(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元の情報入力領域を指示した所定物体を検出し、入力情報として出力する情報入力装置において、
光源から出射された座標を検出するための光を薄膜状に成形して表示面に沿って平行に投光することにより、二次元の情報入力領域を形成する形成手段と、
前記形成手段により形成された前記情報入力領域上から所定物体を一定周期で検出する検出手段と、
入力待機状態時に前記検出手段により検出された前記所定物体の位置を第一位置情報として保持する保持手段と、
前記保持手段に前記第一位置情報が保持された状態で前記検出手段により前記所定物体が検出された場合に、該所定物体が指示した位置を第二位置情報として、該第一位置情報に示される位置と該第二位置情報に示される位置との間の距離を算出する算出手段と、
前記検出手段により検出された前記所定物体が前記情報入力領域の一定の位置に停止している時間を計測する計測手段と、
前記算出手段で算出された前記距離と、前記計測手段で計測された前記時間とに基づき、前記第二位置情報を入力情報として出力するか、前記第一位置情報と前記第二位置情報とを前回および今回の入力情報としてそれぞれ出力するか、入力情報を出力せずに入力待機状態に移行するかを判定する情報出力手段と
を備える
ことを特徴とする情報入力装置。
【請求項２】
前記情報出力手段は、
前記算出手段で算出された前記距離が予め規定された前記規定長を超えていない場合に、前記算出手段で算出された前記距離が略０であり、且つ、前記計測手段により計測された前記時間が予め規定された規定時間より長ければ、該第二位置情報が示す位置を前記入力情報として出力し、該距離が略０でなければ、前記第一位置情報と該第二位置情報とを前回および今回の入力情報として出力し、
前記距離が前記規定長を超えている場合に、入力情報を出力せずに入力待機状態に移行させる
ことを特徴とする請求項１に記載の情報入力装置。
【請求項３】
操作者が前記所定物体によって前記情報入力領域内を実際に描画した描画速度に基づき前記規定速度を設定する規定速度設定手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の情報入力装置。
【請求項４】
操作者が前記所定物体によって前記情報入力領域内の所定位置を実際に指示した場合における前記所定物体の検出開始から未検出となるまでのクリック時間を前記規定時間として設定する規定時間設定手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の情報入力装置。
【請求項５】
前記形成手段は、光源から出射されたビーム光を順次走査して投光することにより前記情報入力領域を形成する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の情報入力装置。
【請求項６】
前記形成手段は、撮像手段による撮像範囲により前記情報入力領域を形成する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の情報入力装置。
【請求項７】
前記形成手段は、受光手段と該受光手段に相対して設けられる発光手段とによる光路をマトリックス状に配することにより前記情報入力領域を形成する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の情報入力装置。
【請求項８】
表示装置と、
前記表示装置の表示面に前記情報入力領域を一致させて配設される請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の情報入力装置と、
前記情報入力装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と
を備える
ことを特徴とする情報入出力システム。
【請求項９】
筆記を受け付けるライティングボードと、
前記ライティングボードの書き込み面に前記情報入力領域を一致させて配設される請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の情報入力装置と、
前記情報入力装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と
を備える
ことを特徴とする情報入出力システム。
【請求項１０】
情報入力装置に設けられた二次元の情報入力領域を指示した所定物体を検出し、入力情報として出力させる動作制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
光源から出射された座標を検出するための光を薄膜状に成形して表示面に沿って平行に投光することにより形成された二次元の情報入力領域上から所定物体を一定周期で検出する検出機能と、
入力待機状態時に前記検出機能により検出された前記所定物体の位置を第一位置情報として保持する保持機能と、
前記保持機能に前記第一位置情報が保持された状態で前記検出機能により前記所定物体が検出された場合に、該所定物体が指示した位置を第二位置情報として、該第一位置情報に示される位置と該第二位置情報に示される位置との間の距離を算出する算出機能と、
前記検出機能により検出された前記所定物体が前記情報入力領域の一定の位置に停止している時間を計測する計測機能と、
前記算出機能で算出された前記距離と、前記計測機能で計測された前記時間とに基づき、前記第二位置情報を入力情報として出力するか、前記第一位置情報と前記第二位置情報とを前回および今回の入力情報としてそれぞれ出力するか、入力情報を出力せずに入力待機状態に移行するかを判定する情報出力機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
操作者が前記所定物体によって前記情報入力領域内の所定位置を実際に指示した場合における前記所定物体の検出開始から未検出となるまでのクリック時間を前記規定時間として設定する規定時間設定機能を前記コンピュータにさらに実現させる
ことを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載のプログラムを記憶することを特徴とするコンピュータに読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報入力装置、情報入出力システム、プログラム及び記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ホワイトボードや書き込みシート等の書き込み面に筆記用具を用いて書き込んだ手書きの情報を、専用のスキャナで読み取り、専用のプリンタで記録紙に出力することが可能な電子黒板装置が知られている。これに対し、近年にあっては、電子黒板の書き込み面に情報入力装置を配置して、書き込み面に手書きで書き込んだ情報をリアルタイムでパーソナルコンピュータ等のコンピュータに入力することを可能にした情報入出力システムも提供されている。
【０００３】
例えば、マイクロフィールド・グラフィックス社製（Microfield Graphics,Inc.）のソフトボードは、ホワイトボード上に情報入力装置を配設して構成され、ホワイトボード上に書かれた文字や絵等のビジュアルデータをコンピュータにリアルタイムで取り込むことを可能にした装置である。このソフトボードを用いて構成された情報入出力システムでは、ソフトボードで取り込んだビジュアルデータをコンピュータに入力してＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に表示したり、液晶プロジェクターを用いて大型のスクリーンに表示したり、プリンタで記録紙に出力すること等が可能となっている。また、ソフトボードが接続されたコンピュータの画面を液晶プロジェクターでソフトボード上に投影し、ソフトボード上でコンピュータを操作することも可能となっている。
【０００４】
また、近年においては、文字および画像を表示するための表示装置と、表示装置の前面に情報入力面（タッチパネル面）を配設した情報入力装置と、情報入力装置からの入力に基づいて表示装置の表示制御を行う制御装置とを備え、表示装置および情報入力装置を用いて電子黒板の表示面および書き込み面を構成した情報入出力システムが提供されている。
【０００５】
例えば、スマート・テクノロジィズ社製（SMART Technologies Inc.）のスマート２０００では、コンピュータに接続された液晶プロジェクターを用いて文字・絵・図形・グラフィックの画像をパネルに投影した状態で、パネルの投影面（表示面）の前面に配設された情報入力装置（書き込み面）を用いて手書きの情報をコンピュータに取り込む処理を行う。そして、コンピュータ内で手書きの情報と画像情報とを合成し、再度、液晶プロジェクターを介してリアルタイムで表示できるようにしている。
【０００６】
