JP2001109577A - 座標入力方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画角変化や台形歪みの光学的または電気的補
正の状態値を検出して補正することにより、高分解能で
かつ安価な座標入力装置及びその方法を提供する。 【解決手段】 投射型画像表示８と、投射型画像表示部
８により投射されたスクリーン上における画像表示領域
を含む所定の座標入力領域内の任意の位置に光スポット
を生成する指示具４と、その光スポットを撮像する撮像
センサ２０Ｘ，２０Ｙとを具備する座標入力装置であっ
て、投射型画像表示部８の投射光学系の画角及び／又は
歪み補正状態を検出部８８で検出して補正情報を出力
し、この検出部８８から出力される補正情報を用いて、
センサ２０Ｘ，２０Ｙにより検知された信号から、座標
入力領域内における光スポットの位置に応じた座標出力
信号を生成する座標演算部３２とを有する。

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
座標入力画面に照射して光スポットを生成し、その光ス
ポットの位置を検出することにより、その座標入力画面
を用いて座標情報を入力する座標入力方法及び装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の座標入力装置には、画面上に照射
された光スポットをＣＣＤエリアセンサやリニアセンサ
を用いて撮像し、その重心座標或はパターンマッチング
を用いた画像処理を行って、その光スポットの座標値を
演算して出力するがある。また、ＰＳＤと呼ばれる位置
検出素子（光スポットの位置に対応した出力電圧が得ら
れるアナログデバイス）を用いるものなどが知られてい
る。

【０００３】例えば、特公平７−７６９０２号公報に
は、可視光の平行ビームによる光スポットをビデオカメ
ラで撮像して、その座標を検出し、それと同時に、赤外
拡散光で制御信号を送受する装置が開示されている。ま
た特開平６−２７４２６６号公報には、リニアＣＣＤセ
ンサと特殊な光学マスクを用いて座標検出を行う装置が
開示されている。また特開平５−２２４６３６号公報に
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ＰＳＤに結像させて座標を検出する装置が記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、投射型ディスプ
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り、またコンピュー
タの普及が進んだため、その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
議等では、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、設置場所に応じて画面の大きさを変えて使える利点
がある。しかしながら上述した特開号平５−２２４６３
６号公報に記載の装置では、投射光路内に波長選択性の
ハーフミラーを挿入しているため、投射画像の画質に悪
影響が及ぶ虞があり、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。

【０００５】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余計に必要になるため、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。更に、通常の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】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、画角変化や台形歪みの光学的または電気的補正の状
態値を検出して補正することにより、高分解能でかつ安
価な座標入力装置及びその方法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】上記目的を達成するため
に本発明の座標入力装置は以下のような構成を備える。
即ち、投射型画像表示手段と、前記投射型画像表示手段
の画像表示領域を含む所定の座標入力領域内の任意の位
置に光スポットを生成する指示具と、前記光スポットを
撮像する撮像手段とを具備する座標入力装置であって、
前記投射型画像表示手段の投射光学系の画角及び／又は
歪み補正状態を検出して補正情報を出力する検出手段
と、前記検出手段により出力される前記補正情報を用い
て、前記撮像手段により撮像された信号から、前記座標
入力領域内における前記光スポットの位置に応じた座標
出力信号を生成する座標演算手段と、を有することを特
徴とする。

【０００８】上記目的を達成するために本発明の座標入
力装置は以下のような構成を備える。即ち、投射型画像
表示手段と、前記投射型画像表示手段の画像表示領域を
含む所定の座標入力領域内の任意の位置に光スポットを
生成する指示具と、前記光スポットを撮像する撮像手段
とを具備する座標入力装置であって、前記投射型画像表
示手段の映写画像の大きさ及び／又は歪みの画面補正情
報を用いて、前記撮像手段により撮像された信号から、
前記座標入力領域内における前記光スポットの位置に応
じた座標出力信号を生成する座標演算手段と、を有する
ことを特徴とする。

【０００９】上記目的を達成するために本発明の座標入
力方法は以下のような工程を備える。即ち、投射型画像
表示部と、前記投射型画像表示部の画像表示領域を含む
所定の座標入力領域内の任意の位置に光スポットを生成
する指示具と、前記光スポットを撮像する撮像部とを具
備する座標入力装置における座標入力方法であって、前
記投射型画像表示部の投射光学系の画角及び／又は歪み
補正状態を検出して補正情報を出力する検出工程と、前
記検出工程で出力される前記補正情報を用いて、前記撮
像部で撮像された信号から、前記座標入力領域内におけ
る前記光スポットの位置に応じた座標出力信号を生成す
る座標演算工程と、を有することを特徴とする。

