(57)【要約】【課題】複数の接触物の入力位置の特定と、タッチ入力を行った接触物を介してのそれぞれのユーザの識別とを容易かつ確実に行うこと。【解決手段】導光板２に設けられた発光素子３が制御部５ｅによるたとえば点灯走査の制御により発光し、その光がタッチエリア２ａへの入力ペン１０による接触に応じて導光板２内に入射され、タッチエリア２ａへのそれぞれ異なる波長の光を放つ発色部位１３ａ〜１３ｄを有するいずれかの入力ペン１０による導光板２での散乱時に生じる光が導光板２に沿って設けられた受光素子４により受光されると、制御部５ｅにより、受光素子４によって散乱光が受光されたときの座標と、該受光素子４の受光時にたとえば点灯走査させたときの発光素子３の座標とから、入力ペン１０によるタッチエリア２ａへの入力位置が特定され、さらに受光された散乱光の波長から入力ペン１０が識別されるようにした。【選択図】図１
2009223535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置であって、
一面側にタッチエリアを有し、該タッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板と、
一座標を判別するために、前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられ、該導光板内に光を入射する発光手段と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられ、複数の波長の前記散乱光を受光可能な受光手段と、
前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置を特定し、さらに前記受光された散乱光の波長から前記接触物を識別する
ことを特徴とする位置入力装置。
【請求項２】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置であって、
一面側にタッチエリアを有し、該タッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板と、
一座標を判別するために、前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられ、該導光板内に光を入射する発光手段と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられ、複数の波長の前記散乱光を受光可能な受光手段と、
前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置を特定し、さらに前記受光された散乱光の波長から前記タッチエリアに対する前記接触物の傾き又は押圧を識別する
ことを特徴とする位置入力装置。
【請求項３】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置であって、
一面側にタッチエリアを有し、該タッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板と、
一座標を判別するために、前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられ、該導光板内に光を入射する発光手段と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられ、複数の波長の前記散乱光を受光可能な受光手段と、
前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置を特定し、さらに前記受光された散乱光の波長の受光状況に応じて前記接触物の指定する範囲を識別する
ことを特徴とする位置入力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記受光された散乱光の複数の波長の位置変化を検出することで、前記接触物の回転方向及び回転角度を識別することを特徴とする請求項３に記載の位置入力装置。
【請求項５】
入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、
前記タッチエリアに接触される接触部を有し、
該接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光により所定の波長の光を放つ発色部位が設けられている
ことを特徴とする接触物。
【請求項６】
入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、
前記タッチエリアに接触される複数の接触部を有し、
これらの接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光によりそれぞれ異なる波長の光を放つ発色部位が設けられており、
さらに、それぞれの接触部は切り替え自在に設けられている
ことを特徴とする接触物。
【請求項７】
入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、
前記タッチエリアに接触される接触部を有し、
該接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光によりそれぞれ異なる波長の光を放つ発色部位が同心円状に設けられ、
前記タッチエリアに対する接触部の傾きに応じて接触される前記発色部位からそれぞれの波長の光が放たれる
ことを特徴とする接触物。
【請求項８】
入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、
前記タッチエリアに接触される接触部を有し、
該接触部は範囲を指定する形状をなし、
さらに、該接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光により所定の波長の光を放つ発色部位が設けられている
ことを特徴とする接触物。
【請求項９】
入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、
前記タッチエリアに接触される接触部を有し、
該接触部は範囲を指定する形状をなし、
さらに、該接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光により所定の波長の光又はそれぞれ異なる波長の光を放つ複数の発色部位が設けられ、
それぞれの前記発色部位における光の波長若しくは形状又はこれらの結合が非点対称に形成されている
ことを特徴とする接触物。
【請求項１０】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法であって、
導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、
制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、
前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長から前記接触物が識別される
ことを特徴とする位置入力方法。
【請求項１１】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法であって、
導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、
制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、
