JP4093666B2 - 座標入力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置に関し、より詳細には、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱可能に取り付けて使用可能な座標入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、企業内における会議や、学校における授業等でホワイトボード（または黒板）を使用した場合に、ホワイトボードに書かれた内容を記録しておくには、人手によってノートに書き移すか、ワープロ等を使用して入力することが一般的である。また、近年、デジタルスチルカメラ等の普及によって、ホワイトボードに書かれた内容を撮影して記録する方法も採られている。
【０００３】
また、ホワイトボードにスキャナとプリンタを装備した電子黒板装置も普及しており、このような装置の場合には、ホワイトボードに書かれた内容をスキャナで走査して読み取り、直ちにプリンタで記録紙に印刷（記録）することができる。
【０００４】
さらに、ホワイトボードに直接書き込むことに代えて、プラズマディスプレイ等の大型の表示装置と、該表示装置の表示面上にタッチパネルを形成する座標入力装置と、これらを制御する制御装置とを組み合わせて、座標入力装置で入力した情報（座標位置）に基づいて表示装置の表示面に情報（文字や画像）を表示するとともに、入力した情報をメモリ等の記憶装置に記憶可能な電子黒板システムも提供されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術によれば、ホワイトボードに書かれた内容を記録する場合、以下の問題点があった。
第１に、ホワイトボードに書かれた内容を記録するには、人手を介してノートに書き移すか、ワープロ等を使用して入力する必要があるため、人手が必要である。そのため、書き写し作業や入力作業が面倒であり、利便性に欠けるという問題点があった。
第２に、ホワイトボードに書かれた内容を、デジタルスチルカメラ等によって撮影して記録する場合には、ホワイトボードの全体が写る距離まで離れて撮影しなければならないため、ホワイトボードに書かれた文字等の情報が細かいものだと判読しにくくなるという問題点があった。
【０００６】
一方、従来の電子黒板装置において、ホワイトボードに書かれた内容を記録する場合には、ホワイトボード上の情報をスキャナで走査して読み取り、プリンタで記録紙に印刷することにより、簡単に記録することができるものの、この場合には、ホワイトボードとスキャナとプリンタとが一体となった電子黒板装置を使用することが前提であり、高価な電子黒板装置を準備する必要があるという問題点があった。
【０００７】
同様に、従来の電子黒板システムにおいても、簡単に記録することができるものの、高価な電子黒板システムを準備する必要があるという問題点があった。
【０００８】
また、従来の電子黒板装置および電子黒板システムにおいては、装置またはシステムに組み込まれた特定の一つのホワイトボードまたは表示装置と一体となって使用される構成であるため、換言すれば、特定のホワイトボードまたは表示装置以外のホワイトボードまたは表示装置に適用可能な汎用性を有したものではないため、通常の単体のホワイトボードまたは表示装置に書かれた内容を記録する際の問題点を解決することはできなかった。
【０００９】
さらに、従来、表示装置においても、あらかじめタッチパネル等を構成するための座標入力装置が一体となって装着されていない場合には、表示装置の表示面をタッチパネルとして利用することは困難であり、表示装置の表示面に簡単に装着可能な座標入力装置は提供されていなかった。
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、ホワイトボードに書かれた内容を、人手を介さずに、簡単かつ判読可能に記録できるようにするとともに、通常のホワイトボードに適用可能な汎用性を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は上記に鑑みてなされたものであって、表示装置の表示面に簡単に装着して利用可能な汎用性の高い座標入力装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る座標入力装置は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、を備え、前記２つの光学ユニットが前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に配置されており、かつ、前記２つの光学ユニットと前記枠体が一体に構成されており、前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、巻取り可能な反射テープからなり、かつ、前記枠を収縮させると前記アジャスト機構内にロール状に巻き取られるものである。
【００１３】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を用いて、２つの光学ユニットと一体に構成された枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができる。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であるので、また枠を収縮させると反射部材がアジャスト機構内にロール状に巻き取られるので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用できることから可搬性が高まる。
また、請求項２に係る座標入力装置は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、を備え、前記２つの光学ユニットが前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に配置されており、かつ、前記２つの光学ユニットと前記枠体が一体に構成されており、前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、前記枠に貼付された反射テープからなり、前記アジャスト機構によって前記枠とともに多段階に伸縮するものである。
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を用いて、２つの光学ユニットと一体に構成された枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができる。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であるので、また枠を収縮させると反射部材が枠とともに多段階に伸縮するので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用できることから可搬性が高まる。
【００１４】
また、請求項３に係る座標入力装置は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、を備え、前記２つの光学ユニットが前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に着脱自在に、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けられており、前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、巻取り可能な反射テープからなり、かつ、前記枠を収縮させると前記アジャスト機構内にロール状に巻き取られるものである。
【００１５】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を用いて、枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、さらに、２つの光学ユニットを枠体に取り付けて光の照射方向を調整した後、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができる。
また、この発明の座標入力装置によれば、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を収縮させると反射部材がアジャスト機構内にロール状に巻き取られるので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用できることから可搬性が高まる。
また、請求項４に係る座標入力装置は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、を備え、前記２つの光学ユニットが前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に着脱自在に、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けられており、前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、前記枠に貼付された反射テープからなり、前記アジャスト機構によって前記枠とともに多段階に伸縮するものである。
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を用いて、枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、さらに、２つの光学ユニットを枠体に取り付けて光の照射方向を調整した後、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができる。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であるので、また枠を収縮させると反射部材が枠とともに多段階に伸縮するので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用できることから可搬性が高まる。
【００１６】
また、請求項５に係る座標入力装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の座標入力装置において、さらに、前記２つの光学ユニットの受光部で受光できなかった反射光の方向および前記受光部間の距離から前記書き込み面または表示面上の遮蔽点の座標位置を演算する演算処理部を備えたものである。
【００１７】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、演算処理部が、２つの光学ユニットの受光部で受光できなかった反射光の方向および受光部間の距離から書き込み面または表示面上の遮蔽点の座標位置を演算することにより、座標入力装置から遮蔽点の座標位置を出力可能となる。
【００１８】
また、請求項６に係る座標入力装置は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の座標入力装置において、さらに、前記タッチパネル面を介して座標位置の入力を行う座標入力モードと座標位置の入力を行わない入力休止モードとを排他的に指定する指定手段と、前記指定手段で指定されたモードに基づいて、前記２つの光学ユニットまたは／および演算処理部の制御を行う制御手段と、を備えたものである。
