專利名稱：坐標(biāo)輸入裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的指示位置的坐標(biāo)輸入裝置及其控制方法、程序。
背景技術(shù)：
在坐標(biāo)輸入面上有坐標(biāo)輸入裝置，它通過使用指示用具(例如，專用輸入筆、手指等)指示來輸入坐標(biāo)，用于控制連接著的計算機，或者寫入文字和圖像等。
以往，作為這種坐標(biāo)輸入裝置，作為觸摸板提出了各種方式的提案，或者已產(chǎn)品化，因為不使用特殊的器具等就可以簡單地在畫面上操作個人計算機等終端，所以被廣泛使用。
作為坐標(biāo)輸入方式，有使用電阻膜的方式，還有使用超聲波的方式等各種方式，作為使用光的方式，例如有美國專利第4507557號公報。在該美國專利第4507557號公報中揭示了以下構(gòu)成，在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域外測設(shè)置遞歸性反射板(片)，用照明被配置在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的角部分上的光的照明單元和接收光的接收單元，在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域內(nèi)檢測遮蔽手指等的光的遮蔽物和接收光之間的角度，根據(jù)其檢測結(jié)果，確定該遮蔽物的指示位置。
另外，如特開2000-105671號公報和特開2001-142642號公報等中那樣，揭示了在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域周邊構(gòu)成遞歸反射部件，檢測遮蔽遞歸反射光的部分(折光部分)坐標(biāo)的坐標(biāo)輸入裝置。
在這些裝置中，例如，在特開2000-105671號公報中，通過根據(jù)微分等的波形處理運算檢測受光單元接收到的光因遮蔽物引起的遮蔽部分的峰值，檢測相對受光部分的折光部分的角度，從其檢測結(jié)果中計算該遮蔽物的坐標(biāo)。另外，在特開2001-142642號公報中，揭示了通過和特定層次圖案比較檢測遮光部位一端和另一端，檢測它們的坐標(biāo)中心的構(gòu)成。
在此，把如特開2000-105671號公報、特開2001-142642號公報、特開2001-142642號公報那樣的、檢測遮光位置計算坐標(biāo)的方式以下稱為遮光方式。
另外，進而在這樣的遮光方式的坐標(biāo)輸入裝置中，特別是在其坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的尺寸大時，允許多名操作者同時輸入，提高方便性，在更有效的會議等用途中有需求。因此，設(shè)計出與多個同時輸入對應(yīng)的坐標(biāo)輸入裝置。
為了同時輸入多個坐標(biāo)，在特開2002-055770號公報、特開2003-303046號公報、專利登記第2896183號公報中，揭示了這樣的技術(shù)，即，用一個受光傳感器檢測多個遮光部分的角度，從各傳感器的角度組合中計算多點的輸入坐標(biāo)候補，進而從該輸入坐標(biāo)候補中判別實際輸入的坐標(biāo)。
例如，在2點輸入時，作為輸入坐標(biāo)候補計算最大4點的坐標(biāo)，在該4點內(nèi)，判定實際輸入的坐標(biāo)2點并輸出。即，該判別是從多個輸入坐標(biāo)候補中選別實際的輸入坐標(biāo)和虛假的輸入坐標(biāo)，判定最終的輸入坐標(biāo)，然后，把該判定在此稱為虛實判定。
作為該虛實判定的具體方法，在特開2003-303046號公報、專利登記第2896183號中，在以往的坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的一邊的兩端上，設(shè)置為了高精度地計算在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域內(nèi)指示的坐標(biāo)而隔開充分距離設(shè)置的第1以及第2傳感器。而且，還設(shè)置第3傳感器，也是為了高精度地計算在輸入?yún)^(qū)域內(nèi)指示的坐標(biāo)而和第1以及第2傳感器隔開充分的距離配置在第1以及第2傳感器之間的位置上。而且揭示了根據(jù)在該第3傳感器中的和第1以及第2傳感器的角度信息不同的角度信息，對用第1以及第2傳感器檢測出的多個角度信息，進行該虛實判定的技術(shù)。
