(57)【要約】【課題】座標入力装置の製造コストの削減を図る。【解決手段】座標入力装置１００は、投光手段３０と受光手段４０とを有する２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒと演算制御回路３Ｌとを有する２基のセンサバー１Ｌ，１Ｒを有し、演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、受光手段４０により受光した光量分布に基づいて座標入力領域５へのタッチ操作の位置を算出するタッチ位置算出手段と、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの全てがタッチ位置を検出できる第３の重複領域９３内であって、対角方向に位置する２基の前記センサユニットを結ぶ２本の直線の交点αとは異なる位置へのタッチ操作を促す処理を行う要求手段と、タッチ操作の位置の算出結果に基づいて４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対的な位置を算出する相対位置算出手段として機能する。【選択図】図９
2016058046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を再帰反射する再帰反射手段に向けて投光する投光手段と、前記投光手段から投光されて前記再帰反射手段で再帰反射した反射光を受光する受光手段と、を有する少なくとも４基のセンサユニットと、
前記受光手段により受光した光量分布に基づいて矩形状の座標入力領域へのタッチ操作の位置を算出するタッチ位置算出手段と、
前記座標入力領域の四隅部に位置する４基の前記センサユニットの全てが前記タッチ操作の位置を検出できる重複領域内の、対角方向に位置する２基の前記センサユニットを結ぶ２本の直線の交点とは異なる位置へのタッチ操作を促す処理を行う要求手段と、
前記タッチ操作の位置を算出し、前記タッチ操作の位置が前記重複領域内の前記交点とは異なる位置である場合には、前記タッチ操作の位置の算出結果に基づいて前記４基のセンサユニットの相対的な位置を算出する相対位置算出手段と、
を有することを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】
前記相対位置算出手段は、互いに視野範囲にない２基の前記センサユニットを結ぶ直線と、前記２基のセンサユニットの一方のセンサユニットと前記一方のセンサユニットの対角方向に配置されるセンサユニットとを結ぶ直線との角度を、前記重複領域内の前記交点とは異なる位置への前記タッチ操作の位置を用いて算出し、前記タッチ操作の位置の算出結果に基づいて、前記４基のセンサユニットの相対位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項３】
前記要求手段は、前記座標入力領域に前記重複領域でかつ前記交点ではない位置へのタッチ操作を促す表示を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の座標入力装置。
【請求項４】
前記要求手段は、前記座標入力領域に前記重複領域でかつ前記交点ではない位置へのタッチ操作を促す音声を発することを特徴とする請求項１または２に記載の座標入力装置。
【請求項５】
前記要求手段は、前記座標入力領域に前記重複領域でかつ前記交点ではない位置へのタッチ操作を促す表示を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の座標入力装置。
【請求項６】
前記要求手段は、前記重複領域内の前記交点ではない位置へのタッチ操作を検出するまでは、前記処理を継続することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の座標入力装置。
【請求項７】
前記タッチ操作の位置が前記重複領域にない場合に、前記タッチ操作の位置を前記重複領域に誘導する処理を行う誘導手段をさらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の座標入力装置。
【請求項８】
入射光を再帰反射する再帰反射手段に向けて投光する投光手段と、前記投光手段から投光されて前記再帰反射手段で再帰反射した反射光を受光する受光手段と、を有する少なくとも４基のセンサユニットと、
を有する座標入力装置の制御方法であって、
前記受光手段により受光した光量分布に基づいて矩形状の座標入力領域へのタッチ操作の位置を算出するタッチ位置算出ステップと、
前記座標入力領域の四隅部に位置する４基の前記センサユニットの全てが前記タッチ操作の位置を検出できる重複領域内の、対角方向に位置する２基の前記センサユニットを結ぶ２本の直線の交点とは異なる位置へのタッチ操作を促す処理を行う要求ステップと、
前記タッチ操作の位置を算出し、前記タッチ操作の位置が前記重複領域内の前記交点とは異なる位置である場合には、前記タッチ操作の位置の算出結果に基づいて前記４基のセンサユニットの相対的な位置を算出する相対位置算出ステップと、
を有することを特徴とする座標入力装置の制御方法。
【請求項９】
入射光を再帰反射する再帰反射手段に向けて投光する投光手段と、前記投光手段から投光されて前記再帰反射手段で再帰反射した反射光を受光する受光手段と、を有する少なくとも４基のセンサユニットと、
を有する座標入力装置を制御するコンピュータに、
前記受光手段により受光した光量分布に基づいて矩形状の座標入力領域へのタッチ操作の位置を算出するタッチ位置算出ステップと、
前記座標入力領域の四隅部に位置する４基の前記センサユニットの全てが前記タッチ操作の位置を検出できる重複領域内の、対角方向に位置する２基の前記センサユニットを結ぶ２本の直線の交点とは異なる位置へのタッチ操作を促す処理を行う要求ステップと、
前記タッチ操作の位置を算出し、前記タッチ操作の位置が前記重複領域内の前記交点とは異なる位置である場合には、前記タッチ操作の位置の算出結果に基づいて前記４基のセンサユニットの相対的な位置を算出する相対位置算出ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
入射光を再帰反射する再帰反射手段に向けて投光する投光手段と、前記投光手段から投光されて前記再帰反射手段で再帰反射した反射光を受光する受光手段と、を有する少なくとも４基のセンサユニットと、
前記受光手段により受光した光量分布に基づいて矩形状の座標入力領域へのタッチ操作の位置を算出するタッチ位置算出手段と、
前記座標入力領域の四隅部に位置する４基の前記センサユニットの全てが前記タッチ操作の位置を検出できる重複領域内の、対角方向に位置する２基の前記センサユニットを結ぶ２本の直線の交点とは異なる位置へのタッチ操作を促す処理を行う要求手段と、
前記タッチ操作の位置を算出し、前記タッチ操作の位置が前記重複領域内の前記交点とは異なる位置である場合には、前記タッチ操作の位置の算出結果に基づいて前記４基のセンサユニットの相対的な位置を算出する相対位置算出手段と、
を有することを特徴とする座標入力システム。
【請求項１１】
前記相対位置算出手段は、互いに視野範囲にない２基の前記センサユニットを結ぶ直線と、前記２基のセンサユニットの一方のセンサユニットと前記一方のセンサユニットの対角方向に配置されるセンサユニットとを結ぶ直線との角度を、前記重複領域内の前記交点とは異なる位置への前記タッチ操作の位置を用いて算出し、前記タッチ操作の位置の算出結果に基づいて、前記４基のセンサユニットの相対位置を算出することを特徴とする請求項１０に記載の座標入力システム。
【請求項１２】
前記要求手段は、前記座標入力領域に前記重複領域でかつ前記交点ではない位置へのタッチ操作を促す表示を行うことを特徴とする請求項１０または１１に記載の座標入力システム。
【請求項１３】
前記要求手段は、前記座標入力領域に前記重複領域でかつ前記交点ではない位置へのタッチ操作を促す音声を発することを特徴とする請求項１０または１１に記載の座標入力システム。
【請求項１４】
前記要求手段は、前記座標入力領域に前記重複領域でかつ前記交点ではない位置へのタッチ操作を促す表示を行うことを特徴とする請求項１０または１１に記載の座標入力システム。
【請求項１５】
前記要求手段は、前記重複領域内の前記交点ではない位置へのタッチ操作を検出するまでは、前記処理を継続することを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の座標入力システム。
【請求項１６】
前記タッチ操作の位置が前記重複領域にない場合に、前記タッチ操作の位置を前記重複領域に誘導する処理を行う誘導手段をさらに有することを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の座標入力システム。
【請求項１７】
入射光を再帰反射する再帰反射手段に向けて投光する投光手段と、前記投光手段から投光されて前記再帰反射手段で再帰反射した反射光を受光する受光手段と、を有する少なくとも４基のセンサユニットと、
を有する座標入力システムの制御方法であって、
前記受光手段により受光した光量分布に基づいて矩形状の座標入力領域へのタッチ操作の位置を算出するタッチ位置算出ステップと、
前記座標入力領域の四隅部に位置する４基の前記センサユニットの全てが前記タッチ操作の位置を検出できる重複領域内の、対角方向に位置する２基の前記センサユニットを結ぶ２本の直線の交点とは異なる位置へのタッチ操作を促す処理を行う要求ステップと、
前記タッチ操作の位置を算出し、前記タッチ操作の位置が前記重複領域内の前記交点とは異なる位置である場合には、前記タッチ操作の位置の算出結果に基づいて前記４基のセンサユニットの相対的な位置を算出する相対位置算出ステップと、
を有することを特徴とする座標入力システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標入力領域へのタッチ操作の位置を光学的に検出する座標入力装置と、この座標入力装置の制御方法と、この座標入力装置の制御方法を実行するためのプログラムと、この座標入力装置を有する座標入力システムと、この座標入力システムの制御方法に関する。特には、座標入力領域を設ける面などに着脱可能で可搬性を有する座標入力装置と、この座標入力装置の制御方法と、この座標入力装置の制御方法を実行するためのプログラムと、この座標入力装置を有する座標入力システムと、この座標入力システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を用いる方式の座標入力装置として、座標入力領域の外側に再帰性反射材を設け、投光手段からの光を再帰反射材で反射し、その光量分布を受光手段により検出する方式が知られている。特許文献１には、座標入力領域内が指等でタッチされて光路が遮られると、遮光された方向を検知することでタッチ位置を算出するという構成が開示されている。このような光学式の座標入力装置は、少なくとも２基のセンサユニットにより検出されるタッチ位置の方向（角度）と、これら２基のセンサユニット間の距離の情報に基づき、座標入力領域へのタッチ位置を幾何学的に算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７２３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような座標入力装置においては、センサユニットの相対位置を確定しなければ、タッチ操作の位置の座標を算出できない。そして、センサユニットの相対位置を確定するためには、あるセンサユニットから見た他のセンサユニットの相対的な方向（角度）のみならず、ある絶対的な基準方向に対するセンサユニットの方向が必要になる。そこで、このような座標入力装置の製造においては、センサユニットを筺体へと組み込んだ後、基準となる方向（角度）を取得して、座標入力装置に保持させていた。例えば、筺体の垂直方向の角度を専用の冶具を用いて予め計測し、基準点角度情報として保持させていた。しかしながら、センサユニットを筺体へ組み込んだ後に基準となる角度を取得する際には、高い作業精度が求められる。このため、高い作業精度の要求を満たすような専用の治具と、このような基準方向の取得と付与の工数が必要であり、製造コストの上昇を招いていた。
