(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置と、
Ｘ軸座標値に対応する複数の座標情報とＹ軸座標値に対応する複数の座標情報とが断続的に記録された座標板と、
前記座標板の入力する位置を指示してその位置に対応する座標情報を検出する入力指示手段と、
前記入力指示手段で検出した各座標情報からＸ軸座標値またはＹ軸座標値を判断し、このＸ軸座標値およびＹ軸座標値にもとづいて前記入力する位置の座標を決定する処理手段とを備え、
前記座標情報が前記表示装置の表示画面を形成する複数の表示画素間に位置するように前記座標板に記録されたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】
請求項１記載の座標入力装置において、前記座標情報は、Ｘ軸座標値に対応するドットアレイとＹ軸座標値に対応するドットアレイからなることを特徴とする座標入力装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の座標入力装置において、前記座標情報は、Ｌ字状に形成されたドットアレイからなることを特徴とする座標入力装置。
【請求項４】
請求項１記載の座標入力装置において、前記座標情報が前記表示装置の表示画面を形成する複数の表示画素間に位置するように、前記座標板の座標情報が記録された面が前記表示装置の表面に貼り合わされていることを特徴とする座標入力装置。
【請求項５】
表示手段と、
Ｘ−Ｙ座標面を形成する座標入力有効領域においてＸ座標値および／またはＹ座標値とに対応する座標情報が複数記録された座標板と、
この座標板の座標情報を検出する検出手段を有する入力指示手段とを備え、
前記座標情報が前記表示装置の表示画面を形成する複数の表示画素間に位置するように前記座標板に記録され、前記座標板の座標情報が記録された面が前記表示手段の表面に貼り合わされていることを特徴とする座標入出力装置。
【請求項６】
座標入力装置の座標板であって、
Ｘ軸座標値に対応する複数の座標情報と、
Ｙ軸座標値に対応する複数の座標情報と、
を有し、
前記Ｘ軸座標値とＹ軸座標値に対応する複数の座標情報は、それぞれ断続的に記録され、
前記座標板は表示装置と一体であり、
前記座標情報が前記表示装置の表示画面を形成する複数の表示画素間に位置するように前記座標板に記録されたことを特徴とする座標入力装置の座標板。
【請求項７】
請求項６記載の座標板において、前記座標情報は、Ｘ軸座標値に対応するドットアレイとＹ軸座標値に対応するドットアレイからなることを特徴とする座標入力装置の座標板。
【請求項８】
請求項６記載の座標板において、前記座標情報が前記表示装置の表示画面を形成する複数の表示画素間に位置するように、前記座標板の座標情報が記録された面が前記表示装置の表面に貼り合わされていることを特徴とする座標入力装置の座標板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペンあるいはマウスの如き入力指示器により入力面を指示することで、この入力指示器の指示する位置座標を検出し、パソコン等へ出力する座標入力装置、および、画像入力装置の座標板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、従来の座標入力装置は、入力指示器の位置を検出するための物理現象に基づく検出原理により分類される、各種の方式が知られている。主な方式としては、国際特許分類表（ＩＰＣ）においても分類されているように、抵抗タブレット，磁気結合タブレット，容量結合タブレット，光結合タブレット，音響・振動タブレット等がある。各方式については、例えば、抵抗タブレットは特開平５−５３７１５号、磁気結合タブレットは特開平５−２８９８０６号、容量結合タブレットは特開平５−８０９２１号、光結合タブレットは特開平５−５３７１７号、音響・振動タブレットは特開平５−６６８７７号、等により周知であるので、詳しい説明は省略する。
【０００３】
前述のような従来の各種方式の座標入力装置は、入力面そのもの、あるいは入力指示器と入力面側の一部の間に、各種の物理現象を生じせしめるための手段が設けられているものである。すなわち、抵抗タブレットにおいては、入力面は、透明抵抗体を有するガラス板あるいは樹脂フィルムを対向させ、２枚以上重ね合わせた構成となっている。磁気結合タブレットにおいては、入力面あるいは入力面の下方（例えば入力面に重ね合わせられる表示手段の裏側）に位置するセンサ面に、Ｘ方向およびＹ方向にループコイル状の透明電極パターンを有する構成となっている。容量結合タブレットにおいては、入力面に、Ｘ方向およびＹ方向にライン状の透明電極パターンを有する構成となっている。光結合タブレットにおいては、光源と受光部を有する光学ユニットが入力面の上部左右に設けられ、光が入力面表面の直近傍を走査されるものである。音響・振動タブレットにおいては、入力指示器から放射あるいは入射される音波あるいは弾性波が、入力面表面の直近傍あるいは入力面内を伝播するものである。
【０００４】
前述のように、入力面そのもの、あるいは入力指示器と入力面側の一部の間の、各種の物理現象を生じせしめる手段のために、前述の従来の座標入力装置においては、入力面が広く大きくなるにつれて、著しく高価になってしまうという問題がある。
【０００５】
すなわち、抵抗タブレットにおいては、入力面全域において均一な抵抗率を有する透明抵抗体を形成する必要がある。また、磁気結合タブレットおよび容量結合タブレットにおいては、Ｘ方向およびＹ方向にループコイル状あるいはライン状の透明電極パターンを入力領域の全域に等間隔で均一に設ける必要がある。光結合タブレットにおいては、光を入力面表面の直近傍を、入力面に平行に走査するために、光学ユニットの高度な微調整、および左右の光学ユニットの正確な位置調整あるいは位置決めが必要となる。音響・振動タブレットにおいては、空中を伝播する音波の場合には空気の温度管理および複数の検出センサの正確な位置調整あるいは位置決めが必要となる。入力面内を伝播する弾性波の場合には、伝播する距離に関わらず伝播速度を一定とするために、入力面を構成する材質には高い均一性が必要である。
【０００６】
また、前述の如き座標入力装置は、パソコンの表示装置である例えばＣＲＴ，液晶ディスプレイ、あるいはプラズマディスプレイ等と、入力面と表示画面とを一体的に重ね合わせる、いわゆる入出力一体型として、表示画面に直接描画する、ポインティングする等により、パソコンへの入力が可能となるものである。該入出力一体型として、従来の座標入力装置を構成する場合には、次のような問題がある。
【０００７】
すなわち、抵抗タブレットにおいては、透明抵抗体を形成するＩＴＯ等の抵抗体の光透過率が十分良好でないため、表示画像の明るさおよび鮮明さが低下してしまうという問題がある。磁気結合タブレットおよび容量結合タブレットにおいては、入力領域全域のＸ方向およびＹ方向にループコイル状あるいはライン状の透明電極パターンが表示装置のパネル，駆動回路あるいは電源回路等からの電気的，磁気的ノイズを受けやすく、検出が不安定になってしまう、あるいは該不安定の防止のためにさらに高価になってしまうという問題がある。
【０００８】
光結合タブレットおよび音響・振動タブレットにおいては、光学ユニットあるいは検出センサを入力面に設けるためのスペースが必要となり、装置全体の形状の調和を図る必要がある。
【０００９】
また、光結合タブレットおよび音響・振動タブレットにおいては、光，音波、あるいは弾性波が伝播する経路上に操作者の手あるいはその他の物体が存在する時、その影響を受け、検出性能が劣化する、あるいは検出不能となってしまう操作上の問題がある。
【００１０】
前記問題を改善，回避する手法として、コード化された座標情報が記録された座標板と、
該座標情報を検出する検出手段を内蔵した入力指示器とからなる座標入力装置の提案がある。
【００１１】
