(57)【要約】【課題】楕円体の鏡を用いた光学式の位置検出装置は、楕円体の鏡が位置検出領域の大きさに比べて大きなものとなり、位置検出装置の小型化が困難であった。【解決手段】本発明の位置検出装置は、その光反射部７が発光手段４と受光手段５のそれぞれの設置位置を２つの焦点として共有する離心率の互いに異なる複数の楕円体のそれぞれ一部から構成されている。よって、検出領域２の大きさと比較して、光反射部７の幅を十分に狭くでき、小型化、軽量化された位置検出装置を提供することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指示手段による指示を受け入れる検出領域と、
前記検出領域の端部若しくはその近傍である光ビームを射出するための発光部と、
前記検出領域の端部若しくはその近傍にある前記光ビームを受光するための受光部と、
前記検出領域の周辺領域若しくは周辺領域の一部に設けられ、前記発光部と前記受光部の位置を焦点として共有する離心率の互いに異なる複数の楕円体のそれぞれ一部からなる光反射部とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記検出領域が矩形形状をなし、前記光反射部が、この矩形形状の任意の三辺の外側に位置して構成されており、残る一辺の外側に発光部及び受光部が位置して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記光反射部の一部、または全面が前記発光部と前記受光部のそれぞれの設置位置を共役点とする反射型ホログラムで構成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載された前記位置検出装置を備えたことを特徴とするディスプレイまたはインタラクティブボードその他の事務機器。
【請求項５】
指示部材による指示を受け入れる検出部と、
前記検出部の端部若しくはその近傍であって楕円の一方の焦点に設けられ光ビームを投光する発光部と、
前記検出部の端部若しくはその近傍であって前記楕円の他方の焦点に設けられ前記発光部が投光した光ビームを受光する受光部と、
前記検出部の周囲の一部に設けられ、前記発光部及び前記受光部が設けられた前記焦点を共有し離心率が互いに異なる複数の楕円のそれぞれの一部を反射面に有する光反射部とを有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】
前記検出領域が矩形形状をなし、前記光反射部が、この矩形形状の任意の三辺の外側に位置して構成されており、残る一辺の外側に発光部及び受光部が位置して構成されていることを特徴とする請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記光反射部の一部、または全面が前記発光部と前記受光部のそれぞれの設置位置を共役点とする反射型ホログラムで構成されてなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７に記載された前記位置検出装置を備えたことを特徴とするディスプレイまたはインタラクティブボードその他の事務機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ等の自発光型表示装置や、電子ペーパー、プロジェクタ等を用いてホワイトボード等に画像を表示させる投影型表示装置の表示画面上において、指やペン状の指示手段により指示された位置を検出するための位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶ディスプレイ等の自発光表示装置に用いられる位置検出装置、いわゆるタッチパネルには抵抗膜方式、静電容量方式、超音波方式、光学式等の各種方式が開発されている。
【０００３】
このなかで、抵抗膜方式や静電容量方式ではタッチパネル部に透明の電極膜を構成し、タッチパネル部における電気的抵抗値変化や電気容量変化を検出してタッチパネル部の座標を認識するものである。また、超音波方式は表面弾性波の減衰を検知して座標を認識するものである。また、光学式は指やペン等の指示手段により光を遮光するかどうかを光センサで感知してタッチ箇所の座標位置を検出するものである。
【０００４】
