JP2000284908A

JP2000284908A - 入出力一体型装置

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Publication number: JP2000284908A
Application number: JP9156499A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Yoshimura; 雄一郎吉村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP4612751B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学式座標入力装置のスクリーンからのペン
の入力光量を十分に確保する。【解決手段】スクリーン１０は、投影レンズから画像
光線をその光軸に平行にするフレネルレンズよりなるフ
レネル板１０−１と水平方向に拡散作用するレンチキュ
ラーレンズ１０−２−１よりなるレンチ板１０−２によ
り構成し、レンチキュラーレンズにペン入力光が画像投
射光の光軸に平行になるような光学特性領域を設け、フ
レネル効果を増大させ、更なる集光特性の向上を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大型表示システム
に用いられる座標入力装置を含む入出力一体型装置に関
する。より詳しくは、大型ディスプレイの画面に指示具
によって座標を入力することにより、外部接続されたコ
ンピュータを制御したり、文字や図形などを書き込むた
めに用いられる座標入力装置を含む入出力一体型装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の座標入力装置としては、ＣＣＤエ
リアセンサやリニアセンサを用いて画面上の発光ペン等
からの光スポットを撮像し、重心座標あるいはパターン
マッチングを用いるなどの画像処理を行って、座標値を
演算して出力するものや、ＰＳＤと呼ばれる位置検出素
子（スポットの位置に対応した出力電圧が得られるアナ
ログデバイス）を用いるものなどが知られている。

【０００３】例えば、特公平７−７６９０２号公報に
は、可視光の平行ビームによる光スポットをビデオカメ
ラで撮像して座標を検出し、同時に赤外拡散光で制御信
号を送受する装置について開示されている。また、特開
平６−２７４２６６号公報には、リニアＣＣＤセンサと
特殊な光学マスクを用いて座標検出を行う装置が開示さ
れている。

【０００４】一方、特許第２５０３ｌ８２号には、ＰＳ
Ｄを用いた装置について、その構成と出力座標の補正方
法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、大画面ディスプ
レイの画面の明るさが改善され、明るく照明された環境
においても十分使用できるようになってきており、プレ
ゼンテーションや電子会議システムにおいて有効な入出
力一体型デバイスを構成することができるので需要が拡
大されつつある。

【０００６】そして、座標入力装置は、そのような大画
面ディスプレイと組み合わせた環境においても使用でき
るように、外乱光に強いことがますます必要になってき
ている。

【０００７】また、近年、無線通信手段として、赤外線
を利用する機器が増加しており、赤外、可視光ともに外
乱光は、増加傾向にあるため、外乱光に強いことは、装
置の重要な特性の一つである。

【０００８】しかしながら、前記特公平７−７６９０２
号公報、前記特開平６−２７４２６６号公報からもわか
るように、従来のＣＣＤセンサを用いるものは、光学フ
ィルタでしか外乱光を抑制することができない。

【０００９】これに対して、前記特許出願第２５０３ｌ
８２号のように、ＰＳＤを用いる装置では、光強度を周
波数変調し、この変調波を同期検波することにより、外
乱光の影響を抑制できるため、光学フィルタと併用する
ことによって、外乱光に対しては強い特性を持ってい
る。

【００１０】また、大画面ディスプレイは、明るさの改
善と同時に高解像度化も進められている。このため、座
標入力装置の分解能も向上させる必要があるが、外乱光
に強いＰＳＤを用いた装置ではこの点において問題があ
る。

【００１１】すなわち、センサ出力電圧のダイナミック
レンジが入力範囲にそのまま対応しているため、例えば
全体をｌ０００の座標に分解する場合には少なくとも６
０ｄＢ以上のＳ／Ｎ比が必要になり、さらに前記特許第
２５０３ｌ８２号で述べられているように、直線性誤差
のデジタル補正が必須であるため、高精度なアナログ回
路と多ビットのＡＤ変換器と演算回路とが必要になる。

【００１２】さらに、センサ出力信号のＳ／Ｎ比は光量
と光スポットのシャープさに依存するため、前述した外
乱光の抑圧だけでは不十分であり、明るく高精度な光学
系も必要になる。このようなことから、装置自体が非常
に高価で、大型なものになってしまう。

【００１３】さらに、ＣＣＤセンサを用い、分解能を高
める手法として、前記特公平７−７６９０２号公報で
は、ビデオカメラを複数台同時使用することが開示され
ているが、これは装置が大型化し、高価になる。また、
一台で画素数の多いビデオカメラの場合には、複数のカ
メラを用いるよりもさらに大型化し、高価となる。

【００１４】また、画像処理によって、画素数よりも高
い分解能を達成するには、膨大な画像データの高速処理
が必要となり、リアルタイム動作をさせるには非常に大
型で、高価なものとなってしまう。

【００１５】また、前記特開平６−２７４２６６号公報
では、特殊な光学マスクと信号処理とによって高分解能
が得られるようにしており、外乱光が小さく良好なＳ／
Ｎ比が確保できれば高分解能化が可能である。

【００１６】しかし、実際には、リニアセンサでは結像
が線状であり、点像となるエリアセンサに比べて面内で
外乱光との分離ができないため、外乱光の影響を受けや
すく、外乱光の少ない特殊な環境でしか実用にならない
という問題がある。

【００１７】また、上記座標入力装置を投射型大画面デ
ィスプレイと組み合わせる場合、この投射型大画面ディ
スプレイに用いるスクリーンとしては、入力側であり画
面鑑賞側である前面の視野角を広く確保するために、フ
レネルレンズとレンチキュラーレンズ面をもったスクリ
ーンを用い、更に拡散材等を併用する構成とするのは公
知の技術である。

【００１８】しかし、単純にセンサの位置を考慮せずこ
のスクリーンを上記座標入力装置と投射型大画面ディス
プレイと組み合わせた装置に用いたのでは、ペン等の指
示具からの光スポットの光はセンサへ集光せず、光量が
不足してしまうという問題がある。更に、例えば特開昭
58-59436に開示されているように、水平方向に曲率を持
つ凸のレンチキュラーレンズを表裏両面に持ち、コント
ラストの向上を図るために、レンチキュラーレンズの鑑
賞側の面（画像光の出力側）にレンチキュラーレンズの
背面の谷部と対向した平面の黒状細状面（ブラックスト
ライプ）をフレネル板と共に形成するスクリーン構成が
知られている。

