(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標面上で直接的または間接的に放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段とを備えた光デジタイザにおいて、
該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ以下に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して平行な光に限定する光学手段と、
該座標面の周囲を囲むように配され該視野から放射光以外の不要光を除去する遮蔽手段とを有し、
座標面を照明する光源を備えているとともに、前記検出手段は照明を受けた指示体の反射により間接的に発した放射光を受光し、
前記光源は複数の色光を切り替えながら点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標面をフラッシュ照明し、
前記検出手段は特定の表面色を有する指示体の反射により生じた放射光をフラッシュ照明に同期して各色光別に受光し、
前記演算手段はフラッシュ照明に同期して該検出手段から出力される電気信号を処理して指示体の位置座標の算出に加え、表面色を識別することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項２】
座標面上で直接的または間接的に放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段とを備えた光デジタイザにおいて、
該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ以下に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して平行な光に限定する光学手段と、
該座標面の周囲を囲むように配され該視野から放射光以外の不要光を除去する遮蔽手段とを有し、
座標面を照明する光源を備えているとともに、前記検出手段は照明を受けた指示体の反射により間接的に発した放射光を受光し、
前記光源はある波長の光源光を用いて座標面を照明し、前記検出手段は蛍光面を有する指示体による光源光の反射により生じた別の波長の放射光を選択的に受光する光学フィルターを備えていることを特徴とする光デジタイザ。
【請求項３】
前記光源は紫外波長の光源光を用いて座標面を照明し、前記検出手段は指示体の蛍光面による光源光の反射で生じた可視波長の放射光を選択的に受光する光学フィルターを備えていることを特徴とする請求項２記載の光デジタイザ。
【請求項４】
座標面上で直接的または間接的に放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段とを備えた光デジタイザにおいて、
該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ以下に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して平行な光に限定する光学手段と、
該座標面の周囲を囲むように配され該視野から放射光以外の不要光を除去する遮蔽手段とを有し、
前記検出手段はカラーイメージセンサからなり、指示体に割り当てられた色に応じた放射光を受光して対応する電気信号を出力し、前記演算手段は該電気信号を処理して該指示体の位置座標の算出に加え指示体の色を識別することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項５】
座標面上で間接的に放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段と、座標面を照明する光源とを備えた光デジタイザであって、
前記光源は複数の色光を切り替えながら点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標面をフラッシュ照明し、
前記検出手段はフラッシュ照明を受けた指示体の反射により間接的に発した放射光を受光し、その際特定の表面色を有する指示体の反射により生じた放射光をフラッシュ照明に同期して各色光別に受光し、
前記演算手段はフラッシュ照明に同期して該検出手段から出力される電気信号を処理して指示体の位置座標の算出に加え、表面色を識別することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項６】
座標面上で放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段と、座標面を照明する光源とを備えた光デジタイザであって、
前記光源はある波長の光源光を用いて座標面を照明し、前記検出手段は蛍光面を有する指示体による光源光の反射により生じた別の波長の放射光を選択的に受光する光学フィルターを備えていることを特徴とする光デジタイザ。
【請求項７】
前記光源は紫外波長の光源光を用いて座標面を照明し、前記検出手段は蛍光面を備えた指示体による光源光の反射で生じた可視波長の放射光を選択的に受光する光学フィルターを備えていることを特徴とする請求項６記載の光デジタイザ。
【請求項８】
座標面上で直接的または間接的に放射光を発しながら描画操作およびそれに付随する付帯操作を行う指示体と、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して指示体の位置座標を算出する演算手段とを備えた光デジタイザにおいて、
前記指示体は付帯操作に応じて放射光に含まれる色成分を変化させる変調手段を備え、前記検出手段は放射光に含まれる色成分に応じた電気信号を出力し、前記演算手段は該検出手段から出力された電気信号を処理して指示体の描画操作に応じた位置座標の算出に加え付帯操作に応じた付随情報を取得することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項９】
座標面上で間接的に放射光を発しながら描画操作およびそれに付随する上下動操作を行う指示体と、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して指示体の位置座標を算出する演算手段と、座標面を照明する光源とを備えた光デジタイザにおいて、
前記光源は複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ照明し、前記指示体は上下動操作に応じて表面色が変化し、前記検出手段は表面色が変化する指示体がフラッシュ照明を反射することで生じた放射光を該フラッシュ照明に同期して各色光別に受光し、前記演算手段は該検出手段から出力される電気信号を処理して指示体の描画操作に応じた位置座標の算出に加え上下動操作に応じた表面色の変化を認識することを特徴とする光デジタイザ。
【請求項１０】
座標面の上を移動する輝点を検出して電気信号に変換した後該電気信号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴って座標面を移動する輝点を備えた光スタイラスであって、
描画操作を行うために操られる軸部と輝点を形成する先端部とを有し、前記先端部は自発光体と導光体との結合からなり、前記導光体は円錐または円柱の内部を底面から刳り貫いた形状を有し、その内面または外面の少なくとも一方が光拡散性を備えた透明部材からなり、且つ底面部に自発光体が取り付けられていることを特徴とする光スタイラス。
