JP2016024717A - 指示体判定装置、座標入力装置、指示体判定方法、座標入力方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の指示体が画面上において操作された場合であっても、夫々の指示体を判別すること。【解決手段】指示体判定装置８０は、受発光部４１と、再帰性反射部材４４と、指示体６０と、強度分布検出部８１と、を備え、指示体６０の被検出部には、入射した光を反射しない非反射部６４と、入射した光をほぼ同一光路に向けて反射する再帰反射部６３と、を備え、強度分布検出部８１により検出された強度分布データに基づいて、指示体６０を表す固有の明暗パターンを抽出するパターン照合部２２５と、パターン抽出手段により抽出された指示体固有の明暗パターンに基づいて、指示体６０を特定する指示体ＩＤを発行するパターン照合部２２５と、を備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、指示体に固有のＩＤを特定することに好適な指示体判定装置、座標入力装置、指示体判定方法、座標入力方法、及びプログラム
に関する。

液晶やプラズマなどのフラットパネルやプロジェクタを用いた４０インチ〜８０インチ程度のサイズの大型のディスプレイに、タッチパネルを搭載した、いわゆる「電子情報ボード」製品が市場に出ている。
電子情報ボードは、パソコンを接続することによって、パソコンの画面に表示されている画像を電子情報ボード上に大きく映すことができ、企業や行政機関の会議におけるプレゼンテーションや、教育機関等で用いられている。電子情報ボードに搭載されているタッチパネルを用いて、電子情報ボードの画面に直接タッチすることで、画面情報を提供しているパソコンを操作することが可能なパソコン操作機能が提供されている。
さらに、電子情報ボードに接続したパソコン上で実行される、電子黒板アプリケーションソフトウエアがこれらの機器と伴に提供されている。
このアプリケーションソフトウエアには、黒板の役割を果す画面を提供してディスプレイ上に手書き文字などを描く機能、パソコンから画像を取り込んでその画像上に手書き文字を重畳して描く機能など、タッチパネルを介した手書機能が提供されている。

このような電子情報ボードの画面に手書入力が可能な装置として、特許文献１が知られている。
特許文献１には、座標入力領域の２箇所に配置された受発光手段と、各受発光手段から座標入力領域に出射された光を各受発光手段の方向に向けて反射させる再帰性反射手段と、を備え、各受発光手段から座標入力領域に出射され、再帰性反射手段で反射し、各受発光手段に到達する光の光路が座標入力領域に接触した指示体により遮断されたとき、各受発光手段の間の距離と、各受発光手段と遮断された光路のなす角度とから、三角測量により指示体が接触した座標入力領域上の座標位置を算出するという座標入力装置が開示されている。

電子情報ボードを利用した会議においては、会議の進行を妨げずに電子情報ボードが操作されて必要な情報の表示と入力とが可能になることが重要である。
しかし、従来、複数のユーザが夫々に指示体（電子ペン）を用いて同時に描画する場合、電子ペン毎の描画を区別するためには、指示体側に指示体ＩＤを発行するための電子回路を含む構成が必要であった。
また、指示体側に電子回路を使用することにより、内蔵電池の消耗が早まり、電池の交換が頻繁になり、会議中に電池交換を行う場合であり、ユーザの手間が増えるといった問題があった。
なお、特許文献１にあっては、描画位置の座標を検出する点が開示されている。しかし、上述した複数の指示体を用いて同時に描画する場合、指示体毎の描画を区別することができないといった問題は解消できていない。
そこで、指示体側の構成を簡単化し、電子情報ボード側で指示体を特定することが可能な構成の提供が切望されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、複数の指示体が画面上において操作された場合であっても、夫々の指示体を判別することができる指示体判定装置、座標入力装置、指示体判定方法、座標入力方法、及びプログラムを提供することにある。

請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、所定範囲の入力領域を進行する光を出射する少なくとも二つの光出射手段と、前記入力領域の周縁部に設けられ、前記各光出射手段から出射された光をほぼ同一光路に向けて反射する反射手段と、前記入力領域内を移動し、被検出部を有した指示体と、前記反射手段により反射された光を夫々受光し、受光した各光の強度分布を検出する強度分布検出手段と、を備えた指示体判定装置であって、前記指示体の被検出部には、入射した光を反射しない非反射部と、入射した光をほぼ同一光路に向けて反射する再帰反射部と、を備え、前記強度分布検出手段により検出された強度分布データに基づいて、前記指示体を表す固有の明暗パターンを抽出するパターン抽出手段と、前記パターン抽出手段により抽出された前記指示体固有の明暗パターンに基づいて、前記指示体を特定する指示体ＩＤを発行する特定手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、指示体の被検出部に非反射部と再帰反射部とを備え、受光した光の強度分布データに基づいて、指示体を表す固有の明暗パターンを抽出し、指示体固有の明暗パターンに基づいて、指示体を特定する指示体ＩＤを発行するので、複数の指示体が画面上において操作された場合であっても、夫々の指示体を判別することができる。

本発明の一実施形態に係る座標入力装置の一例である画像処理システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係る座標入力装置の他の例である画像処理システムを示す図である。 図２に示す画像処理装置のハードウェア構成および機能構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る座標入力装置の構成を示す図である。 図４に示す座標入力領域に取り付けられた受発光部を、座標入力領域の面に対して垂直な方向から見た図である。 指示体が接近又は接触されてビームが遮断されたときの動作を説明するための図である。 座標位置の算出方法について説明するための図である。 （ａ）〜（ｆ）は、指示体の先端部に再帰反射部と非反射部がなす規則的なパターンを備えた図である。 （ａ）は指示体の先端部の側面と、座標入力装置に設けられた再帰性反射部材との位置関係を示す側面外観図であり、（ｂ）は再帰性反射部材及び指示体からの反射光が強度分布検出部において検出された際の位置と光強度の関係を現したグラフ図であり、（ｃ）はパターン照合部により２値化された結果を示す図である。 本発明の一実施形態に係る座標入力装置の特徴的な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る座標入力装置の動作を示すフローチャートである。 （ａ）は指示体の再帰反射部の中央部が受光面に正対したときの位置関係を示した断面図であり、（ｂ）はそのときに受光面で検出される光強度の一部であり、（ｃ）はそのときに明暗パターンの一部であり、（ｄ）は指示体の再帰反射部の中央部が受光面に斜めに非正対したときの位置関係を示した断面図であり、（ｅ）はそのときに受光面で検出される光強度の一部であり、（ｆ）はそのときに明暗パターンの一部である。 相対的中心点からの距離−外周距離の変換特性を有する補正係数を模式的に示した図である。 本発明の実施形態に係る補正済明暗パターンの特定処理を示すサブルーチンのフローチャートである。

本発明の実施の形態を説明する。本発明は、電子情報ボードにおける指示体（電子ペン）の判別の処理に際して、以下の特徴を有する。
要するに、夫々の指示体の先端部に、固有の特徴を有する再帰反射部を備え、既存の強度分布検出部で検出された先端部の情報を用いて指示体を特定することが特徴になっている。
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る座標入力装置の一例である画像処理システムを示す図である。
画像処理システム１００は、画像処理装置１１０と、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂとを備えており、画像処理装置１１０および２台のユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂは、それぞれケーブル１２４によって接続されている。
画像処理装置１１０は、２台のユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像を表示するとともに、ユーザが生成する描画画像を表示することが可能な装置である。ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂは、画像処理装置１１０に表示すべき画像を提供する情報処理装置である。ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂは、画像信号を出力するインタフェースを備えており、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像を形成する画像信号を所定のビデオレート（例えば、毎秒３０フレーム）で画像処理装置１１０に供給する。
本実施形態では、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂは、インタフェースとしてＶＧＡ出力端子（図示せず）を備えており、ＶＧＡケーブル等のケーブル１２４を介してＶＧＡ信号を画像処理装置１１０に送信する。なお、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂは、各種無線通信プロトコルに準拠した無線通信により、表示画像を送信してもよい。
本実施形態では、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂとしてノート型ＰＣを採用するが、デスクトップ型ＰＣやタブレット型ＰＣ、ＰＤＡ、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ等の画像フレームを供給可能な情報処置装置を採用してもよい。また、図１に示す画像処理システム１００では、２台のユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂを採用するが、１台のユーザＰＣまたは３台以上のユーザＰＣを採用してもよい。