前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長から前記タッチエリアに対する前記接触物の傾き又は押圧が識別される
ことを特徴とする位置入力方法。
【請求項１２】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法であって、
導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、
制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、
前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長の受光状況に応じて前記接触物の指定する範囲が識別される
ことを特徴とする位置入力方法。
【請求項１３】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法をコンピュータに実行させるための位置入力プログラムであって、
導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、
制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、
前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長から前記接触物が識別される
ことを特徴とする位置入力プログラム。
【請求項１４】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法をコンピュータに実行させるための位置入力プログラムであって、
導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、
制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、
前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長から前記タッチエリアに対する前記接触物の傾き又は押圧が識別される
ことを特徴とする位置入力プログラム。
【請求項１５】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法をコンピュータに実行させるための位置入力プログラムであって、
導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、
制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、
前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長の受光状況に応じて前記接触物の指定する範囲が識別される
ことを特徴とする位置入力プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置、接触物、位置入力方法及び位置入力プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
位置入力装置として、指や専用のペン等で画面に触れることにより、パソコン、ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ゲーム機等の操作を行うことができるタッチパネルと呼ばれるものが知られている。このタッチパネルは、指や専用のペン等が触れた位置を検知してパネル面上の位置（縦方向座標位置と横方向座標位置）を特定し、その特定した位置を入力信号（位置データ）として上述の各種機器に与えるものである。また、パネル面への接触の感知には、圧力の変化を感知する感圧式、静電気による電気信号を感知する静電式、発光素子と受光素子とを組み合わせた光学式等がある。
【０００３】
ここで、光学式によるものとして、特許文献１では、たとえば図１８に示すように、表示面３０の各辺に、複数の発光素子３１，３２と複数の受光素子３３，３４とを対向させて設け、順次発光を行う発光素子３１，３２から出射され、対向する受光素子３３，３４に入射される光の遮断状態を検出することにより、表示面３０への入力位置を認識する際、隣接する発光素子３１，３２は連続して発光させないようにしたタッチパネルを提案している。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２０９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に示されている光学式のタッチパネルでは、受光素子３３，３４が対向する発光素子３１，３２から放射された光を受光する際、その発光素子３１，３２に隣接する発光素子３１，３２から出射された光を受光しないことから、光学的ノイズが多い場所でタッチパネルを使用したり、ユーザが正確にタッチ入力しなくても、誤動作することなく、タッチ入力が確実に検出できるようになっている。
【０００６】
ところで、このようなタッチパネルでは、それぞれ対向関係にある発光素子３１，３２と受光素子３３，３４とを結ぶ同一線上に複数の接触物がある場合、あるいはその同一線上でそれぞれの接触物の一部が重なっている場合、複数の接触物の入力位置の特定を行うことができない場合があるばかりか、タッチ入力を行ったそれぞれのユーザを識別することができないという問題があった。
【０００７】
すなわち、図１８において、たとえばＡ点とＤ点、Ｂ点とＣ点のように、発光素子３１，３２と受光素子３３，３４とを結ぶ同一線上でない個所にそれぞれ２個所に指等の接触物がある場合、それぞれ２個所の接触物に発光素子３１，３２からの光が届くため、それぞれの接触物の入力位置の特定を行うことができる。
【０００８】
一方、Ａ点とＢ点、Ａ点とＣ点、Ｂ点とＤ点のように、発光素子３１，３２と受光素子３３，３４とを結ぶ同一線上にそれぞれ２個所に指等の接触物がある場合、それぞれ２個所の接触物に発光素子３１，３２からの光が届くものの、受光素子３３，３４への光が遮られることで判別される座標は一座標（たとえばＸ座標）又は他座標（たとえばＹ座標）のいずれかとなり、それぞれの入力位置の特定を行うことができないことになる。
【０００９】
しかも、たとえばＡ点、Ｂ点、Ｄ点のように３個所に指等の接触物がある場合を見ると、Ｂ点には発光素子３１，３２のいずれかからも光が届かないため、Ｂ点での接触物の入力位置の特定を行うことができないことになる。
【００１０】
また、たとえばＡ点とＤ点、Ｂ点とＣ点のように、発光素子３１，３２と受光素子３３，３４とを結ぶ同一線上でない個所にそれぞれ２個所に指等の接触物がある場合、上述したように、それぞれの接触物の入力位置の特定を行うことができるが、それぞれの接触物がそれぞれ異なるユーザよるタッチ入力によるものであるとき、それぞれのユーザを識別することができないことになる。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、複数の接触物の入力位置の特定を容易かつ確実に行うことができ、しかもタッチ入力を行ったそれぞれの接触物を介してそれぞれのユーザを容易かつ確実に識別することができる位置入力装置、接触物、位置入力方法及び位置入力プログラム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】