例えば、本出願人による特開昭６１−２６２８３２号には、座標板に座標点に対応した異なるパターンを描いた少なくとも９個の区画をマトリクス状に配列した方形領域を、さらにマトリクス状に配列し、該パターンを発光素子と受光センサを内蔵した座標指示器で読み取り、パターンの変化に基づいて相対移動の方向および量を検出することが開示されている。
【００１２】
また、本出願人による特開昭６１−２９６４２１号には、座標板にマトリクス状に区分した各区画に座標点に対応して異なる情報を配置し、座標指示器で検出し、絶対座標位置を識別することが開示されている。また、本出願人による特開昭６１−２９６４２２号には、座標板に少なくとも２種類の異なる情報を、情報の量を互いに異なる方向に連続的に変化させて配置し、座標指示器で検出し、絶対座標位置を識別することが開示されている。また、特公平５−８００１０号には、照明源とピックアップ手段を有する光学式スタイラスと、デジタル的にコード化されたＸ−Ｙ座標対を含むタブレット・アドレス・セル（ＴＡＣ）を複数表面上に分散させ永久的に記録した受動ロケータ・タブレットと、らせん形探索によりＴＡＣ境界を画定する手段と、ＴＡＣデータを定期的にサンプリングする手段と、プレーゼンハム探索によりサンプリングされたＴＡＣデータから完全なＴＡＣデータ対（Ｘ−Ｙ座標対）を生成し、ビデオイメージを記憶するビデオメモリを有するデータ生成手段と、メモリおよびスタイラス光学系の細分性が記憶されたコード・ドット・イメージが両方向に複数画素の幅となる、ことが開示されている。また、受動ロケーター、タブレットが表示表面の前面に組み込めること、該タブレットをプラスチックから構成し、表示面側、すなわち該タブレットの背面にＴＡＣを形成し、表面にはガラス層を貼り付ける、ことが開示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような従来の、コード化された座標情報が記録された座標板と、該座標情報を検出する検出手段を内蔵した入力指示器とからなる座標入力装置においては、以下のような２つの問題がある。第１の問題は、座標入力装置の基本的な性能に関わる、記録された座標情報の信頼性という問題である。
【００１４】
すなわち、記録された座標情報が、その形状，鮮明さ等の検出手段の検出に関わる要件が、半永久的に保持される必要があるということである。記録された座標情報が、傷，変形，摩滅，薄色化，変色，脱落等の状態となってしまうと、正確な検出が極めて困難となる、さらには誤検出あるいは検出不態となってしまい、座標入力装置の基本的な機能が損なわれてしまう。例えば、操作者が使用中に、入力指示手段を座標板あるいはタブレットに当接，打突、あるいは擦ることは自明であるが、座標板あるいはタブレットの表面に座標情報が記録されている場合には、長期的な前述の作用に耐えうるために、著しく高価なものとなってしまう。
【００１５】
また、座標板あるいはタブレットの裏面に座標情報が記録されている場合には、該座標板あるいはタブレットの、各種の製造工程、例えば座標情報を記録後の組立て，保管，輸送等において、板面部材の大部分を占める入力有効領域の座標情報に、傷，薄色化，変色，脱落等を生じせしめないように、極めて慎重な取扱いが必要となり、結果的に非常に高価なものとなってしまう。さらには、座標板あるいはタブレットの裏面に座標情報が記録されている場合に、タブレットを単体で机上等で使用するためには、机面あるいは机上の様々な物体との接触，打突，摩擦等に耐えうるために、著しく高価なものとなってしまう。
【００１６】
第２の問題は、前述のような座標板あるいはタブレットを表示装置と重ねて入出力一体型として構成する場合には、座標板あるいはタブレットに記録された座標情報により、表示画像の明るさ（輝度）が低下してしまう、表示画像の鮮明さ（解像度）が低下してしまう、外光の反射が増加してしまう、操作者が識別できる場合には座標情報が気になってしまい入力指示の操作性が低下してしまう、という問題がある。
【００１７】
前述の問題に対し、特開昭６１−２６２８３２号，特開昭６１−２９６４２１号，特開昭６１−２９６４２２号には、前述の座標情報の信頼性については何ら示唆されておらず、前記第１の問題を何ら回避できるものではない。
【００１８】
また、前記３件においては、座標板へ配置する座標情報について言及されているが、表示装置との入出力一体型および該座標情報の表示画像への影響については何ら示唆されておらず、前記第２の問題を何ら回避できるものではない。
【００１９】
また、特公平５−８００１０号においては、秀れた耐摩耗性をもたらす構成として、前述のようにタブレットをプラスチックから構成し、該タブレットの背面にＴＡＣを形成し、表面にはガラス層を貼り付けることが開示されているが、前記第１の問題の製造工程における問題、およびタブレットの単体での使用における問題については、何ら示唆されておらず、前記第１の問題を十分に回避できるものではない。
【００２０】
また、特公平５−８００１０号においては、タブレットと表示装置との、いわゆる入出力一体型の構成と、そのためにはＴＡＣのために引き起こされるグレイ度は、タブレット全体にわたって均一が望ましく、そのための２進コードの形態が言及されているが、そもそもの表示画像へ大きな影響を及ぼすグレイ度を低下させる手法，手段については何ら示唆されていない。すなわち、ＴＡＣのために引き起こされるグレイ度が表示画像の鮮明さに影響を与えてしまうという問題がある。該問題は、例えば特公平５−８００１０号の実施例の記載に基づけば、１ｍ×ｌｍのタブレットサイズに、「１」を表すコーナキューブ１ドットがφ２４μｍで、７×７ドットで２５０×２５０μｍのＴＡＣサイズで、１ＴＡＣ中にグレイ度を均一にするためコーナキユーブを２５個形成するとしたら、面積比でタブレット全域に対しコーナキューブが占める割合は約２０％となり、表示画像の鮮明さに大きく悪影響を及ぼしてしまうものである。当然、実施例中に言及があるように、ＸおよびＹ座標が識別できうる範囲でＴＡＣのフォーマットの自由度はあるが、該言及は特公平５−８００１０号の目的のひとつである高密度のコードデータのフォーマットの自由度に対してのものであり、前記第２の問題に関しては何ら示唆されていない。
【００２１】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、記録された座標情報の信頼性が高く、かつ、表示画像の明るさ（輝度）の低下、表示画像の鮮明さ（解像度）の低下、外光の反射の増加、操作者が識別できる場合には座標情報が気になってしまいことによる入力指示の操作性の低下がない、すなわち信頼性が高く、操作性が良く、安価な座標入力装置、座標入出力装置を提供することを目的とするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表示装置と、Ｘ軸座標値に対応する複数の座標情報とＹ軸座標値に対応する複数の座標情報とが断続的に記録された座標板と、前記座標板の入力する位置を指示してその位置に対応する座標情報を検出する入力指示手段と、前記入力指示手段で検出した各座標情報からＸ軸座標値またはＹ軸座標値を判断し、このＸ軸座標値およびＹ軸座標値にもとづいて前記入力する位置の座標を決定する処理手段とを備え、前記座標情報が前記表示装置の表示画面を形成する複数の表示画素間に位置するように前記座標板に記録されたことを特徴とする座標入力装置を提供する。
【００２６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表示手段と、Ｘ−Ｙ座標面を形成する座標入力有効領域においてＸ座標値および／またはＹ座標値とに対応する座標情報が複数記録された座標板と、この座標板の座標情報を検出する検出手段を有する入力指示手段とを備え、前記座標情報が前記表示装置の表示画面を形成する複数の表示画素間に位置するように前記座標板に記録され、前記座標板の座標情報が記録された面が前記表示手段の表面に貼り合わされていることを特徴とする座標入出力装置を提供する。
