JPH1185377A - 光学式位置検出装置付き情報表示装置 - Google Patents

光学式位置検出装置付き情報表示装置

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JPH1185377A
JPH1185377A JP23754197A JP23754197A JPH1185377A JP H1185377 A JPH1185377 A JP H1185377A JP 23754197 A JP23754197 A JP 23754197A JP 23754197 A JP23754197 A JP 23754197A JP H1185377 A JPH1185377 A JP H1185377A
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display screen
display device
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JP23754197A
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Nobuyasu Yamaguchi
伸康 山口
Satoshi Sano
聡 佐野
Fumihiko Nakazawa
文彦 中沢
Atsuo Iida
安津夫 飯田
Fumitaka Abe
文隆 安部
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • G06F3/0423—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen using sweeping light beams, e.g. using rotating or vibrating mirror

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示画面を指示物で指示することにより表示
画面上に描画を行なう入来の装置では、描画する点の大
きさ，線の太さは描画動作以前に指定しておく必要があ
り、たとえば一本の線の描画途中で太さを変えたり、段
階的に変化させたりはできなかった。また、一旦描画し
た部分を消去するにはいわゆる消しゴム機能を起動する
必要があった。更に、筆に墨を含ませて描画したような
微妙なかすれ具合等も表現不可能であった。 【解決手段】 表示画面１０上に情報を表示する表示装
置と、その表示画面１０周辺に配置され表示画面１０上
の所定領域に指示物で指示された位置と指示物の大きさ
を光学的に検出する指示物検出装置と、この指示物検出
装置による検出結果に従って表示装置の画面１０に画像
を表示する画像制御部５２とを備え、画像制御部５２
が、指示物検出装置が検出した指示物の位置及び／又は
大きさに対応して表示装置の表示画面１０上において画
像表示方法を異ならせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータシス
テム等により情報が表示される表示装置と、その表示画
面上での指示位置を指示物検出装置により光学的に検出
すると共にその検出結果を表示装置の表示画面上に直接
表示し、または表示装置の表示画面上に重ねられた表示
画面に表示する光学式位置検出装置付き情報表示装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】主としてパーソナルコンピュータ等のコ
ンピュータシステムの普及に伴って、コンピュータシス
テムにより情報が表示される表示装置の表示画面上を人
の指または特定の指示物により指示することにより、新
たな情報を入力したり、コンピュータシステムに対して
種々の指示を与えたりする装置が利用される。
【０００３】そのようなパーソナルコンピュータ等の表
示装置の表示画面に表示された情報に対してタッチ方式
にて入力操作を行なう場合には、その表示画面上での接
触位置（指示位置）を高精度に検出する必要がある。こ
のような座標面となる表示画面上の指示位置を検出する
方法として、「キャロル方式」（米国特許４，２６７，
４４３号）が知られている。この方法は、表示画面の前
面の枠に発光素子と受光素子とを対向配置させることに
よって表示画面の前面に光のマトリックスを構成し、指
またはペンの接触による光の遮断位置を検出している。