本発明の位置入力装置は、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置であって、一面側にタッチエリアを有し、該タッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板と、一座標を判別するために、前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられ、該導光板内に光を入射する発光手段と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられ、複数の波長の前記散乱光を受光可能な受光手段と、前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置を特定し、さらに前記受光された散乱光の波長から前記接触物を識別することを特徴とする。
【００１３】
本発明の位置入力装置は、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置であって、一面側にタッチエリアを有し、該タッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板と、一座標を判別するために、前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられ、該導光板内に光を入射する発光手段と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられ、複数の波長の前記散乱光を受光可能な受光手段と、前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置を特定し、さらに前記受光された散乱光の波長から前記タッチエリアに対する前記接触物の傾き又は押圧を識別することを特徴とする。
【００１４】
本発明の位置入力装置は、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置であって、一面側にタッチエリアを有し、該タッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板と、一座標を判別するために、前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられ、該導光板内に光を入射する発光手段と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられ、複数の波長の前記散乱光を受光可能な受光手段と、前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置を特定し、さらに前記受光された散乱光の波長の受光状況に応じて前記接触物の指定する範囲を識別することを特徴とする。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記受光された散乱光の複数の波長の位置変化を検出することで、前記接触物の回転方向及び回転角度を識別するようにしてもよい。
【００１６】
本発明の接触物は、入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、前記タッチエリアに接触される接触部を有し、該接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光により所定の波長の光を放つ発色部位が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の接触物は、入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、前記タッチエリアに接触される複数の接触部を有し、これらの接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光によりそれぞれ異なる波長の光を放つ発色部位が設けられており、さらに、それぞれの接触部は切り替え自在に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の接触物は、入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、前記タッチエリアに接触される接触部を有し、該接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光によりそれぞれ異なる波長の光を放つ発色部位が同心円状に設けられ、前記タッチエリアに対する接触部の傾きに応じて接触される前記発色部位からそれぞれの波長の光が放たれることを特徴とする。
【００１９】
本発明の接触物は、入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、前記タッチエリアに接触される接触部を有し、該接触部は範囲を指定する形状をなし、さらに、該接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光により所定の波長の光を放つ発色部位が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の接触物は、入力位置を示す位置データを入力する際に位置入力装置の導光板の一面側のタッチエリアに接触される接触物であって、前記タッチエリアに接触される接触部を有し、該接触部は範囲を指定する形状をなし、さらに、該接触部に前記導光板の接触位置下を進行する光により所定の波長の光又はそれぞれ異なる波長の光を放つ複数の発色部位が設けられ、それぞれの前記発色部位における光の波長若しくは形状又はこれらの結合が非点対称に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の位置入力方法は、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法であって、導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長から前記接触物が識別されることを特徴とする。
【００２２】
本発明の位置入力方法は、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法であって、導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長から前記タッチエリアに対する前記接触物の傾き又は押圧が識別されることを特徴とする。
【００２３】
本発明の位置入力方法は、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法であって、導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長の受光状況に応じて前記接触物の指定する範囲が識別されることを特徴とする。
【００２４】
本発明の位置入力プログラムは、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法をコンピュータに実行させるための位置入力プログラムであって、導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長から前記接触物が識別されることを特徴とする。
【００２５】
本発明の位置入力プログラムは、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法をコンピュータに実行させるための位置入力プログラムであって、導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長から前記タッチエリアに対する前記接触物の傾き又は押圧が識別されることを特徴とする。
【００２６】
