JP3985258B2 - 画像処理システム及びそのデータ入力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理システム及びそのデータ入力装置に関する。さらに詳しくは、画像や文字などのデータを入力させるために使用するペン型デバイスや手で捲るカードといった入力手段を備え、その入力手段を使用したときの２次元的位置情報やページといった位置情報を自動的に検出可能な手段を備えたデータ入力装置およびこれを用いた画像処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、データ入力装置は画像や文字のデータを画像処理装置に与える装置とてし知られている。このデータ入力装置、画像処理装置及び表示装置により画像処理システムが構成されている。
【０００３】
最近、このような画像処理システムを子供のお絵描きシステムに適用したものが提供されている（例えば、株式会社セガ・エンタープライゼス製「ピコ（商標）」）。この種のお絵描きシステムは、例えばペンや鉛筆状をした入力手段と、この入力手段による入力位置を検出するパネルと、このパネルからの入力位置情報に応じて所定の画像処理を行う画像処理装置と、この画像処理装置による画像処理結果を表示する表示装置とから構成されている。
【０００４】
これらのシステムの場合、例えばペンや鉛筆状（以下、ペン型という）をした入力手段は、その手段内部に発振器を設け、この発振器からの発振周波数を当該手段内部のアンテナコイルから送出できるようにしてある。この入力手段の先端をパネル上にタッチさせて描画する。すると、この入力手段から発せられる周波数を基に前記パネルが当該位置を決定し、この入力位置情報を画像処理装置に入力する。画像処理装置では、入力位置情報を基に画像処理をおこない、その処理結果を表示装置に与える。これにより、入力手段によってパネル上に描画された図形等と同様の映像が表示装置に表示される。
【０００５】
また、既述のお絵描きシステムは、画像処理装置と、カードに記載されている内容を特定し、その特定したデータを画像処理装置に与えるデータ入力装置とを備えている。このデータ入力装置は、具体的には、例えば所定の内容が記載されたカードの一端に複数の穴を穿設し、これらの穴に装置本体の固定フックを通して当該カードを観音開き可能な状態にし、かつ前記カードの他端に当該カードに記載されている内容に応じた切り欠き部を設け、当該切り欠き部を基に当該カードに記載されている内容を特定するデータを形成して出力できるようにしている。
【０００６】
このデータ入力装置では、現在開いているカードの表面に記載されている内容を見ることができるようになっており、かつ現在見ているカードの内容を切り欠き部の位置から特定し、このデータをデータ処理装置に与える。データ処理装置では、当該入力データを基に所定のデータ処理を実行し、その実行結果を表示ディスプレイに表示するとともに、例えば音声で知らせるようにしている。
【０００７】
さらに、そのようなカード捲り方式のデータ入力装置のページ検出の方法としては、従来、種々のものが使用されている。一例としては、反射式センサが知られており、これによりセンサ１個につき対象物１個の有無を検出するようになったいる。また別の例として、Ｇコード予約機などで使用されている密着式バーコードセンサが知られている。さらに別の例としては、スーパーマーケットのレジや工場の自動出荷チェックなどで使用されている非接触バーコードセンサが知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のペン状の入力手段を設けたお図形描きシステムでは、入力手段によりパネル上に描画した画面については、表示装置上では特定の色で表示されるだけであり、他の色で描画する場合にはファンクションキー等を使用して色の指定をする必要があった。このため、子供が操作するには難しかった。
【０００９】
また、従来のカード捲り方式のデータ入力装置によれば、カードの他端に物理的に切り欠き部を設けているだけであるため、多数の切り欠き部を設けることは物理的に困難である。このため、切り欠き部に持たせることのできる情報量には限界があり、複雑多岐にわたる種々の情報を切り欠き部に設定することは実際上できないという欠点があった。
【００１０】
さらに、従来のカード捲り方式のページ検出に係る種々のセンサにも種々の問題があった。例えば、反射式検出センサを使う場合、センサ１個の検出対象物の数が１個であるから、カードの積層枚数が多い場合など、検出対象物が多くなるにつれてセンサ数も増加させねばならず、装置が大形化する。また、密着式バーコードセンサを使用するには、検出部分とセンサが常に一定距離になるように操作する必要があり、操作に手間がかかり、煩わしい。さらに、非接触式バーコードセンサの場合、センサ自体にレーザ装置やＣＣＤなどの高価な部品を使用しなければならない。
【００１１】
本発明の主要は目的は、ペン状の筆記手段や本を成すカードなど、種々の入力手段を操作したときの、筆記手段による操作情報やカードを捲ったときのページ番号などの、検出情報の豊富化を図ることができるデータ入力装置およびこれを用いた画像処理システムを提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、ペン状の入力手段で紙等の描画エリアに描画できるとともに、その入力手段の操作に応じた画像などの入力信号を色情報と共に簡単な操作で出力することができるデータ入力装置およびこれを用いた画像処理システムを提供することにある。
【００１３】
また本発明のさらに別の目的は、カードなどの入力手段を有するデータ入力装置であって、その入力手段の操作に伴って変化する複雑多岐にわたる情報を設定することができるようにしたデータ入力装置を備えた画像処理システムを提供することにある。
【００１４】
さらに本発明のさらに別の目的は、カードなどの入力手段を有するデータ入力装置であって、その入力手段の数が多くなっても対処でき、小形で、操作が容易で、かつ比較的低い部品コストを維持することができるデータ入力装置を備えた画像処理システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１〜９に、データ入力装置を用いた画像処理システムが提供されている。この画像処理システムは、データを入力するために操作する入力手段を備えたデータ入力装置と、このデータ入力装置から与えられた前記データに応じて所定の画像処理を行う画像処理装置と、この画像処理装置の画像処理の結果を表示する表示装置とを備える。データ入力装置は、前記入力手段の操作に伴う位置に関する情報を検出する構成を有し、この構成による情報検出の豊富化を図るように形成してある。
【００１６】
好適には、データ入力装置は、入力手段と、この入力手段との間で所定の周波数を割り当てて、この入力手段による入力位置を検出するパネルと、このパネルからの入力信号に応じて所定の画像処理を行う画像処理手段と、この画像処理結果を表示する表示手段とを備え、前記周波数は各色毎に割り当てられていて、所定の周波数から固有の色情報が決定され、前記画像処理手段は、その決定された色情報により画像処理を行うことを特徴とする。
したがって、前記周波数は各色や入力手段の種類毎に割り当てられていることから、所定の入力手段を使用してパネル上の紙等の描画エリアに記載すると、その入力手段からの所定の周波数から固有の色や入力手段の種類の情報が決定される。この情報は、前記画像処理手段に入力される。画像処理手段は、その決定された色情報等と、位置情報とに応じて画像処理を行う。
【００１７】
前記入力手段は、所定の色情報に応じた周波数を発振する発振手段を備える。この入力手段は、紙等の描画エリアに文字、記号、図形等を記載できる筆記手段と、当該筆記手段の色に応じた周波数を発振する発振手段とを備える。この入力手段は、紙等の描画エリアに文字、記号、図形等を記載できる筆記手段と、当該筆記手段の色に応じた周波数を発振する発振手段と、これらを内蔵してペン型に構成された筐体とを備える。
【００１８】
前記入力手段は、前記パネル上に配置されたときにのみ、割り当てられた周波数を一定時間発振する発振手段とを備える。この入力手段は、前記パネル上に配置されたときにのみ、割り当てられた周波数を一定時間発振する発振手段と、こを内蔵した筐体とを備える。
【００１９】
入力手段は、さらに、筆圧により発振手段の発振周波数を変更させる変更信号を出力する変更手段を備える。したがって、入力手段は、これに固有の基準周波数を発振し、所定の筆圧が入力手段に加わると周波数が変化して、例えば薄い色で描画される入力信号であったものが、濃い色で描画されるような入力信号が出力される。
【００２０】
一方、請求項１０〜１９には、別の態様の画像処理システムが提供されている。この画像処理システムに用いるデータ入力装置は、前記データの入力媒体として使用しかつ一端に少なくとも自己のページを含む情報を記憶させたコード部を配置した複数枚のカードと、この複数枚のカードの枚数を増減可能に積層するための積層手段と、前記カードに対して位置的にオフセットさせて斜め上方から前記コード部を臨むように前記積層手段に配置しかつ前記コード部の情報を非接触で検出する検出手段とを備える。例えば、前記積層手段は、前記複数枚のカードを観音開き可能な状態に保持した手段であり、これにより、本のようにカードを捲り、捲ったページに記載または表現されている絵、文字などの情報が特定されて画像処理装置に送られる。
【００２１】
好適には、前記コード部は、前記ページの情報を含むバーコード、または、前記ページの情報を含むバリナリーコードである。このコードにより、ページ情報や本の種類を含む、より多くの情報を提供できる。
【００２２】
また好適には、前記コード部の面積は、前記カードの積層枚数の減少に伴って前記検出手段から離れる方向に拡大して形成することである。これにより、ページ捲りに応じて変わる積み重ね状態のカードの厚さ（本の厚さ）の検出距離の変化を補償できる。
【００２３】
さらに好適には、前記検出手段は、不特定多数の光軸の光を発する発光素子と、この発光素子からの光が前記コード部で反射されたことに伴う反射光を受ける受光素子とを備える。前記検出手段は、例えば、前記発光素子と前記コード部との間の光路および前記コード部と前記受光素子との間の光路の少なくとも一方に配置した光反射板を備える。この反射板の使用が光路の設定の自由度を上げ、光学系の配置の容易化、コンパクト化を図ることができる。
【００２４】
さらに好適には、前記検出手段は、前記発光素子に前記光を発生させる発光駆動手段と、前記受光素子が受けた反射光に応じた信号を処理して前記カードのページを含む前記情報を読み取る信号処理手段とを備える。望ましくは、前記発光駆動手段は特定周波数の信号で変調させ前記光を前記発光素子から発光させる回路を備え、前記信号処理手段は前記受光素子で受けた前記反射光の中から前記特定周波数の信号を抽出する回路を備える。これにより、外乱光の影響などを、極力排除でき、検出精度を向上させて、信頼性を上げることができる。
【００２５】
さらに好適には、前記コード部はそのビット毎に参照用の基準面と前記情報を持った検出面とを有し、前記受光素子は前記検出面からの前記反射光を受ける一方の受光素子と前記基準面からの前記反射光を受ける他方の受光素子とを対としてビット毎に備え、前記信号処理手段は前記一方の受光素子の出力信号と前記他方の受光素子の出力信号とを比較して前記情報を読み取る回路を備えてもよい。これによっても、外乱光の影響などを好適に回避でき、検出精度を向上させることもできる。また信号処理回路の設計の自由度を上げることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について図１〜図６を参照して説明する。図１は、本発明の画像処理システムの実施の形態を示す斜視図である。
【００２７】
この図に示す画像処理システム１は、大別すると、データ入力装置３と、このデータ入力装置３からの入力信号を基に画像処理を実行する画像処理装置５と、この画像処理装置５で処理した結果を表示する表示ディスプレイ７とから構成されている。
【００２８】
データ入力装置３は、例えばペン型の入力手段３１ａと、この入力手段３１ａとの間で所定の周波数を割り当てて、この入力手段３１ａによる入力位置を検出するパネル３２とからなる。このパネル３２は平板状の構造をしている。このパネル３２の平板状の上面の一定領域３３は紙等４０が載置可能になっている。この一定領域３３の下部には、図示しないが、直交ＸＹ軸に沿ってＥＭループが配置されている。この紙等４０は描画エリアとなり、入力手段３１ａにより例えばラインＬ１を描画できる。また、パネル３２の図示右側端部には、ペン型の入力手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅを載置しておく、ペン置き穴３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅが設けられている。さらに、パネル３２の図示上部端部には、メインコントローラ３５が設けられている。このパネル３２のメインコントローラ３５は、ケーブル３６を介して画像処理装置５に接続されている。
【００２９】
この画像処理装置５の入力端子には、キーボード５１がケーブル５２を介して接続されている。また、マウス５３は、ケーブル５４を介してキーボード５１に接続されている。また、画像処理装置５の表示出力端子には、図示しないケーブルを介して表示ディスプレイ７が接続されている。
【００３０】
なお、画像処理装置５には、電源スイッチ５５と、例えば３．５インチのフロッピイデスクドライブ５６と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ５７が設けられている。
【００３１】
図２は、この画像処理システムに使用されるペン型の入力手段の構造の一例を示す図である。この場合、入力手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの基本的な構成は同一であるので、入力手段３１として説明する。
【００３２】
このペン型の入力手段３１は、紙等の用紙に画像等を記載できる筆記手段３１１と、当該筆記手段３１１の色に応じた周波数を発振する発振手段３１２と、これらを内蔵してペン型に構成された筐体３１３とを備えている。
【００３３】
筆記手段３１１は、例えばボールペン部３１４と、このボールペン部３１４の先端部近くに設けたつば部３１５と、このつば部３１５と筐体内ストッパ３１６との間に設けたコイルばね３１７とから構成されている。したがって、入力手段３１をパネル３２上に接触させて一定の圧力（筆圧）が加わると、コイルばね３１７の張力に逆らって、ボールペン部３１４が図示上方向に移動する。ボールペン部３１４のつば部３１５が移動すると、発振手段３１２のマイクロスイッチ３１８の可動片３１９が押下される。
【００３４】
発振手段３１２は、発振回路３０１と、バッテリ３０２と、アンテナコイル３０３と、マイクロスイッチ３１８とから構成されている。発振回路３０１は、当該入力手段３１に割り当たられた周波数ｆ1 を発振する。また、マイクロスイッチ３１８がオンとなると、発振回路３０１は、周波数ｆ2 を発振するようになっている。すなわち、発振周波数を周波数ｆ1 から周波数ｆ2 に変更させる変更手段は、つば部３１５、筐体内ストッパ３１６、コイルばね３１７、マイクロスイッチ３１８及び発振回路３０１内の所定の要素から構成される。この発振回路３０１の出力は、アンテナコイル３０３に供給される。これにより、ボールペン部３１４の先端から電波が出力されたのと同様になる。なお、アンテナコイル３０３の下部には、円筒状のフェライトコア３０４が配置されている。この発振回路３０１には、バッテリ３０２から電力が供給されるようになっている。
【００３５】
図３は、各入力手段を示した図である。図４は、各入力手段が発生する周波数の関係を示す説明図であって、この図の横軸に周波数ｆをとり、同縦軸に筆圧Ｐを取っている。
【００３６】
図３（ａ）には赤色で書けるペン型の入力手段３１ａが、同図（ｂ）には青色で書けるペン型の入力手段３１ｂが、同図（ｃ）には黄色で書けるペン型の入力手段３１ｃが、同図（ｄ）には黒色の細線で書けるペン型の入力手段３１ｄが、同図（ｅ）には黒色の太線で書けるペン型の入力手段３１ｅが、それぞれ示されている。
【００３７】
また、入力手段３１ａは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆa1で発振しその周波数ｆa1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆa2で発振しその周波数ｆa2の電波を出力できる。
【００３８】
入力手段３１ｂは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆb1で発振しその周波数ｆb1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆb2で発振しその周波数ｆb2の電波を出力できる。
【００３９】
入力手段３１ｃは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆc1で発振しその周波数ｆc1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆc2で発振しその周波数ｆc2の電波を出力できる。
【００４０】
入力手段３１ｄは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆd1で発振しその周波数ｆd1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆd2で発振しその周波数ｆd2の電波を出力できる。
【００４１】
入力手段３１ｅは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆe1で発振しその周波数ｆe1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆe2で発振しその周波数ｆe2の電波を出力できる。
【００４２】
図５は、この画像処理システムに使用するパネルのメインコントローラの構成を示すブロック図である。メインコントローラ３５は、大別して、マルチプレクサ３５１と、信号処理回路３５２と、マイクロコントラーラ３５３とからなる。
