(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面に対して平行に、かつ、扇状に拡散する光を出射する発光部と、前記表示面の縁部に沿って配置された再帰性の反射部によって反射された前記発光部から出射された光を受光する受光部とを有して前記表示面の縁部の異なる位置に配置される複数の光学ユニットを備え、前記受光部上における受光が妨げられた位置を検出し、その検出結果から前記表示面上の指示された位置を示す座標を検出する座標検出装置において、
複数の前記光学ユニットの前記発光部からの光の出射が交互に行われることを特徴とする座標検出装置。
【請求項２】
複数の前記発光部の駆動タイミングが同期していることを特徴とする請求項１記載の座標検出装置。
【請求項３】
前記各光学ユニットの前記発光部と前記受光部との駆動タイミングが同期していることを特徴とする請求項１又は２記載の座標検出装置。
【請求項４】
前記発光部の発光出力を可変する発光出力可変手段が設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の座標検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タッチパネルなどのパネル面上の指示された位置を示す座標を検出する座標検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タッチパネルなどで使用される座標検出装置としては様々な方式のものが知られている。その中で、発光部と受光部とを備えた２個の光学ユニットをタッチパネルのパネル面の縁部の異なる位置に配置し、さらに、発光部から出射された光をその出射方向へ反射させる再帰性の反射部をパネル面の縁部に沿って配置した構造の座標検出装置が知られている。
【０００３】
このような２個の光学ユニットと反射部とを備えたタッチパネルでは、発光部からの光がパネル面に沿って平行に、かつ、扇状に出射され、その光は反射部で反射された後に発光部に向けて戻るとともに受光部で受光される。そして、パネル面上の或る位置を指などで触れることによりその位置を通過していた光が遮光されると、２つの受光部上でそれぞれ光を受光しない箇所が発生し、その箇所を検出して演算することによりパネル面上の指などで触れた位置を示す座標が検出される。
【０００４】
また、座標検知動作中は２個の光学ユニットが同時に駆動され、その座標検知動作中は発光部から光が常時出射されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
２個の光学ユニットの各発光部から光が同時に出射されているので、一方の光学ユニットの発光部から出射された光が外乱光として他方の光学ユニットの受光部で受光されることが発生し、それが原因となって座標の誤検出を生ずる場合がある。
【０００６】
そこで本発明は、２個の光学ユニットの発光部から光が同時に出射されることが原因となって発生する座標の誤検出を防止することができる座標検出装置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】
請求項１記載の発明は、表示面に対して平行に、かつ、扇状に拡散する光を出射する発光部と、前記表示面の縁部に沿って配置された再帰性の反射部によって反射された前記発光部から出射された光を受光する受光部とを有して前記表示面の縁部の異なる位置に配置される複数の光学ユニットを備え、前記受光部上における受光が妨げられた位置を検出し、その検出結果から前記表示面上の指示された位置を示す座標を検出する座標検出装置において、複数の前記光学ユニットの前記発光部からの光の出射が交互に行われる。
【０００８】
したがって、受光部で光を受光したとき、その光がどの光学ユニットの発光部から出射されたものであるかを間違えることなく検出でき、一つの光学ユニットの発光部から出射された光を他の光学ユニットの受光部で受光することが原因となって発生する座標の誤検出が防止される。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の座標検出装置において、複数の前記発光部の駆動タイミングが同期している。
【００１０】
したがって、複数の発光部が同時に発光するという事態の発生が防止され、受光部で光を受光したとき、その光がどの光学ユニットの発光部から出射されたものであるかをより一層確実に検出でき、座標の誤検出がより一層確実に防止される。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の座標検出装置において、前記各光学ユニットの前記発光部と前記受光部との駆動タイミングが同期している。
【００１２】
したがって、各光学ユニットの発光部から発光された光の反射光の受光がその光学ユニットの受光部のみで行われるので、座標の誤検出がより一層確実に防止される。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の座標検出装置において、前記発光部の発光出力を可変する発光出力可変手段が設けられている。
【００１４】
