(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段による走査光を受光する受光手段とを有する光学ユニットを複数備え、前記所定領域に提示物で形成させる走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記受光手段の受光出力に基づいて検出する光走査型タッチパネルにおいて、
前記複数の光学ユニットにおける光走査を同期させる光走査同期手段を備え、
該光走査同期手段は、基準となる走査角度に対応した各受光手段による受光出力を基準信号として夫々入力したときの時間差に基づいて光走査を同期させるようにしてあることを特徴とする光走査型タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画面上での指示物の位置を光学的に検出する光走査型タッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
主としてパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムの普及に伴って、コンピュータシステムにより情報が表示される表示装置の表示画面上を人の指または特定の指示物により指示することにより、新たな情報を入力したり、コンピュータシステムに対して種々の指示を与えたりする装置が利用されている。
【０００３】
パーソナルコンピュータ等の表示装置の表示画面に表示された情報に対してタッチ方式にて入力操作を行う場合には、その表示画面上での接触位置（指示位置）を高精度に検出する必要がある。このような座標面となる表示画面上の指示位置を検出する方法の一例として、光学的な位置検出方法が、特開昭６２−５４２８号公報などに提案されている。この方法は、表示画面の両側枠に光再帰性反射体を配置し、角度走査したレーザ光線のこの光再帰性反射体からの戻り光を検知し、指またはペンによって光線が遮断されるタイミングから指またはペンの存在角度を求め、求めた角度から三角測量の原理にて位置座標を検出する。この方法では、部品点数が少なくて検出精度を維持でき、指，任意のペン等の位置も検出できる。
【０００４】
このような走査光により位置検出を行う光走査型タッチパネルは、一般的に表示画面の外側に設けられた再帰性反射体と、レーザ光などの光を出射する発光素子、出射された光を角度走査するポリゴンミラーなどの光走査手段、及びその走査光の再帰性反射体による反射光を受光する受光素子を含む２組の光学ユニットとを備えており、各光学ユニットにおいて、発光素子からの光を光走査手段にて走査させ、その走査光の再帰性反射体での反射光を光走査手段で反射させて受光素子に受光させる構成を有している。その走査光の経路に指，任意のペンなどの指示物が存在する場合には、再帰性反射体での反射光が受光素子に受光されない。そこで、各光学ユニットにおける光走査手段の走査角度及び受光素子での受光結果に基づいて、それらの指示物の位置を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような光走査型タッチパネルでは、１回の光走査にあって、走査終了または指示物による遮光の確認に従って割り込み信号が発生して、検出される受光素子での受光信号（再帰性反射体からの反射光）の読み込み処理が行われている。また、１回の光走査における走査開始は、光学ユニット内で発光素子からの光が光走査手段に反射されて直接受光素子に入力される基準信号に従って決定される。このような光走査の制御は各光学ユニットにおいて独立的になされており、それぞれの基準信号のタイミングも合わされておらず、各光学ユニットでの異なる光走査周期によって検出の間隔も一致していない。
【０００６】
従って、従来の光走査型タッチパネルにおいて高精度の検出を実現しようとしても、両光学ユニットにあって検出の同時性が保たれず、それぞれの光走査周期の違いによって最大１光走査分の遅延が発生して、位置検出の時間的な遅れが生じるという問題がある。
【０００７】