【００１９】ところが、上記スクリーン画面上のペン等
の指示具からの光スポットの座標を検出する場合、上記
ブラックストライプによりセンサへ入力する光が遮られ
てしまい、十分な検出光量を確保できないという問題が
ある。このような場合、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）
で示すように上記レンチキュラーレンズの背面の谷部と
対向した平面にブラックストライプを形成しないレンチ
板を用いることが容易に考案される。

【００２０】但し、この場合、図１３（ａ）で示すよう
な画像光に関しては、フレネル板通過後画像光の光軸と
平行になった光線群（矢印→）に対し水平方向に強い拡
散を行い、視野角の向上効果があるものの、ペン等の指
示具からの光ビーム（矢印←）に対しては上記レンズ部
及び上記平面いずれの領域に於ける入射に関してフレネ
ル板へは光軸に平行な光線でなく拡散光となってしま
い、センサへ十分な検出光量を確保できないという問題
がある。

【００２１】そこで、本発明の目的は、投射画像の視野
角を広く保持した上で、十分なセンサへの入射光量を確
保した、高分解能で高性能な座標入力装置を提供するこ
とにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、指示具からの光を座標入力画面の所定位
置に照射して光スポットを生成し、前記光スポットを撮
像する撮像手段と、該撮像手段の出力信号から該スポッ
トの前記座標入力画面の所定位置に対応した座標出力信
号を生成する座標演算手段からなる座標入力装置と、前
記座標入力画面に画像を投射し結像させる投射型表示手
段より構成される入出力一体型装置であって、前記撮像
手段を前記投射型表示手段の投射レンズの略近傍に配置
し、前記座標入力画面を画像投射側の画像投射光を上記
投射レンズの光軸に平行にし、且つ、指示具からの光を
前記撮像手段へ集光するフレネルレンズを有するフレネ
ル板と、座標入力面側の画像投射光を拡散させるレンチ
キュラーレンズを有するレンチ板から構成されることを
特徴とする入出力一体型装置を提供する。

【００２３】また、好ましくは、本発明は、前記フレネ
ルレンズの物体側焦点が、前記投射型表示手段の投射レ
ンズの射出位置と前記座標入力装置の前記撮像手段のセ
ンサ位置に略合致していることを特徴とする。また、好
ましくは、本発明は、前記レンチ板が前記指示具からの
光が透過後投射レンズの光軸と略平行になる光学特性領
域を具えることを特徴とする。また、好ましくは、本発
明は、前記レンチ板の光学特性領域が、座標入力面側の
凸曲率面と画像投射側の凹曲率面により構成されること
を特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００２５】図１は、本発明の座標入力装置の全体構成
を示す概略図である。

【００２６】まず、図１を用いて、本発明に係る光学式
座標入力装置の概略構成について説明すると、本装置は
大別して、座標入力面であるスクリーン１０に対して光
スポットを形成する指示具４と、光スポット５のスクリ
ーン１０上の位置座標等を検出する座標検出器１とから
なり、図１にはそれらの構成と合わせて、出力装置とし
てスクリーン１０に画像、或いは前述の位置情報等を表
示する投射型表示装置８が記載されている。

【００２７】次に図３を用いて指示具４の概略構成につ
いて説明する。

【００２８】指示具４は、赤外光ビームを発射する半導
体レーザ、或いはＬＥＤ等の発光素子４１と、その発光
を駆動制御する発光制御手段４２、複数の操作用スイッ
チ手段４３、電池等の電源手段４４とを内蔵している。
発光制御手段４２は、操作用スイッチ４３の状態によ
り、発光のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）と、後述する
変調方法とによって、制御信号を重畳した発光制御を行
う。

【００２９】図１の座標検出器１は、座標検出センサ部
２と、このセンサ部の制御および座標演算などを行うコ
ントローラ３、制御信号検出センサ６、信号処理部７と
から構成されており、光スポット５のスクリーン１０上
の座標位置、及び指示具４の後述する各スイッチの状態
に対応する制御信号とを検出して、コントローラ３によ
って外部接続装置（不図示）にその情報を通信するよう
にしている。

【００３０】図１の投射型表示装置８は、コンピュータ
（図示せず）などの外部接続装置である表示信号源から
の画像信号が入力される画像信号処理部８１と、これに
より制御される液晶パネル８２、ランプ８３、ミラー８
４、コンデンサーレンズ８５からなる照明光学系と、液
晶パネル８２の像をスクリーンｌ０上に投影する投影レ
ンズ８６とからなり、所望の画像情報をスクリーン１０
に表示することができる。

【００３１】スクリーンｌ０は、投射画像の観察範囲を
広くするために、上記投影レンズ８６からの画像光線を
その光軸に平行にするフレネルレンズよりなる画像投射
側のフレネル板１０−１と水平方向に拡散作用するレン
チキュラーレンズよりなる座標入力面側のレンチ板１０
−２より構成され、また、更に垂直方向にも適度な視野
範囲を確保するため、光拡散剤を上記フレネル板１０−
１及びレンチ板１０−２に混入させてある。

【００３２】上記フレネル板１０−１は、上記の画像光
線をその光軸に平行にすると共に、指示具４によりスク
リーン１０に入力した光ビームを撮像手段である座標検
出器１を構成する上記座標検出センサ部２と制御信号検
出センサ６に向かわせる作用をする。

【００３３】従って、上記座標検出センサ部２と制御信
号検出センサ６は上記投影レンズ８６の略近傍に配置
し、更に望ましくは、上記フレネル板１０−１のフレネ
ルレンズの物体側焦点が、上記投影レンズ８６の射出位
置と上記座標検出センサ部２と制御信号検出センサ６の
位置に略合致する様に配置する。

【００３４】図１では、上記投影レンズ８６に比べて小
型である上記座標検出センサ部２と制御信号検出センサ
６を投影レンズ８６の周囲に配置した一実施形態を示
す。

【００３５】また、フレネル板１０−１のフレネルレン
ズの物体側焦点を上記投影レンズ８６の射出位置からわ
ずかに上記座標検出センサ部２と制御信号検出センサ６
の位置側へずらした位置にしてもよい。実際には、上記
の通りスクリーン１０は拡散特性を持っているので指示
具４からの光ビームはある程度の幅があり、上記構成に
より、図１に示すように指示具４のスクリーン１０への
入力位置が（ａ）の位置の場合でも（ｂ）の位置の場合
でも指示具４からの光ビームは、効率よく座標検出器１
を構成する上記座標検出センサ部２及び制御信号検出セ
ンサ６へ入射することができる。

