(57)【要約】【課題】外乱光の影響を低減させて、入力された位置の検出を高精度に行える技術を提供する。【解決手段】指示手段によって入力領域に入力が行われる入力装置であって、入力領域の周辺に設けられ、光を投光する投光手段と、入力領域の周辺に設けられ、投光手段によって投光される光を反射する反射手段と、反射手段で反射された光のうちの特定の波長の光を透過する光学フィルター手段４４と、所定の検出範囲から入射され、光学フィルター手段４４を透過する光を検出する検出手段４１とを有し、光学フィルター手段４４は、その表面に対する法線方向ｎが、検出範囲の中間となる方向ｉと対応するように配置される。【選択図】図３
2017045336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指示手段によって入力領域に入力が行われる入力装置であって、
前記入力領域の周辺に設けられ、光を投光する投光手段と、
前記入力領域の周辺に設けられ、前記投光手段によって投光される光を反射する反射手段と、
前記反射手段で反射された光のうちの特定の波長の光を透過する光学フィルター手段と、
所定の検出範囲から入射され、前記光学フィルター手段を透過する光を検出する検出手段と
を有し、
前記光学フィルター手段は、その表面に対する法線方向が、前記検出範囲の中間となる方向と対応するように配置される、
ことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記投光手段と、前記検出手段を含む受光手段とを有するセンサユニットを両端部近傍に備えたセンサバー筐体であって、前記入力領域における対向する２辺の近傍にそれぞれ設けられるセンサバー筐体を備えており、
前記反射手段は、それぞれの前記センサバー筐体に対応して前記入力領域における対向する２辺の近傍に設けられ、
複数の前記受光手段のうちの１つである第１の受光手段に対向して配置される前記センサバー筐体に含まれる前記受光手段であって前記第１の受光手段に対して正面方向に位置する第２の受光手段と前記第１の受光手段とを結ぶ第１の線分と、前記第１の受光手段に対向して配置される前記センサバー筐体に含まれる前記受光手段であって前記第１の受光手段に対して対角方向に位置する第３の受光手段と前記第１の受光手段とを結ぶ第２の線分と、の２つの線分の成す角における中心方向と、前記第１の受光手段に含まれる前記光学フィルター手段の表面に対する法線方向と、が異なる方向となることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記投光手段と、前記検出手段及び前記光学フィルター手段を含む受光手段とを含むセンサユニットを備えており、
前記センサユニットは、複数の前記受光手段を含み、
前記複数の受光手段における各受光手段に含まれている前記光学フィルター手段は、それぞれ、その表面に対する法線方向が、当該光学フィルター手段に対応する受光手段の前記検出範囲の中間となる方向に対応するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記光学フィルター手段は、干渉フィルターまたは多層薄膜フィルターで形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項５】
特定の波長の光を透過する光学フィルター手段を用いる検出方法であって、
光を投光する投光工程と、
前記投光工程にて投光される光を反射する反射工程と、
前記反射工程で反射されて所定の検出範囲から入射され、前記光学フィルター手段を透過する光を検出する検出工程と
を有し、
前記光学フィルター手段は、その表面に対する法線方向が、前記検出範囲の中間となる方向と対応するように配置される、
ことを特徴とする検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指示手段によって入力面の入力領域に入力された位置を検出する入力装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力装置としては、各種の方式による座標入力装置（タッチパネルやデジタイザ）が提案され、また製品化されている。例えば、特殊な器具等を用いずに、指で画面上をタッチすることで、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の操作を簡単に行うことがきるタッチパネル等が広く用いられている。その方式としては、抵抗膜を用いたもの、または、光や超音波を用いたもの等、種々のものがある。
【０００３】
例えば、光を用いたものとして、座標入力面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手段で反射し、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。そして、従来、座標入力領域内を指等で指示することによってこの光路を遮り、遮光された方向を求めることで、指示位置を算出する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、特許文献２には、光学遮光方式の座標入力装置において、投光手段からの光線の波長成分を含まないノイズとなる外乱光を除去するために、光学フィルターを受光手段に備える構成が開示されている。
また、特許文献３には、光学遮光方式の座標入力装置において、受光手段における光量分布の均一化のため、投光手段からの光路方向によりフィルターの傾斜角度が異なる複数の面を有する構成が開示されている。
【０００５】
この種の座標入力装置を表示手段と一体とすることによって、表示手段の表示画面をタッチすることで、表示状態を制御したり、あたかも紙と鉛筆のような関係でタッチ位置の軌跡を筆跡として表示したりすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２７２３５３号公報
【特許文献２】特開平６−１６９３７６号公報
【特許文献３】特開２００６−５９１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
表示手段の表示画面をタッチすることで操作するユーザーインターフェースは、直観的であり誰でもが使えるということで、今や携帯機器では一般化している。当然のことながら、より大きな表示画面を有する装置であっても、そのような操作ができることが望まれている。大画面を使った具体的用途としては、会議用途でのプレゼンテーションやホワイトボード機能として、教育現場におけるＩＣＴ化教育、デジタルサイネージといった市場からの要望が大きい。
【０００８】
この種の座標入力装置は、基本性能として常に安定して高精度に入力された座標位置を検知することが求められる。これを阻害する要因の１つに、外乱光の影響がある。つまり、受光手段のセンサの受光感度波長成分と重なる波長帯域の光が外部から入射し、受光手段で検出された場合に、投光手段で発した本来の光の検出に歪みを発生させて誤差の要因となる。これを防ぐために、背景技術で述べたように、投光手段で発した光の波長成分を透過し外乱光の波長成分をカットする光学フィルターを受光手段に備えた構成が上述の先行技術文献に開示されている。
【０００９】
外乱光の波長成分が十分に本装置の投光手段で発する光の波長帯域と離れている場合には、通常の波長カット特性がなだらかな光吸収式の光学フィルターを用いても、投光手段で発した光の波長成分の透過に影響を与えることはない。しかしながら、例えば、ある他の装置から発せられ外乱光の波長帯域が本装置の投光手段で発する光の波長帯域と近接している場合には事情が異なる。つまり、その場合には、通常の波長カット特性がなだらかな光吸収式の光学フィルターを用いた場合、投光手段で発した光の波長成分にも影響を与えてしまい受光量が減少する。この場合には、通常の波長カット特性が急峻な干渉フィルターを用いることとなる。しかしながら、この干渉フィルターは、原理的にフィルター表面の薄膜間の干渉により、特定の波長光に対して作用するものであり、入射角度により特性が変動してしまう。したがって、単に受光手段の形状に基づいて干渉フィルターを配置した場合、一部の受光範囲について十分な光量で、入力された座標位置の検知が行えないという懸念があった。
【００１０】
即ち、従来においては、外乱光の影響を低減させて、入力された座標位置の検知を高精度に行うことに関して、課題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、外乱光の影響を低減させて、入力された位置の検出を高精度に行える技術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】
【００１２】
本発明の入力装置は、指示手段によって入力領域に入力が行われる入力装置であって、前記入力領域の周辺に設けられ、光を投光する投光手段と、前記入力領域の周辺に設けられ、前記投光手段によって投光される光を反射する反射手段と、前記反射手段で反射された光のうちの特定の波長の光を透過する光学フィルター手段と、所定の検出範囲から入射され、前記光学フィルター手段を透過する光を検出する検出手段とを有し、前記光学フィルター手段は、その表面に対する法線方向が、前記検出範囲の中間となる方向と対応するように配置される。
また、本発明は検出方法を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、外乱光の影響を低減させて、入力された位置の検出を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置に係る概略構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示すセンサバー筐体に内蔵されるセンサユニットの内部構成の一例を示す図である。
【図３】図２（Ａ）に示す矢印方向から見たセンサユニットに含まれる受光手段の構成図である。
【図４】図１に示す本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置の動作を説明するための図である。
【図５】図３に示す光学フィルター手段のフィルター特性の一例を示す図である。
