(57)【要約】【課題】電子ペンと背面投射型の表示装置を用いる電子黒板において、ペンの位置を精度よく検出する位置検出方法及び位置検出装置を提供すること。【解決手段】内部に光を吸収する複数の板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体を互いに距離をおいて複数平行に配置した板状の導光体と、板状の光学的吸収体又は光学的遮蔽体に直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配置し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を板状の光学的吸収体又は光学的遮蔽体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法及び位置検出装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に光を吸収する複数の板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体を互いに距離をおいて複数平行に配置した板状の導光体と、板状の光学的吸収体又は光学的遮蔽体に直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配置し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を板状の光学的吸収体又は光学的遮蔽体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】
内部に光を反射する複数の板状の光学的反射体を互いに距離をおいて平行に配置した板状の導光体と、板状の光学的反射体に直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配置し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を前記板状の反射体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項３】
光を吸収する板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体と光を伝播する柱状又は細長い板状の導光体を交互に層状に積み重ね、その光を吸収する前記光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体に直角の前記各導光体端面に光を感知する光検出手段を配置し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を前記光学的吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項４】
光を反射する板状の光学的反射体と光を伝播する柱状又は細長い板状の導光体を交互に層状に積み重ね、その光を反射する前記光学的反射体に直角の前記各導光体端面に光を感知する光検出手段を配置し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を前記板状の光学吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項５】
表面に平行に複数の溝を構成した板状の導光体と前記溝の方向と直角の前記導光体端面に光を感知する光検出手段を配置し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を前記複数の溝と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項６】
内部に光を吸収する複数の板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体を互いに距離をおいて複数平行に配置した板状の導光体と、前記複数の板状の光学的吸収体又は光学的遮蔽体に直角の前記各複数の導光体端面に光を感知する光検出素子を配置し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を板状の光学的吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項７】
内部に光を反射する複数の板状の光学的反射体を互いに距離をおいて平行に配置した板状の導光体と、前記複数の板状の光学的反射体に直角の前記各複数の導光体端面に光を感知する光検出素子を配置し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を前記板状の反射体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項８】
光を吸収する板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体と光を伝播する柱状又は素細長い板状の導光体を交互に層状に積み重ね、その光を吸収する前記光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体に直角の前記各導光体端面に光を感知する光検出素子を配し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を前記光学的吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項９】
光を反射する板状の光学的反射体と光を伝播する柱状又は素細長い板状の導光体を交互に層状に積み重ね、その光を反射する前記板状の光学的反射体に直角の前記各導光体端面に光を感知する光検出素子を配し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を前記板状の光学吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１０】
表面に平行に複数の溝を構成した板状の導光体と前記溝の方向と直角の導光体端面に光を感知する光検出素子を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、導光体表面の溝と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１１】
板状導光体の内部に光を散乱させる散乱部を設けたことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項１２】
板状導光体の表面に光を散乱させる散乱部を設けたことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項１３】
請求項６から請求項１０の何れか一つに記載の第１の位置検出装置を第１層に配置し、請求項１１から請求項１２のいずれかの一つに記載の第２の位置検出装置を第２層に互いに異なる成分の方向に重ねて配置したことを特徴とする二次元位置検出装置。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１２の何れかに記載の第１の位置検出装置と互いに異なる成分の方向に重ねた第２の位置検出装置を重ねて配置したことを特徴とする二次元位置検出装置。
【請求項１５】
散乱部を直交し、且つ相対する板状の前記光学的吸収体又は光学的遮蔽体または前記光学的反射体の位置に配置することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の二次元位置検出装置。
【請求項１６】
前記光検出手段がエリアＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーであることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置。
【請求項１７】
前記光検出手段が有機光電変換デバイスであることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置。
【請求項１８】
前記導光体を全反射伝播し光検出手段で検出する照明光が赤外光であることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置。
【請求項１９】
前記照明光が特定の発光周期または特定の規則性を有する点滅発光とされ、前記光検出手段はその点滅周期または点滅規則で受光された光の位置を検出することを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置。
【請求項２０】
前記位置検出装置の裏面に表示手段を配置したことを特徴とする請求項６から請求項１９に記載の位置検出装置及び表示装置。
【請求項２１】
前記表示手段が液晶表示素子であることを特徴とする請求項２０の位置検出装置及び表示装置。
【請求項２２】
前記表示手段がプラズマディスプレイであることを特徴とする請求項２０の位置検出装置及び表示装置。
【請求項２３】
前記検出装置の裏面に投射表示装置のスクリーンを配置したことを特徴とする請求項６から請求項２０に記載の位置検出装置及び表示装置。
【請求項２４】
前記散乱部を投射表示装置のスクリーンとしたことを特徴とする請求項１１から請求項１５に記載の位置検出装置及び表示装置。
【請求項２５】
前記導光体の後面に赤外光を減衰させ、可視光を透過させるハイパスフィルタ又は帯域フィルタを設けたことを特徴とする請求項２０から請求項２４のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置。
【請求項２６】