また、上述したような基準信号では、実際の走査角度０°（真の走査開始基準線）に対応しておらず、基準信号に基づいて検出された走査角度情報を光学ユニットの設計仕様に合わせて角度補正する必要があり、その補正用のソフトウェアを組み込んでおかなければならないという問題がある。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数の光学ユニットにおける光走査開始を同期することができ、各光学ユニットにおいて検出の同時性を保てて、位置検出の時間的な遅れを最小限に留めることができる光走査型タッチパネルを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、互いの走査光を受光して基準信号とすることにより、設計仕様に基づく基準信号からの角度補正を不要にする光走査型タッチパネルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る光走査型タッチパネルは、所定領域と実質的に平行である面内で光を角度走査する光走査手段と、該光走査手段による走査光を受光する受光手段とを有する光学ユニットを複数備え、前記所定領域に提示物で形成させる走査光の遮断位置を走査角度に対応した前記受光手段の受光出力に基づいて検出する光走査型タッチパネルにおいて、前記複数の光学ユニットにおける光走査を同期させる光走査同期手段を備え、該光走査同期手段は、基準となる走査角度に対応した各受光手段による受光出力を基準信号として夫々入力したときの時間差に基づいて光走査を同期させるようにしてあることを要件とする。
【００１１】
本発明の光走査型タッチパネルにあっては、複数の光学ユニットにおける基準信号を比較し、その基準信号のタイミングを同期させるようにする。従って、各光学ユニットにおいて、光走査開始のタイミングが一致し、同期して光走査が行われる。この結果、位置検出の時間的な遅れはほとんど生じない。
【００１３】
また、互いの走査光を受光したタイミングを光走査開始の基準信号とする。このようにした場合、その基準信号は真の走査開始基準線に対応することになるので、従来のような基準信号の場合には必要であった角度補正が不要となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の光走査型タッチパネルの基本構成を示す模式図である。
【００１５】
図１において参照符号１０は、パーソナルコンピュータ等の電子機器におけるＣＲＴまたはフラットディスプレイパネル（ＰＤＰ，ＬＣＤ，ＥＬ等），投射型映像表示装置等の矩形状の表示画面であり、本実施の形態ではＰＤＰ（プラズマディスプレイ）の表示画面として構成されている。
【００１６】
例えば指，ペン等である指示物Ｓによりタッチするための目標区域として規定された平面の範囲であるこの長方形の表示画面１０の一つの短辺（本実施の形態では右側の辺）の両隅の外側には、発光素子，受光素子，ポリゴンミラー，各種のレンズ等を含む光学系を内部に有する光学ユニット１ａ，１ｂがそれぞれ設けられている。また、表示画面１０の右側の辺を除く３辺、つまり、上下両側の辺及び左側の辺の外側には再帰性反射体としての再帰性反射シート７が設けられている。
【００１７】
図２は、光学ユニット１ａ，１ｂの構成及び光路を示す図である。両光学ユニット１ａ，１ｂは同じ内部構成をなしている。光学ユニット１ａ（１ｂ）は、赤外線レーザ光を出射するレーザダイオード（ＬＤ）からなる発光素子１１と、発光素子１１からのレーザ光を平行光にするためのコリメーションレンズ１２と、再帰性反射シート７からの反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）からなる受光素子１３と、受光素子１３への入射光を制限するためのスリット１４ａを有するスリット板１４と、発光素子１１からのレーザ光を角度走査するための例えば４角柱状のポリゴンミラー１５と、アパーチャ１６ａによりコリメーションレンズ１２からポリゴンミラー１５への投射光を制限すると共に、ポリゴンミラー１５を介した再帰性反射シート７からの反射光を受光素子１３側へ反射するアパーチャミラー１６と、アパーチャミラー１６での反射光を集束させるための集光レンズ１７と、ポリゴンミラー１５を回転させるモータ１８と、これらの各光学部材を取付け固定するための光学ユニット本体１９とを備える。
