JP5783045B2 - 入力装置および入力システム - Google Patents
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Description
本発明は透明または半透明なマーカボードに描かれた文字や図形などの情報を機械的に読み取る入力装置および入力システムに関する。
何度も繰り返して描き消しできるホワイトボード（マーカボード）は、学校の授業や企業の会議等で広く利用されている。さらに、近年ではホワイトボード上に描いた内容を電子データに変換することが可能なデジタルホワイトボードも普及している。デジタルホワイトボードを用いることにより、電子化された情報の大画面への投影、手元画面への配付や、遠隔拠点間での共有など、様々な高付加価値機能が実現される。
一方、近年、透明な描き込み面を用いたマーカボードが注目されている。透明なマーカボードは、建築デザインとの整合性が高いなどのメリットがあるためである。また、板面を透明にすることにより、利用者は、描き込んでいる絵や文字以外の視覚情報（周辺情報）に気が配りやすくなる等のメリットもある。
例えば特許文献１によれば、透明なマーカボードを用いることにより、講演者が聴講者に背を向けることなく板書が可能となるシステムが実現される。特許文献１は、赤外線および超音波信号を用いてマーカペンのボード上における座標を時々刻々検出して、マーカペンの描く軌跡を電子データに変換する技術を開示する。
特許文献１に記載のシステムは、赤外線および超音波送信器の内蔵されたマーカペン、受信ユニット、マーカペンの座標を算出する座標算出部および板書イメージを生成する板書イメージ生成部などにより構成される。受信ユニットは、１つの赤外線受信器と２つの超音波受信器を内蔵する。２つの超音波受信器は、互いに離れた位置に取り付けられている。ボード面にマーカペンのペン先が接触すると、ペンに内蔵された赤外線および超音波送信器は、赤外線および超音波信号を同時に発生する。赤外線信号は光速で瞬時に伝わるが、超音波は、音速で赤外線と比較してゆっくりと受信器に到達する。さらに、２つの超音波受信器は互いに離れているため、超音波は、それぞれ異なる時間タイミングで到達する。これら各受信器への信号の到達タイミングの違いより、座標算出部は、三角測量の原理を用いてマーカペンのＸ−Ｙ座標を算出する。この座標検出を時間軸上で繰り返して行い、板書イメージ生成部は、マーカペンの筆跡、すなわちボード上に描かれた絵や文字を電子データに変換する。
非特許文献１は、マーカボード上に描いた内容を電子データに変換する他の技術を開示する。非特許文献１は、カメラを用いてマーカボード上の絵や文字を映像として撮影する技術を開示する。
非特許文献１に記載のシステムは、マーカボード上方に設置され、撮影方向を自由に制御することができる可動式のカメラ、および画像処理装置により構成される。カメラは、撮影方向を変えながら板面上を隈無く撮影する。画像処理装置は、撮影した画像の歪みを補正すると共に、複数の画像をつなぎ合わせてマーカボード全体の写った一枚の大きな画像を生成する。
一方、近年、透明な描き込み面を用いたマーカボードが注目されている。透明なマーカボードは、建築デザインとの整合性が高いなどのメリットがあるためである。また、板面を透明にすることにより、利用者は、描き込んでいる絵や文字以外の視覚情報（周辺情報）に気が配りやすくなる等のメリットもある。
例えば特許文献１によれば、透明なマーカボードを用いることにより、講演者が聴講者に背を向けることなく板書が可能となるシステムが実現される。特許文献１は、赤外線および超音波信号を用いてマーカペンのボード上における座標を時々刻々検出して、マーカペンの描く軌跡を電子データに変換する技術を開示する。
特許文献１に記載のシステムは、赤外線および超音波送信器の内蔵されたマーカペン、受信ユニット、マーカペンの座標を算出する座標算出部および板書イメージを生成する板書イメージ生成部などにより構成される。受信ユニットは、１つの赤外線受信器と２つの超音波受信器を内蔵する。２つの超音波受信器は、互いに離れた位置に取り付けられている。ボード面にマーカペンのペン先が接触すると、ペンに内蔵された赤外線および超音波送信器は、赤外線および超音波信号を同時に発生する。赤外線信号は光速で瞬時に伝わるが、超音波は、音速で赤外線と比較してゆっくりと受信器に到達する。さらに、２つの超音波受信器は互いに離れているため、超音波は、それぞれ異なる時間タイミングで到達する。これら各受信器への信号の到達タイミングの違いより、座標算出部は、三角測量の原理を用いてマーカペンのＸ−Ｙ座標を算出する。この座標検出を時間軸上で繰り返して行い、板書イメージ生成部は、マーカペンの筆跡、すなわちボード上に描かれた絵や文字を電子データに変換する。
非特許文献１は、マーカボード上に描いた内容を電子データに変換する他の技術を開示する。非特許文献１は、カメラを用いてマーカボード上の絵や文字を映像として撮影する技術を開示する。
非特許文献１に記載のシステムは、マーカボード上方に設置され、撮影方向を自由に制御することができる可動式のカメラ、および画像処理装置により構成される。カメラは、撮影方向を変えながら板面上を隈無く撮影する。画像処理装置は、撮影した画像の歪みを補正すると共に、複数の画像をつなぎ合わせてマーカボード全体の写った一枚の大きな画像を生成する。
エリック・サウンド（Ｅｒｉｃ Ｓａｕｎｄ）著、「ブリンギング ・ザ・マークズ・オン・ア・ホワイトボード・トゥ・エレクトロニック・ライフ（Ｂ ｒｉｎｇｉｎｇ ｔｈｅ Ｍａｒｋｓ ｏｎ ａ Ｗｈｉｔｅｂｏａｒｄ ｔｏ Ｅｌｅｃ ｔｒｏｎｉｃ Ｌｉｆｅ）」、セカンド・インターナショナル・ワークショップ・オ ン・コーペラティブ・ビルディングス，インテグレーティング・インフォメーション ，オーガニゼーション・アンド・アーキテクチャ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔ ｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ， Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ａ ｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）、ｐｐ．６９−７８、１９９９
ゼット・ザング（Ｚ．Ｚｈａｎｇ）著、「ア フレキシブル ニュ ーテクニック フォー カメラ キャリブレーション（Ａ ｆｌｅｘｉｂｌｅｎｅｗ ｔ ｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｃａｍｅｒａ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）」、アイトリプ ルイー トランズアクションズ オン パターン アナリシス アンド マシーン インテ リジェンス（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）」、Ｖｏｌ．２２、Ｉ ｓｓｕｅ１１、ｐｐ．１３３０−１３３４、２０００年
リチャード・ハートレー（Ｒｉｃｈａｒｄ Ｈａｒｔｌｅｙ）他著 、「マルティプル ビュー ジオメトリー イン コンピュータ ビジョン（Ｍｕｌｔｉ ｐｌｅ Ｖｉｅｗ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｉｎ ＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎ）」、ケン ブリッジ ユニバーシティ プレス（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒ ｅｓｓ）、ｐｐ．３２−３７、２０００年
しかしながら、特許文献１に記載のシステムは、描かれた図形や文字を正確に電子データに変換することができない。また、非特許文献１に記載のシステムは、透明または半透明なマーカボードに描かれた絵や文字と背景を区別することができない。
なぜならば、特許文献１および非特許文献１に記載のシステムは、透明または半透明なマーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出する機能を有していないためである。
以上より、本発明の目的は、透明または半透明なマーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することが可能な入力装置を提供することにある。
なぜならば、特許文献１および非特許文献１に記載のシステムは、透明または半透明なマーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出する機能を有していないためである。
以上より、本発明の目的は、透明または半透明なマーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することが可能な入力装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の入力装置は、光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波されるように、前記被塗布体に光を入射する光源部と、前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する検出部と、を備える。
上記目的を達成するために、本発明の入力システムは、光を内部に導波可能な、透明または半透明な被塗布体と、前記被塗布体の内部に導波されるように光を入射する光源部と、前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する検出部とを備える入力装置と、前記入力装置に接続され、前記検出部の検出結果に基づいて、前記塗布物の付着位置を電子データとして保存する記録部と、前記記録部に保存された前記塗布物の付着位置を表示する表示部と、を備える。
上記目的を達成するために、本発明の入力システムは、光を内部に導波可能な、透明または半透明な被塗布体と、前記被塗布体の内部に導波されるように光を入射する光源部と、前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する検出部とを備える入力装置と、前記入力装置に接続され、前記検出部の検出結果に基づいて、前記塗布物の付着位置を、ネットワークを介して遠隔地に転送する転送装置と、を備える。
上記目的を達成するために、本発明の入力方法は、光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波されるように、前記被塗布体に光を入射し、前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する。
上記目的を達成するために、本発明の記録媒体に記録された入力プログラムは、光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波される光を制御するステップと、前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出するステップと、をコンピュータに実行させる。
上記目的を達成するために、本発明の入力システムは、光を内部に導波可能な、透明または半透明な被塗布体と、前記被塗布体の内部に導波されるように光を入射する光源部と、前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する検出部とを備える入力装置と、前記入力装置に接続され、前記検出部の検出結果に基づいて、前記塗布物の付着位置を電子データとして保存する記録部と、前記記録部に保存された前記塗布物の付着位置を表示する表示部と、を備える。
上記目的を達成するために、本発明の入力システムは、光を内部に導波可能な、透明または半透明な被塗布体と、前記被塗布体の内部に導波されるように光を入射する光源部と、前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する検出部とを備える入力装置と、前記入力装置に接続され、前記検出部の検出結果に基づいて、前記塗布物の付着位置を、ネットワークを介して遠隔地に転送する転送装置と、を備える。
上記目的を達成するために、本発明の入力方法は、光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波されるように、前記被塗布体に光を入射し、前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する。
上記目的を達成するために、本発明の記録媒体に記録された入力プログラムは、光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波される光を制御するステップと、前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出するステップと、をコンピュータに実行させる。
本発明の入力装置によれば、透明または半透明なマーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することができる。
まず、本発明の理解を容易にするために、本発明の背景と概要を説明する。
本発明の関連技術に、マーカペンのボード上における座標を時々刻々検出して、マーカペンの描く筆跡を電子データに変換する技術がある。しかしながら、ペンのボード上での座標を検出する技術は、ペンの移動履歴からボード上に描かれた絵や文字を推測しているため、電子化されたデータとボード上に描かれた実際の絵や文字との間に食い違いが発生する場合がある。例えば、係る関連技術においては、利用者が誤ってボード上に描かれた絵や文字に触れて消してしまった場合は、その変化を電子化されたデータ側には反映させることができない。また、係る関連技術においては、線の太さや掠れなどの情報も失われてしまうため、ボード上に描かれた絵や文字を正確に再現できない。
本発明の他の関連技術に、カメラを用いてマーカボード上の絵や文字を映像として撮影する技術がある。しかしながら、係る関連技術を透明なマーカボードに対して使用すると、マーカボード上の絵や文字に加え、ボード背後の人や物体も撮影される。そのため利用者は、マーカボード上の絵や文字と、ボードの背景との判別が困難になる。実際の空間では、利用者は、視感覚の深さ情報に基づいて、マーカボード上の絵や文字と、そのボード背後の情報を区別して認識する。しかし、カメラで撮影すると、空間内の光線が２次元平面（撮影素子）に投影され、深さ情報が失われる。そのため、利用者は、絵や文字と背景とを区別して認識することが困難になる。
なお、マーカボードが完全に透明ではなく、半透明な場合においても同様のことが言える。
