JP4405766B2

JP4405766B2 - 座標入力装置、座標入力方法

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Publication number: JP4405766B2
Application number: JP2003289153A
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Inventors: 淳田中
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Priority date: 2003-08-07
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Description

本発明は、入力面に指示具や指などにより指示することで座標を入力するための技術に関するものである。

従来より、入力面に指示具や指などにより指示することで座標を入力する装置であるタッチパネルとして、各種方式のものが提案、または製品化されており、特殊な器具などを用いずに、画面上でＰＣなどの操作が簡単にできるため、広く用いられている。

方式としては、抵抗膜を用いたもの、また、超音波を用いたものなど、さまざまなものがあるが、光を用いたものとして例えば、座標入力面外側に再帰性反射シートを設け、光を照明する手段からの光を再帰反射シートで反射させ、受光手段により光量分布を検出する構成において、入力領域内にある、指などで遮蔽された領域の角度を検出し、遮蔽位置つまり入力位置の座標を決定するものが開示されている（例えば特許文献１を参照）。

このような座標入力装置をリアプロジェクタやプラズマディスプレイパネルなどの表面に実装し、ＰＣ画面などを表示することで、指や指示具などでＰＣの操作ができたり、手書きの軌跡を入力する事が可能な大型のインタラクティブディスプレイを構成することが可能になる。

このようなインタラクティブな構成においては、指や指示具などを用いてアイコンなどのポインティングなどを簡単に行うことができるが、再帰反射部材がある程度の高さを持つために、スクリーンからある程度の入力高さを有してしまい、指などで入力する際に、指がスクリーンに到達する前に検出されてしまうことになる。この問題は、ポインティングのように単に場所を指示するだけの場合には、さほど問題は生じないが、文字入力などを行う場合に、点や線がつながってしまい、入力しにくいものになってしまう。

この対策のために、例えば、複数の閾値を設けて入力深さを検出し、一定以上深い入力になるまでは、カーソル移動のみとし、一定以上深い入力がなされたと判定されたときには、ペンダウン状態と判断して、たとえば、マウスの左ボタンが押したときのように、画面上に線を引いたり、アイコンを選択したりすることで、線や点などのつながりを軽減する方法が用いられている（例えば特許文献２を参照）。

しかしながらこの方法では、確実にスクリーンに接触したときのみをペンダウンとして検出することが困難であり、人間の感覚とすこしずれが生じることがある。

一方、確実にスクリーンへの到達を検出するために、指示具を用いて、指示具の接触でペンダウンを検出するものが開示されている（例えば特許文献３を参照）。この方法では、ペン上の位置指示手段において、稼動するペン芯をもちいて、ペン先の可動によって、光反射の特性を変化させてペンダウン情報を得るものがある。

このような方法を用いれば、スクリーンへの到達によってペンダウンを検出可能になるが、機械式に状態を表すため、指示具のほかの情報、たとえばマウスの右ボタンに相当する情報や、あるいはペンごとに色を変えるようなアプリケーションに対応できるようにペンごとのIDをあらわす情報などを本体に送るのは困難になる。

他の情報も送る場合、電磁波や赤外線、超音波などを用いる方法が考えられる。超音波によるスイッチ信号の送信では、機器の設置状態によっては周囲からの反射が発生することがあり、確実性が低くなることがある。また、超音波や電磁波などを用いた場合、機器を並べて用いるような場合に、隣同士で混信するなどの問題が考えられる。

赤外線を用いた方法では、反射などが発生しても、速度的に高速なため問題にならず、また隣接して機器を設置した場合においても遮蔽はごく簡単な構成で行えるため、ペンダウン情報や、サイドスイッチの情報あるいは、ID情報など、さまざまな情報を送受信するには、赤外線を用いた方法が適している。
米国特許ＵＳＰ４５０７５５７特開２００１−８４１０６特開２００２−４９４６６

上述のような、再帰反射を用いた座標入力装置においては、表示の妨げになるような可視光を用いる場合は少なく、座標検出用にやはり赤外光を用いる場合が多い。そのような場合に、座標を検出するための結像光学系と、上記指示具の情報を受信する集光光学系の受光手段が互いに、相手方の光を検出しまうということが発生する。たとえば、再帰反射部材からの反射光を検出中に、座標検出のための結像光学系の受光手段近傍で、指示具が情報を伝達するために発光した場合、結像光学系の検出部分がこの光を受光してしまい、座標検出をあやまったり、あるいは、指示具の光が強い場合には、結像系の受光素子に飽和を引き起こし検出不可能になる事がある。

また、直接座標検出用の光源に向かないように、指示具からの光信号を検出する集光光学系を構成したとしても、集光光学系の受光素子近傍に指や指示具などがある場合に、これらに座標検出用の光が反射し、それを検出してしまう場合があり、そのような場合には指示具からの正しい情報が得られないなどの問題があった。

本発明は以上の問題に鑑みて成されたものであり、座標を精度良く検出することを目的とする。

本発明の目的を達成するために、例えば本発明の座標入力装置は以下の構成を備える。

即ち、座標入力領域に設けられた受光手段と、当該座標入力領域の周辺部に設けられ、入射光を反射する反射手段と、前記座標入力領域に投光する発光手段と、前記発光手段から投光されて前記反射手段で反射された光を受光した前記受光手段から得られる光量分布に基づいて、発光機能を有する指示具の前記座標入力領域における座標位置を求める座標取得動作を行う計算手段とを備える座標入力装置であって、
前記指示具からの発光信号を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記計算手段による前記座標取得動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出手段が前記指示具からの発光信号を検出してから所定期間中は、前記計算手段に前記座標取得動作を行わせないように制御する
ことを特徴とする。

本発明の構成により、座標を精度良く検出することができる。

以下添付図面を参照して、本発明を好適な実施形態に従って詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係る座標入力装置の構成を示す図である。同図において、１Ｌ及び１Ｒは、投光部３０及び検出部４０（図５参照）を有するセンサユニットであり、両者は互いに所定距離離されて設置されている。センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、制御・演算を行う制御・演算ユニット２に接続され、制御信号を制御・演算ユニット２から受信すると共に、検出した信号を制御・演算ユニット２に送信する。

３は、図２に示すように、入射光を到来方向に反射する再帰反射面を有する再帰性反射部材であり、左右それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒから略９０°範囲に投光された光を、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに向けて再帰反射する。反射された光は、結像光学系とラインCCD等によって構成されたセンサユニット１Ｌ及び１Ｒによって１次元的に検出され、その光量分布が制御・演算ユニット２に送信される。

４は座標入力領域であり、ＰＤＰやリアプロジェクタ、ＬＣＤパネルなどの表示装置の表示画面で構成されることで、インタラクティブな入力装置として、利用可能となっている。

