(57)【要約】【課題】光学式タッチパネルの描画表示装置において、描画処理の劣化を防止すること。【解決手段】平面もしくはほぼ平面を成す二次元の座標入力・検出領域を有する入力手段１０１と、座標入力・検出領域１０１内で描画位置を指示する指示手段によって指示された位置を光学ユニット内の光学的な検出信号が所定の閾値を越えたことを以って検出する描画位置検出部３０７と、描画位置検出部３０７に検出された位置に基づいて描画を実行しインターフェース部１０５を介して外部コンピュータ１０６等に描画情報を表示する表示手段と、指示手段により指示される描画位置の変化から描画速度を検出する描画速度検出部３０８と、描画速度検出部３０８によって検出された描画速度に応じて閾値を設定する第一の閾値設定部３０９と、を有する。【選択図】        図１０
2008052364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元の座標入力・検出領域を有する入力手段と、
前記座標入力・検出領域内で描画位置を指示する指示手段によって指示された位置を光学ユニット内の光学的な検出信号が所定の閾値を越えたことをによって検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段に検出された位置に基づいて描画を実行して、外部コンピュータに描画情報を表示する表示手段と、
前記指示手段により指示される描画位置の変化から描画速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段によって検出された描画速度に応じて前記閾値を設定する第一の閾値設定手段と、
を有することを特徴とする描画表示装置。
【請求項２】
前記第一の閾値設定手段は、前記速度検出手段によって検出された描画速度が大きいほど、前記位置検出手段における非描画部に前記閾値を近づけるように設定することを特徴とする請求項１に記載の描画表示装置。
【請求項３】
前記座標入力・検出領域内の前記位置検出手段からの距離に応じて閾値を設定する第二の閾値設定手段を備え、
前記第一の閾値設定手段と前記第二の閾値設定手段の両方の閾値設定条件に基づいて前記閾値を設定することを特徴とする請求項２に記載の描画表示装置。
【請求項４】
描画表示装置において実行される描画表示方法であって、
前記描画表示装置は、二次元の座標入力・検出領域を有する入力手段と、前記座標入力・検出領域内で描画位置を指示する指示手段によって指示された位置を光学ユニット内の光学的な検出信号が所定の閾値を越えたことによって検出する位置検出手段と、前記位置検出手段に検出された位置に基づいて描画を実行し外部コンピュータに描画情報を表示する表示手段と、を備え、
前記指示手段により指示される描画位置の変化から描画速度を検出する速度検出工程と、
前記速度検出工程によって検出された描画速度に応じて前記閾値を設定する第一の閾値設定工程と、
を含むことを特徴とする描画表示方法。
【請求項５】
請求項４に記載の描画表示方法をコンピュータに実行させ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、電子黒板や大型のディスプレイと共に一体化して利用され、ペンや指等の指示部材によって指示された座標位置を光学的に検出した後、描画情報として表示するいわゆる光学的タッチパネル方式の描画表示装置、描画表示方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タッチペンや指などの指示手段により光学式タッチパネル上に文字や図形を描画することのできる描画表示装置が知られている。これは、タッチペンの接触しているタッチ領域の座標を検知することにより、タッチペンにより描画された文字等を表示したりするものである。
【０００３】
このような光学式タッチパネルの場合、光学ユニット内の受光部にてタッチされているかどうかを検出しているが、タッチパネルの触られる場所に応じて受光部で検出できる受光レベルが異なり、同じ指示手段でタッチパネルをタッチしているにも関わらず、ある場所ではタッチされていることを検出するが、ある場所では検出されないという不具合が生じている。上記を解決する方法として、上記タッチパネル内の場所に応じてタッチされていることを検出する閾値を変更する技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４７７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、このような光学式タッチパネルの場合、タッチパネル面に対して光を平行に射出することになり、光はタッチパネル面から少し離れた位置に検出領域が設定されている。そのため、指示手段による実際の描画動作とその描画座標位置の検出動作との間に空間的なずれが生じ、描画者の意図した描画画像に対して「尾引き」の不具合が生じてしまう。すなわち、「尾引き」とは、光学式タッチパネルの特徴として、描画の停止が、タッチパネルから指示手段が離れた瞬間に検出されるのではなく、タッチパネルからある距離以上に離れた時点で検出されるため、この時点までの間は、指示手段をタッチパネルから離し所望の文字等の描画を終えているにも関わらず、依然として、タッチパネルに触られていると見なされ、描画画像において意図しない部分に線分が描画されるという問題が発生する。