【０００５】
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、座標入力装置の製造において基準方向の取得と付与の工程を省略することにより、製造コストの削減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の座標入力装置は、入射光を再帰反射する再帰反射手段と、前記再帰反射手段に向けて投光する投光手段と、前記投光手段から投光されて前記再帰反射手段で再帰反射した反射光を受光する受光手段と、を有する少なくとも４基のセンサユニットと、前記受光手段により受光した光量分布に基づいて矩形状の座標入力領域へのタッチ操作の位置を算出するタッチ位置算出手段と、前記座標入力領域の四隅部に位置する４基の前記センサユニットの全てが前記タッチ操作の位置を検出できる重複領域内の、対角方向に位置する２基の前記センサユニットを結ぶ２本の直線の交点とは異なる位置へのタッチ操作を促す処理を行う要求手段と、前記タッチ操作の位置を算出し、前記タッチ操作の位置が前記重複領域内の前記交点とは異なる位置である場合には、前記タッチ操作の位置の算出結果に基づいて前記４基のセンサユニットの相対的な位置を算出する相対位置算出手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、使用時において、自動的に基準方向の取得ができる。このため、座標入力装置の製造において基準方向の取得と付与の工程を省略することができ、製造コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置および座標入力システムの概略構成の例を模式的に示す図である。
【図２】ＰＣの構成例を模式的に示す図である。
【図３】センサユニットの概略構成の例を模式的に示す図である。
【図４】（Ａ）は、座標入力装置の概略構成と投光手段と受光手段の配置の例を模式的に示す図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は受光強度と投光強度の分布の例を模式的に示すグラフである。
【図５】センサバーの概略構成の例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）は演算制御回路の機能構成の例を示すブロック図であり、（Ｂ）はセンサユニットの動作を示すタイミングチャートである。
【図７】受光手段により検出される光量分布の例を模式的に示すグラフである。
【図８】センサユニットが検出する視野範囲および各重複領域を模式的に示す図である。
【図９】４基のセンサユニットの相対位置関係を模式的に示す図である。
【図１０】電源が投入されてからの初期設定処理を示すフローチャートである。
【図１１】表示装置が表示する表示領域内に第３の重複領域が含まれる状態を模式的に示す図である。
【図１２】タッチ操作の位置を第３の重複領域に誘導する処理の内容の例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、「光」という場合には、可視光以外の波長領域の電磁波（特に赤外線）も含むものとする。また、以下の各実施形態において示す構成は本発明の具体化の例に過ぎず、本発明は以下の各実施形態に示す構成に限定されるものではない。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る座標入力装置１００と座標入力システム１０１の概略構成を、図１と図２を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置１００と座標入力システム１０１の概略構成の例を模式的に示す図である。図１に示すように、座標入力装置１００は、筺体として２基で一組のセンサバー１Ｌ，１Ｒを有する。２基のセンサバー１Ｌ，１Ｒには、それぞれ、少なくとも２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒが設けられる。このため、座標入力装置１００は、全体で少なくとも４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒを有する。
【００１１】
座標入力システム１０１は、座標入力装置１００と、座標入力装置１００の外部機器であるコンピュータ（以下、ＰＣ３００と記す）と、表示装置２００とを有する。図２は、ＰＣ３００のハードウェア構成の例を示す図である。図２に示すように、ＰＣ３００は、ＣＰＵ３０１と、ＲＡＭ３０２と、ＲＯＭ３０３と、外部メモリ３０４と、入力部３０５と、表示部３０６と、通信Ｉ／Ｆ部３０７と、バスを有して構成されている。ＣＰＵ３０１は、ＰＣ３００における動作を統括的に制御するものであり、バスを介してＰＣ３００の各部を制御する。ＲＡＭ３０２は、ＣＰＵ３０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。ＲＯＭ３０３には、ＣＰＵ３０１が処理を実行するために必要なプログラム等が記憶されている。外部メモリ３０４には、後述する処理を実行するためのアプリケーションのプログラムが格納されている。外部メモリ３０４としては、たとえはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やＳＳＤ（シリコンソリッドディスク）などの公知の各種記憶デバイスが適用できる。入力部３０５は、使用者等がＰＣ３００を操作する部分である。入力部３０５としては、例えばキーボードやマウスなどの公知の各種入力デバイスが適用できる。表示部３０６は、ＣＰＵ３０１の制御に従い、各種画像や情報などを表示する。表示部３０６には、液晶表示装置など、公知の各種表示デバイスが適用できる。通信Ｉ／Ｆ部３０７は、外部（本実施形態では、座標入力装置１００と表示装置２００）との通信を司るものである。バスは、ＣＰＵ３０１と、ＲＡＭ３０２と、ＲＯＭ３０３と、外部メモリ３０４と、入力部３０５と、表示部３０６と、通信Ｉ／Ｆ部３０７とを通信可能に接続する。そして、ＣＰＵ３０１は、処理の実行に際して、外部メモリ３０４に格納されているコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭ３０２をワークエリアとして使用することにより、当該プログラム実行する。これにより各種の機能動作を実現する。
【００１２】
なお、ＰＣ３００は、上記構成に限定されない。ＰＣ３００は、所定のアプリケーションを実行できるとともに、座標入力装置１００と表示装置２００と通信できる構成であればよい。ＰＣ３００には、例えば、公知の各種パーソナルコンピュータ（ラップトップタイプやＰＤＡタイプも含む）が適用できる。
【００１３】
表示装置２００は、座標入力装置１００が生成した画像や、ＰＣ３００のアプリケーションが生成した画像を座標入力領域５（後述）の内側に投影（表示）する。表示装置２００が画像を投影（表示）する領域が表示領域１１１である。表示装置２００は、外部（本実施形態では座標入力装置１００とＰＣ３００）から入力された画像を投影（表示）できる構成であればよく、具体的な構成は特に限定されない。表示装置２００には、公知のプロジェクタなど、公知の各種表示装置が適用できる。
【００１４】
図１に示すように、座標入力装置１００の各々のセンサバー１Ｌ，１Ｒは、矩形状の座標入力領域５の対向する２辺の外側に配置されて使用される。そして、その状態で、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒのそれぞれは、矩形状の座標入力領域５の四隅部近傍に位置する。より具体的には、各々のセンサバー１Ｌ，１Ｒの２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒのそれぞれは、矩形状の座標入力領域５の対向する２辺のそれぞれの両端部近傍に位置する。なお、座標入力領域５とは、座標入力装置１００により座標の入力が可能な領域をいうものとする。換言すると、略平行に配置される２基のセンサバー１Ｌ，１Ｒの間に、座標入力領域５が設けられる。表示装置２００としてフロントプロジェクタが適用され、平面状のホワイトボード６などに画像を投影する場合には、表示装置２００による表示領域１１１（表示画面）は、座標入力装置１００による座標入力領域５の範囲内に設定される。なお、画像を投影する対象は、ホワイトボード６に限定されるものではなく、壁面やスクリーンなどであっても良い。説明の便宜上、平面状で矩形状の座標入力領域５における横方向をＸ軸方向（向かって右向きが＋）とし、縦方向をＹ方向（下向きが＋）とし、法線方向（図１中の紙面に直角な方向）をＺ方向とする。
【００１５】
一方のセンサバー１Ｌ（図１においては左側に配置されるセンサバー）には、少なくとも２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌと、演算制御回路３Ｌとが内蔵される。同様に、もう一方のセンサバー１Ｒ（図１においては右側に配置されるセンサバー）には、少なくとも２基のセンサユニット２１Ｒ，２２Ｒと、演算制御回路３Ｒとが内蔵される。センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒは、それぞれ、投光手段３０と受光手段４０を有する。また、各々のセンサバー１Ｌ，１Ｒの使用状態において互いに対向する側面には、入射光を再帰反射する再帰反射手段４Ｌ，４Ｒが設けられる。再帰反射手段４Ｌ，４Ｒは、座標入力領域５の対向する２辺の各々に設けられたセンサバー１Ｌ，１Ｒのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの投光手段３０が投光した赤外線を再帰反射させる。再帰反射手段４Ｌ，４Ｒは、入射光を再帰反射させる構成であればよい。このため、再帰反射手段４Ｌ，４Ｒには、公知の各種再帰反射材（再帰反射テープなど）が適用できる。
【００１６】
一方のセンサバー１Ｌに内蔵される演算制御回路３Ｌは、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌを制御するとともに、それらの出力結果を演算処理する。さらに、一方のセンサバー１Ｌに内蔵される演算制御回路３Ｌは、もう一方のセンサバー１Ｒに内蔵される演算制御回路３Ｒを制御する。もう一方のセンサバー１Ｒに内蔵される演算制御回路３Ｒは、センサユニット２１Ｒ，２２Ｒを制御するとともに、それらの出力結果を演算処理する。そして、演算処理の結果を、一方のセンサバー１Ｌに内蔵される演算制御回路３Ｌに送信する。そして、使用者等が座標入力領域５内の所望の位置を指示やタッチ等すると、一方のセンサバー１Ｌに設けられる演算制御回路３Ｌは、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒからの出力結果を処理して指示やタッチ等の位置を算出する。本発明の実施形態では、使用者等による座標入力領域５への指示やタッチを「タッチ操作」と称し、タッチ操作された位置を「タッチ位置」と称する。なお、タッチ操作は、座標入力領域５の面に接触する動作でなくてもよい。そして、演算制御回路３Ｌは、タッチ位置の算出結果を、ＰＣ３００へ出力する。なお、図１においては、一方のセンサバー１Ｌに内蔵される演算制御回路３Ｌと、もう一方のセンサバー１Ｒに内蔵される演算制御回路３Ｒとが、ケーブル７で接続されて有線通信する構成を示す。ただし、一方のセンサバー１Ｌに内蔵される演算制御回路３Ｌともう一方のセンサバー１Ｒに内蔵される演算制御回路３Ｒとが無線通信する構成であってもよい。
