JP4320101B2

JP4320101B2 - 光遮断検出装置および情報表示システム

Info

Publication number: JP4320101B2
Application number: JP2000035920A
Authority: JP
Inventors: 健平林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2020-02-14
Also published as: JP2001228966A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字および画像等が表示される表示領域を通過する光が遮断されたとき、該遮断位置の検出する光遮断検出装置および大画面装置付タッチパネル、電子黒板、テレビ会議システム等の情報表示システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータシステムによる情報が表示される表示面を指等で指示することにより、コンピュータシステムに対して種々の指示を与えたり、新たな情報を入力することができる情報表示システムが知られている。かかるシステムは、所謂タッチパネルと称される表示面を有するものであって、該タッチパネルには指等でタッチした位置の座標を検出する座標検出手段を備えている。
【０００３】
タッチパネルにおける座標検出は、従来から様々な方式が提案されているが、近年では大型画面に適用してもコスト等の点で有利で、しかも検出精度が良好な光を用いた方式のものが注目されている。この方式の装置は、発光部と受光部を持ち、発光部より表示面に沿って出射された光が指等で遮られた位置を検出する光遮断検出装置を備えているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光により座標を検出する方式を採用した装置では、外光等が受光部等に入光すると、検出に誤動作を引き起こす恐れがあった。さらに、光学経路の内部に、塵埃やゴミ等が付着すると、読取性能が低下してしまうという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、外光等の影響を受け難く、しかも塵埃の付着等に対してもその処理が容易な光遮断検出装置および情報表示システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、文字および画像等が表示される表示領域を通過する光が遮断されたとき、該遮断位置の検出する光遮断検出装置において、前記表示領域に沿って光を出射する発光部と、該発光部と前記表示領域を介して対向配置された反射部と、該反射部で反射した光を受光する受光部と、前記反射部に設けられ、前記表示領域に対して立てる方向に配置した光透過性のカバー部材とを有し、該カバー部材が前記表示領域の端縁より外側に位置するとともに、該カバー部材の表示領域側の端部が該表示領域の表面より内側に位置していることを特徴とする光遮断検出装置を提案する。
【０００７】
なお、本発明において、前記発光部とそれと組みをなす受光部が前記表示領域の異なる位置に２組以上設けられていると、効果的である。
【０００８】
さらに、本発明において、前記発光部とそれと組みをなす受光部が前記表示領域の異なる位置に２組以上設けられていると、効果的である。
さらにまた、本発明において、前記発光部からの光を前記表示領域上で走査する光走査手段を有すると、効果的である。
【００１１】
さらにまた、本発明において、前記受光部に入射される光の幅を規制する手段を設け、該規制する手段が前記受光部より前記発光部に近づいた位置に配置された板状の規制部材であると、効果的である。
さらに、本発明において、前記規制部材が前記表示領域の周縁に配置された枠体に設けられていると、効果的である。
【００１２】
さらにまた、本発明において、前記枠体に前記表示領域側に張り出し、かつ、表示領域の面と隙間を持って配置された張り出し部が設けられ、前記規制部材が前記張り出し部に表示領域の面へ近づく方向に折り曲げて形成された規制板であると、効果的である。
【００１３】
さらにまた、本発明において、前記規制板の前記発光部と対向する面が、光を吸収する色に設定されていると、効果的である。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため、本発明は、表示領域に文字および画像等を表示する表示装置と、前記表示領域を通過する光が遮断されたとき、その遮断位置の検出する光遮断検出装置と、該光遮断検出装置の遮断位置検出に基づいて前記表示装置の制御を行う制御装置と有する情報表示システムにおいて、前記光遮断検出装置が、前記請求項１ないし９の何れか１つに記載の光遮断検出装置であることを特徴としている。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る光遮断検出装置の概略を示す概略構成図である。