本発明の位置入力プログラムは、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法をコンピュータに実行させるための位置入力プログラムであって、導光板の一面側のタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる、一座標を判別するために前記導光板の一座標方向又は前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、前記導光板内に光を入射する工程と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、複数の波長の前記散乱光を受光する工程と、制御手段により、前記発光手段を点灯走査又は非点灯走査させる工程とを有し、前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定され、さらに前記受光された散乱光の波長の受光状況に応じて前記接触物の指定する範囲が識別されることを特徴とする。
【００２７】
本発明の位置入力装置、接触物、位置入力方法及び位置入力プログラムでは、制御手段によるたとえば点灯走査の制御により、導光板の一座標方向又は導光板の一面側のタッチエリアとは反対の面側のタッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段からの光が導光板内に入射され、そのタッチエリアへの接触物による接触に応じたそれぞれ異なる波長の散乱光が導光板の他座標方向に沿って設けられた受光手段により受光されると、制御手段により、受光手段によって散乱光が受光されたときの座標と、その受光手段の受光時にたとえば点灯走査させた発光手段の座標とから、接触物によるタッチエリアへの入力位置が特定され、さらに受光された散乱光の波長から接触物が識別される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の位置入力装置、接触物、位置入力方法及び位置入力プログラムによれば、制御手段により、受光手段によって散乱光が受光されたときの座標と、その受光手段の受光時にたとえば点灯走査させた発光手段の座標とから、接触物によるタッチエリアへの入力位置が特定され、さらに受光された散乱光の波長から接触物が識別されるようにしたので、複数の接触物の入力位置の特定を容易かつ確実に行うことができ、しかもタッチ入力を行ったそれぞれの接触物を介してそれぞれのユーザを容易かつ確実に識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本実施形態では、制御手段によるたとえば点灯走査の制御により、導光板の一座標方向又は導光板の一面側のタッチエリアとは反対の面側のタッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段からの光が導光板内に入射され、そのタッチエリアへの接触物による接触に応じたそれぞれ異なる波長の散乱光が導光板の他座標方向に沿って設けられた受光手段により受光されると、制御手段により、受光手段によって散乱光が受光されたときの座標と、その受光手段の受光時にたとえば点灯走査させた発光手段の座標とから、接触物によるタッチエリアへの入力位置が特定され、さらに受光された散乱光の波長から接触物が識別されるようにした。
【００３０】
この場合、複数の接触物によるタッチエリアへの接触がある場合であっても、受光手段は導光板でのたとえば点灯走査された発光手段からの光の散乱時に生じる接触物のそれぞれ異なる波長の光を放つ発色部位からの光を受光するため、複数の接触物の入力位置の特定が容易かつ確実に行われ、しかもタッチ入力を行ったそれぞれの接触物を介してそれぞれのユーザが容易かつ確実に識別されることになる。
【００３１】
ここで、それぞれ異なる波長の光を放つ発色部位を、１個の接触物に切り替え自在に設けるようにした場合には、１個の接触物により位置入力の状況に応じた様々に入力操作を行うことができる。
【００３２】
また、それぞれ異なる波長の光を放つ発色部位を、接触部に同心円状に設けた場合には、タッチエリアに対する接触部の傾きに応じた波長の光が得られるため、タッチエリアに対する接触部の傾きを検出することが可能となる。
【００３３】
また、それぞれ異なる波長の光を放つ発色部位を、接触部に同心円状に設けた場合には、接触部の押圧に応じた波長の光が得られるため、タッチエリアに対する接触部の押圧力を検出することが可能となる。
【００３４】
また、接触物の接触部を、範囲を指定する形状、たとえば円形、楕円形、多角形、破線形等とし、さらにその接触部に導光板の接触位置下を進行する光により所定の波長の光を放つ発色部位を設けるようにした場合には、その発色部位をタッチエリアに接触させると、発光がリング状となるため、範囲を指定しての位置入力が可能となり、たとえば動くキャラクタを捕まえたり、たとえば動くキャラクタの邪魔をしたり、たとえば同じ色のキャラクタを捕まえたりするような操作が可能となる。この場合、接触物は、ボウル状や筒状等の各種形状であってもよい。
【００３５】
また、接触物の接触部を、上記同様に、範囲を指定する形状とし、さらにその接触部に導光板の接触位置下を進行する光により所定の波長の光又はそれぞれ異なる波長の光を放つ複数の発色部位を設け、それぞれの発色部位における光の波長若しくは形状又はこれらの結合が非点対称に形成されているようにすると、それぞれの発色部位からの波長の光の位置変化を検出することで、接触物の回転方向や回転角度の検出が可能となる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の実施例の詳細について説明する。図１は本発明の位置入力装置の一実施例を示す図であり、図２は図１の接触物である入力ペンの一例を説明するための図であり、図３は図１の位置入力装置がディスプレイ面に取り付けられた状態を示す側面図である。
【００３７】
まず、図１に示すように、位置入力装置１は、導光板２と、複数の発光素子３と、複数の受光素子４と、入力位置検出部５と、入力ペン１０とを備えている。
【００３８】
導光板２は、複数の発光素子３からの光を導くものであり、その表面がタッチエリア２ａとなっている。また、導光板２は、図３に示すように、たとえばタッチエリア２ａへの入力位置に応じた内容を表示するディスプレイ面６の上面に設けられている。
【００３９】
また、導光板２は、タッチエリア２ａに入力ペン１０の後述する接触部であるペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが接触すると、その接触位置下を進行する光を散乱させる。なお、導光板２は、そのタッチエリア２ａに指先等が接触した場合でも、同様に、その接触位置下を進行する光を散乱させるが、以下では、入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが接触した場合で説明する。
【００４０】
ここで、タッチエリア２ａに入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが接触して生じる散乱は、そのタッチエリア２ａでの入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄの接触点における界面での屈折率が変化することによって生じるものである。また、その散乱による散乱光は、入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄのそれぞれ異なる波長の光（以下、発色光という）となり、それぞれの発色光が複数の受光素子４のいずれかで受光されるが、その詳細については後述する。
【００４１】
