(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出平面上に置かれた対象物に対して光を照射し、再帰反射部材からの再帰反射光の有無を検出することにより、対象物の方向または位置を検出する物体検出用光学ユニットであって、該ユニットは、
複数の光源と該光源に対応する複数のレンズとからなり、仮想的な１つの点光源から投光されたかのような、前記検出平面と平行な扇状の投光パターンを形成するように前記複数の光源とレンズが配置された投光手段と、
スリットまたはレンズと１次元受光素子群とからなり、前記投光手段が形成する扇状の投光パターンに一致した視野の受光パターンを形成するように前記スリットまたはレンズと１次元受光素子群とが配置された受光手段と、
から成ることを特徴とする物体検出用光学ユニット。
【請求項２】
前記投光手段は複数の発光ダイオードからなり、前記複数の光源が各発光ダイオードの中の発光エレメントであり、前記複数のレンズが各発光ダイオードの透明パッケージ自体であることを特徴とする請求項１記載の物体検出用光学ユニット。
【請求項３】
前記複数の光源と複数のレンズは、それぞれの光源からレンズを介して投光される光の各光軸の中心が前記複数の光源の後方一点に集合した位置を仮想的な前記点光源として、そこから扇状に投光パターンが形成されるように単一平面上に扇状に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の物体検出用光学ユニット。
【請求項４】
前記複数の光源と複数のレンズは、それぞれの光源からレンズを介して投光される光の各光軸の中心が前記複数のレンズの前方一点に一旦集合した位置を仮想的な前記点光源として、そこから扇状に投光パターンが形成されるように単一平面上に扇状に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の物体検出用光学ユニット。
【請求項５】
前記検出平面を挟んで前記光学ユニットとは反対側に前記再帰反射部材が位置し、前記対象物が前記投光手段及び受光手段と前記再帰反射部材との間を往復する光路を遮ったとき、前記１次元受光素子群からの出力信号の分布から、光路が遮られたことにより生ずる影の方向を算出することで、前記対象物がある方向を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の物体検出用光学ユニット。
【請求項６】
前記対象物が前記再帰反射部材を有し、前記投光手段から照射される光が前記対象物から再帰反射して前記受光手段に戻ってくるとき、前記１次元受光素子群からの出力信号の分布から、前記再帰反射部材からの反射光の方向を算出することで、前記対象物がある方向を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の物体検出用光学ユニット。
【請求項７】
前記投光手段は、前記検出平面に対して垂直の方向に僅かにずれて前記検出手段の上側または下側の何れか一方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の物体検出用光学ユニット。
【請求項８】
前記投光手段は、前記検出平面に対して垂直の方向に僅かにずれて前記検出手段の上側及び下側の両方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の物体検出用光学ユニット。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の物体検出用光学ユニットを少なくとも２個備え、各々の光学ユニットが既知の位置に配置され、それぞれの光学ユニットにより前記対象物の方向を算出することで、三角測量の原理により該対象物の位置座標を算出し、情報処理装置へ位置座標情報を入力することを特徴とする位置座標入力装置。
【請求項１０】
