(57)【要約】      （修正有）【課題】既存のホワイトボードや会議室等の壁面を投影面とし、その投影面をタッチすることで、表示画面を制御することができる座標入力装置の提供。【解決手段】第１の筺体と第２の筺体それぞれは、入力面からの距離が異なる第１の投光部と第２の投光部の少なくとも２つの投光部と、光を受光する受光部とを備えるセンサユニットを少なくとも２つ内蔵する。また、第１の筺体と第２の筺体それぞれには、筺体が装着される座標入力有効領域の装着面とは異なる長手方向の側面に、入射光を再帰的に反射する再帰反射部が装着されている。第１の筺体と第２の筺体が座標入力有効領域の対向する２辺近傍に装着された状態で、第１の筺体と第２の筺体それぞれの受光部から得られる光量分布の変動に基づいて座標入力有効領域の指示位置を計算する。【選択図】図１２
2014048957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力面を指示することにより座標を入力する座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力装置であって、
第１の筺体と第２の筺体であって、それぞれの筺体が、
前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光する投光部として、前記入力面からの距離が異なる第１の投光部と第２の投光部の少なくとも２つの投光部と、光を受光する受光部とを備えるセンサユニットを少なくとも２つ内蔵し、
前記筺体が装着される前記座標入力有効領域の装着面とは異なる長手方向の側面に、入射光を再帰的に反射する再帰反射部が装着されている、
第１の筺体と第２の筺体と、
前記第１の筺体と前記第２の筺体が前記座標入力有効領域の対向する２辺近傍に装着された状態で、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれの前記受光部から得られる光量分布の変動に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算手段と、
前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記受光部の受光状態を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記第１の投光部と前記第２の投光部を少なくとも一方を使用して投光を行うように、前記第１の投光部と前記第２の投光部による投光形態を制御する制御手段と
を有することを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記受光部の受光状態として、該受光部の受光量が閾値以上であるか否かを判定し、
前記判定手段の判定の結果、前記受光部の受光量が閾値以上である場合、前記制御手段は、前記第１の投光部による投光を行い、
前記判定手段の判定の結果、前記受光部の受光量が閾値未満である場合、前記制御手段は、少なくとも前記第２の投光部による投光を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項３】
前記判定手段の判定の結果、前記受光部の受光状態として、２つの異なる受光方向からの受光強度の比が閾値以上であるか否かを判定し、
前記判定手段の判定の結果、前記受光部の受光強度の比が閾値以上である場合、前記制御手段は、前記第１の投光部による投光を行い、
前記判定手段の判定の結果、前記受光部の受光強度の比が閾値未満である場合、前記制御手段は、少なくとも前記第２の投光部による投光を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項４】
前記第１の筺体と前記第２の筺体はそれぞれ、
前記第１の投光部と前記第２の投光部の一方の基準投光部を含み、
前記座標入力有効領域への装着面として、前記筺体の表面である第１の装着面と、該筺体の裏面であって前記第１の装着面と対向する第２の装着面を有し、
前記基準投光部は、前記第１の装着面側に配置され、
前記座標入力有効領域への装着面が、前記第１の装着面であるのか前記第２の装着面であるかを検出するための接触ボタンが前記第２の装着面側に配置され、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記座標入力有効領域への装着面の変更を促す報知を行う報知手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項５】
前記入力面からの距離が異なる位置に前記再帰反射部を配置変更するための位置変更手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項６】
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記再帰反射部の配置変更を促す報知を行う報知手段を更に備える
ことを特徴とする請求項５に記載の座標入力装置。
【請求項７】
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記位置変更手段は、前記再帰反射部を配置変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の座標入力装置。
【請求項８】
入力面を指示することにより座標を入力する座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力装置として、
第１の筺体と第２の筺体であって、それぞれの筺体が、
前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光する投光部として、前記入力面からの距離が異なる第１の投光部と第２の投光部の少なくとも２つの投光部と、光を受光する受光部とを備えるセンサユニットを少なくとも２つ内蔵し、
前記筺体が装着される前記座標入力有効領域の装着面とは異なる長手方向の側面に、入射光を再帰的に反射する再帰反射部が装着されている、
第１の筺体と第２の筺体と
を備える座標入力装置の制御方法であって、
前記第１の筺体と前記第２の筺体が前記座標入力有効領域の対向する２辺近傍に装着された状態で、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれの前記受光部から得られる光量分布の変動に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算工程と、
前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記受光部の受光状態を判定する判定工程と、
前記判定工程の判定結果に基づいて、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記第１の投光部と前記第２の投光部を少なくとも一方を使用して投光を行うように、前記第１の投光部と前記第２の投光部による投光形態を制御する制御工程と
を有することを特徴とする座標入力装置の制御方法。
【請求項９】
入力面を指示することにより座標を入力する座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力装置として、
第１の筺体と第２の筺体であって、それぞれの筺体が、
前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光する投光部として、前記入力面からの距離が異なる第１の投光部と第２の投光部の少なくとも２つの投光部と、光を受光する受光部とを備えるセンサユニットを少なくとも２つ内蔵し、
前記筺体が装着される前記座標入力有効領域の装着面とは異なる長手方向の側面に、入射光を再帰的に反射する再帰反射部が装着されている、
第１の筺体と第２の筺体と
を備える座標入力装置の制御をコンピュータに機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記第１の筺体と前記第２の筺体が前記座標入力有効領域の対向する２辺近傍に装着された状態で、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれの前記受光部から得られる光量分布の変動に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算手段と、
前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記受光部の受光状態を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記第１の投光部と前記第２の投光部を少なくとも一方を使用して投光を行うように、前記第１の投光部と前記第２の投光部による投光形態を制御する制御手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報の入力や選択をするために指等の指示具によって座標入力面に入力された座標位置を光学的に検出する座標入力装置に関するものである。特に、着脱可能で、可搬性を有する座標入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の座標入力装置として、各種方式の座標入力装置（タッチパネルやデジタイザ）が提案、または製品化されている。例えば、特殊な器具等を用いずに、指で画面上をタッチすることで、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の端末の操作を簡単に行うことがきるタッチパネル等が広く用いられている。
【０００３】
座標入力方式としては、抵抗膜を用いたもの、または、超音波を用いたもの等、種々のものがある。光を用いたものとして、座標入力面外側に再帰性反射材を設け、投光部からの光を再帰反射材で反射し、その光量分布を受光部により検出する方式（光学遮光方式）が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。この方式は、座標入力領域内の指等で遮光された遮光部分（領域）の方向を検出し、遮光位置、つまり、座標入力位置の座標を決定する。
【０００４】
特許文献１の構成を一般化した例として、図２０の構成を示す。図２０は、座標入力面の両端に配置されたセンサユニット２Ｌ及び２Ｒと、座標を入力する際に使用する座標入力面である所の座標入力有効領域５が示される。そして、座標入力有効領域５の周囲３辺には、進入してきた光を進入してきた方向に再帰的に反射する再帰反射部４が設けられている。
【０００５】
センサユニット２Ｌ及び２Ｒは、投光部及び受光部（不図示）を有している。投光部は、座標入力有効領域５の入力面にほぼ平行に扇形に広がる光を投光し、受光部は、その光が再帰反射部４で再帰反射され、戻ってきた光を受光する。座標入力装置は、２つのセンサユニット２Ｌ及び２Ｒでそれぞれ検知された光の遮光方向（遮光角度θＬ及びθＲ）と当該センサユニット間の距離に基づいて、座標入力有効領域５に入力されたタッチ位置Ｐを算出することができる。
【０００６】
図中、センサユニット２Ｌ及び２Ｒの光軸方向を対称線として、センサユニット２Ｌ及び２Ｒの視野範囲が図示のように対称に設定される。レンズ光学系を使用する、この種の座標入力装置にあっては、光軸との成す角が増大すると、収差の影響により光学性能が劣化するのが常であり、軸対称な光学系を採用することでより高性能な装置を実現できる。
【０００７】
尚、図中３はセンサユニット２Ｌ及び２Ｒを制御し、また、取得したセンサユニット２Ｌ及び２Ｒの出力信号を処理、あるいはその処理結果を外部装置に出力する演算制御回路である。
【０００８】
特許文献２には、特許文献１で示される光学遮光方式の座標入力装置におけるセンサユニットの投光部及び受光部の具体的な構成の一例が示されている。
【０００９】
さらには、特許文献３には、各々のセンサユニットにおける投光部の点灯を制御する構成が開示されている。具体的には、特許文献３では、一方のセンサユニットの投光部から出射された光が他方のセンサユニットの受光部で外乱光として受光されることを防止するために、センサユニットの各投稿部からの光の出射が交互に行われるように制御する。
【００１０】
さらには、特許文献４には、座標入力有効領域の対向する２辺に複数のセンサユニットを配置され、当該センサユニットが、再帰反射部材と座標入力面との隙間に設ける構成が開示されている。
【００１１】
この種の座標入力装置を表示装置と一体にすることによって、表示装置の表示画面をタッチすることで、表示状態を制御したり、あたかも紙と鉛筆の様な関係で、タッチ位置の軌跡を筆跡として表示したりすることが可能となる。表示装置としては、液晶表示装置等の各種方式のフラットパネルディスプレイやフロントプロジェクターが知られている。フラットパネルディスプレイの場合には、座標入力装置を重ねて配置すれば、このような操作環境を実現でき、スマートフォン等の携帯機器はその代表例と言える。フラットパネルディスプレイの大型化に伴い、大型のタッチパネルと組み合わせて、例えば、デジタルサイネージと言った分野でもその導入が進んでいる。
【００１２】
大型の表示を可能とするフロントプロジェクターの場合には、その投影面であるスクリーンボード等に位置検出部を組み込み、そのスクリーンボードに画像を投影することになる。従って、座標入力装置の大きさは、タッチ操作面となるスクリーンボードの大きさに依存することになり、比較的大きな装置となる。そのため、スクリーンボードを移動するためのスタンドがスクリーンボードに装着される、あるいは、スクリーンボードを壁に固定的に据え付けて使用すると言うのが通例である。また、大きくなると共に販売価格が指数関数的に上昇し、大型の座標入力装置、あるいはそれを使ったアプリケーションの普及に、大きな妨げになっている。
【００１３】
