(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザの介入なしに自動で校正を行うことができる座標入力装置を提供する。【解決手段】座標入力領域の周縁部に固定される第１の撮像手段２０（１）および第２の撮像手段２０（２）と、周縁部に沿って連なって配設される複数の発光素子３２と、各発光素子３２の点灯および消灯を個別に制御可能な発光制御手段と、指示手段５０の像の結像位置を検出する結像位置検出手段と、各撮像手段２０に係る結像位置と取り付け角度に基づいて三角測量法により座標入力領域内に挿入された指示手段５０の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、各撮像手段２０に係る取り付け角度を校正する取り付け角度校正手段とを含む。【選択図】図１
2017188061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指示手段の挿入を受け付ける二次元の座標入力領域の周縁部の一辺に平行な基線上に所定の間隔をおいて固定される２つの撮像手段であって、その光軸と該基線が所定の取り付け角度をなすように固定される第１の撮像手段および第２の撮像手段と、
前記周縁部に沿って連なって配設される複数の発光素子と、
各前記発光素子の点灯および消灯を個別に制御可能な発光制御手段と、
各前記撮像手段の撮像素子上における前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の像の結像位置を検出する結像位置検出手段と、
各前記撮像手段に係る前記結像位置と前記取り付け角度に基づいて三角測量法により前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、
各前記撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する取り付け角度校正手段と、
前記第１の撮像手段の光学中心と校正用に仮想的に定義される前記座標入力領域上の二次元座標位置である校正用座標位置を通る直線上に位置する前記発光素子の設置位置を第１の消灯位置として登録し、前記第２の撮像手段の光学中心と該校正用座標位置を通る直線上に位置する前記発光素子の設置位置を第２の消灯位置として登録する記憶手段と、
を含み、
校正時において、
前記発光制御手段は、
前記第１の消灯位置に設置される第１の発光素子および前記第２の消灯位置に設置される第２の発光素子を選択的に消灯し、
前記結像位置検出手段は、
前記第１の撮像手段の撮像素子上における消灯した前記第１の発光素子の像の結像位置を第１の結像位置として検出し、前記第２の撮像手段の撮像素子上における消灯した前記第２の発光素子の像の結像位置を第２の結像位置として検出し、
前記取り付け角度校正手段は、
前記第１の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第１の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正し、前記第２の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第２の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する、
座標入力装置。
【請求項２】
校正時において、
前記発光制御手段は、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子を同時に消灯し、
前記結像位置検出手段は、
前記第１の撮像手段の撮像素子上で検出した消灯した２つの前記発光素子の像の結像位置のうちの一方を前記第１の結像位置として検出し、前記第２の撮像手段の撮像素子上で検出した消灯した２つの前記発光素子の像の結像位置のうちの一方を前記第２の結像位置として検出する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項３】
校正時において、
前記発光制御手段が前記第１の前記発光素子のみを選択的に消灯した後に、前記結像位置検出手段が該第１の撮像手段の撮像素子上における消灯した前記発光素子の像の結像位置を前記第１の結像位置として検出し、
前記発光制御手段が前記第２の前記発光素子のみを選択的に消灯した後に、前記結像位置検出手段が該第２の撮像手段の撮像素子上における消灯した前記発光素子の像の結像位置を前記第２の結像位置として検出する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項４】
前記座標入力装置は、前記座標入力領域に対応する表示画面を有する表示手段と、消灯位置再登録手段を備え、
前記消灯位置再登録手段は、
前記表示画面上の校正用の二次元座標位置に指示ポイントを表示し、
前記発光制御手段は、
前記表示画面上に表示された前記指示ポイントが前記指示手段によって指示されている間に、前記周縁部に沿って連なって配設される全ての発光素子を１つずつ選択的に点灯し、
前記消灯位置再登録手段は、
前記表示画面上に表示された前記指示ポイントが前記指示手段によって指示されている間に、前記第１の撮像手段の撮像素子上における暗点の結像位置が２ヵ所から１ヵ所になったときに点灯していた前記発光素子の設置位置を前記第１の前記消灯位置として再登録するとともに、前記第２の撮像手段の撮像素子上における暗点の結像位置が２ヵ所から１ヵ所になったときに点灯していた前記発光素子の設置位置を前記第２の前記消灯位置として再登録する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の座標入力装置。
【請求項５】
指示手段の挿入を受け付ける二次元の座標入力領域の周縁部の一辺に平行な基線上に所定の間隔をおいて固定される２つの撮像手段であって、その光軸と該基線が所定の取り付け角度をなすように固定される第１の撮像手段および第２の撮像手段と、該周縁部に沿って連なって配設される複数の発光素子とを制御するコンピュータを、
各前記発光素子の点灯および消灯を個別に制御可能な発光制御手段、
前記発光素子を点灯した状態で、前記座標入力領域内に前記指示手段が挿入された場合に、各前記撮像手段の撮像素子上における該指示手段の像の結像位置を検出する結像位置検出手段、
各前記撮像手段に係る前記結像位置と前記取り付け角度に基づいて三角測量法により前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段、
各前記撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する取り付け角度校正手段、
前記第１の撮像手段の光学中心と校正用に仮想的に定義される前記座標入力領域上の二次元座標位置である校正用座標位置を通る直線上に位置する前記発光素子の設置位置を第１の消灯位置として登録し、前記第２の撮像手段の光学中心と該校正用座標位置を通る直線上に位置する前記発光素子の設置位置を第２の消灯位置として登録する記憶手段、
として機能させるプログラムであって、
校正時において、
前記発光制御手段は、
前記第１の発光素子および前記第２の前記発光素子を選択的に消灯し、
前記結像位置検出手段は、
前記第１の撮像手段の撮像素子上における消灯した前記第１の発光素子の像の結像位置を第１の結像位置として検出し、前記第２の撮像手段の撮像素子上における消灯した前記第２の発光素子の像の結像位置を第２の結像位置として検出し、
前記取り付け角度校正手段は、
前記第１の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第１の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正し、前記第２の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第２の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する、
プログラム。
【請求項６】
指示手段の挿入を受け付ける二次元の座標入力領域の周縁部の一辺に平行な基線上に所定の間隔をおいて固定される２つの撮像手段であって、その光軸と該基線が所定の取り付け角度をなすように固定される第１の撮像手段および第２の撮像手段と、
前記周縁部に沿って配置される再帰性反射部材と、
前記座標入力領域を進行する光を出射する２つの光出射手段であって、前記第１の撮像手段と同位置に配置される第１の光出射手段および前記第２の撮像手段と同位置に配置される第２の光出射手段と、
前記周縁部に設置される２つの発光素子であって、前記第１の撮像手段の光学中心と校正用に仮想的に定義される前記座標入力領域上の二次元座標位置である校正用座標位置を通る直線上に設置される第１の発光素子および前記第２の撮像手段の光学中心と該校正用座標位置を通る直線上に設置される第２の発光素子と、
各前記光出射手段の点灯および消灯を制御する光出射制御手段と、
各前記発光素子の点灯および消灯を個別に制御可能な発光制御手段と、
各前記撮像手段の撮像素子上における前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の像の結像位置を検出する結像位置検出手段と、
