JPS62107325A - 座標入力装置 - Google Patents
座標入力装置Info
- Publication number
- JPS62107325A JPS62107325A JP60247493A JP24749385A JPS62107325A JP S62107325 A JPS62107325 A JP S62107325A JP 60247493 A JP60247493 A JP 60247493A JP 24749385 A JP24749385 A JP 24749385A JP S62107325 A JPS62107325 A JP S62107325A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flat plate
- transparent flat
- light
- scattered
- input device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04109—FTIR in optical digitiser, i.e. touch detection by frustrating the total internal reflection within an optical waveguide due to changes of optical properties or deformation at the touch location
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
透明平板に或る物体を接触させその接触部を照明すると
、該接触部で乱反射された反射光の一部は、透明平板内
を繰り返し全反射して伝播する。
、該接触部で乱反射された反射光の一部は、透明平板内
を繰り返し全反射して伝播する。
かかる全反射光を２方向から検出し、前記接触の座標位
置を知ることにより、安定かつ長寿命の座標入力装置を
構成した。
置を知ることにより、安定かつ長寿命の座標入力装置を
構成した。
本発明は座標入力装置、即ち各種情報入力装置に多数の
情報を選択的に入力する等の装置構成に関する。
情報を選択的に入力する等の装置構成に関する。
パーソナルコンピュータ等の電子機器に対する情報入力
装置として、一般にキーボードを使用しており、キーボ
ードの需要は増加の一途を辿っている。また、小型のキ
ーボードは電話機や電子しンジ等の電子機器にも組み込
まれており、一般家庭等では不特定多数の人々に使用さ
れている。
装置として、一般にキーボードを使用しており、キーボ
ードの需要は増加の一途を辿っている。また、小型のキ
ーボードは電話機や電子しンジ等の電子機器にも組み込
まれており、一般家庭等では不特定多数の人々に使用さ
れている。
かかる入力装置は、誰でも容易に取り扱えると共に、騒
音を発することなく安定に動作し、寿命の長いことが要
求される。
音を発することなく安定に動作し、寿命の長いことが要
求される。
一般に、キーボードと呼ばれる入力装置は、複数個の押
釦スイッチをマトリックス状に配設した構成であり、上
下動可能な押釦（キートップ）を゛ 押下し、該押釦に
対応するスイッチが動作するようになる。
釦スイッチをマトリックス状に配設した構成であり、上
下動可能な押釦（キートップ）を゛ 押下し、該押釦に
対応するスイッチが動作するようになる。
他方、データタブレットと呼ばれる入力装置は、一般に
加圧体の先端が接触した位置の座標情報を検出するもの
であり、手書き文字の如（連続および非連続で移動する
加圧体の先端に追従して、加圧による極部的な変位を、
静電式、超音波式、圧電式等の方式で検出する構成にな
っている。
加圧体の先端が接触した位置の座標情報を検出するもの
であり、手書き文字の如（連続および非連続で移動する
加圧体の先端に追従して、加圧による極部的な変位を、
静電式、超音波式、圧電式等の方式で検出する構成にな
っている。
しかしながら、前記キーボードは押釦が上下動しそのこ
とで電気接点の開閉が行われるため、該動作部分が摩耗
すると共に、摺動や衝撃に伴う騒音を発生し、押釦を復
帰させる等のために組み込んだ弾性部品が劣化する等の
問題点がある。
とで電気接点の開閉が行われるため、該動作部分が摩耗
すると共に、摺動や衝撃に伴う騒音を発生し、押釦を復
帰させる等のために組み込んだ弾性部品が劣化する等の
問題点がある。
一方、前記データタブレットは入力面上を加圧体の先端
で押圧し入力するため、加圧体によって入力面およびそ
の下部が損傷したり劣化する等の問題点がある。
で押圧し入力するため、加圧体によって入力面およびそ
の下部が損傷したり劣化する等の問題点がある。
第１図は本発明の第１の実施例になる座標入力装置の基
本構成を模式的に示す斜視図であり、１は透明平板、２
