(57)【要約】      （修正有）【課題】座標入力面をタッチしたかどうかの判定を正確に行う。【解決手段】指示具のより先端部に複数のＬＥＤを設けて発光させることで、座標入力装置の本体を格納する筐体額縁の高さを抑制することを目的とする。指示具先端部においてＬＥＤの電気的配線を容易にするために、ＬＥＤはんだ面を有する補強部材入りの複数のＬＥＤ装着部、それらの補強領域を結合する変形部、及びペン本体基板と電気的に結合するためのリード部で構成されるフレキシブル基板を有する。ＬＥＤ実装後、クリップにより巻きつけるようにフレキシブル基板を変形させることで、ＬＥＤが所望の位置に配置され、指示具の軸周りに略均一な光信号を放射する。【選択図】  図１
2007072505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標入力装置用入力ペンのペン先端部が、座標入力面を押圧する事によって動作するペンダウン検出用のスイッチ手段を有する座標入力装置用入力ペンであって、該座標入力装置用入力ペンは、ペン先端部が座標入力面を押圧することによってスライドするスライド部材と、前記スライド部材を挿嵌することにより前記スライド部材のスライド方向を規制し、位置決めするシリンダ部材、さらには該スイッチ手段の動作状態を発光信号により伝送する赤外ＬＥＤを装着するためのＬＥＤ装着部、変形部、リード部からなる電気的配線が施されたフレキシブル基板とを有し、該フレキシブル基板の変形部をクリップ部材を用いて変形させることによって前記シリンダ部材にフレキシブル基板を固定することを特徴とする座標入力装置用入力ペン。
【請求項２】
前記フレキシブル基板がＬＥＤ装着部と変形部により串歯形状をなし、クリップ部材により変形部を変形させた際にＬＥＤ装着部の変形を防止するために、変形部より相対的に剛性が高いＬＥＤ装着部となっていることを特徴とする前記第一項記載の座標入力装置用入力ペンに内蔵されたフレキシブル基板。
【請求項３】
前記第一項記載の座標入力装置用入力ペンであって、クリップ部材によりフレキシブル基板がシリンダ部材に固定さた前記シリンダ部材を、指示具の筐体をなす光透過部材に装着することで、フレキシブル基板に設けられたＬＥＤが固定されることを特徴とする座標入力装置用入力ペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標入力装置、より詳しくは、入力面に指示具や指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入力装置用のペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、座標入力面を指、あるいは指示具等でタッチする事によってその指示座標を算出する各種方式のタッチパネル、あるいは座標入力装置が提案、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PCなどの操作が簡単にできるため、広く用いられている。
【０００３】
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特許文献１などに見られるように、座標入力面外側に再帰性反射シートを設け、光を照明する手段からの光を再帰反射シートで反射し、受光手段により光量分布を検出する構成において、入力領域内にある、指などで遮蔽された領域の角度を検出し、遮蔽位置つまり入力位置の座標を決定するものが、知られている。
【０００４】
また、国内件においても特許文献２や、特許文献３などにあるように、再帰反射部材を入力領域周辺に構成し、再帰反射光が遮光される部分の座標を検出する装置が開示されている。
【０００５】
これらの装置において、例えば特許文献２では、微分などの波形処理演算によって遮光部分のピークを検出することにより、遮光部分の角度を検出し、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、それらの中心を検出する構成が示されている。
【０００６】
また、先の特許文献１においては、RAMイメージャーの各画素を読み出し、コンパレータで比較する事で、遮光部分を検出し、一定幅以上の遮光部位があった場合に、その両端の画素の中心を検出する検知方式が開示されている。
【０００７】
またタッチパネルとして動作させるためには、指等の指示具が座標入力面をタッチしたかどうかを判定しなければならない。先に述べた抵抗膜方式は入力面をタッチする事で電気的な抵抗値の変化を検出するものであり、また超音波方式は入力面をタッチする事によって、入力面中を伝播している超音波振動が減衰する現象を観測してタッチ位置を検出するものであるので、指等の指示具が座標入力面をタッチしたかどうかの判定は容易である。しかしながら、光の遮光に基づき遮光位置を検出する方式にあっては、入力面より高さｈ１を有する位置に検出用の光束を設け、その光束を遮蔽物により遮蔽する事で、その遮蔽位置を検出する事から、必ずしも、座標入力面をタッチしていなくても、座標値を検出、出力してしまう。この点を鑑み成された発明として、例えば特許文献４、或いは特許文献５に示されるように、遮光した光の量に対する複数の閾値を設け、より座標入力面に近いところで座標入力動作が行われた場合に座標値を出力するような構成が開示されている。
【０００８】
また一方で、専用の指示具であるところの座標入力ペンを用いて、高精度に位置座標を算出する事ができる各種方式の座標入力装置が提案、または製品化され、実用に供されている。具体的には特許文献６、特許文献７に示されるように、専用タブレットに内蔵されたループコイルと座標入力ペンに内蔵されたコイル間の電磁結合を利用して、座標入力ペンの位置座標を検出する方式や、特許文献８に示されているような静電結合を利用する方式、さらには、特許文献９、特許文献10に示されているように、座標入力ペンから空中に放射された超音波が複数のセンサに到達する到達時間を計測する事によって座標入力ペンの位置座標を検出する方式が知られている。
【０００９】
これら、各種方式の専用指示具は、座標入力面に指示具の先端部を押圧する事によって、専用指示具に内蔵されたスイッチ手段を動作させ、スイッチ手段が動作した時に、指示具の先端部を押圧されたことを示す信号を生成して、その信号を検出することにより、指示具が座標入力面をタッチしたかどうかを判定するように構成されている。
【特許文献１】米国特許  ＵＳＰ4507557
【特許文献２】特許公開番号2000-105671
【特許文献３】特許公開番号2001-1472642
【特許文献４】特許公開番号2001-147776
【特許文献５】特許公開番号2001-84106
【特許文献６】特許公開番号  H02-96825
【特許文献７】特許公開番号  H04-96212
【特許文献８】特許公開番号  H02-254520
【特許文献９】米国特許  ＵＳＰ6111565
【特許文献１０】特許公開番号  2002-132436
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
さて、『座標入力面をタッチしたかどうかの判定』の正確さが、座標入力装置を操作する操作者の操作性にどの様に影響するかを考えてみる。
【００１１】
まず指等により光を遮蔽する事によって、その位置を検出する座標入力装置（タッチパネル）について考えてみる。
【００１２】
図22-2は正面方向からみた配置図であり、座標入力有効領域の左下隅部に設けられた特定領域を指示することによって、たとえば特定のアプリケーションを起動するように構成できるスイッチ領域を複数設置した場合の例である。つまり、操作者が指等で、あらかじめ定められた上記領域を指示することによって、座標入力装置は座標値を出力することになるが、その出力された座標値があらかじめ設定された上記領域内の座標値であるかを判定することによって、その領域に割り付けられた動作を実行するように構成したものであり、あたかもスイッチ手段として動作できるように作用する。図22-1は図22-2におけるA-A断面の概略を示すものである。104は座標入力有効領域であるところの平面部材であって、表示装置の表示面をも兼ねる。センサユニット102中の投光手段で照明された光束は、略表示装置の表面に平行に放射され、再帰反射手段103によって再帰反射され、センサユニット102中の検出手段にて検知される。この光束は図22-1に示すが如く表示面からの高さｈ１〜ｈ２の範囲に設定（再帰反射手段103の設置範囲にほぼ相当）されるが、ｈ１≒ｈ２とし、かつ高さｈ１を『0』に設定する事は、次の理由により困難である。
【００１３】
一般に大型の表示装置、特に大勢の参加者が表示装置を用いて会議を行う会議システムにあっては、その表示サイズは対角60インチ〜100インチ程度、或いはそれ以上の大きさの表示装置が要求される。さらには、表示装置の表面を座標入力面としている事から、指等によって押圧されてもその表示面は『たわまない』事が要求される。従って、剛性を有する素材で表示面を製作する事になるが、その表示領域が大きい事、透明性が必要である事を考慮して、例えばガラスを用いるものとすれば、その板厚はかなり厚いものが要求され、重量の大きな装置とならざるを得ない。
【００１４】
さらには、現状の大型表示装置として用いられるリアプロジェクタ方式の表示装置にあっては、その表示面はフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ等の光学特性を有する透明な樹脂板で構成されるのが通例であり、板厚増は重量の増大のみならず、光透過率等を悪化させ、表示装置としての機能を低下させる事になる。
【００１５】
そこで通常行われる対策としては、わずかながらでも表示面に曲率を設け、みかけの剛性を増す方法が実施される。今仮に表示面の中央部を凸となるように構成した場合、表示領域中央部でのｈ１を限りなく『0』に設定する事は可能となるが、表示領域周辺部では、表示面が凸となっている事で、光束が表示面によって遮断されるので、少なくともそのふくらみ高さ分だけのｈ１がおのずと設定される（図23-1参照。具体的に表示面のふくらみを、周辺部より中央部でたとえば5ｍｍ高くすると、周辺部でのｈ１は少なくとも5ｍｍと言う事になる）。逆に、表示面の中央部を凹とした場合にあっては、今度は表示領域周辺部でほぼ『0』に設定する事は可能であるが、表示領域中央部ではそうならない。
【００１６】
以上剛性と言う観点で説明したが、仮に十分な剛性が得られたとしても、このｈ１を『0』に設定する事は困難である。具体的な数字を持って説明するほうがイメージしやすいので、仮に表示サイズが対角70インチ、縦横比3：4の表示装置があるとすると、表示領域の大きさは、約1060ｍｍ×1420ｍｍ程度で、面積としては約1.5ｍ２に相当する。表示面の素材の平面度、取り付け面の平面度、或いは熱膨張の影響等を考慮して、この表示面を装置に組み込んだ状態で、その表示面の平面度をほぼ『0』に維持する事は不可能であり、たとえその値が±1ｍｍ程度で有ったとしても、産業上大きな困難が伴なう。ましてやその状況で、ｈ１≒ｈ２に設定すれば、座標入力の際の座標入力面の歪みによって、光束が遮断されてしまい、本来検出しなければならない指示位置の検出に大きな誤差を含んだり、座標検出そのものが不能となる致命的な障害が発生する可能性が高くなる。以上の観点より、ｈ１≒ｈ２、ｈ１≒0に設定する事は、装置を大量に安価に製造するという意味で、事実上不可能と言える。
【００１７】
さて図22-2の様に、座標入力有効領域104内に図示するが如くスイッチ領域を複数設定するものとする。この時、操作者が例えば図中スイッチ２（SW2）を動作させて、所望のアプリケーションを実行させようとした場合を考える。操作者の手/指は、表示面に垂直な方向のみの移動を意識してスイッチ動作（図22-2のSW２領域を触る行為）するのではなく、『表示面をまさに触った点がちょうどSW２領域にある』と言う事以外、手/指の移動軌跡を意識しないのが普通であり、例えば図22-1中の太い矢印で示された軌跡で動作が行われる。
【００１８】
この移動動作に伴ない、座標入力装置が判定する動作について説明すると、まず操作者がSW2領域に割り付けられた制御を実行させようとして、SW2領域をタッチするために、表示面104に略平行に設定された光束を遮り始め、(1)の位置まで指/手を移動させたとする。光束を遮り始めた時点で、その遮光位置の座標を出力し始めるが、操作者はまだ表示面104を触れていないので、スイッチを動作させたつもりには至ってい。そして(2)の位置（表示面104に接触した位置）でSW２領域を押圧する事によって、スイッチ動作をさせたと認知する事になる。操作者はスイッチ動作をさせたと言う目的を達成して、(3)の位置に指/手を移動させることになるが、(3)の位置にあっても、座標入力装置は座標値を出力し続け、そして(4)の位置を経て光束を遮る事が無くなった所で、座標出力を停止する事になる。
【００１９】
さて、ここで問題となるのが、操作者が認知したのは、(2)の状態で『SW2領域を押圧した』と言う点だけであるのに対し、座標入力装置は(4)の状態まで座標値を出力している点である。
【００２０】
