(57)【要約】【課題】表示装置と座標入力装置を組み合わせた入出力一体の装置において、例えば操作者の影によって表示情報が欠落する場合であっても、直感的な操作で情報を追記する事ができる操作性に優れる座標入力装置を提供する。【解決手段】検出座標値と基準座標値との差分を出力する座標入力装置であって、指示具の動作状態、或いは位置情報に基づき、基準座標を設定する手段を有し、スイッチ操作等の特別な作業をすることなく、任意の座標入力位置で、表示画面上の所望の位置に入力した情報を表示できるように構成した。【選択図】        図１
2004272636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指示具の位置検出座標値の座標値処理方法であって、
連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段と、
指示具の動作状態に応じて、前記連続的に座標が出力されている間に最初に有効となる座標値を基準座標として更新、記憶するかを決定する決定手段と、
決定手段が基準座標値を更新すると判断した場合には、前記連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値を新たに基準座標値として更新、記憶する記憶手段と、
前記連続的に座標が出力されている間、検出座標値と前記記憶手段に記憶されている基準座標との差分値を出力する座標値処理手段を有する事を特徴とする検出座標値の処理方法。
【請求項２】
指示具に設けられた第一、及び第二のスイッチ手段を動作させる事によって、前記指示具の位置検出動作を実行する座標入力装置であって、連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段と、
座標値が連続的に検出されている状態が第一、もしくは第二のスイッチ手段によるものかを判定するスイッチ判定手段と、
前記スイッチ判定手段の判定結果に基づき、格納されている基準座標値を更新、記憶するかを決定する決定手段と、
決定手段が基準座標値を更新すると判断した場合には、前記連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値を新たに基準座標値として更新、記憶する記憶手段と、
前記連続期間中に検出された座標値と前記格納されている基準座標値の差分値を出力する出力手段を有する事を特徴とする座標入力装置。
【請求項３】
指示具の２次元、もしくは３次元の位置座標検出可能な座標入力装置であって、
連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段と、
座標値が連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値に基づき、格納されている基準座標値を更新、記憶するかを決定する決定手段と、
決定手段が基準座標値を更新すると判断した場合には、前記連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値を基準座標値として更新、記憶する記憶手段と、
前記連続期間中に検出された座標値と前記格納されている基準座標値の差分値を出力する出力手段を有する事を特徴とする座標入力装置。
【請求項４】
表示装置と組み合わせることによって、入出力一体の装置を構成する事ができる、指示具の３次元（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）位置座標検出可能な座標入力装置であって、
表示装置の表示面をＸＹ平面（Ｚ＝０）、その鉛直方向をＺ軸と定義すれば、
前記入出力一体の連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段と、
座標値が連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値のＺ軸情報に基づき、格納されている基準座標値を更新、記憶するかを決定する決定手段と、
決定手段が基準座標値を更新すると判断した場合には、前記連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値を基準座標値として更新、記憶する記憶手段と、
前記連続期間中に検出された座標値と前記格納されている基準座標値の差分値を出力する出力手段を有する事を特徴とする座標入力装置。
【請求項５】
前記請求項４記載の空間（３次元）位置座標を検出して出力する座標入力装置は、空中を伝播する音波を検出する事によって、指示具の３次元位置座標を検出する事を特徴とする座標入力装置。
【請求項６】
前記請求項２、３、４いずれか記載の座標入力装置であって、
連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段は、座標入力装置が座標値を出力するタイミングを監視することによって判定する事を特徴とする座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示システムと組み合わせて使用することにより、入出力一体の装置を構成することができる座標入力装置に関する。より詳しくは、ディスプレイの画面に指示具によって直接座標を入力することにより、外部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に関する。さらには、ディスプレイの画面から離れた位置において、指示具によって座標を入力する事によって、ディスプレイに表示されている例えばカーソルの位置を移動したり、外部接続されたコンピュータを制御することができる検出座標値の処理方法、及び座標入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、あるいはプロジェクター等の表示装置の表示面に、座標を入力することができる座標入力装置を重ねて配置し、操作者が行ったポインティング、或いは筆記による筆跡をディスプレイに表示し、あたかも、紙と鉛筆のような関係を実現することができる装置が知られている。座標入力装置としては、抵抗膜方式をはじめ、静電方式、ガラス等の座標入力面に超音波を伝播させる超音波方式等、透明な入力板を有するものや、光学式、あるいは空中に音波を放射することで位置を検出する方式、さらには電磁誘導（電磁授受）方式の様に、表示装置の裏側に座標算出のための機構を配置し、表示装置の前面に透明な保護板を配置して、入出力一体の情報機器を構成している物も有る。
【０００３】
この様な機器は、携帯性を有する小型の電子手帳に始まって、ペン入力コンピュータ等、表示デバイスの大型化に伴って、比較的大きなサイズの情報機器も見られるようになった他、フロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、あるいはＰＤＰ等の大型の表示装置と組み合わせて、例えばプレゼンテーション装置、ＴＶ会議システム等に利用され始めている。この大型の液晶ディスプレイやＰＤＰディスプレイは、現在も画質の改善、低コスト化が進められている他、衛星放送等のデジタル化に伴い、テレビの仕様形態も過渡期の状態に入りつつある。
