(57)【要約】【課題】  音波の伝達所要時間を利用して表示装置上における指示位置の検出を行う際に、指示位置の検出だけでなく、表示装置の姿勢も容易且つ安価に検出する。【解決手段】  表示装置５０が載置される机上に姿勢検出用の光信号及び超音波信号を発信する２つの姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）を備えた姿勢基準装置７０を設け、姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）では姿勢検出用の光信号に姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）を特定するＩＤ情報を重畳して送信し、位置指示装置２０では位置検出用の光信号に位置指示装置２０を特定するＩＤ情報を重畳して送信する。表示装置５０では、位置指示装置２０を特定するＩＤ情報が付加されていれば受信した信号を用いて位置座標演算を行い（ステップＳ１〜Ｓ４）、姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）を特定するＩＤ情報が付加されていれば受信した信号を用いて表示装置５０の姿勢を検出する（ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ１１〜Ｓ１３）。【選択図】      図７
2006127341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体と、同一の基体に搭載された複数の位置検出用基準体とを備え、
前記移動体と前記複数の位置検出用基準体との間で音波信号を伝達し、当該音波信号の伝達所要時間を用いて前記移動体の位置を検出するようにした位置検出装置において、
既知の間隔で配置され且つ前記複数の位置検出用基準体との間で音波信号を伝達する複数の姿勢検出用基準体と、
当該複数の姿勢検出用基準体と前記複数の位置検出用基準体との間の前記音波信号の伝達所要時間を計測し、この伝達所要時間を用いて前記複数の姿勢検出用基準体に対する前記基体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記姿勢検出手段は、２つの前記姿勢検出用基準体と２つの前記位置検出用基準体との間の異なる組み合わせにおける複数の前記伝達所要時間のうち、少なくとも３つ以上の伝達所要時間を用いて姿勢検出を行うようになっていることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記移動体に設けられ、位置検出用の光信号及び当該光信号の送信タイミングに応じて位置検出用の音波信号を送信する位置検出用信号送信手段と、
前記姿勢検出用基準体に設けられ、姿勢検出用の光信号及び当該光信号の送信タイミングに応じて姿勢検出用の音波信号を送信する姿勢検出用信号送信手段と、
前記位置検出用基準体に設けられ、前記位置検出用信号送信手段で送信される位置検出用信号及び前記姿勢検出用信号送信手段で送信される姿勢検出用信号を受信する信号受信手段と、
当該信号受信手段で前記位置検出用信号を受信したとき前記移動体の位置検出を行う位置検出手段と、を備え、
前記姿勢検出手段は、前記信号受信手段で、前記姿勢検出用信号を受信したとき姿勢検出を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記複数の姿勢検出用基準体は、該姿勢検出用基準体毎に異なるタイミングで、前記姿勢検出用信号を送信することを特徴とする請求項３記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記位置検出用信号送信手段及び前記姿勢検出用信号送信手段は、前記光信号に当該光信号の送信元を特定する付加情報を付加して送信し、
前記信号受信手段は、前記光信号に付加された前記付加情報から、前記位置検出用信号及び前記姿勢検出用信号のいずれであるかを判断することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記姿勢検出用基準体は、前記位置検出用信号を受信する位置検出用信号受信手段と、
当該位置検出用信号受信手段で受信した前記位置検出用信号に基づき、前記位置検出用信号送信手段での前記位置検出用信号の送信状況を検出する送信状況検出手段と、を備え、
前記姿勢検出用信号送信手段は、前記送信状況検出手段での検出状況に基づき、前記位置検出用信号が非送信中であるときに前記姿勢検出用信号を送信することを特徴とする請求項３から請求項５の何れか１項に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記送信状況検出手段は、前記位置検出用信号の非送信状態への切り換わりを検出し、
前記姿勢検出用信号送信手段は、前記非送信状態への切り換わりの検出状況に基づき、前記姿勢検出用信号を送信することを特徴とする請求項６記載の位置検出装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の位置検出装置を備えていることを特徴とする情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置および情報端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータ等といった情報装置においては、文書は、電子的な文書として扱われている。この情報装置においては、文書は、限られた一台の情報装置の中で閉じられており、通常は、この情報装置に接続された表示装置でのみ、電子的な文書を参照することができる。このように、情報装置を用いて文書を扱うようにした文書環境は、極めて制限された環境の中で行われているのが現状である。
【０００３】
これに対し、電子化された文書を直感的に扱うことの可能な形態の情報装置として様々なものが提案されている。
例えば、ハードコピーに近い表示品質を実現できるものとして、いわゆる「電子ペーパー」と呼ばれる軽薄な表示媒体が開発されつつある（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、電子ペーパーは、高精細、高コントラストで、ペーパーホワイトを実現可能な高反射率であると共に、「紙」のように極めて薄く構成することができるという特徴を有する。したがって、このような電子ペーパーを表示媒体として備える情報表示装置は、従来の「紙」が備えている見易さ、使い易さに加え、表示された情報の消去、書き換えあるいは電子情報としての利用が可能であるといった「紙」にない特長を備えられることから、利用価値の高いものとして期待される。
【特許文献１】特開２００２−１６９１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の情報装置の表示媒体部分を電子ペーパーで置き換えた、電子ペーパーを備える情報表示装置を想定した場合、紙と同様の機能を有するのみでなく、情報の書き換えや消去に加え、紙にない有用な機能を備えることが利用価値を高める条件となる。