そこで、本発明に係る手書き入力装置は、マーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することにより、描かれた図形や文字の正確な電子データへの変換を可能にする。また、本発明に係る手書き入力装置は、マーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することにより、透明または半透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離して検出することを可能にする。
以下、本発明の実施の形態を説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置１０のブロック図である。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置１０は、光源部１００、および検出部２００を有する。
光源部１００は、光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波されるように、被塗布体に光を入射する。
検出部２００は、被塗布体の表面に付着する塗布物が、被塗布体外に拡散させた光を検出する。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置１０の構成図である。図２に示すように、具体的に本発明の第１の実施の形態に係る入力装置１０は、記憶装置２０に接続されており、塗布具４００により塗布物５００が塗布または除去される透明被塗布体３００、光源部１００、および検出部２００を有する。
透明被塗布体３００は、塗布物を塗布または除去可能な透明平面板である。例えば、透明被塗布体３００は、アクリルなどの樹脂板でも良い。
塗布具４００は、内部に充填されている塗布物５００を、透明被塗布体３００に塗布する構造を有する筆記具である。塗布具４００は、ホワイトボードマーカなどのフェルトペンの容器でも良い。
塗布物５００は、透明被塗布体３００に塗布・拭き取り可能な物質である。塗布物５００は、光源部１００の発する波長領域の光を拡散する物質を、成分として含有する。例えば、光源部１００の発する光が赤外光である場合、塗布物５００は、一般的なホワイトボードマーカのインクでも良い。
光源部１００は、透明被塗布体３００の側面より導波されるように光を入射する。本実施形態においては、光は可視光領域外の光である。例えば、光源部１００は、透明被塗布体３００の内部に赤外光を入射する。光源部１００は、図３で示されるように、電源回路１０２と駆動回路１０４により駆動される、一直線上に配置された１つ以上の赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）１０６を有する。なお、光源部１００は、透明被塗布体３００の１辺、もしくは複数の辺に配置されても良い。図２においては、光源部１００は、透明被塗布体３００の上下に配置されている。
検出部２００は、透明被塗布体３００の表面に付着する塗布物５００が、透明被塗布体３００の外に拡散させた光を検出する。すなわち、検出部２００は、光源部１００が発する光の波長領域で、透明被塗布体３００を撮影する。例えば、検出部２００は、半導体イメージセンサを搭載したカメラでも良い。半導体イメージセンサは、電荷結合素子（ＣＣＤ；Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサでも良い。あるいは半導体イメージセンサは、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ；Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサでも良い。なお、図２においては、検出部２００は、透明被塗布体３００の塗布物５００が付着している側（前面）に配置されている例を示している。検出部２００は、塗布物５００が付着している側とは反対側（背面）に配置されていても良い。
記憶装置２０は、入力装置１０による入力結果を保存する。記憶装置２０は、例えば、ＰＣの主記憶装置や２次記憶装置でも良い。
次に、本発明の第１の実施の形態に係る検出部２００の構成について、詳細に説明する。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る検出部２００の構成図である。検出部２００は、塗布物が拡散させた光を検出できれば、どのように構成しても良い。本実施の形態においては、図４に示すように、検出部２００は、レンズ部２０１、可視カットフィルタ２０２、ＣＣＤ２０３、およびインターフェース部２０４を有し、接続ケーブル２０５に接続されている。
ＣＣＤ２０３は、レンズ部２０１と可視カットフィルタ２０２を介して入射する光の明暗を、電荷の量に光電変換する。ＣＣＤ２０３は、光源部１００の発する光の波長領域で感度を有する。光源部１００が波長８５０〜９５０ｎｍ程度の近赤外光を発する場合、ＣＣＤ２０３は、一般的に市販されている可視光用ＣＣＤモジュールでも良い。
レンズ部２０１は、入射する光を集光してＣＣＤ２０３に導く。レンズ部２０１は、一般的に入手可能なカメラレンズでも良い。
可視カットフィルタ２０２は、レンズ部２０１によりＣＣＤ２０３に導かれる光の内、可視光の大半を取り除く。可視カットフィルタ２０２は、例えば、多層膜の干渉フィルタでも良い。
上記構成を用いることにより、ＣＣＤ２０３は可視光領域外（赤外光領域）における画像を撮影する。
インターフェース部２０４は、ＣＣＤ２０３から入力される電気信号をアナログデジタル変換し、所定の転送フォーマットに変換する。転送フォーマットとしては、例えば、ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ、ＩＥＥＥ１３９４などの規格を利用しても良い。
次に、図２の入力装置１０の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
光源部１００は、透明被塗布体３００の側面より可視光領域外の光を入射する。
検出部２００は、透明被塗布体３００およびそれに付着した塗布物の可視光領域外の画像を、定常的に撮影する。検出部２００は、例えば、毎秒６０フレームで撮影する。
図５は、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着していない場合における、光の導波の説明図である。図５に示すように、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着していない場合、光源部１００より発せられる光は、透明被塗布体の表面で全反射し内部に閉じこめられて導波する。この場合、光源部１００より発せられる光は、検出部２００には到達しない。そのため、検出部２００で撮影される画像は、ほぼ真っ暗な画像となる。
続いて、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着している場合について説明する。なお、図２においては、ホワイトボードマーカのような塗布具４００が図示されているが、塗布手段は、マーカに限定されない。例えば、塗布具４００は、塗布物５００の付着したゴムスタンプなどでも良い。
図６は、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着している場合における、光の導波の説明図である。前述の通り、光源部１００より発せられた可視光領域外の光は、透明被塗布体３００の表面で全反射する。この際、図６のＡで示されるように、光は、透明被塗布体３００から外部の空気側にわずかに染み出る。この染み出た部分の光は、エバネッセント波と呼ばれる。透明被塗布体３００に塗布物５００が付着している場合、エバネッセント波は、塗布物５００と光学的に結合し、同図Ｂで示されるように透明被塗布体３００の外に拡散される。拡散された光の一部は、検出部２００に到達する。
すなわち、検出部２００は、塗布物５００が付着している領域から拡散された可視光領域外の光のみを検出する。そのため、検出部２００で撮影される画像には、塗布物５００が付着している領域、すなわち透明被塗布体３００に描かれた絵や文字が写る。検出部２００は、撮影した画像を記憶装置２０に出力する。
記憶装置２０は、検出部２００より出力される画像を定常的に動画として、もしくは利用者指示のタイミングで静止画として記録する。
以上説明したように、第１の実施の形態に係る入力装置によれば、塗布物５００の付着する位置においては光源部１００の発する可視光領域外の光が拡散されるため、検出部２００は、マーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することができる。
なお、仮に利用者が誤ってボード上に描かれた絵や文字に触れて消してしまっても、次の撮影画像にて塗布物５００の付着状態の変化が検出される。そのため、電子化されたデータとボード上に描かれた実際の絵や文字との間に食い違いが発生することはない。
また、塗布物５００の塗布状態を画像として２次元平面的に検出しているため、検出部２００の解像度に応じて線の太さや掠れなどの情報も正確に再現することができる。
なお、上記説明では、透明被塗布体３００は極めて透明度が高い物体により成るものとして説明したが、本発明は被塗布体が半透明な場合においても活用できる。このような半透明な被塗布体を用いた場合も、描き込んでいる絵や文字以外の周辺情報に気を配りやすい等のメリットは被塗布体の透明度が高い場合と同様に得ることができる。
＜第２の実施の形態＞
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る入力装置１２のブロック図である。図８は、本発明の第２の実施の形態に係る入力装置１２の構成図である。図７、および図８に示すように、入力装置１２は、さらに処理部６００を有する点で、第１の実施の形態に係る入力装置１０と異なる。また、入力装置１２は、第１の実施の形態と比較して、検出部の構成が異なる。
第２の実施の形態に係る検出部２２０は、被塗布体の表面に付着する塗布物が、被塗布体外に拡散させた光を検出する。本実施の形態においては、処理部６００における処理のため、検出部２２０は、可視光領域外の画像に加え、可視光領域のカラー画像を撮影する。
処理部６００は、検出部２２０の検出結果に基づいて、塗布物５００が付着している領域と色とを判定する。
処理部６００は、検出部２２０が撮影した２枚の透明被塗布体３００の画像を受け取る。処理部６００は、受け取った画像から、塗布物５００が付着している領域と色との判定処理を行う。処理部６００が行う判定処理の詳細については、後述する。また、処理部６００は、判定処理の前に、明るさ調整、歪み補正などの画像処理を行う。その後、処理部６００は、以上の処理結果を記憶装置２０に出力する。処理部６００は、例えば、外部機器接続用インターフェースが搭載され、汎用のオペレーティングシステム、ドライバソフトウェア、画像処理プログラムが実行される一般的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）でも良い。
次に、本発明の第２の実施の形態に係る検出部２２０の構成について、詳細に説明する。
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る検出部２２０の構成図である。図９に示すように、検出部２２０は、２つのＣＣＤ（ＣＣＤ２０３とＣＣＤ２０９）と、２つのレンズ部（レンズ部２０１とレンズ部２０６）、可視カットフィルタ２０２、赤外カットフィルタ２０７、カラーフィルタ２０８、およびインターフェース部２０４を有する。第２の実施の形態に係る検出部２２０は、ＣＣＤ２０９、レンズ部２０６、赤外カットフィルタ２０７およびカラーフィルタ２０８を有する点で第１の実施の形態と異なる。
ＣＣＤ２０３、レンズ部２０１、可視カットフィルタ２０２およびインターフェース部２０４は、第１の実施の形態と同様の構成である。
ＣＣＤ２０９はレンズ部２０６、赤外カットフィルタ２０７、およびカラーフィルタ２０８を介して入射する光の明暗を、電荷の量に光電変換する。ＣＣＤ２０９は、可視光領域で感度を有する。
レンズ部２０６は、レンズ部２０１と同様の構成である。
赤外カットフィルタ２０７は、レンズ部２０６によりＣＣＤ２０９に導かれる光の内、赤外光の大半を取り除く。
カラーフィルタ２０８は、ＣＣＤ２０９の各画素に入射する光の波長を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかに限定する。カラーフィルタ２０８は、一般的に入手可能なベイヤ配列のフィルタでも良い。
上記構成を用いることにより、ＣＣＤ２０３は第１の実施の形態と同様に可視光領域外（赤外光領域）における画像を、ＣＣＤ２０９は可視光領域におけるカラー画像を撮影する。
なお、図９では、２つのＣＣＤが１つのインターフェース部を共有する構成を示したが、代わりに、ＣＣＤとインターフェース部を含むカメラモジュールを２つ並べる構成としても良い。このようなカメラモジュールとしては、一般的に入手可能なＣａｍｅｒａＬｉｎｋカメラやＩＥＥＥ１３９４カメラを使用しても良い。
次に、図８の入力装置１２の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
光源部１００は、透明被塗布体３００の側面より可視光領域外の光を入射する。
検出部２２０は、透明被塗布体３００およびそれに付着した塗布物の可視光領域外の画像、および可視光領域のカラー画像を、定常的に撮影する。検出部２２０は、例えば、毎秒６０フレームで撮影する。
透明被塗布体３００に塗布物５００が付着していない場合、第１の実施の形態と同様に、光源部１００より発せられる光は、検出部２２０には到達しない。検出部２２０で撮影される可視光領域外の画像は、例えば、図１０の撮影画像８００で示されるようにほぼ真っ暗な画像となる。撮影画像８００内の点線は、透明被塗布体３００の輪郭を示す（実際の画像には現れないが説明の便宜上示す）。本来矩形である透明被塗布体３００の輪郭は、後述するレンズ歪みおよび台形歪みの影響により、歪んで撮影される。
続いて、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着している場合について説明する。
第１の実施の形態と同様、エバネッセント波は、図６のＢで示されるように透明被塗布体３００の外に拡散され、検出部２２０に到達する。
例えば、塗布具４００により透明被塗布体３００の表面に、アルファベットの「Ａ」の文字が描かれているとする。この場合、検出部２２０で撮影される可視光領域外の画像は、例えば、図１０の撮影画像８０２で示されるような画像となる。白く浮かび上がる「Ａ」の形状の部分が、透明被塗布体３００の塗布物５００が付着した部分である。なお、ここで、塗布物５００の可視光領域外の光に対する拡散率は、塗布物５００の付着した部分と、付着していない部分を検出部２２０で区別して検出できる程度に高い必要がある。
