(57)【要約】【課題】  複数の指示入力を検出して、その指示入力に対する位置座標を精度良く算出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供する。【解決手段】  座標入力領域上に指示がない場合の初期状態での検出手段の初期検出信号分布に対し、座標入力領域に対する指示具の指示動作によって発生する信号変化範囲を特定する。特定された信号変化範囲の端部情報を検出する。検出される複数の端部情報の少なくとも１つを用いて、指示具の指示位置の座標を算出する。【選択図】  図２１
2005258811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置であって、
前記座標入力領域上に対する指示手段の有無を検出する検出手段と、
前記座標入力領域上に指示がない場合の初期状態での前記検出手段の初期検出信号分布に対し、前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する信号変化範囲を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された信号変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出手段と、
前記端部情報検出手段で検出される複数の端部情報の少なくとも１つを用いて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】
複数の前記検出手段が、前記座標入力領域の異なる位置に配置され、
前記算出手段は、前記複数の検出手段それぞれに対する端部情報で特定される座標と、対応する検出手段の基準位置とを結ぶ線分同士の交点で規定される角度の２等分線の交点を、前記指示手段の指示位置の座標として算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記特定手段で特定された信号変化範囲の数に基づいて、前記端部情報検出手段で検出される前記複数の端部情報の内、座標算出に用いる端部情報の組み合わせを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項４】
前記算出手段に座標候補として複数の座標が算出される場合、前記座標候補から、前記指示手段の指示位置に対応する座標を判定する判定手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項５】
複数の前記検出手段が、前記座標入力領域の異なる位置に配置され、
前記算出手段は、前記複数の検出手段毎に得られる、前記特定手段で特定される信号変化範囲の数に基づいて、複数の指示手段による指示動作があり、かつ前記複数の指示手段に対する信号変化範囲に重なりの程度を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項６】
前記検出手段は、当該検出手段と発光源との間に光を遮蔽または反射する遮蔽物が存在する場合の遮蔽範囲の有無に基づいて、前記座標入力領域上に対する指示の有無を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項７】
前記検出手段は、当該検出手段と振動発生源との間に振動伝播を遮蔽する遮蔽物が存在する場合の遮蔽範囲の有無に基づいて、前記座標入力領域上に対する指示の有無を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項８】
前記座標入力領域は、表示装置の表示面あるいは、前記表示装置の表示面に重ねて配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項９】
座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置であって、
前記座標入力領域の周辺部に設けられ、到来光を受光する複数の受光手段と、
前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する、前記複数の受光手段それぞれから得られる光量分布の変化範囲を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出手段と、
前記端部情報検出手段で検出された複数の端部情報の内、前記複数の受光手段の異なる受光手段における一方の端部情報と他方の端部情報の組より、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする座標入力装置。
【請求項１０】
前記座標入力領域は、表示装置の表示面あるいは、前記表示装置の表示面に重ねて配置されている
ことを特徴とする請求項９に記載の座標入力装置。
【請求項１１】
座標入力領域上に対する指示手段の有無を検出する検出部を備え、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御方法であって、
前記座標入力領域上に指示がない場合の初期状態での前記検出部の初期検出信号分布に対し、前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する信号変化範囲を特定する特定工程と、
前記特定工程で特定された信号変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出工程と、
前記端部情報検出工程で検出される複数の端部情報の少なくとも１つを用いて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出工程と
を備えることを特徴とする座標入力装置の制御方法。
【請求項１２】
前記座標入力領域の周辺部に設けられ、到来光を受光する複数の受光部を備え、前記座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御方法であって、
前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する、前記複数の受光部それぞれから得られる光量分布の変化範囲を特定する特定工程と、
前記特定工程で特定された変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出工程と、
前記端部情報検出工程で検出された複数の端部情報の内、前記複数の受光部の異なる受光部における一方の端部情報と他方の端部情報の組より、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する算出工程と
を備えることを特徴とする座標入力装置の制御方法。
【請求項１３】
座標入力領域上に対する指示手段の有無を検出する検出部を備え、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御を実現するプログラムであって、
前記座標入力領域上に指示がない場合の初期状態での前記検出部の初期検出信号分布に対し、前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する信号変化範囲を特定する特定工程のプログラムコードと、
前記特定工程で特定された信号変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出工程のプログラムコードと、
前記端部情報検出工程で検出される複数の端部情報の少なくとも１つを用いて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出工程のプログラムコードと
を備えることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
前記座標入力領域の周辺部に設けられ、到来光を受光する複数の受光部を備え、前記座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御を実現するプログラムであって、
前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する、前記複数の受光部それぞれから得られる光量分布の変化範囲を特定する特定工程のプログラムコードと、
前記特定工程で特定された変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出工程のプログラムコードと、
前記端部情報検出工程で検出された複数の端部情報の内、前記複数の受光部の異なる受光部における一方の端部情報と他方の端部情報の組より、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する算出工程のプログラムコードと
を備え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、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置及びその制御方法、プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
座標入力面に、指示具（例えば、専用入力ペン、指等）によって指示して座標を入力することにより、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が存在する。
【０００３】
従来より、この種の座標入力装置としては、タッチパネルとして、各種方式のものが提案、または製品化されており、特殊な器具などを用いずに、画面上でパーソナルコンピュータ等の端末の操作が簡単にできるため、広く用いられている。
【０００４】
座標入力方式としては、抵抗膜を用いたもの、また、超音波を用いたものなど、さまざまなものがあるが、光を用いたものとして、例えば、特許文献１がある。この特許文献１では、座標入力領域の外側に再帰性反射シートを設け、座標入力領域の角端部に配置された光を照明する照明部と光を受光する受光部とにより、座標入力領域内において指等の光を遮蔽する遮蔽物と受光部間の角度を検出し、その検出結果に基づいて、その遮蔽物の指示位置を決定する構成が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２や３等にあるように、再帰反射部材を座標入力領域周辺に構成し、再帰反射光が遮光される部分（遮光部分）の座標を検出する座標入力装置が開示されている。
【０００６】
これらの装置において、例えば、特許文献２では、微分等の波形処理演算によって受光部が受光する遮蔽物による遮光部分のピークを検出することにより、受光部に対する遮光部分の角度を検出し、その検出結果からその遮蔽物の座標を算出している。また、特許文献３では、特定のレベルパターンとの比較によって遮光部位の一方の端と他方の端を検出し、それらの座標の中心を検出する構成が示されている。
【０００７】
ここで、特許文献１乃至３のような、遮光位置を検出して座標を算出する方式を、以下、遮光方式と称する。
【０００８】
また、更に、このような遮光方式の座標入力装置においては、特に、その座標入力領域のサイズが大きい場合には、複数の操作者が同時に入力することを許容して、利便性を向上し、より効率的な会議等の用途での要求がある。そのため、複数の同時入力に対応する座標入力装置が考案されている。
【０００９】
複数の座標を同時に入力するために、特許文献４〜特許文献６では、一つの受光センサで複数の遮光部分の角度を検出し、各センサの角度の組み合わせから数点の入力座標候補を算出し、更に、その入力座標候補から実際に入力した座標を判別する技術が開示されている。
【００１０】