すなわち、例えば、ペンに類似した入力装置によって書き込みや操作を行うことができるといった紙に類似した機能だけではなく、文書を電子情報として取り扱うことができることから、さらに、情報表示装置の縦横の向きを変えると表示形態が変化する機能、或いは、情報表示装置どうしを近接させることで両者を連携させる機能等といった、文書を電子情報として取り扱っているがために得られる有用な機能が望まれている。
【０００５】
このような機能を実現する場合、ペンに類似した入力装置の位置だけでなく、情報表示装置の位置、或いはその向きといった情報表示装置自体の状態を検出する必要があるが、このように、情報表示装置自体の状態を検出する、簡易な方法が望まれていた。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、表示装置自体の位置或いは向き等といった姿勢を簡易な構成で容易に検出することの可能な位置検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、本発明の位置検出装置は、移動体と、同一の基体に搭載された複数の位置検出用基準体とを備え、前記移動体と前記複数の位置検出用基準体との間で音波信号を伝達し、当該音波信号の伝達所要時間を用いて前記移動体の位置を検出するようにした位置検出装置において、既知の間隔で配置され且つ前記複数の位置検出用基準体との間で音波信号を伝達する複数の姿勢検出用基準体と、当該複数の姿勢検出用基準体と前記複数の位置検出用基準体との間の前記音波信号の伝達所要時間を計測し、この伝達所要時間を用いて前記複数の姿勢検出用基準体に対する前記基体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、同一の基体に搭載された複数の位置検出用基準体との間で音波信号を伝達する複数の姿勢検出用基準体を設け、位置検出用基準体と姿勢検出用基準体との間での音波信号の伝達所要時間を計測し、この伝達所要時間に基づき、姿勢検出手段で姿勢検出用基準体に対する基体の姿勢を検出する。したがって、位置検出用基準体に対する移動体の位置だけでなく、この位置検出用基準体が搭載された基体の姿勢も検出することができ、例えば位置検出用基準体が搭載された基体の姿勢に応じて所定の処理を行うシステムを、容易に実現することができる。
【０００８】
上記した位置検出装置では、前記姿勢検出手段は、２つの前記姿勢検出用基準体と２つの前記位置検出用基準体との間の異なる組み合わせにおける複数の前記伝達所要時間のうち、少なくとも３つ以上の伝達所要時間を用いて姿勢検出を行うようになっていることが好ましい。
上記構成によれば、基体に搭載された２つの位置検出用基準体間の距離が既知であれば、この２つの位置検出用基準体と、２つの姿勢検出用基準体との異なる組み合わせにおける伝達所要時間のうち、何れか３つの組み合わせにおける伝達所要時間が特定されれば、位置検出用基準体及び姿勢検出用基準体の位置を特定することができる。したがって、位置検出用基準体と姿勢検出用基準体との間の各組み合わせについて伝達所要時間を計測する必要はなく、その分、処理負荷を軽減することができる。
【０００９】
上記した位置検出装置では、前記移動体に設けられ、位置検出用の光信号及び当該光信号の送信タイミングに応じて位置検出用の音波信号を送信する位置検出用信号送信手段と、前記姿勢検出用基準体に設けられ、姿勢検出用の光信号及び当該光信号の送信タイミングに応じて姿勢検出用の音波信号を送信する姿勢検出用信号送信手段と、前記位置検出用基準体に設けられ、前記位置検出用信号送信手段で送信される位置検出用信号及び前記姿勢検出用信号送信手段で送信される姿勢検出用信号を受信する信号受信手段と、当該信号受信手段で前記位置検出用信号を受信したとき前記移動体の位置検出を行う位置検出手段と、を備え、前記姿勢検出手段は、前記信号受信手段で、前記姿勢検出用信号を受信したとき姿勢検出を行うことが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、位置検出用信号送信手段で送信した光信号及び音波信号からなる位置検出用信号を信号受信手段で受信したときには、位置検出用信号に基づき位置検出手段で位置検出を行い、姿勢検出用信号送信手段が送信した光信号及び音波信号からなる姿勢検出用信号を信号受信手段で受信したときには、姿勢検出手段で基体の姿勢検出を行う。このため、位置検出用信号を受信するための信号受信手段と、姿勢検出用信号を受信するための信号受信手段とを共用することができ、その分、部品数を削減することができる。
【００１１】
上記した位置検出装置では、前記複数の姿勢検出用基準体は、該姿勢検出用基準体毎に異なるタイミングで、前記姿勢検出用信号を送信することが好ましい。
上記構成によれば、姿勢検出用信号は、複数の姿勢検出用基準体からそれぞれ異なるタイミングで送信されるから、信号受信手段では、複数の姿勢検出用基準体からの姿勢検出用信号を確実に受信することができる。
【００１２】
上記した位置検出装置では、前記位置検出用信号送信手段及び前記姿勢検出用信号送信手段は、前記光信号に当該光信号の送信元を特定する付加情報を付加して送信し、前記信号受信手段は、前記光信号に付加された前記付加情報から、前記位置検出用信号及び前記姿勢検出用信号のいずれであるかを判断することが好ましい。
上記構成によれば、位置検出用信号送信手段及び姿勢検出用信号送信手段では、それぞれ光信号に、この光信号の送信元を特定する付加情報を付加して送信するから、光信号に付加されている付加情報を参照することにより、この光信号が、位置検出用信号であるのか姿勢検出用信号であるのかを容易に識別することができる。
【００１３】
上記した位置検出装置では、前記姿勢検出用基準体は、前記位置検出用信号を受信する位置検出用信号受信手段と、当該位置検出用信号受信手段で受信した前記位置検出用信号に基づき、前記位置検出用信号送信手段での前記位置検出用信号の送信状況を検出する送信状況検出手段と、を備え、前記姿勢検出用信号送信手段は、前記送信状況検出手段での検出状況に基づき、前記位置検出用信号が非送信中であるときに前記姿勢検出用信号を送信することが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、姿勢検出用基準体は、位置検出用基準体が送信する位置検出用信号を位置検出用信号受信手段で受信し、この位置検出用信号に基づき送信状況検出手段で、位置検出用信号送信手段での位置検出用信号の送信状況を検出し、姿勢検出用信号送信手段では、位置検出用信号が送信されていないときに姿勢検出用信号を送信するようにしたから、信号受信手段では、姿勢検出用信号と位置検出用信号とが衝突することなくこれら信号を確実に受信することができる。
【００１５】
上記した位置検出装置では、前記送信状況検出手段は、前記位置検出用信号の非送信状態への切り換わりを検出し、前記姿勢検出用信号送信手段は、前記非送信状態への切り換わりの検出状況に基づき、前記姿勢検出用信号を送信することが好ましい。