一方、検出部２２０で記録される可視光領域のカラー画像は、例えば、図１０の撮影画像８０４で示されるような画像となる。図１０の撮影画像８０４は、透明ボードにアルファベットの「Ａ」の文字が赤色のインクで描かれており、その背後に人物が１名立っている状況を撮影した結果を示す。図１０の撮影画像８０４に示すように、検出部２２０は、赤色の「Ａ」の文字の他、人物および光源部１００などを撮影する。検出部２２０は、撮影した画像を、処理部６００に出力する。
なお、ここでは便宜上、検出部２２０における可視光領域外の画像の撮影、および可視光領域のカラー画像の撮影は同時に行われ、両画像が同時に処理部６００に出力されるものとして説明を行う。ただし、発明の特性上、両撮影タイミングは、一致している必要はなく、それぞれの撮影が完了したタイミングで処理部６００に出力される構成にしても良い。また、撮影の間隔も一致している必要はなく、例えば、可視光領域外の映像の撮影を毎秒６０フレームで行い、可視光領域のカラー画像の撮影を毎秒３０フレームで行うという構成にしても良い。
処理部６００は、明るさ調整、歪み補正などの画像処理を行う。また、処理部６００は、透明被塗布体３００の塗布物５００が付着している領域とその色の判定、すなわちマーカボードに描かれた絵や文字とその色の判定を行なう。
図１１は、処理部６００で実行される画像処理の一例を示すフローチャートである。
図１１に示すように、ステップＳ１において、処理部６００は、検出部２２０からの画像（可視光領域外の画像、および可視光領域のカラー画像の組）の受信を判定する。
ステップＳ１で画像を受信したと判定すると、ステップＳ２において、処理部６００は、レンズ歪み補正処理を実行する。レンズ歪みとは、レンズ部の光学的特性により物体の直線の辺などが、曲線状に歪んで写る現象で、広角のレンズを使用すると特に顕著に生じる。レンズ歪み補正処理とはレンズ歪みを取り除く処理である。レンズ歪みの補正方法に関しては、例えば、非特許文献２に詳細が記載されている。
図１２の撮影画像８０６は、処理部６００が、図１０の撮影画像８０２に、レンズ歪み補正処理を実行した結果を示す図である。図１２の撮影画像８０６に示すように、レンズ歪み補正処理により曲線状の歪みは取り除かれても、依然として本来矩形である透明被塗布体３００の輪郭は、台形状になっている。台形状になるのは、検出部２２０が透明被塗布体を上方より撮影しているために生じる、台形歪みと呼ばれる現象の影響である。
ステップＳ３において、処理部６００は、台形歪みを取り除く台形歪み補正処理を行う。台形歪みの補正方法に関しては、例えば、非特許文献３に詳細が記載されている。
図１２の撮影画像８０８は、処理部６００が、図１２の撮影画像８０６に、台形歪み補正処理を実行した結果を示す図である。
一方、処理部６００は、可視光領域のカラー画像に対しても、同様にレンズ歪み補正処理、および台形歪み補正処理を実行する。なお、一般的にレンズの光学特性は、可視光領域とそれ以外の波長領域（例えば、赤外領域）では異なる振る舞いをする。そのため、仮に同じ型のレンズを使用しても、レンズ歪みの度合いは異なる。また、図９で示されるとおり、可視光領域外の撮影を行うＣＣＤと、可視光領域のカラー撮影を行うＣＣＤはわずかに異なる位置に配置されるため、台形歪みの発生の仕方もわずかに異なる。したがって、可視光領域のカラー画像に対するレンズ歪み補正処理および台形歪み補正処理においては、可視光領域外の画像の両処理とは個別の補正関数および射影変換を求めておく必要がある。
図１２の撮影画像８１０は、図１０の撮影画像８０４のカラー画像に対して、レンズ歪み補正処理、および台形歪み補正処理を実行した結果を示す図である。
ステップＳ４において、処理部６００は、描画内容判定処理を実行する。描画内容判定処理とは、前述の通り歪み補正を適用した可視光領域外の画像および可視光領域のカラー画像から、透明被塗布体３００の塗布物５００が付着している領域と色とを判定する処理のことである。すなわち、描画内容判定処理とは、透明なマーカボードに描かれた絵や文字とその色とを判定する処理のことである。マーカボードに描かれた絵や文字とその色を判定できれば、処理部６００は、どのような処理を行っても良い。
図１３は、本発明の第２の実施の形態における処理部６００が実行する描画内容判定処理を説明するための図である。図１３に示すように、本実施形態においては、処理部６００は、歪み補正を適用した可視光領域外の画像と可視光領域のカラー画像との対応する各ピクセル間でＡＮＤ処理を実行する。例えば、処理部６００が、図１２の撮影画像８０８および同図の撮影画像８１０の画像にこの処理を実行すると、背景部分の像は取り除かれ、同図の撮影画像８１２のように、透明なマーカボードに描かれた絵や文字とその色（赤色）が判定される。処理部６００は、処理した画像を、記憶装置２０に出力する。
記憶装置２０は、処理部６００より出力される画像を定常的に動画として、もしくは利用者指示のタイミングで静止画として記録する。
以上説明したように、第２の実施の形態に係る入力装置１２よれば、検出部２２０が透明被塗布体３００上の文字や図形を含むカラー画像を撮影するため、透明被塗布体３００上の文字や図形の色情報を検出することができる。処理部６００では、検出部２２０が取得した位置情報と色情報を処理して１枚の画像を生成するため、透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離して電子データに変換することができる。
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明に係る入力装置の第３の実施の形態について説明する。
本発明の第３の実施の形態に係る入力装置は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と比較して、検出部の構成が異なる。検出部以外の構成および動作は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と同様である。
第３の実施の形態に係る検出部２４０は、単一のＣＣＤにより可視光領域外の画像、および可視光領域のカラー画像を撮影する。
図１４は、第３の実施の形態に係る検出部２４０の構成例を示す図である。図１４に示すように、検出部２４０は、拡張カラーフィルタ２１０、レンズ部２１１、ＣＣＤ２１２、およびインターフェース部２０４を有する。
拡張カラーフィルタ２１０は、ＣＣＤ２１２の各画素に入射する光の波長を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および赤外光（ＩＲ）のいずれかに限定する素子である。拡張カラーフィルタ２１０は、図１５に示すように、ベイヤ配列のカラーフィルタにおいて緑色のフィルタの半数を可視カットフィルタで置き換えることにより構成しても良い。本実施の形態に係る検出部２４０は、単一のＣＣＤおよびレンズ部を用いた一回の撮影で、可視光領域外の画像および可視光領域のカラー画像を同時に取得する。
以上説明したように、第３の実施の形態に係る入力装置１２によれば、検出部２４０を単一のＣＣＤおよびレンズ部から構成し、より少ない部品点数で第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、既に述べたとおり、一般的にレンズの光学特性は、可視光領域とそれ以外の波長領域（例えば、赤外領域）では異なる振る舞いをする。その結果、一般的に、レンズの焦点距離は、可視光領域とそれ以外の波長領域で異なる。そのため、単一のレンズ部により、両波長の画像に同時にフォーカスを合わせることは、一般的に難しい。本発明では、塗布物５００の付着する位置の検出精度と比較して色情報の検出精度は重要ではない。そのため、フォーカスは、可視光領域外の画像に合わせて調整しても良い。
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明に係る入力装置の第４の実施の形態について説明する。
本発明の第４の実施の形態に係る入力装置は、第１の実施の形態に係る入力装置１０と比較して、光源部が透明被塗布体３００に光を入射させる方法が異なるように構成されている。光源部以外の構成および動作は、第１の実施の形態に係る入力装置１０と同様である。
図１６は、第４の実施の形態に係る光源部１２０の構成例を示す図である。図１６に示すように、本実施の形態に係る光源部１２０は、電源回路１０２と駆動回路１０４により駆動される一直線上に配置された１つ以上の赤外ＬＥＤ１０６、および立体導波部１０８とを有する。
立体導波部１０８は、透明被塗布体３００とおおよそ同じ屈折率を持つ材料で作成されている。立体導波部１０８は、ＬＥＤより発せされた光をボード面の法線方向から、ボード内部に導く構造を有する。立体導波部１０８は、透明ボードと同じ屈折率を有する三角柱状の透明物体でも良い。
図１７は、第４の実施の形態に係る光源部１２０により発せられた光が、透明ボードの内部に導かれ、内部に閉じ込められて伝搬する様子を模式的に示した図である。
図１７に示すように、ボード内部に導かれた光が全反射条件を満たし、内部に閉じ込められて伝搬するためには、立体導波部１０８と透明被塗布体３００の境界面における光の入射角度（境界面の法線に対する光線の角度）が臨界角θｃ以上である必要がある。
図１８は、立体導波部１０８の断面の一例を示す図である。
図１８において、αは、立体導波部１０８の透明ボードに接触しない頂点の角度である。赤外ＬＥＤの放射半値半角をθｏとすると、赤外ＬＥＤより発せられる光の大半は、立体導波部と透明被塗布体の境界面においてθｓ〜θｔの入射角を成す。簡単な幾何学計算により、θｓ＝９０−θｏ、θｔ＝２α−θｏ−９０である。例えば、θｏ＝１５°とすると、θｓ＝７５°、θｔ＝２α−１０５である。透明被塗布体３００（および立体導波部１０８）の屈折率を１．５とすると、臨界角θｃ＝ａｓｉｎ（１／１．５）＝４１．８°であるので、α＞７３．４°以上とすれば、θｓおよびθｔは臨界角を上回る。このとき、赤外ＬＥＤより発せられる光の大半は、透明ボード内部に閉じ込められて伝搬する。
なお、立体導波部１０８は、透明被塗布体３００に密着して配置される必要がある。そのため、境界面には屈折率が両物体と一致するマッチングオイルを塗布するなどした上で、吸盤などを用いて圧着させても良い。
また、立体導波部１０８と、透明被塗布体３００との接触面以外の面の一部もしくは全面にアルミ等を蒸着してミラーを形成しても良い。ミラーを形成することで、立体導波部１０８は、光源部１２０より発生される光のより多くを透明被塗布体に導くことができる。
また、上記では立体導波部１０８の全ての面が平面の例を示したが、立体導波部１０８の一部の面が曲面をなしていても良い。
以上説明したように、第４の実施の形態に係る入力装置によれば、敷設済みの窓ガラスを透明被塗布体３００として使用する場合など、透明被塗布体３００の端面にアクセスすることが困難な場合においても、光源部１２０の発する光を内部に閉じ込めて伝搬させることができる。
＜第５の実施の形態＞
次に、本発明に係る入力装置の第５の実施の形態について説明する。
本発明の第５の実施の形態に係る入力装置は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と比較して、光源部の構成が異なる。光源部以外の構成および動作は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と同様である。
第５の実施の形態に係る光源部１４０は、可視光領域外の光に加え、白色光も発生する。
図１９は、第５の実施の形態の光源部１４０に構成の一例を示す図である。図１９に示すように、第５の実施の形態に係る光源部１４０は、電源回路１０２と駆動回路１０４により駆動される一直線上に交互に配置された１つ以上の赤外ＬＥＤと白色ＬＥＤとを有する。
白色ＬＥＤは、可視光領域全域にわたる波長スペクトルの光を発する発光素子である。光源部１４０の白色ＬＥＤより発せられた可視光は、可視光領域外の光同様、透明被塗布体３００の内部に閉じ込められて伝搬し、塗布物５００によって拡散される。検出部２００は、拡散された可視光を、カラー画像として撮影する。
以上説明したように、第５の実施の形態に係る入力装置によれば、光源部１４０が、赤色ＬＥＤに加え白色ＬＥＤを有するので、本発明の入力装置の設置された部屋の照明が消されている状況などにおいても、透明被塗布体３００上の文字や図形の色情報を検出することができる。そのため、第５の実施の形態に係る入力装置によれば、より幅広い照明条件下において、透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離して電子データに変換することができる。
＜第６の実施の形態＞
図２０は、本発明の第６の実施の形態に係る入力装置１４のブロック図である。図２１は、本発明の第６の実施の形態に係る入力装置１４の構成図である。図２０、および図２１に示すように、入力装置１４は、さらに同期制御部７００を有する点で、第２の実施の形態に係る入力装置１２と異なる。また、入力装置１４は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と比較して、光源部が白色ＬＥＤのみを有し、検出部が、可視光領域のカラー画像のみを撮影する点が異なる。また、入力装置１４は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と比較して、処理部が行う判定処理が異なる。
同期制御部７００は、透明被塗布体３００に光が入射されている状態および光が入射されていない状態それぞれの画像を撮影するように光源部１６０および検出部２６０を制御する。
図２２は、本発明の第６の実施の形態に係る光源部１６０、検出部２６０、および同期制御部７００を具体的に表した図である。
光源部１６０は、電源回路１０２、駆動回路１０４、および白色ＬＥＤ１１０を有する。本実施の形態において、光源部１６０は、赤色ＬＥＤを有さず、可視光のみを発生する。また、同期制御部７００の制御により、光源部１６０は、可視光を発生するオンの状態と、発生しないオフの状態を繰り返す。
検出部２６０は、図２３に示すように、カラーフィルタ２０８、レンズ部２１３、ＣＣＤ２１４、およびインターフェース部２０４を有する。ＣＣＤ２１４はレンズ部２１３、およびカラーフィルタ２０８を介して入射する光の明暗を、電荷の量に光電変換する。ＣＣＤ２１４は、可視光領域で感度を有する。レンズ部２１３は、レンズ部２０１等と同様の構成である。また、カラーフィルタ２０８は、第２の実施の形態におけるカラーフィルタ２０８と同様の構成である。
同期制御部７００は、マイクロコントローラ７０２、およびクロック発振器７０４を有する電子回路である。同期制御部７００は、任意のタイミングで、光源部１６０と検出部２６０のそれぞれに対し、個別に制御信号（光源部制御信号と検出部制御信号）を発生する。同期制御部７００の一方の出力（光源部制御信号）は、光源部１６０の駆動回路１０４に接続される。光源部１６０は、制御信号がＨｉｇｈ状態の時に白色ＬＥＤに電流を流す。同期制御部７００の他方の出力（検出部制御信号）は、検出部２６０の外部トリガ端子に接続される。検出部２６０は、信制御信号がＨｉｇｈ状態の時に露光を行う。なお、同期制御部７００は、独立した回路として存在しても良いし、光源部１６０、または検出部２６０に内蔵されていても良い。
