(57)【要約】【課題】  表示手段の表示面を利用して、構成を複雑化することなく、良好な映像表示のもとで位置座標を入力することが可能な位置座標入力装置を提供する。【解決手段】  ｘ方向またはｙ方向へのライン画像を含んだ画像フレームを、表示装置２に順次表示させることで、ライン画像をライン走査させる。また、このライン画像を撮像素子４２およびライン画像検出部４３によって検出することで、タッチペン４が表示装置２に接触している部分の位置座標の座標成分を特定する。位置座標を特定するための専用の部材や専用の表示パターンを設ける必要がなく、また、複雑な演算処理などを行う必要もない。よって、構成を複雑化することなく、良好な画像表示のもとで位置座標を入力することができる。【選択図】  図１
2006252235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示手段の表示面を用いて任意の位置座標を入力するための装置であって、
第１の方向に延びる第１のライン画像をそれぞれ含むと共に各画像フレーム内での前記第１のライン画像の位置が第２の方向において互いに異なるように構成された複数の第１の画像フレームを時系列に沿って順次前記表示面に表示させることにより、前記第２の方向におけるライン走査を行う表示制御手段と、
前記表示面上の任意の入力対象座標位置に位置決めされた状態で、その位置を含む所定領域の画像を時系列に沿って撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像結果に基づいて前記第１のライン画像を検出すると共に、その検出された第１のライン画像を含んでいる第１の画像フレームの時系列上の位置に基づいて前記入力対象位置座標の前記第２の方向の座標成分を特定する座標位置特定手段と
を備えたことを特徴とする位置座標入力装置。
【請求項２】
前記表示制御手段は、さらに、前記第２の方向に延びる第２のライン画像をそれぞれ含むと共に各画像フレーム内での前記第２のライン画像の位置が第１の方向において互いに異なるように構成された複数の第２の画像フレームを時系列に沿って順次前記表示面に表示させることにより、前記第１の方向におけるライン走査を行い、
前記座標位置特定手段は、さらに、前記撮像手段による撮像結果に基づいて前記第２のライン画像を検出すると共に、その検出された第２のライン画像を含んでいる第２の画像フレームの時系列上の位置に基づいて前記入力対象位置座標の前記第１の方向の座標成分を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置座標入力装置。
【請求項３】
前記第１のライン画像を、前記第２の方向に沿って互いに所定の間隔を隔てた複数の画素ラインで構成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置座標入力装置。
【請求項４】
前記第１のライン画像を、前記第２の方向に沿って互いに所定の間隔を隔てた複数の画素ラインで構成し、
前記第２のライン画像を、前記第１の方向に沿って互いに所定の間隔を隔てた複数の画素ラインで構成する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置座標入力装置。
【請求項５】
前記表示制御手段は、前記第１の画像フレーム内の第１のライン画像の位置が時系列に沿って前記第２の方向に間欠的に変化することとなるように、前記複数の第１の画像フレームを順次前記表示面に表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の位置座標入力装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記第１の画像フレーム内の第１のライン画像の位置が時系列に沿って前記第２の方向に間欠的に変化することとなるように、前記複数の第１の画像フレームを順次前記表示面に表示させると共に、前記第２の画像フレーム内の第２のライン画像の位置が時系列に沿って前記第１の方向に間欠的に変化することとなるように、前記複数の第２の画像フレームを順次前記表示面に表示させる
ことを特徴とする請求項２に記載の位置座標入力装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記表示面の表示領域を前記第２の方向において複数の領域に分割し、これらの各領域内で前記第２の方向におけるライン走査が互いに区別できる態様で並列して行われるように、前記複数の第１の画像フレームを時系列に沿って順次前記表示面に表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の位置座標入力装置。
【請求項８】
前記表示制御手段は、前記表示面の表示領域を前記第２の方向において複数の領域に分割し、これらの各領域内で前記第２の方向におけるライン走査が互いに区別できる態様で並列して行われるように、前記複数の第１の画像フレームを時系列に沿って順次前記表示面に表示させると共に、前記表示面の表示領域を前記第１の方向において複数の領域に分割し、これらの各領域内で前記第１の方向におけるライン走査が互いに区別できる態様で並列して行われるように、前記複数の第２の画像フレームを時系列に沿って順次前記表示面に表示させる
ことを特徴とする請求項２に記載の位置座標入力装置。
【請求項９】