【０００４】
また、これらの大型表示装置は、例えばオフィスにおいて使われていたホワイトボード、あるいは電子黒板にとって変わり、パソコン内にあらかじめ用意した資料用データを大画面ディスプレイに表示させることで、会議用途、打ち合わせ用途に使われ始めている。その場合、表示用ディスプレイに表示された情報は、ホワイトボードの如く、操作者、あるいは出席者により表示情報を更新するために、直接画面をタッチすることで、パソコンを制御して、例えば表示スクリーンの表示内容を切り替えることができるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の座標入力装置において、抵抗膜方式、静電方式等の座標入力装置は、完全に透明な入力板を構成することが困難であり、表示装置の画像の質を低下させると言う問題が生じる。さらには、ガラス等の伝播体を必要とする超音波方式では、例えば室内で用いる際の蛍光灯の映りこみを防止するために、そのガラスの表面を光学的に処理する必要があり、画像の画質を維持すると言う点で大幅なコストアップが避けられない。また電磁誘導方式は、表示面の裏側にマトリックス上の電極を配置し、入力ペンとの間で電磁的な信号の送受を行うので、表示装置が大型化し装置の厚みが増すと、原理的に座標算出が困難なものとなる上に、会議用途、あるいはプレゼン用途といった大型の座標入力装置を構成する場合には、非常にコストの高い装置となってしまう欠点を有する。
【０００６】
また、大型の表示システムを採用した場合には、大勢の聴衆が鑑賞することが想定され、画像の視野角、あるいはコントラスト等は十分な性能が要求される。従って、これらの大型表示システムと座標入力措置を組み合わせる場合には、十分な低コストで精度良く座標算出が可能となるばかりでなく、表示装置の画質を劣化させないと言うことが重要な要件となる。
【０００７】
さらには、この種の大型の入出力一体のシステムを考慮した場合、大勢の参加者を想定した打ち合わせ、あるいはネットワーク時代を考慮すれば、操作者が直接画面をタッチすることでパソコンを制御し、操作者が必要な情報を適宜表示したりする事ができる構成は、操作者（プレゼン発表者）にとって、操作性という観点で優位である。また大勢の参加者である聞き手は、操作者が直接画面の情報を操作することで、操作者の指示ポイント、操作者の表情やジェスチャー等の情報を、画面に表示されている情報と共に同時に得られるので、より理解を深める事が可能となる。しかしながらこの種の大型の表示装置に操作者が指示等のアクションを行えば、操作者の移動にともない画面の情報がさえぎられ、特にフロントプロジェクタ、ＯＨＰ等の投射タイプの表示装置を採用しているシステムでは、画像が大きく歪むことになるので、見難いと言う観点で大きな障害となり得る。
【０００８】
こうした光路をさえぎる等の不都合を解消する方法として、操作者が指示具を用いて、その場においてマウス的な動作（絶対座標でなく、相対座標で例えばカーソルを移動する動作）を実行する事で、現状のカーソル位置から所望の位置にカーソルを移動させていく方法がある。
【０００９】
マウス的動作とは、パーソナルコンピュータのカーソル位置制御手段として近年常用されている『マウス』の操作性を指し、小さな操作領域において、マウスの上下運動と反復動作により、表示画面全域にカーソルを移動させる事ができる。この時の座標値処理方法について記せば、表示画面上の座標系において、ある時点におけるカーソルの位置が（Ｘ１、Ｙ１）と仮定すれば、例えばボールの回転によりマウスの移動量を検知する方式では、ボールの回転をＸ方向、Ｙ方向の移動量に分解し、回転に応じた距離情報（ΔＸ、ΔＹ）を検出して、その信号に基づき、カーソルの位置を（Ｘ１＋ΔＸ、Ｙ１＋ΔＹ）の位置に移動させる事ができる。
【００１０】
このことを座標入力装置で実現しようとするならば、まず操作者による動作によって、ある時点における指示具の座標値（Ｘ１、Ｙ１）を検出したと仮定し、その後、指示具を移動させて座標値（Ｘ２、Ｙ２）を座標入力装置が検出したとすれば、その移動量は（ΔＸ、ΔＹ）である（ΔＸ＝Ｘ２−Ｘ１、ΔＹ＝Ｙ２−Ｙ１）。この移動量（ΔＸ、ΔＹ）分を、現状の任意のカーソル位置からの移動量としてカーソルを移動させれば、操作者の意図（方向とその移動距離が指示具の移動方向と移動量に等しい）に応じてカーソルを移動させる事ができる。つまり大画面の所定位置に直接指示具を位置せしめなくても、操作者がその場にいて、カーソルを所定位置に移動させる事が可能となるのである。
【００１１】
一方、座標入力装置としては、画面を直接タッチする事で文字入力、描画（あたかも紙と鉛筆の様な関係で、指示具を移動させる事でそのエコーバックとしてその移動個所に筆跡が残る構成）、あるいはアイコンをダブルクリックする等の動作によるコマンド生成は重要な機能で有る。つまり、この種のシステムにおいては、絶対座標を出力する動作モードは必須であり、上述した相対的な動作と両立させる事は重要な課題である。このモードを切り替える方法としては、種々の構成が開示されており、例えば特開平４−２９９７２４号公報に示されるように表示領域を分割して絶対座標を入力できる領域と相対座標を入力できる領域に分割する方法や、特開平５−２９８０１４号公報、或いは特開平１０−３３３８１７号公報に示されるように相対／絶対座標入力切替手段を設ける方法、アプリケーションに応じて自動的に切り替える方法が開示されているが、上記従来例における操作性は、使いこなすのに熟練を要すばかりか、操作上の制約が多く、使い勝手の良い構成とは言えない。
【００１２】
さらには、上記フロントプロジェクタ、ＯＨＰ等の投射タイプの表示装置を採用しているシステムにおいて、操作者による指示具の操作により、例えば表示画面に文字、図形等を追記する場合を考えると、指示具、あるいは指示具を持つ操作者の手、腕等により、情報を入力しようとする部分は影となって、現状映し出されている情報を視覚することはできないのが通例である。つまり、現状映し出されている例えば文字情報にアンダーラインを指示具の操作により追記しようとする場合、その文字情報は、前述の影により認知する事ができず、影になっていない周辺の部分の表示情報から推測して、つまり操作者の感によって目的を達成する事になる。従って、正確な位置に情報（この場合はアンダーライン）を追加する事ができず、特に細かい図形を追記しようとする場合には、全くその目的を達成する事ができないと言う課題を有する。
【００１３】
この、『入力する部分の画像が影となって見えない』と言う課題に対して、例えば特開平１０−１４９２５３号公報に示されるように絶対座標に対するオフセット値を設定する方法が知られている。つまり指示具の位置座標に所望のオフセット値を設定する事で、カーソルの位置を指示具の位置から一定距離離れた方向に表示させ、そのカーソルの動きをみながら、文字、図形を入力するものである。つまり、指示具を操作する領域は陰になって表示情報を得る事はできないが、その領域から離れた位置に表示されているカーソルの動きを視認して、文字、図形等の入力を可能とするものである。
【００１４】