【００１８】
発光素子１１から出射されたレーザ光は、コリメーションレンズ１２にて平行光にされ、アパーチャミラー１６のアパーチャ１６ａを通過した後、ポリゴンミラー１５の回転によって表示画面１０と実質的に平行である面内を角度走査されて再帰性反射シート７に投射される。そして、再帰性反射シート７からの反射光が、ポリゴンミラー１５及びアパーチャミラー１６にて反射された後、集光レンズ１７で集束されてスリット板１４のスリット１４ａを通って、受光素子１３に入射される。但し、走査光の経路に指示物Ｓが存在する場合には投射光が遮断されるため、反射光が受光素子１３に入射されることはない。
【００１９】
各光学ユニット１ａ，１ｂには、各発光素子１１を駆動する発光素子駆動回路２ａ，２ｂと、各受光素子１３の受光量を電気信号に変換する受光信号検出回路３ａ，３ｂと、各ポリゴンミラー１５の動作を制御して各光学ユニット１ａ，１ｂにおける光走査開始を同期させる、本発明の特徴部分である走査同期制御回路４とが接続されている。また、参照符号５は指示物Ｓの位置，大きさを算出すると共に、装置全体の動作を制御するＭＰＵであり、６はＭＰＵ５での算出結果などを表示する表示装置である。
【００２０】
ＭＰＵ５は、発光素子駆動回路２ａ，２ｂに駆動制御信号を送り、その駆動制御信号に応じて発光素子駆動回路２ａ，２ｂが駆動されて、各発光素子１１の発光動作が制御される。受光信号検出回路３ａ，３ｂは、各受光素子１３での受光信号をＭＰＵ５へ送る。ＭＰＵ５は、各受光素子１３からの受光信号に基づいて、指示物Ｓの位置，大きさを算出し、その算出結果を表示装置６に表示する。なお、表示装置６は表示画面１０を兼用することも可能である。
【００２１】
このような本発明の光走査型タッチパネルにおいては、図１に示されているように、例えば光学ユニット１ｂに関して説明すると、光学ユニット１ｂからの投射光は、受光素子１３に入射する位置から図１上で反時計方向回りに走査され、再帰性反射シート７の先端部分で反射される位置（Ｐｓ）に至って実質的な走査開始位置になる。そして、指示物Ｓの一端に至る位置（Ｐ１）までは再帰性反射シート７により反射されるが、指示物Ｓの他端に至る位置（Ｐ２）までの間は指示物Ｓによって遮断され、その後の走査終了位置（Ｐｅ）に至るまでは再帰性反射シート７により反射される。
【００２２】
このような光走査において、発光素子１１からの投射光が、再帰性反射シート７に到らずにポリゴンミラー１５でアパーチャミラー１６を走査して直接受光素子１３に入射された検出光信号を光走査開始の基準信号とする。即ち、このような基準信号を検出した場合から走査角度を計測するようにしている。
【００２３】
各光学ユニット１ａ，１ｂは、このようにして走査光の直接入射による基準信号を検出する。各光学ユニット１ａ，１ｂにおいて、走査光はそれぞれ独立的に一定の周期で回転するように構成されており、このままでは、微妙な回路定数のばらつきによって位相がずれることになる。そこで、本発明では、両光学ユニット１ａ，１ｂにおける基準信号の位相を比較し、ＰＬＬ同期によって光学ユニット１ｂ側のポリゴンミラー１５の回転速度を増減させて、光走査開始のタイミング（基準信号）を両光学ユニット１ａ，１ｂで同期させるようにする。
【００２４】
図３は、両基準信号を同期させる走査同期制御回路４の内部構成を示す図である。走査同期制御回路４は、ＰＬＬ回路２１とクロック発生器２２とを備える。ＰＬＬ回路２１は、両光学ユニット１ａ，１ｂの各受光素子１３，１３での受光信号（基準信号）を光信号検出回路３ａ，３ｂから入力して、その時間差をクロック発生器２２からのクロック数に換算して求め、その時間差に基づいて回転タイミングを調整するためのサーボ信号を光学ユニット１ｂへ送る。そして、このサーボ信号に応じて、光学ユニット１ｂのポリゴンミラー１５の回転速度が調整されて、両光学ユニット１ａ，１ｂでの基準信号が同期化する。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）は、このような基準信号の同期制御例を示すタイミングチャートである。