【００２９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、座標入力装置の座標板であって、Ｘ軸座標値に対応する複数の座標情報と、Ｙ軸座標値に対応する複数の座標情報と、を有し、前記Ｘ軸座標値とＹ軸座標値に対応する複数の座標情報は、それぞれ断続的に記録され、前記座標板は表示装置と一体であり、前記座標情報が前記表示装置の表示画面を形成する複数の表示画素間に位置するように前記座標板に記録されたことを特徴とする座標入力装置の座標板を提供する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を座標入出力装置の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、座標入出力装置に限らず、実施例の説明に裏付けられて、座標入力装置の形で実施することもできる。
【００３１】
（実施例１）
図１は実施例１である“座標入出力装置”で用いる入力指示器（ペン１）の構成を示すブロック図であり、図２は本実施例の座標入出力装置全体のシステム構成を示すブロック図である。
【００３２】
まず、全体のシステム構成について説明する。図２において、コード化された座標情報が記録された座標板１１が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２１の前面に重ね合わせて、いわゆる入出力一体型として配置されているＬＣＤ２１は、ＣＰＵ２３の指示に基づきＬＣＤ駆動回路２２により所望の画像を表示する。ペン１は前記座標情報を検出し、座標データをＣＰＵ２３に接続された受信手段２４に送信する。受信手段２４の受信結果に基づき、ＣＰＵ２３は所定の処理を実行する。該処理は、例えばペン１による入力点の座標データに対応する位置のメニューコマンドの実行が行われる。またＬＣＤ駆動回路２２により、前記ペン１の位置に相当する点をＬＣＤ２１に表示することもできる。また、ペン１による入力が連続的になされる場合には、所定のサンプリングレートで検出した入力点群を線で結ぶことで、ペン１の操作の軌跡をＬＣＤ２１に表示することができる。さらには、この軌跡を識別判断することで、文字あるいは図形の認識、あるいはジェスチャーコマンドの実行等を行うことができる。また、ペン１にマウスボタンに相当するスイッチ（不図示）を設け、該スイッチをＯＮすることで、座標データとともに該ＯＮの情報を送受信することで、ペン１により指示されているメニューコマンドあるいはアイコンを選択あるいは実行することもできる。この場合は、各種のアプリケーションソフトが、ペン１により操作できる。
【００３３】
次に、ペン１の構成について説明する。図１において、２はＣＣＤエリア（２次元）センサあるいはＣＭＯＳエリアセンサ等のエリアセンサであり、対物レンズ３を介して座標板１１の表面近傍を読み取るように構成されている。エリアセンサ２に読み取られる領域は、その中に後述のＸ座標値またはＹ座標値を表すドットアレイ１２が、それぞれ確実に１個以上含まれる領域となるように、エリアセンサ２および対物レンズ３が構成される。後述するように、ドットアレイ１２が、ＬＣＤ２１の表示画素の画素ピッチと概ね同等のピッチで、Ｘ座標値をコード化したドットアレイ１２とＹ座標値をコード化したドットアレイ１２が、交互に配列され形成されている場合には、前記領域はＬＣＤ２１の表示画素で例えば２×２表示画素分より広い領域となる。
【００３４】
本実施例では、エリアセンサ２に読み取られる領域は、ＬＣＤ２１の２．５×２．５表示画素分とする。またエリアセンサ２の複数の画素が後述するドットアレイ１２を構成する１個のドットに対応するように、エリアセンサ２および対物レンズ３が構成される。本実施例では、エリアセンサの３×３の９個の画素が１個のドットに対応するように構成される。
【００３５】
４は、座標板１１を照射する発光素子であり、例えばＬＥＤ，半導体レーザ素子等が用いられる。必要に応じ照射光線を平行光とするコリメータレンズ５が設けられる。また、発光素子４の利用効率を高めるために反射鏡等の集光手段が用いられてもよい。
【００３６】
信号処理回路６はエリアセンサ２の出力を該エリアセンサ２の画素毎に２値化し、デジタル画像情報として演算制御回路７に出力するものである。該２値化は、後述の、座標板１１に記録された座標情報がドットアレイから形成される場合には、ドットがある場合には「１」の情報として、ドットがない、あるいは背景は「０」の情報として行われるものである。該２値化において、ＬＣＤ２１の表示画像の内容により、例えば白の画像と黒の画像の境界にペン１が位置した場合には、エリアセンサ２から見て座標板１１の後方の該表示画像の影響で、エリアセンサ２中の場所により画素毎の出力レベルが大きく変化し、２値化のために固定しきい値処理ができない場合がある。このような場合には、周知である、複数の画素の出力レベルからセンサ出力の増幅率を変更する等のいわゆる自動利得制御（ＡＧＣ）が用いられる。あるいは、いわゆる画像処理技術において周知である、エリアセンサ２の任意の画素の出力と、該画素の近傍の複数画素の出力の局所平均値との比較により２値化を行う移動平均法等の動的しきい値処理が用いられる。該動的しきい値処理は、必要に応じ演算制御回路７で実行される。
【００３７】
前記２値化されたデジタル情報は、マイクロコンピュータ、制御手順あるいは座標情報と座標値の対応テーブル等を記憶したＲＯＭ、該デジタル画像情報を記憶するＲＡＭ等からなる演算制御回路７に送られ記憶される。演算制御回路７において、後述の、中心近傍の第１および第２のドットアレイの抽出、該抽出したドットアレイのＸ座標、Ｙ座標の区別、各座標値、およびＸ軸，Ｙ軸の方向が判断され、各ドットアレイの中心からの距離が算出され、ペン１の座標値が決定される。  決定された座標値は、送信手段８に送られ、送信手段８より所定の通信フォーマットに基づき、赤外線あるいは電波を利用して受信手段２４に送信される。
【００３８】
なお、ペン１には、エリアセンサ２，発光素子４，信号処理回路６，演算制御回路７、および送信回路８等の駆動のための電源である電池９が内蔵されている。
【００３９】
また、図示しないペン先スイッチが設けられている。該ペン先スイッチは、ペン１が座標板１１に当接される時に、ペン先部がペン軸に沿ってペン１後端方向に所定量スライドすることにより、ＯＮされる。該ペン先スイッチにより、ペン１が座標板１１に当接している、すなわち入力状態にある時のみ、所定の時間間隔、すなわち所定のサンプリングレートで、前記各部の駆動，座標情報の読み取り，座標値の決定、送信等が行われる。このため、極めて長い電池寿命が実現できるものである。さらに、該ペン先スイッチのＯＮ／ＯＦＦの状態を、座標値と共に送信手段８により、ＣＰＵ側に送信してもよい。
【００４０】
次に、座標板１１の構成について説明する。本実施例においては図１に示すように、座標板１１はＬＣＤ２１との間に所定の間隔をおいて、ＬＣＤ２１の前面に配置されている。座標板１１は透明ガラス板１４の表面の全域に、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、あるいはアクリル等のプラスチックからなる透明フィルム１３を貼り合わせた積層構造を有している。該フィルム１３とガラス板１４とはアクリル系等の透明な接着剤あるいは両面粘着テープにより貼り合わされる。該フィルム１３の貼り合わせ面には、後述するマトリクス状のドットアレイ１２が、所定のピッチで断続的に、入力有効領域全域に形成されている。該入力有効領域は、ＬＣＤ２１の表示画面全域に対しペン１による入力が可能なように、ＬＣＤ２１の表示領域よりも所定サイズ大きく設定されている。
【００４１】
