JP4455391B2 - 座標入力装置及びその制御方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置及びその制御方法、プログラムに関するものである。

座標入力面に、指示具（例えば、専用入力ペン、指等）によって指示して座標を入力することにより、接続されたコンピュータを制御したり、文字や図形などを書き込むために用いられる座標入力装置が存在する。

従来より、この種の座標入力装置としては、タッチパネルとして、各種方式のものが提案、または製品化されており、特殊な器具などを用いずに、画面上でパーソナルコンピュータ等の端末の操作が簡単にできるため、広く用いられている。

座標入力方式としては、抵抗膜を用いたもの、また、超音波を用いたものなど、さまざまなものがあるが、光を用いたものとして、例えば、特許文献１がある。この特許文献１では、座標入力領域の外側に再帰性反射シートを設け、座標入力領域の角端部に配置された光を照明する照明部と光を受光する受光部とにより、座標入力領域内において指等の光を遮蔽する遮蔽物と受光部間の角度を検出し、その検出結果に基づいて、その遮蔽物の指示位置を決定する構成が開示されている。

また、特許文献２や３等にあるように、再帰反射部材を座標入力領域周辺に構成し、再帰反射光が遮光される部分（遮光部分）の座標を検出する座標入力装置が開示されている。

これらの装置において、例えば、特許文献２では、微分等の波形処理演算によって受光部が受光する遮蔽物による遮光部分のピークを検出することにより、受光部に対する遮光部分の角度を検出し、その検出結果からその遮蔽物の座標を算出している。また、特許文献３では、特定のレベルパターンとの比較によって遮光部位の一方の端と他方の端を検出し、それらの座標の中心を検出する構成が示されている。

ここで、特許文献１乃至３のような、遮光位置を検出して座標を算出する方式を、以下、遮光方式と称する。

また、更に、このような遮光方式の座標入力装置においては、特に、その座標入力領域のサイズが大きい場合には、複数の操作者が同時に入力することを許容して、利便性を向上し、より効率的な会議等の用途での要求がある。そのため、複数の同時入力に対応する座標入力装置が考案されている。

複数の座標を同時に入力するために、特許文献４〜特許文献６では、一つの受光センサで複数の遮光部分の角度を検出し、各センサの角度の組み合わせから数点の入力座標候補を算出し、更に、その入力座標候補から実際に入力した座標を判別する技術が開示されている。

例えば、２点入力の場合には、入力座標候補として最大４点の座標を算出し、この４点の内、実際に入力した座標２点を判定し、出力する。つまり、この判定は、複数の入力座標候補の中から、実際の入力座標と虚偽の入力座標を選別して、最終的な入力座標を判定する。そして、この判定を、ここでは「虚実判定」と呼ぶことにする。

この虚実判定の具体的な方法としては、特許文献５や特許文献６では、従来の座標入力領域の一辺の両端に、座標入力領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて設置される第１及び第２センサの他に、これも、第１及び第２センサから入力領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて第１及び第２センサの間の位置に設置される第３センサを設ける。そして、この第３センサにおける第１及び第２センサの角度情報とは異なる角度情報に基づいて、第１及び第２センサで検出された複数の角度情報に対し、この虚実判定を行う技術が開示されている。

一方で、複数のセンサユニットを所定間隔空けて座標入力領域上の周囲に配置し、ほぼ同じ方向、ほぼ同じ領域を観測させることにより、複数の遮光影が重複した場合でも、一方の影が他方の影に完全に隠れて検出されることを回避する方法が提案されている。また、複数の影が重複したとき、其々の影の一方の端部を観測することにより、影が存在する方向を其々検出する方法が提案されている。
米国特許第４５０７５５７号公報 特開２０００−１０５６７１号公報 特開２００１−１４２６４２号公報 特開２００２−０５５７７０号公報 特開２００３−３０３０４６号公報 特許登録第２８９６１８３号

上記の遮光方式の座標入力装置では、どのような構成でも、例えば、２つの入力を並行して行う場合に４つの座標候補点（２つの実像と、２つの虚像からなる）を検出することは、原則的に可能である。

しかしながら、この４つの座標候補点の中から、実入力点としての座標候補を決定するための虚実判定には、それぞれ難点がある。

例えば、特許文献５や６においては、安定した虚実判定を行うための第３センサの視野範囲が不十分であること、また、座標入力領域に対して常に誤りのない虚実判定を行うために、視野範囲を十分に確保して第３センサを設置することは、装置の制約上難しい。また、第３センサで確保できない視野範囲を補うために、更なる第４センサを設けた場合は、各センサでの検出値の整合を図るための処理が複雑化する。

また、複数の遮光影が重複した場合でも、一方の影が他方の影に完全に隠れて検出されることを回避する方法においても、実入力点にともなう複数の影が何れかのセンサユニットで重複して観測される場合には、虚実判定の精度が悪化し、外乱や様々なゆらぎの状況次第では、虚実判定を誤る可能性がある。このような場合には、本来ありえない誤った位置の座標を検出してしまう可能性がある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、並行して複数入力された座標を精度良く検出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置は以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置であって、
前記座標入力領域に対し光を投光する投光部と、到来光を受光する受光部とからなる光学ユニットを２つ備える、前記座標入力領域の一辺の両端近傍に設けられた第１及び第２センサ手段と、
２つの指示手段による指示によって、前記第１及び第２センサ手段それぞれが備えるそれぞれの光学ユニットから得られる、遮光領域である影を含む光量分布に基づいて、前記影の方向を示す角度情報を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出する角度情報に対し、
１）互いに異なる前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと、
２）同一の前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと
を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する算出手段と
を備える。

また、好ましくは、前記算出手段は、
前記影が全ての前記光学ユニットにおいて重複せずに検出される場合、前記第１センサ手段に属する処理対象の光学ユニットに関して、
ａ）
前記処理対象の光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第２センサ手段に位置する方向に遠い方の影の角度を第一角度とし、
前記第２センサ手段が備える何れかの光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第１センサ手段が位置する方向に遠い方の影の角度を第二角度としたとき、
前記第一角度と前記第二角度で決定される座標をＰ１として算出し、
ｂ）
前記処理対象の光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第２センサ手段に位置する方向に近い方の影の角度を第三角度とし、
前記第２センサ手段が備える何れかの光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第１センサ手段が位置する方向に近い方の影の角度を第四角度としたとき、
前記第三角度と前記第四角度で決定される座標をＰ２として算出し、
ｃ）
前記処理対象の光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第２センサ手段に位置する方向に遠い方の影の角度を第五角度とし、
前記第２センサ手段が備える何れかの光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第１センサ手段が位置する方向に近い方の影の角度を第六角度としたとき、
前記第五角度と前記第六角度で決定される座標をＰ３として算出し、
ｄ）
前記処理対象の光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第２センサ手段に位置する方向に近い方の影の角度を第七角度とし、
前記第２センサ手段が備える何れかの光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第１センサ手段が位置する方向に遠い方の影の角度を第八角度としたとき、
前記第七角度と前記第八角度で決定される座標をＰ４として算出し、
選択条件に基づいて、前記第１及び前記第２センサ手段のどちらかを選択する場合に、その選択したセンサ手段が前記第１センサ手段であり、かつその第１センサ手段が備える２つの光学ユニットの内、検出する２つの影が相対的に接近して検出する方の光学ユニットを第１光学ユニットとし、他方を第２光学ユニットとする場合において、
前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し近い方に位置する場合、前記第１光学ユニットが属する前記第１センサ手段に対する前記座標Ｐ１及びＰ２を、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標と判定し、
前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し遠い方に位置する場合、前記第１光学ユニットが属する前記第１センサ手段に対する前記座標Ｐ３及びＰ４を、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標と判定する。

また、好ましくは、前記選択条件は、検出する２つの影が最も接近している光学ユニットを備えるセンサ手段を選択する。

また、好ましくは、前記選択条件は、処理対象の光学ユニットの位置をＰｓとする場合に、
距離（Ｐｓ−Ｐ２） ＜ 距離（Ｐｓ−Ｐ１）
距離（Ｐｓ−Ｐ３） ＜ 距離（Ｐｓ−Ｐ４）
を満足する光学ユニットを備えるセンサ手段を選択する。

また、好ましくは、前記算出手段は、前記第１センサ手段が備える２つの光学ユニットそれぞれにおいて２つの影が重複して検出され、かつその重複影の重複率がより大きい光学ユニットを第１光学ユニットとする場合、
前記第１光学ユニットで検出される重複影の中心に対応する角度と、前記第２センサ手段が備える２つの光学ユニットでどちらかで検出される２つの影の角度を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する。

また、好ましくは、前記算出手段は、前記第１センサ手段が備える２つの光学ユニットそれぞれにおいて２つの影が重複して検出され、かつその重複影の重複率がより大きい光学ユニットを第１光学ユニットとする場合、
前記第１光学ユニットで検出される重複影の略中心に対応する角度と、前記第２センサ手段が備える２つの光学ユニットでどちらかで検出される２つの影の角度を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する。

また、好ましくは、前記重複率は、前記２つの光学ユニットそれぞれにおいて、重複して検出される影の一方の端部に対応する角度と他方の端部に対応する角度との差によって決まる角度幅の比である。

また、好ましくは、前記算出手段は、前記第１センサ手段が備える２つの光学ユニットそれぞれにおいて２つの影が重複して検出され、かつその重複影の重複率が大きい方を第１光学ユニットと、小さい方を第２光学ユニットとする場合において、
ａ）前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し近い方に位置する場合は、
１）前記第１あるいは前記第２光学ユニットで検出される重複影の端部の内、前記第２センサ手段が位置する方向に近い方の端部に対応する角度と、
２）前記第２センサ手段を構成する２つの光学ユニットで検出される影の内、前記第２センサ手段が位置する方向に近い方の影の角度と
で決まる第１の組み合わせと、
３）前記第１あるいは前記第２光学ユニットで検出される重複影の端部の内、前記第２センサ手段が位置する方向に遠い方の端部に対応する角度と、
４）前記第２センサ手段を構成する２つの光学ユニットで検出される影の内、前記第２センサ手段が位置する方向に遠い方の影の角度と
で決まる第２の組み合わせとを用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出し、
ｂ）前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し遠い方に位置する場合は、
５）前記第１あるいは前記第２光学ユニットで検出される重複影の端部の内、前記第２センサ手段が位置する方向に近い方の端部に対応する角度と、
６）前記第２センサ手段を構成する２つの光学ユニットで検出される影の内、前記第２センサ手段が位置する方向に遠い方の影の角度と
で決まる第３の組み合わせと、
７）前記第１あるいは前記第２光学ユニットで検出される重複影の端部の内、前記第２センサ手段が位置する方向に遠い方の端部に対応する角度と、
８）前記第２センサ手段を構成する２つの光学ユニットで検出される影の内、前記第２センサ手段が位置する方向に近い方の影の角度と
で決まる第４の組み合わせとを用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する。