図４（ａ）の例では、光学ユニット１ｂでの基準信号が光学ユニット１ａでの基準信号より位相が遅れているので、（＋）のサーボ信号を光学ユニット１ｂへ送って光学ユニット１ｂのポリゴンミラー１５の回転速度を速くして両基準信号を同期化させる。一方、図４（ｂ）の例では、光学ユニット１ｂでの基準信号が光学ユニット１ａでの基準信号より位相が進んでいるので、（−）のサーボ信号を光学ユニット１ｂへ送って光学ユニット１ｂのポリゴンミラー１５の回転速度を遅くして両基準信号を同期化させる。
【００２６】
以上のような走査同期制御回路４における制御動作によって、光学ユニット１ｂが光学ユニット１ａの周期に同期する形で両光学ユニット１ａ，１ｂでの光走査の回転周期が一定となる。
【００２７】
次に、一方の光学ユニットからの走査光を光走査開始の基準信号に用いる本発明の他の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態でも、自身の光学ユニット内の走査光の直接入射光を基準信号とした上述の実施の形態と同様にＰＬＬ制御により同期化処理を行う。
【００２８】
図５（ａ）は、光学ユニット１ａでの受光素子１３における受光信号を示す図である。図５（ａ）において、Ｄa1は光学ユニット１ａ内でのポリゴンミラー１５からの直接入射光に該当する受光信号（上述の実施の形態での基準信号）、Ｄa2は光学ユニット１ｂからの走査光に該当する受光信号（本実施の形態での基準信号）、Ｄa3は再帰性反射シート７からの反射光に該当する受光信号をそれぞれ表す。
【００２９】
また、光学ユニット１ｂでの受光素子１３における受光信号を、図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）において、図５（ａ）と同様、Ｄb1は光学ユニット１ｂ内でのポリゴンミラー１５からの直接入射光に該当する受光信号（上述の実施の形態での基準信号）、Ｄb2は光学ユニット１ａからの走査光に該当する受光信号（本実施の形態での基準信号）、Ｄb3は再帰性反射シート７からの反射光に該当する受光信号をそれぞれ表す。
【００３０】
図５（ａ），（ｂ）には、走査光の回転角度も併せて示している。走査光の回転角度は、両光学ユニット１ａ，１ｂを結ぶ直線を走査基準線として計測される。よって、受光信号Ｄa2，Ｄb2における走査角度は０°となる。光学ユニット１ａ，１ｂは非走査領域に設けられており、受光信号Ｄa1，Ｄb1における走査角度は−αa ，−αb となる。なお具体的には、αa ＝αb ＝６°程度である。また、受光信号Ｄa3，Ｄb3における走査角度は、図１のＰｓに相当するβa ，βb から図１のＰｅに相当する９０°までの間である。なお、具体的には、βa ＝βb ＝３°程度である。
【００３１】
自身の各光学ユニット１ａ，１ｂ内での直接入射光（受光信号Ｄa1，Ｄb1）を基準信号とする場合、走査基準線からαa ，αb だけずれた位置から走査角度を計測するので、指示物Ｓの位置検出処理にそのままの計測値は使用できず、その計測値をずれ角度αa ，αb だけ補正した後に、指示物Ｓの位置検出の演算を行う必要がある。また、光学ユニット１ａ，１ｂの取り付け仕様に応じてこのαa ，αb も変化するので、その取り付け誤差を解消するための表示位置との複雑なキャリブレーションも必要である。
【００３２】
これに対して、本実施の形態では、対向する光学ユニットからの走査光（受光信号Ｄa2，Ｄb2）を基準信号としているので、走査基準線から走査角度を計測するようになり、上述したような角度補正を行うことなく、その計測値をそのまま指示物Ｓの位置検出の演算に使用することができる。よって、構成の単純化を図れると共に、光学ユニットの組み立て時における設計角度調整も不要である。また、表示位置とのキャリブレーションも単純化できる。
【００３３】
ところで、本実施の形態では、一方の光学ユニット１ａ（１ｂ）から他方の光学ユニット１ｂ（１ａ）へ走査光が到達する必要があり、両光学ユニット１ａ，１ｂの直線空間には他の部材を設けることができないという制約が考えられる。そして、この直線空間には表示画面１０を固定するための固定部材を設けることが一般的であり、本実施の形態を実現できないという課題がある。
