(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置され、設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出する複数の光源部と、
前記入力領域の周辺部に設けられ前記光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射する反射部と、
前記入力領域の周辺部に設置され前記反射部からの反射光を受光する複数の受光部と、
前記入力領域上で遮光物により光が遮られた際に、前記受光部の出力信号における遮光部位の一方の端の座標と前記遮光部位の他方の端の座標との中心を前記遮光物の座標とする座標検出部と
を有する座標入力装置において、
前記受光部からの信号に基づいて、前記受光部のずれを検出するずれ検出部を備えたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】
所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置され、設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出する複数の光源部と、
前記入力領域の周辺部に設けられ前記光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射する反射部と、
前記入力領域の周辺部に設置され前記反射部からの反射光を受光する複数の受光部と、
前記受光部が前記反射部からの反射光を受光する複数の光電変換素子を１列に並べた光電変換素子列を有していて、前記光電変換素子の順番を前記入力領域の座標に対応させ、前記受光部の出力信号から前記遮光位置の座標を検出する座標検出部と、
を有する座標入力装置において、
前記受光部からの信号に基づいて、前記受光部のずれを検出するずれ検出部を備えたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項３】
所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置され、設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出する複数の光源部と、
前記入力領域の周辺部に設けられ前記光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射する反射部と、
前記入力領域の周辺部に設置され前記反射部からの反射光を受光する複数の受光部と、
前記受光部で受光した光量に基づき遮光物の座標を検出する座標検出部と
を有する座標入力装置において、
前記受光部からの信号に基づいて、前記受光部のずれを検出するずれ検出部を備えたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の座標入力装置において、前記ずれ検出部は、前記受光部からの信号に基づいて前記受光部の角度ずれを検出することを特徴とする座標入力装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の座標入力装置において、前記ずれ検出部は、前記受光部からの信号に基づいて前記受光部の位置ずれを検出することを特徴とする座標入力装置。
【請求項６】
所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置され設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出する複数の光源部と、前記入力領域の周辺部に設けられ前光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射する反射部と、前記入力領域の周辺部に設置され前記反射部からの反射光を受光する複数の受光部と、
前記受光部で受光した光量に基づき遮光物の座標を検出する座標検出部とを有し、前記座標検出部は前記入力領域上で遮光物により光が遮られた際にその遮光物の座標を検出する座標入力装置において、前記受光部の出力信号から前記遮光物の座標を決定するための光量判定基準値として第１の判定基準値と第２の判定基準値を設け、前記第１の判定基準値を前記第２の判定基準値より光量が少ない値とし、前記受光部の出力信号における画素ごとに行う判定の対象となる注目画素、該注目画素の前の画素、前記注目画素の後の画素の各値と、前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値から、（1）前記前の画素の値、前記注目画素の値、前記後の画素の値がいずれも前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、
（2）前記前の画素の値と前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、
（3）前記前の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より暗く、前記第１の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標と前記遮光部位の後の端の座標との中間の座標とし、
（4）前記前の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値で、前記注目画素の値が前記第１の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標とし、
（5）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、
（6）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心と前記遮光部位の前の端との中間の座標とし、
（7）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第１の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標とし、
（8）前記前の画素の値、前記注目画素の値、前記後の画素の値がいずれも前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとする手段を備えたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項７】
所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置された複数の光源部からその設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出し、前記入力領域の周辺部に設けられた反射部にて前光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射し、前記入力領域の周辺部に設置された複数の受光部にて前記反射部からの反射光を受光し、前記入力領域上で遮光物により光が遮られた際にその遮光物の座標を検出する座標入力方法において、前記受光部の出力信号から前記遮光物の座標を決定するための光量判定基準値として第１の判定基準値と第２の判定基準値を設け、前記第１の判定基準値を前記第２の判定基準値より光量が少ない値とし、前記受光部の出力信号における画素ごとに行う判定の対象となる注目画素、該注目画素の前の画素、前記注目画素の後の画素の各値と、前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値から、
（1）前記前の画素の値、前記注目画素の値、前記後の画素の値がいずれも前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、
（2）前記前の画素の値と前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、
（3）前記前の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より暗く、前記第１の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標と前記遮光部位の後の端の座標との中間の座標とし、
（4）前記前の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値で、前記注目画素の値が前記第１の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標とし、
（5）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、
（6）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心と前記遮光部位の前の端との中間の座標とし、
（7）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第１の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画の周囲付近の所定位置素の座標を前記遮光部位の中心の座標とし、
（8）前記前の画素の値、前記注目画素の値、前記後の画素の値がいずれも前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとすることを特徴とする座標入力方法。
【請求項８】
設置位置を中心とする扇状の光をタッチパネルの異なる位置から該タッチパネルにほぼ平行に射出する複数の光源部と、タッチパネルの周囲付近の所定位置に設置され前記光源部からの光を該光源部に向けて反射する反射部と、前記光源部の設置位置付近にそれぞれ設置され、前記反射部からの光を受光する複数の受光部とを有し、前記光源部と前記受光部とを１つのユニットとして遮光物で光が遮蔽された位置から検出座標を検出する座標入力装置において、前記受光部の出力信号における遮光部位の一方の端の座標と前記遮光部位の他方の座標との中心を検出座標として検出する手段と、前記遮光部位の端の座標を決定するためにその座標の近傍の座標−光量変化の近似特性式を算出し、判定基準光量値に対応した座標値を前記近似特性式から計算により求める手段とを備えたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項９】