上記の目的を達成するための本発明による座標入力装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域に対し光を投光する投光部と、到来光を受光する受光部とからなる光学ユニットを２つ備える、前記座標入力領域の一辺の両端近傍に設けられた第１及び第２センサ手段を用いて、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御方法であって、
２つの指示手段による指示によって、前記第１及び第２センサ手段それぞれが備えるそれぞれの光学ユニットから得られる、遮光領域である影を含む光量分布に基づいて、前記影の方向を示す角度情報を検出する検出工程と、
前記検出工程が検出する角度情報に対し、
１）互いに異なる前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと、
２）同一の前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと
を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する算出工程と
を備える。

上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
座標入力領域に対し光を投光する投光部と、到来光を受光する受光部とからなる光学ユニットを２つ備える、前記座標入力領域の一辺の両端近傍に設けられた第１及び第２センサ手段を用いて、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
２つの指示手段による指示によって、前記第１及び第２センサ手段それぞれが備えるそれぞれの光学ユニットから得られる、遮光領域である影を含む光量分布に基づいて、前記影の方向を示す角度情報を検出する検出手順と、
前記検出手順が検出する角度情報に対し、
１）互いに異なる前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと、
２）同一の前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと
を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する算出手順と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。

本発明によれば、並行して複数入力された座標を精度良く検出することができる座標入力装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

＜実施形態１＞
図１は本発明の実施形態１の座標入力装置の外観構成を示す図である。

図１において、１Ｌ、１Ｒは投光部および受光部を有するセンサユニットであり、実施形態１の場合、図示の如く座標入力面であるところの座標入力有効領域３のＸ軸に平行に、かつＹ軸に対称な位置に、所定距離離れて配置されている。センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、制御・演算ユニット２に接続され、制御信号を制御・演算ユニット２から受信すると共に、検出した信号を制御・演算ユニット２に送信する。

４は入射光を到来方向に反射する再帰反射面を有する再帰反射部であり、座標入力有効領域３の外側３辺に図示が如く配置され、左右それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒから略９０°範囲に投光された光を、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに向けて再帰反射する。

尚、再帰反射部４は、ミクロ的に見て三次元的な構造を有し、現在では、主にビーズタイプの再帰反射テープ、或いはコーナキューブを機械加工等により規則正しく配列することで再帰現象を起こす再帰反射テープが知られている。

再帰反射部４で再帰反射された光は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒによって１次元的に検出され、その光量分布が制御・演算ユニット２に送信される。

座標入力有効領域３は、ＰＤＰやリアプロジェクタ、ＬＣＤパネルなどの表示装置の表示画面で構成することで、インタラクティブな入力装置として、利用可能となっている。

このような構成において、座標入力有効領域３に指や指示具等の指示手段による入力指示がなされると、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの投光部から投光された光が遮られ（遮光部分）、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの受光部ではその遮光部分の光（再帰反射による反射光）を検出できないので、その結果、どの方向からの光が検出できなかったかを判別することが可能となる。

そこで、制御・演算ユニット２は、左右のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒが検出する光量変化から、指示具によって入力指示された部分の複数の遮光範囲を検出し、その遮光範囲の端部情報から、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれに対する遮光範囲の端部の方向（角度）をそれぞれ算出する。また、指示具が信号発信部を有する場合には、その指示具からのペン信号をペン信号受信部５が受信する。

そして、検出された遮光範囲の数に基づいて、座標算出に用いる遮光範囲から得られるデータを決定し、それぞれ算出された方向（角度）、及びセンサユニット１Ｌ及び１Ｒ間の距離情報等から、座標入力有効領域３上の指示具の遮光位置を幾何学的に算出し、表示装置に接続されているホストコンピュータ等の外部端末に、インタフェース７（例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）を経由してその座標値を出力する。

このようにして、指示具によって、画面上に線を描画したり、表示装置に表示されるアイコンを操作する等の外部端末の操作が可能になる。

＜センサユニット１の詳細説明＞
次に、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内の構成について、図２を用いて説明する。尚、センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、上述したように、大きく分けて投光部と受光部から構成される。

図２は本発明の実施形態１のセンサユニットの詳細構成を示す図である。

図２において、１０１Ａ及び１０１Ｂは、赤外光を発する赤外ＬＥＤであり、各々投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂによって、再帰反射部４に向けて略９０°範囲に光を投光する。ここで、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ中の投光部は、この赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂと、投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂによって実現される。これにより、センサユニット１Ｌ及び１Ｒには、それぞれ２つの投光部が構成されることになる。

そして、投光部より投光された赤外光は、再帰反射部４により到来方向に再帰反射され、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ中の受光部によって、その光を検出する。

受光部は、光線の視野を制限すると共に電気的なシールドをになうシールド部材１０５を設けた１次元のラインＣＣＤ１０４、集光光学系としての受光用レンズ（例えば、ｆθレンズ）１０６Ａ及び１０６Ｂ、入射光の入射方向を概略制限する絞り１０８Ａ及び１０８Ｂ、及び可視光等の余分な光（外乱光）の入射を防止する赤外フィルター１０７Ａ及び１０７Ｂからなる。

そして、再帰反射部４によって反射された光は、赤外フィルター１０７Ａ及び１０７Ｂ、絞り１０８Ａ及び１０８Ｂを抜けて受光用レンズ１０６Ａ及び１０６Ｂによって、ラインＣＣＤ１０４の検出素子１１０面上に集光される。これにより、センサユニット１Ｌ及び１Ｒには、それぞれ２つの受光部が構成されることになる。

部材１０３及び部材１０９は、投光部及び受光部を構成する光学部品を配置するとともに、投光部で投光した光が直接受光部に入射することを防ぐ、あるいは外来光をカットするための上フード１０３、下フード１０９として機能する。

尚、実施形態１においては、絞り１０８Ａ及び１０８Ｂは下フード１０９に一体で成型されているが、別部品であってもよいことはいうまでもなく、さらには、上フード１０３側に、絞り１０８Ａ及び１０８Ｂと受光用レンズ１０６Ａ及び１０６Ｂの位置決め部を設けることで、投光部の発光中心に対する受光部の位置決めを容易にする構成（つまり、上フード１０３のみで、すべての主要な光学部品が配置される構成）に実現することも可能である。

図３Ａは、図２の状態のセンサユニット１Ｌ（１Ｒ）を組み上げた状態を、正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見た図である。図３Ａに示すように、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の２つの投光部は、所定距離ｄ離れた状態で、それぞれの主光線方向が略平行となるように配置され、各々の投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂによって、それぞれ略９０°範囲に光を投光するように構成している。

図３Ｂは、図３Ａの太矢印で示される部分の断面図であり、赤外ＬＥＤ１０１Ａ（１０１Ｂ）からの光は、投光レンズ１０２Ａ（１０２Ｂ）により、座標入力面に略平行に制限された光束として、主に再帰反射部４に対して光が投光されるように構成している。

一方、図３Ｃは、図３Ａにおける赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂ、投光レンズ１０２Ａ及び１０２Ｂ、上フード１０３を取り除いた状態を、正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見た図である。

ここで、実施形態１の場合、投光部と受光部は、座標入力面である座標入力有効領域３の垂直方向に対し重ねた配置構成（図３Ｂ参照）となっており、正面方向（座標入力面に対し垂直方向）から見て、投光部の発光中心と受光部の基準位置（つまり、角度を計測するための基準点位置に相当し、実施形態１にあっては絞り１０８Ａ（１０８Ｂ）の位置であって、図中の光線が交差する点となる）が一致する構造となっている。

従って、前述した通り、２つの投光部は所定距離ｄ離れた状態で、それぞれの主光線方向略平行となるように配置されているので、２つの受光部も同様に所定距離ｄ離れた状態で、かつ各々の光軸（光学的な対称軸）が略平行となるように構成されている。

また、投光部により投光された座標入力面に略平行な光束であって、面内方向に略９０°方向に投光されている光は、再帰反射部４により光の到来方向に再帰反射され、赤外フィルター１０７Ａ（１０７Ｂ）、絞り１０８Ａ（１０８Ｂ）、集光レンズ１０６Ａ（１０６Ｂ）を経て、ラインＣＣＤ１０４の検出素子１１０面上に集光、結像することになる。

従って、ラインＣＣＤ１０４の出力信号は、反射光の入射角に応じた光量分布を出力することになるので、ラインＣＣＤ１０４を構成する各画素の画素番号が角度情報を示すことになる。

尚、図３Ｂに示す投光部と受光部の距離Ｌは、投光部から再帰反射部４までの距離に比べて十分に小さな値であり、距離Ｌを有していても十分な再帰反射光を受光部で検出することが可能な構成となっている。

以上説明したように、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）は、少なくとも２つの投光部と、各々の投光部で投光された光を各々検出する２つの受光部（実施形態１の場合、投光部が２組、受光部が２組）を有する構成である。

また、実施形態１にあっては、受光部の一部であるラインＣＣＤ１０４におけるライン状に配置された検出素子１１０の左側部分を第１受光部の集光領域、右側部分を第２受光部の集光領域とすることで、部品の共通化を図っているが、これに限定されるものでなく、各受光部毎に個別にラインＣＣＤを設けてもよいことは言うまでもない。

＜制御・演算ユニットの説明＞
制御・演算ユニット２とセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの間では、主に、受光部内のラインＣＣＤ１０４用のＣＣＤ制御信号、ＣＣＤ用クロック信号と出力信号、及び投光部内の赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂの駆動信号がやり取りされている。

ここで、制御・演算ユニット２の詳細構成について、図４を用いて説明する。

図４は本発明の実施形態１の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。

ＣＣＤ制御信号は、ワンチップマイコン等で構成される演算制御回路（ＣＰＵ）２１から出力され、ラインＣＣＤ１０４のシャッタタイミングやデータの出力制御等が行われる。

尚、この演算制御回路２１は、クロック発生回路（ＣＬＫ）２２からのクロック信号に従って動作する。また、ＣＣＤ用のクロック信号は、クロック発生回路（ＣＬＫ）２２からセンサユニット１Ｌ及び１Ｒに送信されると共に、各センサユニット内部のラインＣＣＤ１０４との同期をとって各種制御を行うために、演算制御回路２１にも入力されている。

投光部の赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂを駆動するためのＬＥＤ駆動信号は、演算制御回路２１からＬＥＤ駆動回路（不図示）を介して、対応するセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの投光部内の赤外ＬＥＤ１０１Ａ及び１０１Ｂに供給されている。

センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの受光部内のラインＣＣＤ１０４からの検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ２３に入力され、演算制御回路２１からの制御によって、デジタル値に変換される。この変換されたデジタル値は、メモリ１３２に記憶され、指示具の角度計算に用いられる。そして、この計算された角度から座標値が算出され、外部端末にシリアルインタフェース７（例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ２３２Ｃインタフェース等）を介して出力される。