次に、入力装置１４の動作について、第２の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
図２４は、同期制御部７００が出力する制御信号の矩形波パルスを表した図である。図２４に示すように、同期制御部７００は、一定周期、例えば毎秒６０フレームの矩形波パルスを検出部２６０に対し出力する。また、同期制御部７００は、検出部２６０に出力する矩形波パルスの半分の周期で、矩形波パルスを光源部１６０に対して出力する。その結果、検出部２６０は、光源部１６０がオンの状態の画像と、光源部１６０がオフの状態の画像を交互に撮影する。
光源部１６０の白色ＬＥＤより発生された光は、透明塗付体３００の内部を伝搬し、塗布物５００により拡散されて検出部２６０により検出される。そのため、光源部１６０がオンの状態における画像においては、塗布物５００が付着している位置が、光源部１６０がオフの状態における画像と比べて明るくなる。
図２５は、光源部１６０がオンの時とオフの時のそれぞれで撮影される画像の一例を示す図である。図２５の撮影画像８１４は、光源部１６０がオンの時に撮影される画像を表している。図２５の撮影画像８１６は、光源部１６０がオフの時に撮影される画像を表している。
第６の実施の形態に係る処理部６２０は、まず、第２の実施の形態と同様に、光源部１６０がオンの時の画像、および光源部１６０がオフの時の画像に対し、レンズ歪みおよび台形歪みの補正処理を実行する。なお、両画像とも同一のレンズを用いて可視光領域で撮影されるため、処理部６２０は、レンズ歪補正みの補正関数と台形歪み補正の射影変換はオンとオフで同一のものを利用する。
次に、処理部６２０は、マーカボードに描かれた絵や文字の色を判定する処理である描画内容判定処理を実行する。図２６は、本発明の第６の実施の形態における処理部６２０が実行する描画内容判定処理を説明するための図である。
描画内容判定処理において、処理部６２０は、まず、連続する光源部１６０がオンの画像とオフの画像をモノクロ変換する。次に、処理部６２０は、両画像間の画像差分を算出する。検出部２６０の周波数が適当な値に設定されていれば、両画像間で背景や外光の状態の変化はほとんど無い。そのため。処理部６２０は、画像差分の算出により、例えば、図１２の撮影画像８０８と同様に、塗布物の付着している位置を検出可能な画像を生成する。
更に、処理部６２０は、生成した画像と光源部１６０がオンもしくはオフの画像の間でＡＮＤ処理を実行する。処理部６２０は、ＡＮＤ処理を実行することで、図１２の撮影画像８１２と同様に、マーカボードに描かれた絵や文字、およびその色を判定する。
以上説明したように、第６の実施の形態に係る入力装置によれば、光源が発光しているときの撮影結果と光源が発光していない時の撮影結果との差分より、塗布物の付着位置および色を直接判定することができる。同期制御部７００による制御により、光源部１６０の発光と同期して検出部２６０が撮影を行うためである。
＜第７の実施の形態＞
本発明の第７の実施の形態に係る入力装置の構成は、一部を除いて第６の実施の形態に係る入力装置１４と同様である。本発明の第７の実施の形態に係る入力装置は、第６の実施の形態に係る入力装置１４と比較して、光源部の構成が異なる。また、処理部が行う判定処理が異なる。以下では第６の実施の形態との違いを中心に説明する。
図２７は、本発明の第７の実施の形態に係る光源部１８０、検出部２６０、および同期制御部７００を具体的に表した図である。
光源部１８０は、電源回路１０２、駆動回路１０４、および赤外ＬＥＤ１０６を有する。同期制御部７００の制御により、光源部１８０は、赤外光を発生するオンの状態と、発生しないオフの状態を繰り返す。光源部１８０は、同期制御部７００が発生する制御信号がＨｉｇｈ状態の時に赤外ＬＥＤ１０６に電流を流す。
次に、本発明の第７の実施の形態の入力装置の動作について、第６の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
同期制御部７００が出力する矩形波パルスは、第６の実施の形態と同様に、図２４によって表される。
光源部１８０の赤外ＬＥＤ１０６より発生された光は、透明塗付体３００の内部を伝搬し、塗布物５００により拡散されて検出部２６０により検出される。そのため、光源部１８０がオンの状態における画像においては、塗布物５００が付着している位置は明るく写る。
図２８は、本発明の第７の実施の形態に係る光源部１８０がオンの時とオフの時のそれぞれで撮影される画像の一例を示す図である。図２８の撮影画像８１８は、光源部１８０がオンの時に撮影される画像を表している。図２８の撮影画像８２０は、光源部１８０がオフの時に撮影される画像を表している。光源部１８０がオフの状態においては、塗布物５００による散乱光は検出されず、光源部１８０以外の外部環境から発生する赤外光のみが撮影される。外部環境から発生する赤外光としては、太陽光および電源投入直後の蛍光灯などが代表的である。
第７の実施の形態に係る処理部６４０は、まず、第２の実施の形態と同様に、光源部１８０がオンの時の画像、および光源部１８０がオフの時の画像に対し、レンズ歪みおよび台形歪みの補正処理を実行する。なお、両画像とも同一のレンズを用いて赤外光領域で撮影されるため、処理部６４０は、レンズ歪補正みの補正関数と台形歪み補正の射影変換はオンとオフで同一のものを利用する。
次に、処理部６４０は、２つの画像から、マーカボードに描かれた絵や文字の位置を算出する。処理部６４０は、連続する光源部１８０がオンの画像とオフの画像の間の画像差分を算出する。検出部２６０の周波数が適当な値に設定されていれば、両画像間で外部環境から発生する赤外光の状態の変化はほとんど無い。そのため。処理部６４０は、画像差分の算出により、例えば、図１２の撮影画像８０８と同様に、塗布物５００の付着している位置を検出可能な画像を生成する。
以上説明したように、第７の実施の形態に係る入力装置によれば、光源が発光しているときの撮影結果と光源が発光していない時の撮影結果との差分より、塗布物の付着位置を直接判定することができる。これにより、太陽光および電源投入直後の蛍光灯など、外部環境に赤外光源が存在する場合においても、マーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することができる。また、第７の実施の形態に係る入力装置１４によれば、光が発せられている画像と、発せられていない画像との差分を人間の目には不可視な赤外光を利用して生成しているため、第６の実施の形態と比較して塗布物の付着位置におけるちらつきの発生を防止することができる。
＜第８の実施の形態＞
本発明の第８の実施の形態に係る入力装置の構成は、一部を除いて第７の実施の形態に係る入力装置と同様である。本発明の第８の実施の形態に係る入力装置は、第７の実施の形態に係る入力装置と比較して、検出部が可視光領域の光の強度と可視光領域外の光の強度の合計強度を検出する点が異なる。また、第８の実施の形態に係る入力装置は、第７の実施の形態に係る入力装置と比較して、処理部が行う判定処理が異なる。
第８の実施の形態に係る検出部２６０は、図２３に示すように、カラーフィルタ２０８、レンズ部２１３、ＣＣＤ２１４、およびインターフェース部２０４を有する。ＣＣＤ２１４はレンズ部２１３、およびカラーフィルタ２０８を介して入射する光の明暗を、電荷の量に光電変換する。ＣＣＤ２１４は、可視光領域および赤外領域で感度を有する。レンズ部２１３は、レンズ部２０１等と同様の構成である。カラーフィルタ２０８は、図２９で示すように可視光領域においては、ＣＣＤ２１４の各画素に入射する光の波長を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかに限定する一方で赤外光はすべての画素に対し大半を透過する。このような特性を示すカラーフィルタは比較的多く見られ、特定の用途においては赤外光を透過することが望ましくないため、別途赤外カットフィルタと組み合わせて使用されることもある。
第８の実施の形態に係る検出部２６０は、ＣＣＤ２１４の各画素に入射する光である、可視光と赤外光の合計強度を検出する。
次に、本発明の第８の実施の形態の入力装置の動作について、第７の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
光源部１８０の赤外ＬＥＤ１０６より発生された光は、透明塗付体３００の内部を伝搬し、塗布物５００により拡散されて検出部２６０により検出される。そのため、光源部１８０がオンの状態における画像においては、塗布物５００が付着している位置が、光源部１８０がオフの状態における画像と比べて明るくなる。
図２５は、光源部１８０がオンの時とオフの時のそれぞれで撮影される画像の一例を示す図である。図２５の撮影画像８１４は、光源部１８０がオンの時に撮影される画像を表している。図２５の撮影画像８１６は、光源部１８０がオフの時に撮影される画像を表している。
第８の実施の形態に係る処理部６６０は、まず、第２の実施の形態と同様に、光源部１８０がオンの時の画像、および光源部１８０がオフの時の画像に対し、レンズ歪みおよび台形歪みの補正処理を実行する。なお、両画像とも同一のレンズを用いて撮影されるため、処理部６６０は、レンズ歪補正みの補正関数と台形歪み補正の射影変換はオンとオフで同一のものを利用する。
次に、処理部６６０は、マーカボードに描かれた絵や文字とその色を判定する、描画内容判定処理を実行する。図３０は、本発明の第８の実施の形態における処理部６６０が実行する描画内容判定処理を説明するための図である。
描画内容判定処理において、処理部６６０は、まず、連続する光源部１８０がオンの画像とオフの画像をモノクロ変換する。次に、処理部６６０は、光源部がオンの時に検出した光の合計強度と、光源部がオフの時に検出した光の強度の差分を算出することで、両画像間の画像差分を算出する。検出部２６０の周波数が適当な値に設定されていれば、両画像間で背景や外光の状態の変化はほとんど無い。そのため。処理部６６０は、画像差分の算出により、例えば、図１２の撮影画像８０８と同様に、塗布物の付着している位置を検出可能な画像を生成する。処理部６６０は、差分を算出した結果、光強度の差分が閾値以上の箇所を塗布物の付着している位置であると判定する。
更に、処理部６６０は、生成した画像と光源部１８０がオフの画像の間でＡＮＤ処理を実行する。処理部６６０は、ＡＮＤ処理を実行することで、図１２の撮影画像８１２と同様に、マーカボードに描かれた絵や文字、およびその色を判定する。この際、生成した画像とＡＮＤを行う画像としては、光源部１８０がオフの画像である必要がある。なぜならば、光源部１８０がオンの時では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に割り当てられた全画素で比較的強い赤外光が検出されており、インクの付着した領域がほぼ真っ白に写っているためである。
以上説明したように、第８の実施の形態に係る入力装置によれば、光源が発光しているときの撮影結果と光源が発光していない時の撮影結果との差分より、塗布物の付着位置および色を単一のＣＣＤ素子で検出することができる。また、本構成では、拡張カラーフィルタのように特殊なフィルタを要することなく、一般的に入手可能なカラーフィルタを使用することができる。また、第８の実施の形態に係る入力装置によれば、光が発せられている画像と、発せられていない画像との差分を人間の目には不可視な赤外光を利用して生成しているため、第７の実施の形態同様、塗布物の付着位置におけるちらつきの発生を防止することができる。
＜第９の実施の形態＞
図３１は、本発明の第９の実施の形態に係る入力装置１６の構成図である。図３１に示すように、本発明の第９の実施の形態に係る入力装置１６は、透明被塗布体が、ガラス面等の基材に貼り付け可能なフィルム状の透明被塗布体である点で、第２の実施の形態に係る入力装置１２と異なる。本実施の形態においては、透明被塗布体の構造に特徴があり、その他の構成および動作は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と同様である。
第９の実施の形態に係る透明被塗布体３２０は、光を内部に導波可能なコア層およびコア層より屈折率の低いクラッド層が重ね合わさった構造を有する。
図３２は、本発明の第９の実施の形態に係る透明被塗布体３２０の断面図である。図３２に示すように、フィルム状の透明被塗布体３２０は、コア層３０２、クラッド層３０４、および粘着層３０６を有する。
コア層３０２は、光源部１００より発生される光を閉じ込めて導波させる。コア層３０２は、更に光源部１００からの光をコア層に導きやすくするために、厚さが徐々に減少するテーパ構造を有していても良い。
クラッド層３０４は、コア層３０２との境界面で光源部１００より発生される光を全反射させる。コア層３０２、およびクラッド層３０４は、一般的なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート；Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）などの樹脂フィルムに、屈折率を調整するための添加物を追加したものでも良い。なお、コア層３０２の屈折率（ｎｃｏｒｅ）およびクラッド層３０４の屈折率（ｎｃｌａｄ）は、全反射条件を満たすために、ｎｃｏｒｅ＞ｎｃｌａｄである必要がある。
粘着層３０６は、フィルム状の透明被塗布体３２０を基材に貼り付ける。粘着層３０６は、樹脂フィルム用の一般的な接着剤やシリコンゴム膜でも良い。粘着層３０６は、コア層３０２、およびクラッド層３０４が応力により歪むことにより（マイクロベンディング）、光源部１００からの光が不要に外部に拡散してしまわないよう、応力緩和機能を有するタイプのものでも良い。
第９の実施の形態に係る入力装置の動作は、第２、第６、第７または第８の実施の形態と同様である。光源部より発生される光は、フィルム状の透明被塗布体３２０の内部に閉じ込められて伝搬され、塗布物５００により拡散される。検出部は、拡散された光を検出することで、塗布物５００の位置を検出する。その後、処理部は、描かれた絵や文字を判定し、記憶装置２０に出力する。
以上説明したように、第９の実施の形態に係る入力装置によれば、ガラス面などの透明基材に貼り付け可能なフィルム状の透明被塗布体３２０を使用しているため、敷設済みの窓ガラスなどに貼り付けて透明マーカボード化することができる。
＜第１０の実施の形態＞
本発明の第１０の実施の形態は、本発明の入力装置により電子データに変換された絵や文字などの情報をハードディスクドライブなどの二次記憶装置に保存しておき、後日、再利用可能にするデータベースシステムである。
本システムは、前記第１〜９のいずれかの実施の形態で説明した入力装置、記憶装置、および表示部を有する。
記憶装置は、電子データに変換された絵や文字などの情報を保存するハードディスクドライブなどの二次記憶装置でも良い。
