JPH11110116A - 光学式位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 指示物にて形成される座標面での走査光の遮
断範囲を計測することにより、座標面上への指示を行な
う指またはペン等の特定の指示物を判別し、その指示位
置を正確に検出する光学式位置検出装置を提供する。 【解決手段】 座標面となる四辺形の表示画面１０の少
なくとも３辺（例えば左右及び下の辺）の外側に再帰性
反射シート７を設け、表示画面と実質的に平行である面
内で光を角的に走査する光走査部材、及び、その光の再
帰性反射シート７による反射光を受光する受光部材を有
する２つの光送受ユニット１ａ，１ｂを表示画面１０の
上辺の両隅の外側に配置する。受光部材での受光レベル
の立ち上がりと立ち下がりとのタイミングにおける走査
光の角度に基づいて、指示物である指によるる遮断範囲
を、ｄθ＝θ２−θ１，ｄφ＝φ２−φ１として求め
る。求めた遮断範囲に応じて、指示物の種類を判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示画面等の座標
面上での指示した位置を光学的に検出する光学式位置検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ等の画面に表示
された情報に対してタッチ方式にて入力操作を行なう場
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として、「キャロル
方式」（米国特許４，２６７，４４３号）が知られてい
る。この方法は、表示画面の前面の枠に発光素子と受光
素子とを対向配置させることによって表示画面の前面に
光のマトリックスを構成し、指またはペンの接触による
光の遮断位置を検出している。この方法では、高いＳ／
Ｎが得られて大型の表示装置に適用を拡張させることも
可能であるが、発光素子及び受光素子の配置間隔に検出
の分解能が比例するので、検出の分解能を高めるために
はその配置間隔を狭くする必要がある。従って、大画面
に対してペン先等のような細い物で接触した場合にもそ
の接触位置を精度良く検出するためには、配置すべき発
光素子及び受光素子の数が増大し、構成が大嵩になると
共に、信号処理も複雑になるという問題がある。

【０００３】また、他の光学的な位置検出方法が、特開
昭５７−２１１６３７号公報に開示されている。この方
法は、レーザ光線のような絞った光を表示画面の外側か
ら角的に走査し、反射手段を有する専用ペンからの反射
光の２つのタイミングから専用ペンが存在する角度をそ
れぞれ求め、求めた角度を三角測量の原理にあてはめて
位置座標を計算にて検出する。この方法では、部品点数
を大幅に削減でき、また、高い分解能を有することも可
能である。しかしながら、専用の反射ペンを利用しなけ
ればならない等、操作性に問題があり、また、指，任意
のペン等の位置は検出することができない。

【０００４】更に他の光学的な位置検出方法が、特開昭
６２−５４２８号公報に提案されている。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、角的に走
査した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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６２−５４２８号公報に示されている方式では、遮断物
の大きさまたは位置の影響を受けて、検出された接触位
置が実際に接触された位置とずれてしまうことがある。
また、指の接触位置を検出する場合、指以外の手または
肘を突いてしまったときには、その手または肘の位置を
接触位置と誤検出し、指の位置を特定できないという問
題がある。

【０００６】また、従来のこの種の装置では、走査光を
発光する発光手段が、それが発光する光の光軸が走査面
と平行になるように配置されている場合が多く、また反
射してきた走査光を受光する受光手段も、その受光する
光の指向方向が走査面と平行になるように配置されてい
る場合が多かった。このため、光送受手段が比較的大型
化して装置全体の小型化の障害となっている場合が多か
った。

【０００７】更に、表示画面は一般的には矩形（長方
形）であり、この種の装置の走査領域も表示画面に合わ
せて設計される場合が多いが、その場合に表示画面の縁
辺に発光手段，受光手段，光走査手段等を平行に配列し
た配置を採ることにより、装置の小型化が図られること
が多かった。しかし、そのような配置を採る場合には、
光走査手段による走査光が発光手段，受光手段等に遮ら
れて十分な走査角を得ることが出来ないという問題が生
じる。

【０００８】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、光の遮断物（指示物）の大きさを判定すること
により、座標面上への指示を行なった指示物の位置を正
確に検出することができる光学式位置検出装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は、指またはペンを使っ
て位置を指示する際に、手または肘を突いた場合にはそ
の検出位置を無効にすることにより、指またはペンでの
正しい指示位置を検出できる光学式位置検出装置を提供
することにある。

【００１０】本発明の更に他の目的は、走査光を発光す
る発光手段が、それが発光する光の光軸が走査面と交叉
するように配置し、また反射してきた走査光を受光する
受光手段も、その受光する光の指向方向が走査面と交叉
するように配置することにより、光送受手段の小型化、
ひいては全体を小型化することが可能な光学式位置検出
装置の提供にある。

【００１１】本発明の更に他の目的は、一般的には矩形
の表示画面の縁辺から発光手段よりも受光手段及び光走
査手段が遠ざかるようにした配置を採ることにより、光
走査手段による走査光が発光手段，受光手段等に遮られ
ることを防止し、十分な走査角を得ることが出来る光学
式位置検出装置の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の光学式位置検
出装置は、指示物で指示された座標面上の位置を光学的
に検出する装置において、座標面の外側に設けた光再帰
性反射手段と、座標面と実質的に平行である面内で光を
角的に走査する光走査手段、及び光走査手段により走査
される光の光再帰性反射手段による反射光を受光する受
光手段を有する少なくとも２組の光送受手段と、光走査
手段での走査角度及び受光手段での受光結果に基づい
て、指示物にて形成される座標面での走査光の遮断範囲
を計測する計測手段とを備えることを特徴とする。

【００１３】請求項２の光学式位置検出装置は、請求項
１において、座標面が四辺形の表示画面であり、光再帰
性反射手段が表示画面の少なくとも３辺の外側において
光の走査面に対してその光の反射面を実質的に垂直方向
として配置されており、２組の光送受手段が座標面の光
再帰性反射手段が配置されていない１辺の外側に配置さ
れていることを特徴とする。

【００１４】請求項３の光学式位置検出装置は、請求項
２において、２組の光送受手段の中心を結ぶ線分と、２
組の光送受手段が配置されている座標面の１辺との間の
距離ｄが下記式 ｄ≧ｄθ×Ｌ／４δ 但し、ｄθ：測定精度（走査光の拡がり角度） δ：検出精度 Ｌ：基準線長（両光送受ユニット間の距離） を満足するように設定されていることを特徴とする。

【００１５】請求項４の光学式位置検出装置は、請求項
２において、光再帰性反射手段の一部または全てが、２
組の光送受手段からの投射光に対してより垂直になるよ
うに鋸歯状に配置されていることを特徴とする。

【００１６】請求項５の光学式位置検出装置は、請求項
２において、座標面は長方形であり、２組の光送受手段
が座標面のいずれかの短辺に沿って配置されていること
を特徴とする。

【００１７】請求項６の光学式位置検出装置は、請求項
１乃至５のいずれかにおいて、計測した遮断範囲におけ
る特定点を用いて指示物による指示位置を算出する手段
を備えることを特徴とする。

【００１８】請求項７の光学式位置検出装置は、請求項
１乃至６のいずれかにおいて、光走査手段の走査時間の
情報から走査角度の情報を得るように構成したことを特
徴とする。

【００１９】請求項８の光学式位置検出装置は、請求項
７において、計測した遮断範囲と算出した指示位置とに
基づいて、指示物の断面長を算出する手段を備えること
を特徴とする。

【００２０】請求項９の光学式位置検出装置は、請求項
８において、複数種の物体の大きさ情報を記憶する手段
と、算出した断面長から得られる指示物の大きさ情報、
及び、記憶した複数種の物体の大きさ情報を比較する比
較手段と、比較手段の比較結果に応じて指示物の種類を
判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

【００２１】請求項１０の光学式位置検出装置は、請求
項９において、判定手段により特定の指示物以外の指示
物と判定された場合に、計測した遮断範囲及び算出した
指示位置を無効とする手段を備えることを特徴とする。

【００２２】請求項１１の光学式位置検出装置は、請求
項１乃至１０のいずれかにおいて、座標面の近傍に設け
られ、光走査手段からの走査光を受光する少なくとも２
つの受光素子を備え、受光素子が走査光を受光したタイ
ミングを、座標面に対する光走査の開始及び／又は終了
のタイミングとするように構成したことを特徴とする。

【００２３】請求項１２の光学式位置検出装置は、請求
項１乃至１１のいずれかにおいて、座標面の近傍に設け
られ、光走査手段からの走査光を受光手段に向けて反射
する反射手段を備え、反射手段からの反射光を受光手段
で受光したタイミングを、座標面に対する光走査の開始
及び／又は終了のタイミングとするように構成したこと
を特徴とする。

【００２４】請求項１３の光学式位置検出装置は、請求
項２乃至１１のいずれかにおいて、座標面の光再帰性反
射手段が配置されていない１辺に臨む光再帰性反射手段
の端部での反射光量の変化を、座標面に対する光走査の
１周期の開始及び／又は終了のタイミングとするように
構成したことを特徴とする。

【００２５】請求項１４の光学式位置検出装置は、請求
項１乃至１１のいずれかにおいて、座標面の周囲の座標
面と光再帰性反射手段との間に、指示物が入れない領域
を設けるように構成したことを特徴とする。

【００２６】請求項１５の光学式位置検出装置は、請求
項１乃至１４のいずれかにおいて、走査光はパルス光で
あって、光走査手段は、パルス発光を制御する制御手段
を有することを特徴とする。

【００２７】請求項１６の光学式位置検出装置は、請求
項１５において、走査光が、必要な分解能に対して十分
に短い周期のパルス光であることを特徴とする。

【００２８】請求項１７の光学式位置検出装置は、請求
項１５において、制御手段は、走査光の１回あたりの発
光時間、１回あたりの発光強度及び発光周期のうちの少
なくとも１つのパラメータを調整する手段を有すること
を特徴とする。

【００２９】請求項１８の光学式位置検出装置は、請求
項１５において、制御手段は、光走査開始のタイミング
を調整する手段を有することを特徴とする。

【００３０】請求項１９の光学式位置検出装置は、請求
項１または２において、光走査手段により走査される光
の断面形状が偏平であることを特徴とする。

【００３１】請求項２０の光学式位置検出装置は、請求
項１または２において、光走査手段により走査される光
の断面形状が、座標面と平行な方向に偏平であることを
特徴とする。

【００３２】請求項２１の光学式位置検出装置は、請求
項１または２において、２組の光送受手段の一方の光走
査手段から走査された光を他方の受光手段に入射させな
いための遮光部材を備えたことを特徴とする。

【００３３】請求項２２の光学式位置検出装置は、請求
項１または２において、２組の光送受手段それぞれの受
光手段による受光量を一定に制御する受光量制御手段を
備えたことを特徴とする。

【００３４】請求項２３の光学式位置検出装置は、請求
項２２において、受光量制御手段は、受光手段による受
光量を一定にすべく、光走査手段により走査される光の
強度を制御すべくなしてあることを特徴とする。

【００３５】請求項２４の光学式位置検出装置は、請求
項２２において、受光量制御手段は、受光手段による受
光量を一定にすべく、受光手段の受光信号のレベルの増
幅率を制御すべくなしてあることを特徴とする。

【００３６】請求項２５の光学式位置検出装置は、請求
項１または２において、２組の光送受手段それぞれの受
光手段による初期状態における受光量の情報を記憶する
記憶手段と、該記憶手段に記憶された受光量の情報と受
光手段による受光量とを比較する比較手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【００３７】請求項２６の光学式位置検出装置は、請求
項１または２において、２組の光送受手段それぞれの受
光手段による初期状態における受光量の情報をデジタル
信号で記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデ
ジタル信号をアナログ信号に変換する変換手段と、受光
手段による受光量と変換手段による変換結果のアナログ
信号とを比較する比較手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００３８】請求項２７の光学式位置検出装置は、請求
項１または２において、光走査手段により走査される光
の強度を少なくとも２段階に切り換える切り換え手段を
備え、光走査手段により走査される光の走査角度に応じ
て切り換え手段を制御すべくなしてあることを特徴とす
る。

【００３９】請求項２８の光学式位置検出装置は、請求
項１または２において、光走査手段により走査される光
が走査開始時に再帰性反射手段を経由せずに直接受光手
段に入射すべく構成されており、受光手段による受光量
信号を比較的大なる第１の基準値と比較する第１の比較
手段と、比較的小なる第２の基準値と比較する第２の比
較手段とを備え、第１の比較手段による比較結果出力を
走査開始のタイミングとすべくなしてあることを特徴と
する。

【００４０】請求項２９の光学式位置検出装置は、請求
項２８において、少なくとも２つ以上の計時手段を備
え、第１の比較手段による比較結果出力である走査開始
のタイミングを計時手段の起動トリガとし、計時手段が
所定の時間を計時した時点において切り換え手段を切り
換えるべくなしてあることを特徴とする。

