(57)【要約】      （修正有）【課題】  安価且つ簡単な構成で、ユーザが意図する位置を入力座標として検出し得る遮光型座標入力装置を提供する。【解決手段】  発光部と受光部とを有する２つの光学センサユニットと、前記発光部からの光を前記受光部に向けて再帰反射させる再帰反射部材とを有する遮光型座標入力装置において、透過光の波長が異なる２つのフィルタを、再帰反射部材の前部に座標入力面からの高さ方向に配し、２つの光学フィルタを択一的に透過する波長の光を発光する２つの発光部を２つの光学センサにそれぞれ設け、座標入力面からの高さ方向に２つの有効再帰反射領域（光路層）を形成し、２つの発光部を個別に発光させて該２つの有効再帰反射領域毎に遮光位置を検出し、２つの遮光位置に基づいて指示部材の傾きを算出し、その傾きから指示部材の先端部、指示部材の先端部の延長線と座標入力面との交点、視差を考慮した実効的な表示面との交点等の座標を求める。【選択図】        図８
2006260474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と受光部をそれぞれ有する複数の光学センサと、前記光学センサの前記発光部により発光された光を該光学センサの前記受光部に向けて反射させる反射部材とを有する遮光型座標入力装置において、
透過する光の波長が互いに異なる複数の光学フィルタを、前記反射部材の前部の位置で座標入力面からの高さ方向に配列し、前記発光部として、前記複数の光学フィルタを択一的に透過する波長の光を発光する複数の発光部を前記複数の光学センサにそれぞれ設けることにより、前記座標入力面からの高さ方向に複数の光路層を形成したことを特徴とする遮光型座標入力装置。
【請求項２】
前記複数の発光部を個別に発光させる制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の遮光型座標入力装置。
【請求項３】
前記複数の光路層毎に遮光物による遮光位置を検出し、検出した複数の遮光位置に基づいて該遮光物の傾きを算出し、算出した遮光物の傾きに基づいて、該遮光物の先端部、該遮光物の先端部の延長線と座標入力面との交点、視差を考慮した実効的な表示面との交点のうちの少なくとも１つの座標を算出して入力座標として検出する検出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の遮光型座標入力装置。
【請求項４】
発光部と受光部をそれぞれ有する複数の光学センサと、前記光学センサの前記発光部により発光された光を該光学センサの前記受光部に向けて反射させる反射部材とを有する遮光型座標入力装置において、
偏光方向が互いに異なる複数の光学フィルタを、前記反射部材の前部の位置で座標入力面からの高さ方向に配列し、複数の光学センサのそれぞれに複数の前記発光部を設け、前記複数の光学フィルタと１対１に所定の偏光方向の関係にある複数の光学フィルタを、前記複数の発光部に対して１対１に対応付けて配備することにより、前記座標入力面からの高さ方向に複数の光路層を形成したことを特徴とする遮光型座標入力装置。
【請求項５】
前記複数の発光部を個別に発光させる制御手段を有することを特徴とする請求項４に記載の遮光型座標入力装置。
【請求項６】
前記複数の光路層毎に遮光物による遮光位置を検出し、検出した複数の遮光位置に基づいて該遮光物の傾きを算出し、算出した遮光物の傾きに基づいて、該遮光物の先端部、該遮光物の先端部の延長線と座標入力面との交点、視差を考慮した実効的な表示面との交点のうちの少なくとも１つの座標を算出して入力座標として検出する検出手段を有することを特徴とする請求項４に記載の遮光型座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標を入力する座標入力装置に関し、特に、発光された光を指示具や指で遮光する方式の遮光型座標入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の遮光型座標入力装置として、発光部と受光部を有する光学ユニットを座標入力面の１辺の両角部にそれぞれ設け、残りの３辺に沿って再帰反射部材を立設し、各光学ユニットの発光部から発光された光を、再帰反射部材で再帰反射させて発光元の発光部に対応する受光部により受光させることにより、光量分布を検出するように構成し、検出した光量分布に基づいて、指示具や指などで遮光された遮光位置の当該光学ユニットに対する角度を光学ユニット毎に検出し、検出された２つの角度と各光学ユニットの離間距離に基づいて遮光位置の座標を決定し、その遮光位置の座標を入力座標として出力するものが知られている（特許文献１：米国特許ＵＳＰ４５０７５５７参照）。また、国内件においても、再帰反射部材を座標入力面の３辺に沿って配備し、再帰反射光が遮光される位置の座標を検出する装置が開示されている（特許文献２，３参照）。
【０００３】
しかしながら、これらの装置には、次のような問題点がある。すなわち、これらの装置は、図３０に示すように、座標入力面（図３０におけるスクリーン面）に対して垂直な高さ方向において、所定の１つの高さ位置（図３０のＨ０の高さ位置）においてのみ遮光位置（図３０中のＳ０＿Ｌ）を検出することができるものである。なお、図３０に示した有効再帰反射領域（光路層）は、光学ユニットの発光部により発光された光が再帰反射されて受光部により受光される領域を示しており、この有効再帰反射領域は、座標入力面に対して垂直な高さ方向には規制されて広がらず、平行な方向には規制されずに座標入力面の全面に亘って広がっている。
【０００４】
ところが、ユーザが意図する入力座標位置は、指示具の軸の延長線と座標入力面（スクリーン表面）の交差する位置（Ｓ０＿Ｌ＿ｓｃｒ）であり、また図３０のようにスクリーン面と表示装置の表示面の間に視差（Ｈｓ）がある場合は、指示具の軸の延長線と実効的表示面の交差する位置（図３０中のＳ０＿Ｌ＿ｄｉｓｐ）の方が、ユーザが意図する入力座標位置としては自然である。
【０００５】
このような問題点を解決するための手法として、座標入力面に対する指示具の傾き（角度、方向）を検知し、その指示具の傾きに基いて入力座標位置を補正することが考えられる。ところが、特許文献１〜３に係る装置では、指示具の傾きを検知することが出来ない。そこで、指示具の傾きを検知するために、座標入力面からの複数の異なる高さ位置において遮光位置を検出するものが提案されている（特許文献４、５参照）。
【特許文献１】ＵＳＰ４５０７５５７
【特許文献２】特開２０００−１０５６７１
【特許文献３】特開２００１−１４２６４２
【特許文献４】特開２００１−１１７７２２