各前記撮像手段に係る前記結像位置と前記取り付け角度に基づいて三角測量法により前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、
各前記撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する取り付け角度校正手段と、
を含み、
校正時において、
前記光出射制御手段は、各前記光出射手段を消灯し、
前記発光制御手段は、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子を選択的に点灯し、
前記結像位置検出手段は、
前記第１の撮像手段の撮像素子上における点灯した前記第１の発光素子の像の結像位置を第１の結像位置として検出し、前記第２の撮像手段の撮像素子上における点灯した前記第２の発光素子の像の結像位置を第２の結像位置として検出し、
前記取り付け角度校正手段は、
前記第１の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第１の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正し、前記第２の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第２の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する、
座標入力装置。
【請求項７】
校正時において、
前記発光制御手段は、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子を同時に点灯し、
前記結像位置検出手段は、
前記第１の撮像手段の撮像素子上で検出した点灯した２つの前記発光素子の像の結像位置のうちの一方を前記第１の結像位置として検出し、前記第２の撮像手段の撮像素子上で検出した点灯した２つの前記発光素子の像の結像位置のうちの一方を前記第２の結像位置として検出する、
請求項６に記載の座標入力装置。
【請求項８】
校正時において、
前記発光制御手段が前記第１の前記発光素子のみを選択的に点灯した後に、前記結像位置検出手段が該第１の撮像手段の撮像素子上における点灯した前記発光素子の像の結像位置を前記第１の結像位置として検出し、
前記発光制御手段が前記第２の前記発光素子のみを選択的に点灯した後に、前記結像位置検出手段が該第２の撮像手段の撮像素子上における点灯した前記発光素子の像の結像位置を前記第２の結像位置として検出する、
請求項６に記載の座標入力装置。
【請求項９】
指示手段の挿入を受け付ける二次元の座標入力領域の周縁部の一辺に平行な基線上に所定の間隔をおいて固定される２つの撮像手段であって、その光軸と該基線が所定の取り付け角度をなすように固定される第１の撮像手段および第２の撮像手段と、
前記周縁部に沿って配置される再帰性反射部材と、
前記再帰性反射部材に向かって前記座標入力領域を進行する光を出射する２つの光出射手段であって、前記第１の撮像手段と同位置に配置される第１の光出射手段および前記第２の撮像手段と同位置に配置される第２の光出射手段と、
前記再帰性反射部材を遮蔽可能な態様で前記周縁部に設置される２つの遮蔽体であって、前記第１の撮像手段の光学中心と校正用に仮想的に定義される前記座標入力領域上の二次元座標位置である校正用座標位置を通る直線上の第１の位置を選択的に遮蔽可能な第１の遮蔽体および前記第２の撮像手段の光学中心と該校正用座標位置を通る直線上の第２の位置を選択的に遮蔽可能な第２の遮蔽体と、
各前記遮蔽体を制御する遮蔽体制御手段と、
各前記撮像手段の撮像素子上における前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の像の結像位置を検出する結像位置検出手段と、
各前記撮像手段に係る前記結像位置と前記取り付け角度に基づいて三角測量法により前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、
各前記撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する取り付け角度校正手段と、
を含み、
校正時において、
前記遮蔽体制御手段は、
前記第１の遮蔽体および前記第２の遮蔽体を制御して、前記第１の位置および前記第２の位置を遮蔽し、
前記結像位置検出手段は、
前記第１の撮像手段の撮像素子上における前記第１の遮蔽体の像の結像位置を第１の結像位置として検出し、前記第２の撮像手段の撮像素子上における前記第２の遮蔽体の像の結像位置を第２の結像位置として検出し、
前記取り付け角度校正手段は、
前記第１の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第１の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正し、前記第２の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第２の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する、
座標入力装置。
【請求項１０】
指示手段の挿入を受け付ける二次元の座標入力領域の周縁部の一辺に平行な基線上に所定の間隔をおいて固定される２つの撮像手段であって、その光軸と該基線が所定の取り付け角度をなすように固定される第１の撮像手段および第２の撮像手段と、前記座標入力領域を進行する光を出射する２つの光出射手段であって、前記第１の撮像手段と同位置に配置される第１の光出射手段および前記第２の撮像手段と同位置に配置される第２の光出射手段と、該周縁部に設置される２つの発光素子であって、前記第１の撮像手段の光学中心と校正用に仮想的に定義される前記座標入力領域上の二次元座標位置である校正用座標位置を通る直線上に設置される第１の発光素子および前記第２の撮像手段の光学中心と該校正用座標位置を通る直線上に設置される第２の発光素子と、を制御するコンピュータを、
各前記光出射手段の点灯および消灯を制御する光出射制御手段、
各前記発光素子の点灯および消灯を個別に制御可能な発光制御手段、
前記２つの光出射手段が光を出射した状態で、前記座標入力領域内に前記指示手段が挿入された場合に、各前記撮像手段の撮像素子上における該指示手段の像の結像位置を検出する結像位置検出手段、
各前記撮像手段に係る前記結像位置と前記取り付け角度に基づいて三角測量法により前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段、
各前記撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する取り付け角度校正手段、
として機能させるプログラムであって、
校正時において、
前記光出射制御手段は、各前記光出射手段を消灯し、
前記発光制御手段は、
前記第１の発光素子および前記第２の前記発光素子を選択的に点灯し、
前記結像位置検出手段は、
前記第１の撮像手段の撮像素子上における点灯した前記第１の発光素子の像の結像位置を第１の結像位置として検出し、前記第２の撮像手段の撮像素子上における点灯した前記第２の発光素子の像の結像位置を第２の結像位置として検出し、
前記取り付け角度校正手段は、
前記第１の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第１の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正し、前記第２の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第２の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する、
プログラム。
【請求項１１】
指示手段の挿入を受け付ける二次元の座標入力領域の周縁部の一辺に平行な基線上に所定の間隔をおいて固定される２つの撮像手段であって、その光軸と該基線が所定の取り付け角度をなすように固定される第１の撮像手段および第２の撮像手段と、該周縁部に沿って配置される再帰性反射部材に向かって進行する光を出射する２つの光出射手段であって、前記第１の撮像手段と同位置に配置される第１の光出射手段、および前記第２の撮像手段と同位置に配置される第２の光出射手段と、前記再帰性反射部材を遮蔽可能な態様で該周縁部に設置される２つの遮蔽体であって、前記第１の撮像手段の光学中心と校正用に仮想的に定義される前記座標入力領域上の二次元座標位置である校正用座標位置を通る直線上の第１の位置を選択的に遮蔽可能な第１の遮蔽体および前記第２の撮像手段の光学中心と該校正用座標位置を通る直線上の第２の位置を選択的に遮蔽可能な第２の遮蔽体と、を制御するコンピュータを、
各前記遮蔽体を制御する遮蔽体制御手段、
前記２つの光出射手段が光を出射した状態で、前記座標入力領域内に前記指示手段が挿入された場合に、各前記撮像手段の撮像素子上における該指示手段の像の結像位置を検出する結像位置検出手段、
各前記撮像手段に係る前記結像位置と前記取り付け角度に基づいて三角測量法により前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段、
各前記撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する取り付け角度校正手段、
として機能させるプログラムであって、