ここで考慮しなければならないのは、表示されている情報に文字等を追記する場合、表示されている情報の位置と関連性を持たせて、図形、文字を入力しようとするので（例えば、表示されている文字の下側にアンダーラインを追記する等）、まず操作者は情報を追記したい画面上の位置をまず決めるのであって、指示具を操作させる場所をまず決めるのではないと言う点である。つまり、上記従来例は任意でオフセット量を設定する手段を有するが、操作者が行う動作は、次のような手順となる。
手順１）指示具の操作位置を決める。
手順２）オフセット量を調整／設定してカーソルを所望の位置に移動させる。
手順３）指示具による動作で所望の情報を追記する。
【００１５】
つまり操作者は、入力動作を実施する前に、操作領域の設定とオフセット量の設定を行わなければならない。従って、オフセットの設定の最中に基準となる指示具の位置が固定できていなければ、誤差が発生するし（所望の位置に情報を追記できない）、逆に指示具の位置を固定しながらのスイッチ操作は非常に困難であり、使い勝手に優れるとはとても言えない。
【００１６】
さらには、この種の大型の表示装置を有するこの種の座標入力装置に有っては、その使用目的が『会議』『プレゼン用途』が主である事を考慮すると、その操作者はその装置に不慣れであると言う事が十分に考えられる。つまり、多くの人が交代で使う会議室に設置されたものとすれば、定期的に打ち合わせをその会議室で行っている参加者以外は、『装置の使い勝手を良く知っている』とは言えず、たまたまその会議室で会議を開催した参加者であっても、直感で指示具を操作できることが重要である。つまり、上記で説明したような従来例にあっては、光路を遮断する事で発生する障害を回避することはできても、実用上、誰でもが間単に使えると言う構成にはなっていなかった。
【００１７】
一方、この種の大型の入出力一体のシステムを考慮した場合、上述したような操作者が直接画面をタッチしたりすることでパソコンを制御するばかりでなく、例えば画面を見ながら発表内容を聞いている会議参加者が、質問、或いは反論のための証拠資料を開示できるように、画面から離れた位置においても、画面を操作したり、必要に応じてネットワークより情報を引き出せるような構成になるのが好ましい形態であると言える。
【００１８】
さらには、『大画面』ディスプレイを用いたプレゼンテーションを考慮すると、発表者（操作者）は映し出された画像全体を認知しようと、大画面であるがゆえに『画面より離れた位置』に『無意識』に立つのが通例である。このことは、ＯＨＰ等のプレゼンで明らかなように、その距離は画像サイズが大きくなればより長くなる。その際、画像を指示する手段としては、聞き手の視線をさえぎらない『指し棒』、『レーザポインタ』が常用され、大画面を用いたプレゼン用途では、その場（画像から離れた位置）で画面操作（表示情報の制御、所望位置の指示等）ができるのが好ましい形態と言える。
【００１９】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、表示装置と座標入力装置を組み合わせた入出力一体の装置において、例えば操作者の影によって表示情報が欠落する場合であっても、直感的な操作で情報を追記する事ができる操作性に優れる検出座標値の処理方法、及び座標入力装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明は次のような構成からなる。
【００２１】
指示具の位置検出座標値の座標値処理方法であって、連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段を有し、指示具による座標入力が継続的に行われているかを判定する。この継続的に座標入力が行われている間に、最初に有効となる座標値を基準座標値の候補として選択し、この基準座標値の候補を基準座標として採用するかを、指示具の動作状態に応じて決定する。具体的に指示具の動作状態とは、『指示具のどのスイッチ手段が動作しているか』或いは『指示具の位置』によって決定するものである。基準座標の候補を採用しない場合には、継続的に座標入力が行われている状態の前の段階で継続的に座標入力が行われている間採用された基準座標をそのまま保持し、採用する場合には、基準座標の候補を基準座標として更新、記憶する様に構成する。記憶された基準座標と、継続的に座標が出力されている期間、検出座標値と基準座標との差分値を出力する様に構成したものである。
【００２２】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００２３】
（１）指示具の位置検出座標値の座標値処理方法であって、連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段と、指示具の動作状態に応じて、前記連続的に座標が出力されている間に最初に有効となる座標値を基準座標として更新、記憶するかを決定する決定手段と、決定手段が基準座標値を更新すると判断した場合には、前記連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値を新たに基準座標値として更新、記憶する記憶手段と、前記連続的に座標が出力されている間、検出座標値と前記記憶手段に記憶されている基準座標との差分値を出力する座標値処理手段を有する事を特徴とする検出座標値の処理方法。
【００２４】
（２）指示具に設けられた第一、及び第二のスイッチ手段を動作させる事によって、前記指示具の位置検出動作を実行する座標入力装置であって、連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段と、座標値が連続的に検出されている状態が第一、もしくは第二のスイッチ手段によるものかを判定するスイッチ判定手段と、前記スイッチ判定手段の判定結果に基づき、格納されている基準座標値を更新、記憶するかを決定する決定手段と、決定手段が基準座標値を更新すると判断した場合には、前記連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値を新たに基準座標値として更新、記憶する記憶手段と、前記連続期間中に検出された座標値と前記格納されている基準座標値の差分値を出力する出力手段を有する事を特徴とする座標入力装置。
【００２５】
（３）指示具の２次元、もしくは３次元の位置座標検出可能な座標入力装置であって、連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段と、座標値が連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値に基づき、格納されている基準座標値を更新、記憶するかを決定する決定手段と、決定手段が基準座標値を更新すると判断した場合には、前記連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値を基準座標値として更新、記憶する記憶手段と、前記連続期間中に検出された座標値と前記格納されている基準座標値の差分値を出力する出力手段を有する事を特徴とする座標入力装置。
【００２６】