前記第１のライン画像の輝度または色を、前記第２の方向に分割された各領域間で互いに異ならせる
ことを特徴とする請求項７に記載の位置座標入力装置。
【請求項１０】
前記第１のライン画像の輝度または色を、前記第２の方向に分割された各領域間で互いに異ならせると共に、前記第２のライン画像の輝度または色を、前記第１の方向に分割された各領域間で互いに異ならせる
ことを特徴とする請求項８に記載の位置座標入力装置。
【請求項１１】
前記第１のライン画像を、一の画素ラインまたは前記第２の方向に沿って互いに所定の間隔を隔てた複数の画素ラインで構成すると共に、この第１のライン画像を構成する画素ラインの数を、前記第２の方向に分割された各領域間で互いに異ならせる
ことを特徴とする請求項７に記載の位置座標入力装置。
【請求項１２】
前記第１のライン画像を、一の画素ラインまたは前記第２の方向に沿って互いに所定の間隔を隔てた複数の画素ラインで構成すると共に、この第１のライン画像を構成する画素ラインの数を、前記第２の方向に分割された各領域間で互いに異ならせると共に、
前記第２のライン画像を、一の画素ラインまたは前記第１の方向に沿って互いに所定の間隔を隔てた複数の画素ラインで構成すると共に、この第２のライン画像を構成する画素ラインの数を、前記第１の方向に分割された各領域間で互いに異ならせる
ことを特徴とする請求項８に記載の位置座標入力装置。
【請求項１３】
前記第１のライン画像を画素ラインで構成すると共に、この第１のライン画像を構成する画素ラインの線種を、前記第２の方向に分割された各領域間で互いに異ならせる
ことを特徴とする請求項７に記載の位置座標入力装置。
【請求項１４】
前記第１のライン画像を画素ラインで構成すると共に、この第１のライン画像を構成する画素ラインの線種を、前記第２の方向に分割された各領域間で互いに異ならせると共に、
前記第２のライン画像を画素ラインで構成すると共に、この第２のライン画像を構成する画素ラインの線種を、前記第１の方向に分割された各領域間で互いに異ならせる
ことを特徴とする請求項８に記載の位置座標入力装置。
【請求項１５】
前記第１のライン画像の輝度または色は、その第１のライン画像が属する第１の画像フレーム内の他の部分の輝度または色を反転させたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の位置座標入力装置。
【請求項１６】
前記第１のライン画像の輝度または色は、その第１のライン画像が属する第１の画像フレーム内の他の部分の輝度または色を反転させたものであると共に、前記第２のライン画像の輝度または色は、その第２のライン画像が属する第２の画像フレーム内の他の部分の輝度または色を反転させたものである
ことを特徴とする請求項２に記載の位置座標入力装置。
【請求項１７】
前記座標位置特定手段が前記第１のライン画像を検出可能な限りにおいて、前記第１のライン画像の輝度または色を、その第１のライン画像が属する第１の画像フレーム内の他の部分の輝度または色に近づける
ことを特徴とする請求項１に記載の位置座標入力装置。
【請求項１８】
前記座標位置特定手段が前記第１のライン画像を検出可能な限りにおいて、前記第１のライン画像の輝度または色を、その第１のライン画像が属する第１の画像フレーム内の他の部分の輝度または色に近づけると共に、
前記座標位置特定手段が前記第２のライン画像を検出可能な限りにおいて、前記第２のライン画像の輝度または色を、その第２のライン画像が属する第２の画像フレーム内の他の部分の輝度または色に近づける
ことを特徴とする請求項２に記載の位置座標入力装置。
【請求項１９】
前記表示制御手段は、前記第１のライン画像と前記第２の方向に延びる第２のライン画像とをそれぞれ含むと共に各画像フレーム内での前記第１のライン画像および前記第２のライン画像の位置がそれぞれ第２の方向または第１の方向において互いに異なるように構成された複数の第３の画像フレームを時系列に沿って順次前記表示面に表示させることにより、前記第１の方向および前記２の方向とは異なる第３の方向におけるライン走査を行い、
前記座標位置特定手段は、前記撮像手段による撮像結果に基づいて前記第１のライン画像および前記第２のライン画像をそれぞれ検出すると共に、その検出された第１のライン画像または第２のライン画像を含んでいる第３の画像フレームの時系列上の位置に基づいて前記入力対象位置座標の前記第１の方向および前記第２の方向の座標成分を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示手段の表示面を用いて位置座標の入力を行う位置座標入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表示装置の表示面を用いて位置座標を入力する技術が知られている。その中でも代表的なものとして、タッチパネル機能を備えた表示装置が挙げられる。これは、主に表示パネル上にタッチパネルシートが取り付けられた構成であり、このタッチパネルシートを用いて接触する物体の座標位置を特定することで、位置座標を入力するようになっている。ところが、このようなタッチパネル機能外付け型の表示装置では、タッチパネルシートが必需品となることから、装置の部品点数が増加してしまい、また、取り付けるのが容易ではないなどといった問題があった。
【０００３】