【００１０】上記目的を達成するために本発明の座標入
力方法は以下のような工程を備える。即ち、投射型画像
表示部と、前記投射型画像表示部の画像表示領域を含む
所定の座標入力領域内の任意の位置に光スポットを生成
する指示具と、前記光スポットを撮像する撮像部とを具
備する座標入力装置における座標入力方法であって、前
記投射型画像表示部の映写画像の大きさ及び／又は歪み
の画面補正情報を用いて、前記撮像部で撮像された信号
から、前記座標入力領域内における前記光スポットの位
置に応じた座標出力信号を生成する座標演算工程と、を
有することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］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。

【００１２】まず、本発明の実施の形態に係る光学式座
標入力装置の概略構成について説明する。本実施の形態
の座標入力装置は大別して、座標入力面であるスクリー
ン１０に光スポットを形成する指示具４と、その形成さ
れた光スポット５のスクリーン１０上の位置座標等を検
出する座標検出器１（図２）とを有し、図２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、或いは前述の位置情報等を表示する投射型表示
装置８が記載されている。

【００１３】指示具４は、図３に示すように、光ビーム
を発射する半導体レーザ、或いはＬＥＤ等の発光素子４
１と、その発光を駆動制御する発光制御部４２、複数の
操作用スイッチ４３、電池等の電源部４４とを内蔵して
いる。発光制御部４２は、操作用スイッチ４３の状態に
より、発光のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）と、後述す
る変調方法とによって、制御信号を重畳した発光制御を
行う。

【００１４】図２において、座標検出器１は、座標検出
センサ部２と、このセンサ部２の制御及び座標演算など
を行うコントローラ３、制御信号検出センサ６、そして
信号処理部７を備えており、光スポット５のスクリーン
１０上の座標位置に対応する制御信号、及び指示具４か
ら出力される、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）にその情報を送るようにしている。

【００１５】投射型表示装置８は、コンピュータ（図示
せず）などの外部機器である表示信号源からの画像信号
を入力する画像信号処理部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８４、コンデン
サ・レンズ８５とを有する照明光学系と、液晶パネル８
２の像をスクリーン１０上に投影する投影レンズ８６と
を有し、所望の画像情報をスクリーン１０上に表示する
ことができる。このスクリーン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
位置で拡散される。これにより、画面上の位置や光ビー
ムの方向に拠らず、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。

【００１６】このように構成することで、指示具４によ
りスクリーン１０上で文字情報や線画情報を描画して入
力し、その情報を座標検出器１で読み取って解析し、そ
の結果を投射型表示装置８の画像信号処理部８１に伝送
してスクリーン１０上に表示することにより、あたかも
『紙と鉛筆』の様な関係で情報の入出力を可能とする
他、ボタン操作やアイコンの選択決定などの入力操作を
自由に行うことができる。

【００１７】＜指示具４の詳細説明＞図３は、本実施の
形態に係る指示具４の概略構造図であり、光ビームを発
射する半導体レーザからなる発光素子４１と、その発光
を駆動制御する発光制御部４２、電源部４４、更に４個
の操作用スイッチ４３Ａ〜４３Ｄとを内蔵している。こ
の発光制御部４２は、４個の操作用スイッチ４３Ａ〜４
３Ｄ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。

【００１８】図４は、本実施の形態の係る指示具４の動
作モードを示す図であり、図４におけるスイッチ４３Ａ
〜４３Ｄのそれぞれは、図３に示す指示具４のスイッチ
４３Ａ〜４３Ｄのそれぞれに対応している。なお図４に
おいて、「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」のそれぞれは制御信号
に対応している。

【００１９】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。ここでスイッチ４３Ａは、
オペレータの親指が自然に触れる位置に配置されてお
り、このスイッチ４３Ａを押すことによって発光素子４
１が駆動されて光ビームが発射される。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が、この状態では
「ペンダウン」或は「ペンボタン」を示す制御信号はＯ
ＦＦ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換えなどに
よる、操作者による指示位置の明示のみが行われる。

【００２０】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が押されること
によって、図４に示すように、「ペンダウン」及び「ペ
ンボタン」を示す制御信号が発光信号に重畳されなる。
即ち、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、これにより文字や線画の入力を開始
したり、メニューボタンを指示して選択・決定するなど
の画面制御が実行できる。またスイッチ４３Ｄ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、片手で指示具４を操作しながら、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、スクリーン１０に表示されたボタンや
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。

【００２１】また、指示具４の先端部には、スイッチ４
３Ｂが設けられており、このスイッチ４３Ｂは反射スク
リーン１０に指示具４を押し付けることによってオンさ
れるスイッチである。ここで操作者が指示具４を握り、
指示具４の先端部を反射スクリーン１０に押し付けるこ
とにより「ペンダウン」の状態となり、余分なボタン操
作を行うことなく、自然なペン入力操作を行うことがで
きる。また、この場合にはスイッチ４３Ａに「ペンボタ
ン」を指示する役割を持たせることもできる。もちろん
画面に押し付けないでスイッチ４３Ａを押せば、スクリ
ーン１０上でカーソルのみを動かすこともできる。