校正時において、
前記遮蔽体制御手段は、
前記第１の遮蔽体および前記第２の遮蔽体を制御して、前記第１の位置および前記第２の位置を遮蔽し、
前記結像位置検出手段は、
前記第１の撮像手段の撮像素子上における前記第１の遮蔽体の像の結像位置を第１の結像位置として検出し、前記第２の撮像手段の撮像素子上における前記第２の遮蔽体の像の結像位置を第２の結像位置として検出し、
前記取り付け角度校正手段は、
前記第１の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第１の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正し、前記第２の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第２の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標入力装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、座標入力領域の周縁に光源部を設け、指示手段（指やスタイラスペンなど）による発光の遮蔽ポイントの情報を得て、三角測量法により、指示手段が挿入された位置の情報を算出する装置が提供されている。
【０００３】
この点につき、特開２００１−２９０６０３号公報（特許文献１）は、座標入力領域の周縁に光源部として蛍光灯を用いた電子黒板システムを開示する。
【０００４】
ここで、特許文献１が開示するタイプの電子黒板では、ディスプレイ上にタッチポイント（既知の座標位置）を表示した上で、そのタッチポイントをユーザに指示手段でタッチしてもらうことにより、キャリブレーション（校正）を行っていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ユーザの介入なしに自動で校正を行うことができる座標入力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】
【０００６】
本発明者は、ユーザの介入なしに自動で校正を行うことができる座標入力装置の構成につき鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、指示手段の挿入を受け付ける二次元の座標入力領域の周縁部の一辺に平行な基線上に所定の間隔をおいて固定される２つの撮像手段であって、その光軸と該基線が所定の取り付け角度をなすように固定される第１の撮像手段および第２の撮像手段と、前記周縁部に沿って連なって配設される複数の発光素子と、各前記発光素子の点灯および消灯を個別に制御可能な発光制御手段と、各前記撮像手段の撮像素子上における前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の像の結像位置を検出する結像位置検出手段と、各前記撮像手段に係る前記結像位置と前記取り付け角度に基づいて三角測量法により前記座標入力領域内に挿入された前記指示手段の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、各前記撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する取り付け角度校正手段と、前記第１の撮像手段の光学中心と校正用に仮想的に定義される前記座標入力領域上の二次元座標位置である校正用座標位置を通る直線上に位置する前記発光素子の設置位置を第１の消灯位置として登録し、前記第２の撮像手段の光学中心と該校正用座標位置を通る直線上に位置する前記発光素子の設置位置を第２の消灯位置として登録する記憶手段と、を含み、校正時において、前記発光制御手段は、前記第１の消灯位置に設置される第１の発光素子および前記第２の消灯位置に設置される第２の発光素子を選択的に消灯し、前記結像位置検出手段は、前記第１の撮像手段の撮像素子上における消灯した前記第１の発光素子の像の結像位置を第１の結像位置として検出し、前記第２の撮像手段の撮像素子上における消灯した前記第２の発光素子の像の結像位置を第２の結像位置として検出し、前記取り付け角度校正手段は、前記第１の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第１の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正し、前記第２の結像位置と前記校正用座標位置に基づいて前記第２の撮像手段に係る前記取り付け角度を校正する、座標入力装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上述したように、本発明によれば、ユーザの介入なしに自動で校正を行うことができる座標入力装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の座標入力装置の構成を示す模式図。
【図２】第１実施形態の座標入力装置の機能ブロック図。
【図３】校正用の座標位置と消灯位置の関係を説明するための図。
【図４】第１実施形態の座標位置算出処理を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態の座標位置算出処理を説明するための図。
【図６】第１実施形態の座標位置算出処理を説明するための図。
【図７】第１実施形態の取り付け角度校正処理を示すフローチャート。
【図８】第１実施形態の取り付け角度校正処理を説明するための図。
【図９】第１実施形態の取り付け角度校正処理を説明するための図。
【図１０】第１実施形態の取り付け角度校正処理を示すフローチャート。
【図１１】第１実施形態の取り付け角度校正処理を説明するための図。
【図１２】第１実施形態の消灯位置再登録処理を説明するための図。
【図１３】第１実施形態の消灯位置再登録処理を示すフローチャート。
【図１４】第１実施形態の消灯位置再登録処理を説明するための図。
【図１５】第１実施形態の座標入力装置のハードウェア構成図。
【図１６】第２実施形態の座標入力装置の構成を示す模式図。
【図１７】第２実施形態の座標入力装置の機能ブロック図。
【図１８】第２実施形態の座標位置算出処理を示すフローチャート。
【図１９】第２実施形態の取り付け角度校正処理を示すフローチャート。
【図２０】第２実施形態の取り付け角度校正処理を示すフローチャート。
【図２１】第３実施形態の座標入力装置の構成を示す模式図。
【図２２】第３実施形態の座標入力装置の機能ブロック図。
【図２３】第３実施形態の取り付け角度校正処理を示すフローチャート。
【図２４】第３実施形態の取り付け角度校正処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を、実施形態をもって説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である座標入力装置１００の構成を模式的に示す。図１に示すように、本実施形態の座標入力装置１００は、矩形の表示画面４２を有する表示手段４０と、表示画面４２の上辺に平行な基線Ｂ上に所定の間隔Ｌをおいて固定される２つの撮像手段２０（１）,２０（２）と、矩形の表示画面４２の上に定義される矩形の二次元の座標入力領域を囲むように、表示画面４２の上辺を除く周縁部にコの字型に配置される発光手段３０と、コンピュータ１０とを含んで構成されており、コンピュータ１０と、２つの撮像手段２０（１）,２０（２）、表示手段４０および発光手段３０は有線または無線によって通信可能に接続されている。
【００１２】
表示手段４０は、好ましくは、フラットパネルディスプレイであり、コンピュータ１０から出力される画像を表示する。以下、表示手段４０を“ディスプレイ４０”という。
【００１３】
発光手段３０は、図下に拡大して示すように、表示画面４２の周縁部に沿って連なって配設される複数の発光素子３２からなり、発光素子３２は、好ましくは、ＬＥＤ発光素子である。以下、発光手段３０を“ＬＥＤアレイ３０”といい、発光素子３２を“ＬＥＤ素子３２”という。
【００１４】
撮像手段２０は、結像光学系と撮像素子（イメージセンサ）を含むデジタルカメラであり、撮像素子（イメージセンサ）は、好ましくは、ＣＣＤやＣＭＯＳなどをライン状に配設したラインセンサである。ここで、撮像手段２０（１）は、その結像光学系の光軸ａ１が表示画面４２の表面（座標入力領域の平面）と略平行になり、且つ、その画角が座標入力領域の全体を捉えるように、その光軸ａ１と基線Ｂが所定の取り付け角度α１をなして固定される。同様に、撮像手段２０（２）は、その結像光学系の光軸ａ２が表示画面４２の表面（座標入力領域の平面）と略平行になり、且つ、その画角が座標入力領域の全体を捉えるように、その光軸ａ２と基線Ｂが所定の取り付け角度α２をなして固定される。以下、撮像手段２０（１）および２０（２）を、それぞれ、“カメラ２０（１）”および“カメラ２０（２）”という。
【００１５】
コンピュータ１０は、ＬＥＤアレイ３０を構成するＬＥＤ素子３２の発光を制御するとともに、２つのカメラ２０（１）,２０（２）から入力されるカメラ出力信号と取り付け角度α１，α２に基づいて三角測量法による演算を実行し、任意の指示手段５０（スタイラスペンや指など）が指示する二次元座標位置（表示画面４２上に定義される座標入力領域の二次元座標位置）を算出・出力する情報処理装置である。なお、コンピュータ１０は、装置に一体化される専用の組み込みコンピュータであってもよいし、パーソナルコンピュータであってもよい。
