JP4256555B2 - 座標入力／検出装置、電子黒板システム、座標位置検出方法及び記憶媒体 - Google Patents
座標入力／検出装置、電子黒板システム、座標位置検出方法及び記憶媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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光学的に検出する座標入力／検出装置、この座標入力／検出装置を主体に構成される電子黒板システム、座標入力／検出装置における座標位置検出方法及び座標位置検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ホワイトボードや書き込みシート等の書き込み面に筆記用具を用いて書き込んだ手書きの情報を、専用のスキャナで読み取り、専用のプリンタで記録紙に出力することが可能な電子黒板装置が知られている。これに対し、近年にあっては、電子黒板装置の書き込み面に座標入力／検出装置を配置して、書き込み面に手書きで書き込んだ情報をリアルタイムでパーソナルコンピュータ等のコンピュータに入力することを可能にした電子黒板システムも提供されている。
【０００３】
例えば、マイクロフィールド・グラフィックス社製（Microfield Graphics,Inc.）のソフトボードは、ホワイトボード上に座標入力／検出装置を配設して構成され、ホワイトボード上に書かれた文字や絵等のビジュアルデータをコンピュータにリアルタイムで取り込むことを可能にした装置である。このソフトボードを用いて構成された電子黒板システムでは、ソフトボードで取り込んだビジュアルデータをコンピュータに入力してＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に表示したり、液晶プロジェクターを用いて大型のスクリーンに表示したり、プリンタで記録紙に出力したりすること等が可能となっている。また、ソフトボードが接続されたコンピュータの画面を液晶プロジェクターでソフトボード上に投影し、ソフトボード上でコンピュータを操作することも可能となっている。
【０００４】
また、文字および画像を表示するための表示装置と、表示装置の前面に座標入力面（タッチパネル面）を配設した座標入力／検出装置と、座標入力／検出装置からの入力に基づいて表示装置の表示制御を行う制御装置とを備え、表示装置および座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成した電子黒板システムが提供されている。
【０００５】
例えば、スマート・テクノロジィズ社製（SMART Technologies Inc.）のスマート２０００では、コンピュータに接続された液晶プロジェクターを用いて文字・絵・図形・グラフィックの画像をパネルに投影した状態で、パネルの投影面（表示面）の前面に配設された座標入力／検出装置（書き込み面）を用いて手書きの情報をコンピュータに取り込む処理を行う。そして、コンピュータ内で手書きの情報と画像情報とを合成し、再度、液晶プロジェクターを介してリアルタイムで表示できるようにしている。
【０００６】
このような電子黒板システムでは、表示装置によって表示されている画面上の画像に対して、座標入力／検出装置を用いて入力した画像を上書き画像として重ねて表示できるため、会議、プレゼンテーション、教育現場等において既に広く利用されており、その使用効果が高く評価されている。また、このような電子黒板システムに音声・画像等の通信機能を組み込み、遠隔地間を通信回線で接続することにより、電子会議システムとしても利用されている。
【０００７】
また、近年においては、電子黒板システムにおいて利用される座標入力／検出装置として検出方式の異なる種々の方式のものが考えられている。しかしながら、前述した電子黒板システムに適用するのに適切な方式を検討すると、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さなくとも入力が可能になる、例えば光学式のような座標入力／検出装置が有望であると考えられる。
【０００８】
このような光学式の座標入力／検出装置としては、各種の方式が提案されている。光学式の座標入力／検出装置の一例としては、特開平８−２４０４０７号公報に記載された座標入力／検出装置がある。この特開平８−２４０４０７号公報に記載された座標入力／検出装置は、赤外線ＣＣＤカメラを備えた２つのユニットを有し、座標入力／検出領域に挿入されたペン型の指示部材に配された赤外線ＬＥＤからの赤外線のピーク信号をそれらの赤外線ＣＣＤカメラによって検出し、指示部材で指示された座標位置を検出するものである。
【０００９】
また、光学式の座標入力／検出装置の他の一例としては、特開平９−３１９５０１号公報に記載された座標入力／検出装置がある。この特開平９−３１９５０１号公報に記載された座標入力／検出装置は、２つのユニットにそれぞれ設けられた光源から出射されるレーザビーム光を走査させた座標入力／検出領域に再帰性反射部材であるコーナキューブリフレクタを有するペン型の指示部材を挿入させて指示させることにより、その指示部材から再帰反射する光を２つのユニットにそれぞれ設けられた受光素子で受光し、指示部材で指示された座標位置を検出するものである。
【００１０】
さらに、光学式の座標入力／検出装置の他の一例としては、特開平１１−８５３７６号公報や特開平１１−８５３７７号公報に記載された座標入力／検出装置がある。これらの特開平１１−８５３７６号公報や特開平１１−８５３７７号公報に記載された座標入力／検出装置は、２つのユニットにそれぞれ設けられた光源から出射されるレーザビーム光を走査させ、そのレーザビーム光を再帰性反射部材で反射させることにより形成した座標入力／検出領域を有している。そして、この座標入力／検出領域に指先やペン等の指示部材を挿入することで座標入力／検出領域の光を遮ることにより生じる２つのユニットにそれぞれ設けられた受光素子における光の強度分布に基づいて、指示部材を挿入した座標位置を検出するものである。
【００１１】
以上に代表されるような座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さない光学式の座標入力／検出装置は、表示装置の表示面に装着して使用した場合であっても視認性に優れると共に、その大型化も比較的容易になっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開平８−２４０４０７号公報、特開平９−３１９５０１号公報、特開平１１−８５３７６号公報、特開平１１−８５３７７号公報等に記載されたような光学式の座標入力／検出装置は、指示部材を挿入した座標位置を三角測量の原理等により算出するものであるために、受光素子等をそれぞれ備えた２つのユニットが必要となっている。
【００１３】
しかしながら、このような受光素子等をそれぞれ備えたユニットを２つ設けることは、光学式の座標入力／検出装置の構成部品の点数が増加するとともに装置構成が複雑化して装置自体が高価なものになってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、従来に比べて構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる座標入力／検出装置、電子黒板システム、座標位置検出方法及び記憶媒体を提供することである。
【００１５】
本発明の目的は、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることができる座標入力／検出装置を提供することである。
【００１６】
本発明の目的は、指示部材の実サイズの測定を容易にすることができる座標入力／検出装置を提供することである。
【００１７】
本発明の目的は、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を確実に形成することができる座標入力／検出装置を提供することである。
【００１８】
本発明の目的は、座標入力／検出領域に挿入される指示部材の角度にかかわらずに、指示部材の指示部の直径を一定の大きさにすることができる座標入力／検出装置を提供することである。
【００１９】
本発明の目的は、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内の所定の位置を出現させることができる操作性に優れた電子黒板システムを提供することである。
【００２０】
本発明の目的は、座標入力／検出領域内の所定の位置をユーザが解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置とし、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することができる電子黒板システムを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の座標入力／検出装置は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、前記座標入力／検出領域で指示部材が前記光を遮ったことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する検出手段と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材に遮られた前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、を備える。
【００２２】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００２３】
請求項２記載の発明の座標入力／検出装置は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、この投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有して前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を反射したことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する検出手段と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材により反射された前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、を備える。
【００２４】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００２５】
請求項３記載の発明の座標入力／検出装置は、光を出射する光源を有し、その光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を形成する投光手段と、この投光手段により形成される前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記座標入力／検出領域を形成する前記光を同一光路に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、この光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出するピーク点検出手段と、このピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記光を遮った前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する結像サイズ検出手段と、前記ピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材に遮られた前記光の出射角度を算出する角度算出手段と、前記結像サイズ検出手段により検出された前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する距離算出手段と、この距離算出手段により算出された前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記角度算出手段により算出された前記指示部材に遮られた前記光の前記出射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、を備える。
【００２６】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度が算出されるとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００２７】
請求項４記載の発明の座標入力／検出装置は、光を出射する光源を有し、その光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を形成する投光手段と、この投光手段により形成される前記座標入力／検出領域を形成する前記光を同一光路に反射する再帰性反射部材を有し、前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、この光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出するピーク点検出手段と、このピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記光を反射した前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する結像サイズ検出手段と、前記ピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材により反射された前記光の入射角度を算出する角度算出手段と、前記結像サイズ検出手段により検出された前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する距離算出手段と、この距離算出手段により算出された前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記角度算出手段により算出された前記指示部材により反射された前記光の前記入射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、を備える。
【００２８】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度が算出されるとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００２９】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記指示部材の実サイズは既知であって、この既知である前記指示部材の実サイズを予め記憶する実サイズ記憶手段を備える。
【００３０】
したがって、実サイズが既知であってその実サイズが予め記憶されている指示部材、つまり、専用の指示部材を用いることにより、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることが可能になる。
【００３１】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記指示部材の実サイズを測定する実サイズ測定手段と、この実サイズ測定手段によって測定された前記指示部材の実サイズを記憶する測定実サイズ記憶手段と、を備える。
【００３２】
したがって、実サイズ測定手段により測定された指示部材の実サイズが測定実サイズ記憶手段により記憶されることにより、例えば指等を指示部材として適用する場合には人によってそのサイズが異なることから、その都度指示部材の実サイズを測定することで、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることが可能になる。
【００３３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の座標入力／検出装置において、前記実サイズ測定手段は、前記投光手段からの距離が既定された前記座標入力／検出領域内の所定の位置に挿入された前記指示部材の実サイズをその前記投光手段からの距離に基づいて測定する。
【００３４】
したがって、座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離は結像サイズ検出手段により検出された指示部材の受光素子上における結像サイズと指示部材の実サイズとに基づいて算出されることから、投光手段からの距離が既定された座標入力／検出領域内の所定の位置に指示部材が挿入された場合には、その既定された距離と結像サイズ検出手段により検出された指示部材の受光素子上における結像サイズとに基づいて指示部材の実サイズが算出される。これにより、座標入力／検出領域内の所定の位置に指示部材を挿入するだけで指示部材の実サイズが測定されるので、指示部材の実サイズの測定が容易になる。
【００３７】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記投光手段は、前記光源から出射される光を扇形状に成形して投光する。
【００３８】
したがって、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域が確実に形成される。
【００３９】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記投光手段は、前記光源から出射される光ビームを放射状に順次走査して投光する。
【００４０】
したがって、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域が確実に形成される。
【００４１】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記座標入力／検出領域は多角形形状であって、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの角部に位置する。
【００４２】
したがって、多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの角部に投光手段と受光素子とが位置することにより、投光手段からの光の投光角度は小さくて済むので、装置の小型化が可能になる。
【００４３】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記座標入力／検出領域は多角形形状であって、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺に位置する。
【００４４】
したがって、このように投光手段と受光素子とが多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの辺に位置した場合には多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの角部に投光手段と受光素子とが位置した場合に比べて、投光手段から最も遠い位置に到達する光の光路長が短くなることにより、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出処理における誤差を低減化することが可能になるとともに、投光位置に応じた再帰反射光の光強度のばらつきが減少するので、スレッシュホルドレベルを複数段階設ける必要がなくなる。
【００４５】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の座標入力／検出装置において、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺の中央に位置する。
【００４６】
したがって、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出処理における誤差をさらに低減化することが可能になるとともに、投光位置に応じた再帰反射光の光強度のばらつきをさらに減少させることが可能になる。
【００４９】
請求項１３記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記ピーク距離検出手段における前記受光素子上の所定の位置は、前記受光素子の中心である。
【００５０】
したがって、距離の検出が容易になる。
【００５１】
請求項１４記載の発明の電子黒板システムは、文字および画像を表示するための表示装置と、この表示装置の表示面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、を備え、前記表示装置及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成する。
【００５２】
したがって、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず、表示装置の表示面に装着して使用した場合であっても視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することが可能になる。
【００５３】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の電子黒板システムにおいて、前記制御装置は、前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を前記表示装置に出現／消去自在に表示する測定位置表示手段を備える。
【００５４】
したがって、指示部材の実サイズを測定する際には、表示装置に表示された座標入力／検出領域内の所定の位置を指示部材で指示すれば良いことになるので、指示部材の指示部の直径を測定が容易になるとともに、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内の所定の位置を表示装置に表示することが可能になるので、操作性に優れた電子黒板システムを得ることが可能になる。
【００５５】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の電子黒板システムにおいて、前記測定位置表示手段は、前記表示装置に出現／消去自在に表示される前記所定の位置を必要的に指示せざるを得ない位置とする。
【００５６】
したがって、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することが可能になる。
【００５７】
請求項１７記載の発明の電子黒板システムは、文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、このライティングボードの書き込み面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、を備え、前記ライティングボード及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成する。
【００５８】
したがって、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず、ライティングボードの書き込み面に装着して使用した場合であっても視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することが可能になる。
【００５９】
請求項１８記載の発明は、請求項１４または１７記載の電子黒板システムにおいて、前記電子黒板部の表示面／書き込み面に前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を備える。
【００６０】
したがって、指示部材の実サイズを測定する際には、電子黒板部の表示面／書き込み面の座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を指示部材で指示すれば良いことになるので、指示部材の指示部の直径の測定が容易になる。
【００６１】
請求項１９記載の発明は、請求項１８記載の電子黒板システムにおいて、前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の前記座標入力／検出領域に対して出没自在に設けられる。
【００６２】
したがって、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内に座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を出没させることが可能になるので、操作性に優れた電子黒板システムを得ることが可能になる。
【００６３】
請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の電子黒板システムにおいて、前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチを兼ねる。
【００６４】
したがって、座標入力／検出領域内の所定の位置をユーザが解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置とすることにより、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することが可能になる。
【００６５】
請求項２１記載の発明の座標位置検出方法は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を用い、前記座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を遮ったことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する工程と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材に遮られた前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、を含んでなる。
【００６６】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００６７】
請求項２２記載の発明の座標位置検出方法は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、この投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有して前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を用い、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を反射したことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する工程と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材により反射された前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、を含んでなる。
【００６８】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００６９】
請求項２３記載の発明の座標位置検出方法は、光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられた再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する工程と、検出されたピーク点に基づいて前記光を遮った前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する工程と、検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する工程と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材に遮られた前記光の出射角度を算出する工程と、前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する工程と、前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材に遮られた前記光の前記出射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、を含んでなる。
