(57)【要約】【課題】従来とは異なる新たな仕組みで、表示装置において指定された位置を検出することを目的とする。【解決手段】図６は、第１パターンシートに形成された装置識別情報と、Ｘ座標と、Ｙ座標の一例を示す図である。図中の斜線で表された円は、黒ドットまたは白ドットを意味している。領域Ａ１１には、後述する第２パターンシートと併せて、１６ビットで表された装置識別情報を表す黒ドット及び白ドットが形成される。領域Ａ１１の右隣は拡張領域Ａ１２は必要に応じて利用される。【選択図】図６
2008140305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に沿って配列された複数の位置判定用画像及び当該位置判定用画像の配列方向を判定するための方向判定用画像が形成された走査面と、前記走査面に重なるように配置されて画像を表示する表示面と、画像データに基づいて前記表示面に画像を表示させる制御手段とを有する表示装置と、
前記走査面を走査して、当該走査面に形成されている方向判定用画像及び位置判定用画像を読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取られた画像から前記方向判定用画像を抽出し、抽出した方向判定用画像に基づいて前記位置判定用画像の配列方向を判定する方向判定手段と、前記読取手段によって読み取られた画像から、前記方向判定手段によって判定された配列方向に従って前記位置判定用画像を抽出し、抽出した位置判定用画像に基づいて位置を判定する位置判定手段と、前記位置判定手段によって判定された位置を出力する出力手段とを有する位置検出装置と
を備えることを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
所定の方向に沿って配列された複数の位置判定用画像及び当該位置判定用画像の配列方向を判定するための方向判定用画像が形成された走査面と、
前記走査面に重なるように配置されて画像を表示する表示面と、
画像データに基づいて前記表示面に画像を表示させる制御手段と
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記走査面には、当該走査面を有する表示装置に割り当てられた装置識別情報を表す画像が形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記走査面は、
前記装置識別情報の一部分を表す第１の部分画像が形成された第１のシートと、
前記装置識別情報の残りの部分を表す第２の部分画像が形成された第２のシートとを備え、
前記第１の部分画像と前記第２の部分画像が重ならないようにして前記第１のシートと前記第２のシートとを重ね合わせることで、前記装置識別情報を表す画像が形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
所定の方向に沿って配列された複数の位置判定用画像及び当該位置判定用画像の配列方向を判定するための方向判定用画像が形成された走査面を走査して、当該走査面に形成されている方向判定用画像及び位置判定用画像を読み取る読取手段と、
前記読取手段によって読み取られた画像から前記方向判定用画像を抽出し、抽出した方向判定用画像に基づいて前記位置判定用画像の配列方向を判定する方向判定手段と、
前記読取手段によって読み取られた画像から、前記方向判定手段によって判定された配列方向に基づいて前記位置判定用画像を抽出し、抽出した位置判定用画像に基づいて位置を判定する位置判定手段と、
前記位置判定手段によって判定された位置を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】
前記走査面には、当該走査面を有する表示装置に割り当てられた装置識別情報を表す画像が形成されており、
前記読取手段によって読み取られた画像から前記装置識別情報を表す画像を抽出し、抽出した画像に基づいて、前記装置識別情報を特定する識別情報特定手段を備え、
前記出力手段は、前記位置判定手段によって判定された位置と、前記識別情報特定手段によって特定された装置識別情報とを出力する
ことを特徴とする請求項５記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記位置判定手段は、抽出した複数の前記位置判定用画像のうち、前記読取手段によって読み取られた画像の中心に近い部分にある位置判定用画像を特定し、特定した位置判定用画像に基づいて前記位置を判定する
ことを特徴とする請求項５記載の位置検出装置。
【請求項８】
コンピュータを、
所定の方向に沿って配列された複数の位置判定用画像及び当該位置判定用画像の配列方向を判定するための方向判定用画像が形成された走査面を走査して、当該走査面に形成されている方向判定用画像及び位置判定用画像を読み取る読取手段と、
前記読取手段によって読み取られた画像から前記方向判定用画像を抽出し、抽出した方向判定用画像に基づいて前記位置判定用画像の配列方向を判定する方向判定手段と、