前記ドットアレイ１２は前記フィルム１３の面上に、周知の技術、例えば印刷あるいはプリンタ技術等を利用して形成される。すなわち、写真平版（フォトリソグラフイ）等による精細な印刷、あるいは精細なノズルからのインク吐出によるプリンタ技術等により、前記ドットアレイ１２が形成される。
【００４２】
ここで、ドットアレイ１２において、ドットがある場合には「１」の情報であり、ドットがない、すなわち座標板１１の背後のＬＣＤ２１の表示面を背景とする透明な座標板１１面が「０」の情報である。該ＬＣＤ２１の表示面が、前記対物レンズ３の被写体深度外に配置されるように構成することで、エリアセンサ２により読み取られた画像において、ドットがない場所および背景はぼけた画像となり、ドットがある場所との適切なコントラストが得られる。また、ドットアレイ１２の色は特別に限定される必要はない。ただし、ドットアレイ１２の存在がＬＣＤ２１の表示画像に与える影響は皆無ではないため、表示画像の内容によらず前記コントラストが得られる許容範囲内で、より目立たない色、例えばグレー等が望ましい。
【００４３】
前記ドットアレイ１２が形成された前記フィルム１３は、透明接着剤等により、ドットアレイ１２が形成された面がガラス板１４に貼り合わされる。該構成により、操作者が入力のため、ペン１で座標板１１の表面を指示、あるいは移動走査しても、ドットアレイ１２にペン１が直接接触することがなく、ドットアレイ１２のキズあるいは脱落等がなく、極めて高い信頼性で、恒久的にドットアレイ１２を保持できる。
【００４４】
前記座標板１１の表面、すなわちフィルム１３の表面およびガラス板１４の裏面は、操作者が表示画像を見るために快適なように、必要に応じ、光の反射率を低減する反射防止処理（アンチリフレクション処理）あるいは光を拡散する拡散処理（ノングレア処理）がなされている。また、前記フィルム１３の表面にキズ等が付かないようにするために、アクリル系あるいはシリコン系等の硬化被膜、いわゆるハードコーティングが施される。
【００４５】
次に、前記ドットアレイ１２についてさらに詳しく説明する。図３に入力有効領域のごく一部分の拡大図を示す。井型の細線で区切った領域がＬＣＤ２１の１表示画素に相当し、該表示画素の画素ピッチと概ね同等のピッチで、入力有効領域のＸ座標値をコード化したドットアレイ１２Ｘｉ，１２Ｘｉ＋１，１２Ｘｉ＋２が、Ｙ座標値をコード化したドットアレイ１２Ｙｊ，１２Ｙｊ＋１，１２Ｙｊ＋２が、交互に配列され形成されている。前記表示画素が正方形で、表示画面の横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とするように座標板１１のドットアレイ１２が形成される場合、Ｘ軸方向とＹ軸方向にいずれも同ピッチでドットアレイ１２が形成される。入力有効領域全域に同様に、Ｘ座標値をコード化したドットアレイ１２Ｘｌ〜１２Ｘｍと、Ｙ座標値をコード化したドットアレイ１２Ｙｌ〜１２Ｙｎが、交互に配列され形成されていることは言うまでもない。
【００４６】
ドットアレイ１２は６行×３列のマトリクス状で、１個のドットアレイ１２は１８個のドットから形成されている。図３において、「１」を表すドットがある状態を黒いドットで、
「０」を表すドットがない状態を囲みのある白いドットで、模式的に表してある。当然ではあるが、実際にはドットのみが存在するものである（例えば図５）。ドットのサイズは、操作者がほとんど識別できない程度のサイズが望ましく、例えば数十μｍ程度の直径あるいは辺からなる、円状あるいは多角形状に形成される。また、ドット間にはドットサイズとほぼ同等の間隙が設けられる。該間隙は、「１」が連続する場合、すなわち黒いドットが連続する場合に、結果的に大きなドットとなり、操作者が操作時にドットを識別してしまい、該ドットが気になり操作性が低下してしまうことを、防止するものである。
【００４７】
前記１８個のドットのうち、最下位の行である６行目の３ドットが、Ｘ座標とＹ座標の判別のために使用される。すなわち、図３において、左側から「１，０，０」と構成されていればＸ座標値を、「０，０，１」と構成されていればＹ座標値を表す。また、最上位の行である１行目の３ドットは、全てのドットアレイ１２で「１，１，１」と構成される。これにより、ペン１の回転方向、すなわちエリアセンサ２の座標板１１の平面における向きに関わらず、マトリクスの方向が定まり、その結果Ｘ軸およびＹ軸の方向（正あるいは負の方向）が一義的に定まるものである。そして、２行目から５行目の１２ドットによりＸおよびＹの座標値がコード化される。本実施例においては、１２ドットの有，無により４０９６通りの座標値が表現できる。前記エリアセンサ２の向きによらず、エリアセンサ２の画素配列が分かっていることは言うまでもない。
【００４８】
前記構成において、その動作について、図４のフローチャートおよび図５．図６のエリアセンサ２が読み取る画像情報を示す図に基づき説明する。
【００４９】
まずＳＴＥＰ１０１でペン先スイッチのＯＮ／ＯＦＦが判断される。すなわち、ペン１が座標板１１に当接され、ペン先スイッチがＯＮの場合は、入力操作中であり、ＳＴＥＰ１０２に進む。
【００５０】
ＳＴＥＰ１０２で、発光素子４がペン先近傍を照射し、エリアセンサ２がペン先近傍の座標板１１上の複数のドットアレイ１２を含む領域Ａの画像を読み取る（図５）。該領域Ａには、その中にＸ座標値およびＹ座標値を表すドットアレイ１２が、それぞれ確実に１個以上含まれる。読み取られた画像は、エリアセンサ２より信号処理回路６に出力され、信号処理回路６にて画素毎に２値化処理が行われ、デジタル画像情報として演算制御回路７のＲＡＭに記憶される。
【００５１】
次に、ＳＴＥＰ１０３において、演算制御回路７は記憶された画像情報に対し、画像の中心、すなわちエリアセンサ２の中心に距離的に近い第１のドットアレイ１２の抽出処理を行う。該抽出処理は、前記画像情報において、ドットありの場合の「１」の画素３×３が９個程度並んでおり、かつ任意の方向に３個程度の画素分のピッチで上記「１」の画素３×３が３個並んでいる部分、すなわちドットアレイ１２の１行目３ドットを、まず検索するものである。該検索は、例えば、図５に示すように、画像情報の中心近傍のＬＣＤ２１の１表示画素の対角線の長さの一辺を持つ四角形より所定量広い領域に相当する画像情報の領域Ｂ、すなわち中央部分で全画像情報の約１／３の面積に相当する領域Ｂを走査検索する。該検索において、３ドットが検索できた時点で次の手順に進んでよいことは言うまでもない。前述のように、ドットアレイ１２はＬＣＤ２１の表示画素ピッチと同等のピッチで配列され、エリアセンサ２に読み取られる領域Ａは、ＬＣＤ２１の２．５×２．５表示画素分のため、前記領域Ｂには必ず１個のドットアレイ１２が含まれている。ただし、前述の検索で検索した３ドットは必ずしも１行目の３ドットではないので、次に、検索した３ドットを結ぶ線に垂直な方向に、該３ドットを中心として２個のドットアレイ１２の面積に相当する領域Ｃを走査し、第１のドットアレイ１２を抽出する。
【００５２】
次に、ＳＴＥＰ１０４で、該第１のドットアレイ１２の向きより、記憶されている画像情報において、座標板１１においてあらかじめ設定されているＸ軸およびＹ軸の方向を判断する。該判断は、例えば、図３に示すように６行×３列のマトリクスを正位置に見て、右方向をＸ軸の正方向、上方向をＹ軸の正方向と設定した場合、前記第１のドットアレイ１２の正位置方向より、Ｘ軸およびＹ紬の正の方向が定まる（図５）。そして前記第１のドットアレイ１２の６行目の３ドットのコード配列より、該第１のドットアレイ１２がＸ座標値をコード化した座標情報か、Ｙ座標値をコード化した座標情報かを判別する。次に、前記第１のドットアレイ１２の２から５行目の１２ドットのコード配列より、Ｘ軸あるいはＹ軸のコード化された座標値が判断される。該判断においては、必要に応じ参照テーブル等が用いられる。
【００５３】