另外，作為采用構(gòu)成在以往遮光方式的坐標(biāo)輸入裝置中的受光單元的受光元件的、手指等的指示器具遮光的遮光部分的檢測方法，在特開2001-142642號公報中，提出了把在受光元件的輸出信號中的遮光部分一端和遮光部分的另一端的中心作為與指示器具對應(yīng)的檢測坐標(biāo)檢測的方案。另外，單純地在特開2002-055770號公報中，提出了用與受光元件檢測出的遮光部分對應(yīng)的象素號碼檢測遮光部分的位置的方案。這些遮光部分的檢測方法把遮光部分的中心作為實際的指示器具的中心計算，把它作為角度信息用于坐標(biāo)計算。
但是，如以往的遮光方式那樣，在從遮光部分的光量分布的峰值，或者從由與遮光影子的光量分布兩端規(guī)定的光量分布的中心檢測角度，從由各受光單元檢測出的角度組合中計算指示坐標(biāo)的技術(shù)中，當(dāng)在多個，至少在2個位置上同時輸入坐標(biāo)時，該2個位置的輸入點從受光單元開始大致重疊在直線上。
因此，當(dāng)相對2個輸入點的遮光影子在受光單元上重合時，不能分離各個遮光影子，檢測各輸入點的角度，不能輸入。
用圖22說明其具體例子。
例如，當(dāng)分別用指示用具A和指示用具B指示圖22所示的坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的位置時，與在圖中的受光單元S2的位置時的指示器件A和指示器具B對應(yīng)的光量分布分別如圖23B的A以及B所示，分離檢測與指示器具A和指示器具B的2點的遮光位置對應(yīng)的遮光影子。
而且，作為參照數(shù)據(jù)，沒有任何指示輸入時的光量分布如圖23A所示。在該圖23A中，在C位置上的光量分布的谷是因設(shè)置在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的周圍上的遞歸反射部件的角度特性、距離產(chǎn)生的衰減等主要原因產(chǎn)生的光量分布。
另一方面，在圖22所示的受光單元S1的情況下的與指示用具A和指示用具B對應(yīng)的光量分布如圖23C所示，與指示器具A和指示器具B的2點位置對應(yīng)的遮光影子被重疊檢測。在具有該重疊的遮光影子(遮光重疊)的光量分布(遮光光量分布)信息中，如圖23C所示，在圖23B的A和B局部重疊(發(fā)生所謂的偏食)時，只能得到各個指示用具的單邊的遮光范圍的端部信息。因此，如特開2001-142642所示，在從以往的遮光范圍兩端的信息中用其中心，或者用中心象素號碼計算位置(角度)的方法中，不可能計算指示用具A和指示用具B的坐標(biāo)。
另外，雖然未圖示，但對于對象受光單元，當(dāng)在跟前的第1指示用具的影子中完全包含距離受光單元遠的第2指示用具的影子(發(fā)生所謂全食)時，對于跟前的第1指示用具，可以計算從該遮光影子的兩端到中心位置(角度)，但不能得到與距離遠的第2指示器具的信息。
因此，在以前的例子中，預(yù)先檢測由于多個指示用具的同時輸入發(fā)生的遮光影子的個數(shù)，作為在受光單元中檢測出的個數(shù)，例如，當(dāng)在第2受光單元中是“2”，在第1受光單元中是“1”時，在第1受光單元中，看作與指示用具對應(yīng)的遮光影子在受光單元檢測出的光量分布中重疊。
然后，在這樣的情況下，在專利登記第2896183號中的構(gòu)成是，發(fā)出表示發(fā)生了那樣的狀態(tài)的主旨的警告，提醒使用者注意，避免該狀態(tài)。另外，在特開2002-055770號公報和特開2003-303046號公報中，需要從第1受光單元切換到可以檢測沒有重疊被分離的2個遮光影子的另一第3受光單元，用可以檢測該2個遮光影子的受光單元(這種情況下，是第1受光單元以及第3受光單元)檢測角度，對于從各受光單元得到的輸入坐標(biāo)候補，實施上述虛實判定，確定最終的2點的實際輸入坐標(biāo)。
而且，這種情況下的虛實判定因為即使是檢測遮光重疊的受光單元的角度信息也可以充分得到，所以在特開2003-303046號公報和專利登記第2896183號中，用檢測該遮光重疊的受光單元的角度信息進行。