は透明平板の下面の右端近傍および後端近傍に設けた光
学素子、３は透明平板の下面に対向する光源、４は光学
素子２に対向し配設した光検出器、５は入力媒体（手指
）である。
本構成を模式的に示す斜視図であり、１は透明平板、２
は透明平板の下面の右端近傍および後端近傍に設けた光
学素子、３は透明平板の下面に対向する光源、４は光学
素子２に対向し配設した光検出器、５は入力媒体（手指
）である。
上記問題点は第１図に示すように、上面に入力媒体５が
接触される透明平板１と、 透明平板１を透過しその上面と媒体５との接触部に照射
する光を発生する光ｔＸ３と、透明平板１の異なる方向
（右方および後方）の２側に設け、該接触部に照射し全
反射で透明平板１内を伝播した反射光をそれぞれ透明平
板１外に導出させる光学素子２と、 該２側から導出された光をそれぞれ検知する光検出器４
とを具えてなることを特徴とし、さらには、前記２側が
ほぼ直交する２方向であること、 光学素子２がホログラムであることを特徴とする座標入
力装置によって解決される。
接触される透明平板１と、 透明平板１を透過しその上面と媒体５との接触部に照射
する光を発生する光ｔＸ３と、透明平板１の異なる方向
（右方および後方）の２側に設け、該接触部に照射し全
反射で透明平板１内を伝播した反射光をそれぞれ透明平
板１外に導出させる光学素子２と、 該２側から導出された光をそれぞれ検知する光検出器４
とを具えてなることを特徴とし、さらには、前記２側が
ほぼ直交する２方向であること、 光学素子２がホログラムであることを特徴とする座標入
力装置によって解決される。
上記手段によれば、光源３が発生した光は透明子ＪｒＦ
ｉ１を透過し、透明平板１の上面と入力媒体５との接触
部およびその周囲に照射する。すると、該周囲に照射し
た光は透明平板１の上方に透過す°るも、該接触部に照
射した光は乱反射し、その反射光の一部は全反射を繰り
返して透明平板１内を伝播し、Ｌ字形の２方向に配設し
た光学素子２にて透明平板１外へ導出され、光学素子２
に対向する光検出器４に入力する。
ｉ１を透過し、透明平板１の上面と入力媒体５との接触
部およびその周囲に照射する。すると、該周囲に照射し
た光は透明平板１の上方に透過す°るも、該接触部に照
射した光は乱反射し、その反射光の一部は全反射を繰り
返して透明平板１内を伝播し、Ｌ字形の２方向に配設し
た光学素子２にて透明平板１外へ導出され、光学素子２
に対向する光検出器４に入力する。
そこで、光検出器４の出力は人力媒体５に対し最短距離
の位置で最大となり、その両側で低下するため、入力媒
体５が接触した座標位置をＬ字形に配設した光検出器４
より知ることができる。
の位置で最大となり、その両側で低下するため、入力媒
体５が接触した座標位置をＬ字形に配設した光検出器４
より知ることができる。
以下に、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図において、ガラス等にてなる透明平板１は、右辺
近傍および後辺近傍を除き二点鎖線で仕切った角形領域
の上面が入力領域１〆であり、該右辺近傍および後辺近
傍に対向し一対の光学素子（ホログラム）２を下面に具
えている。そして、透明平板１の下方には入力領域１１
に対向する光源３および光学素子２に対向する一対の光
検出器（光検出器の列）４が配設さている。
近傍および後辺近傍を除き二点鎖線で仕切った角形領域
の上面が入力領域１〆であり、該右辺近傍および後辺近
傍に対向し一対の光学素子（ホログラム）２を下面に具
えている。そして、透明平板１の下方には入力領域１１
に対向する光源３および光学素子２に対向する一対の光
検出器（光検出器の列）４が配設さている。
このように構成された座標入力装置は、光源３を点灯し
入力領域１１の任意の位置に手指等の入力媒体５を接触
させる。すると、該接触部分で散乱し透明平板１内を繰
り返し全反射で伝播した光は、光学素子２から下方に出
射し各光検出器４に入力し、光検出器４の出力は第２図
に示す如くピークが現れる。以下に第３図のホログラム
再生法を説明するための斜視図（イ）とそのＣ矢視図（
、＋１）を用いてその理由を説明する。
入力領域１１の任意の位置に手指等の入力媒体５を接触
させる。すると、該接触部分で散乱し透明平板１内を繰
り返し全反射で伝播した光は、光学素子２から下方に出
射し各光検出器４に入力し、光検出器４の出力は第２図
に示す如くピークが現れる。以下に第３図のホログラム
再生法を説明するための斜視図（イ）とそのＣ矢視図（
、＋１）を用いてその理由を説明する。
第３図において、ホログラム２の作成は、平面波一平面
波の組み合わせとする。そこで、図中に点で示す入力媒
体（指）５からの散乱光はあらゆる方向に散乱するが、
ブラック条件を満たす散乱光ａは、Ａ面内で回折され回
折効率が最も高くなる。
波の組み合わせとする。そこで、図中に点で示す入力媒