また、指示具としてペンを用いる場合、ペンからのペン信号を受信するペン信号受信部５からは、ペン信号を復調したデジタル信号が出力され、ペン信号検出回路としてのサブＣＰＵ２４に入力され、ペン信号が解析された後、その解析結果が演算制御回路２１に出力される。

＜センサユニット１の光学配置に関する詳細説明＞
図５は本発明の実施形態１の座標入力装置の光学的な配置を説明するための説明図である。

図５では、特に、左側センサユニット１Ｌの配置について説明する。尚、右側センサユニット１Ｒについては、図中Ｙ軸について左側センサユニット１Ｌと対称な関係にある以外は、その特徴は同一なので、その説明は省略する。

先に述べた通り、センサユニット１Ｌには、２組の投光部と受光部（光学ユニットＬ１及びＬ２）を有し、両者の光軸（光学的な対称軸であって、光線１５１、及び光線１６１に相当）は、略平行にかつ所定距離ｄ離れて配置されている。また、センサユニット１Ｌは、そのセンサ面が、座標入力有効領域３の一辺に対し、θｓだけ傾いた方向となるように配置されている。

また、センサユニット１Ｌ中の一方の投光部の投光範囲（もしくは受光部の検出角度範囲）を光線１５２及び光線１５３、もう一方のそれを光線１６２及び光線１６３と定義する。

尚、センサユニット１Ｒには、２組の投光部と受光部（光学ユニットＲ１及びＲ２）を有している。

光線１５２及び光線１５３、もしくは光線１６２及び光線１６３で定義される２組の光学ユニット（投光部及び受光部）の有効視野範囲は略９０°であり、無論その範囲を、例えば、１００°とすることも可能であるが、その有効視野範囲をより大きく設定、設計することは、例えば、光学ユニットを構成する光学部品（例えば、レンズ）の光学歪が大きくなり、安価に光学系を構成するという点で不利となる。

従って、各々の受光部で、投光された光を遮光する指示具の指示位置情報を得るためには、光線１５２及び光線１６３で定義される領域内に、座標入力有効領域を設定するのが好ましい形態である。そこで、座標入力有効領域を図示が如く領域１７１に設定すれば、センサユニット１Ｌ中の２組の受光部で、領域１７１中の指示具（遮光物体）の遮光位置を検出することが可能となる。

しかしながら、このように設定することで、例えば、各部品を内蔵した座標入力装置の筐体１７２と座標入力可能な領域１７１の関係で決まる筐体枠が大きくなり、操作可能な領域に比べ、座標入力装置全体の大きさが大きくなってしまうという課題が生じる。この課題を解決するためには、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）の形状を小さくすることはいうまでも無く、さらには、光線１５１及び光線１６１で定義される２組の光学ユニット（投光部及び受光部）の所定距離ｄをより小さくするのが好ましい。

実施形態１の座標入力装置に有っては、座標入力有効領域３と筐体１７２で決まる筐体枠を極力小さくするために、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の一方の受光部は、座標入力有効領域３の全ての領域を有効視野に収めているが、もう一方の受光部は、図中領域１７３で定義される領域が有効視野外となる設定となっている。

さて、距離ｄは、指示具が座標入力有効領域３の左右端部ないし上端部にあるときに、指示具の方向から見た投影成分、即ち、ｄ＊ｃｏｓ（θＬ−θｓ）が、指示具の半径と略等しくなるよう構成されている。

このようにすることにより、図５において、背後の指示具が図中の光線１５１及び光線１６１の間の領域に完全に入り込んでしまうことがないように構成されている。

実施形態１は、例えば、図５中の光学ユニットＬ１、Ｌ２、Ｒ２、Ｒ１夫々から得られる光強度分布を取得する。そして、この光強度分布から夫々の光学ユニットで得られる、影の数、影の位置（角度）を算出し、センサユニット１Ｌを構成する光学ユニットＬ１あるいはＬ２と、センサユニット１Ｒを構成する光学ユニットＲ１あるいはＲ２から得られる４種類の組み合わせ、即ち、（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，Ｒ２）、（Ｌ２，Ｒ１）及び（Ｌ２，Ｒ２）を順番に選択する。

次に、それぞれの組み合わせにおいて、座標候補点の確定ないし座標候補点の重複状況の確定を行い、その中から、適切な光学ユニットの組み合わせを選定する。これにより、座標候補点の中から、実入力点を判定（所謂、虚実判定）し、最終的に、２つの入力座標を決定する。

以降、（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，Ｒ２）、（Ｌ２，Ｒ１）及び（Ｌ２，Ｒ２）の４通りの組み合わせを、「ＬＲ光学ユニット組み合わせ」ないし「ＬＲ組み合わせ」と表現する。

次に、実施形態１における座標算出処理について、図６を用いて説明する。

図６は本発明の実施形態１の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１で、光学ユニットＬ１、Ｌ２、Ｒ１及びＲ２の各光学ユニットにおける光強度分布データを取得する。次に、ステップＳ１０２で、取得した光強度分布データより、ＬＲ組み合わせに対する光強度分布データを順次選択して、選択した光強度分布データについて、座標候補点確定処理を実行して、各ＬＲ組み合わせに対する影数の構成を決定する（ステップＳ２〜ステップＳ５）。

次に、処理結果に基づいて、座標算出処理（ステップＳ６〜ステップＳ１７）を実行する。

そして、各ＬＲ組み合わせに対する影数の構成によって、以下のいずれかの状態が得られる。

状態Ａ（１−１） ：光学ユニットの両者とも１つの影のみ検知される場合
状態Ｂ（２−１） ：一方のセンサユニットの何れかの光学ユニットで影が２つ検知され、他方のセンサユニットの何れかの光学ユニットで重複している影が１つだけ検知される場合
状態Ｃ（２−２） ：一方のセンサユニットの何れかの光学ユニットと、他方のセンサユニットの何れかの光学ユニットが両方とも２つの影が検知される場合
状態Ｄ（０−０） ：光学ユニットの両者のどちらでも影が検知されない場合
尚、以下に示す［＊ａ−＊ｂ］は、ＬＲ組み合わせの中で、検出される影数が多い方の光学ユニットの検出影数を＊ａに、相対的に少ない方の光学ユニットの検出影数を＊ｂで表現している。従って、＊ａと＊ｂの順番関係と、ＬＲ組み合わせの組み合わせ内容とは無関係である。

また、実施形態１においては、指示具により何らかの入力が行われて、何れかの光学ユニットがそれに伴う影を検出した場合、他の影と重複していない限り、必ず、他の全ての光学ユニットから、その入力に伴う影を観測することができるというのが前提である。

即ち、ここでは、例えば、何らかの入力が行われて、ある光学ユニットで影が検出されていていて、なおかつ、他の影と重複していないのにも関わらず、光学特性条件の違いや検出タイミングの微妙な差によって、他の何れかの光学ユニットで検出できないという場合に関しては、本発明の趣旨に鑑み、除外して説明している。

そして、実施形態１では、各ＬＲ組み合わせそれぞれが、上記の状態Ａ〜Ｄのいずれであるかを判定して、その判定結果に基づいて、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内の各光学ユニットにおける影数の検出状態を決定する。

検出状態［１］：全てのＬＲ組み合わせにおいて、［１−１］である。

検出状態［２］：［２−２］のＬＲ組み合わせが２つ存在する。

検出状態［３］：［２−２］のＬＲ組み合わせと［２−１］のＬＲ組み合わせが存在する。

検出状態［４］：［２−１］のＬＲ組み合わせが２つ存在する。

そして、実施形態１では、各光学ユニットにおける影数の検出状態を判定し（ステップＳ６〜ステップＳ８、ステップＳ１０及びステップＳ１１）、その判定した検出状態に応じて予め定義された座標算出方法［１］〜［４］で座標算出を行う（ステップＳ１３〜ステップＳ１６）。そして、座標算出結果を出力する（ステップＳ１７）。一方、上記の検出状態のいずれも判定されない場合は、座標検出が不可能であると判定して、処理を終了する（ステップＳ９あるいはステップＳ１２）。

尚、図６では、検出状態［１］〜［４］に関しては、上から順に優先的に検出状態を判定する。例えば、検出状態［３］と［４］を満足する場合は、優先的に検出状態［３］と判定する。

以下、座標算出方法［１］〜［４］それぞれの詳細について説明する。

座標算出方法［１］（ステップＳ１３：検出状態［１］の場合）
検出状態［１］の場合において、全てのＬＲ組み合わせにおいて［１−１］の場合は、単一入力がなされている場合である。この場合、虚実判定の必要はない。

そして、この場合、どのＬＲ組み合わせでも座標算出を実行することが可能であるが、例えば、（Ｌ１，Ｒ１）の光学ユニット組み合わせにおいて、後述する＜座標算出処理（１）＞によって座標算出を実行する。

座標算出方法［２］（ステップＳ１４：検出状態［２］の場合）
検出状態［２］の場合とは、ＬＲ組み合わせ（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，Ｒ２）、（Ｌ２，Ｒ１）及び（Ｌ２，Ｒ２）の中から２組以上［２−２］が存在する場合である。

この中から２つの組を選択し、其々から得られる４座標候補点を比較する。

ここで、検出状態［２］の具体例について、３つのパターンに分けて説明する。ここで、各パターンを、検出状態［２］−１、［２］−２、［２］−３と定義する。

まず、検出状態[２]−１の場合（図７）、センサユニット１Ｒ側の光学ユニットＲ１及びＲ２では、図８に示すような、夫々２つの影を持つ遮光波形（光強度分布）を観測する。

ここで、例えば、図７に示す４つの座標候補点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１及びＰ２１の内、Ｐ１２及びＰ２１が実際の入力点である場合、センサユニット１Ｒの２つの光学ユニットＲ１及びＲ２の検出波形を比較すると、この２つの点によって決まる直線（Ｐ１２−Ｐ２１）の方向は、光学ユニットＲ２が存在する方向よりも光学ユニットＲ１が存在する方向に相対的に近い。換言すれば、光学ユニットＲ２で観測するよりも光学ユニットＲ１で観測する場合の方が、観測する２つの影が接近している。これは一般に言われる視差に相当する。

つまり、Ｐ１２、Ｐ２１が実際の入力点である場合は、図８（ａ）に示すように、光学ユニットＲ１の観測波形の方が光学ユニットＲ２の観測波形より、２つの影が接近して見える。

一方、図７で、Ｐ１１、Ｐ２２が実際の入力点である場合、図８（ｂ）に示すように、光学ユニットＲ１の観測波形より光学ユニットＲ２の観測波形の方が、２つの影が接近している。

