(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光手段と複数の受光手段とよりなり、これらの発光／受光の光路内の光遮断手段の有無により、該光遮断手段の平面もしくはほぼ平面の２次元座標を検出する座標入力／検出装置、もしくは、平面もしくはほぼ平面の座標入力／検出領域を取り込む画像入力手段とよりなり、該画像入力手段により取り込まれた情報のうちの一部の領域を２次元座標情報に変換する手段とよりなる座標入力／検出装置と、該座標入力／検出装置によって入力／検出された座標にもとづいて所定の位置に情報を表示する表示装置とを、前記座標入力／検出装置の座標入力／検出面と前記表示装置の表示面とがほぼ平行となる、もしくはほぼ一致するように組み合わせた情報入力／検出／表示装置において、
前記表示面上に間隔表示を設けたことを特徴とする情報入力／検出／表示装置。
【請求項２】
前記間隔表示は、前記表示面に電気的制御によって表示され、その表示位置は可変であることを特徴とする請求項１に記載の情報入力／検出／表示装置。
【請求項３】
前記電気的制御によって表示される間隔表示の濃度は、電気的制御によって可変であることを特徴とする請求項２に記載の情報入力／検出／表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標入力／検出装置に関し、特に、パーソナルコンピュータ等において、情報の入力や選択をするためにペン等の指示部材や指等によって指示された座標位置を検出するいわゆるタッチパネル方式の座標入力／検出装置に関する。この座標入力／検出装置は、電子黒板や大型のディスプレイと共に一体化して、座標入力／検出／表示装置として利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、座標入力／検出装置としては、ペンで座標入力面を押さえた時、あるいはペンが座標入力面に接近した時に、静電又は電磁誘導によって電気的な変化を検出するものがある。
また、他の方式として、特開昭６１−２３９３２２号公報で知られているような超音波方式のタッチパネル座標入力／検出装置がある。これは簡単にいうと、パネル上に送出された表面弾性波をパネルに触れることによりその表面弾性波を減衰させ、その位置を検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、静電又は電磁誘導によって座標位置を検出するものでは、座標入力面に電気的なスイッチ機能を有するため、製造コストが高く、また、ペンと本体とをつなぐケーブルが必要であるため操作性に難点があった。
また、超音波方式のものでは、指入力を前提としているため、パネル上で吸収を伴うような材質（柔らかく弾力性を伴う）でペン入力を行わせ直線を描いた場合、押した時点では安定な減衰が得られるが、ペンを移動するとき十分な接触が得られず、直線が切れてしまう。そこで、十分な接触を得るには、ペンを必要以上の力で押し付けてしまう。するとペンの移動に伴い、ペンの持つ弾力性のため応力を受け歪を生じ、移動中に復帰させる力が働く。そのため、一旦ペン入力時に曲線を描こうとすると、ペンを抑える力が弱くなり歪を元へ戻す力が優るため復帰して安定な減衰が得られないため、入力が途絶えたと判断してしまう。このためにペン入力としては信頼性が確保できないという問題を有する。
【０００４】
しかしながら、このような従来技術が保有する問題についても、先に本出願人が特願平１０−１２７０３５号公報として提案したものや、特開平５−１７３６９９号公報に開示されているもの、あるいは、特開平９−３１９５０１号公報に開示されているもの、さらには、先に本出願人が特願平１０−２３０９６０号公報として提案したもの等、に代表される光学式の座標入力／検出装置、あるいは、画像入力手段を利用した座標入力／検出装置によって解消され、比較的簡単な構成により、タッチパネル型の座標入力／検出装置が実現できる。
【０００５】
近年、このような座標入力／検出装置は、パーソナルコンピュータ等の普及にともない、情報の入力や選択をするための有力なツールとして位置付けられ、上記各公報に開示されたもの以外にも鋭意検討されつつあるが、本格的な実用化に向けていまだ解決されねばならない課題が多々存在する。
【０００６】
そのうちの１つの課題として、このような光学式の座標入力／検出装置、あるいは、カメラの如き画像入力手段を利用した座標入力／検出装置と表示手段等とを組み合わせてシステム化した装置は、通常、手などによって座標入力を行うことが多いため、ややもすると、その座標入力、あるいは、座標位置の指示が大ざっぱになりやすいという傾向がある。
【０００７】
本発明は、このような光学式の座標入力／検出装置、あるいはカメラの如き画像入力手段を利用した座標入力／検出装置と表示手段とを組み合わせた情報入力／検出／表示装置に関するものであり、
第１に、このような装置への座標入力の際に、その座標位置決めを補助すること、
【０００８】
第２に、このような装置への座標入力の際に、その座標位置決めを補助するとともに、２点以上入力する場合の２点間距離の精度が上がるように補助すること、
【０００９】
第３に、このような装置への座標入力の際の補助手段が、装置の情報表示を阻害しないようにすること、
【００１０】
第４に、このような装置への座標入力の際の補助が、より精度よくできるようにすること、
【００１１】
第５に、このような装置への座標入力の際の補助が、より精度よくできるようにするとともに、座標入力がより機能的にできるようにすること、
【００１２】
第６に、このような装置への座標入力の際の補助手段が、装置の情報表示を阻害しないようにする他の手段を提供すること、
を目的としてなされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の発光手段と複数の受光手段とよりなり、これらの発光／受光の光路内の光遮断手段の有無により、該光遮断手段の平面もしくはほぼ平面の２次元座標を検出する座標入力／検出装置、もしくは、平面もしくはほぼ平面の座標入力／検出領域を取り込む画像入力手段とよりなり、該画像入力手段により取り込まれた情報のうちの一部の領域を２次元座標情報に変換する手段とよりなる座標入力／検出装置と、該座標入力／検出装置によって入力／検出された座標にもとづいて所定の位置に情報を表示する表示装置とを、前記座標入力／検出装置の座標入力／検出面と前記表示装置の表示面とがほぼ平行となる、もしくはほぼ一致するように組み合わせた情報入力／検出／表示装置において、前記表示面上に間隔表示を設けたことを特徴としたものである。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記間隔表示は、前記表示面に電気的制御によって表示され、その表示位置は可変であることを特徴としたものである。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記電気的制御によって表示される間隔表示の濃度は、電気的制御によって可変であることを特徴としたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明が適用される光学式の座標入力／検出装置の第１の例について、その原理を説明する。