【００４３】
前記マルチプレクサ３５１は、Ｘ軸用のマルチプレクサ３５１ｘと、Ｙ軸用のマルチプレクサ３５１ｙとからなる。
【００４４】
前記信号処理回路３５２は、Ｘカンウタ３５４ｘ、Ｙカウンタ３５４ｙ、フィルタ３５５、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）３５６、周波数カウンタ３５７、及びタイミング回路３５８を備えている。
【００４５】
マルチプレクサ３５１ｘは、例えば１６本からなるＸ軸用のＥＭループ３２１ｘの内の一つを選択する。マルチプレクサ３５１ｙは、例えば１６本からなるＹ軸用のＥＭループ３２１ｙの内の一つを選択する。
【００４６】
Ｘカンウタ３５４ｘはＸ軸上の位置信号を形成する。Ｙカウンタ３５４ｙはＹ軸上の位置信号を形成する。
【００４７】
フィルタ３５５は、入力信号から不要成分を取り除き、その取り除いた入力信号をＡＤＣ３５６に与える。ＡＤＣ３５６では、所定のデジタル信号に変換する。このＡＤＣ３５６からのデジタル信号を周波数カウンタ３５７でカウントして周波数信号を得る。
【００４８】
タイミング回路３５８は、マイクロコントラーラ３５３からのタイミングデータを基にＸカンウタ３５４ｘ、Ｙカウンタ３５４ｙ、ＡＤＣ３５６のタイミングを調整する。
【００４９】
マイクロコントラーラ３５３は、例えばマイクロコンピュータ等で構成されており、ＲＡＭ３６１、ＲＯＭ３６２及び送受信器３６３を備えている。また、マイクロコントラーラ３５３は、ケーブル３６を介して画像処理装置５に接続されている。
【００５０】
なお、パネル３２の一定領域３３の下部には、直交ＸＹ軸に沿って例えば１６本のＥＭループ３２１ｘ、例えば１６本のＥＭループ３２１ｙが配設されている。
【００５１】
このような第１の実施の形態の動作を図６を参照しながら説明する。ここで、図６は画像処理装置の画像処理動作を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、描画プログラムが動作したとすると、図６のフローチャートが画像処理装置５により実行される。まず、画像処理装置５は、初期設定を行う（ステップ（Ｓ）６０１）。これにより、表示ディスプレイ７には、入力待ちの状態に画面が表示される。
【００５３】
次に、パネル３２から画像処理装置５に対して入力があるか判定する（Ｓ６０２）。入力がないときには（Ｓ６０２；ＮＯ）、入力待ち状態となる。
【００５４】
ここで、描画する人が入力手段３１ａを持ち、図１に示すように、紙等４０の描画エリアに赤いラインＬ１を引いたとする。すると、パネル３２では、ラインＬ１の入力信号が形成される。すなわち、ＸＹ軸の位置信号がＸカンウタ３５４ｘ、Ｙカウンタ３５４ｙから出力される。また、周波数カウンタ３５７から周波数信号が出力される。これら信号は、マイクロコントラーラ３５３により処理されて画像処理装置５に送られる。 画像処理装置５では、入力があったときに（Ｓ６０２；ＹＥＳ）、瞬間瞬間のＸＹ位置信号、周波数信号の取り込み処理を実行する（Ｓ６０３）。すなわち、画像処理装置５では、ＸＹ位置信号と、周波数信号を基に、表示位置、表示色、あるいはラインの太さ等を決定して記憶する（Ｓ６０４）。そして、その画像処理装置５で処理した結果は、映像信号にされて表示ディスプレイ７に送られる（Ｓ６０５）。これにより、表示ディスプレイ７の画面上には、その瞬間瞬間の位置の点に、所定の色（この場合、赤色）が表示されることになる。
【００５５】
そして、消去信号が入力されれば（Ｓ６０６；ＹＥＳ）、当該消去位置のデータを消去処理をする（Ｓ６０７）。一方、消去信号が入力されないときには（Ｓ６０６；ＮＯ）、描画の終了かを判定する（Ｓ６０８）。
【００５６】
通常、入力手段３１ａでラインＬ１を引いているときには、終了ではないから（Ｓ６０８；ＮＯ）、再び、Ｓ６０２の入力待ち状態に移行する。そして、入力手段３１ａでラインＬ１を引いているので、これらのステップ６０２〜６０８を繰り返し実行する。すると、パネル３２の一定領域３３の上に置かれた紙等４０にラインＬ１を引いたと同様に、表示ディスプレイ７には、赤色でラインＬ１０が引かれることになる。
【００５７】
なお、終了の場合（Ｓ６０８；ＹＥＳ）、画像処理装置５は、終了画面のガイダンス表示を実行し（Ｓ６０９）、入力待ち状態になる（Ｓ６１０；ＮＯ−Ｓ６０９）。
【００５８】
ここで、ガイダンス画面を見ながら、保管ならば（Ｓ６１０；ＹＥＳ−Ｓ６１１；ＹＥＳ）、例えば表示メモリに記憶されている画像データを所定の記憶手段に記憶させ更新する（Ｓ６１２）。保管しない場合には（Ｓ６１０；ＹＥＳ−Ｓ６１１；ＮＯ）、画像処理装置５は、表示メモリに記憶されている画像データを消去処理を実行する（Ｓ６１３）。また、保管取消のときには（Ｓ６１０；ＹＥＳ−Ｓ６１１；取消）、ステップ６０２に戻る。
【００５９】
なお、入力手段３１ａから入力手段３１ｂに持ち替えれば、紙等４０には青色の点や線を書くことができ、これはパネル３２のコントローラ３５から青色の点や線の位置信号、色信号が画像処理装置５に提供される。したがって、表示ディスプレイ７には、青色の点や線が描画されることになる。
【００６０】
また、入力手段３１ｃに持ち替えれば、紙等４０には黄色の点や線を書くことができ、これはパネル３２のコントローラ３５から黄色の点や線の位置信号、色信号が画像処理装置５に提供される。したがって、表示ディスプレイ７には、黄色の点や線が描画されることになる。
【００６１】
さらに、入力手段３１ｄに持ち替えれば、紙等４０には黒色の細い点や線を書くことができる。これはパネル３２のコントローラ３５から黒色の細い点や線の位置信号や、ペン種（周波数で特定する）の信号が画像処理装置５に提供される。したがって、表示ディスプレイ７には、黒色の細い点や線が描画されることになる。
【００６２】
また、入力手段３１ｅに持ち替えれば、紙等４０には黒色の太い点や線を書くことができる。これはパネル３２のコントローラ３５から黒色の太い点や線の位置信号や、ペン種（周波数で特定する）の信号が画像処理装置５に提供される。したがって、表示ディスプレイ７には、黒色の太い点や線が描画されることになる。
【００６３】
このように第１の実施の形態によれば、ペン型の入力手段３１ａ〜３１ｅに持ち替えることにより、紙等４０の描画エリアには各種の色や太さの文字、記号、図形等を書くことができ、これと同一の映像が表示ディスプレイ７上に表示されることになる。
【００６４】
なお、上記第１の実施の形態では、入力手段３１に発振器を設け、パネル３２側で入力手段３１の位置と周波数を検出するようにしたが、次のようにしてもよい。すなわち、パネル３２側において複数の周波数をＸループ及びＹループ内に切換送出し、各入力手段３１側に所定の周波数のみ取り出せる共振器を設け、当該入力手段３１側で検出した周波数を当該入力手段３１の種類や色の識別情報として利用し、かつその周波数を検出した時点によりＸＹ軸の位置を決定するようにしてもよい。
【００６５】
前記入力手段３１は、実施形態１のソフトウエアに用意された機能に対応して個別に設けられる。したがって、図６の消去の機能に対応させて消しゴム型釦が用意されてもよい。このように、入力手段は設定された機能に対応して設けられる。すなわち、入力する機能を暗示する形状及び／または構造を持っている。後述の実施例では、ペン型の入力手段に変えて人形型の入力手段が採用されている。
【００６６】
（第２の実施の形態）
図７〜図１０は本発明の第２の実施の形態を説明するための図である。以下、図７〜図１０を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。図７は、本発明に係る画像処理システムの第２の実施の形態を示す斜視図である。
【００６７】
この図７に示す画像処理システム１Ａは、ペン型の入力手段３１に代えて、人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂを使用するようにしたものである。したがって、第１の実施の形態と同一構成要素のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
この画像処理システム１Ａは、例えば双六ゲームを画像処理できるようにしたものである。まず、パネル３２の一定領域３３の上に、双六の陣地４１、４３、４５、…や、その間を結んだ線４２、４４、４６、…が印刷されたゲーム用紙等４０Ａを載置する。そして、所定のファンクションキー（図示せず）等を押下すると、双六の画面５０が表示ディスプレイ７に表示される。この画面５０は、陣地４１′、４３′、４５′、…や、その間を結んだ線４２′、４４′、４６′、…からなる。
【００６９】
そして、ゲームを楽しむ者がサイコロ（図示せず）を振り、人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂを紙等４０Ａ上の陣地４１、４３、４５、…を移動させてゆく。これにより、表示ディスプレイ７の画面上には、各陣地４１′、４３′、４５′、…におけるガイダンス表示４７、４８、４９が表示されるとともに、各人形入力手段３１Ａ、３１Ｂに相当するキャラクター３１Ａ′、３１Ｂ′が表示される。
【００７０】
図８は、人形型入力手段の構成を示すブロック図である。発振器３０８は、発振回路（図示せず）と、電源制御回路３０９とから構成されている。電源制御回路３０９は、バッテリ３０２からの電力をスイッチ３０９がオンになってから一定時間だけ発振回路に供給できる。この発振器３０８の出力は、アンテナコイル３０３に供給できる。
【００７１】
図９は、人形型入力手段の電気系統を示すブロック図である。この図において、人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂは基本的には同一構成であるので、人形型入力手段３１Ａを代表させて説明する。
【００７２】
人形型入力手段３１Ａは次のように構成されている。すなわち、バッテリ３０２のプラス極は抵抗Ｒａの一端、ワンショット回路ＣＴのプラス電源端子、トランジスタＴｒのエミッタとに接続されている。バッテリ３０２のマイナス極はアースに接続されている。トランジスタＴｒのコレクタは、発振回路３０１のプラス電源端子に接続されている。発振回路３０１のマイナス電源端子はアースに接続されいてる。また、発振回路３０１の出力端子には、アンテナコイル３０３が接続されている。トランジスタＴｒのベースは、ワンショット回路ＣＴの出力端子に接続されいてる。ワンショット回路ＣＴのマイナス電源端子はアースに接続されいてる。抵抗Ｒａの他端は、スイッチ３０７の一端と抵抗Ｒｂの一端とに接続されている。抵抗Ｒｂの他端はワンショット回路ＣＴの反転入力端子と、コンデンサＣの一端とに接続されている。コンデンサＣの他端はアースに接続されている。スイッチ３０７の他端はアースに接続されている。
【００７３】
ここで、抵抗Ｒａはプルアップ抵抗である。抵抗ＲｂとコンデンサＣとはスイッチ３０７のチャタリング防止フィルタである。スイッチ３０７がオンとなると、ワンショット回路ＣＴの反転入力端子が“０”になり、ワンショット回路ＣＴが動作を開始する。これにより、ワンショット回路ＣＴの出力からは“１”が出力される。したがって、トランジスタＴｒのベースに電圧が印加されて、トランジスタＴｒはオンとなる。これにより、発振回路３０１に電力が供給される。これにより、発振回路３０１は、所定の周波数を発振し、それをアンテナコイル３０３に供給する。
【００７４】
このように人形型入力手段３１Ａは、一定時間経過すると、スイッチ３０７がオンとなっていてもワンショット回路ＣＴが不動作となり、ワンショット回路ＣＴの出力端子には“０”が出力される。これにより、トランジスタＴｒはオフとなり、発振回路３０１に電力の供給がなくなり、発振が停止する。
【００７５】
したがって、各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂは、パネル３２の一定領域３３の上に置いた瞬間から一定時間経過するまで、それぞれに割り当てられた周波数を出力する。その後は、新たに各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂをゲーム紙等４０Ａの別な場所あるいは同一場所上に置かない限り、周波数は出力されない。
【００７６】
そこで、パネル３２は、各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂからの周波数により、その人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂの種類と位置とを特定するための信号を得ることができる。 このような構成の第２の実施の形態の動作を図１０を参照しながら説明する。ここで、図１０は画像処理装置５の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７７】
まず、パネル３２の一定領域３３の上に、双六の陣地４１、４３、４５、…や、その間を結んだ線４２、４４、４６、…が印刷されたゲーム用紙等４０Ａを載置する。そして、所定のファンクションキー（図示せず）等を押下すると、画像処理装置５が画像処理を実行し、図１０のフローチャートに入る。まず、画像処理装置５では、以後の画像処理を行うために必要な初期設定をする（Ｓ７０１）。そして、画像処理装置５は、双六の画面５０を形成して表示ディスプレイ７に供給し（Ｓ７０２）、入力待ちになる（Ｓ７０３；ＮＯ−Ｓ７０２）。これにより、表示ディスプレイ７には、双六ゲームの画面５０が表示される。この画面５０は、図７に示すように、陣地４１′、４３′、４５′、…や、その間を結んだ線４２′、４４′、４６′、…が表示される。
【００７８】
そして、ゲームを楽しむ者がサイコロ（図示せず）を振り、人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂをゲーム紙等４０Ａ上の陣地４１、４３、４５、…上を移動させてゆく。
【００７９】
すると、人形型入力手段３１Ａをゲーム紙等４０Ａの陣地４３に置くと、人形型入力手段３１Ａは、所定の時間だけ当該手段３１Ａに割り当てられた周波数を出力する。これは、スイッチ３０７がオンとなると、ワンショット回路ＣＴの反転入力端子が“０”になり、これにより一定時間だけワンショット回路ＣＴの出力端子が“１”となり、その時間だけトランジスタＴｒをオンとして発振回路３０１に電力を供給する。これにより、発振回路３０１から発振周波数がアンテナコイル３０３に供給する。このアンテナコイル３０３からの周波数を、パネル３２では、図５のＥＭループ３２１ｘ、ＥＭループ３２１ｙで検出し、信号処理回路３５２で処理し、マイクロコントラーラ３５３により位置信号と周波数信号を画像処理装置５に与える。なお、例えば人形型入力手段３１Ａを所定の陣地４３に置いた瞬間から一定時間経過すると、人形型入力手段３１Ａは、電源制御回路３０９の動作により周波数を出力しなくなる。
【００８０】
このように人形型入力手段３１Ａからの周波数をパネル３２で検出すると、これが画像処理装置５に与えられる。これにより、画像処理装置５は、入力信号があったと判定し（Ｓ７０３；ＹＥＳ）、ＸＹ位置信号及び周波数信号を取り込み処理を実行する（Ｓ７０４）。例えば、人形型入力手段３１Ａを陣地４３に置いたとする。すると、この位置と周波数はパネル３２で検出されて画像処理装置５に供給される。これにより、画像処理装置５は、人形型入力手段３１Ａだと判定してキャラクター３１Ａ′を陣地４３′に表示させる表示データと、所定のガイダンス表示データを作成し、表示ディスプレイ７に与える（Ｓ７０５）。これにより、表示ディスプレイ７の画面５０内には、ガイダンス画面４８として「３つ進みましょう」という文言が表示される。
【００８１】
そして、正しい位置に人形型入力手段３１Ａが配置されていない場合には（Ｓ７０６；ＮＯ）、ＸＹ位置信号及び周波数データを取り消し処理を実行する（Ｓ７０７）。正しい位置に人形型入力手段３１Ａが配置されている場合には（Ｓ７０６；ＹＥＳ）、なにもせずに全員上がりになったか判定する（Ｓ７０８）。
【００８２】
全員上がりでなければ（Ｓ７０８；ＮＯ）、再び、ステップ７０２の処理を実行する。これにより、例えば人形型入力手段３１Ｂが陣地４５に配置されたときには、表示ディスプレイ７の画面５０内には、図７に示すように、人形型入力手段３１Ｂに相当するキャラクター３１Ｂ′が表示されるとともに、「二つ戻りましょう」というガイダンス画面４９が表示される。
【００８３】
なお、画像処理装置５は、全員あがった場合（Ｓ７０８；ＹＥＳ）、各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂのあがった順位を表示できる表示処理を実行し、これを表示ディスプレイ７に与える（Ｓ７０９）。これにより、表示ディスプレイ７の画面５０には、各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂに相当するキャラクター３１Ａ′、３１Ｂ′の順位が表示される。
【００８４】
このような第２の実施の形態によれば、パネル３２の一定領域３３の上に所定のゲーム紙等４０Ａを載置し、かつ人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂ、…を用いて、ゲームを楽しむことができる。すなわち、この画像入力装置を使用すれば、画像等を書くだけでなく、ゲーム紙等４０Ａを用いれてゲームを楽しむことができる他、例えば教育紙等を用いれば人形型入力手段の載置位置による教育内容を表示ディスプレイ上に表示でき、バラエテイに富んだ利用ができる。
【００８５】
（第３の実施の形態）
図１１〜図１３は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図である。これら図１１〜図１３に示す装置は、画像処理装置にデータを入力するためのデータ入力装置に関するものである。
【００８６】
このデータ入力装置は、例えば所定の内容が記載されたカードの一端に複数の穴を穿設し、これら穴に装置本体の固定フックを通して複数のカードを観音開き可能な状態にし、かつ前記各カードに記載されている内容に応じて当該内容を特定するデータを形成できるデータ入力装置において、前記各カードの上端にバーコードを設け、かつ装置本体に当該バーコードの情報を読み取る読取手段を設けたことを特徴とするものである。