【００１７】
図３は、センサユニット２１Ｌの概略構成の例を模式的に示す図である。具体的には、図３（Ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図である。図３（Ｂ）は、センサユニット２１Ｌに含まれる投光手段３０をＺ軸方向から見た正面図である。図３（Ｃ）は、センサユニット２１Ｌに含まれる受光手段４０をＺ軸方向から見た正面図である。なお、図３においては、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒのうちの１基のセンサユニット２１Ｌの構成を示すが、他のセンサユニット２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒも、センサユニット２１Ｌと同様の構成を有する。具体的には、センサユニット２２Ｌ，２１Ｒは、センサユニット２１Ｌと鏡面対象の構成を有し、センサユニット２２Ｒは、センサユニット２１Ｌと点対称の構成（構成は同じで配置の向きが異なる）を有する。
【００１８】
センサユニット２１Ｌは、一方のセンサバー１Ｌに内蔵されている。図３（Ａ）に示すように、センサユニット２１Ｌは、投光手段３０と受光手段４０とを有する。投光手段３０の光軸Ａｐと受光手段４０の光軸Ａｒとは、座標入力領域５（すなわち、Ｘ−Ｙ平面）に平行であり、Ｚ軸方向に距離Ｌｐｄをおいて離れている。そして、センサバー１Ｌの側面には、投光手段３０の光軸Ａｐと受光手段４０の光軸Ａｒとの間に、再帰反射手段４Ｌが設けられる。なお、センサバー１Ｌの側面には、投光手段３０が発する赤外線と再帰反射手段４Ｒで反射して入射する赤外線とが通過する開口部が設けられ、この開口部を塞ぐように光透過性を有する保護部材４５が設けられる。保護部材４５は、開口部を塞ぐことによって、センサバー１Ｌの内部へのゴミ等の異物の侵入を防止する。
【００１９】
図３（Ｂ）に示すように、投光手段３０は、光源の例である赤外ＬＥＤ３１と、投光レンズ３２とを有する。赤外ＬＥＤ３１と投光レンズ３２とは、例えば接着層３３により固定される。赤外ＬＥＤ３１は赤外線を発する。投光レンズ３２は、赤外ＬＥＤ３１が発する赤外線を、座標入力領域５の面（例えばホワイトボード６の面）に略平行な光束に成形する。そして、投光手段３０は、対向する辺に設けられるもう一方のセンサバー１Ｒの再帰反射手段４Ｒの全領域を照明するように設けられる。具体的には、投光手段３０は、Ｚ軸方向視において、投光範囲が方向ｇから方向ｈの範囲であって、頂点が点Ｏｐの位置の扇状の光束を出射する。また、投光手段３０の光軸は方向ｆに設定される。方向ｆは、もう一方のセンサバー１Ｒの長手方向の端部であって、センサユニット２１Ｌから遠い側の端部（対角方向に位置する端部）に向かう方向である。具体的には、向かって左側のセンサバー１Ｌの上端に設けられるセンサユニット２１Ｌを基準とすると、方向ｆは、このセンサユニット２１Ｌから右側のセンサバー１Ｒの下端に向かう方向となる。
【００２０】
図３（Ｃ）に示すように、受光手段４０は、投光手段３０が投光し、対向する辺に設けられたセンサバー１Ｌ，１Ｒに装着されている再帰反射手段４Ｌ，４Ｒにおいて反射（再帰反射）して入射した光を検出する。受光手段４０は、検出手段の例であるラインＣＣＤ４１と、受光レンズ４２と、視野絞り４３と、赤外線通過フィルター４４とを有する。なお、保護部材４５に赤外通過フィルター機能を設け、受光手段４０に赤外線通過フィルター４４を設けない構成であってもよい。受光手段４０の光軸の方向は、Ｘ軸方向に平行な方向に設定される。また、図３（Ｃ）においては、前述の方向ｇから方向ｈの範囲が受光手段４０の視野範囲となり、点Ｏｒの位置が光学的な中心位置となる。なお、受光手段４０は、その光軸に対して非対称な光学系となっている。ラインＣＣＤ４１には、複数の画素（光電変換素子）が直線状に並べられた構成を有する。そして、入射する光の方向に応じて、受光手段４０のラインＣＣＤ４１のいずれかの画素に集光される。このため、ラインＣＣＤ４１の画素番号は入射する光の入射角度の情報を表すことになる。
【００２１】
そして、投光手段３０と受光手段４０とは、Ｚ軸方向視において、点Ｏｐと点Ｏｒの位置、および、方向ｇと方向ｈとが略一致するように、Ｚ軸方向に重ねて配置される（図３（Ａ）参照）。
【００２２】
図４（Ａ）は、座標入力装置１００の概略構成と、投光手段３０と受光手段４０の配置の例を模式的に示す図である。センサバー１Ｌのセンサユニット２１Ｌの投光手段３０は、方向ｇから方向ｈの範囲に赤外線を投光する。そして、センサバー１Ｌのセンサユニット２１Ｌの投光手段３０から投光される赤外線のうち、もう一方のセンサバー１Ｒの再帰反射手段４Ｒが装着されている範囲（図４においては、方向ｊから方向ｆの範囲）に入射した光が再帰反射する。そして、再帰反射手段４Ｒで再帰反射した光は、センサバー１Ｌの受光手段４０で検出される。このように、２基のセンサバー１Ｌ，１Ｒは、互いに、相手方のセンサバー１Ｌ，１Ｒの２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒから見て方向ｇと方向ｈの間に配置された状態で使用される。さらに、一方のセンサバー１Ｌの各々のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌから見て、それぞれ方向ｆにもう一方のセンサバー１Ｒのそれぞれの端部が位置する状態で使用される。なお、図４においては、一方のセンサバー１Ｌについて方向ｆ，ｇ，ｈを示すが、もう一方のセンサバー１Ｒについても同様である。
【００２３】
ところで、投光手段３０が発する光束は、完全には平行とはならず、投光手段３０から離れるにしたがって光束の幅が広くなる（図３（Ａ）参照）。このため、再帰反射手段４Ｒで再帰反射する光量は、投光手段３０からの距離が大きくなるにしたがって減少する。したがって、投光手段３０の中心点Ｏｐから再帰反射手段４Ｒまでの距離が近い方向ｊに比べ、距離の遠い方向ｆは、入射する光の強度が低い。さらに、再帰反射手段４Ｒにおける再帰反射光率は、再帰反射手段４Ｒの再帰反射面に直角方向から入射した場合に比較すると、入射角が大きくなるにしたがって低下する。換言すると、再帰反射手段４Ｌ，４Ｒへの入射光が再帰反射光として再帰反射する割合は、再帰反射手段４Ｌ，４Ｒへの入射光の入射角に依存する。そして、方向ｆは、再帰反射手段４Ｌ，４Ｒへの入射角が最も大きい方向であるから、再帰反射する割合が最も低下する。一方、受光手段４０の光軸Ａｒは、Ｘ軸方向に平行な方向に設定されている。そして、入射する反射光と受光手段４０の光軸Ａｒとがなす角度は、方向ｆから入射する反射光において最も大きくなる。一般的な光学レンズのレンズ特性は、光軸となす角度が大きくなるに従って集光効率が低下する。このため、方向ｆは、集光効率の低下により最も暗くなる方向であると言える。したがって、投光手段３０が方向ｇから方向ｈの範囲の全域で一定の強度の光を投光（照射）できたとしても、受光手段４０で検出できる再帰反射光は、方向ｊからの再帰反射光が最も強くなり、方向ｊから方向ｆに向かうに従って弱くなる（図４（Ｂ）参照）。
【００２４】
一方で、赤外ＬＥＤ３１の赤外線の強度は、一般的に光軸方向において最大となる。そして光軸とのなす角度が大きくなるに従って、赤外線の強度は低下する。このような投光強度（照射強度）の低下の度合いは、一般的には図４（Ｃ）に示すように、投光強度（照射強度）が光軸方向の半分となる角度『半値角』で定義される。本実施形態においては、再帰反射光の強度が最も弱くなる方向ｆに投光手段３０の光軸Ａｐを向ける構成とする。これにより、方向ｆへの投光強度を増大させ、方向ｆから方向ｊに向かうにしたがって、相対的に投光強度を低下させている。このような構成であると、図４（Ｄ）に示すように、方向ｊから方向ｆまでの範囲において、検出できる再帰反射光の強度の不均一の低減または解消ができる。したがって、方向によらず安定した信号が得られるようになる。なお、本実施形態では、赤外ＬＥＤ３１の投光強度の分布に応じて、投光手段３０の光軸を再帰反射光レベルが最も弱い方向ｆに向ける構成を示した。しかしながら、投光手段３０の受光手段４０に対する傾斜角は前述の角度に限られるものではない。例えば、投光レンズ３２に非対称の光学特性を持たせた場合には、図４（Ｃ）に示す光量分布も非対称性を有することになる。この場合、その非対称性を有する分布において投光強度が最大となる方向を、方向ｆに一致させる構成であってもよい。
【００２５】
次に、センサバー１Ｌ，１Ｒの構成について、図５を参照して説明する。本実施形態では、２基のセンサバー１Ｌ，１Ｒを、例えばホワイトボード６や壁面などの平面状の領域に取り付けて使用する。そして、ホワイトボード６や壁面に投影されている表示領域１１１を直接にタッチ操作できるようにする。表示領域１１１の大きさは、ホワイトボード６の大きさや壁面の大きさに応じて使用者等が適宜設定するものであり、固定値ではない。例えば、ホワイトボード６を用いる場合であっても、市販のホワイトボードには種々のサイズが有る。投影画面のスクリーンとして大画面を投影できるサイズには、例えば、縦横寸法が９００×１２００ｍｍ、９００×１８００ｍｍ、１２００×１８００ｍｍのものがある。ただし、これらの寸法は、ホワイトボードとして有効に使える範囲を意味しているのではなく、四辺周囲部の筺体枠を含む寸法であることが多い。したがって、座標入力領域５として実際に使える領域はそれより小さく、大きさもメーカによってまちまちとなっている。
【００２６】
そこで、本実施形態では、種々の寸法に対応できるように、座標入力装置１００のセンサバー１Ｌ，１Ｒには、長手方向に伸縮する伸縮機構が設けられる。そして、センサバー１Ｌ，１Ｒの伸縮機構を伸縮させることによって、各々のセンサバー１Ｌ，１Ｒに内蔵される２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの距離を変更できる。例えば、縦寸法が筺体９００〜１２００ｍｍのホワイトボード６の平面部分の大きさ８２０ｍｍから１２００ｍｍに装着できるように、センサバー１Ｌ，１Ｒの外形長さが８２０〜１２００ｍｍの範囲で可変である構成が適用できる。
【００２７】
図５（Ａ）は、センサバー１Ｌの概略構成の例を示す断面図である。なお、もう一方のセンサバー１Ｒも、センサバー１Ｌと同様の構成を有する。各々のセンサバー１Ｌ，１Ｒは、上側筺体ケース６１と下側筺体ケース６２とを有する。上側筺体ケース６１と下側筺体ケース６２の一方には外側パイプ６３が設けられ、他方には内側パイプ６４が設けられる。内側パイプ６４は、その少なくとも一部が外側パイプ６３の内側に嵌まり込んでいる。そして、内側パイプ６４と外側パイプ６３は、互いに軸線方向にスライド式に往復動可能である。また、外側パイプ６３は上側筺体ケース６１に固定され、内側パイプ６４は下側筺体ケース６２に固定される。ただし、外側パイプ６３が下側筺体ケース６２に固定され、内側パイプ６４が上側筺体ケース６１に固定される構成であってもよい。図５（Ｂ）に示すように、センサバー１Ｌ，１Ｒを伸縮させると、外側パイプ６３と内側パイプ６４とが勘合関係を維持した状態でスライドする。本実施形態においては、外側パイプ６３と内側パイプ６４とが金属製である構成が適用される。外側パイプ６３と内側パイプ６４とを金属製とすることにより、伸縮動作時のセンサバー１Ｌ，１Ｒの機械的強度を確保している。なお、金属製である外側パイプ６３と内側パイプ６４の各々の一端は、プレス成形などによって押しつぶされている。そして、当該押しつぶされた部分において、上側筺体ケース６１と下側筺体ケース６２の各々に機械的に結合される。さらに、当該押しつぶされた部分に、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの各々が装着される。
【００２８】