【図６】図１に示す演算制御回路の内部構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態を示し、センサユニットをモード１で動作させるためにマスター側のＣＰＵが出力する制御信号、及び、センサユニットのモード１における動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】図１に示す各センサユニットから出力される信号の一例を示す図である。
【図９】図１に示すセンサユニットと座標入力面の座標入力有効領域との位置関係を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態を示し、デジタイザ座標系とスクリーン座標系を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態を示し、センサユニットをモード２で動作させるためにマスター側のＣＰＵが出力する制御信号、及び、センサユニットのモード２における動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置による座標入力方法を示すものであって、電源投入時からの初期設定工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置による座標入力方法を示すものであって、図１２のステップＳ１０１における初期設定後の通常のサンプリング動作及びキャリブレーション動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る座標入力装置に係る概略構成の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態を示し、１つのセンサユニットの内部に構成される複数の受光手段の内部構成の一例を示す図である。
【図１６】一般的な座標入力装置の構成例を示す図である。
【図１７】一般的な受光手段の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００１６】
まず、一般的な座標入力装置の構成を図１６を用いて説明する。図１６には、座標を入力する際に使用する座標入力面に相当する座標入力有効領域５、座標入力有効領域５の両端に配置されたセンサユニット２−Ｌ及び２−Ｒ、演算制御回路３、及び、再帰反射手段４が示されている。図１６に示す演算制御回路３は、センサユニット２−Ｌ及び２−Ｒを制御してセンサユニット２−Ｌ及び２−Ｒから取得した出力信号を処理し、その処理結果を外部装置等に出力する回路である。また、図１６に示す再帰反射手段４は、座標入力有効領域（座標入力領域）５の周囲の３辺に設けられ、進入してきた光を進入してきた方向に再帰的に反射するものである。
【００１７】
図１６において、センサユニット２−Ｌ及び２−Ｒは、不図示の投光手段及び受光手段を有して構成されている。投光手段は、座標入力有効領域５の入力面にほぼ平行に扇形に広がる光を投光する。また、受光手段は、投光手段から投光された光が再帰反射手段４で再帰反射され、戻ってきた光を受光する。図１６に示す座標入力装置では、２つのセンサユニット２−Ｌ及び２−Ｒでそれぞれ検知された光の遮光蔽方向（遮光角度θL，θR）と当該センサユニット間の距離に基づいて、座標入力有効領域５に入力されたタッチ位置Ｐを算出する。
【００１８】
図１６では、センサユニット２−Ｌ及び２−Ｒの光軸方向を対称線として、センサユニット２−Ｌ及び２−Ｒの検出範囲が図１６に図示するように対称に設定される。レンズ光学系を使ったこの種の装置にあっては、光軸との成す角が増大すると、収差の影響により光学性能が劣化するのが常であり、軸対称な光学系を採用することでより高性能な装置を実現できる。
【００１９】
（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置（入力装置）１００に係る概略構成の一例を示す図である。座標入力装置１００は、図１に示すように、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２並びに演算制御回路３−Ｌを含むセンサバー筐体１−Ｌと、センサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２並びに演算制御回路３−Ｒを含むセンサバー筐体１−Ｒと、再帰反射手段４−Ｌ及び４−Ｒと、座標入力有効領域（座標入力領域）５を含む座標入力面６を有して構成されている。この座標入力装置１００は、指等の指示手段によって座標入力面６の座標入力有効領域５に入力された座標位置を光学的に検知する座標入力装置である。
【００２１】
各々のセンサバー筐体１−Ｌ及び１−Ｒは、図１に示すように、矩形状の座標入力有効領域５の対向する２辺に設けられている。仮に表示装置がフロントプロジェクターとすれば、表示領域は座標入力有効領域５の範囲内に設定され、例えば平面状のホワイトボード等の座標入力面６に投影される。なお、座標入力面６は、ホワイトボードの座標入力面に限定されるものではなく、壁面等の座標入力面であってもよい。
【００２２】
各々のセンサバー筐体１−Ｌ及び１−Ｒの側面には、それぞれ、図１に示すように、再帰反射手段４−Ｌ及び４−Ｒが装着されている。各々の再帰反射手段４−Ｌ及び４−Ｒは、対向する辺に設けられたセンサバー筐体１中のセンサユニット２が投光した光（例えば赤外光）を、再帰的に反射できるように構成されている。即ち、再帰反射手段４−Ｌ及び４−Ｒは、座標入力有効領域５の周辺に設けられ、入射した光を再帰的に反射するものである。
【００２３】
上述したように、センサバー筐体１−Ｌに内蔵される演算制御回路３−Ｌは、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２を制御して、その出力結果を演算処理するとともに、センサバー筐体１−Ｒ中の演算制御回路３−Ｒを制御する。センサバー筐体１−Ｒに内蔵される演算制御回路３−Ｒは、センサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２を制御して、その出力結果を演算処理し、その演算処理結果をセンサバー筐体１−Ｌ中の演算制御回路３−Ｌに送信する。そして、センサバー筐体１−Ｌ中の演算制御回路３−Ｌは、４つのセンサユニット２からの出力結果を処理して、指等の指示手段によって座標入力面６に入力された座標位置を算出し、ＰＣ等の外部装置へその算出結果を出力する。
【００２４】
本実施形態では、センサバー筐体１−Ｌ中の演算制御回路３−Ｌとセンサバー筐体１−Ｒ中の演算制御回路３−Ｒとは、コードで接続されることを想定するものとするが、例えば無線等で通信接続する形態であってもよい。また、以後の説明においては、図１に示すように、座標入力面６の水平方向をＸ軸（図面右側が＋）、座標入力面６の天地方向をＹ軸（下側が＋）として説明する。
【００２５】
図２は、図１に示すセンサバー筐体１に内蔵されるセンサユニット２の内部構成の一例を示す図である。具体的に、図２（Ａ）は、図１における断面Ａ−Ａを示す図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す矢印方向から見たセンサユニット２に含まれる投光手段３０の構成図である。また、図３は、図２（Ａ）に示す矢印方向から見たセンサユニット２に含まれる受光手段４０の構成図である。
【００２６】
図２（Ａ）において、センサユニット２は、センサバー筐体１に内蔵されており、図２（Ｂ）に示す投光手段３０、及び、図３に示す受光手段４０を含み構成されている。ここで、投光手段３０と受光手段４０との距離はＬ＿ｐｄであり、その間及び近傍の複数個所に再帰反射手段４が図２（Ａ）に示すように設けられている。なお、図２（Ａ）に示すように、再帰反射手段４は、少なくとも、センサユニット２の投受光窓近傍のみの位置に装着されている。したがって、再帰反射手段４は、センサユニット２以外の装着位置に関しては、座標入力面６から所定距離の範囲内に連続的に装着されていてもよい。
【００２７】
図２（Ｂ）に示すように、投光手段３０は、赤外光等を発光する発光手段であるＬＥＤ３１、投光レンズ３２、及び、両者を固定するための接着層３３を有して構成される。なお、図２（Ｂ）に示す例では、ＬＥＤ３１と投光レンズ３２との間に接着層３３を設ける態様を示しているが、ＬＥＤ３１が投光レンズ３２に密着或いは近接させて光学的に問題なく投光できるものであれば、接着層３３を必ずしも設ける必要はない。例えば、ＬＥＤ３１が投光レンズ３２にばね性のある部材で付勢される構成であってもよい。また、本実施形態では、発光手段としてＬＥＤを適用した例を示すが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば、赤外光等を発光するレーザーダイオード（ＬＤ）であってもよい。この図２（Ｂ）に示す投光手段３０は、図１に示す座標入力有効領域５の周辺に設けられ、再帰反射手段４に向けて投光するものである。
【００２８】
投光レンズ３２は、ＬＥＤ３１からの光を、ホワイトボード等の座標入力面６と略平行な光束となるようにする。なお、投光レンズ３２を別途設けずに、例えはＬＥＤ３１自体に投光レンズ３２の機能を持たせ、一体とした構成としてもよい。
【００２９】
そして、図１に示す場合、センサユニット２−Ｌ１の投光手段３０は、対向する辺に設けられたセンサバー筐体１−Ｒの再帰反射手段４−Ｒの全領域を照明するように、投光範囲が図２（Ｂ）のｇからｈの範囲であって頂点が点Ｏの位置の扇状の光束を出射する。このとき、投光手段３０の光軸は、図２（Ｂ）のｆの方向に設定される。
【００３０】
図３において、受光手段４０は、投光手段３０により投光された光が、対向する辺に設けられたセンサバー筐体１に装着されている再帰反射手段４によって再帰反射された光を受光するものである。この受光手段４０は、図２（Ｂ）に示す投光手段３０と一体的に構成されており、これらはセンサユニット２を構成する。
【００３１】
図３に示すように、受光手段４０は、検出手段としての光電変換素子であるラインＣＣＤ４１、受光レンズ４２、絞り４３、赤外線を通過させる光学フィルター手段４４、及び、保護部材４５を有して構成される。保護部材４５は、光透過性の部材であって、センサバー筐体１内へのゴミ等の異物の侵入を防止するための保護部材である。また、保護部材４５に赤外通過フィルター機能を設けることで、光学フィルター手段４４と併せて、更に効果的に外乱防止効果を発揮させる構成としてもよい。