この方法では、高いＳ／Ｎが得られて大型の表示装置に
適用を拡張させることも可能であるが、発光素子及び受
光素子の配置間隔に検出の分解能が比例するので、検出
の分解能を高めるためにはその配置間隔を狭くする必要
がある。従って、大画面に対してペン先等のような細い
物で接触した場合にもその接触位置を精度良く検出する
ためには、配置すべき発光素子及び受光素子の数が増大
し、構成が大嵩になると共に、信号処理も複雑になると
いう問題がある。
【０００４】また、他の光学的な位置検出方法が、特開
昭５７−２１１６３７号公報に開示されている。この方
法は、レーザ光線のような絞った光を表示画面の外側か
ら角的に走査し、反射手段を有する専用ペンからの反射
光の２つのタイミングから専用ペンが存在する角度をそ
れぞれ求め、求めた角度を三角測量の原理にあてはめて
位置座標を計算にて検出する。この方法では、部品点数
を大幅に削減でき、また、高い分解能を有することも可
能である。しかしながら、専用の反射ペンを利用しなけ
ればならない等、操作性に問題があり、また、指，任意
のペン等の位置は検出することができない。
【０００５】更に他の光学的な位置検出方法が、特開昭
６２−５４２８号公報に提案されている。この方法は、
表示画面の両側枠に光再帰性反射体を配置し、角的に走
査した光線のこの光再帰性反射体からの戻り光を検知
し、指またはペンによって光線が遮断されるタイミング
から指またはペンの存在角度を求め、求めた角度から三
角測量の原理にて位置座標を検出する。この方法では、
部品点数が少なくて検出精度を維持でき、指，任意のペ
ン等の位置も検出できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のような装置の応
用として、表示画面上を指示物を移動させることにより
画像を描画する装置が既に実用化されている。しかし、
従来のそのような装置では、描画する点の大きさ，線の
太さは描画動作以前に指定しておく必要があり、たとえ
ば一本の線の描画途中で太さを変えたり、段階的に変化
させたりはできなかった。これは、色，濃淡，明るさ等
に関しても同様であった。また、一旦描画した部分を消
去するにはいわゆる消しゴム機能を起動する必要があっ
た。更に、筆に墨を含ませて描画したような微妙なかす
れ具合等も表現不可能であった。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、光学式位置検出装置により検出した指示物
の大きさに対応して種々の描画を表示画面上に行なえる
ことが可能であり、また指示物の移動速度，移動方向等
にも対応して種々の描画を表示画面上に行なえることが
可能な光学式位置検出装置付き情報表示装置の提供を目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の光学式位置検
出装置付き情報表示装置は、表示画面上に情報を表示す
る表示装置と、その表示画面周辺に配置され表示画面上
の所定領域に指示物で指示された位置と指示物の大きさ
を光学的に検出する指示物検出装置と、該指示物検出装
置による検出結果に従って表示装置の画面に画像を表示
する表示制御手段とを備えた光学式位置検出装置付き情
報表示装置であって、表示制御手段が、指示物検出装置
が検出した指示物の位置及び／又は大きさに対応して表
示装置の表示画面上において画像表示方法を異ならせる
べくなしてあることを特徴とする。
【０００９】請求項２の光学式位置検出装置付き情報表
示装置は、請求項１において、指示物検出装置が、所定
領域の外側に設けた光再帰性反射手段と、領域と実質的
に平行である面内で光を角的に走査する光走査手段、及
び光によって照射された部分の光再帰性反射手段による
反射光を受光する受光手段を有する少なくとも２組の光
送受手段と、光走査手段での走査角度及び受光手段での
受光結果に基づいて、指示物にて形成される領域での走
査光の遮断範囲を計測する計測手段と、この計測手段に
よる計測結果に基づいて指示物の位置と大きさを算出す
る算出手段とを有することを特徴とする。
【００１０】請求項３の光学式位置検出装置付き情報表
示装置は、請求項１または２において、表示制御手段
が、指示物検出装置が検出した指示物の大きさに対応し
て表示装置の表示画面において点の大きさまたは線の太
さを異ならせて表示すべくなしてあることを特徴とす
