JP2001051797A

JP2001051797A - 座標入力装置及びその制御方法、コンピュータ可読メモリ

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Publication number: JP2001051797A
Application number: JP22928199A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Hasegawa; 勝英長谷川; Yuichiro Yoshimura; 雄一郎吉村; Atsushi Tanaka; 淳田中; Katsuyuki Kobayashi; 克行小林; Kiwamu Kobayashi; 究小林; Masaaki Kanashiki; 正明金鋪
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】高分解能でかつ安価な座標入力装置及びその
制御方法、コンピュータ可読メモリを提供する。【解決手段】投影レンズ８６を有し、座標入力画面を
生成する投射型画像表示装置８と、Ｘ座標軸上で、光ス
ポットを撮像するリニアセンサ２０Ｘと、Ｙ座標軸上
で、光スポットを撮像するリニアセンサ２０Ｙとを備
え、リニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙからの出力信号に基づ
いて、光スポットに対応した座標を演算する。また、Ｘ
座標軸とＹ座標軸は直交し、リニアセンサ２０Ｘ、２０
Ｙの少なくとも一つは、その座標軸上の所定方向位置が
投影レンズ８６の光軸と概略一致するように配置されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指示具からの光を
座標入力画面の所定位置に照射して光スポットを生成
し、前記光スポットに対応した座標を生成する座標入力
装置及びその制御方法、コンピュータ可読メモリに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、大型ディスプレイの画面に指示具
によって直接座標を入力することにより、接続されたコ
ンピュータを制御したり、文字や図形などを書き込むた
めに用いられる座標入力装置がある。この座標入力装置
は、画面のズームなどによる変化に対して座標入力装置
の調整を実現するこの種の装置として、ＰＳＤと呼ばれ
る位置検出素子（スポットの位置に対応した出力電圧が
えられるアナログデバイス）を用いるものが知られてい
る。

【０００３】例えば、特開平５−２２４６３６号では、
投射レンズの光路内にハーフミラーを置いて、画面の像
をエリアＰＳＤに結像させて座標を検出する座標入力装
置が開示されている。

【０００４】また、近年、大画面ディスプレイの画面の
明るさが改善され、明るく照明された環境においても十
分使用できるようになってきており、また、コンピュー
タの普及が進んだため、需要が拡大されつつある。特
に、コンピュータ画面を用いたプレゼンテーションや会
議では画面を直接操作できる座標入力装置は非常に便利
なものである。特に、フロント投射型は可搬性があり、
場所に応じて画面の大きさを変えて使える利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の座標入力装置では、投射光路内に波長選択性のハー
フミラーを挿入しており、投射画像の画質に悪影響が及
ぶおそれがあり、これをさけるためには高精度なミラー
を用いねばならない。また、投射レンズと液晶パネルの
間にミラーを挿入するスペースも必要になる。そのた
め、光量を確保するには投射レンズの口径が大きくな
り、高価になってしまう。さらに、通常、液晶パネルに
比べてセンサは口径が小さく安価なものが使用できる
が、このためには縮小光学系が必要となり、これを含め
たセンサ側の光学系の明るさを確保するには縮小光学系
の口径も大きく高価なものになってしまう。

【０００６】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、高分解能でかつ安価な座標入力装置及びその
制御方法、コンピュータ可読メモリを提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による座標入力装置は以下の構成を備える。
即ち、指示具からの光を座標入力画面の所定位置に照射
して光スポットを生成し、前記光スポットに対応した座
標を生成する座標入力装置であって、光学系を有し、前
記座標入力画面を生成する画像表示手段と第１座標軸上
で、第１センサで構成される前記光スポットを撮像する
第１撮像手段と、第２座標軸上で、第２センサで構成さ
れる前記光スポットを撮像する第２撮像手段と、前記第
１撮像手段及び第２撮像手段からの出力信号に基づい
て、前記光スポットに対応した座標を演算する座標演算
手段とを備え、前記第１座標軸と前記第２座標軸は直交
し、前記第１センサ、前記第２センサの少なくとも一つ
は、その座標軸上の所定方向位置が前記光学系の光軸と
概略一致するように配置されている。

【０００８】また、好ましくは、前記第１センサ及び前
記第２センサは、線状の結像をする光学系を有する。

【０００９】また、好ましくは、前記第１センサ及び前
記第２センサは、複数の光電変換センサが直線上に配列
されたセンサアレイと、各センサからの出力電荷を所定
周期に同期して点灯時と非点灯時の信号を別々に積分保
持するリング状に結合された電荷転送部からなる積分手
段とを備え、前記座標演算手段は、前記積分手段の点灯
時と非点灯時の差分信号をｎビット以上のデータ幅で座
標演算を行う。

【００１０】また、好ましくは、前記画像表示手段の光
学系の設置状態を検出する検出手段を更に備え、前記座
標演算手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、補
正演算を行う。

【００１１】また、好ましくは、前記画像表示手段は、
出力画像を制御する制御情報を生成する画像処理手段を
備え、前記座標演算手段は、前記制御情報に基づいて、
補正演算を行う。

【００１２】上記の目的を達成するための本発明による
座標入力装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
指示具からの光を座標入力画面の所定位置に照射して光
スポットを生成し、前記光スポットに対応した座標を生
成する座標入力装置の制御方法であって、第１座標軸上
で、第１センサで構成される前記光スポットを第１撮像
部で撮像する第１撮像工程と、第２座標軸上で、第２セ
ンサで構成される前記光スポットを第２撮像部で撮像す
る第２撮像工程と、前記第１撮像工程及び第２撮像工程
からの出力信号に基づいて、前記光スポットに対応した
座標を演算する座標演算工程とを備え、前記第１座標軸
と前記第２座標軸は直交し、前記第１センサ、前記第２
センサの少なくとも一つは、その座標軸上の所定方向位
置が前記座標入力画面を生成する画像表示部が有する光
学系の光軸と概略一致するように配置されていることを
特徴とする。

【００１３】上記の目的を達成するための本発明による
コンピュータ可読メモリは以下の構成を備える。即ち、
指示具からの光を座標入力画面の所定位置に照射して光
スポットを生成し、前記光スポットに対応した座標を生
成する座標入力装置の制御のプログラムコードが格納さ
れたコンピュータ可読メモリであって、第１座標軸上
で、第１センサで構成される前記光スポットを第１撮像
部で撮像する第１撮像工程のプログラムコードと、第２
座標軸上で、第２センサで構成される前記光スポットを
第２撮像部で撮像する第２撮像工程のプログラムコード
と、前記第１撮像工程及び第２撮像工程からの出力信号
に基づいて、前記光スポットに対応した座標を演算する
座標演算工程のプログラムコードとを備え、前記第１座
標軸と前記第２座標軸は直交し、前記第１センサ、前記
第２センサの少なくとも一つは、その座標軸上の所定方
向位置が前記座標入力画面を生成する画像表示部が有す
る光学系の光軸と概略一致するように配置されているこ
とを特徴とする。