設置位置を中心とする扇状の光をタッチパネルの異なる位置から該タッチパネルにほぼ平行に射出する２つの光源部と、タッチパネルの周囲付近の所定位置に設置され前記光源部からの光を該光源部に向けて反射する反射部と、前記光源部の設置位置付近にそれぞれ設置され、前記反射部からの光を受光する２つの受光部とを有し、前記光源部と前記受光部とを１つのユニットとして遮光物で光が遮蔽された位置から検出座標を検出する座標入力装置において、前記受光部の出力信号における遮光部位の一方の端の座標と前記遮光部位の他方の座標との中心を検出座標として検出する手段と、判定基準光量値をＹｓ、基準画素の光量値をＹｎ、基準画素の前の画素の光量値をＹ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の光量値をＹ（ｎ＋1）、基準画素の座標をＸｎ、基準画素の前の画素の座標をＸ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の座標をＸ（ｎ＋1）、各画素間の座標の差をＫとし、求める前記検出座標をＸとした時、
Ｘ＝Ｘｎ＋２Ｋ［Ｙｓ−｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）｝／３｝／｛Ｙ（ｎ＋1）−Ｙ（ｎ−1）｝
なる式でＸを求める手段とを備えたことを特徴とする座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子黒板、テレビ会議システムなどに利用され、光学的位置検出装置や光学的タッチパネル、大画面付きタッチパネル、大画面プロジェクションタッチパネル、ディスプレイ一体型タブレットなどとして用いられる座標入力装置及び座標入力方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、座標入力装置としては、入力領域において指やペン等の遮光物で光を遮蔽した時にその光の遮蔽した位置の座標を検出素子で検出する光学的座標入力装置が特開昭５８−８４３７４号公報、特開昭５８−１２７２７９号公報、特開昭５９−１６８５８３号公報、特開昭６０−５６２１２号公報、特開平６−８３５３８号公報、特開平８−２２１２０１号公報などにより知られている。
【０００３】
座標入力装置は、電子黒板、テレビ会議システムなどに利用され、例えば文字及び画像を表示するための表示装置と、この表示装置の前面に座標入力面（タッチパネル面）が配置された座標入力装置と、この座標入力装置からの入力信号に基づいて上記表示装置の表示制御を行う制御装置とを備えた電子黒板が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記光学的座標入力装置では、入力領域において指やペン等の遮光物で光を遮蔽した時にその光の遮蔽した位置の座標を検出素子で検出するが、その座標の分解能を遮光物の大きさに比べて格段に細かくする必要がある場合が多い。具体的には、光学的座標入力装置を表示装置に重ねて配置し、光学的座標入力装置の入力領域を指やペン等の遮光物でなぞった軌跡を表示装置で表示して黒板のように使う場合などである。
【０００５】
このような場合には、指やペン等の遮光物に比べて表示装置の分解能が格段に細かく、従って光を遮光物で遮蔽した位置（遮光物の軌跡）の座標の分解能も表示装置の分解能と同等な細かさが要求される。この要求に従って検出座標の分解能を単純に細かくして行くと、遮光物の一端の位置をその座標として検出してしまい、遮光物の表示装置上の位置ずれが発生するなどの不具合が生じる。また、検出座標の分解能を細かくするためには、検出素子の数をその分解能に相当する数に増加させることになり、高価な装置となってしまう。
【０００６】
本発明は、遮光物の座標を精度良く検出でき、かつ、安価に実現できる座標入力装置及び座標入力方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置され、設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出する複数の光源部と、前記入力領域の周辺部に設けられ前記光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射する反射部と、前記入力領域の周辺部に設置され前記反射部からの反射光を受光する複数の受光部と、前記入力領域上で遮光物により光が遮られた際に、前記受光部の出力信号における遮光部位の一方の端の座標と前記遮光部位の他方の端の座標との中心を前記遮光物の座標とする座標検出部とを有する座標入力装置において、前記受光部からの信号に基づいて、前記受光部のずれを検出するずれ検出部を備えたものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置され、設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出する複数の光源部と、前記入力領域の周辺部に設けられ前記光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射する反射部と、前記入力領域の周辺部に設置され前記反射部からの反射光を受光する複数の受光部と、前記受光部が前記反射部からの反射光を受光する複数の光電変換素子を１列に並べた光電変換素子列を有していて、前記光電変換素子の順番を前記入力領域の座標に対応させ、前記受光部の出力信号から前記遮光位置の座標を検出する座標検出部と、を有する座標入力装置において、前記受光部からの信号に基づいて、前記受光部のずれを検出するずれ検出部を備えたものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置され、設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出する複数の光源部と、前記入力領域の周辺部に設けられ前記光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射する反射部と、前記入力領域の周辺部に設置され前記反射部からの反射光を受光する複数の受光部と、前記受光部で受光した光量に基づき遮光物の座標を検出する座標検出部とを有する座標入力装置において、前記受光部からの信号に基づいて、前記受光部のずれを検出するずれ検出部を備えたものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の座標入力装置において、前記ずれ検出部は、前記受光部からの信号に基づいて前記受光部の角度ずれを検出するものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の座標入力装置において、前記ずれ検出部は、前記受光部からの信号に基づいて前記受光部の位置ずれを検出するものである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置され設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出する複数の光源部と、前記入力領域の周辺部に設けられ前光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射する反射部と、前記入力領域の周辺部に設置され前記反射部からの反射光を受光する複数の受光部と、前記受光部で受光した光量に基づき遮光物の座標を検出する座標検出部とを有し、前記座標検出部は前記入力領域上で遮光物により光が遮られた際にその遮光物の座標を検出する座標入力装置において、前記受光部の出力信号から前記遮光物の座標を決定するための光量判定基準値として第１の判定基準値と第２の判定基準値を設け、前記第１の判定基準値を前記第２の判定基準値より光量が少ない値とし、前記受光部の出力信号における画素ごとに行う判定の対象となる注目画素、該注目画素の前の画素、前記注目画素の後の画素の各値と、前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値から、（1）前記前の画素の値、前記注目画素の値、前記後の画素の値がいずれも前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、（2）前記前の画素の値と前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、（3）前記前の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より暗く、前記第１の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標と前記遮光部位の後の端の座標との中間の座標とし、（4）前記前の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値で、前記注目画素の値が前記第１の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標とし、（5）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、（6）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心と前記遮光部位の前の端との中間の座標とし、（7）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第１の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標とし、（8）前記前の画素の値、前記注目画素の値、前記後の画素の値がいずれも前記第１の判定基準値及び前記第２の判���基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとする手段を備えたものである。
【００１３】