光学フィルター手段４４は、再帰反射手段４で再帰反射された光のうちの特定の波長光のみを透過するものであり、ラインＣＣＤ４１は、光学フィルター手段４４を透過した特定の波長光を検出する検出手段である。そして、本実施形態では、図１に示す演算制御回路３は、ラインＣＣＤ４１の検出に係る情報に基づいて、指等の指示手段によって受光手段４０で検出できなくなった光の方向を求めて指示手段によって座標入力有効領域５に入力された座標位置を算出する。
【００３２】
本実施形態では、光学フィルター手段４４として特定の長波長側の光をカットするハイカットの干渉フィルターで形成されているものを適用し、保護部材４５として短波長側の光をカットするローカットの吸収型フィルターで形成されているものを適用する。なお、本実施形態では、光学フィルター手段４４として、干渉フィルターで形成されているものを適用するが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、光学フィルター手段４４として、例えば多層薄膜フィルターで形成されているものも適用可能である。
【００３３】
本実施形態では、図３に示すように、光学フィルター手段４４は、その表面に対する法線方向ｎが、受光手段４０における座標入力有効領域５を見込む検出範囲（ｇ〜ｈの検出範囲）の中間となる方向ｉと一致するように配置されている。なお、ここでいう座標入力有効領域５を見込む検出範囲とは、受光手段４０から座標入力有効領域５の方向を見たときの検出範囲であり、絞り４３によって制限された、受光手段４０によって検出可能な範囲全てでもよいし、検出可能な範囲のうちの座標の算出に必要な範囲でもよい。また、ここでいう座標入力有効領域５を見込む検出範囲とは、座標入力有効領域５と平行な面における二次元的な範囲である。法線方向ｎについても座標入力有効領域５と平行にしてもよい。
なお、光学フィルター手段４４が、光学フィルターとしての機能を有している部材と、その他の部材で構成されている場合、ここでいう光学フィルター手段４４の表面とは、光学フィルターとしての機能を有している部材で構成される面であればよい。
また、図３に示す例では、光学フィルター手段４４が、法線方向ｎと方向ｉとが一致するように配置される例を示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、法線方向ｎと方向ｉとが略一致するように配置されていれば（光学的に一致すると見なせる範囲内であれば）適用可能である。
【００３４】
なお、図１７は、一般的な受光手段４０'の構成図である。
この図１７に示す受光手段４０'では、光学フィルター手段４４'の向きが、図３に示す本実施形態に係る光学フィルター手段４４と異なっている。具体的に、図１７に示す光学フィルター手段４４'は、その表面に対する法線方向ｎが、受光手段４０'における座標入力有効領域を見込む検出範囲（ｇ〜ｈの検出範囲）の中間となる方向ｉと略一致するようには配置されておらず、異なる方向となっている。
【００３５】
ここで、再び、図２及び図３の説明に戻る。
受光手段４０は、その光軸がＸ軸方向に設定され、図３に示すように、検出範囲がｇからｈの範囲となっており、点Ｏの位置が光学的な中心位置となっている。また、受光手段４０は、図３に示すように、光軸に対して非対称な光学系となっている。また、図２（Ｂ）に示す投光手段３０と図３に示す受光手段４０は、点Ｏの位置並びに方向ｇ及び方向ｈが略一致するように、図２（Ａ）に示すように重ねて配置されている。また、受光手段４０は、入射する光の方向に応じて、ラインＣＣＤ４１の画素に集光されるので、ラインＣＣＤ４１の画素番号は入射する光の角度情報を表すことになる。
【００３６】
図４は、図１に示す本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置１００の動作を説明するための図である。具体的に、図４を用いて、投光手段３０及び受光手段４０の光学的な配置について説明する。
【００３７】
例えば、図４（Ａ）のセンサユニット２−Ｌ１に内蔵されている投光手段３０から対向する辺に設けられたセンサバー筐体１−Ｒに設けられた再帰反射手段４−Ｒに向けて投光される光の座標入力有効領域５に平行な水平方向範囲は、図４のｇからｈの範囲である。そして、実際に再帰反射手段４−Ｒが装着されている範囲を示す図４（Ａ）のｊからｆの方向の光が再帰反射され、受光手段４０で検出されることになる。
【００３８】
この際、投光手段３０から投光した光の光束は完全には平行とはならず、投光距離が延びるに従って、その光束幅は広くなる。したがって、再帰反射手段４−Ｒで再帰反射される光の量は、再帰反射手段４−Ｒに到達する距離が長くなれば減少する。よって、投光地点Ｏから再帰反射手段４−Ｒまでの距離が近い方向ｊに比べて距離の遠い方向ｆは効率が悪い。さらに、再帰反射手段４−Ｒは、再帰反射面に垂直方向から入射した場合よりも、その角度が斜めになるのに従って、再帰反射効率が低下する。言い換えれば、再帰反射手段４−Ｒに入射する光が再帰反射光として再帰反射する割合は、入射角に依存しており、方向ｆは最もその効率が低下する方向といえる。さらに、本実施形態では、受光手段４０の光軸は方向Ｘに設定されており、方向ｆが最も光軸となす角度が大きな方向となっている。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性能が劣化することが知られており、例えば方向ｆでの集光効率の低下により、その方向が最も暗くなる方向といえる。
【００３９】
以上より、仮に投光手段３０が方向によらず一定の強度で投光することができたとしても、方向ｊから帰ってくる再帰反射光に比べて、方向ｊから方向ｆに向かうに従って、受光手段４０で検出できる再帰反射光は弱くなる（図４（Ｂ）参照）。
【００４０】
一方で、投光手段３０に内蔵されているＬＥＤ３１は、光軸方向に光の放射強度が最大となるように構成されることが一般的である。そして、ＬＥＤ３１においては、光軸からのなす角度が大きくなるに従って放射強度が低下することになるが、その度合いを、光軸方向の照明強度の半分となる角度「半値角」で定義することが通常である（図４（Ｃ）参照）。
【００４１】
そこで、再帰反射光レベルが最も弱い方向ｆに投光手段３０の光軸を向けることで、方向ｆの照明強度を増大させ、相対的に方向ｆから方向ｊに向かうに従って照明強度を低下させている。その結果、方向ｊから方向ｆまでの間、検出できる再帰反射光の強度を均一化できるようになる（図４（Ｄ）参照）ので、方向によらずより安定した信号が得られるようになる。
【００４２】
なお、本実施形態では、ＬＥＤ３１と投光レンズ３２により形成される投光放射強度分布を基にして投光手段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、これに限られるものではない。例えば、投光レンズ３２自体に非対称を持たせた場合には、光量分布は、図４（Ｃ）も非対称性を持ったものとなる。この場合、その非対称性を持った分布が最大となる方向と方向ｆとが一致するように傾斜角を設定してもよい。
【００４３】
本願実施形態においては、センサバー筐体１の長手方向に対して直角な方向にセンサユニット２中の受光手段４０の光軸が設定されている。また、受光手段４０の検出範囲は、光軸に対して非対称に設定されている。このように構成することで、センサバー筐体１の筐体を細く構成することが可能となる。この理由としては、ラインＣＣＤ４１、及び、ラインＣＣＤ４１が実装される不図示の回路基板の長手方向が、センサバー筐体１の長手方向と一致し、首尾よく配置されることによるためである。
【００４４】
本実施形態に係る座標入力装置１００が必要とする検出範囲は、対向する辺に設けられた再帰反射手段４の全域をカバーする範囲（方向ｆから方向ｊの範囲）である。ここで、光学フィルター手段４４に関して、干渉フィルターで形成されているものを採用する理由、及び、その際の課題に関して説明を行う。
【００４５】
図５は、図３に示す光学フィルター手段４４のフィルター特性の一例を示す図である。ここで、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の「Ａ」は検出使用光を示し、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の「Ｂ」は他の装置の赤外光を示し、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の「Ｃ」は吸収型ＨＣフィルター特性を示し、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の「Ｄ」は干渉ＨＣフィルター特性を示す。
【００４６】
外乱光の波長成分が十分に本装置の投光手段３０で発する光の波長帯域と離れている場合には、通常の波長カット特性がなだらかな光吸収式の光学フィルターを用いても、投光手段３０で発した光の波長成分の透過に影響を与えることはない。この場合には、図５（Ａ）に示すように、カット波長特性変化が緩やかである吸収型フィルターを用いても、問題は発生しない。しかしながら、例えば、ある他の装置から発せられ外乱光の波長帯域が本装置の投光手段３０で発する光の波長帯域と近接している場合、通常の波長カット特性がなだらかな光吸収式の光学フィルターを用いた場合には事情が異なる。この場合、図５（Ｂ）で示すように、投光手段３０で発した光の波長成分にも影響を与えてしまい、受光量が減少する。この場合、図５（Ｃ）に示すように、カット波長特性変化がシャープな干渉フィルターを使用することにより、使用光への影響が少なく光量が保たれる。しかも、干渉フィルターの方が、その性質上、細かな刻みでカット波長特性が選定できる。
【００４７】
しかしながら、この干渉フィルターは、原理的にフィルター表面の薄膜間の干渉により、特定の波長光に対し作用するものであり、入射角度により特性が変動してしまう。この角度特性を、横軸をフィルターの表面の法線方向（０°）に対するフィルターの透過角度、縦軸を透過光線の透過強度として模式的に示したものが、図５（Ｄ）と図５（Ｅ）である。図５（Ｄ）及び図５（Ｅ）において、Ｅで示す矢印の範囲は、受光手段４０の検出範囲であり、ｉはこの検出範囲の中間方向を示す。図５（Ｄ）及び図５（Ｅ）ともに、干渉フィルターの特性として、フィルター表面法線方向付近の一定範囲Ｗａにおいては、本体の透過波長帯域に対して安定的に高い透過率を示す。しかしながら、フィルター表面に対する法線方向から離れた角度範囲であるＷｂにおいては、本体の透過波長帯域に対して、急激に透過率が低下してしまう。図１７に示した、検出範囲の中間方向ｉと光学フィルター手段４４'の表面に対する法線方向ｎ（０°）とがずれている従来配置の場合には、次のような特性となる。つまり、図５（Ｄ）のように、この光学フィルター手段４４'の表面に対する法線方向ｎ（０°）近傍の狭い範囲に関しては高い透過率は得られるが、はずれたＷｂの範囲においては透過率が低下してしまう。したがって、単に受光手段４０の形状に基づいて、光学フィルター手段４４'を配置した場合、一部の受光範囲から十分な光量で検出することが困難になる場合が生じる。