例えば、２点入力の場合には、入力座標候補として最大４点の座標を算出し、この４点の内、実際に入力した座標２点を判定し、出力する。つまり、この判定は、複数の入力座標候補の中から、実際の入力座標と虚偽の入力座標を選別して、最終的な入力座標を判定する。そして、この判定を、ここでは虚実判定と呼ぶことにする。
【００１１】
この虚実判定の具体的な方法としては、特許文献５や特許文献６では、従来の座標入力領域の一辺の両端に、座標入力領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて設置される第１及び第２センサの他に、これも、第１及び第２センサから入力領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて第１及び第２センサの間の位置に設置される第３センサを設ける。そして、この第３センサにおける第１及び第２センサの角度情報とは異なる角度情報に基づいて、第１及び第２センサで検出された複数の角度情報に対し、この虚実判定を行う技術が開示されている。
【００１２】
また、従来の遮光方式の座標入力装置における受光部を構成する受光素子による、指等の指示具が遮光する遮光部分の検出方法としては、特許文献７において、受光素子の出力信号における遮光部分の一方の端と遮光部分の他方の端との中心を、指示具に対応する検出座標として検出する提案がなされている。また、単純に、特許文献４において、受光素子が検出する遮光部分に対応する画素番号で遮光部分の位置を検出する提案もなされている。これらの遮光部分の検出方法は、遮光部分の中心を実際の指示具の中心であるとして算出し、これを角度情報として、座標算出演算に用いている。
【特許文献１】米国特許第４５０７５５７号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５６７１号公報
【特許文献３】特開２００１−１４２６４２号公報
【特許文献４】特開２００２−０５５７７０号公報
【特許文献５】特開２００３−３０３０４６号公報
【特許文献６】特許登録第２８９６１８３号
【特許文献７】特開２００１−１４２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の遮光方式のように、遮光部分の光量分布のピーク或いは、遮光影に関わる光量分布の両端によって規定される光量分布の中心から角度を検出し、各受光部から検出される角度の組み合わせから指示座標を算出する技術では、複数、少なくとも２箇所同時に座標を入力する場合には、その２箇所の入力点が受光部から略直線上に重なることがある。
【００１４】
従って、２箇所の入力点に対する遮光影が受光部で重なった場合には、各々の遮光影を分離して、各入力点の角度を検出することができず、入力不可能となる。
【００１５】
この具体例について、図２６Ａを用いて説明する。
【００１６】
例えば、図２２に示すような座標入力領域の位置に、それぞれ指示具Ａと指示具Ｂで指示する場合、図中の受光部Ｓ２の位置の場合における指示具Ａと指示具Ｂに対応する光量分布は、それぞれ図２３（ｂ）のＡ及びＢのようになり、指示具Ａと指示具Ｂの２点の遮光位置に対応した遮光影が分離して検出される。
【００１７】
尚、参照データとして、何も指示入力しない場合の光量分布は、図２３（ａ）で示すようになる。この図２３（ａ）において、Ｃの位置にある光量分布の谷は、座標入力領域の周囲に設けた再帰反射部材の角度特性、距離による減衰等の要因により生じた光量分布である。
【００１８】
一方、図２２に示す受光部Ｓ１の場合における指示具Ａと指示具Ｂに対応する光量分布は、図２３（ｃ）のようになり、指示具Ａと指示具Ｂの２点の位置に対応した遮光影が重なって検出される。この重なった遮光影（遮光重なり）を有する光量分布（遮光光量分布）の情報においては、図２３（ｃ）に示すように、図２３（ｂ）のＡとＢが部分的に重なっている（いわゆる、部分食が発生している）場合には、それぞれの指示具の片方の遮光範囲の端部情報しか得られない。そのため、特許文献７のように、従来の遮光範囲の両端の情報からその中心、あるいは、中心の画素番号により位置（角度）を算出する方法では、指示具Ａと指示具Ｂの座標を算出することは不可能である。
【００１９】
また、図には示さないが、対象受光部に対し、手前の第１指示具の影に、受光部から遠い方の第２指示具の影が完全に含まれてしまう（いわゆる、皆既食が発生している）場合にも、手前の第１指示具に関しては、その遮光影の両端から中心位置（角度）を算出することはできるが、遠い方の第２指示具に関する情報は得ることができない。
【００２０】
従って、先行例においては、複数の指示具の同時入力によって発生する遮光影の数を予め検出しておき、受光部で検出する数として、例えば、第２受光部において「２」で、第１受光部においては「１」である場合には、第１受光部において、指示具に対応する遮光影が受光部が検出する光量分布において重なっている場合とみなす。
【００２１】
そして、このような場合においては、特許文献６では、そのような状態の発生の旨を示す警告を発して、使用者に注意を喚起して、その状態を回避する構成としている。また、特許文献４や５では、第１受光部から、重なりの無い分離された２つの遮光影を検出できる他の第３受光部に切り替え、その２つの遮光影を検出できる受光部（この場合、第１受光部及び第３受光部）で角度を検出し、各受光部から得られる入力座標候補に対し、上述の虚実判定を施し、最終的な２点の実入力座標を決定する必要がある。
【００２２】
尚、この場合の虚実判定は、遮光重なりを検出する受光部の角度情報でも十分に可能であるので、特許文献５や６では、この遮光重なりを検出する受光部の角度情報で行っている。
【００２３】
以上のように、遮光方式の標入力装置では、例えば、２つの指示具を同時に入力した場合、受光部に対しほんの一部にでも遮光重なりが生じ、その２つの指示具に対応する遮光影がつながって分離できなくなった場合には、例えば、その連続した遮光影を１つの指示具からの影とみなして算出すれば、実際の位置からのずれにより座標検出精度の劣化が生じ、更に正確な位置精度が必要な場合には、入力が不可能となり、操作上大きな支障となる。
【００２４】
ここで、遮光重なりを検出する場合にその受光部の角度情報を使用せず、その遮光重なりを検出する受光部から、所定距離に配置された他の第３受光部に切り替えて座標を算出する場合には、次のような不都合が生じる。
【００２５】
まず、受光部を切り替えることによる算出座標の不連続性がある。これは、実際には、各受光部により特性が異なるので、受光部が切り替わる前後の領域で座標に不連続性が生ずる場合がある。
【００２６】
この受光部による不連続性は、受光部自体のデバイスとしてのばらつきの場合は、ある程度補正により調整できる。
【００２７】
しかしながら、上記従来例の場合、受光部間距離自体を座標算出に用いるので、十分に精度良く座標を算出するためには、受光部間距離を一定距離以上離す必要があり、更に、座標入力領域においていずれか少なくとも一方の受光部においては、２つの遮光影が分離されて検出できるようにするためにも、一定距離以上離れて配置されることが必要であるので、その配置により、検出光量分布のばらつきが生じ、それが受光部の切替時の算出座標の連続性に影響を与える可能性が高い。
【００２８】
遮光重なりを検出した場合にその受光部の角度情報を使用せず、その遮光重なりを検出した受光部から、所定距離離れた位置に配置された他の第３受光部に切り替えて座標を算出する場合の更なる課題は、受光部位置と座標入力領域の関係からくる座標検出精度の劣化の問題である。
【００２９】
例えば、図２４に示すように、通常の単数指示による座標入力領域の一辺の左右の両端近傍に配置された受光部１と受光部２の各々の角度情報の組み合わせで、座標入力領域の位置１及び位置２で座標を入力する場合には、各受光部の持つ角度に関する一定の誤差が著しく拡大することはなく、算出座標に影響する程度は小さい。
【００３０】
更に、複数同時入力の場合でも、図２２で示すような、その指示位置から距離の遠い受光部Ｓ１において、遮光重なりを検出している場合には、その遮光重なりを検出する受光部Ｓ１を、図２２に示す受光部Ｓ３に切り替えることにより、図２４の場合と同様に、受光部位置と座標入力領域の関係からくる座標検出精度の劣化の問題は生じない。
【００３１】
ところが、図２５に示すように、その指示位置から距離の近い受光部Ｓ２において、遮光重なりを検出している場合には、図２６に示すように、受光部Ｓ２から受光部Ｓ３への切替を行うのであるが、この場合、特に、指示具Ａの位置における指示に関しては、指示位置の中心を通る太線で示す受光部Ｓ１と指示具Ａと受光部Ｓ３の成す角度が極端に小さくなり、幾何学的には自明であるが誤差の影響が大きくなり、座標算出精度の著しい劣化を招く可能性が大きくなる。
【００３２】
更に、座標入力装置と一体的に構成される表示器の構造・仕様によっては、従来の上記座標入力領域の上辺か下辺の左右両端の受光部の中央部分に遮光重なり時の切り替え用の受光部を配置するためのスペースの確保が困難となる場合がある。
【００３３】
また、その中央部に設ける受光部は、角部に設ける受光部に比べて検出範囲が広く無ければならず、単独の受光部で光学的に１８０°に近い視野角を確保するためには、ミラー構成等により座標入力領域との実質的な光路長を長くするか、複数の受光部に分割して視野範囲を分担する必要がある。そして、このミラー構成の場合、複数の受光部の場合のいずれの場合も、更に表示器周囲の設置スペースを必要とし、いわゆる額縁が大きくなる等の課題がある。
【００３４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、複数の指示入力を検出して、その指示入力に対する位置座標を精度良く算出することができる座標入力装置及びその制御方法、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】
【００３５】
上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置は以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置であって、
前記座標入力領域上に対する指示手段の有無を検出する検出手段と、
前記座標入力領域上に指示がない場合の初期状態での前記検出手段の初期検出信号分布に対し、前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する信号変化範囲を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された信号変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出手段と、
前記端部情報検出手段で検出される複数の端部情報の少なくとも１つを用いて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出手段と
を備える。
【００３６】
また、好ましくは、複数の前記検出手段が、前記座標入力領域の異なる位置に配置され、
前記算出手段は、前記複数の検出手段それぞれに対する端部情報で特定される座標と、対応する検出手段の基準位置とを結ぶ線分同士の交点で規定される角度の２等分線の交点を、前記指示手段の指示位置の座標として算出する。
【００３７】
また、好ましくは、前記算出手段は、前記特定手段で特定された信号変化範囲の数に基づいて、前記端部情報検出手段で検出される前記複数の端部情報の内、座標算出に用いる端部情報の組み合わせを決定する。
【００３８】