【０００６】
更に、タッチパネルに文字や図形を描画する際には、指示手段にてタッチパネルにタッチし、指示手段をタッチしたままの状態で動かし、あるところでタッチパネルから指示手段を離すという動作を行う。この際、指示手段の移動中に受光部における受光レベルは停止している時に比べて描画部と非描画部のコントラストが狭くなるため、結果的に、描画される文字や図形は「かすれ」という問題が発生する。このように従来技術によれば、描画処理において劣化が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学式タッチパネルの描画表示装置において、描画処理の劣化を防止することができる描画表示装置、描画表示方法および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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、平面もしくはほぼ平面を成す二次元の座標入力／検出領域を有する入力手段と、前記座標入力／検出領域内で描画位置を指示する指示手段によって指示された位置を光学ユニット内の光学的な検出信号が所定の閾値を越えたことを以って検出する位置検出手段と、前記位置検出手段に検出された位置に基づいて描画を実行しインターフェース部を介して外部コンピュータ等に描画情報を表示する表示手段と、前記指示手段により指示される描画位置の変化から描画速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段によって検出された描画速度に応じて前記閾値を設定する第一の閾値設定手段と、を有する。
【０００９】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の描画表示装置において、前記第一の閾値設定手段は、前記速度検出手段によって検出された描画速度が大きいほど、前記位置検出手段における非描画部に前記閾値を近づけるように設定する。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の描画表示装置において、座標入力／検出領域内の前記位置検出手段からの距離に応じて閾値を設定する第二の閾値設定手段を備え、前記第一の閾値設定手段と前記第二の閾値設定手段の両方の閾値設定条件に基づいて前記閾値を設定する。
【００１１】
また、請求項４にかかる発明は、描画表示装置において実行される描画表示方法であって、前記描画表示装置は、平面もしくはほぼ平面を成す二次元の座標入力／検出領域を有する入力工程と、前記座標入力／検出領域内で描画位置を指示する指示手段によって指示された位置を光学ユニット内の光学的な検出信号が所定の閾値を越えたことを以って検出する位置検出工程と、前記位置検出工程に検出された位置に基づいて描画を実行しインターフェース部を介して外部コンピュータ等に描画情報を表示する表示工程と、を備え、前記指示手段により指示される描画位置の変化から描画速度を検出する速度検出工程と、前記速度検出工程によって検出された描画速度に応じて前記閾値を設定する第一の閾値設定工程と、を有する。
【００１２】
また、請求項５にかかる発明は、請求項４に記載の描画表示方法をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光学式タッチパネルの領域内の描画位置の違いに加えて、タッチペン、指などの指示手段による描画時の速度を考慮して閾値を設定することにより、早く描画しても描画画像がかすれなくなり、尾引きもなくなり、描画処理の劣化を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態における描画表示装置、描画表示方法およびプログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
以下、実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態における描画表示装置１００のシステム概要図である。以下、図１を参照しつつ描画表示装置１００の特徴的な構成および機能について説明する。描画表示装置１００は、ユーザがタッチペンや指等の指示手段を使用してタッチパネル１０１に触れると、光学ユニットＬ１０２Ａ、光学ユニットＲ１０２Ｂから発せられた光が遮られ、遮られた位置が検出され、描画されるという会議用表示装置であり、タッチパネル１０１、光学ユニットＬ１０２Ａ、光学ユニットＲ１０２Ｂ、反射部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ、システム制御部１０４、インターフェース部１０５から構成される。更に、光学ユニットＬ１０２Ａ、光学ユニットＲ１０２Ｂ、反射部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃで囲まれる領域は、外部から光が入らないように外枠１０７で保護されている。また、インターフェース部１０５から、コンピュータの外部機器インターフェースとして装備されるシリアルインターフェースもしくはパラレルインターフェース等を介して、外部ＰＣ１０６に接続される。もしくは、専用インターフェースを使用してもよい。