これらの方式のなかで、抵抗膜方式や静電容量方式ではタッチ部に構成される電極膜が透明電極膜であっても、可視光波長領域にある程度の吸収があるため透過率が落ちてしまう。よって、ディスプレイで表示される画像の鮮明さ等に影響を与える問題がある。また、指やペン等の指示手段とタッチ部との接触を繰り返すことで、電極膜が破損する等の問題がある。
【０００５】
更に、近年ディスプレイサイズの大型化によりタッチ部のサイズも大きくなりつつあることで、電極膜の面積が大きくなり、ディスプレイ本体や周囲の電磁ノイズの影響を受けやすくなるため、誤動作を起こすという課題がある。
【０００６】
更に、電極膜を大面積化するには低電気抵抗の確保、製造装置の大型化等の課題もある。
【０００７】
また、超音波方式では装置の軽量化が困難であることや、人の指によるタッチでは認識が難しく、専用のペンを用いてタッチする必要がある。
【０００８】
それに対して、光学式ではディスプレイ部に電極膜は不要で、光を検出するため外部からの電磁ノイズの影響を受けないメリットがある。そのため、これまで大型の位置検出装置には特に光学式が好適に用いられている。
【０００９】
これまで、光学式の位置検出装置としては以下のようなものが提案されている。図１１は従来例の位置検出装置の平面概略図である。（特許文献１）では、図１１に示すように、ガラス等の透明パネルの側部の二辺にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の複数の発光手段４を並べ、対向する二辺に、それぞれの発光手段４に対応する複数のＰＤ（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）等の受光手段５が並べられている。ＬＥＤから発せられた光ビーム６の光路が指やペン等の指示手段１により遮られると、その遮られた横座標と縦座標が受光手段５で感知できるため、指示手段１の指示座標位置３を検出できる仕組みである。
【００１０】
図１２は従来例の位置検出装置の平面概略図である。図１２に示すような、別のタイプの光学式の位置検出装置が（特許文献２）により提案されている。概要を説明すると、２つの受発光手段１５内に設置された発光手段４からの光ビーム６をレンズ１８及びハーフミラー１７を介してパネルの２つの側辺部と底辺部に設けられた再帰性反射部１６へ投光する。再帰性反射部１６はその性質上、光ビーム６の入射方向と同じ方向（入射方向に対して１８０°の方向）に光ビーム６を反射させることができる。
【００１１】
この反射された光ビーム６を再び受発光手段１５内に設置されたハーフミラー１７及びレンズ１８を介して受光手段５に導く構造である。指やペン等の指示手段１が検出領域２内にタッチされると、その指示手段１により光ビーム６が遮られるため、その遮られたときの光ビーム６の角度を受光手段５で感知し、指やペンの指示座標位置３を検出する仕組みである。２つの受発光手段１５により三角測量の原理で指示座標位置３を演算処理することにより算出できる。この方法では、部品点数が少なくでき、指やペン等の指示手段１の指示座標位置３を検出することがきる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−０９９２０２号公報
【特許文献２】特開平１１−３２７７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図１１に示すような光学式の位置検出装置では、ディスプレイサイズが大きくなれば、それに比例して発光手段４と受光手段５の部品数が増え、コスト面、製造面で大きな課題がある。また、発光手段４や受光手段５の取り付け間隔が部品の大きさに依存したものとなり、分解能を高くすることが困難であるという課題もある。
【００１４】
また、図１２に示すような光学式の位置検出装置では、受発光手段１５を２つ用意する必要があり、受発光手段１５間の位置精度等の光学調整が必要であるという課題がある。また、再帰性反射部１６をパネルの外周部の三辺に亘って長く設置しなければならず、位置精度を確保しながら再帰性反射部１６を設けるのが、製造上困難であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を解決するため、本発明の位置検出装置は指示手段による指示を受け入れる検出領域と、前記検出領域の端部若しくはその近傍である光ビームを射出するための発光部と、前記検出領域の端部若しくはその近傍にある前記光ビームを受光するための受光部と、前記検出領域の周辺領域若しくは周辺領域の一部に設けられ、前記発光部と前記受光部の位置を焦点として共有する離心率の互いに異なる複数の楕円体のそれぞれ一部からなる光反射部と、からなることを特徴としている。