このような情報入出力システムでは、表示装置によって表示されている画面上の画像に対して、情報入力装置を用いて入力した画像を上書き画像として重ねて表示できるため、会議、プレゼンテーション、教育現場等において既に広く利用されており、その使用効果が高く評価されている。また、このような情報入出力システムに音声・画像等の通信機能を組み込み、遠隔地間を通信回線で接続することにより、電子会議システムとしても利用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような情報入出力システムは、パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、情報の入力および表示をするための有力なツールとして位置付けられているが、まだ、完全とはいえず、本格的な実用化に向けていまだ解決されねばならない課題が多々存在する。
【０００８】
ここで、図２４は情報入力装置１００の情報入力領域１０５を指Ａで指示した状態を示すものであって、フラットな表示面２０２を有するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２０１に情報入力装置１００を備えた一例である。図２４に示すように、情報入力領域１０５を形成するレーザビーム光ＢはＰＤＰ２０１の表示面（検知面）２０２から一定間隔を隔てて走査されているために、指示手段（所定物体）である指Ａで表示面２０２の一点を指示した場合には、指Ａが表示面２０２をタッチする前にレーザビーム光Ｂを遮断してしまうことになる。ところが、図２４に示すように、レーザビーム光Ｂに対して直交する方向以外から指Ａで表示面２０２の一点を指示した場合には、実際にタッチした点ｐ１と情報入力装置１００により検出される点ｐ２とにおいて、視差が生じてしまうことになる。つまり、このような視差が生じることにより、例えば操作者は点ｐ１の位置に表示されたボタン（オブジェクト）を操作したつもりでも点ｐ２の位置に表示されたボタン（オブジェクト）が操作されたと判断されてしまうという不具合が発生することになる。
【０００９】
本発明の目的は、所定物体の指示位置の検出に際し、所定物体が実際には指示しておらず近接しただけのケースを排除することができ、入力情報の検出を高い精度で行うことができる情報入力装置、情報入出力システム、プログラム及び記憶媒体を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、二次元の情報入力領域を指示した所定物体を検出し、入力情報として出力する情報入力装置において、光源から出射された座標を検出するための光を薄膜状に成形して表示面に沿って平行に投光することにより、二次元の情報入力領域を形成する形成手段と、形成手段により形成された情報入力領域上から所定物体を一定周期で検出する検出手段と、入力待機状態時に検出手段により検出された所定物体の位置を第一位置情報として保持する保持手段と、保持手段に第一位置情報が保持された状態で検出手段により所定物体が検出された場合に、所定物体が指示した位置を第二位置情報として、第一位置情報に示される位置と第二位置情報に示される位置との間の距離を算出する算出手段と、検出手段により検出された所定物体が情報入力領域の一定の位置に停止している時間を計測する計測手段と、算出手段で算出された距離と、計測手段で計測された時間とに基づき、第二位置情報を入力情報として出力するか、第一位置情報と第二位置情報とを前回および今回の入力情報としてそれぞれ出力するか、入力情報を出力せずに入力待機状態に移行するかを判定する情報出力手段とを備える。
【００１１】
したがって、検出された所定物体が情報入力領域の一定の位置に予め規定された規定時間だけ停止している場合にのみ、当該所定物体が指示した位置が入力情報として出力される。これにより、所定物体の指示位置の検出に際し、所定物体が実際には指示しておらず近接しただけのケースを排除することが可能となるので、入力情報の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【００３０】
第２の発明は、情報入力装置に設けられた二次元の情報入力領域を指示した所定物体を検出し、入力情報として出力させる動作制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、コンピュータに、光源から出射された座標を検出するための光を薄膜状に成形して表示面に沿って平行に投光することにより形成された二次元の情報入力領域上から所定物体を一定周期で検出する検出機能と、入力待機状態時に検出機能により検出された所定物体の位置を第一位置情報として保持する保持機能と、保持機能に第一位置情報が保持された状態で検出機能により所定物体が検出された場合に、所定物体が指示した位置を第二位置情報として、第一位置情報に示される位置と第二位置情報に示される位置との間の距離を算出する算出機能と、検出機能により検出された所定物体が情報入力領域の一定の位置に停止している時間を計測する計測機能と、算出機能で算出された距離と、計測機能で計測された時間とに基づき、第二位置情報を入力情報として出力するか、第一位置情報と第二位置情報とを前回および今回の入力情報としてそれぞれ出力するか、入力情報を出力せずに入力待機状態に移行するかを判定する情報出力機能とを実現させる。
【００３１】
したがって、検出された所定物体が情報入力領域の一定の位置に予め規定された規定時間だけ停止している場合にのみ、当該所定物体が指示した位置が入力情報として出力される。これにより、所定物体の指示位置の検出に際し、所定物体が実際には指示しておらず近接しただけのケースを排除することが可能となるので、入力情報の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１ないし図２３に基づいて説明する。本実施の形態は、情報入出力システムとして、大型の表示装置を装備したいわゆる電子黒板システムを適用した例である。
【００４１】
ここで、図１は情報入出力システム１を概略的に示す外観斜視図である。図１に示すように、情報入出力システム１は、表示装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２及び情報入力装置３で構成されるパネル部４と、制御装置であるパーソナルコンピュータ等のコンピュータ５，原稿の画像を読み取るためのスキャナ６，画像データを記録紙に出力するプリンタ７，ビデオプレイヤー８（いずれも図２参照）を収納する機器収納部９とを主体に構成されている。
【００４２】
ＰＤＰ２及び情報入力装置３は、ＰＤＰ２の表示面２ａ側に情報入力装置３が位置するようにして一体化され、ＰＤＰ２の表示面２ａに情報入力装置３の情報入力領域３ａが位置するようにしてパネル部４に収納されている。このように、パネル部４はＰＤＰ２及び情報入力装置３を収納して、情報入出力システム１の表示面（ＰＤＰ２の表示面２ａ）及び書き込み面（情報入力領域３ａ）を構成している。なお、ＰＤＰ２としては、電子黒板として利用可能な４０インチや５０インチ等の大画面タイプのものが用いられている。また、図示することは省略するが、ＰＤＰ２にはビデオ入力端子やスピーカーが設けられており、ビデオプレイヤー８をはじめ、その他レーザディスクプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、ビデオカメラ等の各種情報機器やＡＶ機器を接続し、ＰＤＰ２を大画面モニタとして利用することが可能な構成になっている。
【００４３】
次に、情報入出力システム１に内蔵される各部の電気的接続について図２を参照して説明する。図２に示すように、情報入出力システム１は、コンピュータ５にＰＤＰ２、スキャナ６、プリンタ７、ビデオプレイヤー８をそれぞれ接続し、コンピュータ５によってシステム全体を制御するようにしている。また、コンピュータ５には、指先やペンである指示手段等の所定物体で指示された情報入力領域３ａ内の位置座標の演算等を行う情報入力装置３用のコントローラ１０が接続されており、このコントローラ１０を介して情報入力装置３もコンピュータ５に接続されている。また、コンピュータ５を介して情報入出力システム１をネットワーク１１に接続することができ、ネットワーク１１上に接続された他のコンピュータで作成したデータをＰＤＰ２に表示したり、情報入出力システム１で作成したデータを他のコンピュータに転送することも可能になっている。
【００４４】