図２は、本発明の一実施形態に係る座標入力装置の他の例である画像処理システムを示す図である。
図２に示す画像処理システム１０００について、図１に示す画像処理システム１００との相違点を中心に説明する。
画像処理システム１０００は、画像処理装置１０１０ａと、画像処理装置１０１０ｂと、ユーザＰＣ１０３ｄとがネットワーク１０１４を介して接続される。ネットワーク１０１４は、ＬＡＮやインターネットなどのネットワークであり、画像処理装置１０１０ａ、１０１０ｂ、及びユーザＰＣ１０３ｄの間で種々のデータを通信する。画像処理装置１０１０ａは、ケーブル１２４を介してユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂが接続されている。画像処理装置１０１０ｂは、ケーブル１２４を介してユーザＰＣ１３０ｃが接続されている。画像処理装置１０１０ａ、１０１０ｂ及びユーザＰＣ１０３ｄは、画像データおよびイベント等の情報をネットワーク１０１４を介して相互に通信する。
図２に示す実施形態では、画像処理装置１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃがネットワーク１０１４を介して接続されるが、これらの画像処理装置をネットワーク１０１４を介さずに、スター型等の接続形態で直接接続してもよい。

図３は、図２に示す画像処理装置１０１０のハードウェア構成および機能構成を示す図である。以下、図３を参照して、画像処理装置１０１０のハードウェア構成および機能構成について説明する。
画像処理装置１０１０は、画像入力インタフェースを備えており、これらのインタフェースを介してユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂと接続される。
画像入力インタフェース２３２は、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像を形成する画像信号を受信するためのインタフェースである。本実施形態では、画像入力インタフェース２３２としてＤＶＩ（Digital Visual Interface）端子によって構成されるＤＶＩコネクタを採用することができる。画像入力インタフェース２３２は、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂからＶＧＡケーブル等のケーブル１２４を介してＶＧＡ信号を受信し、画像処理装置１１０が備える画像取得部２０６にＶＧＡ信号を供給する。
なお、ＤＶＩコネクタに代わって、ＶＧＡ（Video Graphics Array）コネクタ、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）コネクタ、Ｄｉｓｐｌａｙｐｏｒｔコネクタ等を採用してもよい。さらに、画像入力インタフェース２３２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ等の無線通信プロトコルに準拠した無線通信により、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂから画像信号を受信してもよい。

画像処理装置１０１０は、プロセッサ２００、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０４、画像取得部２０６、座標検出部２２４、接触検知装置２２６、表示部１１２を備えている。
プロセッサ２００は、ＣＰＵやＭＰＵ等の演算処理装置であり、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）シリーズ、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ＴＲＯＮ、ＩＴＲＯＮ、μＩＴＲＯＮなどのＯＳを動作させる。さらに、プロセッサ２００は、これらのＯＳの管理下でアセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、ＰＥＲＬ、ＲＵＢＹ、ＰＹＴＨＯＮなどのプログラム言語で記述された本発明のプログラムを実行する。ＲＯＭ２０２は、ＢＩＯＳやＥＦＩ等のブートプログラムなどが保存される不揮発性メモリである。
ＲＡＭ２０４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ等の主記憶装置であり、本発明のプログラムを実行するためのメモリ空間を提供する。プロセッサ２００は、ソフトウェアプログラムや種々のデータなどを持続的に保持するためのハードディスク装置（図示せず）から、本発明のプログラムを読み出し、ＲＡＭ２０４に展開して実行する。本発明のプログラムには、プログラムモジュールであるイベント処理部２１０、アプリ画像生成部２１２、レイアウト管理部２１４、描画生成部２１６、合成部２１８、表示制御部２２０、スナップショット生成部２２２、スナップショット保存部２３６、スナップショット送信部２３８およびリポジトリ管理部２２８を備えている。

画像取得部２０６は、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂから画像信号を取得する機能手段である。画像取得部２０６は、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂから画像入力インタフェース２３２を介して画像信号を受信すると、当該画像信号を解析して、当該画像信号によって形成されるユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像である画像フレームの解像度や当該画像フレームの更新頻度などの画像情報を導出し、アプリ画像生成部２１２に送信する。
また、画像取得部２０６は、当該画像信号を使用してユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像である画像フレームをそれぞれ形成し、画像データを一時的に保存可能な記憶手段であるビデオＲＡＭ２０８にそれぞれ上書き保存する。
アプリ画像生成部２１２は、表示部１１２に表示すべき種々の表示ウィンドウを生成する機能手段である。表示ウィンドウには、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像である画像フレームを表示する表示ウィンドウ、ユーザが生成する描画画像を表示する表示ウィンドウ、画像処理装置１１０の各種設定を行うためのボタンやメニュー等を表示する表示ウィンドウ、ファイルビューアやＷｅｂブラウザ等の表示ウィンドウなどが含まれる。アプリ画像生成部２１２は、これらの表示ウィンドウを、当該表示ウィンドウを描画すべき画像レイヤに描画する。

レイアウト管理部２１４は、アプリ画像生成部２１２が生成する表示ウィンドウにユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像を描画する機能手段である。レイアウト管理部２１４は、画像取得部２０６から画像情報を取得すると、ビデオＲＡＭ２０８に格納されている画像フレームを取得し、画像情報を使用して、画像フレームの大きさをアプリ画像生成部２１２が生成した表示ウィンドウの大きさに適合するように変更し、当該画像フレームを描画すべき画像レイヤに描画する。

接触検知装置２２６は、指示体４２の接近又は接触を検知する機能手段である。本実施形態では、接触検知装置２２６として、赤外線遮断方式による座標入力装置を採用する。この座標入力装置では、表示部１１２の下側両端部に設置された２つの受発光装置が、表示部１１２に平行して複数の赤外線を放射し、表示部１１２の周囲に設けられた反射部材によってほぼ同一光路上に反射する光を受光する。
接触検知装置２２６は、指示体によって遮断された２の受発光装置が放射した赤外線の識別情報を座標検出部２２４に、赤外線の強度分布からデータを２値化し、図１１に示すように平板的なペン先の幅の情報を、円周状になっているペン先の実際の幅に変換し、ペン先の幅方向の明暗パターンの情報をパターン照合部２２５に通知し、パターン照合部２２５がペン先の明暗パターンから登録されているペン先パターンと照合し、適合したペン先パターンが有するペン先ＩＤを座標検出部２２４に通知し、座標検出部２２４が、物体の接触位置である座標位置を特定する。

座標検出部２２４は、指示体が表示部１１２に接近又は接触した位置である座標位置を算出すると共に、種々のイベントを発行する機能手段である。座標検出部２２４は、接触検知装置２２６が通知する遮断された赤外線の識別情報を利用して、指示体の接触位置の座標位置を算出する。
座標検出部２２４は、接触位置の座標位置と共に、種々のイベントをイベント処理部２１０に発行する。座標検出部２２４が発行するイベントには、指示体の接触又は接近したことを通知するイベント（ＴＯＵＣＨ）、指示体が表示部１１２に接触又は接近した状態で接触点または接近点が移動したことを通知するイベント（ＭＯＶＥ）、指示体が表示部１１２から離れたことを通知するイベント（ＲＥＬＥＡＳＥ）が含まれる。これらのイベントには、パターン照合部２２５よりのペン先ＩＤ、接触位置座標および接近位置座標である座標位置情報が含まれる。

