(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、
前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、
この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、
これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、
指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出するピーク点検出手段と、
前記ピーク点検出手段により検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、
このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する角度算出手段と、
この角度算出手段により算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する位置座標算出手段と、
この位置座標算出手段により複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化手段と、
このベクトル化手段によってベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、前記位置座標算出手段により算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する位置座標抽出手段と、
を備える座標入力／検出装置。
【請求項２】
光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、
これらの投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有する指示部材がその座標入力／検出領域に挿入された場合に、前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、
これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、
前記指示部材がその座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を反射した少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出するピーク点検出手段と、
前記ピーク点検出手段により検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、
このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材により反射された前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する角度算出手段と、
この角度算出手段により算出された少なくとも１以上の前記指示部材により反射された前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する位置座標算出手段と、
この位置座標算出手段により複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化手段と、
このベクトル化手段によってベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、前記位置座標算出手段により算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する位置座標抽出手段と、
を備える座標入力／検出装置。
【請求項３】
前記位置座標抽出手段は、前記位置座標算出手段により算出された複数の前記二次元位置座標の内、前記受光素子に対して同一方向に位置する前記二次元位置座標の一つは必ず実像であることに着目して実像判定を行う実像判定手段を備える請求項１または２記載の座標入力／検出装置。
【請求項４】
前記実像判定手段によって実像であると判定された一の前記二次元位置座標がある場合、その実像であると判定された一の前記二次元位置座標の軌跡を追跡し、他の実像である前記二次元位置座標を確定するようにした請求項３記載の座標入力／検出装置。
【請求項５】
光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を検出する座標検出方法であって、
指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出する工程と、
検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出する工程と、
前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する工程と、
算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する工程と、
複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化する工程と、
ベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する工程と、
を含んでなる座標検出方法。
【請求項６】
光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、これらの投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有する指示部材がその座標入力／検出領域に挿入された場合に、前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を検出する座標検出方法であって、
指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出する工程と、
検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出する工程と、
前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する工程と、
算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する工程と、
複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化する工程と、
ベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する工程と、
を含んでなる座標検出方法。
【請求項７】
光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、
前記プログラムは、
指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出する機能と、
検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出する機能と、
前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する機能と、
算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する機能と、
複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化する機能と、
ベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する機能と、
を前記コンピュータに実行させる記憶媒体。
【請求項８】
光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、これらの投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有する指示部材がその座標入力／検出領域に挿入された場合に、前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、
前記プログラムは、
指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出する機能と、
検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出する機能と、
前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する機能と、
算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する機能と、
複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化する機能と、
ベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する機能と、
を前記コンピュータに実行させる記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の入力や選択をするためにペン等の指示部材や指等によって指示された位置座標を光学的に検出する座標入力／検出装置、この座標入力／検出装置を主体に構成される電子黒板システム、座標入力／検出装置における座標検出方法及び位置座標検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体に関する。
【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、電子黒板装置の書き込み面に座標入力／検出装置を配置して、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電子黒板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座標入力／検出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電子黒板システムでは、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したり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、文字および画像を表示するための表示装置と、表示装置の前面に座標入力面（タッチパネル面）を配設した座標入力／検出装置と、座標入力／検出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、表示装置および座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成した電子黒板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座標入力／検出装置（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】
このような電子黒板システムでは、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、座標入力／検出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、このような電子黒板システムに音声・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】
また、近年においては、電子黒板システムにおいて利用される座標入力／検出装置として検出方式の異なる種々の方式のものが考えられている。しかしながら、前述した電子黒板システムに適用するのに適切な方式を検討すると、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さなくとも入力が可能になる、例えば光学式のような座標入力／検出装置が有望であると考えられる。
【０００８】
このような光学式の座標入力／検出装置としては、各種の方式が提案されている。光学式の座標入力／検出装置の一例としては、特開平９−９１０９４号公報に記載されているものがある。ここで、図２９は従来の座標入力／検出装置１００を概略的に示す正面図である。図２９に示すように、座標入力／検出装置１００は、レーザビーム光ａを回転させながら所定の位置に向けて出射する発光装置とそのレーザビーム光ａの再帰反射光ｂを受光する受光装置とを備えて距離Ｚを隔てて設けられる一対一組のライトスキャナ１０１（１０１Ｒ，１０１Ｌ）と、レーザビーム光ａを反射して再び同一光路を辿る再帰反射光ｂとする再帰性反射部材１０２とを備え、レーザビーム光ａの走査する部分が座標入力／検出領域１０３とされている。なお、ライトスキャナ１０１の発光装置は駆動装置（図示せず）により駆動されており、その駆動装置の回転駆動はパルス制御されている。