【００１６】
また、前記位置検出装置を備えたことを特徴とするディスプレイまたはインタラクティブボード。である。
【００１７】
また、前記検出領域が矩形形状をなし、前記光反射部が、この矩形形状の任意の三辺の外側に位置して構成されており、残る一辺の外側に発光部及び受光部が位置して構成されていることを特徴としている。
一部、または全面が前記発光部と前記受光部のそれぞれの設置位置を共役点とする反射型ホログラムで構成されてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の位置検出装置により、検出領域の大きさと比較して、光反射部の幅を十分に狭くでき、小型化、軽量化された位置検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る位置検出装置の利用分野の一例を示す概略図
【図２】本発明に係る位置検出装置の利用分野の一例を示す概略図
【図３】本発明の実施例１に係る位置検出装置の平面概略図
【図４】本発明の実施例２に係る位置検出装置の平面概略図
【図５】（ａ）本発明の実施例３に係る位置検出装置の光反射部の模式図、（ｂ）本発明の実施例３に係る位置検出装置の原理説明図
【図６】本発明の実施例３に係る位置検出装置の平面概略図
【図７】本発明の実施例４に係る位置検出装置の平面概略図
【図８】本発明の実施例５に係る位置検出装置の平面概略図
【図９】（ａ）本発明の実施例６に係る位置検出装置の平面概略図、（ｂ）本発明の実施例６に係る位置検出装置の走査手段の走査時間に対する受光手段の信号の変化を示す図
【図１０】本発明の実施例６に係る位置検出装置の基本回路構成を示す図
【図１１】従来例の位置検出装置の平面概略図
【図１２】従来例の位置検出装置の平面概略図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の位置検出装置の例を、図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は以下に説明するものに限定されるものではない。また、以下で説明する部材、手段その他の構成要件の定義、及び構成要件の位置、形状、配置等の定義は、特に断らない限り、明細書全文及び図面において共通のものである。
【００２１】
図１は本発明に係る位置検出装置の利用分野の一例を示す概略図である。位置検出装置を含む出力装置として自発光型のディスプレイを例に挙げており、指示手段１として人の指先を例として示している。人が自発光型のディスプレイの検出領域２の任意の点若しくは領域を指し示すことで、その指示座標位置３を位置検出装置が信号として読み取り、信号として読取った指示座標位置３を自発光ディスプレイにより視覚的に出力させることで、ボタン操作、指示時間の検出、文字入力、文字書き速度の検出、入力画像選択、画像処理、指示検出等の入力インタフェースとして動作させることができる。
【００２２】
図２は本発明に係る位置検出装置の利用分野の一例を示す概略図であり、図１とは別のタイプの例を示したものである。
【００２３】
図２では、位置検出装置を含む機器として表示ボードを例に挙げており、この表示ボードと電気信号を送信できるように接続された出力装置として、画像投影機器を例として挙げている。指示手段１として人の手に持たれたペン状の指示部材を例として示している。人が表示ボードの検出領域２の任意の点を指し示すことで、その指示座標位置３を位置検出装置が信号として読み取り、信号として読取った指示座標位置３を、画像投影機器２０へ信号とし送信し、画像投影機器２０に視覚的に出力させることで、ボタン操作、指示時間の検出、文字入力、文字書き速度の検出、入力画像選択、画像処理、指示検出等の入力インタフェースとして動作させることができる。
【実施例１】
【００２４】
図３は本発明の実施例１に係る位置検出装置の平面概略図である。図３で示された楕円体の光反射部７はその内周面に光ビーム６を反射する機能を有する鏡、その他の反射材が設けられ、検出領域２の周辺領域に配置されている。検出領域２は平面若しくはわずかな傾きをもった凹面または凸面で形成されており、適宜、有限の領域とすることができる。
【００２５】