図２０に示す光学遮光方式の座標入力装置の場合、センサユニット２、演算制御回路３、及び再帰反射部４が主要部品であり、それらがスクリーンボードに装着される。従って、装置が大型化しても主要部品の構成はそのままであり、大型化によるコストアップ要因はスクリーンボードの材料費が大半を占めることになる。
【００１４】
特許文献５及び特許文献６には、座標入力面に対し、垂直方向に複数の投光部を配置した構成が開示されている。これらは、垂直方向の投光部の発光形態が常に変化することなく一定な構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第４５０７５５７号明細書
【特許文献２】特開２００４−２７２３５３号公報
【特許文献３】特開２００１−４３０２１号公報
【特許文献４】特許登録第４１１８６６４号公報
【特許文献５】特許登録第３８３０１２１号公報
【特許文献６】特開２０１２−０３４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
表示装置の表示画面をタッチすることで操作するユーザインタフェースは、直観的であり誰でもが使えると言うことで、今や携帯機器では一般化している。当然のことながら、より大きな表示画面を有する装置であっても、そのような操作ができることが望まれている。
【００１７】
大画面を使った具体的用途は、会議用途でのプレゼンテーションやホワイトボード機能として、教育現場におけるＩＣＴ化教育、デジタルサイネージと言った市場からの要望が大きい。それに応えるためには、その操作環境を実現するための導入コストを大幅に低下させる必要が有る。
【００１８】
現状の会議室や教育現場には、備品としてホワイトボードやフロントプロジェクターが既に導入されていること例が多い。本願発明は、ユーザが既に購入しているこれらの装置を有効に活用して、大画面でも低価格でタッチ操作可能な操作環境を提供できるようにすることを目的としている。
【００１９】
先にも述べた通り、光学遮光方式の座標入力装置の主要構成部品は、タッチ操作により光路が遮られた方向を検出する少なくとも２つのセンサユニット２、演算制御回路３、及び再帰反射部４である。これらの主要構成部品を所定の位置寸法関係で、例えば、ホワイトボードに装着できれば、ホワイトボードのタッチ位置を検知することが可能となる。スクリーンボードとして既存のホワイトボードを流用すれば、コストの大半を占めるスクリーンボード自体が必須構成要素から無くなる。従って、製品価格を大幅に抑えることができ、大型であっても安価にタッチ操作環境を提供することができる。
【００２０】
この光学遮光方式の座標入力装置の位置検出原理は、少なくとも２つのセンサユニットが出力するタッチ位置の遮光方向（＝角度）とそのセンサユニット間の距離情報に基づき幾何学的にタッチ位置を算出する。従って、高精度でタッチ位置を検出するためには、高精度でセンサユニットを位置決めして取り付けなければならない。更に望ましくは、その取り付けをユーザが簡単にできることが好ましい。
【００２１】
一方で、ユーザによるセンサユニットのラフな位置決めでの装着でも、高精度なタッチ位置検出が可能であれば、次のような使い勝手を実現することが可能となる。光学遮光方式の座標入力装置の主要構成部品のみを持ち運び、例えば、会議が行われる会議室に設置されているホワイトボードに簡単に短時間で装着して使用する。そして、会議終了と共に主要構成部品を取り外し持ち帰る、あるいは別の会議室に持って行ってそこで使用する。要は、着脱、可搬できることにより、『誰でも』が『何時でも』、『何処でも』、『簡単に』操作できるようになる。また、それらを実現するための製品そのものの構成部品点数も、より少ないのが好ましい。さらには、可搬を想定して小型、軽量であることが望まれる。
【００２２】
この主要構成部品を装着、取り外し可能な構成とするために、例えば、マグネットを用いることで、例えば、既に購入されているホワイトボードに装着可能となる。そして、ホワイトボードを投影面とすることで、入出力一体型のタッチ操作環境が提供される。一般にホワイトボードは種々のサイズのものが市販されており、当然のことながらより大きなホワイトボードを使用すれば、より大きな表示画面に投影することができる。従って、会議室に設置されている大小様々なホワイトボードの大きさに応じて、この主要構成部品の設置が可能であり、かつ高精度にタッチ位置を検出できることが好ましい。
【００２３】
しかしながら、市販されているホワイトボードを使用する場合や壁等を投射面として使用する場合、ホワイトボードの壁に平面性が確保されているという保証はない。図２１は、光学遮光方式の座標入力装置をホワイトボードあるいは壁に装着した状態の側面方向からの断面図である。図２１（Ａ）の状態が、ホワイトボード及び壁の平面性が確保されている場合である。しかしながら、市販されているホワイトボードや壁等は図２１（Ｂ）の状態のように、入力側が凸の湾曲している場合が起こりえる。従って、平面性が保たれない市販されたホワイトボードに光学遮光方式の座標入力装置を設置した場合、不具合を生じる。図２１（Ｂ）はこの不具合を説明した図であり、図２１（Ｂ）に示すように、座標入力装置のセンサバー１Ｌの投光部３０から発せられた矢印で示す光は、ホワイトボード等の入力面６の凸部１１４によって遮られる。この現象のため、光学遮光方式の座標入力装置の性能を阻害する結果となる。
【００２４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、投影面とする既存のホワイトボードや会議室等の壁面の平面性の程度に影響を受けることなく、その投影面を利用した座標入力を行うことができる座標入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置は以下の構成を備える。即ち、
入力面を指示することにより座標を入力する座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力装置であって、
第１の筺体と第２の筺体であって、それぞれの筺体が、
前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光する投光部として、前記入力面からの距離が異なる第１の投光部と第２の投光部の少なくとも２つの投光部と、光を受光する受光部とを備えるセンサユニットを少なくとも２つ内蔵し、
前記筺体が装着される前記座標入力有効領域の装着面とは異なる長手方向の側面に、入射光を再帰的に反射する再帰反射部が装着されている、
第１の筺体と第２の筺体と、
前記第１の筺体と前記第２の筺体が前記座標入力有効領域の対向する２辺近傍に装着された状態で、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれの前記受光部から得られる光量分布の変動に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算手段と、
前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記受光部の受光状態を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記第１の投光部と前記第２の投光部を少なくとも一方を使用して投光を行うように、前記第１の投光部と前記第２の投光部による投光形態を制御する制御手段と
を有する。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、投影面とする既存のホワイトボードや会議室等の壁面の平面性の程度に影響を受けることなく、その投影面を利用した座標入力を行うことができる座標入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態１の座標入力装置の概略構成図である。
【図２】実施形態１のセンサユニットの詳細構成を示す図である。
【図３】実施形態１の投光部と受光部の視野範囲を説明するための図である。
【図４】実施形態１のセンサバーの概略構成を示す図である。
【図５】実施形態１の演算制御回路の第１の検出モードの動作を説明するための図である。
【図６】実施形態１の検出信号波形の処理を説明する図である。
【図７】実施形態１の座標算出を説明する図である。
【図８】実施形態１のデジタイザ座標系とスクリーン座標系を説明するための図である。
【図９】実施形態１の演算制御回路の第２の検出モードの動作を説明するための図である。
【図１０】実施形態１のセンサユニットの相対的な位置関係の算出を説明するための図である。
【図１１】実施形態１の初期設定処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態１の座標入力装置の特徴を説明するための図である。
【図１３】実施形態１の通常動作及びキャリブレーションの処理を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態２の座標入力装置の特徴を説明するための図である。
【図１５】実施形態２の受光強度を説明するための図である。
【図１６】実施形態２の初期設定処理を示すフローチャートである。
【図１７】実施形態３の座標入力装置の特徴を説明するための図である。
【図１８】実施形態３の座標入力装置の平面構成図である。
【図１９】実施形態４の座標入力装置の特徴を説明するための図である。
【図２０】従来の光学式座標入力装置の基本構成を説明するための図である。
【図２１】従来の光学式座標入力装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
【００２９】
＜実施形態１＞
本願発明の座標入力装置の概略構成を、図１を用いて説明する。
【００３０】
図中、１Ｌ及び１Ｒはそれぞれ、少なくとも２個のセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２、及び２−Ｒ１及び２−Ｒ２（総称する場合は、センサユニット２と表記）を装備する筺体であるところのセンサバーである。
【００３１】
各々のセンサバー１Ｌ及び１Ｒ（総称する場合は、センサバー１と表記）は、図示のように矩形状の座標入力有効領域５の対向する２辺に設けられる。表示装置が仮にフロントプロジェクターとすれば、表示領域は座標入力有効領域５の範囲内であってかつ同一平面上に設定され、例えば、平面状のホワイトボード等の入力面６に投影される。無論、入力面６に限定されるものではなく、壁面等であっても良い。
【００３２】
センサバー１Ｌ及び１Ｒの側面にはそれぞれ、図示のように再帰反射部４Ｌ及び４Ｒ（総称する場合は、再帰反射部４と表記）が装着されている。そして、再帰反射部４Ｌ及び４Ｒはそれぞれ、対向する辺に設けられたセンサバー１Ｌあるいは１Ｒのセンサユニット２が投光した赤外光を再帰的に反射できるように構成してある。換言すれば、センサバー１Ｌ及び１Ｒの座標入力有効領域５への装着面とは異なる長手方向の側面に、再帰反射部４が装着されている。尚、再帰反射部４は、入力面６が凸状に湾曲している場合にも、投光制御後のセンサユニット２からの投光が十分に再帰反射する様な位置に装着される。これの詳細については後述する。
【００３３】
センサバー１Ｌにはセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２が内蔵され、センサバー１Ｒにはセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２が内蔵されている。センサバー１Ｌに内蔵される演算制御回路３Ｌはセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２を制御して、その出力結果を演算処理すると共に、センサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒを制御する。センサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒは、センサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２を制御して、その出力結果を演算処理して、センサバー１Ｌの演算制御回路３Ｌにその結果を送信する。そして、センサバー１Ｌの演算制御回路３Ｌは、４つのセンサユニット２−Ｌ１、２−Ｌ２、２−Ｒ１及び２−Ｒ２からの出力結果を処理して、タッチ位置を算出し、パーソナルコンピュータ等の外部機器へ結果を出力する。
【００３４】
図１では、センサバー１Ｌの演算制御回路３Ｌとセンサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒとはコードで接続される構成（つまり、有線接続）となっているが、これに限定されない。例えば、無線等の通信機能を互いに搭載して、それらの通信機能を使用してデータの送受信（無線接続）を行っても良い。
【００３５】
尚、以後の説明にあっては、水平方向をＸ軸（図面右側が＋）、天地方向をＹ軸（下側が＋）として説明する。
【００３６】
図２はセンサユニット２−Ｌ１、２−Ｌ２、２−Ｒ１及び２−Ｒ２の詳細構成を示す図である。図２（Ａ）は図１における断面Ａ−Ａであり、図２（Ｂ）及び（Ｃ）は図中の矢印方向から見た正面図である。
【００３７】
図２（Ａ）において、センサユニット２は、センサバー１に収納されており、２つの投光部３０１及び３０２、及び受光部４０で構成される。投光部３０１及び３０２と、受光部４０の距離はそれぞれＬ＿ｐｄであり、その間及び近傍に再帰反射部４−１〜４−３（総称する場合は、再帰反射部４と表記）が図示のように設けられている。投光部３０１は入力面６に近い側に配置され、投光部３０２は入力面６に遠い側に配置される。つまり、投光部３０２は、投光部３０１と比べて、距離Ｌ＿ｐｄ×２だけ、入力面６から離れた位置に配置されることになる。換言すれば、入力面６を基準とすると、投光部３０１は下段投光部（第１の投光部）、投光部３０２は上段投光部（第２の投光部）とも言える。投光部３０１と投光部３０２の投光形態は、演算制御回路３内の投光形態制御部６１ｂにより変更される。この投光形態制御に関しては、後述する。
