンピュータ等の画面に表示
された情報に対してタッチ方式にて入力操作を行なう場
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として、「キャロル
方式」（米国特許４，２６７，４４３号）が知られてい
る。この方法は、表示画面の前面の枠に発光素子と受光
素子とを対向配置させることによって表示画面の前面に
光のマトリックスを構成し、指またはペンの接触による
光の遮断位置を検出している。この方法では、高いＳ／
Ｎが得られて大型の表示装置に適用を拡張させることも
可能であるが、発光素子及び受光素子の配置間隔に検出
の分解能が比例するので、検出の分解能を高めるために
はその配置間隔を狭くする必要がある。従って、大画面
に対してペン先等のような細い物で接触した場合にもそ
の接触位置を精度良く検出するためには、配置すべき発
光素子及び受光素子の数が増大し、構成が大嵩になると
共に、信号処理も複雑になるという問題がある。2. Description of the Related Art When an input operation is performed on information displayed on a screen of a personal computer or the like by a touch method, it is necessary to detect a contact position (designated position) on the display screen with high accuracy. is there. As a method of detecting a designated position on a display screen serving as such a coordinate plane, a “Carroll method” (US Pat. No. 4,267,443) is known. In this method, a light matrix is formed on the front surface of the display screen by arranging a light emitting element and a light receiving element in a frame on the front surface of the display screen to detect a light blocking position due to contact of a finger or a pen. . In this method, high S /
N can be obtained and the application can be extended to a large display device. However, since the detection resolution is proportional to the arrangement interval of the light emitting element and the light receiving element, the arrangement interval is increased in order to increase the detection resolution. Must be narrow. Therefore, even when a large screen is touched by a thin object such as a pen tip, in order to accurately detect the contact position, the number of light emitting elements and light receiving elements to be arranged increases, and the configuration is large. There is a problem that the signal processing becomes complicated and signal processing becomes complicated.
【０００３】また、他の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、反射体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。Another optical position detecting method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-211637. According to this method, a focused light such as a laser beam is angularly scanned from the outside of a display screen, an angle at which a dedicated pen is present is obtained from two timings of reflected light from a dedicated pen having a reflector, and the obtained angle is obtained. Is applied to the principle of triangulation to detect position coordinates by calculation. With this method, the number of parts can be significantly reduced, and high resolution can be achieved. However, there is a problem in operability such as the necessity of using a dedicated reflecting pen, and the position of a finger, an arbitrary pen, or the like cannot be detected.
【０００４】更に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] Still another optical position detecting method is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-5428. This method
Light retroreflectors are arranged on both side frames of the display screen, and the return light from the light retroreflectors of the angularly scanned light beams is detected,
The existence angle of the finger or the pen is determined from the timing at which the light beam is blocked by the finger or the pen, and the position coordinates are detected from the determined angle by the principle of triangulation. In this method, the number of parts is small, the detection accuracy can be maintained, and the position of a finger, an arbitrary pen or the like can be detected.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光器
から発光された光の光路と、受光器に受光される光の光
路とが同一で、その途中にハーフミラー等の光分離器を
配置する構成が多く採られている。しかし、そのような
光分離器として用いられるハーフミラーでは、発光器か
ら受光器へ直接受光される光が存在するため、それがノ
イズとなって測定結果に影響する可能性があった。However, the optical path of the light emitted from the light emitting device and the optical path of the light received by the light receiving device are the same, and an optical separator such as a half mirror is arranged in the middle of the optical path. Are often adopted. However, in the half mirror used as such a light separator, since light directly received from the light emitting device to the light receiving device exists, there is a possibility that the light becomes noise and affects the measurement result.
【０００６】また、従来のこの種の装置では、走査光を
発光する発光器は、それが発光する光の光軸が走査面と
平行になるように配置されている場合が多く、また反射
してきた走査光を受光する受光器も、その受光する光の
指向方向が走査面と平行になるように配置されている場
合が多かった。このため、光送受部が比較的大型化して
装置全体の小型化の障害となっている場合が多かった。In a conventional device of this type, a light emitting device that emits scanning light is often arranged such that the optical axis of the light emitted by the light emitting device is parallel to the scanning surface, and the light is reflected. In many cases, the light receiving device that receives the scanning light is also arranged such that the direction of the received light is parallel to the scanning surface. For this reason, the optical transmission / reception unit has been relatively large, which has often been an obstacle to miniaturization of the entire apparatus.
【０００７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、ハーフミラーを使用した場合の光分離器の欠点
を排除した光走査型タッチパネルを提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical scanning type touch panel which eliminates a disadvantage of an optical separator when a half mirror is used.
【０００８】本発明の他の目的は、光送受部をより小型
可能な光走査型タッチパネルを提供することにある。Another object of the present invention is to provide an optical scanning type touch panel capable of making the light transmitting / receiving section smaller.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、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の周
辺に、少なくとも２組の光送受ユニット及び光再帰性反
射体を設けた光走査型タッチパネルであって、光送受ユ
ニットは、発光器と、この発光器により発光された光を
上述の平面の範囲と実質的に平行である面内で角度走査
を行なう光走査部と、この光走査部により走査される光
の光再帰性反射体による反射光を受光する受光器と、発
光器が発光した光を光走査部へ通過させ、光再帰性反射
体による反射光を受光器へ分離する光分離器とからな
り、光分離器が、光再帰性反射体による反射光を受光器
の方向へ反射させる反射面と、発光器が発光した光を光
走査部へ通過させるための反射面とその背面との間を貫
通する開口とを有する反射体を備えたことを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a light source having at least two sets of a light transmitting / receiving unit and a light retroreflector provided around a plane defined as a target area for touching. A scanning type touch panel, wherein the light transmitting / receiving unit includes a light emitting device, and an optical scanning unit that performs angular scanning of light emitted by the light emitting device in a plane substantially parallel to the above-described plane. A light receiver for receiving light reflected by the light retroreflector of light scanned by the light scanning unit, and passing light emitted by the light emitter to the light scanning unit and transmitting light reflected by the light retroreflector to the light receiver A light separator for separating the light, the light separator reflects the light reflected by the light retroreflector in the direction of the light receiver, and a reflection for passing the light emitted by the light emitter to the light scanning unit. With an opening through it between the face and its back Characterized by comprising a reflector.
【００１０】このような請求項１の発明では、発光器が
発光した光を光走査部へ通過させるための反射体の反射
面を貫通する開口が発光器から発生された光の開口制御
を行なう。According to the first aspect of the present invention, the opening passing through the reflecting surface of the reflector for transmitting the light emitted from the light emitting device to the optical scanning unit controls the opening of the light generated from the light emitting device. .
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、反射体の反射面とその背面とが平行でないように構
成されていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the reflecting surface of the reflector and the back surface thereof are not parallel to each other.
【００１２】このような請求項２の発明では、反射体の
反射面がその背面と平行でないことにより、発光器が発
光した光が直接受光器に受光される割合が低くなる。According to the second aspect of the present invention, since the reflecting surface of the reflector is not parallel to the back surface, the ratio of the light emitted from the light emitting device directly received by the light receiving device is reduced.
【００１３】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、その反射面が上述の平面の範囲と交叉する反射鏡を
更に備え、光走査部は、発光器が発光した光を上述の平
面の範囲と交叉する面内に走査し、反射鏡は、光走査部
が上述の平面の範囲と交叉する面内に走査した光を上述
の平面の範囲と平行な面内に反射すべくなしてあること
を特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is further provided a reflecting mirror whose reflecting surface intersects the range of the above-mentioned plane, and the light scanning unit is configured to convert the light emitted from the light emitter into the above-mentioned plane. The mirror scans the light in a plane intersecting the range of the plane, and reflects the light scanned by the light scanning unit in a plane parallel to the range of the plane. There is a feature.
【００１４】このような請求項３の発明では、発光器が
発光した光が上述の平面の範囲と交叉する面内に光走査
部により走査され、光走査部が上述の平面の範囲と交叉
する面内に走査した光を反射鏡が上述の平面の範囲と平
行な面内に反射するので、装置構成をより小型化出来
る。According to the third aspect of the present invention, the light emitted from the light emitting device is scanned by the optical scanning section in a plane intersecting the above-described plane area, and the optical scanning section intersects the above-described plane area. Since the reflecting mirror reflects the light scanned in the plane into a plane parallel to the above-described plane, the apparatus configuration can be further miniaturized.
【００１５】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、反射鏡の反射面が上述の平面の範囲に対して４５°
で交叉し、光走査部が発光器が発光した光を上述の平面
の範囲と直交する面内に走査するように配置されている
ことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the reflecting surface of the reflecting mirror is 45 ° with respect to the range of the above-mentioned plane.
And the light scanning unit is arranged to scan the light emitted by the light emitter in a plane perpendicular to the plane.
【００１６】このような請求項４の発明では、発光器が
発光した光が上述の平面の範囲と直交する面内に光走査
部により走査され、光走査部が上述の平面の範囲と直交
する面内に走査した光を反射鏡が上述の平面の範囲と平
行な面内に反射するので、装置構成をより小型化出来
る。According to the fourth aspect of the present invention, the light emitted from the light emitting device is scanned by the optical scanning section in a plane orthogonal to the above-described plane, and the optical scanning section is orthogonal to the above-described plane. Since the reflecting mirror reflects the light scanned in the plane into a plane parallel to the above-described plane, the apparatus configuration can be further miniaturized.
【００１７】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかにおいて、光走査部が３乃至６面の反射面を有する
ポリゴンミラーで構成されていることを特徴する。According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the optical scanning section is constituted by a polygon mirror having three to six reflecting surfaces.