検出領域２は、その面上に筆記具により記入可能な他、人の指や電子ペン、レーザポインタその他、指示部材を検出領域２の面に接触させたり、近づけたりする等、前記指示部材による指示を受け入れ、前記指示部材による指示位置を認識させて情報処理に用いる検出部、検出手段として機能する。また、プロジェクタ等の投影機により映像情報を投影することも可能な構造を有しており、パネル状、ボード状、シート状、プレート状等の材質で形成できる。
【００２６】
検出領域２の形状は、本願では主に長方形等の矩形形状を例示している。これは検出領域２がプラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ等の自発光型表示装置や、電子ペーパー、プロジェクタ等を用いてホワイトボード等に画像を表示させる投影型表示装置を想定しているためである。その場合、図６に示すように光反射部７がこの矩形形状の任意の三辺の外側に位置して構成されており、残る一辺の外側に発光手段４及び受光手段５が位置した場合が最も広く検出領域２を構成することができる。
【００２７】
しかし、本願における検出領域２は矩形形状に限らず、三角形を含む多角形や角部が婉曲している形状、曲線により閉じた形状とすることも可能である。
【００２８】
発光手段４は図示しないＬＥＤ、レーザ等により、可視光、赤外光その他の適切な性質を有する光ビーム６を投光、射出する発光体を備え、発光部として機能する。前記発光体は検出領域２に投光可能なように適宜、回転、駆動可能に構成されている。
【００２９】
受光手段５は受光部として機能し、発光手段４が射出した光ビーム６を受光可能な図示しないセンサを備え、光ビーム６がどの方向から入射しても適切に受光可能に構成されている。
【００３０】
発光手段４と受光手段５は楕円体の焦点にあたる２点にそれぞれ設けられており、楕円体の基本性質上、発光手段４から投光された光ビーム６は楕円体の光反射部７で反射し、必ず受光手段５に集光されることになる。光ビーム６はある光束幅をもった光線であるため、光ビーム６を反射する反射面を持った楕円体の光反射部７は、ある幅（図３において紙面垂直方向）を持った形状であり、これは発光手段４と受光手段５の位置を２つの焦点とする楕円球体の一部からなる。
【００３１】
このように位置検出装置を構成することで、人の指を指示手段１として用いた場合、発光手段４から投光された光ビーム６のうち、指示手段１で指示された点を通る２つの経路の光ビーム６が遮光されることになる。よって、受光手段５が２つの経路の光ビーム６が遮光されたとき、若しくは発光手段４を構成する前記発光体の投光角度等を計測することにより、図３で示されたように、２つの経路の交点として指示座標位置３を特定することができる。位置検出装置の当該効果は以降で説明する実施例においても共通の効果である。
【実施例２】
【００３２】
図４は本発明の実施例２に係る位置検出装置の平面概略図である。図３で説明した実施例１に係る位置検出装置では、検出領域２を内包する光反射部７は閉じた楕円体の光反射部７であったが、図４のように、楕円体の光反射部７は、少なくとも楕円の焦点に位置する発光手段４と受光手段５を結ぶ長軸より下側に設けられていれば、本発明の光反射部７として機能するため、発光手段４及び受光手段５は検出領域２の外部の他、検出領域２の端部近傍若しくは前記端部と一部重なる位置に設けることが可能である。
【００３３】
実施例２では、検出領域２は発光手段４、受光手段５及び光反射部７のいずれとも交わらず、これらを含まない。即ち、検出領域２は発光手段４、受光手段５及び光反射部７のいずれとも重複しない領域であればよく、指示座標位置３の検出原理は実施例１で説明したものと同様である。
【実施例３】
【００３４】
図５（ａ）は本発明の実施例３に係る位置検出装置の光反射部７の模式図であり、２つの焦点を共有し離心率ｅの異なる複数の楕円体の一部から構成された光反射部７を示す模式図である。図５（ｂ）は本発明の実施例３に係る位置検出装置の原理説明図であり、実施例３以降の実施例に係る位置検出装置に用いる光反射部７に共通する原理である。
【００３５】
楕円は２つの焦点を有し、仮に楕円の内側面（焦点側の面）を反射材とした場合、一方の焦点から射出された光はどの方向に射出されても、必ず他方の焦点に到達するという性質を有する。
【００３６】
図５（ａ）で、２つの焦点位置にあたる発光手段４と受光手段５に対して、この２つの焦点を有する楕円体は離心率ｅの異なるものとして点線で示すように複数定義することができる。