如上所述，在遮光方式的坐標(biāo)輸入裝置中，例如，當(dāng)同時輸入2個指示用具時，即使只是一小部分發(fā)生遮光重疊，當(dāng)與該2個指示用具對應(yīng)的遮光影子連通不能分離時，例如如果把該連續(xù)的遮光影子看作來自1個指示用具的影子計算，則因相對實際的位置的偏差產(chǎn)生坐標(biāo)檢測精度的劣化，當(dāng)需要更正確的位置精度時，不能輸入，成為操作上的大的障礙。
在此，當(dāng)檢測出遮光重疊的情況下不使用該受光單元的角度信息，從檢測該受光重疊的受光單元，切換到被配置在規(guī)定距離上的另一第3受光單元計算坐標(biāo)，這種情況下產(chǎn)生以下的問題。
首先，因切換受光單元產(chǎn)生計算坐標(biāo)的不連續(xù)性。這在實際中因為因各受光單元不同特性不同，所以在受光單元切換前后的區(qū)域上產(chǎn)生坐標(biāo)不連續(xù)性。
該受光單元產(chǎn)生的不連續(xù)性當(dāng)是作為受光自身的器件的差異時，可以通過每種程度補正調(diào)整。
但是，在上述以往例子時，因為把受光單元間距離自身用于坐標(biāo)計算，所以為了充分高精度地計算坐標(biāo)，需要使受光單元間離開一定距離以上。而且，在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域中在其中至少一方的受光單元中，為了可以分離檢測2個遮光影子，需要配置離開一定距離以上。因此，通過其配置，產(chǎn)生檢測光量分布的離散，其有可能對受光單元的切換時的計算坐標(biāo)的連續(xù)性有影響。
當(dāng)檢測出遮光重疊的情況下不使用該受光單元的角度信息，而從檢測出其遮光重疊的受光單元切換到被配置在離開規(guī)定距離位置上的另一第3受光單元計算坐標(biāo)時進一步的問題是，從受光單元位置和坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的關(guān)系產(chǎn)生的坐標(biāo)檢測精度劣化的問題。
例如，如圖24所示，當(dāng)通過配置在采用通常的單數(shù)指示的坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域一邊的左右兩端附近的受光單元1和受光單元2各自的角度信息的組合，在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的位置1和位置2上輸入坐標(biāo)時，與各個受光單元具有的角度有關(guān)的一定的誤差不會顯著擴大，對計算坐標(biāo)的影響程度小。
而且，即使在多個同時輸入時，也是在圖22所示的、距離該指示位置遠的受光單元S1中，當(dāng)檢測出遮光重疊時，通過把檢測該遮光重疊的受光單元S1切換到圖22所示的受光單元S3，和圖24的情況一樣，不會產(chǎn)生從受光單元位置和坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的關(guān)系產(chǎn)生的坐標(biāo)檢測精度劣化的問題。
但是，如圖25所示，在距離其指示位置距離近的受光單元S2中，當(dāng)檢測出遮光重疊時，如圖26所示，進行從受光單元S2到受光單元S3的切換。但是，這種情況下，特別是對于在指示用具A的位置中的指示，用通過指示位置中心的粗線表示的受光單元S1和指示用具A和受光單元S3所成角度極小，雖然在幾何學(xué)上明顯但誤差影響大，有可能引起坐標(biāo)計算精度顯著劣化。
而且，有時因和坐標(biāo)輸入裝置一體構(gòu)成的顯示器的構(gòu)造·規(guī)格，存在在以往的上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的上邊或者下邊左右兩端的受光單元的中央部分上確保用于配置遮光重疊時的切換用的受光單元的空間困難的情況。
