(57)【要約】【課題】外乱光が存在していても、正確な位置検出を安価で行うことができる座標検出装置を提供する。【解決手段】検出領域における発光体の位置を検出する座標検出装置において、前記発光体から出射された光を検出する複数の受光センサと、前記受光センサにおいて検出された光に基づき、前記発光体の位置を算出する制御部と、を有し、前記制御部は、前記受光センサに入射する外乱光の強度よりも、前記発光体から出射される光の強度を高くする制御を行うことを特徴とする座標検出装置を提供することにより上記課題を解決する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域における発光体の位置を検出する座標検出装置において、
前記発光体から出射された光を検出する複数の受光センサと、
前記受光センサにおいて検出された光に基づき、前記発光体の位置を算出する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記受光センサに入射する外乱光の強度よりも、前記発光体から出射される光の強度を高くする制御を行うことを特徴とする座標検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記受光センサに入射する外乱光の強度が、前記発光体から出射された光の強度以上である場合には、前記受光センサに入射する外乱光の強度よりも、前記発光体から出射される光の強度を高くする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の座標検出装置。
【請求項３】
前記外乱光の強度と、前記強度を高くした発光体から出射される光の強度との間には、閾値が設定されており、
前記制御部は、前記閾値以上の強度の光に基づき、前記発光体の位置を検出することを特徴とする請求項２に記載の座標検出装置。
【請求項４】
検出領域における非発光体の位置を検出する座標検出装置において、
検出領域の周囲に設けられた反射部と、
前記反射部に向けて光を出射する複数の照明光源と、
前記反射部において反射された光を検出する複数の受光センサと、
前記受光センサにおいて検出された光に基づき、前記非発光体の位置を算出する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記受光センサに入射する外乱光の強度よりも、前記照明光源において出射される光の強度を高くする制御を行うことを特徴とする座標検出装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記受光センサに入射する外乱光の強度が、前記照明光源より出射されて前記反射部により反射され前記受光センサに入射する光の強度以上である場合には、前記外乱光の強度よりも、前記照明光源において出射される光の強度を高くする制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の座標検出装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記受光センサに入射した光の強度から、前記外乱光の強度を引いた値に基づき、前記非発光体の位置を検出することを特徴とする請求項５に記載の座標検出装置。
【請求項７】
前記発光体または前記照明光源は、発光ダイオードにより形成されており、
前記制御部は、前記発光ダイオードに流れる電流を増やすことにより、光の強度を高くする制御を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の座標検出装置。
【請求項８】
検出領域における非発光体の位置を検出する座標検出装置において、
検出領域の周囲に設けられた反射部と、
前記反射部に向けて光を出射する複数の照明光源と、
前記反射部において反射された光を検出する複数の受光センサと、
前記受光センサにおいて検出された光に基づき、前記非発光体の位置を算出する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記受光センサに入射する外乱光が周期的である場合には、前記照明光源において、前記外乱光の周期と同じ周期であって、位相をずらして発光させる制御を行うことを特徴とする座標検出装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記受光センサに入射する外乱光が周期的である場合には、前記照明光源が、前記外乱光が発光しているときには消灯し、前記外乱光が発光していないときには点灯する制御を行うことを特徴とする請求項８に記載の座標検出装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記受光センサに入射する外乱光の強度が、前記照明光源より出射されて前記反射部により反射され前記受光センサに入射する光の強度以上である場合には、前記照明光源が、点灯と消灯を周期的に繰り返す制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の座標検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイなどのフラットパネル・ディスプレイにタッチパネルを搭載した電子情報ボードが、通常の会議や遠隔会議等において用いられている。この電子情報ボードでは、電子ペンや操作者の指などがディスプレイの表示領域に接触したときに、その接触位置を検出することができる。