次に、コンピュータ５について説明する。ここで、図３はコンピュータ５に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。図３に示すように、コンピュータ５は、システム全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１２と、起動プログラム等を記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）１３と、ＣＰＵ１２のワークエリアとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１４と、文字・数値・各種指示等の入力を行うためのキーボード１５と、カーソルの移動や範囲選択等を行うためのマウス１６と、ハードディスク１７と、ＰＤＰ２に接続されておりそのＰＤＰ２に対する画像の表示を制御するグラフィックス・ボード１８と、ネットワーク１１に接続するためのネットワーク・カード（またはモデムでも良い。）１９と、コントローラ１０・スキャナ６・プリンタ７等を接続するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）２０と、上記各部を接続するためのバス２１とを備えている。
【００４５】
また、ハードディスク１７には、オペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System）２２、コントローラ１０を介してコンピュータ５上で情報入力装置３を動作させるためのデバイスドライバ２３、描画ソフト・ワードプロセッサソフト・表計算ソフト・プレゼンテーションソフト・キャリブレーションソフトウエア等の各種アプリケーションプログラム２４等が格納されている。
【００４６】
また、コンピュータ５には、ＯＳ２２、デバイスドライバ２３や各種アプリケーションプログラム２４等の各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体２６、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置２５が搭載されている。
【００４７】
各種アプリケーションプログラム２４は、コンピュータ５への電源の投入に応じて起動するＯＳ２２による制御の下、ＣＰＵ１２によって実行される。例えば、キーボード１５やマウス１６の所定の操作によって描画ソフトを起動した場合には、ＰＤＰ２にグラフィックス・ボード１８を介して描画ソフトに基づく所定の画像が表示される。また、デバイスドライバ２３もＯＳ２２とともに起動され、コントローラ１０を介した情報入力装置３からのデータ入力が可能な状態になる。このように描画ソフトを起動した状態で情報入力装置３の情報入力領域３ａにユーザが指示手段で文字や図形を描いた場合、座標情報が指示手段の記述に基づく画像データとしてコンピュータ５に入力され、例えばＰＤＰ２に表示されている画面上の画像に対して上書き画像として重ねて表示される。より詳細には、コンピュータ５のＣＰＵ１２は、入力された画像データに基づいて線や文字を描画するための描画情報を生成し、入力された座標情報に基づく位置座標に合わせてグラフィックス・ボード１８に設けられるビデオメモリ(図示せず)に書き込んでいく。その後、グラフィックス・ボード１８が、ビデオメモリに書き込まれた描画情報を画像信号としてＰＤＰ２に送信することにより、ユーザが書いた文字と同一の文字が、ＰＤＰ２に表示されることになる。つまり、コンピュータ５は情報入力装置３をマウス１６のようなポインティングデバイスとして認識しているため、コンピュータ５では、描画ソフト上でマウス１６を用いて文字を書いた場合と同様な処理が行われることになる。
【００４８】
次に、情報入力装置３について詳細に説明する。なお、本実施の形態の情報入出力システム１に適用し得る情報入力装置３としては、検出方式の異なる種々の方式のものが考えられる。そこで、以下においては、情報入力装置３として、検出方式の異なる情報入力装置を数例挙げ、その構成及び原理について説明する。
【００４９】
Ａ．第１の情報入力装置
まず、第１の情報入力装置３Ａについて図４ないし図８に基づいて説明する。
この第１の情報入力装置３Ａは、いわゆる再帰光遮蔽方式の情報入力装置である。
【００５０】
ここで、図４は第１の情報入力装置３Ａの構成を概略的に示す説明図である。
図４に示すように、情報入力装置３Ａは、ＰＤＰ２の表示面２ａのサイズに対応したサイズで横長の四角形状の情報入力領域３ａを備えている。この情報入力領域３ａは、手書きにより文字や図形等の入力を可能にする領域である。この情報入力領域３ａの下方両端部に位置する角部の近傍には、発光と受光とを行う光学ユニット２７（左側光学ユニット２７Ｌ、右側光学ユニット２７Ｒ）が所定の取付角度で設けられている。これらの光学ユニット２７からは、平面若しくはほぼ平面をなし、例えばＬ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・，Ｌｎ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・，Ｒｎ）といった光（プローブ光）の束で構成される扇形状で薄膜状の光束膜が、情報入力領域３ａの全域に行き渡るようにＰＤＰ２の表示面２ａの表面に沿って平行に投光される。
【００５１】
また、情報入力装置３の情報入力領域３ａの下部を除く周辺部には、再帰性反射部材２８が設けられている。この再帰性反射部材２８は、例えば円錐形状のコーナーキューブを多数配列して形成されており、入射した光をその入射角度によらずに所定の位置に向けて反射する特性を有している。例えば、左側光学ユニット２７Ｌから投光されたプローブ光Ｌ３は、再帰性反射部材２８によって反射され、再び同一光路を辿る再帰反射光Ｌ３´として左側光学ユニット２７Ｌにより受光されることになる。つまり、再帰性反射部材２８によっても情報入力領域３ａが形成されている。
【００５２】
次に、光学ユニット２７について説明する。ここで、図５は光学ユニット２７の構造を概略的に示す構成図である。なお、図５はｘ−ｚ方向を主体に示しているが、二点鎖線で示す部分については同一の構成要素を別方向（ｘ−ｙ方向、又はｙ−ｚ方向）から見た図である。
【００５３】
図５に示すように、光学ユニット２７は、投光手段２９と受光手段３０とを備えている。投光手段２９は、スポットをある程度絞ることの可能なＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ），ピンポイントＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の光源３１を備えている。この光源３１からＰＤＰ２の表示面２ａに対して垂直に照射された光は、一方向の倍率のみを変更可能なシリンドリカルレンズ３２によってｘ方向にコリメートされる。シリンドリカルレンズ３２によってｘ方向にコリメートされた光は、シリンドリカルレンズ３２とは曲率の分布が直交する２枚のシリンドリカルレンズ３３，３４によりｙ方向に対して集光される。つまり、これらのシリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ３２，３３，３４）の作用により、光源３１からの光を線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ３４の後方に形成されることになる。ここに、ｙ方向に狭くｘ方向に細長いスリットを有するスリット板３５を配置する。したがって、シリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ３２，３３，３４）を通過した光は、スリット板３５のスリット位置において、線状の二次光源３６を形成する。二次光源３６から発した光は、ハーフミラー３７で折り返され、ＰＤＰ２の表示面２ａの垂直方向には広がらずに表示面２ａの表面に沿った平行光で、表示面２ａと平行方向には二次光源３６を中心にした扇形状の光束膜となって情報入力領域３ａを進行する。換言すれば、扇形状の光が情報入力領域３ａを形成する。これらのシリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ３２，３３，３４）とスリット板３５とによって、集光光学系が形成されている。
【００５４】
前述したように、扇形状となって情報入力領域３ａを進行した光束膜は、再帰性反射部材２８で再帰的に反射され、再び同一光路を辿ってハーフミラー３７に戻ることになる。したがって、再帰性反射部材２８で再帰的に反射された光束膜も情報入力領域３ａを形成する。
【００５５】
再帰性反射部材２８で反射されてハーフミラー３７に戻った再帰反射光は、ハーフミラー３７を透過して受光手段３０に入射する。受光手段３０に入射した再帰反射光は、集光レンズであるシリンドリカルレンズ３８を通って線状にされた後、このシリンドリカルレンズ３８から距離ｆ（ｆはシリンドリカルレンズ３８の焦点距離）の間隔で設けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device：受光素子）３９において、プローブ光毎に異なる位置で受光される。なお、本実施の形態のＣＣＤ（受光素子）３９は、１次元ＣＣＤであって、その画素数は2,048画素とされている。
【００５６】
