(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標面上において指示体の指示位置座標を検出する光デジタイザであって、該光デジタイザは、
前記座標面上に拡散光線を発するための光源と、
前記座標面の周辺に配置され、前記光源の光線を利用して前記指示体を撮像し電気信号に変換するためのイメージセンサからなる撮像手段と、
前記撮像手段に結像するための結像レンズと、
前記撮像手段により変換された電気信号を処理して指示位置座標を算出するための演算手段と、
前記光源から前記撮像手段までの間の光路に設けられ、前記撮像手段と結像レンズとによって得られる座標面上の撮像可能な領域を前記撮像手段と結像レンズのみによって座標面上に得られる撮像可能な領域以上に拡大するための曲面ミラーと、
からなることを特徴とする光デジタイザ。
【請求項２】
請求項１に記載の光デジタイザであって、前記曲面ミラーは、凹面ミラー、凸面ミラー、凹面シリンダーミラー、凸面シリンダーミラーのいずれかであることを特徴とする光デジタイザ。
【請求項３】
請求項１に記載の光デジタイザであって、前記曲面ミラーは、楕円ミラー、楕円シリンダーミラー、双曲線ミラー、双曲線シリンダーミラーのいずれかであることを特徴とする光デジタイザ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光デジタイザであって、前記指示体が前記光源を有し、該光源から発せられる光線は、前記撮像手段と結像レンズとによって得られる座標面上の撮像可能な領域を前記撮像手段と結像レンズのみによって座標面上に得られる撮像可能な領域以上に拡大するための前記曲面ミラーで反射し、前記撮像手段へ入射することにより前記指示体が撮像されることを特徴とする光デジタイザ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光デジタイザであって、前記光源は、前記撮像手段と曲面ミラーとの間に位置し、該光源から発せられる光線は、前記撮像手段と結像レンズとによって得られる座標面上の撮像可能な領域を前記撮像手段と結像レンズのみによって座標面上に得られる撮像可能な領域以上に拡大するための前記曲面ミラーで反射し、その照射領域が前記曲面ミラーで拡大されて前記座標面上に入射することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項６】
請求項５に記載の光デジタイザであって、前記指示体が再帰反射部材を有し、該再帰反射部材からの反射光を前記曲面ミラーで反射して前記撮像手段へ入射することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項７】
請求項５に記載の光デジタイザであって、前記座標面の枠が再帰反射部材を有し、該再帰反射部材からの反射光を前記曲面ミラーで反射して前記撮像手段へ入射することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光デジタイザであって、前記曲面ミラーと前記撮像手段とからなる一対の組合せ体を、それぞれの曲面ミラーからの反射光の向きが対向するように、前記座標面の左側及び右側に配置し、互いに異なる方向から前記指示体を撮像してそれぞれの方向から指示体の一次元像を表わす電気信号をそれぞれの撮像手段が出力し、前記演算手段は該一次元像に基づいて指示体の二次元指示位置座標を算出することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光デジタイザであって、一対の前記曲面ミラーを、それぞれの曲面ミラーからの反射光の向きが対向するように、前記座標面の左側及び右側に配置し、互いに異なる方向から前記指示体を撮像した各像を一つの撮像手段の結像面において重ならないように位置をずらして結像するための合成ミラーを更に有し、前記各像を一つの撮像手段で同時に検出することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光デジタイザであって、一対の前記曲面ミラーを、それぞれの曲面ミラーからの反射光の向きが対向するように、前記座標面の左側及び右側に配置し、互いに異なる方向から前記指示体を撮像した各像を一つの撮像手段の結像面に結像するための合成ミラーを更に有し、前記光源を前記一対の曲面ミラーと前記撮像手段との間にそれぞれ配置し、該それぞれの光