【０００３】
例えば、接触の検出方法としては、画像表示範囲の外周部の受光センサ（カメラ等）に発光体を設け、発光体からの光を複数の受光センサ（カメラ等）により検知し、画像表示部への接触があった場合は、発光体からの光が接触点において遮られるため、光の遮られた角度より、接触点を三角測量法で検知する方法が知られている。また、発光ペンを用いて、発光ペンの発光体からの光を画像表示範囲の外周部の複数の受光センサ（カメラ等）により検知し、画像表示部への接触があった場合は、発光体からの光が受光センサ（カメラ等）に入射するため、光の入射した角度より、接触点を三角測量法で検知する方法が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の位置検出方法では、太陽光や照明光等の周囲の光が外乱光となり、位置検出精度が悪くなり、正確な位置検出を行うことができない場合がある。このような外乱光を排除するためには、外乱光を排除する装置等を設ける方法も考えられるが、この場合、コストアップにつながるため、好ましくない。
【０００５】
このため、外乱光が存在していても、正確な位置検出を安価で行うことのできる座標検出装置が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施の形態の一観点によれば、検出領域における発光体の位置を検出する座標検出装置において、前記発光体から出射された光を検出する複数の受光センサと、前記受光センサにおいて検出された光に基づき、前記発光体の位置を算出する制御部と、を有し、前記制御部は、前記受光センサに入射する外乱光の強度よりも、前記発光体から出射される光の強度を高くする制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の座標検出装置によれば、外乱光が存在していても、正確な位置検出を安価で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ペン形入力装置を用いた場合の電子情報ボードシステムの斜視図
【図２】電子情報ボードシステムの主要部を模式的に示す構造図
【図３】電子情報ボードシステムの制御系のブロック図
【図４】電子情報ボードのコントローラの構成を示すブロック図
【図５】第１の実施の形態における座標検出装置の構造図
【図６】ペン形入力装置の構造図
【図７】ペン形入力装置を用いた場合の座標検出の説明図（１）
【図８】ペン形入力装置を用いた場合の座標検出の説明図（２）
【図９】受光センサの構造図
【図１０】ペン形入力装置を用いた場合の座標検出の説明図（３）
【図１１】ペン形入力装置を用いた場合の座標検出の説明図（４）
【図１２】第１の実施の形態における座標検出装置による座標検出の説明図
【図１３】第１の実施の形態における座標検出装置による座標検出方法のフローチャート
【図１４】遮断物を用いた場合の電子情報ボードシステムの斜視図
【図１５】遮断物を用いた場合の座標検出の説明図（１）
【図１６】遮断物を用いた場合の座標検出の説明図（２）
【図１７】遮断物を用いた場合の座標検出の説明図（３）
【図１８】遮断物を用いた場合の座標検出の説明図（４）
【図１９】遮断物を用いた場合の座標検出の説明図（５）
【図２０】第２の実施の形態における座標検出装置による座標検出の説明図（１）
【図２１】第２の実施の形態における座標検出装置による座標検出の説明図（２）
【図２２】第２の実施の形態における座標検出装置による座標検出方法のフローチャート
【図２３】遮断物を用いた場合の座標検出の説明図（６）
【図２４】第３の実施の形態における座標検出装置による座標検出の説明図
【図２５】第３の実施の形態における座標検出装置による座標検出方法のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１０】
〔第１の実施の形態〕
（電子情報ボードシステム）
最初に、第１の実施の形態における座標検出装置が用いられている電子情報ボードシステムについて説明する。図１は、本実施の形態における座標検出装置が用いられている電子情報ボードシステムの斜視図である。
【００１１】
図１に示されるように、電子情報ボードシステム１０は、ディスプレイ部２０、スタンド４０、機器収納部５０等を有している。ディスプレイ部２０は、液晶パネルまたはプラズマパネル等のフラットパネルが用いられており、ディスプレイ部２０の筐体前面には画像を表示する表示面２２及びタッチパネル２４が形成されている。また、この電子情報ボードシステム１０は、遮断物または発光ペンの一端が表示面２２に接触すると、タッチパネル２４により検知された座標位置に書き込まれた文字や図形等を表示することができる。本実施の形態においては、主に発光ペンであるペン形入力装置１００を用いた場合（発光ペン検知モードの場合）について説明する。
