(57)【要約】【課題】  複数の指示具による指示入力を精度良く検出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供する。【解決手段】  座標入力領域の角部に設けられた、到来光を受光する少なくとも２個のセンサ部から得られる光量分布の変化に基づいて、座標入力領域上の指示位置の座標を算出する情報処理装置において、座標入力領域内に作業領域を設定する。第一の作業領域が設定されている状態で、新たに第二の作業領域を設定する場合には、座標入力領域に対するセンサ部の位置情報、座標入力領域の大きさ、第一の作業領域の領域情報に基づいて、第二の作業領域の設定を制御する。第一及び第二の作業領域に基づいて、指示位置の座標を算出する。【選択図】  図１８
2006313437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標入力領域の角部に設けられた、到来光を受光する少なくとも２個のセンサ手段から得られる光量分布の変化に基づいて、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する情報処理装置であって、
前記座標入力領域内に作業領域を設定する設定手段と、
前記設定手段によって第一の作業領域が設定されている状態で、新たに第二の作業領域を設定する場合には、前記座標入力領域に対する前記センサ手段の位置情報、前記座標入力領域の大きさ、前記第一の作業領域の領域情報に基づいて、前記第二の作業領域の設定を制御する制御手段と、
前記第一及び第二の作業領域に基づいて、指示位置の座標を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記座標入力領域に重ねて配置した表示部に、前記設定手段により設定された領域を表示ウインドウとして表示制御する表示制御手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記表示部で表示されている、指示位置を示すポインタを、前記表示制御手段で表示される表示ウインドウに割り付ける割付手段を更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記ポインタの位置に基づいて、前記表示部の表示領域中の特定領域を切り出す切出手段を更に備え、
前記表示制御手段は、前記切出手段で切り出した特定領域の内容を、前記表示ウインドウ内に表示制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記表示制御手段は、
前記表示ウインドウ内に表示される前記特定領域の大きさ及び位置の少なくとも一方を変更する変更手段と、
前記変更手段の変更内容に基づいて、前記表示ウインドウ内で表示する前記特定領域内の位置座標を変換する座標変換手段と
を備えることを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記切出手段は、前記ポインタの位置と、該ポインタが前記割付手段によって割り付けられた表示ウインドウの大きさに基づいて、前記表示部の表示領域中の特定領域を切り出す
ことを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項７】
座標入力領域の角部に設けられた、到来光を受光する少なくとも２個のセンサ部から得られる光量分布の変化に基づいて、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する情報処理装置の制御方法であって、
前記座標入力領域内に作業領域を設定する設定工程と、
前記設定工程によって第一の作業領域が設定されている状態で、新たに第二の作業領域を設定する場合には、前記座標入力領域に対する前記センサ部の位置情報、前記座標入力領域の大きさ、前記第一の作業領域の領域情報に基づいて、前記第二の作業領域の設定を制御する制御工程と、
前記第一及び第二の作業領域に基づいて、指示位置の座標を算出する算出工程と
を備えることを特徴とする情報処理装置の制御方法。
【請求項８】
座標入力領域の角部に設けられた、到来光を受光する少なくとも２個のセンサ部から得られる光量分布の変化に基づいて、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する情報処理装置を制御するためのプログラムであって、
前記座標入力領域内に作業領域を設定する設定工程のプログラムコードと、
前記設定工程によって第一の作業領域が設定されている状態で、新たに第二の作業領域を設定する場合には、前記座標入力領域に対する前記センサ部の位置情報、前記座標入力領域の大きさ、前記第一の作業領域の領域情報に基づいて、前記第二の作業領域の設定を制御する制御工程のプログラムコードと、
前記第一及び第二の作業領域に基づいて、指示位置の座標を算出する算出工程のプログラムコードと
を備え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、  座標入力領域の角部に設けられた、到来光を受光する少なくとも２個のセンサ手段から得られる光量分布の変化に基づいて、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する情報処理装置及びその制御方法、プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
座標入力面に、指示具（例えば、専用入力ペン、指等）によって指示して座標を入力することにより、接続されたコンピュータを制御したり、文字や図形などを書き込むために用いられる座標入力装置が存在する。
【０００３】
従来より、この種の座標入力装置としては、タッチパネルとして、各種方式のものが提案、または製品化されており、特殊な器具などを用いずに、画面上でパーソナルコンピュータ等の端末の操作が簡単にできるため、広く用いられている。
【０００４】
座標入力方式としては、抵抗膜を用いたもの、また、超音波を用いたものなど、さまざまなものがあるが、光を用いたものとして、例えば、特許文献１がある。この特許文献１では、座標入力有効領域の外側に再帰性反射シートを設け、座標入力有効領域の角端部に配置された光を照明する照明部と光を受光する受光部とにより、座標入力有効領域内において指等の光を遮蔽する遮蔽物と受光部間の角度を検出し、その検出結果に基づいて、その遮蔽物の指示位置を決定する構成が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２や３等にあるように、再帰反射部材を座標入力有効領域周辺に構成し、再帰反射光が遮光される部分（遮光部分）の座標を検出する座標入力装置が開示されている。
【０００６】
これらの装置において、例えば、特許文献２では、微分等の波形処理演算によって受光部が受光する遮蔽物による遮光部分のピークを検出することにより、受光部に対する遮光部分の角度を検出し、その検出結果からその遮蔽物の座標を算出している。また、特許文献３では、特定のレベルパターンとの比較によって遮光部位の一方の端と他方の端を検出し、それらの座標の中心を検出する構成が示されている。
【０００７】
ここで、特許文献１乃至３のような、遮光位置を検出して座標を算出する方式を、以下、遮光方式と称する。
【０００８】
また、更に、このような遮光方式の座標入力装置においては、特に、その座標入力有効領域のサイズが大きい場合には、複数の操作者が同時に入力することを許容して、利便性を向上し、より効率的な会議等の用途での要求がある。そのため、複数の同時入力に対応する座標入力装置が考案されている。
【０００９】
複数の座標を同時に入力するために、特許文献４〜特許文献６では、一つの受光センサで複数の遮光部分の角度を検出し、各センサの角度の組み合わせから数点の入力座標候補を算出し、更に、その入力座標候補から実際に入力した座標を判別する技術が開示されている。
【００１０】
例えば、２点入力の場合には、入力座標候補として最大４点の座標を算出し、この４点の内、実際に入力した座標２点を判定し、出力する。つまり、この判定は、複数の入力座標候補の中から、実際の入力座標と虚偽の入力座標を選別して、最終的な入力座標を判定する。そして、この判定を、ここでは虚実判定と呼ぶことにする。
【００１１】
この虚実判定の具体的な方法としては、特許文献５や特許文献６では、従来の座標入力有効領域の一辺の両端に、座標入力有効領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて設置される第１及び第２センサの他に、これも、第１及び第２センサから入力領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて第１及び第２センサの間の位置に設置される第３センサを設ける。そして、この第３センサにおける第１及び第２センサの角度情報とは異なる角度情報に基づいて、第１及び第２センサで検出された複数の角度情報に対し、この虚実判定を行う技術が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】米国特許第４５０７５５７号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５６７１号公報
【特許文献３】特開２００１−１４２６４２号公報
【特許文献４】特開２００２−０５５７７０号公報
【特許文献５】特開２００３−３０３０４６号公報
【特許文献６】特許登録第２８９６１８３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の遮光方式のように、遮光部分の光量分布のピーク或いは、遮光影に関わる光量分布の両端によって規定される光量分布の中心から角度を検出し、各受光部から検出される角度の組み合わせから指示座標を算出する技術では、複数、少なくとも２箇所同時に座標を入力する場合には、その２箇所の入力点が受光部から略直線上に重なる（遮光影が重なる）ことがある。
【００１４】
従って、２箇所の入力点に対する遮光影が受光部で重なった場合には、各々の遮光影を分離して、各入力点の角度を検出することができず、入力不可能となる。
【００１５】
この具体例について、図２３を用いて説明する。
【００１６】
例えば、図２３に示すような座標入力有効領域の位置に、それぞれ指示具Ａと指示具Ｂで指示する場合、図中の受光部Ｓ２の位置の場合における指示具Ａと指示具Ｂに対応する光量分布は、それぞれ図２８（ｂ）のＡ及びＢのようになり、指示具Ａと指示具Ｂの２点の遮光位置に対応した遮光影が分離して検出される。
【００１７】
尚、参照データとして、何も指示入力しない場合の光量分布は、図２８（ａ）で示すようになる。この図２８（ａ）において、Ｃの位置にある光量分布の谷は、座標入力有効領域の周囲に設けた再帰反射部材の形状（座標入力有効領域の縦横比に依存）、再帰反射部材の再帰反射率や入射角特性、投光部の角度依存性や、投光部から再帰反射部材までの距離等の要因により依存して出力される光量分布である。
【００１８】
一方、図２３に示す受光部Ｓ１の場合における指示具Ａと指示具Ｂに対応する光量分布は、図２８（ｃ）のようになり、指示具Ａと指示具Ｂの２点の位置に対応した遮光影が重なって検出される。つまり、受光部Ｓ１と指示具Ａ及び指示具Ｂの位置を結ぶ光線から明らかなように、遮光影が部分的に重なっている（いわゆる、部分食状態である）場合には、それぞれの指示具（あるいは、指）の片方の遮光範囲の端部情報しか得られない。そのため、従来の遮光範囲の両端の情報からその中心あるいは、中心の画素番号により位置（角度）を算出する方法では、指示具Ａと指示具Ｂの座標を算出することは不可能である。
【００１９】
また、一方の指示具の影に他方の指示具の影が完全に含まれてしまう（いわゆる、皆既食状態である）場合には、遮光範囲の両端の情報から一方の指示具の中心位置（角度）を算出することができるが、他方の指示具に関する情報は何も得ることができない。
【００２０】
従って、先行例においては、複数の指示具の同時入力によって発生する遮光影の数を予め検出しておく。そして、受光部で検出する数として、例えば、第２受光部において「２」で、第１受光部においては「１」である場合には、第１受光部において、指示具に対応する遮光影が受光部が検出する光量分布において重なっている場合とみなす。
