JP2014167758A - Coordinate input device and image display system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、座標入力領域内の指示された座標位置を検出する座標入力装置などに関するものである。 The present invention relates to a coordinate input device that detects a designated coordinate position in a coordinate input area.
従来、座標入力領域内の指示された座標位置を検出する座標入力装置として、特許文献１〜特許文献３に開示された座標入力装置が知られている。
特許文献１に開示された座標入力装置は、座標入力領域の角部に設けられた複数の受光手段と、座標入力領域の周辺部に設けられ、導光方向と略垂直な側面に光を放出する導光部材と、導光部材に光を入力する発光部とを備え、導光部材からの光の遮蔽位置の角度情報を算出し、その算出された角度情報に基づいて、遮蔽位置の座標を算出する。
Conventionally, coordinate input devices disclosed in
The coordinate input device disclosed in
また、特許文献２に開示された座標入力装置は、方形の座標入力領域の周囲３辺に設置された入射光を再帰反射する再帰反射手段と、前記再帰反射手段が設置されない１辺の両端角部近傍に各々設けられた前記再帰反射手段に向けて光束を投光する投光手段、及び、前記再帰反射手段で再帰反射した光束を受光する受光手段とを有し、指示手段によって前記投光手段により投光された光束を遮光することによって生じる前記受光手段から得られる光量分布の変化により、前記指示手段による遮光部分の位置座標を算出する。
In addition, the coordinate input device disclosed in
特許文献３に開示された座標入力装置は、座標入力装置をホワイトボードなどに取り付け、取り外しが可能な着脱式である。着脱式の装置構成とするために、センサユニットを再帰反射部材の両端に構成したバー状のセンサユニットを座標入力領域の上下に構成している。このとき、各センサユニットが検出する座標入力領域は重なり領域を有するように構成させ、分割された入力領域の重複領域が可変する場合であっても、全入力領域において、不連続な軌跡とならない描画を可能とする座標入力装置を開示している。
The coordinate input device disclosed in
特許文献１および特許文献２の座標入力装置は、方形からなる座標入力領域の周囲の３辺に、導光体による発光部または再帰反射手段を設け、残りの一辺の両端に受光手段を設ける構成である。このような座標入力装置では、発光部や再帰反射手段を３辺の周囲に固定するか３辺を一体的に構成される。したがって、座標入力領域全体を囲う装置になるために、大型化になりやすいという問題がある。
The coordinate input devices of
また、特許文献２および特許文献３の座標入力装置では、投光手段に設けた１つの点光源を投光レンズで扇状に広げて矩形の座標入力領域の対向する３辺の再帰反射手段に投光し、その反射光を受光して座標位置を決定する。このように３辺からの再帰反射を受光する方式では、投光の各辺への距離や入射角に依存して受光量が変動してしまう。また、各辺の交点近傍で受光量が不連続になり、受光量の分布変動から座標位置の決定に関し、誤検出の原因となってしまう。更に、指示具の入力位置が投光手段に近い場合に投光手段からの投光が指示具で反射されて受光手段に受光されることがあり、再帰反射光の遮光による受光光量分布での指示位置の決定に関する信頼性を下げる可能性がある。
Further, in the coordinate input devices of
また、特許文献３の座標入力装置は、着脱式の座標入力装置を座標入力領域の対向する２辺に取り外し可能に設置するものであり、ユーザがシステムを使用したいときにホワイトボードなどに装置を取り付けて使用できることができる。しかしながら、座標入力装置を構成する受光手段、投光手段および再帰反射手段を座標入力面の法線方向に積み上げて配置する構造のため、法線方向に大型化した装置になっている。
In addition, the coordinate input device of
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、座標入力装置を小型化することを目的とする。また、例えば、座標位置を算出する精度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to downsize a coordinate input device. For example, it aims at improving the accuracy which computes a coordinate position.
本発明は、座標入力領域内の指示された座標位置を検出する座標入力装置であって、前記座標入力領域の対面する２つの辺のそれぞれ外側に配置される２つのセンサバーユニットを有し、前記センサバーユニットは、該センサバーユニットの長手方向に配置され、対面する他方の前記センサバーユニットに向かって前記辺の長さに亘る光を出射する線状照明部と、前記長手方向に前記辺の長さ以上の距離をあけて配置され、他方の前記センサバーユニットに配置された前記線状照明部から出射された光を前記辺の長さに亘り受光する２つの受光部と、を有することを特徴とする。 The present invention is a coordinate input device for detecting a designated coordinate position in a coordinate input area, and has two sensor bar units arranged on the outer sides of two facing sides of the coordinate input area, The sensor bar unit is disposed in the longitudinal direction of the sensor bar unit, and emits light over the length of the side toward the other sensor bar unit facing the linear illumination unit, and the sensor bar unit in the longitudinal direction. Two light receiving parts that are arranged at a distance equal to or longer than the side length and receive light emitted from the linear illumination part arranged on the other sensor bar unit over the length of the side; It is characterized by having.
本発明によれば、座標入力装置の小型化を図ることができる。また、例えば、座標位置を算出する精度を向上させることができる。 According to the present invention, the coordinate input device can be downsized. In addition, for example, the accuracy of calculating the coordinate position can be improved.