る。
【００１１】請求項４の光学式位置検出装置付き情報表
示装置は、請求項１または２において、表示制御手段
が、指示物検出装置が検出した指示物の大きさに対応し
て表示装置の表示画面において色，濃淡，明るさの内の
少なくとも一つを異ならせて表示すべくなしてあること
を特徴とする。
【００１２】請求項５の光学式位置検出装置付き情報表
示装置は、請求項１または２において、表示制御手段
が、指示物検出装置が検出した指示物の大きさが所定値
よりも小である場合には第１の描画方法で、所定値を越
えた場合には第２の描画方法でそれぞれ表示装置の表示
画面に画像を表示すべくなしてあることを特徴とする。
【００１３】請求項６の光学式位置検出装置付き情報表
示装置は、請求項５において、第２の描画方法が、表示
装置の表示画面の背景色と同一色で描画することを特徴
とする。
【００１４】請求項７の光学式位置検出装置付き情報表
示装置は、請求項６において、表示制御手段が、第２の
描画方法が実行された後は、指示物検出装置によって指
示物が検出されなくなるまでその第２の描画方法を継続
すべくなしてあることを特徴とする。
【００１５】請求項８の光学式位置検出装置付き情報表
示装置は、請求項１または２において、指示物検出装置
は指示物の時系列的に検出された位置からその移動方向
及び移動速度を算出する手段を有し、表示制御手段が、
指示物検出装置が算出した指示物の位置，大きさ，移動
方向，移動速度に対応して表示装置の表示画面における
画像表示方法を異ならせるべくなしてあることを特徴と
する。
【００１６】請求項９の光学式位置検出装置付き情報表
示装置は、請求項１または２において、指示物は表示画
面への押圧力に応じてその表示画面に平行な面での大き
さが可変の物体であり、表示制御手段は、指示物検出装
置が時系列的に算出した指示物の大きさに対応した大き
さの点または太さの線の画像を、指示物検出装置が時系
列的に算出した指示物の位置に対応した表示装置の表示
画面の位置に表示すべくなしてあることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。
【００１８】図１は、本発明の光学式位置検出装置付き
情報表示装置（以下、本発明装置と言う）の基本構成を
示す模式図である。
【００１９】図１において参照符号１０は、パーソナル
コンピュータ等の電子機器におけるＣＲＴまたはフラッ
トディスプレイパネル（ＰＤＰ，ＬＣＤ，ＥＬ等），投
射型映像表示装置等の表示画面であり、本実施の形態で
は横方向９２．０ｃｍ×縦方向５１．８ｃｍで対角１０
５．６ｃｍの表示寸法を有するＰＤＰ（プラズマディス
プレイ）の表示画面として構成されている。後述するよ
うに第１の座標面となるこの長方形の表示画面１０の一
つの短辺（本実施の形態では右側の辺）の両隅の外側に
は、発光素子，受光素子，ポリゴンミラー等を含む光学
系を内部に有する光送受ユニット１ａ，１ｂがそれぞれ
設けられている。また、表示画面１０の右側の辺を除く
３辺、つまり、上下両側の辺及び左側の辺の外側には再
帰性反射シート７が設けられている。
【００２０】なお、参照符号Ｓは遮断物（指示物）とし
ての人の指の断面を示している。
【００２１】両光送受ユニット１ａ，１ｂは、赤外線レ
ーザを出射するレーザダイオードからなる発光素子１１
ａ，１１ｂと、再帰性反射シート７からの反射光を受光
する受光素子１３ａ，１３ｂと、発光素子１１ａ，１１
ｂからのレーザ光を角的に走査するための本実施の形態
では４角形のポリゴンミラー１６ａ，１６ｂと等を主要
構成要素としている。なお、受光素子１３ａ，１３ｂは
受光手段として機能し、発光素子１１ａ，１１ｂ及びポ
リゴンミラー１６ａ，１６ｂは光走査手段として機能す
る。そして、この２組の光送受ユニット１ａ，１ｂ及び
それらの信号処理系と、再帰性反射シート７と等が計測
手段として機能する。
【００２２】このような構成においては、発光素子１１
ａ，１１ｂから出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー
１６ａ，１６ｂの回転によって表示画面１０と実質的に
平行である面内を角的に走査されて再帰性反射シート７
に投射される。そして、再帰性反射シート７からの反射
光が、ポリゴンミラー１６ａ，１６ｂにて反射された
後、受光素子１３ａ，１３ｂに入射される。但し、投射
光の光路に遮断物（指示物）が存在する場合には投射光