【００１９】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、指定手段で座標入力モードと入力休止モードを排他的に指定すると、制御手段が、指定されたモードに基づいて２つの光学ユニットまたは／および演算処理部の制御を行うことにより、タッチパネル面を介して座標位置の入力を行う場合と、座標位置の入力を行わない場合とをユーザが自由に選択可能となる。
【００２０】
また、請求項７に係る座標入力装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の座標入力装置において、前記取付部材が、前記枠体を縦方向および横方向のいずれの方向にも取り付け可能な構造を有するものである。
【００２１】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、枠体を縦方向および横方向のいずれの方向にも取り付けできることにより、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に取り付けるときの自由度を高めることができる。
【００２２】
また、請求項８に係る座標入力装置は、請求項１〜７のいずれか一つに記載の座標入力装置において、前記取付部材が、マグネット、フック、つり下げ可能な形状、吸盤、面状ファスナ、嵌合形状またはこれらの組み合わせからなるものである。
【００２３】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を、マグネット、フック、つり下げ可能な形状、吸盤、面状ファスナ、嵌合形状、接着剤またはこれらの組み合わせとすることにより、簡単な構成でホワイトボードまたは表示装置に取り付け可能となる。
【００２８】
また、請求項９に係る座標入力装置は、請求項３に記載の座標入力装置において、さらに、前記演算処理部で演算した前記遮蔽点の座標位置を記憶する記憶部を備えたものである。
【００２９】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、記憶部に遮蔽点の座標位置を記憶することができる。
【００３０】
また、請求項１０に係る座標入力装置は、請求項９に記載の座標入力装置において、前記記憶部が、着脱可能な外部メモリおよび前記外部メモリを装着するインターフェース装置とから構成されるものである。
【００３１】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、外部メモリに遮蔽点の座標位置を記憶することができ、外部メモリを着脱することにより、記憶内容を他の機器等で簡単に利用可能となる。
【００３２】
また、請求項１１に係る座標入力装置は、請求項９に記載の座標入力装置において、前記記憶部が、フレームメモリからなるものである。
【００３３】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、フレームメモリに遮蔽点の座標位置を記憶することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の座標入力装置の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
実施の形態１．
始めに、座標入力装置の概略構成について説明する。図１は、本発明の座標入力装置の概略構成を表した外観図である。座標入力装置１００は、四角形を構成する四辺の枠１０２Ａ〜１０２Ｄの内側に、光を再帰的に反射する反射部材１０３を配設した枠体と、ホワイトボード１１０に略平行に光を発する光源部、および、反射部材１０３により反射された光を受光する受光部とが一体に構成された２つの光学ユニット１０１Ａおよび１０１Ｂ（以降において、２つの光学ユニット１０１Ａおよび１０１Ｂとを総称する場合は光学ユニット１０１とする）と、ホワイトボード１１０に枠体を着脱自在に取り付ける取付部材１０４とが備わっている。そして、２つの光学ユニット１０１Ａおよび１０１Ｂは枠体を構成する一辺の枠１０２Ａの両端に配設されていて、かつ、光学ユニット１０１と枠体とは一体となっている。
【００３６】
また、座標入力装置１００は、一体に構成される枠体と光学ユニット１０１との外部に、後述する演算処理部と、記憶部と、入力指定部と、制御部とからなる処理装置１０５を備える。また、図には、ホワイトボード１１０に書込みを行うペン１２０も表されている。なお、ホワイトボード１１０に対して光源部の照射する光が掃く面をタッチパネル面と称することとする。
【００３７】
次に、枠体と、光学ユニット１０１と、取付部材１０４と、処理装置１０５との構成を順に説明する。
【００３８】
（枠体の構成）
実施の形態１における枠体は、長方形で剛性を有する一体の枠１０２Ａ〜１０２Ｄからなり、枠１０２Ａ〜１０２Ｄの内側には、反射部材１０３が配設されている。図２は枠体に配設される反射部材１０３を構成する要素およびその配列を説明する説明図である。反射部材１０３は、光学ユニット１０１より入射した光を再帰的に光学ユニット１０１に反射する。この様な再帰性を有する反射材として一般的には図２（ａ）に示すコーナーキューブリフレクターが知られている。コーナーキューブリフレクターは図２（ｂ）に示すように頂角が９０度の円錐形状をしており、内面に反射率の高い素材例えばアルミニウム等が用いられているものである。この形状は幾何光学的に再帰性を示すことが知られている。
【００３９】
枠体の内側には、コーナーキューブリフレクターが多数配列されたコーナーキューブアレイ（図２（ｃ）参照）が埋め込まれている。枠体は一体に構成され剛性を持ったものであるため、４辺の枠１０２Ａ〜１０２Ｄがねじれの位置の関係になることがない。また、反射部材１０３も反射効率のよいコーナーキューブアレイを使用するので、後述する光学ユニット１０１の受光効率が良好である座標入力装置１００の提供が可能となる。
【００４０】
（光学ユニットの構成）
光学ユニット１０１は、枠１０２Ａ〜１０２Ｄのいずれか一辺の両端に配設され、光源部および受光部とからなる。図３は、光学ユニット１０１の構成を説明する説明図であり、図３（ａ）は光学ユニット１０１の側面図、図３（ｂ）は光学ユニット１０１の正面図である。光源部は、光を発振するレーザーダイオード２０１と、発振された光を９０度に拡散する拡散レンズ２０２と、拡散された光を偏向し、２つの枠（例えば、光学ユニット１０１Ａに対する枠１０２Ｂおよび１０２Ｃ）の反射部材１０３に照射するハーフミラー２０５とからなる。一方、受光部は、反射部材１０３により再帰的に反射された反射光を透過するハーフミラー２０５と、ハーフミラー２０５を透過した光を集光する受光レンズ２０３と、集光された光を検知するフォトセンサ２０４とからなる。
【００４１】
レーザーダイオード２０１は、可視光を発光するものでもよいが、波長８９０ｎｍの赤外線を発光するレーザーダイオードを使用している。赤外光を用いる利点は、会議場などで部屋を暗くする場合でも用いることができ、また、ユーザの注意力が光源部の発する可視光に移ってしまわない等の点が挙げられる。ただし、光学ユニット１０１が過度の熱を持ったり、受光部で他の赤外線を拾って誤検知する可能性が高くなることを防ぐため、レーザーダイオード２０１の波長および発光強度は適切なものを用いる必要がある。なお、紫外線を用いるのは、長時間の使用により人体に悪影響を及ぼす場合も考えられるので使用は好ましくない。
【００４２】
拡散レンズ２０２は、適宜適切なレンズの組み合わせを用いる。図では、平凹レンズの組み合わせが使用されている。座標入力装置１００では、原理的に２つの光学ユニット１０１を使用するので、拡散レンズ２０２で光を拡散する角度は少なくとも９０度必要である。なお、拡散レンズ２０２は光をホワイトボード１１０の書き込み面に略平行に９０度拡散するとともに、書き込み面に対して垂直な方向に若干拡散させるものであってもよい。これにより光源部の発する光の方向が枠体に対して若干のずれが生じても、反射部材１０３で反射される。この拡散は特に枠体が大型である場合に有効である。
【００４３】
受光レンズ２０３はハーフミラー２０５を透過した反射光をフォトセンサ２０４に集光する役割を果たす。受光レンズ２０３で集光することにより光の強度が強くなり、光を検知する場合と光を検知できない場合（タッチパネル面上の遮蔽点により光を検知しないとき）との区別がつきやすくなる。
【００４４】
フォトセンサ２０４は、受光レンズ２０３で集光した反射光を検知し、反射光を検知できない方向を検出する。フォトセンサ２０４としては、一例としてＣＣＤラインセンサが挙げられ、これにより、反射光を検知できない方向が検出可能となる。なお、フォトセンサ２０４としては、反射光を検知できない方向を検出可能であればどのようなものでもよく、光学ユニット１０１上で反射光を受光する部分に回転するスリットを設けて、入光を検知できなかった方向を知る等の態様であってもよい。
【００４５】
フォトセンサ２０４は様々な光学系を経てくるので、光学系による光の吸収・減衰を考慮し、最終的に最も強度の強く残る光の波長を効果的に検知するセンサを用いる必要がある。また、フォトセンサ２０４に入光する光は、レーザーダイオード２０１が発した光以外の、様々なノイズを含んでいると考えられるので、最終的に受光レンズ２０３を通過した光が、ノイズと区別できる強さのレーザーダイオード２０１を使用する必要がある。こうすることにより、ノイズ程度の強さしか光を検知できなかった方向が、タッチパネル面上の遮蔽点の方向であると検知できる。
【００４６】
フォトセンサ２０４の検知精度を向上させる方法としては、レーザーダイオード２０１の発光強度を大きくする以外に、受光レンズ２０３直前にフィルタを設け、反射方向に依存せず一定強度の反射光をフォトセンサ２０４に入光させる方法なども考えられる。
【００４７】
光学ユニット１０１には、扇状の光束を出射するものが用いられている。しかし、光学ユニット１０１はこの様なものに限定されず、例えば回転多面鏡を用いて光ビームでタッチパネル面を走査するタイプの光学ユニットを用いてもよい。
【００４８】
（取付部材の構成）
取付部材１０４は、マグネット、フック、つり下げ可能な形状、吸盤、面状ファスナ、嵌合形状もしくはこれらの組み合わせからなり、枠体に配設されている。図４は座標入力装置１００の取付部材１０４としてマグネット（図４（ａ））、フック（図４（ｂ））、つり下げ可能な形状（図４（ｃ））を採用したものの外観図である。座標入力装置１００は、この取付部材１０４により、簡単な構成でホワイトボード１１０その他の表示装置に容易に取り付け可能となり、もしくはホワイトボード１１０その他の表示装置との位置関係を固定することが可能となる。
【００４９】
なお、取付部材１０４により、枠体は縦横のいずれの方向にもホワイトボード１１０に取り付けることができ、取付の自由度が高まる。図４（ｂ）における取付部材１０４（フック）は、中心に軸があり、回転可能であるため、縦横のいずれの方向にも取付可能な構造となっている。また、図４（ｃ）における取付部材１０４（つり下げ可能な形状）は、枠１０２Ａ〜１０２Ｄのそれぞれの両端に設けてあるため、同様に縦横のいずれの方向にも取付可能な構造となっている。
【００５０】
なお、枠体とホワイトボード１１０との位置関係はからなずしも接触するものでなくてもよい。これは接触させることによりチョークの粉、ペン１２０の消しかす等が反射部材１０３に付着し、座標位置の誤入力を防止するために必要な場合もあるからである。また、取付部材１０４としてつり下げ可能な形状を採用し、天井からつり下げることにより、座標入力装置１００を直接取り付けできない既存のホワイトボード１１０に対しても座標入力装置１００を固定することができる。
【００５１】
