(57)【要約】【課題】安価な構成で且つ再帰反射枠も不要なので外観もシンプルに構成可能であり、さらに設置も容易でさまざまなアプリケーションに応用可能な光学式位置検出装置を提供する。【解決手段】位置検出領域に置かれた指示体５の指示位置座標を検出する光学式位置検出装置は、板状部材１と２つの撮像部２と撮像視野反射手段３とからなる。板状部材１はその片面側に位置検出領域４を有し、少なくとも一部が透過性を有する。撮像部２は、エリアイメージセンサからなり、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側に設けられ、位置検出領域に置かれた指示体の像を異なる２ヶ所から所定の撮像視野でそれぞれ撮影する。さらに、撮像部の視野を反射するための撮像視野反射手段３を板状部材の透過性を有する位置に有する。これは、撮像部の視野が位置検出領域全体をカバーするように、撮像視野を反射させる。【選択図】図１
2006163751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出領域に置かれた指示体の指示位置座標を検出する光学式位置検出装置であって、該装置は、
その片面側に位置検出領域を有し、少なくとも一部が透過性を有する板状部材と、
前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側に設けられ、前記位置検出領域に置かれた指示体の像を異なる２ヶ所から所定の撮像視野でそれぞれ撮影するための、エリアイメージセンサからなる２つの撮像部と、
前記板状部材の前記位置検出領域を有する面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、前記撮像部の撮像視野が前記位置検出領域全体をカバーするように、前記撮像部の撮像視野を反射する撮像視野反射手段と、
を具備することを特徴とする位置検出平面外に撮像部を有する光学式位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式位置検出装置であって、さらに、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側に設けられ、前記位置検出領域全体を均一に照らすための光源と、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面側の、前記板状部材が透過性を有する位置に設けられ、前記光源からの光が前記位置検出領域全体を均一に照らすように前記光源からの光を反射する照明領域反射手段と、を具備することを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学式位置検出装置であって、さらに、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側の、前記板状部材が透過性を有する位置に設けられ、前記光源からの光を前記照明領域反射手段へ反射する裏面照明領域反射手段を具備し、前記照明領域反射手段は、前記裏面照明領域反射手段で反射された前記光源からの光を反射することを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光学式位置検出装置において、前記裏面照明領域反射手段はプリズムミラー又はハーフミラーからなることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記照明領域反射手段は、プリズムミラーからなることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記光源は、発光方向に対して横に複数直線状に並べられるＬＥＤからなることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光学式位置検出装置であって、さらに、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、前記撮像部の撮像視野を前記撮像視野反射手段へ反射する裏面撮像視野反射手段を具備し、前記撮像視野反射手段は、前記裏面撮像視野反射手段で反射された前記撮像部の撮像視野を反射することを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光学式位置検出装置において、前記裏面撮像視野反射手段はハーフミラーからなり、さらに、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側に、裏面位置検出領域を具備することを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記撮像視野反射手段は、プリズムミラーからなることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記撮像部は、自動感度調整機能を有することを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の光学式位置検出装置であって