JP4011260B2 - 座標検出装置、電子黒板システム、座標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の指示手段によって指示された座標位置を光学的に検出する座標検出装置、この座標検出装置を主体に構成される電子黒板システム、座標検出装置における座標位置検出方法及び座標位置検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ホワイトボードや書き込みシート等の書き込み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装置が知られている。これに対し、近年にあっては、電子黒板装置の書き込み面に座標検出装置を配置して、書き込み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。
【０００３】
例えば、マイクロフィールド・グラフィックス社製（Microfield Graphics,Inc.）のソフトボードは、ホワイトボード上に座標検出装置を配設して構成され、ホワイトボード上に書かれた文字や絵等のビジュアルデータをコンピュータにリアルタイムで取り込むことを可能にした装置である。このソフトボードを用いて構成された電子黒板システムでは、ソフトボードで取り込んだビジュアルデータをコンピュータに入力してＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に表示したり、液晶プロジェクターを用いて大型のスクリーンに表示したり、プリンタで記録紙に出力したりすること等が可能となっている。また、ソフトボードが接続されたコンピュータの画面を液晶プロジェクターでソフトボード上に投影し、ソフトボード上でコンピュータを操作することも可能となっている。
【０００４】
また、文字および画像を表示するための表示装置と、表示装置の前面に座標入力面（タッチパネル面）を配設した座標検出装置と、座標検出装置からの入力に基づいて表示装置の表示制御を行う制御装置とを備え、表示装置および座標検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成した電子黒板システムが提供されている。
【０００５】
例えば、スマート・テクノロジィズ社製（SMART Technologies Inc.）のスマート２０００では、コンピュータに接続された液晶プロジェクターを用いて文字・絵・図形・グラフィックの画像をパネルに投影した状態で、パネルの投影面（表示面）の前面に配設された座標検出装置を用いて手書きの情報をコンピュータに取り込む処理を行う。そして、コンピュータ内で手書きの情報と画像情報とを合成し、再度、液晶プロジェクターを介してリアルタイムで表示できるようにしている。
【０００６】
このような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、座標検出装置を用いて入力した画像を上書き画像として重ねて表示できるため、会議、プレゼンテーション、教育現場等において既に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されている。
【０００７】
このような電子黒板システムに備えられる座標検出装置の方式としては、表示装置の表示画面等に積層させて設けられる膜状の座標検出装置であって、座標検出面（タッチ面）に特殊な機能を持たせてタッチによる特性変化を検出する方式であるいわゆるタッチパネルが多く用いられており、例えば、感圧方式、静電容量方式、超音波表面弾性波方式等がある。このようなタッチパネルによれば、実際に指等がタッチしたことを検知することから検知精度の点で優れているが、特殊な材料・機構を使っているためにタッチパネルの大きさが制限されてしまい、大画面の表示装置には適用できないという問題がある。また、このようなタッチパネルの座標検出面（タッチ面）においては光透過性が低くなっていることから、表示装置の表示画面の上に積層させた場合、表示画像の画質を劣化させてしまうという問題がある。さらに、このようなタッチパネルにおいては、座標検出面（タッチ面）に傷がつき易いという問題もある。
【０００８】
そこで、近年においては、座標検出面（タッチ面）のような物理的な面を有さなくとも入力が可能になる、例えば光学式の座標検出装置が有望であると考えられている。このような光学式の座標検出装置としては、各種の方式が提案されている。
【０００９】
光学式の座標検出装置の一例としては、特開平１１−１１０１１６号公報に記載された座標検出装置がある。この特開平１１−１１０１１６号公報に記載された座標検出装置１００は、図１９に示すように、２つの光学ユニット１０１にそれぞれ設けられた光源１０２から出射されるレーザビーム光Ｂをポリゴンミラー１０３を用いて走査させ、そのレーザビーム光Ｂを再帰性反射部材１０４で反射させることにより形成した座標検出領域１０５を有している。そして、この座標検出領域１０５に指先やペン等の指示部材である指示手段Ａを挿入することで座標検出領域１０５のレーザビーム光Ｂを遮った場合には、２つの光学ユニット１０１にそれぞれ設けられた受光素子１０６における光の強度分布に基づいてポリゴンミラー１０３を回転させたパルスモータ（図示せず）のパルス数を検出し、この検出されたパルス数に応じて指示手段Ａにより遮られたレーザビーム光Ｂの出射角度を光学ユニット１０１毎に求め、それらの出射角度に基づく三角測量の手法によって指示手段Ａを挿入した座標位置（ｘ、ｙ）を検出するものである。
【００１０】
以上に代表されるような座標検出面（タッチ面）のような物理的な面を有さない光学式の座標検出装置は、表示装置の表示画面に装着して使用した場合であっても表示画像の画質を劣化させることはなく、視認性に優れると共に、その大型化も比較的容易になっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような座標検出装置は、パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、情報の入力や選択をするための有力なツールとして位置付けられているが、まだ、完全とはいえず、本格的な実用化に向けていまだ解決されねばならない課題が多々存在する。
【００１２】
ここで、図２０は座標検出装置１００の座標検出領域１０５を指Ａで指示した場合を示し、図２０（ａ）はフラットな表示面２０２を有するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２０１に座標検出装置１００を備えた一例である。図２０（ａ）に示すように、座標検出領域１０５を形成するレーザビーム光ＢはＰＤＰ２０１の表示面２０２から一定間隔を隔てて走査されているために、指示手段である指Ａで表示面２０２の一点を指示した場合には、指Ａが表示面２０２をタッチする前にレーザビーム光Ｂを遮断してしまうことになる。ところが、図２０（ａ）に示すように、レーザビーム光Ｂに対して直交する方向以外から指Ａで表示面２０２の一点を指示した場合には、実際にタッチした点ｐ1と座標検出装置１００により検出される点ｐ2とにおいて、視差が生じてしまうことになる。このような視差が生じた場合には、文字や絵の正確な描画が困難になってしまう。
【００１３】
一方、図２０（ｂ）はやや凹面となっている表示面３０２を有するプロジェクタースクリーン３０１に座標検出装置１００を備えた一例である。図２０（ｂ）に示すプロジェクタースクリーン３０１の表示面３０２のように、表示面３０２が湾曲している場合には、前述したＰＤＰ２０１の表示面２０２のようにフラットな場合に比べ、実際にタッチした点ｐ3と座標検出装置１００により検出される点ｐ4との視差がさらに大きくなってしまうため、この問題が顕著になる。
【００１４】
本発明の目的は、指示手段により指示された二次元座標位置の算出に際し、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができ、座標位置の検出を高い精度で行うことができる座標検出装置、電子黒板システム、座標位置検出方法及び記憶媒体を提供することである。
【００１５】
本発明の目的は、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできる座標検出装置、電子黒板システム、座標位置検出方法及び記憶媒体を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の座標検出装置は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出手段と、前記タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出手段と、を備える。
【００１７】
したがって、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することが可能になるので、座標位置の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の座標検出装置において、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、を備える。
【００１９】
したがって、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間で一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することも可能になるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることが可能になる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、を備える。
【００２１】
したがって、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリッ ク動作と同様の動作を検知することも可能になるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることが可能になる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さを超えないように設定される。
【００２３】
したがって、指示手段の接触を検知するために必要な指示手段の高さを必要最小限にすることが可能になる。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さよりも高くなるように設定される。
【００２５】
したがって、検知面全体をカバーすることが可能になることにより、検知面上のいずれの場所を指示した場合であっても隈なく指示位置を検出することが可能になる。また、反射鏡像は凹面形状であれば拡大されることから、指示手段によるタッチ押圧によって検知面が撓んで湾曲した場合であっても、正確に指示位置を検出することが可能になる。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の座標検出装置において、前記発信素子の上部に鏡を配設した。
【００２７】
したがって、受信素子から見た反射鏡像が発信素子の実際の大きさ以上になることにより、発信素子として安価な小型品を利用することが可能になるとともに、装置の大きさが小さくなることで省スペース化を図ることが可能になる。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一記載の座標検出装置において、前記受信素子に対して前記反射鏡像の受信のみを許容させる受信規制手段を備える。
【００２９】
したがって、受信素子において反射鏡像のみが受信されることにより、指示手段の高さを反射鏡像の高さと同等に抑えることが可能になる。
【００３０】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の座標検出装置において、前記受信規制手段の位置を調整する位置調整手段を備える。
【００３１】
したがって、受信素子において反射鏡像のみを確実に受信させることが可能になる。
【００３２】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子と前記受信素子とが前記座標検出領域の水平方向と垂直方向とにそれぞれ多数配列され、前記各発信素子に対となる前記各受信素子における前記反射鏡像の受信状態に基づいて二次元座標位置を算出する。
【００３３】
したがって、発信素子と受信素子とをマトリックス状に離間対向させた従来からの構成により、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することが可能になる。
【００３４】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子は線発光体または面発光体であって前記受信素子は撮像素子であり、前記撮像素子における結像位置に基づく三角測量の手法により二次元座標位置を算出する。
【００３５】
したがって、発信素子として線発光体または面発光体が用いられることにより、多数の発光体を配列する場合に比べて、部品点数を減らすことが可能になるので、装置のコストダウンが図られる。
【００３８】
請求項１１記載の発明の電子黒板システムは、前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である表示面を有し、文字および画像を表示する表示装置と、前記表示装置の表示面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、前記座標検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、を備え、前記表示装置及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成する。
【００３９】
したがって、座標検出装置を表示装置の表示面に装着して使用した場合、検知面である表示面で発信素子から発せられた検知信号を反射して反射鏡像を形成することから、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することが可能になる。
【００４０】
請求項１２記載の発明の電子黒板システムは、前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である書き込み面を有し、文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、前記ライティングボードの書き込み面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、前記座標検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、を備え、前記ライティングボード及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成する。
【００４１】
したがって、座標検出装置をライティングボードの書き込み面に装着して使用した場合、検知面である書き込み面で発信素子から発せられた検知信号を反射して反射鏡像を形成することから、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することが可能になる。
【００４２】
請求項１３記載の発明は、請求項１１または１２記載の電子黒板システムにおいて、前記表示装置の表示面または前記ライティングボードの書き込み面は、非平面である。
【００４３】
したがって、反射鏡像は鏡面が湾曲していてもそれに沿って映ることから、例えば表面が凹面形状のプロジェクタースクリーン等であっても、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することが可能になるので、システムの汎用性が高くなる。また、凹面形状であれば反射鏡像が拡大されて長くなるので、発信素子の高さを短くすることが可能になり、システムの製造コストを下げることが可能になる。
【００４４】
請求項１４記載の発明の座標位置検出方法は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出工程と、前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出工程と、
を含む。
【００４５】
したがって、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【００４６】
請求項１５記載の座標位置検出方法は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出工程と、前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出工程と、前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出工程と、を含む。
【００４７】
したがって、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することも可能になるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることが可能になる。
【００４８】
請求項１６記載の発明の記憶媒体は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出機能と、前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００４９】
したがって、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【００５０】
請求項１７記載の発明の記憶媒体は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出機能と、前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出機能と、前記指示手段が前記座標検出領域に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００５１】
したがって、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することも可能になるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることが可能になる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図１０に基づいて説明する。ここで、図１は電子黒板システム１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１は、平板表示装置（フラットパネルディスプレイ）であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２及び座標検出装置３で構成される電子黒板部４と、機器収納部９とを主体に構成されている。機器収納部９には、制御装置であるパーソナルコンピュータ等のコンピュータ５、原稿の画像を読み取るためのスキャナ６、画像データを記録紙に出力するプリンタ７、ビデオプレイヤー８（いずれも図２参照）が収納されている。なお、ＰＤＰ２としては、電子黒板として利用可能な大画面タイプのものが用いられている。また、座標検出装置３には、詳細は後述するが、いわゆるＬＥＤアレイ方式の座標検出装置が適用されている。
【００５３】
ＰＤＰ２及び座標検出装置３は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ側に位置するようにして一体化され、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに座標検出装置３の座標検出領域３ａが略一致するようにして電子黒板部４を形成している。つまり、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａは、検知面として機能することになる。このように、電子黒板部４はＰＤＰ２及び座標検出装置３を収納して、電子黒板システム１の表示面（ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ）及び書き込み面（座標検出領域３ａ）を構成している。
【００５４】
さらに、図示することは省略するが、ＰＤＰ２にはビデオ入力端子やスピーカーが設けられており、ビデオプレイヤー８をはじめ、その他レーザディスクプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、ビデオカメラ等の各種情報機器やＡＶ機器を接続し、ＰＤＰ２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、ＰＤＰ２には、ＰＤＰ２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。
【００５５】
