JPH05119909A - 光学式座標入力装置 - Google Patents
光学式座標入力装置Info
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- JPH05119909A JPH05119909A JP3278196A JP27819691A JPH05119909A JP H05119909 A JPH05119909 A JP H05119909A JP 3278196 A JP3278196 A JP 3278196A JP 27819691 A JP27819691 A JP 27819691A JP H05119909 A JPH05119909 A JP H05119909A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光学式座標入力装置の改良に関し、座標位置を
精度良く検出でき、しかも簡単かつ安価に実現でき、大
面積化も容易な光学式座標入力装置を得ることを目的と
する。 【構成】特定波長の励起光で蛍光する物質あるいは微小
光散乱体を含む導光シート10の端部に受光素子11x、11
yを配設し、発光器12で導光シート10の任意の点を照射
して励起し、励起光を受光素子11x、11yで受光するこ
とによって、発光器12による発光位置を検出する光学式
座標入力装置において、前記導光シート10と受光素子11
x、11yとの間に、受光素子11x、11yに対し所定の角
度で入射する光のみを通過させ、他の光を遮断する濾光
手段13x、13yを配設した構成とする。
精度良く検出でき、しかも簡単かつ安価に実現でき、大
面積化も容易な光学式座標入力装置を得ることを目的と
する。 【構成】特定波長の励起光で蛍光する物質あるいは微小
光散乱体を含む導光シート10の端部に受光素子11x、11
yを配設し、発光器12で導光シート10の任意の点を照射
して励起し、励起光を受光素子11x、11yで受光するこ
とによって、発光器12による発光位置を検出する光学式
座標入力装置において、前記導光シート10と受光素子11
x、11yとの間に、受光素子11x、11yに対し所定の角
度で入射する光のみを通過させ、他の光を遮断する濾光
手段13x、13yを配設した構成とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学式座標入力装置の
改良に関する。パーソナルコンピュータなど、個人向け
の情報機器は、低価格化が進むに従い、一般家庭へも普
及しはじめている。しかし現在のところ、これら情報機
器の入力装置としては、キーボードが中心となってお
り、初心者には使い難い場合がある。今後は、手書き入
力装置など、より使い易い、すなわちマンマシンインタ
フェースの優れた入力装置、例えば光学式座標入力装置
の開発が求められている。
改良に関する。パーソナルコンピュータなど、個人向け
の情報機器は、低価格化が進むに従い、一般家庭へも普
及しはじめている。しかし現在のところ、これら情報機
器の入力装置としては、キーボードが中心となってお
り、初心者には使い難い場合がある。今後は、手書き入
力装置など、より使い易い、すなわちマンマシンインタ
フェースの優れた入力装置、例えば光学式座標入力装置
の開発が求められている。
【0002】
【従来の技術】光学式入力装置は、表示パネルとの一体
化も可能であり、指タッチあるいは手書き感覚の入力方
式として、種々のものが提案され、一部は実用化されて
いる。図10〜図12は従来の光学式座標入力装置を示す図
である。
化も可能であり、指タッチあるいは手書き感覚の入力方
式として、種々のものが提案され、一部は実用化されて
いる。図10〜図12は従来の光学式座標入力装置を示す図
である。
【0003】図10は、従来の発光・受光素子式の光学式
座標入力装置を示す図で、 (a)は平面図、 (b)は (a)図
におけるb−b断面図である。1は表示パネルであり、
その隣接する辺にLEDなどの発光素子2x、2yが配列さ
れており、対向する辺にホトダイオードなどの受光素子
3x、3yが配列されている。
座標入力装置を示す図で、 (a)は平面図、 (b)は (a)図
におけるb−b断面図である。1は表示パネルであり、
その隣接する辺にLEDなどの発光素子2x、2yが配列さ
れており、対向する辺にホトダイオードなどの受光素子
3x、3yが配列されている。
【0004】X列の受光素子3xおよびY列の受光素子3y
は、各受光素子ごとにX、Y方向の番号で示したよう
に、対向する発光素子2x、2yが発光した光を受光し、ペ
ンや指先4などで光線を遮ると、その位置に対応した受
光素子3x、3yからの信号が欠落し、指示位置を検出する
ことができる。
は、各受光素子ごとにX、Y方向の番号で示したよう
に、対向する発光素子2x、2yが発光した光を受光し、ペ
ンや指先4などで光線を遮ると、その位置に対応した受
光素子3x、3yからの信号が欠落し、指示位置を検出する
ことができる。
【0005】これに対し図11は、蛍光板を用いた光学式
座標入力装置であり、特開昭60−91438 号公報に記載さ
れているものと同じである。5は特定波長の光により蛍
光を発する透明基板であり、そのX軸方向の辺に光位置
検出器6xが、またY軸方向の辺に光位置検出器6yが配設
されている。
座標入力装置であり、特開昭60−91438 号公報に記載さ
れているものと同じである。5は特定波長の光により蛍
光を発する透明基板であり、そのX軸方向の辺に光位置
検出器6xが、またY軸方向の辺に光位置検出器6yが配設
されている。
【0006】入力ペン7を透明基板5に当てて、特定波
長の光を発生させると、その光で励起され発光した蛍光
が四方に放射する。一方、光位置検出器6x、6yは、入力
ペン7による蛍光発光位置から最短距離の位置の受光量
が最大となるため、X・Y方向の光位置検出器6x、6yに
おける光強度分布のピーク位置X0、Y0または光強度分布
の重心点から、指示位置を算出することができる。
長の光を発生させると、その光で励起され発光した蛍光