前記情報処理装置の出力表示を行うための表示装置を更に有し、前記検出平面が前記表示装置に対してオーバーラップするように設けられることを特徴とする請求項９記載の位置座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体検出用光学ユニット及びそれを用いた位置座標入力装置に関するものであり、特に、複数の発光ダイオードを用いて扇状の投光パターンを形成する物体検出用光学ユニット及びそれを用いた位置座標入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、情報処理装置への位置座標入力装置としてのデジタイザやタブレットなどにおいて、対象物の角度（方向）や位置を検出するものとして、感圧抵抗膜方式、静電容量方式、電磁誘導方式などの種々の方式のものがあるが、非接触で対象物の角度や位置を検出可能なものには光学方式のものもある。図９に、従来の光学方式による物体の位置検出装置における光学ユニットの一般的な構成を示す。点光源９１から出た光は、シリンドリカルレンズ９２により扇形に広がる平面上の光束に変換され、ハーフミラー９３により９０°の角度で反射され、再帰反射特性を有する再帰反射部材９５へ投光される。ここで、再帰反射特性とは、そこに入射した光が入射した方向へまっすぐに戻ってくるような反射の特性をいう。再帰反射部材９５へ入射された光は、入射した方向へまっすぐに戻る方向に反射し、ハーフミラー９３を透過してレンズ９６により集光されて１次元受光素子（１次元ＣＣＤ）９７へ入射される。有効領域の他端に再帰反射部材を設置しておき、対象物がその光を遮る場合の影を利用して対象物の方向を検出する遮断方式の位置検出装置の場合、１次元受光素子９７の出力信号の分布から対象物の影の方角を検出することができる。しかしながら、この場合、ハーフミラーを用いるため、ハーフミラー９３での光の反射時及び透過時における光の減衰は避けられない。また、図１０に示すように、図９に示す従来の光学ユニットのハーフミラーの代わりにスリット付きの反射鏡９４を用いたものもある。この場合、再帰反射部材によって反射される光のうちの一部しか１次元受光素子への入力光として利用されない欠点がある。
【０００３】
また、対象物の角度または位置を光学的に検出する物体検出装置の他のものとして、例えば特開昭６２−５４２８に開示されているものがある。この方式は２つの光学ユニットからそれぞれ座標検出平面に平行な光を扇形に投射して、座標検出平面の他端に設けられた再起反射面からの再起反射光を光学ユニットに設けられた１次元の受光センサーで受ける構成となっている。そして、座標検出平面に置かれた対象物である指やペンでその光の一部分を遮り、遮られた光の方向、すなわち影の方向を検出する。これを既知の位置にある２つの光学ユニットから行うことで、三角測量の原理で、その指、またはペンの位置座標を精密に算出することができる。
【０００４】
ほぼ同様な従来技術として、米国特許第４，５０７，５５７号に開示された技術がある。これは光学ユニットに、指向性が広く高出力の発光ダイオード単体を点光源として用いた構成であり、レンズやミラーなどを介さず単独の光源として発光ダイオードが用いられている。
【０００５】
また、特開平９−３１９５０１には、受光素子として１次元ＣＣＤではなくＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）を使用する方式が開示されている。ＰＳＤは、光の受光位置によって異なる電気信号を発生する素子であり、ＰＳＤ上の受光位置と、角度検出手段に入射してくるペンからの反射光の受光角度は１対１に対応しているため、予め受光角度、ＰＳＤ上の受光位置及びＰＳＤが発生する電気信号との対応関係を定めておけば、ＰＳＤによって直接計測される電気信号の値から、ペンからの反射光の受光角度が計算され、更に幾何学的原理により、ペンの指示位置が求められるものである。この従来例では、ＬＥＤから発せられた光を、その直前に配置されるシリンドリカルレンズによって座標入力面と平行な扇形状のビームとなるように、ＬＥＤとシリンドリカルレンズを配置する。
【０００６】