前記読取手段によって読み取られた画像から、前記方向判定手段によって判定された配列方向に基づいて前記位置判定用画像を抽出し、抽出した位置判定用画像に基づいて位置を判定する位置判定手段と、
前記位置判定手段によって判定された位置を出力する出力手段と
して機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の表示画面において指定された位置を検出するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
タブレット型のコンピュータなどに実装されたタッチパネルに対して、ペンディバイスや指を接触させると、その接触領域の位置が検出される。検出された位置の軌跡を反転表示させるようにすれば、ユーザがタッチパネルに描いた文字や図形を表示することができる。また、そのタッチパネルの表示面の各位置に所定の処理内容を関連づけておき、検出した位置に関連づけられた処理を特定して、それを実行するという利用形態もある。
【０００３】
この種の位置検出技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。これは、液晶表示装置の表示面に設けられた画素回路毎に、その表示面上の位置情報が符号化されて埋め込まれたブラックマスクを設けておき、ペンディバイスがそのブラックマスクから位置情報を読み取ることで、ペンディバイスによる接触領域の位置を検出するというものである。また、特許文献２には、微少なドットの配置パターンによって、ユーラシア大陸ほどの非常に広大なエリアにおける各位置を表現する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１２７０８１号公報
【特許文献２】米国特許第６６６７６９５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した背景に鑑みてなされたものであり、従来とは異なる新たな仕組みで、表示装置において指定された位置を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、所定の方向に沿って配列された複数の位置判定用画像及び当該位置判定用画像の配列方向を判定するための方向判定用画像が形成された走査面と、前記走査面に重なるように配置されて画像を表示する表示面と、画像データに基づいて前記表示面に画像を表示させる制御手段とを有する表示装置と、前記走査面を走査して、当該走査面に形成されている方向判定用画像及び位置判定用画像を読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取られた画像から前記方向判定用画像を抽出し、抽出した方向判定用画像に基づいて前記位置判定用画像の配列方向を判定する方向判定手段と、前記読取手段によって読み取られた画像から、前記方向判定手段によって判定された配列方向に基づいて前記位置判定用画像を抽出し、抽出した位置判定用画像に基づいて位置を判定する位置判定手段と、前記位置判定手段によって判定された位置を出力する出力手段とを有する位置検出装置とを備えることを特徴とする位置検出システムを提供する。
このシステムによれば、表示装置の走査面に形成されている画像を読み取り、読み取った画像から座標軸の方向を表す方向判定用画像を抽出して座標軸の方向を判定する。また、読み取った画像から座標軸を基準とした位置を表す位置判定用画像を抽出し、抽出した画像を解析して、判定した方向を座標軸とした位置を判定する。これによって、表示装置に対して位置検出装置が指定した位置を検出することができる。
【０００６】
また、本発明は、所定の方向に沿って配列された複数の位置判定用画像及び当該位置判定用画像の配列方向を判定するための方向判定用画像が形成された走査面と、前記走査面に重なるように配置されて画像を表示する表示面と、画像データに基づいて前記表示面に画像を表示させる制御手段とを備えることを特徴とする表示装置を提供する。この発明の好ましい態様において、前記走査面は、当該走査面を有する表示装置に割り当てられた装置識別情報を表す画像が形成されている。
【０００７】
さらに、望ましい態様では、前記走査面は、前記装置識別情報の一部分を表す第１の部分画像が形成された第１のシートと、前記装置識別情報の残りの部分を表す第２の部分画像が形成された第２のシートとを備え、前記第１の部分画像と前記第２の部分画像が重ならないようにして前記第１のシートと前記第２のシートとを重ね合わせることで、前記装置識別情報を表す画像が形成されている。
この態様によれば、比較的少ない数の第１シート及び第２シートを使用するだけで、より多くの装置識別情報を画像として形成することができる。
【０００８】