つまり、一連の操作者の移動動作によって、最後に出力された座標値が、SW3領域にある場合には、操作者は確実にSW２領域を押圧したにもかかわらず、SW3領域に割り付けられた実行命令が実行されてしまうことになる。これは、操作者に狼狽を与えるばかりでなく、実行命令の内容によっては、修復不可能な状態を招く重大な恐れが生じることになる。
【００２１】
その対策としては、例えばSW１領域とSW２領域の間（隙間）を十分に大きくとる、或いは、出力されている座標値を連続的に監視し、例えばその期間中に出力された座標値の中心を確定値とする等の手段も考えられるが、前者は、スイッチ間隔が大きくなり、操作性が悪い、或いは領域の大きさ制限により多数のスイッチを配置できない等の課題が新たに生じ、後者は、例えば『間違った領域を指し示してしまったので、(2)の状態のまま指を移動させて、正しい位置で指を離す事によって、当初の目的を達成する』等の動作は良く行われるので、必ずしも中心位置が操作者が意図した正しい位置とは限らない、つまり誤動作する可能性を排除できないのである。
【００２２】
また、操作者による指、指示具等のタップ動作、例えば、指により連続的に表示スクリーンを２回タッチすることによって、現状、特にパーソナルコンピュータのマウス動作で周知されている『ダブルクリック』動作を、この種の座標入力装置で実現する場合を考えてみる。通常の座標入力装置は、所定周期毎に座標値を出力（例えば、100点/秒の座標検出サンプリングレートであれば、5msec毎に座標を出力する能力を有する）することができるので、座標出力タイミング、及び出力された座標値を監視することで、操作者がタップ動作をしたかどうかを判定できるはずである。つまり、ある時間に座標値Aが出力された後、次の座標サンプリングで座標値検出が成されず（例えば100点/秒の座標検出サンプリングレートの時、5msec時間が経過しても座標値が検出されない状態）、次に出力される座標値Bが、座標値Aが出力された時間から所定時間以内で、かつ座標値Aと座標値Bが略等しい場合に、ダブルクリック動作が行われたものと判定する。
【００２３】
この時、図22-1において、操作者がダブルクリック動作を実行しようとして、(1)→(2)→(3)→(2)→(3)→(4)と言う操作をした場合、順に説明を加えると、操作者は(1)→(2)の工程で所望の位置を指示し、(2)→(3)の工程で入力面104より指を離し、(3)→(2)の工程で、先に指示した所望の位置と略等しい位置を指示し、(2)→(3)→(4)の工程で、ダブルクリック動作を終了する。しかしながら、座標入力面104を指で２度タッチすることでダブルクリック動作を完了したものと操作者が認識しているにもかかわらず、座標入力装置は工程(1)→(2)→(3)→(2)→(3)→(4)の間、継続的に座標出力を行っているので、操作者が意図したダブルクリック動作を、座標入力装置が判定できない。
【００２４】
言い換えれば、操作者が認識できるのは、『入力面をタッチしたか、しないか』だけであるのに対し、一連の動作『入力面をタッチ（１回目）』『離す』『入力面をタッチ（２回目）』において『離す』の動作の際に、連続的に出力されている座標値が停止しなければ、操作者の意図を的確に判断することができないのである。このような状況において、確実にダブルクリック動作を実現するためには、『十分なストローク』を持って『離す』動作をしなければならず、しかも操作者はその『十分なストローク』がどの程度かを即座に認知する事ができないので、オーバーアクションをせざるを得ず、操作性に優れた装置とは言う事はできない。
【００２５】
以上、表示画面上に表示されている例えばアイコン（あらかじめ設定されている領域に表示されているアイコンでも良いし、アイコンが表示されている領域を検出して、その情報と座標入力装置の出力座標値を比較して、スイッチ手段を構成しても良いことは言うまでも無い）をタッチする事によって、所望のアプリケーション等を実行させようとする場合に、座標入力装置が操作者のタッチ動作（入力面を押圧したか否かの判定）を正確に検知できない場合に発生する弊害について説明したが、さらに別の具体的障害について説明を加える。
【００２６】
今、操作者が『あ』と言う文字を入力するために、指示具を図24-1に示すが如く移動動作させた場合を想定する。この時、操作者は図24-1における実線部分を入力面にタッチして指示具を移動させ、図24-1における破線部分を入力面をタッチすることなく指示具を移動させることになる。つまり操作者は、『入力面をタッチ』する事を認知して筆跡を残すことを想定し、図24-1の実線部分の筆跡が画面に記録される事を意図している。ここで先にも説明した様に、座標入力面をタッチしていないにも関わらず、座標入力装置が指示具等により座標入力動作が行われていると誤検出している様な状態にあっては、表示される文字情報は図24-2の様になる。つまり『あ』と言う文字を入力したにもかかわらず、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ことになる。この現象を以後『尾引き』と称するが、尾引きの発生により、操作者の意図する情報が表示されず、『見にくい』『小さい字は書けない』『細かい図形情報は描けない』等の問題が発生する。
【００２７】
一方、仮に座標入力面をタッチしているにも関わらず、そのタッチ情報を誤検出する様な状態にあっては、表示される文字情報は図24-３の様になり、『あ』と言う文字を入力したにもかかわらず、入力面をタッチする直前／直後において、本来表示されるべき軌跡情報が欠落し、操作者が意図した軌跡とは異なる状態となってしまう。これらの現象を回避するためには、指示具の先端が座標入力面に接触して、押圧する際に、そのことを検知するスイッチ手段は、限りなく動作ストロークが『ゼロ』に近く、願わくば0.1ｍｍ以下であって、しかもその時の動作荷重は限りなく『ゼロ』に近い、願わくば30ｇ以下程度である事が、検討の結果、望ましい形態であることが解った。
【００２８】
従来技術において、動作ストローク0.2ｍｍ、動作ＯＮ荷重100ｇ、動作ＯＦＦ荷重50ｇ、動作寿命100万回なるスイッチ手段は市販されており、指示具の先端部を座標入力面に押圧する事でスイッチ手段が動作するように構成（以後、このスイッチ手段をペンダウン検出スイッチと称す）しようとする場合、例えば動作ストローク0.2ｍｍ、動作荷重60ｇなるペンダウン検出スイッチを構成することは可能である。つまり、指示具の先端部をバネ部材等を用いてスイッチ手段が動作する方向にあらかじめ与圧し、与圧を例えば40ｇに設定すれば、スイッチ手段は60ｇをさらに負荷すれば動作することになる。なお、この与圧によりスイッチ手段と筆圧を伝達するスライド部材の機械的な隙間（遊び）は『ゼロ』になるので、ストロークは、スイッチ手段のストローク0.2ｍｍと同等となる。しかしながら、より動作荷重を軽くしようとして与圧を60ｇに設定すれば、このスイッチ手段の動作ＯＦＦ荷重は50ｇであるので、スイッチ手段は常にＯＮ状態となり、スイッチ手段として作用しなくなる、つまり、より軽荷重で動作するペンダウン検出スイッチを構成することは困難であり、『尾引き』等の弊害を発生させず、軽動作荷重、小ストロークなるペンダウン検出スイッチを搭載した操作性の良い指示具を実現することができないという課題が生じる。
【００２９】
以上述べたように、操作性の良い座標入力装置用入力ペンを実現するためには、軽動作荷重、小ストロークなるペン先スイッチが必須であり、さらには、入力ペンのペン先を座標入力面に押圧することによって、前記ペン先スイッチを動作させることから、ペン先を座標入力面に押圧することによって、その力をスイッチ手段に伝達するスライド部材の移動量も小さくなければならない。つまり、スイッチ手段、スライド部材を一体に組み上げて指示具を製造する際に、スイッチ手段とスライド部材間の遊びも、極力小さくしなければならない（遊びが大きければ、遊びの分だけスイッチが動作するためのストロークが大きくなり操作性を低下させてしまう）。
【００３０】
さらには、操作性の良い小ストローク、軽動作荷重なるスイッチ手段を搭載した指示具であっても、例えば操作者が操作中に指示具を誤って机上から落下させた場合を想定すれば、その衝撃はストローク手段を介して、直接スイッチ手段に負荷される事になる。従って、そのような場合であっても、スイッチ手段の破壊を防止するために、その衝撃荷重を緩和するための機構が必須の構成となる。
【００３１】
具体的な数字を用いて説明すれば、仮に20ｇの負荷を与えることによってストローク手段が0.1ｍｍ移動して、スイッチ手段を動作させているとしよう。この時、さらに1000ｇの異常荷重が負荷されたとすれば、スライド手段はスイッチ手段の圧力と変形量の関係に応じてスライドし、例えばスイッチ動作状態からストローク手段がさらに0.2ｍｍ移動したところでスイッチの破壊耐圧800ｇを超え、スイッチ手段は破壊することになる。従って、例えばスイッチ動作状態からストローク手段がさらに0.1ｍｍ移動したところでスライド手段がそれ以上にスライドしないように、ストッパ手段を別途設ける必要が生じる。つまり、1000ｇの異常荷重が負荷されたような場合であっても、ストッパ手段によりスイッチ動作状態からストローク手段がさらに0.1ｍｍしか移動できない様に構成し、この時、直接スイッチ手段に負荷される荷重は、ほぼ400ｇ程度（変軽量0.2ｍｍにてスイッチの耐圧800ｇに至るとすれば、線形であると仮定して、変軽量0.1ｍｍ時の負荷は400ｇ程度と言える）、残りの600ｇ分についてはストッパを介して、例えば指示具の筐体に異常負荷を逃がすことが可能となり、スイッチ手段の破壊を防止することが可能となる。
【００３２】
このように、スライド手段のスライド量は、その一方のスライド方向にはスイッチ手段とスライド部材の遊びを小さくするために制限する必要があり、反対のスライド方向にはスイッチの破壊を防止するために制限する必要がある。しかも以上に述べた様に、操作性が良い指示具を実現するためには、スライド部材のスライド可能範囲をスイッチ手段に対して、非常に高精度にしかも両方向に設定する必要があり、部品の機械的精度が要求されるばかりでなく、部品間の位置関係を調整して組み立てる等、製造コストが高くなるという課題を有していた。
【００３３】
さらには、前記スイッチ手段の動作により発生するペンダウン信号／ペンアップ信号、及びペン筐体のサイド（例えば円柱形状を成すグリップ部）に設けられた単数、あるいは複数のペンサイドスイッチ手段の動作状態を、座標入力装置の本体制御回路に伝送する構成が必須となる。伝送手段としては、(1)ケーブルによる方法、(2)電波による方法、(3)光による方法が比較的安価に実現できるが、(1)のケーブルによる方法は指示具と本体とをケーブルで結線するために、操作性が著しく低下する問題が発生し、(2)の電波による方法では、複数の機械が並列に、或いは比較的近くの場所に配置された時に、混信の問題が発生する。すなわち、２台の機械を隣同士に配置して、各々の操作者が各々の指示具を用いてそれぞれで作業することを想定すれば、一方の操作者がペンダウン状態で筆記状態にあるのにもかかわらず、他方の操作者のペンアップ信号を混信により検出すれば、筆記状態が途切れ、操作者に狼狽を与えることになる。逆にペンダウン状態には無いけれども、遮光状態にあって座標値は検出できる状態（近接入力状態であって、その状態の詳細は後述する）にあって、となりの操作者の指示具のペンダウン信号が混信により検出されてしまえば、いきなり筆記状態となって指示具の移動に伴いその軌跡が表示されてしまい、状況によっては操作者にとって致命的な誤動作を発生させる。
【００３４】
さらには、指示具等の遮光影を検出してその位置座標を検出する本願発明の光学式座標入力装置に有っては、その遮光影のみが検出できるのであって、その遮光影がどの種の指示具により発生しているかを検知することはできない。従って、この種の混信を遮光影により検知することができないので、混信発生が起こらないように構成することが重要な要件となる。
【００３５】
電波による混信を防止する技術は多々有るが、装置毎に使用する指示具は１本とは限らない事等を考慮すれば、設置状態にて初期設定が必ず必要、あるいは電源投入時に初期設定が必要であり、操作者に面倒な操作を強要する、あるいは自動検出する構成を採用したとしても、何らかの初期設定操作は必要であり、また価格も高価になると言う課題を有する。
【００３６】
(3)の光による方法では、光の光路を遮ればこのような混信の問題は解消され、光路を確保、或いは遮蔽する構成は比較的安価に容易に実現できるので、この種の座標入力装置にあっては、多くの製品で採用されている。
【００３７】
図１０に示すように、この種の光学式座標入力装置は、装置を制御する本体回路101、複数のセンサユニット102、再帰反射部材103からなり、座標入力面104が図示の如く設定される。さらには、座標入力面そのものを表示装置の表示面（ガラス、或いはスクリーン）とすることで、指示具の移動による操作を軌跡として表示装置に表示させることで、あたかも『紙と鉛筆』の様な関係を実現することができる入出力一体の装置を構成することができる。
【００３８】