【００１８】このような請求項５の発明では、光走査部
を構成するポリゴンミラーを小さく構成することが可能
になる。According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to reduce the size of the polygon mirror constituting the optical scanning unit.
【００１９】[0019]
【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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments.
【００２０】図１は、本発明の光走査型タッチパネルの
実施の形態の一例の基本構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of an example of an embodiment of an optical scanning type touch panel according to the present invention.
【００２１】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１０
５．６ｃｍ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。In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a display screen of a CRT or a flat display panel (PDP, LCD, EL, etc.) in an electronic device such as a personal computer, or a projection type video display device. 92.0 cm in the direction x 51.8 cm in the vertical direction, diagonal 10
It is configured as a display screen of a PDP (plasma display) having a display size of 5.6 cm.
【００２２】遮断物（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
ンミラー等を含む光学系を内部に有する光送受ユニット
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。これらの部品は筐体の前面側に設置されている図示
しない庇状の遮蔽体により遮蔽された状態で配置されて
いる。Both corners of one short side (right side in the present embodiment) of this rectangular display screen 10 which is a range of a plane defined as a target area to be touched by an obstacle (pointer) S Light transmission / reception units 1a and 1b each having an optical system including a light-emitting element, a light-receiving element, a polygon mirror, and the like are provided outside. The retroreflective sheet 7 is provided on three sides of the display screen 10 except for the right side, that is, outside the upper and lower sides and the left side. These components are arranged so as to be shielded by an eaves-shaped shield (not shown) installed on the front side of the housing.
【００２３】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、両光送受ユニット１ａ，１ｂ間
で直接光が入射されないように、具体的には光送受ユニ
ット１ａから投射された光が光送受ユニット１ｂへ入射
されないように、また逆に光送受ユニット１ｂから投射
された光が光送受ユニット１ａへ入射されないように、
両光送受ユニット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。Reference numeral 70 denotes a light shielding member.
The light shielding member 70 prevents light from directly entering between the two light transmitting / receiving units 1a and 1b, specifically, prevents light projected from the light transmitting / receiving unit 1a from entering the light transmitting / receiving unit 1b, and vice versa. So that light projected from the light transmitting / receiving unit 1b does not enter the light transmitting / receiving unit 1a.
It is provided on a line connecting the two light transmitting / receiving units 1a and 1b. Also, the light shielding member 70 has a light reflectance of practical use.
The height of the retroreflective sheet 7 is approximately the same as that of the retroreflective sheet 7.
【００２４】また、参照符号Ｓは遮断物（指示物）とし
ての人の指の断面を示している。Reference numeral S indicates a cross section of a human finger as an obstacle (pointer).
【００２５】図２は、光送受ユニット１ａ，１ｂの内部
構成及び光路を示す模式図である。両光送受ユニット１
ａ，１ｂは、赤外線レーザを出射するレーザダイオード
からなる発光素子１１ａ，１１ｂと、発光素子１１ａ，
１１ｂからのレーザ光を平行光にするためのコリメータ
レンズ１２ａ，１２ｂと、再帰性反射シート７からの反
射光を受光する受光素子１３ａ，１３ｂと、受光素子１
３ａ，１３ｂに入射される表示画面，照明灯等からの外
部光の可視光成分を遮断する可視光カットフィルタ１４
ａ，１４ｂと、反射光を受光素子１３ａ，１３ｂに導く
ためのビームスプリッタ１５ａ，１５ｂと、発光素子１
１ａ，１１ｂからのレーザ光を角度走査するための本実
施の形態では４角形のポリゴンミラー１６ａ，１６ｂと
等を有する。FIG. 2 is a schematic diagram showing the internal configuration and optical paths of the light transmitting / receiving units 1a and 1b. Both light transmitting and receiving unit 1
Reference numerals a and 1b denote light emitting elements 11a and 11b each formed of a laser diode for emitting an infrared laser, and light emitting elements 11a and 11b.
Collimator lenses 12a and 12b for converting the laser beam from the laser beam 11b into parallel light, light receiving elements 13a and 13b for receiving the reflected light from the retroreflective sheet 7, and the light receiving element 1
Visible light cut filter 14 that blocks visible light components of external light from display screens, illumination lights, and the like incident on 3a and 13b.
a, 14b, beam splitters 15a, 15b for guiding the reflected light to the light receiving elements 13a, 13b, and the light emitting element 1
The present embodiment for angularly scanning the laser beams from the laser beams 1a and 11b has quadrangular polygon mirrors 16a and 16b.
【００２６】なお、参照符号１８ａ，１８ｂはタイミン
グ検出用受光素子であり、各１走査の開始時点において
ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂから走査されたレーザ光
を受光することにより、同期信号のタイミングを決定
し、またポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの回転速度の補
正のための情報の生成に利用される。Reference numerals 18a and 18b denote timing detecting light receiving elements, which determine the timing of the synchronization signal by receiving laser light scanned from the polygon mirrors 16a and 16b at the start of each scan. It is used to generate information for correcting the rotational speed of the polygon mirrors 16a and 16b.
【００２７】発光素子１１ａ，１１ｂから出射されたレ
ーザ光は、コリメータレンズ１２ａ，１２ｂにて平行光
にされ、後述するビームスプリッタ１５ａ，１５ｂの開
口（アパーチャ）１５３ａ，１５３ｂ（図５参照）を通
過した後、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂ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１６ａ，
１６ｂ及びビームスプリッタ１５ａ，１５ｂにて反射さ
れた後、可視光カットフィルタ１４ａ，１４ｂを通っ
て、受光素子１３ａ，１３ｂに入射される。但し、投射
光の光路に遮断物（指示物）が存在する場合には投射光
が遮断されるため、反射光は受光素子１３ａ，１３ｂに
入射されることはない。The laser beams emitted from the light emitting elements 11a and 11b are collimated by the collimator lenses 12a and 12b, and pass through apertures 153a and 153b (see FIG. 5) of beam splitters 15a and 15b, which will be described later. After the rotation, the polygon mirrors 16a and 16b are rotated by an angle to scan a plane substantially parallel to the display screen 10 and projected onto the retroreflective sheet 7. The reflected light from the retroreflective sheet 7 is reflected by the polygon mirror 16a,
After being reflected by the beam splitter 16b and the beam splitters 15a and 15b, the light passes through the visible light cut filters 14a and 14b and enters the light receiving elements 13a and 13b. However, when an obstruction (indicator) exists in the optical path of the projection light, the projection light is blocked, and the reflected light does not enter the light receiving elements 13a and 13b.
【００２８】なお、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの回
転により、９０度以上のレーザ光の角度走査が実現され
る。The rotation of the polygon mirrors 16a and 16b realizes the angular scanning of the laser beam of 90 degrees or more.
【００２９】図１に戻って、各光送受ユニット１ａ，１
ｂには、発光素子１１ａ，１１ｂを駆動する発光素子駆
動回路２ａ，２ｂと、受光素子１３ａ，１３ｂ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、
ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂ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，ペン等の遮断物（指示物）Ｓの位置，大きさを計測
演算すると共に、装置全体の動作を制御するＭＰＵであ
り、６はＭＰＵでの計測結果等を表示する表示装置であ
る。Returning to FIG. 1, each of the light transmitting / receiving units 1a, 1
b, light emitting element driving circuits 2a and 2b for driving the light emitting elements 11a and 11b, light receiving signal detecting circuits 3a and 3b for converting the light receiving amounts of the light receiving elements 13a and 13b into electric signals,
A polygon control circuit 4 for controlling the operations of the polygon mirrors 16a and 16b is connected. Reference numeral 5 denotes an MPU for measuring and calculating the position and size of an obstruction (indicator) S such as a finger and a pen, and for controlling the operation of the entire apparatus, and 6 for displaying a measurement result and the like by the MPU. Display device.
【００３０】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、たとえば光送
受ユニット１ｂに関して説明すると、光送受ユニット１
ｂからの投射光は、まずタイミング検出用受光素子１８
ｂ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、遮断物Ｓの一端に至
る位置（Ｐ１）にいたるまでは再帰性反射シート７によ
り反射されるが、遮断物Ｓの他端に至る位置（Ｐ２）ま
での間は遮断物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。In such an optical scanning type touch panel of the present invention, as shown in FIG. 1, for example, the light transmitting / receiving unit 1b will be described.
b from the light receiving element 18 for timing detection.
1 is scanned counterclockwise in FIG. 1 through the position shielded by the light shielding member 70 from the position where the light enters the position b, and reaches the position (Ps) where the light is reflected at the leading end of the retroreflective sheet 7 and the scanning start position become. The light is reflected by the retroreflective sheet 7 up to the position (P1) reaching one end of the obstacle S, but is blocked by the obstacle S up to the position (P2) reaching the other end of the obstacle S. The light is reflected by the retroreflective sheet 7 until reaching the subsequent scanning end position (Pe).
【００３１】但し、光送受ユニット１ａでは、図１上で
時計方向回りに光の走査が行なわれる。ここで、光送受
ユニット１ａは図１上で時計回り方向に表示画面１０の
下辺側を走査開始方向とし、逆に光送受ユニット１ｂは
図１上で反時計回り方向に表示画面１０の上辺側を走査
開始方向とする理由について説明する。However, in the light transmitting / receiving unit 1a, light is scanned clockwise in FIG. Here, the light transmission / reception unit 1a sets the lower side of the display screen 10 in the clockwise direction in FIG. 1 as the scanning start direction, and conversely, the light transmission / reception unit 1b sets the upper side of the display screen 10 in the counterclockwise direction in FIG. Will be described as the scanning start direction.