【請求項１１】
座標面の上を移動する輝点を検出して電気信号に変換した後該電気信号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴って座標面を移動する輝点を備えた光スタイラスであって、
描画操作およびそれに付随する付帯操作を行うために操られる軸部と輝点を形成する自発光体が装着された先端部とを有し、前記軸部は付帯操作に応じて自発光体を制御して輝点の色調を変化させる変調手段を備えており、描画操作に応じた位置座標の入力に加え付帯操作に応じた付随情報の入力を可能にすることを特徴とする光スタイラス。
【請求項１２】
座標面の上を移動する輝点を検出して電気信号に変換した後該電気信号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴って座標面を移動する輝点を備えた光スタイラスであって、
筆圧の変化を伴なった描画操作を行うために操られる軸部と外部の照明を反射して輝点を形成する反射体が装着された先端部とを有し、前記反射体は第一の色を有し筆圧に応じて上下動するスライド部材と、第二の色を有し該スライド部材を覆うカバー部材とからなり、筆圧に応じて第一の色と第二の色の比率が変化することにより、描画操作に応じた位置座標の入力に加え筆圧の入力を可能にすることを特徴とする光スタイラス。
【請求項１３】
座標面上で放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段と、座標面を照明する光源とを備え、さらに該座標面に重なる画面を構成するディスプレイと、求めた位置座標を該画面に映し出す出力手段とを備えた表示装置であって、
前記光源はある波長の光源光を用いて座標面を照明し、前記検出手段は蛍光面を有する指示体による光源光の反射により生じた別の波長の放射光を選択的に受光する光学フィルターを備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
座標面上で直接的または間接的に放射光を発しながら描画操作およびそれに付随する付帯操作を行う指示体と、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して指示体の位置座標を算出する演算手段とを備え、さらに該座標面に重なる画面を構成するディスプレイと、求めた位置座標を該画面に映し出す出力手段とを備えた表示装置において、
前記指示体は付帯操作に応じて放射光に含まれる色成分を変化させる変調手段を備え、前記検出手段は放射光に含まれる色成分に応じた電気信号を出力し、前記該演算手段は該検出手段から出力された電気信号を処理して指示体の描画操作に応じた位置座標の算出に加え付帯操作に応じた付随情報を取得することを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
座標面上で間接的に放射光を発しながら描画操作およびそれに付随する上下動操作を行う指示体と、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して指示体の位置座標を算出する演算手段と、座標面を照明する光源とを備え、さらに該座標面に重なる画面を構成するディスプレイと、求めた位置座標を該画面に映し出す出力手段とを備えた表示装置において、
前記光源は複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ照明し、前記指示体は上下動操作に応じて表面色が変化し、前記検出手段は表面色が変化する指示体がフラッシュ照明を反射することで生じた放射光を該フラッシュ照明に同期して各色光別に受光し、前記演算手段は該検出手段から出力される電気信号を処理して指示体の描画操作に応じた位置座標の算出に加え上下動操作に応じた表面色の変化を認識することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標面上において、指やスタイラスあるいは指示棒など（以下、指示体と総称する）で指示する座標を、座標面の側方から指示体の位置をイメージセンサにより光学的に検出してコンピュータなどに入力する光デジタイザに関する。特に、大型のプラズマディスプレイや液晶ディスプレイと組み合わせて、画面を光デジタイザの座標面と一致させたペンコンピュータシステムを構築するために適した光デジタイザに関する。また、このような光デジタイザを備えた表示装置に関する。さらに、このような光デジタイザに用いる指示体として好ましい光スタイラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近来、対角寸法が４０インチ以上におよぶ大型のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）が実用段階まで開発されている。また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）も複数のパネルをつなぎ合わせる技術を利用して４０インチクラスの大画面が試作されている。このような、大型の表示装置は例えば会議室などでパーソナルコンピュータのモニタ画面を表示してプレゼンテーションを行うのに都合がよい。パーソナルコンピュータのポインティング操作や説明箇所をマークするマーキング操作はマウスを用いて行うより、直接画面に指でタッチしたり、スタイラスで画面に触れることにより操作を行うことができれば、説明を受ける側は、説明を行っている人間と説明内容を表示した画面とを同時に観察することができるので、黒板を使用した時と同様な感覚を得ることが可能であり、プレゼンテーションの効果がより高められる。このために、従来からディスプレイとデジタイザやタッチパネルを組み合わせて、出力用の画面と入力用の座標面とを一致させた表示装置が開発されている。
【０００３】
従来、大型のディスプレイと組み合わせることが比較的容易と考えられるデジタイザとして、２台のＴＶカメラでスタイラスの輝点を撮像しその位置を求める、いわゆるステレオ法が知られている。図２４に示すように、このステレオ法では座標面１の上に手動操作可能なスタイラス２が配置されている。このスタイラス２の先端にはＬＥＤなどの発光体２４が取り付けられている。なお、座標面１は大型ディスプレイ（ＰＤＰやＬＣＤ）６の画面に重なって設けられている。座標面１の周辺には互いに離間してＴＶカメラ１２Ｌ，１２Ｒが左右に配置されている。ＴＶカメラ１２Ｌ，１２Ｒはスタイラス２の輝点を撮像し、ビデオ信号として座標演算部１９に入力する。座標演算部１９はスタイラス２の画像を処理して位置情報（位置座標）を算出し、パーソナルコンピュータ５に送出する。パーソナルコンピュータ５は入力された位置情報に基づいて画像信号を生成し、ディスプレイ６に送る。ディスプレイ６は画像信号に基づいてスタイラス２の位置情報を表示することで、リアルタイムのポインティング操作を実現している。なお、スタイラス２の位置座標は三角測量の原理に基づいて算出することができる。
【０００４】