【００４１】請求項３０の光学式位置検出装置は、請求
項２８において、第１の比較手段による比較結果出力で
ある走査開始のタイミングを起動トリガとする少なくと
も４つの計時手段を備え、第２の比較手段の出力が真か
ら偽に変化するタイミングにおいて４つ計時手段の内の
２つの計時手段を停止させ、第２の比較手段の出力が偽
から真に変化するタイミングにおいて他の２つの計時手
段を停止させるべくなしてあることを特徴とする。

【００４２】請求項３１の光学式位置検出装置は、請求
項２８において、第２の比較手段の出力が偽から真に変
化するタイミングを起動トリガとする４つの計時手段を
備え、第２の比較手段の出力が真から偽に変換するタイ
ミングにおいて４つの計時手段の内の２つの計時手段を
停止させ、第２の比較手段の出力が偽から真に変化する
タイミングにおいて他の２つの計時手段を停止させるべ
くなしてあることを特徴とする。

【００４３】請求項３２の光学式位置検出装置は、請求
項３０または３１のいずれかにおいて、第１の比較手段
による比較結果出力である走査開始のタイミングの間隔
を計時する少なくとも２つの計時手段を備え、４つの計
時手段による計時結果を少なくとも２つの計時手段によ
る計時結果で補正すべくなしてあることを特徴とする。

【００４４】請求項３３の光学式位置検出装置は、フラ
ットディスプレイの表示画面上を指示物でタッチし、そ
のタッチ位置を光学的に検出する装置であって、表示画
面の３辺の外側に配置した光再帰性反射手段と、表示画
面の光再帰性反射手段が配置されていない１辺の外側に
配置され、表示画面と実質的に平行である面内で光を角
的に走査する光走査手段、及び該光走査手段により走査
される光の光再帰性反射手段による反射光を受光する受
光手段を有する少なくとも２組の光送受手段と、光走査
手段での走査角度及び受光手段での受光結果に基づい
て、指示物にて形成される表示画面での走査光の遮断範
囲を計測する計測手段とを備えることを特徴とする。

【００４５】請求項３４の光学式位置検出装置は、請求
項３３において、フラットディスプレイがプラズマディ
スプレイであることを特徴とする。

【００４６】請求項３５の光学式位置検出装置は、指示
物で指示された座標面上の位置を光学的に検出する装置
であって、座標面の外側に設けた光再帰性反射手段と、
発光手段と、この発光手段が発光する光を座標面と実質
的に平行である面内で光を角的に走査する光走査手段
と、この光走査手段により走査される光の光再帰性反射
手段による反射光を受光する受光手段とをそれぞれ有す
る少なくとも２組の光送受手段と、光走査手段での走査
角度及び受光手段での受光結果に基づいて、指示物にて
形成される座標面での走査光の遮断範囲を計測する計測
手段とを備え、発光手段は、それが発光する光の光軸が
光走査手段による光の走査面に対して交叉するように配
置されており、受光手段は、それが受光する光の指向性
の方向が光走査手段による光の走査面に対して交叉する
ように配置されていることを特徴とする。

【００４７】請求項３６の光学式位置検出装置は、指示
物で指示された座標面上の位置を光学的に検出する装置
であって、座標面の外側に設けた光再帰性反射手段と、
発光手段と、この発光手段が発光する光を座標面と実質
的に平行である面内で光を角的に走査する光走査手段
と、この光走査手段により走査される光の光再帰性反射
手段による反射光を受光する受光手段とをそれぞれ有す
る少なくとも２組の光送受手段と、光走査手段での走査
角度及び受光手段での受光結果に基づいて、指示物にて
形成される座標面での走査光の遮断範囲を計測する計測
手段とを備え、発光手段は、それが発光する光の光走査
手段への経路が発光手段側に近い部分において座標面の
縁から遠ざかるように配置されており、受光手段は、そ
れが受光する光の指向性の方向が受光手段側に近い部分
において座標面の縁から遠ざかるように配置されている
ことを特徴とする。

【００４８】

【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。

【００４９】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態による光学式位置検出装置（以下、本発
明装置と言う）の基本構成を示す模式図である。

【００５０】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表示画面であり、本実施の形態で
は横方向９２．０ｃｍ×縦方向５１．８ｃｍで対角１０
５．６ｃｍの表示寸法を有する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。後述するよ
うに第１の座標面とな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，ポリゴンミラー等を含む光学
系を内部に有する光送受ユニット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
帰性反射シート７が設けられている。これらの部品は筐
体の前面側に設置されている後述する庇状の遮蔽体５１
により遮蔽された状態で配置されている。

【００５１】なお、参照符号７０は光遮蔽部材である。
この光遮蔽部材７０は、両光送受ユニット１ａ，１ｂ間
で直接光が入射されないように、具体的には光送受ユニ
ット１ａから投射された光が光送受ユニット１ｂへ入射
されないように、また逆に光送受ユニット１ｂから投射
された光が光送受ユニット１ａへ入射されないように、
両光送受ユニット１ａ，１ｂを結ぶ線上に設けられてい
る。またこの光遮蔽部材７０は、光の反射率が実用上”
０”である物体で、再帰性反射シート７の高さとほぼ同
じ程度の高さに構成されている。

【００５２】また、参照符号Ｓは遮断物（指示物）とし
ての人の指の断面を示している。

【００５３】図２は、光送受ユニット１ａ，１ｂの内部
構成及び光路を示す模式図である。両光送受ユニット１
ａ，１ｂは、赤外線レーザを出射するレーザダイオード
からなる発光素子１１ａ，１１ｂと、発光素子１１ａ，
１１ｂからのレーザ光を平行光にするためのコリメータ
レンズ１２ａ，１２ｂと、再帰性反射シート７からの反
射光を受光する受光素子１３ａ，１３ｂと、受光素子１
３ａ，１３ｂに入射される表示画面，照明灯等からの外
部光の可視光成分を遮断する可視光カットフィルタ１４
ａ，１４ｂと、反射光を受光素子１３ａ，１３ｂに導く
ためのハーフミラー１５ａ，１５ｂと、発光素子１１
ａ，１１ｂからのレーザ光を角的に走査するための本実
施の形態では４角形のポリゴンミラー１６ａ，１６ｂと
等を有する。

【００５４】発光素子１１ａ，１１ｂから出射されたレ
ーザ光が、コリメータレンズ１２ａ，１２ｂにて平行光
にされてハーフミラー１５ａ，１５ｂを透過した後、ポ
リゴンミラー１６ａ，１６ｂの回転によって表示画面１
０と実質的に平行である面内を角的に走査されて再帰性
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１６ａ，１６ｂ及び
ハーフミラー１５ａ，１５ｂにて反射された後、可視光
カットフィルタ１４ａ，１４ｂを通って、受光素子１３
ａ，１３ｂに入射される。但し、投射光の光路に遮断物
（指示物）が存在する場合には投射光が遮断されるた
め、反射光は受光素子１３ａ，１３ｂに入射されること
はない。なお、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの回転に
より、９０度以上のレーザ光の角的走査が実現される。

【００５５】各光送受ユニット１ａ，１ｂには、発光素
子１１ａ，１１ｂを駆動する発光素子駆動回路２ａ，２
ｂと、受光素子１３ａ，１３ｂ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、ポリゴンミラー
１６ａ，１６ｂの動作を制御するポリゴン制御回路４と
が接続されている。また、参照符号５は指，ペン等の遮
断物（指示物）Ｓの位置，大きさを計測演算すると共
に、装置全体の動作を制御するＭＰＵであり、６はＭＰ
Ｕでの計測結果等を表示する表示装置である。

【００５６】このような本発明装置においては、図１に
示されているように、たとえば光送受ユニット１ｂに関
して説明すると、光送受ユニット１ｂからの投射光は、
まず光遮蔽部材７０により遮蔽される位置から図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）に至って走査開始位置に
なる。そして、遮断物Ｓの一端に至る位置（Ｐ１）にい
たるまでは再帰性反射シート７により反射されるが、遮
断物Ｓの他端に至る位置（Ｐ２）までの間は遮断物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。

【００５７】但し、光送受ユニット１ａでは、図１上で
時計方向回りに光の走査が行なわれる。ここで、光送受
ユニット１ａは図１上で時計回り方向に表示画面１０の
下辺側を走査開始方向とし、逆に光送受ユニット１ｂは
図１上で反時計回り方向に表示画面１０の上辺側を走査
開始方向とする理由について説明する。

【００５８】たとえば光送受ユニット１ｂの場合には、
表示画面１０の上辺側または左辺側のいずれを走査開始
方向としてもよいが、光送受ユニット１ｂから見た場
合、表示画面１０の上辺の方が下辺よりも距離的に近い
ために反射光量が大であること、及び再帰性反射シート
７の反射面が表示画面１０の上辺ではほぼ直角であるた
めに反射光量が大であることにより、表示画面１０の上
辺側を走査開始方向としている。換言すれば、光送受ユ
ニット１ｂの場合に表示画面１０の下辺側を走査開始方
向とすると、表示画面１０の下辺の方が上辺よりも距離
的に遠いため、走査開始時点の反射光量が小さくなり、
また再帰性反射シート７の反射面が湾曲しているために
反射光量が小さくなる。但し、再帰性反射シート７の湾
曲に関しては本質的な問題ではなく、湾曲させないよう
な構成を採ることも勿論可能である。

【００５９】ところで、上述の図２は両光送受ユニット
１ａ，１ｂにおける光路及び動作を説明するための模式
図であって、本発明装置では両光送受ユニット１ａ（１
ｂ）は実際には図４１の模式的平面図，図４２の模式的
側面図及び図４３の模式的斜視図に示されているように
構成されている。

【００６０】光送受ユニット１ａ（１ｂ）は、筐体１０
ａ（１０ｂ）内部に半導体レーザ発生装置等の発光素子
１１ａ（１１ｂ）と、再帰性反射シート７からの反射光
を受光する受光素子１３ａ（１３ｂ）とを収納してお
り、上面には発光素子１１ａ（１１ｂ）の直上部分にプ
リズムミラー１７ａ，１７ｂが配置されており、受光素
子１３ａ（１３ｂ）の直上部分にはハーフミラー１５ａ
（１５ｂ）が配置されている。更に、筐体１０ａ（１０
ｂ）の上面のハーフミラー１５ａ（１５ｂ）を挟んでプ
リズムミラー１７ａ（１７ｂ）の逆側の部分にはポリゴ
ンミラー１６ａ（１６ｂ）が図示しないパルスモータの
文字に取りつけられている。

【００６１】なお、図４１，図４２及び図４３では図２
に示されているコリメータレンズ１２ａ，１２ｂ及び可
視光カットフィルタ１４ａ，１４ｂは省略してあり、以
下の説明においても省略する。

【００６２】以上のような光送受ユニット１ａ（１ｂ）
の構成により、発光素子１１ａ（１１ｂ）から発光され
たレーザ光はプリズムミラー１７ａ（１７ｂ）により屈
折してハーフミラー１５ａ（１５ｂ）を通過してポリゴ
ンミラー１６ａ（１６ｂ）で反射し、再帰性反射シート
７へ投射される。再帰性反射シート７で反射された光は
ポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）へ戻って反射し、ハー
フミラー１５ａ（１５ｂ）に入射し、最後に受光素子１
３ａ（１３ｂ）に受光される。

【００６３】ことろで、上述の図４１乃至図４３におい
て示されているように、本発明装置の光送受ユニット１
ａ（１ｂ）では、発光素子１１ａ（１１ｂ）はそれから
ポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）に至る光路が発光素子
１１ａ（１１ｂ）側で表示画面１０の縁辺からより遠ざ
かるように、また受光素子１３ａ（１３ｂ）はそれにポ
リゴンミラー１６ａ（１６ｂ）から至る光路が受光素子
１３ａ（１３ｂ）側で表示画面１０の縁辺からより遠ざ
かるようにそれぞれ筐体１０ａ（１０ｂ）に配置されて
いる。

【００６４】このような発光素子１１ａ（１１ｂ）及び
受光素子１３ａ（１３ｂ）の配置は、ポリゴンミラー１
６ａ（１６ｂ）による走査光がハーフミラー１５ａ（１
５ｂ）及びプリズムミラー１７ａ（１７ｂ）に遮られて
表示画面１０方向へ十分に走査されないという問題を解
決するために採られている。

【００６５】更に、本発明装置の光送受ユニット１ａ
（１ｂ）では、発光素子１１ａ（１１ｂ）はそのレーザ
光の発光方向が表示画面１０と、換言すればポリゴンミ
ラー１６ａ（１６ｂ）による走査面と直交するように筐
体１０ａ（１０ｂ）内に配置されており、また受光素子
１３ａ（１３ｂ）もその受光の指向性の方向が表示画面
１０と、換言すればポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）に
よる走査面と直交するように筐体１０ａ（１０ｂ）内に
配置されている。