また、本発明は、所定の方向に沿って配列された複数の位置判定用画像及び当該位置判定用画像の配列方向を判定するための方向判定用画像が形成された走査面を走査して、当該走査面に形成されている方向判定用画像及び位置判定用画像を読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取られた画像から前記方向判定用画像を抽出し、抽出した方向判定用画像に基づいて前記位置判定用画像の配列方向を判定する方向判定手段と、前記読取手段によって読み取られた画像から、前記方向判定手段によって判定された配列方向に基づいて前記位置判定用画像を抽出し、抽出した位置判定用画像に基づいて位置を判定する位置判定手段と、前記位置判定手段によって判定された位置を出力する出力手段とを備えることを特徴とする位置検出装置を提供する。
この位置検出装置によれば、表示装置の走査面に形成されている画像を読み取り、読み取った画像から座標軸の方向を表す方向判定用画像を抽出して座標軸の方向を判定する。また、読み取った画像から座標軸を基準とした位置を表す位置判定用画像を抽出し、抽出した画像を解析して、判定した方向を座標軸とした位置を判定する。これによって、表示装置に対して位置検出装置が指定した位置を検出することができる。
【０００９】
好ましい態様において、前記走査面には、当該走査面を有する表示装置に割り当てられた装置識別情報を表す画像が形成されており、前記読取手段によって読み取られた画像から前記装置識別情報を表す画像を抽出し、抽出した画像に基づいて、前記装置識別情報を特定する識別情報特定手段を備え、前記出力手段は、前記位置判定手段によって判定された位置と、前記識別情報特定手段によって特定された装置識別情報とを出力する。
この態様によれば、当該走査面を有する表示装置に割り当てられた装置識別情報を判定することができる。
【００１０】
望ましくは、前記位置判定手段は、抽出した複数の前記位置判定用画像のうち、前記読取手段によって読み取られた画像の中心に近い部分にある位置判定用画像を特定し、特定した位置判定用画像に基づいて前記位置を判定する。
この態様によれば、表示装置に対して位置検出装置が指定した位置をより正確に判定することができる。
【００１１】
また、本発明は、コンピュータを、所定の方向に沿って配列された複数の位置判定用画像及び当該位置判定用画像の配列方向を判定するための方向判定用画像が形成された走査面を走査して、当該走査面に形成されている方向判定用画像及び位置判定用画像を読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取られた画像から前記方向判定用画像を抽出し、抽出した方向判定用画像に基づいて前記位置判定用画像の配列方向を判定する方向判定手段と、前記読取手段によって読み取られた画像から、前記方向判定手段によって判定された配列方向に基づいて前記位置判定用画像を抽出し、抽出した位置判定用画像に基づいて位置を判定する位置判定手段と、前記位置判定手段によって判定された位置を出力する出力手段として機能させるプログラムを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明を実施するための最良の形態に係る位置検出システムの構成を示した図である。
この位置検出システムは、表示装置１００と、位置検出装置２００と、ホスト装置３００とを備えている。表示装置１００は、文書や図形などを表す画像データを記憶しており、その画像データに基づいて画像を表示する。位置検出装置２００は、ユーザが持ちやすいように、例えばペン型の形状をなしている。ユーザがこの位置検出装置２００のペン先部分によって表示装置１００の表示画面の一部を指し示すと、位置検出装置２００は、その指し示された部分の位置を検出する。
【００１３】
位置検出装置２００とホスト装置３００とは、有線又は無線（図では有線）によって通信可能に接続されており、位置検出装置２００によって検出された位置はホスト装置３００に出力される。ホスト装置３００は、例えば表示装置１００の表示画面の各位置に所定の処理内容を予め関連づけておき、位置検出装置２００から出力されてくる位置に基づいて、その位置に関連づけられた処理を実行する。また、位置検出装置２００は、表示装置１００と有線又は無線（図では無線）によって通信可能に接続されており、位置検出装置２００によって検出された位置は表示装置１００にも出力される。表示装置１００は、位置検出装置２００から出力されてくる位置の軌跡を反転表示することで、ユーザが位置検出装置２００のペン先部分で表示画面に描いた文字や図形を表示することができる。
【００１４】
図２は、表示装置１００の構成を示した図である。
表示装置１００は、制御部１０１と、表示部１０２と、記憶部１０３と、操作部１０４と、受信部１０５とを備えている。受信部１０５は、アンテナや無線通信回路を備えており、位置検出装置２００から例えば電磁誘導方式で出力されるデータを受け取る。記憶部１０３は例えばフラッシュメモリであり、複数の画像データを記憶している。操作部１０４は、複数のキーを備えており、ユーザによるキー操作を受け付けてその操作内容に応じた信号を制御部１０１に供給する。表示部１０２は、コレステリック液晶によって構成された記憶性液晶表示体と、その表示体に駆動電力を供給して駆動する表示制御回路とを備えており、制御部１０１から供給される画像データに基づいて画像を表示する。制御部１０１は例えばＣＰＵであり、操作部１０４が受け付けたユーザの操作に応じて、記憶部１０３から画像データを読み出し、読み出した画像データを表示部１０２に供給して画像を表示させる。