が遮断されるため、反射光は受光素子１３ａ，１３ｂに
入射されることはない。なお、ポリゴンミラー１６ａ，
１６ｂの回転により、９０度以上のレーザ光の角的走査
が実現される。
【００２３】また、参照符号５は指，ペン等の遮断物
（指示物）Ｓの位置，大きさを計測演算すると共に、装
置全体の動作を制御するＭＰＵであり、機能的には、計
測手段による計測結果から指示物Ｓの位置と大きさとを
算出する算出部５１と、この算出部５１による算出結果
に基づいて表示装置６に表示すべき情報を制御する画像
制御部５２とで構成される。なお、表示装置６は、図１
では独立して示されているが、実際には表示画面１０が
兼用される。
【００２４】このような本発明装置においては、図１に
示されているように、たとえば光送受ユニット１ｂに関
して説明すると、光送受ユニット１ｂからの投射光は、
図１上で反時計方向回りに走査され、まず再帰性反射シ
ート７の先端部分で反射される位置（Ｐｓ）に至って走
査開始位置になる。そして、遮断物Ｓの一端に至る位置
（Ｐ１）にいたるまでは再帰性反射シート７により反射
されるが、遮断物Ｓの他端に至る位置（Ｐ２）までの間
は遮断物Ｓによって遮断され、その後の走査終了位置
（Ｐｅ）に至るまでは再帰性反射シート７により反射さ
れる。
【００２５】但し、光送受ユニット１ａでは、図１上で
時計方向回りに光の走査が行なわれる。ここで、光送受
ユニット１ａは図１上で時計回り方向に表示画面１０の
下辺側を走査開始方向とし、逆に光送受ユニット１ｂは
図１上で反時計回り方向に表示画面１０の上辺側を走査
開始方向とする理由について説明する。
【００２６】たとえば光送受ユニット１ｂの場合には、
表示画面１０の上辺側または左辺側のいずれを走査開始
方向としてもよいが、光送受ユニット１ｂから見た場
合、表示画面１０の上辺の方が下辺よりも距離的に近い
ために反射光量が大であること、及び再帰性反射シート
７の反射面が表示画面１０の上辺ではほぼ直角であるた
めに反射光量が大であることにより、表示画面１０の上
辺側を走査開始方向としている。換言すれば、光送受ユ
ニット１ｂの場合に表示画面１０の下辺側を走査開始方
向とすると、表示画面１０の下辺の方が上辺よりも距離
的に遠いため、走査開始時点の反射光量が小さくなり、
また再帰性反射シート７の反射面が湾曲しているために
反射光量が小さくなる。但し、再帰性反射シート７の湾
曲に関しては本質的な問題ではなく、湾曲させないよう
な構成を採ることも勿論可能である。
【００２７】ところで、図１に示されているように、再
帰性反射シート７は両光送受ユニット１ａ，１ｂが配置
されている辺を開口部とし、表示画面１０を囲むように
して”Ｕ”字状に配置されている。更に、参照符号７
ａ，７ｂにて示されているように、両光送受ユニット１
ａ，１ｂから再帰性反射シート７への光の投射角度が小
さくなる部分、具体的には両光送受ユニット１ａ，１ｂ
が配置されている辺と直交する２辺（図１上では上側の
辺と下側の辺）の両光送受ユニット１ａ，１ｂから遠い
部分には鋸歯状に再帰性反射シートが設置されている。
【００２８】このような再帰性反射シートの鋸歯状部分
７ａ，７ｂにより、たとえば光送受ユニット１ｂからの
投射光はＰｓの位置から再帰性反射シートの鋸歯状部分
７ｂの一端の位置Ｐ３まで走査が進むに伴って再帰性反
射シート７への入射角度が次第に小さくなるため反射光
量もそれに伴って低下する。しかし、再帰性反射シート
の鋸歯状部分７ｂの一端の位置Ｐ３から他端の位置Ｐ４
までの間は再帰性反射シートの鋸歯状部分７ｂにほぼ直
角に入射するので再帰性反射率のそれ以上の低下が回避
される。
【００２９】次に、本発明装置による座標面での位置検
出動作について、その原理を示す図２の模式図を参照し
て説明する。但し、図２では光送受ユニット１ａ，１
ｂ、再帰性反射シート７，表示画面１０以外の構成部材
は図示を省略している。また、以下の説明では光送受ユ
ニット１ｂ側をチャンネル１（Ｃｈ１）とし、光送受ユ
ニット１ａ側をチャンネル２（Ｃｈ２）とする。
【００３０】ＭＰＵ５はポリゴン制御回路を制御するこ
とにより、光送受ユニット１ａ，１ｂ内のポリゴンミラ
ー１６ａ，１６ｂを回転させて、発光素子１１ａ，１１
ｂからのレーザ光を角的に走査する。この結果、再帰性
反射シート７からの反射光が受光素子１３ａ，１３ｂに
入射する。このようにして受光素子１３ａ，１３ｂに入