【０００９】
このような光学式の座標入力／検出装置１００においては、利用者の指Ａ等を座標入力／検出領域１０３に挿入することにより特定の組み合わせのレーザビーム光ａ１，ａ２が遮断されるので、再帰反射光は発生しなくなる。このように再帰反射光が発生しない場合には、ライトスキャナ１０１の受光装置における受光信号が「Ｌ（ＬＯＷ）」レベルの信号として検出部（図示せず）においてそれぞれ検出される。さらに、検出部においては、「Ｌ」レベル信号の各レーザビーム光ａ１，ａ２の出射角度が、各レーザビーム光ａ１，ａ２を出射した位置に至るまでに駆動装置を駆動制御したパルス数に基づいて検出される。そして、利用者の指Ａにより指示された位置座標（ｘ，ｙ）が、レーザビーム光ａ１の出射角度とレーザビーム光ａ２の出射角度と距離Ｚとに基づいて、演算回路１０４において三角測量の原理によって算出されることになる。このようにして算出された位置座標（ｘ，ｙ）は、インタフェース回路１０５を介してコンピュータ等に出力される。
【００１０】
以上に代表されるような座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さない光学式の座標入力／検出装置は、表示装置の表示面に装着して使用した場合であっても視認性に優れると共に、その大型化も比較的容易になっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、座標入力／検出装置１００の座標入力／検出領域１０３に利用者の指Ａ，Ｂを同時に挿入して２点同時に指示した場合について、図３０を参照して説明する。また、図３１は２点同時に指示した場合の各ライトスキャナ１０１Ｒ，１０１Ｌにおける受光信号とパルス信号との関係を示すタイムチャートである。図３０及び図３１においては、各ライトスキャナ１０１Ｒ，１０１Ｌから走査するレーザビーム光がパルス信号に基づいてそれぞれ８方向に分割されているものとし、各遮断点Ａ，Ｂが各ライトスキャナ１０１Ｒ，１０１Ｌから走査されるレーザビーム光の交点にあるものとする。このように各遮断点Ａ，Ｂにおいて同時にレーザビーム光の遮断がなされた場合には、図３１に示すように、ライトスキャナ１０１Ｒからは３と６の位置に「Ｌ」レベルの受光信号が検出され、ライトスキャナ１０１Ｌからは３と５の位置に「Ｌ」レベルの受光信号が検出されることになる。
【００１２】
しかしながら、座標入力／検出装置１００の各ライトスキャナ１０１Ｒ，１０１Ｌにおいて２点分の「Ｌ」レベルの受光信号が検出されることにより、実際の遮断点Ａ，Ｂの他に、点Ａ´，Ｂ´が誤認識されてしまう恐れが生じる。つまり、「Ｌ」レベルの受光信号に基づくパルス信号の組み合わせは、
Ａ      （１０１Ｌ，１０１Ｒ）＝（５，３）
Ａ´    （１０１Ｌ，１０１Ｒ）＝（３，３）
Ｂ      （１０１Ｌ，１０１Ｒ）＝（３，６）
Ｂ´    （１０１Ｌ，１０１Ｒ）＝（５，６）
の４通りになるので、一つの遮断点を決定することができない。
【００１３】
したがって、特開平９−９１０９４号公報に記載された座標入力／検出装置１００では、２点同時に指示した場合にそれらの位置座標を検出することが不可能になっている。
【００１４】
また、２点同時に指示した場合にそれらの位置座標を検出するためには、ライトスキャナを更にもう１つ備えて３つの走査光を有することが必要になるが、部品点数が増加するとともに装置構成が複雑化して高価な構成になってしまうという問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる座標入力／検出装置を得ることである。
【００１６】
本発明の目的は、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる座標入力／検出装置を備えた電子黒板システムを得ることである。
【００１７】
本発明の目的は、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる座標検出方法を得ることである。
【００１８】
本発明の目的は、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標の低コストでの検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体を得ることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の座標入力／検出装置は、光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出するピーク点検出手段と、前記ピーク点検出手段により検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する角度算出手段と、この角度算出手段により算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する位置座標算出手段と、この位置座標算出手段により複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化手段と、このベクトル化手段によってベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、前記位置座標算出手段により算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する位置座標抽出手段と、を備える。
【００３０】
したがって、座標入力／検出領域に投光された光の一部が少なくとも１以上の指示部材の挿入によって遮られた場合、光強度分布のピーク点である前記光を遮った少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上の結像位置と、光を遮った少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上における結像サイズとが検出される。また、各受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離が検出され、この受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた各投光手段における光の出射角度が算出され、これらの各投光手段における出射角度に基づいて座標入力／検出領域に挿入された少なくとも１以上の指示部材の二次元位置座標が算出される。さらに、複数の二次元位置座標が算出された場合には、ベクトル化手段によって所定の時間間隔で順次算出される二次元位置座標間の変化の方向及び長さがベクトル座標化され、このベクトル座標化された二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、複数の二次元位置座標の中から指示部材が実際に示した二次元位置座標が抽出される。これにより、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたことにより、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【００３１】
請求項２記載の発明の座標入力／検出装置は、光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、これらの投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有する指示部材がその座標入力／検出領域に挿入された場合に、前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、前記指示部材がその座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を反射した少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出するピーク点検出手段と、前記ピーク点検出手段により検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材により反射された前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する角度算出手段と、この角度算出手段により算出された少なくとも１以上の前記指示部材により反射された前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する位置座標算出手段と、この位置座標算出手段により複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化するベクトル化手段と、このベクトル化手段によってベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、前記位置座標算出手段により算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する位置座標抽出手段と、を備える。
【００３２】
したがって、座標入力／検出領域に投光された光の一部が少なくとも１以上の指示部材の挿入によって反射された場合、光強度分布のピーク点である前記光を反射した少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上の結像位置と、光を反射した少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上における結像サイズとが検出される。また、各受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離が検出され、この受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に反射された各投光手段における光の出射角度が算出され、これらの各投光手段における出射角度に基づいて座標入力／検出領域に挿入された少なくとも１以上の指示部材の二次元位置座標が算出される。さらに、複数の二次元位置座標が算出された場合には、ベクトル化手段によって所定の時間間隔で順次算出される二次元位置座標間の変化の方向及び長さがベクトル座標化され、このベクトル座標化された二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、複数の二次元位置座標の中から指示部材が実際に示した二次元位置座標が抽出される。これにより、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたことにより、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【００３３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の座標入力／検出装置において、前記位置座標抽出手段は、前記位置座標算出手段により算出された複数の前記二次元位置座標の内、前記受光素子に対して同一方向に位置する前記二次元位置座標の一つは必ず実像であることに着目して実像判定を行う実像判定手段を備える。
【００３４】
したがって、算出された全ての二次元位置座標について実像判定を行う必要はないので、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標をさらに低コストで検出することが可能になる。
【００３５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の座標入力／検出装置において、前記実像判定手段によって実像であると判定された一の前記二次元位置座標がある場合、その実像であると判定された一の前記二次元位置座標の軌跡を追跡し、他の実像である前記二次元位置座標を確定するようにした。
【００３６】
したがって、実像であると判定された一の二次元位置座標の軌跡を追跡することで、受光素子に対して同一方向に位置する他の二次元位置座標を虚像であると認識することが可能になることにより、他の実像である二次元位置座標を確定することが可能になるので、一方の指示部材が指示している際に途中から他方の指示部材が同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【００５１】