また、好ましくは、前記算出手段に座標候補として複数の座標が算出される場合、前記座標候補から、前記指示手段の指示位置に対応する座標を判定する判定手段を更に備える。
【００３９】
また、好ましくは、複数の前記検出手段が、前記座標入力領域の異なる位置に配置され、
前記算出手段は、前記複数の検出手段毎に得られる、前記特定手段で特定される信号変化範囲の数に基づいて、複数の指示手段による指示動作があり、かつ前記複数の指示手段に対する信号変化範囲に重なりの程度を判定する。
【００４０】
また、好ましくは、前記検出手段は、当該検出手段と発光源との間に光を遮蔽する遮蔽物が存在する場合の遮蔽範囲の有無に基づいて、前記座標入力領域上に対する指示の有無を検出する。
【００４１】
また、好ましくは、前記検出手段は、当該検出手段と振動発生源との間に振動伝播を遮蔽または反射する遮蔽物が存在する場合の遮蔽範囲の有無に基づいて、前記座標入力領域上に対する指示の有無を検出する。
【００４２】
また、好ましくは、前記座標入力領域は、表示装置の表示面あるいは、前記表示装置の表示面に重ねて配置されている。
【００４３】
上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置のは以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置であって、
前記座標入力領域の周辺部に設けられ、到来光を受光する複数の受光手段と、
前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する、前記複数の受光手段それぞれから得られる光量分布の変化範囲を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出手段と、
前記端部情報検出手段で検出された複数の端部情報の内、前記複数の受光手段の異なる受光手段における一方の端部情報と他方の端部情報の組より、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する算出手段と
を備える。
【００４４】
また、好ましくは、前記座標入力領域は、表示装置の表示面あるいは、前記表示装置の表示面に重ねて配置されている。
【００４５】
上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域上に対する指示手段の有無を検出する検出部を備え、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御方法であって、
前記座標入力領域上に指示がない場合の初期状態での前記検出部の初期検出信号分布に対し、前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する信号変化範囲を特定する特定工程と、
前記特定工程で特定された信号変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出工程と、
前記端部情報検出工程で検出される複数の端部情報の少なくとも１つを用いて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出工程と
を備える。
【００４６】
上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
前記座標入力領域の周辺部に設けられ、到来光を受光する複数の受光部を備え、前記座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御方法であって、
前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する、前記複数の受光部それぞれから得られる光量分布の変化範囲を特定する特定工程と、
前記特定工程で特定された変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出工程と、
前記端部情報検出工程で検出された複数の端部情報の内、前記複数の受光部の異なる受光部における一方の端部情報と他方の端部情報の組より、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する算出工程と
を備える。
【００４７】
上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域上に対する指示手段の有無を検出する検出部を備え、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御を実現するプログラムであって、
前記座標入力領域上に指示がない場合の初期状態での前記検出部の初期検出信号分布に対し、前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する信号変化範囲を特定する特定工程のプログラムコードと、
前記特定工程で特定された信号変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出工程のプログラムコードと、
前記端部情報検出工程で検出される複数の端部情報の少なくとも１つを用いて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出工程のプログラムコードと
を備える。
【００４８】
上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
前記座標入力領域の周辺部に設けられ、到来光を受光する複数の受光部を備え、前記座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御を実現するプログラムであって、
前記座標入力領域に対する指示手段の指示動作によって発生する、前記複数の受光部それぞれから得られる光量分布の変化範囲を特定する特定工程のプログラムコードと、
前記特定工程で特定された変化範囲の端部情報を検出する端部情報検出工程のプログラムコードと、
前記端部情報検出工程で検出された複数の端部情報の内、前記複数の受光部の異なる受光部における一方の端部情報と他方の端部情報の組より、前記座標入力領域上の指示位置の座標を算出する算出工程のプログラムコードと
を備える。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、複数の指示入力を検出して、その指示入力に対する位置座標を精度良く算出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００５１】
＜装置構成の概略説明＞
まず、図１を用いて、座標入力装置全体の概略構成を説明する。
【００５２】
図１は本発明の実施形態の遮光方式の座標入力装置の概略構成を示す図である。
【００５３】
図１において、１Ｌ、１Ｒは投光部および受光部を有するセンサユニットであり、本実施形態の場合、図示の如く座標入力面であるところの座標入力有効領域３のＸ軸に平行に、かつＹ軸に対称な位置に、所定距離離れて配置されている。センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、制御・演算ユニット２に接続され、制御信号を制御・演算ユニット２から受信すると共に、検出した信号を制御・演算ユニット２に送信する。
【００５４】
４は入射光を到来方向に反射する再帰反射面を有する再帰反射部であり、座標入力有効領域３の外側３辺に図示が如く配置され、左右それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒから略９０°範囲に投光された光を、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに向けて再帰反射する。
【００５５】
尚、再帰反射部４は、ミクロ的に見て３次元的な構造を有し、現在では、主にビーズタイプの再帰反射テープ、或いはコーナキューブを機械加工等により規則正しく配列することで再帰現象を起こす再帰反射テープが知られている。
【００５６】
再帰反射部４で再帰反射された光は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒによって１次元的に検出され、その光量分布が制御・演算ユニット２に送信される。
【００５７】
座標入力有効領域３は、ＰＤＰやリアプロジェクタ、ＬＣＤパネルなどの表示装置の表示画面で構成することで、インタラクティブな入力装置として、利用可能となっている。
【００５８】
このような構成において、座標入力有効領域３に指や指示具等の指示手段による入力指示がなされると、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの投光部から投光された光が遮られ（遮光部分）、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの受光部ではその遮光部分の光（再帰反射による反射光）を検出できないので、その結果、どの方向からの光が検出できなかったかを判別することが可能となる。
【００５９】
そこで、制御・演算ユニット２は、左右のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒが検出する光量変化から、指示具によって入力指示された部分の複数の遮光範囲を検出し、その遮光範囲の端部情報から、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれに対する遮光範囲の端部の方向（角度）をそれぞれ算出する。
【００６０】
そして、検出された遮光範囲の数に基づいて、座標算出に用いる遮光範囲から得られるデータを決定し、それぞれ算出された方向（角度）、及びセンサユニット１Ｌ及び１Ｒ間の距離情報等から、座標入力有効領域３上の指示具の遮光位置を幾何学的に算出し、表示装置に接続されているホストコンピュータ等の外部端末に、インタフェース７（例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）を経由してその座標値を出力する。
【００６１】
このようにして、指示具によって、画面上に線を描画したり、表示装置に表示されるアイコンを操作する等の外部端末の操作が可能になる。
【００６２】
＜センサユニット１の詳細説明＞
次に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内の構成について、図２を用いて説明する。尚、センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、大きく分けて投光部と受光部から構成される。
【００６３】
図２は本発明の実施形態のセンサユニットの詳細構成を示す図である。
【００６４】
図２において、１０１Ａ及び１０１Ｂは、赤外光を発する赤外ＬＥＤであり、各々投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂによって、再帰反射部４に向けて略９０°範囲に光を投光する。ここで、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ中の投光部は、この赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂと、投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂによって実現される。これにより、センサユニット１Ｌ及び１Ｒには、それぞれ２つの投光部が構成されることになる。
【００６５】