複数の発光素子３は、一座標方向の座標位置であるたとえばＸ座標位置を判別するために設けられているものである。また、複数の発光素子３は、導光板２内に光を入射できるように、図３に示すように、導光板２の１辺側の側端面（図１では下辺側の側端面）に並設されている。
【００４２】
そして、それぞれの発光素子３からの光が１辺側の側端面から導光板２内に入射されると、その光が導光板２内をその入射方向に沿って、タッチエリア２ａとその反対側の面で反射を繰り返しながら進行し、タッチエリア２ａに入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが接触されると、その接触位置下で散乱する。
【００４３】
複数の受光素子４は、他座標方向の座標位置であるたとえばＹ座標位置を判別するために設けられているものである。また、複数の受光素子４は、導光板２内からの光（散乱光）を受光できるように、導光板２の他辺側の側端面（図１では右辺側の側端面）に並設されている。
【００４４】
ここで、複数の受光素子４が並設される他辺側は、複数の発光素子３が併設されている１辺側とは対向しない辺側である。これにより、それぞれの受光素子４は、タッチエリア２ａでの入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄの接触点における散乱光（入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄのそれぞれ異なる発色光）のうち、発光素子３からの光の進行方向に対してほぼ直交する方向に進む散乱光を受光することになる。
【００４５】
なお、上述の発光素子３としては、たとえば紫外線波長（ピーク発光波長）が２００〜３８０ｎｍで、半値角が±５°の紫外線ＬＥＤを用いることができる。また、上述の受光素子４としては、可視光領域である３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの中の、発光色に合わせた波長の光を受光可能なものとし、半値角が±１５°のフォトトランジスタを用いることができる。すなわち、たとえば赤であれば６２５〜７４０ｎｍ、緑であれば５００〜５６５ｎｍ、青であれば４５０〜４８５ｎｍの波長の光を受光可能なものとしている。
【００４６】
また、導光板２としては、たとえばアクリル板（屈折率約１．４９；全反射角（臨界角）４２．２°）等を用いることができる。この場合、発光素子３の後述の入射角θを臨界角４２．２°に近い値に設定することができる。また、アクリル板の厚さは、良好な入力位置感度が得られる例として２ｍｍに設定することができる。
【００４７】
入力位置検出部５は、発光素子駆動部５ａ、受光素子駆動部５ｂ、受光量計測部５ｃ、入力位置データ出力部５ｄ、制御部５ｅを有している。
【００４８】
発光素子駆動部５ａは、制御部５ｅの制御により、発光素子３をたとえば順次点灯（点灯走査）させる。ここで、発光素子３の順次点灯（点灯走査）に際しては、図中右端の発光素子３から順に、又は図中左端の発光素子３から順に行わせることができる。また、発光素子３の順次点灯（点灯走査）に際しては、複数の発光素子３をランダムに点灯させるようにしてもよい。また、発光素子３を順次点灯（点灯走査）させるタイミングは、たとえば全ての発光素子３を点灯させておいて、受光素子４のいずれかによって受光があった場合とすることができる。
【００４９】
ここで、たとえば発光素子３を順次点灯（点灯走査）させるとき、全ての発光素子３を一旦消灯させてから、発光素子３を順次点灯（点灯走査）させるようにする。これにより、いずれかの発光素子３の点灯時にいずれかの受光素子４によっての受光があれば、その発光素子３によるＸ座標位置とその受光素子４によるＹ座標位置とが判別され、これらの座標位置から入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが接触したタッチエリア２ａにおける単一の接触点である単一の入力位置（Ａ点又はＢ点）等が特定されることになる。
【００５０】
また、発光素子３の順次点灯（点灯走査）によって複数の受光素子４による受光があれば、それぞれの発光素子３による複数のＸ座標位置とそれぞれの受光素子４による複数のＹ座標位置とが判別され、タッチエリア２ａにおける複数の接触点である複数の入力位置（Ａ点及びＢ点）等が特定されることになる。これは、発光素子３の順次点灯（点灯走査）に応じ、受光素子４によって受光が順次行われることで、それぞれの接触点の入力位置が特定されることによるためである。
【００５１】
この場合、受光素子４は、入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄのそれぞれ異なる発色光を受光するため、それぞれの受光した可視光ピーク感度波長から入力ペン１０を識別することができる。これにより、複数のユーザが入力ペン１０によるタッチ入力を行っても、それぞれのユーザを識別することになる。
【００５２】
すなわち、図１のように、Ａ点〜Ｄ点に同時に入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが接触された場合でも、それぞれの接触位置下で散乱光（入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄのそれぞれ異なる発色光）が生じるため、それぞれの入力位置（Ａ点〜Ｄ点）が特定されるとともに、受光素子４によって受光された可視光ピーク感度波長からそれぞれの入力ペン１０を識別することができる。
【００５３】
ここで、図１では、たとえば同じＸ座標位置において、Ｂ点とＣ点とに同時に入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが接触されているが、それぞれの接触位置下で散乱光が生じるため、それぞれの入力位置（Ｂ点及びＣ点）が特定されることになる。同様に、たとえば同じＹ座標位置において、同時に入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが接触されていても、それぞれの接触位置下で散乱光が生じるため、それぞれの入力位置が特定されることになる。
【００５４】
このようなことから、タッチエリア２ａのいずれの位置に単一の接触点に限らず複数の接触点があっても、それぞれの接触位置下で散乱光が生じるため、多点同時入力が可能となるとともに、受光素子４によって受光された可視光ピーク感度波長からそれぞれの入力ペン１０を識別することができる。
【００５５】
なお、発光素子３の走査にあっては順次点灯（点灯走査）に限らず、図中右端の発光素子３から順に、又は図中左端の発光素子３から順に順次消灯（消灯走査）させることでも、上記同様に、単一又は複数のＸ座標位置と単一又は複数のＹ座標位置とを判別してタッチエリア２ａにおける単一の入力位置（Ａ点〜Ｄ点のいずれか）又は複数の入力位置（Ａ点〜Ｄ点）を特定することが可能である。
【００５６】
すなわち、このような順次消灯（消灯走査）にあっては、全ての発光素子３が一旦点灯しているため、いずれかの受光素子４によって上述した散乱光の受光が行われているとすると、いずれかの発光素子３が消灯されたときに、散乱光を受光中のいずれかの受光素子４の受光量が低下すれば、その受光量が低下したときの発光素子３と受光素子４とから単一又は複数のＸ座標位置と単一又は複数のＹ座標位置とを判別することができるためである。
【００５７】
受光素子駆動部５ｂは、制御部５ｅの制御により、全ての受光素子４による受光動作を行わせる。受光量計測部５ｃは、制御部５ｅの制御により、上述の散乱光を受光した受光素子４における受光量を計測する。なお、受光量の計測に際しては、たとえば所定のしきい値を設けておいて、その所定のしきい値を超えた場合の光量を計測するようにすることで、受光量の計測をより確実に行うことができる。