本実施形態においては、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒは、それらの受光手段４０の光軸Ａｒがセンサバー１Ｌ，１Ｒの長手方向（伸縮方向）に対して直角な方向となるように配置されている。そして、受光手段４０の視野範囲は、光軸Ａｒに対して非対称に設けられている。このような構成によれば、筺体であるセンサバー１Ｌ，１Ｒを細くできる。すなわち、ラインＣＣＤ４１およびこのラインＣＣＤ４１が実装される回路基板の長手方向を、センサバー１Ｌ，１Ｒの長手方向に平行にできる。
【００２９】
例えば、図５（Ｃ）に示すように、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒが軸対称な光学系有しているとする。このような構成では、受光手段４０に必要な視野範囲を確保するために、受光手段４０の光学系の光軸を、センサバー１Ｌ，１Ｒの長手方向（図５（Ｃ）においては上下方向）に対して傾けなければならない。このため、その光学系を収納するセンサバー１Ｌ，１Ｒの幅Ｌｗは、光軸が長手方向に直角である構成と比較して大きくなる。その結果、筺体であるセンサバー１Ｌ，１Ｒも大きくなって重量が増加する。このため、可搬性が低下するだけではなく、センサバー１Ｌ，１Ｒを装着するために必要な面積がより大きくなる。したがって、ホワイトボード６等に装着する場合には、表示装置２００による表示領域１１１の面積が小さくなる。
【００３０】
また、受光手段４０の光学系が、光軸Ａｒに関して軸対称で、かつ、光軸Ａｒがセンサバー１Ｌ，１Ｒのスライド方向に直角な方向である構成について考える。そして、受光手段４０の光学系に設けられるミラーなどの光学部材によって光線を折り曲げて必要な視野範囲を確保するものとする。このような構成では、光路上にミラー等の新たな光学素子を設けなければならなくなり、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒが大型化する。したがって、このような構成では、非軸対称な光学系を用いる構成に比較して、センサバー１Ｌ，１Ｒの幅が大きくなる。
【００３１】
また、受光手段４０の光学系が、光軸（Ｘ軸）に関して軸対称で、十分に大きな視野範囲（例えば、光軸Ａｒを中心として±５０°の視野範囲）である構成について考える。この場合には、受光手段４０の光学系の視野範囲は、図５（Ａ）に示すように、方向ｈから方向ｍの範囲となる。なお、方向ｍは、光軸（Ｘ軸）に関して、方向ｈに対称な方向である。この場合には、光軸（Ｘ軸）と方向ｈがなす角度＝光軸（Ｘ軸）と方向ｈがなす角度（＝５０°）の関係となる。これに対し、座標入力装置１００が必要とする視野範囲は、対向する辺に設けられた再帰反射手段４Ｌ，４Ｒの全域をカバーする範囲であり、これは、方向ｆから方向ｊの範囲のみである。このため、光軸（Ｘ軸）の片側略半分の視野範囲（すなわち、方向ｊから方向ｍの範囲）は、使用しない領域となる。従って、このような構成であっても、受光手段４０の有効な視野範囲は、実質的に光軸Ａｒに関して非対称な光学系を採用しているのと同等である。
【００３２】
なお、本実施形態では、座標入力領域５が横長の矩形状であり、その左右のそれぞれにセンサバー１Ｌ，１Ｒを配置する構成を示す（図１参照）。この場合には、センサバー１Ｌ，１Ｒの伸縮量は、座標入力領域５の短尺方向である縦寸法を基準にして設定されることになる。ただし、本発明は、このような構成に限定されるものではない。例えば、横長の矩形状の座標入力領域５の左右でなく、上下のそれぞれに配置する構成であってもよい。この場合には、矩形状の座標入力領域５の左右のそれぞれに装着して用いる場合に比較して、センサバー１Ｌ，１Ｒを最大限伸ばした場合の寸法を大きくすることになる。さらに、壁面等などに大きな画面を投影するような場合には、想定する最大表示領域の大きさに応じて、センサバー１Ｌ，１Ｒの伸縮機構の伸縮量を設定することになる。
【００３３】
なお、ホワイトボード６のような横長の矩形状の面に、横長の矩形状の座標入力領域５を設定する場合には、センサバー１Ｌ，１Ｒを、左右のそれぞれ（すなわち短辺）に装着する構成であることが好ましい。すなわち、一般的に、ホワイトボード６のアスペクト比は、公知の各種表示装置の表示領域のアスペクト比に比較して、横長となる比を有する。このため、ホワイトボード６に表示装置２００の表示領域１１１を最大限確保しようとすると、ホワイトボード６の左右両端部に空白（画像が表示されない領域）が形成されることになる。このため、ホワイトボード６の左右両端部にセンサバー１Ｌ，１Ｒを配置しても、表示装置２００の表示領域１１１が小さくならない。このため、より大きな表示領域１１１を使用できる操作環境を提供できる。
【００３４】
また、表示装置２００の表示領域１１１のアスペクト比は、横長となる比を有する。このため、センサバー１Ｌ，１Ｒを、座標入力領域５の左右（すなわち短辺）のそれぞれに装着する構成であれば、上下（すなわち長辺）のそれぞれに装着する構成に比較して、センサバー１Ｌ，１Ｒの最大長さを小さくできる。着脱可能な座標入力装置１００は、取り扱いや搬送の便宜のため、軽量で小型であることが好ましい。例えば、使用者等が所望の使用場所（例えば会議室等）に搬送し、使用場所に設置されているホワイトボード６や壁面を座標入力領域５として用いることにより、使用場所に搬送して直ちに使用できることが好ましい。矩形状の座標入力領域５の短辺に装着する構成であれば、長辺に装着する構成に比較して、小型化と軽量化を図ることができる。したがって、搬送や使用準備が容易となる。
【００３５】
また、センサバー１Ｌ，１Ｒを座標入力領域５の左右のそれぞれに配置する構成であると、配置が容易である。すなわち、座標入力領域５の上下のそれぞれに装着する構成では、高所作業が必要になることがある。これに対して、座標入力領域５の左右のそれぞれに設置する構成であれば、このような高所作業が不要である。
【００３６】
次に、座標入力装置１００の機能構成の例について、図６（Ａ）を参照して説明する。図６（Ａ）は、演算制御回路３Ｌ,３Ｒの機能構成の例を示すブロック図である。本実施形態においては、一方のセンサバー１Ｌに内蔵される演算制御回路３Ｌと、もう一方のセンサバー１Ｒに内蔵される演算制御回路３Ｒとは、外部へのインタフェースの仕様を除き、同様の構成を有する。そして、演算制御回路３Ｌ，３Ｒは、各々接続されるセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの制御や各種演算を行っている。
【００３７】
メイン演算部７１は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを含むワンチップマイコンなどで構成される。そして、メイン演算部７１は、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２ＲにＣＣＤ制御信号を出力してラインＣＣＤ４１のシャッタタイミングや、データの出力制御などを行っている。クロック発生部ＣＬＫ７２は、ラインＣＣＤ４１用のクロックを生成し、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒに送信する。また、このクロックは、ラインＣＣＤ４１と同期して各種制御を行うために、メイン演算部７１にも送信される。さらに、メイン演算部７１は、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの赤外ＬＥＤ３１を駆動するＬＥＤ駆動信号を生成し、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒに送信する。
【００３８】
センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒにおける検出手段の例であるラインＣＣＤ４１からの検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ７３に入力される。Ａ／Ｄコンバータ７３は、メイン演算部７１による制御にしたがって、検出信号をアナログデータからデジタルデータに変換する。変換された検出信号のデジタルデータはメモリ７４に記憶される。メイン演算部７１は、記憶された検出信号のデジタルデータを用いて、光束の入射方向（角度）を算出する角度計算を行う。そして、メイン演算部７１は、計算した光束の入射方向の角度情報から、幾何学的なタッチ位置を算出し、ＵＳＢインタフェース７８などを介してＰＣ３００に出力する。
【００３９】
各々のセンサバー１Ｌ，１Ｒに内蔵される演算制御回路３Ｌ，３Ｒは、各々のセンサバー１Ｌ，１Ｒに内蔵される２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒを制御する。そして、例えば一方のセンサバー１Ｌに内蔵される演算制御回路３Ｌがマスター機能を果たすものとする。この場合には、この演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、シリアル通信を行うインタフェース７７を介して、もう一方のセンサバー１Ｒに内蔵される演算制御回路３Ｒに制御信号を送信し、演算制御回路３Ｌ，３Ｒ間で同期をとる。そして、一方のセンサバー１Ｌに内蔵される演算制御回路３Ｌは、もう一方のセンサバー１Ｒに内蔵される演算制御回路３Ｒから、必要なデータを取得する。なお、２つの演算制御回路３Ｌ，３Ｒは、マスター・スレーブ制御にて動作する。本実施形態では、演算制御回路３Ｌがマスターで、演算制御回路３Ｒがスレーブである構成を例に示す。ただし、２つの演算制御回路３Ｌ，３Ｒは、いずれがマスターとなり、いずれがスレーブとなるかは限定されない。例えば、２つの演算制御回路３Ｌ，３Ｒには、メイン演算部７１のポートに切替え信号を入力するための不図示のディップスイッチ等が設けられる構成であってもよい。この場合には、使用者等は、このディップスイッチ等を操作してマスターとスレーブを切替えることができる。
【００４０】
マスターである演算制御回路３Ｌは、対向する辺に設けられるセンサバー１Ｒに内蔵されるセンサユニット２１Ｒ，２２Ｒのデータを取得するために、スレーブである演算制御回路３Ｒに、インタフェース７７を介して制御信号を送信する。そして、スレーブである演算制御回路３Ｒは、センサユニット２１Ｒ，２２Ｒによる検出結果からタッチ位置の角度情報を算出し、算出した角度情報を、インタフェース７７を介してマスター側の演算制御回路３Ｌに送信する。なお、ＵＳＢインタフェース７８は、本実施形態においては、マスターである演算制御回路３Ｌに実装される。
【００４１】
このほか、演算制御回路３Ｌ,３Ｒは、不図示の専用ペン（不図示）が発する赤外線を検出する赤外線受光手段７６と、専用ペンからの信号をデコードするためのサブ演算部７５とを有する。専用ペンは、ペン先が入力面に押圧されたことを検出するスイッチ手段と、ペン筺体のサイド部に設けられる種々のスイッチ手段を有する。そして専用ペンは、それらのスイッチ手段の状態やペンの識別情報を、専用ペンに設けられる赤外線発光手段で送信する。演算制御回路３Ｌ，３Ｒは、専用ペンが発する赤外線を受信してデコードすることにより、専用ペンの操作状態を検知できる。
【００４２】
さらに、演算制御回路３Ｌ，３Ｒには、インジケータ７９とスピーカ８０とを有する。インジケータ７９は、メイン演算部７１の制御に従い、所定の表示を行う。インジケータ７９には、例えば液晶表示装置やＬＥＤインジケータなど、公知の各種インジケータが適用できる。スピーカ８０は、メイン演算部７１の制御に従い、音声を発する。なお、インジケータ７９とスピーカ８０は、演算制御回路３Ｌ，３Ｒと物理的に離れた位置に配置されていてもよい。
【００４３】