指示体４２は、接触検知装置２２６に接近又は接触させて描画する装置である。
本実施形態では、座標検出部２２４は、接触検知装置２２６から赤外線の識別情報を受信すると、指示体の接近又は接触位置である座標位置を算出し、次いで、指示体４２から接触信号を受信すると、各種イベントを発行する。このとき、座標検出部２２４は、モード種別を示す情報（以下、「モード種別情報」とする。）を当該イベントと共にイベント処理部２１０に通知する。

イベント処理部２１０は、座標検出部２２４が発行するイベントを処理する機能手段である。イベント処理部２１０は、座標検出部２２４からイベントを受信すると、描画領域での描画指示イベントなのか、消去指示イベントなのか、または表示部に表示された機能別のアイコンを選択する操作なのかを識別し、それぞれの機能を実施する。
描画指示イベントとは、画像処理装置１１０に対して描画を指示するイベントである。消去指示イベントは、画像処理装置１１０に対して描画されたオブジェクトを消去するイベントである。描画指示イベント及び消去イベントは、指示体４２が表示部１１２に接近又は接触することに起因して発行される。

選択通知イベントとは、表示部１１２に表示された画面を構成するボタンやメニューバー等の種々のオブジェクトが選択されたことを示すイベントである。選択通知イベントは、指示体４２が表示部１１２に接近又は接触することに起因して発行される。イベント処理部２１０は、座標検出部２２４が発行したイベントに含まれる座標位置情報がオブジェクトの座標領域内であるときに選択通知イベントを発行する。
なお、描画指示イベントおよび選択通知イベントには、それぞれ識別情報が割り当てられており、これらのイベントをトリガとして動作する画像処理装置１１０の機能手段は、当該識別情報を参照して種々の処理を実行する。また、選択通知イベントには、選択されたオブジェクトの識別情報が付加されており、選択通知イベントをトリガとして動作する画像処理装置１１０の機能手段は、当該オブジェクトの識別情報を参照して種々の処理を実行する。

描画生成部２１６は、ユーザが指示体４２を用いて描画した描画画像を生成する機能手段である。描画生成部２１６は、座標位置情報が示す座標位置の色を特定の色に変更した画像レイヤを生成する。描画生成部２１６は、当該座標位置を描画情報としてＲＡＭ２０４の描画情報の格納領域に保存する。
合成部２１８は、種々の画像を合成する機能手段である。合成部２１８は、アプリ画像生成部２１２が画像を描画すべき画像レイヤ（以下、「アプリ画像レイヤ」とする。）と、レイアウト管理部２１４がユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像を描画すべき画像レイヤ（以下、「画像キャプチャレイヤ」とする。）と、描画生成部２１６が画像を描画すべき画像レイヤ（以下、「手書きレイヤ」とする。）とを合成する。
表示制御部２２０は、表示部１１２を制御する機能手段である。表示制御部２２０は、合成部２１８が生成した合成画像を表示部１１２に表示する。本実施形態では、合成部２１８は、表示制御部２２０を呼び出して合成画像を表示部１１２に表示する。なお、合成部２１８および表示制御部２２０は、画像情報に含まれる画像フレームの更新頻度と同じ頻度で、画像レイヤを合成して表示部１１２に表示してもよい。
スナップショット生成部２２２は、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像と描画生成部２１６が生成した描画画像との合成画像であるスナップショット画像を生成する機能手段である。スナップショット生成部２２２は、表示部１１２に表示されたスナップショットの取得を指示するスナップショットボタンが選択されたことを示す選択通知イベントを受信すると、画像キャプチャレイヤと手書きレイヤとを合成し、スナップショット画像を生成する。スナップショット生成部２２２は、スナップショット画像を生成すると、リポジトリ管理部２２８に対しスナップショット画像を記憶装置２３０に保存させる。

スナップショット生成部２２２は、ユーザＰＣ１３０ａ、１３０ｂの表示画像と描画生成部２１６が生成した描画画像との合成画像であるスナップショット画像を生成する機能手段である。スナップショット生成部２２２は、表示部１１２に表示されたスナップショットの取得を指示するスナップショットボタンが選択されたことを示す選択通知イベントを受信すると、画像キャプチャレイヤと手書きレイヤとを合成し、スナップショット画像を生成する。スナップショット生成部２２２は、スナップショット画像を生成すると、リポジトリ管理部２２８に対しスナップショット画像を記憶装置２３０に保存させる。
スナップショット保存部２３６は、リポジトリ管理部２２８を通じて記憶装置２３０に保存されたスナップショット画像をデータ出力インタフェース２３４を通じてＵＳＢメモリ２４２等の外部保存装置にスナップショット画像を保存する機能手段である。スナップショット保存部２３６は、表示部１１２に表示されたスナップショットの保存を指示するスナップショット保存ボタンが選択されたことを示す選択通知イベントを受信すると、リポジトリ管理部２２８を通じて記憶装置２３０に保存されたスナップショット画像を取得し、データ出力インタフェース２３４に接続された外部保存装置にスナップショット画像を出力する。

スナップショット送信部２３６は、リポジトリ管理部２２８を通じて記憶装置２３０に保存されたスナップショット画像を通信制御部２５０を通じて画像処理装置外のサーバ（図示せず）等に送信する機能手段である。スナップショット送信部２３６は、表示部１１２に表示されたスナップショットの送信を指示するスナップショット送信ボタンが選択されたことを示す選択通知イベントを受信すると、リポジトリ管理部２２８を通じて記憶装置２３０に保存されたスナップショット画像を取得し、通信制御部２５０にスナップショット画像を出力する。通信制御部２５０は、通信部を介して、ＦＴＰ、ＳＭＴＰ等の定められた通信プロトコルによって画像処理装置外のサーバ等にスナップショット画像を送信する。

リポジトリ管理部２２８は、スナップショット画像を格納すべき記憶装置２３０を制御する機能手段である。リポジトリ管理部２２８は、上述したように、スナップショット生成部２２２の指示により、スナップショット画像を記憶装置２３０に保存する。また、リポジトリ管理部２２８は、スナップショット保存部２３６あるいはスナップショット送信部２３８の指示により、記憶装置２３０からスナップショット画像を取得し、データ出力インタフェース２３４あるいは通信制御部２５０に送信する。
データ出力インタフェース２３４は、スナップショット画像を外部装置に出力する物理インタフェースである。なお、画像出力インタフェース２３４としてＵＳＢソケットを採用してもよい。
画像処理装置１０１０ａは、通信制御部２５０と、通信部２５２とを備えている。通信制御部２５０は、ネットワーク１０１４を介した画像処理装置間の通信を制御する機能手段である。通信部２５２は、ネットワーク１０１４とのネットワークインタフェースである。通信制御部２５０は、認証情報、画像フレームやスナップショット画像等の画像データや描画情報、イベントなどの情報を、通信部２５２を介して通信する。

図４は、本発明の一実施形態に係る座標入力装置の構成を示す図である。
座標入力装置４０は、受発光部４１、座標入力領域４３、再帰性反射部材４４を備えている。
座標入力領域４３は、四角形の形状であり、例えば文字や画像を表示するディスプレイ表面に指示体４２で書き込むタッチパネルなどの平面が座標入力領域となる。
座標入力装置４０は、座標入力領域４３上を光学的に不透明な材質からなる指示体４２で触ったときの指示体４２の座標位置を検出して、その位置情報を電子情報ボード等に伝える装置である。