【００２１】
そして、このような場合においては、特許文献６では、そのような状態の発生の旨を示す警告を発して、使用者に注意を喚起して、その状態を回避する構成としている。また、特許文献４や５では、第１受光部から、重なりの無い分離された２つの遮光影を検出できる他の第３受光部に切り替え、その２つの遮光影を検出できる受光部（この場合、第１受光部及び第３受光部）で角度を検出する。そして、各受光部から得られる入力座標候補に対し、上述の虚実判定を施し、最終的な２点の実入力座標を決定する必要がある。
【００２２】
尚、この場合の虚実判定は、遮光重なりを検出する受光部の角度情報でも十分に可能であるので、特許文献５や６では、この遮光重なりを検出する受光部の角度情報で行っている。この場合の、この第１受光部と第３受光部における遮光重なりの関係を整理すると、受光部の切替関係にある２つの受光部においては、座標入力有効領域においていずれか少なくとも一方の受光部においては、２つの遮光影が分離されて検出可能であることが前提として必要であることがわかる。
【００２３】
つまり、この切替関係にある２つの受光部がいずれも遮光重なりがある状態では、そもそも切り替えても意味が無く、座標算出は不可能となってしまう。この関係は、この切替関係にある２つの受光部が、座標入力有効領域においていずれか少なくとも一方の受光部においては、２つの遮光影が分離されているためには、この２つの受光部が、一定の距離以上離れて配置されているという、配置関係における制限が必要であるという前提を含んでいることになる。
【００２４】
実際上、従来の上記特許文献４〜６においては、明確にその制限に触れてはいない。しかしながら、遮光重なりを検出する受光部を回避して、他の受光部を選択する手段が有効に作用するには、事実上、第１〜第３受光部間距離においては、このいずれの２受光部の組においても、座標入力有効領域においていずれか少なくとも一方の受光部において、２つの遮光影が分離されて検出される必要がある。そのために、他方の受光部から所定距離以上離れて配置されているという制限が、十分に精度良く座標を算出するための受光部間距離の確保と併せて最低限の前提条件となっている。
【００２５】
厳密には、全ての座標入力有効領域で、第１〜第３受光部の任意の２つの受光部の少なくとも一方の受光部で２つの遮光影が分離されて検出されるための条件は、選択可能性ある受光部間距離に関するものがある。これに加えて、受光部と座標入力有効領域との距離、座標入力有効領域の寸法、入力点の２点間の距離等についても満たされなければならない。
【００２６】
これに関し、図２３〜図２７を用いて更に説明を加える。
【００２７】
今、前述の図２３のように、座標入力有効領域の２箇所の位置に指示具Ａ及び指示具Ｂで指示した場合、受光部Ｓ１では、部分食状態の遮光重なりが検出される。ここでは、光量分布が図２８（ｃ）で示すように、指示具に対応する遮光分布が２点に分離されていないので、それぞれ２箇所の位置を算出することはできない。
【００２８】
そこで、図２４に示すように、受光部Ｓ１の代わりに異なった方角から指示具Ａ及び指示具Ｂの遮光状態が検出できる、受光部Ｓ３−１と受光部Ｓ３−２を配置することを想定する。受光部Ｓ３−１では、図２５に示すように、指示具Ａ及び指示具Ｂは分離された遮光影として検出される。これは、受光部Ｓ１から十分に離れた距離Ｄ２に受光部Ｓ３−１が配置されていることによる。
【００２９】
一方、受光部Ｓ１から、距離Ｄ３の比較的近い位置に配置された受光部Ｓ３−２が検出する遮光影の光量分布は、図２６に示されるように部分食となる。この場合、受光部Ｓ３−２では、指示具Ａ及び指示具Ｂの遮光範囲の端部が片側ずつしか検出されない。そのため、その結果と、受光部Ｓ１から受光部Ｓ３−２に切り替えて、その検出結果を利用したとしても、その位置を検出することはできない。
【００３０】
更に、一般化して考える。
【００３１】
図２７で示すように、基本的には、受光部Ｓ１と受光部Ｓ２で座標を検出する場合において、受光部Ｓ１で遮光重なりを検出する際には、その受光部Ｓ１を切り替えて使用する受光部Ｓ３をどの位置に配置するのが遮光重なりを検出しないための最適条件であるかを考える。これは、まず、受光部Ｓ１から図で破線で示す一直線上に指示具Ａ及び指示具Ｂが並ぶ場合がもっとも遮光重なりを検出する基本的な場合である。
【００３２】
そして、図２７において、指示具Ａ及び指示具Ｂの指示位置の２点が、図２７の位置１〜位置４に指示した場合、座標入力有効領域の左右両端部近傍に配置された受光部Ｓ１と受光部Ｓ２の中間部で座標入力有効領域の左右方向に対して中央部に配置された受光部Ｓ３−１は、位置１〜位置４の座標入力有効領域全般にわたり、指示具Ａ及び指示具Ｂからの遮光影が分離されて検出する。これに対し、受光部Ｓ３−１より距離Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ２）に配置された受光部Ｓ３−２に対しては、特に、位置３及び位置４の座標入力有効領域に指示された指示具Ａ及び指示具Ｂに対する遮光影は、遮光重なりを検出してしまう。
【００３３】
つまり、本来、最も指示具Ａ及び指示具Ｂの遮光影を分離して検出するのに適した受光部の位置は、遮光重なりを検出する受光部と指示具Ａ及び指示具Ｂを結ぶ一直線（図では破線）に対して、その指示位置から垂直方向に存在する位置である。ここで、この関係を基に、座標入力有効領域でもっとも広い領域にわたって遮光影を分離して検出することが確保される受光部位置を考えると、座標入力有効領域の両端に配置された２受光部の略中央部分に配置された場合であることは明らかである。
【００３４】
裏返せば、第３受光部（受光部Ｓ３−１やＳ３−２）の配置位置を、この第３受光部の略中央部分からいずれかの左右受光部（受光部Ｓ１やＳ２）に近づけるに従い、遮光重なりが生ずる頻度が大きくなることがわかる。
【００３５】
つまり、従来の先行例においては、座標入力有効領域の一辺の両端（左右）近傍に配置された受光部における遮光重なりの検出を回避するために、第３受光部を構成する場合は、例えば、その座標入力有効領域の一辺の両端（左右）近傍に配置された受光部の中間位置近傍のその両端（左右）近傍受光部（受光部Ｓ１及びＳ２）から十分に離れた位置に配置される。
【００３６】
ここで、遮光重なりを検出する場合にその受光部の角度情報を使用せず、その遮光重なりを検出する受光部から、所定距離に配置された他の第３受光部に切り替えて座標を算出する場合には、次のような不都合が生じる。
【００３７】
まず、受光部を切り替えることによる算出座標の不連続性の問題がある。これは、例えば、受光部Ｓ１と受光部Ｓ２を用いて、指示具の位置座標を算出した場合の座標値と、受光部Ｓ３と受光部Ｓ２を用いて指示具の位置座標を算出した場合の座標値が、指示具を同一の位置で指示したにもかかわらず、両者の座標値が異なって算出されることによって生じる現象である。この現象が発生する主な原因は、受光部毎に光学特性（角度特性）が異なる、受光部の位置取り付け誤差、あるいは座標算出の際に用いられる受光部間の距離（切り替えることによってその値の変動）が挙げられる。
【００３８】
また、遮光重なりを検出した場合にその受光部の角度情報を使用せず、その遮光重なりを検出した受光部から、所定距離離れた位置に配置された他の第３受光部に切り替えて座標を算出する場合の更なる課題は、受光部位置と座標入力有効領域の関係からくる座標検出精度の劣化の問題である。
【００３９】
例えば、図２９に示すように、単数指示による座標入力有効領域の一辺の左右の両端近傍に配置された受光部１と受光部２の各々の角度情報の組み合わせで、座標入力有効領域の位置１及び位置２で座標を入力する場合には、各受光部の持つ角度に関する一定の誤差が著しく拡大することはなく、算出座標に影響する程度は小さい。
【００４０】
更に、複数同時入力の場合でも、図２３で示すような、その指示位置から距離の遠い受光部Ｓ１において、遮光重なりを検出している場合には、その遮光重なりを検出する受光部Ｓ１を、図２４のような受光部Ｓ３−１に切り替える。これにより、図２９の場合と同様に、受光部位置と座標入力有効領域の関係からくる座標検出精度の劣化の問題は生じない。
【００４１】
ところが、図３０に示すように、その指示位置から距離の近い受光部Ｓ２において、遮光重なりを検出している場合には、図３１に示すように、受光部Ｓ２から受光部Ｓ３への切替を行う。この場合、特に、指示具Ａの位置における指示に関しては、指示位置の中心を通る太線で示す受光部Ｓ１と指示具Ａと受光部Ｓ３の成す角度が極端に小さくなり、幾何学的には自明であるが誤差の影響が大きくなり、座標算出精度の著しい劣化を招く可能性が大きくなる。
【００４２】
更に、座標入力装置と一体的に構成される表示器の構造・仕様によっては、従来の上記座標入力有効領域の上辺か下辺の左右両端の受光部の中央部分に遮光重なり時の切り替え用の受光部を配置するためのスペースの確保が困難となる場合がある。
【００４３】
また、その中央部に設ける受光部は、角部に設ける受光部に比べて検出範囲が広く無ければならず、単独の受光部で光学的に１８０°に近い視野角を確保するためには、ミラー構成等により座標入力有効領域との実質的な光路長を長くするか、複数の受光部に分割して視野範囲を分担する必要がある。そして、このミラー構成の場合、複数の受光部の場合のいずれの場合も、更に表示器周囲の設置スペースを必要とし、いわゆる額縁が大きくなる等の課題がある。
【００４４】
無論、受光部の数が増すことによるコストアップは避けられず、また高精度な座標算出性能を確保するためには、受光部の位置を正確に把握しなければならず、製造時の検査工程の増大も避けることができない。
【００４５】
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、複数の指示具による指示入力を精度良く検出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラム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】
【００４６】
上記の目的を達成するための本発明による情報処理装置は以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域の角部に設けられた、到来光を受光する少なくとも２個のセンサ手段から得られる光量分布の変化に基づいて、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する情報処理装置であって、
前記座標入力領域内に作業領域を設定する設定手段と、
前記設定手段によって第一の作業領域が設定されている状態で、新たに第二の作業領域を設定する場合には、前記座標入力領域に対する前記センサ手段の位置情報、前記座標入力領域の大きさ、前記第一の作業領域の領域情報に基づいて、前記第二の作業領域の設定を制御する制御手段と、
前記第一及び第二の作業領域に基づいて、指示位置の座標を算出する算出手段と
を備える。
【００４７】
また、好ましくは、前記座標入力領域に重ねて配置した表示部に、前記設定手段により設定された領域を表示ウインドウとして表示制御する表示制御手段を更に備える。
【００４８】
また、好ましくは、前記表示部で表示されている、指示位置を示すポインタを、前記表示制御手段で表示される表示ウインドウに割り付ける割付手段を更に備える。
【００４９】
また、好ましくは、前記ポインタの位置に基づいて、前記表示部の表示領域中の特定領域を切り出す切出手段を更に備え、
前記表示制御手段は、前記切出手段で切り出した特定領域の内容を、前記表示ウインドウ内に表示制御する。
【００５０】
また、好ましくは、前記表示制御手段は、
前記表示ウインドウ内に表示される前記特定領域の大きさ及び位置の少なくとも一方を変更する変更手段と、
前記変更手段の変更内容に基づいて、前記表示ウインドウ内で表示する前記特定領域内の位置座標を変換する座標変換手段と
を備える。
【００５１】
また、好ましくは、前記切出手段は、前記ポインタの位置と、該ポインタが前記割付手段によって割り付けられた表示ウインドウの大きさに基づいて、前記表示部の表示領域中の特定領域を切り出す。