上記構成によれば、送信状況検出手段では、位置検出用信号の非送信状態への切り換わりを検出し、この非送信状態への切り換わりの検出状況に基づき姿勢検出用信号を送信するから、位置検出用信号が送信されていない状況を的確に検出することができる。
【００１６】
そして、前述の位置検出装置を情報端末装置に適用することにより、情報端末装置が有する表示媒体を指示する移動体の位置を検出することができると共に、表示媒体の姿勢も検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る位置検出装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の位置検出装置の一実施形態が適用される情報端末装置１の外観を示す図である。この情報端末装置１は、移動可能な移動体としての位置指示装置２０と、この位置指示装置２０により指示される表示装置５０と、当該表示装置５０が載置された机上でのこの表示装置５０の位置或いは向きといった姿勢を検出するために用いる姿勢基準装置７０と、を備えている。
【００１８】
表示装置５０は、板状の基体４０と、基体４０の表面の一方の端部に設けられた取付部材４０ａ上に所定の距離を保って固定された、位置検出用基準体としての２つの基準体（１０Ａ，１０Ｂ）と、基体４０の表面の略中央部に埋設された表示媒体３０と、から構成される。
２つの基準体（１０Ａ，１０Ｂ）は、図２に示すように、距離計測に用いる超音波測定パルスを検出する超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）をそれぞれに備えると共に、何れか一方の基準体（１０Ａ又は１０Ｂ）に、同期用に用いる同期用光パルスとしての赤外光を検出する赤外線センサ１２を備え、超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）の検出領域と、赤外線センサ１２の検出領域とは、表示媒体３０が表示可能な全ての領域を含むと共に後述の姿勢基準装置７０からの姿勢検出用の超音波パルス及び光パルスの送信可能範囲を含むように調整されている。
【００１９】
表示装置５０は、赤外線センサ１２で位置指示装置２０からの同期用光パルスを検出すると、超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）で位置指示装置２０からの超音波測定パルスを検出するまでの所要時間をそれぞれ計測し、これら計測時間に基づいて表示媒体３０上における位置指示装置２０の位置を検出する。また、姿勢基準装置７０の、姿勢検出用基準体としての姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）から姿勢検出用の光パルスを受信すると、超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）で姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）からの姿勢検出用の超音波パルスを検出するまでの所要時間をそれぞれ計測し、これら計測時間に基づいて各姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）までの距離を検出し、これらに基づき姿勢基準装置７０に対して表示装置５０がどのような向き、またどのような位置関係にあるか等といった姿勢基準装置７０に対する表示装置５０の姿勢を検出する。また、表示装置５０は、検出した位置指示装置２０までの距離に基づいて情報端末装置１の処理を行う機能を備える。この表示装置５０の機能については後述する。
【００２０】
位置指示装置２０は、図２に示すように、外観視ペン状で、先端部（２１〜２３）と把持部２４とで構成される。この先端部（２１〜２３）には、接触を感知する接触センサ２１と、赤外線を発光する赤外線ＬＥＤ２２と、表示装置５０の超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）が感知可能な超音波を発する超音波発振器２３とを備えている。
把持部２４は、接触センサ２１で接触を感知したとき、赤外線ＬＥＤ２２を発光させると共に超音波発振器２３により超音波を発生させる機能を備える。
【００２１】
そして、この位置指示装置２０は、情報端末装置１の使用者がこの把持部２４を把持して表示媒体３０上を移動させ、表示媒体３０上の位置を指示したり、表示媒体３０に対して手書き入力したりすることで、情報端末装置１に対する入力を行う。この位置指示装置２０の機能については後述する。
表示媒体３０は、位置指示装置２０からの指示に応じた画像を表示する。この表示媒体３０の形状や表示方法については、基準体１０と表示媒体３０上の位置指示装置２０との間で超音波信号及び光信号を授受することができればどのようなものでも可能であり、ここでは、例えば略平板状の液晶表示体を採用する。
【００２２】
基体４０の内部には、図示を略した電源入力部を備える。この電源入力部は、外部から電源を入力して、電圧等を適正に調整した後、基準体１０や表示媒体３０の駆動部等に電源を供給する。
姿勢基準装置７０は、図１に示すように、姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）と、赤外線センサ８５とを備え、姿勢基準体８０Ａ及び８０Ｂは、それぞれ赤外線センサ８５と予め設定された所定間隔Ｄを保って配置されている。
【００２３】
姿勢基準体（８０Ａ、８０Ｂ）は、それぞれ赤外線ＬＥＤ（８１Ａ，８１Ｂ）と超音波発振器（８２Ａ，８２Ｂ）とを備え、赤外線センサ８５で受信した光パルスに基づき接触センサ２１が非検知状態となったことを検出したとき、赤外線ＬＥＤ（８１Ａ，８１Ｂ）及び超音波発振器（８２Ａ，８２Ｂ）を作動させ、姿勢基準装置７０に対する表示装置５０の姿勢を検出するための姿勢検出用の光パルス及び超音波パルスを送信する。
【００２４】
次に、位置指示装置２０、表示装置５０及び姿勢基準装置７０の機能構成を、図３の機能の概略を示すブロック図に基づいて説明する。
図３に示すように、位置指示装置２０は、接触センサ２１と、超音波測定パルス及び同期光パルスの発信するタイミングを制御するタイミング発生回路１１０と、超音波測定パルスを発信する音波送信部１２０と、同期光パルスを発信する光送信部１３０と、接触センサ２１の検出状態に応じたＩＤ情報を出力する状態ＩＤ変調部１４０とを備えている。なお、前記タイミング発生回路１１０、音波送信部１２０及び光送信部１３０が位置検出用信号送信手段に対応している。
【００２５】
接触センサ２１は、表示媒体３０との接触を感知するタッチセンサを採用することができる。この接触センサ２１は接触を感知すると、信号を生成してタイミング発生回路１１０及び状態ＩＤ変調部１４０に送信する。また、接触状態から非接触状態に遷移した場合も同様に信号を生成し、タイミング発生回路１１０及び状態ＩＤ変調部１４０に送信する。
【００２６】