図１において、本実施形態における光遮断検出装置１は、パーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータに接続されるとともに、コンピュータのディスプレイの前面に装着して使用可能なものである。図１において、符号ｄは表示領域であるコンピュータのディスプレイを示している。光遮断検出装置１は、デイスプレイｄのサイズに対応させて、手書きにより文字や図形を入力する等の座標入力を行うための入力領域２の範囲を規定する筐体１ａと、筐体１ａの下方両端部に設けられ、入力領域２の全域に行き渡るような例えば扇形状の拡大する光を出射し、かつ筐体１ａの下部を除く周辺部に設けられた反射部としての再帰性反射部材４によって反射された光を受光する受発光装置３Ｌおよび３Ｒと、受発光装置３Ｌおよび３Ｒで受光した光に基づいて、入力領域２の光が遮られた場合に、その位置を特定する処理を実行する図示しない制御装置（図４および図５参照）とを備えている。なお、ここでは受発光装置３Ｌおよび３Ｒから扇形状の光を出射することにするが、拡大して入力領域２の全域に行き渡るような光であれば扇形状でなくても良い。
【００２１】
図１に示す受発光装置３Ｌおよび３Ｒは、それぞれカバー３ａ内に設けられ、互いに距離ｗの間隔を空けて筐体１ａに固定配置されている。以下の説明においては、説明の便宜上、受発光装置３Ｌから出射される扇形状の光がＬ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・，Ｌｍからなる光の束で構成されているものと仮定する。同様に、受発光装置３Ｒから出射される扇形状の光がＲ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・，Ｒｍからなる光の束で構成されているものと仮定する。また、以下では、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・，ＬｍおよびＲ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・，Ｒｍの光をそれぞれプローブ光と呼ぶことにする。このように、受発光装置３Ｌおよび３Ｒは、これらのプローブ光の束からなる扇形状の光をディスプレイｄの表面に沿って平行に出射するものとする。
【００２２】
再帰性反射部材４は、後に詳述するように、筐体１ａの内側であって、筐体１ａの下部を除く周辺部に設けられている。この再帰性反射部材４は、例えば円錐形状のコーナーキューブを多数配列して形成されたものであり、入射したプロープ光を同一光路に向けで反射する特性を有している。例えば、受発光装置３Ｌから出射されたプローブ光Ｌ３は、再帰性反射部材４によって反射される結果、再び同一光路を通って左側受発光装置３Ｌに向かう再帰性反射光Ｌ３’となる。
【００２３】
つぎに、受発光装置３Ｌおよび３Ｒの構成について具体的に説明する。図２は受発光装置３Ｌおよび３Ｒのいずれか一方を示す概略構成図である。なお、図２はＸ−Ｚ方向を主体にして受発光装置３Ｌおよび３Ｒを示す図であるが、図中の二点鎖線で示す部分は同一の構成要素を別方向（Ｘ−Ｙ方向またはＹ−Ｚ方向）から見た図である。
【００２４】
図２に示すように、受発光装置３Ｌおよび３Ｒは、それぞれ発光部５と受光部６とを備えている。発光部５は、スポットをある程度絞ることの可能なＬＤ，ＬＥＤ等の光源７を備えている。この光源７からディスプレイｄに対して垂直に出射された光は、一方向の倍率のみを変更可能なシリンドリカルレンズ８によってＸ方向にコリメートされる。シリンドソカルレンズ８によってＸ方向にコリメートされた光は、シリンドリカルレンズ８とは曲率の分布が直交する２枚のシリンドリカルレンズ９および１０によりＹ方向に対して集光される。そして、シリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ８，９および１０）を通過した光は、スリット板１１に設けられたＹ方向に狭くＸ方向に細長いスリットに入射される。このスリットは、二次光源１２を形成するものである。二次光源１２から出射された光は、ハーフミラー１３で反射され、ディスプレイｄの表面に対して平行かつ二次光源１２を中心とした扇形状の光となって、入力領域２を進行する。換言すれば、扇形状の光が入力領域２を形成する。なお、シリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ８，９および１０）とスリット板１１は、扇形状の光を形成する集光光学系を構成する。
【００２５】