が四方に放射する。一方、光位置検出器6x、6yは、入力
ペン7による蛍光発光位置から最短距離の位置の受光量
が最大となるため、X・Y方向の光位置検出器6x、6yに
おける光強度分布のピーク位置X0、Y0または光強度分布
の重心点から、指示位置を算出することができる。
【0007】このほか、特開昭61−120228号公報に記載
されているように、マトリクス状に導波路を設けた蛍光
板を用いるもの、特開昭54−88734 号公報や特開昭55−
39955 号公報に記載されているように、微小光散乱体を
含有する直線状導光路から成るシートを交差して重ねた
ものなどが提案されている。
されているように、マトリクス状に導波路を設けた蛍光
板を用いるもの、特開昭54−88734 号公報や特開昭55−
39955 号公報に記載されているように、微小光散乱体を
含有する直線状導光路から成るシートを交差して重ねた
ものなどが提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10に
示す座標入力装置では、同図(b) に示すように、空間に
放射された光が指先4等で遮られることにより位置の検
出を行うため、位置分解能が限定され、また受光素子と
同数の発光素子を、精度よく光軸を合わせて配置する必
要がある。
示す座標入力装置では、同図(b) に示すように、空間に
放射された光が指先4等で遮られることにより位置の検
出を行うため、位置分解能が限定され、また受光素子と
同数の発光素子を、精度よく光軸を合わせて配置する必
要がある。
【0009】一方、図11の座標入力装置では、蛍光が励
起された点から面内で等方向に広がるため、透明基板5
の端部寄りでの光の強度分布は非常にブロードとなる。
これは、励起点が受光素子から離れるほど顕著となる。
また、励起点が基板端5eに近づくと、図12のように、透
明基板5の存在しない領域では、光強度分布の情報が欠
落する。しかも、励起点から直接入射する蛍光8aのほか
に、破線8bのように透明基板5の端部5eで反射して来る
光が重畳されるため、図12(b) における斜線部9だけ明
るくなり、誤差が大きくなる。これを補正するには、
X、Y軸それぞれの座標が相互に関係するため、複雑な
計算を必要とする。
起された点から面内で等方向に広がるため、透明基板5
の端部寄りでの光の強度分布は非常にブロードとなる。
これは、励起点が受光素子から離れるほど顕著となる。
また、励起点が基板端5eに近づくと、図12のように、透
明基板5の存在しない領域では、光強度分布の情報が欠
落する。しかも、励起点から直接入射する蛍光8aのほか
に、破線8bのように透明基板5の端部5eで反射して来る
光が重畳されるため、図12(b) における斜線部9だけ明
るくなり、誤差が大きくなる。これを補正するには、
X、Y軸それぞれの座標が相互に関係するため、複雑な
計算を必要とする。
【0010】また、前記のようにマトリクス状や交差す
る導波路を有する蛍光板を用いた座標入力装置では、
0.1mm以下という高分解能が要求された場合、基板全面
にそれに対応した幅の光導波路を均一に作製する必要が
あり、低価格化するのが困難となり、特に大面積の座標
入力装置は実現できない。
る導波路を有する蛍光板を用いた座標入力装置では、
0.1mm以下という高分解能が要求された場合、基板全面
にそれに対応した幅の光導波路を均一に作製する必要が
あり、低価格化するのが困難となり、特に大面積の座標
入力装置は実現できない。
【0011】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、座標位置を精度良く検出でき、しかも簡単かつ
安価に実現でき、大面積化も容易な光学式座標入力装置
を得ることにある。
着目し、座標位置を精度良く検出でき、しかも簡単かつ
安価に実現でき、大面積化も容易な光学式座標入力装置
を得ることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1は本発明による光学
式座標入力装置の基本原理を説明する図で、 (a)は平面
図、 (b)は正面図、 (c)は受光素子における光強度を示
す図である。請求項1の発明は、特定の波長の励起光で
蛍光する物質あるいは微小光散乱体を含む導光シート10
の端部に受光素子11x、11yを配設し、発光器12で導光
シート10の任意の点を照射して励起し、励起光を受光素
子11x、11yで受光することによって、発光器12による
照射位置を検出する光学式座標入力装置を対象にしてい
る。そして、前記導光シート10と受光素子11x、11yと
の間に、受光素子11x、11yに対し所定の角度で入射す
る光のみを通過させ、他の光を遮断する濾光手段13x、
13yが配設されている。
式座標入力装置の基本原理を説明する図で、 (a)は平面
図、 (b)は正面図、 (c)は受光素子における光強度を示
す図である。請求項1の発明は、特定の波長の励起光で
蛍光する物質あるいは微小光散乱体を含む導光シート10
の端部に受光素子11x、11yを配設し、発光器12で導光
シート10の任意の点を照射して励起し、励起光を受光素
子11x、11yで受光することによって、発光器12による
照射位置を検出する光学式座標入力装置を対象にしてい
る。そして、前記導光シート10と受光素子11x、11yと
の間に、受光素子11x、11yに対し所定の角度で入射す
る光のみを通過させ、他の光を遮断する濾光手段13x、
13yが配設されている。
【0013】請求項2の発明は、前記の濾光手段13x、
13yの配設位置に関するもので、濾光手段13x、13y
は、図2のように導光シート10側と一体形成してもよ
く、あるいは図4のように受光素子11x、11y側と一体
形成してもよい。または、図3のように導光シート10と
受光素子11x、11yとの間に配設してもよい。
13yの配設位置に関するもので、濾光手段13x、13y
は、図2のように導光シート10側と一体形成してもよ
く、あるいは図4のように受光素子11x、11y側と一体