請求項７に係る発明は、所定の入力領域の周辺部の互いに異なる位置に設置された複数の光源部からその設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域にほぼ平行に射出し、前記入力領域の周辺部に設けられた反射部にて前光源部からの光を前記光源部に向けて再帰的に反射し、前記入力領域の周辺部に設置された複数の受光部にて前記反射部からの反射光を受光し、前記入力領域上で遮光物により光が遮られた際にその遮光物の座標を検出する座標入力方法において、前記受光部の出力信号から前記遮光物の座標を決定するための光量判定基準値として第１の判定基準値と第２の判定基準値を設け、前記第１の判定基準値を前記第２の判定基準値より光量が少ない値とし、前記受光部の出力信号における画素ごとに行う判定の対象となる注目画素、該注目画素の前の画素、前記注目画素の後の画素の各値と、前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値から、（1）前記前の画素の値、前記注目画素の値、前記後の画素の値がいずれも前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、（2）前記前の画素の値と前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、（3）前記前の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より暗く、前記第１の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標と前記遮光部位の後の端の座標との中間の座標とし、（4）前記前の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値で、前記注目画素の値が前記第１の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心の座標とし、（5）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物の端の座標では無いとし、（6）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第２の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光部位の中心と前記遮光部位の前の端との中間の座標とし、（7）前記前の画素の値が前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値で、前記注目画素の値が前記第１の判定基準値より暗い値であり、かつ、前記後の画素の値が前記第２の判定基準値より明るい値である場合に前記注目画の周囲付近の所定位置素の座標を前記遮光部位の中心の座標とし、（8）前記前の画素の値、前記注目画素の値、前記後の画素の値がいずれも前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である場合に前記注目画素の座標を前記遮光物���端の座標では無いとするものである。
【００１４】
請求項８に係る発明は、設置位置を中心とする扇状の光をタッチパネルの異なる位置から該タッチパネルにほぼ平行に射出する複数の光源部と、タッチパネルの周囲付近の所定位置に設置され前記光源部からの光を該光源部に向けて反射する反射部と、前記光源部の設置位置付近にそれぞれ設置され、前記反射部からの光を受光する複数の受光部とを有し、前記光源部と前記受光部とを１つのユニットとして遮光物で光が遮蔽された位置から検出座標を検出する座標入力装置において、前記受光部の出力信号における遮光部位の一方の端の座標と前記遮光部位の他方の座標との中心を検出座標として検出する手段と、前記遮光部位の端の座標を決定するためにその座標の近傍の座標−光量変化の近似特性式を算出し、判定基準光量値に対応した座標値を前記近似特性式から計算により求める手段とを備えたものである。
【００１５】
請求項９に係る発明は、設置位置を中心とする扇状の光をタッチパネルの異なる位置から該タッチパネルにほぼ平行に射出する２つの光源部と、タッチパネルの周囲付近の所定位置に設置され前記光源部からの光を該光源部に向けて反射する反射部と、前記光源部の設置位置付近にそれぞれ設置され、前記反射部からの光を受光する２つの受光部とを有し、前記光源部と前記受光部とを１つのユニットとして遮光物で光が遮蔽された位置から検出座標を検出する座標入力装置において、前記受光部の出力信号における遮光部位の一方の端の座標と前記遮光部位の他方の座標との中心を検出座標として検出する手段と、判定基準光量値をＹｓ、基準画素の光量値をＹｎ、基準画素の前の画素の光量値をＹ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の光量値をＹ（ｎ＋1）、基準画素の座標をＸｎ、基準画素の前の画素の座標をＸ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の座標をＸ（ｎ＋1）、各画素間の座標の差をＫとし、求める前記検出座標をＸとした時、
Ｘ＝Ｘｎ＋２Ｋ［Ｙｓ−｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）｝／３｝／｛Ｙ（ｎ＋1）−Ｙ（ｎ−1）｝
なる式でＸを求める手段とを備えたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施の一形態の概略構成を示す。この実施形態は、光学的座標入力装置の一形態である。この実施形態の光学的座標入力装置１は、外部機器としてのパーソナルコンピュータ（以下ドライバともいう）に接続され、表示装置ｄの前面に装着されて使用される。この表示装置ｄは、パーソナルコンピュータにより制御され、パーソナルコンピュータから転送された文字、図形などを表示する。
【００２１】
この座標入力装置１は、表示装置ｄのサイズに対応させて、手書きにより文字や図形の入力などの座標入力を行うための入力領域２を規定する筐体１ａと、この筐体１ａの周辺部における互いに異なる位置、例えば下方両端部にそれぞれ設置され、設置位置を中心に入力領域２の全域に行き渡るような扇状の光を入力領域２にほぼ平行に射出する複数の発受光装置としての光学ユニット３Ｌ、３Ｒの光源部と、入力領域２の周辺部に設けられ、光学ユニット３Ｌ、３Ｒの光源部からの光を該光源部に向けて再帰的に反射する反射部としての再帰性反射部材４と、入力領域２の周辺部に設置され、再帰性反射部材４からの反射光を受光する光学ユニット３Ｌ、３Ｒの受光部とを有し、表示装置ｄの表示面上で指、ペン等の遮光物で触れられて入力領域２上でその遮光物により光が遮られた際にその遮光位置の座標を検出する。再帰性反射部材４は、光学ユニット３Ｌ、３Ｒからの光が入力領域２を介して入射する入力領域２の周辺部における左右部分及び上部に設けられ、光学ユニット３Ｌ、３Ｒからの光が入力領域２を介して入射することがない入力領域２の周辺部における下部には設けられていない。
【００２２】
光学ユニット３Ｌ、３Ｒはそれぞれカバー３ａ内に設けられ、互いに距離Ｗの間隔をおいて筐体１ａに配置されている。再帰性反射部材４は、筐体１ａの内側であって、筐体１ａの下部を除く周辺部に設けられる。この再帰性反射部材４は、例えば円錐形状のコーナーキューブを多数配列して形成したものであり、光学ユニット３Ｌ、３Ｒから入射した光を光学ユニット３Ｌ、３Ｒに向けて再帰的に反射する。例えば、光学ユニット３Ｌから射出される光は再帰性反射部材４により反射されて再び同じ光路を通って光学ユニット３Ｌに向かう再帰反射光となる。
【００２３】
図３は光学ユニット３Ｌ、３Ｒの構成を示す。なお、図３（ａ）は光学ユニット３Ｌ、３Ｒをｙ方向に見た図を実線で示し、図２（ｂ）は光学ユニット３Ｌ、３Ｒをｘ方向に見た図を二点鎖線内に示し、図２（ｃ）は光学ユニット３Ｌ、３Ｒの受光部をｚ方向に見た図を二点鎖線内に示す。ここに、ｘ，ｙ，ｚは互いに直交する３つの軸である。光学ユニット３Ｌ、３Ｒは、それぞれ光源部５と受光部６とを有する。
【００２４】
光源部５は、光束をある程度絞ることの可能なレーザ光源７を有する。このレーザ光源７から表示装置ｄに対してほぼ垂直に射出された光は、一方向の倍率のみを変更可能なシリンドリカルレンズ８によってｘ方向にコリメートされ、シリンドリカルレンズ８とは曲率の分布が直交する２枚のシリンドリカルレンズ９、１０によりｙ方向に対して集光された後に、スリット板１１に設けられたｙ方向に狭くてｘ方向に細長いスリットに入射する。このスリットは、２次光源１２を形成するものである。
【００２５】
この２次光源１２から射出された光は、ハーフミラー１３で反射されて表示装置ｄの表面（表示面）にほぼ平行で２次光源１２を中心とした扇状の光となり、入力領域２を進行する。ここに、シリンドリカルレンズ８〜１０とスリット板１１は、レーザ光源７からの光を扇状の光に形成する集光光学系を構成している。
【００２６】
入力領域２を進行する扇状の光は、再帰性反射部材４で再帰的に反射され、再び同じ光路を辿ってハーフミラー１３を透過することにより光源部５から入力領域２への光と分離されて受光部６に入射する。従って、ハーフミラー１３は、光源部５から入力領域２への光と入力領域２から受光部６への光とを分離する光分離手段を構成する。
【００２７】
受光部６においては、ハーフミラー１３を透過した光は、集光レンズであるシリンドリカルレンズ１４を通って線状になり、シリンドリカルレンズ１４から距離ｆ（ｆはシリンドリカルレンズ１４の焦点距離）だけ間隔を空けて設けられた受光素子１５で受光される。この受光素子１５は複数の光電変換素子を一列に配列した光電変換素子列が用いられ、この光電変換素子列はシリンドリカルレンズ１４からの光をその光強度に応じた電気信号に変換する。この光電変換素子列は、ＣＣＤ（電荷結合素子）、フォトトランジスタアレイ、フォトダイオードアレイのいずれかが用いられ、再帰性反射部材４から入力領域２を介してハーフミラー１３へ互いに異なる角度（入力領域２に平行なｘ−ｙ面上の異なる角度）で入射する光毎に各光電変換素子で受光して光電変換して時系列で出力する。
【００２８】