以下、本実施形態に係る座標入力装置について図面を参照して説明する。本実施形態の座標入力装置は、ユーザが座標入力領域２内の入力（指示）した座標位置を検出することができるものである。ここでは、座標入力領域２が、第１辺２ａおよび第２辺２ｂを短辺とし、第３辺２ｃおよび第４辺２ｄを長辺とする矩形状である場合について説明する。
Hereinafter, the coordinate input device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. The coordinate input device of the present embodiment is capable of detecting a coordinate position input (instructed) in the
（第１の実施形態）
＜装置構成の概略説明＞
図１は、本実施形態に係る座標入力装置１の概略構成を示す図である。
座標入力装置１は、座標入力領域２の対面する２つの辺の外側に配置される第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５を有している。第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５は、座標入力領域２を挟んで対面した位置に着脱可能に配置される。
具体的には、第１センサバーユニット４は、座標入力領域２の第１辺２ａの外側に、第１辺２ａに沿って配置される。第１センサバーユニット４は、第１辺２ａの長さよりも長く形成されている。一方、第２センサバーユニット５は、座標入力領域２の第２辺２ｂの外側に、第２辺２ｂに沿って配置される。第２センサバーユニット５は、第２辺２ｂの長さよりも長く形成されている。
(First embodiment)
<Overview of device configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
The
Specifically, the first
座標入力領域２を鋼板などの平板で形成する場合、例えばマグネットやクリップ型固定具などを用いることで第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５を座標入力領域２の周囲に保持させることができる。ただし、第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５を保持する方法は、この方法に限定されるものではない。
When the coordinate
次に、センサバーユニットの構成について説明する。第１センサバーユニット４と第２センサバーユニット５とは座標入力領域２の長辺方向における中心線Ｃｖに対して対称な同一の構成である。したがって、以下では、第１センサバーユニット４を中心に説明する。
第１センサバーユニット４は、該第１センサバーユニット４の長手方向に沿って配置される第１線状照明部６を有している。第１線状照明部６は、第１辺２ａの長さに亘るライン状の光（第１位置検出光８）を出射する。本実施形態の第１線状照明部６は、第１辺２ａの長さよりも長いライン状の光を出射する。
Next, the configuration of the sensor bar unit will be described. The first
The first
第１線状照明部６は、座標入力領域２を指示する面（以下、座標入力面と呼ぶ）と略平行に第１位置検出光８を第２センサバーユニット５に向かって出射する。なお、座標入力面は、指示具３が具体的に指示する物体面であり、第３の実施形態において後述する画像が投影されるスクリーン面やホワイトボード面などであってもよい。
The first
また、第１センサバーユニット４は、該第１センサバーユニット４の長手方向の両端付近に、２つの受光部１０Ｕ、１０Ｂを有している。ここでは、図１に示す上側を第１受光部１０Ｕとし、下側を第２受光部１０Ｂとして説明する。第１受光部１０Ｕと第２受光部１０Ｂとは、第１辺２ａの長さよりも長い距離Ｌ１離れ、座標入力領域２の短辺方向における中心線Ｃｈから同距離に配置される。第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂは、対面する第２センサバーユニット５の第２線状照明部７から出射される光（第２位置検出光９）を受光する。
The first
第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂはそれぞれ、第２線状照明部７から出射された光を、第２線状照明部７の長手方向の全長に亘って受光できるように座標入力領域２の第１辺２ａおよび第３辺２ｃに対して傾いて配置されている。
図２は、第１受光部１０Ｕが受光する光の領域の一例を示す図である。図２に示すように、第１受光部１０Ｕは第２位置検出光９のうち領域９０の光を受光できるように配置される。したがって、第１受光部１０Ｕは領域９０を網羅する角度θの範囲の受光情報を取得することができる。なお、第２受光部１０Ｂは中心線Ｃｈに対して第１受光部１０Ｕと対称な位置に配置される。
ここで、ユーザが指示具３を介して座標入力領域２の領域９０内の何れかの位置を指示すると、第２位置検出光９が指示具３により遮られる。このとき、第１受光部１０Ｕが第２位置検出光９を受光したときの受光光量分布は、指示具３により遮られた方向だけ光量が低下する。したがって、光量が低下している方向が、指示具３により指示された位置に対応する角度となる。
The first
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a region of light received by the first
Here, when the user indicates any position in the
なお、上述したように第１センサバーユニット４の構成は、第２センサバーユニット５の構成と同様である。すなわち、第２センサバーユニット５は、該第２センサバーユニット５の長手方向に沿って配置される第２線状照明部７を有している。また、第２センサバーユニット５は、該第２センサバーユニット５の長手方向の両端付近に、２つの受光部１１Ｕ、１１Ｂを有している。ここでは、図１に示す上側を第３受光部１１Ｕとし、下側を第４受光部１１Ｂとして説明する。第３受光部１１Ｕは、中心線Ｃｖに対して第１受光部１０Ｕと対称な位置に配置される。また、第４受光部１１Ｂは、中心線Ｃｖと中心線Ｃｈとの交点に対して第１受光部１０Ｕと対称な位置に配置される。第１受光部１０Ｕと第３受光部１１Ｕとは第３辺２ｃの長さよりも長い距離Ｌ２離れ、中心線Ｃｖから同距離に配置される。また、第２受光部１０Ｂと第４受光部１１Ｂは第４辺２ｄの長さよりも長い距離Ｌ２離れ、中心線Ｃｖから同距離に配置される。
As described above, the configuration of the first
座標入力装置１は、第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５を制御する制御ユニット１２を有している。本実施形態の制御ユニット１２は、第１センサバーユニット４を制御する第１制御部１３と、第２センサバーユニット５を制御する第２制御部１４と、座標位置演算部１５とを有している。
第１制御部１３は、第１センサバーユニット４の一部として構成される。第１制御部１３は、ケーブル２３を介して第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂに接続され、ケーブル２４を介して第１線状照明部６に接続されている。第１制御部１３は、第１線状照明部６、第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂを駆動するための信号を送信したり、第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂが受光した信号を受信したりする。
第２制御部１４は、第２センサバーユニット５の一部として構成される。第２制御部１４も第１制御部１３と同様に、第２線状照明部７、第３受光部１１Ｕおよび第４受光部１１Ｂを駆動するための信号を送信したり、第３受光部１１Ｕおよび第４受光部１１Ｂが受光した信号を受信したりする。
The coordinate
The
The
第１制御部１３および第２制御部１４はケーブル２２を介して通信可能である。したがって、第１制御部１３および第２制御部１４は、第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂの駆動と第２線状照明部７の駆動とを同期させ、第３受光部１１Ｕおよび第４受光部１１Ｂの駆動と第１線状照明部６の駆動とを同期させることができる。すなわち、第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂの少なくとも何れか一方が受光している間に、第２線状照明部７が光を出射する。同様に、第３受光部１１Ｕおよび第４受光部１１Ｂの少なくとも何れか一方が受光している間に、第１線状照明部６が光を出射する。
The