座標入力領域４３の上方両端には受発光手段４１が設けられている。受発光部４１からは座標入力領域４３に向けて、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．Ｌｍの光ビームの束（プローブ光）が照射されている。実際には点光源６１から拡がる、座標入力領域の面に平行に進行する扇形板状の光波である。また、座標入力領域４３の周辺部分には、再帰性反射部材４４が再帰反射面を座標入力領域４３の中央に向けて設けられている。
再帰性反射部材４４は、入射した光を、入射角度によらずにほぼ同一方向に反射する特性をもった部材である。例えば、受発光部４１から発した扇形板状の光波の内、ある一つのビーム４７に注目すると、ビーム４７は再帰性反射部材４４によって反射されて再び同じ光路を再帰光４６として受発光部４１に向かって戻るように進行する。
受発光部４１には、後述するように受光部が設置されていて、プローブ光Ｌ１〜Ｌｍのそれぞれに対して、その再帰光４６が受発光部４１に再帰したか否かを検出することができる。

ここで、指示他体４２が接近又は接触した場合を考える。このときプローブ光４５は指示体４２が接近又は接触した位置で指示体４２により遮られて再帰性反射部材４４には到達しない。
従って、プローブ光４５の再帰光４６は受発光部４１には到達せず、プローブ光４５に対応する再帰光４６が受光されないことを検出することによって、プローブ光４５の延長線（直線Ｌ）上に指示体が挿入されたことを検出することができる。
同様に、図４の右上方に設置された受発光部４１からもプローブ光を照射し、プローブ光４８に対応する再帰光４６が受光されないことを検出することによって、プローブ光４８の延長線（直線Ｒ）上に指示体４２が接近又は接触されたことを検出することができる。直線Ｌおよび直線Ｒを求めることができれば、この交点座標を演算により算出することにより、指示体４２が接近又は接触した座標位置を得ることができる。

次に、図５を参照して、受発光部４１の構成と、プローブ光Ｌ１〜Ｌｍの内、どのプローブ光が遮断されたかを検出する機構について説明する。図５は、受発光部４１の内部の構成を示す。図５は、図４に示す座標入力領域４３に取り付けられた受発光部４１を、座標入力領域４３の面に対して垂直な方向から見た図である。ここでは簡単のため、座標入力領域４３の面に平行な２次元平面で説明する。
受発光部４１は、点光源６１、集光レンズ５１、受光素子５０を備えている。
点光源６１は、点光源６１から見て受光素子５０と反対方向に扇形に光を出射するものとする。点光源６１から出射された扇形に広がる光は、矢印５３、５８の方向、その他の方向に進行するビームの集合であると考える。矢印５３方向に進行したビームは再帰性反射部材４４で反射されて、再帰反射光５４が集光レンズ５１を通り、受光素子５０上の位置５７に到達する。

また、進行方向５８に沿って進行したビームは再帰性反射部材４４によって反射されて、再帰光５９が受光素子５０上の位置５６に到達する。このように点光源６１から出射し、再帰性反射部材４４で反射されほぼ同じ光路を戻ってきた光は、集光レンズ５１の作用によって、それぞれ受光素子５０上のそれぞれ異なる位置５６、５７に到達する。
従って、ある位置に指示体が接近又は接触され、あるビームが遮断されると、そのビームに対応する受光素子５０上の点に光が到達しなくなる。このことから、受光素子５０上の光強度の分布を調べることによって、どのビームが遮られたことを検知することができる。

図６は、指示体が接近又は接触されてビームが遮断されたときの動作を説明するための図である。
図６において、受光素子５０は集光レンズ５１の焦点面に設けられているものとする。点光源６１から図６の右方向に向けて出射した光は、再帰性反射部材４４によって反射されて同じ光路を戻ってくる。従って、点光源６１の位置に再び集光する。集光レンズ５１の中心は点光源位置と一致するように設けられている。再帰性反射部材４４から戻った再帰光は、集光レンズ５１の中心を通るので、レンズ後方（受光素子側）に対称の光路で進行する。
このとき、受光素子５０上の光強度分布を調べると、指示体４２が光路上に挿入されていなければ、受光素子５０上の光強度分布はほぼ一定であるが、図６に示すように、光を遮る指示体４２が光路上に挿入された場合、この点を通過するビームは指示体４２によって遮られ、受光素子５０上では位置Ｄｎの位置に、光強度が弱い領域（暗点）が生じる。
この位置Ｄｎは、遮られたビームの出射／入射角θｎと対応しており、位置Ｄｎを検出することにより出射／入射角θｎを算出することができる。
すなわち、出射／入射角θｎは位置Ｄｎの関数として、
θｎ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｎ／ｆ） 式（１）
と表すことができる。ただし、ｆは図６に示すように、集光レンズ５１と受光素子５０との間の距離で、集光レンズ５１の焦点距離に相当する。

ここで、特に図４に示す左上方の受発光部４１における出射／入射角θｎをθｎＬ、位置ＤｎをＤｎＬと置き換える。さらに、図７を参照して、座標位置の算出方法について説明する。図７は、座標位置の算出方法について説明するための図である。
図７において、受発光部４１と座標入力領域４３との幾何学的な相対位置関係の変換関数ｇにより、指示体４２と座標入力領域４３のｘ軸とのなす角θＬは、式（１）で求められるＤｎＬの関数として、
θＬ＝ｇ（θｎＬ）
ただし、
θｎＬ＝ａｒｃｔａｎ（ＤｎＬ／ｆ） 式（２）
と表すことができる。
同様に、図４に示す右上方の受発光部４１についても、上記した式の記号Ｌを記号Ｒに置き換えて、右側の受発光部４１と座標入力領域４３との幾何学的な相対位置関係の変換関数ｈにより、
θＲ＝ｈ（θｎＲ）
ただし、
θｎＲ＝ａｒｃｔａｎ（ＤｎＲ／ｆ） 式（３）
と表すことができる。

図７に示すように、座標入力領域４３において受発光部４１の取り付け間隔をｗとし、座標入力領域４３の左角を原点７０とし、図７に示すようにｘ、ｙ座標をとれば、座標入力領域４３上の指示体４２で指示した点の座標（ｘ，ｙ）は、
ｘ＝ｗｔａｎθＲ／（ｔａｎθＬ＋ｔａｎθＲ） 式（４）
ｙ＝ｗｔａｎθＬ・ｔａｎθＲ／（ｔａｎθＬ＋ｔａｎθＲ） 式（５）
となり、式（２）、（３）、（４）、（５）から座標（ｘ，ｙ）は、ＤｎＬ、ＤｎＲの関数として表すことができる。
すなわち、左右の受発光部４１の受光素子５０上の暗点の位置ＤｎＬ、ＤｎＲを検出し、受発光部４１の幾何学的配置を考慮することにより、指示体４２で指示した点の座標を算出することができる。
なお、上記説明した座標算出方法は、三角測量の原理に基づくものであり、例えば特開平９−９１０９４号公報に記載されている。

図８（ａ）〜（ｆ）は、指示体６０の先端部６０ａに再帰反射部６３と非反射部６４がなす規則的なパターンを備えた例である。図８は、受光素子５０上の受光面に対して、再帰反射部６３と非反射部６４がなす規則的なパターンを１単位とし、そのパターンを指示体６０の先端部の外周方向に複数単位だけ備えた例である。
指示体６０の被検出部である先端部６０ａには、入射した光を反射しない非反射部６４と、入射した光をほぼ同一光路に向けて反射する再帰反射部６３とを備えている。
図８（ａ）（ｂ）は、指示体６０の円周方向に略等間隔の３つの再帰反射部６３を備えているが、再帰反射部６３の夫々の幅が異なる例であり、強度分布検出部８１では１つ再帰反射部６３が検出される。