このような構成において、座標入力領域４に指等の指示具による入力指示がなされると、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの投光部３０から投光された光が遮られ、再帰性反射部材３による反射光が得られなくなるため、入力指示位置のみ反射光量が得られなくなる。

制御・演算ユニット２は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒが検出する光量変化から、指示具によって入力指示された部分の遮光範囲を検出し、その遮光範囲内での検出点を特定して、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれに対する指示具の角度を算出する。そして、算出された角度及びセンサユニット間の距離等から、座標入力領域４上の指示具の指示位置を算出し、表示装置に接続されているパーソナルコンピュータ等の外部端末に、ＵＳＢ等のインタフェースを経由して座標値を出力する。

また、指などではなく、ペンダウン検出スイッチを有するような、専用の入力指示具を用いると、尾引きなどのない入力を行うことができる。図１に示した６はそのような入力指示具の一例としての発光ペンで、ペン先スイッチ６ｂ、若しくはペンサイドに設けられたスイッチ６ａを押下すると、発光ペン６に内蔵された不図示の赤外ＬＥＤが発光し、スイッチ情報を送信する。

発せられた光信号は、集光光学系を有する受光ＩＣ５によって検出され、その検出結果は制御・演算ユニット２に送信される。そして制御・演算ユニット２はペンダウン等の情報を、発光ペン６の座標情報と共に外部の装置、例えばＰＣに出力する。これにより、ＰＣの画面上に線や文字をかいたり、アイコンの操作をするなどＰＣの操作が可能になる。

＜センサユニットの詳細説明＞
まず、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内の投光部３０の構成について、図３を用いて説明する。

図３は本実施形態のセンサユニットの投光部の構成例を示す図である。

図３（ａ）は投光部３０を上（座標入力領域４の入力面に対し垂直方向）から見た場合を示している。３１は赤外光を発する赤外ＬＥＤであり、赤外ＬＥＤ３１から発光した光は投光レンズ３２によって略９０°範囲に光が投光される。

図３（ｂ）は投光部３０を横（座標入力領域４の入力面に対し水平方向）から見た場合を示している。この方向では、赤外ＬＥＤ３１からの光は上下方向に制限された光束として投光され、主に、再帰性反射部材３に対して光が投光されるように構成されている。

次に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの検出部４０の構成について、図４を用いて説明する。

図４は本実施形態のセンサユニットの検出部の構成例を示す図である。図４では、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの検出部４０を座標入力領域４の入力面に対して垂直方向から見た場合を示している。

検出部４０は、複数の受光素子（画素）からなる１次元のラインＣＣＤ４１及び集光光学系としての集光用レンズ４２及び４３、入射光の入射方向を制限する絞り４４、可視光など余分な光の入射を防止する赤外フィルタ４５から構成されている。

投光部３０からの光は、再帰性反射部材３によって反射され、赤外フィルタ４５、絞り４４を抜けて、集光用レンズ４２及び４３によって入力面の略９０°範囲の光がラインＣＣＤ４１の検出面にその入射角に依存した画素上に結像される。これにより、入射角の角度毎の光量分布が得られる。つまり、ラインＣＣＤ４１を構成する各画素の画素番号が角度情報を表すことになる。

次に、図３の投光部３０及び図４の検出部４０を有するセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの構成について、図５を用いて説明する。

図５は本実施形態のセンサユニットの構成例を示す図である。

図５では、入力面と水平方向からの見たときの、図３（ａ）の投光部３０と図４の検出部４０を重ねて、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）を構成した場合を示している。ここで、投光部３０と検出部４０の光軸間の距離は、再帰性反射部材３の角度特性から充分検出可能な範囲に設定されていればよい。

＜反射部材について＞
再帰性反射部材３は、入射角度に対する反射特性を有してる。この反射特性としては、例えば、再帰性反射部材３がテープ状に平坦に構成された場合には、図６に示すように、再帰性反射部材３への入射光の入射角度が４５度を超えるあたりから得られる反射光量が減少し、指示具がある場合にはその変化が充分に取れないことになる。

反射光量は、光量分布（照明強度および距離）、再帰性反射部材３の反射率（入射角度、反射部材の幅）、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内の結像系照度（ｃｏｓｉｎｅ４乗則）によって決まる。

反射光量が不足する場合に、その不足を解決する方法としては、投光部３０の照明強度を上げることが考えられる。しかしながら、反射光量分布が均一で無い場合で、高光量部分の光をセンサユニットが受光したときには、センサユニット内のラインＣＣＤ４１でその部分が蝕和することがあり、照明強度を上げるには限界がある。裏返せば、再帰性反射部材３の反射光量分布をなるべく均一にすることで低光量部分への反射光量の増大も望むことができる。

そこで、本実施形態では、再帰性反射部材３への入射光の入射角度方向に対する反射光量の均一化を計るために、図７に示すような複数の三角柱からなる再帰性反射部材を構成する。このようにすることで、入射角度に対する反射特性を改善することができる。

尚、各三角柱の角度は、再帰性反射部材の反射特性から決定すればよく、また、そのピッチは、センサユニット内のラインＣＣＤ４１の検出分解能以下に設定することが望ましい。

＜制御・演算ユニットの説明＞
制御・演算ユニット２とセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの間では、主に、検出部４０内のラインＣＣＤ４１用のＣＣＤ制御信号、ＣＣＤ用クロック信号と出力信号及び発光部３０の赤外ＬＥＤ３１の駆動信号がやり取りされている。

ここで、制御・演算ユニット２の詳細構成について、図８を用いて説明する。

図８は本実施形態の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。

ＣＣＤ制御信号は、ワンチップマイコン等で構成される演算制御回路（ＣＰＵ）８３から出力され、ラインＣＣＤ４１のシャッタタイミングやデータの出力制御等が行われる。また、ＣＣＤ用のクロック信号は、クロック発生回路（ＣＬＫ）８７からセンサユニット１Ｌ及び１Ｒに送信されると共に、各センサユニット内部のラインＣＣＤ４１との同期をとって各種制御を行うために、演算制御回路８３にも入力されている。

投光部３０の赤外ＬＥＤ３１を駆動するためのＬＥＤ駆動信号は、演算制御回路８３からＬＥＤ駆動回路８４Ｌ及び８４Ｒを介して、対応するセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの投光部３０の赤外ＬＥＤ３１に供給されている。

センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの検出部４０のラインＣＣＤ４１からの検出信号は、制御・演算ユニット２の対応するＡ／Ｄコンバータ８１Ｌ及び８１Ｒに入力され、演算制御回路２からの制御によって、デジタル値に変換される。この変換されたデジタル値は、メモリ８２に記憶され、指示具の角度計算に用いられる。そして、この計算された角度から座標値が算出され、外部端末にシリアルインタフェース８８（例えば、ＵＳＢ、ＲＳ２３２Ｃインタフェース等）を介して出力される。