【００２２】指示具４を実際に使用する際には、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
た方がはるかに操作性、正確性が良い。そこで本実施の
形態では、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、また画面の直前にいても、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。更には、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ＬＥ
Ｄを用いることも可能である。

【００２３】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、或
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。このように
して送信された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に別途繰作ボタン等を設けて変更指
示信号を送信するようにしてもよく、これらの設定につ
いては指示具４の内部、或は座標検出器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。

【００２４】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
両方に圧力検出部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。

【００２５】このように、指示具４のスイッチ４３Ａ又
はスイッチ４３Ｂがオン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
に従って順次出力される（図８のＬＳＧ信号参照）。

【００２６】なお本実施の形態では、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
一定している事、またＰＬＬの同調を行うにはクロック
成分が十分大きい事、等が望ましく、送信すべきデータ
量から見て冗長度を比較的高くしても支障はない等を勘
案して、本実施の形態においては、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”或は“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採ることによって、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。

【００２７】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ビットとしている
が、ＩＤなどその他の長いデータも送信しなければなら
ない。そこで、本実施の形態では、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。

【００２８】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、或は
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。

【００２９】本実施の形態では、第１の周波数６０ｋＨ
ｚの１／８の７．５ｋＨｚを第２の周波数としている
が、前述のような符号化方式を採用しているため、平均
伝送ビットレートは、この２／３の５ｋＨｚとなる。さ
らに、１ブロックが５０ビットなので、１００Ｈｚでは
１ブロック２４ビットのデータを送信していることにな
る。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、ペンアップやダプ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。

【００３０】＜座標検出器１の詳細説明＞図１は、本実
施の形態に係る座標検出器１の内部構成を示すブロック
図である。

【００３１】この座標検出器１には、集光光学系によっ
て高感度に光量検出を行う受光素子６と、結像光学系に
よって光の到来方向を検出する２つのリニアセンサ２０
Ｘ，２０Ｙが設けられており、指示具４に内蔵された発
光素子４１からの光ビームにより、スクリーン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し
ている。

【００３２】＜集光光学系の動作説明＞この受光素子６
には、集光光学系としての集光レンズ６ａが装着されて
おり、スクリーン１０上の全範囲から高感度で所定波長
の光量を検知する。この受光素子６により検知された結
果は、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
タル信号が復調される。

【００３３】図８は、その制御信号の復元動作を説明す
るタイミングチャートである。

【００３４】前述した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。この周波数検波部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ており、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を復調することができる。この検波
方法は広く実用化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。本
実施の形態では、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
ことのな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、一般の赤外線リモートコントローラと識別するこ
とによって誤動作を防止する。

【００３５】この周波数検波部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ＣＭＤに含まれる第２の周波数であるコード変調の周
期はセンサ制御部３１によって検出され、この検出され
た信号によってリニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙが制御され
る。即ち、センサ制御部３１は、図８に示したヘッダ部
のタイミングでリセットされ、その後、変調信号ＣＭＤ
の立ち下がりに位相同期した信号ＬＣＫを生成する。従
って、この生成された信号ＬＣＫは、指示具４の発光の
有無に同期した一定周波数の信号となる。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ＲＣ
Ｌ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。

【００３６】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。

【００３７】図９は、光出力信号ＬＳＧが無くなり、一
連の動作が終了した時におけるタイミングチャートを示
す。

【００３８】光出力信号ＬＳＧから検波された変調信号
ＣＭＤがロウ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がロウレベルになり、更に、セン
サ２０Ｘ，２０Ｙの動作有効を示す信号ＣＯＮもロウレ
ベルとなる。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。

【００３９】＜結像光学系の動作説明＞図５は、本実施
の形態に係る座標検出器１における２つのリニアセンサ
２０Ｘ，２０Ｙの配置関係を示す図である。

【００４０】結像光学系としての円筒レンズ９０Ｘ，９
０Ｙによって光スポット５の像が各センサの感光部２１
Ｘ，２１Ｙ上に線状９１Ｘ，９１Ｙに結像される。ここ
で、円筒レンズ９０Ｘ，９０Ｙの軸方向が互いに直角と
なるよう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８６の光軸とほぼ交わ
るように配置されている。

【００４１】このように配置することで、スクリーン１
０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に設けた検出部８８（図１）で
検出し、その検出結果を画像信号処理部８１から座標演
算部３２に送り、後述するように倍率補正を行なうよう
にしている。これにより、例え設置位置が変更されて
も、常に精度の高い座標が検出できるようになってい
る。また、画像信号処理部８１で電子ズーム機能による
拡大や位置シフトを行なう場合でも、この変化量を座標
演算部３２に送ることで、倍率補正やシフト補正を可能
にしている。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。なお、投射レンズ８６の画角やシフト
量を検出する検出部８８としてはエンコーダ等が通常使
われるが、これ以外の周知の構成でも良い。