図８（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、２つの再帰反射部６３を配置している。図８（ｃ）と図８（ｄ）は再帰反射部６３の間隔の違いにより、図８（ｅ）は、２つの再帰反射部６３の幅を異ならせることで、指示体６０毎に固有の特徴を具備させることができ、強度分布検出部８１では２つの再帰反射部６３が検出される。
図８（ｆ）は、規則的単位を円周方向に４つ備えた例であり、強度分布検出部８１では２つの再帰反射部６３が検出される。
下記の表１は、図８（ａ）〜（ｆ）に示す再帰反射部６３の外周方向の幅を明部の幅ｍとし、その前後の非反射部６４の外周方向の幅を幅ａとし、指示体ＩＤと関連付けて表したことを示しており、特徴値テーブルとして特徴値ＤＢ８５（図１０）に記憶されている。なお、ｍ、ａは、画素数を表すため自然数である。

なお、指示体が複数ある場合に、各指示体の再帰反射部６３の個数、面積、長さ、幅のうちの少なくとも１つを異ならせてもよい。
このように、指示体が複数ある場合に、各指示体の再帰反射部６３の個数、面積、長さ、幅のうちの少なくとも１つを異ならせたので、入力領域４３上に、指示体が複数ある場合でも、夫々の指示体に固有のＩＤを特定することができる。
また、再帰反射部６３がその周面に沿って少なくとも３つ以上が非反射部６４と交互に配置されるので、指示体６０が受発光部４１の方向に正対していない場合でも、指示体に固有の明暗パターンを反射することができる。

図９（ａ）は、指示体６０の先端部６０ａの側面と、座標入力装置４０に設けられた再帰性反射部材４４との位置関係を示す側面外観図であり、図９（ｂ）は、再帰性反射部材４４及び指示体６０からの反射光が強度分布検出部８１において検出された際の位置と光強度の関係を現したグラフ図であり、図９（ｃ）は、パターン照合部２２５により２値化された結果を示す図である。
図９（ａ）に示すように、この指示体６０は、先端部６０ａの外周に、再帰反射部６３と非反射部６４を備えている。受発光部４１から放出されたプローブ光４５は、ディスプレイの周縁部に設けられた再帰性反射部材４４より反射されて戻ってくる。

一方、光路上に指示体６０がある場合には、指示体６０により遮光された光は戻ってこないが、指示体６０に設けられた再帰反射部６３により反射された光は戻ってくる。すなわち、再帰反射部６３では、光が射出方向とは逆方向に反射されるため、図９（ｂ）に示すように、光の強度は強くなる。このように指示体６０に再帰反射部６３を設けることで、強度分布検出部８１では指示体６０の固有の特徴ある光の強度分布を検出することができる。
パターン照合部２２５では、ピーク箇所の光強度が基準レベルＬｔｈ以下か否かを判断して２値化する。このとき、図９（ｃ）に示すように、パターン照合部２２５では、ピーク箇所の光強度が基準レベルＬｔｈ以下の場合には「０」とし、ピーク箇所の光強度が基準レベルＬｔｈよりも大きい場合には「１」とし、結果データがＲＡＭに記憶される。

図１０は、本発明の一実施形態に係る座標入力装置４０の特徴的な構成を示すブロック図である。
座標入力装置４０は、受発光部４１、再帰性反射部材４４、指示体６０、パターン照合部２２５、座標検出部２２４を備えている。なお、座標入力装置４０から座標検出部２２４を除外した部分の構成を備えたものが指示体判定装置８０である。
再帰性反射部材４４は、上述したように、入射した光を入射角度によらず、ほぼ同一方向に反射する特性をもった部材である。
指示体６０は、上述したように、先端部６０ａの外周に入射した光を反射する再帰反射部６３と、入射した光を反射しない非反射部６４とを備えている。
受発光部４１は、プローブ光４５を出射しており、再帰性反射部材４４又は指示体６０の再帰反射部６３により反射された再帰光４６を受光する。受発光部４１は、複数の画素がライン状に配列されたラインセンサから構成される受光素子５０を備え、受光素子５０から各画素のアナログ信号が直列に順次にパターン照合部２２５に出力される。

パターン照合部２２５は、内部にＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ及びＣＰＵを有し、ＥＥＰＲＯＭからオペレーティングシステムＯＳを読み出してＲＡＭ上に展開してＯＳを起動し、ＯＳ管理下において、ＥＥＰＲＯＭからプログラムを読み出し、データ処理を実行する。また、パターン照合部２２５は、Ａ／Ｄ変換器を有する強度分布検出部８１を備え、受光素子５０から各画素のアナログ信号が順次にＡ／Ｄ変換器に入力され、Ａ／Ｄ変換器によりサンプリングされて例えば１画素が８ビットのデータに変換する。さらに、強度分布検出部８１では、光強度が基準レベルＬｔｈ以下の場合には「０」とし、ピーク箇所の光強度が基準レベルＬｔｈよりも大きい場合には「１」とし、結果データをＲＡＭに記憶する。
パターン照合部２２５は、強度分布検出部８１により検出された強度分布データに基づいて、指示体を表す固有の明暗パターンを抽出し、抽出された指示体固有の明暗パターンに基づいて、特徴値ＤＢ８５から取得したデータと照合し、指示体を特定する指示体ＩＤを発行する。
特徴値ＤＢ８５は、指示体に設けられた再帰反射部６３の外周方向の幅ｍ、非反射部６４の外周方向の幅ａに指示体ＩＤを関連付けて表したデータを特徴値テーブルとしてＥＥＰＲＯＭ上に記憶する。
座標検出部２２４は、上述したように、接触検知装置２２６が通知する遮断された赤外線の識別情報を利用して、指示体の接触位置の座標位置を算出する。

図１１は、本発明の一実施形態に係る座標入力装置４０の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ５では、パターン照合部２２５は、ユーザによる指示体６０を用いた筆記操作に対応した処理を開始する。
まず、ステップＳ１０では、パターン照合部２２５は、受光素子５０（ラインセンサ）が受光した強度分布を強度分布検出部８１において測定する。すなわち、受光素子５０から各画素のアナログ信号を順次にＡ／Ｄ変換器に入力し、Ａ／Ｄ変換器により１画素分の光強度データ（多値／画素）に順次変換してＲＡＭに記憶する。

＜明暗パターンの抽出処理＞
次いで、ステップＳ１５では、パターン照合部２２５は、光強度データ（多値／画素）を２値化して指示体の先端部から反射された光が受光素子５０の受光面に形成した明暗パターンを抽出する。すなわち、パターン照合部２２５は、ＲＡＭから１画素分の光強度データを読み出し、光強度データを基準レベルＬｔｈと比較し、Ｌｔｈ以下の場合には「０」とし、光強度データが基準レベルＬｔｈよりも大きい場合には「１」として２値化する。さらに、パターン照合部２２５は、２値化した結果データをＲＡＭに記憶する。この結果、指示体の先端部から反射された光が受光素子５０の受光面に形成した明暗パターンがＲＡＭに記憶される（図９（ｃ））。