詳細には、再帰性反射部材２８で反射された再帰反射光は、ｚ軸方向ではシリンドリカルレンズ３８の作用を受けず、コリメートされたままＣＣＤ（受光素子）３９に到達する。また、再帰反射光は、ＰＤＰ２の表示面２ａと平行方向では、シリンドリカルレンズ３８の中心に集光するように伝搬し、その結果、シリンドリカルレンズ３８の作用を受けてシリンドリカルレンズ３８の焦点面に設置されたＣＣＤ（受光素子）３９上に結像する。これにより、ＣＣＤ（受光素子）３９上に再帰反射光の有無に応じて光強度の分布が形成される。すなわち、再帰反射光を指示手段Ｐで遮った場合、ＣＣＤ（受光素子）３９上の遮られた再帰反射光に相当する位置に光強度が弱い点（後述するピーク点）が生じることになる。
再帰反射光を受光したＣＣＤ（受光素子）３９は、再帰反射光（プローブ光）の光強度分布に基づいた電気信号を生成し、前述したコントローラ１０に対して出力する。なお、図５に示すように、二次光源３６とシリンドリカルレンズ３８とは、ハーフミラー３７に対して共に距離ｄの位置に配設されて共役な位置関係にある。
【００５７】
ここで、図６は受光素子３９から再帰反射光の光強度分布に基づいた電気信号が入力され、情報入力領域３ａを進行する光が遮られた位置の座標を特定する処理を実行するコントローラ１０のブロック構成図である。このコントローラ１０は、光学ユニット２７（左側光学ユニット２７Ｌ、右側光学ユニット２７Ｒ）の光源（ＬＤ）３１の発光制御と、光学ユニット２７（左側光学ユニット２７Ｌ、右側光学ユニット２７Ｒ）のＣＣＤ（受光素子）３９からの出力の演算を行うものである。図６に示すように、コントローラ１０には、各部を集中的に制御するＣＰＵ４０が設けられており、このＣＰＵ４０には、プログラム及びデータを記憶するＲＯＭ４１、各種データを書き換え自在に格納してワークエリアとして機能するＲＡＭ４２、コンピュータ５に接続するためのインタフェース４３、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ４４及びＬＤドライバ４５がバス接続されている。また、ＣＰＵ４０には、各種のプログラムコード（制御プログラム）を格納するハードディスク４６や不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）４７がバス接続されている。ここに、ＣＰＵ４０、ＲＯＭ４１及びＲＡＭ４２によりマイクロコンピュータが構成されている。このようなマイクロコンピュータには、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体４９、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置４８が接続されている。
【００５８】
ＣＣＤ（受光素子）３９からの出力を演算する回路として、ＣＣＤ（受光素子）３９の出力端子に、アナログ処理回路５１が図のように接続される。ＣＣＤ（受光素子）３９に入射した反射光は、ＣＣＤ（受光素子）３９内で光の強度に応じた電圧値を持つアナログの画像データに変換され、アナログ信号として出力される。このアナログ信号は、アナログ処理回路５１で処理された後、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ４４によってデジタル信号に変換されてＣＰＵ４０に渡される。この後、ＣＰＵ４０によって指示手段Ｐの二次元座標の演算が行われる。
【００５９】
ハードディスク４６に格納された各種のプログラムコード（制御プログラム）または記憶媒体４９に記憶された各種のプログラムコード（制御プログラム）は、コントローラ１０への電源の投入に応じてＲＡＭ４２に書き込まれ、各種のプログラムコード（制御プログラム）が実行されることになる。
【００６０】
続いて、制御プログラムに基づいてＣＰＵ４０によって実行される機能について説明する。ここでは、本実施の形態の情報入力装置３の備える特長的な機能である座標検出処理について以下において具体的に説明する。
【００６１】
ここで、図７は情報入力装置３の情報入力領域３ａ内の一点を指示手段Ｐで指し示した一例を示す正面図である。図７に示すように、例えば、左側光学ユニット２７Ｌから照射されたＬ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・，Ｌｎといったプローブ光で構成される扇形状の光の中でｎ番目のプローブ光Ｌｎが指示手段Ｐによって遮られた場合、そのプローブ光Ｌｎは再帰性反射部材２８に到達することはない。
【００６２】
このときＣＣＤ（受光素子）３９上の光強度分布を考える。ここで、図８はＣＣＤ（受光素子）３９の検出動作を模式的に示す説明図である。指示手段Ｐが情報入力領域３ａ内に挿入されていなければ、ＣＣＤ（受光素子）３９上の光強度分布はほぼ一定であるが、図８に示すように指示手段Ｐが情報入力領域３ａ内に挿入されてプローブ光Ｌｎが指示手段Ｐによって遮られた場合、そのプローブ光Ｌｎは光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９によって受光されることはないため、プローブ光Ｌｎに対応する光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９上の所定の位置Ｘｎが光強度の弱い領域（暗点）となる。この光強度の弱い領域（暗点）である位置Ｘｎは、ＣＣＤ（受光素子）３９から出力される光強度の波形にピーク点として出現することになるので、ＣＰＵ４０は、このような光強度の波形におけるピーク点の出現を電圧の変化により認識し、この光強度の波形のピーク点となった暗点の位置Ｘｎを検出する。
【００６３】
また、光強度の波形のピーク点となった暗点位置Ｘｎが検出されると、暗点位置ＸｎからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離が、例えばＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号（例えば、図８においては、画素番号ｍ）に基づいて検出される。
【００６４】
光強度の弱い領域（暗点）である位置Ｘｎ（左側光学ユニット２７ＬのＣＣＤ（受光素子）３９上ではＸｎＬ，右側光学ユニット２７ＲのＣＣＤ（受光素子）３９上ではＸｎＲ）は、遮られたプローブ光の出射／入射角θｎと対応しており、Ｘｎを検出することによりθｎを知ることができる。即ち、暗点位置ＸｎからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離をａとすると、θｎはａの関数として、
θｎ＝tan−１(ａ／ｆ)      ………………………………（１）
と表すことができる。ただし、ｆはシリンドリカルレンズ３８の焦点距離である。ここで、左側光学ユニット２７ＬにおけるθｎをθｎＬ、ａをＸｎＬと置き換える。
【００６５】
さらに、図７において、左側光学ユニット２７Ｌと情報入力領域３ａとの幾何学的な相対位置関係の変換係数ｇにより、指示手段Ｐと左側光学ユニット２７Ｌとのなす角度θＬは、(１)式で求められるＸｎＬの関数として、
θＬ＝ｇ(θｎＬ)      ………………………………（２）
ただし、θｎＬ＝tan−１(ＸｎＬ／ｆ)
と表すことができる。
【００６６】
同様に、右側光学ユニット２７Ｒについても、上述の（１）（２）式中の記号Ｌを記号Ｒに置き換えて、右側光学ユニット２７Ｒと情報入力領域３ａとの幾何学的な相対位置関係の変換係数ｈにより、
θＲ＝ｈ(θｎＲ)      ………………………………（３）
ただし、θｎＲ＝tan−１(ＸｎＲ／ｆ)
と表すことができる。
【００６７】
ここで、左側光学ユニット２７ＬのＣＣＤ（受光素子）３９の中心位置と右側光学ユニット２７ＲのＣＣＤ（受光素子）３９の中心位置との距離を図７に示すｗとすると、情報入力領域３ａ内の指示手段Ｐで指示した点の２次元座標（ｘ，ｙ）は、三角測量の原理により、
ｘ＝ｗ・tanθＲ／（tanθＬ＋tanθＲ）  ………………（４）
ｙ＝ｗ・tanθＬ・tanθＲ／（tanθＬ＋tanθＲ） ……（５）
として算出することができる。
【００６８】
これらの（１）（２）（３）（４）（５）式は制御プログラムの一部として予めハードディスク４６や記憶媒体４９に格納されており、（１）（２）（３）（４）（５）式により、指示手段Ｐの位置座標（ｘ，ｙ）は、ＸｎＬ，ＸｎＲの関数として算出される。すなわち、左側光学ユニット２７ＬのＣＣＤ（受光素子）３９上の暗点の位置と右側光学ユニット２７ＲのＣＣＤ（受光素子）３９上の暗点の位置とを検出することで、指示手段Ｐの位置座標（ｘ，ｙ）が算出されることになる。
【００６９】
このようにして算出された指示手段Ｐの位置座標（ｘ，ｙ）は、コントローラ１０を介してコンピュータ５へと出力され、所定の処理に用いられることになる。
【００７０】
そして、このような情報入力装置３Ａによれば、情報入力領域３ａにおいて、無視差、完全透明、高い描画感を実現することが可能になっている。
【００７１】
Ｂ．第２の情報入力装置
次に、第２の情報入力装置３Ｂについて図９ないし図１１に基づいて説明する。なお、第１の情報入力装置３Ａで説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。