射した光の受光量は図示しない信号処理回路の出力であ
る受光信号として得られる。この受光信号のレベルの変
化を両光走査手段１２ａ，１２ｂでの走査角度として検
出し、以下のような手法により処理する。
【００３１】なお、ＭＰＵ５の算出部５１に与えられる
情報は、主として図２に示されている下記の４種類の情
報である。
【００３２】θ1-1 ：Ｃｈ１（光送受ユニット１ｂ）の
走査開始から指示物Ｓ検出までの角度 θ1-2 ：Ｃｈ１（光送受ユニット１ｂ）の指示物Ｓの検
出幅角度 θ2-1 ：Ｃｈ２（光送受ユニット１ａ）の走査開始から
指示物Ｓ検出までの角度 θ2-2 ：Ｃｈ２（光送受ユニット１ａ）の指示物Ｓの検
出幅角度
【００３３】求めるべき座標Ｐ（指示物Ｓの中心）の座
標算出と、指示物Ｓの半径ｒの算出は以下の式（１）乃
至（６）で行なわれる。但し、両光送受ユニット１ａ，
１ｂが図１上において左側の短辺に沿って設置されてい
る場合には、式（４）乃至（６）はそれぞれ式
（４′），（５′），（６′）式のようになる。
【００３４】 θ1 = θ1-1 ＋θ1-2 ／2 ・・・（１） θ2 = θ2-1 ＋θ2-2 ／2 ・・・（２） ｙ= Ｌ× tanθ1 ／(tanθ1 ＋ tanθ2 ) ・・・（３） ｘ= Ｗ−ｙ× tanθ2 ・・・（４） ｒ１＝｛（Ｗ−ｘ）2 ＋ｙ2 ｝1/2 × sin（θ2-2 ／２） ・・・（５） または ｒ２＝｛（Ｗ−ｘ）2 ＋（Ｌ−ｙ）2 ｝1/2 × sin（θ1-2 ／２） ・・・（６） ｘ= ｙ× tanθ2 ・・・（４′） ｒ１＝（ｘ2 ＋ｙ2 ）1/2 × sin（θ2-2 ／２） ・・・・（５′） または ｒ２＝（ｘ2 ＋（Ｌ−ｙ）2 ）1/2 × sin（θ1-2 ／２）・・・（６′）
【００３５】図３は本発明装置の算出部５１により算出
された指示物Ｓの大きさとそれに対応して画像制御部５
２が表示画面１０に描画する点の大きさ、または軌跡
（線）の太さとの関係を示すグラフである。
【００３６】この図３のグラフに示されているように、
本発明装置では、指示物Ｓの太さとそれに対応して表示
画面１０上に表示される画像（点，線）の大きさ、太さ
が比例するように構成されている。そのための処理手順
は図４のフローチャートに示されている。
【００３７】まず、算出部５１は計測手段から一つの計
測結果のデータθ1-1 、θ1-2 、θ 2-1 、θ2-2 を取得
し (ステップＳ１１）、これらのデータに基づいて指示
物Ｓの位置を検出し (ステップＳ１２）、更に指示物Ｓ
の大きさを検出する (ステップＳ１３）。この指示物Ｓ
の位置及び大きさが決定すると、画像制御部５２は指示
物Ｓの大きさに対応してペンの太さを決定し (ステップ
Ｓ１４）、その太さのペンを使用して描画したかのよう
に表示画面１０上の指示物Ｓの検出位置に対応する位置
に順次的に画像を表示することにより、指示物Ｓの軌跡
を描画する (ステップＳ１５）。以上のような処理を、
算出部５１及び画像制御部５２が、計測手段からデータ
が与えられる都度、反復する。
【００３８】このような本実施の形態においてたとえ
ば、指示物Ｓとしてマーカインク等の筆記物を代用する
ような棒状の物体を使用し、表示画面１０上をそのよう
な指示物Ｓでなぞった後に曲線の軌跡を描くような応用
を考える。この場合、本実施例では、画像制御部５２が
検出された指示物Ｓの大きさに比例した太さの軌跡を描
くため、細い指示物Ｓが使用された場合には細い線が、
太い指示物Ｓが使用された場合には太い線がそれぞれ描
かれることになる。
【００３９】また、指示物Ｓとしてたとえば筆のような
押圧力及び押圧方向に応じて連続的にその太さが変化す
るような物体を使用した場合には、指示物Ｓとしての筆
の太さは連続的に変換するため、画像制御部５２が表示
画面１０に描画する線も連続的に太さを変化させること
になる。
【００４０】図５は算出部５１が算出した指示物Ｓの大
きさと、表示画面１０に軌跡等の画像を描く際のペンの
色の濃淡との関係を示すグラフである。指示物Ｓとして
たとえば筆のような、押圧力及び押圧方向に対応して連
続的にその太さが変化する物体を使用する場合、筆圧を
高くするとその軌跡も太くなる。また、実際に筆を用い
た場合、筆圧を高くするとより濃い線が描かれる。そこ
で、本実施の形態では、算出部５１が算出した指示物Ｓ
の大きさに比例した濃さの軌跡を表示画面１０に描画す
るようにして、現実に筆を使用して描画したような色の