【００４８】
一方、本実施形態においては、図３を用いて上述したように、光学フィルター手段４４の表面に対する法線方向ｎと、受光手段４０における座標入力有効領域５を見込むｇ〜ｈの検出範囲の中間となる方向ｉとが略一致するように配置する。このように、センサユニット２の受光手段４０を構成することにより、図５（Ｅ）に示すように、この場合の検出範囲Ｅが、干渉フィルターの高透過範囲Ｗａより狭い場合には、透過率が低下する範囲Ｗｂが含まれないことになる。したがって、この本実施形態に係る光学フィルター手段４４の構成においては、常に所定の波長範囲において、干渉フィルターの高透過率特性を維持することができる。
【００４９】
次に、図１に示す演算制御回路３について説明する。
図６は、図１に示す演算制御回路３−Ｌの内部構成の一例を示す図である。本実施形態におけるセンサバー筐体１−Ｌ中の演算制御回路３−Ｌとセンサバー筐体１−Ｒ中の演算制御回路３−Ｒは、外部へのインターフェース仕様を除き、いずれも同様の回路構成で構成されており、接続されるセンサユニット２を制御し演算を行っている。
【００５０】
図１の演算制御回路３−Ｌは、図６に示すように、ＣＰＵ６１、クロック発生回路（ＣＬＫ）６２、Ａ／Ｄコンバータ６３、メモリ６４、サブＣＰＵ６５、赤外線受光手段６６、シリアル通信手段６７、及び、ＵＳＢインターフェース６８を有して構成されている。
【００５１】
センサユニット２中のＣＣＤ制御信号は、ワンチップマイコン等で構成されるＣＰＵ６１から出力されており、ラインＣＣＤ４１のシャッタータイミングや、データの出力制御等を行っている。ラインＣＣＤ４１用のクロック信号は、クロック発生回路（ＣＬＫ）６２から各センサユニット２に送信されるとともに、ラインＣＣＤ４１との同期をとって各種制御を行うためにＣＰＵ６１にも入力されている。なお、センサユニット２中のＬＥＤ３１を駆動するＬＥＤ駆動信号は、ＣＰＵ６１から供給されている。
【００５２】
センサユニット２の検出手段であるラインＣＣＤ４１からの検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ６３に入力され、ＣＰＵ６１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、メモリ６４に記憶され、ＣＰＵ６１において角度計算等に用いられる。そして、ＣＰＵ６１は、計算した角度情報から、指示手段によって座標入力有効領域５に入力された座標位置を算出し、外部ＰＣ等にＵＳＢインターフェース６８等を介して出力する。
【００５３】
図１に示すように、本実施形態においては、各センサバー筐体１−Ｌ及び１−Ｒの演算制御回路３−Ｌ及び３−Ｒは、それぞれ、２つのセンサユニット２を制御している。仮にセンサバー筐体１−Ｌ中の演算制御回路３−Ｌがメイン機能を果たすものとすれば、その内部のＣＰＵ６１は、シリアル通信手段６７を介して、センサバー筐体１−Ｒ中の演算制御回路３−Ｒに制御信号を送出して、回路間の同期を行う。そして、演算制御回路３−Ｌは、演算制御回路３−Ｒから、必要なデータの取得を行うことになる。演算制御回路３−Ｌと演算制御回路３−Ｒとの間の動作は、マスター・スレーブ制御にて動作する。本実施形態の場合、演算制御回路３−Ｌがマスターであり、演算制御回路３−Ｒがスレーブである。なお、各制御・演算ユニットは、マスター・スレーブのどちらにもなり得るが、不図示のディップスイッチ等で、ＣＰＵ６１のポートに切替え信号を入力することで切り替えることが可能となっている。
【００５４】
マスターである演算制御回路３−Ｌからは、対向する辺に設けられたセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２のデータを取得するために、制御信号がスレーブの演算制御回路３−Ｒにシリアル通信手段６７を介して送信される。そして、センサユニット２−Ｒ1及び２−Ｒ２で得られた角度情報が算出され、シリアル通信手段６７を介してマスター側の演算制御回路３−Ｌに送信される。なお、上述したＵＳＢインターフェース６８は、本実施形態の場合、マスター側の演算制御回路３−Ｌに実装されることになる。
【００５５】
また、図６の赤外線受光手段６６は、赤外線を発光する専用ペン（不図示）を使用した時の赤外線を受光する手段である。図６のサブＣＰＵ６５は、専用ペンからの信号をデコードするためのＣＰＵである。専用ペンは、ペン先が座標入力面６を押圧したことを検知するスイッチ手段や、ペン筐体サイド部に種々のスイッチ手段を有する。それらのスイッチ手段の状態やペンの識別情報をペンに設けられた赤外線発光手段で送信することにより、ペンの操作状態を検知することが可能となる。
【００５６】
図７は、本発明の第１の実施形態を示し、センサユニット２をモード１で動作させるためにマスター側のＣＰＵ６１が出力する制御信号、及び、センサユニット２のモード１における動作の一例を示すタイミングチャートである。
【００５７】
図７に示すＳＨ信号７１、ＩＣＧＬ信号７２及びＩＣＧＲ信号７３は、ＣＣＤ制御用の制御信号である。具体的に、ＳＨ信号７１の間隔でラインＣＣＤ４１のシャッター解放時間が決定される。ＩＣＧＬ信号７２は、センサバー筐体１−Ｌ中のセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２へのゲート信号であり、ラインＣＣＤ４１内部の光電変換部の電荷を読み出し部へ転送するための信号である。ＩＣＧＲ信号７３は、対向するセンサバー筐体１−Ｒ中のセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２へのゲート信号であり、図６に示すシリアル通信手段６７を介してセンサバー筐体１−Ｒ中の演算制御回路３−Ｒに送信される。そして、演算制御回路３−ＲがラインＣＣＤ４１内部の光電変換部の電荷を読み出し部へ転送する信号を生成することになる。
【００５８】
ＣＣＤＬ信号７４は、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２のラインＣＣＤ４１におけるシャッター解放時間を示す信号である。ＣＣＤＲ信号７５は、センサユニット２−Ｒ1及び２−Ｒ２のラインＣＣＤ４１におけるシャッター解放時間を示す信号である。ＬＥＤＬ信号７６は、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２のＬＥＤ３１における駆動信号である。ＬＥＤＲ信号７７は、センサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２のＬＥＤ３１における駆動信号である。
【００５９】
ＳＨ信号７１の最初の周期でセンサバー筐体１−Ｌ中のセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２のＬＥＤ３１を点灯するために、ＬＥＤＬ信号７６が各々のＬＥＤ駆動回路（不図示）を経てＬＥＤ３１に供給される。そして、ＳＨ信号７１の次の周期で対向する辺に設けられたセンサバー筐体１−Ｒ中のセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２のＬＥＤ３１を点灯するために、ＬＥＤＲ信号７７が、シリアル通信手段６７を介して演算制御回路３−Ｒに送信される。そして、演算制御回路３−Ｒが各々のＬＥＤ駆動回路（不図示）に供給するための信号を生成することになる。
【００６０】
ＬＥＤ３１の駆動、及び、ラインＣＣＤ４１のシャッター開放が終了した後に、ラインＣＣＤ４１の信号がセンサユニット２から読み出され、演算制御回路３において後述する方法で角度情報を算出する。そして、スレーブ側の演算結果はマスター側に送信されることになる。このように動作させることで、センサバー筐体１−Ｌ中のセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２と対向するセンサバー筐体１−Ｒ中のセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２とは、異なるタイミングで動作するようになる。このように構成することで、対向する辺に設けられた他のセンサユニット２の赤外光を検出することなく、当該センサユニット２自身が発光した再帰反射光のみを検出できるようになる。
【００６１】
図８は、図１に示す各センサユニット２から出力される信号の一例を示す図である。
まず、センサユニット２の投光手段３０の発光が無い状態での受光手段４０の出力は図８（Ａ）のようになり、また、センサユニット２の投光手段３０の発光が有る場合の受光手段４０の出力は図８（Ｂ）のようになる。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）において、Ａのレベルが検出した光量の最大レベルであり、Ｂのレベルが光を全く受光できてないレベルとである。
【００６２】
センサユニット２の投光手段３０が投光した赤外線は、対向する辺に設けられた再帰反射手段４で再帰反射され、自身のセンサユニットで検出される。したがって、光出力が得られ始める画素番号Ｎｊの方向は図４における方向ｊであり、同様に画素番号Ｎｆの方向は図４における方向ｆということになる。画素番号Ｎｊから画素番号Ｎｆまでの光量は、表示画面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筐体１の配置状態（特に２つのセンサバー筐体１間の距離）等によって変化する。
【００６３】