【００８７】
したがって、このデータ入力装置によれば、現在開かれているカードの上端にあるバーコードを読取手段で読み取り、当該カードの内容を特定するための信号に形成して出力できる。この信号を画像処理装置に与えることにより、画像処理装置は各種のデータ処理を実行し、その実行結果を表示し、あるいは音声で知らせることができる。
【００８８】
また、上記読取手段は、バーコードの各認識位置に対して光学読取手段をそれぞれ設けたものである。したがって、バーコードが例えば８個の認識位置から構成されていれば、８個の光学読取手段を設けている。
【００８９】
上記光学読取手段は、バーコードの当該認識位置に発光素子（例えば、発光ダイオード）を設け、当該認識位置に発光ダイオードから光を照射し、当該認識位置からの反射光を受光ダイオードで受光し電気信号に変換するようにしている。この受光ダイオードは、当該認識位置について反射光の強度に応じた信号を形成することになる。
【００９０】
次に、このデータ入力装置について図面を用いて具体的に説明する。図１１は、データ入力装置の実施の形態を示す斜視図である。図１２はその平面図である。図１３は図１２中のIII−III線断面図である。
【００９１】
これらの図に示すデータ入力装置は、装置本体８０に観音開き可能に取り付けられた複数のカード８１ａ、８１ｂ、…と、これらカード８１ａ、８１ｂ、…の表面の上端に設けたバーコード８２ａ、８２ｂ、…と、現在開かれているカード、例えばカード８１ａの表面上端に設けたバーコード８２ａを読み取る読取手段８３とから構成されている。
【００９２】
さらに詳細に説明すると、例えば所定の内容が記載されたカード８１ａ、８２ｂ、…の各一端には、それぞれ複数の穴８５ａ…８５ａ、８５ｂ…８５ｂ、…が穿設されている。これら穴８５ａ…８５ａ、８５ｂ…８５ｂ、…は、装置本体８０の固定フック８６…８６に通されており、複数のカード８１ａ、８１ｂ、…は観音開き可能な状態にされている。また、前記各カード８１ａ、８１ｂ、…に記載されている内容に応じて、各カード８１ａ、８１ｂ、…の表面の上端部にバーコード８２ａ、８２ｂ、…が設けられている。
【００９３】
データ入力装置の本体８０の所定の位置には、各カード８１ａ、８１ｂ、…の表面の上端部にバーコード８２ａ、８２ｂ、…の内で現在開かれているカード、例えばカード８１ａの表面の上端部のバーコード８２ａを読み取る読取手段８３が設けられている。なお、この本体８０の両側には、各カード８１ａ、８１ｂ、…をめくるために指等を入れる窪部８７、８７が設けられている。
【００９４】
また、この読取手段８３は、例えばカード８１ａのバーコード８２ａの各認識位置８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７及び基準認識位置８２０に対して光学読取手段８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７をそれぞれ設けたものである。このように例えば８個の認識装置８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７から構成されていれば、８個の光学読取手段８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７を設けている。
【００９５】
上記光学読取手段８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７は同一構成であるので、光学読取手段８３２を代表させて説明する。この光学読取手段８３２は、現在開かれているカード８１ａのバーコード８２ａの当該認識位置８２２に対応する位置に発光ダイオードＬＥＤを設け、当該認識位置８２２に発光ダイオードＬＥＤから光を照射し、当該認識位置８２２からの反射光を受光ダイオードＰｈＤで受光し電気信号に変換している。すなわち、バーコード８２ａの当該認識位置８２２に対応するベースＢＳの位置に発光ダイオードＬＥＤを設けるとともに、この発光ダイオードＬＥＤからの光ＥＬをバーコード８２ａの当該認識位置８２２に導く光路ＬＧａを形成してある。また、バーコード８２ａの当該認識位置８２２からの反射光ＲＬは、光路ＬＧｂを通して受光ダイオードＰｈＤに導かれるようになっている。
【００９６】
この光学読取手段８３２の受光ダイオードＰｈＤの検出信号は、基準認識位置８２０の受光ダイオードＰｈＤの検出信号と比較される。もちろ、他の光学読取手段８３１、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７の検出信号も、基準認識位置８２０の受光ダイオードＰｈＤの検出信号と比較される。それら比較結果により、例えばバーコード８２ａの各認識位置８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７の白黒を判定して、カード８１ａの表面及びカード８１ｂの裏面に記載されている内容を特定している。
【００９７】
このデータ入力装置によれば、各カードの内容はバーコードを読み取ることにより特定されることになり、多数の内容の特定データを得ることができる。
【００９８】
また、このデータ入力装置よれば、バーコードは、カードの上端に設けられているため、バーコードが手やその他のもので隠されることがない。
【００９９】
さらに、このデータ入力装置によれば、バーコードの認識位置に光学読取手段を対応させて設けたため、例えばバーコードに光を横切らせてバーコードをセンシングするようにした従来装置のようなセンシング手段を設ける必要がない。
【０１００】
加えて、このデータ入力装置によれば、バーコードによりカードに記載されている内容が特定できるデータを画像処理装置に与えることができるため、画像処理装置はバーコードに応じた多種多様の画像や音声を提供することができる。
【０１０１】
なお、本発明によれば、バーコードを用いてセンシングするようにしているため、本体側は本のＩＤを識別することもできる。
【０１０２】
第４の実施の形態
続いて、本発明の第４の実施の形態を図１４〜図２１に基づき説明する。
【０１０３】
この実施の形態は、画像処理装置にデータを入力するためのデータ入力装置の別の形態に関する。このデータ入力装置は、前述した第３の実施の形態と同様に、複数枚のカードを観音開き可能に配置した装置であり、現在のページ（カード）を検出する手段に改善を施したものである。
【０１０４】
この第４の実施の形態の構成要素は、かかるページ検出手段を除いて、第３の実施の形態のものと殆ど同一の構造を有する。すなわち、このデータ入力装置９０は図１４に示す如く、パネル状の装置本体９１と、この装置本体９１の上面の略四角形の窪み９１Ａに観音開き可能に取り付けた複数のカード９２ａ，９２ｂ，…と、装置本体９１の図中右側上部に取り付けられ且つ現在開いているページ、例えばカード９２ａのバリナリーコード（ページ番号）を読み取る読取り器９３とを備える。
【０１０５】
カード９２ａ，９２ｂ，…それぞれの一方の側端部には、複数の穴９４，…，９４が開けられている。この穴９４，…，９４に装置本体９１に固定されたフック９５，…，９５が通されている。なお、フックの代わりに金具でも良い。これにより、カード９２ａ，９２ｂ，…の観音開きが可能になっている。通常の使用状態においては、カード９２ａ，９２ｂ，…は装置本体９１の右側から左側に開いていくようになっているので、現在開いているページは、カード９２ａ，９２ｂ，…の内の右側半分に位置する、表面が露出しているカードのページになる。左側半分に位置するカードは、閉じられて裏面が露出している。図１４中、符号９１Ｂは捲り用の窪みである。
【０１０６】
カード９２ａ，９２ｂ，…それぞれの表面には、所定内容（絵、文字情報など）が記載または描かれているとともに、その上端部にはカードのページ番号を表すバイナリーコード９６が印刷等により記載されている。読取り器９３は後述するように、光学的に非接触でバイナリーコード９６の２値情報を読み取るようになっている。バイナリーコード９６にはカードのページのほか、カードの種類やカード記載内容に関する情報など、様々な情報を含めてもよい。
【０１０７】
このバイナリーコード９６および読取り器９３が一体となって、カードのページ検出を行う。
【０１０８】
バイナリーコード９６は、図１５にその一例を示すように、全体に細長いベルト状の領域を有する。この領域に、矩形状の白色の光学的反射部ＲＦと、矩形状の黒色の光学的無反射部ＮＲとがページ番号に応じて作成されている。反射部ＲＦは光を反射して２値論理で例えば「１」を、無反射部ＮＲは光を殆ど反射しないから２値論理で例えば「０」をそれぞれ表す。図１５のバイナリーコード９６の例は、光学センサを７個に配置したもので、７ビット分の２値情報を持つことができる。
【０１０９】
このバイナリーコード９６には、本発明の特徴の一つが実施されている。すなわち、その特徴とはバイナリーコード９６の領域の面積に関する。読取り器９３の位置は後述するように固定されている。このため、開いているカード９２ａ，９２ｂ，…（現在のページ）が若いときは、読取り器９３からバイナリーコード９６の表面（検出面）までの検出距離は小さく、しかも、コード端部からの離間距離ｄ１も小さい（図１６参照）。しかし、カード９２ａ，９２ｂ，…を捲るにつれて、検出距離は大きくなり、かつ、コード端部からの離間距離ｄｎも大きくなる（図１６参照）。そこで、捲っていってページ数が大きくなった場合でもページ検出ができるように、カード９２ａ，９２ｂ，…のページ番号が大きくなるに比例して、バイナリーコード９６のカード上端部からの大きさ（面積）又は長さを徐々に大きくしてある。
【０１１０】
読取り器９３は装置本体９１に一体または一体的に設置され且つバイナリーコード９６に対しては斜め上方にオフセット状態で位置させている。このため、カード９２ａ，９２ｂ，…を捲っても、それが読取り器９３に邪魔されない。
【０１１１】
読取り器９３の詳細な構成例を図１５、１７〜２０に示す。読取り器９３は装置本体９１に固設されたカバー１００を有し、この中に、赤外発光の複数個のＬＥＤ（発光素子）１０１，…，１０１、反射赤外光を検出するための複数個のフォトダイオード（受光素子）１０２，…，１０２、赤外光を反射する反射板１０３、およびセパレータ１０４を収容した構成を有する。ＬＥＤ１０１，…，１０１とフォトダイオード１０２，…，１０２は各々１対１で使用するので、同数の複数個、例えば図１５に示すように、それぞれ７個である。セパレータ１０４は、ページ検出面（バリナリーコードの面）からの反射光以外の光を極力遮蔽するため、および光学素子の支持のために使用している。
【０１１２】
セパレータ１０４は例えばプラスチック樹脂で形成され、読取り器９３の長手方向のほぼ全域に渡る長さを有する。このセパレータ１０４は、その長手方向に直交する断面の形状が図１７に示す如く所定肉厚を有する略Ｌ字状に形成され、装置本体９１に立設する基部１０４Ａと、その基部の上部から横向きに突出したアーム部１０４Ｂとを有する。しかも、セパレータ１０４は、アーム部１０４Ｂがカード９２ａ，９２ｂ，…とは反対側に向くように配置されている。
【０１１３】
このセパレータ１０４の図１７における上側外表面は、カード面とほぼ平行な平行面ＳＦ１と、この平行面から徐々に角度を落とすための（発光素子から発する光軸と、受光素子に入る一番強い光軸とが最終ページで交わるようにするための）２つのテーパ面ＳＦ２，ＳＦ３と有している。平行面ＳＦ１に沿う状態で前記ＬＥＤ１０１が配置されている。さらに、反射板１０３はその途中を長手方向に沿って「く」の字状に曲げて形成し、セパレータ１０４の上側外表面を所定距離離して覆うように設置してある。セパレータ１０４の上側外表面と反射板１０３の間の空間が、ＬＥＤ１０１から出射された光の伝搬路となる。このため、ＬＥＤ１０１から出射された光の中心軸は、最初水平であるが、反射板１０３のテーパ部分で斜めに曲げられてカード９２ａ，９２ｂ，…のバリナリーコード９６に向かうようになっている。
【０１１４】
さらに、このセパレータ１０４において、アーム部１０４Ｂの基部１０４Ａの付根付近にはその下側表面から取付け穴ＨＬ１が穿設されている。取付け穴ＨＬ１の取付け面はカード面に対して斜めに形成され、この取付け面に前記フォトダイオード１０２が取付けられている。このため、フォトダイオード１０２の受光方向の中心軸もカード面に対して斜めに向くことになる。セパレータ１０４の基部１０４Ａには、前記取付け穴ＨＬ１に連通し且つカード面のバリナリーコード９６の面に開口した斜めの受光穴ＨＬ２が穿設してある。しかも、受光穴ＨＬ２の中心軸をフォトダイオード１０２の受光面の中心に向けてある。
【０１１５】
ここで、上記光学系の構造的特徴を、ページ検出のための光検知動作と共に説明する。この光学系で使用している光はコスト低減の観点からレーザ光ではなく、赤外光である。勿論レーザー光であっても良い。このため、光の強度が一番高くなる光軸が存在する。この光軸を図１７の一点鎖線で示す。
【０１１６】
いま、カード９２ａ，９２ｂ，…の捲りが少なく、検出ページが浅い状態であるとする。この状態でＬＥＤ１０１から出射された光（赤外光）は、図１８の点線に示すように広がりながら伝搬し、反射板１０３で反射され、カード９２ａ，９２ｂ，…それぞれのバリナリーコード９６に到達する。この到達光の反射の状態を図２０に例示する。バリナリーコード９６からの反射光の内、受光穴ＨＬ２に入った光軸の光がフォトダイオード１０２に入射する。この光は一番強い強度の光軸から外れてはいるが、検出距離（バリナリーコード面に対する光学的往路および復路の合計距離）が短いことから、戻ってくる反射光の強度も比較的高い。したがって、バリナリーコード９６の２値情報を反射光の有無に基づき認識できる。
【０１１７】
これに対し、カード９２ａ，９２ｂ，…の捲りが多く、検出ページが深い状態であるとする。このように深くなるほど、検出距離は長くなるが、その長くなる分、本光学系における最大強度の光軸（図１７参照）に近付くようにそのディメンジョンが設定されている。そして、最も深い最終カード９２ｎのページ検出の場合、図１９に示すように、出射・反射の中心光軸が図１７の最大強度の光軸に一致し、かつ、反射光の中心軸がバリナリーコード９６の受光中心軸に一致するようになっている。同時に、図１６にて説明したように、最終ページの検出面（バリナリーコード面）の反射部ＲＦの面積も最大になる。これらの相乗効果により、検出距離が長くなることに因る光強度の不足を補うことができ、フォトダイオード１０２でバリナリーコード９６の２値情報を読み込むことができる。
【０１１８】
本発明者らの知見によれば、光学的にページ検出可能な積層状態のページ（本）の高さは、例えば０〜１５ｍｍであった。
【０１１９】
本実施例の読取り器９３は、上述したように、従来使用されている通常の反射型フォトインタラプタとは異なる。すなわち、発光素子から発生させる光の中心軸を検出面であるバリナリーコード９６とは何等、無関係な方向に向け、その後、反射板を用いてバリナリーコード９６に中心光軸を案内している。これにより、設計の際、発光素子としてのＬＥＤ１０１の設置の自由度が上がる。
【０１２０】
また、バリナリーコード９６の面に入射した光は図２０に示すようにスネルの法則に従い反射（拡散）する。つまり、強度は異なるものの、反射面の状態に応じてあらゆる方向に反射する。このため、反射光軸の内、最も強度の大きい中心光軸は読取り器９３から離れる方向に伝搬してしまうが、残りのいくつかの光軸に拠る光がフォトダイオード１０２に入射して光検出（すなわちバリナリーコードの読取り）を行うことができる。したがって、この読取り器９３は、従来の反射型フォトインタラプタでは使用していなかった、「弱い反射光」を使用したユニークな光センサシステムである、ということができる。
【０１２１】
さらに、セパレータ１０４の受光穴ＨＬ２の入射側開口穴の高さ位置を、検出ページが最も浅い位置に合わせてある。このため、セパレータ１０４に拠り、カード９２ａ，９２ｂ，…の裁断面での反射光も遮蔽でき、誤動作を一層確実に防止できる。
【０１２２】
図２１に、上記光学系に接続される電気的な発光駆動回路および信号処理回路の基本例を示す。
【０１２３】
この内、発光駆動回路１１１は、複数個のＬＥＤ１０１，…，１０１から成る発光部１１２に接続される。この発光駆動回路１１１は、発光制御部１１３、変調部１１４、およびセレクタ１１５をこの順に備え、セレクタ１１５が発光部１１２のＬＥＤ１０１，…，１０１に並列又は直列に接続される。発光制御部１１３は、パルス信号を発生するとともに、そのデューティ比を制御する。変調部１１４は、外来光の影響を除去、抑制するため、信号処理回路における後述するフィルタ部にて検出する周波数でパルス信号に変調をかける。さらにセレクタ１１５は発光させるＬＥＤ１０１を選択し、変調信号を選択したＬＥＤ１０１に供給する。
【０１２４】
なお、セレクタ１１５には、バリナリーコード９６の検出面をビット毎に順次選択するように駆動させてもよいが、外乱光の影響や、隣接ビットの反射信号の影響を極力回避するため、１ビット置き毎、あるいは複数ビット置き毎に選択していくように駆動させてもよい。
【０１２５】
一方、信号処理回路１２１は、複数個のフォトダイオード１０２，…，１０２から成る受光部１２２に接続される。この信号処理回路１２１は、フィルタ部１２３、増幅部１２４、および復調部１２５をこの順に備え、フィルタ部１２３が受光部１２２のフォトダイオード１０２，…，１０２に並列又は直列に接続されている。この内、フィルタ部１２３は、フォトダイオード１０２で光電変換された受信信号から、特定周波数で変調された変調信号を抽出する。増幅器１２４は変調信号を入力して所定レベルまで増幅する。さらに復調部１２５は、増幅された変調信号から、発光制御部１１３で制御された発光期間外の検出光は外来ノイズとして除去する。復調部１２５はページ判定回路１２６を介して画像処理装置１に接続されている。
【０１２６】
この結果、選択されたＬＥＤ１０１から特定周波数で変調された光がカード９２ａ，９２ｂ，…それぞれのバリナリーコード９６に照射される。この照射光がバリナリーコード９６の反射部ＲＦに当たると、その反射光が選択されているフォトダイオード１０２に入射する。照射光が非反射部ＮＦに当たったときは、フォトダイオード１０２への入射光は無い。このため、フォトダイオード１０２，…，１０２のそれぞれは入射光を電気信号に変換するので、ページ判定回路１２６は入射光の有無に応答した電気信号（変調信号）に基づき、ページ、すなわち現在捲られているカード９２ａ（９２ｂ，…）を判定する。