請求項５記載の発明の座標検出方法は、光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を検出する座標検出方法であって、指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出する工程と、検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出する工程と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する工程と、算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する工程と、複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化する工程と、ベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する工程と、を含んでなる。
【００５２】
したがって、座標入力／検出領域に投光された光の一部が少なくとも１以上の指示部材の挿入によって遮られた場合、光強度分布のピーク点である前記光を遮った少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上の結像位置と、光を遮った少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上における結像サイズとが検出される。また、各受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離が検出され、この受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた各投光手段における光の出射角度が算出され、これらの各投光手段における出射角度に基づいて座標入力／検出領域に挿入された少なくとも１以上の指示部材の二次元位置座標が算出される。さらに、複数の二次元位置座標が算出された場合には、ベクトル化手段によって所定の時間間隔で順次算出される二次元位置座標間の変化の方向及び長さがベクトル座標化され、このベクトル座標化された二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、複数の二次元位置座標の中から指示部材が実際に示した二次元位置座標が抽出される。これにより、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたことにより、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【００５３】
請求項６記載の発明の座標検出方法は、光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、これらの投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有する指示部材がその座標入力／検出領域に挿入された場合に、前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を検出する座標検出方法であって、指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出する工程と、検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出する工程と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する工程と、算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する工程と、複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化する工程と、ベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する工程と、を含んでなる。
【００５４】
したがって、座標入力／検出領域に投光された光の一部が少なくとも１以上の指示部材の挿入によって反射された場合、光強度分布のピーク点である前記光を反射した少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上の結像位置と、光を反射した少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上における結像サイズとが検出される。また、各受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離が検出され、この受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に反射された各投光手段における光の出射角度が算出され、これらの各投光手段における出射角度に基づいて座標入力／検出領域に挿入された少なくとも１以上の指示部材の二次元位置座標が算出される。さらに、複数の二次元位置座標が算出された場合には、ベクトル化手段によって所定の時間間隔で順次算出される二次元位置座標間の変化の方向及び長さがベクトル座標化され、このベクトル座標化された二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、複数の二次元位置座標の中から指示部材が実際に示した二次元位置座標が抽出される。これにより、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたことにより、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【００５９】
請求項７記載の発明の記憶媒体は、光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出する機能と、検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出する機能と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する機能と、算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する機能と、複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化する機能と、ベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００６０】
したがって、座標入力／検出領域に投光された光の一部が少なくとも１以上の指示部材の挿入によって遮られた場合、光強度分布のピーク点である前記光を遮った少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上の結像位置と、光を遮った少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上における結像サイズとが検出される。また、各受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離が検出され、この受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた各投光手段における光の出射角度が算出され、これらの各投光手段における出射角度に基づいて座標入力／検出領域に挿入された少なくとも１以上の指示部材の二次元位置座標が算出される。さらに、複数の二次元位置座標が算出された場合には、ベクトル化手段によって所定の時間間隔で順次算出される二次元位置座標間の変化の方向及び長さがベクトル座標化され、このベクトル座標化された二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、複数の二次元位置座標の中から指示部材が実際に示した二次元位置座標が抽出される。これにより、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたことにより、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【００６１】
請求項８記載の発明の記憶媒体は、光を出射する光源を有し、その光を二次元の座標入力／検出領域に投光する一対一組の投光手段と、これらの投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有する指示部材がその座標入力／検出領域に挿入された場合に、前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する一対一組の受光素子と、これらの受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、指示部材が前記座標入力／検出領域に少なくとも１以上挿入された場合に、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布の少なくとも１以上のピーク点を前記光を遮った少なくとも１以上の前記指示部材の前記各受光素子上の結像位置として検出する機能と、検出された少なくとも１以上のピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置から各ピーク点に至る距離を検出する機能と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度を算出する機能と、算出された少なくとも１以上の前記指示部材に遮られた前記光の前記各投光手段における出射角度に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元位置座標を算出する機能と、複数の前記二次元位置座標が算出された場合、所定の時間間隔で順次算出される前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さをベクトル座標化する機能と、ベクトル座標化された前記二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、算出された複数の前記二次元位置座標の中から前記指示部材が実際に示した前記二次元位置座標を抽出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００６２】
したがって、座標入力／検出領域に投光された光の一部が少なくとも１以上の指示部材の挿入によって反射された場合、光強度分布のピーク点である前記光を反射した少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上の結像位置と、光を反射した少なくとも１以上の指示部材の各受光素子上における結像サイズとが検出される。また、各受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離が検出され、この受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に反射された各投光手段における光の出射角度が算出され、これらの各投光手段における出射角度に基づいて座標入力／検出領域に挿入された少なくとも１以上の指示部材の二次元位置座標が算出される。さらに、複数の二次元位置座標が算出された場合には、ベクトル化手段によって所定の時間間隔で順次算出される二次元位置座標間の変化の方向及び長さがベクトル座標化され、このベクトル座標化された二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、複数の二次元位置座標の中から指示部材が実際に示した二次元位置座標が抽出される。これにより、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたことにより、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図１４に基づいて説明する。ここで、図１は電子黒板システム１を概略的に示す外観斜視図である。図１に示すように、電子黒板システム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及び座標入力／検出装置３で構成される電子黒板部４と、機器収納部９とを主体に構成されている。機器収納部９には、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）が収納されている。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、座標入力／検出装置３には、詳細は後述するが、扇形状に投光される光束膜によって形成される座標入力／検出面である座標入力／検出領域３ａを有し、この座標入力／検出領域３ａに専用の指示部材Ａ，Ｂ（図６参照）を挿入することで座標入力／検出領域３ａ内の光束を遮ることにより、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の受光素子３９（図５参照）における受光位置に基づいてその指示位置を検出し、文字等の入力を可能にする光学式の座標入力／検出装置が適用されている。