第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂはそれぞれ、受光情報として受光光量分布の情報を第１制御部１３に出力する。また、第３受光部１１Ｕおよび第４受光部１１Ｂはそれぞれ、受光光量分布の情報を第２制御部１４を介して第１制御部１３に出力する。座標位置演算部１５は、ケーブル１９を介して第１制御部１３が取得した受光光量分布の情報を受信する。座標位置演算部１５は、受光光量分布に基づいて指示具３により指示された角度を算出する。更に、座標位置演算部１５は、算出した角度、距離Ｌ１および距離Ｌ２に基づいて指示具３により指示された座標位置を算出する。
Each of the first
算出した座標位置を用いることで、後述する画像表示システム２００では、例えば指示具３により指示された画面上に線を描画したり、アイコンを操作などしたりすることができる。なお、座標位置演算部１５は、第３の実施形態において後述する情報処理装置２０２により構成することができる。また、制御ユニット１２は、座標位置演算部１５を省略して構成してもよく、この場合には、第１制御部１３および第２制御部１４の何れか一方が、指示された座標位置を算出するように構成することができる。
By using the calculated coordinate position, in the
＜受光部と線状照明部の動作＞
次に、第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂの組合せにより指示された位置を検出できる座標入力領域の領域について図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明する。
図３Ａは、第１受光部１０Ｕと第２受光部１０Ｂとを用いて検出できる領域９１を示す図である。
図３Ｂは、第３受光部１１Ｕと第４受光部１１Ｂとを用いて検出できる領域９２を示す図である。
図３Ｃは、第１受光部１０Ｕと第３受光部１１Ｕとを用いて検出できる領域９３を示す図である。
図３Ｄは、第２受光部１１Ｂと第４受光部１１Ｂとを用いて検出できる領域９４を示す図である。
本実施形態では、第１受光部１０Ｕと第２受光部１０Ｂとの間の距離Ｌ１および第３受光部１１Ｕと第４受光部１１Ｂとの間の距離Ｌ１が、座標入力領域２の第１辺２ａおよび第２辺２ｂより長く設定されているので、領域９１〜領域９４によって座標入力領域の全てを網羅することができる。
<Operation of light receiving unit and linear illumination unit>
Next, the area of the coordinate input area in which the position designated by the combination of the first
FIG. 3A is a diagram illustrating a
FIG. 3B is a diagram illustrating a
FIG. 3C is a diagram illustrating a
FIG. 3D is a diagram illustrating a
In the present embodiment, the distance L1 between the first
次に、第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂ、第１線状照明部６および第２線状照明部７を駆動するタイミングについて図４Ａおよび図４Ｂのタイミングチャートを参照して説明する。
図４Ａに示すタイミングチャートでは、タイミングパルスに応じて第２線状照明部７が点灯した後に、第１受光部１０Ｕが所定の期間（期間［１］とする）受光する。第１受光部１０Ｕが受光を終了した後に第２受光部１０Ｂが所定の期間（期間［２］とする）受光する。第２受光部１０Ｂが受光を終了した後に第２線状照明部７は消灯する。次に、第１線状照明部６が点灯した後に第３受光部１１Ｕが所定の期間（期間［３］とする）受光する。第３受光部１１Ｕが受光を終了した後に第４受光部１１Ｂが所定の期間（期間［４］とする）受光する。第４受光部１１Ｂが受光を終了した後に第１線状照明部６は消灯する。
Next, timing for driving the first
In the timing chart shown in FIG. 4A, after the second
図４Ｂに示すタイミングチャートでは、タイミングパルスに応じて第２線状照明部７が点灯した後に、第１受光部１０Ｕが期間［１］の間、受光すると共に、同時に第２受光部１０Ｂが期間［２］の間、受光する。第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂが受光を終了した後に第２線状照明部７は消灯する。次に、第１線状照明部６が点灯した後に第３受光部１１Ｕが期間［３］の間、受光すると共に、同時に第４受光部１１Ｂが期間［４］の間、受光する。第３受光部１１Ｕおよび第４受光部１１Ｂが受光を終了した後に第１線状照明部６は消灯する。図４Ｂに示すタイミングチャートでは、第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂが受光する期間が重なり、第３受光部１１Ｕおよび第４受光部１１Ｂが受光している期間が重なっているので、第２線状照明部７および第１線状照明部６の点灯時間が短くすることができる。したがって、１つのサイクル時間を短縮することができる。
In the timing chart shown in FIG. 4B, after the second
ここで、図３Ａに示す領域９１内が指示された場合、第１受光部１０Ｕが期間［１］で受光した受光情報および第２受光部１０Ｂが期間［２］で受光した受光情報を用いて座標位置が算出される。図３Ｂに示す領域９２内が指示された場合、第３受光部１１Ｕが期間［３］で受光した受光情報および第４受光部１１Ｂが期間［４］で受光した受光情報を用いて座標位置が算出される。図３Ｃに示す領域９３内が指示された場合、第１受光部１０Ｕが期間［１］で受光した受光情報および第３受光部１１Ｕが期間［３］で受光した受光情報を用いて座標位置が算出される。図３Ｄに示す領域９４内が指示された場合、第２受光部１０Ｂが期間［２］で受光した受光情報および第４受光部１１Ｂが期間［４］で受光した受光情報を用いて座標位置が算出される。
When the inside of the
図４Ａおよび図４Ｂに示すタイミングチャートでは、第１線状照明部６が点灯する期間と第２線状照明部７が点灯する期間とが重なり合わないように設定されている。例えば、第１受光部１０Ｕと第２受光部１０Ｂとが第２線状照明部７から出射された光を受光するときに、第１線状照明部６からも光を出射する場合を想定する。この場合、第１線状照明部６から出射された光は指示具３や第２センサバーユニット５により反射され、第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂが反射された光を受光してしまう。そのため、第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂが受光する受光光量分布に影響を与えてしまう。したがって、第１線状照明部６が点灯する期間と第２線状照明部７が点灯する期間とが重なり合わないようにすることで受光光量分布に与える影響が削減され、指示具３により指示された座標位置を正確に算出することができる。
In the timing charts shown in FIGS. 4A and 4B, the period in which the first
また、図４Ａおよび図４Ｂに示すタイミングパルスは、指示具３に備えたスイッチに連動して発生する。すなわち、図１に示すように指示具３は、ユーザによりオン／オフの切替えが可能なボタン型のスイッチ３２を備えている。ユーザが指示具３のスイッチ３２をオンすることで、指示具３は第１制御部１３に対してスイッチ３２のオンの信号を送信する。第１制御部１３が指示具３からオンの信号を受信することで、第１制御部１３はタイミングパルスを発生させる。第１制御部１３および第２制御部１４は、タイミングパルスに応じて図４Ａまたは図４Ｂに示すタイミングチャートで第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂ、第１線状照明部６、第２線状照明部７を制御する。なお、第１制御部１３がタイミングパルスを発生させる場合に限られず、スイッチ３２がオンされることで指示具３自体がタイミングパルスを発生させてもよい。また、スイッチ３２を押下したときの信号は、指示具３から図示しないケーブルや無線を介して第１制御部１３に送信される。
Further, the timing pulse shown in FIGS. 4A and 4B is generated in conjunction with the switch provided in the
＜受光部の詳細な構成＞
次に、第１受光部１０Ｕの構成について図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。なお、第２受光部１０Ｂ、第３受光部１１Ｕおよび第４受光部１１Ｂは、第１受光部１０Ｕに対して、第１センサバーユニット４と第２センサバーユニット５に配置される位置が異なるだけであり、構成は同一である。したがって、ここでは第１受光部１０Ｕについて説明する。
<Detailed configuration of light receiving unit>