【０１２７】
なお、この判定に際して、バリナリーコードの読取り精度（検出精度）をより向上させるために、１ページの検出に複数回の読取りを行って、その結果に基づきページ判定を行うこともできる。
【０１２８】
ページの判定情報は前記実施形態と同様の画像処理装置１に送られ、現在のページに応じた情報の表示に供される。
【０１２９】
以上のように、この実施の形態のデータ入力装置によれば、以下のような利点がある。
【０１３０】
第１に、カード９２ａ，９２ｂ，…のページ検出面をバリナリーコード９６で形成したので、大量のページ情報を含めることができる。検出ページ数と同数のセンサを用意しなければならない従来技術とは異なり、バリナリーコードの場合、２のセンサ数のべき乗（前述したようにセンサ（ＬＥＤ，フォトダイオードの組）の数が７個なら、１２８ページまでのカード捲りが可能）に応じた多数のカードのページ検出が可能になる。
【０１３１】
第２に、読取り器９３をページ検出面としてのバリナリーコード９６の面に対して斜め上方に設置している。このように読取り器をページ検出面の正対位置からオフセットした位置に置いているので、カード９２ａ，９２ｂ，…を捲る上で、読取り器９３が何等支障を及ぼすものではない。これにより、スムーズなページ捲りができる。
【０１３２】
また第３に、操作性に関する利点がある。従来の密着型バーコードリーダなどに見られるバリナリーコード検出装置にあっては、ページを捲るときに、センサ部または本（カード）の位置を移動させる必要があった。しかし、上記実施形態によれば、そのような操作は必要なく、ページを捲るだけで自動的にページ検出が実行されるので、操作性に優れ、非常に使い勝手も良くなる。
【０１３３】
さらに第４に、カード９２ａ，９２ｂ，…を捲るほどバリナリーコード９６の光軸伸び方向の面積を比例的に大きくし、かつ最大強度の光軸に近付くようにしているので、捲ったカード９２ａ，９２ｂ，…の量の大小、すなわちページの浅い／深いに対応した検出距離の違いに因る誤差がほとんど無く、安定したページ検出ができる。
【０１３４】
さらに、第５の利点として、光学系としてレーザ光などを使わず、容易に入射可能で且つ取付けも簡単な赤外光の受発光素子を反射式（非接触）として用いたので、ページ検出手段の読取り器が比較的簡単に且つコンパクトに構成できる。とくに、反射板を用いたので、読取り器の頭部分の高さを抑えることもでき、デザイン的にもすっきりしたものとなる。
【０１３５】
さらに、第６の利点は外来光の影響の除去効果にある。前述したように、バリナリーコード９６の２値情報は特定周波数で変調した光パルス信号を反射させて検出しているので、変調周波数の信号のみを反射光から抽出することで、バリナリーコード９６からの真の反射光とノイズとしての外来光とを明瞭に区別することができる。したがって、バリナリーコード９６の検出精度が非常に高いという利点がある。
【０１３６】
さらに、第７の利点はカードがセキュリティ機能をも果たすことである。バリナリーコードに、ページ番号に加えて、本の種類を登録するようにすれば、接続する画像処理装置（パソコン）で起動するプログラムを自動的に選択できる。すなわち、物理的に離れた存在の本とプログラムが連動するので、バリナリーコードで本の種類をも自動検出できる。これにより、本が無ければ、画像処理装置のプログラムは起動しないので、本（カード）が１種のセキュリティ機能をも与える。
【０１３７】
前述した読取り器９３の変形例を図２２〜図２８に示す。読取り器９３は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、それらの図に示すように、多種多様な変形が可能である。
【０１３８】
図２２、２３の読取り器９３は、反射板を用いないタイプの直接光に拠る光学的センサであり、反射板使用タイプに比べて、光の経路が短く、光の検出強度が大きいという利点がある。
【０１３９】
図２４〜図２８読取り器９３は、種々の反射板を使用した反射タイプの光学的センサある。図２４の読取り器９３は、ＬＥＤ１０１からの光を反射板１０３で２回反射させるタイプである。図２５および図２６の読取り器９３は、送受信の光をそれぞれ１回反射させるタイプである。図２７の読取り器９３は、ＬＥＤ１０１からの光を反射板１０３で１回反射させるとともに、その反射板１０３をシールド板としても使うようにしたセンサである。これにより、部品点数を少なくすることができる。図２８の読取り器９３は、ＬＥＤ１０１からの光を反射板１０３（セパレータ１０４の表面に形成されている）で１回反射させる構造になっている。このように反射板を駆使することにより、読取り器の装置本体からの突出高さが抑えられ、また読取り器の設置スペースがより小さくなる。
【０１４０】
第５の実施の形態
本発明の第５の実施の形態を図２９、３０に基づき説明する。
【０１４１】
この実施の形態は、上述した第４の実施の形態に係るデータ入力装置における外来光の影響除去の別の例を示す。第４の実施の形態に係るデータ入力装置と同一または同等の構成要素には、同一符号を用いる。
【０１４２】
この第５の実施の形態に係るデータ入力装置のカード９２ａ，９２ｂ，…のそれぞれは、図２９に例示するバリナリーコード１３０を有する。このバリナリーコード１３０は、２値情報を表す個々のビット検出面（反射部ＲＦおよび非反射部ＮＦ）のほかに、このビット検出面のそれぞれに隣接する基準面ＳＴが配置されている。つまり、バリナリーコードの各ビットは基準面ＳＴとビット検出面とが対を成すとともに、全体としては複数ビット分の基準面ＳＴとビット検出面が交互に配置されている。
【０１４３】
これに対し、読取り器１３１は、１つのＬＥＤ１０１と２つのフォトダイオード１０２Ａ，１０２Ｂとを１組とし、この組が複数ビット分に配置されている。詳細には、読取り器１３１をその上方からみたとき、図２９に示すように、あるＬＥＤ１０１は、その担当するビット検出面ＲＦ（ＮＦ）および基準面ＳＴの中間またはほぼ中間に位置し、２つのフォトダイオード１０２Ａ，１０２Ｂがビット検出面ＲＦ（ＮＦ）および基準面ＳＴの中心またはほぼ中心に位置するようになっている。
【０１４４】
この読取り器１３１に接続される電気回路を部分的に図３０に示す。受光部は、ビット検出面ＲＦ（ＮＦ）に対向するフォトダイオード１０２Ａ，…，１０２Ａが形成する受光部１２２Ａと、基準面ＳＴに対向するフォトダイオード１０２Ｂ，…，１０２Ｂが形成する受光部１２２Ｂとの両方が電気的に形成される。この両方の受光部１２２Ａ，１２２Ｂは共にレベル比較部１３２に接続される。このレベル比較部１３２は、ビット毎に、ビット検出面用の受光部１２２Ａが検出した反射光のレベルを基準面用の受光部１２２Ｂが検出した反射光のレベルとを相互に比較し、比較結果を２値（１または０）で表す。
【０１４５】
いま、各ビットについて、ＬＥＤ１０１からの光はビット検出面ＲＦ（ＮＦ）および基準面ＳＴに均等に照射されるとする。また、２値論理の「０」を表す反射光レベルを０％，「１」を表す反射光レベルを１００％とし、基準面ＳＴからの反射光レベルを５０％とする。レベル比較器１３２は基準面ＳＴからの反射光レベルを基準にビット検出面ＲＦ（ＮＦ）からのそれの大小を判定して、２値「０」または「１」で表す。図２９に示す３ビット分の判定結果は、図中左側から「０」，「１」，「１」となる。
【０１４６】
外来光の影響は、ビット検出面ＲＦ（ＮＦ）および基準面ＳＴの両方に同等に影響することが実際上殆どである。そこで、ビット毎に、両面からの反射光をアナログ的に比較することで、外来光の入射があっても、その影響を実際上殆ど確実に排除できる。
【０１４７】
このように前述した変調、復調処理を行わなくても済み、アナログレベルのまま外来光の影響を除去することができる。しかも、検出ページの高さが変わり、反射光の強度が変わっても、ビット検出面および基準面の反射光強度は同じ幅で変わる。この結果、カードの捲り、すなわち検出ページの高さの変動に因る検出精度の変動も排除できる。
【０１４８】
したがって、比較的簡単な処理ながら、信頼性の高いページ検出を行うことができる。また前述した第４の実施の形態と同等の作用効果も当然に得られる。
【０１４９】
なお、上記では、受光ダイオードにより反射光を電気信号に変換していたが、受光トランジスタにより構成してもよい。又、他の受光素子、例えば、ＣＣＤ，ＣＤＳ（フォトセル Cd,Se PHOTO CONDUCTIVE CELLS）でも良い。
【０１５０】
なお、本発明の応用形態として、ページ読み取り装置を用いて読み取った結果を、ＣＤ−ＲＯＭやＲＯＭカセットのような記録媒体に記録された音声データと連動させて、読み取ったページ番号に対応する音声をスピーカから再生する、いわゆるブックリーダとして構成することも考えられる。
【０１５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、種々の形態の入力手段の操作に伴う位置に関する情報検出の豊富化を図ることができる。
【０１５２】
具体的には、本発明の一態様によれば、周波数は各色毎に割り当てられていることから、所定の入力手段を使用してパネル上の紙等の描画エリアに記載すると、その入力手段からの所定の周波数から位置と固有の色情報が直ちに決定される。そして、この情報を画像処理手段に与えることにより、その決定された色情報と、位置情報とに応じて画像処理を行うことができ、これにより描画エリアに記載された内容と同様の映像が表示手段から得られる。
【０１５３】
また本発明によれば、入力手段が所定の色情報に応じた周波数を発振しているので、この周波数から色情報を確実に特定することができる。また、前記入力手段に紙等の用紙に画像等を記載できる筆記手段を設けるとともに、当該筆記手段の色に応じた周波数を発振しているので、紙等の用紙からなる描画エリアに筆記手段で記載できるとともに、その筆記手段の色と画像処理手段によって再生される色とを確実に一致させることができる。
【０１５４】
また本発明によれば、入力手段が紙等の用紙に画像等を記載できる筆記手段を設けるとともに、筆記手段の色に応じた周波数を発振する発振手段を設け、これらを内蔵しかつペン型に構成するので、これを実際の筆記用具のように使用できる。
【０１５５】
また本発明によれば、入力手段がパネル上に配置されたときにのみ、割り当てられた周波数を一定時間発振できるようにしているので、多数の周波数を使用しても各入力手段を特定することができる。
【０１５６】
さらに入力手段は、この入力手段に固有の基準周波数を発振していて、所定の筆圧が入力手段に加わると周波数が変化し、例えば薄い色で描画される入力信号であったものが、濃い色で描画されるような入力信号が出力されるので、実際に紙等の描画エリアに記載されたものと同一の映像が表示手段に表示される。
【０１５７】
また、本発明の別の態様によれば、データ入力装置は、データの入力媒体として使用しかつ一端に少なくとも自己のページを含む情報を記憶させたコード部を配置した複数枚のカードと、この複数枚のカードの枚数を増減可能に積層するための積層手段と、カードに対して位置的にオフセットさせて斜め上方からコード部を臨むように積層手段に配置しかつコード部の情報を非接触で検出する検出手段とを備えるようにした。コード部は例えばバリナリーコードなどである。このカードの捲りに伴って変化するページ番号など、複雑多岐にわたる情報を設定することができる。さらに、カードの枚数、つまりページ数が多くなっても、そのページ検出を非接触で行うことができ、小形で、カード捲りに検出手段が物理的に障害にならず、操作が容易で、かつ比較的低い部品コストを維持することができるデータ入力装置を備えた画像処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理システムを示す斜視図である。
【図２】上記画像処理システムに使用されるペン型の入力手段の構造の一例を示す図である。
【図３】上記画像処理システムで使用する複数の入力手段を示す図である。
【図４】各入力手段が発生する周波数の関係を示す説明図である。
【図５】上記画像処理システムに使用するパネルのメインコントローラの構成を示すブロック図である。
【図６】上記画像処理装置における画像処理動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理システムを示す斜視図である。
【図８】第２の実施の形態において使用する人形型入力手段の構成を示すブロック図である。
【図９】上記人形型入力手段の電気系統を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態における画像処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る画像処理システムのデータ入力装置を示す斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態の平面図である。
【図１３】図１２中のIII−III線断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る画像処理システムのデータ入力装置を示す斜視図である。
【図１５】データ入力装置の読取り器とバリナリーコードの例を示す一部破断した斜視図である。
【図１６】カードのバリナリーコードの大きさと検出光との幾何学的位置関係を示す模式図である。
【図１７】読取り器の概略を示す断面図である。
【図１８】カードのページが浅いときの読取り器とカードとの間の検出光の軌跡を示す模式図である。
【図１９】カードのページが深いときの読取り器とカードとの間の検出光の軌跡を示す模式図である。
【図２０】光の反射に伴う拡散を説明する図である。
【図２１】発光素子および受光素子に接続される電気系統を示すブロック図である。
【図２２】読取り器の構造の別の例を示す概略断面図である。
【図２３】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２４】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２５】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２６】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２７】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２８】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２９】本発明の第５の実施の形態に係る画像処理システムのデータ入力装置の読取り器とバリナリーコードとを示す概略平面図である。
【図３０】発光素子および受光素子に接続される電気系統を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１Ａ 画像処理システム
３、３Ａ データ入力装置（画像入力手段）
５ 画像処理装置
７ 表示ディスプレイ（表示手段）
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ ペン型の入力手段
３１Ａ、３１Ｂ 人形型の入力手段
３２ パネル
３３ 一定領域
３５ メインコントローラ
９０ データ入力装置
９１ 装置本体（積層手段）
９２ａ，９２ｂ，… カード（入力手段）
９３ 読取り器（検出手段）
９６ バリナリーコード（コード部）
１０１ ＬＥＤ（発光素子）
１０２ フォトダイオード（受光素子）
１０３ 反射板
１０４ セパレータ
１１１ 発光駆動回路（発光駆動手段／検出手段）
１１４ 変調部
１２１ 信号処理回路（信号処理手段／検出手段）
１２２Ａ，１２２Ｂ 受光部
１２３ フィルタ部
１２５ 復調部
１２６ ページ判定回路
１３０ バリナリーコード（コード部）
１３１ 読取り器
１３２ レベル比較部
３０１ 発振回路
３０２ バッテリ
３０３ アンテナコイル
３０４ フェライトコア
３０７ スイッチ
３０８ 発振器（発振手段）
３０９ 電源制御回路
３１１ 筆記手段
３１２ 発振手段
３１３ 筐体
３１４ ボールペン部
３１５ つば部
３１６ 筐体内ストッパ
３１７ コイルばね
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理システム及びそのデータ入力装置に関する。さらに詳しくは、画像や文字などのデータを入力させるために使用するペン型デバイスや手で捲るカードといった入力手段を備え、その入力手段を使用したときの２次元的位置情報やページといった位置情報を自動的に検出可能な手段を備えたデータ入力装置およびこれを用いた画像処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、データ入力装置は画像や文字のデータを画像処理装置に与える装置とてし知られている。このデータ入力装置、画像処理装置及び表示装置により画像処理システムが構成されている。
【０００３】
最近、このような画像処理システムを子供のお絵描きシステムに適用したものが提供されている（例えば、株式会社セガ・エンタープライゼス製「ピコ（商標）」）。この種のお絵描きシステムは、例えばペンや鉛筆状をした入力手段と、この入力手段による入力位置を検出するパネルと、このパネルからの入力位置情報に応じて所定の画像処理を行う画像処理装置と、この画像処理装置による画像処理結果を表示する表示装置とから構成されている。
【０００４】
これらのシステムの場合、例えばペンや鉛筆状（以下、ペン型という）をした入力手段は、その手段内部に発振器を設け、この発振器からの発振周波数を当該手段内部のアンテナコイルから送出できるようにしてある。この入力手段の先端をパネル上にタッチさせて描画する。すると、この入力手段から発せられる周波数を基に前記パネルが当該位置を決定し、この入力位置情報を画像処理装置に入力する。画像処理装置では、入力位置情報を基に画像処理をおこない、その処理結果を表示装置に与える。これにより、入力手段によってパネル上に描画された図形等と同様の映像が表示装置に表示される。
【０００５】