そして、投光部より投光された赤外光は、再帰反射部４により到来方向に再帰反射され、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ中の受光部によって、その光を検出する。
【００６６】
受光部は、光線の視野を制限すると共に電気的なシールドをになうシールド部材１０５を設けた１次元のラインＣＣＤ１０４、集光光学系としての受光用レンズ１０６Ａ及び１０６Ｂ、入射光の入射方向を概略制限する絞り１０８Ａ及び１０８Ｂ、及び可視光等の余分な光（外乱光）の入射を防止する赤外フィルター１０７Ａ及び１０７Ｂからなる。
【００６７】
そして、再帰反射部４によって反射された光は、赤外フィルター１０７Ａ及び１０７Ｂ、絞り１０８Ａ及び１０８Ｂを抜けて受光用レンズ１０６Ａ及び１０６Ｂによって、ラインＣＣＤ１０４の検出素子１１０面上に集光される。これにより、センサユニット１Ｌ及び１Ｒには、それぞれ２つの受光部が構成されることになる。
【００６８】
部材１０３及び部材１０９は、投光部及び受光部を構成する光学部品を配置するとともに、投光部で投光した光が直接受光部に入射することを防ぐ、あるいは外来光をカットするための上フード１０３、下フード１０９として機能する。
【００６９】
尚、本実施形態においては、絞り１０８Ａ及び１０８Ｂは下フード１０９に一体で成型されているが、別部品であってもよいことはいうまでもなく、さらには、上フード１０３側に、絞り１０８Ａ及び１０８Ｂと受光用レンズ１０６Ａ及び１０６Ｂの位置決め部を設けることで、投光部の発光中心に対する受光部の位置決めを容易にする構成（つまり、上フード１０３のみで、すべての主要な光学部品が配置される構成）に実現することも可能である。
【００７０】
図３Ａは、図２の状態のセンサユニット１Ｌ（１Ｒ）を組み上げた状態を、正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見た図である。図３Ａに示すように、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の２つの投光部は、所定距離ｄ離れた状態で、それぞれの主光線方向が略平行となるように配置され、各々の投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂによって、それぞれ略９０°範囲に光を投光するように構成している。
【００７１】
図３Ｂは、図３Ａの太矢印で示される部分の断面図であり、赤外ＬＥＤ１０１Ａ（１０１Ｂ）からの光は、投光レンズ１０２Ａ（１０２Ｂ）により、座標入力面に略平行に制限された光束として、主に再帰反射部４に対して光が投光されるように構成している。
【００７２】
一方、図３Ｃは、図３Ａにおける赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂ、投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂ、上フード１０３を取り除いた状態を、正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見た図である。
【００７３】
ここで、本実施形態の場合、投光部と受光部は、座標入力面である座標入力有効領域３の垂直方向に対し重ねた配置構成（図３Ｂ参照）となっており、正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見て、投光部の発光中心と受光部の基準位置（つまり、角度を計測するための基準点位置に相当し、本実施形態にあっては絞り１０８Ａ（１０８Ｂ）の位置であって、図中の光線が交差する点となる）が一致する構造となっている。
【００７４】
従って、前述した通り、２つの投光部は所定距離ｄ離れた状態で、それぞれの主光線方向略平行となるように配置されているので、２つの受光部も同様に所定距離ｄ離れた状態で、かつ各々の光軸（光学的な対称軸）が略平行となるように構成されている。
【００７５】
また、投光部により投光された座標入力面に略平行な光束であって、面内方向に略９０°方向に投光されている光は、再帰反射部４により光の到来方向に再帰反射され、赤外フィルター１０７Ａ（１０７Ｂ）、絞り１０８Ａ（１０８Ｂ）、集光レンズ１０６Ａ（１０６Ｂ）を経て、ラインＣＣＤ１０４の検出素子１１０面上に集光、結像することになる。
【００７６】
従って、ラインＣＣＤ１０４の出力信号は、反射光の入射角に応じた光量分布を出力することになるので、ラインＣＣＤ１０４を構成する各画素の画素番号が角度情報を示すことになる。
【００７７】
尚、図３Ｂに示す投光部と受光部の距離Ｌは、投光部から再帰反射部４までの距離に比べて十分に小さな値であり、距離Ｌを有していても十分な再帰反射光を受光部で検出することが可能な構成となっている。
【００７８】
以上説明したように、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）は、少なくとも２つの投光部と、各々の投光部で投光された光を各々検出する２つの受光部（本実施形態の場合、投光部が２組、受光部が２組）を有する構成である。
【００７９】
また、本実施形態にあっては、受光部の一部であるラインＣＣＤ１０４におけるライン状に配置された検出素子１１０の左側部分を第１受光部の集光領域、右側部分を第２受光部の集光領域とすることで、部品の共通化を図っているが、これに限定されるものでなく、各受光部毎に個別にラインＣＣＤを設けてもよいことは言うまでもない。
【００８０】
＜制御・演算ユニットの説明＞
制御・演算ユニット２とセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの間では、主に、受光部内のラインＣＣＤ１０４用のＣＣＤ制御信号、ＣＣＤ用クロック信号と出力信号、及び投光部内の赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂの駆動信号がやり取りされている。
【００８１】
ここで、制御・演算ユニット２の詳細構成について、図４を用いて説明する。
【００８２】
図４は本発明の実施形態の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。
【００８３】
ＣＣＤ制御信号は、ワンチップマイコン等で構成される演算制御回路（ＣＰＵ）２１から出力され、ラインＣＣＤ１０４のシャッタタイミングやデータの出力制御等が行われる。
【００８４】
尚、この演算制御回路２１は、クロック発生回路（ＣＬＫ）２２からのクロック信号に従って動作する。また、ＣＣＤ用のクロック信号は、クロック発生回路（ＣＬＫ）２２からセンサユニット１Ｌ及び１Ｒに送信されると共に、各センサユニット内部のラインＣＣＤ１０４との同期をとって各種制御を行うために、演算制御回路２１にも入力されている。
【００８５】
投光部の赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂを駆動するためのＬＥＤ駆動信号は、演算制御回路２１からＬＥＤ駆動回路（不図示）を介して、対応するセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの投光部内の赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂに供給されている。
【００８６】
センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの受光部内のラインＣＣＤ１０４からの検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ２３に入力され、演算制御回路２１からの制御によって、デジタル値に変換される。この変換されたデジタル値は、メモリ１３２に記憶され、指示具の角度計算に用いられる。そして、この計算された角度から座標値が算出され、外部端末にシリアルインタフェース７（例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ２３２Ｃインタフェース等）を介して出力される。
【００８７】
また、指示具としてペンを用いる場合、ペンからのペン信号を受信するペン信号受信部５からは、ペン信号を復調したデジタル信号が出力され、ペン信号検出回路としてのサブＣＰＵ２４に入力され、ペン信号が解析された後、その解析結果が演算制御回路２１に出力される。
【００８８】
＜光量分布検出の説明＞
図５は本発明の実施形態の制御信号のタイミングチャートである。
【００８９】
特に、図５では、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の一つの受光部およびそれに対応する照明としての赤外ＬＥＤ１０１Ａ（１０１Ｂ）への制御信号のタイミングチャートを示している。
【００９０】
７１、７２はＣＣＤ制御用の制御信号であり、ＳＨ信号７１の間隔で、ラインＣＣＤ１０４のシャッタ開放時間が決定される。ＩＣＧ信号７２はセンサユニット１Ｌ（１Ｒ）へのゲート信号であり、内部のラインＣＣＤ１０４の光電変換部の電荷を読出部へ転送する信号である。
【００９１】
７３は赤外ＬＥＤ１０１Ａ（１０１Ｂ）の駆動信号であり、ここで、ＳＨ信号７１の周期で、赤外ＬＥＤ１０１Ａ（１０１Ｂ）を点灯するために、ＬＥＤ信号７３が赤外ＬＥＤ１０１Ａ（１０１Ｂ）に供給される。
【００９２】
そして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方の投光部の駆動が終了した後に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方の受光部（ラインＣＣＤ１０１）の検出信号が読み出される。
【００９３】
ここで、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方から読み出される検出信号は、座標入力有効領域３への指示具による入力がない場合には、それぞれのセンサユニットからの出力として、図６のような光量分布が得られる。もちろん、このような光量分布がどのシステムでも必ず得られるわけではなく、再帰反射部４の再帰反射特性や投光部の特性、また、経時変化（反射面の汚れなど）によって、光量分布は変化する。
【００９４】
図６においては、レベルＡが最大光量であり、レベルＢが最低光量となっている。
【００９５】
つまり、再帰反射部４からの反射光がない状態では、センサユニット１Ｌ及び１Ｒで得られる光量レベルがレベルＢ付近になり、反射光量が増えるほど、レベルＡに光量レベルが遷移する。このようにして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒから出力された検出信号は、逐次、対応するＡ／Ｄコンバータ２３でＡ／Ｄ変換され、演算制御回路２１にデジタルデータとして取り込まれる。
【００９６】
これに対し、座標入力有効領域３への指示具による入力がある場合には、センサユニット１Ｌ及び１Ｒからの出力として、図７のような光量分布が得られる。
【００９７】
この光量分布のＣ１及びＣ２部分では、指示具によって再帰反射部４からの反射光が遮られているため、その部分（遮光範囲）のみ反射光量が低下していることがわかる。特に、図７では、複数の指示具によって、指示具によって再帰反射部４からの反射光が遮られているため、複数の遮光範囲が検出される。
【００９８】
そして、本実施形態では、指示具による入力がない場合の図６の光量分布と、指示具による入力がある場合の図７の光量分布の変化に基づいて、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対する指示具の角度を算出する。