ここに、２次光源１２とハーフミラー１３との距離Ｄと、シリンドリカルレンズ１４とハーフミラー１３との距離Ｄとが等しくなるように光学系が構成されている。再帰性反射部材４からの反射光は、ｚ軸方向では、シリンドリカルレンズ１４の作用を受けず、コリメートされたまま受光素子１５に到達する。また、再帰性反射部材４からの反射光は、表示装置ｄの表示面と平行な方向では、シリンドリカルレンズ１４の中心に集光するように伝搬し、シリンドリカルレンズ１４の作用を受けてシリンドリカルレンズ１４の焦点面に設置されている受光素子１５上に結像される。
【００２９】
これにより、受光素子１５上にはシリンドリカルレンズ１４からの光の光強度分布が形成され、入力領域２で指やペンなどの遮光物により光を遮った場合にはその遮光位置に相当する受光素子１５上の位置に光強度が弱い部分が生じる。  なお、シリンドリカルレンズ１４に代えて、図４に示すように同心円上に同じ曲率を持つ通常のレンズ１４ａを用いてもよい。この場合は、ハーフミラー１３からの光は、ｚ軸方向では、集光レンズ１４ａの作用を受けて、コリメートされた状態から集光されて受光素子１５に到達する。
【００３０】
また、ハーフミラー１３からの光は、表示装置ｄの表示面と平行な方向では、集光レンズ１４ａの中心に集光するように伝搬し、集光レンズ１４ａの作用を受けて集光レンズ１４ａの焦点面に設置されている受光素子１５上に結像される。これにより、受光素子１５上にはｙ軸に平行な細い線状の光の光強度分布が形成され、入力領域２で指やペンなどの遮光物により光を遮った場合にはその遮光位置に相当する受光素子１５上の位置に光強度が弱い部分が生じる。
【００３１】
図１は本実施形態の全体構成を示す。本実施形態は、光学ユニット３Ｌ、３Ｒの受光部６からの信号が入力されて該信号より遮光物の座標の演算などを行う演算手段としての演算部１６と、この演算部１６で演算した遮光物の座標などをパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１７へ出力するインターフェース部１８と、再帰性反射部材４の外枠となる筐体１ａの上部に設けられた表示部１９とを有する。
【００３２】
図５は上記演算部１６の構成を示す。演算部１６は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換手段としてのＡ／Ｄ変換器２０と、画像処理手段としての画像処理ＬＳＩ２１と、記憶手段としてのラインメモリ２２と、ＣＰＵ２３と、ＲＯＭ２４と、ＲＡＭ２５と、ＥＥＰＲＯＭ２６とを有する。光学ユニット３Ｌ、３Ｒの受光部からのアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル画像信号に変換され、画像処理ＬＳＩ２１にて画像処理が行われてラインメモリ２２に格納される。ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５の情報により、ラインメンリ２２に格納された画像信号から入力領域２における遮光物で遮光された座標位置を検出してインターフェース部１８を介してパーソナルコンピュータ１７へ出力する。パーソナルコンピュータ１７は、インターフェース部１８からの指やペン等の遮光物の座標情報により、入力領域２を指やペン等の遮光物でなぞった軌跡などを表示装置ｄに表示させて黒板のように使わせる。
【００３３】
ここで、演算部１６による遮光物の座標位置の演算について詳しく説明する。
図６は光学ユニット３Ｌ、３Ｒの各受光素子１５の画素位置（光電変換素子の位置）と明るさ（受光素子１５上に形成される画像の明るさ）との関係の例を示す。受光素子１５上に形成される画像の明るさは入力領域２上で指やペンなどの遮光物２７で遮光されて暗くなる部分が複数画素分となり、受光素子１５から得られる各画素の電圧（各光電変換素子により光電変換された画像信号電圧）は図７に示すようになる。
【００３４】
光学ユニット３Ｌ、３Ｒの各受光素子１５からの１ライン分の画像信号は、それぞれ受光素子１５の各画素ごとの明るさに対応した信号電圧であり、Ａ／Ｄ変換器２０によりＡ／Ｄ変換されて画像処理ＬＳＩ２１にて画像処理が行われた後にラインメモリ２２に格納される。ＣＰＵ２３は、ラインメンリ２２に格納された画像信号から入力領域２における遮光物で遮光された座標位置を検出する。
【００３５】
この場合、受光素子１５の各光電変換素子の位置（各画素位置）は入力領域２上の座標と対応し、受光素子１５の各光電変換素子の位置（各画素位置）は画素信号が格納されるラインメモリ２２のアドレスと対応している。従って、ＣＰＵ２３によって演算される座標の基本的な分解能は受光素子１５の光電変換素子数（画素数）によって決定される。遮光物の大きさはその分解能に比べて十分に大きいので、遮光物は複数の画素の光を遮蔽することになる。
【００３６】
ＣＰＵ２３は、具体的には、光学ユニット３Ｌ、３Ｒ毎に、入力領域２における遮光物２７で遮光された座標を決定するための光量判定基準値として第１の判定基準値と第２の判定基準値を設けて第１の判定基準値を第２の判定基準値より光量が少ない値とし、この第１の判定基準値及び第２の判定基準値とラインメンリ２２に格納された画像信号を画素ごとに比較して、ラインメンリ２２に格納された画像信号における注目画素、この注目画素の前（左）の画素、注目画素の後（右）の画素の各値と、第１の判定基準値及び第２の判定基準値との関係から、入力領域２における遮光物で遮光された座標を各状態１〜８毎に検出する。
【００３７】
即ち、ＣＰＵ２３は、ラインメンリ２２に格納された画像信号における、遮光物で遮光された領域に相当する部分と、遮光物で遮光されない領域に相当する部分との一方の境界付近の画素信号、他方の境界付近の画素信号に着目し、ラインメンリ２２に格納された画像信号における１画素（注目画素）の信号とその両側の画素（注目画素の前（左）の画素及び後（右）の画素）の信号を第１の判定基準値及び第２の判定基準値と比較して
（1）状態1の場合、つまり、前の画素の値が第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、注目画素の値が第２の判定基準値より明るい値であり、更に、後の画素の値が第２の判定基準値より明るい値である状態の場合には注目画素の座標を遮光物２７の端の座標では無いと判定し、
（2）図８に示すような状態２の場合、つまり、前の画素の値が第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、注目画素の値が第２の判定基準値より明るい値であり、更に、後の画素の値が第１の判定基準値及び第２の判定基準値より暗い値である状態の場合には、注目画素の座標を遮光物２７の端の座標では無いと判定し、
（3）図８に示すような状態３の場合、つまり、前の画素の値が第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、注目画素の値が第２の判定基準値より暗い値であり、更に、後の画素の値が第１の判定基準値及び第２の判定基準値より暗い値である状態の場合には、注目画素の座標を遮光物２７の中心の座標と遮光物２７の右端の座標との中間の座標と判定し、
（4）図８に示すような状態４の場合、つまり、前の画素の値が第２の判定基準値より明るい値であり、かつ、注目画素の値が第１の判定基準値より暗い値であり、更に、後の画素の値が第１の判定基準値及び第２の判定基準値より暗い値である場合には、注目画素の座標を遮光物２７の中心の座標と判定し、
（5）図８に示すような状態５の場合、つまり、前の画素の値が第１の判定基準値及び第２の判定基準値より暗い値であり、かつ、注目画素の値が第２の判定基準値より明るい値であり、更に、後の画素の値が第２の判定基準値より明るい値である状態の場合には、注目画素の座標を遮光物２７の端の座標では無いと判定し、
（6）図８に示すような状態６の場合、つまり、前の画素の値が第１の判定基準値及び第２の判定基準値より暗い値であり、かつ、注目画素の値が第２の判定基準値より暗い値であり、更に、後の画素の値が第２の判定基準値より明るい値である場合には、注目画素の座標を遮光物２７の中心と遮光物２７の左端との中間の座標と判定し、
（7）図８に示すような状態７の場合、つまり、前の画素の値が第１の判定基準値及び第２の判定基準値より暗い値であり、かつ、注目画素の値が第１の判定基準値より暗い値であり、更に、後の画素の値が第２の判定基準値より明るい値である状態の場合には、注目画素の座標を遮光物２７の中心の座標と判定し、
（8）前の画素の値が第１の判定基準値及び第２の判定基準値より暗い値であり、かつ、注目画素の値が第１の判定基準値及び第２の判定基準値より暗い値であり、更に、後の画素の値が第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値より暗い値である状態の場合には、注目画素の座標を遮光物２７の端の座標では無いと判定する。
【００３８】
ここに、入力領域２上の座標と受光素子１５の画素位置とは対応しているので、ＣＰＵ２３は注目画素が何番目であるかを数えれば（注目画素の信号が格納されたラインメモリ２２のアドレスで自動的に判明する）、座標をすぐに計算できる。
この実施形態によれば、遮光物の端の座標を画素数の２倍の分解能で検出できることになる。
【００３９】
図９は演算部１６の座標算出フローを示す。ＣＰＵ２３は、まず、画素番号ｎを０にクリアしてからインクリメントし、ラインメンリ２２に格納されたｎ番目の画素の画素信号（ｎ番目の画素の光量に相当する電圧）Ｙｎと第２の光量判定基準値（第２の判定基準値）Ｓ２を比較して、ｎ番目の画素の画素信号電圧ＹｎがＳ２より小さいか否かを判断する。ＣＰＵ２３は、Ｙｎ＜Ｓ2でなければｎをインクリメントするステップに戻り、Ｙｎ＜Ｓ2になるまでｎをインクリメントしながらＹｎがＳ2より小さいか否かを判断して行く。
【００４０】
ＣＰＵ２３は、Ｙｎ＜Ｓ2になれば、ラインメンリ２２に格納された画像信号における注目画素の画素信号電圧Ｙｎ、この注目画素の前（左）の画素の画素信号電圧Ｙ（ｎ−1）、注目画素の後（右）の画素の画素信号電圧Ｙ（ｎ＋1）と、第１の光量判定基準値Ｓ１及び第２の光量判定基準値Ｓ２から、遮光物の左端の座標ＸＬ、遮光物の右端の座標ＸＲ、遮光物の座標Ｘを算出する。
【００４１】
すなわち、ＣＰＵ２３は、
（ａ）Ｙ（ｎ−1）＞Ｓ２，Ｓ２＞Ｙｎ＞Ｓ1，Ｙ（ｎ＋1）＜Ｓ1ならばＸＬ＝ａ×(ｎ＋０．５)と判定し、
（ｂ）Ｙ（ｎ−1）＞Ｓ２，Ｙｎ＜Ｓ1，Ｙ（ｎ＋1）＜Ｓ１ならばＸＬ＝ａ×ｎと判定し、