【００６６】このような発光素子１１ａ（１１ｂ）及び
受光素子１３ａ（１３ｂ）の配置は、発光素子１１ａ
（１１ｂ）をそのレーザ光の発光方向が表示画面１０
と、換言すればポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）による
走査面と平行になるように筐体１０ａ（１０ｂ）上に配
置するよりも、また受光素子１３ａ（１３ｂ）をその受
光の指向性の方向が表示画面１０と、換言すればポリゴ
ンミラー１６ａ（１６ｂ）による走査面と平行になるよ
うに筐体１０ａ（１０ｂ）上に配置するよりも、光送受
ユニット１ａ（１ｂ）を小型化するために効果を奏す
る。

【００６７】なお、本発明装置では上述の如く、発光素
子１１ａ（１１ｂ）はそのレーザ光の発光方向がポリゴ
ンミラー１６ａ（１６ｂ）による走査面と直交するよう
に、また受光素子１３ａ（１３ｂ）もその受光の指向性
の方向がポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）による走査面
と直交するようにそれぞれ配置されているが、ある程度
の角度、たとえば６０°等の角度で交叉するように配置
しても同様の効果が発揮されることは言うまでもない。

【００６８】ところで、図１に示されているように、再
帰性反射シート７は両光送受ユニット１ａ，１ｂが配置
されている辺を開口部とし、表示画面１０を囲むように
して”Ｕ”字状に配置されている。更に、参照符号７
ａ，７ｂにて示されているように、両光送受ユニット１
ａ，１ｂから再帰性反射シート７への光の投射角度が小
さくなる部分、具体的には両光送受ユニット１ａ，１ｂ
が配置されている辺と直交する２辺（図１上では上側の
辺と下側の辺）の両光送受ユニット１ａ，１ｂから遠い
部分には鋸歯状に再帰性反射シートが設置されている。

【００６９】このような再帰性反射シートの鋸歯状部分
７ａ，７ｂにより、たとえば光送受ユニット１ｂからの
投射光はＰｓの位置から再帰性反射シートの鋸歯状部分
７ｂの一端の位置Ｐ３まで走査が進むに伴って再帰性反
射シート７への入射角度が次第に小さくなるため反射光
量もそれに伴って低下する。しかし、再帰性反射シート
の鋸歯状部分７ｂの一端の位置Ｐ３から他端の位置Ｐ４
までの間は再帰性反射シートの鋸歯状部分７ｂにほぼ直
角に入射するので再帰性反射率のそれ以上の低下が回避
される。

【００７０】図３は、ＭＰＵ５と他の回路との関係を示
すブロック図である。ポリゴン制御回路４は、ポリゴン
ミラー１６ａ，１６ｂを回転させるパルスモータ２１
と、パルスモータ２１を駆動するパルスモータ駆動回路
２２と、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの回転角度のエ
ンコード信号を検出するエンコーダ２３ａ，２３ｂとを
有する。

【００７１】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、発光素子１１
ａ，１１ｂの発光動作が制御される。受光信号検出回路
３ａ，３ｂは、受光素子１３ａ，１３ｂでの反射光の受
光信号をＭＰＵ５へ送る。また、ＭＰＵ５は、パルスモ
ータ２１を駆動するための駆動制御信号をパルスモータ
駆動回路２２へ送る。エンコーダ２３ａ，２３ｂは、ポ
リゴンミラー１６ａ，１６ｂの回転角度のエンコード信
号を検出して、ＭＰＵ５へ送る。ＭＰＵ５は、受光素子
１３ａ，１３ｂからの受光信号及びエンコーダ２３ａ，
２３ｂからのエンコード信号に基づいて、遮断物（指示
物）の位置，大きさを計測し、その計測結果を表示装置
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。

【００７２】また、ＭＰＵ５は、計時機能を有する２つ
のタイマ（第１タイマ２４ａと第２タイマ２４ｂ）、及
び、想定される遮断物（指示物）の大きさの情報を記憶
しておくための読出し専用メモリ（ＲＯＭ）２５と書き
込み可能なメモリ（ＲＡＭ）２６とを内蔵している。

【００７３】次に、本発明装置による位置検出動作につ
いて、その原理を示す図４の模式図を参照して説明す
る。但し、図４では光送受ユニット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、指示物として指を用いた場合を示し
ている。

【００７４】ＭＰＵ５はポリゴン制御回路４を制御する
ことにより、光送受ユニット１ａ，１ｂ内のポリゴンミ
ラー１６ａ，１６ｂを回転させて、発光素子１１ａ，１
１ｂからのレーザ光を角的に走査する。この結果、再帰
性反射シート７からの反射光が受光素子１３ａ，１３ｂ
に入射する。このようにして受光素子１３ａ，１３ｂ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。なお、図４におい
て、θ０，φ０は両光送受ユニット１ａ，１ｂを結ぶ基
準線から再帰性反射シート７の端部までの角度を、θ
１，φ１は基準線から遮断物（指示物）の基準線側端部
までの角度を、θ２，φ２は基準線から遮断物（指示
物）の基準線と逆側端部までの角度をそれぞれ示してい
る。

【００７５】図５のタイミングチャートに、受光素子１
３ａ，１３ｂでの受光信号の波形を示す。走査光の光路
に遮断物（指示物）が存在しないときには、再帰性反射
シート７からの反射光が受光素子１３ａ，１３ｂに入射
され、その光路に遮断物（指示物）が存在するときに
は、その反射光が受光素子１３ａ，１３ｂに入射されな
い。従って、図４に示されているような状態では，走査
角度が０°からθ０までの間では受光素子１３ａ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
は受光素子１３ａに反射光が入射され、走査角度がθ１
からθ２までの間では受光素子１３ａに反射光が入射さ
れない。

【００７６】同様に、走査角度が０°からφ０までの間
では受光素子１３ｂには反射光は入射されず、走査角度
がφ０からφ１までの間では受光素子１３ｂに反射光が
入射され、走査角度がφ１からφ２までの間では受光素
子１３ｂに反射光が入射されない。このような角度は、
受光信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングか
ら求められる（図５参照）。従って、指示物としての人
の指による遮断範囲を、ｄθ＝θ２−θ１，ｄφ＝φ２
−φ１として求めることができる。

【００７７】なお、θ０及びφ０は、両光送受ユニット
１ａ，１ｂを結ぶ基準線と再帰性反射シート７の端部の
位置関係から既知であることは言うまでもない。

【００７８】次に、このようにして求めた遮断範囲か
ら、指示物（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６に示す
ように、光送受ユニット１ａの位置を原点Ｏ、表示画面
１０の上辺，左辺をＸ軸，Ｙ軸に設定し、基準線の長さ
（光送受ユニット１ａ，１ｂ間の距離）をＬとする。ま
た、光送受ユニット１ｂの位置をＢとする。表示画面１
０上の指示物が指示した中心点Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）が、光
送受ユニット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。

【００７９】 Ｐｘ＝（ｔａｎφ）÷（ｔａｎθ＋ｔａｎφ）×Ｌ …（１） Ｐｙ＝（６６ｎθ・ｔａｎφ）÷（ｔａｎθ＋ｔａｎφ）×Ｌ …（２）

【００８０】ところで、遮断物（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／立ち上がりのタ
イミングでの検出角度を採用した場合、図７に示すよう
に、遮断物（指）Ｓのエッジ部の４点（図７のＰ１〜Ｐ
４）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７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，Ｐｃ
ｙ）を求める。Ｐｘ＝Ｐｘ（θ，φ），Ｐｙ＝Ｐｙ
（θ，φ）とした場合に、Ｐｃｘ，Ｐｃｙは、それぞれ
以下の（３），（４）式のように表せる。

【００８１】 Ｐｃｘ＝Ｐｃｘ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２） …（３） Ｐｃｙ＝Ｐｃｙ（θ１＋ｄθ／２，φ１＋ｄφ／２） …（４）

【００８２】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Ｐ
ｃの座標を求めることができる。

【００８３】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。

【００８４】ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの回転の走
査角速度が一定であれば、その走査角度は回転時間に比
例するので、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８は、受光信号検出回路３ａか
らの受光信号と、ポリゴンミラー１６ａ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１６ａ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。

【００８５】θ＝ω×Ｔ …（５）

【００８６】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，ｔ
２と下記（６），（７）式の関係が成り立つ。

【００８７】θ１＝ω×ｔ１ …（６） θ２＝ω×ｔ２ …（７）

【００８８】従って、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂ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（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。

【００８９】図９は、反射光が低レベルである時間間隔
を、ＭＰＵ５に内蔵した第１タイマ２４ａ及び第２タイ
マ２４ｂを用いて測定する際のＭＰＵ５でのアルゴリズ
ムの一例を示すフローチャートである。ＭＰＵ５は受光
信号検出回路３ａ，３ｂからの受光信号の変化を検知
し、そのレベルが低下するとこれらのタイマ２４ａ，２
４ｂを起動させて計時動作を開始し、そのレベルが回復
するとタイマ２４ａ，２４ｂを停止させて計時動作を終
了する。

【００９０】ＭＰＵ５はまず、受光信号検出回路３ａ，
３ｂからの受光信号の変化を調べ（ステップＳ１）、受
光信号検出回路３ａからの受光信号に変化が生じたか否
かを判断する（ステップＳ２）。変化が生じていなけれ
ば（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ６に処理が進
む。変化が生じている場合には（ステップＳ２でＹＥ
Ｓ）、ＭＰＵ５はその受光信号のレベルが低いか否かを
判断し（ステップＳ３）、低いときには（ステップＳ３
でＹＥＳ）第１タイマ２４ａを起動させ（ステップＳ
４）、高いときには（ステップＳ３でＮＯ）第１タイマ
２４ａを停止させて（ステップＳ５）、ステップＳ６に
処理を進める。ステップＳ６においては、ＭＰＵ５は受
光信号検出回路３ｂからの受光信号に変化が生じたか否
かを判断する。変化が生じていなければ（ステップＳ６
でＮＯ）、処理はリターンする。変化が生じている場合
には（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＭＰＵ５はその受光信
号のレベルが低いか否かを判断し（ステップＳ７）、低
いときには（ステップＳ７でＹＥＳ）第２タイマ２４ｂ
を起動させ（ステップＳ８）、高いときには（ステップ
Ｓ７でＮＯ）第２タイマ２４ｂを停止させて（ステップ
Ｓ９）、処理はリターンする。

【００９１】また、本発明の装置では、計測した遮断範
囲から遮断物（指示物）の断面長を求めることも可能で
ある。図１０は、この断面長計測の原理を示す模式図で
ある。図１０において、Ｄ１，Ｄ２はそれぞれ光送受ユ
ニット１ａ，１ｂから見た遮断物Ｓの断面長である。ま
ず、光送受ユニット１ａ，１ｂの位置Ｏ（０，０），Ｂ
（Ｌ，０）から遮断物Ｓの中心点Ｐｃ（Ｐｃｘ，Ｐｃ
ｙ）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）

【００９２】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（１
０），（１１）式に従って計測可能である。

【００９３】 Ｄ１＝ｒ１・ｓｉｎｄθ ＝（Ｐｃｘ² ＋Ｐｃｙ² ）^1/2 ・ｓｉｎｄθ …（１０） Ｄ２＝ｒ２・ｓｉｎｄφ ＝｛（Ｌ−Ｐｃｘ）² ＋Ｐｃｙ² ｝^1/2 ・ｓｉｎｄφ …（１１）

【００９４】なお、θ，φ≒０である場合には、ｓｉｎ
ｄθ≒ｄθ≒ｔａｎｄθ，ｓｉｎｄφ≒ｄφ≒ｔａｎｄ
φと近似できるので、（１０），（１１）式においてｓ
ｉｎｄθ，ｓｉｎｄφの代わりに、ｄθまたはｔａｎｄ
θ，ｄφまたはｔａｎｄφとしても良い。

【００９５】ところで、１本の指またはペンにて位置指
定を行なっている場合に、誤って複数の指，手または肘
を表示画面１０に突くことがある。このような場合に
は、誤検出として処理する必要がある。そこで、本発明
では、計測した断面長から遮断物の大きさ情報を求め、
求めた大きさ情報に基づいて、その遮断物が何であるか
を判定できるようにしている。図１１は、遮断物の種類
を判定するアルゴリズムの一例を示すフローチャートで
ある。実際の算出した遮断物の大きさ情報と予め想定し
た複数の遮断物の大きさ情報とを比較することにより、
遮断物の種類を判定する。そして、その遮断物が１本の
指またはペン以外であることを判定した場合には、警告
フラグをオンにする。なお、想定した複数の遮断物の大
きさ情報は前述の如く、ＭＰＵ５に内蔵されたＲＯＭ２
５及びＲＡＭ２６に予め格納されている。