【００９９】
具体的には、図６の光量分布として、投光部による投光（照明）がない状態の光量分布８１と、投光（照明）中で指示具による入力がない（遮蔽物がない状態）状態の光量分布８２を初期状態として予めメモリ１３２に記憶しておく。
【０１００】
そして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの検出信号のサンプル期間に、図７のような光量分布の変化があるか否かを、そのサンプル期間中の光量分布と、メモリ１３２に記憶されている初期状態の光量分布との差分によって検出する。そして、光量分布に変化がある場合には、その変化部分を指示具の入力点として、その入力角度を決定する（遮光範囲の端部を決定する）演算を行う。
【０１０１】
上述したように、本願発明では、１つのラインＣＣＤ１０４に対して、複数の受光部が設けられ、その各々に対して投光部が設けられている。従って、各々の受光部（もしくは投光部）を別のタイミングで駆動する場合には、各々を上記のような信号タイミングで駆動すればよい。
【０１０２】
図８はその信号のタイミングチャート例であり、まず、センサユニット１Ｌ中のラインＣＣＤ１０４の読出先頭側で、センサユニット１Ｌ中の一方の受光部による検出を行うために、信号ＳＨ６１に対して、信号６３のようなタイミングで、赤外ＬＥＤ（例えば、赤外ＬＥＤ１０１Ａ）が駆動される。信号ＩＣＧ６２によって、ラインＣＣＤ１０４の信号が読み出されるが、このときは、ラインＣＣＤの先頭側の受光範囲の画素データが読み出される（信号６５中のＡ部分）。
【０１０３】
次に、同じ、ラインＣＣＤ１０４に対して、ＳＨ信号６１が与えられ、センサユニット１Ｌ中の他方の受光部により検出を行うために、赤外ＬＥＤ（例えば、赤外ＬＥＤ１０１Ｂ）に駆動信号６４が供給される。この出力は、信号６５のＢ部分のように、先に検出した先頭部分の信号（破線部）と重ならない領域に、受光された信号が出力される。
【０１０４】
別のタイミングで、もう一方のセンサユニット１Ｒを同様に駆動することで、ＣＣＤの信号が各々のセンサから読み出され、本願発明では、最大４つの受光部による検出信号を取得することになる。
【０１０５】
尚、本実施形態では、左右のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒで合わせて４つの受光部に対して、別々のタイミングで駆動しているが、これに限定されるものではなく、お互いの発光が影響しないのであれば、同時に駆動してもかまわないし、各々の任意の組み合わせで駆動してもかまわない。
【０１０６】
＜角度計算出の説明＞
センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対する指示具の角度計算にあたっては、まず、指示具による遮光範囲を検出する必要がある。
【０１０７】
以下、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの一方（例えば、センサユニット１Ｌ）による指示具の角度計算について説明するが、他方（センサユニット１Ｒ）でも同様の角度計算を行うことは言うまでもない。
【０１０８】
電源投入時の光量分布として、図６の信号８１及び信号８２をメモリ１３２に記憶しておき、その信号と、実際の指示具による入力によって得られる光量分布との比較から、指示具の入力範囲（遮光範囲）を検出する。
【０１０９】
図７のように、Ｃ１、Ｃ２を有する光量分布からなる入力がある場合は、その光量分布と、メモリ１３２に記憶されている光量分布８２との差を計算し、その計算結果と、光量分布８２と光量分布８１の光量差を用いて、遮光（入力）がない場合との光量変化率を計算する。このように、光量変化率を計算することによって、部分的な光量分布の不均一等の影響を除去できる。
【０１１０】
計算された光量変化率に対して、閾値を用いて、光量が変化しているラインＣＣＤ１０４上の画素番号を特定する。この時、検出信号レベルの情報等を用いることで、画素番号より細かい画素情報が特定可能になる。これらの画素番号から、遮光範囲の端部を決定でき、例えば、その遮光範囲の中央値（ラインＣＣＤ１０４の画素番号）を指示具の角度情報として導出する。
【０１１１】
得られた画素番号から、実際の座標値を計算するためには、角度情報（θ）に変換する必要がある。角度情報への変換は、例えば、多項式を用いて実現することができる。例えば、ＣＣＤ画素番号をｅ、次数をｎ、各次数の係数をＴｎとすると、角度θは、
θ  =Ｔn・en+T(n-1)・e(n-1)+T(n-2)・e(n-2)+、・・・、+T0                                （１）
のようにして、算出することができる。
【０１１２】
尚、各次数の係数は、実測値や設計値等から決定できる。また、次数は必要とされる座標精度等を鑑みて決定すれば良い。
【０１１３】
＜座標算出方法の説明＞
次に、画素番号から変換された角度情報（θ）から、指示具の位置座標を算出する座標算出方法について説明する。
【０１１４】
尚、指示具の入力が１点である場合には、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの出力結果に基づいて得られる遮光範囲の中央の角度を用いることで座標算出が可能である。
【０１１５】
ここで、座標入力有効領域３上に定義する座標とセンサユニット１Ｌ及び１Ｌとの位置関係及び座標系について、図９を用いて説明する。
【０１１６】
図９は本発明の実施形態の座標入力有効領域上に定義する座標とセンサユニット１Ｌ及び１Ｌとの位置関係を示す図である。
【０１１７】
図９では、座標入力有効領域３の水平方向にＸ軸、垂直方向にＹ軸を定義し、座標入力有効領域３の中央を原点位置Ｏ（０，０）に定義している。そして、座標入力有効領域３の座標入力範囲の上辺左右に、それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１ＲをＹ軸に対称に取り付け、その間の距離はＤＬＲである。
【０１１８】
また、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの受光面は、その法線方向がＸ軸と４５度の角度を成すように配置され、その法線方向を０度と定義している。
【０１１９】
この時、角度の符号は、左側に配置されたセンサユニット１Ｌの場合には、時計回りの方向を『＋』方向に、また、右側に配置されたセンサユニット１Ｒの場合には、反時計回りの方向を『＋』方向と定義している。
【０１２０】
さらには、Ｐ０はセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの法線方向の交点位置、つまり、基準角度の交点となる。また、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）の位置から原点までのＹ座標距離をＤＹとする。この時、基準角度から、それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒで得られた角度をθL、θRとすると、検出すべき点Ｐの座標Ｐ(ｘ，ｙ)は、tanθL、tanθRを用いて、
x =  DLR/2 * (tanθL+ tanθR) / (1+( tanθL * tanθR) )            （２）
y =  DLR/2* ((1+tanθL)(1+ tanθR)) / (1+( tanθL * tanθR))-DY    （３）
で計算される。
【０１２１】
ここでの、角度データのとり方は、基準角度からの角度としている。これは、このように角度を設定することで、tanθのとる値が±π／４の範囲にあるため、座標算出が不安定にならないという効果がある。他の算出において、θの値がπ／２値をとっても、不安定ならないようであれば、同一高さ（同一レベル）にある、受光部を結ぶラインに対する角度を用いて、算出を行っても良い。例えば、以下に示す補正計算に関しては、そのような角度定義で計算することができる。
【０１２２】
ここで、各センサユニット１Ｌ（Ｒ）の２つの受光部は、実際には座標入力領域に対して同一ライン上には設けられていない。そのため、座標算出時に、異なる位置の受光部のデータを用いる場合には、この位置のずれ分の補正を行う必要がある。
【０１２３】
図１０に示すように、センサユニット１Ｌの２つの受光部の瞳位置をそれぞれＬ１及びＬ２、センサユニット１Ｒの２つの受光部の瞳位置をそれぞれＲ１、Ｒ２とする。また、Ｌ１とＬ２とのｘ軸方向の差であるｘ軸方向距離Δｘｓ、Ｌ１とＬ２とのｙ軸方向の差であるｙ軸方向距離Δｙｓとする。
【０１２４】
Ｌ２で検出されたデータがθＬ２である場合、Ｘ軸方向にＲ１と同一高さで見ると、仮想的にＶＬ２の位置にセンサユニット１Ｌがあるとして、ΔｖｘｓをθＬ２を用いて算出することができる。
【０１２５】
そして、Ｒ１と同一高さに換算するには、高さ方向の距離Δｙｓと得られた角度θＬ２とから、
Δｖｘｓ＝Δｙｓ／ｔａｎθＬ２
となる。
【０１２６】
よって、式（２）、（３）のセンサユニット間距離ＤＬＲを、受光部の瞳位置Ｌ１及びＬ２間のＸ方向距離Δｘｓと、算出されたΔｖｘｓで補正し、仮の座標値を計算することが可能となる。計算されたこの仮の座標値におけるｘ座標は、ＶＬ２とＲ１の中間を原点として計算されるので、そのＸ座標から（Δｘｓ＋Δｖｘｓ）／２をさらに補正すれば、異なる位置にある受光部のデータを用いて座標算出が可能になる。
【０１２７】
入力が一点であるような場合には、遮光幅（遮光範囲）の中央の角度を用いても座標算出が可能であるが、図１１の上部のように、複数の指示具からの入力があり、受光部と複数の指示具の位置関係が、センサユニット１Ｌ中の２つの受光部での検出信号（光量分布（遮光範囲））が共に重なってしまうような場合には、このような方法では計算できない。
【０１２８】
例えば、図１１の上部での状態では、センサユニット１Ｌ中の図面左側の受光部Ｌ１では、指示具Ｂは指示具Ａの影に完全に隠れてしまっており、またもう一方の受光部Ｌ２では、指示具Ｂと指示具Ａの遮光範囲が連続してしまっている。
【０１２９】
そして、図１１の下部はその時の出力信号であり、受光部Ｌ１での出力信号は指示具Ａの遮光範囲（Ａ）のみで構成され、受光部Ｌ２での出力信号は、指示具Ａと指示具Ｂの遮光範囲（Ａ＋Ｂ）がつながった状態として出力される。このような場合には、遮光範囲の中央を用いた計算では正確な入力座標は計算できない。
【０１３０】
そこで、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの夫々のセンサユニットで検出された遮光範囲の端部の角度情報を用いて座標算出を行う。
【０１３１】
まず、指示具の入力形状を略円形とし、図１２のように、センサユニット１Ｌ中の１つの受光部Ｌ１に対して、指示具Ａと指示具Ｂが一部重なった状態にあるとする。つまり、この受光部Ｌ１では、θＬ１とθＬ２で規定される遮光範囲が観測されている状態であるとする。
【０１３２】
一方、センサユニット１Ｒ中の、例えば、受光部Ｒ１で観測される角度は、夫々の指示具の遮光範囲で形成される遮光範囲の端部であり、θＲ１１からθＲ２２までの４つの角度が観測される。
【０１３３】
図１３はこのような遮光範囲の端部を用いた場合の座標算出を説明するための図である。
【０１３４】
今、例えば、Ｐ点に入力がなされたとした場合、θＬ１とθＲ１、θＲ２の交点を夫々Ｐ１（ｘ１，ｘ１）、Ｐ２（ｘ２，ｘ２）とすると、入力位置の座標Ｐは、夫々の交点における角度２θ１、２θ２の２等分線の交点として計算可能となる。
【０１３５】