前記導光体と前記光検出手段若しくは前記光検出素子の間に可視光を減衰させ、赤外光を透過させるローパスフィルタ又は帯域フィルタを設けたことを特徴とする請求項２０から請求項２４のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置。
【請求項２７】
前記請求項６から請求項１９のいずれかに記載の位置検出装置の背面にテンプレートを配置したことを特徴とする入力装置。
【請求項２８】
前記請求項６から請求項１９のいずれかに記載の位置検出装置の背面に座標を配置したことを特徴とする入力装置。
【請求項２９】
前記導光体と、前記導光体との間に空間距離を保持するため光を吸収する収材で構成された網点状又は網目状の保持体を備えたことを特徴とする請求項１１から請求項２８のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項３０】
前記導光体と、前記表示装置との間に空間距離を保持するため光を吸収する収材で構成された網点状又は網目状の保持体を備えたことを特徴とする請求項２０から請求項２８のいずれかに記載の位置検出装置又は表示装置。
【請求項３１】
前記導光体と、前記ハイパスフィルタ又は帯域フィルタ及び表示装置との間に空間距離を保持するため光を吸収する収材で構成された網点状又は網目状の保持体を備えたことを特徴とする請求項２５に記載の位置検出装置又は表示装置。
【請求項３２】
請求項１から請求項３１のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置を筆跡検出及び位置検出及び記載表示に用いたことを特徴とするコンピュータ装置。
【請求項３３】
請求項１から請求項３１のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置を筆跡検出及び位置検出及び記載表示に用いたことを特徴とするコンピュータ端末装置。
【請求項３４】
請求項１から請求項３１のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置を筆跡検出及び位置検出及び記載表示に用いたことを特徴とする電子黒板装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置の前面に配置され、単独または表示装置の表示と連携して動作する入力装置、及び背面よりスクリーン面に画像情報を投射して表示する表示装置とを組み合せ、そのスクリーン面に情報を描画する電子ペン等の位置検出方法及び位置検出装置及び二次元位置検出装置及び表示装置及びコンピュータ装置及び電子黒板装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、導伝膜を表示デバイスの上に配置し、ダミーペン等で入力するポインティングデバイスがモバイル機器やパソコンになれない一般ユーザー向けの入力装置として使用されてきている。
【０００３】
一方、オフィス環境においては、パソコンとプロジェクタが普及し、会議等に使用される電子黒板において、会議中のパソコンデータに追記したり、パソコン内に記載データーを取り込むインタラクティブ電子黒板が開発されてきた。これらのインタラクティブ電子黒板においては、表示には液晶等を用いたデータープロジェクタが用いられ、また記載用のペンとしては超音波等を利用した電子ペンが用いられ、電子ペンで記載する際に、その記載位置を検出するようになっている。
【０００４】
以下、従来のインタラクティブ電子黒板について説明する。
【０００５】
図１９は従来のインタラクティブ電子黒板装置使用時の構成図である。
【０００６】
図１９において、インタラクティブ電子黒板とは脚部に移動用のキャスターを具備し、会議室等、使われる場所に手で押して移動可能であり、壁等の支えや固定が不要で自立可能な自立式可動型の電子黒板である。２０１はインタラクティブ電子黒板の構造体、２０２は電子黒板の操作部でありインタラクティブ電子黒板を駆動する電源スイッチ、複写スイッチ、記載面の送りスイッチ等の操作部及び複写用のプリンタ部等が搭載されている、２０３はインタラクティブ電子黒板の筆記面であり、固定した記載部を持つものや複数面の記載面を持つものがある。これは通常ベルト状の記載面が、操作部２０２に設けた記載面送りスイッチを操作することにより、右又は左方向に回転し、あらかじめ設定された複数のポジションに自動的に停止し、数面の異なる記載面を順次使用できるような構造になっている。書き込みはこの記載面に通常フェルトペン等で書きこまれる。２０４はかかる自立式のインタラクティブ電子黒板を移動させ、会議の場等においては任意の位置に設置するためのキャスター機構である。２０５及び２０６は超音波及び赤外光受信部であり、筆記面２０３の上部の左右にそれぞれ配置されている。２０７は超音波発振子と赤外光の発光部をもつ電子ペンであり、ペン先を記載面に押し付けた時スイッチが入り、赤外光及び超音波が発せられる構造になっている。
【０００７】
インタラクティブ電子黒板としての使用法は、使用場所に設置し、記入者はフェルトペンで筆記面２０３に記載し会議を進行する。もし不要な部分が発生すれば、専用のイレーサーで消すことも可能である。記載内容を複写する場合、要求に応じて操作部２０２にある複写キーを押すことにより、記載面の内容を内蔵のイメージセンサー等により電気的に読み、内蔵された感熱式等のプリンタによりに記載面の記載内容を縮小複写することができる。また複数の記載面を持ち、操作部２０２に設けられた記載面送りスイッチを操作することにより記載面であるフイルムを右又は左に送り新たな記載面を設定し、会議を続行することが可能である。このようにインタラクティブ電子黒板を使用すれば効果的に会議の進行を行えると共に、議事録など資料をその場で複写作成することができる。
【０００８】
一方、インタラクティブ電子黒板としての使用形態は、２０８の投射装置、２０９のパソコンと併用して使用する。電子ペン２０７で発した赤外光と超音波を、２つの超音波及び赤外光受信部２０５及び２０６で受信する。その受信した赤外光と超音波の伝播時間差によりそれぞれの受信部と電子ペン間の距離を求め電子ペン２０７の位置を検出する。この検出した電子ペンの軌跡を文字データとしてパソコン２０９に取り込み記載データとする。そして、パソコン２０９に取り込まれたデータを併用する投射装置２０８を通じて投影し電子ペン２０７の記載位置に文字として筆記面２０３上に投影表示する。このようにインタラクティブ電子黒板を使用すれば電子データとして記載内容を取り込んだり、あるいはネットワーク等を通じて離れた場所への電気的な伝送が可能になり会議の効率化及び情報伝達の効率化が可能である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２９０６０４号公報
【特許文献２】
実開昭６２−１９２４３１号公報
【特許文献３】
特開２００２−６７５８２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの様なインタラクティブ電子黒板の入力装置のように、導伝膜を使用し、ペン等で押された時の接触や抵抗値が変化することを利用した表示装置は透明な電極の作成など大型化が困難でありかつ、蒸着装置など大掛かりな設備を要し価格的に高価になってしまうという問題があった。
【００１１】
またインタラクティブ電子黒板においては、超音波を利用した場合、音速が使用する環境の温度や湿度によりかわることにより精度の低下を生じたり、設置する環境及び筐体での反射による精度の低下の恐れがあった。又、文字データ等を表示する際に前面からの投射装置を使用したものにおいては電子黒板等の前に立つ記入者等の影が生じ、これにより位置検出の精度の低下を生じていた。
【００１２】
また位置検出用の電子ペンには精密な電子回路が組込まれ、電子ペンの構造が複雑になるという問題があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明の位置検出装置は、内部に光を吸収する複数の板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体を互いに距離をおいて複数平行に配置した板状の導光体と、板状の光学的吸収体又は光学的遮蔽体に直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配置し、前記導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、前記導光体内を板状の光学的吸収体又は光学的遮蔽体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出する構成としたものである。