JP2006301743A - 座標入力装置及びその制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 入力された座標を精度良く検出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供する。
【解決手段】 座標入力領域に対し光を投光する投光部と、到来光を受光する受光部とを備える、前記座標入力領域の周辺に設けられた複数のセンサユニットと、座標入力領域の周辺部に設けられ、入射光を再帰的に反射する複数の再帰的反射部とを備える。そして、指示具による指示によって、複数のセンサユニットそれぞれから得られる、遮光領域を含む光量分布に基づいて、指示具の指示位置の座標を算出する。ここで、複数のセンサユニットに関わる三次元的遮光検出領域が、座標入力領域に対応する共通の三次元的立体形状である。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置及びその制御方法、プログラムに関するものである。

座標入力面に、指示具（例えば、専用入力ペン、指等）によって指示して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存在する。

従来より、この種の座標入力装置としては、タッチパネルとして、各種方式のものが提案、または製品化されており、特殊な器具などを用いずに、画面上でパーソナルコンピュータ等の端末の操作が簡単にできるため、広く用いられている。

座標入力方式としては、抵抗膜を用いたもの、また、超音波を用いたものなど、さまざまなものがあるが、光を用いたものとして、例えば、特許文献１がある。この特許文献１では、座標入力領域の外側に再帰性反射シートを設け、座標入力領域の角端部に配置された光を照明する照明部と光を受光する受光部とにより、座標入力領域内において指等の光を遮蔽する遮蔽物と受光部間の角度を検出し、その検出結果に基づいて、その遮蔽物の指示位置を決定する構成が開示されている。

また、特許文献２や３等にあるように、再帰反射部材を座標入力領域周辺に構成し、再帰反射光が遮光される部分（遮光部分）の座標を検出する座標入力装置が開示されている。

これらの装置において、例えば、特許文献２では、微分等の波形処理演算によって受光部が受光する遮蔽物による遮光部分のピークを検出することにより、受光部に対する遮光部分の角度を検出し、その検出結果からその遮蔽物の座標を算出している。また、特許文献３では、特定のレベルパターンとの比較によって遮光部位の一方の端と他方の端を検出し、それらの座標の中心を検出する構成が示されている。

ここで、特許文献１乃至３のような、遮光位置を検出して座標を算出する方式を、以下、遮光方式と称する。

また、更に、このような遮光方式の座標入力装置においては、特に、その座標入力領域のサイズが大きい場合には、複数の操作者が同時に入力することを許容して、利便性を向上し、より効率的な会議等の用途での要求がある。そのため、複数の同時入力に対応する座標入力装置が考案されている。

複数の座標を同時に入力するために、特許文献４〜特許文献６では、一つの受光センサで複数の遮光部分の角度を検出し、各センサの角度の組み合わせから数点の入力座標候補を算出し、更に、その入力座標候補から実際に入力した座標を判別する技術が開示されている。

例えば、２点入力の場合には、入力座標候補として最大４点の座標を算出し、この４点の内、実際に入力した座標２点を判定し、出力する。つまり、この判定は、複数の入力座標候補の中から、実際の入力座標と虚偽の入力座標を選別して、最終的な入力座標を判定する。そして、この判定を、ここでは「虚実判定」と呼ぶことにする。

この虚実判定の具体的な方法としては、特許文献５や特許文献６では、従来の座標入力領域の一辺の両端に、座標入力領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて設置される第１及び第２センサの他に、これも、第１及び第２センサから入力領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて第１及び第２センサの間の位置に設置される第３センサを設ける。そして、この第３センサにおける第１及び第２センサの角度情報とは異なる角度情報に基づいて、第１及び第２センサで検出された複数の角度情報に対し、この虚実判定を行う技術が開示されている。

一方で、複数のセンサユニットを所定間隔空けて座標入力領域上の周囲に配置し、ほぼ同じ方向、ほぼ同じ領域を観測させることにより、複数の遮光影が重複した場合でも、一方の影が他方の影に完全に隠れて検出されることを回避する方法が提案されている。また、複数の影が重複したとき、其々の影の一方の端部を観測することにより、影が存在する方向を其々検出する方法が提案されている。
米国特許第４５０７５５７号公報 特開２０００−１０５６７１号公報 特開２００１−１４２６４２号公報 特開２００２−０５５７７０号公報 特開２００３−３０３０４６号公報 特許登録第２８９６１８３号

上述の遮光方式の座標入力装置では、光を遮ることによって形成された影を、その数、位置、影の強度とも全てのセンサが互いに矛盾のない基準で正確に検出しなければならない。しかるに、センサと再帰反射部材との位置関係、及びセンサにおける投光部と受光部の位置関係等から、それぞれのセンサから見た影の強度（遮光による光強度の低下率）は、常に、必ずしもそれぞれのセンサで互いに同じ値にはならない。

以下、影の強度（遮光による光強度の低下率）を、「遮光深さ」、「遮光比率」、「遮光率」等と表現する。

このように、影の遮光深さに違いがあると、例えば、本来、所定の複数のセンサから同時に検知されるべき影が、特定のセンサにおいては所定の位置に検知されるにもかかわらず、他の特定のセンサにおいては所定の位置に検知されるべき影が検知されず、すなわち見逃してしまうということが発生する可能性がある。

このように、何れか１つののセンサで本来検出すべき影を検出できなかった場合、入力された座標を正しく検出することができなくなる。また、特に、この問題は、複数の指示具で同時に、複数の入力を行った場合に影響が大きい。例えば、あるセンサで本来検知できるべき影が検知でき無い場合、そのセンサから見て、その影が他の影と重複していると誤認識してしまうこととなる。その結果、実際に指示具によって入力された位置とは異なる本来ありえない位置、即ち、誤った位置の座標を検出してしまう可能性がある。

また、複数のセンサで、本来、検知できるはずの影を検知できない場合、座標をあやまると同時に影の数すなわち入力の数を誤る可能性もある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、入力された座標を精度良く検出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供することを目的とする。

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、
座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置であって、
前記座標入力領域に対し光を投光する投光部と、到来光を受光する受光部とを備える、前記座標入力領域の周辺に設けられた複数のセンサ手段と、
前記座標入力領域の周辺部に設けられ、入射光を再帰的に反射する複数の再帰反射手段と、
指示手段による指示によって、前記複数のセンサ手段それぞれから得られる、光量分布に基づいて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出手段とを備え、
前記複数のセンサ手段に関わる三次元的遮光検出領域が、前記座標入力領域に対応する共通の三次元的立体形状である。

また、好ましくは、前記三次元的遮光検出領域は、前記センサ手段に対向する再帰反射手段の形状と、該センサ手段の遮光検知範囲である遮光検知窓によって規定される三次元的立体である。

また、好ましくは、前記再帰反射手段を構成する部材の上辺は共通の第一の平面を成し、前記部材の下辺は共通の第二の平面を成し、
かつ、前記遮光検知窓の上端部は前記第一の平面上に略位置し、該遮光検知窓の下端部は前記第二の平面上に略位置し、
かつ、前記三次元的立体形状は、前記第一の平面と前記第二の平面に挟まれる空間である。

また、好ましくは、前記遮光検知窓は、前記センサ手段が備える投光部の投光範囲である投光窓の下端と、該センサ手段が備える受光部の受光範囲である受光窓の下端の何れか高い方の位置を下端とし、かつ前記投光窓の上端と、前記受光窓の上端の何れか高い方の位置を上端とすることにより定義される。

また、好ましくは、前記センサ手段は、前記座標入力領域に垂直な方向に関して、前記投光部の視野範囲が該センサ手段に関わる再帰反射手段を包含し、かつ前記受光部の視野範囲が該センサ手段に関わる再帰反射手段を包含する。

また、好ましくは、前記センサ手段は、前記投光部と前記受光部からなる光学ユニットを１つ備える。

また、好ましくは、前記センサ手段は、前記投光部と前記受光部からなる光学ユニットを２つ備える。

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、
座標入力領域に対し光を投光する投光部と到来光を受光する受光部とを備える、前記座標入力領域の周辺に設けられた複数のセンサ手段を備え、前記座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御方法であって、
指示手段による指示によって、前記複数のセンサ手段それぞれから得られる、光量分布に基づいて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出した座標を出力する出力工程とを備え、
前記複数のセンサ手段に関わる三次元的遮光検出領域が、前記座標入力領域に対応する共通の三次元的立体形状である。

上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域に対し光を投光する投光部と到来光を受光する受光部とを備える、前記座標入力領域の周辺に設けられた複数のセンサ手段を備え、前記座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御を実現するプログラムであって、
指示手段による指示によって、前記複数のセンサ手段それぞれから得られる、光量分布に基づいて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出工程のプログラムコードと、
前記算出工程で算出した座標を出力する出力工程とのプログラムコードを備え、
前記複数のセンサ手段に関わる三次元的遮光検出領域が、前記座標入力領域に対応する共通の三次元的立体形状である。

本発明によれば、入力された座標を精度良く検出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

＜実施形態１＞
図１Ａは本発明の実施形態１の座標入力装置の外観構成を示す図である。
図１Ａにおいて、Ｌ１及びＬ２はそれぞれ投光部および受光部を有する光学ユニットであり、これらの２組の光学ユニットによって、センサユニット１Ｌが構成されている。同様に、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ投光部および受光部を有する光学ユニットであり、これらの２組の光学ユニットによって、センサユニット１Ｒが構成されている。
また、センサユニット１Ｌ内の光学ユニットＬ１及びＬ２は、ほぼ同一の方向、同一の視野で、投光／受光を行い、所定の視差をもって到来光を観測するように配置されている。同様に、センサユニット１Ｒ内の光学ユニットＲ１及びＲ２は、ほぼ同一の方向、同一の視野で、投光／受光を行い、所定の視差をもって到来光を観測するように配置されている。
更に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、図示の如く座標入力面であるところの座標入力有効領域３のＸ軸に平行に、かつＹ軸に対称な位置に、所定距離離れて配置されている。センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、制御・演算ユニット２に接続され、制御信号を制御・演算ユニット２から受信すると共に、検出した信号を制御・演算ユニット２に送信する。
４ａ〜４ｃは入射光を到来方向に反射する再帰反射面を有する再帰反射部であり、座標入力有効領域３の外側３辺に図示が如く配置され、それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒから略９０°範囲に投光された光を、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに向けて再帰反射する。