また、上記発光ペン６からの信号を受光する為の受光ＩＣ５からは、発光ペン６からの変調信号を復調したデジタル信号が出力され、ペンスイッチ信号検出回路として機能するサブＣＰＵ８９に入力され、信号が解析されたのち、演算制御回路８３にその解析結果を示す情報が伝達される。

＜光量分布検出の説明＞
図９は本実施形態の制御信号のタイミングチャートである。

図９において、９１〜９３はＣＣＤ制御信号であり、ＳＨ信号９１の間隔で、ラインＣＣＤ４１のシャッタ解放時間が決定される。ＩＣＧＬ信号９２及びＩＣＧＲ信号９３は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれのセンサユニットへのゲート信号であり、内部のラインＣＣＤ４１の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号である。

９４、９５はセンサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの投光部３０の駆動信号である。ここで、ＳＨ信号９１の最初の周期で、センサユニット１Ｌの投光部３０を点灯（投光期間９６Ｌ）するために、ＬＥＤＬ信号９４がＬＥＤ駆動回路８４Ｌを経て投光部３０に供給される。また、ＳＨ信号９１の次の周期で、センサユニット１Ｒの投光部３０を点灯（投光期間９６Ｒ）するために、ＬＥＤＲ信号９５がＬＥＤ駆動回路８４Ｒを経て投光部３０に供給される。

そして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方の投光部３０の駆動が終了した後に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方の検出部（ラインＣＣＤ４１）の検出信号が読み出される。

ここで、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方から読み出される検出信号は、座標入力領域４への指示具による入力がない場合には、それぞれのセンサユニットからの出力として、図１０のような光量分布が得られる。もちろん、このような光量分布がどのシステムでも必ず得られるわけではなく、再帰性反射部材３の特性や投光部３０の特性、また、経時変化（反射面の汚れなど）によって、光量分布は変化する。

図１０においては、レベルＡが最大光量であり、レベルＢが最低光量となっている。

つまり、再帰性反射部材３からの反射光がない状態では、センサユニット１Ｌ及び１Ｒで得られる光量レベルがレベルＢ付近になり、反射光量が増えるほど、レベルＡに光量レベルが遷移する。このようにして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒから出力された検出信号は、逐次、対応するＡ／Ｄコンバータ８１Ｌ及び８１ＲでＡ／Ｄ変換され、演算制御回路８３にデジタルデータとして取り込まれる。

これに対し、座標入力領域４への指示具による入力がある場合には、センサユニット１Ｌ及び１Ｒからの出力として、図１１のような光量分布が得られる。

この光量分布のＣ部分では、指示具によって再帰性反射部材３からの反射光が遮られているため、その部分（遮光範囲）のみ反射光量が低下していることがわかる。

そして、本実施形態では、指示具による入力がない場合の図１０の光量分布と、指示具による入力がある場合の図１１の光量分布の変化に基づいて、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対する指示具の角度を算出する。

具体的には、図１０の光量分布を初期状態として予めメモリ８２に記憶しておき、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの検出信号のサンプル期間に、図１１のような光量分布の変化があるか否かを、そのサンプル期間中の光量分布と初期状態の光量分布との差分によって検出する。そして、光量分布に変化がある場合には、その変化部分を指示具の入力点としてその入力角度を決定する演算を行う。

＜角度計算の説明＞
センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対する指示具の角度計算にあたっては、まず、指示具による遮光範囲を検出する必要がある。

上述したように、センサユニット１Ｌ及び１Ｒが検出する光量分布は、経時変化等の要因で一定ではないため、その初期状態の光量分布は、例えば、システムの起動時毎にメモリ８２に記憶することが望ましい。これにより、例えば、再帰性反射部材３の再帰反射面がほこりなどで汚れていて完全に光を反射できないような場合を除いて、常に、座標入力装置の最新の初期状態の光量分布をメモリ８２に管理することが可能になる。

以下、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの一方（例えば、センサユニット１Ｌ）による指示具の角度計算について説明するが、他方（センサユニット１Ｒ）でも同様の角度計算を行うことは言うまでもない。

電源投入時、入力のない状態で、まず、センサユニット１Ｌ内の投光部３０からの投光を停止している状態で、検出部４０の出力である光量分布をＡ／Ｄ変換して、この値をＢａｓ＿ｄａｔａ［Ｎ］としてメモリ８２に記憶する。

尚、この値は、検出部（ラインＣＣＤ４１）のバイアスのばらつき等を含んだデータでり、図１０のレベルＢ付近のデータとなる。ここで、ＮはラインＣＣＤ４１を構成する画素の画素番号であり、有効な入力範囲（有効範囲）に対応する画素番号が用いられる。

次に、投光部３０からの投光を行っている状態で、検出部４０の出力である光量分布をＡ／Ｄ変換して、この値をＲｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］としてメモリ８２に記憶する。

尚、この値は、例えば、図１０の実線で示されるデータとなる。

そして、このメモリ８２に記憶されたＢａｓ＿ｄａｔａ［Ｎ］とＲｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］とを用いて、まずは、指示具による入力の有無、かつ遮光範囲の有無の判定を行う。

ここで、センサユニット１Ｌ（ラインＣＣＤ４１）の出力のサンプル期間内のＮ番目の画素の画素データをＮｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］とする。

まず、遮光範囲を特定するために、画素データの変化の絶対量によって、遮光範囲の有無を判定する。これは、ノイズ等による誤判定を防止し、所定量の確実な変化を検出するためである。

具体的には、画素データの変化の絶対量を、ラインＣＣＤ４１の各々の画素において以下の計算を行い、予め決定してある閾値Ｖｔｈａと比較する。

Norm_data_a[N]＝Norm_data[N]−Ref_data[N] （１）
ここで、Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ＿ａ［Ｎ］は、ラインＣＣＤ４１の各画素における絶対変化量である。

この処理は、ラインＣＣＤ４１の各画素の絶対変化量Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ＿ａ［Ｎ］を算出し、それを閾値Ｖｔｈａと比較するだけなので、その処理時間をさほど必要とせず、入力の有無の判定を高速に行うことが可能である。そして、特に、閾値Ｖｔｈａを初めて超えた画素が所定数を超えて検出された場合に、指示具の入力があると判定する。

次に、より高精度に指示具による入力を検出するために、画素データの変化の比を計算して入力点の決定を行う方法について、図１２を用いて説明する。

図１２において、１２１は再帰性反射部材３の再帰反射面とする。ここで、Ａ領域が汚れなどにより、その反射率が低下していたとすると、このときのＲｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］の画素データ分布（光量分布）は、図１３（ａ）のように、Ａ領域に対応する部分の反射光量が少なくなる。この状態で、図１２のように、指示具１２００が挿入され、ほぼ再帰性反射面１２１の上半分を覆ったとすると、反射光量は略半分となるため、図１３（ｂ）の太線で示した分布Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］が観測されることになる。