詳しくは、ＲＡＭ上に記憶された２値の明暗パターンは、指示体が座標入力領域４３にいない場合には全て「１」となる。一方、指示体が座標入力領域４３にいる場合には、明暗パターンが「１」から「０」に変化する左側縁部と、「０」から「１」に変化する右側縁部とを有する数ビットから数十ビットのデータが存在する。
このため、パターン照合部２２５は、上述したような左側縁部と右側縁部に挟まれたデータ群を明暗パターンとして探索することにより抽出し、この明暗パターンのデータをＲＡＭに記憶する。
以下の説明において、明暗パターンは、指示体６０の光強度を表す左側縁部と右側縁部に挟まれた２値のデータ群であることとして説明する。
ここで、図１２（ｄ）に示すように、再帰反射部６３の中央部が受光面に正対していない場合、ステップＳ１５において抽出された明暗パターンは、例えば「０１１００・・・００」となる。

＜幅変換処理＞
次いで、ステップＳ２０では、パターン照合部２２５は幅変換処理を行う。すなわち、パターン照合部２２５は、抽出された先端部の明暗パターン中の明部（１）の幅、及び暗部（０）の幅を先端部の周方向の幅に変換する。
ここで、図１２及び図１３を参照して、ステップＳ２０における幅変換処理について説明する。
図１２（ａ）は指示体６０の再帰反射部６３の中央部が受光面に正対したときの位置関係を示した断面図であり、（ｂ）はそのときに受光面で検出される光強度の一部であり、（ｃ）はそのときに明暗パターンの一部である。
図１２（ｄ）は指示体６０の再帰反射部６３の中央部が受光面に斜めに非正対したときの位置関係を示した断面図であり、（ｅ）はそのときに受光面で検出される光強度の一部であり、（ｆ）はそのときに明暗パターンの一部である。
図１２（ｃ）（ｆ）は夫々に、明部（再帰性反射部４４による反射光）、暗部（指示体の非反射部６４）、明部（指示体の再帰反射部６３）、暗部（指示体の非反射部６４）、明部（再帰性反射部４４による反射光）が左から右方向に明暗パターンが検出されたものである。

先端部６２には、同じ幅の再帰反射部６３を備えたものであるが、受光面に対する先端部６２の向きにより、図１２（ｃ）（ｆ）に示すように、先端部６２に設けられた再帰反射部６３の幅（例えば、Ａ、Ｂ）が異なって抽出される。すなわち、受光面において検出された再帰反射部６３の幅は、Ａ（受光幅の中心部に近い）の方がＢ（受光幅の中心部から遠い）よりも長くなる。このため、明暗パターンとして抽出された明部の幅のままでは、非正対時の位置による誤差分が大きくなり、後述するパターン認識処理において誤認識の要因になる。
そこで、抽出された先端部の明暗パターン中の明部（１）の幅（位置）、暗部（０）の幅（位置）を先端部の断面の周方向の幅（位置）に変換しておけば、指示体の再帰反射部６３が受光面に対して非正対の場合であっても誤認識を低減することを可能となる。
このため、本実施形態では、指示体６０の明暗パターンに対して、左側縁部と右側縁部に挟まれた中心点を起点とし、この中心点からの距離を指示体６０の外周上の距離に変換するように補正することとする。このような距離−外周距離の変換特性を有する補正係数を予め記憶しておき、この補正係数を用いて明暗パターン（０、１パターン）の距離を表すアドレスを、外周距離を表すアドレスに変換することで、夫々の見かけ上の位置を外周方向の位置に変換する。

ここで、複数使用されるどの指示体６０の先端部６２の幅も、同じものを使用していると仮定して説明する。
図１２（ｅ）に示すように、指示体の非反射部６４及び再帰性反射部４４による反射光が受光面に入射された場合、位置Ｗ１〜Ｗ２の間が暗部となり、位置Ｗ２〜Ｗ３の間が明部となり、位置Ｗ３〜Ｗ５の間が暗部となる。
このとき、左側縁部と右側縁部に挟まれた相対的な中心点をＷｃと仮定する。
この中心点Ｗｃは、左側縁部Ｗ１と右側縁部Ｗ５から、
Ｗｃ＝（１／２）（Ｗ１＋Ｗ５）
が求まる。

図１３は、相対的中心点Ｗｃからの距離−外周距離の変換特性を有する補正係数を模式的に示した図である。
図１３に示すように、指示体６０の先端部６２における外周方向の断面は円形状であり、その半径をｒとし、相対的中心点Ｗｃの位置を０とすると、右縁部の位置がＷ５である。ここで、円周の長さは２πｒであるから、相対的中心点Ｗｃから外周方向に（１／４）周分だけ進んだ位置は、（π／２）ｒとなる。
この関係から、相対的中心点Ｗｃから距離が０のときに補正後の距離は０、相対的中心点Ｗｃから距離がｒのときに補正後の距離は（π／２）ｒとなり、両者をｒで除算すると、相対的中心点Ｗｃから距離が１のときに補正後の距離は（π／２＝１．５７）となりる補正係数を生成すればよい。
下記の表２は、上述した距離−外周距離の変換特性を有する補正係数を示す表である。

上述した補正係数を用いて明暗パターンの各位置（アドレス）を変換することで、受光面に向いている再帰反射部６３の角度に依存しない、再帰反射部６３からの反射光が受光面に形成した明暗パターンを求めることができる。
なお、ＲＡＭには、図９（ｃ）に示すように、ステップＳ１５において抽出された、受光素子５０の受光面に形成した明暗パターンが記憶されている。
そこで、ステップＳ２０では、パターン照合部２２５は、ＲＡＭ上の隣り合うビット間の距離を１とし、各ビット距離に応じた補正係数を乗算することで全体の画素数が１．５７（π／２）倍に間延びした補正済明暗パターンを生成し、ＲＡＭに記憶することで、算出処理に要する負荷が軽減される。
この際、パターン照合部２２５は、データ数が増加するため、元になる明暗パターン上にないデータは、隣接する左側又は右側のデータ値（０、１）を用いて補間することとする。
ここで、図１３に示すように、再帰反射部６３の中央部が受光面に正対していない場合、ステップＳ２０において変換された後の補正済明暗パターンは、例えば「００１１１１００・・・００」となる。
このように、指示体固有の明暗パターンの各位置に所定の補正係数を乗算することにより、被検出部の外周方向の位置に対応した明暗パターンに変換するので、指示体が受発光部の方向に正対していない場合でも、指示体固有の明暗パターンを抽出することができる。

＜特定処理＞
次いで、ステップＳ２５では、パターン照合部２２５は、補正済明暗パターンを特定する。すなわち、各基準パターン（表１）を参照し、ＲＡＭに記憶された補正済明暗パターンに基づいて、補正済明暗パターンがどの基準パターンに属するかを照合する。
ここで、図１４を参照して、補正済明暗パターンの特定処理について詳しく説明する。図１４は、本発明の実施形態に係る補正済明暗パターンの特定処理を示すサブルーチンのフローチャートである。
まず、パターン照合部２２５は、特定処理を示すサブルーチン（図１４）をコールする。ステップＳ１０５では、パターン照合部２２５は、補正済明暗パターンから明部の個数と暗部の個数を算出し、分類テーブルに記憶する。この際、「１」が連続した明部を１個とし、「０」が連続した暗部は２つあるため２とする。
表３は、当該補正済明暗パターンの特徴を種類毎に数値化してＲＡＭ上に記憶するための分類テーブルである。

次いで、ステップＳ１１０では、パターン照合部２２５は、全明部幅／全暗部幅の比率Ｒ１を算出し、分類テーブルに記憶する。ここで、例えば、全明部幅を４、全暗部幅を３０とすると、Ｒ１は０．１３となる。
次いで、ステップＳ１１５では、パターン照合部２２５は、最小の明部幅／最大の明部幅の比率Ｒ２を算出し、分類テーブルに記憶する。ここで、例えば、最小の明部幅を４、最大の明部幅を４とすると、Ｒ２は１となる。
次いで、ステップＳ１２０では、パターン照合部２２５は、最小の暗部幅／最大の明部幅の比率Ｒ３を算出し、分類テーブルに記憶する。ここで、例えば、最小の暗部幅を２、最大の明部幅を４とすると、Ｒ３は０．５となる。