この構成により、導光体に接触した発光手段の位置を効率よく検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は内部に光を吸収する複数の板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体を互いに距離をおいて平行に配置した板状の導光体と、その光を吸収する複数の板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体に直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、導光体内を板状の吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法であって導光体に接触した発光手段の位置を効率よく検出できるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は内部に光を反射する複数の板状の光学的反射体を互いに距離をおいて平行に配置した板状の導光体と、その光を反射する複数板状の光学的反射体に直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、導光体内を板状の反射体と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法であって、導光体に接触した被検出物の光を効率よく検出できるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は光を吸収する板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体と光を伝播する板状の導光体を交互に層状に積み重ね、その光を吸収する複数の板状の光吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体に直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき導光体内を板状の吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法であって板状の導光体と板状の吸収体又は光学的遮蔽体を積み重ねることにより効率的に構成できるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の発明は、光を反射する板状の光学的反射体と光を伝播する板状の導光体を交互に層状に積み重ね、その光を反射する複数の板状の光学的反射体に直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、導光体内を板状の反射体と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法であって板状の導光体と板状の反射体を積み重ねることにより効率的に構成できるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の発明は、表面に平行に複数の溝を構成した板状の導光体と溝の方向と直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、導光体内を溝と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出方法であって、板状導光体の表面に溝を設けることにより他の材料を必要とせず、全反射伝播について方向性をもつ導光体を効率的に構成できるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の発明は内部に光を吸収する複数の板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体を互いに距離をおいて平行に配置した板状の導光体と、その光を吸収する複数の板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体に直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき導光体内を板状の吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置であって大型の位置検出装置が簡単に構成できるという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項７に記載の発明は、内部に光を反射する複数の板状の光学的反射体を互いに距離をおいて平行に配置した板状の導光体と、その光を反射する複数の板状の光学的反射体に直角の導光体端面に光を感知する光検出素子を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、導光体内を板状の吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置であって光を効率的に伝播させ検出感度の良い検出装置を構成できるという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項８に記載の発明は、光を吸収する板状の光学的吸収体又は光を遮蔽する光学的遮蔽体と光を伝播する板状の導光体を交互に層状に積み重ね、その光を吸収する複数板状の光学的吸収体又は光学的遮蔽体に直角の導光体端面に光を感知する光検出素子を配置し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき導光体内を板状の吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置であって板状の吸収体と導光体を交互に積み重ねることができ製造方法が簡単であるという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項９に記載の発明は、光を反射する板状の光学的反射体と光を伝播する板状の導光体を交互に層状に積み重ね、その光を反射する複数の板状の光学的反射体に直角の導光体端面に光を感知する光検出素子を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、導光体内を板状の吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置であって板状の反射体と導光体を交互に積み重ねることができ製造方法が簡単であるという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項１０に記載の発明は、表面に平行に複数の溝を構成した板状の導光体と溝の方向と直角の導光体端面に光を感知する光検出手段を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、導光体内を板状の吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を光検出手段で受光し被検出物の位置を検出することを特徴とする位置検出装置であって、導光体に直接加工することにより他の材料を必要とせず、加工が簡単で生産性が良いという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項１１に記載の発明は、板状導光体の内部に光を散乱する部位を設けたことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれかに記載の位置検出装置であって発光手段が接触しなくても位置検出が可能になるという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項１２に記載の発明は、板状導光体の表面に光を散乱する部位を設けたことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれかに記載の位置検出装置であって発光手段が接触しなくても位置検出が可能になり且つ加工が簡単であるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項６から請求項１０の何れかに記載の第１の検出装置と請求項１１から請求項１２に記載の第２の検出装置を互いに異なる成分の方向に重ねて配置したことを特徴とする二次元位置検出装置であって平面上の位置検出が可能になるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１１から請求項１２の何れかに記載の第１検出装置と互いに異なる成分の方向に重ねた請求項１１から請求項１２の何れかに記載の第２の検出装置を重ねて配置したことを特徴とする二次元位置検出装置であって非接触でも平面上の位置検出が可能になるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項１５に記載の発明は、散乱部位を直交する、且つ相対する板状の吸収体または反射体の位置に配置することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の二次元位置検出装置であって散乱部が直交する反射体または吸収体の位置にある為、透過光を妨げないという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項１６に記載の発明は、光学的位置検出手段がエリアＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーであることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置であって感度が良くかつ直線状で分解可能の高い検出装置が構成できるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項１７に記載の発明は、光学的位置検出手段が有機光電変換デバイスであることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置であって光検出手段として大型のものが構成し易く大型の位置検出装置を構成できるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項１８に記載の発明は、導光体を全反射伝播し被測定物の発する光と光学的位置検出手段で検出する光が赤外光であることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置であって赤外光を検出光として用いる為、表示光や証明光等の外乱光と容易に分離できるという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項１９に記載の発明は、被測定物の発する光と光学的位置検出手段で検出する光が特定の発光周期または特定の規則性を有する点滅発光とされ、光学的位置検出手段はその点滅周期または点滅規則で受光された光の位置を検出することを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置であって、表示光や証明光等の外乱光と容易に分離できるという作用を有する。