Ｐ１及びＰ２の座標値は、上述のそれぞれの角度の交点の座標を計算するのと同様の式（２）及び（３）によって計算可能であるので、この座標値と角度情報を用いることにより入力座標Ｐ（ｘ，ｙ）を算出することができる。
【０１３６】
このように、左右のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒで検出される遮光範囲の端部情報を用いることで、遮光範囲の中央値を用いることなく、入力に対する入力座標の算出が可能となる。
【０１３７】
図１４はその算出手順の一例を説明するための図である。
【０１３８】
図のように、Ｐ１（ｘ１，ｙ１）とＰ２（ｘ２，ｙ２）の間の距離をＬ、夫々の点における角の２等分線の角度をθ１、θ２とすれば、
L＝  （（x2-x1）2  ＋  (y2-y1)2）0.5  （４）
θ１  ＝  （π-(θL+θR1)）/2                                        （５）
θ２  ＝  （θL＋θR2）/2                                            （６）
ここで、
L1・tanθ１  ＝  L2・tanθ2                                          （７）
である。よって、
L2＝L・tanθ1/（tanθ1  ＋tanθ2）    （但し、tanθ1＋tanθ2≠０）  （８）
La＝  L2  /  cosθ2                    （但し、cosθ2≠０）          （９）
これから、Δｘ、Δｙとして
Δx  ＝  La・cos(θL-θ2)                                          （１０）
Δy  ＝  La・sin(θL-θ2)                                          （１１）
入力座標として、Ｐ（ｘ，ｙ）は
x  ＝  x2  -  Δx                                                  （１２）
y  ＝  y2  -  Δy                                                  （１３）
と計算できる。
【０１３９】
ここで、図１２のように、例えば、センサユニット１Ｌからみて後ろ側の入力点が、完全に影に隠れてしまう、いわゆる、皆既食状態でない状態、つまり、部分食状態である場合には、その入力点は、Ｐａ及びＰｂ、またはＰａ’及びＰｂ’のどちらかの組み合わせになる。
【０１４０】
そこで、θＬ１、θＬ２、θＲ１１、θＲ１２、θＲ２１そしてθＲ２２の組み合わせについて、上記のような２等分線の交点に相当する計算を行い、それぞれＰａ及びＰｂ、またはＰａ’及びＰｂ’の座標を計算し、どちらの組み合わせが正しい入力座標であるかの判定を行う。
【０１４１】
この組み合わせの判定は、もう一方の受光部のデータを用いて行うことができる。
【０１４２】
例えば、図１５のように、もう一方の受光部のデータθＬ２１及びθＬ２２と、θＲ１１及びθＲ１２による座標算出結果と、先の受光部での座標算出結果を比較し、Ｐａと重なるのか、あるいはＰａ’と重るのかを双方の距離等から判定して、ＰａかＰａ’のどちらが正しいかの判定を行うことができる。ここで、Ｐａが採用されれば、その組み合わせとして、Ｐｂが自動的に採用されることになる。
【０１４３】
より確実に判定するには、θＲ２１とθＲ２２での座標算出結果を用いて、Ｐｂについて計算を行っても良い。
【０１４４】
このように、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）で検出される２つの遮光範囲が部分的に隠れてしまう「部分食」状態であれば、夫々の遮光範囲の端部の角度を検出し、その交点における２等分線に相当する情報を得ることで、複数の入力指示位置を特定することが可能になる。
【０１４５】
ここで、遮光範囲の端部情報を用いたとしても、いわゆる「皆既食」状態では、その影に隠れた側の指示具の入力の位置を特定することができなくなる。この「皆既食」状態を回避するには、入力指示具の大きさに対して、各センサユニット１Ｌ（１Ｒ）における複数の受光部間の距離を最適値に決定することによって、どちらかの光学系では領域が部分的に重なった「部分食」状態とすることが可能となる。
【０１４６】
従って、本願発明では、複数の指示具がどの領域にあっても、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中に設けられた２組の受光部の内、少なくとも一方の受光部では、必ず「部分食」の状態、あるいは２つの遮光範囲が分離した状態で検出できるように、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の受光部の光学的配置を設定している。
【０１４７】
実際の計算については、以下のようになる。
【０１４８】
まず、上述説明したように、各々受光部からの光量分布データの取得を行う。
【０１４９】
得られた各光量分布データから、遮光範囲の数を閾値等を用いて算出する。遮光範囲の数により、入力がない場合と、一箇所に対して入力（単一点入力）が行われた場合と、少なくとも２箇所に対して入力（複数点入力）が行われた場合の判定が可能になるとともに、演算に用いるデータを選択することができる。
【０１５０】
図１６は、センサユニット１Ｌ内の２つの受光部をＬ１及びＬ２、センサユニット１Ｒ内の２つの受光部をＲ１及びＲ２とする場合に、各受光部で検出される遮光範囲の数の組み合わせを示している。遮光範囲の数の組み合わせは、最大入力数を２としたとき、入力がない場合を含めて１７通りとなる。
【０１５１】
受光部Ｌ１，Ｌ２、Ｒ１，Ｒ２のすべてにおいて、入力が「１」の場合には、単一点入力の場合と、２つの入力が接触している場合とが考えられるが、本実施形態では、接触も単一点入力として扱うこととする。但し、指示具の入力幅等の指示具の形状情報が既知である場合には、その形状情報に基づいて、２つの入力が接触している場合を検出するようにしてもよい。
【０１５２】
このように、遮光範囲の数を計数することで、「入力無し」、「単一点入力」、「複数点入力」の入力状態を判定することができる。各センサユニットで検出される遮光範囲が、一つしかない単一点入力の場合には、遮光範囲の端部情報を用いた座標算出方法で座標算出を行ってもよいし、あるいは、従来とおりの遮光範囲の中央を計算して、座標算出を行ってもかまわない。
【０１５３】
複数点入力の場合、入力が各々独立に検出できている遮光範囲が２つのものと、センサユニットに対して入力位置の関係が「食」状態にあるような、１つの場合とが混在することになる。
【０１５４】
このような場合に、どの遮光範囲の組み合わせで座標算出を行うかについては、夫々の遮光範囲の数から決定する。
【０１５５】
まず、各遮光範囲の数の内、２箇所の遮光範囲を検出している受光部を選択し、選択した受光部からの検出信号を座標算出第１データとする。このとき、複数の受光部で遮光範囲を２箇所検出している場合には、優先順位を予め決定しておき、その優先順位に従って受光部を選択すればよい。
【０１５６】
次に、座標算出第１データとして選択された受光部のセンサユニットと反対側のセンサユニット内の受光部の検出信号に着目し、その内、複数の遮光範囲を検出している受光部があればその受光部の検出信号を座標算出第２データとする。複数の遮光範囲を検出していない場合には、とりあえず、優先順位に応じて、単数の遮光範囲を検出している受光部の検出信号を座標算出第２データとする。
【０１５７】
このとき、優先度として、例えば、座標算出第１データとして選択された受光部（例えば、センサユニット１ＬのＬ１）と同じ高さにある受光部（例えば、センサユニット１ＲのＲ１）のデータを選択するようにすれば、先に述べた高さの違いによる、座標値補正の補正計算を行わずに済むので、そのように優先度を決定しても良い。
【０１５８】
次に、座標算出第２データとして選択された受光部のセンサユニットと同じセンサユニットにおけるもう一つの受光部による検出信号を虚実判定データとする。
【０１５９】
これは、先に述べたように、複数の入力がある場合に、真に入力した座標（実座標）のほかに、検出信号の組み合わせによって生じる虚の座標が算出されるので、真の座標がどれであるかを判定するのに用いられるものである。
【０１６０】
図１６からわかるように、座標算出第１データとして選択される受光部で検出する遮光範囲の数は必ず複数となるが、座標算出第２データとして選択される受光部で検出する遮光範囲の数は複数の場合と単数の場合があり、同様に、虚実判定データとして選択される受光部で検出する遮光範囲の数も複数の場合と単数の場合がある。
【０１６１】
そして、座標算出第１データ、座標算出第２データ、虚実判定データの順に並べると、その検出する遮光範囲の数の組み合わせは、組み合わせ１：複、単、単、組み合わせ２：複、複、単、組み合わせ３：複、複、複の３タイプに分類できる。
【０１６２】
ここで、この３タイプに対応する入力状態の一例を、図１７Ａ〜図１７Ｃに示す。
【０１６３】
各々の図中Ａで示した接線が座標算出第１データ、Ｂが座標算出第２データ、Ｃが虚実判定データである。
【０１６４】
座標算出は、まず、座標算出第１データの一方の遮光範囲、例えば、図１７Ａでは、Ａ１１及びＡ１２に対して、座標算出第２データＢ１１及びＢ１２、及び虚実判定データＣ１１及びＣ１２の組み合わせで、先に説明したような遮光範囲の端部情報を用いて座標算出を行う。
【０１６５】
このとき、座標算出第２データＢ１１及びＢ１２で算出した座標値をＰ１１及びＰ１２、虚実判定データＣ１１及びＣ１２で算出した座標値を虚実判定座標値としてＰ２１及びＰ２２とする。この時点で、算出された４つの座標値の内、少なくとも２つの座標値は略等しい値となり、指示具の位置座標を示す値となる。
【０１６６】
組み合わせが１：複、単、単の場合には、単の情報のどちらかに「皆既食」状態が含まれている可能性がある。皆既食状態の座標値は、虚実判定データとして、センサユニットに近い側の座標算出には使えるが、遠い側の算出には使えない。このような場合には、座標算出第２データとした座標値と、虚実判定データとした座標値を入れ換える（置換する）ことで、両方の座標を算出することが可能になる。このために、まず、この判定を行う。
【０１６７】
図１７Ａにあるように、皆既食状態（あるいは、それに近いとき）には、Ｂ１１及びＢ１２のラインがほぼ同一の入力の遮光範囲の両端を表すことになるので、夫々で計算された座標値が略同じか近い値として、座標値Ｐ１１及びＰ１２が算出される。
【０１６８】
一方、皆既食状態でない側の座標値では、それぞれ違う入力の遮光範囲の端部情報になるので、皆既食状態よりは大きく異なった値として、座標値Ｐ２１及びＰ２２が算出される。
【０１６９】
そこで、座標算出第２データと虚実判定データから算出した、夫々の座標値Ｐ１１及びＰ１２と、Ｐ２１及びＰ２２の夫々の差分を算出し、差分値の大きいほうを部分食状態と判定する。その判定結果によって、座標値データと判定座標値データの入れ換えを行う。このとき、座標算出第２データと虚実判定データの入れ換え（置換）を行うようにしてもよい。
【０１７０】
組み合わせ２：複、複、単と、組み合わせ３：複、複、複については、２点入力であれば、皆既食状態はありえないので、上記処理は必要ではない。但し、入力点数を増加させる場合には、同様の判定が必要になる。
【０１７１】
次に、座標の虚実判定を行う。この処理は、すべての組み合わせの座標を算出してから行ってもかまわないが、先に一方の座標値に対して、虚実判定を行っておくことで、不要な座標算出を行わずに処理時間の短縮が図れる。
【０１７２】