、さらに、前記撮像部と対向する位置に設けられ、前記位置検出領域の周辺の少なくとも３辺を覆うような周囲枠を有し、前記撮像部に撮影される周囲枠の面は、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面に近い側が暗色であり、遠い側が明色であることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れかに記載の光学式位置検出装置であって、さらに、前記板状部材の前記位置検出領域を有する面とは反対の面側に前記位置検出領域と重なるように表示手段を有し、前記板状部材は前記位置検出領域の部分が透過性を有することを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学式位置検出装置において、前記表示手段は、リア投影型プロジェクタ、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイであることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３の何れかに記載の光学的位置検出装置であって、さらに、前記撮像部に複数の指示体が撮影されたときに指示体の動きに応じた所定の処理を行なう処理手段を具備することを特徴とする光学的位置検出装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光学式位置検出装置において、前記処理手段は、前記指示体の動きがつまみを回すような回転動作であった場合に、それに応じた所定の回転処理動作を行なうことを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記板状部材は、ガラステーブルのガラス板であることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６の何れかに記載の光学式位置検出装置において、前記撮像部は、各々で撮影された像の部分画像の相関を求めることにより処理することで撮影された像までの距離を検出し、前記位置検出領域外の像を排除することを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光学式位置検出装置において、前記部分画像は、エッジを抽出した画像であることを特徴とする光学式位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学式位置検出装置に関し、特に、位置検出平面外に撮像部を設けることで設置を容易とし、また外観がシンプルで安価な光学式位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショーウィンドウにホログラムスクリーン等を貼付し、映像を投影する装置が存在する。このような装置は、これまでの静止した商品表示にとどまらず、動く広告として利用可能であり注目されている。
【０００３】
このようなショーウィンドウ上の投影装置をさらに進め、タッチパネル機能を組み込んでインタラクティブな広告が行なえるようにしたものがある（特開２００３−５６１７）。この装置は、タッチパネルとして抵抗皮膜方式や静電容量方式等の透明なタッチパネルや、複数の赤外線の発光部と受光部を並べて赤外線のマトリックスを形成し、赤外線の遮断により位置検知を行なうものを採用していた。
【０００４】
このようなタッチパネル方式の場合、透明なタッチパネルとしてスクリーン上に透明電極を設ける必要があり、これによる光透過性の問題やタッチパネルの耐久性の問題を生じていた。また、赤外線のマトリックスによる位置検知では、複数の赤外線の発光部と受光部の位置合わせが難しく、製造コストが高くなるという問題があった。さらに、タッチパネル機能を実現するための装置をショーウィンドウの外側に設ける必要があり、雨風に曝されることによる耐久性の問題だけでなく、いたずらや盗難の問題も生じていた。さらにまた、外側へ装置を設置しなければいけないため、ケーブルの引き込みのために壁やガラスに穴を開ける必要が生じ、テナントビル等では設置が困難であった。
【０００５】
このような問題点を解決するものとして、ショーウィンドウに光学式位置検出装置を組み合わせたものがある（特開２００４−５４０６５）。この装置は、プリズムミラーを用いてセンサ部をショーウィンドウ内に設置したものであり、センサ部の光源からの光がプリズムミラーで反射され位置検出面上に導かれ、指示体の位置検出領域の周辺３辺に設けられた再帰反射枠に入射し再帰反射して再度位置検出面上を通過してプリズムミラーに戻り、これで反射された光をセンサ部の受光素子で受光する。指示体がセンサ部の光源からの光を遮断すると、受光素子で受光する光に影の部分が生じ、この影の位置を２つのセンサ部で検出することで、三角測量の原理で指示体の指示位置を検出するものである。プリズムミラーを用いることでセンサ部や再帰反射枠をショーウィンドウ内に設けることができるため、信頼性や耐久性を得ることができるとしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５６１７