形成してもよい。または、図3のように導光シート10と
受光素子11x、11yとの間に配設してもよい。
【0014】請求項3の発明は、前記の濾光手段13x、
13yの構成に関するもので、それぞれの濾光手段13x、
13yは、隣接して多数配列された各導光路の一端が導光
シート10側に対応し、他端が受光素子11x、11y側に対
応するように配置され、各導光路が光吸収体で被覆され
ている構成である。
13yの構成に関するもので、それぞれの濾光手段13x、
13yは、隣接して多数配列された各導光路の一端が導光
シート10側に対応し、他端が受光素子11x、11y側に対
応するように配置され、各導光路が光吸収体で被覆され
ている構成である。
【0015】請求項4の発明は、図6のように、前記の
導光路が可撓性を有する光ファイバアレイ19x、19yで
構成されており、各光ファイバの少なくとも導光シート
10側の外面が、光吸収体で被覆されている構成である。
導光路が可撓性を有する光ファイバアレイ19x、19yで
構成されており、各光ファイバの少なくとも導光シート
10側の外面が、光吸収体で被覆されている構成である。
【0016】請求項5の発明は、図6のように、請求項
4の光ファイバアレイ19x、19yが、前記導光シート10
側における幅よりも受光素子11x、11y側における幅の
方が狭くなっている構成である。
4の光ファイバアレイ19x、19yが、前記導光シート10
側における幅よりも受光素子11x、11y側における幅の
方が狭くなっている構成である。
【0017】請求項6の発明は、請求項1、3に記載の
導光路が、図7のように、正立等倍写像を結合させるセ
ルフォックレンズアレイで構成されているものである。
導光路が、図7のように、正立等倍写像を結合させるセ
ルフォックレンズアレイで構成されているものである。
【0018】
【作用】請求項1のように、導光シート10と受光素子11
x、11yの間に、受光素子11x、11yに対し所定の角度
で入射する光のみを通過させ、他の光を遮断する濾光手
段13x、13yが配設されているため、発光器12で励起さ
れた蛍光は、受光素子11x、11yに対し垂直に入射する
成分はより多く通過して、受光素子11x、11yに到達す
るが、他の斜めに入射する成分は、濾光手段13x、13y
に阻止されて、受光素子11x、11yまで到達できない。
x、11yの間に、受光素子11x、11yに対し所定の角度
で入射する光のみを通過させ、他の光を遮断する濾光手
段13x、13yが配設されているため、発光器12で励起さ
れた蛍光は、受光素子11x、11yに対し垂直に入射する
成分はより多く通過して、受光素子11x、11yに到達す
るが、他の斜めに入射する成分は、濾光手段13x、13y
に阻止されて、受光素子11x、11yまで到達できない。
【0019】その結果、各受光素子11x、11yでは、垂
直に伝播して来る蛍光のみを受光することになり、受光
素子上での光強度分布が尖鋭化するため、従来のような
誤差要因が取り除かれ、精度良く発光点を検出できる。
また、導光シート10は、前記公開公報に記載されている
ような特殊なものにする必要がないので、安価に実現で
きる。
直に伝播して来る蛍光のみを受光することになり、受光
素子上での光強度分布が尖鋭化するため、従来のような
誤差要因が取り除かれ、精度良く発光点を検出できる。
また、導光シート10は、前記公開公報に記載されている
ような特殊なものにする必要がないので、安価に実現で
きる。
【0020】請求項2のように、前記の濾光手段13x、
13yは、導光シート10側あるいは受光素子11x、11y側
と一体形成してもよく、または導光シート10と受光素子
11x、11yとの間に配設してもよい。このように、濾光
手段13x、13yは、導光シート10と受光素子11x、11y
との間に介在しておれば足り、その際どの位置に配設さ
れてもよい。したがって、構成の自由度が増す。
13yは、導光シート10側あるいは受光素子11x、11y側
と一体形成してもよく、または導光シート10と受光素子
11x、11yとの間に配設してもよい。このように、濾光
手段13x、13yは、導光シート10と受光素子11x、11y
との間に介在しておれば足り、その際どの位置に配設さ
れてもよい。したがって、構成の自由度が増す。
【0021】請求項3のように、前記の濾光手段13x、
13yは、隣接して多数配列された各導光路の一端が導光
シート10側に対応し、他端が受光素子11x、11y側に対
応するように配置された構成にすると、細い導光路を多
数隣接配列することで、解像度が高くなり、より高精度
に位置検出できる。
13yは、隣接して多数配列された各導光路の一端が導光
シート10側に対応し、他端が受光素子11x、11y側に対
応するように配置された構成にすると、細い導光路を多
数隣接配列することで、解像度が高くなり、より高精度
に位置検出できる。
【0022】また、それぞれの導光路が光吸収体で被覆
されているため、受光素子11x、11yに対し斜めから入
射して来た蛍光は、導光路に入射した後、側面を透過し
て光吸収体に吸収される。その結果、受光素子11x、11
yに対し垂直に入射して来た蛍光のみを効率良く受光素
子11x、11yまで導くことができ、受光素子上での光強
度分布がより尖鋭化し、より高精度の位置検出が可能と
なる。
されているため、受光素子11x、11yに対し斜めから入
射して来た蛍光は、導光路に入射した後、側面を透過し
て光吸収体に吸収される。その結果、受光素子11x、11
yに対し垂直に入射して来た蛍光のみを効率良く受光素
子11x、11yまで導くことができ、受光素子上での光強
度分布がより尖鋭化し、より高精度の位置検出が可能と
なる。
【0023】請求項4のように、請求項3の導光路を、
可撓性を有する光ファイバアレイ19x、19yで構成する
ことにより、受光素子11x、11yの配置の自由度が増
し、例えば光ファイバアレイ19x、19yを曲げて、受光
素子部分を導光シート10の背面に配置するなどの工夫に
よって、装置を小型化できる。