タイミング発生回路１１０は、間隔基準となるクロック信号と、接触センサ２１からの接触を示す信号とを入力し、超音波測定パルス及び同期光パルスを発信するタイミングを制御する。このタイミング発生回路１１０は、接触センサ２１が接触を感知する状態であるペンダウン中及び接触センサ２１が接触を感知しない状態であるペンアップ状態に切り換わった直後のクロック信号活性時にパルスを出力するように構成される。
【００２７】
クロック信号のパルス間隔は、表示媒体３０の大きさ等により最適に決定され、例えば、表示媒体３０がＡ４サイズ程度である場合は、１０ミリ秒程度のパルス間隔に設定される。このタイミング発生回路１１０の出力は、音波送信部１２０及び光送信部１３０に入力される。
音波送信部１２０は、超音波発振器２３と、この超音波発振器２３を駆動するための超音波駆動回路１２１とで構成される。超音波駆動回路１２１は、タイミング発生回路１１０からのパルス信号を受信する間、前記超音波発振器２３を断続的に駆動し超音波測定パルスを発生させる。超音波発振器２３は、超音波駆動回路１２１から送信される駆動信号に従い、位置指示装置２０の先端部から全方位に向けて、周波数が略２万〔Ｈｚ〕を越える超音波を発信する。これによって超音波測定パルスが発信される。
【００２８】
光送信部１３０は、赤外線ＬＥＤ２２と、この赤外線ＬＥＤ２２を駆動するためのＬＥＤ駆動回路１３１とから構成される。ＬＥＤ駆動回路１３１は、タイミング発生回路１１０からのパルス信号を受信する間、前記状態ＩＤ変調部１４０からの接触センサ２１の検出状態に応じたＩＤ情報を用いて前記赤外線ＬＥＤ２２の駆動信号を変調し、この変調した駆動信号をもとに赤外線ＬＥＤ２２を断続的に駆動し、同期光パルスを発生させる。
【００２９】
赤外線ＬＥＤ２２は、ＬＥＤ駆動回路１３１から入力される駆動信号に従い、位置指示装置２０の先端部から、波長が略７７０〔ｎｍ〕を越える赤外光を発光する。これによって同期光パルスが発信される。なお、この赤外線ＬＥＤ２２は、発光した赤外光が、後述の表示装置５０及び姿勢基準装置７０の各赤外線センサで検出可能に構成されている。例えば、複数方向への指向性を有し、表示装置５０及び姿勢基準装置７０と位置指示装置２０との間の位置関係に関わらず、位置指示装置２０が発光する赤外光を、表示装置５０及び姿勢基準装置７０で受信できるようになっている。
【００３０】
状態ＩＤ変調部１４０は、ペンダウン中及びペンアップしたときに、接触センサ２１の状態を表すＩＤ情報を生成する。例えば、接触センサ２１で接触を感知しているときすなわちペンダウン中には、“００”からなるＩＤ情報を生成し、接触センサ２１で接触を感知しない状態に切り換わったときには、“０１”からなるＩＤ情報を生成する。
つまり、位置指示装置２０は、図４に示すように、ペンダウン中、同期光パルス及び超音波測定パルスを同時に発信し且つこれを断続的に発信する。また、このとき、同期光パルスにＩＤ情報を重畳して発信する。
【００３１】
一方、表示装置５０は、超音波パルスを受信する音波受信部２１０と、基準体１０Ｂを構成する赤外線センサ１２から構成され光パルスを受信する光受信部２２０と、時間計測を行うためのカウンタ回路２３０と、位置指示装置２０の位置算出及び表示装置５０の姿勢基準装置７０に対する姿勢検出を行う位置取得部２４０と、表示媒体３０への表示制御を行う表示制御部２５０とを備える。なお、前記音波受信部２１０及び光受信部２２０が信号受信手段に対応している。
【００３２】
音波受信部２１０は、基準体（１０Ａ，１０Ｂ）を構成する超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）から構成される。
カウンタ回路２３０は、超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）の出力をそれぞれＡ系統及びＢ系統のストップ信号として入力し、また、赤外線センサ１２の検出信号をスタート信号として入力する。そして、カウンタ回路２３０は、赤外線センサ１２で光パルスを検出した時点で、Ａ系統及びＢ系統の計測を共に開始し、超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）で超音波を検出したときにはそれぞれに対応する系統の計測を終了する。これにより、Ａ系統及びＢ系統のそれぞれについて、光パルスを受信した時点から超音波パルスを受信するまでの間の所要時間を計測する。そして、次に光パルスを検出するまでの間、この計測結果を保持する。なお、カウンタ回路２３０での計測結果は、後述の座標・姿勢演算部２４１で参照可能に構成されている。
【００３３】
位置取得部２４０は、位置指示装置２０の表示装置５０上での位置を検出すると共に、表示装置５０の姿勢基準装置７０に対する姿勢情報を算出する座標・姿勢演算部２４１と、算出した位置指示装置２０の位置座標及び姿勢基準装置７０に対する表示装置５０の姿勢情報を保持するための座標・姿勢情報保持部２４２と、赤外線センサ１２の検出信号に重畳されたＩＤ情報を復調するＩＤ復調部２４３とを備える。この位置取得部２４０での処理の詳細は後述する。
【００３４】
表示制御部２５０は、文書・ＵＩ処理部２５１と、表示処理部２５２とを備える。
文書・ＵＩ処理部２５１は、表示装置５０に表示中の表示画面がどの画面であるかを管理し、座標・姿勢演算部２４１で検出した位置指示装置２０による指示位置と、表示中の表示画面のデータとをもとに、表示媒体３０上の位置指示装置２０の指示位置が、関連付けられた動作を行うよう指示する位置であるかを判断し、そうであるならば指示位置に該当する動作を行う。
【００３５】
表示処理部２５２は、文書・ＵＩ処理部２５１から入力した表示画面データを表示媒体３０に表示させる。
姿勢基準装置７０は、位置指示装置２０からの同期光パルスを検出する赤外線センサ８５と、この赤外線センサ８５の検出信号に重畳されているＩＤ情報を復調する復調・同期部３１０と、復調・同期部３１０でペンアップを検出したときクロック信号に同期してパルスを出力するタイミング発生回路３２０と、当該タイミング発生回路３２０の出力パルスを、予め設定した遅延時間だけ遅延させて出力する遅延回路３３０と、遅延回路３３０からのタイミングパルスを受信したとき、超音波パルス及び光パルスを発信する信号発生部３４０Ａ及び３４０Ｂとを備える。なお、タイミング発生回路３２０、遅延回路３３０、信号発生部（３４０Ａ，３４０Ｂ）が姿勢検出用信号送信手段に対応し、赤外線センサ８５が位置検出用信号受信手段に対応し、復調・同期部３１０が送信状況検出手段に対応している。
【００３６】
復調・同期部３１０は、位置指示装置２０の赤外線ＬＥＤ２２が発信する同期光パルスを検出し、この同期光パルスに重畳されているＩＤ情報を復調する。前述のように位置指示装置２０は、接触センサ２１の検出状態に応じて、ペンダウン中は“００”、ペンアップしたときには“０１”のＩＤ情報を重畳して送信するから、復調・同期部３１０は、このＩＤ情報を検出し、ペンアップを検知したときのみ出力を活性化する。
【００３７】