【００１６】
本実施形態では、コンピュータ１０が算出した二次元座標位置の軌跡を描画線としてディスプレイ４０の表示画面４２に表示する場合、座標入力装置１００は、電子黒板として機能する。そして、座標入力装置１００は、カメラ２０（１）,２０（２）の取り付け角度α１，α２を自動校正する機能を搭載する。
【００１７】
以上、本実施形態の座標入力装置１００の構成を説明してきたが、続いて、図２に示す機能ブロック図に基づいて、座標入力装置１００の機能構成を説明する。図２に示すように、座標入力装置１００は、発光制御部１２と、結像位置検出部１３と、座標位置算出部１４と、座標位置出力部１５と、取り付け角度校正部１６と、消灯位置再登録部１７と、記憶領域１８とを含んで構成される。
【００１８】
発光制御部１２は、ＬＥＤアレイ３０を構成するＬＥＤ素子３２の点灯および消灯を制御する手段である。本実施形態においては、ＬＥＤアレイ３０を構成する各ＬＥＤ素子３２の設置位置に対して識別子（以下、設置位置ＩＤという）が付与されており、発光制御部１２は、設置位置ＩＤに基づいて、ＬＥＤ素子３２の点灯および消灯を個別に制御することができる。
【００１９】
結像位置検出部１３は、座標入力領域内に指示手段５０が挿入された場合に、２つのカメラ２０（１）,２０（２）のそれぞれのイメージセンサ上における指示手段５０の像の結像位置を検出する手段である。
【００２０】
座標位置算出部１４は、２つのカメラ２０（１）,２０（２）に係る指示手段５０の像の結像位置と取り付け角度α１,α２に基づいて三角測量法により指示手段５０の二次元座標位置を算出する手段である。
【００２１】
座標位置出力部１５は、座標位置算出部１４が算出した指示手段５０の二次元座標位置を指定された出力先（外部装置、アプリケーションなど）に出力する手段である。
【００２２】
取り付け角度校正部１６は、２つのカメラ２０（１）,２０（２）に係る取り付け角度を校正する手段である。
【００２３】
消灯位置再登録部１７は、２つのカメラ２０（１）,２０（２）に係る取り付け角度α１,α２を校正する際に消灯するＬＥＤ素子３２の設置位置を再登録する手段である。
【００２４】
記憶領域１８は、コンピュータ１０の補助記憶装置によって提供される記憶手段であり、下記（１）〜（４）の情報を保持する。
（１）カメラ２０（１）に係る取り付け角度[α１]とカメラ２０（２）に係る取り付け角度[α２]
（２）校正用座標位置[Ｐ’（ｘ，ｙ）]
（３）校正時に消灯する２ヵ所の消灯位置に対応する設置位置ＩＤ[Ｅ１],[Ｅ２]
（４）校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に指示ポイントを示すアイコンを表示する画像（以下、指示ポイント画像という）
【００２５】
ここで、校正用座標位置[Ｐ’（ｘ，ｙ）]とは、校正用に仮想的に定義される座標入力領域上の二次元座標位置を意味し、図３（ａ）に示すように、表示画面４２に対応する座標入力領域上の任意の位置を予め定義しておく。
【００２６】
一方、２ヵ所の消灯位置[Ｅ１],[Ｅ２]は、以下の方法で予め決定しておく。すなわち、図３（ｂ）に示すように、カメラ２０（１）の光学中心と校正用座標位置[Ｐ’（ｘ，ｙ）]を通る直線上に位置するＬＥＤ素子３２の設置位置を第１の消灯位置として、その設置位置ＩＤを[Ｅ１]として登録する。同じくカメラ２０（２）の光学中心と校正用座標位置[Ｐ’（ｘ，ｙ）]を通る直線上に位置するＬＥＤ素子３２の設置位置を第２の消灯位置として、その設置位置ＩＤを[Ｅ２]として登録する。
【００２７】
以上、本実施形態の座標入力装置１００の機能構成について説明してきたが、本実施形態では、コンピュータ１０が所定のプログラムを実行することにより、座標入力装置１００が上述した各手段として機能する。
【００２８】
続いて、座標入力装置１００が実行する「座標位置算出処理」の内容を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２９】
まずステップ１０１では、発光制御部１２がＬＥＤアレイ３０を制御して全てのＬＥＤ素子３２を点灯する。その結果、ディスプレイ４０の表示画面４２に対応する座標入力領域内にＬＥＤ素子３２から拡散光が照射され、これにより、座標入力領域が指示手段５０の挿入を受け付けて、これを検出することができる状態となる。この状態において、図５に示すように、指示手段５０が座標入力領域内の任意の位置Ｐ（ｘ，ｙ）に挿入されると、指示手段５０の像がカメラ２０（１）,２０（２）のそれぞれのイメージセンサの上に結像する。
【００３０】
続くステップ１０２では、結像位置検出部１３がカメラ２０（１）のイメージセンサ２６（１）上における指示手段５０の像の結像位置[ｐ１]を検出する。図６（ａ）は、カメラ２０（１）の結像光学系２４（１）を介してイメージセンサ２６（１）の上に位置Ｐ（ｘ，ｙ）に挿入された指示手段５０の像が結像した状態を模式的に示す。
【００３１】
指示手段５０が座標入力領域内に挿入されていない状態では、イメージセンサ２６（１）上の光強度分布はほぼ一定であるが、指示手段５０が座標入力領域内に挿入されてその像がイメージセンサ２６（１）上に結像するとイメージセンサ２６（１）上のｐ１が光強度の弱い領域（暗点）となり、この暗点は、イメージセンサ２６（１）から出力される光強度の波形にピーク点として現れる。結像位置検出部１３は、カメラ２０（１）のイメージセンサ２６（１）から入力されるカメラ出力信号（光強度の波形）に現れるピーク点（暗点）に基づいて、指示手段５０の像の結像位置[ｐ１]を検出する。
【００３２】
続くステップ１０３では、結像位置検出部１３がカメラ２０（２）のイメージセンサ上における指示手段５０の像の結像位置[ｐ２]を検出する。図６（ｂ）は、カメラ２０（２）の結像光学系２４（２）を介してイメージセンサ２６（２）の上に位置Ｐ（ｘ，ｙ）に挿入された指示手段５０の像が結像した状態を模式的に示す。同様に、結像位置検出部１３は、カメラ２０（２）のイメージセンサ２６（２）から入力されるカメラ出力信号（光強度の波形）に現れるピーク点（暗点）に基づいて、指示手段５０の像の結像位置[ｐ２]を検出する。
【００３３】
続くステップ１０４では、座標位置算出部１４が、その時点で記憶領域１８に登録されている、カメラ２０（１）の取り付け角度[α１]とカメラ２０（２）の取り付け角度[α２]を読み出す。
【００３４】
続くステップ１０５では、座標位置算出部１４が、カメラ２０（１）に係る結像位置[ｐ１]とその取り付け角度[α１]ならびにカメラ２０（２）に係る結像位置[ｐ２]とその取り付け角度[α２]に基づいて三角測量法により、以下の手順で指示手段５０の二次元座標位置[Ｐ]を算出する。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、カメラ２０（１）のイメージセンサ２６（１）の中心から結像位置[ｐ１]の中心までの距離をｓ１とし、カメラ２０（１）の結像光学系２４（１）の焦点距離をｆとすると、結像位置[ｐ１]と二次元座標位置[Ｐ]を結ぶ線分と、イメージセンサ２６（１）の中心線（すなわち、結像光学系２４（１）の光軸ａ１）がなす角度θ１は、下記式（１）で求めることができる。
θ１＝tan-1 (ｓ1／ｆ) ・・・（１）
【００３６】
さらに、結像位置[ｐ１]と二次元座標位置[Ｐ]を結ぶ線分と基線Ｂのなす角度β１は、カメラ２０（１）の取り付け角度α１を用いることにより、下記式（２）で求めることができる。
β１＝α1−θ１ ・・・（２）
【００３７】
同様に、図６（ｂ）に示すように、カメラ２０（２）のイメージセンサ２６（２）の中心から結像位置[ｐ２]の中心までの距離をｓ２とし、カメラ２０（２）の結像光学系２４（２）の焦点距離をｆとすると、結像位置[ｐ２]と二次元座標位置[Ｐ]を結ぶ線分と、イメージセンサ２６（２）の中心線（すなわち、結像光学系２４（２）の光軸ａ２）がなす角度θ２は、下記式（３）で表される。
θ２＝tan-1 (ｓ２／ｆ) ・・・（３）
【００３８】
さらに、結像位置[ｐ２]と二次元座標位置[Ｐ]を結ぶ線分と基線Ｂのなす角度β２は、カメラ２０（２）の取り付け角度α２を用いることにより、下記式（４）で求めることができる。
β２＝α２−θ２ ・・・（４）
【００３９】
そして、指示手段５０の挿入位置[Ｐ]の二次元座標（ｘ，ｙ）は、上述した手順で求めた角度β１および角度β２と、カメラ２０（１）の結像光学系２４（１）の中心とカメラ２０（２）の結像光学系２４（２）の中心の離間距離Ｌ（図１参照）を用いて、三角測量の原理により、下記式（５）、（６）で求めることができる。
ｘ＝Ｌ・tanβ２／（tanβ１＋tanβ２） ・・・（５）
ｙ＝ｘtanβ１ ・・・（６）
【００４０】
本実施形態では、座標入力装置１００が、上述したステップ１０１〜１０５を所定の時間間隔で繰り返し実行し、その間に算出される二次元座標（ｘ，ｙ）を、座標位置出力部１５が指定された出力先に出力する。例えば、二次元座標（ｘ，ｙ）の出力先として電子黒板用の描画ソフトが指定されている場合には、表示画面４２に表示されるコンテンツの上に指示手段５０の軌跡が描画線としてオーバーレイ表示されることになる。
【００４１】