【００３２】たとえば光送受ユニット１ｂの場合には、
表示画面１０の上辺側または左辺側のいずれを走査開始
方向としてもよいが、光送受ユニット１ｂから見た場
合、表示画面１０の上辺の方が下辺よりも距離的に近い
ために反射光量が大であること、及び再帰性反射シート
７の反射面が表示画面１０の上辺ではほぼ直角であるた
めに反射光量が大であることにより、表示画面１０の上
辺側を走査開始方向としている。換言すれば、光送受ユ
ニット１ｂの場合に表示画面１０の下辺側を走査開始方
向とすると、表示画面１０の下辺の方が上辺よりも距離
的に遠いため、走査開始時点の反射光量が小さくなり、
また再帰性反射シート７の反射面が湾曲しているために
反射光量が小さくなる。但し、再帰性反射シート７の湾
曲に関しては本質的な問題ではなく、湾曲させないよう
な構成を採ることも勿論可能である。For example, in the case of the light transmitting / receiving unit 1b,
Either the upper side or the left side of the display screen 10 may be the scanning start direction. However, when viewed from the light transmitting / receiving unit 1b, the amount of reflected light is large because the upper side of the display screen 10 is closer in distance than the lower side. In addition, since the reflection surface of the retroreflective sheet 7 is substantially perpendicular to the upper side of the display screen 10 and the amount of reflected light is large, the upper side of the display screen 10 is set as the scanning start direction. In other words, in the case of the light transmitting / receiving unit 1b, if the lower side of the display screen 10 is the scanning start direction, the lower side of the display screen 10 is farther from the upper side in terms of distance, so that the amount of reflected light at the start of scanning becomes smaller. ,
In addition, since the reflection surface of the retroreflective sheet 7 is curved, the amount of reflected light is small. However, the curvature of the retroreflective sheet 7 is not an essential problem, and it is of course possible to adopt a configuration in which the sheet is not curved.
【００３３】ところで、前述の図２は両光送受ユニット
１ａ，１ｂにおける光路及び動作を説明するための模式
図であって、本発明の光走査型タッチパネルでは両光送
受ユニット１ａ（１ｂ）は実際には図３の平面図及び図
４の側面図に示されているように構成されている。な
お、図５はビームスプリッタの詳細な構成を示す模式的
側面図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the optical paths and operations of the two light transmitting / receiving units 1a and 1b. In the optical scanning type touch panel of the present invention, the two light transmitting / receiving units 1a (1b) are actually used. Is configured as shown in the plan view of FIG. 3 and the side view of FIG. FIG. 5 is a schematic side view showing a detailed configuration of the beam splitter.
【００３４】光送受ユニット１ａ（１ｂ）は、筐体１０
ａ（１０ｂ）内部に半導体レーザ発生装置等の発光素子
１１ａ（１１ｂ）と、再帰性反射シート７からの反射光
を受光する受光素子１３ａ（１３ｂ）とを収納してお
り、上面には発光素子１１ａ（１１ｂ）の直上部分にプ
リズムミラー１７ａ（１７ｂ）が配置されており、受光
素子１３ａ（１３ｂ）の直上部分にはビームスプリッタ
１５ａ（１５ｂ）が配置されている。更に、筐体１０ａ
（１０ｂ）の上面のビームスプリッタ１５ａ（１５ｂ）
を挟んでプリズムミラー１７ａ（１７ｂ）の逆側の部分
にはポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）が図示しないパル
スモータのモータ軸に取り付けられている。The light transmitting / receiving unit 1a (1b)
A light emitting element 11a (11b) such as a semiconductor laser generator and a light receiving element 13a (13b) for receiving light reflected from the retroreflective sheet 7 are housed inside the light emitting element a (10b). A prism mirror 17a (17b) is disposed immediately above the light-receiving element 13a (13b), and a beam splitter 15a (15b) is disposed immediately above the light-receiving element 13a (13b). Further, the housing 10a
Beam splitter 15a (15b) on the upper surface of (10b)
A polygon mirror 16a (16b) is attached to the motor shaft of a pulse motor (not shown) at a portion on the opposite side of the prism mirror 17a (17b) with respect to.
【００３５】なお、前述の如く、発光素子１１ａ（１１
ｂ）とプリズムミラー１７ａ（１７ｂ）との間にはコリ
メータレンズ１２ａ（１２ｂ）が、ビームスプリッタ１
５ａ（１５ｂ）と受光素子１３ａ（１３ｂ）との間には
可視光カットフィルタ１４ａ（１４ｂ）がそれぞれ配置
されている。As described above, the light emitting element 11a (11
b) and the prism mirror 17a (17b), the collimator lens 12a (12b)
The visible light cut filters 14a (14b) are respectively arranged between the light receiving elements 5a (15b) and the light receiving elements 13a (13b).
【００３６】図５はビームスプリッタ１５ａの具体的な
構成を示す側面図である。ビームスプリッタ１５ａは、
プリズムミラー１７ａとポリゴンミラー１６ａとの間の
レーザ光の光路に対してポリゴンミラー１６ａに面する
反射面（以下、主反射面という）１５１ａが４５°の角
度になるように、プリズムミラー１７ａに面する反射面
（以下、副反射面という）１５２ａが４５°ではない角
度（図５に示されている例では５０°程度）になるよう
に、Ｖ字状の側断面に形成されている。更にビームスプ
リッタ１５ａには主反射面１５１ａに対して４５°の角
度の開口１５３ａがプリズムミラー１７ａとポリゴンミ
ラー１６ａとの間のレーザ光の光路上に設けられてい
る。この開口１５３ａの直径は本実施の形態では１ミリ
程度である。FIG. 5 is a side view showing a specific structure of the beam splitter 15a. The beam splitter 15a
The surface of the prism mirror 17a is oriented such that a reflection surface (hereinafter referred to as a main reflection surface) 151a facing the polygon mirror 16a has an angle of 45 ° with respect to the optical path of the laser light between the prism mirror 17a and the polygon mirror 16a. The reflection surface (hereinafter referred to as a sub-reflection surface) 152a is formed in a V-shaped side cross-section so that the angle is not 45 ° (about 50 ° in the example shown in FIG. 5). Further, the beam splitter 15a is provided with an opening 153a at an angle of 45 ° with respect to the main reflection surface 151a on the optical path of the laser light between the prism mirror 17a and the polygon mirror 16a. The diameter of the opening 153a is about 1 mm in the present embodiment.
【００３７】なお、ビームスプリッタ１５ｂも同一に構
成されており、以下の説明で必要な場合にはビームスプ
リッタ１５ａの各構成要素の末尾の「ａ」を「ｂ」に代
えて記述する。It should be noted that the beam splitter 15b has the same configuration, and when necessary in the following description, "a" at the end of each component of the beam splitter 15a will be described in place of "b".
【００３８】以上のような光送受ユニット１ａ（１ｂ）
の構成により、発光素子１１ａ（１１ｂ）から発光され
たレーザ光はコリメータレンズ１２ａ，１２ｂにて平行
光にされ、プリズムミラー１７ａ（１７ｂ）により屈折
してビームスプリッタ１５ａ（１５ｂ）の開口１５３ａ
（１５３ｂ）を通過してポリゴンミラー１６ａ（１６
ｂ）で反射し、再帰性反射シート７へ投射される。The light transmitting / receiving unit 1a (1b) as described above
With the configuration described above, the laser light emitted from the light emitting element 11a (11b) is made parallel by the collimator lenses 12a and 12b, refracted by the prism mirror 17a (17b), and the opening 153a of the beam splitter 15a (15b).
(153b) and the polygon mirror 16a (16
The light is reflected at b) and projected onto the retroreflective sheet 7.
【００３９】ところで、レーザ光の内の開口１５３ａ
（１５３ｂ）を通過しない部分はビームスプリッタ１５
ａ（１５ｂ）の副反射面１５２ａ（１５２ｂ）で反射さ
れる。この際、副反射面１５２ａ（１５２ｂ）はプリズ
ムミラー１７ａ（１７ｂ）から投射されるレーザ光の光
軸に対しては４５°ではない角度に設置されているた
め、副反射面１５２ａ（１５２ｂ）で反射されたレーザ
光がたとえビームスプリッタ１５ａ（１５ｂ）のケーシ
ングの天面で反射されたとしても、受光素子１３ａ（１
３ｂ）へ入射する可能性は非常に少ない。このことは、
受光素子１３ａ（１３ｂ）での受光信号へのノイズの混
入を防止する効果がある。By the way, the opening 153a in the laser beam
The portion that does not pass through (153b) is the beam splitter 15
The light is reflected by the sub-reflection surface 152a (152b) of the line a (15b). At this time, since the sub-reflection surface 152a (152b) is set at an angle other than 45 ° with respect to the optical axis of the laser light projected from the prism mirror 17a (17b), the sub-reflection surface 152a (152b) Even if the reflected laser light is reflected on the top surface of the casing of the beam splitter 15a (15b), the light receiving element 13a (1
The possibility of incidence on 3b) is very low. This means
This has the effect of preventing noise from being mixed into the light receiving signal from the light receiving elements 13a (13b).