尚、再帰反射部４ａ〜４ｃは、ミクロ的に見て三次元的な構造を有し、現在では、主にビーズタイプの再帰反射テープ、或いはコーナキューブを機械加工等により規則正しく配列することで再帰現象を起こす再帰反射テープが知られている。

再帰反射部４ａ〜４ｃで再帰反射された光は、センサユニット１Ｌ（光学ユニットＬ１及びＬ２）及び１Ｒ（光学ユニットＲ１及びＲ２）によって１次元的に検出され、その光量分布が制御・演算ユニット２に送信される。

座標入力有効領域３は、ＰＤＰやリアプロジェクタ、ＬＣＤパネルなどの表示装置の表示画面で構成することで、インタラクティブな入力装置として、利用可能となっている。

このような構成において、座標入力有効領域３に指や指示具等の指示手段による入力指示がなされると、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内のそれぞれの、光学ユニットＬ１及びＬ２と光学ユニットＲ１及びＲ２の投光部から投光された光が遮られ（遮光部分）、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内のそれぞれの、光学ユニットＬ１及びＬ２と光学ユニットＲ１及びＲ２の受光部ではその遮光部分の光（再帰反射による反射光）を検出できないので、その結果、どの方向からの光が検出できなかったかを判別することが可能となる。

そこで、制御・演算ユニット２は、センサユニット１Ｌ（光学ユニットＬ１及びＬ２）及び１Ｒ（光学ユニットＲ１及びＲ２）が検出する光量変化から、指示具によって入力指示された部分の複数の遮光範囲を検出し、その遮光範囲の情報から、センサユニット１Ｌ（光学ユニットＬ１及びＬ２）及び１Ｒ（光学ユニットＲ１及びＲ２）それぞれに対する遮光範囲の端部の方向（角度）をそれぞれ算出する。また、指示具が信号発信部を有する場合には、その指示具からのペン信号をペン信号受信部５が受信する。

そして、検出された遮光範囲の数に基づいて、座標算出に用いる遮光範囲から得られるデータを決定し、それぞれ算出された方向（角度）、及びセンサユニット１Ｌ（光学ユニットＬ１及びＬ２）及び１Ｒ（光学ユニットＲ１及びＲ２）間の距離情報等から、座標入力有効領域３上の指示具の遮光位置を幾何学的に算出し、表示装置に接続されているホストコンピュータ等の外部端末に、インタフェース７（例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）を経由してその座標値を出力する。

このようにして、指示具によって、画面上に線を描画したり、表示装置に表示されるアイコンを操作する等の外部端末の操作が可能になる。

尚、以下の説明では、座標入力有効領域３に垂直な方向を高さ方向（Ｚ方向）とし、座標入力有効領域３に近い場合を「下」、遠い場合を「上」と表現する。また、図１Ａにおいて、センサユニット１Ｌ（光学ユニットＬ１及びＬ２）及び１Ｒ（光学ユニットＲ１及びＲ２）は、遮光を実効的に検知する範囲（遮光範囲）、即ち、遮光検知窓の実態的存在として表現される。特に、高さ方向の幅は、この遮光検知窓の上端下端の幅を意味する。

即ち、センサユニット１Ｌ（光学ユニットＬ１及びＬ２）及び１Ｒ（光学ユニットＲ１及びＲ２）の半円筒形状の厚さ（Ｚ方向）が高さ方向に定義される実効的遮光検知窓の大きさである。

特に、実施形態１においては、図１Ｂに示すように、再帰反射部４ａ〜４ｃの夫々の上辺と、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの実効的上端とが略同一の平面Ｓ＿ｔｏｐを構成している。また、再帰反射部４ａ〜４ｃの夫々の下辺と、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの実効的下端とが略同一の平面Ｓ＿ｂｏｔｏｍを構成している。

このように、構成することにより、指示具によって遮光された場合に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒでは、常に互いに略同一レベルの遮光比率で影を検出することができる。

尚、図１Ａ及び図１Ｂでは、１つのセンサユニット内に、２つの光学ユニットを内蔵する複眼（二眼）構成の例を挙げているが、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、１つのセンサユニット内に１つの光学ユニットを内蔵する単眼構成とすることも可能である。

そこで、以下では、説明を簡単にするために、図３〜図２３では、図２Ａ及び図２Ｂの単眼構成の場合を例に挙げて説明するが、図１Ａ及び図１Ｂの複眼（二眼）構成、あるいは、１つのセンサユニット内に３個以上の光学ユニットを内蔵する複眼構成であっても、本発明を適用することができる。

但し、複眼構成の場合は、センサユニットを構成する各光学ユニットに対して、以下の説明が適用される。つまり、単眼構成の場合、センサユニットとそれが内蔵する１つの光学ユニットは同一視して説明することができるが、複眼構成の場合、センサユニットを構成する複数の光学ユニットそれぞれに対して、図３〜図２３の説明が適用されることに注意されたい。

＜課題の説明＞
ここで、本発明における、課題を再度、図を用いて詳しく説明する。

図３は本発明における課題を説明するための図である。

従来より、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ、および再帰反射部４（４ａ〜４ｃ）は、できるだけ座標入力面に近づけるよう設計されてきた。また、上記特許文献２等で見られるように、センサユニットにおいて、反射ミラー等の光学部材を用いることにより、投光位置と受光位置をできるだけ、同じ位置、高さにすること、できるだけ座標入力面に近づけること、また、投光／受光ともできる限り平行にする（コリメートする）ことを想定した座標入力装置について言及されている。

ここで、仮に、投光／受光が厚み方向（ここで厚み方向とは、座標入力面（座標入力有効領域３）に垂直な方向（Ｚ方向）を意味する）に完全に平行にされていて、再帰反射部が投光の指向範囲（視野範囲）、受光の指向範囲（視野範囲）を厚み方向において包含するような形と大きさに設定されているのであれば、三次元的遮光検知領域は、再帰反射部の形状にはよらず、投光あるいは受光の光路のみで決まるということができる。

しかしながら、実際には、例えば、エコーバックを表示する表示画面との関わり、装置全体の構造などにより、実装制限を受ける、またコスト、精度などの制限により多くの場合、投光／受光とも厚み方向に十分なコリメートができると状態にあるとは言えない。

このため、多くの場合、現実的には、再帰反射部の幅（厚み方向の幅）より、光学ユニットの投光の指向範囲／受光の指向範囲を厚み方向において広く、即ち、投光／受光の厚み方向の指向範囲が再帰反射部を包含するように構成することにより、三次元的遮光検知領域は、再帰反射部の形状によって決まるように構成されている。

このため、夫々のセンサユニットから見た三次元的遮光検知領域は妥協的な形となり、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの三次元的遮光検知領域は、共通領域とは必ずしもなっていないのが現状である。

本発明は、このような構成において発生する問題を解決する手法を提案するものである。

以下、図３を例に、課題を説明する。

図３では、センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、座標入力面である座標入力有効領域３に対し、再帰反射部４ａ〜４ｃと比べて、より高い位置に設置されている。

実際、表示装置に、この種の遮光方式の座標入力装置を組み込むあるいはオーバーレイする場合、このような構成配置になることが多い。

センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、一定の大きさがあるので、表示画面の黒枠（表示面と同一平面で実際には表示されない外側の部分）に設置することができない。そのため、表示装置の外枠（表示面より一段飛び出した部分、いわゆる額縁）に乗り上げるような配置となる。

一方、座標入力装置としては、違和感のない書き味にするためには、遮光検知領域をできるだけ座標入力面に近づけたいという要望がある。そのため、細長い形状の再帰反射部は、表示画面の黒枠に収める、即ち、表示面に接近した配置となる。

ここで、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ夫々の三次元的遮光検知領域を考えてみる。

まず、センサユニット１Ｌに関しては、センサユニット１Ｌから投光される光は、再帰反射部４ａ及び４ｃのみにおいて、再帰反射して再度、センサユニット１Ｌに戻る。ここで、センサユニット１Ｌの投光／受光の光学系が座標入力面に沿って相当にコリメートされていない限り、現実的には、図４に示すような三次元的な遮光検知領域を形成することとなる。

同様に、センサユニット１Ｒに関しても、図５に示すような三次元的遮光検知領域を形成することとなる。

ここで、図４及び図５から明らかなように、センサユニット１Ｌに関わる三次元的遮光領域と、センサユニット１Ｒに関わる三次元的遮光領域とでは、立体的に異なる。即ち、両者間では、略同一の三次元遮光検知領域を構成しているわけではない。

ここで、図３のＣ点に指示具を挿入することを考える。

Ｃ点では、図４に示すように、センサユニット１Ｌに関する三次元的遮光検知領域は、センサユニット１Ｌに近いため、比較的高い位置（座標入力面から離れた位置）にある。

一方、図５に示すように、センサユニット１Ｒに関する三次元的遮光検知領域は、Ｃ点では、近傍の再帰反射部４ｃの高さに近い高さ、即ち、比較的低い位置（座標入力面に接近した位置）にある。

ここで、図６に示すような、「ペン先高さ 対 遮光率」特性を考える。図６において、横軸は、ペン先高さＨ（即ち、指示具の実効的先端と座標入力面との距離）である。一方、縦軸は、センサユニットにおける遮光率であり、例えば、指示具を座標入力面に近づけて行く場合は、図６において、右から左に移動することとなる。