以上、本実施形態の座標入力装置１００が実行する「座標位置算出処理」について説明してきたが、先述したように、カメラ２０（１）,２０（２）の取り付け角度α１，α２は、さまざな理由により、記憶領域１８に記憶されている値からずれる場合があり、これを放置したままでは、座標位置算出部１４が指示手段５０の正しい二次元座標位置[Ｐ]を算出することができなくなる。この点につき、本実施形態では、座標入力装置１００が、記憶領域１８に記憶されているカメラ２０（１）,２０（２）の取り付け角度α１，α２を校正する処理（以下、「取り付け角度校正処理」という）を実行する。なお、「取り付け角度校正処理」には２つの方式があり、ここでは、まず、第１の方式を採用する処理（取り付け角度校正処理Ａ）の内容を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４２】
まず、ステップ２０１では、取り付け角度校正部１６が、校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）と２ヵ所の消灯位置に対応する設置位置ＩＤ[Ｅ１],[Ｅ２]を記憶領域１８から読み出す。
【００４３】
続くステップ２０２では、発光制御部１２が設置位置ＩＤ[Ｅ１],[Ｅ２]に係る設置位置に設置された２つのＬＥＤ素子３２を選択的に同時に消灯する。換言すると、設置位置ＩＤ[Ｅ１],[Ｅ２]に係る設置位置に設置された２つのＬＥＤ素子３２以外のその余のＬＥＤ素子３２を選択的に同時に点灯する。なお、以下では、設置位置ＩＤ[Ｅ１]に係る設置位置に設置されたＬＥＤ素子を“ＬＥＤ素子[Ｅ１]”といい、設置位置ＩＤ[Ｅ２]に係る設置位置に設置されたＬＥＤ素子を“ＬＥＤ素子[Ｅ２]”という場合がある。
【００４４】
図８は、２つのＬＥＤ素子[Ｅ１],[Ｅ２]が選択的に同時に消灯した状態を示す。この場合、カメラ２０（１）,２０（２）のそれぞれのイメージセンサの上には、消灯した２つのＬＥＤ素子[Ｅ１],[Ｅ２]の像が暗点として結像することになる。
【００４５】
続くステップ２０３では、結像位置検出部１３が、以下の手順で、カメラ２０（１）のイメージセンサ上における２ヵ所の結像位置[ｅ１]，[ｅ２]のうち、結像位置[ｅ１]をＬＥＤ素子[Ｅ１]の像の結像位置として検出する。
【００４６】
図９（ａ）は、カメラ２０（１）の結像光学系２４（１）を介してイメージセンサ２６（１）の上にＬＥＤ素子[Ｅ１],[Ｅ２]の像が結像した状態を模式的に示す。結像位置検出部１３は、まず、座標入力領域内に指示手段５０が挿入されたときと同様の手順で、カメラ２０（１）のイメージセンサ２６（１）から入力されるカメラ出力信号（光強度の波形）に現れるピーク点（暗点）に基づいて、ＬＥＤ素子[Ｅ１],[Ｅ２]の像の２つの結像位置[ｅ１]，[ｅ２]を検出する。
【００４７】
このとき、ＬＥＤ素子[Ｅ１]の結像位置[ｅ１]は、図９（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子[Ｅ２]の像の結像位置[ｅ２]から見て、常に、矢線ｄ方向に位置することになる。結像位置検出部１３は、このことに基づいて、２ヵ所の結像位置[ｅ１]，[ｅ２]のうち、矢線ｄ方向側に位置する結像位置[ｅ１]をＬＥＤ素子[Ｅ１]の像の結像位置として検出する。
【００４８】
続くステップ２０４では、取り付け角度校正部１６が、結像位置[ｅ１]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、カメラ２０（１）の最新の取り付け角度[α１]を算出する。以下、図９（ａ）を参照してその手順を説明する。
【００４９】
カメラ２０（１）のイメージセンサ２６（１）の中心から結像位置[ｅ１]の中心までの距離をｓ１とし、カメラ２０（１）の結像光学系２４（１）の焦点距離をｆとすると、結像位置[ｅ１]とＬＥＤ素子[Ｅ１]の二次元座標位置を結ぶ線分と、イメージセンサ２６（１）の中心線（すなわち、結像光学系２４（１）の光軸ａ１）がなす角度θ１は、下記式（８）で求めることができる。
θ１＝tan-1 (ｓ1／ｆ) ・・・（７）
【００５０】
また、結像位置[ｅ１]とＬＥＤ素子[Ｅ１]の二次元座標位置を結ぶ線分と、イメージセンサ２６（１）の結像光学系２４の光学中心を通る基線Ｂがなす角度β１は、当該線分上に位置する校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）を用いた下記式（８）から求めることができる。
tanβ１＝ｙ／ｘ・・・（８）
【００５１】
そして、カメラ２０（１）の最新の取り付け角度[α１]は、上述した手順で求めたθ１とβ１を用いて、下記式（９）で求めることができる。
α1＝β１＋θ１ ・・・（９）
【００５２】
続くステップ２０５では、結像位置検出部１３が、上述したのと同様の手順で、カメラ２０（２）のイメージセンサ上における２ヵ所の結像位置[ｅ１]，[ｅ２]のうち、結像位置[ｅ２]をＬＥＤ素子[Ｅ２]の像の結像位置として検出する。
【００５３】
すなわち、図９（ｂ）に示すように、カメラ２０（２）の結像光学系２４（２）を介してイメージセンサ２６（２）の上にＬＥＤ素子[Ｅ１],[Ｅ２]の像が結像した場合、ＬＥＤ素子[Ｅ２]の結像位置[ｅ２]は、ＬＥＤ素子[Ｅ１]の像の結像位置[ｅ１]から見て、常に、矢線ｄ方向に位置することになるので、このことに基づいて、結像位置検出部１３は、２ヵ所の結像位置[ｅ１]，[ｅ２]のうち、矢線ｄ方向側に位置する結像位置[ｅ２]をＬＥＤ素子[Ｅ２]の像の結像位置として検出する。
【００５４】
続くステップ２０６では、取り付け角度校正部１６が、上述したのと同様の手順で、結像位置[ｅ２]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、カメラ２０（２）の最新の取り付け角度[α２]を算出する。
【００５５】
すなわち、図９（ｂ）に示すように、カメラ２０（２）のイメージセンサ２６（２）の中心から結像位置[ｅ２]の中心までの距離をｓ２とし、カメラ２０（２）の結像光学系２４（２）の焦点距離をｆとすると、結像位置[ｅ２]とＬＥＤ素子[Ｅ２]の二次元座標位置を結ぶ線分と、イメージセンサ２６（２）の中心線（すなわち、結像光学系２４（２）の光軸ａ２）がなす角度θ２は、下記式（１０）で求めることができる。
θ２＝tan-1 (ｓ２／ｆ) ・・・（１０）
【００５６】
また、結像位置[ｅ２]とＬＥＤ素子[Ｅ２]の二次元座標位置を結ぶ線分と、イメージセンサ２６（２）の結像光学系２４の光学中心を通る基線Ｂがなす角度β１は、当該線分上に位置する校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）および座標入力領域のｘ座標の最大値ｘmaxを用いた下記式（１１）から求めることができる。
tanβ２＝ｙ／(ｘmax-ｘ)・・・（１１）
【００５７】
そして、カメラ２０（２）の最新の取り付け角度[α２]は、上述した手順で求めたθ２とβ２を用いて、下記式（１２）で求めることができる。
α２＝β２＋θ２ ・・・（１２）
【００５８】
最後に、ステップ２０７では、取り付け角度校正部１６が、その時点で記憶領域１８に保持されている取り付け角度[α１]および[α２]を破棄し、先のステップ２０４およびステップ２０６で算出した最新の取り付け角度[α１]および[α２]を記憶領域１８に新たに再登録する。
【００５９】
以上、本実施形態の座標入力装置１００が実行する「取り付け角度校正処理Ａ」について説明してきた。上述した第１の方式には、２つのカメラ２０（１），２０（２）の露光タイミングと、２つのＬＥＤ素子[Ｅ１],[Ｅ２]の発光タイミングの同期が不要になるという利点がある。
【００６０】
続いて、第２の方式を採用する取り付け角度校正処理（取り付け角度校正処理Ｂ）の内容を図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００６１】
まず、ステップ３０１では、取り付け角度校正部１６が、校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）と２ヵ所の消灯位置に対応する設置位置ＩＤ[Ｅ１],[Ｅ２]を記憶領域１８から読み出す。
【００６２】
続くステップ３０２では、発光制御部１２がＬＥＤ素子[Ｅ１]を選択的に消灯する。換言すると、ＬＥＤ素子[Ｅ１]以外のその余のＬＥＤ素子３２を選択的に同時に点灯する。
【００６３】
図１１（ａ）は、ＬＥＤ素子[Ｅ１]が選択的に消灯した状態を示す。この場合、カメラ２０（１）のイメージセンサの上には、消灯したＬＥＤ素子[Ｅ１]の像が暗点として結像することになる。
【００６４】
続くステップ３０３では、結像位置検出部１３が、カメラ２０（１）のイメージセンサ２６（１）から入力されるカメラ出力信号（光強度の波形）に現れるピーク点（暗点）に基づいて、ＬＥＤ素子[Ｅ１]の像の結像位置[ｅ１]を検出する。
【００６５】
続くステップ３０４では、取り付け角度校正部１６が、結像位置[ｅ１]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、図７のステップ２０４で説明したのと同様の手順で、カメラ２０（１）の最新の取り付け角度[α１]を算出する。
【００６６】
続くステップ３０５では、発光制御部１２がＬＥＤ素子[Ｅ２]を選択的に消灯する。換言すると、ＬＥＤ素子[Ｅ２]以外のその余のＬＥＤ素子３２を選択的に同時に点灯する。
【００６７】
図１１（ｂ）は、ＬＥＤ素子[Ｅ２]が選択的に消灯した状態を示す。この場合、カメラ２０（２）のイメージセンサの上には、消灯したＬＥＤ素子[Ｅ２]の像が暗点として結像することになる。