【００３６】また更に、光スポット５の光がより効率よ
く座標検出器１に入射するためには、上記指示具４から
の光がレンチ板１０−２透過後、フレネル板１０−１の
フレネルレンズに入射する前に、光軸と平行になる様な
光学特性をレンチ板１０−２が具えることが望ましい。
その特性を持った領域を具えたレンチ板１０−２の構成
に係わる詳しい説明は、後述する。

【００３７】この様に構成することで、指示具４により
スクリーン１０上で文字情報や線画情報を入力し、その
情報を投射型表示装置８で表示することにより、あたか
も『紙と鉛筆』の様な関係で情報の入出力を可能とする
他、ボタン操作やアイコンの選択決定などの入力操作を
自由に行える様に構成したものである。

【００３８】以下、本願発明の光学式座標入力装置の詳
細について具体的に説明する。

【００３９】＜指示具４の詳細説明＞図３は指示具４の
概略構造図であり、赤外光ビームを発射する半導体レー
ザからなる発光素子４１と、その発光を駆動制御する発
光制御手段４２、電源部４４、並びに本願発明の実施例
では４個の操作用スイッチ４３Ａ〜４３Ｄとを内蔵して
いる。発光制御手段４２は、４個の操作用スイッチ４３
Ａ〜４３Ｄの状態により、発光のＯＮ（オン）／ＯＦＦ
（オフ）と、後述する変調方法とによって、制御信号を
重畳した発光制御を行う。図１４は、指示具４の動作モ
ードを示すものであり、スイッチＡ〜Ｄは、図３のスイ
ッチ４３Ａ〜４３Ｄに対応している。なお図１４中、
「発光」とは発光信号（座標信号）に対応し、「ペンダ
ウン」、「ペンボタン」とは制御信号に対応する。

【００４０】操作者は、指示具４を握ってスクリーン１
０にその先端を向ける。このとき、スイッチ４３Ａは親
指が自然に触れる位置に配置されており、これを押すこ
とによって光ビーム４５が発射される。これにより、ス
クリーン１０上に光スポット５が生成され、所定の処理
によって座標信号が出力され始めるが、この状態ではペ
ンダウン及びペンボタンの制御信号はＯＦＦの状態であ
る。このため、スクリーン１０上では、カーソルの動き
やボタンのハイライト切換えなどによる操作者への指示
位置の明示のみが行われる。

【００４１】また、人差し指及び中指が自然に触れる位
置に配置されたスイッチ４３Ｃ，４３Ｄを押すことによ
って、図１４に示すようにペンダウン及びペンボタンの
制御信号が、発光信号に重畳された信号となる。すなわ
ち、スイッチ４３Ｃを押すことによってペンダウンの状
態となり、文字や線画の入力を開始したり、ボタンを選
択決定するなどの画面制御が実行できる。スイッチ４３
Ｄを押すことによってペンボタンの状態となり、メニュ
ーの呼び出しなどの別機能に対応させることができる。
これにより、操作者は、片手でスクリーン１０上の任意
の位置で、すばやく正確に文字や図形を描いたり、ボタ
ンやメニューを選択したりすることによって、軽快に操
作することができる。

【００４２】また、指示具４の先端部には、スイッチ４
３Ｂが設けられていて、スクリーン１０に指示具４を押
し付けることによって動作するスイッチである。操作者
が、指示具４を握り、指示具の先端部をスクリーン１０
に押し付けることでペンダウン状態となるので、余分な
ボタン操作を行うことなしに自然なぺン入力操作を行う
ことができる。

【００４３】また、スイッチ４３Ａはペンボタンの役割
を持つ。もちろん画面に押し付けないでスイッチ４３Ａ
を押せば、カーソルのみを動かすこともできる。実際
上、文字や図形の入力は画面から離れて行うより、直接
画面に触れた方が遥に操作性、正確性が良い。本実施形
態例では、このように４個のスイッチを用いて画面から
離れていても、また、直前にいても、自然で快適な操作
が可能であり、場合によって使い分けることができるよ
うに構成されている。さらには、直接入力専用（ポイン
タとして使用しない）ならば、光ビームでなく拡散光源
でよいので、半導体レーザよりも安価で長寿命のＬＥＤ
を用いることも可能である。

【００４４】また、このように近接用、遠隔用の２種類
の指示具４を用いたり、同時に２人以上で操作する、あ
るいは色や太さなど属性の異なる複数の指示具４を用い
る場合のために、発光制御手段４２は、固有のＩＤ番号
を制御信号と共に送信するように設定されている。送信
されたＩＤ番号に対応して、描かれる線の太さや色など
の属性を外部接続機器側のソフトウェアなどで決定する
ようになっており、スクリーン１０上のボタンやメニュ
ーなどで設定変更することができる。この操作は、指示
具４に別途操作ボタン等を設けて変更指示信号を送信す
るようにしてもよく、これらの設定については指示具４
内部あるいは座標検出器１内に状態を保持するようにし
てＩＤ番号ではなく、属性情報を外部接続機器へ送信す
るように構成することも可能である。

【００４５】また、このような追加の操作ボタンは、他
の機能、例えば表示装置の点滅や信号源の切換、録画装
置などの操作などを行えるようにも設定可能である。さ
らに、スイッチ４３Ａ，４３Ｂのいずれか一方、または
両方に圧力検出手段を設けることによって筆圧検出を行
い、この筆圧データを制御信号と共に送信するなど各種
の有用な信号を送信することが可能である。

【００４６】指示具４のスイッチ４３Ａまたはスイッチ
４３ＢがＯＮになると発光が開始され、その発光信号は
比較的長い連続するパルス列からなるリーダ部と、これ
に続くコード（メーカーＩＤなど）とからなるへッダ部
をまず出力し、その後、ペンＩＤや制御信号などからな
る送信データ列が予め定義された順序と形式に従ってそ
の情報を順次出力する（図７、ＬＳＧ信号参照）。

【００４７】なお本実施形態例では、各データビットに
おいて、“１”ビットは“０”ビットに対して２倍の間
隔をもつような変調形式で形成しているが、データの符
号化方式については種々のものが使用可能である。