次に、演算処理部と、記憶部と、入力指定部と、制御部とからなる処理装置１０５について説明する。図５は、処理装置１０５内の演算処理部１０６、記憶部１０７、入力指定部１０８および制御部１０９の座標入力データの流れおよび制御を表すブロック図である。処理装置１０５は、受光部で受光できなかった反射光の方向および２つの受光部の間の距離から、タッチパネル面上でホワイトボード１１０に書き込みを行うペン１２０により光が遮蔽される遮蔽点の座標位置を演算する演算処理部１０６と、演算された座標位置を記憶する記憶部１０７と、座標位置を入力する・入力しないを選択する入力指定部１０８と、入力指定部１０８の指定に従って光学ユニット１０１および演算処理部１０６の制御を行う制御部１０９とからなる。
【００５２】
（演算処理部の構成）
演算処理部１０６は、受光部間の距離と、ペン１２０により遮られるタッチパネル面上の遮蔽点によって受光部が受光を検知できなかった方向により、当該遮蔽点の座標位置を計算する。また、必要に応じて、該計算された座標位置を表示面のグリッド値として整数値変換する。始めに遮蔽点の位置の算出原理について説明する。
【００５３】
図６は遮蔽点を算出する位置関係を説明する説明図である。図のように座標取りをすると、遮蔽点すなわちホワイトボード１１０上のペン１２０で書かれる位置（ｘ、ｙ）は、光学ユニット１０１Ａの受光部と光学ニット１０１Ｂの受光部間の距離をＷ、受光部と基準線（２つの受光部を結ぶ線）とのなす角をそれぞれθ５L 、θ５R として
ｘ＝（Ｗ・ｔａｎθ５R ）／（ｔａｎθ５L ＋ｔａｎθ５R ）
ｙ＝ｘ・ｔａｎθ５L
と一意に表される。
【００５４】
上記の式で計算された遮蔽点（ｘ、ｙ）の値は通常小数点を伴った数となる。この計算を、演算処理部１０６に単精度もしくは、倍精度の計算機構を設け詳細に計算すれば、精度の高い座標位置を知ることができる。ただし、小数点を伴った計算は処理が遅くなり、演算処理部１０６の負担が大きくなる。一方、後述する記憶部１０７に格納される座標位置データも、ホワイトボード１１０に書かれた内容を簡単かつ判読可能に記憶できるようにする目的に供する限り、小数点を伴った正確な値を必要としない。
【００５５】
この様に詳細な座標位置を必要としない場合は、座標入力装置１００のタッチパネル面に仮想的なｘ軸およびｙ軸および仮想的なグリッド、例えば、解像度がＸＧＡ（１０２４×７６８）のグリッドを設け、一旦遮蔽点（ｘ、ｙ）の計算を行った後は、対応するグリッド上の整数値に置き換え、その後の処理（例えば記憶部１０７への保存）を行うのが簡便である。
【００５６】
（記憶部の構成）
記憶部１０７は、演算処理部１０６で演算された座標位置を格納する。座標位置をグリッド値で置き換える場合は、遮蔽有（黒色表示）＝１、遮蔽なし（白色表示もしくは表示なし）＝０として各点１ビットで表されるので、ＸＧＡ表示でも１０２４×７６８＝７８６４３２ビットであり、１００Ｋバイト未満のメモリで画面全部の情報をフレームメモリとして保存することができる。図７はホワイトボード１１０に書かれた内容（図７（ａ））と、当該内容のフレームメモリ内での保存の様子（図７（ｂ））とを表す図である。
【００５７】
また記憶部１０７は、遮蔽点の軌跡をフレームメモリとしてでなく、経時的な履歴として保存することもできる。この場合は、記録時間は、フレームの更新間隔と記憶容量とにより定められるが、例えば、１秒間隔で１フレーム毎記憶するとしても９０分の画像情報を５４０Ｍの記憶媒体で記憶できる。
【００５８】
記憶形式としては、ＢＭＰファイルのような全く圧縮のかかっていない形式でもよいし、また、ＪＰＥＧ、ＧＩＦなどの圧縮された形式でもよい。また、時間とともに履歴を残すためには、ＡＶＩファイル形式などのような汎用保存形式を採用する。
【００５９】
記憶部１０７に採用される記憶媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスクやカードメモリ（ＡＴＡフラッシュメモリカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、ＰＣＭＣＩＡハードディスクカード等）、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ等の汎用記憶媒体が挙げられる。図１の座標入力装置１００ではＰＣＭＣＩＡタイプIIのカードが利用可能な処理装置１０５が用いられている。座標入力装置１００に記憶部１０７を設けることにより、別途外部機器を用いることなく、ホワイトボード１１０の内容を記録することが可能となる。また、汎用記憶媒体を用いることはインターフェース装置に汎用機器が採用されることを意味し、これにより当該記憶媒体を処理装置１０５から着脱し、パーソナルコンピュータその他の外部機器を用いて、当該の画像情報の印刷処理が可能となり、また、経時的描画履歴を映画のごとく再現可能となる。
【００６０】
（入力指定部および制御部の構成）
入力指定部１０８は、タッチパネル面を介して座標位置の入力を行う座標入力モードと座標位置の入力を行わない入力休止モードとを排他的に指定する。これは、黒板消しでホワイトボード１１０上の描画内容を消すときに、そのまま遮蔽点として受光部が検知すると、それまでの描画が黒く塗りつぶされることになる不都合を防止するために必要である。また、フレームメモリに新たに記録を開始する際に用いて、描画内容の区切り毎にホワイトボード１１０の記載内容を記憶することができる。制御部１０９は、光学ユニット１０１と演算処理部１０６との少なくとも一方の制御を行い、座標入力を行うか行わないかを制御する。また、これ以外にも、汎用記憶媒体の入出力制御を行う。
【００６１】
実施の形態１における座標入力装置１００は、枠体上に取付部材１０４があることにより、光学ユニット１０１と一体に構成された枠体を、既存のホワイトボード１１０や表示装置に着脱自在に簡単に取り付けることが可能となる。またホワイトボード１１０の書き込み面上または表示装置の表示面上の文字や図形等の描画内容を判読可能に汎用記憶媒体に保存し、面倒な人手による書き写しを要さず、簡便に当該内容を印刷（記録）することが可能となる。
【００６２】
実施の形態２．
実施の形態２における座標入力装置は、取付部材によりホワイトボードまたは表示装置に着脱が可能であることに加え、枠体を構成する各辺の枠が多段階に伸縮可能なものである。なお、特に断らない限り、実施の形態２においては実施の形態１と異なる部分のみを説明し、各部に引用される名称および番号は実施の形態１と同様のものとする。
【００６３】
図８は、実施の形態２の座標入力装置の枠および反射部材の外観を表す外観図である。座標入力装置３００の枠体を構成する各辺の枠３０２Ａ〜３０２Ｄは入籠構造を有し、また、枠３０２Ａ〜３０２Ｄおよび反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄは、枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄに収納される。枠３０２Ａ〜３０２Ｄは多段階に伸縮可能であため、使用するホワイトボードまたは表示装置の大きさに合わせて座標入力装置３００の大きさを変えることができる。また、枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄにはそれぞれ取付部材１０４が配設されており、ホワイトボードまたは表示装置に取付可能となっている。なお、以降において枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄを総称する場合は枠端部３０１とし、反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄを総称する場合は反射部材３０３とする。
【００６４】
座標表示装置３００に使用される反射部材３０３は、コーナーキューブアレイと同様に再帰的に入射光を反射する性質を有する反射テープからなり、枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄにそれぞれロール状に巻き取られる形で収納される。図９は、反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄおよび枠３０２Ａ〜３０２Ｄを収納しきって枠端部３０１のみの外形となっている座標入力装置３００の概略構成を表す概略図である。なお、図においては反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄおよび枠３０２Ａ〜３０２Ｄの収納状態を示すため光学ユニット１０１などは省略してある。また、図には表されていないが、ロール状の中心にはバネなどが設けてあり、枠体の大きさに関わらず一定の張力をもって反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄが張られている。座標入力装置３００は枠３０２Ａ〜３０２Ｄが多段階に伸縮可能であるため、使用するホワイトボードまたは表示装置の大きさに合わせた使用が可能となるほか、収納、運搬、設置などを容易に行うことが可能となる。
【００６５】
図８および図９では、反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄおよび枠３０２Ａ〜３０２Ｄが別々の構造を有しているが、枠３０２Ａ〜３０２Ｄの内側に反射テープを貼り付けたり、実施の形態１と同様にコーナーキューブアレイを配設して一体としてもよい。また、反射テープの再帰反射性が低い場合などは、回転多面鏡を用いた光ビームを照射する光学ユニットを使用してもよい。
【００６６】
また、座標入力装置３００の光学ユニット１０１は、枠端部３０１に着脱自在に、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けることのできる構造となっている。図１０は、着脱可能な光学ユニット１０１Ａおよび枠端部３０１Ａとの取付構造の外観を表す外観図である。図では、ねじにより光学ユニット１０１Ａと枠端部３０１Ａとが取り付けられるようになっている。また、光学ユニット１０１Ａのねじ上部には自在継手（フック継手）が配設されており、光を自由な方向に照射可能となっている。なお、着脱自在な構造はねじには限定されず枠端部と着脱自在に固定されればいかなる構造を有してもよい。また、光学ユニットの方向調整は、自在継手に限らず自由な方向に固定できる構造であればいかなるものであってもよい。また、図では光学ユニット１０１Ａは枠端部３０１Ａの外に取り付けられる構造となっているが、枠端部３０１Ａの内部に取り付ける構造であってもよい。
【００６７】
また、ねじ穴は枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄのいずれにも空けられており、いずれの隣り合う枠端部３０１にも取り付けることができる。図１１は光学ユニット１０１Ａ、１０１Ｂの取付位置の例を説明する説明図である。例えば図１１（ａ）の取付位置では、反射を特に必要としない辺が底辺となっているのでチョークの粉などにより反射不良が起こることが少なくなると考えられる。また、図１１（ｂ）の取付位置では、表示面左側から日光などが差し込む場合に受光部が誤検知を起こすことが少ない配置である。
【００６８】
光学ユニット１０１を枠端部３０１に対して着脱可能とし、４つの端部３０１のいずれにも固定でき、かつ、自由な方向に固定できるとすることにより、座標入力装置３００をホワイトボード１１０に固定する際の自由度が高まるので、最良の反射強度を得る様に光の照射方向を調整することが可能となる。
【００６９】