Next, the configuration of the first
図５Ａは、後述する図８に示す第１センサバーユニット４の第１受光部１０ＵをＩ−Ｉ線で切断した断面図である。図５Ｂは、図５Ａに示す第１受光部１０ＵをＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
第１受光部１０Ｕは、１次元のラインＣＣＤ４１、集光光学部材としてのレンズ４３、光が入射される方向を制限する絞り４４、可視光などの余分な光の入射を防止する赤外線フィルタ４５を備えている。絞り４４は、主に座標入力面に対して垂直方向の視野を制限し、座標入力面と平行な方向の視野において第２線状照明部７の長さの外側からの入射をある程度制限する。なお、本実施形態の第１線状照明部６および第２線状照明部７は、赤外線を発光する発光ダイオードを光源としている。したがって、赤外線フィルタ４５は、第２線状照明部７から出射された赤外線を通過させることができる。第２線状照明部７から出射された光は、赤外線フィルタ４５、絞り４４を通過し、レンズ４３によりラインＣＣＤ４１の検出面としての各画素に集光される。
5A is a cross-sectional view of the first
The first
図６は、ラインＣＣＤ４１の各画素の画素番号と、第１受光部１０Ｕに入射される光の角度との関係を示す図である。ここでは、第１受光部１０Ｕの中心に向かって入射される光の角度を０°としている。本実施形態のラインＣＣＤ４１は、角度０°から角度略±４５°の範囲から入射される光を受光することができる。
図７Ａおよび図７Ｂは、第１発光部１０ＵのラインＣＣＤ４１が受光した受光情報としての受光光量分布を示す図である。横軸は光が入射する角度であり、縦軸は指示具３により座標入力領域２を指示されていない状態での角度０°の光量に対する光量比である。
図７Ａは、指示具３により座標入力領域２が指示されていない状態の受光光量分布を示す図である。図７Ａでは、第２線状照明部７から出射される光のうち第１発光部１０Ｕから離れた（遠い）マイナス側の角度から入射された光量比が低く、第１発光部１０Ｕに近いプラス側の角度から入射された光量比が高い。
図７Ｂは、指示具３により座標入力領域２が指示している状態の受光光量分布を示す図である。図７Ｂでは、指示具３により遮られた角度から入射される光量比が顕著に低下する。
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the pixel number of each pixel of the
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a received light amount distribution as received light information received by the
FIG. 7A is a diagram showing a received light amount distribution in a state where the coordinate
FIG. 7B is a diagram showing a received light amount distribution in a state where the coordinate
したがって、座標位置演算部１５は、第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂから取得した受光光量分布に基づいて、例えば閾値よりも低い光量比に対応する角度を、指示具３により指示された位置に対応する角度として算出することができる。なお、後述するように、まず、座標位置演算部１５は指示具３により座標入力領域２が指示されていない状態での受光光量分布を予め記憶する。座標位置演算部１５は、記憶した受光光量分布と、指示具３により座標入力領域２が指示されている状態での受光光量分布とを比較し、所定の低下率以下の光量比に対応する角度を、指示具３に指示された角度として算出してもよい。また、座標位置演算部１５は、光量比に限られず光量に基づいて指示具３に指示された角度を算出してもよい。
Therefore, the coordinate
＜線状照明部の詳細な説明＞
次に、第１線状照明部６の構成について図５Ａ、図５Ｂ、図８を参照して説明する。図８は、第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５の構成と、ＩＩＩ−ＩＩＩ線を切断した断面とを示す図である。
なお、第２線状照明部７は、第１線状照明部６に対して、第２センサバーユニット５に配置される位置が異なるだけであり、構成は同一である。したがって、ここでは第１線状照明部６について説明する。
<Detailed description of linear illumination unit>
Next, the structure of the 1st
In addition, the 2nd
第１線状照明部６は、座標入力領域２の第１辺２ａの長さ以上に亘り座標入力面と平行、かつ第２センサバーユニット５の方向に向かって拡散した光を出射する。第１線状照明部６が出射する光の波長は、赤外線領域である。赤外線を用いることにより、座標入力面を見ているユーザは指示具３による反射光やセンサバーユニットの筐体３７などによる反射光を視認できない点で好ましい。
The first
第１線状照明部６は、第１受光部１０Ｕの上部（座標入力面に対して垂直方向の上部）に配置されている。第１線状照明部６は、光源としての赤外線発光ダイオード３３と、第１センサバーユニット４の長手方向に沿って配置された線状導光体３５と、赤外線発光ダイオード３３および線状導光体３５を収容する照明ホルダー３６を備えている。赤外線発光ダイオード３３は、線状導光体３５の長手方向の両側の端部に配置されている。照明ホルダー３６は、線状導光体３５を支持するために、第１センサバーユニット４の長手方向に沿って形成されている。照明ホルダー３６は、断面略Ｕ字状に形成され、第２センサバーユニット５側が開口している。線状導光体３５は、赤外線発光ダイオード３３から発光された光を長手方向に伝播させながら、第２センサバーユニット５に向かって光を出射する。線状導光体３５から出射される光は上述した第１位置検出光８に相当する。
The 1st
本実施形態の赤外線発光ダイオード３３は線状導光体３５の長手方向の両側の端部に配置されているので、線状導光体３５から出射される光量を増やすことができる。なお、この場合に限られず、線状導光体３５の長手方向の中間に入射面を形成して、中間に赤外線発光ダイオードを配置してもよい。このとき、線状導光体３５の長さに亘って変動の少ない光量分布とすることが好ましい。なお、本実施形態の線状導光体３５には、コアとクラッド層を有する光ファイバー（例えば三菱レイヨン製の品名ＣＫ１２０、直径３．０ｍｍ）を用いている。光ファイバーは、光を出射する部分のクラッド層を取り除き、コアを露出させるように構成されている。線状導光体３５として、光ファイバーを用いることで、センサバーユニットを軽薄化することができる。
Since the infrared
＜制御部の説明＞
第１制御部１３および第２制御部１４は、構成および機能がほぼ同一である。本実施形態では、第１制御部１３がマスター・スレーブ制御におけるマスターの機能に設定され、第２制御部１４がスレーブの機能に設定されている。
第１制御部１３は電源ケーブル２９を介して電源が供給され、第２制御部１４は第１制御部１３からケーブル２２を介して電源が供給される。
第１制御部１３は、図４Ａおよび図４Ｂのタイミングチャートに基づいて、第１受光部１０Ｕ、第２受光部１０Ｂおよび第１線状照明部６を駆動させたり、停止させたりする。
第２制御部１４は、図４Ａおよび図４Ｂのタイミングチャートおよび第１制御部１３の指示に基づいて、第３受光部１１Ｕ、第４受光部１１Ｂおよび第２線状照明部７を駆動させたり、停止させたりする。
<Description of control unit>
The
The
The
The
次に、座標位置演算部１５が座標位置を算出する処理について説明する。ここでは、指示具３により図３Ａに示す領域９１が指示された場合について説明する。
座標位置演算部１５は、第１制御部１３を介して第１受光部１０Ｕが受光した受光光量分布および第２受光部１０Ｂが受光した受光光量分布の情報を受信する。座標位置演算部１５は、受信した各受光光量分布に基づいて指示具３によって光が遮られ光量が低下している角度を算出する。座標位置演算部１５は、算出した２つの角度、第１受光部１０Ｕと第２受光部１０Ｂとの距離Ｌ１に基づいて指示具３の座標位置を算出する。
Next, processing in which the coordinate
The coordinate
図９は、座標位置の算出を説明するための図である。
図９において、Ｐ１（Ｐ１Ｘ，０）は、第１受光部１０Ｕの中心（角度０°）と第２受光部１０Ｂの中心（角度０°）との交点である。ここでは、座標位置演算部１５は、第１受光部１０Ｕが受光した受光光量分布から、光量が低下した角度θｕを算出したものとする。また、座標位置演算部１５は、第２受光部１０Ｂが受光した受光光量分布から、光量が低下した角度θｂを算出したものとする。
FIG. 9 is a diagram for explaining the calculation of the coordinate position.