【００６８】
続くステップ３０６では、結像位置検出部１３が、カメラ２０（２）のイメージセンサ２６（２）から入力されるカメラ出力信号（光強度の波形）に現れるピーク点（暗点）に基づいて、ＬＥＤ素子[Ｅ２]の像の結像位置[ｅ２]を検出する。
【００６９】
続くステップ３０７では、取り付け角度校正部１６が、結像位置[ｅ２]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、図７のステップ２０６で説明したのと同様の手順で、カメラ２０（２）の最新の取り付け角度[α２]を算出する。
【００７０】
最後に、ステップ３０８では、取り付け角度校正部１６が、その時点で記憶領域１８に保持されている取り付け角度[α１]および[α２]を破棄し、先のステップ３０４およびステップ３０７で算出した最新の取り付け角度[α１]および[α２]を記憶領域１８に新たに再登録する。
【００７１】
以上、本実施形態の座標入力装置１００が実行する「取り付け角度校正処理Ｂ」について説明してきた。上述した第２の方式には、結像位置検出部１３が検出した結像位置（暗点）を、そのまま、目的のＬＥＤ素子の像の結像位置として検出できるという利点がある。
【００７２】
以上、説明したように、本実施形態によれば、ユーザの介入なしに、カメラ２０（１），２０（２）の取り付け角度α１，α２の自動校正が可能となる。
【００７３】
なお、上述した「取り付け角度校正処理」は、記憶領域１８に記憶されている校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に対応する２ヵ所の消灯位置の二次元座標位置が不変であることが前提となるが、図１２に示すように、表示画面４２（座標入力領域）に対するＬＥＤアレイ３０の姿勢がなんらかの理由で変化した場合、記憶領域１８に記憶されている２ヵ所の消灯位置と実際の消灯位置に座標上のずれが生じる。この場合、これを放置したままでは、取り付け角度校正部１６が正しい取り付け角度[α１]、[α２]を算出することができなくなる。
【００７４】
この点につき、本実施形態では、座標入力装置１００が、記憶領域１８に記憶されている、２ヵ所の消灯位置に対応する設置位置ＩＤ[Ｅ１],[Ｅ２]を再登録する処理（以下、「消灯位置再登録処理」という）を実行する。以下、座標入力装置１００が実行する「消灯位置再登録処理」の内容を図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００７５】
座標入力装置１００は、ユーザからの要求に応答して、以下のステップ４０１〜４０５の処理を実行する。
【００７６】
まず、ステップ４０１では、消灯位置再登録部１７が、記憶領域１８から指示ポイント画像を読み出して、ディスプレイ４０の表示画面４２に表示する。図１４（ａ）は、表示画面４２に指示ポイント画像が表示された状態を示す。図１４（ａ）に示す例では、指示手段５０で指し示すべきポイント（位置）が■のアイコンで表示されている。
【００７７】
続くステップ４０２では、発光制御部１２がＬＥＤアレイ３０を制御して、図１４（ｂ）に模式的に示すように、全てのＬＥＤ素子３２を１つずつ選択的に点灯し、その間に、下記ステップ４０３および４０４を実行する。
【００７８】
ステップ４０３では、消灯位置再登録部１７が、カメラ２０（１）のイメージセンサ上における暗点の結像位置が２ヵ所から１ヵ所になったときに点灯していたＬＥＤ素子３２の設置位置[Ｅ１new]を特定する。
【００７９】
図１４（ｂ）に示すように、校正用座標位置Ｐ’（■のアイコン）が指示手段５０によって指し示されている間、カメラ２０（１）のイメージセンサ上には、指示手段５０の像と１つのＬＥＤ素子３２の像が２ヵ所の結合位置において暗点として結像する。このとき、指示手段５０の像の結合位置は変化せず、１つずつ位置を変えて消灯するＬＥＤ素子３２の像の結合位置がイメージセンサ上を移動することになる。
【００８０】
ここで、図１４（ｂ）に示す例では、符号Ｎが示す設置位置に設置されたＬＥＤ素子３２を選択的に点灯したタイミングにおいて、カメラ２０（１）の光学中心と消灯するＬＥＤ素子３２を結ぶ線上に指示手段５０が位置することから、指示手段５０の像（暗点）とＬＥＤ素子３２の像（暗点）が重なり、その結果、カメラ２０（１）のイメージセンサ上における暗点の結像位置が２ヵ所から１ヵ所になる。これを受けて、消灯位置再登録部１７は、符号Ｎが示す設置位置の設置位置ＩＤを[Ｅ１new]として特定する。
【００８１】
ステップ４０４では、消灯位置再登録部１７が、同様の手順で、カメラ２０（２）のイメージセンサ上における暗点の結像位置が２ヵ所から１ヵ所になったときに点灯していたＬＥＤ素子３２の設置位置[Ｅ２new]を特定する。
【００８２】
図１４（ｂ）に示す例では、符号Ｍが示す設置位置に設置されたＬＥＤ素子３２を選択的に点灯したタイミングにおいて、カメラ２０（２）の光学中心と消灯するＬＥＤ素子３２を結ぶ線上に指示手段５０が位置することから、指示手段５０の像（暗点）とＬＥＤ素子３２の像（暗点）が重なり、その結果、カメラ２０（２）のイメージセンサ上における暗点の結像位置が２ヵ所から１ヵ所になる。これを受けて、消灯位置再登録部１７は、符号Ｎが示す設置位置の設置位置ＩＤを[Ｅ２new]として特定する。
【００８３】
最後に、ステップ４０５では、消灯位置再登録部１７が、その時点で記憶領域１８に保持されている設置位置ＩＤ[Ｅ１],[Ｅ２]を破棄し、先のステップ４０３およびステップ４０４で特定した２つの設置位置ＩＤ[Ｅ１new],[Ｅ２new]を最新の消灯位置[Ｅ１],[Ｅ２]として再登録する。図１４（ｃ）は、校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に対応する更新後の２つ消灯位置（新）を更新前の２つの消灯位置（旧）とともに示す。
【００８４】
以上、説明したように、本実施形態によれば、表示画面４２（座標入力領域）に対するＬＥＤアレイ３０の姿勢がなんらかの理由で変化した場合であっても、校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に対応する２つ消灯位置を更新することによって、正しい取り付け角度[α１]および[α２]の算出を可能にする。
【００８５】
最後に、図１５に基づいて本実施形態の座標入力装置１００を構成する各装置のハードウェア構成について説明する。
【００８６】
情報処理装置
図１５に示すように、本実施形態の座標入力装置１００を構成するコンピュータ１０は、装置全体の動作を制御するプロセッサ１０２と、ブートプログラムやファームウェアプログラムなどを保存するＲＯＭ１０３と、プログラムの実行空間を提供するＲＡＭ１０４と、座標入力装置１００を上述した各手段として機能させるためのプログラム、オペレーティングシステム（ＯＳ）や各種データを保存するための補助記憶装置１０５と、ディスプレイ４０を接続するための画像出力インタフェース１０６と、ＬＥＤアレイ３０を接続するためのデバイス制御インタフェース１０７と、カメラ２０（１），２０（２）を接続するためのカメラ・インタフェース１０８とを備えている。
【００８７】
以上、本発明の第１実施形態を説明してきたが、続いて、本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下では、第１実施形態の内容と共通する部分の説明を省略し、専ら、第１実施形態との相違点のみを説明するものとする。
【００８８】
（第２実施形態）
図１６は、本発明の第２実施形態である座標入力装置２００の構成を模式的に示す。本実施形態の座標入力装置２００は、先に述べた第１実施形態の座標入力装置１００と以下の点で異なる。
【００８９】
図１６に示すように、本実施形態では、第１実施形態の発光手段３０に代えて、矩形の表示画面４２の上に定義される矩形の二次元の座標入力領域を囲むように表示画面４２の上辺を除く周縁部にコの字型に再帰性反射部材３４が配置される。ここで、再帰性反射部材３４は、入射した光を同一光路に向けて反射する特性を有している反射部材であり、このような反射部材としては、円錐形状のコーナーキューブを多数配列してなる部材を例示することができる。
【００９０】
加えて、本実施形態では、表示画面４２の上に定義される座標入力領域を進行する光（以下、プローブ光という）を出射するための光出射手段３８（１）および光出射手段３８（２）を備える。本実施形態では、図１６に示すように、光出射手段３８（１）および光出射手段３８（２）は、それぞれ、カメラ２０（１）およびカメラ２０（２）と同位置に配置され、座標入力領域の全域に行き渡るようにプローブ光を扇形状に出射する。なお、光出射手段３８としては、指向性の高いＬＥＤ照明を例示することができる。
【００９１】
さらに、本実施形態では、表示画面４２の上に定義される座標入力領域の周縁部に２つの発光素子３６（１）および発光素子３６（２）を備える。なお、発光素子３６は、好ましくは、ＬＥＤ発光素子である。以下、発光素子３６を“ＬＥＤ素子３６”という。
【００９２】
ここで、本実施形態では、座標入力領域の周縁部の所定の位置に２つのＬＥＤ素子３６（１）,３６（２）を設置する。具体的には、図１６に示すように、カメラ２０（１）の光学中心と校正用座標位置[Ｐ’（ｘ，ｙ）]を通る直線上の位置[Ｅ１]にＬＥＤ素子３６（１）を設置するとともに、カメラ２０（２）の光学中心と校正用座標位置[Ｐ’（ｘ，ｙ）]を通る直線上の位置[Ｅ２]にＬＥＤ素子３６（２）を設置する。