可撓性を有する光ファイバアレイ19x、19yで構成する
ことにより、受光素子11x、11yの配置の自由度が増
し、例えば光ファイバアレイ19x、19yを曲げて、受光
素子部分を導光シート10の背面に配置するなどの工夫に
よって、装置を小型化できる。
【0024】しかも、各光ファイバの少なくとも導光シ
ート10側の外面が、光吸収体で被覆されているので、光
ファイバアレイ19x、19yの入射面に対し垂直に入射し
て来た蛍光のみが各光ファイバに導かれ、請求項3の場
合と同様に、受光素子上での光強度分布がより尖鋭化す
る。
ート10側の外面が、光吸収体で被覆されているので、光
ファイバアレイ19x、19yの入射面に対し垂直に入射し
て来た蛍光のみが各光ファイバに導かれ、請求項3の場
合と同様に、受光素子上での光強度分布がより尖鋭化す
る。
【0025】請求項5のように、請求項4の光ファイバ
アレイが、導光シート10側における幅よりも受光素子11
x、11y側における幅の方が狭くなっていると、導光シ
ート10の幅よりも小さな幅のセンサを用いることが可能
となり、光学式座標入力装置の盤面を大型化する上でも
有効である。
アレイが、導光シート10側における幅よりも受光素子11
x、11y側における幅の方が狭くなっていると、導光シ
ート10の幅よりも小さな幅のセンサを用いることが可能
となり、光学式座標入力装置の盤面を大型化する上でも
有効である。
【0026】請求項6のように、請求項1、3に記載の
導光路を、正立等倍写像を結合させるセルフォックレン
ズアレイで構成することにより、濾光手段13x、13yを
容易に実現でき、かつ多様化できる。
導光路を、正立等倍写像を結合させるセルフォックレン
ズアレイで構成することにより、濾光手段13x、13yを
容易に実現でき、かつ多様化できる。
【0027】
【実施例】次に本発明による光学式座標入力装置が実際
上どのように具体化されるかを実施例で説明する。図2
〜図4は、濾光手段13x、13yの各種実施例を示す図で
ある。図2は、濾光手段13x、13yを導光シート10の端
部に一体形成した例であり、 (a)は平面図、 (b)は (a)
図におけるb−b断面図、 (c)は受光素子11y(11x)にお
ける光強度分布を示す図である。この実施例では、導光
シート10の端縁に、端縁と垂直方向に一定間隔にスリッ
ト15を入れて櫛歯状に形成されており、スリット15とス
リット15との間の領域16が導光路となる。
上どのように具体化されるかを実施例で説明する。図2
〜図4は、濾光手段13x、13yの各種実施例を示す図で
ある。図2は、濾光手段13x、13yを導光シート10の端
部に一体形成した例であり、 (a)は平面図、 (b)は (a)
図におけるb−b断面図、 (c)は受光素子11y(11x)にお
ける光強度分布を示す図である。この実施例では、導光
シート10の端縁に、端縁と垂直方向に一定間隔にスリッ
ト15を入れて櫛歯状に形成されており、スリット15とス
リット15との間の領域16が導光路となる。
【0028】したがって、矢印a1のように、導光シート
10から受光素子11y(11x)対し垂直に入射して来た光は、
そのまま導光路16を通過して受光素子11y(11x)まで到達
し、検出されるが、矢印a2、a3のように斜めに入射して
来た光は、スリット15との境面から外部に逃げるため、
受光素子11y(11x)に受光されない。
10から受光素子11y(11x)対し垂直に入射して来た光は、
そのまま導光路16を通過して受光素子11y(11x)まで到達
し、検出されるが、矢印a2、a3のように斜めに入射して
来た光は、スリット15との境面から外部に逃げるため、
受光素子11y(11x)に受光されない。
【0029】このように、濾光手段13x、13yは、受光
素子11x、11yに対し垂直方向から入射して来た光のみ
を通過させ、斜めから入射して来た光を遮断するもので
ある。したがって、受光素子11y(11x)上では、入射光が
垂直方向の位置のみ検出光量が大きく、そのほかは破線
で示す従来の場合に比べて極端に減少するので、発光位
置を高精度に検出できる。
素子11x、11yに対し垂直方向から入射して来た光のみ
を通過させ、斜めから入射して来た光を遮断するもので
ある。したがって、受光素子11y(11x)上では、入射光が
垂直方向の位置のみ検出光量が大きく、そのほかは破線
で示す従来の場合に比べて極端に減少するので、発光位
置を高精度に検出できる。
【0030】また、図1に示すように、X方向の受光素
子11xに対し斜めに入射した光は、該受光素子11xのス
リットを透過するため、図12における反射光8bは発生し
ない。したがって、他の辺における位置検出の誤差要因
となる反射光は発生せず、またたとえ発生しても、当該
反射光は、他の辺の受光素子11yに対して斜めに入射
し、該受光素子11y側の濾光手段13yで遮断されるの
で、反射光の影響も確実に防止できる。しかも、発光点
が導光シート10の端部10ex(10ey)に近い場合でも、垂直
方向から入射する光のみしか受光しないので、従来のよ
うに端部の検出精度が低下することもない。
子11xに対し斜めに入射した光は、該受光素子11xのス
リットを透過するため、図12における反射光8bは発生し
ない。したがって、他の辺における位置検出の誤差要因
となる反射光は発生せず、またたとえ発生しても、当該
反射光は、他の辺の受光素子11yに対して斜めに入射
し、該受光素子11y側の濾光手段13yで遮断されるの
で、反射光の影響も確実に防止できる。しかも、発光点
が導光シート10の端部10ex(10ey)に近い場合でも、垂直
方向から入射する光のみしか受光しないので、従来のよ
うに端部の検出精度が低下することもない。
【0031】前記のように、単にスリット15を形成した
だけでは、斜めに入射して来た光が、境面で反射され、
反射光が受光素子11x、11yに到達する恐れがあるが、
スリット15の内面に黒色塗料17などを塗布して、光を吸
収しやすくすることで、反射光を低減できる。例えば、
スリット間隔が0.2mm、スリット幅が0.1mm程度の場合
