(57)【要約】【課題】発光入力手段及び複数の非発光入力手段の接触座標を検知する。【解決手段】ディスプレイ２０の表示面２２の表面に沿って第一の方向に複数の光束を列状に投射する発光部４１０と、発光部４１０投射した光束を受光して第一の受光信号を出力する受光センサ４３０と、表示面２２の表面に沿って第一の方向と交差する第二の方向に複数の光束を列状に投射する発光部４２０と、発光部４２０が投射した光束を受光して第二の受光信号を出力する受光センサ４４０と、離間して配置され表示面２２に接触したときに光を発するペン形入力装置１００からの光を受光して第三の受光信号を出力する受光部３００、３１０と、表示面２２に対する指２００の接触座標を第一の受光信号及び第二の受光信号に基づいて検出すると共に、表示面２２に対するペン形入力装置１００の接触座標を第三の受光信号に基づいて検知する座標検出部３５０とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の投射手段が投射した光束を受光して第一の受光信号を出力する第一の受光手段と、
第二の投射手段が投射した光束を受光して第二の受光信号を出力する第二の受光手段と、
発光入力手段からの光を受光して第三の受光信号を出力する第三の受光手段と、
非発光入力手段の座標を前記第一の受光信号及び前記第二の受光信号に基づいて検出し、前記発光入力手段の座標を前記第三の受光信号に基づいて検知する座標検出手段と、を備えることを特徴とする座標検知装置。
【請求項２】
前記発光入力手段の発光量は、前記第一の投射手段及び前記第二の投射手段の発光量よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の座標検知装置。
【請求項３】
前記第一の投射手段及び前記第二の投射手段は、それぞれ前記各光束を出力する複数の光源を有し、前記複数の光源を順次走査点灯して前記各光束を投射することを特徴とする請求項１又は２に記載の座標検知装置。
【請求項４】
前記第一の受光手段及び前記第二の受光手段は、前記第一の投射手段及び前記第二の投射手段の複数の光源に対となる同数の受光素子を有し、
前記座標検出手段は、
前記第一の受光手段及び前記第二の受光手段の各受光素子の受光量に基づいて前記非発光入力手段の座標を検知すると共に、
前記非発光入力手段を複数検出したとき、前記受光素子の受光量に基づいて、受光手段と前記非発光入力手段との距離を判断することを特徴とする請求項１乃至３までの何れか一項に記載の座標検知装置。
【請求項５】
前記第一の受光手段及び前記第二の受光手段は、前記第一の投射手段及び前記第二の投射手段の複数の光源に対となる同数の受光素子を有し、
前記座標検出手段は、前記非発光入力手段を複数検出したとき、前記発光手段の異なる位置に配置された光源からの光による前記受光素子の受光状態に基づいて前記光源と前記非発光入力手段との距離を判断することを特徴とする請求項１乃至４までの何れか一項に記載の座標検知装置。
【請求項６】
前記第一の投射手段及び前記第二の投射手段の投射する光の波長と、前記発光入力手段の発生する光の波長を異なるものとし、前記第三の受光手段には前記第一の投射手段及び前記第二の投射手段からの光束が透過しないフィルタを備えることを特徴とする請求項１乃至５までの何れか一項に記載の座標検知装置。
【請求項７】
パネル部材を有する画像表示装置と、請求項１乃至３までの何れか一項に記載の座標検知装置と、前記座標検知装置から出力された座標データに基づいて生成した画像を前記画像表示装置に表示させる表示制御装置と、を備えることを特徴とする電子情報ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標検知装置及び電子情報ボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネル等の画像表示装置と、画像表示装置の表示面における入力手段の座標を検知する座標検知装置と、座標検知装置からの座標データに基づいて書き込まれた各種画像を表示させる制御装置とを備えたインタラクティブ・ホワイトボード（Interactive White board：ＩＷＢ）と称される電子情報ボードが広く使用されている。
このような電子情報ボードに使用される座標検知装置として、各種のものが提案されており、中でも入力手段として発光手段を備える発光入力手段であるペン形入力装置と、発光手段を備えない非発光入力手段である指等とを区別して検出できる座標検知装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、発光手段を備えた複数のペン形入力装置と非発光入力手段の座標を取得する座標検知装置として、導光板に入射する複数のペン形入力装置からの異なる波長の光を検出すると共に、導光板に沿って射出される光束の非発光入力手段による散乱を検出する座標検知装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の座標検知装置は、ペン形入力装置と非発光入力手段の座標をそれぞれ検知できるものの、複数の非発光入力手段の座標を検知できないという問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、発光入力手段及び複数の非発光入力手段の座標をそれぞれ検知することができる座標検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、第一の投射手段が投射した光束を受光して第一の受光信号を出力する第一の受光手段と、第二の投射手段が投射した光束を受光して第二の受光信号を出力する第二の受光手段と、発光入力手段からの光を受光して第三の受光信号を出力する第三の受光手段と、非発光入力手段の座標を前記第一の受光信号及び前記第二の受光信号に基づいて検出し、前記発光入力手段の座標を前記第三の受光信号に基づいて検知する座標検出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発光入力手段及び複数の非発光入力手段の座標をそれぞれ検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る電子情報ボードの外観を示す斜視図である。