また、最近では、表示パネル内にタッチパネル機能を内蔵した表示装置も開発されている。これは、上記したような座標位置を特定するための素子を各画素内に配置するようにしたものである。しかしながら、このようなタッチパネル機能内蔵型の表示装置では、そのような表示パネルを製品ごとに個別に開発する必要があることなどから、開発コストが増加してしまい、また、タッチパネル機能が故障した場合には、表示装置全体の修理を要するなどといった問題があった。
【０００４】
このように、従来、表示装置の表示面を用いて位置座標を入力するには、構成が複雑化してしまい、また、専用の表示装置で実現する必要が生じていた。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するため、いくつかの提案がなされている。例えば、特許文献１には、本来の画像表示パターンとは別個に座標位置を特定するための専用の座標パターンを表示し、光学ペンでこのパターンを読み取ることによって、光学ペンで画面上に指示された位置を特定するようにした技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１４１１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示されている技術によれば、構成を複雑化することなく、また、表示手段を選ばず、位置座標を入力することができる可能性がある。
【０００８】
しかしながら、この特許文献１の技術では、専用の座標パターンを表示面全体に表示する必要があることから、本来の通常の画像表示が妨げられてしまうこととなる。なお、特許文献１には、このような座標パターンの表示を表示面の一部の領域に限定し、現在の位置座標から光学ペンの位置を予測することによって、その領域に座標パターンを表示するという技術に関しても記載されている。しかしながら、そのように構成した場合、光学ペンの位置を予測するための複雑な演算処理が必要となることから、やはり制御処理の構成が複雑化してしまうことになる。
【０００９】
このように、専用の部材や表示パターンを要する従来の技術では、構成を複雑化することなく、良好な画像表示のもとで位置座標を入力することが困難であった。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、表示手段の表示面を利用して、構成を複雑化することなく、良好な画像表示のもとで位置座標を入力することが可能な位置座標入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の位置座標入力装置は、表示手段の表示面を用いて任意の位置座標を入力するためのものであって、第１の方向に延びる第１のライン画像をそれぞれ含むと共に各画像フレーム内での第１のライン画像の位置が第２の方向において互いに異なるように構成された複数の第１の画像フレームを時系列に沿って順次表示面に表示させることにより、第２の方向におけるライン走査を行う表示制御手段と、表示面上の任意の入力対象座標位置に位置決めされた状態で、その位置を含む所定領域の画像を時系列に沿って撮像する撮像手段と、この撮像手段による撮像結果に基づいて第１のライン画像を検出すると共に、その検出された第１のライン画像を含んでいる第１の画像フレームの時系列上の位置に基づいて上記入力対象位置座標の第２の方向の座標成分を特定する座標位置特定手段とを備えたものである。
【００１２】
ここで、「第１の方向」と「第２の方向」とは、必ずしも互いに直交している必要はなく、互いに異なる方向であればよい。
【００１３】
本発明の位置座標入力装置では、第１の画像フレームが、時系列に沿って表示面に順次表示される。各第１の画像フレームが含む第１のライン画像は、その位置が第２の方向において互いに異なることから、このような順次表示がなされることで、第１のライン画像が第２の方向へのライン走査する。このとき、入力対象座標位置が位置決めされると、その位置を含んだ所定領域の画像が、時系列に沿って撮像される。このような撮像によって第１のライン画像が検出されると、第１のライン画像は上記のように第２の方向へのライン走査をしていることから、その第１のライン画像を含んでいる第１の画像フレームの時系列上の位置に基づいて、入力対象位置座標の第２の方向の座標成分が特定される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の位置座標入力装置によれば、第１の画像フレームの順次表示を利用して第１のライン画像を第２の方向へライン走査させると共に、この第１のライン画像を撮像によって検出することで入力対象位置座標の第２の方向の座標成分を特定するようにしたので、構成を複雑化することなく、良好な画像表示のもとで位置座標を入力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る位置座標入力システムの全体構成を表すものである。この位置座標入力システムは、表示装置２の表示面を利用することにより、表示面上においてタッチペン４で接触した位置を特定し、位置座標２１として表示するものであり、位置座標入力装置１と、表示装置２とから構成されている。また、位置座標入力装置１は、表示制御部３と、タッチペン４と、情報制御部５とから構成されている。なお、これらのうち、表示制御部３および情報制御部５は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ；Personal Computer）などにより構成される。