このような光学的な物体検出装置、特に、受光部に１次元の受光素子のアレイを備え、対象物からの光もしくは対象物の影の方向を検出するような検出装置において、受光部の視野は扇形の平面となる。そこで、対象物に再帰反射部材を設けて、そこからの再帰反射光を利用する場合、もしくは有効領域の他端に再帰反射部材を設置しておき、対象物がその光を遮る場合の影を利用する場合には、再帰反射光は、投射された光と同じ経路を逆に辿って返ってくるので、扇形の投光パターンを投光する光源と、再帰反射光を受光する受光部を可能な限り近づけて設ける必要がある。特に最近は再帰反射特性のよい素材が入手可能になったので、投光パターンと受光パターンを近づけることで、光の効率を大変良くすることができる。その際に図９または図１０のようなハーフミラーまたはスリット付きの反射鏡などを用いれば、投光部と受光部を完全に一致させることも可能である。しかしながら、この場合、先に述べた光の減衰又は光の一部のみしか有効的に受光されないという問題がある。
【０００７】
ここで、扇形の投光パターンを構成するには、一般的には点光源とシリンドリカルレンズを用いればよい。扇形の投光パターンの投光面に垂直な面での光の成分は平行光が理想である。
【０００８】
また、大きな入力平面を有するいわゆる電子黒板を光方式で実現する例として、特開平１１−８５３７７がある。この例では、光源としてレーザー光線を用い、ポリゴンミラーで黒板面の走査を行っている。この種の装置では、光学ユニットの取り付け位置及び角度の調整が難しいという欠点がある。そこで、更に、同種の装置の光学ユニットの取り付け角度の調整が難しいという問題点の解消を図ったものとして、ねじにより光学ユニット本体の高さ及び傾きを微調整できるようにした特開平１１−８５３９９などがある。
【０００９】
単体で用いられる物体検出用光学ユニットの例としては、米国特許第４，１０７，５２２号が挙げられる。これは光による警備システムを実現するものであり、投光部には１個の発光ダイオードが用いられている。
【００１０】
また、最近では、液晶表示装置などの表示面と、座標入力装置の入力面を一致させた、いわゆる入出力一体型の座標入力装置も実現されている。入出力一体型の座標入力装置において、ペンを使って筆跡が入力できるものでは電磁誘導方式のものが使われれいる。この場合、電磁誘導の検出の為のアンテナ群は液晶表示装置の背後に設けられる。また、指で操作できるものでは、透明導電シートによるマトリクス電極方式や、縦横に並べた多数の光ビームの遮断を検出する方式などを用いた透明タッチパネルを表示装置の前に配置したものがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９または図１０に示す光学ユニット、あるいは特開昭６２−５４２８で提案されているような光を用いて対象物の位置を特定する方式では、光を放射する為に反射鏡を用いている。この反射鏡は精密に調整を行わないと検出領域の平面に適切な光を投射することができない。これは特に検出領域が大きくなると、反射鏡の取り付け角度の僅かなずれが、検出領域の他端では大きなずれとなるので、その調整は困難を極める。更に、例えば、光の投射手段に点光源とレンズを用いる場合には、それぞれの位置の微細な調整が必要になるが、ここでは更に反射鏡が加わり、互いに影響し合うので、実際の組み立て作業時には、複雑な位置調整作業が必要となってしまう。
【００１２】
また、この反射鏡は再帰反射部材から返ってきた光を受光素子に導くために、スリットなどの物理的な隙間を備えるか、あるいは反射鏡自体がハーフミラーで構成されている必要があるため、光のロスが生じてしまうという問題がある。例えば、反射鏡がハーフミラーで構成されている場合、ハーフミラーにより９０°の角度で反射される点光源からの光は、半分の光量となり、再帰反射部材からの反射光がハーフミラーを透過して１次元受光素子に受光される光は、更に半分の光量となるため、結局３／４の光のロスが生じていることになる。
【００１３】
また、前述した米国特許第４，５０７，５５７号や米国特許第４，１０７，５２２号で開示されているように、１個のＬＥＤだけで必要な光量を得るには、高出力の高価な発光ダイオードが必要になり、また指向性の広い特別な発光ダイオードが必要となる。更に、特開平９−３１９５０１では、光源にＬＥＤの点光源とシリンドリカルレンズを用いているため、レンズとＬＥＤの調整が不可欠であり、非常に微妙な調整が必要とされる。
【００１４】