【図２】同電子情報ボードのハードウエア構成を示す構成図である。
【図３】同電子情報ボードの構成を模式的に示す図である。
【図４】同電子情報ボードの制御系を示すブロック図である。
【図５】同電子情報ボードに使用する座標検知装置の構造を示す模式図である。
【図６】同電子情報ボードのコントローラの構成を示すブロック図である。
【図７】座標検知装置の第三の受光手段の受光状態を示すグラフ図である。
【図８】座標検知装置で指の座標を取得する状態を示す模式図である。
【図９】座標検知装置において第一及び第二の受光手段の検知状態を示すグラフ図である。
【図１０】複数の指を使用した座標検知装置の状態を示す模式図である。
【図１１】複数の指を使用した座標検知装置の不具合を示す模式図である。
【図１２】複数の指を使用した場合における座標の取得手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１１に示した状態における第一の受光素子の受光状態を示す図である。
【図１４】第２実施形態に係る座標の取得手順を示すフローチャートである。
【図１５】複数の指を使用した座標検知装置の不具合を示す模式図である。
【図１６】同複数の指を使用した座標検知装置における光の遮断状態を示す模式図である。
【図１７】第３実施形態に係る座標の取得手順を示すフローチャートである。
【図１８】複数の指を使用した座標検知装置における光の遮断状態を示す模式図である。
【図１９】第４実施形態に係る座標検知装置におけるペン形入力装置と指を使用した場合の接触座標の検出を示す模式図である。
【図２０】図１９に示した状態での、第一の受光素子の光検出状態を示す図である。
【図２１】図１９に示した状態での、第二、第三の受光素子の光検出状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１実施形態＞
本発明の実施形態に係る座標検知装置及び電子情報ボードを図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る電子情報ボードの外観を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る電子情報ボード１０は、図１に示すように、画像表示装置であるディスプレイ２０と、このディスプレイ２０を立てた状態に保持するスタンド４０と、ディスプレイ２０を駆動する機器を収納する機器収納部５０とを備える。
ディスプレイ２０は、液晶パネルやプラズマパネル等でありパネル部材をなす。また、ディスプレイ２０の筐体前面には画像を表示する表示面２２が形成され、表示面２２には座標検知装置であるタッチパネル２４が配置されている。
更に、電子情報ボード１０は、専用の発光入力手段であるペン形入力装置１００で表示面２２に文字や図形などを書き込むことができる。ペン形入力装置１００は、ペン先１００Ａに接触検知手段を備え、ペン先１００Ａが表示面２２に接触したことを検知して筆記検知信号を無線信号として送信する。ディスプレイ２０は、ペン形入力装置１００から送信された筆記検知信号を受信すると、タッチパネル２４により検知された座標位置に書き込まれた文字や図形等を表示する。
【０００９】
また、ペン形入力装置１００のペン尻１００Ｂにも接触検知手段を備え、ペン尻１００Ｂが表示面２２に接触すると消去検知信号を無線信号として送信する。ディスプレイ２０は、ペン形入力装置１００から送信された消去検知信号を受信すると、タッチパネル２４により検知された座標位置に書き込まれた文字や図形等を表示面２２から消去する。尚、この消去操作による表示処理としては、表示制御装置であるコントローラ６０（図３、図４参照）において、検知された座標位置を背景と同じ色（例えば、白色）とする表示処理が行われる。
更に、ペン形入力装置１００は、駆動用の電池と発光素子の間に昇圧回路を組み込むことにより、その発光量を常時は一定に制御して、電池残量が既定値以下になった場合は発光しないようにしている。また、ペン形入力装置１００には、表示面２２への接触力を検知する感圧センサを備え、感圧センサの検出値に基づいて光の強さを変化させることができる。コントローラ６０は、この光の強弱により、表示面２２への書き込み線の太さを変化させる。
機器収納部５０は、例えば、後述するコントローラ、プリンタ、ビデオディスク装置等の各種機器が収納されている。また、機器収納部５０の上面には、入力操作を行うキーボード３０が搭載されている。
【００１０】
図２は電子情報ボードのハードウエア構成を示す構成図である。電子情報ボード１０は、図２に示すように、上述したディスプレイ２０、タッチパネル２４、キーボード３０の他、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）７０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）７０３、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）７０４、ＨＤＣ(Hard Disk Controller)７０５、メディアドライブ７０７、インターフェース（I/F）７０８、マウス７０９、マイク７１０、スピーカ７１１、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)７１２を拡張バスライン７２０で接続して構成される。
【００１１】