次いで、ステップＳ１２５では、パターン照合部２２５は、分類テーブルと基準テーブルを項目毎に参照し、項目毎の一致率を算出し、ＲＡＭ上のスコアテーブルに記憶する。なお、項目毎の一致率は、（特徴値／期待値）及び（期待値／特徴値）のうち１以下の数とする。
表４は、指示体ＩＤに対応したＮｍ、Ｎａ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の期待値を記憶した基準テーブルである。夫々の期待値は特徴値テーブル（表１）に基づいて算出することができる。

表５は、指示体ＩＤに対応した、項目毎の一致率、総合点、及び順位を記憶するためのスコアテーブルである。

次いで、ステップＳ１３０では、パターン照合部２２５は、ＲＡＭ上のスコアテーブルに記憶された指示体ＩＤ毎の総合点を算出する。なお、総合点は、１つの指示体ＩＤにおける各項目の一致率を合計した得点を表す。
次いで、ステップＳ１３５では、パターン照合部２２５は、各総合点に対して、大きい順に順位付けし、最高順位を獲得した指示体ＩＤを特定する。なお、順位は、総合点が高い順に順位付けした数値を表す。
この結果、補正済明暗パターンが複数の基準パターンの何れかに属していると照合できた場合には、補正済明暗パターンに対応する基準パターンの指示体ＩＤを特定し、ＲＡＭに記憶する。一方、補正済明暗パターンが複数の基準パターンの何れにも属していない場合には、エラーフラグをＲＡＭに記憶する。
この結果、スコアテーブルから読み出した最高順位「１」を有する指示体ＩＤとして「＃１」を特定することができる。

ステップＳ３０では、パターン照合部２２５は、パターン照合の結果の有無を判断する。すなわち、ＲＡＭに指示体ＩＤが記憶されている場合にはパターン照合の結果が有としてステップＳ４０に進む。一方、ＲＡＭにエラーフラグが記憶されている場合にはパターン照合の結果が無としてステップＳ３５に進む。
パターン照合の結果が無である場合、補正済明暗パターンが複数の基準パターンの何れにも属していないため、ステップＳ３０では、パターン照合部２２５は、補正済明暗パターンをＥＥＰＲＯＭにパターン登録し、ステップＳ４０において、パターン照合部２２５は、新たな指示体ＩＤ（表１にない）を付与する。
一方、パターン照合の結果が有である場合、ステップＳ４０では、パターン照合部２２５は、ＲＡＭから読み出した指示体ＩＤを付与する。
次いで、ステップＳ４５では、パターン照合部２２５は、付与された指示体ＩＤを座標データに関連付けする。すなわち、パターン照合部２２５は、付与された指示体ＩＤを、上述した座標検出部２２４により算出された指示体の接触位置の座標位置に関連付けする。
次いで、ステップＳ５０では、パターン照合部２２５は、筆記処理を終了する。

このように、指示体の被検出部に非反射部と再帰反射部とを備え、受光した光の強度分布データに基づいて、指示体を表す固有の明暗パターンを抽出し、指示体固有の明暗パターンに基づいて、指示体を特定する指示体ＩＤを発行するので、複数の指示体が画面上において操作された場合であっても、夫々の指示体を判別することができる。
また、強度分布データを利用して、遮光位置の座標を特定し、座標に指示体ＩＤを関連付けて出力することができ、簡単な構成で指示体に固有のＩＤと座標を関連付けて特定することができる。
さらに、明暗パターンがどの基準パターンに属するかを判別することにより指示体ＩＤを特定することができる。
また、各基準パターンは、明暗パターンの明部の個数、暗部の個数、明部の幅、暗部の幅のうち少なくとも１つを異ならせたことで、指示体が複数ある場合でも、夫々の指示体に固有のＩＤを特定することができる。

＜本発明の実施態様例と効果＞
＜第１態様＞
本態様の指示体判定装置８０は、所定範囲の入力領域４３を進行する光を出射する少なくとも二つの受発光部４１と、入力領域４３の周縁部に設けられ、受発光部４１から出射された光をほぼ同一光路に向けて反射する再帰性反射部材４４と、入力領域４３内を移動し、被検出部を有した指示体６０と、再帰性反射部材４４により反射された光を夫々受光し、受光した各光の強度分布を検出する強度分布検出部８１と、を備え、指示体６０の被検出部には、入射した光を反射しない非反射部６４と、入射した光をほぼ同一光路に向けて反射する再帰反射部６３と、を備え、強度分布検出部８１により検出された強度分布データに基づいて、指示体６０を表す固有の明暗パターンを抽出するパターン抽出手段（パターン照合部２２５）と、パターン抽出手段により抽出された指示体固有の明暗パターンに基づいて、指示体６０を特定する指示体ＩＤを発行する特定手段（パターン照合部２２５）と、を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、指示体の被検出部に非反射部と再帰反射部とを備え、受光した光の強度分布データに基づいて、指示体を表す固有の明暗パターンを抽出し、指示体固有の明暗パターンに基づいて、指示体を特定する指示体ＩＤを発行するので、複数の指示体が画面上において操作された場合であっても、夫々の指示体を判別することができる。

＜第２態様＞
本態様の指示体判定装置８０は、指示体が複数ある場合に、各指示体の再帰反射部６３の個数、面積、長さ、幅のうちの少なくとも１つを異ならせたことを特徴とする。
本態様によれば、指示体が複数ある場合に、各指示体の再帰反射部６３の個数、面積、長さ、幅のうちの少なくとも１つを異ならせたので、入力領域４３上に、指示体が複数ある場合でも、夫々の指示体に固有のＩＤを特定することができる。

＜第３態様＞
本態様の再帰反射部６３は、その周面に沿って少なくとも３つ以上が非反射部６４と交互に配置されることを特徴とする。
本態様によれば、再帰反射部６３がその周面に沿って少なくとも３つ以上が非反射部６４と交互に配置されるので、指示体６０が受発光部４１の方向に正対していない場合でも、指示体に固有の明暗パターンを反射することができる。

＜第４態様＞
本態様の指示体判定装置８０は、パターン抽出手段（パターン照合部２２５）により抽出された指示体固有の明暗パターンの各位置に所定の補正係数を乗算することにより、被検出部の外周方向の位置に対応した明暗パターンに変換する明暗パターン変換手段（パターン照合部２２５）を備えることを特徴とする。
本態様によれば、指示体固有の明暗パターンの各位置に所定の補正係数を乗算することにより、被検出部の外周方向の位置に対応した明暗パターンに変換するので、指示体が受発光部の方向に正対していない場合でも、指示体固有の明暗パターンを抽出することができる。

＜第５態様＞
本態様の指示体判定装置８０は、複数の基準パターンと、各基準パターンが表す指示体ＩＤを関連付けて記憶する特徴値ＤＢ８５を備え、特定手段（パターン照合部２２５）は、各基準パターンを参照し、明暗パターンがどの基準パターンに属するかを判別することにより指示体ＩＤを特定することを特徴とする。
本態様によれば、明暗パターンがどの基準パターンに属するかを判別することにより指示体ＩＤを特定することができる。