【００１５】
ここで、図３は表示部１０２の構造を示す断面図である。
表示部１０２は、画像データに基づく画像が表示される表示面１０２ａと、位置検出装置２００によって走査される走査面１０２ｂとが積層された、二層構造となっている。表示面１０２ａは、基板と、その基板上に設けられた２層の透明電極と、その電極間の微少空間に封入されたコレステリック液晶とによって構成されている。コレステリック液晶は、プレーナ配向（Ｐ配向）、フォーカルコニック配向（Ｆ配向）、ホメオトロピック配向（Ｈ配向）の３つの配向状態をとることができる。Ｐ配向は、らせん状にねじれた構造を持つコレステリック液晶のらせん軸が基板面に垂直となる。これにより、光を反射して白色に見える。Ｆ配向は、らせん軸が基板面に平行となり、光を透過して黒色に見える。また、Ｈ配向は、らせん構造がくずれて液晶分子が基板面に対して垂直に配向した状態であり、光を透過して黒色に見える。表示制御回路の駆動制御によってこれらの配向が切り替えられることで、表示面１０２ａに画像を表示することができる。
【００１６】
走査面１０２ｂは、透明な第１パターンシート１０３ｂと、透明な第２パターンシート１０４ｂと、透明な赤外線反射シート１０５ｂとが積層された３層構造となっている。第１パターンシート１０３ｂ及び第２パターンシート１０４ｂには、表示装置１００に割り当てられた装置識別情報と、走査面１０２ｂにおいて２次元の座標軸となるＸ軸方向及びＹ軸方向を表す方向情報と、この座標軸を基準として表されるＸ，Ｙ座標である位置情報とが、画像として形成されている。これらの画像は、波長８００〜９５０ｎｍの赤外線を吸収し、且つ、ほぼ透明な素材によって形成されている。位置検出装置２００が、この走査面１０２ｂに赤外線を照射すると、画像が形成された領域に照射された赤外線は吸収されるが、それ以外の領域に照射された赤外線は赤外線反射シート１０５ｂによって反射される。位置検出装置２００は、その反射光を受光し、その光量に基づいて上記画像を読み取る。そして、読み取った画像を画像処理によって解析して上述した各種情報を得る。
【００１７】
図４は、第１パターンシート１０３ｂの平面図である。
図示のように、第１パターンシート１０３ｂは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って規則的に配列された複数のブロック１０６に区分されている。各々のブロック１０６は、１．３ｍｍ×１．３ｍｍの矩形形状であり、このブロック１０６内に、前述した装置識別情報、位置情報及び方向情報を表す画像が形成されている。位置検出装置２００の赤外線照射範囲は、直径が約６ｍｍ程度の円形の形状である。よって、図示しているように、赤外線照射範囲１０７には４個程度のブロック１０６が完全に収まるようになっている。位置検出装置２００はこれら４つのブロック１０６のうち、読み取り精度が良好な１つのブロック１０６から上述した各種情報を読み取る。
【００１８】
図５は、１つのブロック１０６の構成を示す図である。
図において黒色で塗りつぶされた円は、赤外線を吸収し、且つ、ほぼ透明なインクによって第１パターンシート１０３ｂに形成されたドット状の画像を意味しており、以下では便宜的に「黒ドット」という。また、図において塗りつぶされていない円は、実際には何も形成されていない領域を意味しており、以下では便宜的に「白ドット」という。各ドットの直径は０．０５ｍｍであり、各ドットの中心間の距離は０．１ｍｍである。図５では、ドットの配置順序やドット間の連続性を分かりやすく図示するために、隣り合う各ドットを接触させているが、実際には、隣り合う各ドットは接触しておらず、少なくとも０．０２５ｍｍの間隔を空けて配置されている。
【００１９】
ブロック１０６には、Ｘ軸方向を判定するためのＸ軸判定用パターンＰ１と、Ｙ軸方向を判定するためのＹ軸判定用パターンＰ２と、各種の境界を判定するための境界判定用パターンＰ３，Ｐ４，Ｐ５とが設けられている。Ｘ軸判定用パターンＰ１は、ブロック１０６の最も上方の位置に、１４個の黒ドットがＸ軸方向に向かって一列に延びるように配置されたものである。Ｙ軸判定用パターンＰ２は、ブロック１０６の最も左方の位置に、合計１４個の黒ドット及び白ドットが交互にＹ軸方向に向かって一列に配置されたものである。これらのＸ軸判定用パターンＰ１及びＹ軸判定用パターンＰ２は、Ｘ軸及びＹ軸が延びる方向を判定するために利用される。さらに、Ｘ軸及びＹ軸の方向は前述したブロック１０６の配列方向を意味しているから、これらＸ軸判定用パターンＰ１及びＹ軸判定用パターンＰ２によってブロック１０６の配列方向が判定される。
【００２０】