ＣＰＵ７０１は、電子情報ボード１０の全体動作を制御する。ＲＯＭ７０２は、ＩＰＬ等のＣＰＵ７０１の駆動に用いられるプログラムを記憶している。ＲＡＭ７０３は、ＣＰＵ７０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ７０４は、プログラム等の各種データを記憶している。ＨＤＣ７０５は、ＣＰＵ７０１の制御に従ってＨＤＤ７０４に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。メディアドライブ７０７は、フラッシュメモリ等の記録メディア７０６に対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。Ｉ／Ｆ７０８は、通信ネットワークを介してデータ送信や、ドングルの接続を行う。ＧＰＵ７１２には、ＧＰＵ７１２の駆動に用いられるプログラムを記憶したＲＯＭ７１３、ＧＰＵ７１２のワークエリアとして使用されるＲＡＭ７１４が接続されている。拡張バスライン７２０は、上記各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等を備える。
【００１２】
図３は同電子情報ボードの構成を模式的に示す図、図４は同電子情報ボードの制御系を示すブロック図である。ディスプレイ２０は、コントローラ６０により制御されており、入力操作される各種の画面操作部２６やユーザＰＣ（Personal Computer）９０から取り込まれた画像を表示面２２に表示する。また、コントローラ６０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル７０が接続されるＵＳＢソケット７２、ＶＧＡ（Video Graphics Array）ケーブル８０が接続される入力ソケット８２を備える。図３及び図４で示した例では、入力ソケット８２は、ＶＧＡケーブルに対応しているとしたが、入力ソケット８２は、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ等他の規格の入力ケーブルが接続するものとできる。
【００１３】
ユーザＰＣ９０は、磁気ディスク装置などからなるストレージ９４を有する。ストレージ９４には、各種コンテンツ及びコンテンツ表示用アプリケーションソフトウエアなどのプログラムが格納されている。そして、操作者は、ストレージ９４に格納されたコンテンツの中でもでもから所望のコンテンツを選択することで、モニター９２に当該コンテンツを表示させる。このため、コントローラ６０は、ユーザＰＣ９０のモニター９２に表示された画像データがＵＳＢケーブル７０及びＶＧＡケーブル８０を介して転送されると、ディスプレイ２０のユーザＰＣ画面２８にモニター９２に表示された画像データと同じ画像を表示する。
【００１４】
また、コントローラ６０は、光ファイバなどの通信回線２０１及びネットワークソケット２０２を介してインターネット又はＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク２０４にも接続される。
【００１５】
図５は同電子情報ボードのコントローラの構成を示すブロック図である。電子情報ボード１０のコントローラ６０は、ペン信号受信部２１０と、コントローラオペレーションシステム部２２０と、アプリケーション部２３０と、映像入力デバイス部２４０と、タッチパネルドライバ部２５０を有する。また、アプリケーション部２３０は、イベント信号判断部２３１と、映像入力処理部２３２と、画像描画処理部２３４と、画面消去処理部２３６と、画面操作処理部２３８とを有する。
コントローラオペレーションシステム部２２０は、コントローラ６０で行う制御処理を管理、実行するメイン制御部である。アプリケーション部２３０は、ディスプレイ２０の表示面２２に表示される画像全体を生成する制御処理、ユーザＰＣ画面２８に表示する制御処理を行う。またコントローラオペレーションシステム部２２０は、ペン形入力装置１００のペン先１００Ａ、もしくはペン尻１００Ｂが表示面２２に接触し筆記検知信号が検知された場合、ならびに指等の非発光体が検知された場合に、筆記された図形や文字などを表示する制御処理を行う。
【００１６】
イベント信号判断部２３１は、コントローラオペレーションシステム部２２０から入力されるイベント信号を監視しており、入力されたイベント信号に応じた制御処理を行う。
映像入力処理部２３２は、ユーザＰＣ９０から入力された画像をディスプレイ２０の表示面２２のユーザＰＣ画面２８に表示するための制御処理を行う。画像描画処理部２３４は、イベント信号判断部２３１を介してタッチパネル２４から入力される座標位置の座標データに基づいて手書きのグラフィック（画像）を生成する。また、画像描画処理部２３４は、既に表示された画像に手書きのグラフィックを重畳してディスプレイ２０の表示面２２に表示する。画面消去処理部２３６は、イベント信号判断部２３１を介してタッチパネル２４から入力される座標位置の情報に基づいて現在表示されている画像の背景色でグラフィックを生成し、既に表示された画像に背景色のグラフィックを重畳してディスプレイ２０の表示面２２に表示する。
【００１７】
これにより、ディスプレイ２０に表示された手書きグラフィックに背景色のグラフィックが重畳されて見かけ上は、表示面２２から消去される。画面操作処理部２３８は、タッチパネル２４から入力される座標位置の情報（信号）をマウスイベントなどのポインティングデバイス信号に変換し、ディスプレイ２０の表示面２２に表示される画面操作部２６のオン・オフ操作による処理を行う。また、タッチパネル２４の受光部３００、３１０により検知されたペン形入力装置１００が接触した座標位置の情報をマウスダウンイベントとして座標値と共にコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。更に、ペン形入力装置１００がタッチパネル２４の表示面２２に接触したまま移動させられた場合、マウスムーブイベントとして座標値と共にコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。
【００１８】