【００４０】再帰性反射シート７で反射された光はポリ
ゴンミラー１６ａ（１６ｂ）へ戻って反射し、ビームス
プリッタ１５ａ（１５ｂ）の主反射面１５１ａ（１５１
ｂ）に入射して受光素子１３ａ（１３ｂ）側へ反射し、
可視光カットフィルタ１４ａ（１４ｂ）を通過して最後
に受光素子１３ａ（１３ｂ）に受光される。この際、主
反射面１５１ａ（１５１ｂ）の開口１５３ａ（１５３
ｂ）の部分に入射した光はそのままプリズムミラー１７
ａ（１７ｂ）方向へ通過して受光素子１３ａ（１３ｂ）
方向へ反射することはない。しかし、開口１５３ａ（１
５３ｂ）をそのまま通過する光はわずかであるので、実
用上の問題はない。The light reflected by the retroreflective sheet 7 returns to the polygon mirror 16a (16b) to be reflected, and is reflected by the main reflection surface 151a (151) of the beam splitter 15a (15b).
b) and is reflected to the light receiving element 13a (13b) side,
The light passes through the visible light cut filter 14a (14b) and is finally received by the light receiving element 13a (13b). At this time, the opening 153a (153) of the main reflection surface 151a (151b)
The light incident on the portion b) is directly used as the prism mirror 17.
light receiving element 13a (13b) passing in the direction a (17b)
There is no reflection in the direction. However, the opening 153a (1
Since only a small amount of light passes directly through 53b), there is no practical problem.
【００４１】ところで、上述の図３において示されてい
るように、本発明の光走査型タッチパネルの光送受ユニ
ット１ａ（１ｂ）では、発光素子１１ａ（１１ｂ）はそ
れからポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）に至る光路が発
光素子１１ａ（１１ｂ）側で表示画面１０の縁辺からよ
り遠ざかるように、また受光素子１３ａ（１３ｂ）はそ
れにポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）から至る光路が受
光素子１３ａ（１３ｂ）側で表示画面１０の縁辺からよ
り遠ざかるようにそれぞれ筐体１０ａ（１０ｂ）に配置
されている。By the way, as shown in FIG. 3 described above, in the light transmitting / receiving unit 1a (1b) of the optical scanning type touch panel of the present invention, the light emitting element 11a (11b) reaches the polygon mirror 16a (16b). The light path is further away from the edge of the display screen 10 on the light emitting element 11a (11b) side, and the light path from the polygon mirror 16a (16b) is shifted to the display screen on the light receiving element 13a (13b) side. 10 are arranged on the housings 10a (10b) so as to be further away from the edge.
【００４２】このような発光素子１１ａ（１１ｂ）及び
受光素子１３ａ（１３ｂ）の配置は、ポリゴンミラー１
６ａ（１６ｂ）による走査光がビームスプリッタ１５ａ
（１５ｂ）及びプリズムミラー１７ａ（１７ｂ）に遮ら
れて表示画面１０方向へ十分に走査されないという問題
を解決するために採られている。The arrangement of the light emitting element 11a (11b) and the light receiving element 13a (13b) is
6a (16b) scans the beam splitter 15a
(15b) and the problem of being not sufficiently scanned in the direction of the display screen 10 due to being blocked by the prism mirror 17a (17b).
【００４３】更に、本発明の光走査型タッチパネルの光
送受ユニット１ａ（１ｂ）では、発光素子１１ａ（１１
ｂ）はそのレーザ光の発光方向が表示画面１０と、換言
すればポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）による走査面と
直交するように筐体１０ａ（１０ｂ）内に配置されてお
り、また受光素子１３ａ（１３ｂ）もその受光の指向性
の方向が表示画面１０と、換言すればポリゴンミラー１
６ａ（１６ｂ）による走査面と直交するように筐体１０
ａ（１０ｂ）内に配置されている。Further, in the light transmitting / receiving unit 1a (1b) of the optical scanning type touch panel of the present invention, the light emitting element 11a (11
b) is disposed in the housing 10a (10b) such that the direction of emission of the laser light is orthogonal to the display screen 10, in other words, the scanning surface of the polygon mirror 16a (16b), and the light receiving element 13a ( 13b), the direction of the directivity of the received light is the display screen 10, in other words, the polygon mirror 1
6a (16b) so as to be orthogonal to the scanning plane.
a (10b).
【００４４】このような発光素子１１ａ（１１ｂ）及び
受光素子１３ａ（１３ｂ）の配置は、発光素子１１ａ
（１１ｂ）をそのレーザ光の発光方向が表示画面１０
と、換言すればポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）による
走査面と平行になるように筐体１０ａ（１０ｂ）上に配
置するよりも、また受光素子１３ａ（１３ｂ）をその受
光の指向性の方向が表示画面１０と、換言すればポリゴ
ンミラー１６ａ（１６ｂ）による走査面と平行になるよ
うに筐体１０ａ（１０ｂ）上に配置するよりも、光送受
ユニット１ａ（１ｂ）を小型化するために効果を奏す
る。The arrangement of the light emitting element 11a (11b) and the light receiving element 13a (13b)
(11b) The light emission direction of the laser light is changed to the display screen 10
In other words, rather than disposing the light receiving element 13a (13b) on the housing 10a (10b) so as to be parallel to the scanning surface of the polygon mirror 16a (16b), the direction of the light receiving element 13a (13b) is displayed. It is more effective to reduce the size of the light transmitting / receiving unit 1a (1b) than disposing the light transmitting / receiving unit 1a (1b) on the housing 10a (10b) so as to be parallel to the screen 10, in other words, the scanning surface of the polygon mirror 16a (16b). Play.
【００４５】なお、本発明の光走査型タッチパネルでは
上述の如く、発光素子１１ａ（１１ｂ）はそのレーザ光
の発光方向がポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）による走
査面と直交するように、また受光素子１３ａ（１３ｂ）
もその受光の指向性の方向がポリゴンミラー１６ａ（１
６ｂ）による走査面と直交するようにそれぞれ配置され
ているが、ある程度の角度、たとえば６０°等の角度で
交叉するように配置しても同様の効果が発揮されること
は言うまでもない。As described above, in the light-scanning touch panel of the present invention, the light emitting element 11a (11b) has its laser light emitting direction orthogonal to the scanning surface of the polygon mirror 16a (16b) and the light receiving element 13a. (13b)
The direction of the directivity of the received light is also the polygon mirror 16a (1
Although they are arranged so as to be orthogonal to the scanning plane according to 6b), it is needless to say that similar effects can be obtained even if they are arranged so as to intersect at a certain angle, for example, 60 °.
【００４６】ところで、図１に示されているように、再
帰性反射シート７は両光送受ユニット１ａ，１ｂが配置
されている辺を開口部とし、表示画面１０を囲むように
して”Ｕ”字状に配置されている。更に、参照符号７
ａ，７ｂにて示されているように、両光送受ユニット１
ａ，１ｂから再帰性反射シート７への光の投射角度が小
さくなる部分、具体的には両光送受ユニット１ａ，１ｂ
が配置されている辺と直交する２辺（図１上では上側の
辺と下側の辺）の両光送受ユニット１ａ，１ｂから遠い
部分には鋸歯状に再帰性反射シートが設置されている。As shown in FIG. 1, the retroreflective sheet 7 has an opening at the side where the two light transmitting / receiving units 1a and 1b are arranged, and surrounds the display screen 10 in a "U" shape. Are located in Further, reference numeral 7
a, 7b, both light transmitting and receiving units 1
a, 1b, where the light projection angle of the light from the retroreflective sheet 7 to the retroreflective sheet 7 is reduced, specifically, the two light transmitting / receiving units 1a, 1b.
On both sides (upper side and lower side in FIG. 1) orthogonal to the side on which the is disposed, the retroreflective sheet is installed in a sawtooth shape at a portion far from both light transmitting / receiving units 1a and 1b. .
【００４７】このような再帰性反射シートの鋸歯状部分
７ａ，７ｂにより、たとえば光送受ユニット１ｂからの
投射光はＰｓの位置から再帰性反射シートの鋸歯状部分
７ｂの一端の位置Ｐ３まで走査が進むに伴って再帰性反
射シート７への入射角度が次第に小さくなるため反射光
量もそれに伴って低下する。しかし、再帰性反射シート
の鋸歯状部分７ｂの一端の位置Ｐ３から他端の位置Ｐ４
までの間は再帰性反射シートの鋸歯状部分７ｂにほぼ直
角に入射するので再帰性反射率のそれ以上の低下が回避
される。With the sawtooth portions 7a and 7b of the retroreflective sheet, for example, the projection light from the light transmitting / receiving unit 1b scans from the position of Ps to the position P3 of one end of the sawtooth portion 7b of the retroreflective sheet. The angle of incidence on the retroreflective sheet 7 gradually decreases with progress, so that the amount of reflected light also decreases accordingly. However, from the position P3 at one end of the sawtooth portion 7b of the retroreflective sheet to the position P4 at the other end.
Until this time, the light is incident on the sawtooth-shaped portion 7b of the retroreflective sheet at a substantially right angle, so that further reduction in the retroreflectivity is avoided.
【００４８】図６は、ＭＰＵ５と他の回路との関係を示
すブロック図である。ポリゴン制御回路４は、ポリゴン
ミラー１６ａ，１６ｂを回転させるパルスモータ２１
と、パルスモータ２１を駆動するパルスモータ駆動回路
２２とを有する。FIG. 6 is a block diagram showing the relationship between the MPU 5 and other circuits. The polygon control circuit 4 includes a pulse motor 21 for rotating the polygon mirrors 16a and 16b.
And a pulse motor drive circuit 22 for driving the pulse motor 21.