次に、電子黒板システム１に内蔵される各部の電気的接続について図２を参照して説明する。図２に示すように、電子黒板システム１は、コンピュータ５にＰＤＰ２、スキャナ６、プリンタ７、ビデオプレイヤー８をそれぞれ接続し、コンピュータ５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５には、ペン等の指示部材や指である指示手段Ｐ（図８参照）で指示された座標検出領域３ａ内の座標位置の演算等を行う座標検出装置３に設けられるコントローラ１０が接続されており、このコントローラ１０を介して座標検出装置３もコンピュータ５に接続されている。また、コンピュータ５を介して電子黒板システム１をネットワーク１１に接続することができ、ネットワーク１１上に接続された他のコンピュータで作成したデータをＰＤＰ２に表示したり、電子黒板システム１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。
【００５６】
次に、コンピュータ５について説明する。ここで、図３はコンピュータ５に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。図３に示すように、コンピュータ５は、システム全体を制御するＣＰＵ１２（Central Processing Unit）と、起動プログラム等を記憶したＲＯＭ(Read Only Memory)１３と、ＣＰＵ１２のワークエリアとして使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)１４と、文字・数値・各種指示等の入力を行うためのキーボード１５と、カーソルの移動や範囲選択等を行うためのマウス１６と、ハードディスク１７と、ＰＤＰ２に接続されておりそのＰＤＰ２に対する画像の表示を制御するグラフィックス・ボード１８と、ネットワーク１１に接続するためのネットワーク・カード（またはモデムでも良い。）１９と、コントローラ１０、スキャナ６、プリンタ７等を接続するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）２０と、上記各部を接続するためのバス２１とを備えている。
【００５７】
ハードディスク１７には、オペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System）２２と、コントローラ１０を介してコンピュータ５上で座標検出装置３を動作させるためのデバイスドライバ２３と、描画ソフト、ワードプロセッサソフト、表計算ソフト、プレゼンテーションソフト等の各種アプリケーションプログラム２４とが格納されている。
【００５８】
また、コンピュータ５には、ＯＳ２２、デバイスドライバ２３や各種アプリケーションプログラム２４等の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２６、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置２５が搭載されている。
【００５９】
各種アプリケーションプログラム２４は、コンピュータ５への電源の投入に応じて起動するＯＳ２２による制御の下、ＣＰＵ１２によって実行される。例えば、キーボード１５やマウス１６の所定の操作によって描画ソフトを起動した場合には、ＰＤＰ２にグラフィックス・ボード１８を介して描画ソフトに基づく所定の画像が表示される。また、デバイスドライバ２３もＯＳ２２とともに起動され、コントローラ１０を介した座標検出装置３からのデータ入力が可能な状態になる。このように描画ソフトを起動した状態で座標検出装置３の座標検出領域３ａにユーザが指示手段Ｐを挿入して文字や図形を描いた場合、座標情報が指示手段Ｐの記述に基づく画像データとしてコンピュータ５に入力され、例えばＰＤＰ２に表示されている画面上の画像に対して上書き画像として重ねて表示される。より詳細には、コンピュータ５のＣＰＵ１２は、入力された画像データに基づいて線や文字を描画するための描画情報を生成し、入力された座標情報に基づく座標位置に併せてグラフィックス・ボード１８に設けられるビデオメモリ(図示せず)に書き込んでいく。その後、グラフィックス・ボード１８が、ビデオメモリに書き込まれた描画情報を画像信号としてＰＤＰ２に送信することにより、ユーザが書いた文字と同一の文字が、ＰＤＰ２に表示されることになる。つまり、コンピュータ５は座標検出装置３をマウス１６のようなポインティングデバイスとして認識しているため、コンピュータ５では、描画ソフト上でマウス１６を用いて文字を書いた場合と同様な処理が行われることになる。
【００６０】
次に、座標検出装置３について詳細に説明する。ここで、図４は座標検出装置３の構成を概略的に示す説明図、図５はその垂直方向における断面図である。図４に示すように、座標検出装置３は、Ｘｍ個の発信素子である発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）２７を水平方向に一定間隔で配置した発光素子列２８ａと、これに１対１に対応したＸｍ個の受信素子であるフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）２９を一定間隔で対向配置した受光素子列３０ａと、Ｙｎ個のＬＥＤ２７を垂直方向に一定間隔で配置した発光素子列２８ｂと、これに１対１に対応したＹｎ個のＰＤ２９を一定間隔で対向配置した受光素子列３０ｂとを備えている。そして、これらの発光素子列２８ａと、受光素子列３０ａと、発光素子列２８ｂと、受光素子列３０ｂとにより囲まれた空間部分が、座標検出領域３ａとされている。つまり、座標検出領域３ａ内には、水平方向に形成されるｍ個の光路と垂直方向に形成されるｎ個の光路とがマトリクス状に交差可能となっている。なお、座標検出領域３ａは、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａのサイズに対応したサイズであって横長の四角形状に形成されており、手書きにより文字や図形等の入力を可能にする領域である。
【００６１】
また、図５に示すように、発光素子列２８ａのＬＥＤ２７は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの端部に接して設けられるとともに、その下端部分がＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの同一面上に位置するように設けられている。一方、受光素子列３０ａのＰＤ２９は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａから距離ｂだけ離間した位置であって、かつ、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの同一面上から距離ａだけ上方に位置するように設けられている。
【００６２】
ここで、距離ａと距離ｂとの関係について説明する。ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの高さ方向の長さをＷ1（図４参照）とし、受光素子列３０ａのＬＥＤ２７の高さをＨａとすると、距離ａと距離ｂとの関係は、
ｂ＝Ｗ1×（ａ／Ｈａ） ・・・（１）
のように表すことができる。
【００６３】
なお、距離ａはＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの高さ方向の長さＷ1に比べて十分に小さいことから、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対するＰＤ２９の入射角は小さいものとなっている。このように、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対するＰＤ２９の入射角を小さく取ることにより、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの微細な傷・荒らしなどは、見かけ上極めて微細になる(見かけの空間周波数が上がる)。つまり、見た目には滑らかな鏡に近くなるため、後述するＬＥＤ２７の反射鏡像が明瞭になる。また、一般的なアンチグレア加工がされていても、明瞭な反射鏡像が得られる。
【００６４】
そして、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａは平板状のガラス板や透明アクリル板等により形成されているため、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに座標検出装置３を設置した場合には、図６に示すように、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの端部に接した状態でＬＥＤ２７が設置されていることにより、発光したＬＥＤ２７の反射鏡像２７´がＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに映りこむことになる。そして、上記（１）式を満たす位置にＰＤ２９が設けられている場合には、図５に示すように、ＰＤ２９はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａを斜め上方から見おろした反射鏡像２７´の長さＨｂは、
Ｈｂ＝Ｈａ ・・・（２）
のように表すことができる。このように上記（２）式を満たしている場合には、受光素子列３０ｂのＰＤ２９により、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ（座標検出領域３ａ）全体がカバーされることになる。
【００６５】
また、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａにおいて指示手段Ｐの接触を検知するために必要な指示手段Ｐの高さをＨｍとすると、
Ｈｍ＝Ｈａ＋Ｈｂ＝２Ｈａ ・・・（３）
として表すことができる。つまり、（３）式を満たすことにより、指示手段Ｐの接触を検知するために必要な指示手段Ｐの高さを必要最小限にすることが可能になる。
【００６６】
なお、図５においては、発光素子列２８ａと受光素子列３０ａとの位置関係について説明したが、発光素子列２８ｂと受光素子列３０ｂとの位置関係においても同様であることは言うまでもない。ただし、この場合の受光素子列３０ｂのＰＤ２９の設置位置に係る距離ａと距離ｂとの関係は、
ｂ＝Ｗ2×（ａ／Ｈａ） ・・・（４）
のように表すことができる。ここで、Ｗ2は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの幅方向の長さである（図４参照）。
【００６７】
次に、座標検出装置３の各部の電気的接続について図７を参照して説明する。図７に示すように、コントローラ１０には、各部を集中的に制御するＣＰＵ３１が設けられており、このＣＰＵ３１には、プログラム及びデータを記憶するＲＯＭ、各種データを書き換え自在に格納してワークエリアとして機能するＲＡＭ、各種のプログラムコード（制御プログラム）を格納するハードディスク等のメモリ３２が接続されている。さらに、ＣＰＵ３１には、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３３、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置３４が接続されている。このような記憶媒体３３に記憶された各種のプログラムコード（制御プログラム）、または、メモリ３２のハードディスク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、コントローラ１０への電源の投入に応じてメモリ３２のＲＡＭに書き込まれ、各種のプログラムコード（制御プログラム）が実行されることになる。
【００６８】
また、ＣＰＵ３１には、発光素子列２８ａの各ＬＥＤ２７を１個ずつ切替駆動して走査するＸ走査回路３５と、発光素子列２８ｂの各ＬＥＤ２７を１個ずつ切替駆動して走査するＹ走査回路３６とが接続されている。加えて、ＣＰＵ３１には、受光素子列３０ａの各ＰＤ２９における受光光量に応じた検出信号を時分割によりサンプルして一定周期毎に出力するＸマルチプレクサ３７と、受光素子列３０ｂの各ＰＤ２９における受光光量に応じた検出信号を時分割によりサンプルして一定周期毎に出力するＹマルチプレクサ３８とが接続されている。ＣＰＵ３１は、走査回路３５，３６およびマルチプレクサ３７，３８にそれぞれ切替制御信号を送出して、対向するＬＥＤ２７とＰＤ２９との対単位で順番に切替駆動する（走査する）。これにより、全部で（ｍ＋ｎ）個形成される光路は同時刻では一個のみ形成され、時分割的に順次形成されることにより、光の干渉が防止されることになる。
【００６９】
さらに、ＣＰＵ３１には、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ３９、接触判定部４０、距離検出部４１、座標演算部４２、及び座標出力部４３が接続されている。以下に、ＣＰＵ３１により駆動制御される各部の動作について説明する。
【００７０】
Ａ／Ｄコンバータ３９は、マルチプレクサ３７，３８から出力される各ＰＤ２９における受光光量に応じた検出信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ３１、接触判定部４０、距離検出部４１、座標演算部４２に対して出力する。
【００７１】
接触判定部４０は、コンパレータ等により構成されている回路部であって、Ａ／Ｄコンバータ３９から出力されるデジタル信号に基づいて、メモリ３２に予め保持している閾値である完全隠蔽基準値との比較を行い、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに指示手段Ｐがタッチしたか否かの判定を行うものである。Ａ／Ｄコンバータ３９から出力されたデジタル信号（出力電圧値）に完全隠蔽基準値が出現した場合には、接触判定部４０はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａを指示手段Ｐがタッチしたものと判定する。なお、本実施の形態においては、完全隠蔽基準値は、ＰＤ２９における受光光量が"≒０"の場合における出力電圧値に設定されている。つまり、接触判定部４０は、順次駆動されるＬＥＤ２７に対向する各ＰＤ２９の受光光量に基づき、対となるＬＥＤ２７とＰＤ２９との間における指示手段Ｐによるタッチの有無をすべての対について判定する。
【００７２】
距離検出部４１は、単調関数演算器であって、Ａ／Ｄコンバータ３９から出力されるＰＤ２９における受光光量に基づく出力電圧値の増減に基づいて、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離を検出するものである。ここに、接近距離検出手段が実現されている。
【００７３】
座標演算部４２は、座標検出領域３ａにおいて指示手段Ｐにより指示された座標位置を接触判定部４０の判定結果に基づき算出する回路部であって、接触判定部４０において指示手段Ｐによるタッチ有りと判定されたＸ方向およびＹ方向のそれぞれのＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の位置から指示手段Ｐにより指示された座標位置を算出する。加えて、座標演算部４２は、座標検出領域３ａにおいて指示手段Ｐにより指示された座標位置を距離検出部４１で検出されたＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離に基づき算出する回路部であって、距離検出部４１において指示手段Ｐが一定の距離まで接近したＸ方向およびＹ方向のそれぞれのＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の位置から指示手段Ｐにより指示された座標位置を算出する。
【００７４】
座標出力部４３は、座標演算部４２で算出された座標位置をコンピュータ５に対して出力する回路であって、ＣＰＵ３１より座標出力制御信号が入力されたとき、座標演算部４２により算出された座標位置を指示手段Ｐによる入力座標として出力する。なお、ＣＰＵ３１は、座標演算部４２で算出された座標位置に該当する位置のＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の間における指示手段Ｐによるタッチの有無を再度接触判定部４０からの判定結果に基づいて判定し、指示手段Ｐによるタッチ有りを再び検出したときに初めて座標出力部４３に対して座標出力制御信号を送出する。
【００７５】
続いて、制御プログラムに基づいてＣＰＵ３１によって実行される機能について説明する。ここでは、まず、本実施の形態の座標検出装置３の備える特長的な機能であるタッチ座標検出処理について以下において具体的に説明する。
【００７６】
ここで、図８は指示手段Ｐが座標検出装置３の座標検出領域３ａへと進入する状態を示す説明図、図９はタッチ座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図８はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの一点を指示すべく指示手段Ｐが座標検出装置３の座標検出領域３ａへと進入する状態を時系列、かつ、ＰＤ２９からの視点で示しており、指示手段Ｐが座標検出領域３ａへと進入するに連れて所定のＬＥＤ２７からの出射光は遮断されていく（図８（ｂ））。しかしながら、図８（ｂ）に示す状態では、ＬＥＤ２７からの出射光が遮断されてもＬＥＤ２７の反射鏡像２７´はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに映りこんでいるため、このＬＥＤ２７と対になっているＰＤ２９における受光光量には変化がない。
【００７７】
さらに座標検出領域３ａへの進入が進むと、図８（ｃ）に示すように、指示手段Ｐにより所定のＬＥＤ２７からの出射光が完全に遮断されるとともに、反射鏡像２７´が指示手段Ｐにより覆われるようになる。加えて、指示手段Ｐの影もＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上に発生する。これにより、このＬＥＤ２７と対になっているＰＤ２９における受光光量が次第に低下することになる。
【００７８】
そして、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに接触した場合には、図８（ｄ）に示すように、所定のＬＥＤ２７の反射鏡像２７´が完全に隠蔽されることになるので、このＬＥＤ２７と対になっているＰＤ２９における受光光量は"≒０"になる。
【００７９】
つまり、ＣＰＵ３１は、このように所定のＬＥＤ２７の反射鏡像２７´が指示手段Ｐによって完全に隠蔽された状態を接触判定部４０によって検知し、指示手段Ｐがディスプレイ面２ａを指示したものと判断する（図９に示すステップＳ１のＹ）。ここに、タッチ指示検出手段の機能が実行される。その後、接触判定部４０において指示手段Ｐによるタッチ有りと判定されたＸ方向およびＹ方向のそれぞれのＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の位置から指示手段Ｐにより指示された座標位置を座標演算部４２により算出する（図９に示すステップＳ２）。ここに、タッチ座標位置算出手段の機能が実行される。そして、座標演算部４２により算出された座標位置は、指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による入力座標としてコンピュータ５に対して出力される（図９に示すステップＳ３）。
【００８０】
したがって、指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【００８１】
次に、本実施の形態の座標検出装置３の備える特長的な機能である非タッチ座標検出処理について以下において具体的に説明する。ここで、図１０は非タッチ座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。本実施の形態の座標検出装置３は、前述したような指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による入力座標の出力とは別に、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作による入力座標の出力も可能にしている。
【００８２】
具体的には、図８（ｃ）に示すように、所定のＬＥＤ２７からの出射光が指示手段Ｐにより完全に遮断されるとともに反射鏡像２７´が指示手段Ｐにより覆われている状態が一定時間継続した場合、つまり指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに近接した位置に一定時間停止している場合には、前述したＬＥＤ２７と対になっているＰＤ２９における受光光量が低下した状態で一定時間経過することになる。
【００８３】
つまり、ＣＰＵ３１は、このようにＰＤ２９における受光光量が一定時間低下した状態を距離検出部４１によって検出されるＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離が一定時間変化しなければマウスによる非クリック動作と同様の動作であると判断する（図１０に示すステップＳ１１のＹ）。ここに、非タッチ指示検出手段の機能が実行される。その後、距離検出部４１において指示手段Ｐが一定の距離まで接近したＸ方向およびＹ方向のそれぞれのＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の位置から指示手段Ｐにより指示された座標位置を座標演算部４２により算出する（図１０に示すステップＳ１２）。ここに、非タッチ座標位置算出手段の機能が実行される。そして、座標演算部４２により算出された座標位置が指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによる非クリック動作と同様の動作）による入力座標としてコンピュータ５に対して出力される（図１０に示すステップＳ１３）。