源から交互に光線を発することにより前記各像を一つの撮像手段で交互に検出することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の光デジタイザであって、出力表示を行うための表示装置を更に有し、前記座標面と該表示装置の表示面とが一致するように前記表示装置を配置することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れかに記載の光デジタイザであって、前記結像レンズは、水平方向の焦点深度を深くするために、凸レンズと水平方向が狭く垂直方向に長いスリットを有する絞りとからなることを特徴とする光デジタイザ。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１１の何れかに記載の光デジタイザであって、前記結像レンズは、水平方向の焦点深度を深くするために、凸シリンダーレンズと絞りと凸レンズとからなることを特徴とする光デジタイザ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標面上において指やスタイラスあるいは指示棒など（以下、指示体と総称する）で指示する位置座標を検出するデジタイザに関し、特に、座標面の側方から指示体の位置をイメージセンサにより光学的に検出してコンピュータなどに入力する光デジタイザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近来、ＰＤＡなどの携帯型のペン入力コンピュータが広まりつつある。これらの多くはＬＣＤ表示装置の上に感圧型抵抗皮膜方式のタッチパネルが積置されており、指やペンでタッチし、或いはドローすることでコンピュータの操作や図形入力を行なうことができるので、利用者は通常のペンとノートの感覚で使用することができる。しかし、サイン照合のためのサイン入力や、医療用のカルテ入力といった手書き入力を重視する場合において、通常のペンを使用する時のようにペン入力する際にタッチパネルに手を付いてしまうと、タッチパネルの性格上これが誤入力となってしまう、いわゆるお手つき問題が生じていた。これを回避するために、感圧型抵抗皮膜方式のタッチパネルに換えて、光学方式のデジタイザを搭載することが提案されている。
【０００３】
図１３に、従来提案されている光デジタイザの一例を示す。ペン２の先端に赤外線発光ＬＥＤ２４を備え、座標面１上でこれをレンズ９、リニアイメージセンサ１３からなる一対の検出ユニット３で二方向からペン先の輝点の像をそれぞれ撮像して電気信号に変換し、この信号を座標演算部７で三角測量の原理を用いて演算処理を行なうことによりペン先の座標を検出する。このような場合、ペン先端と撮像手段の間を手が横切らない限り、お手つきは許される。この例では、光デジタイザは更にパーソナルコンピュータ５に接続され、コンピュータの出力表示を行うための表示装置６を有し、座標面１と表示装置６の表示面とが一致するように表示装置６が配置されている。
【０００４】
従来提案されている光デジタイザの他の例を図１４の平面図及び図１５の側面図に示す。検出ユニット３の構造は、リニアイメージセンサ１３の結像レンズ９の前に、トンネルミラー１４を付加してＬＥＤ光源３１の光軸がリニアイメージセンサ１３の光軸と一致するようにそれぞれを配置した構造としている。この従来例では、ペン２の先端に再帰反射部材からなるテープ２２を巻いておく。ＬＥＤ光源３１から発射された光線がペン２の先端の再帰反射テープ２２に当ると、再帰反射特性から、そこに入射した光が入射した方向へまっすぐに戻るように反射する。この反射光をリニアイメージセンサ１３で撮像することによりペンの指示位置座標を検出することが可能となる。この従来例では、ペンに光源を有する図１３で示すような従来例に比べて、光源、電源等の電気的部品がペンには不要なためペンの構造が簡単になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来提案されている光デジタイザは、図１３に示すように、座標面の隣り合う頂角に近い位置に撮像手段を配置するので、実装上この部分が物理的に側方に飛び出てしまうという問題があった。また再帰反射手段を利用する光デジタイザにおいては、図１５に示すように、９０度近い視野角をもつ撮像手段１３と光源３１との光軸を画角が広いところで一致するように組合わせなければならないので、実装上の厚さが厚くなるという問題があった。