【００１４】

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

【００１５】まず、本発明に係る光学式座標入力装置の
概略構成について、図１を用いて説明する。［実施形態１］図１は実施形態１の座標入力装置の概略
構成を示す図である。

【００１６】本座標入力装置は大別して、座標入力面で
ある反射スクリーン１０に対して光スポット５を形成す
る指示具４と、光スポット５の反射スクリーン１０上の
位置座標等を検出する座標検出器１とからなる。図１に
は、それらの構成と合わせて、出力装置として反射スク
リーン１０に、画像あるいは位置座標等を表示する投射
型表示装置８を示している。

【００１７】座標検出器１は、座標検出センサ部２と、
この座標検出センサ部２の制御および座標演算などを行
うコントローラ３、受光素子６、信号処理部７とから構
成されている。光スポット５の反射スクリーン１０上の
座標位置及び指示具４の後述する各スイッチの状態に対
応する制御信号とを検出して、コントローラ３によって
外部接続装置（不図示）にその情報を通信するようにし
ている。

【００１８】投射型表示装置８は、ホストコンピュータ
（不図示）などの外部接続装置である表示信号源からの
画像信号が入力される画像信号処理部８１と、これによ
り制御される液晶パネル８２、ランプ８３、ミラー８
４、コンデンサーレンズ８５からなる照明光学系と、液
晶パネル８２の像を反射スクリーン１０上に投影する投
影レンズ８６とからなり、所望の画像情報を反射スクリ
ーン１０に表示することができる。

【００１９】反射スクリーン１０は、投射画像の観察範
囲を広くするために、適度な光拡散性を持たせてあるの
で、指示具４から発射された光ビームも光スポット５の
位置で拡散され、画面上の位置や光ビームの方向によら
ず、光スポット５の位置で拡散された光の一部が座標検
出器１に入射するように構成されている。

【００２０】このように構成することで、指示具４によ
り反射スクリーン１０上で文字情報や線画情報を入力
し、その情報を投射型表示装置８で表示することによ
り、あたかも『紙と鉛筆』のような関係で情報の入出力
を可能とする他、ボタン操作やアイコンの選択決定など
の入力操作を自由に行えるように構成したものである。
＜指示具４の詳細説明＞図２は実施形態１の指示具の詳
細構成を示す図である。

【００２１】指示具４は、光ビームを発射する半導体レ
ーザ、あるいは赤外光を発射するＬＥＤ等の発光素子４
１と、その発光を駆動制御する発光制御部４２、電源部
４４、操作用スイッチ４３Ａ〜４３Ｄと、電池等の電源
部４４、さらに発光素子４１を覆う脱着可能な透光性部
材よりなるキャップ４６とを内蔵している。発光制御部
４２は、操作用スイッチ４３Ａ〜４３Ｄの状態により、
発光のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）と、後述する変調
方法とによって、制御信号を重畳した発光制御を行う。

【００２２】図３は実施形態１の指示具の動作モードを
示す図である。

【００２３】スイッチＡ〜Ｄは、図２のスイッチ４３Ａ
〜４３Ｄに対応している。尚、図３中、「発光」とは発
光信号（座標信号）に対応し、「ペンダウン」、「ペン
ボタン」とは制御信号に対応する。

【００２４】操作者は、指示具４を握って反射スクリー
ン１０にその先端を向ける。このとき、スイッチ４３Ａ
は親指が自然に触れる位置に配置されており、これを押
すことによって光ビーム４５が発射される。これによ
り、反射スクリーン１０上に光スポット５が生成され、
所定の処理によって座標信号が出力され始める。但し、
この状態では、ペンダウン及びペンボタンの制御信号は
ＯＦＦの状態である。このため、反射スクリーン１０上
では、カーソルの動きやボタンのハイライト切替などに
よる操作者への指示位置の明示のみが行われる。

【００２５】また、人差し指及び中指が自然に触れる位
置に配置されたスイッチ４３Ｃ、４３Ｄを押すことによ
って、図３に示すようにペンダウン及びペンボタンの制
御信号が、発光信号に重畳された信号となる。すなわ
ち、スイッチ４３Ｃを押すことによってペンダウンの状
態となり、文字や線画の入力を開始したり、ボタンを選
択決定するなどの画面制御が実行できる。スイッチ４３
Ｄを押すことによって、ペンボタンの状態となり、メニ
ューの呼び出しなどの別機能に対応させることができ
る。これにより、操作者は、片手で反射スクリーン１０
上の任意の位置で、すばやく正確に文字や図形を描いた
り、ボタンやメニューを選択したりすることによって、
軽快に操作することができる。

【００２６】また、指示具４の先端部には、スイッチ４
３Ｂが設けられていて、反射スクリーン１０に指示具４
を押し付けることによって動作するスイッチである。操
作者が、指示具４を握り、指示具の先端部を反射スクリ
ーン１０に押し付けることでペンダウン状態となるの
で、余分なボタン操作を行うことなしに自然なペン入力
操作を行うことができる。

【００２７】また、スイッチ４３Ａはペンボタンの役割
を持つ。もちろん画面に押し付けないでスイッチ４３Ａ
を押せば、カーソルのみを動かすこともできる。実際
上、文字や図形の入力は画面から離れて行うより、直接
画面に触れた方が遥かに操作性、正確性が良い。実施形
態１では、このように４個のスイッチを用いて画面から
離れていても、また、直前にいても、自然で快適な操作
が可能であり、場合によって使い分けることができるよ
うに構成されている。さらには、直接入力専用（ポイン
タとして使用しない）ならば、光ビームでなく拡散光源
でよいので、半導体レーザよりも安価で長寿命のＬＥＤ
を用いることも可能である。

【００２８】また、このように近接用、遠隔用の２種類
の指示具４を用いたり、同時に２人以上で操作する、あ
るいは色や太さなど属性の異なる複数の指示具４を用い
る場合のために、発光制御部４２は、固有のＩＤ番号を
制御信号と共に送信するように設定されている。送信さ
れたＩＤ番号に対応して、描かれる線の太さや色などの
属性を外部接続機器側のソフトウェアなどで決定するよ
うになっており、反射スクリーン１０上のボタンやメニ
ューなどで設定変更することができる。この操作は、指
示具４に別途操作ボタン等を設けて変更指示信号送信す
るようにしてもよく、これらの設定については、指示具
４内部あるいは座標検出器１内に状態を保持するように
してＩＤ番号ではなく、属性情報を外部接続機器へ送信
するように構成することも可能である。