即ち、光学ユニットＲ１及びＲ２の観測波形の内、どちらの観測波形で２つの影が接近しているかで、図７に示す４つの座標候補点に対する虚実判定が可能であるといえる。

また、図７の場合は、センサユニット１Ｌ側の光学ユニットＬ１から観測される波形に関しても、同様のことがいえる。

即ち、どちらのセンサユニットでも、それを構成する２つの光学ユニットのどちらで２つの影がより接近して観測されるかで、虚実判定を実行することができる。

次に、このような４つの座標候補点の組み合せにおいて、図９（検出状態［２］−２）及び図１０（［２］−３）に示す検出状態について説明する。

まず、検出状態［２］−２（図９）の場合で、まず、センサユニット１Ｌで虚実判定を実行する場合を考える。

例えば、Ｐ１１、Ｐ２２が実際の入力点である場合、光学ユニットＬ２で観測される２つの影の方が、光学ユニットＬ１で観測される２つの影より接近しているのは図より明白である。

また、Ｐ１２、Ｐ２１が実際の入力点である場合、光学ユニットＬ１で観測される２つの影の方が、光学ユニットＬ２で観測される２つの影より接近しているのは図より明白である。

従って、センサユニット１Ｌにおいて、４つの座標候補点に対する虚実判定は可能である。

次に、センサユニット１Ｒで虚実判定を実行する場合を考える。

例えば、Ｐ１１、Ｐ２２が実際の入力点である場合、光学ユニットＲ２で観測される２つの影の方が、光学ユニットＲ１で観測される２つの影より接近していることは図より明白である。

これに対し、Ｐ１２、Ｐ２１が実際の入力点である場合、光学ユニットＲ１で観測される２つの影の方が、光学ユニットＲ２で観測される２つの影より接近しているとは必ずしもいえない。

従って、この場合、センサユニット１Ｒにおいて、４つの座標候補点に対する虚実判定は不可能である。

次に、検出状態［２］−３（図１０）の場合で、まず、センサユニット１Ｒで虚実判定を実行する場合を考える。

例えば、Ｐ１１、Ｐ２２が実際の入力点である場合、光学ユニットＲ２で観測される２つの影の方が、光学ユニットＲ１で観測される２つの影より接近しているのは図より明白である。

また、Ｐ１２、Ｐ２１が実際の入力点である場合、光学ユニットＲ１で観測される２つの影の方が、光学ユニットＲ２で観測される２つの影より接近しているのは図より明白である。

従って、この場合、センサユニット１Ｒにおいて、４つの座標候補点に対する虚実判定は可能である。

次に、センサユニット１Ｌで虚実判定を実行する場合を考える。

例えば、Ｐ１２、Ｐ２１が実際の入力点である場合、光学ユニットＬ１で観測される２つの影の方が、光学ユニットＬ２で観測される２つの影より接近していることは図より明白である。

また、Ｐ１１、Ｐ２２が実際の入力点である場合、光学ユニットＬ２で観測される２つの影の方が、光学ユニットＬ１で観測される２つの影より接近していることは必ずしも言えない。

従って、この場合、センサユニット１Ｌにおいて、４つの座標候補点に対する虚実判定は不可能である。

上記の各検出状態の虚実判定の可否についてまとめると、以下のようになる。

検出状態［２］−１（図７）の場合、センサユニット１Ｌで虚実判定可能、センサユニット１Ｒでも虚実判定可能である。

検出状態［２］−２（図９）の場合、センサユニット１Ｌで虚実判定可能、センサユニット１Ｒで虚実判定不可能である。

検出状態［２］−３（図１０）の場合、センサユニット１Ｌで虚実判定不可能、センサユニット１Ｒで虚実判定可能である。

ここで、このようなことになる原因を一般化してみると、以下のようになる。

本発明における、虚実判定の原理は、既に述べているが、ここで重要なことは、本発明において虚実判定を行うための前提条件は、４つの座標候補点の中で、センサユニット１Ｌ側のθＬが大きいものほど、センサユニット１Ｒ側に近い位置にある。同様に、センサユニット１Ｒ側のθＲが大きいものほど、センサユニット１Ｌ側に近い位置にある、というのが前提である。

また、これについて換言すると、図７に示す４つの座標候補点Ｐ１１，Ｐ１２、Ｐ２１，Ｐ２２と、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの略位置をＬ１及びＲ１（この場合は、便宜上、光学ユニットＬ１及びＲ１の位置として示しているが、光学ユニットＬ２及びＲ２もしくは各センサユニットの２つ光学ユニット間の中心点でもよい）とすると、夫々の距離の関係として
Ｌ１−Ｐ２２ ＜ Ｌ１−Ｐ１１ （１１）
Ｌ１−Ｐ１２ ＜ Ｌ１−Ｐ２１ （１２）
Ｒ１−Ｐ２２ ＜ Ｒ１−Ｐ１１ （１３）
Ｒ１−Ｐ２１ ＜ Ｒ１−Ｐ１２ （１４）
が成立する必要がある。

式（１１）〜式（１４）が全て成立している場合、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方で虚実判定が可能である。

また、式（１１）及び式（１２）が成立している場合、センサユニット１Ｌで虚実判定が可能である。

また、式（１３）及び式（１４）が成立している場合、センサユニット１Ｒで虚実判定が可能である。

ここで、図７の場合では、式（１１）〜式（１４）が全て成立しているので、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの双方で虚実判定が可能である。

また、図９の場合では、式（１１）及び式（１２）がともに成立しているので、センサユニット１Ｌで虚実判定が可能である。一方、図９の場合では、式（１４）が不成立なので、センサユニット１Ｒでは虚実判定が不可能である。

更に、図１０の場合では、式（１３）及び式（１４）がともに成立しているので、センサユニット１Ｌで虚実判定が可能である。一方、図１０の場合では、式（１１）が不成立なので、センサユニット１Ｌでは虚実判定が不可能である。

以上のように、本発明では、検出状態［２］の場合、式（１１）〜式（１４）が夫々成立するか否かで、虚実判定に用いるセンサユニットを選択する、もしくは、式（１１）〜式（１４）が成立していないセンサユニットについては、虚実判定用に選択することを禁止することにより、座標入力装置全体としての虚実判定を誤りなく成立させることができる。

そして、この虚実判定により選択された光学ユニットの組み合わせにおいて、Ｐ１１及びＰ２２、もしくはＰ１２及びＰ２１の座標を後述する＜座標算出処理（１）＞によって座標算出を実行する。

座標算出方法［３］（ステップＳ１５：検出状態［３］の場合）
検出状態［３］とは、［２−２］のＬＲ組み合わせと［２−１］のＬＲ組み合わせが存在する場合である。

ここで、具体例として、（Ｌ１，Ｒ２）が［２−２］、（Ｌ１，Ｒ１）が［２−１］の場合を、図１１及び図１２を用いて説明する。

検出状態３の場合は、以下のような処理を実行する。

まず、検出状態３においては、１つの［２−２］が存在する。従って、この段階で既に４つの座標候補点は決定されていて、これに虚実判定を適用して実際の入力点を決定する。

例えば、センサユニット１Ｌを構成する光学ユニットでＬ１及びＬ２は、何れも影が２つ観測されて、センサユニット１Ｒを構成する一方の光学ユニットのみ影が重複して観測され、他方の光学ユニットで２つの影が観測される場合（図１１及び図１２）を想定する。

ここで、図１３（ａ）に示す状態、即ち、光学ユニットＲ２が検出する影が２つであり、光学ユニットＲ１で検出する影が１つである場合は、光学ユニットＲ２と、センサユニット１Ｌ側の何れかの光学ユニットできまる４つの座標候補点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１及びＰ２２の内、Ｐ１２及びＰ２１が実際の入力点である。また、仮に、Ｐ１１及びＰ２２が実際の入力点であると、光学ユニットＲ１から観測される影は、重複して１つの影になるようなことはありえない。

同様に、図１３（ｂ）に示す状態、即ち、光学ユニットＲ１が検出する影が２つであり、光学ユニットＲ２が検出する影が１つである場合、光学ユニットＲ１と、センサユニット１Ｌ側の何れかの光学ユニットできまる４つの座標候補点のＰ１１、Ｐ１２、Ｐ２１及びＰ２２の内、Ｐ１１及びＰ２２が実際の入力点である。また、仮に、Ｐ１２及びＰ２１が実際の入力点であると、光学ユニットＲ２から観測される影は、重複して１つの影になるようなことはありえない。

このように、検出状態３の場合においては、一方のセンサユニットを構成する２つの光学ユニットの中の１つのみにおいて、影が重複して検知されたとき、以下のようにして実入力の座標を確定する。

まず、一方のセンサユニットを構成する２つの光学ユニットの中の１つのみにおいて、影が重複して検知されたとき、その光学ユニットを甲とし、同一のセンサユニットを構成するもう一方の光学ユニットを乙とする。

そして、甲が他方のセンサユニットに近い方に位置する場合（即ち、光学ユニットＬ２あるいはＲ２である場合）、互いに異なるセンサユニットに属する２つの光学ユニットでそれぞれ検出される、その他方のセンサユニットが位置する方向に近い角度の影同士、及び遠い角度の影同士による２つの組み合わせによって決まる２座標（即ち、Ｐ１１及びＰ２２）を２つの実入力の座標とみなす。

一方、甲が他方のセンサユニットに遠い方に位置する場合（即ち、光学ユニットＬ１あるいはＲ１である場合）、互いに異なるセンサユニットに属する２つの光学ユニットでそれぞれ検出される、他方のセンサユニットが位置する方向に近い角度の影と遠い角度の影と、及び遠い角度の影と近い角度の影による２つの組み合わせによって決まる２座標（即ち、Ｐ１２及びＰ２１）を２つの実入力の座標とみなす。

そして、図１１は（Ｌ１，Ｒ２）の組み合わせから、後述する＜座標算出処理（２）＞に基づいて、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２を決定する。また、図１２は（Ｌ１，Ｒ１）の組み合わせから、後述する＜座標算出処理（１）＞に基づいて、ＰＰ１，ＰＰ２を決定する。
ここで、図１１におけるＰ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２のなかで、（Ｐ１１，Ｐ２２）または（Ｐ１２，Ｐ２１）のどちらかの内、図１２における（ＰＰ１，ＰＰ２）に相対的に近い座標候補点を選択し、それらを２入力点の座標値の組として決定する。

尚、図１１及び図１２の例では、Ｐ１２，Ｐ２１が現実の入力に基づく２入力点として決定されている。

座標算出方法［４］（ステップＳ１６：検出状態［４］の場合）
検出状態［４］とは、［２−２］のＬＲ組み合わせが存在せず、［２−１］のＬＲ組み合わせが２つ存在する場合である。

ここで、具体例として、（Ｌ１，Ｒ２）が［２−１］、（Ｌ１，Ｒ１）が［２−１］の場合を、図１４及び図１５を用いて説明する。

図１４は（Ｌ１，Ｒ２）の組み合わせから、後述する＜座標算出処理（２）＞に基づいて、ＰＰ１、ＰＰ２を決定する。また、図１５の（Ｌ１，Ｒ１）の組み合わせから、後述する＜座標算出処理（１）＞に基づいて、Ｐ１１、Ｐ２２を決定する。