【００３８】
尚、図２の再帰反射部４を複数に分割して離間させた装着位置は、少なくとも、センサユニット２の投受光窓近傍のみの装着形態である。従って、センサユニット２以外の装着位置に関しては、入力面６から所定距離の範囲内に連続的に装着しても良い。
【００３９】
４５は光透過性の部材であって、センサバー１内へのゴミ等の異物の侵入を防止するための保護部材である。
【００４０】
図２（Ｂ）において、投光部３０１は、発光部である赤外ＬＥＤ３１１、投光レンズ３２１、両者を固定するための接着層３３１で構成される。同様に、投光部３０２も、赤外ＬＥＤ３１２（図２（Ａ））、投光レンズ３２２（図２（Ａ））、及び接着層（不図示）で構成され、それらの機能については、投光部３０１と同一であるため、ここでは、投光部３０１に着目して説明する。
【００４１】
投光レンズ３２１は、赤外ＬＥＤ３１１の光を、座標入力面となる入力面６と略平行な光束となるように構成する。そして、対向する辺に設けられたセンサバー１の再帰反射部４の全領域を照明するように、投光範囲がｇ〜ｈ範囲であって、頂点が点Ｏの位置（センサユニット２の重心位置）の扇状の光束を出射する。この時、投光部３０１の光軸はｆ方向に設定されることになるが、その理由は後述する。
【００４２】
図２（Ｃ）において、受光部４０は、投光部３０１及び３０２が投光した光が、対向する辺に設けられたセンサバー１に装着されている再帰反射部４によって再帰反射された光を検出する。４１は光電変換素子であるところのラインＣＣＤ、４２は受光レンズ、４３は視野絞り、４４は赤外線通過フィルターである。また、保護部材４５（図２（Ａ））に赤外通過フィルター機能を設けることで、赤外線通過フィルター４４を廃止してもかまわない。
【００４３】
受光部４０の光軸はＸ軸方向に設定される。視野範囲はｇ〜ｈ範囲であり、点Ｏの位置が光学的な中心位置となっている。また、受光部４０は、図示のように光軸に対して非対称な光学系となっている。点Ｏの位置、及び方向ｇ、方向ｈが略一致するように、投光部３０と受光部４０は、図２（Ａ）のように重ねて配置される。また、受光部４０は、入射する光の方向に応じて、ラインＣＣＤ４１の画素に集光されるので、ラインＣＣＤ４１の画素番号は入射する光の角度情報を表す。また、受光部４０は、座標入力有効領域５の座標入力面と略平行な視野範囲を有し、その光軸方向は、ラインＣＣＤ４１の受光面の法線方向と一致するように配置されている。
【００４４】
図３（Ａ）は座標入力装置の概略と投光部３０１（投光部３０２でも同様、以下では、投光部３０１について着目して説明）及び受光部４０の光学系の配置を示す図である。センサバー１Ｌの投光部３０１より対向する辺に設けられたセンサバー１Ｒに設けられた再帰反射部４Ｒに向けて照明される範囲はｇ〜ｈ範囲である。そして、実際に再帰反射部４Ｒが装着されている範囲ｊ〜ｆの方向の光が再帰反射され、受光部４０で検出される。
【００４５】
図２（Ａ）で模式的に示す投光部３０１で投光した光の光束は完全には平行とはならず、投光距離が延びるに従って、その光束幅は広くなる。従って、再帰反射部４Ｒで再帰反射される光の量は、再帰反射部４Ｒに到達する距離が長くなれば減少する。従って、投光地点Ｏから再帰反射部４Ｒまでの距離が近い方向ｊに比べて距離の遠い方向ｆは再帰反射効率が悪い。
【００４６】
更には、再帰反射部４Ｒは再帰反射面に垂直方向から入射した場合より、その角度が斜めになるに従って、再帰反射効率が低下する。言い換えれば、再帰反射部４Ｒに入射する光が再帰反射光として再帰反射する割合は、入射角に依存しており、方向ｆは最もその再帰反射効率が低下する方向と言える。
【００４７】
更には、受光部４０の光軸は方向Ｘに設定されており、方向ｆが最も光軸となす角度が大きな方向となっている。一般的な光学レンズのレンズ特性は、光軸となす角度が大きくなるに従って性能が劣化することが知られており、例えば、方向ｆでの集光効率の低下により、その方向が最も暗くなる方向と言える。
【００４８】
以上より、仮に投光部３０１が方向によらず一定の強度で照明することができたとしても、方向ｊから帰ってくる再帰反射光に比べて、方向ｊから方向ｆに向かうに従って、受光部４０で検出できる再帰反射光は弱くなる（図３（Ｂ）参照）。
【００４９】
一方で、赤外ＬＥＤ３１１は光軸方向に光の放射強度が最大となるように構成されるのが一般的である。そして、光軸からのなす角度が大きくなるに従って放射強度は低下することになるが、その度合いを、光軸方向の照明強度の半分となる角度『半値角』で定義することが通常である（図３（Ｃ）参照）。
【００５０】
そこで、再帰反射光レベルが最も弱い方向ｆに投光部３０１の光軸を向けることで、方向ｆの照明強度を増大させ、相対的に方向ｆから方向ｊに向かうに従って、照明強度を低下させている。その結果、方向ｊから方向ｆまでの間、検出できる再帰反射光の強度を均一化できるようになる（図３（Ｄ）参照）ので、方向によらずより安定した信号が得られるようになる。ここで、実施形態１では、例えば、図３（Ｄ）の受光部４０での受光強度に対して破線で示すような閾値を設ける。もし、初期設定時において、受光判定部でこの受光強度がこの閾値未満であると判定された場合には、投光形態を変更する。これの詳細については後述する。
【００５１】
尚、本実施形態では、赤外ＬＥＤ３１１の放射強度分布を基に投光部３０１の光軸を再帰反射光レベルが最も弱い方向ｆに向ける構成を示しているが、投光部３０１の受光部４０に対する傾斜角はこれに限られるものではない。例えば、投光レンズ３２１自体の光軸が非対称となる光学系を搭載する場合には、その光量分布も、図３（Ｃ）の放射強度分布も非対称性を有する。この場合、その非対称性を有する分布が最大となる方向と方向ｆとが一致するように、投光部３０１の受光部４０に対する傾斜角を設定しても良い。
【００５２】
図４を用いて、センサバー１Ｌの構成の詳細を説明する。尚、図４では、センサバー１Ｌに着目して説明するが、センサバー１Ｒも同様の構成を有する。
【００５３】
上述のように、２本のセンサバー１Ｌ及び１Ｒを、例えば、平面状のホワイトボードや壁面に装着し、そのホワイトボードや壁面に投影されている表示画面を直接タッチして操作できるようにすることが本装置の狙いでもある。表示画面の大きさは、ホワイトボードの大きさや壁面の大きさに応じてユーザが適宜設定するものであり、固定値では無い。更には、市販されているホワイトボードには種々のサイズのものが有り、投影画面のスクリーンとして大画面を投影できる標準サイズとしては、縦横寸法９００×１２００ｍｍ、９００×１８００ｍｍ、１２００×１８００ｍｍがある。
【００５４】
しかしながら、この寸法はホワイトボードとして有効に使える範囲を定義しているのではなく、入力面６となるホワイトボードの４辺周囲部の筺体枠を含んだ寸法であることが多い。従って、実際に使える平面領域はそれより小さく、その大きさも製造メーカによってまちまちとなっている現状が有る。
【００５５】
そこで、本願発明の座標入力装置は、センサバー１に伸縮機構（２つのセンサユニットの重心を結ぶ線分方向に伸縮する伸縮部）を設けている。これにより、センサバー１の長さを、言い換えればセンサバー１に内蔵される２つのセンサユニット２のセンサ間の距離を可変にできるように構成している。実際には、例えば、縦寸法９００〜１２００ｍｍのホワイトボードの平面部分の大きさ８２０ｍｍから１２００ｍｍに装着できるように、センサバー１の外形長さが８２０ｍｍから１２００ｍｍまで可変できる構成とする。
【００５６】
尚、図１では、ホワイトボードの左右２箇所にセンサバーを装着するものとして、ホワイトボードの縦寸法を基準にして伸縮量を設定しているが、これに限定されるものではない。例えば、ホワイトボードの左右でなく、上下２箇所に装着することを想定する場合には、センサバー１を伸ばした時の最大寸法はより長く設定することになる。さらには、壁面等により大きな画面を投影した場合でも使えるようにすることを想定する場合には、想定する最大表示画面の大きさに応じて、センサバーの伸縮量を設定することになる。
【００５７】
また、ホワイトボードへセンサバーを装着することを前提とすると、センサバーを左右に装着することが、上下に装着することよりもより優位と考えられる。
【００５８】
第１の理由は、表示装置のアスペクト比とホワイトボードのアスペクト比を考慮すると、ホワイトボード上に可能な限り表示領域を最大に設定した場合に、ホワイトボードの左右領域に空白部分（表示されない領域）ができる。従って、その空白部分にセンサバー１を設置すれば、そのことによって、表示画像を小さくしなければならないと言った障害が発生することがない。言い換えれば、より大きな画面を使うことができる操作環境を提供することが可能になる。
【００５９】
第２の理由は、表示画面のアスペクト比は、例えば、１６：９等の横長であることが通例である。表示画面と等しい領域をタッチ操作可能とするためには、センサユニット２を、表示画面の角部に設ける必要がある。従って、表示画面の左右にセンサバー１を設けることで、上下にセンサバー１を設ける場合より、そのセンサバー１の長さを抑えることが可能となる。
【００６０】
座標入力装置は、ユーザが所望する会議室等に持ち運んで、既に会議室に設置されているホワイトボードや、会議室の壁面を使って、直ぐに使えることを狙いの一つとしている。従って、センサバー１の大きさや重量は、より小さく、より軽いことが好適であり、センサバー１の長さを抑制することができる左右に装着する仕様がより好ましい形態である。
【００６１】
第３の理由は、左右装着仕様とすることで、設置が容易となる点である。言い換えれば、上下装着仕様の場合、表示画面が大きくなれば上側にセンサバー１を装着する際に脚立等を用意した上での高所作業が発生してしまう。従って、上下に装着する仕様は、表示サイズによっては設置容易性に欠ける場合がある。
【００６２】
図４（Ａ）は、センサバー１の概略構成を示しており、センサバー１は、上側筺体５１、及び下側筺体５２で構成される。５３は外側パイプ、５４は内側パイプで有り、外側パイプ５３の内径と内側パイプ５４の外形が略勘合の関係にある。外側パイプ５３は上側筺体５１に固定され、内側パイプ５４は下側筺体５２に固定される。上側筺体５１と下側筺体５２とでセンサバー１の長さを伸縮させようとすると、外側パイプ５３と内側パイプ５４が勘合関係を維持した状態でスライドする（図４（Ｂ）参照）。これらのパイプを金属製とすることで、伸縮動作時のセンサバー１の伸縮方向や機械的強度を得ている。金属製パイプの一端は絞り加工が施され、押しつぶされた状態となり、その部分で筺体に機械的に結合されると共に、センサユニット２が装着される。
【００６３】
センサバー１の伸縮方向に対して直角な方向にセンサユニット２の受光部４０の光軸が配置されている。先に説明したとおり、受光部４０の視野範囲は光軸に対して非対称に設けられている。このように構成することで、センサバー１の筺体を細く構成することが可能となる。この理由として、ラインＣＣＤ４１、及び、ラインＣＣＤ４１が実装される実装面となる回路基板（不図示）の長手方向が、センサバー１の長手方向と一致し、首尾よく配置されることによる。
【００６４】
図４（Ｃ）は、従来技術であるところの軸対称な光学系を採用している投光部の例である。受光部４０に必要な視野範囲を確保するために、センサバーのスライド方向に対して、受光部４０の光学系の光軸は傾いた状態にならざるを得ない。その結果、その光学系を収納するセンサバー１の幅Ｌｗが、実施形態１のセンサバー１の幅より大きくなってしまう。このことは、筺体がより大きくなることで重量増につながり、可搬性を低下させるだけではなく、センサバー１を装着するために必要な面積がより大きくなることを意味する。よって、ホワイトボード等に装着する場合には、表示装置の投影面積が小さくなってしまう。
【００６５】
図４（Ｃ）において、軸対称な光学系を用いて、かつセンサバー１のスライド方向に垂直な方向に受光部４０の光学系を設定し、光学系で光線を折り曲げて必要な視野範囲を確保する場合を考える。当然のことながら、光路上にミラー等の新たな光学素子を設けることになり、センサユニット２がより大きくなることは避けられない。つまり、そのような構成としても、本願発明の非軸対称な光学系を用いる場合より、センサバー１の幅Ｌｗは大きくなる。
【００６６】
更には、十分に大きな視野範囲を有する受光部４０の光学系（例えば、光軸を中心として±５０°の視野範囲を採用した場合を考える。図３（Ａ）に於いて、受光光学系の視野範囲は方向ｈから方向ｍの範囲であり、光軸方向Ｘに対して、角度Ｘｏｈ＝角度Ｘｏｍ＝５０°の関係となる。座標入力装置が必要とする視野範囲は、対向する辺に設けられた再帰反射部４の全域をカバーする範囲（方向ｆから方向ｊの範囲）のみである。従って、片側略半分の視野範囲（方向ｊから方向ｍの範囲）は無効な領域となる。従って、このような場合であっても、受光部４０の有効な視野範囲は、実質的に非対称な光学系を採用している構成した場合の視野範囲と同等と言える。
【００６７】
図５（Ａ）は演算制御回路３のブロック図である。本実施形態におけるセンサバー１Ｌの演算制御回路３Ｌとセンサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒは、外部へのインタフェース仕様を除き、いずれも同様の回路構成であり、接続される対応するセンサユニット２の制御、演算を行う。図５（Ａ）は、特に、センサバー１Ｌの演算制御回路３Ｌの構成を示している。
【００６８】
センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２のラインＣＣＤ４１用のＣＣＤ制御信号は、ワンチップマイコン等で構成されるＣＰＵ６１から出力され、ラインＣＣＤ４１のシャッタータイミングやデータの出力制御等を行う。ＣＣＤ用のクロックはクロック発生回路ＣＬＫ６２から各センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２に送信されるとともに、ラインＣＣＤ４１との同期をとって各種制御を行うためにＣＰＵ６１にも入力されている。尚、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２の赤外ＬＥＤ３１１を駆動するＬＥＤ駆動信号は、ＣＰＵ６１から供給される。
【００６９】
センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２それぞれのラインＣＣＤ４１からの検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ６３に入力され、ＣＰＵ６１からの制御によって、デジタル値に変換される。変換されたデジタル値はメモリ６４に記憶され、角度計算に用いられる。そして、計算された角度情報から幾何学的なタッチ位置を算出し、外部ＰＣ等の情報処理装置にインタフェース６８（例えば、ＵＳＢインタフェース）を介して出力される。
【００７０】
先に示した通り、各センサバー１の演算制御回路３は、各々２つのセンサユニット２を制御している。仮に、センサバー１Ｌの演算制御回路３Ｌがメイン機能を果たすものとすれば、ＣＰＵ６１はシリアル通信部６７を介して、センサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒに制御信号を送信して、回路間の同期を行う。そして、演算制御回路３Ｒから、必要なデータの取得を行うことになる。
【００７１】
演算制御回路３Ｌ及び３Ｒ間の動作は、マスター・スレーブ制御にて動作する。本実施形態の場合、演算制御回路３Ｌがマスターで、演算制御回路３Ｒがスレーブである。尚、各演算制御回路は、マスター・スレーブのどちらにもなりうるが、ディップスイッチ（不図示）等の切替部で、ＣＰＵのポートに切替信号を入力することで、マスター・スレーブの切替が可能となっている。
【００７２】
マスターであるセンサバー１Ｌの演算制御回路３Ｌからは、対向する辺に設けられたセンサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２のデータを取得するために、制御信号がスレーブの演算制御回路３Ｒにシリアル通信部６７を介して送信される。そして、センサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２で得られた角度情報が算出され、シリアル通信部６７を介してマスター側の演算制御回路３Ｌに送信される。
【００７３】
尚、インタフェース６８は、本実施形態の場合、マスター側の演算制御回路３Ｌに実装されることになる。
【００７４】
また、演算制御回路３Ｌは、上述のように、ＣＰＵ６１を中心に、クロック発生回路ＣＬＫ６２、Ａ／Ｄコンバータ６３、メモリ６４を備える。そして、演算制御回路３Ｌ内に、受光部の受光状態を判定する受光判定部６１ａ、及び、その判定結果に応じてセンサユニット２中の２つの投光部３０１及び３０２の投光形態を制御する投光形態制御部６１ｂがＣＰＵ６１によって実現される。投光形態の制御の詳細に関しては後述する。
【００７５】
また、６６は、指示具として、赤外線を発光する専用ペン（不図示）を使用した時の赤外線受光部である。６５は専用ペンからの信号をデコードするためのサブＣＰＵである。専用ペンは、ペン先が入力面を押圧したことを検知するスイッチや、ペン筺体サイド部に種々のスイッチを有する。それらのスイッチの状態やペンの識別情報を専用ペンに設けられた赤外線発光部で送信することにより、専用ペンの操作状態を検知することが可能となる。
【００７６】
図５（Ｂ）はセンサユニット２を動作させるためにマスター側の演算制御回路３ＬのＣＰＵ６１が出力する制御信号、及びセンサユニット２の動作を示すタイミングチャートである。
【００７７】
７１、７２、７３がラインＣＣＤ４１制御用の制御信号であり、ＳＨ信号７１の間隔でラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間が決定される。ＩＣＧＬ信号７２はセンサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２へのゲート信号であり、ラインＣＣＤ４１内部の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号である。
【００７８】
ＣＣＤＬ信号７４は、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２のラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間を示す信号である。ＩＣＧＲ信号７３は、対向するセンサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２へのゲート信号であり、シリアル通信部６７を介してセンサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒに送信される。そして、演算制御回路３ＲがラインＣＣＤ４１内部の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号を生成する。ＣＣＤＲ信号７５は、センサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２のラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間を示す信号である。
【００７９】
尚、以下の駆動タイミングに関しては、投光部３０１の赤外ＬＥＤ３１１と投光部３０２の赤外ＬＥＤ３１２は点灯タイミングが異なる場合がある。しかしながら、ラインＣＣＤ関連の動作タイミングとの関係は共通であるので、ここでは併せて、赤外ＬＥＤ３１１で代表して示す。
【００８０】
ＬＥＤＬ信号７６及びＬＥＤＲ信号７７は、各センサユニット２の赤外ＬＥＤ３１１の駆動信号である。ＳＨ信号７１の最初の周期でセンサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２の赤外ＬＥＤ３１１を点灯するために、ＬＥＤＬ信号７６が各々のＬＥＤ駆動回路（不図示）を経て赤外ＬＥＤ３１１に供給される。
【００８１】
そして、ＳＨ信号７１の次の周期で、対向する辺に設けられたセンサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２の赤外ＬＥＤ３１１を点灯するために、ＬＥＤＲ信号７７がシリアル通信部６７を介して演算制御回路３Ｒに送信される。そして、演算制御回路３Ｒが各々のＬＥＤ駆動回路に供給するための信号を生成する。
【００８２】
赤外ＬＥＤ３１１の駆動、及びラインＣＣＤ４１のシャッター開放が終了した後に、ラインＣＣＤ４１の信号がセンサユニット２から読み出され、後述する方法で角度情報を算出する。そして、スレーブ側の演算制御回路３Ｒの演算結果はマスター側の演算制御回路３Ｌに送信される。
【００８３】
以上のように動作させることで、センサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２と対向するセンサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２とは、異なるタイミングで動作するようになる。このように構成することで、対向する辺に設けられたセンサユニットの赤外光を検出することなく、センサユニット自身が発光した再帰反射光のみを検出できる。
【００８４】
図６を用いて、センサバー１のセンサユニット２から出力される信号について説明する。先ず、センサユニット２の投光部３０の発光が無い状態である場合の受光部４０の出力は図６（Ａ）となり、発光が有る場合の受光部４０の出力は図６（Ｂ）となる。図６（Ｂ）において、レベルＡが検出した光量の最大レベルであり、レベルＢが光を全く検出（受光）できてないレベルと言える。
【００８５】
センサユニット２が発光した赤外線は、対向する辺に設けられた再帰反射部４で再帰反射され、自身のセンサユニット２で検出される。従って、光出力が得られ始める画素番号Ｎｊの方向は図３における方向ｊであり、同様に、画素番号Ｎｆの方向は図３における方向ｆということになる。画素番号Ｎｊから画素番号Ｎｆまでの光量は、表示画面の大きさやそのアスペクト比、それに対応したセンサバー１の配置状態（特に、２つのセンサバー１間の距離）や伸縮状態等によって変化する。
【００８６】
本願発明の座標入力装置は、最適な光量レベルが得られるように、ＳＨ信号を制御することによって、ラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間、及び赤外ＬＥＤ３１１の露光時間を調整する。センサユニット２から得られる光量が多ければ時間を短くし、逆に少なければ時間を長く設定することができる。さらには、検出光量レベルに応じて、赤外ＬＥＤ３１１に流す電流を調整しても良い。このように出力信号を監視することで、最適な光量が得られるように構成されている。このような調整を、レベル変動が有った場合に適宜行う仕様としても良い。もしくは、センサバー１が設置され、その状態が保持されている間は、安定した一定の信号が得られるはずであるので、このような光量の調整は、設置が完了した電源投入時に行えばよい。
【００８７】
再び、図６に戻り、座標入力有効領域５の入力面をタッチすることで光路を遮ると、図６（Ｃ）のように、例えば、画素番号Ｎｃで光量が検出できなくなる。この図６（Ａ）〜（Ｃ）の信号を用いて、タッチした方向、言い換えると、角度を算出する。
【００８８】
まず、システムの起動時、システムのリセット時、あるいは自動的に、基準データを取得する。以降、一つのセンサユニット２のデータ処理について説明するが、他のセンサユニットでも同様の処理を行っている。
【００８９】
電源投入時、操作者によるタッチ操作が行われてない状態で、投光部３０の照明無しの状態でラインＣＣＤ４１の出力をＡ／Ｄコンバータ６３によりＡ／Ｄ変換して、この値をＢａｓｅ＿Ｄａｔａ［Ｎ］としてメモリ６４に記憶する。これは、ラインＣＣＤ４１のバイアスのばらつき等を含んだデータとなり、図６（Ａ）のレベルＢ付近のデータとなる。ここで、［Ｎ］はラインＣＣＤ４１のＣＣＤ画素番号であり、有効な入力範囲に対応する画素番号が用いられる。
【００９０】
同様に、操作者によるタッチ操作が行われてない状態で、投光部３０から投光した状態での光量分布を取得して記憶する。これは、図６（Ｂ）の実線で表されたデータであり、Ｒｅｆ＿Ｄａｔａ［Ｎ］としてメモリ６４に記憶する。これにより、初期データとして２種類のデータの記憶を管理する。
【００９１】
その後、サンプリングを開始することになるが、タッチ操作が行われてなければ、図６（Ｂ）に示すデータは、タッチ操作が行われると、そのタッチ位置に応じて影Ｃが検出された図６（Ｃ）に示すデータが検出される。この投光部３０の照明有りの状態で得られるサンプルデータをＮｏｒｍ＿Ｄａｔａ［Ｎ］と定義する。
【００９２】
これらのデータ（メモリ６４に記憶されているＢａｓｅ＿Ｄａｔａ［Ｎ］とＲｅｆ＿Ｄａｔａ［Ｎ］）を用いて、まずは、指示具の入力の有無、遮光部分の有無の判定を行う。まず、遮光部分を特定するために、データの変化の絶対量を各々の画素において算出し、予め設定してある閾値Ｖｔｈａと比較する。
【００９３】
Norm_Data0[N] = Norm_Data[N] - Ref_Data[N]                  （１）
ここで、Norm_Data0[N]は、各画素における絶対変化量であり、閾値比較により、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。そして、閾値を超えるデータが、例えば、所定数以上の連続した画素で発生した場合に、タッチ操作が有ると判定する。この処理は、差を取り比較するだけなので、短時間での演算が可能であり、入力の有無判定を高速に行うことができる。
【００９４】
次に、より高精度に検出するために、画素データの変化の比を計算して入力点の決定を（２）式を用いて行う。
【００９５】
Norm_DataR[N] = Norm_Data0[N] / (Base_Data[N] - Ref_Data[N])      （２）
この画素データ（光量分布）に対して、別途設定される閾値Ｖｔｈｒを適用する。そして、その閾値Ｖｔｈｒを横切る点に対応する、光量分布中の遮光部分に対応する光量変動領域の立ち上がり部と立ち下がり部の画素番号から、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、角度を算出する。
【００９６】
図６（Ｄ）は変化の比の計算を終了後の検出結果の例である。今、閾値Ｖｔｈｒで検出すると、遮光部分の立ち上がり部分は、Ｎｓ番目の画素でレベルＬｓとなり閾値Ｖｔｈｒを超えたとする。さらに、Ｎｔ番目の画素でレベルＬｔとなり閾値Ｖｔｈｒを下まわったとする。
【００９７】
この時、出力すべきラインＣＣＤ４１の画素番号Ｎｐを、立ち上がり部と立ち下がり部の画素番号の中央値として式（３）のように計算しても良いが、そうすると、ラインＣＣＤ４１の画素間隔が出力画素番号の分解能になる。
【００９８】
Np = Ns + (Nt - Ns) / 2                                            （３）
そこで、より高分解能に検出するために、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、閾値Ｖｔｈｒを横切る仮想の画素番号を計算する。
【００９９】
画素ＮｓのレベルをＬｓ、画素Ｎｓ−１番のレベルをＬｓ−１、そして、画素ＮｔのレベルをＬｔ、画素Ｎｔ−１のレベルをＬｔ−１とすると、それぞれの仮想画素番号Ｎｓｖ、Ｎｔｖは、