【特許文献５】特開２００２−９１７０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献４，５に係る装置は、座標入力面の高さ方向に多数の発光部、受光部の組み合わせを設けたものであり、発光する赤外光を高さ方向に制御する光学系が必要となる、受光部が複多数必要となる等の理由で、構造が複雑となりコスト高となる、受光ユニット、発光ユニットの寸法が高さ方向に大きくなる等の問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、安価且つ簡単な構成で、ユーザが遮光物により自然に意図する位置を入力座標として検出し得る遮光型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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、発光部と受光部をそれぞれ有する複数の光学センサと、前記光学センサの前記発光部により発光された光を該光学センサの前記受光部に向けて反射させる反射部材とを有する遮光型座標入力装置において、透過する光の波長が互いに異なる複数の光学フィルタを、前記反射部材の前部の位置で座標入力面からの高さ方向に配列し、前記発光部として、前記複数の光学フィルタを択一的に透過する波長の光を発光する複数の発光部を前記複数の光学センサにそれぞれ設けることにより、前記座標入力面からの高さ方向に複数の光路層を形成している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光部と受光部を有する複数の光学センサと、前記光学センサの前記発光部により発光された光を該光学センサの前記受光部に向けて反射させる反射部材とを有する遮光型座標入力装置において、光学フィルタを利用して座標入力面からの高さ方向に複数の光路層を形成したので、複数の光路層における遮光位置に基づいて座標入力面に対する遮光物の傾きを検出し、この遮光物の傾きを用いることにより、安価且つ簡単な構成で、ユーザが遮光物により自然に意図する位置を入力座標として検出し得る遮光型座標入力装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基いて詳細に説明する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る遮光型座標入力装置の概略構成を示す図である。
【００１２】
図１において、１Ｌ，１Ｒは発光部と受光部を有する座標センサユニットであり、所定の距離だけ離間されて設置されている。これら座標センサユニット１Ｌ，１Ｒは、制御および演算を行う制御・演算ユニット２に接続され、制御・演算ユニット２により発光動作、受光動作が制御される。
【００１３】
３は入射光を再帰反射する反射面を有する再帰反射部材であり、左右の座標センサユニット１Ｌ，１Ｒから略９０°の範囲に扇形状に発光された光を、それぞれ発光元の座標センサユニット１Ｌ，１Ｒに向けて再帰反射する（図２参照）。再帰反射された光は、座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの受光部により１次元的に検出され、その光量分布（光量は、光強度と同義）が制御・演算ユニット２に出力される。４は入力領域であり、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、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。
【００１４】
このような構成において、入力領域４において指示具や指などにより入力指示がなされると、座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの発光部から発光された光の一部が遮られ、再帰反射部材３により再帰反射されて座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの受光部により受光される光の光量分布が変化する。
【００１５】
制御・演算ユニット２は、左右の座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの受光部により受光される光の光量分布の変化状況をそれぞれ監視し、それら光量分布の変化状況に基いて、指示具や指などで遮光された位置の座標センサユニット１Ｌ，１Ｒに対する角度をそれぞれ検出し、検出された２つの角度と座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの離間距離に基づいて遮光位置の座標を決定し、その遮光位置の座標を入力座標としてパーソナルコンピュータ等に出力する。
【００１６】
〈座標センサユニット〉
図３は、座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの発光部の構成例を示す図である。図３（ａ）は、発光部を上から（座標入力面に対し垂直方向から）見た図であり、赤外ＬＥＤ３１により発光された赤外光は、投光レンズ３２によって、略９０°の範囲に扇形状に投光される。図３（ｂ）は、発光部を横から（座標入力面に対し水平方向から）見た図であり、赤外ＬＥＤ３１により発光された赤外光は、投光レンズ３２によって、上下方向に制限された光束として投光される。なお、図１に示したように、座標センサユニット１Ｌ，１Ｒは、「コ」の字形に形成された再帰反射部材３の全体に発光するため、入力領域４の外側の再帰反射部材３が存在しない部分の両端近傍に配備されている。
【００１７】
図４は、座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの受光部の構成例を示す図であり、座標入力面に対して垂直方向から見た状態を示している。受光部は、１次元のラインＣＣＤ４１、集光光学系としてのレンズ４２，４３、入射光の入射方向を制限する絞り４４、可視光など赤外光以外の光の入射を防止する赤外フィルタ４５を有している。なお、受光素子としては、ラインＣＣＤ４１の代わりに、ＭＯＳ型のラインセンサにより構成することも可能である。
【００１８】
ラインＣＣＤ４１には、赤外フィルタ４５、絞り４４、集光用レンズ４２，４３により、再帰反射部材３によって反射された赤外光のうち、座標入力面の略９０°範囲の赤外光が入射される。この際、赤外光はその入射角に対応するラインＣＣＤ４１の画素上に結像され、ラインＣＣＤ４１から得られる光量分布は、入射角を反映したものとなる。すなわち、画素番号が角度情報を表すことになる。
【００１９】
座標センサユニット１（１は１Ｌ，１Ｒを総称する符号）は、実際には、図５に示したように、発光部と受光部が座標入力面に対し垂直方向に積層された状態で一体に形成されている。なお、発光部と受光部の光軸間の距離は、再帰反射部材３の反射角度特性等を考慮して、発光部から発光された赤外光を検出可能な範囲に設定すればよい。
【００２０】
また、本実施の形態では、互いに波長の異なる赤外光を発光する２つの赤外ＬＥＤ３１ａ、３１ｂを配備しており、これら赤外ＬＥＤ３１ａ、３１ｂも座標入力面に対し垂直方向に積層された状態となっている。
【００２１】
〈再帰反射部材〉
再帰反射部材は、通常、入射角度に対する反射特性を有している。すなわち、図６（ａ），（ｂ）に示したように、再帰反射部材が再帰反射テープで構成された場合等、平坦に構成された場合には、再帰反射部材に対する光の入射角度が４５度を超えるあたりから、反射光量（反射強度）が減少し、遮蔽物で反射光が遮られた場合に、その反射光量の変化をラインＣＣＤ４１で充分に検出できなくなる場合がある。なお、反射光量は、光量分布（照明強度、発光距離）、再帰反射部材の再帰反射率（光の入射角度、再帰反射部材の幅）、結像系照度（ｃｏｓｉｎｅ４乗則）等によって決まる。
【００２２】
この問題を解決するために照明強度を上げることが考えられるが、ラインＣＣＤ４１は、反射強度の強い部分の光が入射された画素が飽和することがあり、照明強度を上げるには限界がある。
【００２３】
そこで、本実施の形態に係る再帰反射部材３は、図７に示したように、三角柱を並べた形をした部材に、再帰反射テープを貼り付けたり、再帰反射剤を塗布したりすることで、再帰反射部材３の全反射領域において反射光量がほぼ均一になるようにしている。
【００２４】
なお、三角柱の角度は、再帰反射テープや再帰反射剤の再帰反射特性に基いて決定すればよく、また、三角柱のピッチは、ラインＣＣＤ４１の検出分解能以下に設定するのが望ましい。