また、既述のお絵描きシステムは、画像処理装置と、カードに記載されている内容を特定し、その特定したデータを画像処理装置に与えるデータ入力装置とを備えている。このデータ入力装置は、具体的には、例えば所定の内容が記載されたカードの一端に複数の穴を穿設し、これらの穴に装置本体の固定フックを通して当該カードを観音開き可能な状態にし、かつ前記カードの他端に当該カードに記載されている内容に応じた切り欠き部を設け、当該切り欠き部を基に当該カードに記載されている内容を特定するデータを形成して出力できるようにしている。
【０００６】
このデータ入力装置では、現在開いているカードの表面に記載されている内容を見ることができるようになっており、かつ現在見ているカードの内容を切り欠き部の位置から特定し、このデータをデータ処理装置に与える。データ処理装置では、当該入力データを基に所定のデータ処理を実行し、その実行結果を表示ディスプレイに表示するとともに、例えば音声で知らせるようにしている。
【０００７】
さらに、そのようなカード捲り方式のデータ入力装置のページ検出の方法としては、従来、種々のものが使用されている。一例としては、反射式センサが知られており、これによりセンサ１個につき対象物１個の有無を検出するようになったいる。また別の例として、Ｇコード予約機などで使用されている密着式バーコードセンサが知られている。さらに別の例としては、スーパーマーケットのレジや工場の自動出荷チェックなどで使用されている非接触バーコードセンサが知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のペン状の入力手段を設けたお図形描きシステムでは、入力手段によりパネル上に描画した画面については、表示装置上では特定の色で表示されるだけであり、他の色で描画する場合にはファンクションキー等を使用して色の指定をする必要があった。このため、子供が操作するには難しかった。
【０００９】
また、従来のカード捲り方式のデータ入力装置によれば、カードの他端に物理的に切り欠き部を設けているだけであるため、多数の切り欠き部を設けることは物理的に困難である。このため、切り欠き部に持たせることのできる情報量には限界があり、複雑多岐にわたる種々の情報を切り欠き部に設定することは実際上できないという欠点があった。
【００１０】
さらに、従来のカード捲り方式のページ検出に係る種々のセンサにも種々の問題があった。例えば、反射式検出センサを使う場合、センサ１個の検出対象物の数が１個であるから、カードの積層枚数が多い場合など、検出対象物が多くなるにつれてセンサ数も増加させねばならず、装置が大形化する。また、密着式バーコードセンサを使用するには、検出部分とセンサが常に一定距離になるように操作する必要があり、操作に手間がかかり、煩わしい。さらに、非接触式バーコードセンサの場合、センサ自体にレーザ装置やＣＣＤなどの高価な部品を使用しなければならない。
【００１１】
本発明の主要は目的は、ペン状の筆記手段や本を成すカードなど、種々の入力手段を操作したときの、筆記手段による操作情報やカードを捲ったときのページ番号などの、検出情報の豊富化を図ることができるデータ入力装置およびこれを用いた画像処理システムを提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、ペン状の入力手段で紙等の描画エリアに描画できるとともに、その入力手段の操作に応じた画像などの入力信号を色情報と共に簡単な操作で出力することができるデータ入力装置およびこれを用いた画像処理システムを提供することにある。
【００１３】
また本発明のさらに別の目的は、カードなどの入力手段を有するデータ入力装置であって、その入力手段の操作に伴って変化する複雑多岐にわたる情報を設定することができるようにしたデータ入力装置を備えた画像処理システムを提供することにある。
【００１４】
さらに本発明のさらに別の目的は、カードなどの入力手段を有するデータ入力装置であって、その入力手段の数が多くなっても対処でき、小形で、操作が容易で、かつ比較的低い部品コストを維持することができるデータ入力装置を備えた画像処理システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１〜９に、データ入力装置を用いた画像処理システムが提供されている。この画像処理システムは、データを入力するために操作する入力手段を備えたデータ入力装置と、このデータ入力装置から与えられた前記データに応じて所定の画像処理を行う画像処理装置と、この画像処理装置の画像処理の結果を表示する表示装置とを備える。データ入力装置は、前記入力手段の操作に伴う位置に関する情報を検出する構成を有し、この構成による情報検出の豊富化を図るように形成してある。
【００１６】
好適には、データ入力装置は、入力手段と、この入力手段との間で所定の周波数を割り当てて、この入力手段による入力位置を検出するパネルと、このパネルからの入力信号に応じて所定の画像処理を行う画像処理手段と、この画像処理結果を表示する表示手段とを備え、前記周波数は各色毎に割り当てられていて、所定の周波数から固有の色情報が決定され、前記画像処理手段は、その決定された色情報により画像処理を行うことを特徴とする。
したがって、前記周波数は各色や入力手段の種類毎に割り当てられていることから、所定の入力手段を使用してパネル上の紙等の描画エリアに記載すると、その入力手段からの所定の周波数から固有の色や入力手段の種類の情報が決定される。この情報は、前記画像処理手段に入力される。画像処理手段は、その決定された色情報等と、位置情報とに応じて画像処理を行う。
【００１７】
前記入力手段は、所定の色情報に応じた周波数を発振する発振手段を備える。この入力手段は、紙等の描画エリアに文字、記号、図形等を記載できる筆記手段と、当該筆記手段の色に応じた周波数を発振する発振手段とを備える。この入力手段は、紙等の描画エリアに文字、記号、図形等を記載できる筆記手段と、当該筆記手段の色に応じた周波数を発振する発振手段と、これらを内蔵してペン型に構成された筐体とを備える。
【００１８】
前記入力手段は、前記パネル上に配置されたときにのみ、割り当てられた周波数を一定時間発振する発振手段とを備える。この入力手段は、前記パネル上に配置されたときにのみ、割り当てられた周波数を一定時間発振する発振手段と、こを内蔵した筐体とを備える。
【００１９】
入力手段は、さらに、筆圧により発振手段の発振周波数を変更させる変更信号を出力する変更手段を備える。したがって、入力手段は、これに固有の基準周波数を発振し、所定の筆圧が入力手段に加わると周波数が変化して、例えば薄い色で描画される入力信号であったものが、濃い色で描画されるような入力信号が出力される。
【００２０】
一方、請求項１０〜１９には、別の態様の画像処理システムが提供されている。この画像処理システムに用いるデータ入力装置は、前記データの入力媒体として使用しかつ一端に少なくとも自己のページを含む情報を記憶させたコード部を配置した複数枚のカードと、この複数枚のカードの枚数を増減可能に積層するための積層手段と、前記カードに対して位置的にオフセットさせて斜め上方から前記コード部を臨むように前記積層手段に配置しかつ前記コード部の情報を非接触で検出する検出手段とを備える。例えば、前記積層手段は、前記複数枚のカードを観音開き可能な状態に保持した手段であり、これにより、本のようにカードを捲り、捲ったページに記載または表現されている絵、文字などの情報が特定されて画像処理装置に送られる。
【００２１】
好適には、前記コード部は、前記ページの情報を含むバーコード、または、前記ページの情報を含むバリナリーコードである。このコードにより、ページ情報や本の種類を含む、より多くの情報を提供できる。
【００２２】
また好適には、前記コード部の面積は、前記カードの積層枚数の減少に伴って前記検出手段から離れる方向に拡大して形成することである。これにより、ページ捲りに応じて変わる積み重ね状態のカードの厚さ（本の厚さ）の検出距離の変化を補償できる。
【００２３】
さらに好適には、前記検出手段は、不特定多数の光軸の光を発する発光素子と、この発光素子からの光が前記コード部で反射されたことに伴う反射光を受ける受光素子とを備える。前記検出手段は、例えば、前記発光素子と前記コード部との間の光路および前記コード部と前記受光素子との間の光路の少なくとも一方に配置した光反射板を備える。この反射板の使用が光路の設定の自由度を上げ、光学系の配置の容易化、コンパクト化を図ることができる。
【００２４】
さらに好適には、前記検出手段は、前記発光素子に前記光を発生させる発光駆動手段と、前記受光素子が受けた反射光に応じた信号を処理して前記カードのページを含む前記情報を読み取る信号処理手段とを備える。望ましくは、前記発光駆動手段は特定周波数の信号で変調させ前記光を前記発光素子から発光させる回路を備え、前記信号処理手段は前記受光素子で受けた前記反射光の中から前記特定周波数の信号を抽出する回路を備える。これにより、外乱光の影響などを、極力排除でき、検出精度を向上させて、信頼性を上げることができる。
【００２５】
さらに好適には、前記コード部はそのビット毎に参照用の基準面と前記情報を持った検出面とを有し、前記受光素子は前記検出面からの前記反射光を受ける一方の受光素子と前記基準面からの前記反射光を受ける他方の受光素子とを対としてビット毎に備え、前記信号処理手段は前記一方の受光素子の出力信号と前記他方の受光素子の出力信号とを比較して前記情報を読み取る回路を備えてもよい。これによっても、外乱光の影響などを好適に回避でき、検出精度を向上させることもできる。また信号処理回路の設計の自由度を上げることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について図１〜図６を参照して説明する。図１は、本発明の画像処理システムの実施の形態を示す斜視図である。
【００２７】
この図に示す画像処理システム１は、大別すると、データ入力装置３と、このデータ入力装置３からの入力信号を基に画像処理を実行する画像処理装置５と、この画像処理装置５で処理した結果を表示する表示ディスプレイ７とから構成されている。
【００２８】
データ入力装置３は、例えばペン型の入力手段３１ａと、この入力手段３１ａとの間で所定の周波数を割り当てて、この入力手段３１ａによる入力位置を検出するパネル３２とからなる。このパネル３２は平板状の構造をしている。このパネル３２の平板状の上面の一定領域３３は紙等４０が載置可能になっている。この一定領域３３の下部には、図示しないが、直交ＸＹ軸に沿ってＥＭループが配置されている。この紙等４０は描画エリアとなり、入力手段３１ａにより例えばラインＬ１を描画できる。また、パネル３２の図示右側端部には、ペン型の入力手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅを載置しておく、ペン置き穴３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅが設けられている。さらに、パネル３２の図示上部端部には、メインコントローラ３５が設けられている。このパネル３２のメインコントローラ３５は、ケーブル３６を介して画像処理装置５に接続されている。
【００２９】
この画像処理装置５の入力端子には、キーボード５１がケーブル５２を介して接続されている。また、マウス５３は、ケーブル５４を介してキーボード５１に接続されている。また、画像処理装置５の表示出力端子には、図示しないケーブルを介して表示ディスプレイ７が接続されている。
【００３０】
なお、画像処理装置５には、電源スイッチ５５と、例えば３．５インチのフロッピイデスクドライブ５６と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ５７が設けられている。
【００３１】
図２は、この画像処理システムに使用されるペン型の入力手段の構造の一例を示す図である。この場合、入力手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの基本的な構成は同一であるので、入力手段３１として説明する。
【００３２】
このペン型の入力手段３１は、紙等の用紙に画像等を記載できる筆記手段３１１と、当該筆記手段３１１の色に応じた周波数を発振する発振手段３１２と、これらを内蔵してペン型に構成された筐体３１３とを備えている。
【００３３】
筆記手段３１１は、例えばボールペン部３１４と、このボールペン部３１４の先端部近くに設けたつば部３１５と、このつば部３１５と筐体内ストッパ３１６との間に設けたコイルばね３１７とから構成されている。したがって、入力手段３１をパネル３２上に接触させて一定の圧力（筆圧）が加わると、コイルばね３１７の張力に逆らって、ボールペン部３１４が図示上方向に移動する。ボールペン部３１４のつば部３１５が移動すると、発振手段３１２のマイクロスイッチ３１８の可動片３１９が押下される。
【００３４】
発振手段３１２は、発振回路３０１と、バッテリ３０２と、アンテナコイル３０３と、マイクロスイッチ３１８とから構成されている。発振回路３０１は、当該入力手段３１に割り当たられた周波数ｆ1 を発振する。また、マイクロスイッチ３１８がオンとなると、発振回路３０１は、周波数ｆ2 を発振するようになっている。すなわち、発振周波数を周波数ｆ1 から周波数ｆ2 に変更させる変更手段は、つば部３１５、筐体内ストッパ３１６、コイルばね３１７、マイクロスイッチ３１８及び発振回路３０１内の所定の要素から構成される。この発振回路３０１の出力は、アンテナコイル３０３に供給される。これにより、ボールペン部３１４の先端から電波が出力されたのと同様になる。なお、アンテナコイル３０３の下部には、円筒状のフェライトコア３０４が配置されている。この発振回路３０１には、バッテリ３０２から電力が供給されるようになっている。
【００３５】
図３は、各入力手段を示した図である。図４は、各入力手段が発生する周波数の関係を示す説明図であって、この図の横軸に周波数ｆをとり、同縦軸に筆圧Ｐを取っている。
【００３６】
図３（ａ）には赤色で書けるペン型の入力手段３１ａが、同図（ｂ）には青色で書けるペン型の入力手段３１ｂが、同図（ｃ）には黄色で書けるペン型の入力手段３１ｃが、同図（ｄ）には黒色の細線で書けるペン型の入力手段３１ｄが、同図（ｅ）には黒色の太線で書けるペン型の入力手段３１ｅが、それぞれ示されている。
【００３７】
また、入力手段３１ａは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆa1で発振しその周波数ｆa1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆa2で発振しその周波数ｆa2の電波を出力できる。
【００３８】
入力手段３１ｂは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆb1で発振しその周波数ｆb1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆb2で発振しその周波数ｆb2の電波を出力できる。
【００３９】
入力手段３１ｃは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆc1で発振しその周波数ｆc1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆc2で発振しその周波数ｆc2の電波を出力できる。
【００４０】
入力手段３１ｄは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆd1で発振しその周波数ｆd1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆd2で発振しその周波数ｆd2の電波を出力できる。
【００４１】
入力手段３１ｅは、図４に示すように、筆圧ＰがＰ1 のときに周波数ｆe1で発振しその周波数ｆe1の電波を出力しており、筆圧ＰがＰ2 になったときに周波数ｆe2で発振しその周波数ｆe2の電波を出力できる。
【００４２】
図５は、この画像処理システムに使用するパネルのメインコントローラの構成を示すブロック図である。メインコントローラ３５は、大別して、マルチプレクサ３５１と、信号処理回路３５２と、マイクロコントラーラ３５３とからなる。
【００４３】
前記マルチプレクサ３５１は、Ｘ軸用のマルチプレクサ３５１ｘと、Ｙ軸用のマルチプレクサ３５１ｙとからなる。
【００４４】
前記信号処理回路３５２は、Ｘカンウタ３５４ｘ、Ｙカウンタ３５４ｙ、フィルタ３５５、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）３５６、周波数カウンタ３５７、及びタイミング回路３５８を備えている。
【００４５】
マルチプレクサ３５１ｘは、例えば１６本からなるＸ軸用のＥＭループ３２１ｘの内の一つを選択する。マルチプレクサ３５１ｙは、例えば１６本からなるＹ軸用のＥＭループ３２１ｙの内の一つを選択する。
【００４６】
Ｘカンウタ３５４ｘはＸ軸上の位置信号を形成する。Ｙカウンタ３５４ｙはＹ軸上の位置信号を形成する。
【００４７】
フィルタ３５５は、入力信号から不要成分を取り除き、その取り除いた入力信号をＡＤＣ３５６に与える。ＡＤＣ３５６では、所定のデジタル信号に変換する。このＡＤＣ３５６からのデジタル信号を周波数カウンタ３５７でカウントして周波数信号を得る。
【００４８】
タイミング回路３５８は、マイクロコントラーラ３５３からのタイミングデータを基にＸカンウタ３５４ｘ、Ｙカウンタ３５４ｙ、ＡＤＣ３５６のタイミングを調整する。
【００４９】
マイクロコントラーラ３５３は、例えばマイクロコンピュータ等で構成されており、ＲＡＭ３６１、ＲＯＭ３６２及び送受信器３６３を備えている。また、マイクロコントラーラ３５３は、ケーブル３６を介して画像処理装置５に接続されている。
【００５０】
なお、パネル３２の一定領域３３の下部には、直交ＸＹ軸に沿って例えば１６本のＥＭループ３２１ｘ、例えば１６本のＥＭループ３２１ｙが配設されている。
【００５１】
このような第１の実施の形態の動作を図６を参照しながら説明する。ここで、図６は画像処理装置の画像処理動作を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、描画プログラムが動作したとすると、図６のフローチャートが画像処理装置５により実行される。まず、画像処理装置５は、初期設定を行う（ステップ（Ｓ）６０１）。これにより、表示ディスプレイ７には、入力待ちの状態に画面が表示される。