【００４２】なお、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
いていてもスクリーン上の動きに比例した位置に出力が
得られるからである。

【００４３】そして、これら２つのセンサ２０Ｘ，２０
Ｙ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３１Ａによっ
てデジタル信号として座標演算部３２に送られ、出力座
標値を計算し、さらに前述のように画像信号処理部８１
からの画角とシフト量の情報により補正演算を行なう。
その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（図示せず）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
行わせるために、通信制御部３３の方からセンサ制御部
３１、座標演算部３２へモード切換え信号が送られる。

【００４４】本実施の形態では、光スポット５の像が各
センサの画素の数倍の像幅となるように赤外透過フィル
タに光拡散フィルムを貼り付けたものを円筒レンズ９０
Ｘ，９０Ｙの前に挿入し、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
下の像幅となり、このような状態では画素間分割演算結
果が階段状に歪んでしまうことがわかった。そこで、像
幅が３０から６０μｍ程度となるような光拡散性のフィ
ルムを選んで用いた。あまり拡散性が強いと大きくぼけ
てしまい、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してい
る。

【００４５】この光拡散性のフィルムとしては、ＰＥ
Ｔ、ＴＡＣ、ＰＣ、ウレタンなど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。本実施の形態では、アクリル
性の板材に赤外光透過特性を持たせた赤外フィルタ板に
ＰＥＴ製の拡散フィルムを接着して用いており、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して接着工程を
省き、適当な特性のものを製作可能なことはいうまでも
ない。

【００４６】なお、結像レンズ９０Ｘ，９０Ｙの光源側
の直近に前記拡散フィルムを設置する場合、入射瞳の大
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虞がな
いという効果がある。

【００４７】アレイ状に配置されたＸ座標検出用リニア
センサ２０Ｘ、Ｙ座標検出用リニアセンサ２０Ｙは同一
の構成であり、その内部構成を図７示す。

【００４８】受光部であるセンサアレイ２１は、Ｎ個の
画素（本実施の形態では６４画素）を有し、その受光量
に応じた電荷が積分部２２に貯えられる。この積分部２
２はＮ個分のユニットで構成されており、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
Ｎ個の電荷は、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
のユニットで構成されており、指示具４の発光タイミン
グに同期した信号ＬＣＫのハイレベルとロウレベルとに
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個の電荷を蓄積するリニア
ＣＣＤ部２５に転送される。

【００４９】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ＣＣＤ
部２６に順次転送される。このリングＣＣＤ部２６は、
信号ＲＣＬがハイレベル（センサ２０Ｘ，２０Ｙがリセ
ット）のときにＣＬＲ部２７で空にされた後、リニアＣ
ＣＤ部２５からの電荷を順次蓄積していく。

【００５０】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している。実際に
は、隣接した電荷量の差分、即ち、発光素子４１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。

【００５１】図１１は、この時得られるリニアセンサ２
０Ｘ，２０Ｙの出力波形の一例を示す図である。

【００５２】図１１において、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、即ち、外乱光のみの波形であ
る（図７に示したように、リングＣＣＤ部２６には、こ
れらＡ，Ｂの波形に対応する画素の電荷が隣接して並ん
でいる）。アンプ２９は、その隣接する電荷量の差分値
（Ｂ−Ａ）の波形を非破壊で増幅して出力する。これに
より指示具４からの光のみの像の信号を得ることがで
き、外乱光（ノイズ）の影響を受けることなく安定した
座標入力が可能となった。

【００５３】また図１１に示した（Ｂ−Ａ）の波形の最
大値をＰＥＡＫ値と定義し、光に対してセンサが機能す
る蓄積時間を増大させることにより、その時間に応じて
ＰＥＡＫ値が増大する。言い換えれば、信号ＬＣＫの１
周期分の時間を単位蓄積時間とし、それを単位として蓄
積回数ｎを定義すれば、この蓄積回数ｎを増大させるこ
とによりＰＥＡＫ値が増大し、このＰＥＡＫ値が所定の
大きさ「ＴＨ１」に達したことを検出することにより、
常に一定した精度の出力波形を得ることができる。

【００５４】一方、外乱光が非常に強い場合、差分波形
（Ｂ−Ａ）のピーク値が十分な大きさになる前に、リン
グＣＣＤ部２６の転送電荷が飽和してしまう虞がある。
このような場合を考慮して、このセンサにはスキム機能
を有するスキム部（ＳＫＩＭ）２８が付設されている。
このスキム部２８は、非点灯信号のレベルを監視し、図
１１において、ｎ回目のＡnで信号レベルが所定の値
（Ｓ）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で示すような波形
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。従って、点滅光の光量が微弱であって
も、多数回積分動作を実行することにより、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。