【００５２】
上記の目的を達成するための本発明による情報処理装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域の角部に設けられた、到来光を受光する少なくとも２個のセンサ部から得られる光量分布の変化に基づいて、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する情報処理装置の制御方法であって、
前記座標入力領域内に作業領域を設定する設定工程と、
前記設定工程によって第一の作業領域が設定されている状態で、新たに第二の作業領域を設定する場合には、前記座標入力領域に対する前記センサ部の位置情報、前記座標入力領域の大きさ、前記第一の作業領域の領域情報に基づいて、前記第二の作業領域の設定を制御する制御工程と、
前記第一及び第二の作業領域に基づいて、指示位置の座標を算出する算出工程と
を備える。
【００５３】
上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域の角部に設けられた、到来光を受光する少なくとも２個のセンサ部から得られる光量分布の変化に基づいて、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する情報処理装置を制御するためのプログラムであって、
前記座標入力領域内に作業領域を設定する設定工程のプログラムコードと、
前記設定工程によって第一の作業領域が設定されている状態で、新たに第二の作業領域を設定する場合には、前記座標入力領域に対する前記センサ部の位置情報、前記座標入力領域の大きさ、前記第一の作業領域の領域情報に基づいて、前記第二の作業領域の設定を制御する制御工程のプログラムコードと、
前記第一及び第二の作業領域に基づいて、指示位置の座標を算出する算出工程のプログラムコードと
を備える。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、複数の指示具による指示入力を精度良く検出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００５６】
＜装置構成の概略説明＞
まず、図１を用いて、座標入力装置全体の概略構成を説明する。
【００５７】
図１は本発明の実施形態の遮光方式の座標入力装置の概略構成を示す図である。
【００５８】
図１において、１Ｌ、１Ｒは投光部及び検出部（受光部）を有するセンサユニットであり、本実施形態の場合、図示の如く座標入力面であるところの座標入力有効領域３のＸ軸に平行に、かつＹ軸に対称な位置に、所定距離離れて配置されている。センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、制御・演算ユニット２に接続され、制御信号を制御・演算ユニット２から受信すると共に、検出した信号を制御・演算ユニット２に送信する。
【００５９】
４は入射光を到来方向に反射する再帰反射面を有する再帰反射部であり、座標入力有効領域３の外側３辺に図示が如く配置され、左右それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒから略９０°範囲に投光された光を、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに向けて再帰反射する。
【００６０】
尚、再帰反射部材４は、ミクロ的に見て３次元的な構造を有し、現在では、主にビーズタイプの再帰反射テープ、或いはコーナキューブを機械加工等により規則正しく配列することで再帰現象を起こす再帰反射テープが知られている。
【００６１】
８は特定の波長のみの光を透過することができる光透過部材であって、不要光の光透過を防止すると共に、再帰反射部材４が直接外観に露出することを防止し、製品外観の一部を構成する。このように構成すると、製品として使われている際に、光透過部材８に堆積する『ほこり』、『ゴミ』の類は、その光透過部材８をユーザが『拭く』等の動作により簡単に除去できる。そのため、再帰反射部材４の光学特性を半永久的に維持することが容易となり、信頼性の高い装置を実現することが可能となる。
【００６２】
再帰反射部材４で再帰反射された光は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒによって１次元的に検出され、その光量分布が制御・演算ユニット２に送信される。
【００６３】
座標入力有効領域３は、ＰＤＰやリアプロジェクタ、ＬＣＤパネルなどの表示装置１０（座標出力先の外部端末に接続される）の表示画面で構成することで、インタラクティブな入力装置として、利用可能となっている。
【００６４】
このような構成において、座標入力有効領域３に指や指示具５による入力指示がなされると、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの投光部から投光された光が遮られ（遮光部分）、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの検出部ではその遮光部分の光（再帰反射による反射光）を検出できないので、その結果、どの方向からの光が検出できなかったかを判別することが可能となる。
【００６５】
そこで、制御・演算ユニット２は、左右のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒが検出する光量変化から、指示具５によって入力指示された部分の遮光範囲を検出する。そして、その遮光範囲の情報から、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれに対する遮光位置の方向（指示具角度）をそれぞれ算出する。
【００６６】
そして、算出された方向（角度）、及びセンサユニット１Ｌ及び１Ｒ間の距離情報等から、座標入力有効領域３上の指示具の遮光位置を幾何学的に算出する。この算出した遮光位置に対応する座標値を、表示装置に接続されている表示制御部１１に出力する、あるいはホストコンピュータ等の外部端末にインタフェース７（例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）を経由して出力する。
【００６７】
表示制御部１１は、得られた座標値に基づき所定の動作（情報の加工）をして、その結果を表示できるように動作する。さらには、後述するような作業領域を設定した時の画像を表示するための制御や、検出した座標値を変換するための制御を行うが、外部のコンピュータがこの制御を行うように構成しても良い。
【００６８】
このようにして、指示具５によって、画面上に線を描画したり、表示装置に表示されるアイコンを操作する等の外部端末の操作が可能になる。
【００６９】
＜センサユニットの詳細説明＞
まず、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内の投光部の構成について、図２を用いて説明する。
【００７０】
図２は本発明の実施形態のセンサユニットの投光部の構成例を示す図である。
【００７１】
図２（ａ）は投光部３０を上（座標入力有効領域３の入力面に対し垂直方向）から見た場合を示している。３１は座標検出用の赤外光を発する赤外ＬＥＤであり、赤外ＬＥＤ３１から発光した光は投光レンズ３２によって略９０°範囲に光が投光される。
【００７２】
図２（ｂ）は投光部３０を横（座標入力有効領域３の入力面に対し水平方向）から見た場合を示している。この方向では、赤外ＬＥＤ３１からの光は上下方向に制限された光束として投光され、主に、再帰性反射部材４に対して光が投光されるように構成されている。
【００７３】
次に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの検出部の構成について、図３を用いて説明する。
【００７４】
図３は本発明の実施形態のセンサユニットの検出部及びセンサユニットの構成例を示す図である。
【００７５】
図３（ａ）では、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの検出部４０を座標入力有効領域３の入力面に対して垂直方向から見た場合を示している。また、図３（ｂ）では、入力面と水平方向からの見たときの、図２（ｂ）の投光部３０と図３（ａ）の検出部４０を重ねて、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）を構成した場合を示している。
【００７６】
尚、図３（ａ）中の破線部分２０３は、図３（ｂ）に示される投光部の配置を示すものである。本実施形態の場合、投光部３０と検出部４０を重ねて配置しておいる。また、両者の光軸間の距離Ｌは、投光部３０から再帰反射部材４までの距離に比べて十分に小さな値である。これにより、距離Ｌを有していても十分な再帰反射光を検出部４０で検知することが可能な構成となっている。
【００７７】
検出部４０は、複数の受光素子（画素）からなる１次元のラインＣＣＤ４１及び集光光学系としての集光用レンズ４２及び４３、入射光の入射方向を制限する絞り４４、可視光など余分な光の入射を防止する赤外フィルタ４５から構成されている。
【００７８】
投光部３０からの光は、再帰性反射部材４によって反射され、赤外フィルタ４５、絞り４４を抜けて、集光用レンズ４２及び４３によって入力面の略９０°範囲の光がラインＣＣＤ４１の検出面にその入射角に依存した画素上に結像される。これにより、入射角の角度毎の光量分布が得られる。つまり、ラインＣＣＤ４１を構成する各画素の画素番号が角度情報を表すことになる。
【００７９】
＜制御・演算ユニットの説明＞
制御・演算ユニット２とセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの間では、主に、検出部４０内のラインＣＣＤ４１用のＣＣＤ制御信号、ＣＣＤ用クロック信号と出力信号及び投光部３０の赤外ＬＥＤ３１の駆動信号がやり取りされている。
【００８０】
ここで、制御・演算ユニット２の詳細構成について、図４を用いて説明する。
【００８１】
図４は本発明の実施形態の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。
【００８２】
ＣＣＤ制御信号は、ワンチップマイコン等で構成される演算制御回路（ＣＰＵ）８３から出力され、ラインＣＣＤ４１のシャッタタイミングやデータの出力制御等が行われる。
【００８３】
尚、この演算制御回路８３は、メインクロック発生回路８６からのクロック信号に従って動作する。また、ＣＣＤ用のクロック信号は、クロック発生回路（ＣＬＫ）８７からセンサユニット１Ｌ及び１Ｒに送信されると共に、各センサユニット内部のラインＣＣＤ４１との同期をとって各種制御を行うために、演算制御回路８３にも入力されている。
【００８４】
投光部３０の赤外ＬＥＤ３１を駆動するためのＬＥＤ駆動信号は、演算制御回路８３からＬＥＤ駆動回路８４Ｌ及び８４Ｒを介して、対応するセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの投光部３０の赤外ＬＥＤ３１に供給されている。
【００８５】
センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの検出部４０のラインＣＣＤ４１からの検出信号は、制御・演算ユニット２の対応するＡ／Ｄコンバータ８１Ｌ及び８１Ｒに入力され、演算制御回路２からの制御によって、デジタル値に変換される。この変換されたデジタル値は、メモリ８２に記憶され、指示具の角度算出に用いられる。そして、この算出された角度から座標値が算出され、外部端末にシリアルインタフェース８８（例えば、ＵＳＢ、ＲＳ２３２Ｃインタフェース等）を介して出力される。
【００８６】
＜光量分布検出の説明＞
図５は本発明の実施形態の制御信号のタイミングチャートである。
【００８７】
図５において、９１〜９３はＣＣＤ制御信号であり、ＳＨ信号９１の間隔で、ラインＣＣＤ４１のシャッタ解放時間が決定される。ＩＣＧＬ信号９２及びＩＣＧＲ信号９３は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれのセンサユニットへのゲート信号であり、内部のラインＣＣＤ４１の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号である。