另外，設(shè)置在其中央部分的受光單元與設(shè)置在角部分上的受光單元相比檢測范圍必須寬廣。因此，為了在單獨的受光單元中確保光學(xué)上接近180°的視野角，需要用反光鏡構(gòu)成等來加長與坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的實際上的光路長度或分割成多個受光單元來分擔(dān)視野范圍。而且，即使在該反射鏡構(gòu)成的情況下或者多個受光單元的情況下也還需要顯示器周圍的設(shè)置空間，存在著所謂的框大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題的存在，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測多個指示輸入，可以高精度地計算相對該指示輸入的位置坐標(biāo)的坐標(biāo)輸入裝置及其控制方法。
用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的坐標(biāo)輸入裝置具備以下構(gòu)成。即，一種檢測坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的指示位置的坐標(biāo)輸入裝置，包括檢測相對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的指示用具的有無的檢測裝置；對于在上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上沒有指示情況下的在初始狀態(tài)下的上述檢測裝置的初始檢測信號分布，特定用相對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的指示用具的指示動作產(chǎn)生的信號變化范圍的特定裝置；檢測用上述特定裝置特定的信號變化范圍的端部信息的端部信息檢測裝置；和用在上述端部信息檢測裝置檢測出的多個端部信息的至少一個，計算上述指示用具的指示位置坐標(biāo)的計算裝置。
另外，更好是，多個上述檢測裝置被配置在上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的不同位置上，上述計算裝置把用連結(jié)相對上述多個檢測裝置各自的端部信息特定的坐標(biāo)，和對應(yīng)的檢測裝置的基準(zhǔn)位置的線段的交點規(guī)定的角度的2等分線的交點，作為上述指示用具的指示位置的坐標(biāo)計算。
另外，更好是，上述計算裝置根據(jù)在上述特定裝置中特定出的信號變化范圍的數(shù)，在用上述端部信息檢測裝置檢測出的上述多個端部信息內(nèi)，確定坐標(biāo)計算中使用的端部信息的組合。
另外，更好是，還包括判定裝置，它在上述計算裝置中作為坐標(biāo)候補計算多個坐標(biāo)時，從上述坐標(biāo)候補中，判斷與上述指示用具的指示位置對應(yīng)的坐標(biāo)。
另外，更好是，多個上述檢測裝置被配置在上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的不同位置上，上述計算裝置根據(jù)在上述多個檢測裝置的每個中得到的、在上述特定裝置中特定的信號變化范圍數(shù)，判定有多個指示用具的指示動作，并且在相對上述多個指示用具的信號變化范圍中重疊的程度。
另外，更好是，上述檢測裝置根據(jù)在該檢測裝置和發(fā)光源之間遮蔽或者反射的遮蔽物存在時的遮蔽范圍的有無，檢測相對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的指示的有無。
另外，更好是，上述檢測裝置根據(jù)在該檢測裝置和振動發(fā)生源之間遮蔽振動傳播的遮蔽物存在時的遮蔽范圍的有無，檢測相對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的指示的有無。
另外，更好是，上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域被配置在顯示裝置的顯示面，或者被重疊配置在上述顯示裝置的顯示面上。
用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的顯示裝置具備以下構(gòu)成。即，一種具有上述坐標(biāo)輸入裝置的顯示裝置，
在該顯示裝置的顯示面上重疊配置所述坐標(biāo)輸入裝置。