特に小型化を必要とする携帯型のコンピュータにおいてはこのことが致命的となりかねない。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、撮像手段がコンパクトに実装可能な光デジタイザを提供することを目的とする。更に、光デジタイザの中でも高価な部品である検出ユニットのイメージセンサの個数を減らすことで経済性に優れた光デジタイザを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した本発明の目的を達成するために、座標面上において指示体の指示位置座標を検出する光デジタイザは、光線を発するための光源と、前記座標面の周辺に配置され、前記光源の光線を利用して前記指示体を撮像し電気信号に変換するための撮像手段と、前記撮像手段により変換された電気信号を処理して指示位置座標を算出するための演算手段と、前記光源から前記撮像手段までの間の光路に設けられ、前記撮像手段の撮像の視野角を拡大するための曲面ミラーと、からなることを特徴とする光デジタイザを提供する。
【０００８】
曲面ミラーは、楕円ミラー、楕円シリンダーミラー、双曲線ミラー、双曲線シリンダーミラー等を用いることが可能である。
【０００９】
光源は、指示体に、又は撮像手段と曲面ミラーとの間に位置し、該光源から発せられる光線を、曲面ミラーで反射させることにより、撮像手段の視野角が拡大される。
【００１０】
再帰反射部材が、指示体に、又は座標面の枠に位置し、再帰反射部材からの反射光を曲面ミラーで反射して撮像手段へ入射することにより指示体の指示位置座標を検出する。
【００１１】
曲面ミラー、又は曲面ミラーと撮像手段とからなる一対の組合せ体を、それぞれ座標面を中心にしてそれぞれの曲面ミラーからの反射光の向きが対向するように配置し、互いに異なる方向から前記指示体を撮像してそれぞれの方向から指示体を二つの撮像手段又は一つの撮像手段により検出することが可能である。
【００１２】
本発明による光デジタイザは、出力表示を行うための表示装置を更に有し、前記座標面と該表示装置の表示面とが一致するように前記表示装置を配置することも可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１４】
図１は本発明に係る光デジタイザの第１実施形態を示す模式的な平面図である。曲面ミラー２６からの反射光の向きが対向するように、座標面１を中心にしてそれぞれを図示のように左右に配置する。本実施例では、曲面ミラーとして双曲線シリンダーミラーを用いた。座標面１上において、ペン２の先端の発光部２４から発せられた光線、ここでは例えば赤外線が、双曲線シリンダーミラー２６により反射され、レンズ９とリニアイメージセンサ１３からなる撮像部に入射する。ここで、双曲線シリンダーミラー２６の反射特性から、リニアイメージセンサ１３の視野角が拡大される。それぞれのリニアイメージセンサによりペン２を二方向から撮像し、レンズ９によって結像されたペン２の先端の発光部２４の像がリニアイメージセンサ１３によりそれぞれ電気信号に変換され、この左右二方向からの画像信号から座標演算部７のマイクロプロッセッサにより三角測量の原理によりペン２の二次元座標（Ｘ，Ｙ）が決定される。このように、曲面ミラーを使用することによってリニアイメージセンサの視野角を拡大することができるため、リニアイメージセンサの位置を内側に折り返すことができるので、従来のように側面から飛び出すことなくコンパクトに撮像部を実装可能である。
【００１５】
更に、図１の例では、座標演算部７はパーソナルコンピュータ５に接続され、コンピュータの出力表示を行うための表示装置６を有し、座標面１と表示装置６の表示面とが一致するように表示装置６が配置されている。このようにすることで表示画面上に直接文字を書く感覚で光デジタイザを使用可能となるため、例えば医療用のカルテのフォームを表示画面上に表示し、そこに医者がペンにより手書き入力することが可能となる。
【００１６】