（ｃ）Ｙ（ｎ−1）＜Ｓ１，Ｓ２＞Ｙｎ＞Ｓ1，Ｙ（ｎ＋1）＞Ｓ2ならばＸＲ＝ａ×(ｎ−０．５)と判定し、
（ｄ）Ｙ（ｎ−1）＜Ｓ１，Ｙｎ＜Ｓ1，Ｙ（ｎ＋1）＞Ｓ2ならばＸＲ＝ａ×ｎと判定し、
（ｅ）Ｙ（ｎ−1）＜Ｓ１，Ｙｎ＜Ｓ１，Ｙ（ｎ＋1）＜Ｓ１ならばそのままとする。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２３は、ｎが最大になったか否かを判断し、ｎが最大にならなければｎをインクリメントするステップに戻る。また、ＣＰＵ２３は、ｎが最大になれば、上記ＸＬ，ＸＲの平均値を計算することで、光学ユニット３Ｌ、３Ｒ毎に遮光物の座標Ｘ＝（ＸＬ＋ＸＲ）／2を検出し、座標算出の処理を終了する。
【００４３】
ここで、ＸＬ，ＸＲの平均値の計算であるが、遮光物の一方の端から他方の端までの画素数が「１／２」の奇数倍であるときには結果として１画素の１／４に相当する細かさで座標を計算することになる。
このような座標の算出では、大きな遮光物でも正確にその座標を算出でき、更に算出画素数の４倍までその解像度を増加させることが可能となる。
なお、判定基準値を３個に増加させれば解像度を６倍に増加させることができ、判定基準値を４個に増加させれば解像度を８倍に増加させることができる。
【００４４】
また、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２４に予め格納されている、各光学ユニット３Ｌ，３Ｒの受光部６のＣＣＤ上の画素位置（各光学ユニット３Ｌ，３Ｒ毎に上述のように求めた遮光物の座標）と光学ユニット３Ｌ，３Ｒの角度との関係を示すテーブルを参照して、各光学ユニット３Ｌ，３Ｒ毎に上述のように求めた遮光物の座標から入力領域２上の遮光物２７のｘ，ｙ座標値Ｘ，Ｙを三角測量方式で算出する。
【００４５】
この実施形態によれば、所定の入力領域２の周辺部の互いに異なる位置に設置され設置位置を中心に扇状の光を前記入力領域２にほぼ平行に射出する複数の光源部としての光学ユニット３Ｌ、３Ｒの光源部５と、前記入力領域２の周辺部に設けられ前光源部５からの光を前記光源部５に向けて再帰的に反射する反射部としての再帰性反射部材４と、前記入力領域２の周辺部に設置され前記反射部４からの反射光を受光する複数の受光部としての光学ユニット３Ｌ、３Ｒの受光部６とを有し、前記入力領域２上で遮光物により光が遮られた際にその遮光位置の座標を検出する座標入力装置において、前記受光部６の出力信号における遮光部位の一方の端の座標と前記遮光部位の他方の座標との中心を前記遮光位置の座標とする手段としての演算部１６を備えたので、遮光物の本来の座標を精度良く検出でき、検出座標と表示装置上の遮光物の位置とのずれが生じない。
【００４６】
また、この実施形態によれば、前記受光部６の出力信号から前記遮光位置の座標を決定するための光量判定基準値として第１の判定基準値と第２の判定基準値を設け、前記第１の判定基準値を前記第２の判定基準値より光量が少ない値とし、前記受光部６の出力信号における注目画素、該注目画素の前の画素、前記注目画素の後の画素の各値と、前記第１の判定基準値及び前記第２の判定基準値から、上記（1）〜（8）で遮光物の座標を算出するので、画素の中間の位置まで座標を検出でき、画素数を増やさなくても高解像度を実現できる。これにより、装置が安価で信頼性が高いものとなる。
【００４７】
また、この実施形態によれば、、前記受光部６が前記反射部４からの反射光を受光する複数の光電変換素子を１列に並べた光電変換素子列としてＣＣＤ、フォトトランジスタアレイ、フォトダイオードアレイのいずれかを有していてその順番を前記入力領域２の座標に対応させ、前記受光部６の出力信号から前記遮光位置の座標を検出する手段としての演算部１６を備えたので、光電変換素子からの画素信号の順番を調べるだけで自動的に座標を計算できて座標検出処理を簡素化でき、安価で高速な座標検出が可能となる。
【００４８】
なお、光学ユニット３Ｌ、３Ｒの光源部５にはそれぞれ光源が設けられているが、光学ユニット３Ｌ、３Ｒの各光源部５の光源を一つにすることも可能である。図１０は光学ユニット３Ｌ、３Ｒの各光源部５の光源を一つにした座標入力装置の実施形態の概略を示す。この実施形態では、上記実施形態において、光学ユニット３Ｌ、３Ｒの各光源部５が１つの光源３４を共用するようにしたものである。
【００４９】
光源３４から射出された光は、ハーフミラー３５により光学ユニット３Ｌの方向と光学ユニット３Ｒの方向に分けられる。光学ユニット３Ｌ側では、ハーフミラー３５からの反射光がミラー３６Ｌで反射されて集光光学系３７Ｌに入射する。集光光学系３７Ｌは、ミラー３６Ｌからの光を扇状の光に形成してハーフミラー１３へ射出する。また、光学ユニット３Ｒ側では、ハーフミラー３５からの透過光がミラー３６Ｒで反射されて集光光学系３７Ｒに入射する。集光光学系３７Ｒは、ミラー３６Ｒからの光を扇状の光に形成してハーフミラー１３へ射出する。
【００５０】
また、上記実施形態では、２つの光学ユニット３Ｌ、３Ｒを用いたが、３つ以上の光学ユニットを用いるようにしてもよい。また、上記実施形態では、光学ユニット３Ｌ、３Ｒを筐体１ａの下方に設けたが、光学ユニット３Ｌ、３Ｒを筐体１ａの上方に設けてもよい。また、本発明は、特開平９−９１０９４号公報などで知られる図１１に示すような座標入力装置に適用することができる。この座標入力装置６１においては、タッチパネル６２の異なる位置に配置され、タッチパネル６２にほぼ平行に、かつ、設置位置を中心に回転しつつ光線を射出すると共に、タッチパネル６２に設けられた反射部６３で再帰的に反射された光線を受光するライトスキャナ６４ａ、６４ｂと、タッチパネル６２上の光線が遮られた場合に、ライトスキャナ６４ａ、６４ｂにおける受光結果に基づいて遮光点の座標を演算する演算部６５とを備えたものであり、演算部６５に上記演算部１６を用いることが可能である。
【００５１】
次に、本発明の実施例について説明する。この実施例では、上記実施形態において、図１２に示すように枠体２８により保持された表示装置ｄの前面に光学的座標入力装置１が搭載される。この実施例の座標入力装置１は枠体２８により支持され、表示装置ｄの前面には筆記用ガラスがタッチパネルとして取り付けられてこの筆記用ガラスの上に入力領域２が形成される。
【００５２】
表示装置ｄは、例えば５０インチのブラズマ  ディスプレイ  パネルが用いられ、有効表示面が１１０８×６２８ｍｍである。入力領域２上で指やペンなどの遮光物による遮光位置の座標を検出する有効検出範囲は１１６０×６９０ｍｍであり、入力領域２で指やペンなどの遮光物による遮光位置の座標を検出する有効な高さ（筆記用ガラス上の高さ）は１〜１０ｍｍである。筐体１ａには、図１３に示すように光学ユニット３Ｌの有効検出範囲を検出するための有効検出範囲情報部としての黒マスク部Ｄ１、Ｄ２と、光学ユニット３Ｒの有効検出範囲を検出するための有効検出範囲情報部としての黒マスク部Ｄ３、Ｄ４とがコーナ部（再帰性反射部材４の内側）に設けられる。また、この実施例では、外乱光は1500ＬＵＸ以下とする。光学ユニット３Ｌ、３Ｒは、再帰性反射部材４の対向するコーナ部で再帰性反射光が効率良く反射するように傾きを設けて配置している。
【００５３】
光学ユニット３Ｌ、３Ｒにおいては、光源部５のレーザ光源７は６５０ｍｍ台の赤色光を射出するレーザダイオード（以下ＬＤという）が用いられ、このＬＤは発光時間が５ｍｓｅｃで、発光周期が１０ｍｓｅｃである。受光部６の受光素子１５は、ＣＣＤが用いられ、読み取り画素数が２１６０画素である。ＣＣＤの読み取り周期は１０ｍｓｅｃであり、ＣＣＤの読み取り時間は５ｍｓｅｃである。
【００５４】
演算部５のＣＰＵ２３、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５及びＥＥＰＲＯＭ２６は、機能的には図１４に示すように初期設定部４１、ディップ検出部４２、エラー制御部４３、インターフェース制御部４４を有する。初期設定部４１はハードウェアの初期化、インターフェース部１８のオープン、ハードウエアのチェック（自己診断）を行う。ディップ検出部４２は光学ユニット３Ｌ、３Ｒからの１ラインの画像信号からディップ（下がってすぐに上がる部分）の検出、遮光物のｘｙ座標の算出を行う。エラー制御部４３は各種エラーの制御を行い、インターフェース制御部４４はドライバ１７とのデータの入出力を行う。
【００５５】
図１５及び図１６は初期設定部４１の制御フローを示す。初期設定部４１は、電源スイッチのオン又はリセットスイッチのオンでスタートしてステップＳ1でＣＰＵ２３を初期化し、ステップＳ2でインターフェース部１８がＵＳＢであるかＲＳ−２３２Ｃであるかを判断してからステップＳ３又はＳ４でインターフェース部１８を初期化し、ステップＳ5でインターフェース部（Ｉ／Ｆ）１８をオープンとする。
【００５６】
次に、初期設定部４１は、ステップＳ6でドライバ１７からインターフェース部１８を介して初期化信号（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ信号）を受信したか否かをチェックし、初期化信号（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ信号）を受信しない場合には初期化信号（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ信号）を受信するまでそのチェックを繰り返して行う。初期設定部４１は、初期化信号（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ信号）を受信した場合にはステップＳ７でＩＤコードをインターフェース部（Ｉ／Ｆ）１８を介してドライバ１７へ送信して自己診断（ハードウエアチェック）を行い、まずステップＳ８で画像処理ＬＳＩ２１を初期化してステップＳ９でインターロック機構がオープンか否かを判断する。ここに、インターロック機構は、光学ユニット３Ｌ、３Ｒのカバー３ａに連動して開閉し、カバー３ａの開放でオープンとなる。
【００５７】