更に、特開平１１−８５３７７の例のようなレーザー光線を使用する方式では、高価なレーザーダイオードが必要となり、また、レーザー光の取り扱いに注意が必要とされる。更に、この方式においては、ポリゴンミラーを回転させてレーザー光線をスキャンするので、物理的な回転機構や回転させるためのモータなども必要になり、光学ユニット自体を小型化することも難しい。
【００１５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、従来のような反射鏡やレンズを用いず、位置の微妙な調整も不要な、しかも安価に実現可能な物体検出用光学ユニット及びそれを用いた座標入力装置を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の物体検出用光学ユニットは、複数の光源と該光源に対応する複数のレンズとからなり、仮想的な１つの点光源から投光されたかのような、検出平面と平行な扇状の投光パターンを形成するように前記複数の光源とレンズが扇状に配置された投光手段と、スリットまたはレンズと１次元受光素子群とからなり、前記投光手段が形成する扇状の投光パターンに一致した視野の受光パターンを形成するように前記スリットまたはレンズと１次元受光素子群とが配置され、再帰反射部材から反射された光を受光する受光手段とから成る物体検出用光学ユニットとした。
【００１７】
複数の点光源とレンズを用いて、あたかも１つの点光源であるかのように構成することにより、より強い点光源を実現することができる。なお、ここでいう点光源とは扇形の光を２次元平面で見た場合の点光源を意味しており、３次元空間での点光源のことではない。
【００１８】
また、前記投光手段は複数の発光ダイオードで構成し、各発光ダイオードの中の発光エレメントを前記複数の光源とし、各発光ダイオードの透明パッケージ自体を前記複数のレンズとした。
【００１９】
発光ダイオードは通常レンズ機能を有する透明樹脂パッケージに封入されている。そのような発光ダイオードを扇状に配置して、理想に近い投光パターンを得るようになした。
【００２０】
更に、前記複数の光源と複数のレンズは、それぞれの光源からレンズを介して投光される光の各光軸の中心が、前記複数の光源の後方一点に集合した位置を仮想的な前記点光源としてそこから投光されたかのような扇状の投光パターンの光軸と一致するように配置することもできる。これに代えて、前記複数のレンズの前方一点に一旦集合させて、該一点を仮想的な前記点光源としてそこから扇状に投光パターンが形成されるように配置することもできる。
【００２１】
また、前記投光手段は、前記検出平面上垂直方向に僅かにずれて前記検出手段の上側または下側のどちらに配置してもよい。更には、上側と下側の両方に配置することで、全体の投光量を増すこともできる。
【００２２】
更に、本発明の位置座標入力装置は、上述の物体検出用光学ユニットを少なくとも２個備え、各々の光学ユニットが既知の位置に配置され、それぞれの光学ユニットにより前記対象物の方向を算出することで、三角測量の原理により該対象物の位置座標を算出し、情報処理装置へ位置座標情報を入力する構成とした。これにより対象物の位置座標を正確に検知することが可能となる。
【００２３】
また、本発明の位置座標入力装置は、前記情報処理装置の出力表示を行うための表示装置を更に有し、該表示装置が前記検出平面の直下に設けられる構成とした。光学ユニットの光源を、複数の点光源をあたかも１つの点光源であるかのように構成することにより、より強い光源とすることができるため、従来の光学ユニットでは非常に高価となっていた、大型の表示装置と組み合わせた入出力一体型の位置座標入力装置も安価に実現可能となる。
【００２４】
【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。
【００２５】
図１に、本発明の物体検出用光学ユニットの一実施例の概略図を示す。（ａ）がその平面図であり、（ｂ）がその側面図であり、（ｃ）が光学ユニットの他の実施例の側面図である。光学ユニット１は、投光部の光源として扇形に配置された複数の発光ダイオード２と、該光源からの直接光を遮るための遮光板３と、レンズ４（またはスリット）と１次元受光素子アレイ５からなる受光部とから構成される。ここでは１次元受光素子アレイとして、１次元ＣＣＤを用いる。図１（ｂ）から分かるように、発光ダイオード２は、垂直方向に僅かにずれて１次元受光素子アレイ５の下側に設けられている。レンズ４及び１次元受光素子アレイ５は、複数の発光ダイオード２が形成する扇状の投光パターンに一致した視野の扇状の受光パターンを形成するように配置される。