次に、ＳＴＥＰ１０５において、前記第ｌのドットアレイ１２の画像情報上での位置と、前記Ｘ軸およびＹ軸の正の方向より、抽出すべき第２のドットアレイ１２の画像情報上での位置を推定し、抽出する。該推定および抽出は、例えば本実施例においては、Ｘ座標値の座標情報に近接するＹ座標値の座標情報は、Ｘ軸あるいはＹ軸の±方向に１表示画素分の距離だけ離れて４個位置する。このため、前記第１のドットアレイ１２の画像情報上での位置と、前記Ｘ軸およびＹ軸の正の方向より、該４個のうち、画像情報の中心により近いドットアレイ１２を抽出すべき第２のドットアレイ１２とし、その位置を推定し、ドットアレイ１２の面積より広い所定の領域Ｄの画像情報を走査すれば第２のドットアレイ１２が抽出できる（図５）。
【００５４】
次にＳＴＥＰ１０６で、抽出した第２のドットアレイ１２の２から５行目の１２ドットのコード配列より、前記第１のドットアレイ１２とは異なる軸のコード化された座標値が判断される。
【００５５】
次にＳＴＥＰ１０７で、前記第１のドットアレイ１２および第２のドットアレイ１２と、画像情報の中心との距離を算出する。該距離は、第１あるいは第２のドットアレイ１２が表すＸあるいはＹ座標値に対応するＸ軸あるいはＹ軸と、画像情報の中心との距離である。ドットアレイ１２が表す座標値の位置は、ドットアレイ１２内の所望の位置に設定することが可能である。本実施例においては、ドットアレイ１２を正位置に見て、３行目の２列目のドットの下側左端をドットアレイ１２が表す座標値の位置とし、該位置に対応させて座標値がコード化されているものである。そして該位置を通るＸ軸およびＹ軸と、画像情報の中心との距離ＬｘとＬｙとが算出されるものである（図６）。該距離が座標板１１上に定められる座標軸上の値に換算されることは言うまでもない。
【００５６】
次にＳＴＥＰ１０８で、前記第１のドットアレイ１２および第２のドットアレイ１２の座標値と、該第１のドットアレイ１２および第２のドットアレイ１２の各座標軸と前記画像情報の中心、すなわちペン１の中心との距離Ｌｘ，Ｌｙより、ペン１の正確な位置座標が算出される。該算出に際し、前記中心との距離Ｌｘ，Ｌｙに対し、Ｘ軸およびＹ軸の正負の方向が加味されることは言うまでもない。また、該算出方法により、ペン１が微少な距離移動し、抽出されるドットアレイ１２が同じであっても、前記ドットアレイ１２と画像情報の中心の距離が異なって算出されるため、該微少移動が検出されるものである。すなわち、極めて高分解能な座標入力が可能となるものである。また、入力有効領域の全領域で同等の高い精度が可能となるものである。
【００５７】
次にＳＴＥＰ１０９で、算出されたＸおよびＹ座標値は演算制御回路７から送信手段８に送られ、受信手段２４を経てＣＰＵ２３に入力される。
【００５８】
なお、前述の処理に先立ち、座標板１１の座標系とＬＣＤ２１の座標系を合わせる、あるいは検出された座標値を補正するための処置、例えば表示画面の所望の複数の点を表示し、該点にペン１を合わせて入力する等の周知の処置がなされる。
【００５９】
前述の構成，動作に示したように、本実施例においては、ドットアレイ１２がフィルム１３の表面ではなく、貼り合わせ面に形成されているため、操作者がペン１で座標板１１の表面を指示、あるいは移動走査する入力に際して、ペン１が座標板１１に当接，打突、あるいは擦っても、ドットアレイ１２にペン１が直接接触することがなく、ドットアレイ１２には傷，変形，摩滅，薄色化，変色，脱落等が生じることがまったくなく、極めて高い信頼性で、恒久的にドットアレイ１２を保持できる。また、前記座標板１１の製造工程においても、いったんフィルム１３をガラス板１４に貼り合わせた後は、特別な注意あるいは治工具等を用いることなく容易な取り扱いが可能である。
【００６０】
また、本実施例においては、コード化された座標情報であるドットアレイ１２に含まれる情報はＸ座標値とＹ座標値との対ではなく、いずれか一方であるため、１個の座標情報の情報量を半分にすることができ、さらには隣り合うドットアレイ１２間に大きな間隙スペースを配置するごとく断続的に記録することで座標情報の数を著しく減らすことができる。これは、例えば、１ｍ×１ｍの入力有効領域を有する座標板１１において、６行×３列のマトリクスのドットアレイ１２の配列ピッチをＸ軸およびＹ軸とも１ｍｍとし、ドットアレイ１２のドット形状をφ３０μｍとすると、ドットが有る部分の面積の総和は、面積比で入力有効領域全域に対し約０．７％であり、座標板１１とＬＣＤ２１とが重ねられ入出力一体型として構成されても、座標板１１に記録された座標情報であるドットアレイ１２が表示画像へ及ぼす悪影響はほとんどない。
【００６１】
この効果は、Ｘ軸とＹ軸の方向およびＸ座標値とＹ座標値とを識別するために、６行×３行のマトリクスのドットアレイ１２の１行目と６行目の計６ドットのみで行うことによるものである。
【００６２】
また、前記ドットアレイ１２が、アレイを形成するドット間に間隙を有する構成とすることで、ドットが連続してつながり、操作者が識別してしまうということがなく、座標情報を気にすることなく良好な入力指示の操作が可能となる。
【００６３】
なお、前述の構成において、ドットアレイ１２の配列ピッチ１ｍｍが表示画素のピッチと同等で、ドットアレイ１２のドット形状がφ３０μｍであり、前述の如くエリアセンサ２の読み取り領域が２．５×２．５表示画素分で、エリアセンサ２の３×３の画素が１ドットに対応する構成であれば、エリアセンサ２の画素数は２５０×２５０となり総画素数は約６万画素程度である。該画素数のエリアセンサ２はＣＣＤタイプあるいはＣＭＯＳタイプ等いずれの方式でも容易かつ安価に実現できるものであり、また、演算制御回路７あるいは信号処理回路６等も既存の技術で容易に実現可能であり、本実施例の座標入出力装置は適切な経済性を有するコストで実現できる。
【００６４】
以上説明したように、本実施例によれば、座標表示板を、厚さ方向に複数の層からなる積層構造とし、座標情報を前記積層構造の層間に形成することにより、操作者が使用中に、入力指示手段であるペンを座標板に当接，打突、あるいは擦っても、入力指示手段あるいはその他の物体が座標情報に直接触れることがないために、記録された座標情報が、傷，変形，摩滅，薄色化，変色，脱落等の状態となってしまい、誤検出あるいは検出不能となることを回避でき、高い信頼性で、かつ安価な装置が実現できる。また、各種の製造工程において、座標情報に、傷，薄色化，変色，脱落等を生じせしめないような、極めで慎重な取り扱いが不要となり、安価な装置が実現できる。さらには、積層構造のタブレットの場合は、これを単体で机上等で使用する際にも、机面あるいは机上の様々な物体との接触，打突，摩擦等に十分に耐えうる高い信頼性の装置が、極めて安価に実現できる。すなわち、本実施例によれば、極めて信頼性の高い、安価な装置が実現できる。
【００６５】
また、前記座標板を、座標情報が、Ｘ座標値とＹ座標値とが識別可能でそれぞれ単独に、
かつ断続的に記録された構成とすることで、座標情報に含まれる情報はＸ座標値とＹ座標値との対ではなく、いずれか一方であるため、１個の座標情報の情報量を半分にすることができ、また断続的に記録することで座標情報の数を著しく減らすことができるために、座標入力装置が表示装置と入出力一体型として構成されても、座標板に記録された座標情報が表示画像へ及ぼす悪影響を極めて小さく抑えることができ、操作性が向上する。
【００６６】
また、前記座標情報が、前記表示手段の表示画面を形成する複数の表示画素と位置的に関連付けて記録することで、座標板に記録される座標情報を表示画像に悪影響を極力及ぼさないような位置に配置することができ、座標情報が表示画像へ及ぼす悪影響を極めて小さく抑えることができ、操作性が向上する。
【００６７】
（実施例２）
図７，図８により、実施例２である座標入出力装置を説明する。入力指示器であるペン１の構成，作用は前記実施例１と同様であり説明を省略する。なお前記実施例１と同じ構成要素については同符号を用い説明する。また、本実施例においては、前記実施例１と、座標板およびドットアレイの構成が異なるため、これらの点を中心に説明する。
【００６８】
