JP5725774B2 - 座標入力装置及び座標入力方法 - Google Patents
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Description
座標入力領域に向けて発光する発光部と、前記座標入力領域からの光を受光する受光部とを含み、前記座標入力領域の周囲の任意の位置に配置された複数のセンサユニットを用いて、指示の位置の座標を算出する座標入力装置であって、
前記複数のセンサユニットそれぞれの受光部が受光した、他のセンサユニットの発光部が発した光の受光量分布に基づき、前記任意の位置に配置された複数のセンサユニットの配置された位置を示す配置位置情報を算出する算出手段を備え、
前記算出手段は、前記複数のセンサユニットの配置位置情報と、前記座標入力領域への指示がされたときの前記受光部の受光量分布に基づき指示位置座標を算出し、
前記複数のセンサユニットそれぞれの発光部は、前記それぞれの受光部に対して相対的に既知の位置に配置されている。
本発明の実施形態1の座標入力装置の概略構成について、図1を用いて説明する。
cosβ=(A3D22 + A2D22 ‐ A2A32 )/ 2・ A3D2 ・ A2D2 (式2)
また、幾何学の中線定理より、
A1D22 + A3D22 = 2 ( A1A22 + A2D22 ) (式3)
が成り立つ。
A1A2 = A2A3 = a(発光部等間隔配置)
であるから、式1〜式3とセンサユニット1Dの受光部7Dでの測定値α、βより、センサユニット1Aとセンサユニット1D間の距離、A1D2、A2D2、A3D2が算出される。これらの演算処理は、制御・演算ユニット2A及び2Bにより行う。ここでは、センサユニット1Aと1Dとの位置関係に係わる情報として、センサユニット1Aと1Dとの距離にかかわる情報A1D2、A2D2、A3D2を算出する方法を用いて説明している。
実施形態1に於いては、センサユニット1の発光部6として、図4に示したような赤外LED101と、投光レンズ102により構成される点光源を複数(3個以上)用いる構成を示している。もちろん、この点光源を複数用いる構成は、前述の様に、センサユニットの位置情報取得モードのためのものとなっている。通常の指示座標検出モードの際には、中央に配置された一つの点光源のみを発光させることで、指示座標検出を達成できるものである。しかしながら、この構成では、再帰反射部材を挟んで発光部と受光部を配置するため、センサユニットの厚みがある程度必要とされる。
実施形態2においては、面発光部11の拡散板201を、発光モードに応じて着脱する構成を示しているが、実施形態3として、拡散板201の着脱を行わない構成を図12に示す。ここでは、実施形態2のセンサユニットの構成の発光部6A−1、6A−2、6A−3に加え、更にその間に発光部6A−5、6A−6を配置する構成としている。発光部6A−1、6A−2、6A−3として、3個投光方向に対して垂直方向に等間隔の距離aを隔てて並んで配置されているのは、実施形態2と同様である。また、発光部6A−2の受光部7Aとの位置関係も同様である。
上述の各実施形態では、センサユニット1の位置情報取得モードと通常の指示座標検出モードに関してそれぞれの発光モード形態に係わる本発明の構成要素の意味、及び、その作用に関する説明している。この発光モードの切替は、センサユニット1に、モード切替選択部を設け、ユーザーが必要に応じて任意に切り替えても良いし、状況に応じて自動的に切り替わるモード自動切替部を設けても良い。
上述の各実施形態では、センサユニット1の位置情報取得のための構成として発光部を複数配置する構成を示している。実施形態5として、発光部6は単数(1個)とし、受光部7を複数(2個以上)設ける構成としても良い。この構成を、図6の場合と同様に簡略化して図13に示す。実施形態1の図6の場合と投光側と受光側が異なるが基本的な考え方は同様である。但し、受光部を複数設ける場合には、受光部7は各センサユニット1A〜1Dに最低2つ設ければ足りる。これは、以下の幾何学的な理論による。
A1D2/sinβ = A3D2/sinα = 2a/sin (π−α−β)
実測値α、β及び既知aより
上記関係式を算出することにより、A1D2、A3D2が算出され、更に、この二つの値と既知の値からセンサユニット1A、1D間の距離A2D2が算出される。
Claims (14)
- 座標入力領域に向けて発光する発光部と、前記座標入力領域からの光を受光する受光部とを含み、前記座標入力領域の周囲の任意の位置に配置された複数のセンサユニットを用いて、指示の位置の座標を算出する座標入力装置であって、
前記複数のセンサユニットそれぞれの受光部が受光した、他のセンサユニットの発光部が発した光の受光量分布に基づき、前記任意の位置に配置された複数のセンサユニットの配置された位置を示す配置位置情報を算出する算出手段を備え、
前記算出手段は、前記複数のセンサユニットの配置位置情報と、前記座標入力領域への指示がされたときの前記受光部の受光量分布に基づき指示位置座標を算出し、
前記複数のセンサユニットそれぞれの発光部は、前記それぞれの受光部に対して相対的に既知の位置に配置されている
ことを特徴とする座標入力装置。 - 前記複数のセンサユニットそれぞれにおいて、投光方向に対して垂直方向且つ前記座標入力領域に対して平行方向に等間隔で3個以上の前記発光部が配置され、
前記算出手段は、前記複数のセンサユニットそれぞれの受光部が、前記他のセンサユニットの3個以上の前記発光部が発した光の受光量分布のピークに対応する角度情報を用いて、前記複数のセンサユニットの配置位置情報を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。 - 前記複数のセンサユニットそれぞれにおいて、2個以上の前記受光部が配置され、