【００３７】
離心率ｅとは、楕円体の潰れ具合を示すものであり、離心率ｅが０に近いほど真円に近くなり、離心率ｅが１に近いほど潰れた楕円になる。
【００３８】
図５（ａ）に示す楕円２１、楕円２２、楕円２３、楕円２４、楕円２５は、いずれも同位置の２つの焦点４０、焦点４１を有する楕円であり、各楕円の内側面がすべて鏡面等の反射材とすると、一方の焦点４０から射出された光ビーム６はどの楕円２１〜楕円２５に反射しても、反射光として他方の焦点４１に到達する。
【００３９】
例えば、焦点４０に発光手段４を設け、焦点４１に受光手段５を設けた上で、楕円２３のみ存在する場合、焦点４０に配置された発光手段４から投光、射出された光ビーム６ａは、楕円２３の内側面のどの位置で反射しても、反射光は必ず焦点４１に配置された受光手段５に到達する。また、楕円２４のみ存在する場合、焦点４０に配置された発光手段４から投光、射出された光ビーム６ｂは、楕円２４の内側面のどの位置で反射しても、反射光は必ず焦点４１に配置された受光手段５に到達する。
【００４０】
図６は本発明の実施例３に係る位置検出装置の平面概略図である。本実施例３では、それぞれ同じ焦点を共有し離心率ｅが互いに異なる複数の楕円２１、楕円２２、楕円２３、楕円２４、楕円２５を考え、焦点４０に発光手段４を設け、焦点４１に受光手段５を設ける。
【００４１】
そして、検出領域２を、図５（ａ）で説明したように楕円２１〜楕円２５のいずれかと交差する領域に定義し、検出領域２を囲む四辺のうち、焦点４０の発光手段４及び焦点４１の受光手段５が設けられた一辺を除く他の三辺を囲む略Ｕ字型の光反射部７を定義すると、楕円２１〜楕円２５のそれぞれの一部が光反射部７を切り取った部分（楕円２１〜楕円２５において光反射部７と重複した部分）を反射面２６、反射面２７、反射面２８、反射面２９、反射面３０として形成された光反射部７を作成することができる。
【００４２】
このように光反射部７を検出領域２の周囲の一部であって、発光手段４及び受光手段５と重ならない位置に形成すると、図５（ａ）のように、発光手段４から投光された光ビーム６ｄは光反射部７の反射面２７で反射し、反射光は受光手段５に入射する。また、発光手段４及び受光手段５に最も近い楕円２１を、なるべく離心率ｅが１に近い潰れた形状とすると、楕円２１の長軸端部に近い反射面２６及び反射面３１の傾きが大きくなるので、発光手段４から一点鎖線で示した水平軸に近い方向に投光された光ビーム６ｃも、反射面２６若しくは反射面３１に反射して受光手段５に入射させることができる。
【００４３】
光反射部７を図６で説明したように構成することで、実施例１に係る図３及び実施例２に係る図４で例に挙げた光反射部７よりも光反射部７の幅を十分に狭くでき、検出領域２の大きさと比較して光反射部７を小さくすることが可能となる。
【００４４】
つまり、同じ面積の検出領域２を考えた場合、図３、図４で示した光反射部７よりも、図６で示した光反射部７の方が面積を小さくすることができ、より小型化、軽量化された位置検出装置を提供することができる。
【００４５】
このように、離心率の異なる複数の楕円体の一部を集合させた鏡面を備える形状を構成することで、小型化された光反射部７を構成することができる。
【００４６】
尚、図５、図６の場合、楕円体の焦点位置に位置する発光手段４と受光手段５から近い位置にある光反射部７は、離心率が最も大きい楕円体で構成されており、発光手段４及び受光手段５から離れるにつれて、徐々に離心率が小さくなる構成を例示している。
【００４７】
図６では、わかりやすくするために鏡部の分割数を粗めに図示しているが、より細かく分割することで、更に薄型化、軽量化が可能となるとともに、位置検出の精度や分解能が増すことになる。更に、より細かく分割することで、鏡の微視的領域の表面形状は楕円曲面でなく、平面形状の集合体として構成させることも可能である。
【実施例４】
【００４８】
図７は本発明の実施例４に係る位置検出装置の平面概略図であり、実施例３で示したものと同様に、２つの焦点を共有し離心率ｅの異なる複数の楕円体の一部から構成された光反射部７を示した図である。
【００４９】
このように、光ビーム６を反射する鏡面は光反射部７の内部に含まれていてもよい。この場合、光反射部７を構成する材料としてはガラスや透明樹脂等、光ビーム６を透過させる機能を有する材料で形成する必要がある。