座標検出部３５０は、座標検出手段として、ペン形入力装置１００及び発光入力手段以外の非発光入力手段である指２００のディスプレイ２０の表示面２２に対する接触座標を検出する。即ち、座標検出部３５０には、第一の受光手段である受光センサ４３０、第二の受光手段である受光センサ４４０及び第三の受光手段である受光部３００、３１０が接続されている。そして、座標検出部３５０は、ペン形入力装置１００及び指等の非発光入力手段の表示面２２での接触座標である座標位置信号を検出する。発光制御部３６０は、第一の投射手段である発光部４１０、第二の投射手段である発光部４２０に接続され、各発光部４１０、４２０を駆動する。
【００１９】
タッチパネルドライバ部２５０は、ペン信号受信部２１０及び座標検出部３５０から入力された座標位置信号及び筆記検知信号又は消去検知信号を所定のイベント信号に変換してコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。タッチパネルドライバ部２５０は、ペン信号受信部２１０でペン形入力装置１００より筆記検知信号又は消去検知信号が受信されると、座標位置信号と共に筆記検知信号又は消去検知信号をコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。
【００２０】
次にタッチパネル２４における受光部３００、３１０、発光部４１０、４２０、受光センサ４３０、４４０の配置について説明する。図６は同電子情報ボードに使用する座標検知装置の構造を示す模式図である。タッチパネル２４において、表示面２２の上側の左右角部に一対の受光部３００、３１０が配置されている。受光部３００、３１０は離間して配置されている。また、表示面２２の下側端部には、発光部４１０が、表示面２２の右側端部には、発光部４２０が配置されている。更に、表示面２２の上側端部には第一の受光手段である受光センサ４３０が、表示面２２の左側端部には、第二の受光手段である受光センサ４４０が配置されている。
受光部３００、３１０は、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等からなる撮像素子と、結像レンズとを備えて構成される。
発光部４１０、４２０は発光制御部３６０により発光が制御される。また、受光部３００、３１０、受光センサ４３０、受光センサ４４０からの出力は座標検出手段である座標検出部３５０に入力され、検出されたペン形入力装置１００及びの座標が検出される。
【００２１】
次に、座標検出部３５０の動作について説明する。まず、発光入力手段であるペン形入力装置１００の接触座標の検知について説明する。ペン形入力装置１００は、その先端が表示面２２に接触したとき、ペン先１００Ａが発光する。発光手段は例えば赤外線ＬＥＤ等で構成される。
【００２２】
ペン形入力装置１００から発せられた赤外光は、受光部３００、３１０で検知される。図７は座標検知装置の第三の受光手段の受光状態を示すグラフである。図中（ａ）は受光部３００、（ｂ）は受光部３１０の受光信号を示すグラフである。受光部３００、３１０からはこれらの第三の受光信号が座標検出部３５０に入力する。座標検出部３５０は、赤外光を検知した箇所の水平方向に対する傾斜角度（図６中α、β）を検知して、三角測量の手法に基づいて接触座標を演算し、ＸＹ座標に変換する。
そして、座標検出部３５０で得られた座標位置の信号は、コントローラオペレーションシステム部２２０を介して画像描画処理部２３４、画面消去処理部２３６、画面操作処理部２３８に伝送される。
【００２３】
次に非発光入力手段として指２００の接触座標の検知について説明する。発光部４１０、４２０からの光束を受光センサ４３０、４４０で受光している状態において、指２００が表示面２２に接触すると、発光部４１０、４２０からの光束は指２００で遮られる。この状態を受光センサ４３０、４４０が検知する。そして、この受光センサ４３０、４４０からの第一の受光信号及び第二の受光信号に基づいて座標検出部３５０が指２００の表示面２２への接触座標を検出する。
図８は座標検知装置で指の座標を取得する状態を示す模式図である。発光部４１０、４２０には赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で構成された複数の光源５１０が配置されている。
発光部４１０の光源５１０は、表示面２２の水平方向（Ｘ方向）の表示範囲に対応してＮ個が配置されている。各光源５１０は、表示面２２の表面に沿って夫々Ｙ方向（第一の方向）に光束を投射する。即ち、発光部４１０は、Ｙ方向に沿って複数の光束を列状に投射する。
発光部４２０の光源５１０は、表示面２２の垂直方向（Ｙ方向）の表示範囲に対応してＭ個が配置されている。各光源５１０は、表示面２２の表面に沿って夫々Ｘ方向（第一の方向と交差する第二の方向）に光束を投射する。即ち、発光部４２０は、Ｘ方向に沿って複数の光束を列状に投射する。
発光制御部３６０は、発光部４１０の光源５１０を図中Ｘ矢印方向に順次走査点灯すると共に、発光部４２０の光源５１０を図中Ｙ矢印方向に順次走査点灯する。
【００２４】
受光センサ４３０、４４０には例えばフォトダイオードで構成された複数の受光素子５２０がそれぞれ配置されている。受光センサ４３０の受光素子５２０は、表示面２２の水平方向（Ｘ方向）の表示範囲に、発光部４１０の光源５１０と対になる同数のＮ個が配置されている。受光センサ４４０の受光素子５２０は、表示面２２の垂直方向（Ｙ方向）の表示範囲に、発光部４２０の光源５１０と対になる同数のＭ個が配置されている。
【００２５】
図８に示すように、表示面２２の座標（２，３）に接触した場合、発光部４１０の光源５１０ａの赤外光は、指２００により遮断され、受光センサ４３０のＸ矢印方向２番目の受光素子５２０ａでは受光できない。また、発光部４２０の３個目の光源５１０ｂの赤外光は、指２００により遮断され、受光センサ４４０のＹ矢印方向３番目の受光素子５２０ｂでは受光できない。
【００２６】