本実施形態に係る座標入力装置１００は、最適な光量レベルが得られるように、ＳＨ信号７１を制御することによって、ラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間、及び、ＬＥＤ３１の露光時間を調整する。センサユニット２から得られる光量が多ければ時間を短くし、逆に少なければ時間を長く設定することができる。さらには、検出光量レベルに応じて、ＬＥＤ３１に流す電流を調整してもよい。このように出力信号を監視することで、最適な光量を得ることができる。このような調整を、レベル変動が有った場合に適宜行う仕様としてもよい。もしくは、センサバー筐体１が設置され、その状態が保持されている間は、安定した一定の信号が得られるはずであるため、このような光量の調整は、設置が完了した電源投入時に行えばよい。
【００６４】
再び図８の説明に戻る。
座標入力面６の座標入力有効領域５を指示手段によってタッチすることで光路を遮ると、図８（Ｃ）のように、例えば画素番号Ｎｃでの光量が検出できなくなる。本実施形態では、演算制御回路３は、この図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）の信号を用いて、タッチした方向、言い換えると角度を算出して求める。
【００６５】
具体的に、まず、システムの起動時、システムのリセット時、或いは自動的に、基準データを取得する。以降１つのセンサユニット２のデータ処理について説明するが、他のセンサユニット２でも同様の処理を行っている。
演算制御回路３は、電源投入時、操作者によるタッチ操作が行われてない状態で、投光手段３０の発光が無い状態でラインＣＣＤ４１の出力をＡ／Ｄ変換して、これをＢａｓｅ＿Ｄａｔａ［Ｎ］（ＮはラインＣＣＤ４１の画素番号）としてメモリ６４に記憶する。これは、ラインＣＣＤ４１のバイアスのばらつき等を含んだデータとなり、図８（Ａ）のＢのレベル付近のデータとなる。同様に、演算制御回路３は、操作者によるタッチ操作が行われてない状態で、投光手段３０から投光した状態での光量分布を取得して、これを図８（Ｂ）の実線で表されたＲｅｆ＿Ｄａｔａ［Ｎ］としてメモリ６４に記憶する。
【００６６】
その後、サンプルを開始することになるが、タッチ操作が行われてなければ、図８（Ｂ）のようなデータが検出され、タッチ操作が行われると、そのタッチした座標位置に応じて影Ｃが検出された図８（Ｃ）のようなデータが検出される。ここでは、投光手段３０から投光した状態で得られるサンプルデータをＮｏｒｍ＿Ｄａｔａ［Ｎ］と定義する。
【００６７】
演算制御回路３は、これらのデータを用いて、まず、入力がなされたか、遮光範囲があるかどうかの判定を行う。まず、遮光範囲を特定するために、変化の絶対量を各々の画素において行い、予め設定してある閾値Ｖｔｈａと比較する。
【００６８】
Ｎｏｒｍ＿Ｄａｔａ０［Ｎ］＝Ｎｏｒｍ＿Ｄａｔａ［Ｎ］−Ｒｅｆ＿Ｄａｔａ［Ｎ］
・・・（１）
（１）式において、Ｎｏｒｍ＿Ｄａｔａ０［Ｎ］は、各画素における絶対変化量であり、閾値比較により、ノイズ等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のものである。そして、演算制御回路３は、閾値を超えるデータが、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ものとして判定する。この処理は、差を取り比較するだけなので、短時間での演算が可能であり、入力の有無判定を高速に行うことができる。
【００６９】
続いて、演算制御回路３は、より高精度に検出するために、以下の（２）式に示す変化の比を計算して入力点の決定を行う。
Ｎｏｒｍ＿ＤａｔａＲ［Ｎ］＝Ｎｏｒｍ＿Ｄａｔａ０［Ｎ］／（Ｂａｓｅ＿Ｄａｔａ［Ｎ］−Ｒｅｆ＿Ｄａｔａ［Ｎ］）  ・・・（２）
そして、演算制御回路３は、このデータに対して、別途設定される閾値Ｖｔｈｒを適用して、その立ち上がり部と立下り部の画素番号から、両者の中央を入力画素として、角度を算出する。
【００７０】
図８（Ｄ）は、比計算が終わった後の検出の例を示す図である。いま、閾値Ｖｔｈｒで検出すると遮光領域の立ち上がり部分は、Ｎｓ番目の画素でレベルＬｓとなり閾値を超えたとする。さらに、Ｎｔ番目の画素でレベルＬｔとなり閾値Ｖｔｈｒを下まわったとする。このまま、中心画素Ｎｐを以下の（３）式により計算を行うものとする。
Ｎｐ＝Ｎｓ＋（Ｎｔ−Ｎｓ）／２  ・・・（３）
そうすると、ラインＣＣＤ４１の画素間隔が最小の分解能になってしまう。そこで、より細かく検出を行うために、それぞれの画素のレベルとその１つ前の画素のレベルを用いて閾値を横切った仮想の画素番号を計算する。
【００７１】
画素ＮｓのレベルをＬｓ、画素Ｎｓ−１番のレベルをＬｓ−１、そして画素ＮｔのレベルをＬｔ、画素Ｎｔ−１のレベルをＬｔ−１とすると、それぞれの仮想画素番号Ｎｓｖ及びＮｔｖは、それぞれ、以下の（４）式及び（５）式で計算することができる。
Ｎｓｖ＝Ｎｓ−１＋（Ｖｔｈｒ−Ｌｓ−１）／（Ｌｓ−Ｌｓ−１）  ・・・（４）
Ｎｔｖ＝Ｎｔ−１＋（Ｖｔｈｒ−Ｌｔ−１）／（Ｌｔ−Ｌｔ−１）  ・・・（５）
【００７２】
また、仮想中心画素Ｎｐｖは、以下の（６）式で決定される。
Ｎｐｖ＝Ｎｓｖ＋（Ｎｔｖ−Ｎｓｖ）／２  ・・・（６）
【００７３】
このように、画素番号とその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できる。上記のように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、角度情報に変換する必要がある。この際、実際の座標計算では、角度そのものよりもその角度における正接（ｔａｎｇｅｎｔ）の値を求めるほうが都合がよい。なお、画素番号からｔａｎθへの変換には、テーブル参照や変換式を用いる。また、変換式は、例えば高次の多項式を用いると精度を確保できるが、次数等は計算能力及び精度スペック等を鑑みて決定すればよい。
【００７４】
ここで、５次多項式を用いる場合の例を示すと、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、出荷時等にこのデータを不揮発性メモリ等に記憶しておけばよい。今、５次多項式の係数をＬ５，Ｌ４，Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０としたとき、ｔａnθは、以下の（７）式で表すことができる。
ｔａｎθ＝（Ｌ５＊Ｎｐｒ＋Ｌ４）＊Ｎｐｒ＋Ｌ３）＊Ｎｐｒ＋Ｌ２）＊Ｎｐｒ＋Ｌ１）＊Ｎｐｒ＋Ｌ０  ・・・（７）
【００７５】
同様の処理を各々のセンサユニット２に対して行えば、それぞれの角度情報を決定することができる。なお、上述した例ではｔａｎθを求めているが、角度そのものを求め、その後、ｔａｎθを求めても構わない。
【００７６】
図９は、図１に示すセンサユニット２と座標入力面６の座標入力有効領域５との位置関係を示す図である。
センサバー筐体１−Ｌ中のセンサユニット２−Ｌ１の検出範囲は、方向ｊから方向ｆの範囲であり、また、角度の正負を図９に示すように設定する。そして、センサユニット２−Ｌ１の光軸はＸ軸方向であり、その方向を角度０°と定義する。同様に、センサユニット２−Ｌ２の検出範囲は方向ｆから方向ｊの範囲であり、また、角度の正負を図９に示すように設定し、センサユニット２−Ｌ２の光軸方向を角度０°と定義する。そして、センサユニット２−Ｌ１の光軸中心とセンサユニット２−Ｌ２の光軸中心を結ぶ線分をＹ軸と定義すれば、各センサユニット２の光軸はその線分の法線方向となる。またセンサユニット２−Ｌ１の光軸中心とセンサユニット２−Ｌ２の光軸中心との距離をｄｈと定義する。
【００７７】
今、点Ｐの位置でタッチ操作が行われた場合を想定する。
センサユニット２−Ｌ１について算出される角度は角度θＬ１であり、センサユニット２−Ｌ２について算出される角度は角度θＬ２である。この２つの角度の角度情報と距離ｄｈを用いて、幾何学的にタッチ位置Ｐの座標位置（ｘ，ｙ）を以下の（８）式及び（９）式を用いて算出することが可能である。
ｘ＝ｄｈ・ｔａｎ（π／２−θＬ２）・ｔａｎ（π／２−θＬ１）／（ｔａｎ（π／２−θＬ２）＋ｔａｎ（π／２−θＬ１）  ・・・（８）
ｙ＝ｄｈ・ｔａｎ（π／２−θＬ２）／（ｔａｎ（π／２−θＬ２）＋ｔａｎ（π／２−θＬ１））  ・・・（９）
【００７８】
また、図９（Ａ）において、一方のセンサユニット２の出力がθＬ１＝０もしくはθＬ２＝０の場合であっても、他方のセンサユニット２が出力する角度情報に基づき、幾何学的に容易にタッチ位置Ｐの座標位置を算出することが可能である。
【００７９】
ここで、センサユニット２−Ｌ１及びセンサユニット２−Ｌ２の検出範囲から、タッチ位置Ｐが図９（Ｂ）の灰色で示したハッチング部の範囲に有る場合のみ、当該タッチ位置Ｐの座標位置を算出することが可能である。なお、タッチ位置Ｐがその範囲に無い時には、図９（Ｃ），図９（Ｄ），図９（Ｅ）に示すように、演算に用いるセンサユニット２の組み合わせを変更することで、座標入力有効領域５の全域におけるタッチ位置Ｐの座標位置を算出することができる。したがって、演算制御回路３は、各々のセンサユニット２が検出した遮光方向の有無、及び、遮光方向に基づき、座標位置の算出に必要なセンサユニット２を選択して、タッチ位置Ｐの座標位置を算出する。そして、この場合、選択したセンサユニット２の組み合わせに応じて、（８）式、（９）式のパラメータを変更して、座標変換を行えばよい。
【００８０】
なお、図９（Ｆ）に示すように、センサユニット２の選択の境界領域近傍にタッチ位置Ｐが存在する場合には、図９（Ｂ）もしくは図９（Ｃ）に示す状態のセンサユニット２の組み合わせで、そのタッチ位置Ｐの座標位置を算出することができる。
【００８１】
また、具体的な構成として、例えばセンサユニット２−Ｌ２の検出範囲と、センサユニット２−Ｒ１の検出範囲は、座標入力有効領域５の対角線方向で重複するように構成される。そして重複した領域でタッチされた場合には、複数通りのセンサユニット２の組み合わせで、そのタッチ位置Ｐの座標位置の算出が可能となる。その場合にあっては、両者の組み合わせで算出した座標値の平均値を確定座標として出力してもよい。
【００８２】
そして、このように算出された座標値は、本実施形態に係る座標入力装置１００が持つ座標系（以後、「デジタイザ座標系」と称す）の値であって、座標位置算出が可能な有効領域は図４における座標入力有効領域５である。そして、この座標入力有効領域５の範囲内にディスプレイの表示面を設けることになる。
【００８３】
図１０は、本発明の第１の実施形態を示し、デジタイザ座標系とスクリーン座標系を説明するための図である。