表示部は、利用者の操作に応じて前記記憶装置に保存された絵や文字などの電子データを表示する。
以上、第１０の実施の形態に係る入力システムによれば、透明または半透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離し、描かれた図形や文字を正確に電子データに変換して、後日再利用可能な形で保存することができる。また、保存した電子データを自由に閲覧することが可能になる。
＜第１１の実施の形態＞
本発明の第１１の実施の形態は、本発明の入力装置により電子データに変換された絵や文字などの情報を遠隔拠点へ転送する転送システムである。
本システムは、前記第１〜９のいずれかで説明した入力装置、転送装置および表示部を有する。
転送装置は、電子データに変換された絵や文字などの情報を遠隔地にネットワークを介して配信する。更に、転送装置は、絵や文字などの情報に加え、入力装置の設置されている空間で録画された映像、音声のいずれか、もしくは両方を合わせて遠隔地に転送しても良い。
表示部は、遠隔地において前記転送装置により配信された絵や文字などの情報を表示する。
以上、第１１の実施の形態に係る転送システムによれば、透明または半透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離し、描かれた図形や文字を正確に電子データに変換して遠隔地に転送し、遠隔拠点間の意思疎通に活用することができる。
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で同業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２００９年９月１５日に出願された日本出願特願２００９−２１２７１１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
本発明の関連技術に、マーカペンのボード上における座標を時々刻々検出して、マーカペンの描く筆跡を電子データに変換する技術がある。しかしながら、ペンのボード上での座標を検出する技術は、ペンの移動履歴からボード上に描かれた絵や文字を推測しているため、電子化されたデータとボード上に描かれた実際の絵や文字との間に食い違いが発生する場合がある。例えば、係る関連技術においては、利用者が誤ってボード上に描かれた絵や文字に触れて消してしまった場合は、その変化を電子化されたデータ側には反映させることができない。また、係る関連技術においては、線の太さや掠れなどの情報も失われてしまうため、ボード上に描かれた絵や文字を正確に再現できない。
本発明の他の関連技術に、カメラを用いてマーカボード上の絵や文字を映像として撮影する技術がある。しかしながら、係る関連技術を透明なマーカボードに対して使用すると、マーカボード上の絵や文字に加え、ボード背後の人や物体も撮影される。そのため利用者は、マーカボード上の絵や文字と、ボードの背景との判別が困難になる。実際の空間では、利用者は、視感覚の深さ情報に基づいて、マーカボード上の絵や文字と、そのボード背後の情報を区別して認識する。しかし、カメラで撮影すると、空間内の光線が２次元平面（撮影素子）に投影され、深さ情報が失われる。そのため、利用者は、絵や文字と背景とを区別して認識することが困難になる。
なお、マーカボードが完全に透明ではなく、半透明な場合においても同様のことが言える。
そこで、本発明に係る手書き入力装置は、マーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することにより、描かれた図形や文字の正確な電子データへの変換を可能にする。また、本発明に係る手書き入力装置は、マーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することにより、透明または半透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離して検出することを可能にする。
以下、本発明の実施の形態を説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置１０のブロック図である。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置１０は、光源部１００、および検出部２００を有する。
光源部１００は、光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波されるように、被塗布体に光を入射する。
検出部２００は、被塗布体の表面に付着する塗布物が、被塗布体外に拡散させた光を検出する。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置１０の構成図である。図２に示すように、具体的に本発明の第１の実施の形態に係る入力装置１０は、記憶装置２０に接続されており、塗布具４００により塗布物５００が塗布または除去される透明被塗布体３００、光源部１００、および検出部２００を有する。
透明被塗布体３００は、塗布物を塗布または除去可能な透明平面板である。例えば、透明被塗布体３００は、アクリルなどの樹脂板でも良い。
塗布具４００は、内部に充填されている塗布物５００を、透明被塗布体３００に塗布する構造を有する筆記具である。塗布具４００は、ホワイトボードマーカなどのフェルトペンの容器でも良い。
塗布物５００は、透明被塗布体３００に塗布・拭き取り可能な物質である。塗布物５００は、光源部１００の発する波長領域の光を拡散する物質を、成分として含有する。例えば、光源部１００の発する光が赤外光である場合、塗布物５００は、一般的なホワイトボードマーカのインクでも良い。
光源部１００は、透明被塗布体３００の側面より導波されるように光を入射する。本実施形態においては、光は可視光領域外の光である。例えば、光源部１００は、透明被塗布体３００の内部に赤外光を入射する。光源部１００は、図３で示されるように、電源回路１０２と駆動回路１０４により駆動される、一直線上に配置された１つ以上の赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）１０６を有する。なお、光源部１００は、透明被塗布体３００の１辺、もしくは複数の辺に配置されても良い。図２においては、光源部１００は、透明被塗布体３００の上下に配置されている。
検出部２００は、透明被塗布体３００の表面に付着する塗布物５００が、透明被塗布体３００の外に拡散させた光を検出する。すなわち、検出部２００は、光源部１００が発する光の波長領域で、透明被塗布体３００を撮影する。例えば、検出部２００は、半導体イメージセンサを搭載したカメラでも良い。半導体イメージセンサは、電荷結合素子（ＣＣＤ；Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサでも良い。あるいは半導体イメージセンサは、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ；Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサでも良い。なお、図２においては、検出部２００は、透明被塗布体３００の塗布物５００が付着している側（前面）に配置されている例を示している。検出部２００は、塗布物５００が付着している側とは反対側（背面）に配置されていても良い。
記憶装置２０は、入力装置１０による入力結果を保存する。記憶装置２０は、例えば、ＰＣの主記憶装置や２次記憶装置でも良い。
次に、本発明の第１の実施の形態に係る検出部２００の構成について、詳細に説明する。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る検出部２００の構成図である。検出部２００は、塗布物が拡散させた光を検出できれば、どのように構成しても良い。本実施の形態においては、図４に示すように、検出部２００は、レンズ部２０１、可視カットフィルタ２０２、ＣＣＤ２０３、およびインターフェース部２０４を有し、接続ケーブル２０５に接続されている。
ＣＣＤ２０３は、レンズ部２０１と可視カットフィルタ２０２を介して入射する光の明暗を、電荷の量に光電変換する。ＣＣＤ２０３は、光源部１００の発する光の波長領域で感度を有する。光源部１００が波長８５０〜９５０ｎｍ程度の近赤外光を発する場合、ＣＣＤ２０３は、一般的に市販されている可視光用ＣＣＤモジュールでも良い。
レンズ部２０１は、入射する光を集光してＣＣＤ２０３に導く。レンズ部２０１は、一般的に入手可能なカメラレンズでも良い。
可視カットフィルタ２０２は、レンズ部２０１によりＣＣＤ２０３に導かれる光の内、可視光の大半を取り除く。可視カットフィルタ２０２は、例えば、多層膜の干渉フィルタでも良い。
上記構成を用いることにより、ＣＣＤ２０３は可視光領域外（赤外光領域）における画像を撮影する。
インターフェース部２０４は、ＣＣＤ２０３から入力される電気信号をアナログデジタル変換し、所定の転送フォーマットに変換する。転送フォーマットとしては、例えば、ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ、ＩＥＥＥ１３９４などの規格を利用しても良い。
次に、図２の入力装置１０の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
光源部１００は、透明被塗布体３００の側面より可視光領域外の光を入射する。
検出部２００は、透明被塗布体３００およびそれに付着した塗布物の可視光領域外の画像を、定常的に撮影する。検出部２００は、例えば、毎秒６０フレームで撮影する。
図５は、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着していない場合における、光の導波の説明図である。図５に示すように、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着していない場合、光源部１００より発せられる光は、透明被塗布体の表面で全反射し内部に閉じこめられて導波する。この場合、光源部１００より発せられる光は、検出部２００には到達しない。そのため、検出部２００で撮影される画像は、ほぼ真っ暗な画像となる。
続いて、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着している場合について説明する。なお、図２においては、ホワイトボードマーカのような塗布具４００が図示されているが、塗布手段は、マーカに限定されない。例えば、塗布具４００は、塗布物５００の付着したゴムスタンプなどでも良い。
図６は、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着している場合における、光の導波の説明図である。前述の通り、光源部１００より発せられた可視光領域外の光は、透明被塗布体３００の表面で全反射する。この際、図６のＡで示されるように、光は、透明被塗布体３００から外部の空気側にわずかに染み出る。この染み出た部分の光は、エバネッセント波と呼ばれる。透明被塗布体３００に塗布物５００が付着している場合、エバネッセント波は、塗布物５００と光学的に結合し、同図Ｂで示されるように透明被塗布体３００の外に拡散される。拡散された光の一部は、検出部２００に到達する。
すなわち、検出部２００は、塗布物５００が付着している領域から拡散された可視光領域外の光のみを検出する。そのため、検出部２００で撮影される画像には、塗布物５００が付着している領域、すなわち透明被塗布体３００に描かれた絵や文字が写る。検出部２００は、撮影した画像を記憶装置２０に出力する。
記憶装置２０は、検出部２００より出力される画像を定常的に動画として、もしくは利用者指示のタイミングで静止画として記録する。
以上説明したように、第１の実施の形態に係る入力装置によれば、塗布物５００の付着する位置においては光源部１００の発する可視光領域外の光が拡散されるため、検出部２００は、マーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することができる。
なお、仮に利用者が誤ってボード上に描かれた絵や文字に触れて消してしまっても、次の撮影画像にて塗布物５００の付着状態の変化が検出される。そのため、電子化されたデータとボード上に描かれた実際の絵や文字との間に食い違いが発生することはない。
また、塗布物５００の塗布状態を画像として２次元平面的に検出しているため、検出部２００の解像度に応じて線の太さや掠れなどの情報も正確に再現することができる。
なお、上記説明では、透明被塗布体３００は極めて透明度が高い物体により成るものとして説明したが、本発明は被塗布体が半透明な場合においても活用できる。このような半透明な被塗布体を用いた場合も、描き込んでいる絵や文字以外の周辺情報に気を配りやすい等のメリットは被塗布体の透明度が高い場合と同様に得ることができる。
＜第２の実施の形態＞
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る入力装置１２のブロック図である。図８は、本発明の第２の実施の形態に係る入力装置１２の構成図である。図７、および図８に示すように、入力装置１２は、さらに処理部６００を有する点で、第１の実施の形態に係る入力装置１０と異なる。また、入力装置１２は、第１の実施の形態と比較して、検出部の構成が異なる。
第２の実施の形態に係る検出部２２０は、被塗布体の表面に付着する塗布物が、被塗布体外に拡散させた光を検出する。本実施の形態においては、処理部６００における処理のため、検出部２２０は、可視光領域外の画像に加え、可視光領域のカラー画像を撮影する。
処理部６００は、検出部２２０の検出結果に基づいて、塗布物５００が付着している領域と色とを判定する。
処理部６００は、検出部２２０が撮影した２枚の透明被塗布体３００の画像を受け取る。処理部６００は、受け取った画像から、塗布物５００が付着している領域と色との判定処理を行う。処理部６００が行う判定処理の詳細については、後述する。また、処理部６００は、判定処理の前に、明るさ調整、歪み補正などの画像処理を行う。その後、処理部６００は、以上の処理結果を記憶装置２０に出力する。処理部６００は、例えば、外部機器接続用インターフェースが搭載され、汎用のオペレーティングシステム、ドライバソフトウェア、画像処理プログラムが実行される一般的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）でも良い。
次に、本発明の第２の実施の形態に係る検出部２２０の構成について、詳細に説明する。
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る検出部２２０の構成図である。図９に示すように、検出部２２０は、２つのＣＣＤ（ＣＣＤ２０３とＣＣＤ２０９）と、２つのレンズ部（レンズ部２０１とレンズ部２０６）、可視カットフィルタ２０２、赤外カットフィルタ２０７、カラーフィルタ２０８、およびインターフェース部２０４を有する。第２の実施の形態に係る検出部２２０は、ＣＣＤ２０９、レンズ部２０６、赤外カットフィルタ２０７およびカラーフィルタ２０８を有する点で第１の実施の形態と異なる。