【００３３】
本発明の請求項２０に記載の発明は、請求項６から請求項１９に記載の検出装置の裏面に表示手段を配置したことを特徴とする位置検出装置及び表示装置であって情報端末装置等のガイダンスを表示装置でおこないその表示に応じた入力を可能とする検出装置または表示装置が簡単に構成できるという作用を有する。
【００３４】
請求項２１に記載の発明は、裏面に配置した表示手段が液晶表示素子であることを特徴とする請求項２０の位置検出装置及び表示装置であって低消費電力で薄型の表示装置や入力装置が構成できるという作用を有する。
【００３５】
本発明の請求項２２に記載の発明は、裏面に配置した表示手段がプラズマディスプレイであることを特徴とする請求項２０の位置検出装置及び表示装置であって高画質で大型の表示装置や入力装置が構成できるという作用を有する。
【００３６】
本発明の請求項２３に記載の発明は、裏面に投射表示装置のスクリーンを配置したことを特徴とする請求項６から請求項２０に記載の位置検出装置及び表示装置であってプロジェクタの表示装置を兼ねた検出装置及び表示内容と連動して動作させることのできるという作用を有する。
【００３７】
本発明の請求項２４に記載の発明は、散乱部を投射表示装置のスクリーンとしたことを特徴とする位置検出装置及び表示装置であってスクリーンとなる材料を必要としないという作用を有する。
【００３８】
本発明の請求項２５に記載の発明は、導光体の後面に赤外光を減衰させ、可視光を透過させるハイパスフィルタ又は帯域フィルタを設けたことを特徴とする位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置であって赤外光の混入を防ぎ、表示光や照明光等の外乱光と容易に分離できるという作用を有する。
【００３９】
本発明の請求項２６に記載の発明は、導光体と光検出手段若しくは光検出素子の間に可視光を減衰させ、赤外光を透過させるローパスフィルタ又は帯域フィルタを設けたことを特徴とする位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置であって表示光や照明光等の外乱光と容易に分離できるという作用を有する。
【００４０】
本発明の請求項２７の発明は、請求項６から請求項１９のいずれかに記載の位置検出装置の背面にテンプレートを配置した入力装置であって裏面のテンプレートにそって効率的に入力可能という作用を有する。
【００４１】
本発明の請求項２８に記載の発明は、請求項６から請求項１９のいずれかに記載の位置検出装置の背面に座標を配置した入力装置であって裏面の座標にそって効率的に入力可能という作用を有する。
【００４２】
本発明の請求項２９に記載の発明は、導光体と、導光体との間に空間距離を保持するため光を吸収する材質で構成された網点状又は網目状の保持体を備えたことを特徴とする請求項１から請求項２８のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置であって、導光体の空間距離を確保し、機械的強度の強い検出装置を構成できるという作用を有する。
【００４３】
本発明の請求項３０に記載の発明は、導光体と、表示装置との間に空間距離を保持するため光を吸収する収材で構成された網点状又は網目状の保持体を備えたことを特徴とする請求項２０から請求項２８のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置であって、導光体と表示装置間の空間距離を確保し、機械的強度の強い検出装置を構成できるという作用を有する。
【００４４】
本発明の請求項３１に記載の発明は、導光体と、フィルタ及び表示装置との間に空間距離を保持するため光を吸収する収材で構成された網点状又は網目状の保持体を備えたことを特徴とする位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置であって導光体とフィルタ間の空間距離を確保し、機械的強度の強い検出装置を構成できるという作用を有する。
【００４５】
本発明の請求項３２に記載の発明は、請求項１から請求項３１のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置を筆跡検出及び位置検出及び記載表示に用いたことを特徴とするコンピュータ装置で効率的に入力可能という作用を有する。
【００４６】
本発明の請求項３３に記載の発明は、請求項１から請求項３１のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置を筆跡検出及び位置検出及び記載表示に用いたことを特徴とするコンピュータ端末装置であって、効率的に入力可能という作用を有する。
【００４７】
本発明の請求項３４に記載の発明は、請求項１から請求項３１のいずれかに記載の位置検出方法又は位置検出装置又は表示装置を筆跡検出及び位置検出及び記載表示に用いたことを特徴とする電子黒板装置であって大型の電子黒板が構成できるという作用を有する。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１８を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略している。
【００４９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における位置検出装置を示す構成図、図２は、図１の位置検出装置における赤外光の伝播を示す上面図、図３は、本発明の実施の形態２における位置検出装置を示す上面図、図４は、本発明の実施の形態３における位置検出装置を示す上面図、図５は、本発明の実施の形態４における位置検出装置を示す上面図、図６は、本発明の実施の形態５における位置検出装置を示す上面図、図７は、本発明の実施の形態６における位置検出装置内を光の進む方向と直交する面から見た断面図、図８は、図７の位置検出装置における赤外光の反射を光の進む方向に沿って見た断面図、図９は、本発明の実施の形態７における位置検出装置を示す断面図、図１０は、本発明の実施の形態８における位置検出装置を示す断面図、図１１は、本発明の実施の形態９における位置検出装置を示す断面図、図１２は、本発明の実施の形態１０における位置検出装置を示す断面図、図１３は、本発明の実施の形態１１における位置検出装置及び表示装置を示す断面図、図１４は、本発明の実施の形態１２における位置検出装置及び表示装置を示す断面図、図１５は、本発明の実施の形態１３における位置検出装置及び表示装置を示す断面図、図１６は、本発明の実施の形態１４における位置検出装置及び表示装置を示す断面図、図１７は、本発明の実施の形態１５における位置検出装置が有する導光板を示す側面図、図１８は、本発明の実施の形態１６において実施の形態１から実施の形態１５の位置検出装置を電子黒板として使用する際の電子黒板構成図である。
【００５０】
まず、本発明の実施の形態１における位置検出装置について説明する。
【００５１】
図１及び図２において、１０１は位置検出装置としての導光体、１０２は位置検出装置としての導光体１０１内に配置された板状の光学的吸収体、１０３は赤外光を検出する光検出手段、１０４は赤外光ＬＥＤである発光手段、１０５は位置検出装置としての導光体１０１内を全反射光の進む方向、１０６は吸収体の配置と垂直な方向の吸収体で吸収される減衰する光の進む方向である。
【００５２】
次に動作を説明する。位置検出装置としての導光体１０１はその表面に、発光手段１０４が接触し、赤外光ＬＥＤである発光手段１０４から赤外光を照射されている。発光手段１０４から発した赤外光は、一部の導光体表面に対し深い角度で表面に向かって導光体を突き抜け進む。また、発光手段１０４が有する赤外光ＬＥＤが位置検出装置としての導光体１０１に接触している為、一部の光は位置検出装置としての導光体１０１内を伝播する。この位置検出装置としての導光体１０１内を伝播する全反射光は、位置検出装置としての導光体１０１平面を全方向に等方向的に向かい全反射してゆく。しかし、本発明の実施の形態１における位置検出装置においては、位置検出装置としての導光体１０１内に設けられた光学的吸収体１０２で光が吸収されるように構成されている。そしてこの光学的吸収体１０２は平行に一方向に向かって配置されているため、位置検出装置としての導光体１０１内を伝播する全反射光は光学的吸収体１０２の配置された方向と平行な全反射光の進む方向１０５の方向のみに伝播し、光学的吸収体１０２の配置された方向と異なる減衰する光の進む方向１０６の方向には伝播しない。従って位置検出装置としての導光体１０１端面に配置された光検出手段１０３に於いて、発光手段１０４の位置と位置検出装置としての導光体１０１の位置とに対応する光検出手段１０３のみで光が検出され、光検出手段１０３の受光位置より発光手段１０４の位置が特定でき位置検出が可能になる。
【００５３】
ここでは、１０２は光学的吸収体で説明したが、１０２が光学的遮蔽体であっても光学的遮蔽体の方向と垂直の方向に対し進む光は遮蔽され伝播せず、光学的遮蔽体の方向のみ伝播するため、実施の形態１同様、光検出手段１０３の受光位置より発光手段１０４の位置が特定でき位置検出が可能であることは明白である。
【００５４】
（実施の形態２）
次に、図３を用いて本発明の実施の形態２における位置検出装置の構成及び動作を説明する。
【００５５】