図２５は図２４に示した従来の表示装置の側面形状を表わしている。大型ＰＤＰなどディスプレイ６の画面は同時に座標面１を構成しており、スタイラス２は座標面１に沿って操作される。スタイラス２の先端にはＬＥＤなどの発光体２４が取り付けられており、これを２台のＴＶカメラ１２により側方から撮像する。図２４および図２５は従来のステレオ法の典型的な構成を表わしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＴＶカメラを用いた光デジタイザは屋内の照明光や窓から差し込む日光などの外乱光に弱く、誤動作につながるという問題を抱えている。また、ディスプレイと組み合わせた時に光デジタイザが画面から放射する光を検出してしまい、誤動作の原因になるという問題があった。ＰＤＰは自発光型のディスプレイであり画面から相当量の光が放射される。また、ＬＣＤもバックライトを使った透過型の場合、背面からの光源光が画面から多量に放射される。特に、指示体が発光体を備え直接的に輝点を形成する構造ではなく、指など外光を反射して間接的に輝点を形成する指示体の場合、輝点の光量が少ないため、外乱光により強く影響を受け、誤動作が顕著となる。また、座標面上の輝点を側方から撮像するため、ＴＶカメラをディスプレイの周辺に装着する必要があるが、ＴＶカメラの視野とその形状故に、設置面での制約が多くコンパクトな実装を実現する上で障害となっていた。また、座標面に対するＴＶカメラの位置合わせ作業も複雑且つ難しい面があった。
【０００６】
以上の点に鑑み、本発明はディスプレイから発する光を含めた外乱光に対して影響を受けることなく安定的に動作可能な光デジタイザを提供することを目的とする。また、指示体の輝点を検出するために用いられる検出ユニットの取り付け上の制約を除き、コンパクトな実装が可能な光デジタイザを提供することを目的とする。さらに、指やスタイラスなど指示体の色を検出して、複数の異なる指示体を識別したり複数の指示体による同時入力を可能にする光デジタイザを提供することを目的とする。また、位置情報に加え筆圧などの付帯情報を効率的に入力可能な光デジタイザを提供することを目的とする。さらに、光デジタイザと大型のディスプレイとを組み合わせた会議システムなどに好適な表示装置を提供することを目的とする。加えて、光デジタイザに最適な光スタイラスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
上述した本発明の目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち、本発明に係る光デジタイザは基本的な構成として、座標面上で直接的または間接的に放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段とを備えている。該検出手段の視野を該座標面から所定の高さ以下に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して平行な光に限定する光学手段と、該座標面の周囲を囲むように配され該視野から放射光以外の不要光を除去する遮蔽手段とを有する。更に座標面を照明する光源を備えているとともに、前記検出手段は照明を受けた指示体の反射により間接的に発した放射光を受光する。前記光源は点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標面をフラッシュ照明するとともに、前記演算手段はフラッシュ照明に同期して該検出手段から出力される電気信号を処理する。前記光源は複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ照明し、前記検出手段は特定の表面色を有する指示体の反射により生じた放射光をフラッシュ照明に同期して各色光別に受光し、前記演算手段は該検出手段から出力される電気信号を処理して指示体の位置座標の算出に加え表面色を識別する。或いは、前記光源はある波長の光源光を用いて座標面を照明し、前記検出手段は蛍光面を有する指示体による光源光の反射により生じた別の波長の放射光を選択的に受光する光学フィルターを備えている。好ましくは、前記光源は紫外波長の光源光を用いて座標面を照明し、前記検出手段は指示体の蛍光面による光源光の反射で生じた可視波長の放射光を選択的に受光する光学フィルターを備えている。場合によっては、前記検出手段はカラーイメージセンサからなり、指示体に割り当てられた色に応じた放射光を受光して対応する電気信号を出力し、前記演算手段は該電気信号を処理して該指示体の位置座標の算出に加え指示体の色を識別する。
【０００８】
本発明に係る光スタイラスは、座標面の上を移動する輝点を検出して電気信号に変換した後該電気信号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴って座標面を移動する輝点を備えている。特徴事項として、本光スタイラスは描画操作を行うために操られる軸部と輝点を形成する先端部とを有し、前記先端部は自発光体と導光体との結合からなり、前記導光体は円錐または円柱の内部を底面から刳り貫いた形状を有し、その内面または外面の少なくとも一方が光拡散性を備えた透明部材からなり、且つ底面部に自発光体が取り付けられている。好ましくは、本光スタイラスは描画操作およびそれに付随する付帯操作を行うために操られる軸部と輝点を形成する自発光体が装着された先端部とを有し、前記軸部は付帯操作に応じて自発光体を制御して輝点の色調を変化させる変調手段を備えており、描画操作に応じた位置座標の入力に加え付帯操作に応じた付随情報の入力を可能にする。場合によっては、本光スタイラスは筆圧の変化を伴った描画操作を行うために操られる軸部と外部の照明を反射して輝点を形成する反射体が装着された先端部とを有し、前記反射体は第一の色を有し筆圧に応じて上下動するスライド部材と、第二の色を有し該スライド部材を覆うカバー部材とからなり、筆圧に応じて第一の色と第二の色の比率を変化させることにより、描画操作に応じた位置座標の入力に加え筆圧の入力を可能にしている。
【０００９】
本発明に係る表示装置は、基本的な構成として座標面上で直接的または間接的に放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、該座標面の周辺に配され該放射光を受光して電気信号に変換する検出手段と、該電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段とを備え、さらに該座標面に重なる画面を構成するディスプレイと、求めた位置座標を該画面に映し出す出力手段とを備えている。特徴事項として、本表示装置は該検出手段の視野を該座標面から垂直方向に関し所定の幅に制限して受光可能な放射光の範囲を該座標面に対して平行化する光学手段と、該座標面の周囲を囲むように配され該視野から放射光以外の不要光を除去するに十分な垂直方向の幅を持つ遮蔽手段とを有する。
【００１０】