は、スリット15の中を全部、カーボンブラックなどの黒
色塗料17で埋めてもよい。なお、スリット15は、導光シ
ート10を成型する際に、形成することもできる。
だけでは、斜めに入射して来た光が、境面で反射され、
反射光が受光素子11x、11yに到達する恐れがあるが、
スリット15の内面に黒色塗料17などを塗布して、光を吸
収しやすくすることで、反射光を低減できる。例えば、
スリット間隔が0.2mm、スリット幅が0.1mm程度の場合
は、スリット15の中を全部、カーボンブラックなどの黒
色塗料17で埋めてもよい。なお、スリット15は、導光シ
ート10を成型する際に、形成することもできる。
【0032】図3(a) は、濾光手段13x、13yを、シー
ト端部を加工してないスラブ型導光シート10と受光素子
11x、11yとの間に配置した実施例を示す部分断面/平
面図であり、同図 (b)は、 (a)図におけるb−b断面図
である。この図のように、濾光手段13y(13x)は、導光シ
ート10とも、また受光素子11y(11x)とも別体に形成し
て、導光シート10と受光素子11y(11x)との間に配設する
こともできる。
ト端部を加工してないスラブ型導光シート10と受光素子
11x、11yとの間に配置した実施例を示す部分断面/平
面図であり、同図 (b)は、 (a)図におけるb−b断面図
である。この図のように、濾光手段13y(13x)は、導光シ
ート10とも、また受光素子11y(11x)とも別体に形成し
て、導光シート10と受光素子11y(11x)との間に配設する
こともできる。
【0033】濾光手段13x、13yは、 (b)図のように、
ガラスや樹脂からなる四角柱状の透明体16aで導光路を
構成したもので、多数の四角柱状透明体16a を一定間隔
に配置し、光吸収体となる黒色樹脂17aで接着して濾光
ユニットを構成している。
ガラスや樹脂からなる四角柱状の透明体16aで導光路を
構成したもので、多数の四角柱状透明体16a を一定間隔
に配置し、光吸収体となる黒色樹脂17aで接着して濾光
ユニットを構成している。
【0034】同図(c) は、四角柱状透明体16aに代え
て、丸棒状透明体16bを用い、間を黒色樹脂17bで接着
した例である。この場合、円柱状透明体16bとして、例
えば直径0.1mm程度の光ファイバ(NA:0.1)を短く切断し
たものを用い、一体に接着した後両端を研摩することも
できる。あるいは、請求項6に記載のように、正立等倍
写像を結合させるセルフォックレンズアレイを用いるこ
ともできる。
て、丸棒状透明体16bを用い、間を黒色樹脂17bで接着
した例である。この場合、円柱状透明体16bとして、例
えば直径0.1mm程度の光ファイバ(NA:0.1)を短く切断し
たものを用い、一体に接着した後両端を研摩することも
できる。あるいは、請求項6に記載のように、正立等倍
写像を結合させるセルフォックレンズアレイを用いるこ
ともできる。
【0035】図4は、濾光手段13x、13yを受光素子11
y(11x)と一体形成した例を示す平面図である。アレイ状
の受光素子11y(11x)の導光シート10側の端縁に、図2の
場合と同様な手法で櫛歯状スリットを形成し、黒色塗料
17で埋めたものであり、スリット間の部分16cが導光路
となる。なお、図3のような多数の棒状透明体16a、16
bを受光素子11y(11x)の受光面に透明接着剤で接着して
もよい。
y(11x)と一体形成した例を示す平面図である。アレイ状
の受光素子11y(11x)の導光シート10側の端縁に、図2の
場合と同様な手法で櫛歯状スリットを形成し、黒色塗料
17で埋めたものであり、スリット間の部分16cが導光路
となる。なお、図3のような多数の棒状透明体16a、16
bを受光素子11y(11x)の受光面に透明接着剤で接着して
もよい。
【0036】受光素子11y(11x)は、図11で用いられてい
る光位置検出器6x、6yと同様に、受光面が連続していて
PSD(Position Sensing Device)と呼ばれているものが適
しているが、図5に示すように、多数の微小受光素子18
が密接して配列されたものを用いることもできる。例え
ば、ファクシミリ装置における受光素子を利用すること
ができる。この場合、各微小受光素子18と濾光手段13y
(13x)の導光路16dが1対1で対向するように位置決め
する必要がある。
る光位置検出器6x、6yと同様に、受光面が連続していて
PSD(Position Sensing Device)と呼ばれているものが適
しているが、図5に示すように、多数の微小受光素子18
が密接して配列されたものを用いることもできる。例え
ば、ファクシミリ装置における受光素子を利用すること
ができる。この場合、各微小受光素子18と濾光手段13y
(13x)の導光路16dが1対1で対向するように位置決め
する必要がある。
【0037】以上の実施例で、濾光手段13y(13x)の両端
面と導光シート10および受光素子11y(11x)の受光面との
間は、間隔をおかないで、可能な限り接近させ、かつ透
明な接着剤で接着するのが良い。
面と導光シート10および受光素子11y(11x)の受光面との
間は、間隔をおかないで、可能な限り接近させ、かつ透
明な接着剤で接着するのが良い。
【0038】図6は、濾光手段13x、13yとして、請求
項4のように光ファイバアレイを用いた実施例であり、
濾光手段13x、13yの導光路として、適当なNAと可撓
性を有する光ファイバを用いている。すなわち、多数の
光ファイバを1列に並べてなる光ファイバアレイ19x、
19yの一端が、シート端部を加工してないスラブ型導光
シート10の隣接する端縁10ex、10eyと対向し、他端が前
記のPSDなどからなる受光素子11x、11yと対向して
いる。
項4のように光ファイバアレイを用いた実施例であり、
濾光手段13x、13yの導光路として、適当なNAと可撓
性を有する光ファイバを用いている。すなわち、多数の
光ファイバを1列に並べてなる光ファイバアレイ19x、
19yの一端が、シート端部を加工してないスラブ型導光