体（指）５からの散乱光はあらゆる方向に散乱するが、
ブラック条件を満たす散乱光ａは、Ａ面内で回折され回
折効率が最も高くなる。
然るに、該ブラック条件から外れたＢ面内の散乱光すは
効率も低下し、また回折後Ｂ面から飛び出しＡ面から離
れていく。従って、これらの回折光を受けた光検出器の
出力は、第２図に示すようにピークのあるカーブになり
、一対の光検出器４の出力より入力媒体５の中心のＸ−
Ｙ座標を知ることができる。
効率も低下し、また回折後Ｂ面から飛び出しＡ面から離
れていく。従って、これらの回折光を受けた光検出器の
出力は、第２図に示すようにピークのあるカーブになり
、一対の光検出器４の出力より入力媒体５の中心のＸ−
Ｙ座標を知ることができる。
第４図は本発明の第２の実施例になる座標入力装置の外
観を示す斜視図、第５図は前記座標入力装置の透明平板
の平面図、第６図は前記座標入力装置の回路基板の平面
図、第７図は前記座標入力順′Ｊ 装置の読み取りを説明するためのｇ試断面図、第８図と
第９図はそれぞれ他の実施例になる光学素子を示す側面
図であり、各図において前出図と同等部分には同一符号
を使用している。
観を示す斜視図、第５図は前記座標入力装置の透明平板
の平面図、第６図は前記座標入力装置の回路基板の平面
図、第７図は前記座標入力順′Ｊ 装置の読み取りを説明するためのｇ試断面図、第８図と
第９図はそれぞれ他の実施例になる光学素子を示す側面
図であり、各図において前出図と同等部分には同一符号
を使用している。
第４図および第５図において、ガラス等にてなる透明平
板１．の上面には、入力記号（アルファベットや数字等
）を表示した複数の視域１１がマトリックス状に配列さ
れており、透明平板ｌの下面には一対のホログラム（光
学素子）６がＬ字形に配設しである。
板１．の上面には、入力記号（アルファベットや数字等
）を表示した複数の視域１１がマトリックス状に配列さ
れており、透明平板ｌの下面には一対のホログラム（光
学素子）６がＬ字形に配設しである。
第４図および第６図において、透明平板１が搭載される
回路基板７には、各表示領域１１に対向する複数個の光
源（例えば発光ダイオード）１２と、ホログラム６に対
向すると共に各表示領域１１の配列方向に対応する複数
個の光検出器（例えばホトダイオード）１３が装着され
ており、各光源１２はその駆動回路により配列順に従っ
て順次点灯するようになる。
回路基板７には、各表示領域１１に対向する複数個の光
源（例えば発光ダイオード）１２と、ホログラム６に対
向すると共に各表示領域１１の配列方向に対応する複数
個の光検出器（例えばホトダイオード）１３が装着され
ており、各光源１２はその駆動回路により配列順に従っ
て順次点灯するようになる。
第７図において、所望の入力領域１１に手指５を接触さ
せ、その接触部分を光源１２が発生する光１４で照明す
ると、照明光１４は手指５の接触してない部分で透明平
板１を透過するも、手指５の接触部分で乱反射が起こる
。そして、入射角が臨界角より小さい反射光は、透明平
板ｌの外へ出射する反面、入射角が臨界角より大きい反
射光（１５）は、全反射を繰り返して透明平板１内を伝
播し、ホログラム６で下方に出射し光検出器１３に入射
する。
せ、その接触部分を光源１２が発生する光１４で照明す
ると、照明光１４は手指５の接触してない部分で透明平
板１を透過するも、手指５の接触部分で乱反射が起こる
。そして、入射角が臨界角より小さい反射光は、透明平
板ｌの外へ出射する反面、入射角が臨界角より大きい反
射光（１５）は、全反射を繰り返して透明平板１内を伝
播し、ホログラム６で下方に出射し光検出器１３に入射
する。
そこで、前記反射光の伝播は手指５の接触部分から四方
に広がるため、Ｌ字形に配設したホログラム６のアレイ
の双方に伝播し、かつ同一ホログラムアレイの中で手指
５の接触部分に一番近いホログラム６は、隣のホログラ
ム６より明るい反射光を出射し対向する光検出器１３に
入射するため、手指５の接触した領域１１の座標は、各
配列毎に最大の出力となる光検出器１３の位置により知
ることができる。
に広がるため、Ｌ字形に配設したホログラム６のアレイ
の双方に伝播し、かつ同一ホログラムアレイの中で手指
５の接触部分に一番近いホログラム６は、隣のホログラ
ム６より明るい反射光を出射し対向する光検出器１３に
入射するため、手指５の接触した領域１１の座標は、各
配列毎に最大の出力となる光検出器１３の位置により知
ることができる。
第８図において、１ａは透明平板１に相当する透明平板
、６ａはホログラム６に相当し透明平板１ａの上面に設
けたホログラム、１６はホログラム６ａの上面に被着し
た光学的反射膜であり、照明光１４が手指５の接触部分
で反射した反射光１５は、透明平板ｌａ内を伝播してホ
ログラム６ａに入射し、反射膜１６に反射して透明平板
１ａの下方に出射し、光検出器１３に入射する。
、６ａはホログラム６に相当し透明平板１ａの上面に設