另外，用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的坐標(biāo)輸入裝置的控制方法具備以下構(gòu)成。即，一種控制方法，是具備檢測對坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的指示用具的有無的檢測單元，檢測坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的指示位置的坐標(biāo)輸入裝置的控制方法，對在上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上沒有指示時的初始狀態(tài)下的上述檢測單元的初始檢測信號分布，特定由相對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的指示用具的指示動作發(fā)生的信號變化范圍的特定步驟；檢測在上述特定步驟中特定的信號變化范圍的端部信息的端部信息檢測步驟；使用在上述端部信息檢測步驟中檢測出的多個端部信息中的至少1個來計算上述指示用具的指示位置坐標(biāo)的計算步驟。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點可以通過下面結(jié)合附圖對實施例進行的說明來進一步明確，對附圖中表示相同或相似組成的部分采用了相同的附圖標(biāo)記。


圖1是表示本發(fā)明實施方式的遮光方式的坐標(biāo)輸入裝置的概略構(gòu)成圖。
圖2是表示本發(fā)明實施方式的傳感器組件的詳細構(gòu)成的圖。
圖3A是本發(fā)明實施方式的傳感器組件的光學(xué)配置圖。
圖3B是本發(fā)明實施方式的傳感器組件的光學(xué)配置圖。
圖3C是本發(fā)明的實施方式的傳感器組件的光學(xué)配置圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式的控制·計算組件詳細構(gòu)成的方框圖。
圖5是本發(fā)明實施方式的控制信號的時間圖。
圖6是用于說明本發(fā)明實施方式的傳感器組件檢測的光量分布的圖。
圖7是用于說明本發(fā)明實施方式的傳感器組件檢測的光量分布的圖。
圖8是本發(fā)明的實施方式的信號讀出時間圖。
圖9是表示定義在本發(fā)明實施方式的坐標(biāo)輸入有效區(qū)域上的坐標(biāo)和傳感器組件1L以及1L的位置關(guān)系的圖。
圖10是用于說明在本發(fā)明實施方式的具有多個受光單元的傳感器組件中的坐標(biāo)計算的圖。
圖11是表示在本發(fā)明實施方式的來自多個指示用具的輸入動作中位置關(guān)系以及檢測信號一例的圖。
圖12是用于說明本發(fā)明的虛實判定的圖。
圖13是用于說明本發(fā)明實施方式的遮光范圍的端部信息的坐標(biāo)計算一例的圖。
圖14是用于說明本發(fā)明實施方式的遮光范圍的端部信息(角度)的重疊部分的2等分線和坐標(biāo)值關(guān)系的圖。
圖15是用于說明本發(fā)明實施方式的遮光范圍的端部信息的坐標(biāo)計算詳細的圖。
圖16是表示本發(fā)明實施方式的遮光范圍數(shù)的組合的圖。
圖17A是表示用于說明在本發(fā)明實施方式中檢測出的遮光范圍數(shù)的組合的輸入例子的圖。
圖17B是表示用于說明在本發(fā)明實施方式中檢測出的遮光范圍數(shù)的組合的輸入例子的圖。
圖17C是表示用于說明在本發(fā)明實施方式中檢測出的遮光范圍數(shù)的組合的輸入例子的圖。
圖18是表示基于本發(fā)明實施方式的遮光范圍數(shù)的數(shù)據(jù)分配的圖。
圖19是用于說明本發(fā)明實施方式的坐標(biāo)連續(xù)性判定的圖。
圖20是表示本發(fā)明實施方式的坐標(biāo)輸出時的數(shù)據(jù)格式例子的圖。
圖21是表示本發(fā)明實施方式的坐標(biāo)輸入裝置執(zhí)行的坐標(biāo)計算處理的流程圖。
圖22是用于說明在以往技術(shù)中的2點輸入時的傳感器組件位置和遮光范圍關(guān)系的圖。
圖23A～C是用于說明在以往技術(shù)的傳感器組件中接收的光量分布的圖。
圖24是用于說明在以往技術(shù)中的坐標(biāo)計算一例的圖。
圖25是用于說明在以往技術(shù)中的傳感器組件的組合和檢測精度的圖。