【００３４】
図６は、このような課題を解決した実施の形態を示す模式図である。両光学ユニット１ａ，１ｂの直線空間に表示画面１０固定用の固定部材３０が設けられているが、この固定部材３０の設置位置を避けて、両光学ユニット１ａ，１ｂ間で走査光を導光するプリズム導光体３１を設置している。図７に、プリズム導光体３１の構成例と内部の光路とを示す。
【００３５】
このようなプリズム導光体３１を設けて両光学ユニット１ａ，１ｂ間で走査光を導光できるようにしたので、直線空間が必須ではなくなり、表示画面１０固定用の固定部材３０の設置制限の緩和を図れる。
【００３６】
次に、両光学ユニット１ａ，１ｂでの光走査の周期を一定とする（光走査開始タイミングを同期する）だけでなく、両光学ユニット１ａ，１ｂでの走査角度も一定とするようにした実施の形態について説明する。
【００３７】
図８は、この実施の形態における制御ブロック図である。図８において、図１〜図３と同一番号を付した部分は同一部材を示している。各光学ユニット１ａ，１ｂには、ポリゴンミラー１５の回転の位相ずれを調整するＰＬＬ回路４１と基準クロックを発生するクロック発生器４２とが設けられている。また、光学ユニット１ｂには、自身のＰＬＬ回路４１からのサーボ信号とＰＬＬ回路２１からのサーボ信号とを加算する加算器４３が更に設けられている。
【００３８】
光学ユニット１ａ内において、ポリゴンミラー１５用のモータ１８の回転信号がＰＬＬ回路４１に入力され、基準回転との差がクロック発生器４２からのクロック数に換算して求められ、その差に基づいて回転速度を調整するためのサーボ信号がモータ１８にフィードバックされる。
【００３９】
光学ユニット１ｂ内において、モータ１８の回転信号がＰＬＬ回路４１に入力され、基準回転との差がクロック発生器４２からのクロック数に換算して求められ、その差に基づいて回転速度を調整するためのサーボ信号が加算器４３へ送られる。また、光学ユニット１ａ，１ｂでの基準信号がＰＬＬ回路２１に入力され、その時間差がクロック発生器２２からのクロック数に換算して求められ、その時間差に基づいて回転速度を調整するためのサーボ信号が加算器４３へ送られる。そして、これらの両サーボ信号が加算器が４３で加算され、その加算信号がモータ１８にフィードバックされる。
【００４０】
以上のような制御動作により、両光学ユニット１ａ，１ｂの光走査周期を一定とするだけでなく、その光走査角度も一定にすることが可能である。
【００４１】
次に、本発明の光走査型タッチパネルによる指示物Ｓの位置，大きさの算出動作について説明する。図９は、光走査型タッチパネルの実施状態を示す模式図である。但し、図９では光学ユニット１ａ，１ｂ、再帰性反射シート７，表示画面１０以外の構成部材は図示を省略している。また、指示物Ｓとして指を用いた場合を示している。
【００４２】
光学ユニット１ａ，１ｂ内の各ポリゴンミラー１５を回転させて、各発光素子１１からのレーザ光を角度走査する。この結果、再帰性反射シート７からの反射光が各受光素子１３に入射する。このようにして各受光素子１３に入射した光の受光量は受光信号検出回路３ａ，３ｂの出力である受光信号として得られる。
【００４３】
なお、図９において、θ00，φ00は両光学ユニット１ａ，１ｂを結ぶ基準線から各受光素子までの角度（図５（ａ），（ｂ）のαa ，αb に相当）を、θ０，φ０は両光学ユニット１ａ，１ｂを結ぶ基準線から再帰性反射シート７の端部までの角度（図５（ａ），（ｂ）のβa ，βb に相当）を、θ１，φ１は基準線から指示物Ｓの基準線側端部までの角度を、θ２，φ２は基準線から指示物Ｓの基準線と逆側端部までの角度をそれぞれ示している。
【００４４】