【００２９】また、このような追加の操作ボタンは、他
の機能、例えば、表示装置の点滅や信号源の切換、録画
装置などの操作などを行えるようにも設定可能である。
さらに、スイッチ４３Ａ、４３Ｂのいずれか一方、また
は両方に圧力検出手段を設けることによって筆圧検出を
行い、この筆圧データを制御信号と共に送信するなど各
種の有用な信号を送信することが可能である。

【００３０】指示具４のスイッチ４３Ａまたはスイッチ
４３ＢがＯＮになると発光が開始され、その発光信号は
比較的長い連続するパルス列からなるリーダ部と、これ
に続くコード（メーカーＩＤなど）とからなるヘッダ部
をまず出力し、その後、ペンＩＤや制御信号などからな
る送信データ列が予め定義された順序と形式に従ってそ
の情報を順次出力する（図５、ＬＳＧ信号参照）。

【００３１】尚、実施形態１では、各データビットにお
いて、“１”ビットは“０”ビットに対して２倍の間隔
をもつような変調形式で形成しているが、データの符号
化方式については種々のものが使用可能である。しかし
ながら、後述する様に座標検出のためには、平均光量が
一定していること、また、ＰＬＬの同調を行うにはクロ
ック成分が十分大きいこと等が望ましく、送信すべきデ
ータ量から見て冗長度を比較的高くしても支障はない等
を勘案して、実施形態１においては、６ビット（６４
個）のデータを１０ビット長のコードのうち、１と０が
同数で、かつ、１あるいは０の連続数が３以下の１０８
個のコードに割り付ける方法で符号化している。このよ
うな符号化方式をとることによって、平均電力が一定に
なり、また十分なクロック成分が含まれるので、復調時
に容易に安定した同期信号を生成することができる。

【００３２】また、前述したように、ペンダウンおよび
ペンボタンの制御信号は、２ビットであるがＩＤなどそ
の他の長いデータも送信しなければならない。そこで、
実施形態１では、２４ビットを１ブロックとして、先頭
の２ビットは制御信号、次の２ビットは内容識別コード
（例えば、筆圧信号は００、ＩＤは１１等）、次の２ビ
ットはこれらのパリティ、その後に、１６ビットのデー
タと２ビットのパリティとを並べて、１ブロックのデー
タとして構成する。このようなデータを前述したような
方式により符号化すると、４０ビット長の信号になる。
その先頭に１０ビット長のシンクコードを付加する。こ
のシンクコードは０が４個、１が５個連続する、あるい
はその反転パターン（直前のブロックの終わりが、１か
０かで切り替える）という特殊なコードを使用して、デ
ータワードとの識別が容易で、データ列の途中において
も確実にその位置を識別してデータの復元ができるよう
になっている。従って、１ブロックで５０ビット長の伝
送信号となり、制御信号と１６ビットのＩＤまたは筆圧
等のデータを送信していることになる。

【００３３】実施形態１では、第１の周波数６０ｋＨｚ
の１／８の７．５ｋＨｚを第２の周波数としているが、
前述のような符号化方式を採用しているため、平均伝送
ビットレートは、この２／３の５ｋＨｚとなる。さら
に、１ブロックが５０ビットなので、１００Ｈｚでは１
ブロック２４ビットのデータを送信していることにな
る。従って、パリティを除いた実効ビットレートは、２
０００ビット／秒である。このように冗長性は高いが、
誤検出を防止し、同期を容易にすることが非常に簡単な
構成で実現できる方式となっている。また、後述のセン
サ制御のための位相同期信号と、シンクコードの繰り返
し周期のチェックとを併用することによって、信号に短
いドロップアウトが発生した場合でも追従ができ、逆に
実際に、ペンアップやダブルタップのような素早い操作
を行った場合との識別は、ヘッダ信号の有無によって確
実に行えるようにもなっている。＜座標検出器１の詳細説明＞図４は実施形態１の座標検
出器の詳細構成を示す図である。

【００３４】この座標検出器１には、集光光学系によっ
て高感度に光量検出を行う受光素子６と、結像光学系に
よって光の到来方向を検出する４つのリニアセンサ２０
Ｘ、２０Ｙとが設けられている。そして、指示具４に内
蔵された発光素子４１からの光ビームにより、反射スク
リーン１０上に生成された光スポット５からの拡散光を
それぞれ受光する。＜集光光学系の動作説明＞受光素子６には、集光光学系
としての集光レンズ６ａが装着されており、反射スクリ
ーン１０上の全範囲から高感度で所定波長の光量を検知
する。この検知出力は、周波数検波部７１によって検波
された後、制御信号検出部７２において制御信号（指示
具４の発光制御部４２によって重畳された信号）などの
データを含むデジタル信号に復調される。

【００３５】この制御信号の復元動作におけるタイミン
グチャートについて、図５を用いて説明する。

【００３６】図５は実施形態１の制御信号の復元動作に
おけるタイミングチャートである。

【００３７】上述したようなビット列からなるデータ信
号は、受光素子６で光出力信号ＬＳＧとして検出され、
周波数検波部７１で検波される。周波数検波部７１は、
光出力信号ＬＳＧの中で最も高い第１の周波数のパルス
周期に同調するように構成され、光学的なフィルタと併
用することによって、外乱光の影響を受けることなく、
変調信号ＣＭＤを復調する。この検波方法は広く実用さ
れている赤外線リモートコントローラと同様であり、信
頼性の高い無線通信方式である。

【００３８】実施形態１では、この第１の周波数として
は、一般に使用されている赤外線リモートコントローラ
より高い帯域である６０ＫＨｚを用い、同時に使用して
も誤動作することの無いように構成したが、この第１の
周波数を一般に使用されている赤外線リモートコントロ
ーラと同じ帯域にすることも可能であり、このような場
合にはＩＤなどで識別することによって誤動作を防止す
る。

【００３９】さて、周波数検波部７１により検波された
変調信号ＣＭＤは、制御信号検出部７２によってデジタ
ルデータとして解釈され、前述したペンダウンやペンボ
タンなどの制御信号が復元される。この復元された制御
信号は、通信制御部３３に送られる。また、変調信号Ｃ
ＭＤに含まれる第２の周波数であるコード変調の周期
は、センサ制御部３１によって検出され、この信号によ
ってリニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙを制御することにな
る。すなわち、センサ制御部３１では、図５に示したヘ
ッダ部のタイミングでリセットし、その後、変調信号Ｃ
ＭＤの立ち下がりに位相同期した信号ＬＣＫを生成す
る。