【００９６】まずＭＰＵ５は現在の遮断物の大きさ情報
を取得し（ステップＳ１１）、その大きさが１０ｃｍ以
下であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。１０ｃ
ｍより大きい場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ＭＰ
Ｕ５は手であると判定し（ステップＳ１６）、警告フラ
グをオンにし（ステップＳ２１）、処理はリターンす
る。１０ｃｍ以下であれば（ステップＳ１２でＹＥ
Ｓ）、ＭＰＵ５はその大きさが５ｃｍ以下であるか否か
を判断する（ステップＳ１３）。５ｃｍより大きい場合
には（ステップＳ１３でＮＯ）、ＭＰＵ５は遮断物が握
りこぶしまたは肘であると判定し（ステップＳ１７）、
警告フラグをオンにし（ステップＳ２１）、処理はリタ
ーンする。５ｃｍ以下であれば（ステップＳ１３でＹＥ
Ｓ）、ＭＰＵ５はその大きさが２ｃｍ以下であるか否か
を判断する（ステップＳ１４）。２ｃｍより大きい場合
には（ステップＳ１４でＮＯ）、ＭＰＵ５は複数の指を
まとめていると判定し（ステップＳ１８）、警告フラグ
をオンにし（ステップＳ２１）、処理はリターンする。
２ｃｍ以下であれば（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ＭＰ
Ｕ５はその大きさが０．５ｃｍ以下であるか否かを判断
する（ステップＳ１５）。ＭＰＵ５は、０．５ｃｍより
大きい場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、１本の指で
あると判定し（ステップＳ１９）、０．５ｃｍ以下であ
る場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ペンであると
判定し（ステップＳ２０）、処理はリターンする。

【００９７】このようにして、遮断物の種類が判定さ
れ、位置指定を行なう１本の指またはペン以外の遮断物
であることが判明すると警告フラグがオンとなってその
フラグ情報がＭＰＵ５から表示装置６へ転送される。こ
のフラグ情報が転送されると、ＭＰＵ５から表示装置６
へ送られる検出位置のデータが無効にされると共に、表
示装置６の画面に警告マークが表示される。また、判定
した種類の結果を表示装置６に表示するようにした構成
も可能である。

【００９８】なお、警告フラグがオンとなった際に、ブ
ザー音が鳴るような構成にしても良い。また、この際の
検出位置のデータの無効化の他の手法として、１本の指
またはペン以外の遮断物を判定した際に、ＭＰＵ５から
表示装置６へ検出位置のデータを出力しないように制御
することも可能である。

【００９９】（第２の実施の形態）図１２は、本発明装
置の第２の実施の形態の基本構成を示す模式図、また図
１３はこの第２の実施の形態のブロック図である。図１
２，図１３において、図１，図３と同一番号を付した部
分は同一の部材を示す。なお、図１２においては、発光
素子駆動回路２ａ，２ｂ、受光信号検出回路３ａ，３
ｂ、ポリゴン制御回路４、表示装置６は図示を省略して
いる。

【０１００】本発明装置の第２の実施の形態では、表示
画面１０上の検出すべき走査領域に対して、表示画面１
０に極めて近接させて、光送受ユニット１ａについて２
個のタイミング検出用の受光素子３１ａ及び３２ａと、
光送受ユニット１ｂについて２個のタイミング検出用の
受光素子３１ｂ及び３２ｂとがそれぞれ設けられてい
る。なお、受光素子３１ａ及び３２ａの受光面はそれぞ
れ光送受ユニット１ａ側に、受光素子３１ｂ及び３２ｂ
の受光面はそれぞれ光送受ユニット１ｂ側に向けられて
いる。

【０１０１】また、これらの各受光素子３１ａ，３２
ａ，３１ｂ，３２ｂの受光量を電気信号に変換する受光
信号検出回路３３ａ，３４ａ，３３ｂ，３４ｂが備えら
れている。なお、第２の実施の形態におけるポリゴン制
御回路４は、第１の実施の形態のようなエンコーダ２３
ａ，２３ｂを有しておらず、パルスモータ２１及びパル
スモータ駆動回路２２から構成されている。

【０１０２】検出すべき走査領域に入る直前に、光送受
ユニット１ａ，１ｂからのレーザ光が、走査方向上流側
に位置するタイミング検出用の受光素子３１ａ，３１ｂ
に入射され、また、検出すべき走査領域から出た直後
に、光送受ユニット１ａ，１ｂからのレーザ光が、走査
方向下流側に位置するタイミング検出用の受光素子３２
ａ，３２ｂに入射される。

【０１０３】このように、第２の実施の形態では、２個
１組の受光素子により、位置検出の開始及び終了のタイ
ミングを決定して、第１の実施の形態でのエンコーダ２
３ａ，２３ｂがなくてもレーザ光の走査角度を検知でき
るようにしている。

【０１０４】図１４は、本発明装置の第２の実施の形態
の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図
１４（ａ）は光送受ユニット１ａの発光素子１１ａの発
光動作を、図１４（ｂ）は走査方向上流側に位置するタ
イミング検出用の受光素子３１ａでの受光量を表す受光
信号検出回路３３ａの受光信号を、図１４（ｃ）は光送
受ユニット１ａの受光素子１３ａでの受光量を表す受光
信号検出回路３ａの受光信号を、図１４（ｄ）は走査方
向下流側に位置するタイミング検出用の受光素子３２ａ
での受光量を表す受光信号検出回路３４ａの受光信号
を、図１４（ｅ）はＭＰＵ５に内蔵したタイマの計時動
作をそれぞれ表している。

【０１０５】時点ｔ０は電源をオンにしてポリゴンミラ
ー１６ａが回転を開始したタイミング、時点ｔ１は発光
素子１１ａの発光動作を開始させたタイミング、時点ｔ
２は受光素子３１ａにてレーザ光を受光し終えたタイミ
ング、時点ｔ３は受光素子３２ａにてレーザ光を受光し
始めたタイミングである。時点ｔ２，時点ｔ３はそれぞ
れ走査開始，走査終了のタイミングとなり、時点ｔ２か
ら受光素子１３ａの受光レベルは高くなり、時点ｔ３で
そのレベルは低くなる。また、タイマは時点ｔ２でカウ
ントを開始して時点ｔ３でカウントを終了する。なお、
時点ｔ４は遮断物（指示物）によって受光素子１３ａの
受光レベルが立ち下がるタイミング、時点ｔ５はレーザ
光が遮断範囲を抜けて受光素子１３ａの受光レベルが立
ち上がるタイミングである。

【０１０６】ポリゴンミラー１６ａの回転が安定した状
態で発光素子１１ａを駆動させ、光送受ユニット１ａに
よって走査されたレーザ光が検出すべき領域に差しかか
るタイミングを受光素子３１ａでの受光タイミング（時
点ｔ２）で検出し、その走査レーザ光が検出すべき領域
から抜け出るタイミングを受光素子３２ａでの受光タイ
ミング（時点ｔ３）として検出する。受光素子３１ａ，
３２ａの設置位置は既知であるので、この間で走査レー
ザ光を遮断する指またはペン等の遮断物（指示物）の位
置も計測できる。つまり、図１４において、この時点ｔ
２と時点ｔ３との間で、受光素子１３ａの受光レベルが
立ち下がるタイミング（時点ｔ４）から次の受光レベル
が立ち上がるタイミング（時点ｔ５）までのタイマのカ
ウント値により、遮断領域及び遮断物（指示物）の中心
位置を計測できる。

【０１０７】なお、光送受ユニット１ｂ側での処理動作
は、上述した光送受ユニット１ａ側での処理動作と同様
であるので、その説明は省略する。

【０１０８】（第３の実施の形態）図１５は、本発明装
置の第３の実施の形態の基本構成を示す図である。図１
５において、図１と同一番号を付した部分は同一の部材
を示す。なお、発光素子駆動回路２ａ，２ｂ、受光信号
検出回路３ａ，３ｂ、ポリゴン制御回路４、ＭＰＵ５、
表示装置６は図示を省略している。

【０１０９】第３の実施の形態では、表示画面１０上の
検出すべき走査領域に対して、表示画面１０に極めて近
接させて、光送受ユニット１ａについて２個のタイミン
グ検出用の再帰性反射体４１ａ及び４２ａと、光送受ユ
ニット１ｂについて２個のタイミング検出用の再帰性反
射体４１ｂ及び４２ｂとがそれぞれ設けられている。こ
れらの再帰性反射体４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂ
は、再帰性反射シート７と同材質である。

【０１１０】検出すべき走査領域に入る直前に、光送受
ユニット１ａ，１ｂからのレーザ光が、走査方向上流側
に位置するタイミング検出用の再帰性反射体４１ａ，４
１ｂに反射され、その反射光が受光素子１３ａ，１３ｂ
に入射され、また、検出すべき走査領域から出た直後
に、光送受ユニット１ａ，１ｂからのレーザ光が、走査
方向下流側に位置するタイミング検出用の再帰性反射体
４２ａ，４２ｂに反射され、その反射光が受光素子１３
ａ，１３ｂに入射される。

【０１１１】このように、第３の実施の形態では、２個
１組の再帰性反射体により、位置検出の開始及び終了の
タイミングを決定して、第１の実施の形態でのエンコー
ダ２３ａ，２３ｂがなくてもレーザ光の走査角度を検知
できるようにしている。なおこの際、これらの再帰性反
射体４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂは光送受ユニット
１ａ，１ｂに近接して設けられているので、これらから
の反射光は、再帰性反射シート７からの反射光に比べて
光の減衰が少なく、受光素子１３ａ，１３ｂにおける受
光レベルも大きくなる。

【０１１２】図１６は、本発明装置の第３の実施の形態
のブロック図である。参照符号４３は遮断検出用の第１
比較器であり、受光素子１３ａでの受光量を表す受光信
号検出回路３ａからの受信信号のレベルを第１閾値レベ
ルと比較して、その比較結果を２値の信号でＭＰＵ５に
出力する。参照符号４４は走査開始／終了検出用の第２
比較器であり、受光信号検出回路３ａからの受信信号の
レベルを第１閾値レベルより高い第２閾値レベルと比較
して、その比較結果を２値の信号でＭＰＵ５に出力す
る。

【０１１３】図１７は、本発明装置の第３の実施の形態
の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図
１７（ａ）は受光素子１３ａでの受光量を表す受光信号
検出回路３ａからの受信信号、図１７（ｂ）は第１比較
器４３の出力信号、図１７（ｃ）は第２比較器４４の出
力信号をそれぞれ表している。また、破線Ｗ１は第１閾
値レベル、破線Ｗ２は第２閾値レベルを示す。

【０１１４】時点ｔ０は再帰性反射体４１ａからの反射
光の受光を開始したタイミング、時点ｔ１は再帰性反射
体４１ａからの反射光の受光が終了して再帰性反射シー
ト７からの反射光の受光を開始したタイミング、時点ｔ
２は再帰性反射シート７からの反射光の受光が終了して
再帰性反射体４２ａからの反射光の受光を開始したタイ
ミング、時点ｔ３は再帰性反射体４２ａからの反射光の
受光を終了したタイミングである。また、時点ｔ４は遮
断物（指示物）によって受光素子１３ａの受光レベルが
立ち下がるタイミング、時点ｔ５は走査レーザ光が遮断
範囲を抜けて受光素子１３ａの受光レベルが立ち上がる
タイミングである。時点ｔ１，時点ｔ２はそれぞれ走査
開始，走査終了のタイミングとなる。このような各タイ
ミングは、受光信号のレベルと第１閾値レベルＷ１及び
第２閾値レベルＷ２との比較結果に基づいて検出され
る。

【０１１５】なお、光送受ユニット１ａ側での処理動作
について説明したが、光送受ユニット１ｂ側での処理動
作は、この光送受ユニット１ａ側での処理動作と同様で
あるので、その説明は省略する。

【０１１６】なお、上述した例では、距離の違いによる
光減衰の差に応じて、再帰性反射体４１ａ，４１ｂ，４
２ａ，４２ｂからの反射光と再帰性反射シート７からの
反射光とを区別するようにしたが、再帰性反射体４１
ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂの反射率を再帰性反射シー
ト７の反射率より高く設定しておくようにして、これら
の反射光をより明確に区別することも可能である。

【０１１７】このように本発明装置の第３の実施の形態
では、受光素子１３ａ，１３ｂでの受光量の変化を調べ
ることにより、走査開始と走査終了とのタイミングの基
準信号を生成することができ、検出素子を新たに増やす
ことなく、分解能を一定に保つことができる。

【０１１８】（第４の実施の形態）図１８（ａ）は、本
発明装置の第４の実施の形態の基本構成を示す平面図、
図１８（ｂ）は図１８（ａ）のＡ−Ａ′線における断面
図である。図１８において、図１と同一番号を付した部
分は同一の部材を示す。なお、発光素子駆動回路２ａ，
２ｂ、受光信号検出回路３ａ，３ｂ、ポリゴン制御回路
４、ＭＰＵ５、表示装置６は図示を省略している。

【０１１９】第４の実施の形態では、表示画面１０の外
側に再帰性反射シート７を覆うように、庇状の遮蔽体５
１を、表示画面１０の視野が妨げられない位置まで設け
ている。これによって、この庇状の遮蔽体５１と再帰性
反射シート７との間に、指等の遮断物（指定物）が入れ
ない遮断不可能領域Ｄが形成される。このような構成に
より、表示画面１０の辺縁部を含む如何なる位置に遮断
物（指定物）が存在していても、この遮断不可能領域Ｄ
からの反射光の受光タイミングを、走査開始／終了の基
準タイミングとすることができる。