In FIG. 9, P1 (P1X, 0) is an intersection of the center (
座標位置演算部１５は、角度θｕおよび角度θｂが交わる交点Ｐが指示具３により指示された座標位置であるとして、下記の式（１）、（２）を用いて交点Ｐ（ｘ、ｙ）の座標を算出する。
ｘ＝−Ｌ１×（ｔａｎθｂ−ｔａｎθｕ−（２×ｔａｎθｕ×ｔａｎθｂ））
／（１＋（ｔａｎθｕ×ｔａｎθｂ））＋Ｐ１Ｘ・・（１）
ｙ＝Ｌ１×（ｔａｎθｕ＋ｔａｎθｂ）／（１＋（ｔａｎθｕ×ｔａｎθｂ）・・（２ ）
ここでは、指示具３により図３Ａに示す領域９１が指示された場合について説明したが、座標位置演算部１５は、領域９２〜領域９４が指示された場合でも同様に、第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂが受光した受光光量分布、距離Ｌ１および距離Ｌ２に基づいて座標を算出することができる。このように算出された座標を用いて、指示具３による画面上に線を描画や、アイコンの操作などの情報処理装置の操作が可能になる。
The coordinate
x = −L1 × (tan θb−tan θu− (2 × tan θu × tan θb))
/ (1+ (tan θu × tan θb)) + P1X (1)
y = L1 × (tan θu + tan θb) / (1+ (tan θu × tan θb) (2)
Here, the case where the
＜センサバーユニット＞
次に、センサバーユニットにおいて、受光部と線状照明部とを配置する位置について図８を参照して説明する。ここでは、第１センサバーユニット４について説明する。
図８に示すように、第１センサバーユニット４は、第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂを支持する筐体３７を備えている。筐体３７は断面略Ｕ字状に形成され、第２センサバーユニット５側が開口している。筐体３７の底板３８上には距離Ｌ１離れて第１受光部１０Ｕおよび第２受光部１０Ｂが第２線状照明部７と対面する態様で固定されている。また、第１線状照明部６は、第１受光部１０Ｕ上および第２受光部１０Ｂ上に架け渡されるように配置されている。また、筐体３７は、第１制御部１３、ケーブル２２、ケーブル２３および電源ケーブル２９などを収容する。
また、第１センサバーユニット４の赤外線発光ダイオード３３、線状導光体３５、照明ホルダー３６および筐体３７などは、第２センサバーユニット５にも共通して用いることができる。
<Sensor bar unit>
Next, in the sensor bar unit, a position where the light receiving unit and the linear illumination unit are arranged will be described with reference to FIG. Here, the first
As shown in FIG. 8, the first
Further, the infrared
本実施形態によれば、再帰反射板を用いていないことから第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５の小型化を図ることができる。特に、座標入力面に対して垂直方向に薄くすることが可能である。
According to this embodiment, since the retroreflection plate is not used, the first
（第２の実施形態）
図１０は、本実施形態に係る座標入力装置１０１の概略構成を示す図である。ここでは、第１の実施形態と異なる構成を中心に説明し、第１の実施形態と同様の構成の説明は省略する。
本実施形態の第１センサバーユニット４は、第１線状照明部６が第１照明６１と第２照明６４とを有している。また、第２センサバーユニット５は、第２線状照明部７が第３照明７１と第４照明７４とを有している。
第１照明６１、第２照明６４、第３照明７１および第４照明７４は、それぞれ異なる発光光量分布の光を異なるタイミングで出射することにより、指示具３により指示された座標位置を算出する精度を向上させることができる。本実施形態では、第１照明６１から出射される光を第３受光部１１Ｕが受光し、第２照明６４から出射される光を第４受光部１１Ｂが受光し、第４照明７１から出射される光を第１受光部１０Ｕが受光し、第４照明７４から出射される光を第２受光部１０Ｂが受光する。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of the coordinate
In the first
The
以下、本実施形態の第１線状照明部６について図１０および図１１を参照して説明する。図１１は、第１センサバーユニット４を座標入力面の垂直方向に切断した断面図である。なお、第１照明６１、第２照明６４、第３照明７１および第４照明７４はそれぞれ同様の構成であるために、以下では第１照明６１について説明する。
第１線状照明部６の第１照明６１は、赤外線発光ダイオード６２と、第１センサバーユニット４の長手方向に沿って形成された線状導光体６３とを備えている。赤外線発光ダイオード６２は、線状導光体６３の長手方向の一方の端部に配置されている。また、第１線状照明部６の第２照明６４は、赤外線発光ダイオード６５と、第１センサバーユニット４の長手方向に沿って形成された線状導光体６６とを備えている。赤外線発光ダイオード６５は、線状導光体６６の他方の端部に配置されている。図１１に示すように、線状導光体６３と線状導光体６６とは、座標入力面の垂直方向に重なり合うように配置され、照明ホルダー３６によって支持される。ここでは、線状導光体６３として光ファイバー６３を用いる場合について説明する。
Hereinafter, the 1st
The
図１２Ａ〜図１２Ｃは、光ファイバーの構成を示す図である。図１２Ａは、光ファイバーの平面図である。図１２Ｂは、光ファイバーの断面図である。図１２Ｃは、光ファイバーの一部拡大図である。
図１２Ａに示すように、光ファイバー６３は、長手方向の一方の端面に入射面８０が形成され、他方の端面に反射面８１が形成されている。赤外線発光ダイオード６２から発光された光は、入射面８０から入射され光ファイバー６３の長手方向に伝播する。光ファイバー６３の長手方向に伝播した光は、反射面８１により反射され再び光ファイバー６３の長手方向に伝播する。反射面８１は、表面にアルミなどの金属を蒸着したり、光拡散反射性の塗料を塗布したりすることで形成される。
12A to 12C are diagrams illustrating the configuration of an optical fiber. FIG. 12A is a plan view of an optical fiber. FIG. 12B is a cross-sectional view of an optical fiber. FIG. 12C is a partially enlarged view of the optical fiber.