また、座標入力装置３００は光学ユニット１０１に直接反射部材３０３が収納される構造とすることもできる。図１２は光学ユニット１０１内に反射部材３０３を収納する座標入力装置３００の外観構成および使用時の外観を表す外観図である。図１２（ａ）は反射部材３０３を収納しきった際の座標入力装置３００の外観図であり、図１２（ｂ）は座標入力装置３００をホワイトボード１１０に取り付けて使用している状態の図である。この場合に反射部材３０３はテープ状もしくはワイヤー状のものを用いている。ただし、使用時には適宜コーナーを設けホワイトボード１１０全面を取り囲むように支持することが必要である。なお、取付部材１０４にはマグネットが用いられている。
【００７０】
実施の形態２における座標入力装置３００は、取付部材１０４があることにより、光学ユニット１０１および枠体を、既存のホワイトボード１１０や表示装置に着脱自在に簡単に取り付けることが可能となる。また、光学ユニット１０１が枠体に対して着脱可能であり、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けることが出来るので、ユーザが座標位置の検出精度のよい場所を選択可能となる。さらに、座標入力装置３００の枠体を構成する枠３０２Ａ〜３０２Ｄが伸縮可能であるため、使用するホワイトボードまたは表示装置の大きさに合わせた使用が可能となり汎用性が高まる。
【００７１】
尚、前述した実施の形態１および実施の形態２では、座標入力装置をホワイトボードに取り付ける場合を例として示したが、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示装置に取り付けることで、マウス等のポインディングデバイスの代わりとして利用可能であるのは明らかである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の座標入力装置（請求項１）は、２つの光学ユニットと一体に構成された枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができるため、通常の単体のホワイトボードに適用可能な汎用性を提供する。
また、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を収縮させると反射部材がアジャスト機構内にロール状に巻き取られるので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用でき、可搬性が高まる。
また、本発明の座標入力装置（請求項２）は、２つの光学ユニットと一体に構成された枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができるため、通常の単体のホワイトボードに適用可能な汎用性を提供する。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を伸縮させると反射部材が枠とともに多段階に伸縮するので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用でき、可搬性が高まる。
【００７３】
また、本発明の座標入力装置（請求項３）は、取付部材を用いて、枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、さらに、２つの光学ユニットを枠体に取り付けて光の照射方向を調整した後、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができるため、ユーザが座標位置の検出精度の最もよい配置を選択することが可能となる。
また、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を収縮させると反射部材がアジャスト機構内にロール状に巻き取られるので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用でき、可搬性が高まる。
また、本発明の座標入力装置（請求項４）は、取付部材を用いて、枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、さらに、２つの光学ユニットを枠体に取り付けて光の照射方向を調整した後、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができるため、ユーザが座標位置の検出精度の最もよい配置を選択することが可能となる。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を伸縮させると反射部材が枠とともに多段階に伸縮するので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用でき、可搬性が高まる。
【００７４】
また、本発明の座標入力装置（請求項５）は、演算処理部が、２つの光学ユニットの受光部で受光できなかった反射光の方向および受光部間の距離から書き込み面または表示面上の遮蔽点の座標位置を演算するため、座標入力装置から遮蔽点の座標位置を出力可能となる。
【００７５】
また、本発明の座標入力装置（請求項６）は、指定手段で座標入力モードと入力休止モードを排他的に指定すると、制御手段が指定されたモードに基づいて、２つの光学ユニットまたは／および演算処理部の制御を行うことにより、タッチパネル面を介して座標位置の入力を行う場合と、座標位置の入力を行わない場合とをユーザが自由に選択可能となるため、ホワイトボード上の描画内容を書き改める際の利便性が高まる。
【００７６】
また、本発明の座標入力装置（請求項７）は、枠体を縦方向および横方向のいずれの方向にも取り付けできることにより、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に取り付けるときの自由度を高めることができるため、利便性の高い座標入力装置の提供が可能となる。
【００７７】
また、本発明の座標入力装置（請求項８）は、取付部材を、マグネット、フック、つり下げ可能な形状、吸盤、面状ファスナ、嵌合形状またはこれらの組み合わせとすることにより、簡単な構成でホワイトボードまたは表示装置への取り付けを容易に行うことが可能となるため、利便性の高い座標入力装置の提供が可能となる。
【００８０】
また、本発明の座標入力装置（請求項９）は、記憶部に遮蔽点の座標位置を記憶するため座標入力装置内にホワイトボードの書き込み面の内容または表示装置の表示面の内容を記憶することが可能となる。
【００８１】
また、本発明の座標入力装置（請求項１０）は、外部メモリに遮蔽点の座標位置を記憶することができ、外部メモリを着脱することにより、記憶内容を他の機器等で簡単に利用可能となるため、利便性の高い座標入力装置の提供が可能となる。
【００８２】
また、本発明の座標入力装置（請求項１１）は、フレームメモリに遮蔽点の座標位置を記憶することができるため、ホワイトボードの描画内容を処理する際の効率が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の座標入力装置の概略構成を表した外観図である。
【図２】枠体に配設される反射部材を構成する要素およびその配列を説明する説明図である。
【図３】座標入力装置の光学ユニットの構成を説明する説明図である。
【図４】座標入力装置の取付部材としてそれぞれマグネット、フック、つり下げ可能な形状を採用したものの外観図である。
【図５】処理装置内の演算処理部、記憶部、入力指定部および制御部の座標入力データの流れおよび制御を表すブロック図である。
【図６】タッチパネル面上の遮蔽点を算出する位置関係を説明する説明図である。
【図７】ホワイトボードに書かれた内容と、当該内容のフレームメモリ内での保存の様子とを表す図である。
【図８】座標入力装置の枠および反射部材の外観を表す外観図である。
【図９】反射部材および枠を収納しきって枠端部のみの外形となっている座標入力装置の概略構成を表す概略図である。
【図１０】着脱可能な光学ユニットおよび枠端部との取付構造の外観を表す外観図である。
【図１１】光学ユニットの取付位置の例を説明する説明図である。
【図１２】光学ユニット内に反射部材を収納する座標入力装置の外観構成および使用時の外観を表す外観図である。
【符号の説明】
１００、３００ 座標入力装置
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ 光学ユニット
１０２Ａ〜１０２Ｄ、３０２Ａ〜３０２Ｄ 枠
１０３、３０３、３０３Ａ〜３０３Ｄ 反射部材
１０４ 取付部材
１０５ 処理装置
１０６ 演算処理部
１０７ 記憶部
１０８ 入力指定部
１０９ 制御部
１１０ ホワイトボード
１２０ ペン
２０１ レーザーダイオード
２０２ 拡散レンズ
２０４ フォトセンサ
３０１、３０１Ａ〜３０１Ｄ 枠端部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置に関し、より詳細には、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱可能に取り付けて使用可能な座標入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、企業内における会議や、学校における授業等でホワイトボード（または黒板）を使用した場合に、ホワイトボードに書かれた内容を記録しておくには、人手によってノートに書き移すか、ワープロ等を使用して入力することが一般的である。また、近年、デジタルスチルカメラ等の普及によって、ホワイトボードに書かれた内容を撮影して記録する方法も採られている。
【０００３】
また、ホワイトボードにスキャナとプリンタを装備した電子黒板装置も普及しており、このような装置の場合には、ホワイトボードに書かれた内容をスキャナで走査して読み取り、直ちにプリンタで記録紙に印刷（記録）することができる。
【０００４】
さらに、ホワイトボードに直接書き込むことに代えて、プラズマディスプレイ等の大型の表示装置と、該表示装置の表示面上にタッチパネルを形成する座標入力装置と、これらを制御する制御装置とを組み合わせて、座標入力装置で入力した情報（座標位置）に基づいて表示装置の表示面に情報（文字や画像）を表示するとともに、入力した情報をメモリ等の記憶装置に記憶可能な電子黒板システムも提供されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術によれば、ホワイトボードに書かれた内容を記録する場合、以下の問題点があった。
第１に、ホワイトボードに書かれた内容を記録するには、人手を介してノートに書き移すか、ワープロ等を使用して入力する必要があるため、人手が必要である。そのため、書き写し作業や入力作業が面倒であり、利便性に欠けるという問題点があった。
第２に、ホワイトボードに書かれた内容を、デジタルスチルカメラ等によって撮影して記録する場合には、ホワイトボードの全体が写る距離まで離れて撮影しなければならないため、ホワイトボードに書かれた文字等の情報が細かいものだと判読しにくくなるという問題点があった。
【０００６】
一方、従来の電子黒板装置において、ホワイトボードに書かれた内容を記録する場合には、ホワイトボード上の情報をスキャナで走査して読み取り、プリンタで記録紙に印刷することにより、簡単に記録することができるものの、この場合には、ホワイトボードとスキャナとプリンタとが一体となった電子黒板装置を使用することが前提であり、高価な電子黒板装置を準備する必要があるという問題点があった。
【０００７】
同様に、従来の電子黒板システムにおいても、簡単に記録することができるものの、高価な電子黒板システムを準備する必要があるという問題点があった。
【０００８】