本発明によれば、光デジタイザはディスプレイから発する表示光を含む外乱光に対して影響を受けにくい構造となっている。また、座標面における検出手段の取り付けの制約を減らし、コンパクトな実装を可能にしている。さらに、指やスタイラスなど指示体の色を検出することで、複数の異なる指示体を識別したり、複数の指示体による同時入力を可能にしている。加えて、位置座標に加え筆圧などのスタイラスの付帯情報を光デジタイザ本体に効率的に伝達可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る表示装置の第１実施形態を示す模式的な平面図である。本表示装置は光デジタイザとディスプレイ６とを一体化した構造を有しており、入力具としてスタイラス２を用いている。光デジタイザは、座標面１上で直接的または間接的に放射光を発するスタイラス２（指示体）の位置座標を求めるため、座標面１の周辺に配され放射光を受光して電気信号に変換する左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒ（検出手段）と、電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段とを備えている。なお、本実施形態では演算手段は検出ユニットに内蔵されている。また、ディスプレイ６は例えば４２インチサイズのＰＤＰまたはＬＣＤからなり、光デジタイザの座標面１と重なる画面を備えている。本表示装置はさらにパーソナルコンピュータ５を備えており、検出ユニット３Ｒから出力された位置情報（位置座標）に基づいて画像信号を生成し、ディスプレイ６の画面にスタイラス２によって指示された位置座標を表示する。特徴事項として、各検出ユニット３Ｌ，３Ｒにはその視野を座標面１から垂直方向に関し所定の幅に制限して受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して平行化する光学手段を内蔵している。さらに、座標面１の周囲を囲むように遮蔽枠（遮蔽手段）４が配されており、各検出ユニット３Ｌ，３Ｒの視野から放射光以外の不要光を除去するに十分な垂直方向の幅を持っている。この幅寸法は座標面１から測った高さとして例えば１ｃｍ〜２ｃｍである。
【００１２】
次に、図１に示した第１実施形態の動作を説明する。本表示装置においては、入力具として光スタイラス２が用いられており、座標面１に沿って手動操作され文字や図形などの所望の画像を表わす位置座標を入力する。左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが座標面１上に沿って水平方向に互いに所定距離離間して配置されている。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒはスタイラス２からの放射光を受光し、対応する電気信号を生成する。本実施形態では、左検出ユニット３Ｌはスタイラス２からの放射光を受光して左方位情報を表わす電気信号を生成し、右検出ユニット３Ｒに送出する。右検出ユニット３Ｒは同様にスタイラス２からの放射光を検出して右方位情報を表わす電気信号を生成する。さらに、右検出ユニット３Ｒに内蔵された演算手段は左方位情報および右方位情報に基づき三角測量の原理に従ってスタイラス２が指示する位置座標を示す位置情報をパーソナルコンピュータ５に送出する。パーソナルコンピュータ５は位置情報に基づきスタイラス２が指示した位置座標値に基づいて画像信号を生成する。ディスプレイ６はパーソナルコンピュータ５から入力された画像信号に基づきスタイラス２が描いた文字や図形などを光学的に再生する。
【００１３】
図２は、図１に示した表示装置の断面構造を模式的に表わしている。なお、図では左検出ユニット３Ｌのみが表わされているが、右検出ユニット３Ｒも同様な構成を有している。左検出ユニット３Ｌおよび右検出ユニット３Ｒはそれぞれリニアイメージセンサ１３を含んでおり、互いに異なる方位からスタイラス２が発する放射光を受光して、それぞれスタイラス２の一次元像を表わす電気信号を出力する。左検出ユニット３Ｌに組み込まれたプリント基板７に搭載された回路部品８は演算手段を構成しており、リニアイメージセンサ１３から得られた一次元像に基づいて左方位情報を生成し、右検出ユニット３Ｒに送出する。右検出ユニット３Ｒも回路部品から構成される演算手段を備えており、リニアイメージセンサ１３から出力された一次元像に基づいて右方位情報を算出するとともに左検出ユニット３Ｌから送出された左方位情報と合わせて、スタイラス２の二次元位置座標を算出する。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒはレンズ群９からなるコリメータレンズを含んでおり、スタイラス２から発する放射光のうち実質上座標面１と平行な成分のみをリニアイメージセンサ１３の受光面に集光して、受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して平行化する。レンズ群９は球面の上下を切除して偏平形状に加工されており、座標面１の上に平行配置可能である。即ち、本実施形態に用いるコリメータレンズはコンパクトな置き型となっている。コリメータレンズは座標面１を広範囲でカバーするため例えば９０°程度の広がりを持つ広角レンズとなっている。座標面１の周囲を囲むように配された遮蔽枠４は例えば無反射ラシャ材１４からなり、リニアイメージセンサ１３の視野１１から放射光以外の不要光を除去する。ディスプレイ６の画面１５は座標面１と重なって配されている。画面１５の上に沿ってスタイラス２が操作される。スタイラス２はＬＥＤなどの発光体２４を内蔵するとともに、その先端に導光体２３を備えており、輝点を形成する。この輝点は平行化された視野１１に入るため、リニアイメージセンサ１３により撮像される。画面１５から垂直方向に発する表示光は平行化された視野１１からほとんど除かれるため、イメージセンサ１３に入射する恐れがない。また、視野１１に入る外光はほとんど遮蔽枠４により遮断されるため、リニアイメージセンサ１３に入射する恐れがない。さらに、導光体２３から四方に発する放射光は遮蔽枠４の無反射ラシャ材１４により吸収されるため、導光体２３から発した放射光の二次反射がリニアイメージセンサ１３に入射することもない。以上のように、本実施形態では各検出ユニット３Ｌ，３Ｒの視野を、座標面１に沿ってほぼ平行にするレンズ群９と、座標面１の周囲に沿って視野１１を覆うサイズの遮蔽枠４を備えることにより、周囲の外乱光が検出ユニット３Ｌ，３Ｒに入射することを防いでいる。また、ディスプレイ６と組み合わせた時に画面１５から発する表示光が検出ユニット３Ｌ，３Ｒに入るのを防ぐことができる。また、レンズ群９を偏平形状に加工することで検出ユニット３Ｌ，３Ｒを全体として薄型化可能である。このため、検出ユニット３Ｌ，３Ｒは座標面１の上に直接載置することが可能となり、取り付けや位置合わせの調整が容易になる。以���の構成により、コンパクトで表示光を含む外乱光に対して強い光デジタイザを実現できる。コンパクトな実装を実現する上で検出ユニット３Ｌ，３Ｒに組み込まれたミラー（反射手段）１６も重要な機能を有している。即ち、ミラー１６は座標面１の上に配置したレンズ群９と座標面１から離間して配置したリニアイメージセンサ１３とを結ぶ光路に介在しており、レンズ群９で集光したスタイラス２からの放射光を反射してリニアイメージセンサ１３の受光面に導いている。
【００１４】
図２６は、リニアイメージセンサ１３の機能を説明するための模式図である。図示するように、スタイラスに内蔵した発光体２４とリニアイメージセンサ１３との間にレンズ９が介在している。発光体２４から発した放射光はレンズ９により集光され、リニアイメージセンサ１３の受光面に結像点が形成される。受光面には微細な画素が直線状に配されている。発光体２４が第一の位置ＰＡから第二の位置ＰＢに移動すると、対応する結像点がＳＡからＳＢに移動する。図示の幾何光学的な関係から理解されるように、発光体２４の方位は結像点に対応しており、この結像点はリニアイメージセンサ１３の画素により検出可能である。