図９は、図８に示した例において、光源５１０ａの発光時の受光センサ４３０の受光状態と、光源５１０ｂの発光時の受光センサ４４０の受光状態を示している。図９に示すように、Ｘ方向座標「２」の受光素子、Ｙ方向座標「３」の受光素子の受光量が低下している。座標検出部３５０は、この状態から指２００の接触座標（２，３）を検出できる。画像の検出精度は、受光素子間隔に依存するため、三角測量の手法より劣るがペン形入力装置１００以外の入力は、画像表示面の拡大縮小やスライド等に用いられるため、ペン形入力装置１００による書き込み精度よりも劣る座標検知精度でも問題は発生しない。
【００２７】
次に複数の指２００が表示面２２に接触した場合について説明する。図１０は複数の指を使用した座標検知装置の状態を示す模式図、図１１は複数の指を使用した座標検知装置の不具合を示す模式図である。図１０に示すように、表示面２２に指２００Ａが座標（２，３）に、２００Ｂが座標（５，４）に接触した状態について検討する。
指２００Ａは、発光部４１０の２番面の光源５１０ａの赤外光を遮断するため、受光センサ４３０の２番目の受光素子５２０ａでは、赤外光を受光できない。また、指２００Ａは、発光部４２０の３番目の光源５１０ｂからの赤外光を遮断するため、受光センサ４４０の３番目の受光素子５２０ｂでは赤外光を受光できない。
同様に、指２００Ｂは、発光部４１０の５番面の光源５１０ｃの赤外光を遮断するため、受光センサ４３０の５番目の受光素子５２０ｃでは、赤外光を受光できない。また、指２００Ｂは、発光部４２０の４番目の光源５１０ｄからの赤外光を遮断するため、受光センサ４４０の４番目の受光素子５２０ｄでは赤外光を受光できない。以上より実際に指２００Ａ及び指２００Ｂの２つの接触座標（２，３）と、（５，４）を検出することが可能となる。
しかし、この情報だけからでは、座標（２，３）と（５，４）だけではなく、図１１に示す位置６１０の座標（２，４）と位置６２０の座標（５，３）も接触座標の候補となる。
【００２８】
本実施形態では、座標検出部３５０が、受光素子の周囲素子の受光量を比較することにより、受光素子に対する遠近を判別し、２本の指の接触座標を確定する。図１２は複数の指を使用した場合における座標の取得手順を示すフローチャートである。
まず、座標検出部３５０は、受光センサ４３０において検出した座標が２点あるかを判定する（ステップＳ１）。検出した座標が２点ある場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、座標検出部３５０は、受光センサ４４０において検出した座標が２点あるかを判定する（ステップＳ２）。
ステップＳ１において、１点を検出した場合（ステップＳ１のＮｏ）、座標検出部３５０は、更に受光センサ４４０において検出した座標が２点あるかを判定する（ステップＳ６）。
【００２９】
ステップＳ１でＹｅｓ、ステップＳ２でＹｅｓの場合には、ステップＳ３以下の２点の座標を確定する処理に進む。一方、ステップＳ１、ステップＳ２の何れかがＮｏである場合には、座標は２点に画一的に定まるため、２点の座標を検出して（ステップＳ７）終了する。ステップＳ１及びステップＳ２の何れもがＮｏである場合には、座標は１点だけ検出されているため、この座標を検出して（ステップＳ８）終了する。
【００３０】
ステップＳ１、ステップＳ２の何れもがＹｅｓの場合、以下の処理を行う。まず、受光センサ４３０において検出した２つの座標の周囲の光量を比較する（ステップＳ３）。
次いで、受光センサ４３０で検出した２つの座標のうち周辺光量が低い座標（Ｘ座標）と、受光センサ４４０で検出した座標のうち受光センサ４３０に遠い座標（Ｙ座標）とを組み合わせる。これにより１つ接触座標が決定される。
更に、受光センサ４３０で検出した周辺光量の高い座標（Ｘ座標）と、受光センサ４４０で検出した２つの座標のうち、受光センサ４４０で検出した受光センサ４３０に近い座標（Ｙ座標）を組み合わせる（ステップＳ５）。これにより２つの座標が確定する。
【００３１】
ステップＳ３、ステップＳ４の処理について具体的に説明する。まず、ステップＳ３について説明する。図１３は図１１に示した状態における第一の受光素子の受光状態を示す図である。本図は光源５１０ｃの発光を指２００Ｂが遮ったときの受光センサ４３０の受光信号を示している。
本図に示す信号は光源５１０ａが発光したとき指２００Ａによって遮られた信号を示す図９（ａ）と比べて、接触したＸ座標「５」周囲の受光センサ４３０（画素番号４、６）の受光信号も小さい。これは、指２００Ｂの受光センサ４３０からの距離が、指２００Ａより離れているためである。そこで、このＸ座標「５」に位置する指２００ＢのＹ座標は、受光センサ４４０で検出したＹ座標「３」、「４」のうち、受光センサ４３０から遠い「４」であることがわかる。
【００３２】
ステップＳ４では、Ｘ座標「２」周囲の受光センサ４３０の受光信号は、Ｘ座標「５」周囲の受光センサ４３０の信号より大きいため、Ｙ座標の候補「３」、「４」のうち指２００Ａの接触座標は、受光センサ４３０に近い側の「３」であると判断する。これにより、２本の指２００Ａ、２００Ｂの接触座標が（２，３）、（５，４）であると判断できる。
このように、受光素子の周囲素子の受光量を比較することにより、受光素子に対する遠近を判別し、座標の誤検知を防ぐことができる。
【００３３】
尚、上記実施形態では、２本の指２００Ａ、２００Ｂについて座標を確定したが、指を３本以上検出する場合も同様である。即ち、受光量の低下した受光素子の数が少ないほど、受光センサ４３０に近いと判定する。これにより、３本以上の指の接触座標を確定することができる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態に係る座標検出部３５０による判定手法について説明する。図１４は第２実施形態に係る座標の取得手順を示すフローチャートである。第２実施形態において、座標検出部３５０は、発光部４１０における異なる位置に配置された複数の光源からの光による受光センサ４３０の受光素子の受光状態に基づいて複数の座標を確定する。即ち、発光部４１０に接触座標が近いほど、発光部の発光位置変動に対する受光センサ４３０における受光位置の変動が大きいことを利用して座標を確定する。
【００３５】