（４）表示装置と組み合わせることによって、入出力一体の装置を構成する事ができる、指示具の３次元（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）位置座標検出可能な座標入力装置であって、表示装置の表示面をＸＹ平面（Ｚ＝０）、その鉛直方向をＺ軸と定義すれば、前記入出力一体の連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段と、座標値が連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値のＺ軸情報に基づき、格納されている基準座標値を更新、記憶するかを決定する決定手段と、決定手段が基準座標値を更新すると判断した場合には、前記連続的に検出される連続期間中に最初に有効となった座標値を基準座標値として更新、記憶する記憶手段と、前記連続期間中に検出された座標値と前記格納されている基準座標値の差分値を出力する出力手段を有する事を特徴とする座標入力装置。
【００２７】
（５）前記（４）記載の空間（３次元）位置座標を検出して出力する座標入力装置は、空中を伝播する音波を検出する事によって、指示具の３次元位置座標を検出する事を特徴とする座標入力装置。
【００２８】
（６）前記（２）、（３）、（４）いずれか記載の座標入力装置であって、連続的に座標が検出されているかを判定する判定手段は、座標入力装置が座標値を出力するタイミングを監視することによって判定する事を特徴とする座標入力装置。
【００２９】
【発明の実施の形態】
まず本願発明の座標処理方法を採用した座標入力装置の概略を説明する。
【００３０】
図１は本願発明の座標処理方法を採用した３次元（空間）座標検出可能な座標入力装置の概略構成を示すものである。図中、４は筆記具であるところの座標入力ペンであって、操作者による座標入力動作により空中に音波を発生するように構成されている。発生した音波は複数の検出センサ３（本実施例の場合、４個の検出センサ３＿Ｓａ〜Ｓｄを使用する）により検出され、後述する方法により信号波形検出回路２で処理された後、演算制御回路１によって、指示具４の発信源位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出するように構成されている。演算制御回路１は装置全体を制御するとともに、得られる座標データを基に、ディスプレイ駆動回路７を介して、ディスプレイ６に表示されているカーソルを移動したり、あるいは筆記等の手書き情報をディスプレイ６に表示、追記できるように構成されている。
【００３１】
以上のように、座標入力装置と表示装置を組み合わせることで、あたかも『紙と鉛筆』の様な関係を実現することができるマンマシンインターフェースを提供することが可能となる。
【００３２】
図２は本願発明を実施する指示具４の構成について説明する説明図であって、指示具４内に内蔵された音波発生源４３は、ペン電源４６、およびタイマと発振回路、並びに指示具４に具備されている複数のスイッチ動作情報を検知して制御する制御回路等で構成された駆動回路４５によって駆動される。音波発生源４３の駆動信号は、タイマによって発せられる所定の周期で繰り返すパルス信号であって、発振回路により所定のゲインで増幅された後、音波発生源４３に印可される。この電気的な駆動信号は音波発生源４３によって機械的な振動に変換され、空中にそのエネルーギーを放射することになるが、その一方で、前述音波の放射タイミングと同期した信号を、ＬＥＤ等の発光手段４４より出力する。
【００３３】
なお本実施例における指示具４は、筆記具であるところのペン先端部を押圧することで動作するペン先スイッチ（ＳＷ）４１、並びに指示具４の筐体に設けられた複数のペンサイドスイッチ（ＳＷ）４２を具備する。このいずれかのスイッチが動作する事によって、指示具４から所定周期で信号を放射する事になる。従って所定周期毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎、その場合、１秒間あたりに音波を１００回放射するので、本座標入力装置の座標出力サンプリングレートは、１００回／秒となる）に駆動回路４５は、指示具４内の音波発生源４３を駆動させる信号を出力し、空中に音波とタイミング信号であるところの光信号を放射することになるが、音波は音源と各検出センサ３＿Ｓａ〜Ｓｄ迄の距離に各々応じて遅延し、到達、検出されることになる。この種の座標入力装置は、指示具４の音波発信源と各検出センサ３間の距離を、音波の既知の音速と、その到達時間の積により各々導出し、各検出センサの位置情報を用いて幾何学的に前述音波発信源の位置情報を得ることを基本としたシステムである。
【００３４】
そこで、この音波の到達時間を検出する方法、並びに種々の制御信号の生成について説明する。図３は到達時間検出方法を説明するためのタイミングチャートであり、図４はそれを実現するための回路ブロック図である。符号１０１は指示具４内の駆動回路４５で発生した駆動信号であり、駆動信号１０１を発生するとともにスタート信号を生成するために赤外ＬＥＤ等の発光手段４４から光信号を放出する。この光信号は受光素子５（図１、図４参照）によって受光され、信号波形検出回路内２内の制御信号検出回路２１１で復調され、制御信号検出回路２１１にて指示具４からの音波の放射タイミング信号を生成し、マイクロコンピュータ３０１に出力して、演算制御回路１内のタイマ３０３をスタートさせる。また制御信号検出回路２１１は、ペンスイッチ情報、あるいは『連続入力』の状態にあるかどうかを判定し、その信号を演算制御回路１に出力する。
【００３５】
先に述べた通り、指示具４は、筆記具であるところのペン先端部を押圧することで動作するペン先スイッチ（ＳＷ）４１、並びに指示具４の筐体に設けられた複数のペンサイドスイッチ（ＳＷ）４２を具備しており、そのいずれかが動作する事で座標入力ペンの位置座標を検出するものであるが、制御信号検出回路２１１は指示具４のどのスイッチが動作をしているかを判定する事が可能な構成となっている。具体的には、指示具４がタイミング信号として放射する光信号にスイッチ情報を示す信号を重畳（その他に例えば座標入力ペンを識別するための識別コード等を重畳させる事も可能）させるのであるが、その情報を伝送する方法は、例えば連続するパルス列からなるリーダ部と、これに続くコード（メーカーＩＤなど）とからなるヘッダ部をまず出力し、その後ペンスイッチ信号等の制御信号などからなる送信データ列を予め定義された順序と形式に従って順次出力する。この方法はよく知られた方法（例えば赤外線を利用したリモコン等）であり、ここでの詳述は省略する。
【００３６】
またその他の方法としては、例えば所定周期毎に座標検出を行うこの種の座標入力装置の所定周期を変更し、その情報を検出する事で識別する事も可能である。座標入力装置が最大１００ポイント／秒、つまり１０ｍｓｅｃ毎に座標検出可能な仕様とすれば、ペン先ＳＷ４１が動作している場合には、例えば１００ポイント／秒で座標算出を行い、ペンサイドＳＷ４２が動作している場合には、８０ポイント／秒で座標算出する様に設定、つまり、各々その周期で指示具４から信号を放射することになるので、その周期を制御信号検出回路２１１で監視することによって、どのスイッチが動作しているかを判別することが可能となる。