【００５３】
次に、パネル３２から画像処理装置５に対して入力があるか判定する（Ｓ６０２）。入力がないときには（Ｓ６０２；ＮＯ）、入力待ち状態となる。
【００５４】
ここで、描画する人が入力手段３１ａを持ち、図１に示すように、紙等４０の描画エリアに赤いラインＬ１を引いたとする。すると、パネル３２では、ラインＬ１の入力信号が形成される。すなわち、ＸＹ軸の位置信号がＸカンウタ３５４ｘ、Ｙカウンタ３５４ｙから出力される。また、周波数カウンタ３５７から周波数信号が出力される。これら信号は、マイクロコントラーラ３５３により処理されて画像処理装置５に送られる。 画像処理装置５では、入力があったときに（Ｓ６０２；ＹＥＳ）、瞬間瞬間のＸＹ位置信号、周波数信号の取り込み処理を実行する（Ｓ６０３）。すなわち、画像処理装置５では、ＸＹ位置信号と、周波数信号を基に、表示位置、表示色、あるいはラインの太さ等を決定して記憶する（Ｓ６０４）。そして、その画像処理装置５で処理した結果は、映像信号にされて表示ディスプレイ７に送られる（Ｓ６０５）。これにより、表示ディスプレイ７の画面上には、その瞬間瞬間の位置の点に、所定の色（この場合、赤色）が表示されることになる。
【００５５】
そして、消去信号が入力されれば（Ｓ６０６；ＹＥＳ）、当該消去位置のデータを消去処理をする（Ｓ６０７）。一方、消去信号が入力されないときには（Ｓ６０６；ＮＯ）、描画の終了かを判定する（Ｓ６０８）。
【００５６】
通常、入力手段３１ａでラインＬ１を引いているときには、終了ではないから（Ｓ６０８；ＮＯ）、再び、Ｓ６０２の入力待ち状態に移行する。そして、入力手段３１ａでラインＬ１を引いているので、これらのステップ６０２〜６０８を繰り返し実行する。すると、パネル３２の一定領域３３の上に置かれた紙等４０にラインＬ１を引いたと同様に、表示ディスプレイ７には、赤色でラインＬ１０が引かれることになる。
【００５７】
なお、終了の場合（Ｓ６０８；ＹＥＳ）、画像処理装置５は、終了画面のガイダンス表示を実行し（Ｓ６０９）、入力待ち状態になる（Ｓ６１０；ＮＯ−Ｓ６０９）。
【００５８】
ここで、ガイダンス画面を見ながら、保管ならば（Ｓ６１０；ＹＥＳ−Ｓ６１１；ＹＥＳ）、例えば表示メモリに記憶されている画像データを所定の記憶手段に記憶させ更新する（Ｓ６１２）。保管しない場合には（Ｓ６１０；ＹＥＳ−Ｓ６１１；ＮＯ）、画像処理装置５は、表示メモリに記憶されている画像データを消去処理を実行する（Ｓ６１３）。また、保管取消のときには（Ｓ６１０；ＹＥＳ−Ｓ６１１；取消）、ステップ６０２に戻る。
【００５９】
なお、入力手段３１ａから入力手段３１ｂに持ち替えれば、紙等４０には青色の点や線を書くことができ、これはパネル３２のコントローラ３５から青色の点や線の位置信号、色信号が画像処理装置５に提供される。したがって、表示ディスプレイ７には、青色の点や線が描画されることになる。
【００６０】
また、入力手段３１ｃに持ち替えれば、紙等４０には黄色の点や線を書くことができ、これはパネル３２のコントローラ３５から黄色の点や線の位置信号、色信号が画像処理装置５に提供される。したがって、表示ディスプレイ７には、黄色の点や線が描画されることになる。
【００６１】
さらに、入力手段３１ｄに持ち替えれば、紙等４０には黒色の細い点や線を書くことができる。これはパネル３２のコントローラ３５から黒色の細い点や線の位置信号や、ペン種（周波数で特定する）の信号が画像処理装置５に提供される。したがって、表示ディスプレイ７には、黒色の細い点や線が描画されることになる。
【００６２】
また、入力手段３１ｅに持ち替えれば、紙等４０には黒色の太い点や線を書くことができる。これはパネル３２のコントローラ３５から黒色の太い点や線の位置信号や、ペン種（周波数で特定する）の信号が画像処理装置５に提供される。したがって、表示ディスプレイ７には、黒色の太い点や線が描画されることになる。
【００６３】
このように第１の実施の形態によれば、ペン型の入力手段３１ａ〜３１ｅに持ち替えることにより、紙等４０の描画エリアには各種の色や太さの文字、記号、図形等を書くことができ、これと同一の映像が表示ディスプレイ７上に表示されることになる。
【００６４】
なお、上記第１の実施の形態では、入力手段３１に発振器を設け、パネル３２側で入力手段３１の位置と周波数を検出するようにしたが、次のようにしてもよい。すなわち、パネル３２側において複数の周波数をＸループ及びＹループ内に切換送出し、各入力手段３１側に所定の周波数のみ取り出せる共振器を設け、当該入力手段３１側で検出した周波数を当該入力手段３１の種類や色の識別情報として利用し、かつその周波数を検出した時点によりＸＹ軸の位置を決定するようにしてもよい。
【００６５】
前記入力手段３１は、実施形態１のソフトウエアに用意された機能に対応して個別に設けられる。したがって、図６の消去の機能に対応させて消しゴム型釦が用意されてもよい。このように、入力手段は設定された機能に対応して設けられる。すなわち、入力する機能を暗示する形状及び／または構造を持っている。後述の実施例では、ペン型の入力手段に変えて人形型の入力手段が採用されている。
【００６６】
（第２の実施の形態）
図７〜図１０は本発明の第２の実施の形態を説明するための図である。以下、図７〜図１０を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。図７は、本発明に係る画像処理システムの第２の実施の形態を示す斜視図である。
【００６７】
この図７に示す画像処理システム１Ａは、ペン型の入力手段３１に代えて、人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂを使用するようにしたものである。したがって、第１の実施の形態と同一構成要素のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
この画像処理システム１Ａは、例えば双六ゲームを画像処理できるようにしたものである。まず、パネル３２の一定領域３３の上に、双六の陣地４１、４３、４５、…や、その間を結んだ線４２、４４、４６、…が印刷されたゲーム用紙等４０Ａを載置する。そして、所定のファンクションキー（図示せず）等を押下すると、双六の画面５０が表示ディスプレイ７に表示される。この画面５０は、陣地４１′、４３′、４５′、…や、その間を結んだ線４２′、４４′、４６′、…からなる。
【００６９】
そして、ゲームを楽しむ者がサイコロ（図示せず）を振り、人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂを紙等４０Ａ上の陣地４１、４３、４５、…を移動させてゆく。これにより、表示ディスプレイ７の画面上には、各陣地４１′、４３′、４５′、…におけるガイダンス表示４７、４８、４９が表示されるとともに、各人形入力手段３１Ａ、３１Ｂに相当するキャラクター３１Ａ′、３１Ｂ′が表示される。
【００７０】
図８は、人形型入力手段の構成を示すブロック図である。発振器３０８は、発振回路（図示せず）と、電源制御回路３０９とから構成されている。電源制御回路３０９は、バッテリ３０２からの電力をスイッチ３０９がオンになってから一定時間だけ発振回路に供給できる。この発振器３０８の出力は、アンテナコイル３０３に供給できる。
【００７１】
図９は、人形型入力手段の電気系統を示すブロック図である。この図において、人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂは基本的には同一構成であるので、人形型入力手段３１Ａを代表させて説明する。
【００７２】
人形型入力手段３１Ａは次のように構成されている。すなわち、バッテリ３０２のプラス極は抵抗Ｒａの一端、ワンショット回路ＣＴのプラス電源端子、トランジスタＴｒのエミッタとに接続されている。バッテリ３０２のマイナス極はアースに接続されている。トランジスタＴｒのコレクタは、発振回路３０１のプラス電源端子に接続されている。発振回路３０１のマイナス電源端子はアースに接続されいてる。また、発振回路３０１の出力端子には、アンテナコイル３０３が接続されている。トランジスタＴｒのベースは、ワンショット回路ＣＴの出力端子に接続されいてる。ワンショット回路ＣＴのマイナス電源端子はアースに接続されいてる。抵抗Ｒａの他端は、スイッチ３０７の一端と抵抗Ｒｂの一端とに接続されている。抵抗Ｒｂの他端はワンショット回路ＣＴの反転入力端子と、コンデンサＣの一端とに接続されている。コンデンサＣの他端はアースに接続されている。スイッチ３０７の他端はアースに接続されている。
【００７３】
ここで、抵抗Ｒａはプルアップ抵抗である。抵抗ＲｂとコンデンサＣとはスイッチ３０７のチャタリング防止フィルタである。スイッチ３０７がオンとなると、ワンショット回路ＣＴの反転入力端子が“０”になり、ワンショット回路ＣＴが動作を開始する。これにより、ワンショット回路ＣＴの出力からは“１”が出力される。したがって、トランジスタＴｒのベースに電圧が印加されて、トランジスタＴｒはオンとなる。これにより、発振回路３０１に電力が供給される。これにより、発振回路３０１は、所定の周波数を発振し、それをアンテナコイル３０３に供給する。
【００７４】
このように人形型入力手段３１Ａは、一定時間経過すると、スイッチ３０７がオンとなっていてもワンショット回路ＣＴが不動作となり、ワンショット回路ＣＴの出力端子には“０”が出力される。これにより、トランジスタＴｒはオフとなり、発振回路３０１に電力の供給がなくなり、発振が停止する。
【００７５】
したがって、各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂは、パネル３２の一定領域３３の上に置いた瞬間から一定時間経過するまで、それぞれに割り当てられた周波数を出力する。その後は、新たに各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂをゲーム紙等４０Ａの別な場所あるいは同一場所上に置かない限り、周波数は出力されない。
【００７６】
そこで、パネル３２は、各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂからの周波数により、その人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂの種類と位置とを特定するための信号を得ることができる。 このような構成の第２の実施の形態の動作を図１０を参照しながら説明する。ここで、図１０は画像処理装置５の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７７】
まず、パネル３２の一定領域３３の上に、双六の陣地４１、４３、４５、…や、その間を結んだ線４２、４４、４６、…が印刷されたゲーム用紙等４０Ａを載置する。そして、所定のファンクションキー（図示せず）等を押下すると、画像処理装置５が画像処理を実行し、図１０のフローチャートに入る。まず、画像処理装置５では、以後の画像処理を行うために必要な初期設定をする（Ｓ７０１）。そして、画像処理装置５は、双六の画面５０を形成して表示ディスプレイ７に供給し（Ｓ７０２）、入力待ちになる（Ｓ７０３；ＮＯ−Ｓ７０２）。これにより、表示ディスプレイ７には、双六ゲームの画面５０が表示される。この画面５０は、図７に示すように、陣地４１′、４３′、４５′、…や、その間を結んだ線４２′、４４′、４６′、…が表示される。
【００７８】
そして、ゲームを楽しむ者がサイコロ（図示せず）を振り、人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂをゲーム紙等４０Ａ上の陣地４１、４３、４５、…上を移動させてゆく。
【００７９】
すると、人形型入力手段３１Ａをゲーム紙等４０Ａの陣地４３に置くと、人形型入力手段３１Ａは、所定の時間だけ当該手段３１Ａに割り当てられた周波数を出力する。これは、スイッチ３０７がオンとなると、ワンショット回路ＣＴの反転入力端子が“０”になり、これにより一定時間だけワンショット回路ＣＴの出力端子が“１”となり、その時間だけトランジスタＴｒをオンとして発振回路３０１に電力を供給する。これにより、発振回路３０１から発振周波数がアンテナコイル３０３に供給する。このアンテナコイル３０３からの周波数を、パネル３２では、図５のＥＭループ３２１ｘ、ＥＭループ３２１ｙで検出し、信号処理回路３５２で処理し、マイクロコントラーラ３５３により位置信号と周波数信号を画像処理装置５に与える。なお、例えば人形型入力手段３１Ａを所定の陣地４３に置いた瞬間から一定時間経過すると、人形型入力手段３１Ａは、電源制御回路３０９の動作により周波数を出力しなくなる。
【００８０】
このように人形型入力手段３１Ａからの周波数をパネル３２で検出すると、これが画像処理装置５に与えられる。これにより、画像処理装置５は、入力信号があったと判定し（Ｓ７０３；ＹＥＳ）、ＸＹ位置信号及び周波数信号を取り込み処理を実行する（Ｓ７０４）。例えば、人形型入力手段３１Ａを陣地４３に置いたとする。すると、この位置と周波数はパネル３２で検出されて画像処理装置５に供給される。これにより、画像処理装置５は、人形型入力手段３１Ａだと判定してキャラクター３１Ａ′を陣地４３′に表示させる表示データと、所定のガイダンス表示データを作成し、表示ディスプレイ７に与える（Ｓ７０５）。これにより、表示ディスプレイ７の画面５０内には、ガイダンス画面４８として「３つ進みましょう」という文言が表示される。
【００８１】
そして、正しい位置に人形型入力手段３１Ａが配置されていない場合には（Ｓ７０６；ＮＯ）、ＸＹ位置信号及び周波数データを取り消し処理を実行する（Ｓ７０７）。正しい位置に人形型入力手段３１Ａが配置されている場合には（Ｓ７０６；ＹＥＳ）、なにもせずに全員上がりになったか判定する（Ｓ７０８）。
【００８２】
全員上がりでなければ（Ｓ７０８；ＮＯ）、再び、ステップ７０２の処理を実行する。これにより、例えば人形型入力手段３１Ｂが陣地４５に配置されたときには、表示ディスプレイ７の画面５０内には、図７に示すように、人形型入力手段３１Ｂに相当するキャラクター３１Ｂ′が表示されるとともに、「二つ戻りましょう」というガイダンス画面４９が表示される。
【００８３】
なお、画像処理装置５は、全員あがった場合（Ｓ７０８；ＹＥＳ）、各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂのあがった順位を表示できる表示処理を実行し、これを表示ディスプレイ７に与える（Ｓ７０９）。これにより、表示ディスプレイ７の画面５０には、各人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂに相当するキャラクター３１Ａ′、３１Ｂ′の順位が表示される。
【００８４】
このような第２の実施の形態によれば、パネル３２の一定領域３３の上に所定のゲーム紙等４０Ａを載置し、かつ人形型入力手段３１Ａ、３１Ｂ、…を用いて、ゲームを楽しむことができる。すなわち、この画像入力装置を使用すれば、画像等を書くだけでなく、ゲーム紙等４０Ａを用いれてゲームを楽しむことができる他、例えば教育紙等を用いれば人形型入力手段の載置位置による教育内容を表示ディスプレイ上に表示でき、バラエテイに富んだ利用ができる。
【００８５】
（第３の実施の形態）
図１１〜図１３は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図である。これら図１１〜図１３に示す装置は、画像処理装置にデータを入力するためのデータ入力装置に関するものである。
【００８６】
このデータ入力装置は、例えば所定の内容が記載されたカードの一端に複数の穴を穿設し、これら穴に装置本体の固定フックを通して複数のカードを観音開き可能な状態にし、かつ前記各カードに記載されている内容に応じて当該内容を特定するデータを形成できるデータ入力装置において、前記各カードの上端にバーコードを設け、かつ装置本体に当該バーコードの情報を読み取る読取手段を設けたことを特徴とするものである。
【００８７】
したがって、このデータ入力装置によれば、現在開かれているカードの上端にあるバーコードを読取手段で読み取り、当該カードの内容を特定するための信号に形成して出力できる。この信号を画像処理装置に与えることにより、画像処理装置は各種のデータ処理を実行し、その実行結果を表示し、あるいは音声で知らせることができる。
【００８８】
また、上記読取手段は、バーコードの各認識位置に対して光学読取手段をそれぞれ設けたものである。したがって、バーコードが例えば８個の認識位置から構成されていれば、８個の光学読取手段を設けている。
【００８９】
上記光学読取手段は、バーコードの当該認識位置に発光素子（例えば、発光ダイオード）を設け、当該認識位置に発光ダイオードから光を照射し、当該認識位置からの反射光を受光ダイオードで受光し電気信号に変換するようにしている。この受光ダイオードは、当該認識位置について反射光の強度に応じた信号を形成することになる。
【００９０】
次に、このデータ入力装置について図面を用いて具体的に説明する。図１１は、データ入力装置の実施の形態を示す斜視図である。図１２はその平面図である。図１３は図１２中のIII−III線断面図である。
【００９１】
これらの図に示すデータ入力装置は、装置本体８０に観音開き可能に取り付けられた複数のカード８１ａ、８１ｂ、…と、これらカード８１ａ、８１ｂ、…の表面の上端に設けたバーコード８２ａ、８２ｂ、…と、現在開かれているカード、例えばカード８１ａの表面上端に設けたバーコード８２ａを読み取る読取手段８３とから構成されている。
【００９２】
さらに詳細に説明すると、例えば所定の内容が記載されたカード８１ａ、８２ｂ、…の各一端には、それぞれ複数の穴８５ａ…８５ａ、８５ｂ…８５ｂ、…が穿設されている。これら穴８５ａ…８５ａ、８５ｂ…８５ｂ、…は、装置本体８０の固定フック８６…８６に通されており、複数のカード８１ａ、８１ｂ、…は観音開き可能な状態にされている。また、前記各カード８１ａ、８１ｂ、…に記載されている内容に応じて、各カード８１ａ、８１ｂ、…の表面の上端部にバーコード８２ａ、８２ｂ、…が設けられている。