【００４０】従って、この生成された信号ＬＣＫは、指
示具４の発光の有無に同期した一定周波数の信号とな
る。また、変調信号ＣＭＤからは、光入力の有無を示す
信号ＬＯＮと、この信号ＬＯＮによって起動されるセン
サリセット信号ＲＣＬとが生成される。このセンサリセ
ット信号ＲＣＬがハイレベルの間に２つのリニアセンサ
２０Ｘ、２０Ｙはリセットされ、信号ＬＣＫの立ち上が
りに同期したセンサリセット信号ＲＣＬの立ち下がりの
タイミングによって後述する同期積分動作が開始され
る。

【００４１】一方、制御信号検出部７２はヘッダ部を検
出し、他の機器やノイズではなく、指示具４からの入力
が開始されたことを確認すると、この確認を示す信号が
通信制御部３３からセンサ制御部３１に伝達され、リニ
アセンサ２０Ｘ、２０Ｙの動作有効を示す信号ＣＯＮが
ハイレベルにセットされ、座標演算部３２の動作が開始
される。

【００４２】図６は、光出力信号ＬＳＧが無くなり、一
連動作の終了時におけるタイミングチャートを示す。光
出力信号ＬＳＧから検波された変調信号ＣＭＤがローレ
ベルを一定時間以上続けると、光入力の有無を示す信号
ＬＯＮがローレベルになり、さらに、センサ動作有効を
示す信号ＣＯＮもローレベルとなり、その結果、リニア
センサ２０Ｘ、２０Ｙによる座標の出力動作を終了す
る。＜結像光学系の動作説明＞図７は実施形態１のリニアセ
ンサ２０Ｘ、２０Ｙの配置関係を示す図である。

【００４３】図７において、結像光学系としての円筒レ
ンズ９０Ｘ、９０Ｙによって光スポット５の像が、リニ
アセンサ２０Ｘ、２０Ｙの感光部２１Ｘ、２１Ｙに線状
９１Ｘ、９１Ｙに結像する。ここで、円筒レンズ９０
Ｘ、９０Ｙの軸方向を直角に配置することによって、そ
れぞれがＸ座標、Ｙ座標を反映した画素にピークを持つ
出力が得られる。さらに、これらの軸は、投射レンズ８
６の光軸とほぼ交わるように配置されている。

【００４４】このように配置することで、反射スクリー
ン１０までの距離の変化、投射レンズ８６の倍率変化が
生じても、投射レンズ８６の光軸上の座標はほとんど変
化しない。しかし、画角は変化するので、この画角に応
じた倍率情報を投射レンズ８６に設けた不図示の検出手
段で検出し、画像処理部８１から座標演算部３２に送信
し、後述するように倍率補正を行なうことで、設置位置
を変更しても常に精度の高い座標が検出できるようにな
っている。

【００４５】また、画像処理部８１で電子ズーム機能に
よる拡大や位置シフトを行う場合でも、この変化量を座
標演算部３２に送信することで、倍率補正やシフト補正
が可能になっている。もちろん、投射レンズ８６をシフ
トする場合でも同様である。尚、投射レンズ８６の画角
やシフト量を検出する検出手段は、エンコーダ等の周知
の手段を用いる。また、精度よく直角に配置されるのは
結像光学系としての円筒レンズ９０Ｘ、９０Ｙであっ
て、リニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙは多少誤差があって
も、検出座標にはほとんど影響しない。なぜなら結像さ
れるのが線状の像であり、リニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙ
が若干傾いていても反射スクリーン１０上の動きに比例
した位置に出力が得られるからである。

【００４６】そして、これら２つのリニアセンサ２０
Ｘ、２０Ｙは、センサ制御部３１によって制御され、出
力信号はセンサ制御部３１に接続されたＡＤ変換部３１
Ａによってデジタル信号として座標演算部３２に送られ
る。座標演算部３２は、入力されたデジタル信号より出
力座標値を計算し、その計算結果を制御信号検出部７２
からの制御信号などのデータと共に通信制御部３３を介
して、所定の通信方法で外部制御装置（不図示）に送出
する。また、調整時など通常と異なる動作（例えば、ユ
ーザ校正値の設定）を行わせる場合は、通信制御部３３
からセンサ制御部３１、座標演算部３２へモード切換信
号が送られる。

【００４７】本発明では、光スポット５の像がリニアセ
ンサ２０Ｘ、２０Ｙの画素の数倍の像幅となるように円
筒レンズ９０Ｘ、９０Ｙの位置を調整し、故意にボケを
生じさせている。直径１．５ｍｍのプラスチック製の円
筒レンズと画素ピッチ約１５μｍ、有効６４画素のリニ
アＣＣＤ、赤外線ＬＥＤを用いた実験によれば、最もシ
ャープな結像をさせると、約４０度の画角全面にわたっ
て１５μｍ以下の像幅となる。このような状態では、画
素間分割演算結果が階段状に歪んでしまうことがわかっ
た。そこで、像幅が３０から６０μｍ程度となるよう
に、レンズの位置を調節すると、非常に滑らかな座標デ
ータが得られた。もちろん、大きくぼけさせると、ピー
クレベルが小さくなってしまうので、数画素程度の像幅
が最適である。画素数の少ないＣＣＤと、適度にボケた
光学系を用いることで、演算データ量が少なく、小さな
センサと光学系で非常に高分解能、高精度、高速でかつ
低コストな座標入力装置を実現できる。このような適度
にボケた光学系を得る手段としては、レンズの位置調整
による方法の他、光拡散フィルムをレンズ９０Ｘ、９０
Ｙの前に挿入する方法がある。

【００４８】この光拡散フィルムとしては、ＰＥＴ、Ｔ
ＡＣ、ＰＣ、ウレタン等の各種材料の拡散性能の異なる
ものが市販されている。また、アクリルやガラスの板材
に拡散材を混入したものや表面を粗面にして拡散性を持
たせたものもある。実施形態１では、レンズ９０Ｘ、９
０Ｙに赤外光透過特性（波長選択透過性）を持たせてい
るが、アクリル性の板材に赤外光透過特性（波長選択透
過性）を持たせた赤外透過フィルタにＰＥＴ製の光拡散
フィルムを接着しても良い。この場合、市販品の組み合
わせで各種の特性を選択可能な利点がある。赤外フィル
タ用アクリル材に拡散材を混入または表面を粗面にする
ことで、接着工程を省いて適当な特性のものを製作可能
なことはいうまでもない。

【００４９】尚、円筒レンズ９０Ｘ、９０Ｙの光源側
に、光拡散フィルムを配置する場合、入射量の大きさが
画素に比べて大きいため、拡散材の微細構造（粗面ある
いは拡散混入材）の大きさの影響を受け難くできるた
め、像に歪みが生じず、座標精度に悪影響の恐れがない
効果がある。

【００５０】アレイ状に配置されたＸ座標検出用リニア
センサ２０Ｘ、Ｙ座標検出用リニアセンサ２０Ｙは同一
の構成であり、その詳細構成について、図８を用いて説
明する。