【００４８】しかしながら、後述する様に座標検出のた
めには平均光量が一定している事、またＰＬＬの同調を
行うにはクロック成分が十分大きい事等が望ましく、送
信すべきデータ量から見て冗長度を比較的高くしても支
障はない等を勘案して、本実施形態例においては、６ビ
ット（６４個）のデータを１０ビット長のコードのう
ち、１と０が同数で、かつ、１あるいは０の連続数が３
以下の１０８個のコードに割り付ける方法で符号化して
いる。このような符号化方式をとることによって、平均
電力が一定になり、また十分なクロック成分が含まれる
ので、復調時に容易に安定した同期信号を生成すること
ができる。

【００４９】また、前述したように、ペンダウンおよび
ペンボタンの制御信号は、２ビットであるがＩＤなどそ
の他の長いデータも送信しなければならない。そこで、
本実施形態例では、２４ビットを１ブロックとして、先
頭の２ビットは制御信号、次の２ビットは内容識別コー
ド（例えば、筆圧信号は００、ＩＤは１１等）、次の２
ビットはこれらのパリティ、その後に、１６ビットのデ
ータと２ビットのパリティとを並べて、１ブロックのデ
ータとして構成する。このようなデータを前述したよう
な方式により符号化すると、４０ビット長の信号にな
る。その先頭に１０ビット長のシンクコードを付加す
る。このシンクコードは０が４個、１が５個連続する、
あるいはその反転パターン（直前のブロックの終わり
が、１か０かで切り替える）という特殊なコードを使用
して、データワードとの識別が容易で、データ列の途中
においても確実にその位置を識別してデータの復元がで
きるようになっている。従って、１ブロックで５０ビッ
ト長の伝送信号となり、制御信号と１６ビットのＩＤま
たは筆圧等のデータを送信していることになる。

【００５０】本実施形態例では、第１の周波数６０ｋＨ
ｚの１／８の７．５ｋＨｚを第２の周波数としている
が、前述のような符号化方式を採用しているため、平均
伝送ビットレートは、この２／３の５ｋＨｚとなる。さ
らに、１ブロックが５０ビットなので、１００Ｈｚでは
１ブロック２４ビットのデータを送信していることにな
る。したがって、パリティを除いた実効ビットレート
は、２０００ビット／秒である。このように冗長性は高
いが、誤検出を防止し、同期を容易にすることが非常に
簡単な構成で実現できる方式となっている。

【００５１】また、後述のセンサ制御のための位相同期
信号と、シンクコードの繰り返し周期のチェックとを併
用することによって、信号に短いドロップアウトが発生
した場合でも追従ができ、逆に実際に、ペンアップやダ
ブルタップのような素早い操作を行った場合との識別
は、ヘッダ信号の有無によって確実に行えるようにもな
っている。

【００５２】＜座標検出器１の詳細説明＞図４は、座標
検出器１の内部構成を示す図である。この座標検出器１
には、集光光学系によって高感度に光量検出を行う受光
素子６と、結像光学系によって光の到来方向を検出する
２つのリニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙとが設けられてお
り、指示具４に内蔵された発光素子４１からの光ビーム
により、スクリーンｌ０上に生成された光スポット５か
らの拡散光をそれぞれ受光する。

【００５３】＜集光光学系の動作説明＞受光素子６に
は、集光光学系としての集光レンズ６ａが装着されてお
り、スクリーンｌ０上の全範囲から高感度で所定波長の
光量を検知する。この検知出力は、周波数検波手段７１
によって検波された後、制御信号検出手段７２において
制御信号（指示具４の発光制御手段４２によって重畳さ
れた信号）などのデータを含むデジタル信号が復調され
る。

【００５４】図７は、その制御信号の復元動作を説明す
るタイミングチャートである。先に述べたようなビット
列からなるデータ信号は、受光素子６で光出力信号ＬＳ
Ｇとして検出され、周波数検波手段７１で検波される。
周波数検波手段７１は、光出力信号ＬＳＧの中で最も高
い第１の周波数のパルス周期に同調するように構成さ
れ、光学的なフィルタと併用することによって、外乱光
の影響を受けることなく、変調信号ＣＭＤを復調する。
この検波方法は広く実用されている赤外線リモートコン
トローラと同様であり、信頼性の高い無線通信方式であ
る。

【００５５】本実施形態例では、この第１の周波数とし
ては、一般に使用されている赤外線リモートコントロー
ラより高い帯域である６０ＫＨｚを用い、同時に使用し
ても誤動作することの無いように構成したが、この第１
の周波数を一般に使用されている赤外線リモートコント
ローラと同じ帯域にすることも可能であり、このような
場合にはＩＤなどで識別することによって誤動作を防止
する。

【００５６】さて、図４の周波数検波手段７１により検
波された変調信号ＣＭＤは、制御信号検出手段７２によ
ってデジタルデータとして解釈され、前述したペンダウ
ンやペンボタンなどの制御信号が復元される。この復元
された制御信号は、通信制御手段３３に送られる。また
変調信号ＣＭＤに含まれる第２の周波数であるコード変
調の周期は、センサ制御手段３１によって検出され、こ
の信号によってリニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙを制御する
事になる。すなわち、センサ制御手段３１では、図７に
示したヘッダ部のタイミングでリセットし、その後、変
調信号ＣＭＤの立ち下がりに位相同期した信号ＬＣＫを
生成する。従って、この生成された信号ＬＣＫは、指示
具４の発光の有無に同期した一定周波数の信号となる。

【００５７】また、変調信号ＣＭＤからは、光入力の有
無を示す信号ＬＯＮと、この信号ＬＯＮによって起動さ
れるセンサリセット信号ＲＣＬとが生成される。このセ
ンサリセット信号ＲＣＬがハイレベルの間に２つのリニ
アセンサ２０Ｘ，２０Ｙはリセットされ、信号ＬＣＫの
立ち上がりに同期したセンサリセット信号ＲＣＬの立ち
下がりのタイミングによって後述する同期積分動作が開
始される。

【００５８】一方、制御信号検出手段７２はヘッダ部を
検出し、他の機器やノイズではなく、指示具４からの入
力が開始されたことを確認すると、この確認を示す信号
が通信制御手段３３からセンサ制御手段３ｌに伝達さ
れ、リニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙの動作有効を示す信号
ＣＯＮがハイレベルにセットされ、座標演算手段３２の
動作が開始される。