【００８４】
したがって、前述した指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）の接触検知のほか、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【００８５】
ここに、ＬＥＤ２７とＰＤ２９とをマトリックス状に離間対向させた従来からの構成により、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することが可能になる。
【００８６】
本発明の第二の実施の形態を図１１および図１２に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の座標検出装置５０は、第一の実施の形態の座標検出装置３の変形例であって、ＰＤ２９においてＬＥＤ２７の反射鏡像２７´のみを受光するようにする手段を講じたものである。
【００８７】
ここで、図１１は座標検出装置５０の垂直方向における断面図である。図１１に示すように、本実施の形態の座標検出装置５０には、第一の実施の形態で説明した座標検出装置３の構成に加え、ＰＤ２９からの直接光をカットしてＬＥＤ２７の反射鏡像２７´のみを受光するようにするための受信規制手段である光学マスク５１及びレンズやスリット等の集光光学系５２を備えている。また、座標検出装置５０には、ＰＤ２９の手前に受信規制手段である偏光フィルタ５３が備えられており、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに表示された画像からの直接光がＰＤ２９に入射しないようにし、Ｓ／Ｎ比を改善している。
【００８８】
加えて、ＬＥＤ２７のＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ側には、光学マスク５１の位置調整のための点滅光源である調整用発光素子（点光源）ＱがＬＥＤ２７の下方に着脱自在に設けられている。なお、この調整用発光素子（点光源）Ｑを取り除いた場合のＬＥＤ２７の設置状態は、座標検出装置３におけるＬＥＤ２７の設置状態と何ら変わるものではない。また、光学マスク５１には図１１に示す矢印方向にこの光学マスク５１を進退自在に移動させる駆動機構（図示せず）が接続されている。さらに、ＰＤ２９にはＬＥＤ２７と調整用発光素子（点光源）Ｑとの区別をするために点滅周期バンドパスフィルタ（図示せず）が付加されており、点滅周期バンドパスフィルタの出力をＱ成分とみなす。
【００８９】
ここで、光学マスク５１のマスク位置調整手順について説明する。まず、光学マスク５１を初期状態（図１１における下方位置）にし、調整用発光素子（点光源）ＱをＬＥＤ２７の下方に設置して駆動する。次に、光学マスク５１を駆動機構の駆動により徐々に上方へと移動させ、ＰＤ２９における調整用発光素子（点光源）Ｑから出射される光の受光光量が、減衰する箇所を検出する。図１２に示すように、光量のＱ成分が半減したポイントが光学マスク５１の最適位置であるので、光学マスク５１がこの最適位置に達した時点で調整用発光素子（点光源）Ｑを取り除き、マスク位置調整を終了する。ここに、位置調整手段が実現されている。これにより、ＰＤ２９においてＬＥＤ２７の反射鏡像２７´のみを確実に受光させることが可能になる。
【００９０】
なお、本実施の形態においては、調整用発光素子（点光源）Ｑを使用して光学マスク５１の位置を調整したが、これに限るものではなく、ＬＥＤ２７に細い黒帯等を被せて調整するようにしても良い。
【００９１】
このように光学マスク５１を設けることにより、ＰＤ２９においてＬＥＤ２７の反射鏡像２７´のみを受光するようにした場合には、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａにおいて指示手段Ｐの接触を検知するために必要な指示手段Ｐの高さＨｍは、
Ｈｍ＝Ｈｂ＝Ｈａ ・・・（５）
として表すことができる。つまり、指示手段Ｐの高さは反射鏡像２７´の高さと同等であれば良くなり、座標検出装置５０によれば、第一の実施の形態で説明した座標検出装置３に比べ、半分の大きさの指示手段Ｐで示した座標位置を検出することができる。
【００９２】
本発明の第三の実施の形態を図１３に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態または本発明の第二の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の座標検出装置６０は、第二の実施の形態の座標検出装置５０の変形例であって、ＬＥＤ２７に代えてこのＬＥＤ２７の半分の大きさ（高さ）のＬＥＤ６１を備えるようにしたものである。
【００９３】
ここで、図１３は座標検出装置６０の垂直方向における断面図である。図１３に示すように、本実施の形態の座標検出装置６０は、第二の実施の形態で説明した座標検出装置５０の構成に対し、ＬＥＤ２７に代えてこのＬＥＤ２７の半分の大きさ（高さ）Ｈａ´（Ｈａ´＝Ｈａ／２）のＬＥＤ６１を備えるとともに、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａとは反対側に位置するこのＬＥＤ６１の端部に、補助鏡６２を備えている。
【００９４】
このような構成により、座標検出装置６０においては、図１３に示すように、補助鏡６２にはＬＥＤ６１の反射鏡像６３が映りこむことになる。したがって、図１３に示すように、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａには、ＬＥＤ６１の反射鏡像６４と、ＬＥＤ６１の反射鏡像６３の反射鏡像６５とが映りこむことになる。
【００９５】
ここで、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａにおいて指示手段Ｐの接触を検知するために必要な指示手段Ｐの高さＨｍについて検討すると、前述した（５）式により、
Ｈｍ＝Ｈｂ´＋Ｈｃ´≒２Ｈａ´ ・・・（６）
として表すことができ、
Ｈａ´＝Ｈａ／２
であることから、
Ｈｍ＝Ｈａ ・・・（７）
となり、ＬＥＤ２７の半分の大きさ（高さ）のＬＥＤ６１であっても、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ（座標検出領域３ａ）全体がカバーされることになる。
【００９６】
したがって、発光素子（ＬＥＤ６１）として安価な小型品を利用することができるとともに、システムの大きさが小さくなることで省スペース化を図ることができる。
【００９７】
本発明の第四の実施の形態を図１４および図１６に基づいて説明する。なお、本発明の第一ないし第三の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の座標検出装置７０は、前述した座標検出装置３，５０，６０とは方式が異なる撮像三角測量方式の座標検出装置であって、三角測量の原理により指示手段Ｐが指示した座標位置を検出するものである。
【００９８】
ここで、図１４は座標検出装置７０の構成を概略的に示す説明図である。図１４に示すように、座標検出装置７０は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａのサイズに対応したサイズで横長の四角形状の座標検出領域７０ａを備えている。この座標検出領域７０ａは、手書きにより文字や図形等の入力を可能にする領域である。この座標検出領域７０ａの下方両端部に位置する角部の近傍には、画像情報（被写体像）を電気信号として出力する多数のＣＣＤ（Charge Coupled Device ）をライン状に配設した受信素子であるラインセンサ７１と結像光学レンズ７２とが距離ｆを有して配設された画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）が、距離Ｌを隔てて所定の角度α（図１８参照）で設けられている。加えて、これらの画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）には、外部光をカットするための受信規制手段であるマスク７４が設けられている。
【００９９】
また、座標検出装置７０の座標検出領域７０ａの下部を除く周縁部には、発信素子である発光体７５が設けられている。この発光体７５は、例えば面発光素子であるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electroluminescence）で形成されており、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに座標検出装置７０を設置した場合には、発光した発光体７５の反射鏡像７５´がＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに映りこむことになる。
【０１００】
なお、発光体７５の高さやラインセンサ７１の設置位置については、本発明の第一ないし第三の実施の形態において説明したものと同様であるため、その説明は省略する。
【０１０１】
次に、座標検出装置７０の各部の電気的接続について図１５を参照して説明する。図１５に示すように、コントローラ１０には、各部を集中的に制御するＣＰＵ７６が設けられており、このＣＰＵ７６には、プログラム及びデータを記憶するＲＯＭ、各種データを書き換え自在に格納してワークエリアとして機能するＲＡＭ、各種のプログラムコード（制御プログラム）を格納するハードディスク等のメモリ７７が接続されている。さらに、ＣＰＵ７６には、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７８、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置７９が接続されている。このような記憶媒体７８に記憶された各種のプログラムコード（制御プログラム）、または、メモリ７７のハードディスク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、コントローラ１０への電源の投入に応じてメモリ７７のＲＡＭに書き込まれ、各種のプログラムコード（制御プログラム）が実行されることになる。
【０１０２】
また、ＣＰＵ７６には、発光体７５を発光させるための駆動回路８０が接続されている。加えて、ＣＰＵ７６には、ラインセンサ７１からの出力を演算する回路としてアナログ処理回路８１、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ８２が接続されている。ラインセンサ７１に入射した発光体７５からの光は、ラインセンサ７１内で光の強度に応じた電圧値を持つアナログの画像データに変換され、アナログ信号として出力される。このアナログ信号は、アナログ処理回路８１で処理された後、Ａ／Ｄコンバータ８２によってデジタル信号に変換されてＣＰＵ７６に渡される。
【０１０３】
さらに、ＣＰＵ７６には、接触判定部８３、距離検出部８４、座標演算部８５、及び座標出力部８６が接続されている。以下に、ＣＰＵ７６により駆動制御される各部の動作について説明する。
【０１０４】
Ａ／Ｄコンバータ８２は、アナログ処理回路８１から出力される画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）の各ラインセンサ７１における受光光量に応じた検出信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ７６の他、接触判定部８３、距離検出部８４、座標演算部８５に対して出力する。
【０１０５】
接触判定部８３は、コンパレータ等により構成されている回路部であって、Ａ／Ｄコンバータ８２から出力されるデジタル信号に基づいて、メモリ７７に予め保持している閾値である完全隠蔽基準値との比較を行い、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに指示手段Ｐがタッチしたか否かの判定を行うものである。Ａ／Ｄコンバータ８２から出力されたデジタル信号（出力電圧値）に完全隠蔽基準値が出現した場合には、接触判定部８３はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａを指示手段Ｐがタッチしたものと判定する。なお、本実施の形態においては、完全隠蔽基準値は、ＰＤ２９における受光光量が"≒０"の場合における出力電圧値に設定されている。
【０１０６】
距離検出部８４は、単調関数演算器であって、Ａ／Ｄコンバータ８２から出力される各ラインセンサ７１における受光光量に基づく出力電圧値の増減に基づいて、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離を検出するものである。
【０１０７】
座標演算部８５は、座標検出領域７０ａにおいて指示手段Ｐにより指示された座標位置を接触判定部８３の判定結果に基づき算出する回路部であって、接触判定部８３において指示手段Ｐによるタッチ有りと判定された場合の画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）の各ラインセンサ７１の光の強度分布に基づく三角測量の手法によって指示手段Ｐにより指示された座標位置を算出する。加えて、座標演算部８５は、座標検出領域７０ａにおいて指示手段Ｐにより指示された座標位置を距離検出部８４で検出されたＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離に基づき算出する回路部であって、距離検出部８４において指示手段Ｐが一定の距離まで接近した場合の画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）の各ラインセンサ７１の光の強度分布に基づく三角測量の手法によって指示手段Ｐにより指示された座標位置を算出する。
【０１０８】
座標出力部８６は、座標演算部８５で算出された座標位置をコンピュータ５に対して出力する回路であって、ＣＰＵ７６より座標出力制御信号が入力されたとき、座標演算部８５により算出された座標位置を指示手段Ｐによる入力座標として出力する。なお、ＣＰＵ７６は、座標演算部８５で算出された座標位置に該当する位置の指示手段Ｐによるタッチの有無を再度接触判定部８３からの判定結果に基づいて判定し、指示手段Ｐによるタッチ有りを再び検出したときに初めて座標出力部８６に対して座標出力制御信号を送出する。
【０１０９】
続いて、制御プログラムに基づいてＣＰＵ７６によって実行される機能について説明する。ここでは、まず、本実施の形態の座標検出装置７０の備える特長的な機能であるタッチ座標検出処理について以下において具体的に説明する。なお、処理の流れは、図８で示した流れと変わるところがないため、図８を参照して説明する。ここで、図１６は指示手段Ｐが座標検出装置７０の座標検出領域７０ａへと進入する状態を示す説明図である。図１６はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの一点を指示すべく指示手段Ｐが座標検出装置７０の座標検出領域７０ａへと進入する状態を時系列、かつ、右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１からの視点で示しており、マスク７４により発光体７５からの直接光がカットされているため、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａのみがラインセンサ７１から見える状態を示している。また、図１６は、指示手段Ｐが右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルにおいて感知される状態を示している。図１６に示すように、指示手段Ｐが座標検出領域７０ａへと進入するに連れて右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１における受光光量は減少していく（図１６（ｂ））。
【０１１０】
そして、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに接触した場合には、図１６（ｃ）に示すように、右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルにおいて感知される発光体７５の反射鏡像７５´が完全に隠蔽されることになるので、この右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルにおける受光光量は"≒０"になる。
【０１１１】
つまり、ＣＰＵ７６は、このように右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルにおいて感知される発光体７５の反射鏡像７５´が指示手段Ｐによって完全に隠蔽された状態を接触判定部８３によって検知し、指示手段Ｐがディスプレイ面２ａを指示したものと判断する（図９に示すステップＳ１のＹ）。ここに、タッチ指示検出手段の機能が実行される。その後、接触判定部８３において指示手段Ｐによるタッチ有りと判定された右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルの位置と、左側画像検出装置７３Ｌのラインセンサ７１のｂ番目の受光セルの位置とに基づいて周知の三角測量の手法によって指示手段Ｐにより指示された座標位置を座標演算部８５により算出する（図９に示すステップＳ２）。ここに、タッチ座標位置算出手段の機能が実行される。
【０１１２】
ここで、指示手段Ｐにより指示された座標位置の算出手法について説明する。図１７は座標検出装置７０の座標検出領域７０ａ内の一点を指し示した一例を示す正面図、図１８はその一部を拡大して示す正面図である。受光光量が"≒０"である右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルの位置からラインセンサ７１の中心の受光セルまでの距離ｓは、ラインセンサ７１の中心線と、指示手段Ｐとａ番目の受光セルとを結ぶ線とで形成される角度θ１に依存しており、この角度θ１は、
θ１＝tan-1(ｓ／ｆ) ・・・（８）
と表すことができる。ただし、ｆは結像光学レンズ７２の焦点距離である。
【０１１３】
また、図１８に示すように、右側画像検出装置７３Ｒと指示手段Ｐとの角度β１は、右側画像検出装置７３Ｒの取付角度αを用いることにより、
β１＝α−θ１ ・・・（９）
として求められる。
【０１１４】
同様に、左側画像検出装置７３Ｌと指示手段Ｐとの角度β２は、特に図示しないが、上述の（８）（９）式に基づき、
β２＝α−θ２ ・・・（１０）
として求められる。
【０１１５】
そして、前述したように左側画像検出装置７３Ｌと右側画像検出装置７３Ｒとは距離Ｌを隔てて設けられていることから、座標検出領域７０ａ内の指示手段Ｐで指示した点の２次元座標（ｘ，ｙ）は、三角測量の原理により、
ｘ＝Ｌ・tanβ２／（tanβ１＋tanβ２） ・・・（１１）
ｙ＝ｘtanβ１ ・・・（１２）
として算出することができる。
【０１１６】
その後、座標演算部８５により算出された座標位置が指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による入力座標としてコンピュータ５に対して出力される（図９に示すステップＳ３）。
【０１１７】
したがって、指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【０１１８】
次に、本実施の形態の座標検出装置７０の備える特長的な機能である非タッチ座標検出処理について以下において具体的に説明する。なお、処理の流れは、図１０で示した流れと変わるところがないため、図１０を参照して説明する。本実施の形態の座標検出装置７０は、前述したような指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による入力座標の出力とは別に、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作による入力座標の出力も可能にしている。
【０１１９】
具体的には、図１６（ｂ）に示すように右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１における受光光量が減少した状態が一定時間継続した場合、つまり指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに近接した位置に一定時間停止している場合、ＣＰＵ７６は、距離検出部８４によって検出されるＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離が一定時間変化しなければマウスによる非クリック動作と同様の動作であると判断する（図１０に示すステップＳ１１のＹ）。ここに、非タッチ指示検出手段の機能が実行される。その後、指示手段Ｐが一定の距離まで接近した右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルの位置と、左側画像検出装置７３Ｌのラインセンサ７１のｂ番目の受光セルの位置とに基づいて周知の三角測量の手法によって指示手段Ｐにより指示された座標位置を座標演算部８５により算出する（図１０に示すステップＳ１２）。ここに、非タッチ座標位置算出手段の機能が実行される。そして、座標演算部８５により算出された座標位置が指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによる非クリック動作と同様の動作）による入力座標としてコンピュータ５に対して出力される（図１０に示すステップＳ１３）。