一方のセンサバー１Ｌのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌと、もう一方のセンサバー１Ｒのセンサユニット２１Ｒ，２２Ｒとは、異なるタイミングで交互に動作する。これにより、それぞれのセンサバー１Ｌ，１Ｒのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒは、互いに他方のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの投光手段３０からの赤外線を検出しない。このため、自身に設けられる投光手段３０が発した赤外線の再帰反射光を検出できる。具体的には、次のとおりである。
【００４４】
図６（Ｂ）は、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌの動作を示すタイミングチャートである。ＳＨ信号７０１と、ＩＣＧＬ信号７０２と、ＩＣＧＲ信号７０３は、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２ＲのラインＣＣＤ４１を制御する制御信号である。ＳＨ信号７０１の間隔によってラインＣＣＤ４１のシャッタ開放時間が決定される。ＩＣＧＬ信号７０２は、一方のセンサバー１Ｌのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌへのゲート信号である。ＩＣＧＲ信号７０３は、もう一方のセンサバー１Ｒのセンサユニット２１Ｒ，２２Ｒへのゲート信号である。ＩＣＧＬ信号７０２とＩＣＧＲ信号７０３は、ラインＣＣＤ４１の電荷を読み出し部へ転送する信号である。ＩＣＧＲ信号７０３は、マスターとして動作する一方のセンサバー１Ｌの演算制御回路３Ｌから、インタフェース７７を介して、スレーブとして動作するもう一方のセンサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒに送信される。そして、演算制御回路３Ｒは、ラインＣＣＤ４１の電荷を読み出し部へ転送する信号を生成する。ＣＣＤＬ信号７０４は、一方のセンサバー１Ｌのセンサユニット２１Ｌ，２２ＬのラインＣＣＤ４１のシャッタ開放時間を示す信号である。ＣＣＤＲ信号７０５は、もう一方のセンサバー１Ｒのセンサユニット２１Ｒ，２２ＲのラインＣＣＤ４１のシャッタ開放時間を示す信号である。
【００４５】
ＬＥＤＬ信号７０６は、一方のセンサバー１Ｌのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌの投光手段３０に設けられる赤外ＬＥＤ３１を駆動する駆動信号である。ＬＥＤＲ信号７０７は、もう一方のセンサバー１Ｒのセンサユニット２１Ｒ，２２Ｒの投光手段３０に設けられる赤外ＬＥＤ３１を駆動する駆動信号である。ＳＨ信号７０１の最初の周期において、一方のセンサバー１Ｌの演算制御回路３Ｌは、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌの投光手段３０の赤外ＬＥＤ３１を点灯するために、ＬＥＤＬ信号７０６をセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌに送信する。これにより、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌの投光手段３０の赤外ＬＥＤ３１が発光する。ＳＨ信号７０１の次の周期で、演算制御回路３Ｌは、インタフェース７７を介して、もう一方のセンサバー１Ｒの演算制御回路３ＲにＬＥＤＲ信号７０７を送信する。もう一方のセンサバー１Ｒの演算制御回路３Ｒは、演算制御回路３ＬからＬＥＤＲ信号７０７を受信すると、センサユニット２１Ｒ，２２Ｌの投光手段３０の赤外ＬＥＤ３１を点灯するための信号を生成し、赤外ＬＥＤ３１を発光させる。
【００４６】
演算制御回路３Ｌ，３Ｒは、赤外ＬＥＤ３１の発光とラインＣＣＤ４１のシャッタ開放が終了した後に、ラインＣＣＤ４１の信号を読み出し、後述する方法で角度情報を算出する。そして、スレーブとして動作する演算制御回路３Ｒの演算結果は、マスターとして動作する演算制御回路３Ｌに、インタフェース７７を介して送信される。以下、このような動作を繰り返す。このように、一方のセンサバー１Ｌのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌと、対向するもう一方のセンサバー１Ｒのセンサユニット２１Ｒ，２２Ｒとは、交互に異なるタイミングで動作する。このような構成によれば、それぞれのセンサバー１Ｌ，１Ｒの２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒは、互いに他方のセンサバー１Ｌ，１Ｒのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの赤外光を検出しない。すなわち、自身に設けられる投光手段３０が発光した赤外線の再帰反射光のみを検出できる。
【００４７】
次に、センサバー１Ｌ，１Ｒのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒが出力する信号について、図７を参照して説明する。図７（Ａ）は、投光手段３０が投光していない状態での受光手段４０の出力を模式的に示すグラフである。図７（Ｂ）は、投光している状態での受光手段４０の出力を模式的に示すグラフである。図７（Ｂ）のＣＣＤ出力のレベルＡは、最大レベルの光量を検出した場合の出力であり、レベルＢは受光する光量のレベルが０である（すなわち受光していない）場合の出力である。
【００４８】
センサユニット２１Ｌ，２２Ｌは、投光手段３０により対向して設けられる相手方のセンサバー１Ｌ，１Ｒの再帰反射手段４Ｌ，４Ｒに向けて赤外線を投光する。そして、再帰反射手段４Ｌ，４Ｒで再帰反射した赤外線を自身のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌの受光手段４０で検出する。したがって、図７（Ｂ）に示すように、レベルＡまたはレベルＡに近いレベルの出力が得られる範囲の一端の画素番号Ｎｉにより規定される方向が、方向ｊ（図４参照）である。同様にこの範囲の反対側の一端の画素番号Ｎｆにより規定される方向は、方向ｆ（図４参照）となる。なお、画素番号Ｎｊから画素番号Ｎｆまでの範囲における光量レベルは、表示領域１１１の大きさやそのアスペクト比、それに対応したセンサバー１Ｌ，１Ｒの配置状態（例えば、二つのセンサバー１Ｌ，１Ｒどうしの距離）や伸縮状態等によって変化する。
【００４９】
演算制御回路３Ｌ，３Ｒのメイン演算部７１は、最適な光量レベルが得られるように、ＳＨ信号７０１を調整してラインＣＣＤ４１のシャッタ開放時間と赤外ＬＥＤ３１の露光時間を制御する。すなわち、光量レベルが高い場合にはシャッタ開放時間と露光時間の一方または両方を短くし、低い場合にはシャッタ開放時間と露光時間の一方または両方を長くする。このほか、演算制御回路３Ｌ，３Ｒは、検出された光量レベルに応じて、赤外ＬＥＤ３１に流す電流を調整しても良い。このように演算制御回路３Ｌ，３Ｒは、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの出力信号を監視することで、最適な光量レベルを得る。なお、演算制御回路３Ｌ，３Ｒは、このような制御を、検出される光量レベルに変動が生じた場合に適宜行っても良い。また、ひとたびセンサバー１Ｌ，１Ｒが配置され、その状態が保持されている間は、光量レベルは安定するはずである。そこで、このような光量の調整は、配置が完了した後の電源投入時に行う構成であってもよい。
【００５０】
図７（Ｃ）は、使用者等が座標入力領域５にタッチ操作して光路を遮った場合の出力レベルの例を模式的に示すグラフである。図７（Ｃ）に示すように、座標入力領域５に対してタッチ操作を行って光路を遮ると、遮られた光路に対応する画素（ここでは、画素番号Ｎｃを例に示す）においては再帰反射光が検出されない。したがって、遮られた光路に対応する位置Ｃにおいて検出される光量レベルはレベルＢ（またはレベルＢに近いレベル）となる。
【００５１】
＜タッチ位置算出＞
演算制御回路３Ｌ，３Ｒのメイン演算部７１は、タッチ位置算出手段の例として機能し、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すこれらの信号を用いて、タッチ位置の方向（換言すると角度）を算出している。ここで、タッチ位置の方向を算出する方法について説明する。
【００５２】
まず、座標入力装置１００の起動時（電源投入時）やリセット時に、自動的にまたは使用者等の操作によって、基準データを取得する。具体的には、次のとおりである。マスターとなる演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、投光手段３０が赤外線を発しておらず、かつ、使用者等によるタッチ操作が行われてない状態で、ラインＣＣＤ４１の出力レベルを取得する。そして、取得した出力レベルをＡ／Ｄコンバータ７３によりＡ／Ｄ変換し、これを基準データBase_Data[N]（ＮはラインＣＣＤ４１の画素番号）としてメモリ７４に記憶する。この基準データBase_Data[N]は、図７（Ａ）に示すように、レベルＢ付近の出力レベルを有するデータである。また、この基準データBase_Data[N]は、ラインＣＣＤ４１であるＣＣＤのバイアスのばらつき等を含んでいる。
【００５３】
また、メイン演算部７１は、投光手段３０が赤外線を発しており、かつ、使用者等によるタッチ操作が行われてない状態で、ラインＣＣＤ４１の出力レベルを取得する。そして、前記同様に、取得した出力レベルをＡ／Ｄコンバータ７３によってＡ／Ｄ変換し、これを基準データRef_Data[N]としてメモリ７４に記憶する。この基準データは、図７（Ｂ）に示すようなデータとなる。すなわち、ある範囲における出力レベルはレベルＡまたはその近傍のレベルとなり、それ以外の範囲における出力レベルはレベルＢまたはその近傍のレベルとなる。図７（Ｂ）では、画素番号ＮｊからＮｆの範囲における出力レベルがレベルＡまたはその近傍のレベルとなる例を示す。画素番号Ｎｊは、方向ｊに対応する画素の番号である。画素番号Ｎｆは、方向ｆに対応する画素の番号である。
【００５４】
その後、メイン演算部７１は、図６（Ｂ）に示すタイミングでサンプリングを開始する。サンプリング中において、タッチ操作が行われていなければ、図７（Ｂ）に示すようなサンプリングデータが取得されることになる。また、タッチ操作が行われると、そのタッチ操作により生じる遮光範囲の位置に応じて図７（Ｃ）に示すようなサンプリングデータが検出される。すなわち、タッチ操作の位置に応じて、局所的に出力レベルがレベルＢに近いレベルＣとなる部分が現れる。このレベルＣとなる部分の位置が、タッチ操作の位置に対応する。このため、局所的にレベルＣとなる部分の位置は、タッチ位置に応じて変化する。投光手段３０が投光している状態で取得するサンプリングデータをNorm_Data[N]とする。
【００５５】
メイン演算部７１は、これらのデータを用い、使用者等のタッチ操作による生じた遮光範囲が座標入力領域５にあるか否かの判定を行う。まず遮光範囲を特定するために、メイン演算部７１は、ラインＣＣＤ４１の各々の画素について、出力レベルの変化の絶対量を算出する。各画素の出力レベルの変化の絶対量Norm_Data0［N］は、次の式（１）で算出される。
Norm_Data0[N] = Norm_Data[N] - Ref_Data[N]            （１）
そして、メイン演算部７１は、各画素のNorm_Data0[N]の値と予め設定してある閾値Vthaとを比較する。メイン演算部７１は、閾値を超えるNorm_Data0[N]が例えば所定数以上の連続した画素で発生した場合に、タッチ操作が有ったと判断する。閾値Vthaとの差分を用いることにより、ノイズなどによる誤判定を防止し、検出レベルの変化を確実に検出できる。なお、この処理は、差分を算出して比較するだけであるため短時間で可能である。このため、メイン演算部７１は、タッチ操作の有無の判定を高速に行うことができる。