扇形状となって入力領域２を進行した光は、再帰性反射部材４で再帰的に反射され、再び同一光路を辿ってハーフミラー１３に戻ることになる。ハーフミラー１３に戻った再起反射光は、ハーフミラー１３を透過して受光部６に入射する。受光部６に入射した再帰反射光は、集光ンンズであるシリンドリカルレンズ１４を通って線状にされた後、シリンドリカルンンズ１４から距離ｆ（ｆはシリンドリカルレンズ１４の焦点距離）の間隔を空けて設けられた受光素子１５において、プローブ光毎に異なる位置で受光される。
【００２６】
そして、受光素子１５は、再帰反射光（プローブ光）の光強度分布に基づいた電気信号を生成し、後述するコントローラ1６（図４および図５参照）に人力する。なお、図２に示すように、二次光源１２とハーフミラー１３との距離Ｄと、シリンドリカルレンズ１４とハーフミラー１３との距離Ｄとが等しくなるように光学系が構成されている。この構成において、再帰性反射部材４で反射された再帰反射光は、Ｚ軸方向ではシリンドリカルレンズ１４の作用を受レナず、コリメートされたまま受光素子１５に到達する。また、再帰反射光は、ディスプレイ面と平行方向では、シリンドリカルレンズ１４の中心に集光するように伝搬し、その結果、シリンドリカルレンズ１４の作用を受けてシリンドリカルレンズ１４の焦点面に設置された受光素子１５上に結像する。これにより、受光素子１５上に、再帰反射光の有無に応じて光強度の分布が形成される。すなわち、再帰反射光を指やペン等の指示物体で遮った場合、受光素子１５上の遮られた再帰反射光に相当する位置に光強度が弱い点（後述するピーク点）が生じる。
【００２７】
また、図２で示したシリンドリカルレンズ１４に代えて、同心円上に同じ曲率を持つ通常のレンズを用いることにしても良い。この湯合の構成例を図３に示す。この構成において、再帰性反射部材４で反射された再起反射光は、Ｚ軸方向では集光レンズ１４ａの作用を受けて、コリメートされた状態から集光されて受光素子１５に到達する。また、再帰反射光は、ディスプレイ面と平行方向では集光レンズ１４ａの中心に集光するように伝搬し、その結果、集光レンズ１４ａの作用を受けて集光レンズ１４ａの焦点面に設置された受光素子１５上に結像する。これにより、受光素子１５上に、Ｙ軸に平行な細い線状の光強度の分布が、再帰反射光の有無に応じて形成される。すなわち、再帰反射光を指やペン等の指示物体で遮った場合、受光素子１５上の遮られた再帰反射光に相当する位置に光強度が弱い点（後述するピーク点）が生じる。
【００２８】
図４は、受光素子１５から再帰反射光の光強度分布に基づいた電気信号が入力され、入力領域２を進行する光が遮られた位置の座標を特定する処理を実行するコントコーラのブロック構成図である。図４において、受発光袋置３Ｌおよび３Ｒ以外の各ブロックでコントローラ１６が構成される。図４に示すコントローラ１６は、各部を集中的に制御するＣＰＵ２２と、制御プログラム等の固定的データを格納するＲＯＭ２３と、可変的なデータを格納するＲＡＭ２４と、受発光装置３Ｌおよび３Ｒに設けられた光源７の発光時間間隔を制御するタイマ２５と、ピーク検出器１８と、ｘｙ演算器１９と、コントローラ１６をコンピュータに接続するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）２０と、上記各部を接続するバス２１と、を備えている。なお、ＲＡＭ２４には、可変的なデータを書換え自在に格納する機能を利用して、波形メモリ１７が設けられている。
【００２９】
続いて、コントローラ１６において実行される処理について説明する。図５は、コントローラ１６によって実行される処理の説明図である。受光素子１５から電気信号として出力された光強度分布を表す波形データは、ＲＡＭ２４の波形メモリ１７Ｌおよび１７Ｒに格納される。ピーク検出器１８Ｌおよびｌ８Ｒは、波形メモリ１７Ｌおよび１７Ｒに格納された波形データのピーク点の位置を検出する処理を実行する。
【００３０】
図６は、ピーク点の説明図である。例えば、受発光装置３Ｌから出射されたプローブ光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・，Ｌｎ−１，Ｌｎ，Ｌｎ＋１，・・・，Ｌｍの束で構成される扇形状の光において、ｎ番目のプローブ光Ｌｎがユーザの指やペン等の指示物体Ａによって遮られると、そのプローブ光Ｌｎは再帰性反射部材４に到達することはない。したがって、プローブ光Ｌｎは受発光装置３Ｌの受光素子１５によって受光されることはないため、プローブ光Ｌｎに対応する受光素子１５上の位置ＤｎＬが光強度の弱い領域（暗点）となる。その結果、受光素子１５から出力される光強度の波形にピーク点が出現することになる。ピーク検出器１８Ｌおよび１８Ｒは、例えば平滑化微分等の波形処理演算手法を用いることにより、光強度の波形のピーク点となった暗点の位置Ｄｎ（受発光装置３Ｌの受光素子１５上ではＤｎＬ、受発光装置３Ｒの受光素子１５上ではＤｎＲ）をそれぞれ検出する。