【００５８】
また、ここでのしきい値にあっては、入力ペン１０の後述するペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄのそれぞれ異なる発色光の可視光ピーク感度波長を受光可能な値とすればよい。
【００５９】
入力位置データ出力部５ｄは、制御部５ｅの制御により、順次点灯（点灯走査）又は順次消灯（消灯走査）によって判別される単一又は複数のＸ座標位置と単一又は複数のＹ座標位置とに基づいて特定されたタッチエリア２ａにおける入力位置と、可視光ピーク感度波長に基づいて得られる入力ペン１０を識別するためのデータとが出力される。
【００６０】
制御部５ｅは、タッチエリア２ａにおける入力位置の特定や入力ペン１０の識別の判定を行うために、上述した発光素子駆動部５ａ、受光素子駆動部５ｂ及び受光量計測部５ｃを駆動させるとともに、その特定及び判定した単一又は複数の入力位置や単一又は複数の入力位置における入力ペン１０を識別するためのデータを入力位置データ出力部５ｄから出力させる。
【００６１】
なお、上述したそれぞれの発光素子３及び受光素子４にあっては、Ｘ座標位置及びＹ座標位置を判別する必要性から、指向性があることが望ましい。また、それぞれの発光素子３及び受光素子４の数にあっては、位置入力装置１の用途に応じて適宜決定すればよく、それぞれの数を増やすことで、タッチエリア２ａにおける入力位置の特定や入力ペン１０の識別の判定を行う際の分解能を高めることが可能となる。
【００６２】
また、複数の発光素子３にあっては、１つの光源をシャッター機構等によって走査できるような構成としてもよい。また、複数の受光素子４にあっては、一つのラインセンサやイメージセンサで置き換え、受光状況の解析結果からＹ座標位置の識別や入力ペン１０の識別の判定ができるようにしてもよい。
【００６３】
入力ペン１０は、図２（ａ）に示すように、接触部であるペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄにそれぞれ異なる紫外線発光インクが塗布又は印刷されている。ここで、発色部位１０ａにはたとえば青色を発色する紫外線発光インクが塗布又は印刷され、発色部位１０ｂにはたとえば赤色を発色する紫外線発光インクが塗布又は印刷され、発色部位１０ｃにはたとえば緑色を発色する紫外線発光インクが塗布又は印刷され、発色部位１０ｄにはたとえば黄色を発色する紫外線発光インクが塗布又は印刷されている。なお、発色部位１０ａ〜１０ｄにあっては、ディスプレイ面６に全く影響を及ぼさないために発光をさせたくない場合は、波長の異なる赤外光や紫外光等の非可視光で発色させるようにしてもよい。
【００６４】
ここで、図２（ｂ）に示すように、発光素子３からの紫外線がペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄに当てられると、それぞれの発色部位１０ａ〜１０ｄからそれぞれの発色光に応じた発光が生じることになる。
【００６５】
次に、図４を参照し、位置入力装置１の導光板２の基本原理について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、導光板２の側端部２ｂを入射面として発光素子３を配置すると、発光素子３から出射された紫外線光（図では入射角θの場合で示している）は、導光板２内に入射されて全反射を繰り返しながら導光板２内を直進する。
【００６６】
導光板２は、入射される紫外線光の波長に比べて十分に大きい厚さを有するものであり、図４（ａ）のように、タッチエリア２ａで入力位置が指されていないとき、入射された紫外線光は幅方向に散乱することなく直線的に進行する。
【００６７】
これに対し、図４（ｂ）に示すように、導光板２のタッチエリア２ａに入力ペン１０のたとえばペン先の発色部位１０ａが接触すると、その接触点下の導光板２の相対屈折率が変化し、入射された紫外線光がその接触点下で散乱を起こす。このとき、紫外線光が発色部位１０ａに当たることで、その発色部位１０ａがたとえば青色に発光する。そして、導光板２に入射された紫外線光の進行方向に対し、直交方向（図１参照）に進んだ散乱光（青色に発光した光）は受光素子４によって受光される。
【００６８】
ここで、タッチエリア２ａでの入力位置を特定するための感度を上げるためには、入力ペン１０のたとえば発色部位１０ａの接触によって確実に散乱光が生じるようにする必要があり、全反射の繰り返し回数が多い方がよい。そのためには、導光板２をある程度板厚を薄くする（２〜５ｍｍ程度）ことが好ましい。
【００６９】
また、発光素子３からの紫外線光を導光板２の側端部２ｂから導光板２内に入射させるには、導光板２の屈折率や周囲の屈折率等によって決められるスネルの法則に従い、入射角θに向けた光の入射が必要となる。そこで、導光板２内に紫外線光を損失無く入射させるためには、図４（ｃ）に示すように、側端部２ｂの端面に対して入射角θだけ光出射方向を傾けて発光素子３を配置することが好ましい。
【００７０】
この場合、図４（ｄ）に示すように、導光板２の側端部２ｂを、上記の入射角θに応じた傾斜面とすれば、発光素子３の光出射方向と側端部２ｂとの位置合わせを容易に行うことができるばかりか、導光板２内に紫外線光を損失無く入射させることが可能となる。また、タッチエリア２ａ内での接触点での感度を向上させるために、図４（ｅ）に示すように、光出射方向の角度を変えた複数の発光素子３からの紫外線光を導光板２内に入射するようにしてもよい。
【００７１】
次に、図５のフローチャートを参照し、タッチエリア２ａへの入力ペン１０による接触点の入力位置の特定等について説明する。なお、以下の説明においては、タッチエリア２ａでの接触点の入力位置を判別する際、発光素子３による順次点灯（点灯走査）が行われるものとする。
【００７２】
まず、発光素子３による順次点灯（点灯走査）が行われるとき、たとえば左端の発光素子３をＯＮし（ステップＳ１）、全ての受光素子４によって受光される散乱光（入力ペン１０のペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄのそれぞれ異なる発色光）を測定し（ステップＳ２）、ＯＮしている発光素子３をＯＦＦする（ステップＳ３）。ここで、接触点の有無を判別するが、全ての受光素子４によって受光が無ければ（ステップＳ４：ＮＯ）、次の発光素子３をＯＮし（ステップＳ５）、ステップＳ２に戻る。
【００７３】
以上のような順次点灯（点灯走査）が全ての発光素子３に対して行われると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、順次点灯（点灯走査）された発光素子３毎の受光データが解析され（ステップＳ６）、タッチエリア２ａにおけるＸ座標位置とＹ座標位置とに基づく入力位置が特定される（ステップＳ７）。
【００７４】
また、このとき、受光素子４によって受光された可視光ピーク感度波長からそれぞれの入力ペン１０が識別される。この場合、複数のユーザがそれぞれ発色光の異なる発色部位１０ａ〜１０ｄを有する入力ペン１０によるタッチ入力を行っているとき、それぞれの発色光の可視光ピーク感度波長からそれぞれのユーザが識別されることになる。
【００７５】
また、たとえば図６に示すように、一人のユーザがそれぞれ発色光の異なる入力ペン１０を用いてタッチ入力することも可能であり、この場合はそのユーザの左手又は右手でのタッチ入力が行われたかどうかの識別が可能となる。
【００７６】