As shown in FIG. 12A, the
図１２Ｂに示すように、光ファイバー６３は、中心部のコア８２と、コア８２の周囲を覆うクラッド層８３との二層構造により、光を長手方向に導光させることができる。本実施形態の光ファイバー６３は、図１２Ｂに示すようにクラッド層８３を取り除くことで開口８４を形成し、コア８２が露出させるように形成される。したがって、光ファイバー６３内を伝播する光の一部を開口８４から出射させることができる。開口８４から出射した光は位置検出光８７に相当する。本実施形態では、開口８４が所定の開口幅８５で所定のピッチ８６で連続的に形成される。開口８４は、位置検出光８７が座標入力面と平行な光束になるように、光ファイバー６３の長手方向と平行で直線状に形成することが好ましい。
As shown in FIG. 12B, the
また、所定のピッチ８６を維持した上で開口８４の開口幅８５を変更することで、開口８４から出射される光量を調整することができる。したがって、開口８４の開口幅８５を変更させることで、位置検出光８７の光量を光ファイバー６３の長手方向の位置に応じて変化させることができる。図７Ａで上述したように、第１受光部１０Ｕは、第２線状照明部７から出射される光のうち第１受光部１０Ｕから離れたマイナス側の角度から入射された光量比は低下する傾向にある。そのため、本実施形態では、受光部が受光する受光光量分布が何れの角度の光量でも均一になるように、光量比が低下する側の光ファイバー６３の開口幅８５が広くなるように形成している。ここでは、第１照明６１から出射される光を受光する第３受光部１１Ｕから離れた、赤外線発光ダイオード６２側の開口幅８５が広く形成されている。開口８４の開口幅８５の広狭による出射する光量の調整量は、赤外線発光ダイオード６２に近い程、大きくすることができる。したがって、本実施形態では、赤外線発光ダイオード６２を第３受光部１１Ｕから離れた側の光ファイバー６３の端面に配置している。
In addition, by changing the
第３受光部１１Ｕが受光する受光量分布を均一にするには、光ファイバー６３の開口幅８５をその長さ方向の位置によって調整したり、ピッチ８６と開口幅８５との比（＝開口率）を調整したりすることで達成することができる。なお、光ファイバー６３の開口８４のピッチ８６の寸法は、想定される指示具３のサイズに対比して設定することが好ましい。本実施形態では、ピッチを２ｍｍ以下になるように設定した。本実施形態では、第１受光部１０Ｕ、第２受光部１０Ｂ、第３受光部１１Ｕおよび第４受光部１１Ｂが受光する受光光量分布が均一になるように、予め光ファイバー６３、６６、７３、７６の開口率を調整している。したがって、第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂは、第１照明６１〜第４照明７４から均一な受光量分布を取得することができる。
In order to make the received light amount distribution received by the third
次に、第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂ、第１照明６１〜第４照明７４が駆動するタイミングを図１３のタイミングチャートを参照して説明する。本実施形態では、１つの照明に対して１つの受光部が同期して駆動する。
具体的には、図１３に示すように、第１受光部１０Ｕに対して第３照明７１が同期して駆動する。また、第２受光部１０Ｂに対して第４照明７４が同期して駆動する。また、第３受光部１１Ｕに対して第１照明６１が同期して駆動する。また、第４受光部１１Ｂに対し第２照明６４同期して駆動する。このとき、第１照明６１〜第４照明７４はそれぞれ、他の照明と同時に点灯することがないように設定されている。
Next, the timing at which the first
Specifically, as shown in FIG. 13, the
図１３では、第１の実施形態と同様に、第１受光部１０Ｕが受光する期間を期間［１］とし、第２受光部１０Ｂが受光する期間を期間［２］とし、第３受光部１１Ｕが受光する期間を期間［３］とし、第４受光部１１Ｂが受光する期間を期間［４］としている。
ここで、図３Ａに示す領域９１内が指示された場合、第１受光部１０Ｕが期間［１］で受光した受光情報および第２受光部１０Ｂが期間［２］で受光した受光情報を用いて座標位置が算出される。図３Ｂに示す領域９２内が指示された場合、第３受光部１１Ｕが期間［３］で受光した受光情報および第４受光部１１Ｂが期間［４］で受光した受光情報を用いて座標位置が算出される。図３Ｃに示す領域９３内が指示された場合、第１受光部１０Ｕが期間［１］で受光した受光情報および第３受光部１１Ｕが期間［３］で受光した受光情報を用いて座標位置が算出される。図３Ｄに示す領域９４内が指示された場合、第２受光部１０Ｂが期間［２］で受光した受光情報および第４受光部１１Ｂが期間［４］で受光した受光情報を用いて座標位置が算出される。
In FIG. 13, as in the first embodiment, the period in which the first
When the inside of the
本実施形態によれば、第１の実施形態に比べて、各受光部が取得する受光光量分布において指示具３により指示された角度に対応する光量と、それ以外の光量との差が顕著になるために、ユーザが指示具３を介して指示した座標位置を算出する精度を向上させることができる。本実施形態では、上述した赤外線発光ダイオード６２および光ファイバー６３の構成は、第１照明６１、第２照明６４、第３照明７１、第４照明７４の何れにも共通して用いられる。
According to the present embodiment, compared with the first embodiment, the difference between the light amount corresponding to the angle indicated by the
上述した第１および第２の実施形態では、第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５を、座標入力領域２の短辺である第１辺２ａおよび第２辺２ｂに沿って配置する場合について説明した。この場合に限られず、長辺である第３辺２ｃおよび第４辺２ｄに沿って配置してもよい。
第１制御部１３および第２制御部１４は、第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５を配置された後または定期的に、第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂから指示具３がない状態の受光光量分布を予め取得し、記憶しておくことが好ましい。第１制御部１３および第２制御部１４は、記憶した受光光量分布と、指示具３により指示された状態での受光光量分布とを比較することにより、指示具３により指示された角度を検出する精度が向上する。
In the first and second embodiments described above, the first
The
また、第１センサバーユニット４と第２センサバーユニット５との間、または第１センサバーユニット４と座標位置演算部１５との間の通信は、有線に限られず無線であってもよい。
また、座標演算には、第１センサバーユニット４と第２センサバーユニット５とのそれぞれが定義する２つの座標系と、プロジェクタなどの投影機で座標入力領域に投影された画像上の座標系の３つをキャリブレーションすることが必要でこれらは従来技術（例えば特許文献４）を用いて実現することができる。
Further, communication between the first
The coordinate calculation includes two coordinate systems defined by the first
（第３の実施形態）
図１４は、上述した座標入力装置１または座標入力装置１０１を有する画像表示システム２００の概略構成の一例を示す図である。ここでは、座標入力装置１を有する場合について説明する。
画像表示システム２００は、指示具３、第１センサバーユニット４、第２センサバーユニット５、画像表示装置２０１、情報処理装置２０２を備えている。画像表示装置２０１は、例えばプロジェクタなどの投影装置であり、情報処理装置２０２が生成した画像情報を座標入力領域２であるスクリーンに投影する。また投影された画像の領域と座標入力領域２ができるだけ一致していると良い。情報処理装置２０２は、上述した座標位置演算部１５を有している。情報処理装置２０２は、第１制御部１３または第２制御部１４を介して、第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂが受光した受光光量分布の情報を受信し、指示具３により指示された座標位置を算出する。また、情報処理装置２０２は、ユーザによる指示に応じて画像情報を生成したり、キャリブレーションしたりして、画像表示装置２０１に出力する。例えば、ユーザが線を描画するために指示具３を介して指示した場合には、情報処理装置２０２は算出した座標位置に描画する線の画像情報を生成し、画像表示装置２０１に出力する。また、例えばユーザが予め表示されているアイコンを指示具３を介して指示した場合には、算出した座標位置に配置されたアイコンに応じて画像情報を生成し、画像表示装置２０１に出力する。画像表示システム２００では、このような処理により、指示具３により指示されたスクリーン上に線を描画したり、アイコンを操作したりすることができる。
(Third embodiment)
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an
The