【実施例５】
【００５０】
図８は本発明の実施例５に係る位置検出装置の平面概略図であり、実施例４までの光反射部７と同等の機能を持つものとして、反射型ホログラム８を用いた構成図を示す。発光手段４と受光手段５のそれぞれの設置位置を共役点とうる反射型ホログラム８であり、ホログラムの回折作用によって発光手段４からの光ビーム６は収斂されながら受光手段５へ集光される作用をもつので楕円体の光反射部７と同等の機能を有する。
【実施例６】
【００５１】
図９（ａ）は本発明の実施例６に係る位置検出装置の平面概略図であり、発光手段４からの投光角度を説明するものである。
【００５２】
実施例６は実施例３に対して発光手段４に走査手段９を設けた点で相違する。
【００５３】
図９（ｂ）は本発明の実施例６に係る位置検出装置の走査手段９の走査時間に対する受光手段５の信号の変化を示す図であり、発光手段４が放射する光ビーム６が走査手段９により回転走査されるときの、走査時間に対する受光手段５が受信する信号の変化を示している。
【００５４】
図９（ａ）で示している通り、指示手段１により指示座標位置３が指示されたとき、発光手段４から投光された２つの光ビーム６が指示手段１（例えば、指先）により遮光される。受光手段５は光信号を電気信号に変える機能を有しており、光ビーム６が遮光されると、図９（ｂ）に示すように電気信号の変化として検出し、その検出結果を遮光情報として出力する。図９（ｂ）では電気信号の減少として検出されている。
【００５５】
また、走査手段９で走査される発光手段４が放射した光ビーム６の走査時間を計測することで、遮光時間Ｔ１と遮光時間Ｔ２としてデータを得ることができる。
【００５６】
また、遮光時間幅により指示手段１の大きさを数値データとして得ることができ、指示手段１の指示範囲も検出することができる。指示手段１により指示される指示座標位置３の値を算出するには、図９（ａ）に示した光ビーム６の投光角度θ１と投光角度θ２により算出できるが、この投光角度θ１と投光角度θ２は走査手段９の走査速度と図９（ｂ）での光ビーム６の投光角度θ１と投光角度θ２に対応する遮光時間Ｔ１と遮光時間Ｔ２から算出することができる。
【００５７】
図１０は本発明の実施例６に係る位置検出装置の基本回路構成を示す図である。但し、当該基本回路構成は、本願のすべての実施例に適用可能なものである。図１０において、位置検出装置は、発光手段４を駆動させる発光手段駆動回路１０と、発光手段４を回転走査させる走査手段９を駆動するための走査手段駆動回路１２と、受光手段５からの電気信号を検出する受光手段信号検出回路１１とで構成されている。
【００５８】
図９、図１０を用いて当該基本回路の動作を説明する。受光手段５は発光手段４が投光した光ビーム６を指示手段１が遮光したときの走査手段９から得られた遮光時間Ｔ１と遮光時間Ｔ２の遮光情報を出力し、演算処理部１３で遮光情報を演算し、出力手段１４で所望のデータとして出力させることができる。
【００５９】
尚、本実施例６では遮光時間Ｔ１と遮光時間Ｔ２の遮光情報から指示座標位置３を算出したが、遮光するときの発光手段４からの投光角度θ１、θ２さえ検出すれば、同様に指示座標位置３を算出することができる。
【００６０】
次に、図９に示す本発明の各構成について詳しく説明する。
【００６１】
指示手段１としては光ビーム６を遮光するものであればどのようなものでもよいが、本発明の位置検出装置を入力デバイスと考えると代表的なものとしては、人の手や指、ペン状の指示部材等が考えられる。また本発明の位置検出装置を検出デバイスと考えた場合、指示手段１としては光ビーム６を人が意図せずに遮光するものも考えられる。例えば、検出領域２に付着したゴミ等を検知することも可能である。つまり、被検出物として光ビーム６を遮光するものであればどのようなものでもよい。
【００６２】
検出領域２には指示手段１が接触できるパネル状のものを設置することも可能であり、その場合、パネル状の表面近くに光ビーム６を投光させることになる。パネル状のものは、図１に示すような自発光型のディスプレイに取り付ける場合は、ディスプレイ画面の映像を透過させるための透明なものがよく、ガラス板やアクリル板等の透明樹脂板が好適に用いられる。
【００６３】
また、図２に示すような画像投影機器による位置検出装置では、特にパネルの材質にはこだわらない。更に、本発明の位置検出装置では、指示手段１により光ビーム６を遮光すれば指示位置を検出することができるので、パネル状のものがなくても構わない。つまり、検出領域２には何もない空間状態でも検出領域２を通過する指示手段１を検出することができる。