図２に、図１に示した本発明に係る光デジタイザの第１実施形態において使用する双曲線シリンダーミラー２６の反射特性を示す模式図を示す。双曲線シリンダミラー２６の特性は図２に示すように、焦点Ｐに向かう光線は曲面を反射してもう一つの焦点Ｑへ向かうので、焦点Ｑにイメージセンサに結像するためのレンズを置けば、焦点Ｐへ向かう光線の角度の検出が可能となる。即ち、双曲線シリンダーミラーにより撮像部の視野角が拡大され、座標面からの光線を内側に折り返したものを撮像部で撮像することができるため、従来に比べて非常にコンパクトに撮像部を実装可能である。また、本実施例では、ペンの座標検出は二次元でよいのでシリンダーミラーで構わないが、もし三次元座標を検出する場合は、ミラーは回転断面が双曲線となるようなミラーが望ましい。この場合、イメージセンサとしてはエリアイメージセンサを用いればよい。さらに、曲面ミラーは双曲線シリンダーミラーに限らず、凹面ミラー、凸面ミラー、凹面シリンダーミラー、凸面シリンダーミラー等でも構わない。
【００１７】
なお、双曲線シリンダーミラーを使用する場合、結像レンズ９に通常の凸レンズを用いると、水平方向の焦点がぼけてしまう。これは、双曲線シリンダーミラーが短焦点の凹シリンダーレンズのように作用するからである。これに対する対策としては、結像レンズ９の前に水平方向が狭く垂直方向に長いスリットを有する絞りを設けることにより水平方向の焦点深度を深くすればよい。更に、図３に示すように結像レンズを、凸シリンダーレンズ９ａ、絞り９ｂ及び凸レンズ９ｃにより構成して水平方向の焦点のぼけを補正することも可能である。
【００１８】
図４は本発明に係る光デジタイザの第２実施形態を示す模式的な平面図である。本実施例では、ペン２の先端に再帰反射部材２２が設けられており、光源となるＬＥＤ３１は撮像部の光軸と一致するようにトンネルミラー１４を用いて配置される。これらを座標面１を中心にしてそれぞれ図示のように左右に配置する。ＬＥＤ３１から発せられた光線が、トンネルミラー１４で反射し曲面ミラー２７へ入射する。本実施例では、光線の画角を拡大するための曲面ミラーとして楕円シリンダーミラーを用いた。楕円シリンダーミラー２７により光線の画角が拡大され座標面１上に入射される。座標面１上のペン２の先端に設けられた再帰反射部材２２に入射した光線は、その再帰反射特性から入射の方向とまったく同じ方向へ光線を反射する。ペン２から反射して戻ってきた光は楕円シリンダーミラー２７に入射されトンネルミラー１４を通過してレンズ９によりリニアイメージセンサ１３に結像される。ペン２の左右二方向からの像がそれぞれのリニアイメージセンサ１３により電気信号に変換され、この左右の画像信号から三角測量の原理によりペン２の二次元座標（Ｘ，Ｙ）が決定される。本実施例ではトンネルミラーを用いて光源と撮像部の光軸を一致させたが、これに限定されず、例えばハーフミラー、ピンホール等を用いたり或いは光源と撮像部を極めて近い位置に配置することも可能である。また、本実施例も第１実施形態と同様に表示装置６を設けることも可能である。
【００１９】
図５は、図４に示した光デジタイザを側面から見た一部断面図である。図１４の従来例と比較して分かるように、従来は画角が広いところで光軸を合わせなければいけないため、図１４のように座標面に対して上側、すなわち垂直方向に光源となるＬＥＤを配置しなければならなかったため検出ユニット３の高さが必要であった。仮に水平方向に配置した場合、撮像部の視野角が狭くなるため、座標面が狭くなってしまう。しかしながら、本発明では曲面ミラーを使用することにより画角を広くすることができるので水平方向にＬＥＤを配置できる。従って、図５に示すように検出ユニット３の厚さを非常に薄くすることができる。曲面ミラーにより座標面への画角を拡大しているので座標面が狭くなることもない。
【００２０】
また、広い座標面の光デジタイザの場合、従来は画角の広い光線を発することができる特殊な光源を使用しなければならなかったため高価なものとなっていたが、本発明によると、一般的に入手可能な安価なＬＥＤでも曲面ミラーにて照光を所望の画角に拡大できるため、装置自体も安価に製造可能である。
【００２１】
図６は、図５に示した楕円シリンダーミラーの反射特性を示す模式図である。図示のように、焦点Ｐに向かう光線は反射してもう一つの焦点Ｑへ向かうので、図２に示した双曲線シリンダーミラーと同等の効果が得られる。
【００２２】
なお、楕円シリンダーミラーを使用する場合、結像レンズ９に通常の凸レンズを用いると、水平方向の焦点がぼけてしまう。これは、楕円シリンダーミラーが短焦点の凸シリンダーレンズのように作用するからである。これに対する対策としては、結像レンズ９の前に水平方向が狭く垂直方向に長いスリットを有する絞りを設けることにより水平方向の焦点深度を深くすればよい。更に、図７に示すように結像レンズを、凸シリンダーレンズ９ａ、絞り９ｂ及び凸レンズ９ｃにより構成して水平方向の焦点のぼけを補正することも可能である。