【００７０】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度が算出されるとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７１】
請求項２４記載の発明の座標位置検出方法は、光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして再帰性反射部材を有する指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する工程と、検出されたピーク点に基づいて前記光を反射した前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する工程と、検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する工程と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材により反射された前記光の入射角度を算出する工程と、前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する工程と、前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材により反射された前記光の前記入射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、を含んでなる。
【００７２】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度が算出されるとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７３】
請求項２５記載の発明の記憶媒体は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、前記座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を遮ったことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する機能と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材に遮られた前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００７４】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７５】
請求項２６記載の発明の記憶媒体は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、この投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有して前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を反射したことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する機能と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材により反射された前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００７６】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７７】
請求項２７記載の発明の記憶媒体は、光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられた再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づく前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する機能と、検出されたピーク点に基づいて前記光を遮った前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する機能と、検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する機能と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材に遮られた前記光の出射角度を算出する機能と、前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する機能と、前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材に遮られた前記光の前記出射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００７８】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度が算出されるとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７９】
請求項２８記載の発明の記憶媒体は、光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして再帰性反射部材を有する指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づく前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する機能と、検出されたピーク点に基づいて前記光を反射した前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する機能と、検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する機能と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材により反射された前記光の入射角度を算出する機能と、前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する機能と、前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材により反射された前記光の前記入射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００８０】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度が算出されるとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００８１】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図１１に基づいて説明する。ここで、図１は電子黒板システム１を概略的に示す外観斜視図である。図１に示すように、電子黒板システム１は、表示装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２及び座標入力／検出装置３で構成される電子黒板部４と、制御装置であるパーソナルコンピュータ等のコンピュータ５・原稿の画像を読み取るためのスキャナ６・画像データを記録紙に出力するプリンタ７・ビデオプレイヤー８（いずれも図２参照）を収納する機器収納部９とを主体に構成されている。なお、ＰＤＰ２としては、電子黒板として利用可能な４０インチや５０インチ等の大画面タイプのものが用いられている。また、座標入力／検出装置３には、詳細は後述するが、扇形状に投光される光束膜によって形成される座標入力／検出面である座標入力／検出領域３ａを有し、この座標入力／検出領域３ａに専用の指示部材Ａ（図７参照）を挿入することで座標入力／検出領域３ａ内の光束を遮ることにより、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の受光素子３９（図５参照）における受光位置に基づいてその指示位置を検出し、文字等の入力を可能にする光学式の座標入力／検出装置が適用されている。
【００８２】
ＰＤＰ２及び座標入力／検出装置３は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ側に座標入力／検出装置３が位置するようにして一体化され、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａが位置するようにして電子黒板部４を形成している。このように、電子黒板部４はＰＤＰ２及び座標入力／検出装置３を収納して、電子黒板システム１の表示面（ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ）及び書き込み面（座標入力／検出領域３ａ）を構成している。
【００８３】
さらに、図示することは省略するが、ＰＤＰ２にはビデオ入力端子やスピーカーが設けられており、ビデオプレイヤー８をはじめ、その他レーザディスクプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、ビデオカメラ等の各種情報機器やＡＶ機器を接続し、ＰＤＰ２を大画面モニタとして利用することが可能な構成になっている。また、ＰＤＰ２には、ＰＤＰ２の表示位置、幅、高さ、歪等についての調整を行うための調整手段（図示せず）も設けられている。
【００８４】
次に、電子黒板システム１に内蔵される各部の電気的接続について図２を参照して説明する。図２に示すように、電子黒板システム１は、コンピュータ５にＰＤＰ２、スキャナ６、プリンタ７、ビデオプレイヤー８をそれぞれ接続し、コンピュータ５によってシステム全体を制御するようにしている。また、コンピュータ５には、指示部材Ａで指示された座標入力／検出領域３ａ内の座標位置の演算等を行う座標入力／検出装置３に設けられるコントローラ１０が接続されており、このコントローラ１０を介して座標入力／検出装置３もコンピュータ５に接続されている。また、コンピュータ５を介して電子黒板システム１をネットワーク１１に接続することができ、ネットワーク１１上に接続された他のコンピュータで作成したデータをＰＤＰ２に表示したり、電子黒板システム１で作成したデータを他のコンピュータに転送することも可能になっている。
【００８５】
次に、コンピュータ５について説明する。ここで、図３はコンピュータ５に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。図３に示すように、コンピュータ５は、システム全体を制御するＣＰＵ１２（Central Processing Unit）と、起動プログラム等を記憶したＲＯＭ(Read Only Memory)１３と、ＣＰＵ１２のワークエリアとして使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)１４と、文字・数値・各種指示等の入力を行うためのキーボード１５と、カーソルの移動や範囲選択等を行うためのマウス１６と、ハードディスク１７と、ＰＤＰ２に接続されておりそのＰＤＰ２に対する画像の表示を制御するグラフィックス・ボード１８と、ネットワーク１１に接続するためのネットワーク・カード（またはモデムでも良い。）１９と、コントローラ１０・スキャナ６・プリンタ７等を接続するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）２０と、上記各部を接続するためのバス２１とを備えている。
【００８６】
ハードディスク１７には、オペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System）２２、コントローラ１０を介してコンピュータ５上で座標入力／検出装置３を動作させるためのデバイスドライバ２３、描画ソフト・ワードプロセッサソフト・表計算ソフト・プレゼンテーションソフト等の各種アプリケーションプログラム２４等が格納されている。
【００８７】
また、コンピュータ５には、ＯＳ２２、デバイスドライバ２３や各種アプリケーションプログラム２４等の各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体２６、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置２５が搭載されている。
【００８８】
各種アプリケーションプログラム２４は、コンピュータ５への電源の投入に応じて起動するＯＳ２２による制御の下、ＣＰＵ１２によって実行される。例えば、キーボード１５やマウス１６の所定の操作によって描画ソフトを起動した場合には、ＰＤＰ２にグラフィックス・ボード１８を介して描画ソフトに基づく所定の画像が表示される。また、デバイスドライバ２３もＯＳ２２とともに起動され、コントローラ１０を介した座標入力／検出装置３からのデータ入力が可能な状態になる。このように描画ソフトを起動した状態で座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａにユーザが指示部材Ａを挿入して文字や図形を描いた場合、座標情報が指示部材Ａの記述に基づく画像データとしてコンピュータ５に入力され、例えばＰＤＰ２に表示されている画面上の画像に対して上書き画像として重ねて表示される。より詳細には、コンピュータ５のＣＰＵ１２は、入力された画像データに基づいて線や文字を描画するための描画情報を生成し、入力された座標情報に基づく座標位置に併せてグラフィックス・ボード１８に設けられるビデオメモリ(図示せず)に書き込んでいく。その後、グラフィックス・ボード１８が、ビデオメモリに書き込まれた描画情報を画像信号としてＰＤＰ２に送信することにより、ユーザが書いた文字と同一の文字が、ＰＤＰ２に表示されることになる。つまり、コンピュータ５は座標入力／検出装置３をマウス１６のようなポインティングデバイスとして認識しているため、コンピュータ５では、描画ソフト上でマウス１６を用いて文字を書いた場合と同様な処理が行われることになる。
【００８９】
次に、座標入力／検出装置３について詳細に説明する。ここで、図４は座標入力／検出装置３の構成を概略的に示す説明図である。図４に示すように、座標入力／検出装置３は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａのサイズに対応したサイズで横長の四角形状の座標入力／検出領域３ａを備えている。この座標入力／検出領域３ａは、手書きにより文字や図形等の入力を可能にする領域である。この座標入力／検出領域３ａの左下方に位置する角部には、光の発光と受光とを行う光学ユニット２７が取付角度β（図９参照）で設けられている。この光学ユニット２７からは、平面若しくはほぼ平面をなし、例えばＢ1，Ｂ2，Ｂ3，・・・，Ｂnといった光（プローブ光）の束で構成される扇形状の光束膜が、座標入力／検出領域３ａの全域に行き渡るようにＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの表面に沿って平行に投光される。
【００９０】
また、座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａの下部を除く周辺部には、再帰性反射部材２８が設けられている。この再帰性反射部材２８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されており、入射した光をその入射角度によらずに所定の位置に向けて反射する特性を有している。例えば、光学ユニット２７から投光されたプローブ光Ｂ3は、再帰性反射部材２８によって反射され、再び同一光路を辿る再帰反射光Ｂ3´として光学ユニット２７により受光されることになる。
【００９１】
次に、光学ユニット２７について説明する。ここで、図５は光学ユニット２７の構造を概略的に示す構成図である。なお、図５はｘ−ｚ方向を主体に示しているが、二点鎖線で示す部分については同一の構成要素を別方向（ｘ−ｙ方向、又はｙ−ｚ方向）から見た図である。
【００９２】
図５に示すように、光学ユニット２７は、投光手段２９と受光手段３０とを備えている。投光手段２９は、スポットをある程度絞ることの可能なＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ），ピンポイントＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の光源３１を備えている。この光源３１からＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対して垂直に照射された光は、一方向の倍率のみを変更可能なシリンドリカルレンズ３２によってｘ方向にコリメートされる。シリンドリカルレンズ３２によってｘ方向にコリメートされた光は、シリンドリカルレンズ３２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３３，３４によりｙ方向に対して集光される。つまり、これらのシリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ３２，３３，３４）の作用により、光源３１からの光を線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ３４の後方に形成されることになる。ここに、ｙ方向に狭くｘ方向に細長いスリットを有するスリット板３５を配置する。したがって、シリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ３２，３３，３４）を通過した光は、スリット板３５のスリット位置において、線状の二次光源３６を形成する。二次光源３６から発した光は、ハーフミラー３７で折り返され、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの垂直方向には広がらずにディスプレイ面２ａの表面に沿った平行光で、ディスプレイ面２ａと平行方向には二次光源３６を中心にした扇形状の光束膜となって座標入力／検出領域３ａを進行する。換言すれば、扇形状の光が座標入力／検出領域３ａを形成する。これらのシリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ３２，３３，３４）とスリット板３５とによって、集光光学系が形成されている。
【００９３】
前述したように、扇形状となって座標入力／検出領域３ａを進行した光束膜は、再帰性反射部材２８で再帰的に反射され、再び同一光路を辿ってハーフミラー３７に戻ることになる。したがって、再帰性反射部材２８で再帰的に反射された光束膜も座標入力／検出領域３ａを形成する。
【００９４】
再帰性反射部材２８で反射されてハーフミラー３７に戻った再帰反射光は、ハーフミラー３７を透過して受光手段３０に入射する。受光手段３０に入射した再帰反射光は、集光レンズであるシリンドリカルレンズ３８を通って線状にされた後、このシリンドリカルレンズ３８から距離ｆ（ｆはシリンドリカルレンズ３８の焦点距離）の間隔で設けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device：受光素子）３９において、プローブ光毎に異なる位置で受光される。
【００９５】
詳細には、再帰性反射部材２８で反射された再帰反射光は、ｚ軸方向ではシリンドリカルレンズ３８の作用を受けず、コリメートされたまま受光素子３９に到達する。また、再帰反射光は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａと平行方向では、シリンドリカルレンズ３８の中心に集光するように伝搬し、その結果、シリンドリカルレンズ３８の作用を受けてシリンドリカルレンズ３８の焦点面に設置された受光素子３９上に結像する。これにより、受光素子３９上に再帰反射光の有無に応じて光強度の分布が形成される。すなわち、再帰反射光を指示部材Ａで遮った場合、受光素子３９上の遮られた再帰反射光に相当する位置に光強度が弱い点（後述するピーク点）が生じることになる。再帰反射光を受光した受光素子３９は、再帰反射光（プローブ光）の光強度分布に基づいた電気信号を生成し、前述したコントローラ１０に対して出力する。
【００９６】
なお、図５に示すように、二次光源３６とシリンドリカルレンズ３８とは、ハーフミラー３７に対して共に距離ｄの位置に配設されて共役な位置関係にある。
【００９７】
図６は、受光素子３９から再帰反射光の光強度分布に基づいた電気信号が入力され、座標入力／検出領域３ａを進行する光が遮られた位置の座標を特定する処理を実行するコントローラ１０のブロック構成図である。このコントローラ１０は、光源（ＬＤ）３１の発光制御と、ＣＣＤ（受光素子）３９からの出力の演算を行うものである。図６に示すように、コントローラ１０には、各部を集中的に制御するＣＰＵ４０が設けられており、このＣＰＵ４０には、プログラム及びデータを記憶するＲＯＭ４１、ＲＡＭ４２、コンピュータ５に接続するためのインタフェース４３、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ４４及びＬＤドライバ４５がバス接続されている。また、ＣＰＵ４０には、各種のプログラムコード（制御プログラム）を格納するハードディスク４６や後述する指示部材Ａの直径のサイズや光学ユニット２７の取付角度βを予め記憶するための不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）４７がバス接続されている。ここに、ＣＰＵ４０、ＲＯＭ４１及びＲＡＭ４２によりコンピュータとしてのマイクロコンピュータが構成されている。このようなマイクロコンピュータには、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体４９、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置５０が接続されている。
【００９８】
ＣＣＤ（受光素子）３９からの出力を演算する回路として、ＣＣＤ（受光素子）３９の出力端子に、アナログ処理回路５１が図のように接続される。ＣＣＤ（受光素子）３９に入射した反射光は、ＣＣＤ（受光素子）３９内で光の強度に応じた電圧値を持つアナログの画像データに変換され、アナログ信号として出力される。このアナログ信号は、アナログ処理回路５１で処理された後、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ４４によってデジタル信号に変換されてＣＰＵ４０に渡される。ここに、光強度分布検出手段が実現されている。この後、ＣＰＵ４０によって指示部材Ａの二次元座標の演算が行われる。
【００９９】
ハードディスク４６に格納された各種のプログラムコード（制御プログラム）または記憶媒体４９に記憶された各種のプログラムコード（制御プログラム）は、コントローラ１０への電源の投入に応じてＲＡＭ４２に書き込まれ、各種のプログラムコード（制御プログラム）が実行されることになる。
【０１００】
続いて、制御プログラムに基づいてＣＰＵ４０によって実行される機能について説明する。ここでは、本実施の形態の座標入力／検出装置３の備える特長である座標検出手段の機能を実現する座標検出処理について以下に説明する。ここで、図７は指示部材Ａを示す斜視図、図８は座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内の一点を指示部材Ａで指し示した一例を示す正面図、図９はその一部を拡大して示す正面図である。また、図１０は座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図７に示すように、指示部材Ａは、座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内の一点を指し示すための球形状の指示部Ａ1と、ユーザが把持するための略円柱形状の把持部Ａ2とで構成されている。この指示部材Ａの指示部Ａ1の直径Ｄの実サイズは、既定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に記憶されている。ここに、実サイズ記憶手段が実現されている。なお、指示部材Ａの指示部Ａ1は、その中心部を座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜が通過する大きさの球形に形成されている。このように、指示部材Ａの指示部Ａ1を球形に形成し、かつ、その中心部を座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜が通過する大きさに形成することにより、座標入力／検出領域３ａに挿入される指示部材Ａの角度にかかわらずに、指示部材Ａの指示部Ａ1の直径Ｄを一定の大きさにすることができる。また、このように専用の指示部材Ａを用いることにより、座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａの二次元座標位置の算出精度を高めることが可能になる。
【０１０１】
図８に示すように、このような指示部材Ａの指示部Ａ1を座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａを介してＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の適当な位置（ｘ，ｙ）に対して記述のために挿入し、例えば光学ユニット２７から投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｂnが指示部材Ａによって遮られた場合、そのプローブ光Ｂnは再帰性反射部材２８に到達することはない。したがって、そのプローブ光Ｂnは光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９によって受光されることはないため、図９に示すように、プローブ光Ｂnに対応する光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９上の所定の位置Ｘnが光強度の弱い領域（暗点）となる。より詳細には、光束膜の中のプローブ光Ｂnが指示部材Ａによって遮られた場合、図１１に示すようなＣＣＤ（受光素子）３９から出力される光強度の波形にピーク点が出現することになる。したがって、ＣＰＵ４０は、このような光強度の波形におけるピーク点の出現を電圧の変化により認識し、例えばＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号に基づいてこの光強度の波形のピーク点となった暗点の位置Ｘnを検出する（図１０に示すステップＳ１のＹ）。ここに、ピーク点検出手段の機能が実行される。そして、この暗点位置ＸnからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離（ＣＣＤ（受光素子）３９の中心からそのピーク点に至る距離）ａをＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号に基づいて検出する。ここに、図１０に示すステップＳ２の処理であるピーク距離検出手段の機能が実行される。加えて、ＣＰＵ４０は、スレシュホルドレベルに応じてＣＣＤ（受光素子）３９が受光した指示部材Ａの指示部Ａ1の結像サイズ（指示部材ＡのＣＣＤ（受光素子）３９上における結像サイズ）ｂも検出する。以上により、図１０に示すステップＳ３の処理である結像サイズ検出手段の機能が実行される。
【０１０２】
次に、ＣＰＵ４０による指示部材Ａの座標位置（ｘ，ｙ）の算出について説明する。まず、暗点位置ＸnからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離ａは、ＣＣＤ（受光素子）３９の中心からの垂線と、指示部材Ａの中心と暗点位置Ｘnとを結ぶ線とで形成される角度αに依存しており、この角度αは、
α＝tan-1（ａ／ｆ） （１）
により算出される。ただし、ｆはシリンドリカルレンズ３８の焦点距離である。
【０１０３】
また、光学ユニット２７の取付角度βおよび（１）式を用いることにより、指示部材Ａの指示部Ａ1によって遮られた光束膜の中のプローブ光Ｂnの出射／入射角度θ（図８，９参照）は、
により算出される。ここに、角度算出手段の機能が実行される。ただし光学ユニット２７の取付角度βは、前述したように、既定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶されている。
【０１０４】
一方、ＣＣＤ（受光素子）３９が受光する指示部材Ａの被写体像の像倍率は、シリンドリカルレンズ３８から指示部材Ａの中心に至る距離Ｌ（図８，９参照）に依存しており、