１０７は光の反射体、１０８は位置検出装置としての導光体１０１内を反射し進む光の方向である。
【００５６】
ここで、位置検出装置としての導光体１０１はその表面に発光手段１０４が接触し、発光手段１０４から赤外光が照射されている。本発明の実施の形態１と同様、発光手段１０４から発した赤外光は、一部の位置検出装置としての導光体１０１表面に対し深い角度で表面に向かい位置検出装置としての導光体１０１を突き抜け進むが、一部の光は、位置検出装置としての導光体１０１内を伝播する。この位置検出装置としての導光体１０１内を伝播する全反射光は、位置検出装置としての導光体１０１平面を全方向に等方向的に向かい全反射してゆく。しかし、本発明の実施の形態２においては、位置検出装置としての導光体１０１内に設けられた反射体１０７は光を反射するように構成されている。そしてこの反射体１０７は平行に一方向に向かって配置されているため、位置検出装置としての導光体１０１内を伝播する全反射光は反射体１０７の配置された方向と平行な反射し進む光の方向１０８の方向のみに伝播し、反射体１０７の配置された方向と異なる方向には伝播しない。従って位置検出装置としての導光体１０１端面に配置された光検出手段１０３に於いては、発光手段１０４の位置に相当する位置の検出手段のみで光が検出され、光検出手段１０３の位置より発光手段１０４の位置が特定でき位置検出が可能になり、且つ反射体１０７で光が反射し効率的に光検出手段１０３に導かれ感度の良い位置検出が可能である。
【００５７】
（実施の形態３）
次に図４を用いて本発明の実施の形態３における位置検出装置の構成及び動作を説明する。
【００５８】
１０９は柱状又は細長い板状の導光体、１１０は板状の光学的吸収体、１１１は位置検出装置としての導光体１０１内を全反射伝播する全反射光の進む方向、１１２は吸収体の配置と垂直な方向の光学的吸収体１１０で吸収され減衰する光の進む方向である。
【００５９】
本発明の実施の形態１と同様に、位置検出装置としての導光体１０１はその表面に、発光手段１０４が接触し、発光手段１０４である赤外光ＬＥＤから赤外光を照射されている。発光手段１０４から発した赤外光は、一部の位置検出装置としての導光体１０１表面に対し深い角度で表面に向かい位置検出装置としての導光体１０１を突き抜け進むが、一部の光は、位置検出装置としての導光体１０１内を伝播する。この位置検出装置としての導光体１０１内を伝播する全反射光は、位置検出装置としての導光体１０１平面を全方向に等方的に向かい全反射してゆく。しかし、本発明の実施の形態３において、柱状又は細長い板状の導光体１０９と、光学的吸収体１１０は交互に積層されて構成されている。その為、柱状又は細長い板状の導光体１０９及び光学的吸収体１１０は一方向に向かって平行に配置される。このとき柱状又は細長い板状の導光体１０９内を伝播する全反射光は光学的吸収体１１０の配置された方向と平行な全反射光の進む方向１１１の方向のみに伝播し、板状の光学的吸収体１１０の配置された方向と異なる減衰する光の進む方向１１２の方向には伝播しない。従って位置検出装置としての導光体１０１端面に配置された光検出手段１０３に於いては、発光手段１０４の位置に対応する位置の光検出手段１０３のみで光が検出され、光検出手段１０３の位置より発光手段１０４の位置が特定でき位置検出が可能になる。
【００６０】
ここでは、１１０は光学的吸収体で説明したが、１１０が光学的遮蔽体であっても光学的遮蔽体の方向と垂直の方向に対し進む光は遮蔽され伝播せず、光学的遮蔽体の方向のみ伝播するため、実施の形態３同様、光検出手段１０３の受光位置より発光手段１０４の位置が特定でき位置検出が可能であることは明白である。
【００６１】
（実施の形態４）
次に図５を用いて本発明の実施の形態４における位置検出装置の構成及び動作説明をする。
【００６２】
１１３は柱状又は細長い柱状又は細長い板状の導光体、１１４は板状光の反射体、１１５は柱状又は細長い板状の導光体１１３内を全反射伝播する光の進む方向、１１６は光の板状の反射体１１４で反射した柱状又は細長い板状の導光体１１３内を全反射伝播する反射光の進む方向である。
【００６３】
位置検出装置としての導光体１０１はその表面に、発光手段１０４が接触し、発光手段１０４である赤外光ＬＥＤから赤外光を照射されている。本発明の実施の形態１と同様、発光手段１０４から発した赤外光は、一部の柱状又は細長い板状の導光体１１３表面に対し深い角度で表面に向かい導光体１１３を突き抜け進むが、一部の光は、柱状又は細長い板状の導光体１１３内を伝播する。この板状の導光体１１３内を伝播する全反射光は、板状の導光体１１３平面を全方向に等方的に向かい全反射してゆく。しかし、本発明の実施の形態４において、柱状又は細長い板状の導光体１１３と積層され設けられた板状の反射体１１４は光を反射するように構成されている。そしてこの板状の反射体１１４は平行に一方向に向かって細長い板状の導光体１１３と積層状態で配置されているため、位置検出装置としての導光体１０１内を伝播する全反射光は板状の反射体１１４の配置された方向と平行な光の進む方向１１５の方向のみに伝播し、反射体１１４の配置された方向と異なる方向には伝播しない。従って導光体１１３端面に配置された光検出手段１０３に於いては、発光手段１０４の位置に対応する位置の光検出手段１０３のみで光が検出され、光検出手段１０３の受光位置より発光手段１０４の位置が特定でき位置検出が可能になる。かつ、細長い板状の反射体１１４で光が反射した反射光の進む方向１１６により効率的に光検出手段１０３に導かれ感度の良い位置検出が可能である。
【００６４】
（実施の形態５）
図６を用いて、本発明の実施の形態５における位置検出装置の構成及び動作を説明する。
【００６５】
ここで、１１７は導光体、１１８は導光体１１７表面に設けられた溝、１１９は導光体１１７内を全反射伝播する全反射光の進む方向、１２０は溝１１８の配置と垂直な方向の減衰する光の進む方向である。
【００６６】
導光体１１７はその表面に、発光手段１０４が接触し、発光手段１０４から赤外光を照射されている。本発明の実施の形態１と同様、発光手段１０４から発した赤外光は、一部の導光体１１７表面に対し深い角度で表面に向かい導光体１１７を突き抜け進むが、一部の光は、導光体１１７内を伝播する。この導光体１１７内を伝播する全反射光は、導光体１１７平面を全方向に等方的に向かい全反射してゆく。しかし、本発明の実施の形態５において、導光体１１７表面に一方向に向かって平行な溝１１８が設けられている。このため、導光体１１７内を伝播する全反射光は溝１１８と並行な全反射光の進む方向１１９の方向には効率的に伝播し、溝１１８の配置された方向と異なる方向の伝播に対しては全反射を繰り返すうちに減衰し効率的に伝播しない。従って導光体１１７端面に配置された光検出手段１０３に於いては、発光手段１０４の位置に対応する位置の光検出手段１０３のみで光が検出され、光検出手段１０３の受光位置より発光手段１０４の位置が特定でき位置検出が可能になる。このとき、溝１１８は導光体１１７と同一の材料で一体に構成でき構造が簡単に構成できる。
【００６７】
（実施の形態６）
次に、図７、図８を用いて、本発明の実施の形態６における位置検出装置の構成と動作を説明する。
【００６８】
ここで、１２１は導光体、１２２は赤外光ＬＥＤである発光手段、１２３は導光体１２１内に配置された光を散乱させる散乱部、１２４は導光体１２１の端部に配置された光検出手段、１２５は赤外光、１２６は導光体１２１を透過する光の進む方向、１２７は散乱部に進む光、１２８、１２９は散乱部１２３で散乱され、全反射して光検出手段１２４に向かう全反射して進む光、２１０は吸収体又は吸収遮蔽体及び反射体である。
【００６９】
導光体１２１はその表面に近接して、発光手段１２２である赤外光ＬＥＤが接触せず、導光体１２１から離間して、発光手段１２２から赤外光を照射されている。その為、散乱部１２３が配置されていない場合、発光手段１２２から発した赤外光１２５は、導光体１２１表面に対し深い角度で表面に向かい、導光体１２１を突き抜け光の進む方向１２６に進む。また、一部の光は、表面で反射し導光体１２１の内部に進入することはない。従って、導光体１２１内を全反射し伝播する光はない。ここで散乱部１２３を導光体１２１内に配置した時の動作を説明する。離間した発光手段１２２から発した散乱部に進む光１２７は、導光体１２１表面に対し深い角度で表面に向かい、導光体１２１内に進入し、導光体１２１の内部にある散乱部１２３に到達する。散乱部１２３では光の散乱がおこりあらゆる方向に対し光を散乱させる。散乱した光は一部は導光体１２１を突き抜けてゆくが、一部の臨界角以内の散乱光は導光体１２１内を全反射し全方向に等方的に伝播してゆく。しかし、本発明の実施の形態６における位置検出装置において、上記実施の形態１〜５で説明した導光体１２１内に吸収体又は吸収遮蔽体及び反射体２１０、あるいは導光体１２１表面に溝構造が設けられているため、導光体１２１内を伝播する全反射光は吸収体又は遮蔽体や反射体の配置された方向と平行な方向のみに伝播し、吸収体又は遮蔽体や反射体の配置された方向と異なる方向には伝播しない。従って導光体１２１端面に配置された光検出手段１２４に於いては、発光手段１２２の位置に対応する位置の光検出手段１２４のみで光が検出され、光検出手段１２４の位置より発光手段１２２の位置が特定でき位置検出が可能になる。
【００７０】
このように導光体１２１内部に散乱部１２３を配置することにより、発光手段１２２が導光体１２１に接せず離間した状態においても検出が可能になる。
【００７１】
なお、発光手段１２２が導光体１２１に接した場合にも検出可能であることは明白である。
【００７２】
（実施の形態７）
次に図９を用いて本発明の実施の形態７における位置検出装置の動作を説明する。
【００７３】
また、散乱部１３０が存在しない場合の構成は実施の形態６と同じであるので説明を省略する。