【００４９】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、発光素子１１
ａ，１１ｂの発光動作が制御される。受光信号検出回路
３ａ，３ｂは、受光素子１３ａ，１３ｂ及びタイミング
検出用受光素子１８ａ，１８ｂでの反射光の受光信号を
ＭＰＵ５へ送る。また、ＭＰＵ５は、パルスモータ２１
を駆動するための駆動制御信号をパルスモータ駆動回路
２２へ送る。ＭＰＵ５は、受光素子１３ａ，１３ｂ及び
タイミング検出用受光素子１８ａ，１８ｂからの受光信
号に基づいて、遮断物（指示物）の位置，大きさを計測
し、その計測結果を表示装置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。The MPU 5 includes light emitting element drive circuits 2a, 2b
, And the light emitting element driving circuits 2 a and 2 b are driven in accordance with the driving control signal, and the light emitting element 11
The light emission operations of a and 11b are controlled. The light receiving signal detection circuits 3a and 3b send the light receiving signals of the reflected light from the light receiving elements 13a and 13b and the timing detecting light receiving elements 18a and 18b to the MPU 5. The MPU 5 includes a pulse motor 21
Is sent to the pulse motor drive circuit 22. The MPU 5 measures the position and size of an obstacle (indicator) based on the light receiving signals from the light receiving elements 13a and 13b and the timing detecting light receiving elements 18a and 18b, and displays the measurement result on the display device 6. . The display device 6 can also serve as the display screen 10.
【００５０】また、ＭＰＵ５は、計時機能を有する２つ
のタイマ（第１タイマ２４ａと第２タイマ２４ｂ）、及
び、想定される遮断物（指示物）の大きさの情報を記憶
しておくための読出し専用メモリ（ＲＯＭ）２５と書き
込み可能なメモリ（ＲＡＭ）２６とを内蔵している。Further, the MPU 5 stores two timers (a first timer 24a and a second timer 24b) having a timekeeping function and information on the size of an assumed obstacle (indicator). A read-only memory (ROM) 25 and a writable memory (RAM) 26 are built-in.
【００５１】次に、本発明の光走査型タッチパネルによ
る位置検出動作について、その原理を示す図７の模式図
を参照して説明する。但し、図７では光送受ユニット１
ａ，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、指示物として指を
用いた場合を示している。Next, the position detecting operation of the optical scanning type touch panel according to the present invention will be described with reference to the schematic diagram of FIG. However, in FIG.
Components other than a, 1b, the retroreflective sheet 7, and the display screen 10 are not shown. Also, a case is shown in which a finger is used as the pointer.
【００５２】ＭＰＵ５はポリゴン制御回路４を制御する
ことにより、光送受ユニット１ａ，１ｂ内のポリゴンミ
ラー１６ａ，１６ｂを回転させて、発光素子１１ａ，１
１ｂ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からの反射光が受光素子１３ａ，１３ｂに
入射する。このようにして受光素子１３ａ，１３ｂ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。なお、図７において、
θ00，φ00は両光送受ユニット１ａ，１ｂを結ぶ基準線
から両タイミング検出用受光素子１８ａ，１８ｂまでの
角度を、θ０，φ０は両光送受ユニット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は基準線から遮断物（指示物）の基準線側端
部までの角度を、θ２，φ２は基準線から遮断物（指示
物）の基準線と逆側端部までの角度をそれぞれ示してい
る。The MPU 5 controls the polygon control circuit 4 to rotate the polygon mirrors 16a and 16b in the light transmission / reception units 1a and 1b, thereby causing the light emitting elements 11a and 1b to rotate.
The laser beam from 1b is angularly scanned. As a result, the reflected light from the retroreflective sheet 7 enters the light receiving elements 13a and 13b. In this way, the amount of light received by the light receiving elements 13a and 13b is obtained as a light receiving signal output from the light receiving signal detection circuits 3a and 3b. In FIG. 7,
θ00 and φ00 are the angles from the reference line connecting the two light transmitting and receiving units 1a and 1b to the light receiving elements 18a and 18b for both timing detection, and θ0 and φ0 are the retroreflective sheets from the reference line connecting the two light transmitting and receiving units 1a and 1b. The angle to the end of 7
θ1 and φ1 are the angles from the reference line to the reference line end of the obstruction (indicator), and θ2 and φ2 are the angles from the reference line to the reference line and the opposite end of the obstruction (indicator), respectively. Is shown.
【００５３】図８のタイミングチャートに、受光素子１
３ａ，１３ｂ及びタイミング検出用受光素子１８ａ，１
８ｂでの受光信号の波形を示す。まず、走査角度がθ00
（φ00) においてタイミング検出用受光素子１８ａ（１
８ｂ）が光送受ユニット１ａ（１ｂ）から直接受光す
る。これによって受光信号検出回路３ａ（３ｂ）から出
力される信号はポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）の回
転、換言すればそれを回転させているパルスモータ２１
の回転の補正に使用される。なお、本実施の形態のよう
にポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）が４面の正多角形で
ある場合には、タイミング検出用受光素子１８ａ（１８
ｂ）からの出力信号が４回でポリゴンミラー１６ａ（１
６ｂ）が１回転したことになる。The light receiving element 1 is shown in the timing chart of FIG.
3a, 13b and light-receiving element 18a, 1 for timing detection
8B shows a waveform of a light receiving signal at 8b. First, if the scan angle is θ00
At (φ00), the timing detection light-receiving element 18a (1
8b) directly receives light from the light transmitting / receiving unit 1a (1b). As a result, the signal output from the light receiving signal detection circuit 3a (3b) is the rotation of the polygon mirror 16a (16b), in other words, the pulse motor 21 that rotates it.
Used to correct the rotation of When the polygon mirror 16a (16b) is a four-sided regular polygon as in the present embodiment, the timing detecting light-receiving element 18a (18)
The output signal from b) is four times and the polygon mirror 16a (1
6b) has made one rotation.
【００５４】走査光の光路に遮断物（指示物）が存在し
ないときには、再帰性反射シート７からの反射光が受光
素子１３ａ，１３ｂに入射され、その光路に遮断物（指
示物）が存在するときには、その反射光が受光素子１３
ａ，１３ｂに入射されない。従って、図７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
は受光素子１３ａには反射光は入射されず、走査角度が
θ０からθ１までの間では受光素子１３ａに反射光が入
射され、走査角度がθ１からθ２までの間では受光素子
１３ａに反射光が入射されない。When there is no obstruction (indicator) in the optical path of the scanning light, the reflected light from the retroreflective sheet 7 is incident on the light receiving elements 13a and 13b, and the obstruction (indicator) exists in the optical path. Sometimes, the reflected light is
a, 13b. Therefore, in the state as shown in FIG. 7, no reflected light is incident on the light receiving element 13a when the scanning angle is between 0 ° and θ0, and when the scanning angle is between θ0 and θ1, the light receiving element 13a is not. And the reflected light is not incident on the light receiving element 13a when the scanning angle is between θ1 and θ2.
【００５５】同様に、走査角度が０°からφ０までの間
では受光素子１３ｂには反射光は入射されず、走査角度
がφ０からφ１までの間では受光素子１３ｂに反射光が
入射され、走査角度がφ１からφ２までの間では受光素
子１３ｂに反射光が入射されない。このような角度は、
受光信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングか
ら求められる（図８参照）。従って、指示物としての人
の指による遮断範囲を、ｄθ＝θ２−θ１，ｄφ＝φ２
−φ１として求めることができる。Similarly, when the scanning angle is between 0 ° and φ0, no reflected light is incident on the light receiving element 13b. When the scanning angle is between φ0 and φ1, reflected light is incident on the light receiving element 13b. When the angle is between φ1 and φ2, no reflected light is incident on the light receiving element 13b. Such an angle is
It is obtained from the rising or falling timing of the light receiving signal (see FIG. 8). Therefore, the blocking range of the finger of the person as the indicator is dθ = θ2−θ1, dφ = φ2
−φ1.
【００５６】なお、θ00及びφ00とθ０及びφ０とは、
両光送受ユニット１ａ，１ｂを結ぶ基準線と両タイミン
グ検出用受光素子１８ａ，１８ｂとの位置関係及び再帰
性反射シート７の端部の位置関係から既知であることは
言うまでもない。Note that θ00 and φ00 and θ0 and φ0 are
Needless to say, it is known from the positional relationship between the reference line connecting the light transmitting / receiving units 1a and 1b and the light receiving elements 18a and 18b for timing detection and the positional relationship between the ends of the retroreflective sheet 7.
【００５７】次に、このようにして求めた遮断範囲か
ら、指示物（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９に示す
ように、光送受ユニット１ａの位置を原点Ｏ、表示画面
１０の上辺，左辺をＸ軸，Ｙ軸に設定し、基準線の長さ
（光送受ユニット１ａ，１ｂ間の距離）をＬとする。ま
た、光送受ユニット１ｂの位置をＢとする。表示画面１
０上の指示物が指示した中心点Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）が、光
送受ユニット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。Next, a process for obtaining the coordinates of the center position (pointed position) of the pointing object (finger in this example) from the blocking range thus obtained will be described. First, conversion from an angle to rectangular coordinates based on triangulation will be described. As shown in FIG. 9, the position of the light transmission / reception unit 1a is set to the origin O, the upper side and the left 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 light transmission / reception units 1a and 1b) Is L. Further, the position of the light transmitting / receiving unit 1b is assumed to be B. Display screen 1
When the center point P (Px, Py) pointed by the pointer on 0 is located at an angle of θ or φ with respect to the X axis from the light transmitting / receiving units 1a, 1b, respectively, the X coordinate Px, The value of the Y coordinate Py can be obtained according to the following equations (1) and (2) according to the principle of triangulation.