表示画面１０上の走査光の光路に指示物Ｓが存在する場合には、光学ユニット１ａ，１ｂから投射された光の指示物Ｓからの反射光は各受光素子１３に入射されない。従って、図９に示されているような状態では，走査角度が０°からθ０までの間では光学ユニット１ａ内の受光素子１３には反射光は入射されず、走査角度がθ０からθ１までの間ではその受光素子１３に反射光が入射され、走査角度がθ１からθ２までの間ではその受光素子１３に反射光が入射されない。同様に、走査角度が０°からφ０までの間では光学ユニット１ｂ内の受光素子１３には反射光は入射されず、走査角度がφ０からφ１までの間ではその受光素子１３に反射光が入射され、走査角度がφ１からφ２までの間ではその受光素子１３に反射光が入射されない。
【００４５】
次に、このようにして求めた遮断範囲から、指示物Ｓ（本例では指）の中心位置（指示位置）の座標を求める処理について説明する。まず、三角測量に基づく角度から直交座標への変換を説明する。図１０に示すように、光学ユニット１ａの位置を原点Ｏ、表示画面１０の右辺，上辺をＸ軸，Ｙ軸に設定し、基準線の長さ（光学ユニット１ａ，１ｂ間の距離）をＬとする。また、光学ユニット１ｂの位置をＢとする。表示画面１０上の指示物Ｓが指示した中心点Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）が、光学ユニット１ａ，１ｂからＸ軸に対してθ，φの角度でそれぞれ位置している場合、点ＰのＸ座標Ｐｘ，Ｙ座標Ｐｙの値は、三角測量の原理により、それぞれ以下の（１），（２）式のように求めることができる。
Ｐｘ（θ，φ）＝（ｔａｎφ）÷（ｔａｎθ＋ｔａｎφ）×Ｌ    …（１）
Ｐｙ（θ，φ）＝（ｔａｎθ・ｔａｎφ）÷（ｔａｎθ＋ｔａｎφ）×Ｌ  …（２）
【００４６】
ところで、指示物Ｓ（指）には大きさがあるので、検出した受光信号の立ち上がり／立ち下がりのタイミングでの検出角度を採用した場合、図１１に示すように、指示物Ｓ（指）のエッジ部の４点（図１１のＰ１〜Ｐ４）を検出することになる。これらの４点は何れも指示した中心点（図１１のＰｃ）とは異なっている。そこで、以下のようにして  中心点Ｐｃの座標（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ）を求める。Ｐｃｘ，Ｐｃｙは、それぞれ以下の（３），（４）式のように表せる。
Ｐｃｘ（θ，φ）＝Ｐｃｘ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２）…（３）
Ｐｃｙ（θ，φ）＝Ｐｃｙ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２）…（４）
【００４７】
そこで、（３），（４）式で表されるθ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２を上記（１），（２）式のθ，φとして代入することにより、指示された中心点Ｐｃの座標を求めることができる。
【００４８】
なお、上述した例では、最初に角度の平均値を求め、その角度の平均値を三角測量の変換式（１），（２）に代入して、指示位置である中心点Ｐｃの座標を求めるようにしたが、最初に三角測量の変換式（１），（２）に従って走査角度から４点Ｐ１〜Ｐ４の直交座標を求め、求めた４点の座標値の平均を算出して、中心点Ｐｃの座標を求めるようにすることも可能である。また、視差、及び、指示位置の見易さを考慮して、指示位置である中心点Ｐｃの座標を決定することも可能である。
【００４９】
ところで、各ポリゴンミラー１５の回転角速度が一定である場合には、時間を計時することにより走査角度の情報を得ることができる。図１２は、受光信号検出回路３ａからの受光信号と、光学ユニット１ａ内のポリゴンミラー１５の走査角度θ及び走査時間Ｔとの関係を示すタイミングチャートである。ポリゴンミラー１５の走査角速度が一定である場合、その走査角速度をωとすると、走査角度θ及び走査時間Ｔには、下記（５）式に示すような比例関係が成り立つ。
θ＝ω×Ｔ                  …（５）
【００５０】
よって、受光信号の立ち下がり，立ち上がり時の角度θ１，θ２は、それぞれの走査時間ｔ１，ｔ２と下記（６），（７）式の関係が成り立つ。
θ１＝ω×ｔ１              …（６）
θ２＝ω×ｔ２              …（７）
【００５１】