【００１５】
図３は、図２に示したレンズ群９の形状を示す模式的な平面図である。図示するように、レンズ群９は球面の上下を切除して偏平形状に加工されており、座標面の上に平行配置可能である。係る偏平形状を有するレンズ群９は例えばプラスチックのモールドレンズとして得られる。
【００１６】
図４は、図２に示した構造の変形例を表わしている。この変形例では、反射手段を構成するミラー１６に代えて、屈折手段を構成するプリズム１７を用いている。プリズム１７はレンズ群９で集光した放射光を屈折してリニアイメージセンサ１３の受光面に導いている。前述したように、レンズ群９は座標面に垂直な方向の視野１１を座標面に沿ってほぼ平行化している。レンズ群９の形状はレンズの正面に向かってレンズの中心を挟んである幅を以て平行にスライスした形状を持っている。プリズム１７はレンズ群９を通過した放射光がリニアイメージセンサ１３に至るまでの光路上に位置し、光路を折り曲げている。
【００１７】
図５は、図２に示したスタイラスの具体的な構成例を示す模式的な部分断面図である。スタイラス２は、座標面の上を移動する輝点を検出して電気信号に変換した後この電気信号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴って座標面を移動する輝点を備えている。スタイラス２は描画操作を行うために操られる軸部２１と輝点を形成する先端部２２とを有する。先端部２２はＬＥＤなどからなる自発光体２４とアクリル樹脂などからなる導光体２３との結合である。導光体２３は円錐または円柱の内部を底面から刳り貫いた形状を有し、その内面２５または外面２６の少なくとも一方が光拡散性を備えた透明部材からなり、且つ底面部に自発光体２４が取り付けられている。本例では、内部を刳り貫いた導光体２３の内面２５および外面２６の両者に凹凸が形成されている。この凹凸は透明で微細なプリズムからなる。このような凹凸は例えばシボ加工により得られる。係る構成によれば、スタイラスなどに組み込む発光体２４として市販のＬＥＤなどを使用することが可能になり、且つ発光体２４から発する放射光を効率よく座標面に沿って放出することが可能である。
【００１８】
図６は本発明に係る表示装置の第２実施形態を示す平面図である。この表示装置は座標面１上で間接的に放射光を発する指示体の位置座標を求めるため、光デジタイザを備えている。本実施形態では、指示体として指２０が用いられている。光デジタイザは左右一対の光検出ユニット３Ｌ，３Ｒを備えており、座標面１の周辺に配されて指２０から発した放射光を受光し電気信号に変換する。各検出ユニット３Ｌ，３Ｒには演算手段が内蔵されており、電気信号を処理して指２０の位置座標を算出する。加えて、座標面１を照明する光源を内蔵した一対の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒが設けられている。左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒは照明を受けた指２０の反射により間接的に発した放射光を受光する。左右一対の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒは内蔵された光源の点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標面１をフラッシュ照明する。検出ユニット３Ｌ，３Ｒに備えられた演算手段はフラッシュ照明に同期して電気信号を処理する。
【００１９】
図７は、図６に示した照明ユニット３０Ｌの構成を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。なお、他の照明ユニット３０Ｒも同様な構成を有している。図示するように、照明ユニット３０ＬはＬＥＤなどの光源３１を内蔵しており、その前方にはシリンドリカルレンズ３２が取り付けられている。（ａ）に示すように、シリンドリカルレンズ３２は座標面に対して水平な方向に関し光源光を拡散的に放射して座標面を広く照明するのに対し、（ｂ）に示すように座標面と垂直な方向に関しては光源光をある程度集光して平行化している。
【００２０】
図８のフローチャートを参照して、図６に示した第２実施形態の動作を説明する。まず、ステップＳ１で左右の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒを点灯する。ステップＳ２で、左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒのイメージセンサから出力された電気信号を読み出し、バッファＢＵＦ１に格納する。ステップＳ３で左右の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒを消灯する。ステップＳ４で、再び左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒのイメージセンサから出力された電気信号を読み出し、別のバッファＢＵＦ２に格納する。最後にステップＳ５で、各検出ユニット３Ｌ，３Ｒの各画素毎にＢＵＦ１−ＢＵＦ２の演算を行い、その後指２０で示された位置座標を算出する。以上のように、本実施形態では左右一対の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒが点灯および消灯を繰り返して間欠的に座標面１をフラッシュ照明するとともに、演算手段はフラッシュ照明に同期して検出ユニット３Ｌ，３Ｒから出力される電気信号を処理している。係る構成により、ノイズの原因となる外乱光（バックグランド光）を除去した状態で、位置座標の演算が可能になる。本実施形態では照明を受けた指２０の反射光を電気的な制御により外乱光と区別できるので、外乱光に強い光デジタイザを実現できる。また、ＰＤＰなどのディスプレイ６と組み合わせた時にその表示光の反射成分と照明光の反射成分を区別することが可能になる。なお図１に示した第１実施形態と同様に、本実施形態でも座標面１を囲む遮蔽枠４が設けられている。従って、上述した効果に加え、さらに周囲の外光が検出ユニットに入射することを防止できるので、さらに外乱光に強い光デジタイザを実現できる。
【００２１】
図９は、図６に示した検出ユニット３Ｌ，３Ｒのそれぞれに組み込まれるリニアイメージセンサ１３の具体的な例を示す模式図である。本例では、リニアイメージセンサ１３が、受光量に応じた電荷を蓄積して電気信号に変換する画素セル（電荷蓄積素子）１３３と電荷の蓄積を制御するシャッタゲート１３２とを備えている。このイメージセンサ１３は前述したフラッシュ照明に同期してシャッタゲート１３２を開閉する。図示するように、リニアイメージセンサ１３はシャッタドレイン１３１とシャッタゲート１３２と画素セル１３３とリードアウトゲート１３４とＣＣＤアナログシフトレジスタ１３５と出力アンプ１３６とを備えている。シャッタドレイン１３１には電源電圧ＶＤＤが供給され、シャッタゲート１３２には制御信号ＳＨＵＴが供給され、リードアウトゲートには制御信号ＲＯＧが供給され、ＣＣＤアナログシフトレジスタにはクロック信号ＣＬＫが供給される。出力アンプ１３６から電気信号ＯＵＴが得られる。
【００２２】