シート10の隣接する端縁10ex、10eyと対向し、他端が前
記のPSDなどからなる受光素子11x、11yと対向して
いる。
【0039】光ファイバアレイ19x、19yの導光シート
10側の端部は、斜め方向から到来する光が入射できない
ように、図3に示した要領で、隣接する光ファイバ間に
光吸収体となる黒色塗料を塗布しておくのが良い。
10側の端部は、斜め方向から到来する光が入射できない
ように、図3に示した要領で、隣接する光ファイバ間に
光吸収体となる黒色塗料を塗布しておくのが良い。
【0040】また、光ファイバアレイ19x、19yは、導
光シート10側における幅Dよりも受光素子11x、11y側
における幅dの方が狭くなるように、受光素子11x、11
y側の光ファイバピッチを小さくしてある。受光素子11
x、11y側は、斜め入射光を吸収するための黒色樹脂を
塗布する必要がないので、容易に光ファイバピッチを縮
小できる。
光シート10側における幅Dよりも受光素子11x、11y側
における幅dの方が狭くなるように、受光素子11x、11
y側の光ファイバピッチを小さくしてある。受光素子11
x、11y側は、斜め入射光を吸収するための黒色樹脂を
塗布する必要がないので、容易に光ファイバピッチを縮
小できる。
【0041】また、光ファイバアレイ19x、19yの各光
ファイバとして、導光シート10側の径が太く、受光素子
11x、11yが細くテーパ状になったものを用いることに
よっても、受光素子11x、11y側の幅dを小さくでき
る。例えば、導光シート10側の光ファイバ・ピッチを
0.2mm、受光素子11x、11y側の光ファイバ・ピッチを
0.1mmとすることにより、受光素子11x、11yを、導光
シート10の半分の寸法にできる。
ファイバとして、導光シート10側の径が太く、受光素子
11x、11yが細くテーパ状になったものを用いることに
よっても、受光素子11x、11y側の幅dを小さくでき
る。例えば、導光シート10側の光ファイバ・ピッチを
0.2mm、受光素子11x、11y側の光ファイバ・ピッチを
0.1mmとすることにより、受光素子11x、11yを、導光
シート10の半分の寸法にできる。
【0042】このように、光ファイバアレイの受光素子
11x、11y側の幅dを小さくすることで、導光シート10
を大型化しても、受光素子11x、11yは小型なものを使
用でき、光学式座標入力装置を容易に大型化できる。ま
た、光ファイバアレイ19x、19yとして、可撓性に富ん
だものを使用することで、受光素子11x、11yを導光シ
ート10の下側に配置するなど、小型化が容易になる。
11x、11y側の幅dを小さくすることで、導光シート10
を大型化しても、受光素子11x、11yは小型なものを使
用でき、光学式座標入力装置を容易に大型化できる。ま
た、光ファイバアレイ19x、19yとして、可撓性に富ん
だものを使用することで、受光素子11x、11yを導光シ
ート10の下側に配置するなど、小型化が容易になる。
【0043】図7は、濾光手段13x、13yを、図3で例
示したように、セルフォックレンズアレイで実現した例
であり、シート端部に加工を施していないスラブ型の導
光シート10を用い、その隣接する2辺10ex、10eyと受光
素子11x、11yとの間に、導光シート端の実像を受光素
子上に結像させるように、適当なNAを有するセルフォ
ックレンズアレイ20x、20yが配設されている。この場
合も、隣接するセルフォックレンズ間に黒色塗料を塗布
して、斜め入射光を吸収するようにするのがよい。
示したように、セルフォックレンズアレイで実現した例
であり、シート端部に加工を施していないスラブ型の導
光シート10を用い、その隣接する2辺10ex、10eyと受光
素子11x、11yとの間に、導光シート端の実像を受光素
子上に結像させるように、適当なNAを有するセルフォ
ックレンズアレイ20x、20yが配設されている。この場
合も、隣接するセルフォックレンズ間に黒色塗料を塗布
して、斜め入射光を吸収するようにするのがよい。
【0044】以上例示した濾光手段13x、13yは、図1
に示すように、導光シート10の端縁の直交する2辺、す
なわち10ex、10eyに設けることで足りるが、導光シート
10が大形の場合は、4辺すべてに配設するのがよい。ま
た、前者のように隣接する2辺だけに設ける場合は、他
の2辺10e1、10e2には、反射防止のために黒色塗料など
を塗布しておくのがよい。
に示すように、導光シート10の端縁の直交する2辺、す
なわち10ex、10eyに設けることで足りるが、導光シート
10が大形の場合は、4辺すべてに配設するのがよい。ま
た、前者のように隣接する2辺だけに設ける場合は、他
の2辺10e1、10e2には、反射防止のために黒色塗料など
を塗布しておくのがよい。
【0045】図8は、本発明による濾光手段13x、13y
を導光シート10と受光素子11x、11yとの間に配設した
場合の光位置検出特性を示す図である。横軸は導光シー
ト10の左端から右端までの距離であり、縦軸は受光素子
11y上の光強度の重心位置である。
を導光シート10と受光素子11x、11yとの間に配設した
場合の光位置検出特性を示す図である。横軸は導光シー
ト10の左端から右端までの距離であり、縦軸は受光素子
11y上の光強度の重心位置である。
【0046】本発明によれば、図1(c) に示すように、
Y軸方向において、例えば左端寄りの位置Y1において
も、また右寄りの位置Y2においても、常に正確に位置検
出できるので、図8に示すように、重心位置を示す線L1
は0点から直線となる。すなわち、光強度の重心位置
が、発光位置を正確に現している。
Y軸方向において、例えば左端寄りの位置Y1において
も、また右寄りの位置Y2においても、常に正確に位置検
出できるので、図8に示すように、重心位置を示す線L1
は0点から直線となる。すなわち、光強度の重心位置
が、発光位置を正確に現している。
【0047】ところが、従来のように端部における入射
光が欠けたり、反射光を受光したりすると、端部側にお