【０１２０】
したがって、前述した指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）の接触検知のほか、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【０１２１】
ここに、発信素子として例えば面発光素子であるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electroluminescence）である発光体７５が用いられることにより、多数の発光体を配列する場合に比べて、部品点数を減らすことが可能になるので、装置のコストダウンが図られる。なお、本実施の形態においては、発光体７５としてエレクトロルミネッセンスを用いたが、これに限るものではなく、蛍光灯、ネオン管、ＬＥＤアレイ＋拡散板等を適用することが考えられる。
【０１２２】
なお、各実施の形態においては、電子黒板システム１として座標検出装置３，５０，６０，７０を平板表示装置（フラットパネルディスプレイ）であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２に備えたが、これに限るものではなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、液晶リアプロジェクションディスプレイ等を平板表示装置として適用しても良い。さらに、平板表示装置（フラットパネルディスプレイ）に限らず、書き込み面（検知面）が光学的に反射する素材であれば座標検出装置３，５０，６０，７０をライティングボードとして機能するホワイトボードに備えても良い。
【０１２３】
また、各実施の形態においては、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａが平坦であることを条件として説明したが、これに限るものではない。反射鏡像は鏡面が湾曲していてもそれに沿って映ることから、例えば表面が凹面形状のプロジェクタースクリーン等に座標検出装置３，５０，６０，７０を組み合わせることも可能である。ただし、この場合には、ＰＤ２９やラインセンサ７１から見た反射鏡像の「高さ」が、ＰＤ２９やラインセンサ７１から見た検知領域面の「高さ」よりも高くなるようにＬＥＤ２７や発光体７５の高さを設定しなければならない。しかしながら、一般には、凹面形状であれば反射鏡像が拡大されて長くなるので、この場合には、ＬＥＤ２７や発光体７５の高さを短くすることができるので、システムの製造コストを下げることができる。さらに、タッチ押圧によりプロジェクタースクリーンが撓んだ場合であっても、正確に指示位置を検出することができる。
【０１２４】
さらに、各実施の形態においては、光の代わりに直進性を有する超音波を利用することも可能である。例えば、発信素子として超音波発信子（４０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度の測距用製品等）を用い、受信素子として超音波受信子（発信子とペアになっている測距用製品等）を用い、検知面として透明アクリル面やガラス面を用いることができる。
【０１２５】
なお、各実施の形態においては、コントローラ１０をコンピュータ５とは別体で設けたが、これに限るものではなく、コントローラ１０をコンピュータ５に組み込んで、コンピュータ５をコントローラ１０として機能させるようにしても良い。
【０１２６】
また、各実施の形態においては、座標検出装置を電子黒板システムに一体化させて組み込んだが、これに限るものではなく、座標検出装置を表示装置やライティングボードに対して着脱自在な構成としても良い。
【０１２７】
さらに、各実施の形態においては、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２６，３３，７８としてフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカード等を適用したが、これに限るものではなく、記憶媒体には、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【０１２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の座標検出装置によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出手段と、前記タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出手段と、を備え、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標を算出して用いることになるので、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【０１２９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の座標検出装置において、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、を備え、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【０１３０】
請求項３記載の発明によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、を備え、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【０１３１】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さを超えないように設定されることにより、指示手段の接触を検知するために必要な指示手段の高さを必要最小限にすることができる。
【０１３２】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さよりも高くなるように設定されることにより、検知面全体をカバーすることができるので、検知面上のいずれの場所を指示した場合であっても隈なく指示位置を検出することができる。また、反射鏡像は凹面形状であれば拡大されることから、指示手段によるタッチ押圧によって検知面が撓んで湾曲した場合であっても、正確に指示位置を検出することができる。
【０１３３】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の座標検出装置において、前記発信素子の上部に鏡を配設したことにより、受信素子から見た反射鏡像が発信素子の実際の大きさ以上になるので、発信素子として安価な小型品を利用することができるとともに、装置の大きさが小さくなることで省スペース化を図ることができる。
【０１３４】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６のいずれか一記載の座標検出装置において、前記受信素子に対して前記反射鏡像の受信のみを許容させる受信規制手段を備えることにより、受信素子において反射鏡像のみを受信することができるので、指示手段の高さを反射鏡像の高さと同等に抑えることができる。
【０１３５】
請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の座標検出装置において、前記受信規制手段の位置を調整する位置調整手段を備えることにより、受信素子において反射鏡像のみを確実に受信させることができる。
【０１３６】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子と前記受信素子とが前記座標検出領域の水平方向と垂直方向とにそれぞれ多数配列され、前記各発信素子に対となる前記各受信素子における前記反射鏡像の受信状態に基づいて二次元座標位置を算出することにより、発信素子と受信素子とをマトリックス状に離間対向させた従来からの構成によって、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができる。
【０１３７】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子は線発光体または面発光体であって前記受信素子は撮像素子であり、前記撮像素子における結像位置に基づく三角測量の手法により二次元座標位置を算出することにより、発信素子として線発光体または面発光体が用いられるので、多数の発光体を配列する場合に比べて、部品点数を減らすことができるので、装置のコストダウンを図ることができる。
【０１３９】
請求項１１記載の発明の電子黒板システムによれば、前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である表示面を有し、文字および画像を表示する表示装置と、前記表示装置の表示面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、前記座標検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、を備え、前記表示装置及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成することにより、座標検出装置を表示装置の表示面に装着して使用した場合、検知面である表示面で発信素子から発せられた検知信号を反射して反射鏡像を形成することから、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することができる。
【０１４０】
請求項１２記載の発明の電子黒板システムによれば、前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である書き込み面を有し、文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、前記ライティングボードの書き込み面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、前記座標検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、を備え、前記ライティングボード及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成することにより、座標検出装置をライティングボードの書き込み面に装着して使用した場合、検知面である書き込み面で発信素子から発せられた検知信号を反射して反射鏡像を形成することから、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することができる。
【０１４１】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１１または１２記載の電子黒板システムにおいて、前記表示装置の表示面または前記ライティングボードの書き込み面は、非平面であることにより、反射鏡像は鏡面が湾曲していてもそれに沿って映ることから、例えば表面が凹面形状のプロジェクタースクリーン等であっても、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、システムの汎用性が高くなり、また、凹面形状であれば反射鏡像が拡大されて長くなるので、発信素子の高さを短くすることができ、システムの製造コストを下げることができる。
【０１４２】
請求項１４記載の発明の座標位置検出方法によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出工程と、前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出工程と、を含み、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標を算出して用いることになるので、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【０１４３】
請求項１５記載の発明の座標位置検出方法によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出工程と、前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出工程と、前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出工程と、を含み、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【０１４４】
請求項１６記載の発明の記憶媒体によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出機能と、前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出機能と、を前記コンピュータに実行させ、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標を算出して用いることになるので、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【０１４５】
請求項１７記載の発明の記憶媒体によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出機能と、前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出機能と、前記指示手段が前記座標検出領域に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出機能と、を前記コンピュータに実行させ、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施の形態の電子黒板システムを概略的に示す外観斜視図である。
【図２】 電子黒板システムに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３】 コンピュータに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図４】 座標検出装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図５】 その垂直方向における断面図である。
【図６】 発光したＬＥＤの反射鏡像がＰＤＰのディスプレイ面に映りこんでいる状態を示す斜視図である。
【図７】 座標検出装置の各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図８】 指示手段が座標検出装置の座標検出領域へと進入する状態を示す説明図である。
【図９】 タッチ座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１０】 非タッチ座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１１】 本発明の第二の実施の形態の座標検出装置の垂直方向における断面図である。
【図１２】 受光光量と光学マスクの上端の位置との関係を示すグラフである。
【図１３】 本発明の第三の実施の形態の座標検出装置の垂直方向における断面図である。
【図１４】 本発明の第四の実施の形態の座標検出装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図１５】 座標検出装置の各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図１６】 指示手段が座標検出装置の座標検出領域へと進入する状態を示す説明図である。
【図１７】 座標検出装置の座標検出領域内の一点を指し示した一例を示す正面図である。
【図１８】 その一部を拡大して示す正面図である。
【図１９】 従来の光学式の座標検出装置を概略的に示す正面図である。
【図２０】 座標検出装置の座標検出領域を指で指示した場合を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 電子黒板システム
２ 表示装置
２ａ 検知面、表示面
３，５０，６０，７０ 座標検出装置
３ａ，７０ａ 座標検出領域
４ 電子黒板部
５ 制御装置
２６，３３，７８ 記憶媒体
２７，６１，７５ 発信素子
２７´，６４，６５，７５´ 反射鏡像
２９，７１ 受信素子
５１，５３，７４ 受信規制手段
６２ 鏡
Ｐ 指示手段
【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の指示手段によって指示された座標位置を光学的に検出する座標検出装置、この座標検出装置を主体に構成される電子黒板システム、座標検出装置における座標位置検出方法及び座標位置検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ホワイトボードや書き込みシート等の書き込み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装置が知られている。これに対し、近年にあっては、電子黒板装置の書き込み面に座標検出装置を配置して、書き込み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。
【０００３】
例えば、マイクロフィールド・グラフィックス社製（Microfield Graphics,Inc.）のソフトボードは、ホワイトボード上に座標検出装置を配設して構成され、ホワイトボード上に書かれた文字や絵等のビジュアルデータをコンピュータにリアルタイムで取り込むことを可能にした装置である。このソフトボードを用いて構成された電子黒板システムでは、ソフトボードで取り込んだビジュアルデータをコンピュータに入力してＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に表示したり、液晶プロジェクターを用いて大型のスクリーンに表示したり、プリンタで記録紙に出力したりすること等が可能となっている。また、ソフトボードが接続されたコンピュータの画面を液晶プロジェクターでソフトボード上に投影し、ソフトボード上でコンピュータを操作することも可能となっている。
【０００４】
また、文字および画像を表示するための表示装置と、表示装置の前面に座標入力面（タッチパネル面）を配設した座標検出装置と、座標検出装置からの入力に基づいて表示装置の表示制御を行う制御装置とを備え、表示装置および座標検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成した電子黒板システムが提供されている。
【０００５】
例えば、スマート・テクノロジィズ社製（SMART Technologies Inc.）のスマート２０００では、コンピュータに接続された液晶プロジェクターを用いて文字・絵・図形・グラフィックの画像をパネルに投影した状態で、パネルの投影面（表示面）の前面に配設された座標検出装置を用いて手書きの情報をコンピュータに取り込む処理を行う。そして、コンピュータ内で手書きの情報と画像情報とを合成し、再度、液晶プロジェクターを介してリアルタイムで表示できるようにしている。
【０００６】
このような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、座標検出装置を用いて入力した画像を上書き画像として重ねて表示できるため、会議、プレゼンテーション、教育現場等において既に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されている。
【０００７】
このような電子黒板システムに備えられる座標検出装置の方式としては、表示装置の表示画面等に積層させて設けられる膜状の座標検出装置であって、座標検出面（タッチ面）に特殊な機能を持たせてタッチによる特性変化を検出する方式であるいわゆるタッチパネルが多く用いられており、例えば、感圧方式、静電容量方式、超音波表面弾性波方式等がある。このようなタッチパネルによれば、実際に指等がタッチしたことを検知することから検知精度の点で優れているが、特殊な材料・機構を使っているためにタッチパネルの大きさが制限されてしまい、大画面の表示装置には適用できないという問題がある。また、このようなタッチパネルの座標検出面（タッチ面）においては光透過性が低くなっていることから、表示装置の表示画面の上に積層させた場合、表示画像の画質を劣化させてしまうという問題がある。さらに、このようなタッチパネルにおいては、座標検出面（タッチ面）に傷がつき易いという問題もある。
【０００８】
そこで、近年においては、座標検出面（タッチ面）のような物理的な面を有さなくとも入力が可能になる、例えば光学式の座標検出装置が有望であると考えられている。このような光学式の座標検出装置としては、各種の方式が提案されている。
【０００９】