【００１６】
以下、タッチパネル付き描画表示装置１００のシステム構成を説明する。図２は、本実施の形態における描画表示装置のシステム構成を示すブロック図である。描画表示装置１００のシステム制御部１０４は、光学ユニットＬ１０２Ａ、光学ユニットＲ１０２Ｂ、ＭＢＵ３０１から構成される。
【００１７】
ＭＢＵ３０１は、２つの光学ユニット、光学ユニットＬ１０２Ａと光学ユニットＲ１０２Ｂで受光された画像信号から指示手段の指示位置を検出し、描画表示の処理を実行する部分であり、ＣＰＵ３０１Ａ、ＲＯＭ３０１Ｂ、ＲＡＭ３０１Ｃ、画像処理ＬＳＩ−Ｌ３０１Ｅ、データ格納メモリＬ３０１Ｆ、データ格納メモリＲ３０１Ｇ、画像処理ＬＳＩ−Ｒ３０１Ｈ、シェーディングメモリ３０１Ｉ、３０１Ｊから構成される。また、ＣＰＵ３０１Ａからインターフェース部１０５に接続され、更に外部ＰＣ１０６に接続されている。
【００１８】
光学ユニットＬ１０２Ａは、タッチパネル１０１への照射光源ＬＤ３０２Ａを内蔵したＬＤＵ３０２と、光学センサＣＣＤ３０３Ａを内蔵したＳＢＵ３０３から構成される。同様に、光学ユニットＲ１０２Ｂは、ＬＤ３０４Ａを内蔵したＬＤＵ３０４とＣＣＤ３０５Ａを内蔵したＳＢＵ３０５から構成される。
【００１９】
以下、光学ユニット内部の構成について説明する。光学ユニットＬ１０２Ａと光学ユニットＲ１０２Ｂは、同様の構成を有しており、図１のように、タッチパネル上の異なる位置に配置される。同様の構成のため、光学ユニットＬ１０２Ａについて内部構成を説明する。図３は、本実施の形態における描画表示装置の光学ユニット内部の概要構成図である。２つの光学ユニットは、タッチパネル１０１への光の照射と、反射光による画像信号の生成という２つの役割を持っており、ＬＤ３０２Ａ、拡散レンズ２０２、受光レンズ２０３、ＣＣＤ３０３Ａ、ハーフミラー２０５から構成される。
【００２０】
図３において、左側がＬＤ３０２Ａ、拡散レンズ２０２、ハーフミラー２０５、受光レンズ２０３、ＣＣＤ３０３Ａへ至る光路を示す断面図であり、右側がハーフミラー２０５側から見た断面投影図である。ＬＤ３０２Ａの照射光は、拡散レンズ２０２によって拡散され、ハーフミラー２０５によって反射され、扇状の光となってタッチパネル１０１へ照射される。その後、不図示の反射部１０３Ｂ、１０３Ｃによって反射された光は、ハーフミラー２０５を透過した後、受光レンズ２０３で結像され、ＣＣＤ３０３Ａで受光されて電気信号となることにより、描画方向を検知する。
【００２１】
なお、ＣＣＤ３０３Ａにおける受光強度が均一になるように、拡散レンズ２０２の後段もしくはＣＣＤ３０３Ａの前段に濃淡のついたフィルタを設けてもよい。これにより、ＣＣＤ３０３Ａの各画素に対して光路方向に依存した閾値を設定する必要が無くなり、制御が容易となる。同様に、光学ユニット１０２Ｂから照射された光は、反射部１０３Ａと１０３Ｂで反射され、ＣＣＤ３０５Ａで受光されて電気信号となることにより、描画方向を検知する。
【００２２】
タッチパネル付き描画表示装置１００の動作を開始すると、ＲＯＭ３０１Ｂに記憶されたシステム制御プログラムをＣＰＵ３０１Ａが読み込み、ワーク領域としてＲＡＭ３０１Ｃを活用しながら動作制御を行う。最初に、ＣＰＵ３０１Ａからの指示により、ＬＤ３０２ＡとＬＤ３０４Ａを点灯させる。２つの光源ＬＤ３０２ＡとＬＤ３０４Ａから射出された扇状の光は、タッチパネル１０１の左右上方全域に向かって照射され、その一部が反射部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃによって反射される。光学ユニットＬ１０２Ａ、光学ユニットＲ１０２Ｂは、光を照射すると共にＣＣＤ３０３ＡとＣＣＤ３０５Ａを備えており、タッチパネル１０１面上の投影画像が受光される。
【００２３】
タッチパネル１０１面上の投影画像は、ＣＣＤ３０３ＡとＣＣＤ３０５Ａの光電変換特性によって電気信号に変換され、画像処理ＬＳＩ−Ｌ３０１Ｅと画像処理ＬＳＩ−Ｒ３０１Ｈにそれぞれ送信される。更に、画像処理ＬＳＩ−Ｌ３０１Ｅと画像処理ＬＳＩ−Ｒ３０１Ｈは、それぞれ受信した画像信号に対してデジタル変換処理を実行後、シェーディングメモリ３０１Ｉ、３０１Ｊに格納されている基準データによってシェーディング補正を実行しデータ格納メモリＬ３０１Ｆ、データ格納メモリＲ３０１Ｇにそれぞれ格納する。データ格納メモリＬ３０１Ｆ、データ格納メモリＲ３０１Ｇに格納された画像信号は、ＣＰＵ３０１Ａによって読み出され、描画表示のための描画位置検出から実行される。
【００２４】