境界判定用パターンは３種類ある。第１の境界判定用パターンＰ３は、隣り合うブロック１０６とブロック１０６との境界に、１３個の黒ドットがＸ軸方向またはＹ軸方向に向かって一列に延びるように配置されたものである。第２の境界判定用パターンＰ４は、領域Ａ１と領域Ａ２との境界に、６個の連続した白ドットと６個の連続した黒ドットがＸ軸方向に向かって一列に配置されたものである。第３の境界判定用パターンＰ５は、領域Ａ２と領域Ａ３との境界に、６個の連続した黒ドットと６個の連続した白ドットがＸ軸方向に向かって一列に配置されたものである。領域Ａ１には、前述した装置識別情報を表す画像が形成され、領域Ａ２には、各ブロック１０６のＸ座標を表す画像が形成され、領域Ａ３には、各ブロック１０６のＹ座標を表す画像が形成される。
【００２１】
位置検出装置２００は、予め記憶しているＸ軸判定用パターンＰ１、Ｙ軸判定用パターンＰ２及び境界判定用パターンＰ３〜Ｐ５と、読み取った画像とを比較してパターンマッチングを行うことにより、読み取った画像からＸ軸判定用パターンＰ１、Ｙ軸判定用パターンＰ２及び境界判定用パターンＰ３〜Ｐ５のそれぞれを抽出する。抽出したＸ軸判定用パターンＰ１が延びる方向はＸ軸の方向であり、抽出したＹ軸判定用パターンＰ２が延びる方向はＹ軸の方向であり、いずれもブロック１０６の配列方向を意味している。位置検出装置２００は、読み取ったＸ軸判定用パターンＰ１、Ｙ軸判定用パターンＰ２に基づいて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向、つまりブロック１０６の配列方向を判定する。そして、その判定した配列方向に従って領域Ａ１，Ａ２，Ａ３の位置を特定し、特定した領域Ａ１，Ａ２，Ａ３から画像を抽出する。これら領域のうち、領域Ａ１は、装置識別情報を特定するための識別情報判定用画像が形成された領域であり、領域Ａ２，Ａ３は、位置を判定するための位置判定用画像が形成された領域である。位置検出装置２００は、領域Ａ１から画像を読み出し、それを解析して装置識別情報を特定する。また、位置検出装置２００は、領域Ａ２から画像を読み出し、それを解析してＸ座標を判定するとともに、領域Ａ３から画像を読み出し、それを解析してＹ座標を判定する。
【００２２】
このときの具体的な解析手法は以下の通りである。
図６は、ブロック１０６に形成された装置識別情報、Ｘ座標及びＹ座標の一例を示す図である。図中の斜線で表された円は、黒ドットまたは白ドットのいずれかが配置されることを意味している。領域Ａ１１には、第２パターンシート１０４ｂと併せて、１６ビットで表された装置識別情報を表す黒ドット及び白ドットが形成される。領域Ａ１１の右隣にある拡張領域Ａ１２は必要に応じて利用される。この装置識別情報については後で詳述する。
【００２３】
領域Ａ２１には、１６ビットで表されたＸ座標を表す黒ドット及び白ドットが形成される。領域Ａ２１において、Ｘ座標を表すビット値の並び順は図７に示すとおりである。位置検出装置２００は、Ｘ軸判定用パターンＰ１及びＹ軸判定用パターンＰ２に基づいて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向、つまりブロック１０６の配列方向を判定するので、この配列方向に基づいて図７に示すようなビット値の並び順も特定することが可能となる。領域Ａ２１におけるドットの配置パターンが、例えば図８に示すように、最上位から順に「白白白白白白白白白黒黒白白白白黒」である場合、黒色ドットを「１」とし、白色ドットを「０」とすると、Ｘ座標は、「０００００００００１１００００１」というビット値で表されることになる。この場合のＸ座標は、２8＋２6＋２5＋２0＝１３７７である。１つのブロック１０６のＸ軸方向の長さは１．３ｍｍであるから、ブロック１０６のＸ軸方向の位置は、３５３×１．３＝４５８．９ｍｍ（４５．８９ｃｍ）となる。なお、Ｘ座標の最大値は２16＝６５５３６であるから、６５５３６×１．３＝８５１９６．８ｍｍ（約８５ｍ）までカバーすることができる。この８５ｍよりも大きいＸ座標が必要な場合には、領域Ａ１１の右隣にある拡張領域Ａ１２を利用すればよい。
【００２４】
図６の誤り訂正領域Ａ２３，Ａ２４には、パリティチェックによって誤り訂正を行うための黒ドット「１」または白ドット「０」が形成される。図９に示すように、誤り訂正領域Ａ２３の上段には、ビット番号の８〜１５のビット値として“１”が奇数個ある場合には黒ドット「１」が形成される一方、“１”が偶数個ある場合には白ドット「０」が形成される。よって、位置検出装置２００は、領域Ａ２１の上段から読み取った黒ドットの数と、誤り訂正領域Ａ２３の上段から読み取ったドットの色とが整合しているか否かによって誤り訂正を行うことができる。同様に、誤り訂正領域Ａ２３の下段には、ビット番号の０〜７のビット値として“１”が奇数個ある場合には黒ドット「１」が形成される一方、“１”が偶数個ある場合には白ドット「０」が形成される。
【００２５】