【００３１】
ピーク検出器１８Ｌおよび１８Ｒによって波形データからピーク点が検出された場合、ｘｙ演算器１９は、波形データにピーク点を出現させた指示物体Ａの位置座標（ｘ，ｙ）を算出する。
【００３２】
続いて、ｘｙ演算器１９において、指示物体Ａの位置座標（ｘ，ｙ）を算出する処理について具体的に説明する。図６に示したように、指示物体Ａによって遮られた受発光装置３Ｌからのプローブ光の出射／入射角θｎＬ（受発光装置３Ｒからのプローブ光ではθｎＲ）を、以下の式を用いて算出することができる。
【００３３】
θnL＝arctan （DnL/f）・・・・（１）
θnR＝arctan （DnR/f）・・・・（２）
ただし、ＤｎＬはピーク検出器１８Ｌで検出された受発光装置３Ｌにおける受光素子１５上の暗点の位置、ＤｎＲはピーク検出器１８Ｒで検出された受発光装置３Ｒにおける受光素子１５上の暗点の位置、ｆはシリンドリカルレンズ１４（図２）または集光レンズ１４ａ（図３）と受光素子１５の間の距離で、それぞれのレンズの焦点距離に相当する。
【００３４】
また、（１）式で得たθｎＬを用いることにより、指示物体Ａと受発光装置３Ｌとの角度θＬ（図７参照）を以下の式で算出することができる。
θＬ＝ｇ（θｎL）・・・・（３）
【００３５】
ただし、ｇは指示物体Ａと受発光装置３Ｌとの幾何学的な相対位置関係の変換係数である。
さらに、（２）式で得たθｎＲを用いることにより、指示物体Ａと受発光装置３Ｒとの角度θＲ（図７参照）を以下の式で算出することができる。
【００３６】
θＲ＝ｈ（θｎR）・・・・（４）
ただし、ｈは指示物体Ａと受発光装置３Ｒとの幾何学的な相対位置関係の変換係数である。
【００３７】
一方、指示物体Ａの位置座標（ｘ，ｙ）は、三角測量の原理により、以下の式を用いて算出される。
ｘ＝ｗ tanθＲ／（tanθＬ＋tanθＲ）・・・・（５）
【００３８】
ｙ＝ｗ tanθＬ・tanθＲ／（tanθＬ＋ tanθＲ）・・・・（６）
ただし、ｗは受発光装置３Ｌおよび３Ｒ間の距離である（図１および図７参照）。
上記（１），（２），（３），（４），（５）および（６）式により、指示物体Ａの位置座標（ｘ，ｙ）は、ＤｎＬ，ＤｎＲの関数として算出される。すなわち、受発光装置３Ｌにおける受光素子１５上の暗点の位置ＤｎＬ，受発光装置３Ｒにおける受光素子１５上の暗点の位置ＤｎＲを検出すれば、指示物体Ａの位置座標（ｘ，ｙ）が検出されることになる。なお、（１），（２），（３），（４），（５）および（６）式は制御プログラムの一部として予めＲＯＭ２３に格納しておくことが可能である。
【００３９】
コントローラ１６において、前述したような処理で求めた指示物体Ａの位置座標（ｘ，ｙ）は、Ｉ／Ｆ２０を介してコンピュータに入力される。
以上の構成を有する座標入力／検出装置１全体の動作について、図７を参照しつつ具体的に説明する。まず、図７に示すように、座標入力／検出装置ｌの入力領域２を介してディスプレイｄ上の適当な位置（ｘ，ｙ）をユーザが指やペン等の指示物体Ａで指し示したものとする。その結果、受発光装置３Ｌおよび３Ｒからそれぞれ出射されたブロープ光ＬｎおよびＲｎが指示物体Ａによって遮られることになる。したがって、指示物体Ａによって遮られたプローブ光ＬｎおよびＲｎは、再帰性反射部材４に到達することはなく、また、プローブ光Ｌｎ，Ｒｎの再帰反射光は受発光装置３Ｌおよび３Ｒの各受光素子１５によって受光されることはない。これに応じて、各受光素子１５上の所定の位置（ＤｎＬ，ＤｎＲ）に光強度の弱い領域（暗点）が発生することになる（図６参照）。各受光素子１５から出力された光強度に応じた波形データは、波形メモリ１７Ｌおよび１７Ｒに格納される。
【００４０】
ピーク検出器１８Ｌおよび１８Ｒは、波形メモリ１７ＬおよびＩ７Ｒ中の波形データに基づいて、各受光素子１５上の暗点（ＤｎＬ，ＤｎＲ）を波形データ中のピーク点として検出する。そして、ｘｙ演算器１９は、ピーク検出器１８Ｌおよび１８Ｒによって検出された各受光素子１５上の暗点（ＤｎＬ，ＤｎＲ）に基づいて、指示物体Ａで指し示された位置座標（ｘ，ｙ）を算出する。こうして得られた位置座標（ｘ，ｙ）は、Ｉ／Ｆ２０を介してコンピュータに入力され、指示物体Ａによるユーザの指示に応じた処理が実行される。
【００４１】
このように、実施の形態１に係る座標入力／検出装置１によれば、入力領域中の光の一部を指やペン等の任意の指示物体Ａで遮るだけで、所望の入力操作を行うことができるため、反射部材が設けられた特殊なペンを用いる必要をなくすことができる。
【００４２】