指示具３は、２〜３ｍｍ以上の幅を有する。指示具３は、第１線状照明部６および第２線状照明部７から照射される光を遮る棒状のものであればよく、人の指であってもよい。本実施形態では、指示具３はスイッチ３２を備えている。画像表示システム２００を使用する際に、ユーザが指示具３のスイッチ３２をオンすることで、座標入力装置１による指示された位置を検出する動作を、有線または無線により遠隔で開始させることができる。すなわち、第１制御部１３はオンの信号を受信することでタイミングパルス３１を発生させ、タイミングパルス３１に応じて図５Ａ、図５Ｂまたは図１３に示すタイミングチャートで第１受光部１０Ｕ〜第４受光部１１Ｂ、第１線状照明部６、第２線状照明部７の駆動を制御する。したがって、本実施形態の画像表示システム２００は操作性に優れ、ユーザフレンドリーに構成されている。
The
（第４の実施形態）
上述した第１〜第３の実施形態では、第１受光部１０Ｕと第３受光部１１Ｕとは第３辺２ｃの長さよりも長い距離Ｌ２離れ、中心線Ｃｖから同距離に配置され、第２受光部１０Ｂと第４受光部１１Ｂとは第４辺２ｄの長さよりも長い距離Ｌ２離れ、中心線Ｃｖから同距離に配置される場合について説明した。ここでは、ユーザが第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５を上述した距離に配置する精度が要求されない実施形態について説明する。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments described above, the first
例えば特許文献４には、座標入力領域の一辺の外側に設けられた左右２個で構成する受発光手段と残り３辺に再帰性反射部材を有する座標入力装置において、受発光手段による座標系と座標入力領域の座標系との相違をキャリブレーションする座標入力装置が開示されている。更に、特許文献４の座標入力装置は、受発光手段の座標入力面に対する取り付け位置を表すパラメータが未知の場合でも、使用する前の簡単なキャリブレーション動作によって座標入力面での座標を正しく入力することができる。
本実施形態の画像表示システム２００では、２つのセンサバーユニット４、５によるそれぞれ２つの座標系と画像表示装置２０１が座標入力面に投影する画像上の座標系との３つをキャリブレーションすることになる。そのキャリブレーションから指示具３の指示位置を画像座標系で提供する。
For example, in
In the
例えば図１５に示すように、画像表示装置２０１は、第１センサバーユニット４の第１受光部１０Ｕと第２受光部１０Ｂが検出する領域９１と第２センサバーユニット５の第３受光部１１Ｕと第４受光部１１Ｂが検出する領域９２とが重なる重複領域内に２点（Ｐ１，Ｐ２）を表示（投影）する。ユーザは表示されたＰ１およびＰ２を順に指示具３で指示する。このとき、ユーザはＰ１およびＰ２の指示と同時にスイッチ３２もオンにすることで、画像表示システム２００はＰ１およびＰ２が指示されたことを検知する。第１センサバーユニット４は指示されたＰ１、Ｐ２をそれぞれ第１センサバーユニット４の座標系で検出し、第２センサバーユニット５は指示されたＰ１、Ｐ２をそれぞれ第２センサバーユニット５の座標系で検出する。情報処理装置２０２は、第１センサバーユニット４および第２センサバーユニット５により検出された座標値に基づいてキャリブレーションすることで、第１センサバーユニット４の座標系に座標変換するためのパラメータを取得する。
For example, as shown in FIG. 15, the
次に、画像表示装置２０１は、画像表示システム２００において画像座標上で決められている４点（画像領域のほぼ４角の）Ｐ３〜Ｐ６を座標入力領域２内に表示する。ここで、Ｐ３とＰ４の２点は領域９１に、Ｐ５とＰ６の２点は領域９２に表示されるように設定されていることが好ましい。次に、ユーザは座標入力領域２に投影されたＰ３からＰ６の４点を順に指示具３で指示する。このとき、ユーザはＰ３〜Ｐ６の指示と同時にスイッチ３２もオンにすることにより、画像表示システム２００はＰ３〜Ｐ６が指示されたことを検知する。第１センサバーユニット４はＰ３、Ｐ４を第１センサバーユニット４の座標系で検出し、第２センサバーユニット５はＰ５、Ｐ６を第２センサバーユニット５の座標系で検出し、情報処理装置２０２は計４つの座標値を取得する。情報処理装置２０２は、上記のパラメータと４つの座標値およびＰ３〜Ｐ６の画像情報上の設定値に基づいて、座標入力領域２に表示される画像の投影倍率、第１〜第４受光部の位置関係などを演算する。従って、図４における領域９１〜９４内のすべての指示位置を１つの座標系で決定すること可能となり、座標入力領域２上の指示位置を表示される画像上に反映して表示することができる。また、ユーザは図１に示す距離Ｌ２，Ｃｖ，Ｃｈを厳格に意識することなく第１センサバーユニット４、第２センサバーユニット５を取り付けて座標入力装置１として使用することができる。
Next, the
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更などが可能であり、上述した実施形態を適時組み合わせてもよい。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するプログラムを、記録媒体などを介して上述した座標入力装置１、１０１や情報処理装置２０２に供給し、座標入力装置１、１０１の制御ユニット１２（第１制御部１３、第２制御部１４、座標位置演算部１５）や情報処理装置２０２がプログラムを読み出して実行する処理である。
As described above, the present invention has been described together with various embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments, and can be modified within the scope of the present invention. May be.
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, a program for realizing the functions of the above-described embodiment is supplied to the above-described coordinate
本発明は、座標入力装置、画像表示システムに有効に利用される。 The present invention is effectively used for a coordinate input device and an image display system.
１：座標入力装置 ２：座標入力領域 ３：指示具 ４：第１センサバーユニット ５：第２センサバーユニット ６：第１線状照明部 ７：第２線状照明部 １０Ｕ：第１受光部 １０Ｂ：第２受光部 １１Ｕ：第３受光部 １１Ｂ：第４受光部 １２：制御ユニット １３：第１制御部 １４：第２制御部 １５：座標位置演算部 ３２：スイッチ ３３：赤外線発光ダイオード ３５：線状導光体 ３６：照明ホルダー ３７：筺体 ４１：ラインＣＣＤ ４３：集光レンズ ４４：絞り ４５：赤外線フィルタ ６１：第１照明 ６２：赤外線発光ダイオード ６３：光ファイバー ６４：第２照明 ７１：第３照明 ７４：第４照明 ８２：コア ８３：クラッド層 ８４：開口 ８５：開口幅 １０１：座標入力装置 ２００：画像表示システム ２０１：画像投影装置 ２０２：情報処理装置
1: Coordinate input device 2: Coordinate input area 3: Indicator 4: First sensor bar unit 5: Second sensor bar unit 6: First linear illumination unit 7: Second
Claims (15)
前記座標入力領域の対面する２つの辺のそれぞれ外側に配置される２つのセンサバーユニットを有し、
前記センサバーユニットは、
該センサバーユニットの長手方向に配置され、対面する他方の前記センサバーユニットに向かって前記辺の長さに亘る光を出射する線状照明部と、
前記長手方向に前記辺の長さ以上の距離をあけて配置され、他方の前記センサバーユニットに配置された前記線状照明部から出射された光を前記辺の長さに亘り受光する２つの受光部と、を有することを特徴とする座標入力装置。 A coordinate input device for detecting a designated coordinate position in a coordinate input area,
Two sensor bar units arranged on the outer sides of two sides facing each other of the coordinate input area,
The sensor bar unit is
A linear illumination unit that is arranged in the longitudinal direction of the sensor bar unit and emits light over the length of the side toward the other sensor bar unit facing the sensor bar unit;
Two light sources are disposed in the longitudinal direction at a distance equal to or longer than the length of the side, and receive light emitted from the linear illumination unit disposed on the other sensor bar unit over the length of the side. And a light receiving unit.