【００８８】
９４、９５はセンサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの投光部３０の駆動信号である。ここで、ＳＨ信号９１の最初の周期で、センサユニット１Ｌの投光部３０を点灯（投光期間９６Ｌ）するために、ＬＥＤＬ信号９４がＬＥＤ駆動回路８４Ｌを経て投光部３０に供給される。また、ＳＨ信号９１の次の周期で、センサユニット１Ｒの投光部３０を点灯（投光期間９６Ｒ）するために、ＬＥＤＲ信号９５がＬＥＤ駆動回路８４Ｒを経て投光部３０に供給される。
【００８９】
そして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方の投光部３０の駆動が終了した後に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方の検出部（ラインＣＣＤ４１）の検出信号が読み出される。
【００９０】
ここで、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方から読み出される検出信号は、座標入力有効領域３への指示具による入力がない場合には、それぞれのセンサユニットからの出力として、図６（ａ）のような光量分布が得られる。もちろん、このような光量分布がどのシステムでも必ず得られるわけではなく、再帰性反射部材４の特性（例えば、再帰反射部材４の入射角による再帰反射特性）や投光部３０の特性、また、経時変化（反射面の汚れなど）によって、光量分布は変化する。
【００９１】
図６（ａ）においては、レベルＡが最大光量であり、レベルＢが最低光量となっている。
【００９２】
つまり、再帰性反射部材４からの反射光がない状態では、センサユニット１Ｌ及び１Ｒで得られる光量レベルがレベルＢ付近になり、反射光量が増えるほど、レベルＡに光量レベルが遷移する。このようにして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒから出力された検出信号は、逐次、対応するＡ／Ｄコンバータ８１Ｌ及び８１ＲでＡ／Ｄ変換され、演算制御回路８３にデジタルデータとして取り込まれる。
【００９３】
これに対し、座標入力有効領域３への指示具による入力がある場合には、センサユニット１Ｌ及び１Ｒからの出力として、図６（ｂ）のような光量分布が得られる。
【００９４】
この光量分布のＣ部分では、指示具によって再帰性反射部材４からの反射光が遮られているため、その部分（遮光範囲）のみ反射光量が低下していることがわかる。
【００９５】
そして、実施形態１では、指示具による入力がない場合の図６（ａ）の光量分布と、指示具による入力がある場合の図６（ｂ）の光量分布の変化に基づいて、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対する指示具の角度を算出する。
【００９６】
具体的には、図６（ａ）の光量分布を初期状態として予めメモリ８２に記憶しておく、そして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの検出信号のサンプル期間に、図６（ｂ）のような光量分布の変化があるか否かを、そのサンプル期間中の光量分布と初期状態（以後、初期状態で得られたデータを初期データと称する）の光量分布との差分によって検出する。そして、光量分布に変化がある場合には、その変化部分を指示具の入力点としてその入力角度を決定する演算を行う。
【００９７】
＜角度計算の説明＞
センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対する指示具の角度計算にあたっては、まず、指示具による遮光範囲を検出する必要がある。
【００９８】
上述したように、センサユニット１Ｌ及び１Ｒが検出する光量分布は、経時変化等の要因で一定ではないため、その初期状態の光量分布は、例えば、システムの起動時毎にメモリ８２に記憶することが望ましい。
【００９９】
つまり、工場等の出荷時に初期データを設定し、その初期データの更新が、逐次行われなければ、例えば、所定の位置の再帰反射面にゴミが付着した場合、その部分での再帰反射効率が低下する。この場合、あたかもその位置（センサユニットから見た方向）で座標入力動作が行われた、即ち、誤検出してしまうという重大な結果を引き起こす。
【０１００】
従って、システムの起動時等に、初期データを記憶することで、再帰反射面が経時的にほこり等で汚れて再帰反射効率が落ちていても、その状態を初期状態として設定しなおすことができる。これにより、誤動作をすることが無くなるという優れた利点が得られるようになる。
【０１０１】
無論、光透過部材８あるいは再帰反射部材４上のゴミ等による影響で、光透過部材８を介する再帰反射部材４からの信号がその付着した部分で全く受け取ることができなくなれば、座標検出不能の事態となり、何らかの方法で、そのゴミ等を除去しなければならない。また、再帰反射部材８からの光信号が大幅に減っている状態にあっては、Ｓ／Ｎ比の関係で信号の信頼性が低下（例えば、同一地点を指示しているのみ関わらず座標が揺らぐ現象が発生し、座標算出分解能を低下させてしまう）する。従って、このような場合であっても、光透過部材８あるいは再帰反射部材４に付着したゴミ等は除去するのが好ましい。
【０１０２】
以下、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの一方（例えば、センサユニット１Ｌ）による指示具の角度計算について説明するが、他方（センサユニット１Ｒ）でも同様の角度計算を行うことは言うまでもない。
【０１０３】
電源投入時、入力のない（遮光部分がない）状態で、まず、センサユニット１Ｌ内の投光部３０からの投光を停止している状態で、検出部４０の出力である光量分布をＡ／Ｄ変換して、この値をＢａｓ＿ｄａｔａ［Ｎ］としてメモリ８２に記憶する。
【０１０４】
尚、この値は、検出部４０（ラインＣＣＤ４１）のバイアスのばらつき等を含んだデータでり、図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を構成する画素の画素番号であり、有効な入力範囲（有効範囲）に対応する画素番号が用いられる。
【０１０５】
次に、投光部３０からの投光を行っている状態で、検出部４０の出力である光量分布をＡ／Ｄ変換して、この値をＲｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］としてメモリ８２に記憶する。
【０１０６】
尚、この値は、例えば、図６（ａ）の実線で示されるデータとなる。
【０１０７】
そして、このメモリ８２に記憶されたＢａｓ＿ｄａｔａ［Ｎ］とＲｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］とを用いて、まずは、指示具による入力の有無、かつ遮光範囲の有無の判定を行う。
【０１０８】
ここで、センサユニット１Ｌ（ラインＣＣＤ４１）の出力のサンプル期間内のＮ番目の画素の画素データをＮｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］とする。
【０１０９】
まず、遮光範囲を特定するために、画素データの変化の絶対量によって、遮光範囲の有無を判定する。これは、ノイズ等による誤判定を防止し、所定量の確実な変化を検出するためである。
【０１１０】
具体的には、画素データの変化の絶対量を、ラインＣＣＤ４１の各々の画素において以下の計算を行い、予め決定してある閾値Ｖｔｈａと比較する。
【０１１１】
Norm_data_a[N]  ＝  Norm_data[N]  −  Ref_data[N]  （１）
ここで、Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ＿ａ［Ｎ］は、ラインＣＣＤ４１の各画素における絶対変化量である。
【０１１２】
この処理は、ラインＣＣＤ４１の各画素の絶対変化量Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ＿ａ［Ｎ］を算出し、それを閾値Ｖｔｈａと比較するだけである。従って、その処理時間をさほど必要とせず、入力の有無の判定を高速に行うことが可能である。そして、特に、閾値Ｖｔｈａを初めて超えた画素が所定数を超えて検出された場合に、指示具の入力があると判定する。
【０１１３】
次に、より高精度に指示具による入力を検出するために、画素データの変化の比を計算して入力点の決定を行う方法について、図７を用いて説明する。
【０１１４】
図７において、９１０は再帰性反射部材４の再帰反射面とする。ここで、α領域が汚れなどにより、その反射率が低下していたとする。このときのＲｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］の画素データ分布（光量分布）は、図８（ａ）のように、α領域に対応する部分の反射光量が少なくなる。この状態で、図７のように、指示具５が挿入され、ほぼ再帰性反射面９１０の上半分を覆ったとすると、反射光量は略半分となるため、図８（ｂ）の太線で示した分布Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］が観測されることになる。
【０１１５】
この状態に対して、（１）式を適用すると、その画素データ分布は、図９（ａ）のようになる。ここで、縦軸は初期状態との差分電圧になっている。
【０１１６】
この画素データに対して、閾値Ｖｔｈａを適用すると、本来の入力範囲をはずれてしまうような場合がある（図９（ａ）の破線領域）。もちろん、閾値Ｖｔｈａの値を下げればある程度検出可能であるが、ノイズなどの影響を受ける可能性が大きくなり、座標算出性能を劣化させる恐れがある。
【０１１７】
そこで、指示具５によって遮られる光量は、画素データの変化の比を計算することとすると、α領域及びβ領域とも反射光量は最初の半分（α領域ではレベルＶ１相当、β領域ではレベルＶ２相当）であるので、次式で比を計算することができる。
【０１１８】
Norm_data_r[N] = Norm_data_a[N] / (Bas_data[N] - Ref_data[N])  （２）
この計算結果を示すと、図９（ｂ）のように、画素データの変化が比であらわされるため、再帰性反射部材４の反射率が異なる場合でも、等しく扱うことが可能になり、高精度に検出が可能になる。
【０１１９】
この画素データに対して、閾値Ｖｔｈｒを適用して、遮光範囲に対応する画素データ分布の立ち上がり部と立ち下がり部に対応する画素番号を取得する。そして、この両者の中央を指示具による入力に対応する画素とすることで、より正確な指示具の入力位置を決定することができる。
【０１２０】
尚、図９（ｂ）は、説明のために模式的に描いたもので、実際にはこのような立ち上がりにはなっておらず、画素毎に異なるデータレベルを示している。その詳細を示すと、図１０のようになる。
【０１２１】
以下、式（２）を画素データに適用した場合の検出結果の詳細について、図１０を用いて説明する。
【０１２２】
図１０は本発明の実施形態の検出結果の詳細を示す図である。
【０１２３】
図１０において、指示具による遮光範囲を検出するための閾値Ｖｔｈｒに対して、その閾値Ｖｔｈｒを横切る画素データ分布の立ち上がり部分がＮｒ番目の画素、立ち下がり部分がＮｆ番目の画素であるとする。この場合、両者の画素の中心画素Ｎｐは、
Np  =  Nr  +  (Nf-Nr)/2                                  （３）
と計算することが可能である。但し、この計算では、ラインＣＣＤ４１の画素間隔が出力画素番号の分解能になってしまう。
【０１２４】
そこで、より細かく検出するために、それぞれの画素のデータレベルとその一つ前の隣接画素のデータレベルを用いて、閾値Ｖｔｈｒを横切る仮想の画素番号を計算する。
【０１２５】