また、ポリゴンミラーの回転により入力領域を走査する方式ではポリゴンミラーを回転するためのモータが必要である。このモータは振動源であり、この振動により座標検出精度が悪化するおそれがあるが、本発明の実施の形態１では発光部５が光源７の光から扇形状の光を形成して筐体１ａ内部に向けて出射しているため、可動部、つまり装置に振動源はなく、指示物体Ａで指示された位置の座標を高い精度で検出することが可能となる。
【００４３】
ところで、上記した光遮断検出装置１は再帰反射部材４に外光が射し込むと、座標検出を不正確となり、誤動作等を招く恐れがある。そのため、本発明に係る光遮断検出装置には、反射部である再帰反射部材４に入射される光の幅を規制する規制手段が設けられている。
【００４４】
図８および図９において、再帰反射部材４は筐体１ａに設けられた支枠３０に支持され、支枠３０にはディスプレイｄの面に対して隙間を持ち、かつディスプレイｄ側に張り出した張り出し部３１が設けられている。張り出し部３１には、その先端に規制手段としての規制板３２が一体または固定されており、規制板３２は張り出し部３１からディスプレイｄの面へ近づく方向に折り曲げられた板状部材で構成されている。また、再帰反射部材４は張り出し部３１に覆われ、かつその付け根部分において支枠３０に取り付けられている。
【００４５】
このように構成することにより、発光部５からのプローブ光は再帰反射部材４に達する前にその幅Ｌｗが規制板３２によって規制されるとともに、外光が再帰反射部材４に射し込むことを規制板３２によって防止される。
【００４６】
図１０は、上記規制手段によって規制する光の幅Ｌｗの寸法を示す一具体例であって、受発光装置３を出射した光の幅は３ｍｍ程度であり、この光は再帰反射部材４に近づいたときには２５ｍｍ程度の幅に拡大されている。規制板３２の先端からディスプレイｄの面までの間隔は１０ｍｍであり、したがって再帰反射部材４には１０ｍｍ幅に規制された光が入射して反射する。また、受光部６は１．５ｍｍ幅の光を検出できるものであって、再帰反射部材４を反射して入光する光は３ｍｍ幅であるため確実に検出される。なお、上記したように受発光装置３を出射した光は再帰反射部材４に近づいたときには２５ｍｍ程度の幅に拡大されており、この光は規制板３２に面に当って反射する。この反射光が万一受発光装置３に入射すると、検出精度に悪化する恐れがあるため、規制板３２の受発光装置３に対向する面には光が反射しにくい色、例えば黒色に色付けがされている。
【００４７】
また、上記再帰反射部材４に入射する光の幅Ｌｗが規制板３２によって、例えば１０ｍｍに規制される場合、再帰反射部材４の幅Ｗは図８に示すように、その入射光より幅広のものが用いられている。そして、再帰反射部材４は入射光を全反射できるように、幅方向の両端が入射光のそれぞれ外側に位置するように配置されている。
【００４８】
このように構成すると、光遮断検出装置１の検出精度を良好に保つとともに、再帰反射部材４への入射光がその反射部材の端縁に当って屈折し、検出精度に悪影響を及ぼすことも防止される。
【００４９】
光遮断検出装置１は、上記したようにディスプレイｄと支枠３０の間に隙間があり、よって塵埃が入り込むことは避けられない。さらに、ユーザーの指等も侵入できるため、反射部材や受発光装置３の光学系部材に指紋、油、ゴミ等が付着し、読み取り性能の低下等が生じたり、指が隙間に挟まって怪我する恐れもある。
【００５０】
このような問題を解消するため、図８および図９に示すように、支枠３０とディスプレイｄの隙間を無くすべく、透明なガラス板もしくはその類似物からなる光透過性のカバー部材４０を設けている。このようなカバー部材４０を設けることによって、再帰反射部材４や受発光装置３への塵埃の付着や指等が隙間に入り込むことが防止できるものである。
【００５１】
ところで、本願発明者はカバー部材４０を設置した状態によっては光遮断検出装置１の検出精度を低下させることがあることを見出した。これについて詳しく説明すると、図１１に示すように、カバー部材４０はディスプレイｄの面に突き立てて設けている。しかし、このように設置すると、カバー部材４０の突き立て側端部４１を通過する光が屈折し、その屈折光が再帰反射部材４に入射されることによって検出精度が低下してしまうことがあった。
【００５２】
そこで、本発明の図１２に示す実施形態ではカバー部材４０のディスプレイ面側端部４１を、その面よりも内部側、すなわち図１２では下側に位置するように配置している。そして、本実施形態ではカバー部材４０をディスプレイｄの端縁より外側に配置することで、端部４１をディスプレイ面よりも内部側に位置させられる。
【００５３】
このように構成すると、光遮断位置検出のための光がカバー部材４０の端部４１を通過することがないので、上記した屈折光によって検出精度が低下することを防止できる。
【００５４】