前記座標入力領域の対面する第１辺と第２辺のそれぞれ外側に配置される第１センサバーユニットおよび第２センサバーユニットを有し、
前記第１センサバーユニットは、
前記第１センサバーユニットの長手方向に配置され、対面する前記第２センサバーユニットに向かって前記第１辺の長さに亘る光を出射する第１線状照明部と、
前記第１センサバーユニットの長手方向に前記第１辺の長さ以上の距離をあけて配置され、前記第２センサバーユニットから出射される光を前記第１辺の長さに亘り受光する第１受光部および第２受光部とを有し、
前記第２センサバーユニットは、
前記第２センサバーユニットの長手方向に配置され、対面する前記第１センサバーユニットに向かって前記第２辺の長さに亘る光を出射する第２線状照明部と、
前記第２センサバーユニットの長手方向に前記第２辺の長さ以上の距離をあけて配置され、前記第１センサバーユニットから出射される光を前記第２辺の長さに亘り受光する第３受光部および第４受光部とを有することを特徴とする座標入力装置。 A coordinate input device for detecting a designated coordinate position in a coordinate input area,
A first sensor bar unit and a second sensor bar unit arranged on the outer sides of the first side and the second side facing the coordinate input area,
The first sensor bar unit includes:
A first linear illumination unit that is arranged in a longitudinal direction of the first sensor bar unit and emits light over the length of the first side toward the second sensor bar unit facing the first sensor bar unit;
The first sensor bar unit is disposed at a distance greater than the length of the first side in the longitudinal direction of the first sensor bar unit, and receives light emitted from the second sensor bar unit over the length of the first side. 1 light receiving part and a second light receiving part,
The second sensor bar unit is
A second linear illumination unit arranged in the longitudinal direction of the second sensor bar unit and emitting light over the length of the second side toward the first sensor bar unit facing the second sensor bar unit;
The second sensor bar unit is disposed at a distance longer than the length of the second side in the longitudinal direction of the second sensor bar unit, and receives light emitted from the first sensor bar unit over the length of the second side. A coordinate input device having three light receiving portions and a fourth light receiving portion.
前記第３受光部および前記第４受光部は、前記第１線状照明部が光を出射している期間に光を受光し、
前記第１線状照明部が光を出射している期間と前記第２線状照明部が光を出射している期間とが重なり合わないことを特徴とする請求項３に記載の座標入力装置。 The first light receiving unit and the second light receiving unit receive light during a period in which the second linear illumination unit emits light,
The third light receiving unit and the fourth light receiving unit receive light during a period in which the first linear illumination unit emits light,
The coordinate input device according to claim 3, wherein a period during which the first linear illumination unit emits light and a period during which the second linear illumination unit emits light do not overlap. .
前記第１照明と前記第２照明とは、座標入力領域の座標入力面に対して垂直方向に重ねて配置され、
前記第２線状照明部は、第３照明と第４照明とを有し、
前記第３照明と前記第４照明とは、座標入力領域の座標入力面に対して垂直方向に重ねて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の座標入力装置。 The first linear illumination unit has a first illumination and a second illumination,
The first illumination and the second illumination are arranged so as to overlap in a vertical direction with respect to a coordinate input surface of a coordinate input region,
The second linear illumination unit has a third illumination and a fourth illumination,
4. The coordinate input device according to claim 3, wherein the third illumination and the fourth illumination are arranged so as to overlap each other in a direction perpendicular to a coordinate input surface of a coordinate input region.
前記第２受光部は、前記第４照明が光を出射している期間に光を受光し、
前記第３受光部は、前記第１照明が光を出射している期間に光を受光し、
前記第４受光部は、前記第２照明が光を出射している期間に光を受光し、
前記第１照明が光を出射している期間、前記第２照明が光を出射している期間、前記第３照明が光を出射している期間または前記第４照明が光を出射している期間が重なり合わないことを特徴とする請求項５に記載の座標入力装置。 The first light receiving unit receives light during a period in which the third illumination emits light,
The second light receiving unit receives light during a period in which the fourth illumination emits light,
The third light receiving unit receives light during a period in which the first illumination emits light,
The fourth light receiving unit receives light during a period in which the second illumination emits light,
The period in which the first illumination emits light, the period in which the second illumination emits light, the period in which the third illumination emits light, or the fourth illumination emits light The coordinate input device according to claim 5, wherein the periods do not overlap.
前記コアの露出させる開口の開口率を変更することで出射する光量を変化させていることを特徴とする請求項７に記載の座標入力装置。 The first illumination, the second illumination, the third illumination, and the fourth illumination are each composed of a light emitting diode, a core and a cladding layer, and light emitted from the light emitting diode is incident and emitted along the longitudinal direction. Optical fiber,
The coordinate input device according to claim 7, wherein the emitted light amount is changed by changing an aperture ratio of the opening exposed by the core.
前記光源は、前記線状導光体の端部のうちそれぞれ受光される前記第３受光部、前記第４受光部、前記第１受光部および前記第２受光部から離れた側の端部に配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載の座標入力装置。 Each of the first illumination, the second illumination, the third illumination, and the fourth illumination is a light source and a linear light guide that emits light emitted from the light source from an end portion and exits along a longitudinal direction. And
The light source is disposed at an end of the linear light guide that is received from the third light receiving unit, the fourth light receiving unit, the first light receiving unit, and the second light receiving unit. The coordinate input device according to claim 6, wherein the coordinate input device is arranged.
前記第２センサバーユニットは、前記第２線状照明部、前記第３受光部および前記第４受光部の駆動を制御する第２制御部を有することを特徴とする請求項３ないし１０の何れか１項に記載の座標入力装置。 The first sensor bar unit includes a first control unit that controls driving of the first linear illumination unit, the first light receiving unit, and the second light receiving unit,
The said 2nd sensor bar unit has a 2nd control part which controls the drive of a said 2nd linear illumination part, a said 3rd light-receiving part, and a said 4th light-receiving part, The any one of Claim 3 thru | or 10 characterized by the above-mentioned. The coordinate input device according to claim 1.
前記座標入力装置からの情報に基づいて画像情報を生成する情報処理装置と、
前記情報処理装置により生成された画像情報を前記座標入力領域に表示する画像表示装置と、を有することを特徴とする画像表示システム。 A coordinate input device according to any one of claims 1 to 12,
An information processing device for generating image information based on information from the coordinate input device;
An image display system comprising: an image display device that displays image information generated by the information processing device in the coordinate input area.
前記座標入力装置からの情報と予め前記画像表示装置により表示されている画像との位置関係を演算することを特徴とする請求項１３に記載の画像表示システム。 The information processing apparatus includes:
The image display system according to claim 13, wherein a positional relationship between information from the coordinate input device and an image displayed in advance by the image display device is calculated.
前記情報処理装置は、ユーザにより指示された前記２点および前記４点の位置に基づいて、前記第１受光部、前記第２受光部、前記第３受光部および前記第４受光部の位置関係を演算することを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像表示システム。 The image display device includes: a region detected using the first light receiving unit and the second light receiving unit in the coordinate input region; and the third light receiving unit and the fourth light receiving unit in the coordinate input region. Displaying two points in the overlapping region that overlaps the region detected using, and four points in the coordinate input region displayed by the image display device,
The information processing apparatus has a positional relationship between the first light receiving unit, the second light receiving unit, the third light receiving unit, and the fourth light receiving unit based on the positions of the two points and the four points designated by a user. The image display system according to claim 13, wherein the image display system is calculated.
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