圖26是用于說明在以往技術(shù)中的傳感器組件的組合和檢測精度的圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
<裝置構(gòu)成的概略說明>
首先，用圖1說明坐標(biāo)輸入裝置整體的概略構(gòu)成。
圖1是表示本發(fā)明實施方式的遮光方式的坐標(biāo)輸入裝置的概略構(gòu)成的圖。
在圖1中，1L、2R是具有投光單元和受光單元的傳感器組件。在本實施方式時，被配置在與如圖示的坐標(biāo)輸入面的坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3的X軸平行，并且與Y軸對稱的位置上，離開規(guī)定距離。傳感器組件1L以及1R被連接在控制·計算組件2上，在從控制·計算組件2接收控制信號的同時，把檢測到的信號發(fā)送到控制·計算組件2。
4是具有把入射光反射到來光方向的遞歸反射面的遞歸反射單元。該遞歸反射單元4如圖所示被配置在坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3的外測3邊上。然后，該遞歸反射單元4從左右各自的傳感器組件1L以及1R開始把在大致90°的范圍中投射出的光，向傳感器組件1L以及1R遞歸反射。
而且，遞歸反射單元4微觀上看具有3維構(gòu)造。然后，該遞歸反射單元4目前知道主要有孔玻璃珠型的遞歸反射帶，或者通過機械加工等標(biāo)準(zhǔn)排列直角產(chǎn)生遞歸現(xiàn)象的遞歸反射帶。
在遞歸反射單元4上遞歸反射的光用傳感器組件1L以及1R以1維檢測，把該光量分布發(fā)送到控制·計算組件2。
坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3通過用PDP和背投影機、LCD板等的顯示裝置的顯示畫面構(gòu)成，可以用作作為人-機對話的輸入裝置。
在這樣的構(gòu)成中，如果在坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3上用手指和輸入筆的指示用具等的指示用具進行輸入指示，則遮蔽從傳感器單元1L以及1R的投光單元投射的光(產(chǎn)生遮光部分)。這種情況下，在傳感器組件1L以及1R的受光單元中，因為不能檢測該遮光部分的光(遞歸反射引起的反射光)，所以其結(jié)果，可以判別是否不能檢測來自如何方向的光。
因此，控制·計算組件2從左右傳感器組件1L以及1R檢測出的光量變化中，檢測用指示用具輸入指示的部分的多個遮光范圍。而且，控制·計算組件2從該遮光范圍的端部信息中，分別計算相對傳感器1L以及1R各自的遮光范圍端部的方向(角度)。
然后，控制·計算組件2根據(jù)被檢測出的遮光范圍的數(shù)，確定從坐標(biāo)計算中使用的遮光范圍中得到的數(shù)據(jù)，從分別計算出的方向(角度)，以及傳感器組件1L以及1R之間的距離信息等中，在幾何學(xué)上計算表示坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3上的指示用具的遮光位置的坐標(biāo)值。然后，控制·計算組件2向與顯示裝置連接的主計算機等的外部終端經(jīng)由接口7(例如，USB，IEEE1394等)輸出其坐標(biāo)值。
這樣，通過指示用具可以在畫面上描繪線，或者進行操作被顯示在顯示裝置上的圖符等的外部終端的操作。
<傳感器組件1的詳細說明>
以下，用圖2說明傳感器組件1L以及1R內(nèi)的構(gòu)成。而且，傳感器組件1L以及1R大致由投光單元和受光單元構(gòu)成。
圖2是表示本發(fā)明實施方式的傳感器組件的詳細構(gòu)成的圖。
在圖2中，101A以及101B是發(fā)紅外光的紅外LED。該紅外LED101A以及101B用各個投射光透鏡102A以及102B，向遞歸反射單元4在大致90°范圍中投射光。在此，傳感器組件1L以及1R中的投光單元用該紅外LED101A以及101B，投射光透鏡102A以及102B實現(xiàn)。據(jù)此，在傳感器組件1L以及1R中分別構(gòu)成2個投光單元。
然后，由投光單元投射的紅外光用遞歸反射單元4遞歸反射到來光方向，用傳感器組件1L以及1R的受光單元檢測此光。