図１０のフローチャートを参照して、図９に示したシャッタ機能付きリニアイメージセンサ１３の動作を説明する。まずステップＳ１で、制御信号ＳＨＵＴを入力し、シャッタゲート１３２を開いて画素セル１３３に蓄積された電荷をシャッタドレイン１３１に逃がす。次にステップＳ２で、図６に示した左右の照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒを点灯する。ステップＳ３で、一定時間経過後各照明ユニット３０Ｌ，３０Ｒを消灯する。この一定時間は例えば１００μｓｅｃである。ステップＳ４で、制御信号ＲＯＧを入力しリードアウトゲート１３４を開いて電荷を画素セル１３３からＣＣＤアナログシフトレジスタ１３５に移し、さらにＣＣＤアナログシフトレジスタ１３５にクロック信号ＣＬＫを与えて画像データを読み出す。この画像データは出力アンプ１３６から電気信号ＯＵＴとして取り出される。最後にステップＳ５で、画像データに基づいて指２０で指示された位置座標を演算する。本実施形態によれば、イメージセンサのシャッタ機能を使用することにより、照明をフラッシュ動作させて、フラッシュ期間のみに指やスタイラスなどの像を撮影できるので、外乱光が混入する期間を短縮化できる。これにより、表示光や外乱光の影響を少なくすることが可能である。
【００２３】
図１１は、本発明に係る光デジタイザの第３実施形態に用いる照明ユニットを示す模式的な平面図である。本実施形態では、照明ユニット３０に内蔵された光源が赤色ＬＥＤ３１ｒ、緑色ＬＥＤ３１ｇおよび青色ＬＥＤ３１ｂの組からなる。また、これらのＬＥＤの前方にはシリンドリカルレンズ３２が配されている。照明ユニット３０は各ＬＥＤ３１ｒ，３１ｇおよび３１ｂから発する複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ照明する。これに応じ、検出ユニットは特定の表面色を有する指示体の反射により生じた放射光をフラッシュ照明に同期して各色光別に受光する。検出ユニットに内蔵された演算手段はイメージセンサから出力される電気信号を処理して指示体の位置座標の算出に加えその表面色を識別する。
【００２４】
図１２は、図１１に示した照明ユニット３０を組み込んだ光デジタイザの動作を説明するためのフローチャートである。まずステップＳ１で、赤色ＬＥＤ３１ｒのみを点灯してＣＣＤイメージセンサから画像データを読み出す。この画像データは赤色照明下で得られたものであり、赤の色分解画像（赤画像）を示している。次にステップＳ２で緑色ＬＥＤ３１ｇのみを点灯して、同じくＣＣＤイメージセンサから画像データを読み出す。この画像データは緑色照明下で得られたものであり、緑の色分解画像（緑画像）を表わしている。最後にステップＳ３で青色ＬＥＤ３１ｂのみを点灯して、ＣＣＤイメージセンサから画像データを読み出す。この画像データは青色照明下で得られたものであり、青の色分解画像（青画像）を示している。以上のように、本実施形態ではモノカラータイプのイメージセンサを使用しつつ、照明ユニットの色光を例えば赤、緑、青で切り替えることにより、各色に対応した色分解画像（赤画像、緑画像、青画像）を得るようにしている。
【００２５】
図１３は、上述した第３実施形態に用いるスタイラスの例を表わしている。図示するように、スタイラス２は軸部２１と先端部２２とを備えている。先端部２２には緑の色光を強く反射する緑色部材２７が取り付けられている。この他、赤色部材や青色部材を先端部２２に取り付けたスタイラスも必要に応じ用いられる。
【００２６】
図１４は、上述した第３実施形態に係る光デジタイザの演算処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１で赤画像、緑画像および青画像を読み込む。この後ステップＳ２で、緑画像：赤画像：青画像の比演算を各検出ユニットの各画素に対して行い、１：０：０に近い画素を抽出する。これにより、緑色部材２７を先端部２２に取り付けたスタイラス２を識別することができる。その後、抽出結果に基づいて座標演算を行う。以上のように、本実施形態では、照明ユニットは複数の色（波長）を持つ光源光を切り替えて座標面上に照射する。各々の波長を照射した時検出ユニットから出力される電気信号の変化からスタイラス２の色を識別する。これにより、座標情報に加え色情報を光デジタイザに入力することができる。即ち、モノカラータイプのイメージセンサを用いても、スタイラス２の色を識別することができるので、大変経済性に優れている。また、色識別を行うことにより外乱光の除去にも効果がある。
【００２７】
図１５は、本発明に係る光デジタイザの第４実施形態に用いるスタイラスを示す模式図である。前述した第３実施形態と同様に、本実施形態でも図１１に示した色光切り替え型の照明ユニットを用いてスタイラスの色情報の検出を行っている。（ａ）に示すように、本スタイラス２は座標面の上を移動する輝点を検出して電気信号に変換した後この電気信号を処理して位置座標を出力する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴って座標面を移動する輝点を備えている。具体的には、スタイラス２は筆圧の変化を伴った描画操作を行うために操られる軸部２１と外部の照明を反射して輝点を形成する反射体が装着された先端部２２とを有する。この反射体は第一の色（例えば青色）を有し筆圧に応じて上下動するスライド部材２８と、第二の色（例えば赤色）を有しスライド部材２８を覆うカバー部材２９とからなる。筆圧に応じて第一の色と第二の色の比率が変化することにより、描画操作に応じた位置座標の入力に加え筆圧の入力を可能にする。なお、スタイラス２の軸部２１にスプリング２８ａが格納されており、これにより筆圧に応じたスライド部材２８の上下動を実現している。
【００２８】
（ｂ）はスタイラス２に比較的強い筆圧が加わった状態を示し、（ｃ）は比較的弱い筆圧が加わった状態を示している。スタイラス２を強くプッシュした時には検出ユニット３の視野１１に赤色のカバー部材２９が露出する。一方、強くプッシュしない場合には視野１１に青色のスライド部材２８が露出する。検出ユニット３は係るスタイラス２の先端部２２の色変化を検出して、筆圧情報を得ることができる。この筆圧情報はスタイラスのペンダウン信号の入力に用いることができるとともに、マウスのクリック信号の入力に対応するものとして用いることができる。本実施形態では、照明ユニットは複数の色光を切り替えて座標面をフラッシュ照明し、スタイラス２は上下動動作に応じて表面色が変化し、検出ユニット３は表面色が変化するスタイラス２がフラッシュ照明を反射することで生じた放射光をフラッシュ照明に同期して各色光別に受光し、演算手段は検出ユニットから出力された電気信号を処理してスタイラス２の描画操作に応じた位置座標の算出に加え上下動操作に応じた表面色の変化を認識する。簡便な構造により、スタイラスが座標面に接触したことを示すペンダウン信号や筆圧信号を光デジタイザ本体に伝達できる。特に、スタイラス側では特別な回路部品や電池などを使用することなく、筆圧情報を光デジタイザの本体側に伝達できるので、経済性と耐久性に優れている。
【００２９】
図１６は本発明に係る表示装置および光デジタイザの第５実施形態を示す模式的な平面図である。基本的には、図１に示した第１実施形態と同様であり、座標面１の上にはスタイラス２と左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが配置している。また、座標面１を囲むように遮蔽枠４が設けられているとともに、座標面１の下部にはＰＤＰなどからなる大型のディスプレイ６が組み込まれている。