また、誤り訂正領域Ａ２４の領域ａ１には、ビット番号（図７参照）の７，１５のビット値として“１”が奇数個ある場合には、黒ドット「１」が形成される一方、“１”が偶数個ある場合には白ドット「０」が形成される。同様に、領域ａ２には、ビット番号の６，１４のビット値として“１”が奇数個ある場合には黒ドット「１」が形成され、“１”が偶数個ある場合には、白ドット「０」が形成される。領域ａ３には、ビット番号の５，１３のビット値として“１”が奇数個ある場合には黒ドット「１」が形成され、“１”が偶数個ある場合には白ドット「０」が形成される。領域ａ４には、ビット番号の４，１２のビット値として“１”が奇数個ある場合には黒ドット「１」が形成され、“１”が偶数個ある場合には白ドット「０」が形成される。領域ａ５には、ビット番号の３，１１のビット値として“１”が奇数個ある場合には黒ドット「１」が形成され、“１”が偶数個ある場合には白ドット「０」が形成される。領域ａ６には、ビット番号の２，１０のビット値として“１”が奇数個ある場合には黒ドット「１」が形成され、“１”が偶数個ある場合には白ドット「０」が形成される。領域ａ７には、ビット番号の１，９のビット値として“１”が奇数個ある場合には黒ドット「１」が形成され、“１”が偶数個ある場合には白ドット「０」が形成される。領域ａ８には、ビット番号の０，８のビット値として“１”が奇数個ある場合には黒ドット「１」が形成され、“１”が偶数個ある場合には白ドット「０」が形成される。
位置検出装置２００は、このような誤り訂正の結果得られた誤り率に基づいて、読み取り精度が良好なブロック１０６を選択することができる。
【００２６】
再び図６の説明に戻る。
領域Ａ３１には、Ｘ座標と同様の考え方に基づき、１６ビットで表されたＹ座標を表す黒ドット及び白ドットが形成されている。領域Ａ３２は拡張領域であり、Ｘ座標のものと同様に、必要に応じて利用される。誤り訂正領域３３，３４は、Ｘ座標のものと同様に、パリティチェックによりＹ座標の誤り訂正を行うための領域である。
【００２７】
次に、領域Ａ１１に配置された装置識別情報について詳細に説明する。
領域Ａ１１は、４（ドット）×８（ドット）という合計３２個のドットを形成し得る面積を有している。よって、黒色ドットを「１」として白色ドットを「０」とすると、合計２32個の表示装置１００にユニークな装置識別情報を領域Ａ１１に形成することができる。しかしながら、これは、２32個（つまり４，２９４，９６７，２９６個≒４３億個）通りのパターンでドットが配置されたシートを製作しなければならないことを意味しており、その製作に要するコストや手間は膨大となる。そこで、これらのコストや手間を必要十分な範囲でできるだけ削減することが望ましい。そこで、第１パターンシート１０３ｂと第２パターンシート１０４ｂとの組み合わせるで、装置識別情報を表すドットを領域Ａ１１に形成するようにしている。
【００２８】
第１パターンシート１０３ｂには、図６に示したドット８個分の面積を有する基準領域Ａ１１１にのみドットが形成される。この基準領域Ａ１１１に形成されたドットは、装置識別情報の一部を表している。これに対し、第２パターンシート１０４ｂには、図１０に示したドット２４個分の面積を有する付加領域Ａ１１２にのみドットが形成される。この付加領域Ａ１１２に形成されたドットは、装置識別情報の残りの部分を表している。なお、図１０において点線で示した円形はブロックの境界を意味しているものであって、第２パターンシートに形成されるドットを意味しているものではない（図１１において同じ）。さらに、図示のように、付加領域Ａ１１２は、それぞれ、ドット８個分の面積を有する領域Ａ１１３（図中、網点部分）、領域Ａ１１４（縦線部分）及び領域Ａ１１５（横線部分）に区分される。１つの表示装置１００においては、これら領域Ａ１１３〜Ａ１１５のうちのいずれか１つの領域のドットだけが利用される。
【００２９】
この点をさらに具体的に説明する。
表示装置１００の走査面１０２ｂを製作する際には、第２パターンシート１０４ｂとして、図１１に示すような領域にドットが配置されたシートだけを用意する。この第２パターンシート１０４ｂのドットが図１０の領域Ａ１１３に配置されるように、第１パターンシート１０３ｂと第２パターンシート１０４ｂとを重ね合わせると、基準領域Ａ１１１と領域Ａ１１３にそれぞれ形成されたドットの配置によって、装置識別情報を表現することができる。例えば図１２は、第１パターンシート１０３ｂと第２パターンシート１０４ｂの一例を示す図であり、図示のように、第１パターンシート１０３ｂと第２パターンシート１０４ｂとが重ね合わされることで、第１パターンシート１０３ｂに形成されている部分画像と第２パターンシート１０４ｂに形成されている部分画像とが合わさって、装置識別情報が形成されるのである。
【００３０】