【特許文献２】特開２００４−５４０６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特開２００３−５６１７に開示の装置の問題点を上記特開２００４−５４０６５が解決しようとしているが、上記特開２００４−５４０６５に開示の装置の場合、センサからの光を再帰反射させて戻ってきた光の遮断位置によって指示位置を検出する方式であるため、位置検出領域の周辺３辺には必ず再帰反射枠を設けなければならなかった。したがって、設計の自由度が少なく、外観もシンプルなものとしづらかった。
【０００８】
さらに、上記特開２００４−５４０６５に開示の装置は、上述のように遮断による影の位置を検出する方式であるため、複数の指示体で操作した場合、センサから見て指示体が重なった部分の判別は不能であり、複数の指示体による操作はできなかった。したがって、例えば位置検出領域に表示装置の表示画面を重ね、表示画面にボリュームつまみ等を表示させて、これを操作させるようなことはできなかった。
【０００９】
また、再帰反射枠を用いて指示体の影の位置を検出することにより指示位置を決定する位置検出装置の例の場合、外来光が強すぎると、再帰反射枠からの反射光よりも指示体の像のほうが明るくなってしまうため、指示体の影の位置を検出することができなくなってしまう問題があった。上記特開２００４−５４０６５に開示の装置では、このような外光対策のために光源をＯＮ／ＯＦＦするものを開示しているが、これを実現するためには高速な撮像素子と高速なＡ／Ｄコンバータ等の処理回路を必要とするため、装置が高価になるという問題点もあった。
【００１０】
またさらに、センサと再帰反射枠との位置合わせも容易ではなく、調整等がシビアであり設置も困難であった。
【００１１】
本発明は、斯かる実情に鑑み、安価な構成で外観もシンプルに構成可能であり、且つ設置も容易でさまざまなアプリケーションに応用可能な光学式位置検出装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による光学式位置検出装置は、その片面側に位置検出領域を有し、少なくとも一部が透過性を有する板状部材と、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側に設けられ、位置検出領域に置かれた指示体の像を異なる２ヶ所から所定の撮像視野でそれぞれ撮影するための、エリアイメージセンサからなる２つの撮像部と、板状部材の位置検出領域を有する面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、撮像部の撮像視野が位置検出領域全体をカバーするように、撮像部の撮像視野を反射する撮像視野反射手段と、を具備するものである。
【００１３】
さらに、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側に設けられ、位置検出領域全体を均一に照らすための光源と、板状部材の位置検出領域を有する面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、光源からの光が位置検出領域全体を均一に照らすように光源からの光を反射する照明領域反射手段と、を具備しても良い。
【００１４】
さらにまた、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、光源からの光を照明領域反射手段へ反射する裏面照明領域反射手段を具備しても良く、この場合、照明領域反射手段は、裏面照明領域反射手段で反射された光源からの光を反射する。そして、裏面照明領域反射手段はプリズムミラー又はハーフミラーからなれば良い。また、照明領域反射手段は、プリズムミラーからなれば良い。さらに、光源は、発光方向に対して横に複数直線状に並べられるＬＥＤからなれば良い。
【００１５】
またさらに、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側の、板状部材が透過性を有する位置に設けられ、撮像部の撮像視野を撮像視野反射手段へ反射する裏面撮像視野反射手段を具備しても良く、この場合、撮像視野反射手段は、裏面撮像視野反射手段で反射された撮像部の撮像視野を反射する。ここで、裏面撮像視野反射手段はハーフミラーからなり、さらに、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側に、裏面位置検出領域を具備するようにしても良い。
【００１６】
また、撮像視野反射手段は、プリズムミラーで構成しても良い。
【００１７】
また、撮像部は、自動感度調整機能を有しても良い。
【００１８】
さらに、撮像部と対向する位置に設けられ、位置検出領域の周辺の少なくとも３辺を覆うような周囲枠を有しても良く、撮像部に撮影される周囲枠の面は、板状部材の位置検出領域を有する面に近い側が暗色であり、遠い側が明色であれば良い。
【００１９】