【００３０】
図１７は図１６に示した検出ユニット３の具体的な構成を示す模式的な断面図である。図示するように、本光デジタイザは、座標面１上で直接的または間接的に放射光を発するスタイラス２の位置座標を求めるため、座標面１の周辺に配され放射光を受光して電気信号に変換する検出ユニット３と、これに内蔵され電気信号を処理して位置座標を算出する演算手段と、検出ユニット３の視野１１を座標面１から所定の高さ以下に制限して受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して平行化するレンズ９とを備えている。本実施形態では、検出ユニット３はカラーＴＶカメラ１２を利用している。このカラーＴＶカメラ１２はカラーイメージセンサを内蔵している。また、上述したレンズ９はカラーＴＶカメラ１２に取り付けられた撮像レンズである。レンズ９は座標面１に垂直な光軸を有する。ミラー１６が座標面１の上に配されており、座標面１に平行な放射光の成分を直角に反射してレンズ９に導く。係る構成により、スタイラス２の先端部２２から発した放射光のうち実質上座標面１と平行な成分のみをカラーイメージセンサの受光面に集光して、受光可能な放射光の範囲を座標面１に対して平行化している。即ち、検出ユニット３はスタイラス２の像をイメージセンサに結像させるレンズ９を備えており、このレンズ９の視野直前に光路を直角に折り曲げる反射手段としミラー１６を配している。係る構成により、レンズ９として市販のＴＶカメラ用レンズを使用する際、カメラユニットの取り付けと位置合わせの調整が容易になる。さらに、座標面１の周囲に遮蔽枠４を設けることで、ディスプレイ６の画面１５から放射される表示光を含む外乱光に対して強い光デジタイザを実現できる。なお、本実施形態では検出ユニット３はカラーイメージセンサを用いており、スタイラス２に割り当てられた色に応じた放射光を受光して対応する電気信号を出力し、演算手段はこの電気信号を処理してスタイラス２の位置座標の算出に加えその色を識別することができる。このように、スタイラスの色を識別して消しゴムなどの特定の機能をスタイラスに割り当てることができる。また、先端部２２の色が異なる複数のスタイラス２の同時使用を可能にする。さらに、色を識別することにより外乱光の排除が可能である。
【００３１】
図１８は、図１６および図１７に示した第５実施形態に用いるスタイラスの具体的な例を示す模式的な断面図である。この光スタイラスは、基本的には図５に示した光スタイラスと類似の構造を有している。図示するように、スタイラス２は軸部２１と先端部２２とに分かれている。軸部２１にはプリント基板２１ｐが格納されており、その上にスイッチ２１ｓ、サイドノブ２１ｎ、回路部品２１ｃなどが搭載されている。また、プリント基板２１ｐには筆圧検出器２１ｄも取り付けられている。一方、先端部２２は発光体と導光体２３とからなる。発光体は赤ＬＥＤ２４ｒ、緑ＬＥＤ２４ｇおよび青ＬＥＤ２４ｂの組からなり、レンズ２４ａで被覆されている。これらのＬＥＤチップはプリント基板２１ｐに搭載された回路部品２１ｃにより点灯動作を制御される。導光体２３は内部を刳り貫いた円柱形状の透明アクリル樹脂などからなり、その内面２５および外面２６には凹凸が形成されており、所望の光散乱性を備えている。
【００３２】
図１９は、図１８に示した光スタイラスの回路構成を示すブロック図である。筆圧検出器２１ｄには反転アンプ２１ｉおよびＬＥＤ駆動アンプ２１ａを介して赤ＬＥＤ２４ｒが接続されている。また、ＬＥＤ駆動アンプ２１ａを介して青ＬＥＤ２４ｂも接続されている。一方、スイッチ２１ｓにはＬＥＤ駆動アンプ２１ａを介して緑ＬＥＤ２４ｇが接続されている。
【００３３】
図２０のフローチャートを参照して、上述した第５実施形態に係る光デジタイザの動作を説明する。まずステップＳ１で、カラーＴＶカメラ１２から出力された撮像信号を読み込み、バッファＢＵＦ（赤）、ＢＵＦ（緑）、ＢＵＦ（青）に格納する。次にステップＳ２で、（ＢＵＦ（赤）＋ＢＵＦ（緑）＋ＢＵＦ（青))の値を演算し、これに基づいてスタイラス２の位置座標を算出する。次にステップＳ３で、（ＢＵＦ（赤）＋ＢＵＦ（緑）＋ＢＵＦ（青))のピーク値を取る画素の値をレジスタＰＥＡＫ（赤）、ＰＥＡＫ（緑）、ＰＥＡＫ（青）に格納する。ステップＳ４で各レジスタＰＥＡＫ（赤）、ＰＥＡＫ（緑）、ＰＥＡＫ（青）の値に基づき、筆圧情報やスイッチのオン／オフ情報を算出する。図１９から明らかなように、筆圧検出器２１ｄで検出される筆圧が強い程、青ＬＥＤ２４ｂの発光量が大きくなる。逆に、筆圧検出器２１ｄが検出する筆圧が弱い程、赤ＬＥＤ２４ｒの発光量が強くなる。このような発光量の変化を検出してステップＳ４で筆圧を求めている。また、図１９から明らかなように、サイドノブ２１ｎの操作に応じたスイッチ２１ｓのＯＮ／ＯＦＦに応じて緑ＬＥＤ２４ｇが点灯／消灯する。この変化をステップＳ４で検出し、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ情報を得ている。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態では、座標面１上で直接的または間接的に放射光を発しながら描画操作およびそれに付随する付帯操作を行うスタイラス２と、座標面１の周辺に配され放射光を受光して電気信号に変換する検出ユニット３と、この電気信号を処理してスタイラス２の位置座標を算出する演算手段とを備えた光デジタイザにおいて、スタイラス２は付帯操作に応じて放射光に含まれる色成分を変化させる変調手段を備えており、検出ユニット３は放射光に含まれる色成分に応じた電気信号を処理し、演算手段は検出ユニット３から出力された電気信号を処理してスタイラス２の描画操作に応じた位置座標の算出に加え付帯操作に応じた付随情報を取得している。スタイラス２は座標面１の上を移動する輝点を検出して電気信号に変換した後この電気信号を処理して位置座標を算出する光デジタイザの入力に用いられ、描画操作に伴って座標面１を移動する輝点を備えている。スタイラス２は描画操作およびそれに付随する付帯操作を行うために操られる軸部２１と輝点を形成する自発光体（赤ＬＥＤ２４ｒ、緑ＬＥＤ２４ｇ、青ＬＥＤ２４ｂ）が装着された先端部２２とを有する。軸部２１は付帯操作に応じて自発光体を制御して輝点の色調を変化させる変調手段（筆圧検出器２１ｄやスイッチ２１ｓなど）を備えており、描画操作に応じた位置座標の入力に加え付帯操作に応じた付随情報の入力を可能にしている。即ち、スタイラス２は複数の波長の光を切り替えて、又はある比率で同時に発する３色のＬＥＤ２４ｒ，２４ｇ，２４ｂを備え、これらの自発光体の波長の制御を筆圧やスイッチの状態（即ち、スタイラスの付帯情報）に応じて成すようにしている。検出ユニット側は係るスタイラス２の色変化を検出する手段を備えており、スタイラスの色を識別することにより付帯情報をデジタイザ本体側に伝達できる。本実施形態によれば、特別な赤外線リンクや無線リンクを使うことなく、スタイラスから入力された付帯情報を光デジタイザ側に伝達できる。
【００３５】