Nsv = Ns-1 + ( Vthr - Ls-1 ) / ( Ls -LS-1 )                        （４）
Ntv = Nt-1 + ( Vthr - Lt-1 ) / ( Lt -Lt-1 )                        （５）
と計算できる。この計算式によれば、出力レベルに応じた仮想画素番号、つまり、ラインＣＣＤ４１の画素番号よりも細かい画素番号を取得できる。そして、これらの仮想画素番号Ｎｓｖ、Ｎｔｖの仮想中心画素Ｎｐｖは、式（６）で決定される。
【０１００】
Npv = Nsv + ( Ntv - Nsv ) / 2                                      （６）
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、所定レベルの閾値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。
【０１０１】
このように得られた中心画素番号から、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。
【０１０２】
後述する実際の座標計算では、角度そのものよりもその角度における正接（ｔａｎｇｅｎｔ）の値を計算するほうが都合がよい。尚、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。変換式は、例えば、高次の多項式を用いると精度を確保できるが、次数等は計算能力及び精度スペック等を鑑みて決定すればよい。
【０１０３】
ここで、５次多項式を用いる場合の例を示すと、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、出荷時等にこの係数データを不揮発性メモリ等のメモリに記憶しておけばよい。今、５次多項式の係数をＬ５、Ｌ４、Ｌ３、Ｌ２、Ｌ１、Ｌ０としたとき、ｔａｎθは
tanθ=((((L5*Npr+L4)*Npr+L3)*Npr+L2)*Npr+L1)*Npr+L0                （７）
であらわすことができる。同様なことを、各々のセンサユニットに対して行えば、それぞれの角度データを決定できる。もちろん、上記例では、ｔａｎθを計算しているが、角度データそのものを計算し、その後、ｔａｎθを計算しても構わない。
【０１０４】
図７は、画面座標との位置関係を示す図である。センサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１の視野範囲は方向ｊから方向ｆの範囲であり、角度の正負を図示のように設定する。そして、センサユニット２−Ｌ１の光軸はＸ軸方向であり、その方向を角度０°と定義する。同様に、センサユニット２−Ｌ２の視野範囲は方向ｆから方向ｊの範囲であり、角度の正負を図示のように設定し、及び、センサユニット２−Ｌ２の光軸の方向を角度０°と定義する。そして、センサユニット２−Ｌ１の光軸中心とセンサユニット２−Ｌ２の光軸中心を結ぶ線分をＹ軸と定義すれば、各センサユニットの光軸はその線分の法線方向となる。また、センサユニット２−Ｌ１の光軸中心とセンサユニット２−Ｌ２の光軸中心との距離をｄｈと定義する。
【０１０５】
今、点Ｐの位置でタッチ操作が行われた場合を想定する。
【０１０６】
センサユニット２−Ｌ１で算出される角度はθＬ１であり、センサユニット２−Ｌ２で算出される角度はθＬ２である。この２つの角度情報と距離ｄｈを用いて、幾何学的にタッチ位置Ｐの座標を算出することが可能となる。
【０１０７】
ｘ＝dh・tan(π/2-θL2)・tan(π/2-θL1)/(tan(π/2-θL2)+tan(π/2-θL1))  （８）
ｙ＝dh・tan(π/2-θL2)/(tan(π/2-θL2)+tan(π/2-θL1))                （９）
また、一方のセンサユニットの出力がθL１＝０、もしくはθL２＝０の場合であっても、他方のセンサユニットが出力する角度情報に基づき、幾何学的に容易にタッチ位置を算出することが可能である。
【０１０８】
ここで、センサユニット２−Ｌ１及びセンサユニット２−Ｌ２の視野範囲から、タッチ位置Ｐが図７（Ｂ）のハッチング部の範囲に有る場合のみ、そのタッチ位置を算出することが可能である。タッチ位置がその範囲に無い場合には、図７（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように、演算に用いるセンサユニットの組み合わせを変更することで、座標入力有効領域５全域のタッチ位置を検出できるようになる。従って、各センサユニット２が検出した遮光方向の有無、及び遮光方向に基づき、座標算出に必要なセンサユニットを選択して、タッチ位置を算出する。そして、選択したセンサユニット２の組み合わせに応じて、式（８）、式（９）のパラメータを変更して、座標変換を行えばよい。
【０１０９】
尚、図７（Ｆ）に示すように、センサユニット選択の境界領域近傍にタッチ位置Ｐが存在すると、この場合は、図７（Ｂ）もしくは図７（Ｃ）の状態のセンサユニットの組み合わせで、そのタッチ位置を算出できる。具体的な構成として、例えば、センサユニット２−Ｌ２の視野範囲と、センサユニット２−Ｒ１の視野範囲は、座標入力有効領域５の対角線方向で重複するように構成される。そして、重複した領域でタッチした場合には、複数通りのセンサユニットの組み合わせで座標算出が可能となる。その場合にあっては、両者の組み合わせで算出した座標値の平均値を確定座標として出力しても良い。
【０１１０】
さて、このように算出された座標値は、座標入力装の第１の座標系（以後、デジタイザ座標系と称す）の値であって、位置算出が可能な有効領域は図３における座標入力有効領域５である。そして、この座標入力有効領域５の範囲内にディスプレイの表示面を設けることになる。ディスプレイが仮にフロントプロジェクターとすると、図８に示すように、投影画像である表示領域８が座標入力有効領域５内に設定されることになる。図８では、ｄ１を原点としてｄｘ軸、ｄｙ軸からなる表示座標系である第２の座標系（以後、スクリーン座標系と称す）からなる。表示されている画像を直接タッチすることで、アイコン等のタップ操作を行うためには、デジタイザ座標系とスクリーン座標系の相関をとる必要が有る。
【０１１１】
通常、この種の相関を得るために、表示制御を行っているパーソナルコンピュータ（ＰＣ）には、専用のアプリケーションソフトがインストールされる。アプリケーションを起動すると、表示画面には十字クロス等の指標が表示され、ユーザにその指標が示す位置（クロス位置）をタッチするように促す。その動作を異なる位置で所定回数繰り返すことで得られるデジタイザ座標系の座標値と、指標が表示されている位置のスクリーン座標系の座標値とが一致するように、座標系の変換が行われる。
【０１１２】
座標入力装置にあっては、アプリケーションソフトを使って指標の位置を表示させてタッチさせるのではなく、表示画面の４隅頂点をタッチすることで、この座標変換を行っている。このように構成することで、その場にあるＰＣに接続することで、特別なソフトをインストールすることなく直ぐに使えると言う優れた効果が得られる。特に、座標入力装置は、センサバー１を持ち運んで会議室に設置する可搬型であり、一緒にＰＣを持ち運ぶ必要が無いと言うことは大きな利点である。持ち運んだ先の、その場のＰＣ、その場の表示装置を利用して、簡単に設置を完了させて直ぐに使えると言う優れた効果を発揮する。
【０１１３】
この座標系を一致させるモードへの遷移は、例えば、センサバー１に設けられたモード遷移スイッチ（不図示）で行われる。モード遷移スイッチによりモードが遷移すると、センサバー１に内蔵されるスピーカ等の出力部により、４隅部を順次タッチするようにガイダンスする。また、隅部のタッチが完了する毎に、入力が完了したことを示すブザー音を報知しても良い。または、センサバー１に内蔵されるインジケータで、その操作を促しても良い。
【０１１４】
さて、デジタイザ座標系での座標算出では、式（８）及び式（９）で演算に用いるセンサユニット２間の距離ｄｈが既知である必要が有る。しかしながら、表示装置と組み合わせて使用する図１のような使用態様の場合、この距離ｄｈは必ずしも既知である必要は無い。つまり、ディスプレイの大きさを示す４隅部の情報が、タッチ操作することにより順次デジタイザ座標系における各センサユニットでの角度情報として取得される。その結果、比による計算だけで、スクリーン座標系のタッチ位置座標を算出することが可能となるからである。
【０１１５】
さて、座標入力装置は、種々の表示サイズの表示面に対して、ユーザが２本のセンサバー１を装着して使用することを想定している。そして、２本のセンサバー間の相対的な位置関係が図７（Ａ）となる（２つのセンサバーが平行、同一長さ、かつＸ軸方向に他方のセンサバーのセンサユニットが配置される）ことで、デジタイザ座標系での高精度な位置検出が可能となる。２本のセンサバー１がこのような配置となる仕組みを設けることも可能であるが、その場合、ユーザにそれなりの慎重な設置作業を強いることになる。仮に、２つのセンサバーを目分量で簡単に装着できれば、利便性の向上、設置時間の大幅短縮へとつながる。そこで、利便性向上のために、座標検出モードとして第２の検出モードを有する。
【０１１６】
図９（Ａ）は第２の検出モードを説明するためのマスター側のセンサバー１ＬのＣＰＵ６１が出力する制御信号、及びセンサユニット２の動作を示すタイミングチャートである。
【０１１７】
９１、９２、９３がラインＣＣＤ４１制御用の制御信号であり、ＳＨ信号９１の間隔でラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間が決定される。ＩＣＧＬ信号９２はセンサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２へのゲート信号であり、ラインＣＣＤ４１内部の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号である。
【０１１８】
ＣＣＤＬ信号９４は、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２のラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間を示す信号である。ＩＣＧＲ信号９３は、対向するセンサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２へのゲート信号であり、シリアル通信部６７を介してセンサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒに送信される。そして、演算制御回路３ＲがラインＣＣＤ４１内部の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号を生成することになる。ＣＣＤＲ信号９５は、センサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２のラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間を示す信号である。
【０１１９】
ＬＥＤＬ信号９６及びＬＥＤＲ信号９７は、各センサユニット２の赤外ＬＥＤ３１１の駆動信号である。ＳＨ信号９１の最初の周期でセンサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２の赤外ＬＥＤ３１１を点灯するために、ＬＥＤＲ信号９７がシリアル通信部６７を介してセンサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒに送信される。そして、演算制御回路３Ｒが各々のＬＥＤ駆動回路に供給するための信号を生成する。
【０１２０】
そして、ＳＨ信号９１の次の周期で、センサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２の赤外ＬＥＤ３１１を点灯するために、ＬＥＤＬ信号９６が各々のＬＥＤ駆動回路を経て赤外ＬＥＤ３１１に供給する。
【０１２１】
赤外ＬＥＤ３１１の駆動、及びラインＣＣＤ４１のシャッター開放が終了した後に、ラインＣＣＤ４１の信号がセンサユニット２から読み出され、後述する方法で角度情報を算出する。そして、スレーブ側の演算制御回路３Ｒの演算結果はマスター側の演算制御回路３Ｌに送信される。
【０１２２】
以上のように動作させることで、センサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２は、対向するセンサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２が発光した赤外ＬＥＤ３１１の赤外光を直接検出する。同様に、センサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２は、対向するセンサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２が発光した赤外ＬＥＤ３１１の赤外光を直接検出する。
【０１２３】
尚、図５（Ｂ）では、センサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２と対向するセンサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２とを異なるタイミングで動作する座標検出モードであり、これが第１の検出モードとなる。
【０１２４】
図９（Ｂ）は、第２の検出モードで動作する場合に、センサユニット２で得られる検出信号波形を示している。対向する辺に設けられた２つのセンサユニット２の投光部３０からの発光をそれぞれ受光するので、ピーク信号が２つ生成される。そして、先に述べた角度算出の方法と同様な方法で、その方向を各々算出する。尚、図中の破線は、図６（Ｂ）で示す受光部４０の出力（光量分布）を示すものであり、方向Ｎｊ、方向Ｎｆの間にピーク信号が生成されることを示している。