図１は、本発明が適用される光学式の座標入力／検出装置の１例を示す図である。座標入力領域３は四角形の形状をなし、電子的に画像を表示するディスプレイ表面やマーカー等のペンで書き込むホワイトボードなどが考えられる。この座標入力領域３上を光学的に不透明な材質からなるユーザの手指やペン，指示棒など指示手段で触った場合を考える。このときの指示手段の座標２を検出することがこのような光学式の座標入力装置の目的である。
【００２０】
座標入力領域３の上方両端に受発光手段１が装着されている。受発光手段１からは座標入力領域に向けて、Ｌ１，Ｌ２，…Ｌｎの光ビームの束（プローブ光）が照射されている。実際には、点光源８１から広がる座標入力面に平行な面に沿って進行する扇形板状の光波である。座標入力領域３の周辺部分には、再帰性反射部材４が再帰反射面を座標入力領域３の中央に向けて装着されている。
【００２１】
再帰性反射部材４は入射した光を、入射角度によらずに同じ方向に反射する特性をもった部材である。例えば、受発光手段１から発した扇形板状の光波のうちある一つのビームＬ１２に注目すると、ビームＬ１２は再帰性反射部材４によって反射されて再び同じ光路を再帰反射光Ｌ１１として受発光手段１に向かって戻るように進行する。受発光手段１には、後に述べる受光手段が設置されており、プローブ光Ｌ１〜Ｌｎのそれぞれに対して、その再帰光が受発光手段１に再帰したかどうかを判断することができる。
【００２２】
いま、ユーザーが手で位置２を触った場合を考える。このときプローブ光Ｌ１０は位置２で手に遮られて再帰性反射部材４には到達しない。従って、プローブ光Ｌ１０の再帰光は受発光手段１には到達せず、プローブ光Ｌ１０に対応する再帰光が受光されないことを検出することによって、プローブ光Ｌ１０の延長線（直線Ｌ）上に指示物体が挿入されたことを検出することができる。同様に図１の右上方に設置された受発光手段１からもプローブ光を照射し、プローブ光Ｌ１３に対応する再帰光が受光されないことを検出することによって、プローブ光Ｌ１３の延長線（直線Ｒ）上に指示物体が挿入されたことを検出することができる。直線Ｌおよび直線Ｒを求めることができれば、この交点座標を演算により算出することにより、指示手段が挿入された座標２を得ることができる。
【００２３】
次に、受発光手段１の構成とプローブ光Ｌ１からＬｎのうち、どのプローブ光が遮断されたかを検出する機構について説明する。図２に受発光手段１の内部の構造の概略を示す。図２は図１の座標入力面に取り付けられた受発光手段１を、座標入力面３に垂直な方向から見た図である。ここでは、簡単のため、座標入力面３に平行な２次元平面で説明を行う。
受発光手段１の概略の構成では、点光源８１，集光レンズ５１および受光素子５０から構成される。点光源８１は光源から見て受光素子５０と反対の方向に扇形に光を射出するものとする。点光源８１から射出された扇形の光は矢印５３，５８，その他の方向に進行するビームの集合であると考える。５３方向に進行したビームは再帰性反射部材４で反射されて反射光５４となり、集光レンズ５１を通り、受光素子５０上の位置５７に到達する。また、進行方向５８に沿って進行したビームは再帰性反射部材４によって反射されて反射光５９となり、受光素子５０上の位置５６に到達する。このように、点光源８１から発し、再帰性反射部材４で反射され、同じ経路を戻ってきた光は、集光レンズ５１の作用によって、それぞれ受光素子５０上のそれぞれ異なる位置に到達する。従って、ある位置に指示手段が挿入され、あるビームが遮断されると、そのビームに対応する受光素子５０上の点に光が到達しなくなる。よって、受光素子５０上の光強度の分布を調べることによって、どのビームが遮られたかを知ることができる。
【００２４】
図３で上記動作を詳しく説明する。図３で受光素子５０は集光レンズ５１の焦点面に設置されているものとする。点光源８１から図３の右側に向けて発した光は再帰性反射部材４によって反射され同じ経路を戻ってくる。従って、点光源８１の位置に再び集光する。集光レンズ５１の中心は、点光源位置と一致するように設置する。再帰性反射部材か４から戻った再帰光は集光レンズ５１の中心を通るので、レンズ後方（受光素子側）に対称の経路で進行する。
【００２５】
このとき、受光素子５０上の光強度分布を考える。２に示す位置に指示手段が挿入されていなければ、受光素子５０上の光強度分布はほぼ一定であるが、図３に示すように２の位置に光を遮る指示手段が挿入された場合、ここを通過するビームは遮られ、受光素子５０上では位置Ｄｎの位置に、光強度が弱い領域が生じる（暗点）。この位置Ｄｎは遮られたビームの出射／入射角θｎと対応しており、Ｄｎを検出することによりθｎを知ることができる。すなわち、θｎはＤｎの関数として、
θｎ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｎ／ｆ）                          …式（１）
と表すことができる。ここで、特に図１左上方の受発光手段１におけるθｎをθｎＬ、ＤｎをＤｎＬと置き換える。
【００２６】
さらに、図４において、受発光手段１と座標入力領域３との幾何学的な相対位置関係の変換ｇにより、指示手段の位置２と座標入力手段３とのなす角θＬは、式（１）で求められるＤｎＬの関数として、
θＬ＝ｇ（θｎＬ）                                      …式（２）
ただし、
θｎＬ＝ａｒｃｔａｎ（ＤｎＬ／ｆ）
と表すことができる。
【００２７】
同様に、図１右上方の受発光手段１についても同様の説明により、上記式のＬ記号をＲ記号に置き換えて、右側の受発光手段１と座標入力領域３との幾何学的な相対位置関係の変換ｈにより、
θＲ＝ｈ（θｎＲ）                                      …式（３）
ただし、
θｎＲ＝ａｒｃｔａｎ（ＤｎＲ／ｆ）
と表すことができる。
【００２８】
ここで、座標入力領域３上の受発光手段１の取り付け間隔を図４に示すＷとし、原点と座標を図４に示すようにとれば、座標入力領域３上の指示手段で指示した点２の座標（ｘ，ｙ）は、
ｘ＝ｗ  ｔａｎθＲ／（ｔａｎθＬ＋ｔａｎθＲ）            …式（４）
ｙ＝ｗ  ｔａｎθＬ・ｔａｎθＲ／（ｔａｎθＬ＋ｔａｎθＲ）…式（５）
となる。
このようにｘ，ｙは、ＤｎＬ，ＤｎＲの関数として表すことができる。すなわち、左右の受発光手段１上の受光素子５０上の暗点の位置ＤｎＬ，ＤｎＲを検出し、受発光手段の幾何学的配置を考慮することにより、指示手段で指示した点２の座標を検出することができる。
【００２９】