この種の入出力一体の表示装置の一般的な外観として、表示面であるところのガラス、あるいはスクリーンの保持機構を隠すためのカバー筐体が設けられ、同時に座標入力装置の本体回路101、あるいはセンサユニット102、再帰反射部材103を隠すように構成される。
【００３９】
図３０はその一例を示すものであり、光学式座標入力装置の本体回路101、あるいはセンサユニット102、再帰反射部材103、並びに指示具５からの光信号を受信するためのペン信号検出手段105が、装置のカバー筐体106により覆い隠され、表示装置としての製品形態を成す。図３０−２は断面図を模式的に示したものであり、表示面であるところの座標入力面104に対して、高さｄの距離にカバー筐体106が配置され、このカバー筐体106と入力面104間にできる空間を利用して、指示具5の発光信号、及びセンサユニット102の投光／受光に係わる光路が確保されることになる。
【００４０】
さて図３０より明らかなように、座標入力領域であるところの表示面に対して、その面より高さｄの位置に額縁状のカバー筐体106が装着された形状になるので、高さｄが大きくなると、操作者、あるいは視聴者に表示面が奥まった感覚を与える。従って高さｄは極力低くするのが好ましい製品形態であり、デザイン的にも優れた構成となる。また、より低い構成とすることで、結果的にカバー筐体106と入力面104間にできる空間、つまり信号授受のための光路が制限され、座標算出性能に影響を与える外乱光（装置を複数並列に配置した場合、隣の装置で使用している指示具の発光信号も、ここでいう外乱光に含めるものとする）の影響を受けにくい構成とすることが可能となる。
【００４１】
しかしながらそのような構成とすることで次のような課題が生じることになる。
【００４２】
図３１はその不具合を説明するための説明図であり、高さｄより大きな位置に指示具の発光部位が存在すると、31-1に示すがごとく指示具５からの発光信号がペン信号検出手段105に到達できない場合を示すものである。図３０−２に示すように、カバー筐体106より離れた位置に指示具があれば、たとえ距離ｄより大きなところに指示具５の発光部位が存在していても、例えば表示面104で反射した光がペン信号検出手段105に到達するので、機能状問題とはならない。よって、図３１-1の様な位置に指示具を配置した場合でも、指示具５の発光信号を検出可脳とするためには、例えばその対向面に第二のペン信号検出手段107（図30-1参照）をさらに設ければ良い。
【００４３】
しかしながら、この種の装置が大型化していること、表示装置がリアプロジェクタであれば、光学的に影響の無い位置での配線を実現しなければならないこと、組み立て性を考慮すれば、部品点数が増大することのコストの上昇のみならず、組み立て作業性の低下、装置のメンテナンス性が大幅に低下すると言う課題が生じる。
【００４４】
この課題を対処する方法として、図３１-2に示すように指示具５の発光位置を、指示具の先端部から距離ｄより小さな値に設定すれば良い。しかしながら先に説明した通り指示具先端部には、小ストローク、軽動作荷重で動作するペン先スイッチ手段等の必須の構成要素があり、また指示具形状として外観的にも優れ、操作者が持ちやすい操作性に優れた太さ、形状が求められるので、その実現は容易でなかった。
【課題を解決するための手段】
【００４５】
以上の課題を解決するために、本願発明の座標入力装置用入力ペンは、座標入力装置用入力ペンのペン先端部が、座標入力面を押圧する事によって動作するペンダウン検出用のスイッチ手段を有する座標入力装置用入力ペンであって、該座標入力装置用入力ペンは、ペン先端部が座標入力面を押圧することによってスライドするスライド部材と、前記スライド部材を挿嵌することにより前記スライド部材のスライド方向を規制し、位置決めするシリンダ部材、さらには該スイッチ手段の動作状態を発光信号により伝送する赤外ＬＥＤを装着するためのＬＥＤ装着部、変形部、リード部からなる電気的配線が施されたフレキシブル基板とを有し、該フレキシブル基板の変形部をクリップ部材を用いて変形させることによって前記シリンダ部材にフレキシブル基板を固定し、発光信号を指示具の周囲全方向に投光することができるようにしたものである。さらには、このように構成することで、指示具の発光部を指示具先端部に配置可能となり、しかも複雑な光学系を用いないで構成できるので、安価にしかも容易に組み立てられるように構成したものである。
【００４６】
さらには前記フレキシブル基板がＬＥＤ装着部と変形部により串歯形状をなし、ＬＥＤ装着部の剛性を変形部の合成より高くすることで、クリップ部材により変形部を変形させて固定した際に、ＬＥＤ装着部の変形を防止し、変形時のフレキシブル基板とＬＥＤとの接合部であるところのハンダ部に不要な応力が負荷されるのを防止するように構成したものである。
【００４７】
さらには、クリップ部材によりフレキシブル基板がシリンダ部材に固定さた前記シリンダ部材を、指示具の筐体をなす光透過部材に装着することで、フレキシブル基板に設けられたＬＥＤが固定される様に構成したものである
【発明の効果】
【００４８】
以上述べたように本願発明の第一実施例では、シリンダ部材11に小ストローク、軽動作荷重で動作するON/OFFスイッチ12を一体で構成するとともに、シリンダ部材11とスライド部材10の２部品で、スライド部材の両方向へのスライド範囲を制限できるよう構成したので、小ストローク、軽動作荷重で動作するペン先スイッチ9を調整組み立てすることなく、安価に生産することができ、操作性に優れる座標入力装置用入力ペン１を実現することができる優れた効果が得られるようになった。また、ペン先スイッチ9に異常荷重が負荷された場合には、その負荷が直接ON/OFFスイッチ12に伝達することを防止できるので、操作者により座標入力装置用入力ペン１を誤落下させる場合が有っても、座標入力装置用入力ペン１の破壊防止に大きく寄与できる利点が得られる。
【００４９】
さらには、本願発明の第二の実施例で示されるように、第一のスライド部材48、第二のスライド部材47を一体化してスライド部材10を構成する場合であっても、その一体化のための調整作業は不要であり、上記第一の実施例と同等の作用効果が得られる。
【００５０】
さらには、これらのスイッチ手段を大量に生産する場合であっても、シリンダ部材11により、全部品が位置決めが行われ、ペン先スイッチ9の性能のばらつきが小さく、安定した性能を容易に実現できる利点が得られるようになった。
【００５１】
さらには、ペン先スイッチ9を座標入力ペンの筐体に組み込むまでペン先スイッチ9からスライド部材10を分離可能とする構成なので、製造、輸送工程におけるON/OFFスイッチ12の性能維持を保つための管理が不要であり、コスト面、信頼性という観点で優れた効果も得られるようになった。
【００５２】
さらにこの種の指示手段は、上述した指示具先端部のスイッチ手段を内蔵する他に、該スイッチ手段、或いは指示具の識別情報を本体回路に知らしめるための信号伝送手段を設ける必要があるが、その手段として複数の装置が配置された状態を想定すると光信号による伝送手段が混信、あるいは事前の設定を容易にする手段として好ましい形態であると言える。
【００５３】
混信、あるいは外乱光の影響を排除するためには、その伝送光路を制限するのが好ましい形態であり、言い換えればこの種の座標入力装置と表示装置を一体にした入出力一体の表示装置にあっては、表示面を額縁状に囲む筐体の高さｄ（入力面と筐体の段差）をできるだけ小さくすることが好ましい状態であり、ユーザにとってもデザイン的に優れた構成となる。
【００５４】
従って、この種の座標入力装置の指示具にあっては、高機能なペン先スイッチ手段の他に、指示具のより先端部に光投射手段を設けることで、指示具と本体回路の伝送光路を確保することが可能となる。そうすることで、信頼性の高い操作環境を提供できるのであり、しかも指示具として長時間使用しても疲れない形状（例えばグリップ性の優れた指示具太さ）でなければならず、上記説明した本願発明の構成を実施することによって、これらの課題を全て解決することができる優れた効果が得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
まず、本発明に係る座標入力装置用入力ペン１の概略構成について図１をいて詳細に説明する。入力ペン１は電池8、電池電圧を昇圧するためのコンバータ7、ペン内に内蔵されたペン先スイッチ９、及びペンサイドに設けられたペンサイドスイッチ5の動作状態を検知して、その検知結果を外部機器等に伝達するための信号を生成するペン制御回路６、生成された信号を光信号として放射するための発光手段４を備える。
【００５６】
前記ペン先スイッチ9は、スライド部材10、シリンダ部材11、及びON/OFFスイッチ12からなり、本願発明に有っては「発明が解決しようとする課題」の項でも説明したとおり、操作性を良好にする小ストローク、軽動作荷重で動作するペン先スイッチ手段9を構成することを目的とし、操作者がペン先２を座標入力面に押圧（以後、この押圧を操作者が入力ペン等の指示具を操作することによって生じる筆圧と称す）することによって、ペン先２、及びスライド部材10を介してON/OFFスイッチ12を動作させることになる。そして、ON/OFFスイッチ12がＯＮ状態にある時に、ペン制御回路６は後述するペンダウン信号を発生するように構成されている。なお本願発明の実施例に有っては、ペン先２は操作者の操作により経時的に磨耗、変形が起こるので、ペン先２はスライド部材10に圧入等の手段により固定され、操作者が適宜、ペン先２の交換が行えるように構成されている。すなわち図2-2の断面図を用いて説明すれば、ペン先２は円柱部とその一端面が曲率を有する略砲弾型形状であって、図示が如くスライド部材10の開口部に、円柱部を圧入して、固定される。なお本願発明の実施例に有っては、スライド部材10の開口部は、ペン先方向から見ると、図2-4に示すように複数の突起部を有する構成であって、その突起部の内接円寸法を、前述砲弾型ペン先２の円柱部分の直径より小さく設定することで、ペン先２をスライド部材２に圧入して、固定できるように構成したものである。また、スライド部材10の開口部をこのような形状とすることで、ペン先２とスライド部材10が干渉する範囲を少なくでき、操作者がペン先２をスライド部材１０に容易に着脱できるように構成した。なおスライド部材１０の開口部内面を円柱形状、ペン先２の円柱部に突起部を設ける構成であっても同様の効果が得られる。
【００５７】
再び図１に戻って、前記ペンサイドスイッチ５は、例えばペンサイドスイッチ５が動作状態（ＯＮ状態）となる事で、その信号を前記発光手段より放射し、その信号を受けた本体側で例えば特定のアプリケーションを起動したり、あるいは通常のマウス右ボタンと同様に表示画面上にメニュを表示できるように構成したものであり、用途に応じてその数が複数有っても、又は、ペンサイドスイッチ５が無くてもかまわない。
【００５８】
また、ペン先スイッチ9、ペンサイドスイッチ５の動作状態を検知して、その検知結果を発光手段４により光信号として発光し、受光手段によりその信号を検知して、特定の処理を実行できるように構成しているが、その伝達媒体は光である必要は無く、例えば電波、超音波であっても良い。さらには、入力ペンに信号ケーブルを設け、信号ケーブルを介して信号を伝送しても良い。無論この場合には、入力ペンはケーブルでつながれる事になるので、作業性、操作性が低下する懸念があるが、ケーブルを介して電源を供給できるようになり、その結果として電池8が不要となり軽量化が図られる他、常時使用（長時間使用）する様な用途、つまり電池寿命を気にする様な用途には好適な構成となり得る。
【００５９】
さて、光信号として放射されるスイッチ信号は、外乱などの影響を受けにくいように、所定の周波数ｆで変調されている。図25はその一例を示すもので、スタートビットとペン先スイッチ１が動作した時に発生するペンダウンスイッチ信号S0、及びペンサイドスイッチ５が動作した時に発生するペンサイドスイッチ信号S1、データの正当性を判定するために、S0,S1信号の反転信号/S0./S1、信号の終わりを示すストップ信号からなっており、それぞれ周波数ｆで変調されている。この変調光106は、図26に示すように受光IC105によって復調され、ビット列として本体制御回路（詳細は後述するが、座標入力装置の演算/制御を実行するための本体制御回路101を指す）に出力し、本体制御回路中の例えばＣＰＵ133により判定が成される。前記ＣＰＵ133は、先頭のスタートビットが検出されると、一定周期でのサンプリングを行い、各ビット位置の１，０を判定し、S0,/S0などの論値があっているか、また、ストップビットまで検出できたかなどの判断を行い、論理が間違っていた場合には、そのデータを破棄し、再度検出を行うように構成されている。
【００６０】
図２は、本願発明の座標入力装置用入力ペン1内に内蔵されているペン先スイッチ9のより詳細な構造を説明するための説明図であり、図2-1は指示具をペン先方向から見た概観図、図2-2は図2-1の断面A-A、図2-3は断面B-Bを示している。図2-2において、11はスライド部材10の軸方向に、スライド部材10が繰り返し移動できる様にスライド部材10のスライド軸径と嵌合するガイド穴を有するシリンダ部材である。このシリンダ部材11は本願発明に有っては導電性シート部材43、スペーサ部材42、基板部材41からなるON/OFFスイッチ12を後述する方法で保持、固定している。