図７に本実施例で用いる座標板３１の模式断面図を示す。本実施例において、座標板３１はＬＣＤ２１の表示パネルの上側ガラス２１ａが兼ねるものである。すなわちドットアレイ３２が形成された面を貼り合わせ面として、フィルム１３が、上側ガラス２１ａの表面に貼り合わされ、座標板３１が構成されている。該構成により、ペン１のペン先が実際に座標板３１に当接する位置と、該位置に対応するＬＣＤ２１の表示画面の位置との、座標板３１あるいは表示パネルの厚さ方向でほぼ同じ高さとなるため、操作者の視線がペン先を斜め方向からみる場合の、いわゆるペン先と表示画像の視差がほとんどなくなり、より快適な操作が可能となる。
【００６９】
次に、前記ドットアレイ３２について説明する。図８に入力有効領域のごく一部分の拡大図を示す。井型の細線で区切った領域がＬＣＤ２１の１表示画素に相当し、Ｘ軸方向に表示画素の３画素分のピッチで、Ｙ軸方向に表示画素の２画素分のピッチで、入力有効領域のＸ座標値をコード化したドットアレイ３２Ｘｉ，３２Ｘｉ＋１が配置され、Ｙ座標値をコード化したドットアレイ３２Ｙｊ、３２Ｙｊ＋１が、Ｘ軸およびＹ軸方向にそれぞれ１表示画素分離れて配列され形成されている。入力有効領域全域に同様に、Ｘ座標値をコード化したドットアレイ３２Ｘ１〜３２Ｘｍと、Ｙ座標値をコード化したドットアレイ３２Ｙ１〜３２Ｙｎが、交互に配列され形成されていることは言うまでもない。
【００７０】
さらに、ドットアレイ３２はＬＣＤ２１の表示画素の画素の境界に合わせて形成される。すなわち、後述のＬ字状のドットアレイ３２のＬ字の角が、表示画素の四隅のひとつに位置し、Ｌ字状の短手と長手がＸ軸あるいはＹ軸に平行に形成される。前記境界は表示画面のコントラスト向上等のために、通常ブラックマトリクス等が形成されている。前記境界にドットアレイ３２を形成することで、ドットアレイ３２が表示画像に及ぼす影響はほとんどなくなるものである。また、ドットアレイ３２の色は特別に限定される必要はない。ただし、背景がブラックマトリクスの場合には、ドットと背景のコントラストをより得るためには、明るい色の方が望ましい。
【００７１】
ドットアレイ３２はＬ字状の形状をしており、短手が３ドット、長手が１２ドット（長手は短手との交点の１ドットを除いている）の１５個のドットから形成されている。Ｘ座標値をコード化したドットアレイ３２Ｘｉ，３２Ｘｉ＋１と、Ｙ座標値をコード化したドットアレイ３２Ｙｊ、３２Ｙｊ＋１とは長手あるいは短手を中心に線対称の形状に形成されている。また、Ｘ座標値をコード化したドットアレイ３２Ｘｉ，３２Ｘｉ＋１と、Ｙ座標値をコード化したドットアレイ３２Ｙｊ，３２Ｙｊ＋１とは一方を９０°  回転した配置で形成されている。
【００７２】
前記１５個のドットのうち、短手の３ドットと長手の両端の２ドットの計５ドットがＸ軸およびＹ軸の方向、およびＸ座標とＹ座標の判別のために使用される。これらの５ドットはいずれも「１」に形成される。
【００７３】
すなわち、Ｌ字状のドットアレイ３２を長手がＹ軸に平行にし、短手が上になるように位置させて見た時、短手の左側に長手が位置していればＸ座標値を、短手の右側に長手が位置していればＹ座標値を表している。また、Ｌ字状のドットアレイ３２が、例えばＸ座標値であれば、Ｌ字の交点より短手方向がＸ軸の正方向、長手方向がＹ軸の負方向というように、Ｘ軸およびＹ軸の方向を一義的に定めることができる。そして、長手の１０ドットによりＸおよびＹの座標値がコード化されるものである。本実施例においては、１０ドットの有無により１０２４通りの座標値が表現できる。また、前記ドットアレイ３２が形成された座標板３１が、ペン１のエリアセンサ２に読み取られる領域は、その中に前記Ｘ座標値およびＹ座標値を表すドットアレイ３２が、それぞれ確実に１個以上含まれる領域となるように構成される。すなわち前記配列で形成されている場合には、ドットアレイ３２のＬ字状の長手の長さにもよるが、前記領域はＬＣＤ２１の表示画素で例えばＸ軸方向４×Ｙ軸方向３表示画素分より広い領域となるものである。本実施例では、エリアセンサ２に読み取られる領域は、ＬＣＤ２１の４．５×３．５表示画素分とする
前記構成において、その動作について、実施例１における図４のフローチャートを援用し説明する。
【００７４】
まずＳＴＥＰ１０１でペン先スイッチのＯＮ／ＯＦＦが判断される。ペン先スイッチがＯＮの場合は、ＳＴＥＰ１０２で、エリアセンサ２がペン先近傍の複数のドットアレイ３２を含む領域の画像を読み取る。読み取られた画像は、エリアセンサ２より信号処理回路６に出力され、信号処理回路６にて画素毎に２値化処理が行われ、デジタル画像情報として演算制御回路７のＲＡＭに記憶される。
【００７５】
次に、ＳＴＥＰ１０３において、演算制御回路７は記憶された画像情報に対し、画像の中心に近い第１のドットアレイ３２の抽出処理を行う。該抽出処理は、Ｌ字状ドットアレイ３２の短手３ドットを、まず検索するものである。該検索は、例えば、画像情報の中心軸から両端に向かい交互に走査検索していく。３ドットが検索できると、次に、該検索した３ドットは必ずしもＬ字状の短手の３ドットとは限らないため、すなわちＬ字状の長手に連続して形成された３ドットの可能性もあるため、検索した３ドットを結ぶ線の延長線上の所定距離内のドットの有無を判別し、検索した３ドットがＬ字状の短手あるいは長手の３ドットであるかを判断する。該所定距離は、例えば検索した３ドットの両側の延長線に、Ｌ字状の長手の長さ分に設定される。該所定距離内にドットがある、すなわち検索した３ドットが長手の３ドットの場合には、該所定距離内の両側の最端のドットより、判断された長手に垂直な方向に連続する残り２ドットを検索するものである。そして、短手３ドットが検索できたら、該３ドットを結ぶ線に垂直な両側の領域を、Ｌ字状の長手の長さより所定量広い領域を走査し、第１のドットアレイ３２を抽出する。
【００７６】
次に、ＳＴＥＰ１０４で、前記第１のドットアレイ３２の形状より、該第１のドットアレイ３２がＸ座標値をコード化した座標情報か、Ｙ座標値をコード化した座標情報かを判段する。該判断は、Ｌ字状のドットアレイ３２を短手が上になるように位置させて見た時、長手が短手の左右いずれの側に位置しているかにより判断される。次に前記第１のドットアレイ３２の短手の向きより、記憶されている画像情報において、座標板１１においてあらかじめ設定されているＸ軸およびＹ軸の方向を判断する。そして前記第１のドットアレイ３２の長手の１０ドットのコード配列より、Ｘ軸あるいはＹ軸のコード化された座標値が判断される。
【００７７】
次に、ＳＴＥＰ１０５において、前記第１のドットアレイ３２の画像情報上での位置と、
前記Ｘ軸およびＹ軸の正の方向と、および画像情報の中心位置とより、抽出すべき第２のドットアレイ３２の画像情報上での位置を推定し、抽出する。該推定および抽出は、例えば、Ｘ座標値の座標情報に近接するＹ座標値の座標情報は、Ｘ軸の正方向±４５°の方向に１表示画素の対角線の距離だけ離れて２個、およびＸ軸の負方向±約６０°の方向に２表示画素の対角線の距離だけ離れて２個の計４個がある。このため、前記第１のドットアレイ３２の画像情報上での位置と、前記Ｘ軸およびＹ軸の方向と、および座標情報の中心位置より、該４個のうち画像情報に含まれる、かつ中心により近いドットアレイ３２を抽出すべき第２のドットアレイ１２とし、その位置を推定し、抽出する。
【００７８】
次にＳＴＥＰ１０６で、抽出した第２のドットアレイ３２の長手の１０ドットのコード配列より、前記第１のドットアレイ３２とは異なる軸のコード化された座標値が判断される。
【００７９】
次にＳＴＥＰ１０７で、前記第１のドットアレイ３２および第２のドットアレイ３２の各座標軸と、画像情報の中心との距離を算出する。
【００８０】
次にＳＴＥＰ１０８で、前記第１のドットアレイ３２および第２のドットアレイ３２の座標値と、該第１のドットアレイ３２および第２のドットアレイ３２の各座標軸と前記画像情報の中心との距離より、ペン１の正確な位置座標が算出される。