指示具が挿入されていない時点は、遮光率は０％（規格化光強度１００％）であり、座標入力面に対しある高さ位置まで近づくと、遮光率は上昇し始め（規格化光強度は低下し始め）、さらにある位置でおよそ１００％近くに達し、その後、一定となる。

Ｃ点の位置において、指示具の挿入操作を行った場合、破線がセンサユニット１Ｌに関する遮光率の変位を示す軌跡であり、実線がセンサユニット１Ｒに関するものである。

Ｃ点の近傍において、センサユニット１Ｌに関する三次元的遮光検知領域は高い位置にあるので、図６で示す破線の軌跡が大きく変化する部分は右に寄っている。

一方、センサユニット１Ｒに関する三次元的遮光検知領域は低い位置にあるので、図６中で示す実線の軌跡が大きく変化する部分は左に寄っている。

そして、何れもこの大きく変化する部分が、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの各センサユニットの三次元遮光検知領域を通過する部分であるということができる。

また、これらの図３〜図５に示す構成の場合、Ｃ点の近傍において、センサユニット１Ｌに関する三次元的遮光検知領域は、センサユニット１Ｒに関する三次元的遮光検知領域よりも高さ方向に対して薄いので、図６において、遮光率の軌跡（カーブ）の変化する部分が、センサユニット１Ｌの方がセンサユニット１Ｒに比べて狭くて急峻である。

以上のように、従来構成においては、左右のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒで検知する「ペン先高さ 対 遮光率」特性が異なる。

そして、このよう特性において遮光検知を行う場合、次のような問題が発生する。

例えば、指示具が座標入力面に対して上から挿入されて行き、その高さＨが、図６のＨｔｈ＿Ｒ≦Ｈ≦Ｈｔｈ＿Ｌで示される範囲に至った時で、かつセンサユニット１Ｌ及び１Ｒ夫々が検出する影の強度、即ち、遮光率が所定閾値ｔｈｓｈ０を超えた時に、影が有りと判定するとする。

このような構成の場合、センサユニット１Ｌでは、Ｈ＝Ｈｔｈ＿Ｌのとき、影を最初に検知する。一方、センサユニット１Ｒでは、Ｈ＝Ｈｔｈ＿Ｒのとき、影を最初に検知する。

従って、Ｈｔｈ＿Ｒ≦Ｈ≦Ｈｔｈ＿Ｌで示される範囲にあっては、指示具の影は、センサユニット１Ｌでは観測されるが、センサユニット１Ｒでは観測されない状態となる。

これは、特に、複数入力を行った時、大きい問題となる。

以下、この複数入力時の問題について説明する。まず、この問題を説明するに当たり、単一入力時の座標検出について説明する。

図７は、図３における単一入力操作を上から見た図である。

図７において、Ｃ点の位置に入力を行った場合、通常、図８及び図９のθL、θRの位置に影ができる。ここで、図８は、指示具の高さＨ≦Ｈ２＿Ｒのとき（即ち、指示具が十分座標入力面近傍まできたとき）の、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれが検出する影の形を表している。また、図９は、Ｈｔｈ＿Ｒ≦Ｈ≦Ｈｔｈ＿Ｌのとき（即ち、指示具が座標入力有効領域に入る際、ないし出る際）のときの、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれが検出する影の形を表している。

このとき、上述のように、センサユニット１Ｌからは、指示具の影が検知されていて、センサユニット１Ｒからは指示具の影は検知されていない。

ここで、単一入力の場合は、２つのセンサユニット両方が影を検出した場合のみ、入力あり（一方のみ検知した場合は入力なし）として扱えば問題ない。

ところが、複数入力の場合は問題が大きい、以下、これについて説明する。

図１０は複数入力操作を上から見た図である。

図１０では、Ｐ１２及びＰ２１点に複数入力を行った場合を示している。

この場合、図１１のように、センサユニット１Ｌにおいて、θＬ１、θＬ２の位置に影が検出される。また、センサユニット１Ｒにおいて、θＲ１、θＲ２の位置に影が検出される。この２組の角度データをもとに、４つの座標候補点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１及びＰ２２が算出される。そして、これらの座標候補点の中から、何らかの手段によって虚実判定することにより、例えば、Ｐ１１、Ｐ２２は虚像であり、Ｐ１２、Ｐ２１が実像であることが判別され、座標入力点を決定することになる。

次に、座標入力点が誤検出される場合の複数入力例について説明する。この誤検出パターン（１）としては、図１２に示すように、Ｐ１２点（図７のＣ点に対応）及びＰ２１点で複数入力を行った場合で、かつ各点における指示具の高さＨが図６に示すＨｔｈ＿Ｒ≦Ｈ≦Ｈｔｈ＿Ｌの場合を考える。

このとき、図１３に示すように、センサユニット１Ｒでは、θＲ２が検知されない。

この場合、実際には、Ｃ点（Ｐ１２）、Ｐ２１の位置に２つの入力を行っているにも関わらず、センサユニット１Ｒからは、θＲ１のみ検知されてθＲ２が検知されない（即ち、Ｐ１２の入力の影が観測されない）。そのため、Ｐ１２は、センサユニット１Ｒから重複して観測される点、即ち、図１２のＰ１１が座標入力点であると誤認識をしてしまう。即ち、本来の座標入力点Ｐ１２を座標入力点Ｐ１１と誤検出してしまう。

次に、誤検出パターン（２）として、図１４に示すように、Ｐ１２点（図７のＣ点に対応）及びＰ２１点（Ｃ点に対して、およそ左右対称な位置Ｃ’点）に複数入力を行った場合で、かつＣ点の位置での指示具の高さＨが図６に示すＨｔｈ＿Ｒ ≦ Ｈ ≦ Ｈｔｈ＿Ｌで、Ｃ’点の位置での指示具の高さＨが、図６のセンサユニット１Ｌと１Ｒとの関係を入れ替えた関係で、Ｈｔｈ＿Ｌ（Ｃ´）≦Ｈ（Ｃ´）≦Ｈｔｈ＿Ｒ（Ｃ´）の場合を考える。

このとき、図１５に示すように、センサユニット１ＬからはθＬ２が観測されず、同様に、センサユニット１ＲからはθＲ２が観測されない。この場合、実際には、Ｃ（Ｐ１２）、Ｃ’（Ｐ２１）に入力しているにもかかわらず、夫々、実際に検出している角度θＬ１、θＲ１の交点、即ち、図１４のＰ１１が座標入力点であると誤認識してしまう。即ち、この場合、単一入力であると誤検出してしまう。

このように、指示具の高さＨが所定範囲（例えば、Ｃ点の位置である場合、Ｈｔｈ＿Ｒ≦Ｈ≦Ｈｔｈ＿Ｌ）であるとき、本来、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの両者で検出されるべき影が、ぞれぞれの三次元的遮光検知領域が異なるために、複数入力時で検出した座標候補点から正しい組み合せで座標入力点を検出できない。

また、この所定範囲（例えば、Ｃ点の位置である場合、Ｈｔｈ＿Ｒ≦Ｈ≦Ｈｔｈ＿Ｌ）は、座標入力有効領域に対し、指示具が入る際ないし出る際において必ず存在する。そのため、座標の誤検出や、座標候補点の誤算出が発生してしまう。

そこで、本発明は、これらの問題を解決する構成を提案するものであり、特に、本発明においては、左右のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの三次元的遮光検知領域を同一（共通）にすることにより、これらの問題を解決するものである。

＜共通の三次元的遮光検知領域の定義＞
まず、本発明において提案する構成は、例えば、図４と図５に示す、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ夫々の三次元的遮光検知領域をいかに同一空間にするかということである。

まず、考えられるのは、例えば、センサユニット１Ｌの左辺近傍におけるの光路の断面と、センサユニット１Ｒに関わる再帰反射部４ｂの形状を略同一にするということである。同様に、センサユニット１Ｒの右辺近傍における光路の断面と、センサユニット１Ｌに関わる再帰反射部４ａの形状を略同一にするということである。

このようにすると、図２Ａに示すような、三次元的遮光検知領域を形成することができ、この領域は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒにおいて共通となる。つまり、座標入力有効領域に対応する共通の三次元的立体形状となる。

図２Ａにおいては、再帰反射部４ｃは長方形、再帰反射部４ａ及び４ｂは同一の台形、センサユニット１Ｌ及び１Ｒは対称な形状である。また、センサユニット１Ｌの上端は、再帰反射部４ｂの上辺の延長上にあり、下端は下辺の延長上にある。また、センサユニット１Ｒの上端は、再帰反射部４ａの上辺の延長上にあり、下端は下辺の延長上にある。

＜実効的なセンサユニットの遮光検知窓について＞
上述したように、図２Ａにおいて、センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、光の投光／受光を含めて遮光を実効的に検知する遮光検知窓の実態的存在として、特に。高さ方向に意味をなすように表現されている。即ち、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの半円筒形状の厚さが高さ方向に定義される実効的遮光検知窓の大きさである。

以下、この遮光検出領域（遮光検知窓）の断面について、図１６〜図１９を用いて説明する。

図１６〜図１９においては、センサユニットを構成する、実効的な投光部１０２を格子パターンで、実効的な受光部１０６を斜め縞パターンで表現している。夫々は、図中に示される幅によって、投光の幅（実効的窓の幅）、受光の幅（実効的窓の幅）が表される。また、ここでは、センサユニット１Ｌに着目して説明する。

センサユニットは、投光部と受光部とからなり、これらは本来同一位置に配置すれば、理想的だが現実にはコスト、精度等の制限でそれはできないことが多い。そのため、実際には、以下のような配置構成が採用されている。