この場合は、重複する影からその重複する影を成す２つの仮想的影の方向を示す角度を推定し、その角度に基づいて、影が２つ検知されている場合と同様の方法で座標を算出する。

具体例としては、図１４及び図１５に示すように、光学ユニットＲ２及びＲ１とも重複した影が検知されている。

ここでは、図１４の光学ユニットＲ２で検知されている状態を用いて、４つの座標候補点を算出する。

まず、使用している指示具の径ないし指示具の先端部の径の情報が予め設定されている、もしくは、ここにいたる過去の座標検出時において算出されているものとする。さらに、この径の情報に基づいて算出した、指示具の影の太さを、図１６のΔθ１、Δθ２とする。

これにより、仮想的影の略中心位置を示す角度θＲ１’及びθＲ２’は、次のように算出することができる。

θR1’ ＝ θR_f ＋ Δθ1／2 （２０１）
θR2’ ＝ θR_e − Δθ2／2 （２０２）
このようにして、図１７に示すように、光学ユニットＬ１と光学ユニットＲ２の組み合わせによって、４つの座標候補点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１及びＰ２２を成立させることができる。そして、これらの座標候補点に対して、虚実判定を実行する。

図１７に示すように、光学ユニットＲ２における仮想的影の方向を示す角度と、光学ユニットＬ１の２つの影できまる４つの座標候補点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１及びＰ２２の内、Ｐ１２、Ｐ２１に実際の入力点がある場合は光学ユニットＲ１の影の重複率の方が大きくなる。これに対して、Ｐ１１、Ｐ２２に実際の入力点がある場合は、光学ユニットＲ１の影の重複率の方が小さくなる。

即ち、図１８（ａ）及び（ｂ）のように、光学ユニットＲ１及びＲ２における、重複した影の幅ΔθＲ１＿ｆｅ及びΔθＲ２＿ｆｅを定義すると、ΔθＲ１＿ｆｅ及びΔθＲ２＿ｆｅの値が小さいほど影の重複率が高いことは明白である。

しかしながら、例えば、Ｐ１２、Ｐ２１が実際の入力点である場合は、図１８（ａ）に示すように、光学ユニットＲ１の方が影の重複率が高い。即ち、ΔθＲ１＿ｆｅがΔθＲ２＿ｆｅに対して相対的に小さく観測される。

また、Ｐ１１、Ｐ２２が実際の入力点である場合は、図１８（ｂ）に示すように、光学ユニットＲ２の方が影の重複率が高い。即ち、ΔθＲ２＿ｆｅがΔθＲ１＿ｆｅに対して相対的に小さく観測される。

即ち、ΔθＲ１＿ｆｅあるいはΔθＲ２＿ｆｅの値、即ち、光学ユニットに対するΔθＲ＿ｆｅの値が、光学ユニットＲ１及びＲ２のどちらでより小さい値をとるかで、状態［４］における虚実判定が決まる。

以上のような、座標算出方法［１］〜［４］のいずれかで算出された１入力点ないし２入力点の座標算出結果は、外部端末にシリアルインタフェース７を介して出力され、画像表示装置等の出力装置にカーソルの動きないし軌跡として表示される。

次に、座標算出処理（１）〜（３）の処理内容の詳細について説明する。

＜座標算出処理（１）＞
ここでは、光学ユニットＬ１及びＲ１の組み合わせによって座標を算出する座標算出処理（１）について、図１９を用いて説明する。

図１９のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒにおいて、座標入力有効領域３に対し、左右外側の光学ユニットが光学ユニット（Ｌ１、Ｒ１）となる。また、左右内側の光学ユニットが光学ユニット（Ｌ２、Ｒ２）となる。

そして、各光学ユニットから得られる角度データは、対応するセンサユニットから見てＹ軸下方向を０°とし、内側に向かって、かつ左右対象な方向に角度が大となるように定義する。また、各光学ユニットが存在する座標位置をＰ（Ｌ１），Ｐ（Ｌ２），Ｐ（Ｒ１），Ｐ（Ｒ２）とする。

そして、例えば、光学ユニット（Ｌ１、Ｒ１）から得られる角度データに基づいて座標を算出する場合、点Ｏを原点として、図示のように、Ｘ及びＹ方向を決める、以下のような関数Ｘｔ、Ｙｔを定義する。

Xt（θL-45,θR-45）
=(tan(θL-45)-tan(θR-45))/[2*(1-tan(θL-45)*tan(θR-45))] （１２０）
Yt（θL-45 , B-45）
=(-1)*[(1-tan(θL-45))*(1-tan(θR-45)）
/(2*(1-tan(θL-45)*tan(θR-45)))-0.5] （１２１）
このように定義すると、図１９の点Ｏを原点としたときの点Ｐ（Ｘ，Ｙ）の座標は、
X = DLR*Xt(θL-45,θR-45) （１２２）
Y = DLR*Yt(θL-45,θR-45) （１２３）
となる。

＜座標算出処理（２）＞
ここでは、光学ユニットＬ２及びＲ１の組み合わせによって座標を算出する座標算出処理（２）について、図２０を用いて説明する。

図２０において、指示具の指示位置をＰ’とする。また、直線Ｐ（Ｌ１）−Ｐ（Ｒ１）と直線Ｐ（Ｌ２）−Ｐ’の交点をＳ’とする。

図２０において、３点Ｓ’，Ｐ（Ｒ１），Ｏ’の位置関係からＰ’の座標を算出することは、図１９で、３点Ｐ（Ｌ１），Ｐ（Ｒ１），ＯからＰの座標を算出することと同等である。ここで、ベクトルＯ’Ｐ’をＯ’→Ｐ’、そのＸ成分を（Ｏ’→Ｐ’）ｘ、Ｙ成分を（Ｏ’→Ｐ’）ｙと表記し、式（１２０）及び（１２１）を用いると、
(O'→P')x = (DLR-ΔD)*Xt(θL-45,θR-45) （１３０）
(O'→P')y = (DLR-ΔD)*Yt(θL-45,θR-45) （１３１）
となる。ここで、図２０より
ΔD = Sx+Sy*tan(θL) （１３２）
但し、Sx=d*cos(θs)，Sy=d*sin(θs) （１３３）
さらに、図２０から明らかなように
(O→O')x = ΔD/2 （１３４）
(O→O')y = (-1)*ΔD/2 （１３５）
となる。これにより、点Ｏを原点としたＰ’の座標は、(O→P')=(O→O')+(O→P')のＸ成分とＹ成分として算出することができる。

ここで、同様に、光学ユニットＬ１、光学ユニットＲ２の組み合わせによって座標を算出する場合には、上述のＸ成分のみ符号を変えれば、同様に算出することができる。

＜座標算出処理（３）＞
ここでは、光学ユニットＬ２及びＲ２の組み合わせによって座標を算出する座標算出処理（３）について、図２１を用いて説明する。

図２１において、３点Ｐ（Ｌ２），Ｐ（Ｒ２），Ｏ’’の位置関係からＰ’’の座標を算出することは、図１９で、３点Ｐ（Ｌ１），Ｐ（Ｒ１），ＯからＰの座標を算出することと同等である。ここで、ベクトルＯ’’Ｐ’’をＯ’’→Ｐ’’、そのＸ成分を（Ｏ’’→Ｐ’’）ｘ、Ｙ成分を（Ｏ’’→Ｐ’’）ｙと表記し、式（１２０）及び（１２１）を用いると、
(O''→P'')x = (DLR-2*Sx)*Xt(θL-45,θR-45) （１４１）
(O''→P'')y = (DLR-2*Sx)*Yt(θL-45,θR-45) （１４２）
となる。また、図２１から明らかなように、
(O→O'')x = ０ （１４３）
(O→O'')y = (-1)*(Sx+Sy) （１４４）
となる。これにより、点Ｏを原点としたＰ’’の座標は、(O→P'')=(O→O'')+(O→P'')のＸ成分とＹ成分として算出することができる。

以上のように、実施形態１では、ＬＲ組み合わせのすべてにおいて座標を算出することができる。

このように、実施形態１では、両方もしくは何れかのセンサユニットを構成する２つの光学ユニットでそれぞれ検知される２つの影がより接近している方の光学ユニットを判定する。そして、実施形態１では、図８（ａ）に示すように、２つの影の接近の度合いを示すパラメータとして、
第一には、夫々の影の略中心間の距離、即ち、それに対応する角度ΔθＲ＿中（第一角度）
第二には、夫々の影の内側端間の距離、即ち、それに対応する角度ΔθＲ＿内（第二角度）
第三には、夫々の影の外側端間の距離、即ち、それに対応する角度ΔθＲ＿外（第三角度）
第四には、第二角度／第三角度もしくは第二角度／第一角度
の４種類のパラメータを想定する。そして、これらのパラメータのいずれかが相対的に小さければ、処理対象の光学ユニットで観測される２つの影が相対的に接近していると判定する。そして、この判定した光学ユニットを用いて、虚実判定を実行する。

特に、この４種類のパラメータによる虚実判定は、上述の検出状態［２］における座標算出処理で用いる。

そこで、この検出状態［２］における座標算出処理の詳細について、図２２を用いて説明する。つまり、ＬＲ組み合わせ（Ｌ１，Ｒ１），（Ｌ１，Ｒ２），（Ｌ２，Ｒ１）及び（Ｌ２，Ｒ２）の中から、２組以上、［２−２］が得られる場合の座標算出処理の詳細である。

図２２は本発明の実施形態１の検出状態［２］における座標算出処理の詳細を示すフローチャートである。

尚、図２２あるいは後述の実施形態２の図２３中で示す用語を、下記のように定義する。

距離（＊１−＊２） ： 点＊１と＊２の間の距離
Total_kj ： 総合虚実判定
Ｌkj ： センサユニット１Ｌによる虚実判定
Ｒkj ： センサユニット１Ｒによる虚実判定
Unit_kj ： 選択される何れかのセンサユニットによる虚実判定
ＳＴ ： 入力点Ｐ１１とＰ２２を実座標とする虚実判定
ＣＲ ： 入力点Ｐ１１とＰ２２を実座標とする虚実判定
ＮＧ ： 虚実判定不可
Min(θcnt(*)) ： 全ての光学ユニットにおけるθcnt(*)の最小値
実施形態１では、上述の式（１１）〜式（１４）を満足するか否かで、夫々のセンサユニットにおける虚実判定が成立するかどうかが決まる。そこで、図２２では、以下のような処理を実行する。

まず、ステップＳ１０１で、センサユニット１Ｌで虚実判定が可能であるか否かを判定する。ここでは、式（１１）及び（１２）（Ｌ１−Ｐ２２＜Ｌ１−Ｐ１１及びＬ１−Ｐ１２＜Ｌ１−Ｐ２１）を満足するか否かを判定することになる。