また、従来の電子黒板装置および電子黒板システムにおいては、装置またはシステムに組み込まれた特定の一つのホワイトボードまたは表示装置と一体となって使用される構成であるため、換言すれば、特定のホワイトボードまたは表示装置以外のホワイトボードまたは表示装置に適用可能な汎用性を有したものではないため、通常の単体のホワイトボードまたは表示装置に書かれた内容を記録する際の問題点を解決することはできなかった。
【０００９】
さらに、従来、表示装置においても、あらかじめタッチパネル等を構成するための座標入力装置が一体となって装着されていない場合には、表示装置の表示面をタッチパネルとして利用することは困難であり、表示装置の表示面に簡単に装着可能な座標入力装置は提供されていなかった。
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、ホワイトボードに書かれた内容を、人手を介さずに、簡単かつ判読可能に記録できるようにするとともに、通常のホワイトボードに適用可能な汎用性を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は上記に鑑みてなされたものであって、表示装置の表示面に簡単に装着して利用可能な汎用性の高い座標入力装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る座標入力装置は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、を備え、前記２つの光学ユニットが前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に配置されており、かつ、前記２つの光学ユニットと前記枠体が一体に構成されており、前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、巻取り可能な反射テープからなり、かつ、前記枠を収縮させると前記アジャスト機構内にロール状に巻き取られるものである。
【００１３】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を用いて、２つの光学ユニットと一体に構成された枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができる。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であるので、また枠を収縮させると反射部材がアジャスト機構内にロール状に巻き取られるので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用できることから可搬性が高まる。
また、請求項２に係る座標入力装置は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、を備え、前記２つの光学ユニットが前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に配置されており、かつ、前記２つの光学ユニットと前記枠体が一体に構成されており、前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、前記枠に貼付された反射テープからなり、前記アジャスト機構によって前記枠とともに多段階に伸縮するものである。
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を用いて、２つの光学ユニットと一体に構成された枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができる。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であるので、また枠を収縮させると反射部材が枠とともに多段階に伸縮するので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用できることから可搬性が高まる。
【００１４】
また、請求項３に係る座標入力装置は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、を備え、前記２つの光学ユニットが前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に着脱自在に、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けられており、前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、巻取り可能な反射テープからなり、かつ、前記枠を収縮させると前記アジャスト機構内にロール状に巻き取られるものである。
【００１５】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を用いて、枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、さらに、２つの光学ユニットを枠体に取り付けて光の照射方向を調整した後、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができる。
また、この発明の座標入力装置によれば、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を収縮させると反射部材がアジャスト機構内にロール状に巻き取られるので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用できることから可搬性が高まる。
また、請求項４に係る座標入力装置は、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、を備え、前記２つの光学ユニットが前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に着脱自在に、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けられており、前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、前記枠に貼付された反射テープからなり、前記アジャスト機構によって前記枠とともに多段階に伸縮するものである。
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を用いて、枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、さらに、２つの光学ユニットを枠体に取り付けて光の照射方向を調整した後、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができる。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であるので、また枠を収縮させると反射部材が枠とともに多段階に伸縮するので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用できることから可搬性が高まる。
【００１６】
また、請求項５に係る座標入力装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の座標入力装置において、さらに、前記２つの光学ユニットの受光部で受光できなかった反射光の方向および前記受光部間の距離から前記書き込み面または表示面上の遮蔽点の座標位置を演算する演算処理部を備えたものである。
【００１７】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、演算処理部が、２つの光学ユニットの受光部で受光できなかった反射光の方向および受光部間の距離から書き込み面または表示面上の遮蔽点の座標位置を演算することにより、座標入力装置から遮蔽点の座標位置を出力可能となる。
【００１８】
また、請求項６に係る座標入力装置は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の座標入力装置において、さらに、前記タッチパネル面を介して座標位置の入力を行う座標入力モードと座標位置の入力を行わない入力休止モードとを排他的に指定する指定手段と、前記指定手段で指定されたモードに基づいて、前記２つの光学ユニットまたは／および演算処理部の制御を行う制御手段と、を備えたものである。
【００１９】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、指定手段で座標入力モードと入力休止モードを排他的に指定すると、制御手段が、指定されたモードに基づいて２つの光学ユニットまたは／および演算処理部の制御を行うことにより、タッチパネル面を介して座標位置の入力を行う場合と、座標位置の入力を行わない場合とをユーザが自由に選択可能となる。
【００２０】
また、請求項７に係る座標入力装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の座標入力装置において、前記取付部材が、前記枠体を縦方向および横方向のいずれの方向にも取り付け可能な構造を有するものである。
【００２１】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、枠体を縦方向および横方向のいずれの方向にも取り付けできることにより、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に取り付けるときの自由度を高めることができる。
【００２２】
また、請求項８に係る座標入力装置は、請求項１〜７のいずれか一つに記載の座標入力装置において、前記取付部材が、マグネット、フック、つり下げ可能な形状、吸盤、面状ファスナ、嵌合形状またはこれらの組み合わせからなるものである。
【００２３】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、取付部材を、マグネット、フック、つり下げ可能な形状、吸盤、面状ファスナ、嵌合形状、接着剤またはこれらの組み合わせとすることにより、簡単な構成でホワイトボードまたは表示装置に取り付け可能となる。
【００２８】
また、請求項９に係る座標入力装置は、請求項３に記載の座標入力装置において、さらに、前記演算処理部で演算した前記遮蔽点の座標位置を記憶する記憶部を備えたものである。
【００２９】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、記憶部に遮蔽点の座標位置を記憶することができる。
【００３０】
また、請求項１０に係る座標入力装置は、請求項９に記載の座標入力装置において、前記記憶部が、着脱可能な外部メモリおよび前記外部メモリを装着するインターフェース装置とから構成されるものである。
【００３１】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、外部メモリに遮蔽点の座標位置を記憶することができ、外部メモリを着脱することにより、記憶内容を他の機器等で簡単に利用可能となる。
【００３２】
また、請求項１１に係る座標入力装置は、請求項９に記載の座標入力装置において、前記記憶部が、フレームメモリからなるものである。
【００３３】
すなわち、この発明の座標入力装置によれば、フレームメモリに遮蔽点の座標位置を記憶することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の座標入力装置の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
実施の形態１．