【００２３】
本実施例では曲面ミラーとして楕円シリンダーミラーを用いたがこれに限定されず、第１実施形態と同様の双曲線シリンダーミラーでも構わない。本発明による曲面ミラーは、双曲線ミラーや楕円ミラーのように、焦点が２点に固定されるような特性を有するミラーを用いることで指示体の撮像位置を容易に計算可能となるが、勿論これに限定されず、凹面ミラー、凸面ミラー、凹面シリンダーミラー、凸面シリンダーミラー等焦点が変わるものでも構わない。以下、本発明の好適実施例に関し、曲面ミラーとして楕円シリンダーミラーを用いたものを図示するが、他の曲面ミラーも当然適宜使用可能である。
【００２４】
図８は本発明に係る光デジタイザの第３実施形態を示す模式的な平面図である。本実施例は、指や指示棒等、特殊な機能をそれ自身に有していない指示体２０の指示位置座標を検出するための光デジタイザである。本実施例では、第２実施形態がペン先に再帰反射部材を設けていたのに換えて、座標面１の周囲に再帰反射部材４からなる枠を設けている。この場合、左右各々のイメージセンサ１３には、座標面１の二つの辺の位置にある再帰反射部材４の像が写る。すなわち、右側のイメージセンサには再帰反射部材４ａ，４ｂの像が、左側のイメージセンサには再帰反射部材４ｂ，４ｃの像がそれぞれイメージセンサの視野角を拡大する曲面ミラーを介して撮像される。指等の指示体２０が座標面１上に置かれた場合、再帰反射部材４からの反射光が指示体２０により遮断され、影の像２０ａがイメージセンサ１３により検出できるため、指示体２０の指示位置座標を検出可能である。このような構成により、いわゆるタッチパネルを実現できる。このようなタッチパネルにおいても、曲面ミラー２７を用いてレンズ９、トンネルミラー１４、イメージセンサ１３等を折り返して配置できるため、本発明による撮像部は非常にコンパクトに実装できるので、例えば既存の表示装置の筐体枠内に後付することも可能である。
【００２５】
なお、この実施例においていわゆるお手つき問題を解消するためには、影の像２０ａの幅を考慮すればよい。即ち、影の幅が狭ければ指や指示棒と判断し入力処理を行い、影の幅が一定以上広い場合はお手つきと判断し入力処理は行わないようにすればよい。
【００２６】
図９は本発明に係る光デジタイザの第４実施形態を示す模式的な平面図である。本発明による光デジタイザは、その撮像部に曲面ミラーを用いることでコンパクト化できるため、図９のようにノート型パーソナルコンピュータ５１に組み込むことも可能となる。上述の実施例をそのまま用いることも可能であるが、本実施例では平面ミラー４２で折り返す方式によりＬＥＤ３１、トンネルミラー１４、レンズ９、リニアイメージセンサ１３からなる撮像部、曲面ミラー２７を一つにしている。ＬＥＤ３１から発せられた光線はトンネルミラー１４で反射され曲面ミラー２７により画角が拡大されて座標面１上に入射する。この光線が平面ミラー４２により折り返されて再帰反射部材４に入射し、再帰反射特性により入射した方向に戻り再度平面ミラー４２で反射され戻ってきた光線がレンズ９によりリニアイメージセンサ１３に撮像される。指などの指示体２０が座標面１上に置かれた場合、ＬＥＤ３１から発せられた光線による影と、平面ミラー４２により折り返された光線による影とにより三角測量の原理で指示体２０の指示位置座標を検出できる。このように構成することで更にコンパクトに実装でき、また、部品点数も少ないため安価に製造可能となる。本実施例によると、従来のノート型パーソナルコンピュータに組み込まれている、乾燥した指で操作したときにスムーズに入力できないというような問題等がある静電方式のタッチパッドの操作性を改善できると共に、指以外にペンでのサイン入力等、手書き文字入力も可能となる。座標面１は硬質な板状構造とすることができるため、先の鋭利なペンで操作しても例えば感圧型抵抗被膜方式のパッドのように破けることもない。
【００２７】
図９に示す実施例ではノート型パーソナルコンピュータ５１のいわゆるアームレスト部に本発明による光デジタイザを実装したが、本発明による光デジタイザは曲面ミラーを用いることでコンパクトに実装可能なため、表示装置６の枠部分に実装することもできるので、表示画面を直接指等で操作できるようすることも可能である。図１３に示すような従来例の場合では、表示装置６の枠からはみ出してしまうためノート型パーソナルコンピュータのような省スペース設計のものに実装するには不向きであったが、本発明による光デジタイザであれば筐体を大きくすることなく実装可能であるため省スペース設計のものにも適応可能である。