【００７２】
この第２の情報入力装置３Ｂは、いわゆる再帰光反射方式の情報入力装置である。
【００７３】
ここで、図９は情報入力装置３Ｂに用いられる指示手段６１を示す斜視図である。また、図１０は情報入力装置３Ｂの情報入力領域３ａ内の一点を指示手段６１で指し示した一例を示す正面図である。図９に示すように、情報入力装置３Ｂの情報入力領域３ａ内の一点を指し示すために用いられる指示手段６１の先端近傍には、再帰性反射部材６２が設けられている。この再帰性反射部材６２は、例えば円錐形状のコーナーキューブを多数配列して形成されており、入射した光をその入射角度によらずに所定の位置に向けて反射する特性を有している。例えば、左側光学ユニット２７Ｌから投光されたプローブ光Ｌｎは、図１０に示すように、再帰性反射部材６２によって反射され、再び同一光路を辿る再帰反射光Ｌｎ´として左側光学ユニット２７Ｌにより受光されることになる。そのため、図１０に示すように、情報入力装置３Ｂにおいては、前述した情報入力装置３Ａのように情報入力領域３ａに再帰性反射部材２８を設ける必要はない。なお、指示手段６１はペン状の形状をしており、光沢のある金属製よりゴムやプラスチックなどの材質が望ましい。
【００７４】
したがって、このような指示手段６１の再帰性反射部材６２を備えた先端近傍を情報入力装置３Ｂの情報入力領域３ａの適当な位置（ｘ，ｙ）に挿入し、例えば左側光学ユニット２７Ｌから投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｌｎが指示手段６１の再帰性反射部材６２によって反射された場合、その再帰反射光Ｌｎ´は左側光学ユニット２７ＬのＣＣＤ（受光素子）３９によって受光される。このようにしてＣＣＤ（受光素子）３９が再帰反射光Ｌｎ´を受光した場合には、再帰反射光Ｌｎ´に対応するＣＣＤ（受光素子）３９上の所定の位置Ｄｎが光強度の強い領域（明点）となる。つまり、図１１に示すように、ＣＣＤ（受光素子）３９上では位置Ｄｎの位置に光強度が強い領域が生じ、ＣＣＤ（受光素子）３９からの光の強度分布の形状にはピークが出現する。このピークが出現する位置Ｄｎは反射されたプローブ光の出射／入射角θｎと対応しており、Ｄｎを検出することによりθｎを知ることができる。つまり、このような再帰光反射方式の情報入力装置３Ｂの場合も、前述した再帰光遮蔽方式の情報入力装置３Ａと同様に、光強度の波形に出現するピークに基づく三角測量の手法により指示手段６１の位置座標（ｘ，ｙ）が算出されることになる。
【００７５】
このようにして算出された指示手段６１の位置座標（ｘ，ｙ）は、コントローラ１０を介してコンピュータ５へと出力され、所定の処理に用いられることになる。
【００７６】
そして、このような情報入力装置３Ｂによれば、情報入力領域３ａにおいて、無視差、完全透明、高い描画感を実現することが可能になっている。
【００７７】
Ｃ．第３の情報入力装置
次に、第３の情報入力装置３Ｃについて図１２ないし図１４に基づいて説明する。なお、第１の情報入力装置３Ａで説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。
【００７８】
この第３の情報入力装置３Ｃは、第１の情報入力装置３Ａにおける光学ユニットの変形例である。詳細には、第１の情報入力装置３Ａで用いた光学ユニット２７においては扇形状の光束膜を投光して情報入力領域を形成したが、情報入力装置３Ｃにおいては、ポリゴンミラー等の回転走査系を有しており、その回転走査系によって光源から出射された光ビームを放射状に投光して情報入力領域を形成する光学ユニット７０を用いるものである。
【００７９】
ここで、図１２は光学ユニット７０を概略的に示す平面図である。図１２に示すように、光学ユニット７０は、駆動回路（図示せず）を有してレーザ光を出射する光源であるＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）７１とハーフミラー７２とポリゴンミラー７３と集光レンズ７４とで構成される投光手段７０ａと、受光素子７５とが備えられている。受光素子７５は、集光レンズ７４から距離ｆ（ｆは集光レンズ７４の焦点距離）の間隔で設けられたＰＤ（Photo Diode）で構成されている。このような光学ユニット７０は、ＬＤ７１から出射したレーザ光をハーフミラー７２で折り返した後、パルスモータ（図示せず）により所定の角速度ωｔで回転駆動されるポリゴンミラー７３によって放射状に順次反射する。したがって、光学ユニット７０は、ビーム光を放射状に繰り返し投光することになる。つまり、２つの光学ユニット７０から放射状に投光されるビーム光によって情報入力領域３ａが形成されることになる。一方、反射されて光学ユニット７０に入射したビーム光は、ポリゴンミラー７３によって反射され、ハーフミラー７２に到達する。ハーフミラー７２に到達した反射ビーム光は、ハーフミラー７２を透過して受光素子７５に到達し、電気信号に変換される。
【００８０】
次に、このような光学ユニット７０を第１の情報入力装置３Ａで用いた光学ユニット２７に代えて適用した情報入力装置３Ｃについて説明する。図１３に示すように、情報入力領域３ａ中の或る位置に指示手段Ｐが挿入されてあるビーム光が遮蔽されると、そのビーム光は再帰性反射部材２８で反射されることはないことから、受光素子７５に到達することはない。このように情報入力領域３ａ中の或る位置に指示手段Ｐが挿入されてあるビーム光が遮蔽された場合、受光素子７５からの光の強度分布の形状にはディップが出現する。
【００８１】
各部の電気的接続等については技術的に公知であるため詳細な説明は省略するが、図１４に示すように、情報入力領域３ａに指示手段Ｐが挿入されていない場合には光強度は“Ｉ＝Ｉ１”を示すが、情報入力領域３ａに指示手段Ｐが挿入されて受光素子７５に再帰光が戻らない場合には光強度は“Ｉ＝Ｉ０”を示すことになる。このように光強度が“Ｉ＝Ｉ０”である部分が、ディップである。なお、図１４中、時間ｔ＝ｔ０は、ポリゴンミラー７３の回転の基準位置であって、回転走査されるビーム光が所定の角度に達した時点である。
【００８２】
したがって、光強度が“Ｉ＝Ｉ０”となった時間ｔをｔ１であるとすれば、情報入力領域３ａに挿入された指示手段Ｐにより遮蔽されたビーム光の出射角度θは、
θ＝ω（ｔ１−ｔ０）＝ω△ｔ
として算出される。つまり、左右それぞれに設けられた光学ユニット７０（７０Ｌ、７０Ｒ）において情報入力領域３ａに挿入された指示手段Ｐにより遮蔽されたビーム光の出射角度θ（θｎＬ，θｎＲ）が算出され、それらの出射角度θ（θｎＬ，θｎＲ）に基づく三角測量の手法によって指示手段Ｐを挿入した位置座標（ｘ，ｙ）が算出されることになる。
【００８３】
このようにして算出された指示手段Ｐの位置座標（ｘ，ｙ）は、コントローラ１０を介してコンピュータ５へと出力され、所定の処理に用いられることになる。
【００８４】
そして、このような情報入力装置３Ｃによれば、情報入力領域３ａにおいて、無視差、完全透明、高い描画感を実現することが可能になっている。
【００８５】
Ｄ．第４の情報入力装置
次に、第４の情報入力装置３Ｄについて図１５ないし図１６に基づいて説明する。なお、第２の情報入力装置３Ｂ及び第３の情報入力装置３Ｃで説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。
【００８６】
この第４の情報入力装置３Ｄは、第２の情報入力装置３Ｂにおける光学ユニットの変形例である。詳細には、第２の情報入力装置３Ｂで用いた光学ユニット２７においては扇形状の光束膜を投光して情報入力領域を形成したが、第４の情報入力装置３Ｄにおいては、ポリゴンミラー等の回転走査系を有しており、その回転走査系によって光源から出射された光ビームを放射状に投光して情報入力領域を形成する光学ユニット７０を用いるものである。なお、光学ユニット７０についての説明は、第３の情報入力装置３Ｃで説明したのでここでは省略する。
【００８７】
このような光学ユニット７０を第２の情報入力装置３Ｂで用いた光学ユニット２７に代えて適用した情報入力装置３Ｄについて説明する。図１５に示すように、情報入力領域３ａ中の或る位置に指示手段６１が挿入された場合、所定のビーム光が指示手段６１の再帰性反射部材６２において再帰反射され、そのビーム光は受光素子７５に到達する。このように情報入力領域３ａ中の或る位置に指示手段６１が挿入されてあるビーム光が再帰反射された場合、受光素子７５からの光の強度分布の形状にはピークが出現する。
【００８８】
各部の電気的接続等については技術的に公知であるため詳細な説明は省略するが、図１６に示すように、情報入力領域３ａに指示手段６１が挿入されていない場合には光強度は“Ｉ＝Ｉ０”を示すが、情報入力領域３ａに指示手段６１が挿入されて受光素子７５に再帰光が到達した場合には光強度は“Ｉ＝Ｉ１”を示すことになる。このように光強度が“Ｉ＝Ｉ１”である部分が、ピークである。なお、図１６中、時間ｔ＝ｔ０は、ポリゴンミラー７３の回転の基準位置であって、回転走査されるビーム光が所定の角度に達した時点である。