このように、本実施例では、導光板２に設けられた発光手段としての発光素子３が制御手段としての制御部５ｅによるたとえば点灯走査の制御により発光し、その光がタッチエリア２ａへの接触物としての入力ペン１０による接触に応じて散乱光を発生させる導光板２内に入射され、タッチエリア２ａへのそれぞれ異なる波長の光を放つ発色部位１３ａ〜１３ｄを有するいずれかの入力ペン１０による導光板２での散乱時に生じる発色光が導光板２の一辺に沿って設けられた受光手段としての受光素子４により受光されると、制御部５ｅにより、受光素子４によって散乱光が受光されたときの座標と、該受光素子４の受光時にたとえば点灯走査させたときの発光素子３の座標とから、入力ペン１０によるタッチエリア２ａへの入力位置が特定され、さらに受光された散乱光の波長から入力ペン１０が識別されるようにした。
【００７７】
このようにすることで、複数の入力ペン１０によるタッチエリア２ａへの接触がある場合であっても、受光素子４は導光板２でのたとえば点灯走査された発光素子３からの光の散乱時に生じる入力ペン１０のそれぞれ異なる波長の光を放つ発色部位１３ａ〜１３ｄからの発色光を受光するため、複数の入力ペン１０の入力位置の特定を容易かつ確実に行うことができ、しかもタッチ入力を行ったそれぞれの入力ペン１０を介してそれぞれのユーザを容易かつ確実に識別することができる。
【００７８】
また、それぞれの入力ペン１０をタッチエリア２ａに接触させたとき、それぞれの入力ペン１０の発色部位１３ａ〜１３ｄが可視光で発色するため、ユーザに確実に入力できたことを視覚的に認識させることができる。また、ユーザが入力ペン１０を用いて操作するディスプレイ面６における表示オブジェクトを、発色部位１３ａ〜１３ｄの発色光と同一色とすることにより（たとえば、タッチエリア２ａへの接触により発色部位１３ａ〜１３ｄの発色光と同色の弾丸がディスプレイ面６に表示され、それが発射されるなど）、表示オブジェクトとの関連性を高めることができ、一体感、仮想現実感を演出することができる。
【００７９】
また、本実施例では、入力ペン１０のそれぞれ異なる波長の光を放つ発色部位１３ａ〜１３ｄからの発色光を受光することで、それぞれのユーザを容易かつ確実に識別することができるようにしているので、たとえば既存のタブレット側や位置指示器のそれぞれに発信手段及び受信手段を設けてユーザを識別するようにした位置入力装置に比べ、構造が極めて簡素であるばかりか、低コストなものとすることができる。しかも、既存の位置入力装置では、タブレット側の検出面全面に多数のループコイルを備える必要があるため、上述したディスプレイ面６に影響を及ぼすことなく重ねることができない、といった問題があるが、本実施例での導光板２は透明な部材で構成することができるため、ディスプレイ面６に重ねても、ディスプレイ面６での映像に影響を及ぼすことがなくなる。
【００８０】
また、本実施例での導光板２は、タッチエリア２ａに入力ペン１０のペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが接触すると、その接触位置下を進行する光を散乱させるものであって、その構成がシンプルであり、低コストであり、かつ耐久性が高く、しかも薄型にできる。
【００８１】
また、接触物である入力ペン１０のペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄには紫外線発光インクが塗布又は印刷されていればよく、特殊な機構や電子回路等を必要としないため、低コストであり、耐久性が高く、しかも小型にできる。
【００８２】
なお、本実施例では、図２で説明したように、入力ペン１０をそれぞれ発色光の異なるペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄを有するものとしたが、この例に限らず、たとえば図７に示すように、１本の入力ペン１０で複数の発色光が得られるようにすることも可能である。
【００８３】
この場合、図７（ａ）のように、その入力ペン１０にたとえば３色ボールペン等において用いられている切り替えスイッチ１１を複数設け、それぞれの切り替えスイッチ１１により、図７（ｂ）のように赤色の発色部位１０ｂが押し出されたり、図７（ｃ）のように黄色の発色部位１０ｄが押し出されたり、図７（ｄ）のように青色の発色部位１０ａが押し出されたりする構成とすることができる。
【００８４】
なお、それぞれの切り替えスイッチ１１にあっては、発色部位１０ａ〜１０ｄの発色光と同じ色が付されていてもよく、この場合はそれぞれの切り替えスイッチ１１による発色部位１０ａ〜１０ｄの選択が容易となる。
【００８５】
また、本実施例では、入力ペン１０のペン先の発色部位１０ａ〜１０ｄが発色する場合として説明したが、この例に限らず、図８（ａ），（ｂ）に示すように、入力ペン１０のペン先の全体が発色するようにしてもよい。この場合、図８（ａ），（ｂ）の右側に示すように、タッチエリア２ａに対するペン先全体の発色部位１０ａ〜１０ｄの接触角度に応じて発色部位が異なることになる。
【００８６】
すなわち、ペン先全体の発色部位１０ａ〜１０ｄをタッチエリア２ａに垂直に接触させる場合に比べて、ペン先全体の発色部位１０ａ〜１０ｄをタッチエリア２ａに傾けて接触させると、発色がペン先を傾けた方向に広がることになる。
【００８７】
このようなペン先の接触角度に応じた発色部位が検出されるようにすることで、たとえばタッチエリア２ａへの位置入力に併せて、たとえばキャラクタの移動方向や動きを指示するような入力にも応用可能となる。
【００８８】
また、入力ペン１０のペン先全体が発色するようにした場合、図９に示すように、タッチエリア２ａでのペン先全体の発色部位１０ａ〜１０ｄの接触変化に応じた入力も可能となる。
【００８９】
すなわち、図９（ａ）のように、たとえば発色部位１０ｂが左から右に移動した場合、たとえば発色部位１０ｂが一端を支点として右から左に回動した場合、たとえば発色部位１０ｂが中心を支点として左から右に回転した場合のいずれかが検出されるようにすることで、たとえばタッチエリア２ａへの位置入力に併せ、たとえばキャラクタの移動方向や動きをさらに細かく指示するような入力にも応用可能となる。
【００９０】
また、本実施例では、入力ペン１０のペン先の発色光がそれぞれ１色となる場合として説明したが、この例に限らず、そのペン先が複数の発色光となるような構成とすることも可能である。
【００９１】
すなわち、たとえば図１０（ａ）に示すように、ペン先１２にそれぞれ異なる発色光を発する発光部位１２ａ〜１２ｅを設けるようにする。この場合、上述したように、それぞれの発光部位１２ａ〜１２ｅにそれぞれ異なる紫外線発光インクが塗布又は印刷されているようにする。
【００９２】
ここで、発光部位１２ａはたとえば赤色とし、発光部位１２ｂはたとえば緑色とし、発光部位１２ｃはたとえば黄色とし、発光部位１２ｄはたとえば青とし、発光部位１２ｅはたとえば薄青とすることができる。
【００９３】
そして、ペン先１２をタッチエリア２ａに垂直に接触させると、図１０（ａ）のように、赤色のみの発色光が得られることになる。また、図１０（ｂ）のように、ペン先１２をタッチエリア２ａに若干傾けて接触させると、赤色と薄青の発色光が得られることになる。また、図１０（ｃ）のように、ペン先１２をタッチエリア２ａにさらに傾けて接触させると、薄青と青色の発色光が得られることになる。
【００９４】
このような構成では、ペン先１２の傾きに応じて得られる発色光の数が異なるなるため、その発色光の数によりペン先１２の傾きの検出が可能となる。
【００９５】
また、このような構成では、筆圧の強弱の検出も可能である。すなわち、図１１（ａ）に示すように、ペン先１２をタッチエリア２ａに垂直に弱く接触させると、発光部位１２ｂによる赤色の発色光が得られることになる。また、図１１（ｂ）に示すように、ペン先１２をタッチエリア２ａに垂直に若干強く接触させると、発光部位１２ｂ，１２ｅによる赤色と薄青の発色光が得られることになる。また、図１１（ｃ）に示すように、ペン先１２をタッチエリア２ａに垂直に強く接触させると、発光部位１２ｂ，１２ｅ，１２ａによる赤色と薄青と青色の発色光が得られることになる。