【００６１】
さてここで、図３を用いてシリンダ部材11、スライド部材10の構成について詳述すると、スライド部材10におけるON/OFFスイッチ12の押圧面35近傍には、図3-1に示すがごとく突起部31（a）、31（ｂ）が軸対称位置に設けられ、図3-3の下図に示すがごとく、スライド部材10の嵌合径の一端面32、及び突起部31の一端面33によりスライド部材10の凹部38が形成されている。本願発明に有っては後述する理由によりこの凹部38はスライド軸の全周に渡って形成されるのではなく、部分的に構成されている。従って、図2-2においてはスライド部材10の凹部38は図示されず、例えばその直行方向である図2-3における断面B-Bにスライド部材10の凹部38が図示されることになる。
【００６２】
一方、スライド部材10のスライド軸と嵌合するシリンダ部材11のガイド穴には、突起部が設けられ、その突起部形状について説明すれば、図3-2はスライド軸方向から見たガイド穴形状を示し、図3-3の上図にはその断面C-Cを示している。図3-2、図3-3に示されるように、軸対称位置に面23及び面22により、ガイド穴内にシリンダ部材11の突起部21が設けられている。
【００６３】
さてここで、スライド部材10をシリンダ部材11に挿嵌する際に、嵌合軸周りに両者の相対角度を適宜設定することにより、スライド部材10の突起部31はシリンダ部材11のガイド穴に設けられた突起部21に干渉することなく、図3-3におけるスライド部材10の端面32とシリンダ部材11の突起部21の端面22が一致するところまで、スライド部材10を挿入することができる構造となっており、この状態にあってはスライド部材の先端面35はシリンダ部材１１の端面２６よりΔ２だけ突出し、ペン先スイッチ手段の電極を変形させスイッチオン状態となるように構成される。またその位置からスライド部材10がΔ１だけ移動してスライド部材10の単面33とシリンダ部材11の単面23が一致する位置にあっては、ペン先スイッチ手段をスイッチオフとするような位置にスライド部材10の先端面35が位置することになる。
【００６４】
図3-3に示されるように、スライド部材10の端面32とシリンダ部材11の突起部端面22が略一致する位置にあれば、スライド部材10はスライド軸周りに回動可能であり、スライド部材10の突起部31の側面と、シリンダ部材の突起部端面23と面24の段差により生じる面25が一致する位置で、スライド部材10とシリンダ部材11のスライド軸周りの位置決めが行われる。この時、スライド部材10はシリンダ部材11に対して、まだその逆方向に回動可能な状態にあるが、後述するON/OFFスイッチ12の組み立てを完了したペン先スイッチ９をペン1の筐体３に組み込むことによって、その回動は規制される。つまり、スライド部材10をシリンダ部材１１に所定位置まで挿嵌後、スライド軸周りに所定角度回動した状態（図3-4参照）でこのペン先スイッチ９を筐体３に組み付けると、筐体３に設けられた突起部（不図示）とシリンダ部材11の凹部43が係合し、さらには筐体３に設けられた８角形状の開口部とスライド部材10の角柱部37が係合し、その結果、スライド部材10とシリンダ部材11の軸周りの相対的な角度が保持され、シリンダ部材11からスライド部材10が離脱できなくなるように構成されている。なお、本願発明に有っては、スイッチの状態をLED等の光放射手段4により伝送しているので、筐体３は放射光を透過することができる光透過部材から構成されている。
【００６５】
次に、本願発明で実施したON/OFFスイッチ12の構成、組み立て方法について図4を用いて説明する。
【００６６】
図4-1において、43は少なくともその片面に導電性部材が施された導電性シート部材であって、基板部材41上の電極45との導通を得るための突起部44を有する。42は円環状のスペーサ部材であって、前述導電性シート部材43と基板部材41のもう一方の電極46間は、スペーサ部材42のシート厚み分のギャップで保持されることになる。
【００６７】
図4-2において、先に説明したシリンダ部材11の導電性シート部材43との当接面には4本の位置決めピン13(a)〜(d)が設けられており、導電性シート部材43、スペーサ部材42、基板部材41のそれぞれには、位置決めピン13の対応位置にガイド穴が設けられ、組み立て時に各部品の軸が一致するように構成されている。
【００６８】
図4-3は図4-2の状態から位置決めピン13に各部部品のガイド穴を通して組み上げた状態を示すものであり、本願発明に有ってはシリンダ部材11を樹脂で製作することにより、前述位置決めピン13の頭部を熱により溶融してかしめることによって、各部品を一体に構成する（図4-3の位置決めピン13（ｄ）は熱カシメした状態を示す）。
【００６９】
そして最後に、導電性シート部材43と基板部材41の電極45との電気的接続を行うために、導電性シート部材の突起部44と電極45間を導電性接着剤で接着、あるいは導電性シート部材43の突起部44にあらかじめ熱溶融性の接着剤を導電層に重ねて印刷しておき、熱を加えることによって、導電性シート部材43と電極45との電気的接続を行い、ペン先スイッチ9の組み立てを完了する。
【００７０】
さて、操作者が座標入力ペン1を操作する際に、ペン先2を座標入力面104を押圧する事によって、スライド部材10がスライドし、スライド部材10の頭部35が導電性シート部材43を変形させ、導電性シート部材43が基板41の電極46と接触する事で、ON/OFFスイッチ12が導通され、その結果ペン制御回路6はペンダウン信号Ｓ0を生成する。また、操作者の操作によって、筆圧が除去されると、歪んでいた導電性シート部材43が元の状態に戻り、ペンダウン信号Ｓ0の生成が中断される。
【００７１】
なお本願発明の場合、導電性シート部材43は厚さ75μのＰＥＴフィルムが用いられており、その片面には、銀ベース、あるいはカーボンベースの導電性塗料が印刷されている。またスペーサ部材42は厚さ50μの円環状ＰＥＴフィルムであり、導電性シート部材43と電極46の隙間はほぼ50μに保持されるので、このON/OFFスイッチ12の動作ストロークは、スペーサ部材42の厚みに等しく、50μと言える。
【００７２】
一方、ON/OFFスイッチ12が動作するための動作荷重は、上記で述べた構成にあっては、導電性シート部材43の材質、シート厚、及び円環状スペーサ部材42の円環内径寸法、シート材質、シート厚、さらにはスライド部材10の頭部35の形状に主に依存する。本願発明においては、導電性シート部材43は厚さ75μのＰＥＴフィルムであり、円環状スペーサ部材42の内径寸法を約4ｍｍに設定する事で、動作荷重約25ｇ〜30ｇ程度を実現している。
【００７３】
また、スライド部材10の頭部35が導電性シート部材43を変形させ、導電性シート部材43が基板部材41の電極46と接触する事でスイッチ手段を構成しているので、スイッチの動作荷重を安定して製造するためには、円環状スペーサ部材42の中心軸と、スライド部材10の頭部35の中心軸が一致している事が好ましい。この一致の条件が崩れると、動作荷重がより重くなるので、大量に生産する場合には、その管理は重要である。従って本願発明に有っては、それらの軸が一致するようにシリンダ部材11により各部品の位置決めが容易に行えるように構成し、軸ずれによって生じる動作荷重のばらつきを抑制している。
【００７４】
以上述べたように、ON/OFFスイッチ12は小ストローク、軽動作荷重で動作するスイッチ手段となるが、実際に座標入力装置用ペン１の操作性を向上させるためには、ペン先スイッチ9（ペン先スイッチ9は、スライド部材10、シリンダ部材11、ON/OFFスイッチ12よりなる）が小ストローク、軽動作荷重になっていなければならない。つまりペン先スイッチ9を組み上げたとき、スライド部材の移動範囲内においてスライド部材10の頭部35と導電性シート部材43間に隙間が生じると、このペン先スイッチ9の動作ストロークは、先に説明した、ON/OFFスイッチ12の動作ストロークにこの隙間量を加えた値が、動作ストローク最大値となる。つまり、この隙間が存在するとたとえON/OFFスイッチ12の動作ストロークが小さくても、操作性の良い座標入力装置用ペン１を構成することが困難となる。この隙間を解消する一般的な方法としては、スライド部材10をON/OFFスイッチ12の方向にばね等の付勢手段により付勢するのが一般的であるが、本願発明の座標入力装置用入力ペン1に実施することは、以下の理由により困難である。
【００７５】
まず、動作荷重が25ｇ前後のON/OFFスイッチ12を用いているので、付勢手段で発生させる力は、少なくともそれ以下であり、なおかつスライド部材10がスライドをはじめる際の静止摩擦係数による影響（仮に５ｇ以上の負荷を与えないと、スライドを開始しないとする）、あるいはスライド部材や一緒にスライドすることになるペン先２の総重量（例えば全体で2ｇ程度と仮定する）を考慮しなければならない。つまりON/OFFスイッチ12がＯＦＦ状態にあって、座標入力装置用ペン１のペン先２が天地方向の下側を向いているものとすれば、前述の付勢手段は、スライド部の総重量と静止摩擦係数による影響に打ち勝って、スライド部をON/OFFスイッチ12に付勢しなければならず、少なくと付勢手段による押圧力は７ｇ以上を必要とする。一方、スイッチがＯＮからＯＦＦになるときの状況を想定し、なおかつ座標入力装置用ペン１のペン先２が天地方向の上側を向いているものとすれば、その付勢力が18ｇ以下でなければ、スイッチがＯＦＦになることができない。
【００７６】
そこで、押圧力を仮に10ｇに設定したものとする。この状況において、操作者が座標入力装置用ペン１を用いて入力動作を実行しようとする場合、その操作によっては座標入力装置用ペン１に大きな加速度が加わる。仮に操作者が座標入力装置用ペン１を空中で往復運動させて、重力加速度の10倍程度の加速度を加えたとすれば、スライド部の見かけの重量は約２０ｇとなり、諸条件がそろうとON/OFFスイッチ12が動作してしまう場合が起こりえる。つまり、筆記動作をしてもいないのにペンダウン信号が検出され、誤動作を起こす結果となる。この弊害を考慮すると、付勢手段の付勢力は非常に小さな値となり、スライド部の総重量、静止摩擦係数の影響を考慮した条件と適合しなくなる。つまり、付勢手段による隙間の解消は現実的な解決手段とならない。
【００７７】
そこで本願発明に有っては、図3-3に示すが如く、シリンダ部材11の端面26にON/OFFスイッチ12の導電性シート部材43を当接せしめるとともに、シリンダ部材11の端面26近傍に、面22、面23により構成される凸部21を設けた。さらに、スライド部材10の端面32、端面33より構成される凹部38とシリンダ部材の凸部21を係合させることにより、スライド部材の移動量は規制され、その移動量はΔ１となる。スライド部材10が、その端面33とシリンダ部材11の端面23が一致する位置にあっては、スライド部材10の頭部35は、シリンダ部材11の端面26の位置にほぼあって、ON/OFFスイッチ12はＯＦＦ状態となっている。
【００７８】
一方、スライド部材10が、その端面32とシリンダ部材11の端面22が一致する位置にあっては、スライド部材10の頭部35は、導電性シート部材43を変形させて、基板部材41上に施された電極46と十分な圧接力をもって電気的接続が成されており、その圧接力によって基板部材41のミクロ的変形が発生している状態にある。つまり、スライド部材10が、その端面32とシリンダ部材11の端面22が一致する位置に移動する前に、ON/OFFスイッチ12はＯＮ状態となる。
【００７９】
さて、スライド部材10が、その端面32とシリンダ部材11の端面22が一致する位置にあっては、基板部材41のミクロ的変形が起こっているが、操作者がいくら筆圧をペン先２に負荷させても、それ以上スライド部材２は移動できないので、異常荷重が負荷された場合であっても基板部材41の著しい変形は起こりえず、ON/OFFスイッチ12は破壊を免れる。つまり、このシリンダ部材のガイド穴に設けられた端面22が無ければ、スライド部材10の頭部35により基板部材41に集中的な応力を発生させ、導電性シート部材43、あるいは基板部材41を破壊に至らしめることになるが、ガイド穴に設けられた端面22によりシリンダ部材11の当接面26全体でその負荷を分散して吸収できるので、信頼性を大幅に向上できる。さらには、本願発明に有っては図2-3に示すが如く、シリンダ部材11と筐体３の嵌合面を接着することにより、例えば、操作者が座標入力装置用ペン１を落下させたような場合に有っても、ペン先２で受けた衝撃荷重は、シリンダ部材11の突起部端面22を介して、座標入力装置用ペン１の筐体３へ逃げるように構成することができる。なお筐体３との結合は接着手段に限定されるものでなく、例えば基板部材４１の外形をシリンダ部材１１の外形より小さくし、筐体３、及び筐体１３により前記シリンダ部材４１のフランジ部を挟み込むように組み付け、筐体13の内径より基板部材41の外形を小さく設定すれば、異常負荷は筐体13で吸収することになり、基板部材41への影響を全く無くすことが可能となる。