【００２５】
〈再帰反射部材の波長フィルタ〉
従来の遮光型座標入力装置においては、図２９に示すように、再帰反射部材に対しては、特別な光学フィルタを配備することなく、スクリーン面（座標入力面）から所定の高さ（Ｈ０）の位置を中心とする所定の幅の領域が、単一の有効再帰反射領域となっていた。このため、前述のように、遮光位置検出の結果として、図３０に示したＳ０＿Ｌの位置を検出することとなり、入力座標位置としては不自然なものとなっていた。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、図８に示したように、再帰反射部材３の前面に互いに透過波長の異なる波長フィルタＦ１，Ｆ２を配備している。また、前述のように、座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの発光部には、互いに波長の異なる赤外光を発光する２つの赤外ＬＥＤ３１ａ、３１ｂが配備されている。このため、本実施の形態では、図９に示したように、スクリーン面に対して垂直な方向に（実際にはＨ１、Ｈ２の高さごとに）、所定の幅の有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２が形成されることとなる。
【００２７】
そして、本実施の形態では、図１０に示したように、これら２つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２ごとに遮光位置Ｓ＿Ｌ＿ｌｅｄ１，Ｓ＿Ｌ＿ｌｅｄ２を求め、これら遮光位置を元に、ユーザが意図する入力座標位置Ｐ＿ｓｃｒ、Ｐ＿ｄｉｓｐを求めるようにしている。ここで、Ｐ＿ｓｃｒは、指示具５の軸と座標入力面（スクリーン面）とが交差する位置の座標であり、Ｐ＿ｄｉｓｐは、指示具５の軸と、視差を考慮した実質的な表示面とが交差する位置の座標であり、ユーザが指示具５で入力位置を指示する場合に、人間工学的に自然に（暗黙のうちに）入力を意図している座標である。
【００２８】
なお、２つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２を実現するために、後述のように、実際には波長フィルタＦ１，Ｆ２の光透過特性は、それぞれ対応する赤外ＬＥＤ３１ａ、３１ｂが発光する赤外光の波長を考慮して決定され、２つの赤外ＬＥＤ３１ａ、３１ｂを切替えて発光させるようにしている。ここで、重要なことは、有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２のいずれに対しても、１つのラインＣＣＤ４１の同一の動作で対応することができる点である。
【００２９】
次に、赤外ＬＥＤ３１ａ、３１ｂの発光波長と波長フィルタＦ１，Ｆ２波長特性について説明する。図１１に示すように、波長フィルタＦ１透過帯域は、波長λｃ１より長い波長の帯域となっており、波長フィルタＦ２の透過帯域波長特性はλｃ２（λｃ２＞λｃ１）より短い波長の帯域となっている。また、赤外ＬＥＤ３１ａの発光波長λ１は、λ１＞λｃ１、かつλ１＞λｃ２であり、赤外ＬＥＤ３１ｂの発光波長λ２は、λ２＜λｃ１、かつλ２＜λｃ２である。すなわち、波長フィルタＦ１は、赤外ＬＥＤ３１ａからの赤外光は透過させるが赤外ＬＥＤ３１ｂからの赤外光は透過させず、波長フィルタＦ２は、赤外ＬＥＤ３１ａからの赤外光は透過させないが赤外ＬＥＤ３１ｂからの赤外光は透過させるようになっている。
【００３０】
これらの条件を満足することにより、赤外ＬＥＤ３１ａだけを点灯させた場合に、図９，１０に示す有効再帰反射領域Ｅ１が選択されたこととなり、赤外ＬＥＤ３１ｂだけを点灯させた場合に、有効再帰反射領域Ｅ２が選択されたこととなる。なお、赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂを同時に点灯させた場合、有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２が両方選択されたこととなり、図３０に示す従来例と同様な座標入力が行われる。
【００３１】
〈制御・演算ユニット〉
制御・演算ユニット２と座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの間では、ラインＣＣＤ４１の駆動信号、ＣＣＤ用クロック信号、ＣＣＤの出力信号、赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂの駆動信号等が授受されている。
【００３２】
図１２は、制御・演算ユニット２の構成を示すブロック図である。ＣＣＤ駆動信号は、ワンチップマイコンなどで構成される演算制御回路８３から座標センサユニット１Ｌ，１ＲのラインＣＣＤ４１に出力されており、ラインＣＣＤ４１のシャッタタイミングや、光量検知信号の出力制御などを行っている。ＣＣＤ用のクロックは、クロック発生回路８７から座標センサユニット１Ｌ，１Ｒに送られると共に、ラインＣＣＤ４１の動作と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。
【００３３】
赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂの駆動信号は、演算制御回路８３の制御の下に、ＬＥＤ駆動回路８４Ｌ，８４Ｒからそれぞれ座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂに供給されている。座標センサユニット１Ｌ，１ＲのラインＣＣＤ４１からの光量検出信号は、制御・演算ユニット２のＡ／Ｄコンバータ８１Ｌ，８１Ｒにそれぞれ入力され、演算制御回路８３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、光量分布データとしてメモリ（ＲＡＭ）８２に記憶され、入力座標の検出に用いられる。
【００３４】
なお、ハードディスク８６には、演算制御回路８３により実行される各種のプログラムが格納され、このプログラムには、図１９〜２４のフローチャートに対応するプログラムが含まれている。また、演算制御回路８３の処理により検出された入力座標データは、シリアルインターフェース８８を介してホストコンピュータ等に出力される。また、不揮発性メモリ８９には、後述する数式７の演算式でｔａｎθを求める際に用いられる係数等が予め記憶される。
【００３５】
〈光量分布の検出処理〉
次に、光量分布の検出処理を図１３のタイミングチャートに基いて説明する。
【００３６】
演算制御回路８３は、まず、左右の座標センサユニット１Ｌ，１ＲのラインＣＣＤ４１を共にクリアする。これは、外乱光などによってラインＣＣＤ４１に発生した無用な電荷を消去するためである。次に、演算制御回路８３は、ＣＣＤ＿Ｌ（左の座標センサユニット１ＬのラインＣＣＤ４１を指す、以下同様）を露光させ、この期間中にＬＥＤ１＿Ｌ（左の座標センサユニット１Ｌの赤外ＬＥＤ３１ａを指す、以下同様）を点灯する。次に、演算制御回路８３は、ＣＣＤ＿Ｒ（右の座標センサユニット１ＲのラインＣＣＤ４１を指す、以下同様）を露光させ、この期間中にＬＥＤ１＿Ｒ（右の座標センサユニット１Ｒの赤外ＬＥＤ３１ａを指す、以下同様）を点灯する。
【００３７】
その後、演算制御回路８３は、ＣＣＤ＿Ｌ、ＣＣＤ＿Ｒの内部電荷を同時に転送し、Ａ／Ｄコンバータ８１Ｌ，８１Ｒを介してメモリ８２に読み込む。演算制御回路８３は、この読み込んだ電荷、すなわち光量分布を反映した信号データ列をもとに、有効再帰反射領域Ｅ１の遮光波形を取り込み、有効再帰反射領域Ｅ１における遮光位置（図１０のＳ＿Ｌ＿ｌｅｄ１）を算出する。