【００５９】図８は、光出力信号ＬＳＧが無くなり、一
連動作の終了時におけるタイミングチャートを示す。光
出力信号ＬＳＧから検波された変調信号ＣＭＤがローレ
ベルを一定時間以上続けると、光入力の有無を示す信号
ＬＯＮがローレベルになり、さらに、センサ動作有効を
示す信号ＣＯＮもローレベルとなり、その結果、リニア
センサ２０Ｘ，２０Ｙによる座標の出力動作を終了す
る。

【００６０】＜結像光学系の動作説明＞図５に、２つの
リニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙの配置関係を示す。結像光
学系としての円筒レンズ９０Ｘ、９０Ｙによって光スポ
ット５の像が各センサの感光部２ｌＸ、２１Ｙに線状９
１Ｘ，９１Ｙに結像する。これら２つのセンサを正確に
直角に配置することによって、それぞれがＸ座標、Ｙ座
標を反映した画素にピークを持つ出力が得られる。そし
て、これら２つのセンサは、センサ制御手段３１によっ
て制御され、出力信号はセンサ制御手段３１に接続され
たＡＤ変換手段３ｌＡによってデジタル信号として座標
演算手段３２に送られ、出力座標値を計算し、その結果
を制御信号検出手段７２からの制御信号などのデータと
共に通信制御手段３３を介して、所定の通信方法で外部
制御装置（図示せず）に送出する。

【００６１】また、調整時など通常と異なる動作（例え
ば、ユーザ校正値の設定）を行わせるために、通信制御
手段３３の方からセンサ制御手段３１、座標演算手段３
２へモード切換え信号が送られる。

【００６２】本実施形態では、光スポット５の像が各セ
ンサの画素の数倍の像幅となるように焦点調節を行っ
て、故意にボケを生じさせている。直径１．５ｍｍのプ
ラスチック製の円筒レンズと画素ピッチ約１５μｍ、有
効６４画素のリニアＣＣＤ、赤外線ＬＥＤを用いた実験
によれば、最もシャープな結像をさせると、約４０度の
画角全面にわたって１５μｍ以下の像幅となり、このよ
うな状態では画素間分割演算結果が階段状に歪んでしま
うことがわかった。

【００６３】そこで、像幅が３０から６０μｍ程度とな
るように、レンズの位置を調節すると、非常に滑らかな
座標データが得られた。もちろん、大きくぼけさせる
と、ピークレベルが小さくなってしまうので、数画素程
度の像幅が最適である。画素数の少ないＣＣＤと、適度
にボケた光学系を用いることが、本実施形態のポイント
の一つであり、このような組み合わせを用いることによ
って、演算データ量が少なく、小さなセンサと光学系で
非常に高分解能、高精度、高速でかつ低コストな座標入
力装置を実現できるものである。

【００６４】アレイ状に配置されたＸ座標検出用リニア
センサ２０Ｘ，Ｙ座標検出用リニアセンサ２０Ｙは同一
の構成であり、その内部構成を図６に示す。

【００６５】受光部であるセンサアレイ２ｌはＮ個の画
素（本実施例では６４画素）からなり、受光量に応じた
電荷が積分部２２に貯えられる。積分部２２は、Ｎ個か
らなり、ゲートＩＣＧに電圧を加えることによってリセ
ットできるため、電子シャッタ動作が可能である。この
積分部２２に貯えられた電荷は、電極ＳＴにパルス電圧
を加えることによって蓄積部２３に転送される。この蓄
積部２３は、２Ｎ個からなり、指示具４の発光タイミン
グに同期した信号ＬＣＫのＨ（ハイレベル）とＬ（ロー
レベル）とにそれぞれ対応して別々に電荷が蓄積され
る。その後、光の点滅に同期して各々別々に蓄積された
電荷は、転送クロックを簡単にするために設けられた２
Ｎ個からなるシフト部２４を介して、２Ｎ個からなるリ
ニアＣＣＤ部２５に転送される。

【００６６】これにより、リニアＣＣＤ部２５には、Ｎ
画素のセンサ出力の光の点滅に各々対応した電荷が隣接
して並んで記憶されることになる。これらリニアＣＣＤ
部２５に並べられた電荷は、２Ｎ個からなるリングＣＣ
Ｄ部２６に順次転送される。このリングＣＣＤ２６は、
信号ＲＣＬによってＣＬＲ部２７で空にされた後、リニ
アＣＣＤ部２５からの電荷を順次蓄積していく。

【００６７】このようにして蓄積された電荷は、アンプ
２９によって読み出される。このアンプ２９は、非破壊
で蓄積電荷量に比例した電圧を出力するものであり、実
際には、隣接した電荷量の差分、すなわち、発光素子４
１の点灯時の電荷量から非点灯時の電荷量を差し引いた
分の値を増幅して出力する。

【００６８】この時得られるリニアセンサ２０Ｘ，２０
Ｙの出力波形の一例を図９に示す。図中、Ｂの波形は発
光素子４１の点灯時の信号のみを読み出したときの波形
であり、Ａの波形は非点灯時の波形、すなわち、外乱光
のみの波形である（図６に示したように、リングＣＣＤ
２６には、これらＡ，Ｂの波形に対応する画素の電荷が
隣接して並んでいる）。

【００６９】図６のアンプ２９は、その隣接する電荷量
の差分値（Ｂ−Ａの波形）を非破壊増幅して出力するこ
とになるが、これにより指示具４からの光のみの像の信
号を得ることができ、外乱光（ノイズ）の影響を受ける
ことなく安定した座標入力が可能となった。

【００７０】また図９に示したＢ−Ａの波形の最大値を
ＰＥＡＫ値と定義すれば、光に対してセンサが機能する
蓄積時間を増大させれば、その時間に応じてＰＥＡＫ値
は増大する。言い換えれば、信号ＬＣＫの１周期分の時
間を単位蓄積時間とし、それを単位として蓄積回数ｎを
定義すれば、蓄積回数ｎを増大させることでＰＥＡＫ値
は増大し、このＰＥＡＫ値が所定の大ささＴＨ１に達し
たことを検出することで、常に一定した品位の出力波形
を得ることができる。