式（１１）及び（１２）を満足しない場合（ステップＳ１０１でＮＯ）、ステップＳ１０５に進み、センサユニット１Ｌでの虚実判定は不可能（Ｌkj＝ＮＧ）であると判定する。一方、式（１１）及び（１２）を満足する場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２で、センサユニット１Ｌにおける光学ユニットＬ１及びＬ２のどちらが、観測される２つの影が相対的に接近してるかを判定する。ここでは、角度の大きさ（小さい方が接近していることを示す）によって判定することになる。ここで、ΔθＬ１＿＊（＊＝外、内、中のいずれか）と表現される角度は、図８（ａ）及び図８（ｂ）を用いて説明すると、ΔθＬ＿外、ΔθＬ＿内、ΔθＲ＿中、及び（ΔθＬ＿内／ΔθＲ＿中）、（ΔθＬ＿内／ΔθＬ＿外）の何れかで、２つの影の接近状態を判定する。

そして、これらの大小関係に基づいて、ΔθＬ１＿＊＞ΔθＬ２＿＊が成立する場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進み、センサユニット１Ｌによる虚実判定はＬkj＝ＳＴとなる。一方、ΔθＬ１＿＊＞ΔθＬ２＿＊が成立しない場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、ステップＳ１０４に進み、センサユニット１Ｌによる虚実判定はＬkj＝ＣＲとなる。

同様にして、センサユニット１Ｒに対しても、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５に対応する処理である、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１０を実行する。但し、ステップＳ１０６では、式（１３）及び（１４）（Ｒ１−Ｐ２１＜Ｒ１−Ｐ１２及びＲ１−Ｐ２２＜Ｒ１−Ｐ１１）を満足するか否かを判定する。また、ステップＳ１０７では、ΔθＲ１＿＊＞ΔθＲ２＿＊が成立するか否かを判定する。

そして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対する処理結果に基づいて、ステップＳ１１１で、最終的な虚実判定である総合虚実判定を決定する。この場合、図中のステップＳ１１１で示す、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの虚実判定のＬkj及びＲkjが示す判定結果の組み合わせに基づいて、総合虚実判定Total_kjとして、ＳＴ、ＣＲあるいはＮＧが決定される。

そして、総合虚実判定Total_kj＝ＳＴの場合、ステップＳ１１２で、Ｐ１１及びＰ２２を実際の入力点として、その座標を算出する。また、総合虚実判定Total_kj＝ＣＲの場合、ステップＳ１１３で、Ｐ１２及びＰ２１を実際の入力点として、その座標を算出する。更に、総合虚実判定Total_kj＝ＮＧの場合、ステップＳ１１４で、座標検出が不可能であると確定する。

以上説明したように、実施形態１による、遮光方式の座標入力装置では、座標入力有効領域の一辺の両端近傍にそれぞれセンサユニットを構成し、このセンサユニットは、指示具が座標入力有効領域に入ることによって検出する影または像の方向を示す角度情報を検出する２つの光学ユニットが、所定の視差（距離）をもって配置される。

そして、このセンサユニットの内の、互いに異なるセンサユニットを構成する２つの光学ユニットそれぞれで検出する影の角度情報の組み合わせと、同一のセンサユニットを構成する２つの光学ユニットそれぞれで検出する影の角度情報の組み合わせとで、指示具が２つ並行して座標入力有効領域に入る場合のそれぞれの位置の座標を算出する。

特に、実施形態１では、何れの光学ユニットからみても２つの入力に伴う影が重複しない場合に、所定条件（座標候補点の距離の関係）によって虚実判定に用いるセンサユニットを選択し、その選択したセンサユニットを構成する２つの光学ユニットの検出結果と上記視差を用いて虚実判定を実行する。

これにより、検出される影の重複の有無に関わらず、安定した虚実判定を実行することができ、並行して複数の入力を許容する場合の座標入力装置の座標算出動作を安定確実なものとすることができる。

＜実施形態２＞
実施形態２は、実施形態１の応用例である。

実施形態１で説明した検出状態［２］における座標算出処理は、ＬＲ組み合わせ（Ｌ１，Ｒ１），（Ｌ１，Ｒ２），（Ｌ２，Ｒ１）及び（Ｌ２，Ｒ２）の中から、２組以上、［２−２］が得られる場合に対し、式（１１）〜式（１４）を用いて、虚実判定に用いるセンサユニットを選択して、その選択したセンサユニットを用いて座標算出処理を実行した。

ここで、図７、図９及び図１０それぞれの検出状態において、上記の式を満足しない場合は、４つの座標候補点の配置に明白な特徴が得られる。

まず、図７の場合（検出状態［２］−１）は、式（１１）を満足する場合であって、４つの座標候補点の配置に偏りは少ない。

図９の場合（検出状態［２］−２）は、４つの座標候補点によって形成される四角形が著しく扁平であり、かつセンサユニット１Ｌまたはセンサユニット１Ｒのどちらかで検出される角度はゼロに近い（即ち、座標入力有効領域３の左辺または右辺に、座標候補点が接近している）。

ここで、例えば、センサユニット１Ｌで検出される２つの影がセンサユニット１Ｒで検出される２つの影に比べて接近している場合、センサユニット１Ｌによる虚実判定は成立し、センサユニット１Ｒによる虚実判定は成立しない。逆に、センサユニット１Ｒで検出される２つの影がセンサユニット１Ｌで検出される２つの影に比べて接近している場合、センサユニット１Ｒによる虚実判定は成立し、センサユニット１Ｌによる虚実判定は成立しない。

図１０の場合（検出状態［２］−３）は、４つの座標候補点が座標入力有効領域３の上辺付近で、かつその中央付近に集まっている状態である。この場合、センサユニット１Ｌ及び１Ｒで検出される角度が、いずれも比較的９０度に近い状況である。

この場合、Ｐ１１及びＰ２２が、上記の式（１１）〜（１４）を満足しない場合がある。例えば、図１０では、Ｐ１１よりＰ２２がセンサユニット１Ｌの位置から遠い位置にあるので、センサユニット１Ｌによる虚実判定は成立しない。

一方、センサユニット１Ｒによる虚実判定は成立する。ここで、幾何学的に明らかなように、Ｐ１１及びＰ２２に関しては、式（１１）と式（１３）が同時に不成立になることはなく、常に、どちらかの式を満足する。

従って、図１０の場合には、Ｐ１１及びＰ２２の座標候補点のみを検出して、この座標候補点を用いて、式（１１）及び式（１３）の成立の有無を判定して、その判定結果に基づいて虚実判定及び座標算出を実行する。

以下、実施形態２の検出状態［２］における座標算出処理の詳細について、図２３を用いて説明する。

図２３は本発明の実施形態２の検出状態［２］における座標算出処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１で、センサユニット１Ｌで虚実判定が可能であるか否かを判定する。ここでは、式（１１）及び（１２）（Ｌ１−Ｐ２２＜Ｌ１−Ｐ１１及びＬ１−Ｐ１２＜Ｌ１−Ｐ２１）を満足するか否かを判定するのではなく、ΔθＬ１＿＊＞ΔθＬ２＿＊が成立するか否かを判定する。

ΔθＬ１＿＊＞ΔθＬ２＿＊が成立する場合（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、ステップＳ２０２に進み、センサユニット１Ｌによる虚実判定はＬkj＝ＳＴとなる。一方、ΔθＬ１＿＊＞ΔθＬ２＿＊が成立しない場合（ステップＳ２０１でＮＯ）、ステップＳ２０３に進み、センサユニット１Ｌによる虚実判定はＬkj＝ＣＲとなる。

同様にして、センサユニット１Ｒに対しても、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３に対応する処理である、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０６を実行する。但し、ステップＳ２０４では、式（１３）及び（１４）（Ｒ１−Ｐ２１＜Ｒ１−Ｐ１２及びＲ１−Ｐ２２＜Ｒ１−Ｐ１１）を満足するか否かを判定するのではなく、ΔθＲ１＿＊＞ΔθＲ２＿＊が成立するか否かを判定する。

そして、センサユニット１Ｌ及び１Ｒに対する処理結果に基づいて、ステップＳ２０７で、最終的な虚実判定である総合虚実判定を決定する。この場合、図中のステップＳ２０７で示す、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの虚実判定のＬkj及びＲkjが示す判定結果の組み合わせに基づいて、総合虚実判定Total_kjとして、ＳＴ、ＣＲあるいはＮＧが決定される。

そして、総合虚実判定Total_kj＝ＳＴの場合、ステップＳ２１６で、Ｐ１１及びＰ２２を実際の入力点として、その座標を算出する。また、総合虚実判定Total_kj＝ＣＲの場合、ステップＳ２１７で、Ｐ１２及びＰ２１を実際の入力点として、その座標を算出する。更に、総合虚実判定Total_kj＝ＮＧの場合、ステップＳ２０８に進む。

このように、ステップＳ２０７での判定では、センサユニット１Ｌ及び１Ｒそれぞれの虚実判定結果が等しい場合は、そのまま虚実判定を確定する。これは、図７に示す状態（検出状態［２］−１）である。

一方、虚実判定結果が異なる場合は、一旦、総合虚実判定Total_kj＝ＮＧと判定する。この場合、センサユニット１Ｌまたは１Ｒのどちからの虚実判定が誤りである。即ち、図９あるいは図１０に示す状態（検出状態［２］−２あるいは検出状態［２］−３）であるといえる。そこで、誤りの虚実判定を特定するためにステップＳ２０８以降の処理を実行する。

ここで、
θcnt（L1）＝（θL1-P11＋θL1-P22）/2
θcnt（L2）＝（θL2-P11＋θL1-P22）/2
θcnt（R1）＝（θR1-P11＋θL1-P22）/2
θcnt（R2）＝（θR2-P11＋θL1-P22）/2
を定義する。

各θにおけるここで添え字Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１及びＲ２は、夫々の光学ユニットＬ１、Ｌ２、Ｒ１及びＲ２で検出される角度を示し、Ｐ１１及びＰ２２はそれぞれ座標候補点Ｐ１１及びＰ２２に関わる角度を示している。従って、ＰＰ１で示される角度より、Ｐ２２で示される角度の方が大きい（座標入力有効領域３の上辺方向に近い）角度となる。

ステップＳ２０８で、各光学ユニットＬ１、Ｌ２、Ｒ１及びＲ２に対するθｃｎｔ（＊）を算出する。ステップＳ２０９で、θｃｎｔの最小値Ｍｉｎ（θｃｎｔ（＊））を選択する。

次に、ステップＳ２１０で、Ｍｉｎ（θｃｎｔ（＊））が所定角度θＡ（例えば、４５度）未満であるか否かを判定する。所定角度θＡ未満である場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、検出状態［２］−２であると推定して、ステップＳ２１２に進む。

