JP3881148B2 - 座標検出用受光装置、座標入力／検出装置、電子黒板、装着位置検出方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の入力や選択をするためにペン等の指示部材や指等によって指示された座標位置を光学的に検出する座標入力／検出装置に関する。
【０００２】
本発明は、また、座標入力／検出装置に用いられる座標検出用受光装置やその装着位置検出方法、座標入力／検出装置を主体に構成される電子黒板、及び、座標入力／検出装置を制御するコンピュータにインストールされて用いられるコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、ホワイトボードや書き込みシート等の筆記面に筆記用具を用いて書き込んだ手書きの情報を、専用のスキャナで読み取り、専用のプリンタで記録紙に出力することが可能な電子黒板が知られている。これに対し、近年、電子黒板の筆記面に座標入力／検出装置を取り付け、筆記面に手書きで書き込んだ情報をリアルタイムでパーソナルコンピュータ等のコンピュータに入力することを可能にした電子黒板システムも提供されている。
【０００４】
このような電子黒板システムの実用化例としては、マイクロフィールド・グラフィックス社製（Microfield Graphics, Inc.）のソフトボード等がある。そして、このような技術は近年さらに応用され、筆記面を表示装置として構成した電子黒板システムも実用化されている。このような電子黒板システムとして実用化された例としては、スマート・テクノロジーズ社製（SMART Technologies Inc.）のスマート２０００等がある。このような筆記面を表示装置として構成した電子黒板システムでは、表示装置によって表示されている画面上の画像に対して、手書きの画像を上書き画像として重ねて表示できるという利点があり、会議、プレゼンテーション、教育現場等において広く利用されており、その使用効果が高く評価されている。また、このような電子黒板システムに音声・画像等の通信機能を組み込み、遠隔地間を通信回線で接続することにより、電子会議システムとしても利用可能である。
【０００５】
ここで、前述したような電子黒板システムにおいて用いられる座標入力／検出装置としては、従来、各種の座標位置検出方式が実用化もしくは提案されている。例えば、ペンで座標入力面を押さえた時、あるいはペンが座標入力面に接近した時に、静電又は電磁誘導によって電気的な変化を検出する方式がある。また、他の方式として、特開昭６１−２３９３２２号公報等に示されるような超音波方式のタッチパネル座標入力／検出装置がある。これは簡単にいうと、パネル上に送出された表面弾性波をパネルへのタッチによって減衰させ、これによってそのタッチ位置を検出するものである。これに対し、電子黒板システムに適用するのに適切な方式を検討すると、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さなくとも入力が可能になる、例えば光学式のような座標入力／検出装置が有望であると考えられる。
【０００６】
このような光学式の座標入力／検出装置にあっても、従来から各種の座標位置検出方法が提案されている。その詳細な説明は省略するが、例えば、特開平８-２４０４０７号公報には、赤外線ＣＣＤカメラを備えた２つの光学ユニットと座標入力／検出領域に挿入される指示部材に配された赤外線ＬＥＤとを用いた検出方式が開示されている。また、特開平９-３１９５０１号公報には、２つの光学ユニットからレーザビームを走査させた座標入力／検出領域に指示部材を挿入し、この指示部材に設けられた再帰性反射部材であるコーナキューブリフレクタからの反射光に基づいて座標位置検出を行なうような方式が開示されている。
【０００７】
これに対し、本出願の出願人は、座標入力／検出領域の周囲に再帰性反射部材を配した方式の座標位置検出方式を案出し、特願平１０-１２７０３５号公報にその内容を記載している。この特願平１０−１２７０３５号等に代表される光学式の座標入力／検出装置は、座標入力／検出領域に２つの光学ユニットにそれぞれ設けられた光源からそれぞれ扇状に光を照射し、座標入力／検出領域に照射された光をその周囲に配置された再帰性反射部材によって帰還反射させ、この反射光をＣＣＤアレイ等の受光素子で検出する、というものである。このような検出構造において、座標入力／検出領域に指先やペン等の指示部材が挿入されると、指示部材の挿入位置に対応する光が遮られ、受光素子は同一に対応する光のみ受光しない。そこで、２つの光学ユニットにおける各受光素子の出力分布に基づいて、指示部材が挿入された座標位置の検出を行なう、というのが特願平１０−１２７０３５号等に代表される光学式の座標入力／検出装置の座標位置検出原理である。これにより、比較的簡単な構成によって座標位置の検出が可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
座標入力／検出領域の周囲に再帰性反射部材を配置し、２つの光学ユニットを用いて座標位置を検出する方式の座標入力／検出装置では、光学ユニットが予め固定的に設けられている構造のものと、筆記面を備える構造物にユーザが必要に応じて光学ユニットを固定する構造のものとがある。後者は、例えばホワイトボードに光学ユニットを取り付けることで、簡易に座標入力／検出装置を構成することができる。この場合、一例として、光学ユニットに設けられた給電・通信用のハーネスを例えばコントローラに接続し、このコントローラを例えばパーソナルコンピュータに接続して使用する。そして、このような後付け型の座標入力／検出装置では、各光学ユニットの装着位置とコントローラに対するハーネスの接続位置とが対応付けられている。例えば、光学ユニットを筆記面の下縁左右位置に取り付けて使用する場合、コントローラ及びパーソナルコンピュータは、左側の光学ユニットからの信号と右側の光学ユニットからの信号とを区別して認識する必要があり、その認識が間違っていると正しい座標位置検出を行なうことができなくなってしまう。そこで、コントローラに設けられている左側入力端子には左側の光学ユニットから延出するハーネスを接続し、右側入力端子には右側の光学ユニットから延出するハーネスを接続する必要がある。
【０００９】
もっとも、光学ユニットが予め固定的に設けられている構造のものであっても、その製造・組立時にメーカ側で光学ユニットを所定位置に取り付け、そのハーネスをコントローラの入力端子に正しく接続する必要がある。この意味では、光学ユニットが予め固定的に設けられている構造のものであっても、筆記面を備える構造物にユーザが必要に応じて光学ユニットを固定する構造のものであっても、各光学ユニットの装着位置とコントローラに対するハーネスの接続位置とを正しく対応付けなければならないことに変わりはない。
【００１０】
このようなことから、光学ユニットやそのハーネスには、各光学ユニットの装着位置とコントローラに対するハーネスの接続位置との対応関係を示す表示を行なう必要がある。例えば、光学ユニットを筆記面の下縁左右位置に取り付ける構造のものでは、各光学ユニットのハーネスに左右の別を視覚的に表示したり、そのコネクタの形状やハーネスの色を異ならせたり、あるいは、光学ユニット自体に左右の別を視覚的に表示したりすることが求められる。このため、光学ユニットとしては、その構造及び機能が全く同一であるにもかかわらず、２種類用意しなければならなくなり、製造・組立の煩雑化、部品・製造に係るコストのアップ等、各種の不都合が生ずる。
【００１１】
しかも、光学ユニットやそのハーネスに、各光学ユニットの装着位置とコントローラに対するハーネスの接続位置との対応関係を示す表示がなされていたとしても、コントローラに対する光学ユニットの接続時にはその接続を正しく行わなければならないため、作業性が煩雑であるという問題もある。この問題は、光学ユニットを予め固定的に設ける構造のものにあっては、工場等における製造・組立効率の低下をもたらし、筆記面を備える構造物にユーザが必要に応じて光学ユニットを固定する構造のものにあっては、ユーザに負担を強いることになる。
【００１２】
加えて、座標検出を正しく行なうためには、光学ユニットを装着する座標入力／検出領域が縦長比率であるか横長比率であるかが既知である必要がある。例えば、縦長のホワイトボード、つまり、座標入力／検出領域が縦長比率であるホワイトボードに光学ユニットを装着して座標検出を行なうにも拘わらず、座標入力／検出装置は座標入力／検出領域が横長比率であると認識する機種、あるいは設定であるとする。この場合、座標入力／検出領域に対する入力座標位置の検出自体が正しく行なわれなくなってしまうという問題がある。このような問題は、座標入力／検出装置が予めビルトインされるような機器、例えば電子黒板システムではその筆記面の縦横比率が予め既知であるために生じにくい。これに対し、ユーザによってホワイトボード等に光学ユニットを着脱自在に装着し得る座標入力／検出装置では、その筆記面の縦横の長短が既知ではないため、頻繁に生じうる問題である。特に、ホワイトボード等では、その板面を９０度回動自在とし、縦長比率としても横長比率としても使用可能に構成したものがあり、このようなホワイトボード等への適用に際しては、大いに問題が生ずるところである。
【００１３】
本発明の目的は、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することである。
【００１４】
本発明の目的は、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の座標検出用受光装置の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材に対して、一対の光照射ユニットから扇状に光を照射し、前記再帰性反射部材からの反射光を検出することにより前記座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出するようにした座標入力／検出装置に用いられる座標検出用受光装置において、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識手段と、を具備する。
【００１６】
ここで、「座標入力／検出領域を提供する構造物」というのは、例えば、ホワイトボード、座標検出用受光装置による座標検出結果に基づく手書き画像を表示する表示装置等である。
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、光照射ユニットからの照射光が隣接する長短２辺の再帰性反射部材に照射され、その反射光が受光ユニットに受光された場合、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれる。このような識別情報としては、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率等が利用される。そこで、位置認識手段は、そのような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。これにより、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断がなされる。
【００１８】
請求項２記載の座標入力／検出装置の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材と、前記再帰性反射部材に光を照射する一対の光照射ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、前記第１の受光ユニットと前記第２の受光ユニットとの出力信号に基づいて前記座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出する座標位置検出手段と、２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識手段と、を具備する。
【００１９】
ここで、「座標入力／検出領域を提供する構造物」というのは、例えば、ホワイトボード、座標入力／検出装置による座標検出結果に基づく手書き画像を表示する表示装置等である。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、再帰性反射部材からの反射光が受光ユニットに受光された場合、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれる。このような識別情報としては、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状（請求項６参照）、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率（請求項７参照）等が利用される。そこで、位置認識手段は、そのような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。これにより、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断がなされる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の座標入力／検出装置において、前記光照射ユニットと前記受光ユニットとは一体に形成されている。これにより、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して、光照射ユニットと受光ユニットとが一体で着脱可能となる。
【００２２】
次いで、扇状に光を照射する光照射ユニットとしては、各種の構造が許容される。例えば、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の座標入力／検出装置において、前記光照射ユニットは、単一の光源からの光をレンズによって扇状に照射する。また、請求項５記載の発明は、請求項２又は３記載の座標入力／検出装置において、前記光照射ユニットは、単一の光源からの光ビームを偏向走査する。
【００２３】
また、前述したように、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれている。このような識別情報として、いかなる情報を用いるかは、適宜選択可能である。例えば、請求項６記載の発明は、請求項２ないし５のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記位置認識手段は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる前記受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形は、長辺に対応する位置では減衰が増大するため、その形状的特徴が容易に抽出可能である。また、請求項７記載の発明は、請求項２ないし５のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記位置認識手段は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺に対応する前記受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。
【００２４】
次いで、本発明によれば、２つの受光ユニットに設けられた受光素子からの出力信号に基づいて座標位置検出手段が座標位置を正しく認識するためには、再帰性反射部材の縦横の長短が既知である必要がある。そこで、請求項８記載の発明は、請求項２ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記再帰性反射部材の縦横の長短は、予め定められている。これにより、特別な検出をすることなく、座標位置検出手段による座標位置検出が正しく行われる。
【００２５】
次いで、本発明は、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なることを前提としている。これに対し、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが同一である場合には、受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれない。そこで、このような場合の対策として、請求項９記載の発明は、請求項２ないし８のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とし、前記座標入力／検出領域が正方形である場合には、前記位置認識手段による前記受光ユニットの位置認識は隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率が異なる条件下で行なわれる。これにより、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なるという本発明の実施に不可欠である条件が擬似的に生成され、位置認識手段による２つの受光ユニットの装着位置の検出が可能となる。
【００２６】
ここで、請求項９記載の発明において、隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とするために、各種の態様が利用可能である。例えば、請求項１０記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、前記再帰性反射部材を伸縮自在とすることにより隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とした。ここで、「伸縮自在」というのは、その部材そのものが変形して伸縮することばかりでなく、例えばロール状に巻回保持されている再帰性反射部材が引き出し自在となっており、その引き出し及び収納によって伸縮する作用をも含む広い概念である。また、請求項１１記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、前記再帰性反射部材の装着位置を可変自在とすることにより隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とした。また、請求項１２記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とするための擬似的な測定用再帰性反射部材を着脱自在とし、前記測定用再帰性反射部材を取り付けることにより隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とした。
【００２７】
さらに、請求項１３記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、２つの前記受光ユニットを位置検出用の仮装着位置とこの仮装着位置から移行する通常使用用の本装着位置とに位置付ける装着機構と、前記受光ユニットの装着位置が仮装着位置から本装着位置に移行する動作に連動して隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率が１対１となるように前記再帰性反射部材を移動させる連動機構と、を具備する。これにより、受光ユニットを仮装着位置に位置させた状態では隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率が異なる比率となり、受光ユニットにおける受光素子の出力信号に受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる識別情報が含まれることになる。
【００２８】
次いで、位置認識手段による２つの受光ユニットの装着位置に関する検出情報は、各種の処理に利用される。例えば、請求項１４記載の発明は、請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、２つの前記受光ユニットの装着位置が反対である場合には、その旨の報知を行なう報知手段を具備する。これにより、２つの受光ユニットが互い違いに取り付けられてしまった場合、その旨が報知され、作業のやり直しが促される。より詳細には、「２つの前記受光ユニットの装着位置が反対である場合」というのは、受光ユニットのハーネスが接続されるコントローラ等の機器からみると、各受光ユニットから延出するハーネスがその機器の一対の入力端子に互い違いに接続されたことを意味する。そこで、受光ユニットの装着位置が反対である旨の報知がなされた場合の対応としては、受光ユニット自体の装着位置を入れ替えることも考えられるが、コントローラ等の機器に対するハーネスの接続を差し替える方が現実的である。
【００２９】
位置認識手段による２つの受光ユニットの装着位置に関する検出情報の別の利用例として、請求項１５記載の発明は、請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記座標位置検出手段は、２つの受光ユニットの装着位置が反対である場合には、２つの前記受光ユニットの出力信号を互いに反対に認識する。これにより、受光ユニット自体の装着位置の入れ替えやコントローラ等の機器に対するハーネスの接続の差し替えというような作業を要することなく、２つの受光ユニットの装着位置（コントローラ等の機器に対するハーネスの接続位置）の過誤が自動修正される。
【００３０】
次いで、本発明は、光学ユニットを予め固定的に設ける態様として用いても、筆記面を備える構造物にユーザが必要に応じて光学ユニットを固定する態様として用いても、何れでも良い。例えば、後者の例として、請求項１６記載の発明は、請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、ユーザに対し、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対する２つの前記受光ユニットの着脱が許容される。
【００３１】
これに対し、光学ユニットを予め固定的に設ける態様は、電子黒板として構築される。例えば、請求項１７記載の電子黒板の発明は、２次元の座標入力／検出領域となる筆記面と、請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、を具備する。この場合、請求項１８記載の発明のように、前記筆記面は、所定の画像データを表示出力するディスプレイであり、前記座標入力／検出装置によって認識される座標位置を前記ディスプレイに表示出力するように構築することも可能である。
【００３２】
請求項１９記載の装着位置検出方法の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材に対し、一対の光照射ユニットを用い、前記再帰性反射部材に光を照射する光照射ステップと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられた第１の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第１の受光ステップと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられた第２の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第２の受光ステップと、２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識ステップと、を具備する。
【００３３】
ここで、「座標入力／検出領域を提供する構造物」というのは、例えば、ホワイトボード、座標検出結果に基づく手書き画像を表示する表示装置等である。
【００３４】
請求項１９記載の発明によれば、再帰性反射部材からの反射光が受光ユニットに受光された場合、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれる。このような識別情報としては、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状（請求項２０参照）、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率（請求項２１参照）等が利用される。そこで、位置認識ステップでは、そのような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかが認識される。これにより、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断がなされる。
【００３５】
また、前述したように、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれている。このような識別情報として、いかなる情報を用いるかは、適宜選択可能である。例えば、請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の装着位置検出方法において、前記位置認識ステップは、隣接する前記再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる前記受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形は、長辺に対応する位置では減衰が増大するため、その形状的特徴が容易に抽出可能である。また、請求項２１記載の発明は、請求項１９記載の装着位置検出方法において、前記位置認識ステップは、隣接する前記再帰性反射部材の２辺に対応する前記受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。