次に、座標入力領域、例えば、ディスプレイの表面などに前で説明した光学系を設置する実施例を示す。図５は、図１，図２で述べた左右の受発光手段１のうちの一方を、ディスプレイ３の表面へ設置した場合の実施例である。図５の３はディスプレイ面の断面を示しており、図２で示したｙ軸の負から正に向かう方向に見たものである。また、図５のＡおよびＢは、説明のため視点を図に示したように変えて表示したものである。受発光手段のうち発光手段について説明する。光源８３としてレーザーダイオード，ピンポイントＬＥＤなどスポットをある程度絞ることが可能な光源を用いる。光源８３からディスプレイ面３に垂直に発した光はシリンドリカルレンズ８４によってｘ方向にのみコリメートされる。このコリメートは後にハーフミラー８７で折り返された後、ディスプレイ面と垂直な方向には平行光として配光するためである。シリンドリカルレンズ８４を出た後、該シリンドリカルレンズ８４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８５，８６で図５のｙ方向に対して集光される。図５のＡ部分はこの様子を説明するためにシリンドリカルレンズ群の配置と光束の集光状態を視点をｚ軸に対して回転しｘ方向から見たものである。
【００３０】
このシリンドリカルレンズ群の作用により、線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ８６の後方に形成される。ここにｙ方向に狭くｘ方向に細長いスリット８２を挿入する。すなわち、スリット位置に線状の二次光源８１を形成する。二次光源８１から発した光はハーフミラー８７で折り返され、ディスプレイ面３の垂直方向には広がらず平行光で、ディスプレイ面３と平行方向には二次光源８１を中心に扇形状に広がりながら、ディスプレイ面３に沿って進行する。進行した光はディスプレイ周辺端に設置してある再帰性反射部材４で反射されて、同様の経路でハーフミラー８７方向（矢印Ｃ）に戻る。ハーフミラー８７を透過した光は、ディスプレイ面３に平行に進みシリンドリカルレンズ５１を通り受光素子５０に入射する。
【００３１】
このとき、二次光源８１とシリンドリカルレンズ５１はハーフミラー８７に対して共役な位置関係にある（図５のＤ）。従って、二次光源８１は図３の光源８１に対応し、シリンドリカルレンズ５１は図３のレンズ５１に対応する。また、図５のＢ部分は受光側のシリンドリカルレンズと受光素子を視点を変えてｚ軸方向から見たものであり、図３のレンズ５１，受光素子５０に対応する。
【００３２】
次に、本発明が適用される光学式の座標入力／検出装置の第２の例について、その原理を説明する。
図６は、代表的な光学式の座標入力装置であり、図６に示す如く、水平方向にＸｍ個配置された例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）１１と、これに１対１に対応して対向配置されたＸｍ個の例えばフォトトランジスタ１２と、垂直方向にＹｎ個配置されたＬＥＤ１３と、これに１対１に対応して対向配置されたＹｎ個のフォトトランジスタ１４とにより、座標検出領域３を形成する。そして、この座標検出領域３内の例えばタッチ部分１５にタッチ入力が行なわれると、タッチ部分１５を通る光路が遮ぎられるため、その遮断光路にあるフォトトランジスタ１２，１４の受光光量が低下する。そこで、受光光量が低下したフォトトランジスタ１２，１４の位置を平均し、タッチ座標の位置１６を算出する。
【００３３】
次に、本発明が適用される光学式の座標入力／検出装置の第３の例についてその原理を説明する。
図７は、光学式の座標検出装置の第３の例の構成図である。ここでは、四角形状の平面板である座標入力面３の隣接する２つの角（ｋ１，ｋ２）に、発光検出装置２１，２２を固定して設置する。この２つの発光検出装置２１，２２から座標入力面３上に光が発射される。一方、利用者は、位置指示棒、すなわち、ペン２４で座標入力面３上の任意の位置を指し示す。
【００３４】
このとき、発光検出装置２１，２２は、発光検出装置２１，２２から発せられた光のうちペン２４で反射して発光検出装置２１，２２に戻ってきた光を検出して、ペン２４の位置座標を算出する。発光検出装置２１，２２は、どちらも同じ構成を持つものを用い、発光部２１Ａ，２２Ａと、受光角度検出部２１Ｂ，２２Ｂとから構成される。ここで、発光検出装置２１，２２は、発光部から発光される光の発光光軸と、受光角度検出部の受光光軸とがどちらも座標入力面の基準点２３の方向を向くように、座標入力面３に対して設置される。なお、発光検出装置２１，２２は、前記した発光・検出手段に相当し、発光部は発光手段に、受光角度検出部は角度検出手段に相当する。
【００３５】
図７において、座標入力面３の角ｋ１と基準点２３とを結ぶ線分ａ１、座標入力面の角ｋ２と基準点２３とを結ぶ線分ａ２の方向を発光検出装置２１，２２それぞれの発光光軸及び受光光軸とする。ここで，線分ａ１，ａ２は、座標入力面３の角を４５°に２等分する方向とする。また、座標入力面３の角ｋ２を原点（０，０）とし、座標入力面３上の位置を横方向をＹ軸、縦方向をＸ軸とするＸ−Ｙ座標系で表わすものとする。
【００３６】
図８に、発光検出装置２１，２２の一実施例の構成の概念図を示す。ここで、発光検出装置のうち発光部２１Ａ，２２Ａは、光源（ＬＥＤ）５（５Ａ，５Ｂ）と光学レンズ６（６Ａ，６Ｂ）とから構成される。光学レンズ６は、像の一方向の倍率のみを変えることを特徴とするシリンドリカルレンズ、又は、像の一方向の倍率のみを変え、しかも、入射角度による倍率の変化が無いことを特徴とするトロイダルレンズを利用する。また、発光検出装置のうち受光角度検出部２１Ｂ，２２Ｂは，ＰＳＤ７（７Ａ，７Ｂ）とシリンドリカルレンズ８（８Ａ，８Ｂ）とから構成される。
【００３７】
ＬＥＤ５（５Ａ，５Ｂ）から発せられた光は、その直前に配置される光学レンズ６（６Ａ，６Ｂ）によって、座標入力面３と平行なビームとなるように集光される。すなわち、図１２に示すように、座標入力面３と垂直な方向の光を光学レンズ６（６Ａ，６Ｂ）によって座標入力面３と平行になるように集光し、さらに、座標入力面３と平行な扇形状のビームとなるようにする。このように、扇形状のビームに集光すれば、集光しない時に比べてより有効に光を利用できるため、位置検出の信頼性の向上が図れる。ここで、ＬＥＤ５（５Ａ，５Ｂ）としては、可視光線を発光するものでもよいが、赤外線（波長８９０ｎｍ）を発光するＬ２６５６（浜松ホトニクス社製）を使用するものとする。また、光学レンズ６（６Ａ，６Ｂ）としては、座標入力面３と垂直な方向の長さが１０ｍｍ、座標入力面３と平行で赤外光の発光光軸と垂直な方向の長さが１０ｍｍ程度の大きさで、焦点距離６ｍｍ程度のものを用いる。さらに、光学レンズの焦点位置にＬＥＤ５（５Ａ，５Ｂ）の発光点がくるように固定配置する。
【００３８】
受光角度検出部２１Ｂ，２２Ｂを構成するシリンドリカルレンズ８（８Ａ，８Ｂ）は、図８に示すように、ペン２４からの反射光を、座標入力面３と平行な方向に集光するように配置される。そして、集光したスポット光はＰＳＤ７（７Ａ，７Ｂ）に受光される。ＰＳＤ７（７Ａ，７Ｂ）は、図８に示すように、座標入力面３と平行な方向に細長い構造とし、受光面は入射光を電気信号に変換するためのＰＮ接合面となっている。
【００３９】