【００５１】図８は実施形態１のリニアセンサの詳細構
成を示す図である。

【００５２】受光部であるセンサアレイ２１はＮ個の画
素（実施形態１では、６４画素）からなり、受光量に応
じた電荷が積分部２２に貯えられる。積分部２２は、Ｎ
個からなり、ゲートＩＣＧに電圧を加えることによって
リセットできるため、電子シャッタ動作が可能である。
この積分部２２に貯えられた電荷は、電極ＳＴにパルス
電圧を加えることによって蓄積部２３に転送される。こ
の蓄積部２３は、２Ｎ個からなり、指示具４の発光タイ
ミングに同期したＩＲＣＬＫ信号のＨ（ハイレベル）と
Ｌ（ローレベル）とにそれぞれ対応して別々に電荷が蓄
積される。その後、光の点滅に同期して各々別々に蓄積
された電荷は、転送クロックを簡単にするために設けら
れた２Ｎ個からなるシフト部２４を介して、２Ｎ個から
なるリニアＣＣＤ部２５に転送される。

【００５３】これにより、リニアＣＣＤ部２５には、Ｎ
画素のセンサ出力の光の点滅に各々対応した電荷が隣接
して並んで記憶されることになる。これらリニアＣＣＤ
部２５に並べられた電荷は、２Ｎ個からなるリングＣＣ
Ｄ部２６に順次転送される。このリングＣＣＤ２６は、
ＣＬＲ信号によってＣＬＲ部２７で空にされた後、リニ
アＣＣＤ部２５からの電荷を順次蓄積していく。

【００５４】このようにして蓄積された電荷は、アンプ
２９によって読み出される。このアンプ２９は、非破壊
で蓄積電荷量に比例した電圧を出力するものであり、実
際には、隣接した電荷量の差分、すなわち、発光素子４
１の点灯時の電荷量から非点灯時の電荷量を差し引いた
分の値を増幅して出力する。

【００５５】この時、得られるリニアセンサ２０Ｘ，２
０Ｙの出力波形の一例について、図９を用いて説明す
る。

【００５６】図９は実施形態１のリニアセンサの出力波
形の一例を示す図である。

【００５７】図９中、Ｂの波形は発光素子４１の点灯時
の信号のみを読み出したときの波形であり、Ａの波形は
非点灯時の波形、すなわち、外乱光のみの波形である
（図８に示したように、リングＣＣＤ２６には、これら
Ａ，Ｂの波形に対応する画素の電荷が隣接して並んでい
る）。アンプ２９は、その隣接する電荷量の差分値（Ｂ
−Ａの波形）を非破壊増幅して出力することになるが、
これにより、指示具４からの光のみの像の信号を得るこ
とができ、外乱光（ノイズ）の影響を受けることなく安
定した座標入力が可能となる。

【００５８】また、図９に示したＢ−Ａの波形の最大値
をＰＥＡＫ値と定義すれば、光に対してリニアセンサ２
０Ｘ，２０Ｙの各リニアセンサが機能する蓄積時間を増
大させれば、その時間に応じてＰＥＡＫ値は増大する。
換言すれば、ＩＲＣＬＫ信号の１周期分の時間を単位蓄
積時間とし、それを単位として蓄積回数ｎを定義すれ
ば、蓄積回数ｎを増大させることでＰＥＡＫ値は増大す
る。そして、このＰＥＡＫ値が所定の大ささＴＨ１に達
したことを検出することで、常に一定した品位の出力波
形を得ることができる。

【００５９】一方、外乱光が非常に強い場合、差分波形
Ｂ−Ａのピークが十分な大きさになる前に、リングＣＣ
Ｄ２６の転送電荷が飽和してしまう恐れがある。このよ
うな場合を考慮して、リニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙの各
リニアセンサにはスキム機能を有するＳＫＩＭ部２８が
付設されている。ＳＫＩＭ部２８は、非点灯信号のレベ
ルを監視し、図１０において、ｎ回目のＡｎで信号レベ
ルが所定の値を超えている場合（図中、一点鎖線）、一
定量の電荷をＡ，Ｂの各画素から抜き取るようにする。
これにより、次のｎ＋１回目には、Ａｎ＋１に示すよう
な波形となり、これを繰り返すことによって、非常に強
い外乱光があっても飽和することなく、信号電荷の蓄積
を続けることができる。

【００６０】従って、指示具４からの点滅光の光量が微
弱であっても、多数回積分動作を継続することによっ
て、十分な大きさの信号波形を得ることが可能になる。
特に、指示具４に可視光域の発光源を用いる場合、表示
画像の信号が重畳するので、前述したスキム機能と差分
出力を用いることによって、非常にノイズの少ないシャ
ープな波形を得ることが可能となる。

【００６１】次に、リニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙの動作
制御について、図１１を用いて説明する。

【００６２】図１１は実施形態１のリニアセンサの動作
制御を示すフローチャートである。センサ制御部３１が
センサ制御動作を開始すると、ステップＳ１０２におい
て、信号ＣＯＮを監視する。そして、信号ＣＯＮがハイ
レベルである場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、ステ
ップＳ１０３に進み、蓄積回数ｎを０にリセットする。
そして、ステップＳ１０４において、センサ出力のＰＥ
ＡＫ値（ピークレベル）が所定値ＴＨ１より大きいか否
かを判定する。

【００６３】ＰＥＡＫ値が所定値ＴＨ１未満である場合
（ステップＳ１０４でＮＯ）、ステップＳ１０５におい
て、蓄積回数ｎが第１所定回数ｎ０より大きいか否かを
判定する。蓄積回数ｎが第１所定回数ｎ０未満である場
合（ステップＳ１０５でＮＯ）、ステップＳ１０６に進
み、蓄積回数ｎを１インクリメントして、ステップＳ１
０４に戻る。一方、ＰＥＡＫ値が所定値ＴＨ１より大き
い場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、あるいは蓄積回
数ｎが第１所定回数ｎ０より大きい場合（ステップＳ１
０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０７に進み、積分停止信
号ＲＯＮがハイレベル（Ｈ）になって積分動作が停止さ
れる。そして、座標演算部３２による座標値演算の処理
が開始される。