＜第６態様＞
本態様の指示体判定装置８０は、各基準パターンは、明暗パターンの明部の個数、暗部の個数、明部の幅、暗部の幅のうち少なくとも１つを異ならせたことを特徴とする。
本態様によれば、各基準パターンは、明暗パターンの明部の個数、暗部の個数、明部の幅、暗部の幅のうち少なくとも１つを異ならせたことで、指示体が複数ある場合でも、夫々の指示体に固有のＩＤを特定することができる。

＜第７態様＞
本態様の座標入力装置４０は、第７乃至第６態様の何れか１つに記載の指示体判定装置８０を備え、強度分布検出部８１により検出された強度分布データを利用して、入力領域４３を進行する光が指示体６０の非反射部６４により遮られた際の遮光位置の座標を特定し、座標に指示体ＩＤを関連付けて出力する座標特定手段（座標検出部２２４）を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、強度分布データを利用して、遮光位置の座標を特定し、座標に指示体ＩＤを関連付けて出力することができ、簡単な構成で指示体に固有のＩＤと座標を関連付けて特定することができる。

＜第８態様＞
本態様の指示体判定方法は、所定範囲の入力領域４３を進行する光を出射する少なくとも二つの受発光部４１と、入力領域４３の周縁部に設けられ、受発光部４１から出射された光をほぼ同一光路に向けて反射する再帰性反射部材４４と、入力領域４３内を移動し、被検出部を有した指示体６０と、再帰性反射部材４４により反射された光を夫々受光し、受光した各光の強度分布を検出する強度分布検出部８１と、指示体６０の被検出部には、入射した光を反射しない非反射部６４と、入射した光をほぼ同一光路に向けて反射する再帰反射部６３と、を備えた指示体判定装置６３による指示体判定方法であって、強度分布検出部８１により検出された強度分布データに基づいて、指示体６０を表す固有の明暗パターンを抽出するパターン抽出ステップ（Ｓ１５）と、パターン抽出ステップにより抽出された指示体固有の明暗パターンに基づいて、指示体を特定する指示体ＩＤを発行する特定ステップ（Ｓ２５）と、を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、受光した光の強度分布データに基づいて、指示体を表す固有の明暗パターンを抽出し、指示体固有の明暗パターンに基づいて、指示体を特定する指示体ＩＤを発行するので、複数の指示体が画面上において操作された場合であっても、夫々の指示体を判別することができる。

＜第９態様＞
本態様の指示体判定方法は、第８態様に記載の指示体判定方法を利用し、強度分布検出部８１０により検出された強度分布データを利用して、入力領域４３を進行する光が指示体６０の非反射部６４により遮られた際の遮光位置の座標を特定し、座標に指示体ＩＤを関連付けて出力する座標特定ステップ（Ｓ４５）を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、強度分布データを利用して、遮光位置の座標を特定し、座標に指示体ＩＤを関連付けて出力することができ、簡単な構成で指示体に固有のＩＤと座標を関連付けて特定することができる。

＜第１０態様＞
本態様のプログラムは、第８又は第９態様に記載の各ステップをプロセッサに実行させることを特徴とする。
本態様によれば、プロセッサにより、強度分布データを利用して、遮光位置の座標を特定し、座標に指示体ＩＤを関連付けて出力することができ、簡単な構成で指示体に固有のＩＤと座標を関連付けて特定することができる。

４０…座標入力装置、４１…受発光部、４３…座標入力領域、４４…再帰性反射部材、４７…ビーム、４６…再帰光、４２…指示他体、４５…プローブ光、５０…受光素子、５１…集光レンズ、５３…矢印、５４…再帰反射光、５７…位置、５８…進行方向、６１…点光源、６２…先端部、６３…再帰反射部、６４…非反射部、８０…指示体判定装置、８１…強度分布検出部、８５…特徴値ＤＢ、２２４…座標検出部、２２５…パターン照合部、２２６…接触検知装置

特開２０００−３２２２０１公報

Claims (10)

1. 所定範囲の入力領域を進行する光を出射する少なくとも二つの光出射手段と、
   前記入力領域の周縁部に設けられ、前記各光出射手段から出射された光をほぼ同一光路に向けて反射する反射手段と、
   前記入力領域内を移動し、被検出部を有した指示体と、
   前記反射手段により反射された光を夫々受光し、受光した各光の強度分布を検出する強度分布検出手段と、を備えた指示体判定装置であって、
   前記指示体の被検出部には、
   入射した光を反射しない非反射部と、入射した光をほぼ同一光路に向けて反射する再帰反射部と、を備え、
   前記強度分布検出手段により検出された強度分布データに基づいて、前記指示体を表す固有の明暗パターンを抽出するパターン抽出手段と、
   前記パターン抽出手段により抽出された前記指示体固有の明暗パターンに基づいて、前記指示体を特定する指示体ＩＤを発行する特定手段と、を備えたことを特徴とする指示体判定装置。
2. 前記指示体が複数ある場合に、各指示体の前記再帰反射部の個数、面積、長さ、幅のうちの少なくとも１つを異ならせたことを特徴とする請求項１記載の指示体判定装置。
3. 前記再帰反射部は、その周面に沿って少なくとも３つ以上が前記非反射部と交互に配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の指示体判定装置。
4. 前記パターン抽出手段により抽出された前記指示体固有の明暗パターンの各位置に所定の補正係数を乗算することにより、前記被検出部の外周方向の位置に対応した明暗パターンに変換する明暗パターン変換手段を備えることを特徴とする請求項１記載の指示体判定装置。
5. 複数の前記基準パターンと、前記各基準パターンが表す指示体ＩＤを関連付けて記憶する基準パターン記憶手段を備え、
   前記特定手段は、
   前記各基準パターンを参照し、前記明暗パターンがどの基準パターンに属するかを判別することにより前記指示体ＩＤを特定することを特徴とする請求項１記載の指示体判定装置。
6. 前記各基準パターンは、明暗パターンの明部の個数、暗部の個数、明部の幅、暗部の幅のうち少なくとも１つを異ならせたことを特徴とする請求項５記載の指示体判定装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１記載の指示体判定装置を備え、
   前記強度分布検出手段により検出された強度分布データを利用して、前記入力領域を進行する光が前記指示体の前記非反射部により遮られた際の遮光位置の座標を特定し、前記座標に前記指示体ＩＤを関連付けて出力する座標特定手段を備えたことを特徴とする座標入力装置。
8. 所定範囲の入力領域を進行する光を出射する少なくとも二つの光出射手段と、
   前記入力領域の周縁部に設けられ、前記各光出射手段から出射された光をほぼ同一光路に向けて反射する反射手段と、
   前記入力領域内を移動し、被検出部を有した指示体と、
   前記反射手段により反射された光を夫々受光し、受光した各光の強度分布を検出する強度分布検出手段と、
   前記指示体の被検出部には、入射した光を反射しない非反射部と、入射した光をほぼ同一光路に向けて反射する再帰反射部と、を備えた指示体判定装置による指示体判定方法であって、
   前記強度分布検出手段により検出された強度分布データに基づいて、前記指示体を表す固有の明暗パターンを抽出するパターン抽出ステップと、
   前記パターン抽出ステップにより抽出された前記指示体固有の明暗パターンに基づいて、前記指示体を特定する指示体ＩＤを発行する特定ステップと、を備えたことを特徴とする指示体判定方法。
9. 請求項８記載の指示体判定方法を利用し、
   前記強度分布検出手段により検出された強度分布データを利用して、前記入力領域を進行する光が前記指示体の前記非反射部により遮られた際の遮光位置の座標を特定し、前記座標に前記指示体ＩＤを関連付けて出力する座標特定ステップを備えたことを特徴とする座標入力方法。
10. 請求項８又は９記載の各ステップをプロセッサに実行させることを特徴とするプログラム。

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