【００８０】
以上述べたように、この種の座標入力ペンにあって、操作性の良い小ストロークを実現するためには、ON/OFFスイッチ12の動作ストロークのみならず、スライド部材10が小ストロークでON/OFFスイッチ12を動作させなければならず、ON/OFFスイッチ12とスライド部材10の隙間を最小にしなければならない。この状態を図2-3で説明すると、スライド部材11がペン先方向へ移動（図で左側に移動）できる位置を高精度に設定しなければならないと言うことになる。さらには、ON/OFFスイッチ12の破壊防止と言う観点で、スライド部材10がペン後部方向へ移動（図2-3で右側に移動）できる位置も高精度に設定しなければならない。本願発明のペン先スイッチ9はスイッチ動作をするためのスライド部材の移動範囲を、ON/OFFスイッチ12を一体に構成するシリンダ部材の当接面26の近傍位置で設定する位置規制手段を有するとともに、スライド部材10を回動させることによって、スライド部材10とシリンダ部材11の２部品のみでそのその設定を実現しているので、スライド部材10の頭部35と導電性シート部材43間の隙間を調整組み付けすることなく最小に設定でき、操作性に優れた座標入力装置用ペン１を構成するとともに、スライド部材10のON/OFFスイッチ12の破壊を防止するための機構を、安価に製造することができるようになった。
【００８１】
さらには、スライド部材10を回動させることによってスライド部材10のスライド位置が規制される本願発明の構成を採用することによって得られる利点について説明を加える。
【００８２】
先に説明したように、ON/OFFスイッチ12はＰＥＴフィルムからなる導電性シート部材43の変形に基づき、ON/OFF動作を実現するものであり、ON/OFFスイッチ12がＯＮ状態からＯＦＦ状態となる際に起こるスライド部材10の移動は、導電性シート部材43の復元力によって起こる。このシートの復元力は、例えば高温下において継続的にシートを変形させると、復元力が極端に低下し、一度ペン先スイッチ9をＯＮ動作させると、ＯＦＦ状態に戻らなくなる恐れが生じる。従って、図4-4に示すようなペン先スイッチ9の完成品を例えば輸送する際には、その輸送環境に留意する必要が生じる他、場合によってはペン先スイッチ9を一個一個梱包して輸送するなど、管理コストが大幅に上昇する可能性がある。しかしながら、本願発明の実施形態に有っては、図4-4の状態は、スライド部材10を回動させて、シリンダ部材１１から分離可能な状態にあるので、その分離した部品をそれぞれ大量に同一梱包可能、つまり管理することなく各々を同梱しても、導電性シート部材43が変形するような事態は発生しないので、輸送中の温度管理等を緩和、つまり低コストで部品調達が可能となる優れた効果が得られるようになる。
【００８３】
図５は本願発明の第二実施例について説明するものであり、符号11、符号43、符号42、符号41は第一の実施例と同様の、それぞれシリンダ部材、導電性シート部材、スペーサ部材、基板部材である。符号48は第一のスライド部材であって、シリンダ部材11のガイド穴に挿嵌される円柱面を有するとともに、その円柱面の内側に圧入用ガイド穴が設けられている。一方、符号47は第二のスライド部材であって、シリンダ部材11のガイド穴に挿嵌される円柱面、及び第一のスライド部材45の圧入用ガイド穴に圧入するための円柱面を有する。
【００８４】
図6-1は図5-1を組み立てた状態での断面図、図6-2は図5-2を組み立て際の断面図である。図6-3の断面図は第一のスライド部材48をまさにシリンダ部材11のガイド穴に挿嵌した状態を示すものであり、さらに第一のスライド部材48を挿入し続けると、やがて第一のスライド部材48の圧入用ガイド穴と第二のスライド部材の圧入用円柱面が干渉し、第一のスライド部材48と第二のスライド部材47の一体化が始まる。その際、本願発明のON/OFFスイッチ12は軽荷重動作を実現しているので、圧入が始まる際にはまず導電性シート部材102が図6-4に示すが如く変形している。そして圧入時には基板部材41のミクロ的変形を生じさせて、第一のスライド部材48の端面61とシリンダ部材11の突起部端面62が一致する位置で、圧入動作が完了する。つまり圧入するための負荷圧力は、シリンダ部材11の突起部端面62により作用しなくなるので、それ以上深く圧入しようとしても困難な状態となる。そして、その圧入負荷を除去すると、導電性シート部材43の復元力によって、第一のスライド部材48と第二のスライド部材47が一体となったスライド部材10は、図6-5の状態となる。つまり、第一のスライド部材を所定の圧入負荷で第二のスライド部材と圧入結合するだけで、両者の位置関係が適宜設定され、第一の実施例と同様に、小ストローク、軽荷重動作であって、異常荷重負荷であっても、ON/OFFスイッチ12を破壊することが無いペン先スイッチ9を構成できるようにしたものである。
【００８５】
なお両者を結合した図6-2の状態で、両者を圧入結合している部分を接着剤により固定しても良い（図6-2に示されるように、ペン先端部よりディスペンサの挿入が可能な構造となっている）ことはいうまでも無い。
【００８６】
図７は、本願発明の第三の実施例を示す説明図であり、シリンダ部材11には、第一の実施例で説明した４本の突起部13(a)〜(d)に加えて、５本目の突起部13(e)が設けられている。導電性シート部材43の突起部44及び、基板41の相応する位置には、同様に貫通穴が設けられ、シリンダ部材13(e)の突起部にまず、厚さｔを有する円環状のゴム部材49を通した後、導電性シート部材43、円管状スペーサ部材、基板を先の第一の実施例と同様に配置し、突起部101(a)〜(e)の先端部を熱変形させる事で、組立てを完了する。この時、厚さｔを有するゴム部材は、シリンダ部材11、及び導電性シート部材43を介して基板41とサンドイッチされた構造となり、ゴム部材49は押しつぶされて変形する。その結果、導電性シート部材43と基板41の電極45が圧接され、電気的接続が確保できるように構成されている。したがって、スイッチの組立てが一方向から行え、組立て作業性が大幅に改善される。
【００８７】
この実施例の変形として、厚さｔを有する円環状の導電性ゴム部材（例えば異方性導電ゴム等）を導電性シート部材と基板間に配置し、前述の如く熱かしめにより一体に固定する事で導電性ゴムが変形し、導電性シート部材43と基板41の電極パターンとの電気的接続が確保できるように構成しても良い。
【００８８】
図8は、本願発明の第四の実施例を示す説明図であり、図8-1には、先の導電性シート部材43と同様に、ＰＥＴフィルムの少なくとも片面に導電性塗料が印刷されていて、第一円環部52、第二円環部53、接点部54からなる積層形導電性シート部材51の形状が示されている。この積層形導電性シート部材51を、図8-1中の破線部分で矢印方向に折り曲げることで、図8-2に模式的に示されるON/OFFスイッチ12を構成する。図中、シートの片面に施されている太線は、電極面である事を示し、図示のごとく折り重ねて基板に配置すれば、そのシートの電極面は、基板部材41上の一方の電極45と接続され、スライド部材10の頭部35により押圧されることにより、電極45と電極46間の電気的接続が得られる様に構成されている。
【００８９】
さて、本願第四の実施例においても、図8-1に示すように、積層形導電性シート部材51を折り曲げてON/OFFスイッチ12を組み立てる場合、積層形導電性シート部材51にはシリンダ部材11の突起部13（a）〜(d)貫通させるための嵌合穴が設けられている。従って、組立て時には、円環部52と円環部53の内径が軸一致するように構成されているので、大量に生産した場合であっても、動作荷重が安定したスイッチを構成することができる様に構成されている。
【００９０】
さらに本願発明の第四の実施例は、シリンダ部材11、積層形導電性シート部材51、基板41を、シリンダ部材11の突起部13(a)〜(d)を利用して熱かしめする事で一体にする事により、電気的接続が全て行われる事から、部品点数が少ないばかりか、組立て工数も削減でき、生産コストが最も有利な構成となり得る。ただし、動作ストロークを決定するスペーサ部分（110(a)、及び110(b)の部分）が２層になってしまう事、及び、第一実施例、第二実施例の様に、導電性シート部材43とスペーサ部材42の厚みをそれぞれ適宜設定できないということから、動作ストロークが大きめになる等、動作荷重設定の制約が生じる。つまり、より動作荷重が軽いスイッチを実現しようとするならば、第四の実施例においては、より薄い厚みの積層形導電性シート部材51を選択するとともに、より円環部の内径を大きくする事によって実現できるが、その結果、円環部の外形が大きくなり、スイッチの形状が大きくなる弊害が発生する。また、薄いシート厚を選択する事で繰り返しスライド部材10で押圧する事によるスイッチの耐久性が低下するので、これらの点を鑑み、どの実施形態を採用するかを決めれば良い。
【００９１】
さらに本願発明の第五の実施例は、図9に示されるように、ON/OFFスイッチ12を押圧するシリンダ部材10の頭部35近傍に、軸対称形状の突起部71(a)、71(b)を形成する。一方シリンダ部材11の構造を図9-2で説明すると、図9-2（Ａ）はペン先方向からの見た概観図であり、ガイド穴形状のみを拡大して表示したのが図9-2（Ｄ）である。また図9-2（Ｃ）は。シリンダ部材11とON/OFFスイッチ12の当接面より見た概観図であり、その断面Ａ-Ａを図9-2（Ｂ）に、またそのガイド穴形状の拡大図を図9-2（Ｅ）に示す。図9-2（Ｄ）に示されるように、シリンダ部材11のガイド穴には溝72(A),72(b)が設けられ、この溝72によってスライド部材10の突起部71が干渉することなく、スライド部材10をシリンダ部材11に挿嵌可能なように構成する。そしてスライド部材11の突起部71の端面が、シリンダ部材11の溝72により形成される面74の位置で、スライド部材の挿入が停止する。一方、図9-2（Ｃ）に示されるように、シリンダ部材11のガイド穴には、先ほどの溝72とスライド軸周りに位相が異なる位置に溝73が設けられ、図9-2（Ｂ）に示されるように、ガイド穴内に面75を形成する（図9-2（Ｄ）の拡大図においては、破線部はこの位相が異なる位置に設けられた溝73形状を示し、図9-2（Ｅ）における破線は溝72を示すことになる）。従って、図9-1の矢印(1)方向にスライド部材10をシリンダ部材11に挿嵌して、両者を位置決め後、矢印(2)の方向に回動可能な構成となる。この回動させた状態においては、スライド部材10をシリンダ部材11より引き抜く方向に作用させれば、スライド部材10の突起部71の端面と、ガイド穴に設けられた面75により干渉し、突起部71の端面と面75が一致する位置で停止する。また、異常荷重が負荷された場合には、前記突起部71とシリンダ部材11のガイド穴に設けられた面74により、両者が一致する位置でスライド部材10のスライドが停止し、ON/OFFスイッチ12の破損を防止する。図9-3はスライド部材11の頭部、及び突起部71の形状を拡大表示したものであるが、突起部71のハッチング部は、スライド部材を引き抜く際に、ガイド穴に設けられた面75に干渉する範囲（図面9-3にける突起部の裏側面）であり、略残りの部分は、異常荷重が負荷された際に面74と干渉する部分（図面9-3にける突起部の表面）となる。
【００９２】
本実施例の説明に有っては、位相の異なる溝を設けているが、これはシリンダ部材11を成型する際に、型構造を簡素化するために実施した構造であり、ガイド穴内の面73、及び面74よりなる凹部を構成する方法はこれに限定されるのもでない。またここで称す凹部とは、上記で説明したように、スライド軸周りに位相がずれた面で構成される（言い換えれば、少なくとも位相が一致している凹面がある、とは限らない）ことを含む物とする。また、ON/OFFスイッチ12の組み立て等は、先の実施例と同様なので、ここでは説明しないが、先の実施例で説明した効果を、本願発明でも得られることは、言うまでも無い。
【００９３】
また本願発明に有っては、シリンダ部材11の突起部13(a)〜(d)、及び13(e)を用いて熱かしめにより各部品を一体に構成しているが、これに限定されるものでなく、ネジによる締結、止め輪等を利用する方法であっても良い。
【００９４】
以上説明した様に、本願発明の座標入力装置用入力ペンには、小ストローク、軽荷重で動作するペン先スイッチ9が内蔵されており、しかも異常負荷が作用してもそのペン先スイッチ９が破壊することを防止する機能を備えているので、操作性優れ信頼性の高い座標入力装置用入力ペンを、安価に提供できるようになった。
【００９５】