ディスプレイが仮にフロントプロジェクターとすると、投影画像である図１０に示す表示領域８が、座標入力有効領域５内に設定される。図１０では、ｄ１を原点として、ｄｘ軸、ｄｙ軸からなる表示座標系（以後、「スクリーン座標系」と称す）からなる。表示されている画像を直接タッチすることで、アイコン等のタップ操作を行うためには、デジタイザ座標系とスクリーン座標系の相関をとる必要がある。
【００８４】
通常、この種の相関を得るために、表示制御を行っているパーソナルコンピュータ（ＰＣ）には、専用のアプリケーションソフトがインストールされる。アプリケーションを起動すると、表示画面には十字クロス等が表示され、ユーザーにそのクロス位置をタッチするように促す。その動作を異なる位置で所定回数繰り返すことで得られるデジタイザ座標系の座標値と、十字クロスが表示されている位置のスクリーン座標系の座標値とが一致するように、座標系の変換が行われる。
【００８５】
本実施形態に係る座標入力装置１００においては、アプリケーションソフトを使って十字クロスの位置を表示させてタッチさせるのではなく、表示画面の四隅をタッチすることで、この座標変換を行っている。このように構成することで、その場にあるＰＣに接続することで、特別なソフトをインストールすることなく直ぐに使えるという優れた効果が得られる。特に、本実施形態に係る座標入力装置１００は、センサバー筐体１を持ち運んで会議室等に設置する可搬型であり、一緒にＰＣを持ち運ぶ必要が無いということは大きな利点である。本実施形態では、持ち運んだ先の、その場のＰＣや、その場の表示装置を利用して、簡単に設置を完了させて直ぐに使えるという優れた効果を発揮する。
【００８６】
この座標系を一致させるモードへの遷移は、センサバー筐体１等に設けられたスイッチ手段で行われる。スイッチ手段によりモードが遷移すると、センサバー筐体１に内蔵されるスピーカ手段等により、４隅を順次タッチするようにガイダンスする。また隅部のタッチが完了する毎に、入力が完了したことを示すブザー音を報知してもよい。または、センサバー筐体1に内蔵されるインジケータ手段で、その操作を促してもよい。
【００８７】
ここで、デジタイザ座標系での座標位置の算出では、（８）式、（９）式で演算に用いるセンサユニット２間の距離ｄｈが既知である必要がある。しかしながら、表示装置と組み合わせて使用する図１０のような場合、この距離ｄｈは必ずしも既知である必要は無い。つまり、ディスプレイの大きさを示す４隅情報が、タッチ操作することにより順次デジタイザ座標系における各センサユニット２での角度情報として取得される。その結果、比による計算だけで、スクリーン座標系のタッチ位置の座標位置を算出することが可能となる。
【００８８】
本実施形態に係る座標入力装置１００においては、種々の表示サイズの表示面に対して、ユーザーが２つのセンサバー筐体１を装着して使用することを想定している。そして、２つのセンサバー筐体１間の相対的な位置関係が図９（Ａ）となる（２つのセンサバー筐体１が平行、同一長さ、かつＸ軸方向に他方のセンサバー筐体１のセンサユニット２が配置）ことで、デジタイザ座標系での高精度な位置検出ができる。２つのセンサバー筐体１が上述したような配置となるような仕組みを設けることも可能であるが、その場合、ユーザーに、それなりの慎重な設置作業を強いることになる。仮に、２つのセンサバー筐体１を目分量で簡単に装着できれば、利便性の向上、設置時間の大幅短縮へとつながる。そこで、本実施形態においては、利便性向上のために、センサユニット２のモード２を有する。
【００８９】
図１１は、本発明の第１の実施形態を示し、センサユニット２をモード２で動作させるためにマスター側のＣＰＵ６１が出力する制御信号、及び、センサユニット２のモード２における動作の一例を示すタイミングチャートである。
【００９０】
図１１に示すＳＨ信号９１、ＩＣＧＬ信号９２及びＩＣＧＲ信号９３は、ＣＣＤ制御用の制御信号である。具体的に、ＳＨ信号９１の間隔でラインＣＣＤ４１のシャッター解放時間が決定される。ＩＣＧＬ信号９２は、センサバー筐体１−Ｌ中のセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２へのゲート信号であり、ラインＣＣＤ４１内部の光電変換部の電荷を読み出し部へ転送するための信号である。ＩＣＧＲ信号９３は、対向するセンサバー筐体１−Ｒ中のセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２へのゲート信号であり、図６に示すシリアル通信手段６７を介してセンサバー筐体１−Ｒ中の演算制御回路３−Ｒに送信される。そして、演算制御回路３−ＲがラインＣＣＤ４１内部の光電変換部の電荷を読み出し部へ転送する信号を生成することになる。
【００９１】
ＣＣＤＬ信号９４は、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２のラインＣＣＤ４１におけるシャッター解放時間を示す信号である。ＣＣＤＲ信号９５は、センサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２のラインＣＣＤ４１におけるシャッター解放時間を示す信号である。ＬＥＤＬ信号９６は、センサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２のＬＥＤ３１における駆動信号である。ＬＥＤＲ信号９７は、センサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２のＬＥＤ３１における駆動信号である。
【００９２】
ＳＨ信号９１の最初の周期でセンサバー筐体１−Ｒ中のセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２のＬＥＤ３１を点灯するために、ＬＥＤＲ信号９７がシリアル通信手段６７を介してセンサバー筐体１−Ｒ中の演算制御回路３−Ｒに送信される。そして、演算制御回路３−Ｒが各々のＬＥＤ駆動回路（不図示）に供給するための信号を生成することになる。そして、ＳＨ信号９１の次の周期でセンサバー筐体１−Ｌ中のセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２のＬＥＤ３１を点灯するために、ＬＥＤＬ信号９６が各々のＬＥＤ駆動回路（不図示）を経てＬＥＤ３１に供給される。
【００９３】
ＬＥＤ３１の駆動、及び、ラインＣＣＤ４１のシャッター開放が終了した後に、ラインＣＣＤ４１の信号がセンサユニット２から読み出され、演算制御回路３において後述する方法で角度情報を算出する。そして、スレーブ側の演算結果はマスター側に送信されることになる。このように動作させることで、センサバー筐体１−Ｌ中のセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２は、対向するセンサバー筐体１−Ｒ中のセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２に内蔵されたＬＥＤ３１による赤外光を直接検出することになる。同様に、センサバー筐体１−Ｒ中のセンサユニット２−Ｒ１及び２−Ｒ２は、対向するセンサバー筐体１−Ｌ中のセンサユニット２−Ｌ１及び２−Ｌ２に内蔵されたＬＥＤ３１による赤外光を直接検出することになる。
【００９４】
図１１（Ｂ）は、その際にセンサユニット２で得られる検出信号波形の一例を示す図である。対向する辺に設けられた２つのセンサユニット２中の投光手段３０からの発光をそれぞれ受光するので、図１１（Ｂ）に示すように、ピーク信号が２つ生成される。そして、演算制御回路３は、上述した角度算出方法と同様な方法で、その方向を各々算出する。なお、図１１（Ｂ）中の破線は、図８（Ｂ）のデータを示すものであり、方向Ｎｊと方向Ｎｆとの間にピーク信号が生成されることを示している。
【００９５】
図１２は、本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置１００による座標入力方法を示すものであって、電源投入時からの初期設定工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１２に示すフローチャートは、ＣＰＵ６１がメモリ６４に読み込まれたプログラムに基づく処理を行うことで実行可能である。
【００９６】
まず、投影画像である表示領域８の全領域を含む矩形状の座標入力有効領域５を形成するために、操作者によってセンサバー筐体１がホワイトボード等の座標入力面６に装着され、例えば電源投入が行われると、ステップＳ１０１において、演算制御回路３は、初期設定を行う。
【００９７】
続いて、ステップＳ１０２において、演算制御回路３は、ＣＰＵ６１等のポート設定やタイマー設定等の様々な初期化の他に、光電変換素子に残っている余分な電荷を除去する等のラインＣＣＤ４１の初期化を行う。
【００９８】
続いて、ステップＳ１０３において、演算制御回路３は、図１１に示すモード２の動作設定を行う。その際、ラインＣＣＤ４１が検出する光量の最適化が行われる。上述したように、表示領域８の大きさは、ホワイトボードの大きさ等により一意では無い。そのような場合であっても、センサバー筐体１間の距離が適宜ユーザーによって設定される。したがって、装着の状態によって検出される光の強度は異なるので、ラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間やＬＥＤ３１の露光時間、もしくはＬＥＤ３１の駆動電流を設定する。ここで、ステップＳ１０３におけるモード２の動作設定とは、対向するセンサユニット２から直接光を受ける動作の状態（図１１参照）であって、４つのセンサユニット２の相対的な位置関係を導出することを目的とする。
【００９９】
続いて、ステップＳ１０４において、演算制御回路３は、ラインＣＣＤ４１の出力信号を検出して、波形の取り込みを行う。
【０１００】
続いて、ステップＳ１０５において、演算制御回路３は、センサユニット２の配置がＯＫであるか否かを判断する。ここで、センサユニット２の配置がＯＫでない場合とは、例えば、仮にステップＳ１０３で最初の動作設定を光量が最大得られるように設定した際に、センサユニット２の受光手段４０の検出範囲に、対向する位置にあるセンサユニット２が位置しておらず、光が検出できない状態の場合である。
【０１０１】