【００５５】図１２は、本実施の形態に係るセンサ制御
部３１におけるリニアセンサ２０Ｘ，２０Ｙのセンサ制
御の一連の動作を示すフローチャートである。

【００５６】センサ制御部３１は、まずステップＳ１０
１でセンサ制御動作を開始し、次にステップＳ１０２に
おいて、信号ＣＯＮがハイレベルかどうかを監視する。
信号ＣＯＮがハイレベルになる（センサ２０Ｘ，２０Ｙ
が動作可能）とステップＳ１０３に進み、蓄積回数ｎを
“０”にリセットし、動作フラグｐｏｎを“１”にセッ
トする。次にステップＳ１０４に進み、センサ出力のＰ
ＥＡＫ値（ピークレベル）が所定の大きさ「ＴＨ１」よ
り大きいか否かを判定する。ここで「ＴＨ１」より小さ
い場合はステップＳ１０５に進み、蓄積回数ｎが第１の
所定回数「ｎ0」を超えているかを判定する。超えてい
なければステップＳ１０６に進み、蓄積回数ｎを＋１し
てステップＳ１０４に戻る。こうしてＰＥＡＫ値が「Ｔ
Ｈ１」より大きくなるか、或はｎの値が“ｎ0”を超え
るとステップＳ１０７に進み、積分停止信号ＲＯＮをハ
イレベル（Ｈｉ）にし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。

【００５７】その後、ステップＳ１０８とステップＳ１
０９のループで、蓄積回数ｎが第２の所定回数“ｎ1”
を超えるとステップＳ１１０に進み、積分停止信号ＲＯ
Ｎがロウレベルになる。これと同時に、信号ＬＣＫの周
期の数倍（図８では２倍）の間、センサリセット信号Ｒ
ＣＬがハイレベルになってリングＣＣＤ部２６が空にさ
れた後、ステップＳ１１２に進み、信号ＣＯＮがハイレ
ベルかどうかを調べ、そうであれば、その間はこの動作
が繰り返され、前記の所定回数“ｎ1”で定まる周期ご
とに座標値演算が行われる。

【００５８】また、ごみなどの影響で信号ＣＯＮのレベ
ルが低下しても、１サイクルだけ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がロウレベルであれば、ステップ
Ｓ１０２からステップＳ１１３に進み、動作フラグｐｏ
ｎが“０”にリセットされ、シンク信号待ちの状態にな
ってステップＳ１０１に戻る。

【００５９】このステップＳ１１１におけるドロップア
ウト対策部分は、１周期でなくもっと長くしてもよく、
外乱が少なければ、逆に無くしてしまってもよいことは
言うまでもない。なお、ここの１周期を前述のデータブ
ロックの周期の自然数倍として、シンクコードのタイミ
ングと一致させ、信号ＣＯＮの代りにシンクコード検出
信号を用いても同様の動作を行うことができる。

【００６０】また、座標検出器１に到達する指示具４の
光は、指示具４に内蔵された電源部（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。

【００６１】しかしながら本実施の形態では、このよう
な場合であっても、積分回数が自動的に追従して常に安
定した出力信号を得ることができるので、安定した座標
検出が可能となるという優れた効果が得られる。またポ
インタである光ビームがあまり散乱されずにセンサに入
射した場合は、かなり強い光が入る事になるが、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。

【００６２】また、画面に直接接触させて使用するＬＥ
Ｄを用いたペンタイプと光を照射するポインタとを併用
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１２で説明した積分回数ｎ0，ｎ1を、ＩＤ
信号によってペンかポインタかを判別して切換え、ペン
の場合はサンプリングを高速に、ポインタの場合は低速
にすることも可能である。実際、文字入力のように繊細
な描画作業はポインタでは不可能であり、むしろ低速サ
ンプリングによって滑らかな線を描けるほうが使い勝手
がよく、このような切換えを設けることも有効である。

【００６３】以上述べてきたように、点滅光に高周波数
のキャリアを加え、そのキャリアを周波数検波して得た
所定周期の復調信号によって積分動作のタイミング制御
を行うようにしたので、指示具と搬像部とをコードレス
で同期させることができ、使い勝手の良い座標入力装置
を実現することができた。また、光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
可能となるという優れた利点も得られる。また、積分部
２２からの差分信号中のピークレベルが所定レベルを超
えたことを検出して積分動作を停止させる積分制御部を
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。

【００６４】＜座標値演算＞以下、座標演算部３２にお
ける座標演算処理について説明する。

【００６５】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Ａ／Ｄ変換
部３１Ａでデジタル信号に変換されて座標演算部３２に
送られ、その座標値が計算される。この座標値の演算で
は、まずＸ座標、Ｙ座標の各方向の出力データに対し
て、センサ上の座標値（Ｘ１，Ｙ１）が求められる。な
お、この演算処理は、Ｘ，Ｙ同様であるので、Ｘのみに
ついて説明する。