【００６４】
ＰＤＰ２及び座標入力／検出装置３は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ側に座標入力／検出装置３が位置するようにして一体化され、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａが略一致するようにして電子黒板部４を形成している。このように、電子黒板部４はＰＤＰ２及び座標入力／検出装置３を収納して、電子黒板システム１の表示面（ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ）及び書き込み面（座標入力／検出領域３ａ）を構成している。
【００６５】
さらに、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。また、ＰＤＰ２には、ＰＤＰ２の表示位置、幅、高さ、歪等についての調整を行うための調整手段（図示せず）も設けられている。
【００６６】
次に、電子黒板システム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、電子黒板システム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、指示部材Ａ，Ｂで指示された座標入力／検出領域３ａ内の位置座標の演算等を行う座標入力／検出装置３に設けられるコントローラ１０が接続されており、このコントローラ１０を介して座標入力／検出装置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を介して電子黒板システム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、電子黒板システム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。
【００６７】
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ＣＰＵ１２（Central Processing Unit）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。
【００６８】
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上で座標入力／検出装置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。
【００６９】
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。
【００７０】
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を介した座標入力／検出装置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座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａにユーザが指示部材Ａ，Ｂを挿入して文字や図形を描いた場合、座標情報が指示部材Ａ，Ｂ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併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は座標入力／検出装置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。
【００７１】
次に、座標入力／検出装置３について詳細に説明する。ここで、図４は座標入力／検出装置３の構成を概略的に示す説明図である。図４に示すように、座標入力／検出装置３は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａのサイズに対応したサイズで横長の四角形状の座標入力／検出領域３ａを備えている。この座標入力／検出領域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。この座標入力／検出領域３ａの下方両端部に位置する角部の近傍には、光ビームの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）が取付角度β（図１２参照）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）といった光ビーム（プローブ光）の束で構成される扇形状の光束膜が、座標入力／検出領域３ａの全域に行き渡るようにＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの表面に沿って平行に投光される。
【００７２】
また、座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域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によっても座標入力／検出領域３ａが形成されている。
【００７３】
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。
【００７４】
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のディスプレイ面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のディスプレイ面２ａの垂直方向には広がらずにディスプレイ面２ａの表面に沿った平行光で、ディスプレイ面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座標入力／検出領域３ａを進行する。換言すれば、扇形状の光が座標入力／検出領域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。
【００７５】
前述したように、扇形状となって座標入力／検出領域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座標入力／検出領域３ａを形成する。
【００７６】
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。
【００７７】
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のディスプレイ面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、再帰反射光を指示部材Ａ，Ｂ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。
【００７８】
次に、指示部材Ａ，Ｂについて説明する。ここで、図６（ａ）は指示部材Ａを示す斜視図、図６（ｂ）は指示部材Ｂを示す斜視図である。図６（ａ）に示すように、指示部材Ａは、座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内の一点を指し示すための球形状の指示部Ａ1と、ユーザが把持するための略円柱形状の把持部Ａ2とで構成されている。なお、指示部材Ａの指示部Ａ1は、その中心部を座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜が通過する大きさの球形に形成されている。このように、指示部材Ａの指示部Ａ1を球形に形成し、かつ、その中心部を座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜が通過する大きさに形成することにより、座標入力／検出領域３ａに挿入される指示部材Ａの角度にかかわらずに、指示部材Ａの指示部Ａ1の直径のサイズＤAを一定の大きさにすることができる。
【００７９】
一方、図６（ｂ）に示すように、指示部材Ｂは、座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内の一点を指し示すための球形状の指示部Ｂ1と、ユーザが把持するための略円柱形状の把持部Ｂ2と、球形状の高さ調整部Ｂ3とで構成されている。なお、指示部材Ａの指示部Ａ1の直径の実サイズＤAと、指示部材Ｂの指示部Ｂ1の直径の実サイズＤBとの関係は、
ＤA＞ＤB
とされている。また、指示部材Ｂの指示部Ｂ1の中心部は、高さ調整部Ｂ3によって座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜が通過する位置とされている。このように、指示部材Ｂの指示部Ｂ1を球形に形成し、かつ、その中心部を座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜が通過する位置とすることにより、座標入力／検出領域３ａに挿入される指示部材Ｂの角度にかかわらずに、指示部材Ｂの指示部Ｂ1の直径ＤBを一定の大きさにすることができる。また、以上のように専用の指示部材Ａ，Ｂを用いることにより、座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａ，Ｂの二次元位置座標の算出精度を高めることが可能になる。
【００８０】
ここで、図７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、座標入力／検出領域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７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によりコンピュータとしての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。
【００８１】
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。ここに、光強度分布検出手段が実現されている。なお、このような光強度分布検出手段は、サンプリング信号に伴う所定の時間間隔で時系列的に実行される。この後、ＣＰＵ４０によって指示部材Ａ，Ｂの二次元位置座標の演算が行われる。
【００８２】
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。
【００８３】
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、本実施の形態の座標入力／検出装置３の備える特長的な機能である座標検出手段を実現する座標検出処理について図８ないし図１４を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【００８４】
ここで、図８は座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャート、図９は座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内の一点を指示部材Ａ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、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が指示部材Ａ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。
【００８５】
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１０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。指示部材Ａが座標入力／検出領域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１０に示すように指示部材Ａが座標入力／検出領域３ａ内に挿入されてプローブ光Ｌnが指示部材Ａ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（図８に示すステップＳ１のＹ）。ここに、ピーク点検出手段の機能が実行される。
【００８６】