【００１２】
図２は、電子情報ボードシステムの主要部を模式的に示す構造図であり、図３は、電子情報ボードの制御系のブロック図である。
【００１３】
図２及び図３に示されるように、ディスプレイ部２０は、コントローラ６０により制御されており、入力操作される各種画面操作部２６やユーザＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）９０から取り込まれた画像を表示面２２に表示する。また、コントローラ６０は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブル７０が接続されるＵＳＢソケット７２、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ）ケーブル８０が接続されるＶＧＡ入力ソケット８２を有する。
【００１４】
ユーザＰＣ９０は、ＵＳＢソケット７２及びＶＧＡ入力ソケット８２を介してコントローラ６０と接続される。 また、ユーザＰＣ９０は、磁気ディスク装置などからなるストレージ９４を有する。ストレージ９４には、各種コンテンツ及びコンテンツ表示用アプリケーションソフトウエアなどのプログラムが格納されている。
【００１５】
そして、操作者は、ストレージ９４に格納されたコンテンツの中から所望のコンテンツを選択することで、モニタ９２には選択されたコンテンツが表示される。そのため、コントローラ６０は、ユーザＰＣ９０のモニタ９２に表示された画像データがＵＳＢケーブル７０及びＶＧＡケーブル８０を介して転送されると、ディスプレイ部２０のユーザＰＣ画面２８にモニタ９２に表示された画像データと同じ画像を表示する。また、コントローラ６０は、光ファイバなどの通信回線２００及びネットワークソケット２０２を介してインターネット又はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワーク２０４にも接続される。
【００１６】
図４は電子情報ボードのコントローラの構成を示すブロック図である。図４に示されるように、電子情報ボードシステム１０のコントローラ６０は、ペン信号受信部２１０と、コントローラオペレーションシステム部２２０と、アプリケーション部２３０と、映像入力デバイス部２４０と、タッチパネルドライバ部２５０を有する。また、アプリケーション部２３０は、イベント信号判断部２３１と、映像入力処理部２３２と、画像描画処理部２３４と、画面消去処理部２３６と、画面操作処理部２３８とを有する。コントローラオペレーションシステム部２２０は、コントローラ６０で行う制御処理を管理、実行するメイン制御部である。
【００１７】
アプリケーション部２３０は、ディスプレイ部２０の表示面２２に表示される画像全体を生成する制御処理、ユーザＰＣ画面２８に表示する制御処理を行う。更には、ペン形入力装置１００の発光信号及び指の接触情報が検知された場合に筆記された図形や文字などを表示や、指タッチの動作の制御処理を行う。イベント信号判断部２３１は、コントローラオペレーションシステム部２２０から入力されるイベント信号を監視しており、入力されたイベント信号に応じた制御処理を行う。
【００１８】
映像入力処理部２３２は、ユーザＰＣ９０から入力された画像を表示面２２のユーザＰＣ画面２８に表示するための制御処理を行う。 画像描画処理部２３４は、イベント信号判断部２３１を介してタッチパネル２４から入力される座標位置のデータに基づいて手書きのグラフィックを生成し、既に表示された画像に手書きのグラフィックを重畳してディスプレイ部２０の表示面２２に表示する。画面消去処理部２３６は、イベント信号判断部２３１を介してタッチパネル２４から入力される座標位置の情報に基づいて現在表示されている画像の背景色でグラフィックを生成する。そして、既に表示された画像に背景色のグラフィックを重畳してディスプレイ部２０の表示面２２に表示する。
【００１９】
これにより、ディスプレイ部２０に表示された手書きグラフィックに背景色のグラフィックが重畳されて見かけ上は、表示面２２から消去される。画面操作処理部２３８は、タッチパネル２４から入力される座標位置の情報（信号）をマウスイベントなどのポインティングディバイス信号に変換し、ディスプレイ部２０の表示面２２に表示される画面操作部２６のオン・オフ操作による処理を行う。
【００２０】
また、タッチパネル２４の受光センサ３００、３１０により検知されたペン形入力装置１００が接触した座標位置の情報をマウスダウンイベントとして座標値と共にコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。また、ペン形入力装置１００がタッチパネル２４の表示面２２に接触したまま移動させられた場合、マウスアップイベントとして座標値と共にコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。
【００２１】