【００７４】
ここで、１３０は導光体表面に配置された光を散乱させる散乱部、１３１は散乱部に進む光、１３２、１３３は全反射して進む光が散乱部１３０で散乱され、全反射して光検出手段１２４に向かう光の進路である。
【００７５】
離間した赤外光ＬＥＤである発光手段１２２から発した赤外光のうち導光体１２１表面に対し深い角度で表面に向かう散乱部に進む光１３１は導光体１２１内に進入し、導光体１２１の表面にある散乱部１３０に到達する。散乱部１３０では光の散乱がおこりあらゆる方向に対し光を散乱させる。散乱した光の一部は導光体１２１を突き抜けてゆくが、一部の臨界角以内の散乱光は導光体１２１内を全反射し全方向に等方的に伝播してゆく。しかし、実施の形態７において、実施の形態１から５まで説明したように、紙面と並行の状態に、吸収体又は遮蔽体及び反射体、あるいは導光体１２１表面に溝構造が導光体１２１内に設けられているため、導光体１２１内を伝播する全反射光は吸収体又は遮蔽対や反射体の配置された方向と平行な方向のみに伝播し、吸収体又は遮蔽体や反射体の配置された方向と異なる方向には伝播しない。従って導光体１２１端面に配置された光検出手段１２４に於いては、発光手段１２２の位置に対応する位置の光検出手段１２４のみで光が検出され、光検出手段１２４の受光位置より発光手段１２２の位置が特定でき位置検出が可能になる。
【００７６】
このように導光体１２１表面に散乱部１３０を配置することにより、発光手段１２２が離間した状態においても発光手段１２２の位置検出が可能になる。また、表面に散乱部１３０を配置するので内部に構成するのに比べ構成が簡単である。
【００７７】
（実施の形態８）
次に図１０を用いて、本発明の実施の形態８における位置検出装置の動作を説明する。
【００７８】
個々の動作については、実施の形態１及び実施の形態６で説明しているので省略する。
【００７９】
図１０において、第１層に実施の形態１、第２層に上記実施の形態６で説明した位置検出装置を互いに空間をあけて直交させて配置している。
【００８０】
１３４は赤外光ＬＥＤである発光手段、１３５は第１層に配置した本発明の実施の形態１の位置検出装置の導光体、１３６は第１層の位置検出装置の光学的吸収体、１３７は第１層の導光体１３５を全反射して進む光であり、導光体１３５内を上下に全反射しながら進む、１３８は第２層に配置した本発明の実施の形態６の検出装置の導光体、１３９は第２層の同導光体１３８内に配置された光を散乱させる散乱部、１４０は導光体１３８端面に配置された光検出手段、１４１は第１層の導光体１３５を透過してきた散乱部に進む光、１４２は第２層の散乱部１３９で散乱し、導光体１３８内を全反射して光検出手段１４０に向かう全反射して進む光である。
【００８１】
発光手段１３４である赤外ＬＥＤは第１層の検出装置に接している為、導光体１３５を透過する光とともに、臨界角より小さな角度で進む光は導光体１３５内を伝播し、図１０においては導光体１３５内を上下に全反射し紙面に垂直な方向に伝播し、導光体１３８の端面に配置された光検出手段１４０で検出される。
【００８２】
一方、第１層の導光体１３５を透過した光は、第２層に向かって進む。第２層の導光体１３８に入射した光は第２層の導光体１３８も透過する。しかし第２層の導光体１３８には、上記実施の形態６で説明したように、導光体１３８の内部に散乱部１３９が配置されている。その為、散乱部１３９に進んだ赤外光は、散乱部１３９で散乱され、一部は導光体１３８の外部に向かって進むが、一部は全反射し、導光体１３８端面に配置した光検出手段１４０に到達し、検出される。ここで第１層の位置検出装置と第２層の位置検出装置は互いに直交した状態に配置している為に、それぞれの検出位置より、発光手段１３４の位置を平面座標として検出することができる。
【００８３】
実施の形態８では実施の形態１と実施の形態６で説明したが実施の形態２と実施の形態６、実施の形態３と実施の形態６、実施の形態４と実施の形態６、実施の形態５と実施の形態６の組み合わせにおいても同様の効果が得られることは明白である。
【００８４】
（実施の形態９）
次に図１１を用いて本発明の実施の形態９における位置検出装置の動作を説明する。
【００８５】
図１１において、第１層に上記実施の形態６で説明した位置検出装置を配置し、第２層にも上記実施の形態６で説明した位置検出装置を互いに空間をあけて直交させて配置している。
【００８６】
１３８は第２層の位置検出装置の導光体、１３９は第２層内に配置した光を散乱させる散乱部、１４０は導光体１３８端面に配置された光検出手段、１４３は赤外光ＬＥＤである発光手段、１４４は第１層の位置検出装置の導光体、１４５は第１層の位置検出装置の光学的吸収体、１４６は第１層内に配置した散乱部、１４７は赤外光ＬＥＤである発光手段１４３から出た光、上下の面で全反射して紙面方向に対し垂直な方向に進む光１４８が散乱部１４６で散乱し第１層の導光体１４４を全反射し進む光であり、導光体１３８内を上下に全反射しながら進む、１４９は第１層の導光体１４４を透過してきた散乱部に進む光、１５０は第２層の散乱部１３９で散乱し、導光体１３８内を全反射して光検出手段１４０に向かう散乱部で散乱した光である。
【００８７】
個々の位置検出装置の動作については実施の形態６で説明しているので説明は省略する。
【００８８】
赤外光ＬＥＤである発光手段１４３は第１層の位置検出装置に近接している、第１層の導光体１４４を入射した光は、導光体１３８の内部に散乱部１３９が配置されている為、散乱部１３９に進んだ赤外光は、散乱部１３９で散乱され、一部は導光体１３８の外部に向かって進むが、一部は全反射し、導光体１３８内を伝播し、図１１においては導光体１３８内を上下に全反射し紙面に垂直な方向に伝播し、導光体１３８の端面に配置された光検出手段１４０で検出される。
【００８９】
一方、第１層の導光体１４４を透過した光は、第２層に向かって進む。第２層の導光体１３８に入射した光は第２層の導光体１３８も透過する。しかし第２層の導光体１３８には、上記実施の形態６で説明したように、導光体１３８の内部に散乱部１３９が配置されている。その為、散乱部１３９に進んだ赤外光は、散乱部１３９で散乱され、一部は導光体１３８の外部に向かって進むが、一部は全反射し、導光体１３８端面に配置した光検出手段１４０に到達し、検出される。ここで第１層の位置検出装置と第２層の位置検出装置は互いに直交した状態に配置している為に、それぞれの位置検出位置より、発光手段１４０の位置を平面座標として検出することができる。ここで実施の形態９では第１層に散乱部１４６が設けられているため赤外光ＬＥＤである発光手段１４３は導光体１４４に接触している必要はなく、非接触の状態でも検出が可能になる。
【００９０】
ここで、赤外光ＬＥＤである発光手段１４３が第１層の導光体１４４に接触していても検出可能であることは明白である。
【００９１】
実施の形態９では第１層及び第２層共に実施の形態６で説明したが実施の形態７と実施の形態７の組み合わせ及び第６及び実施の形態７による組み合わせにおいても同様の効果が得られることは明白である。
【００９２】
（実施の形態１０）
図１２は第１層に上記実施の形態１で説明した位置検出装置を配置し、第２層に散乱部１５２をもつ実施の形態の位置検出装置を互いに空間をあけて直交させて配置している。
【００９３】
１３４は赤外光ＬＥＤである発光手段、１３５は第１層の位置検出装置の導光体、１３６は第１層の位置検出装置の光学的吸収体、１３７は第１層の導光体１３５を全反射し進む光であり、導光体１３５内を上下に全反射して進む光。１５１は第２層の位置検出装置の導光体、１４０は導光体端面に配置された光検出手段、１５２は第１層の位置検出装置の光学的吸収体１３６の下部に相当する位置に配置された第２層の導光体１５１内に配置された散乱部、１５３は第１層の導光体１３５を透過してきた散乱部に進む光、１５４は第２層の散乱部１５２で散乱し、導光体１３５内を全反射して光検出手段１４０に向かう散乱し全反射して進む光、１５５は導光体１５１の背面から導光体全面に透過する透過光である。
【００９４】
個々の動作については、実施の形態１及び実施の形態６で説明しているので説明を省略する。
【００９５】
発光手段１３４は第１層の位置検出装置に接している為、導光体１３５を透過する光とともに、臨界角より小さな角度で進む光は導光体１３５内を伝播して、導光体１５１内を上下に全反射し紙面に垂直な方向に伝播し、導光体１５１の端面に配置された光検出手段１４０で検出される。
【００９６】
一方、第１層の導光体１３５を透過した光は、第２層に向かって進む。第２層の導光体１５１に入射した光は第２層の導光体１５１も透過する。しかし第２層の導光体１５１には、導光体１５１の内部に散乱部１５２が配置されている。その為、散乱部１５２に進んだ赤外光は、散乱部１５２で散乱され、一部は導光体１５１の外部に向かって進むが、一部は全反射し、導光体１５１端面に配置した光検出手段１４０に到達し、検出される。ここで第１層の位置検出装置と第２層の位置検出装置は互いに直交した状態に配置している為に、それぞれの位置検出位置より、発光手段１３４の位置を平面座標として検出することができることは上記の実施の形態で説明したのと同様である。ここで実施の形態１０では散乱部１５２は第１層の位置検出装置の光学的吸収体１３６の下部に相当する位置に配置している。そのため第２層及び第１層を背面より透過する透過光１５５は散乱部１５２と光学的吸収体１３６で減衰する量が少なく、透過率を高くすることができる。
【００９７】
また、光検出手段として、ＣＣＤを使用することにより、赤外領域まで良好な感度を有し且つ低ノイズで感度が高く、微細構造により精度の高い位置検出装置が構成できる。
【００９８】