【０１２０】ところで、図１８（ｂ）に参照符号Ｐで示
されているのは光送受ユニット１ａから投射されたレー
ザービームの断面である。ここに示されているように、
本発明装置では、光送受ユニット１ａ，１ｂから投射さ
れるレーザービームは表示画面１０の表面に平行な方向
（走査方向）に偏平な、たとえば表示画面１０の表面に
平行な方向を長軸とする楕円形状の断面を有する。その
理由は、再帰性反射シート７の構成にある。

【０１２１】図１９（ａ）は再帰性反射シート７の反射
面側の構成を示す模式図である。ここに示されているよ
うに、再帰性反射シート７の反射面は多数の球レンズ７
００が表示画面１０の表面と平行な方向、即ちレーザー
ビームの走査方向に配列して構成されており、これらの
各球レンズ７００は図１９（ｂ）に示されているような
入射角度と相対反射率との関係を有しているため、両光
送受ユニット１ａ，１ｂから投射されるレーザービーム
の走査方向の幅がある程度以上に大きくない場合には有
効な反射光量が得られないためである。

【０１２２】但し、再帰性反射シート７の各球レンズ７
００が十分に小さい場合には逆に、レーザービームの走
査方向の幅を小さくして解像度を高くすることも可能で
ある。しかしそのような場合にも、十分な反射光量を得
るためにはレーザービームの断面積を大きくする必要が
あるので、走査方法と直交する方向（表示画面１０の表
面と直交する方向）の幅を大きくした偏平断面のレーザ
ービームを使用することが望ましい。

【０１２３】図２０は、第４の実施の形態における受光
素子１３ａでの受光量を表す受光信号検出回路３ａから
の受信信号の例を示すタイミングチャートである。

【０１２４】図２０（ａ）は遮断物（指定物）が存在し
ない場合の受信信号、図２０（ｂ）は遮断物（指定物）
が表示画面１０の辺縁部（図１８（ａ）でＣ１の領域）
に存在する場合の受信信号、図２０（ｃ）は遮断物（指
定物）が表示画面１０の中央部（図１８（ａ）でＣ２の
領域）に存在する場合の受信信号、図２０（ｄ）は遮断
物（指定物）が表示画面１０の辺縁部（図１８（ａ）で
Ｃ３の領域）に存在する場合の受信信号をそれぞれ表
す。表示画面１０の辺縁部に遮断物（指定物）が存在す
る場合においても、受信信号には確実に立ち上がりと立
ち下がりとが存在することを示している。なお、受光素
子１３ｂを有する光送受ユニット１ｂ側での処理動作
は、上述した受光素子１３ａを有する光送受ユニット１
ａ側での処理動作と同様であるので、その説明は省略す
る。

【０１２５】また、この第４の実施の形態に示したよう
な庇状の遮蔽体５１を設けることにより、再帰性反射シ
ート７からの乱反射光の成分を低減する効果、及び、外
乱光の反射光が受光素子１３ａ，１３ｂへ入射すること
を低減する効果も期待できる。

【０１２６】（第５の実施の形態）図２１は、本発明装
置の第５の実施の形態のブロック図である。図２１にお
いて、図３，図１３と同一部分には同一番号を付してそ
の説明を省略する。受光素子１３ａと受信信号検出回路
３ａとの間、受光素子１３ｂと受信信号検出回路３ｂと
の間にＡＣカップリング６１ａ，６１ｂを設けている。
また、発光素子駆動回路２ａと受信信号検出回路３ａと
の間、発光素子駆動回路２ｂと受信信号検出回路３ｂと
の間にＸＯＲ（排他的論理和）回路６２ａ，６２ｂを設
けている。

【０１２７】第５の実施の形態では、受光素子１３ａ，
１３ｂで検出する反射光の受光信号をＡＣ結合にするよ
うにしたので、このＡＣ結合によって定常光成分を取り
除くため、外乱ノイズに強い構成を実現できる。また、
発光パルス信号と反射光の受信信号とのＸＯＲ（排他的
論理和）をとるようにしたので、遮断範囲のみの受信パ
ルス信号を検出することができ、このパルス信号をカウ
ントして遮断時間を計測することができる。

【０１２８】図２２は、第５の実施の形態の動作を説明
するためのタイミングチャートであり、図２２（ａ）は
走査方向上流側に位置するタイミング検出用の受光素子
３１ａの受光量を表す受光信号検出回路３３ａの受信信
号、図２２（ｂ）は走査方向下流側に位置するタイミン
グ検出用の受光素子３２ａの受光量を表す受光信号検出
回路３４ａの受信信号、図２２（ｃ）は発光素子１１ａ
の発光パルス信号、図２２（ｄ）は受光素子１３ａの受
光量を表す受光信号検出回路３ａの受光信号、図２２
（ｅ）はＸＯＲ回路６２ａの出力信号をそれぞれ表して
いる。

【０１２９】受光信号検出回路３３ａの受信信号の高レ
ベルに応じて走査開始のタイミングを検出してパルス駆
動を開始し、そのパルス数を計数する。また、受光信号
検出回路３４ａの受信信号の高レベルに応じて走査終了
のタイミングを検出してパルス駆動を停止する。そし
て、ＸＯＲ回路６２ａの出力信号のパルス数を計数する
ことにより、遮断範囲を計測することができる。

【０１３０】例えば、表示画面１０が対角４０インチ相
当である場合、対角線で１００ｃｍ先での分解能を０．
５ｃｍ程度とすると、必要な角度分解能は５ｍｒａｄで
ある。ここで、５角形のポリゴンミラーを使用する場
合、最大でも１４４度の走査角度となる。よって、１回
の走査あたりの分割数は、下記（１２）式のように求ま
る。 ｛（π／２）／０．００５｝×（１４４／９０）＝５０２ …（１２） そして、１秒間に２００ポイントずつの検出を行なうた
めの最低周波数は、下記（１３）式のように求まる。 ５０２×２００＝１００４００（Ｈｚ）＝１００．４（ｋＨｚ）…（１３） この条件を満足すれば、パルス数と走査角度とが１対１
で対応することになり、所望の分解能での角度検出処理
を単純化できる。

【０１３１】次に、発光素子１１ａ，１１ｂでのパルス
発光の制御について説明する。ＭＰＵ５から発光素子駆
動回路２ａ，２ｂに送る駆動制御信号のパルスの空白時
間を制御することにより、発光素子１１ａ，１１ｂから
の平均放射エネルギを少なくできる。図２３は、パルス
発光のタイミング信号を示すタイミングチャートであ
り、図２３（ａ）に示す例では図２３（ｂ）に示す例に
比べてパルスの空白時間が長い。また、図２４（ａ），
（ｂ）に、図２３（ａ），（ｂ）のそれぞれのパルスパ
ターンにおける走査レーザ光の放射状態を示す。パルス
発光の空白時間を広げるようにすれば、デューティ比が
下がり、平均放射エネルギを少なくできる。

【０１３２】また、発光素子１１ａ，１１ｂでのパルス
発光の平均放射エネルギを少なくできる他の制御例のタ
イミングチャートを図２５に示す。図２５（ａ）は、標
準状態のパルス発光のタイミング信号を示す。図２５
（ｂ）は、周期は変えずに１回の発光時間を少なくした
例である。また、図２５（ｃ）は、周期は変えずに１回
の発光強度を小さくした例である。

【０１３３】次に、発光素子１１ａ，１１ｂでのパルス
発光の開始タイミングをずらせる制御例について、図２
６のタイミングチャートを参照して説明する。例えば、
最初のレーザ光走査では図２６（ａ）に示すようなタイ
ミングで走査を行ない、次のレーザ光走査では、図２６
（ｂ）に示すように周期は同じであるが開始タイミング
を前回よりＴｄ分だけ遅らせたタイミングで走査を行な
う。図２７に、図２６（ａ），（ｂ）のそれぞれのパル
スパターンにおける走査レーザ光の放射状態を合成して
示す。時間的にＴｄ分だけすらせているので、ポリゴン
ミラーの走査角速度をωとした場合に、ｄθ＝ω・Ｔｄ
だけずれた走査角度を実現できる。このようなタイミン
グずれを設定することにより、レーザ光走査がまばらに
なった場合にも、遮断物（指示物）を検出できない領域
をなくして高い検出精度を保つことができる。

【０１３４】次に、走査パルスの周波数を、遮断物（指
示物）の存在の有無に応じてダイナミックに変化させる
制御例について説明する。一定時間内に遮断物（指示
物）の存在を検出しないうちは、発光時間を一定に保ち
ながら走査パルスの周波数を１／２に低下させる。一
方、遮断物（指示物）を検出すると、発光時間を一定に
保ちながら走査パルスの周波数を２倍に上げる。このよ
うな制御を繰り返すことにより、遮断物（指示物）の有
無に応じて、発光のデューティ比を１／２倍または２倍
ずつ変化させていく。但し、走査パルスの最小周波数は
最低分解能８ｃｍ相当の６．２５ｋＨｚ、その最大周波
数は最低分解能０．２５ｃｍ相当の２００ｋＨｚとし
て、これらの最小周波数及び最大周波数を超えることが
ないようにしている。

【０１３５】図２８は、このような走査パルスの周波数
制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。ま
ず、一定時間内に遮断物（指示物）を検出したか否かを
判断する（ステップＳ３１）。検出した場合には（ステ
ップＳ３１でＹＥＳ）、発光時間を一定に保ったまま現
在の走査パルスの周波数を２倍にして（ステップＳ３
２）、ステップＳ３４に処理が進む。一方、検出しなか
った場合には（ステップＳ３１でＮＯ）、発光時間を一
定に保ったまま現在の走査パルスの周波数を１／２倍に
して（ステップＳ３３）、ステップＳ３４に処理が進
む。変更後の周波数が６．２５ｋＨｚより小さいか否か
を判断する（ステップＳ３４）。６．２５ｋＨｚより小
さい場合には（ステップＳ３４でＹＥＳ）、周波数を
６．２５ｋＨｚに設定して（ステップＳ３６）、リター
ンする。６．２５ｋＨｚ以上である場合には（ステップ
Ｓ３４でＮＯ）、変更後の周波数が２００ｋＨｚより大
きいか否かを判断する（ステップＳ３５）。２００ｋＨ
ｚより大きい場合には（ステップＳ３５でＹＥＳ）、周
波数を２００ｋＨｚに設定して（ステップＳ３７）、リ
ターンする。２００ｋＨｚ以下である場合には（ステッ
プＳ３５でＮＯ）、そのままリターンする。

【０１３６】以上のような発光素子１１ａ，１１ｂでの
パルス発光の制御を行なうことによって、本発明の光学
式位置検出装置では、必要に応じた検出分解能を達成で
きると共に、低消費電力化を実現できる。

【０１３７】ところで、上述の各実施例において共通の
構成であるが、両光送受ユニット１ａ，１ｂは表示画面
１０の短辺に沿って、且つある程度距離を置いて配置さ
れている。以下にそれらの理由について説明する。

【０１３８】三角測量においては一般的には測量の基準
線が長ければ長いほど、精度は向上することが知られて
いる。しかし、測量対象が極めて遠い場合または逆に極
めて近い場合には誤差が大きいことも事実である。測量
対象が極めて遠い場合には基準線を長くすることにより
精度が向上するが、測量対象が極めて近い場合には基準
線を逆に短くすることにより精度が向上する。本発明装
置では、このような三角測量の欠点に鑑み、両光送受ユ
ニット１ａ，１ｂを結ぶ基準線を表示画面１０の辺から
ある程度離すこと、また表示画面１０以上の遠方の測量
を行なう必要はないので、近い部分の測量精度を向上さ
せる目的で表示画面１０の短辺に沿って両光送受ユニッ
ト１ａ，１ｂを配置している。

【０１３９】ところで、両光送受ユニット１ａ，１ｂを
結ぶ基準線と表示画面１０の一辺（本発明装置では表示
画面１０の短辺）との間の距離ｄは下記（１４）式を満
足するように設定する。

【０１４０】 ｄθ≦４δｄ（１／（Ｌ² ＋２δＬ）） ・・・（１４） 但し、ｄθ：測定精度（ビームの拡がり角度） δ：検出精度（本発明装置では５mm） Ｌ：基準線長（両光送受ユニット間の距離）

【０１４１】式（１４）をｄに関して変形すると下記
（１５）式が求まる。

【０１４２】ｄ≧ｄθ×Ｌ² ／４δ ・・・（１５）

【０１４３】本発明装置では、検出精度δは５mm程度、
基準線長Ｌは５００mm程度、測定精度ｄθは受光信号の
ＡＤ変換のクロックで決定されるが２．５ミリラジアン
程度になり、結果的にはｄは１０mm程度が適正な値とな
る。但し、この値は表示画面１０の大きさ、ビームの拡
がり角度、換言すればどの程度の測定精度を要求するか
等に依存することは言うまでもない。