【００３８】
次に、演算制御回路８３は、外乱光などによってラインＣＣＤ４１に発生した無用な電荷を消去するため、左右の座標センサユニット１Ｌ，１ＲのラインＣＣＤ４１を共にクリアする。次に、演算制御回路８３は、ＣＣＤ＿Ｌを露光させ、この期間中にＬＥＤ２＿Ｌ（左の座標センサユニット１Ｌの赤外ＬＥＤ３１ｂを指す、以下同様）を点灯する。次に、演算制御回路８３は、ＣＣＤ＿Ｒ（右の座標センサユニット１ＲのラインＣＣＤ４１を指す、以下同様）を露光させ、この期間中にＬＥＤ２＿Ｒ（右の座標センサユニット１Ｒの赤外ＬＥＤ３１ｂを指す、以下同様）を点灯する。
【００３９】
その後、演算制御回路８３は、ＣＣＤ＿Ｌ、ＣＣＤ＿Ｒの内部電荷を同時に転送し、Ａ／Ｄコンバータ８１Ｌ，８１Ｒを介してメモリ８２に読み込む。演算制御回路８３は、この読み込んだ電荷、すなわち光量分布を反映した信号データ列をもとに、有効再帰反射領域Ｅ２の遮光波形を取り込み、有効再帰反射領域Ｅ２における遮光位置（図１０のＳ＿Ｌ＿ｌｅｄ２）を算出する。
【００４０】
演算制御回路８３は、有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２の遮光位置を算出した後、それら遮光位置を元に、修正座標（１）：Ｐ＿ｓｃｒ＝（Ｐ＿ｓｃｒＸ、Ｐ＿ｓｃｒＹ）、修正座標（２）：Ｐ＿ｄｉｓｐ＝（Ｐ＿ｄｉｓｐＸ、Ｐ＿ｄｉｓｐＹ）、ペン倒れベクトル：Ｐ＿ｉｎｃｌ＝（Ｉｎｃｌ＿Ｘ，Ｉｎｃｌ＿Ｙ）を算出する。
【００４１】
ここで、修正座標（１）とは、指示具の軸の延長と入力面（スクリーン面）との交差する位置の座標であり、修正座標（２）とは、指示具５の軸の延長と視差を考慮した実効的表示面との交差する位置の座標である（図１０参照）。ペン倒れベクトルとは、ＸＹ座標系における指示具５の傾きベクトル、正確にはスクリーン面に垂直な単位高さあたりの指示具５の軸の位置ずれ量である。
【００４２】
次に、演算制御回路８３は、算出した２つの修正座標（１），（２）、ペン倒れベクトルをパーソナルコンピュータに伝送する。この伝送により、１回の座標およびペン倒れベクトルのサンプリングが完了する。本実施の形態においては、図１３に示すように、１回のサンプリングは、約１０ｍＳであり、毎秒約１００点のサンプリングを行うことができる。このスピードは、通常の座標入力装置として十分なスピードである。
【００４３】
＜遮光位置の算出処理＞
次に、ラインＣＣＤ４１から読み出される信号データ列に基づいて遮光位置を算出する手順について説明する。
【００４４】
左右のラインＣＣＤ４１のから読み出される信号データ列は、入力領域４での遮光が無い場合（投光は有り）には、例えば、図１４に示したような光量分布（ＢからＡの方向が反射光量大の方向）を示している。なお、この光量分布は、再帰反射部材の特性や赤外ＬＥＤの特性、スクリーン面の反射特性（反射面の変形、汚れなど）によって変化する。
【００４５】
図１５は、指示具５や指などで座標入力を行った場合（投光有り）、すなわち、再帰反射光を遮った場合の光量分布を示しており、Ｃの光量が低下している部分が遮光位置に対応している。従って、遮光位置は、光量分布の変化状況を監視することにより検出することができる。
【００４６】
具体的には、演算制御回路８３は、図１４のような遮光の無い初期状態に係る光量分布データを予め不揮発性メモリ８９に記憶しておき、光量分布の各サンプル期間中に図１５のような光量変化があるか無いかを初期状態との差分によって検出し、光量変化があった場合には遮光があったものと判断し、その光量変化に係る部分を遮光位置として認定し、その遮光位置を算出する。この場合、実際には、２つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２について、遮光の無い初期状態に係る光量分布データを予め不揮発性メモリ８９に記憶すると共に、遮光位置も２つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２について算出する。
【００４７】
そして、演算制御回路８３は、２つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２での夫々において、光量分布データにおける遮光位置をもとに、ラインＣＣＤ４１から見た場合の入力座標の方向（角度）を算出し、その角度から前記２つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２ごとに入力座標値を算出し、これら入力座標値の差分からペンの倒れベクトル（Ｘ方向、Ｙ方向ごとのペンの倒れ角の正接）と前述の修正座標（１），（２）を算出する。
【００４８】
ここで、以降の説明のために、下記のようにデータを定義する。なお、この定義は、２つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２を区別しないで定義したものであり、また、ラインＣＣＤ４１の有効画素数をＮとし、各画素に係る物理量を要素ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の行列で示したものである。
【００４９】
Ｂｌｉｎｄ＿ｄａｔａ［ｉ］：発光部で発光しない場合、すなわち、自然光だけの場合にラインＣＣＤ４１で得られる光の強度分布を、Ｂｌｉｎｄ＿ｄａｔａ［ｉ］と定義する。Ｒｅｆ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］：発光部で発光し、かつ遮光無し（指示具や指による座標入力無し）の場合にラインＣＣＤ４１で得られる光の絶対強度分布を、Ｒｅｆ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］と定義する。ＣＣＤ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］：発光部で発光し、かつ遮光あり（指示具や指による座標入力あり）の場合にラインＣＣＤ４１で得られる光の絶対強度分布を、ＣＣＤ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］と定義する。
【００５０】
また、Ｒｅｆ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］からＢｌｉｎｄ＿ｄａｔａ［ｉ］を差し引いたものを、
［数１］
Ｒｅｆ＿ｄａｔａ［ｉ］＝Ｒｅｆ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］−Ｂｌｉｎｄ＿ｄａｔａ［ｉ］と定義し、
ＣＣＤ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］からＢｌｉｎｄ＿ｄａｔａ［ｉ］を差し引いたものを、
［数２］
ＣＣＤ＿ｄａｔａ［ｉ］  ＝ＣＣＤ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］  −Ｂｌｉｎｄ＿ｄａｔａ［ｉ］と定義する。
【００５１】
また、Ｒｅｆ＿ｄａｔａ［ｉ］に対するＣＣＤ＿ｄａｔａ［ｉ］の比率を、
［数３］
Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［ｉ］＝ＣＣＤ＿ｄａｔａ［ｉ］／Ｒｅｆ＿ｄａｔａ［ｉ］
と定義する。
【００５２】