ここで、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とする。また、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とする。この場合、それぞれの仮想画素番号Ｎｒｖ，Ｎｆｖは、
Nrv  ＝ Nr-1  + ( Vthr  -  Lr-1 ) / ( Lr  -  Lr-1 )      （４）
Nfv  ＝ Nf-1  + ( Vthr  -  Lf-1 ) / ( Lf  -  Lf-1 )      （５）
と計算できる。
【０１２６】
そして、これらの仮想画素番号Ｎｒｖ，Ｎｆｖの仮想中心画素Ｎｐｖは、
Npv  =  Nrv + (Nfv-Nrv)/2                                （６）
で決定される。
【０１２７】
このように、閾値Ｖｔｈｒを越えるデータレベルの画素の画素番号とその隣接する画素番号と、それらのデータレベルから、閾値Ｖｔｈｒを横切る仮想的な仮想画素番号を計算することで、より分解能の高い検出を実現できる。
【０１２８】
＜画素番号から角度情報への変換＞
次に、遮光範囲の中心点を示す中心画素番号から、実際の指示具の座標値を計算するためには、この中心画素番号を角度情報（θ）に変換する必要がある。
【０１２９】
ここで、画素番号とθとの関係について、図１１を用いて説明する。
【０１３０】
図１１は本発明の実施形態の画素番号に対するθ値の関係を示す図である。
【０１３１】
この図１１に基づいて、画素番号からθを求めるための近似式を定義すると、
θ＝ｆ（Ｎ）                                              （７）
となり、その近似式（変換式）を用いて画素番号からθへの変換を行うことが可能となる。
【０１３２】
本実施形態では、１次近似式を用いて近似できるように、先に説明したセンサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の検出部４０のレンズ群を構成するが、レンズの光学的収差等により、より高次な近似式を用いたほうが、より高精度に角度情報を得ることが可能となる場合がある。
【０１３３】
ここで、どのようなレンズ群を採用するかは、製造コストと密接に関連する。特に、レンズ群の製造原価を下げることによって一般的に発生する光学的な歪を、より高次の近似式を用いて補正する場合には、それなりの演算能力（演算速度）を要求される。従って、目的とする製品に要求される座標算出精度を鑑みながら、その両者を適宜設定すれば良い。
【０１３４】
＜座標算出方法の説明＞
次に、画素番号から変換された角度データ（ｔａｎθ）から、指示具の位置座標を算出する座標算出方法について説明する。
【０１３５】
ここで、座標入力有効領域３上に定義する座標とセンサユニット１Ｌ及び１Ｌとの位置関係について、図１２を用いて説明する。
【０１３６】
図１２は本発明の実施形態の座標入力有効領域上に定義する座標とセンサユニット１Ｌ及び１Ｌとの位置関係を示す図である。
【０１３７】
図１２では、座標入力有効領域３の水平方向にＸ軸、垂直方向にＹ軸を定義し、座標入力有効領域３の中央を原点位置Ｏ（０，０）に定義している。そして、座標入力有効領域３の座標入力範囲の上辺左右に、それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１ＲをＹ軸に対称に取り付けており、その間の距離はＤｓである。
【０１３８】
また、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの受光面は、その法線方向がＸ軸と４５度の角度を成すように配置され、その法線方向（基準方向）を０度と定義している。
【０１３９】
この時、角度の符号は、左側に配置されたセンサユニット１Ｌの場合には、時計回りの方向を『＋』方向に、また、右側に配置されたセンサユニット１Ｒの場合には、反時計回りの方向を『＋』方向と定義している。
【０１４０】
さらには、Ｐｏはセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの法線方向の交点位置である。また、Ｙ軸方向の原点からの距離をＰｏｙと定義する。この時、それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒで得られた角度をθL、θRとすると、検出すべき点Ｐの座標Ｐ（ｘ，ｙ）は、
x =  Ds/2 * (tanθR - tanθL) / (1 - (tanθR * tanθL))        （８）
y =  Ds/2 * (tanθR + tanθL + (2 * tanθR * tanθL)) /
(1 - (tanθR * tanθL)) + P0y                            （９）
で計算される。
【０１４１】
以上の構成に基づく座標入力装置の座標算出処理について、図１３を用いて説明する。
【０１４２】
図１３は本発明の実施形態の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。
【０１４３】
まず、座標入力装置の電源が投入されると、ステップＳ２０２で、制御・演算ユニット１１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。
【０１４４】
ステップＳ２０３で、ラインＣＣＤ４１のＣＣＤ画素有効範囲を、例えば、メモリ８２に予め記憶されている設定値から設定する。
【０１４５】
ステップＳ２０４で、ラインＣＣＤ４１の初期読込動作の初期読込回数を設定する。
【０１４６】
尚、この初期読込動作は、座標入力装置の起動時におけるラインＣＣＤ４１の不要電荷除去を行うのための動作である。ラインＣＣＤ４１では、動作させていないときに不要な電荷を蓄積している場合があり、その電荷が蓄積されている状態で座標入力動作を実行すると、検出不能になったり、誤検出の原因となる。そこで、これを避けるために、ステップＳ２０３では、投光部３０による投光を停止している状態で、所定回数の読込動作を実行する。これにより、不要電荷の除去を行う。
【０１４７】
ステップＳ２０５で、ラインＣＣＤ４１の読込動作を実行する。ステップＳ２０６で、所定回数以上の読込を実行したか否かを判定する。所定回数以上の読込を実行していない場合（ステップＳ２０６でＮＯ）、ステップＳ２０５に戻る。一方、所定回数以上の読込を実行した場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進む。
【０１４８】
ステップＳ２０７で、第１リファレンスデータとして、投光部３０による投光を停止している状態でのラインＣＣＤ４１の画素データ（Ｂａｓ＿ｄａｔａ［Ｎ］）を取り込む。ステップＳ２０８で、その第１リファレンスデータをメモリ８２に記憶する。
【０１４９】
次に、ステップＳ２０９で、第２リファレンスデータとして、投光部３０からの投光を行っている状態でのラインＣＣＤ４１の画素データ（Ｒｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］）を取り込む。ステップＳ２１０で、その第２リファレンスデータをメモリ８２に記憶する。
【０１５０】
ここまでの処理が、電源投入時の初期動作になる。この初期設定動作は、座標入力装置に構成されているリセットスイッチ等により操作者の意図によって動作するように構成しても良いことは言うまでも無い。この初期設定動作を経て、通常の座標入力ペン１による座標入力動作状態に移行することになる。
【０１５１】
ステップＳ２１１で、座標入力サンプリング状態で、ラインＣＣＤ４１の通常読込動作を実行して、画素データ（Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］）を取り込む。
【０１５２】
ステップＳ２１２で、第２リファレンスデータ（Ｒｅｆ＿ｄａｔａ［Ｎ］）と画素データ（Ｎｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］）の差分値を計算する。ステップＳ２１３で、その差分値と上述の閾値Ｖｔｈｒに基づいて、指示具５による入力（遮光部分）の有無を判定する。入力がない場合（ステップＳ２１３でＮＯ）、ステップＳ２１１に戻る。一方、入力がある場合（ステップＳ２１３でＹＥＳ）、ステップＳ２１４に進む。
【０１５３】
ステップＳ２１４で、画素データの変化の比を、（２）式を用いて算出する。
【０１５４】
ステップＳ２１５で、計算された画素データの変化の比に対して、指示具５による遮光範囲に対応する画素データ分布の立ち下がりと立ち上がりの検出を行う。そして、検出された立ち下がり及び立ち上がりと、（４）、（６）及び（７）式を用いて、遮光範囲の中心となる仮想的な中心画素番号を決定する。
【０１５５】
ステップＳ２１６で、決定された中心画素番号と近似多項式よりＴａｎθを計算する。ステップＳ２１７で、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対するＴａｎθ値から、指示具５の入力座標Ｐ（ｘ，ｙ）を、（８）及び（９）式を用いて算出する。
【０１５６】
そして、ステップＳ２１８で、算出した座標値を外部端末へ出力する。この出力は、ＵＳＢインタフェースやＲＳ２３２Ｃインタフェース等のシリアル通信で送っても良いし、無線ＬＡＮやブルートゥース等の無線通信で送信しても良い。
【０１５７】
外部端末では、座標入力装置を制御するデバイスドライバが受信データを解釈して、カーソルの移動、マウスボタン状態の変更を行うことで、表示画面の操作を実現する。
【０１５８】
尚、ステップＳ２１８の処理が終了したら、ステップＳ２１１に戻り、以降、電源ＯＦＦまで、もしくは、操作者の意図によってリセット状態が設定されるまで、上記の処理を繰り返すことになる。
【０１５９】
ここで、この繰り返し周期を１０［ｍｓｅｃ］程度に設定すれば、座標入力装置は１００回／秒の周期で指あるいは指示具５による指示座標を外部機器等に出力することが可能となる。
【０１６０】
次に、本発明の座標入力装置において、複数の指示具による座標入力動作が同時に行われた場合について検討する。「発明が解決しようとする課題」の項で説明した通り、例えば、２つの指示具により座標入力動作が行われ、かつ指示具間の距離が所定値以上保たれていれば、センサユニット１Ｌ及び１Ｒのいずれか一方では、少なくとも２つの遮光影が検出されるはずである（図２８（ｂ）の信号相当）。
【０１６１】
また、２つの指示具が、いずれかのセンサユニットに対して『部分食状態』、『皆既食状態』でなければ、両者のセンサユニットで、２つ遮光影が検出されることになる。
【０１６２】
しかしながら、２つの指示具とセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの配置が『部分食状態』、『皆既食状態』となると、その位置検出は不能となる。この場合、座標入力有効領域３内全てで複数の指示具の位置を各々算出するためには、少なくとも異なる位置に配置される第三のセンサユニットが必須の構成となる。
【０１６３】
また、図１４（ａ）に示すように、２つの指示具を位置Ａ及び位置Ｂにて座標入力動作させると、センサユニット１Ｌ、センサユニット１Ｒとそれらの指示具の位置関係は『部分食状態』、『皆既食状態』とはなっていない。そのため、図１４（ｂ）に示すように各々のセンサユニットで２個の遮光影α、遮光影βが観測される。
【０１６４】
従って、センサユニット１Ｌに関しては方向（１）、方向（２）に、センサユニット１Ｒに関しては方向（３）、方向（４）に遮光物体を検知することができる。しかしながら、方向（１）の遮光物体がどの指示具によって生成されているかを判定することはできないので、指示具の位置座標候補として位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄの４つの位置候補が算出される。
【０１６５】
つまり、実際には、位置Ａ及び位置Ｂに指示具が位置しているにもかかわらず、位置Ｃ及び位置Ｄに指示具があったと仮定しても、センサユニットは同様の信号波形を出力してしまう。実際に、指示具が位置している位置Ａ、位置Ｂによる遮光影を実像、実際には指示具がないのに、指示具が位置Ｃ、位置Ｄにあったとして得られる遮光影を虚像と称すれば、実像による遮光影なのか虚像による遮光影なのかを判定（この判定を『虚実判定』と称する）しなければ、指示具の正確な位置座標を算出することはできない。