【００３６】
次いで、本発明は、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なることを前提としている。これに対し、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが同一である場合には、受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれない。そこで、このような場合の対策として、請求項２２記載の発明は、請求項１９ないし２１のいずれか一記載の装着位置検出方法において、前記位置認識ステップは、前記座標入力／検出領域が正方形である場合には、隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を異ならせた条件下で前記受光ユニットの位置認識を行なう。これにより、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なるという本発明の実施に不可欠である条件が擬似的に生成され、位置認識手段による２つの受光ユニットの装着位置の検出が可能となる。
【００３７】
請求項２３記載の記憶媒体の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材と、前記再帰性反射部材に光を照射する一対の光照射ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、前記第１の受光ユニットと前記第２の受光ユニットとの出力信号に基づいて前記座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出する座標位置検出手段と、を具備する座標入力／検出装置を制御するコンピュータにインストールされ、２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識機能を前記コンピュータに実行させるコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する。
【００３８】
ここで、「座標入力／検出領域を提供する構造物」というのは、例えば、ホワイトボード、座標検出結果に基づく手書き画像を表示する表示装置等である。
【００３９】
請求項２３記載の発明によれば、再帰性反射部材からの反射光が受光ユニットに受光された場合、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれる。このような識別情報としては、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状（請求項２４参照）、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率（請求項２５参照）等が利用される。そこで、位置認識機能は、そのような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。これにより、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断がなされる。
【００４０】
また、前述したように、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれている。このような識別情報として、いかなる情報を用いるかは、適宜選択可能である。例えば、請求項２４記載の発明は、請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体において、前記位置認識機能は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる前記受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形は、長辺に対応する位置では減衰が増大するため、その形状的特徴が容易に抽出可能である。請求項２５記載の発明は、請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体において、前記位置認識機能は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺に対応する前記受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
＜座標入力／検出原理＞
本発明の具体的適用例の説明に先立ち、本発明が適用される座標入力／検出装置における座標入力／検出原理を図１ないし図６に基づいて説明する。本発明が適用される座標入力／検出装置は、いわゆる再帰光遮断方式の座標入力／検出装置１である。
【００４２】
図１は、再帰光遮断方式の座標入力／検出装置１を原理的に示す概略正面図である。四角形状の筐体構造の座標入力／検出部材２の内部空間である座標入力／検出領域３は平面（若しくは、ほぼ平面）をなす２次元形状をなし、プラズマディスプレイなどのような電子的に画像を表示するディスプレイ表面やマーカー等のペンで書き込むホワイトボードなどが考えられる。この座標入力／検出領域３上を光学的に不透明な材質からなる操作者の指先やペン、指示棒など光遮断手段として機能する指示部４で触った場合を考える。このときの指示部４の座標を検出することがこのような光学式の座標入力／検出装置１の目的である。
【００４３】
座標入力／検出領域３の上方両端（又は、下方両端）に光照射ユニット及び受光ユニットとしての光学ユニット５が装着されている。光学ユニット５からは座標入力／検出領域３に向けて、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，…，Ｌｎの光ビームの束（プローブ光）が照射されている。この光ビームの束（プローブ光）は、実際には、点光源６から拡がる座標入力面に平行な面に沿って進行する扇形板状の光波である。
【００４４】
座標入力／検出領域３の周辺部分には、再帰性反射部材７が再帰反射面を座標入力／検出領域３の中央に向けて装着されている。
【００４５】
再帰性反射部材７は入射した光を、入射角度に依らずに同じ方向に反射する特性をもった部材である。例えば、光学ユニット５から発した扇形板状の光波のうちある一つのビーム８に注目すると、ビーム８は再帰性反射部材７によって反射されて再び同じ光路を再帰反射光９として光学ユニット５に向かって戻るように進行する。光学ユニット５には、後述する受光手段が設置されており、プローブ光Ｌ１〜Ｌｎの各々に対して、その再帰光が受光手段に再帰したかどうかを判断することができる。
【００４６】
いま、操作者が指（指示部４）で位置Ｐを触った場合を考える。このときプローブ光１０は位置Ｐで指に遮られて再帰性反射部材７には到達しない。したがって、プローブ光１０の再帰光は光学ユニット５には到達せず、プローブ光１０に対応する再帰光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１０の延長線（直線Ｌ）上に指示物体が挿入されたことを検出することができる。同様に、図１の右上方に設置された光学ユニット５からもプローブ光１１を照射し、プローブ光１１に対応する再帰光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１１の延長線（直線Ｒ）上に指示物体が挿入されたことを検出することができる。直線Ｌ及び直線Ｒを求めることができれば、このＰ点の交点座標を演算により算出することにより、指示部４が挿入された座標を得ることができる。
【００４７】
次に、光学ユニット５の構成とプローブ光Ｌ１からＬｎのうち、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。光学ユニット５の内部の構造の概略を図２に示す。図２は図１の座標入力面に取り付けられた光学ユニット５を、座標入力／検出領域３に垂直な方向から見た図である。ここでは、簡単化のため、座標入力／検出領域３に平行な２次元平面で説明を行う。
【００４８】
概略構成としては、点光源６、集光レンズ１２及び受光素子１３から構成される。点光源６は光源から見て受光素子１３と反対の方向に扇形に光を射出するものとする。点光源６から射出された扇形の光は矢印１４，１５、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１４方向に進行したビームは再帰性反射部材７で矢印１６方向に反射されて、集光レンズ１２を通り、受光素子１３上の位置１７に到達する。また、矢印１５方向に進行したビームは再帰性反射部材７で矢印１８方向に反射されて、集光レンズ１２を通り、受光素子１３上の位置１９に到達する。このように点光源６から発し、再帰性反射部材７で反射され同じ経路を戻ってきた光は、集光レンズ１２の作用によって、各々受光素子１３上の各々異なる位置に到達する。したがって、座標入力／検出領域３中の或る位置に指示部４が挿入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１３上の点に光が到達しなくなる。よって、受光素子１３上の光強度分布を調べることによって、どのビームが遮られたかを知ることができる。
【００４９】
図３を用いて前述の動作を詳しく説明する。図３では、受光素子１３は集光レンズ１２の焦点面（焦点距離ｆ）に設置されているものとする。このような受光素子１３には、０〜２０４７までの画素が設けられており、それぞれの画素が受光量に応じた出力信号を出力するように構成されている。そこで、本実施の形態の座標入力／検出装置１は、受光素子１３の各画素から出力される出力信号を光強度分布として認識する。このような検出原理の下、点光源６から図３の右側に向けて発した光は再帰性反射部材７によって反射され同じ経路を戻ってくる。したがって、点光源６の位置に再び集光する。集光レンズ１２の中心は点光源位置と一致するように設置する。再帰性反射部材７から戻った再帰光は集光レンズ１２の中心を通るので、レンズ後方（受光素子側）に対称の経路で進行する。
【００５０】
このとき受光素子１３上の光強度分布を考える。指示部４が挿入されていなければ、受光素子１３上の光強度分布はほぼ一定であるが、図３に示すように位置Ｐに光を遮る指示部４が挿入された場合、ここを通過するビームは遮られ、受光素子１３上では位置Ｄｎの位置に、光強度が弱い領域が生じる（暗点）。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、Ｄｎを検出することによりθｎを知ることができる。すなわち、θｎはＤｎの関数として
θｎ＝arctan (Ｄｎ／ｆ) ………………………………（１）
と表すことができる。ここで、図１左上方の光学ユニット５における場合は、θｎをθｎＬ、ＤｎをＤｎＬと置き換える（図１参照）。
【００５１】
さらに、図４において、光学ユニット５と座標入力／検出領域３との幾何学的な相対位置関係の変換係数ｇにより、指示部４と座標入力／検出領域３とのなす角θＬは、(１)式で求められるＤｎＬの関数として、
θＬ＝ｇ(θｎＬ) ………………………………（２）
ただし、θｎＬ＝arctan(ＤｎＬ／ｆ)
と表すことができる。
【００５２】
同様に、図１右上方の光学ユニット５についても、上述の（１）（２）式中の記号Ｌを記号Ｒに置き換えて、右側の光学ユニット５と座標入力／検出領域３との幾何学的な相対位置関係の変換係数ｈにより、
θＲ＝ｈ(θｎＲ) ………………………………（３）
ただし、θｎＲ＝arctan(ＤｎＲ／ｆ)
と表すことができる。
【００５３】
ここで、座標入力／検出領域３上の光学ユニット５の取付間隔を図４に示すｗとし、原点座標を図４に示すようにとれば、座標入力／検出領域３上の指示部４で指示した点Ｐの２次元座標（ｘ，ｙ）は、
ｘ＝ｗ・tanθＲ／（tanθＬ＋tanθＲ） ………………（４）
ｙ＝ｗ・tanθＬ・tanθＲ／（tanθＬ＋tanθＲ） ……（５）
として求め得る。
【００５４】
このように、ｘ，ｙは、ＤＬ，ＤＲの関数として表すことができる。すなわち、左右の光学ユニット５上の受光素子１３上の暗点の位置ＤｎＬ，ＤｎＲを検出し、光学ユニット５の幾何学的配置を考慮することにより、指示部４で指示した点Ｐの２次元座標を検出することができる。
【００５５】
次に座標入力／検出領域３、例えば、ディスプレイの表面などに前で説明した光学系を設置する例を示す。図５は、図１、図２で述べた左右の光学ユニット５のうち一方を、ディスプレイ表面へ設置した場合の例である。
【００５６】
図５中の２０はディスプレイ面の断面を示しており、図２で示したｙ軸の負から正に向かう方向に見たものである。すなわち、図５はｘ−ｚ方向を主体に示しているが、二点鎖線で囲んだ部分は同一物を別方向（ｘ−ｙ方向、ｙ−ｚ方向）から見た構成を併せて示している。
【００５７】
光学ユニット５のうち光源２１について説明する。光源２１としては、レーザーダイオード、ピンポイントＬＥＤなどスポットをある程度絞ることが可能な光源を用いる。
【００５８】
光源２１からディスプレイ面２０に垂直に発した光はシリンドリカルレンズ２２によってｘ方向にのみコリメートされる。このコリメートは、後でハーフミラー２３で折り返された後、ディスプレイ面２０と垂直な方向には平行光として配光するためである。シリンドリカルレンズ２２を出た後、このシリンドリカルレンズ２２とは曲率の分布が直交する２枚のシリンドリカルレンズ２４，２５で同図ｙ方向に対して集光される。
【００５９】
これらのシリンドリカルレンズ群（レンズ２２，２４，２５）の作用により、線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ２５の後方に形成される。ここに、ｙ方向に狭くｘ方向に細長いスリット２６を挿入する。すなわち、スリット位置に線状の二次光源６を形成する。二次光源６から発した光はハーフミラー２３で折り返され、ディスプレイ面２０の垂直方向には広がらず平行光で、ディスプレイ面２０と平行方向には二次光源６を中心に扇形状に広がりながら、ディスプレイ面２０に沿って進行する。進行した光はディスプレイ周辺端に設置してある再帰性反射部材７で反射されて、同様の経路でハーフミラー２３方向（矢印Ｃ）に戻る。ハーフミラー２３を透過した光は、ディスプレイ面２０に平行に進みシリンドリカルレンズ１２を通り受光素子１３に入射する。
【００６０】
このとき、二次光源６とシリンドリカルレンズ１２はハーフミラー２３に対して共に距離Ｄの位置に配設され共役な位置関係にある。したがって、二次光源６は図３の点光源６に対応し、シリンドリカルレンズ１２は図３のレンズ１２に対応する。
【００６１】
図６に、光源（ＬＤ）２１、受光素子１３及びその周辺回路を内蔵の光学ユニット５を含む制御回路の構成ブロック図を示す。この制御回路はＬＤ２１の発光制御と、受光素子１３からの出力の演算を行うものである。ここで、受光素子１３の種類は、光源２１からの光照射方式に従い適宜選択される。例えば、光源２１からの光を図示しないレンズ等を用いて扇形に照射するような構成では、受光素子１３としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）を使用することが適している。また、光源２１からの光を扇形状に偏向走査するような構成では、受光素子１３としてフォトディテクタ（Photo Detector）を使用することが適している。このような光源２１からの光照射方式については、図１０及び図１６に基づいて後述する。
【００６２】
図６に示すように、制御回路は、各種演算処理を実行して各部を集中的に制御するＣＰＵ３１を中心として、固定データを記憶するＲＯＭ３２、可変データを書き換え自在に記憶してワークエリアとして使用されるＲＡＭ３３、インタフェースドライバ３４、Ａ／Ｄコンバータ３５及びＬＤドライバ３６がシステムバスＳＢを介してバス接続されて構成されている。ここに、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３によりコンピュータとしてのマイクロコンピュータが構成されている。このようなマイクロコンピュータには、ＦＤ３７が装填されるＦＤＤ（ＦＤドライバ）３８、ＣＤ−ＲＯＭ３９が装填されるＣＤ−ＲＯＭドライバ４０、ＨＤＤ（ＨＤドライバ）４１等がシステムバスＳＢを介して接続されている。
【００６３】
ここで、ＦＤＤ（ＦＤドライバ）３８によって読み取られるＦＤ３８やＣＤ−ＲＯＭドライバ４０によって読み取られるＣＤ−ＲＯＭ３９は、コンピュータにインストールされ、コンピュータに各種の処理を実行させる各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体となる。もっとも、これらは単なる一例であり、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体としては、ＦＤ３８やＣＤ−ＲＯＭ３９に限らず、各種の光ディスク（ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカード等であっても良く、これらの記憶媒体が用いられる場合には、それらの記憶媒体に格納されているプログラムコードを読み取る装置、例えば、ＭＯドライブ装置等が適宜ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３によって構成されるマイクロコンピュータに接続されている。そして、これらの各種の媒体に記憶された各種のプログラムコード（制御プログラム）は、ＦＤＤ（ＦＤドライバ）３８やＣＤ−ＲＯＭドライバ４０によって読み取られ、ＨＤＤ４１に格納される。この意味で、ＨＤＤ４１も、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体となる。
【００６４】
次いで、受光素子１３からの出力を演算する回路として、受光素子１３の出力端子に、アンプ４２、アナログ演算回路４３等が図８のように接続される。受光素子１３からのアナログ出力（光強度分布信号）はアンプ４２に入力され、増幅される。増幅された信号は、アナログ演算回路４３で処理がされ、さらにＡ／Ｄコンバータ３５によってデジタル信号に変換されてＣＰＵ３１に渡される。この後、ＣＰＵ３１によって受光素子１３の受光角度及び指示部４の２次元座標の演算が行われる。つまり、ＨＤＤ４１に格納された各種のプログラムコード（制御プログラム）またはＣＤ−ＲＯＭ３９等に格納された各種のプログラムコード（制御プログラム）は、電源の投入に応じてＲＡＭ３３に書き込まれ、この状態でＣＰＵ３１により各種のプログラムコード（制御プログラム）に応じた処理が実行されることになる。
【００６５】
ここで、図６に例示する制御回路では、１組をなす受光素子１３、アンプ４２、アナログ演算回路４３、Ａ／Ｄコンバータ３５、光源２１及びＬＤドライバ３６が付随する光学部品と共に同一筐体内に内蔵されて光学ユニット５を構成し、こうして構成された光学ユニット５が一対設けられ、これらの２つの光学ユニット５はシステムバスＳＢに接続された入出力回路４４の図示しない接続端子にハーネス４５を介して接続されている。
【００６６】
もっとも、光学ユニット５としては、このような構成に限らず、最低限、受光素子１３及び光源２１並びに付随する光学部品だけで光学ユニット５が成立する。このような構成例では、アンプ４２、アナログ演算回路４３、Ａ／Ｄコンバータ３５、及びＬＤドライバ３６は、制御回路側に設けられる。
【００６７】
さらに別の実施の形態としては、光源２１及びこれに付随する光学部品だけで光照射ユニットを構成し、受光素子１３及びこれに付随する光学部品によって受光ユニットを構成し、光学ユニット５をさらに分割するような構成としても良い。
【００６８】
また、これらの各種実施の形態は、制御回路を一方の光学ユニット５と同一筺体に組み込むことを妨げるものではない。
【００６９】
なお、制御回路では、インタフェースドライバ３４を介して演算後の座標データをパーソナルコンピュータ等に出力するために、出力端子を設けることが好ましい。
【００７０】
＜本発明が適用される対象物の例＞
ここまでの記載では、本発明が適用されるいわゆる再帰光遮断方式の座標入力／検出装置１における座標入力／検出原理について説明した。そこで、ここでは、このような座標入力／検出原理を持つ座標入力／検出装置１が適用される対象物の例として、電子黒板システム５１を説明する。
【００７１】
本実施の形態の座標入力検出装置１は、電子黒板としての電子黒板システム５１に適用されている。図７は、電子黒板システム５１を概略的に示す外観斜視図である。図１に示すように、電子黒板システム５１は、その外観構成上、表示装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）５２及び座標入力／検出装置１によって構成される電子黒板部５３と、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ５４、原稿の画像を読み取るためのスキャナ５５、画像データを記録紙に出力するプリンタ５６及びビデオプレイア５７（いずれも図８参照）を収納する機器収納部５８とを主要な構成要素として備えている。なお、ＰＤＰ５２としては、電子黒板として利用可能な４０インチや５０インチ等の大画面タイプのものが用いられている。
【００７２】
電子黒板部５３では、ＰＤＰ５２と座標入力／検出装置１とが、ＰＤＰ５２のディスプレイ面５２ａ側に座標入力／検出装置１の光学ユニット５が位置するようにして一体化され、ＰＤＰ５２のディスプレイ面５２ａには座標入力／検出領域３が位置付けられている。この意味で、電子黒板部５３は、座標入力／検出領域を提供する構造物となっている。このように、電子黒板部５３はＰＤＰ５２及び座標入力／検出装置１を保持し、電子黒板システム５１の表示面（ＰＤＰ５２のディスプレイ面５２ａ）及び筆記面（座標入力／検出領域３）を構成している。
【００７３】
さらに、図示することは省略するが、ＰＤＰ５２にはビデオ入力端子やスピーカーが設けられており、ビデオプレイア５７をはじめ、その他レーザディスクプレイア、ＤＶＤプレイア、ビデオカメラ等の各種情報機器やＡＶ機器を接続し、ＰＤＰ５２を大画面モニタとして利用することが可能な構成になっている。また、ＰＤＰ５２には、ＰＤＰ５２の表示位置、幅、高さ、歪等についての調整を行うための調整手段（図示せず）も設けられている。
【００７４】
次に、電子黒板システム５１に内蔵される各部の電気的接続について図８を参照して説明する。図８に示すように、電子黒板システム５１は、コンピュータ５４にＰＤＰ５２、スキャナ５５、プリンタ５６、ビデオプレイア５７をそれぞれ接続し、コンピュータ５４によってシステム全体を制御するようにしている。また、コンピュータ５４には、指示部４で指示された座標入力／検出領域３内の座標位置の演算等を行う座標入力／検出装置１として、光学ユニット５のための制御回路を内蔵するコントローラ５９が接続されており、このコントローラ５９を介して光学ユニット５もコンピュータ５４に接続されている。このコントローラ５９は、具体的には、図６中の光学ユニット５以外の構成要素である。また、本実施の形態の電子黒板システム５１は、コンピュータ５４を介してネットワーク６０に接続可能であり、ネットワーク６０上に接続された他のコンピュータで作成したデータをＰＤＰ５２に表示したり、電子黒板システム５１で作成したデータを他のコンピュータに転送することも可能になっている。
【００７５】
＜本発明の適用例＞
以後の記載では、本発明の座標検出用受光装置、座標入力／検出装置、電子黒板、装着位置検出方法及び記憶媒体のより具体的な適用例について説明する。この適用例は、前述した座標入力／検出装置１及び電子黒板システム５１を前提とする。
【００７６】
まず、概略的には、本発明のより具体的な適用例である本実施の形態は、２つの光学ユニット５がコントローラ５９の入出力回路４４の図示しない接続端子に正しく接続されているかどうかを認識する技術に関する。つまり、この技術は、入出力回路４４には一方の光学ユニット５用のハーネス４５が装着されるべき接続端子ともう一方の光学ユニット５用のハーネス４５が装着されるべき接続端子とが設けられているが、これらの接続端子に対する各ハーネス４５の接続が反対になっていないかどうかを認識する技術である。以下、詳細に説明する。
【００７７】
本実施の形態における座標入力／検出装置１では、図９に例示するように、光学ユニット５は、座標入力／検出領域３の下縁両端２箇所に装着されている。そして、再帰性反射部材７は、座標入力／検出領域３の左右２辺及び上辺に沿って配置されており、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７は左右２辺に配置された再帰性反射部材７よりも長さが長く形成されている。これらの再帰性反射部材７に対しては、図９中の左側の光学ユニット５は、隣接する上辺と右辺とに位置する２辺の再帰性反射部材７に対して長さが長く形成されている。
【００７８】
ここで、光学ユニット５による光照射位置と受光素子１３上の光強度分布との関係について考える。まず、光学ユニット５としては、図１０に例示するような構成のものが用いられる。つまり、図１０に例示する光学ユニット５は、点光源となるような単一の光源（ＬＤ）２１からの光をレンズとしての拡散レンズ６１を通して座標入力／検出領域３に扇状に導き、その反射光を集光してＣＣＤアレイセンサである受光素子１３にライン状に受光させる、という基本構成を備えている。この場合、拡散レンズ６１を通過した光は、拡散レンズ６１の形状により、座標入力／検出領域３を提供するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）５２の板面に対してはその垂直方向に拡がらず、ＰＤＰ５２の板面と平行に扇状にのみ拡がる光波となる。そして、扇状に拡がった光波はハーフミラー６２を透過して再帰性反射部材７に入射され、再帰性反射部材７を反射して同一光路方向に反射し、再びハーフミラー６２に帰還する。この帰還光はハーフミラー６２で反射し、集光レンズ６３によって受光素子１３であるＣＣＤアレイセンサの１列に配列された受光素子に集光され、これによって受光素子１３上にその受光量に応じた光強度分布が生ずる。