まず、座標検出部３５０は、受光センサ４３０において検出した座標が２点あるかを判定する（ステップＳ１１）。検出した座標が２点（Ｘ座標「ｍ」、「ｎ」とする。但し、ｍ、ｎは自然数。）ある場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、座標検出部３５０は、受光センサ４４０において検出した座標が２点あるかを判定する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１１において、１点を検出した場合（ステップＳ１１のＮｏ）、座標検出部３５０は、更に受光センサ４４０において検出した座標が２点あるかを判定する（ステップＳ２０）。
【００３６】
ステップＳ１１でＹｅｓ、ステップＳ１２でＹｅｓの場合には、ステップＳ１３以下の２点の座標を確定する処理に進む。ステップＳ１１、ステップＳ１２の何れかがＮｏである場合には、座標は２点に画一的に定まるため、２点の座標を検出して（ステップＳ２１）終了する。ステップＳ１１及びステップＳ１２の何れもがＮｏである場合には、座標は１点だけ検出されており、この座標を検出して（ステップＳ２２）終了する。
【００３７】
次に、座標検出部３５０は、発光部４１０の「ｎ＋１」番目の光源が発光したときの受光センサ４３０の光量が低下した箇所を検出する。これが「ｎ−ξ」番目であるとする（ステップＳ１３）。
更に、座標検出部３５０は、発光部４１０の「ｍ＋１」番目の光源が発光したときの受光センサ４３０の光量が低下した箇所を検出する。これが「ｍ−η」番目であるとする（ステップＳ１４）。
そして、座標検出部３５０は「ξ」と「η」と比較する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５の比較の結果、「ξ＞η」である場合（Ｓ１５のＹｅｓ）、Ｘ座標「ｎ」と、受光センサ４４０で検出した２つのＹ座標のうち、受光センサ４３０に遠い方の座標を組み合わせて１番目の接触座標とする（ステップＳ１６）。更に、Ｘ座標「ｍ」と受光センサ４４０で検出した２つのＹ座標のうち、受光センサ４３０に近い方の座標を組み合わせて２番目の接触座標とする（ステップＳ１７）。
また、「ξ≦η」である場合（Ｓ１５のＮｏ）、Ｘ座標「ｍ」と、受光センサ４４０で検出した２つのＹ座標のうち、受光センサ４３０に遠い方の座標を組み合わせて１番目の接触座標とする（ステップＳ１８）。更に、Ｘ座標「ｎ」と受光センサ４４０で検出した２つのＹ座標のうち、受光センサ４３０に近い方の座標を組み合わせて２番目の接触座標とする（ステップＳ１９）。これにより２つの座標が確定する。
【００３８】
上述した処理について具体的に説明する。図１５は複数の指を使用した座標検知装置の不具合を示す模式図、図１６は複数の指を使用した座標検知装置における光の遮断状態を示す模式図である。説明を簡略化するため、図１５及び図１６では、発光部４１０、４２０における光源５１０、受光センサ４３０、４４０における受光素子５２０の数をそれぞれ８個としている。図１５において、接触点６３０は座標（２，３）、接触点６４０は座標（６，６）である。しかし、これだけでは、符号６５０、６６０で示す座標（６，３）、座標（２，６）も接触座標の候補となる。
【００３９】
この場合、座標検出部３５０は、図１６に示すように、ステップＳ１１でＸ方向の「座標ｍ」として「２」、「座標ｎ」として「６」を検出している。そこで座標検出部３５０は、ステップＳ１５で発光部４１０のＸ方向（ｍ＋１）＝３の光源５１０ｅと、（ｎ＋１）＝７の光源５１０ｆと発光した状態での「ξ」と、「η」とを比較する。ここで、ξ、ηは自然数である。尚、「ｍ」、「ｎ」に加える値は「１」に限定されず、「２」、「３」等必要に検出の状態に応じて設定できる。
図１６に示した例では、「η」は「１」、「ξ」は「２」であり、ξ＞ηであるため、座標検出部３５０は、ステップＳ１６、ステップＳ１７に従って接触点６３０の座標（２，３）と、接触点６４０の座標（６，６）を確定する。
以上のように、本実施形態では、光源に対する遠近を判別して座標の誤検知を防ぐことが可能である。
【００４０】
尚、上記実施形態では、２本の指２００Ａ、２００Ｂについて座標を確定したが、指が３本以上検出する場合には、複数のＸ座標について「ξ」、「η」に相当する値を取得し、この各値の大きい順に、受光センサ４３０に近いと判定する。これにより、３本以上の指の接触座標を確定することができる。
【００４１】
＜第３実施形態＞
次に第３実施形態に係る座標検出部３５０による座標の判定手法について説明する。図１７は第３実施形態に係る座標の取得手順を示すフローチャート、図１８は複数の指を使用した座標検知装置における光の遮断状態を示す模式図である。第３実施形態において、座標検出部３５０は、発光部４１０における異なる位置に配置された複数の光源５１０からの光による受光センサ４３０の受光素子の受光状態に基づいて複数の座標を確定する。即ち、第３実施形態では、発光部に接触座標が近いほど、発光部の発光位置変動に対する受光センサにおける受光角度の変動が大きいことを利用して座標を確定する。
【００４２】
まず、座標検出部３５０は、受光センサ４３０において検出した座標が２点あるかを判定する（ステップＳ３１）。検出した座標が２点（Ｘ座標「ｍ」、「ｎ」）ある場合（ステップＳ３１のＹｅｓ）、座標検出部３５０は、受光センサ４４０において検出した座標が２点あるかを判定する（ステップＳ３２）。
ステップＳ１１において、１点を検出した場合（ステップＳ３１のＮｏ）、座標検出部３５０は、更に受光センサ４４０において検出した座標が２点あるかを判定する（ステップＳ４０）。
【００４３】
ステップＳ３１でＹｅｓ、ステップＳ３２でＹｅｓの場合には、ステップＳ２３以下の２点の座標を確定する処理に進む。ステップＳ３１、ステップＳ３２の何れかがＮｏである場合には、座標は２点に画一的に定まるため、２点の座標を検出して（ステップＳ４１）終了する。ステップＳ３１及びステップＳ３２の何れもがＮｏである場合には、座標は１点だけ検出されており、この座標を検出して（ステップＳ４２）終了する。