【０１６６】
この虚実判定の方法として、さらに第三のセンサユニット１Ｃを設け、指示具による位置Ａ、位置Ｂで生成される遮光影から方向（５）、方向（６）を算出し、センサユニット１Ｃ及びセンサユニット１Ｒより位置候補として位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｅ、位置Ｆを算出することが可能となる。
【０１６７】
このように、センサユニット１Ｌとセンサユニット１Ｒで算出された４つの位置候補と、センサユニット１Ｃとセンサユニット１Ｒで算出された４つの位置候補を比較することにより、位置Ａ、位置Ｂを確定することが可能となる。しかしながら、このような構成において虚実判定を実行するためには、第三のセンサユニット１Ｃが必須の構成となってしまい、装置構成の大型化、コストの増大が発生することとなる。
【０１６８】
そこで、本発明では、２個のセンサユニットで２つの指示具による同時操作を可能とする構成を実現する。
【０１６９】
２個のセンサユニットで２つの指示具による同時操作を実現するためには、センサユニットの位置と２つの指示具の位置関係が、『部分食状態』、『皆既食状態』となることを防止する必要がある。
【０１７０】
そこで、本発明では、図１５に示すように、座標入力有効領域３に対してセンサユニット１Ｌ及び１Ｒを配置した座標入力装置に、表示装置を重ねて配置した入出力一体の装置を想定する。このように構成することで、例えば、指示具により文字や図形を入力することによって、その筆跡が表示装置に表示され、あたかも紙にペンで描くのと同様の操作性を提供することができるようになる。
【０１７１】
さらには、大型の表示装置を用いれば、通常の会議室で現在用いられているホワイトボードと同様の使い勝手を実現することが可能である。また、そのホワイトボードに対する筆跡データは電子化されるので、情報管理が容易に行える優れた利点が得られるようになる。
【０１７２】
さて、座標入力有効領域３の、例えば、左下部分に、明示的な領域５１を表示装置１０により表示して、操作者による第一の指示具の作業領域を設定したものとする。この明示的な領域５１内を第一の指示具により座標入力動作を行えば、センサユニット１Ｌにより検出される遮光影の角度方向θL1は、
ａ  ≦  θL1  ≦  ｂ                                          （１０）
となる。
【０１７３】
一方、センサユニット１Ｒにより検出される遮光影の角度方向θＲ１は、
ｃ  ≦  θR1  ≦  ｄ                                          （１１）
となる。
【０１７４】
この時、第二の指示具により座標入力を行った時に、第一の指示具と『部分食状態』、『皆既食状態』とならない領域は、第二の指示具によるセンサユニット１Ｌの遮光影の角度方向θL2、及びセンサユニット１Ｒの遮光影の角度方向θR2として、座標入力有効領域３内であって、かつ
領域Ｉ      ：  θL2  ≦  ａ、      θR2  ≦  ｃ                （１２）
領域ＩＩ    ：  θL2  ≦  ａ、      ｄ  ≦  θR2                （１３）
領域ＩＩＩ  ：      ｂ  ≦  θL2、  θR2  ≦  ｃ                （１４）
を満足する領域であれば良い。
【０１７５】
むろん明示的な領域の位置によっては、他の条件でも成立する領域を得ることができるが、これは、単純な幾何学的な条件設定である。そのため、ここでは説明を省略し、図１５のように明示的な領域５１が、座標入力有効領域３の左下隅部に設定されたものとして説明を続ける。
【０１７６】
さて、条件式（１２）〜（１４）を満足する領域、例えば、領域ＩＩ内に第二の領域５２を表示し、第一の指示具の操作領域を第一の領域５１、第二の指示具の操作領域を第二の領域５２とする。この場合、第一の指示具、第二の指示具を用いて同時に座標入力動作を行っても、『部分食状態』、『皆既食状態』とはならず、必ず２つ遮光影が各センサユニットで得られる。
【０１７７】
さらには、上記の条件が満たされるように第一の領域５１、第二の領域５２を設定することで、その領域が座標入力有効領域３に対してどのような位置関係にあるかも明確となる。これにより、前述した虚実判定を容易に行うことができる。
【０１７８】
つまり、第一の指示具は必ず第一の領域５１内にある。そのため、センサユニットから検出された４つの位置候補からその領域内にある位置座標を、第一の指示具による入力位置と判断して、その座標値を出力するように構成すれば良い（第二の指示具についても同様である）。
【０１７９】
現状における表示装置としての大型ディスプレイは、アスペクト比１６：９の横長のディスプレイが主流になりつつある。また、その表示領域の大きさも６０インチ（横約１３００ｍｍ、縦約７５０ｍｍ）以上のものが製品化され始めている。
【０１８０】
ここで、このような表示装置と座標入力装置を一体にすることでホワイトボードとして使い、例えば、２人で同時作業を行うことを想定すると、次の２種類の作業形態が考えられる。図１６（ａ）に示す作業形態は、位置取り、体勢が好ましい作業形態（操作者二人が並んで作業できる）である。また、図１６（ｂ）に示すな作業形態は、作業領域が確保できず、姿勢の制約を受ける作業形態である。つまり、この作業形態の場合は、操作の困難性が伴う。
【０１８１】
従って、図１５に示すような配置で第一の領域５１と第二の領域５２を配置する、つまり、座標入力有効領域３の左右部分に、作業領域と第一の領域５１と第二の領域５２を設定することは、理にかなった構成である。
【０１８２】
次に、第一の領域５１及び第二の領域５２の設定方法について説明する。
【０１８３】
図１７は本発明の実施形態の座標入力装置の座標入力有効領域に対する作業領域の設定を説明するための図である。
【０１８４】
図１７（ａ）において、座標入力有効領域３に対し、その領域内に表示装置（座標値の出力先となる外部端末（例えば、パーソナルコンピュータ）が備える）の表示領域５０、コマンド生成するためのスイッチ領域５３〜５６が構成されていいる。このスイッチ領域５３〜５６は、その領域を指示することによって得られる座標値に基づき、どのスイッチ領域を押圧したかを検知する。そして、その検知したスイッチ領域に基づき座標入力装置の動作が制御されるように構成されている。
【０１８５】
尚、これらのスイッチ領域の代りに、別途メカニカル的なスイッチを設けて、同様に機能させても良いことはいうまでもない。
【０１８６】
また、スイッチ領域５３〜５６の内、動作可能なスイッチ領域については、その状態を示すために、例えば、その領域が太線で囲まれる。図１７（ａ）では、スイッチ領域５３が動作可能な状態であることを示している。
【０１８７】
図１７（ａ）における状態では、指示具によりその移動が制御されるカーソル５７（指示位置を示すポインタ）が１個のみ表示されていて、このカーソル５７によって、表示領域５０で表示されている情報を操作できる状態にある。
【０１８８】
この状態を、図１８のフローチャートで説明すれば、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４のルーチンに対応する。具体的には、フラグを１（ｆｌａｇ＝１）にセットする（ステップＳ３０２でＹＥＳ）。
【０１８９】
尚、以下で説明する、フラグの値１〜５はそれぞれ、
１：単数入力状態（単数入力モード）
２：複数入力状態（複数入力モード）／作業領域設定モード
３：第一の作業領域再設定モード
４：第二の作業領域再設定モード
５：座標入力モード
の状態を示すものとする。
【０１９０】
この場合、フラグが１であるので、ステップＳ３０３で、座標値が検出されたか否か、つまり、指示具による入力の有無を判定する。入力がない場合（ステップＳ３０１でＮＯ）、ステップＳ３０２に戻る。一方、入力がある場合（ステップＳ３０３でＹＥＳ）、ステップＳ３０４に進み、その入力に対する座標算出処理（図１３）を実行して、その処理結果を、例えば、表示装置を制御しているパーソナルコンピュータ等の外部端末に出力する。これにより、その処理結果に基づく表示制御が表示装置でなされることになる。
【０１９１】
尚、この状態は、指示具等による複数の入力を想定していないので、例えば、いずれかのセンサユニットにて、図１４（ｂ）のような信号が検出された場合には、その結果を無視して座標出力を行わないように構成してある。
【０１９２】
この状態から、例えば、二人の操作者による同時入力（複数入力）による共同作業を行う場合には、まず、ステップＳ３０５で、図１７（ａ）におけるスイッチ領域５３を動作させることによって、フラグを２（ｆｌａｇ＝２）にセットする（ステップＳ３０５でＹＥＳ）。これにより、画面上には、もう一つのカーソル５８を所定の位置に表示し、複数同時入力可能な第一の作業領域５１、及び第二の作業領域５２を設定するためのモードに遷移する。
【０１９３】
まず、図１５において、第一の作業領域５１を設定するための領域情報として、任意の位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）、及び任意の位置Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）の座標を指示具により入力する（ステップＳ３０６、ステップＳ３０７）。この結果、入力した２点が対角方向となるように矩形領域からなる第一の作業領域５１を生成する。
【０１９４】
ここで、前述した通り、設定された第一の作業領域５１に対して、次に設定される第二の作業領域５２内を指示した時に、『部分食状態』、『皆既食状態』が発生しないように、設定された位置Ｐ１及びＰ２、並びに座標入力有効領域３、センサユニット１Ｌ、１Ｒの位置関係から、その第二の作業領域５２の設定条件を算出する（ステップＳ３０８）。
【０１９５】
この時、あらかじめ表示されていたカーソル５７と、複数入力可能な状態に遷移することで新たに表示されたカーソル５８のどちらを、第一の作業領域５１に割り付けるかを設定するために、そのどちらか一方のカーソル位置を指示することによって、その割付を完了する（ステップＳ３０９）。
【０１９６】
そして、第一の作業領域５１の設定が完了すると、表示制御部１１は、それに対応する表示ウインドウを表示領域５０上の対応する位置に表示する。
【０１９７】
次に、第二の作業領域５２を設定するための領域情報として、任意の位置Ｐ３（Ｘ３，Ｙ３）、及び任意の位置Ｐ４（Ｘ４，Ｙ４）の座標を指示具により入力する（ステップＳ３１０、ステップＳ３１１）。
【０１９８】
この入力された位置Ｐ３及び位置Ｐ４が、先に算出された第二の作業領域５２を設定するための設定条件を満足すれば（図１５参照）、その２点が対角方向となるような矩形領域からなる第二の作業領域５２を生成する。これにより、第一及び第二の作業領域の設定を完了するが、図１９に示すように、指示した位置座標が設定条件を満足しない場合は、その補正を行う。
【０１９９】
本実施形態にあっては、位置Ｐ３と位置Ｐ４を結ぶ線分上で設定条件を満足する位置Ｐ３’の位置を補正位置として再定義し、第二の作業領域５２の設定を完了する（ステップＳ３１２）。補正方法はこれに限定されるのものでなく、図１９において、位置Ｐ３が位置Ｐ３’となった分だけＰ４の位置を平行移動すれば（ステップＳ３１３）、操作者が意図した作業領域の大きさを確保することができる。
【０２００】
そして、第二の作業領域５２の設定が完了すると、表示制御部１１は、それに対応する表示ウインドウを表示領域５０上の対応する位置に表示する。
【０２０１】
ステップＳ３１４で、状態を示すフラグを５（ｆｌａｇ＝５）にセットする。その後、ステップＳ３０２に戻り、フラグの値が変更されることがなければ（つまり、ステップＳ３０２〜ステップＳ３２２のいずれの条件も満足しない）、ステップＳ３２９〜ステップＳ３３３の処理を繰り返す。
【０２０２】