【００９３】
一方、図１７は、本実施形態の座標入力装置２００の機能ブロックを示す。座標入力装置２００を構成するコンピュータ１０は、図１７に示すように、２つの光出射手段３８（１）,３８（２）を制御する光出射制御部１１を備える点、発光制御部１２が２つのＬＥＤ素子３６（１）,３６（２）の発光を制御する点、ならびに、消灯位置再登録部１７を備えない点で、先に述べた第１実施形態と異なる。
【００９４】
続いて、座標入力装置２００が実行する「座標位置算出処理」の内容を図１８に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００９５】
まずステップ４０１では、光出射制御部１１が２つの光出射手段３８（１）,３８（２）を点灯してプローブ光を出射する。２つの光出射手段３８（１）,３８（２）から出射して表示画面４２に沿って平行に進行するプローブ光は、表示画面４２の周縁部に配置される再帰性反射部材３４に反射し、その反射光がカメラ２０（１）,２０（２）に受光される。この状態において、指示手段５０が座標入力領域内に挿入されると、指示手段５０の像がカメラ２０（１）,２０（２）のそれぞれのイメージセンサの上に暗点として結像する。
【００９６】
続くステップ４０２では、結像位置検出部１３が、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（１）のイメージセンサ２６（１）上における指示手段５０の像の結像位置[ｐ１]を検出する。
【００９７】
続くステップ４０３では、結像位置検出部１３が、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（２）のイメージセンサ上における指示手段５０の像の結像位置[ｐ２]を検出する。
【００９８】
続くステップ４０４では、座標位置算出部１４が、第１実施形態と同じ手順で、記憶領域１８からカメラ２０（１）の取り付け角度[α１]とカメラ２０（２）の取り付け角度[α２]を読み出す。
【００９９】
続くステップ４０５では、座標位置算出部１４が、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（１）に係る結像位置[ｐ１]とその取り付け角度[α１]ならびにカメラ２０（２）に係る結像位置[ｐ２]とその取り付け角度[α２]に基づいて三角測量法により、指示手段５０の二次元座標位置[Ｐ]を算出する。
【０１００】
以上、本実施形態の座標入力装置２００が実行する「座標位置算出処理」について説明してきたが、続いて、座標入力装置２００が実行する「取り付け角度校正処理」を説明する。なお、「取り付け角度校正処理」には、第１実施形態と同様に、２つの方式があり、ここでは、まず、第１の方式である「取り付け角度校正処理Ｃ」の内容を図１９に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１０１】
まず、ステップ５０１では、光出射制御部１１が２つの光出射手段３８（１）,３８（２）を消灯することによりプローブ光の出射を停止する。
【０１０２】
続くステップ５０２では、発光制御部１２が、ＬＥＤ素子３６（１）およびＬＥＤ素子３６（２）を同時に点灯する。この場合、カメラ２０（１）,２０（２）のそれぞれのイメージセンサの上には、点灯した２つのＬＥＤ素子３６（１）,３６（２）の像が輝点として結像する。なお、以下では、位置[Ｅ１]に設置されたＬＥＤ素子３６（１）を“ＬＥＤ素子[Ｅ１]”といい、位置[Ｅ２]に設置されたＬＥＤ素子３６（２）を“ＬＥＤ素子[Ｅ２]”という場合がある。
【０１０３】
続くステップ５０３では、結像位置検出部１３が、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（１）のイメージセンサ上における２ヵ所の結像位置[ｅ１]，[ｅ２]のうち、結像位置[ｅ１]をＬＥＤ素子[Ｅ１]の像の結像位置として検出する。
【０１０４】
続くステップ５０４では、取り付け角度校正部１６が、第１実施形態と同じ手順で、結像位置[ｅ１]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、カメラ２０（１）の最新の取り付け角度[α１]を算出する。
【０１０５】
続くステップ５０５では、結像位置検出部１３が、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（２）のイメージセンサ上における２ヵ所の結像位置[ｅ１]，[ｅ２]のうち、結像位置[ｅ２]をＬＥＤ素子[Ｅ２]の像の結像位置として検出する。
【０１０６】
続くステップ５０６では、取り付け角度校正部１６が、第１実施形態と同じ手順で、結像位置[ｅ２]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、カメラ２０（２）の最新の取り付け角度[α２]を算出する。
【０１０７】
最後に、ステップ５０７では、取り付け角度校正部１６が、その時点で記憶領域１８に保持されている取り付け角度[α１]および[α２]を破棄し、先のステップ５０４およびステップ５０６で算出した最新の取り付け角度[α１]および[α２]を記憶領域１８に新たに再登録する。
【０１０８】
以上、本実施形態の座標入力装置２００が実行する「取り付け角度校正処理Ｃ」について説明してきた。上述した第１の方式には、２つのカメラ２０（１），２０（２）の露光タイミングと、２つのＬＥＤ素子[Ｅ１],[Ｅ２]の発光タイミングの同期が不要になるという利点がある。
【０１０９】
続いて、第２の方式である「取り付け角度校正処理Ｄ」の内容を図２０に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１１０】
まず、ステップ６０１では、光出射制御部１１が２つの光出射手段３８（１）,３８（２）を消灯することによりプローブ光の出射を停止する。
【０１１１】
続くステップ６０２では、発光制御部１２が、位置[Ｅ１]に設置されたＬＥＤ素子[Ｅ１]のみを選択的に点灯する。このとき、位置[Ｅ２]に設置されたＬＥＤ素子[Ｅ２]は消灯しているので、カメラ２０（１）のイメージセンサの上には、点灯したＬＥＤ素子[Ｅ１]の像のみが輝点として結像する。
【０１１２】
続くステップ６０３では、結像位置検出部１３が、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（１）のイメージセンサ上におけるＬＥＤ素子[Ｅ１]の像の結像位置[ｅ１]を検出する。
【０１１３】
続くステップ６０４では、取り付け角度校正部１６が、結像位置[ｅ１]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（１）の最新の取り付け角度[α１]を算出する。
【０１１４】
続くステップ６０５では、発光制御部１２が、位置[Ｅ２]に設置されたＬＥＤ素子[Ｅ２]のみを選択的に点灯する。このとき、位置[Ｅ１]に設置されたＬＥＤ素子[Ｅ１]は消灯しているので、カメラ２０（２）のイメージセンサの上には、点灯したＬＥＤ素子[Ｅ２]の像のみが輝点として結像する。
【０１１５】
続くステップ６０６では、結像位置検出部１３が、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（２）のイメージセンサ上におけるＬＥＤ素子[Ｅ２]の像の結像位置[ｅ２]を検出する。
【０１１６】
続くステップ６０７では、取り付け角度校正部１６が、結像位置[ｅ２]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（２）の最新の取り付け角度[α２]を算出する。
【０１１７】
最後に、ステップ６０８では、取り付け角度校正部１６が、その時点で記憶領域１８に保持されている取り付け角度[α１]および[α２]を破棄し、先のステップ６０４およびステップ６０７で算出した最新の取り付け角度[α１]および[α２]を記憶領域１８に新たに再登録する。
【０１１８】
以上、本発明の第２実施形態を説明してきたが、続いて、本発明の第３実施形態を説明する。なお、以下では、第２実施形態の内容と共通する部分の説明を省略し、専ら、第２実施形態との相違点のみを説明するものとする。
【０１１９】
（第３実施形態）
図２１は、本発明の第３実施形態である座標入力装置３００の構成を模式的に示す。図２１に示すように、本実施形態の座標入力装置３００は、先に述べた第２実施形態における２つのＬＥＤ素子３６（１）,３６（２）に代えて、再帰性反射部材３４を遮蔽可能に構成された２つの遮蔽体３９（１）,３９（２）を備える点で異なる。
【０１２０】
本実施形態において、遮蔽体３９は、再帰性反射部材３４上の設置位置において、プローブ光をカメラ２０側に反射させない役割を果たすものであれば良く、回転板などを用いたメカニカルなシャッターであっても良いし、偏光板や液晶などの光学素子を用いた光シャッターであっても良い。
【０１２１】
ここで、本実施形態では、座標入力領域の周縁部の所定の位置に２つの遮蔽体３９（１）,３９（２）を設置する。具体的には、図２１に示すように、カメラ２０（１）の光学中心と校正用座標位置[Ｐ’（ｘ，ｙ）]を通る直線上の位置[Ｅ１]を遮蔽可能な態様で遮蔽体３９（１）を設置するとともに、座標入力領域の周縁部における、カメラ２０（２）の光学中心と校正用座標位置[Ｐ’（ｘ，ｙ）]を通る直線上の位置[Ｅ２]を遮蔽可能な態様で遮蔽体３９（２）を設置する。