従って、ポリゴンミラー１５の走査角速度が一定である場合には、時間情報を用いて、指示物Ｓ（指）の遮断範囲及び座標位置を計測することが可能である。
【００５２】
また、本発明の光走査型タッチパネルでは、計測した遮断範囲から指示物Ｓ（指）の大きさ（断面長）を求めることも可能である。図１３は、この断面長計測の原理を示す模式図である。図１３において、Ｄ１，Ｄ２はそれぞれ光学ユニット１ａ，１ｂから見た指示物Ｓの断面長である。まず、光学ユニット１ａ，１ｂの位置Ｏ（０，０），Ｂ（Ｌ，０）から指示物Ｓの中心点Ｐｃ（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ）までの距離ＯＰｃ（ｒ１），ＢＰｃ（ｒ２）が、下記（８），（９）式の如く求められる。
ＯＰｃ＝ｒ１＝（Ｐｃｘ2 ＋Ｐｃｙ2 ）1/2               …（８）
ＢＰｃ＝ｒ２＝｛（Ｌ−Ｐｃｘ）2 ＋Ｐｃｙ2 ｝1/2       …（９）
【００５３】
断面長は距離と遮断角度の正弦値との積で近似できるので、各断面長Ｄ１，Ｄ２は、下記（１０），（１１）式に従って計測可能である。
Ｄ１＝ｒ１・２ｓｉｎｄθ／２
＝（Ｐｃｘ2 ＋Ｐｃｙ2 ）1/2 ・２ｓｉｎｄθ／２      …（１０）
Ｄ２＝ｒ２・２ｓｉｎｄφ／２
＝｛（Ｌ−Ｐｃｘ）2 ＋Ｐｃｙ2 ｝1/2 ・２ｓｉｎｄφ／２
…（１１）
【００５４】
なお、θ，φ≒０である場合には、ｓｉｎｄθ≒ｄθ≒ｔａｎｄθ，ｓｉｎｄφ≒ｄφ≒ｔａｎｄφと近似できるので、（１０），（１１）式においてｓｉｎｄθ，ｓｉｎｄφの代わりに、ｄθまたはｔａｎｄθ，ｄφまたはｔａｎｄφとしても良い。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の光走査型タッチパネルでは、複数の光学ユニットにおける基準信号を比較して、その基準信号のタイミングを同期させるようにしたので、光走査開始のタイミングが一致し、同期して光走査を行え、位置検出の時間的な遅れを最小限に留めることが可能である。
【００５６】
また、本発明の光走査型タッチパネルでは、互いの走査光を受光して基準信号とするようにしたので、設計仕様に基づく基準信号からの角度補正が不要になり、構成を簡素化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光走査型タッチパネルの基本構成を示す模式図である。
【図２】光学ユニットの構成及び光路を示す図である。
【図３】走査同期制御回路の内部構成を示す図である。
【図４】基準信号の同期制御例を示すタイミングチャートである。
【図５】受光素子における受光信号を示す図である。
【図６】本発明の光走査型タッチパネルの要部を示す模式図である。
【図７】プリズム導光体の構成例と内部の光路とを示す図である。
【図８】本発明の光走査型タッチパネルにおける制御ブロック図である。
【図９】光走査型タッチパネルの実施状態を示す模式図である。
【図１０】座標検出のための三角測量の原理を示す模式図である。
【図１１】指示物及び遮断範囲を示す模式図である。
【図１２】受光信号と走査角度と走査時間との関係を示すタイミングチャートである。
【図１３】断面長計測の原理を示す模式図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  光学ユニット
４  走査同期制御回路
５  ＭＰＵ
７  再帰性反射シート
１０  表示画面（座標面）
１１  発光素子
１３  受光素子
１５  ポリゴンミラー
１８  モータ
２１  ＰＬＬ回路
Ｓ  指示物
【図１】
0004111617.tif 000002
【図２】
0004111617.tif 000003
【図３】
0004111617.tif 000004
【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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【図１３】
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