ステップＳ２１２では、光学ユニットで検出される２つの影がより接近した方のセンサユニットを選択するための判定を実行する。ここでは、例えば、ΔθＬとΔθＲの大きさを比較することにより、光学ユニットを選択する。具体的には、ΔθＬ＜ΔθＲを満足する光学ユニット（Unit_kj）を光学ユニット１Ｌ（Unit_kj＝Ｌ）あるいは１Ｒ（Unit_kj＝Ｒ）から選択する。

そして、ステップＳ２１３で、ステップＳ２１２の判定によって選択された光学ユニットの虚実判定を、最終的な総合虚実判定として確定する。その後、得られた総合虚実判定結果に基づいて、ステップＳ２１６あるいはステップＳ２１７に進む。

一方、ステップＳ２１０において、所定角度θＡ以上である場合（ステップＳ２１０でＮＯ）、ステップＳ２１１に進み、Ｍｉｎ（θｃｎｔ（＊））が所定角度θＢ（例えば、６０度）より大きいか否かを判定する。所定角度θＢより大きい場合（ステップＳ２１１でＹＥＳ）、検出状態［２］−３であると推定して、ステップＳ２１４に進む。

ステップＳ２１４で、式（１１）あるいは式（１３）（距離Unit_kj−Ｐ２２＞距離Unit_kj−Ｐ１１）を満足するセンサユニットを選択する。

そして、ステップＳ２１５で、ステップＳ２１４の判定によって選択された光学ユニットの虚実判定を、最終的な総合虚実判定として確定する。その後、得られた総合虚実判定結果に基づいて、ステップＳ２１６あるいはステップＳ２１７に進む。

一方、ステップＳ２１１において、所定角度θＢ未満である場合（ステップＳ２１１でＮＯ）、つまり、θＡ≦Ｍｉｎ（θｃｎｔ（＊））≦θＢの場合、ステップＳ２１８で、虚実判定が不可能と判定する。これにより、座標検出が不可能であると確定する。

以上説明したように、実施形態２によれば、実施形態１の構成において、何れの光学ユニットからみても２つの入力に伴う影が重複しない場合に、所定条件（座標候補点に対する角度の関係）によって虚実判定に用いるセンサユニットを選択し、その選択したセンサユニットを構成する２つの光学ユニットの検出結果と上記視差を用いて虚実判定を実行する。

これにより、検出される影の重複の有無に関わらず、安定した虚実判定を実行することができ、並行して複数の入力を許容する場合の座標入力装置の座標算出動作を安定確実なものとすることができる。

＜実施形態３＞
実施形態１や２では、選択されたセンサユニットで観測される光強度分布において、本来、２つの影が重複しないで観測される場合の虚実判定方法について説明した。これに対し、実施形態３では、選択されたセンサユニットで観測される光強度分布において、本来、２つの影が重複して観測される場合の虚実判定方法について説明する。

実施形態３では、各ＬＲ組み合わせに対する影数の構成によって、以下のいずれかの状態について検討する。

状態Ａ （１−１） ：光学ユニットの両者とも１つの影のみ検知される場合
状態Ｂ１（２−１） ：一方のセンサユニットで影が２つ検知される場合、他方のセンサユニットで重複している影が１つだけ検知される場合
状態Ｃ１（２−２） ：両方のセンサユニットで２つの影が検知される場合
状態Ｄ （０−０） ：光学ユニットの両者のどちらもで影が検知されない場合
そして、実施形態３では、各ＬＲ組み合わせそれぞれが、上記の状態Ａ、Ｂ１、Ｃ１及びＤのいずれであるかを判定して、その判定結果に基づいて、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ内の各光学ユニットにおける影数の検出状態を決定する。

影数の検出状態としては、実施形態１と同様であるが、各検出状態［１］〜［４］に対する座標算出方法の内容が異なる。そこで、以下では、実施形態１と異なる部分について説明する。

まず、検出状態［１］及び［３］では、実施形態１と同様に、座標算出方法［１］及び［３］を実行する。

次に、検出状態［２］では、座標算出方法［２］を実行することになるが、その算出内容が実施形態１と異なる。以下、実施形態３における座標算出方法［２］について説明する。

座標算出方法［２］
検出状態［２］とは、ＬＲ組み合わせ（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，Ｒ２）、（Ｌ２，Ｒ１）及び（Ｌ２，Ｒ２）の中から２組以上［２−２］が存在する場合である。

この中から２つの組を選択し、其々から得られる４座標候補点を比較する。

ここで、具体例として、（Ｌ１，Ｒ１）と（Ｌ２，Ｒ１）が［２−２］である場合を、図２４及び図２５を用いて説明する。

図２４は（Ｌ１，Ｒ１）の組み合わせから、上述の＜座標算出処理（１）＞に基づいて、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２を決定する。同様に、図２５は（Ｌ２，Ｒ１）の組み合わせから、上述の＜座標算出処理（２）＞に基づいて、Ｐ’１１，Ｐ’１２，Ｐ’２１，Ｐ’２２を決定する。

ここで、それぞれのＬＲ組み合わせから得られた４座標候補点の値を比較する。

この中で、現実に入力された座標に基づく座標候補点は、どちらのＬＲ組み合わせにおいても原理的に同じ座標となる。一方、現実に入力された座標に基づかない座標（いわゆる、虚像としての座標候補点）は、光学ユニット位置のオフセットの影響で夫々の組み合わせにおいて異なった座標となる。

従って、それぞれのＬＲ組みあわせから得られた４座標候補点の値を比較して、その比較結果が略一致した座標候補点が、２入力点の真実の座標値であるとして決定することができる。

尚、図２４及び図２５の例では、Ｐ１１，Ｐ２２が現実の入力に基づく２入力点として決定されている。

次に、実施形態３における座標算出方法［４］について説明する。

座標算出方法［４］
検出状態［４］とは、［２−２］のＬＲ組み合わせが存在せず、［２−１］のＬＲ組み合わせが２つ存在する場合である。

ここで、具体例として、（Ｌ１，Ｒ２）が［２−１］、（Ｌ１，Ｒ１）が［２−１］の場合を、図１４及び図１５を用いて説明する。

図１４は（Ｌ１，Ｒ２）の組み合わせから、上述の＜座標算出処理（２）＞に基づいて、ＰＰ１，Ｐ２２を決定する。同様に、図１５は（Ｌ１，Ｒ１）の組み合わせから、上述の＜座標算出処理（１）＞に基づいて、ＰＰ１，ＰＰ２を決定する。

このように、どちらのＬＲ組み合わせにおいても、現実の入力に基づく２つの入力座標を近似的に決定できる。

実施形態３においては、影が重複して観測される場合、その重複波形の中心の角度（θＲ＿ｃ）方向にその重複した影が直線状に並んでいると近似する。

ここで、重心の影の方向とは、図１４及び図１５、図１８（ａ）及び（ｂ）において、光学ユニットＲ１及びＲ２に対するθＲ＿ｃの角度方向である。

従って、どちらの場合も、（θＬ１ｓ、θＲ＿ｃ）（θＬ２ｓ、θＲ＿ｃ）の２つの点が決定できる。但し、各光学ユニットＲ１及びＲ２に対するθＲ＿ｃで近似する場合は、図１４及び図１５から見て明らかなように、２つの入力点に対する影がよりぴったり重複して検出する光学ユニットＲ１の光強度分布を採用したほうが、より正確な座標位置に近い座標を決定できる。

具体的には、図１８（ａ）に示すように、光学ユニットＲ２の光強度分布から得られるθＲ＿ｃを前提に座標算出するよりも、光学ユニットＲ１の光強度分布影から得られるθＲ＿ｃを前提に座標算出する方が正確に近い座標を算出することができる。

図１８（ａ）で示すように、光学ユニットＲ２及びＲ１の各光強度分布の重複率の大小を比較する場合、図中に示すように、重複した影の幅ΔθＲ１＿ｆｅ及びΔθＲ２＿ｆｅの内、小さい方を重複率大として採用する。

そして、並行してなされる２つの入力に伴って、一方のセンサユニットを構成する２つの光学ユニットにおいて影が重複して検知され、その重複した影が、より高い重複率である方の光学ユニットを甲としたとき、その甲によって検出される重複影の中心で決まる角度と、もう一方のセンサユニットを構成する２つの光学ユニットのどちらかで検出される２つの影の角度とで決まる２つの座標を、２つの入力座標として決定する。

これにより、（Ｌ１，Ｒ２）あるいは（Ｌ１，Ｒ１）のどちらの組み合わせからも２つの座標ＰＰ１及びＰＰ２を算出することができる。

ここで、図１４及び図１５に示したように、影の重複状態として、相対的にぴったり重複している方のＬＲ組み合わせを用いた方が、精度の高い座標を算出することができる。

従って、図１４及び図１５の例では、図１５に示すＰＰ１及びＰＰ２が現実の入力に基づく２入力点として決定される。

以上のような、座標算出方法［１］〜［４］のいずれかで算出された１入力点ないし２入力点の座標算出結果は、外部端末にシリアルインタフェース７を介して出力され、画像表示装置等の出力装置にカーソルの動きないし軌跡として表示される。

以上説明したように、実施形態３によれば、実施形態１の構成において、何れかの光学ユニットからみて２つの入力に伴う影が重複した場合でも、それによって、虚実判定の判定精度を落とすことなく、その重複状態を利用して虚実判定の判定制度を向上させることができる。これにより、検出される影が重複している場合でも、安定した虚実判定を実行することができ、並行して複数の入力を許容する場合の座標入力装置の座標算出動作を安定確実なものとすることができる。

＜実施形態４＞
実施形態１における座標算出方法［４］と、実施形態３における座標算出方法［４］については、用途や目的に応じて、どちらかを採用して座標算出を実行する構成とすることもできる。同様に、実施形態１における座標算出方法［２］と、実施形態３における座標算出方法［２］についても、用途や目的に応じて、どちらかを採用して座標算出を実行する構成とすることもできる。

ここで、実施形態３における座標算出方法［４］に対し、実施形態１における座標算出方法［４］の内容をより一般的に表現すれば、以下のようになる。

並行してなされる２つの入力に伴って、一方の第１センサユニット（例えば、センサユニット１Ｒ）を構成する２つの光学ユニット（例えば、光学ユニットＲ１及びＲ２）の両者において影が重複して検知され、その重複した影が、より高い重複率である方の光学ユニットを甲とし、もう一方の光学ユニットを乙とする。

ここで、甲が、もう一方の第２センサユニット（例えば、センサユニット１Ｌ）に近い方に位置する場合（この場合、光学ユニットＲ２）、
１）甲または乙において検出される重複影の端部で、第２センサユニットが位置する方向に近い方の端部に基づく角度と、
２）第２センサユニットを構成するどちらかの光学ユニット（例えば、光学ユニットＬ１及びＬ２）で検出される、第２センサユニットが位置する方向に近い方の影の角度とで決まる第１の組み合わせと、
３）甲または乙において検出される重複影の端部で、第２センサユニットが位置する方向に遠い方の端部に基づく角度と、
４）第２センサユニットを構成するどちらかの光学ユニット（例えば、光学ユニットＬ１及びＬ２）で検出される、第２センサユニットが位置する方向に遠い方の影の角度とで決まる第２の組み合わせとを定義する。