また、前記Ｎｏｒｍａｌ＿Ｄａｔａ［ｉ］に対して適用する閾値として、Ｖｔｈ＿ｓｈ：遮光有り無し判定のための閾値をＶｔｈ＿ｓｈと定義し、Ｖｔｈ＿ｐｕｄ：ペンアップダウン判定のための閾値をＶｔｈ＿ｐｕｄと定義し、Ｖｔｈ＿ｐｏｓｉ：遮光位置演算のための閾値をＶｔｈ＿ｐｏｓｉと定義する。
【００５３】
演算制御回路８３は、電源が投入されると、座標入力の無い状態で、まず発光部からの発光を行うことなく、ラインＣＣＤ４１の出力データをＡ／Ｄ変換し、このデジタルデータをＢｌｉｎｄ＿Ｄａｔａ［ｎ］として不揮発性メモリ８９に記憶する。このデジタルデータは、ラインＣＣＤ４１の感度のばらつき等を評価するためのデータとして利用されるものであり、図１４〜図１６の「Ｂ」のレベル付近のデータ（破線）となる。ここで、ｎは画素番号であり、有効な座標入力範囲に対応する画素番号が用いられる。
【００５４】
次に、演算制御回路８３は、発光部からの発光を行った状態での初期の光量分布（絶対光強度分布）を測定し、当該初期の光量分布データを不揮発性メモリ８９に記憶する。この光量分布データは、図１４の実線で表されたデータであり、Ｒｅｆ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［Ｎ］とする。次に、演算制御回路８３は、ラインＣＣＤ４１の感度むらやばらつきを補正するために、前述の数式１に係る演算、すなわち、Ｒｅｆ＿ｄａｔａ［ｉ］＝Ｒｅｆ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］−Ｂｌｉｎｄ＿ｄａｔａ［ｉ］、を行う。
【００５５】
これで基本的な初期設定（図１９のステップＳ１参照）は完了し、通常のサンプリング処理、すなわち、座標入力の有無を検知するための光量測定（図１９のステップＳ２参照）が開始される。
【００５６】
通常のサンプリング処理では、演算制御回路８３は、まず、ＣＣＤ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［Ｎ］、すなわち、発光状態で遮光がなされた場合の光の絶対強度分布を測定する。次に、演算制御回路８３は、ラインＣＣＤ４１の感度むらやばらつきを補正するために、前述の数式２に係る演算、すなわち、ＣＣＤ＿ｄａｔａ［ｉ］＝ＣＣＤ＿ｄａｔａ＿ａｂｓ［ｉ］−Ｂｌｉｎｄ＿ｄａｔａ［ｉ］、を行う。
【００５７】
次に、演算制御回路８３は、純粋に遮光の状態を表現する物理量を算出すべく、すなわち、遮光有りの場合の光量分布データを規格化すべく、前述の数式３に係る演算、すなわち、Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［ｉ］＝ＣＣＤ＿ｄａｔａ［ｉ］／Ｒｅｆ＿ｄａｔａ［ｉ］、を行う（図１９のステップＳ３、及び図１６参照）。
【００５８】
次に、演算制御回路８３は、規格化したＮｏｒｍ＿ｄａｔａ［ｉ］に基づいて、遮光深さを算出し、この遮光深さから遮光の有無を判定すると共にペン（指示具５）のアップ／ダウンを判定し（図１９のステップＳ４参照）、遮光ありの場合は、遮光位置の算出を行う（図１９のステップＳ５参照）。さらに、演算制御回路８３は、２つのラインＣＣＤ４１ごとに得られる遮光位置に基づいて、入力座標を計算する（図１９のステップＳ６参照）。
【００５９】
ここで、演算制御回路８３は、遮光深さから遮光の有無を判定するにあたっては、Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［ｉ］に対して前述の閾値Ｖｔｈ＿ｓｈ（０〜１の間、通常０．２〜０．３程度）を予め設定しておき、閾値Ｖｔｈ＿ｓｈを超える画素が所定の数以上の場合に遮光あり、すなわち、座標入力ありと判断する。また、演算制御回路８３は、遮光深さからペンのアップ／ダウンを判定するにあたっては、Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［ｉ］に対して前述の閾値Ｖｔｈ＿ｐｕｄ（０〜１の間、通常０．５〜０．８程度）を予め設定しておき、最大遮光深さの値が閾値Ｖｔｈ＿ｐｕｄを超える場合にペンダウン、超えない場合にペンアップと判定する。
【００６０】
以上のように、常に絶対光強度分布データから発光無しの場合の光強度分布データを差し引くことにより、ラインＣＣＤ４１の感度むらやばらつき等の影響を回避することができ、また、常に遮光無しの場合の光強度分布データをリファレンスデータとして遮光有りの場合の光強度分布データを規格化して計算することにより、発光部の輝度の変動、再帰反射部材３等の光学系の変動に影響されることなく、遮光位置、入力座標を求めることができる。
【００６１】
次に、実際に、規格化データＮｏｒｍ＿ｄａｔａ［ｉ］に基づいて遮光位置を算出する方法を説明する。
【００６２】
演算制御回路８３は、この規格化データＮｏｒｍ＿ｄａｔａ［ｉ］（図１６参照）に対して、閾値Ｖｔｈ＿ｐｏｓｉ（図１７参照）を適用して、その立ち上がり部と立下り部の画素番号から、例えば立ち上がり部と立下り部の中央を光強度分布上の遮光位置とし（図１６，１７のＳ＿Ｌ＿ｌｅｄ１参照）、これをもとにラインＣＣＤ４１から見た場合の入力座標の方向を示す角度θＬ、θＲ（図１８参照）を求める。なお、図１６は規格化処理を終わった後の光強度分布データを示している。また、図１６の規格化された光強度分布データのうち、遮光部分を拡大して、画素単位のデータが分かるようにしたものが図１７である。
【００６３】
ここで、図１７の規格化データＮｏｒｍ＿ｄａｔａ［ｉ］を左から右方向に見て、規格化データＮｏｒｍ＿ｄａｔａ［ｉ］が、Ｎｒ−１番目とＮｒ番目の画素の間で閾値Ｖｔｈ＿ｐｏｓｉを下まわり、Ｎｆ−１番目の画素とでＮｆ番目の画素の間で閾値Ｖｔｈ＿ｐｏｓｉを超えたとする。
【００６４】
この場合、遮光部分の中心画素Ｎｐを、Ｎｐ＝Ｎｒ＋（Ｎｆ−Ｎｒ）／２として計算してもよいが、この計算では、最小の分解能が画素間隔（整数）になってしまう。すなわち、遮光部分の中心画素の値が、画素ピッチで量子化された値となってしまう。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、遮光部分の中心画素を厳密に検出するために、演算制御回路８３は、データレベルが閾値Ｖｔｈ＿ｐｏｓｉに完全に一致する仮想の画素番号（図１７のＮｒｖ，Ｎｆｖ：これらは、小数で表現される）を計算している。具体的には、図１７において、Ｎｒ番目の画素のデータレベルをＬｒ、Ｎｒ−１番目の画素のデータレベルをＬｒ−１とし、Ｎｆ番目の画素のデータレベルをＬｆ、Ｎｆ−１番目の画素のデータレベルをＬｆ−１とすれば、データレベルが閾値Ｖｔｈ＿ｐｏｓｉに完全に一致する仮想の画素番号Ｎｒｖ，Ｎｆｖは、
［数４］
Ｎｒｖ＝（Ｎｒ−１）＋（Ｖｔｈ＿ｐｏｓｉ）−（Ｌｒ−１）／（Ｌｒ）−（Ｌｒ−１）
［数５］
Ｎｆｖ＝（Ｎｆ−１）＋（Ｖｔｈ＿ｐｏｓｉ）−（Ｌｆ−１）／（Ｌｆ）−（Ｌｆ−１）と計算することができ、遮光部分の仮想の中心画素の番号は、
［数６］
Ｓ＿Ｌ＿ｌｅｄ１＝Ｎｒｖ＋（Ｎｆｖ−Ｎｒｖ）／２
として求めることができる。なお、ここで表現される中心画素Ｓ＿Ｌ＿ｌｅｄ１が、この規格化データ波形から求めた遮光位置そのものである。このように、遮光部分の仮想の中心画素の番号を算出することで、より分解能の高い遮光位置の検出ができる。
【００６６】
このようにして得られた遮光部分の中心画素の番号から、実際の入力座標値を計算する場合、本実施の形態では、遮光部分の中心画素の番号を角度情報に変換しているが、後述する実際の入力座標の計算では、角度そのものを求めるよりも、その角度における正接（ｔａｎｇｅｎｔの値：ｔａｎθ）を求める方が都合がよい。ただし、ｔａｎθを求めることなく、角度そのものを求め、その後、ｔａｎθを求めてもよい。