いては、正確な位置検出が不可能となる。その結果、破
線L1、L2で示すように、実際の位置よりも中央寄りの位
置を示すことになり、誤差が避けられない。
光が欠けたり、反射光を受光したりすると、端部側にお
いては、正確な位置検出が不可能となる。その結果、破
線L1、L2で示すように、実際の位置よりも中央寄りの位
置を示すことになり、誤差が避けられない。
【0048】図9は、導光シートの実施例を示す断面図
である。例えば透明なガラス基板21上において、蛍光物
質を含む樹脂層で導光層10aを構成し、該導光層10aよ
りも屈折率の低いクラッド層22、23で挟んだ層構成にな
っている。本発明においては、このような構造も含めて
導光シートと総称する。
である。例えば透明なガラス基板21上において、蛍光物
質を含む樹脂層で導光層10aを構成し、該導光層10aよ
りも屈折率の低いクラッド層22、23で挟んだ層構成にな
っている。本発明においては、このような構造も含めて
導光シートと総称する。
【0049】クラッド層22、23としては、例えばPMM
Aのようなポリメタクリル系樹脂、ポリアクリル系樹
脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂あるいは
ポリイミド系樹脂など、励起光および蛍光の吸収の少な
い樹脂などが適している。
Aのようなポリメタクリル系樹脂、ポリアクリル系樹
脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂あるいは
ポリイミド系樹脂など、励起光および蛍光の吸収の少な
い樹脂などが適している。
【0050】導光層10aには、例えばクラッド層22、23
と同じ樹脂に、その樹脂よりも屈折率の高いドーパント
を混合あるいは結合させた樹脂、例えばPMMAにポリ
ビニルカルバゾール、ケイ皮酸エステルなどを分散させ
たものが適している。
と同じ樹脂に、その樹脂よりも屈折率の高いドーパント
を混合あるいは結合させた樹脂、例えばPMMAにポリ
ビニルカルバゾール、ケイ皮酸エステルなどを分散させ
たものが適している。
【0051】あるいは、クラッド層22、23との密着性が
良く、かつ屈折率がクラッド層22、23より高い樹脂など
を母材とし、これにペリレン系色素などの有機蛍光色素
や、Er3+、Yb3+、Nd3+などを含む無機蛍光色素あ
るいは母材とは屈折率が異なる微小ガラス粉などを分散
させた樹脂を用いることができる。
良く、かつ屈折率がクラッド層22、23より高い樹脂など
を母材とし、これにペリレン系色素などの有機蛍光色素
や、Er3+、Yb3+、Nd3+などを含む無機蛍光色素あ
るいは母材とは屈折率が異なる微小ガラス粉などを分散
させた樹脂を用いることができる。
【0052】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、導光シー
ト10と受光素子11x、11yとの間に濾光手段13x、13y
を設け、垂直方向から到来する光のみを受光する構成な
ため、光強度分布が尖鋭化され、導光シート10の端部寄
りの位置であっても、正確に発光位置を検出できる。
ト10と受光素子11x、11yとの間に濾光手段13x、13y
を設け、垂直方向から到来する光のみを受光する構成な
ため、光強度分布が尖鋭化され、導光シート10の端部寄
りの位置であっても、正確に発光位置を検出できる。
【0053】また、濾光手段13x、13yを設けるだけな
ため、安価にしかも大面積の光学式座標入力装置を実現
できる。
ため、安価にしかも大面積の光学式座標入力装置を実現
できる。
【図1】本発明による光学式座標入力装置の基本原理を
説明する平面図、正面図、光強度特性図である。
説明する平面図、正面図、光強度特性図である。
【図2】濾光手段を導光シートの端部に一体形成した例
であり、 (a)は平面図、 (b)は(a)図におけるb−b断
面図、 (c)は受光素子における光強度分布を示す図であ
る。
であり、 (a)は平面図、 (b)は(a)図におけるb−b断
面図、 (c)は受光素子における光強度分布を示す図であ
る。
【図3】(a)は濾光手段を導光シートと受光素子との間
に配設した実施例を示す部分断面/平面図であり、 (b)
は (a)図におけるb−b断面図、 (c)は導光路を丸棒状
透明体で構成した例である。
に配設した実施例を示す部分断面/平面図であり、 (b)
は (a)図におけるb−b断面図、 (c)は導光路を丸棒状
透明体で構成した例である。
【図4】濾光手段を受光素子と一体形成した例を示す平
面図である。
面図である。
【図5】受光素子の実施例を示す平面図であり、多数の
微小受光素子を密接配置しなるものである。
微小受光素子を密接配置しなるものである。
【図6】濾光手段として光ファイバアレイを用いた実施
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
【図7】濾光手段として、セルフォックレンズアレイを
使用した実施例の斜視図である。
使用した実施例の斜視図である。
【図8】本発明により濾光手段を導光シートと受光素子
間に配設した装置の光位置検出特性を従来装置と比較し
て示す図である。
間に配設した装置の光位置検出特性を従来装置と比較し
て示す図である。
【図9】導光シートの実施例を示す断面図である。
【図10】従来の発光・受光素子式の光学式座標入力装置
を示す図で、 (a)は平面図、 (b)は (a)図におけるb−
b断面図である。
を示す図で、 (a)は平面図、 (b)は (a)図におけるb−
b断面図である。
【図11】蛍光板を用いた従来の光学式座標入力装置を示
す図である。
す図である。
【図12】図11の光学式座標入力装置における発光位置検
出特性を示す図である。
出特性を示す図である。