光学式の座標検出装置の一例としては、特開平１１−１１０１１６号公報に記載された座標検出装置がある。この特開平１１−１１０１１６号公報に記載された座標検出装置１００は、図１９に示すように、２つの光学ユニット１０１にそれぞれ設けられた光源１０２から出射されるレーザビーム光Ｂをポリゴンミラー１０３を用いて走査させ、そのレーザビーム光Ｂを再帰性反射部材１０４で反射させることにより形成した座標検出領域１０５を有している。そして、この座標検出領域１０５に指先やペン等の指示部材である指示手段Ａを挿入することで座標検出領域１０５のレーザビーム光Ｂを遮った場合には、２つの光学ユニット１０１にそれぞれ設けられた受光素子１０６における光の強度分布に基づいてポリゴンミラー１０３を回転させたパルスモータ（図示せず）のパルス数を検出し、この検出されたパルス数に応じて指示手段Ａにより遮られたレーザビーム光Ｂの出射角度を光学ユニット１０１毎に求め、それらの出射角度に基づく三角測量の手法によって指示手段Ａを挿入した座標位置（ｘ、ｙ）を検出するものである。
【００１０】
以上に代表されるような座標検出面（タッチ面）のような物理的な面を有さない光学式の座標検出装置は、表示装置の表示画面に装着して使用した場合であっても表示画像の画質を劣化させることはなく、視認性に優れると共に、その大型化も比較的容易になっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような座標検出装置は、パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、情報の入力や選択をするための有力なツールとして位置付けられているが、まだ、完全とはいえず、本格的な実用化に向けていまだ解決されねばならない課題が多々存在する。
【００１２】
ここで、図２０は座標検出装置１００の座標検出領域１０５を指Ａで指示した場合を示し、図２０（ａ）はフラットな表示面２０２を有するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２０１に座標検出装置１００を備えた一例である。図２０（ａ）に示すように、座標検出領域１０５を形成するレーザビーム光ＢはＰＤＰ２０１の表示面２０２から一定間隔を隔てて走査されているために、指示手段である指Ａで表示面２０２の一点を指示した場合には、指Ａが表示面２０２をタッチする前にレーザビーム光Ｂを遮断してしまうことになる。ところが、図２０（ａ）に示すように、レーザビーム光Ｂに対して直交する方向以外から指Ａで表示面２０２の一点を指示した場合には、実際にタッチした点ｐ1と座標検出装置１００により検出される点ｐ2とにおいて、視差が生じてしまうことになる。このような視差が生じた場合には、文字や絵の正確な描画が困難になってしまう。
【００１３】
一方、図２０（ｂ）はやや凹面となっている表示面３０２を有するプロジェクタースクリーン３０１に座標検出装置１００を備えた一例である。図２０（ｂ）に示すプロジェクタースクリーン３０１の表示面３０２のように、表示面３０２が湾曲している場合には、前述したＰＤＰ２０１の表示面２０２のようにフラットな場合に比べ、実際にタッチした点ｐ3と座標検出装置１００により検出される点ｐ4との視差がさらに大きくなってしまうため、この問題が顕著になる。
【００１４】
本発明の目的は、指示手段により指示された二次元座標位置の算出に際し、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができ、座標位置の検出を高い精度で行うことができる座標検出装置、電子黒板システム、座標位置検出方法及び記憶媒体を提供することである。
【００１５】
本発明の目的は、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできる座標検出装置、電子黒板システム、座標位置検出方法及び記憶媒体を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の座標検出装置は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出手段と、前記タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出手段と、を備える。
【００１７】
したがって、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することが可能になるので、座標位置の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の座標検出装置において、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、を備える。
【００１９】
したがって、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間で一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することも可能になるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることが可能になる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、を備える。
【００２１】
したがって、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリッ ク動作と同様の動作を検知することも可能になるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることが可能になる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さを超えないように設定される。
【００２３】
したがって、指示手段の接触を検知するために必要な指示手段の高さを必要最小限にすることが可能になる。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さよりも高くなるように設定される。
【００２５】
したがって、検知面全体をカバーすることが可能になることにより、検知面上のいずれの場所を指示した場合であっても隈なく指示位置を検出することが可能になる。また、反射鏡像は凹面形状であれば拡大されることから、指示手段によるタッチ押圧によって検知面が撓んで湾曲した場合であっても、正確に指示位置を検出することが可能になる。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の座標検出装置において、前記発信素子の上部に鏡を配設した。
【００２７】
したがって、受信素子から見た反射鏡像が発信素子の実際の大きさ以上になることにより、発信素子として安価な小型品を利用することが可能になるとともに、装置の大きさが小さくなることで省スペース化を図ることが可能になる。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一記載の座標検出装置において、前記受信素子に対して前記反射鏡像の受信のみを許容させる受信規制手段を備える。
【００２９】
したがって、受信素子において反射鏡像のみが受信されることにより、指示手段の高さを反射鏡像の高さと同等に抑えることが可能になる。
【００３０】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の座標検出装置において、前記受信規制手段の位置を調整する位置調整手段を備える。
【００３１】
したがって、受信素子において反射鏡像のみを確実に受信させることが可能になる。
【００３２】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子と前記受信素子とが前記座標検出領域の水平方向と垂直方向とにそれぞれ多数配列され、前記各発信素子に対となる前記各受信素子における前記反射鏡像の受信状態に基づいて二次元座標位置を算出する。
【００３３】
したがって、発信素子と受信素子とをマトリックス状に離間対向させた従来からの構成により、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することが可能になる。
【００３４】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子は線発光体または面発光体であって前記受信素子は撮像素子であり、前記撮像素子における結像位置に基づく三角測量の手法により二次元座標位置を算出する。
【００３５】
したがって、発信素子として線発光体または面発光体が用いられることにより、多数の発光体を配列する場合に比べて、部品点数を減らすことが可能になるので、装置のコストダウンが図られる。
【００３８】
請求項１１記載の発明の電子黒板システムは、前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である表示面を有し、文字および画像を表示する表示装置と、前記表示装置の表示面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、前記座標検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、を備え、前記表示装置及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成する。
【００３９】
したがって、座標検出装置を表示装置の表示面に装着して使用した場合、検知面である表示面で発信素子から発せられた検知信号を反射して反射鏡像を形成することから、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することが可能になる。
【００４０】
請求項１２記載の発明の電子黒板システムは、前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である書き込み面を有し、文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、前記ライティングボードの書き込み面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、前記座標検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、を備え、前記ライティングボード及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成する。
【００４１】
したがって、座標検出装置をライティングボードの書き込み面に装着して使用した場合、検知面である書き込み面で発信素子から発せられた検知信号を反射して反射鏡像を形成することから、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することが可能になる。
【００４２】
請求項１３記載の発明は、請求項１１または１２記載の電子黒板システムにおいて、前記表示装置の表示面または前記ライティングボードの書き込み面は、非平面である。
【００４３】
したがって、反射鏡像は鏡面が湾曲していてもそれに沿って映ることから、例えば表面が凹面形状のプロジェクタースクリーン等であっても、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することが可能になるので、システムの汎用性が高くなる。また、凹面形状であれば反射鏡像が拡大されて長くなるので、発信素子の高さを短くすることが可能になり、システムの製造コストを下げることが可能になる。
【００４４】
請求項１４記載の発明の座標位置検出方法は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出工程と、前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出工程と、
を含む。
【００４５】
したがって、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【００４６】
請求項１５記載の座標位置検出方法は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出工程と、前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出工程と、前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出工程と、を含む。
【００４７】
したがって、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することも可能になるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることが可能になる。
【００４８】
請求項１６記載の発明の記憶媒体は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出機能と、前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００４９】
したがって、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことが可能になる。
【００５０】
請求項１７記載の発明の記憶媒体は、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出機能と、前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出機能と、前記指示手段が前記座標検出領域に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出機能と、を前記コンピュータに実行させる。
【００５１】
したがって、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断がなされ、その指示手段により指示された二次元座標位置が算出される。これにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することも可能になるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることが可能になる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図１０に基づいて説明する。ここで、図１は電子黒板システム１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１は、平板表示装置（フラットパネルディスプレイ）であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２及び座標検出装置３で構成される電子黒板部４と、機器収納部９とを主体に構成されている。機器収納部９には、制御装置であるパーソナルコンピュータ等のコンピュータ５、原稿の画像を読み取るためのスキャナ６、画像データを記録紙に出力するプリンタ７、ビデオプレイヤー８（いずれも図２参照）が収納されている。なお、ＰＤＰ２としては、電子黒板として利用可能な大画面タイプのものが用いられている。また、座標検出装置３には、詳細は後述するが、いわゆるＬＥＤアレイ方式の座標検出装置が適用されている。
【００５３】
ＰＤＰ２及び座標検出装置３は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ側に位置するようにして一体化され、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに座標検出装置３の座標検出領域３ａが略一致するようにして電子黒板部４を形成している。つまり、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａは、検知面として機能することになる。このように、電子黒板部４はＰＤＰ２及び座標検出装置３を収納して、電子黒板システム１の表示面（ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ）及び書き込み面（座標検出領域３ａ）を構成している。
【００５４】
さらに、図示することは省略するが、ＰＤＰ２にはビデオ入力端子やスピーカーが設けられており、ビデオプレイヤー８をはじめ、その他レーザディスクプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、ビデオカメラ等の各種情報機器やＡＶ機器を接続し、ＰＤＰ２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、ＰＤＰ２には、ＰＤＰ２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。
【００５５】
次に、電子黒板システム１に内蔵される各部の電気的接続について図２を参照して説明する。図２に示すように、電子黒板システム１は、コンピュータ５にＰＤＰ２、スキャナ６、プリンタ７、ビデオプレイヤー８をそれぞれ接続し、コンピュータ５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５には、ペン等の指示部材や指である指示手段Ｐ（図８参照）で指示された座標検出領域３ａ内の座標位置の演算等を行う座標検出装置３に設けられるコントローラ１０が接続されており、このコントローラ１０を介して座標検出装置３もコンピュータ５に接続されている。また、コンピュータ５を介して電子黒板システム１をネットワーク１１に接続することができ、ネットワーク１１上に接続された他のコンピュータで作成したデータをＰＤＰ２に表示したり、電子黒板システム１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。
【００５６】
次に、コンピュータ５について説明する。ここで、図３はコンピュータ５に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。図３に示すように、コンピュータ５は、システム全体を制御するＣＰＵ１２（Central Processing Unit）と、起動プログラム等を記憶したＲＯＭ(Read Only Memory)１３と、ＣＰＵ１２のワークエリアとして使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)１４と、文字・数値・各種指示等の入力を行うためのキーボード１５と、カーソルの移動や範囲選択等を行うためのマウス１６と、ハードディスク１７と、ＰＤＰ２に接続されておりそのＰＤＰ２に対する画像の表示を制御するグラフィックス・ボード１８と、ネットワーク１１に接続するためのネットワーク・カード（またはモデムでも良い。）１９と、コントローラ１０、スキャナ６、プリンタ７等を接続するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）２０と、上記各部を接続するためのバス２１とを備えている。
【００５７】
ハードディスク１７には、オペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System）２２と、コントローラ１０を介してコンピュータ５上で座標検出装置３を動作させるためのデバイスドライバ２３と、描画ソフト、ワードプロセッサソフト、表計算ソフト、プレゼンテーションソフト等の各種アプリケーションプログラム２４とが格納されている。
【００５８】
また、コンピュータ５には、ＯＳ２２、デバイスドライバ２３や各種アプリケーションプログラム２４等の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２６、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置２５が搭載されている。
【００５９】
各種アプリケーションプログラム２４は、コンピュータ５への電源の投入に応じて起動するＯＳ２２による制御の下、ＣＰＵ１２によって実行される。例えば、キーボード１５やマウス１６の所定の操作によって描画ソフトを起動した場合には、ＰＤＰ２にグラフィックス・ボード１８を介して描画ソフトに基づく所定の画像が表示される。また、デバイスドライバ２３もＯＳ２２とともに起動され、コントローラ１０を介した座標検出装置３からのデータ入力が可能な状態になる。このように描画ソフトを起動した状態で座標検出装置３の座標検出領域３ａにユーザが指示手段Ｐを挿入して文字や図形を描いた場合、座標情報が指示手段Ｐの記述に基づく画像データとしてコンピュータ５に入力され、例えばＰＤＰ２に表示されている画面上の画像に対して上書き画像として重ねて表示される。より詳細には、コンピュータ５のＣＰＵ１２は、入力された画像データに基づいて線や文字を描画するための描画情報を生成し、入力された座標情報に基づく座標位置に併せてグラフィックス・ボード１８に設けられるビデオメモリ(図示せず)に書き込んでいく。その後、グラフィックス・ボード１８が、ビデオメモリに書き込まれた描画情報を画像信号としてＰＤＰ２に送信することにより、ユーザが書いた文字と同一の文字が、ＰＤＰ２に表示されることになる。つまり、コンピュータ５は座標検出装置３をマウス１６のようなポインティングデバイスとして認識しているため、コンピュータ５では、描画ソフト上でマウス１６を用いて文字を書いた場合と同様な処理が行われることになる。
【００６０】