【００２８】
図１０は本発明に係る光デジタイザの第５実施形態を示す模式的な平面図である。本実施例は、相対的に高価な部品であるリニアイメージセンサの使用個数を減らし、大幅なコストダウンを図ることを意図したものである。ペン２の先端に設けられた発光部２４から発せられた光線は、それぞれ左右に位置する撮像部の視野角を拡大するための曲面ミラー２７で反射しレンズ９により結像され合成ミラー５０にそれぞれ入射する。合成ミラー５０は、左右それぞれ二方向からの像を一つのリニアイメージセンサ１３の結像面において重ならないように位置をずらして反射するように配置する。即ち、図示のように、左側の像はリニアイメージセンサ１３の結像面の左半分に、右側の像はリニアイメージセンサ１３の右半分に結像するように合成ミラー５０を配置する。撮像された二方向からの像をリニアイメージセンサ１３により左右合成画像信号として電気信号に変換し、この信号を座標演算部７で解析し三角測量の原理を用いて演算処理を行なうことでペン２の指示位置座標を検出できる。リニアイメージセンサの結像面を二分して左右の像を捕らえるため、分解能は半分となるが、リニアイメージセンサの個数を減らせるため大幅にコストを引き下げることができ、また、リニアイメージセンサの個数が減る分、更に小型化が可能となる。本発明によると曲面ミラーによりリニアイメージセンサの位置を内側に折り返すことができるので、図１３等で示す従来例では不可能であった左右の像を撮像するためのリニアイメージセンサの共用が可能となる。
【００２９】
図１１は本発明に係る光デジタイザの第６実施形態を示す模式的な平面図である。本実施例もリニアイメージセンサの使用個数を減らしコストダウンを図ることを意図したものであるが、第５実施形態のように一つのリニアイメージセンサの結像面を二分せずに、イメージセンサの分解能をフルに活用することが可能な実施例である。ＬＥＤ３１、トンネルミラー１４、曲面ミラー２７、レンズ９を図示のように左右それぞれに配置し、点灯切換器６０によりそれぞれ左右のＬＥＤ３１を交互に発光させる。例えば、まず点灯切換器６０により左側ＬＥＤ３１ａを発光させる。左側ＬＥＤ３１ａから発せられた光線は、トンネルミラー１４で反射し画角を拡大するための曲面ミラー２７により画角が拡大され座標面１上に入射される。座標面１上に置かれたペン２の先端に設けられた再帰反射部材２２に入射した光線はその再帰反射特性から入射した方向と同じ方向に戻り、レンズ９を介して合成ミラー５０で反射し、リニアイメージセンサ１３の結像面に結像される。こうして撮像された左側からの像を電気信号に変換し座標演算部７に左側信号として入力する。次に点灯切換器６０により発光させるＬＥＤを切り換えて右側ＬＥＤ３１ｂを発光させ、以降同様に、右側ＬＥＤ３１ｂからの光線によって右側からの像を同一のリニアイメージセンサ１３により撮像し、電気信号に変換して座標演算部７に右側信号として入力する。これを高速に繰り返し、左右それぞれの像を一つの撮像手段により交互に検出することで三角測量の原理を用いた演算処理によりペン２の指示位置座標を得ることができる。ここで、点灯切換器６０は座標演算部７に接続されており、座標演算部７に入力された信号が左右どちらのＬＥＤに基づくものなのかを検知可能である。以上のような構成とすることで、リニアイメージセンサの分解能をフルに活用でき、更にリニアイメージセンサの個数を減らせるため大幅にコストを引き下げることができ、また、リニアイメージセンサの個数が減る分、小型化が可能となる。
【００３０】
図１２に、図１１に示した第６実施形態の合成ミラーの近辺の断面図を示す。図示のように、左右それぞれの像がレンズ９により結像されて合成ミラー５０により屈折されリニアイメージセンサ１３に入射するように構成されている。左右のＬＥＤ３１を点灯切換器によりそれぞれ交互に発光させるため、１つのリニアイメージセンサ１３にて左右の像を交互に分離検出することができる。
【００３１】