【００３７】
さらには、図５のフローチャートを用いて、ペン／アップダウンについて説明すれば、まずステップＳ４０２でペン先スイッチ４１の状態を判定する。ペン先スイッチ４１がＯＮ状態とは、座標入力面であるディスプレイ６上に座標入力ペンが位置し、操作者によってまさに座標入力が行われ、筆跡を入力しようとする状態（ペンダウン状態）であり、画面上に表示された筆跡は、操作者による筆記動作に対して忠実に再現される。また例えばペン先スイッチを所定時間内に２回動作させた場合、座標入力装置の座標サンプリングレートを参照しながら、信号を受信した時間、間隔、あるいは座標を算出しているタイミング等を監視することで、マウスのダブルクリック動作を認識するように構成されている。
【００３８】
一方ステップＳ４０２でペン先スイッチが動作していない（ＯＦＦ状態）場合は、ステップＳ４０３〜Ｓ４０５において、ペンサイドスイッチの状態を判別する。本願発明の実施例においては、指示具４にはペンサイドスイッチ４２＿ａ、４２＿ｂの２個のサイドスイッチ４２が具備されており、少なくともどちらか一方がＯＮ状態にあれば、ペンアップ状態、その両者がＯＮ状態となっていればペンダウン状態として動作するように構成されている。
【００３９】
この様にペン先スイッチ４１がＯＦＦ状態、かつ少なくともどちらかのサイドスイッチ４２が動作状態となる具体的想定使用例は、操作者が座標入力面であるところのディスプレイから離れた位置で、画面を制御しようとしている場合であって、離れた位置で例えばカーソルを所望の位置に移動したり、筆跡を入力しようとする場合である。つまり少なくとも一方のサイドスイッチ４２が動作している場合は、操作者は画面上に示されているカーソルを移動することができ（ペンアップ）、その両者が動作している場合には、カーソルの移動を筆跡として残すことができるような状態（ペンダウン）を実現することができるのである。つまり座標入力装置が座標を算出する際に、ペンの状態（ペンアップ、ペンダウン）を情報として同時に出力することができる様に構成してあるので、その情報を基にパソコン等に格納されている制御ソフト、或いはアプリケーションソフト等によって、所望の動作を実現することができるのである。
【００４０】
また、『少なくとも一方のサイドスイッチ』、或いは『両者のサイドスイッチ』と言うことでその状態を区別した意図は、利き腕を考慮した結果である。つまり、図２に示すように、本願発明の座標入力ペンのサイドスイッチ４２は、指示具４の対称軸に対称に、しかも隣接するように配置してあるので、右利き、左利きの区別無く、同一の動作で同一の効果が得られるように構成したものである。サイドスイッチの他の実施例としては、２段スイッチ、つまりスイッチのキートップを押圧することで１段目のスイッチが動作し、さらに押圧することによって２段目のスイッチが動作するスイッチを用いることによって、同様の効果も得られる。
【００４１】
一方、指示具４のいずれかのスイッチが動作している状態は、常に所定周期での座標算出、つまり指示具４から信号が所定周期で放出されている状態である。従って、このタイミング信号であるところの光信号を所定周期毎に検出できるかどうかによって、最初の座標を検知した状態から、『連続的／継続的に座標が入力されている状態』にあるのか、『連続的に座標入力が行われている状態が中断した状態』にあるのかを判定することができる。つまり、制御信号検出回路２１１のスタート信号の発生タイミングを監視（座標サンプリングレートを１００回／秒とすれば、０．０１秒毎にスタート信号が発生する）する事によって、『連続入力』の状態にあるかどうかを判定する。
【００４２】
その他の方法としては、直接超音波信号（例えば図３における信号１０２）の到達間隔（この場合は、指示具４の移動を伴って指示具４とセンサ３の距離が絶えず変化するので、サンプリングレートに基づく時間（サンプリングレートを１００回／秒とすれば０．０１秒）に距離変化に伴なう音波の伝達時間の差が増減される。従って『約０．０１秒程度』の周期（理論的には０〜０．０２秒の範囲内に必ず信号が受信される）と言う表現になり、実用上０．０１秒以内におけるペンの最大移動量を鑑み、例えば０．０１５秒以内に信号が受信できたときには連続して座標入力が行われていると判定する）を監視することで実現する事も可能である。さらには、『連続入力』を判定する手段としては、所定時間を設定し、その所定時間内に信号（例えば本実施例の場合には、スタート信号であるところの光信号、もしくは、音波の到達信号）が検知されるか、あるいは座標値が検出されたかを判定しても良い。
【００４３】
以上述べたように、制御信号検出回路２１１は、上記方法に基づき『連続入力状態の判定』『スイッチの動作状態の判定』『ペンアップ／ダウンの判定』等を行い、その旨の信号を演算制御回路１に出力する様に構成される。
【００４４】
さて、空中に放射された音波は、前述音波発生源４３と検出センサ３間の距離に応じて遅延し、検出センサ３で検出されることになる。符号１０２は前置き増幅回路２０１で所定レベルまで増幅された検出センサ３で検出された検出信号を示す。この信号を絶対値回路及び、低域通過フィルタ等により構成されるエンベロープ検出回路２０３で処理をし、検出信号のエンベロープ１０３のみが取り出される。
【００４５】
このエンベロープに着目すると、その波形が伝播する音速は群速度Ｖｇであり、このエンベロープの特異な点、例えばエンベロープのピークやエンベロープの変曲点を検出すると、群速度Ｖｇに関わる遅延時間ｔｇが得られる。エンベロープのピーク、あるいは変曲点を検出するエンベロープ特異点検出回路２０６は微分回路、ゼロクロスコンパレータを用いて容易に検出が可能であり、本実施例では２階微分（変曲点検出）することによって信号１０６を形成し、閾値レベル１０４と信号１０３で比較されたゲート信号１０５を参照してエンベロープの変曲点を検出する（信号１０７）。この信号１０７を用いて前述したスタート信号により動作しているタイマ３０３をストップさせれば、群速度Ｖｇに関わる群遅延時間Ｔｇを検出することが可能となる（厳密に言えば、この群遅延時間Ｔｇには、波形処理に関わる回路の遅延分が含まれるが、後述する方法により、その影響は完全に除去される。よって、ここでは説明を簡略化するために、回路遅延時間は無いものとして説明を加える）。従って、音波発生源４３と検出センサ３間の距離Ｌは次式で求めることができる。
【００４６】
Ｌ＝Ｖｇ×Ｔｇ                        （１）
図６は本実施例の演算制御回路１の概略構成を示すブロック図で、各構成要素及びその動作概略を以下に説明する。図中３０１は演算制御回路１及び本座標入力装置全体を制御するマイクロコンピュータであり、内部カウンタ、操作手順を記憶したＲＯＭ、そして計算等に使用するＲＡＭ、定数等を記憶する不揮発性メモリ等によって構成されている。前述した通り、駆動回路４４により指示具４内の音波発生源４３の駆動タイミングと同期したスタート信号が、指示具４に内蔵された赤外ＬＥＤ等により光信号として放射され、その信号を制御信号検出回路２１１で検波することによって、演算制御回路１内のタイマ３０３（例えばカウンタなどにより構成されている）をスタートさせる。このように構成することで、指示具４内の音波発生源４３を駆動する駆動タイミングと、演算制御回路１内の例えばタイマとの同期が得られるので、音波発生源４３で発生した音波が、音波発生源４３から各検出センサ３各々に到達するのに要する時間を測定することが可能となる。