以下、描画位置の検出について詳細を説明する。図４は、本実施の形態における描画表示装置の光学ユニットが反射部による反射光を受光する様子を示す図である。図４は、光学ユニット１０２Ａから照射された光が対向する反射部１０３Ｂと１０３Ｃで反射され、受光レンズ２０３で結像された後、ＣＣＤ３０３Ａで受光される様子を示している。タッチパネル１０１上のあるタッチ点Ｔに指示手段が接触すると照射光が遮断され、その方向に対応するＣＣＤ３０３Ａ上の対応する点に反射光が到達しなくなる。すなわち、図４に示すように、タッチパネル１０１上のタッチ点Ｔに光を遮る指示手段が接触すると、ここを通過する光が遮られ、ＣＣＤ３０３Ａ上ではタッチ点Ｔから投影される位置に受光強度の小さい領域（暗点Ｄ）が生じる。ＣＣＤ３０３Ａ上の暗点Ｄの位置は、遮蔽方向（タッチ点Ｔ）と一対一に対応する。従って、暗点Ｄを所定の閾値によって特定することにより、タッチ点Ｔの方向を検知することができる。
【００２５】
ここで、光学ユニットＬ１０２Ａと光学ユニットＲ１０２Ｂの間の距離をＷ、タッチパネル１０１の高さをＨ、ＣＣＤ３０３Ａの受光有効長をｌ、暗点Ｄを検出した位置の反射部１０３Ｃ側端部からの距離をｍ、タッチパネル１０１上の投影距離をＰとすると、（１）式が成り立つ。
【００２６】
Ｐ＝  √（Ｗ2 ＋Ｈ2 ）*ｍ／ｌ  ・・・（１）
【００２７】
数（１）式により、投影距離Ｐを算出することで任意の角度を算出することが可能となる。投影距離Ｐからタッチ点Ｔの角度を算出すると、タッチパネル１０１上の描画位置が求められる。図５は、本実施の形態における描画表示装置の描画位置検出を説明する図である。図５において、タッチパネル１０１は反射部１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃで囲まれている。前述のように、ＣＣＤ３０３Ａで検出されたタッチ点Ｔ（ｘ，ｙ）の位置から、光学ユニットＬ１０２Ａとタッチ点Ｔを通る直線５１０と、光学ユニットＬ１０２Ａと光学ユニットＲ１０２Ｂを通る直線５１４とのなす角の角度θ１を算出する。また、ＣＣＤ３０５Ａで検出されたタッチ点Ｔ（ｘ，ｙ）から、光学ユニットＲ１０２Ｂとタッチ点Ｔを通る直線５１２と、直線５１４とのなす角の角度θ２を算出する。すなわち、角度θ１は光学ユニットＬ１０２Ａが検知したタッチ点Ｔの仰角を示し、角度θ２は光学ユニットＲ１０２Ｂが検知したタッチ点Ｔの仰角を示す。
【００２８】
ここで、光学ユニットＬ１０２Ａと光学ユニットＲ１０２Ｂの間の距離をＷ、光学ユニットＬ１０２Ａの位置を原点とすると、光学ユニットＲ１０２Ｂの位置を（Ｗ，０）と表せる。更に、タッチ点Ｔの座標(ｘ，ｙ)は（２）式と（３）式で表せる。
【００２９】
ｘ＝（Ｗ＊ｔａｎθ２）／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２）  ・・・（２）
【００３０】
ｙ＝（Ｗ＊ｔａｎθ１＊ｔａｎθ２）／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２）・・・（３）
【００３１】
以上のように、タッチ点Ｔの座標位置を算出し検出することができる。ただし、タッチ点の座標（ｘ，ｙ）の位置により、暗点Ｄの位置検出精度が低下する懸念がある。すなわち、光学ユニットからのタッチ点Ｔの距離が遠ければ遠いほど、光学ユニット内部のＣＣＤに受光される光量は低下するため、暗点Ｄを特定するための閾値の補正が必要になる。
【００３２】
従って、直線５１０の距離をＤ５１０、直線５１２の距離をＤ５１２とすると、Ｄ５１０＞Ｄ５１２の時、光学ユニットＬ１０２Ａの描画位置判定のための閾値に補正項を加え、Ｄ５１０＜Ｄ５１２の時、光学ユニットＲ１０２Ｂの描画位置判定のための閾値に補正項を加える。
【００３３】
距離Ｄ５１０、およびＤ５１２は、（４）式、（５）式によって求められる。
【００３４】
Ｄ５１０＝√（ｘ2 ＋ｙ2 ）  ・・・（４）
【００３５】
Ｄ５１２＝√（（Ｗ−ｘ）2 ＋ｙ2 ）  ・・・（５）
【００３６】
以下、描画位置の閾値の補正について詳細を説明する。まず、描画開始判定の閾値ＴｈｒｅｓＡによって、描画開始位置の仰角θ１、θ２を求められる。描画位置の補正を含む閾値をＴｈｒｅｓＢとすると、
Ｄ５１０＞Ｄ５１２の時、光学ユニットＬ１０２Ａからの暗点Ｄの閾値ＴｈｅｓＢは、補正項Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１０）を含み、（６）式のように表される。
【００３７】
ＴｈｒｅｓＢ＝  ＴｈｒｅｓＡ＊Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１０）  ・・・（６）
【００３８】
同様に、Ｄ５１０＜Ｄ５１２の時、光学ユニットＲ１０２Ｂからの暗点Ｄの閾値ＴｈｒｅｓＢは、補正項Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１２）を含み、（７）式のように表される。
【００３９】
ＴｈｒｅｓＢ＝  ＴｈｒｅｓＡ＊Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１２）・・・（７）
【００４０】