次に、座標検出装置３について詳細に説明する。ここで、図４は座標検出装置３の構成を概略的に示す説明図、図５はその垂直方向における断面図である。図４に示すように、座標検出装置３は、Ｘｍ個の発信素子である発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）２７を水平方向に一定間隔で配置した発光素子列２８ａと、これに１対１に対応したＸｍ個の受信素子であるフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）２９を一定間隔で対向配置した受光素子列３０ａと、Ｙｎ個のＬＥＤ２７を垂直方向に一定間隔で配置した発光素子列２８ｂと、これに１対１に対応したＹｎ個のＰＤ２９を一定間隔で対向配置した受光素子列３０ｂとを備えている。そして、これらの発光素子列２８ａと、受光素子列３０ａと、発光素子列２８ｂと、受光素子列３０ｂとにより囲まれた空間部分が、座標検出領域３ａとされている。つまり、座標検出領域３ａ内には、水平方向に形成されるｍ個の光路と垂直方向に形成されるｎ個の光路とがマトリクス状に交差可能となっている。なお、座標検出領域３ａは、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａのサイズに対応したサイズであって横長の四角形状に形成されており、手書きにより文字や図形等の入力を可能にする領域である。
【００６１】
また、図５に示すように、発光素子列２８ａのＬＥＤ２７は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの端部に接して設けられるとともに、その下端部分がＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの同一面上に位置するように設けられている。一方、受光素子列３０ａのＰＤ２９は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａから距離ｂだけ離間した位置であって、かつ、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの同一面上から距離ａだけ上方に位置するように設けられている。
【００６２】
ここで、距離ａと距離ｂとの関係について説明する。ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの高さ方向の長さをＷ1（図４参照）とし、受光素子列３０ａのＬＥＤ２７の高さをＨａとすると、距離ａと距離ｂとの関係は、
ｂ＝Ｗ1×（ａ／Ｈａ） ・・・（１）
のように表すことができる。
【００６３】
なお、距離ａはＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの高さ方向の長さＷ1に比べて十分に小さいことから、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対するＰＤ２９の入射角は小さいものとなっている。このように、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対するＰＤ２９の入射角を小さく取ることにより、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの微細な傷・荒らしなどは、見かけ上極めて微細になる(見かけの空間周波数が上がる)。つまり、見た目には滑らかな鏡に近くなるため、後述するＬＥＤ２７の反射鏡像が明瞭になる。また、一般的なアンチグレア加工がされていても、明瞭な反射鏡像が得られる。
【００６４】
そして、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａは平板状のガラス板や透明アクリル板等により形成されているため、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに座標検出装置３を設置した場合には、図６に示すように、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの端部に接した状態でＬＥＤ２７が設置されていることにより、発光したＬＥＤ２７の反射鏡像２７´がＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに映りこむことになる。そして、上記（１）式を満たす位置にＰＤ２９が設けられている場合には、図５に示すように、ＰＤ２９はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａを斜め上方から見おろした反射鏡像２７´の長さＨｂは、
Ｈｂ＝Ｈａ ・・・（２）
のように表すことができる。このように上記（２）式を満たしている場合には、受光素子列３０ｂのＰＤ２９により、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ（座標検出領域３ａ）全体がカバーされることになる。
【００６５】
また、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａにおいて指示手段Ｐの接触を検知するために必要な指示手段Ｐの高さをＨｍとすると、
Ｈｍ＝Ｈａ＋Ｈｂ＝２Ｈａ ・・・（３）
として表すことができる。つまり、（３）式を満たすことにより、指示手段Ｐの接触を検知するために必要な指示手段Ｐの高さを必要最小限にすることが可能になる。
【００６６】
なお、図５においては、発光素子列２８ａと受光素子列３０ａとの位置関係について説明したが、発光素子列２８ｂと受光素子列３０ｂとの位置関係においても同様であることは言うまでもない。ただし、この場合の受光素子列３０ｂのＰＤ２９の設置位置に係る距離ａと距離ｂとの関係は、
ｂ＝Ｗ2×（ａ／Ｈａ） ・・・（４）
のように表すことができる。ここで、Ｗ2は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの幅方向の長さである（図４参照）。
【００６７】
次に、座標検出装置３の各部の電気的接続について図７を参照して説明する。図７に示すように、コントローラ１０には、各部を集中的に制御するＣＰＵ３１が設けられており、このＣＰＵ３１には、プログラム及びデータを記憶するＲＯＭ、各種データを書き換え自在に格納してワークエリアとして機能するＲＡＭ、各種のプログラムコード（制御プログラム）を格納するハードディスク等のメモリ３２が接続されている。さらに、ＣＰＵ３１には、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３３、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置３４が接続されている。このような記憶媒体３３に記憶された各種のプログラムコード（制御プログラム）、または、メモリ３２のハードディスク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、コントローラ１０への電源の投入に応じてメモリ３２のＲＡＭに書き込まれ、各種のプログラムコード（制御プログラム）が実行されることになる。
【００６８】
また、ＣＰＵ３１には、発光素子列２８ａの各ＬＥＤ２７を１個ずつ切替駆動して走査するＸ走査回路３５と、発光素子列２８ｂの各ＬＥＤ２７を１個ずつ切替駆動して走査するＹ走査回路３６とが接続されている。加えて、ＣＰＵ３１には、受光素子列３０ａの各ＰＤ２９における受光光量に応じた検出信号を時分割によりサンプルして一定周期毎に出力するＸマルチプレクサ３７と、受光素子列３０ｂの各ＰＤ２９における受光光量に応じた検出信号を時分割によりサンプルして一定周期毎に出力するＹマルチプレクサ３８とが接続されている。ＣＰＵ３１は、走査回路３５，３６およびマルチプレクサ３７，３８にそれぞれ切替制御信号を送出して、対向するＬＥＤ２７とＰＤ２９との対単位で順番に切替駆動する（走査する）。これにより、全部で（ｍ＋ｎ）個形成される光路は同時刻では一個のみ形成され、時分割的に順次形成されることにより、光の干渉が防止されることになる。
【００６９】
さらに、ＣＰＵ３１には、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ３９、接触判定部４０、距離検出部４１、座標演算部４２、及び座標出力部４３が接続されている。以下に、ＣＰＵ３１により駆動制御される各部の動作について説明する。
【００７０】
Ａ／Ｄコンバータ３９は、マルチプレクサ３７，３８から出力される各ＰＤ２９における受光光量に応じた検出信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ３１、接触判定部４０、距離検出部４１、座標演算部４２に対して出力する。
【００７１】
接触判定部４０は、コンパレータ等により構成されている回路部であって、Ａ／Ｄコンバータ３９から出力されるデジタル信号に基づいて、メモリ３２に予め保持している閾値である完全隠蔽基準値との比較を行い、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに指示手段Ｐがタッチしたか否かの判定を行うものである。Ａ／Ｄコンバータ３９から出力されたデジタル信号（出力電圧値）に完全隠蔽基準値が出現した場合には、接触判定部４０はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａを指示手段Ｐがタッチしたものと判定する。なお、本実施の形態においては、完全隠蔽基準値は、ＰＤ２９における受光光量が"≒０"の場合における出力電圧値に設定されている。つまり、接触判定部４０は、順次駆動されるＬＥＤ２７に対向する各ＰＤ２９の受光光量に基づき、対となるＬＥＤ２７とＰＤ２９との間における指示手段Ｐによるタッチの有無をすべての対について判定する。
【００７２】
距離検出部４１は、単調関数演算器であって、Ａ／Ｄコンバータ３９から出力されるＰＤ２９における受光光量に基づく出力電圧値の増減に基づいて、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離を検出するものである。ここに、接近距離検出手段が実現されている。
【００７３】
座標演算部４２は、座標検出領域３ａにおいて指示手段Ｐにより指示された座標位置を接触判定部４０の判定結果に基づき算出する回路部であって、接触判定部４０において指示手段Ｐによるタッチ有りと判定されたＸ方向およびＹ方向のそれぞれのＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の位置から指示手段Ｐにより指示された座標位置を算出する。加えて、座標演算部４２は、座標検出領域３ａにおいて指示手段Ｐにより指示された座標位置を距離検出部４１で検出されたＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離に基づき算出する回路部であって、距離検出部４１において指示手段Ｐが一定の距離まで接近したＸ方向およびＹ方向のそれぞれのＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の位置から指示手段Ｐにより指示された座標位置を算出する。
【００７４】
座標出力部４３は、座標演算部４２で算出された座標位置をコンピュータ５に対して出力する回路であって、ＣＰＵ３１より座標出力制御信号が入力されたとき、座標演算部４２により算出された座標位置を指示手段Ｐによる入力座標として出力する。なお、ＣＰＵ３１は、座標演算部４２で算出された座標位置に該当する位置のＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の間における指示手段Ｐによるタッチの有無を再度接触判定部４０からの判定結果に基づいて判定し、指示手段Ｐによるタッチ有りを再び検出したときに初めて座標出力部４３に対して座標出力制御信号を送出する。
【００７５】
続いて、制御プログラムに基づいてＣＰＵ３１によって実行される機能について説明する。ここでは、まず、本実施の形態の座標検出装置３の備える特長的な機能であるタッチ座標検出処理について以下において具体的に説明する。
【００７６】
ここで、図８は指示手段Ｐが座標検出装置３の座標検出領域３ａへと進入する状態を示す説明図、図９はタッチ座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図８はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの一点を指示すべく指示手段Ｐが座標検出装置３の座標検出領域３ａへと進入する状態を時系列、かつ、ＰＤ２９からの視点で示しており、指示手段Ｐが座標検出領域３ａへと進入するに連れて所定のＬＥＤ２７からの出射光は遮断されていく（図８（ｂ））。しかしながら、図８（ｂ）に示す状態では、ＬＥＤ２７からの出射光が遮断されてもＬＥＤ２７の反射鏡像２７´はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに映りこんでいるため、このＬＥＤ２７と対になっているＰＤ２９における受光光量には変化がない。
【００７７】
さらに座標検出領域３ａへの進入が進むと、図８（ｃ）に示すように、指示手段Ｐにより所定のＬＥＤ２７からの出射光が完全に遮断されるとともに、反射鏡像２７´が指示手段Ｐにより覆われるようになる。加えて、指示手段Ｐの影もＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ上に発生する。これにより、このＬＥＤ２７と対になっているＰＤ２９における受光光量が次第に低下することになる。
【００７８】
そして、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに接触した場合には、図８（ｄ）に示すように、所定のＬＥＤ２７の反射鏡像２７´が完全に隠蔽されることになるので、このＬＥＤ２７と対になっているＰＤ２９における受光光量は"≒０"になる。
【００７９】
つまり、ＣＰＵ３１は、このように所定のＬＥＤ２７の反射鏡像２７´が指示手段Ｐによって完全に隠蔽された状態を接触判定部４０によって検知し、指示手段Ｐがディスプレイ面２ａを指示したものと判断する（図９に示すステップＳ１のＹ）。ここに、タッチ指示検出手段の機能が実行される。その後、接触判定部４０において指示手段Ｐによるタッチ有りと判定されたＸ方向およびＹ方向のそれぞれのＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の位置から指示手段Ｐにより指示された座標位置を座標演算部４２により算出する（図９に示すステップＳ２）。ここに、タッチ座標位置算出手段の機能が実行される。そして、座標演算部４２により算出された座標位置は、指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による入力座標としてコンピュータ５に対して出力される（図９に示すステップＳ３）。
【００８０】
したがって、指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【００８１】
次に、本実施の形態の座標検出装置３の備える特長的な機能である非タッチ座標検出処理について以下において具体的に説明する。ここで、図１０は非タッチ座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。本実施の形態の座標検出装置３は、前述したような指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による入力座標の出力とは別に、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作による入力座標の出力も可能にしている。
【００８２】
具体的には、図８（ｃ）に示すように、所定のＬＥＤ２７からの出射光が指示手段Ｐにより完全に遮断されるとともに反射鏡像２７´が指示手段Ｐにより覆われている状態が一定時間継続した場合、つまり指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに近接した位置に一定時間停止している場合には、前述したＬＥＤ２７と対になっているＰＤ２９における受光光量が低下した状態で一定時間経過することになる。
【００８３】
つまり、ＣＰＵ３１は、このようにＰＤ２９における受光光量が一定時間低下した状態を距離検出部４１によって検出されるＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離が一定時間変化しなければマウスによる非クリック動作と同様の動作であると判断する（図１０に示すステップＳ１１のＹ）。ここに、非タッチ指示検出手段の機能が実行される。その後、距離検出部４１において指示手段Ｐが一定の距離まで接近したＸ方向およびＹ方向のそれぞれのＬＥＤ２７とＰＤ２９との対の位置から指示手段Ｐにより指示された座標位置を座標演算部４２により算出する（図１０に示すステップＳ１２）。ここに、非タッチ座標位置算出手段の機能が実行される。そして、座標演算部４２により算出された座標位置が指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによる非クリック動作と同様の動作）による入力座標としてコンピュータ５に対して出力される（図１０に示すステップＳ１３）。
【００８４】
したがって、前述した指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）の接触検知のほか、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【００８５】
ここに、ＬＥＤ２７とＰＤ２９とをマトリックス状に離間対向させた従来からの構成により、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することが可能になる。
【００８６】
本発明の第二の実施の形態を図１１および図１２に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の座標検出装置５０は、第一の実施の形態の座標検出装置３の変形例であって、ＰＤ２９においてＬＥＤ２７の反射鏡像２７´のみを受光するようにする手段を講じたものである。
【００８７】
ここで、図１１は座標検出装置５０の垂直方向における断面図である。図１１に示すように、本実施の形態の座標検出装置５０には、第一の実施の形態で説明した座標検出装置３の構成に加え、ＰＤ２９からの直接光をカットしてＬＥＤ２７の反射鏡像２７´のみを受光するようにするための受信規制手段である光学マスク５１及びレンズやスリット等の集光光学系５２を備えている。また、座標検出装置５０には、ＰＤ２９の手前に受信規制手段である偏光フィルタ５３が備えられており、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに表示された画像からの直接光がＰＤ２９に入射しないようにし、Ｓ／Ｎ比を改善している。
【００８８】
加えて、ＬＥＤ２７のＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ側には、光学マスク５１の位置調整のための点滅光源である調整用発光素子（点光源）ＱがＬＥＤ２７の下方に着脱自在に設けられている。なお、この調整用発光素子（点光源）Ｑを取り除いた場合のＬＥＤ２７の設置状態は、座標検出装置３におけるＬＥＤ２７の設置状態と何ら変わるものではない。また、光学マスク５１には図１１に示す矢印方向にこの光学マスク５１を進退自在に移動させる駆動機構（図示せず）が接続されている。さらに、ＰＤ２９にはＬＥＤ２７と調整用発光素子（点光源）Ｑとの区別をするために点滅周期バンドパスフィルタ（図示せず）が付加されており、点滅周期バンドパスフィルタの出力をＱ成分とみなす。
【００８９】
ここで、光学マスク５１のマスク位置調整手順について説明する。まず、光学マスク５１を初期状態（図１１における下方位置）にし、調整用発光素子（点光源）ＱをＬＥＤ２７の下方に設置して駆動する。次に、光学マスク５１を駆動機構の駆動により徐々に上方へと移動させ、ＰＤ２９における調整用発光素子（点光源）Ｑから出射される光の受光光量が、減衰する箇所を検出する。図１２に示すように、光量のＱ成分が半減したポイントが光学マスク５１の最適位置であるので、光学マスク５１がこの最適位置に達した時点で調整用発光素子（点光源）Ｑを取り除き、マスク位置調整を終了する。ここに、位置調整手段が実現されている。これにより、ＰＤ２９においてＬＥＤ２７の反射鏡像２７´のみを確実に受光させることが可能になる。
【００９０】
なお、本実施の形態においては、調整用発光素子（点光源）Ｑを使用して光学マスク５１の位置を調整したが、これに限るものではなく、ＬＥＤ２７に細い黒帯等を被せて調整するようにしても良い。
【００９１】
このように光学マスク５１を設けることにより、ＰＤ２９においてＬＥＤ２７の反射鏡像２７´のみを受光するようにした場合には、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａにおいて指示手段Ｐの接触を検知するために必要な指示手段Ｐの高さＨｍは、
Ｈｍ＝Ｈｂ＝Ｈａ ・・・（５）
として表すことができる。つまり、指示手段Ｐの高さは反射鏡像２７´の高さと同等であれば良くなり、座標検出装置５０によれば、第一の実施の形態で説明した座標検出装置３に比べ、半分の大きさの指示手段Ｐで示した座標位置を検出することができる。