【００１７】
表示装置２は、例えば複数の画素が全面に渡ってマトリクス状に配置された、例えば、有機または無機のＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成されている。この表示装置２は、表示制御部３から供給される通常画像データＤＶに基づいて線順次表示動作を行うことで各画像フレームを構成し、所定の図形や文字などの通常画像を表示するものである。また、表示装置２は、詳細は後述するように、この通常画像データに加えて表示制御部３から供給されるライン画像データにも基づいて、水平ライン方向（ｘ方向；第１の方向）または垂直ライン方向（ｙ方向；第２の方向）へ延びるライン画像を含んだ画像フレーム（それぞれ、ｙ方向走査画像フレーム、ｘ方向走査画像フレーム）を表示する機能も有する。このようなライン画像を含んだ画像フレームが時系列に沿って順次表示されることで、上記のように表示面上においてタッチペン４で接触した位置が特定され、位置座標２１として表示されるようになっている。
【００１８】
表示制御部３は、上記のように、通常画像データＤＶおよびライン画像データＤＬを表示装置３へ供給し、表示装置３が時系列に沿った順次表示動作をするように制御するものである。
【００１９】
具体的には、例えば図２（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、ｘ方向へ延びるライン画像（ｙ方向走査ライン画像Ｌｙ１）を含んだ画像フレーム（ｙ方向走査画像フレーム）を、各ｙ方向走査画像フレーム内でのｙ方向走査ライン画像Ｌｙ１の位置が、矢印Ｙで示したようにｙ方向に順次変化していくように構成する。すなわち、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示したようなｙ方向走査画像フレームを各画像フレームごとに生成し、表示装置２に表示するように制御する。このように各ｙ方向走査画像フレームを構成することで、ｙ方向へのライン走査をソフトウェア的に行うことができる。また、図２（Ｃ）に示したように、タッチペン４に内蔵されている撮像素子４２の撮像領域２２において、ｙ方向へライン走査しているライン画像Ｌｙ１が撮像され、検出されることで、タッチペン４が接触している位置座標２１のｙ方向座標成分Ｐｙが特定されるようになっている。
【００２０】
また、ｘ方向についても同様に、例えば図３（Ａ）〜図４（Ｃ）に示したように、ｙ方向へ延びるライン画像（ｘ方向走査ライン画像Ｌｘ１）を含んだ画像フレーム（ｘ方向走査画像フレーム）が、各ｘ方向走査画像フレーム内でのｘ方向走査ライン画像Ｌｘ１の位置が、矢印Ｘで示したようにｘ方向に順次変化していくように構成されている。そしてｙ方向の場合と同様に、ｘ方向へのライン走査もソフトウェア的に行われることで、例えば図３（Ｃ）に示したように、撮像素子４２の撮像領域２２においてｘ方向へライン走査しているライン画像Ｌｘ１が撮像され検出されることで、タッチペン４が接触している位置座標２１のｘ方向座標成分Ｐｘが特定されるようになっている。このようにして、ｘ，ｙ方向での座標成分Ｐｘ，Ｐｙが特定されることで、表示面上でタッチペン４で指示した位置が特定されるようになっている。
【００２１】
タッチペン４は、その先端で上記のように表示装置２の表示面における任意の位置を指示して接触することにより、その任意の位置座標２１を表示面上に入力するためのものであり、接触監視部４１と、撮像素子４２と、ライン画像検出部４３とを備えている。なお、タッチペン４は、これらの他に例えば所定の演算を行う演算部（図示せず）などを備えていてもよい。
【００２２】
接触監視部４１は、タッチペン４の先端が表示装置２の表示面に接触しているか否かを絶えず監視している部分であり、例えば圧電素子などを含んで構成されている。具体的には、例えば図４（Ａ），図４（Ｂ）に示したように、タッチペン４の先端部４１０が表示装置２の表示面に触れてオン状態となることで、接触していると判断するようになっている。このようにタッチペン４の先端部４１０が接触しているか否かの判断（接触通知信号ＳＴ１，ＳＴ２）は、それぞれ撮像素子４２および情報制御部５へ通知される。
【００２３】
撮像素子４２は、タッチペン４の先端に配置されており、この先端部の周辺の所定領域（撮像領域２２）を時系列に沿って撮像するものである。この撮像素子４２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）などにより構成される。また、撮像素子４２は、接触監視部４１からの接触通知信号ＳＴ１により、タッチペン４の先端が表示装置２の表示面に接触していると判断され、かつ、後述するようにライン画像検出部４３からの検出通知信号ＳＬ１により、ライン画像（ｘ方向走査ライン画像Ｌｘ１またはｙ方向走査ライン画像Ｌｙ１）がまだ検出されていないと判断されているときのみ、撮像領域２２の撮像を行うようになっている。このようにして、撮像素子４２によって得られた撮像データＤＩは、撮像信号ＳＩとして、ライン画像検出部４３へ出力される。
【００２４】
ライン画像検出部４３は、撮像素子４２からの撮像信号ＳＩに基づいて、上記のように、ライン画像（ｘ方向走査ライン画像Ｌｘ１またはｙ方向走査ライン画像Ｌｙ１）を検出する部分である。このようなライン画像の検出は、予め設定されているライン画像が、撮像信号ＳＩのなかに含まれているか否かによって判断されるようになっている。このようにして判断（検出されたか否か）された検出結果（検出通知信号ＳＬ１，ＳＬ２）は、それぞれ撮像素子４２および情報制御部５へ通知される。