【００８９】
したがって、光強度が“Ｉ＝Ｉ１”となった時間ｔをｔ１であるとすれば、情報入力領域６３に挿入された指示手段６１により再帰反射されたビーム光の出射角度θは、
θ＝ω（ｔ１−ｔ０）＝ω△ｔ
として算出される。つまり、左右それぞれに設けられた光学ユニット７０（７０Ｌ、７０Ｒ）において情報入力領域３ａに挿入された指示手段６１により再帰反射されたビーム光の出射角度θ（θｎＬ，θｎＲ）が算出され、それらの出射角度θ（θｎＬ，θｎＲ）に基づく三角測量の手法によって指示手段６１を挿入した位置座標（ｘ，ｙ）が算出されることになる。
【００９０】
このようにして算出された指示手段６１の位置座標（ｘ，ｙ）は、コントローラ１０を介してコンピュータ５へと出力され、所定の処理に用いられることになる。
【００９１】
そして、このような情報入力装置３Ｄによれば、情報入力領域３ａにおいて、無視差、完全透明、高い描画感を実現することが可能になっている。
【００９２】
Ｅ．第５の情報入力装置
次に、第５の情報入力装置３Ｅについて図１７ないし図１８に基づいて説明する。この第５の情報入力装置３Ｅは、情報入力領域内の画像情報を撮像カメラにより取り込んで、その取り込まれた画像情報の内の一部に基づいて位置座標を検出するいわゆるカメラ撮像方式の情報入力装置である。
【００９３】
ここで、図１７は情報入力装置３Ｅの構成を概略的に示す正面図である。情報入力装置３Ｅの情報入力領域３ａの上方両端部には、撮像手段である撮像カメラ８２が距離ｗを隔てて設けられている。撮像カメラ８２には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）である受光素子８３と結像光学レンズ８４とが、距離ｆを隔てて設けられている。これらの撮像カメラ８２の撮像画角は約９０度であり、情報入力領域３ａを撮影範囲とするようにそれぞれ設置されている。また、撮像カメラ８２は情報入力面を形成するＰＤＰ２の表示面２ａから所定の距離となるように設置されており、その光軸はＰＤＰ２の表示面２ａに平行である。
【００９４】
加えて、情報入力領域３ａの上部を除く周縁部であって撮像カメラ８２の撮像画角を妨げずに撮影視野全体を覆う位置には、背景板８５が設けられている。この背景板８５は、情報入力領域３ａの中央にその面を向け、ＰＤＰ２の表示面２ａに対して略垂直に設けられる。この背景板８５は、例えば一様な黒色とされている。
【００９５】
撮像カメラ８２の信号と指示手段Ｐとの関係を図１８に示す。図１８に示すように、指示手段Ｐが情報入力領域３ａに挿入された場合、その指示手段Ｐは撮像カメラ８２に撮影され、指示手段Ｐの像が撮像カメラ８２の受光素子８３上に形成される。情報入力装置３Ｅのように背景板８５が黒色であって、指を指示手段Ｐとして用いるような場合には、指示手段Ｐは背景板８５に比べて高い反射率を有することになるので、受光素子８３の指示手段Ｐに相当する部分は、光強度の強い領域（明点）となる。
【００９６】
各部の電気的接続等については技術的に公知であるため詳細な説明は省略するが、図１８に示すように、情報入力領域３ａに指示手段Ｐが挿入された場合には、受光素子８３からの光の強度分布の形状にはピークが出現する。このピークが出現する位置Ｄｎは、結像光学レンズ８４の主点からの指示手段Ｐの見かけの角度θｎに対応しており、θｎはＤｎの関数として、
θｎ＝arctan (Ｄｎ／ｆ)
と表すことができる。つまり、このようなカメラ撮像方式の情報入力装置３Ｅの場合も、前述した情報入力装置３Ａ等と同様に、光強度の波形に出現するピークに基づく三角測量の手法により指示手段Ｐの位置座標（ｘ，ｙ）が算出されることになる。
【００９７】
このようにして算出された指示手段Ｐの位置座標（ｘ，ｙ）は、コントローラ１０を介してコンピュータ５へと出力され、所定の処理に用いられることになる。
【００９８】
なお、指示手段Ｐとしては、自身が発光する発光素子付きの専用ペン等も適用することができる。
【００９９】
そして、このような情報入力装置３Ｅによれば、情報入力領域３ａにおいて、無視差、完全透明、高い描画感を実現することが可能になっている。
【０１００】
Ｆ．第６の情報入力装置
次に、第６の情報入力装置３Ｆについて図１９ないし図２０に基づいて説明する。この第６の情報入力装置３Ｆは、三角測量によって座標を検出するものではなく、直交する２軸の座標を直接検出するいわゆるＬＥＤアレイ方式の情報入力装置である。
【０１０１】
ここで、図１９は情報入力装置３Ｆの構成を概略的に示す正面図である。図１９に示すように、情報入力装置３Ｆは、Ｘｍ個の発光手段である発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）９１を水平方向に一定間隔で配置した発光素子列９２と、これに１対１に対応したＸｍ個の受光手段であるフォトトランジスタ９３を一定間隔で対向配置した受光素子列９４と、Ｙｎ個のＬＥＤ９１を垂直方向に一定間隔で配置した発光素子列９５と、これに１対１に対応したＹｎ個のフォトトランジスタ９３を一定間隔で対向配置した受光素子列９６とを備えている。そして、これらの発光素子列９２と、受光素子列９４と、発光素子列９５と、受光素子列９６とにより囲まれた空間部分が、情報入力領域３ａとされている。つまり、情報入力領域３ａ内には、水平方向に形成されるｍ個の光路と垂直方向に形成されるｎ個の光路とがマトリクス状に交差可能となっている。なお、情報入力領域３ａは、ＰＤＰ２の表示面２ａのサイズに対応したサイズであって横長の四角形状に形成されており、手書きにより文字や図形等の入力を可能にする領域である。
【０１０２】
そして、この情報入力領域３ａの或る位置に指等の指示手段Ｐが挿入された場合には、指示手段Ｐにより所定の光路が遮られるため、その遮蔽光路にある受光素子列９４のフォトトランジスタ９３及び受光素子列９６のフォトトランジスタ９３の受光光量がそれぞれ低下することになる。
【０１０３】
各部の電気的接続等については技術的に公知であるため詳細な説明は省略するが、図２０に示すように、情報入力領域３ａに指示手段Ｐが挿入されていない場合には各フォトトランジスタ９３の光強度は“Ｉ＝ｉ１”を示すが、情報入力領域３ａに指示手段Ｐが挿入されて光路が遮られた場合には、その遮蔽光路にあるフォトトランジスタ９３の光強度は“Ｉ＝ｉ０”を示すことになる。このように光強度が“Ｉ＝ｉ０”である部分をディップという。なお、図２０中、横軸はフォトトランジスタ９３の位置に相当し、実際にはフォトトランジスタ９３の光出力を逐次読みとる走査時間である。
【０１０４】
そして、受光光量が低下した受光光量が低下した受光素子列９４のフォトトランジスタ９３及び受光素子列９６のフォトトランジスタ９３の位置に相当するディップ位置を検出し、指示手段Ｐにより指示された位置座標（ｘ，ｙ）を算出する。実際には、基準位置ｔ＝ｔ０からのディップ位置が検出されるまでの時間ｔ１や、図２０で示した波形をメモリに取り込み、メモリ内のデータに対してディップ位置に相当するメモリ番地としてディップの位置を検出することになる。
【０１０５】
このようにして算出された指示手段Ｐの位置座標（ｘ，ｙ）は、コントローラ１０を介してコンピュータ５へと出力され、所定の処理に用いられることになる。
【０１０６】
そして、このような情報入力装置３Ｆによれば、情報入力領域３ａにおいて、無視差、完全透明、高い描画感を実現することが可能になっている。
【０１０７】
以上、本実施の形態の情報入出力システム１に適用し得る情報入力装置３として、再帰光遮蔽方式の情報入力装置３Ａ、再帰光反射方式の情報入力装置３Ｂ、回転走査系を有する再帰光遮蔽方式の情報入力装置３Ｃ、回転走査系を有する再帰光反射方式の情報入力装置３Ｄ、カメラ撮像方式の情報入力装置３Ｅ、ＬＥＤアレイ方式の情報入力装置３Ｆについて、その構成及び原理を説明したが、これらは本実施の形態の情報入出力システム１に適用し得る情報入力装置３の一例であって、本発明はこれらの方式に限定されるものではなく、本発明は、光学式の情報入力装置全般について適用されることは言うまでもない。
【０１０８】
続いて、本実施の形態の情報入出力システム１において実行される処理の内、従来の情報入出力システムによって行なわれている処理と同様の処理についてはその説明を省略し、情報入出力システム１が備える特長的な機能を実現する処理について以下に概略的に説明する。ここでは、情報入力装置３のＣＰＵ４０が制御プログラムに基づいて実行する特長的な機能について説明する。
【０１０９】
ここで、図２１は情報入力処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
図２１に示すように、この処理を起動すると、処理モードを“アイドルモード”に設定した後（ステップＳ１）、情報入力領域３ａにおける座標情報入力（タッチ）があるまで（ステップＳ２のＹ）、または、デタッチがあるまで（ステップＳ３のＹ）、待機する。
【０１１０】