（１）投光部１０２が受光部１０６の上に配置される場合（図１６）
（２）受光部１０６が投光部１０２の上に配置される場合（図１７）
（３−ａ）投光部１０２と受光部１０６が横に並んで配置され、投光部１０２の方法が大きい場合（図１８）
（３−ｂ）投光部１０２と受光部１０６が横に並んで配置され、受光部１０６の方法が大きい場合（図１９）
（４）ハーフミラーを用いて、投光部と受光部が等価的に同じ位置に配置される場合
等がある。

本発明においては、座標入力面からの高さ方向のみを問題としているので、（３）と（４）の配置構成は同じ扱いをする。

次に、センサユニットの遮光検知窓がどのように定義されるかについて説明する。

図１６〜図１９において、Ｈ＿ｌｅｄ＿１は実際の投光部の寸法ではなく、実効的な投光部の目の上端の高さ、Ｈ＿ｌｅｄ＿２は下端の高さである。Ｈ＿ｓｅｎｓｅ＿１は実際の受光部の寸法ではなく、実効的に受光部内のセンサの光電変換部に像を結ぶ範囲の上端の高さ、Ｈ＿ｓｅｎｓｅ＿２は下端の高さである。

また、Ｈ＿ｒｅｆ＿１はセンサユニットに対向する再帰反射部４ａの実効的な上端の高さである。Ｈ＿ｒｅｆ＿２はセンサユニットに対向する再帰反射部４ａの実効的な下端の高さである。

指示具の挿入に従って、最初に影が現れる位置（指示具と座標入力面との距離）をＨ＿Ａ、また、影の深さ（遮光率）が略１００％に達する位置（指示具と座標入力面の距離）をＨ＿Ｂで示す。

さらに、重要な点として、厚み方向（座標入力面に垂直な方向）に関して、投光部の視野範囲は、再帰反射領域Ｈ＿ｒｅｆ＿１〜Ｈ＿ｒｅｆ＿２よりも広く、これを包含する。また、受光部の視野範囲も、同様に、再帰反射領域Ｈ＿ｒｅｆ＿１〜Ｈ＿ｒｅｆ＿２よりも広く、これを包含する。

図１６〜図１９においては、投光部の実効的光路は、ｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿１とｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿２で挟まれる領域であり、即ち、投光の窓は、Ｈ＿ｌｅｄ＿１とＨ＿ｌｅｄ＿２で定義される。同様に、受光部の実効的光路は、ｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿１とｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿２で挟まれる領域であり、即ち、受光の窓は、Ｈ＿ｓｅｎｓｅ＿１とＨ＿ｓｅｎｓｅ＿２で定義される。

センサユニットの構成が図１６の場合、指示具がｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿１の位置まで近づいたとき、投光部の実効的光路が遮られるので、ここで、遮光の影が始めて観測される。さらに、指示具がｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿２の位置に至ったとき、投光部の実効的光路が略１００％遮られる。そのため、ここでｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿２より下の部分を残していても、即ち、受光部がまだ完全に遮られていなくても影の遮光率は略１００％に達する。

従って、遮光検知領域は、ｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿１とｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿２の間となる。即ち、センサユニットの遮光検知窓は、上端がＨ＿ｌｅｄ＿１で下端がＨ＿ｌｅｄ＿２である。尚、Ｈ＿ｌｅｄ＿２とＨ＿ｓｅｎｓ＿１に関しては、その順番が入れ替わっても同じである。

次に、センサユニットの構成が図１７の場合、指示具がｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿１の位置まで近づいたとき、受光部の実効的光路が遮られるので、ここで、遮光の影が始めて観測される。さらに、指示具がｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿２の位置に至ったとき、受光部の実効的光路が略１００％遮られる。そのため、ここでｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿２より下の部分を残していても、即ち、投光部がまだ完全に遮られていなくても影の遮光率は略１００％に達する。

従って、遮光検知領域は、ｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿１とｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿２の間となる。即ち、センサユニットの遮光検知窓は、上端がＨ＿＿ｓｅｎｓ＿１で下端がＨ＿ｓｅｎｓ＿２である。尚、Ｈ＿ｓｅｎｓ＿２とＨ＿ｌｅｄ＿１に関してはその順番が入れ替わっても同じである。

次に、センサユニットの構成が図１８の場合、指示具がｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿１の位置まで近づいたとき、投光部の実効的光路が遮られるので、ここで、遮光の影が始めて観測される。さらに、指示具がｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿２の位置に至ったとき、今度は、受光部の実効的光路が略１００％遮られる。そのため、ここでｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿２より下の部分を残していても、即ち、投光部がまだ完全に遮られていなくても影の遮光率は略１００％に達する。

従って、遮光検知領域は、ｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿１とｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿２の間となる。即ち、センサユニットの遮光検知窓は、上端がＨ＿ｌｅｄ＿１で下端がＨ＿ｓｅｎｓ＿２である。

次に、センサユニットの構成が図１９の場合、指示具がｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿１の位置まで近づいたとき、受光部の実効的光路が遮られるので、ここで、遮光の影が始めて観測される。さらに、指示具がｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿２の位置に至ったとき、今度は、投光部の実効的光路が略１００％遮られる。そのため、ここでｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿２より下の部分を残していても、即ち、受光部がまだ完全に遮られていなくても影の遮光率は略１００％に達する。

従って、遮光検知領域は、ｌｉｎｅ＿ｓｅｎｓ＿１とｌｉｎｅ＿ｌｅｄ＿２の間となる。即ち、センサユニットの遮光検知窓は、上端がＨ＿ｓｅｎｓ＿１で下端がＨ＿ｌｅｄ＿２である。

尚、上述したように、例えば、特許文献２等のように、ハーフミラーを用いて投光部ないし受光部の光路を重ねて、仮想的に同一位置に配置するセンサユニットの構成は、ここでは、図１８及び図１９の構成に含まれる。

以上のように、投光部の投光範囲である投光窓と、受光部の受光範囲である受光窓の位置関係を全て考慮して一般化すると、「センサユニットの実効的遮光検知窓の上端は、実効的投光窓の上端と実効的受光窓の上端の内の高い方に等しく」、また、「センサユニットの実効的遮光検知窓の下端は、実効的投光窓の下端と実効的受光窓の下端の内の高い方に等しい」ということができる。

これを、式で整理すると下記のようになる。

Ｈ＿ｏｐｔ＿１＝Ｈｉｇｈｅｒ（Ｈ＿ｌｅｄ＿１，Ｈ＿ｓｅｎｓ＿１） （１）
Ｈ＿ｏｐｔ＿２＝Ｈｉｇｈｅｒ（Ｈ＿ｌｅｄ＿２，Ｈ＿ｓｅｎｓ＿２） （２）
ここで、
Ｈ＿ｏｐｔ＿１ ：センサユニットの実効的遮光検知窓の上端
Ｈ＿ｏｐｔ＿２ ：センサユニットの実効的遮光検知窓の下端
Ｈ＿ｌｅｄ＿１ ：センサユニットの実効的投光窓の上端
Ｈ＿ｌｅｄ＿２ ：センサユニットの実効的投光窓の下端
Ｈ＿ｓｅｎｓ＿１ ：センサユニットの実効的受光窓の下端
Ｈ＿ｓｅｎｓ＿２ ：センサユニットの実効的受光窓の下端
Ｈｉｇｈｅｒ（＊１，＊２） ：＊１，＊２から高い方を選択する演算

＜共通の三次元的遮光検知領域の定義の拡張＞
ここまで述べてきたように、例えば、図２Ａの構成において、図２Ｂに示すような２つの平面Ｓ＿ｔｏｐ、Ｓ＿ｂｏｔｏｍを定義し、２つのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの実行的遮光検知窓の上端が平面Ｓ＿ｔｏｐに、下端が平面Ｓ＿ｂｏｔｏｍに略一致していれば、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに関わる三次元的遮光検知領域を共通にすることができ、夫々のセンサユニットで観測される遮光影の深さ（遮光率）は、略同一の値として観測される。

このことは、上記２つのセンサユニットの場合に限らず、一般的に、３個以上の複数のセンサユニットで構成される座標入力装置において、全てのセンサユニットの実効的遮光検知窓の上端が平面Ｓ＿ｔｏｐに、下端が平面Ｓ＿ｂｏｔｏｍに略一致していれば、全ての三次元的遮光検知領域を共通にすることができる。

尚、図１Ａの複眼構成の場合は、図１Ｂに示すような平面Ｓ＿ｔｏｐ、Ｓ＿ｂｏｔｏｍを定義することになる。この場合、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれが内蔵する光学ユニット、Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１及びＲ２において、それぞれの光学ユニットの実効的遮光検知窓の上端が平面Ｓ＿ｔｏｐに、下端が平面Ｓ＿ｂｏｔｏｍに略一致していれば、全ての三次元的遮光検知領域を共通にすることができ、夫々の光学ユニットで観測される遮光影の深さ（遮光率）は、略同一の値として観測される。

以下、図２Ｂの構成における応用例について、いくつか説明する。

例えば、図２０は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの同一直線状に、新たなセンサユニット１Ｃを配置することにより、２つの座標を入力できるように構成したものである。この場合も、それぞれのセンサユニットの実効的遮光検知窓の上端が平面Ｓ＿ｔｏｐに、下端が平面Ｓ＿ｂｏｔｏｍに略一致していれば、全ての三次元的遮光検知領域を共通にすることができ、夫々の光学ユニットで観測される遮光影の深さ（遮光率）は、略同一の値として観測される。

また、図２１のように、再帰反射部４ｃの形状が台形形状になっていて、平面Ｓ＿ｔｏｐ及びＳ＿ｂｏｔｏｍともＸ方向に勾配を持つような場合においても、それぞれのセンサユニットの実効的遮光検知窓の上端が平面Ｓ＿ｔｏｐに、下端が平面Ｓ＿ｂｏｔｏｍに略一致していれば、全ての三次元的遮光検知領域を共通にすることができ、夫々の光学ユニットで観測される遮光影の深さ（遮光率）は、略同一の値として観測される。