Ｌ：ｌ＝Ｄ：ｂ （ｌ：シリンドリカルレンズ３８から暗点位置Ｘnまでの距離（図９参照））
の関係が成立することにより、距離Ｌは、
により算出される。ここに、距離算出手段の機能が実行される。ただし、指示部材Ａの指示部Ａ1の直径Ｄは、前述したように、既定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶されている。
【０１０５】
したがって、指示部材Ａの指示した座標位置（ｘ，ｙ）は、図８に示すように、
および、
により算出される。
【０１０６】
これらの（１）（２）（３）（４）（５）式は制御プログラムの一部として予めハードディスク４６に格納されており、（１）（２）（３）（４）（５）式により、指示部材Ａの指示した座標位置（ｘ，ｙ）がＣＰＵ４０により算出される。以上により、図１０に示すステップＳ４の処理である座標位置算出手段の機能が実行される。
【０１０７】
ＣＰＵ４０は、以上のようにして算出された指示部材Ａの指示した座標位置（ｘ，ｙ）をインタフェース４３を介してコンピュータ５に転送し、指示部材Ａ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することになる。以上により、図１０に示すステップＳ５の処理が実行される。つまり、描画ソフトを起動した状態で座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａにユーザが指示部材Ａを挿入して文字や図形を描いた場合、座標位置（ｘ，ｙ）が指示部材Ａの記述に基づく画像データとしてコンピュータ５に入力され、例えばＰＤＰ２に表示されている画面上の画像に対して上書き画像として重ねて表示される。
【０１０８】
ここに、座標入力／検出領域３ａを形成する光の一部が指示部材Ａの挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子３９の中心からそのピーク点に至る距離ａと光を遮った指示部材の受光素子３９上における結像サイズｂとが検出され、検出された受光素子３９の中心からそのピーク点に至る距離ａに基づいて指示部材Ａに遮られた光の出射角度θが算出されるとともに、検出された光を遮った指示部材Ａの受光素子３９上における結像サイズｂに基づいて座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａと投光手段２９との間の距離Ｌが算出される。そして、これらの指示部材Ａに遮られた光の出射角度θと指示部材Ａと投光手段２９との間の距離Ｌとに基づいて座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａの二次元座標位置（ｘ，ｙ）が算出される。これにより、従来は指示部材Ａを挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段２９と受光素子３９とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【０１０９】
なお、本実施の形態においては、座標入力／検出装置３を表示装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２に備えたが、これに限るものではなく、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、前面投影型プロジェクター、背面投影型プロジェクター等を表示装置として適用しても良い。さらに、これらの表示装置に限るものではなく、ライティングボードとして機能する黒板やホワイトボード等に備えるようにしても良い。
【０１１０】
本発明の第二の実施の形態を図１２ないし図１５に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の電子黒板システム６０は、本発明の第一の実施の形態の電子黒板システム１で説明したような専用の指示部材Ａを使用して座標入力／検出領域３ａを介してＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の適当な位置（ｘ，ｙ）を指示するのではなく、例えばユーザの指やペン等を任意の指示部材Ａ´(図１３参照)として利用する点で電子黒板システム１とは異なるものである。つまり、コントローラ１０のＥＥＰＲＯＭ４７には、指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´が既定値としては記憶されておらず、所定のタイミングで指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定し、その測定された指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´がコントローラ１０のＥＥＰＲＯＭ４７に記憶されることになる。
【０１１１】
ここで、本実施の形態の座標入力／検出装置３の備える特長的な機能であって、制御プログラムに基づいてＣＰＵ４０により実行される指示物体測定処理について以下に説明する。なお、本実施の形態の指示物体測定処理は、コンピュータ５およびＰＤＰ２に対して電源が投入され、コンピュータ５への電源の投入に応じて起動するＯＳ２２による制御の下、ＣＰＵ１２によって実行される各種アプリケーションプログラム２４の中から指示物体測定に係る制御プログラム（キャリブレーションソフトウェア）が選択されて起動されることにより、ＰＤＰ２にグラフィックス・ボード１８を介してキャリブレーションソフトウェアに基づく所定の画像が表示されることが処理の前提条件とされている。ここで、図１２は電子黒板システム６０のＰＤＰ２に表示される画像の一例を示す正面図である。図１２に示すように、電子黒板システム６０のＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の所定の位置には、指示マークＭが表示される。ここに、測定位置表示手段が実現されている。なお、この指示マークＭの中心からシリンドリカルレンズ３８に至る距離Ｌ´は、規定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶されている。以上のように、電子黒板システム６０のＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の所定の位置に指示マークＭが表示された状態で座標入力／検出装置３に対して電源が投入され、指示物体測定処理の実行が可能な状態になる。
【０１１２】
指示物体測定処理の流れについて以下に説明する。ここで、図１３は指示マークＭを指で指示した場合の一例を示す説明図、図１４は指示物体測定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。指示物体測定処理は、図１３に示すように、例えば1本の指を指示部材Ａ´としてディスプレイ面２ａ上の指示マークＭを指示した場合には、指先が指示部Ａ1´として機能して座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜の中のプローブ光Ｂnを遮断する。これにより、そのプローブ光Ｂnは光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９によって受光されることはないため、前述したようにプローブ光Ｂnに対応する光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９上の所定の位置Ｘnが光強度の弱い領域（暗点）となる。したがって、ＣＰＵ４０は、このような光強度の波形におけるピーク点の出現を電圧の変化により認識し、例えばＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号に基づいてこの光強度の波形のピーク点となった暗点の位置Ｘnを検出する（図１４に示すステップＳ１１のＹ）。そして、この暗点位置ＸnからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離ａ´をＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号に基づいて検出する。以上により、図１４に示すステップＳ１２の処理が実行される。加えて、ＣＰＵ４０は、スレシュホルドレベルに応じてＣＣＤ（受光素子）３９が受光した指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の結像サイズｂ´も検出する。以上により、図１４に示すステップＳ１３の処理が実行される。
【０１１３】
次に、ＣＰＵ４０による指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の算出について説明する。前述したように、
α＝tan-1（ａ´／ｆ） （１）
の関係が成立し、ＥＥＰＲＯＭ４７には指示マークＭの中心からシリンドリカルレンズ３８に至る距離Ｌ´が規定値として予め記憶されていることから、指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´は、
により算出される。
【０１１４】
これらの（１）（６）式は制御プログラムの一部として予めハードディスク４６に格納されており、（１）（６）式により、指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´がＣＰＵ４０により算出される。以上により、図１４に示すステップＳ１４の直径算出処理が実行される。すなわち、ステップＳ１２〜Ｓ１４により、実サイズ測定手段の機能が実行される。
【０１１５】
ＣＰＵ４０は、以上のようにして算出された指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´をＥＥＰＲＯＭ４７に記憶し（測定実サイズ記憶手段）、指示部材Ａ´により指示された座標位置（ｘ，ｙ）の算出処理に利用することになる。以上により、図１４に示すステップＳ１５の処理が実行される。
【０１１６】
ここに、座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａ´と投光手段２９との間の距離Ｌ´は指示部材Ａ´の受光素子３９上における結像サイズｂ´と指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズとに基づいて算出されることから、投光手段２９からの距離Ｌ´が既定された座標入力／検出領域３ａ内の所定の位置（指示マークＭ）に指示部材Ａ´が挿入された場合には、その既定された距離Ｌ´と指示部材Ａ´の受光素子３９上における結像サイズｂ´とに基づいて指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズが算出される。これにより、座標入力／検出領域３ａ内の所定の位置（指示マークＭ）に指示部材Ａ´を挿入するだけで指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズが測定されるので、指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズの測定が容易になる。
【０１１７】
また、例えば指等を指示部材Ａ´として適用する場合には人によってそのサイズが異なることから、その都度指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズを測定することで、座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａ´の二次元座標位置の算出精度を高めることが可能になる。
【０１１８】
なお、本実施の形態においては、コンピュータ５への電源の投入に応じて起動するＯＳ２２により制御されるキャリブレーションソフトウェアによって電子黒板システム６０のＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の所定の位置に指示マークＭを表示するようにしたが、この指示マークＭについては種々の態様が考えられる。例えば、キャリブレーションソフトウェアの起動と同時に図１５に示すようなパスワード入力用のダイアログボックス６１をＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの所定の位置に表示し、パスワード入力後に指示部材Ａ´である指で“ＯＫ”ボタン６２をクリック（指示）する際に指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定するようにすれば、“ＯＫ”ボタン６２が指示マークＭとして機能することになり、ユーザが指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定するものとは解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置に指示マークＭを設けることが可能になり、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を得ることが可能になる。
【０１１９】
また、本実施の形態の制御プログラムは指示物体測定処理のみをＣＰＵ４０に実行させたが、これに限るものではなく、前述したように、
α＝tan-1（ａ´／ｆ） （１）
および、
の関係が成立することから、
指示マークＭを指示した指示部材Ａ´の指示部Ａ1´により遮断されたプローブ光Ｂnの出射／入射角θを規定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶しておくことにより、（１）（２）式により算出された出射／入射角θをＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶されていた出射／入射角θに基づいて補正する角度補正処理を指示物体測定処理に併せてＣＰＵ４０に実行させるようにしても良い。ここに、角度補正手段の機能が実行される。これによれば、指示部材Ａ´により指示された座標位置（ｘ，ｙ）の算出処理をより正確に行うことが可能になる。
【０１２０】
本発明の第三の実施の形態を図１６ないし図１８に基づいて説明する。なお、本発明の第一または第二の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の電子黒板システム７０は、ユーザの指等を任意の指示部材Ａ´として利用する点で前述した第二の実施の形態の電子黒板システム６０と同じであるが、電子黒板システム６０のように座標入力／検出装置３をＰＤＰ２のような表示装置に備えるのではなく、ライティングボードとして機能するホワイトボードに座標入力／検出装置３とは一部構成の異なる座標入力／検出装置７３を装着した点で異なるものである。
【０１２１】
ここで、図１６は電子黒板システム７０を概略的に示す外観斜視図、図１７は電子黒板システム７０に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。図１６に示すように、電子黒板システム７０は、ライティングボードとして機能するホワイトボード７１及び座標入力／検出装置７３で構成される電子黒板部７２と、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ５・画像データを記録紙に出力するプリンタ７（いずれも図１７参照）を収納する機器収納部９とを主体に構成されている。
【０１２２】
また、図１７に示すように、電子黒板システム７０は、コンピュータ５にプリンタ７を接続し、コンピュータ５によってシステム全体を制御するようにしている。また、コンピュータ５には、指示部材Ａ´で指示された座標入力／検出領域７３ａ内の座標位置の演算等を行う座標入力／検出装置７３に設けられるコントローラ１０が接続されており、このコントローラ１０を介して座標入力／検出装置７３もコンピュータ５に接続されている。また、コンピュータ５を介して電子黒板システム７０をネットワーク１１に接続することができ、電子黒板システム７０で作成したデータを他のコンピュータに転送することも可能になっている。
【０１２３】
次に、本実施の形態の座標入力／検出装置７３について説明する。図１６に示すように、本実施の形態の座標入力／検出装置７３には、第一の実施の形態で説明した座標入力／検出装置３の構成に加え、座標入力／検出装置７３の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための電源切替部７４が電子黒板部７２から一部を露出させた状態で設けられている。電源切替部７４は、薄板形状の磁石板で形成され、図１８に示すように、座標入力／検出装置７３の本体に対して回動自在な硬質のコード７６により有線接続されており、座標入力／検出領域７３ａに対して出没自在とされている。この電源切替部７４には、感圧センサ７５が設けられており、この感圧センサ７５を指等で触れることにより、座標入力／検出装置７３の電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えが可能になっている。つまり、感圧センサ７５が、電源スイッチとして機能することになる。なお、電源切替部７４を電子黒板部７２から引出す際の回動軌跡上には、このコード７６の回動を規制するストッパ（図示せず）が設けられており、電源切替部７４は所定の位置で停止する構成とされている。本実施の形態においては、電源切替部７４の感圧センサ７５の中心から光学ユニット２７のシリンドリカルレンズ３８に至る距離がＬ´となる位置においてコード７６の回動が規制されるものとする。なお、この感圧センサ７５の中心から光学ユニット２７のシリンドリカルレンズ３８に至る距離Ｌ´は、規定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶されている。
【０１２４】
したがって、本実施の形態の座標入力／検出装置７３の指示物体測定処理は、第二の実施の形態の座標入力／検出装置３における指示物体測定処理と何ら変わるものではないが、その処理の前提条件が異なるものとなっている。すなわち、本実施の形態においては、電源切替部７４を電子黒板部７２から引出し、電源切替部７４の感圧センサ７５の中心から光学ユニット２７のシリンドリカルレンズ３８に至る距離がＬ´となる位置において電源切替部７４をホワイトボード７１のライティング面７１ａに磁力により取り付ける。その後、指示部材Ａ´である指で電源切替部７４の感圧センサ７５を押すことにより、座標入力／検出装置７３の電源をＯＮに切り替えられるので、座標入力／検出装置７３は光学ユニット２７から扇形状の光束膜を座標入力／検出領域７３ａの全域に行き渡るようにホワイトボード７１のライティング面７１ａの表面に沿って平行に投光することになる。このように、指示部材Ａ´である指で電源切替部７４の感圧センサ７５を押した状態で光学ユニット２７から扇形状の光束膜が投光された場合には、指先が指示部Ａ1´として機能して座標入力／検出領域７３ａを形成する光束膜の中のプローブ光Ｂnを遮断する。つまり、電源切替部７４の感圧センサ７５が、第二の実施の形態の電子黒板システム６０で説明した指示マークＭ（基準部材）として機能することになり、指示物体測定処理の実行が可能な状態になる。すなわち、電源切替部７４を所定の位置にセットし、指示部材Ａ´である指で電源切替部７４の感圧センサ７５を押した直後に指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定するようにすれば、ユーザが指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定するものとは解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置に指示マークＭを設けることが可能になり、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を得ることが可能になる。
【０１２５】
なお、本実施の形態においては、座標入力／検出装置７３をライティングボードとして機能するホワイトボード７１に備えたが、これに限るものではなく、表示装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、前面投影型プロジェクター、背面投影型プロジェクター等の表示装置に備えるようにしても良い。
【０１２６】
本発明の第四の実施の形態を図１９ないし図２２に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第三の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、座標入力／検出装置の方式の変形例である。詳細には、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第三の実施の形態で用いた座標入力／検出装置３（座標入力／検出装置７３）は光遮蔽式であったが、本実施の形態の座標入力／検出装置８０においては、光反射式としたものである。
【０１２７】
ここで、図１９は座標入力／検出装置８０に用いられる指示部材Ａを示す斜視図、図２０は座標入力／検出装置８０の座標入力／検出領域８０ａ内の一点を指示部材Ａで指し示した一例を示す正面図、図２１はその一部を拡大して示す正面図である。図１９に示すように、座標入力／検出装置８０の座標入力／検出領域８０ａ内の一点を指し示すために用いられる指示部材Ａの球形状の指示部Ａ1には、再帰性反射部材８２が設けられている。この再帰性反射部材８２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されており、入射した光をその入射角度によらずに所定の位置に向けて反射する特性を有している。例えば、光学ユニット２７から投光されたプローブ光Ｂnは、図２０に示すように、再帰性反射部材８２によって反射され、再び同一光路を辿る再帰反射光Ｂn´として光学ユニット２７により受光されることになる。そのため、図２０に示すように、本実施の形態の座標入力／検出装置８０においては、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第三の実施の形態で用いた座標入力／検出装置３（座標入力／検出装置７３）のように座標入力／検出領域３ａ（座標入力／検出領域７３ａ）の下部を除く周辺部に再帰性反射部材２８を設ける必要はない。
【０１２８】
図２１に示すように、このような指示部材Ａの再帰性反射部材８２を備えた指示部Ａ1を座標入力／検出装置８０の座標入力／検出領域８０ａの適当な位置（ｘ，ｙ）に挿入し、例えば光学ユニット２７から投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｂnが指示部材Ａの指示部Ａ1によって反射された場合、その再帰反射光Ｂn´は光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９によって受光される。このようにしてＣＣＤ（受光素子）３９が再帰反射光Ｂn´を受光した場合には、図２１に示すように、再帰反射光Ｂn´に対応する光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９上の所定の位置Ｘnが光強度の強い領域（明点）となる。より詳細には、光束膜の中のプローブ光Ｂnが指示部材Ａによって反射された場合、図２２に示すようなＣＣＤ（受光素子）３９から出力される光強度の波形にピーク点が出現することになる。
【０１２９】
したがって、このような光反射式の座標入力／検出装置８０を電子黒板システム１，６０，７０に適用した場合であっても、光遮蔽式の座標入力／検出装置３（座標入力／検出装置７３）を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３０】
本発明の第五の実施の形態を図２３に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第四の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、光学ユニットの変形例である。詳細には、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第四の実施の形態で用いた光学ユニット２７においては扇形状の光束膜を投光して座標入力／検出領域を形成したが、本実施の形態の光学ユニット９０においては、ポリゴンミラー等の回転走査系を有しており、その回転走査系によって光源から出射された光ビームを放射状に投光して座標入力／検出領域を形成するものである。
【０１３１】
ここで、図２３は光学ユニット９０を概略的に示す平面図である。図２３に示すように、光学ユニット９０は、駆動回路（図示せず）を有してレーザ光を出射する光源であるＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）９１とハーフミラー９２とポリゴンミラー９３と集光レンズ９４とで構成される投光手段９０ａと、受光素子９５とが備えられている。受光素子９５は、集光レンズ９４から距離ｆ（ｆは集光レンズ９４の焦点距離）の間隔で設けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device）で構成されている。このような光学ユニット９０は、ＬＤ９１から出射したレーザ光をハーフミラー９２を透過させた後、モータ（図示せず）により回転駆動されるポリゴンミラー９３によって放射状に順次反射する。したがって、光学ユニット９０は、ビーム光を放射状に繰り返し投光することになる。つまり、光学ユニット９０から放射状に投光されるビーム光によって座標入力／検出領域９６が形成されることになる。
【０１３２】
したがって、このような光学ユニット９０を座標入力／検出装置３，７３，８０に適用した場合であっても、指示部材による光の遮蔽または反射によってＣＣＤ（受光素子）９５から出力される光強度の波形にピーク点が出現することになるので、前述した光学ユニット２７を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３３】
本発明の第六の実施の形態を図２４および図２５に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第五の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、光学ユニット２７（光学ユニット９０）の設置位置の変形例である。以下において、座標入力／検出装置３の光学ユニット２７の設置位置の変形例を例示的に説明する。
【０１３４】
ここで、図２４は座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内の一点を指示部材Ａで指し示した一例を示す正面図、図２５はその一部を拡大して示す正面図である。図２４に示すように、本実施の形態においては、光学ユニット２７が、座標入力／検出領域３ａの下辺の中央部に設けられている。このように光学ユニット２７を座標入力／検出領域３ａの下辺の中央部に設けた場合には、座標入力／検出領域３ａにおいて光学ユニット２７から最も遠い位置である座標入力／検出領域３ａの左上方に位置する角部に達する光学ユニット２７から投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｂmの光路長が、光学ユニット２７を座標入力／検出領域３ａの左下方に位置する角部に設けた場合における光学ユニット２７から最も遠い位置までの光路長に比べて短くなることにより、座標位置（ｘ，ｙ）の算出処理における誤差を低減化することが可能になっている。また、座標入力／検出領域３ａにおいて光学ユニット２７から最も遠い位置である座標入力／検出領域３ａの左上方に位置する角部に達する光学ユニット２７から投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｂmの光路長が短くなることにより、投光位置に応じた再帰性反射部材２８からの再帰反射光の光強度のばらつきが減少するので、スレッシュホルドレベルを複数段階設ける必要がなくなる。
【０１３５】
なお、図２５に示すように、光学ユニット２７を座標入力／検出領域３ａの下辺の中央部に設けた座標入力／検出装置３を使用した場合であっても、本発明の第一の実施の形態の電子黒板システム１で説明したような指示部材Ａの指示した座標位置（ｘ，ｙ）の座標算出処理は何ら変わるものではなく、かつ、本発明の第二の実施の形態の電子黒板システム１で説明したような任意の指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を算出する指示物体測定処理も何ら変わるものではない。