補正項Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１０）、Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１２）は、タッチパネル付描画表示装置の実機を使用して実験的に求められる関数である。なお、距離が近い方の閾値Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１０）、またはＴｈｒｅｓ（Ｄ５１２）は、補正なしであり１となる。
【００４１】
（６）式、（７）式によって求められた閾値により、暗点Ｄが検出され、仰角θ１、θ２が求められる。最終的に、数２式、数３式によって、描画位置座標（ｘ，ｙ）が求められる。このような描画位置の検出が連続的に行われた後、描画位置検出数が所定数になったと判断されると、描画速度の検出を実行する。
【００４２】
以下、描画速度の検出について詳細を説明する。図６は、本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル１０１上の描画点の移動を示す模式図である。タッチパネル１０１の端部にタッチパネルの有効範囲マーカーを示す５０１Ａ、５０１Ｂがある。描画動作は、描画点Ｓ１を検出したことで始まり、描画点Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８と連続した後、終了する。この場合、描画動作の開始直後と終了直前は、指示手段がタッチパネル１０１に接触、もしくは離れる動作に入るため、描画位置を検出する面から見ると、描画位置の変化がＳ３点〜Ｓ６点に見られる描画動作中の位置の変化に比べて遅く検出される。従って、Ｓ１点〜Ｓ３点の間、およびＳ６点〜Ｓ８点の間は、その他の隣接する描画点間隔に比べて相対的に狭くなっている。
【００４３】
図６に示した描画点の移動に対するタッチパネル１０１上の受光レベルを示すと、図７−１〜図７−８のようになる。図７−１〜図７−８は、本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上の受光レベルを示す模式図である。図７−１〜図７−８においては、図中、上側が高い受光光量を検知していることを示し、非描画部となる。一方、下側が低い受光光量を検知していることを示し、描画部となる。まず、図７−１に示すように、描画開始点Ｓ１では、指示手段がタッチパネル１０１に接触したばかりでほとんど停止に近いため、有効範囲マーカー５０１Ａ、５０１Ｂによる受光レベルと同等レベルまで暗点Ｄが発生する。図７−２に示すように、描画点Ｓ２に移動すると、指示手段の移動によってＣＣＤの受光光量の低下分が少なくなるため、暗点Ｄの受光レベルは非描画部に近くなる。
【００４４】
更に、図７−３に示すように、Ｓ３点に移動すると、描画動作によって指示手段の移動は速くなるため、暗点Ｄの受光レベルは非描画部に最も近くなる。図７−４、図７−５、図７−６とほぼ同じ暗点Ｄの受光レベルが続き、図７−７では、指示手段の移動が遅くなるため、暗点Ｄの受光レベルは再び有効範囲マーカー５０１Ａ、５０１Ｂに近い受光レベルまで下がる。図７−８では、指示手段がタッチパネル１０１から離れる動作に入る直前となるため、図７−１と同様、有効範囲マーカー５０１Ａ、５０１Ｂと同等の受光レベルまで下がる。
【００４５】
以下、描画速度の閾値の補正について詳細を説明する。図６のように、描画開始点Ｓ１で描画開始を検出した後、描画点の移動に際して所定の時間間隔で隣接する描画点の距離を連続的に算出する。そこで、描画点の距離から描画速度が算出され、暗点Ｄ検出のための閾値を補正する。描画速度の補正項をＴｈｒｅｓ（Ｓ）とすると、描画速度の補正を含む閾値ＴｈｒｅｓＣは、補正項Ｔｈｒｅｓ（Ｓ）を含み、（８）式のように表される。
【００４６】
ＴｈｒｅｓＣ＝  ＴｈｒｅｓＢ＊Ｔｈｒｅｓ（Ｓ）  ・・・（８）
【００４７】
描画速度の補正項Ｔｈｒｅｓ（Ｓ）は、実験的に求められる数値である。描画表示装置の光源の特性、光量によって左右される。今回、実験を行った装置では、静止している状態の時に比べて約３００ｍｍ／ｓｅｃで移動している時の暗点Ｄの受光レベルは２０％程度減少し、非描画部に近づいた。従って、描画速度をＳとすると、描画速度の補正項は以下の数（９）式で算出する。
【００４８】
Ｔｈｒｅｓ（Ｓ）＝  １−（Ｓ＊０．２／３００）  ・・・（９）
【００４９】
なお、（９）式は、あくまで実験的に求められた閾値補正式の一例であり、基本的には描画速度が速くなるほど補正閾値の係数が減少する減少関数であれば、本実施の形態における描画速度補正の目的を達せられるものである。
【００５０】
ここで、これまで述べた暗点Ｄの受光レベルと閾値の関係を図示すると、図８、図９のようになる。図８は、本実施の形態における描画表示装置の光学ユニットから距離が近い場合の暗点と閾値の関係を示す図である。距離が近い場合、描画位置の補正項は１であるため、ＣＣＤから出力される画像信号の描画部と非描画部は、それぞれ光量最小レベルと光量最大レベルに近い数値を取ることになる。例えば、画像信号が８ｂｉｔにデジタル変換される回路構成であれば、描画部は０に近い受光レベル、非描画部は２５５に近い受光レベルを取る。停止状態、言い換えると、描画開始時には閾値ＴｈｒｅｓＡで暗点検出が行われ、描画時には閾値ＴｈｒｅｓＣで暗点検出が行われる。ただし、描画位置の補正は行われず、補正項は１である。