図２１は、本発明に係る表示装置および光デジタイザの第６実施形態を示す模式的な平面図である。本実施形態では、異なる色が割り当てられた複数のスタイラスの同時使用を可能にしている。ディスプレイ６の上に規定された座標面１には例えば赤色ＬＥＤ２４ｒを備えた赤スタイラス２ｒと青色ＬＥＤ２４ｂを備えた青スタイラス２ｂが配されている。座標面１の周辺には左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが配置されている。一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒには座標演算部１９ｒ，１９ｂが接続されている。一方の座標演算部１９ｒは左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒから出力された赤画像信号を処理して、赤スタイラス２ｒの位置座標を出力する。他方の座標演算部１９ｂは左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒから出力された青画像信号を処理して、青スタイラス２ｂの位置座標を出力する。このように、個々のスタイラスに割り当てられた色に対応した色分解画像を出力する検出ユニット３Ｌ，３Ｒは先の実施形態のものを用いることができる。
【００３６】
図２２は、本発明に係る光デジタイザの第７実施形態を示す模式的な部分断面図である。基本的には、図１７に示した第５実施形態と類似しており、対応する部分には対応する参照番号を付して理解を容易にしている。本実施形態では、第５実施形態で用いたミラーに代えて、ハーフミラー１６ｈを用いている。このハーフミラー１６ｈの後方にはシリンドリカルレンズ３２を介して光源３１が配されている。光源３１はハーフミラー１６ｈを介して再帰反射部材２２ｔを有するスタイラス２を照明する。検出ユニット３に内蔵したＴＶカメラ１２は照明を受けたスタイラス２から再帰反射した放射光をハーフミラー１６ｈを介して受光する。再帰反射部材２２ｔとしては例えば多数の小さなコーナーキューブプリズムを用いることができる。これは極めて効率のよい再帰反射部材であり、光源３１の発光強度は比較的小さくて済む。係る構成により、照明効率を高めることができ且つ外乱光によるスタイラスからの不要反射の入光を防ぐことができる。
【００３７】
図２３は、本発明に係る表示装置および光デジタイザの第８実施形態を示す平面図である。基本的には、本実施形態は図６に示した第２実施形態と類似している。ディスプレイ６の上に規定された座標面１上で放射光を発するスタイラス２の位置座標を求めるため、左右一対の検出ユニット３Ｌ，３Ｒが座標面の周辺に配されており、放射光を受光して電気信号に変換する。さらに、この電気信号を処理して位置座標を算出する。また、座標面１を照明する光源として、蛍光ランプ３１ｅが配されている。蛍光ランプ３１ｅはある波長の光源光を用いて座標面１を照明し、左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒは蛍光体２２ｅを有するスタイラス２による光源光の反射により生じた別の波長の放射光を選択的に受光する光学フィルター３９Ｌ，３９Ｒをそれぞれ備えている。蛍光ランプ３１ｅは紫外波長の光源光を用いて座標面１を照明し、左右の検出ユニット３Ｌ，３Ｒは蛍光体２２ｅを備えたスタイラス２による光源光の反射で生じた可視波長の放射光を選択的に受光する光学フィルター３９Ｌ，３９Ｒを備えている。係る構成によれば、スタイラス２以外からの反射光を区別し排除できるので、大変強力な外乱光対策になる。また、フィルターを用いることにより、表示光や外乱光が検出ユニットに入るのを防ぐことができる。さらに、光源としては広く普及しているブラックライトブルー蛍光ランプ３１ｅ等を用いることができ、さらにスタイラス２の先端に設ける蛍光体２２ｅは入手容易な蛍光物質を利用することができるので、経済性に優れている。また、照明が操作者の目に入って表示を妨害するのを防ぐことができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示光を含む外乱光に対して強い光デジタイザを実現することができた。また、検出ユニットの取り付けの制約を減らし、コンパクトな実装が可能な光デジタイザが得られた。さらに、スタイラスの色を検出することが可能になり、複数の異なるスタイラスなどを識別したり、複数のスタイラスによる同時入力を実現できた。さらに、筆圧などスタイラスの操作に付随する情報を光デジタイザの本体側に経済的に伝達することができた。以上の効果は光デジタイザのみではなく、これと大型のディスプレイとを組み合わせた表示装置に応用した場合、特に顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光デジタイザの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明に係る光デジタイザの第１実施形態を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に組み込まれるレンズを示す平面図である。
【図４】第１実施形態の変形例を示す模式図である。。
【図５】第１実施形態に用いられるスタイラスの一例を示す模式図である。
【図６】本発明に係る光デジタイザの第２実施形態を示す平面図である。
【図７】第２実施形態に組み込まれる照明ユニットを示す模式図である。
【図８】第２実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図９】第２実施形態に用いるリニアイメージセンサの一例を示す模式図である。
【図１０】図９に示したリニアイメージセンサの動作説明に供するフローチャートである。
【図１１】第３実施形態に用いられる照明ユニットを示す模式図である。
【図１２】図１１に示した照明ユニットの動作説明に供するフローチャートである。
【図１３】第３実施形態に用いるスタイラスを示す模式図である。
【図１４】第３実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１５】第４実施形態に用いるスタイラスを示す模式図である。
【図１６】第５実施形態を示す平面図である。
【図１７】第５実施形態に組み込まれる検出ユニットを示す断面図である。
【図１８】第５実施形態に用いるスタイラスを示す断面図である。
【図１９】図１８に示したスタイラスの回路構成を示すブロック図である。
【図２０】第５実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図２１】第６実施形態を示す平面図である。
【図２２】第７実施形態を示す断面図である。
【図２３】第８実施形態を示す平面図である。
【図２４】従来の光デジタイザを示す模式図である。
【図２５】従来の光デジタイザを示す側面図である。
【図２６】リニアイメージセンサの動作説明に供する模式図である。
【符号の説明】
１・・・座標面、２・・・スタイラス、３Ｌ・・・左検出ユニット、３Ｒ・・・右検出ユニット、４・・・遮蔽枠、５・・・パーソナルコンピュータ、６・・・ディスプレイ、９・・・レンズ、１１・・・視野、１３・・・リニアイメージセンサ、１５・・・画面
【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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