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ａが、例えばＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号（例えば、図１０においては、画素番号ｍ）に基づいて検出される。ここに、図８に示すステップＳ２の処理としてピーク距離検出手段の機能が実行される。
【００８７】
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（Ｘn）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。
【００８８】
さらに、図９において、左側光学ユニット２７Ｌと座標入力／検出領域３ａとの幾何学的な相対位置関係の変換係数ｇにより、指示部材Ａ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。
【００８９】
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と座標入力／検出領域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。ここに、図８に示すステップＳ３の処理として各投光手段における出射角度を算出する角度算出手段の機能が実行される。
【００９０】
ここで、左側光学ユニット２７Ｌと右側光学ユニット２７Ｒとの取付間隔を図９に示すｗとすると、座標入力／検出領域３ａ内の指示部材Ａで指示した点の二次元位置座標（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。以上により、図８に示すステップＳ４の処理として位置座標算出手段の機能が実行される。
【００９１】
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、指示部材Ａ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、指示部材Ａの位置座標（ｘ，ｙ）が算出されることになる。
【００９２】
ところで、本実施の形態においては、前述したように指示部の直径が異なる２つの指示部材Ａ，Ｂを用いていることにより、指示部材Ａ，Ｂを座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内に同時に挿入する場合がある。ところが、このように座標入力／検出領域３ａ内に指示部材Ａ，Ｂが同時に挿入された場合には、図１１に示すように、指示部材Ａ，Ｂによる実際の遮断点Ａ，Ｂの位置座標の他に、実在しない点Ａ´，Ｂ´の位置座標も検出されてしまう。これは、座標入力／検出領域３ａ内に指示部材Ａ，Ｂを同時に挿入したために、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上に２箇所の光強度の弱い領域（暗点）が、それぞれ生じてしまうことによる。つまり、位置座標は前述したようにＸnＬ，ＸnＲの関数として算出されることから、２つの指示部材Ａ，Ｂを座標入力／検出領域３ａ内に同時に挿入した場合には、指示部材Ａと右側光学ユニット２７Ｒとのなす角度θＲ1と指示部材Ｂと右側光学ユニット２７Ｒとのなす角度θＲ2とが算出されるとともに、指示部材Ａと左側光学ユニット２７Ｌとのなす角度θＬ1と指示部材Ｂと左側光学ユニット２７Ｌとのなす角度θＬ2とが算出され、合計４つの位置座標が算出されることになる。
【００９３】
なお、算出される位置座標の数は、指示部材の数“Ｎ”により決まるものであって、“Ｎ2”により求めることができる。つまり、上述したように指示部材の数が“１”である場合には１つの位置座標のみが算出されるが、指示部材の数が“２”である場合には４つの位置座標が算出され、指示部材の数が“３”である場合には９つの位置座標が算出されることになる。
【００９４】
そこで、本実施の形態においては、複数個の位置座標が算出された場合には（図８に示すステップＳ５のＹ）、複数個の位置座標の中から指示部材Ａ，Ｂによる実際の遮断点Ａ，Ｂの位置座標を抽出する座標抽出処理（図８に示すステップＳ６〜Ｓ８）が、座標検出処理の一部として実行される。座標抽出処理としては、まず、指示部材Ａ，Ｂの指示部Ａ1，Ｂ1の直径のサイズＤの測定処理（図８に示すステップＳ６）が実行される。このサイズ測定処理は、算出された各位置座標毎に実行される。以下に、ＣＰＵ４０によるサイズ測定処理について説明する。ここで、図１２は座標入力／検出領域３ａ内の一点を指示部材Ａで指し示した一例を部分的に示す説明図、図１３はＣＣＤ（受光素子）３９から出力される光強度の波形の一例を示すグラフである。図１２および図１３に示すように、暗点位置ＸnからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離（ＣＣＤ（受光素子）３９の中心からそのピーク点に至る距離）ａをＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号に基づいて検出するとともに、スレシュホルドレベルに応じてＣＣＤ（受光素子）３９が受光した指示部材Ａの指示部Ａ1の結像サイズ（指示部材ＡのＣＣＤ（受光素子）３９上における結像サイズ）ｂも検出する。ここに、結像サイズ検出手段の機能が実行される。
【００９５】
そして、暗点位置ＸnＬからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離ａは、ＣＣＤ（受光素子）３９の中心からの垂線と、指示部材Ａの中心と暗点位置ＸnＬとを結ぶ線とで形成される角度αに依存しており、この角度αが、
α＝tan-1（ａ／ｆ）              ………………（６）
として算出される。ただし、ｆはシリンドリカルレンズ３８の焦点距離である。
【００９６】
また、指示部材Ａの中心からシリンドリカルレンズ３８に至る距離Ｌは算出された位置座標より求めることができ、かつ、ＣＣＤ（受光素子）３９が受光する指示部材Ａの被写体像の像倍率はシリンドリカルレンズ３８から指示部材Ａの中心に至る距離Ｌに依存しており、
Ｌ：ｌ＝Ｄ：ｂ    （ｌ：シリンドリカルレンズ３８から暗点位置ＸnＬまでの距離）
の関係が成立することにより、指示部材Ａの指示部Ａ1の直径のサイズＤは、
Ｄ＝（ｂ／ｌ）・Ｌ
＝（ｂ／（ａ／sinα）・Ｌ
＝（ｂ／（ａ／sin（tan-1（ａ／ｆ）））・Ｌ      ………（７）
として算出される。以上により、図８に示すステップＳ６の処理としてサイズ算出手段の機能が実行される。
【００９７】
つまり、このような指示部材Ａの指示部Ａ1の直径のサイズＤの測定は、１つのＣＣＤ（受光素子）３９上における結像サイズｂと、２つの位置座標（例えば、図１１に示すような、実際の遮断点Ａの位置座標と、実在しない点Ａ´の位置座標）に基づいて算出される２つの距離Ｌとに基づいて行われる。また、同様の処理が、指示部材Ｂの指示部Ｂ1の直径のサイズＤの測定についても行われる。
【００９８】
なお、以上においては、左側光学ユニット２７ＬでのＣＣＤ（受光素子）３９上における結像サイズｂに基づく処理について説明したが、右側光学ユニット２７Ｒにおいても同様であることは言うまでもない。以上により、サイズ測定処理が終了する。
【００９９】
このようにして検出・算出・測定された各種の数値は、ＲＡＭ４２において記憶保持される。ここで、図１４はＲＡＭ４２の数値記憶テーブルＴを示す説明図である。図１４に示すように、数値記憶テーブルＴには、各指示部材Ａ，Ｂと右側光学ユニット２７Ｒとのなす角度θＲ1，θＲ2と、各指示部材Ａ，Ｂと左側光学ユニット２７Ｌとのなす角度θＬ1，θＬ2との組み合わせ毎に、その角度θＲと角度θＬとの組み合わせに応じて算出される４つの位置座標が記憶保持されている。また、数値記憶テーブルＴには、角度θＲおよび角度θＬにより一義的に決まるＣＣＤ（受光素子）３９上における結像サイズｂ（ｂＲ1，ｂＲ2，ｂＬ1，ｂＬ2）が、角度θＲと角度θＬとの組み合わせ毎に記憶保持されている。さらに、数値記憶テーブルＴには、前述したように指示部材の中心からシリンドリカルレンズに至る距離Ｌは算出された位置座標より求めることができることから、右側光学ユニット２７Ｒおよび左側光学ユニット２７Ｌにおいて算出された指示部材の指示部の直径のサイズＤ（ＤA，ＤB，ＤC，ＤD，ＤE，ＤF）が、４つの位置座標毎に記憶保持されている。
【０１００】
続いて、座標抽出処理の一部であるサイズ比較処理（図８に示すステップＳ７）が、ＣＰＵ４０によって実行される。このサイズ比較処理は、数値記憶テーブルＴに４つの位置座標毎に右側光学ユニット２７Ｒおよび左側光学ユニット２７Ｌに分けてそれぞれ記憶保持されている直径サイズＤを比較するものである。比較の手法としては、例えば、右側光学ユニット２７Ｒで算出された直径サイズＤと左側光学ユニット２７Ｌで算出された直径サイズＤとの比率を算出する。
【０１０１】
その後、サイズ比較処理によって算出された比率が“１”に近い２つの位置座標が、指示部材Ａ，Ｂによる実際の遮断点Ａ，Ｂの位置座標として抽出される（図８に示すステップＳ８に示す抽出処理）。なお、抽出処理において抽出する位置座標の数は、指示部材の数“Ｎ”である。したがって、図１４に示すように、右側光学ユニット２７Ｒで算出された直径サイズＤと左側光学ユニット２７Ｌで算出された直径サイズＤとが等しい値である（ｘ1，ｙ1）と（ｘ4，ｙ4）とが、遮断点Ａ，Ｂの位置座標として抽出されることになる。なお、抽出された２つの位置座標が、指示部材Ａによるものか、指示部材Ｂによるものかの区別は、指示部材Ａの指示部Ａ1の直径の実サイズＤAと、指示部材Ｂの指示部Ｂ1の直径の実サイズＤBとの関係は、
ＤA＞ＤB
とされていることから、それぞれ算出された直径サイズＤの大小で区別することができる。したがって、指示部材Ａによる遮断点Ａの位置座標は（ｘ1，ｙ1）であって、指示部材Ａによる遮断点Ａの位置座標は（ｘ4，ｙ4）である。以上のステップＳ７およびステップＳ８により、位置座標抽出手段の機能が実行される。
【０１０２】
ＣＰＵ４０は、以上のようにして算出された指示部材Ａ，Ｂの指示した位置座標をインタフェース４３を介してコンピュータ５に転送し、指示部材Ａ，Ｂによる指示位置の表示や指示位置に対応するコマンド入力などの処理に利用することになる。以上により、図８に示すステップＳ９の処理が実行される。つまり、描画ソフトを起動した状態で座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａにユーザが指示部材Ａ，Ｂを挿入して文字や図形を描いた場合、それぞれの位置座標が指示部材Ａ，Ｂ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。
【０１０３】
ここに、座標入力／検出領域３ａを形成する光の一部が指示部材Ａ，Ｂの挿入によって遮られた場合、光強度分布のピーク点である光を遮った指示部材Ａ，Ｂの光学ユニット２７（左側光学ユニット２７Ｌ，右側光学ユニット２７Ｒ）の各ＣＣＤ（受光素子）３９上の結像位置と、光を遮った指示部材Ａ，Ｂの光学ユニット２７（左側光学ユニット２７Ｌ，右側光学ユニット２７Ｒ）の各ＣＣＤ（受光素子）３９上における結像サイズｂとが検出される。また、各ＣＣＤ（受光素子）３９上の中心からそのピーク点に至る距離ａが検出され、このＣＣＤ（受光素子）３９上の中心からそのピーク点に至る距離ａに基づいて指示部材Ａ，Ｂに遮られた各投光手段２９における光の出射角度θＬ，θＲが算出され、これらの各投光手段２９における出射角度θＬ，θＲに基づいて座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａ，Ｂの二次元位置座標が算出される。さらに、ＣＣＤ（受光素子）３９上の中心からそのピーク点に至る距離ａと結像サイズｂと算出された各二次元位置座標から算出される指示部材までの距離Ｌとに基づいて、それらの各二次元位置座標における指示部材Ａ，Ｂの光を遮った部分の径サイズＤが算出された後、各ＣＣＤ（受光素子）３９における指示部材Ａ，Ｂの光を遮った部分の径サイズＤが略一致する二次元位置座標が、指示部材Ａ，Ｂが実際に示した二次元位置座標として抽出される。これにより、２つの指示部材Ａ，Ｂで同時に指示した場合にはそれらの指示部材Ａ，Ｂの数の二乗の数（ここでは、４つ）だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材Ａ，Ｂは座標入力／検出領域３ａにおける径サイズＤA，ＤBが各々異なることから、各位置座標における指示部材Ａ，Ｂの光を遮った部分の径サイズＤを算出し、各ＣＣＤ（受光素子）３９における指示部材Ａ，Ｂの光を遮った部分の径サイズＤが略一致しない位置座標を誤認識によるものとして排除することで、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【０１０４】