先のＰ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２に対して、どの座標値が正しい値かを夫々の距離の近さで判定する。
【０１７３】
それぞれ、Ｐ１１とＰ２１及びＰ２２、Ｐ１２とＰ２１及びＰ２２の距離を算出して、一番近い組み合わせからＰ１１またはＰ１２のどちらかを真の座標値として選択する。
【０１７４】
虚実判定結果によって、真の座標値がＰ１１に選択されれば、残りの未計算の座標値は、Ｐ１４となるので、その座標値を算出する。一方、虚実判定結果によって、真の座標値にＰ１２が選択されれば、Ｐ１３の座標算出を行う。
【０１７５】
このようにして、実際の入力に対する座標の判定（虚実判定）を行うことができる。
【０１７６】
図１７Ｂ、図１７Ｃのような場合にも、同様に処理することで座標算出が可能になる。座標算出に際して、１つのセンサユニットの２つの受光部が検出する遮光範囲の数がそれぞれ「複」、「複」の場合には、その遮光範囲の端部情報の両端から座標算出しても良いが、片側の端部情報からのみで計算してもかまわない。あるいは、従来通り遮光範囲の中央を計算して、座標算出に用いてもかまわない。
【０１７７】
ここで、センサユニット内の各受光部が検出する遮光範囲の数によるデータの割り振りについての例として、座標算出第１データ、座標算出第２データ、虚実判定データに夫々センサユニットのどの受光部に割り振られるか、また、皆既状態の判定（皆既判定（虚実判定））の要否についてまとめると、図１８のようになる。
【０１７８】
図１８から明らかなように、単一点入力の時には、Ｌ１、Ｒ１あるいはＬ２、Ｒ２のどの組み合わせを用いて計算してもかまわない。
【０１７９】
また、各センサユニットの２つの受光部の両検出信号がともに複数の遮光範囲を検出している場合には、どちらの検出信号を座標算出第１データにしてもかまわない。
【０１８０】
＜座標値の連続性の判定＞
上述したように、複数の受光部を有するセンサユニットを用い、遮光範囲の端部情報を用いて、座標算出及び座標の虚実判定を行うことで、複数の入力の座標値を決定することができる。
【０１８１】
そして、得られた複数の座標値については、このまま座標値を出力しただけでは、受信側の外部端末で、２つの座標値の区別がつかず両者をつないでしまうようなことになりかねない。
【０１８２】
そこで、２つの座標値を区別するために、座標の連続性を表す識別子を座標値の出力の際には付加する。
【０１８３】
複数の座標値の、その連続性は、各サンプリング毎に前回の座標値との差分を計算して、夫々をその近いものを当てはめることで可能である。
【０１８４】
遮光範囲が最初に検出された時には、例えば、検出された順にＩＤ番号（フラグ）を付加する。
【０１８５】
図１９のように、２つの座標値Ｐ１（Ｘ１ｎ，Ｙ１ｎ）、Ｐ２（Ｘ２ｎ，Ｙ２ｎ）が得られたときに、前回サンプリング時の座標値がＩＤ０：Ｘ１ｎ−１，Ｙ１ｎ−１、ＩＤ１：Ｘ２ｎ−１，Ｙ２ｎ−１であれば、Ｐ１，Ｐ２ともども、夫々に対する差分を計算して、近い方を採用し、Ｐ１をＩＤ０、Ｐ２をＩＤ１とする。このように、座標値の連続性の判定を行い、夫々の座標値に対して、このＩＤを割り振って座標値を出力する。
【０１８６】
そして、外部端末側で、このＩＤを参照することで、座標値の連続性を判定し、線で連結する等の描画の処理を行うようにすればよい。
【０１８７】
＜ペン信号の検出＞
指示具として、例えば、先端にスイッチ等の信号発生部を設けたペンを用いることで、文字の入力等における「尾引き」の問題が発生しない、スムーズな入力が可能になる。
【０１８８】
ここで、「尾引き」とは、例えば、『あ』と言う文字を入力したにもかかわらず、座標入力面をタッチする直前／直後において、余分な軌跡が表示され、操作者が意図した軌跡とは異なる表示が得られる現象である。
【０１８９】
座標入力装置から外部端末に出力する情報は、上述のように、座標値だけでなく、指示具から得られるスイッチ情報（例えば、マウスの左ボタンの情報に相当するようなアップダウン情報Ｓ０や、マウスの右ボタンに相当するペンサイドスイッチ情報Ｓ１）や、上記のような座標の連続性を表す識別子ＩＤ等がある。それ以外にも、指示具固有のペンＩＤ情報等がある。
【０１９０】
スイッチ情報の出力方法としては、音波や電波を用いたり、光を用いることでも可能である。
【０１９１】
図１のペン信号受信部は、指示具からの信号を受信し、その信号がどの座標値の信号であるかを判定して、座標値を送信する際のペンアップダウン信号やマウスのボタン信号として用いられる。
【０１９２】
指示具からの情報の座標値への割り付けは、例えば、光を用いた場合、座標入力有効領域３に対して、ペン信号受信部を複数設け、夫々で異なる領域からの信号を得るようにする。
【０１９３】
このように構成して、複数の指示具による座標値が得られる場合に、異なる領域のどこにその座標値があたるかを判定し、その領域で得られた信号の情報（スイッチ信号や、指示具のペンＩＤ情報）をその座標値と関連付けるようにする。そして、これらのスイッチ情報や指示具固有のペンＩＤ情報や、座標値の連続性を表すＩＤ情報等を付帯情報として、座標値に付加して外部端末に出力する。
【０１９４】
ここで、図２０は、そのような付帯情報と座標値とを出力する際のフォーマット例である。
【０１９５】
図２０では、ｂｙｔｅ０に付帯情報として、スイッチ情報及びペンＩＤ情報が付加され、それ以降、ｂｙｔｅ１からｂｙｔｅ４に、指示具の指示位置である座標（ｘ，ｙ）の座標値がそれぞれ格納されて、外部端末に出力される。外部端末側では、受信するこのデータを解析することで、軌跡の描画やメニュー操作の実行を制御する。
【０１９６】
＜座標算出処理フローの説明＞
図２１は本発明の実施形態の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。
【０１９７】
図２１では、センサユニットでのデータ取得から座標算出までの手順を示している。
【０１９８】
電源が投入されると、ステップＳ１０１で、制御・演算ユニット２のポート設定、タイマ設定等の座標入力装置に係る各種初期化を行う。その後に、不揮発メモリ等から基準データや補正用の定数等の初期データをそれぞれ読み出し、演算・制御ユニット２のメモリ１３２に格納する。
【０１９９】
また、各センサユニット毎に、図６のような、照明無しの時の光量分布データ８１と、初期入力が無いときの光量分布データ８２を、初期データとして取り込み、メモリ１３２に記憶する。
【０２００】
ここまでの処理が、電源投入時の初期設定動作になる。この初期設定動作は、座標入力装置に構成されているリセットスイッチ等により操作者の意図によって動作するように構成しても良いことはいうまでも無く、この初期設定動作を経て、通常の指示具による座標入力動作状態に移行することになる。
【０２０１】
ステップＳ１０２で、座標入力が連続して行われているか否かを示すフラグを初期化（クリア）する。ステップＳ１０３で、各センサユニットの投光部を点灯させ、光量分布データを受光部より取得する。
【０２０２】
取得した光量分布データは、先の初期データに対して差分及び比を計算し、ステップＳ１０４で、例えば、閾値を越えるものがあるか否かの判定などによって、遮光範囲の検出を実行する。
【０２０３】
ステップＳ１０５で、遮光範囲の検出結果に基づいて、指示具による入力の有無を判定する。入力がない場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、ステップＳ１０２に戻る。一方、入力がある場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０６に進む。
【０２０４】
ステップＳ１０６で、遮光範囲の検出結果に基づいて、センサユニットの各受光部毎の遮光範囲の数を検出する。ステップＳ１０７で、遮光範囲の数の検出結果に基づいて、指示具による入力が複数点入力であるか否かを判定する。複数点入力でない場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、つまり、単一点入力である場合、ステップＳ１０８に進み、単一点入力における座標算出を実行する。このときの座標算出は、遮光範囲の端部情報を用いた計算でも良いし、遮光範囲の中央を用いたものでもかまわない。
【０２０５】
一方、複数点入力である場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、ステップＳ１０９に進み、その遮光範囲の数に従って、図１８に示すように、座標算出第１データ、座標算出第２データ、及び虚実判定データをそれぞれ決定する。そして、これらのデータをメモリ１３２に記憶する。
【０２０６】
各データを決定したら、ステップＳ１１０で、夫々の遮光範囲の端部データを算出し、その端部データから一方の座標値及び判定座標値を算出する。このとき、座標算出第２データと判定データが単一データである場合、どちらかのデータが「皆既食」状態である可能性があるので、各座標値間の距離からその判定を行う。
【０２０７】
ステップＳ１１１で、判定結果に従って、データ（座標値）の入換の要否を判定する。データの入換が必要である場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、ステップＳ１１２に進み、座標値の入換を実行する。一方、データの入換が必要でない場合（ステップＳ１１１でＮＯ）、ステップＳ１１３に進む。
【０２０８】
遮光範囲（入力点）が複数の場合、ここで算出される座標値は、実際に入力された、実の点と虚の点が算出されることになる。そこで、ステップＳ１１３で、座標値と判定座標値から座標値の虚実判定を実行する。
【０２０９】
虚実判定によって、実座標が判定されたら、ステップＳ１１４で、それに対応する側の残りの座標値を算出する。座標値が確定したら、ステップＳ１１５で、連続入力の有無を判定する。尚、この判定は、連続入力の有無を示すフラグに基づいて実行する。
【０２１０】
連続入力がない場合（ステップＳ１１５でＮＯ）、ステップＳ１１７に進む。一方、連続入力がある場合（ステップＳ１１５でＹＥＳ）、ステップＳ１１６に進む。
【０２１１】
ステップＳ１１６で、それ以前に記憶されている座標値（前回の座標値等）との差分などから、連続性判定を実行する。
【０２１２】
連続性判定がなされたら、ステップＳ１１７で、連続入力フラグをセットし、また、今の座標値を次の連続性判定のためにメモリ１３２に記憶する。
【０２１３】
次に、ステップＳ１１８で、ＩＤ等の付帯情報を座標値に付加する。特に、連続していると判定された座標値には、前回と同じＩＤを付加し、新規に検出された座標値に対しては、未使用のＩＤを付加することになる。また、スイッチ情報などがある場合には、その情報も付加する。
【０２１４】
このように、付帯情報を有する座標値を、ステップＳ１１９で、外部端末に出力する。その後、データ取得のループを、電源ＯＦＦまで繰り返すことになる。
【０２１５】
以上説明したように、指示具による座標入力動作の有無を判定することは容易に行える。さらには、１つの指示具による座標入力動作が行われている状態にあっては、例えば、座標入力有効領域３の全領域を有効視野とする受光部を用いて、容易にその位置座標を導出することも可能である。
【０２１６】
尚、上記実施形態における、遮光範囲の端部情報を用いる座標算出では、複数の指示具が部分的に重なった状態での座標値が算出可能である。そのため、システムのスペックにもよるが、受光部で遮光範囲の端部情報を用いる座標算出を実現できる構成であれば、１つのセンサユニットに必ずしも複数の受光部が設けられている必要はない。
【０２１７】