【００６７】
なお、画素番号からｔａｎθへ変換する際には、演算制御回路８３は、変換用テーブルや変換式を用いる。すなわち、実測により所定のデータを求め、このデータに対して近似式を作り、その近似式を用いて画素番号をｔａｎθに変換する。この変換式は、例えば、高次の多項式を用いると入力座標値の精度を確保できるが、次数などは演算制御回路８３の計算能力、および要求されている入力座標値の精度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６個の係数を不揮発性メモリ８９などに記憶しておけばよい。
【００６８】
今、５次多項式の係数をＬ５，Ｌ４，Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０としたとき、ｔａｎθは、
［数７］
ｔａｎθ＝（（（（Ｌ５×Ｓ＋Ｌ４）×Ｓ＋Ｌ３）×Ｓ＋Ｌ２）×Ｓ＋Ｌ１）×Ｓ＋Ｌ０
（ただし、Ｓ＝Ｓ＿Ｌ＿ｌｅｄ１）で表すことができる。なお、実際には、演算制御回路８３は、上記の数式７の演算を左右２つのラインＣＣＤ４１からのデータに対して行い、後述の左右のｔａｎθＬ、ｔａｎθＲを算出している。
【００６９】
〈座標計算方法〉
次に、演算制御回路８３は、上記の数式７の演算により得られたｔａｎθ（実際にはｔａｎθＬとｔａｎθＲ）から入力座標を算出する。具体的には、図１８において、左右２つの座標センサユニット１Ｌ，１Ｒの離間距離がＤｓであり、画面中央が画面の原点位置であり、Ｐ０は座標センサユニット１Ｌ，１Ｒからそれぞれ入力領域４を見た場合の４５度の角度のラインの交点である。これら４５度の角度のラインと遮光位置（Ｐｘ、Ｐｙ）とのなす角が図１８のようにθＬ、−θＲであるとすると、演算制御回路８３は、ｔａｎθＬ，ｔａｎθＲを上記数式７の多項式を用いて算出する。
【００７０】
遮光位置（Ｐｘ、Ｐｙ）は、上記のｔａｎθＬ，ｔａｎθＲを用いて下記の数式８、数式９により算出することができる。
【００７１】
［数８］
Ｐｘ＝Ｄｓ×（ｔａｎθＬ−ｔａｎθＲ）／（１−（ｔａｎθＬ×ｔａｎθＬ））／２            
［数９］
Ｐｙ＝Ｄｓ×（（１−ｔａｎθＬ）×（１−ｔａｎθＬ）／２／（１−ｔａｎθＬ×  ｔａｎθ）−０．５）＋Ｐ０ｙ  
〈有効再帰反射領域が２つの場合の座標計算方法〉
以上説明した遮光位置の計算、その遮光位置に基づく入力座標の計算は、１つの有効再帰反射領域に関するものであった。しかし、本実施の形態では、実際には、２つの有効再帰反射領域E１、E２に関して前記１つの有効再帰反射領域に関して行った計算と同じ計算を夫々行っており、その詳細は、図１９のステップＳ１〜Ｓ５の詳細な処理内容として、図２０〜図２４に示されている。
【００７２】
そこで、図２０〜図２４の処理内容で使用されているデータや演算式を以下に示す。なお、以下の記述において、「有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２」は「領域１，２」と略されており、「座標演算ユニット」は「ユニット」と略されている。また、「Ｌ」は左、「Ｒ」は右を示している。
【００７３】
領域１において、座標入力に伴う遮光が無い時（すなわち無入力時）のＬ側ユニットの波形データ列からＬＥＤ非点灯時の波形データ（Ｂｌｉｎｄ＿Ｄａｔａ＿Ｌ［ｉ］）を差し引いたものを、Ｒｅｆ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１［ｉ］と定義する。同様にＲ側ユニットの波形データ列からＬＥＤ非点灯時の波形データ（Ｂｌｉｎｄ＿Ｄａｔａ＿Ｒ［ｉ］）を差し引いたものを、Ｒｅｆ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１［ｉ］と定義する。また同様に領域２に関しても、Ｌ側ユニットについて、Ｒｅｆ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２［ｉ］、Ｒ側ユニットについて、Ｒｅｆ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２［ｉ］を定義する。
【００７４】
一方、座標入力に伴う遮光がある時（すなわち通常入力時）のＬ側ユニットの波形データ列からＬＥＤ非点灯時の波形データ（Ｂｌｉｎｄ＿Ｄａｔａ＿Ｌ［ｉ］）を差し引いたものを、Ｃｃｄ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１［ｉ］と定義する。同様にＲ側ユニットの波形データ列からＬＥＤ非点灯時の波形データ（Ｂｌｉｎｄ＿Ｄａｔａ＿Ｒ［ｉ］）を差し引いたものを、Ｃｃｄ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１［ｉ］と定義する。また同様に領域２に関しても、座標入力に伴う遮光がある時（すなわち通常入力時）のＬ側ユニットについて、Ｃｃｄ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２［ｉ］、Ｒ側ユニットについて、Ｃｃｄ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２［ｉ］を定義する。
【００７５】
さらに、２つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２、及び左右の座標センサユニット１Ｌ，１Ｒそれぞれに対応する４つの規格化データ列を、以下のように定義する。
【００７６】
Ｎｏｒｍ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１［ｉ］＝Ｃｃｄ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１［ｉ］／Ｒｅｆ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１
Ｎｏｒｍ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１［ｉ］＝Ｃｃｄ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１［ｉ］／Ｒｅｆ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ１
Ｎｏｒｍ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２［ｉ］＝Ｃｃｄ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２［ｉ］／Ｒｅｆ＿Ｌ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２
Ｎｏｒｍ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２［ｉ］＝Ｃｃｄ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２［ｉ］／Ｒｅｆ＿Ｒ＿Ｄａｔａ＿ｌｅｄ２
また，上記の規格化データに所定の閾値を適用して得られるそれぞれの遮光位置を下記のように、
領域１でのＬ側ユニットに係る遮光位置をＳ＿Ｌ＿ｌｅｄ１
領域１でのＲ側ユニットに係る遮光位置をＳ＿Ｒ＿ｌｅｄ１
領域２でのＬ側ユニットに係る遮光位置をＳ＿Ｌ＿ｌｅｄ２
領域２でのＲ側ユニットに係る遮光位置をＳ＿Ｒ＿ｌｅｄ２
と定義する。
【００７７】