この第２パターンシート１０４ｂを、図１３に示すように、矢印ｓ方向にずらせて第１パターンシート１０３ｂと重ね合わせるようにすると、第２パターンシート１０４ｂに形成されたドットが領域Ａ１１４の位置に配置されることになる。この場合、基準領域Ａ１１１と領域Ａ１１４とにそれぞれ配置されたドットの配置によって、上記とは別の装置識別情報を表現することができる。同様に、この第２パターンシート１０４ｂを、図１３に示す矢印ｔ方向にずらせて第１パターンシート１０３ｂと重ね合わせるようにすると、第２パターンシート１０４ｂに形成されたドットが領域Ａ１１５の位置に配置されることになる。この場合、基準領域Ａ１１１と領域Ａ１１５とにそれぞれ配置されたドットの配置によって、更に別の装置識別情報を表現することができる。
【００３１】
この方法によれば、第１パターンシート１０３ｂを２8＝２５６枚と、第２パターンシート１０４ｂを２8＝２５６枚の、合計５１２枚使用するだけで、３×（２8）2=１９６６０８個（約１９万個）の装置識別情報を表現することができる。なお、これ以上の装置識別情報が必要となる場合には、拡張領域Ａ１２を利用すればよい。
【００３２】
次に、図１４は、位置検出装置２００の構成を示すブロック図である。
位置検出装置２００は、制御部２０１と、読取部２０２と、記憶部２０３と、出力部２０４とを備えている。読取部２０２は、赤外線を発光するＬＥＤ素子などの赤外線発光部２１と、走査面１０２ｂからの反射光を受光するＣＣＤセンサなどの赤外線受光部２２と、赤外線発光部２１や赤外線受光部２２を制御する赤外線制御部２３とを備えている。赤外線発光部２１と赤外線受光部２２は、位置検出装置２００のペン先部分に設けられている。赤外線受光部２２によって検知された反射光の光量は、赤外線制御部２３によってＡ／Ｄ変換され、その結果得られたデータが記憶部２０３に記憶される。
【００３３】
制御部２０１は、ＣＰＵやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などからなり、前処理部２４と、ブロック選択部２５と、方向判定部２６と、装置識別情報特定部２７と、位置判定部２８といった機能を実現する。記憶部２０３には、Ｘ軸判定用パターンＰ１、Ｙ軸判定用パターンＰ２及び境界判定用パターンＰ３，Ｐ４，Ｐ５のほか、これらのパターンに基づき装置識別情報や位置情報を制御部２０１が判定または特定するための画像処理プログラムが記憶されている。前処理部２４は、記憶部２０３に記憶されたデータに対して雑音除去等の前処理を行う。ブロック選択部２５は、前処理部２４によって処理が施された複数のブロック１０６のうち、誤り率などに基づいて、読み取り精度が良好なブロックを選択する。
【００３４】
方向判定部２６は、前処理部２４によって処理が施された複数のブロック１０６に含まれる画像と、記憶部２０３に記憶されているＸ軸判定用パターンＰ１、Ｙ軸判定用パターンＰ２及び境界判定用パターンＰ３〜Ｐ５とを比較してパターンマッチングを行うことにより、読み取った画像からＸ軸判定用パターンＰ１、Ｙ軸判定用パターンＰ２及び境界判定用パターンＰ３，Ｐ４，Ｐ５を抽出する。そして、方向判定部２６は、抽出したＸ軸判定用パターンＰ１が延びる方向をＸ軸の方向と判定し、抽出したＹ軸判定用パターンＰ２が延びる方向をＹ軸の方向と判定する。
【００３５】
次に、装置識別情報特定部２７は、ブロック選択部２５によって選択されたブロックに含まれる画像から、読み取ったＸ軸判定用パターンＰ１、Ｙ軸判定用パターンＰ２及び境界判定用パターンＰ３〜Ｐ５のそれぞれの位置に基づき、領域Ａ１を特定する。そして、装置識別情報特定部２７は、領域Ａ１から画像を読み出し、画像に含まれる各ドットを「１」または「０」のビット値に置き換えて解析し、装置識別情報を特定して記憶部２０３に記憶する。
【００３６】
次に、位置判定部２８は、ブロック選択部２５によって選択されたブロックに含まれる画像から、読み取ったＸ軸判定用パターンＰ１、Ｙ軸判定用パターンＰ２及び境界判定用パターンＰ３〜Ｐ５のそれぞれの位置に基づき、領域Ａ２，Ａ３を特定する。そして、位置判定部２８は、領域Ａ２から画像を読み出し、画像に含まれる各ドットを「１」または「０」のビット値に置き換えて解析し、Ｘ座標を判定する。また、位置判定部２８は、領域Ａ３から画像を読み出し、画像に含まれる各ドットを「１」または「０」のビット値に置き換えて解析し、Ｙ座標を判定する。位置判定部２８はこのようにして判定したＸ座標及びＹ座標からなる位置情報を記憶部２０３に記憶する。出力部２０４は、制御部２０１によって記憶部２０３から読み出された装置識別情報及び位置情報をホスト装置３００に送信する。また、出力部２０４は、これらの装置識別情報及び位置情報を、例えば電磁誘導方式で表示装置１００に対して出力する。
【００３７】
一方、ホスト装置３００は、表示装置１００に割り当てられた装置識別情報を記憶しており、位置検出装置２００から出力されてくる装置識別情報及び位置情報のセットに基づいて、どの表示装置１００のどの位置がユーザによって指定されたかを特定し、その特定された位置に基づいて各種の処理を行う。また、表示装置１００は、位置検出装置２００から出力されてくる位置情報の軌跡を反転表示することで、ユーザが位置検出装置２００のペン先部分で表示画面に描いた文字や図形を表示する。