【００７９】
このような構造の光学ユニット５が用いられる場合の光学ユニット５による光照射位置と受光素子１３上の光強度分布との関係を図９及び図１１に基づいて説明する。図９中の左側に装着された光学ユニット５を例に挙げると、その受光素子１３は、図９及び図１１中に模式的に示すように、０〜２０４７までの画素を有している。そして、光学ユニット５から扇状に照射される光波は、上辺と右辺とに位置する再帰性反射部材７で反射する。これにより、受光素子１３上での０〜２０４７までの各画素の出力信号によって得られる受光素子１３上の光強度分布は、図１１（ａ）に例示する通りとなる。この際、図９に例示するように、上辺と右辺とに位置する再帰性反射部材７には検出領域を示す光反射率が低いエンドマーク６４が設けられているため、図１１（ａ）に示すように、そのエンドマーク６４の検出位置に対応する受光素子１３の画素Ｋ3 及びＫ4 では光強度が低下する。また、図９に示すように、座標入力／検出領域３の左右辺に沿って配置されている再帰性反射部材７と上辺に沿って配置されている再帰性反射部材７とは、直角をなして隣接するが、それらの再帰性反射部材７の間の端部は接続していない。このため、各再帰性反射部材７の間の端部の検出位置に対応する受光素子１３上の画素ｎ1 では、光強度分布が減衰する。さらに、再帰性反射部材７は、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角が小さくなるとその反射効率が低下するという特性を有している。そこで、図９中、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角θ1 及びθ3 はある程度大きいためこれに対応する位置での受光素子１３の光強度分布は低下しないのに対し、角θ2 は小さいためこれに対応する位置での受光素子１３の光分布強度は低下することになる。より詳細には、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７では、上辺と右辺との間の角部に近づく程、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角θは小さくなるため、対応する位置での受光素子１３上の光強度分布が低下していくのに対し、右辺に配置された再帰性反射部材７では、上辺と右辺との間の角部の近傍であっても再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角θが大きい。このため、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角が角θ2 から角θ3 に移行する過程で、受光素子１３の光強度分布は図１１（ａ）に例示するように徐々に低下して急激に立ち上がるような分布を示すことになる。
【００８０】
一方、特に説明はしないが、右側に装着された光学ユニット５についても、全く同様の原理で、その受光素子１３の光強度分布は図１１（ｂ）に例示するような分布を示すことになる。そこで、図１１（ａ）及び（ｂ）に例示するような光強度分布を示す受光素子１３からの出力信号を得ることで、コントローラ５９のＣＰＵ３１は、各光学ユニット５から延出するハーネス４５が対応する出力回路４４の図示しない接続端子に正しく接続されているかどうかを認識することが可能となる。
【００８１】
図１２は、このような各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、換言すると、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。この処理は、ＨＤＤ４１に格納され、コントローラの起動によってＲＡＭ３３に一部が書き込まれた制御プログラムに従いＣＰＵ３１が実行する処理であり、この処理は、ダイアグモード時に実行される。
【００８２】
まず、光源２１であるＬＤが駆動される（ステップＳ１）。これにより、座標入力／検出領域３の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材７に対し、一対の光源２１から再帰性反射部材７の隣接する長短２辺に扇状に光を照射する光照射ステップが実行される。
【００８３】
次いで、前述したように、再帰性反射部材７の反射光は光学ユニット５に再帰し、受光素子１３であるＣＣＤアレイセンサに受光され、受光素子１３が出力する光強度分布が入出力回路４４を介してコントローラ５９に取り込まれる（ステップＳ２）。これにより、第１の位置に着脱自在に取り付けられた第１の受光ユニット５の受光素子１３に再帰性反射部材７からの反射光を受光させる第１の受光ステップと、第２の位置に着脱自在に取り付けられた第２の受光ユニット５の受光素子１３に再帰性反射部材７からの反射光を受光させる第２の受光ステップとが実行される。
【００８４】
次いで、受光素子１３が出力する光強度分布を取り込んだコントローラ５９は、その光強度分布の形状解析を実行する（ステップＳ３）。この処理は、一例として、図１１に例示するようなエンドマーク６４の対応位置間における光強度分布の落ち込み部分に着目し、最も落ち込んだ部分の左右における光強度を比較分析し、光強度が徐々に落ち込んでいる側、あるいは、光強度が急激に落ち込んでいる側を検出する、ということを内容とする。勿論、結果として光強度分布の形状が解析されるならば、このような処理に限定されることはない。そして、図１１に基づいて前述したように、ＣＣＤラインセンサである受光素子１３が出力する光強度分布に基づいて、その光強度分布波形が左側に装着された光学ユニット５からの信号に基づくのか（図１１（ａ））、あるいは、右側に装着された光学ユニット５からの信号に基づくのか（図１１（ｂ））が判定される。この場合、コントローラ５９は、その入出力回路４４の接続端子が何れの接続端子であるかを自ら認識可能であるため、各光学ユニット５の装着位置とそのハーネス４５のコントローラ５９に対する接続位置とが対応しているかを認識することができる（ステップＳ４）。これにより、位置認識手段、位置認識機能、及び、２つの受光ユニット５からの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識ステップが実行される。
【００８５】
ステップＳ４での判定の結果、各光学ユニット５の装着位置とそのハーネス４５のコントローラ５９に対する接続位置とが対応しているとＣＰＵ３１が判定した場合には、コントローラ５９は、コンピュータ５４に結果が良好である旨の信号を送信出力し（ステップＳ５）、その後ダイアグモードの処理が終了する。これに対し、ステップＳ４での判定の結果、各光学ユニット５の装着位置とそのハーネス４５のコントローラ５９に対する接続位置とが対応していないとＣＰＵ３１が判定した場合には、コントローラ５９は、コンピュータ５４に結果が不良である旨の信号を送信出力し（ステップＳ６）、その後ダイアグモードの処理が終了する。ここに、これらのステップＳ５及び６の処理により、報知手段の機能が実行される。
【００８６】
なお、結果が良好又は不良である旨の信号を受信したコンピュータ５４は、例えばＰＤＰ５２に、その結果を反映する内容を表示出力させることが可能である。
【００８７】
＜別の実施の形態＞
図１３は、各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、換言すると、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出するための別の処理を示すフローチャートである。つまり、別の実施の形態として、図１２中のステップＳ５及びＳ６のような報知処理に代えて、図１３中のステップＳ７に示す自動修正処理を実行することが可能である。ここで、図１２のフローチャートと図１３のフローチャートとは、ステップＳ５〜Ｓ７以外の処理については共通であるため、その説明を省略する。処理内容が異なる図１３中のステップＳ７では、光学ユニット５の装着位置とコントローラ５９に対するハーネス４５の接続位置との反転認識処理が実行される。この反転認識処理というのは、コントローラ５９の入出力回路４４において、右側用の接続端子に左側に装着された光学ユニット５が接続され、左側用の接続端子に右側に装着された光学ユニット５が接続された場合、コントローラ５９のＣＰＵ３１は、右側用の接続端子からの信号を左側の接続端子からの信号と認識して左側用の接続端子からの信号を右側の接続端子からの信号と認識する、という処理である。
【００８８】
以上の各実施の形態では、各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、換言すると、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出するための処理について説明した。そして、これらの処理では、図１１に例示するＣＣＤラインセンサである受光素子１３の出力波形形状、つまり、光強度分布の形状に基づいて各光学ユニット５の取付位置の認識を実行した。これに対し、図１１を見ると明らかなように、受光素子１３の出力に基づく光強度分布は、隣接する２辺のそれぞれの再帰性反射部材７の長さに対応する比率で分布長が異なることが判る。ここで、図１１中、Ｌ1 は、図９に例示するエンドマーク６４の受光素子１３における検出箇所である画素Ｋ2 及び画素Ｋ4 の出力と、直角をなして隣接する２つの再帰性反射部材７の間の位置での受光素子１３における検出箇所であるｎ1 及びｎ2 の出力との間の距離を意味する。また、Ｌ2 は、図９に例示するエンドマーク６４の受光素子１３における検出箇所である画素Ｋ1 及び画素Ｋ3 の出力と、直角をなして隣接する２つの再帰性反射部材７の間の位置での受光素子１３における検出箇所である画素ｎ1 及びｎ2 の出力との間の距離を意味する。つまり、図１１中のＬ1 は、画素Ｋ2 と画素ｎ1 並びに画素Ｋ4 と画素ｎ2 との間の距離、図１１中のＬ2 は、画素Ｋ1 と画素ｎ1 並びに画素Ｋ3 と画素ｎ2 との間の距離をそれぞれ意味し、このようなＬ1 とＬ2 との距離の比率は、隣接する２辺に沿って配置された再帰性反射部材７の長さに対応する比率となっている。
【００８９】
そこで、図１１中の光強度分布をそれぞれ検討すると、図１１（ａ）に示す光強度分布では、Ｌ1 はＬ2 よりも長く、したがって、Ｌ1 は上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応し、Ｌ2 は左右の何れか一方に配置された再帰性反射部材７に対応する、ということが判る。また、図１１（ｂ）に示す光強度分布では、Ｌ2 はＬ1 よりも長く、したがって、Ｌ2 は上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応し、Ｌ1 は左右の何れか一方に配置された再帰性反射部材７に対応する、ということが判る。何れにしても、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応する光強度分布が、図１１中の左側に現れているか右側に現れているかを認識することで、その光強度分布の基礎をなす出力信号を出力する光学ユニット５が、左右の何れに装着されているのかを判別することが可能である。具体的には、受光素子１３が図９及び図１１に例示するように配置されており、受光素子１３における各画素の読み取り順序が０から２０４７であることを前提とすると、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応する光強度分布が左側に現れれば左側に装着された光学ユニット５からの出力信号であり（図１１（ａ））、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応する光強度分布が右側に現れれば右側に装着された光学ユニット５からの出力信号である（図１１（ｂ））ことが明白である。
【００９０】
そこで、図１４及び図１５のフローチャートに示すように、図１２及び図１３のフローチャートに示すステップＳ３の処理、つまり、受光素子１３が出力する光強度分布の形状解析という処理に代え、受光素子１３が出力する光強度分布の長さ比率を解析することでも（ステップＳ１１）、図１２及び図１３のフローチャートに示す処理と同一の効果をもたらす処理が実行可能である。ここで、受光素子１３が出力する光強度分布の長さ比率の解析というのは、図１１に例示するようなエンドマーク６４の対応位置間における光強度分布の落ち込み部分に着目し、最も落ち込んだ部分の左右におけるエンドマーク６４の対応位置との間の距離を比較分析する処理である。このような処理は、コントローラ５９のＣＰＵ３１において、エンドマーク６４の対応位置及び２つのエンドマーク６４の対応位置間における光強度分布の最落ち込み部分位置を認識可能であるため、容易に実行可能である。なお、ステップＳ５〜７については、図１４のフローチャートに示す処理は図１２のフローチャートに示す処理に対応し、図１５のフローチャートに示す処理は図１３のフローチャートに示す処理に対応する。
【００９１】
次いで、上述した実施の形態では、光学ユニット５において、ＬＤである光源２１から照射された光を拡散レンズ６１によって扇状にしている。これに対し、別の実施の形態として、図１６に例示するように、光走査によって扇状にしても良い。つまり、座標入力／検出領域３と直交する軸周りに回転自在のポリゴンミラー７１を用意し、このポリゴンミラー７１に対してＬＤである光源２１からレーザ光を照射し、このレーザ光をポリゴンミラー７１の回転によって偏向走査する、という走査原理である。その他の点については、図１０に例示した光学ユニット５と略共通している。つまり、光学ユニット５は、点光源となるような単一の光源２１からの光をポリゴンミラー７１の回転によって座標入力／検出領域３に走査させ、再帰性反射部材７からの反射光を受光素子１３に受光させる、という基本構成を備えている。この場合、ポリゴンミラー７１で反射した光ビームは、座標入力／検出領域３を提供するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）５２の板面に対してはその垂直方向に拡がらず、ＰＤＰ５２の板面と平行に拡がるように走査される。そして、光ビームはハーフミラー６２を透過して再帰性反射部材７に入射され、再帰性反射部材７を反射して同一光路方向に反射し、再びハーフミラー６２に帰還する。この帰還光はハーフミラー６２で反射し、集光レンズ６３によって受光素子１３であるＣＣＤアレイセンサの１列に配列された受光素子に集光され、これによって受光素子１３上にその受光量に応じた光強度分布が生ずる。
【００９２】
ここで、本発明は、光源２１からの扇状の光が照射される再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが異なることを前提とする検出原理を有する。したがって、再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが同一長である場合には、各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、つまり、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出することができない。その理由を図９及び図１７に基づいて説明する。ここで、図９では、実際の図面に表現された状態とは異なるが、座標入力／検出領域３の上辺及び左右辺に沿って配置された３つの再帰性反射部材７は、それぞれ同一長であるものと想定する。このような前提の下、図９中の左側に装着された光学ユニット５を例に挙げると、光学ユニット５から扇状に照射される光は、上辺と右辺とに位置する再帰性反射部材７を反射する。これにより、受光素子１３上の光強度分布は、図１７（ａ）に例示する通りとなる。この際、図９に例示するように、上辺と右辺とに位置する再帰性反射部材７には検出領域を示す光反射率が低いエンドマーク６４が設けられているため、図１７（ａ）に示すように、そのエンドマーク６４の検出位置では光強度が低下する。また、再帰性反射部材７は、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角が小さくなるに従いその反射効率が低下するという特性を有している。これに対し、図９中、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角θは、何れの位置であってもあまり小さくならない。このため、再帰性反射部材７の反射光が受光素子１３に受光された場合、図１７（ａ）に例示するように、光強度の落ち込みが少ない。しかも、図９の図面の記載内容とは異なり、座標入力／検出領域３の各辺に配置された再帰性反射部材７は、すべて同一長という想定なので、光強度分布にはシンメトリーな形状的特徴しか生じず、エンドマーク６４間で光強度が最も落ち込んだ位置（隣接する２つの再帰性反射部材７の間の位置）の左右の長さＬ1 及びＬ2 の比率も１：１である。このことは、図１７（ｂ）に例示する右側の光学ユニット５についても全く同様である。よって、受光素子１３の出力信号によって再現される光強度分布には、光学ユニット５の装着位置を示唆するような形状的特徴も長さ比率の特徴も現れず、このような光強度分布から光学ユニット５の左右装着位置を知ることはできない。
【００９３】
これに対し、図１８ないし図２０には、再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが同一長で構成された座標入力／検出装置１であっても、受光素子１３の出力信号によって再現される光強度分布に基づいて光学ユニット５の左右装着位置を知るための各種実施の形態を示す。
【００９４】
まず、図１８に例示する構成は、座標入力／検出領域３の左右に位置付けられる再帰性反射部材７を装着される光学ユニット５のスライド移動に応じて伸縮自在に構成したものである。つまり、光学ユニット５は、電子黒板部５３に対してＰＤＰ５２の左右側縁上方位置（図１８（ａ）参照）から装着され、ＰＤＰ５２の左右側縁に沿って下方にスライド自在に取り付けられている。そして、電子黒板部５３に装着された光学ユニット５は、図示しない装着機構によって、最下降位置である仮装着位置Ａ（図１８（ｂ）参照）と最下降位置よりも僅かに上昇した本装着位置Ｂ（図１８（ｃ）参照）とに固定的に位置付けられるように構成されている。また、座標入力／検出領域３の左右側方に配置されるべき再帰性反射部材７は、ロール状に巻回されてＰＤＰ５２の左右上部に収納保持されており、下方に向けて引き出し自在に設けられることで伸縮自在となっている。そして、ロール状に巻回保持された再帰性反射部材７の下端は、光学ユニット５に対して着脱自在であり、光学ユニット５の装着によって再帰性反射部材７の下端が光学ユニット５に固定されるように構成されている。
【００９５】
このような構成において、２つの光学ユニット５を電子黒板部５３におけるＰＤＰ５２の左右側縁上方位置に装着すると（図１８（ａ）参照）、装着され光学ユニット５に座標入力／検出領域３の左右側方に配置されるべき再帰性反射部材７の下端が固定される。そこで、この状態のまま光学ユニット５を下降させ、仮装着位置Ａに位置付けると（図１８（ｂ）参照）、これに連動して座標入力／検出領域３の左右側方に沿うように再帰性反射部材７が引き出され（連動機構）この状態で、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が長くなる。これにより、光源２１からの扇状の光が照射される再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが異なることという各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうかを検出するための条件が整うことになる。そして、座標入力／検出装置１として実際に使用する場合には、２つの光学ユニット５を僅かに上昇させ、本装着位置Ｂに位置付ける（図１８（ｃ）参照）。
【００９６】
図１９に例示する構成は、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７を装着される光学ユニット５のスライド移動に応じて変位自在に構成したものである。つまり、光学ユニット５は、電子黒板部５３に対してＰＤＰ５２の左右側縁下方位置である仮装着位置Ａ（図１９（ａ）参照）から装着され、ＰＤＰ５２の左右側縁に沿って上方に僅かにスライド自在に取り付けられている。そして、仮装着位置Ａに位置付けられた光学ユニット５は、図示しない装着機構により、その位置から僅かに上昇した本装着位置Ｂ（図１９（ｂ）参照）に固定的に位置付けられるように構成されている。そして、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７は鉛直方向に昇降自在とされ、このような再帰性反射部材７と光学ユニット５とは連動機構としてのリンク構造８１で連結されている。このリンク構造８１では、支点８２に軸支される第１リンク８３とこの第１リンク８３に回動自在に連結されて略垂直に配置され第２リンク８４とから構成され、第１リンク８３の端部は装着される光学ユニット５に回動自在に連結され、第２リンク８４の端部は座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７に回動自在に連結されている。そこで、第１リンク８３の端部に連結された光学ユニット５が昇降することによって第１リンク８３が支点８２を中心に回動し、その端部に連結された第２リンク８４を昇降させ、これによって座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７も昇降するように各部が構成されている。
【００９７】
ここで、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７の位置としては、２つの光学ユニット５が仮装着位置Ａに位置する場合には上昇位置（図１９（ａ）及び（ｃ）参照）、２つの光学ユニット５が本装着位置Ｂに位置する場合には下降位置（図１９（ｂ）及び（ｄ）参照）に位置付けられる。そして、再帰性反射部材７が何れの位置に位置付けられたとしても、座標入力／検出領域３の左右両側縁に沿って配置される再帰性反射部材７は、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７と連続的な隣接関係を維持するように設定されている。そこで、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７が上昇位置に位置する場合には（図１９（ａ）及び（ｃ）参照）、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が長くなり、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７が下降位置に位置する場合には（図１９（ｂ）及び（ｄ）参照）、座標入力／検出領域３の周囲に配置される３つの再帰性反射部材７の長さが全て同一となる。
【００９８】
このような構成において、電子黒板部５３に対して光学ユニット５を装着すると、光学ユニット５は仮装着位置Ａに位置付けられる（図１９（ａ）参照）。この状態では、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が長くなる。これにより、光源２１からの扇状の光が照射される再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが異なることという各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうかを検出するための条件が整うことになる。そして、座標入力／検出装置１として実際に使用する場合には、２つの光学ユニット５を僅かに上昇させ、本装着位置Ｂに位置付ける（図１９（ｂ）参照）。
【００９９】
図２０には、座標入力／検出領域３の周囲に配置される３つの再帰性反射部材７の長さが全て同一である座標入力／検出装置１において、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７（測定用再帰性反射部材９１）の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が短くなるよう、座標入力／検出領域３内に測定用再帰性反射部材９１を着脱自在にした座標入力／検出装置１を示す。このような構造のものでは、座標入力／検出領域３内に測定用再帰性反射部材９１を取り付けると、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される測定用再帰性反射部材９１の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が短くなる。これにより、光源２１からの扇状の光が照射される再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが異なることという各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうかを検出するための条件が整うことになる。
【０１００】