【００４４】
次に、座標検出部３５０は、発光部４１０の「ｎ＋１」番目の光源が発光したときの受光センサ４３０の光量が低下した箇所を検出するこれを「ｎ−ξ」番目であるとし、角度ε１を式１で求める（ステップＳ３３）。ここで、ξは自然数である。
ε１＝ａｒｃｔａｎ（Ｌ２＊（ξ＋１）／Ｌ１）…式（１）
ここで、Ｌ１は光源５１０と受光素子５２０との距離、Ｌ２は受光センサ４３０における各受光素子５２０のピッチである（図１８参照）
【００４５】
更に、座標検出部３５０は、発光部４１０の「ｍ＋１」番目の光源が発光したときの受光センサ４３０の光量が低下した箇所を検出するこれを「ｍ−η」番目であるとし、角度ε２を式２で求める（ステップＳ３４）。ここで、ηは自然数である。
ε２＝ａｒｃｔａｎ（Ｌ２＊（η＋１）／Ｌ１）…式（２）
ここで、Ｌ１、Ｌ２は式１と同じである。
【００４６】
更に、座標検出部３５０は「ε１」と「ε２」と比較する（ステップＳ３５）。
ステップＳ１５の比較の結果、「ε１＞ε２」である場合（Ｓ３５のＹｅｓ）、Ｘ座標「ｎ」と、受光センサ４４０で検出した２つのＹ座標のうち、受光センサ４３０に遠い方の座標を組み合わせて１番目の接触座標とする（ステップＳ３６）。更に、Ｘ座標「ｍ」と受光センサ４４０で検出した２つのＹ座標のうち、受光センサ４３０に近い方の座標を組み合わせて２番目の接触座標とする（ステップＳ３７）。
また、「ε１≦ε２」である場合（Ｓ３５のＮｏ）、Ｘ座標「ｍ」と、受光センサ４４０で検出した２つのＹ座標のうち、受光センサ４３０に遠い方の座標を組み合わせて１番目の接触座標とする（ステップＳ３８）。更に、Ｘ座標「ｎ」と受光センサ４４０で検出した２つのＹ座標のうち、受光センサ４３０に近い方の座標を組み合わせて２番目の接触座標とする（ステップＳ３９）。これにより２つの座標が確定する。
【００４７】
上述した処理について図１８を参照して具体的に説明する。説明を簡略化するため、図１８では、発光部４１０、４２０における光源５１０、受光センサ４３０、４４０における受光素子５２０の数をそれぞれ８個としている。図１８において、指２００Ａの接触点６３０は座標（２，３）、指２００Ｂの接触点６４０は座標（６，６）である。しかし、これだけでは、符号６５０、６６０で示す座標（６，３）、座標（２，６）も接触座標の候補となる。
【００４８】
この場合、座標検出部３５０は、図１６に示すように、ステップＳ１１で「座標ｍ」として「２」、「座標ｎ」として「６」を検出している。そこで座標検出部３５０は、ステップＳ１５で発光部４１０のＸ方向（ｍ＋１）＝３の光源５１０ｅと、（ｎ＋１）＝７の光源５１０ｆと発光させた状態での角度「ε２」と、角度「ε１」を求める（ステップＳ３３、ステップＳ３４）。尚、「ｍ」、「ｎ」に加える値は「１」に限定されず、「２」、「３」等必要に検出の状態に応じて設定できる。
次いで座標検出部３５０は、ステップＳ３５において、「ε１」と「ε２」とを比較する。
図１８に示した例では、ε１＞ε２であるため、座標検出部３５０は、ステップＳ３６、ステップＳ３７に従って接触点６３０の座標（２，３）と、接触点６４０の座標（６，６）を確定する。
以上のように、本実施形態では、光源に対する遠近を判別して座標の誤検知を防ぐことが可能である。
【００４９】
尚、上記実施形態では、２本の指２００Ａ、２００Ｂについて座標を確定したが、指を３本以上検出する場合には、複数のＸ座標について「ε１」、「ε２」に相当する角度を取得し、この各値の大きい順に、受光センサ４３０から遠いと判定する。これにより、３本以上の指の接触座標を確定することができる。
【００５０】
＜第４実施形態＞
次に第４実施形態に係る座標検出部３５０による判定手法について説明する。本実施形態は、ペン形入力装置１００と指２００との誤検知を防止するものである。図１９は第４実施形態に係る座標検知装置におけるペン形入力装置と指を使用した場合の接触座標の検出を示す模式図である。また、図２０は図１９に示した状態での、第一の受光素子の光検出状態を示す図、図２１は図１９に示した状態での第二の受光素子及び第三の受光素子の光検出状態を示す図である。
図１９に示すように、ペン形入力装置１００の先端が表示面２２に接触し、ペン形入力装置１００のペン先１００Ａが発光することにより、ペン形入力装置１００からの赤外光は、受光部３００、３１０で検知される。また、指２００が表示面２２に接触することにより、受光部３００、３１０にて検知されていた発光部４１０、４２０からの赤外光は遮断される。
【００５１】
まず、受光部３００、３１０によるペン形入力装置１００の検出について説明する。この状態では、ペン形入力装置１００のペン先１００Ａ発光時には、受光部３００、３１０は、図２０に示すように、角度α、角度βにおいて、ペン形入力装置１００からの赤外線により、受光量が増加している。また、角度γ、角度δにおいて、指２００で赤外線が遮断されることにより受光量が減少している。
しかし、ペン形入力装置１００の接触座標は、受光量の上昇を検知することにより行っているため、基本的に指２００の座標位置をペン形入力装置と誤って検知することはない。
【００５２】
本実施形態では、指２００による赤外線の遮断をペン形入力装置１００と誤検知することを更に防止するため、ペン形入力装置１００が発する赤外線の波長と、発光部４１０、４２０が発する赤外線の波長を異ならせている。そして、受光部３００、３１０の受光面に、発光部４１０、４２０から射出される赤外線の波長を遮断するフィルタを取り付けている。これにより、受光部３００、３１０が、指遮断による発光部４１０、４２０からの受光量の変化の影響を防止することができる。
【００５３】
例えば、ペン形入力装置１００からの赤外線の波長を９００ｎｍ、発光部４１０、４２０の赤外線の波長を８００ｎｍとする。そして、受光部３００、３１０の受光部に、波長８５０ｎｍ以下の光を透過しないフィルタを取り付ける。これにより、受光部３００、３１０が、指遮断による発光部４１０、４２０からの受光量の変化の影響を防止することができる。
【００５４】