したがって、各光学ユニットの受光部の受光感度が異なる場合などには、それに応じて発光出力可変手段により発光部の発光出力を可変することにより、各光学ユニットの受光部において検出値を略同じにすることができ、各光学ユニットの受光部の受光感度のバラツキが原因となる座標の誤検出が防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は、本発明の基本構成を示す概略図である。タッチパネル１には表示面であるパネル面１ａが設けられており、このパネル面１ａは外形形状が四角形に形成されている。パネル面１ａの縁部である２個所のコーナー部にはそれぞれ光学ユニット２ａ、２ｂが配置されている。さらに、パネル面１ａの周囲の４辺のうち、光学ユニット２ａ、２ｂに挟まれた１辺を除く他の３辺の縁部に沿って反射部３が配置されている。反射部３には、シート内部に高密度の三面体キューブを配置した再帰性反射シートが用いられており、この反射部３に入射された光は同一光路上を通って光源方向へ反射される。２個の光学ユニット２ａ、２ｂには演算部４が接続され、この演算部４はインターフェース部５を介してパーソナルコンピュータ６に接続されている。
【００１６】
演算部４は、光学ユニット２ａ、２ｂを駆動するとともに、光学ユニット２ａ、２ｂの後述するＣＣＤでの検出結果に基づき、タッチパネル１のパネル面１ａ上における指などで触れられことにより指示された箇所の座標を検出する。
【００１７】
図２は光学ユニット２ａ、２ｂの光学系の構造を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。光学ユニット２ａ、２ｂには、発光部７、拡散レンズ８、ハーフミラー９、読取レンズ１０、受光部であるＣＣＤ１１等が設けられている。発光部７からは演算部４の制御によりレーザー光が出射され、発光部７から出射されたレーザー光は拡散レンズ８により、タッチパネル１のパネル面１ａに対して平行に、かつ、扇状に拡散される。レーザー光がハーフミラー９に当たると、当たったレーザー光の半分がまっすぐにハーフミラー９を透過して残りの半分が９０°の角度に反射される。読取レンズ１０は、反射部３で反射された後にハーフミラー９をまっすぐに透過した光をＣＣＤ１１上で結蔵させ、結像された光がＣＣＤ１１で受光される。
【００１８】
図３は、光学ユニット２ａ、２ｂの発光部７から出射された後に拡散レンズ８で拡散されたレーザー光の範囲を示したものであり、一方の光学ユニット２ａの発光部７から出射された光は“θａ”の範囲に拡散され、他方の光学ユニット２ｂの発光部７から出射された光は“θｂ”の範囲に拡散される。したがって、一方の光学ユニット２ａの発光部７から出射されたレーザー光の一部が外乱光となって他方の光学ユニット２ｂ内に侵入し、他方の光学ユニット２ｂの発光部７から出射されたレーザー光の一部が外乱光となって一方の光学ユニット２ａ内に侵入している。
【００１９】
図４は、２個の光学ユニット２ａ、２ｂの発光部７とＣＣＤ１１との駆動タイミングを示したタイミングチャートである。２個の光学ユニット２ａ、２ｂは、図示しない基準クロックに基づいて同期して駆動され、交互にオン、オフされている。つまり、光学ユニット２ａの発光部７とＣＣＤ１１とが駆動されているときは光学ユニット２ｂの発光部７とＣＣＤ１１との駆動が停止され、光学ユニット２ｂの発光部７とＣＣＤ１１とが駆動されているときは光学ユニット２ａの発光部７とＣＣＤ１１との駆動が停止されている。なお、光学ユニット２ａ、２ｂのオン、オフを切り替える間隔は、人が指などでパネル面１ａに触れる動作よりも速ければよく、例えば、５ｍＳ以下であればよい。
【００２０】
このような構成において、各光学ユニット２ａ、２ｂにおいて、発光部７から出射されたレーザー光が拡散レンズ８で拡散され、拡散されたレーザー光のうちの半分がハーフミラー９で反射されて反射部３側へ向けて進行し、反射部３で反射されたレーザー光は同じ光路上を進行して光学ユニット２ａ、２ｂ側へ戻る。そして、光学ユニット２ａ、２ｂ側へ戻ったレーザー光のうちの半分がハーフミラー９を透過した後に読取レンズ１０によりＣＣＤ１１上に結像され、ＣＣＤ１１によるレーザー光の検出が行われる。
【００２１】
このような状態のときに、パネル面１ａ上の或る位置を指などで触れること等により指示すると、その位置を通過していたレーザー光が指で遮光され、２つの光学ユニット２ａ、２ｂの各ＣＣＤ１１上においてそれぞれ光を受光しない箇所が発生する。その箇所の検出結果から演算部４で演算する（三角測量の原理に基づいて演算する）ことにより、指などで触れた箇所の座標を検出することができる。
【００２２】
ここで、本実施の形態では、一方の光学ユニット２ａの駆動と他方の光学ユニット２ｂの駆動とが同期して交互に行われているので、一方の光学ユニット２ａの発光部７から発光されたレーザー光の反射光をその光学ユニット２ａのＣＣＤ１１のみで検出することができ、その発光部７から出射されたレーザー光の一部が外乱光となって異なる光学ユニット２ｂ内に侵入しても、その光学ユニット２ｂのＣＣＤ１１で誤検出されるということが発生しない。同様に、他方の光学ユニット２ｂの発光部７から発光されたレーザー光の反射光をその光学ユニット２ｂのＣＣＤ１１のみで検出することができ、異なる光学ユニット２ａのＣＣＤ１１で誤検出するということが発生しない。これにより、座標検出の精度が高くなる。
【００２３】