次いで、別の実施の形態として、図２１に、後付け型の座標入力／検出装置１の一例を示す。前述した各種実施の形態では、座標入力／検出装置１が予めビルトインされた電子黒板システム５１を例示したが、本実施の形態では、座標入力／検出領域を提供する構造物としてのホワイトボード１０１に対して光学ユニット５を着脱自在に装着して使用する座標入力／検出装置１の例を示す。このようなホワイトボード１０１に対しては、その下縁両端部にそれぞれ光学ユニット５を装着し、これらの光学ユニット５をハーネス４５によってコントローラ５９に接続する。コントローラ５９は、先に説明した各種実施の形態と同様に、コンピュータ５４に接続されている。
【０１０１】
このような構成において、座標入力／検出領域３に対する入力座標位置の検出動作、及び、各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、つまり、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出するための処理動作については、前述した各種実施の形態と同様なので、その説明は省略する。
【０１０２】
【発明の効果】
請求項１記載の座標検出用受光装置の発明は、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、２つの受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識手段とを具備するので、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれることから、このような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識し、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断に供することができる。これにより、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することができ、また、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることができる。
【０１０３】
請求項２記載の座標入力／検出装置の発明は、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、２つの受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識手段とを具備するので、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれることから、このような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識し、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断に供することができる。これにより、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することができ、また、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることができる。
【０１０４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の座標入力／検出装置において、光照射ユニットと受光ユニットとは一体に形成されているので、その製造が簡略化して生産効率を向上させることができる。また、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して、光照射ユニットと受光ユニットとを一体で着脱可能とすることができ、これにより、光照射ユニット及び受光ユニットの着脱作業の容易化を図ることができる。
【０１０５】
本発明は、扇状に光を照射する光照射ユニットとして、各種の構造を許容することができる。例えば、請求項４記載の発明のように、光照射ユニットは、単一の光源からの光をレンズによって扇状に照射する構造であっても良く、また、請求項５記載の発明のように、光照射ユニットは、単一の光源からの光ビームを偏向走査する構造であっても良い。このように、本発明は、扇状に光を照射する光照射ユニットとして各種の構造を許容するため、その適用範囲を広げることが可能である。
【０１０６】
また、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれており、本発明は、このような識別情報を利用して２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。この場合、本発明は、このような識別情報として、いかなる情報をも適宜選択可能である。例えば、請求項６記載の発明のように、位置認識手段は、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良く、また、請求項７記載の発明のように、位置認識手段は、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良い。このように、本発明は、識別情報として各種の情報を利用可能であるため、その適用範囲を広げることができる。
【０１０７】
次いで、本発明によれば、２つの受光ユニットに設けられた受光素子からの出力信号に基づいて座標位置検出手段が座標位置を正しく認識するためには、再帰性反射部材の縦横の長短が既知である必要がある。そこで、請求項８記載の発明のように、再帰性反射部材の縦横の長短を予め定められている関係とした場合には、特別な検出をすることなく、座標位置検出手段による座標位置検出を正しく行なうことができ、作業性を向上させることができる。
【０１０８】
請求項９記載の発明は、請求項２ないし８のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とし、座標入力／検出領域が正方形である場合には、位置認識手段による受光ユニットの位置認識は隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率が異なる条件下で行なわれるようにしたので、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なるという本発明の実施に不可欠である条件を擬似的に生成することができ、座標位置検出時には隣接する再帰性反射部材の２辺が同一長の構造であっても、本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。したがって、本発明の適用可能範囲を広げることができる。
【０１０９】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、再帰性反射部材を伸縮自在とすることにより隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在としたので、簡単な構造により本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。
【０１１０】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、再帰性反射部材の装着位置を可変自在とすることにより隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在としたので、簡単な構造により本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。
【０１１１】
請求項１２記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とするための擬似的な測定用再帰性反射部材を着脱自在とし、測定用再帰性反射部材を取り付けることにより隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在としたので、簡単な構造により本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。
【０１１２】
請求項１３記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、２つの受光ユニットを位置検出用の仮装着位置とこの仮装着位置から移行する通常使用用の本装着位置とに位置付ける装着機構と、受光ユニットの装着位置が仮装着位置から本装着位置に移行する動作に連動して隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率が１対１となるように再帰性反射部材を移動させる連動機構と、を具備するので、仮装着位置と本装着位置とに受光ユニットを取り付けることにより、受光ユニットの位置検出と受光ユニットの出力結果を用いた座標位置検出とを作業者やユーザに意識させることなく自動的に実行することができ、したがって、作業効率を向上させることができる。
【０１１３】
請求項１４記載の発明は、請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、２つの受光ユニットの装着位置が反対である場合には、その旨の報知を行なう報知手段を具備するので、２つの受光ユニットが互い違いに取り付けられてしまった場合、換言すると、各受光ユニットのハーネスをコントローラ等の機器に互い違いに接続してしまった場合、その旨を報知して作業のやり直しを促すことができる。
【０１１４】
請求項１５記載の発明は、請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、座標位置検出手段は、２つの受光ユニットの装着位置が反対である場合には、２つの受光ユニットの出力信号を互いに反対に認識するので、２つの受光ユニットが互い違いに取り付けられてしまった場合、換言すると、各受光ユニットのハーネスをコントローラ等の機器に互い違いに接続してしまった場合、受光ユニット自体の装着位置の入れ替えやコントローラ等の機器に対するハーネスの接続の差し替えというような作業を要することなく、２つの受光ユニットの装着位置、あるいは、コントローラ等の機器に対するハーネスの接続位置の過誤を自動修正することができる。これにより、そのような作業場のミスが生じた場合であっても、ユーザに付加的な作業を強いることがなくなり、作業性の向上を図ることができる。
【０１１５】
請求項１６記載の発明は、請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、ユーザに対し、座標入力／検出領域を提供する構造物に対する２つの受光ユニットの着脱が許容されるようにしたので、ホワイトボード等の筆記面に後付けで取り付け、その筆記面上の座標位置を簡易に検出することができる。
【０１１６】
請求項１７記載の電子黒板の発明は、２次元の座標入力／検出領域となる筆記面と、請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、を具備するので、前述した請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置が奏する効果を奏する。特に、このような電子黒板として構成された場合には、受光ユニットはその製造時に組み込まれるのが一般的であるため、製造・組立作業の容易化を図ることができる。
【０１１７】
請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の電子黒板において、筆記面は、所定の画像データを表示出力するディスプレイであり、座標入力／検出装置によって認識される座標位置をディスプレイに表示出力するようにしたので、所定の画像データを表示するディスプレイ上の座標位置を検出することができる。また、このような電子黒板として構成された場合には、受光ユニットはその製造時に組み込まれるのが一般的であるため、製造・組立作業の容易化を図ることができる。
【０１１８】
請求項１９記載の装着位置検出方法の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材に対し、一対の光照射ユニットを用い、再帰性反射部材に光を照射する光照射ステップと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられた第１の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第１の受光ステップと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられた第２の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第２の受光ステップと、２つの受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識ステップと、を具備するので、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれることから、このような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識し、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断に供することができる。これにより、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することができ、また、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることができる。
【０１１９】
また、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれており、本発明は、このような識別情報を利用して２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。この場合、本発明は、このような識別情報として、いかなる情報をも適宜選択可能である。例えば、請求項２０記載の発明のように、位置認識ステップは、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良く、また、請求項２１記載の発明のように、位置認識ステップは、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良い。このように、本発明は、識別情報として各種の情報を利用可能であるため、その適用範囲を広げることができる。
【０１２０】
請求項２２記載の発明は、請求項１９ないし２１のいずれか一記載の装着位置検出方法において、位置認識ステップは、座標入力／検出領域が正方形である場合には、隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を異ならせた条件下で受光ユニットの位置認識を行なうようにしたので、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なるという本発明の実施に不可欠である条件を擬似的に生成することができ、座標位置検出時には隣接する再帰性反射部材の２辺が同一長の構造であっても、本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。したがって、本発明の適用可能範囲を広げることができる。
【０１２１】
請求項２３記載の記憶媒体の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材と、再帰性反射部材に光を照射する一対の光照射ユニットと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、第１の受光ユニットと第２の受光ユニットとの出力信号に基づいて座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出する座標位置検出手段と、を具備する座標入力／検出装置を制御するコンピュータにインストールされ、２つの受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識機能をコンピュータに実行させるコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納するので、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれることから、このような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識し、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断に供することができる。これにより、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することができ、また、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることができる。
【０１２２】
また、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれており、本発明は、このような識別情報を利用して２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。この場合、本発明は、このような識別情報として、いかなる情報をも適宜選択可能である。例えば、請求項２４記載の発明のように、請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体において、位置認識機能は、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良く、また、請求項２５記載の発明のように、請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体において、位置認識機能は、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良い。このように、本発明は、識別情報として各種の情報を利用可能であるため、その適用範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態として、再帰光遮断方式の座標入力／検出装置を原理的に示す概略正面図である。
【図２】その受発光手段の内部構造の構成例を示す概略正面図である。
【図３】その検出動作を説明するための概略正面図である。
【図４】受発光手段の取付間隔等を示す概略正面図である。
【図５】ディスプレイ前面等への設置例を示す断面図である。
【図６】その制御系の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の一形態である電子黒板システムの外観斜視図である。
【図８】その制御系の概略ブロック図である。
【図９】座標入力／検出領域における再帰性反射部材に対する光線の各種入射角度を例示する模式図である。
【図１０】光学ユニットの構造を概略的に示す模式図である。
【図１１】受光素子上の光強度分布を示す波形図である。
【図１２】各光学ユニットの装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１３】別の実施の形態として、各光学ユニットの装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１４】別の実施の形態として、各光学ユニットの装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１５】別の実施の形態として、各光学ユニットの装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１６】光学ユニットの構造を概略的に示す模式図である。
【図１７】座標入力／検出領域が正方形である場合の受光素子上の光強度分布を示す波形図である。
【図１８】再帰性反射部材と光学ユニットとの関連構造を示す座標入力／検出領域の模式図である。
【図１９】別の実施の形態として、再帰性反射部材と光学ユニットとの関連構造を示す座標入力／検出領域の模式図である。
【図２０】別の実施の形態として、再帰性反射部材と光学ユニットとの関連構造を示す座標入力／検出領域の模式図である。
【図２１】ホワイトボードへの適用例を示す模式図である。
【符号の説明】
３ 座標入力／検出領域、筆記面
４ 指示部
５ 光照射ユニット、受光ユニット（光学ユニット）
７ 再帰性反射部材
１３ 受光素子
５２ ディスプレイ（プラズマディスプレイパネル）
６１ レンズ（拡散レンズ）
８１ 連動機構（リンク機構）
ステップＳ１ 光照射ステップ
ステップＳ２ 第１の受光ステップ、第２の受光ステップ
ステップＳ３、４ 位置認識手段、位置認識機能、位置認識ステップ
ステップＳ６ 報知手段
Ａ 仮装着位置
Ｂ 本装着位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の入力や選択をするためにペン等の指示部材や指等によって指示された座標位置を光学的に検出する座標入力／検出装置に関する。
【０００２】
本発明は、また、座標入力／検出装置に用いられる座標検出用受光装置やその装着位置検出方法、座標入力／検出装置を主体に構成される電子黒板、及び、座標入力／検出装置を制御するコンピュータにインストールされて用いられるコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、ホワイトボードや書き込みシート等の筆記面に筆記用具を用いて書き込んだ手書きの情報を、専用のスキャナで読み取り、専用のプリンタで記録紙に出力することが可能な電子黒板が知られている。これに対し、近年、電子黒板の筆記面に座標入力／検出装置を取り付け、筆記面に手書きで書き込んだ情報をリアルタイムでパーソナルコンピュータ等のコンピュータに入力することを可能にした電子黒板システムも提供されている。
【０００４】
このような電子黒板システムの実用化例としては、マイクロフィールド・グラフィックス社製（Microfield Graphics, Inc.）のソフトボード等がある。そして、このような技術は近年さらに応用され、筆記面を表示装置として構成した電子黒板システムも実用化されている。このような電子黒板システムとして実用化された例としては、スマート・テクノロジーズ社製（SMART Technologies Inc.）のスマート２０００等がある。このような筆記面を表示装置として構成した電子黒板システムでは、表示装置によって表示されている画面上の画像に対して、手書きの画像を上書き画像として重ねて表示できるという利点があり、会議、プレゼンテーション、教育現場等において広く利用されており、その使用効果が高く評価されている。また、このような電子黒板システムに音声・画像等の通信機能を組み込み、遠隔地間を通信回線で接続することにより、電子会議システムとしても利用可能である。
【０００５】
ここで、前述したような電子黒板システムにおいて用いられる座標入力／検出装置としては、従来、各種の座標位置検出方式が実用化もしくは提案されている。例えば、ペンで座標入力面を押さえた時、あるいはペンが座標入力面に接近した時に、静電又は電磁誘導によって電気的な変化を検出する方式がある。また、他の方式として、特開昭６１−２３９３２２号公報等に示されるような超音波方式のタッチパネル座標入力／検出装置がある。これは簡単にいうと、パネル上に送出された表面弾性波をパネルへのタッチによって減衰させ、これによってそのタッチ位置を検出するものである。これに対し、電子黒板システムに適用するのに適切な方式を検討すると、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さなくとも入力が可能になる、例えば光学式のような座標入力／検出装置が有望であると考えられる。
【０００６】
このような光学式の座標入力／検出装置にあっても、従来から各種の座標位置検出方法が提案されている。その詳細な説明は省略するが、例えば、特開平８-２４０４０７号公報には、赤外線ＣＣＤカメラを備えた２つの光学ユニットと座標入力／検出領域に挿入される指示部材に配された赤外線ＬＥＤとを用いた検出方式が開示されている。また、特開平９-３１９５０１号公報には、２つの光学ユニットからレーザビームを走査させた座標入力／検出領域に指示部材を挿入し、この指示部材に設けられた再帰性反射部材であるコーナキューブリフレクタからの反射光に基づいて座標位置検出を行なうような方式が開示されている。
【０００７】
これに対し、本出願の出願人は、座標入力／検出領域の周囲に再帰性反射部材を配した方式の座標位置検出方式を案出し、特願平１０-１２７０３５号公報にその内容を記載している。この特願平１０−１２７０３５号等に代表される光学式の座標入力／検出装置は、座標入力／検出領域に２つの光学ユニットにそれぞれ設けられた光源からそれぞれ扇状に光を照射し、座標入力／検出領域に照射された光をその周囲に配置された再帰性反射部材によって帰還反射させ、この反射光をＣＣＤアレイ等の受光素子で検出する、というものである。このような検出構造において、座標入力／検出領域に指先やペン等の指示部材が挿入されると、指示部材の挿入位置に対応する光が遮られ、受光素子は同一に対応する光のみ受光しない。そこで、２つの光学ユニットにおける各受光素子の出力分布に基づいて、指示部材が挿入された座標位置の検出を行なう、というのが特願平１０−１２７０３５号等に代表される光学式の座標入力／検出装置の座標位置検出原理である。これにより、比較的簡単な構成によって座標位置の検出が可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