そして、Ｌ側ユニットに係る遮光位置のデータ（Ｓ＝Ｓ＿Ｌ…）には、上記の数式７を適用して、
ｔａｎθＬ＝（（（（Ｌ５×Ｓ＿Ｌ＋Ｌ４）×Ｓ＿Ｌ＋Ｌ３）×Ｓ＿Ｌ＋Ｌ２）×Ｓ＿Ｌ＋Ｌ１）×Ｓ＿Ｌ＋Ｌ０とし、
Ｒ側ユニットに係る遮光位置のデータ（  Ｓ＝Ｓ＿Ｒ＿…）  には，上記の数式７を適用して、
ｔａｎθＲ＝（（（（Ｒ５×Ｓ＿Ｒ＋Ｒ４）×Ｓ＿Ｒ＋Ｒ３）×Ｓ＿Ｒ＋Ｒ２）×Ｓ＿Ｒ＋Ｒ１）×Ｓ＿Ｒ＋Ｒ０とし、
領域１に関して、Ｌ側ユニットから見た場合の入力位置の角度：θＬ＿ｌｅｄ１
領域１に関して、Ｒ側ユニットから見た場合の入力位置の角度：θＲ＿ｌｅｄ１
領域２に関して、Ｌ側ユニットから見た場合の入力位置の角度：θＬ＿ｌｅｄ２
領域２に関して、Ｒ側ユニットから見た場合の入力位置の角度：θＲ＿ｌｅｄ２
をそれぞれ求め、
さらに、領域１，２ごとに上記の数式８、数式９を適用して、
Ｐｘ＝Ｄｓ×（ｔａｎθＬ−ｔａｎθＲ）／（１−（ｔａｎθＬ×ｔａｎθＬ））／  ２  、
Ｐｙ＝Ｄｓ×（（１−ｔａｎθＬ）×（１−ｔａｎθＬ）／２／（１−ｔａｎθＬ×ｔａｎθ）−０．５）＋Ｐ０ｙ  
とすることにより、領域１，２ごとの入力座標、Ｐ＿ｌｅｄ１＝［Ｐ＿ｌｅｄ１＿ｘ  、Ｐ＿ｌｅｄ１＿ｙ］  、Ｐ＿ｌｅｄ２＝［Ｐ＿ｌｅｄ２＿ｘ  、Ｐ＿ｌｅｄ２＿ｙ］を求める。
【００７８】
ここで、スクリーン面上に仮想的に想定される座標(（修正座標（１））をＰ＿ｓｃｒ  ＝［Ｐ＿ｓｃｒ＿ｘ  、P＿＿ｓｃｒ＿ｙ  ］と定義し、実効的な表示面上に仮想的に想定される座標(（修正座標(２）)をＰ＿ｄｉｓｐ＝［Ｐ＿ｄｉｓｐ＿ｘ  、Ｐ＿ｄｉｓｐ＿ｙ］と定義する（図１０参照）。
【００７９】
また、ＸＹ座標系におけるペン倒れ角と該倒れ角の正接によってなるペン倒れベクトルを下記のように定義する（図１０参照）。
【００８０】
ペン倒れ角（α＿ｘ，α＿ｙ）
Ｐ＿ＩＮＣＬ＝［ｔａｎ（α＿ｘ），ｔａｎ（α＿ｙ）］  
このように定義すると、ペン倒れベクトルは、Ｈ１、Ｈ２の関係から、
ｔａｎ（α＿ｘ）＝（Ｐ＿ｌｅｄ１＿ｘ−Ｐｘ＿ｌｅｄ２＿ｘ）／（Ｈ１−Ｈ２）
ｔａｎ（α＿ｙ）＝（Ｐ＿ｌｅｄ１＿ｙ−Ｐｘ＿ｌｅｄ２＿ｙ）／（Ｈ１−Ｈ２）
として求めることができる。
【００８１】
また、修正座標(１)、(２)は、
Ｐ＿ｓｃｒ＿ｘ＝Ｐ＿ｌｅｄ２＿ｘ−ｔａｎ（α＿ｘ）×Ｈ２
Ｐ＿ｓｃｒ＿ｙ＝Ｐ＿ｌｅｄ２＿ｙ−ｔａｎ（α＿ｙ）×Ｈ２
Ｐ＿ｄｉｓｐ＿ｘ＝Ｐ＿ｌｅｄ２＿ｘ−ｔａｎ（α＿ｘ）×（Ｈ２＋Ｈｓ）
Ｐ＿ｄｉｓｐ＿ｙ＝Ｐ＿ｌｅｄ２＿ｙ−ｔａｎ（α＿ｙ）×（Ｈ２＋Ｈｓ）
として求めることができる。
【００８２】
このように、第１の実施の形態では、発光部と受光部をそれぞれ有する２つの光学センサユニットと、前記発光部から発光された光を前記受光部に向けて再帰反射させる再帰反射部材とを有する遮光型座標入力装置において、透過する光の波長が互いに異なる２つの光学フィルタを、再帰反射部材の前部の位置で座標入力面からの高さ方向に配し、前記発光部として、２つの光学フィルタを択一的に透過する波長の光を発光する２つの発光部を２つの光学センサにそれぞれ設けることにより、座標入力面からの高さ方向に２つの有効再帰反射領域（光路層）を形成し、２つの発光部を個別に発光させることにより、２つの有効再帰反射領域を交互に選択して該２つの有効再帰反射領域毎に遮光位置を検出し、２つの遮光位置に基づいて指示部材の傾きを算出し、指示部材の傾きに基づいて指示部材の先端部、指示部材の先端部の延長線と座標入力面との交点、ないし表示装置の表面と視差を考慮した実効的な表示面との交点等の座標を求めて入力座標として検出するように構成したので、ユーザが意図した入力座標と検出結果とのずれ少なく、自然な使用感のある遮光型座標入力を実現することが可能となる。
【００８３】
また、この計算の過程で得られる、ペンの倒れ角の情報は、それ自体が入力座標とは別の付帯的入力情報としても扱うことができるので、アプリケーションとして有効活用できる。
【００８４】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、２つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２を形成していたが、第２の実施の形態では、図２６に示したように、３つの有効再帰反射領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を形成している。
【００８５】
すなわち、第２の実施の形態では、図２５に示したように、透過する光の波長が互いに異なる３つの波長フィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３を、再帰反射部材３の前面に設け、これら３つの波長フィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３に対応して、互いに異なる波長の赤外光を発光する３つの赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂ，３１ｃを、左右の座標センサユニット１Ｌ，１Ｒにそれぞれ設けている。なお、第２の実施の形態における受光部の数は、第１の実施の形態と同様に１つである。
【００８６】
図２７に示したように、３つの赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂ，３１ｃが発光する赤外光の波長は、それぞれλ１，λ２，λ３であり、λ１＞λ２＞λ３となっている。また、波長フィルタＦ１はλｃ１より長い波長の光を透過し、波長フィルタＦ２はλｃ２２より長くλｃ２１より短い波長の光を透過し、波長フィルタＦ３はλｃ３より短い波長の光を透過する透過特性を有している。
【００８７】
また、赤外ＬＥＤ３１ａが発光する赤外光の波長λ１については、λ１＞λｃ１、かつ、λ１＞λｃ２１の関係が成り立ち、赤外ＬＥＤ３１ｂが発光する赤外光の波長λ２については、λｃ２２＜λ２＜λｃ２１、かつ、λｃ３＜λ２＜λｃ１の関係が成り立ち、赤外ＬＥＤ３１ｃが発光する赤外光の波長λ３については、λ３＜λｃ２２、かつ、λ３＜λｃ３の関係が成りたっている。換言すれば、赤外ＬＥＤ３１ａが発光する波長λ１の赤外光は、波長フィルタＦ２，Ｆ３は透過せずに波長フィルタＦ１だけを透過し、赤外ＬＥＤ３１ｂが発光する波長λ２の赤外光は、波長フィルタＦ１，Ｆ３は透過せずに波長フィルタＦ２だけを透過し、赤外ＬＥＤ３１ｃが発光する波長λ３の赤外光は、波長フィルタＦ１，Ｆ２は透過せずに波長フィルタＦ３だけを透過する。
【００８８】
第２の実施の形態においては、３つの赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂ，３１ｃを個別に発光させることにより、赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂ，３１ｃを１つずつ選択することになる。この場合、赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂ，３１ｃをサイクリックに選択して発光させるのが好ましい。
【００８９】
第２の実施の形態では、赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂ，３１ｃが形成されているので、第１の実施の形態よりも精度の高いペン倒れベクトル、すなわち座標入力面に対する遮光物の倒れ角度を算出することができ、また、遮光物の先端の位置が座標入力面から大きく離れた状態でも、座標入力面に対する遮光物の倒れ角度を算出することが可能となる。