さらには、図２０や図２１のように、各センサユニットが直線上に並ばない場合で、例えば、図２２のように、センサユニット１Ｃが、センサユニット１Ｌ、１Ｒよりも座標入力有効領域３に対し離れた位置に配置されている場合においても、それぞれのセンサユニットの実効的遮光検知窓の上端が平面Ｓ＿ｔｏｐに、下端が平面Ｓ＿ｂｏｔｏｍに略一致していれば、全ての三次元的遮光検知領域を共通にすることができ、夫々の光学ユニットで観測される遮光影の深さ（遮光率）は、略同一の値として観測される。

また、図２３に示すように、さらに新たなセンサユニット２Ｃ，３Ｃなどが加わっても、それぞれのセンサユニットの実効的遮光検知窓の上端が平面Ｓ＿ｔｏｐに、下端が平面Ｓ＿ｂｏｔｏｍに略一致していれば、全ての三次元的遮光検知領域を共通にすることができ、夫々の光学ユニットで観測される遮光影の深さ（遮光率）は、略同一の値として観測される。

即ち、実効的な再帰反射部の上辺及び下辺が、夫々、第一の平面と第二の平面を構成する関係をなしていて、夫々のセンサユニットは、その位置における実効的遮光検知窓が、第一及び第二の平面の間隙を埋める形になっていればよい。

ここで、第一及び第二の平面は何れも曲面や、折れ目のある面ではなく、平面である必要がある。但し、これらの第一及び第二の平面は、必ずしも平行である必要はない。更に、再帰反射部、センサユニットは、必ずしも座標入力有効領域の周辺に沿って位置する必要はなく、所定の条件を満足してさえいれば、少し離れた（下がった）位置からに配置されても良い。

以上、ここまで説明した条件は、あくまでも、指示具による入力があった場合にセンサユニットで観測される影の深さ（遮光率）が、全てのセンサユニットで略同じ値に観測できるということであり、正しい座標を算出するための条件ではない。

即ち、正しい座標を算出するためには、第一及び第二の平面等に略平行な座標入力面方向において、夫々の再帰反射部、夫々のセンサユニットが適正な関係で平面内に配置されていなければならないことは言うまでもない。

本発明の実施形態１、２は、もちろん、上記の条件をも満足するものである。

つまり、本発明における座標入力装置の構成を特徴づける特徴条件を、最も一般化すると
「座標入力領域を囲む夫々の実効的再帰反射部の上辺が略共通の第一の平面を構成し、 前記実効的再帰反射部の下辺が略共通の第二の平面を構成し、
夫々のセンサユニットの実効的遮光検知窓の上端が前記第一の平面に略一致し、前記実効的遮光検知窓の下端が前記第二の平面に略一致する場合に、夫々のセンサユニットで観測される遮光影の深さ（遮光率）は、略同一の値として観測される」
と表現することができる。

＜座標検出原理＞
実施形態１における座標検出原理について説明する。

図２４は本発明の実施形態１の座標検出原理を説明するための図である。

ここで、図２４は、図１Ａ（あるいは図２Ａ）の座標入力装置を上方から見た場合の概略図となっている。また、以下で、図１Ａ（あるいは図２Ａ）や図２４を用いる説明する場合には、必要に応じて、再帰反射部４ａ〜４ｃは、再帰反射部４と総称する。

＜センサユニット１の詳細説明＞
次に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内の構成について、図２５を用いて説明する。尚、ここでは、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれが、光学ユニットＬ１及びＬ２と光学ユニットＲ１及びＲ２を内蔵する二眼構成の場合を例に挙げて説明する。

図２５は本発明の実施形態１のセンサユニットの詳細構成を示す図である。

図２５において、１０１Ａ及び１０１Ｂは、赤外光を発する赤外ＬＥＤであり、各々投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂによって、再帰反射部４に向けて略９０°範囲に光を投光する。ここで、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ中の投光部は、この赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂと、投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂによって実現される。これにより、センサユニット１Ｌ及び１Ｒには、それぞれ２つの投光部が構成されることになる。

そして、投光部より投光された赤外光は、再帰反射部４により到来方向に再帰反射され、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ中の受光部によって、その光を検出する。

受光部は、光線の視野を制限すると共に電気的なシールドをになうシールド部材１０５を設けた１次元のラインＣＣＤ１０４、集光光学系としての受光用レンズ（例えば、ｆθレンズ）１０６Ａ及び１０６Ｂ、入射光の入射方向を概略制限する絞り１０８Ａ及び１０８Ｂ、及び可視光等の余分な光（外乱光）の入射を防止する赤外フィルター１０７Ａ及び１０７Ｂからなる。

そして、再帰反射部４によって反射された光は、赤外フィルター１０７Ａ及び１０７Ｂ、絞り１０８Ａ及び１０８Ｂを抜けて受光用レンズ１０６Ａ及び１０６Ｂによって、ラインＣＣＤ１０４の検出素子１１０面上に集光される。これにより、センサユニット１Ｌ及び１Ｒには、それぞれ２つの受光部が構成されることになる。

部材１０３及び部材１０９は、投光部及び受光部を構成する光学部品を配置するとともに、投光部で投光した光が直接受光部に入射することを防ぐ、あるいは外来光をカットするための上フード１０３、下フード１０９として機能する。

尚、実施形態１においては、絞り１０８Ａ及び１０８Ｂは下フード１０９に一体で成型されているが、別部品であってもよいことはいうまでもなく、さらには、上フード１０３側に、絞り１０８Ａ及び１０８Ｂと受光用レンズ１０６Ａ及び１０６Ｂの位置決め部を設けることで、投光部の発光中心に対する受光部の位置決めを容易にする構成（つまり、上フード１０３のみで、すべての主要な光学部品が配置される構成）に実現することも可能である。

図２６Ａは、図２５の状態のセンサユニット１Ｌ（１Ｒ）を組み上げた状態を、正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見た図である。図２６Ａに示すように、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の２つの投光部は、所定距離ｄ離れた状態で、それぞれの主光線方向が略平行となるように配置され、各々の投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂによって、それぞれ略９０°範囲に光を投光するように構成している。

図２６Ｂは、図２６Ａの太矢印で示される部分の断面図であり、赤外ＬＥＤ１０１Ａ（１０１Ｂ）からの光は、投光レンズ１０２Ａ（１０２Ｂ）により、座標入力面に略平行に制限された光束として、主に再帰反射部４に対して光が投光されるように構成している。

一方、図２６Ｃは、図２６Ａにおける赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂ、投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂ、上フード１０３を取り除いた状態を、正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見た図である。

ここで、実施形態１の場合、投光部と受光部は、座標入力面である座標入力有効領域３の垂直方向に対し重ねた配置構成（図２６Ｂ参照）となっており、正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見て、投光部の発光中心と受光部の基準位置（つまり、角度を計測するための基準点位置に相当し、実施形態１にあっては絞り１０８Ａ（１０８Ｂ）の位置であって、図中の光線が交差する点となる）が一致する構造となっている。

従って、前述した通り、２つの投光部は所定距離ｄ離れた状態で、それぞれの主光線方向略平行となるように配置されているので、２つの受光部も同様に所定距離ｄ離れた状態で、かつ各々の光軸（光学的な対称軸）が略平行となるように構成されている。

また、投光部により投光された座標入力面に略平行な光束であって、面内方向に略９０°方向に投光されている光は、再帰反射部４により光の到来方向に再帰反射され、赤外フィルター１０７Ａ（１０７Ｂ）、絞り１０８Ａ（１０８Ｂ）、集光レンズ１０６Ａ（１０６Ｂ）を経て、ラインＣＣＤ１０４の検出素子１１０面上に集光、結像することになる。

従って、ラインＣＣＤ１０４の出力信号は、反射光の入射角に応じた光量分布を出力することになるので、ラインＣＣＤ１０４を構成する各画素の画素番号が角度情報を示すことになる。

尚、図２６Ｂに示す投光部と受光部の距離Ｌは、投光部から再帰反射部４までの距離に比べて十分に小さな値であり、距離Ｌを有していても十分な再帰反射光を受光部で検出することが可能な構成となっている。

以上説明したように、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）は、少なくとも２つの投光部と、各々の投光部で投光された光を各々検出する２つの受光部（実施形態１の場合、投光部が２組、受光部が２組）を有する構成である。

また、実施形態１にあっては、受光部の一部であるラインＣＣＤ１０４におけるライン状に配置された検出素子１１０の左側部分を第１受光部の集光領域、右側部分を第２受光部の集光領域とすることで、部品の共通化を図っているが、これに限定されるものでなく、各受光部毎に個別にラインＣＣＤを設けてもよいことは言うまでもない。

＜制御・演算ユニットの説明＞
制御・演算ユニット２とセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの間では、主に、受光部内のラインＣＣＤ１０４用のＣＣＤ制御信号、ＣＣＤ用クロック信号と出力信号、及び投光部内の赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂの駆動信号がやり取りされている。

ここで、制御・演算ユニット２の詳細構成について、図２７を用いて説明する。

図２７は本発明の実施形態１の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。

ＣＣＤ制御信号は、ワンチップマイコン等で構成される演算制御回路（ＣＰＵ）２１から出力され、ラインＣＣＤ１０４のシャッタタイミングやデータの出力制御等が行われる。

尚、この演算制御回路２１は、クロック発生回路（ＣＬＫ）２２からのクロック信号に従って動作する。また、ＣＣＤ用のクロック信号は、クロック発生回路（ＣＬＫ）２２からセンサユニット１Ｌ及び１Ｒに送信されると共に、各センサユニット内部のラインＣＣＤ１０４との同期をとって各種制御を行うために、演算制御回路２１にも入力されている。