【００５１】
一方、光学ユニットからの距離が遠い場合、図９のようになる。図９は、本実施の形態における描画表示装置の光学ユニットから距離が遠い場合の暗点と閾値の関係を示す図である。距離が遠いため、非描画部の受光レベルは２５５よりも下がり、停止状態では、閾値は描画位置の補正項Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１０）またはＴｈｒｅｓ（Ｄ５１２）を含む閾値ＴｈｒｅｓＢで暗点検出が行われる。描画時には、描画位置の補正項と描画速度の補正項を含む閾値ＴｈｒｅｓＣで暗点検出が行われる。
【００５２】
以下、上記のように述べた画像処理各部の動作を説明する。図１０は、本実施の形態における描画表示装置の描画表示プログラムの要部構成を示すブロック図である。図１０において、画像信号の流れは実線矢印で示し、閾値、描画位置座標、文字情報、グラフィック情報などの描画情報は点線矢印で示している。この描画表示プログラムはＣＰＵ３０１Ａにおいて実行されるもので、前述のように、光学ユニットＬ１０２Ａによって生成された画像信号は、データ格納メモリＬ３０１Ｆに格納された後、読み出されて描画表示プログラムの処理を実行される。一方、光学ユニットＲ１０２Ｂによって生成された画像信号は、データ格納メモリＲ３０１Ｇに格納された後、読み出されて描画表示プログラムの処理を実行される。それぞれ同様の処理を実行されるので、一方についてのみ処理の詳細を説明する。
【００５３】
光学ユニットＬ１０２Ａによって生成された画像信号は、データ格納メモリＬ３０１Ｆに格納された後、ＣＰＵ３０１Ａによって読み出され、描画開始判定部３０６において閾値ＴｈｒｅｓＡによる描画開始判定が行われる。描画開始判定部３０６は、タッチパネル１０１上のタッチ領域が描画開始時か否かを判断する。ユーザが指示手段で文字を書く際には、描画開始時に指示手段をタッチパネル１０１に接触させた後、指示手段をタッチパネル１０１に接触させたまま、もしくは極短時間離した後再度接触させて文字を描く。このように、タッチパネル１０１から指示手段を離したと判断した所定時間以降に、タッチパネル１０１上に指示手段を接触させることによって、最初の極短時間で描画開始時か否かを判断する。ある所定時間以上連続して、指示手段がタッチパネル１０１に暗点Ｄを形成していれば、文字の一部と判断することができる。また、指示手段がタッチパネル１０１から離れた後、ある短時間後に、再び暗点Ｄを形成しても、文字の一部と判断することができる。このように、描画開始判定部３０６は、描画継続時間と描画開始閾値ＴｈｒｅｓＡの両方を用いて描画開始判定を行う。
【００５４】
描画開始判定部３０６において描画開始が判定された後、描画位置検出部３０７は、描画開始位置を検出する。描画開始位置から描画位置の補正項Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１０）またはＴｈｒｅｓ（Ｄ５１２）を含む補正閾値ＴｈｒｅｓＢが閾値設定部３０９に設定され、再度描画位置検出が行われる。連続的に描画位置の検出が行われた後、所定数の描画位置情報が蓄積された段階で、描画速度検出部３０８において描画速度が検出される。閾値設定部３０９において、上記の描画位置の補正項と描画速度の補正項Ｔｈｒｅｓ（Ｓ）を含むＴｈｒｅｓＣが設定される。これらの補正項を含む閾値ＴｈｒｅｓＣによる描画位置検出が描画位置検出部３０７において行われる。このように検出された描画位置情報は、描画終了判定部３１１において描画終了と判定されるまで、描画位置情報蓄積部３１０に蓄積される。描画終了と判定された後、蓄積された描画位置情報は文字認識／グラフィック認識部３１２において文字およびグラフィック要素の認識が行われる。認識された文字情報およびグラフィック情報は、インターフェース部１０５に送信され、外部ＰＣ１０６に送信後、表示される。
【００５５】
更に、描画表示プログラムの処理の流れを説明する。図１１は、本実施の形態における描画表示装置の描画表示プログラムのフローチャート図の前半部分である。まず、描画開始判定部３０６において、データ格納メモリＬ３０１Ｆから描画画像信号を読み出す（ステップＳ１００）。画像信号が描画開始閾値ＴｈｒｅｓＡを越えたかどうか判断する（ステップＳ１０１）。「ＮＯ」であれば、画像信号の読出しを継続する（ステップＳ１００に戻る）。「ＹＥＳ」であれば、閾値ＴｈｒｅｓＡによる暗点Ｄの検出と判断する（ステップＳ１０２）。暗点Ｄの検出時間が描画判定時間を越えたか判断する（ステップＳ１０３）。「ＮＯ」であれば、描画開始と判定されず暗点Ｄ検出を継続する（ステップＳ１０２に戻る）。「ＹＥＳ」であれば、描画開始と判定され、描画位置検出部３０７において描画位置座標を算出する（ステップＳ１０４）。算出された描画位置座標に従って、描画位置の補正を含む閾値ＴｈｒｅｓＢを算出して閾値設定部３０９に設定する（ステップＳ１０５）。画像信号が補正閾値ＴｈｒｅｓＢを越えたかどうか判断する（ステップＳ１０６）。「ＮＯ」であれば、描画位置座標算出を継続する（ステップＳ１０４に戻る）。「ＹＥＳ」であれば、図１２に移行する。