【００２５】
また、情報制御部５は、接触監視部４１からの接触通知信号ＳＴ２およびライン画像検出部４３からの検出通知信号ＳＬ２に基づいて、表示装置２にライン画像を含んだ画像フレーム（ｘ方向走査画像フレームまたはｙ方向走査画像フレーム）を表示するか否か（前述のソフトウェア的なライン走査を行うか否か）を判断すると共に、ライン画像が検出されたときに、タッチペン４が接触している位置座標を特定する機能を有する。
【００２６】
具体的には、ライン走査を行うか否かを判断する機能については、情報制御部５は、接触通知信号ＳＴ２によってタッチペン４の先端が接触していると判断され、かつ検出通知信号ＳＬ２によってまだライン画像が検出されていないと判断された場合にのみ、ライン走査を行うと判断し、その旨のライン走査制御信号ＳＣを表示制御部３へ出力するようになっている。また、その他の場合にはライン走査を行わないと判断し、その旨のライン走査制御信号ＳＣを表示制御部３へ出力するようになっている。
【００２７】
また、位置座標を特定する機能については、ライン画像検出部４３からの検出通知信号ＳＬ２によってライン画像が検出されたと判断された場合に、表示制御部３から、その検出されたライン画像を含んでいる画像フレームの時系列上の位置情報（フレーム位置データ）を取得し、位置座標の座標成分（ｘ方向座標成分およびｙ方向座標成分）を算出することによって、特定するようになっている。より具体的には、図２の場合、ｙ方向走査ライン画像Ｌｙ１は、各画像フレームごとに１水平ライン分ずつｙ方向へライン走査することから、図２（Ｃ）においてｙ方向走査ライン画像Ｌｙ１が検出された場合、このライン画像を含んでいる画像フレームは５フレーム目であることから、位置座標のｙ方向座標成分Ｐｙ＝５となる。また、図３の場合も同様に、ｘ方向走査ライン画像Ｌｘ１は、各画像フレームごとに１垂直ライン分ずつｘ方向へライン走査することから、図３（Ｃ）においてｘ方向走査ライン画像Ｌｘ１が検出された場合、このライン画像を含んでいる画像フレームは７フレーム目であることから、位置座標のｘ方向座標成分Ｐｘ＝７となる。このようにして、ｘ方向またはｙ方向へライン走査するライン画像をそれぞれ検出し、位置座標のｘ方向およびｙ方向の座標成分をそれぞれ算出することで、タッチペン４が接触している位置座標が特定されるようになっている。
【００２８】
なお、タッチペン４の接触監視部４１およびライン画像検出部４３から情報制御部５への信号伝達（接触通知信号ＳＴ２および検出通知信号ＳＬ２の伝達）は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェースを介した有線のものや、無線ＬＡＮ（Local Area Network）などを介した無線のもののどちらであってもよい。
【００２９】
ここで、表示装置２は本発明における「表示手段」の一具体例に対応し、表示制御部３は本発明における「表示制御手段」の一具体例に対応する。また、撮像素子４２および接触監視部４１は、本発明における「撮像手段」の一具体例に対応し、ライン画像検出部４３および情報処理部５は、本発明における「座標位置特定手段」の一具体例に対応する。
【００３０】
次に、図５および図６〜図９を参照して、以上のような構成からなる位置座標入力システムにおいて、位置座標を入力する処理について説明する。ここで、図５は、位置座標を入力する処理の一例を流れ図で表したものであり、図６〜図９は、この処理における各装置の動作状況を表したものである。
【００３１】
まず、接触監視部４１が、タッチペン４の先端が表示装置２の表示面に接触しているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。接触していないと判断された場合（ステップＳ１０１：Ｎ）、接触していると判断されるまで、ステップＳ１０１の動作を繰り返す。接触していると判断された場合（ステップＳ１０１：Ｙ）、次に表示制御部３が、ライン画像を含んだ最初の画像フレームを表示装置に表示させる（ステップＳ１０２）。また、撮像素子４２も、接触監視部４１から接触しているとの通知（接触通知信号ＳＴ１）を受けたことで、撮像領域２２の撮像を開始する（ステップＳ１０３）。したがって、このときは図６に示したような状況となる。そして、撮像素子４２からの撮像信号ＳＩに基づいて、ライン画像検出部４３が、ライン画像が検出されたか否かを判断する（ステップＳ１０４）、検出されていないと判断された場合（ステップＳ１０４：Ｎ）、次に再び、接触監視部４１がタッチペン４の先端が表示装置２の表示面にまだ接触しているか否かを判断する（ステップＳ１０５）。まだ接触していると判断された場合（ステップＳ１０５：Ｙ）には、表示制御部３が、ライン画像を含んだ次の画像フレームを表示装置２に表示させ（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０４においてライン画像が検出されたと判断されるまで、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の動作を繰り返す。
【００３２】