【００８１】
次にＳＴＥＰ１０９で、算出されたＸおよびＹ座標値は演算制御回路７から送信手段８に送られ、受信手段２４を経てＣＰＵ２３に入力される。
【００８２】
前述の構成，動作に示したように、本実施例においても、ドットアレイ３２がフィルム１３の表面ではなく、貼り合わせ面に形成されているため、操作者がペン１で座標板３１の表面を指示、あるいは移動走査する入力に際して、ペン１が座標板３１に当接，打突、あるいは擦っても、ドットアレイ３２にペン１が直接接触することがなく、ドットアレイ３２には傷，変形，摩滅，薄色化，変色，脱落等が生じることがまったくなく、極めて高い信頼性で、恒久的にドットアレイ３２を保持できる。また、前記座標板３１の製造工程においても、いったんフィルム１３をＬＣＤ２１の表示パネルの上側ガラス２１ａに貼り合わせた後は、特別な注意あるいは治工具等を用いることなく容易な取扱いが可能となる。
【００８３】
また、本実施例においては、ＬＣＤ２１のブラックマトリクス等からなる表示画素の境界に、Ｘ座標値あるいはＹ座標値がコード化された座標情報であるドットアレイ３２を形成することにより、座標板３１とＬＣＤ２１とが重ねられ入出力一体型として構成されても、座標板３１に記録された座標情報であるドットアレイ３２が表示画像へ及ぼす悪影響はほとんどない。
【００８４】
以上説明したように、本実施例によれば、実施例１と同様の理由で、信頼性が高く、操作性が良く、安価な画像入出力装置を提供することができる。
【００８５】
（実施例の変形）
前述の実施例において、座標情報はＸ座標値とＹ座標値とを単独に形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の主旨のひとつは、複数層の座標板の層間に座標情報を形成することで、極めて高い信頼性、かつ安価に座標情報を半永久的に保持することが可能になるということであり、座標情報の構成に限定があるものではない。例えば、ひとつの座標情報にＸおよびＹ座標値がコード化され含まれる構成でもよい。該構成は、例えばドットマトリクス状に座標情報を形成し、上位行にＸ座標値を、下位行にＹ座標値を形成する等の手法で可能となるものである。もちろん、ひとつの座標情報の中にＸおよびＹ座標値を含める手法は、いかなる手法でもよいことは言うまでもない。
【００８６】
本発明の座標板の構成は、ガラス板表面にフィルムを貼り合わせる構成に限定されるものではない。例えば、ガラス板ではなくアクリル等の透明な各種のプラスチック板でもよい。また、座標板の裏面にフィルムを貼り合わせ、該貼り合わせ面に座標情報を形成する、あるいは座標板の両面にフィルムを貼り合わせ、該貼り合わせ面のいずれかに座標情報を形成する構成でもよい。また１枚のフィルムではなく複数枚のフィルムを貼り合わせてもよい。この場合は座標情報を形成する場所は、各層問のいずれでもよい。また、表示手段の表面に座標板を構成するフィルムを貼り合わせ、該フィルムの貼り合わせ面に座標情報を記録する場合（実施例２）、入力動作による該表示手段への悪影響、例えば破損、表示の乱れ等を防止するために、入力用の透明なプラスチック板等４１を表示手段の前面に設ける構成でもよい（図９）。これらの構成は、座標板に求められる光透過率，反射率等の光学的性能、あるいは装置構造，強度，重量，生産性，安全性等の機械的性能，機能等により選択されるものである。そして、いずれの横成においても、操作者による使用、あるいは製造工程における取り扱いにおいて、座標情報に傷，変形，摩滅，薄色化，変色，脱落等が生じることがまったくなく、極めて高い信頼性で、恒久的に座標情報を保持できる。
【００８７】
本発明の座標入力装置は必ずしも表示手段と一体的に構成される必要はない。例えば表示手段とは別体で、机上に置いて入力装置としての使用ができるものである。この場合に、座標板の表面あるいは裏面あるいは両面に透明フィルムを貼り合わせ、該貼り合わせ面のいずれかに座標情報が形成される。該構成により、座標板表面における、ペンあるいは指等による当接，打突あるいは擦れ等、あるいは座標板裏面における、机面あるいは机上の様々な物体との接触，打突，摩擦等により、座標情報に傷，変形，摩滅，薄色化，変色，脱落等が生じることがまったくなく、極めて高い信頼性で、恒久的に座標情報を保持できる。
【００８８】
また、座標板は透明な材質に限定されるものではない。すなわち前述のように座標入力装置が表示手段と一体的に構成されず、単独で構成，使用される場合には、透明である必要はなく、座標板の材質は各種の金属あるいは各種のプラスチック等、所望の座標情報が形成しうる材質であれば、いかなる材質でもよいものである。
【００８９】
座標情報をコード化する手法は、実施例のドットアレイに限るものではなく、間隙がなく連続するドット、すなわち線状図形の長さによるコード化、あるいは２種類の線の幅および間隔による、いわゆるバーコードによるコード化等、座標情報がコード化可能な手法であれば、いかなる手法でもよい。
【００９０】
また、ドットアレイによるコード化において、ドットの数は、求められる仕様、すなわち入力有効領域の面積，表示画像の精細度，座標入力の精度あるいは分解能、あるいは入力指示手段のエリアセンサの仕様等により、いずれの個数でもよい。また必要に応じ、ドットの大きさ，形状あるいは色が加味されてよい。また、コード化において、「０」が背景とは必ずしも同等でなくともよい。すなわち、透明な座標板上において、「１」を表すドットと「０」を表すドットが共に所定の色を有し、該「１」と「０」のドットの判別ができ、２値化が可能であればよい。例えば、「１」と「０」を表すドットが同色でコントラストが異なるという構成でもよい。また、ドットとドット間の間隙は、前記実施例のように、ドットと同程度の大きさに限定されるものではなく、いずれの大きさでもよい。望ましくは、許容できる範囲でより大きな間隙とする構成がよい。また、ドットアレイ部の「１」のドットの個数を、全てのドットアレイで略同等にする、いわゆるＤＣフリーなドットアレイとすることで、ドットアレイのいわゆるグレー度を均一にする構成としてもよい。さらには、「１」あるいは「０」のドットが連続して配置される、いわゆるゼロランを禁止する構成としてもよい。該グレー度が均一あるいはゼロラン禁止の構成では、全体として表示画面がさらに均一に見えることを可能にする。
【００９１】
座標情報の検索および抽出は、前述の実施例に限定されず、２値化された画像情報から所望の特徴を有する部分、領域を検索および抽出するあらゆる手法が、本発明に適用できる。例えば、画像情報の中心近傍かららせん状に検索，抽出していく、あるいは所定範囲を間引き走査で検索後、所望の領域を検索，抽出する等、いかなる手法でもよい。
【００９２】
座標情報がＸ座標値をコード化したものであるか、Ｙ座標値をコード化したものであるかを識別する手段は、前述の実施例に限定されるものではなく、該識別が可能であればいかなる手法でも本発明に含まれるものである。例えば、ドットマトリクス等の形状、ドットマトリクス等の構成内容、ドットの大きさ，形状あるいは色等が識別のために活用されるものである。
【００９３】
また、座標情報の検索，抽出，識別，判断等において、必要に応じ、ＸおよびＹ座標値の確認、隣接座標情報を参照する、あるいは１個前のサンプリングデータを参照する等の、各種のチェック機能、あるいはパリティビットを付加しパリティチェックによる誤検出検知機能が付加されてもよいことは言うまでもない。
【００９４】
座標情報が断続的に記録される配列ピッチは、本発明の主旨である、座標情報の数を著しく減らし、座標入力装置が表示装置と入出力一体型として構成されても、座標板に記録された座標情報が表示画像へ及ぼす悪影響を極めて小さく抑えることができれば、いかなる配列ピッチでもよい。望ましくは、座標情報間に、該座標情報が占める面積よりも大きい間隙がある配列ピッチがよい。また配列ピッチは、いわゆるＸ軸方向とＹ紬方向とが、実施例２のように異なっていてもよい。また入力有効領域全域において等しいピッチで形成される必要もない。これは、例えば本発明が関わるようなパソコン等のシステムにおいて、入力有効領域中での使用頻度が場所により異なるようなアプリケーションあるいは専用端末の如きシステムあるいは装置として使用される場合、有効に活用されるものである。