また、ＰＳＤ７（７Ａ，７Ｂ）は、受光面の両端には、電流を取り出すための出力端子（Ｓ1，Ｓ2）が設けられ、受光点Ｓ0と出力端子までの距離に反比例した電流（Ｉ1，Ｉ2）が、この出力端子から出力される。この電流（Ｉ1，Ｉ2）をＡ／Ｄ変換し、マイクロコンピュータによって演算することによって、受光点Ｓ0の位置が特定でき、さらにはペン２４からの反射光の受光角度を計算することができる。この演算処理を行う制御回路については後述する。ＰＳＤ７（７Ａ，７Ｂ）としては、座標入力面３と平行な方向の受光面の長さが１３ｍｍ、座標入力面３と垂直な方向の長さが１ｍｍ程度のものを用いればよい。たとえば、浜松ホトニクス社製のＳ３２７０を用いることができる。
【００４０】
図１０に、シリンドリカルレンズ８（８Ａ，８Ｂ）とＰＳＤ７（７Ａ，７Ｂ）の具体的な配置例を示す。ここで、シリンドリカルレンズ８は、座標入力面３及びＰＳＤ７の受光面と平行な方向の長さを１０ｍｍ、座標入力面３と垂直な方向の長さを１０ｍｍ程度としたものを用い、シリンドリカルレンズ８の光学的中心位置とＰＳＤ７の受光面との距離が６.５ｍｍとなるように配置する。また、ペン２４からの反射光が直接ＰＳＤ７の受光面へ入力しないように、シリンドリカルレンズ８の周囲に黒色ＡＢＳ等の材料で作ったマスク９を配置する。
【００４１】
さらに、シリンドリカルレンズ８の焦点距離は、ペン２４からの反射光の入射角度の違いによりレンズとＰＳＤ７との距離が変化するため、このレンズ８の中心とＰＳＤ７の受光面との距離の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとの間であればよい。たとえば、図１０の場合は、ｍａｘ＝９.２ｍｍ，ｍｉｎ６.５ｍｍとなるので、焦点距離が９ｍｍ程度のシリンドリカルレンズ８を用いればよい。なお、前記したマスク９の座標入力面３に平行な方向の長さは、ＰＳＤ７の受光面の長さ（＝１３ｍｍ）よりも大きければよいが、たとえば、図１０の場合には、１５ｍｍ程度あればよい。
【００４２】
図８に示した実施例では、ペン２４からの反射光をスポット光にしぼるために、シリンドリカルレンズ８を用いる構成を示したが、これに限定されるものではなく、図９に示すように、シリンドリカルレンズ８の代わりに、微小な透過孔１０Ａを一つ有するアパーチャー１０を用いてもよい。図９に、アパーチャー１０を用いた発光検出手段２１，２２の構成の概念図を示す。この実施例の場合には、ペン２４からの反射光のうち、透過孔１０Ａを通過した光のみがスポット光としてＰＳＤ７の受光点Ｓ0に受光される。アパーチャー１０としては、黒色ＡＢＳ等の材料で作られた薄い板を用いればよい。
【００４３】
図１１に、アパーチャー１０とＰＳＤ７の具体的な配置例を示す。ここで、図１０と同様に、ＰＳＤ７の受光面の長さを１３ｍｍとした場合、ＰＳＤ７の受光面からその半分の距離６.５ｍｍだけ離れた位置に、ＰＳＤ７の受光面とアパーチャーの表面とが平行になるようにアパーチャー１０を配置する。また、アパーチャー１０の大きさは、ペン２４からの反射光がＰＳＤ７の受光面に直接入射しないように、ＰＳＤ７の受光面よりも大きいことが好ましい。たとえば、ＰＳＤの受光面の大きさ１３ｍｍ×１ｍｍに対して、アパーチャー１０の大きさは１５ｍｍ×３ｍｍ程度とすることができる。透過孔１０Ａは、座標入力面３と平行な方向ではＰＳＤ７の受光面の長さ（１３ｍｍ）よりも短く、座標入力面３と垂直な方向ではＰＳＤ７の受光面の長さ（１ｍｍ）よりも長くする。たとえば、図１１に示すように、２ｍｍ×２ｍｍの大きさとすることができる。
【００４４】
なお、図８，図９には、発光検出装置の概念図を示したが、その構成要素（光源ＬＥＤ５，光学レンズ６，ＰＳＤ７，シリンドリカルレンズ８又はアパーチャー１０）は、前記した配置関係を保って一つの筺体に一体成型してもよい。ただし、発光部（ＬＥＤ５，光学レンズ６）と受光角度検出部（ＰＳＤ７，シリンドリカルレンズ８又はアパーチャー１０）とは、互いに発光、受光のじゃまにならないようにできるだけ近接させて配置させ、さらにＬＥＤ５から出た赤外光の発光光軸と、シリンドリカルレンズ８又はアパーチャー１０によって受光される赤外光の受光光軸とが同一方向となるように配置させることが必要である。
【００４５】
発光検出装置は、一体成型することによって２０ｍｍ×１５ｍｍ×１０ｍｍ程度の大きさとすることができるので、回転モータを用いてビーム光をスキャンして位置検出を行う場合よりも小型化が可能である。
【００４６】
図１３に、ＬＥＤ５（５Ａ，５Ｂ）及びＰＳＤ７（７Ａ，７Ｂ）の制御回路の構成ブロック図を示す。この制御回路はＬＥＤ５（５Ａ，５Ｂ）の発光タイミングの制御と、ＰＳＤ７（７Ａ，７Ｂ）から出力された電流（Ｉ1，Ｉ2）の演算を行うものである。同図に示すように、制御回路は、ＭＰＵ３７を中心として、プログラム及びデータを記憶するＲＯＭ３５，ＲＡＭ３６、発光時間間隔を制御するためのタイマ３８，インタフェースドライバ３９，Ａ／Ｄコンバータ３３Ａ，３３Ｂ及びＬＥＤドライバ３４Ａ，３４Ｂがバス接続された構成からなる。
ＰＳＤ７Ａ，７Ｂから出力された電流（Ｉ1，Ｉ2）を演算する回路として、ＰＳＤの出力端子（Ｓ1，Ｓ2）に、アンプ３１Ａ，３１Ｂ、アナログ演算回路３２Ａ，３２Ｂが図のように接続される。ＰＳＤ７Ａ，７Ｂから出力された電流（Ｉ1，Ｉ2）は、アンプ３１Ａ，３１Ｂに入力され、増幅される。そして増幅された電流信号は、アログ演算回路３２Ａ，３２Ｂで
Ｉ2／（Ｉ1＋Ｉ2）
のような処理がされ、さらに、Ａ／Ｄコンバータ３３Ａ，３３Ｂによってデジタル信号に変換されてＭＰＵ３７に渡される。この後、ＭＰＵ３７によって受光角度及びペンの位置座標の演算が行われる。
【００４７】
なお、この制御回路は、一方の発光検出装置と同一筺体に組み込んでもよく、また、別筺体として座標入力面３の一部分に組み込んでもよい。また、インタフェースドライバ３９を介してパソコン等に演算された座標データを出力するために出力端子を設けることが好ましい。
【００４８】
次に、図１４に、この発明に用いる位置指示棒であるペン２４の先端部の形状の一実施例を示す。ペン２４は、いわゆる筆記具と同様の形状を有し、その先端部２４Ａ、すなわち、発光検出装置２１，２２から発せられた光が通過する領域２４Ａに、光を反射する構造（再帰性反射部）２５を備える。そして、特に、この「光を反射する構造」２５は、発光検出装置２１，２２から発せられた光の入射方向と同一の方向に反射する再帰性構造である。
【００４９】
図１４には、その構造例としてペン２４の先端部が、多数のコーナーキューブから構成される形状を示している。コーナーキューブは、図１５に示したように、３つの平面鏡を互いに直角になるように組み合わせたものである。一般に、ガラスの立方体から一隅を切りとった図の太い線で囲まれた部分が、コーナーキューブ２５として用いられる。このように構成されたコーナーキューブ２５では、入射光が３つの面で１回ずつ反射された後に、反射光は正確に入射光の方向に戻っていく。
【００５０】