タイミング発生回路３２０は、復調・同期部３１０の出力パルスと間隔基準となるクロック信号とを入力し、ペンアップ後のクロック信号活性時にパルスを出力する。
遅延回路３３０は、タイミング発生回路３２０の出力パルスを入力し、予め設定した姿勢基準体８０Ａに対する遅延時間Δｔａだけ遅延したタイミングでパルスを発生し、これを信号発生部３４０Ａに出力する。また、姿勢基準体８０Ｂに対する遅延時間Δｔｂだけ経過したタイミングでパルスを発生し、これを信号発生部３４０Ｂに出力する。前記遅延時間Δｔａ、Δｔｂは、姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）が発信する信号どうしが衝突しないようにするために設けている。
【００３８】
信号発生部（３４０Ａ，３４０Ｂ）は同一に構成され、それぞれ音波送信部（３５０Ａ，３５０Ｂ）と、光送信部（３６０Ａ，３６０Ｂ）と、ＩＤ変調信号発生部（３７０Ａ，３７０Ｂ）とを備える。音波送信部（３５０Ａ，３５０Ｂ）は、それぞれ超音波発振器（８２Ａ，８２Ｂ）と、この超音波発振器（８２Ａ，８２Ｂ）を駆動する超音波駆動回路（３５１Ａ，３５１Ｂ）とを備える。また、光送信部（３６０Ａ，３６０Ｂ）は、それぞれ赤外線ＬＥＤ（８１Ａ，８１Ｂ）と、この赤外線ＬＥＤ（８１Ａ，８１Ｂ）を駆動するためのＬＥＤ駆動回路（３６１Ａ，３６１Ｂ）とを備える。
【００３９】
そして、超音波駆動回路（３５１Ａ，３５１Ｂ）は、前記遅延回路３３０の出力パルスを受信したとき超音波発振器（８２Ａ，８２Ｂ）を駆動し超音波パルスを発信させる。これら超音波発振器（８２Ａ，８２Ｂ）は、前記超音波発振器２３と同等に構成され、超音波駆動回路（３５１Ａ，３５１Ｂ）から送信される駆動信号に従い、全方位に向けて、周波数が略２万〔Ｈｚ〕を越える超音波を発信する。
【００４０】
ＩＤ変調信号発生部（３７０Ａ，３７０Ｂ）は、遅延回路３３０の出力パルスを受信したとき、このパルス信号を、姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）を識別するために予め設定されたＩＤ情報で変調し、これを駆動信号としてＬＥＤ駆動回路（３６１Ａ，３６１Ｂ）に出力する。ＬＥＤ駆動回路（３６１Ａ，３６１Ｂ）は、ＩＤ情報で変調した駆動信号に応じて赤外線ＬＥＤ（８１Ａ，８１Ｂ）を発光させる。
【００４１】
これら赤外線ＬＥＤ（８１Ａ，８１Ｂ）は、前記赤外線ＬＥＤ２２と同等に構成され、ＬＥＤ駆動回路（３６１Ａ，３６１Ｂ）から入力される駆動信号に従い、波長が略７７０〔ｎｍ〕を越える赤外光を発光する。また、これら赤外線ＬＥＤ（８１Ａ，８１Ｂ）は、発光した赤外光が、前記表示装置５０の赤外線センサ２２で検出できるように構成され、例えば、上記赤外線センサＬＥＤ２２と同様に、複数方向への指向性を有して構成され、前記表示装置５０と姿勢基準装置７０との位置関係に関わらず、赤外線ＬＥＤ（８１Ａ，８１Ｂ）で発光した赤外光を、前記表示装置５０の赤外線センサ１２で検出できるように構成されている。
【００４２】
つまり、姿勢基準装置７０は、図５に示すように、位置指示装置２０がペンアップした時点ｔ２から所定の遅延時間Δｔａが経過した時点ｔ３で信号発生部３４０Ａが超音波パルス及び光パルスを発信し、また、ペンアップした時点ｔ２から所定の遅延時間Δｔｂが経過した時点ｔ４で、信号発生部３４０Ｂが超音波パルス及び光パルスを発信する。また、このとき、図４に示すように、位置指示装置２０が発信する光パルスと同様に、姿勢基準装置７０は、光パルスに、発信体を識別するためのＩＤ情報を重畳して送信する。
【００４３】
なお、図５は、各部間での超音波パルス及び光パルスの送受信タイミングを説明するための図であって、（ａ）は位置指示装置２０、（ｂ）は、姿勢基準装置７０の姿勢基準体８０Ａ、（ｃ）は姿勢基準装置７０の姿勢基準体８０Ｂ、（ｄ）は表示装置５０の基準体１０Ａ、１（ｅ）は表示装置５０の基準体１０Ｂでの送受信タイミングを表す。なお、図５において、実線は超音波パルスを表し、破線は光パルスを表す。
【００４４】
次に、座標・姿勢演算部２４１での位置指示装置２０の位置算出方法及び表示装置５０の姿勢の検出方法を説明する。
まず、位置指示装置２０の位置の算出方法を説明する。
前述のように、位置指示装置２０では、超音波測定パルスと同期光パルスとを同時に発信し、これを基準体（１０Ａ，１０Ｂ）で受信する。前記図４に示すように、超音波測定パルスの伝搬には時間がかかることから、基準体（１０Ａ，１０Ｂ）では、同期光パルスの受信タイミングよりも、遅れた時点で超音波測定パルスを受信することになる。そして、この超音波測定パルスの受信タイミングは位置指示装置２０と、基準体（１０Ａ，１０Ｂ）との間の距離に比例する。
【００４５】
カウンタ回路２３０で計測した、同期光パルスを受信した時点から超音波測定パルスを受信するまでの計測時間をそれぞれＴａ、Ｔｂとし、音速をＶとすると、位置指示装置２０の超音波発振器２３と超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）との間の距離Ｌａ、Ｌｂは、それぞれ式（１）及び（２）に示すように表記できる。
Ｌａ＝Ｔａ×Ｖ              ……（１）
Ｌｂ＝Ｔｂ×Ｖ              ……（２）
ここで、図２に示すように、位置指示装置２０の超音波発振器２３が座標Ｐの位置にあり、他方で、基準体１０Ａの超音波センサ１１Ａと、基準体１０Ｂの超音波センサ１１Ｂは、既知の距離（２ｄ）を有する座標Ｑと、座標Ｒの位置にあるものとする。なお、図２では、座標Ｑと座標Ｒの中間点Ｏを原点とする直交座標系を設定している。
【００４６】
前述のように、超音波発振器２３から超音波センサ１１Ａまでの距離（Ｌａ）、及び超音波発振器２３から超音波センサ１１Ｂまでの距離（Ｌｂ）は、前記した方法で得られる。したがって、この座標系における超音波発振器２３の位置、すなわち、座標Ｐのｘ軸方向およびｙ軸方向の値は、次式（３）、（４）のように表記できる。
ｘ＝（Ｌａ2−Ｌｂ2）／（４×ｄ）
＝〔Ｖ2／（４×ｄ）〕×（Ｔａ＋Ｔｂ)・(Ｔａ−Ｔｂ）          ……（３）
ｙ＝〔Ｌａ2−（ｘ＋ｄ）2〕1/2
＝〔Ｌｂ2−（ｘ−ｄ）2〕1/2                                ……（４）
また、表示装置５０の姿勢演算は次の手順で行う。
【００４７】
前述のように、姿勢基準装置７０は、ペンアップ後、遅延時間Δｔａ又はΔｔｂが経過したとき、姿勢基準体８０Ａ又は８０Ｂから姿勢検出用の光パルス及び超音波パルスを発信する。
この姿勢基準装置７０で発信した光パルス及び超音波パルスも、表示装置５０の音波受信部２１０、光受信部２２０で検出され、超音波パルスの伝達に要する所要時間が計測される。
【００４８】
姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）はそれぞれ異なるタイミングで信号を発信するから、図５に示すように、表示装置５０の基準体（１０Ａ，１０Ｂ）は、初めに、姿勢基準体８０Ａの発信信号を受信し、次に姿勢基準体８０Ｂの発信信号を受信することになり、姿勢基準体８０Ａ及び８０Ｂのそれぞれについて個別に基準体（１０Ａ，１０Ｂ）との間の所要時間を計測することができる。そして、計測した所要時間に基づいて、位置指示装置２０の位置座標を算出した場合と同様にして、図１に示すように、姿勢基準体８０Ａの超音波発振器８２Ａと、表示装置５０の超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）との間の距離Ｌ１ａ，Ｌ１ｂを算出し、同様に、姿勢基準体８０Ｂの超音波発振器８２Ｂと、表示装置５０の超音波センサ（１１Ａ，１１Ｂ）との間の距離Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを算出する。
【００４９】
これによって、姿勢基準体８０Ａの超音波発振器８２Ａ及び基準体（１０Ａ，１０Ｂ）の超音波センサ１１Ａ及び１１Ｂ間のそれぞれの距離と、姿勢基準体８０Ｂの超音波発振器８２Ｂ及び基準体（１０Ａ，１０Ｂ）の超音波センサ１１Ａ及び１１Ｂ間の距離がそれぞれ得られることから、姿勢基準装置７０に対して表示装置５０が、どのような位置、また、どのような向きにあるかといった姿勢を特定することができる。
【００５０】
ここで、図６に示すように、姿勢基準体８０Ａ及び８０Ｂのうちのいずれか一方の姿勢基準体、図６の場合には、姿勢基準体８０Ａと、基準体１０Ａ及び１０Ｂとの間の距離を計測した場合、姿勢基準体８０Ａを回転軸とした対称候補が現れることになって、基準体（１０Ａ，１０Ｂ）の位置を特定することはできない。つまり、姿勢基準装置７０に対する表示装置５０の向きを特定することはできない。
【００５１】
しかしながら、例えば、他方の姿勢基準体８０Ｂと基準体１０Ａとの間の距離Ｌ２ａ又は基準体１０Ｂとの間の距離Ｌ２ｂの何れか一方がわかれば、姿勢基準装置７０に対する基準体１０Ａ及び１０Ｂの位置つまり、表示装置５０の位置を特定することができる。
なお、ここでは、赤外線センサ８５の位置を原点Ｏとし、姿勢基準体８０Ａ、８０Ｂの位置座標Ｑ′、Ｒ′及び原点Ｏ′を通る直線をＸ軸、Ｘ軸に直交し且つ原点Ｏを通る直線をＹ軸としたＸＹ座標からなる姿勢基準座標において、Ｙ座標が正、又は負の何れか一方の範囲の領域内で、表示装置５０が移動するものとする。
【００５２】
このように、姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）のそれぞれと、基準体（１０Ａ，１０Ｂ）のそれぞれとの間の距離Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを検出しなくても、姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）に対する基準体（１０Ａ，１０Ｂ）の位置を特定することができるから、これら各距離のうち何れか３つを検出すれば、基準体（１０Ａ，１０Ｂ）の姿勢基準座標上における位置を検出することができ、姿勢基準装置７０に対する表示装置５０の姿勢を検出することができる。
【００５３】
なお、これに限るものではなく、例えば、位置指示装置２０の位置座標の算出時と同様の手順で、姿勢基準座標（ＸＹ座標）上における基準体１０Ａ及び１０Ｂの位置座標を検出し、これに基づき姿勢基準装置７０に対する表示装置５０の姿勢を検出するようにしてもよい。
次に、位置指示装置２０で位置を指示した場合の処理について、フローチャートに基づいて説明する。図７は、表示装置５０での処理の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
今、使用者が、位置指示装置２０で表示媒体３０上を指示すると、接触センサ２１で接触を検知することから、音波送信部１２０及び光送信部１３０が作動し、図５（ａ）の時点ｔ１で示すように、超音波測定パルスと同期光パルスとが断続的に送信される。また、このとき、ペンダウン中であることから、ＩＤ情報としてペンダウンであることを表す“００”が、状態ＩＤ変調部１４０で同期光パルスに重畳されて送信される。
【００５５】
一方、表示装置５０では、光受信部２２０で光パルスを受信するとカウンタ回路２３０での計測を開始すると共に、音波受信部２１０で超音波パルスを受信するまでの所要時間を計測する。そして、光パルス及び超音波パルスを受信したことを検出すると（ステップＳ１）、光パルスに重畳されているＩＤ情報をＩＤ復調部２４３で復調し、このＩＤ情報から、光パルスの送信元を特定する。この場合、ＩＤ情報としてペンダウン中であることを表す“００”が付加されていることから、位置指示装置２０からの光パルスであると判断する。
【００５６】
そして、ステップＳ２からステップＳ３に移行し、カウンタ回路２３０で計測した、超音波センサ１１Ａ及び１１Ｂのそれぞれで超音波パルスを受信するまでの所要時間（Ｔａ（ｎ−２），Ｔｂ（ｎ−２））と、予め設定された音速値Ｖとから、位置指示装置２０の超音波発振器２３及び表示装置５０の基準体（１０Ａ，１０Ｂ）間の距離をそれぞれ算出し、算出した距離に基づいて、位置指示装置２０の表示媒体３０上における位置座標を算出し、これを座標・姿勢情報保持部２４２に格納する（ステップＳ３）（位置検出手段）。
【００５７】
次いで、ステップＳ４に移行し、ステップＳ３で算出した位置座標と、文書・ＵＩ処理部２５１で管理する表示媒体３０に表示中の表示画面データとをもとに、表示画面において所定の動作が割りつけられた地点が指示されたかどうかを判断し、指示されていれば指示位置に割りつけられた所定の動作を実行する。
一方、姿勢基準装置７０では、赤外線センサ８５で光信号を検出すると、これを復調・同期部３１０で復調してＩＤ情報を獲得する。この場合、ペンダウン中を表すＩＤ情報であることから、タイミング発生回路３２０は作動しない。このため、姿勢検出用の光パルス及び超音波パルスの発信は行わない。
【００５８】
このように、位置指示装置２０が表示媒体３０を指示しているペンダウン中は、位置表示装置５０では、ペンダウン中を表すＩＤ情報が付加された光パルス及び超音波パルスを発信し、また、ペンダウン中は、姿勢基準装置７０では姿勢検出用の光パルス及び超音波パルスを発信しないことから、表示装置５０では、姿勢検出は行わず、位置指示装置２０の位置座標の算出を繰り返し行うことになる。
【００５９】
この状態から、図５の時点ｔ２で、使用者が、表示媒体３０への位置指示装置２０での指示をやめると、接触センサ２１が非作動状態に切り換わることから、位置指示装置２０の状態ＩＤ変調部１４０では、状態ＩＤをペンアップへの切り換わりを表す“０１”に切り換え、これを光パルスに重畳して送信する。また、ペンアップへの切り替わりタイミングで、超音波測定パルス及び同期光パルスを送信した後、これら超音波測定パルス及び同期光信号の発信を停止する。
【００６０】
一方、姿勢基準装置７０では、赤外線センサ８５で光パルスを検出すると、この場合、ペンアップへの切り換わりを表すＩＤ情報が付加されていることから、タイミング発生回路３２０がパルスを出力する。この出力パルスを受信すると、遅延回路３３０では、所定時間Δｔａ、Δｔｂだけ遅延させたタイミングで、信号発生部（３４０Ａ，３４０Ｂ）に対して駆動パルスを出力する。