ステップＳ１０５の判断の結果、センサユニット２の配置がＯＫでない（ＮＧである）場合には（Ｓ１０５／Ｎｏ）、ステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０６に進むと、例えば演算制御回路３は、ユーザーによるセンサバー筐体１の配置／設置が不適な状態である旨を報知して、センサバー筐体１の再設置を促す。この場合、ユーザーによるセンサバー筐体１の再設置が完了すると、再び、初期設定を行うステップＳ１０１の処理から開始することになる。なお、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６で検出される信号は、図１１（Ｂ）のような信号となり、本実施形態の場合には、２つの信号が出力されている状態が正常状態といえる。
【０１０２】
一方、ステップＳ１０５の判断の結果、センサユニット２の配置がＯＫである場合には（Ｓ１０５／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０７に進むと、例えば演算制御回路３は、ステップＳ１０４で得られた検出信号波形のチェックを行い、検出信号波形レベルがＯＫであるか否かを判断する。
【０１０３】
ステップＳ１０７において、例えば、対向する位置にあるセンサユニット２の光が強すぎる場合には、ラインＣＣＤ４１のダイナミックレンジの範囲を超えて出力が飽和することになって正確な角度を算出することが困難となるため、検出信号波形レベルがＯＫでない（ＮＧである）と判断され（Ｓ１０７／Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻る。そして、ステップＳ１０３において、例えば露光時間をより短くする等の再設定が行われる。この場合、再度、ステップＳ１０５で検出される信号は、より光強度が弱い状態となっているはずであり、そして、ステップＳ１０７において、検出信号波形レベルがＯＫであると判断され（Ｓ１０７／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８に進む。
【０１０４】
この動作が、各センサユニット２（本実施形態の場合には４つのセンサユニット２）で行われ、全ての信号が最適化されると、続いて、ステップＳ１０８において、演算制御回路３は、センサユニット２の相対的な位置関係を算出する。
【０１０５】
続いて、ステップＳ１０９において、演算制御回路３は、図７に示すモード１の動作設定を行う。その際、例えば、センサユニット２に内蔵されている投光手段３０が投光した赤外光が、対向するセンサバー１に設けられた再帰反射手段４で再帰反射され、その光を自身の受光手段４０で検出した時の信号レベルを最適化する。センサバー筐体１の配置は一意では無く、その配置に応じた検出レベルを最適化することで、安定した信号を得ることを目的とする。設定する項目としては、ラインＣＣＤ４１のシャッター開放時間やＬＥＤ３１の露光時間、もしくはＬＥＤ３１の駆動電流、そして、本発明の主眼とする投光形態である。例えば、この際、既定状態として、座標入力面６に距離が近い投光手段３０から投光するように制御を行い、また、本実施形態では、例えば最初の動作設定を光量が最大得られるように設定したものとする。
【０１０６】
続いて、ステップＳ１１０において、演算制御回路３は、ラインＣＣＤ４１の出力信号を検出して、波形の取り込みを行う。ここで取り込まれる波形は、照明時のデータであり、例えば図８（Ｂ）のような波形となる。
【０１０７】
続いて、ステップＳ１１１において、例えば演算制御回路３は、ステップＳ１１０で得られた検出信号波形のチェックを行い、検出信号波形レベルがＯＫであるか否かを判断する。例えば、対向する位置にあるセンサユニット２の光が強すぎる場合には、ラインＣＣＤ４１のダイナミックレンジの範囲を超えて出力が飽和することになって正確な角度を算出することが困難となるため、検出信号波形レベルがＯＫでない（ＮＧである）と判断され（Ｓ１１１／Ｎｏ）、ステップＳ１０９に戻る。そして、ステップＳ１０９において、例えば露光時間をより短くする等の再設定が行われる。この場合、再度、検出される信号は、より光強度が弱い状態となっているはずであり、そして、ステップＳ１１１において、検出信号波形レベルがＯＫであると判断され（Ｓ１１１／Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２に進む。
【０１０８】
ステップＳ１１２に進むと、演算制御回路３は、図８（Ａ）に示すＢａｓｅ＿Ｄａｔａ［Ｎ］を取得して、これをメモリ６４に記憶する。
【０１０９】
続いて、ステップＳ１１３において、演算制御回路３は、図８（Ｂ）に示すＲｅｆ＿Ｄａｔａ［Ｎ］を取得して、これをメモリ６４に記憶する。
【０１１０】
このようにして、全てのセンサユニット２でのデータが取得されると、図１２に示すフローチャートの処理が終了する。
【０１１１】
図１３は、本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置１００による座標入力方法を示すものであって、図１２のステップＳ１０１における初期設定後の通常のサンプリング動作及びキャリブレーション動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。具体的に、図１３（Ａ）に、図１２のステップＳ１０１における初期設定後の通常のサンプリング動作のフローチャートを示し、図１３（Ｂ）に、図１２のステップＳ１０１における初期設定後のキャリブレーション動作のフローチャートを示す。また、図１３（Ｂ）において、図１３（Ａ）と同様の処理ステップについては同じステップ番号を付している。なお、図１３に示すフローチャートは、ＣＰＵ６１がメモリ６４に読み込まれたプログラムに基づく処理を行うことで実行可能である。
【０１１２】
まず、図１３（Ａ）の説明を行う。
図１２のステップＳ１０１における初期設定が行われると、続いて、ステップＳＳ２０１において、演算制御回路３は、センサユニット２に内蔵されている投光手段３０で投光した赤外光が、対向するセンサバー筐体１に設けられた再帰反射手段４で再帰反射され、その光を当該センサユニット２に内蔵されている受光手段４０で検出した時の信号を取り込む（モード１が動作する）。その時のデータは、図８（Ａ）に示すＮｏｒｍ＿ｄａｔａ［Ｎ］であり、仮にタッチ操作があって光路が遮られると、図８（Ｃ）のように、ＣＣＤ画素番号Ｎｃの辺りで光信号が検出できなくなる。
【０１１３】
続いて、ステップＳ２０２において、演算制御回路３は、いずれかのセンサユニット２で、このような光の影が生成されたかを判断する。即ち、ステップＳ２０２では、入力あったか否かを判断する。
【０１１４】
ステップＳ２０２の判断の結果、影が生成されなかった場合、即ち入力がなかった場合には（Ｓ２０２／Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻り、ステップＳ２０２において、入力があったと判断されるまで、待機する。
【０１１５】
一方、ステップＳ２０２の判断の結果、影が生成された場合、即ち入力があった場合には（Ｓ２０２／Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に進む。
ステップＳ２０３に進むと、演算制御回路３は、出力信号に影が生成されているセンサユニット２を選択する。
【０１１６】
続いて、ステップＳ２０４において、演算制御回路３は、ステップＳ２０３で選択したセンサユニット２における上述した方向（角度）を算出する。
【０１１７】
続いて、ステップＳ２０５において、演算制御回路３は、デジタイザ座標系でのタッチ位置Ｐの座標位置を算出する。
【０１１８】
続いて、ステップＳ２０６において、演算制御回路３は、ステップＳ２０５で算出された座標位置をスクリーン座標系に変換して、パーソナルコンピュータの外部機器に、その座標値を送信して出力する。なお、この際に、座標入力面６をタッチしている状態か否かを判定するタッチダウン信号／タッチアップ信号を併せて出力してもよい。この種の光学式座標入力装置にあっては、座標入力面６をタッチすることで、光路は１００％遮断されることになるが、タッチ状態から少しずつ浮かせることによって、少しずつ光が透過するようになる。したがって、光がどの程度遮られたかを演算することで、タッチ状態にあるのか或いはタッチはしてないが光路を遮っている（角度演算は可能であり、その場合でもその位置を演算可能）状態かを、閾値を設定することで判別することができる。
【０１１９】
図１３（Ａ）のステップＳ２０６の処理が終了すると、図１３（Ａ）のステップＳ２０１に戻る。
【０１２０】
また、スイッチ手段等の操作により、デジタイザ座標系とスクリーン座標系を一致させるためのキャリブレーションモードに遷移することになる。このキャリブレーション動作について、図１３（Ｂ）を用いて説明する。
【０１２１】
キャリブレーションモードは、センサバー筐体１を装着した直後、或いは設置完了後であっても、何らかの拍子でディスプレイの表示位置がずれてしまった場合に行われる。
【０１２２】
キャリブレーションモードに遷移すると、ステップＳ１０１における初期設定が行われる。これは、センサバー筐体１が使用中に設置状態がずれた場合を想定して、光出力の最適化、センサユニット２の位置ずれを補正することになる。
【０１２３】
そして、ユーザーによる表示領域４隅のタッチ操作を行わせるために、ステップＳ２０１における通常取り込み処理及びステップＳ２０２における入力判断処理を経て、その１つの位置のタッチが行われたかを判定する。
【０１２４】
続いて、ステップＳ２０３において、演算制御回路３は、出力信号に影が生成されているセンサユニット２を選択する。
【０１２５】
続いて、ステップＳ２０４において、演算制御回路３は、ステップＳ２０３で選択したセンサユニット２における上述した方向（角度）を算出する。
【０１２６】
続いて、ステップＳ３０１において、演算制御回路３は、データの取得が完了したことを報知するために、例えば完了を示すビープ音を出力する。
【０１２７】
続いて、ステップＳ３０２において、演算制御回路３は、表示領域四隅の全ての情報が得られたか否かを判断する。この判断の結果、表示領域四隅の全ての情報については未だ得られていない場合には（Ｓ３０２／Ｎｏ）、図１３（Ｂ）のステップＳ２０１に戻る。
【０１２８】
一方、ステップＳ３０２の判断の結果、表示領域四隅の全ての情報が得られた場合には（Ｓ３０２／Ｙｅｓ）、ステップＳ３０３に進む。
ステップＳ３０３に進むと、演算制御回路３は、デジタイザ座標系からスクリーン座標系へと変換するためのパラメータを算出する。その後、図１３（Ａ）のステップＳ２０１に戻る（即ち、通常動作に戻る）。そして、このステップＳ３０３で算出されたパラメータは、図１３（Ａ）のステップＳ２０６における座標変換で使用される。