【０１２５】
上述のように、ユーザが２つのセンサバー１を目分量で装着した場合であっても、高精度な位置検出を実現することが本願発明の目的の一つである。そのために、各センサユニット２が、対向するセンサバー１に収納されているセンサユニット２の投光部３０の光を検出することで、対向するセンサユニット２がどの方向に位置するかを検出する。
【０１２６】
図１０を用いて、その様子を説明する。
【０１２７】
図１０において、センサユニット２−Ｌ１の光軸中心とセンサユニット２−Ｌ２の光軸中心を結ぶ線分をＹ軸、その法線方向をＸ軸とすれば、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２の光軸はＸ軸と平行である。そして、対向するセンサユニット２−Ｒ１は、センサユニット２−Ｌ１から見ると角度θ１の方向であり、センサユニット２−Ｌ２から見ると角度θ３の方向である。同様に、θ１からθ８までの角度を算出することが可能であり、その結果、センサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１の光軸と、センサバー１Ｒのセンサユニット２−Ｒ１の光軸の成す角度θ９が算出される。
【０１２８】
言い換えると、センサバー１Ｌとセンサバー１Ｒの相対的な傾きを検出することができる。更には、センサバー１の長手方向の長さが伸縮することによって変化した場合であっても、各センサユニット２間の絶対的距離を知ることはできないが、４つのセンサユニットの相対的な位置関係を取得することが可能である。そして、先に述べたディスプレイの大きさを示す４隅部の情報を、タッチ操作することで取得すれば、比による演算だけでも、スクリーン座標系での座標を高精度で算出することが可能となる。
【０１２９】
図１１は電源投入時からの初期設定処理を示すフローチャートである。
【０１３０】
まず、投影画像である表示領域８の全領域を含む矩形状の座標入力有効領域５を形成するために、操作者によってセンサバー１が入力面６に装着されると、例えば、電源投入が行われて初期設定を行う（ステップＳ１０１）。
【０１３１】
次に、ＣＰＵ６１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とともに、光電変換素子に残っている余分な電荷を除去する等のラインＣＣＤ４１の初期化も行う（ステップＳ１０２）。次に、ラインＣＣＤ４１が検出する光量の最適化を行う。上述のように、表示領域８の大きさは、入力面６の大きさにより一意では無い。そのような場合であっても、センサバー１の長さを伸縮させたり、センサバー１間の距離が適宜ユーザによって設定される。従って、装着の状態によって、検出される光の強度は異なるので、ラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間や赤外ＬＥＤ３１１の点灯時間、もしくは赤外ＬＥＤ３１１の駆動電流の設定を含む第２の検出モードで動作設定を行う（ステップＳ１０３）。次に、ラインＣＣＤ４１の出力信号を取り込む（ステップＳ１０４）。
【０１３２】
ここで、ステップＳ１０３における動作設定とは、対向するセンサユニット２から直接光を受ける動作の状態（図９における第２の検出モード）であって、４つのセンサユニット２の相対的な位置関係を導出することを目的とする。ステップＳ１０３で、仮に最初の動作設定を光量が最大に得られるように設定すると、ステップＳ１０５において、光が検出できない状態とは、センサユニット２の受光部４０の視野範囲に、対向する位置にあるセンサユニット２が位置していないということになる。つまり、ユーザによるセンサバー１の配置／設置が不適な状態にあり、ステップＳ１０６でその旨を報知して、センサバーの再設置を促す。そして、ユーザによる再設置が完了すると、再び、ステップＳ１０１を開始することになる。尚、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６で検出される信号は、図９（Ｂ）に示すような信号となり、本実施形態の場合は、２つの信号が出力されている状態が正常状態と言える。
【０１３３】
次に、検出信号の波形のチェックを行う（ステップＳ１０７）。対向する位置にあるセンサユニット２の光が強すぎる場合、例えば、検出信号の波形（波形レベル）の少なくとも一部が所定の閾値を超える場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、ステップＳ１０３に戻り、例えば、露光時間をより短くする等の再設定を行う。そして、今度、ステップＳ１０７でチェックされる検出信号波形は、より光強度が弱い状態となっているはずである。そして、その信号レベルが適正である場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、例えば、検出信号波形の少なくとも一部が所定の閾値以下である場合、ステップＳ１０８に進む。この動作を、各センサユニット（本実施形態の場合、４つ）で実行し、すべての信号が最適化されると、センサユニット２の相対的な位置関係を算出する（ステップＳ１０８）。
【０１３４】
ステップＳ１０８１降では、センサユニット２が投光した赤外光が、対向するセンサバー１に設けられた再帰反射部４で再帰反射され、その光を自身の受光部４０で検出した時の信号レベルを最適化する。上述したとおり、センサバー１の配置は一意では無く、その配置に応じた検出レベルを最適化することで、安定した信号を得ることを目的とする。設定する項目は、ラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間や赤外ＬＥＤ３１１の点灯時間もしくは赤外ＬＥＤ３１１の駆動電流の設定、そして、投光形態である。まず、既定状態として、投光形態制御部６１ｂに対して、入力面６に距離が近い投光部３０１で投光するように制御信号を発行する。そして、第１の検出モードで動作設定を行う（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９で、仮に最初の動作設定を光量が最大に得られるように設定すると、その時のラインＣＣＤ４１の出力信号を取り込む（ステップＳ１１０）。
【０１３５】
取り込まれた出力信号は、照明時のデータであり、図６（Ｂ）のような波形となる。光が強すぎると、ラインＣＣＤ４１のダイナミックレンジの範囲を超え、出力が飽和することになるので、正確な角度を算出することが困難となる。その場合は、ステップＳ１１１で、検出信号の波形が不適と判定され（ステップＳ１１１でＮＯ）、ステップＳ１０９に戻り、検出信号の波形（波形レベル）がより小さくなるように、再設定が行われる。再帰反射光を検出するので、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８での処理（つまり、第２の検出モード）でセンサユニット２の投光を直接受光部４０で検出する場合と比べて、格段に投光する光量が大きくなるように設定することになる。
【０１３６】
そして、ステップＳ１１１で、波形レベルが最適と判断される場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、受光判定部６１ａにより、受光状態を判定する（ステップＳ１１１１）。受光判定部６１ａにおいて、検出信号波形のレベル（受光量）が図３（Ｄ）の閾値未満と判定された場合（ステップＳ１１１１でＮＯ）、投光形態制御部６１ｂに対して、その旨を示す判定信号を出力する。そして、ステップＳ１１１２において、投光形態制御部６１ｂは、投光形態を変更し、つまり、入力面６に距離が離れた投光部３０２が投光するように変更し、再度。ステップＳ１１０に戻る。
【０１３７】
この投光形態の変更に関し、更に、本発明の主な構成の概略図である図１２を用いて、説明する。図１２は、センサバー１Ｌ及び１Ｒを入力面６に装着した場合の側面から見た入力面６に垂直な方向の断面図である。図１（Ａ）は、入力面６がフラットな場合を示し、図１（Ｂ）は、入力面６が凸状に湾曲している場合を示す。通常は、ステップＳ１０８１で説明した通り、既定状態として、投光形態制御部６１ｂに対して、入力面６に距離が近い投光部３０１で投光するように制御信号を発行している。
【０１３８】
図１２（Ａ）のように入力面６がフラットな場合には、図２１（Ａ）で示したように、入力面６に距離が近い投光部３０１で投光した場合にも投受光路が確保され、十分な受光強度が得られる。一方、図１２（Ｂ）のように入力面６が凸状に湾曲している場合には、図２１（Ｂ）で示したように、入力面６に距離が近い投光部３０１で投光した状態では、入力面の凸部分で投光の光路が遮られ、受光部４０で十分な光強度が得られない。
【０１３９】
つまり、図３（Ｄ）の受光部４０での光の強度が、所定の閾値以下になってしまう。この場合の閾値は、演算制御回路３において、誤差なく検出できるＳ／Ｎ限界値により導出される値である。この場合、ステップＳ１１１１の判定によりステップＳ１１１２において投光形態制御部６１ｂで入力面６に対し投光部３０１より距離が離れた投光部３０２で投光に変更するように制御する。この際、入力面６に距離が近い投光部３０１を消灯（非投光）しても、あるいは、そのまま投光を維持しても、どちらでも良い。
【０１４０】
入力面６に距離が離れた投光部３０２は、図２（Ａ）で説明した通り、投光部３０２は、投光部３０１と比べて、距離Ｌ＿ｐｄ×２だけ、入力面６から離れて配置されている。この際、投光部３０２からの投光から受光までの光路において、想定される入力面の凸部分において光路が遮られないように設定される。つまり、投光部３０２と比べて、受光部４０が、入力面６に距離が近い。投光部３０２の投光がセンサバー１の再帰反射部４で反射し受光部４０への光路が、入力面の凸部分で遮られないように受光部４０、再帰反射部４の入力面からの位置が予め設定される。
【０１４１】
更に詳しく説明すると、入力面６が上に凸となる湾曲形状の場合、センサバー１Ｌの装着面が入力面６に平行な方向から上方向に傾斜しており、そこに装着するセンサユニット２の投光路も入力面に対して上方に向く。従って、対応する対向センサバー１Ｒに装着する再帰反射部４も入力面に対しより上方に装着する必要がある。従って、入力面６がフラットの場合と上に凸の湾曲面の場合、両方の場合の投受光路をカバーするためには、再帰反射部４を入力面に対して幅を広く配置する必要がある。
【０１４２】
このように、入力面６の凸部分が存在する場合に、入力面６に投光部３０１より距離が離れた投光部３０２から投光することにより、入力面の凸部分で投光の光路が遮られることが無くなる。従って、受光部４０で十分な光強度が得られる。再度、ステップＳ１１０を経て、ステップＳ１１１において、波形レベルが飽和していないか否かを判定する。これは、ステップＳ１１１２における投光形態制御部６１ｂで投光部３０２を投光するように変更した制御により、受光強度が上がり過ぎる場合を想定した処理である。飽和していると判定断された場合には、再度、ステップＳ１０９に戻り、光の検出レベルがより小さくなるように、再設定が行われる。この際の再設定の程度は、投光形態変更後は段階を緩やかとするようにしても良い。引き続く、ステップＳ１１１１においては、投光部３０２からの投光であるから十分な光強度が得られ、受光強度が図３（Ｄ）の閾値以上となり（ステップＳ１１１１でＹＥＳ）、出力レベルが最適と判定される。
【０１４３】
そして、照明無しの状態の信号Ｂａｓｅ＿Ｄａｔａ［Ｎ］（図６（Ａ）参照）を取得してメモリ６４に記憶する（ステップＳ１１２）。次に、照明有りの状態の信号Ｒｅｆ＿Ｄａｔａ［Ｎ］（図６（Ｂ）参照）を取得してメモリ６４に記憶する（ステップＳ１１３）。
【０１４４】
このようにして、全てのセンサユニットでのデータが取得されると、一連の初期設定処理が完了する。
【０１４５】
尚、図１２では、センサバー１Ｌにおける処理に関して説明しているが、センサバー１Ｒにおける処理においても同様である。
【０１４６】
以上の構成により、上記の初期設定において、凸部の湾曲している入力面６にセンサバー１を装着した場合にも、ユーザの特段の作業を伴うことなく、入力面の凸部に投受光路が遮られることなく光路が確保される。従って、以下に述べる高精度な指示位置座標検出を行うための十分な受光強度を確保できる。
【０１４７】
図１３（Ａ）は初期設定処理後の通常のサンプリング動作を示すフローチャートである。
【０１４８】
図１１の初期設定処理を実行する（ステップＳ１０１）。その後、通常の取込動作（第１の検出モード）として、センサユニット２が投光した赤外光が、対向するセンサバー１に設けられた再帰反射部４で再帰反射され、その光を自身の受光部４０で検出した時の信号を検出する（ステップＳ２０１）。その時のデータは、Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］であり、仮にタッチ操作があって光路を遮ると、図６（Ｃ）のように、画素番号Ｎｃの辺りで光信号が検出できなくなる。
【０１４９】
いずれかのセンサユニット２で、このような光の遮光部分が生成されたか否か、つまり、入力の有無を判定する（ステップＳ２０２）。入力が無いと判定される場合（ステップＳ２０２でＮＯ）、再度、ステップＳ２０１に戻り、サンプリングを繰り返すことになる。一方、入力が有ると判定される場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、出力信号に遮光部分が生成されているセンサユニットを選択する（ステップＳ２０３）。その選択したセンサユニットを用いて、遮光部分が生成されている方向（角度）を各々算出する（ステップＳ２０４）。算出した角度に基づいて、デジタイザ座標系でのタッチ位置座標を算出する（ステップＳ２０５）。算出したタッチ位置座標を変換パラメータを用いてスクリーン座標系に変換して、パーソナルコンピュータの外部機器に、その座標値を出力（送信）する（ステップＳ２０６）。