前記算出手段は、前記複数のセンサユニットそれぞれの2個以上の受光部が、前記他のセンサユニットの1個の前記発光部が発した光の受光量分布のピークに対応する角度情報を用いて、前記複数のセンサユニットの配置位置情報を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。 - 前記センサユニットの少なくとも1つの前記発光部は、前記受光部と平面座標上の位置が一致し、
前記複数のセンサユニットの配置位置情報を取得するための第1発光モードと、前記座標入力領域に対する前記指示位置座標を取得するための第2発光モードの2つの発光モードを有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の座標入力装置。 - 座標入力領域の周囲の外側の四隅の任意の位置に配置された4個の前記センサユニットで形成される方形の2組の対向した辺、及び、前記4個のセンサユニットそれぞれに再帰反射部材が配置され、
前記算出手段は、前記再帰反射部材による再帰反射光における遮光範囲を用いて前記指示位置座標を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。 - 前記センサユニットの複数の発光部の投光方向で、且つ投光路に光を拡散する拡散部が配置され、
前記発光部の点発光と面発光を切り替える切替手段を更に備え、
前記発光部は、前記複数のセンサユニットの前記配置位置情報を取得するときに、点発光で発光し、前記座標入力領域に対する前記指示位置座標を取得するときに、面発光で発光する
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。 - 座標入力領域への一定時間指示が行われていないことを検出する検出手段と、
前記検出手段が一定時間指示が行われていないことを検出したタイミングで、前記第2発光モードから前記第1発光モードへ切り替える切替手段を更に備え、
前記切替手段による切り替え後の前記第1発光モードにおいて、前記算出手段は、前記複数のセンサユニットの前記配置位置情報を算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の座標入力装置。 - 座標入力領域に向けて発光する発光部と、前記座標入力領域からの光を受光する受光部とを含み、前記座標入力領域の周囲の任意の位置に配置された複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットそれぞれの受光部が受光した、他のセンサユニットの発光部が発した光の受光量分布に基づき、前記任意の位置に配置された複数のセンサユニットの配置位置情報を算出する算出手段とを備え、
前記算出手段は、前記複数のセンサユニットの配置された位置を示す配置位置情報と、前記座標入力領域への指示がされたときの前記受光部の受光量分布に基づき指示位置座標を算出し、
前記複数のセンサユニットそれぞれの発光部は、前記それぞれの受光部に対して相対的に既知の位置に配置されている
ことを特徴とする座標入力装置。 - 前記複数のセンサユニットそれぞれにおいて、投光方向に対して垂直方向且つ前記座標入力領域に対して平行方向に等間隔で3個以上の前記発光部が配置され、
前記算出手段は、前記複数のセンサユニットそれぞれの受光部が、前記他のセンサユニットの3個以上の前記発光部が発した光の受光量分布のピークに対応する角度情報を用いて、前記複数のセンサユニットの配置位置情報を算出する
ことを特徴とする請求項8に記載の座標入力装置。 - 前記センサユニットの少なくとも1つの前記発光部は、前記受光部と平面座標上の位置が一致し、
前記複数のセンサユニットの配置位置情報を取得するための第1発光モードと、前記座標入力領域に対する前記指示位置座標を取得するための第2発光モードの2つの発光モードを有する
ことを特徴とする請求項8または9に記載の座標入力装置。 - 座標入力領域の周囲の外側の四隅の任意の位置に配置された4個の前記センサユニットで形成される方形の2組の対向した辺、及び、前記4個のセンサユニットそれぞれに再帰反射部材が配置され、
前記算出手段は、前記再帰反射部材による再帰反射光における遮光範囲を用いて前記指示位置座標を算出する
ことを特徴とする請求項8に記載の座標入力装置。 - 座標入力領域に向けて発光する発光部と、前記座標入力領域からの光を受光する受光部とを含み、前記座標入力領域の周囲の任意の位置に配置された複数のセンサユニットを用いて、指示の位置の座標を算出する座標入力方法であって、
算出手段が、前記複数のセンサユニットそれぞれの受光部が受光した、他のセンサユニットの発光部が発した光の受光量分布に基づき、前記任意の位置に配置された複数のセンサユニットの配置された位置を示す配置位置情報を算出し、
前記算出手段が、前記複数のセンサユニットの配置位置情報と、前記座標入力領域への指示がされたときの前記受光部の受光量分布に基づき指示位置座標を算出し、
前記複数のセンサユニットそれぞれの発光部は、前記それぞれの受光部に対して相対的に既知の位置に配置されている
ことを特徴とする座標入力方法。 - 前記複数のセンサユニットそれぞれにおいて、投光方向に対して垂直方向且つ前記座標入力領域に対して平行方向に等間隔で3個以上の前記発光部が配置され、
前記算出手段は、前記複数のセンサユニットそれぞれの受光部が、前記他のセンサユニットの3個以上の前記発光部が発した光の受光量分布のピークに対応する角度情報を用いて、前記複数のセンサユニットの配置位置情報を算出する
ことを特徴とする請求項12に記載の座標入力方法。 - 前記センサユニットの少なくとも1つの前記発光部は、前記受光部と平面座標上の位置が一致し、
前記複数のセンサユニットの配置位置情報を取得するための第1発光モードと、前記座標入力領域に対する前記指示位置座標を取得するための第2発光モードの2つの発光モードを有する
ことを特徴とする請求項12または13に記載の座標入力方法。
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