またさらに、板状部材の位置検出領域を有する面とは反対の面側に位置検出領域と重なるように表示手段を有するようにしても良く、板状部材は位置検出領域の部分が透過性を有するようにすれば良い。なお、表示手段は、リア投影型プロジェクタ、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイであれば良い。
【００２０】
さらに、撮像部に複数の指示体が撮影されたときに指示体の動きに応じた所定の処理を行なう処理手段を具備するようにしても良い。ここで、処理手段は、指示体の動きがつまみを回すような回転動作であった場合に、それに応じた所定の回転処理動作を行なうことも可能である。
【００２１】
さらにまた、板状部材は、ガラステーブルのガラス板とすることも可能である。
【００２２】
なお、撮像部は、各々で撮影された像の部分画像の相関を求めることにより処理することで撮影された像までの距離を検出し、位置検出領域外の像を排除することも可能である。ここで、部分画像は、エッジを抽出した画像とすることも可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の光学式位置検出装置には、再帰反射枠等が不要であり調整も簡単で設置も容易で外観もシンプルに構成可能であるという利点がある。さらに、ショーウィンドウ等に設置する場合、撮像部の撮像視野も反射させることで、反射材以外の機材をすべてウィンドウの領域外に設置可能となり、非常に外観がシンプルとなる。また、ウィンドウの表面、裏面とも同時にタッチパネル化が可能となるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の光学式位置検出装置の第１実施例を説明するための図であり、図１（ａ）はその側面概略図を、図１（ｂ）はその平面概略図を表わす。図示のとおり、本発明の第１実施例の光学式位置検出装置は、ショーウィンドウ等のガラス板１と、所定の撮像視野で撮影するためのエリアイメージセンサを有する撮像部２と、撮像部の撮像視野を反射するプリズムミラー３とからなる。本発明において、ガラス板１は用途によっては必ずしも全体が透明である必要はなく、所定の部分、すなわち撮像部２とプリズムミラー３とに挟まれる部分が透過性を有すれば良い。
【００２５】
また、撮像部２は、エリアイメージセンサを有するものであり、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ガラス板１の裏面側の２ヶ所に設置される。なお、本明細書中における「裏面」や「表面」という用語は、便宜的なものであり、図面上、側面図では左側を、平面図では手前面を「表面」、反対側を「裏面」と定義している。
【００２６】
所定の位置に設置された２つの撮像部２で位置検出領域４に置かれた指示体５の像を撮影することで、三角測量の原理により指示体の指示位置を検出するものである。ここで、エリアイメージセンサは、そのすべての画素を用いるのではなく、ガラス板１上から所定の高さまでの範囲、例えばガラス板１の面上から１０ｍｍ程度の高さまでの領域であって、位置検出領域全体をカバーするような領域の範囲の画素を選択して用いられる。これにより、その領域外の不要な画像のための無駄なデータの転送・処理等が不要となるため、エリアイメージセンサであっても高速な処理が可能となる。なお、ガラス板面上からの高さは、アプリケーションによって種々変更可能である。
【００２７】
また、撮像部２の撮像視野のガラス板１に対する高さ方向の位置合わせは、画素を必要な部分のみ自動で選択することで極めて容易に行なえる。したがって、例えばガラス板の撓み等で撮像部２の設置位置がずれ、撮像視野が変わったとしても、撮像部を物理的に動かすことなく、撮像視野の高さを調整可能である。ガラス板１の境界面が検出しづらい場合には、所定の目印でガラス板１との境界を検出することも勿論可能である。例えば、通常のショーウィンドウ等は、壁面１０に埋め込まれているが、壁面との間はゴムパッキン等の暗色なもので通常覆われているので、この暗色部分を目印として、所定の撮像視野を画定しても良い。このようなゴムパッキン等を周囲枠として用いる代わりに、境界検出の目印用に、ガラス板１に近い側が暗色となり、遠い側が明色となるように構成された周囲枠を位置検出領域の周辺に設けても勿論良い。撮像部２で撮像される部分は位置検出領域の３辺であるので、この周囲枠は位置検出領域４の周辺の少なくとも３辺を覆うように設けられれば良い。
【００２８】
そして、ガラス板１の裏面に設けられている撮像部２の撮像視野を、位置検出領域４全体をカバーするように反射するためのプリズムミラー３が、ガラス板１の表側に設けられている。プリズムミラー３は、通常のミラーであっても良いが、設置の容易性や耐久性等から、第１実施例ではプリズムミラーを採用した。なお、プリズムミラーの反射面は汚れによる反射特性の劣化を防ぐために、アルミ蒸着により作成されれば良い。プリズムミラー３の反射面の角度は、撮像視野がガラス板１上を平行に走るようにするために、撮像視野を約９０度に屈折させるように約４５度に設定される。なお、ガラス板１への撮像部２の映り込みを防止するために、図２に示すように、ガラス板１に対して撮像部２を斜めに設置し、撮像視野がガラス板１上を平行に走るように反射面が所定の角度に調整されたプリズムミラー３を用いても良い。