【００９３】
データ入力装置の本体８０の所定の位置には、各カード８１ａ、８１ｂ、…の表面の上端部にバーコード８２ａ、８２ｂ、…の内で現在開かれているカード、例えばカード８１ａの表面の上端部のバーコード８２ａを読み取る読取手段８３が設けられている。なお、この本体８０の両側には、各カード８１ａ、８１ｂ、…をめくるために指等を入れる窪部８７、８７が設けられている。
【００９４】
また、この読取手段８３は、例えばカード８１ａのバーコード８２ａの各認識位置８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７及び基準認識位置８２０に対して光学読取手段８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７をそれぞれ設けたものである。このように例えば８個の認識装置８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７から構成されていれば、８個の光学読取手段８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７を設けている。
【００９５】
上記光学読取手段８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７は同一構成であるので、光学読取手段８３２を代表させて説明する。この光学読取手段８３２は、現在開かれているカード８１ａのバーコード８２ａの当該認識位置８２２に対応する位置に発光ダイオードＬＥＤを設け、当該認識位置８２２に発光ダイオードＬＥＤから光を照射し、当該認識位置８２２からの反射光を受光ダイオードＰｈＤで受光し電気信号に変換している。すなわち、バーコード８２ａの当該認識位置８２２に対応するベースＢＳの位置に発光ダイオードＬＥＤを設けるとともに、この発光ダイオードＬＥＤからの光ＥＬをバーコード８２ａの当該認識位置８２２に導く光路ＬＧａを形成してある。また、バーコード８２ａの当該認識位置８２２からの反射光ＲＬは、光路ＬＧｂを通して受光ダイオードＰｈＤに導かれるようになっている。
【００９６】
この光学読取手段８３２の受光ダイオードＰｈＤの検出信号は、基準認識位置８２０の受光ダイオードＰｈＤの検出信号と比較される。もちろ、他の光学読取手段８３１、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７の検出信号も、基準認識位置８２０の受光ダイオードＰｈＤの検出信号と比較される。それら比較結果により、例えばバーコード８２ａの各認識位置８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７の白黒を判定して、カード８１ａの表面及びカード８１ｂの裏面に記載されている内容を特定している。
【００９７】
このデータ入力装置によれば、各カードの内容はバーコードを読み取ることにより特定されることになり、多数の内容の特定データを得ることができる。
【００９８】
また、このデータ入力装置よれば、バーコードは、カードの上端に設けられているため、バーコードが手やその他のもので隠されることがない。
【００９９】
さらに、このデータ入力装置によれば、バーコードの認識位置に光学読取手段を対応させて設けたため、例えばバーコードに光を横切らせてバーコードをセンシングするようにした従来装置のようなセンシング手段を設ける必要がない。
【０１００】
加えて、このデータ入力装置によれば、バーコードによりカードに記載されている内容が特定できるデータを画像処理装置に与えることができるため、画像処理装置はバーコードに応じた多種多様の画像や音声を提供することができる。
【０１０１】
なお、本発明によれば、バーコードを用いてセンシングするようにしているため、本体側は本のＩＤを識別することもできる。
【０１０２】
第４の実施の形態
続いて、本発明の第４の実施の形態を図１４〜図２１に基づき説明する。
【０１０３】
この実施の形態は、画像処理装置にデータを入力するためのデータ入力装置の別の形態に関する。このデータ入力装置は、前述した第３の実施の形態と同様に、複数枚のカードを観音開き可能に配置した装置であり、現在のページ（カード）を検出する手段に改善を施したものである。
【０１０４】
この第４の実施の形態の構成要素は、かかるページ検出手段を除いて、第３の実施の形態のものと殆ど同一の構造を有する。すなわち、このデータ入力装置９０は図１４に示す如く、パネル状の装置本体９１と、この装置本体９１の上面の略四角形の窪み９１Ａに観音開き可能に取り付けた複数のカード９２ａ，９２ｂ，…と、装置本体９１の図中右側上部に取り付けられ且つ現在開いているページ、例えばカード９２ａのバリナリーコード（ページ番号）を読み取る読取り器９３とを備える。
【０１０５】
カード９２ａ，９２ｂ，…それぞれの一方の側端部には、複数の穴９４，…，９４が開けられている。この穴９４，…，９４に装置本体９１に固定されたフック９５，…，９５が通されている。なお、フックの代わりに金具でも良い。これにより、カード９２ａ，９２ｂ，…の観音開きが可能になっている。通常の使用状態においては、カード９２ａ，９２ｂ，…は装置本体９１の右側から左側に開いていくようになっているので、現在開いているページは、カード９２ａ，９２ｂ，…の内の右側半分に位置する、表面が露出しているカードのページになる。左側半分に位置するカードは、閉じられて裏面が露出している。図１４中、符号９１Ｂは捲り用の窪みである。
【０１０６】
カード９２ａ，９２ｂ，…それぞれの表面には、所定内容（絵、文字情報など）が記載または描かれているとともに、その上端部にはカードのページ番号を表すバイナリーコード９６が印刷等により記載されている。読取り器９３は後述するように、光学的に非接触でバイナリーコード９６の２値情報を読み取るようになっている。バイナリーコード９６にはカードのページのほか、カードの種類やカード記載内容に関する情報など、様々な情報を含めてもよい。
【０１０７】
このバイナリーコード９６および読取り器９３が一体となって、カードのページ検出を行う。
【０１０８】
バイナリーコード９６は、図１５にその一例を示すように、全体に細長いベルト状の領域を有する。この領域に、矩形状の白色の光学的反射部ＲＦと、矩形状の黒色の光学的無反射部ＮＲとがページ番号に応じて作成されている。反射部ＲＦは光を反射して２値論理で例えば「１」を、無反射部ＮＲは光を殆ど反射しないから２値論理で例えば「０」をそれぞれ表す。図１５のバイナリーコード９６の例は、光学センサを７個に配置したもので、７ビット分の２値情報を持つことができる。
【０１０９】
このバイナリーコード９６には、本発明の特徴の一つが実施されている。すなわち、その特徴とはバイナリーコード９６の領域の面積に関する。読取り器９３の位置は後述するように固定されている。このため、開いているカード９２ａ，９２ｂ，…（現在のページ）が若いときは、読取り器９３からバイナリーコード９６の表面（検出面）までの検出距離は小さく、しかも、コード端部からの離間距離ｄ１も小さい（図１６参照）。しかし、カード９２ａ，９２ｂ，…を捲るにつれて、検出距離は大きくなり、かつ、コード端部からの離間距離ｄｎも大きくなる（図１６参照）。そこで、捲っていってページ数が大きくなった場合でもページ検出ができるように、カード９２ａ，９２ｂ，…のページ番号が大きくなるに比例して、バイナリーコード９６のカード上端部からの大きさ（面積）又は長さを徐々に大きくしてある。
【０１１０】
読取り器９３は装置本体９１に一体または一体的に設置され且つバイナリーコード９６に対しては斜め上方にオフセット状態で位置させている。このため、カード９２ａ，９２ｂ，…を捲っても、それが読取り器９３に邪魔されない。
【０１１１】
読取り器９３の詳細な構成例を図１５、１７〜２０に示す。読取り器９３は装置本体９１に固設されたカバー１００を有し、この中に、赤外発光の複数個のＬＥＤ（発光素子）１０１，…，１０１、反射赤外光を検出するための複数個のフォトダイオード（受光素子）１０２，…，１０２、赤外光を反射する反射板１０３、およびセパレータ１０４を収容した構成を有する。ＬＥＤ１０１，…，１０１とフォトダイオード１０２，…，１０２は各々１対１で使用するので、同数の複数個、例えば図１５に示すように、それぞれ７個である。セパレータ１０４は、ページ検出面（バリナリーコードの面）からの反射光以外の光を極力遮蔽するため、および光学素子の支持のために使用している。
【０１１２】
セパレータ１０４は例えばプラスチック樹脂で形成され、読取り器９３の長手方向のほぼ全域に渡る長さを有する。このセパレータ１０４は、その長手方向に直交する断面の形状が図１７に示す如く所定肉厚を有する略Ｌ字状に形成され、装置本体９１に立設する基部１０４Ａと、その基部の上部から横向きに突出したアーム部１０４Ｂとを有する。しかも、セパレータ１０４は、アーム部１０４Ｂがカード９２ａ，９２ｂ，…とは反対側に向くように配置されている。
【０１１３】
このセパレータ１０４の図１７における上側外表面は、カード面とほぼ平行な平行面ＳＦ１と、この平行面から徐々に角度を落とすための（発光素子から発する光軸と、受光素子に入る一番強い光軸とが最終ページで交わるようにするための）２つのテーパ面ＳＦ２，ＳＦ３と有している。平行面ＳＦ１に沿う状態で前記ＬＥＤ１０１が配置されている。さらに、反射板１０３はその途中を長手方向に沿って「く」の字状に曲げて形成し、セパレータ１０４の上側外表面を所定距離離して覆うように設置してある。セパレータ１０４の上側外表面と反射板１０３の間の空間が、ＬＥＤ１０１から出射された光の伝搬路となる。このため、ＬＥＤ１０１から出射された光の中心軸は、最初水平であるが、反射板１０３のテーパ部分で斜めに曲げられてカード９２ａ，９２ｂ，…のバリナリーコード９６に向かうようになっている。
【０１１４】
さらに、このセパレータ１０４において、アーム部１０４Ｂの基部１０４Ａの付根付近にはその下側表面から取付け穴ＨＬ１が穿設されている。取付け穴ＨＬ１の取付け面はカード面に対して斜めに形成され、この取付け面に前記フォトダイオード１０２が取付けられている。このため、フォトダイオード１０２の受光方向の中心軸もカード面に対して斜めに向くことになる。セパレータ１０４の基部１０４Ａには、前記取付け穴ＨＬ１に連通し且つカード面のバリナリーコード９６の面に開口した斜めの受光穴ＨＬ２が穿設してある。しかも、受光穴ＨＬ２の中心軸をフォトダイオード１０２の受光面の中心に向けてある。
【０１１５】
ここで、上記光学系の構造的特徴を、ページ検出のための光検知動作と共に説明する。この光学系で使用している光はコスト低減の観点からレーザ光ではなく、赤外光である。勿論レーザー光であっても良い。このため、光の強度が一番高くなる光軸が存在する。この光軸を図１７の一点鎖線で示す。
【０１１６】
いま、カード９２ａ，９２ｂ，…の捲りが少なく、検出ページが浅い状態であるとする。この状態でＬＥＤ１０１から出射された光（赤外光）は、図１８の点線に示すように広がりながら伝搬し、反射板１０３で反射され、カード９２ａ，９２ｂ，…それぞれのバリナリーコード９６に到達する。この到達光の反射の状態を図２０に例示する。バリナリーコード９６からの反射光の内、受光穴ＨＬ２に入った光軸の光がフォトダイオード１０２に入射する。この光は一番強い強度の光軸から外れてはいるが、検出距離（バリナリーコード面に対する光学的往路および復路の合計距離）が短いことから、戻ってくる反射光の強度も比較的高い。したがって、バリナリーコード９６の２値情報を反射光の有無に基づき認識できる。
【０１１７】
これに対し、カード９２ａ，９２ｂ，…の捲りが多く、検出ページが深い状態であるとする。このように深くなるほど、検出距離は長くなるが、その長くなる分、本光学系における最大強度の光軸（図１７参照）に近付くようにそのディメンジョンが設定されている。そして、最も深い最終カード９２ｎのページ検出の場合、図１９に示すように、出射・反射の中心光軸が図１７の最大強度の光軸に一致し、かつ、反射光の中心軸がバリナリーコード９６の受光中心軸に一致するようになっている。同時に、図１６にて説明したように、最終ページの検出面（バリナリーコード面）の反射部ＲＦの面積も最大になる。これらの相乗効果により、検出距離が長くなることに因る光強度の不足を補うことができ、フォトダイオード１０２でバリナリーコード９６の２値情報を読み込むことができる。
【０１１８】
本発明者らの知見によれば、光学的にページ検出可能な積層状態のページ（本）の高さは、例えば０〜１５ｍｍであった。
【０１１９】
本実施例の読取り器９３は、上述したように、従来使用されている通常の反射型フォトインタラプタとは異なる。すなわち、発光素子から発生させる光の中心軸を検出面であるバリナリーコード９６とは何等、無関係な方向に向け、その後、反射板を用いてバリナリーコード９６に中心光軸を案内している。これにより、設計の際、発光素子としてのＬＥＤ１０１の設置の自由度が上がる。
【０１２０】
また、バリナリーコード９６の面に入射した光は図２０に示すようにスネルの法則に従い反射（拡散）する。つまり、強度は異なるものの、反射面の状態に応じてあらゆる方向に反射する。このため、反射光軸の内、最も強度の大きい中心光軸は読取り器９３から離れる方向に伝搬してしまうが、残りのいくつかの光軸に拠る光がフォトダイオード１０２に入射して光検出（すなわちバリナリーコードの読取り）を行うことができる。したがって、この読取り器９３は、従来の反射型フォトインタラプタでは使用していなかった、「弱い反射光」を使用したユニークな光センサシステムである、ということができる。
【０１２１】
さらに、セパレータ１０４の受光穴ＨＬ２の入射側開口穴の高さ位置を、検出ページが最も浅い位置に合わせてある。このため、セパレータ１０４に拠り、カード９２ａ，９２ｂ，…の裁断面での反射光も遮蔽でき、誤動作を一層確実に防止できる。
【０１２２】
図２１に、上記光学系に接続される電気的な発光駆動回路および信号処理回路の基本例を示す。
【０１２３】
この内、発光駆動回路１１１は、複数個のＬＥＤ１０１，…，１０１から成る発光部１１２に接続される。この発光駆動回路１１１は、発光制御部１１３、変調部１１４、およびセレクタ１１５をこの順に備え、セレクタ１１５が発光部１１２のＬＥＤ１０１，…，１０１に並列又は直列に接続される。発光制御部１１３は、パルス信号を発生するとともに、そのデューティ比を制御する。変調部１１４は、外来光の影響を除去、抑制するため、信号処理回路における後述するフィルタ部にて検出する周波数でパルス信号に変調をかける。さらにセレクタ１１５は発光させるＬＥＤ１０１を選択し、変調信号を選択したＬＥＤ１０１に供給する。
【０１２４】
なお、セレクタ１１５には、バリナリーコード９６の検出面をビット毎に順次選択するように駆動させてもよいが、外乱光の影響や、隣接ビットの反射信号の影響を極力回避するため、１ビット置き毎、あるいは複数ビット置き毎に選択していくように駆動させてもよい。
【０１２５】
一方、信号処理回路１２１は、複数個のフォトダイオード１０２，…，１０２から成る受光部１２２に接続される。この信号処理回路１２１は、フィルタ部１２３、増幅部１２４、および復調部１２５をこの順に備え、フィルタ部１２３が受光部１２２のフォトダイオード１０２，…，１０２に並列又は直列に接続されている。この内、フィルタ部１２３は、フォトダイオード１０２で光電変換された受信信号から、特定周波数で変調された変調信号を抽出する。増幅器１２４は変調信号を入力して所定レベルまで増幅する。さらに復調部１２５は、増幅された変調信号から、発光制御部１１３で制御された発光期間外の検出光は外来ノイズとして除去する。復調部１２５はページ判定回路１２６を介して画像処理装置１に接続されている。
【０１２６】
この結果、選択されたＬＥＤ１０１から特定周波数で変調された光がカード９２ａ，９２ｂ，…それぞれのバリナリーコード９６に照射される。この照射光がバリナリーコード９６の反射部ＲＦに当たると、その反射光が選択されているフォトダイオード１０２に入射する。照射光が非反射部ＮＦに当たったときは、フォトダイオード１０２への入射光は無い。このため、フォトダイオード１０２，…，１０２のそれぞれは入射光を電気信号に変換するので、ページ判定回路１２６は入射光の有無に応答した電気信号（変調信号）に基づき、ページ、すなわち現在捲られているカード９２ａ（９２ｂ，…）を判定する。
【０１２７】
なお、この判定に際して、バリナリーコードの読取り精度（検出精度）をより向上させるために、１ページの検出に複数回の読取りを行って、その結果に基づきページ判定を行うこともできる。
【０１２８】
ページの判定情報は前記実施形態と同様の画像処理装置１に送られ、現在のページに応じた情報の表示に供される。
【０１２９】
以上のように、この実施の形態のデータ入力装置によれば、以下のような利点がある。
【０１３０】
第１に、カード９２ａ，９２ｂ，…のページ検出面をバリナリーコード９６で形成したので、大量のページ情報を含めることができる。検出ページ数と同数のセンサを用意しなければならない従来技術とは異なり、バリナリーコードの場合、２のセンサ数のべき乗（前述したようにセンサ（ＬＥＤ，フォトダイオードの組）の数が７個なら、１２８ページまでのカード捲りが可能）に応じた多数のカードのページ検出が可能になる。
【０１３１】
第２に、読取り器９３をページ検出面としてのバリナリーコード９６の面に対して斜め上方に設置している。このように読取り器をページ検出面の正対位置からオフセットした位置に置いているので、カード９２ａ，９２ｂ，…を捲る上で、読取り器９３が何等支障を及ぼすものではない。これにより、スムーズなページ捲りができる。
【０１３２】
また第３に、操作性に関する利点がある。従来の密着型バーコードリーダなどに見られるバリナリーコード検出装置にあっては、ページを捲るときに、センサ部または本（カード）の位置を移動させる必要があった。しかし、上記実施形態によれば、そのような操作は必要なく、ページを捲るだけで自動的にページ検出が実行されるので、操作性に優れ、非常に使い勝手も良くなる。
【０１３３】
さらに第４に、カード９２ａ，９２ｂ，…を捲るほどバリナリーコード９６の光軸伸び方向の面積を比例的に大きくし、かつ最大強度の光軸に近付くようにしているので、捲ったカード９２ａ，９２ｂ，…の量の大小、すなわちページの浅い／深いに対応した検出距離の違いに因る誤差がほとんど無く、安定したページ検出ができる。