【００５６】
次に、メイン演算部７１は、タッチ操作の位置の座標をより高精度に検出するために、検出レベルの変化の比を計算する。そして、この計算結果に基づき、タッチ操作の位置を決定する。検出レベルの変化の比Norm_DataR[N]は、次の式(２)により算出される。
Norm_DataR[N] = Norm_Data0[N] / (Base_Data[N] - Ref_Data[N])  （２）
この検出レベルの変化の比に対して、あらかじめ設定される閾値Vthrを適用する。そして、メイン演算部７１は、変化の比が閾値Vthrを超える範囲の立ち上がり部と立下り部の画素番号を抽出し、それら抽出した画素の中央に位置する画素を入力画素として、角度を算出する。
【００５７】
図７（Ｄ）は、検出レベルの変化の比の算出結果の例を示すグラフである。図７（Ｄ）に示すように、遮光領域の立ち上がり部分において、検出レベルの変化の比はＮｓ番目の画素でレベルＬｓとなって閾値Vthrを超えたとする。そして、立下りの部分において、検出レベルの変化の比はＮｔ番目の画素でレベルＬｔとなって閾値Vthr以下になったとする。中心画素Ｎｐは、次の式（３）を用いて算出（決定）できる。
Np = Ns + (Nt - Ns) / 2            （３）
ただし、式（３）を用いる方法では、ラインＣＣＤ４１の画素の間隔が、検出の最小の分解能となる。そこで、より細かく検出するために、それぞれの画素のレベルとその一つ前の画素のレベルを用い閾値を横切った仮想の画素番号を計算してもよい。すなわち、例えば、画素Ｎｓの検出レベルをＬｓとし、画素Ｎｓ−１番の検出レベルをLs-1とし、画素ＮｔのレベルをLtとし、画素Ｎｔ−１の検出レベルをLt-1とする。そうすると、それぞれの仮想画素番号Ｎｓｖ，Ｎｔｖは、
Nsv = Ns-1 + ( Vthr - Ls-1 ) / ( Ls - Ls-1 )            （４）
Ntv = Nt-1 + ( Vthr - Lt-1 ) / ( Lt - Lt-1 )            （５）
と計算できる。そして、仮想的な中心画素Ｎｐｖは、次の式（６）で決定される。
Npv = Nsv + ( Ntv - Nsv ) / 2            （６）
このように、画素番号とその検出レベルから仮想的な画素番号を計算（決定）することで、より分解能の高い検出ができる。
【００５８】
上記のようにして、遮光領域の中央画素の画素番号が得られる。得られた中央画素の画素番号から実際の座標値を計算するためには、中央画素の画素番号を角度情報（座標情報）に変換する必要がある。実際の座標計算では、便宜上、光軸方向と中央画素の方向との角度そのものではなく、その角度の正接（ｔａｎｇｅｎｔ）の値を求めることが好ましい。なお、画素番号をｔａｎθに変換する方法としては、テーブルを参照する方法や変換式を用いる方法が適用できる。変換式として、例えば高次の多項式を用いると、精度を確保できる。多項式の次数などは、メイン演算部７１の計算能力および要求される精度等を鑑みて決定すればよい。
【００５９】
ここで、５次の多項式を用いる場合の例を示す。５次の多項式を用いる場合には、６個の係数が必要になる。そこで、出荷時などに、この係数をメモリ７４などに記憶しておく。５次の多項式の係数をＬ５，Ｌ４，Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０とすると、ｔａｎθは次の式（７）で算出される。
tanθ= (L5 * Npr + L4) * Npr + L3) * Npr + L2) * Npr + L1) * Npr + L0
（７）
同様な計算を各々のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒについて実行することにより、それぞれのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒについて、遮光領域の方向を示す角度を決定できる。なお、上記の式（７）ではｔａｎθを算出しているが、角度そのものを算出し、その後ｔａｎθを求めてもよい。
【００６０】
以上説明したとおり、本実施形態では、マスターとして動作する演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１が、タッチ位置を算出するタッチ位置算出手段の例として機能する。ただし、本発明は、このような構成に限定されない。２基の演算制御回路３Ｌ，３Ｒのメイン演算部７１が、協働してタッチ位置算出手段として機能する構成であってもよい。
【００６１】
＜センサユニットの相対位置算出＞
次に、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対的な位置を算出する方法について説明する。図８（Ａ）は、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒが検出する視野範囲を模式的に示す図である。センサバー１Ｌのセンサユニット２１Ｌは、対向するセンサバー１Ｒに設けられた再帰反射手段４Ｒからの光を受光する。このため、このセンサユニット２１Ｌの視野範囲には、方向ｊから方向ｆの範囲が含まれる。センサバー１Ｌのセンサユニット２２Ｌの視野範囲には、方向ｆから方向ｊの範囲が含まれる。
【００６２】
図８（Ｂ）は、一方のセンサバー１Ｌの２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌの視野範囲が重複する領域を模式的に示す図である。説明の便宜上、この領域を第１の重複領域９１と称する。図８（Ｂ）においては、第１の重複領域９１を太線で示す。演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、タッチ位置算出手段の例として機能し、第１の重複領域９１内へのタッチ操作の位置の座標を、２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌによる検出結果に基づいて算出する。
【００６３】
同様に、センサバー１Ｒのセンサユニット２１Ｒの視野範囲には、方向ｇから方向ｈの範囲が含まれる。センサユニット２２Ｒの視野範囲には、方向ｈから方向ｇの範囲が含まれる。図８（Ｃ）は、もう一方のセンサバー１Ｒの２基のセンサユニット２１Ｒ，２２Ｒの視野範囲が重複する領域を模式的に示す図である。説明の便宜上、この領域を第２の重複領域９２と称する。図８（Ｃ）において、第２の重複領域９２を太線です。演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、タッチ位置算出手段の例として機能し、この第２の重複領域９２へのタッチ操作の位置の座標を、これらの２基のセンサユニット２１Ｒ，２２Ｒによる検出結果に基づいて算出する。
【００６４】
さらに、第１の重複領域９１と第２の重複領域９２とが重複する領域を、第３の重複領域９３と定義する。図８（Ｄ）は、第３の重複領域９３を模式的に示す図である。図８（Ｄ）において、第３の重複領域９３を太線で示す。第３の重複領域９３は座標入力領域５の中央付近に位置する。演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、この第３の重複領域９３内へのタッチ操作の位置を、座標入力領域５の四隅部近傍の４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの全ての検出結果から算出することが可能となる。
【００６５】
図９（Ａ）（Ｂ）は、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置関係を模式的に示す図である。図９（Ａ）の角度θ１は、直線ｃと直線ａとのなす角度である。直線ｃは、一方のセンサバー１Ｌのセンサユニット２２Ｌから対角方向に位置するもう一方のセンサバー１Ｒのセンサユニット２１Ｒに至る直線である。直線ａは、センサユニット２２Ｌから対向するもう一方のセンサユニット２２Ｒに至る直線である。この角度θ１の算出方法は、次のとおりである。マスターとして動作する演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、センサユニット２１Ｒの投光手段３０を作動させ、その赤外線をセンサユニット２２ＬのラインＣＣＤ４１により検出する。同様に、センサユニット２２Ｒの投光手段３０を作動させ、その赤外線をセンサユニット２２ＬのラインＣＣＤ４１により検出する。メイン演算部７１は、これらの赤外線を検出したラインＣＣＤ４１の画素番号から、センサユニット２２Ｌからみたセンサユニット２１Ｒ，２２Ｌの方向（角度）を算出し、算出したこれらの方向の差分から角度θ１を算出する。
【００６６】
図９（Ａ）の角度θ２は、直線ｄと直線ａのなす角である。直線ｄは、センサユニット２２Ｒから対角方向に位置するセンサユニット２１Ｌに至る直線である。角度θ３は、直線ｄと直線ｂとのなす角度である。直線ｂは、センサユニット２１Ｌからセンサユニット２１Ｒに至る直線である。角度θ４は、直線ｂと直線ｃとのなす角度である。これらの角度θ２〜θ４も、メイン演算部７１が、前記の角度θ１と同様の方法により算出する。
【００６７】
図９（Ａ）（Ｂ）において、角度θ５は、直線ｅと直線ｃのなす角である。直線ｅは、一方のセンサバー１Ｌに設けられる２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌを結ぶ直線である。角度θ５が確定すると、上述のように算出した角度θ１〜θ４を用いることにより、必然的に４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置が確定する。しかしながら、センサユニット２２Ｌとセンサユニット２１Ｌとは互いに検出できないため、角度θ１〜θ４が算出されても、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置は確定しない。
【００６８】
したがって、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置を確定するためには、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対的な角度θ１〜θ４のみならず、ある基準方向からの角度を検出しなければならない。例えば、センサユニット２１Ｌとセンサユニット２２Ｌとを結ぶ直線ｅの方向（垂直方向）を基準方向として定義し、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの少なくとも１基について、この基準方向からの角度を検出しなければならない。このためには、従来の構成では、センサユニット２２Ｌの基準方向の情報を与えるために、正確に線分ｅの垂直方向を指示する作業が必要となる。さらには、センサバー１Ｌにセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌが組み込まれた状態で計測する必要が有るため、冶工具等を用いて正確な位置を特定し、その位置で指示する事によって得られる入力情報を反映しなければならない。これに対して本実施形態では、組み立て上のこの作業工程を省略することができ、製造コストの削減を図ることができる。具体的には、以下のとおりである。
【００６９】