この状態に対して、（１）式を適用すると、その画素データ分布は、図１４（ａ）のようになる。ここで、縦軸は初期状態との差分電圧になっている。

この画素データに対して、閾値Ｖｔｈａを適用すると、本来の入力範囲をはずれてしまうような場合がある。もちろん、閾値Ｖｔｈａの値を下げればある程度検出可能であるが、ノイズなどの影響を受ける可能性がある。

そこで、画素データの変化の比を計算することとすると、Ａ領域及びＢ領域とも反射光量は最初の半分であるので、次式で比を計算することができる。

Norm_data_r[N]＝Norm_data_a[N]／(Bas_data[N]−Ref_data[N]) （２）
この計算結果を示すと、図１４（ｂ）のように、画素データの変化が比であらわされるため、再帰性反射部材３の反射率が異なる場合でも、等しく扱うことが可能になり、高精度に検出が可能になる。

この画素データに対して、閾値Ｖｔｈｒを適用して、遮光範囲に対応する画素データ分布の立ち上がり部と立ち下がり部に対応する画素番号を取得し、この両者の中央を指示具による入力に対応する画素とすることで、より正確な指示具の入力位置を決定することができる。

尚、図１４（ｂ）は、説明のために模式的に描いたもので、実際にはこのような立ち上がりにはなっておらず、画素毎に異なるデータレベルを示している。

以下、式（２）を画素データに適用した場合の検出結果の詳細について、図１５を用いて説明する。

図１５は本実施形態の検出結果の詳細を示す図である。

図１５において、指示具による遮光範囲を検出するための閾値Ｖｔｈｒに対して、その閾値Ｖｔｈｒを横切る画素データ分布の立ち上がり部分がＮｒ番目の画素、立ち下がり部分がＮｆ番目の画素である場合、両者の画素の中心画素Ｎｐは、
Np＝Nr＋(Nf−Nr)／2 （３）
と計算することが可能である。但し、この計算では、画素間隔が最小の分解能になってしまう。

そこで、より細かく検出するために、それぞれの画素のデータレベルとその一つ前の隣接画素のデータレベルを用いて、閾値Ｖｔｈｒを横切る仮想の画素番号を計算する。

ここで、Ｎｒ番目の画素のデータレベルをＬｒ、Ｎ_ｒ−１番目の画素のデータレベルをＬ_ｒ−１とする。また、Ｎｆ番目の画素のデータレベルをＬｆ、Ｎ_ｆ−１番目の画素のデータレベルをＬ_ｆ−１とすれば、それぞれの仮想画素番号Ｎｒｖ，Ｎｆｖは、
Nrv＝N_ｒ−１＋(Vthr−L_ｒ−１)／(Lr−L_ｒ−１) （４）
Nfv＝N_ｆ−１＋(Vthr−L_ｆ−１)／(Lf−L_ｆ−１) （５）
と計算できる。そして、これらの仮想画素番号Ｎｒｖ，Ｎｆｖの仮想中心画素Ｎｐｖは、
Npv＝Nrv＋(Nfv−Nrv)／2 （６）
で決定される。

このように、閾値Ｖｔｈｒを越えるデータレベルの画素の画素番号とその隣接する画素番号と、それらのデータレベルから、閾値Ｖｔｈｒを横切る仮想的な仮想画素番号を計算することで、より分解能の高い検出を実現できる。

次に、以上の処理によって得られた遮光範囲の中心点を示す中心画素番号から、実際の指示具の座標値を計算するためには、この中心画素番号を角度情報に変換する必要がある。

後述する実際の座標算出処理では、角度そのものよりもその角度における正接（ｔａｎｇｅｎｔ）の値を求めるほうが都合がよい。

ここで、画素番号からｔａｎθへの変換には、テーブル参照や変換式を用いる。特に、検出部４０内の光学系の収差がない場合は、一次変換などで可能であるが、収差などがある場合は高次の多項式を用いることで、収差の誤差を取り除くことができる。

ここで、画素番号とｔａｎθとの関係について、図１６を用いて説明する。

図１６は本実施形態の画素番号に対するｔａｎθ値の関係を示す図である。

この図１６に基づいて、画素番号からｔａｎθを求めるための近似式を定義し、その近似式（変換式）を用いて画素番号からｔａｎθへの変換を行うことが可能となる。

ここで、変換式はより高次の多項式を用いると精度を確保できるが、この多項式の次数などは、座標入力装置の計算能力および精度スペック等を鑑みて決定すればよい。

例えば、５次多項式を用いる場合には、係数が６個必要になるので、出荷時などに、この係数データをメモリ８２に記憶しておけばよい。

ここで、５次多項式の係数をＬ５，Ｌ４，Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０とすると、ｔａｎθは
ｔａｎθ＝（Ｌ５×Ｎｐｒ＋Ｌ４）×Ｎｐｒ＋Ｌ３）×Ｎｐｒ＋Ｌ２）×Ｎｐｒ＋Ｌ１）×Ｎｐｒ＋Ｌ０（７）
で示すことができる。

これをセンサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの検出部４０のラインＣＣＤ４１で検出する画素番号に対して行えば、それぞれから対応する角度データ（ｔａｎθ）を決定できる。もちろん、上記例では、画素番号から直接ｔａｎθを求めるように構成しているが、画素番号から角度そのものを求め、その後、ｔａｎθを求めるような構成であっても良い。

＜座標計算方法の説明＞
次に、画素番号から変換された角度データ（ｔａｎθ）から、指示具の位置座標を算出する。

ここで、座標入力領域４上に定義する座標とセンサユニット１Ｌ及び１Ｒとの位置関係について、図１７を用いて説明する。

図１７は本実施形態の座標入力領域上に定義する座標とセンサユニット１Ｌ及び１Ｒとの位置関係を示す図である。

図１７では、座標入力領域４の座標入力範囲の下辺左右に、それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒが取り付けられており、その間の距離はＤｓで示されている。

座標入力領域４の中央が原点位置であり、Ｐ０はセンサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれのセンサユニットの角度０の交点である。

それぞれの角度をθ_Ｌ、θ_Ｒとして、それぞれｔａｎθ_Ｌ、ｔａｎθ_Ｒを上記（７）式を用いて算出する。

このとき点Ｐ（ｘ，ｙ）座標は
ｘ＝Ｄｓ×（ｔａｎθ_Ｌ＋ｔａｎθ_Ｒ）／（１＋（ｔａｎθ_Ｌ×ｔａｎθ_Ｒ））（８）
ｙ＝−Ｄｓ×（ｔａｎθ_Ｒ−ｔａｎθ_Ｌ−（２×ｔａｎθ_Ｌ×ｔａｎθ_Ｒ））／（１＋（ｔａｎθ_Ｌ×ｔａｎθ_Ｒ））＋Ｐ０Ｙ（９）
で計算される。