具体的には、ステップＳ３２９で、座標入力の有無を判定する。座標入力がない場合（ステップＳ３２９でＮＯ）、ステップＳ３０２に戻る。一方、座標入力がある場合（ステップＳ３２９でＹＥＳ）、ステップＳ３３０に進み、座標算出を行う。
【０２０３】
ステップＳ３３１で、算出された座標値が第一の作業領域５１内にあるか、もしくは第二の作業領域５２内にあるかを判定する。いずれかの領域内にある場合（ステップＳ３３１でＹＥＳ）、ステップＳ３３２に進み、有効座標値としてその値を後述する方法により座標変換する。そして、ステップＳ３３３で、その座標変換結果を出力する。
【０２０４】
一方、領域外にある場合（ステップＳ３３１でＮＯ）、算出座標値の出力を中止すると共に、領域外操作を行ったことを報知するための警告を出力する。これは、例えば、それを示す音声出力でも良いし、メッセージ画面を表示出力するようにしても良い。
【０２０５】
以上、上述のように設定された第一の作業領域５１と第二の作業領域５２内で、各々座標入力を行うことで、『部分食状態』、『皆既食状態』の発生を抑止し、虚実判定も可能となる。これにより、複数入力されている入力点の両者の座標値を正確に算出することが可能となる。
【０２０６】
次に、図１７（ｂ）に示すように、複数入力可能なモードにあっては、スイッチ領域５４〜５６が動作可能な状態にある。
【０２０７】
この状態で、例えば、スイッチ領域５４を動作させることによって、フラグを３（ｆｌａｇ＝３）にセットすると（ステップＳ３１５でＹＥＳ）、上述のスイッチ領域５３の時と同様にして、以下の処理を実行する。
【０２０８】
まず、任意の位置Ｐ１及びＰ２によって、第一の作業領域５１を（再）設定する（ステップＳ３１６、ステップＳ３１７）。次に、設定条件を算出する（ステップＳ３１８）。次に、設定条件に応じて、位置Ｐ１及びＰ２を補正する（ステップＳ３１９、ステップＳ３２０）。そして、状態を示すフラグを５（ｆｌａｇ＝５）にセットする（ステップＳ３２１）。これにより、一度設定した第一の作業領域５１の大きさや、形状を変更することができる。
【０２０９】
また、例えば、スイッチ領域５５を動作させることによって、フラグを４（ｆｌａｇ＝４）にセットすると（ステップＳ３２２でＹＥＳ）、上述のスイッチ領域５３の時と同様にして、以下の処理を実行する。
【０２１０】
まず、任意の位置Ｐ３及びＰ４によって、第二の作業領域５２を（再）設定する（ステップＳ３２３、ステップＳ３２４）。次に、設定条件を算出する（ステップＳ３２５）。次に、設定条件に応じて、位置Ｐ３及びＰ４を補正する（ステップＳ３２６、ステップＳ３２７）。そして、状態を示すフラグを５（ｆｌａｇ＝５）にセットする（ステップＳ３２８）。これにより、一度設定した第二の作業領域５２の大きさや、形状を変更することができる。
【０２１１】
また、例えば、スイッチ領域５６を動作させることによって、フラグを１（ｆｌａｇ＝１）にセットすると、複数入力可能な状態から、通常の単数入力可能な状態に遷移する。
【０２１２】
これにより、操作者が目的に応じて最適な使用（単数入力／複数入力）、動作環境を選択できるように構成することができる。
【０２１３】
以上の説明により、２個のセンサユニットのみで、２つの座標を同時入力してもその座標値を正確に算出できる構成が実現される。しかしながら、操作者から見て、作業領域は座標入力有効領域３と略等しく設定されている表示領域５０全域であって、表示領域５０全域に表示されている情報を加工、処理できる構成するが好ましい形態である。そこで、この観点に立ち、特定の作業領域であっても、表示画面全体を制御することができる算出座標値の制御方法について説明する。
【０２１４】
図１７（ｃ）は、第一の作業領域５１の詳細図である。
【０２１５】
図に示すように、第一の作業領域５１の周辺には、左右方向の画面をスクロールするためのスクロールバー６０、及び上下の画面をスクロールするためのスクロールバー６１が隣接して設けられている。また、第一の作業領域５１内には、画面の大きさ（変倍率（拡大／縮小率））を制御するための設定コントロール５９も設けられている。
【０２１６】
従って、設定された第一の作業領域５１には、表示装置により表示されている表示領域５０の任意の場所をトリミングできるように構成されている。例えば、図１７（ｂ）においては、第一の作業領域５１には所望の位置を切り出した画像が、第二の作業領域５２には全体画像の縮小図が表示されている。
【０２１７】
尚、画面スクロール、画面拡大あるいは縮小を設定するための上記の各種画面表示制御コントロールを構成した場合、スクロールバー６０や６１を、指示具により移動できるように構成することが好ましい形態である。
【０２１８】
そこで、その場合にあっては、『部分食状態』、『皆既食状態』とならない構成とするために、それらのスクロールバー６０や６１を含む領域が、第一の作業領域５１あるいは第二の作業領域５２として設定される。また、これらの画面表示制御コントロールは、これに限定されるものでなく、別途スイッチ等の制御部を設けて実現しても良いことは言うまでもない。
【０２１９】
次に、本実施形態の座標入力装置の座標値処理方法について説明する。
【０２２０】
図２０は本発明の実施形態の表示装置の表示画面に重ねて配置した座標入力装置の座標系を説明するための図である。
【０２２１】
図２０（ａ）において、画面中央部を原点に、水平方向をＸ軸、天地方向をＹ軸とすれば、表示画面の右下角部の座標を（＋Ｘ0、＋Ｙ0）とすれば、残り３角部の座標値は、図示されるように、（＋Ｘ0、−Ｙ0）、（−Ｘ0、＋Ｙ0）及び（−Ｘ0、−Ｙ0）に設定される。
【０２２２】
この状態で、複数入力モードへ遷移する信号が生成されると、上述の図１８のステップＳ３０６以降のルーチンを実行することになる。この時、設定された第一の作業領域５１の範囲は、Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）、Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）により設定される。そして、この第一の作業領域５１の大きさを規定する横幅及び縦幅に相当するａ及びｂを以下のように定義する（図２０（ｂ）参照）。
【０２２３】
ａ  ＝  Ｘ１  −  Ｘ２                                        （１５）
ｂ  ＝  Ｙ２  −  Ｙ１                                        （１６）
【０２２４】
そして、ステップＳ３０９にて、カーソル５８を選択したものとすれば、図２０（ｃ）に示すように、カーソルの指示位置を中心として、横の長さａ、縦の長さｂの画像を抽出する（切り出す／トリミングする）。
【０２２５】
厳密に言えば、第一の作業領域５１には、先に述べたスクロールバーの領域を確保しなければならないので、切り出す画像の大きさはその分小さくなるが、この場合の説明に合っては、スクロールバーの領域を考慮しないで説明を続ける。
【０２２６】
次に、選択されたカーソルの位置をＧ0（Ｇx0，Ｇy0)とすれば、切り出される画像の領域は、次式で与えられる。
【０２２７】
Ｇx1  ＝  Ｇx0  ＋  ａ／２                                    （１７）
Ｇy1  ＝  Ｇy0  −  ｂ／２                                    （１８）
Ｇx2  ＝  Ｇx0  −  ａ／２                                    （１９）
Ｇy2  ＝  Ｇy0  ＋  ｂ／２                                    （２０）
【０２２８】
従って、ステップＳ３０９にて、カーソル５８の割付が完了すると、図２０（ｄ）に示されるようにように、第一の作業領域５１にトリミングされた（切り出された）画像が表示されると共に、選択されたカーソル５８の位置座標Ｇ0（Ｇx0，Ｇy0）、及び第一の作業領域５１の大きさに基づくパラメータａ、ｂがセットされる。これらの値は、ステップＳ３３２における座標変換の際に用いられる。
【０２２９】
具体的な操作方法について説明すれば、位置座標Ｇ0（Ｇx0，Ｇy0）にあるカーソル５８を位置座標Ｇ1（Ｇx1，Ｇy1）の所に移動して何らかの作業を開始しようとする場合には、第一の作業領域５１内を操作することによって実現する。今、第一の作業領域５１にトリミングされている表示データと領域６４の表示データは全く同一である。そこで、操作者が第一の作業領域５１の地点Ｐ１の位置を指示することによって、カーソル５８が所望の位置に移動するように構成する。
【０２３０】
つまり、座標入力装置は、座標値としてＰ１（Ｘ１，Ｙ１）を検出しているが、位置Ｇ1（Ｇx1，Ｇy1）を検出して、出力先の外部端末内の画像制御部に座標値を出力すれば、第一の作業領域５１内の操作により、カーソル５８を所望の位置に移動することができる。従って、検出された座標値をＰ（Ｘ，Ｙ）、出力する座標値をＳ（ｘ、ｙ）とすれば
ｘ  ＝  Ｘ  ＋  Ｇx1  −  Ｘ１
＝  Ｘ  ＋  （Ｇx0  ＋  ａ／２）  −  Ｘ１
＝  Ｘ  ＋  （Ｇx0  ＋  （Ｘ１  −  Ｘ２）／２)  −  Ｘ１
＝  Ｘ  ＋  Ｇx0  −  （Ｘ１  ＋  Ｘ２）／２                （２１）
となる。
【０２３１】
同様に、
ｙ  ＝  Ｙ  ＋  Ｇy0  −  （Ｙ１  ＋  Ｙ２  ）／２              （２２）
となる。
【０２３２】
ステップＳ３０６からステップＳ３０９のルーチンでは、第一の作業領域５１に表示されるトリミングされた情報と、座標値変換の方法を説明しているが、引き続き行われるステップＳ３１０からステップＳ３１３までのルーチンによる第二の作業領域５２の設定、及び座標値変換のパラメータが同様に設定される。
【０２３３】
尚、第二の作業領域５２の設定に際しては、２つあるカーソルの一方が第一の作業領域５１に割り付けられている。そのため、第二の作業領域５２に対するカーソルの割付は、自動的に行われ、そのカーソル位置情報を用いてパラメータが設定される。
【０２３４】
さらには、２つのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒを用いて、２つの指示具の位置座標を検出できるようにすることが、本発明の主眼である。そのため、パラメータの設定は、位置補正されたＰ３の位置座標、及び位置補正されたＰ４の位置座標に基づき実行される。
【０２３５】
さて、操作者が必要に応じて作業領域内の表示データをスクロール、あるいは拡大、縮小を行う（つまり、表示データの大きさ及び位置を変更する）場合を考える。まず、操作者がその意図に応じてスクロールバーを用いて、現在トリミングされている表示よりもＸ軸方向にΔＸだけ移動した領域をトリミングしようとすれば、トリミング領域６４の座標Ｇ１’（Ｇx1’，Ｇy1’)は、元の座標Ｇ１（Ｇx1，Ｇy1）を用いて、
Ｇx1’  ＝  Ｇx1  ＋  ΔＸ                                      （２３）
となる。従って、式（２１）より、座標変換式は以下のようになる。
【０２３６】
ｘ  ＝  Ｘ  ＋  Ｇx0  −  （Ｘ１  ＋  Ｘ２）／２  ＋  ΔＸ      （２４）
同様に、Ｙ軸方向へΔＹ移動した場合には、
ｙ  ＝  Ｙ  ＋  Ｇy0  −  （Ｙ１  ＋  Ｙ２）／２  ＋  ΔＹ      （２５）
となる。
【０２３７】
また、トリミングされている画像を縮小してより広範な範囲を表示させる場合、あるいは、拡大してより細かな作業ができるようにする場合も、同様に変換式の再設定を行う。ここで、パラメータをγとして、例えば、γ＝２とすれば、作業領域の大きさに比べて、縦横２倍の表示面積をトリミングして作業領域に表示する。この場合、表示される画像データは半分に縮小されることになる。また、γ＝０．５とすれば、作業領域の大きさに比べて、縦横０．５倍の表示面積をトリミングして作業領域に表示することになる。この場合、表示される画像データは倍に拡大されることになる。
【０２３８】
図２０（ｂ）のように設定された作業領域の大きさａ、ｂに対して、トリミングされる表示領域６４の大きさは、パラメータγを用いて、γ×ａ、γ×ｂになるので、式（２１）、式（２２）にその値を代入して、次式のようになる。