【００５６】
図１２は、本実施の形態における描画表示装置の描画表示プログラムのフローチャート図の後半部分である。ステップＳ１０６において「ＹＥＳ」であれば、補正閾値ＴｈｒｅｓＢによる暗点Ｄの検出と判断する（ステップＳ１０７）。描画位置検出部３０７において、描画位置を連続的に検出し描画位置検出点が所定数を越えたか判断する（ステップＳ１０８）。「ＮＯ」であれば、ステップＳ１０７に戻って、所定数になるまで暗点Ｄの検出を行う。「ＹＥＳ」であれば、描画速度検出部３０８において描画速度を検出する（ステップＳ１０９）。描画速度の補正を含む閾値ＴｈｒｅｓＣを算出して閾値設定部３０９に設定する（ステップＳ１１０）。画像信号が補正閾値ＴｈｒｅｓＣを越えたかどうか判断する（ステップＳ１１１）。「ＮＯ」であれば、描画速度検出を継続する（ステップＳ１０９に戻る）。「ＹＥＳ」であれば、補正閾値ＴｈｒｅｓＣによる暗点Ｄの検出と判断する（ステップＳ１１２）。描画位置情報蓄積部３１０において描画位置情報を蓄積する（ステップＳ１１３）。描画終了判定部３１１において、暗点Ｄが所定時間検出されない状態を検知することにより描画終了かどうか判断する（ステップＳ１１４）。「ＮＯ」であれば、描画終了まで暗点Ｄの検出を継続する（ステップＳ１１２に戻る）。「ＹＥＳ」であれば、文字認識／グラフィック認識部３１２において文字認識／グラフィック認識を実行する（ステップＳ１１５）。インターフェース部に文字情報およびグラフィック情報を送信する（ステップＳ１１６）。
【００５７】
このように、数段階に及ぶ閾値の補正が行われ、描画位置の検出が連続的に行われた後、それら連続した描画位置の情報から文字認識、もしくは、座標の集合としてグラフィック認識が行われる。この段階の文字認識およびグラフィック認識に関する技術は、本実施の形態における技術の可否に依存するものではなく、既に公知の技術も存在しここでは説明を省略する。また、描画表示装置の内部構成として、文字認識、グラフィック認識といった処理部を削除しデータ格納メモリから読み込んだビットマップ画像信号に対して直接、閾値による二値化処理、もしくは階調数処理を実行した後、画像信号を送信、表示する構成としてもよく、描画品質の低下という短所はあるもののコストダウンという長所も予想され、描画表示装置としての目的を達成するものである。
【００５８】
以上、述べてきたように、本実施の形態における描画表示装置によれば、タッチパネル上に描画もしくは文字を記載する際に、指やタッチペンなどの指示手段がタッチパネルを離れる際に発生する表示画像の「尾引き」および指示手段が移動する際に発生する「かすれ」のいずれも発生させず、タッチパネル上に良好な品質の描画を表示できる。
【００５９】
なお、本実施の形態における描画表示装置で実行される描画表示プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。本実施の形態における描画表示装置で実行される描画表示プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００６０】
さらに、本実施の形態における描画表示装置で実行される描画表示プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。
【００６１】
本実施の形態における描画表示装置で実行される描画表示プログラムは、上述した各部（描画開始判定部、描画位置検出部、描画速度検出部、閾値設定部、描画位置情報蓄積部、描画終了判定部、文字認識／グラフィック認識部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭから描画表示プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、上記各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００６２】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施の形態における描画表示装置のシステム概要図である。
【図２】本実施の形態における描画表示装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態における描画表示装置の光学ユニット内部の概要構成図である。
【図４】本実施の形態における描画表示装置の光学ユニットが反射部による反射光を受光する様子を示す図である。
【図５】本実施の形態における描画表示装置の描画位置検出を説明する図である。
【図６】本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上の描画点の移動を示す模式図である。
【図７−１】本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上のＳ１点受光レベルを示す模式図である。