【０１３６】
また、本実施の形態においては、座標入力／検出装置３のみについて説明したが、本発明の第三の実施の形態の座標入力／検出装置７３や本発明の第四の実施の形態の座標入力／検出装置８０においても同様の作用効果が得られ、また、光学ユニット２７に代えて光学ユニット９０を適用した場合にも同様の作用効果が得られる。
【０１３７】
なお、各実施の形態においては、コントローラ１０をコンピュータ５とは別体で設けたが、これに限るものではなく、コントローラ１０をコンピュータ５に組み込んで、コンピュータ５をコントローラ１０として機能させるようにしても良い。
【０１３８】
また、各実施の形態においては、座標入力／検出装置を電子黒板システムに一体化させて組み込んだが、これに限るものではなく、座標入力／検出装置を表示装置やライティングボードに対して着脱自在な構成としても良い。
【０１３９】
さらに、各実施の形態においては、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体２６や記憶媒体４９としてフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカード等を適用したが、これに限るものではなく、記憶媒体には、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【０１４０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の座標入力／検出装置によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１４１】
請求項２記載の発明の座標入力／検出装置によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１４２】
請求項３記載の発明の座標入力／検出装置によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度を算出するとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１４３】
請求項４記載の発明の座標入力／検出装置によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度を算出するとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１４４】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記指示部材の実サイズは既知であって、この既知である前記指示部材の実サイズを予め記憶する実サイズ記憶手段を備えることにより、実サイズが既知であってその実サイズが予め記憶されている指示部材、つまり、専用の指示部材を用いることになるので、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることができる。
【０１４５】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記指示部材の実サイズを測定する実サイズ測定手段と、この実サイズ測定手段によって測定された前記指示部材の実サイズを記憶する測定実サイズ記憶手段と、を備え、実サイズ測定手段により測定された指示部材の実サイズを測定実サイズ記憶手段により記憶することにより、例えば指等を指示部材として適用する場合には人によってそのサイズが異なることから、その都度指示部材の実サイズを測定することで、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることができる。
【０１４６】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の座標入力／検出装置において、前記実サイズ測定手段は、前記投光手段からの距離が既定された前記座標入力／検出領域内の所定の位置に挿入された前記指示部材の実サイズをその前記投光手段からの距離に基づいて測定することにより、座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離は結像サイズ検出手段により検出された指示部材の受光素子上における結像サイズと指示部材の実サイズとに基づいて算出されることから、投光手段からの距離が既定された座標入力／検出領域内の所定の位置に指示部材が挿入された場合には、その既定された距離と結像サイズ検出手段により検出された指示部材の受光素子上における結像サイズとに基づいて指示部材の実サイズを算出することができるので、座標入力／検出領域内の所定の位置に指示部材を挿入するだけで指示部材の実サイズを測定することができ、指示部材の実サイズの測定を容易にすることができる。
【０１４８】
請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記投光手段は、前記光源から出射される光を扇形状に成形して投光することにより、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を確実に形成することができる。
【０１４９】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記投光手段は、前記光源から出射される光ビームを放射状に順次走査して投光することにより、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を確実に形成することができる。
【０１５０】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの角部に投光手段と受光素子とを位置させることにより、投光手段からの光の投光角度は小さくて済むので、装置を小型化することができる。
【０１５１】
請求項１１記載の発明によれば、請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記座標入力／検出領域は多角形形状であって、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺に位置することにより、このように投光手段と受光素子とを多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの辺に位置させた場合には多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの角部に投光手段と受光素子とを位置させた場合に比べて、投光手段から最も遠い位置に到達する光の光路長を短くすることができるので、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出処理における誤差を低減化することができるとともに、投光位置に応じた再帰反射光の光強度のばらつきを減少させることができるので、スレッシュホルドレベルを複数段階設ける必要がなくなる。
【０１５２】
請求項１２記載の発明によれば、請求項１１記載の座標入力／検出装置において、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺の中央に位置することにより、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出処理における誤差をさらに低減化することができるとともに、投光位置に応じた再帰反射光の光強度のばらつきをさらに減少させることができる。
【０１５４】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１ないし１２のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、ピーク距離検出手段における受光素子上の所定の位置を受光素子の中心とすることにより、距離の検出を容易にすることができる。
【０１５５】
請求項１４記載の発明の電子黒板システムによれば、文字および画像を表示するための表示装置と、この表示装置の表示面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、を備え、前記表示装置及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成することにより、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず、表示装置の表示面に装着して使用した場合であっても視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することができる。
【０１５６】
請求項１５記載の発明によれば、請求項１４記載の電子黒板システムにおいて、前記制御装置は、前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を前記表示装置に出現／消去自在に表示する測定位置表示手段を備えることにより、指示部材の実サイズを測定する際には、表示装置に表示された座標入力／検出領域内の所定の位置を指示部材で指示すれば良いことになるので、指示部材の指示部の直径を測定を容易にすることができるとともに、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内の所定の位置を表示装置に表示することができるので、操作性に優れた電子黒板システムを得ることができる。
【０１５７】
請求項１６記載の発明によれば、請求項１５記載の電子黒板システムにおいて、前記測定位置表示手段は、前記表示装置に出現／消去自在に表示される前記所定の位置を必要的に指示せざるを得ない位置とすることにより、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することができる。
【０１５８】
請求項１７記載の発明の電子黒板システムによれば、文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、このライティングボードの書き込み面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、を備え、前記ライティングボード及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成することにより、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず、ライティングボードの書き込み面に装着して使用した場合であっても視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することができる。
【０１５９】
請求項１８記載の発明によれば、請求項１４または１７記載の電子黒板システムにおいて、前記電子黒板部の表示面／書き込み面に前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を備えることにより、指示部材の実サイズを測定する際には、電子黒板部の表示面／書き込み面の座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を指示部材で指示すれば良いことになるので、指示部材の指示部の直径を測定を容易にすることができる。
【０１６０】
請求項１９記載の発明によれば、請求項１８記載の電子黒板システムにおいて、前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の前記座標入力／検出領域に対して出没自在に設けられることにより、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内に座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を出没させることができるので、操作性に優れた電子黒板システムを得ることができる。
【０１６１】
請求項２０記載の発明によれば、請求項１９記載の電子黒板システムにおいて、前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチを兼ねることにより、座標入力／検出領域内の所定の位置をユーザが解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置とすることができるので、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することができる。
【０１６２】
請求項２１記載の発明の座標位置検出方法によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６３】
請求項２２記載の発明の座標位置検出方法によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６４】
請求項２３記載の発明の座標位置検出方法によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度を算出するとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６５】
請求項２４記載の発明の座標位置検出方法によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度を算出するとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６６】
請求項２５記載の発明の記憶媒体によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６７】
請求項２６記載の発明の記憶媒体によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６８】
請求項２７記載の発明の記憶媒体によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度を算出するとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６９】
請求項２８記載の発明の記憶媒体によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度を算出するとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の電子黒板システムを概略的に示す外観斜視図である。
【図２】電子黒板システムに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３】コンピュータに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図４】座標入力／検出装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図５】光学ユニットの構造を概略的に示す構成図である。
【図６】コントローラのブロック構成図である。
【図７】指示部材を示す斜視図である。
【図８】座標入力／検出装置の座標入力／検出領域内の一点を指示部材で指し示した一例を示す正面図である。
【図９】その一部を拡大して示す正面図である。
【図１０】座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１１】受光素子から出力される光強度の波形の一例を示すグラフである。
【図１２】本発明の第二の実施の形態の電子黒板システムのＰＤＰに表示される画像の一例を示す正面図である。
【図１３】指示マークを指で指示した場合の一例を示す説明図である。
【図１４】指示物体測定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１５】パスワード入力用のダイアログボックスが表示されたＰＤＰを示す正面図である。
【図１６】本発明の第三の実施の形態の電子黒板システムを概略的に示す外観斜視図である。
【図１７】電子黒板システムに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図１８】（ａ）は電源切替部が収納されている状態を示し、（ｂ）は電源切替部が引き出された状態を示す正面図である。
【図１９】本発明の第四の実施の形態の座標入力／検出装置に用いられる指示部材を示す斜視図である。
【図２０】座標入力／検出装置の座標入力／検出領域内の一点を指示部材で指し示した一例を示す正面図である。
【図２１】その一部を拡大して示す正面図である。
【図２２】受光素子から出力される光強度の波形の一例を示すグラフである。
【図２３】本発明の第五の実施の形態の光学ユニットを概略的に示す平面図である。
【図２４】本発明の第六の実施の形態の座標入力／検出装置の座標入力／検出領域内の一点を指示部材で指し示した一例を示す正面図である。
【図２５】その一部を拡大して示す正面図である。
【符号の説明】
１，６０，７０ 電子黒板システム
２ 表示装置
３，７３，８０ 座標入力／検出装置
３ａ，７３ａ，８０ａ，９６ 座標入力／検出領域
４，７２ 電子黒板部
５ 制御装置
２６，４９ 記憶媒体
２８ 再帰性反射部材
２９，９０ａ 投光手段
３１，９１ 光源
３９，９５ 受光素子
６２，Ｍ 所定の位置
７１ ライティングボード
７５ 基準部材、電源スイッチ
８２ 再帰性反射部材
Ａ，Ａ´ 指示部材
Ａ1，Ａ1´ 指示部
Ｄ，Ｄ´ 実サイズ
Ｌ，Ｌ´ 指示部材と投光手段との間の距離
ａ，ａ´ 受光素子上の所定の位置からピーク点に至る距離
ｂ，ｂ´ 結像サイズ
θ 出射／入射角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、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光学的に検出する座標入力／検出装置、この座標入力／検出装置を主体に構成される電子黒板システム、座標入力／検出装置における座標位置検出方法及び座標位置検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ホワイトボードや書き込みシート等の書き込み面に筆記用具を用いて書き込んだ手書きの情報を、専用のスキャナで読み取り、専用のプリンタで記録紙に出力することが可能な電子黒板装置が知られている。これに対し、近年にあっては、電子黒板装置の書き込み面に座標入力／検出装置を配置して、書き込み面に手書きで書き込んだ情報をリアルタイムでパーソナルコンピュータ等のコンピュータに入力することを可能にした電子黒板システムも提供されている。
【０００３】
例えば、マイクロフィールド・グラフィックス社製（Microfield Graphics,Inc.）のソフトボードは、ホワイトボード上に座標入力／検出装置を配設して構成され、ホワイトボード上に書かれた文字や絵等のビジュアルデータをコンピュータにリアルタイムで取り込むことを可能にした装置である。このソフトボードを用いて構成された電子黒板システムでは、ソフトボードで取り込んだビジュアルデータをコンピュータに入力してＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に表示したり、液晶プロジェクターを用いて大型のスクリーンに表示したり、プリンタで記録紙に出力したりすること等が可能となっている。また、ソフトボードが接続されたコンピュータの画面を液晶プロジェクターでソフトボード上に投影し、ソフトボード上でコンピュータを操作することも可能となっている。
【０００４】
また、文字および画像を表示するための表示装置と、表示装置の前面に座標入力面（タッチパネル面）を配設した座標入力／検出装置と、座標入力／検出装置からの入力に基づいて表示装置の表示制御を行う制御装置とを備え、表示装置および座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成した電子黒板システムが提供されている。
【０００５】
例えば、スマート・テクノロジィズ社製（SMART Technologies Inc.）のスマート２０００では、コンピュータに接続された液晶プロジェクターを用いて文字・絵・図形・グラフィックの画像をパネルに投影した状態で、パネルの投影面（表示面）の前面に配設された座標入力／検出装置（書き込み面）を用いて手書きの情報をコンピュータに取り込む処理を行う。そして、コンピュータ内で手書きの情報と画像情報とを合成し、再度、液晶プロジェクターを介してリアルタイムで表示できるようにしている。
【０００６】
このような電子黒板システムでは、表示装置によって表示されている画面上の画像に対して、座標入力／検出装置を用いて入力した画像を上書き画像として重ねて表示できるため、会議、プレゼンテーション、教育現場等において既に広く利用されており、その使用効果が高く評価されている。また、このような電子黒板システムに音声・画像等の通信機能を組み込み、遠隔地間を通信回線で接続することにより、電子会議システムとしても利用されている。
【０００７】
また、近年においては、電子黒板システムにおいて利用される座標入力／検出装置として検出方式の異なる種々の方式のものが考えられている。しかしながら、前述した電子黒板システムに適用するのに適切な方式を検討すると、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さなくとも入力が可能になる、例えば光学式のような座標入力／検出装置が有望であると考えられる。
【０００８】
このような光学式の座標入力／検出装置としては、各種の方式が提案されている。光学式の座標入力／検出装置の一例としては、特開平８−２４０４０７号公報に記載された座標入力／検出装置がある。この特開平８−２４０４０７号公報に記載された座標入力／検出装置は、赤外線ＣＣＤカメラを備えた２つのユニットを有し、座標入力／検出領域に挿入されたペン型の指示部材に配された赤外線ＬＥＤからの赤外線のピーク信号をそれらの赤外線ＣＣＤカメラによって検出し、指示部材で指示された座標位置を検出するものである。
【０００９】
また、光学式の座標入力／検出装置の他の一例としては、特開平９−３１９５０１号公報に記載された座標入力／検出装置がある。この特開平９−３１９５０１号公報に記載された座標入力／検出装置は、２つのユニットにそれぞれ設けられた光源から出射されるレーザビーム光を走査させた座標入力／検出領域に再帰性反射部材であるコーナキューブリフレクタを有するペン型の指示部材を挿入させて指示させることにより、その指示部材から再帰反射する光を２つのユニットにそれぞれ設けられた受光素子で受光し、指示部材で指示された座標位置を検出するものである。
【００１０】
さらに、光学式の座標入力／検出装置の他の一例としては、特開平１１−８５３７６号公報や特開平１１−８５３７７号公報に記載された座標入力／検出装置がある。これらの特開平１１−８５３７６号公報や特開平１１−８５３７７号公報に記載された座標入力／検出装置は、２つのユニットにそれぞれ設けられた光源から出射されるレーザビーム光を走査させ、そのレーザビーム光を再帰性反射部材で反射させることにより形成した座標入力／検出領域を有している。そして、この座標入力／検出領域に指先やペン等の指示部材を挿入することで座標入力／検出領域の光を遮ることにより生じる２つのユニットにそれぞれ設けられた受光素子における光の強度分布に基づいて、指示部材を挿入した座標位置を検出するものである。
【００１１】
以上に代表されるような座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さない光学式の座標入力／検出装置は、表示装置の表示面に装着して使用した場合であっても視認性に優れると共に、その大型化も比較的容易になっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開平８−２４０４０７号公報、特開平９−３１９５０１号公報、特開平１１−８５３７６号公報、特開平１１−８５３７７号公報等に記載されたような光学式の座標入力／検出装置は、指示部材を挿入した座標位置を三角測量の原理等により算出するものであるために、受光素子等をそれぞれ備えた２つのユニットが必要となっている。
【００１３】
しかしながら、このような受光素子等をそれぞれ備えたユニットを２つ設けることは、光学式の座標入力／検出装置の構成部品の点数が増加するとともに装置構成が複雑化して装置自体が高価なものになってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、従来に比べて構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる座標入力／検出装置、電子黒板システム、座標位置検出方法及び記憶媒体を提供することである。
【００１５】
本発明の目的は、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることができる座標入力／検出装置を提供することである。
【００１６】
本発明の目的は、指示部材の実サイズの測定を容易にすることができる座標入力／検出装置を提供することである。
【００１７】
本発明の目的は、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を確実に形成することができる座標入力／検出装置を提供することである。
【００１８】
本発明の目的は、座標入力／検出領域に挿入される指示部材の角度にかかわらずに、指示部材の指示部の直径を一定の大きさにすることができる座標入力／検出装置を提供することである。
【００１９】
本発明の目的は、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内の所定の位置を出現させることができる操作性に優れた電子黒板システムを提供することである。
【００２０】
本発明の目的は、座標入力／検出領域内の所定の位置をユーザが解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置とし、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することができる電子黒板システムを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の座標入力／検出装置は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、前記座標入力／検出領域で指示部材が前記光を遮ったことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する検出手段と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材に遮られた前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、を備える。
【００２２】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００２３】
請求項２記載の発明の座標入力／検出装置は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、この投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有して前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を反射したことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する検出手段と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材により反射された前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、を備える。
【００２４】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００２５】