２本の直線ｃ，ｄは、対角方向に位置するセンサユニットを結ぶ２本の直線である。これら２本の直線ｃ，ｄの交点を交点αとする。そうすると、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、２本の直線ｃ，ｄの交点αは、第３の重複領域９３内（センサユニットの全てがタッチ位置を検出できる重複領域内）に位置する。図９（Ｂ）に示すように、第３の重複領域９３内であって、且つ、交点αとは異なる位置である指示点Ｐに対してタッチ操作が行われた場合について考える。ここで、各角度および直線を、次のように定義する。センサユニット２２Ｌから指示点Ｐに至る直線を直線ｓとし、直線ａと直線ｓのなす角度を角度θ６とする。センサユニット２２Ｒから指示点Ｐに至る直線を直線ｔとし、直線ａと直線ｔとがなす角度を角度θ７とする。直線ｄと直線ｔとのなす角度を角度θ８とする。センサユニット２１Ｌから指示点Ｐに至る直線を直線ｕとする。直線ｄと直線ｕとのなす角度を角度θ９とする。直線ｅと直線ｕとのなす角度を角度θ１０とし、直線ｅと直線ｓとのなす角度を角度θ１１とする。さらに、直線ａの長さを基準長さ（＝１）と仮定する。
【００７０】
前述のとおり、角度θ５が確定すれば、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置関係が確定する。そこで、図９（Ｂ）中の各角度を、正弦定理、加法定理等を用いて整理することにより、角度θ５を、下記の通り計算できる。
1/sin(π-(θ6+θ7)) = t/sinθ6 = s/sinθ7            （８）
u/sinθ8 = t/sinθ9            （９）
u/sinθ11 = s/sinθ10（１０）
θ6 + θ7 + θ8 + θ9 + θ10 + θ11 = π            （１１）
式（９）によって、
s = sinθ7/sin(θ6+θ7)            （１２）
式（８）、（９）、（１２）から、
u = t * sinθ8 / sinθ9 = s * sinθ6 / sinθ7 * sinθ8 / sinθ9
= (sinθ6 * sinθ8) / (sin(θ6+θ7) * sinθ9 )            （１３）
式（１０）、（１３）から、
tanθ11 = u/s * sinθ10
= u/s * sin(θ6+θ7+θ8+θ9+θ11)
= u/s * (sin(θ6+θ7+θ8+θ9)cosθ11 + cos(θ6+θ7+θ8+θ9)sinθ11))
となり、したがって、
θ11 = tan-1(sin(θ6+θ7+θ8+θ9)/(s/u-cos(θ6+θ7+θ8+θ9)) 
= tan-1(sin(θ6+θ7+θ8+θ9)/
(sinθ7*sinθ9/sinθ6/sinθ8-cos(θ6+θ7+θ8+θ9)))             （１４）
となる。これにより、角度θ１１を算出できる。そして、θ５は、
θ5 =θ11 - (θ1 - θ6)            （１５）
となる。
【００７１】
マスターとして動作する演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、相対位置算出手段の例として機能し、上述のように４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置を確定する。すなわち、メイン演算部７１は、使用者等に対して前述の指示点Ｐに対してタッチ操作を行うように促す処理の例であるタッチ操作要求処理を実行する。すなわち、メイン演算部７１は、タッチ操作要求手段（要求手段）の例として機能する。さらに、前述の指示点Ｐに対するタッチ操作要求処理は、座標入力装置を接続したＰＣ３００上の専用アプリケーションの中で処理する構成であっても構わない。すなわち、ＰＣ３００には、タッチ操作要求処理を実行するためのアプリケーションが予めインストールされている（コンピュータプログラムが外部メモリ３０４に予め格納されている）。そして、このアプリケーションにより（ＰＣ３００がこのコンピュータプログラムを実行することにより）タッチ操作要求処理が実行され、ＰＣ３００がタッチ操作要求手段として機能する。そして、メイン演算部７１は、タッチ操作の位置を検出することにより、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置を確定することができる。なお、タッチ操作要求処理の内容については後述する。
【００７２】
＜初期設定とタッチ指示＞
次に、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置を確定する処理について、図１０を参照して説明する。図１０は、電源が投入されてからの初期設定処理を示すフローチャートである。前述のとおり演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、ワンチップマイコンなどで構成される。ワンチップマイコンは、ひとつのＩＣチップ上に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、各種入出力装置などが搭載された処理装置である。そして、この初期設定処理を実行するためのコンピュータプログラムは、ワンチップマイコンのＲＯＭにあらかじめ格納されている。ワンチップマイコンのＣＰＵは、このコンピュータプログラムをＲＯＭから読出し、ＲＡＭをワークエリアとして使用して実行する。これにより、図１０に示す処理が実現する。なお、ＰＣ３００に後述の各処理の一部を実行するためのアプリケーションがインストールされており、ＰＣ３００がこれらのアプリケーションを実行することにより、座標入力装置１００とＰＣ３００とが協働して図１０に示す処理が実現する構成であってもよい。
【００７３】
この初期設定処理には、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置を確定する相対位置算出処理が含まれる。メイン演算部７１は、使用者等による所定位置へのタッチ操作を検出することによって、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対的な位置関係を確定する。なお、図１０に示す処理の開始に先立ち、２基のセンサバー１Ｌ，１Ｒが、使用者等により、ホワイトボード６や壁面などに対向して配置される。配置された２基のセンサバー１Ｌ，１Ｒに挟まれる領域が、座標入力領域５となる。この際、使用者等は、座標入力領域５に、表示装置２００が画像を投影する矩形状の領域である表示領域１１１の全域が含まれるように、２基のセンサバー１Ｌ，１Ｒの間隔を調整する。そして、使用者等により電源が投入されると、マスターとして動作する演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、前述のようにコンピュータプログラムをＲＯＭから読出し、ＲＡＭに展開して実行する。これにより、初期設定処理が開始される。
【００７４】
ステップＳ１００１において、メイン演算部７１は、初期化処理を行う。例えば、メイン演算部７１は、入出力ポートの設定、タイマ設定、ラインＣＣＤ４１のシャッタ開放時間や赤外ＬＥＤ３１の点灯時間や駆動電流などの、座標入力装置１００に関する各種初期化を行う。
【００７５】
ステップＳ１００２において、メイン演算部７１は、各々のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの位置が適正であるか否かを判断する。具体的には、メイン演算部７１は、センサユニット２１Ｒの投光手段３０を作動させ、その赤外線をセンサユニット２２ＬのラインＣＣＤ４１により検出する。同様に、センサユニット２２Ｒの投光手段３０を作動させ、その赤外線をセンサユニット２２ＬのラインＣＣＤ４１により検出する。メイン演算部７１は、これらの赤外線を検出した画素番号から、センサユニット２２Ｌからみたセンサユニット２１Ｒ，２２Ｌの方向（角度）を算出し、算出したこれらの方向から角度θ１を算出する。メイン演算部７１は、他の角度θ２〜θ４についても同様に算出する。この際、メイン演算部７１は、各々のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒにより、対向するセンサバーの２基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒが発する赤外線を検出できたか否かを判断する。赤外線が検出できなかった場合は、センサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの受光手段４０の視野範囲に、対向するセンサバー１Ｌ，１Ｒのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒが位置していない可能性がある。そこで、メイン演算部７１は、全てのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒについて、対向するセンサバー１Ｌ，１Ｒのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの投光手段３０が発する赤外線を検出できたか判断する。そして、全てのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒについて検出できた場合には、センサバー１Ｌ，１Ｒの位置が適正であると判断する。この場合には、ステップＳ１００４に進む。そうでない場合には、メイン演算部７１は、センサバー１Ｌ，１Ｒの位置が適正でないと判断する。この場合には、ステップＳ１００３に進む。
【００７６】
ステップＳ１００３では、演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、センサバー１Ｌ，１Ｒの位置が適正でない旨を使用者等に報知する処理を実行する。例えば、メイン演算部７１は、センサバー１Ｌ，１Ｒの位置が適正でない旨をインジケータ７９に表示したり、スピーカ８０を介して所定の音声を発したりする。これにより、使用者等に対して、センサバー１Ｌ，１Ｒの再設置を促す。そして、ステップＳ１００１に戻る。
【００７７】
ステップＳ１００４においては、メイン演算部７１は、キャリブレーション処理を実行する。キャリブレーション処理は、表示装置２００による表示領域１１１の座標系（表示画像座標系）と、座標入力装置１００の座標系とを補正して変換する為の情報取得を行う処理である。キャリブレーション処理については、従来公知の構成が適用できる。このため、キャリブレーション処理の説明を省略する。例えば、このキャリブレーション処理として、特開２０１３−２１０９５１号公報に開示されている処理が適用できる。
【００７８】
ステップＳ１００５において、演算制御回路３Ｌのメイン演算部７１は、表示装置２００が表示する表示領域１１１内に第３の重複領域９３が含まれるか否かを判断する。図１１は、表示装置２００が表示する表示領域１１１内に第３の重複領域９３が含まれる状態を模式的に示す図である。この際、メイン演算部７１は、座標入力領域５と表示領域１１１との位置関係を変換するために、ステップＳ１００４のキャリブレーション処理で取得した情報を利用する。表示領域１１１内に第３の重複領域９３が含まれない場合には、ステップＳ１００６に進む。図１１に示すように、第３の重複領域９３が含まれると判断した場合には、ステップＳ１００７に進む。
【００７９】
ステップＳ１００６において、メイン演算部７１は、表示領域１１１内に第３の重複領域９３が含まれない旨を報知する処理を実行する。例えば、メイン演算部７１は、表示領域１１１内に第３の重複領域９３が含まれない旨をインジケータ７９に表示したり、スピーカ８０を介して所定の音声を発したりする。また、ＰＣ３００に、この処理を実行するためのアプリケーションが予めインストールされており、ＰＣ３００がこのアプリケーションを実行することにより、表示装置２００が投影（表示）する画像にアラートを重畳して表示してもよい。この場合には、メイン演算部７１は、ＰＣ３００に、この処理の実行を指示する信号を送信する。そして、ＰＣ３００は、この信号を受信すると、前述の処理を実行する。これにより、使用者等に対して、表示装置２００による表示領域１１１の位置や範囲の再調整を促す。そして、ステップＳ１００４に戻る。