【０１５０】
尚、この際に、入力面６をタッチしている状態であるか否かを示すタッチダウン信号／タッチアップ信号をあわせて出力しても良い。この種の座標入力装置にあっては、タッチ面をタッチすることで、光路は１００％遮断されることになるが、タッチ状態から少しずつ浮かせることによって、少しずつ光が透過するようになる。従って、光がどの程度遮られたかを演算することで、タッチ状態にあるのか、タッチはしてないが、光路を遮っている（角度演算は可能であり、その場合でもその位置を演算可能）状態であるのかを、閾値を設定することで判定できる。
【０１５１】
センサバー１に構成されているスイッチ等の切替部の操作により、デジタイザ座標系とスクリーン座標系を一致させるためのキャリブレーションモード（第２の検出モード）に遷移することになる。そこで、図１３（Ｂ）を用いて、そのキャリブレーションモードのフローチャートを説明する。
【０１５２】
キャリブレーションモードは、センサバー１を装着した直後、あるいは設置完了後であっても、何らかの拍子でディスプレイの表示位置がずれてしまった場合に行われる。キャリブレーションモードに遷移すると、先ずは、初期設定処理を行う（ステップＳ１０１）。これは、センサバーが使用中に設置状態がずれた場合を想定して、光出力の最適化、センサユニットの位置ずれを補正することになる。
【０１５３】
そして、ユーザによる表示領域８の４隅頂点のタッチ操作を行わせるために、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２を経て、そのひとつの位置のタッチが行われたかを判定する。ステップＳ２０３及びステップＳ２０４で、必要な角度情報を算出する。ステップＳ２０５で、算出した角度情報に基づいて、デジタイザ座標系でのタッチ位置座標を算出する。その後、データの取得が完了したことを報知する（ステップＳ３０１）。この報知は、例えば、完了を示すビープ音を出力する。
【０１５４】
次に、表示領域８の４隅頂点の全ての情報（タッチ位置座標）の取得が完了したか否かを判定する（ステップＳ３０２）。取得が完了していない場合（ステップＳ３０２でＮＯ）、ステップＳ２０１に戻る。一方、取得が完了している場合（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、算出した４つのデジタイザ座標系でのタッチ位置座標の位置関係を認識する（ステップＳ３０３）。
【０１５５】
例えば、図８におけるセンサバー１Ｌは表示領域８に対して左側に、センサバー１Ｒは表示領域８に対して右側に配置するように左右専用仕様とする。その場合、ステップＳ２０５で算出した４つのデジタイザ座標系でのタッチ位置座標ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の位置関係、つまり、上下左右の位置関係を、ステップＳ３０３において、一意的に認識することができる。
【０１５６】
尚、上記実施形態では、センサバー１Ｌ及び１Ｒの左右の特定は仕様に寄るとしたが、センサバーの位置の検出機能はこれに限定されるものではなく、更には、左右に限らず上下に配置する場合にも対応しても良い。例えば、センサバー１Ｌ及び１Ｒに角度センサ、角速度センサ、地磁気センサ、識別切替スイッチ等の位置検出部を設けても良い。
【０１５７】
以上説明したように、実施形態１によれば、入力面の状態に応じて、座標検出のための投受光路を調整することができるので、入力面の平面性が確保されていない状態でも、その状態に影響を受けることなく、高精度に座標入力を行うことができる。
【０１５８】
＜実施形態２＞
実施形態１においては、演算制御回路３の受光判定部６１ａにおいて、検出信号波形のレベルを判定し、投光形態制御部６１ｂにより投光形態を変更する構成となっている。更に、受光判定部６１ａにおいて、検出信号波形のレベルではなく、センサユニット２からの異なる方向（受光方向）、つまり、異なるラインＣＣＤの画素領域におけるレベル比を判定して、投光形態制御部６１ｂにより投光形態を変更してもよい。
【０１５９】
この実施形態２を説明するために、入力面６の湾曲状態応じてセンサバー１を装着した場合の側面断面図と受発光光路図を図１４を用いて説明する。また、その各湾曲状態応に対応した受光強度を図１５を用いて説明する。また、実施形態２における処理を図１６のフローチャートを用いて説明する。
【０１６０】
尚、図１４においては、再帰反射部４の装着位置を簡易的に一か所に装着して示しているが、実施形態１のように、センサユニットの投受光窓近傍では、垂直方向に複数個所に分散させて装着しても良い。また、実施形態２の図１６のフローチャートにおいて、実施形態１の図１１のフローチャートと異なる点は、ステップＳ１１１１ａの受光強度の判定の処理のみであり、他の処理は図１１のフローチャートの処理と同様である。
【０１６１】
図１４（Ａ）のように、入力面６がフラットな場合には、図３（Ａ）において、センサバー１Ｌのセンサユニット２−Ｌ１に関わる方向ｊと方向ｆのセンサバー１Ｒの再帰反射部４に関わる投受光光路を遮るものはなく、受光強度は、図１５（Ａ）のようになる。つまり、横軸がセンサユニット２に関わる受光角度方向ｊと方向ｆに対応する受光強度はほぼ等しくなる。従って、センサユニット２に関わる角度の方向ｊと方向ｆに対応する受光強度をそれぞれＦ、Ｊとすると、Ｆ≒Ｊとなる。ここでいうＦ≒Ｊとは、本来の投光特性、距離減衰特性、受光特性を併せた光量分布と同様という意味である。
【０１６２】
図１４（Ｂ）のように、入力面６が凸状に湾曲している場合には、図２１（Ｂ）で示したように、入力面６に距離が近い投光部３０１で投光した状態では、入力面６の凸部１１４で投光の光路が遮られ、受光部４０で十分な光強度が得られないのは前述の通りである。この入力面６が凸状に湾曲している状態を図３で２次元的にみてみると、通常の入力面６の凸状態は中央部の凸度が周辺より大きい球面状に凸となっている場合が多い。
【０１６３】
この場合、センサユニット２に関わる角度の方向ｊに比べて方向ｆの方が入力面の凸度合いが大きく、より大きく投受光路が遮られることになる。従って、受光強度の分布において、方向ｊの受光強度Ｊより方向ｆの受光強度Ｆの方がより小さくなる傾向がある。この受光強度の比Ｊ／Ｆが、誤検出のない受光強度範囲、つまり、飽和レベルとノイズ限界レベルの間に収まるダイナミックレンジを満たす所定値以上で有る必要がある。
【０１６４】
従って、図１６のフローチャートのステップＳ１１１１ａでは、受光判定部６１ａにおいて、受光強度の比Ｊ／Ｆがこの飽和レベルとノイズ限界レベルの間に収まるダイナミックレンジを満たす所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０８１で説明した通り、既定状態では、投光形態制御部６１ｂに対して、入力面６に距離が近い投光部３０１で投光するように制御信号を発行している。
【０１６５】
従って、図１４（Ｂ）のように、入力面６の凸度が大きくなると、投光部３０１の投受光路が入力面６の凸部１１４で遮られ、受光強度の比Ｊ／Ｆが所定値より小さくなる場合がある。その場合は、ステップＳ１１１１ａにおいて、受光判定部６１ａは、Ｊ／Ｆ＜所定値との判定により（ステップＳ１１１１ａでＮＯ）、ステップＳ１１１２に進む。そして、ステップＳ１１１２において投光形態制御部６１ｂで入力面６に対し投光部３０１より距離が離れた投光部３０２に変更して投光するように制御する。この際、入力面６に距離が近い投光部３０１を消灯しても、あるいは、そのまま投光を維持しても、どちらでも良いのは実施形態１と同様である。
【０１６６】
入力面６に距離が離れた投光部３０２は、図２（Ａ）で説明した通り、投光部３０２は、投光部３０１と比べて、距離Ｌ＿ｐｄ×２だけ、入力面６から離れて配置されている。この際、投光部３０２からの投光から受光までの光路において、想定される入力面６の凸部１１４において受光強度の比Ｊ／Ｆが飽和レベルとノイズ限界レベルの間に収まるダイナミックレンジを満たす所定値以上となるように設定される。つまり、投光部３０２と比べて、受光部４０が、入力面６に距離が近い。従って、投光部３０２からの投光が対応するセンサバー１に装着された再帰反射部４で反射した反射光が受光部４０に受光される光路が、次のように設定される。
【０１６７】
つまり、入力面６の凸部１１４において光路が遮られず、受光強度の比Ｊ／Ｆが飽和レベルとノイズ限界レベルの間に収まるダイナミックレンジを満たす所定値以上となるように、受光部４０及び再帰反射部４の入力面６からの装着位置が予め設定されている。従って、投光部３０２からの投光の場合、図１４（Ｃ）で示されるような受発光路となり、その際の受光強度分布は、図１５（Ｃ）のようになる。そして、この際の受光強度の比Ｊ／Ｆは飽和レベルとノイズ限界レベルの間に収まるダイナミックレンジを満たす所定値以上となる。ステップＳ１１１２後のステップＳ１１０、ステップＳ１１１は実施形態１と同様であり、再度、ステップＳ１１１１ａにおいて、受光判定部６１ａによるＪ／Ｆ≧所定値との判定により（ステップＳ１１１１ａでＹＥＳ）、ステップＳ１１２に進む。以降は、実施形態１と同様である。
【０１６８】
一方、入力面６が凹状となっている場合には、図１４（Ｄ）のような投受光光路となる。この場合、投光路は、入力面６に反射するように投光されるので、入力面６表面で反射して再帰反射部４に到達し、更に再帰反射し、再度、入力面６表面で反射して、受光される光路となる。この場合、入力面６が凸の場合と逆で、入力面６の中央の凹みが最も凹度合いが大きくなる。そのため、図３の方向ｊの受光路に比べて、方向ｆの受光路の方が相対的に遮えられる入力面６の高さが低くなり、受光する入力面６からの反射光が大きくなる。従って、受光強度の分布は、図１５（Ｄ）のように、受光強度の比Ｊ／Ｆは所定値以上となる。従って、入力面が凹状となっている場合には、ステップＳ１１１１ａでは、受光判定部６１ａによるＪ／Ｆ≧所定値との判定により（ステップＳ１１１１ａでＹＥＳ）、ステップＳ１１２に進む。以降は、実施形態１と同様である。以上、図１４では、センサバー１Ｌにおける処理に関して説明しているが、センサバー１Ｒにおける処理においても同様である。
【０１６９】
以上説明したように、実施形態２によれば、実施形態１で説明した効果に加えて、入力面の状態による受光強度の変化を判定して、飽和レベルとノイズ限界レベルの間に収まるダイナミックレンジを満たす受光強度を得るように投光部の投光形態を制御する。これにより、より理想的な受光強度による座標検出環境を実現して、高精度な座標検出が可能となる。
【０１７０】
＜実施形態３＞
実施形態１及び２においては、センサユニット２の構成として、受光部４０を挟んで、入力面６に距離が近い位置と遠い位置の２箇所に投光部３０１及び３０２を配置する構成としている。そして、その２箇所の投光部３０１及び３０２の投光形態を変化させることにより、入力面６の湾曲凸状態による受光強度の変化に対応している。しかし、図１７に示すように、センサユニット２の構成として、受光部４０の近傍に１箇所、投光部３０１（基準投光部）を配置し、センサバー１の入力面６への装着面を裏表裏返して装着する構成でも良い。つまり、装着面として、表面（第１の装着面）と、表面に対向する裏面（第２の装着面）を備える。
【０１７１】
図１７は実施形態３の構成で入力面６にセンサバー１を装着した状態の断面図である。図１７（Ａ）は入力面６がフラットな場合、図１７（Ｂ）は入力面６が凸で湾曲した場合を示している。センサユニット２の構成としては、従来と同様に受光部４０近傍に投光部３０１を一箇所配置した構成である。更に、センサバー１Ｌには接触ボタン８０１が装着される。
【０１７２】
入力面６がフラットな場合には、センサユニット２において、投光部３０１が受光部４０より入力面６に距離が近い配置となるように入力面６に表面（第１の装着面）を装着する。この際、接触ボタン８０１が、入力面６とは反対側の裏面（第２の装着面）に配置されており、負荷がかかっていない状態である。つまり、投光部３０１は第１の装着面側に配置され、一方、接触ボタンは第２の装着面側に配置される。そして、この接触ボタン８０１の押下状態に応じて、投光部が入力面６に対して近い位置にあるのか遠い位置にあるのかを判定することができる。換言すれば、装着面が表面であるのか裏面であるのかを判定することができる。
【０１７３】
ここで、この入力面６がフラットな場合には、実施形態１で説明した通り、入力面６による影響はないので、投受光路は確保され、十分な光量、または、適切な受光強度の分布が得られる。
【０１７４】
一方、図１７（Ｂ）のように、湾曲して凸状態となる入力面６にセンサバー１を装着し、投光部３０１が受光部４０より入力面６に距離が近い配置の場合、実施形態１で説明した通り、入力面６の凸部で投受光路が遮られ、十分な受光強度が得られない。これを演算制御回路３の受光判定部６１ａで受光状態変化を検知し、センサバー１Ｌ側面に装着した表示ランプ９００を点灯させてユーザに報知する。
【０１７５】
尚、この検知に関しては、センサバー１Ｌのみならず、センサバー１Ｒに関しても受光判定の判定結果を表示ランプ９００で報知する。この表示ランプ９００における報知（座標入力有効領域への装着面の変更を促す報知）により、ユーザは、センサバー１Ｌ及びセンサバー１Ｒの裏表を裏返して入力面６に装着する。その場合を示しているのが、図１７（Ｂ）である。この状態は、入力面に対するセンサユニットの配置が逆になり、投光部３０１が受光部４０より入力面６に対し距離が遠い配置となり、投光形態が変化する。この場合は、実施形態１の図１２（Ｂ）と同様の光学的配置となり、入力面６の凸部１１４で投受光路を遮られることなく、十分な受光強度を得ることができる。この場合、図１７（Ａ）と反対面が入力面に設置されるので、接触ボタン８０１が押下される。
【０１７６】