一方、ステップＳ１０５において、もう接触していないと判断された場合（ステップＳ１０５：Ｎ）、図７に示したように、ライン走査、すなわちライン画像を含んだ画像フレームの表示が終了し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１へ戻ることとなる。具体的には、接触監視部４１が撮像素子４２および情報制御部５へそれぞれ、接触していない旨の接触通知信号ＳＴ１，ＳＴ２を通知することで、撮像素子４２が撮像を終了すると共に、情報制御部５が表示制御部３へライン走査を終了する旨のライン操作制御信号ＳＣを出力する。このようにして、再びタッチペン４の先端が接触していると判断されるまで、ステップＳ１０１の動作を繰り返すこととなる。
【００３３】
また、図８に示したように、ステップＳ１０４において、ライン画像が検出されたと判断された場合（ステップＳ１０４：Ｙ）、ライン画像検出部４３が、ライン画像が検出された旨の検出通知信号ＳＬ１，ＳＬ２（ライン画像検出情報）をそれぞれ撮像素子４２および情報制御部５へ通知する（ステップＳ１０８）ことで、撮像素子４２の撮像動作が終了し（ステップＳ１０９）、さらに情報制御部５が表示制御部３へライン走査を終了する旨のライン操作制御信号ＳＣを出力することで、ライン画像を含んだ画像フレームの表示が終了することとなる（ステップＳ１１０）。そして次に、情報制御部５が表示制御部３から、その画像フレームのフレーム位置データ（画像フレーム位置情報）を取得する（ステップＳ１１１）ことで、位置座標の座標成分（ｘ方向座標成分またはｙ方向座標成分）を算出し、特定する（ステップＳ１１２）。
【００３４】
ここで、情報制御部５は、ｘ方向およびｙ方向の両方向の座標成分が特定されたか否かを判断し（ステップＳ１１３）、まだ一方向しか特定されていないと判断されたの場合（ステップＳ１１３：Ｎ）、さらに他方の方向についても、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１２の処理が同様に行われることとなる。
【００３５】
一方、両方向の座標成分が特定されたと判断された場合（ステップＳ１１３：Ｙ）、タッチペン４の位置座標を確定し（ステップＳ１１４）、図９に示したように、表示装置２の表示面に、位置座標２２を表示する（ステップＳ１１５）。このようにして、位置座標を入力する処理が終了する。
【００３６】
以上のように、本実施の形態によれば、ｘ方向またはｙ方向へのライン画像を含んだ画像フレームを表示装置２に順次表示させることでライン画像をライン走査させると共に、このライン画像を撮像素子４２およびライン画像検出部４３によって検出することでタッチペン４が表示装置２に接触している部分の位置座標の座標成分を特定するようにしたので、位置座標を特定するための専用の部材や専用の表示パターンを設ける必要がなく、また、複雑な演算処理などを行う必要もないことから、構成を複雑化することなく、良好な画像表示のもとで位置座標を入力することができる。
【００３７】
また、このようなライン画像を含んだ画像フレームによるソフトウェア的なライン走査をすることができるのであれば、どのような表示手段に対しても適用できることから、例えばスクリーンへの投影画像などにおいてでも、本発明の位置座標入力装置１を用いることで、容易に位置座標を入力することができる。
【００３８】
さらに、複雑な演算処理による位置予測などを行う必要がないことから、簡易かつ確実に座標位置を特定することができる。
さらに、
【００３９】
なお、本実施の形態の位置座標入力システムでは、例えば図１０に示したように、ライン画像を、所定の間隔を隔てた複数の画素ラインから構成することも可能である。このように構成した場合、検出精度が向上すると共に、より短時間で検出することができる。なお、図１０では、ライン画像を２つの画素ラインから構成しているが、３つの画素ライン以上から構成してもよく、また、これらを連続させるのではなく上記のように間隔を隔てて構成してもよい。
【００４０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の位置座標入力システムの構成は、基本的には第１の実施の形態と同様である。第１の実施の形態と異なるのは画像フレームの構成であり、表示装置２の表示領域を複数に分割すると共に、各分割表示領域でのライン走査が互いに区別できる態様で並列走査するように構成したものである。したがって、位置座標入力システムの全体構成（第１の実施の形態における図１に対応する）については、その説明を省略する。
【００４１】
図１１（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係るライン走査（画像フレーム）の一例を表すものであり、図１１（Ａ）はｙ方向（第２の方向）へのライン走査を、図１１（Ｂ）は、ｘ方向（第１の方向）へのライン走査を表している。すなわち、図１１（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、第１の実施の形態における図２，図３に対応するものである。なお、これらの図において、第１の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４２】