請求項３記載の発明の座標入力／検出装置は、光を出射する光源を有し、その光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を形成する投光手段と、この投光手段により形成される前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記座標入力／検出領域を形成する前記光を同一光路に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、この光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出するピーク点検出手段と、このピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記光を遮った前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する結像サイズ検出手段と、前記ピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材に遮られた前記光の出射角度を算出する角度算出手段と、前記結像サイズ検出手段により検出された前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する距離算出手段と、この距離算出手段により算出された前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記角度算出手段により算出された前記指示部材に遮られた前記光の前記出射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、を備える。
【００２６】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度が算出されるとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００２７】
請求項４記載の発明の座標入力／検出装置は、光を出射する光源を有し、その光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を形成する投光手段と、この投光手段により形成される前記座標入力／検出領域を形成する前記光を同一光路に反射する再帰性反射部材を有し、前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、この光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出するピーク点検出手段と、このピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記光を反射した前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する結像サイズ検出手段と、前記ピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材により反射された前記光の入射角度を算出する角度算出手段と、前記結像サイズ検出手段により検出された前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する距離算出手段と、この距離算出手段により算出された前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記角度算出手段により算出された前記指示部材により反射された前記光の前記入射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、を備える。
【００２８】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度が算出されるとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００２９】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記指示部材の実サイズは既知であって、この既知である前記指示部材の実サイズを予め記憶する実サイズ記憶手段を備える。
【００３０】
したがって、実サイズが既知であってその実サイズが予め記憶されている指示部材、つまり、専用の指示部材を用いることにより、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることが可能になる。
【００３１】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記指示部材の実サイズを測定する実サイズ測定手段と、この実サイズ測定手段によって測定された前記指示部材の実サイズを記憶する測定実サイズ記憶手段と、を備える。
【００３２】
したがって、実サイズ測定手段により測定された指示部材の実サイズが測定実サイズ記憶手段により記憶されることにより、例えば指等を指示部材として適用する場合には人によってそのサイズが異なることから、その都度指示部材の実サイズを測定することで、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることが可能になる。
【００３３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の座標入力／検出装置において、前記実サイズ測定手段は、前記投光手段からの距離が既定された前記座標入力／検出領域内の所定の位置に挿入された前記指示部材の実サイズをその前記投光手段からの距離に基づいて測定する。
【００３４】
したがって、座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離は結像サイズ検出手段により検出された指示部材の受光素子上における結像サイズと指示部材の実サイズとに基づいて算出されることから、投光手段からの距離が既定された座標入力／検出領域内の所定の位置に指示部材が挿入された場合には、その既定された距離と結像サイズ検出手段により検出された指示部材の受光素子上における結像サイズとに基づいて指示部材の実サイズが算出される。これにより、座標入力／検出領域内の所定の位置に指示部材を挿入するだけで指示部材の実サイズが測定されるので、指示部材の実サイズの測定が容易になる。
【００３７】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記投光手段は、前記光源から出射される光を扇形状に成形して投光する。
【００３８】
したがって、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域が確実に形成される。
【００３９】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記投光手段は、前記光源から出射される光ビームを放射状に順次走査して投光する。
【００４０】
したがって、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域が確実に形成される。
【００４１】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記座標入力／検出領域は多角形形状であって、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの角部に位置する。
【００４２】
したがって、多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの角部に投光手段と受光素子とが位置することにより、投光手段からの光の投光角度は小さくて済むので、装置の小型化が可能になる。
【００４３】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記座標入力／検出領域は多角形形状であって、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺に位置する。
【００４４】
したがって、このように投光手段と受光素子とが多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの辺に位置した場合には多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの角部に投光手段と受光素子とが位置した場合に比べて、投光手段から最も遠い位置に到達する光の光路長が短くなることにより、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出処理における誤差を低減化することが可能になるとともに、投光位置に応じた再帰反射光の光強度のばらつきが減少するので、スレッシュホルドレベルを複数段階設ける必要がなくなる。
【００４５】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の座標入力／検出装置において、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺の中央に位置する。
【００４６】
したがって、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出処理における誤差をさらに低減化することが可能になるとともに、投光位置に応じた再帰反射光の光強度のばらつきをさらに減少させることが可能になる。
【００４９】
請求項１３記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記ピーク距離検出手段における前記受光素子上の所定の位置は、前記受光素子の中心である。
【００５０】
したがって、距離の検出が容易になる。
【００５１】
請求項１４記載の発明の電子黒板システムは、文字および画像を表示するための表示装置と、この表示装置の表示面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、を備え、前記表示装置及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成する。
【００５２】
したがって、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず、表示装置の表示面に装着して使用した場合であっても視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することが可能になる。
【００５３】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の電子黒板システムにおいて、前記制御装置は、前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を前記表示装置に出現／消去自在に表示する測定位置表示手段を備える。
【００５４】
したがって、指示部材の実サイズを測定する際には、表示装置に表示された座標入力／検出領域内の所定の位置を指示部材で指示すれば良いことになるので、指示部材の指示部の直径を測定が容易になるとともに、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内の所定の位置を表示装置に表示することが可能になるので、操作性に優れた電子黒板システムを得ることが可能になる。
【００５５】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の電子黒板システムにおいて、前記測定位置表示手段は、前記表示装置に出現／消去自在に表示される前記所定の位置を必要的に指示せざるを得ない位置とする。
【００５６】
したがって、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することが可能になる。
【００５７】
請求項１７記載の発明の電子黒板システムは、文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、このライティングボードの書き込み面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、を備え、前記ライティングボード及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成する。
【００５８】
したがって、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず、ライティングボードの書き込み面に装着して使用した場合であっても視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することが可能になる。
【００５９】
請求項１８記載の発明は、請求項１４または１７記載の電子黒板システムにおいて、前記電子黒板部の表示面／書き込み面に前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を備える。
【００６０】
したがって、指示部材の実サイズを測定する際には、電子黒板部の表示面／書き込み面の座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を指示部材で指示すれば良いことになるので、指示部材の指示部の直径の測定が容易になる。
【００６１】
請求項１９記載の発明は、請求項１８記載の電子黒板システムにおいて、前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の前記座標入力／検出領域に対して出没自在に設けられる。
【００６２】
したがって、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内に座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を出没させることが可能になるので、操作性に優れた電子黒板システムを得ることが可能になる。
【００６３】
請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の電子黒板システムにおいて、前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチを兼ねる。
【００６４】
したがって、座標入力／検出領域内の所定の位置をユーザが解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置とすることにより、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することが可能になる。
【００６５】
請求項２１記載の発明の座標位置検出方法は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を用い、前記座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を遮ったことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する工程と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材に遮られた前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、を含んでなる。
【００６６】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００６７】
請求項２２記載の発明の座標位置検出方法は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、この投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有して前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を用い、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を反射したことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する工程と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材により反射された前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、を含んでなる。
【００６８】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００６９】
請求項２３記載の発明の座標位置検出方法は、光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられた再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する工程と、検出されたピーク点に基づいて前記光を遮った前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する工程と、検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する工程と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材に遮られた前記光の出射角度を算出する工程と、前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する工程と、前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材に遮られた前記光の前記出射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、を含んでなる。
【００７０】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度が算出されるとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７１】
請求項２４記載の発明の座標位置検出方法は、光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして再帰性反射部材を有する指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する工程と、検出されたピーク点に基づいて前記光を反射した前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する工程と、検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する工程と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材により反射された前記光の入射角度を算出する工程と、前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する工程と、前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材により反射された前記光の前記入射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、を含んでなる。
【００７２】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度が算出されるとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７３】
請求項２５記載の発明の記憶媒体は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、前記座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を遮ったことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する機能と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材に遮られた前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００７４】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７５】
請求項２６記載の発明の記憶媒体は、二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、この投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有して前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を反射したことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する機能と、前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材により反射された前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００７６】
したがって、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７７】
請求項２７記載の発明の記憶媒体は、光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられた再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づく前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する機能と、検出されたピーク点に基づいて前記光を遮った前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する機能と、検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する機能と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材に遮られた前記光の出射角度を算出する機能と、前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する機能と、前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材に遮られた前記光の前記出射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００７８】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度が算出されるとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００７９】
請求項２８記載の発明の記憶媒体は、光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして再帰性反射部材を有する指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づく前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する機能と、検出されたピーク点に基づいて前記光を反射した前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する機能と、検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する機能と、前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材により反射された前記光の入射角度を算出する機能と、前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する機能と、前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材により反射された前記光の前記入射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００８０】
したがって、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとが検出され、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度が算出されるとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離が算出される。そして、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置が算出される。これにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００８１】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図１１に基づいて説明する。ここで、図１は電子黒板システム１を概略的に示す外観斜視図である。図１に示すように、電子黒板システム１は、表示装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２及び座標入力／検出装置３で構成される電子黒板部４と、制御装置であるパーソナルコンピュータ等のコンピュータ５・原稿の画像を読み取るためのスキャナ６・画像データを記録紙に出力するプリンタ７・ビデオプレイヤー８（いずれも図２参照）を収納する機器収納部９とを主体に構成されている。なお、ＰＤＰ２としては、電子黒板として利用可能な４０インチや５０インチ等の大画面タイプのものが用いられている。また、座標入力／検出装置３には、詳細は後述するが、扇形状に投光される光束膜によって形成される座標入力／検出面である座標入力／検出領域３ａを有し、この座標入力／検出領域３ａに専用の指示部材Ａ（図７参照）を挿入することで座標入力／検出領域３ａ内の光束を遮ることにより、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の受光素子３９（図５参照）における受光位置に基づいてその指示位置を検出し、文字等の入力を可能にする光学式の座標入力／検出装置が適用されている。
【００８２】
ＰＤＰ２及び座標入力／検出装置３は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ側に座標入力／検出装置３が位置するようにして一体化され、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａが位置するようにして電子黒板部４を形成している。このように、電子黒板部４はＰＤＰ２及び座標入力／検出装置３を収納して、電子黒板システム１の表示面（ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ）及び書き込み面（座標入力／検出領域３ａ）を構成している。
【００８３】
さらに、図示することは省略するが、ＰＤＰ２にはビデオ入力端子やスピーカーが設けられており、ビデオプレイヤー８をはじめ、その他レーザディスクプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、ビデオカメラ等の各種情報機器やＡＶ機器を接続し、ＰＤＰ２を大画面モニタとして利用することが可能な構成になっている。また、ＰＤＰ２には、ＰＤＰ２の表示位置、幅、高さ、歪等についての調整を行うための調整手段（図示せず）も設けられている。
【００８４】
次に、電子黒板システム１に内蔵される各部の電気的接続について図２を参照して説明する。図２に示すように、電子黒板システム１は、コンピュータ５にＰＤＰ２、スキャナ６、プリンタ７、ビデオプレイヤー８をそれぞれ接続し、コンピュータ５によってシステム全体を制御するようにしている。また、コンピュータ５には、指示部材Ａで指示された座標入力／検出領域３ａ内の座標位置の演算等を行う座標入力／検出装置３に設けられるコントローラ１０が接続されており、このコントローラ１０を介して座標入力／検出装置３もコンピュータ５に接続されている。また、コンピュータ５を介して電子黒板システム１をネットワーク１１に接続することができ、ネットワーク１１上に接続された他のコンピュータで作成したデータをＰＤＰ２に表示したり、電子黒板システム１で作成したデータを他のコンピュータに転送することも可能になっている。
【００８５】