【００２９】
さらに、本発明の第１実施例の位置検出装置では、図１に示されるように位置検出領域４の裏面側に、位置検出領域と重なるようにホログラムスクリーン６を設けても良い。このホログラムスクリーン６に、リア投影型プロジェクタ７からの映像を投影する。プロジェクタ７は、コンピュータ８に接続され、また、撮像部２もコンピュータ８に接続されており、コンピュータ８により入出力を制御することで、タッチパネル機能付き表示装置が実現可能となる。なお、図示例ではリア投影型プロジェクタとホログラムスクリーンの例を示したが、本発明はこれに限定されず、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等、あらゆるディスプレイを適用可能である。
【００３０】
なお、撮像部２は、外光対策として自動感動調整機能を有するものが好ましい。本願発明では指示体の像を直接撮影するため、従来技術のような外来光による問題は生じにくいが、周囲の明るさの変化により、指示体５やその周囲の映像が明るくなり過ぎたり暗くなり過ぎたりすると、指示体５が検出できなくなる場合がある。このため、撮像部２で自動的に感度を調整し、常に一定のコントラストを持って指示体５が撮影されるようにすれば良い。これにより、従来の特開２００４−５４０６５に開示の装置の問題点で挙げたような外光対策が不要となり、装置を安価に製造可能となる。
【００３１】
また、位置検出領域４に周囲枠等を設けない場合、単に撮像部２で撮影された映像からは、指示体が位置検出領域内にあるのか位置検出領域外にあるのか判別できない場合もある。したがって、位置検出領域外に例えば左手をついて、右手で位置検出領域内を操作しようとした場合、左手の像も撮影されてしまうため、誤動作する場合もあり得る。これを防止するために、相関法により２つの撮像部２でそれぞれ撮影された画像の部分画像の相関を求めることで、指示体までの距離を検出して位置検出領域外の像を排除するようにしても良い。すなわち、それぞれの撮像部において、指示体として検出される細長い２つの像が写っている画像が得られるが、これらの画像内の像の位置を相関法により処理することで撮像部間の中心からの距離を算出できるので、この距離情報から位置検出領域外の像を排除すれば良い。なお、相関法に用いられる部分画像は、エッジを抽出した画像であれば相関が取りやすくなる。例えば元の画像の空間微分の絶対値を求め、これを所定の閾値より低いものを除去した画像を相関法に用いれば、指示体のエッジが強調され相関がより取りやすくなる。
【００３２】
このような位置検出装置の位置検出領域に指示体が置かれた場合、撮像部２には、指示体の像がそのまま撮影される。より具体的には、位置検出領域４のガラス板１上のわずかな高さの領域に入ってきた指示体の先端部分の像がそのまま撮影される。そして、所定の位置に置かれた２つの撮像部２でこの指示体の像を撮影することにより、撮影された像の位置から三角測量の原理によって指示体の指示位置座標が検出できるのである。なお、指示位置座標は、撮像部２で撮影された像を用いてコンピュータ８等で計算しても良いし、撮像部２内にＤＳＰ等を設けて計算しても良い。ここで、本発明の撮像部２は、エリアイメージセンサを用いており、指示体の像をそのまま撮影しているため、指示体が指なのか、ペンなのか、さらには手のひらを乗せただけで操作しようと思っていない所謂お手つき状態なのかを、撮像部側では撮影された画像から瞬時に判別することが可能となる。したがって、操作上非常に使い勝手の良いものとなる。なお、エリアイメージセンサのすべての画素を用いると処理するデータが膨大となり、高速な処理装置が必要となるが、本発明の位置検出装置の場合、エリアイメージセンサの画素のうち、位置検出に必要な所定の必要な部分の画素のみを用いて検出処理を行なうことが可能なため、高速な処理装置を用いなくても、検出速度的にも問題のないレベルの位置検出装置が実現可能となる。
【００３３】
また、本発明によれば、エリアイメージセンサにより指示体の像をそのまま撮影するため、例えば指先の細かい動きまで正確に検出できる。したがって、指示体の動きに応じて所定の処理を行なわせるようにしても良い。すなわち、撮影された指示体５の動きをコンピュータ８で解析し、例えば２つの指示体が入力され、それらが近づく動作をしたら、表示画面６にはその動作に応じてズーム表示を行なう等ということが可能となる。さらに、本発明の位置検出装置によれば、表示画面にボリュームつまみ状のオブジェクトを表示させ、これを指でつまんでまわすような動作を行なわせた場合であっても、指示体の像をそのまま撮影しているため、その動作を検出することが可能である。そして、それに応じてコンピュータ８が所定の回転処理動作を行い、例えば音声のボリュームを上げる等の処理が可能となる。従来技術で説明した再帰反射枠を用いた位置検出装置では、影の部分を検出する方式であるので指示体が重なった場合には検出されず、特にこのような回転動作を検出することは困難であったが、本発明によればこのような動作も容易に検出可能である。
【００３４】