さて、この座標入力装置用入力ペン１を、座標入力装置に適用した場合について説明する。先にも説明した通り、抵抗膜方式のタッチパネル、あるいは入力面に超音波を伝播させ、その減衰によって指示具の位置座標を検出する座標入力装置にあっては、入力面を触らなければ座標算出は行われないので、『座標算出』可能と言う事は、指示具がペンダウン状態に有る事と等価であり、ペンダウンを正確に検知しているのと同等である。しかしながら電磁的、静電的結合を利用して指示具の位置座標を検出する方式、さらには、後述する光を遮光することによってその位置を検出する座標入力装置にあっては、座標検知とペンダウンは等価とならない。逆に等価とならない事を利用して、近接入力（プロキシミティー）を実現し、指示具が入力面の近くにある状態で、その指示具が位置している座標を検出、そのエコーバックとしてカーソルが移動するように構成されているのが通例である。そして、ペン先スイッチが動作する事によってペンダウン信号を生成し、そのカーソル移動の軌跡が、例えば表示面に筆跡として記録されるようになる。
【００９６】
そこで、本願発明では、光の遮光を利用した座標入力装置に、本願発明の座標入力用入力ペンを適用した場合を想定して、その作用効果について説明する。
【００９７】
図10は遮光方式の座標入力装置の全体概略を説明する説明図であって、図中102L、102Rは投光手段および検出手段を有するセンサユニット102であり、本実施例の場合、図示の如く座標入力有効面104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102は制御・演算ユニット101に接続され、制御信号を制御・演算ユニット101から受け取ると共に、検出した信号を制御・演算ユニット101に送信する。103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手段であり、左右それぞれのセンサユニット102から略90°範囲に投光された光を、センサユニット102に向けて再帰反射する。再帰反射手段103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事で再帰現象を起こす再帰反射テープが知られている。再帰反射部材103で再帰反射された光は、集光光学系とラインCCD等によって構成されたセンサユニット102の検出手段によって1次元的に検出され、その光量分布が制御・演算ユニット101に送られる。
【００９８】
前述した座標入力有効領域104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、利用可能となる。
【００９９】
このように構成することで、入力領域に指などによる入力指示がなされると、上記投光手段から投光された光が、指等の指示手段によって遮られ、センサユニット102の検出手段ではその部位のみの光（再帰反射による反射光）を検出する事ができなくなり、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。つまり制御・演算ユニット101の演算制御手段は、左右のセンサユニット102の光量変化から入力指示された部分の遮光範囲を検出し、その遮光範囲の情報から遮光位置の方向（角度）をそれぞれ導出する。さらに、前記導出された方向（角度）、及びセンサユニット102L、及び102R間の距離情報等から、入力エリア上の座標位置を算出すると共に、表示装置に接続されているPCなどに、USBなどのインタフェースを経由して座標値を出力する。
【０１００】
このようにして、指等の指示具によって画面上に線を描画したり、表示画面上のアイコン操作によりPCの制御等が可能となる。
【０１０１】
以降、各部分毎にその構成、動作について詳細説明を行う。
【０１０２】
〈センサユニット102の詳細説明〉
図11はセンサユニット102中における投光手段の構成例を示したものである。
【０１０３】
図11−1は投光手段を正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見た図であり、図中111は赤外光を発する赤外LEDであり、発光した光は投光レンズ110によって、略90°範囲に光を投光する。一方、図11−2は同じ構成を横から見た側面図であり（入力面に対し水平方向）、この方向では、赤外LED110からの光は上下方向に制限された光束として投光され、主に、再帰反射手段103に対して光が投光されるように構成されている。
【０１０４】
図12はセンサユニット102中における検出手段を図示したのものであり、図11と同様に、図12-1は正面方向（座標入力面に対して垂直方向）から、また図12-2はその側面図である。なお正面図12-1中の破線部分は、側面図12-2に示される前述したセンサユニット102中の投光手段の配置を示すものである。本実施例の場合、投光手段と検出手段を重ねて配置しており、その距離Lは、投光手段から再帰反射手段103までの距離に比べて十分に小さな値に設定され、距離Lを有していても十分な再帰反射光を検出手段で検知することが可能な構成となっている。
【０１０５】
また、図12-2において本願発明の検出手段は、1次元のラインCCD121および集光光学系としてのレンズ122，123および、入射光の入射方向を制限する絞り124、可視光など余分な光の入射を防止する赤外フィルター125からなり、投光手段で投光された光は、再帰反射手段103によって再起反射され、その反射光が前述赤外フィルター125、絞り124を抜けて集光用レンズ123，122により、反射光の入射角に応じたCCD121の画素上に集光され、結像することになる。従って、CCD121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、CCD121画素番号が角度情報を示すことになる。
【０１０６】
〈制御・演算ユニット101の説明〉
図10の制御・演算ユニット101とセンサユニット102L、 センサユニット102Rの間では、CCD121の制御信号、CCD用クロック信号、CCDの出力信号、および、LED111の駆動信号がやり取りされている。
【０１０７】
図13は制御・演算ユニットのブロック図である。CCD制御信号は、ワンチップマイコンなどで構成される演算制御回路133から出力されており、CCD121のシャッタタイミングや、データの出力制御などをおこなっている。CCD用のクロックはクロック発生回路137からセンサユニット102に送られると共に、CCD121との同期をとって、各種制御を行うために、演算制御回路133にも入力されている。
【０１０８】
LED駆動信号は演算制御回路133からLED駆動回路134L、134Rを経て、センサユニット102中の赤外LED111に供給されている。
【０１０９】
センサユニット102の検出手段であるCCD121からの検出信号は、制御・演算ユニット101中のADコンバータ131L、131Rに入力され、演算制御回路133からの制御によって、デジタル値に変換される。変換されたデジタル値は必要に応じてメモリ132に記憶され、後述する方法で角度算出、さらには座標値が求められ、その結果を外部PCなどにシリアルインタフェース138などを介して出力される。
【０１１０】
〈光量分布検出の説明〉
図14は制御信号のタイミングチャートである。
【０１１１】
141，142，143がCCD制御用の制御信号であり、141SH信号の間隔で、CCD121のシャッタ解放時間が決定される。142、143はそれぞれ左右のセンサへのゲート信号であり、CCD内部の光電変換部の電荷を読み出し部へ転送する信号である。
【０１１２】
144、145は左右のLEDの駆動信号であり、SHの最初の周期で一方のLED（センサユニット102L中のLED）を点灯するために144の駆動信号がLED駆動回路（この場合LED駆動回路134L）を経てLEDに供給される。次の周期でもう一方のLED（この場合、センサユニット102R中のLED）が駆動される。双方のLEDの駆動が終了した後に、CCDの信号が左右のセンサから読み出される。
【０１１３】
読み出される信号は、例えば指、或いは指示具等による入力がない場合、つまり遮光部分が無い場合には、それぞれのセンサからの出力として、図15-1のような光量分布が得られる。もちろん、このような分布がどのシステムでも必ず得られるわけではなく、再帰反射シートの特性（前述した再帰反射部材103の入射角による再帰反射特性）やLEDを含む投光手段の特性、また、経時変化（反射面の汚れなど）によって、この分布は変化する。
【０１１４】
図15-1において、Aのレベルが最大光量を検出した時のレベルであり、Bのレベルが最低レベルであるものとし、従って、反射光のない状態では、得られるレベルはB付近になり、反射光量が増えるほどAのレベルに近づく事になる。この様にCCD121から出力されたデータは、逐次AD変換されCPUにデジタルデータとして取り込まれる。
【０１１５】
図15-2は指などで入力を行った、つまり、反射光を遮った場合の出力の例である。Cの部分が指などで反射光が遮られたため、その部分のみ光量が低下している。
【０１１６】
検出は、この光量分布の変化を検知して行うものであり、具体的に説明すれば、まず図15-1のような入力の無い初期状態（以後、初期状態で得られたデータを初期データと言う）を予めメモリ132に記憶しておき、それぞれのサンプル期間で得られるデータとあらかじめ記憶しておいた初期データとの差分を算出する事で、図15-2のような変化があるかどうかを判別する。
【０１１７】
〈角度計算の説明〉
角度計算にあたっては、まず、遮光範囲を検出する必要がある。
【０１１８】
先にも述べた用に、光量分布は経時変化などで一定ではないため、システムの起動時などに前述した初期データを記憶する事が望ましい。つまり、工場等の出荷時に初期データを設定し、そのデータの更新が、逐次行われなければ、例えば所定の位置の再帰反射面にゴミが付着した場合、その部分での再帰反射効率が低下するので、あたかもその位置（センサから見た方向）で座標入力動作が行われた、すなわち誤検出してしまうと言う重大な結果を引き起こす。従って、システムの起動時などに前述した初期データを記憶する事で、再帰反射面が経時的にほこり等で汚れて再帰反射効率が落ちていても、その状態を初期状態として設定しなおすことができるので、誤動作をする事が無くなる。
【０１１９】
さて、電源投入時、入力の無い（遮光部分が無い）状態で、まず投光手段から照明すること無しにCCDの出力をAD変換して、これをBas_data[N]として、メモリ132に記憶する。これは、CCD121のバイアスのばらつき等を含んだデータとなり、図15-1のBのレベル付近のデータとなる。ここで、Nは画素番号であり、有効な入力範囲に対応する画素番号が用いられる。次に、投光手段から照明した状態での光量分布を記憶する。図15-1の実線で表されたデータであり、Ref_data[N]とし、初期データの記憶を完了する。
【０１２０】
これらのデータを用いてまずは入力が成されたか、遮光範囲があるかどうかの判定を行う。
【０１２１】
あるサンプル期間のデータをNorm_data[N]とする。まず遮光範囲を特定するために、データの変化の絶対量によって、有無を判定する。これは、ノイズなどによる誤判定を防止し、所定量の確実な変化を検出するためである。変化の絶対量を各々の画素において以下の計算を行い、予め決定してある閾値Vthaと比較する。
【０１２２】
Norm_data_a[N]  ＝  Norm_data[N]  −  Ref_data[N]              （１）
従って、Norm_data_a[N]は各画素における絶対変化量に相当する事になる。
【０１２３】
この処理は、差をとり比較するだけなので、処理時間をさほど使わないので、入力の有無の判定を高速に行う事が可能である。
【０１２４】
Vthaを初めて超えた画素が所定数を超えて検出されたときに入力があったと判定する。
【０１２５】
次により高精度に検出するために、変化の比を計算して入力点の決定を行う。図16で103を再帰反射面とする。ここでα領域が汚れなどにより反射率が低下していたとすると、このときのRef _data[N]の分布は、図17−1のように、領域αの反射光量が少なくなる。この状態で、図16のように指などの指示具1が挿入され、ほぼ再帰反射部材の半分を覆ったとすると、反射光量は略半分となるため、図17−2の太線で示した分布Norm_data[N]が観測される。この状態に対して、式（１）を適用すると、図18−1のようになる。ここで、縦軸は初期状態との差分電圧になっている。
【０１２６】
このデータに対して、閾値Vthaと比較すると、本来の入力範囲をはずれてしまうような場合（図18-1の破線領域）がある。もちろん、閾値Vthaをより小さな値に設定する事で、ある程度の検出は可能となるが、ノイズなどの影響を受ける可能性が大きくなり、座標算出性能を劣化させると言う弊害が発生する。そこで、指示具によって遮られる光量は、α領域、β領域ともに最初の半分（α領域ではV1レベル相当、β領域ではレベルV2相当、図17-2参照）であるので、次式で変化の比を計算する。
【０１２７】
Norm_data_r[N] = Norm_data_a[N] / (Bas_data[N] - Ref_data[N])     (2)
この計算結果を示すと、図18-2のようになり、変化率であらわされるため、反射率が異なる場合でも、等しく扱う事が可能になり、このデータに対して、閾値Vｔｈｒを別途設定して、その立ち上がり部と立下り部の画素番号から、例えば両者の中央を入力画素として、高精度に画素情報が取得可能となる。
【０１２８】