【００９５】
また、配列ピッチは、必ずしも表示手段の表示画素ピッチに対応させる必要はない。特に実施例１のように、表示手段との間に厚さ方向で間隙を有し座標板が設けられる場合に、前記必要性は少ない。
【００９６】
また、座標情報を表示手段の表示画素と関連付けて配列する場合には、前記実施例に限定されるものではなく、例えば表示手段がカラーの表示が可能であれば、表示画素中のいわゆるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各画素あるいはいずれかの画素に関連付けて、座標情報を形成する等、いかなる関連付けがされても、本発明の主旨が達成しうるものであればよい。
【００９７】
入力指示手段の構成は、前記実施例に限定されるものではない。前記実施例では、入力手段はいわゆるペン入力に対応したペン状の構成としたが、これに限定されるものではなく、いわゆるマウス状等のいかなる形状でもよい。
【００９８】
発光素子は、必要に応じ複数個の発光素子を用いてもよい。また、本発明の座標入力装置が使用される環境下の照明、例えば室内の照明を利用してエリアセンサが検出する、あるいは表示画面自体が発光する光を利用してエリアセンサが画像を検出する構成とすれば、発光素子を必ずしも必要とはしない。
【００９９】
対物レンズの構成は、エリアセンサに座標情報を所望の明るさ，倍率，解像度，画角，ひずみ，被写界深度等で結像できれば、いかなる構成でもよい。
【０１００】
エリアセンサの種類，イメージサイズ，画素数あるいはＡ／Ｄコンバータ，センサ駆動用タイミングＩＣ、あるいは自動利得制御回路等の各種周辺回路部の内蔵等のエリアセンサの内部構成等に本発明は拘束されるものではない。
【０１０１】
座標情報を形成する場所は、前述の実施例のフィルムの貼り合わせ面に限定されないことは言うまでもない。座標板の表面、あるいは裏面でもよい。または、３層以上で構成される多層の座標板の場合は各層間のいずれでもよい。また、表示手段の表面に座標板を構成するフィルムを貼り合わせ、該フィルムの表面に座標情報を記録し、入力動作による該表示手段への悪影響、例えば破損，表示の乱れ等を防止するために、入力用の透明なプラスチック板４１等を表示手段の前面に設ける構成でもよい（図９）。すなわち、座標情報を形成する場所は、入力指示手段により検出可能であれば、いずれでもよいものである。
【０１０２】
座標情報を検出する、あるいはＸ座標値とＹ座標値を識別する、あるいは座標値を決定する等のための電気・電子回路部である信号処理回路および演算制御回路は、必ずしも入力指示手段に内蔵される必要はない。すなわち、入力指示手段の形状、あるいは入力指示手段に内蔵される電池特性、あるいは入力指示手段とＣＰＵ等が設置される本体との通信方法等の仕様により、信号処理回路および演算制御回路を前記本体側に設けてもよい。この場合、入力指示手段の送信手段と本体側の受信手段間での送受される情報の内容が、必要に応じ様々な形態となることは言うまでもない。また、前述の実施例のように、送信手段，受信手段を設けずに、所定の接続コードにより入力指示手段と本体とを接続してもよい。この場合には、入力指示手段に電池を設けることなく、前記接続コードにより電源供給を行う構成も可能であることは言うまでもない。
【０１０３】
表示手段は、前記前述の実施例のＬＣＤに限定されるものではなく、種類，方式，表示画面サイズ等、いずれの表示手段でも本発明は適用しうるものである。
【０１０４】
座標板は透明な材質に限定されるものではない。すなわち、本発明の座標入力装置が表示手段と一体的に構成されず、単独で構成、使用される場合には、透明である必要はなく、座標板の材質は各種の金属あるいは各種のプラスチック等、所望の座標情報が形成しうる材質であれば、いかなる材質でもよいものである。
【０１０５】
このように、本発明によれば、信頼性が高く、操作性が良く、安価なの座標入力装置、座標入出力装置を提供することができる。
【０１０６】
また、記録された座標情報が、傷，変形，摩滅，薄色化，変色，脱落等の状態となって、誤検出あるいは検出不能となることを回避でき、信頼性が高く、かつ安価な装置が実現できる。
【０１０７】
更に詳しくは、座標情報に含まれる情報はＸ軸座標値とＹ軸座標値との対ではなく、いずれか一方であるため、１個の座標情報の情報量を半分にすることができ、さらには断続的に記録することで座標情報の数を著しく減らすことができるために、座標入力装置が表示装置と入出力一体型として構成されても、座標板に記録された座標情報が表示画像へ及ぼす悪影響を極めて小さく抑えることができ、操作性が向上する。
【０１０８】
また、前記座標情報がドットアレイからなり、Ｘ軸座標値に対応するドットアレイとＹ軸座標値に対応するドットアレイのドット構成の少なくとも一部が異なるように形成された座標情報であるように構成することにより、Ｘ軸座標値とＹ軸座標値とを識別するために、座標情報量を大きくする必要がなく、座標情報が表示画像へ及ぼす悪影響を極めて小さく抑えることができ操作性が向上する。
【０１０９】
また、前記座標情報のドットアレイが、複数の行および列からなるドットマトリクス状に形成する、あるいは前記座標情報のドットアレイがＬ字状に形成することで、入力指示手段が座標入力有効領域においていずれの方向に位置した場合でも、Ｘ軸とＹ軸の方向およびＸ軸座標値とＹ軸座標値とを識別するために、座標情報量を大きくする必要がなく、座標情報が表示画像へ及ぼす悪影響を極めて小さく抑えることができる。
【０１１０】
また、前記座標情報のドットアレイが、アレイを形成するドット間に間隙を有する構成とすることで、ドットが連続してつながり、操作者が識別してしまうということがなく、座標情報を気にすることなく良好な入力指示の操作が可能となる。
【０１１１】
また、本発明によれば、座標板に記録される座標情報を表示画像に悪影響を極力及ぼさないような位置に配置することができ、座標情報が表示画像へ及ぼす悪影響を極めて小さく抑えることができる。
【０１１２】
また、前記座標情報が、前記表示装置の表示画素間に位置するように記録されることで、前記悪影響をさらに小さく抑えることができる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信頼性が高く、操作性が良く、安価な座標入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で用いるペンの構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１全体のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１で用いる座標板のドットアレイを示す図である。
【図４】実施例１の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】実施例１においてエリアセンサが読み取る画像情報を示す図である。
【図６】実施例１においてエリアセンサが読み取る画像情報を示す図である。
【図７】実施例２で用いる座標板の模式断面図である。
【図８】実施例２で用いる座標板のドットアレイを示す図である。
【図９】実施例の変形における座標板の模式断面図である。
【符号の説明】
１  入力指示器（ペン）
１２  座標情報
１３  透明フィルム
１４  透明ガラス板
２１  ＬＣＤ
【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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