【００２６】
有効領域の他端に再帰反射部材を設置しておき、対象物がその光を遮る場合の影を利用して対象物の方向を検出する遮断方式の物体検出用光学ユニットの場合、光学ユニット１の発光ダイオード２から投光された光は、検出位置を挟んで光学ユニット１とは反対側に設けられた再帰反射部材（図示省略）へ入射する。典型的な再帰反射部材は、小さな透明ビーズを多数埋め込んだ再帰反射シートとして入手可能である。特に最近は、かなり浅い角度で進入した光をも忠実にもと来た方向に返す再帰反射特性の優れたものが存在する。再帰反射部材へ入射された光は、入射した方向へまっすぐに戻る方向に再帰反射し、レンズ４を介して１次元受光素子アレイ５へ入射する。対象物が検出平面上にある場合、光学ユニット１の発光ダイオード２から投光された扇形の投光パターンの光路の一部が対象物により遮られる。この影の方向は、１次元受光素子アレイ５の出力信号の分布から検出することが可能であり、この影の方向を検出することで対象物がある方向を計測することができる。
【００２７】
また、対象物に再帰反射部材を設けて、そこからの再帰反射光を利用する場合、光学ユニット１の発光ダイオード２から投光された光は、対象物がある場合に、対象物に設けられた再帰反射部材へ入射した光が再帰反射し、レンズ４を介して１次元受光素子アレイ５へ入射する。１次元受光素子アレイ５の出力信号の分布から、この再帰反射部材を有する対象物からの反射光の方向を検出することができるため、この方向を検出することで対象物がある方向を計測することができる。
【００２８】
更に、図１（ｃ）に示すように、扇形に配置された複数の発光ダイオード２を、１次元受光素子アレイ５の上側と下側の両方に配置することで、全体の投光量を増すことも可能である。この場合、上側に配置されたは発光ダイオードの数と下側に配置された発光ダイオードの数は同数であり、同じように扇形に配置されていることが好ましい。
【００２９】
図２に、３つの点光源からの光を合成して仮想的な１つの点光源から投光されたかのような扇形の投光パターンを形成する原理を示す。（ａ）は点光源１０から投光される投光パターンを、（ｂ）は仮想的な１つの点光源１３から投光されたかのような投光パターンを形成するように、複数の点光源１１及びレンズ１２を扇状に配置したものを示す。図２（ｂ）から分かるように、複数の点光源１１から発光し、レンズ１２を介して投光される光の光軸の中心が、複数の点光源１１及びレンズ１２の後方一点に集中した位置にある仮想的な１つの点光源１３から投光されたかのような扇形の投光パターンを形成するように、複数の点光源１１及びレンズ１２を単一平面上に配置する。このような構成にすることで、点光源を１つ用いた場合に比べて投光パターンの光量が増すため、広い範囲での物体検出が可能となる。
【００３０】
図３には、図２（ｂ）とは反対に、複数の点光源１１及びレンズ１２の光軸を前方一点に一旦集合させ、その点を仮想的な１つの点光源１３としてそこから投光されたかのような扇形の投光パターンを形成する場合の配置例を示す。この場合、レンズ１２は集光レンズが好ましく、それぞれのレンズにより集光された光が仮想的な１つの点光源１３の一点に集中するように複数の点光源１１及びレンズ１２を単一平面上に配置する。
【００３１】
図４は、点光源１５からの光がシリンドリカルレンズ１６によって扇形の投光パターンになることを示す斜視図である。図４の点光源１５は、図２または図３の仮想的な１つの点光源１３と同じ位置を示している。点光源１５から投光された光は、シリンドリカルレンズ１６によって検出平面に対しては平行な光で、検出平面の垂直方向から見た投光パターンは扇形となる。このように、扇形の投光パターンとすることで、そうしないときに比べてより有効に光を利用できるため、物体検出の信頼性の向上が図れる。
【００３２】