【００５８】 Ｐｘ＝（ｔａｎφ）÷（ｔａｎθ＋ｔａｎφ）×Ｌ …（１） Ｐｙ＝（６６ｎθ・ｔａｎφ）÷（ｔａｎθ＋ｔａｎφ）×Ｌ …（２）Px = (tan φ) ÷ (tan θ + tan φ) × L (1) Py = (66nθ · tan φ) ÷ (tan θ + tan φ) × L (2)
【００５９】ところで、遮断物（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／立ち上がりのタ
イミングでの検出角度を採用した場合、図１０に示すよ
うに、遮断物（指）Ｓのエッジ部の４点（図１０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１０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。Ｐｘ＝Ｐｘ（θ，φ），Ｐｙ＝Ｐｙ
（θ，φ）とした場合に、Ｐｃｘ，Ｐｃｙは、それぞれ
以下の（３），（４）式のように表せる。By the way, since the obstacle (finger) has a size, when the detection angle at the rising / rising timing of the detected light receiving signal is adopted, as shown in FIG. 10, the obstacle (finger) S Of the edge portion (P1 in FIG. 10)
To P4). These four points are all different from the designated center point (Pc in FIG. 10). Therefore, the coordinates of the center point Pc (Pcx,
Pcy). Px = Px (θ, φ), Py = Py
When (θ, φ) is set, Pcx and Pcy can be expressed as the following equations (3) and (4), respectively.
【００６０】 Ｐｃｘ＝Ｐｃｘ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２） …（３） Ｐｃｙ＝Ｐｃｙ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２） …（４）Pcx = Pcx (θ1 + dθ / 2, φ1 + dφ / 2) (3) Pcy = Pcy (θ1 + dθ / 2, φ1 + dφ / 2) (4)
【００６１】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Ｐ
ｃの座標を求めることができる。Therefore, θ1 expressed by the equations (3) and (4)
By substituting + dθ / 2, φ1 + dφ / 2 as θ, φ in the above equations (1) and (2), the designated center point P
The coordinates of c can be obtained.
【００６２】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。In the example described above, first, the average value of the angle is obtained, and the average value of the angle is substituted into the conversion formulas (1) and (2) of the triangulation to obtain the center point Pc which is the designated position.
First, the orthogonal coordinates of the four points P1 to P4 are obtained from the scanning angles according to the conversion formulas (1) and (2) of the triangulation, and the average of the obtained coordinate values of the four points is calculated. Thus, the coordinates of the center point Pc can be determined. In addition, it is also possible to determine the coordinates of the center point Pc, which is the designated position, in consideration of the parallax and the visibility of the designated position.
【００６３】ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの回転の走
査角速度が一定であれば、その走査角度は回転時間に比
例するので、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１１は、受光信号検出回路３ａ
からの受光信号と、ポリゴンミラー１６ａ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１６ａ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。If the scanning angular velocity of the rotation of the polygon mirrors 16a and 16b is constant, the scanning angle is proportional to the rotation time, so that information on the scanning angle can be obtained by measuring the time. FIG. 11 shows a light receiving signal detection circuit 3a.
And the scanning angle θ of the polygon mirror 16a
6 is a timing chart showing the relationship between the scanning time T and the scanning time T. When the scanning angular velocity of the polygon mirror 16a is constant, and 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).
【００６４】θ＝ω×Ｔ …（５）Θ = ω × T (5)
【００６５】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，ｔ
２と下記（６），（７）式の関係が成り立つ。Therefore, the angles θ1 and θ2 at the time of the falling and rising of the light receiving signal are determined by the respective scanning times t1 and t2.
2 and the following equations (6) and (7) hold.
【００６６】θ１＝ω×ｔ１ …（６） θ２＝ω×ｔ２ …（７）Θ1 = ω × t1 (6) θ2 = ω × t2 (7)
【００６７】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（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。Therefore, when the scanning angular velocities of the polygon mirrors 16a and 16b are constant, the time information is used to calculate
It is possible to measure the cutoff range and coordinate position of the pointer (finger).
【００６８】図１２は、反射光が低レベルである時間間
隔を、ＭＰＵ５に内蔵した第１タイマ２４ａ及び第２タ
イマ２４ｂを用いて測定する際のＭＰＵ５でのアルゴリ
ズムの一例を示すフローチャートである。ＭＰＵ５は受
光信号検出回路３ａ，３ｂからの受光信号の変化を検知
し、そのレベルが低下するとこれらのタイマ２４ａ，２
４ｂを起動させて計時動作を開始し、そのレベルが回復
するとタイマ２４ａ，２４ｂを停止させて計時動作を終
了する。FIG. 12 is a flowchart showing an example of an algorithm in the MPU 5 when measuring the time interval during which the reflected light is at a low level using the first timer 24a and the second timer 24b built in the MPU 5. The MPU 5 detects a change in the light reception signal from the light reception signal detection circuits 3a and 3b, and when the level of the signal decreases, the timers 24a and 2
4b is started to start the timing operation, and when the level is recovered, the timers 24a and 24b are stopped and the timing operation is ended.
【００６９】ＭＰＵ５はまず、受光信号検出回路３ａ，
３ｂからの受光信号の変化を調べ（ステップＳ１）、受
光信号検出回路３ａからの受光信号に変化が生じたか否
かを判断する（ステップＳ２）。変化が生じていなけれ
ば（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ６に処理が進
む。変化が生じている場合には（ステップＳ２でＹＥ
Ｓ）、ＭＰＵ５はその受光信号のレベルが低いか否かを
判断し（ステップＳ３）、低いときには（ステップＳ３
でＹＥＳ）第１タイマ２４ａを起動させ（ステップＳ
４）、高いときには（ステップＳ３でＮＯ）第１タイマ
２４ａを停止させて（ステップＳ５）、ステップＳ６に
処理を進める。ステップＳ６においては、ＭＰＵ５は受
光信号検出回路３ｂからの受光信号に変化が生じたか否
かを判断する。変化が生じていなければ（ステップＳ６
でＮＯ）、処理はリターンする。変化が生じている場合
には（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＭＰＵ５はその受光信
号のレベルが低いか否かを判断し（ステップＳ７）、低
いときには（ステップＳ７でＹＥＳ）第２タイマ２４ｂ
を起動させ（ステップＳ８）、高いときには（ステップ
Ｓ７でＮＯ）第２タイマ２４ｂを停止させて（ステップ
Ｓ９）、処理はリターンする。The MPU 5 first receives the light-receiving signal detection circuit 3a,
The change in the light receiving signal from the light receiving signal 3b is checked (step S1), and it is determined whether or not the light receiving signal from the light receiving signal detecting circuit 3a has changed (step S2). If no change has occurred (NO in step S2), the process proceeds to step S6. If there is a change (YE in step S2)
S), the MPU 5 determines whether or not the level of the received light signal is low (Step S3), and when it is low (Step S3).
Is YES), the first timer 24a is started (Step S)
4) If it is higher (NO in step S3), the first timer 24a is stopped (step S5), and the process proceeds to step S6. In step S6, the MPU 5 determines whether a change has occurred in the light reception signal from the light reception signal detection circuit 3b. If no change has occurred (step S6
NO), the process returns. If a change has occurred (YES in step S6), the MPU 5 determines whether the level of the received light signal is low (step S7), and if it is low (YES in step S7), the second timer 24b.
Is started (step S8), and when it is high (NO in step S7), the second timer 24b is stopped (step S9), and the process returns.
【００７０】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遮断物（指示物）の断面長を
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
はそれぞれ光送受ユニット１ａ，１ｂから見た遮断物Ｓ
の断面長である。まず、光送受ユニット１ａ，１ｂの位
置Ｏ（０，０），Ｂ（Ｌ，０）から遮断物Ｓの中心点Ｐ
ｃ（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ）までの距離ＯＰｃ（ｒ１），ＢＰ
ｃ（ｒ２）が、下記（８），（９）式の如く求められ
る。Further, in the optical scanning type touch panel of the present invention, it is also possible to determine the cross-sectional length of the blocking object (pointing object) from the measured blocking range. FIG. 13 is a schematic diagram showing the principle of this cross-section length measurement. In FIG. 13, D1, D2
Is a barrier S viewed from the light transmitting / receiving units 1a and 1b, respectively.
Is the cross-sectional length. First, from the positions O (0,0) and B (L, 0) of the light transmitting / receiving units 1a and 1b, the center point P of the obstacle S
Distance OPc (r1) to c (Pcx, Pcy), BP
c (r2) is obtained as in the following equations (8) and (9).
【００７１】 ＯＰｃ＝ｒ１＝（Ｐｃｘ2 ＋Ｐｃｙ2 ）1/2 …（８） ＢＰｃ＝ｒ２＝｛（Ｌ−Ｐｃｘ）2 ＋Ｐｃｙ2 ｝1/2 …（９）OPc = r1 = (Pcx 2 + Pcy 2 ) 1/2 (8) BPc = r2 = {(L−Pcx) 2 + Pcy 2 ｝ 1/2 (9)
【００７２】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（１
０），（１１）式に従って計測可能である。Since the sectional length can be approximated by the product of the distance and the sine value of the cutoff angle, the sectional lengths D1 and D2 are given by the following (1).
It can be measured according to equations (0) and (11).