また、光検出手段として、ＣＭＯＳセンサーを使用することにより、赤外領域まで良好な感度を有し且つ後段の処理回路と一体化された、小型で精度の高い位置検出装置が構成できる。
【００９９】
また、光検出手段として、有機半導体を用いた光電素子を用いることにより、光検出素材に塗布等の工法の採用が可能となり、導光体表面に直接光検出手段を構成したり、透明電極を構成したフイルム材上に塗布等工法により作成し大型の光検出素子による大型の位置検出装置が可能になる。
【０１００】
また、発光手段の発する光として赤外光を用いることにより、周囲の光と容易に分離できるため検出精度の良い位置検出装置を構成できる。且つ、目視にて検出できないため、視覚上の品質の良い位置検出装置を構成できる。
【０１０１】
また、位置検出するペンの発光する赤外ＬＥＤの発光を電気的又は機械的に断続させ、導光体に照射する赤外光の発光周期を特定の周期とし、光検出手段で受光時、受光信号を特定周期で弁別することにより、他の発光部からの光と容易に分離する事ができ被検出物の検出精度を高くする事ができる。
【０１０２】
また、位置検出するペンの発光する赤外ＬＥＤの発光を電気的又は機械的に断続させ、導光体に照射する赤外光の発光周期を特定の規則性を持った繰り返し発光とし、光検出手段で受光時、受光信号を特定の規則性をもつ周期で弁別することにより、他の発光部からの光と容易に分離する事ができ検出精度を高くする事ができる。
【０１０３】
また、これらの周期性及び規則性をもつ受光信号の弁別は、ハードウエアのみならずソフトウエア処理によっておこなわれても同様の効果が得られる事は明白である。
【０１０４】
（実施の形態１１）
図１３は第１層に上記実施の形態１で説明した位置検出装置を配置し、第２層に散乱部１５２をもつ位置検出装置を互いに空間をあけて直交させて配置している。
【０１０５】
発光手段１３４から散乱し全反射して進む光１５４までの動作は上記実施の形態１０で説明した位置検出装置と同じであるので説明は省略する。１５６は表示装置、１５７は表示装置１５６より発した表示画像の表示光である。
【０１０６】
上記、本発明の実施の形態１０で説明したように本発明の位置検出装置は光に対し透過性をもつため、表示装置１５６の前面に本発明の実施の形態の位置検出装置を配置することが可能である。表示内容により、入力情報を切り替えたり、入力情報により表示内容を切り替えたり、表示装置１５６を背面に設置することにより効果的なポインティングデバイスが構成できる。また、本発明による入力を記載文字として電子データとして取り込み、表示させることにより、効果的な文字入力装置や表示装置１５６が構成できる。
【０１０７】
また、このとき表示装置１５６として液晶表示装置を組み合わせることにより、薄型で低消費電力の入力装置を構成できる。
【０１０８】
また、本発明の位置検出装置が導光体で構成されているため大型の検出装置を作成する事が可能であり、表示装置としてプラズマディスプレイを用いることにより、大型の表示装置付検出装置及び表示装置を構成できる。
【０１０９】
（実施の形態１２）
図１４は第１層に上記実施の形態１で説明した位置検出装置を配置し、第２層に散乱部１５２をもつ実施の形態の検出装置を互いに空間をあけて直交させて配置している。
【０１１０】
発光手段１３４から散乱し全反射して進む光１５４は上記実施の形態１０で説明した位置検出装置と同じであるので説明は省略する。１５８は投射表示用の投影スクリーン、１５９は投射装置からの投射映像光、１６０はスクリーンに投射された表示画像の表示光である。
【０１１１】
上記実施の形態１０で説明したように本発明の位置検出装置は光に対し透過性をもつため、表示装置の前面に本発明の位置検出装置を配置することが可能である。表示内容により、入力情報を切り替えたり、入力情報により表示内容を切り替えたり、表示装置を背面に設置することにより効果的なポインティングデバイスが構成できる。また、本発明による入力を記載文字として電子データとして取り込み、表示させることにより、効果的な文字入力装置や表示装置が構成できる。
【０１１２】
また、前記の実施の形態６、実施の形態７、実施の形態８、実施の形態９、実施の形態１０のように導光体内の一部に散乱部を配置した構成においてはこの散乱部を投射装置のスクリーン部として使用することができる。散乱部をスクリーンとして使用した場合、投射画像は可視光であり被検出物の発する光は赤外光であるのでフィルタで分離する事ができ、被検出物の位置検出は可能である。散乱部をスクリーンとして使用することにより、別の素材でスクリーンを構成する必要がなく。安価で簡便な構成とすることができる。
【０１１３】
（実施の形態１３）
図１５は第１層に上記実施の形態１で説明した位置検出装置を配置し、第２層に散乱部をもつ本発明の実施の形態の位置検出装置を互いに空間をあけて直交させて配置している。
【０１１４】
発光手段１３４から散乱し全反射して進む光１５４は上記実施の形態１２で説明した位置検出装置と同じであるので説明は省略する。１６１は赤外光を遮断するハイパスフィルタ又は帯域フィルタ、１６２はスクリーンに投射された表示画像の表示光である。
【０１１５】
上記実施の形態１２で説明したように位置検出装置の背面である位置検出装置とスクリーンの間に赤外光を遮断するハイパスフィルタ又は帯域フィルタ１６１を設けることにより、位置検出装置内に入射する赤外光を遮断し精度の良い位置検出装置を構成できる。
【０１１６】
（実施の形態１４）
図１６は第１層に上記実施の形態１で説明した位置検出装置を配置し、第２層に散乱部１５２をもつ本発明の実施の形態の検出装置を互いに空間をあけて直交させて配置している。
【０１１７】
発光手段１３４から投影スクリーン１５８までは上記実施の形態１２で説明した位置検出装置と同じであるので説明は省略する。１６３は赤外光を透過するローパスフィルタ又は帯域フィルタである。
【０１１８】
導光体１５１と光検出手段１４０の間に赤外光を遮断するローパスフィルタ又は帯域フィルタ等の赤外フィルタ１６３を設けることにより、光検出手段１４０に入射する赤外光を遮断し精度の良い位置検出装置を構成できる。
【０１１９】
また、図１３における表示装置１５６の代わりに、印刷されたシート等のテンプレートを配置することにより、光を透過させることのできる特性をもちいて効果的な入力装置を構成できる。
【０１２０】
また、図１３における表示装置１５６の代わりに、印刷されたシート等の座標を配置することにより、光を透過させることのできる特性をもちいて効果的な座標入力装置を構成できる。
【０１２１】
（実施の形態１５）
１３４は赤外光ＬＥＤである発光手段、１３５は第１層の位置検出装置の導光体、１３６は第１層の位置検出装置の導光体１３５内の光学的吸収体、１３７は第１層の導光体１３５を全反射して進む光であり、導光体１３５内を上下に全反射して進む光、１５１は第２層の位置検出装置の導光体、１５２は第２層の導光体１５１内に配置された散乱部、１４０は導光体１５１端面に配置された光検出手段、１５３は第１層の導光体１３５を透過してきた散乱部に進む光、１５４は第２層の散乱部１５２で散乱し、導光体１５１内を全反射して光検出手段１４０に向かう散乱し全反射して進む光、１５６は表示手段、１６４は表示装置の発した光が位置検出装置を透過する表示光、１６５は第１層の位置検出装置と第２層の位置検出装置の空間距離を保持する光学的吸収体による光を吸収する保持材、１６６は第２層の位置検出装置と表示手段との空間距離を保持する光学的吸収体による光を吸収する保持材である。
【０１２２】
位置検出装置の動作については前述の通りであるので説明を省略し、ここでは光を吸収する保持材１６５及び１６６の動作について説明する。
【０１２３】
光を吸収する保持材１６５及び１６６は赤外光を吸収する材料で網点状又に構成されており、その厚みは均一になっている。
【０１２４】
第２層の位置検出装置内での光を例に説明すると導光体１５１内の散乱部１５２で散乱した光は導光体１５１内を全反射し伝播する。その全反射光は、導光体１５１に近接した領域においてもエバネッセント光として導光体１５１外の近接場に存在する。しかし光を吸収する保持材１６５及び１６６は赤外光を吸収する材料で構成されており、赤外光は吸収されて光を吸収する保持材１６５、１６６では散乱せず導光体１５１の外部には飛び出さない。また接触した光を吸収する保持材１６５及び１６６は光を吸収する材料でありこの部分より導光体１５１内に光が進入することもない。したがって光を吸収する保持材１６５、１６６は検出に対し悪影響を与えることなく、導光体１５１、第１層の位置検出装置及び導光体１５１と表示装置１５６の距離を保持することができる。また光を吸収する保持材１６５及び１６６は網点状に配置されているため、発光手段１３４の光が第２の位置検出装置に到達するのを妨げない。また表示素子の光が位置検出装置を透過し観測者に向かうのも妨げず表示装置として機能することが可能である。
【０１２５】
また、光を吸収する保持材１６５及び１６６は同様に網目状の構造であっても同様な効果をえることができ、かつ、網状の一体物として準備でき組立性が良い。
【０１２６】
このように、光を吸収する材料で導光体と導光体及び導光体と表示手段あるいは導光体とフィルタ、フィルタと表示手段やスクリーンの間に配してもよく、光の吸収体を網点状や網目状に構成した保持材を設けることにより、発光手段の位置検出に悪影響を与えず、導光体と表示装置の空間距離を保持することができ堅牢で精度の良い検出装置及び表示装置が構成できる。
【０１２７】
ここで保持材は網点状で説明したが、導光体と導光体及び導光体と表示手段の距離を確保し、かつ保持材の存在する間より赤外光が位置検出手段に到達する構成であればよく、網目状であっても同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