たとえば、一辺の長さｃを２ｍｍとしたコーナーキューブ２５を、直径１０ｍｍのペンの先端部に放射状に配置する。また、図１４に示すように、隣り合うコーナーキューブの向きを逆にして配置すると、一段につき６２個のコーナーキューブから構成でき、図１４のように３段構成とすると合計１８６個のコーナーキューブから構成できる。なお、反射光が入射光の方向に戻るような構造としてコーナーキューブを用いるものを示したが、反射光が入射光の方向に戻る再帰性を有するものであれば、他の構造を用いてもよい。
【００５１】
次に、この発明の座標検出装置におけるペンの指示位置の検出原理について説明する。ここでは、図７に示したように、２つの発光検出装置を用いた場合について説明するが、３つ以上の発光検出装置を用いても同様のペン指示位置の検出が可能である。
まず、図７の座標入力面３上において、図１４に示したペン２４を用いて適当な位置（Ｘ，Ｙ）を指示したとする。このとき、発光検出装置２１の発光部２１ＡのＬＥＤ５Ａから出射された赤外光のうち線分ｐ１方向に出た光はペン２４に当たり、その反射光は同じ線分ｐ１を逆に進み、受光角度検出部２１ＢのＰＳＤ７Ａに受光される。同様に、発光検出装置２２の発光部２２ＡのＬＥＤ５Ａから出射された赤外光のうち線分ｐ２の方向に出た光はペン２４に当たり、その反射光は同じ線分ｐ２を逆に進み、受光角度検出部２２ＢのＰＳＤ７Ｂに受光される。ＰＳＤ７Ｂに受光された光は、図８等で示したように、ＰＳＤ７Ｂに対する入射角度によってＰＳＤの受光面上の異なる位置にスポット光を形成する。ここで、線分ｐ２は、座標入力面３の角ｋ２を２等分する線分ａ２からθ２の角度をなし、線分ｐ１は、座標入力面３の角ｋ１を２等分する線分ａ１からθ１の角度をなすものとする。
【００５２】
図１６（Ａ），図１６（Ｂ）に、座標入力面３と受光角度検出手段２１Ｂを形成するシリンドリカルレンズ８Ａ及びＰＳＤ７Ａとの位置関係の具体例を示す。ここで、ＰＳＤ７Ａの受光面は、座標入力面３の２辺と４５°の角度をなす線分ａ１と垂直とする。すなわち、シリンドリカルレンズ８Ａの中心とＰＳＤ７Ａの受光面の中央とを結んだ線分ａ１が受光光軸及び発光光軸と一致する。また、シリンドリカルレンズ８Ａの中心とＰＳＤ７Ａの受光面の中央との距離をＬとし、ＰＳＤ７Ａの受光面の長さを２Ｌとする。
【００５３】
今、ペン２４からの反射光が線分ｐ１を通って、ＰＳＤ７Ａの中央位置からＤ１の距離だけ離れた位置に受光したとする。また、ＰＳＤ７Ａの受光面の２つの出力端子から得られる電流値をＩ1，Ｉ2とする。このとき、電流と、ＰＳＤの受光位置とは次の関係が成立する。
Ｉ1＝Ｉ0×（Ｌ−Ｄ１）／２Ｌ
Ｉ2＝Ｉ0×（Ｌ＋Ｄ１）／２Ｌ
Ｉ0＝Ｉ1＋Ｉ2（Ｉ0：全電流）
従って、
Ｌ＋Ｄ１＝２Ｌ×Ｉ2／（Ｉ1＋Ｉ2）
となる。
【００５４】
すなわち、反射光の受光位置Ｄ１は、ＰＳＤ７Ａで得られる電流値Ｉ1，Ｉ2から求められるが、図１３の制御回路のアンプ３１Ａ及びアナログ演算回路３２Ａによって計算される。ところで、図１６（Ｂ）により、Ｄ１／Ｌ＝ｔａｎθ１という関係が成立するから、反射光の入射角度θ１は、次式から求められる。
θ１＝ｔａｎ-1（Ｄ１／Ｌ）
【００５５】
同様にして、もう一方の発光検出装置２２の受光角度検出部２２Ｂについても、ＰＳＤの中央からの受光位置までの距離をＤ２とすると、次式によって、反射光の入射角度θ２が求められる。
θ２＝ｔａｎ-1（Ｄ２／Ｌ）
さらに、ペン２４の指示位置（Ｘ，Ｙ）は、２つの反射光の入射角度θ１，θ２のなす線分ａ１，ａ２の交点となるので、次式より、θ１，θ２から指示位置（Ｘ，Ｙ）が求められる。
Ｙ＝Ｘｔａｎ（４５°−θ２）
Ｙ＝（Ａ−Ｘ）ｔａｎ（４５°−θ１）
ここで、Ａは、図７に示すように、座標入力面３の横方向の長さである。
【００５６】
上記の連立方程式を解けば、ペン２４によって指示された座標入力面３上の位置座標Ｘ，Ｙが求められる。なお、（θ１，θ２）及び（Ｘ，Ｙ）は、定式化されているので、ＲＯＭにこれらの数式をプログラム化して組み込めば、ＭＰＵ３７の演算によって容易に求めることができる。また、演算結果である（Ｘ，Ｙ）の座標値は、インタフェースドライバ３９を介してパソコン等へ転送され、ペンによる指示位置の表示や、指示位置に対応するコマンド入力などの処理に利用できる。
【００５７】
上記実施例では、２つの発光検出装置を用いた例を示したが、両装置のＬＥＤを同時に発光させると互いの赤外光が相手の装置内のＰＳＤで検出されるおそれがあるので、ＬＥＤドライバ３４によるＬＥＤ５（５Ａ，５Ｂ）の発光制御は時分割して交互に行ない、これと同期させて、ＰＳＤ７（７Ａ，７Ｂ）の電流検出を行なうことが好ましい。
たとえば、一方のＬＥＤを発光させ他方のＬＥＤを消灯させた状態で、一方のＬＥＤに対応するＰＳＤの電流検出を行い、１０ｍｓｅｃ後に、逆に一方のＬＥＤを消灯させ他方のＬＥＤを発光させた状態で、他方のＬＥＤに対応するＰＳＤの電流検出を行うようにすることができる。すなわち、１０ｍｓｅｃごとに、交互に２つのＬＥＤのうちどちらか一方を発光させるようにすればよい。この制御は、ＭＰＵ３７がタイマ３８を用いて行う。このようにＬＥＤ発光の時分割制御をすれば、赤外光の誤検出もなくなり、ペン２４が移動する場合にも十分追従して位置検出が可能である。
【００５８】
なお、座標入力面３は、ペンで位置を指示できる平面形状であればよく、特に、図７の実施例で示したような四角形状に限定するものではなく、他の形状でもかまわない。また、上記した実施例では、座標入力面３として平面板を用いることを前提としていたが、これに限定するものではなく、表示装置、たとえば、ＣＲＴやＬＣＤの表示画面を用いてもよい。ＣＲＴやＬＣＤを用いる場合は、表示光がＰＳＤ７に入射して誤検出される影響をなくすため、前記した赤外線発光ＬＥＤを用いることが好ましく、ＰＳＤ７としては赤外線発光ＬＥＤのピーク発光波長を検出することのできるものを用いることが好ましい。さらに、ＣＲＴやＬＣＤから発生する赤外線が座標検出に悪影響を及ぼさないようにするため、ＰＶＣ樹脂等で作られた赤外線カットフィルタを表示画面上に配置することが好ましい。
【００５９】
次に、本発明が適用される光学式の座標入力／検出装置の第４の例として、画像入力手段を利用した座標検出装置について、その原理を説明する。
図１７はこのような座標入力／検出装置の構成を示すブロック図である。６０は赤外線位置検出部、６１，６２は赤外線位置検出部６０内に配列された２つの赤外線ＣＣＤカメラであり、水平方向に距離Ｌの間隔をあけて配列されている。６７は赤外線ＬＥＤ、６８は赤外線ＬＥＤ６７からの赤外線を上方に向けて放射するようにその先端に赤外線ＬＥＤ６７を配置したペン型の座標入力部である。
【００６０】
７０はコントロール部、６３はコントロール部７０において生成され赤外線位置検出部６０の赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２に入力されるリセット信号、６４はコントロール部７０において生成され赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２に入力される垂直走査のための垂直クロック信号、６５はコントロール部７０において生成され赤外線ＣＣＤ６１，６２に入力される水平走査のための水平クロック信号で、赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２はリセット信号６３，垂直クロック信号６４，水平クロック信号６５の入力に応じてＸ−Ｙ方向の走査を開始する。