＜スイッチ信号検出＞
以上説明した処理により、入力点の角度情報から、指示具の位置座標を計算することができる。表示装置に接続されているパーソナルコンピュータ等の外部端末に送信する情報としては、この求めた位置座標の情報だけでなく、例えば、指示具が座標入力領域４に対してアップ／ダウンの何れの状態であるかを示すアップダウン情報や、ペンサイドスイッチ６ａを押下することにより入力される情報等がある。これらの情報が外部端末に送信され、処理されることにより、アイコンの制御や描画、文字入力が可能になる。

図１８は発光ペン６の構成を示す図である。発光ペン６は大まかには、電池６６、ＤＣコンバータ６５、ペン制御回路６４，赤外発光ＬＥＤ６３，そしてスイッチ６１，６２から構成されている。

電池６６は発光ペン６の電源として機能するものであり、供給する電圧はＤＣコンバータ６５により昇圧され、ペン制御回路６４や赤外発光ＬＥＤ６３等に供給される。

スイッチ６１は実質的には図１に示したスイッチ６ｂで有る。またスイッチ６２は実質的には図１に示したスイッチ６ａである。スイッチ６１、６２は押下されると、押下されたことを示す信号（スイッチ信号）をペン制御回路６４に送信する。

ペン制御回路６４はこのスイッチ信号を検知すると、赤外発光ＬＥＤ６３を発光させる。またこのスイッチ信号を検知していない間は赤外発光ＬＥＤ６３は発光していない。このようにペン制御回路６４はスイッチ６１若しくはスイッチ６２からのスイッチ信号の有無により、赤外発光ＬＥＤ６３の発光を制御する。

なお、このスイッチ信号は、外乱などの影響を受けにくいように、所定の周波数ｆで変調されているものとする。

図１９は、所定の周波数ｆで変調された信号列を示す図である。

具体的にはスタートビット信号（同図では「Ｓｔａｒｔ」）、スイッチ６１からのスイッチ信号としてのペンダウンスイッチ信号Ｓ０、スイッチ６２からのスイッチ信号としてのサイドスイッチ信号Ｓ１、データの正当性を判定するためにＳ０，Ｓ１夫々の反転信号／Ｓ０、／Ｓ１、信号の終わりを示すストップ信号（同図では「Ｓｔｏｐ」）からなっており、それぞれ所定の周波数ｆで変調されている。

このような変調光は、受光ＩＣ５によって復調され、ビット列としてサブＣＰＵ８９に入力される。図２０は、発光ペン６から発せられた変調光を発光ＩＣ５が受け、これを復調する処理を模式的に示した図で、スイッチ６１，若しくはスイッチ６２が押下されると上述の説明により赤外発光ＬＥＤ６３が発光するので、その変調光２０００はビット列２００１として受光ＩＣ５で検知され、ビット列２００２として復調される。

サブＣＰＵ８９は、先頭のスタートビットが検出されると、一定周期でのサンプリングを行い、各ビット位置の１，０を判定し、Ｓ０，／Ｓ０などの論理があっているか、また、ストップビットまで検出できたかなどの判断を行い、論理があっていた場合にはその結果を出力する。一方、論理が間違っていた場合には、そのデータを破棄し、再度検出を行う。

しかし実際に座標入力装置において、指示具の座標位置検出のための投光部３０による投光のタイミングと、発光ペン６による発光のタイミングとは同期は取れていない。従って、夫々のタイミングがたまたま重なる場合が生じる。

図２１は、発光ペン６からの発光のタイミングと、センサユニット１Ｒ、１Ｌの発光のタイミングとを示す図である。同図においてＡ，Ｂ，Ｃは受光ＩＣ５が出力する、「赤外発光ＬＥＤ６３の発光／非発光」を示す信号（ペン発光信号）を示すものである。従ってこの信号の出力期間中は、受光ＩＣ５は受光した光を持って、赤外発光ＬＥＤ６３の発光／非発光を検知する処理を行っていることになる。

一方、同図では夫々のセンサユニットの投光部３０は交互に発光（投光）を行うので、夫々の投光期間の和を持って座標取得用発光期間とすることができる。

ペン発光信号Ａが出力された期間中にはセンサユニット１Ｒ、１Ｌの何れの投光部３０も投光していないが、ペン発光信号Ｂが出力された期間中には、センサユニット１Ｌの投光部が投光しており、ペン発光信号Ｃが出力された期間中に至っては、両方のセンサユニットの投光部３０が投光していることになる。

このように、ペン発光信号が出力された期間中にセンサユニットの投光部が投光している場合には、発光ペン６の座標位置取得用の信号に飽和が生じたり、あるいは、波形変形を引き起こし検出誤差の原因となりかねない。

そこで、ペン発光信号が発せられている期間と、センサユニットの投光部が投光している期間とが重ならないようにする必要がある。以下ではその制御処理について説明する。

図２２はこの制御処理を説明するための図である。同図において５１０は受光ＩＣ５から出力されるペン発光信号を示す。５１１はＣＰＵ８３に指示具の座標位置の取得を禁止させる為の座標位置取得禁止信号で、サブＣＰＵ８９がペン発光信号を受光ＩＣ５から受信すると、サブＣＰＵ８９はこの受信のタイミングから一定期間、この信号をアクティブにする。

この座標位置取得禁止信号は、サブＣＰＵ８９がペン発光信号を受光ＩＣ５から受信する／受信しないに応じてアクティブ／非アクティブに切り替えてＣＰＵ８３に出力するものである。この信号がアクティブになるとＣＰＵ８３は指示具の座標位置の取得を禁止する。ここで「座標位置の取得を禁止する」とは、具体的には、指示具の座標位置を求める処理を行わないことを意味する。

５１２はＣＰＵ８３からセンサユニットの投光部３０に対して出力される、センサユニット１Ｒの投光部３０の発光／非発光を制御するための信号で、５１３はＣＰＵ８３からセンサユニットの投光部３０に対して出力される、センサユニット１Ｌの投光部３０の発光／非発光を制御するための信号である。

上述の通り、夫々のセンサユニットは指示具の座標位置の取得を行うために、一定時間毎に夫々の投光部３０でもって投光を行うが、ここでＣＰＵ８３はその投光の前に、発光ペン６からの発光があったか否かを調べる処理を行う。具体的にはＣＰＵ８３は、サブＣＰＵ８９から出力される座標位置取得禁止信号を監視し、この信号がアクティブでなければ夫々のセンサユニットの投光部３０を制御して投光を開始し、上述の指示具の座標位置の取得処理を開始する。図２２（ａ）ではＡで示すタイミングでセンサユニット１Ｒの投光部３０による投光を開始する。