タッチパネルドライバ部２５０は、ペン形入力装置１００及びタッチパネル２４から入力された座標位置信号及び筆記検知信号又は消去検知信号を所定のイベント信号に変換してコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。また、タッチパネルドライバ部２５０は、ペン信号受信部２１０でペン形入力装置１００より筆記検知信号又は消去検知信号が受信されると、座標位置信号と共に筆記検知信号又は消去検知信号をコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。
【００２２】
（座標検出装置）
次に、本実施の形態における座標検出装置であるタッチパネルについて説明する。図５は、発光ペン及び遮断物の座標位置を検知するタッチパネルの構成を示す図である。図５に示されるように、タッチパネル２４は、四角い表示面２２の上側の左右角部に一対の受光センサ３００、３１０が配置されている。本実施の形態においては、表示面２２が検出領域となる。
【００２３】
受光センサ３００には、照明光源４１０が設けられており、受光センサ３１０には、照明光源４２０が設けられている。また、四角い表示面２２の四辺には、各々再帰反射部４３０が配置されている。また、制御部３５０が設けられており、受光センサ３００、３１０及び照明光源４１０、４２０は、制御部３５０に接続されている。
【００２４】
照明光源４１０、４２０は、発光体である発光ペンを用いて座標位置を検出する場合には使用されず、遮断物を用いて位置検出する場合に使用される。遮断物を用いて位置検出する場合には、照明光源４１０からは、表示面２２に沿って光が出射される。この光の一部を光線４４０で示す。照明光源４１０から出射された光は、再帰反射部４３０において反射され、受光センサ３００に入射する。この再帰反射部４３０からの反射光の一部を光線４５０で示す。
【００２５】
同様に、照明光源４２０からは、表示面２２に沿って光が出射される。光の一部を光線４６０で示す。照明光源４２０から出射された光線は、再帰反射部４３０において反射され、受光センサ３１０に入射する。この再帰反射部４３０からの反射光の一部を光線４７０で示す。
【００２６】
次に、図６に基づき発光ペンであるペン形入力装置１００について説明する。図６に示されるように、ペン形入力装置１００のペン先１０１は透明になっており照明光源４１０、照明光源４２０及び再帰反射部４３０からの光線を透過する。発光部１０２は、ペン先１０１に設置されており、制御部３５０の制御に基づき発光する。ペン形入力装置１００には通信部１０３が設けられており、制御部３５０との間で通信を行うことができる。ペン形入力装置１００における発光部１０２から出射された光は、受光センサ３００、３１０により検出可能である。
【００２７】
次に、図７に基づき、ペン形入力装置１００を用いた座標検出方法について説明する。ペン形入力装置１００により座標検出を行う場合には、発光ペン検知モードにして、制御部３５０における制御により、照明光源４１０及び４２０は消灯させておき、ペン形入力装置１００のペン先１０１が表示面２２に接触した場合のみ発光部１０２を点灯させる。このため、ペン形入力装置１００の発光部１０２より出射された光線４８０、４９０のみが、受光センサ３００、３１０に入射し検出される。
【００２８】
従って、制御部３５０は、受光センサ３００、３１０における検出信号に基づいて赤外光を検出した位置の水平方向に対する傾斜角度を検出し、三角測量の数式で座標位置を算出し、ＸＹ座標に変換する。この後、制御部３５０おいて算出された座標位置に基づき、書き込まれた文字や図形等をディスプレイ部２０に表示する。
【００２９】
図８は、ペン形入力装置１００が、表示面２２に接触した際に、受光センサ３００、３１０において検出される光の受光量Ｉと角度θとの関係を示す。図８（ａ）は、受光センサ３００における光の受光量Ｉと角度θとの関係を示し、図８（ｂ）は、受光センサ３１０における光の受光量Ｉと角度との関係θを示す。制御部３５０は、受光センサ３００において、ペン形入力装置１００の発光部１０２が存在している方向となる受光量Ｉがピークとなる角度α、受光センサ３１０において、受光量Ｉがピークとなる角度βを検出する。
【００３０】
尚、発光ペン検知モードにおいては、照明光源４１０、４２０は、消灯しており光が出射されていないため、光を遮断する遮断物が存在していても、受光センサ３００、３１０により検出されることはない。即ち、照明光源４１０、４２０は消灯しているため、受光センサ３００、３１０において、"明るい箇所"は検出されない。従って、発光ペン検知モードでは、ペン形入力装置１００が表示面２２に接触した場合のみ、ペン形入力装置１００における接触位置を検出することができる。
【００３１】
表１には、発光ペン検知モードと遮断検知モードにおける照明光源４１０、４２０、ペン形入力装置１００の発光部１０２の点灯及び消灯、受光センサ３００、３１０による位置検出方法の関係を示す。表１に示されるように、発光ペン検知モードでは、照明光源４１０、４２０は消灯、ペン形入力装置１００の発光部１０２は点灯、受光センサ３００、３１０において受光量が極大となる角度より座標位置を算出する。また、遮断検知モードでは、照明光源４１０、４２０は点灯、ペン形入力装置１００の発光部１０２は消灯、受光センサ３００、３１０において受光量が極小となる角度より座標位置を算出する。