ＣＣＤ２０３、レンズ部２０１、可視カットフィルタ２０２およびインターフェース部２０４は、第１の実施の形態と同様の構成である。
ＣＣＤ２０９はレンズ部２０６、赤外カットフィルタ２０７、およびカラーフィルタ２０８を介して入射する光の明暗を、電荷の量に光電変換する。ＣＣＤ２０９は、可視光領域で感度を有する。
レンズ部２０６は、レンズ部２０１と同様の構成である。
赤外カットフィルタ２０７は、レンズ部２０６によりＣＣＤ２０９に導かれる光の内、赤外光の大半を取り除く。
カラーフィルタ２０８は、ＣＣＤ２０９の各画素に入射する光の波長を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかに限定する。カラーフィルタ２０８は、一般的に入手可能なベイヤ配列のフィルタでも良い。
上記構成を用いることにより、ＣＣＤ２０３は第１の実施の形態と同様に可視光領域外（赤外光領域）における画像を、ＣＣＤ２０９は可視光領域におけるカラー画像を撮影する。
なお、図９では、２つのＣＣＤが１つのインターフェース部を共有する構成を示したが、代わりに、ＣＣＤとインターフェース部を含むカメラモジュールを２つ並べる構成としても良い。このようなカメラモジュールとしては、一般的に入手可能なＣａｍｅｒａＬｉｎｋカメラやＩＥＥＥ１３９４カメラを使用しても良い。
次に、図８の入力装置１２の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
光源部１００は、透明被塗布体３００の側面より可視光領域外の光を入射する。
検出部２２０は、透明被塗布体３００およびそれに付着した塗布物の可視光領域外の画像、および可視光領域のカラー画像を、定常的に撮影する。検出部２２０は、例えば、毎秒６０フレームで撮影する。
透明被塗布体３００に塗布物５００が付着していない場合、第１の実施の形態と同様に、光源部１００より発せられる光は、検出部２２０には到達しない。検出部２２０で撮影される可視光領域外の画像は、例えば、図１０の撮影画像８００で示されるようにほぼ真っ暗な画像となる。撮影画像８００内の点線は、透明被塗布体３００の輪郭を示す（実際の画像には現れないが説明の便宜上示す）。本来矩形である透明被塗布体３００の輪郭は、後述するレンズ歪みおよび台形歪みの影響により、歪んで撮影される。
続いて、透明被塗布体３００に塗布物５００が付着している場合について説明する。
第１の実施の形態と同様、エバネッセント波は、図６のＢで示されるように透明被塗布体３００の外に拡散され、検出部２２０に到達する。
例えば、塗布具４００により透明被塗布体３００の表面に、アルファベットの「Ａ」の文字が描かれているとする。この場合、検出部２２０で撮影される可視光領域外の画像は、例えば、図１０の撮影画像８０２で示されるような画像となる。白く浮かび上がる「Ａ」の形状の部分が、透明被塗布体３００の塗布物５００が付着した部分である。なお、ここで、塗布物５００の可視光領域外の光に対する拡散率は、塗布物５００の付着した部分と、付着していない部分を検出部２２０で区別して検出できる程度に高い必要がある。
一方、検出部２２０で記録される可視光領域のカラー画像は、例えば、図１０の撮影画像８０４で示されるような画像となる。図１０の撮影画像８０４は、透明ボードにアルファベットの「Ａ」の文字が赤色のインクで描かれており、その背後に人物が１名立っている状況を撮影した結果を示す。図１０の撮影画像８０４に示すように、検出部２２０は、赤色の「Ａ」の文字の他、人物および光源部１００などを撮影する。検出部２２０は、撮影した画像を、処理部６００に出力する。
なお、ここでは便宜上、検出部２２０における可視光領域外の画像の撮影、および可視光領域のカラー画像の撮影は同時に行われ、両画像が同時に処理部６００に出力されるものとして説明を行う。ただし、発明の特性上、両撮影タイミングは、一致している必要はなく、それぞれの撮影が完了したタイミングで処理部６００に出力される構成にしても良い。また、撮影の間隔も一致している必要はなく、例えば、可視光領域外の映像の撮影を毎秒６０フレームで行い、可視光領域のカラー画像の撮影を毎秒３０フレームで行うという構成にしても良い。
処理部６００は、明るさ調整、歪み補正などの画像処理を行う。また、処理部６００は、透明被塗布体３００の塗布物５００が付着している領域とその色の判定、すなわちマーカボードに描かれた絵や文字とその色の判定を行なう。
図１１は、処理部６００で実行される画像処理の一例を示すフローチャートである。
図１１に示すように、ステップＳ１において、処理部６００は、検出部２２０からの画像（可視光領域外の画像、および可視光領域のカラー画像の組）の受信を判定する。
ステップＳ１で画像を受信したと判定すると、ステップＳ２において、処理部６００は、レンズ歪み補正処理を実行する。レンズ歪みとは、レンズ部の光学的特性により物体の直線の辺などが、曲線状に歪んで写る現象で、広角のレンズを使用すると特に顕著に生じる。レンズ歪み補正処理とはレンズ歪みを取り除く処理である。レンズ歪みの補正方法に関しては、例えば、非特許文献２に詳細が記載されている。
図１２の撮影画像８０６は、処理部６００が、図１０の撮影画像８０２に、レンズ歪み補正処理を実行した結果を示す図である。図１２の撮影画像８０６に示すように、レンズ歪み補正処理により曲線状の歪みは取り除かれても、依然として本来矩形である透明被塗布体３００の輪郭は、台形状になっている。台形状になるのは、検出部２２０が透明被塗布体を上方より撮影しているために生じる、台形歪みと呼ばれる現象の影響である。
ステップＳ３において、処理部６００は、台形歪みを取り除く台形歪み補正処理を行う。台形歪みの補正方法に関しては、例えば、非特許文献３に詳細が記載されている。
図１２の撮影画像８０８は、処理部６００が、図１２の撮影画像８０６に、台形歪み補正処理を実行した結果を示す図である。
一方、処理部６００は、可視光領域のカラー画像に対しても、同様にレンズ歪み補正処理、および台形歪み補正処理を実行する。なお、一般的にレンズの光学特性は、可視光領域とそれ以外の波長領域（例えば、赤外領域）では異なる振る舞いをする。そのため、仮に同じ型のレンズを使用しても、レンズ歪みの度合いは異なる。また、図９で示されるとおり、可視光領域外の撮影を行うＣＣＤと、可視光領域のカラー撮影を行うＣＣＤはわずかに異なる位置に配置されるため、台形歪みの発生の仕方もわずかに異なる。したがって、可視光領域のカラー画像に対するレンズ歪み補正処理および台形歪み補正処理においては、可視光領域外の画像の両処理とは個別の補正関数および射影変換を求めておく必要がある。
図１２の撮影画像８１０は、図１０の撮影画像８０４のカラー画像に対して、レンズ歪み補正処理、および台形歪み補正処理を実行した結果を示す図である。
ステップＳ４において、処理部６００は、描画内容判定処理を実行する。描画内容判定処理とは、前述の通り歪み補正を適用した可視光領域外の画像および可視光領域のカラー画像から、透明被塗布体３００の塗布物５００が付着している領域と色とを判定する処理のことである。すなわち、描画内容判定処理とは、透明なマーカボードに描かれた絵や文字とその色とを判定する処理のことである。マーカボードに描かれた絵や文字とその色を判定できれば、処理部６００は、どのような処理を行っても良い。
図１３は、本発明の第２の実施の形態における処理部６００が実行する描画内容判定処理を説明するための図である。図１３に示すように、本実施形態においては、処理部６００は、歪み補正を適用した可視光領域外の画像と可視光領域のカラー画像との対応する各ピクセル間でＡＮＤ処理を実行する。例えば、処理部６００が、図１２の撮影画像８０８および同図の撮影画像８１０の画像にこの処理を実行すると、背景部分の像は取り除かれ、同図の撮影画像８１２のように、透明なマーカボードに描かれた絵や文字とその色（赤色）が判定される。処理部６００は、処理した画像を、記憶装置２０に出力する。
記憶装置２０は、処理部６００より出力される画像を定常的に動画として、もしくは利用者指示のタイミングで静止画として記録する。
以上説明したように、第２の実施の形態に係る入力装置１２よれば、検出部２２０が透明被塗布体３００上の文字や図形を含むカラー画像を撮影するため、透明被塗布体３００上の文字や図形の色情報を検出することができる。処理部６００では、検出部２２０が取得した位置情報と色情報を処理して１枚の画像を生成するため、透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離して電子データに変換することができる。
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明に係る入力装置の第３の実施の形態について説明する。
本発明の第３の実施の形態に係る入力装置は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と比較して、検出部の構成が異なる。検出部以外の構成および動作は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と同様である。
第３の実施の形態に係る検出部２４０は、単一のＣＣＤにより可視光領域外の画像、および可視光領域のカラー画像を撮影する。
図１４は、第３の実施の形態に係る検出部２４０の構成例を示す図である。図１４に示すように、検出部２４０は、拡張カラーフィルタ２１０、レンズ部２１１、ＣＣＤ２１２、およびインターフェース部２０４を有する。
拡張カラーフィルタ２１０は、ＣＣＤ２１２の各画素に入射する光の波長を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および赤外光（ＩＲ）のいずれかに限定する素子である。拡張カラーフィルタ２１０は、図１５に示すように、ベイヤ配列のカラーフィルタにおいて緑色のフィルタの半数を可視カットフィルタで置き換えることにより構成しても良い。本実施の形態に係る検出部２４０は、単一のＣＣＤおよびレンズ部を用いた一回の撮影で、可視光領域外の画像および可視光領域のカラー画像を同時に取得する。
以上説明したように、第３の実施の形態に係る入力装置１２によれば、検出部２４０を単一のＣＣＤおよびレンズ部から構成し、より少ない部品点数で第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、既に述べたとおり、一般的にレンズの光学特性は、可視光領域とそれ以外の波長領域（例えば、赤外領域）では異なる振る舞いをする。その結果、一般的に、レンズの焦点距離は、可視光領域とそれ以外の波長領域で異なる。そのため、単一のレンズ部により、両波長の画像に同時にフォーカスを合わせることは、一般的に難しい。本発明では、塗布物５００の付着する位置の検出精度と比較して色情報の検出精度は重要ではない。そのため、フォーカスは、可視光領域外の画像に合わせて調整しても良い。
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明に係る入力装置の第４の実施の形態について説明する。
本発明の第４の実施の形態に係る入力装置は、第１の実施の形態に係る入力装置１０と比較して、光源部が透明被塗布体３００に光を入射させる方法が異なるように構成されている。光源部以外の構成および動作は、第１の実施の形態に係る入力装置１０と同様である。
図１６は、第４の実施の形態に係る光源部１２０の構成例を示す図である。図１６に示すように、本実施の形態に係る光源部１２０は、電源回路１０２と駆動回路１０４により駆動される一直線上に配置された１つ以上の赤外ＬＥＤ１０６、および立体導波部１０８とを有する。
立体導波部１０８は、透明被塗布体３００とおおよそ同じ屈折率を持つ材料で作成されている。立体導波部１０８は、ＬＥＤより発せされた光をボード面の法線方向から、ボード内部に導く構造を有する。立体導波部１０８は、透明ボードと同じ屈折率を有する三角柱状の透明物体でも良い。
図１７は、第４の実施の形態に係る光源部１２０により発せられた光が、透明ボードの内部に導かれ、内部に閉じ込められて伝搬する様子を模式的に示した図である。
図１７に示すように、ボード内部に導かれた光が全反射条件を満たし、内部に閉じ込められて伝搬するためには、立体導波部１０８と透明被塗布体３００の境界面における光の入射角度（境界面の法線に対する光線の角度）が臨界角θｃ以上である必要がある。
図１８は、立体導波部１０８の断面の一例を示す図である。
図１８において、αは、立体導波部１０８の透明ボードに接触しない頂点の角度である。赤外ＬＥＤの放射半値半角をθｏとすると、赤外ＬＥＤより発せられる光の大半は、立体導波部と透明被塗布体の境界面においてθｓ〜θｔの入射角を成す。簡単な幾何学計算により、θｓ＝９０−θｏ、θｔ＝２α−θｏ−９０である。例えば、θｏ＝１５°とすると、θｓ＝７５°、θｔ＝２α−１０５である。透明被塗布体３００（および立体導波部１０８）の屈折率を１．５とすると、臨界角θｃ＝ａｓｉｎ（１／１．５）＝４１．８°であるので、α＞７３．４°以上とすれば、θｓおよびθｔは臨界角を上回る。このとき、赤外ＬＥＤより発せられる光の大半は、透明ボード内部に閉じ込められて伝搬する。
なお、立体導波部１０８は、透明被塗布体３００に密着して配置される必要がある。そのため、境界面には屈折率が両物体と一致するマッチングオイルを塗布するなどした上で、吸盤などを用いて圧着させても良い。
また、立体導波部１０８と、透明被塗布体３００との接触面以外の面の一部もしくは全面にアルミ等を蒸着してミラーを形成しても良い。ミラーを形成することで、立体導波部１０８は、光源部１２０より発生される光のより多くを透明被塗布体に導くことができる。
また、上記では立体導波部１０８の全ての面が平面の例を示したが、立体導波部１０８の一部の面が曲面をなしていても良い。
以上説明したように、第４の実施の形態に係る入力装置によれば、敷設済みの窓ガラスを透明被塗布体３００として使用する場合など、透明被塗布体３００の端面にアクセスすることが困難な場合においても、光源部１２０の発する光を内部に閉じ込めて伝搬させることができる。
＜第５の実施の形態＞
次に、本発明に係る入力装置の第５の実施の形態について説明する。
本発明の第５の実施の形態に係る入力装置は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と比較して、光源部の構成が異なる。光源部以外の構成および動作は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と同様である。
第５の実施の形態に係る光源部１４０は、可視光領域外の光に加え、白色光も発生する。
図１９は、第５の実施の形態の光源部１４０に構成の一例を示す図である。図１９に示すように、第５の実施の形態に係る光源部１４０は、電源回路１０２と駆動回路１０４により駆動される一直線上に交互に配置された１つ以上の赤外ＬＥＤと白色ＬＥＤとを有する。