そして、座標情報入力（タッチ）があった場合には（ステップＳ２のＹ）、ステップＳ４に進み、現在の処理モードが“アイドルモード”であるか否かを判断する。起動直後の場合にはステップＳ１で処理モードを“アイドルモード”に設定した状態であることから、現在の処理モードは“アイドルモード”であると判断し（ステップＳ４のＹ）、処理モードを“クリック判定モード”に設定した後（ステップＳ５）、入力された座標を保存するとともに（ステップＳ６）、ＲＡＭ４２の所定のカウンタエリアの座標停止時間をゼロクリアして（ステップＳ７）、情報入力領域３ａにおける座標情報入力（タッチ）があるまで（ステップＳ２のＹ）、または、デタッチがあるまで（ステップＳ３のＹ）、再び待機する。
【０１１１】
その後、座標情報入力（タッチ）があった場合には（ステップＳ２のＹ）、現在の処理モードは“クリック判定モード”であることから（ステップＳ４のＮ）、ステップＳ８に進む。
【０１１２】
ステップＳ８では現在の処理モードが“ボタンＯＮモード”であるか否かを判断するが、現在の処理モードは“クリック判定モード”であることから（ステップＳ８のＮ）、ステップＳ９に進み、前回入力された座標（前回座標）と今回入力された座標（今回座標）との間の座標間長を算出する。
【０１１３】
ここで、座標間長Ｌは、前回座標（Ｘ１，Ｙ１）とし、今回座標（Ｘ２，Ｙ２）とした場合には、
座標間長Ｌ＝√｛（Ｘ２−Ｘ１）２＋（Ｙ２−Ｙ１）２｝
なる式により算出される。
【０１１４】
そして、続くステップＳ１０では、ステップＳ９で算出した座標間長Ｌが規定速度である「手書き描画速度」よりもはるかに大きいか否かを判定する。ここに、移動速度判断手段の機能が実行される。なお、「手書き描画速度」は、実際に描画することにより得られた実験値が用いられる。このような「手書き描画速度」の設定方法は、例えば図２２に示すような“手書き描画速度設定画面”Ｄ１をＰＤＰ２に表示し、この“手書き描画速度設定画面”Ｄ１の文字入力枠Ｆの中に操作者に文字を描画させることにより、その文字描画の際の座標（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）、・・・・、（Ｘｎ，Ｙｎ）から各座標間長Ｌ１、Ｌ２、・・・・、Ｌｎ−１を算出した後、各座標間長の平均値を算出して「手書き描画速度」とするものである。ここに、規定速度設定手段が実現されている。
【０１１５】
このようにして操作者毎に「手書き描画速度」を実際の文字描画操作に基づいて設定可能とすることにより、人によって違いを生じる描画速度を固定速度とした場合に生じる描画中であるのにもかかわらず描画中ではないと判断される不具合を解消することが可能になっている。
【０１１６】
そして、ステップＳ９で算出した座標間長Ｌが「手書き描画速度」よりもはるかに大きい時には（ステップＳ９のＹ）、ステップＳ２における座標情報入力（タッチ）はクリック動作でないものと判定し、処理モードを“アイドルモード”に設定した後（ステップＳ１１）、情報入力領域３ａにおける座標情報入力（タッチ）があるまで（ステップＳ２のＹ）、または、デタッチがあるまで（ステップＳ３のＹ）、再び待機する。
【０１１７】
このようにステップＳ９で算出した座標間長Ｌが「手書き描画速度」よりもはるかに大きい時にクリック動作でないものと判定するのは、ペン等の指示手段が移動中に情報入力領域３ａ内に誤って侵入してしまい複数の座標が検出されてしまった場合には、それらの座標間における移動速度はＰＤＰ２の表示面２ａに触れながら描画する際の速度に比べてはるかに速いからである。
【０１１８】
一方、ステップＳ９で算出した座標間長Ｌが「手書き描画速度」よりもはるかに大きくはない場合には（ステップＳ１０のＮ）、ステップＳ１２に進み、ステップＳ９で算出した座標間長Ｌが略０であるか否かが判断される。
【０１１９】
ステップＳ９で算出した座標間長Ｌが略０である場合には（ステップＳ１２のＹ：物体検出判断手段）、座標情報入力（タッチ）位置が変わらないものと判断し、ＲＡＭ１４の所定のカウンタエリアの座標停止時間を“１”インクリメントする（ステップＳ１３）。なお、１カウントは、座標検出周期（例えば、２０ｍｓ）である。
【０１２０】
続くステップＳ１４では、規定時間である「クリック速度」が座標停止時間よりも大きいか否かを判定する。なお、「クリック速度」は、実際にクリックすることにより得られた実験値が用いられる。このような「クリック速度」の設定方法は、例えば図２３に示すような“クリック速度設定画面”Ｄ２をＰＤＰ２に表示し、この“クリック速度設定画面”Ｄ２に設けられたボタンＢを操作者にタッチ＆デタッチ（クリック）させることにより、そのタッチ＆デタッチの間隔を「クリック速度」とするものである。ここに、規定時間設定手段が実現されている。
【０１２１】
このようにして操作者毎に「クリック速度」を実際のクリック操作に基づいて設定可能とすることにより、クリック判定のための停止時間を最適な時間に設定することが可能になっている。
【０１２２】
そして、座標停止時間が「クリック速度」よりも大きい時、つまり座標情報入力（タッチ）時間が「クリック速度」以上継続した場合には（ステップＳ１４のＮ：物体検出判断手段）、ステップＳ２における座標情報入力（タッチ）はクリック動作であるものと判定し、処理モードを“ボタンＯＮモード”に設定（例えば、所定のボタンを反転する等）した後（ステップＳ１５）、クリックが開始された（例えば、所定のボタンがＯＮされた）旨を通知するとともに（ステップＳ１６）、座標情報入力（タッチ）された座標を通知した後（ステップＳ１７：第一情報出力手段）、情報入力領域３ａにおける座標情報入力（タッチ）があるまで（ステップＳ２のＹ）、または、デタッチがあるまで（ステップＳ３のＹ）、再び待機する。
【０１２３】
このように座標停止時間が「クリック速度」よりも大きい時、つまり座標情報入力（タッチ）時間が「クリック速度」以上継続した時にクリック動作であるものと判定するのは、ペン等の指示手段がボタン等を指示するために情報入力領域３ａ内を移動している際に検出された座標を排除するためである。
【０１２４】
したがって、座標停止時間が「クリック速度」よりも小さい時、つまり座標情報入力（タッチ）時間が「クリック速度」に達していない場合には（ステップＳ１４のＹ）、情報入力領域３ａにおける座標情報入力（タッチ）があるまで（ステップＳ２のＹ）、または、デタッチがあるまで（ステップＳ３のＹ）、再び待機することになる。
【０１２５】
一方、ステップＳ９で算出した座標間長Ｌが略０でない場合には（ステップＳ１２のＮ）、つまり座標が手書き描画速度に近い速度で移動する場合には、「クリック速度」の監視をせずに、処理モードを“ボタンＯＮモード”に設定（例えば、所定のボタンを反転する等）した後（ステップＳ１８）、クリックが開始された（例えば、所定のボタンがＯＮされた）旨を通知するとともに（ステップＳ１９）、前回座標及び今回座標を通知した後（ステップＳ２０，Ｓ２１：第二情報出力手段）、情報入力領域３ａにおける座標情報入力（タッチ）があるまで（ステップＳ２のＹ）、または、デタッチがあるまで（ステップＳ３のＹ）、再び待機することになる。
【０１２６】
また、処理モードが“ボタンＯＮモード”に設定されている状態で、座標情報入力（タッチ）があった場合には（ステップＳ２のＹ，ステップＳ８のＹ）、ステップＳ２２に進み、座標情報入力（タッチ）された座標を通知した後（ステップＳ１７）、情報入力領域３ａにおける座標情報入力（タッチ）があるまで（ステップＳ２のＹ）、または、デタッチがあるまで（ステップＳ３のＹ）、再び待機する。
【０１２７】
なお、ステップＳ３において、デタッチされたと判断した場合には（ステップＳ３のＹ）、ステップＳ２３に進み、処理モードが“ボタンＯＮモード”に設定されているか否かを判断し、処理モードが“ボタンＯＮモード”に設定されていれば（ステップＳ２３のＹ）、クリックが終了した旨を通知するとともに（ステップＳ２４）、処理モードを“アイドルモード”に設定した後（ステップＳ２５）、情報入力領域３ａにおける座標情報入力（タッチ）があるまで（ステップＳ２のＹ）、または、デタッチがあるまで（ステップＳ３のＹ）、再び待機する。一方、処理モードが“ボタンＯＮモード”に設定されていなければ（ステップＳ２３のＮ）、処理モードを“アイドルモード”に設定した後（ステップＳ２５）、情報入力領域３ａにおける座標情報入力（タッチ）があるまで（ステップＳ２のＹ）、または、デタッチがあるまで（ステップＳ３のＹ）、再び待機する。
【０１２８】
ここに、検出された所定物体が情報入力領域３ａの一定の位置に「クリック速度」だけ停止している場合にのみ、当該所定物体が指示した位置が入力情報として出力される。これにより、所定物体の指示位置の検出に際し、所定物体が実際には指示しておらず近接しただけのケースを排除することが可能となるので、入力情報の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【０１２９】