【００７１】一方、外乱光が非常に強い場合、差分波形
Ｂ−Ａのピークが十分な大きさになる前に、リングＣＣ
Ｄ２６の転送電荷が飽和してしまう恐れがある。このよ
うな場合を考慮して、センサにはスキム機能を有するス
キム部２８が付設されている。スキム部２８は、非点灯
信号のレベルを監視し、図１０に於いて、ｎ回目のＡｎ
で信号レベルが所定の値を超えている場合（図中、一点
鎖線）、一定量の電荷をＡ，Ｂの各画素から抜き取るよ
うにする。これにより、次のｎ＋１回目には、Ａｎ＋１
に示すような波形となり、これを繰り返すことによっ
て、非常に強い外乱光があっても飽和することなく、信
号電荷の蓄積を続けることができる。

【００７２】従って、点滅光の光量が微弱であっても、
多数回積分動作を継続することによって、十分な大きさ
の信号波形を得ることが可能になる。特に指示具４に可
視光域の発光源を用いる場合、表示画像の信号が重畳す
るので、前述したスキム機能と差分出力を用いることに
よって、非常にノイズの少ないシャープな波形を得るこ
とが可能となる。

【００７３】図１１は、リニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙの
センサ制御の一連の動作を示すものである。センサ制御
手段３１は、まず、ステップＳ１０１によりセンサ制御
動作を開始し、ステップＳ１０２において信号ＣＯＮを
監視する。そして、信号ＣＯＮがハイレベルになると、
ステップＳ１０３で蓄積回数ｎを０にリセットし、ステ
ップＳ１０４でセンサ出力のＰＥＡＫ値（ピークレベ
ル）が所定の大きさＴＨ１より大きいか否かを判定す
る。

【００７４】ＴＨ１より小さい場合は、ステップＳ１０
５で蓄積回数ｎが第１の所定回数ｎ０を超えているかを
判定する。超えていなければ、ステップＳ１０６に移
り、蓄積回数ｎを１インクリメントしてステップＳ１０
４に戻る。そして、ＰＥＡＫ値がＴＨ１より大きくなる
か、ｎがｎ０を超えると、ステップＳ１０７に進み、積
分停止信号ＲＯＮがハイレベル（Ｈ）になって積分動作
は停止される。そして、座標演算手段３２による座標値
演算の処理が開始される。

【００７５】その後、ステップＳ１０８とステップＳ１
０９のループで第２の所定回数ｎ１を超えると、積分停
止信号ＲＯＮがローレベルになり、同時に、信号ＬＣＫ
の周期の数倍（図８では２倍）の間センサリセット信号
ＲＣＬがハイレベルになって、ステップＳ１１２に進
み、信号ＣＯＮがハイレベルである間はこの動作が繰り
返され、前記の所定回数ｎ１で決まる周期ごとに座標値
演算が行われる。

【００７６】また、ごみなどの影響で、信号ＣＯＮがド
ロップしても、１回のみは状態を保持するように、ステ
ップＳ１１１が設けられている。もし、連続して２周期
の間、信号ＣＯＮがローレベルであれば、ステップＳ１
０２からステップＳ１１３に進み、フラグｐｏｎが０に
リセットされ、シンク信号待ちの状態になってステップ
Ｓ１０１に戻る。

【００７７】このドロップアウト対策部分は、１周期で
なくもっと長くすることも可能であり、外乱が少なけれ
ば、逆に無くしてしまってもよいことは言うまでもな
い。なお、ここの１周期を前述のデータブロックの周期
の自然数倍として、シンクコードのタイミングと一致さ
せ、信号ＣＯＮの代りにシンクコード検出信号を用いて
も同様の動作を行える。

【００７８】また、座標検出器に到達する指示具４の光
は、指示具４に内蔵された電源（電池）４４の消耗によ
り変動する他、指示具４の姿勢によっても変動する。特
に、スクリーン１０の光拡散性が小さい場合、表示画像
の正面輝度は向上するが、この指示具４の姿勢によるセ
ンサへの入力光量の変動が大きくなってしまう。

【００７９】しかしながら本実施形態では、このような
場合であっても、積分回数が自動的に追従して常に安定
した出力信号を得ることができるので、安定した座標検
出が可能となる優れた効果が得られる。またレーザポイ
ンタのビームがあまり散乱されずにセンサに入射した場
合は、かなり強い光が入る事になるがが、このような場
合であっても安定した座標検出ができることは明らかで
ある。

【００８０】また、画面に直接接触させて使用するＬＥ
Ｄを用いたペンタイプとレーザポインタとを併用する場
合、ＬＥＤはより大きな光量のものが使用可能であるの
で、前記図１１に示した積分回数ｎ０，ｎ１をＩＤ信号
によってペンかポインタかを判別して切換え、ペンの場
合はサンプリングを高速に、ポインタの場合は低速にす
ることも可能である。実際、文字入力のように繊細な描
画作業はポインタでは不可能であり、むしろ低速サンプ
リングによって滑らかな線を描けるほうが使い勝手がよ
く、このような切換えを設けることも有効である。

【００８１】以上述べてきたように、点滅光に高周波数
のキャリアを加え、そのキャリアを周波数検波して得た
所定周期の復調信号によって積分動作のタイミング制御
を行うようにしたので、指示具と搬像部とをコードレス
で同期させることができ、使い勝手の良い座標入力装置
を実現することができるようになった。

【００８２】また、レーザービームを用いることによっ
て画面から離れた位置で容易に操作することが可能とな
る優れた利点も得られる。また、積分手段からの差分信
号中のピークレベルが所定レベルを超えことを検出し積
分動作を停止させる積分制御手段を設けたので、光量が
変化してもほぼ一定レベルの光スポット像の信号を作成
でき、これにより、常に安定した高分解能な座標演算結
果を得ることができる。

【００８３】＜座標値演算＞以下、図４の座標演算手段
３２における座標演算処理について説明する。

【００８４】上述したようにして得られた２つのリニア
センサ２０Ｘ，２０Ｙの出力信号（アンプ２９からの差
分信号）は、センサ制御手段３１に設けられたＡＤ変換
手段３１Ａでデジタル信号として座標演算手段３２に送
られ、座標値が計算される。座標値の演算は、まず、Ｘ
座標、Ｙ座標の各方向の出力データに対して、センサ上
の座標値（Ｘ１、Ｙ１）が求められる。なお、演算処理
は、Ｘ，Ｙ同様であるので、Ｘのみについて説明する。