【００３２】
【表１】
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図９は、受光センサ３００の構造を示す斜視図である。受光センサ３００は、赤外線の受光レンズ３０４、イメージセンサ基板３０６等を有している。尚、受光センサ３１０も、受光センサ３００と同様の構造である。
【００３３】
（座標検出方法）
次に、本実施の形態における座標検出方法について説明する。発光ペン検知モードにおいては、図１０に示されるように、ペン形入力装置１００の発光部１０２は、例えば、４ｍｓの周期、即ち、２５０Ｈｚで、点灯と消灯を繰り返している。尚、１周期あたりの点灯のデューティ比は、１／２である。この場合、ペン形入力装置１００の発光部１０２が点灯すると、受光センサ３００、３１０に、発光部１０２から出射された光が入射し、ペン形入力装置１００の発光部１０２の位置を検出することができる。
【００３４】
本実施の形態においては、ペン形入力装置１００の発光部１０２より出射される光は赤外光であり、受光センサ３００、３１０には、ＩＲフィルタが取り付けられており、赤外光のみがＩＲフィルタを透過し、受光センサ３００、３１０に入射する。
【００３５】
しかしながら、図１１に示されるように、周囲の外乱光が強いと、ペン形入力装置１００の座標位置を正確に検出できない場合がある。例えば、周囲の外乱光の強度が、ペン形入力装置１００の発光部１０２より出射された光の強度以上である場合、発光部１０２が発光していなくとも、受光センサ３００、３１０に外乱光が入射し、誤った座標位置を検出してしまう場合がある。また、発光部１０２が発光している場合であっても、同時に外乱光も受光センサ３００、３１０に入射すると、座標検出された位置の精度が悪くなる場合がある。尚、上記においては、発光部１０２が周期的に点灯と消灯を繰り返す場合について説明したが、発光部１０２は、常時点灯していてもよく、また、不定期に点灯と消灯を繰り返すものであってもよい。
【００３６】
本実施の形態においては、ペン形入力装置１００の発光部１０２より出射される光の強度よりも高い強度の外乱光を検出した場合には、図１２に示すように、外乱光の強度よりも、発光部１０２より出射される光の強度を高くする制御を行う。本実施の形態においては、ペン形入力装置１００の発光部１０２には、赤外光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）が用いられている。従って、発光部１０２に流れる電流を増やすことにより、発光部１０２より出射される光の強度を高くすることができる。発光ダイオードは、発光時間を短くすれば、大電流を流すことができ強い光を発光させることができるため、例えば、発光時間を０．１ｍｓ程度に短くすれば、発光する光の強度を１０倍程度のパルス発光させることができる。このような制御は、制御部３５０において行われる。
【００３７】
図１３に基づき、本実施の形態における座標検出方法について、より具体的に説明する。
【００３８】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）に示すように、外乱光の強度を測定する。具体的には、ＩＲフィルタを透過し受光センサ３００、３１０に入射する赤外光の外乱光の強度を測定する。この測定は、例えば、ペン形入力装置１００の発光部１０２が発光していない状態で、受光センサ３００、３１０により赤外光の強度を測定することにより行う。
【００３９】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）に示すように、ステップ１０２において測定された外乱光の強度が、所定の強度以上、例えば、ペン形入力装置１００の発光部１０２より出射される光の強度以上であるか否かが判断される。具体的には、測定された外乱光の強度が所定の強度以上である場合には、ステップ１０６に移行し、測定された外乱光の強度が所定の強度以上ではない場合には、ステップ１１２に移行する。
【００４０】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）に示すように、ペン形入力装置１００の発光部１０２より出射される光の強度の設定するとともに、受光センサ３００、３１０において検出される光の強度の閾値を設定する。例えば、ペン形入力装置１００の発光部１０２より出射される光の強度は、検出された外乱光の強度の２倍以上の強度に設定する。また、受光センサ３００、３１０において検出される光の強度の閾値は、検出された外乱光の強度の１．５倍に設定する。
【００４１】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）に示すように、受光センサ３００、３１０において、閾値以上の強度の光を検出したか否かを判断する。ペン形入力装置１００が表示面２２に接触した場合には、発光部１０２は、閾値よりも高い強度の光をパルス発光する。このため、閾値よりも高い強度の光を検出した場合に位置検出を行う。従って、受光センサ３００、３１０において、閾値以上の強度の光を検出した場合には、ステップ１１０に移行し、受光センサ３００、３１０において、閾値以上の強度の光を検出しない場合には、ステップ１０８を繰り返す。