【０１４４】前述のように本発明装置においては、両光
送受ユニット１ａ，１ｂから遠く且つ再帰性反射シート
７への投射光の入射角度が小さくなる部分には鋸歯状部
分７ａ，７ｂを設けて反射効率の向上を図っている。し
かし、両光送受ユニット１ａ，１ｂから再帰性反射シー
ト７までは距離が一定でないこと、及び上述のような再
帰性反射シート７に鋸歯状部分７ａ，７ｂがあること、
更に湾曲部分もあること等の理由により、両受光素子１
３ａ，１３ｂの受光量は一定にはならない。しかし、両
受光素子１３ａ，１３ｂでの受光量は可能な限り一定で
あることがその５の信号処理においても望ましいし、消
費電力削減の見地からも好ましい。

【０１４５】このような観点から、受光素子１３ａ，１
３ｂに入力される受光量を一定するための構成について
説明する。

【０１４６】図２９は、受光素子１３ａ（１３ｂ）によ
る受光量を一定に制御するために、発光素子１１ａ（１
１ｂ）による発光強度を制御する構成例を示すブロック
図である。具体的には、発光素子１１ａ（１１ｂ）によ
る発光強度を、反射光量が多い走査角においては小さく
し、反射光量が少ない走査角においては大きくする。

【０１４７】図２９において、受光素子１３ａ（１３
ｂ）で受光された反射光はその光量に応じた信号は受光
信号検出回路３ａ（３ｂ）によりデジタル信号に変換さ
れてＭＰＵ５に入力される。ＭＰＵ５は、この受光信号
検出回路３ａ（３ｂ）から入力されたデジタル信号の値
を予め定められている閾値と比較し、受光信号検出回路
３ａ（３ｂ）から入力されたデジタル信号の値が閾値よ
り大である場合には発光素子１１ａ（１１ｂ）からの発
光強度を低下させる制御信号ＣＳを、逆に受光信号検出
回路３ａ（３ｂ）から入力されたデジタル信号の値が閾
値より小である場合には発光素子１１ａ（１１ｂ）から
の発光強度を増大させる制御信号ＣＳを出力する。

【０１４８】上述のＭＰＵ５から出力される制御信号Ｃ
Ｓは勿論デジタル信号であるので、これを電流変換回路
５１ａ（５１ｂ）によりアナログの駆動信号ＤＣに変換
して安定電流回路５２ａ（５２ｂ）に供給して安定化
し、発光素子１１ａ（１１ｂ）を発光させる。なお、電
流変換回路５１ａ（５１ｂ）及び安定電流回路５２ａ
（５２ｂ）により発光素子１１ａ（１１ｂ）の駆動回路
５０ａ（５０ｂ）が構成される。

【０１４９】以上のようなＭＰＵ５による制御により、
受光素子１３ａ（１３ｂ）での受光量が所定値になるよ
うに常時発光素子１１ａ（１１ｂ）からの発光強度が制
御される。

【０１５０】図３０は発光素子１１ａ（１１ｂ）の発光
強度を制御する他の構成例を示すブロック図である。こ
の構成例では、ＭＰＵ５から制御信号ＣＳを出力して駆
動回路５０ａ（５０ｂ）を制御し、発光素子１１ａ（１
１ｂ）の発光強度を制御することは同様である。しか
し、上述の構成例では受光信号検出回路３ａ（３ｂ）で
の受光量をモニタしてフィードバック制御しているのに
対して、この構成例ではポリゴンミラー１６ａ（１６
ｂ）の回転角同期信号発生回路４９ａ（４９ｂ）が発生
する回転角同期信号ＡＳに対応して発光素子１１ａ（１
１ｂ）の発光強度を制御する。

【０１５１】具体的には、ＭＰＵ５は、図３１のタイミ
ングチャートに示されているように、回転角同期信号発
生回路４９ａ（４９ｂ）が発生する回転角同期信号ＡＳ
を読み込み、光送受ユニット１ａ，１ｂから遠い部分を
走査する角度である期間には発光素子１１ａ（１１ｂ）
での発光強度を大きくするような御信号ＣＳを出力し、
光送受ユニット１ａ，１ｂから近い部分を走査する角度
である期間には発光素子１１ａ（１１ｂ）での発光強度
を小さくするような御信号ＣＳを出力する。このような
ＭＰＵ５による制御により、受光素子１３ａ（１３ｂ）
での受光量がほぼ一定値になるように発光素子１１ａ
（１１ｂ）からの発光強度が制御される。

【０１５２】上述のような発光素子１１ａ（１１ｂ）の
発光強度を制御する構成に変えて、受光素子１３ａ（１
３ｂ）での受光量を増幅する構成も可能である。図３２
はそのような場合の構成例を示すブロック図である。

【０１５３】この構成例では、受光素子１３ａ（１３
ｂ）による受光量の信号（アナログ信号）をアンプ５３
ａ（５３ｂ）により増幅して受光信号検出回路３ａ（３
ｂ）に与えるように構成されている。なお、アンプ５３
ａ（５３ｂ）の増幅率はＭＰＵ５から制御信号ＣＳ１を
与えることにより制御可能である。また、ＭＰＵ５には
回転角同期信号発生回路４９ａ（４９ｂ）が出力する回
転角同期信号ＡＳも与えられている。

【０１５４】このような構成では、上述の図３１に示さ
れている構成と同様に、ＭＰＵ５は、回転角同期信号発
生回路４９ａ（４９ｂ）が発生する回転角同期信号ＡＳ
を読み込み、光送受ユニット１ａ，１ｂから遠い部分を
走査する角度である期間にはアンプ５３ａ（５３ｂ）で
の増幅率を大きくするような御信号ＣＳ１を出力し、光
送受ユニット１ａ，１ｂから近い部分を走査する角度で
ある期間にはアンプ５３ａ（５３ｂ）での増幅率を小さ
くするような御信号ＣＳ１を出力する。このようなＭＰ
Ｕ５による制御により、受光信号検出回路３ａ（３ｂ）
に入力される受光信号のレベルがほぼ一定値になる。

【０１５５】ところで、上述の図３０及び図３２に示さ
れている構成例では、図３１に示されているような比較
的単純なパターンを使用して発光素子１１ａ（１１ｂ）
の発光強度またはアンプ５３ａ（５３ｂ）の増幅率を制
御しているが、表示画面１０上に遮断物Ｓが無い状態で
の受光素子１３ａ（１３ｂ）による実際の反射光量をモ
ニタしてそのポリゴンミラー１６ａ（１６ｂ）の回転角
との対応をパターン化して予め記憶しておき、爾後はこ
の記憶されたパターンと受光素子１３ａ（１３ｂ）での
実際の受光量とを比較し、差分の情報を得ることにより
遮断物Ｓの検出を行なうようにしてもよい。

【０１５６】図３３はそのような構成例を示すブロック
図である。図３３において、受光素子１３ａ（１３ｂ）
での受光量は受光信号検出回路３ａ（３ｂ）によりデジ
タル信号に変換される。ＭＰＵ５はこの受光信号検出回
路３ａ（３ｂ）による変換結果を回転角同期信号発生回
路４９ａ（４９ｂ）が発生する回転角同期信号ＡＳに同
期して受光量パターンメモリ５４に記憶させる。この受
光量パターンメモリ５４は図３に示されているＲＡＭ２
６を使用してもよい。

【０１５７】このような構成では、回転角同期信号発生
回路４９ａ（４９ｂ）が発生する回転角同期信号ＡＳを
基準として受光素子１３ａ（１３ｂ）での１走査の間の
受光量のデジタルデータが受光量パターンとして得ら
れ、それが受光量パターンメモリ５４に記憶される。従
って、たとえば本発明装置の電源が投入された場合等の
表示画面１０上に遮断物Ｓが無い状態における受光量パ
ターンを受光量パターンメモリ５４に記憶しておき、爾
後の受光素子１３ａ（１３ｂ）での受光量を受光信号検
出回路３ａ（３ｂ）でデジタル化したデータと比較して
差分を検出することにより、遮断物Ｓの存在を検出する
ことが可能になる。

【０１５８】更に、図３４に示されているような構成を
採ることも可能である。この構成例では、上述同様に、
たとえば本発明装置の電源が投入された場合等の表示画
面１０上に遮断物Ｓが無い状態における受光量パターン
を受光量パターンメモリ５４に記憶しておく。そして、
爾後の受光素子１３ａ（１３ｂ）での受光量を比較器５
５ａ（５５ｂ）に与えると共に、ＭＰＵ５は受光量パタ
ーンメモリ５４に記憶されている受光量パターンのデー
タをＡ／Ｄコンバータ５６ａ（５６ｂ）によりアナログ
信号に変換して比較器５５ａ（５５ｂ）に与える。この
結果、比較器５５ａ（５５ｂ）では、受光素子１３ａ
（１３ｂ）からの受光信号と受光量パターンメモリ５４
から読み出された受光量パターンのデータをアナログ信
号に変換した信号とが比較され、その差分がＭＰＵ５に
入力される。

【０１５９】従って、ＭＰＵ５は比較器５５ａ（５５
ｂ）から与えられる差分の信号に従って遮断物Ｓの存在
を検出することが可能になる。

【０１６０】ところで、本発明装置では前述のように再
帰性反射シート７からの反射光量が少ない走査角度があ
るが、上述のような発光素子１１ａ，１１ｂの発光強度
を制御する手法を採ることによりその解決が可能であ
る。しかし、安全性の問題から発光素子１１ａ，１１ｂ
の発光強度を上げられない場合もある。そこで、以下で
は発光素子１１ａ，１１ｂの発光強度を通常の状態とそ
の約半分に低下させた状態とに切り換える場合について
説明する。

【０１６１】また、前述の図２に示されているように、
本発明装置では光送受ユニット１ａ（又は１ｂ）におい
て、発光素子１１ａ（又は１１ｂ）から投射されたレー
ザービームはポリゴンミラー１６ａ（又は１６ｂ）で反
射されて受光素子１３ａ（又は１３ｂ）に直接入力され
るタイミングがある。これを利用することにより、走査
開始の検出に特別な手段が不要になるので、コストダウ
ンが可能になる。

【０１６２】具体的には、直接受光素子１３ａ（１３
ｂ）に入射する走査光は光強度が高いので、比較レベル
の違う2 つ以上の比較手段を用意して受光素子１３ａ
（１３ｂ）の出力を比較し、比較的高レベルの比較手段
の比較結果出力を走査開始信号として利用する。走査光
が遮断された時間を計測するためには、走査開始信号を
時間計測の開始トリガとする時間計測手段を設ける。ま
たは、受光素子１３ａ（１３ｂ）の出力を比較的低レベ
ルの比較手段の比較結果出力に応じて時間計測を開始す
る。

【０１６３】走査速度の変動が誤差の原因となるため、
その解消は重要な課題である。走査速度変動の影響を無
くすためには、走査開始信号のインターバルを計測する
手段を設け、計測したインタバルを基準として走査光の
遮断時間を補正することにより誤差を解消する。

【０１６４】以下、具体的に説明する。図３５に発光素
子１１ａ（１１ｂ）の駆動回路５０ａ（５０ｂ）の構成
を示すブロック図を示す。駆動回路５０ａ（５０ｂ）は
高レベル駆動のドライバ５０Ｈ，低レベル駆動のドライ
バ５０Ｌ及びスイッチ５０Ｓから構成されている。ＭＰ
Ｕ５からＯＮ／ＯＦＦ信号が両ドライバ５０Ｈ，５０Ｌ
に与えられ、発光強度切り換え信号ＳＳがスイッチ５０
Ｓに与えられる。このような構成により、発光素子１１
ａ（１１ｂ）の駆動電流のオン／オフと発光強度の２段
階の切り換えとが制御される。なお、この図３５に示さ
れている構成は公知の回路にて構成することができる。

【０１６５】図３６に発光強度切り替えによるマージン
の増加（Ｓ／Ｎの向上）の例を説明するための波形図を
示す。図３６（ａ）は発光素子１１ａ（１１ｂ）の発光
強度の切り換えを行なわずに常時同一発光強度で走査を
行なった場合の受光素子１３ａ（１３ｂ）での受信信号
のレベルを、図３６（ｂ）は発光素子１１ａ（１１ｂ）
の発光強度の切り換えを上述の構成により２段階で行な
って走査を行なった場合の受光素子１３ａ（１３ｂ）で
の受信信号のレベルをそれぞれ示している。

【０１６６】発光強度を切り換えない図３６（ａ）に示
されている場合は再帰性反射体からの反射光量が次第に
低下し、やがて上昇する。ここで、ほぼ中央部において
大きくレベルが低下している部分が遮断物Ｓに起因する
波形である。ここで注意すべきは、遮断物Ｓにより受光
素子１３ａ（１３ｂ）での受光信号レベルが低下してい
るが、その”０”レベルに対するマージンＭ１は極めて
小さい（Ｓ／Ｎが悪い）ことである。