なお、本実施の形態においては、座標入力／検出装置３を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。
【０１０５】
本発明の第二の実施の形態を図１５ないし図１８に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態において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。本実施の形態は、座標入力／検出装置の方式の変形例である。詳細には、本発明の第一の実施の形態で用いた座標入力／検出装置３は光遮蔽式であったが、本実施の形態の座標入力／検出装置５０においては、光反射式としたものである。
【０１０６】
ここで、図１５は座標入力／検出装置５０に用いられる指示部材であって、（ａ）は指示部材Ａを示す斜視図、（ｂ）は指示部材Ｂを示す斜視図である。また、図１６は座標入力／検出装置５０の座標入力／検出領域５０ａ内の一点を指示部材Ａで指し示した一例を示す正面図、図１７はその一部を拡大して示す説明図である。図１６に示すように、座標入力／検出装置５０の座標入力／検出領域５０ａ内の一点を指し示すために用いられる指示部材Ａ，Ｂの球形状の指示部Ａ1，Ｂ1には、再帰性反射部材５２がそれぞれ設けられている。この再帰性反射部材５２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１６に示すように、再帰性反射部材５２によって反射され、再び同一光路を辿る再帰反射光Ｌn´として光学ユニット２７により受光されることになる。そのため、図１６に示すように、本実施の形態の座標入力／検出装置５０においては、本発明の第一の実施の形態で用いた座標入力／検出装置３のように座標入力／検出領域３ａの下部を除く周辺部に再帰性反射部材２８を設ける必要はない。
【０１０７】
図１７に示すように、このような指示部材Ａの再帰性反射部材５２を備えた指示部Ａ1を座標入力／検出装置５０の座標入力／検出領域５０ａの適当な位置（ｘ，ｙ）に挿入し、例えば光学ユニット２７から投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｌnが指示部材Ａの指示部Ａ1によって反射された場合、その再帰反射光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、図１７に示すように、再帰反射光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ＸnＬが光強度の強い領域（明点）となる。より詳細には、光束膜の中のプローブ光Ｌnが指示部材Ａによって反射された場合、図１８に示すようなＣＣＤ（受光素子）３９から出力される光強度の波形にピーク点が出現することになる。
【０１０８】
したがって、このような光反射式の座標入力／検出装置５０を電子黒板システム１に適用した場合であっても、光遮蔽式の座標入力／検出装置３を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０９】
本発明の第三の実施の形態を図１９に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態または本発明の第二の実施の形態において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。本実施の形態は、光学ユニットの変形例である。詳細には、本発明の第一の実施の形態または本発明の第二の実施の形態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座標入力／検出領域を形成したが、本実施の形態の光学ユニット６０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座標入力／検出領域を形成するものである。
【０１１０】
ここで、図１９は光学ユニット６０を概略的に示す平面図である。図１９に示すように、光学ユニット６０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）６１とハーフミラー６２とポリゴンミラー６３と集光レンズ６４とで構成される投光手段６０ａと、受光素子６５とが備えられている。受光素子６５は、集光レンズ６４から距離ｆ（ｆは集光レンズ６４の焦点距離）の間隔で設けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device）で構成されている。このような光学ユニット６０は、ＬＤ６１から出射したレーザ光をハーフミラー６２を透過させた後、モータ（図示せず）により回転駆動されるポリゴンミラー６３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６０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６０から放射状に投光されるビーム光によって座標入力／検出領域６６が形成されることになる。
【０１１１】
したがって、このような光学ユニット６０を光学ユニット２７（左側光学ユニット２７Ｌ、右側光学ユニット２７Ｒ）に代えて座標入力／検出装置３，５０に適用した場合であっても、指示部材による光の遮蔽または反射によってＣＣＤ（受光素子）６５から出力される光強度の波形にピーク点が出現することになる。したがって、技術的には公知であるため詳細な説明は省略するが、このＣＣＤ（受光素子）６５から出力される光強度の波形のピーク点に基づいてポリゴンミラー６３を回転させたパルスモータのパルス数を検出し、この検出されたパルス数に応じて指示部材により遮蔽または反射された光の出射角度を光学ユニット６０毎に求め、それらの出射角度に基づく三角測量の手法によって指示部材を挿入した座標位置を検出することができる。これにより、このような光学ユニット６０を座標入力／検出装置３，５０に適用した場合であっても、前述した光学ユニット２７を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【０１１２】
次に、本発明の第四の実施の形態を図２０ないし図２８に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態または第二の実施の形態において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。
【０１１３】
本実施の形態は、第一の実施の形態の座標入力／検出装置３で用いたような指示部の直径が異なる２つの指示部材や第二の実施の形態の座標入力／検出装置５０で用いたような再帰性反射部材５２がそれぞれ設けられた指示部の直径が異なる２つの指示部材を不要とするとともに、制御プログラムに基づいてＣＰＵ４０によって実行される機能である座標検出手段を実現する座標検出処理における複数個の位置座標の中から指示部材による実際の遮断点／反射点の位置座標を抽出する座標抽出処理の方法が異なるものである。概略的には、本実施の形態の座標抽出処理は、実際の遮断点／反射点であるか否かの判定において、指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたものである。なお、以下においては、座標入力／検出装置３の構成に基づいて説明する。
【０１１４】
ここで、図２０は本実施の形態の座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャート、図２１は複数個の位置座標が算出される状態を示す説明図である。なお、図２１において、“Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４”は一方の指示部材で指示した実像の座標軌跡、“Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４”は他方の指示部材で指示した実像の座標軌跡を示すものである。また、“Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４”および“Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４”は、虚像である。
【０１１５】
図２０に示すように、本実施の形態の座標検出処理の内、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理については、図８で示したステップＳ１〜Ｓ５の処理と何ら変わるところがないので、その説明は省略する。
【０１１６】
例えば指やペン等の指示部材が座標入力／検出領域３ａ内に同時に複数挿入され、複数個の位置座標（図２１に示すＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１）が算出された場合には（図２０に示すステップＳ１５のＹ）、複数個の位置座標の中から複数の指示部材による実際の遮断点の位置座標を抽出する座標抽出処理（図２０に示すステップＳ１６〜Ｓ３８）が、座標検出処理の一部として実行される。
【０１１７】
座標抽出処理としては、まず、算出された複数個の位置座標（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１）をＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに記憶する（ステップＳ１６）。
【０１１８】
続くステップＳ１７においては、メモリに記憶された複数個の位置座標（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１）の内、実像として確定した位置座標が有るか否かが判定される。
【０１１９】
実像として確定した位置座標が無い場合には（ステップＳ１７のＮ）、ステップＳ１８に進み、実像判定に必要な時系列的に順次得られる複数回分の算出座標がメモリに記憶されているか否かを判定する。
【０１２０】
複数回分の算出座標がメモリに記憶されている場合には（ステップＳ１８のＹ）、ベクトル長・変位長・変位方向の初期判定条件（実験値）を設定した後（ステップＳ１９）、ステップＳ２０に進み、実像判定処理を実行する。
【０１２１】
ここで、図２２は実像判定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。実像判定処理は、図２２に示すように、まず、ステップＳ５１において、所定の算出座標を起点座標とし、座標間の座標ベクトル値及び座標ベクトル長を算出して、サンプリングされた二次元位置座標毎にＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに記憶する。
【０１２２】
ここで、座標ベクトル値の算出方法について図２３を参照して説明する。図２３において、前回検出された二次元位置座標を（Ｘ１，Ｙ１）、今回得られた二次元位置座標を（Ｘ２，Ｙ２）とする。Ｘ座標方向の変化量ΔＸ＝Ｘ２−Ｘ１、Ｙ座標方向の変化量ΔＹ＝Ｙ２−Ｙ１から、座標ベクトル値をΔＹ／ΔＸにより算出する。この場合の座標ベクトル値は、図２４に示すＲＡＭ４２に格納されるベクトルテーブルＴ２に、Ｘ軸方向から１０度間隔で数値化されて予め格納されている。なお、この間隔（１０度）は任意に設定すればよい。また、座標ベクトル値は、算出結果の近似値を用いるものとする。例えば、−ΔＹ，−ΔＸでΔＹ／ΔＸ＝０．９００の場合であれば、座標ベクトル値＝２４となる。
【０１２３】
また、図２３において示すように、各サンプリングにおける座標間の座標ベクトル値は上述のように算出され、各座標間の座標ベクトル長Ｌは、例えば、座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）間の座標ベクトル長Ｌ１であれば、
Ｌ１＝√｛（Ｙ２−Ｙ１）2＋（Ｘ２−Ｘ１）2｝
により算出される。このようにして、サンプリングされた二次元位置座標毎にその座標ベクトル値とその座標ベクトル長とがそれぞれ算出される。
【０１２４】
つまり、ステップＳ５１においては、時系列的に順次得られる二次元位置座標間の変化する方向とその変化分を示す長さについて、ベクトルテーブルＴ２に予め設定格納されているベクトルデータを用いてベクトル座標化する処理を実行するものである。ここに、ベクトル化手段の機能が実行される。
【０１２５】
続いて、ステップＳ５２に進み、ステップＳ５１で算出した座標ベクトル長が、座標検出周期（サンプリング信号に伴う所定の時間間隔）内において移動不可能な異常な座標ベクトル長（異常ベクトル長）であるか否かが判定される。なお、本実施の形態における座標検出周期は、２０ｍｓとする。つまり、ステップＳ５２は、ステップＳ５１で算出した座標ベクトル長が座標検出周期（２０ｍｓ）内に検出される長さより長い場合には、実際には移動不可能であることから、その座標軌跡は、異常な座標ベクトル長（異常ベクトル長）であって実像軌跡ではないものと判定するものである。ここに、位置座標抽出手段の機能が実行される。