【００９２】
本発明の第三の実施の形態を図１３に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態または本発明の第二の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の座標検出装置６０は、第二の実施の形態の座標検出装置５０の変形例であって、ＬＥＤ２７に代えてこのＬＥＤ２７の半分の大きさ（高さ）のＬＥＤ６１を備えるようにしたものである。
【００９３】
ここで、図１３は座標検出装置６０の垂直方向における断面図である。図１３に示すように、本実施の形態の座標検出装置６０は、第二の実施の形態で説明した座標検出装置５０の構成に対し、ＬＥＤ２７に代えてこのＬＥＤ２７の半分の大きさ（高さ）Ｈａ´（Ｈａ´＝Ｈａ／２）のＬＥＤ６１を備えるとともに、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａとは反対側に位置するこのＬＥＤ６１の端部に、補助鏡６２を備えている。
【００９４】
このような構成により、座標検出装置６０においては、図１３に示すように、補助鏡６２にはＬＥＤ６１の反射鏡像６３が映りこむことになる。したがって、図１３に示すように、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａには、ＬＥＤ６１の反射鏡像６４と、ＬＥＤ６１の反射鏡像６３の反射鏡像６５とが映りこむことになる。
【００９５】
ここで、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａにおいて指示手段Ｐの接触を検知するために必要な指示手段Ｐの高さＨｍについて検討すると、前述した（５）式により、
Ｈｍ＝Ｈｂ´＋Ｈｃ´≒２Ｈａ´ ・・・（６）
として表すことができ、
Ｈａ´＝Ｈａ／２
であることから、
Ｈｍ＝Ｈａ ・・・（７）
となり、ＬＥＤ２７の半分の大きさ（高さ）のＬＥＤ６１であっても、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａ（座標検出領域３ａ）全体がカバーされることになる。
【００９６】
したがって、発光素子（ＬＥＤ６１）として安価な小型品を利用することができるとともに、システムの大きさが小さくなることで省スペース化を図ることができる。
【００９７】
本発明の第四の実施の形態を図１４および図１６に基づいて説明する。なお、本発明の第一ないし第三の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態の座標検出装置７０は、前述した座標検出装置３，５０，６０とは方式が異なる撮像三角測量方式の座標検出装置であって、三角測量の原理により指示手段Ｐが指示した座標位置を検出するものである。
【００９８】
ここで、図１４は座標検出装置７０の構成を概略的に示す説明図である。図１４に示すように、座標検出装置７０は、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａのサイズに対応したサイズで横長の四角形状の座標検出領域７０ａを備えている。この座標検出領域７０ａは、手書きにより文字や図形等の入力を可能にする領域である。この座標検出領域７０ａの下方両端部に位置する角部の近傍には、画像情報（被写体像）を電気信号として出力する多数のＣＣＤ（Charge Coupled Device ）をライン状に配設した受信素子であるラインセンサ７１と結像光学レンズ７２とが距離ｆを有して配設された画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）が、距離Ｌを隔てて所定の角度α（図１８参照）で設けられている。加えて、これらの画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）には、外部光をカットするための受信規制手段であるマスク７４が設けられている。
【００９９】
また、座標検出装置７０の座標検出領域７０ａの下部を除く周縁部には、発信素子である発光体７５が設けられている。この発光体７５は、例えば面発光素子であるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electroluminescence）で形成されており、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに座標検出装置７０を設置した場合には、発光した発光体７５の反射鏡像７５´がＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに映りこむことになる。
【０１００】
なお、発光体７５の高さやラインセンサ７１の設置位置については、本発明の第一ないし第三の実施の形態において説明したものと同様であるため、その説明は省略する。
【０１０１】
次に、座標検出装置７０の各部の電気的接続について図１５を参照して説明する。図１５に示すように、コントローラ１０には、各部を集中的に制御するＣＰＵ７６が設けられており、このＣＰＵ７６には、プログラム及びデータを記憶するＲＯＭ、各種データを書き換え自在に格納してワークエリアとして機能するＲＡＭ、各種のプログラムコード（制御プログラム）を格納するハードディスク等のメモリ７７が接続されている。さらに、ＣＰＵ７６には、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７８、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置であるフロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＭＯドライブ装置等のプログラム読取装置７９が接続されている。このような記憶媒体７８に記憶された各種のプログラムコード（制御プログラム）、または、メモリ７７のハードディスク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、コントローラ１０への電源の投入に応じてメモリ７７のＲＡＭに書き込まれ、各種のプログラムコード（制御プログラム）が実行されることになる。
【０１０２】
また、ＣＰＵ７６には、発光体７５を発光させるための駆動回路８０が接続されている。加えて、ＣＰＵ７６には、ラインセンサ７１からの出力を演算する回路としてアナログ処理回路８１、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ８２が接続されている。ラインセンサ７１に入射した発光体７５からの光は、ラインセンサ７１内で光の強度に応じた電圧値を持つアナログの画像データに変換され、アナログ信号として出力される。このアナログ信号は、アナログ処理回路８１で処理された後、Ａ／Ｄコンバータ８２によってデジタル信号に変換されてＣＰＵ７６に渡される。
【０１０３】
さらに、ＣＰＵ７６には、接触判定部８３、距離検出部８４、座標演算部８５、及び座標出力部８６が接続されている。以下に、ＣＰＵ７６により駆動制御される各部の動作について説明する。
【０１０４】
Ａ／Ｄコンバータ８２は、アナログ処理回路８１から出力される画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）の各ラインセンサ７１における受光光量に応じた検出信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ７６の他、接触判定部８３、距離検出部８４、座標演算部８５に対して出力する。
【０１０５】
接触判定部８３は、コンパレータ等により構成されている回路部であって、Ａ／Ｄコンバータ８２から出力されるデジタル信号に基づいて、メモリ７７に予め保持している閾値である完全隠蔽基準値との比較を行い、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに指示手段Ｐがタッチしたか否かの判定を行うものである。Ａ／Ｄコンバータ８２から出力されたデジタル信号（出力電圧値）に完全隠蔽基準値が出現した場合には、接触判定部８３はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａを指示手段Ｐがタッチしたものと判定する。なお、本実施の形態においては、完全隠蔽基準値は、ＰＤ２９における受光光量が"≒０"の場合における出力電圧値に設定されている。
【０１０６】
距離検出部８４は、単調関数演算器であって、Ａ／Ｄコンバータ８２から出力される各ラインセンサ７１における受光光量に基づく出力電圧値の増減に基づいて、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離を検出するものである。
【０１０７】
座標演算部８５は、座標検出領域７０ａにおいて指示手段Ｐにより指示された座標位置を接触判定部８３の判定結果に基づき算出する回路部であって、接触判定部８３において指示手段Ｐによるタッチ有りと判定された場合の画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）の各ラインセンサ７１の光の強度分布に基づく三角測量の手法によって指示手段Ｐにより指示された座標位置を算出する。加えて、座標演算部８５は、座標検出領域７０ａにおいて指示手段Ｐにより指示された座標位置を距離検出部８４で検出されたＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離に基づき算出する回路部であって、距離検出部８４において指示手段Ｐが一定の距離まで接近した場合の画像検出装置７３（左側画像検出装置７３Ｌ，右側画像検出装置７３Ｒ）の各ラインセンサ７１の光の強度分布に基づく三角測量の手法によって指示手段Ｐにより指示された座標位置を算出する。
【０１０８】
座標出力部８６は、座標演算部８５で算出された座標位置をコンピュータ５に対して出力する回路であって、ＣＰＵ７６より座標出力制御信号が入力されたとき、座標演算部８５により算出された座標位置を指示手段Ｐによる入力座標として出力する。なお、ＣＰＵ７６は、座標演算部８５で算出された座標位置に該当する位置の指示手段Ｐによるタッチの有無を再度接触判定部８３からの判定結果に基づいて判定し、指示手段Ｐによるタッチ有りを再び検出したときに初めて座標出力部８６に対して座標出力制御信号を送出する。
【０１０９】
続いて、制御プログラムに基づいてＣＰＵ７６によって実行される機能について説明する。ここでは、まず、本実施の形態の座標検出装置７０の備える特長的な機能であるタッチ座標検出処理について以下において具体的に説明する。なお、処理の流れは、図８で示した流れと変わるところがないため、図８を参照して説明する。ここで、図１６は指示手段Ｐが座標検出装置７０の座標検出領域７０ａへと進入する状態を示す説明図である。図１６はＰＤＰ２のディスプレイ面２ａの一点を指示すべく指示手段Ｐが座標検出装置７０の座標検出領域７０ａへと進入する状態を時系列、かつ、右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１からの視点で示しており、マスク７４により発光体７５からの直接光がカットされているため、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａのみがラインセンサ７１から見える状態を示している。また、図１６は、指示手段Ｐが右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルにおいて感知される状態を示している。図１６に示すように、指示手段Ｐが座標検出領域７０ａへと進入するに連れて右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１における受光光量は減少していく（図１６（ｂ））。
【０１１０】
そして、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに接触した場合には、図１６（ｃ）に示すように、右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルにおいて感知される発光体７５の反射鏡像７５´が完全に隠蔽されることになるので、この右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルにおける受光光量は"≒０"になる。
【０１１１】
つまり、ＣＰＵ７６は、このように右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルにおいて感知される発光体７５の反射鏡像７５´が指示手段Ｐによって完全に隠蔽された状態を接触判定部８３によって検知し、指示手段Ｐがディスプレイ面２ａを指示したものと判断する（図９に示すステップＳ１のＹ）。ここに、タッチ指示検出手段の機能が実行される。その後、接触判定部８３において指示手段Ｐによるタッチ有りと判定された右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルの位置と、左側画像検出装置７３Ｌのラインセンサ７１のｂ番目の受光セルの位置とに基づいて周知の三角測量の手法によって指示手段Ｐにより指示された座標位置を座標演算部８５により算出する（図９に示すステップＳ２）。ここに、タッチ座標位置算出手段の機能が実行される。
【０１１２】
ここで、指示手段Ｐにより指示された座標位置の算出手法について説明する。図１７は座標検出装置７０の座標検出領域７０ａ内の一点を指し示した一例を示す正面図、図１８はその一部を拡大して示す正面図である。受光光量が"≒０"である右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルの位置からラインセンサ７１の中心の受光セルまでの距離ｓは、ラインセンサ７１の中心線と、指示手段Ｐとａ番目の受光セルとを結ぶ線とで形成される角度θ１に依存しており、この角度θ１は、
θ１＝tan-1(ｓ／ｆ) ・・・（８）
と表すことができる。ただし、ｆは結像光学レンズ７２の焦点距離である。
【０１１３】
また、図１８に示すように、右側画像検出装置７３Ｒと指示手段Ｐとの角度β１は、右側画像検出装置７３Ｒの取付角度αを用いることにより、
β１＝α−θ１ ・・・（９）
として求められる。
【０１１４】
同様に、左側画像検出装置７３Ｌと指示手段Ｐとの角度β２は、特に図示しないが、上述の（８）（９）式に基づき、
β２＝α−θ２ ・・・（１０）
として求められる。
【０１１５】
そして、前述したように左側画像検出装置７３Ｌと右側画像検出装置７３Ｒとは距離Ｌを隔てて設けられていることから、座標検出領域７０ａ内の指示手段Ｐで指示した点の２次元座標（ｘ，ｙ）は、三角測量の原理により、
ｘ＝Ｌ・tanβ２／（tanβ１＋tanβ２） ・・・（１１）
ｙ＝ｘtanβ１ ・・・（１２）
として算出することができる。
【０１１６】
その後、座標演算部８５により算出された座標位置が指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による入力座標としてコンピュータ５に対して出力される（図９に示すステップＳ３）。
【０１１７】
したがって、指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際に接触した位置の座標が算出されて用いられることにより、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【０１１８】
次に、本実施の形態の座標検出装置７０の備える特長的な機能である非タッチ座標検出処理について以下において具体的に説明する。なお、処理の流れは、図１０で示した流れと変わるところがないため、図１０を参照して説明する。本実施の形態の座標検出装置７０は、前述したような指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による入力座標の出力とは別に、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作による入力座標の出力も可能にしている。
【０１１９】
具体的には、図１６（ｂ）に示すように右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１における受光光量が減少した状態が一定時間継続した場合、つまり指示手段ＰがＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに近接した位置に一定時間停止している場合、ＣＰＵ７６は、距離検出部８４によって検出されるＰＤＰ２のディスプレイ面２ａに対する指示手段Ｐの距離が一定時間変化しなければマウスによる非クリック動作と同様の動作であると判断する（図１０に示すステップＳ１１のＹ）。ここに、非タッチ指示検出手段の機能が実行される。その後、指示手段Ｐが一定の距離まで接近した右側画像検出装置７３Ｒのラインセンサ７１のａ番目の受光セルの位置と、左側画像検出装置７３Ｌのラインセンサ７１のｂ番目の受光セルの位置とに基づいて周知の三角測量の手法によって指示手段Ｐにより指示された座標位置を座標演算部８５により算出する（図１０に示すステップＳ１２）。ここに、非タッチ座標位置算出手段の機能が実行される。そして、座標演算部８５により算出された座標位置が指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによる非クリック動作と同様の動作）による入力座標としてコンピュータ５に対して出力される（図１０に示すステップＳ１３）。
【０１２０】
したがって、前述した指示手段Ｐの動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）の接触検知のほか、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【０１２１】
ここに、発信素子として例えば面発光素子であるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electroluminescence）である発光体７５が用いられることにより、多数の発光体を配列する場合に比べて、部品点数を減らすことが可能になるので、装置のコストダウンが図られる。なお、本実施の形態においては、発光体７５としてエレクトロルミネッセンスを用いたが、これに限るものではなく、蛍光灯、ネオン管、ＬＥＤアレイ＋拡散板等を適用することが考えられる。
【０１２２】
なお、各実施の形態においては、電子黒板システム１として座標検出装置３，５０，６０，７０を平板表示装置（フラットパネルディスプレイ）であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）２に備えたが、これに限るものではなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、液晶リアプロジェクションディスプレイ等を平板表示装置として適用しても良い。さらに、平板表示装置（フラットパネルディスプレイ）に限らず、書き込み面（検知面）が光学的に反射する素材であれば座標検出装置３，５０，６０，７０をライティングボードとして機能するホワイトボードに備えても良い。
【０１２３】
また、各実施の形態においては、ＰＤＰ２のディスプレイ面２ａが平坦であることを条件として説明したが、これに限るものではない。反射鏡像は鏡面が湾曲していてもそれに沿って映ることから、例えば表面が凹面形状のプロジェクタースクリーン等に座標検出装置３，５０，６０，７０を組み合わせることも可能である。ただし、この場合には、ＰＤ２９やラインセンサ７１から見た反射鏡像の「高さ」が、ＰＤ２９やラインセンサ７１から見た検知領域面の「高さ」よりも高くなるようにＬＥＤ２７や発光体７５の高さを設定しなければならない。しかしながら、一般には、凹面形状であれば反射鏡像が拡大されて長くなるので、この場合には、ＬＥＤ２７や発光体７５の高さを短くすることができるので、システムの製造コストを下げることができる。さらに、タッチ押圧によりプロジェクタースクリーンが撓んだ場合であっても、正確に指示位置を検出することができる。
【０１２４】
さらに、各実施の形態においては、光の代わりに直進性を有する超音波を利用することも可能である。例えば、発信素子として超音波発信子（４０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度の測距用製品等）を用い、受信素子として超音波受信子（発信子とペアになっている測距用製品等）を用い、検知面として透明アクリル面やガラス面を用いることができる。
【０１２５】
なお、各実施の形態においては、コントローラ１０をコンピュータ５とは別体で設けたが、これに限るものではなく、コントローラ１０をコンピュータ５に組み込んで、コンピュータ５をコントローラ１０として機能させるようにしても良い。
【０１２６】
また、各実施の形態においては、座標検出装置を電子黒板システムに一体化させて組み込んだが、これに限るものではなく、座標検出装置を表示装置やライティングボードに対して着脱自在な構成としても良い。
【０１２７】