【００４２】
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）に示すように、受光センサ３００、３１０において検出した角度情報に基づき、ペン形入力装置１００の発光部１０２の座標位置を算出する。
【００４３】
一方、ステップ１１２（Ｓ１１２）では、通常通り、受光センサ３００、３１０において光を検出したか否かを判断する。従って、受光センサ３００、３１０において、光を検出した場合には、ステップ１１０に移行し、受光センサ３００、３１０において、光を検出しない場合には、ステップ１１２を繰り返す。
【００４４】
以上にように、本実施の形態においては、発光ダイオードに流れる電流を制御するだけであるため、新たに部品等を追加する必要はなく、外乱光が存在していても、安価で、正確な位置検出を行うことができる。
【００４５】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態の座標検出装置を用いたものであり、発光体であるペン形入力装置１００に代えて、非発光体である指等の遮断物により、情報を入力するものである。
【００４６】
具体的には、電子情報ボードシステム１０における座標検出装置を表１に示す遮断検知モードにする。これにより、図１４に示されるように、遮断物１１０の一端が表示面２２に接触すると、タッチパネル２４により検知された座標位置に書き込まれた文字や図形等を表示することができる。尚、図１４に示される電子情報ボードシステム１０は、図１に示される電子情報ボードシステム１０と同じであり、情報入力のモードが異なっている。
【００４７】
次に、本実施の形態における位置検出方法について図１５に基づき説明する。本実施の形態においては、制御部３５０における制御により、照明光源４１０、４２０を点灯させる。この状態において、遮断物１１０の先端が表示面２２に接触するとは、照明光源４１０から出射された光線４４０及び照明光源４２０から出射された光線４６０は遮断される。従って、遮断物１１０が存在していなければ、再帰反射部４３０において反射され、受光センサ３００に入射する光線４５０及び受光センサ３１０に入射する光線４７０は、遮断物１１０により遮られるため、受光センサ３００及び受光センサ３１０には入射しない。
【００４８】
このため、制御部３５０は、受光センサ３００、３１０における検出信号に基づき赤外光が極小となる位置の水平方向に対する傾斜角度を検出し、三角測量の数式で座標位置を算出し、ＸＹ座標に変換する。この後、制御部３５０おいて算出された座標位置に基づき、書き込まれた文字や図形等をディスプレイ部２０に表示する。
【００４９】
図１６は、遮断物１１０が、表示面２２に接触した際に、受光センサ３００、３１０において検出される光の受光量Ｉと角度θとの関係を示す。図１６（ａ）は、受光センサ３００における光の受光量Ｉと角度θとの関係を示し、図１６（ｂ）は、受光センサ３１０における光の受光量Ｉと角度との関係θを示す。制御部３５０においては、受光センサ３００では、受光量Ｉが極小となる角度α、受光センサ３１０では、受光量Ｉが極小となる角度βを遮断物１１０が存在している方向として検出する。
【００５０】
（座標検出方法）
次に、本実施の形態における座標検出方法について説明する。遮断検知モードにおいては、図１７に示されるように、照明光源４１０、４２０は常時点灯している。遮断物１１０が存在していない場合には、照明光源４１０より出射された光は、再帰反射部４３０において反射され、受光センサ３００に入射し、照明光源４２０より出射された光は、再帰反射部４３０において反射され、受光センサ３１０に入射する。本実施の形態においては、遮断物１１０が表示面２２に接触すると、遮断物１１０に向かって出射された光の光路が遮られ、受光センサ３００、３１０には入射しないため、遮断物１１０の位置を検出することができる。
【００５１】
本実施の形態においては、照明光源４１０、４２０より出射される光は赤外光であり、受光センサ３００、３１０には、ＩＲフィルタが取り付けられており、赤外光のみがＩＲフィルタを透過し、受光センサ３００、３１０に入射する。
【００５２】
ところで、図１８に示されるように、周囲の外乱光が強いと、遮断物１１０の位置を正確に検出できない場合がある。例えば、周囲の外乱光の強度が、照明光源４１０、４２０より出射された光の強度以上である場合には、照明光源４１０、４２０より出射された光が、遮断物１１０により遮られても、受光センサ３００、３１０に外乱光が入射する場合がある。このため、誤った座標位置を検出してしまう場合や、座標検出された位置の精度が悪くなる場合がある。
【００５３】