【００４７】
信号波形検出回路２より出力される各振動センサ３＿Ｓａ〜３＿Ｓｄよりの振動到達タイミング信号（符号１０７の信号）は、検出信号入力ポート３０６を介してラッチ回路３０４に各々入力される。ラッチ回路３０４＿ａ〜３０４＿ｄの各々は、対応するセンサよりのタイミング信号を受信すると、その時のタイマ３０３の計時値をラッチする。この様にして座標検出に必要な全ての検出信号の受信がなされたことを判定回路３０５が判定すると、マイクロコンピュータ３０１にその旨の信号を出力する。マイクロコンピュータ３０１がこの判定回路３０５からの信号を受信すると、ラッチ回路３０４＿ａ〜３０４＿ｂから各々の振動センサまでの振動到達時間をラッチ回路より読み取り、所定の計算を行って、指示具４の座標位置を算出することになる。この得られた座標値（絶対座標値）を後述する方法で処理した結果を、Ｉ／Ｏポート３０７を介してディスプレイ駆動回路７に出力し、ディスプレイ６の対応する位置に、例えばドット等を表示することができる様に構成した。またＩ／Ｏポート３０７を介してインターフェース回路に、座標位置情報を出力することによって、外部機器に座標値を出力することができる様に構成したものである。
【００４８】
さて検出された時間には、音波発生源４３と各検出センサ３まで音波が到達する時間に加えて、回路等による電気的な処理時間も含まれる。従って、ここでは、音波が伝播する時間以外に余分に計測される時間を除去する方法について説明する。前記ラッチ回路によってラッチされた群遅延時間Ｔｇには、群回路遅延時間ｅｔｇを含む。この回路遅延時間は、時間計測毎に同一の値を必ず含む。そこで、ある計測回路によって、音波発生源４３と検出センサ３間を伝播する際に計測された時間をｔ＊、その計測回路における回路遅延時間をｅ、実際に音波が音波発生源４３と検出センサ３間を伝播したのに要した時間をｔとすれば、
ｔ＊＝ｔ＋ｅ        −−−−−（２）
一方、音波発生源４３と検出センサ３間の距離が既知の距離Ｌｉｎｉにおける時間計測値をｔｉｎｉ＊とし、その計測回路における回路遅延時間をｅ、実際に音波が伝播した時間をｔｉｎｉとすれば
ｔｉｎｉ＊＝ｔｉｎｉ＋ｅ                        −−−−−（３）
よって
ｔ＊−ｔｉｎｉ＊  ＝ｔ−ｔｉｎｉ                −−−−−（４）
今、音波の音速をＶとすれば、
2004272636.tif 000003
よって求めるべき任意の音波発生源４３と検出センサ３間の距離Ｌは
Ｌ＝Ｖ×ｔ＝Ｖ×（ｔ＊−ｔｉｎｉ＊）＋Ｌｉｎｉ    −−−（６）
上記、既知の距離Ｌｉｎｉ、及びその距離における時間計測値ｔｉｎｉ＊を、出荷時等に不揮発性メモリ等に記憶することによって、任意の距離における音波発生源４３と検出センサ３間の距離を精度良く算出することが可能となる。
【００４９】
さて今、図７の様な座標系に検出センサ３＿Ｓａ〜３＿Ｓｄが配置された時、音波発生源４３の位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）を求める方法について説明する。上記の方法により正確に求められた振動発生源４３と各検出センサ３までの距離を各々Ｌａ〜Ｌｄ、Ｘ方向の検出センサ間距離をＸｓ−ｓ、Ｙ方向の検出センサ間距離をＹｓ−ｓとすれば、
【００５０】
2004272636.tif 000004
【００５１】
以上示したように少なくとも３個の振動発生源４３と検出センサ３までの距離が測定できれば、容易に音波発生源４３の位置座標を求めることが可能となる。本願発明の実施例では、検出センサを４個用いており、例えば、距離が最も遠い情報を使わず（この場合、検出センサ３で出力される信号は、距離が遠いために信号レベルが最も小さくなっている）、残り３個の距離情報のみで、座標を算出することで、信頼性の高い座標算出を可能としている。また、この距離が遠いセンサの情報を活用することで、出力された座標値の信頼性が高いものか判定することも可能である。具体的方法としては、例えば、距離情報Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃで算出された座標値と、距離情報Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄで算出された座標値は同一の値を出力するはずであり（距離情報の組み合わせを変更して演算する）、両者が一致しない場合には、いずれかの距離情報が不正、つまり誤検出したことになるので、その場合には、座標値を出力しない、と言った信頼性を向上させる構成も実施可能となる。
【００５２】
以上説明した様に、音波の到達時間を計測する事で、指示具４の３次元位置座標を検出する事が可能な座標入力装置を構成する事ができるが、本願発明の趣旨は検出した座標値の処理方法に関わるものであり、座標検出方法としては例えば光を用いた方式等、他の方式の２次元、或いは３次元の位置検出可能な座標入力装置で有っても良い。
【００５３】
さて、検出された座標値の処理形態、並びにその作用効果について詳述する。
【００５４】
まず第一の実施例である座標値処理方法のフローについて図８を用いて説明する。ステップＳ５０２にて座標検出が行われるまで待機状態となり、座標値が検出されるとステップＳ５０３にて前述した制御信号検出回路２１１の出力信号に基づき指示具４のペン先ＳＷ４１が動作状態に有るかを判定する。今仮にペン先ＳＷ４１が動作状態にある時（ペンダウン状態であり、指示具４の移動に伴ないその筆跡が表示機により表示される事になる）、ステップＳ５０４にてフラグの値を参照し、フラグの値がＦｌａｇ＝０の場合には、フラグの値をＦｌａｇ＝１に設定し（ステップＳ５０５）、検出した座標値を基準座標値として格納する（ステップＳ５０６）。ステップＳ５０７では検出座標値とこの基準座標値の差分値を算出し、例えば表示機に表示されているカーソルを算出した差分値に応じた量、移動するように、例えば表示機を制御しているホストコンピュータにその旨出力する。ステップＳ５０８では前述した方法で連続入力状態にあるかを判定し、連続的に座標検出が行われている間、設定された基準座標値と検出した座標値の差分値を、連続的に出力する様に構成し、連続的な座標検出が中断すると、処理を終了し（ステップＳ５１３）、座標検出が行われるまで待機状態となる（ステップＳ５０２）。連続的な座標検出が中断し、再度ステップＳ５０２にて座標検出が行われると、同様にステップＳ５０３にてペン先ＳＷ４１の動作状態を確認し、ペン先ＳＷ４１が動作状態にあれば、ステップＳ５０４にてフラグの値を判定する事になるが、今の説明では前回の『一連の連続した座標検出時』にフラグはステップＳ５０５にてＦｌａｇ＝１に設定されており、従って基準座標の設定／更新は行われず、保持されていた基準座標値を用いて、ステップＳ５０７、ステップ５０８のループにより、連続的な座標検出が行われている間、差分値が出力される事になる。