【００６４】その後、ステップＳ１０８において、蓄積
回数ｎが第２所定回数ｎ１より大きいか否かを判定す
る。蓄積回数ｎが第１所定回数ｎ１未満である場合（ス
テップＳ１０８でＮＯ）、ステップＳ１０９に進み、蓄
積回数ｎを１インクリメントして、ステップＳ１０８に
戻る。一方、蓄積回数ｎが第１所定回数ｎ１より大きい
場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１１０
に進み、積分停止信号ＲＯＮがローレベルになり、同時
に、信号ＬＣＫの周期の数倍（図１０では２倍）の間セ
ンサリセット信号ＲＣＬがハイレベルになる。次に、ス
テップＳ１１２において、信号ＣＯＮを監視する。信号
ＣＯＮがハイレベルである場合（ステップＳ１１２でＹ
ＥＳ）、ステップＳ１０３に進む。一方、信号ＣＯＮが
ローレベルである場合（ステップＳ１１２でＮＯ）、ス
テップＳ１１１に進み、処理１周期分待機する。

【００６５】つまり、信号ＣＯＮがハイレベルである間
はこの動作が繰り返され、所定回数ｎ１で決まる周期ご
とに座標値演算が行われる。また、ごみなどの影響で、
信号ＣＯＮがドロップしても、１回のみは状態を保持す
るように、ステップＳ１１１が設けられている。もし、
連続して２周期の間、信号ＣＯＮがローレベルである場
合（ステップＳ１０２でＮＯ）、ステップＳ１１３に進
み、フラグｐｏｎが０にリセットされ、シンク信号待ち
の状態になって、初期状態に戻る。

【００６６】このドロップアウト対策部分は、１周期で
なくもっと長くすることも可能であり、外乱が少なけれ
ば、逆に短くしてしまってもよいことは言うまでもな
い。尚、ここの１周期を前述のデータブロックの周期の
自然数倍として、シンクコードのタイミングと一致さ
せ、信号ＣＯＮの代りにシンクコード検出信号を用いて
も同様の動作を行える。

【００６７】また、座標検出器１に到達する指示具４の
光は、指示具４に内蔵された電源（電池）４４の消耗に
より変動する他、指示具４の姿勢によっても変動する。
特に、反射スクリーン１０の光拡散性が小さい場合、表
示画像の正面輝度は向上するが、この指示具４の姿勢に
よるセンサへの入力光量の変動が大きくなってしまう。
しかしながら、本発明では、このような場合であって
も、積分回数が自動的に追従して常に安定した出力信号
を得ることができるので、安定した座標検出が可能とな
る優れた効果が得られる。また、ポインタとして光があ
まり散乱されずにセンサに入射した場合は、かなり強い
光が入ることになるが、このような場合であっても安定
した座標検出ができることは明らかである。

【００６８】また、画面に直接接触させて使用するＬＥ
Ｄを用いたペンとポインタとを併用する場合、ＬＥＤは
より大きな光量のものが使用可能であるので、図１１に
示した積分回数である第１所定回数ｎ０，第２所定回数
ｎ１をＩＤ信号によってペンかポインタかを判別して切
替を行い、ペンの場合はサンプリングを高速に、ポイン
タの場合は低速にすることも可能である。実際、文字入
力のように繊細な描画作業はポインタでは不可能であ
り、むしろ低速サンプリングによって滑らかな線を描け
るほうが使い勝手がよく、このような切替を設けること
も有効である。

【００６９】以上説明したように、点滅光に高周波数の
キャリアを加え、そのキャリアを周波数検波して得た所
定周期の復調信号によって積分動作のタイミング制御を
行うようにしたので、指示具と搬像部とをコードレスで
同期させることができ、使い勝手の良い座標入力装置を
実現することができる。また、レーザービームを用いる
ことによって画面から離れた位置で容易に繰作すること
が可能となる優れた利点も得られる。また、積分部から
の差分信号中のピークレベルが所定レベルを超えことを
検出し、積分動作を停止させる積分制御手段を設けたの
で、光量が変化してもほぼ一定レベルの光スポット像の
信号を作成でき、これにより、常に安定した高分解能な
座標演算結果を得ることができる。＜座標値演算＞座標演算部３２における座標演算処理に
ついて説明する。

【００７０】図１２は実施形態１の座標演算部における
座標演算処理を示すフローチャートである。

【００７１】上述したようにして得られた２つのリニア
センサ２０Ｘ，２０Ｙの出力信号（アンプ２９からの差
分信号）は、センサ制御部３１に設けられたＡＤ変換部
３１Ａでデジタル信号として座標演算部３２に送られ、
座標値が計算される。座標値の演算は、まず、Ｘ座標、
Ｙ座標の各方向の出力データに対して、センサ上の座標
値（Ｘ１、Ｙ１）が求められる。尚、演算処理は、Ｘ，
Ｙ同様であるので、Ｘのみについて説明する。

【００７２】まず、ステップＳ２０２において、任意の
座標入力点（後述する基準点設定モードでは座標が既知
の所定点）での各画素の差分信号である差分データＤｘ
（ｎ）（実施形態１の場合画素数ｎ＝６４）を読み込
み、バッファメモリ（不図示）に貯える。次に、ステッ
プＳ２０３において、あらかじめ設定しておいた閾値Ｖ
と比較し、閾値以上のデータ値Ｅｘ（ｎ）を算出する。
このデータ値Ｅｘ（ｎ）を用いて、ステップＳ２０４に
おいて、センサ上の座標Ｘ１を算出する。実施形態１で
は、重心法により出力データの重心を算出しているが、
データ値Ｅｘ（ｎ）のピーク値を求める方法（例えば、
微分法による）等、計算の方法は複数あることは言うま
でもない。

【００７３】ステップＳ２０５において、座標演算処理
のモード判定を行う。出力データの重心Ｘ１から座標を
算出するためには、あらかじめ所定値を求めておく必要
があり、その所定値を導出する方法（基準点設定モー
ド）について説明する。

【００７４】同様に、Ｘ方向のみについて説明すれば、
反射スクリーン１０上のＸ座標、Ｙ座標が既知の点（α
１、β１）及び（α２、β２）で、指示具４を位置し、
ステップＳ２０２〜Ｓ２０４を各々実行し、各々の点で
得られるＸ方向センサの重心値を、Ｘ１₁、Ｘ１₂として
算出、その値及び既知の座標値α１、α２を各々、ステ
ップ２１０において記憶する。この記憶された値を用い
て、通常の座標算出時には、ステップＳ２０６におい
て、算出すべき座標入力点のＸ座標を算出することがで
きる。ステップＳ２０７において、光学系のレンズ収差
を補正するためにソフト的な演算でその歪みを補正する
等の校正演算と、前述の補正演算を行う。すなわち、補
正演算は、画像処理部８１から送られてくる倍率とシフ
トの補正量を用いて校正された座標値を倍率で割りシフ
ト量を差し引くことで、座標値を確定する。

【００７５】確定した座標をそのままリアルタイムで出
力することも可能であるし、目的に応じてデータを間引
く（例えば、確定座標１０個毎で１個のデータのみ出
力）等も可能であることは言うまでもないが、以下の仕
様等を想定する場合には、重要である。