図１１（Ａ）では、この表示装置２の表示領域が、ｙ方向への３つの表示領域にそれぞれ分割されている（ｙ方向分割表示領域２０１〜２０３）。また同様に、図１１（Ｂ）では、表示装置２の表示領域が、ｘ方向への３つの表示領域にそれぞれ分割されている（ｘ方向分割表示領域２０４〜２０６）。そして、各分割表示領域において、ｙ方向走査ライン画像またはｘ方向走査ライン画像が、それぞれ互いに区別できる態様で並列して行われている。具体的には、これらの各ライン画像は、それぞれ、色がＲ、Ｇ、Ｂで区別されるようになっており（ライン画像ＬｙR，ＬｙG，ＬｙB、およびライン画像ＬｘR，ＬｘG，ＬｘB）、それぞれが矢印Ｙ１〜Ｙ３，Ｘ１〜Ｘ３のようにライン走査している。このように構成したことで、撮像素子４２およびライン画像検出部４３によって、より短時間にライン画像が検出される。なお、色の代わりに（色に加えて）、輝度で区別するように構成してもよい。また、ＲＧＢのうちの１または２つだけを変化させるようにしてもよい。なお、この場合、タッチペン４内の撮像素子４２は、このような色や輝度を区別できるように構成する必要がある。
【００４３】
また、図１２や図１３に示したように、各分割表示領域において、ｙ方向走査ライン画像またはｘ方向走査ライン画像を、それぞれ、画素ラインの数（図１２）や、ライン画像の線種（図１３）で区別するように構成してもよい。具体的には、図１２では、各ｙ方向走査ライン画像Ｌｙ１〜Ｌｙ２において、ライン画像Ｌｙ２が２つの画素ラインＬｙ２１，Ｌｙ２２から構成され、ライン画像Ｌｙ３が３つの画素ラインＬｙ３１，３２，３３から構成されている。また、図１３では、各ｙ方向走査ライン画像Ｌｙ１，Ｌｙ４，Ｌｙ５において、ライン画像Ｌｙ３およびライン画像Ｌｙ５がいずれも、ライン画像Ｌｙ１とは異なる線種（破線構成のもの）となっている。これらのように構成した場合でも、図１１の場合と同様に、撮像素子４２およびライン画像検出部４３によって、より短時間にライン画像が検出される。なお、図１１〜図１３に示したもの以外でも、各分割表示領域において、ｙ方向走査ライン画像またはｘ方向走査ライン画像が、それぞれ互いに区別できる態様で並列して行われるような構成であればよい。
【００４４】
以上のように、本実施の形態によれば、表示領域を分割すると共に、各分割表示領域において、ライン走査を並列して行うようにしたので、第１の実施の形態における効果に加え、より短時間にライン画像を検出し、位置座標を特定することが可能となる。
【００４５】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態の位置座標入力システムの構成も、基本的には第１および第２の実施の形態と同様である。第１の実施の形態と異なるのはライン画像の構成であり、表示領域内におけるライン画像以外の部分の通常画像データを考慮して、ライン画像を構成するようにしたものである。したがって、位置座標入力システムの全体構成（第１の実施の形態における図１に対応する）については、その説明を省略する。
【００４６】
図１４（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係るライン走査（画像フレーム）の一例を表すものである。
【００４７】
例えば、図１４（Ａ）に示したように、表示領域内におけるライン画像以外の部分の通常画像データの色が、ｙ方向走査ライン画像Ｌｙ１０６の色と同一になっている場合、これらを区別することができず、撮像素子４２およびライン画像検出部４３は、ライン画像Ｌｙ１０６を検出することができないこととなる。
【００４８】
そこで、図１４（Ｂ）に示したように、例えばライン画像Ｌｙ６の色を、通常画像データの色と反転するように構成すれば、必ずこれらの色が異なり、撮像素子４２およびライン画像検出部４３がライン画像Ｌｙ６を検出することができることとなる。
【００４９】
また、例えば図１５に示したように、通常表示画像が、例えば符号Ｇ１，Ｇ２で示したように、一様な画像でない場合においても、図１４（Ｂ）の場合と同様に、ライン画像Ｌｙ７のそれぞれの画素において、色を反転するように構成すればよい。
【００５０】
さらにこの場合において、例えば図１６に示したように、ライン画像Ｌｙ８の色や輝度と通常画像データの色や輝度とを、撮像素子４２およびライン画像検出部４３がライン画像Ｌｙ８を検出することができる限りにおいて、なるべく近づけるように構成してもよい。このように構成した場合、ライン画像Ｌｙ８を目立たなくし、非顕在化することができる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態によれば、表示領域におけるライン画像以外の部分の通常画像データの色や輝度を考慮し、反転してライン画像を作成するようにしたので、ライン画像の色や輝度が通常画像データと同一となることがなく、確実にライン走査を行うことができるので、第１の実施の形態における効果に加え、より確実にライン画像を検出し、位置座標を特定することが可能となる。
【００５２】
また、撮像素子４２およびライン画像検出部４３がライン画像Ｌｙ８を検出することができる限りにおいて、ライン画像Ｌｙ８の色や輝度と通常画像データの色や輝度とをなるべく近づけるようにしたので、第１の実施の形態における効果に加え、ライン画像を非顕在化し、より良好な画像表示のもとで検出することが可能となる。
【００５３】
以上、第１〜第３の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５４】