そして、これらの組み合わせによってそれぞれ決まる２つの座標を実入力の座標として算出する。

一方、甲が、もう一方の第２センサユニット（例えば、センサユニット１Ｌ）に遠い方に位置する場合（この場合、光学ユニットＲ１）、
５）甲または乙において検出される重複影の端部で、第２センサユニットが位置する方向に近い方の端部に基づく角度と、
６）第２センサユニットを構成するどちらかの光学ユニット（例えば、光学ユニットＬ１及びＬ２）で検出される、第２センサユニットが位置する方向に遠い方の影の角度とで決まる第３の組み合わせと、
７）甲または乙において検出される重複影の端部で、第２センサユニットが位置する方向に遠い方の端部に基づく角度と、
８）第２センサユニットを構成するどちらかの光学ユニット（例えば、光学ユニットＬ１及びＬ２）で検出される、第２センサユニットが位置する方向に近い方の影の角度とで決まる第４の組み合わせとを定義する。

そして、これらの組み合わせによってそれぞれ決まる２つの座標を実入力の座標として算出する。

以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

本発明の実施形態１の座標入力装置の外観構成を示す図である。 本発明の実施形態１のセンサユニットの詳細構成を示す図である。 本発明の実施形態１のセンサユニットの光学的配置図である。 本発明の実施形態１のセンサユニットの光学的配置図である。 本発明の実施形態１のセンサユニットの光学的配置図である。 本発明の実施形態１の制御・演算ユニットの詳細構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置の光学的な配置を説明するための説明図である。 本発明の実施形態１の座標入力装置が実行する座標算出処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 図７の入力操作におけるセンサユニットから得られる光強度分布を示す図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 図１１及び図１２の入力操作におけるセンサユニットから得られる光強度分布を示す図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１の指示具の影の太さの算出を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出処理を説明するための図である。 図１４及び図１５の入力操作におけるセンサユニットから得られる光強度分布を示す図である。 本発明の実施形態１の座標算出処理を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出処理を説明するための図である。 本発明の実施形態１の座標算出処理を説明するための図である。 本発明の実施形態１の検出状態［２］における座標算出処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２の検出状態［２］における座標算出処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２の座標算出方法を説明するための図である。 本発明の実施形態２の座標算出方法を説明するための図である。

符号の説明

１Ｌ、１Ｒ センサユニット
２ 演算・制御ユニット
３ 座標入力有効領域
４ａ〜４ｃ 再帰反射部
５ ペン信号受信部

Claims (10)

1. 座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置であって、
   前記座標入力領域に対し光を投光する投光部と、到来光を受光する受光部とからなる光学ユニットを２つ備える、前記座標入力領域の一辺の両端近傍に設けられた第１及び第２センサ手段と、
   ２つの指示手段による指示によって、前記第１及び第２センサ手段それぞれが備えるそれぞれの光学ユニットから得られる、遮光領域である影を含む光量分布に基づいて、前記影の方向を示す角度情報を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出する角度情報に対し、
   １）互いに異なる前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと、
   ２）同一の前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと
   を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する算出手段と
   を備えることを特徴とする座標入力装置。
2. 前記算出手段は、
   前記影が全ての前記光学ユニットにおいて重複せずに検出される場合、前記第１センサ手段に属する処理対象の光学ユニットに関して、
   ａ）
   前記処理対象の光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第２センサ手段に位置する方向に遠い方の影の角度を第一角度とし、
   前記第２センサ手段が備える何れかの光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第１センサ手段が位置する方向に遠い方の影の角度を第二角度としたとき、
   前記第一角度と前記第二角度で決定される座標をＰ１として算出し、
   ｂ）
   前記処理対象の光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第２センサ手段に位置する方向に近い方の影の角度を第三角度とし、
   前記第２センサ手段が備える何れかの光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第１センサ手段が位置する方向に近い方の影の角度を第四角度としたとき、
   前記第三角度と前記第四角度で決定される座標をＰ２として算出し、
   ｃ）
   前記処理対象の光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第２センサ手段に位置する方向に遠い方の影の角度を第五角度とし、
   前記第２センサ手段が備える何れかの光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第１センサ手段が位置する方向に近い方の影の角度を第六角度としたとき、
   前記第五角度と前記第六角度で決定される座標をＰ３として算出し、
   ｄ）
   前記処理対象の光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第２センサ手段に位置する方向に近い方の影の角度を第七角度とし、
   前記第２センサ手段が備える何れかの光学ユニットで検出される影の位置に基づく２つの角度の内、前記第１センサ手段が位置する方向に遠い方の影の角度を第八角度としたとき、
   前記第七角度と前記第八角度で決定される座標をＰ４として算出し、
   選択条件に基づいて、前記第１及び前記第２センサ手段のどちらかを選択する場合に、その選択したセンサ手段が前記第１センサ手段であり、かつその第１センサ手段が備える２つの光学ユニットの内、検出する２つの影が相対的に接近して検出する方の光学ユニットを第１光学ユニットとし、他方を第２光学ユニットとする場合において、
   前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し近い方に位置する場合、前記第１光学ユニットが属する前記第１センサ手段に対する前記座標Ｐ１及びＰ２を、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標と判定し、
   前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し遠い方に位置する場合、前記第１光学ユニットが属する前記第１センサ手段に対する前記座標Ｐ３及びＰ４を、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標と判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
3. 前記選択条件は、検出する２つの影が最も接近している光学ユニットを備えるセンサ手段を選択するという条件である
   ことを特徴とする請求項２に記載の座標入力装置。
4. 前記選択条件は、処理対象の光学ユニットの位置をＰｓとする場合に、
   距離（Ｐｓ−Ｐ２） ＜ 距離（Ｐｓ−Ｐ１）
   距離（Ｐｓ−Ｐ３） ＜ 距離（Ｐｓ−Ｐ４）
   を満足する光学ユニットを備えるセンサ手段を選択するという条件である
   ことを特徴とする請求項２に記載の座標入力装置。
5. 前記算出手段は、前記第１センサ手段が備える２つの光学ユニット中の１つのみにおいて２つの影が重複して検出される場合、その光学ユニットを第１光学ユニットとする場合において、
   前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し近い方に位置する場合は、前記第１及び前記第２センサ手段が備える２つの光学ユニットにてそれぞれ検出される影において、両センサ手段それぞれが位置する方向に互いに近い影の角度同士及び遠い影の角度同士を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出し、
   前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し遠い方に位置する場合は、前記第１及び前記第２センサ手段が備える２つの光学ユニットにてそれぞれ検出される影において、両センサ手段それぞれが位置する方向に一方が近く他方が遠い２種類の組み合わせの影同士を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
6. 前記算出手段は、前記第１センサ手段が備える２つの光学ユニットそれぞれにおいて２つの影が重複して検出され、かつその重複影の重複率がより大きい光学ユニットを第１光学ユニットとする場合、
   前記第１光学ユニットで検出される重複影の中心に対応する角度と、前記第２センサ手段が備える２つの光学ユニットでどちらかで検出される２つの影の角度を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する
   ことを特徴とする請求項１に座標入力装置。
7. 前記重複率は、前記２つの光学ユニットそれぞれにおいて、重複して検出される影の一方の端部に対応する角度と他方の端部に対応する角度との差によって決まる角度幅の比である
   ことを特徴とする請求項６に記載の座標入力装置。
8. 前記算出手段は、前記第１センサ手段が備える２つの光学ユニットそれぞれにおいて２つの影が重複して検出され、かつその重複影の重複率が大きい方を第１光学ユニットと、小さい方を第２光学ユニットとする場合において、
   ａ）前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し近い方に位置する場合は、
   １）前記第１あるいは前記第２光学ユニットで検出される重複影の端部の内、前記第２センサ手段が位置する方向に近い方の端部に対応する角度と、
   ２）前記第２センサ手段を構成する２つの光学ユニットで検出される影の内、前記第２センサ手段が位置する方向に近い方の影の角度と
   で決まる第１の組み合わせと、
   ３）前記第１あるいは前記第２光学ユニットで検出される重複影の端部の内、前記第２センサ手段が位置する方向に遠い方の端部に対応する角度と、
   ４）前記第２センサ手段を構成する２つの光学ユニットで検出される影の内、前記第２センサ手段が位置する方向に遠い方の影の角度と
   で決まる第２の組み合わせとを用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出し、
   ｂ）前記第１光学ユニットが、前記第１センサ手段内で、前記第２センサ手段に対し遠い方に位置する場合は、
   ５）前記第１あるいは前記第２光学ユニットで検出される重複影の端部の内、前記第２センサ手段が位置する方向に近い方の端部に対応する角度と、
   ６）前記第２センサ手段を構成する２つの光学ユニットで検出される影の内、前記第２センサ手段が位置する方向に遠い方の影の角度と
   で決まる第３の組み合わせと、
   ７）前記第１あるいは前記第２光学ユニットで検出される重複影の端部の内、前記第２センサ手段が位置する方向に遠い方の端部に対応する角度と、
   ８）前記第２センサ手段を構成する２つの光学ユニットで検出される影の内、前記第２センサ手段が位置する方向に近い方の影の角度と
   で決まる第４の組み合わせとを用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
9. 座標入力領域に対し光を投光する投光部と、到来光を受光する受光部とからなる光学ユニットを２つ備える、前記座標入力領域の一辺の両端近傍に設けられた第１及び第２センサ手段を用いて、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御方法であって、
   ２つの指示手段による指示によって、前記第１及び第２センサ手段それぞれが備えるそれぞれの光学ユニットから得られる、遮光領域である影を含む光量分布に基づいて、前記影の方向を示す角度情報を検出する検出工程と、
   前記検出工程が検出する角度情報に対し、
   １）互いに異なる前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと、
   ２）同一の前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと
   を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する算出工程と
   を備えることを特徴とする座標入力装置の制御方法。
10. 座標入力領域に対し光を投光する投光部と、到来光を受光する受光部とからなる光学ユニットを２つ備える、前記座標入力領域の一辺の両端近傍に設けられた第１及び第２センサ手段を用いて、座標入力領域上の指示位置を検出する座標入力装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    ２つの指示手段による指示によって、前記第１及び第２センサ手段それぞれが備えるそれぞれの光学ユニットから得られる、遮光領域である影を含む光量分布に基づいて、前記影の方向を示す角度情報を検出する検出手順と、
    前記検出手順が検出する角度情報に対し、
    １）互いに異なる前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと、
    ２）同一の前記センサ手段が備える一組の光学ユニットで検出される前記影の角度情報の組み合わせと
    を用いて、前記２つの指示手段それぞれの指示位置の座標を算出する算出手順と
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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