より具体的に図１９に基づき説明する。図１９（ａ）は、照明光源４１０、４２０より出射された光が遮断物１１０により遮られた場合に、受光センサ３００、３１０に入射する光の強度と角度の関係を示す。図１９（ｂ）は、一例として赤外光の外乱光が受光センサ３００、３１０に入射した場合の光の強度と角度の関係を示す。外乱光が存在していると、照明光源４１０、４２０より出射された光と外乱光とが同時に受光センサ３００、３１０に入射する。このため、受光センサ３００、３１０においては、図１９（ｃ）に示すように、図１９（ａ）と図１９（ｂ）とが重ね合わせられた光の強度が検出される。この場合、極小となる光の強度の変化量が少ないため、外乱光が強ければ強い程、遮断物１１０の位置は検出されにくくなる。尚、上記においては、照明光源４１０、４２０が、常時点灯の場合について説明したが、照明光源４１０、４２０は、周期的に点灯と消灯を繰り返す場合もある。
【００５４】
本実施の形態においては、照明光源４１０、４２０より出射される光の強度よりも高い強度の外乱光を検出した場合には、図２０に示すように、照明光源４１０、４２０より出射される光の強度を高くする制御を行う。本実施の形態においては、照明光源４１０、４２０には、赤外光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられているため、照明光源４１０、４２０に流れる電流を増やすことにより、照明光源４１０、４２０より出射される光の強度を高くすることができる。発光ダイオードは、発光時間を短くすれば、大電流を流すことができ、強い光を発光させることができるため、例えば、発光時間を０．１ｍｓ程度に短くすれば、発光する光の強度を１０倍程度にして、パルス発光させることができる。このような制御は、制御部３５０において行われる。
【００５５】
図２１（ａ）は、本実施の形態において、照明光源４１０、４２０より出射された光が遮断物１１０により遮られた場合に、受光センサ３００、３１０に入射する光の強度と角度の関係を示す。図２１（ｂ）は、一例として赤外光の外乱光が受光センサ３００、３１０に入射した場合の光の強度と角度の関係を示す。外乱光が存在していると、照明光源４１０、４２０より出射された光と外乱光とが同時に受光センサ３００、３１０に入射する。このため、受光センサ３００、３１０においては、図２１（ｃ）に示すように、図２１（ａ）と図２１（ｂ）とが重ね合わせられた光の強度が検出される。本実施の形態においては、照明光源４１０、４２０より出射される光は、強度の強いパルス発光させた光であり、極小となる場合の光の強度の変化量が大きいため、容易に遮断物１１０の位置を検出することができる。
【００５６】
図２２に基づき、本実施の形態における座標検出方法について、より具体的に説明する。
【００５７】
最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）に示すように、外乱光の強度を測定する。具体的には、ＩＲフィルタを透過し受光センサ３００、３１０に入射する赤外光の外乱光の強度を測定する。この測定は、例えば、照明光源４１０、４２０が点灯していない状態で、受光センサ３００、３１０により赤外光の強度を測定することにより行う。
【００５８】
次に、ステップ２０４（Ｓ２０４）に示すように、ステップ２０２において測定された外乱光の強度が、所定の強度以上、例えば、照明光源４１０、４２０より出射される光の強度以上であるか否かが判断される。具体的には、測定された外乱光の強度が所定の強度以上である場合には、ステップ２０６に移行し、測定された外乱光の強度が所定の強度以上ではない場合には、ステップ２１２に移行する。
【００５９】
次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）に示すように、照明光源４１０、４２０より出射される光の強度の設定し、点灯させる。例えば、照明光源４１０、４２０より出射される光の強度は、検出された外乱光の強度の２倍以上の強度に設定し、点灯させる。
【００６０】
次に、ステップ２０８（Ｓ２０８）に示すように、受光センサ３００、３１０において、光の強度が極小となる角度の光を検出したか否かを判断する。具体的には、受光センサ３００、３１０において、光の強度が極小となる角度を検出した場合には、ステップ２１０に移行する。また、受光センサ３００、３１０において、光の強度が極小となる角度を検出しない場合には、ステップ２０８を繰り返す。尚、本実施の形態は、受光センサ３００、３１０において検出した光の強度から外乱光の強度を引いた値が、極小となる角度の光を検出したか否かにより判断するものであってもよい。
【００６１】
次に、ステップ２１０（Ｓ２１０）に示すように、受光センサ３００、３１０において検出した角度情報に基づき、遮断物１１０の座標位置を算出する。
【００６２】
一方、ステップ２１２（Ｓ２１２）では、通常通り、受光センサ３００、３１０において極小となる光を検出したか否かを判断する。具体的には、受光センサ３００、３１０において、極小となる光を検出した場合には、ステップ２１０に移行し、受光センサ３００、３１０において、極小となる光を検出しない場合には、ステップ２１２を繰り返す。
【００６３】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態の座標検出装置を用いたものであり、第２の実施の形態と同様に、発光しない指等の遮断物１１０により情報入力するものである。
【００６５】