【０１２２】
一方、図２２は、本実施形態の座標入力装置３００の機能ブロックを示す。図２２に示すように、座標入力装置３００を構成するコンピュータ１０は、先に述べた座標入力装置２００の発光制御部１２に代えて、２つの遮蔽体３９（１）,３９（２）を制御するための遮蔽体制御部１９を備える点で第２実施形態と異なる。
【０１２３】
ここで、座標入力装置３００が実行する「座標位置算出処理」の内容は、第２実施形態で説明した内容（図１８参照）と変わりないので説明を省略し、ここでは、座標入力装置３００が実行する「取り付け角度校正処理」を説明する。なお、「取り付け角度校正処理」には、第２実施形態と同様に、２つの方式があり、ここでは、まず、第１の方式である「取り付け角度校正処理Ｅ」の内容を図２３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１２４】
まず、ステップ７０１では、光出射制御部１１が２つの光出射手段３８（１）,３８（２）を点灯してプローブ光を出射する。
【０１２５】
続くステップ７０２では、遮蔽体制御部１９が、遮蔽体３９（１）および遮蔽体３９（２）を制御して、再帰性反射部材３４上の位置[Ｅ１]および位置[Ｅ２]を同時に遮蔽する。この場合、カメラ２０（１）,２０（２）のそれぞれのイメージセンサの上には、プローブ光を反射しない２つの遮蔽体３９（１）,３９（２）の像が暗点として結像する。なお、以下では、位置[Ｅ１]に設置された遮蔽体３９（１）を“遮蔽体[Ｅ１]”といい、位置[Ｅ２]に設置された遮蔽体３９（２）を“遮蔽体[Ｅ２]”という場合がある。
【０１２６】
続くステップ７０３では、結像位置検出部１３が、第２実施形態と同じ手順で、カメラ２０（１）のイメージセンサ上における２ヵ所の結像位置[ｅ１]，[ｅ２]のうち、結像位置[ｅ１]を遮蔽体[Ｅ１]の像の結像位置として検出する。
【０１２７】
続くステップ７０４では、取り付け角度校正部１６が、第２実施形態と同じ手順で、結像位置[ｅ１]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、カメラ２０（１）の最新の取り付け角度[α１]を算出する。
【０１２８】
続くステップ７０５では、結像位置検出部１３が、第２実施形態と同じ手順で、カメラ２０（２）のイメージセンサ上における２ヵ所の結像位置[ｅ１]，[ｅ２]のうち、結像位置[ｅ２]を遮蔽体[Ｅ２]の像の結像位置として検出する。
【０１２９】
続くステップ７０６では、取り付け角度校正部１６が、第２実施形態と同じ手順で、結像位置[ｅ２]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、カメラ２０（２）の最新の取り付け角度[α２]を算出する。
【０１３０】
最後に、ステップ７０７では、取り付け角度校正部１６が、その時点で記憶領域１８に保持されている取り付け角度[α１]および[α２]を破棄し、先のステップ７０４およびステップ７０６で算出した最新の取り付け角度[α１]および[α２]を記憶領域１８に新たに再登録する。
【０１３１】
以上、本実施形態の座標入力装置３００が実行する「取り付け角度校正処理Ｅ」について説明してきた。上述した第１の方式には、２つのカメラ２０（１），２０（２）の露光タイミングと、２つの遮蔽体[Ｅ１],[Ｅ２]の制御タイミングの同期が不要になるという利点がある。
【０１３２】
続いて、第２の方式である「取り付け角度校正処理Ｆ」の内容を図２４に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１３３】
まず、ステップ８０１では、光出射制御部１１が２つの光出射手段３８（１）,３８（２）を点灯してプローブ光を出射する。
【０１３４】
続くステップ８０２では、遮蔽体制御部１９が、遮蔽体３９（１）を制御して、再帰性反射部材３４上の位置[Ｅ１]のみを選択的に遮蔽する。このとき、遮蔽体[Ｅ２]は再帰性反射部材３４上の位置[Ｅ２]を遮蔽しないので、カメラ２０（１）のイメージセンサの上には、プローブ光を反射しない遮蔽体[Ｅ１]の像のみが暗点として結像する。
【０１３５】
続くステップ８０３では、結像位置検出部１３が、第１実施形態と同じ手順で、カメラ２０（１）のイメージセンサ上における遮蔽体[Ｅ１]の像の結像位置[ｅ１]を検出する。
【０１３６】
続くステップ８０４では、取り付け角度校正部１６が、結像位置[ｅ１]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、第２実施形態と同じ手順で、カメラ２０（１）の最新の取り付け角度[α１]を算出する。
【０１３７】
続くステップ８０５では、遮蔽体制御部１９が、遮蔽体３９（２）を制御して、再帰性反射部材３４上の位置[Ｅ２]のみを選択的に遮蔽する。このとき、遮蔽体[Ｅ１]は再帰性反射部材３４上の位置[Ｅ１]を遮蔽しないので、カメラ２０（２）のイメージセンサの上には、プローブ光を反射しない遮蔽体[Ｅ２]の像のみが暗点として結像する。
【０１３８】
続くステップ８０６では、結像位置検出部１３が、第２実施形態と同じ手順で、カメラ２０（２）のイメージセンサ上における遮蔽体[Ｅ２]の像の結像位置[ｅ２]を検出する。
【０１３９】
続くステップ８０７では、取り付け角度校正部１６が、第２実施形態と同じ手順で、結像位置[ｅ２]と校正用座標位置Ｐ’（ｘ,ｙ）に基づいて、カメラ２０（２）の最新の取り付け角度[α２]を算出する。
【０１４０】
最後に、ステップ８０８では、取り付け角度校正部１６が、その時点で記憶領域１８に保持されている取り付け角度[α１]および[α２]を破棄し、先のステップ８０４およびステップ８０７で算出した最新の取り付け角度[α１]および[α２]を記憶領域１８に新たに再登録する。
【０１４１】
以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【０１４２】
なお、上述した実施形態の各機能は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）などで記述されたプログラムにより実現でき、本実施形態のプログラムは、ハードディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、フレキシブルディスク、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭなどの記録媒体に格納して頒布することができ、また他の装置が可能な形式でネットワークを介して伝送することができる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０…コンピュータ
１１…光出射制御部
１２…発光制御部
１３…結像位置検出部
１４…座標位置算出部
１５…座標位置出力部
１６…取り付け角度校正部
１７…消灯位置再登録部
１８…記憶領域
１９…遮蔽体制御部
２０…撮像手段（カメラ）
２４…結像光学系
２６…撮像素子（イメージセンサ）
３０…発光手段（ＬＥＤアレイ）
３２…発光素子（ＬＥＤ素子）
３４…再帰性反射部材
３６…発光素子（ＬＥＤ素子）
３８…光出射手段
３９…遮蔽体
４０…表示手段（ディスプレイ）
４２…表示画面
５０…指示手段
１００，２００，３００…座標入力装置
１０２…プロセッサ
１０３…ＲＯＭ
１０４…ＲＡＭ
１０５…補助記憶装置
１０６…画像出力インタフェース
１０７…デバイス制御インタフェース
１０８…カメラ・インタフェース
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４４】
【特許文献１】特開２００１−２９０６０３号公報
【図１】
2017188061.tif 000003
【図２】
2017188061.tif 000004
【図３】
2017188061.tif 000005
【図４】
2017188061.tif 000006
【図５】
2017188061.tif 000007
【図６】
2017188061.tif 000008
【図７】
2017188061.tif 000009
【図８】
2017188061.tif 000010
【図９】
2017188061.tif 000011
【図１０】
2017188061.tif 000012
【図１１】
2017188061.tif 000013
【図１２】
2017188061.tif 000014
【図１３】
2017188061.tif 000015
【図１４】
2017188061.tif 000016
【図１５】
2017188061.tif 000017
【図１６】
2017188061.tif 000018
【図１７】
2017188061.tif 000019
【図１８】
2017188061.tif 000020
【図１９】
2017188061.tif 000021
【図２０】
2017188061.tif 000022
【図２１】
2017188061.tif 000023
【図２２】
2017188061.tif 000024
【図２３】
2017188061.tif 000025
【図２４】
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