始めに、座標入力装置の概略構成について説明する。図１は、本発明の座標入力装置の概略構成を表した外観図である。座標入力装置１００は、四角形を構成する四辺の枠１０２Ａ〜１０２Ｄの内側に、光を再帰的に反射する反射部材１０３を配設した枠体と、ホワイトボード１１０に略平行に光を発する光源部、および、反射部材１０３により反射された光を受光する受光部とが一体に構成された２つの光学ユニット１０１Ａおよび１０１Ｂ（以降において、２つの光学ユニット１０１Ａおよび１０１Ｂとを総称する場合は光学ユニット１０１とする）と、ホワイトボード１１０に枠体を着脱自在に取り付ける取付部材１０４とが備わっている。そして、２つの光学ユニット１０１Ａおよび１０１Ｂは枠体を構成する一辺の枠１０２Ａの両端に配設されていて、かつ、光学ユニット１０１と枠体とは一体となっている。
【００３６】
また、座標入力装置１００は、一体に構成される枠体と光学ユニット１０１との外部に、後述する演算処理部と、記憶部と、入力指定部と、制御部とからなる処理装置１０５を備える。また、図には、ホワイトボード１１０に書込みを行うペン１２０も表されている。なお、ホワイトボード１１０に対して光源部の照射する光が掃く面をタッチパネル面と称することとする。
【００３７】
次に、枠体と、光学ユニット１０１と、取付部材１０４と、処理装置１０５との構成を順に説明する。
【００３８】
（枠体の構成）
実施の形態１における枠体は、長方形で剛性を有する一体の枠１０２Ａ〜１０２Ｄからなり、枠１０２Ａ〜１０２Ｄの内側には、反射部材１０３が配設されている。図２は枠体に配設される反射部材１０３を構成する要素およびその配列を説明する説明図である。反射部材１０３は、光学ユニット１０１より入射した光を再帰的に光学ユニット１０１に反射する。この様な再帰性を有する反射材として一般的には図２（ａ）に示すコーナーキューブリフレクターが知られている。コーナーキューブリフレクターは図２（ｂ）に示すように頂角が９０度の円錐形状をしており、内面に反射率の高い素材例えばアルミニウム等が用いられているものである。この形状は幾何光学的に再帰性を示すことが知られている。
【００３９】
枠体の内側には、コーナーキューブリフレクターが多数配列されたコーナーキューブアレイ（図２（ｃ）参照）が埋め込まれている。枠体は一体に構成され剛性を持ったものであるため、４辺の枠１０２Ａ〜１０２Ｄがねじれの位置の関係になることがない。また、反射部材１０３も反射効率のよいコーナーキューブアレイを使用するので、後述する光学ユニット１０１の受光効率が良好である座標入力装置１００の提供が可能となる。
【００４０】
（光学ユニットの構成）
光学ユニット１０１は、枠１０２Ａ〜１０２Ｄのいずれか一辺の両端に配設され、光源部および受光部とからなる。図３は、光学ユニット１０１の構成を説明する説明図であり、図３（ａ）は光学ユニット１０１の側面図、図３（ｂ）は光学ユニット１０１の正面図である。光源部は、光を発振するレーザーダイオード２０１と、発振された光を９０度に拡散する拡散レンズ２０２と、拡散された光を偏向し、２つの枠（例えば、光学ユニット１０１Ａに対する枠１０２Ｂおよび１０２Ｃ）の反射部材１０３に照射するハーフミラー２０５とからなる。一方、受光部は、反射部材１０３により再帰的に反射された反射光を透過するハーフミラー２０５と、ハーフミラー２０５を透過した光を集光する受光レンズ２０３と、集光された光を検知するフォトセンサ２０４とからなる。
【００４１】
レーザーダイオード２０１は、可視光を発光するものでもよいが、波長８９０ｎｍの赤外線を発光するレーザーダイオードを使用している。赤外光を用いる利点は、会議場などで部屋を暗くする場合でも用いることができ、また、ユーザの注意力が光源部の発する可視光に移ってしまわない等の点が挙げられる。ただし、光学ユニット１０１が過度の熱を持ったり、受光部で他の赤外線を拾って誤検知する可能性が高くなることを防ぐため、レーザーダイオード２０１の波長および発光強度は適切なものを用いる必要がある。なお、紫外線を用いるのは、長時間の使用により人体に悪影響を及ぼす場合も考えられるので使用は好ましくない。
【００４２】
拡散レンズ２０２は、適宜適切なレンズの組み合わせを用いる。図では、平凹レンズの組み合わせが使用されている。座標入力装置１００では、原理的に２つの光学ユニット１０１を使用するので、拡散レンズ２０２で光を拡散する角度は少なくとも９０度必要である。なお、拡散レンズ２０２は光をホワイトボード１１０の書き込み面に略平行に９０度拡散するとともに、書き込み面に対して垂直な方向に若干拡散させるものであってもよい。これにより光源部の発する光の方向が枠体に対して若干のずれが生じても、反射部材１０３で反射される。この拡散は特に枠体が大型である場合に有効である。
【００４３】
受光レンズ２０３はハーフミラー２０５を透過した反射光をフォトセンサ２０４に集光する役割を果たす。受光レンズ２０３で集光することにより光の強度が強くなり、光を検知する場合と光を検知できない場合（タッチパネル面上の遮蔽点により光を検知しないとき）との区別がつきやすくなる。
【００４４】
フォトセンサ２０４は、受光レンズ２０３で集光した反射光を検知し、反射光を検知できない方向を検出する。フォトセンサ２０４としては、一例としてＣＣＤラインセンサが挙げられ、これにより、反射光を検知できない方向が検出可能となる。なお、フォトセンサ２０４としては、反射光を検知できない方向を検出可能であればどのようなものでもよく、光学ユニット１０１上で反射光を受光する部分に回転するスリットを設けて、入光を検知できなかった方向を知る等の態様であってもよい。
【００４５】
フォトセンサ２０４は様々な光学系を経てくるので、光学系による光の吸収・減衰を考慮し、最終的に最も強度の強く残る光の波長を効果的に検知するセンサを用いる必要がある。また、フォトセンサ２０４に入光する光は、レーザーダイオード２０１が発した光以外の、様々なノイズを含んでいると考えられるので、最終的に受光レンズ２０３を通過した光が、ノイズと区別できる強さのレーザーダイオード２０１を使用する必要がある。こうすることにより、ノイズ程度の強さしか光を検知できなかった方向が、タッチパネル面上の遮蔽点の方向であると検知できる。
【００４６】
フォトセンサ２０４の検知精度を向上させる方法としては、レーザーダイオード２０１の発光強度を大きくする以外に、受光レンズ２０３直前にフィルタを設け、反射方向に依存せず一定強度の反射光をフォトセンサ２０４に入光させる方法なども考えられる。
【００４７】
光学ユニット１０１には、扇状の光束を出射するものが用いられている。しかし、光学ユニット１０１はこの様なものに限定されず、例えば回転多面鏡を用いて光ビームでタッチパネル面を走査するタイプの光学ユニットを用いてもよい。
【００４８】
（取付部材の構成）
取付部材１０４は、マグネット、フック、つり下げ可能な形状、吸盤、面状ファスナ、嵌合形状もしくはこれらの組み合わせからなり、枠体に配設されている。図４は座標入力装置１００の取付部材１０４としてマグネット（図４（ａ））、フック（図４（ｂ））、つり下げ可能な形状（図４（ｃ））を採用したものの外観図である。座標入力装置１００は、この取付部材１０４により、簡単な構成でホワイトボード１１０その他の表示装置に容易に取り付け可能となり、もしくはホワイトボード１１０その他の表示装置との位置関係を固定することが可能となる。
【００４９】
なお、取付部材１０４により、枠体は縦横のいずれの方向にもホワイトボード１１０に取り付けることができ、取付の自由度が高まる。図４（ｂ）における取付部材１０４（フック）は、中心に軸があり、回転可能であるため、縦横のいずれの方向にも取付可能な構造となっている。また、図４（ｃ）における取付部材１０４（つり下げ可能な形状）は、枠１０２Ａ〜１０２Ｄのそれぞれの両端に設けてあるため、同様に縦横のいずれの方向にも取付可能な構造となっている。
【００５０】
なお、枠体とホワイトボード１１０との位置関係はからなずしも接触するものでなくてもよい。これは接触させることによりチョークの粉、ペン１２０の消しかす等が反射部材１０３に付着し、座標位置の誤入力を防止するために必要な場合もあるからである。また、取付部材１０４としてつり下げ可能な形状を採用し、天井からつり下げることにより、座標入力装置１００を直接取り付けできない既存のホワイトボード１１０に対しても座標入力装置１００を固定することができる。
【００５１】
次に、演算処理部と、記憶部と、入力指定部と、制御部とからなる処理装置１０５について説明する。図５は、処理装置１０５内の演算処理部１０６、記憶部１０７、入力指定部１０８および制御部１０９の座標入力データの流れおよび制御を表すブロック図である。処理装置１０５は、受光部で受光できなかった反射光の方向および２つの受光部の間の距離から、タッチパネル面上でホワイトボード１１０に書き込みを行うペン１２０により光が遮蔽される遮蔽点の座標位置を演算する演算処理部１０６と、演算された座標位置を記憶する記憶部１０７と、座標位置を入力する・入力しないを選択する入力指定部１０８と、入力指定部１０８の指定に従って光学ユニット１０１および演算処理部１０６の制御を行う制御部１０９とからなる。
【００５２】
（演算処理部の構成）
演算処理部１０６は、受光部間の距離と、ペン１２０により遮られるタッチパネル面上の遮蔽点によって受光部が受光を検知できなかった方向により、当該遮蔽点の座標位置を計算する。また、必要に応じて、該計算された座標位置を表示面のグリッド値として整数値変換する。始めに遮蔽点の位置の算出原理について説明する。
【００５３】
図６は遮蔽点を算出する位置関係を説明する説明図である。図のように座標取りをすると、遮蔽点すなわちホワイトボード１１０上のペン１２０で書かれる位置（ｘ、ｙ）は、光学ユニット１０１Ａの受光部と光学ニット１０１Ｂの受光部間の距離をＷ、受光部と基準線（２つの受光部を結ぶ線）とのなす角をそれぞれθ５L 、θ５R として
ｘ＝（Ｗ・ｔａｎθ５R ）／（ｔａｎθ５L ＋ｔａｎθ５R ）
ｙ＝ｘ・ｔａｎθ５L
と一意に表される。
【００５４】
上記の式で計算された遮蔽点（ｘ、ｙ）の値は通常小数点を伴った数となる。この計算を、演算処理部１０６に単精度もしくは、倍精度の計算機構を設け詳細に計算すれば、精度の高い座標位置を知ることができる。ただし、小数点を伴った計算は処理が遅くなり、演算処理部１０６の負担が大きくなる。一方、後述する記憶部１０７に格納される座標位置データも、ホワイトボード１１０に書かれた内容を簡単かつ判読可能に記憶できるようにする目的に供する限り、小数点を伴った正確な値を必要としない。
【００５５】
この様に詳細な座標位置を必要としない場合は、座標入力装置１００のタッチパネル面に仮想的なｘ軸およびｙ軸および仮想的なグリッド、例えば、解像度がＸＧＡ（１０２４×７６８）のグリッドを設け、一旦遮蔽点（ｘ、ｙ）の計算を行った後は、対応するグリッド上の整数値に置き換え、その後の処理（例えば記憶部１０７への保存）を行うのが簡便である。
【００５６】
（記憶部の構成）
記憶部１０７は、演算処理部１０６で演算された座標位置を格納する。座標位置をグリッド値で置き換える場合は、遮蔽有（黒色表示）＝１、遮蔽なし（白色表示もしくは表示なし）＝０として各点１ビットで表されるので、ＸＧＡ表示でも１０２４×７６８＝７８６４３２ビットであり、１００Ｋバイト未満のメモリで画面全部の情報をフレームメモリとして保存することができる。図７はホワイトボード１１０に書かれた内容（図７（ａ））と、当該内容のフレームメモリ内での保存の様子（図７（ｂ））とを表す図である。
【００５７】