図５は、１次元受光素子アレイ１８の受光パターンがレンズ１７（またはスリット）によって投光パターンと同じ扇形になることを示す斜視図である。例えば、対象物に再帰反射部材を設けて、そこからの再帰反射光を利用する場合、対象物から再帰反射した光は、レンズ１７を介して１次元受光素子アレイ１８に入射する。対象物からの反射光は、対象物がある方向に対応した位置の１次元受光素子により検出でき、これにより対象物の存在する方向を検知することができる。
【００３３】
図６に、本発明の物体検出用光学ユニットに用いられる投光部に、発光ダイオードを用いた場合のその配置例を示す。（ａ）が発光ダイオードを３個用いた場合、（ｂ）が発光ダイオードを５個用いた場合を示す。勿論、扇形の投光パターンを形成できれば、これ以外に発光ダイオードを何個組み合わせてもよいことは言うまでもない。また、個々の発光ダイオードの発光量及び指向性により個数を適宜増減できることは当然である。図６において、図２または図３の点光源１１が発光ダイオード２０の発光エレメントに相当し、レンズ１２が発光ダイオードの透明パッケージ自体に相当する。各発光ダイオード２０の発する光の光軸の中心が、仮想的な１つの点光源２１から投光されたかのような投光パターンを形成するように、各発光ダイオード２０を配置する。発光ダイオードは特殊なものではなく、一般的に入手可能な安価な発光ダイオードを用いることができる。
【００３４】
図７に、本発明の物体検出用光学ユニットを用いた遮断方式による位置座標入力装置の一例を示す。扇形の投光パターンを生成する光学ユニット３０が、検出平面３１の上部の左右に二つ設けられている。また、検出平面３１の左右と下の三方には再帰反射特性を有する再帰反射部材３２が設けてある。検出平面３１上に光を遮るものが何も置かれていない時には、光学ユニット３０から、検出平面３１上を通過して再帰反射部材３２に入射した光は、入射した角度と同じ角度に再帰反射し逆の光路を通って光学ユニット３０に戻ってくる。他方、検出平面３１上に対象物３３が置かれた時には、光の光路の一部が遮られて、光学ユニット３０への戻り光は無くなる。この影の方角を光学ユニット３０の１次元受光素子アレイからの出力信号の分布から検出することで、光を遮ったもののある方向を検出することができる。すなわち対象物３３が存在する方向が、その間の間隔が予め定まっている二つの異なる光学ユニット３０，３０によって検出できれば、三角測量の原理により対象物３３の正確な指示位置を算出できる。このように対象物の位置座標を検出し、上位装置であるパーソナルコンピュータなどの情報処理装置（図示省略）へ検出した位置座標の情報を入力する位置座標入力装置が実現できる。
【００３５】
図８に、三角測量の原理により対象物の位置座標を計算する方法を示す。光学ユニット３０，３０により対象物３３を検出したときの角度α及びβを計測する。光学ユニット３０，３０の間の距離をＬとすると、以下の式（１），式（２）の関係が成り立つ。
【００３６】
Ｙ＝Ｘ・ｔａｎα                                          ・・・（１）
Ｙ＝（Ｌ−Ｘ）・ｔａｎβ                                  ・・・（２）
但し、Ｘ，Ｙは対象物の位置座標を表す。
【００３７】
この式（１），式（２）を用いて、Ｘを求めると、以下の式（３）の関係が成り立つ。
【００３８】
Ｘ＝（Ｌ・ｔａｎβ）／（ｔａｎα＋ｔａｎβ）              ・・・（３）
【００３９】
これら式（１）及び式（３）を用いることで、角度α及びβが検出できれば検出平面３１における対象物３３の位置座標（Ｘ，Ｙ）を算出することが可能となる。
【００４０】
なお、図７では検出平面３１の左右と下の三方に再帰反射部材３２が設けてある例を示したが、三方に設けずに、対象物３３自体に再帰反射部材を設けて、そこからの再帰反射光を利用することもできる。この場合は、再帰反射光がある方向を光学ユニット３０，３０で検出することで対象物の位置座標を計測することが可能となる。
【００４１】