1 表示パネル 2x,2y 発光素子 3x,3y 受光素子 4 指先 5 透明基板 6x,6y 光位置検出器 7 入力ペン 8a 発光点から直接入射する蛍光 8b 透明基板の端部で反射して来る光 10 導光シート 10a 導光層 10ex,10ey 導光シートの端部 11x,11y 受光素子 12 発光器 13x,13y 濾光手段 14 表示装置 15 スリット 16,16c,16d 導光路 16a 四角柱状透明体 16b 丸棒状透明体 17 黒色塗料 18 微小受光素子 19x,19y 光ファイバアレイ 20x,20y セルフォックレンズアレイ
Claims (6)
- 【請求項1】 特定の波長の励起光で蛍光する物質ある
いは微小光散乱体を含む導光シート(10)の端部に受光素
子(11x,11y) を配設し、発光器(12)で導光シート(10)の
任意の点を照射して励起し、励起光を受光素子(11x,11
y) で受光することによって、発光器(12)による発光位
置を検出する光学式座標入力装置において、 前記導光シート(10)と受光素子(11x,11y) との間に、受
光素子(11x,11y) に対し所定の角度で入射する光のみを
通過させ、他の光を遮断する濾光手段(13x,13y)を配設
したことを特徴とする光学式座標入力装置。 - 【請求項2】 前記の濾光手段(13x,13 y)は、導光シー
ト(10)側と一体形成、受光素子(11x,11y) 側と一体形
成、あるいは導光シート(10)と受光素子(11x,11y) との
間に配設、のいずれかであることを特徴とする請求項1
記載の光学式座標入力装置。 - 【請求項3】 前記の濾光手段(13x,13 y)は、一定のピ
ッチで多数配列された各導光路の一端が導光シート(10)
側に対応し、他端が受光素子(11x,11y) 側に対応するよ
うに配置され、各導光路が光吸収体で被覆されているこ
とを特徴とする請求項1または2記載の光学式座標入力
装置。 - 【請求項4】 前記の導光路が可撓性を有する光ファイ
バアレイ(19x,19y)で構成されており、各光ファイバの
少なくとも導光シート(10)側の外面が、光吸収体で被覆
されていることを特徴とする請求項1記載の光学式座標
入力装置。 - 【請求項5】 前記の光ファイバアレイ(19x,19y) が、
前記導光シート(10)側における幅よりも受光素子(11x,1
1y) 側における幅の方が狭くなっていることを特徴とす
る請求項4記載の光学式座標入力装置。 - 【請求項6】 前記の導光路が、正立等倍写像を結合さ
せるセルフォックレンズアレイ(20x,20y)で構成されて
いることを特徴とする請求項1または3記載の光学式座
標入力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3278196A JPH05119909A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 光学式座標入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3278196A JPH05119909A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 光学式座標入力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05119909A true JPH05119909A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17593936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3278196A Withdrawn JPH05119909A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 光学式座標入力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05119909A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009128457A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Stanley Electric Co Ltd | ストロボ装置 |
JP2009277214A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-26 | Sega Corp | 位置入力装置 |
JP2009545056A (ja) * | 2006-08-10 | 2009-12-17 | エルジー ケム. エルティーディ. | 非接触式座標入力システム用導光板、これを含むシステム及びこれを用いた非接触式座標入力方法 |
JP2012063969A (ja) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Nitto Denko Corp | 光導波路デバイスおよび光学式タッチパネル |
JP2012524306A (ja) * | 2009-04-16 | 2012-10-11 | イシキリ インターフェイス テクノロジーズ ゲーエムベーハー | 表示画面と、これに組み合わせたデータ処理システム用制御システム |
JP2014197363A (ja) * | 2013-03-06 | 2014-10-16 | 日東電工株式会社 | 位置センサ |
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JP2017508217A (ja) * | 2014-03-11 | 2017-03-23 | クアルコム,インコーポレイテッド | 光学に基づくアクティブスタイラス入力認識のためのシステムおよび方法 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP3278196A patent/JPH05119909A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
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