投光部の赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂを駆動するためのＬＥＤ駆動信号は、演算制御回路２１からＬＥＤ駆動回路（不図示）を介して、対応するセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの投光部内の赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂに供給されている。

センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの受光部内のラインＣＣＤ１０４からの検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ２３に入力され、演算制御回路２１からの制御によって、デジタル値に変換される。この変換されたデジタル値は、メモリ１３２に記憶され、指示具の角度計算に用いられる。そして、この計算された角度から座標値が算出され、外部端末にシリアルインタフェース７（例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ２３２Ｃインタフェース等）を介して出力される。

また、指示具としてペンを用いる場合、ペンからのペン信号を受信するペン信号受信部５からは、ペン信号を復調したデジタル信号が出力され、ペン信号検出回路としてのサブＣＰＵ２４に入力され、ペン信号が解析された後、その解析結果が演算制御回路２１に出力される。

＜センサユニット１の光学配置に関する詳細説明＞
図２８は本発明の実施形態１の座標入力装置の光学的な配置を説明するための説明図である。

図２８では、特に、左側センサユニット１Ｌの配置について説明する。尚、右側センサユニット１Ｒについては、図中Ｙ軸について左側センサユニット１Ｌと対称な関係にある以外は、その特徴は同一なので、その説明は省略する。

先に述べた通り、センサユニット１Ｌには、２組の投光部と受光部（光学ユニットＬ１及びＬ２）を有し、両者の光軸（光学的な対称軸であって、光線１５１、及び光線１６１に相当）は、略平行にかつ所定距離ｄ離れて配置されている。また、センサユニット１Ｌは、そのセンサ面が、座標入力有効領域３の一辺に対し、θｓだけ傾いた方向となるように配置されている。

また、センサユニット１Ｌ中の一方の投光部の投光範囲（もしくは受光部の検出角度範囲）を光線１５２及び光線１５３、もう一方のそれを光線１６２及び光線１６３と定義する。

尚、センサユニット１Ｒには、２組の投光部と受光部（光学ユニットＲ１及びＲ２）を有している。

光線１５２及び光線１５３、もしくは光線１６２及び光線１６３で定義される２組の光学ユニット（投光部及び受光部）の有効視野範囲は略９０°であり、無論その範囲を、例えば、１００°とすることも可能であるが、その有効視野範囲をより大きく設定、設計することは、例えば、光学ユニットを構成する光学部品（例えば、レンズ）の光学歪が大きくなり、安価に光学系を構成するという点で不利となる。

従って、各々の受光部で、投光された光を遮光する指示具の指示位置情報を得るためには、光線１５２及び光線１６３で定義される領域内に、座標入力有効領域を設定するのが好ましい形態である。そこで、座標入力有効領域を図示が如く領域１７１に設定すれば、センサユニット１Ｌ中の２組の受光部で、領域１７１中の指示具（遮光物体）の遮光位置を検出することが可能となる。

しかしながら、このように設定することで、例えば、各部品を内蔵した座標入力装置の筐体１７２と座標入力可能な領域１７１の関係で決まる筐体枠が大きくなり、操作可能な領域に比べ、座標入力装置全体の大きさが大きくなってしまうという課題が生じる。この課題を解決するためには、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）の形状を小さくすることはいうまでも無く、さらには、光線１５１及び光線１６１で定義される２組の光学ユニット（投光部及び受光部）の所定距離ｄをより小さくするのが好ましい。

実施形態１の座標入力装置に有っては、座標入力有効領域３と筐体１７２で決まる筐体枠を極力小さくするために、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の一方の受光部は、座標入力有効領域３の全ての領域を有効視野に収めているが、もう一方の受光部は、図中領域１７３で定義される領域が有効視野外となる設定となっている。

さて、距離ｄは、指示具が座標入力有効領域３の左右端部ないし上端部にあるときに、指示具の方向から見た投影成分、即ち、ｄ＊ｃｏｓ（θＬ−θｓ）が、指示具の半径と略等しくなるよう構成されている。

このようにすることにより、図２８において、背後の指示具が図中の光線１５１及び光線１６１の間の領域に完全に入り込んでしまうことがないように構成されている。

実施形態１は、例えば、図２８中の光学ユニットＬ１、Ｌ２、Ｒ２、Ｒ１夫々から得られる光強度分布を取得する。そして、この光強度分布から夫々の光学ユニットで得られる、影の数、影の位置（角度）を算出し、センサユニット１Ｌを構成する光学ユニットＬ１あるいはＬ２と、センサユニット１Ｒを構成する光学ユニットＲ１あるいはＲ２から得られる４種類の組み合わせ、即ち、（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，Ｒ２）、（Ｌ２，Ｒ１）及び（Ｌ２，Ｒ２）を順番に選択する。

次に、それぞれの組み合わせにおいて、座標候補点の確定ないし座標候補点の重複状況の確定を行い、その中から、適切な光学ユニットの組み合わせを選定する。これにより、座標候補点の中から、実入力点を判定（所謂、虚実判定）し、最終的に、２つの入力座標を決定する。

以降、（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，Ｒ２）、（Ｌ２，Ｒ１）及び（Ｌ２，Ｒ２）の４通りの組み合わせを、「ＬＲ光学ユニット組み合わせ」ないし「ＬＲ組み合わせ」と表現する。
次に、実施形態１における座標算出処理について、図２９を用いて説明する。

図２９は本発明の実施形態１の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１で、光学ユニットＬ１、Ｌ２、Ｒ１及びＲ２の各光学ユニットにおける光強度分布データを取得する。次に、ステップＳ１０２で、取得した光強度分布データより、各光学ユニットが検出する影（遮光影）の数、影の位置（角度）を算出する。

次に、「ＬＲ組み合わせ」及び各光学ユニットが検出する影数に基づいて、各光学ユニットにおける影数の検出状態を判定し、その判定結果に基づいて、座標算出に用いる座標候補点を確定する座標候補点確定ルーチン（ステップＳ１０３〜ステップＳ１１４）を実行する。

特に、実施形態１では、各光学ユニットにおける影数の検出状態として、以下の４種類について考慮する。尚、（Ｌｎ，Ｒｍ）（ｎ＝１、２、ｍ＝１、２）に対する影数の組み合わせを、［Ｘ−Ｙ］（Ｘ＝１、２、Ｙ＝１、２）と表現する。

検出状態［１］：全てのＬＲ組み合わせにおいて、影数が［１−１］である。

検出状態［２］：［２−２］のＬＲ組み合わせが２つ以上存在する。

検出状態［３］：［２−２］のＬＲ組み合わせと［２−１］のＬＲ組み合わせが存在する。

検出状態［４］：［２−１］のＬＲ組み合わせが２つ存在する。

実施形態１では、各光学ユニットにおける影数の検出状態を判定し（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５、ステップＳ１０８及びステップＳ１０９）、その判定した検出状態に応じて予め定義された座標算出方法［１］〜［４］で座標算出を行う（ステップＳ１１０〜ステップＳ１１３）。そして、座標算出結果を出力する（ステップＳ１１４）。一方、上記の検出状態のいずれも判定されない場合は、座標検出が不可能であると判定して、処理を終了する（ステップＳ１０６あるいはステップＳ１０９）。

以下、座標算出方法［１］〜［４］それぞれの詳細について説明する。

座標算出方法［１］（ステップＳ１１０：検出状態［１］の場合）
検出状態［１］の場合とは、単一入力がなされている場合である。この場合、どのＬＲ組み合わせでも座標算出を実行することが可能であるが、例えば、（Ｌ１，Ｒ１）の光学ユニット組み合わせにおいて、後述する＜座標算出処理（１）＞によって座標算出を実行する。

座標算出方法［２］（ステップＳ１１１：検出状態［２］の場合）
検出状態［２］の場合とは、ＬＲ組み合わせ（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，Ｒ２）、（Ｌ２，Ｒ１）及び（Ｌ２，Ｒ２）の中から２組以上［２−２］が存在する場合である。

この中から２つの組を選択し、其々から得られる４座標候補点を比較する。

ここで、具体例として、（Ｌ１，Ｒ１）と（Ｌ２，Ｒ１）が［２−２］である場合を、図３０及び図３１を用いて説明する。

図３０は（Ｌ１，Ｒ１）の組み合わせから、後述する＜座標算出処理（１）＞に基づいて、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２を決定する。同様に、図３１は（Ｌ２，Ｒ１）の組み合わせから、後述する＜座標算出処理（２）＞に基づいて、Ｐ’１１，Ｐ’１２，Ｐ’２１，Ｐ’２２を決定する。

ここで、それぞれのＬＲ組み合わせから得られた４座標候補点の値を比較する。

この中で、現実に入力された座標に基づく座標候補点は、どちらのＬＲ組み合わせにおいても原理的に同じ座標となる。一方、現実に入力された座標に基づかない座標（いわゆる、虚像としての座標候補点）は、光学ユニット位置のオフセットの影響で夫々の組み合わせにおいて異なった座標となる。

従って、それぞれのＬＲ組みあわせから得られた４座標候補点の値を比較して、その比較結果が略一致した座標候補点が、２入力点の真実の座標値であるとして決定することができる。

尚、図３０及び図３１の例では、Ｐ１１，Ｐ２２が現実の入力に基づく２入力点として決定されている。

座標算出方法［３］（ステップＳ１１２：検出状態［３］の場合）
検出状態［３］とは、［２−２］のＬＲ組み合わせと［２−１］のＬＲ組み合わせが存在する場合である。

ここで、具体例として、（Ｌ１，Ｒ２）が［２−２］，（Ｌ１，Ｒ１）が［２−１］の場合を、図３２及び図３３を用いて説明する。

図３２は（Ｌ１，Ｒ２）の組み合わせから、後述する＜座標算出処理（２）＞に基づいて、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２を決定する。同様に、図３３は（Ｌ１，Ｒ１）の組み合わせから、後述する＜座標算出処理（１）＞に基づいて、ＰＰ１，ＰＰ２を決定する。
ここで、図３２におけるＰ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２のなかで、（Ｐ１１，Ｐ２２）または（Ｐ１２，Ｐ２１）のどちらかの内、図３３における（ＰＰ１，ＰＰ２）に相対的に近い座標候補点を選択し、それらを２入力点の座標値の組として決定する。