ところで、外乱光には、図２３に示すように、周期的に発光と非発光とを繰り返す光があり、このような外乱光の強度が強いと、遮断物１１０の位置を正確に検出できない場合がある。周期的に発光と非発光とを繰り返す外乱光としては、２つの座標検出装置を近接して使用している場合において、一方の座標検出装置に用いている発光ペンの発光等が挙げられる。この場合、一方の座標検出装置に用いている発光ペンの発光は、他方の座標検出装置において外乱光となる。
【００６６】
よって、本実施の形態においては、周期的に、発光と非発光を繰り返す外乱光を検出した場合には、図２４に示すように、照明光源４１０、４２０において、外乱光が非発光のときに点灯し、外乱光が発光しているときには消灯する制御を行う。このような照明光源４１０、４２０における点灯と消灯の周期性の制御は、外乱光の強度が、照明光源４１０、４２０より出射される光の強度よりも高い強度である場合に行ってもよい。
【００６７】
図２５に基づき、本実施の形態における座標検出方法について、より具体的に説明する。
【００６８】
最初に、ステップ３０２（Ｓ３０２）に示すように、外乱光を測定する。具体的には、ＩＲフィルタを透過し受光センサ３００、３１０に入射する赤外光の外乱光の強度の時間的な変化を測定する。この測定は、例えば、照明光源４１０、４２０が点灯していない状態で、受光センサ３００、３１０により赤外光の強度の変化を測定することにより行う。
【００６９】
次に、ステップ３０４（Ｓ３０４）に示すように、ステップ３０２において測定された外乱光の強度の時間的な変化より、外乱光の発光、非発光が周期性を有しているか否かを判断する。外乱光が周期性を有していれば、ステップ３０６に移行し、外乱光が周期性を有していなければ終了する。また、本実施の形態は、外乱光の強度を考慮したものであってもよい。具体的には、外乱光が、照明光源４１０、４２０の強度よりも高く、周期性を有していれば、ステップ３０６に移行し、外乱光が、照明光源４１０、４２０の強度よりも低い場合や、周期性を有していない場合には終了するものであってもよい。
【００７０】
次に、ステップ３０６（Ｓ３０６）に示すように、照明光源４１０、４２０における点灯と消灯のタイミングを決定し、そのタイミングで点灯と消灯をさせる。具体的には、外乱光が非発光のときには点灯し、外乱光が発光しているときには消灯するように、照明光源４１０、４２０の点灯と消灯のタイミングを決定し、このタイミングで、照明光源４１０、４２０において点灯と消灯とを繰り返す。従って、照明光源４１０、４２０の点灯と消灯の周期は、外乱光の発光と非発光の周期と同じであって、位相が半周期ずれている。
【００７１】
次に、ステップ３０８（Ｓ３０８）に示すように、照明光源４１０、４２０の点灯のタイミングで、受光センサ３００、３１０において極小となる光を検出したか否かを判断する。具体的には、照明光源４１０、４２０の点灯のタイミングで、受光センサ３００、３１０において、極小となる光を検出した場合には、ステップ３１０に移行し、受光センサ３００、３１０において、極小となる光を検出しない場合には、ステップ３０８を繰り返す。
【００７２】
次に、ステップ３１０（Ｓ３１０）に示すように、受光センサ３００、３１０において検出した角度情報に基づき、遮断物１１０の座標位置を算出する。
【００７３】
尚、上記以外の内容については、第２の実施の形態と同様である。
【００７４】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００７５】
２２        表示面
２４        タッチパネル
１００      ペン形入力装置
１０１      ペン先
１０２      発光部
３００      受光センサ
３１０      受光センサ
３５０      制御部
４１０      照明光源
４２０      照明光源
４３０      再帰反射部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７６】
【特許文献１】特開２０１４−０２１７９０号公報
【特許文献２】特許第４９２６８１０号公報
【図１】
2018010439.tif 000004
【図２】
2018010439.tif 000005
【図３】
2018010439.tif 000006
【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】
2018010439.tif 000013
【図１１】
2018010439.tif 000014
【図１２】
2018010439.tif 000015
【図１３】
2018010439.tif 000016
【図１４】
2018010439.tif 000017
【図１５】
2018010439.tif 000018
【図１６】
2018010439.tif 000019
【図１７】
2018010439.tif 000020
【図１８】
2018010439.tif 000021
【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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