【００３８】
上述した実施形態によれば、２種類のドットを用いた比較的簡易な方式で、装置識別情報や位置情報を表す画像を表示装置１００の走査面に形成することができる。これらの情報を復号する処理は、高速且つ簡単に実現できるから、ローパワーのＣＰＵであっても、演算処理に時間を要しない。よって、様々な機器に実装しやすいというメリットがある。
また、第１パターンシート１０３ｂと第２パターンシート１０４ｂを組み合わせることで装置識別情報を表現しているので、比較的少ないパターンシートでより多くの装置識別番号を表現することができる。
【００３９】
なお、上述した実施形態を次のように変形してもよい。
実施形態では、Ｘ軸判定用パターンＰ１とＹ軸判定用パターンＰ２をブロック１０６毎に形成していたが、必ずしもそうである必要はない。図４に示した赤外線による読み取り可能な範囲内に少なくとも１つ形成しておけば足りるから、例えば互いに隣接する４つのブロックのうちの１つに形成しておけばよい。また、Ｘ軸判定用パターンＰ１とＹ軸判定用パターンＰ２のうちいずれか一方だけが走査面に形成されていればよい。双方の座標軸の成す角度は予め分かっているので、一方の軸方向を判定することができれば、自ずと他方の軸方向を判定することができるからである。さらに、Ｘ軸判定用パターンＰ１、Ｙ軸判定用パターンＰ２、境界判定用パターンＰ３〜Ｐ５は、それぞれ図５に例示したものに限らず、各ドットが所定の並び順で配置されたものであればよい。また、各ブロックや各ドットのサイズは例示したものに限らず、適切なサイズのものを設計すればよい。
また、実施形態では、ブロック１０６（つまり位置情報）の配列方向をＸ軸方向及びＹ軸方向としていたが、位置を表すための座標軸の方向とブロック１０６の配列方向とを必ずしも一致させる必要はなく、座標軸の方向とブロック１０６の配列方向とが異なっていても良い。
【００４０】
位置判定部２８は、選択したブロックの位置を判定した後に、更に詳細な位置を判定することもできる。具体的には、まず、位置判定部２８は、図４に示した赤外線照射範囲１０７の中心にあるドット（以下、中心ドットという）を特定する。次に、位置判定部２８は、選択したブロックに含まれるドットのうち、上記中心ドットに最も近いドットを特定し、そのドットのブロックにおける相対位置を特定する。そして、位置判定部２８は、１．３ｍｍ単位で判定したブロックの位置に、さらにそのブロックにおける上記ドットの相対位置を加味すれば、ドット単位（つまり０．１ｍｍ単位）で位置を判定することが可能となる。
【００４１】
第１パターンシート１０３ｂと第２パターンシート１０４ｂの積層の順番は図３に示したものの逆であってもよい。また、表示装置１００は、例えばＣＲＴディスプレイであってもよいし、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）のようなタブレット型のコンピュータの表示装置であってもよい。
さらに、上述した位置検出装置２００の制御部２０１が実行する手順が記述された画像処理プログラムは、磁気テープ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光記録媒体、光磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＲＡＭなどの記録媒体に記録した状態で提供し得る。即ち、本発明をプログラムとして実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る位置検出システムの構成を示した図である。
【図２】表示装置の構成を示した図である。
【図３】表示装置の表示部の構造を示した断面図である。
【図４】表示部の平面図である。
【図５】第１パターンシートの平面図である。
【図６】第１パターンシートの平面図である。
【図７】第１パターンシートの領域Ａ２１に配置されたドットによって表されたビットの並び順を示す図である。
【図８】第１パターンシートの領域Ａ２１に配置されたドットの配置パターンの一例を示す図である。
【図９】誤り訂正領域を説明する図である。
【図１０】第２パターンシートの平面図である。
【図１１】第２パターンシートの平面図である。
【図１２】第１パターンシートと第２パターンシートとを重ね合わせたときの平面図である。
【図１３】第２パターンシートの平面図である。
【図１４】位置検出装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００…表示装置、２００…位置検出装置、３００…ホスト装置、１０１…制御部、１０２…表示部、２０１…制御部、２６…方向判定部、２７…装置識別情報特定部、２８…位置判定部、２０２…読取部、２０３…記憶部、２０４…出力部。
【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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