次に、コンピュータ５について説明する。ここで、図３はコンピュータ５に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。図３に示すように、コンピュータ５は、システム全体を制御するＣＰＵ１２（Central Processing Unit）と、起動プログラム等を記憶したＲＯＭ(Read Only Memory)１３と、ＣＰＵ１２のワークエリアとして使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)１４と、文字・数値・各種指示等の入力を行うためのキーボード１５と、カーソルの移動や範囲選択等を行うためのマウス１６と、ハードディスク１７と、ＰＤＰ２に接続されておりそのＰＤＰ２に対する画像の表示を制御するグラフィックス・ボード１８と、ネットワーク１１に接続するためのネットワーク・カード（またはモデムでも良い。）１９と、コントローラ１０・スキャナ６・プリンタ７等を接続するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）２０と、上記各部を接続するためのバス２１とを備えている。
【００８６】
ハードディスク１７には、オペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System）２２、コントローラ１０を介してコンピュータ５上で座標入力／検出装置３を動作させるためのデバイスドライバ２３、描画ソフト・ワードプロセッサソフト・表計算ソフト・プレゼンテーションソフト等の各種アプリケーションプログラム２４等が格納されている。
【００８７】
また、コンピュータ５には、ＯＳ２２、デバイスドライバ２３や各種アプリケーションプログラム２４等の各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体２６、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置２５が搭載されている。
【００８８】
各種アプリケーションプログラム２４は、コンピュータ５への電源の投入に応じて起動するＯＳ２２による制御の下、ＣＰＵ１２によって実行される。例えば、キーボード１５やマウス１６の所定の操作によって描画ソフトを起動した場合には、ＰＤＰ２にグラフィックス・ボード１８を介して描画ソフトに基づく所定の画像が表示される。また、デバイスドライバ２３もＯＳ２２とともに起動され、コントローラ１０を介した座標入力／検出装置３からのデータ入力が可能な状態になる。このように描画ソフトを起動した状態で座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａにユーザが指示部材Ａを挿入して文字や図形を描いた場合、座標情報が指示部材Ａの記述に基づく画像データとしてコンピュータ５に入力され、例えばＰＤＰ２に表示されている画面上の画像に対して上書き画像として重ねて表示される。より詳細には、コンピュータ５のＣＰＵ１２は、入力された画像データに基づいて線や文字を描画するための描画情報を生成し、入力された座標情報に基づく座標位置に併せてグラフィックス・ボード１８に設けられるビデオメモリ(図示せず)に書き込んでいく。その後、グラフィックス・ボード１８が、ビデオメモリに書き込まれた描画情報を画像信号としてＰＤＰ２に送信することにより、ユーザが書いた文字と同一の文字が、ＰＤＰ２に表示されることになる。つまり、コンピュータ５は座標入力／検出装置３をマウス１６のようなポインティングデバイスとして認識しているため、コンピュータ５では、描画ソフト上でマウス１６を用いて文字を書いた場合と同様な処理が行われることになる。
【００８９】
次に、座標入力／検出装置３について詳細に説明する。ここで、図４は座標入力／検出装置３の構成を概略的に示す説明図である。図４に示すように、座標入力／検出装置３は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａのサイズに対応したサイズで横長の四角形状の座標入力／検出領域３ａを備えている。この座標入力／検出領域３ａは、手書きにより文字や図形等の入力を可能にする領域である。この座標入力／検出領域３ａの左下方に位置する角部には、光の発光と受光とを行う光学ユニット２７が取付角度β（図９参照）で設けられている。この光学ユニット２７からは、平面若しくはほぼ平面をなし、例えばＢ1，Ｂ2，Ｂ3，・・・，Ｂnといった光（プローブ光）の束で構成される扇形状の光束膜が、座標入力／検出領域３ａの全域に行き渡るようにＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの表面に沿って平行に投光される。
【００９０】
また、座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａの下部を除く周辺部には、再帰性反射部材２８が設けられている。この再帰性反射部材２８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されており、入射した光をその入射角度によらずに所定の位置に向けて反射する特性を有している。例えば、光学ユニット２７から投光されたプローブ光Ｂ3は、再帰性反射部材２８によって反射され、再び同一光路を辿る再帰反射光Ｂ3´として光学ユニット２７により受光されることになる。
【００９１】
次に、光学ユニット２７について説明する。ここで、図５は光学ユニット２７の構造を概略的に示す構成図である。なお、図５はｘ−ｚ方向を主体に示しているが、二点鎖線で示す部分については同一の構成要素を別方向（ｘ−ｙ方向、又はｙ−ｚ方向）から見た図である。
【００９２】
図５に示すように、光学ユニット２７は、投光手段２９と受光手段３０とを備えている。投光手段２９は、スポットをある程度絞ることの可能なＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ），ピンポイントＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の光源３１を備えている。この光源３１からＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対して垂直に照射された光は、一方向の倍率のみを変更可能なシリンドリカルレンズ３２によってｘ方向にコリメートされる。シリンドリカルレンズ３２によってｘ方向にコリメートされた光は、シリンドリカルレンズ３２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３３，３４によりｙ方向に対して集光される。つまり、これらのシリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ３２，３３，３４）の作用により、光源３１からの光を線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ３４の後方に形成されることになる。ここに、ｙ方向に狭くｘ方向に細長いスリットを有するスリット板３５を配置する。したがって、シリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ３２，３３，３４）を通過した光は、スリット板３５のスリット位置において、線状の二次光源３６を形成する。二次光源３６から発した光は、ハーフミラー３７で折り返され、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの垂直方向には広がらずにディスプレイ面２ａの表面に沿った平行光で、ディスプレイ面２ａと平行方向には二次光源３６を中心にした扇形状の光束膜となって座標入力／検出領域３ａを進行する。換言すれば、扇形状の光が座標入力／検出領域３ａを形成する。これらのシリンドリカルレンズ群（シリンドリカルレンズ３２，３３，３４）とスリット板３５とによって、集光光学系が形成されている。
【００９３】
前述したように、扇形状となって座標入力／検出領域３ａを進行した光束膜は、再帰性反射部材２８で再帰的に反射され、再び同一光路を辿ってハーフミラー３７に戻ることになる。したがって、再帰性反射部材２８で再帰的に反射された光束膜も座標入力／検出領域３ａを形成する。
【００９４】
再帰性反射部材２８で反射されてハーフミラー３７に戻った再帰反射光は、ハーフミラー３７を透過して受光手段３０に入射する。受光手段３０に入射した再帰反射光は、集光レンズであるシリンドリカルレンズ３８を通って線状にされた後、このシリンドリカルレンズ３８から距離ｆ（ｆはシリンドリカルレンズ３８の焦点距離）の間隔で設けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device：受光素子）３９において、プローブ光毎に異なる位置で受光される。
【００９５】
詳細には、再帰性反射部材２８で反射された再帰反射光は、ｚ軸方向ではシリンドリカルレンズ３８の作用を受けず、コリメートされたまま受光素子３９に到達する。また、再帰反射光は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａと平行方向では、シリンドリカルレンズ３８の中心に集光するように伝搬し、その結果、シリンドリカルレンズ３８の作用を受けてシリンドリカルレンズ３８の焦点面に設置された受光素子３９上に結像する。これにより、受光素子３９上に再帰反射光の有無に応じて光強度の分布が形成される。すなわち、再帰反射光を指示部材Ａで遮った場合、受光素子３９上の遮られた再帰反射光に相当する位置に光強度が弱い点（後述するピーク点）が生じることになる。再帰反射光を受光した受光素子３９は、再帰反射光（プローブ光）の光強度分布に基づいた電気信号を生成し、前述したコントローラ１０に対して出力する。
【００９６】
なお、図５に示すように、二次光源３６とシリンドリカルレンズ３８とは、ハーフミラー３７に対して共に距離ｄの位置に配設されて共役な位置関係にある。
【００９７】
図６は、受光素子３９から再帰反射光の光強度分布に基づいた電気信号が入力され、座標入力／検出領域３ａを進行する光が遮られた位置の座標を特定する処理を実行するコントローラ１０のブロック構成図である。このコントローラ１０は、光源（ＬＤ）３１の発光制御と、ＣＣＤ（受光素子）３９からの出力の演算を行うものである。図６に示すように、コントローラ１０には、各部を集中的に制御するＣＰＵ４０が設けられており、このＣＰＵ４０には、プログラム及びデータを記憶するＲＯＭ４１、ＲＡＭ４２、コンピュータ５に接続するためのインタフェース４３、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ４４及びＬＤドライバ４５がバス接続されている。また、ＣＰＵ４０には、各種のプログラムコード（制御プログラム）を格納するハードディスク４６や後述する指示部材Ａの直径のサイズや光学ユニット２７の取付角度βを予め記憶するための不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）４７がバス接続されている。ここに、ＣＰＵ４０、ＲＯＭ４１及びＲＡＭ４２によりコンピュータとしてのマイクロコンピュータが構成されている。このようなマイクロコンピュータには、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体４９、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置５０が接続されている。
【００９８】
ＣＣＤ（受光素子）３９からの出力を演算する回路として、ＣＣＤ（受光素子）３９の出力端子に、アナログ処理回路５１が図のように接続される。ＣＣＤ（受光素子）３９に入射した反射光は、ＣＣＤ（受光素子）３９内で光の強度に応じた電圧値を持つアナログの画像データに変換され、アナログ信号として出力される。このアナログ信号は、アナログ処理回路５１で処理された後、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ４４によってデジタル信号に変換されてＣＰＵ４０に渡される。ここに、光強度分布検出手段が実現されている。この後、ＣＰＵ４０によって指示部材Ａの二次元座標の演算が行われる。
【００９９】
ハードディスク４６に格納された各種のプログラムコード（制御プログラム）または記憶媒体４９に記憶された各種のプログラムコード（制御プログラム）は、コントローラ１０への電源の投入に応じてＲＡＭ４２に書き込まれ、各種のプログラムコード（制御プログラム）が実行されることになる。
【０１００】
続いて、制御プログラムに基づいてＣＰＵ４０によって実行される機能について説明する。ここでは、本実施の形態の座標入力／検出装置３の備える特長である座標検出手段の機能を実現する座標検出処理について以下に説明する。ここで、図７は指示部材Ａを示す斜視図、図８は座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内の一点を指示部材Ａで指し示した一例を示す正面図、図９はその一部を拡大して示す正面図である。また、図１０は座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図７に示すように、指示部材Ａは、座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内の一点を指し示すための球形状の指示部Ａ1と、ユーザが把持するための略円柱形状の把持部Ａ2とで構成されている。この指示部材Ａの指示部Ａ1の直径Ｄの実サイズは、既定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に記憶されている。ここに、実サイズ記憶手段が実現されている。なお、指示部材Ａの指示部Ａ1は、その中心部を座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜が通過する大きさの球形に形成されている。このように、指示部材Ａの指示部Ａ1を球形に形成し、かつ、その中心部を座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜が通過する大きさに形成することにより、座標入力／検出領域３ａに挿入される指示部材Ａの角度にかかわらずに、指示部材Ａの指示部Ａ1の直径Ｄを一定の大きさにすることができる。また、このように専用の指示部材Ａを用いることにより、座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａの二次元座標位置の算出精度を高めることが可能になる。
【０１０１】
図８に示すように、このような指示部材Ａの指示部Ａ1を座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａを介してＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の適当な位置（ｘ，ｙ）に対して記述のために挿入し、例えば光学ユニット２７から投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｂnが指示部材Ａによって遮られた場合、そのプローブ光Ｂnは再帰性反射部材２８に到達することはない。したがって、そのプローブ光Ｂnは光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９によって受光されることはないため、図９に示すように、プローブ光Ｂnに対応する光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９上の所定の位置Ｘnが光強度の弱い領域（暗点）となる。より詳細には、光束膜の中のプローブ光Ｂnが指示部材Ａによって遮られた場合、図１１に示すようなＣＣＤ（受光素子）３９から出力される光強度の波形にピーク点が出現することになる。したがって、ＣＰＵ４０は、このような光強度の波形におけるピーク点の出現を電圧の変化により認識し、例えばＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号に基づいてこの光強度の波形のピーク点となった暗点の位置Ｘnを検出する（図１０に示すステップＳ１のＹ）。ここに、ピーク点検出手段の機能が実行される。そして、この暗点位置ＸnからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離（ＣＣＤ（受光素子）３９の中心からそのピーク点に至る距離）ａをＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号に基づいて検出する。ここに、図１０に示すステップＳ２の処理であるピーク距離検出手段の機能が実行される。加えて、ＣＰＵ４０は、スレシュホルドレベルに応じてＣＣＤ（受光素子）３９が受光した指示部材Ａの指示部Ａ1の結像サイズ（指示部材ＡのＣＣＤ（受光素子）３９上における結像サイズ）ｂも検出する。以上により、図１０に示すステップＳ３の処理である結像サイズ検出手段の機能が実行される。
【０１０２】
次に、ＣＰＵ４０による指示部材Ａの座標位置（ｘ，ｙ）の算出について説明する。まず、暗点位置ＸnからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離ａは、ＣＣＤ（受光素子）３９の中心からの垂線と、指示部材Ａの中心と暗点位置Ｘnとを結ぶ線とで形成される角度αに依存しており、この角度αは、
α＝tan-1（ａ／ｆ） （１）
により算出される。ただし、ｆはシリンドリカルレンズ３８の焦点距離である。
【０１０３】
また、光学ユニット２７の取付角度βおよび（１）式を用いることにより、指示部材Ａの指示部Ａ1によって遮られた光束膜の中のプローブ光Ｂnの出射／入射角度θ（図８，９参照）は、
【０１０４】
一方、ＣＣＤ（受光素子）３９が受光する指示部材Ａの被写体像の像倍率は、シリンドリカルレンズ３８から指示部材Ａの中心に至る距離Ｌ（図８，９参照）に依存しており、
Ｌ：ｌ＝Ｄ：ｂ （ｌ：シリンドリカルレンズ３８から暗点位置Ｘnまでの距離（図９参照））
の関係が成立することにより、距離Ｌは、
【０１０５】
したがって、指示部材Ａの指示した座標位置（ｘ，ｙ）は、図８に示すように、
【０１０６】
これらの（１）（２）（３）（４）（５）式は制御プログラムの一部として予めハードディスク４６に格納されており、（１）（２）（３）（４）（５）式により、指示部材Ａの指示した座標位置（ｘ，ｙ）がＣＰＵ４０により算出される。以上により、図１０に示すステップＳ４の処理である座標位置算出手段の機能が実行される。
【０１０７】
ＣＰＵ４０は、以上のようにして算出された指示部材Ａの指示した座標位置（ｘ，ｙ）をインタフェース４３を介してコンピュータ５に転送し、指示部材Ａ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することになる。以上により、図１０に示すステップＳ５の処理が実行される。つまり、描画ソフトを起動した状態で座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａにユーザが指示部材Ａを挿入して文字や図形を描いた場合、座標位置（ｘ，ｙ）が指示部材Ａの記述に基づく画像データとしてコンピュータ５に入力され、例えばＰＤＰ２に表示されている画面上の画像に対して上書き画像として重ねて表示される。
【０１０８】
ここに、座標入力／検出領域３ａを形成する光の一部が指示部材Ａの挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子３９の中心からそのピーク点に至る距離ａと光を遮った指示部材の受光素子３９上における結像サイズｂとが検出され、検出された受光素子３９の中心からそのピーク点に至る距離ａに基づいて指示部材Ａに遮られた光の出射角度θが算出されるとともに、検出された光を遮った指示部材Ａの受光素子３９上における結像サイズｂに基づいて座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａと投光手段２９との間の距離Ｌが算出される。そして、これらの指示部材Ａに遮られた光の出射角度θと指示部材Ａと投光手段２９との間の距離Ｌとに基づいて座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａの二次元座標位置（ｘ，ｙ）が算出される。これにより、従来は指示部材Ａを挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段２９と受光素子３９とが、それぞれ一つずつで足りることになり、構成部品の点数が削減されるとともに装置構成が簡単になるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【０１０９】
なお、本実施の形態においては、座標入力／検出装置３を表示装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２に備えたが、これに限るものではなく、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、前面投影型プロジェクター、背面投影型プロジェクター等を表示装置として適用しても良い。さらに、これらの表示装置に限るものではなく、ライティングボードとして機能する黒板やホワイトボード等に備えるようにしても良い。
【０１１０】
本発明の第二の実施の形態を図１２ないし図１５に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の電子黒板システム６０は、本発明の第一の実施の形態の電子黒板システム１で説明したような専用の指示部材Ａを使用して座標入力／検出領域３ａを介してＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の適当な位置（ｘ，ｙ）を指示するのではなく、例えばユーザの指やペン等を任意の指示部材Ａ´(図１３参照)として利用する点で電子黒板システム１とは異なるものである。つまり、コントローラ１０のＥＥＰＲＯＭ４７には、指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´が既定値としては記憶されておらず、所定のタイミングで指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定し、その測定された指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´がコントローラ１０のＥＥＰＲＯＭ４７に記憶されることになる。
【０１１１】
ここで、本実施の形態の座標入力／検出装置３の備える特長的な機能であって、制御プログラムに基づいてＣＰＵ４０により実行される指示物体測定処理について以下に説明する。なお、本実施の形態の指示物体測定処理は、コンピュータ５およびＰＤＰ２に対して電源が投入され、コンピュータ５への電源の投入に応じて起動するＯＳ２２による制御の下、ＣＰＵ１２によって実行される各種アプリケーションプログラム２４の中から指示物体測定に係る制御プログラム（キャリブレーションソフトウェア）が選択されて起動されることにより、ＰＤＰ２にグラフィックス・ボード１８を介してキャリブレーションソフトウェアに基づく所定の画像が表示されることが処理の前提条件とされている。ここで、図１２は電子黒板システム６０のＰＤＰ２に表示される画像の一例を示す正面図である。図１２に示すように、電子黒板システム６０のＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の所定の位置には、指示マークＭが表示される。ここに、測定位置表示手段が実現されている。なお、この指示マークＭの中心からシリンドリカルレンズ３８に至る距離Ｌ´は、規定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶されている。以上のように、電子黒板システム６０のＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の所定の位置に指示マークＭが表示された状態で座標入力／検出装置３に対して電源が投入され、指示物体測定処理の実行が可能な状態になる。
【０１１２】
指示物体測定処理の流れについて以下に説明する。ここで、図１３は指示マークＭを指で指示した場合の一例を示す説明図、図１４は指示物体測定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。指示物体測定処理は、図１３に示すように、例えば1本の指を指示部材Ａ´としてディスプレイ面２ａ上の指示マークＭを指示した場合には、指先が指示部Ａ1´として機能して座標入力／検出領域３ａを形成する光束膜の中のプローブ光Ｂnを遮断する。これにより、そのプローブ光Ｂnは光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９によって受光されることはないため、前述したようにプローブ光Ｂnに対応する光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９上の所定の位置Ｘnが光強度の弱い領域（暗点）となる。したがって、ＣＰＵ４０は、このような光強度の波形におけるピーク点の出現を電圧の変化により認識し、例えばＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号に基づいてこの光強度の波形のピーク点となった暗点の位置Ｘnを検出する（図１４に示すステップＳ１１のＹ）。そして、この暗点位置ＸnからＣＣＤ（受光素子）３９の中心画素までの距離ａ´をＣＣＤ（受光素子）３９の画素番号に基づいて検出する。以上により、図１４に示すステップＳ１２の処理が実行される。加えて、ＣＰＵ４０は、スレシュホルドレベルに応じてＣＣＤ（受光素子）３９が受光した指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の結像サイズｂ´も検出する。以上により、図１４に示すステップＳ１３の処理が実行される。
【０１１３】
次に、ＣＰＵ４０による指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の算出について説明する。前述したように、
α＝tan-1（ａ´／ｆ） （１）
の関係が成立し、ＥＥＰＲＯＭ４７には指示マークＭの中心からシリンドリカルレンズ３８に至る距離Ｌ´が規定値として予め記憶されていることから、指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´は、
【０１１４】
これらの（１）（６）式は制御プログラムの一部として予めハードディスク４６に格納されており、（１）（６）式により、指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´がＣＰＵ４０により算出される。以上により、図１４に示すステップＳ１４の直径算出処理が実行される。すなわち、ステップＳ１２〜Ｓ１４により、実サイズ測定手段の機能が実行される。
【０１１５】
ＣＰＵ４０は、以上のようにして算出された指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´をＥＥＰＲＯＭ４７に記憶し（測定実サイズ記憶手段）、指示部材Ａ´により指示された座標位置（ｘ，ｙ）の算出処理に利用することになる。以上により、図１４に示すステップＳ１５の処理が実行される。
【０１１６】
ここに、座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａ´と投光手段２９との間の距離Ｌ´は指示部材Ａ´の受光素子３９上における結像サイズｂ´と指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズとに基づいて算出されることから、投光手段２９からの距離Ｌ´が既定された座標入力／検出領域３ａ内の所定の位置（指示マークＭ）に指示部材Ａ´が挿入された場合には、その既定された距離Ｌ´と指示部材Ａ´の受光素子３９上における結像サイズｂ´とに基づいて指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズが算出される。これにより、座標入力／検出領域３ａ内の所定の位置（指示マークＭ）に指示部材Ａ´を挿入するだけで指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズが測定されるので、指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズの測定が容易になる。
【０１１７】
また、例えば指等を指示部材Ａ´として適用する場合には人によってそのサイズが異なることから、その都度指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´の実サイズを測定することで、座標入力／検出領域３ａに挿入された指示部材Ａ´の二次元座標位置の算出精度を高めることが可能になる。