【０１３４】
さらに、第５の利点として、光学系としてレーザ光などを使わず、容易に入射可能で且つ取付けも簡単な赤外光の受発光素子を反射式（非接触）として用いたので、ページ検出手段の読取り器が比較的簡単に且つコンパクトに構成できる。とくに、反射板を用いたので、読取り器の頭部分の高さを抑えることもでき、デザイン的にもすっきりしたものとなる。
【０１３５】
さらに、第６の利点は外来光の影響の除去効果にある。前述したように、バリナリーコード９６の２値情報は特定周波数で変調した光パルス信号を反射させて検出しているので、変調周波数の信号のみを反射光から抽出することで、バリナリーコード９６からの真の反射光とノイズとしての外来光とを明瞭に区別することができる。したがって、バリナリーコード９６の検出精度が非常に高いという利点がある。
【０１３６】
さらに、第７の利点はカードがセキュリティ機能をも果たすことである。バリナリーコードに、ページ番号に加えて、本の種類を登録するようにすれば、接続する画像処理装置（パソコン）で起動するプログラムを自動的に選択できる。すなわち、物理的に離れた存在の本とプログラムが連動するので、バリナリーコードで本の種類をも自動検出できる。これにより、本が無ければ、画像処理装置のプログラムは起動しないので、本（カード）が１種のセキュリティ機能をも与える。
【０１３７】
前述した読取り器９３の変形例を図２２〜図２８に示す。読取り器９３は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、それらの図に示すように、多種多様な変形が可能である。
【０１３８】
図２２、２３の読取り器９３は、反射板を用いないタイプの直接光に拠る光学的センサであり、反射板使用タイプに比べて、光の経路が短く、光の検出強度が大きいという利点がある。
【０１３９】
図２４〜図２８読取り器９３は、種々の反射板を使用した反射タイプの光学的センサある。図２４の読取り器９３は、ＬＥＤ１０１からの光を反射板１０３で２回反射させるタイプである。図２５および図２６の読取り器９３は、送受信の光をそれぞれ１回反射させるタイプである。図２７の読取り器９３は、ＬＥＤ１０１からの光を反射板１０３で１回反射させるとともに、その反射板１０３をシールド板としても使うようにしたセンサである。これにより、部品点数を少なくすることができる。図２８の読取り器９３は、ＬＥＤ１０１からの光を反射板１０３（セパレータ１０４の表面に形成されている）で１回反射させる構造になっている。このように反射板を駆使することにより、読取り器の装置本体からの突出高さが抑えられ、また読取り器の設置スペースがより小さくなる。
【０１４０】
第５の実施の形態
本発明の第５の実施の形態を図２９、３０に基づき説明する。
【０１４１】
この実施の形態は、上述した第４の実施の形態に係るデータ入力装置における外来光の影響除去の別の例を示す。第４の実施の形態に係るデータ入力装置と同一または同等の構成要素には、同一符号を用いる。
【０１４２】
この第５の実施の形態に係るデータ入力装置のカード９２ａ，９２ｂ，…のそれぞれは、図２９に例示するバリナリーコード１３０を有する。このバリナリーコード１３０は、２値情報を表す個々のビット検出面（反射部ＲＦおよび非反射部ＮＦ）のほかに、このビット検出面のそれぞれに隣接する基準面ＳＴが配置されている。つまり、バリナリーコードの各ビットは基準面ＳＴとビット検出面とが対を成すとともに、全体としては複数ビット分の基準面ＳＴとビット検出面が交互に配置されている。
【０１４３】
これに対し、読取り器１３１は、１つのＬＥＤ１０１と２つのフォトダイオード１０２Ａ，１０２Ｂとを１組とし、この組が複数ビット分に配置されている。詳細には、読取り器１３１をその上方からみたとき、図２９に示すように、あるＬＥＤ１０１は、その担当するビット検出面ＲＦ（ＮＦ）および基準面ＳＴの中間またはほぼ中間に位置し、２つのフォトダイオード１０２Ａ，１０２Ｂがビット検出面ＲＦ（ＮＦ）および基準面ＳＴの中心またはほぼ中心に位置するようになっている。
【０１４４】
この読取り器１３１に接続される電気回路を部分的に図３０に示す。受光部は、ビット検出面ＲＦ（ＮＦ）に対向するフォトダイオード１０２Ａ，…，１０２Ａが形成する受光部１２２Ａと、基準面ＳＴに対向するフォトダイオード１０２Ｂ，…，１０２Ｂが形成する受光部１２２Ｂとの両方が電気的に形成される。この両方の受光部１２２Ａ，１２２Ｂは共にレベル比較部１３２に接続される。このレベル比較部１３２は、ビット毎に、ビット検出面用の受光部１２２Ａが検出した反射光のレベルを基準面用の受光部１２２Ｂが検出した反射光のレベルとを相互に比較し、比較結果を２値（１または０）で表す。
【０１４５】
いま、各ビットについて、ＬＥＤ１０１からの光はビット検出面ＲＦ（ＮＦ）および基準面ＳＴに均等に照射されるとする。また、２値論理の「０」を表す反射光レベルを０％，「１」を表す反射光レベルを１００％とし、基準面ＳＴからの反射光レベルを５０％とする。レベル比較器１３２は基準面ＳＴからの反射光レベルを基準にビット検出面ＲＦ（ＮＦ）からのそれの大小を判定して、２値「０」または「１」で表す。図２９に示す３ビット分の判定結果は、図中左側から「０」，「１」，「１」となる。
【０１４６】
外来光の影響は、ビット検出面ＲＦ（ＮＦ）および基準面ＳＴの両方に同等に影響することが実際上殆どである。そこで、ビット毎に、両面からの反射光をアナログ的に比較することで、外来光の入射があっても、その影響を実際上殆ど確実に排除できる。
【０１４７】
このように前述した変調、復調処理を行わなくても済み、アナログレベルのまま外来光の影響を除去することができる。しかも、検出ページの高さが変わり、反射光の強度が変わっても、ビット検出面および基準面の反射光強度は同じ幅で変わる。この結果、カードの捲り、すなわち検出ページの高さの変動に因る検出精度の変動も排除できる。
【０１４８】
したがって、比較的簡単な処理ながら、信頼性の高いページ検出を行うことができる。また前述した第４の実施の形態と同等の作用効果も当然に得られる。
【０１４９】
なお、上記では、受光ダイオードにより反射光を電気信号に変換していたが、受光トランジスタにより構成してもよい。又、他の受光素子、例えば、ＣＣＤ，ＣＤＳ（フォトセル Cd,Se PHOTO CONDUCTIVE CELLS）でも良い。
【０１５０】
なお、本発明の応用形態として、ページ読み取り装置を用いて読み取った結果を、ＣＤ−ＲＯＭやＲＯＭカセットのような記録媒体に記録された音声データと連動させて、読み取ったページ番号に対応する音声をスピーカから再生する、いわゆるブックリーダとして構成することも考えられる。
【０１５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、種々の形態の入力手段の操作に伴う位置に関する情報検出の豊富化を図ることができる。
【０１５２】
具体的には、本発明の一態様によれば、周波数は各色毎に割り当てられていることから、所定の入力手段を使用してパネル上の紙等の描画エリアに記載すると、その入力手段からの所定の周波数から位置と固有の色情報が直ちに決定される。そして、この情報を画像処理手段に与えることにより、その決定された色情報と、位置情報とに応じて画像処理を行うことができ、これにより描画エリアに記載された内容と同様の映像が表示手段から得られる。
【０１５３】
また本発明によれば、入力手段が所定の色情報に応じた周波数を発振しているので、この周波数から色情報を確実に特定することができる。また、前記入力手段に紙等の用紙に画像等を記載できる筆記手段を設けるとともに、当該筆記手段の色に応じた周波数を発振しているので、紙等の用紙からなる描画エリアに筆記手段で記載できるとともに、その筆記手段の色と画像処理手段によって再生される色とを確実に一致させることができる。
【０１５４】
また本発明によれば、入力手段が紙等の用紙に画像等を記載できる筆記手段を設けるとともに、筆記手段の色に応じた周波数を発振する発振手段を設け、これらを内蔵しかつペン型に構成するので、これを実際の筆記用具のように使用できる。
【０１５５】
また本発明によれば、入力手段がパネル上に配置されたときにのみ、割り当てられた周波数を一定時間発振できるようにしているので、多数の周波数を使用しても各入力手段を特定することができる。
【０１５６】
さらに入力手段は、この入力手段に固有の基準周波数を発振していて、所定の筆圧が入力手段に加わると周波数が変化し、例えば薄い色で描画される入力信号であったものが、濃い色で描画されるような入力信号が出力されるので、実際に紙等の描画エリアに記載されたものと同一の映像が表示手段に表示される。
【０１５７】
また、本発明の別の態様によれば、データ入力装置は、データの入力媒体として使用しかつ一端に少なくとも自己のページを含む情報を記憶させたコード部を配置した複数枚のカードと、この複数枚のカードの枚数を増減可能に積層するための積層手段と、カードに対して位置的にオフセットさせて斜め上方からコード部を臨むように積層手段に配置しかつコード部の情報を非接触で検出する検出手段とを備えるようにした。コード部は例えばバリナリーコードなどである。このカードの捲りに伴って変化するページ番号など、複雑多岐にわたる情報を設定することができる。さらに、カードの枚数、つまりページ数が多くなっても、そのページ検出を非接触で行うことができ、小形で、カード捲りに検出手段が物理的に障害にならず、操作が容易で、かつ比較的低い部品コストを維持することができるデータ入力装置を備えた画像処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理システムを示す斜視図である。
【図２】上記画像処理システムに使用されるペン型の入力手段の構造の一例を示す図である。
【図３】上記画像処理システムで使用する複数の入力手段を示す図である。
【図４】各入力手段が発生する周波数の関係を示す説明図である。
【図５】上記画像処理システムに使用するパネルのメインコントローラの構成を示すブロック図である。
【図６】上記画像処理装置における画像処理動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理システムを示す斜視図である。
【図８】第２の実施の形態において使用する人形型入力手段の構成を示すブロック図である。
【図９】上記人形型入力手段の電気系統を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態における画像処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る画像処理システムのデータ入力装置を示す斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態の平面図である。
【図１３】図１２中のIII−III線断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る画像処理システムのデータ入力装置を示す斜視図である。
【図１５】データ入力装置の読取り器とバリナリーコードの例を示す一部破断した斜視図である。
【図１６】カードのバリナリーコードの大きさと検出光との幾何学的位置関係を示す模式図である。
【図１７】読取り器の概略を示す断面図である。
【図１８】カードのページが浅いときの読取り器とカードとの間の検出光の軌跡を示す模式図である。
【図１９】カードのページが深いときの読取り器とカードとの間の検出光の軌跡を示す模式図である。
【図２０】光の反射に伴う拡散を説明する図である。
【図２１】発光素子および受光素子に接続される電気系統を示すブロック図である。
【図２２】読取り器の構造の別の例を示す概略断面図である。
【図２３】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２４】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２５】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２６】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２７】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２８】読取り器の構造のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図２９】本発明の第５の実施の形態に係る画像処理システムのデータ入力装置の読取り器とバリナリーコードとを示す概略平面図である。
【図３０】発光素子および受光素子に接続される電気系統を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１Ａ 画像処理システム
３、３Ａ データ入力装置（画像入力手段）
５ 画像処理装置
７ 表示ディスプレイ（表示手段）
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ ペン型の入力手段
３１Ａ、３１Ｂ 人形型の入力手段
３２ パネル
３３ 一定領域
３５ メインコントローラ
９０ データ入力装置
９１ 装置本体（積層手段）
９２ａ，９２ｂ，… カード（入力手段）
９３ 読取り器（検出手段）
９６ バリナリーコード（コード部）
１０１ ＬＥＤ（発光素子）
１０２ フォトダイオード（受光素子）
１０３ 反射板
１０４ セパレータ
１１１ 発光駆動回路（発光駆動手段／検出手段）
１１４ 変調部
１２１ 信号処理回路（信号処理手段／検出手段）
１２２Ａ，１２２Ｂ 受光部
１２３ フィルタ部
１２５ 復調部
１２６ ページ判定回路
１３０ バリナリーコード（コード部）
１３１ 読取り器
１３２ レベル比較部
３０１ 発振回路
３０２ バッテリ
３０３ アンテナコイル
３０４ フェライトコア
３０７ スイッチ
３０８ 発振器（発振手段）
３０９ 電源制御回路
３１１ 筆記手段
３１２ 発振手段
３１３ 筐体
３１４ ボールペン部
３１５ つば部
３１６ 筐体内ストッパ
３１７ コイルばね
Claims (10)
- データを入力するために操作する入力手段を備えたデータ入力装置と、このデータ入力装置から与えられた前記データに応じて所定のデータ処理を行うデータ処理装置と、を備えたデータ処理システムにおいて、
前記データ入力装置は、前記データの入力媒体として使用され、かつ一端に少なくともページ番号を表す情報が印刷されたコード部を備える複数枚のカードと、この複数枚のカードの枚数を増減可能に積層するための積層手段と、前記カードに対して位置的にオフセットされて前記コード部に臨むように前記積層手段に対して配置され、かつ前記コード部の情報を非接触で検出する検出手段と、を備え、
前記コード部の面積は、前記カードの積層枚数の減少に伴って拡大して形成してあることを特徴とするデータ処理システム。 - 前記積層手段は、前記複数枚のカードを観音開き可能な状態に保持した手段であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 前記コード部は、前記ページの情報を含むバーコードであることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
- 前記検出手段は、不特定多数の光軸の光を発する発光素子と、この発光素子からの光が前記コード部で反射されたことに伴う反射光を受ける受光素子とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
- 前記検出手段は、前記発光素子と前記コード部との間の光路および前記コード部と前記受光素子との間の光路の少なくとも一方に配置した光反射板を備えたことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
- 特定周波数の信号で変調させた光を前記発光素子から発光させる回路を含む発光駆動手段と、
前記受光素子で受けた前記反射光の中から前記特定周波数の信号を抽出する回路を含む信号処理手段とを備えたことを特徴とする請求項５に記載のシステム。 - 前記コード部はそのビット毎に参照用の基準面と前記情報を持った検出面とを有し、前記受光素子は前記検出面からの前記反射光を受ける一方の受光素子と前記基準面からの前記反射光を受ける他方の受光素子とを対としてビット毎に備え、
前記信号処理手段は前記一方の受光素子の出力信号と前記他方の受光素子の出力信号とを比較して前記情報を読み取る回路を備えたことを特徴とする請求項６に記載のシステム。 - 請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステムに使用される請求項１に記載の前記入力媒体。
- データを入力するために操作する入力手段を備えたデータ入力装置と、このデータ入力装置から与えられた前記データに応じて所定のデータ処理を行うデータ処理装置と、を備えたデータ処理システムにおいて、
前記データ入力装置は、前記データの入力媒体として使用され、かつ一端に少なくともページ番号を表す情報が印刷されたコード部を備える複数枚のカードと、この複数枚のカードの枚数を増減可能に積層するための積層手段と、前記カードに対して位置的にオフセットされた前記コード部に臨むように前記積層手段に対して配置され、かつ前記コード部の情報を非接触で検出する検出手段と、を備え、
前記検出手段は、不特定多数の光軸の光を発する発光素子と、前記コード部で反射されたことに伴う反射光を受ける受光素子とを有し、
積層された最終ページのカードのコード部を検出する場合に、前記発光素子から出射された光の中心光軸が前記コード部に到達する光のうち最大強度の光の光軸と一致し、かつ、前記反射光の中心光軸が前記受光素子に入る光のうち最大強度の光の光軸と一致するように、前記光のディメンションが設定されていることを特徴とするシステム。 - 前記コード部の面積は、前記カードの積層枚数の減少に伴って拡大して形成してあることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
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