濃淡の効果を付加することができる。
【００４１】なお、本実施の形態は、上述の図４に示さ
れているフローチャートのステップＳ１３において算出
部５１が算出した指示物Ｓの大きさに対応した描画濃度
をステップＳ１４において決定することにより、実現可
能である。
【００４２】図６は算出部５１が算出した指示物Ｓの大
きさの経時的変化と、それに伴う表示画面１０への画像
の描画方法を示すグラフである。本実施の形態では、時
間ｔ１〜ｔ２の間におけるように、算出部５１が算出し
た指示物Ｓの大きさがあるしきい値ＴＨ以下である場合
には、通常の一般的なペン描画が選択され、表示画面１
０には算出部５１が算出した指示物Ｓの大きさに対応し
た太さまたは濃度でオペレータが予め選択してある色
（またはデフォルトの色）の線が描画される。
【００４３】そして、その後の時間ｔ２〜ｔ３の間にお
けるように、算出部５１が検出した指示物Ｓの大きさが
あるしきい値ＴＨ以上になった場合には、背景色と同じ
色で表示画面１０に描画を行なうようにする。但し、こ
の際の軌跡の大きさ（線の太さ）はしきい値ＴＨに対応
する太さとする。これにより、算出部５１が検出する指
示物Ｓの大きさがしきい値ＴＨに達する以前に表示画面
１０に描画されていた軌跡を消去するための消しゴム機
能が選択されることになる。
【００４４】ところで、このような消しゴム機能を稼働
させている状態において、指示物Ｓを表示画面１０から
離すと、より具体的には光学式位置検出装置の検出範囲
から遠ざけると、指示物Ｓとして前述のような筆等の押
圧力または押圧方向に応じて連続的にその太さが変化す
る物体を使用している場合には、指示物Ｓの大きさの算
出部５１による算出結果が図６に示されているしきい値
ＴＨより小さくなるタイミングが必ず生じる。従って、
そのタイミングにおいて、それまでの消しゴム機能が解
消されて通常のペン描画の機能に再度戻ってしまう。
【００４５】このような事態に陥ると、せっかく消しゴ
ム機能で消去したはずの画面から指示物Ｓが離れる直前
に再び画像が描画されることになってしまう。そこで、
本実施の形態では、そのような事態を回避するために、
特定のある機能、この例では消しゴム機能が選択された
場合には、たとえその後に指示物Ｓの大きさの算出部５
１による算出結果がしきい値ＴＨ以下になったとして
も、指示物Ｓが表示画面１０から完全に離れるまでその
特定の機能、即ち消しゴム機能を維持するようにしてい
る。
【００４６】図７はそのような本実施の形態の処理手順
を示すフローチャートである。まず、算出部５１は計測
手段から一つの計測結果のデータθ1-1 、θ1-2 、θ
2-1 、θ2-2 を取得し (ステップＳ２１）、これらのデ
ータに基づいて指示物Ｓの位置を検出し (ステップＳ２
２）、更に指示物Ｓの大きさを検出する (ステップＳ２
３）。この指示物Ｓの位置及び大きさが決定すると、算
出部５１はペンダウンの状態であるか否かを判断する
(ステップＳ２５）。ここで、ペンダウンとは、指示物
Ｓが表示画面１０上に押下されてその大きさが算出部５
１により正常に算出可能な状態になることを意味する。
【００４７】このステップＳ２５において”ＮＯ”、即
ちペンダウン状態でないと判定された場合には、算出部
５１は消しゴムフラグ”ＯＦＦ”することにより、消し
ゴム機能を無効にする (ステップＳ３２）。なおこの場
合には画像制御部５２は表示画面１０への描画は行なわ
ない。
【００４８】一方、ステップＳ２５において”ＹＥ
Ｓ”、即ちペンダウン状態であると判定された場合に
は、算出部５１は消しゴムフラグが”ＯＮ”であるか否
かを判断する (ステップＳ２６）。”ＯＮ”である場合
(ステップＳ２６で”ＹＥＳ”）には、画像制御部５２
は消しゴムフラグを”ＯＮ”のままにして背景色と同色
で描画を行なう (ステップＳ３０，Ｓ３１）。
【００４９】これに対して、ステップＳ２６において”
ＮＯ”である場合には、算出部５１は指示物Ｓの大きさ
の算出値がしきい値ＴＨ以下であるか否かの判断を行な
い (ステップＳ２７）、”ＹＥＳ”である場合にはペン
の太さ、換言すれば表示画面１０に描画する軌跡の太さ
を決定し (ステップＳ２８）、実際の描画を行なう (ス
テップＳ２９）。
【００５０】但し、ステップＳ２７において”ＮＯ”で
ある場合には、算出部５１はステップＳ３０において消
しゴムフラグを”ＯＮ”にして消しゴム機能を有効に