初期設定部４１は、インターロック機構がオープンしていればステップＳ１０でインターロックエラーとしてステップＳ９に戻り、インターロック機構が閉じるまでインターロック機構の開閉をチェックする。初期設定部４１は、インターロック機構が閉じればステップＳ１１で光源部５のＬＤ駆動を開始させ、ステップＳ１２で受光部６のＣＣＤからの１ライン分の画像データをＡ／Ｄ変換器２０、画像処理ＬＳＩ２１を介して取り込んでステップＳ１３でそのピーク値が所定の値以下であるか否かを判断し、そのピーク値が所定の値以下であればステップＳ１４で光源部５のＬＤ故障エラーと判断してステップＳ６に戻る。なお、初期設定部４１は、光源部５のＬＤからの光が再帰性反射部材４にあたらず受光部６に入射しない場合にも、光源部５のＬＤ故障エラーと判断することになる。
【００５８】
初期設定部４１は、上記ピーク値が所定の値以下でなくて正常であればステップＳ１５で受光部６のＣＣＤからの有効検出範囲情報を含む画像信号をＡ／Ｄ変換器２０、画像処理ＬＳＩ２１を介して取り込んでステップＳ１６で光学ユニット３Ｌ、３Ｒの有効検出範囲が受光部６のＣＣＤの有効範囲内にあるかどうかを判断する。ここに、図１３（ａ）に示すように光学ユニット３Ｌの有効検出範囲を検出するための黒マスク部Ｄ１、Ｄ２と、光学ユニット３Ｒの有効検出範囲を検出するための黒マスク部Ｄ３、Ｄ４とがコーナ部に設けられており、光学ユニット３Ｌ、３Ｒの有効検出範囲が受光部６のＣＣＤの有効範囲内にあれば光学ユニット３Ｌ、３Ｒにおける受光部６のＣＣＤからの画像信号には図１３（ｂ）に示すように黒マスク部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に対応する２つずつの黒マスク部データＭが有効検出範囲情報として含まれる。
【００５９】
初期設定部４１は、受光部６のＣＣＤからＡ／Ｄ変換器２０、画像処理ＬＳＩ２１を介して取り込んだ１ラインの画像信号に黒マスク部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に対応する２つずつの黒マスク部データＭが有効検出範囲情報として含まれているか否かを判断することで、光学ユニット３Ｌ、３Ｒの有効検出範囲が受光部６のＣＣＤの有効範囲内にあるかどうかを判断し、ＣＣＤからの１ラインの画像信号に２つの黒マスク部データＭが含まれていなくて光学ユニット３Ｌ、３Ｒの有効検出範囲が受光部６のＣＣＤの有効範囲内にない場合にはステップＳ１７で読取範囲異常と判定してステップＳ６に戻る。
【００６０】
初期設定部４１は、ＣＣＤからの１ラインの画像信号に２つの黒マスク部データＭが含まれていて光学ユニット３Ｌ、３Ｒの有効検出範囲が受光部６のＣＣＤの有効範囲内にある場合にはステップＳ１８でＣＣＤからの有効検出範囲情報としての黒マスク部データＭを含む１ラインの画像信号を予めＲＯＭ２４に格納されている基準データと比較して、光学ユニット３Ｌ、３Ｒの角度ずれ、縮率、ＣＣＤ左右位置ずれを補正する位置ずれ補正係数を算出する。
【００６１】
この場合、初期設定部４１は、図１７に示すように、光学ユニット３Ｌにおける受光部６のＣＣＤからの１ラインの画像信号における２つの黒マスク部Ｄ１,Ｄ２に対応する黒マスク部データＭの間の画素数Ａ'を求め、この画素数Ａ'と予めＲＯＭ２４に格納されている基準データ（受光部６のＣＣＤからの画像信号における２つの黒マスク部データＭの間の基準画素数）Ａとの比を求めることで縮率Ｓ＝Ａ'／Ａを算出する。
【００６２】
同様に、初期設定部４１は、光学ユニット３Ｒにおける受光部６のＣＣＤからの１ラインの画像信号における２つの黒マスク部Ｄ３,Ｄ４に対応する黒マスク部データＭの間の画素数Ａ'"を求め、この画素数Ａ'"と予めＲＯＭ２４に格納されている基準データ（受光部６のＣＣＤからの画像信号における２つの黒マスク部データＭの間の基準画素数）Ａ"との比を求めることで縮率Ｓ'＝Ａ'"／Ａ"を算出する。
【００６３】
また、初期設定部４１は、図１８に示すように光学ユニット３Ｌの受光部６のＣＣＤからの１ラインの画像信号における黒マスク部Ｄ２〜黒マスク部Ｄ３に対応する２つの黒マスク部データＭ間の画素数Ｔ'を求め、予めＲＯＭ２４に格納されている基準データ（受光部６のＣＣＤからの画像信号における黒マスク部Ｄ２〜黒マスク部Ｄ３に対応する２つの黒マスク部データＭ間の基準画素数）Ｔと上記縮率Ｓ、予めＲＯＭ２４に格納されている光学ユニット３Ｌの基準取り付け角度θから、光学ユニット３Ｌの実際の取り付け角度θ'を
θ'＝((Ｔ'×Ｓ)／Ｔ)×θ
なる演算で求める。
【００６４】
同様に、初期設定部４１は、光学ユニット３Ｒの受光部６のＣＣＤからの１ラインの画像信号における黒マスク部Ｄ４〜黒マスク部Ｄ１に対応する２つの黒マスク部データＭ間の画素数Ｔ'"を求め、予めＲＯＭ２４に格納されている基準データ（受光部６のＣＣＤからの画像信号における黒マスク部Ｄ４〜黒マスク部Ｄ１に対応する２つの黒マスク部データＭ間の基準画素数）Ｔ"と上記縮率Ｓ'、予めＲＯＭ２４に用意してある光学ユニット３Ｒの基準取り付け角度θ"から、光学ユニット３Ｒの実際の取り付け角度θ'"を
θ'"＝((Ｔ'"×Ｓ')／Ｔ")×θ"
なる演算で求める。
【００６５】
また、初期設定部４１は、図１９に示すように、光学ユニット３Ｌの受光部６のＣＣＤからの１ラインの画像信号における最初の画素〜黒マスク部Ｄ２に対応する部分の画素数Ｂ'を求め、予めＲＯＭ２４に格納されている基準データ（受光部６のＣＣＤからの１ラインの画像信号における最初の画素〜黒マスク部Ｄ２に対応する部分の基準画素数）Ｂと上記縮率Ｓ、Ｂ'から、光学ユニット３Ｌのの左右位置ずれＫを
Ｋ＝(Ｂ'×Ｓ)−Ｂ
なる演算で求める。
【００６６】
同様に、初期設定部４１は、光学ユニット３Ｒの受光部６のＣＣＤからの１ラインの画像信号における最初の画素〜黒マスク部Ｄ４に対応する部分の画素数Ｂ"を求め、予めＲＯＭ２４に格納されている基準データ（光学ユニット３Ｒの受光部６のＣＣＤからの１ラインの画像信号における最初の画素〜黒マスク部Ｄ４に対応する部分の基準画素数）Ｂ"と上記縮率Ｓ'、Ｂ'"から、光学ユニット３Ｌの左右位置ずれＫ'を
Ｋ'＝(Ｂ'"×Ｓ')−Ｂ"
なる演算で求める。
【００６７】
次に、初期設定部４１は、ステップ１９で光学ユニット３Ｌ、３Ｒにおける受光部６のＣＣＤからＡ／Ｄ変換器２０、画像処理ＬＳＩ２１を介して１ラインの画像信号（白波形データ）を取り込み、ステップＳ２０で筆記用ガラスの上に指等の遮光物で触れられていないか、再帰性反射部材４にゴミ等が載っていないかをチェックする。すなわち、初期設定部４１は、光学ユニット３Ｌ、３Ｒにおける受光部６のＣＣＤからの１ラインの画像信号（白波形データ）を予めＲＯＭ２４に格納されている判定用の基準データと画素毎に比較し、図２０に示すようにＣＣＤからの白波形データと基準データとの差Ｄｅが所定の値以上であるか否かを判断する。
【００６８】
初期設定部４１は、ＣＣＤからの白波形データと基準データとの差が所定の値以上であればステップＳ２１で筆記用ガラスの上に指等の遮光物で触れられているか、再帰性反射部材４にゴミ等が載っていると判断して白波形異常とし、ステップＳ２０に戻る。初期設定部４１は、ＣＣＤからの白波形データと基準データとの差が所定の値以上でなければステップＳ２２で光学ユニット３Ｌ、３Ｒにおける受光部６のＣＣＤからの画像信号をＡ／Ｄ変換器２０及び画像処理ＬＳＩ２１を介して（画像処理ＬＳＩ２１にシェーディング補正をさせずに）シェーディング補正用波形として取り込み、このシェーディング補正用波形により画像処理ＬＳＩ２１にその後に光学ユニット３Ｌ、３Ｒにおける受光部６のＣＣＤからの画像信号のシェーディング補正を行わせる。
【００６９】
次に、初期設定部４１は、スップＳ２３で光源部５のＬＤ駆動を停止させ、ステップＳ２４でＲeady信号をインターフェース部１８を介してドライバ１７へ送出する。次に、初期設定部４１は、スップＳ２５でドライバ１７から認識信号（ＡＣＫ）を受信し、ステップＳ２６でＳcanＳtart信号を受信すると、処理を終了する。
【００７０】
図２１はディップ検出部４２の制御フローを示す。ディップ検出部４２は状態管理フラグを用いてディップ検出部４２内部の状態遷移を行う。状態管理フラグは、０が光学ユニット３Ｌのディップ検出待ちの状態であり、１が光学ユニット３Ｌのディップ検出中であり、２が光学ユニット３Ｒのディップ検出待ちの状態であり、３が光学ユニット３Ｒのディップ検出中であり、４が光学ユニット３Ｌ、３Ｌでディップ検出できない状態である。
【００７１】
ディップ検出部４２は、まず、ステップＳ３１でエラーが有るか否かをチェックし、エラーが有ればエラー制御部４３に制御を渡す。ディップ検出部４２は、エラーが無ければステップＳ３２、Ｓ４１で状態管理フラグが１又は３であるかどうかを調べて状態管理フラグが１であれば光学ユニット３Ｌのディップ検出処理に移行してステップＳ４３でラインメモリ２２内に格納されている画像信号について図２２に示すように所定数の画素分毎にしきい値と比較して白／黒を判定することで、ディップが有るか無いかをチェックする。ここに、所定数の画素は最小検出サイズ以上となる値とする。
【００７２】
ディップ検出部４２は、ディップが無ければ、ステップＳ４９で状態管理フラグを４にセットしてステップＳ３１に戻り、次の光学ユニット３Ｌのディップ検出を行わないこととする。ディップ検出部４２は、ディップが有ればステップＳ４４でそのディップが複数有るか否かを判断し、ディップが複数有ればステップＳ５０で状態管理フラグを４にセットしてステップＳ５１で多点エラーをセットした後にステップＳ３１に戻る。
【００７３】
ディップ検出部４２は、ディップが１つだけであればステップＳ４５でその１つのディップの位置、つまり、入力領域２上の遮光物の座標を上記実施形態と同様に図９に示すような処理で算出し、ステップＳ４６でその遮光物の位置Ｅを初期設定部４１で求めた位置ずれ補正係数（光学ユニット３Ｌの角度ずれ補正係数θ'、左右位置ずれ補正係数Ｋ）で
Ｅ'＝（Ｅ×θ'）＋Ｋ
なる演算により補正した後に、状態管理フラグを２にセットしてステップＳ３１に戻る。
【００７４】
また、ディップ検出部４２は、ステップＳ３２の状態管理フラグチェックで状態管理フラグが３であれば光学ユニット３Ｒのディップ検出処理に移行してステップＳ３４でラインメモリ２２内に格納されている画像信号について所定数の画素分毎にしきい値と比較して白／黒を判定することで、ディップが有るか無いかをチェックする。ここに、所定数の画素は最小検出サイズ以上となる値とする。
【００７５】
ディップ検出部４２は、ディップが無ければ、ステップＳ４０で状態管理フラグをリセットし、ステップＳ３１に戻る。