【００６４】
発光手段４としては、光ビーム６を投光できるものであれば特に限定されるものではない。好適に用いられるものとしてはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やレーザ等がある。波長領域は特に指定しないが、赤外領域の波長を用いると、人の目には見えないため、自発光型のディスプレイに取り付ける場合等は、ディスプレイ画像が見えにくくなることがない。また、可視光を用いると遮光した場所が目視できるという効果がある。
【００６５】
受光手段５としては光エネルギーあるいは光信号を電気エネルギーあるいは電気信号に変換する機能を有していればよい。好適に用いられるものとしては、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等がある。
【００６６】
光反射部７としては発光手段４からの光ビーム６を反射させる機能を有していれば良く、ミラーやプリズム等が例として挙げられる。特に、光反射部７としては、フレネル型のレンズ成型技術を使うことで構成することができる。一例として、まず、ガラスや樹脂等の材料を使って、金型等を用いて光反射部７の基材を一括成型する。鏡部を形成する方法としては、表面にアルミニウム、スズ、銀、等の金属を蒸着成膜させる方法や、反射テープを貼り付ける等の方法がある。また、無電解メッキや銀鏡反応等の化学反応による成膜方法や、反射材料を塗布する方法等がある。また、光反射部７として反射型ホログラムを用いることも可能である。また、光反射部７は一括成型する必要はなく、複数の部分として形成したあと組み立てて構成することも可能である。例えば、矩形形状の検出領域２を考えた場合矩形形状の任意の三辺に対して光反射部７が必要となるが、この三辺部分を別々に形成したあと、組み立てて光反射部７を構成することができる。また、矩形形状の検出領域２が大きい面積、例えば１００インチ相当のディスプレイである場合、更に細かく分割して別々に形成、組み立ての工程も可能である。
【００６７】
走査手段９としては光ビーム６を走査できるものであればよい。例えば、レーザ光源を回転走査させるモータや、ＬＥＤ光源をスリット状の回転体で遮光することもできる。また、光ビーム６の投光方向をスイッチで切り替えて走査することも可能である。
【００６８】
以上、図９、図１０に示すように、本発明の位置検出装置で得られた指示座標位置３の情報を基に、指示手段１の検出領域２内での速度、検出領域２への指示スピード、指示時間、複数指示の時間間隔等の情報を得ることができ、出力手段１４を通じてボタン操作、文字入力、画像選択、画像移動、画像拡大縮小、画像変更、ボタン制御、音声出力、機械制御等の操作を行うことができる。特に、検出領域２の大きさと比較して、光反射部７の幅を十分に狭くでき、小型化、軽量化された位置検出装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ等の自発光型表示装置や電子ペーパー、プロジェクタ等を用いたホワイトボード、インタラクティブボード等の教育機器、事務機器、オフィス機器の産業分野において、画像を表示させる投影型表示装置の表示画面上において、指やペン状の指示手段により指示された位置を検出するための光学式の位置検出装置として利用することができる。更に、指やペン等により指示した指示座標位置の情報を得ることで、さまざまな機器の制御や操作を行うことができる。
【符号の説明】
【００７０】
１    指示手段
２    検出領域
３    指示座標位置
４    発光手段
５    受光手段
６    光ビーム
７    光反射部
８    反射型ホログラム
９    走査手段
１０    発光手段駆動回路
１１    受光手段信号検出回路
１２    走査手段駆動回路
１３    演算処理部
１４    出力手段
１５    受発光手段
１６    再帰性反射部
１７    ハーフミラー
１８    レンズ
２０    画像投影機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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