次に、本発明の第２実施例の位置検出装置を、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、第２実施例の位置検出装置の側面概略図を表わし、図３（ｂ）はその平面概略図を表わす。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１に示す第１実施例のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図３に示す如く、撮像部２をガラス板１の領域外に設け、裏面側で撮像視野を反射するための、裏面プリズムミラー３’をさらに設けた点にある。
【００３５】
より具体的には、撮像部２は、例えばガラス板１の領域外の所定の位置に設けられる。なお、これはガラス板１の領域内に設けられても勿論構わないが、外観がシンプルになるという効果を得るためには、ガラス板１の領域外に設けられることが好ましい。そして、ガラス板１の位置検出領域４の面とは反対側の面側に、撮像視野を反射するための裏面プリズムミラー３’が設けられている。なお、裏面プリズムミラー３’は、ガラス板１が透過性を有する部分に設けられ、ガラス板１の表側のプリズムミラー３に撮像視野が反射するように構成される。
【００３６】
撮像部２の撮像視野は、裏面プリズムミラー３’に入射し、ここでほぼ９０度に屈折され、ガラス板１の透過性を有する部分を介してプリズムミラー３に入射し、さらにここでほぼ９０度に屈折されることで、位置検出領域４全体をカバーするように構成されている。なお、裏面プリズムミラー３’もプリズムミラー３と同様に、反射面を約４５度に構成してアルミ蒸着により作成されれば良い。また、プリズムミラー３と同様に、これはプリズムミラーに限らず、通常のミラーであっても良い。
【００３７】
このように構成することで、ガラス板１の領域内には、プリズムミラーのみ設置することになるため、ガラス板への撮像部の固定方法等を検討する必要が無く、設置が容易となる。また、ガラス板領域に目立つ装置を配置する必要がなくなるため、見た目が非常にシンプルとなる。
【００３８】
なお、図示例では平面のプリズムミラーを用いた例を示したため、撮像視野が位置検出領域全体をカバーするように図１に示したミラーよりも幅の広いミラーとなっているが、本発明はこれに限定されず、ミラーを曲面ミラーとし、撮像部の画角をもっと狭いものとすることで、図３に示すプリズムミラーよりもより幅を狭くして、外観をよりシンプルにすることも勿論可能である。
【００３９】
さらに、図４に示すように、裏面プリズムミラー３の代わりに、裏面の反射板としてハーフミラー３０を用いることも可能である。ハーフミラー３０とすることで、ハーフミラー３０で屈折された撮像視野は表側のプリズムミラー３へ入射し、一方、ハーフミラーを透過した撮像視野は、ガラス板１の裏面側に行く。この裏面側の撮像視野を、ガラス板１に対して平行に進むように構成することで、裏面側にも位置検出領域を設けることが可能となる。これにより、ガラス板の両面を位置検出領域とすることが可能となり、さまざまなアプリケーションに応用可能な使い勝手がより良い装置を実現可能となる。
【００４０】
次に、本発明の第３実施例の位置検出装置を、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、第３実施例の位置検出装置の側面概略図を表わし、図５（ｂ）はその平面概略図を表わす。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１に示す第１実施例のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図５に示す如く、位置検出領域全体を均一に照らすための光源とプリズムミラーをさらに設けた点にある。第１実施例では、周辺の自然光を光源にしており、これにより照らされた指示体を撮影している。しかしながら、夜間等、周辺が暗い場合、指示体を検出しにくくなる場合もあるため、本実施例ではＬＥＤ等の光源で位置検出領域全体を均一に照らしている。以下、図面を参照してより詳細に説明する。図示のとおり、本発明の第３実施例は、位置検出領域４を有する面とは反対の面側に設けられる光源２０と、位置検出領域４を有する面側に設けられる照明用のプリズムミラー２１とが設けられる。光源２０と照明用プリズムミラー２１は、その間のガラス板１が透過性を有している位置に設けられている。
【００４１】
図示例では、光源２０は、横に複数直線状に並べられるＬＥＤからなるものを示している。ＬＥＤは、例えば赤外発光ＬＥＤ等である。しかしながら、本発明の光源はこれに限定されず、例えば面光源や蛍光管等、位置検出領域全体を均一に照らせるものであればいかなるものであっても良い。さらに、例えば位置検出領域の裏面に液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置を設けた例の場合では、表示装置から発せられる光自体が位置検出領域全体を均一に照らすものとなるため、別途ＬＥＤ等を設けなくても良い場合もあり得る。
【００４２】