ところで、図18-2は説明のために模式的に描いたものであり、実際の検出信号波形は詳細に表示すると、図19の様になる。いま閾値Vthrと比較して遮光領域の立ちあがり部分は、Nr番目の画素で閾値Vthrを越えたとし、Nｆ番の画素で閾値Vthrを下まわったと仮定する。この時、出力すべきCCDの画素番号Npを、先に説明した様に、立ち上がり部と立下り部の画素番号の中央値として
Np  =  Nr + (Nf-Nr)/2                             (3)
のように計算してもよいが、そうすると、CCDの画素間隔が出力画素番号の分解能になる。そこで、より高分解能に検出するために、画素の出力レベル情報を用いて演算を行う。
【０１２９】
図19において、画素番号NrのCCD出力レベルをLr画素番号Nr-1の出力レベルをLr-1とする。同様に、画素番号Nfの出力レベルをLf、画素番号Nf-1の出力レベルをLf-1とする。このとき検出すべき画素番号を、それぞれのNrv、Nfvとすれば、
Nrv  ＝ Nr-1  + ( Vthr  -  Lr-1 ) / ( Lr  -  Lr-1 )            (4)
Nfv  ＝ Nf-1  + ( Vthr  -  Lf-1 ) / ( Lf  -  Lf-1 )            (5)
と計算すれば、出力レベルに応じた仮想の画素番号、つまりCCDの画素番号よりも細かい画素番号を取得でき、出力される仮想中心画素Npvは、
Npv  =  Nrv + (Nfv-Nrv)/2                                    (6)
で決定される。
【０１３０】
このように、画素番号とその画素の出力レベルから仮想的な画素番号を計算することで、より分解能の高い検出が可能となる。
【０１３１】
〈CCD画素情報から角度情報への変換〉
さて、得られた中央画素番号から、実際の座標値を計算するためには、前述の画素番号を角度情報に変換する必要がある。
【０１３２】
図20は得られた画素番号と角度Θの関係をプロットしたものである。この関係の近似式
Θ＝ｆ（N）                            （７）
を求め、この近似式よりデータの変換を行う。本願発明では、１次近似式を用いて近似できる様に、先に説明したセンサユニット102中の検出手段のレンズ群を構成するが、レンズの光学的収差等により、より高次な近似式を用いたほうが、より高精度に角度情報を得る事が可能となる場合がある。どのようなレンズ群を採用するかは、製造コストと密接に関連し、レンズ群の製造原価を下げる事によって一般的に発生する光学的な歪を、より高次の近似式を用いて補正する場合には、それなりの演算能力（演算速度）を要求されるので、目的とする製品に要求される座標算出精度を鑑みながら、その両者を適宜設定すれば良い。
【０１３３】
一方、後述する方法で角度情報から座標値を算出する場合には、得られた画素番号から角度そのものを算出するよりも、その角度における正接（tangent）の値を求めるほうが、三角関数の演算を省略する事が可能となるので都合が良い。そこで、画素番号に対するtanθの関係を求めて、近似式を導出し、その近似式を用いて画素番号からtanθ値への変換を行う。例えば、近似式として５次多項式を用いる場合には、係数が６個必要になるので、出荷時などにこのデータを不揮発性メモリーなどに記憶する。今５次多項式の係数をL5,L4,L3,L2,L1,L0とした時、tanθは
tanθ＝(L5 *Npr  + L4)  *Npr + L3) *Npr + L2) *Npr + L1) *Npr + L0  (８)
で得られる。同様な演算を各々のセンサに対して行えば、それぞれの角度データを決定できる。
【０１３４】
〈座標計算方法の説明〉
図21は画面座標との位置関係を示す図である。座標入力有効エリア104の水平方向にX軸、垂直方向にY軸を、そして座標入力有効エリア104の中央を原点位置に配置するものとし、座標入力有効エリア104の上辺左右にセンサユニット102L、及びセンサユニット102RをY軸に対称に取り付け、そのセンサユニット間の距離をDsとする。また図示されている様に、センサユニット102のCCDの受光面は、その法線方向がX軸と45°の角度を成すように配置され、その法線方向を０°と定義する。この時角度の符号は、左側に配置されたセンサユニット102L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102Rの場合には、反時計回りの方向を『+』方向と定義する。さらには、図中P0は前述した各センサの法線方向の交点位置であり、Y軸方向の原点からの距離をP0yと定義する。この時、それぞれのセンサユニット102で得られた角度をθL、θRとして、検出すべき点Pの座標P(x,y)は、
【０１３５】
【数１】
2007072505.tif 000003
で得られる。
【０１３６】
以上述べたように、指等による指示具により遮光された部位の位置座標を算出する座標入力装置ついて説明したが、ここで座標入力装置と大型の表示機とを一体に構成した入出力一体型装置の具体的使用例、操作例について述べる。
【０１３７】
その第一の使い勝手は、本願発明の座標入力装置が例えば特定の領域の座標値（特定の領域とは、例えばある座標値を中心とした半径Rの領域、或いは、ある座標値を重心とした多角形等の意味で、ある面積を有する特定の場所）を出力した場合に、その特定領域に割り付けられた動作を実行するように構成したものである。つまり、前述した特定領域に相当する部位に、表示装置によりスイッチを示すアイコンを表示させ、操作者がそのアイコンをタッチ（クリック）する事によって、その領域内のいずれかの座標値を本願発明の座標入力装置が出力し、スイッチに割り付けられた動作を実行するように構成したものである。
【０１３８】
第二の使い勝手は、操作者による指、指示具等の移動動作に伴ない、その移動に応じた検出座標値を連続的に出力して、その座標情報に基づきあたかも『鉛筆と紙』の様な関係で、表示装置により前述指、指示具等の移動軌跡（以後筆跡と称す）を表示させる事である。表示装置と座標入力装置を一体に組み合わせた装置をこの様に構成する事で、周知の『インクペンを用いたホワイトボード』と同様に、文字や図形の入力がダイレクトに行える様になる。
【０１３９】
第三の使い勝手は、操作者による指、指示具等のタップ動作、つまり、指により例えば連続的に表示スクリーンを２回タッチすることによって、現状、特にパーソナルコンピュータのマウス動作で周知されている『ダブルクリック』を実現する使い勝手である。通常の座標入力装置は、所定周期毎に座標値を出力（例えば、100点/秒の座標検出サンプリングレートであれば、5msec毎に座標を出力する能力を有する）することができるので、座標出力タイミングを監視することで、指示具等がタップ動作をしたかどうかを判定でき、具体的に説明すれば、ある時間に座標値Aが出力された後、次の座標サンプリングで座標値検出が成されず（例えば100点/秒の座標検出サンプリングレートの時、5msec時間が経過しても座標値が検出されない）、次に出力される座標値Bが、座標値Aが出力された時間から所定時間以内で、かつ座標値Aと座標値Bが略等しい場合に、ダブルクリック動作が行われたと判断する。
【０１４０】
以上のような動作を良好な操作性を持って実現するためには、「発明が解決しようとする課題」の項で説明した不具合を解消するためのペンダウン信号生成手段が必須であり、しかもペンダウン検出するためのペン先スイッチ9に求められる仕様は、軽荷重動作かつ小ストローク、願わくば動作荷重30ｇ以下、ストローク0.1ｍｍ以下が好ましい形態であり、本願発明は、これらの仕様を満足する優れた構成の座標入力装置用入力ペン１の提供を可能とする。
【０１４１】
さて、本願発明の様に指示具の状態を光信号として放射するような入力ペンを、先に説明した様に、光の遮光によりその遮光位置を算出する座標入力装置に適用する場合、実際の動作では、座標取得のための発光（図13において、CPU133の制御に基づき動作するLED駆動回路134、及びLED駆動回路134によって駆動されるセンサユニット102中のLED111）と、ペン信号の発光とは同期が取れていないため、座標取得のための発光と、ペン発光が重なる場合が生じる。図27はそのような場合を示したものであり、上段がペン発光信号、下段が座標取得のためのLEDの発光信号144、145（図14参照）である。図27において、ペン発光信号がAの場合には、ペン発光と座標用発行のタイミングが確実にずれているため問題はないが、同図Bの場合にはペン発光の一部が、またCでは全部の発光が重なっている。このような重なりがあると座標取得用の信号に飽和が生じたり、あるいは、波形変形を引き起こし検出誤差の原因となりかねない。そこで、両者の発光が重ならないよう制御する必要がある。
【０１４２】
図28はその一例を示すものである。図中160は受光IC105の出力、161はこの信号がアクティブの時には座標取得を禁止する座標取得禁止信号で、CPU133によって先頭の受光があってから一定時間アクティブ（この場合はLOW）となる。162、163は座標取得用の発光信号である。まず、制御ユニット101中のCPU133は、ある一定時間毎に座標取得をするために発光を行うが、その発光の前に入力ペンの発光がないか調べる動作を行う。座標取得禁止信号161を監視し、これがアクティブでなければ、座標取得動作用発光を開始するが、座標取得禁止信号161がアクティブの場合には、座標取得禁止信号が非アクティブになるまで待ってから（図中A点）座標取得を行う。
【０１４３】
一方、座標取得のための発光中に仮にペン発光がなされ、座標取得禁止信号161がアクティブになる場合がある。そのときには図28-2のように、座標取得禁止信号161は非アクティブなので、座標取得のための発光動作を開始するが、その発光動作中に座標取得禁止信号161がアクティブになるので、この場合には得られたデータを無効にし、座標取得禁止信号161が非アクティブになるのを待って、もう一度取得動作をやりなおすことにする。本実施例では、座標取得禁止信号161がアクティブとなる時間は、座標取得用発光時間より長く設定してあるので、座標取得のための発光を開始する直前、及びその直後に座標取得禁止信号161を監視すれば、両者が同時に発光することが無いように構成できる。さらには、先にも説明した様に、本願発明の座標入力装置は一定周期で座標を検出するように構成されているので、ペン発光が検知されない場合には、その所定周期で座標入力用の発光が行われる。そしてペンによる発光が検知され、その両者が重なった場合には、座標の読み込みが再度行われ、あたかもその再読みこのタイミングをトリガとして、所定周期毎に座標出力が行われるようになる。従って、座標取得発光の際に禁止信号161をチェックするだけで、発光の重複を回避することが可能になり、精度の低下等を防止する事が可能となる。
【０１４４】
上記実施例では、座標取得用発光期間よりも長い時間、座標取得禁止信号161をアクティブに保持していたが、演算制御手段の処理に余裕があるような場合、つまり、常に禁止信号をモニタできるような構成の場合には禁止信号161は発光にかかる時間だけアクティブにすればよい。例えば、図25のような信号構成であればスタートビットからストップビットの発光が終了するまでの時間、禁止するように構成することが可能となる。
【０１４５】
さて、図29はデータ取得から座標計算までの工程を示したフローチャートであり、本願発明の座標入力装置の一連の処理工程を詳述する。
【０１４６】
まずS201で電源投入が行われると、S202で演算制御回路などのポート設定、タイマ設定などさまざまな初期化が行われる。S203は立ち上げ時のみに行う不要電荷除去のための準備である。CCDなどの光電変換素子においては、動作させていない時に不要な電荷が蓄積している場合があり、そのデータをそのままリファレンスデータとして用いると、検出不能、あるいは誤検出の原因となる。それを避けるために、前述した投光手段の照明無しの状態で、CCDからのデータをS203で予め設定された回数読み出す（S204）ことにより、CCDに蓄積されていた不要電荷の除去を行っている。S205は所定回数繰り返すための判断文である。S206は投射手段の照明無しの状態でのデータの取り込みであり、リファレンスデータとして上述したBas_data[N]の取得に相当し、S207にてメモリに記憶され、以降の計算に用いられる。
【０１４７】
S208では、投射手段で照明したときの初期光量分布に相当するリファレンスデータRef_data[N]の取り込みを行い、S209にて同様にメモリーに記憶する。
【０１４８】
以上のステップまでが、電源投入時の初期設定動作と言う事になるが、この初期設定動作は、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事は言うまでも無く、この初期設定動作を経て、通常の取り込み動作状態に移行することになる。
【０１４９】