【００６６】図１１は、本実施の形態に係る座標演算部
３２における座標演算の処理の流れを示すフローチャー
トである。

【００６７】まずステップＳ２０１で処理を開始し、ス
テップＳ２０２で、任意の座標入力点（後述する基準点
設定モードでは座標が既知の所定点）での各画素の差分
信号である差分データＤx（ｎ）（本実施の形態の場
合、画素数ｎ＝６４）が読み込まれて不図示のバッファ
メモリに貯えられる。次にステップＳ２０３に進み、そ
の差分データと予め設定しておいた閾値Ｖとを比較し、
この閾値Ｖ以上のデータ値Ｅx（ｎ）（＝Ｄx（ｎ）−
Ｖ）を導出する。このデータ値Ｅx（ｎ）を用いて、ス
テップＳ２０４で、センサ上の座標Ｘ１を算出する。

【００６８】本実施の形態では、重心法により、即ち、 Ｘ１＝ΣｎＥx（ｎ）／ΣＥx（ｎ） によりデータの重心を算出しているが、出力データＥx
（ｎ）のピーク値を求める方法（例えば微分法による）
等、計算の方法は複数あることは言うまでもない。

【００６９】次にステップＳ２０５に進み、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、予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。

【００７０】ここでも上述の場合と同様にＸ方向のみに
ついて説明すると、スクリーン１０上のＸ座標、Ｙ座標
が既知の点（α1，β1）、及び（α2，β2）で、指示具
４を位置付けて、前述のステップＳ２０２〜Ｓ２０４を
各々実行し、各々の点で得られるＸ方向センサ２０Ｘの
重心値を、Ｘ１1、Ｘ１2として導出し、その値、及び既
知の座標値α1、α2を各々ステップ２１０で記憶する。
これら記憶された値を用いて、通常の座標算出時には、
ステップＳ２０６で導出すべき座標入力点のＸ座標を算
出することができる。この計算式は、 Ｘ座標＝（Ｘ１−Ｘ１1）（α2−α1）／（Ｘ１2−Ｘ１
1）＋α1 となる。

【００７１】次にステップＳ２０７に進み、より高性能
な座標入力装置を提供することを目的として、必要に応
じて座標値の校正（例えば光学系のレンズ収差を補正す
るためにソフト的な演算でその歪みを補正する等）を
し、座標値を確定する。即ち、この補正演算では、画像
信号処理部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。

【００７２】こうして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り、また目的に応じてデ
ータを間引く（例えば確定座標１０個毎に１個のデータ
のみ出力）等も可能であるが、以下の仕様等を想定する
場合には重要である。

【００７３】即ち、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。即ち、ポインタとして使用す
る場合には、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、ペンのように使用する場合には、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。

【００７４】本実施の形態では、指示具４からの制御信
号によりＩＤを送信しているため、ポインタタイプか否
か、先端のスイッチが押されているか否かを判定でき
る。これにより、その指示具４はポインタとして、或い
はペンとして使用されているかどうかを判定できる。も
し、ポインタとして使用されていれば、ステップＳ２０
８からＳ２０９に進み、例えば前回、或は前々回（この
場合には、ステップＳ２０９の判断が「count＞3」にな
る）の出力座標値（Ｘ-1，Ｙ-1）、（Ｘ-2，Ｙ-2）を用
いて移動平均を計算して今回の出力座標値（Ｘ，Ｙ）を
求める様にすれば、よりぶれの少ない操作性の良い構成
となる。

【００７５】尚、本実施の形態では、単純な移動平均を
用いているが、このような平滑化処理に用いる関数とし
ては、他にも差分絶対値を大きさにより非線型圧縮した
り、移動平均による予測値を用いて、これとの差分を非
線型圧縮するなどの各種計算方法が適用能である。要
は、指示具４からの制御信号を基に、ポインタとして使
用している場合は平滑化を強目にし、そうでない場合は
弱めに切り替えることができるため、それぞれ使い勝手
のよい状態を実現でき、この点でも本実施の形態による
効果は大きい。

【００７６】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１０
［ｍ秒］の間に終了すればよく、原データは６４画素×
２（ｘ及びｙ）×（Ａ／Ｄ変換部）８（ビット）と非常
に少ない上、収束演算も必要無いので、低速の８ビット
の１チップ・マイクロプロセッサで十分処理が可能であ
る。

【００７７】このため、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という利点もある。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。

【００７８】上述したような演算処理によって求めた座
標値（Ｘ，Ｙ）を示すデータ信号は、座標演算部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
信号とが入力されている。そして、これらデータ信号お
よび制御信号は、共に所定の形式の通信信号に変換され
て外部の表示制御装置に送出される。これによりスクリ
ーン１０上のカーソルやメニュー、文字や線画の入力な
どの各種操作を行うことができる。前述したように、６
４画素のセンサを使った場合でも、１０００画素を超え
る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。