次に受光センサ４３０、４４０による誤検出の防止について説明する。図２１は、図１９に示す光源５１０ｅ発光時の受光センサ４４０の受光状態と、光源５１０ｆ発光時の受光センサ４３０の受光状態を示している。ペン形入力装置１００により、光源５１０ｅ、５１０ｆの赤外光は遮断されるが、ペン形入力装置１００の発光により、対応する受光素子５２０ｄ、５２０ａの受光量は低下しない。これにより、ペン形入力装置１００を指等と誤って検知することがない。この場合、ペン形入力装置１００の赤外線の発光量を、発光部４１０、４２０の赤外線の発光量よりも大きくすることが望ましい。また、ペン形入力装置１００は、コントローラ６０のペン信号受信部２１０にペンの識別信号を無線信号で送信することにより、複数ペンの識別を可能としている。
【００５５】
＜本発明の実施態様例の構成、作用、効果＞
＜第１態様＞
本態様は、発光部４１０投射した光束を受光して第一の受光信号を出力する受光センサ４３０と、発光部４２０が投射した光束を受光して第二の受光信号を出力する受光センサ４４０と、ペン形入力装置１００からの光を受光して第三の受光信号を出力する受光部３００、３１０と、指２００の座標を第一の受光信号及び第二の受光信号に基づいて検出し、ペン形入力装置１００の座標を第三の受光信号に基づいて検知する座標検出部３５０と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、発光部４１０、４２０からの光束の指２００による遮蔽状態を受光センサ４３０、４４０で検出し、受光部３００、３１０によりペン形入力装置１００の発光を検知し、座標検出部３５０で各座標を検出する。これにより、ペン形入力装置１００と複数の指２００との座標を検出することができる。
【００５６】
＜第２態様＞
本態様において、ペン形入力装置１００の発光量は、発光部４１０、４２０の発光量よりも大きいことを特徴とする。
本態様では、ペン形入力装置１００は発光部４１０、４２０より大きな発光量を有する。これにより、受光センサ４３０、４４０でペン形入力装置１００が誤検出されるのを防止できる。
【００５７】
＜第３態様＞
本態様において、発光部４１０、４２０は、それぞれ各光束を出力する複数の光源５１０を有し、複数の光源５１０を順次走査点灯して各光束を投射することを特徴とする。
本態様によれば、発光部４１０、４２０の光源５１０は順次走査点灯され、この走査点灯された光束が受光センサ４３０、４４０で検出される。これにより、座標検出部３５０は指２００で遮られた各光源５１０からの光束の座標を検出できる。
【００５８】
＜第４態様＞
本態様において、受光センサ４３０、４４０は、発光部４１０、４２０の複数の光源５１０と対となる同数の受光素子５２０を有し、座標検出部３５０は、受光センサ４３０、４４０の各受光素子５２０の受光量に基づいて指２００の座標を検知すると共に、指２００を複数検出したとき、受光素子５２０の受光量の変動に基づいて、受光センサ４３０と指２００との距離を判断することを特徴とする。
本態様によれば、座標検出部３５０は複数検出された指２００による受光素子５２０の受光量の変動に基づいて受光センサ４３０からの距離を判断する。これにより、複数の指２００のそれぞれの座標を確定することができる。
【００５９】
＜第５態様＞
本態様において、受光センサ４３０、４４０は、発光部４１０、４２０の複数の光源５１０に対となる同数の受光素子５２０を有し、座標検出部３５０は、指２００を複数検出したとき、発光部４１０の異なる位置に配置された光源５１０からの光による受光センサ４３０の受光素子５２０の受光状態に基づいて発光部４１０と指２００との距離を判断することを特徴とする。
本態様によれば、座標検出部３５０は異なる発光素子からの光により検出される指２００による受光素子５２０の受光量の変動に基づいて受光センサ４３０からの距離を判断する。これにより、複数の指２００のそれぞれの座標を確定することができる。
【００６０】
＜第６態様＞
本態様は、発光部４１０、４２０の発生する光の波長と、ペン形入力装置１００の発生する光の波長を異なるものとし、受光部３００、３１０には発光部４１０、４２０からの光束が透過しないフィルタを備えることを特徴とする。
本態様によれば、受光部３００、３１０は、発光部４１０、４２０からの光を検知しない。これにより、受光部３００、３１０による指２００の誤検出を防止できる。
【００６１】
＜第７態様＞
本態様に係る電子情報ボード１０は、表示面２２を有するディスプレイ２０と、タッチパネル２４と、タッチパネル２４から出力された座標データに基づいて生成した画像を画像表示装置に表示させるアプリケーション部２３０とを備えることを特徴とする。
本態様によれば、タッチパネル２４に配置された受光部３００、３１０、発光部４１０、４２０、受光センサ４３０、４４０及び座標検出部３５０により、ペン形入力装置１００及び指２００の座標を検知して、アプリケーション部２３０により表示できる。これにより、ペン形入力装置１００と、複数の指２００との検出できる電子情報ボード１０を実現できる。
【符号の説明】
【００６２】
１０：電子情報ボード、２０：ディスプレイ、２２：表示面（パネル部材）、２４：タッチパネル（座標検知装置）、１００：ペン形入力装置（発光入力手段）、２００、２００Ａ、２００Ｂ：指（非発光入力手段）、３００、３１０：受光部（第三の受光手段）、３５０：座標検出部（座標検出手段）、３６０：発光制御部、４１０：発光部（第一の投射手段）、４２０：発光部（第二の投射手段）、４３０：受光センサ（第一の受光手段）、４４０：受光センサ（第２の受光手段）、５１０：光源、５２０：受光素子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開２０１３−１７５１４２公報
【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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