し、ステップＳ３１において背景色と同色で描画を行な
う。以上のような処理を、算出部５１及び画像制御部５
２が、計測手段からデータが与えられる都度、反復す
る。
【００５１】図８は、算出部５１が算出した指示物Ｓの
大きさ及び移動速度と、表示画面１０への描画の際のペ
ンの太さ（又は濃淡）との関係を示すグラフである。
【００５２】本発明装置では、指示物Ｓの位置と大きさ
とを経時的に検出することが可能である。また、指示物
Ｓの位置の経時的変化から、指示物Ｓの移動速度と移動
方向とを算出することも可能である。従って、本実施の
形態では、指示物Ｓの大きさに比例した太さで、また指
示物Ｓの移動速度に反比例した濃度で表示画面１０に軌
跡を描画することにより、筆で文字を書くような状態を
再現する。
【００５３】たとえば実際に筆を用いる場合、筆圧を上
げて筆先をつぶすことにより太い線を書くことが可能で
ある。またその一方、筆先の速度を上げることにより、
かすれた、または薄い線が描かれる。本実施の形態で
は、そのような実際に筆を用いて描画したような色の太
さと濃淡の効果を付加することができる。
【００５４】図９はそのような本実施の形態の処理手順
を示すフローチャートである。まず、算出部５１は計測
手段から一つの計測結果のデータθ1-1 、θ1-2 、θ
2-1 、θ2-2 を取得し (ステップＳ４１）、これらのデ
ータに基づいて指示物Ｓの位置を検出し (ステップＳ４
２）、指示物Ｓの大きさを算出し (ステップＳ４３）、
更に指示物Ｓの移動速度を算出する (ステップＳ４
４）。この指示物Ｓの移動速度が算出されると、画像制
御部５２は指示物Ｓの大きさに対応してペンの太さを決
定し (ステップＳ４５）、また指示物Ｓの移動速度に対
応してペンの濃淡を決定する (ステップＳ４６）。そし
て、このようにして決定された太さ及び濃淡のペンを使
用して描画したかのように表示画面１０上の指示物Ｓの
検出位置に対応する位置に順次的に画像を表示すること
により、指示物Ｓの軌跡を描画する (ステップＳ４
７）。以上のような処理を、算出部５１及び画像制御部
５２が、計測手段からデータが与えられる都度、反復す
る。
【００５５】
【発明の効果】以上に詳述したように本発明装置によれ
ば、描画する点の大きさ，線の太さは描画動作以前に指
定しておく必要無しに、たとえば一本の線の描画途中で
太さを変えたり、段階的に変化させたりすることが可能
になる。これは、色，濃淡，明るさ等に関しても同様で
ある。また、一旦描画した部分を消去するためのいわゆ
る消しゴム機能も特別な操作なしに起動することが可能
になる。更に、筆に墨を含ませて描画したような微妙な
かすれ具合等も表現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の基本構成を示す模式図である。
【図２】本発明装置による座標面での位置検出動作の原
理を示す模式図である。
【図３】算出された指示物の大きさとそれに対応して描
画される点の大きさ、または軌跡（線）の太さとの関係
を示すグラフである。
【図４】本発明装置の処理手順を示すフローチャートで
ある。
【図５】算出された指示物の大きさと表示画面画像を描
く際のペンの色の濃淡との関係を示すグラフである。
【図６】算出された指示物の大きさの経時的変化とそれ
に伴う表示画面への画像の描画方法を示すグラフであ
る。
【図７】本発明装置の処理手順を示すフローチャートで
ある。
【図８】算出された指示物の大きさ及び移動速度と表示
画面への描画の際のペンの太さ（又は濃淡）との関係を
示すグラフである。
【図９】本発明装置の処理手順を示すフローチャートで
ある。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 光送受ユニット ５ ＭＰＵ ６ 表示装置 ７ 再帰性反射シート １０ 表示画面 １１ａ，１１ｂ 発光素子 １３ａ，１３ｂ 受光素子 １６ａ，１６ｂ ポリゴンミラー ５１ 算出部 ５２ 画像制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 文彦 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 飯田 安津夫 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 安部 文隆 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示画面上に情報を表示する表示装置