また、２個の光学ユニット２ａ、２ｂを常時駆動させておく場合に比べて一定時間内におけるレーザー光の出射に要する電力が約半分になり、消費エネルギーの削減を図ることができる。さらに、発光部７からレーザー光の出射を常時行う場合に比べて発光部７の出射時間が短くなり、発光部７の寿命を長くすることができる。
【００２４】
ついで、本発明の第二の実施の形態を説明する。なお、本実施の形態では、光学ユニット２ａ、２ｂの構造、２個の光学ユニット２ａ、２ｂを同期させて交互に駆動させる点等については第一の実施の形態と同じであり、本実施の形態の説明では、図１ないし図４を援用して説明する。
【００２５】
本実施の形態では、２個の光学ユニット２ａ、２ｂにおける発光部７の発光出力を可変する発光出力可変手段（図示せず）が設けられている。この発光出力可変手段で発光部７の発光出力を可変することにより、各光学ユニット２ａ、２ｂのＣＣＤ１１の検出値が略同じになるように調整することができる。
【００２６】
発光出力可変手段の一例としては、演算部４のＣＰＵの制御、又は、パーソナルコンピュータ６のＣＰＵの制御により行われる処理が挙げられる。例えば、光学ユニット２ａの発光部７から出射されたレーザー光の反射光をその光学ユニットの２ａのＣＣＤ１１で受光し、さらに、光学ユニット２ｂの発光部７から出射されたレーザー光の反射光をその光学ユニット２ｂのＣＣＤ１１で受光し、２つのＣＣＤ１１の検出値を比較し、その検出値が同じになるように発光部７の発光出力を可変する。
【００２７】
このような構成において、２個の光学ユニット２ａ、２ｂのそれぞれにおいて、ＣＣＤ１１の受光感度が異なる場合でも、発光部７の発光出力を変更することによりＣＣＤ１１の検出値を略同じにすることができる。このため、２個の光学ユニット２ａ、２ｂにおけるＣＣＤ１１の受光感度が異なったとしても、それが原因となる座標の誤検出を防止することができる。
【００２８】
さらに、２個の光学ユニット２ａ、２ｂにおいて、ＣＣＤ１１の受光感度を一致させる必要がなく、２個の光学ユニット２ａ、２ｂのそれぞれにおいて異なる種類のＣＣＤ１１を使用してもよく、ＣＣＤ１１の交換を各光学ユニット２ａ、２ｂごとに行うことが可能になるとともにコストダウンを図ることができる。
【００２９】
なお、２個の光学ユニット２ａ、２ｂにおける発光部７の発光出力を可変し、各光学ユニット２ａ、２ｂのＣＣＤ１１の検出値が略同じなるようにする発光出力可変手段としては、発光部７の発光出力を機械的に調整する構造のものであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の座標検出装置によれば、発光部と受光部とを備えた複数の光学ユニットの各発光部からの光の出射が交互に行われるので、受光部で光を受光したときにその光がどの光学ユニットの発光部から出射されたものであるかを間違えることなく検出できるとともに座標の誤検出を防止することができ、さらに、各発光部における光の出射時間の短縮による消費エネルギーの削減と発光部の寿命の延長とを図ることができる。
【００３１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の座標検出装置において、複数の発光部の駆動タイミングが同期しているので、受光部で光を受光したとき、その光がどの光学ユニットの発光部から出射されたものであるかをより一層間違えることなく検出できるようになり、座標の誤検出をより一層確実に防止することができる。
【００３２】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の座標検出装置において、各光学ユニットの発光部と受光部との駆動タイミングが同期しているので、各光学ユニットの発光部から出射された光の反射光の受光がその光学ユニットの受光部のみで行われるので、座標の誤検出をより一層確実に防止することができる。
【００３３】
請求項４記載の発明によれば、請求項１、２又は３記載の座標検出装置において、各光学ユニットの発光部の発光出力を可変する発光出力可変手段が設けられているので、各光学ユニットの受光部の受光感度が異なる場合などには、それに応じて発光出力可変手段により発光部の発光出力を可変することにより各光学ユニットの受光部の検出値を略同じにすることができ、各光学ユニットの受光部の受光感度のバラツキが原因となる座標の誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の基本構成を示す概略図である。
【図２】光学ユニットの光学系の構造を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】２個の光学ユニットの各発光部から出射されたレーザー光が拡散レンズで拡散される範囲を示した説明図である。
【図４】２個の光学ユニットの発光部とＣＣＤとの駆動タイミングを示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ａ    表示面
２ａ、２b  光学ユニット
３      反射部
７      発光部
１１      受光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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