【００７６】
ディップ検出部４２は、ディップが有ればステップＳ３５でそのディップが複数有るか否かを判断し、ディップが複数有ればステップＳ４８で状態管理フラグを０にリセットしてステップＳ５１で多点エラーをセットした後にステップＳ３１に戻る。ディップ検出部４２は、ディップが１つだけであればステップＳ３６でその１つのディップの位置、つまり、入力領域２上の遮光物の座標Ｅ"を上記実施形態と同様に図９に示すような処理で算出し、ステップＳ３７でその遮光物の位置Ｅ"を初期設定部４１で求めた位置ずれ補正係数（光学ユニット３Ｒの角度ずれ補正係数θ'"、左右位置ずれ補正係数Ｋ'）で
Ｅ'"＝（Ｅ"×θ'"）＋Ｋ'
なる演算により補正した後に、状態管理フラグを２にセットしてステップＳ３１に戻る。
【００７７】
次に、ディップ検出部４２は、ステップＳ３８で、ＲＯＭ２４に予め格納されている、光学ユニット３Ｌ，３Ｒにおける受光部６のＣＣＤ上の画素位置と光学ユニット３Ｌ，３Ｒの角度ｔａｎθｌ，ｔａｎθｒとの関係を示すテーブルを参照して上記Ｅ'，Ｅ'"から入力領域２上の遮光物２７のｘ，ｙ座標値Ｘ，Ｙを図２３に示すように三角測量方式で以下の算出式により算出する。
【００７８】
Ｘ＝（ｔａｎθｒ×Ｗ）／（ｔａｎθｌ＋ｔａｎθｒ）
Ｙ＝Ｘ×ｔａｎθｌ
次に、ディップ検出部４２は、ステップＳ３９で遮光物２７のｘ，ｙ座標値Ｘ，Ｙをインターフェース部１８を介してドライバ１７へ出力し、ステップＳ４０で状態管理フラグを０にリセットしてステップＳ３１に戻る。
【００７９】
インターフェース制御部４４は、ドライバ１７との間のインターフェース部１８を制御し、ドライバ１７からのコマンドにより上記第１の判定基準値、第２の判定基準値を設定する。
【００８０】
エラー制御部４３は各種エラーの制御を行う。本実施例で発生するエラーは大きく分けてサービスマンメンテナンスを要する復帰不能なエラーと、ユーザメンテナンスで復帰する復帰可能なエラーがある。復帰不能なエラーにはインターロック機構オープン、白波形異常、多点エラーがあり、復帰可能なエラーにはＬＤ故障エラー、読取範囲異常がある。
【００８１】
インターロック機構がオープンの場合は、ＬＤが発光しなくなって正常なディップ検出等が行えなくなり、エラーとなる。エラー制御部４３は、インターロック機構オープンのエラー発生時には、図２４に示すように光源部５のＬＤ駆動を停止させてインターロック機構が閉じたか否かをインターロック機構が閉じるまで繰り返してチェックし、インターロック機構が閉じれば光源部５のＬＤ駆動を再開させてエラー発生前の制御に戻す。
【００８２】
ディップ検出を行う際にシェーディング補正データを取り込む時、筆記用ガラスが指などの遮光物で触れられて入力領域２の光が遮蔽された場合又は光学ユニット３Ｌ，３Ｒや再帰性反射部材４にゴミ等が載った場合は、白波形異常となって正常にディップ検出が行えず、エラーとなる。エラー制御部４３は、白波形異常のエラーが発生した場合には、図２５に示すように一定時間が経過するまで待ってから白波形異常が解消したか否かを白波形異常が解消するまでチェックし、白波形異常が解消すると、初期設定に戻す。
【００８３】
多点エラーが発生した場合には、エラー制御部４３がインターフェース部１８を介してドライバ１７へ多点エラーの情報を送出し、ディップ検出はそのまま行われる。
【００８４】
ＬＤが故障により発光しなかったり、光学ユニット３Ｌ，３Ｒの位置ずれによりＬＤから射出された光が再帰性反射部材４に当たらずＣＣＤにて光を受光できなかったりした場合は、ＬＤ故障エラーとなる。エラー制御部４３は、ＬＤ故障エラーが発生した場合には、図２６に示すように光学ユニット３Ｌ，３ＲのＬＤ駆動を停止させ、インターフェース部１８を介してドライバ１７へＬＤ故障エラーの情報を送出し、Ｉｎｉｔｉａｌ信号の受信待ちとする。
【００８５】
ＣＣＤからの１ラインデータを数画素毎に全画素チェックして黒マスク部データが見つからない場合には、読取範囲異常のエラーとなる。エラー制御部４３は、読取範囲異常のエラーが発生した場合には、図２７に示すように光学ユニット３Ｌ，３ＲのＬＤ駆動を停止させ、インターフェース部１８を介してドライバ１７へ読取範囲異常の情報を送出し、Ｉｎｉｔｉａｌ信号の受信待ちとする。
【００８６】
この実施例によれば、上記実施形態と同様な効果が得られる。更に、この実施例では、受光部６からの信号に対して受光部６の角度ずれを検出して補正する手段としてのディップ検出部４２を備えたので、遮光物の座標をより精度良く検出できる。
また、この実施例によれば、受光部６からの信号に対して受光部６の位置ずれを検出して補正する手段としてのディップ検出部４２を備えたので、遮光物の座標をより精度良く検出できる。
【００８７】
次に本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態では、上記実施形態において、ラインメモリ２２には対応する光学ユニット３Ｌ、３Ｒの受光素子、例えばＣＣＤ１５の画素毎の明るさ（ＣＣＤ１５上に形成される画像の明るさ）がＡ／Ｄ変換されたデータが格納され、この画像データからＣＰＵ２３により遮光物の座標検出を行う。ここで、算出する座標データは、ＣＣＤ１５の画素位置に対応しており、基本的な分解能はＣＣＤ１５の画素数によって決定される。遮光物の大きさはその分解能に比べて十分に大きいので、遮光物により複数の画素が遮蔽されることになる。
【００８８】
光学ユニット３Ｌ、３Ｒの各ＣＣＤ１５の画素位置（光電変換素子の位置）と明るさ（ＣＣＤ１５上に形成される画像の明るさ）との関係は図６に示すようになり、ＣＣＤ１５から得られる各画素の電圧（各光電変換素子により光電変換された画像信号電圧）は図７に示すようになる。ＣＰＵ２３は、ラインメモリ２２に格納された画像データと判定基準光量値（スレッシュレベル）を画素単位で比較して行き、画像データが判定基準光量値を最初に下回る画素は遮光物によって遮光された領域の画素であると判定する。
【００８９】
座標値と画素の位置は対応しているので、着目画素が何番目であるかを数えれば（ラインメモリ２２のアドレスで自動的に判明する）、着目画素の座標値はすぐに計算できる。ここで、ＣＰＵ２３は、画像データが判定基準光量値を下回る変化が最初に発生した画素を基準画素として、この画素とその前後の画素の明るさの値を基に、３点（基準画素とその前後の画素）を通る近似直線の式を最小二乗法で求め、その直線と判定基準光量値との交点を遮光物の端部の座標とする計算を実施する。
【００９０】
図２９に示すように、判定基準光量値（スレッシュレベル）をＹｓ、ｎ番目の基準画素の光量値をＹｎ、基準画素の前の（ｎ−1）番目の画素の光量値をＹ（ｎ−1）、基準画素の後の（ｎ＋1）番目の画素の光量値をＹ（ｎ＋1）、ｎ番目の基準画素の座標をＸｎ、基準画素の前の（ｎ−1）番目の画素の座標をＸ（ｎ−1）、基準画素の後の（ｎ＋1）番目の画素の座標をＸ（ｎ＋1）、各画素間の座標の差をＫとした時、３点Ｘ（ｎ−1）、Ｘｎ、Ｘ（ｎ＋1）を通る近似直線の式ｙ＝ａｘ＋ｂと判定基準光量値Ｙｓとの交点の座標Ｘ'が遮光物の端部の座標Ｘ＋Ｘｎとなる。
【００９１】
ＣＰＵ２３は、最小２乗法で推定包絡線の式を算出し、正規方程式より
ａ＝［ｉΣＸＹ−ΣＸΣＹ］／［ｉΣＸ2−（ΣＸ）2］・・・（1）
ｂ＝（ΣＹ−ａΣＸ）／ｉ・・・（2）
とする。ここで、ＣＰＵ２３は、Ｘｎ＝０、Ｘｎ−Ｘ（ｎ−1）＝Ｘｎ＋Ｘ（ｎ＋1）＝Ｋとして、着目画素とその両側の画素の３点だけで包絡線の式を推定する。各画素のデータは図３０に示すようになり、この図３０より（1）、（2）式は
ａ＝［３＊Ｋ｛Ｙ（ｎ＋1）−Ｙ（ｎ−1）｝−０］／［３＊２Ｋ2−０］＝｛Ｙ（ｎ＋1）−Ｙ（ｎ−1）｝／２Ｋ・・・（3）
ｂ＝｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）−０｝／３＝｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）｝／３・・・（4）
となる。
【００９２】
従って、この直線と判定基準光量値Ｙｓとの交点の座標Ｘ'は
Ｘ'＝（Ｙｓ−ｂ）／ａ＝２Ｋ［Ｙｓ−｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）｝／３］／｛Ｙ（ｎ＋1）−Ｙ（ｎ−1）｝
となる。従って、遮光物の座標Ｘは、
Ｘ＝Ｘｎ＋２Ｋ［Ｙｓ−｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）｝／３｝／｛Ｙ（ｎ＋1）−Ｙ（ｎ−1）｝
となる。
【００９３】
図２８はＣＰＵ２３の座標算出フローを示す。ＣＰＵ２３は、まず、画素番号ｎを０にクリアしてからインクリメントし、ラインメンリ２２に格納されたｎ番目の画素の画素信号（ｎ番目の画素の光量に相当する電圧）Ｙｎと判定基準光量値Ｙｓを比較して、ｎ番目の画素の画素信号電圧ＹｎがＹｓより小さいか否かを判断する。ＣＰＵ２３は、Ｙｎ＜Ｙｓでなければｎをインクリメントするステップに戻り、Ｙｎ＜ＹｓになるまでｎをインクリメントしながらＹｎがＹｓより小さいか否かを判断して行く。
【００９４】
ＣＰＵ２３は、Ｙｎ＜Ｙｓになれば、ラインメンリ２２に格納された画像信号における基準画素の値Ｙｎ、基準画素の前の画素の値Ｙ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の値Ｙ（ｎ＋1）、基準画素の座標Ｘｎ、基準画素の前の画素の座標Ｘ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の座標Ｘ（ｎ＋1）、各画素間の座標の差Ｋ、判定基準光量値Ｙｓから、遮光物の左端の座標ＸＬを
ＸＬ＝Ｘｎ＋２Ｋ［Ｙｓ−｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）｝／３｝／｛Ｙ（ｎ＋1）−Ｙ（ｎ−1）｝
なる式で算出する。
【００９５】
次に、ＣＰＵ２３は、遮光物の右端の座標ＸＲを同様な方法で算出する。すなわち、ＣＰＵ２３は、画素番号ｎをインクリメントしてラインメンリ２２に格納されたｎ番目の画素の画素信号（ｎ番目の画素の光量に相当する電圧）Ｙｎと判定基準光量値Ｙｓを比較して、ｎ番目の画素の画素信号電圧ＹｎがＹｓより大きいか否かを判断する。ＣＰＵ２３は、Ｙｎ＞Ｙｓでなければｎをインクリメントするステップに戻り、Ｙｎ＞ＹｓになるまでｎをインクリメントしながらＹｎがＹｓより大きいか否かを判断して行く。