また記憶部１０７は、遮蔽点の軌跡をフレームメモリとしてでなく、経時的な履歴として保存することもできる。この場合は、記録時間は、フレームの更新間隔と記憶容量とにより定められるが、例えば、１秒間隔で１フレーム毎記憶するとしても９０分の画像情報を５４０Ｍの記憶媒体で記憶できる。
【００５８】
記憶形式としては、ＢＭＰファイルのような全く圧縮のかかっていない形式でもよいし、また、ＪＰＥＧ、ＧＩＦなどの圧縮された形式でもよい。また、時間とともに履歴を残すためには、ＡＶＩファイル形式などのような汎用保存形式を採用する。
【００５９】
記憶部１０７に採用される記憶媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスクやカードメモリ（ＡＴＡフラッシュメモリカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、ＰＣＭＣＩＡハードディスクカード等）、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ等の汎用記憶媒体が挙げられる。図１の座標入力装置１００ではＰＣＭＣＩＡタイプIIのカードが利用可能な処理装置１０５が用いられている。座標入力装置１００に記憶部１０７を設けることにより、別途外部機器を用いることなく、ホワイトボード１１０の内容を記録することが可能となる。また、汎用記憶媒体を用いることはインターフェース装置に汎用機器が採用されることを意味し、これにより当該記憶媒体を処理装置１０５から着脱し、パーソナルコンピュータその他の外部機器を用いて、当該の画像情報の印刷処理が可能となり、また、経時的描画履歴を映画のごとく再現可能となる。
【００６０】
（入力指定部および制御部の構成）
入力指定部１０８は、タッチパネル面を介して座標位置の入力を行う座標入力モードと座標位置の入力を行わない入力休止モードとを排他的に指定する。これは、黒板消しでホワイトボード１１０上の描画内容を消すときに、そのまま遮蔽点として受光部が検知すると、それまでの描画が黒く塗りつぶされることになる不都合を防止するために必要である。また、フレームメモリに新たに記録を開始する際に用いて、描画内容の区切り毎にホワイトボード１１０の記載内容を記憶することができる。制御部１０９は、光学ユニット１０１と演算処理部１０６との少なくとも一方の制御を行い、座標入力を行うか行わないかを制御する。また、これ以外にも、汎用記憶媒体の入出力制御を行う。
【００６１】
実施の形態１における座標入力装置１００は、枠体上に取付部材１０４があることにより、光学ユニット１０１と一体に構成された枠体を、既存のホワイトボード１１０や表示装置に着脱自在に簡単に取り付けることが可能となる。またホワイトボード１１０の書き込み面上または表示装置の表示面上の文字や図形等の描画内容を判読可能に汎用記憶媒体に保存し、面倒な人手による書き写しを要さず、簡便に当該内容を印刷（記録）することが可能となる。
【００６２】
実施の形態２．
実施の形態２における座標入力装置は、取付部材によりホワイトボードまたは表示装置に着脱が可能であることに加え、枠体を構成する各辺の枠が多段階に伸縮可能なものである。なお、特に断らない限り、実施の形態２においては実施の形態１と異なる部分のみを説明し、各部に引用される名称および番号は実施の形態１と同様のものとする。
【００６３】
図８は、実施の形態２の座標入力装置の枠および反射部材の外観を表す外観図である。座標入力装置３００の枠体を構成する各辺の枠３０２Ａ〜３０２Ｄは入籠構造を有し、また、枠３０２Ａ〜３０２Ｄおよび反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄは、枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄに収納される。枠３０２Ａ〜３０２Ｄは多段階に伸縮可能であため、使用するホワイトボードまたは表示装置の大きさに合わせて座標入力装置３００の大きさを変えることができる。また、枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄにはそれぞれ取付部材１０４が配設されており、ホワイトボードまたは表示装置に取付可能となっている。なお、以降において枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄを総称する場合は枠端部３０１とし、反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄを総称する場合は反射部材３０３とする。
【００６４】
座標表示装置３００に使用される反射部材３０３は、コーナーキューブアレイと同様に再帰的に入射光を反射する性質を有する反射テープからなり、枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄにそれぞれロール状に巻き取られる形で収納される。図９は、反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄおよび枠３０２Ａ〜３０２Ｄを収納しきって枠端部３０１のみの外形となっている座標入力装置３００の概略構成を表す概略図である。なお、図においては反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄおよび枠３０２Ａ〜３０２Ｄの収納状態を示すため光学ユニット１０１などは省略してある。また、図には表されていないが、ロール状の中心にはバネなどが設けてあり、枠体の大きさに関わらず一定の張力をもって反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄが張られている。座標入力装置３００は枠３０２Ａ〜３０２Ｄが多段階に伸縮可能であるため、使用するホワイトボードまたは表示装置の大きさに合わせた使用が可能となるほか、収納、運搬、設置などを容易に行うことが可能となる。
【００６５】
図８および図９では、反射部材３０３Ａ〜３０３Ｄおよび枠３０２Ａ〜３０２Ｄが別々の構造を有しているが、枠３０２Ａ〜３０２Ｄの内側に反射テープを貼り付けたり、実施の形態１と同様にコーナーキューブアレイを配設して一体としてもよい。また、反射テープの再帰反射性が低い場合などは、回転多面鏡を用いた光ビームを照射する光学ユニットを使用してもよい。
【００６６】
また、座標入力装置３００の光学ユニット１０１は、枠端部３０１に着脱自在に、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けることのできる構造となっている。図１０は、着脱可能な光学ユニット１０１Ａおよび枠端部３０１Ａとの取付構造の外観を表す外観図である。図では、ねじにより光学ユニット１０１Ａと枠端部３０１Ａとが取り付けられるようになっている。また、光学ユニット１０１Ａのねじ上部には自在継手（フック継手）が配設されており、光を自由な方向に照射可能となっている。なお、着脱自在な構造はねじには限定されず枠端部と着脱自在に固定されればいかなる構造を有してもよい。また、光学ユニットの方向調整は、自在継手に限らず自由な方向に固定できる構造であればいかなるものであってもよい。また、図では光学ユニット１０１Ａは枠端部３０１Ａの外に取り付けられる構造となっているが、枠端部３０１Ａの内部に取り付ける構造であってもよい。
【００６７】
また、ねじ穴は枠端部３０１Ａ〜３０１Ｄのいずれにも空けられており、いずれの隣り合う枠端部３０１にも取り付けることができる。図１１は光学ユニット１０１Ａ、１０１Ｂの取付位置の例を説明する説明図である。例えば図１１（ａ）の取付位置では、反射を特に必要としない辺が底辺となっているのでチョークの粉などにより反射不良が起こることが少なくなると考えられる。また、図１１（ｂ）の取付位置では、表示面左側から日光などが差し込む場合に受光部が誤検知を起こすことが少ない配置である。
【００６８】
光学ユニット１０１を枠端部３０１に対して着脱可能とし、４つの端部３０１のいずれにも固定でき、かつ、自由な方向に固定できるとすることにより、座標入力装置３００をホワイトボード１１０に固定する際の自由度が高まるので、最良の反射強度を得る様に光の照射方向を調整することが可能となる。
【００６９】
また、座標入力装置３００は光学ユニット１０１に直接反射部材３０３が収納される構造とすることもできる。図１２は光学ユニット１０１内に反射部材３０３を収納する座標入力装置３００の外観構成および使用時の外観を表す外観図である。図１２（ａ）は反射部材３０３を収納しきった際の座標入力装置３００の外観図であり、図１２（ｂ）は座標入力装置３００をホワイトボード１１０に取り付けて使用している状態の図である。この場合に反射部材３０３はテープ状もしくはワイヤー状のものを用いている。ただし、使用時には適宜コーナーを設けホワイトボード１１０全面を取り囲むように支持することが必要である。なお、取付部材１０４にはマグネットが用いられている。
【００７０】
実施の形態２における座標入力装置３００は、取付部材１０４があることにより、光学ユニット１０１および枠体を、既存のホワイトボード１１０や表示装置に着脱自在に簡単に取り付けることが可能となる。また、光学ユニット１０１が枠体に対して着脱可能であり、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けることが出来るので、ユーザが座標位置の検出精度のよい場所を選択可能となる。さらに、座標入力装置３００の枠体を構成する枠３０２Ａ〜３０２Ｄが伸縮可能であるため、使用するホワイトボードまたは表示装置の大きさに合わせた使用が可能となり汎用性が高まる。
【００７１】
尚、前述した実施の形態１および実施の形態２では、座標入力装置をホワイトボードに取り付ける場合を例として示したが、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示装置に取り付けることで、マウス等のポインディングデバイスの代わりとして利用可能であるのは明らかである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の座標入力装置（請求項１）は、２つの光学ユニットと一体に構成された枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができるため、通常の単体のホワイトボードに適用可能な汎用性を提供する。
また、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を収縮させると反射部材がアジャスト機構内にロール状に巻き取られるので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用でき、可搬性が高まる。
また、本発明の座標入力装置（請求項２）は、２つの光学ユニットと一体に構成された枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができるため、通常の単体のホワイトボードに適用可能な汎用性を提供する。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を伸縮させると反射部材が枠とともに多段階に伸縮するので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用でき、可搬性が高まる。
【００７３】
また、本発明の座標入力装置（請求項３）は、取付部材を用いて、枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、さらに、２つの光学ユニットを枠体に取り付けて光の照射方向を調整した後、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができるため、ユーザが座標位置の検出精度の最もよい配置を選択することが可能となる。