【００８０】
ステップＳ１００７では、メイン演算部７１は、第３の重複領域９３内へのタッチ操作の実行を使用者等に対して促す処理（タッチ操作要求処理）を実行する。例えば、メイン演算部７１が表示装置２００に指示画面を表示させる処理が適用できる。また、メイン演算部７１は、インジケータ７９に第３の重複領域９３へのタッチ操作を促すような表示を行わせてもよく、スピーカ８０を介して第３の重複領域９３内へのタッチ操作を促すような音声を発してもよい。そして、ステップＳ１００６に進む。このほか、前述のように、ＰＣ３００にタッチ操作要求処理を実行するためのアプリケーションが予めインストールされており、ＰＣ３００のＣＰＵ３０１がこのアプリケーションを実行することによりタッチ操作要求処理を実行してもよい。
【００８１】
ステップＳ１００８において、メイン演算部７１は、使用者等によるタッチ操作があったかどうかを判断する。具体的には、メイン演算部７１は、各々のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒによる検出レベルから、座標入力領域５内に遮光領域が存在するか否かを判断する。遮光領域が存在する場合には、タッチ操作があったと判断する。そしてこの場合には、ステップＳ１００９に進む。そうでない場合には、メイン演算部７１は、タッチ操作がないと判断する。この場合には、ステップＳ１００７に戻る。
【００８２】
ステップＳ１００９において、メイン演算部７１は、ステップＳ１００８において検出したタッチ操作の位置が、第３の重複領域９３内であるか否かを判断する。第３の重複領域９３内へのタッチ操作であると判断した場合には、ステップＳ１０１１へ進む。第３の重複領域９３外へのタッチ操作であると判断した場合には、ステップＳ１０１０に進む。
【００８３】
ステップＳ１０１１において、メイン演算部７１は、ステップＳ１００８において検出したタッチ操作の位置が、交点αと同じ位置である否かを判断する。タッチ操作の位置が交点αと異なる位置であると判断した場合には、ステップＳ１０１２へ進む。タッチ操作の位置が交点αと同じ位置であると判断した場合には、ステップＳ１０１０に進む。
【００８４】
ステップＳ１０１０においては、メイン演算部７１は、誘導手段の例として機能する。そして、メイン演算部７１は、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒにより取得する遮光位置の情報を利用して、使用者等に対し、タッチ操作の位置を第３の重複領域９３内へ誘導する処理を実行する。
【００８５】
ここで、タッチ操作の位置を第３の重複領域９３内（全てのセンサユニットがタッチ位置を検出できる重複領域内）に誘導する処理の例について、図１２を参照して説明する。図１２は、タッチ操作の位置を第３の重複領域９３内に誘導する処理の内容の例を模式的に示す図である。図１２（Ａ）は、座標入力領域５の位置Ａ〜Ｄにタッチ操作がなされた場合の例を示している。また、図１２（Ｂ）〜（Ｅ）は、タッチ操作が位置Ａ〜Ｄになされた場合において、各々のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒにより検出された光量分布を模式的に示すグラフである。すなわち、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）において位置Ａにタッチ操作がなされた場合に、センサユニット２１Ｌ，２１Ｒにより検出される光量分布を示している。また、図１２（Ｃ）は位置Ｂに、図１２（Ｄ）は位置Ｃに、図１２（Ｅ）は位置Ｄにタッチ操作された場合の光量分布を示す。
【００８６】
図１２（Ｂ）〜（Ｅ）の各図中の「第３の重複領域」は、各々のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒから見て、第３の重複領域９３が存在する方向である。例えば、センサユニット２１Ｌについてみると、対角方向に位置するセンサユニット２２Ｒからの光が入射する方向と、再帰反射手段４Ｒからの再帰反射光が入射する範囲の端部との間の範囲（方向）が、第３の重複領域９３が存在する方向となる。そして、４基の全てのセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒにより、遮光領域（すなわちタッチ操作された位置）が同時に第３の重複領域９３内で検出された場合には、タッチ位置が第３の重複領域９３内に位置していることを示している。したがって、この場合には、メイン演算部７１は、タッチ操作の位置が第３の重複領域９３内にあると判断する。そうでない場合には、タッチ操作の位置が第３の重複領域９３内にはないと判断する。なお、ここでいう「同時」とは、厳密な意味で同時ではなくてもよく、人間の動作であれば同時とみなせる程度にタイミングがずれていてもよい。前述のとおり、２基のセンサバー１Ｌ，１Ｒのセンサユニット２１Ｒ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌが交互に動作する構成であると、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの組み合わせによっては、厳密に同時に検出できないためである。
【００８７】
そして、メイン演算部７１は、タッチ操作の位置が第３の重複領域９３内にないと判断した場合には、タッチ操作の位置を第３の重複領域９３内に誘導する誘導処理を実行する。タッチ操作の位置が、座標入力領域５内であるが第３の重複領域９３外である場合には、遮光領域は４基のうちの２基または３基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒによって検出されることになる。そこで、メイン演算部７１は、この場合には、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒのうち、遮光領域を検出している２基のセンサユニットによる検出結果に基づいて、現在のタッチ位置を算出する。そして、メイン演算部７１は、現在のタッチ位置から見た第３の重複領域９３の方向を算出し、算出した方向を報知する処理を実行する。例えば、メイン演算部７１は、図１２（Ａ）に示すように、現在のタッチ位置からみた第３の重複領域９３の方向を示す矢印を、表示装置２００を介して座標入力領域５（表示領域１１１）に表示する。この際、メイン演算部７１は、このような誘導処理を実行するための専用のアプリケーションを用いてもよい。また、メイン演算部７１は、インジケータ７９に、現在のタッチ位置からみた第３の重複領域９３の方向を表示してもよい。さらに、メイン演算部７１は、スピーカ８０を介して、現在のタッチ位置からみた第３の重複領域９３の方向を音声で報知してもよい。
【００８８】
例えば、図１２（Ｂ）に示す光量分布が得られた場合には、現在のタッチ位置は図１２（Ａ）の位置Ａであることを示している。このため、メイン演算部７１は、位置Ａから見た第３の重複領域９３の方向を示す矢印を、例えば表示装置２００を介して座標入力領域５に表示する。これにより、タッチ操作の位置の移動方向を使用者等に報知し、タッチ位置を第３の重複領域９３内に誘導できる。図１２（Ｃ）〜（Ｅ）に示す光量分布が得られた場合であっても、矢印の表示位置および向きが異なるほかは同様である。
【００８９】
ステップＳ１０１２において、メイン演算部７１は、第３の重複領域９３内へのタッチ操作を促す処理と、タッチ操作の位置を第３の重複領域９３内に誘導する処理を完了する。このように、本実施形態では、第３の重複領域９３内であって、かつ、２本の直線の交点αとは異なる位置へのタッチ操作を検出するまでは、第３の重複領域９３内へのタッチ操作を促す処理を継続する。そして、ステップＳ１０１３に進む。
【００９０】
ステップＳ１０１３では、メイン演算部７１は、相対位置算出手段として機能し、４基のセンサユニット２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒの相対位置を算出して確定する。相対位置の算出方法は、前述のとおりである。以上のステップを経ると、初期設定処理を終了する。
【００９１】
本実施形態によれば、座標入力装置１００の配置時などにおいて、自動的に、基準方向からのセンサユニットの方向（角度θ５）を取得できる。このため、座標入力装置１００の製造において基準方向の取得と付与の工程を省略することができ、製造コストの削減を図ることができる。また、座標入力装置１００の使用のための配置時において、センサバー１Ｌ，１Ｒの配置方向を例えば正確に垂直方向に向けなければならないなどといった制限はない。このため、使用者等にとって使用の準備の手間を省略することができる。
【００９２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、タッチ位置を第３の重複領域９３内へ誘導する処理において、報知手段として、専用アプリ、スピーカ８０、またはインジケータ７９を用いる構成を示した。ただし、報知手段はこれらに限定されるものではない。例えば、外部機器としてＰＣ３００（コンピュータ）が適用される場合には、メイン演算部７１は、検出したタッチ位置を外部機器であるＰＣ３００に出力するとともに、マウスカーソルの表示態様を変更するという構成が適用できる。具体的には、メイン演算部７１は、マウスカーソルを点滅させて表示する、一定範囲で回転させる等の処理を実行する。このような処理によっても、使用者等に対してタッチ位置の変更を促すことができる。このような構成であると、専用のアプリケーションやドライバ等を予めＰＣへインストールする作業が不要となる。このため、使用者等にとって使用の準備の手間を省略することができる。したがって、利便性が向上する。
【００９３】
（その他の実施形態）
以上、実施形態例を詳述したが、本発明は例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記録媒体(記憶媒体)等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、webアプリケーション等）から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００９４】
例えば、前記実施形態では、座標入力装置１００のメイン演算部７１が上述の各処理を実行する構成を示したが、この構成に限定されない。例えば、前記各処理の一部をＰＣ３００によって実現してもよい。この場合には、前述の各処理の一部を実行するためのアプリケーションのコンピュータプログラムが予めＰＣ３００の外部メモリ３０４に格納されている。そして、ＣＰＵ３０１がこのコンピュータプログラムを実行することにより、上述の各処理が実行される。この場合には、座標入力装置１００とＰＣ３００とが協働して前記処理を実現することになる。
【００９５】
また、本発明の目的は、以下の構成でも達成できる。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード（コンピュータプログラム）を記録した記録媒体（または記憶媒体）を、システムあるいは装置に供給する。係る記憶媒体は言うまでもなく、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００９６】
１００：座標入力装置
１Ｌ，１Ｒ：センサバー
２１Ｌ，２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒ：センサユニット
３Ｌ，３Ｒ：演算制御回路
４Ｌ，４Ｒ：再帰反射手段
５：座標入力有効領域
６：ホワイトボード
９３：第３の重複領域
【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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