【図７−２】本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上のＳ２点受光レベルを示す模式図である。
【図７−３】本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上のＳ３点受光レベルを示す模式図である。
【図７−４】本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上のＳ４点受光レベルを示す模式図である。
【図７−５】本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上のＳ５点受光レベルを示す模式図である。
【図７−６】本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上のＳ６点受光レベルを示す模式図である。
【図７−７】本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上のＳ７点受光レベルを示す模式図である。
【図７−８】本実施の形態における描画表示装置のタッチパネル上のＳ８点受光レベルを示す模式図である。
【図８】本実施の形態における描画表示装置の光学ユニットから距離が近い場合の暗点と閾値の関係を示す図である。
【図９】本実施の形態における描画表示装置の光学ユニットから距離が遠い場合の暗点と閾値の関係を示す図である。
【図１０】本実施の形態における描画表示装置の描画表示プログラムの要部構成を示すブロック図である。
【図１１】本実施の形態における描画表示装置の描画表示プログラムのフローチャート図の前半部分である。
【図１２】本実施の形態における描画表示装置の描画表示プログラムのフローチャート図の後半部分である。
【符号の説明】
【００６４】
１００  描画表示装置
１０１  タッチパネル
１０２Ａ  光学ユニットＬ
１０２Ｂ  光学ユニットＲ
１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ  反射部
１０４  システム制御部
１０５  インターフェース部
１０６  外部ＰＣ
１０７  タッチパネル外枠
２０２  拡散レンズ
２０３  受光レンズ
２０５  ハーフミラー
３０１  ＭＢＵ
３０１Ａ  ＣＰＵ
３０１Ｂ  ＲＯＭ
３０１Ｃ  ＲＡＭ
３０１Ｅ  画像処理ＬＳＩ−Ｌ
３０１Ｆ  データ格納メモリＬ
３０１Ｇ  データ格納メモリＲ
３０１Ｈ  画像処理ＬＳＩ−Ｒ
３０１Ｉ、３０１Ｊ  シェーディングメモリ
３０２、３０４  ＬＤＵ
３０２Ａ、３０４Ａ  ＬＤ
３０３、３０５  ＳＢＵ
３０３Ａ、３０５Ａ  ＣＣＤ
３０６  描画開始判定部
３０７  描画位置検出部
３０８  描画速度検出部
３０９  閾値設定部
３１０  描画位置情報蓄積部
３１１  描画終了判定部
３１２  文字認識／グラフィック認識部
５０１Ａ、５０１Ｂ  タッチパネルの有効範囲マーカー
Ｔ（ｘ，ｙ）  タッチ点位置座標
Ｄ  暗点
Ｄ５１０  光学ユニットＬとタッチ点Ｔの距離
Ｄ５１２  光学ユニットＲとタッチ点Ｔの距離
Ｗ  光学ユニットＬと光学ユニットＲの距離
Ｈ  タッチパネルの高さ
Ｓ１〜Ｓ８  描画点
ｍ  ＣＣＤ上の暗点の端部からの距離
ｌ  ＣＣＤの受光有効長
Ｐ  反射部の投影距離
θ１  光学ユニットＬからの描画位置の仰角
θ２  光学ユニットＲからの描画位置の仰角
ＴｈｒｅｓＡ  描画開始閾値
ＴｈｒｅｓＢ  描画位置補正を含む全体閾値
ＴｈｒｅｓＣ  描画速度補正を含む全体閾値
Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１０）  光学ユニットＬからの描画位置補正閾値
Ｔｈｒｅｓ（Ｄ５１２）  光学ユニットＲからの描画位置補正閾値
Ｔｈｒｅｓ（Ｓ）  描画速度補正閾値
【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７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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【図７−４】
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【図７−５】
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【図７−６】
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【図７−７】
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【図７−８】
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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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