また、ディスプレイｄの表面には図１３に示すように、保護シート材としてのスクリーンシートを貼着することもできる。このスクリーンシートを使用すると、ディスプレイｄの表面がガラスの場合、割れても飛び散らない、さらにディスプレイに集中応力がかからない、視差がない等の利点を有するものである。このようにスクリーンシートを貼着した場合、カバー部材４０はその端部４１をディスプレイ面に突き当ててスクリーンシートの表面より内側に位置させると、実質上ディスプレイｄの表面より内側に位置させたことになり、上記した屈折光が生じないので、検出精度が低下することを防止できる。
【００５５】
以上、本発明の光遮断検出装置の実施形態について説明したが、光遮断検出装置の基本構成は上記実施形態のものに限定されるものではなく、他の構成の光遮断検出装置についても適用することができるものである。以下に、上記した実施形態が適用可能な光遮断検出装置について簡単に説明する。
【００５６】
図１４に示す光遮断検出装置６１は、タッチパネル６２の異なる位置に配置され、タッチパネル６２にほぼ平行に、かつ、設置位置を中心に回転しつつ光線を出射すると共に、タッチパネル６２に設けられた反射部材６３で再帰的に反射された光線を受光する光走査手段としてのライトスキャナ６４ａおよび６４ｂと、タッチパネル６２上の光線が遮られた場合、ライトスキャナ６４ａおよび６４ｂにおける受光結果に基づいて遮光点の座標を演算する演算部６５とを備えたものである。この光遮断検出装置６１においても反射部材６３に入射される光を規制することや、また、カバー部材の端部をタッチパネル６２の面より内側に配置することが検出精度を低下等において有効である。なお、図１４の光遮断検出装置において、光走査手段としてはライトスキャナ６４ａおよび６４ｂの代りに、レーザーダイオードからのレーザー光をポリゴンミラーによって走査するものを用いたものであってもよい。
【００５７】
図１５に示す光遮断検出装置７１は、タッチパネル７２の外周に配列された複数対の発光素子７３，７４および受光素子７５，７６を備え、指示物体Ａでタッチパネル７２の任意の位置が指し示された場合、受光素子７５，７６の受光結果に基づいて、指示物体Ａの位置座標を求めるというものである。このような光遮断検出装置６１においても受光部材７５，７６に入射される光を規制することや、また、カバー部材の端部をタッチパネル７２の面より内側に配置することが検出精度を低下等において有効である。
【００５８】
さらに、図１５の光遮断検出装置の変形例として発光素子７３，７４を設けた部分に同様な数の受発光装置を配置し、受光素子７５，７６を設けた部分に反射部を配し、受発光装置の発光部から出射した光が反射部で反射して受光部に入射するものがある。かかる光遮断検出装置６１においても反射部材６３に入射される光を規制することや、また、カバー部材の端部をタッチパネル６２の面より内側に配置することが検出精度を低下等において有効である。
【００５９】
図１６は、本発明に係る情報表示システムとしての電子黒板システムのブロック構成図である。図１６に示す電子黒板システム１００は、主として、画像を表示するプラズマディスプレイパネル（以下「ＰＤＰ」と記述する）１０１と、ＰＤＰ１０１の前面に配置され、入力領域（図１参照）をタッチ面（書き込み面）とし、指先やペンで書いた文字や図形等をタッチ面を介して入力する光遮断検出装置１０２（実施の形態１〜３で説明した光遮断検出装置に該当する）と、指先またはペンでタッチされたタッチ面上の座標位置の演算等を行う光遮断検出装置用コントローラ１０３と、コントローラ１０３から座標位置情報を入力し、光遮断検出装置１０２を介して入力された文字・図形等をＰＤＰ１０１に描画する処理等、システム全体を制御するコンピュータ１０４（パーソナルコンピュータ）とを備えている。
【００６０】
また、電子黒板システム１００のコンピュータ１０４には各種の周辺機器を接続することができる。図１６においては、一例として、原稿の画像を読み取るためのスキャナ１０５や画像データを記録紙に出力するプリンタ１０６がコンピュータ１０４に接続された様子が示されている。また、コンピュータ１０４を介して電子黒板システム１００をネットワーク１０７に接続することができ、ネットワーク１０７上に接続された他のコンピュータで作成したデータをＰＤＰ１０１に表示したり、電子黒板システム１００で作成したデータを他のコンピュータに転送することも可能となる。
【００６１】
さらに、図示することは省略するが、ＰＤＰ１０１にはビデオ入力端子やスピーカーが設けられており、ビデオプレイヤー１０８をはじめ、その他レーザディスクプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、ビデオカメラ等の各種情報機器やＡＶ機器を接続し、ＰＤＰ１０１を大画面モニタとして利用することができる。
【００６２】