【０１２６】
座標ベクトル長が異常ベクトル長である場合には（ステップＳ５２のＹ）、ステップＳ５３に進み、異常ベクトル長を判定した座標ベクトル長の数が検知された位置座標数に達したか否かが判定され、検知された位置座標数に達していなければ（ステップＳ５３のＮ）、終点の位置座標を変更して（ステップＳ５４）、再びステップＳ５１においてその終点に基づく座標ベクトル値と座標ベクトル長とを算出する。
【０１２７】
つまり、ステップＳ５１〜Ｓ５２の処理は、座標ベクトル長が異常ベクトル長でないと判定されるまで（ステップＳ５２のＮ）、または、全ての終点の位置座標についての座標ベクトル長が異常ベクトル長であると判定されるまで（ステップＳ５３のＹ）、繰り返される。
【０１２８】
したがって、例えば位置座標Ａ１を起点座標とした場合について説明すると、図２１に示すようにその直後に算出される位置座標はＡ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２であることから、これらの位置座標（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２）の中から一つずつ位置座標が終点として選択され、
Ａ１→Ａ２，Ａ１→Ｂ２，Ａ１→Ｃ２，Ａ１→Ｄ２
の何れか一つに係る座標ベクトル値（起点ベクトル値）とその座標ベクトル長（起点ベクトル長）とが順次算出され、実像軌跡であるか否かが順次判定されることになる。
【０１２９】
なお、全ての終点の位置座標についての座標ベクトル長が異常ベクトル長であると判定された場合には（ステップＳ５３のＹ）、実像の確定ができないことになるので、後述するステップＳ２１に進む。
【０１３０】
一方、座標ベクトル長が異常ベクトル長でないと判定された場合には（ステップＳ５２のＮ）、その終点の位置座標をＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに記憶し（ステップＳ５５）、所定の初期設定（ｎ＝３（ｎ：座標検出周期回数））を実行する（ステップＳ５６）。
【０１３１】
続くステップＳ５７においては、ステップＳ５５においてメモリに記憶した起点ベクトルの終点の位置座標を起点座標とし、ｎ番目の座標検出周期において検出された位置座標との座標間の座標ベクトル値及び座標ベクトル長を算出し、ＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに記憶する。ここに、ベクトル化手段の機能が実行される。
【０１３２】
続いて、ステップＳ５８に進み、ステップＳ５７で算出した座標ベクトル長が、座標検出周期内において移動不可能な異常な座標ベクトル長（異常ベクトル長）であるか否かを判定する。
【０１３３】
座標ベクトル長が異常ベクトル長でないと判定された場合には（ステップＳ５８のＮ）、ステップＳ５９に進み、実像軌跡であるものとされたＡ１→Ａ２の座標軌跡とＡ２→Ａ３の座標軌跡とを比較し、座標ベクトル値が特定の変位量（Ｖ）内にあり、且つ，座標ベクトル長が特定の変位量（Ｌ）外である軌跡（異常変位長）であるか否かを判定する。
【０１３４】
このように座標ベクトル値が特定の変位量（Ｖ）内にあり、且つ，座標ベクトル長が特定の変位量（Ｌ）外である軌跡（異常変位長）であるか否かを判定するのは、図２５に示すように、一般的に直線を描く場合には、座標ベクトル値、同一時間内における座標ベクトル長はほぼ同じであり、また、特に図示しないが、曲線を描く場合においても、座標ベクトル値は変化するが変化量は略同一であって座標ベクトル長も略同一となることに起因している。つまり、直線または曲線上に検出物が移動する場合には、座標ベクトル長および座標ベクトル値に大きな差は生じないことから、座標ベクトル値が特定の変位量（Ｖ）内であっても、座標ベクトル長が特定の変位量（Ｌ）外である軌跡（異常変位長）については、排除するものである。
【０１３５】
異常変位長でないと判定された場合には（ステップＳ５９のＮ）、ステップＳ６０に進み、実像軌跡であるものとされたＡ１→Ａ２の座標軌跡とＡ２→Ａ３の座標軌跡とを比較し、座標ベクトル値が特定の変位量（Ｖ）外にあり、且つ，座標ベクトル長が減少している軌跡（異常変位方向）であるか否かを判定する。
【０１３６】
このように座標ベクトル値が特定の変位量（Ｖ）外にあり、且つ，座標ベクトル長が減少している軌跡（異常変位方向）であるか否かを判定するのは、図２６に示すように、一般的に直線方向を大きく変化させて描く場合には、方向転換する描画速度は順次低減して方向転換点で停止状態となり、再び転換方向に通常の速度で描きはじめることになるので、座標ベクトル値が大きく変化する場合には、座標ベクトル長は逐次減少した後、変換方向に向かって増加することに起因している。つまり、検出物が大きく方向を変える場合には、直前に動作の停止状態が発生することから、座標ベクトル長が減少していても、座標ベクトル値が特定の変位量（Ｖ）外である軌跡（異常変位方向）については、排除するものである。
【０１３７】
以上、ステップＳ５８〜Ｓ６０の処理によって、位置座標抽出手段の機能が実行される。
【０１３８】
異常変位方向でないと判定された場合（ステップＳ６０のＮ）、言い換えれば異常ベクトル長でも異常変位長でも異常変位方向でもない場合には、その終点の位置座標をＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに記憶し（ステップＳ６１）、座標検出周期回数ｎを“１”インクリメントする（ステップＳ６２）。
【０１３９】
その後、ステップＳ６３において、座標検出周期回数ｎがメモリに記憶されている実像判定に必要な時系列的に順次得られる複数回分の算出座標の数（判定座標数）を超えたか否かが判定され、座標検出周期回数ｎが判定座標数を超えていない場合には（ステップＳ６３のＹ）、前述した継続ベクトルを起点ベクトルとし（ステップＳ６４）、再びステップＳ５７においてその終点に基づく座標ベクトル値と座標ベクトル長とを算出する。
【０１４０】
つまり、ステップＳ５７〜Ｓ６４の処理は、全ての終点の位置座標について異常ベクトル長または異常変位長若しくは異常変位方向であると判定されるまで（ステップＳ６５のＹ）、終点の位置座標を変更し（ステップＳ６６）、繰り返される。
【０１４１】
そして、全ての終点の位置座標について異常ベクトル長または異常変位長若しくは異常変位方向であると判定された場合には（ステップＳ６５のＹ）、再びステップＳ５４に進み、終点の位置座標を変更し、ステップＳ５１においてその終点に基づく座標ベクトル値と座標ベクトル長とを算出する。
【０１４２】
したがって、例えば、ステップＳ５５においてメモリに記憶した起点ベクトルの終点の位置座標がＡ２であって、Ａ１→Ａ２が実像軌跡であるものとされた場合、図２１に示すようにその直後に算出される位置座標はＡ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３であることから、これらの位置座標（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２）の中から一つずつ位置座標が終点として選択され、
Ａ２→Ａ３，Ａ２→Ｂ３，Ａ２→Ｃ３，Ａ２→Ｄ３
の何れか一つに係る座標ベクトル値（継続ベクトル値）とその座標ベクトル長（継続ベクトル長）とが順次算出され、実像軌跡であるか否かが順次判定されることになる。
【０１４３】
一方、座標検出周期回数ｎが判定座標数を超えたと判定された場合には（ステップＳ６３のＹ）、実像が確定したことになるので、その位置座標をインタフェース４３を介してコンピュータ５に転送し（ステップＳ６７）、指示部材による指示位置の表示や指示位置に対応するコマンド入力などの処理に利用することになる。
【０１４４】
ここで、一の位置座標に基づく他の位置座標についての実像か否かの判定について図１１を参照して説明する。一の位置座標に基づく他の位置座標についての実像か否かの判定は、図１１において、ＡとＡ´とがいずれも実像であるものとすると、▲２▼の方向には座標は検出されないことになる。このため、ＡとＡ´とのいずれか一方が実像であることが解かる。また、同様に、ＢとＢ´とのいずれか一方が実像であることが解かる。つまり、同一方向に存在する位置座標は、何れか一方のみが実像であって、他方は虚像であることになる。また、一方のＡが実像であると解かった場合には、他方のＡ´は虚像として認識されるとともに、▲３▼方向のＢ´も虚像として認識されることになるので、Ｂが実像であることが解かる。つまり、メモリに記憶された四つの位置座標の内、一の位置座標について実像か虚像かが認識されれば、全ての位置座標についての実像か虚像かの判定が可能であることが解かる。したがって、算出された全ての二次元位置座標について実像判定を行う必要はないので、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【０１４５】
なお、図２７に示すように、メモリに記憶された複数個の位置座標（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１）の内、一の位置座標（図２７においてはＢ１）が座標入力／検出領域３ａの外に存在してしまう場合には、Ａ１とＣ１とを実像として確定することができることになる。
【０１４６】
すなわち、メモリに記憶された四つの位置座標の内、一の位置座標について実像か虚像かが認識されれば、全ての位置座標についての実像か虚像かの判定が可能であることにより、他方の位置座標も実像として確定し（ステップＳ６８）、インタフェース４３を介してコンピュータ５に転送する（ステップＳ６９）。以上、ステップＳ６７〜Ｓ６９の処理によって実像判定手段の機能が実行される。また、ステップＳ６７〜Ｓ６９の処理は、判定座標数全てについて確定するまで（ステップＳ７０のＹ）、繰り返される。そして、判定座標数全てについての実像の位置座標の送信が終了した場合に（ステップＳ７０のＹ）、実像判定処理は終了し、ステップＳ１１に戻る。
【０１４７】
次に、ステップＳ５３において全ての終点の位置座標についての座標ベクトル長が異常ベクトル長であると判定された場合の処理について説明する。全ての終点の位置座標についての座標ベクトル長が異常ベクトル長であると判定された場合には（ステップＳ５３のＹ）、前述したように実像の確定ができないものとしてステップＳ２１に進むが、このステップＳ２１においては、まだ同一方向の位置座標（例えば、図２１においてＡ１に対するＣ１）についての実像判定処理を実行しているかいないかを判定する。まだ同一方向の位置座標についての実像判定処理を実行していない場合には（ステップＳ２１のＮ）、起点座標を変更して（ステップＳ２２）、再度ステップＳ２０に進み、実像判定処理を実行する。一方、同一方向の位置座標についての実像判定処理を実行している場合には（ステップＳ２１のＹ）、ステップＳ１９で設定したベクトル長・変位長・変位方向の判定条件を変更し（ステップＳ２３）、再度ステップＳ２０に進み、実像判定処理を実行する。つまり、同一方向の２点の位置座標について、交互に同条件にて実像判定を繰り返すことになる。
【０１４８】
また、算出された位置座標が複数ではない場合には（ステップＳ１５のＮ）、その算出された位置座標をインタフェース４３を介してコンピュータ５に転送するとともに（ステップＳ２４）、ＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに記憶し（ステップＳ２５）、ステップＳ１１に戻る。
【０１４９】
次に、ステップＳ１７において、実像として確定した位置座標が有ると判定された場合について説明する。実像として確定した位置座標が有る場合には（ステップＳ１７のＹ）、ステップＳ２６に進む。
【０１５０】
ここで、実像として確定した位置座標が有る場合とは、前述したように算出された位置座標が複数ではない場合の位置座標がＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに複数記憶されている場合であって、例えば図２８に示すような場合である。図２８は、一の指示部材で記述している途中において、他の指示部材が座標入力／検出領域３ａ内に挿入された状態を示している。なお、実像として確定した位置座標が有る場合とは、前述したような処理により２点の座標が確定している場合を含むことは言うまでもない。
【０１５１】