図１８は、実施形態３の平面構成図であり、図１８（Ａ）は入力面がフラットな場合、図１８（Ｂ）は入力面が凸で湾曲した場合を示している。図１８（Ａ）と図１８（Ｂ）では、入力面６に対して、センサユニット２の位置関係は、左右は同じだが、上下は逆になる。従って、座標の算出において、Ｙ軸方向の符号を逆にする必要がある。従って、入力面が凸で湾曲した場合、図１８（Ｂ）においては接触ボタン８０１の押下を検知し、座標算出において、Ｙ軸方向の符号を逆にする処理を行う。
【０１７７】
図１８（Ａ）及び図（Ｂ）においては、左右のセンサバー１Ｌ、１Ｒそれぞれに接触ボタン８０１及び８０２が配置されており、左右のセンサバー１Ｌ、１Ｒの裏表の装着状態が揃っていることを確認することもできる。従って、もし、揃っていないことが検知された場合には、報知部（不図示）でその状態を放置し、操作者に修正を促してもよい。
【０１７８】
以上説明したように、実施形態３によれば、センサバーの表裏のいずれにおいても装着可能な構成とすることで、内蔵する投光部の物理的位置をセンサバーの表裏の装着状態で変更することが可能となる。これにより、実質的に、実施形態１や２のような、２つの投光部の投光形態を切り替えて投光する構成を実現することができ、１つの投光部でも、実施形態１や２と同様の効果を得ることができる。
【０１７９】
＜実施形態４＞
実施形態１〜３では、再帰反射部４は、センサバー１の側面の一部の複数個所、あるいは、一か所に固定的に装着を行う構成としている。その装着位置は、上述のように、投光部３０２からの投光が対応するセンサバー１に装着された再帰反射部４で反射した反射光が受光部４０に受光されるまでの光路が、想定される入力面の凸部分においても光路が遮られないように予め設定される。
【０１８０】
具体的には、入力面６がフラットで、投受光路を遮るものがない場合に、入力面６に距離が近い投光部３０１で投光する場合には、入力面６からの距離が短い位置に再帰反射部４を装着する。一方、入力面６が湾曲して凸で、投受光路を確保するため、入力面６に距離が遠い投光部３０２で投光する場合には、再帰反射部４も入力面６からの距離が遠い位置に装着する。更に、上述のように、入力面６が上に凸となる湾曲形状の場合、センサバー１の装着面が入力面６に平行な方向から上向に傾斜しており、そこに装着するセンサユニット２の投受光路も入力面に対して上方に向く。
【０１８１】
従って、対応する対向するセンサバー１に装着する再帰反射部４も入力面に対し更に上方に装着する必要がある。上記実施形態においては、この再帰反射部４の位置が固定的であるので、上記いずれの場合もカバーするために、入力面６からの距離が短い位置から遠い位置の幅の広い範囲に再帰反射部４を装着する必要がある。
【０１８２】
但し、この固定的な装着形態の場合、入力面６がフラットな場合にも、幅の広い再帰反射部４からの反射光を受光することとなり、その場合、入力面６からの投受光路の幅が深くなる。この場合、入力面６からの距離が大きいところから指示による遮光が始まり、入力感が阻害される。
【０１８３】
これに対応するため、実施形態４においては、入力面６がフラットな場合と湾曲して凸の場合とで、再帰反射部４の入力面６からの装着位置を変化させる構成（位置変更機構）とする。具体的には、図１９に示すように、実施形態４の再帰反射部４は、再帰反射部材４００と示す。再帰反射部材４００は、保持部材４０２、再帰反射シート４０１、回転軸を形成するヒンジ４０３により構成される。保持部材４０２を挟んで裏表に再帰反射シート４０１が装着され、保持部材４０２はセンサバー１の側面の略中間位置に固定される。
【０１８４】
入力面６がフラットの場合、再帰反射部材４００は、保持部材４０２から入力面側下方に回転させておくことにより、入力面６に近い位置に配置される。入力面６がフラットの場合、投受光路を遮るものがないので、この再帰反射部材４００の位置で十分な受光強度を確保でき、しかも、入力感を損なうことはない。
【０１８５】
一方、入力面６が上に凸で湾曲した場合には、受光判定部６１ａにより受光強度不足と判定される。この場合には、図中、表示ランプ９００が点灯し、操作者に再帰反射部材４００を入力面から持ち上げて移動させるように警告（配置変更を促す報知）する。操作者の操作により、再帰反射部材４００はヒンジ４０３を軸に約１８０°回転し、入力面６がフラットの場合と反対側の再帰反射シート４０１が、センサバー１の側面に入力面６からより上方に配置され、固定部材（不図示）により固定される。受光判定部６１ａの判定に伴う、実施形態４の投光形態変更に関わる構成に関しては、実施形態１、あるいは実施形態２と同様である。
【０１８６】
つまり、受光強度の判定により、入力面６が上に凸で湾曲した場合には、投光形態制御部６１ｂで入力面６に対し投光部３０１より距離が離れた投光部３０２が投光するように制御する。従って、実施形態４により、入力面６の状態によらず投受光路が確保できると同時に、入力面フラット時の入力感に影響を与えない構成を実現できる。
【０１８７】
尚、実施形態４においては、受光強度不足と判定に基づき表示ランプ９００を点灯させ操作者に再帰反射部材４００の移動を促したが、ヒンジ４０３に動力機構を付加させ、受光強度に応じて、再帰反射部材４００の位置を自動的に変更する構成としても良い。また、再帰反射部材４００の位置を変更させる構成は、ヒンジ４０３を含んだ回転機構に限られるものではなく、入力面６に垂直方向に移動する機構を有しても良い。更には、別途高さの異なる再帰反射部材４００を用意し、受光強度に応じて、つまり、報知に応じて、センサバーに装着する構成としても良い。
【０１８８】
以上説明したように、実施形態４によれば、再帰反射部の配置位置を可変とすることで、複数個所に再帰反射部を配置しなくても、投光部の投光形態に最適な位置で再帰反射部を配置して、実施形態１や２と同様の効果を得ることができる。
【０１８９】
＜実施形態５＞
実施形態１及び２においては、受光部４０を挟んで、入力面６に距離が近い位置と遠い位置の２箇所に投光部３０１及び３０２を配置する構成としている。しかし、投光部３０１及び３０２は、必ずしも受光部４０を挟んだ配置とする必要はなく、各々の投光部３０１及び３０２の入力面６からの距離が異なれば、それ以外の配置でも良い。また、投光部は、２箇所に限らず、入力面６からの距離が異なれば、３箇所以上配置する構成としても良い。
【０１９０】
＜＜本願発明の特徴的な構成及び効果＞＞
上述のように、本願発明は、略矩形状の座標入力有効領域に対する指示位置の座標を算出する座標入力装置であって、センサユニットを少なくとも２つ内蔵する第１の筺体及び第２の筺体（センサバー）を有する。各々の筺体には入射した光をもとの方向に戻すための再帰反射部が設けられ、略矩形状の座標入力有効領域の対向する２辺に、第１の筺体及び第２の筺体が各々設けられる。
【０１９１】
各々の筺体に設けられたセンサユニットは、対向する辺に設けられた筺体の再帰反射部に向かって赤外線を投光する投光部と、該再帰反射部で再帰反射された光を受光する受光部よりなる。座標入力有効領域をタッチすることによって光路が遮られ、少なくとも２つのセンサユニットは、タッチ位置に応じた光が遮られた方向を検知することができる。少なくとも２つのセンサユニットが検出した角度情報と、当該２つのセンサユニット間の距離情報に基づき、幾何学的な演算によりタッチ位置を算出できる。
【０１９２】
第１の筺体及び第２の筺体は座標入力面であるところのスクリーン面に装着、取り外し可能にするための着脱部が設けられ、第１の筺体及び第２の筺体を持ち運ぶことができるように構成される。
【０１９３】
持ち運ぶことを考慮すると、第１の筺体及び第２の筺体はより小さく小型に、より軽量に構成されることが望ましい。本願発明のセンサユニットの受光光学系は予め指定された範囲（約５０°程度）の視野範囲を有し、受光光学系の光軸は光電変換素子の画素の法線方向に設定されるものの、視野範囲は光軸対称には設定されておらず、光軸非対称な光学系を有する。そして、その光軸（もしくは光電変換素子の画素の法線方向）は、筺体に収納されている少なくとも２つのセンサユニット（受光光学系の光軸中心）を結ぶ直線と垂直になるように設定されている。このように構成することで、センサユニットを格納する筺体を、より小型に構成できる。
【０１９４】
スクリーン面の大きさは種々のサイズ、あるいはアスペクト比が想定され、スクリーン面の大きさ、形状に合わせて、座標入力有効領域が設定されるのが好ましい。従って、第１の筺体及び第２の筺体には伸縮部が設けられ、伸縮量を調整することによって筺体内に設けられるセンサユニットの距離が可変し、スクリーン面の大きさに応じてセンサユニットを適宜配置できるように構成される。
【０１９５】
さらには、センサユニットを具備する第１の筺体及び第２の筺体を装着する際、両者の相対的な位置関係が精密に位置決めされなくても、高精度にタッチ位置の検出が行えることが好ましい。従って、筺体を装着した際に、各々の筺体に格納されているセンサユニット間の相対的な位置情報を検出する検出部を設け、ユーザが意識することなく簡単に筺体を装着できる。
【０１９６】
さらには、座標入力装置が出力した情報を受信する、例えば、パーソナルコンピュータ等に、専用のドライバソフトをインストールする必要が無ければ、どのパーソナルコンピュータ等に接続しても直ぐに使えることになる。従って、座標入力装置の座標系（デジタイザ座標系）と表示装置の座標系（スクリーン座標系）の一致（キャリブレーション）作業を、パーソナルコンピュータを介在させること無く行えるように構成している。
【０１９７】
以上の座標入力装置における本願発明の主要部分は以下のようになる。
【０１９８】
入力面を指示することにより座標を入力する座標入力有効領域に対する指示位置を検出する座標入力装置であって、
第１の筺体と前記第２の筺体であって、それぞれの筺体が、
前記座標入力有効領域に対して平行に向けて投光する投光部として、前記入力面からの距離が異なる第１の投光部と第２の投光部の少なくとも２つの投光部と、光を受光する受光部とを備えるセンサユニットを少なくとも２つ内蔵し、
前記筺体が装着される前記座標入力有効領域の装着面とは異なる長手方向の側面に、入射光を再帰的に反射する再帰反射部が装着されている、
第１の筺体と第２の筺体と、
前記第１の筺体と前記第２の筺体が前記座標入力有効領域の対向する２辺近傍に装着された状態で、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれの前記受光部から得られる光量分布の変動に基づいて前記座標入力有効領域の前記指示位置を計算する計算手段と、
前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記受光部の受光状態を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の筺体と前記第２の筺体それぞれについての前記第１の投光部と前記第２の投光部を少なくとも一方を使用して投光を行うように、前記第１の投光部と前記第２の投光部による投光形態を制御する制御手段と
を有する。
【０１９９】
以上説明したよう、本願発明によれば、タッチ位置の検出に必要な構成要素が、２つの筺体内に全て収納され、当該筺体を、例えば、平面状のホワイトボード、壁面等に装着することで、タッチ位置の検出が可能となる。つまり、本願発明の座標入力装置は、座標入力有効領域であるタッチ入力面を必須の構成要素として持っていない。従って、たとえ座標入力有効領域が大型（例えば、９０インチクラス）になるとしも、当該２つの筺体のみを持ち運ぶことで、何処でもその操作環境を実現することができる。更には、タッチ入力面を構成要素として具備していないので、製品コストは当然のことながら大幅に低下させることができる。言い換えれば、ユーザが所有している既存のホワイトボード等を活用することで、導入コストを低下させることができる大きな効果が得られる。
【０２００】
更には、構成要素が２つの筺体に全て具備されているので、ユーザによるホワイトボードへの装着、配線等も容易にできる効果が得られる。無論、持ち運ぶことを想定すれば、より軽量／小型の筺体で有ることが好ましく、センサユニットの受光光学系を光軸非対称とすることで、筺体の軽量化／小型化を実現し、可搬性を向上させることができる。
【０２０１】
更には、例えば、既存のホワイトボードに装着することを考慮すると、製造メーカ、製品の型番等により、そのサイズは種々存在する。従って、ユーザが既に購入して使用しているホワイトボードを活用して使用できると言うことは、導入コストの削減、あるいは資源の有効利用と言う点で優れた効果が得られる。
【０２０２】
更には、高精度な位置検出を可能とする座標入力装置にあって、装着する筺体をそこそこの精度で装着可能とすることで、設置の煩わしさ、設置時間を大幅に削減する効果も得られる。
【０２０３】
例えば、ホワイトボード、パーソナルコンピュータ、フロントプロジェクターが既に導入されている会議室に、２つの筺体からなる当該座標入力装置を運び入れて、画面を直接タッチして操作する環境を構築することを想定する。
【０２０４】
この時、会議室に既に導入されているパーソナルコンピュータを直ぐに使えることが好ましく、座標入力装置を動作させるためにドライバー等のインストールを不要にすることで、設置容易性、可搬性が向上する。つまり、当該座標入力装置と共に、ドライバー等が既にインストールされている専用のパーソナルコンピュータを持ち運ぶ必要が無くなる。もしくは、会議室のパーソナルコンピュータへのインストール作業が不要であることから、余分なセットアップ時間がかからず、直ぐに会議を始めることができる優れた利点が得られるようになる。
【０２０５】
また、座標入力装置を、凸／凹状の湾曲しているホワイトボード及び壁等の入力面に装着した場合にも、特段の部材を別途追加することなく、高精度な座標検出が可能となる。
【０２０６】
尚、本発明の座標入力装置における処理（フローチャート）は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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