さらに、各実施の形態においては、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２６，３３，７８としてフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、メモリカード等を適用したが、これに限るものではなく、記憶媒体には、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【０１２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の座標検出装置によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出手段と、前記タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出手段と、を備え、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標を算出して用いることになるので、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【０１２９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の座標検出装置において、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、を備え、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【０１３０】
請求項３記載の発明によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、を備え、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【０１３１】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さを超えないように設定されることにより、指示手段の接触を検知するために必要な指示手段の高さを必要最小限にすることができる。
【０１３２】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さよりも高くなるように設定されることにより、検知面全体をカバーすることができるので、検知面上のいずれの場所を指示した場合であっても隈なく指示位置を検出することができる。また、反射鏡像は凹面形状であれば拡大されることから、指示手段によるタッチ押圧によって検知面が撓んで湾曲した場合であっても、正確に指示位置を検出することができる。
【０１３３】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の座標検出装置において、前記発信素子の上部に鏡を配設したことにより、受信素子から見た反射鏡像が発信素子の実際の大きさ以上になるので、発信素子として安価な小型品を利用することができるとともに、装置の大きさが小さくなることで省スペース化を図ることができる。
【０１３４】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６のいずれか一記載の座標検出装置において、前記受信素子に対して前記反射鏡像の受信のみを許容させる受信規制手段を備えることにより、受信素子において反射鏡像のみを受信することができるので、指示手段の高さを反射鏡像の高さと同等に抑えることができる。
【０１３５】
請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の座標検出装置において、前記受信規制手段の位置を調整する位置調整手段を備えることにより、受信素子において反射鏡像のみを確実に受信させることができる。
【０１３６】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子と前記受信素子とが前記座標検出領域の水平方向と垂直方向とにそれぞれ多数配列され、前記各発信素子に対となる前記各受信素子における前記反射鏡像の受信状態に基づいて二次元座標位置を算出することにより、発信素子と受信素子とをマトリックス状に離間対向させた従来からの構成によって、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができる。
【０１３７】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置において、前記発信素子は線発光体または面発光体であって前記受信素子は撮像素子であり、前記撮像素子における結像位置に基づく三角測量の手法により二次元座標位置を算出することにより、発信素子として線発光体または面発光体が用いられるので、多数の発光体を配列する場合に比べて、部品点数を減らすことができるので、装置のコストダウンを図ることができる。
【０１３９】
請求項１１記載の発明の電子黒板システムによれば、前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である表示面を有し、文字および画像を表示する表示装置と、前記表示装置の表示面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、前記座標検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、を備え、前記表示装置及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成することにより、座標検出装置を表示装置の表示面に装着して使用した場合、検知面である表示面で発信素子から発せられた検知信号を反射して反射鏡像を形成することから、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することができる。
【０１４０】
請求項１２記載の発明の電子黒板システムによれば、前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である書き込み面を有し、文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、前記ライティングボードの書き込み面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、前記座標検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、を備え、前記ライティングボード及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成することにより、座標検出装置をライティングボードの書き込み面に装着して使用した場合、検知面である書き込み面で発信素子から発せられた検知信号を反射して反射鏡像を形成することから、座標入力面（タッチパネル面）のような物理的な面を有さず視認性に優れる電子黒板システムを安価で提供することができる。
【０１４１】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１１または１２記載の電子黒板システムにおいて、前記表示装置の表示面または前記ライティングボードの書き込み面は、非平面であることにより、反射鏡像は鏡面が湾曲していてもそれに沿って映ることから、例えば表面が凹面形状のプロジェクタースクリーン等であっても、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、システムの汎用性が高くなり、また、凹面形状であれば反射鏡像が拡大されて長くなるので、発信素子の高さを短くすることができ、システムの製造コストを下げることができる。
【０１４２】
請求項１４記載の発明の座標位置検出方法によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出工程と、前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出工程と、を含み、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標を算出して用いることになるので、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【０１４３】
請求項１５記載の発明の座標位置検出方法によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出工程と、前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出工程と、前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出工程と、を含み、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【０１４４】
請求項１６記載の発明の記憶媒体によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記プログラムは、前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出機能と、前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出機能と、を前記コンピュータに実行させ、発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面に形成される反射鏡像の受信状態が受信素子において略０になった場合に検知面を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、指示手段の動作（例えば、マウスによるクリック動作と同様の動作）による指示位置について、指示手段が検知面に実際に接触した位置の座標を算出して用いることになるので、指示手段が検知面に実際には接触しておらず近接しただけのケースを排除することができるので、座標位置の検出を高い精度で行うことができる。
【０１４５】
請求項１７記載の発明の記憶媒体によれば、二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出機能と、前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出機能と、前記指示手段が前記座標検出領域に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出機能と、を前記コンピュータに実行させ、受信素子における反射鏡像の受信状態に応じて検出される座標検出領域に挿入された指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合、座標検出領域内を指示手段が指示したものとして判断し、その指示手段により指示された二次元座標位置を算出することにより、例えばバルーンヘルプ等を表示するためのマウスによる非クリック動作と同様の動作を検知することもできるので、より使いやすいユーザインタフェースを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施の形態の電子黒板システムを概略的に示す外観斜視図である。
【図２】 電子黒板システムに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３】 コンピュータに内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図４】 座標検出装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図５】 その垂直方向における断面図である。
【図６】 発光したＬＥＤの反射鏡像がＰＤＰのディスプレイ面に映りこんでいる状態を示す斜視図である。
【図７】 座標検出装置の各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図８】 指示手段が座標検出装置の座標検出領域へと進入する状態を示す説明図である。
【図９】 タッチ座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１０】 非タッチ座標検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１１】 本発明の第二の実施の形態の座標検出装置の垂直方向における断面図である。
【図１２】 受光光量と光学マスクの上端の位置との関係を示すグラフである。
【図１３】 本発明の第三の実施の形態の座標検出装置の垂直方向における断面図である。
【図１４】 本発明の第四の実施の形態の座標検出装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図１５】 座標検出装置の各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図１６】 指示手段が座標検出装置の座標検出領域へと進入する状態を示す説明図である。
【図１７】 座標検出装置の座標検出領域内の一点を指し示した一例を示す正面図である。
【図１８】 その一部を拡大して示す正面図である。
【図１９】 従来の光学式の座標検出装置を概略的に示す正面図である。
【図２０】 座標検出装置の座標検出領域を指で指示した場合を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 電子黒板システム
２ 表示装置
２ａ 検知面、表示面
３，５０，６０，７０ 座標検出装置
３ａ，７０ａ 座標検出領域
４ 電子黒板部
５ 制御装置
２６，３３，７８ 記憶媒体
２７，６１，７５ 発信素子
２７´，６４，６５，７５´ 反射鏡像
２９，７１ 受信素子
５１，５３，７４ 受信規制手段
６２ 鏡
Ｐ 指示手段
Claims (17)
- 二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、
前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、
前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、
前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出手段と、
前記タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出手段と、
を備える座標検出装置。 - 前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、
前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、
前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、
を備える請求項１記載の座標検出装置。 - 二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、
前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、
前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、
前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出手段と、
前記接近距離検出手段によって検出された前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出手段と、
前記非タッチ指示検出手段によって前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出手段と、
を備える座標検出装置。 - 前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さを超えないように設定される請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置。
- 前記発信素子の発信領域は、前記受信素子から見た前記発信素子により前記検知面に形成される前記反射鏡像の高さが前記受信素子から見た前記座標検出領域の高さよりも高くなるように設定される請求項１ないし３のいずれか一記載の座標検出装置。
- 前記発信素子の上部に鏡を配設した請求項５記載の座標検出装置。
- 前記受信素子に対して前記反射鏡像の受信のみを許容させる受信規制手段を備える請求項１ないし６のいずれか一記載の座標検出装置。
- 前記受信規制手段の位置を調整する位置調整手段を備える請求項７記載の座標検出装置。
- 前記発信素子と前記受信素子とが前記座標検出領域の水平方向と垂直方向とにそれぞれ多数配列され、前記各発信素子に対となる前記各受信素子における前記反射鏡像の受信状態に基づいて二次元座標位置を算出する請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置。
- 前記発信素子は線発光体または面発光体であって前記受信素子は撮像素子であり、前記撮像素子における結像位置に基づく三角測量の手法により二次元座標位置を算出する請求項１ないし８のいずれか一記載の座標検出装置。
- 前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である表示面を有し、文字および画像を表示する表示装置と、
前記表示装置の表示面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、
前記座標検出装置からの入力に基づいて前記表示装置の表示制御を行う制御装置と、
を備え、前記表示装置及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の表示面および書き込み面を構成する電子黒板システム。 - 前記発信素子から発せられた検知信号を反射する検知面である書き込み面を有し、文字および画像の筆記を受け付けるライティングボードと、
前記ライティングボードの書き込み面に前記座標検出領域を一致させて配設される請求項１ないし１０のいずれか一記載の座標検出装置と、
前記座標検出装置からの入力に基づいて前記ライティングボードに筆記された情報の制御を行う制御装置と、
を備え、前記ライティングボード及び前記座標検出装置を用いて電子黒板部の書き込み面を構成する電子黒板システム。 - 前記表示装置の表示面または前記ライティングボードの書き込み面は、非平面である請求項１１または１２記載の電子黒板システム。
- 二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、
前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、
前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出工程と、
前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出工程と、
を含む座標位置検出方法。 - 二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標位置検出方法であって、
前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設け、
前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出工程と、
前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出工程と、
前記指示手段が前記座標検出領域内に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出工程と、
を含む座標位置検出方法。 - 二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態が略０になった場合に前記検知面を前記指示手段がタッチしたものと判断するタッチ指示検出機能と、
前記指示手段が前記検知面をタッチしたと判断した場合、前記指示手段によりタッチされた二次元座標位置を算出するタッチ座標位置算出機能と、
を前記コンピュータに実行させる記憶媒体。 - 二次元の座標検出領域を有し、当該座標検出領域に一致させて配設される検知面を指示した指示手段の二次元座標位置を検出する座標検出装置であって、前記座標検出領域内に検知信号を発する発信素子と、前記検知面に形成される前記発信素子が発した検知信号の反射鏡像を受信する位置に配設される受信素子と、を設けた座標検出装置に用いられ、前記検知面を指示した前記指示手段の二次元座標位置の検出をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶している記憶媒体であって、
前記座標検出領域に挿入された前記指示手段の前記検知面に対する接近距離を前記受信素子における前記反射鏡像の受信状態に応じて検出する接近距離検出機能と、
前記指示手段の接近距離が所定時間一定であった場合に、前記座標検出領域内に対して前記指示手段がタッチを伴わない指示をしたものと判断する非タッチ指示検出機能と、
前記指示手段が前記座標検出領域に対してタッチを伴わない指示をしたと判断した場合、前記指示手段により指示された二次元座標位置を算出する非タッチ座標位置算出機能と、
を前記コンピュータに実行させる記憶媒体。
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