また、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を収縮させると反射部材がアジャスト機構内にロール状に巻き取られるので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用でき、可搬性が高まる。
また、本発明の座標入力装置（請求項４）は、取付部材を用いて、枠体をホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付けて、さらに、２つの光学ユニットを枠体に取り付けて光の照射方向を調整した後、２つの光学ユニットおよび枠体に配設されている反射部材を用いてタッチパネル面を形成し、該タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、書き込み面または表示面上の座標位置を入力することができるため、ユーザが座標位置の検出精度の最もよい配置を選択することが可能となる。
さらに、アジャスト機構によって枠が多段階に伸縮可能であり、また枠を伸縮させると反射部材が枠とともに多段階に伸縮するので、移動時に枠体を縮めて、使用時に枠体を伸ばして使用でき、可搬性が高まる。
【００７４】
また、本発明の座標入力装置（請求項５）は、演算処理部が、２つの光学ユニットの受光部で受光できなかった反射光の方向および受光部間の距離から書き込み面または表示面上の遮蔽点の座標位置を演算するため、座標入力装置から遮蔽点の座標位置を出力可能となる。
【００７５】
また、本発明の座標入力装置（請求項６）は、指定手段で座標入力モードと入力休止モードを排他的に指定すると、制御手段が指定されたモードに基づいて、２つの光学ユニットまたは／および演算処理部の制御を行うことにより、タッチパネル面を介して座標位置の入力を行う場合と、座標位置の入力を行わない場合とをユーザが自由に選択可能となるため、ホワイトボード上の描画内容を書き改める際の利便性が高まる。
【００７６】
また、本発明の座標入力装置（請求項７）は、枠体を縦方向および横方向のいずれの方向にも取り付けできることにより、ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に取り付けるときの自由度を高めることができるため、利便性の高い座標入力装置の提供が可能となる。
【００７７】
また、本発明の座標入力装置（請求項８）は、取付部材を、マグネット、フック、つり下げ可能な形状、吸盤、面状ファスナ、嵌合形状またはこれらの組み合わせとすることにより、簡単な構成でホワイトボードまたは表示装置への取り付けを容易に行うことが可能となるため、利便性の高い座標入力装置の提供が可能となる。
【００８０】
また、本発明の座標入力装置（請求項９）は、記憶部に遮蔽点の座標位置を記憶するため座標入力装置内にホワイトボードの書き込み面の内容または表示装置の表示面の内容を記憶することが可能となる。
【００８１】
また、本発明の座標入力装置（請求項１０）は、外部メモリに遮蔽点の座標位置を記憶することができ、外部メモリを着脱することにより、記憶内容を他の機器等で簡単に利用可能となるため、利便性の高い座標入力装置の提供が可能となる。
【００８２】
また、本発明の座標入力装置（請求項１１）は、フレームメモリに遮蔽点の座標位置を記憶することができるため、ホワイトボードの描画内容を処理する際の効率が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の座標入力装置の概略構成を表した外観図である。
【図２】枠体に配設される反射部材を構成する要素およびその配列を説明する説明図である。
【図３】座標入力装置の光学ユニットの構成を説明する説明図である。
【図４】座標入力装置の取付部材としてそれぞれマグネット、フック、つり下げ可能な形状を採用したものの外観図である。
【図５】処理装置内の演算処理部、記憶部、入力指定部および制御部の座標入力データの流れおよび制御を表すブロック図である。
【図６】タッチパネル面上の遮蔽点を算出する位置関係を説明する説明図である。
【図７】ホワイトボードに書かれた内容と、当該内容のフレームメモリ内での保存の様子とを表す図である。
【図８】座標入力装置の枠および反射部材の外観を表す外観図である。
【図９】反射部材および枠を収納しきって枠端部のみの外形となっている座標入力装置の概略構成を表す概略図である。
【図１０】着脱可能な光学ユニットおよび枠端部との取付構造の外観を表す外観図である。
【図１１】光学ユニットの取付位置の例を説明する説明図である。
【図１２】光学ユニット内に反射部材を収納する座標入力装置の外観構成および使用時の外観を表す外観図である。
【符号の説明】
１００、３００ 座標入力装置
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ 光学ユニット
１０２Ａ〜１０２Ｄ、３０２Ａ〜３０２Ｄ 枠
１０３、３０３、３０３Ａ〜３０３Ｄ 反射部材
１０４ 取付部材
１０５ 処理装置
１０６ 演算処理部
１０７ 記憶部
１０８ 入力指定部
１０９ 制御部
１１０ ホワイトボード
１２０ ペン
２０１ レーザーダイオード
２０２ 拡散レンズ
２０４ フォトセンサ
３０１、３０１Ａ〜３０１Ｄ 枠端部
Claims (11)
- ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、
矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、
前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、
前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、
を備え、
前記２つの光学ユニットは前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に配置されており、かつ、前記２つの光学ユニットと前記枠体が一体に構成されており、
前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、巻取り可能な反射テープからなり、かつ、前記枠を収縮させると前記アジャスト機構内にロール状に巻き取られることを特徴とする座標入力装置。 - ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、
矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、
前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、
前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、
を備え、
前記２つの光学ユニットは前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に配置されており、かつ、前記２つの光学ユニットと前記枠体が一体に構成されており、
前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、前記枠に貼付された反射テープからなり、前記アジャスト機構によって前記枠とともに多段階に伸縮することを特徴とする座標入力装置。 - ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、
矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設した枠体と、
前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、
前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、
を備え、
前記２つの光学ユニットは前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に着脱自在に、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けられており、
前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、 前記反射部材は、巻取り可能な反射テープからなり、かつ、前記枠を収縮させると前記アジャスト機構内にロール状に巻き取られることを特徴とする座標入力装置。 - ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に対して略平行な光を照射してタッチパネル面を形成し、前記タッチパネル面を形成する光が遮蔽された位置を検出することにより、前記書き込み面または表示面上の座標位置を入力する座標入力装置であって、
矩形形状を構成する四辺の枠の内側に、光を再帰的に反射する反射部材を配設
した枠体と、
前記枠体のいずれか一つの角から対向する角を構成する２つの枠の反射部材に対して光を照射する光源部および前記対向する角を構成する２つの枠の反射部材からの反射光を受光する受光部が一体に構成された２つの光学ユニットと、
前記枠体を前記ホワイトボードの書き込み面または表示装置の表示面に着脱自在に取り付ける取付部材と、
を備え、
前記２つの光学ユニットは前記枠体を構成するいずれか一辺の枠の両端に着脱自在に、かつ、光の照射方向を調整可能に取り付けられており、
前記枠体を構成する四辺の枠は、それぞれ多段階に伸縮可能なアジャスト機構を有し、前記反射部材は、前記枠に貼付された反射テープからなり、前記アジャスト機構によって前記枠とともに多段階に伸縮することを特徴とする座標入力装置。 - さらに、前記２つの光学ユニットの受光部で受光できなかった反射光の方向および前記受光部間の距離から前記書き込み面または表示面上の遮蔽点の座標位置を演算する演算処理部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の座標入力装置。
- さらに、前記タッチパネル面を介して座標位置の入力を行う座標入力モードと座標位置の入力を行わない入力休止モードとを排他的に指定する指定手段と、前記指定手段で指定されたモードに基づいて、前記２つの光学ユニットまたは／および演算処理部の制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の座標入力装置。
- 前記取付部材は、前記枠体を縦方向および横方向のいずれの方向にも取り付け可能な構造を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の座標入力装置。
- 前記取付部材は、マグネット、フック、つり下げ可能な形状、吸盤、面状ファスナ、嵌合形状またはこれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の座標入力装置。
- さらに、前記演算処理部で演算した前記遮蔽点の座標位置を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする請求項５に記載の座標入力装置。
- 前記記憶部は、着脱可能な外部メモリおよび前記外部メモリを装着するインターフェース装置とから構成されることを特徴とする請求項９に記載の座標入力装置。
- 前記記憶部は、フレームメモリからなることを特徴とする請求項９に記載の座標入力装置。
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