また、上記実施形態では、再帰反射部４に投光し、その反射光をさえぎる遮光範囲を検出する構成であるが、再帰反射部は必須ではなく、座標入力領域の周囲に連続する発光部があっても、同様に本願発明を適用することができる。
【０２１８】
あるいは、指示具自体が発光する指示具でも、指示具の太さ方向において均一に発光する構成であれば、同様に本願発明を適用することができる。
【０２１９】
また、上記実施形態では、遮光方式の座標入力装置を例に挙げて説明しているが、遮光方式以外の座標入力方式においても、同様に本願発明を適用することができる。
【０２２０】
例えば、センサユニット位置から音波発生部によって超音波を座標入力有効領域の入力面方向に発射し、指示具が存在する場合には、その指示具が超音波を遮蔽または反射する遮蔽範囲を特定する座標入力方式において、上記実施形態で説明した遮光範囲に関する処理を、この遮蔽範囲に適用することで、本願発明と同様に、複数の指示具の位置座標を算出することができる。
【０２２１】
もちろん、これ以外にも、遮光範囲や遮断範囲に相当する範囲情報を検出することができる座標入力方式であれば、本願発明を適用することができる。
【０２２２】
換言すれば、光や超音波のような振動波を発生する振動発生源から振動波を座標入力有効領域の入力面方向に発射している状態で、その振動発生源と振動検出部の間に振動伝播を遮蔽する遮蔽物（指示具）が存在する場合に、その遮蔽物が振動波を遮断する遮断範囲を特定することができる構成の座標入力装置であれば、本願発明を適用することができる。
【０２２３】
また、座標入力装置の座標入力有効領域３を、例えば、大画面の表示装置で構成して、指示具の座標値を表示画面上に表示する構成とすれば、複数人による同時入力が可能な、電子ホワイトボードの応用が構成可能になる。
【０２２４】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の指示具により、複数の座標を同時に入力した場合であっても、高精度で複数の指示具の位置を各々検出することができる。
【０２２５】
具体的には、従来のように、２つの遮光範囲が分離している場合のみならず、部分食という、指示具から得られる遮光範囲の遮光重なりを検出した場合にでも、精度が劣化することなく、座標を算出することできる。
【０２２６】
本実施形態では、この遮光重なりが発生する場合でも座標を算出できるので、従来の技術のように、遮光重なりが生じることを考慮して、通常の第１及び第２受光部に加えて、第３受光部を構成する必要がなくなる。これにより、座標入力領域に配置する第１及び第２受光部間の距離を短縮でき、装置の小型化を実現することができる。
【０２２７】
また、第３受光部が不要となるので、従来のような、座標の不連続性や、受光部を有するセンサユニットの組み合わせによる座標演算上の誤差拡大の発生を招くことなく、高精度な座標算出を実現することができる。
【０２２８】
また、従来の遮光方式の座標入力装置のように、指示具から得られる遮光範囲の両端部の情報を用いなくても、特に、指示具の形状情報が既知である場合には、遮光範囲の少なくとも一方の端部情報のみで座標算出を行うことが可能となる。これにより、複数の指示部で同時に入力した場合の精度良く入力可能な範囲が広がり、操作性を向上することができる。
【０２２９】
また、端部情報で示される指示具の位置とセンサユニットの各受光部の基準位置を結ぶ線分（接線）の組み合わせにおいて、その線分同士の交点で規定される角度の２等分線の交点を、指示具の指示位置座標として算出する。特に、この２等分線の交点は、指示具の座標入力有効領域の座標入力面に対する面中心（重心）に相当する位置となるので、より高精度な座標算出が可能となる。
【０２３０】
また、センサユニットが検出する遮光範囲の数に基づいて、座標算出に用いる遮光範囲の端部情報の組み合わせを決定する。この端部情報の組み合わせの決定は、複数の座標を同時に入力した場合の入力状況や入力位置を考慮することになるで、操作性の良い座標入力を実現することができる。
【０２３１】
また、複数の入力座標候補が算出される場合には、その入力座標候補の座標値に基づいて、座標値の虚実判定を行うので、複数の座標が同時に入力された場合にも正確な座標を算出することができる。
【０２３２】
また、複数の指示具による入力が行われる場合に、複数の指示具に対する検出情報に重なり（食状態）が生じているか否かを判定し、その判定結果に基づいて、座標算出を制御するので、より精度の良い座標を算出することができる。
【０２３３】
また、座標入力有効領域に、複数の光量分布検出部を構成し、この各光量分布検出部で検出された光量分布の光量の変化範囲（遮光範囲）を特定し、その特定した変化範囲の端部情報の内、異なる光量分布検出部における一方の端部情報と他方の端部情報の組より、座標入力有効領域に対する入力座標を算出する。これにより、特に、複数の指示具による入力動作が同時に行われた場合でも、複数の指示具の入力動作によって起因する問題を解消して、より高精度な座標入力装置を実現することができる。
【０２３４】
また、座標入力有効領域を表示装置と組み合わせて一体化することにより、利便性の高い情報入出力装置を実現することができる。
【０２３５】
以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【０２３６】
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【０２３７】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０２３８】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
【０２３９】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【０２４０】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【０２４１】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【０２４２】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【０２４３】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０２４４】
【図１】本発明の実施形態の遮光方式の座標入力装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態のセンサユニットの詳細構成を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態のセンサユニットの光学的配置図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態のセンサユニットの光学的配置図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態のセンサユニットの光学的配置図である。
【図４】本発明の実施形態の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の制御信号のタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態のセンサユニットが検出する光量分布を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態のセンサユニットが検出する光量分布を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態の信号読出のタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施形態の座標入力有効領域上に定義する座標とセンサユニット１Ｌ及び１Ｌとの位置関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の受光部を複数有するセンサユニットにおける座標算出を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態の複数の指示具からの入力動作における位置関係及び検出信号の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態の虚実判定を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施形態の遮光範囲の端部情報による座標算出の一例を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施形態の遮光範囲の端部情報（角度）の重なり部分の２等分線と座標値の関係を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施形態の遮光範囲の端部情報による座標算出の詳細を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施形態の遮光範囲の数の組み合わせを示す図である。
【図１７Ａ】本発明の実施形態で検出する遮光範囲の数の組み合わせを説明するための入力例を示す図である。
【図１７Ｂ】本発明の実施形態で検出する遮光範囲の数の組み合わせを説明するための入力例を示す図である。
【図１７Ｃ】本発明の実施形態で検出する遮光範囲の数の組み合わせを説明するための入力例を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態の遮光範囲の数に基づくデータ割り振りを示す図である。
【図１９】本発明の実施形態の座標連続性の判定を説明するための図である。
【図２０】本発明の実施形態の座標出力時のデータフォーマット例を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。
【図２２】従来技術における２点入力時のセンサユニット位置と遮光範囲の関係を説明するための図である。
【図２３】従来技術におけるセンサユニットで受光する光量分布を説明するための図である。
【図２４】従来技術における座標算出の一例を説明するための図である。
【図２５】従来技術におけるセンサユニットの組み合わせと検出精度を説明するための図である。
【図２６】従来技術におけるセンサユニットの組み合わせと検出精度を説明するための図である。
【符号の説明】
【０２４５】
１Ｌ、１Ｒ  センサユニット
２  演算・制御ユニット
３  座標入力有効領域
４  再帰反射部
５  ペン信号受信部
【図１】
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【図２】
2005258811.tif 000004
【図３Ａ】
2005258811.tif 000005
【図３Ｂ】
2005258811.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
2005258811.tif 000009
【図６】
2005258811.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005258811.tif 000019
【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
2005258811.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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