【００７６】指示具４をペンのように使う場合と、ポイ
ンタとして画面から離れて使う場合では、使用者の手の
安定性が異なる。ポインタとして使う場合には、画面上
のカーソルが細かく震えてしまうので、このような細か
い動きを抑制したほうが使いやすい。一方、ペンのよう
に使う場合には、できるだけ忠実に速く追従することが
求められる。特に、文字を書く場合などには小さな素早
い操作ができないと、正しく入力できなくなってしま
う。

【００７７】実施形態１では、制御信号によりＩＤを送
信しているため、ポインタか否か、つまり、先端のスイ
ッチが押されているか否かを判定可能なので、これによ
り、ポインタとして、あるいはペンとして使っているか
否かを判定できる。もし、ポインタであれば、例えば、
前回及び前々回の出力座標値（Ｘ−１，Ｙ−１）、（Ｘ
−２，Ｙ−２）を用いて移動平均を計算して今回の出力
座標値（Ｘ，Ｙ）を算出するようにすれば、ぶれの少な
い操作性の良い構成となる。また、単純な移動平均を用
いているが、このような平滑化処理に用いる関数として
は、他にも差分絶対値を大きさにより非線型圧縮した
り、移動平均による予測値を用いてこれとの差分を非線
型圧縮するなどの各種方式が使用可能である。

【００７８】つまり、ポインタとして使用している場合
は平滑化を強目にし、そうでない場合は弱目に切り替え
ることが、制御信号により可能であるため、それぞれ使
い勝手のよい状態を実現可能であり、この点でも本発明
の効果は大きい。

【００７９】尚、これらの演算処理は、前述したように
座標サンプリング周波数が１００Ｈｚの場合には１０ｍ
ｓｅｃの間に終了すればよく、原データは６４画素×２
（ｘおよびｙ）×ＡＤ変換部８ビットと非常に少ない
上、収束演算も必要ないので低速の８ビット１チップマ
イクロプロセッサで十分処理が可能である。このような
ことは、コスト的に有利なだけでなく、仕様変更が容易
で、開発期間の短縮や様々な派生商品の開発が容易にな
る利点もある。特に、エリアセンサを用いる場合のよう
に、高速の画像データ処理を行う専用のＬＳＩの開発な
どは不要であり、開発費用、開発期間などの優位性は非
常に大きなものである。

【００８０】上述したような演算処理によって算出した
座標値（Ｘ，Ｙ）を示すデータ信号は、座標演算部３２
から通信制御部３３に送られる。この通信制御部３３に
は、そのデータ信号と、制御信号検出部７２からの制御
信号とが入力される。そして、これらデータ信号および
制御信号は、ともに所定の形式の通信信号に変換され、
外部の表示制御装置に送出される。これにより、反射ス
クリーン１０上のカーソルやメニュー、文字や線画の入
力などの各種操作を行うことができる。前述したよう
に、６４画素のセンサを使った場合でも、１０００超の
分解能と十分な精度とが得られ、センサ、光学系ともに
小型、低コストな構成でよく、また、演算回路も非常に
小規模な構成とすることが可能な座標入力装置を得るこ
とができる。

【００８１】また、センサを、エリアセンサとして構成
する場合は、分解能を２倍にするには、４倍の画素数と
演算データとが必要となるのに対して、リニアセンサと
して構成する場合には、Ｘ座標、Ｙ座標各々２倍の画素
数にするだけで済む。従って、画素数を増やしてさらに
高分解能にすることも容易にできる。

【００８２】以上説明したように、実施形態１によれ
ば、指示具４により反射スクリーン１０上の任意の位置
に生成される光スポット５を撮像する撮像手段として、
リニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙを２個直角に配置し、これ
らの検出座標軸上の正面方向位置がほぼ投射レンズ８６
の光軸に一致するように取付け、画角を変化させたり、
台形歪みがある設置状態でも視差が実質的に発生しない
ように構成する。これにより、高精度、高分解能の座標
値を得ることができ、さらには外乱光の影響を抑制し、
小型、軽量、低コストな座標入力装置を実現することが
できる。

【００８３】従って、特に、携帯型フロント投射型プロ
ジェクタのように設置状態をひんぱんに変える必要のあ
る場合に、設置調整が容易にできる。また、結像光学系
に線状の像を形成するシリンドリカルレンズやスリット
を用いて、検出座標軸に平行な像を形成することで、リ
ニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙの傾き誤差の影響を軽減で
き、組立を容易できる。

【００８４】また、リニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙとし
て、複数の光電変換センサが直線上に配列されたセンサ
アレイ２１と、各センサからの出力電荷を前記所定の周
期に同期して点灯時と非点灯時の信号を別々に積分保持
するリング状に結合された電荷転送部からなる積分部２
２を有する。座標演算部３２は、積分部２２の点灯時と
非点灯時の差分信号をｎビット以上のデータ幅でデジタ
ル化して座標演算を行ない、センサアレイ２１の画素数
の約２^ｎ倍の分解能の座標値を出力する。これにより、
外乱光を抑圧し、かつ高分解能で座標を検出する精度の
高い座標入力装置を実現できる。

【００８５】また、画角変化や台形歪みの光学的または
電気的補正の状態値を座標演算部３２が検出できるの
で、自動的に補正された座標が出力できる座標入力装置
を実現でき、設置作業を容易にすることができる。［実施形態２］図１３に示すように、倍率とシフトが光
学的なもののみである場合は、投射レンズ８６で検出し
た情報を直接、座標演算部３２に送信する構成であって
もよい。［実施形態３］図１４に示すように、台形歪みを電子的
に補正する機能を画像処理部８１が有する場合、この情
報も座標演算部３２に送信することで補正可能である。
また、図１５に示すように、台形歪みを光学的に補正す
る場合は、投射レンズ８６で検出すれば同様に補正可能
である。

【００８６】尚、上記実施形態では、いずれも座標演算
部３２で各種補正を行なっているが、外部続装置で補正
を行なうように構成することも可能であることはいうま
でもない。

【００８７】また、図７では、二つのリニアセンサ２０
Ｘ、２０Ｙを共に、投射レンズ８６の光軸に近い位置に
設置してあるが、いずれか一方でも上記実施形態で説明
した効果と同等の効果が得られることはいうまでもな
い。

【００８８】尚、本発明は、複数の機器（例えばホスト
コンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ
など）から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置な
ど）に適用してもよい。

【００８９】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００９０】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００９１】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００９２】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００９３】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
ＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その
処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合
も含まれることは言うまでもない。

【００９４】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した図１１、図１２に示すフ
ローチャートに対応するプログラムコードが格納される
ことになる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高分解能でかつ安価な座標入力装置及びその制御方法、
コンピュータ可読メモリを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の座標入力装置の概略構成を示す図
である。