【００７３】 Ｄ１＝ｒ１・ｓｉｎｄθ ＝（Ｐｃｘ2 ＋Ｐｃｙ2 ）1/2 ・ｓｉｎｄθ …（１０） Ｄ２＝ｒ２・ｓｉｎｄφ ＝｛（Ｌ−Ｐｃｘ）2 ＋Ｐｃｙ2 ｝1/2 ・ｓｉｎｄφ …（１１）D1 = r1 · sindθ = (Pcx 2 + Pcy 2 ) 1/2 · sinθ (10) D2 = r2 · sindφ = ｛(L−Pcx) 2 + Pcy 2 ｝ 1/2 · sinφ (11)
【００７４】なお、θ，φ≒０である場合には、ｓｉｎ
ｄθ≒ｄθ≒ｔａｎｄθ，ｓｉｎｄφ≒ｄφ≒ｔａｎｄ
φと近似できるので、（１０），（１１）式においてｓ
ｉｎｄθ，ｓｉｎｄφの代わりに、ｄθまたはｔａｎｄ
θ，ｄφまたはｔａｎｄφとしても良い。If θ, φ ≒ 0, sin
dθ ≒ dθ ≒ tan θ, sinφ ≒ dφ ≒ tand
Since it can be approximated to φ, s in equations (10) and (11)
Instead of indθ and sinφ, dθ or tan
θ, dφ or tanφ may be used.
【００７５】ところで、上述のようにして、遮断物（指
示物）の断面長を求めることが可能であるということ
は、たとえば筆を使用して表示画面１０上に文字を書い
たような場合には、微妙に変化する線の太さ，かすれ具
合等の墨跡をそのまま再現することが可能であることを
意味している。しかしそのためには、なるべく表示画面
１０の表面に近い位置にレーザ光を走査する必要があ
る。換言すれば、ある程度以上に表示画面１０の表面か
ら離れた位置にレーザ光を走査した場合には、筆の根元
の太さが変化しない部分を検出することになるからであ
る。By the way, as described above, the fact that the cross-sectional length of the obstruction (pointer) can be obtained means that, for example, when characters are written on the display screen 10 using a brush. Means that it is possible to directly reproduce ink marks such as finely changing line thickness and blurring. However, for that purpose, it is necessary to scan a laser beam to a position as close as possible to the surface of the display screen 10. In other words, when the laser beam is scanned to a position farther away from the surface of the display screen 10 than a certain extent, a portion where the thickness of the base of the brush does not change is detected.
【００７６】このような観点から本願発明者らが種々の
市販の筆を使用してテストを行なったところ、表示画面
１０の表面から５ミリまでの位置、好ましくは３ミリま
での位置にレーザ光を走査させることが必要であること
が判明した。またその際に使用されるレーザ光は、ビー
ムの幅（表示画面１０の表面と平行な方向のサイズ）が
高さ（表示画面１０の表面と垂直な方向のサイズ）の1/
2 以下であることが、解像度の面から望ましいことも判
明した。From the above viewpoint, the inventors of the present invention conducted tests using various commercially available brushes, and found that the laser beam was positioned at a position up to 5 mm, preferably up to 3 mm from the surface of the display screen 10. Was found to be necessary. The laser beam used at that time has a beam width (size in a direction parallel to the surface of the display screen 10) of 1 / h of height (size in a direction perpendicular to the surface of the display screen 10).
It was also found that a value of 2 or less was desirable in terms of resolution.
【００７７】なお、上述の本願発明者らによるテストは
市販の筆によって行なわれたが、それに限らず同様の性
質、即ち筆圧に応じて接触面への接触面積が変化するよ
うな器具、または筆を模して作成された本発明の光走査
型タッチパネル専用の器具等を使用した場合にも同様の
効果が得られることは言うまでもない。The above test by the present inventors was carried out with a commercially available brush. However, the test is not limited to this, and a device having a similar property, that is, a device whose contact area with the contact surface changes according to the pen pressure, or It is needless to say that the same effect can be obtained even when an instrument dedicated to the optical scanning type touch panel of the present invention, which is created by imitating a brush, is used.
【００７８】次に、光送受ユニット１ａ，１ｂの他の構
成例について、図１４及び図５の模式図を参照して説明
する。なお、図１５は図１４のＡ−Ａ矢符方向の断面図
である。Next, another example of the structure of the light transmitting / receiving units 1a and 1b will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
【００７９】この構成例では、発光素子１１ａ（１１
ｂ），受光素子１３ａ（１３ｂ），ビームスプリッタ１
５ａ（１５ｂ）及びポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）等
はいずれも表示画面１０よりも低い位置に配置されてお
り、ポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）はその回転軸が表
示画面１０と平行になるように配置されている。また、
発光素子１１ａ（１１ｂ）とビームスプリッタ１５ａ
（１５ｂ）との間の光路はポリゴンミラー１６ａ（１６
ｂ）の回転軸と直交し且つ表示画面１０と平行になるよ
うに配置されている。更に、ポリゴンミラー１６ａ（１
６ｂ）と表示画面１０との間には、反射鏡１９ａ（１９
ｂ）がその表面が表示画面１０の表面と４５°の角度と
なるようにして配置されている。In this configuration example, the light emitting element 11a (11
b), light receiving element 13a (13b), beam splitter 1
5a (15b), the polygon mirror 16a (16b), and the like are all disposed at positions lower than the display screen 10, and the polygon mirror 16a (16b) is disposed such that its rotation axis is parallel to the display screen 10. ing. Also,
Light emitting element 11a (11b) and beam splitter 15a
The optical path to (15b) is a polygon mirror 16a (16
It is arranged so as to be orthogonal to the rotation axis of b) and parallel to the display screen 10. Further, the polygon mirror 16a (1
6b) and the display screen 10 between the reflector 19a (19).
b) is arranged such that its surface is at an angle of 45 ° to the surface of the display screen 10.
【００８０】このような構成では、発光素子１１ａ（１
１ｂ）から投射されたレーザ光はビームスプリッタ１５
ａ（１５ｂ）を通過してポリゴンミラー１６ａ（１６
ｂ）により表示画面１０に対して直交する面内に走査さ
れ、更に反射鏡１９ａ（１９ｂ）により表示画面１０の
表面に平行な面内に走査される。また、その再帰性反射
シート７からの反射光は、反射鏡１９ａ（１９ｂ）で表
示画面１０の表面と直交する面に反射され、更にポリゴ
ンミラー１６ａ（１６ｂ）及びビームスプリッタ１５ａ
（１５ｂ）にて反射された後、受光素子１３ａ，１３ｂ
に入射される。In such a configuration, the light emitting element 11a (1
1b) is emitted from the beam splitter 15
a (15b) and the polygon mirror 16a (16
The light is scanned in a plane orthogonal to the display screen 10 by b), and further scanned in a plane parallel to the surface of the display screen 10 by the reflection mirror 19a (19b). The reflected light from the retroreflective sheet 7 is reflected by a reflecting mirror 19a (19b) to a surface orthogonal to the surface of the display screen 10, and further reflected by a polygon mirror 16a (16b) and a beam splitter 15a.
After being reflected at (15b), the light receiving elements 13a, 13b
Is incident on.
【００８１】このような図１４及び図１５に示されてい
る光送受ユニット１ａ（１ｂ）の構成は、パルスモータ
２１ａ（２１ｂ）として偏平な円板状のモータを使用す
る際に光送受ユニット１ａ（１ｂ）の小型化に有効であ
る。The structure of the optical transmission / reception unit 1a (1b) shown in FIGS. 14 and 15 is such that when a flat disk-shaped motor is used as the pulse motor 21a (21b), the light transmission / reception unit 1a (1b) is used. This is effective for miniaturization of (1b).
【００８２】最後に、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの
面数に関して説明する。前述の如く、表示画面１０に対
して２ヶ所の光送受ユニット１ａ，１ｂから三角測量を
行なうためには、それぞれに９０°の走査が最低限必要
である。このような観点から表示画面１０に対して９０
°の走査を行なう場合のポリゴンミラー１６ａ，１６ｂ
の面数とサイズとの関係は図１６のグラフに示されてい
るようになる。なお、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂは
言うまでもなく正多角形である。Finally, the number of polygon mirrors 16a and 16b will be described. As described above, in order to perform triangulation on the display screen 10 from the two light transmitting / receiving units 1a and 1b, at least a 90 ° scan is required for each. From such a viewpoint, 90 to the display screen 10
Polygon mirrors 16a and 16b for scanning at an angle of °
The relationship between the number of surfaces and the size is as shown in the graph of FIG. Needless to say, the polygon mirrors 16a and 16b are regular polygons.
【００８３】この結果と、本実施の形態の表示画面１０
のサイズとを考慮すると、光送受ユニット１ａ，１ｂに
実際に備えることが可能なポリゴンミラー１６ａ，１６
ｂのサイズは３０〜４０ミリ程度であるため、ポリゴン
ミラー１６ａ，１６ｂは３面〜６面が好ましい。The result and the display screen 10 of the present embodiment
In consideration of the size of the polygon mirrors 16a and 16b, the polygon mirrors 16a and 16
Since the size of b is about 30 to 40 mm, the polygon mirrors 16a and 16b preferably have three to six surfaces.
【００８４】[0084]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光走査型
タッチパネルでは、指示物によって生じる走査光の遮断
範囲を計測するようにしたので、指示物の大きさを考慮
した正しい指示位置を精度良く検出できる、指示物の種
類を判定して、所定の指示物ではない物体による誤検出
を防止できる等、本発明は優れた効果を奏する。As described above in detail, in the optical scanning type touch panel of the present invention, since the cutoff range of the scanning light generated by the pointer is measured, the correct pointing position in consideration of the size of the pointer is determined. The present invention has excellent effects, such as being able to detect with high accuracy, determining the type of pointer, and preventing erroneous detection by an object that is not a predetermined pointer.