【００６１】
６６Ａ，６６Ｂは赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２より出力される映像信号である。７１はリセット信号６３を発生するリセット信号回路、７２は垂直クロック信号６４を発生する垂直クロック回路、７３は水平クロック信号６５を発生する水平クロック回路である。７４Ａ，７４Ｂは映像信号６６Ａ，６６Ｂをもとに波形のピークを検出し水平クロック信号６５の周期にあわせてピーク信号を発生するピーク検出回路である。又、７５Ａ，７５Ｂは、ピーク検出回路７４Ａ，７４Ｂから得られたピーク検出信号である。
【００６２】
７６は座標位置を算出する演算回路で、７７は演算回路７６により算出された座標位置をコンピュータ（図示せず）に送信するインターフェース回路である。また、７８は演算回路７６により算出された座標位置を表示する表示回路である。また、図示していないが、赤外線位置検出部６０の撮影範囲以外にペン型の座標入力部６８が位置すると、警告音等を発生する音声回路部を備えることにより、操作性を向上させることができる。また、赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２にレンズ倍率調整回路部又は焦点距離調整回路部を設けることにより、原稿サイズの大きさ、入力精度の要求又は作業スペースに応じて解像度，検出範囲を設定でき、操作性を向上させることができる。
【００６３】
なお、本実施例ではコントロール部７０を赤外線位置検出部６０と別体に構成したが、前述の各回路を小型化することにより、コントロール部７０を赤外線位置検出部６０に一体化することも可能である。
【００６４】
以上のように構成された座標入力装置について、図１８を用いてその動作を説明する。図１８は、座標入力装置の信号波形の一例を示すタイミングチャートである。まず、リセット信号６３，垂直クロック信号６４，水平クロック信号６５が同時に２つの赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２に入力される。これらの入力信号により、赤外線位置検出部６０は、２つの赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２からの映像信号６６Ａ，６６Ｂをコントロール部７０に入力する。通常の赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２でこのペン型の座標入力部６８を撮影するとペン自体が撮影されるが、露出を絞った赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２で撮影すると、赤外線ＬＥＤ６７の発光部のみが撮影され、他の物は撮影されず黒色となる。
【００６５】
従って、それぞれの赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２の映像信号６６Ａ，６６Ｂには赤外線ＬＥＤ６７の位置に相当するところに、強いピーク信号６９Ａ，６９Ｂが現れる。そこで、それぞれのピーク信号６９Ａ，６９Ｂはピーク検出回路７４Ａ，７４Ｂで検出され、ピーク検出信号７５Ａ，７５Ｂとして演算回路７６に送信される。また、演算回路７６では、コントロール部７０のＲＯＭ（図示せず）にあらかじめ計算された変換テーブル（図示せず）により、赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２にピーク信号６９Ａ，６９Ｂが現れたところが赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２の基準となる原点から何度の角度の位置にあるかが判るので、その２つの角度情報と２つの赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２の距離Ｌによりペン型の座標入力部６８の座標位置を計算することができる。この得られた座標位置をインターフェース回路７７を介してコンピュータ等にデータを送信し、表示画面（図示せず）等に表示される。
【００６６】
以上のように動作する座標入力装置について、図１９を用いて座標位置の算出方法を説明する。２つの赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２により、赤外線ＬＥＤ６７を備えたペン型の座標入力部６８の位置を示すピーク検出信号７５Ａ，７５Ｂが検出され、リセット信号６３からの垂直クロック信号６４の位置と，水平クロック信号６５の位置により赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２における２次元座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）が求められる。
【００６７】
ここで、各座標の原点は適宜決定されるが、ここでは各赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２の撮影範囲の左下隅を原点にとる。これから、赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２における赤外線ＬＥＤ６７の原点からの角度α，βは以下の数式より求められる。
α＝ｔａｎ−１（ｙ１／ｘ１）
β＝ｔａｎ−１（ｙ２／ｘ２）
【００６８】
これらの数式から２つの赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２からの赤外線ＬＥＤ６７のペンの角度α，βが算出できる。ここで、１つの赤外線ＣＣＤカメラ６１の位置を原点にとり、２つの赤外線ＣＣＤカメラ６１，６２の距離をＬとすると、図１９に示すように、直線（ａ），（ｂ）の式は以下の数式で表される。
（ａ）：ｙ＝（ｔａｎα）×ｘ
（ｂ）：ｙ＝（ｔａｎ（π−β））×（ｘ−Ｌ）
【００６９】
これらの２つの連立一次方程式を解くことにより赤外線ＬＥＤ６７のペン型の座標入力部６８の座標位置を算出できる。ここで、演算回路７６の演算速度を上げるために、角度α，βによる座標位置の算出のための変換テーブルを設けることにより、即座に座標位置を求めることができ、スムーズな図形等の入力ができる。
【００７０】
以上のように、このような電子カメラの如き画像入力手段を利用した座標検出装置によれば、タブレット盤等を作業台等におく必要がなく、作業台のある空間を利用して図形等の入力において正確に座標位置を検出することができるので、作業台等の有効活用ができる。また、原稿等が束ねてあっても、その上で図形等の位置入力作業を行うことができる。又、原稿に図面等が記載されていた場合、レンズ倍率調整回路部等により原稿のサイズに合わせて撮影範囲を可変設定でき、解像度の設定ができるので、操作性，利便性を向上させることができる。