【００７９】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座標の各々を２倍の画
素数にするだけで済む。従って、画素数を増やし、更に
高分解能にすることも容易にできる。

【００８０】以上説明したように本実施の形態１によれ
ば、指示具４により座標入力面上の任意の位置に生成さ
れる光スポットを撮像する撮像部としてリニアセンサを
２個直角にならべ、これらの検出座標軸上の正面方向の
位置がほぼ投射レンズの光軸に一致するように取付ける
ことにより、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している。こ
うすることにより、高精度、高分解能の座標値を得るこ
とができ、更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得ることができるという優れ
た効果が得られた。

【００８１】［実施の形態２］図６は、本発明の実施の
形態２に係る座標入力装置の構成を示すブロック図で、
前述の図１と共通する部分は同じ番号で示し、それらの
説明を省略する。

【００８２】図に示すように、倍率とシフトが光学的な
もののみである場合は、前述の実施の形態１の場合のよ
うに検出部８８で画角を検出するのでなく、投射レンズ
８６で検出した画角等の情報を直接、座標演算部３２に
出力する構成でもよい。

【００８３】［実施の形態３］図１４及び図１５は、本
発明の実施の形態３に係る、画像信号処理部８１が有す
る台形ひずみの修正機能を説明する図である。

【００８４】図１４は、台形１００Ａを長方形１００に
補正するような台形歪みの補正を、電子的に実行する機
能を画像信号処理部８１が有する場合、この補正情報を
画像信号処理部８１から座標演算部３２に送ることで補
正可能である。

【００８５】また、図１５に示すように、台形１００Ｂ
を光学的に補正して長方形１００に変換する場合には、
図６の投射レンズ８６で検出し、これを座標演算部３２
に出力することにより、同様に補正可能である。

【００８６】なお、上記の例ではいずれも座標演算部３
２で各種補正を行なっているが、本発明はこれに限定さ
れるものでなく、接続された外部装置において補正する
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５に示すように、ＸＹ方向の２つ
のセンサを共に、投射レンズ８６の光軸に近い位置に設
置してあるが、いずれか一方でも近い効果が得られるこ
とはいうまでもない。

【００８８】なお本発明は、複数の機器（例えばホスト
コンピュータ、インターフェース機器、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（または記録媒体）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
ラムコードを読み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。この場合、記憶媒体から読
み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。また、
コンピュータが読み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オペレーティングシステム(OS)
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。

【００９０】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
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、その機能拡張カ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。

【００９１】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、画角変化や台形歪みの光学的又は電気的補正の状態
値を座標演算部が検出できることにより、この歪みが自
動的に補正された座標値を出力することができる。これ
により、座標検出器や投射型表示装置の設置作業を、よ
り容易にできるという効果がある。

【００９２】特に携帯型フロント投射型プロジェクタの
ように、その設置状態を頻繁に変える必要のある場合で
も、その設置及び調整作業を容易にできるという効果が
ある。

【００９３】また本実施形態では、指示具により座標入
力面上の任意の位置に生成される光スポットを撮像する
撮像部としてリニアセンサを２個直角にならべ、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の光軸
に一致するように取付けられているため、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
することがなく、設置作業がより容易になるという効果
がある。

【００９４】また本実施の形態では、リニアセンサとし
て、複数の光電変換センサが直線状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を有
し、座標演算部は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デジタル化して座標演算を
行ない、そのセンサアレイの画素数の約２のｎ乗倍の分
解能の座標値を出力することにより、外乱光を抑圧しな
がら、かつ高分解能で座標を検出することができる。こ
れにより、より精度の高い座標検知を実現できるという
効果がある。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、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
検出して補正することにより、高分解能でかつ安価な座
標入力装置及びその方法を提供することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態１に係る座標入力装置の座標検出
器の機能構成図である。

【図２】本実施の形態に係る光学式座標入力装置の全体
構成を説明する図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る光学式座標入力装置
の指示具の構成を説明する図である。

【図４】本実施の形態の指示具におけるスイッチの状態
とその機能との関連を説明する図である。

【図５】本実施の形態に係る光学式座標入力装置におけ
るリニアセンサの配置関係を示す斜視図である。

【図６】本実施の形態２に係る座標入力装置の座標検出
器の機能構成図である。

【図７】本実施の形態に係るリニアセンサの構成を示す
ブロック図である。

【図８】本実施の形態に係る光学式座標入力装置におけ
る、受光素子の出力信号から制御信号を復元する動作を
表わす信号波形を示すタイミングチャートである。

【図９】本実施の形態に係る光学式座標入力装置におけ
る、受光素子の出力信号から制御信号を復元する一連の
動作の終了時を説明するタイミングチャートである。

【図１０】本実施の形態に係る光学式座標入力装置にお
けるリニアセンサの出力波形の一例を示す波形図であ
る。

【図１１】本実施の形態に係る光学式座標入力装置にお
けるリニアセンサのスキム動作を説明する波形図であ
る。

【図１２】本実施の形態に係る光学式座標入力装置にお
ける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１３】本実施の形態に係る光学式座標入力装置にお
ける座標演算処理を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の実施の形態３に係る電子的台形歪み
補正を説明する図である。