尚、図３２及び図３３の例では、Ｐ１２，Ｐ２１が現実の入力に基づく２入力点として決定されている。

座標算出方法［４］（ステップＳ１１３：検出状態［４］の場合）
検出状態［４］とは、［２−１］のＬＲ組み合わせが２つ存在する場合である。

ここで、具体例として、（Ｌ１，Ｒ１）と（Ｌ１，Ｒ２）が［２−１］である場合を、図３４及び図３５を用いて説明する。

図３４においては、光学ユニットＲ１から検出される重複した１つの影の両端の略中心部分を近似的に１つの角度θＲとして扱い、＜座標算出処理（２）＞に基づいて、ＰＰ１、ＰＰ２を決定する。あるいは、図３５においては、光学ユニットＲ２から検出される重複した１つの影の両端の略中心部分を近似的に１つの角度θＲとして扱い、＜座標算出処理（３）＞に基づいて、ＰＰ’１、ＰＰ’２を決定する。

そして、通常は、図３５に示すように、影の重複率の高い方の組み合わせを採用した方が、このような近似的な計算の場合には良好な算出結果が得られる。

以上のような、座標算出方法［１］〜［４］のいずれかで算出された１入力点ないし２入力点の座標算出結果は、外部端末にシリアルインタフェース７を介して出力され、画像表示装置等の出力装置にカーソルの動きないし軌跡として表示される。

次に、座標算出処理（１）〜（３）の処理内容の詳細について説明する。

＜座標算出処理（１）＞
ここでは、光学ユニットＬ１及びＲ１の組み合わせによって座標を算出する座標算出処理（１）について、図３６を用いて説明する。

図３６のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒにおいて、座標入力有効領域３に対し、左右外側の光学ユニットが光学ユニット（Ｌ１、Ｒ１）となる。また、左右内側の光学ユニットが光学ユニット（Ｌ２、Ｒ２）となる。

そして、各光学ユニットから得られる角度データは、対応するセンサユニットから見てＹ軸下方向を０°とし、内側に向かって、かつ左右対象な方向に角度が大となるように定義する。また、各光学ユニットが存在する座標位置をＰ（Ｌ１），Ｐ（Ｌ２），Ｐ（Ｒ１），Ｐ（Ｒ２）とする。

そして、例えば、光学ユニットＬ１及びＲ１から得られる角度データに基づいて座標を算出する場合、点Ｏを原点として、図示のように、Ｘ及びＹ方向を決める、以下のような関数Ｘｔ、Ｙｔを定義する。

Xt(θL-45,θR-45)
=(tan(θL-45)-tan(θR-45))/[2*(1-tan(θL-45)*tan(θR-45))] （１２０）
Yt(θL-45 , B-45)
=(-1)*[(1-tan(θL-45))*(1-tan(θR-45))
/(2*(1-tan(θL-45)*tan(θR-45)))-0.5] （１２１）
このように定義すると、図３６の点Ｏを原点としたときの点Ｐ（Ｘ，Ｙ）の座標は、
X = DLR*Xt(θL-45,θR-45) （１２２）
Y = DLR*Yt(θL-45,θR-45) （１２３）
となる。

＜座標算出処理（２）＞
ここでは、光学ユニットＬ２とＲ１の組み合わせによって座標を算出する座標算出処理（２）について、図３７を用いて説明する。

図３７において、指示具の指示位置をＰ’とする。また、直線Ｐ（Ｌ１）−Ｐ（Ｒ１）と直線Ｐ（Ｌ２）−Ｐ’の交点をＳ’とする。

図３７において、３点Ｓ’，Ｐ（Ｒ１），Ｏ’の位置関係からＰ’の座標を算出することは、図３６で、３点Ｐ（Ｌ１），Ｐ（Ｒ１），ＯからＰの座標を算出することと同等である。ここで、ベクトルＯ’Ｐ’をＯ’→Ｐ’、そのＸ成分を（Ｏ’→Ｐ’）ｘ、Ｙ成分を（Ｏ’→Ｐ’）ｙと表記し、式（１２０）及び（１２１）を用いると、
(O'→P')x = (DLR-ΔD)*Xt(θL-45,θR-45) （１３０）
(O'→P')y = (DLR-ΔD)*Yt(θL-45,θR-45) （１３１）
となる。ここで、図３７より
ΔD = Sx+Sy*tan(θL) （１３２）
但し、Sx=d*cos(θs)，Sy=d*sin(θs) （１３３）
さらに、図３７から明らかなように
(O→O')x = ΔD/2 （１３４）
(O→O')y = (-1)*ΔD/2 （１３５）
となる。これにより、点Ｏを原点としたＰ’の座標は、(O→P')=(O→O')+(O→P')のＸ成分とＹ成分として算出することができる。

ここで、同様に、光学ユニットＬ１、光学ユニットＲ２の組み合わせによって座標を算出する場合には、上述のＸ成分のみ符号を変えれば、同様に算出することができる。

＜座標算出処理（３）＞
ここでは、光学ユニットＬ２及びＲ２の組み合わせによって座標を算出する座標算出処理（３）について、図３８を用いて説明する。

図３８において、３点Ｐ（Ｌ２），Ｐ（Ｒ２），Ｏ’’の位置関係からＰ’’の座標を算出することは、図３６で、３点Ｐ（Ｌ１），Ｐ（Ｒ１），ＯからＰの座標を算出することと同等である。ここで、ベクトルＯ’’Ｐ’’をＯ’’→Ｐ’’、そのＸ成分を（Ｏ’’→Ｐ’’）ｘ、Ｙ成分を（Ｏ’’→Ｐ’’）ｙと表記し、式（１２０）及び（１２１）を用いると、

(O''→P'')x = (DLR-2*Sx)*Xt(θL-45,θR-45) （１４１）
(O''→P'')y = (DLR-2*Sx)*Yt(θL-45,θR-45) （１４２）
となる。また、図３８から明らかなように、
(O→O'')x = ０ （１４３）
(O→O'')y=(-1)*(Sx+Sy) （１４４）
となる。

これにより、点Ｏを原点としたP’’の座標は、(O→P'')=(O→O'')+(O→P'')のＸ成分とＹ成分として算出することができる。

以上のように、実施形態１では、ＬＲ組み合わせのすべてにおいて座標を算出することができる。

以上説明したように、実施形態１によれば、座標入力有効領域の周囲に配置する再帰反射部を、上述の特徴条件及び式（１）及び（２）を満足するように構成することで、同一の入力に伴って、夫々のセンサユニットにて検出される影が、夫々のセンサユニットにおいて、レベル（遮光比率）の差をもって検知されることを防止して、常に互いに略同一のレベル（遮光比率）で検知されることが可能となる。

これにより、単一入力時には、入力座標を検出しそこなうことを防止し、複数の入力時には、入力座標と異なる、誤った座標を検出して入力座標の数を誤ることを防止することができる。特に、指示具が入力に伴って遮光入力領域への入る際と出る際において、発生頻度が高くなる上記問題を回避して、安定した座標入力を実現することができる。

＜実施形態２＞
実施形態２は、実施形態１の図１０に示す構成に対し、図３９に示すように、センサユニット１Ｃを新たに追加した構成について説明する。

図３９では、Ｐ１２及びＰ２１点に複数入力を行った場合を示している。

この場合、図４０（ａ）のように、センサユニット１Ｌにおいて、θＬ１、θＬ２の位置に影が検出される。また、図４０（ｂ）のように、センサユニット１Ｒにおいて、θＲ１、θＲ２の位置に影が検出される。更に、図４０（ｃ）のように、センサユニット１Ｃにおいて、θＣ１、θＣ４の位置に影が検出される。この３組の角度データをもとに、４つの座標候補点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１及びＰ２２が算出される。そして、これらの座標候補点の中から、何らかの手段によって虚実判定することにより、例えば、Ｐ１１、Ｐ２２は実像であり、Ｐ１２、Ｐ２１が虚像であることが判別され、座標入力点を決定することになる。

また、図３９に示すセンサユニット１Ｃは、センサユニット１Ｌや１Ｒとほぼ同等の構成であるが、内蔵する光学ユニット（受光部及び投光部）の構造が異なり、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの視野範囲がおよそ９０度であるのに対し、センサユニット１Ｃの視野範囲はおよそ１８０度である。

最も重要なことは、センサユニット１Ｌ、１Ｒ及び１Ｃと、座標入力有効領域３の周囲に配置される再帰反射部の構成が、実施形態１における特徴条件と、式（１）及び（２）を満足することである。

即ち、実施形態２においても、座標入力有効領域の周辺に位置する全ての実効的な再帰反射部の上辺が１つの平面（第一の平面）をなし、かつ、その実効的な再帰反射部分の下辺が１つの平面（第二の平面）をなし、かつ、夫々のセンサユニットの実効的遮光検知窓の上端が第一の平面に略一致し、下端が第二の平面に略一致するということである。

このように構成することにより、指示具によって入力が行われた場合に、センサユニット１Ｌ、１Ｒ及び１Ｃの夫々で観測される遮光影の深さ（遮光率）が略同一の値として観測される。

従って、常に、センサユニット１Ｌ、１Ｒ及び１Ｃの関係から正しい座標検出を行うことができる。特に、指示具が座標入力有効領域に対して入力を行う入り際、または終了する出る際においても、遮光影を誤認識することなく安定した座標算出を実行することができる。