    と、その表示画面周辺に配置され前記表示画面上の所定
    領域に指示物で指示された位置と指示物の大きさを光学
    的に検出する指示物検出装置と、該指示物検出装置によ
    る検出結果に従って前記表示装置の画面に画像を表示す
    る表示制御手段とを備えた光学式位置検出装置付き情報
    表示装置において、 前記表示制御手段は、前記指示物検出装置が検出した前
    記指示物の位置及び／又は大きさに対応して前記表示装
    置の表示画面上において画像表示方法を異ならせるべく
    なしてあることを特徴とする光学式位置検出装置付き情
    報表示装置。
  2. 【請求項２】 前記指示物検出装置は、 前記所定領域の外側に設けた光再帰性反射手段と、 前記領域と実質的に平行である面内で光を角的に走査す
    る光走査手段、及び光によって照射された部分の前記光
    再帰性反射手段による反射光を受光する受光手段を有す
    る少なくとも２組の光送受手段と、 前記光走査手段での走査角度及び前記受光手段での受光
    結果に基づいて、前記指示物にて形成される前記領域で
    の走査光の遮断範囲を計測する計測手段と、 該計測手段による計測結果に基づいて前記指示物の位置
    と大きさを算出する算出手段とを有することを特徴とす
    る請求項１に記載の光学式位置検出装置付き情報表示装
    置。
  3. 【請求項３】 前記表示制御手段は、前記指示物検出装
    置が検出した指示物の大きさに対応して前記表示装置の
    表示画面において点の大きさまたは線の太さを異ならせ
    て表示すべくなしてあることを特徴とする請求項１また
    は２に記載の光学式位置検出装置付き情報表示装置。
  4. 【請求項４】 前記表示制御手段は、前記指示物検出装
    置が検出した指示物の大きさに対応して前記表示装置の
    表示画面において色，濃淡，明るさの内の少なくとも一
    つを異ならせて表示すべくなしてあることを特徴とする
    請求項１または２に記載の光学式位置検出装置付き情報
    表示装置。
  5. 【請求項５】 前記表示制御手段は、前記指示物検出装
    置が検出した指示物の大きさが所定値よりも小である場
    合には第１の描画方法で、所定値を越えた場合には第２
    の描画方法でそれぞれ前記表示装置の表示画面に画像を
    表示すべくなしてあることを特徴とする請求項１または
    ２に記載の光学式位置検出装置付き情報表示装置。
  6. 【請求項６】 前記第２の描画方法は、前記表示装置の
    表示画面の背景色と同一色で描画することを特徴とする
    請求項５に記載の光学式位置検出装置付き情報表示装
    置。
  7. 【請求項７】 前記表示制御手段は、前記第２の描画方
    法が実行された後は、前記指示物検出装置によって前記
    指示物が検出されなくなるまでその前記第２の描画方法
    を継続すべくなしてあることを特徴とする請求項６に記
    載の光学式位置検出装置付き情報表示装置。
  8. 【請求項８】 前記指示物検出装置は前記指示物の時系
    列的に検出された位置からその移動方向及び移動速度を
    算出する手段を有し、 前記表示制御手段は、前記指示物検出装置が算出した前
    記指示物の位置，大きさ，移動方向，移動速度に対応し
    て前記表示装置の表示画面における画像表示方法を異な
    らせるべくなしてあることを特徴とする請求項１または
    ２に記載の光学式位置検出装置付き情報表示装置。
  9. 【請求項９】 前記指示物は前記表示画面への押圧力に
    応じてその前記表示画面に平行な面での大きさが可変の
    物体であり、 前記表示制御手段は、前記指示物検出装置が時系列的に
    算出した前記指示物の大きさに対応した大きさの点また
    は太さの線の画像を、前記指示物検出装置が時系列的に
    算出した前記指示物の位置に対応した前記表示装置の表
    示画面の位置に表示すべくなしてあることを特徴とする
    請求項１または２に記載の光学式位置検出装置付き情報
    表示装置。
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