【００６１】
このため、信号発生部（３４０Ａ，３４０Ｂ）が作動し、図５に示すように、ペンアップした時点ｔ２から所定時間Δｔａが経過した時点ｔ３で、信号発生部３４０Ａが作動し、姿勢検出用の光パルス及び超音波パルスを発信する。このとき、信号発生部３４０Ａは、光パルスの発信元が信号発生部３４０Ａであることを表すＩＤ情報“１０”をＩＤ変調信号発生部３７０Ａにより光パルスに重畳して発信する。
【００６２】
また、ペンアップした時点ｔ２から所定時間Δｔｂが経過した時点ｔ４で、信号発生部３４０Ｂが作動し、姿勢検出用の光パルス及び超音波パルスを発信し、このとき、光パルスの発信元が信号発生部３４０Ｂであることを表すＩＤ情報“１１”をＩＤ変調信号発生部３７０Ｂにより光パルスに重畳して発信する。
これによって、表示装置５０の基準体（１０Ａ，２０Ｂ）では、時点ｔ３でＩＤ情報が“１０”の姿勢基準体８０Ａからの光パルスを受信すると共に超音波の伝搬時間に応じた遅延タイミングで姿勢基準体８０Ａからの超音波パルスを受信する。続いて、時点ｔ４でＩＤ情報が“１１”の姿勢基準体８０Ｂからの光パルスを受信すると共に超音波の伝搬時間に応じた遅延タイミングで姿勢基準体８０Ｂからの超音波信号を受信する。
【００６３】
そして、表示装置５０では、時点ｔ３で、光パルスを受信するとカウンタ回路２３０での計測を開始し、超音波パルスを受信するまでの経過時間を計測する。そして、この場合、ＩＤ情報が“１０”であって姿勢基準体８０Ａからの信号であることから図７のステップＳ１からステップＳ２を経てステップＳ１１に移行する。そして、計測した姿勢基準体８０Ａと表示装置５０の基準体（１０Ａ，１０Ｂ）との間の計測時間（Ｔａ（８０Ａ），Ｔｂ（８０Ａ））をカウンタ回路２３０から読み出しこれを所定の領域で保持する。
【００６４】
次に、姿勢基準体８０Ｂからの光パルス及び超音波パルスの受信を待つ。そして時点ｔ４で、姿勢基準体８０Ｂからの光パルス及び超音波パルスを受信したならば（ステップＳ１２）ステップＳ１３に移行し、所定の記憶領域に保持している、姿勢基準体８０Ａ及び基準体（１０Ａ，１０Ｂ）間の計測時間（Ｔａ（８０Ａ），Ｔｂ（８０Ａ））と、姿勢基準体８０Ｂ及び基準体（１０Ａ，１０Ｂ）間の計測時間（Ｔａ（８０Ｂ），Ｔｂ（８０Ｂ））とをもとに、姿勢基準座標上における、基準体（１０Ａ，１０Ｂ）の位置を算出し、これに基づき、姿勢基準装置７０に対する表示装置５０の姿勢を検出する（姿勢検出手段）。
【００６５】
そして、ステップＳ１４に移行し、姿勢基準装置７０に対する表示装置５０の姿勢に応じた処理を行う。例えば、図１に実線で示すように、基準体１０Ａ及び１０Ｂの、姿勢基準座標上でのＹ座標が同等である場合には、図１に示すように、姿勢基準装置７０の姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）どうしを結ぶ直線と、表示装置５０の基準体（１０Ａ，１０Ｂ）どうしを結ぶ直線とが略平行であると判断することができる（なお、以後、表示装置０と姿勢基準装置７０とがこの位置関係にあるときの表示装置５０の向きを正方向という。）。また、図１に破線で示すように、姿勢基準装置７０の姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）どうしを結ぶ直線と、表示装置５０の基準体（１０Ａ，１０Ｂ）どうしを結ぶ直線とが略直交する場合には、正方向に対し９０度回転した状態であると判断することができる。
【００６６】
ここで、例えば、表示装置５０が正方向に配置されている状態で、横書きで情報表示が行われているものとする。この状態で、表示装置５０を９０度回転させると、正方向にある表示装置５０を参照していた使用者にとって、表示画面が９０度回転した状態となって表示画面を参照しにくい。
このような場合には、使用者に対して読みやすいように、表示方向を変更する等の対処をすることによって、表示装置５０の向きが変化したとしても、使用者は何ら変わりなく表示画面を参照することができる。
【００６７】
また、例えば、縦長画面で表示中に、参照している表、或いは画像等が、表示画面に収まりきれず横方向へのスクロール操作等を行わなければならないような状況となった場合には、表示装置５０を９０度回転させ、横長画面に切り換えることで、参照している表、或いは画像等を横長画面で表示させることができる。したがって、使用者は横方向の画面が広くなった分、横方向により広い範囲で表或いは画像等を参照することができ、使い勝手を向上させることが可能となる。
【００６８】
また、例えば、複数の使用者で表示装置５０を参照する場合等には、複数の表示装置５０を用いて参照する方が見易い。したがって、このような場合には、例えば参照対象の画面を表示している元となる表示装置５０ａと、他の表示装置５０ｂとを重ねると、他の表示装置５０ｂに元となる表示装置５０ａの表示画面が表示されるように構成することで、表示装置５０の使い勝手をより向上させることができる。この場合には、例えば、表示装置５０ａ及び５０ｂ間で通信可能に構成し、元となる表示装置５０ａの姿勢と他の表示装置５０ｂの姿勢とが同等となるときにこれら表示装置５０ａ及び５０ｂが重ねられたと判断し、元となる表示装置５０ａで保持する表示情報と他の表示装置５０ｂに送信するようにすればよい。
【００６９】
また、このように複数の表示装置５０を用いる場合であっても、姿勢基準座標上における各表示装置５０の姿勢を検出することができるから、複数の表示装置５０の姿勢に応じて、上述のように表示画面をコピーすることに限らず各種の連携動作を行うことができる。
また、表示装置５０の姿勢基準座標上における位置を検出することができるから、例えば、姿勢基準装置７０の位置によって特定される所定の領域内に表示装置５０を移動させた場合には、表示装置５０の表示形態を変更するといった処理を行うようにすることも可能である。例えば、表示中の表示画面を確認したとして、確認済みのマークを表示させるようにすれば、キーボード等による“確認済み”という入力操作を伴うことなく、移動させるだけで“確認済み”という入力を行うことができる。このように、机上における表示装置５０の位置によっても表示装置５０に対して特定処理を行わせることが可能となる。
【００７０】
このように、上記実施の形態においては、姿勢基準装置７０を設け、この姿勢基準装置７０から姿勢検出用の光パルス及び超音波パルスを発信することにより、姿勢基準座標における表示装置５０の姿勢を検出するようにしたから、表示装置５０側に新たなセンサや部品などを追加する必要はなく、姿勢検出用の光パルス及び超音波パルスをもとに姿勢演算を行う処理機能を追加するだけで、容易に表示装置５０の姿勢を検出することができる。
【００７１】