ここで、図７の物体検出用光学ユニットを用いた位置座標入力装置に、上位装置であるパーソナルコンピュータなどの情報処理装置の出力表示を行うための表示装置を更に設け、該表示装置に対してオーバーラップするように検出平面を設けることもできる。この表示装置は、上位装置により表示制御が行われ、液晶表示装置やプラズマ表示装置、更には表面のフラットなＣＲＴなども用いることができる。本発明の物体検出用光学ユニットは、複数の発光ダイオードを用いるためその発光出力が大きいので、大型の表示装置にも対応可能である。
【００４２】
なお、本発明の物体検出用光学ユニット及びそれを用いた座標入力装置は、上述の図示例のみに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。
【００４３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の物体検出用光学ユニット及びそれを用いた座標入力装置によれば、投光される光の無駄が少なく、効率よく対象物の位置検出が行えるという優れた効果を奏し得る。また、発光ダイオードを用いた場合、投光系の調整個所が発光ダイオードの取り付け部の調整のみで済むようになったため、従来のような複雑な位置調整が不要になった。更に、複数の安価な発光ダイオードを同時に点灯することで、必要な光量を簡単に得られるようになった。その結果、大型プラズマ表示装置と組み合わせた入出力一体型装置なども安価に作成できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の物体検出用光学ユニットの一実施例の構成を示す概略図であり、（ａ）がその平面図、（ｂ）がその側面図、（ｃ）が発光ダイオード群が受光ユニットの光路の上下両方向に配置された構成の場合の側面図を示す。
【図２】本発明の物体検出用光学ユニットの光学的な原理を示す図であり、（ａ）が点光源から投光される光、（ｂ）が仮想的な点光源からの光と同等の光を投光するように複数の点光源とレンズを配置した場合の投光パターンを示す。
【図３】本発明の物体検出用光学ユニットにおいて、仮想的な点光源からの光と同等の光を投光するように複数の点光源とレンズを配置する他の構成の場合の投光パターンを示す。
【図４】本発明の物体検出用光学ユニットにおいて、点光源からの光がシリンドリカルレンズにより扇形になることを示す斜視図である。
【図５】本発明の物体検出用光学ユニットにおいて、１次元受光素子アレイの受光パターンがレンズによって扇形になることを示す斜視図である。
【図６】本発明の物体検出用光学ユニットにおける発光ダイオード群の配置例を示す図であり、（ａ）は発光ダイオードを３個用いた場合、（ｂ）は発光ダイオードを５個用いた場合を示す。
【図７】本発明の物体検出用光学ユニットを２個備える位置座標入力装置の構成例を示す。
【図８】本発明の物体検出用光学ユニットを２個備える位置座標入力装置における座標の計算方法を示す図である。
【図９】従来のハーフミラーを用いた投光部の一構成例を示す。
【図１０】従来のスリット付きの反射鏡を用いた投光部の一構成例を示す。
【符号の説明】
１    光学ユニット
２    発光ダイオード
３    遮光板
４    レンズ
５    １次元受光素子アレイ
１０    点光源
１１    点光源
１２    レンズ
１３    仮想的な１つの点光源
１５    点光源
１６    シリンドリカルレンズ
１７    レンズ
１８    １次元受光素子アレイ
２０    発光ダイオード
２１    仮想的な１つの点光源
３０    光学ユニット
３１    検出平面
３２    再帰反射部材
３３    対象物
９１    点光源
９２    シリンドリカルレンズ
９３    ハーフミラー
９４    スリット付きの反射鏡
９５    再帰反射部材
９６    レンズ
９７    １次元受光素子
【図１】
0003830121.tif 000002
【図２】
0003830121.tif 000003
【図３】
0003830121.tif 000004
【図４】
0003830121.tif 000005
【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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