けたホログラム、１６はホログラム６ａの上面に被着し
た光学的反射膜であり、照明光１４が手指５の接触部分
で反射した反射光１５は、透明平板ｌａ内を伝播してホ
ログラム６ａに入射し、反射膜１６に反射して透明平板
１ａの下方に出射し、光検出器１３に入射する。
第９図において、１ｂは透明平板１に相当する透明平板
であり、透明平板１ｂの右端および図示しない後端（紙
面裏側の端）は、反射光１５が透明平板１ｂの外に出射
する角度（例えば４５°）の斜面１７が形成してあり、
該傾斜面１７が光学素子２に相当する。即ち、照明光１
４が手指５の接触部分で反射した反射光１５は、透明平
板１ｂ内を伝播して斜面１７に入射し、斜面１７から透
明平板１ｂの斜め下方に出射し、光検出器１３に入射す
る。
であり、透明平板１ｂの右端および図示しない後端（紙
面裏側の端）は、反射光１５が透明平板１ｂの外に出射
する角度（例えば４５°）の斜面１７が形成してあり、
該傾斜面１７が光学素子２に相当する。即ち、照明光１
４が手指５の接触部分で反射した反射光１５は、透明平
板１ｂ内を伝播して斜面１７に入射し、斜面１７から透
明平板１ｂの斜め下方に出射し、光検出器１３に入射す
る。
以上説明した如く本発明によれば、機械的な動作を必要
とせず入力媒体の接触位置が検出可能であり、例えば該
入力媒体が手指であって指紋が透明平板を汚染するも該
汚染に影響されず、かつ、動作音を伴わず安定に動作す
る長寿命の座標入力装置を提供し得た効果がある。
とせず入力媒体の接触位置が検出可能であり、例えば該
入力媒体が手指であって指紋が透明平板を汚染するも該
汚染に影響されず、かつ、動作音を伴わず安定に動作す
る長寿命の座標入力装置を提供し得た効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例になる座標入力装置の基
本構成を模式的に示す斜視図、第２図は光検出器の出力
特性、 第３図はホログラムの再生法を説明するための図。 第４図は本発明の第２の実施例になる座標入力装置の外
観を示す斜視図、 第５図は第３図に示す座標入力装置の透明平板の平面図
、 第６図は第３図に示す座標入力装置の回路基板の平面図
、 第７図は第３図に示す前記座標入力装置の光学素子とそ
の測定系を示す側面図、 第８図と第９図はそれぞれ他の実施例に係わる光学素子
とその測定系を示す側面図、 である。 図中において、 Ｌ ｌａ、ｌｂは透明平板、２は光学素子、３は光源、
４は光検出器、 ５は入力媒体（手指）、 ６．６ａはホログラム、 １２は発光ダイオード、 １３はホトダイオード、１４は照明光、１５は全反射光
、 １７は傾斜面、を示す。 峯２２ ガ平たコ月の茅２（２）の実技を夕中ツ°ろ涜ツキ、入
力妓盪芋４ （財） 早６ 口
本構成を模式的に示す斜視図、第２図は光検出器の出力
特性、 第３図はホログラムの再生法を説明するための図。 第４図は本発明の第２の実施例になる座標入力装置の外
観を示す斜視図、 第５図は第３図に示す座標入力装置の透明平板の平面図
、 第６図は第３図に示す座標入力装置の回路基板の平面図
、 第７図は第３図に示す前記座標入力装置の光学素子とそ
の測定系を示す側面図、 第８図と第９図はそれぞれ他の実施例に係わる光学素子
とその測定系を示す側面図、 である。 図中において、 Ｌ ｌａ、ｌｂは透明平板、２は光学素子、３は光源、
４は光検出器、 ５は入力媒体（手指）、 ６．６ａはホログラム、 １２は発光ダイオード、 １３はホトダイオード、１４は照明光、１５は全反射光
、 １７は傾斜面、を示す。 峯２２ ガ平たコ月の茅２（２）の実技を夕中ツ°ろ涜ツキ、入
力妓盪芋４ （財） 早６ 口
Claims (3)
- （１）上面に入力媒体（５）が接触される透明平板（１
）と、 該透明平板（１）を透過し該上面と該媒体との接触部に
照射する光を発生する光源（３）と、該透明平板（１）
の異なる方向の２側に設け、該接触部に照射し全反射で
該透明平板（１）内を伝播した反射光をそれぞれ該透明
平板（１）外に導出させる光学素子（２）と、 該２側から導出された光をそれぞれ検知する光検出器（
４）とを具えてなることを特徴とする座標入力装置。 - （２）前記２側がほぼ直交する２方向であることを特徴
とする前記特許請求の範囲第１項記載の座標入力装置。 - （３）前記光学素子（２）がホログラムであることを特
徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の座標入力装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60247493A JPS62107325A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 座標入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60247493A JPS62107325A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 座標入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62107325A true JPS62107325A (ja) | 1987-05-18 |