【０２３９】
ｘ  ＝  Ｘ  ＋  （Ｇx0  ＋  γａ／２）  −  Ｘ１
＝  Ｘ  ＋  （Ｇx0  ＋  γ（Ｘ１  −  Ｘ２）／２）  −  Ｘ１    （２６）
ｙ  ＝  Ｙ  ＋  （Ｇx0  ＋  γｂ／２）  −  Ｙ１
＝  Ｙ  ＋  （Ｇx0  ＋  γ（Ｙ２  −  Ｙ１）／２）  −  Ｙ２    （２７）
【０２４０】
以上のように構成することで、各々の作業領域には、表示装置１０に表示されている表示領域５０の所望の位置の表示情報をトリミングして、作業領域内に表示することが可能となる。しかも、座標入力装置が出力する作業領域内の座標値が、表示領域５０のどの座標値に変換するかを対応させることができるので、作業領域内の指示具による入力動作で、表示領域全域の情報を加工、制御することが可能となる。
【０２４１】
以下、この際の座標変換用のパラメータ設定処理について、図２１を用いて説明する。
【０２４２】
図２１は本発明の実施形態の座標変換用のパラメータ設定処理を示すフローチャートである。
【０２４３】
まず、ステップＳ４０２において、先に説明した複数入力モードに遷移する際に成されるステップＳ３０９のカーソル割付の際に、そのカーソル位置をメモリ８２に読み込む。次に、ステップＳ４０３で、設定された作業領域（例えば、ステップＳ３０６、ステップＳ３０７）の座標情報をメモリ８２に読み込む。
【０２４４】
ステップＳ４０４で、作業領域に表示すべき表示領域を算出して、作業領域にその画像を表示させる。そして、ステップＳ４０５で、検出した座標値を変換するためのパラメータの変換式を設定して処理を完了する。このパラメータは、それ以降、入力された座標値の座標変換（ステップＳ３３２）のために用いられる。
【０２４５】
ステップＳ４０６は、スクロールバーによる作業等により作業領域に表示されている画像の拡大、縮小、あるいは表示領域の移動が行われた場合に、ステップＳ４０４に戻って、変換パラメータを再設定する処理である。つまり、ここでは、表示領域の変更の有無を判定する。
【０２４６】
表示領域の変更がある場合（ステップＳ４０６でＹＥＳ）、ステップＳ４０４に戻る。一方、表示領域の変更がない場合（ステップＳ４０６でＮＯ）、ステップＳ４０７に進む。
【０２４７】
ステップＳ４０７は、作業領域の大きさそのものを再設定（ステップＳ３１６以降の処理、あるいはステップＳ３２３以降の処理）する場合に、ステップＳ４０２に戻って、再設定すべき作業領域と表示領域のトリミング位置の関係を再設定する処理である。つまり、ここでは、作業領域の変更の有無を判定する。
【０２４８】
作業領域の変更がある場合（ステップＳ４０７でＹＥＳ）、ステップＳ４０２に戻る。一方、作業領域の変更がない場合（ステップＳ４０７でＮＯ）、ステップＳ４０６に戻る。
【０２４９】
尚、以上の説明にあっては、設定された作業領域は矩形形状の領域としているが、これに限定されるものではなく、円形、あるいは多角形等の他の形状であっても良い。
【０２５０】
さらには、図２２を用いて説明すれば、第一の作業領域５１の設定が完了すれば、『部分食状態』、『皆既食状態』を回避できる領域は、幾何学的計算を実行することで求めることができる。例えば、第一の作業領域５１の境界方向と座標入力有効領域３で定義される図中の領域Ｉ、領域ＩＩ、領域ＩＩＩを、例えば、ハイライト表示（図中では、ハッチング表示）することで、操作者に第二の作業領域が設定できる領域を認知させる構成としても良い。
【０２５１】
また、先の説明にあっては、第一の作業領域を設定した後、第二の作業領域の設定に際し、操作者が設定した領域では『部分食状態』、『皆既食状態』となる可能性がある場合には、その領域を『部分食状態』、『皆既食状態』とならないように補正する構成としているが、これに限定されない。例えば、後で設定した領域を優先させ、『部分食状態』、『皆既食状態』とならないように第一の作業領域を補正するように構成しても良い。
【０２５２】
さらには、複数の指示具による同時操作を可能とするために、操作の指標となる複数のカーソルが表示されることになる。ここで、通常の単一のカーソルが表示されている状態と同様に、複数のカーソルが表示されている状態では、各々のカーソルの位置情報、及びカーソル識別用のＩＤが管理されているので、複数入力状態に遷移する際の初期設定動作で作業領域とカーソルの割付を実行する（ステップＳ３０９）。
【０２５３】
この時、割付を明示的にするために、例えば、作業領域の枠とカーソルの色を割り付け毎に同一色とするように表示制御部１１が表示制御して、操作者にその組み合わせを認知させるように構成しても良い。
【０２５４】
また、複数入力可能な状態に遷移する際の初期設定において、作業領域に割り付けられたカーソル位置に基づき、表示領域の表示データをトリミングして作業領域に表示するように構成ているが、これに限定されるものではない。例えば、その設定時に、トリミング領域を別途作成して作業領域に割り付けるように構成しても良い。つまり、トリミング領域が座標入力装置の座標系において、どの位置にあるのかを認識、管理できる構成であれば、以上説明した同様の動作をさせることができるので、そのトリミング領域の選択方法に限定されるものではない。
【０２５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、２つのセンサユニットで、少なくとも２つの指示具の位置座標を同時に検出することができる座標入力装置において、座標入力有効領域内に複数の作業領域を設定する。ここで、この作業領域の設定は、センサユニットの位置と座標入力有効領域の形状、及び設定されている一方の作業領域の領域情報に基づき、新規の作業領域を設定、制御する。
【０２５６】
このように構成することで、『部分食状態』、『皆既食状態』となることを防止し、さらには虚実判定が行えるようになる。つまり、２つのセンサユニットで、その各々の作業領域内を操作している入力手段（例えば、指示具）の位置座標を精度良く算出することができる。これにより、低コストで、複数人による同時作業ができる。
【０２５７】
また、表示領域に表示されているカーソル位置情報に基づき表示データをトリミングして作業領域に表示させることで、操作性を向上し、作業領域に設けられたスクロール手段、あるいは拡大、縮小を制御するスイッチ手段により、設定された作業領域内の操作で座標入力有効領域（表示領域）全域の情報操作を可能とする。これにより、使い勝手の良い情報処理装置（座標入力装置と表示装置から構成される）を安価に提供することができる。
【０２５８】
以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【０２５９】
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【０２６０】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０２６１】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
【０２６２】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【０２６３】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【０２６４】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【０２６５】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【０２６６】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０２６７】
【図１】本発明の実施形態の遮光方式の座標入力装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態のセンサユニットの投光部の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態のセンサユニットの検出部及びセンサユニットの構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の制御信号のタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態のセンサユニットによって得られる光量分布の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の入力例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態のセンサユニットによって得られる光量分布の光量変化を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態のセンサユニットによって得られる光量分布における光量変化量と光量変化比を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態の検出結果の詳細を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の画素番号に対するθ値の関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態の座標入力有効領域上に定義する座標とセンサユニット１Ｌ及び１Ｌとの位置関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態の虚実判定を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施形態の作業領域設定方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施形態の座標入力環境における操作性を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施形態の座標入力装置の座標入力有効領域に対する作業領域の設定を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施形態の領域設定処理を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の実施形態の作業領域の補正を説明するための図である。
【図２０】本発明の実施形態の表示装置の表示画面に重ねて配置した座標入力装置の座標系を説明するための図である。
【図２１】本発明の実施形態の座標変換用のパラメータ設定処理を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の実施形態の作業領域設定可能範囲を説明するための図である。
【図２３】従来技術における２点入力時のセンサユニット位置と遮光範囲の関係を説明するための図である。
【図２４】従来技術における２点入力時のセンサユニット位置と遮光範囲の関係を説明するための図である。
【図２５】従来技術における２点入力時のセンサユニット位置と遮光範囲の関係を説明するための図である。
【図２６】従来技術における２点入力時のセンサユニット位置と遮光範囲の関係を説明するための図である。
【図２７】従来技術における２点入力時のセンサユニット位置と遮光範囲の関係を説明するための図である。
【図２８】従来技術におけるセンサユニットで受光する光量分布を説明するための図である。
【図２９】従来技術における座標算出の一例を説明するための図である。
【図３０】従来技術におけるセンサユニットの組み合わせと検出精度を説明するための図である。
【図３１】従来技術におけるセンサユニットの組み合わせと検出精度を説明するための図である。
【符号の説明】
【０２６８】
１Ｌ、１Ｒ  センサユニット
２  制御・演算ユニット
３  座標入力有効領域
４  再帰性反射部材
５  指示具
８  光透過部材
１０  表示装置
１１  表示制御部
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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