【図２】実施形態１の指示具の詳細構成を示す図であ
る。

【図３】実施形態１の指示具の動作モードを示す図であ
る。

【図４】実施形態１の座標検出器の詳細構成を示す図で
ある。

【図５】実施形態１の制御信号の復元動作におけるタイ
ミングチャートである。

【図６】実施形態１で扱われる信号のタイミングチャー
トである。

【図７】実施形態１のリニアセンサ２０Ｘ、２０Ｙの配
置関係を示す図である。

【図８】実施形態１のリニアセンサの詳細構成を示す図
である。

【図９】実施形態１のリニアセンサの出力波形の一例を
示す図である。

【図１０】実施形態１のリニアセンサのスキム動作を説
明するための出力波形の一例を示す図である。

【図１１】実施形態１のリニアセンサの動作制御を示す
フローチャートである。

【図１２】実施形態１の座標演算部における座標演算処
理を示すフローチャートである。

【図１３】実施形態２の座標検出器の詳細構成を示す図
である。

【図１４】実施形態３の電子的台形歪み補正を説明する
ための図である。

【図１５】実施形態３の光学的台形歪み補正を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１座標検出器２座標検出センサ部３コントローラ４指示具５光スポット６受光素子６ａ集光レンズ７信号処理部８投射型表示装置８１画像信号処理部８２液晶パネル８３ランプ８４ミラー８５コンデンサーレンズ８６投影レンズ２０Ｘ、２０Ｙリニアセンサ２１センサアレイ２２積分部２３シフト部２４蓄積部２５リニアＣＣＤ２６リングＣＣＤ２７クリア部２８スキム部２９アンプ３１センサ制御部３１ＡＡＤ変換部３２座標演算部３３通信制御部７１周波数検波部７２制御信号検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中淳東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者小林克行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者小林究東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者金鋪正明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5B087 AA02 AA06 AB09 BC01 BC26 BC32 CC09 DJ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指示具からの光を座標入力画面の所定位
置に照射して光スポットを生成し、前記光スポットに対
応した座標を生成する座標入力装置であって、光学系を有し、前記座標入力画面を生成する画像表示手
段と第１座標軸上で、第１センサで構成される前記光スポッ
トを撮像する第１撮像手段と、第２座標軸上で、第２センサで構成される前記光スポッ
トを撮像する第２撮像手段と、前記第１撮像手段及び第２撮像手段からの出力信号に基
づいて、前記光スポットに対応した座標を演算する座標
演算手段とを備え、前記第１座標軸と前記第２座標軸は直交し、前記第１セ
ンサ、前記第２センサの少なくとも一つは、その座標軸
上の所定方向位置が前記光学系の光軸と概略一致するよ
うに配置されていることを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】前記第１センサ及び前記第２センサは、
線状の結像をする光学系を有することを特徴とする請求
項１に記載の座標入力装置。
【請求項３】前記第１センサ及び前記第２センサは、
複数の光電変換センサが直線上に配列されたセンサアレ
イと、各センサからの出力電荷を所定周期に同期して点
灯時と非点灯時の信号を別々に積分保持するリング状に
結合された電荷転送部からなる積分手段とを備え、前記座標演算手段は、前記積分手段の点灯時と非点灯時
の差分信号をｎビット以上のデータ幅で座標演算を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項４】前記画像表示手段の光学系の設置状態を
検出する検出手段を更に備え、前記座標演算手段は、前記検出手段の検出結果に基づい
て、補正演算を行うを備えることを特徴とする請求項１
に記載の座標入力装置。
【請求項５】前記画像表示手段は、出力画像を制御す
る制御情報を生成する画像処理手段を備え、前記座標演算手段は、前記制御情報に基づいて、補正演
算を行うことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装
置。
【請求項６】指示具からの光を座標入力画面の所定位
置に照射して光スポットを生成し、前記光スポットに対
応した座標を生成する座標入力装置の制御方法であっ
て、第１座標軸上で、第１センサで構成される前記光スポッ
トを第１撮像部で撮像する第１撮像工程と、第２座標軸上で、第２センサで構成される前記光スポッ
トを第２撮像部で撮像する第２撮像工程と、前記第１撮像工程及び第２撮像工程からの出力信号に基
づいて、前記光スポットに対応した座標を演算する座標
演算工程とを備え、前記第１座標軸と前記第２座標軸は直交し、前記第１セ
ンサ、前記第２センサの少なくとも一つは、その座標軸
上の所定方向位置が前記座標入力画面を生成する画像表
示部が有する光学系の光軸と概略一致するように配置さ
れていることを特徴とする座標入力装置の制御方法。
【請求項７】前記第１センサ及び前記第２センサは、
線状の結像をする光学系を有することを特徴とする請求
項６に記載の座標入力装置の制御方法。
【請求項８】前記第１センサ及び前記第２センサは、
複数の光電変換センサが直線上に配列されたセンサアレ
イと、各センサからの出力電荷を所定周期に同期して点
灯時と非点灯時の信号を別々に積分保持するリング状に
結合された電荷転送部からなる積分部とを備え、前記座標演算工程は、前記積分部の点灯時と非点灯時の
差分信号をｎビット以上のデータ幅で座標演算を行うこ
とを特徴とする請求項６に記載の座標入力装置の制御方
法。
【請求項９】前記座標演算工程は、前記画像表示部の
光学系の設置状態を検出する検出部の検出結果に基づい
て、補正演算を行うを備えることを特徴とする請求項６
に記載の座標入力装置の制御方法。
【請求項１０】前記画像表示工程は、出力画像を制御
する制御情報を生成する画像処理工程を備え、前記座標演算工程は、前記制御情報に基づいて、補正演
算を行うことを特徴とする請求項６に記載の座標入力装
置の制御方法。
【請求項１１】指示具からの光を座標入力画面の所定
位置に照射して光スポットを生成し、前記光スポットに
対応した座標を生成する座標入力装置の制御のプログラ
ムコードが格納されたコンピュータ可読メモリであっ
て、第１座標軸上で、第１センサで構成される前記光スポッ
トを第１撮像部で撮像する第１撮像工程のプログラムコ
ードと、第２座標軸上で、第２センサで構成される前記光スポッ
トを第２撮像部で撮像する第２撮像工程のプログラムコ
ードと、前記第１撮像工程及び第２撮像工程からの出力信号に基
づいて、前記光スポットに対応した座標を演算する座標
演算工程のプログラムコードとを備え、前記第１座標軸と前記第２座標軸は直交し、前記第１セ
ンサ、前記第２センサの少なくとも一つは、その座標軸
上の所定方向位置が前記座標入力画面を生成する画像表
示部が有する光学系の光軸と概略一致するように配置さ
れていることを特徴とするコンピュータ可読メモリ。