特に、超音波パルス及び光パルスを用いて位置指示装置２０の位置検出を行うようにした空中音波式の位置検出方法の場合には、超音波パルスの送信部又は受信部及び光パルスの送信部及び受信部のみを配置するだけで、各種パルス信号が伝達可能な範囲であれば実現することができる。これに対し、抵抗膜を用いて位置検出を行うようにした方式等、位置検出範囲内全体に検出用部品を設ける必要のある位置検出方式の場合には、位置検出可能な範囲が検出用部品の配置された範囲に限定されてしまう。したがって、このような空中音波式の位置検出方法を用いて、表示装置５０の姿勢検出を行うことで、抵抗膜方式の位置検出方法を用いる場合に比較して容易且つ安価に実現することができる。
【００７２】
また、このとき、表示装置５０と姿勢基準装置７０とは別体に形成されているから、表示装置５０を使用する際に、その移動範囲の邪魔にならない位置に姿勢基準装置７０を配置するだけで容易に適用することができる。
また、このように、姿勢基準座標における表示装置５０の位置検出を行うことができるから、表示装置５０の向き或いは位置等といった姿勢を認識することで、表示装置５０の姿勢に応じてその表示形態を変更したり、或いは表示装置５０間で連携させたりといった処理を行うことが可能となり、情報表示装置１の使い勝手をより向上させることができる。
【００７３】
なお、上記実施の形態においては、位置指示装置２０がペンアップした時点で表示装置５０の姿勢を検出する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、ペンアップ状態が、所定回数（例えば５回等）検出されたときに、姿勢検出を１回行うようにしてもよい。
また、例えば、姿勢基準装置７０では、姿勢検出用の光パルスを発信した後、所定時間経過した時点で姿勢検出用の超音波パルスを発信するように構成し、姿勢基準装置７０が予め設定したタイミングで姿勢検出用の光パルスを発信し、表示装置５０側で、この光パルスの受信状況から姿勢検出用の光パルスと位置検出用の光パルスとの衝突の検知や衝突の回避処理を行い、姿勢検出用の光パルスを的確に受信することができたときにのみ、姿勢検出用のパルス信号に基づき、姿勢演算を行うようにしてもよい。
【００７４】
このように、姿勢基準装置７０側で所定のタイミングで姿勢検出用のパルス信号を発信するようにした場合には、前記位置指示装置２０の操作の有無に関わらず表示装置５０の姿勢検出を行うことができる。
また、上記実施の形態においては、姿勢基準装置７０に、一つの赤外線センサ８５を設け、この赤外線センサ８５の検出信号によりペンアップ状態を検出したときに、それぞれの姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）を作動させるようにした場合について説明したが、これに限るものではない。赤外線センサ８５を姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）それぞれに搭載し、姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）をそれぞれ個別に作動させるようにしてもよい。
【００７５】
また、上記姿勢基準装置７０の姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）において、赤外線ＬＥＤ（８１Ａ，８１Ｂ）及びＬＥＤ駆動回路（３６１Ａ，３６１Ｂ）をそれぞれ１つのみ設け、２つの姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）において、赤外線ＬＥＤ及びそのＬＥＤ駆動回路を共用するようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、姿勢基準装置７０に、姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）を搭載し、これら姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）を一体として移動させるようにした場合について説明したが、これに限るものではない。前記姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）において、信号発生部３４０を一つ省き、赤外線センサ８５、復調・同期部３１０、タイミング発生回路３２０、遅延回路３３０及び、信号発生部３４０とから姿勢基準体８０を構成し、姿勢基準体８０単位で配置できるように構成してもよい。この場合には、複数の姿勢基準体８０を任意の位置に配置し、これら複数の姿勢基準体８０間の距離情報を表示装置５０に入力するようにすればよい。
【００７６】
また、上記実施の形態においては、二つの姿勢基準体（８０Ａ，８０Ｂ）を設けるようにした場合について説明したが、例えば、３つ以上設けるようにしてもよい。例えば姿勢基準体を３次元で配置すれば、表示装置５０の３次元空間における姿勢を検出することができる。
また、３つ以上複数設け、表示装置５０と光パルス、超音波パルスの伝達が可能な範囲内にある姿勢基準体８０との間で各種パルス信号の伝達を行うようにすることで、姿勢基準体８０を適切に配置することにより、表示装置５０の移動可能範囲をより広げることができる。
【００７７】
また、上記実施の形態においては、姿勢基準装置７０及び表示装置５０を机上で使用する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、壁等に掛ける等して用いることも可能である。
また、上記実施の形態において、位置指示装置２０の形状は、外観視ペン状に限定されず、どのような形状であっても良く、例えば、携帯型の電話機にこの位置指示装置２０の機能を備えても良い。
【００７８】
また、上記実施の形態において、音波信号として超音波を用いた場合について説明したが、超音波に限らず、可聴周波数を含むあらゆる音域の音波であってもよく、また、光信号として用いる光は、赤外領域に限らず、あらゆる領域の光を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の位置検出装置の一実施形態が適用される情報端末装置の外観を示す図である。
【図２】位置指示装置及び表示装置の動作を説明するための説明図である。
【図３】位置検出装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】位置指示装置及び基準体間の信号の送受信タイミングを説明する図である。
【図５】本発明の動作説明に用いるタイミングチャートである。
【図６】姿勢の検出方法を説明するための説明図である。
【図７】表示装置での処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
２０  位置指示装置、５０  表示装置、７０  姿勢基準装置、８０Ａ，８０Ｂ  姿勢基準体
【図１】
2006127341.tif 000003
【図２】
2006127341.tif 000004
【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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