ここで、ＰＤＰ１０１としては、４０インチ、５０インチ等、電子黒板として利用可能な大画面タイプのものが用いられる。プラズマディスプレイには、大型化が可能であり、輝度が高くプロジェクターを用いた場合のように部屋を暗くする必要がなく、液晶ディスプレイと異なり視野角が広く、さらに、動画もスムーズに再生できるという特徴があることから、実施の形態４ではディスプレイとしてプラズマディスプレイを採用することにしている。このようにプラズマディスプレイを用いるため、表示装置の薄型化（小型化）を図ることができる。ただし、ここではＰＤＰ１０１を用いることにするが、ＰＤＰ１０１に代えて、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の他の表示装置を用いることが可能であることはいうまでもない。
【００６３】
コントローラ１０３は、光遮断検出装置１０２のタッチ面で行なわれた操作を座標位置情報としてコンピュータに入力し、コンピュータ１０４は入力した座標位置情報に基づいて、ユーザがタッチ面をタッチした位置にマウスカーソルを一致させてＰＤＰ１０１に表示する等、各種の処理を実行する。
【００６４】
続いて、図１６に示すコンピュータ１０４の概略構成を説明する。図１７は、コンピュータ１０４のブロック構成図である。図１７に示すコンピュータ１０４は、パーソナルコンピュータであって、システム全体を制御するＣＰＵ５００と、ブートプログラム等を記憶したＲＯＭ５０１と、ＣＰＵ５００のワークエリアとして使用されるＲＡＭ５０２と、文字、数値、各種指示等の入力を行うためのキーボード５０３と、カーソルの移動や範囲選択等を行うためのマウス５０４と、オペレーティング・システム（ＯＳ）５０５、電子黒板システム１００を電子黒板として機能させる電子黒板ソフト５０６、光遮断検出装置１０２およびコントローラ１０３をコンピュータ１０４上で動作させるデバイスドライバ５０７およびワードプロセッサ・表計算ソフト等の各種アプリケーションプログラム５０８等を記憶したハードディスク５０９と、ＰＤＰ１０１と接続され、ＰＤＰ１０１に対する画像の表示を制御するグラフィックス・ボード５１０と、電子黒板システム１００をコンピュータ１０４を介してネットワーク１０７に接続するネットワーク・カード５１１（またはモデムでも良い）と、コントローラ１０３、スキャナ１０５、プリンタ１０６等を接続するためのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）５１２と、上記各部を接続するためのバス５１３と、を備えている。
【００６５】
図１７においては、説明の便宜上、コンピュータ１０４に周辺機器を接続するためのインターフェイスをＩ／Ｆ５１２という一つのブロックで示すことにしたが、具体的にＩ／Ｆ５１２は、例えばコントローラ１０３を接続するためのＲＳ−２３２Ｃのようなシリアル・インターフェイス、プリンタ１０６を接続するためのセントロニクスのようなパラレル・インターフェイス、スキャナを接続するためのＳＣＳＩ等で構成される。
【００６６】
なお、図１６に示したように、コントローラ１０３をコンピュータ１０４から独立させた構成としているが、コンピュータ１０４中にコントローラ１０３を内蔵することにしても良いし、コンピュータ１０４自体にコントローラ１０３の機能を持たせるようにしても良い。また、図１７に図示することは省略するが、コンピュータ１０４にはフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等を搭載することが可能である。
【００６７】
このように構成された電子黒板システムにおいて、再帰反射部材４に入射する光の幅を規制した光遮断検出装置を用いることはきわめて有効であり、また、端部がディスプレイｄ面より内側に配置したカバー部材を設けることもそれを設けた利点を享受できると共に、カバー部材を設けることによる問題を確実に回避することができる。なお、電子黒板システムの光遮断検出装置において、図８に示すように、規制板３２にカバー部材４０を取り付ければ、カバー部材４０を取り付けるための部材等を設ける必要がなく有利である。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、反射部または受光部に入射する光の幅を規制するので、外光がその反射部や受光部に射し込みにくく、外光による読み取り性能の悪化を確実に防止することができる。さらに、本発明は光の幅を規制する部材を反射部または受光部の手前に設けているので、光が遮断された位置の座標を検出する方式を問わず、種々の方式の光遮断検出装置においてそれぞれ良好な検出結果が得られる。
【００６９】