【００５５】
連続入力が中断すると、再びステップＳ５０２にて座標検出の待機状態になるが、座標値が検出され、ステップＳ５０３にてペン先ＳＷ４１が動作していないと判定された場合には、ステップＳ５０９にてフラグを初期状態であるＦｌａｇ＝０に設定し、検出した座標値を基準座標に設定、更新し、ステップＳ５１１、ステップＳ５１２のループにて、座標値が連続的に検出されている間、設定された基準座標値と検出した座標値の差分値が出力される事になる。なお、この時、ペン先ＳＷ４１が動作していないので、先に説明した通りペンサイドＳＷ４２の両者が動作している場合には、ペンダウンとして作用し、指示具４の移動に伴なってその筆跡が表示機に表示され、ペンサイドＳＷ４２の一方のみが動作している場合には、ペンアップとして作用し、指示具４の移動に伴なって、例えば表示機に表示されているカーソルの位置を移動することができる様に構成されている。
【００５６】
さて、この様な座標値処理方法を採用することによる作用効果について図９、図１０を用いて説明を加えると、図９はペン先ＳＷ４１が動作してない状態を説明するものであり、表示機によって表示されているカーソルが▲１▼の位置にあって、操作者の意図によってカーソルを▲３▼の位置に移動しようとしている場合の説明図である。まず操作者は指示具４を位置Ａの位置に移動し、その時点でペンサイドＳＷ４２のいずれかを動作状態にする（ペンアップ状態）。この時、ペン先ＳＷ４１は動作状態に無いので、ステップＳ５０９にてフラグがＦｌａｇ＝０に設定され、指示具４の位置座標がステップＳ５１０にて基準座標として記憶される（この時、カーソル位置は▲１▼のままであり、移動はまだしない）。操作者が、ペンサイドＳＷ４２を動作させた状態で指示具４を位置Ｂに移動させる事によって、その指示具の移動方向と移動距離に応じてカーソルは移動し（ステップＳ５１１、ステップＳ５１２のループにより実現し、例えばカーソルは▲２▼の位置に移動する事になる）、指示具４が位置Ｂに達した時点で、ペンサイドＳＷ４２をＯＦＦさせる。この時点で『連続的』な座標検出は終了し、ステップＳ５０２において座標検出待機状態となる。操作者は、指示具４のスイッチを動作させることなく、指示具４を位置Ｂから位置Ａへ移動させるが、このときは座標検出が行われておらず、カーソルは▲２▼の位置で動かない。再び操作者は位置ＡにおいてペンサイドＳＷ４２のいずれかを操作することによって、連続入力状態が開始され、ステップＳ５１０にて最初に検出された座標値が基準座標として新たに更新、記憶される事になる。同様に操作者が指示具４を位置Ａから位置Ｂまで、ペンサイドＳＷ４２を動作させた状態で移動する事により、カーソルは▲２▼の位置から▲３▼の位置へ移動する事になる。この様に、本願発明の構成を採用することによって、聞き手の視線をさえぎることなく、画面上のカーソルの大移動を、その場で実現する事が可能となる。なお、この説明に有っては、ペンサイドＳＷ４２のいずれかを動作させる、つまりペンアップによるカーソル移動の説明であったが、カーソルを移動させる際に、ペンサイドＳＷ４２の両者を動作させる事でペンダウン状態を実現でき、指示具４の移動に伴なって発生するカーソルの移動の軌跡を筆跡として表示し、例えば表示されている文字の下にアンダーラインを追記する等のマーカー機能を実現する事が可能となる。
【００５７】
図１０は、ペン先ＳＷ４１を動作させた場合の操作性を説明する説明図である。まず操作者は図９で説明した方法によりカーソルを所望の位置▲３▼に移動させる（この時フラグの値は、前述した通りＦｌａｇ＝０に設定される）。その後、操作者は所望の任意の位置Ｃにて指示具４を表示画面上に当接させて、ペン先ＳＷ４１を動作させ、座標検出を行う。ペン先ＳＷ４１が動作する事（ペンダウン状態）により位置検出が成され、かつ現状はＦｌａｇ＝０の状態にあるので、ステップＳ５０５にてフラグをＦｌａｇ＝１の設定し、ステップＳ５０６にて検出した座標値を基準座標として記憶する（この時カーソルは▲３▼の位置から動かない）。操作者は、指示具４を表示画面上に当接させながら位置Ｄまで移動させると、ステップＳ５０７、ステップＳ５０８にて継続的に検出座標値と基準座標値の差分値が出力され、指示具４の移動方向、及び移動距離を忠実に再現して、カーソルは▲３▼の位置から▲４▼の位置へと移動し、その軌跡が表示される。操作者が位置Ｄの位置で指示具４の当接をやめると、連続検出が中断するので座標検出待機状態となり（ステップＳ５０２）、指示具４を位置Ｅに移動しても、カーソルは▲４▼の位置から移動する事は無い。
【００５８】
指示具４を位置Ｅにて当接させペン先ＳＷ４１を動作させると、ステップＳ５０２、ステップＳ５０３を経て、ステップＳ５０４にてフラグの判定を行う。この場合、フラグは前回の連続座標検出動作にてＦｌａｇ＝１に設定されているので、基準座標の更新は行われず、前回の連続座標検出時に記憶された基準座標を用いて、ステップＳ５０７、ステップＳ５０８のループを繰り返す。基準座標は、前回の連続座標入力動作で設定された座標値、つまり指示具４の位置が位置Ｃにある時に検出された座標値であるので、指示具４の位置が位置Ｅにある場合には、その時に検出された座標値と、指示具４の位置が位置Ｃにあるときの座標値（基準座標値）との差分が出力される事になり、カーソルは位置▲４▼から位置▲５▼に移動する事になる。その後、指示具４を当接させて位置Ｆに移動すると、指示具４の移動方向、及び移動距離を忠実に再現して、カーソルは▲５▼の位置から▲６▼の位置へと移動し、その軌跡が表示されることになる。
【００５９】
さて、図１０の説明において、文字等の情報を追記したい位置▲３▼（現状のカーソル位置）は、図９で説明した通り、操作者の意図によって容易に設定される。その後、指示具４の操作によって情報を入力するのであるが、指示具４の操作位置Ｃは任意の位置で良く、従来例に示されるオフセット量を設定しなければならない様な装置と比べて、格段の操作性の向上が得られる。つまり図１０の如く、画面右側の所望位置に『い』と言う文字の追記は、画面左側の任意の位置での操作により実現できることから、聞き手の視線をさえぎる事も無い。また情報を追記すべき位置により近い領域（例えば図１０における画面中央部）で操作することによって、操作者は入力した情報をより視認しやすくなり、操作者の手等で表示機の光路が遮断されるような場合であっても、適宜情報追記位置▲３▼と操作位置Ｃの位置関係を無意識のうちに設定する事が可能なので、良好な操作環境を実現する事が可能となる。
【００６０】