白色ＬＥＤは、可視光領域全域にわたる波長スペクトルの光を発する発光素子である。光源部１４０の白色ＬＥＤより発せられた可視光は、可視光領域外の光同様、透明被塗布体３００の内部に閉じ込められて伝搬し、塗布物５００によって拡散される。検出部２００は、拡散された可視光を、カラー画像として撮影する。
以上説明したように、第５の実施の形態に係る入力装置によれば、光源部１４０が、赤色ＬＥＤに加え白色ＬＥＤを有するので、本発明の入力装置の設置された部屋の照明が消されている状況などにおいても、透明被塗布体３００上の文字や図形の色情報を検出することができる。そのため、第５の実施の形態に係る入力装置によれば、より幅広い照明条件下において、透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離して電子データに変換することができる。
＜第６の実施の形態＞
図２０は、本発明の第６の実施の形態に係る入力装置１４のブロック図である。図２１は、本発明の第６の実施の形態に係る入力装置１４の構成図である。図２０、および図２１に示すように、入力装置１４は、さらに同期制御部７００を有する点で、第２の実施の形態に係る入力装置１２と異なる。また、入力装置１４は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と比較して、光源部が白色ＬＥＤのみを有し、検出部が、可視光領域のカラー画像のみを撮影する点が異なる。また、入力装置１４は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と比較して、処理部が行う判定処理が異なる。
同期制御部７００は、透明被塗布体３００に光が入射されている状態および光が入射されていない状態それぞれの画像を撮影するように光源部１６０および検出部２６０を制御する。
図２２は、本発明の第６の実施の形態に係る光源部１６０、検出部２６０、および同期制御部７００を具体的に表した図である。
光源部１６０は、電源回路１０２、駆動回路１０４、および白色ＬＥＤ１１０を有する。本実施の形態において、光源部１６０は、赤色ＬＥＤを有さず、可視光のみを発生する。また、同期制御部７００の制御により、光源部１６０は、可視光を発生するオンの状態と、発生しないオフの状態を繰り返す。
検出部２６０は、図２３に示すように、カラーフィルタ２０８、レンズ部２１３、ＣＣＤ２１４、およびインターフェース部２０４を有する。ＣＣＤ２１４はレンズ部２１３、およびカラーフィルタ２０８を介して入射する光の明暗を、電荷の量に光電変換する。ＣＣＤ２１４は、可視光領域で感度を有する。レンズ部２１３は、レンズ部２０１等と同様の構成である。また、カラーフィルタ２０８は、第２の実施の形態におけるカラーフィルタ２０８と同様の構成である。
同期制御部７００は、マイクロコントローラ７０２、およびクロック発振器７０４を有する電子回路である。同期制御部７００は、任意のタイミングで、光源部１６０と検出部２６０のそれぞれに対し、個別に制御信号（光源部制御信号と検出部制御信号）を発生する。同期制御部７００の一方の出力（光源部制御信号）は、光源部１６０の駆動回路１０４に接続される。光源部１６０は、制御信号がＨｉｇｈ状態の時に白色ＬＥＤに電流を流す。同期制御部７００の他方の出力（検出部制御信号）は、検出部２６０の外部トリガ端子に接続される。検出部２６０は、信制御信号がＨｉｇｈ状態の時に露光を行う。なお、同期制御部７００は、独立した回路として存在しても良いし、光源部１６０、または検出部２６０に内蔵されていても良い。
次に、入力装置１４の動作について、第２の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
図２４は、同期制御部７００が出力する制御信号の矩形波パルスを表した図である。図２４に示すように、同期制御部７００は、一定周期、例えば毎秒６０フレームの矩形波パルスを検出部２６０に対し出力する。また、同期制御部７００は、検出部２６０に出力する矩形波パルスの半分の周期で、矩形波パルスを光源部１６０に対して出力する。その結果、検出部２６０は、光源部１６０がオンの状態の画像と、光源部１６０がオフの状態の画像を交互に撮影する。
光源部１６０の白色ＬＥＤより発生された光は、透明塗付体３００の内部を伝搬し、塗布物５００により拡散されて検出部２６０により検出される。そのため、光源部１６０がオンの状態における画像においては、塗布物５００が付着している位置が、光源部１６０がオフの状態における画像と比べて明るくなる。
図２５は、光源部１６０がオンの時とオフの時のそれぞれで撮影される画像の一例を示す図である。図２５の撮影画像８１４は、光源部１６０がオンの時に撮影される画像を表している。図２５の撮影画像８１６は、光源部１６０がオフの時に撮影される画像を表している。
第６の実施の形態に係る処理部６２０は、まず、第２の実施の形態と同様に、光源部１６０がオンの時の画像、および光源部１６０がオフの時の画像に対し、レンズ歪みおよび台形歪みの補正処理を実行する。なお、両画像とも同一のレンズを用いて可視光領域で撮影されるため、処理部６２０は、レンズ歪補正みの補正関数と台形歪み補正の射影変換はオンとオフで同一のものを利用する。
次に、処理部６２０は、マーカボードに描かれた絵や文字の色を判定する処理である描画内容判定処理を実行する。図２６は、本発明の第６の実施の形態における処理部６２０が実行する描画内容判定処理を説明するための図である。
描画内容判定処理において、処理部６２０は、まず、連続する光源部１６０がオンの画像とオフの画像をモノクロ変換する。次に、処理部６２０は、両画像間の画像差分を算出する。検出部２６０の周波数が適当な値に設定されていれば、両画像間で背景や外光の状態の変化はほとんど無い。そのため。処理部６２０は、画像差分の算出により、例えば、図１２の撮影画像８０８と同様に、塗布物の付着している位置を検出可能な画像を生成する。
更に、処理部６２０は、生成した画像と光源部１６０がオンもしくはオフの画像の間でＡＮＤ処理を実行する。処理部６２０は、ＡＮＤ処理を実行することで、図１２の撮影画像８１２と同様に、マーカボードに描かれた絵や文字、およびその色を判定する。
以上説明したように、第６の実施の形態に係る入力装置によれば、光源が発光しているときの撮影結果と光源が発光していない時の撮影結果との差分より、塗布物の付着位置および色を直接判定することができる。同期制御部７００による制御により、光源部１６０の発光と同期して検出部２６０が撮影を行うためである。
＜第７の実施の形態＞
本発明の第７の実施の形態に係る入力装置の構成は、一部を除いて第６の実施の形態に係る入力装置１４と同様である。本発明の第７の実施の形態に係る入力装置は、第６の実施の形態に係る入力装置１４と比較して、光源部の構成が異なる。また、処理部が行う判定処理が異なる。以下では第６の実施の形態との違いを中心に説明する。
図２７は、本発明の第７の実施の形態に係る光源部１８０、検出部２６０、および同期制御部７００を具体的に表した図である。
光源部１８０は、電源回路１０２、駆動回路１０４、および赤外ＬＥＤ１０６を有する。同期制御部７００の制御により、光源部１８０は、赤外光を発生するオンの状態と、発生しないオフの状態を繰り返す。光源部１８０は、同期制御部７００が発生する制御信号がＨｉｇｈ状態の時に赤外ＬＥＤ１０６に電流を流す。
次に、本発明の第７の実施の形態の入力装置の動作について、第６の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
同期制御部７００が出力する矩形波パルスは、第６の実施の形態と同様に、図２４によって表される。
光源部１８０の赤外ＬＥＤ１０６より発生された光は、透明塗付体３００の内部を伝搬し、塗布物５００により拡散されて検出部２６０により検出される。そのため、光源部１８０がオンの状態における画像においては、塗布物５００が付着している位置は明るく写る。
図２８は、本発明の第７の実施の形態に係る光源部１８０がオンの時とオフの時のそれぞれで撮影される画像の一例を示す図である。図２８の撮影画像８１８は、光源部１８０がオンの時に撮影される画像を表している。図２８の撮影画像８２０は、光源部１８０がオフの時に撮影される画像を表している。光源部１８０がオフの状態においては、塗布物５００による散乱光は検出されず、光源部１８０以外の外部環境から発生する赤外光のみが撮影される。外部環境から発生する赤外光としては、太陽光および電源投入直後の蛍光灯などが代表的である。
第７の実施の形態に係る処理部６４０は、まず、第２の実施の形態と同様に、光源部１８０がオンの時の画像、および光源部１８０がオフの時の画像に対し、レンズ歪みおよび台形歪みの補正処理を実行する。なお、両画像とも同一のレンズを用いて赤外光領域で撮影されるため、処理部６４０は、レンズ歪補正みの補正関数と台形歪み補正の射影変換はオンとオフで同一のものを利用する。
次に、処理部６４０は、２つの画像から、マーカボードに描かれた絵や文字の位置を算出する。処理部６４０は、連続する光源部１８０がオンの画像とオフの画像の間の画像差分を算出する。検出部２６０の周波数が適当な値に設定されていれば、両画像間で外部環境から発生する赤外光の状態の変化はほとんど無い。そのため。処理部６４０は、画像差分の算出により、例えば、図１２の撮影画像８０８と同様に、塗布物５００の付着している位置を検出可能な画像を生成する。
以上説明したように、第７の実施の形態に係る入力装置によれば、光源が発光しているときの撮影結果と光源が発光していない時の撮影結果との差分より、塗布物の付着位置を直接判定することができる。これにより、太陽光および電源投入直後の蛍光灯など、外部環境に赤外光源が存在する場合においても、マーカボード面に対するインクの付着状態を直接検出することができる。また、第７の実施の形態に係る入力装置１４によれば、光が発せられている画像と、発せられていない画像との差分を人間の目には不可視な赤外光を利用して生成しているため、第６の実施の形態と比較して塗布物の付着位置におけるちらつきの発生を防止することができる。
＜第８の実施の形態＞
本発明の第８の実施の形態に係る入力装置の構成は、一部を除いて第７の実施の形態に係る入力装置と同様である。本発明の第８の実施の形態に係る入力装置は、第７の実施の形態に係る入力装置と比較して、検出部が可視光領域の光の強度と可視光領域外の光の強度の合計強度を検出する点が異なる。また、第８の実施の形態に係る入力装置は、第７の実施の形態に係る入力装置と比較して、処理部が行う判定処理が異なる。
第８の実施の形態に係る検出部２６０は、図２３に示すように、カラーフィルタ２０８、レンズ部２１３、ＣＣＤ２１４、およびインターフェース部２０４を有する。ＣＣＤ２１４はレンズ部２１３、およびカラーフィルタ２０８を介して入射する光の明暗を、電荷の量に光電変換する。ＣＣＤ２１４は、可視光領域および赤外領域で感度を有する。レンズ部２１３は、レンズ部２０１等と同様の構成である。カラーフィルタ２０８は、図２９で示すように可視光領域においては、ＣＣＤ２１４の各画素に入射する光の波長を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかに限定する一方で赤外光はすべての画素に対し大半を透過する。このような特性を示すカラーフィルタは比較的多く見られ、特定の用途においては赤外光を透過することが望ましくないため、別途赤外カットフィルタと組み合わせて使用されることもある。
第８の実施の形態に係る検出部２６０は、ＣＣＤ２１４の各画素に入射する光である、可視光と赤外光の合計強度を検出する。
次に、本発明の第８の実施の形態の入力装置の動作について、第７の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
光源部１８０の赤外ＬＥＤ１０６より発生された光は、透明塗付体３００の内部を伝搬し、塗布物５００により拡散されて検出部２６０により検出される。そのため、光源部１８０がオンの状態における画像においては、塗布物５００が付着している位置が、光源部１８０がオフの状態における画像と比べて明るくなる。
図２５は、光源部１８０がオンの時とオフの時のそれぞれで撮影される画像の一例を示す図である。図２５の撮影画像８１４は、光源部１８０がオンの時に撮影される画像を表している。図２５の撮影画像８１６は、光源部１８０がオフの時に撮影される画像を表している。
第８の実施の形態に係る処理部６６０は、まず、第２の実施の形態と同様に、光源部１８０がオンの時の画像、および光源部１８０がオフの時の画像に対し、レンズ歪みおよび台形歪みの補正処理を実行する。なお、両画像とも同一のレンズを用いて撮影されるため、処理部６６０は、レンズ歪補正みの補正関数と台形歪み補正の射影変換はオンとオフで同一のものを利用する。
次に、処理部６６０は、マーカボードに描かれた絵や文字とその色を判定する、描画内容判定処理を実行する。図３０は、本発明の第８の実施の形態における処理部６６０が実行する描画内容判定処理を説明するための図である。
描画内容判定処理において、処理部６６０は、まず、連続する光源部１８０がオンの画像とオフの画像をモノクロ変換する。次に、処理部６６０は、光源部がオンの時に検出した光の合計強度と、光源部がオフの時に検出した光の強度の差分を算出することで、両画像間の画像差分を算出する。検出部２６０の周波数が適当な値に設定されていれば、両画像間で背景や外光の状態の変化はほとんど無い。そのため。処理部６６０は、画像差分の算出により、例えば、図１２の撮影画像８０８と同様に、塗布物の付着している位置を検出可能な画像を生成する。処理部６６０は、差分を算出した結果、光強度の差分が閾値以上の箇所を塗布物の付着している位置であると判定する。
更に、処理部６６０は、生成した画像と光源部１８０がオフの画像の間でＡＮＤ処理を実行する。処理部６６０は、ＡＮＤ処理を実行することで、図１２の撮影画像８１２と同様に、マーカボードに描かれた絵や文字、およびその色を判定する。この際、生成した画像とＡＮＤを行う画像としては、光源部１８０がオフの画像である必要がある。なぜならば、光源部１８０がオンの時では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に割り当てられた全画素で比較的強い赤外光が検出されており、インクの付着した領域がほぼ真っ白に写っているためである。
以上説明したように、第８の実施の形態に係る入力装置によれば、光源が発光しているときの撮影結果と光源が発光していない時の撮影結果との差分より、塗布物の付着位置および色を単一のＣＣＤ素子で検出することができる。また、本構成では、拡張カラーフィルタのように特殊なフィルタを要することなく、一般的に入手可能なカラーフィルタを使用することができる。また、第８の実施の形態に係る入力装置によれば、光が発せられている画像と、発せられていない画像との差分を人間の目には不可視な赤外光を利用して生成しているため、第７の実施の形態同様、塗布物の付着位置におけるちらつきの発生を防止することができる。
＜第９の実施の形態＞