座標入力／検出領域の周囲に再帰性反射部材を配置し、２つの光学ユニットを用いて座標位置を検出する方式の座標入力／検出装置では、光学ユニットが予め固定的に設けられている構造のものと、筆記面を備える構造物にユーザが必要に応じて光学ユニットを固定する構造のものとがある。後者は、例えばホワイトボードに光学ユニットを取り付けることで、簡易に座標入力／検出装置を構成することができる。この場合、一例として、光学ユニットに設けられた給電・通信用のハーネスを例えばコントローラに接続し、このコントローラを例えばパーソナルコンピュータに接続して使用する。そして、このような後付け型の座標入力／検出装置では、各光学ユニットの装着位置とコントローラに対するハーネスの接続位置とが対応付けられている。例えば、光学ユニットを筆記面の下縁左右位置に取り付けて使用する場合、コントローラ及びパーソナルコンピュータは、左側の光学ユニットからの信号と右側の光学ユニットからの信号とを区別して認識する必要があり、その認識が間違っていると正しい座標位置検出を行なうことができなくなってしまう。そこで、コントローラに設けられている左側入力端子には左側の光学ユニットから延出するハーネスを接続し、右側入力端子には右側の光学ユニットから延出するハーネスを接続する必要がある。
【０００９】
もっとも、光学ユニットが予め固定的に設けられている構造のものであっても、その製造・組立時にメーカ側で光学ユニットを所定位置に取り付け、そのハーネスをコントローラの入力端子に正しく接続する必要がある。この意味では、光学ユニットが予め固定的に設けられている構造のものであっても、筆記面を備える構造物にユーザが必要に応じて光学ユニットを固定する構造のものであっても、各光学ユニットの装着位置とコントローラに対するハーネスの接続位置とを正しく対応付けなければならないことに変わりはない。
【００１０】
このようなことから、光学ユニットやそのハーネスには、各光学ユニットの装着位置とコントローラに対するハーネスの接続位置との対応関係を示す表示を行なう必要がある。例えば、光学ユニットを筆記面の下縁左右位置に取り付ける構造のものでは、各光学ユニットのハーネスに左右の別を視覚的に表示したり、そのコネクタの形状やハーネスの色を異ならせたり、あるいは、光学ユニット自体に左右の別を視覚的に表示したりすることが求められる。このため、光学ユニットとしては、その構造及び機能が全く同一であるにもかかわらず、２種類用意しなければならなくなり、製造・組立の煩雑化、部品・製造に係るコストのアップ等、各種の不都合が生ずる。
【００１１】
しかも、光学ユニットやそのハーネスに、各光学ユニットの装着位置とコントローラに対するハーネスの接続位置との対応関係を示す表示がなされていたとしても、コントローラに対する光学ユニットの接続時にはその接続を正しく行わなければならないため、作業性が煩雑であるという問題もある。この問題は、光学ユニットを予め固定的に設ける構造のものにあっては、工場等における製造・組立効率の低下をもたらし、筆記面を備える構造物にユーザが必要に応じて光学ユニットを固定する構造のものにあっては、ユーザに負担を強いることになる。
【００１２】
加えて、座標検出を正しく行なうためには、光学ユニットを装着する座標入力／検出領域が縦長比率であるか横長比率であるかが既知である必要がある。例えば、縦長のホワイトボード、つまり、座標入力／検出領域が縦長比率であるホワイトボードに光学ユニットを装着して座標検出を行なうにも拘わらず、座標入力／検出装置は座標入力／検出領域が横長比率であると認識する機種、あるいは設定であるとする。この場合、座標入力／検出領域に対する入力座標位置の検出自体が正しく行なわれなくなってしまうという問題がある。このような問題は、座標入力／検出装置が予めビルトインされるような機器、例えば電子黒板システムではその筆記面の縦横比率が予め既知であるために生じにくい。これに対し、ユーザによってホワイトボード等に光学ユニットを着脱自在に装着し得る座標入力／検出装置では、その筆記面の縦横の長短が既知ではないため、頻繁に生じうる問題である。特に、ホワイトボード等では、その板面を９０度回動自在とし、縦長比率としても横長比率としても使用可能に構成したものがあり、このようなホワイトボード等への適用に際しては、大いに問題が生ずるところである。
【００１３】
本発明の目的は、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することである。
【００１４】
本発明の目的は、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の座標検出用受光装置の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材に対して、一対の光照射ユニットから扇状に光を照射し、前記再帰性反射部材からの反射光を検出することにより前記座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出するようにした座標入力／検出装置に用いられる座標検出用受光装置において、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識手段と、を具備する。
【００１６】
ここで、「座標入力／検出領域を提供する構造物」というのは、例えば、ホワイトボード、座標検出用受光装置による座標検出結果に基づく手書き画像を表示する表示装置等である。
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、光照射ユニットからの照射光が隣接する長短２辺の再帰性反射部材に照射され、その反射光が受光ユニットに受光された場合、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれる。このような識別情報としては、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率等が利用される。そこで、位置認識手段は、そのような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。これにより、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断がなされる。
【００１８】
請求項２記載の座標入力／検出装置の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材と、前記再帰性反射部材に光を照射する一対の光照射ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、前記第１の受光ユニットと前記第２の受光ユニットとの出力信号に基づいて前記座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出する座標位置検出手段と、２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識手段と、を具備する。
【００１９】
ここで、「座標入力／検出領域を提供する構造物」というのは、例えば、ホワイトボード、座標入力／検出装置による座標検出結果に基づく手書き画像を表示する表示装置等である。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、再帰性反射部材からの反射光が受光ユニットに受光された場合、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれる。このような識別情報としては、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状（請求項６参照）、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率（請求項７参照）等が利用される。そこで、位置認識手段は、そのような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。これにより、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断がなされる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の座標入力／検出装置において、前記光照射ユニットと前記受光ユニットとは一体に形成されている。これにより、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して、光照射ユニットと受光ユニットとが一体で着脱可能となる。
【００２２】
次いで、扇状に光を照射する光照射ユニットとしては、各種の構造が許容される。例えば、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の座標入力／検出装置において、前記光照射ユニットは、単一の光源からの光をレンズによって扇状に照射する。また、請求項５記載の発明は、請求項２又は３記載の座標入力／検出装置において、前記光照射ユニットは、単一の光源からの光ビームを偏向走査する。
【００２３】
また、前述したように、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれている。このような識別情報として、いかなる情報を用いるかは、適宜選択可能である。例えば、請求項６記載の発明は、請求項２ないし５のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記位置認識手段は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる前記受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形は、長辺に対応する位置では減衰が増大するため、その形状的特徴が容易に抽出可能である。また、請求項７記載の発明は、請求項２ないし５のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記位置認識手段は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺に対応する前記受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。
【００２４】
次いで、本発明によれば、２つの受光ユニットに設けられた受光素子からの出力信号に基づいて座標位置検出手段が座標位置を正しく認識するためには、再帰性反射部材の縦横の長短が既知である必要がある。そこで、請求項８記載の発明は、請求項２ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記再帰性反射部材の縦横の長短は、予め定められている。これにより、特別な検出をすることなく、座標位置検出手段による座標位置検出が正しく行われる。
【００２５】
次いで、本発明は、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なることを前提としている。これに対し、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが同一である場合には、受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれない。そこで、このような場合の対策として、請求項９記載の発明は、請求項２ないし８のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とし、前記座標入力／検出領域が正方形である場合には、前記位置認識手段による前記受光ユニットの位置認識は隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率が異なる条件下で行なわれる。これにより、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なるという本発明の実施に不可欠である条件が擬似的に生成され、位置認識手段による２つの受光ユニットの装着位置の検出が可能となる。
【００２６】
ここで、請求項９記載の発明において、隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とするために、各種の態様が利用可能である。例えば、請求項１０記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、前記再帰性反射部材を伸縮自在とすることにより隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とした。ここで、「伸縮自在」というのは、その部材そのものが変形して伸縮することばかりでなく、例えばロール状に巻回保持されている再帰性反射部材が引き出し自在となっており、その引き出し及び収納によって伸縮する作用をも含む広い概念である。また、請求項１１記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、前記再帰性反射部材の装着位置を可変自在とすることにより隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とした。また、請求項１２記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とするための擬似的な測定用再帰性反射部材を着脱自在とし、前記測定用再帰性反射部材を取り付けることにより隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とした。
【００２７】
さらに、請求項１３記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、２つの前記受光ユニットを位置検出用の仮装着位置とこの仮装着位置から移行する通常使用用の本装着位置とに位置付ける装着機構と、前記受光ユニットの装着位置が仮装着位置から本装着位置に移行する動作に連動して隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率が１対１となるように前記再帰性反射部材を移動させる連動機構と、を具備する。これにより、受光ユニットを仮装着位置に位置させた状態では隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率が異なる比率となり、受光ユニットにおける受光素子の出力信号に受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる識別情報が含まれることになる。
【００２８】
次いで、位置認識手段による２つの受光ユニットの装着位置に関する検出情報は、各種の処理に利用される。例えば、請求項１４記載の発明は、請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、２つの前記受光ユニットの装着位置が反対である場合には、その旨の報知を行なう報知手段を具備する。これにより、２つの受光ユニットが互い違いに取り付けられてしまった場合、その旨が報知され、作業のやり直しが促される。より詳細には、「２つの前記受光ユニットの装着位置が反対である場合」というのは、受光ユニットのハーネスが接続されるコントローラ等の機器からみると、各受光ユニットから延出するハーネスがその機器の一対の入力端子に互い違いに接続されたことを意味する。そこで、受光ユニットの装着位置が反対である旨の報知がなされた場合の対応としては、受光ユニット自体の装着位置を入れ替えることも考えられるが、コントローラ等の機器に対するハーネスの接続を差し替える方が現実的である。
【００２９】
位置認識手段による２つの受光ユニットの装着位置に関する検出情報の別の利用例として、請求項１５記載の発明は、請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、前記座標位置検出手段は、２つの受光ユニットの装着位置が反対である場合には、２つの前記受光ユニットの出力信号を互いに反対に認識する。これにより、受光ユニット自体の装着位置の入れ替えやコントローラ等の機器に対するハーネスの接続の差し替えというような作業を要することなく、２つの受光ユニットの装着位置（コントローラ等の機器に対するハーネスの接続位置）の過誤が自動修正される。
【００３０】
次いで、本発明は、光学ユニットを予め固定的に設ける態様として用いても、筆記面を備える構造物にユーザが必要に応じて光学ユニットを固定する態様として用いても、何れでも良い。例えば、後者の例として、請求項１６記載の発明は、請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、ユーザに対し、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対する２つの前記受光ユニットの着脱が許容される。
【００３１】
これに対し、光学ユニットを予め固定的に設ける態様は、電子黒板として構築される。例えば、請求項１７記載の電子黒板の発明は、２次元の座標入力／検出領域となる筆記面と、請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、を具備する。この場合、請求項１８記載の発明のように、前記筆記面は、所定の画像データを表示出力するディスプレイであり、前記座標入力／検出装置によって認識される座標位置を前記ディスプレイに表示出力するように構築することも可能である。
【００３２】
請求項１９記載の装着位置検出方法の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材に対し、一対の光照射ユニットを用い、前記再帰性反射部材に光を照射する光照射ステップと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられた第１の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第１の受光ステップと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられた第２の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第２の受光ステップと、２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識ステップと、を具備する。
【００３３】
ここで、「座標入力／検出領域を提供する構造物」というのは、例えば、ホワイトボード、座標検出結果に基づく手書き画像を表示する表示装置等である。
【００３４】
請求項１９記載の発明によれば、再帰性反射部材からの反射光が受光ユニットに受光された場合、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれる。このような識別情報としては、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状（請求項２０参照）、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率（請求項２１参照）等が利用される。そこで、位置認識ステップでは、そのような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかが認識される。これにより、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断がなされる。
【００３５】
また、前述したように、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれている。このような識別情報として、いかなる情報を用いるかは、適宜選択可能である。例えば、請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の装着位置検出方法において、前記位置認識ステップは、隣接する前記再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる前記受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形は、長辺に対応する位置では減衰が増大するため、その形状的特徴が容易に抽出可能である。また、請求項２１記載の発明は、請求項１９記載の装着位置検出方法において、前記位置認識ステップは、隣接する前記再帰性反射部材の２辺に対応する前記受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。
【００３６】
次いで、本発明は、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なることを前提としている。これに対し、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが同一である場合には、受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれない。そこで、このような場合の対策として、請求項２２記載の発明は、請求項１９ないし２１のいずれか一記載の装着位置検出方法において、前記位置認識ステップは、前記座標入力／検出領域が正方形である場合には、隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を異ならせた条件下で前記受光ユニットの位置認識を行なう。これにより、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なるという本発明の実施に不可欠である条件が擬似的に生成され、位置認識手段による２つの受光ユニットの装着位置の検出が可能となる。
【００３７】
請求項２３記載の記憶媒体の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材と、前記再帰性反射部材に光を照射する一対の光照射ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、前記第１の受光ユニットと前記第２の受光ユニットとの出力信号に基づいて前記座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出する座標位置検出手段と、を具備する座標入力／検出装置を制御するコンピュータにインストールされ、２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識機能を前記コンピュータに実行させるコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する。
【００３８】
ここで、「座標入力／検出領域を提供する構造物」というのは、例えば、ホワイトボード、座標検出結果に基づく手書き画像を表示する表示装置等である。
【００３９】
請求項２３記載の発明によれば、再帰性反射部材からの反射光が受光ユニットに受光された場合、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれる。このような識別情報としては、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状（請求項２４参照）、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率（請求項２５参照）等が利用される。そこで、位置認識機能は、そのような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。これにより、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断がなされる。
【００４０】
また、前述したように、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれている。このような識別情報として、いかなる情報を用いるかは、適宜選択可能である。例えば、請求項２４記載の発明は、請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体において、前記位置認識機能は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる前記受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形は、長辺に対応する位置では減衰が増大するため、その形状的特徴が容易に抽出可能である。請求項２５記載の発明は、請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体において、前記位置認識機能は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺に対応する前記受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
＜座標入力／検出原理＞
本発明の具体的適用例の説明に先立ち、本発明が適用される座標入力／検出装置における座標入力／検出原理を図１ないし図６に基づいて説明する。本発明が適用される座標入力／検出装置は、いわゆる再帰光遮断方式の座標入力／検出装置１である。
【００４２】