【０１１８】
なお、本実施の形態においては、コンピュータ５への電源の投入に応じて起動するＯＳ２２により制御されるキャリブレーションソフトウェアによって電子黒板システム６０のＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上の所定の位置に指示マークＭを表示するようにしたが、この指示マークＭについては種々の態様が考えられる。例えば、キャリブレーションソフトウェアの起動と同時に図１５に示すようなパスワード入力用のダイアログボックス６１をＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの所定の位置に表示し、パスワード入力後に指示部材Ａ´である指で“ＯＫ”ボタン６２をクリック（指示）する際に指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定するようにすれば、“ＯＫ”ボタン６２が指示マークＭとして機能することになり、ユーザが指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定するものとは解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置に指示マークＭを設けることが可能になり、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を得ることが可能になる。
【０１１９】
また、本実施の形態の制御プログラムは指示物体測定処理のみをＣＰＵ４０に実行させたが、これに限るものではなく、前述したように、
α＝tan-1（ａ´／ｆ） （１）
および、
指示マークＭを指示した指示部材Ａ´の指示部Ａ1´により遮断されたプローブ光Ｂnの出射／入射角θを規定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶しておくことにより、（１）（２）式により算出された出射／入射角θをＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶されていた出射／入射角θに基づいて補正する角度補正処理を指示物体測定処理に併せてＣＰＵ４０に実行させるようにしても良い。ここに、角度補正手段の機能が実行される。これによれば、指示部材Ａ´により指示された座標位置（ｘ，ｙ）の算出処理をより正確に行うことが可能になる。
【０１２０】
本発明の第三の実施の形態を図１６ないし図１８に基づいて説明する。なお、本発明の第一または第二の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の電子黒板システム７０は、ユーザの指等を任意の指示部材Ａ´として利用する点で前述した第二の実施の形態の電子黒板システム６０と同じであるが、電子黒板システム６０のように座標入力／検出装置３をＰＤＰ２のような表示装置に備えるのではなく、ライティングボードとして機能するホワイトボードに座標入力／検出装置３とは一部構成の異なる座標入力／検出装置７３を装着した点で異なるものである。
【０１２１】
ここで、図１６は電子黒板システム７０を概略的に示す外観斜視図、図１７は電子黒板システム７０に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。図１６に示すように、電子黒板システム７０は、ライティングボードとして機能するホワイトボード７１及び座標入力／検出装置７３で構成される電子黒板部７２と、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ５・画像データを記録紙に出力するプリンタ７（いずれも図１７参照）を収納する機器収納部９とを主体に構成されている。
【０１２２】
また、図１７に示すように、電子黒板システム７０は、コンピュータ５にプリンタ７を接続し、コンピュータ５によってシステム全体を制御するようにしている。また、コンピュータ５には、指示部材Ａ´で指示された座標入力／検出領域７３ａ内の座標位置の演算等を行う座標入力／検出装置７３に設けられるコントローラ１０が接続されており、このコントローラ１０を介して座標入力／検出装置７３もコンピュータ５に接続されている。また、コンピュータ５を介して電子黒板システム７０をネットワーク１１に接続することができ、電子黒板システム７０で作成したデータを他のコンピュータに転送することも可能になっている。
【０１２３】
次に、本実施の形態の座標入力／検出装置７３について説明する。図１６に示すように、本実施の形態の座標入力／検出装置７３には、第一の実施の形態で説明した座標入力／検出装置３の構成に加え、座標入力／検出装置７３の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための電源切替部７４が電子黒板部７２から一部を露出させた状態で設けられている。電源切替部７４は、薄板形状の磁石板で形成され、図１８に示すように、座標入力／検出装置７３の本体に対して回動自在な硬質のコード７６により有線接続されており、座標入力／検出領域７３ａに対して出没自在とされている。この電源切替部７４には、感圧センサ７５が設けられており、この感圧センサ７５を指等で触れることにより、座標入力／検出装置７３の電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えが可能になっている。つまり、感圧センサ７５が、電源スイッチとして機能することになる。なお、電源切替部７４を電子黒板部７２から引出す際の回動軌跡上には、このコード７６の回動を規制するストッパ（図示せず）が設けられており、電源切替部７４は所定の位置で停止する構成とされている。本実施の形態においては、電源切替部７４の感圧センサ７５の中心から光学ユニット２７のシリンドリカルレンズ３８に至る距離がＬ´となる位置においてコード７６の回動が規制されるものとする。なお、この感圧センサ７５の中心から光学ユニット２７のシリンドリカルレンズ３８に至る距離Ｌ´は、規定値としてＥＥＰＲＯＭ４７に予め記憶されている。
【０１２４】
したがって、本実施の形態の座標入力／検出装置７３の指示物体測定処理は、第二の実施の形態の座標入力／検出装置３における指示物体測定処理と何ら変わるものではないが、その処理の前提条件が異なるものとなっている。すなわち、本実施の形態においては、電源切替部７４を電子黒板部７２から引出し、電源切替部７４の感圧センサ７５の中心から光学ユニット２７のシリンドリカルレンズ３８に至る距離がＬ´となる位置において電源切替部７４をホワイトボード７１のライティング面７１ａに磁力により取り付ける。その後、指示部材Ａ´である指で電源切替部７４の感圧センサ７５を押すことにより、座標入力／検出装置７３の電源をＯＮに切り替えられるので、座標入力／検出装置７３は光学ユニット２７から扇形状の光束膜を座標入力／検出領域７３ａの全域に行き渡るようにホワイトボード７１のライティング面７１ａの表面に沿って平行に投光することになる。このように、指示部材Ａ´である指で電源切替部７４の感圧センサ７５を押した状態で光学ユニット２７から扇形状の光束膜が投光された場合には、指先が指示部Ａ1´として機能して座標入力／検出領域７３ａを形成する光束膜の中のプローブ光Ｂnを遮断する。つまり、電源切替部７４の感圧センサ７５が、第二の実施の形態の電子黒板システム６０で説明した指示マークＭ（基準部材）として機能することになり、指示物体測定処理の実行が可能な状態になる。すなわち、電源切替部７４を所定の位置にセットし、指示部材Ａ´である指で電源切替部７４の感圧センサ７５を押した直後に指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定するようにすれば、ユーザが指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を測定するものとは解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置に指示マークＭを設けることが可能になり、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を得ることが可能になる。
【０１２５】
なお、本実施の形態においては、座標入力／検出装置７３をライティングボードとして機能するホワイトボード７１に備えたが、これに限るものではなく、表示装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、前面投影型プロジェクター、背面投影型プロジェクター等の表示装置に備えるようにしても良い。
【０１２６】
本発明の第四の実施の形態を図１９ないし図２２に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第三の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、座標入力／検出装置の方式の変形例である。詳細には、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第三の実施の形態で用いた座標入力／検出装置３（座標入力／検出装置７３）は光遮蔽式であったが、本実施の形態の座標入力／検出装置８０においては、光反射式としたものである。
【０１２７】
ここで、図１９は座標入力／検出装置８０に用いられる指示部材Ａを示す斜視図、図２０は座標入力／検出装置８０の座標入力／検出領域８０ａ内の一点を指示部材Ａで指し示した一例を示す正面図、図２１はその一部を拡大して示す正面図である。図１９に示すように、座標入力／検出装置８０の座標入力／検出領域８０ａ内の一点を指し示すために用いられる指示部材Ａの球形状の指示部Ａ1には、再帰性反射部材８２が設けられている。この再帰性反射部材８２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されており、入射した光をその入射角度によらずに所定の位置に向けて反射する特性を有している。例えば、光学ユニット２７から投光されたプローブ光Ｂnは、図２０に示すように、再帰性反射部材８２によって反射され、再び同一光路を辿る再帰反射光Ｂn´として光学ユニット２７により受光されることになる。そのため、図２０に示すように、本実施の形態の座標入力／検出装置８０においては、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第三の実施の形態で用いた座標入力／検出装置３（座標入力／検出装置７３）のように座標入力／検出領域３ａ（座標入力／検出領域７３ａ）の下部を除く周辺部に再帰性反射部材２８を設ける必要はない。
【０１２８】
図２１に示すように、このような指示部材Ａの再帰性反射部材８２を備えた指示部Ａ1を座標入力／検出装置８０の座標入力／検出領域８０ａの適当な位置（ｘ，ｙ）に挿入し、例えば光学ユニット２７から投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｂnが指示部材Ａの指示部Ａ1によって反射された場合、その再帰反射光Ｂn´は光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９によって受光される。このようにしてＣＣＤ（受光素子）３９が再帰反射光Ｂn´を受光した場合には、図２１に示すように、再帰反射光Ｂn´に対応する光学ユニット２７のＣＣＤ（受光素子）３９上の所定の位置Ｘnが光強度の強い領域（明点）となる。より詳細には、光束膜の中のプローブ光Ｂnが指示部材Ａによって反射された場合、図２２に示すようなＣＣＤ（受光素子）３９から出力される光強度の波形にピーク点が出現することになる。
【０１２９】
したがって、このような光反射式の座標入力／検出装置８０を電子黒板システム１，６０，７０に適用した場合であっても、光遮蔽式の座標入力／検出装置３（座標入力／検出装置７３）を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３０】
本発明の第五の実施の形態を図２３に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第四の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、光学ユニットの変形例である。詳細には、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第四の実施の形態で用いた光学ユニット２７においては扇形状の光束膜を投光して座標入力／検出領域を形成したが、本実施の形態の光学ユニット９０においては、ポリゴンミラー等の回転走査系を有しており、その回転走査系によって光源から出射された光ビームを放射状に投光して座標入力／検出領域を形成するものである。
【０１３１】
ここで、図２３は光学ユニット９０を概略的に示す平面図である。図２３に示すように、光学ユニット９０は、駆動回路（図示せず）を有してレーザ光を出射する光源であるＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）９１とハーフミラー９２とポリゴンミラー９３と集光レンズ９４とで構成される投光手段９０ａと、受光素子９５とが備えられている。受光素子９５は、集光レンズ９４から距離ｆ（ｆは集光レンズ９４の焦点距離）の間隔で設けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device）で構成されている。このような光学ユニット９０は、ＬＤ９１から出射したレーザ光をハーフミラー９２を透過させた後、モータ（図示せず）により回転駆動されるポリゴンミラー９３によって放射状に順次反射する。したがって、光学ユニット９０は、ビーム光を放射状に繰り返し投光することになる。つまり、光学ユニット９０から放射状に投光されるビーム光によって座標入力／検出領域９６が形成されることになる。
【０１３２】
したがって、このような光学ユニット９０を座標入力／検出装置３，７３，８０に適用した場合であっても、指示部材による光の遮蔽または反射によってＣＣＤ（受光素子）９５から出力される光強度の波形にピーク点が出現することになるので、前述した光学ユニット２７を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３３】
本発明の第六の実施の形態を図２４および図２５に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態ないし本発明の第五の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、光学ユニット２７（光学ユニット９０）の設置位置の変形例である。以下において、座標入力／検出装置３の光学ユニット２７の設置位置の変形例を例示的に説明する。
【０１３４】
ここで、図２４は座標入力／検出装置３の座標入力／検出領域３ａ内の一点を指示部材Ａで指し示した一例を示す正面図、図２５はその一部を拡大して示す正面図である。図２４に示すように、本実施の形態においては、光学ユニット２７が、座標入力／検出領域３ａの下辺の中央部に設けられている。このように光学ユニット２７を座標入力／検出領域３ａの下辺の中央部に設けた場合には、座標入力／検出領域３ａにおいて光学ユニット２７から最も遠い位置である座標入力／検出領域３ａの左上方に位置する角部に達する光学ユニット２７から投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｂmの光路長が、光学ユニット２７を座標入力／検出領域３ａの左下方に位置する角部に設けた場合における光学ユニット２７から最も遠い位置までの光路長に比べて短くなることにより、座標位置（ｘ，ｙ）の算出処理における誤差を低減化することが可能になっている。また、座標入力／検出領域３ａにおいて光学ユニット２７から最も遠い位置である座標入力／検出領域３ａの左上方に位置する角部に達する光学ユニット２７から投光された扇形状の光束膜の中のプローブ光Ｂmの光路長が短くなることにより、投光位置に応じた再帰性反射部材２８からの再帰反射光の光強度のばらつきが減少するので、スレッシュホルドレベルを複数段階設ける必要がなくなる。
【０１３５】
なお、図２５に示すように、光学ユニット２７を座標入力／検出領域３ａの下辺の中央部に設けた座標入力／検出装置３を使用した場合であっても、本発明の第一の実施の形態の電子黒板システム１で説明したような指示部材Ａの指示した座標位置（ｘ，ｙ）の座標算出処理は何ら変わるものではなく、かつ、本発明の第二の実施の形態の電子黒板システム１で説明したような任意の指示部材Ａ´の指示部Ａ1´の直径Ｄ´を算出する指示物体測定処理も何ら変わるものではない。
【０１３６】
また、本実施の形態においては、座標入力／検出装置３のみについて説明したが、本発明の第三の実施の形態の座標入力／検出装置７３や本発明の第四の実施の形態の座標入力／検出装置８０においても同様の作用効果が得られ、また、光学ユニット２７に代えて光学ユニット９０を適用した場合にも同様の作用効果が得られる。
【０１３７】
なお、各実施の形態においては、コントローラ１０をコンピュータ５とは別体で設けたが、これに限るものではなく、コントローラ１０をコンピュータ５に組み込んで、コンピュータ５をコントローラ１０として機能させるようにしても良い。
【０１３８】
また、各実施の形態においては、座標入力／検出装置を電子黒板システムに一体化させて組み込んだが、これに限るものではなく、座標入力／検出装置を表示装置やライティングボードに対して着脱自在な構成としても良い。
【０１３９】
さらに、各実施の形態においては、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体２６や記憶媒体４９としてフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカード等を適用したが、これに限るものではなく、記憶媒体には、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【０１４０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の座標入力／検出装置によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１４１】
請求項２記載の発明の座標入力／検出装置によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１４２】
請求項３記載の発明の座標入力／検出装置によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度を算出するとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１４３】
請求項４記載の発明の座標入力／検出装置によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度を算出するとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１４４】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記指示部材の実サイズは既知であって、この既知である前記指示部材の実サイズを予め記憶する実サイズ記憶手段を備えることにより、実サイズが既知であってその実サイズが予め記憶されている指示部材、つまり、専用の指示部材を用いることになるので、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることができる。
【０１４５】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記指示部材の実サイズを測定する実サイズ測定手段と、この実サイズ測定手段によって測定された前記指示部材の実サイズを記憶する測定実サイズ記憶手段と、を備え、実サイズ測定手段により測定された指示部材の実サイズを測定実サイズ記憶手段により記憶することにより、例えば指等を指示部材として適用する場合には人によってそのサイズが異なることから、その都度指示部材の実サイズを測定することで、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出精度を高めることができる。
【０１４６】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の座標入力／検出装置において、前記実サイズ測定手段は、前記投光手段からの距離が既定された前記座標入力／検出領域内の所定の位置に挿入された前記指示部材の実サイズをその前記投光手段からの距離に基づいて測定することにより、座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離は結像サイズ検出手段により検出された指示部材の受光素子上における結像サイズと指示部材の実サイズとに基づいて算出されることから、投光手段からの距離が既定された座標入力／検出領域内の所定の位置に指示部材が挿入された場合には、その既定された距離と結像サイズ検出手段により検出された指示部材の受光素子上における結像サイズとに基づいて指示部材の実サイズを算出することができるので、座標入力／検出領域内の所定の位置に指示部材を挿入するだけで指示部材の実サイズを測定することができ、指示部材の実サイズの測定を容易にすることができる。
【０１４８】
請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記投光手段は、前記光源から出射される光を扇形状に成形して投光することにより、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を確実に形成することができる。
【０１４９】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記投光手段は、前記光源から出射される光ビームを放射状に順次走査して投光することにより、平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を確実に形成することができる。
【０１５０】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの角部に投光手段と受光素子とを位置させることにより、投光手段からの光の投光角度は小さくて済むので、装置を小型化することができる。
【０１５１】
請求項１１記載の発明によれば、請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記座標入力／検出領域は多角形形状であって、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺に位置することにより、このように投光手段と受光素子とを多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの辺に位置させた場合には多角形形状の座標入力／検出領域のいずれかの角部に投光手段と受光素子とを位置させた場合に比べて、投光手段から最も遠い位置に到達する光の光路長を短くすることができるので、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出処理における誤差を低減化することができるとともに、投光位置に応じた再帰反射光の光強度のばらつきを減少させることができるので、スレッシュホルドレベルを複数段階設ける必要がなくなる。
【０１５２】
請求項１２記載の発明によれば、請求項１１記載の座標入力／検出装置において、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺の中央に位置することにより、座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の算出処理における誤差をさらに低減化することができるとともに、投光位置に応じた再帰反射光の光強度のばらつきをさらに減少させることができる。
【０１５４】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１ないし１２のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、ピーク距離検出手段における受光素子上の所定の位置を受光素子の中心とすることにより、距離の検出を容易にすることができる。
【０１５５】
請求項１４記載の発明の電子黒板システムによれば、文字および画像を表示するための表示装置と、この表示装置の表示面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、を備え、前記表示装置及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成することにより、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず、表示装置の表示面に装着して使用した場合であっても視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することができる。
【０１５６】
請求項１５記載の発明によれば、請求項１４記載の電子黒板システムにおいて、前記制御装置は、前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を前記表示装置に出現／消去自在に表示する測定位置表示手段を備えることにより、指示部材の実サイズを測定する際には、表示装置に表示された座標入力／検出領域内の所定の位置を指示部材で指示すれば良いことになるので、指示部材の指示部の直径を測定を容易にすることができるとともに、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内の所定の位置を表示装置に表示することができるので、操作性に優れた電子黒板システムを得ることができる。
【０１５７】
請求項１６記載の発明によれば、請求項１５記載の電子黒板システムにおいて、前記測定位置表示手段は、前記表示装置に出現／消去自在に表示される前記所定の位置を必要的に指示せざるを得ない位置とすることにより、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することができる。
【０１５８】
請求項１７記載の発明の電子黒板システムによれば、文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、このライティングボードの書き込み面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、を備え、前記ライティングボード及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成することにより、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず、ライティングボードの書き込み面に装着して使用した場合であっても視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することができる。
【０１５９】
請求項１８記載の発明によれば、請求項１４または１７記載の電子黒板システムにおいて、前記電子黒板部の表示面／書き込み面に前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を備えることにより、指示部材の実サイズを測定する際には、電子黒板部の表示面／書き込み面の座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を指示部材で指示すれば良いことになるので、指示部材の指示部の直径を測定を容易にすることができる。
【０１６０】
請求項１９記載の発明によれば、請求項１８記載の電子黒板システムにおいて、前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の前記座標入力／検出領域に対して出没自在に設けられることにより、指示部材の実サイズを測定する際にのみ、座標入力／検出領域内に座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を出没させることができるので、操作性に優れた電子黒板システムを得ることができる。
【０１６１】