また、検出された所定物体が情報入力領域３ａの一定の位置に「クリック速度」だけ停止していなくとも、所定物体が「手書き描画速度」で移動している場合には、当該所定物体が指示した位置が入力情報として出力される。これにより、描画中には所定物体を一定の位置に「クリック速度」だけ停止させる必要がなくなるので、描画操作性を損なわずに入力情報の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【０１３０】
なお、本実施の形態においては、コントローラ１０をコンピュータ５とは別体で設けたが、これに限るものではなく、コントローラ１０をコンピュータ５に組み込んで、コンピュータ５をコントローラ１０として機能させるようにしても良い。
【０１３１】
また、本実施の形態においては、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体２６や記憶媒体４９としてフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカード等を適用したが、これに限るものではなく、記憶媒体には、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【０１３２】
さらに、本実施の形態においては、情報入力装置３を表示装置であるＰＤＰ２に備えたが、これに限るものではなく、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、前面投影型プロジェクター、背面投影型プロジェクター等を表示装置として適用しても良い。さらに、これらの表示装置に限るものではなく、特に図示しないが、ライティングボードとして機能する黒板やホワイトボード等に備えるようにしても良い。
【０１３３】
さらにまた、本実施の形態においては、情報入出力システムとして、大型の表示装置を装備したいわゆる電子黒板システムに適用した例について説明したが、これに限るものではなく、例えばＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と称される携帯用情報端末等に適用することも可能である。
【０１３４】
【発明の効果】
第１の発明によれば、二次元の情報入力領域を指示した所定物体を検出し、入力情報として出力する情報入力装置において、光源から出射された座標を検出するための光を薄膜状に成形して表示面に沿って平行に投光することにより、二次元の情報入力領域を形成する形成手段と、形成手段により形成された情報入力領域上から所定物体を一定周期で検出する検出手段と、入力待機状態時に検出手段により検出された所定物体の位置を第一位置情報として保持する保持手段と、保持手段に第一位置情報が保持された状態で検出手段により所定物体が検出された場合に、所定物体が指示した位置を第二位置情報として、第一位置情報に示される位置と第二位置情報に示される位置との間の距離を算出する算出手段と、検出手段により検出された所定物体が情報入力領域の一定の位置に停止している時間を計測する計測手段と、算出手段で算出された距離と、計測手段で計測された時間とに基づき、第二位置情報を入力情報として出力するか、第一位置情報と第二位置情報とを前回および今回の入力情報としてそれぞれ出力するか、入力情報を出力せずに入力待機状態に移行するかを判定する情報出力手段とを備え、検出された所定物体が情報入力領域の一定の位置に予め規定された規定時間だけ停止している場合にのみ、当該所定物体が指示した位置を入力情報として出力することにより、所定物体の指示位置の検出に際し、所定物体が実際には指示しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、入力情報の検出を高い精度で行うことができる。
【０１４４】
第２の発明によれば、情報入力装置に設けられた二次元の情報入力領域を指示した所定物体を検出し、入力情報として出力させる動作制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、コンピュータに、光源から出射された座標を検出するための光を薄膜状に成形して表示面に沿って平行に投光することにより形成された二次元の情報入力領域上から所定物体を一定周期で検出する検出機能と、入力待機状態時に検出機能により検出された所定物体の位置を第一位置情報として保持する保持機能と、保持機能に第一位置情報が保持された状態で検出機能により所定物体が検出された場合に、所定物体が指示した位置を第二位置情報として、第一位置情報に示される位置と第二位置情報に示される位置との間の距離を算出する算出機能と、検出機能により検出された所定物体が情報入力領域の一定の位置に停止している時間を計測する計測機能と、算出機能で算出された距離と、計測機能で計測された時間とに基づき、第二位置情報を入力情報として出力するか、第一位置情報と第二位置情報とを前回および今回の入力情報としてそれぞれ出力するか、入力情報を出力せずに入力待機状態に移行するかを判定する情報出力機能とを実現させることにより、検出された所定物体が情報入力領域の一定の位置に予め規定された規定時間だけ停止している場合にのみ、当該所定物体が指示した位置を入力情報として出力するので、所定物体の指示位置の検出に際し、所定物体が実際には指示しておらず近接しただけのケースを排除することができ、入力情報の検出を高い精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の情報入出力システムを概略的に示す外観斜視図である。
【図２】情報入出力システムに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３】コンピュータに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図４】第１の情報入力装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図５】光学ユニットの構造を概略的に示す構成図である。
【図６】コントローラのブロック構成図である。
【図７】第１の情報入力装置の情報入力領域内の一点を指示手段で指し示した一例を示す正面図である。
【図８】ＣＣＤの検出動作を模式的に示す説明図である。
【図９】第２の情報入力装置に用いられる指示手段を示す斜視図である。
【図１０】第２の情報入力装置の情報入力領域内の一点を指示手段で指し示した一例を示す正面図である。
【図１１】ＣＣＤの検出動作を模式的に示す説明図である。
【図１２】第３の情報入力装置に用いられる光学ユニットを概略的に示す平面図である。
【図１３】第３の情報入力装置の情報入力領域内の一点を指示手段で指し示した一例を示す正面図である。
【図１４】光強度と時間との関係を示すグラフである。
【図１５】第４の情報入力装置の情報入力領域内の一点を指示手段で指し示した一例を示す正面図である。
【図１６】光強度と時間との関係を示すグラフである。
【図１７】第５の情報入力装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図１８】その検出動作を説明するための概略正面図である。
【図１９】第６の情報入力装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２０】光強度と時間との関係を示すグラフである。
【図２１】情報入力処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図２２】ＰＤＰに表示された“手書き描画速度設定画面”を示す正面図である。
【図２３】ＰＤＰに表示された“クリック速度設定画面”を示す正面図である。
【図２４】情報入力装置の情報入力領域を指で指示した状態を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１        情報入出力システム
２        表示装置
３        情報入力装置
３ａ      情報入力領域
５      制御装置
２６，４９      記憶媒体
３１      光源
６１，Ｐ      所定物体
７１      光源
８２      撮像手段
９１      発光手段
９３      受光手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004560224.tif 000004
【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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【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【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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