尚、本発明の光デジタイザは、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。例えば、曲面ミラーは双曲線シリンダーミラー、楕円シリンダーミラーに限らず、光線の画角を拡大できるものであればどのようなものでも構わない。また、検出ユニットの構成も、トンネルミラーではなくハーフミラー、ピンホール等を用いたり或いは光源と撮像部を極めて近い位置に配置してもよく、適宜変更使用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像手段の設置位置を曲面ミラーにより折り返すことができるため撮像手段が座標面の側方に飛び出るようなことなくコンパクトに実装することができるという優れた効果を奏し得る。また、再帰反射手段を利用する光デジタイザにおいては、曲面ミラーにより画角を拡大できるため、撮像手段と光源を所望の位置に設置可能となるため厚さの薄い光デジタイザを実現することができる。この場合、曲面ミラーにより光線の照光を拡大できるため市販のＬＥＤを使用することができるので安価に製造可能である。更に、互いに異なる方向から撮像する光デジタイザにおいて従来二つのイメージセンサを必要としていたところ、本発明によれば一つのイメージセンサで実現できるのでより安価に製造可能である。これらの効果は表示装置を内蔵する光デジタイザにおいても同様に顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光デジタイザの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す本発明に係る第１実施形態の光デジタイザに組み込まれる双曲線シリンダーミラーの特性を示す模式図である。
【図３】図１に示す本発明に係る第１実施形態の光デジタイザに用いられる結像レンズの構成を示す模式図である。
【図４】本発明に係る光デジタイザの第２実施形態を示す平面図である。
【図５】図４に示す本発明に係る第２実施形態の光デジタイザの側面図である。
【図６】図４に示す本発明に係る第２実施形態の光デジタイザに組み込まれる楕円シリンダーミラーの特性を示す模式図である。
【図７】図４に示す本発明に係る第２実施形態の光デジタイザに用いられる結像レンズの構成を示す模式図である。
【図８】本発明に係る光デジタイザの第３実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明に係る光デジタイザの第４実施形態を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る光デジタイザの第５実施形態を示す平面図である。
【図１１】本発明に係る光デジタイザの第６実施形態を示す平面図である。
【図１２】図１１に示す本発明に係る第６実施形態の光デジタイザに組み込まれる合成ミラーを説明するための断面図。
【図１３】従来の発光型ペンを使用する光デジタイザを示す模式図である。
【図１４】従来の反射型ペンを使用する光デジタイザを示す模式図である。
【図１５】図１４に示す従来の反射型ペンを使用する光デジタイザの側面図である。
【符号の説明】
１    座標面
２    指示体
３    検出ユニット
４    再帰反射部材
５    パーソナルコンピュータ
６    表示装置
７    座標演算部
９    結像レンズ
９ａ    凸シリンダーレンズ
９ｂ    絞り
９ｃ    凸レンズ
１３    リニアイメージセンサ
１４    トンネルミラー
２０    指示体
２２    再帰反射部材
２４    発光部
２６    双曲線シリンダーミラー
２７    楕円シリンダーミラー
３１    光源
４２    平面ミラー
５０    合成ミラー
５１    ノート型パーソナルコンピュータ
６０    点灯切換器
【図１】
0004054847.tif 000002
【図２】
0004054847.tif 000003
【図３】
0004054847.tif 000004
【図４】
0004054847.tif 000005
【図５】
0004054847.tif 000006
【図６】
0004054847.tif 000007
【図７】
0004054847.tif 000008
【図８】
0004054847.tif 000009
【図９】
0004054847.tif 000010
【図１０】
0004054847.tif 000011
【図１１】
0004054847.tif 000012
【図１２】
0004054847.tif 000013
【図１３】
0004054847.tif 000014
【図１４】
0004054847.tif 000015
【図１５】
0004054847.tif 000016