例えば、上記実施の形態では、ライン走査を順次行う場合について説明してきたが、例えば図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）に示したように、スキップして走査するように構成してもよい。このように構成した場合、上記実施の形態における効果に加え、より短時間にライン画像を検出し、位置座標を特定することが可能となる。
【００５５】
また、上記実施の形態では、ライン走査を片方向のみに行う場合について説明してきたが、例えば図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）に示したように、上下や左右の両方向にライン走査を行うように構成してもよい。具体的には、図１８では、表示領域をｙ方向への２つの表示領域にそれぞれ分割（ｙ方向分割表示領域２０７，２０８）し、上下から交互にライン走査するようにしている。このように構成した場合、上記実施の形態における効果に加え、例えば図１８のようにタッチペン４が接触している領域が表示面の端（例えば、下方）にある場合などは、より短時間にライン画像を検出し、位置座標を特定することが可能となる。
【００５６】
また、上記実施の形態では、ｘ方向またはｙ方向にライン走査をする場合について説明してきたが、例えば図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に示したように、ｘ方向とｙ方向とで同時、すなわち、ｘ方向およびｙ方向の両方向のライン画像からなるライン画像Ｌｘｙ（第３のライン画像）を含んだ画像フレームを、矢印ＸＹで示したような方向にライン走査を行い、これによってｘ方向およびｙ方向の位置座標の特定を同時に行うように構成してもよい。このように構成した場合も、上記実施の形態における効果に加え、より短時間にライン画像を検出し、位置座標を特定することが可能となる。
【００５７】
また、以上説明してきたような種々のライン操作方法を、２種類以上、組み合わせて行うように構成してもよい。
【００５８】
さらに、上記実施の形態では、位置座標入力システムの構成を具体的に挙げて説明したが、この構成には限定されず、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を備えていてもよい。例えば、ライン画像検出部４３をタッチペン４内ではなくて情報制御部５などと同様にＰＣなどの内部に設けるように構成してもよく、また逆に、情報制御部５をタッチペン４内に設けるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る位置座標入力システムの全体構成を表す機能ブロック図である。
【図２】ｙ方向（第２の方向）へのライン走査の一例を表す平面図である。
【図３】ｘ方向（第１の方向）へのライン走査の一例を表す平面図である。
【図４】タッチペンの接触状況と撮像動作との関係を説明するための断面図である。
【図５】位置座標の入力処理を表す流れ図である。
【図６】位置座標の入力処理の状況を表す機能ブロック図である。
【図７】位置座標の入力処理の状況を表す他の機能ブロック図である。
【図８】位置座標の入力処理の状況を表す他の機能ブロック図である
【図９】位置座標の入力処理の状況を表す他の機能ブロック図である
【図１０】第１の実施の形態に係るライン走査の他の例を表す平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るライン走査の一例を表す平面図である。
【図１２】第２の実施の形態に係るライン走査の他の例を表す平面図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係るライン走査の一例を表す平面図である。
【図１４】第３の実施の形態に係るライン走査の他の例を表す平面図である。
【図１５】第３の実施の形態に係るライン走査の他の例を表す平面図である。
【図１６】第３の実施の形態に係るライン走査の他の例を表す平面図である。
【図１７】本発明の変形例に係るライン走査の一例を表す平面図である。
【図１８】本発明の変形例に係るライン走査の他の例を表す平面図である。
【図１９】本発明の変形例に係るライン走査の他の例を表す平面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…位置座標入力装置、２…表示装置、２１…位置座標、２２…撮像領域、３…表示制御部、４…タッチペン、４１…接触監視部、４１０…先端部、４２…撮像素子、４３…ライン画像検出部、５…情報制御部、ＤＩ…撮像データ、ＳＩ…撮像信号、ＳＴ１，ＳＴ２…接触通知信号、ＳＬ１，ＳＬ２…検出通知信号、ＳＣ…ライン走査制御信号、ＤＦ…フレーム位置データ、ＤＶ…通常画像データ、ＤＬ…ライン画像データ、Ｌｙ１〜Ｌｙ１０，ＬｙR，ＬｙG，ＬｙB…ｙ方向走査ライン画像（第１のライン画像）、Ｌｘ１…ｘ方向走査ライン画像（第２のライン画像）、Ｌｘｙ…第３のライン画像、Ｐｘ…ｘ方向座標成分（第１の方向の座標成分）、Ｐｙ…ｙ方向座標成分（第２の方向の座標成分）、２０１〜２０３…ｙ方向分割表示領域（第２の方向の分割表示領域）、２０４〜２０６…ｘ方向分割表示領域（第１の方向の分割表示領域）、Ｇ１，Ｇ２…通常表示画像。
【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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