【００９６】
ＣＰＵ２３は、Ｙｎ＞Ｙｓになれば、ラインメンリ２２に格納された画像信号における基準画素の値Ｙｎ、基準画素の前の画素の値Ｙ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の値Ｙ（ｎ＋1）、基準画素の座標Ｘｎ、基準画素の前の画素の座標Ｘ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の座標Ｘ（ｎ＋1）、各画素間の座標の差Ｋ、判定基準光量値Ｙｓから、遮光物の右端の座標ＸＲを
ＸＲ＝Ｘｎ＋２Ｋ［Ｙｓ−｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）｝／３｝／｛Ｙ（ｎ＋1）−Ｙ（ｎ−1）｝
なる式で算出する。次に、ＣＰＵ２３は、Ｘ＝（ＸＬ＋ＸＲ）／2なる演算でＸＬとＸＲの平均値をとって遮光物の座標Ｘを算出し、座標算出を終了する。
【００９７】
この実施形態では、３点を通る直線を近似したが、更に３点の画素の手前の（ｎ−2）番目の画素を上記３点の画素に加えた４点から、この４点を通る直線を近似すると、
ａ＝｛３Ｙ（ｎ＋1）−Ｙｎ−Ｙ（ｎ−1）｝−３Ｙ（ｎ−２）｝／１０Ｋ・・・（5）
ｂ＝｛Ｙ（ｎ−２）＋２Ｙ（ｎ−1）＋３Ｙｎ＋４Ｙ（ｎ＋1）｝／１０＝｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）｝／３・・・（4）
となる。この直線と判定基準光量値Ｙｓの交点の座標Ｘ'は
0004083941.tif 000002
となる。従って、遮光物の左端の座標ＸＬは
ＸＬ＝Ｘｎ＋１０Ｋ［Ｙｓ−｛Ｙ（ｎ−２）＋２Ｙ（ｎ−1）＋３Ｙｎ＋４Ｙ（ｎ＋1）｝／１０］／｛３Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ−Ｙ（ｎ−1）−３Ｙ（ｎ−２）｝
となり、遮光物の右端の座標ＸＲは
ＸＲ＝Ｘｎ＋１０Ｋ［Ｙｓ−｛Ｙ（ｎ＋２）＋２Ｙ（ｎ＋1）＋３Ｙｎ＋４Ｙ（ｎ−1）｝／１０］／｛３Ｙ（ｎ−1）＋Ｙｎ−Ｙ（ｎ；1）−３Ｙ（ｎ＋２）｝
となる。この場合、ＸＬを求める処理とＸＲを求める処理とが異なるので、注意する必要がある。
以上の計算から座標を計算するので、画素のピッチが荒くても、光量の検出精度（Ａ／Ｄ変換の細かさ）と演算の精度（計算の有効桁数）でどんどん座標分解能を細かくして行くことが可能である。
【００９８】
この２番目の実施形態によれば、設置位置を中心とする扇状の光をタッチパネルの異なる位置から該前記タッチパネルにほぼ平行に射出する複数の光源部としての光学ユニット３Ｌ、３Ｒの光源部５と、タッチパネルの周囲付近の所定位置に設置され前記光源部５からの光を該光源部５に向けて反射する反射部としての再帰性反射部材４と、前記光源部５の設置位置付近にそれぞれ設置され、前記反射部４からの光を受光する複数の受光部としての光学ユニット３Ｌ、３Ｒの受光部６とを有し、前記光源部５と前記受光部６とを１つのユニットとして遮光物で光が遮蔽された時にその遮蔽された位置を検出する座標入力装置において、前記受光部６の出力信号における遮光部位の一方の端の座標と前記遮光部位の他方の座標との中心を検出座標として検出する手段としてのＣＰＵ２３と、前記遮光部位の端の座標を決定するためにその座標の近傍の座標−光量変化の近似特性式を算出し、判定基準光量値に対応した座標値を前記近似特性式から計算により求める手段としてのＣＰＵ２３とを備えたので、画素間の中間の位置でその画素間を例えば数十分割した座標を検出することができ、非常に少ない画素数でも高解像度を実現できる。
【００９９】
また、２番目の実施形態によれば、前記近似特性式を算出するための前記座標−光量変化の特性の算出を、前記受光部６の出力信号が前記判定基準光量値を越える変化が最初に発生した画素を基準に、少なくとも該画素とその前後の画素の光量値に基づいて行うので、着目画素を探すまでは従来の画像処理の方法を適用でき、高解像度の計算は例えば着目画素を含めてその前後の画素について行えば良く、処理時間の増加を最小限に抑えることができ、処理能力が低い装置でも短時間に処理を行うことができる。これにより、装置が安価で性能が高いものとなる。
【０１００】
さらに、２番目の実施形態によれば、設置位置を中心とする扇状の光をタッチパネルの異なる位置から該タッチパネルにほぼ平行に射出する２つの光源部としての光学ユニット３Ｌ、３Ｒの光源部５と、タッチパネルの周囲付近の所定位置に設置され前記光源部５からの光を該光源部５に向けて反射する反射部としての再帰性反射部材４と、前記光源部５の設置位置付近にそれぞれ設置され、前記反射部４からの光を受光する２つの受光部としての光学ユニット３Ｌ、３Ｒの受光部６とを有し、前記光源部５と前記受光部６とを１つのユニットとして遮光物で光が遮蔽された時にその遮蔽された位置を検出する座標入力装置において、前記受光部６の出力信号における遮光部位の一方の端の座標と前記遮光部位の他方の座標との中心を検出座標として検出する手段としてのＣＰＵ２３と、判定基準光量値をＹｓ、基準画素の光量値をＹｎ、基準画素の前の画素の光量値をＹ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の光量値をＹ（ｎ＋1）、基準画素の座標をＸｎ、基準画素の前の画素の座標をＸ（ｎ−1）、基準画素の後の画素の座標をＸ（ｎ＋1）、各画素間の座標の差をＫとし、求める座標をＸとした時、
Ｘ＝Ｘｎ＋２Ｋ［Ｙｓ−｛Ｙ（ｎ＋1）＋Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−1）｝／３｝／｛Ｙ（ｎ＋1）−Ｙ（ｎ−1）｝
なる式でＸを求める手段としてのＣＰＵ２３とを備えたので、高解像度の座標計算は、時間のかかる多数桁の割り算処理が１回だけで、あとは数回の加減算と、定数による割り算だけで行うことができ、処理を簡素化することができ、安価で高速な座標検出が可能になる。
【０１０１】
なお、本発明は、上記実施形態、実施例に限定されるものではなく、電子黒板、テレビ会議システムなどに利用することができ、光学的位置検出装置や光学的タッチパネル、大画面付きタッチパネル、大画面プロジェクションタッチパネル、ディスプレイ一体型タブレットなどに適用することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上のように請求項１、３、４、５に係る発明によれば、遮光物の本来の座標を精度良く検出できる。
【０１０３】
請求項２に係る発明によれば、光電変換素子からの画素信号の順番を調べるだけで自動的に座標を計算できて座標検出処理を簡素化でき、安価で高速な座標検出が可能となる。
【０１０４】
請求項６、７に係る発明によれば、画素の中間の位置まで座標を検出でき、画素数を増やさなくても高解像度を実現できる。これにより、装置が案化で信頼性が高いものとなる。
請求項８に係る発明によれば、画素間の中間の位置でその画素間を例えば数十分割した座標を検出することができ、非常に少ない画素数でも高解像度を実現できる。
【０１０５】
請求項９に係る発明によれば、処理を簡素化することができ、安価で高速な座標検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の全体構成を示す図である。
【図２】同実施形態の概略構成を示す概略図である。
【図３】同実施形態の光学ユニットの構成を示す図である。
【図４】光学ユニットの他の構成例を示す図である。
【図５】上記実施形態の演算部を示すブロック図である。
【図６】上記実施形態における光学ユニットの各受光素子の画素位置と明るさとの関係の例を示す図である。
【図７】上記実施形態の受光素子から得られる各画素の電圧の例を示す波形図である。
【図８】上記実施形態のラインメンリに格納された画像信号における１画素の信号とその両側の画素の信号、検出座標を示す図である。
【図９】上記実施形態における演算部の座標算出フローを示すフローチャートである。
【図１０】上記実施形態における光学ユニットの各光源部の光源を一つにした座標入力装置の実施形態を示す概略図である。
【図１１】座標入力装置の公知例を示す概略図である。
【図１２】本発明の実施例が搭載された表示装置を示す斜視図である。
【図１３】同実施例を説明するための図である。
【図１４】同実施例における演算部の持つ機能の一部を示すブロック図である。
【図１５】同実施例における初期設定部の制御フローの一部を示すフローチャートである。
【図１６】同実施例における初期設定部の制御フローの他の一部を示すフローチャートである。
【図１７】同実施例における受光部のＣＣＤからの画像信号の例を示す波形図である。
【図１８】同実施例における光学ユニットの取り付け角度算出を説明するための図である。
【図１９】同実施例における光学ユニットの左右位置ずれ判定を説明するための図である。
【図２０】同実施例の白波形異常判定を説明するための図である。
【図２１】同実施例におけるディップ検出部の制御フローを示すフローチャートである。
【図２２】同実施例のディップ検出を説明するための波形図である。
【図２３】同実施例における遮光物のｘ，ｙ座標値算出を説明するための図である。
【図２４】同実施例におけるインターロック機構オープンエラーの処理フローを示すフローチャートである。
【図２５】同実施例における白波形異常エラーの処理フローを示すフローチャートである。
【図２６】同実施例におけるＬＤ故障エラーの処理フローを示すフローチャートである。
【図２７】同実施例における読取範囲異常の処理フローを示すフローチャートである。
【図２８】本発明の他の実施形態におけるＣＰＵの座標算出フローを示すフローチャートである。
【図２９】同実施形態におけるＣＣＤ出力信号波形を示す波形図である。
【図３０】同実施形態を説明するための図である。
【符号の説明】
２      入力領域
３Ｌ、３Ｒ      光学ユニット
４      再帰性反射部材
５      光源部
６      受光部
１６      演算部
４２      ディップ検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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