図１は、再帰光遮断方式の座標入力／検出装置１を原理的に示す概略正面図である。四角形状の筐体構造の座標入力／検出部材２の内部空間である座標入力／検出領域３は平面（若しくは、ほぼ平面）をなす２次元形状をなし、プラズマディスプレイなどのような電子的に画像を表示するディスプレイ表面やマーカー等のペンで書き込むホワイトボードなどが考えられる。この座標入力／検出領域３上を光学的に不透明な材質からなる操作者の指先やペン、指示棒など光遮断手段として機能する指示部４で触った場合を考える。このときの指示部４の座標を検出することがこのような光学式の座標入力／検出装置１の目的である。
【００４３】
座標入力／検出領域３の上方両端（又は、下方両端）に光照射ユニット及び受光ユニットとしての光学ユニット５が装着されている。光学ユニット５からは座標入力／検出領域３に向けて、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，…，Ｌｎの光ビームの束（プローブ光）が照射されている。この光ビームの束（プローブ光）は、実際には、点光源６から拡がる座標入力面に平行な面に沿って進行する扇形板状の光波である。
【００４４】
座標入力／検出領域３の周辺部分には、再帰性反射部材７が再帰反射面を座標入力／検出領域３の中央に向けて装着されている。
【００４５】
再帰性反射部材７は入射した光を、入射角度に依らずに同じ方向に反射する特性をもった部材である。例えば、光学ユニット５から発した扇形板状の光波のうちある一つのビーム８に注目すると、ビーム８は再帰性反射部材７によって反射されて再び同じ光路を再帰反射光９として光学ユニット５に向かって戻るように進行する。光学ユニット５には、後述する受光手段が設置されており、プローブ光Ｌ１〜Ｌｎの各々に対して、その再帰光が受光手段に再帰したかどうかを判断することができる。
【００４６】
いま、操作者が指（指示部４）で位置Ｐを触った場合を考える。このときプローブ光１０は位置Ｐで指に遮られて再帰性反射部材７には到達しない。したがって、プローブ光１０の再帰光は光学ユニット５には到達せず、プローブ光１０に対応する再帰光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１０の延長線（直線Ｌ）上に指示物体が挿入されたことを検出することができる。同様に、図１の右上方に設置された光学ユニット５からもプローブ光１１を照射し、プローブ光１１に対応する再帰光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１１の延長線（直線Ｒ）上に指示物体が挿入されたことを検出することができる。直線Ｌ及び直線Ｒを求めることができれば、このＰ点の交点座標を演算により算出することにより、指示部４が挿入された座標を得ることができる。
【００４７】
次に、光学ユニット５の構成とプローブ光Ｌ１からＬｎのうち、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。光学ユニット５の内部の構造の概略を図２に示す。図２は図１の座標入力面に取り付けられた光学ユニット５を、座標入力／検出領域３に垂直な方向から見た図である。ここでは、簡単化のため、座標入力／検出領域３に平行な２次元平面で説明を行う。
【００４８】
概略構成としては、点光源６、集光レンズ１２及び受光素子１３から構成される。点光源６は光源から見て受光素子１３と反対の方向に扇形に光を射出するものとする。点光源６から射出された扇形の光は矢印１４，１５、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１４方向に進行したビームは再帰性反射部材７で矢印１６方向に反射されて、集光レンズ１２を通り、受光素子１３上の位置１７に到達する。また、矢印１５方向に進行したビームは再帰性反射部材７で矢印１８方向に反射されて、集光レンズ１２を通り、受光素子１３上の位置１９に到達する。このように点光源６から発し、再帰性反射部材７で反射され同じ経路を戻ってきた光は、集光レンズ１２の作用によって、各々受光素子１３上の各々異なる位置に到達する。したがって、座標入力／検出領域３中の或る位置に指示部４が挿入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１３上の点に光が到達しなくなる。よって、受光素子１３上の光強度分布を調べることによって、どのビームが遮られたかを知ることができる。
【００４９】
図３を用いて前述の動作を詳しく説明する。図３では、受光素子１３は集光レンズ１２の焦点面（焦点距離ｆ）に設置されているものとする。このような受光素子１３には、０〜２０４７までの画素が設けられており、それぞれの画素が受光量に応じた出力信号を出力するように構成されている。そこで、本実施の形態の座標入力／検出装置１は、受光素子１３の各画素から出力される出力信号を光強度分布として認識する。このような検出原理の下、点光源６から図３の右側に向けて発した光は再帰性反射部材７によって反射され同じ経路を戻ってくる。したがって、点光源６の位置に再び集光する。集光レンズ１２の中心は点光源位置と一致するように設置する。再帰性反射部材７から戻った再帰光は集光レンズ１２の中心を通るので、レンズ後方（受光素子側）に対称の経路で進行する。
【００５０】
このとき受光素子１３上の光強度分布を考える。指示部４が挿入されていなければ、受光素子１３上の光強度分布はほぼ一定であるが、図３に示すように位置Ｐに光を遮る指示部４が挿入された場合、ここを通過するビームは遮られ、受光素子１３上では位置Ｄｎの位置に、光強度が弱い領域が生じる（暗点）。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、Ｄｎを検出することによりθｎを知ることができる。すなわち、θｎはＤｎの関数として
θｎ＝arctan (Ｄｎ／ｆ) ………………………………（１）
と表すことができる。ここで、図１左上方の光学ユニット５における場合は、θｎをθｎＬ、ＤｎをＤｎＬと置き換える（図１参照）。
【００５１】
さらに、図４において、光学ユニット５と座標入力／検出領域３との幾何学的な相対位置関係の変換係数ｇにより、指示部４と座標入力／検出領域３とのなす角θＬは、(１)式で求められるＤｎＬの関数として、
θＬ＝ｇ(θｎＬ) ………………………………（２）
ただし、θｎＬ＝arctan(ＤｎＬ／ｆ)
と表すことができる。
【００５２】
同様に、図１右上方の光学ユニット５についても、上述の（１）（２）式中の記号Ｌを記号Ｒに置き換えて、右側の光学ユニット５と座標入力／検出領域３との幾何学的な相対位置関係の変換係数ｈにより、
θＲ＝ｈ(θｎＲ) ………………………………（３）
ただし、θｎＲ＝arctan(ＤｎＲ／ｆ)
と表すことができる。
【００５３】
ここで、座標入力／検出領域３上の光学ユニット５の取付間隔を図４に示すｗとし、原点座標を図４に示すようにとれば、座標入力／検出領域３上の指示部４で指示した点Ｐの２次元座標（ｘ，ｙ）は、
ｘ＝ｗ・tanθＲ／（tanθＬ＋tanθＲ） ………………（４）
ｙ＝ｗ・tanθＬ・tanθＲ／（tanθＬ＋tanθＲ） ……（５）
として求め得る。
【００５４】
このように、ｘ，ｙは、ＤＬ，ＤＲの関数として表すことができる。すなわち、左右の光学ユニット５上の受光素子１３上の暗点の位置ＤｎＬ，ＤｎＲを検出し、光学ユニット５の幾何学的配置を考慮することにより、指示部４で指示した点Ｐの２次元座標を検出することができる。
【００５５】
次に座標入力／検出領域３、例えば、ディスプレイの表面などに前で説明した光学系を設置する例を示す。図５は、図１、図２で述べた左右の光学ユニット５のうち一方を、ディスプレイ表面へ設置した場合の例である。
【００５６】
図５中の２０はディスプレイ面の断面を示しており、図２で示したｙ軸の負から正に向かう方向に見たものである。すなわち、図５はｘ−ｚ方向を主体に示しているが、二点鎖線で囲んだ部分は同一物を別方向（ｘ−ｙ方向、ｙ−ｚ方向）から見た構成を併せて示している。
【００５７】
光学ユニット５のうち光源２１について説明する。光源２１としては、レーザーダイオード、ピンポイントＬＥＤなどスポットをある程度絞ることが可能な光源を用いる。
【００５８】
光源２１からディスプレイ面２０に垂直に発した光はシリンドリカルレンズ２２によってｘ方向にのみコリメートされる。このコリメートは、後でハーフミラー２３で折り返された後、ディスプレイ面２０と垂直な方向には平行光として配光するためである。シリンドリカルレンズ２２を出た後、このシリンドリカルレンズ２２とは曲率の分布が直交する２枚のシリンドリカルレンズ２４，２５で同図ｙ方向に対して集光される。
【００５９】
これらのシリンドリカルレンズ群（レンズ２２，２４，２５）の作用により、線状に集光した領域がシリンドリカルレンズ２５の後方に形成される。ここに、ｙ方向に狭くｘ方向に細長いスリット２６を挿入する。すなわち、スリット位置に線状の二次光源６を形成する。二次光源６から発した光はハーフミラー２３で折り返され、ディスプレイ面２０の垂直方向には広がらず平行光で、ディスプレイ面２０と平行方向には二次光源６を中心に扇形状に広がりながら、ディスプレイ面２０に沿って進行する。進行した光はディスプレイ周辺端に設置してある再帰性反射部材７で反射されて、同様の経路でハーフミラー２３方向（矢印Ｃ）に戻る。ハーフミラー２３を透過した光は、ディスプレイ面２０に平行に進みシリンドリカルレンズ１２を通り受光素子１３に入射する。
【００６０】
このとき、二次光源６とシリンドリカルレンズ１２はハーフミラー２３に対して共に距離Ｄの位置に配設され共役な位置関係にある。したがって、二次光源６は図３の点光源６に対応し、シリンドリカルレンズ１２は図３のレンズ１２に対応する。
【００６１】
図６に、光源（ＬＤ）２１、受光素子１３及びその周辺回路を内蔵の光学ユニット５を含む制御回路の構成ブロック図を示す。この制御回路はＬＤ２１の発光制御と、受光素子１３からの出力の演算を行うものである。ここで、受光素子１３の種類は、光源２１からの光照射方式に従い適宜選択される。例えば、光源２１からの光を図示しないレンズ等を用いて扇形に照射するような構成では、受光素子１３としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）を使用することが適している。また、光源２１からの光を扇形状に偏向走査するような構成では、受光素子１３としてフォトディテクタ（Photo Detector）を使用することが適している。このような光源２１からの光照射方式については、図１０及び図１６に基づいて後述する。
【００６２】
図６に示すように、制御回路は、各種演算処理を実行して各部を集中的に制御するＣＰＵ３１を中心として、固定データを記憶するＲＯＭ３２、可変データを書き換え自在に記憶してワークエリアとして使用されるＲＡＭ３３、インタフェースドライバ３４、Ａ／Ｄコンバータ３５及びＬＤドライバ３６がシステムバスＳＢを介してバス接続されて構成されている。ここに、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３によりコンピュータとしてのマイクロコンピュータが構成されている。このようなマイクロコンピュータには、ＦＤ３７が装填されるＦＤＤ（ＦＤドライバ）３８、ＣＤ−ＲＯＭ３９が装填されるＣＤ−ＲＯＭドライバ４０、ＨＤＤ（ＨＤドライバ）４１等がシステムバスＳＢを介して接続されている。
【００６３】
ここで、ＦＤＤ（ＦＤドライバ）３８によって読み取られるＦＤ３８やＣＤ−ＲＯＭドライバ４０によって読み取られるＣＤ−ＲＯＭ３９は、コンピュータにインストールされ、コンピュータに各種の処理を実行させる各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体となる。もっとも、これらは単なる一例であり、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体としては、ＦＤ３８やＣＤ−ＲＯＭ３９に限らず、各種の光ディスク（ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカード等であっても良く、これらの記憶媒体が用いられる場合には、それらの記憶媒体に格納されているプログラムコードを読み取る装置、例えば、ＭＯドライブ装置等が適宜ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３によって構成されるマイクロコンピュータに接続されている。そして、これらの各種の媒体に記憶された各種のプログラムコード（制御プログラム）は、ＦＤＤ（ＦＤドライバ）３８やＣＤ−ＲＯＭドライバ４０によって読み取られ、ＨＤＤ４１に格納される。この意味で、ＨＤＤ４１も、各種のプログラムコード（制御プログラム）を記憶した記憶媒体となる。
【００６４】
次いで、受光素子１３からの出力を演算する回路として、受光素子１３の出力端子に、アンプ４２、アナログ演算回路４３等が図８のように接続される。受光素子１３からのアナログ出力（光強度分布信号）はアンプ４２に入力され、増幅される。増幅された信号は、アナログ演算回路４３で処理がされ、さらにＡ／Ｄコンバータ３５によってデジタル信号に変換されてＣＰＵ３１に渡される。この後、ＣＰＵ３１によって受光素子１３の受光角度及び指示部４の２次元座標の演算が行われる。つまり、ＨＤＤ４１に格納された各種のプログラムコード（制御プログラム）またはＣＤ−ＲＯＭ３９等に格納された各種のプログラムコード（制御プログラム）は、電源の投入に応じてＲＡＭ３３に書き込まれ、この状態でＣＰＵ３１により各種のプログラムコード（制御プログラム）に応じた処理が実行されることになる。
【００６５】
ここで、図６に例示する制御回路では、１組をなす受光素子１３、アンプ４２、アナログ演算回路４３、Ａ／Ｄコンバータ３５、光源２１及びＬＤドライバ３６が付随する光学部品と共に同一筐体内に内蔵されて光学ユニット５を構成し、こうして構成された光学ユニット５が一対設けられ、これらの２つの光学ユニット５はシステムバスＳＢに接続された入出力回路４４の図示しない接続端子にハーネス４５を介して接続されている。
【００６６】
もっとも、光学ユニット５としては、このような構成に限らず、最低限、受光素子１３及び光源２１並びに付随する光学部品だけで光学ユニット５が成立する。このような構成例では、アンプ４２、アナログ演算回路４３、Ａ／Ｄコンバータ３５、及びＬＤドライバ３６は、制御回路側に設けられる。
【００６７】
さらに別の実施の形態としては、光源２１及びこれに付随する光学部品だけで光照射ユニットを構成し、受光素子１３及びこれに付随する光学部品によって受光ユニットを構成し、光学ユニット５をさらに分割するような構成としても良い。
【００６８】
また、これらの各種実施の形態は、制御回路を一方の光学ユニット５と同一筺体に組み込むことを妨げるものではない。
【００６９】
なお、制御回路では、インタフェースドライバ３４を介して演算後の座標データをパーソナルコンピュータ等に出力するために、出力端子を設けることが好ましい。
【００７０】
＜本発明が適用される対象物の例＞
ここまでの記載では、本発明が適用されるいわゆる再帰光遮断方式の座標入力／検出装置１における座標入力／検出原理について説明した。そこで、ここでは、このような座標入力／検出原理を持つ座標入力／検出装置１が適用される対象物の例として、電子黒板システム５１を説明する。
【００７１】
本実施の形態の座標入力検出装置１は、電子黒板としての電子黒板システム５１に適用されている。図７は、電子黒板システム５１を概略的に示す外観斜視図である。図１に示すように、電子黒板システム５１は、その外観構成上、表示装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）５２及び座標入力／検出装置１によって構成される電子黒板部５３と、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ５４、原稿の画像を読み取るためのスキャナ５５、画像データを記録紙に出力するプリンタ５６及びビデオプレイア５７（いずれも図８参照）を収納する機器収納部５８とを主要な構成要素として備えている。なお、ＰＤＰ５２としては、電子黒板として利用可能な４０インチや５０インチ等の大画面タイプのものが用いられている。
【００７２】
電子黒板部５３では、ＰＤＰ５２と座標入力／検出装置１とが、ＰＤＰ５２のディスプレイ面５２ａ側に座標入力／検出装置１の光学ユニット５が位置するようにして一体化され、ＰＤＰ５２のディスプレイ面５２ａには座標入力／検出領域３が位置付けられている。この意味で、電子黒板部５３は、座標入力／検出領域を提供する構造物となっている。このように、電子黒板部５３はＰＤＰ５２及び座標入力／検出装置１を保持し、電子黒板システム５１の表示面（ＰＤＰ５２のディスプレイ面５２ａ）及び筆記面（座標入力／検出領域３）を構成している。
【００７３】
さらに、図示することは省略するが、ＰＤＰ５２にはビデオ入力端子やスピーカーが設けられており、ビデオプレイア５７をはじめ、その他レーザディスクプレイア、ＤＶＤプレイア、ビデオカメラ等の各種情報機器やＡＶ機器を接続し、ＰＤＰ５２を大画面モニタとして利用することが可能な構成になっている。また、ＰＤＰ５２には、ＰＤＰ５２の表示位置、幅、高さ、歪等についての調整を行うための調整手段（図示せず）も設けられている。
【００７４】
次に、電子黒板システム５１に内蔵される各部の電気的接続について図８を参照して説明する。図８に示すように、電子黒板システム５１は、コンピュータ５４にＰＤＰ５２、スキャナ５５、プリンタ５６、ビデオプレイア５７をそれぞれ接続し、コンピュータ５４によってシステム全体を制御するようにしている。また、コンピュータ５４には、指示部４で指示された座標入力／検出領域３内の座標位置の演算等を行う座標入力／検出装置１として、光学ユニット５のための制御回路を内蔵するコントローラ５９が接続されており、このコントローラ５９を介して光学ユニット５もコンピュータ５４に接続されている。このコントローラ５９は、具体的には、図６中の光学ユニット５以外の構成要素である。また、本実施の形態の電子黒板システム５１は、コンピュータ５４を介してネットワーク６０に接続可能であり、ネットワーク６０上に接続された他のコンピュータで作成したデータをＰＤＰ５２に表示したり、電子黒板システム５１で作成したデータを他のコンピュータに転送することも可能になっている。
【００７５】
＜本発明の適用例＞
以後の記載では、本発明の座標検出用受光装置、座標入力／検出装置、電子黒板、装着位置検出方法及び記憶媒体のより具体的な適用例について説明する。この適用例は、前述した座標入力／検出装置１及び電子黒板システム５１を前提とする。
【００７６】
まず、概略的には、本発明のより具体的な適用例である本実施の形態は、２つの光学ユニット５がコントローラ５９の入出力回路４４の図示しない接続端子に正しく接続されているかどうかを認識する技術に関する。つまり、この技術は、入出力回路４４には一方の光学ユニット５用のハーネス４５が装着されるべき接続端子ともう一方の光学ユニット５用のハーネス４５が装着されるべき接続端子とが設けられているが、これらの接続端子に対する各ハーネス４５の接続が反対になっていないかどうかを認識する技術である。以下、詳細に説明する。
【００７７】
本実施の形態における座標入力／検出装置１では、図９に例示するように、光学ユニット５は、座標入力／検出領域３の下縁両端２箇所に装着されている。そして、再帰性反射部材７は、座標入力／検出領域３の左右２辺及び上辺に沿って配置されており、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７は左右２辺に配置された再帰性反射部材７よりも長さが長く形成されている。これらの再帰性反射部材７に対しては、図９中の左側の光学ユニット５は、隣接する上辺と右辺とに位置する２辺の再帰性反射部材７に対して長さが長く形成されている。
【００７８】
ここで、光学ユニット５による光照射位置と受光素子１３上の光強度分布との関係について考える。まず、光学ユニット５としては、図１０に例示するような構成のものが用いられる。つまり、図１０に例示する光学ユニット５は、点光源となるような単一の光源（ＬＤ）２１からの光をレンズとしての拡散レンズ６１を通して座標入力／検出領域３に扇状に導き、その反射光を集光してＣＣＤアレイセンサである受光素子１３にライン状に受光させる、という基本構成を備えている。この場合、拡散レンズ６１を通過した光は、拡散レンズ６１の形状により、座標入力／検出領域３を提供するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）５２の板面に対してはその垂直方向に拡がらず、ＰＤＰ５２の板面と平行に扇状にのみ拡がる光波となる。そして、扇状に拡がった光波はハーフミラー６２を透過して再帰性反射部材７に入射され、再帰性反射部材７を反射して同一光路方向に反射し、再びハーフミラー６２に帰還する。この帰還光はハーフミラー６２で反射し、集光レンズ６３によって受光素子１３であるＣＣＤアレイセンサの１列に配列された受光素子に集光され、これによって受光素子１３上にその受光量に応じた光強度分布が生ずる。
【００７９】
このような構造の光学ユニット５が用いられる場合の光学ユニット５による光照射位置と受光素子１３上の光強度分布との関係を図９及び図１１に基づいて説明する。図９中の左側に装着された光学ユニット５を例に挙げると、その受光素子１３は、図９及び図１１中に模式的に示すように、０〜２０４７までの画素を有している。そして、光学ユニット５から扇状に照射される光波は、上辺と右辺とに位置する再帰性反射部材７で反射する。これにより、受光素子１３上での０〜２０４７までの各画素の出力信号によって得られる受光素子１３上の光強度分布は、図１１（ａ）に例示する通りとなる。この際、図９に例示するように、上辺と右辺とに位置する再帰性反射部材７には検出領域を示す光反射率が低いエンドマーク６４が設けられているため、図１１（ａ）に示すように、そのエンドマーク６４の検出位置に対応する受光素子１３の画素Ｋ3 及びＫ4 では光強度が低下する。また、図９に示すように、座標入力／検出領域３の左右辺に沿って配置されている再帰性反射部材７と上辺に沿って配置されている再帰性反射部材７とは、直角をなして隣接するが、それらの再帰性反射部材７の間の端部は接続していない。このため、各再帰性反射部材７の間の端部の検出位置に対応する受光素子１３上の画素ｎ1 では、光強度分布が減衰する。さらに、再帰性反射部材７は、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角が小さくなるとその反射効率が低下するという特性を有している。そこで、図９中、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角θ1 及びθ3 はある程度大きいためこれに対応する位置での受光素子１３の光強度分布は低下しないのに対し、角θ2 は小さいためこれに対応する位置での受光素子１３の光分布強度は低下することになる。より詳細には、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７では、上辺と右辺との間の角部に近づく程、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角θは小さくなるため、対応する位置での受光素子１３上の光強度分布が低下していくのに対し、右辺に配置された再帰性反射部材７では、上辺と右辺との間の角部の近傍であっても再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角θが大きい。このため、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角が角θ2 から角θ3 に移行する過程で、受光素子１３の光強度分布は図１１（ａ）に例示するように徐々に低下して急激に立ち上がるような分布を示すことになる。
【００８０】
一方、特に説明はしないが、右側に装着された光学ユニット５についても、全く同様の原理で、その受光素子１３の光強度分布は図１１（ｂ）に例示するような分布を示すことになる。そこで、図１１（ａ）及び（ｂ）に例示するような光強度分布を示す受光素子１３からの出力信号を得ることで、コントローラ５９のＣＰＵ３１は、各光学ユニット５から延出するハーネス４５が対応する出力回路４４の図示しない接続端子に正しく接続されているかどうかを認識することが可能となる。
【００８１】
図１２は、このような各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、換言すると、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。この処理は、ＨＤＤ４１に格納され、コントローラの起動によってＲＡＭ３３に一部が書き込まれた制御プログラムに従いＣＰＵ３１が実行する処理であり、この処理は、ダイアグモード時に実行される。
【００８２】
まず、光源２１であるＬＤが駆動される（ステップＳ１）。これにより、座標入力／検出領域３の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材７に対し、一対の光源２１から再帰性反射部材７の隣接する長短２辺に扇状に光を照射する光照射ステップが実行される。
【００８３】