このように、光の透過性をもつ本発明の位置検出装置を表示装置と組み合せることにより、表示画像をコンピュータ出力でガイドし多様な組合わせの入力装置として使用でき、且つ入力の情報をコンピュータで処理し、表示することによって入力情報の確認を行うことができる効果的で使用の容易な入力装置が実現できる。
【０１２９】
また、光の透過性をもつ本発明の位置検出装置を表示装置と組合わせ、記載ペンの位置を座標として検出し、記載ペンの軌跡を組み合せた表示装置により、文字情報や図形として表示することにより筆跡や軌跡の入力情報の効果的な入力装置が実現できる。
【０１３０】
また、本発明の位置検出装置は大型の入力装置が可能であるので、掲示板や電子黒板として構成ができる。
【０１３１】
（実施の形態１６）
１６７は電子黒板装置、１６８は被検出物の位置データーを取り込み、表示データーを投射部１７０に出力するパソコン、１６９は接続ケーブル、１７０は投射部、１７１は投射する画像を反射する第１の鏡、１７２は投射する画像を反射する第２の鏡、１７３はスクリーン、１７４は本発明に係わる上記実施の形態で説明した位置検出装置、１７５は被検出物である記載用ペンであり内蔵したスイッチにより発光を断続できる。１７６は位置検出装置１７４の検出データーをパソコンに入力するケーブルである。
【０１３２】
次に上述の電子黒板の動作を説明する。
【０１３３】
位置検出に用いる位置検出装置１７４は、上記実施の形態で説明した位置検出装置が配置されている。ここでは実施の形態１０で説明した位置検出装置で説明する。スクリーン１７３は表面がマット処理されているため光を散乱する。その為スクリーン１７３は投射部１７０より画像を投射すると、第１、第２の鏡１７１及び１７２で反射され、画像はマット面に結像、散乱される。本発明の位置検出装置はスクリーンの前面に配置されている光を透過する為、観察者側から見る事ができる。すなわち本発明に関わる構成により本電子黒板はスクリーンとしても使用することができ、このように通常は表示装置としても使用できる。
【０１３４】
また、記載用ペン１７５を用いて記載内容を表示する場合はパソコン１６８とあわせて使用する。ペンである被検出物１７５を位置検出装置１７４の導光体表面上に接触させてスイッチにより発光させると、発光の軌跡に応じ、位置検出装置１７４は、記載用ペン１７５の座標を平面上の軌跡として検出できる。この軌跡を接続したパソコン１６８により、文字情報としてプロジェクタに出力すれば、電子黒板に記載された文字や図形として視覚的に表示される。
【０１３５】
このように検出した電子ペンの位置を軌跡データとしてパソコン１６８に取り込み記載データとしパソコン１６８に取り込まれたデータ−を併用する投射部１７０を通じて投射するとともに、必要に応じて、プリンタ等により紙に印字したり電子データーとして電子媒体に記録することができる。また、電子ペンの発する光は赤外光であり、位置検出手段が赤外光に感度をもつ光検出手段であるので投射部１７０により投射された可視光の表示データーと容易に分離でき、確実に画面上の電子ペンの位置を特定できる。
【０１３６】
また、導光体の内部又は表面に散乱部をもつ位置検出装置１７４を位置検出装置として用いると散乱部はスクリーンの働きを兼ねることができる。このように本発明の位置検出装置は投射装置の表示のスクリーンとしても使用可能な入力装置として機能することができる。
【０１３７】
また、このとき前記実施の形態１から５の位置検出装置を第１層に採用すれば、ペンである被検出物１７５が導光体に機械的に接触したときペンによる第１層目の全反射光は発生するので、記載すべき筆跡の部分のみ赤外光を散乱させることができ、発光を受光した部分のみを軌跡データーとする事ができる。これにより、筆跡部分と単なるペンの移動状態とを簡単に分離することができ、特別のスイッチ等を必要とせず文字及び図形として赤外光の発光位置を軌跡データーとすることができ、通常紙等に筆記するのと同様の操作でよく利便性がよい。
【０１３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、内部に光を吸収する複数の板状の光学的吸収体を平行に配置した導光体と、導光体端面に光を感知する光検出手段を配し、板状の導光体表面に光を発する被測定物を接触させたとき、導光体内を板状の光学的吸収体と平行の方向に全反射伝播した光を前記光検出手段で受光し被検出物の位置を検出する位置検出方法であって導光体に接触した発光手段の位置を効率よく検出できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における位置検出装置を示す構成図
【図２】図１の位置検出装置における赤外光の伝播を示す上面図
【図３】本発明の実施の形態２における位置検出装置を示す上面図
【図４】本発明の実施の形態３における位置検出装置を示す上面図
【図５】本発明の実施の形態４における位置検出装置を示す上面図
【図６】本発明の実施の形態５における位置検出装置を示す上面図
【図７】本発明の実施の形態６における位置検出装置内を光の進む方向と直交する面から見た断面図
【図８】図７の位置検出装置における赤外光の反射を光の進む方向に沿って見た断面図
【図９】本発明の実施の形態７における位置検出装置を示す断面図
【図１０】本発明の実施の形態８における位置検出装置を示す断面図
【図１１】本発明の実施の形態９における位置検出装置を示す断面図
【図１２】本発明の実施の形態１０における位置検出装置を示す断面図
【図１３】本発明の実施の形態１１における位置検出装置及び表示装置を示す断面図
【図１４】本発明の実施の形態１２における位置検出装置及び表示装置を示す断面図
【図１５】本発明の実施の形態１３における位置検出装置及び表示装置を示す断面図
【図１６】本発明の実施の形態１４における位置検出装置及び表示装置を示す断面図
【図１７】本発明の実施の形態１５における位置検出装置が有する導光板を示す側面図
【図１８】本発明の実施の形態１６において実施の形態１から実施の形態１５の位置検出装置を電子黒板として使用する際の電子黒板構成図
【図１９】従来のインタラクティブ電子黒板装置使用時の構成図
【符号の説明】
１０１  位置検出装置としての導光体
１０２  光学的吸収体
１０３  光検出手段
１０４  発光手段
１０５  全反射光の進む方向
１０６  減衰する光の進む方向
１０７  反射体
１０８  反射し進む光の方向
１０９  導光体
１１０  光学的吸収体
１１１  全反射光の進む方向
１１２  減衰する光の進む方向
１１３  導光体
１１４  反射体
１１５  光の進む方向
１１６  反射光の進む方向
１１７  導光体
１１８  溝
１１９  全反射光の進む方向
１２０  減衰する光の進む方向
１２１  導光体
１２２  発光手段
１２３  散乱部
１２４  光検出手段
１２５  赤外光
１２６  光の進む方向
１２７  散乱部に進む光
１２８  全反射して進む光
１２９  全反射して進む光
１３０  散乱部
１３１  散乱部に進む光
１３２  全反射して進む光
１３３  全反射して進む光
１３４  発光手段
１３５  導光体
１３６  光学的吸収体
１３７  全反射して進む光
１３８  導光体
１３９  散乱部
１４０  光検出手段
１４１  散乱部に進む光
１４２  全反射して進む光
１４３  赤外光ＬＥＤである発光手段
１４４  導光体
１４５  光学的吸収体
１４６  散乱部
１４７  散乱部に進む光
１４８  上下の面で全反射して紙面に対し垂直な方向に進む光
１４９  散乱部に進む光
１５０  散乱部で散乱した光
１５１  導光体
１５２  散乱部
１５３  散乱部に進む光
１５４  散乱し全反射して進む光
１５５  透過光
１５６  表示装置
１５７  表示光
１５８  投影スクリーン
１５９  投射映像光
１６０  表示光
１６１  ハイパスフィルタ又は帯域フィルタ
１６２  表示光
１６３  ローパスフィルタ又は帯域フィルタ
１６４  表示光
１６５  光を吸収する保持材
１６６  光を吸収する保持材
１６７  電子黒板装置
１６８  パソコン
１６９  接続ケーブル
１７０  投射部
１７１  第１の鏡
１７２  第２の鏡
１７３  スクリーン
１７４  位置検出装置
１７５  記載用ペン（被検出物）
１７６  ケーブル
２０１  電子黒板の構造体
２０２  電子黒板の操作部
２０３  電子黒板の記載面
２０４  キャスター機構
２０５  超音波受信部
２０６  赤外光受信部
２０７  電子ペン
２０８  投射装置
２０９  パソコン
２１０  吸収体又は吸収遮蔽体及び反射体
【図１】
2004338168.tif 000003
【図２】
2004338168.tif 000004
【図３】
2004338168.tif 000005
【図４】
2004338168.tif 000006
【図５】
2004338168.tif 000007
【図６】
2004338168.tif 000008
【図７】
2004338168.tif 000009
【図８】
2004338168.tif 000010
【図９】
2004338168.tif 000011
【図１０】
2004338168.tif 000012
【図１１】
2004338168.tif 000013
【図１２】
2004338168.tif 000014
【図１３】
2004338168.tif 000015
【図１４】
2004338168.tif 000016
【図１５】
2004338168.tif 000017
【図１６】
2004338168.tif 000018
【図１７】
2004338168.tif 000019
【図１８】
2004338168.tif 000020
【図１９】
2004338168.tif 000021