【００９６】
また、本実施例では、入力ペン１０による位置入力等について説明したが、この例に限らず、入力ペン１０以外の接触物により位置入力等を行うことが可能である。
【００９７】
すなわち、図１２に示すように、接触物をコップを逆さまにしたような中空円錐状体１３とし、それぞれの開口縁部を、上述したそれぞれ異なる紫外線発光インクを塗布又は印刷した発色部位１３ａ〜１３ｄとする。なお、接触物にあっては、中空円錐状体１３に限らず、ボウル状や筒状等の各種形状であってもよい。
【００９８】
ここで、発色部位１３ａはたとえば青色を発色するものとし、発色部位１３ｂはたとえば赤色を発色するものとし、発色部位１３ｃはたとえば緑色を発色するものとし、発色部位１３ｄはたとえば黄色を発色するものとする。また、それぞれの発色部位１３ａ〜１３ｄにあっては、範囲を指定する形状であればよく、たとえば図示のような円形に限らず、楕円形、多角形、破線形等としてもよい。
【００９９】
このような中空円錐状体１３では、それぞれの発色部位１３ａ〜１３ｄをタッチエリア２ａに接触させると、発光がリング状となるため、範囲を指定しての位置入力が可能となり、たとえば図１３（ａ）に示すように動くキャラクタ１４ｃを捕まえたり、たとえば図１３（ｂ）に示すように動くキャラクタ１４ｃの邪魔をしたり、たとえば図１３（ｃ）に示すように同じ色のキャラクタ１４ａ，１４ｂを捕まえたりするような操作が可能となる。
【０１００】
また、このような中空円錐状体１３による操作においては、たとえば図１４（ａ）に示すように、中空円錐状体１３の発色部位１３ａ〜１３ｄ側をタッチエリア２ａに接触させるようにして導光板２上に複数の中空円錐状体１３を載置する。そして、図１３（ａ）のように動くキャラクタ１４ｃを捕まえたり、図１３（ｂ）のように動くキャラクタ１４ｃの邪魔をしたり、図１３（ｃ）のように同じ色のキャラクタ１４ａ，１４ｂを捕まえたりするとき、図１４（ｂ）に示すように、いずれかの中空円錐状体１３を移動させる。
【０１０１】
なお、図１４（ｂ）では、ユーザが一人の場合となっているが、複数のユーザが同時にそれぞれの中空円錐状体１３を操作することも可能である。
【０１０２】
また、図１２では、それぞれの中空円錐状体１３の発色部位１３ａ〜１３ｄに、それぞれ異なる波長の光を放つ紫外線発光インクを塗布又は印刷した場合としているが、この例に限らず、１つの中空円錐状体１３の開口縁部に複数の発色部位１３ａ〜１３ｄを設けるようにしてもよい。
【０１０３】
すなわち、図１５（ａ）に示すように、１つの中空円錐状体１３の開口縁部に、たとえば青色を発色する発色部位１３ａと、たとえば赤色を発色する発色部位１３ｂと、たとえば緑色を発色する発色部位１３ｃと、たとえば黄色を発色する発色部位１３ｄと、たとえば薄青を発色する発色部位１３ｅと、たとえば濃緑を発色する発色部位１３ｆと、たとえば紫を発色する発色部位１３ｇと、たとえば薄茶を発色する発色部位１３ｈとを設けるようにする。なお、ここでは、８個の発色部位１３ａ〜１３ｈを設けているが、８個に限らず、８個未満であってもよいし８個以上であってもよい。
【０１０４】
このような中空円錐状体１３では、図１５（ｂ）のように反時計回りに回転させたり、図１５（ｃ）のように時計回りに回転させたりすることで、中空円錐状体１３の回転方向や回転角度の検出が可能となる。
【０１０５】
なお、以上の各実施例では、複数の発光素子３を導光板２の一座標方向に沿って設け、導光板２のタッチエリア２ａでのたとえば入力ペン１０の接触による接触位置下からの散乱光を、導光板２の他辺側の側端面（図１では右辺側の側端面）に並設されている複数の受光素子４によって受光するようにした場合について説明したが、導光板２は透明な部材で構成することができるため、その導光板２をたとえばタッチエリア２ａへの入力位置に応じた内容を表示するディスプレイ面に重ねても、ディスプレイ面６での映像に影響を及ぼすことがなくなる。この場合、それぞれの発光素子３からの光を、紫外線光と同様にディスプレイ面６での映像に影響を及ぼすことがない非可視光である赤外線光としてもよい。
【０１０６】
また、以上の各実施例では、複数の発光素子３を導光板２の一座標方向に沿って設けた場合で説明したが、この例に限らず、図１６及び図１７（ａ）に示すように、複数の発光素子３を導光板２の一面側のタッチエリア２ａとは反対の面側のタッチエリア２ａに対応する領域全体に設けるようにしてもよい。また、この場合、図１７（ｂ）に示すように、それぞれの発光素子３を、透明ＥＬ等の面発光部材３Ａとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
ゲーム機、ＰＤＡ、携帯電話、ＡＴＭ、券売機等の入力装置、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の情報処理装置、カーナビ等の地図表示装置等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の位置入力装置の一実施例を示す図である。
【図２】図１の接触物である入力ペンの一例を説明するための図である。
【図３】図１の位置入力装置がディスプレイ面に取り付けられた状態を示す側面図である。
【図４】図１の位置入力装置の導光板の基本原理について説明するための図である。
【図５】図１の位置入力装置におけるタッチエリアへの入力ペンによる接触点の入力位置の特定等について説明するためのフローチャートである。
【図６】図１の位置入力装置におけるタッチエリアへの入力ペンによる操作方法の一例を説明するための図である。
【図７】図１の入力ペンの構成を変えた場合の他の入力ペンを示す図である。
【図８】図１の入力ペンのペン先の構成を変えた場合の他の入力ペンを示す図である。
【図９】図８の入力ペンによる操作例を説明するための図である。
【図１０】図７の入力ペンのペン先の構成を変えた場合の他の入力ペンを示す図である。
【図１１】図１０の入力ペンによる操作例を説明するための図である。
【図１２】図１の入力ペンの構成を変えた場合の他の接触物を説明するための図である。
【図１３】図１２の接触物による操作例を説明するための図である。
【図１４】図１２の接触物による操作例を説明するための図である。
【図１５】図１２の接触物の構成を変えた場合の他の接触物を説明するための図である。
【図１６】図１の位置入力装置の構成を変えた場合の他の実施例を説明するための側面図である。
【図１７】図１の位置入力装置の構成を変えた場合の他の実施例を説明するための側面図である。
【図１８】従来の光学式によるタッチパネルを説明するための平面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  位置入力装置
２  導光板
２ａ  タッチエリア
２ｂ  側端部
３  発光素子
４  受光素子
５  入力位置検出部
５ａ  発光素子駆動部
５ｂ  受光素子駆動部
５ｃ  受光量計測部
５ｄ  入力位置データ出力部
５ｅ  制御部
６  ディスプレイ面
１０  入力ペン
１０ａ〜  １０ｄ  発色部位
１１  切り替えスイッチ
１２  ペン先
１２ａ〜１２ｅ  発光部位
１３  中空円錐状体
１３ａ〜１３ｈ    発色部位
【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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