次いで、前述したように、再帰性反射部材７の反射光は光学ユニット５に再帰し、受光素子１３であるＣＣＤアレイセンサに受光され、受光素子１３が出力する光強度分布が入出力回路４４を介してコントローラ５９に取り込まれる（ステップＳ２）。これにより、第１の位置に着脱自在に取り付けられた第１の受光ユニット５の受光素子１３に再帰性反射部材７からの反射光を受光させる第１の受光ステップと、第２の位置に着脱自在に取り付けられた第２の受光ユニット５の受光素子１３に再帰性反射部材７からの反射光を受光させる第２の受光ステップとが実行される。
【００８４】
次いで、受光素子１３が出力する光強度分布を取り込んだコントローラ５９は、その光強度分布の形状解析を実行する（ステップＳ３）。この処理は、一例として、図１１に例示するようなエンドマーク６４の対応位置間における光強度分布の落ち込み部分に着目し、最も落ち込んだ部分の左右における光強度を比較分析し、光強度が徐々に落ち込んでいる側、あるいは、光強度が急激に落ち込んでいる側を検出する、ということを内容とする。勿論、結果として光強度分布の形状が解析されるならば、このような処理に限定されることはない。そして、図１１に基づいて前述したように、ＣＣＤラインセンサである受光素子１３が出力する光強度分布に基づいて、その光強度分布波形が左側に装着された光学ユニット５からの信号に基づくのか（図１１（ａ））、あるいは、右側に装着された光学ユニット５からの信号に基づくのか（図１１（ｂ））が判定される。この場合、コントローラ５９は、その入出力回路４４の接続端子が何れの接続端子であるかを自ら認識可能であるため、各光学ユニット５の装着位置とそのハーネス４５のコントローラ５９に対する接続位置とが対応しているかを認識することができる（ステップＳ４）。これにより、位置認識手段、位置認識機能、及び、２つの受光ユニット５からの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識ステップが実行される。
【００８５】
ステップＳ４での判定の結果、各光学ユニット５の装着位置とそのハーネス４５のコントローラ５９に対する接続位置とが対応しているとＣＰＵ３１が判定した場合には、コントローラ５９は、コンピュータ５４に結果が良好である旨の信号を送信出力し（ステップＳ５）、その後ダイアグモードの処理が終了する。これに対し、ステップＳ４での判定の結果、各光学ユニット５の装着位置とそのハーネス４５のコントローラ５９に対する接続位置とが対応していないとＣＰＵ３１が判定した場合には、コントローラ５９は、コンピュータ５４に結果が不良である旨の信号を送信出力し（ステップＳ６）、その後ダイアグモードの処理が終了する。ここに、これらのステップＳ５及び６の処理により、報知手段の機能が実行される。
【００８６】
なお、結果が良好又は不良である旨の信号を受信したコンピュータ５４は、例えばＰＤＰ５２に、その結果を反映する内容を表示出力させることが可能である。
【００８７】
＜別の実施の形態＞
図１３は、各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、換言すると、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出するための別の処理を示すフローチャートである。つまり、別の実施の形態として、図１２中のステップＳ５及びＳ６のような報知処理に代えて、図１３中のステップＳ７に示す自動修正処理を実行することが可能である。ここで、図１２のフローチャートと図１３のフローチャートとは、ステップＳ５〜Ｓ７以外の処理については共通であるため、その説明を省略する。処理内容が異なる図１３中のステップＳ７では、光学ユニット５の装着位置とコントローラ５９に対するハーネス４５の接続位置との反転認識処理が実行される。この反転認識処理というのは、コントローラ５９の入出力回路４４において、右側用の接続端子に左側に装着された光学ユニット５が接続され、左側用の接続端子に右側に装着された光学ユニット５が接続された場合、コントローラ５９のＣＰＵ３１は、右側用の接続端子からの信号を左側の接続端子からの信号と認識して左側用の接続端子からの信号を右側の接続端子からの信号と認識する、という処理である。
【００８８】
以上の各実施の形態では、各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、換言すると、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出するための処理について説明した。そして、これらの処理では、図１１に例示するＣＣＤラインセンサである受光素子１３の出力波形形状、つまり、光強度分布の形状に基づいて各光学ユニット５の取付位置の認識を実行した。これに対し、図１１を見ると明らかなように、受光素子１３の出力に基づく光強度分布は、隣接する２辺のそれぞれの再帰性反射部材７の長さに対応する比率で分布長が異なることが判る。ここで、図１１中、Ｌ1 は、図９に例示するエンドマーク６４の受光素子１３における検出箇所である画素Ｋ2 及び画素Ｋ4 の出力と、直角をなして隣接する２つの再帰性反射部材７の間の位置での受光素子１３における検出箇所であるｎ1 及びｎ2 の出力との間の距離を意味する。また、Ｌ2 は、図９に例示するエンドマーク６４の受光素子１３における検出箇所である画素Ｋ1 及び画素Ｋ3 の出力と、直角をなして隣接する２つの再帰性反射部材７の間の位置での受光素子１３における検出箇所である画素ｎ1 及びｎ2 の出力との間の距離を意味する。つまり、図１１中のＬ1 は、画素Ｋ2 と画素ｎ1 並びに画素Ｋ4 と画素ｎ2 との間の距離、図１１中のＬ2 は、画素Ｋ1 と画素ｎ1 並びに画素Ｋ3 と画素ｎ2 との間の距離をそれぞれ意味し、このようなＬ1 とＬ2 との距離の比率は、隣接する２辺に沿って配置された再帰性反射部材７の長さに対応する比率となっている。
【００８９】
そこで、図１１中の光強度分布をそれぞれ検討すると、図１１（ａ）に示す光強度分布では、Ｌ1 はＬ2 よりも長く、したがって、Ｌ1 は上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応し、Ｌ2 は左右の何れか一方に配置された再帰性反射部材７に対応する、ということが判る。また、図１１（ｂ）に示す光強度分布では、Ｌ2 はＬ1 よりも長く、したがって、Ｌ2 は上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応し、Ｌ1 は左右の何れか一方に配置された再帰性反射部材７に対応する、ということが判る。何れにしても、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応する光強度分布が、図１１中の左側に現れているか右側に現れているかを認識することで、その光強度分布の基礎をなす出力信号を出力する光学ユニット５が、左右の何れに装着されているのかを判別することが可能である。具体的には、受光素子１３が図９及び図１１に例示するように配置されており、受光素子１３における各画素の読み取り順序が０から２０４７であることを前提とすると、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応する光強度分布が左側に現れれば左側に装着された光学ユニット５からの出力信号であり（図１１（ａ））、上辺に沿って配置された再帰性反射部材７に対応する光強度分布が右側に現れれば右側に装着された光学ユニット５からの出力信号である（図１１（ｂ））ことが明白である。
【００９０】
そこで、図１４及び図１５のフローチャートに示すように、図１２及び図１３のフローチャートに示すステップＳ３の処理、つまり、受光素子１３が出力する光強度分布の形状解析という処理に代え、受光素子１３が出力する光強度分布の長さ比率を解析することでも（ステップＳ１１）、図１２及び図１３のフローチャートに示す処理と同一の効果をもたらす処理が実行可能である。ここで、受光素子１３が出力する光強度分布の長さ比率の解析というのは、図１１に例示するようなエンドマーク６４の対応位置間における光強度分布の落ち込み部分に着目し、最も落ち込んだ部分の左右におけるエンドマーク６４の対応位置との間の距離を比較分析する処理である。このような処理は、コントローラ５９のＣＰＵ３１において、エンドマーク６４の対応位置及び２つのエンドマーク６４の対応位置間における光強度分布の最落ち込み部分位置を認識可能であるため、容易に実行可能である。なお、ステップＳ５〜７については、図１４のフローチャートに示す処理は図１２のフローチャートに示す処理に対応し、図１５のフローチャートに示す処理は図１３のフローチャートに示す処理に対応する。
【００９１】
次いで、上述した実施の形態では、光学ユニット５において、ＬＤである光源２１から照射された光を拡散レンズ６１によって扇状にしている。これに対し、別の実施の形態として、図１６に例示するように、光走査によって扇状にしても良い。つまり、座標入力／検出領域３と直交する軸周りに回転自在のポリゴンミラー７１を用意し、このポリゴンミラー７１に対してＬＤである光源２１からレーザ光を照射し、このレーザ光をポリゴンミラー７１の回転によって偏向走査する、という走査原理である。その他の点については、図１０に例示した光学ユニット５と略共通している。つまり、光学ユニット５は、点光源となるような単一の光源２１からの光をポリゴンミラー７１の回転によって座標入力／検出領域３に走査させ、再帰性反射部材７からの反射光を受光素子１３に受光させる、という基本構成を備えている。この場合、ポリゴンミラー７１で反射した光ビームは、座標入力／検出領域３を提供するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）５２の板面に対してはその垂直方向に拡がらず、ＰＤＰ５２の板面と平行に拡がるように走査される。そして、光ビームはハーフミラー６２を透過して再帰性反射部材７に入射され、再帰性反射部材７を反射して同一光路方向に反射し、再びハーフミラー６２に帰還する。この帰還光はハーフミラー６２で反射し、集光レンズ６３によって受光素子１３であるＣＣＤアレイセンサの１列に配列された受光素子に集光され、これによって受光素子１３上にその受光量に応じた光強度分布が生ずる。
【００９２】
ここで、本発明は、光源２１からの扇状の光が照射される再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが異なることを前提とする検出原理を有する。したがって、再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが同一長である場合には、各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、つまり、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出することができない。その理由を図９及び図１７に基づいて説明する。ここで、図９では、実際の図面に表現された状態とは異なるが、座標入力／検出領域３の上辺及び左右辺に沿って配置された３つの再帰性反射部材７は、それぞれ同一長であるものと想定する。このような前提の下、図９中の左側に装着された光学ユニット５を例に挙げると、光学ユニット５から扇状に照射される光は、上辺と右辺とに位置する再帰性反射部材７を反射する。これにより、受光素子１３上の光強度分布は、図１７（ａ）に例示する通りとなる。この際、図９に例示するように、上辺と右辺とに位置する再帰性反射部材７には検出領域を示す光反射率が低いエンドマーク６４が設けられているため、図１７（ａ）に示すように、そのエンドマーク６４の検出位置では光強度が低下する。また、再帰性反射部材７は、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角が小さくなるに従いその反射効率が低下するという特性を有している。これに対し、図９中、再帰性反射部材７と入射光線との間のなす角θは、何れの位置であってもあまり小さくならない。このため、再帰性反射部材７の反射光が受光素子１３に受光された場合、図１７（ａ）に例示するように、光強度の落ち込みが少ない。しかも、図９の図面の記載内容とは異なり、座標入力／検出領域３の各辺に配置された再帰性反射部材７は、すべて同一長という想定なので、光強度分布にはシンメトリーな形状的特徴しか生じず、エンドマーク６４間で光強度が最も落ち込んだ位置（隣接する２つの再帰性反射部材７の間の位置）の左右の長さＬ1 及びＬ2 の比率も１：１である。このことは、図１７（ｂ）に例示する右側の光学ユニット５についても全く同様である。よって、受光素子１３の出力信号によって再現される光強度分布には、光学ユニット５の装着位置を示唆するような形状的特徴も長さ比率の特徴も現れず、このような光強度分布から光学ユニット５の左右装着位置を知ることはできない。
【００９３】
これに対し、図１８ないし図２０には、再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが同一長で構成された座標入力／検出装置１であっても、受光素子１３の出力信号によって再現される光強度分布に基づいて光学ユニット５の左右装着位置を知るための各種実施の形態を示す。
【００９４】
まず、図１８に例示する構成は、座標入力／検出領域３の左右に位置付けられる再帰性反射部材７を装着される光学ユニット５のスライド移動に応じて伸縮自在に構成したものである。つまり、光学ユニット５は、電子黒板部５３に対してＰＤＰ５２の左右側縁上方位置（図１８（ａ）参照）から装着され、ＰＤＰ５２の左右側縁に沿って下方にスライド自在に取り付けられている。そして、電子黒板部５３に装着された光学ユニット５は、図示しない装着機構によって、最下降位置である仮装着位置Ａ（図１８（ｂ）参照）と最下降位置よりも僅かに上昇した本装着位置Ｂ（図１８（ｃ）参照）とに固定的に位置付けられるように構成されている。また、座標入力／検出領域３の左右側方に配置されるべき再帰性反射部材７は、ロール状に巻回されてＰＤＰ５２の左右上部に収納保持されており、下方に向けて引き出し自在に設けられることで伸縮自在となっている。そして、ロール状に巻回保持された再帰性反射部材７の下端は、光学ユニット５に対して着脱自在であり、光学ユニット５の装着によって再帰性反射部材７の下端が光学ユニット５に固定されるように構成されている。
【００９５】
このような構成において、２つの光学ユニット５を電子黒板部５３におけるＰＤＰ５２の左右側縁上方位置に装着すると（図１８（ａ）参照）、装着され光学ユニット５に座標入力／検出領域３の左右側方に配置されるべき再帰性反射部材７の下端が固定される。そこで、この状態のまま光学ユニット５を下降させ、仮装着位置Ａに位置付けると（図１８（ｂ）参照）、これに連動して座標入力／検出領域３の左右側方に沿うように再帰性反射部材７が引き出され（連動機構）この状態で、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が長くなる。これにより、光源２１からの扇状の光が照射される再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが異なることという各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうかを検出するための条件が整うことになる。そして、座標入力／検出装置１として実際に使用する場合には、２つの光学ユニット５を僅かに上昇させ、本装着位置Ｂに位置付ける（図１８（ｃ）参照）。
【００９６】
図１９に例示する構成は、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７を装着される光学ユニット５のスライド移動に応じて変位自在に構成したものである。つまり、光学ユニット５は、電子黒板部５３に対してＰＤＰ５２の左右側縁下方位置である仮装着位置Ａ（図１９（ａ）参照）から装着され、ＰＤＰ５２の左右側縁に沿って上方に僅かにスライド自在に取り付けられている。そして、仮装着位置Ａに位置付けられた光学ユニット５は、図示しない装着機構により、その位置から僅かに上昇した本装着位置Ｂ（図１９（ｂ）参照）に固定的に位置付けられるように構成されている。そして、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７は鉛直方向に昇降自在とされ、このような再帰性反射部材７と光学ユニット５とは連動機構としてのリンク構造８１で連結されている。このリンク構造８１では、支点８２に軸支される第１リンク８３とこの第１リンク８３に回動自在に連結されて略垂直に配置され第２リンク８４とから構成され、第１リンク８３の端部は装着される光学ユニット５に回動自在に連結され、第２リンク８４の端部は座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７に回動自在に連結されている。そこで、第１リンク８３の端部に連結された光学ユニット５が昇降することによって第１リンク８３が支点８２を中心に回動し、その端部に連結された第２リンク８４を昇降させ、これによって座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７も昇降するように各部が構成されている。
【００９７】
ここで、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７の位置としては、２つの光学ユニット５が仮装着位置Ａに位置する場合には上昇位置（図１９（ａ）及び（ｃ）参照）、２つの光学ユニット５が本装着位置Ｂに位置する場合には下降位置（図１９（ｂ）及び（ｄ）参照）に位置付けられる。そして、再帰性反射部材７が何れの位置に位置付けられたとしても、座標入力／検出領域３の左右両側縁に沿って配置される再帰性反射部材７は、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７と連続的な隣接関係を維持するように設定されている。そこで、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７が上昇位置に位置する場合には（図１９（ａ）及び（ｃ）参照）、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が長くなり、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７が下降位置に位置する場合には（図１９（ｂ）及び（ｄ）参照）、座標入力／検出領域３の周囲に配置される３つの再帰性反射部材７の長さが全て同一となる。
【００９８】
このような構成において、電子黒板部５３に対して光学ユニット５を装着すると、光学ユニット５は仮装着位置Ａに位置付けられる（図１９（ａ）参照）。この状態では、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が長くなる。これにより、光源２１からの扇状の光が照射される再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが異なることという各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうかを検出するための条件が整うことになる。そして、座標入力／検出装置１として実際に使用する場合には、２つの光学ユニット５を僅かに上昇させ、本装着位置Ｂに位置付ける（図１９（ｂ）参照）。
【００９９】
図２０には、座標入力／検出領域３の周囲に配置される３つの再帰性反射部材７の長さが全て同一である座標入力／検出装置１において、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される再帰性反射部材７（測定用再帰性反射部材９１）の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が短くなるよう、座標入力／検出領域３内に測定用再帰性反射部材９１を着脱自在にした座標入力／検出装置１を示す。このような構造のものでは、座標入力／検出領域３内に測定用再帰性反射部材９１を取り付けると、座標入力／検出領域３の上辺に沿って配置される測定用再帰性反射部材９１の長さよりもその左右辺に沿って配置される再帰性反射部材７の長さの方が短くなる。これにより、光源２１からの扇状の光が照射される再帰性反射部材７の隣接する２辺の長さが異なることという各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうかを検出するための条件が整うことになる。
【０１００】
次いで、別の実施の形態として、図２１に、後付け型の座標入力／検出装置１の一例を示す。前述した各種実施の形態では、座標入力／検出装置１が予めビルトインされた電子黒板システム５１を例示したが、本実施の形態では、座標入力／検出領域を提供する構造物としてのホワイトボード１０１に対して光学ユニット５を着脱自在に装着して使用する座標入力／検出装置１の例を示す。このようなホワイトボード１０１に対しては、その下縁両端部にそれぞれ光学ユニット５を装着し、これらの光学ユニット５をハーネス４５によってコントローラ５９に接続する。コントローラ５９は、先に説明した各種実施の形態と同様に、コンピュータ５４に接続されている。
【０１０１】
このような構成において、座標入力／検出領域３に対する入力座標位置の検出動作、及び、各光学ユニット５とコントローラ５９との間の接続が正しいかどうか、つまり、各光学ユニット５の装着位置が正しいかどうかを検出するための処理動作については、前述した各種実施の形態と同様なので、その説明は省略する。
【０１０２】
【発明の効果】
請求項１記載の座標検出用受光装置の発明は、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、２つの受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識手段とを具備するので、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれることから、このような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識し、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断に供することができる。これにより、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することができ、また、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることができる。
【０１０３】
請求項２記載の座標入力／検出装置の発明は、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、２つの受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識手段とを具備するので、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれることから、このような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識し、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断に供することができる。これにより、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することができ、また、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることができる。
【０１０４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の座標入力／検出装置において、光照射ユニットと受光ユニットとは一体に形成されているので、その製造が簡略化して生産効率を向上させることができる。また、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して、光照射ユニットと受光ユニットとを一体で着脱可能とすることができ、これにより、光照射ユニット及び受光ユニットの着脱作業の容易化を図ることができる。
【０１０５】
本発明は、扇状に光を照射する光照射ユニットとして、各種の構造を許容することができる。例えば、請求項４記載の発明のように、光照射ユニットは、単一の光源からの光をレンズによって扇状に照射する構造であっても良く、また、請求項５記載の発明のように、光照射ユニットは、単一の光源からの光ビームを偏向走査する構造であっても良い。このように、本発明は、扇状に光を照射する光照射ユニットとして各種の構造を許容するため、その適用範囲を広げることが可能である。
【０１０６】
また、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれており、本発明は、このような識別情報を利用して２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。この場合、本発明は、このような識別情報として、いかなる情報をも適宜選択可能である。例えば、請求項６記載の発明のように、位置認識手段は、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良く、また、請求項７記載の発明のように、位置認識手段は、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良い。このように、本発明は、識別情報として各種の情報を利用可能であるため、その適用範囲を広げることができる。
【０１０７】