まずS221にて、入力ペンの発光の有無を示す座標取得禁止信号511をチェックする。この信号がアクティブであれば非アクティブになるまでチェックを繰り返し、非アクティブになったらS210に進み、光量分布を取り込む。取り込んだあとに再び座標取得禁止信号をチェックし（S222）、非アクティブであれば次にすすみ、そうでなければS221に戻る。
【０１５０】
信号が正常に取得できたら、S211でRef_dataとの差分値で遮光部分の有無を判定する。無いと判定されたときには、S210にもどりまた取り込みを行う。
このとき、この繰り返し周期を10[msec]程度に設定すれば、100回/秒のサンプリングになる。
【０１５１】
S212で遮光領域が有りと判定されたら、S21３で式（２）の処理により比を計算する。S214にて、得られた比に対して閾値で立ち上がり部、立下り部を決定し、（４）、（５）、（６）式で画素番号を計算する。得られた画素番号から近似多項式より例えばTanθを算出し（S215）、左右のセンサユニットでのTanθ値からｘ、ｙ座標を（９）、（１０）式を用いて算出する（S216）。
【０１５２】
次にS217にて指等の指示具が座標入力面をタッチしているかの判定を行う。先に説明した通り、入力ペンからの発光があるか否かを判定する事は受光IC105の出力を監視することで容易に判定でき、入力ペンからの発光がある場合には、スイッチ信号を復調する事によって、ペン先スイッチ1が動作している状態か否かを判定できるので、ペン先部材2が入力面を押圧してペン先スイッチ1が動作している状態を示すダウンフラグをセットし（S218）、そうでない場合にはダウンフラグをリセットする（S219）。
【０１５３】
一方、入力ペンからの発光が無い場合には、指等の指示手段により座標入力が行われている物と判断できるので、この場合のダウンフラグの判定は、次の様に行う。すでに図16、図17を用いて説明した様に、指等の指示具が完全に光を遮光、つまり座標入力面をタッチする事によって、完全に光がさえぎられるようになると、その部分で検出される画素の出力によって得られる比の値（図18-2参照）は１に近づくので（先に説明した様に、半分程度が遮光されるとその値は0.5）、この値を監視することによって、指等の指示具が座標入力面をタッチしているかどうかを判別することが可能となり、ダウンフラグのセット（S218）あるいはリセット（S219）を行う。無論、指等による座標入力は、以上説明してきた専用の指示具を用いた入力に比べ、例えば操作者の意図する軌跡を忠実に残す事はできないが、道具を用いることなく座標入力が行えると言う利点は有するので、操作の目的に応じてアプリケーションを切り替えれば良い。
【０１５４】
また本願発明の主眼となる指示具１を用いて座標入力を行う場合にあっては、指示具1の動作状態に応じて発光されるペンダウン信号を検出して、ダウンフラグのセット（S218）あるいはリセット（S219）が行われる。
【０１５５】
さて、この様に構成する事で、表示画面上のカーソルを移動させることができる状態と、指示具を移動させることによって、表示画面上のカーソル移動が筆跡となって表示される状態（通常良く知られているマウスで説明すれば、マウス左ボタンを押した状態でマウスを操作することに相当）を作り出す事ができる。S220では、座標値とダウン状態が決定されたので、そのデータをホストPCへ送信する。これは、USB、RS232などのシリアル通信で送っても良いし、任意のインタフェースで送れば良い。送られたPC側では、ドライバーがデータを解釈し、カーソルの移動、マウスボタン状態の変更などを座標値、フラグなどを参照しておこなう事で、PC画面の操作が可能になる。S220の処理が終了したら、S210の動作に戻り、以降電源OFF、もしくは、操作者の意図によってリセット状態が設定されるまで、この処理を繰り返す事になる。
【０１５６】
さて、指示具の先端が座標入力面とどのような位置関係にあるかを正確に判定するペン先スイッチ9を設ける事で、先に説明した『尾引き』等の障害、あるいは操作性の低下等を回避することが可能となる。この様な専用の筆記具を用いた場合には、次のように構成する事で、新たな利点を得る事が可能となる。図23で説明した通り、指等の遮蔽物によって座標入力を行う場合には、ダウンフラグの設定の制約によりｈ１あるいはｈ２の値をできるだけ小さくするのが好ましいとされた。しかしながら専用の筆記具を用いる場合には、別の手段によってダウンフラグの設定は容易に行えるので、この制約が無くなる。従って、図23-2に示すが如く意図的にｈ１の値を設定し、座標入力面より離れた位置にあっても座標入力を行えるように構成できる。使い勝手としては、座標入力面より離れた位置にあっても指示具の位置を検出できるので、その座標検出値に例えば表示されているカーソルを移動することで、指示具の位置を表示画面上で確認できるようになり、表示画面上の所望の位置を正確に指示することができる優れた利点が得られるようになる。この離れた位置でも座標入力が行える機能は、一般に『近接入力』と称され、近接入力を実現するために図23-2に示すが如く意図的にｈ１、ｈ２の値を設定し、ｈ1の値を設定する事で生じる各種障害をペン先スイッチ1の状態を検知する事で解消している。
【０１５７】
従って、ペンによる座標入力、及び指等の任意の遮蔽物による座標入力のどちらをも実現できる座標入力装置にあっては、任意の遮蔽物による座標入力の際には、ｈ１、ｈ２の値をできるだけ小さく、逆にペンによって座標入力が行われる際には、ｈ２の値をできるだけ大きく設定するように構成するのが好ましい。
さて、製品としてユーザに違和感を与えない構成とするために、図３０における表示面であるところの座標入力面とカバー筐体との高さｄは、適宜設定される。従って、光学式座標入力装置の光路は、その範囲で設定されるのであり、先に述べた高さｈ１、ｈ２はこの限りに於いて設定されることになる。
【０１５８】
今仮に高さｄ＝12ｍｍとすれば、筐体の厚みを２ｍｍとして確保される光路の高さは最大10ｍｍと言うことになる。課題の項でも説明した通り、指示具の属性（例えばペン識別番号：この識別番号により例えば識別番号１は黒色、識別番号２の赤色の指示具として判断して、利用可能な構成を実現できる）、あるいはスイッチ手段の状態を本体回路に報知するため、指示具より放射する光信号の発光位置は、指示具の先端部より10ｍｍ以内に有ることが必要となる。
【０１５９】
さらには、装置の大きさ（座標入力領域の大きさ）にも依存するが、座標を検出するための遮光影を得るためには、指示具先端部にはそれなりの太さが必要であり、また先に説明した通り、操作性を良好とする高精度なペン先スイッチ手段も指示具先端部に内蔵しなければならない。無論指示具として操作者にとって使い勝手の良い形状（例えば太さ）で無ければならない。
【０１６０】
従って、発光信号を発生する発光素子からの光を、光学系（例えば導光）を用いてペン先端部より、その全周囲方向に発光することは困難であるし、たとえ可能だったとしても放射光強度が不十分であったり、高価な構成とならざるを得ないと言う課題を有する。
【０１６１】
そこで本願発明に有っては、指示具先端部において小型赤外ＬＥＤを指示具の円周方向に複数個配置して、その円周方向に均一な赤外光を満遍なく放射できるように構成したものである。
【０１６２】
まず指示具のより先端部での発光を可能とするために、小型なチップＬＥＤ186、並びにその電気的配線を可能とするフレキシブル基板180を使用する。フレキシブル基板180はポリイミド樹脂、並びに電気的配線を可能とする例えば銅を積層状に重ねて構成される基板であり、基板を曲げたり等の変形を容易に可能とする。本願発明のフレキシブル基板180は、図３２-1に示すようにＬＥＤハンダ面であるところのランド184を有するＬＥＤ装着部181、変形部182とからなる串歯部、本体回路と接続するためのリード部183からなる。ＬＥＤ装着部181は、例えば長方形状をしたポリイミド樹脂を少なくとも一層多く積層、あるいはその長方形状をしたポリイミド樹脂の膜厚をさらに厚くして積層することで、ＬＥＤ装着部181の剛性を変形部182に比べて高く構成している。このように構成することでフレキシブル基板180を指示具に実装する際に変形させても、ＬＥＤ装着部181の変形が無くなり、チップＬＥＤ186とＬＥＤ装着部181に設けられたランド184間のハンダ手段に不要な応力が発生することを防止する。従って、このように構成することで長期にわたりハンダ部にクラック等の不具合が発生しないので、電気的な信頼性を維持し続けることができる優れた効果が得られるようになる。なお図３２-2に示すように、本願発明のフレキシブル基板180のリード部183には、指示具のペン先スイッチ手段と本体回路の導通を得るための端子185が設けられ、フレキシブル基板を本体回路に接続することで指示具先端部の電気的配線を完了できるように構成してある。
【０１６３】
図３３はチップＬＥＤ186が取り付けられたフレキシブル基板180を、シリンダ部材11に装着する方法を説明するための説明図であり、フレキシブル基板180の串歯部が変形することによって、シリンダ部材11に設けられたガイド193（円周方向に等間隔で４箇所）、並びにガイド192によって位置決めされるように構成してある。フレキシブル基板の変形、シリンダ部材11への実装はクリップ190によって成され、クリップ190も同様にシリンダ部材11に設けられたガイド192によって位置決め、さらにはクリップ190に設けられた突起部191によってクリップの回転を防止しするように構成する。
【０１６４】
このようにクリップ190を用いてフレキシブル基板180を変形させ、シリンダ部材11に実装した状態が図３３-２であり、ＬＥＤの発光部位をできるだけ指示具先端部に設けると供に、指示具の周囲方向にほぼ等角度でチップＬＥＤを配置可能な構成とした。その結果、指示具の全周囲方向に満遍なく十分な強度で光を放射できるので、指示具の姿勢によらず安定した信号を本体回路が受信できる。従って座標入力装置としての信頼性を大幅に向上させ、しかも容易な組み立て性を実現、あるいは単純な部品のみの構成で実現しているので、安価に製造できる優れた効果も得られる。
【０１６５】
さて先に説明した通りチップＬＥＤ186の固定はフレキシブル基板180の変形による位置決めと、ＬＥＤ装着部181の剛性のみで行なわれる。従って長期に渡り使用した場合、フレキシブル基板180のＬＥＤ装着部181が環境条件（例えば経過時間、温度、湿度）等により歪む、反る等の変形が起こると、チップＬＥＤ186の位置、向きが所定位置よりずれることが想定される。
【０１６６】
そこで、図３４は光透過部材で構成されたペン筐体に実装した時の断面図を示すものであるが、ペン筐体３に装着することでチップＬＥＤ181の一部がペン筐体３に微量の隙間を持って挟み込まれる構造とした。その結果、経年変化でフレキシブル基板180に歪みが生じても、所定の方向にチップＬＥＤ181を保持することが可能であり、信頼性を維持すると言う点で優れた構造となる。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本願発明の座標入力ペンの概略構成図。
【図２】座標入力ペンのペン先端部。
【図３】ペン先スイッチ９の第一実施例を説明する説明図。
【図４】ペン先スイッチ９の第一実施例の組み立て説明図。
【図５】ペン先スイッチ９の第二実施例の組み立て説明図。
【図６】ペン先スイッチ９の第二実施例を説明する説明図。
【図７】ペン先スイッチ９の第三実施例の組み立て説明図。
【図８】ペン先スイッチ９の第四実施例を説明する説明図。
【図９】ペン先スイッチ９の第五実施例を説明する説明図。
【図１０】遮光式座標入力装置の概略構成図。
【図１１】座標検出用の投光手段の説明図。
【図１２】座標検出用の検出手段の説明図。
【図１３】制御・演算ユニット１０１のブロック図。
【図１４】発光のタイミングチャート。
【図１５】検出手段で検出される光量分布の一例。
【図１６】経時変化の例の説明図。
【図１７】光量変化の説明図。
【図１８】光量変化量と光量変化率の説明図。
【図１９】遮光範囲検出の説明図。
【図２０】画素番号Ｎと角度Θの関係の説明図。
【図２１】座標値算出の説明図。
【図２２】課題を説明するための説明図。
【図２３】光束と座標入力面の位置関係を説明する説明図。
【図２４】文字入力の際に発生する不具合を説明する説明図。
【図２５】入力ペンの発光信号。
【図２６】信号伝送の説明図。
【図２７】入力ペンの発光により発生する障害を説明する説明図。
【図２８】障害を回避するためのタイミングチャート。
【図２９】制御のフローチャート。
【図３０】入出力一体型装置の概略説明図。
【図３１】指示具発光位置に関する不具合を説明する説明図。
【図３２】フレキシブル基板の説明図。
【図３３】フレキシブル基板実装の説明図。
【図３４】チップＬＥＤの位置関係を説明する断面図。
【符号の説明】
【０１６８】
１  座標入力装置用座標入力ペン
２  ペン先
９  ペン先スイッチ
10  スライド部材
11  シリンダ部材
12  ON/OFFスイッチ
41  基板部材
42  スペーサ部材
43  導電性シート部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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