請求項２０記載の発明によれば、請求項１９記載の電子黒板システムにおいて、前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチを兼ねることにより、座標入力／検出領域内の所定の位置をユーザが解らない態様であって、かつ、必要的に指示せざるを得ない位置とすることができるので、ユーザが煩雑な作業を行うことなく指示部材の指示部の直径を測定することができる。
【０１６２】
請求項２１記載の発明の座標位置検出方法によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６３】
請求項２２記載の発明の座標位置検出方法によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６４】
請求項２３記載の発明の座標位置検出方法によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度を算出するとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６５】
請求項２４記載の発明の座標位置検出方法によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度を算出するとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６６】
請求項２５記載の発明の記憶媒体によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって遮られた場合に、光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に遮られた光の出射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６７】
請求項２６記載の発明の記憶媒体によれば、座標入力／検出領域の光の一部が指示部材の挿入によって反射された場合に、光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて算出された指示部材と投光手段との間の距離と、受光素子上の結像位置に基づいて算出される指示部材に反射された光の入射角度とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６８】
請求項２７記載の発明の記憶媒体によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって遮られて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材に遮られた光の出射角度を算出するとともに、検出された光を遮った指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材に遮られた光の出射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とがそれぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【０１６９】
請求項２８記載の発明の記憶媒体によれば、座標入力／検出領域を形成する光の一部が指示部材の挿入によって反射されて光強度分布のピーク点が検出された場合に、受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離と光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズとを検出し、検出された受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離に基づいて指示部材により反射された光の入射角度を算出するとともに、検出された光を反射した指示部材の受光素子上における結像サイズと実サイズとに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材と投光手段との間の距離を算出し、これらの指示部材により反射された光の入射角度と、指示部材と投光手段との間の距離とに基づいて座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を算出することにより、従来は指示部材を挿入した二次元座標位置を三角測量の原理等により算出するために各々複数個必要であった投光手段と受光素子とが、それぞれ一つずつで足りることになるので、構成部品の点数を削減することができるとともに装置構成を簡単にすることができ、製造コストを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の電子黒板システムを概略的に示す外観斜視図である。
【図２】電子黒板システムに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３】コンピュータに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図４】座標入力／検出装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図５】光学ユニットの構造を概略的に示す構成図である。
【図６】コントローラのブロック構成図である。
【図７】指示部材を示す斜視図である。
【図８】座標入力／検出装置の座標入力／検出領域内の一点を指示部材で指し示した一例を示す正面図である。
【図９】その一部を拡大して示す正面図である。
【図１０】座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１１】受光素子から出力される光強度の波形の一例を示すグラフである。
【図１２】本発明の第二の実施の形態の電子黒板システムのＰＤＰに表示される画像の一例を示す正面図である。
【図１３】指示マークを指で指示した場合の一例を示す説明図である。
【図１４】指示物体測定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１５】パスワード入力用のダイアログボックスが表示されたＰＤＰを示す正面図である。
【図１６】本発明の第三の実施の形態の電子黒板システムを概略的に示す外観斜視図である。
【図１７】電子黒板システムに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図１８】（ａ）は電源切替部が収納されている状態を示し、（ｂ）は電源切替部が引き出された状態を示す正面図である。
【図１９】本発明の第四の実施の形態の座標入力／検出装置に用いられる指示部材を示す斜視図である。
【図２０】座標入力／検出装置の座標入力／検出領域内の一点を指示部材で指し示した一例を示す正面図である。
【図２１】その一部を拡大して示す正面図である。
【図２２】受光素子から出力される光強度の波形の一例を示すグラフである。
【図２３】本発明の第五の実施の形態の光学ユニットを概略的に示す平面図である。
【図２４】本発明の第六の実施の形態の座標入力／検出装置の座標入力／検出領域内の一点を指示部材で指し示した一例を示す正面図である。
【図２５】その一部を拡大して示す正面図である。
【符号の説明】
１，６０，７０ 電子黒板システム
２ 表示装置
３，７３，８０ 座標入力／検出装置
３ａ，７３ａ，８０ａ，９６ 座標入力／検出領域
４，７２ 電子黒板部
５ 制御装置
２６，４９ 記憶媒体
２８ 再帰性反射部材
２９，９０ａ 投光手段
３１，９１ 光源
３９，９５ 受光素子
６２，Ｍ 所定の位置
７１ ライティングボード
７５ 基準部材、電源スイッチ
８２ 再帰性反射部材
Ａ，Ａ´ 指示部材
Ａ1，Ａ1´ 指示部
Ｄ，Ｄ´ 実サイズ
Ｌ，Ｌ´ 指示部材と投光手段との間の距離
ａ，ａ´ 受光素子上の所定の位置からピーク点に至る距離
ｂ，ｂ´ 結像サイズ
θ 出射／入射角度
Claims (28)
- 二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、
前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、
この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、
前記座標入力／検出領域で指示部材が前記光を遮ったことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する検出手段と、
前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材に遮られた前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、
を備える座標入力／検出装置。 - 二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、
この投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有して前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、
この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、
前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を反射したことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する検出手段と、
前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材により反射された前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、
を備える座標入力／検出装置。 - 光を出射する光源を有し、その光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を形成する投光手段と、
この投光手段により形成される前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記座標入力／検出領域を形成する前記光を同一光路に反射する再帰性反射部材と、
この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、
この受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、
この光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出するピーク点検出手段と、
このピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記光を遮った前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する結像サイズ検出手段と、
前記ピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、
このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材に遮られた前記光の出射角度を算出する角度算出手段と、
前記結像サイズ検出手段により検出された前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する距離算出手段と、
この距離算出手段により算出された前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記角度算出手段により算出された前記指示部材に遮られた前記光の前記出射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、
を備える座標入力／検出装置。 - 光を出射する光源を有し、その光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける二次元の座標入力／検出領域を形成する投光手段と、
この投光手段により形成される前記座標入力／検出領域を形成する前記光を同一光路に反射する再帰性反射部材を有し、前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、
この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、
この受光素子が受光した前記光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、
この光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出するピーク点検出手段と、
このピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記光を反射した前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する結像サイズ検出手段と、
前記ピーク点検出手段により検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出するピーク距離検出手段と、
このピーク距離検出手段により検出された前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材により反射された前記光の入射角度を算出する角度算出手段と、
前記結像サイズ検出手段により検出された前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する距離算出手段と、
この距離算出手段により算出された前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記角度算出手段により算出された前記指示部材により反射された前記光の前記入射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する座標位置算出手段と、
を備える座標入力／検出装置。 - 前記指示部材の実サイズは既知であって、この既知である前記指示部材の実サイズを予め記憶する実サイズ記憶手段を備える請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 前記指示部材の実サイズを測定する実サイズ測定手段と、
この実サイズ測定手段によって測定された前記指示部材の実サイズを記憶する測定実サイズ記憶手段と、
を備える請求項１ないし４のいずれか一記載の座標入力／検出装置。 - 前記実サイズ測定手段は、前記投光手段からの距離が既定された前記座標入力／検出領域内の所定の位置に挿入された前記指示部材の実サイズをその前記投光手段からの距離に基づいて測定する請求項６記載の座標入力／検出装置。
- 前記投光手段は、前記光源から出射される光を扇形状に成形して投光する請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 前記投光手段は、前記光源から出射される光ビームを放射状に順次走査して投光する請求項１ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 前記座標入力／検出領域は多角形形状であって、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの角部に位置する請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 前記座標入力／検出領域は多角形形状であって、投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺に位置する請求項１ないし９のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 投光手段と受光素子とは、前記座標入力／検出領域の多角形形状を形成するいずれかの辺の中央に位置する請求項１１記載の座標入力／検出装置。
- 前記ピーク距離検出手段における前記受光素子上の所定の位置は、前記受光素子の中心である請求項１ないし１２のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 文字および画像を表示するための表示装置と、
この表示装置の表示面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、
前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、
を備え、前記表示装置及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成する電子黒板システム。 - 前記制御装置は、前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を前記表示装置に出現／消去自在に表示する測定位置表示手段を備える請求項１４記載の電子黒板システム。
- 前記測定位置表示手段は、前記表示装置に出現／消去自在に表示される前記所定の位置を必要的に指示せざるを得ない位置とする請求項１５記載の電子黒板システム。
- 文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、
このライティングボードの書き込み面に前記座標入力／検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、
前記座標入力／検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、
を備え、前記ライティングボード及び前記座標入力／検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成する電子黒板システム。 - 前記電子黒板部の表示面／書き込み面に前記指示部材の実サイズを測定するための前記座標入力／検出領域内の所定の位置を特定する基準部材を備える請求項１４または１７記載の電子黒板システム。
- 前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の前記座標入力／検出領域に対して出没自在に設けられる請求項１８記載の電子黒板システム。
- 前記基準部材は、前記座標入力／検出装置の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチを兼ねる請求項１９記載の電子黒板システム。
- 二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を用い、前記座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、
前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を遮ったことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する工程と、
前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材に遮られた前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、
を含んでなる座標位置検出方法。 - 二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、この投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有して前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を用い、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、
前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を反射したことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する工程と、
前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材により反射された前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、
を含んでなる座標位置検出方法。 - 光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられた再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、
前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する工程と、
検出されたピーク点に基づいて前記光を遮った前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する工程と、
検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する工程と、
前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材に遮られた前記光の出射角度を算出する工程と、
前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する工程と、
前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材に遮られた前記光の前記出射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、
を含んでなる座標位置検出方法。 - 光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして再帰性反射部材を有する指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を用い、検出された光強度分布に基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、
前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する工程と、
検出されたピーク点に基づいて前記光を反射した前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する工程と、
検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する工程と、
前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材により反射された前記光の入射角度を算出する工程と、
前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する工程と、
前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材により反射された前記光の前記入射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する工程と、
を含んでなる座標位置検出方法。 - 二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられ、前記投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材と、この再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、前記座標入力／検出領域に挿入された指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を遮ったことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する機能と、
前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材に遮られた前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、
を前記コンピュータに実行させる記憶媒体。 - 二次元の座標入力／検出領域に光を投光する投光手段と、この投光手段により投光された前記光を入射方向と同一方向に反射する再帰性反射部材を有して前記座標入力／検出領域に挿入される指示部材と、この指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光素子と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記座標入力／検出領域で前記指示部材が前記光を反射したことにより生じる前記受光素子上の結像位置及び結像サイズを検出する機能と、
前記受光素子上の結像位置及び結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて算出される前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離と、前記指示部材により反射された前記光の出射角度とに基づいて、前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、
を前記コンピュータに実行させる記憶媒体。 - 光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記座標入力／検出領域の周辺部に設けられた再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づく前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する機能と、
検出されたピーク点に基づいて前記光を遮った前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する機能と、
検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する機能と、
前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材に遮られた前記光の出射角度を算出する機能と、
前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する機能と、
前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材に遮られた前記光の前記出射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、
を前記コンピュータに実行させる記憶媒体。 - 光を投光して平面若しくはほぼ平面をなして再帰性反射部材を有する指示部材の挿入を受け付ける座標入力／検出領域を形成する投光手段と、前記指示部材の前記再帰性反射部材によって反射された前記光を受光する受光する受光素子と、この受光素子が受光した光の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、を備える座標入力／検出装置に用いられ、検出された光強度分布に基づく前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記光強度分布検出手段により検出された光強度分布のピーク点を検出する機能と、
検出されたピーク点に基づいて前記光を反射した前記指示部材の前記受光素子上における結像サイズを検出する機能と、
検出されたピーク点に基づいて前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る距離を検出する機能と、
前記受光素子上の所定の位置からそのピーク点に至る前記距離に基づいて前記指示部材により反射された前記光の入射角度を算出する機能と、
前記指示部材の前記受光素子上における前記結像サイズと前記指示部材の実サイズとに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材と前記投光手段との間の距離を算出する機能と、
前記指示部材と前記投光手段との間の前記距離と前記指示部材により反射された前記光の前記入射角度とに基づいて前記座標入力／検出領域に挿入された前記指示部材の二次元座標位置を算出する機能と、
を前記コンピュータに実行させる記憶媒体。
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