【０１２９】
第１の実施形態では、光学フィルター手段４４を、その表面に対する法線方向ｎが、受光手段４０における座標入力有効領域５を見込むｇ〜ｈの検出範囲の中間となる方向ｉと略一致するように配置するようにしている。
かかる構成によれば、検出境界角方向における入射角を最小にすることができ、光量低下を抑えることができる。これにより、外乱光の波長帯域が本装置の投光手段で発する光の波長帯域と近接している場合においても波長カット特性が急峻な干渉フィルター特性等により、受光手段の検出範囲全域において外乱光の影響を低減することができる。これにより、常に安定的した高品質で高精度な座標検出が可能となる。即ち、第１の実施形態によれば、外乱光の影響を低減させて入力された座標位置の検知を高精度に行うことができる。
【０１３０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【０１３１】
上述した第１の実施形態では、センサユニット２中の受光手段４０に内蔵される光学フィルター手段４４について、その表面に対する法線方向ｎが、当該受光手段４０における座標入力有効領域５を見込む検出範囲の中間となる方向ｉと略一致するように配置する形態を示した。
【０１３２】
第２の実施形態では、上述した第１の実施形態における座標入力装置１００の構成に加えて、光学フィルター手段４４の表面による正反射光の影響を軽減する構成について説明を行う。
【０１３３】
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る座標入力装置に係る概略構成の一例を示す図である。図１４において、上述した図１等に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。また、図１４では、センサバー筐体１−Ｌの一方のセンサユニット２−Ｌ１に着目する。このセンサユニット２−Ｌ１の構成要素として、第１の実施形態で説明したように、投光手段３０や受光手段４０等様々な構成要素があるが、ここでは、受光手段４０に内蔵されている受光手段４０の光学フィルター手段４４のみを図示している。
【０１３４】
図１４に示すように、座標入力有効領域５における対向する２辺の近傍には、図２（Ｂ）に示す投光手段３０及び図３に示す受光手段４０を含むセンサユニット２を両端部近傍に備えたセンサバー筐体１−Ｌ及び１−Ｒが備えられている。また、それぞれのセンサバー筐体１−Ｌ及び１−Ｒに対応して座標入力有効領域５における対向する２辺の近傍に、それぞれ、再帰反射手段４−Ｌ及び４−Ｒが設けられている。
【０１３５】
本実施形態では、図１４に示す複数のセンサユニット２にそれぞれに内蔵されている各受光手段（複数の受光手段）のうち、センサユニット２−Ｌ１に内蔵されている受光手段４０を第１の受光手段とする。そして、この第１の受光手段に対向して配置されているセンサバー筐体１−Ｒに含まれる受光手段であって第１の受光手段に対して正面方向に位置するセンサユニット２−Ｒ１に内蔵されている受光手段４０を第２の受光手段とする。さらに、第１の受光手段に対向して配置されているセンサバー筐体１−Ｒに含まれる受光手段であって第１の受光手段に対して対角方向に位置するセンサユニット２−Ｒ２に内蔵されている受光手段４０を第３の受光手段とする。
【０１３６】
第２の投光手段から投光された光は、センサユニット２−Ｌ１内の光学フィルター手段４４の表面で、センサバー筐体１−Ｒ中のもう一方のセンサユニット２−Ｒ２の方に正反射する。センサユニット２−Ｌ１内の光学フィルター手段４４は、第１の実施形態で説明したように、その表面に対する法線方向ｎ（図１４では方向ｑ）が、当該第１の受光手段における座標入力有効領域５を見込む検出範囲の中間となる方向ｉと略一致するように配置されている。
【０１３７】
ここで、注意すべきは、以下の事項である。
ここでは、センサユニット２−Ｒ１に内蔵されている第２の受光手段とセンサユニット２−Ｌ１に内蔵されている第１の受光手段とを結ぶ第１の線分１４０１と、センサユニット２−Ｒ２に内蔵されている第３の受光手段とセンサユニット２−Ｌ１に内蔵されている第１の受光手段とを結ぶ第２の線分１４０２と、の２つの線分の成す角における中心方向ｐと、第１の受光手段に含まれている光学フィルター手段４４の表面に対する法線方向（或いは当該第１の受光手段における座標入力有効領域５を見込む検出範囲の中間となる方向）ｑとの関係について説明する。上述した中心方向ｐと法線方向ｑとが接近している場合には、不都合が生じる。つまり、この場合、センサユニット２−Ｒ１に内蔵されている第２の投光手段から発せられた光は、センサユニット２−Ｌ１の光学フィルター手段４４の表面で正反射して、センサバー筐体１−Ｒのもう一方のセンサユニット２−Ｒ２に内蔵されている第３の受光手段で検出されてしまうことになる。この正反射光は、本来の再帰反射光とは異なる経路で反射した光であり、誤検出の原因となる。したがって、本実施形態では、上述した中心方向ｐと法線方向ｑとが一致しないように（即ち異なる方向となるように）各構成部を配置する。この際、第１の実施形態で説明した、光学フィルター手段４４の表面に対する法線方向と当該受光手段４０における座標入力有効領域５を見込む検出範囲の中間となる方向と略一致するように配置する形態は維持する。
【０１３８】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態における効果に加えて、さらに、光学フィルター手段の表面による正反射光の影響を軽減することができる。
【０１３９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【０１４０】
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、１つのセンサユニット２の内部には、１組の投光手段３０及び受光手段４０が構成されることを前提とした形態であったが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、１つのセンサユニット２の内部に、複数組の投光手段３０及び受光手段４０が構成される形態も適用可能であるため、この形態を本発明の第３の実施形態として説明する。なお、以下の第３の実施形態の説明では、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる部分について説明を行う。
【０１４１】
図１５は、本発明の第３の実施形態を示し、１つのセンサユニット２の内部に構成される複数の受光手段４０の内部構成の一例を示す図である。なお、図１５では、説明を簡単にするために、複数の受光手段４０として、２つの受光手段４０−１及び４０−２を記載している。また、図１５では、２つの受光手段４０−１及び４０−２に対応して設けられる投光手段３０については図示していない。
【０１４２】
図１５では、２つの受光手段４０−１及び４０−２は、ラインＣＣＤ４１及び保護部材４５については共通のものが用いた例を示している。なお、２つの受光手段４０−１及び４０−２において、それぞれ異なるラインＣＣＤ４１及び保護部材４５を構成する形態も適用可能である。
【０１４３】
本実施形態では、受光手段４０−１は、図１５に示すように、ラインＣＣＤ４１、受光レンズ４２−１、絞り４３−１、光学フィルター手段４４−１、及び、保護部材４５を有して構成されている。また、受光手段４０−２は、図１５に示すように、ラインＣＣＤ４１、受光レンズ４２−２、絞り４３−２、光学フィルター手段４４−２、及び、保護部材４５を有して構成されている。
【０１４４】
この第３の実施形態における光学系により、例えば座標入力有効領域５の２か所で同時に入力指示を行う場合にも、遮光の影の重なりの影響を防ぐことができ、精度の高い座標位置の入力を行うことができる。
【０１４５】
そして、本実施形態では、各受光手段４０−１及び４０−２に含まれている光学フィルター手段４４は、それぞれ、その表面に対する法線方向ｎが、当該光学フィルター手段４４が属する受光手段４０における座標入力有効領域５を見込む検出範囲の中間となる方向ｉと略一致するように配置されている。
【０１４６】
具体的に、図１５では、受光手段４０−１に含まれている光学フィルター手段４４−１は、その表面に対する法線方向ｎ１が、受光手段４０−１における座標入力有効領域５を見込むｇ１〜ｈ１の検出範囲の中間となる方向ｉ１と一致するように配置されている。同様に、図１５では、受光手段４０−２に含まれている光学フィルター手段４４−２は、その表面に対する法線方向ｎ２が、受光手段４０−２における座標入力有効領域５を見込むｇ２〜ｈ２の検出範囲の中間となる方向ｉ２と一致するように配置されている。なお、図１５に示す例では、それぞれの光学フィルター手段４４が、法線方向ｎと方向ｉとが一致するように配置される例を示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、法線方向ｎと方向ｉとが略一致するように配置されていれば（光学的に一致すると見なせる範囲内であれば）適用可能である。
【０１４７】
第３の実施形態では、１つのセンサユニット２に内蔵される複数の受光手段４０の各々の検出範囲毎に、光学フィルター手段４４を個別の最適角度で配置するようにしている。
かかる構成によれば、第１の実施形態等における効果に加えて、さらに、１つのセンサユニット２に内蔵される複数の受光手段４０の各々の検出範囲毎に最適な受光透過特性で外乱光対策を行うことができる。
【０１４８】
なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１４９】
４０  受光手段、４１  ラインＣＣＤ、４２  受光レンズ、４３  絞り、４４  光学フィルター手段、４５  保護部材
【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１７】
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【図９】
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【図１６】
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