そして座標位置の取得処理が終わったら、再度座標位置取得禁止信号をチェックし、この信号がアクティブでなければ取得動作は完了し、座標計算に移行する。

また、図２２（ｂ）に示すように、例えばＣ１やＣ２で示すタイミング、即ちセンサユニットの投光部３０が発光する直前のタイミングで、発光ペン６が発光したことを示す信号が受光ＩＣ５から出力された場合には、ＣＰＵ８３は座標位置取得禁止信号が非アクティブになってから、センサユニットの投光部３０を制御し、投光を開始する。

また、センサユニットの投光部３０による投光中に、受光ＩＣ５から、発光ペン６が発光したことを示す信号が出力される場合がある。その場合、例えば図２２（ｃ）を参照すると、Ｅで示すタイミング、即ち、座標位置取得禁止信号が非アクティブであるタイミングではセンサユニットの投光部３０による投光を開始し、座標位置の取得処理を開始することができるが、座標位置の取得後に再度座標位置取得禁止信号をチェックしたときに（同図Ｆで示すタイミングで）アクティブであった場合には、取得した座標位置を破棄し、再度、例えばＧで示すタイミングで取得処理をやり直す。これにより、得られる座標位置のデータの重複を避けることができると共に、センサユニットの投光部３０の発光に起因して精度が低下した座標位置のデータを破棄することができる。

なお、本実施形態では座標位置取得禁止信号がアクティブである期間の長さは座標取得用発光期間よりも長く設定している。

＜制御フローの説明＞
図２３は、本実施形態に係る座標入力装置が、指示具の座標位置を求めるための処理のフローチャートである。なお同図のフローチャートに従った処理はＣＰＵ８３が行うものである。

まず、座標入力装置の電源が投入されると、ステップＳ１０２で、制御・演算ユニット２のポート設定、タイマ設定等の座標入力装置に係る各種初期化を行う。

ステップＳ１０３で、ラインＣＣＤ４１の初期読込動作の初期読込回数を設定する。

尚、この初期読込動作は、座標入力装置の起動時におけるラインＣＣＤ４１の不要電荷除去を行うのための動作である。ラインＣＣＤ４１では、動作させていないときに不要な電荷を蓄積している場合があり、その電荷が蓄積されている状態で座標入力動作を実行すると、検出不能になったり、誤検出の原因となる。そこで、これを避けるために、ステップＳ１０３では、投光部３０による投光を停止している状態で、所定回数の読込動作を実行し、これにより、不要電荷の除去を行う。

ステップＳ１０４で、ラインＣＣＤ４１の読込動作を実行する。ステップＳ１０５で、所定回数以上の読込を実行したか否かを判定する。所定回数以上の読込を実行していない場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、ステップＳ１０４に戻る。一方、所定回数以上の読込を実行した場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６で、第１リファレンスデータとして、投光部３０による投光を停止している状態でのラインＣＣＤ４１の画素データ（Ｂａｓ＿ｄａｔａ［Ｎ］）を取り込む。ステップＳ１０７で、その第１リファレンスデータをメモリ８２に記憶する。

次に、ステップＳ１０８で、第２リファレンスデータとして、投光部３０からの投光を行っている状態でのラインＣＣＤ４１の画素データ（Ｒｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］）を取り込む。ステップＳ１０９で、その第２リファレンスデータをメモリ８２に記憶する。

ここまでの処理が、電源投入時の初期動作になり、以降の処理から指示具による入力における動作になる。

ステップＳ１１０では、座標位置取得禁止信号をチェックし、アクティブであるか否か、即ち、発光ペン６が発光しているか否かを判断する。非アクティブである場合にのみ、処理をステップＳ１１１に進める。

ステップＳ１１１では、座標入力サンプリング状態で、ラインＣＣＤ４１の通常読込動作を実行して、画素データ（Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］）を取り込む。取り込み後、ステップＳ１１２では、再度座標位置取得禁止信号をチェックし、アクティブであるか否かを判断する。非アクティブである場合にのみ、処理をステップＳ１１３に進める。

ステップＳ１１３では、第２リファレンスデータ（Ｒｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］）と画素データ画素データ（Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］）の差分値を計算する。ステップＳ１１４で、その差分値に基づいて、指示具による入力の有無を判定する。

入力がない場合（ステップＳ１１４でＮＯ）、ステップＳ１１０に戻る。一方、入力がある場合（ステップＳ１１４でＹＥＳ）、ステップＳ１１５に進む。

尚、このときの繰り返し周期を１０［ｍｓｅｃ］程度に設定すれば、１００回／秒のサンプリングになる。

ステップＳ１１５で、式（２）により、画素データの変化の比を計算する。ステップＳ１１６で、ステップＳ１１５で計算した比に対して閾値で立ち上がり部、立下り部を決定し、式（４）〜（６）を用いて、遮光範囲の中心点を示す中心画素番号を求める。

ステップＳ１１７では、決定された中心画素番号から（７）式よりＴａｎθを計算する。

ステップＳ１１８では、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対するＴａｎθ値から、指示具の入力座標Ｐ（ｘ，ｙ）を（８）、（９）式を用いて算出する。

次に、ステップＳ１１９で、指示具による入力がタッチダウン入力であるか否かを判定する。本実施形態では、発光ペン６に備わっているスイッチ６１の押下を示す信号をサブＣＰＵ８９が受けると、ＣＰＵ８３はこれに従ってダウンフラグのセット（ステップＳ１２０）、ダウンフラグの解除（ステップＳ１２１）の処理を行う。

その他にも例えば、指示具による入力機能として、マウスのボタンを押下せずにカーソルを移動させる状態に相当する近接入力状態と、マウスの左ボタンを押下した状態に相当するタッチダウン状態を設定している場合に、その指示具による入力状態がどちらの状態であるかを判定する。この２種類の入力状態は、例えば、ステップＳ１１５で算出した画素データの変化の比の最大値が、所定値（例えば、０．５）以上である場合にはタッチダウン状態とし、所定値未満である場合には近接入力状態と判定する。あるいは、専用の指示具などを用いる場合には、画素データではなく、他の手段をもちいてもよい。例えば、指示具先端にスイッチなどを設け、その状態を、電波や光などを用いて送受信し、タッチダウンなどの判定を行ってもよい。