さらには、位置▲３▼と操作位置Ｃが一致、つまり情報を追記、表示させたい位置にカーソルを移動させ、そのカーソル位置で指示具４を当接（ペン先ＳＷ４１が動作）させて操作させると、操作者から見て、従来例に見られる座標入力装置（指示具の絶対位置座標を検出し、その絶対座標値を出力することによって、指示具の指示位置に常にカーソルが存在する）と同等の作業性を得ることができる。この同等の作業性は、一連の指示具４の操作が、ペン先ＳＷのみの動作により行われている間成立するので、用途によっては重要な役割を演じる。つまり、本願発明をリアプロジェクタ、ＰＤＰ等に適用した場合には、操作者による光路の遮断により表示情報が操作者に視覚できないと言う問題は発生しないので、この絶対的な入力ができると言う事は、重要な利点である。しかしながら絶対的な入力のみの機能であれば、それを見ている聞き手（参加者）にとっては、操作者の体等により表示情報が遮断されるので、本願発明の如く、相対的に情報が入力できる操作性も、重要な役割を演じる事になる。従って、フロントプロジェクタ等を用いたシステムのみならず、リアプロジェクタ、ＰＤＰの表示装置を用いたシステムであっても、本願発明によって、操作性に優れた操作環境を提供できるようになった。
【００６１】
また、操作者が行うスイッチ操作は、座標検出動作を実行するためのペン先ＳＷ４１、もしくはペンサイドＳＷ４２のみの操作であり、上記操作性を実現するための特別なスイッチ操作を必要としない。つまり、従来例に見られるような例えばオフセットを設定するためのスイッチ操作、座標入力領域（操作領域）の制限等が一切無く、装置を使いこなすための習熟、熟練が不要で、誰でもが直感で操作できる優れた利点を有する。
【００６２】
以上、座標入力装置が検出した座標値を処理して、その座標値を出力する座標入力装置について説明したが、この座標値処理工程は、前述の如く座標入力装置の内部で実行してもかまわないし、座標入力装置が検出した座標値を受け取ったホストコンピュータにおいて、座標値の処理工程を実行してもよいこと言うまでも無い。
【００６３】
さらには、上記実施例の座標入力装置は、３次元座標検出可能な座標入力装置として説明を加えたが、２次元座標検出可能な座標入力装置であってもよいことは言うまでも無いが、３次元座標検出可能な座標入力装置を用いた場合の第２の実施例について説明する。
【００６４】
先にも述べたが、ペン先ＳＷ４１が動作して指示具４の位置座標を検出している場合には、操作者は操作面であるところの表示機の表示面近傍に位置して、指示具４の先端部を前述表示面に当接させて操作している状態（ペンダウン信号発生状態）であって、操作者の指示具４の移動に伴なってその筆跡が表示機に表示されるような状態にある。つまり指示具４の位置座標を検出して、その結果を筆跡として表示機に表示させる事で、あたかも『紙とペン』の様な使い勝手を実現しようとしている状態にある。
【００６５】
一方、ペンサイドＳＷ４２により、指示具４の位置検出が行われている状態は、表示機より指示具４が離れた位置にあることを意味し、その時の指示具の使い勝手は、例えば表示機から離れた位置でもカーソルを所望の位置へ移動する事によって『所望の位置を指し示す』ことができる、さらには例えばアイコンのクリック／ダブルクリック操作を実現して、『表示内容のリモート制御（ホストコンピュータの制御）』ができる、またアンダーライン等の大雑把な情報を追記する例えば『マーカー機能』が主であって、離れた位置で細かい例えば文字を追記するような用途には用いられない。
【００６６】
つまり操作者が表示面直近に位置するときは、文字等の比較的細かい情報入力作業が中心であって、表示面より離れた位置にあっては、『指し示す』等の大ざっぱな情報入力が主となる。使い勝手としては先に説明した通り、直近では図１０の様な使い勝手であり、離れた位置では図９の様な使い勝手を実現する必要がある。従って、本願発明の第２の実施例は、この画面より『直近』『離れた』と言う点に着目し、指示具４の３次元検出位置座標に基づき、座標値処理の形態を変更する。
【００６７】
具体的には、図６の様に、表示機の表示面をＸＹ平面（Ｚ＝０）、その鉛直方向をＺ軸とすれば、検出座標値のＺ軸の値で、処理形態を決定する方法である。つまり、Ｚ軸の値が十分に０に近い場合は画面近傍に指示具４が位置しているということであり、図１１におけるステップＳ６０３の判定により、ステップＳ６０４〜ステップＳ６０８の工程で座標値を処理する。また検出座標値のＺ軸の値が所定値以上の場合は、表示面より離れた位置に指示具が位置することになるので、ステップＳ６０９〜ステップＳ６１２の工程で座標値を処理する事になる（図８におけるステップＳ５０３の判定手段が異なるだけで、同様の処理を実行するので、図１１の詳細説明は省略する）。
【００６８】
また第３の実施例について説明すれば、検出した２次元座標、もしくは３次元座標に基づき、座標処理工程を決定するものであり、表示機の表示面をＸＹ平面とすれば、検出された座標値のＸ座標値、Ｙ座標値に基づき、指示具４の位置が表示機の表示領域内にあるかどうかを判定することが可能である。従って、図１１のフローチャートのステップＳ６０３の判定条件を、『指示具が表示領域内にあるか？』として判定すれば、表示領域内にあるときは、文字、図形等の情報を入力するものとして、ステップＳ６０４〜ステップＳ６０８の工程で座標値を処理し、表示領域外にある場合には『指し示す』等の操作を行っているものとしてステップＳ６０９〜ステップＳ６１２の工程で座標値を処理する事になる。
【００６９】
この様に、指示具４の位置座標に基づき座標値処理の方法を変更する事で、第一の実施例（ペン先ＳｗとペンサイドＳＷで判定する方法）と同等の作用効果を得る事が可能となる。
【００７０】
【発明の効果】
以上述べたように、操作者、あるいは聞き手の視線をさえぎることなく、情報を入力することができる効果が得られる他に、座標検出動作を実行するためのスイッチ操作のみで、目的を達する事ができるので、その操作方法はきわめて簡単であり、装置を使った事が無い非経験者であっても、文字、図形の入力や、表示機の制御等を直感的な操作で可能とする優れた効果が得られる様になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の処理工程を採用した座標入力装置の概略構成図
【図２】指示具４のブロック図
【図３】信号処理のタイミングチャート
【図４】信号処理の回路ブロック図
【図５】ペンアップ／ダウン設定のフローチャート
【図６】演算制御回路１のブロック図
【図７】座標系を説明する説明図
【図８】第一実施例の座標値処理工程を説明するフローチャート
【図９】リモート操作を説明する説明図
【図１０】文字入力操作を説明する説明図
【図１１】第二実施例の座標値処理工程を説明するフローチャート
【符号の説明】
１  演算制御回路
２  信号波形検出回路
３  検出センサ
４  指示具
６  表示ディスプレイ
４１  ペン先ＳＷ
４２  ペンサイドＳＷ
４３  音波発生源
２１１  制御信号検出回路
【図１】
2004272636.tif 000005
【図２】
2004272636.tif 000006
【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】
2004272636.tif 000011
【図８】
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【図９】
2004272636.tif 000013
【図１０】
2004272636.tif 000014
【図１１】
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