【００７１】
以上、光学式の座標入力／検出装置、あるいはカメラの如き画像入力手段を利用した座標入力／検出装置について、その原理を説明したが、前述のように、本発明は、このような座標入力／検出装置と、ＣＲＴ，ＬＣＤ，プラズマディスプレイ，ＦＥＤ（電界放射型）ディスプレイ等の表示装置とを組み合わせ、座標入力／検出装置によって入力／検出された座標に基づいて、所定の位置に情報を表示する情報入力／検出／表示装置に関するものである。
【００７２】
図２０は、本発明による情報入力／検出／表示装置の一実施例を説明するための図で、情報入力／検出／表示ユニットと、それを支える保持部材と、コントロールユニット等を示したもので、図２０（Ａ）は側面図、図２０（Ｂ）は正面図で、図中、１０１は情報入力／検出／表示装置、１０２は情報入力／検出／表示ユニット、１０２ａは入力／検出／表示面、１０２ｂは表示面外枠、１０３は保持部材、１０３ａは床板、１０３ｂはスタンド、１０３ｃは回転移動部材、１０３ｄはコーナー部、１０３ｅは取っ手、１０３ｆは回動部、１０４はコントロールユニット、１０４ａはスイッチ，キー、１０５は間隔表示手段である。
【００７３】
図２１は、図２０に示した装置を実際に使用している場面を示した図で、図中、１１１，１１２は人間で、その他、図２０に示した実施例と同じ作用をする部分には、図２０に示した実施例と同じ符号が付してある。
図２１に示した実施例の左側の人間１１１は、いわゆる操作者で、右の椅子に座っている人間１１２が、操作者１１１によって入力された入力／検出情報に応じた表示情報を見ているところである。今操作している人間１１１，椅子に座っている人間１１２とも、各々１名ずつであるが、必ずしも１名であるわけではなく、もっと多くの人間が登場してもよい。一般には、このような装置を介して会議などが行われ、通常は、椅子に座っている人間１１２が複数人存在することが多い。
【００７４】
図２０（Ｂ）に示した実施例は、ＣＲＴ，ＬＣＤ，プラズマディスプレイ，ＦＥＤ（電界放射型）ディスプレイ等の表示面に間隔表示手段１０５をスポット的に設けた例を示したものである。
このように、本発明では、情報入力／検出／表示装置１０１の表示面１０２ａ側に、スポット的に長さや距離情報を提供する間隔表示手段１０５を設けることにより、その間隔を目安に、座標入力位置が決めやすくなるため、精度の高い座標入力を行うことができる。
【００７５】
通常、本発明のような情報入力／検出／表示装置１０１は、その使用時（座標入力時）に、手，指、あるいは、手に持った指示部材等によって指し示すことにより、座標の入力が行なわれるが、人間が指示作業を行うこともあって、その指示部（座標位置）は大ざっぱになる傾向がある。しかし、このように何らかの目安があることにより、その指示精度を高くすることができる。
【００７６】
図２２は、本発明による情報入力／検出／表示装置の他の実施例を説明するための図で、図中、図２０に示した実施例と同じ作用をする部分には、図２０に示した実施例と同じ符号が付してある。
図２２に示した実施例は、間隔表示手段１０５をスポットではなく、ライン状にしたものである。この例のように、ライン状に目盛り表示するようにすると、より正確な座標入力位置決めができるようになり、精度の高い座標入力を行うことができる。さらに、２点以上入力する場合の２点間の距離の精度も高くしたり、その目盛りを基準にして、その２点間の距離を測ることもできる。
【００７７】
図２３は、本発明による情報入力／検出／表示装置の他の実施例を説明するための図で、図中、図２０に示した実施例と同じ作用をする部分には、図２０に示した実施例と同じ符号が付してある。
図２３に示した実施例は、ライン状の目盛りを、実線ではなく、点線にしたもので、本発明においては、このような目盛り表示は、補助的な手段であって、本来の重要な情報は、情報入力／検出／表示装置１０１の表示情報である。そのため、本来の重要な情報を損なうことなく、さらに、補助的な情報として、このような目盛り表示を行うために、点線表示にしてできるだけ目立たないようにしたものである。
【００７８】
次に、本発明のさらに別の特徴について説明する。上記のように、本発明では、情報入力／検出／表示装置１０１の表示面１０２ａ側に長さや距離情報を提供する間隔表示手段１０５を設けたが、これらは、表示面１０２ａに、直接、このようなスポットやラインを形成することによって実現されるが、ここでは別の例を説明する。
【００７９】
図２４は、本発明による情報入力／検出／表示装置の他の実施例を説明するための図で、図中、図２０に示した実施例と同じ作用をする部分には、図２０に示した実施例と同じ符号が付してある。
図２４に示した実施例は、情報入力／検出／表示ユニット１０２のディスプレイ面１０２ａではなく、その外枠１０２ｂ領域に間隔表示手段１０５を設けたもので、このようにすると、ディスプレイ面１０２ａのこの装置の本来の情報の表示が、その目盛りなどによって阻害されないので、正確な表示情報を得ることができる。
【００８０】
図２５は、本発明による情報入力／検出／表示装置の他の実施例を説明するための図で、図中、図２０に示した実施例と同じ作用をする部分には、図２０に示した実施例と同じ符号が付してある。
図２５に示した実施例は、表示面外枠１０２ｂに、単なるラインの間隔表示手段だけではなく、目盛りの数字もあわせて設けたものである。
【００８１】
次に、本発明のさらに別の特徴について説明する。ここでは、このような長さや距離情報を表わす間隔表示手段１０５を電気的制御によって表示する例を説明する。
具体的には、例えば、ＣＲＴを本発明の表示部として使用する場合、本来の情報（入力座標情報等）の他に、例えば、ライン状の表示を行うことができるようにしておく。このようなライン状の表示については、図２０に示したコントロールユニット１０４（より具体的にはＰＣ〜パソコン）からＣＲＴディスプレイに制御信号を送ることによって実現する。また、そのライン位置，ライン数，ライン間隔等も、ＰＣを介して任意に設定することができる。さらに、このラインは、水平方向，垂直方向のみならず、必要に応じて対角線方向に設けることも可能である。
【００８２】
本発明のように、電気的制御によってこのような長さや距離情報を提供する間隔表示手段１０５を設けた場合、これらのライン位置は、ＰＣからの制御信号を受け、ＣＲＴの電子ビームの偏向電圧を制御して任意の位置に設定することができる。これは、必要に応じて任意に原点座標を決めることができることを意味し、ＣＲＴディスプレイに表示されているものの大きさなどを測ったりする場合に便利である。すなわち、例えば、２本のラインで、ＣＲＴディスプレイに表示されているものを挟み込み、一方を原点とすれば、そのものの大きさを測定することができ、非常に機能的な使用方法が実現する。
【００８３】