次いで、本発明によれば、２つの受光ユニットに設けられた受光素子からの出力信号に基づいて座標位置検出手段が座標位置を正しく認識するためには、再帰性反射部材の縦横の長短が既知である必要がある。そこで、請求項８記載の発明のように、再帰性反射部材の縦横の長短を予め定められている関係とした場合には、特別な検出をすることなく、座標位置検出手段による座標位置検出を正しく行なうことができ、作業性を向上させることができる。
【０１０８】
請求項９記載の発明は、請求項２ないし８のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とし、座標入力／検出領域が正方形である場合には、位置認識手段による受光ユニットの位置認識は隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率が異なる条件下で行なわれるようにしたので、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なるという本発明の実施に不可欠である条件を擬似的に生成することができ、座標位置検出時には隣接する再帰性反射部材の２辺が同一長の構造であっても、本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。したがって、本発明の適用可能範囲を広げることができる。
【０１０９】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、再帰性反射部材を伸縮自在とすることにより隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在としたので、簡単な構造により本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。
【０１１０】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、再帰性反射部材の装着位置を可変自在とすることにより隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在としたので、簡単な構造により本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。
【０１１１】
請求項１２記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とするための擬似的な測定用再帰性反射部材を着脱自在とし、測定用再帰性反射部材を取り付けることにより隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在としたので、簡単な構造により本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。
【０１１２】
請求項１３記載の発明は、請求項９記載の座標入力／検出装置において、２つの受光ユニットを位置検出用の仮装着位置とこの仮装着位置から移行する通常使用用の本装着位置とに位置付ける装着機構と、受光ユニットの装着位置が仮装着位置から本装着位置に移行する動作に連動して隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率が１対１となるように再帰性反射部材を移動させる連動機構と、を具備するので、仮装着位置と本装着位置とに受光ユニットを取り付けることにより、受光ユニットの位置検出と受光ユニットの出力結果を用いた座標位置検出とを作業者やユーザに意識させることなく自動的に実行することができ、したがって、作業効率を向上させることができる。
【０１１３】
請求項１４記載の発明は、請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、２つの受光ユニットの装着位置が反対である場合には、その旨の報知を行なう報知手段を具備するので、２つの受光ユニットが互い違いに取り付けられてしまった場合、換言すると、各受光ユニットのハーネスをコントローラ等の機器に互い違いに接続してしまった場合、その旨を報知して作業のやり直しを促すことができる。
【０１１４】
請求項１５記載の発明は、請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、座標位置検出手段は、２つの受光ユニットの装着位置が反対である場合には、２つの受光ユニットの出力信号を互いに反対に認識するので、２つの受光ユニットが互い違いに取り付けられてしまった場合、換言すると、各受光ユニットのハーネスをコントローラ等の機器に互い違いに接続してしまった場合、受光ユニット自体の装着位置の入れ替えやコントローラ等の機器に対するハーネスの接続の差し替えというような作業を要することなく、２つの受光ユニットの装着位置、あるいは、コントローラ等の機器に対するハーネスの接続位置の過誤を自動修正することができる。これにより、そのような作業場のミスが生じた場合であっても、ユーザに付加的な作業を強いることがなくなり、作業性の向上を図ることができる。
【０１１５】
請求項１６記載の発明は、請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置において、ユーザに対し、座標入力／検出領域を提供する構造物に対する２つの受光ユニットの着脱が許容されるようにしたので、ホワイトボード等の筆記面に後付けで取り付け、その筆記面上の座標位置を簡易に検出することができる。
【０１１６】
請求項１７記載の電子黒板の発明は、２次元の座標入力／検出領域となる筆記面と、請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、を具備するので、前述した請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置が奏する効果を奏する。特に、このような電子黒板として構成された場合には、受光ユニットはその製造時に組み込まれるのが一般的であるため、製造・組立作業の容易化を図ることができる。
【０１１７】
請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の電子黒板において、筆記面は、所定の画像データを表示出力するディスプレイであり、座標入力／検出装置によって認識される座標位置をディスプレイに表示出力するようにしたので、所定の画像データを表示するディスプレイ上の座標位置を検出することができる。また、このような電子黒板として構成された場合には、受光ユニットはその製造時に組み込まれるのが一般的であるため、製造・組立作業の容易化を図ることができる。
【０１１８】
請求項１９記載の装着位置検出方法の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材に対し、一対の光照射ユニットを用い、再帰性反射部材に光を照射する光照射ステップと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられた第１の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第１の受光ステップと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられた第２の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第２の受光ステップと、２つの受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識ステップと、を具備するので、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれることから、このような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識し、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断に供することができる。これにより、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することができ、また、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることができる。
【０１１９】
また、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれており、本発明は、このような識別情報を利用して２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。この場合、本発明は、このような識別情報として、いかなる情報をも適宜選択可能である。例えば、請求項２０記載の発明のように、位置認識ステップは、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良く、また、請求項２１記載の発明のように、位置認識ステップは、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良い。このように、本発明は、識別情報として各種の情報を利用可能であるため、その適用範囲を広げることができる。
【０１２０】
請求項２２記載の発明は、請求項１９ないし２１のいずれか一記載の装着位置検出方法において、位置認識ステップは、座標入力／検出領域が正方形である場合には、隣接する再帰性反射部材の２辺の縦横比率を異ならせた条件下で受光ユニットの位置認識を行なうようにしたので、隣接する再帰性反射部材の２辺の長さが異なるという本発明の実施に不可欠である条件を擬似的に生成することができ、座標位置検出時には隣接する再帰性反射部材の２辺が同一長の構造であっても、本発明原理に基づく２つの受光ユニットの装着位置の検出を行なうことができる。したがって、本発明の適用可能範囲を広げることができる。
【０１２１】
請求項２３記載の記憶媒体の発明は、２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材と、再帰性反射部材に光を照射する一対の光照射ユニットと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の光照射ユニットから照射されて再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、第１の受光ユニットと第２の受光ユニットとの出力信号に基づいて座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出する座標位置検出手段と、を具備する座標入力／検出装置を制御するコンピュータにインストールされ、２つの受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が第１の位置なのか第２の位置なのかを認識する位置認識機能をコンピュータに実行させるコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納するので、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれることから、このような識別情報を利用し、２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識し、受光ユニットのハーネスがそのコントローラ等に正しく接続されているかどうかの判断に供することができる。これにより、一対一組で用いられる光学ユニットの種類を単一化することができ、また、コントローラ等に対する光学ユニットのハーネスの接続作業を容易にすることができる。
【０１２２】
また、受光ユニットにおける受光素子の出力信号にはその受光ユニットが座標入力／検出領域の何れの端部に取り付けられているかを判別しうる情報が含まれており、本発明は、このような識別情報を利用して２つの受光ユニットの装着位置がそれぞれ何れの位置なのかを認識する。この場合、本発明は、このような識別情報として、いかなる情報をも適宜選択可能である。例えば、請求項２４記載の発明のように、請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体において、位置認識機能は、隣接する再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良く、また、請求項２５記載の発明のように、請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体において、位置認識機能は、隣接する再帰性反射部材の２辺に対応する受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの受光ユニットの装着位置を認識しても良い。このように、本発明は、識別情報として各種の情報を利用可能であるため、その適用範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態として、再帰光遮断方式の座標入力／検出装置を原理的に示す概略正面図である。
【図２】その受発光手段の内部構造の構成例を示す概略正面図である。
【図３】その検出動作を説明するための概略正面図である。
【図４】受発光手段の取付間隔等を示す概略正面図である。
【図５】ディスプレイ前面等への設置例を示す断面図である。
【図６】その制御系の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の一形態である電子黒板システムの外観斜視図である。
【図８】その制御系の概略ブロック図である。
【図９】座標入力／検出領域における再帰性反射部材に対する光線の各種入射角度を例示する模式図である。
【図１０】光学ユニットの構造を概略的に示す模式図である。
【図１１】受光素子上の光強度分布を示す波形図である。
【図１２】各光学ユニットの装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１３】別の実施の形態として、各光学ユニットの装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１４】別の実施の形態として、各光学ユニットの装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１５】別の実施の形態として、各光学ユニットの装着位置が正しいかどうかを検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１６】光学ユニットの構造を概略的に示す模式図である。
【図１７】座標入力／検出領域が正方形である場合の受光素子上の光強度分布を示す波形図である。
【図１８】再帰性反射部材と光学ユニットとの関連構造を示す座標入力／検出領域の模式図である。
【図１９】別の実施の形態として、再帰性反射部材と光学ユニットとの関連構造を示す座標入力／検出領域の模式図である。
【図２０】別の実施の形態として、再帰性反射部材と光学ユニットとの関連構造を示す座標入力／検出領域の模式図である。
【図２１】ホワイトボードへの適用例を示す模式図である。
【符号の説明】
３ 座標入力／検出領域、筆記面
４ 指示部
５ 光照射ユニット、受光ユニット（光学ユニット）
７ 再帰性反射部材
１３ 受光素子
５２ ディスプレイ（プラズマディスプレイパネル）
６１ レンズ（拡散レンズ）
８１ 連動機構（リンク機構）
ステップＳ１ 光照射ステップ
ステップＳ２ 第１の受光ステップ、第２の受光ステップ
ステップＳ３、４ 位置認識手段、位置認識機能、位置認識ステップ
ステップＳ６ 報知手段
Ａ 仮装着位置
Ｂ 本装着位置
Claims (25)
- ２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材に対して、一対の光照射ユニットから扇状に光を照射し、前記再帰性反射部材からの反射光を検出することにより前記座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出するようにした座標入力／検出装置に用いられる座標検出用受光装置において、
前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、
前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、
２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識手段と、
を具備する座標検出用受光装置。 - ２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材と、
前記再帰性反射部材に光を照射する一対の光照射ユニットと、
前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、
前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、
前記第１の受光ユニットと前記第２の受光ユニットとの出力信号に基づいて前記座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出する座標位置検出手段と、
２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識手段と、
を具備する座標入力／検出装置。 - 前記光照射ユニットと前記受光ユニットとは一体に形成されている請求項２記載の座標入力／検出装置。
- 前記光照射ユニットは、単一の光源からの光をレンズによって扇状に照射する請求項２又は３記載の座標入力／検出装置。
- 前記光照射ユニットは、単一の光源からの光ビームを偏向走査する請求項２又は３記載の座標入力／検出装置。
- 前記位置認識手段は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる前記受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する請求項２ないし５のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 前記位置認識手段は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺に対応する前記受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する請求項２ないし５のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 前記再帰性反射部材の縦横の長短は、予め定められている請求項２ないし７のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とし、前記座標入力／検出領域が正方形である場合には、前記位置認識手段による前記受光ユニットの位置認識は隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率が異なる条件下で行なわれる請求項２ないし８のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 前記再帰性反射部材を伸縮自在とすることにより隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とした請求項９記載の座標入力／検出装置。
- 前記再帰性反射部材の装着位置を可変自在とすることにより隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とした請求項９記載の座標入力／検出装置。
- 隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とするための擬似的な測定用再帰性反射部材を着脱自在とし、前記測定用再帰性反射部材を取り付けることにより隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を可変自在とした請求項９記載の座標入力／検出装置。
- ２つの前記受光ユニットを位置検出用の仮装着位置とこの仮装着位置から移行する通常使用用の本装着位置とに位置付ける装着機構と、
前記受光ユニットの装着位置が仮装着位置から本装着位置に移行する動作に連動して隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率が１対１となるように前記再帰性反射部材を移動させる連動機構と、
を具備する請求項９記載の座標入力／検出装置。 - ２つの前記受光ユニットの装着位置が反対である場合には、その旨の報知を行なう報知手段を具備する請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- 前記座標位置検出手段は、２つの前記受光ユニットの装着位置が反対である場合には、２つの前記受光ユニットの出力信号を互いに反対に認識する請求項２ないし１３のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- ユーザに対し、前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対する２つの前記受光ユニットの着脱が許容される請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置。
- ２次元の座標入力／検出領域となる筆記面と、
請求項２ないし１５のいずれか一記載の座標入力／検出装置と、
を具備する電子黒板。 - 前記筆記面は、所定の画像データを表示出力するディスプレイであり、前記座標入力／検出装置によって認識される座標位置を前記ディスプレイに表示出力する請求項１７記載の電子黒板。
- ２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材に対し、一対の光照射ユニットを用い、前記再帰性反射部材に光を照射する光照射ステップと、
前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられた第１の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第１の受光ステップと、
前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられた第２の受光ユニットの受光素子にその反射光を受光させる第２の受光ステップと、
２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識ステップと、
を具備する装着位置検出方法。 - 前記位置認識ステップは、隣接する前記再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる前記受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する請求項１９記載の装着位置検出方法。
- 前記位置認識ステップは、隣接する前記再帰性反射部材の２辺に対応する前記受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する請求項１９記載の装着位置検出方法。
- 前記位置認識ステップは、前記座標入力／検出領域が正方形である場合には、隣接する前記再帰性反射部材の２辺の縦横比率を異ならせた条件下で前記受光ユニットの位置認識を行なう請求項１９ないし２１のいずれか一記載の装着位置検出方法。
- ２次元の座標入力／検出領域の周囲に配置されて入射光を同一光路方向に帰還反射させる再帰性反射部材と、
前記再帰性反射部材に光を照射する一対の光照射ユニットと、
前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対して一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第１の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第１の受光ユニットと、
前記座標入力／検出領域を提供する構造物に対してもう一方の前記光照射ユニットから照射されて前記再帰性反射部材で反射した反射光を受光する第２の位置に着脱自在に取り付けられ、その反射光を受光素子で受光する第２の受光ユニットと、
前記第１の受光ユニットと前記第２の受光ユニットとの出力信号に基づいて前記座標入力／検出領域内に挿入された指示部の２次元座標位置を検出する座標位置検出手段と、
を具備する座標入力／検出装置を制御するコンピュータにインストールされ、２つの前記受光ユニットからの出力信号に基づいてそれぞれの装着位置が前記第１の位置なのか前記第２の位置なのかを認識する位置認識機能を前記コンピュータに実行させるコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体。 - 前記位置認識機能は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺間に対応する位置に生ずる前記受光素子の出力波形の形状に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体。
- 前記位置認識機能は、隣接する前記再帰性反射部材の２辺に対応する前記受光素子の出力波形の長さ比率に基づいて２つの前記受光ユニットの装着位置を認識する請求項２３記載のコンピュータ読み取り可能なプログラムを格納する記憶媒体。
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