図３１は、本発明の第９の実施の形態に係る入力装置１６の構成図である。図３１に示すように、本発明の第９の実施の形態に係る入力装置１６は、透明被塗布体が、ガラス面等の基材に貼り付け可能なフィルム状の透明被塗布体である点で、第２の実施の形態に係る入力装置１２と異なる。本実施の形態においては、透明被塗布体の構造に特徴があり、その他の構成および動作は、第２の実施の形態に係る入力装置１２と同様である。
第９の実施の形態に係る透明被塗布体３２０は、光を内部に導波可能なコア層およびコア層より屈折率の低いクラッド層が重ね合わさった構造を有する。
図３２は、本発明の第９の実施の形態に係る透明被塗布体３２０の断面図である。図３２に示すように、フィルム状の透明被塗布体３２０は、コア層３０２、クラッド層３０４、および粘着層３０６を有する。
コア層３０２は、光源部１００より発生される光を閉じ込めて導波させる。コア層３０２は、更に光源部１００からの光をコア層に導きやすくするために、厚さが徐々に減少するテーパ構造を有していても良い。
クラッド層３０４は、コア層３０２との境界面で光源部１００より発生される光を全反射させる。コア層３０２、およびクラッド層３０４は、一般的なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート；Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）などの樹脂フィルムに、屈折率を調整するための添加物を追加したものでも良い。なお、コア層３０２の屈折率（ｎｃｏｒｅ）およびクラッド層３０４の屈折率（ｎｃｌａｄ）は、全反射条件を満たすために、ｎｃｏｒｅ＞ｎｃｌａｄである必要がある。
粘着層３０６は、フィルム状の透明被塗布体３２０を基材に貼り付ける。粘着層３０６は、樹脂フィルム用の一般的な接着剤やシリコンゴム膜でも良い。粘着層３０６は、コア層３０２、およびクラッド層３０４が応力により歪むことにより（マイクロベンディング）、光源部１００からの光が不要に外部に拡散してしまわないよう、応力緩和機能を有するタイプのものでも良い。
第９の実施の形態に係る入力装置の動作は、第２、第６、第７または第８の実施の形態と同様である。光源部より発生される光は、フィルム状の透明被塗布体３２０の内部に閉じ込められて伝搬され、塗布物５００により拡散される。検出部は、拡散された光を検出することで、塗布物５００の位置を検出する。その後、処理部は、描かれた絵や文字を判定し、記憶装置２０に出力する。
以上説明したように、第９の実施の形態に係る入力装置によれば、ガラス面などの透明基材に貼り付け可能なフィルム状の透明被塗布体３２０を使用しているため、敷設済みの窓ガラスなどに貼り付けて透明マーカボード化することができる。
＜第１０の実施の形態＞
本発明の第１０の実施の形態は、本発明の入力装置により電子データに変換された絵や文字などの情報をハードディスクドライブなどの二次記憶装置に保存しておき、後日、再利用可能にするデータベースシステムである。
本システムは、前記第１〜９のいずれかの実施の形態で説明した入力装置、記憶装置、および表示部を有する。
記憶装置は、電子データに変換された絵や文字などの情報を保存するハードディスクドライブなどの二次記憶装置でも良い。
表示部は、利用者の操作に応じて前記記憶装置に保存された絵や文字などの電子データを表示する。
以上、第１０の実施の形態に係る入力システムによれば、透明または半透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離し、描かれた図形や文字を正確に電子データに変換して、後日再利用可能な形で保存することができる。また、保存した電子データを自由に閲覧することが可能になる。
＜第１１の実施の形態＞
本発明の第１１の実施の形態は、本発明の入力装置により電子データに変換された絵や文字などの情報を遠隔拠点へ転送する転送システムである。
本システムは、前記第１〜９のいずれかで説明した入力装置、転送装置および表示部を有する。
転送装置は、電子データに変換された絵や文字などの情報を遠隔地にネットワークを介して配信する。更に、転送装置は、絵や文字などの情報に加え、入力装置の設置されている空間で録画された映像、音声のいずれか、もしくは両方を合わせて遠隔地に転送しても良い。
表示部は、遠隔地において前記転送装置により配信された絵や文字などの情報を表示する。
以上、第１１の実施の形態に係る転送システムによれば、透明または半透明なマーカボードに描かれた絵や文字を背景と分離し、描かれた図形や文字を正確に電子データに変換して遠隔地に転送し、遠隔拠点間の意思疎通に活用することができる。
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で同業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２００９年９月１５日に出願された日本出願特願２００９−２１２７１１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１０ 第１の実施の形態に係る入力装置
１２ 第２の実施の形態に係る入力装置
１４ 第６の実施の形態に係る入力装置
１６ 第９の実施の形態に係る入力装置
２０ 記憶装置
１００ 第１の実施の形態に係る光源部
１２０ 第４の実施の形態に係る光源部
１４０ 第５の実施の形態に係る光源部
１６０ 第６の実施の形態に係る光源部
１８０ 第７及び第８の実施の形態に係る光源部
２００ 第１の実施の形態に係る検出部
２２０ 第２の実施の形態に係る検出部
２４０ 第３の実施の形態に係る検出部
２６０ 第６及び第８の実施の形態に係る検出部
３００ 第１の実施の形態に係る透明被塗布体
３２０ 第９の実施の形態に係る透明被塗布体
４００ 塗布具
５００ 塗布物
６００ 第２の実施の形態に係る処理部
６２０ 第６の実施の形態に係る処理部
６４０ 第７の実施の形態に係る処理部
６６０ 第８の実施の形態に係る処理部
７００ 同期制御部
１０２ 電源回路
１０４ 駆動回路
１０６ 赤色ＬＥＤ
１０８ 立体導波部
１１０ 白色ＬＥＤ
２０１ レンズ部
２０２ 可視カットフィルタ
２０３ ＣＣＤ
２０４ インターフェース部
２０５ 接続ケーブル
２０６ 赤外カットフィルタ
２０７ 赤外カットフィルタ
２０８ カラーフィルタ
２０９ ＣＣＤ
２１０ 拡張カラーフィルタ
２１１ レンズ部
２１２ ＣＣＤ
２１３ レンズ部
２１４ ＣＣＤ
３０２ コア層
３０４ クラッド層
３０６ 粘着層
７０２ マイクロコントローラ
７０４ クロック発振器
８００ 撮影画像
８０２ 撮影画像
８０４ 撮影画像
８０６ 撮影画像
８０８ 撮影画像
８１０ 撮影画像
８１２ 撮影画像
８１４ 撮影画像
８１６ 撮影画像
８１８ 撮影画像
８２０ 撮影画像
１２ 第２の実施の形態に係る入力装置
１４ 第６の実施の形態に係る入力装置
１６ 第９の実施の形態に係る入力装置
２０ 記憶装置
１００ 第１の実施の形態に係る光源部
１２０ 第４の実施の形態に係る光源部
１４０ 第５の実施の形態に係る光源部
１６０ 第６の実施の形態に係る光源部
１８０ 第７及び第８の実施の形態に係る光源部
２００ 第１の実施の形態に係る検出部
２２０ 第２の実施の形態に係る検出部
２４０ 第３の実施の形態に係る検出部
２６０ 第６及び第８の実施の形態に係る検出部
３００ 第１の実施の形態に係る透明被塗布体
３２０ 第９の実施の形態に係る透明被塗布体
４００ 塗布具
５００ 塗布物
６００ 第２の実施の形態に係る処理部
６２０ 第６の実施の形態に係る処理部
６４０ 第７の実施の形態に係る処理部
６６０ 第８の実施の形態に係る処理部
７００ 同期制御部
１０２ 電源回路
１０４ 駆動回路
１０６ 赤色ＬＥＤ
１０８ 立体導波部
１１０ 白色ＬＥＤ
２０１ レンズ部
２０２ 可視カットフィルタ
２０３ ＣＣＤ
２０４ インターフェース部
２０５ 接続ケーブル
２０６ 赤外カットフィルタ
２０７ 赤外カットフィルタ
２０８ カラーフィルタ
２０９ ＣＣＤ
２１０ 拡張カラーフィルタ
２１１ レンズ部
２１２ ＣＣＤ
２１３ レンズ部
２１４ ＣＣＤ
３０２ コア層
３０４ クラッド層
３０６ 粘着層
７０２ マイクロコントローラ
７０４ クロック発振器
８００ 撮影画像
８０２ 撮影画像
８０４ 撮影画像
８０６ 撮影画像
８０８ 撮影画像
８１０ 撮影画像
８１２ 撮影画像
８１４ 撮影画像
８１６ 撮影画像
８１８ 撮影画像
８２０ 撮影画像
Claims (16)
- 光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波されるように、前記被塗布体に光を入射する光源部と、
前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する検出部と、
前記被塗布体に光が入射されている状態および光が入射されていない状態それぞれの光強度を検出するように前記光源部および前記検出部を制御する同期制御部と、
前記それぞれの光強度の差分を算出し、該差分が閾値以上の領域を前記塗布物が付着している領域として判定する処理部と、
を備える入力装置。 - 前記処理部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記塗布物の色を判定する、
請求項１に記載の入力装置。 - 前記光源部が入射する光が、可視光領域外の光を含み、
前記検出部は、可視光領域外の光を検出する第１の光検出部と、可視光領域の光を検出する第２の光検出部とを含み、
前記処理部は、前記第１の検出部の検出結果に基づいて、前記塗布物が付着している領域を判定し、前記第２の検出部の検出結果に基づいて、前記塗布物の色を判定する、
請求項２に記載の入力装置。 - 前記光源部が入射する光が、可視光領域外の光を含み、
前記検出部は検出される光の波長を可視光領域の特定の波長域、もしくは可視光領域外の波長域のいずれかに限定する素子を含み、
前記処理部は、前記素子により波長が可視光領域外の波長域に限定された光の検出結果に基づいて、前記塗布物が付着している領域を判定し、前記素子により波長が可視光領域の特定の波長域に限定された光の検出結果に基づいて、前記塗布物の色を判定する、
請求項２に記載の入力装置。 - 前記光源部が入射する光が、可視光領域外の光を含み、
前記検出部は、可視光領域の特定の波長域の光の強度と可視光領域外の光の強度の合計強度を検出し、
前記処理部は、前記合計強度と前記光源部からの光が入射されていない状態の光の強度の差分である、前記算出する光強度の差分が閾値以上の領域を前記塗布物が付着している領域として判定し、前記光が入射されていない状態の検出結果に基づいて、前記塗布物の色を判定する、
請求項１から４の何れか１項に記載の入力装置。 - 前記可視光領域外の光は赤外光である
請求項３〜５のいずれかに記載の入力装置。 - 前記光源部が入射する光が、可視光をさらに含む、
請求項３〜６いずれかに記載の入力装置。 - 前記光源部が入射する光は、可視光であり、
前記検出部は、可視光領域において、前記被塗布体に光が入射されている状態および光が入射されていない状態それぞれの光強度を検出し、
前記処理部は、前記算出する光強度の差分が閾値以上の領域を前記塗布物が付着している領域として判定し、前記光が入射されている状態もしくは光が入射されていない状態の検出結果のいずれかに基づいて、前記塗布物の色を判定する、
請求項１に記載の入力装置。 - 前記光源部は、前記被塗布体の表面に密着して配置され、
前記被塗布体内部に光を導く立体導波部を含む
請求項１〜８のいずれかに記載の入力装置。 - 前記被塗布体は、光を内部に導波可能なコア層およびコア層より屈折率の低いクラッド層が重ね合わさった構造を有する
請求項１〜９のいずれかに記載の入力装置。 - 前記被塗布体の少なくとも一部は、他の物体に貼着可能な粘着層がクラッド層に隣接してさらに重ね合わされた構造を有する
請求項１０に記載の入力装置。 - 光を内部に導波可能な、透明または半透明な被塗布体と、
前記被塗布体の内部に導波されるように光を入射する光源部と、
前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する検出部と、
前記被塗布体に光が入射されている状態および光が入射されていない状態それぞれの光強度を検出するように前記光源部および前記検出部を制御する同期制御部と、
前記それぞれの光強度の差分を算出し、該差分が閾値以上の領域を前記塗布物が付着している領域として判定する処理部と、
を備える入力装置と、
前記入力装置に接続され、前記検出部の検出結果に基づいて、前記塗布物の付着位置を電子データとして保存する記録部と、
前記記録部に保存された前記塗布物の付着位置を表示する表示部と、
を備える入力システム。 - 光を内部に導波可能な、透明または半透明な被塗布体と、
前記被塗布体の内部に導波されるように光を入射する光源部と、
前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する検出部と、
前記被塗布体に光が入射されている状態および光が入射されていない状態それぞれの光強度を検出するように前記光源部および前記検出部を制御する同期制御部と、
前記それぞれの光強度の差分を算出し、該差分が閾値以上の領域を前記塗布物が付着している領域として判定する処理部と、
を備える入力装置と、
前記入力装置に接続され、前記検出部の検出結果に基づいて、前記塗布物の付着位置を、ネットワークを介して遠隔地に転送する転送装置と、
を備える入力システム。 - 前記転送装置は、さらに前記入力装置の設置されている空間で録画された映像、音声のいずれか、もしくは両方を遠隔地に転送する
請求項１３に記載の入力システム。 - 光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波されるように、前記被塗布体に光を入射し、
前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出する、
前記被塗布体に光が入射されている状態および光が入射されていない状態それぞれの光強度を検出するように前記光の入射および光の検出を制御し、
前記それぞれの光強度の差分を算出し、該差分が閾値以上の領域を前記塗布物が付着している領域として判定する、
入力方法。 - 光を内部に導波可能な透明または半透明な被塗布体の内部に導波される光を制御するステップと、
前記被塗布体の表面に付着する塗布物が前記被塗布体外に拡散させた光を検出するステップと、
前記被塗布体に光が入射されている状態および光が入射されていない状態それぞれの光強度を検出するように前記光の制御および前記光の検出を制御するステップと、
前記それぞれの光強度の差分を算出し、該差分が閾値以上の領域を前記塗布物が付着している領域として判定するステップと、
をコンピュータに実行させる入力プログラムを記録した記録媒体。
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