【００８５】図１２は、座標演算の処理の流れを示すも
のである。

【００８６】ステップＳ２０１で処理を開始し、ステッ
プＳ２０２では、任意の座標入力点（後述する基準点設
定モードでは座標が既知の所定点）での各画素の差分信
号である差分データＤｘ（ｎ）（本実施例の場合画素数
ｎ＝６４）が読み込まれ、バッファメモリに貯えられ
る。次に、ステップＳ２０３では、あらかじめ設定して
おいた閾値Ｖと比較し、閾値以上のデータ値Ｅｘ（ｎ）
を導出する。このデータを用いて、ステップＳ２０４で
センサ上の座標Ｘ１を算出する。本実施例では、重心法
により出力データの重心を算出しているが、出力データ
Ｅｘ（ｎ）のピーク値を求める方法（例えば微分法によ
る）等、計算の方法は複数あることは言うまでもない。

【００８７】ステップＳ２０５で座標演算処理のモード
判定を行う。出力データの重心Ｘ１から座標を算出する
ためには、あらかじめ所定値を求めておく必要があり、
その所定値を導出する方法（基準点設定モード）に付い
て述べる。

【００８８】同様にＸ方向のみについて説明すれば、ス
クリーン１０上のＸ座標、Ｙ座標が既知の点（α１、β
１）、及び（α２、β２）で、指示具４を位置せしめ、
前述のステップＳ２０２〜Ｓ２０４を各々実行し、各々
の点で得られるＸ方向センサの重心値を、Ｘ１₁、Ｘ１₂
として導出、その値、及び既知の座標値α₁、α₂を各々
ステップ２１０で記憶する。この記憶された値を用い
て、通常の座標算出時にはステップＳ２０６で導出すべ
き座標入力点のＸ座標を算出することができる。ステッ
プＳ２０７ではより高性能な座標入力装置を提供するこ
とを目的として、必要に応じて座標値の校正（例えば光
学系のレンズ収差を補正するためにソフト的な演算でそ
の歪みを補正する等）をし、座標値を確定する。

【００８９】確定した座標をそのままリアルタイムで出
力する事も可能であるし、目的に応じてデータを間引く
（例えば確定座標１０個毎で１個のデータのみ出力）等
も可能である事は言うまでもないが、以下の仕様等を想
定する場合には、重要である。

【００９０】指示具４をペンのように使う場合と、ポイ
ンタとして画面から離れて使う場合では、使用者の手の
安定性が異なる。ポインタとして使う場合には、画面上
のカーソルが細かく震えてしまうので、このような細か
い動きを抑制したほうが使いやすい。一方、ペンのよう
に使う場合には、できるだけ忠実に速く追従することが
求められる。特に文字を書く場合などには小さな素早い
操作ができないと、正しく入力できなくなってしまう。

【００９１】本実施形態例では、制御信号によりＩＤを
送信しているため、ポインタタイプか否か、先端のスイ
ッチが押されているか否かを判定可能なので、これによ
り、ポインタとして、或いはペンとして使っているかど
うかを判定できる。

【００９２】もし、ポインタであれば、例えば前回及び
前々回の出力座標値（Ｘ−１，Ｙ−１）、（Ｘ−２，Ｙ
−２）を用いて移動平均を計算して今回の出力座標値
（Ｘ，Ｙ）を求める様にすれば、ぶれの少ない操作性の
良い構成となる。本例では、単純な移動平均を用いてい
るが、このような平滑化処理に用いる関数としては、他
にも差分絶対値を大きさにより非線型圧縮したり、移動
平均による予測値を用いてこれとの差分を非線型圧縮す
るなどの各種方式が使用可能である。要は、ポインタと
して使用している場合は平滑化を強目にし、そうでない
場合は弱めに切り替えることが、制御信号により可能で
あるため、それぞれ使い勝手のよい状態を実現可能であ
り、この点でも本発明の効果は大きい。

【００９３】なお、これらの演算処理は、前述したよう
に座標サンプリング周波数が１００Ｈｚの場合には１０
ｍｓｅｃの間に終了すればよく、原データは６４画素×
２（ｘおよびｙ）×ＡＤ変換手段８ビットと非常に少な
い上、収束演算も必要ないので低速の８ビット１チップ
マイクロプロセッサーで十分処理が可能である。このよ
うなことは、コスト的に有利なだけでなく、仕様変更が
容易で、開発期間の短縮や様々な派生商品の間発が容易
になる利点もある。特に、エリアセンサを用いる場合の
ように、高速の画像データ処理を行う専用のＬＳＩの開
発などは不要であり、開発費用、開発期間などの優位性
は非常に大きなものである。

【００９４】上述したような演算処理によって求めた座
標値（Ｘ，Ｙ）を示すデータ信号は、座標演算手段３２
から通信制御手段３３に送られる。この通信制御手段３
３には、そのデータ信号と、制御信号検出手段７２から
の制御信号とが入力される。そして、これらデータ信号
および制御信号は、ともに所定の形式の通信信号に変換
され、外部の表示制御装置に送出される。これにより、
スクリーン１０上のカーソルやメニュー、文字や線画の
入力などの各種操作を行うことができる。前述したよう
に、６４画素のセンサを使った場合でも、１０００超の
分解能と十分な精度とが得られ、センサ、光学系ともに
小型、低コストな構成でよく、また、演算回路も非常に
小規模な構成とすることが可能な座標入力装置を得るこ
とができる。

【００９５】また、センサを、エリアセンサとして構成
する場合は、分解能を２倍にするには、４倍の画素数と
演算データとが必要となるのに対して、リニアセンサと
して構成する場合には、Ｘ座標，Ｙ座標各々２倍の画素
数にするだけで済む。従って、画素数を増やしてさらに
高分解能にすることも容易にできる。

【００９６】以上説明したように、本発明によれば、指
示具により所定の周期で点滅する光スポットの点灯時と
非点灯時との信号を別々に積分して差信号を求め、ピー
ク画素の位置を精度よく求める様に構成したので、高精
度、高分解能の座標値を得ることができ、さらには外乱
光の影響を抑制し、小型、軽量、低コストな装置を実現
することができる優れた効果が得られた。

【００９７】＜スクリーンに係わる説明＞前述した本装
置で用いるスクリーン１０についての詳細な説明を行な
う。スクリーン１０は前述の通り、上記投影レンズ８６
からの画像光線をその光軸に平行にするフレネルレンズ
よりなるフレネル板１０−１と水平方向に拡散作用する
レンチキュラーレンズよりなるレンチ板１０−２より構
成されるが、図２（ａ）、図２（ｂ）には、本発明の特
徴を具えたレンチ板１０−２のみの水平方向の断面構造
を示す。図２（ａ）、図２（ｂ）はいずれも本発明の同
一のレンチ板１０−２の構造を示すものであるが、図２
（ａ）は、上記投影レンズ８６からの画像光線の光路を
説明した図であり、図２（ｂ）は、座標入力面側からの
指示具４よりの光ビームの光路を説明した図である。