【図１５】本発明の実施の形態３に係る電子的台形歪み
補正を説明する図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 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 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 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） 5B068 AA04 AA11 BD02 BD09 BD21 BE08 CC11 DD00 5B087 AA02 AD07 AE00 BC03 BC17 BC32 CC09 CC26 CC33 DD02 DJ03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投射型画像表示手段と、前記投射型画像
   表示手段の画像表示領域を含む所定の座標入力領域内の
   任意の位置に光スポットを生成する指示具と、前記光ス
   ポットを撮像する撮像手段とを具備する座標入力装置で
   あって、 前記投射型画像表示手段の投射光学系の画角及び／又は
   歪み補正状態を検出して補正情報を出力する検出手段
   と、 前記検出手段により出力される前記補正情報を用いて、
   前記撮像手段により撮像された信号から、前記座標入力
   領域内における前記光スポットの位置に応じた座標出力
   信号を生成する座標演算手段と、を有することを特徴と
   する座標入力装置。
2. 【請求項２】 投射型画像表示手段と、前記投射型画像
   表示手段の画像表示領域を含む所定の座標入力領域内の
   任意の位置に光スポットを生成する指示具と、前記光ス
   ポットを撮像する撮像手段とを具備する座標入力装置で
   あって、 前記投射型画像表示手段の映写画像の大きさ及び／又は
   歪みの画面補正情報を用いて、前記撮像手段により撮像
   された信号から、前記座標入力領域内における前記光ス
   ポットの位置に応じた座標出力信号を生成する座標演算
   手段と、を有することを特徴とする座標入力装置。
3. 【請求項３】 前記撮像手段は、 直交するＸＹ２軸方向の座標をそれぞれ検出する２組の
   センサを有し、 前記２組のセンサの少なくとも一つの軸方向が前記投射
   型画像表示手段の投射レンズの光軸とほぼ一致するよう
   に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の座標入力装置。
4. 【請求項４】 前記２組のセンサは、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、 前記センサアレイのそれぞれからの出力電荷を所定の周
   期に同期して点灯時と非点灯時の信号を別々に積分して
   保持する電荷転送部を具備する積分手段とを有し、 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デジタル化して
   座標演算を行ない、前記センサアレイの画素数の約２の
   n乗倍の分解能の座標値を出力することを特徴とする請
   求項３に記載の座標入力装置。
5. 【請求項５】 投射型画像表示部と、前記投射型画像表
   示部の画像表示領域を含む所定の座標入力領域内の任意
   の位置に光スポットを生成する指示具と、前記光スポッ
   トを撮像する撮像部とを具備する座標入力装置における
   座標入力方法であって、 前記投射型画像表示部の投射光学系の画角及び／又は歪
   み補正状態を検出して補正情報を出力する検出工程と、 前記検出工程で出力される前記補正情報を用いて、前記
   撮像部で撮像された信号から、前記座標入力領域内にお
   ける前記光スポットの位置に応じた座標出力信号を生成
   する座標演算工程と、を有することを特徴とする座標入
   力方法。
6. 【請求項６】 投射型画像表示部と、前記投射型画像表
   示部の画像表示領域を含む所定の座標入力領域内の任意
   の位置に光スポットを生成する指示具と、前記光スポッ
   トを撮像する撮像部とを具備する座標入力装置における
   座標入力方法であって、 前記投射型画像表示部の映写画像の大きさ及び／又は歪
   みの画面補正情報を用いて、前記撮像部で撮像された信
   号から、前記座標入力領域内における前記光スポットの
   位置に応じた座標出力信号を生成する座標演算工程と、
   を有することを特徴とする座標入力方法。
7. 【請求項７】 前記撮像部は、 直交するＸＹ２軸方向の座標をそれぞれ検出する２組の
   センサを有し、 前記２組のセンサの少なくとも一つの軸方向が前記投射
   型画像表示部の投射レンズの光軸とほぼ一致するように
   配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載
   の座標入力方法。
8. 【請求項８】 前記２組のセンサは、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、 前記センサアレイのそれぞれからの出力電荷を所定の周
   期に同期して点灯時と非点灯時の信号を別々に積分して
   保持する電荷転送部を具備する積分部とを有し、 前記座標演算部は、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デジタル化して座標
   演算を行ない、前記センサアレイの画素数の約２のn乗
   倍の分解能の座標値を出力することを特徴とする請求項
   ７に記載の座標入力方法。