さらに、本発明の構成によれば、発光部、反射部および受光部にゴミ、塵埃が侵入や、油や指紋の付着を防止し、さらに指等が挟まる等の危険を軽減するカバー部材を設けても、そのカバー部材による検出性能の劣化を確実に回避することができる。さらに、本発明において設けたカバー部材は、光が遮断された位置の座標を検出する方式を問わず、種々の方式の光遮断検出装置においてそれぞれ有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る情報表示システムの概略構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す受発光装置の概略構成図である。
【図３】図１に示す受発光装置の他の構成例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る情報表示装置を構成するコントローラのブロック図である。
【図５】図４に示すコントローラによって実行される処理の説明図である。
【図６】図４に示すコントローラによる処理によって検出されるピーク点の説明図である。
【図７】本発明に係る情報表示システムの変形例を示す概略構成図である。
【図８】本発明に係る一実施形態における規制手段を示す斜視図である。
【図９】その規制手段の規制幅と反射部の幅の関係を示す断面説明図である。
【図１０】光の入射幅と規制幅の具体的数値例を示す説明図である。
【図１１】防塵カバーを設けた際の光の出射例を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態における防塵カバーの設置例を示す断面説明図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態における防塵カバーの設置例を示す断面説明図である。
【図１４】本発明が適用可能な他の光遮断検出装置の概略構成図である。
【図１５】本発明が適用可能な他の光遮断検出装置の概略構成図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態における電子黒板システムのブロック図である。
【図１７】その電子黒板システムを構成するコンピュータのブロック図である。
【符号の説明】
３受発光装置
４再帰反射部材
５発光部
６受光部
３０支枠
３１張り出し部
３２規制板
４０カバー部材
４１カバー部材の端部
４２スクリーンシート

Claims

文字および画像等が表示される表示領域を通過する光が遮断されたとき、該遮断位置の検出する光遮断検出装置において、
前記表示領域に沿って光を出射する発光部と、
該発光部と前記表示領域を介して対向配置された反射部と、
該反射部で反射した光を受光する受光部と、
前記反射部に設けられ、前記表示領域に対して立てる方向に配置した光透過性のカバー部材とを有し、
該カバー部材が前記表示領域の端縁より外側に位置するとともに、該カバー部材の表示領域側の端部が該表示領域の表面より内側に位置していることを特徴とする光遮断検出装置。
請求項１に記載の光遮断検出装置において、前記発光部とそれと組みをなす受光部が前記表示領域の異なる位置に２組以上設けられていることを特徴とする光遮断検出装置。
請求項１または２に記載の光遮断検出装置において、前記発光部からの光を、前記表示領域上を進行するに従って拡大する光学系を有することを特徴とする光遮断検出装置。
請求項１ないし３の何れか１つに記載の光遮断検出装置において、前記発光部からの光を前記表示領域上で走査する光走査手段を有することを特徴とする光遮断検出装置。
請求項１ないし４の何れか１つに記載の光遮断検出装置において、前記表示領域の面に透過性のシート部材が設けられ、前記カバー部材の表示領域側の端部が該シート部材の面より内側に位置していることを特徴とする光遮断検出装置。
請求項１に記載の光遮断検出装置において、前記受光部に入射される光の幅を規制する手段を設け、該規制する手段が前記受光部より前記発光部に近づいた位置に配置された板状の規制部材であることを特徴とする光遮断検出装置。
請求項６に記載の光遮断検出装置において、前記規制部材が前記表示領域の周縁に配置された枠体に設けられていることを特徴とする光遮断検出装置。
請求項７に記載の光遮断検出装置において、前記枠体に前記表示領域側に張り出し、かつ、表示領域の面と隙間を持って配置された張り出し部が設けられ、前記規制部材が前記張り出し部に表示領域の面へ近づく方向に折り曲げて形成された規制板であることを特徴とする光遮断検出装置。
請求項８に記載の光遮断検出装置において、前記規制板の前記発光部と対向する面が、光を吸収する色に設定されていることを特徴とする光遮断検出装置。
表示領域に文字および画像等を表示する表示装置と、前記表示領域を通過する光が遮断されたとき、その遮断位置の検出する光遮断検出装置と、該光遮断検出装置の遮断位置検出に基づいて前記表示装置の制御を行う制御装置と有する情報表示システムにおいて、
前記光遮断検出装置が、前記請求項１ないし９の何れか１つに記載の光遮断検出装置であることを特徴とする情報表示システム。