このような判定方法に基づいて、ステップＳ１１９で、指示具による入力がタッチダウン入力である場合（ステップＳ１１９でＹＥＳ）、ステップＳ１２０に進み、タッチダウン入力であることを示すダウンフラグをセットする。一方、指示具による入力がタッチダウン入力でない場合（ステップＳ１１９でＮＯ）、ステップＳ１２１に進み、ダウンフラグを解除する。

ステップＳ１２２で、ダウンフラグの状態と算出した座標値を外部端末へ出力する。そして、外部端末では、受信した座標値とダウンフラグの状態に基づいて、例えば、カーソルの移動、マウスボタン状態の変更を行う。

尚、ステップＳ１２０の処理が終了したら、ステップＳ１１０に戻り、以降、電源ＯＦＦまで、上記の処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施形態によれば、発光する指示具を用いても、その光の影響を受けることなく指示具の座標位置を求めることができるので、より精度良く指示具の座標位置を求めることができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、座標位置取得禁止信号がアクティブになったときの期間の長さを、座標取得用発光期間よりも長く設定していた。

ＣＰＵ８３の処理能力に余裕があるような場合、即ち、常に座標位置取得禁止信号をチェックするだけの余裕があれば、例えばスイッチ信号を図１９に示したものとすると、座標位置取得禁止信号がアクティブになったときの期間の長さを、スタートビット信号からストップビット信号までの長さとすることもできる。

また、スイッチ信号の座標取得用発光期間への重複以外に、座標取得用の発光がスイッチ信号検出に影響を及ぼす場合がある。図２４は、図１に示した構成の座標入力装置において、発光ペン６が受光ＩＣ５の近傍に位置する場合を示す図である。

図２４に示すように、センサユニットと受光ＩＣ５とは同一方向を向いて構成されているため、センサユニットから投光された光が受光ＩＣ５によって検出されることはあまりないことであるが、発光ペン６が受光ＩＣ５の近傍に位置する場合には、センサユニットから投光された光が発光ペン６に対して散乱反射し、散乱反射した光の一部が受光ＩＣ５に検出されてしまう場合がある。

受光ＩＣ５は変調されたスイッチ信号を検出するため、変調光に対して感度を有するように構成されているが、センサユニットから発光される光の立ち上がり、立下り時には、高周波の特性があるために、それによって受光ＩＣ５が動作してしまう事が生じる。

図２５は、このような場合の、センサユニット、受光ＩＣ５の出力信号を示す図である。同図に示すように、センサユニットから投光された直後に、受光ＩＣ５は光を検出した旨を示す信号（発光）が出力されている。これでは、センサユニットの投光と共に受光ＩＣ５が光を検出してしまい、その結果、座標位置取得禁止信号が常にアクティブになってしまうという問題が生じる。即ち、座標の取得ができなくなると行った問題が生じる。

よってこれを回避するために、ＣＰＵ８３はサブＣＰＵ８９にセンサユニットの投光部３０の発光／非発光を制御するための信号を入力し、サブＣＰＵ８９は、この信号の立ち上がり、立ち下り時に所定期間だけ受光ＩＣ５からの出力を受け付けないようにする。

図２５において受付禁止信号とは、センサユニットの投光部３０の発光／非発光を制御するための信号の立ち上がり、立ち下り時に（受光ＩＣ５の特性に応じた）所定の期間（グレーで示す期間）だけ、サブＣＰＵ８９に受光ＩＣ５からの出力を受け付けないようにさせるための信号である。このような信号をサブＣＰＵ８９が自身に出力し、この信号に従って受光ＩＣ５からの出力を受け付ける／受け付けないを切り替えるようにすることで、上記問題を解決することができる。

なお、この受付禁止信号を受光ＩＣ５に送信して、センサユニットの投光部３０の発光／非発光を制御するための信号の立ち上がり、立ち下り時に（受光ＩＣ５の特性に応じた）所定の期間（グレーで示す期間）だけ受光ＩＣ５に光の検出を停止させるようにしても良い。

また、このようにセンサユニットの投光部３０の発光／非発光を制御するための信号をサブＣＰＵ８９に入力し、座標取得禁止期間の時間をこの信号から随時決定することで、たとえば発光期間の制御によって、光量制御を行うようなシステムにおいても、自動的に禁止時間が調整され、さらに安定した座標取得が可能になる。

［第３の実施形態］
上述の実施形態では、受光ＩＣ５とセンサユニットとは別個の装置であるために、夫々独立に異なる方向に向けて設置することができる。このような構成では、発光ペン６から発光する光の方向を、受光ＩＣ５側に制御する様な構成を実現することができ、その結果、センサユニットへ投光される光をより抑制することができる。

図２６は、受光ＩＣ５が設置された方向に投光する構成を備える発光ペンを用いた場合の座標入力装置の模式図である。同図に示すように、本実施形態ではセンサユニットは上辺に設置し、受光ＩＣ５は下辺に設置している。２６００は、この受光ＩＣ５側のみに投光する発光ペンである。

この発光ペン２６００内部には２軸（ｘ軸とｙ軸）の加速度センサが備わっており、この加速度センサによって重力度加速を検出して、発光ペン２６００の回転軸に対する回転方向を検出する。図２９（ａ）は、図２９（ｂ）に示すように発光ペン２６００をペン軸に垂直な平面２６０１で切ったときの断面において、発光ペン２６００の内部の模式図である。

同図において２６０５は上記加速度センサで、図２９（ａ）の矢印で示す回転方向に発光ペン２６００が回転しても、この加速度センサ２６０５はその回転方向を周知の技術により検出することができる。

また、この発光ペン２６００の表面には１周分のＬＥＤ２６１０が備わっており、夫々は独立して発光ペン２６００内部のコントローラにより駆動される。即ち、発光指示のあったＬＥＤのみが発光するように構成されている。

図２７は、発光ペン２６００の構成を示す図である。２７００はペン制御回路で、上記コントローラとして機能すると共に、上記加速度センサ２６０５からの回転方向を示す信号に基づいて、回転方向を求める処理を行う。２６１０は上記ＬＥＤで、上述の通り、各ＬＥＤはペン制御回路２７００の制御により独立に制御され、夫々独立に発光することができる。

上記構成において、上記複数のＬＥＤのうち基準となるＬＥＤ（以下、基準ＬＥＤ）から見た受光ＩＣ５の方向を示すデータをペン制御回路２７００内のメモリに記憶させておく。そして上記加速度センサ２６０５は、この基準ＬＥＤの回転方向を検出するようにしておくと、その検出結果を示す信号をペン制御回路２７００に入力することにより、ペン制御回路２７００はこの信号に基づいて、基準ＬＥＤの回転方向を求めることができる。

ペン制御回路２７００は、上記加速度センサ２６０５が検出するＬＥＤの回転方向から、発光ペン２６００側のＬＥＤを特定し、特定したＬＥＤのみを発光させる。これにより、受光ＩＣ５のみにＬＥＤから投光することができ、センサユニットに対しての影響を軽減させることができる。