ステップＳ２６においては、実像として確定した位置座標の前回および前々回の値に基づき、座標間の座標ベクトル値（実像ベクトル値）及び座標ベクトル長（実像ベクトル長）を算出して、ＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに記憶する。
【０１５２】
その後、ベクトル長・変位長・変位方向の初期判定条件（実験値）を設定した後（ステップＳ２７）、ステップＳ２６においてメモリに記憶した実像ベクトルの終点の位置座標を起点座標とし、複数個同時に検出された位置座標との座標間の座標ベクトル値及び座標ベクトル長を算出し、ＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに記憶する。ここに、ベクトル化手段の機能が実行される。
【０１５３】
続いて、ステップＳ２９に進み、ステップＳ２８で算出した座標ベクトル長が、座標検出周期内において移動不可能な異常な座標ベクトル長（異常ベクトル長）であるか否かを判定する。
【０１５４】
座標ベクトル長が異常ベクトル長でないと判定された場合には（ステップＳ２９のＮ）、ステップＳ３０に進み、実像軌跡であるものとされたＡ３→Ａ４の座標軌跡と例えばＡ４→Ａの座標軌跡とを比較し、座標ベクトル値が特定の変位量（Ｖ）内にあり、且つ，座標ベクトル長が特定の変位量（Ｌ）外である軌跡（異常変位長）であるか否かを判定する。
【０１５５】
異常変位長でないと判定された場合には（ステップＳ３０のＮ）、ステップＳ３１に進み、実像軌跡であるものとされたＡ３→Ａ４の座標軌跡と例えばＡ４→Ａの座標軌跡とを比較し、座標ベクトル値が特定の変位量（Ｖ）外にあり、且つ，座標ベクトル長が減少している軌跡（異常変位方向）であるか否かを判定する。
【０１５６】
以上、ステップＳ２９〜Ｓ３１の処理によって、位置座標抽出手段の機能が実行される。
【０１５７】
異常変位方向でないと判定された場合（ステップＳ３１のＮ）、言い換えれば異常ベクトル長でも異常変位長でも異常変位方向でもない場合には、その終点の位置座標をＲＡＭ４２やＥＥＰＲＯＭ４７等のメモリに記憶し（ステップＳ３２）、その位置座標をインタフェース４３を介してコンピュータ５に転送するとともに（ステップＳ３３）、他方の位置座標も実像として確定し（ステップＳ３４）、インタフェース４３を介してコンピュータ５に転送する（ステップＳ３５）。
【０１５８】
一方、座標ベクトル長が異常ベクトル長であると判定された場合（ステップＳ２９のＹ）、異常変位長であると判定された場合（ステップＳ３０のＹ）、異常変位方向であると判定された場合には（ステップＳ３１のＹ）、検出座標数に達するまで（ステップＳ３６のＹ）、検出座標を変更し（ステップＳ３７）、ステップＳ２８〜Ｓ３１の処理を繰り返す。
【０１５９】
したがって、例えば、ステップＳ２６においてメモリに記憶した実像ベクトルの終点の位置座標がＡ４である場合、図２８に示すようにその直後に算出される位置座標はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄであることから、これらの位置座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の中から一つずつ位置座標が終点として選択され、
Ａ４→Ａ，Ａ４→Ｂ，Ａ４→Ｃ，Ａ４→Ｄ
の何れか一つに係る座標ベクトル値（軌跡ベクトル値）とその座標ベクトル長（軌跡ベクトル長）とが順次算出され、実像軌跡であるか否かが順次判定されることになる。つまり、実像であると判定された一の二次元位置座標の軌跡を追跡することで、受光素子に対して同一方向に位置する他の二次元位置座標を虚像であると認識し、他の実像である二次元位置座標を確定するものである。
【０１６０】
また、検出座標数に達した場合には（ステップＳ３６のＹ）、ステップＳ２７で設定したベクトル長・変位長・変位方向の判定条件を変更し（ステップＳ３８）、再度ステップＳ２８に進み、座標ベクトル値（軌跡ベクトル値）とその座標ベクトル長（軌跡ベクトル長）とを算出する。
【０１６１】
ここに、複数の二次元位置座標が算出された場合には、ベクトル化手段によって所定の時間間隔で順次算出される二次元位置座標間の変化の方向及び長さがベクトル座標化され、このベクトル座標化された二次元位置座標間の変化の方向及び長さに基づき、複数の二次元位置座標の中から指示部材が実際に示した二次元位置座標が抽出される。これにより、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたことにより、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することが可能になる。
【０１６２】
なお、本実施の形態は、座標入力／検出装置３の構成に基づいて説明したが、座標入力／検出装置５０を適用しても同様の作用・効果を得ることができる。また、扇形状の光束膜を投光する光学ユニット２７に代えて、第三の実施の形態で説明した光ビームを放射状に投光する光学ユニット６０を用いても良い。
【０１６３】
なお、各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。
【０１６４】
また、各実施の形態においては、座標入力／検出装置を電子黒板システムに一体化させて組み込んだが、これに限るものではなく、座標入力／検出装置を表示装置やライティングボードに対して着脱自在な構成としても良い。
【０１６５】
さらに、各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。
【０１６６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の座標入力／検出装置によれば、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたので、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる。
【０１７２】
請求項２記載の発明の座標入力／検出装置によれば、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたので、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる。
【０１７３】
請求項３記載の発明によれば、算出された全ての二次元位置座標について実像判定を行う必要はないので、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標をさらに低コストで検出することができる。
【０１７４】
請求項４記載の発明によれば、実像であると判定された一の二次元位置座標の軌跡を追跡することで、受光素子に対して同一方向に位置する他の二次元位置座標を虚像であると認識することができるので、他の実像である二次元位置座標を確定することができ、一方の指示部材が指示している際に途中から他方の指示部材が同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる。
【０１８２】
請求項５記載の発明の座標検出方法によれば、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたので、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる。
【０１８３】
請求項６記載の発明の座標検出方法によれば、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたので、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる。
【０１８６】
請求項７記載の発明の記憶媒体によれば、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたので、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる。
【０１８７】
請求項８記載の発明の記憶媒体によれば、複数箇所を複数の指示部材で同時に指示した場合にはそれらの指示部材の数の二乗の数だけ位置座標が検出されることになるが、指示部材で実際に指示した点であるか否かの判定を指示座標の変化する方向情報と長さ情報とを併せ持つベクトル座標値を利用するようにしたので、複数箇所を同時に指示した場合の位置座標を低コストで検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の電子黒板システムを概略的に示す外観斜視図である。
【図２】電子黒板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】座標入力／検出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】（ａ）は指示部材Ａを示す斜視図、（ｂ）は指示部材Ｂを示す斜視図である。
【図７】コントローラのブロック構成図である。
【図８】座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図９】座標入力／検出領域内の一点を指示部材で指し示した一例を示す正面図である。
【図１０】ＣＣＤの検出動作を模式的に示す説明図である。
【図１１】複数個の位置座標が算出される状態を示す説明図である。
【図１２】座標入力／検出領域内の一点を指示部材で指し示した一例を部分的に示す説明図である。
【図１３】ＣＣＤから出力される光強度の波形の一例を示すグラフである。
【図１４】ＲＡＭの数値記憶テーブルを示す説明図である。
【図１５】本発明の第二の実施の形態の座標入力／検出装置に用いられる指示部材であって、（ａ）は指示部材Ａを示す斜視図、（ｂ）は指示部材Ｂを示す斜視図である。
【図１６】座標入力／検出領域内の一点を指示部材で指し示した一例を示す正面図である。
【図１７】その一部を拡大して示す説明図である。
【図１８】ＣＣＤから出力される光強度の波形の一例を示すグラフである。
【図１９】本発明の第三の実施の形態の光学ユニットを概略的に示す平面図である。
【図２０】本発明の第四の実施の形態の座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図２１】複数個の位置座標が算出される状態を示す説明図である。
【図２２】実像判定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図２３】座標ベクトル値算出方法を説明するためのベクトル図である。
【図２４】ベクトルテーブルを模式的に示す説明図である。
【図２５】直線を描く場合の動きを示す説明図である。
【図２６】直線方向を大きく変化させて描く場合の動きを示す説明図である。
【図２７】実像を自動的に確定することができる状態を示す説明図である。
【図２８】一の指示部材で記述している途中において、他の指示部材が座標入力／検出領域内に挿入された状態を示す説明図である。
【図２９】従来の座標入力／検出装置を概略的に示す正面図である。
【図３０】座標入力／検出領域において２点同時に指示した状況を示す正面図である。
【図３１】２点同時に指示した場合の各ライトスキャナにおける受光信号とパルス信号との関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１            電子黒板システム
２            表示装置
３，５０      座標入力／検出装置
３ａ，５０ａ  座標入力／検出領域
４            電子黒板部
５            制御装置
２６，４９    記憶媒体
２８          再帰性反射部材
２９，６０ａ  投光手段
３１，６１    光源
３９，６５    受光素子
５２          再帰性反射部材
Ａ，Ｂ        指示部材
Ａ1，Ｂ1      指示部
Ｄ            径サイズ
Ｌ            指示部材までの距離
ａ            受光素子上の所定の位置からピーク点に至る距離
ｂ            結像サイズ
θＬ、θＲ    出射角度
【図１】
0004414075.tif 000002
【図２】
0004414075.tif 000003
【図３】
0004414075.tif 000004
【図４】
0004414075.tif 000005
【図５】
0004414075.tif 000006
【図６】
0004414075.tif 000007
【図７】
0004414075.tif 000008
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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