【００８５】また、本発明の光走査型タッチパネルによ
れば、発光器及び受光器の配置が、光走査部による走査
光が発光器及び受光器に付随する構成要素に遮られない
ように考慮されているため、光走査手段による走査光が
走査領域方向へ十分に走査される。Further, according to the optical scanning type touch panel of the present invention, the arrangement of the light emitting device and the light receiving device is taken into consideration so that the scanning light by the light scanning section is not blocked by the components attached to the light emitting device and the light receiving device. Therefore, the scanning light by the optical scanning means is sufficiently scanned in the scanning area direction.
【００８６】更に、本発明の光走査型タッチパネルによ
れば、発光器及び受光器の配置が、発光器をその発光方
向が光走査部による走査面と交叉するように、また受光
器もその受光の指向性の方向が光走査部による走査面と
交叉するように共に考慮されているため、光送受器の小
型化に効果を奏する。Further, according to the optical scanning type touch panel of the present invention, the arrangement of the light emitting device and the light receiving device is such that the light emitting direction of the light emitting device intersects the scanning surface of the light scanning section, and the light receiving device also receives the light receiving device. Is considered so that the direction of the directivity intersects with the scanning surface of the optical scanning unit, which is effective in reducing the size of the optical transceiver.
【００８７】また更に、本発明の光走査型タッチパネル
によれば、光走査部を構成するポリゴンミラーの反射面
の面数を３乃至６面とすることにより、光走査部を小型
することが可能になる。Further, according to the optical scanning type touch panel of the present invention, the number of reflecting surfaces of the polygon mirror constituting the optical scanning unit is three to six, so that the optical scanning unit can be downsized. become.
【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。FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of an optical scanning type touch panel of the present invention.
【図２】光送受ユニットの内部構成及び光路を示す模式
図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal configuration and an optical path of an optical transmission / reception unit.
【図３】光送受ユニットの構成例を示す模式的平面図で
ある。FIG. 3 is a schematic plan view illustrating a configuration example of a light transmitting / receiving unit.
【図４】光送受ユニットの構成例を示す模式的側面図で
ある。FIG. 4 is a schematic side view illustrating a configuration example of an optical transmission / reception unit.
【図５】ビームスプリッタの具体的な構成例を示す模式
的側面図である。FIG. 5 is a schematic side view showing a specific configuration example of a beam splitter.
【図６】本発明の光走査型タッチパネルのブロック図で
ある。FIG. 6 is a block diagram of an optical scanning type touch panel of the present invention.
【図７】本発明の光走査型タッチパネルの実施状態を示
す模式図である。FIG. 7 is a schematic view showing an embodiment of the optical scanning type touch panel of the present invention.
【図８】受光信号のレベル変化を示すタイミングチャー
トである。FIG. 8 is a timing chart showing a level change of a light receiving signal.
【図９】座標検出のための三角測量の原理を示す模式図
である。FIG. 9 is a schematic diagram showing the principle of triangulation for coordinate detection.
【図１０】遮断物及び遮断範囲を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a blocking object and a blocking range.
【図１１】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。FIG. 11 is a timing chart showing a relationship between a light receiving signal, a scanning angle, and a scanning time.
【図１２】遮断時間計測のアルゴリズムを示すフローチ
ャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating an algorithm for measuring a cutoff time.
【図１３】断面長計測の原理を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the principle of measuring the cross-sectional length.
【図１４】光送受ユニットの他の構成例を示す模式図で
ある。FIG. 14 is a schematic diagram illustrating another configuration example of the light transmitting / receiving unit.
【図１５】光送受ユニットの他の構成例を示す模式図で
ある。FIG. 15 is a schematic diagram showing another configuration example of the light transmitting / receiving unit.
【図１６】ポリゴンミラーの面数とサイズとの関係を示
すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the relationship between the number of surfaces and the size of a polygon mirror.
１ａ，１ｂ 光送受ユニット ２ａ，２ｂ 発光素子駆動回路 ３ａ，３ｂ 受光信号検出回路 ４ ポリゴン制御回路 ５ ＭＰＵ ６ 表示装置 ７ 再帰性反射シート ７ａ，７ｂ 再帰性反射シートの鋸歯状部分 １０ 表示画面（座標面） １１ａ，１１ｂ 発光素子 １３ａ，１３ｂ 受光素子 １５ａ，１５ｂ ビームスプリッタ １６ａ，１６ｂ ポリゴンミラー １８ａ，１８ｂ タイミング検出用受光素子 ２１ａ， ２１ｂ パルスモータ ２２ パルスモータ駆動回路 １５１ａ，１５１ｂ 主反射面 １５２ａ，１５２ｂ 副反射面 １５３ａ，１５３ｂ 開口（アパーチャ） 1a, 1b Light transmitting / receiving unit 2a, 2b Light emitting element driving circuit 3a, 3b Light receiving signal detecting circuit 4 Polygon control circuit 5 MPU 6 Display device 7 Retroreflective sheet 7a, 7b Serrated portion of retroreflective sheet 10 Display screen (coordinates) Surface) 11a, 11b Light emitting element 13a, 13b Light receiving element 15a, 15b Beam splitter 16a, 16b Polygon mirror 18a, 18b Light receiving element for timing detection 21a, 21b Pulse motor 22 Pulse motor drive circuit 151a, 151b Main reflection surface 152a, 152b Secondary Reflection surface 153a, 153b Opening (aperture)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 文彦 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 山口 伸康 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 安部 文隆 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Fumihiko Nakazawa 4-1-1, Kamikodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Nobuyasu Yamaguchi 4-1-1 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Fumitaka Abe 4-1-1 Kamikadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited
Claims (5)
れた平面の範囲の周辺に、少なくとも２組の光送受ユニ
ット及び光再帰性反射体を設けた光走査型タッチパネル
において、 前記光送受ユニットは、発光器と、該発光器により発光
された光を前記平面の範囲と実質的に平行である面内で
角度走査を行なう光走査部と、該光走査部により走査さ
れる光の前記光再帰性反射体による反射光を受光する受
光器と、前記発光器が発光した光を前記光走査部へ通過
させ、前記光再帰性反射体による反射光を前記受光器へ
分離する光分離器とからなり、 前記光分離器が、前記光再帰性反射体による反射光を前
記受光器の方向へ反射させる反射面と、前記発光器が発
光した光を前記光走査部へ通過させるための前記反射面
とその背面との間を貫通する開口とを有する反射体を備
えたことを特徴とする光走査型タッチパネル。1. An optical scanning type touch panel provided with at least two sets of a light transmitting / receiving unit and a light retroreflector around a range of a plane defined as a target area for touching, wherein the light transmitting / receiving unit comprises: A light emitter, an optical scanning unit for performing angular scanning of light emitted by the light emitter in a plane substantially parallel to the plane, and the light recursiveness of light scanned by the light scanning unit A light receiver that receives light reflected by a reflector, and a light separator that passes light emitted by the light emitter to the light scanning unit and separates light reflected by the light retroreflector into the light receiver. The light separator, a reflection surface for reflecting light reflected by the light retroreflector in the direction of the light receiver, and the reflection surface for passing the light emitted by the light emitter to the light scanning unit. Open through the back Optical scanning type touch panel characterized by comprising a reflector having and.
が平行でないように構成されていることを特徴とする請
求項１に記載の光走査型タッチパネル。2. The optical scanning touch panel according to claim 1, wherein the reflector is configured such that the reflection surface and the back surface thereof are not parallel.
反射鏡を更に備え、 前記光走査部は、前記発光器が発光した光を前記平面の
範囲と交叉する面内に走査し、 前記反射鏡は、前記光走査部が前記平面の範囲と交叉す
る面内に走査した光を前記平面の範囲と平行な面内に反
射すべくなしてあることを特徴とする請求項１に記載の
光走査型タッチパネル。3. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a reflecting mirror whose reflection surface intersects the plane area, wherein the light scanning unit scans the light emitted by the light emitter in a plane intersecting the plane area; 2. The reflection mirror according to claim 1, wherein the reflecting mirror is configured to reflect the light scanned by the light scanning unit in a plane intersecting the plane area, in a plane parallel to the plane area. Optical scanning touch panel.
対して４５°で交叉し、前記光走査部は、前記発光器が
発光した光を前記平面の範囲と直交する面内に走査する
ように配置されていることを特徴とする請求項３に記載
の光走査型タッチパネル。4. The reflecting surface of the reflecting mirror intersects at 45 ° with the plane range, and the light scanning unit scans light emitted by the light emitter in a plane orthogonal to the plane range. The optical scanning type touch panel according to claim 3, wherein the optical scanning type touch panel is arranged so as to operate.
有するポリゴンミラーで構成されていることを特徴する
請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査型タッチパネ
ル。5. The light-scanning touch panel according to claim 1, wherein the light-scanning section is constituted by a polygon mirror having three to six reflecting surfaces.
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|---|---|---|---|
| JP34974097A JP3966592B2 (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Optical scanning touch panel |
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| US09/061,274 US6480187B1 (en) | 1997-08-07 | 1998-04-17 | Optical scanning-type touch panel |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6642917B1 (en) | 1999-11-22 | 2003-11-04 | Namco, Ltd. | Sign perception system, game system, and computer-readable recording medium having game program recorded thereon |
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| JP2012133452A (en) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Hitachi Solutions Ltd | Reflective plate and reflective frame |
| KR101230586B1 (en) * | 2011-06-09 | 2013-02-06 | 정승태 | Touch Sensor Module for Display and Optical Device containing the same |
| KR101309623B1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-09-17 | (주)옵티스 | Touch Sensor Module with Symmetric mirror for Display and Optical Device containing the same |
| KR101322281B1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-10-28 | (주)옵티스 | Touch Sensor Module with Transparent Lens for Display and Optical Device containing the same |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP34974097A patent/JP3966592B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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