なお、前述のように、これらのライン位置は、ＰＣからの制御信号を受け、ＣＲＴの電子ビームの偏向電圧を制御して任意の位置に設定することができるので、必要に応じて（例えば、そのラインが邪魔な場合は）、そのラインをディスプレイ画面の端に移動させたり、あるいは、画面の外にもっていくこともできる（消去と同様の効果）。
【００８４】
次に、本発明のように、電気的制御によってこのような長さや距離情報を提供する間隔表示手段１０５を設けた場合のさらに別の特徴を説明する。これらのラインは、ＰＣからの制御信号を受け、ＣＲＴの電子ビームのビーム強度を容易に変更することができる。すなわち、ビーム強度を強くすれば、ラインは鮮明に表示され、弱くすれば薄く表示することができる。さらには、表示を消すことも可能である。このように、ラインの表示濃度をコントロールすることができるので、ＣＲＴディスプレイに表示されている本来の情報が阻害されないように、必要に応じて、ラインを消したり、濃度を薄くしたりするという使い方ができ、大変便利である。
【００８５】
なお、このように、電気的制御による長さや距離情報を提供する間隔表示手段１０５を設けた場合の説明は、上記のようなＣＲＴディスプレイに限定される必要はなく、前述のような他のディスプレイにも適用できることはいうまでもない。
【００８９】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明に対する効果
情報入力／検出／表示装置において、表示面側に長さ／距離情報を提供するある間隔の表示を、装置の表示面上に設けたので、座標入力位置が正確に決められるようになり、非常に精度の高い座標入力を行うことができる。通常、このような情報入力／検出／表示装置は、その使用時（座標入力時）に、手，指、あるいは、手に持った指示部材等によって指し示すことにより、座標入力を行うが、人間が指示作業を行うこともあって、その指示部（座標位置）は大ざっぱになる傾向がある。しかし、このように何らかの目安があることにより、その指示精度を高くすることができる。また、表示面上にそのような目盛り等があるため、ディスプレイに表示されているものの大きさ（絶対値，相対値）などの情報も容易に得ることができる。
【００９０】
（２）請求項２の発明に対する効果
情報入力／検出／表示装置において、表示面側に長さ／距離情報を提供するある間隔の表示を、装置の表示面上に設け、さらに、その間隔表示、あるいは、目盛り等を、ディスプレイ上で、電気的制御によって表示するとともに、その表示位置を可変にしたので、座標入力位置が正確に決められ、また、非常に精度の高い座標入力を行うことができるだけでなく、例えば、その表示の間隔が変えられるため、より機能的な座標入力、あるいは、ディスプレイに表示されているものの大きさなどを測ったりすることができる。また、表示目盛りあるいはラインを移動させることができるので、原点位置を任意に指定することができ、より機能的に使う（測定したりする場合に）ことができる。
【００９１】
（３）請求項３の発明に対する効果
情報入力／検出／表示装置において、ディスプレイ上の間隔表示、あるいは、目盛り等の濃度が電気的制御によって変更できるので、必要に応じて、間隔表示あるいは目盛り等の表示を薄くしたり、あるいは、逆に濃くしたりすることができ、その時々に応じて、その間隔表示あるいは目盛り等の表示を有効に使うことができる。例えば、この間隔表示あるいは目盛り等の表示を消すことにより、ディスプレイに表示されている情報を阻害することなく、正確な情報を得ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用される光学式の座標入力／検出装置の１例を示す図である。
【図２】  図１の座標入力面に取り付けられた受発光手段を、座標入力面に垂直な方向から見た図である。
【図３】  受発光手段の動作を詳しく説明するための図である。
【図４】  受発光手段と座標入力領域との幾何学的な相対位置関係を示す図である。
【図５】  受発光手段を、ディスプレイの表面へ設置した場合の実施例を示す図である。
【図６】  代表的な光学式の座標入力装置を示す図である。
【図７】  光学式の座標検出装置の第３の例の構成図である。
【図８】  発光検出装置の一実施例の構成の概念図である。
【図９】  アパーチャーを用いた発光検出手段の構成の概念図である。
【図１０】  シリンドリカルレンズとＰＳＤの具体的な配置例を示す図である。
【図１１】  アパーチャーとＰＳＤの具体的な配置例を示す図である。
【図１２】  座標入力面と平行になるように集光し、さらに、座標入力面と平行な扇形状のビームを作成する場合の例を説明するための図である。
【図１３】  ＬＥＤ及びＰＳＤの制御回路の構成ブロック図である。
【図１４】  位置指示棒であるペンの先端部の形状の一実施例を示す図である。
【図１５】  ３つの平面鏡を互いに直角になるように組み合わせたコーナキュービックの例を示す図である。
【図１６】  座標入力面と受光角度検出手段を形成するシリンドリカルレンズ及びＰＳＤとの位置関係の具体例を示す図である。
【図１７】  座標入力／検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】  座標入力装置の信号波形の一例を示すタイミングチャートである。
【図１９】  座標位置の算出方法を説明するための図である。
【図２０】  本発明による情報入力／検出／表示装置の一実施例を説明するための図である。
【図２１】  図２０に示した装置を実際に使用している場面を示した図である。
【図２２】  本発明による情報入力／検出／表示装置の他の実施例を説明するための図である。
【図２３】  本発明による情報入力／検出／表示装置の他の実施例を説明するための図である。
【図２４】  本発明による情報入力／検出／表示装置の他の実施例を説明するための図である。
【図２５】  本発明による情報入力／検出／表示装置の他の実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…受発光手段、２…指示座標位置、３…座標入力領域（座標入力装置、座標入力面）、４…再帰性反射部材、５（５Ａ，５Ｂ）…光源（ＬＥＤ）、６（６Ａ，６Ｂ）…光学レンズ、７（７Ａ，７Ｂ）…ＰＳＤ、８（８Ａ，８Ｂ）…シリンドリカルレンズ、９…マスク、１０…アパーチャー、１１，１３…フォトダイオード、１２，１４…フォトトランジスタ、１５…タッチ部分、１６…タッチ座標、２１，２２…発光検出装置、２１Ａ，２２Ａ…発光部、２１Ｂ，２２Ｂ…受光角度検出部、２３…基準点、２４…ペン、１０１…情報入力／検出／表示装置、１０２…情報入力／検出／表示ユニット、１０２ａ…入力／検出／表示面、１０２ｂ…表示面外枠、１０３…保持部材、１０３ａ…床板、１０３ｂ…スタンド、１０３ｃ…回転移動部材、１０３ｄ…コーナー部、１０３ｅ…取っ手、１０３ｆ…回動部、１０４…コントロールユニット、１０４ａ…スイッチ，キー、１０５…間隔表示手段。
【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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