また、照明用プリズムミラー２１は、撮像部２のために設けられたプリズムミラー３と同様に、反射面を約４５度に構成してアルミ蒸着により作成されれば良い。また、撮像部用プリズムミラー３と同様に、これはプリズムミラーに限らず、通常のミラーであっても良い。
【００４３】
光源２０から発せられた光は、ガラス板１の透過性を有する部分を通って照明用プリズムミラー２１に照射され、照明用プリズムミラー２１で９０度に屈折されて位置検出領域４の全体を均一に照らす。この照明により位置検出領域４に置かれた指示体５が照らされ、その像を撮像部２で撮影するものである。撮像部の構成と同様、光源もウィンドウの内側に設けることが可能であるため、ケーブルの引き込み等も問題もない。
【００４４】
また、図５に示す第３実施例では、光源と照明用プリズムミラーを２つの撮像部のほぼ間に設けているが、本発明はこれに限定されず、位置検出領域全体を均一に照らせる位置であれば、光源と照明用プリズムミラーの位置はいかなる位置であっても良い。
【００４５】
さらに、図６に示すように、光源２０を、例えばガラス板領域外の壁面に設け、ガラス板１の裏面側に裏面照明用プリズムミラー２１’を設けても良い。光源２０からの光は、裏面照明用プリズムミラー２１’に入射し、ここでほぼ９０度に屈折され、ガラス板１の透過性を有する部分を介して照明用プリズムミラー２１に入射し、さらにここでほぼ９０度に屈折されることで、位置検出領域全体を均一に照らすように構成されている。
【００４６】
なお、裏面照明用プリズムミラー２１’を、ハーフミラーで構成することも可能である。ハーフミラーとすることで、ハーフミラーで屈折された光源からの光は表側のプリズムミラー２１へ入射し、一方、ハーフミラーを透過した光源からの光は、ガラス板１の裏面側に行く。この裏面側の光を、ガラス板１に対して平行に進むように構成することで、図４で説明したような裏面側にも位置検出領域を設けた場合に、裏面側位置検出領域全体を均一に照らすことが可能となる。
【００４７】
上記の図示例はすべてショーウィンドウ等の垂直に立てられたガラス板に位置検出装置を設置するものを示したが、以下の例はウィンドウ以外のものに設置した例を説明する。図７は、本発明の位置検出装置を、テーブル面がガラス板から構成されるガラステーブルに適用した場合の概略斜視図である。図示のように、ガラステーブル１１のガラス板１上に、プリズムミラー３を設け、裏面側に撮像部２や表示装置９を設け、これらをコンピュータ８に接続したものである。これにより、ガラステーブルのガラス板を位置検出領域とする位置検出装置が実現可能となる。なお、これまで説明した例と同様に、裏面プリズムミラーを用いて撮像部２の位置をガラステーブルのエッジ部に設置して目立たなくしたものや光源を設けたものも適用可能である。
【００４８】
本発明の位置検出装置をガラステーブルに適用した場合、撮像部がエリアイメージセンサであり、指示体の像をそのまま撮影するため、指示体で指示した以外の手のひらの像や、右利きの人が位置検出領域内に左手を添えた場合等でも、誤動作をしないように構成することが可能である。
【００４９】
なお、本発明の光学式位置検出装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明の位置検出装置の第１実施例を説明するための図であり、図１（ａ）がその概略側面図を、図１（ｂ）がその概略平面図である。
【図２】図２は、本発明の位置検出装置の撮像部を、ガラス板に対して斜めに設置した例を説明するための概略側面図である。
【図３】図３は、本発明の位置検出装置の第２実施例を説明するための図であり、図３（ａ）がその概略側面図を、図３（ｂ）がその概略平面図である。
【図４】図４は、図３の第２実施例の裏面プリズムミラーをハーフミラーで構成した場合の例を説明するための概略側面図である。
【図５】図５は、本発明の位置検出装置の第３実施例を説明するための図であり、図５（ａ）がその概略側面図を、図５（ｂ）がその概略平面図である。
【図６】図６は、本発明の位置検出装置の光源をガラス板外の壁面に設ける例を説明するための概略側面図である。
【図７】図７は、本発明の位置検出装置をガラステーブルに適用した場合の例を説明するための概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    ガラス板
２    撮像部
３    プリズムミラー
３’    裏面プリズムミラー
４    位置検出領域
５    指示体
６    表示画面
７    プロジェクタ
８    コンピュータ
９    表示装置
１０    壁面
１１    ガラステーブル
２０    光源
２１    照明用プリズムミラー
２１’    裏面照明用プリズムミラー
３０    ハーフミラー
【図１】
2006163751.tif 000003
【図３】
2006163751.tif 000004
【図２】
2006163751.tif 000005
【図４】
2006163751.tif 000006
【図５】
2006163751.tif 000007
【図６】
2006163751.tif 000008
【図７】
2006163751.tif 000009