【００９８】図２の１０−２−１はレンチキュラーレン
ズであり、フレネルレンズにより略平行になった上記投
影レンズ８６からの画像光線を図示の通り水平方向に拡
散作用する。図２（ａ）、図２（ｂ）では、両面にレン
チキュラーレンズ１０−２−１を設けた構成を示す。ま
た、画像投射側のレンチキュラーレンズ１０−２−１を
楕円面とし、この焦点が射出面となるように座標入力面
側のレンチキュラーレンズ１０−２−１を設け、射出面
の上記投影レンズ８６からの画像光の射出に必要な面積
を小さくする。また、楕円面のパワーを大きくすること
によりレンチ板１０−２を薄くでき、画像光の拡散角を
広げることができる。上記の様に画像光の拡散に係わる
座標入力面側のレンチキュラーレンズ１０−２−１の面
積を小さく構成し、それ以外の領域に凸レンズ１０−２
−２を設ける。また、画像投射側レンチキュラーレンズ
１０−２−１の谷部で座標入力面側の凸レンズ１０−２
−２と対向した領域に凹レンズ１０−２−３を設ける。
このレンズ群の形状・曲率は図１（ｂ）で示す様に座標
入力面側の指示具４からの光が透過後画像光の光軸と平
行になる様に形成される。

【００９９】以上の本実施形態の構成のレンチ板１０−
２を用いることにより、上記投影レンズ８６からの画像
光線の光路は、図１（ａ）に示す様に領域的にほとんど
の面積を占める図のＡの領域に入射した画像光線は、上
記両面のレンチキュラーレンズ１０−２−１により画像
光を拡散し、視野角を広くする。画像投射側の凹レンズ
１０−２−３に対応するＡ‘領域に入射した画像光線
は、正面方向に平行光となるが、面積が小さいためほと
んど視野角には影響を及ぼさない。

【０１００】一方、座標入力面側からの指示具４よりの
光ビームの光路は、図１（ｂ）に示す様に、Ｂのレンチ
キュラーレンズ１０−２−１領域に入射した指示具４よ
りの光ビームは拡散射出されるが、従来かなりの領域を
占めたＢ′領域に入射した指示具４よりの光ビームは、
上記凸レンズ１０−２−２及び凹レンズ１０−２−３の
作用により画像光の光軸と平行となり、上記のように位
置・焦点が調整されたフレネル板１０−１により、座標
検出器１を構成する上記座標検出センサ部２及び制御信
号検出センサ６へ効率よく入射する。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、撮像手
段を投射型表示手段の投射レンズの略近傍に配置し、座
標入力画面を画像投射側の画像投射光を投射レンズの光
軸に平行にし、且つ、指示具からの光を撮像手段へ集光
するフレネルレンズを有するフレネル板と、座標入力面
側の、画像投射光を拡散させるレンチキュラーレンズを
有するレンチ板により構成することにより、センサへの
入射光量を十分に確保することが可能になった。

【０１０２】更に、レンチ板が指示具からの光が透過後
光軸と平行になる様なレンズ領域を具えることによっ
て、投射画像の視野角を広く保持した上で、より一層十
分なセンサへの入射光量を確保することができ、高分解
能で高性能な装置を提供することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入出力一体型装置の全体構成を示す外
略図である。

【図２】本発明のスクリーンの特徴を説明する説明図で
ある。

【図３】指示具４の概略構成図を示す図である。

【図４】座標検出器１の概略構成を示す図である。

【図５】リニアセンサの配置関係を示す斜視図である。

【図６】リニアセンサの内部構成を示すブロック図であ
る。

【図７】受光素子の出力信号から制御信号を復元する動
作を表わす信号波形のタイミングチャートである。

【図８】受光素子の出力信号から制御信号を復元する一
連の動作の終了時のタイミングチャートである。

【図９】リニアセンサの出力波形の１例を示す波形図で
ある。

【図１０】リニアセンサのスキム動作を示す波形図であ
る。

【図１１】リニアセンサの動作制御を示すフローチャー
トである。

【図１２】座標演算の処理を示すフローチャートであ
る。

【図１３】従来のスクリーンの特徴を説明する説明図で
ある。

【図１４】指示具４の動作モードを示す図である。

【符号の説明】

１座標検出器２座標検出センサ部４指示具６制御信号検出センサ１０スクリーン１０−１フレネル板１０−２レンチ板２０Ｘ，２０Ｙ撮像手段２１センサアレイ２２積分手段２８スキム手段２９差分手段３２座標演算手段４２発光制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指示具からの光を座標入力画面の所定位
置に照射して光スポットを生成し、前記光スポットを撮
像する撮像手段と、該撮像手段の出力信号から該スポッ
トの前記座標入力画面の所定位置に対応した座標出力信
号を生成する座標演算手段からなる座標入力装置と、前
記座標入力画面に画像を投射し結像させる投射型表示手
段より構成される入出力一体型装置であって、前記撮像
手段を前記投射型表示手段の投射レンズの略近傍に配置
し、前記座標入力画面を画像投射側の画像投射光を上記
投射レンズの光軸に平行にし、且つ、指示具からの光を
前記撮像手段へ集光するフレネルレンズを有するフレネ
ル板と、座標入力面側の画像投射光を拡散させるレンチ
キュラーレンズを有するレンチ板から構成されることを
特徴とする入出力一体型装置。
【請求項２】前記フレネルレンズの物体側焦点が、前
記投射型表示手段の投射レンズの射出位置と前記座標入
力装置の前記撮像手段のセンサ位置に略合致しているこ
とを特徴とする請求項１に記載の入出力一体型装置。
【請求項３】前記レンチ板が前記指示具からの光が透
過後投射レンズの光軸と略平行になる光学特性領域を具
えることを特徴とする請求項１に記載の入出力一体型装
置。
【請求項４】前記レンチ板の光学特性領域が、座標入
力面側の凸曲率面と画像投射側の凹曲率面により構成さ
れることを特徴とする請求項３に記載の入出力一体型装
置。