図２８は、加速度センサ２６０５が検出した方向に基づいて、受光ＩＣ５側の方向のＬＥＤのみを発光させる様子を示す図で、同図では矢印で示した方向に受光ＩＣ５があるとするので、その方向のＬＥＤのみが発光（ＯＮ）しており、その他のＬＥＤは発光していない（ＯＦＦ）。

また、この構成により、受光ＩＣ５側のＬＥＤのみが発光するので、全てが発光するよりも消費電力を軽減させることができる。

なお本実施形態では、加速度センサを用いて回転方向を検出し、検出した方向に基づいて受光ＩＣ５側のＬＥＤのみを発光させているが、その他の手段により、発光させるＬＥＤを決定しても良い。

例えば、複数の光センサを発光ペン２６００に備え、夫々の光センサにおいてこの光を検出したセンサの位置関係から、発光ペン２６００に対して相対的な受光ＩＣ５の方向を検出し、検出した方向と、予め決定しているセンサユニットと受光ＩＣ５との位置関係に基づいて、発光させるＬＥＤを決定しても良い。

［その他の実施形態］
本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体（または記憶媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明を上記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置の構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る再帰反射部材の動作を説明するための図である。本発明の第１の実施形態に係るセンサユニットの投光部の構成例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係るセンサユニットの検出部の構成例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係るセンサユニットの構成例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る再帰反射部材への入射角度に対する再帰反射特性を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る再帰反射部材の構成例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る制御信号のタイミングチャートである。本発明の第１の実施形態に係るセンサユニットによって得られる光量分布の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る入力がなされた場合にセンサユニットによって得られる光量分布の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る入力点の決定を行う方法を説明するための図である。本発明の第１の実施形態に係るセンサユニットによって得られる光量分布の光量変化を説明するための図である。本発明の第１の実施形態に係るセンサユニットによって得られる光量分布における光量変化量と光量変化比を説明するための図である。本発明の第１の実施形態に係る検出結果の詳細を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る画素番号に対するｔａｎθ値の関係を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る座標入力領域上に定義する座標とセンサユニット１Ｌ及び１Ｌとの位置関係を示す図である。発光ペン６の構成を示す図である。所定の周波数ｆで変調された信号列を示す図である。発光ペン６から発せられた変調光を発光ＩＣ５が受け、これを復調する処理を模式的に示した図である。発光ペン６からの発光のタイミングと、センサユニット１Ｒ、１Ｌの発光のタイミングとを示す図である。ペン発光信号が発せられている期間と、センサユニットの投光部が投光している期間とが重ならないようにする制御処理を説明するための図である。本発目員第１の実施形態に係る座標入力装置が、指示具の座標位置を求めるための処理のフローチャートである。図１に示した構成の座標入力装置において、発光ペン６が受光ＩＣ５の近傍に位置する場合を示す図である。発光ペン６が受光ＩＣ５の近傍に位置する場合の、センサユニット、受光ＩＣ５の出力信号を示す図である。受光ＩＣ５が設置された方向に投光する構成を備える発光ペンを用いた場合の座標入力装置の模式図である。発光ペン２６００の構成を示す図である。加速度センサ２６０５が検出した方向に基づいて、受光ＩＣ５側の方向のＬＥＤのみを発光させる様子を示す図である。発光ペン２６００内部を説明する為の図である。

Claims

座標入力領域に設けられた受光手段と、当該座標入力領域の周辺部に設けられ、入射光を反射する反射手段と、前記座標入力領域に投光する発光手段と、前記発光手段から投光されて前記反射手段で反射された光を受光した前記受光手段から得られる光量分布に基づいて、発光機能を有する指示具の前記座標入力領域における座標位置を求める座標取得動作を行う計算手段とを備える座標入力装置であって、
前記指示具からの発光信号を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記計算手段による前記座標取得動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出手段が前記指示具からの発光信号を検出してから所定期間中は、前記計算手段に前記座標取得動作を行わせないように制御する
ことを特徴とする座標入力装置。
座標入力領域に設けられた受光手段と、当該座標入力領域の周辺部に設けられ、入射光を反射する反射手段と、前記座標入力領域に投光する発光手段と、前記発光手段から投光されて前記反射手段で反射された光を受光した前記受光手段から得られる光量分布に基づいて、発光機能を有する指示具の前記座標入力領域における座標位置を求める座標取得動作を行う計算手段とを備える座標入力装置であって、
前記指示具からの発光信号を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記計算手段による前記座標取得動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出手段が前記指示具からの発光信号を検出してから所定期間中は、前記発光手段による投光を行わせないように制御することを特徴とする座標入力装置。
前記所定期間の長さは、前記発光手段が前記指示具の座標検出のために投光する期間よりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の座標入力装置。
前記制御手段は、前記発光手段による発光開始時から所定期間、及び発光終了時から所定期間だけ、前記計算手段に前記座標取得動作を行わせないように制御することを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
前記指示具は、前記受光手段側に発光することを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
座標入力領域に設けられた受光手段と、当該座標入力領域の周辺部に設けられ、入射光を反射する反射手段と、前記座標入力領域に投光する発光手段と、前記発光手段から投光されて前記反射手段で反射された光を受光した前記受光手段から得られる光量分布に基づいて、発光機能を有する指示具の前記座標入力領域における座標位置を求める座標取得動作を行う計算手段とを備える座標入力装置が行う座標入力方法であって、
前記指示具からの発光信号を検出する検出工程と、
前記検出工程による検出結果に基づいて、前記計算手段による前記座標取得動作を制御する制御工程とを備え、
前記制御工程では、前記検出工程で前記指示具からの発光信号を検出してから所定期間中は、前記計算手段に前記座標取得動作を行わせないように制御する
ことを特徴とする座標入力方法。
座標入力領域に設けられた受光手段と、当該座標入力領域の周辺部に設けられ、入射光を反射する反射手段と、前記座標入力領域に投光する発光手段と、前記発光手段から投光されて前記反射手段で反射された光を受光した前記受光手段から得られる光量分布に基づいて、発光機能を有する指示具の前記座標入力領域における座標位置を求める座標取得動作を行う計算手段とを備える座標入力装置が行う座標入力方法であって、
前記指示具からの発光信号を検出する検出工程と、
前記検出工程による検出結果に基づいて、前記計算手段による前記座標取得動作を制御する制御工程とを備え、
前記制御工程では、前記検出工程で前記指示具からの発光信号を検出してから所定期間中は、前記発光手段による投光を行わせないように制御することを特徴とする座標入力方法。
コンピュータに請求項６又は７に記載の座標入力方法を実行させる為のプログラム。
請求項８に記載のプログラムを格納したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。