【００９０】
［第３の実施の形態］
第１，第２の実施の形態では、複数の光学フィルタとして、光の透過特性が互いに異なるものを用いたが、第３の実施の形態では、偏光特性が互いに異なるものを用いている。
【００９１】
すなわち、第３の実施の形態では、図２８に示したように、偏光特性（偏光方向）が互いに異なる２つの偏光フィルタＦ１ａ，Ｆ２ａを、再帰反射部材３の前面に設け、これら２つの偏光フィルタＦ１ａ，Ｆ２ａに対応して、互いに偏光方向が異なる２つの偏光フィルタＦ１ｂ，Ｆ２ｂを赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂの前面に設けている（左右の座標センサユニット１Ｌ，１Ｒにおいて同様）。なお、第３の実施の形態における受光部の数も、第１、第２の実施の形態と同様に１つである。ただし、第３の実施の形態では、赤外ＬＥＤ３１ａ，３１ｂの光の透過特性は、特別な関係にする必要はなく任意である。
【００９２】
第３の実際の形態における偏光フィルタ群の偏光特性は、再帰反射部材３の前部の偏光フィルタＦ１ａは横方向への偏光を行い、偏光フィルタＦ２ａは縦方向への偏光を行い、赤外ＬＥＤ３１ａの前部の偏光フィルタＦ１ｂは横方向への偏光を行い、偏光フィルタＦ２ｂは縦方向への偏光を行うようになっている。
【００９３】
このように構成することにより、赤外ＬＥＤ３１ａを点灯したときに、再帰反射部材３の上側の領域（偏光フィルタＦ１ａの領域）が有効再帰反射領域となり、赤外ＬＥＤ３１ｂを点灯したときに、再帰反射部材３の下側の領域（偏光フィルタＦ２ａの領域）が有効再帰反射領域となり、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００９４】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、例えば、第３の実施の形態において、偏光特性（偏光方向）が互いに異なる３つの偏光フィルタを、再帰反射部材３の前面に設け、これら３つの偏光フィルタに対応して、互いに偏光方向が異なる３つの偏光フィルタを３つの赤外ＬＥＤの前面にそれぞれ設けることにより、第２の実施の形態と同等の効果を得ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施の形態に係る遮光型座標入力装置の概略構成図である。
【図２】遮光型座標入力装置の再帰反射状況を示す図である。
【図３】座標センサユニットの発光部の構成を示す図である。
【図４】座標センサユニットの受光部の構成を示す図である。
【図５】座標センサユニットの全体構成図である。
【図６】再帰反射部材の反射特性を説明するための図である。
【図７】再帰反射部材の外形を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に特有な波長フィルタと発光素子の配備状況を示す図である。
【図９】第１の実施の形態における有効再帰反射領域を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態で得られる入力座標を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態に係る波長フィルタと発光素子の特性を説明するための図である。
【図１２】制御・演算ユニットの構成を示すブロック図である。
【図１３】光量分布の検出処理を示すタイミングチャートである。
【図１４】光量分布を示す図である（遮光時）。
【図１５】光量分布を示す図である（非遮光時、背景光）。
【図１６】光量分布の規格化データを示す図である。
【図１７】遮光部分の中心画素の算出方法を説明するための図である。
【図１８】入力座標の算出方法を説明するための図である。
【図１９】第１の実施の形態における入力座標検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図２０】図１９の処理手順における初期設定処理の詳細を示す図である。
【図２１】図１９の処理手順における通常測定処理の詳細を示す図である。
【図２２】図１９の処理手順における波形データ規格化処理の詳細を示す図である。
【図２３】図１９の処理手順における遮光有無、ペンダウンの判定処理の詳細を示す図である。
【図２４】図１９の処理手順におけるペンの傾斜角算出処理の詳細を示す図である。
【図２５】第２の実施の形態に係る波長フィルタと発光素子の特性を説明するための図である。
【図２６】第２の実施の形態における有効再帰反射領域等を示す図である。
【図２７】第２の実施の形態に係る波長フィルタと発光素子の特性を説明するための図である。
【図２８】第３の実施の形態の特徴を説明するための図である。
【図２９】従来の有効再帰反射領域を示す図である。
【図３０】従来の問題点（得られる入力座標）を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１Ｌ，１Ｒ…座標センサユニット、２…制御・演算ユニット、３…再帰反射部材、４…入力領域、５…指示具（遮光物）、３１，３１ａ，３１ｂ…赤外ＬＥＤ、３２，３２ａ，３２ｂ…投光レンズ、４１…ラインＣＣＤ、８２…メモリ、８３…演算制御回路、８９…不揮発性メモリ、
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…有効再帰反射領域、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３…波長フィルタ、Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ…偏光フィルタ
【図１】
2006260474.tif 000003
【図２】
2006260474.tif 000004
【図３】
2006260474.tif 000005
【図４】
2006260474.tif 000006
【図５】
2006260474.tif 000007
【図６】
2006260474.tif 000008
【図７】
2006260474.tif 000009
【図８】
2006260474.tif 000010
【図９】
2006260474.tif 000011
【図１０】
2006260474.tif 000012
【図１１】
2006260474.tif 000013
【図１２】
2006260474.tif 000014
【図１３】
2006260474.tif 000015
【図１４】
2006260474.tif 000016
【図１５】
2006260474.tif 000017
【図１６】
2006260474.tif 000018
【図１７】
2006260474.tif 000019
【図１８】
2006260474.tif 000020
【図１９】
2006260474.tif 000021
【図２０】
2006260474.tif 000022
【図２１】
2006260474.tif 000023
【図２２】
2006260474.tif 000024
【図２３】
2006260474.tif 000025
【図２４】
2006260474.tif 000026
【図２５】
2006260474.tif 000027
【図２６】
2006260474.tif 000028
【図２７】
2006260474.tif 000029
【図２８】
2006260474.tif 000030
【図２９】
2006260474.tif 000031
【図３０】
2006260474.tif 000032