【０１６７】一方、発光強度を切り換える図３６（ｂ）
に示されている場合は再帰性反射体からの反射光量が次
第に低下し、やがて上昇すること自体は同様であるが、
反射光量が最も低下する部分までのＬ１で示されている
区間は低レベル駆動のドライバ５０Ｌによる走査が行な
われ、反射光量が最も低下するＨで示されている区間は
高レベル駆動のドライバ５０Ｈによる走査が行なわれ、
その後のＬ２で示されている区間は低レベル駆動のドラ
イバ５０Ｌによる走査が行なわれる。従って、Ｈで示さ
れている反射光量が最も低下するが高レベル駆動のドラ
イバ５０Ｈによる走査が行なわれる区間に遮断物Ｓが存
在する場合には、高レベル駆動のドライバ５０Ｈの走査
による高い受光信号レベルにおいて図３６（ａ）とほぼ
同程度のレベルの低下が生じる。しかしここで注意すべ
きは、図３６（ｂ）では、遮断物Ｓにより受光信号レベ
ルの低下の際の”０”レベルに対するマージン２は図３
６（ａ）の場合に比してかなり大きい（Ｓ／Ｎが良い）
ことである。

【０１６８】図３７に受光信号検出回路３ａ（３ｂ）の
構成例のブロック図を示す。受光素子１３ａ（１３ｂ）
からの受光信号は受光信号検出回路３ａ（３ｂ）のアン
プ５７で増幅された後に二つのコンパレータ５８Ｈ，５
８Ｌに与えられる。これらのコンパレータ５８Ｈ，５８
Ｌは比較基準が異なる。コンパレータ５８Ｈは比較的高
い基準電圧ＶＨを有し、その出力は走査開始信号ＳＳＳ
としてＭＰＵ５に与えられる。一方、コンパレータ５８
Ｌは比較的低い基準電圧ＶＬを有し、その出力は光走査
遮断検出信号ＳＣＳとしてＭＰＵ５に与えられる。

【０１６９】前述のように、また図２に示されているよ
うに、本発明装置では光送受ユニット１ａ，１ｂの配置
はそれぞれの走査光が走査開始時に再帰性反射シート７
を経由せずに直接自身の受光素子１３ａ，１３ｂに入射
するタイミングがある。従って、図３８（ａ）の受光信
号レベルのタイミングチャートに示すように、ポリゴン
ミラー１６ａ，１６ｂを回転させて光走査する場合、走
査光がポリゴンミラー１６ａ，１６ｂで反射して直接受
光素子１３ａ，１３ｂに入射した場合の反射光量は発光
素子１１ａ，１１ｂからの投射光量のほぼ８０％であ
る。

【０１７０】これに対して、同じく図３８（ａ）に示さ
れているように、再帰性反射シート７で一旦反射した後
に受光素子１３ａ，１３ｂに入射した場合の投射光量は
発光素子１１ａ，１１ｂからの投射光量のほぼ３０％で
ある。このような観点から、コンパレータ５８Ｈ基準電
圧ＶＬを発光素子１１ａ，１１ｂからの投射光量の８０
％と３０％との中間に設定すれば、図３８（ａ）に示さ
れているような閾値ＴＨが設定されることになるので、
閾値ＴＨより高いレベルの部分を検出することにより、
図３８（ｂ）に示されているように、発光素子１１ａ，
１１ｂからの投射光のポリゴンミラー１６ａ，１６ｂで
の直接の反射光を走査開始信号として得ることが可能に
なる。

【０１７１】図３９に１つの光走査遮断時間計測系の時
間設定・時間計測部の構成例のブロック図を示す。この
例では、３つの時間測定用のタイマ（第１測定タイマ５
９ａ，第３測定タイマ５９ｂ，第３測定タイマ５９ｃ）
と２つの時間設定用タイマ（第１設定タイマ５９ｄ，第
２設定タイマ５９ｄ）が備えられており、それぞれに対
してＭＰＵ５により測定時間の読み出し、時間設定等の
制御が行われる。

【０１７２】走査開始信号ＳＳＳは第１測定タイマ５９
ａに入力され、走査開始信号ＳＳＳのインターバル時間
を測定する。光走査遮断検出信号ＳＣＳは第２測定タイ
マ５９ｂ及び第３測定タイマ５９ｃに入力され、非遮断
時間と遮断時間とを測定する。第１設定タイマ５９ｄ及
び第２設定タイマ５９ｅの出力は前述の図３５に示され
ているように駆動回路５０ａ（５０ｂ）に与えられて発
光強度切り換え信号ＳＳとなる。

【０１７３】図４０は、１回の光走査のタイミングにつ
いての時間の関係を示すタイミングチャートである。な
お、原理的にはｔｘ（ｘ＝１，２…）を使用して本発明
装置による種々の測定が行なわれるが、ｔｘ' またはｔ
ｘ''で代用することも可能である。

【０１７４】（１）走査開始周期（測定：ｔ１） ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの、換言すればそれらを
回転させているモーターの回転変動を補正するために、
１回の光走査の周期が測定される。但し、ｔ１，ｔ１'
またはｔ１'' の内のいずれかを測定できればよい。 ｔ１：走査開始信号ＳＳＳのＬレベルの時間 ｔ１' ：走査開始信号ＳＳＳの１周期の時間 ｔ１''：走査光が再帰性反射シート７での反射の開始か
ら終了までの時間

【０１７５】（２）遮断物Ｓの位置（測定：ｔ２） 光走査開始から遮断物Ｓの位置までの時間。但し、ｔ２
またはｔ２' の内のいずれかを測定できればよい。 ｔ２：走査光が再帰性反射シート７で反射を開始してか
ら遮断物Ｓの位置までの時間 ｔ２' ：走査開始信号ＳＳＳから遮断物Ｓの位置までの
時間

【０１７６】（３）遮断物Ｓの幅（測定：ｔ３） 遮断物Ｓの幅の時間。 ｔ３：走査光が遮断物Ｓにより遮光されている時間 ｔ３' ：走査光が再帰性反射シート７で反射を開始して
から遮断物Ｓによる遮光終了までの時間 ｔ３''：走査開始信号ＳＳＳから遮断物Ｓによる遮光終
了までの時間

【０１７７】（４）レーザーパワーアップ（出力：ｔ
４） 走査開始から走査光のパワー（発光強度）をハイレベル
に上げるまでの時間 ｔ４：走査開始信号ＳＳＳをトリガとして測定を開始 ｔ４' ：走査光の再帰性反射シート７による反射の開始
をトリガとして測定を開始する

【０１７８】（５）レーザーパワーダウン（出力：ｔ
５） 走査光のパワー（発光強度）をハイレベルに上げてから
ローレベルに下げるまでの時間 ｔ５：ｔ４終了時をトリガとして測定を開始する ｔ５' ：走査光の再帰性反射シート７による反射の開始
をトリガとして測定を開始する ｔ５''：走査開始信号ＳＳＳをトリガとして測定を開始
する

【０１７９】ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂの回転変動
に関しては以下に示す方法で補正を行う。

【０１８０】（１）走査開始から遮断物Ｓの検出までの
時間 ｔ２（ｔ２' ）／ｔ１（ｔ１' orｔ１''）×ｋ（定数）

【０１８１】（２）遮断物Ｓの幅の時間 ｔ３（（ｔ３' −ｔ２）or（ｔ３''−ｔ２' ））／ｔ１
（ｔ１' orｔ１''） × ｋ（定数）

【０１８２】以上のようにして本発明装置では、走査開
始を検出する特別な検出手段を使用することなしに、種
々の時間情報を得ることが可能であり、これらから遮断
物Ｓによる遮断位置，大きさ等を求めることが可能にな
る。

【０１８３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光学式位
置検出装置では、指示物によって生じる走査光の遮断範
囲を計測するようにしたので、指示物の大きさを考慮し
た正しい指示位置を精度良く検出できる、指示物の種類
を判定して、所定の指示物ではない物体による誤検出を
防止できる等、本発明は優れた効果を奏する。

【０１８４】また、本発明の光学式位置検出装置によれ
ば、発光手段及び受光手段の配置が、光走査手段による
走査光が発光手段及び受光手段に付随する構成要素に遮
られれないように考慮されているため、光走査手段によ
る走査光が走査領域方向へ十分に走査される。

【０１８５】更に、本発明の光学式位置検出装置によれ
ば、発光手段及び受光手段の配置が、発光手段をその発
光方向が光走査手段による走査面と交叉するように、ま
た受光手段もその受光の指向性の方向が光走査手段によ
る走査面と交叉するように共に考慮されているため、光
送受手段の小型化に効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式位置検出装置（第１の実施の形
態）の基本構成を示す模式図である。

【図２】光送受ユニットの内部構成及び光路を示す模式
図である。

【図３】本発明の光学式位置検出装置（第１の実施の形
態）のブロック図である。

【図４】本発明の光学式位置検出装置（第１の実施の形
態）の実施状態を示す模式図である。

【図５】受光信号のレベル変化を示すタイミングチャー
トである。

【図６】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７】遮断物及び遮断範囲を示す模式図である。

【図８】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９】遮断時間計測のアルゴリズムを示すフローチャ
ートである。

【図１０】断面長計測の原理を示す模式図である。

【図１１】遮断物の種類決定のアルゴリズムを示すフロ
ーチャートである。

【図１２】本発明の光学式位置検出装置（第２の実施の
形態）の基本構成を示す模式図である。

【図１３】本発明の光学式位置検出装置（第２の実施の
形態）のブロック図である。

【図１４】本発明の光学式位置検出装置（第２の実施の
形態）の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。

【図１５】本発明の光学式位置検出装置（第３の実施の
形態）の基本構成を示す模式図である。

【図１６】本発明の光学式位置検出装置（第３の実施の
形態）のブロック図である。

【図１７】本発明の光学式位置検出装置（第３の実施の
形態）の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。

【図１８】本発明の光学式位置検出装置（第４の実施の
形態）の基本構成を示す模式的平面図及び模式的断面図
である。

【図１９】再帰性反射シートの構成を示す模式図及びそ
の入射角度と相対反射率との関係を示すグラフである。

【図２０】受光信号のレベル変化を示すタイミングチャ
ートである。

【図２１】本発明の光学式位置検出装置（第５の実施の
形態）のブロック図である。

【図２２】本発明の光学式位置検出装置（第５の実施の
形態）の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。

【図２３】パルス発光のタイミング信号を示すタイミン
グチャートである。

【図２４】走査光の放射状態を示す模式図である。

【図２５】パルス発光のタイミング信号を示すタイミン
グチャートである。

【図２６】パルス発光のタイミング信号を示すタイミン
グチャートである。

【図２７】走査光の放射状態を示す模式図である。

【図２８】走査パルスの周波数制御のアルゴリズムを示
すフローチャートである。

【図２９】受光量を一定に制御するための構成例を示す
ブロック図である。

【図３０】受光量を一定に制御するための構成例を示す
ブロック図である。

【図３１】受光量を一定に制御する際のタイミングチャ
ートである。

【図３２】受光量を一定に制御するための構成例を示す
ブロック図である。

【図３３】受光量をモニタ結果と比較するための構成例
を示すブロック図である。

【図３４】受光量をモニタ結果と比較するための構成例
を示すブロック図である。

【図３５】発光素子の駆動回路の構成を示すブロック図
である。

【図３６】発光強度切り替えによるマージンの増加（Ｓ
／Ｎの向上）の例を説明するための波形図である。

【図３７】受光信号検出回路の構成例のブロック図であ
る。

【図３８】受光信号レベルのタイミングチャートであ
る。

【図３９】光走査遮断時間計測系の時間設定・時間計測
部の構成例のブロック図である。

【図４０】１回の光走査のタイミングについての時間の
関係を示すタイミングチャートである。

【図４１】光送受ユニットの構成例を示す模式的平面図
である。

【図４２】光送受ユニットの構成例を示す模式的側面図
である。

【図４３】光送受ユニットの構成例を示す模式的斜視図
である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 光送受ユニット ２ａ，２ｂ 発光素子駆動回路 ３ａ，３ｂ 受光信号検出回路 ４ ポリゴン制御回路 ５ ＭＰＵ ６ 表示装置 ７ 再帰性反射シート ７ａ，７ｂ 再帰性反射シートの鋸歯状部分 １０ 表示画面（座標面） １１ａ，１１ｂ 発光素子 １３ａ，１３ｂ 受光素子 １６ａ，１６ｂポリゴンミラー ２１ パルスモータ ２２ パルスモータ駆動回路 ２３ａ，２３ｂ エンコーダ ２４ａ 第１タイマ ２４ｂ 第２タイマ ２５ ＲＯＭ ２６ ＲＡＭ ３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂ 受光素子 ３３ａ，３４ａ，３３ｂ，３４ｂ 受光信号検出回路 ４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂ 再帰性反射体 ４３ 第１比較器 ４４ 第２比較器 ５１ 遮蔽体 ６２ａ，６２ｂ ＸＯＲ回路 ７０ 光遮蔽部材