Family
ID=17164286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60247493A Pending JPS62107325A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 座標入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62107325A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100465969B1 (ko) * | 2003-04-11 | 2005-01-13 | (주)모비솔 | 손가락 표면을 이용한 소형 포인팅 장치 |
| JP2009093616A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-30 | Canon Inc | タッチパネル |
| JP2009277214A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-26 | Sega Corp | 位置入力装置 |
| JP2010204789A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Epson Imaging Devices Corp | 光学式位置検出装置、位置検出機能付き表示装置、および電子機器 |
| WO2010141380A3 (en) * | 2009-06-01 | 2011-04-14 | Han Jefferson Y | Touch sensing |
| CN102293057A (zh) * | 2009-01-23 | 2011-12-21 | 高通Mems科技公司 | 集成式光发射与光检测装置 |
| US8144271B2 (en) | 2006-08-03 | 2012-03-27 | Perceptive Pixel Inc. | Multi-touch sensing through frustrated total internal reflection |
| US8395588B2 (en) | 2007-09-19 | 2013-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Touch panel |
| US8441467B2 (en) | 2006-08-03 | 2013-05-14 | Perceptive Pixel Inc. | Multi-touch sensing display through frustrated total internal reflection |
| US8736581B2 (en) | 2009-06-01 | 2014-05-27 | Perceptive Pixel Inc. | Touch sensing with frustrated total internal reflection |
| US9323396B2 (en) | 2009-06-01 | 2016-04-26 | Perceptive Pixel, Inc. | Touch sensing |
-
1985
- 1985-11-05 JP JP60247493A patent/JPS62107325A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100465969B1 (ko) * | 2003-04-11 | 2005-01-13 | (주)모비솔 | 손가락 표면을 이용한 소형 포인팅 장치 |
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| US8395588B2 (en) | 2007-09-19 | 2013-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Touch panel |
| JP2009093616A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-30 | Canon Inc | タッチパネル |
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