実施形態２においては、センサユニット１Ｌ及び１Ｒで座標候補点を検出し、センサユニット１Ｃで検知される影との位置関係によって、座標候補点の中から、実入力点を判定（所謂、虚実判定）し、最終的に、２つの入力座標を決定する。

例えば、図３９では、センサユニット１Ｌ及び１Ｒにより、４つの座標候補点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２が観測される。そして、これらの座標候補点の中で、センサユニット１Ｃによって、所定方向に観測される座標候補点が、実入力点の座標候補点であり、これらが最終的に２つの入力座標として出力される。特に、図３９の場合では、センサユニット１Ｃにおいて、θＣ１、θＣ４の影のみが観測されるので、Ｐ１１とＰ２２が実入力点の座標となる。

以下、実施形態２における座標算出処理について、図４１を用いて説明する。

図４１は本発明の実施形態２の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１で、センサユニット１Ｌ、１Ｒ及び１Ｃにおける光強度分布データを取得する。次に、取得した光強度分布データより、各センサユニットが検出する影（遮光影）の数、影の位置（角度）を算出する。

次に、各センサユニットが検出する影数に基づいて、各センサユニットにおける影数の検出状態を判定し、その判定結果に基づいて、座標算出に用いる座標候補点を確定する座標候補点確定ルーチン（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０８）を実行する。

特に、実施形態２では、各センサユニットにおける影数の検出状態として、以下の３種類について考慮する。尚、実施形態２では、センサユニット１Ｌとセンサユニット１Ｒに対に影数の組み合わせを、［Ｘ−Ｙ］（Ｘ＝１、２、Ｙ＝１、２）と表現する。

検出状態［１］：センサユニット１Ｌとセンサユニット１Ｒによって決定される影数が［１−１］である。

検出状態［２］：センサユニット１Ｌとセンサユニット１Ｒによって決定される影数が［２−２］である。

検出状態［３］：センサユニット１Ｌとセンサユニット１Ｒによって決定される影数が［２−１］である。

実施形態２では、センサユニット１Ｌとセンサユニット１Ｒにおける影数の検出状態を判定し（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０４）、その判定した検出状態に応じて予め定義された座標算出方法［５ａ］〜［５ｃ］で座標算出を行う（ステップＳ２０５〜ステップＳ２０７）。そして、座標算出結果を出力する（ステップＳ２０８）。一方、上記の検出状態のいずれも判定されない場合は、座標検出が不可能であると判定して、処理を終了する（ステップＳ２０９）。

以下、座標算出方法［５ａ］〜［５ｃ］それぞれの詳細について説明する。

座標算出方法［５ａ］（ステップＳ２０５：検出状態［１］の場合）
検出状態［１］の場合とは、単一入力がなされている場合である。この場合、実施形態１で説明した＜座標算出処理（１）＞によって座標算出を実行する。

座標算出方法［５ｂ］（ステップＳ２０６：検出状態［２］の場合）
検出状態［２］の場合とは、センサユニット１Ｌ及び１Ｒで［２−２］となる場合である。

この場合、実施形態１で説明した＜座標算出処理（１）＞によって、得られる４座標候補点の座標値を算出する。また、夫々の座標候補点をセンサユニット１Ｃから観測した場合の角度を予め計算する。

この中で、実際にセンサユニット１Ｃで観測された影の角度と略位置しているものを２つの入力座標として採用する。

座標算出方法［５ｃ］（ステップＳ２０６：検出状態［３］の場合）
検出状態［３］の場合とは、センサユニット１Ｌ及び１Ｒで［２−１］となる場合である。

この場合は、重複している方の影の両端の略中央の角度上に２つの入力座標が存在すると近似して、夫々他方の二つの影と組み合わせて、実施形態１で説明した＜座標算出処理（１）＞に基づいて、座標を決定する。尚、センサユニット１Ｃが検出する光強度分布データは、虚実判定には用いず、決定した座標値の精度を向上させるための検算用に用いる。

以上説明したように、実施形態２によれば、実施形態１で説明した効果に加えて、センサユニット１Ｃを構成することにより、より効率良くかつ精度良く、座標算出に係る虚実判定を実現することができる。

以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚、本発明は、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（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、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き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、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ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

本発明の実施形態１の座標入力装置の外観構成を示す図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置における再帰反射部の特徴を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置の外観構成を示す図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置における再帰反射部の特徴を説明するための図である。 本発明における課題を説明するための図である。 本発明におけるセンサユニット夫々の三次元的遮光検知領域を説明するための図である。 本発明におけるセンサユニット夫々の三次元的遮光検知領域を説明するための図である。 本発明における「ペン先高さ 対 遮光率」特性を説明するための図である。 本発明における単一入力操作を説明するための図である。 図７の入力操作におけるセンサユニットから得られる光強度分布を示す図である。 図７の入力操作におけるセンサユニットから得られる光強度分布を示す図である。 本発明における複数入力操作を説明するための図である。 図１０の入力操作におけるセンサユニットから得られる光強度分布を示す図である。 本発明における誤検出の例を説明するための図である。 図１２の入力操作におけるセンサユニットから得られる光強度分布を示す図である。 本発明における誤検出の例を説明するための図である。 図１３の入力操作におけるセンサユニットから得られる光強度分布を示す図である。 本発明の実施形態１の遮光検出領域の概念を説明するための図である。 本発明の実施形態１の遮光検出領域の概念を説明するための図である。 本発明の実施形態１の遮光検出領域の概念を説明するための図である。 本発明の実施形態１の遮光検出領域の概念を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置のセンサユニットの配置例を示す図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置のセンサユニットの配置例を示す図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置のセンサユニットの配置例を示す図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置のセンサユニットの配置例を示す図である。 本発明の実施形態１の座標検出原理を説明するための図である。 本発明の実施形態１のセンサユニットの詳細構成を示す図である。 本発明の実施形態１のセンサユニットの光学的配置図である。 本発明の実施形態１のセンサユニットの光学的配置図である。 本発明の実施形態１のセンサユニットの光学的配置図である。 本発明の実施形態１の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置の光学的な配置を説明するための説明図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出処理を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出処理を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出処理を説明するための図である。 本発明の実施形態２の座標入力装置の構成を示す図である。 図３９の入力操作におけるセンサユニットから得られる光強度分布を示す図である。 本発明の実施形態２の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ｌ、１Ｒ センサユニット
２ 演算・制御ユニット
３ 座標入力有効領域
４ａ〜４ｃ 再帰反射部
５ ペン信号受信部

Claims (9)

1. 座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置であって、
   前記座標入力領域に対し光を投光する投光部と、到来光を受光する受光部とを備える、前記座標入力領域の周辺に設けられた複数のセンサ手段と、
   前記座標入力領域の周辺部に設けられ、入射光を再帰的に反射する複数の再帰反射手段と、
   指示手段による指示によって、前記複数のセンサ手段それぞれから得られる、光量分布に基づいて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出手段とを備え、
   前記複数のセンサ手段に関わる三次元的遮光検出領域が、前記座標入力領域に対応する共通の三次元的立体形状である
   ことを特徴とする座標入力装置。
2. 前記三次元的遮光検出領域は、前記センサ手段に対向する再帰反射手段の形状と、該センサ手段の遮光検知範囲である遮光検知窓によって規定される三次元的立体である
   ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
3. 前記再帰反射手段を構成する部材の上辺は共通の第一の平面を成し、前記部材の下辺は共通の第二の平面を成し、
   かつ、前記遮光検知窓の上端部は前記第一の平面上に略位置し、該遮光検知窓の下端部は前記第二の平面上に略位置し、
   かつ、前記三次元的立体形状は、前記第一の平面と前記第二の平面に挟まれる空間である
   ことを特徴とする請求項２に記載の座標入力装置。
4. 前記遮光検知窓は、前記センサ手段が備える投光部の投光範囲である投光窓の下端と、該センサ手段が備える受光部の受光範囲である受光窓の下端の何れか高い方の位置を下端とし、かつ前記投光窓の上端と、前記受光窓の上端の何れか高い方の位置を上端とすることにより定義される
   ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
5. 前記センサ手段は、前記座標入力領域に垂直な方向に関して、前記投光部の視野範囲が該センサ手段に関わる再帰反射手段を包含し、かつ前記受光部の視野範囲が該センサ手段に関わる再帰反射手段を包含する
   ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
6. 前記センサ手段は、前記投光部と前記受光部からなる光学ユニットを１つ備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
7. 前記センサ手段は、前記投光部と前記受光部からなる光学ユニットを２つ備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
8. 座標入力領域に対し光を投光する投光部と到来光を受光する受光部とを備える、前記座標入力領域の周辺に設けられた複数のセンサ手段を備え、前記座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御方法であって、
   指示手段による指示によって、前記複数のセンサ手段それぞれから得られる、光量分布に基づいて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出工程と、
   前記算出工程で算出した座標を出力する出力工程とを備え、
   前記複数のセンサ手段に関わる三次元的遮光検出領域が、前記座標入力領域に対応する共通の三次元的立体形状である
   ことを特徴とする座標入力装置の制御方法。
9. 座標入力領域に対し光を投光する投光部と到来光を受光する受光部とを備える、前記座標入力領域の周辺に設けられた複数のセンサ手段を備え、前記座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御を実現するプログラムであって、
   指示手段による指示によって、前記複数のセンサ手段それぞれから得られる、光量分布に基づいて、前記指示手段の指示位置の座標を算出する算出工程のプログラムコードと、
   前記算出工程で算出した座標を出力する出力工程とのプログラムコードを備え、
   前記複数のセンサ手段に関わる三次元的遮光検出領域が、前記座標入力領域に対応する共通の三次元的立体形状である
   ことを特徴とするプログラム。

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