フロントページの続き (72)発明者 飯田 安津夫 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 山口 伸康 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 安部 文隆 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指示物で指示された座標面上の位置を光
   学的に検出する装置において、 前記座標面の外側に設けた光再帰性反射手段と、 前記座標面と実質的に平行である面内で光を角的に走査
   する光走査手段、及び該光走査手段により走査される光
   の前記光再帰性反射手段による反射光を受光する受光手
   段を有する少なくとも２組の光送受手段と、 前記光走査手段での走査角度及び前記受光手段での受光
   結果に基づいて、前記指示物にて形成される前記座標面
   での走査光の遮断範囲を計測する計測手段とを備えるこ
   とを特徴とする光学式位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記座標面が四辺形の表示画面であり、 前記光再帰性反射手段が前記表示画面の少なくとも３辺
   の外側において前記光の走査面に対してその光の反射面
   を実質的に垂直方向として配置されており、 前記２組の光送受手段が前記座標面の前記光再帰性反射
   手段が配置されていない１辺の外側に配置されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記２組の光送受手段の中心を結ぶ線分
   と、前記２組の光送受手段が配置されている前記座標面
   の１辺との間の距離ｄが下記式 ｄ≧ｄθ×Ｌ² ／４δ 但し、ｄθ：測定精度（走査光の拡がり角度） δ：検出精度 Ｌ：基準線長（両光送受ユニット間の距離） を満足するように設定されていることを特徴とする請求
   項２に記載の光学式位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記光再帰性反射手段の一部または全て
   が、前記２組の光送受手段から投射される光に対してよ
   り垂直になるように鋸歯状に配置されていることを特徴
   とする請求項２に記載の光学式位置検出装置。
5. 【請求項５】 前記座標面は長方形であり、前記２組の
   光送受手段が前記座標面のいずれかの短辺に沿って配置
   されていることを特徴とする請求項２に記載の光学式位
   置検出装置。
6. 【請求項６】 前記計測手段が計測した前記遮断範囲に
   おける特定点を用いて前記指示物による指示位置を算出
   する指示位置算出手段を備えることを特徴とする請求項
   １乃至５のいずれかに記載の光学式位置検出装置。
7. 【請求項７】 前記光走査手段の走査時間の情報から前
   記走査角度の情報を得るように構成したことを特徴とす
   る請求項１乃至６のいずれかに記載の光学式位置検出装
   置。
8. 【請求項８】 前記計測手段が計測した遮断範囲と前記
   指示位置算出手段が算出した指示位置とに基づいて、前
   記指示物の断面長を算出する断面長算出手段を備えるこ
   とを特徴とする請求項７に記載の光学式位置検出装置。
9. 【請求項９】 複数種の物体の大きさ情報を記憶する大
   きさ情報記憶手段と、 前記断面長算出手段が算出した断面長から得られる前記
   指示物の大きさ情報、及び、前記大きさ情報記憶手段が
   記憶している複数種の物体の大きさ情報を比較する比較
   手段と、 該比較手段の比較結果に応じて前記指示物の種類を判定
   する判定手段とを備えることを特徴とする請求項８に記
   載の光学式位置検出装置。
10. 【請求項１０】 前記判定手段により特定の指示物以外
    の指示物と判定された場合に、前記計測手段が計測した
    遮断範囲及び前記指示位置算出手段が算出した指示位置
    を無効とする無効化手段を備えることを特徴とする請求
    項９に記載の光学式位置検出装置。
11. 【請求項１１】 前記座標面の近傍に設けられ、前記光
    走査手段からの走査光を受光する少なくとも２つの受光
    素子を備え、該受光素子が前記走査光を受光したタイミ
    ングを、前記座標面に対する光走査の開始及び／又は終
    了のタイミングとするように構成したことを特徴とする
    請求項１乃至１０のいずれかに記載の光学式位置検出装
    置。
12. 【請求項１２】 前記座標面の近傍に設けられ、前記光
    走査手段からの走査光を前記受光手段に向けて反射する
    反射手段を備え、該反射手段からの反射光を前記受光手
    段で受光したタイミングを、前記座標面に対する光走査
    の開始及び／又は終了のタイミングとするように構成し
    たことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載
    の光学式位置検出装置。新規
13. 【請求項１３】 前記座標面の前記光再帰性反射手段が
    配置されていない１辺に臨む前記光再帰性反射手段の端
    部での反射光量の変化を、前記座標面に対する光走査の
    １周期の開始及び／又は終了のタイミングとするように
    構成したことを特徴とする請求項２乃至１１のいずれか
    に記載の光学式位置検出装置。
14. 【請求項１４】 前記座標面の周囲の該座標面と前記光
    再帰性反射手段との間に、前記指示物が入れない領域を
    設けるように構成したことを特徴とする請求項１乃至１
    １のいずれかに記載の光学式位置検出装置。
15. 【請求項１５】 前記走査光はパルス光であって、前記
    光走査手段は、パルス発光を制御する制御手段を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の
    光学式位置検出装置。
16. 【請求項１６】 前記走査光が、必要な分解能に対して
    十分に短い周期のパルス光であることを特徴とする請求
    項１５に記載の光学式位置検出装置。
17. 【請求項１７】 前記制御手段は、前記走査光の１回あ
    たりの発光時間、１回あたりの発光強度及び発光周期の
    うちの少なくとも１つのパラメータを調整する手段を有
    することを特徴とする請求項１５に記載の光学式位置検
    出装置。
18. 【請求項１８】 前記制御手段は、光走査開始のタイミ
    ングを調整する手段を有することを特徴とする請求項１
    ５に記載の光学式位置検出装置。
19. 【請求項１９】 前記光走査手段により走査される光の
    断面形状が偏平であることを特徴とする請求項１または
    ２に記載の光学式位置検出装置。
20. 【請求項２０】 前記光走査手段により走査される光の
    断面形状が、前記座標面と平行な方向に偏平であること
    を特徴とする請求項１または２に記載の光学式位置検出
    装置。
21. 【請求項２１】 前記２組の光送受手段の一方の光走査
    手段から走査された光を他方の受光手段に入射させない
    ための遮光部材を備えたことを特徴とする請求項１また
    は２に記載の光学式位置検出装置。
22. 【請求項２２】 前記２組の光送受手段それぞれの受光
    手段による受光量を一定に制御する受光量制御手段を備
    えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光学式
    位置検出装置。
23. 【請求項２３】 前記受光量制御手段は、前記受光手段
    による受光量を一定にすべく、前記光走査手段により走
    査される光の強度を制御すべくなしてあることを特徴と
    する請求項２２に記載の光学式位置検出装置。
24. 【請求項２４】 前記受光量制御手段は、前記受光手段
    による受光量を一定にすべく、前記受光手段の受光信号
    のレベルの増幅率を制御すべくなしてあることを特徴と
    する請求項２２に記載の光学式位置検出装置。
25. 【請求項２５】 前記２組の光送受手段それぞれの受光
    手段による初期状態における受光量の情報を記憶する記
    憶手段と、該記憶手段に記憶された受光量の情報と前記
    受光手段による受光量とを比較する比較手段とを備えた
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の光学式位置
    検出装置。
26. 【請求項２６】 前記２組の光送受手段それぞれの受光
    手段による初期状態における受光量の情報をデジタル信
    号で記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデジ
    タル信号をアナログ信号に変換する変換手段と、前記受
    光手段による受光量と前記変換手段による変換結果のア
    ナログ信号とを比較する比較手段とを備えたことを特徴
    とする請求項１または２に記載の光学式位置検出装置。
27. 【請求項２７】 前記光走査手段により走査される光の
    強度を少なくとも２段階に切り換える切り換え手段を備
    え、前記光走査手段により走査される光の走査角度に応
    じて前記切り換え手段を制御すべくなしてあることを特
    徴とする請求項１または２に記載の光学式位置検出装
    置。
28. 【請求項２８】 前記光走査手段により走査される光が
    走査開始時に前記再帰性反射手段を経由せずに直接前記
    受光手段に入射すべく構成されており、前記受光手段に
    よる受光量信号を比較的大なる第１の基準値と比較する
    第１の比較手段と、比較的小なる第２の基準値と比較す
    る第２の比較手段とを備え、前記第１の比較手段による
    比較結果出力を走査開始のタイミングとすべくなしてあ
    ることを特徴とする請求項１または２に記載の光学式位
    置検出装置。
29. 【請求項２９】 少なくとも２つ以上の計時手段を備
    え、前記第１の比較手段による比較結果出力である走査
    開始のタイミングを前記計時手段の起動トリガとし、前
    記計時手段が所定の時間を計時した時点において前記切
    り換え手段を切り換えるべくなしてあることを特徴とす
    る請求項２８に記載の光学式位置検出装置。
30. 【請求項３０】 前記第１の比較手段による比較結果出
    力である走査開始のタイミングを起動トリガとする少な
    くとも４つの計時手段を備え、前記第２の比較手段の出
    力が真から偽に変化するタイミングにおいて前記４つ計
    時手段の内の２つの計時手段を停止させ、前記第２の比
    較手段の出力が偽から真に変化するタイミングにおいて
    他の２つの計時手段を停止させるべくなしてあることを
    特徴とする請求項２８に記載の光学式位置検出装置。
31. 【請求項３１】 前記第２の比較手段の出力が偽から真
    に変化するタイミングを起動トリガとする４つの計時手
    段を備え、前記第２の比較手段の出力が真から偽に変換
    するタイミングにおいて前記４つの計時手段の内の２つ
    の計時手段を停止させ、前記第２の比較手段の出力が偽
    から真に変化するタイミングにおいて他の２つの計時手
    段を停止させるべくなしてあることを特徴とする請求項
    ２８に記載の光学式位置検出装置。
32. 【請求項３２】 前記第１の比較手段による比較結果出
    力である走査開始のタイミングの間隔を計時する少なく
    とも２つの計時手段を備え、前記４つの計時手段による
    計時結果を前記少なくとも２つの計時手段による計時結
    果で補正すべくなしてあることを特徴とする請求項３０
    または３１のいずれかに記載の光学式位置検出装置。
33. 【請求項３３】 フラットディスプレイの表示画面上を
    指示物でタッチし、そのタッチ位置を光学的に検出する
    装置において、 前記表示画面の３辺の外側に配置した光再帰性反射手段
    と、 前記表示画面の前記光再帰性反射手段が配置されていな
    い１辺の外側に配置され、前記表示画面と実質的に平行
    である面内で光を角的に走査する光走査手段、及び該光
    走査手段により走査される光の前記光再帰性反射手段に
    よる反射光を受光する受光手段を有する少なくとも２組
    の光送受手段と、 前記光走査手段での走査角度及び前記受光手段での受光
    結果に基づいて、前記指示物にて形成される前記表示画
    面での走査光の遮断範囲を計測する計測手段とを備える
    ことを特徴とする光学式位置検出装置。
34. 【請求項３４】 前記フラットディスプレイがプラズマ
    ディスプレイであることを特徴とする請求項３３に記載
    の光学式位置検出装置。
35. 【請求項３５】 指示物で指示された座標面上の位置を
    光学的に検出する装置において、 前記座標面の外側に設けた光再帰性反射手段と、 発光手段と、該発光手段が発光する光を前記座標面と実
    質的に平行である面内で光を角的に走査する光走査手段
    と、該光走査手段により走査される光の前記光再帰性反
    射手段による反射光を受光する受光手段とをそれぞれ有
    する少なくとも２組の光送受手段と、 前記光走査手段での走査角度及び前記受光手段での受光
    結果に基づいて、前記指示物にて形成される前記座標面
    での走査光の遮断範囲を計測する計測手段とを備え、 前記発光手段は、それが発光する光の光軸が前記光走査
    手段による光の走査面に対して交叉するように配置され
    ており、 前記受光手段は、それが受光する光の指向性の方向が前
    記光走査手段による光の走査面に対して交叉するように
    配置されていることを特徴とする光学式位置検出装置。
36. 【請求項３６】 指示物で指示された座標面上の位置を
    光学的に検出する装置において、 前記座標面の外側に設けた光再帰性反射手段と、 発光手段と、該発光手段が発光する光を前記座標面と実
    質的に平行である面内で光を角的に走査する光走査手段
    と、該光走査手段により走査される光の前記光再帰性反
    射手段による反射光を受光する受光手段とをそれぞれ有
    する少なくとも２組の光送受手段と、 前記光走査手段での走査角度及び前記受光手段での受光
    結果に基づいて、前記指示物にて形成される前記座標面
    での走査光の遮断範囲を計測する計測手段とを備え、 前記発光手段は、それが発光する光の前記光走査手段へ
    の経路が前記発光手段側に近い部分において前記座標面
    の縁から遠ざかるように配置されており、 前記受光手段は、それが受光する光の指向性の方向が前
    記受光手段側に近い部分において前記座標面の縁から遠
    ざかるように配置されていることを特徴とする光学式位
    置検出装置。