受光單元具有設(shè)置了在限制光線的視野的同時承擔(dān)電氣屏蔽的屏蔽部件105的1維的線CCD104。此外，受光單元具有作為聚光光學(xué)系統(tǒng)的受光用透鏡106A以及106B、大致限制入射光的入射方向的光圈108A以及108B，以及防止可見光等的多余光(散射光)的入射的紅外濾波器107A以及107B。
然后，由遞歸反射單元4發(fā)射的光穿過紅外濾波器107A以及107B、光圈108A以及108B，用受光用透鏡106A以及106B聚光在線CCD104的檢測元件110面上。據(jù)此，在傳感器組件1L以及1R上分別構(gòu)成2個受光單元。
部件103以及部件109在配置構(gòu)成投光單元以及受光單元的光學(xué)零件的同時，防止用投光單元投射的光直接入射到受光單元，或者作為切斷外來光的上遮光罩103、下遮光罩109的功能。
而且，在本實施方式中，光圈108A以及108B與下遮光罩109形成為一體，當(dāng)然也可以是獨立的零件。而且，在上遮光罩103一方通過設(shè)置光圈108A以及108B和受光用透鏡106A以及106B的定位機構(gòu)，還可以實現(xiàn)容易確定相對投光單元的發(fā)光中心的受光單元的位置的構(gòu)成(即，只用上遮光罩103配置全部的主要光學(xué)零件的構(gòu)成)。
圖3A是從正面方向(相對坐標(biāo)輸入面垂直方向)看組合圖2狀態(tài)的傳感器組件1L(1R)的狀態(tài)的圖。如圖3A所示，傳感器組件1L(1R)中的2個投光單元的構(gòu)成是，在離開規(guī)定距離d的狀態(tài)下，配置成各個主光線方向大致平行，用各個投光透鏡102A以及102B分別在大致90°范圍中投射光。
圖3B是用圖3A的粗箭頭表示的部分的傳感器組件1L(1R)的斷面圖。如圖3B所示其構(gòu)成是，來自紅外LED101A(101B)的光用投光透鏡102A(102B)作為被限制在與坐標(biāo)輸入面大致平行的光束，主要對遞歸反射單元4投射光。
另一方面，圖3C是從正面方向(相對坐標(biāo)輸入面垂直方向)看除去圖3A中的紅外線LED101A以及101B、投光透鏡102A以及102B、上遮光罩103的狀態(tài)。
在此，在本實施方式時，投光單元和受光單元的配置構(gòu)成是相對作為坐標(biāo)輸入面的坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3的垂直方向重疊(參照圖3B)。這種情況下，投光單元和受光單元的構(gòu)造從正面方向(相對坐標(biāo)輸入面垂直方向)看，投光單元的發(fā)光中心和受光單元的基準(zhǔn)位置(即，相當(dāng)于用于測量角度的基準(zhǔn)點位置，在本實施方式中是光圈108A(108B)的位置，是圖中的光線交叉的點)一致。
因此，如上所述，在2個投光單元離開規(guī)定距離d的狀態(tài)下，被配置成和各個主光線方向大致平行。因此，2個受光單元也同樣是離開規(guī)定距離d的狀態(tài)，并且各自光軸(光學(xué)對稱軸)大致平行。
另外，是由投光單元投射的與坐標(biāo)輸入面大致平行的光束，在面內(nèi)方向上被投射在大致90°方向上的光用遞歸反射單元4遞歸反射到光的來路方向。然后，該光經(jīng)由紅外濾光器107A(107B)、光圈108A(108B)、聚光透鏡106A(106B)，被聚光在線CCD104的檢測元件110面上成像。
因此，線CCD104的輸出信號因為輸出與反射光的入射角相應(yīng)的光量分布，所以構(gòu)成線CCD104的各象素的各象素號碼表示角度信息。
而且，圖3B所示的投光單元和受光單元的距離L與從投光單元到遞歸反射單元4的距離相比是充分小的值。據(jù)此，其構(gòu)成是即使具有距離L也可以用受光單元檢測充分的遞歸反射光。
如上所述，傳感器組件1L(1R)的構(gòu)成具有至少2個投光單元；各自檢測用各個投光單元投射的光的2個受光單元(在本實施方式時，投光單元是2組，受光單元是2組)。
另外，在本實施方式中，把在作為受光元件的一部分的線CCD104中被配置成線狀的檢測元件110的左側(cè)部分作為第1受光單元的聚光區(qū)域，把右側(cè)部分作為第2受光單元的聚光區(qū)域。據(jù)此，謀求零件的通用化，但并不限于此，當(dāng)然也可以在各個受光零件中各自獨立設(shè)置線CCD。
<控制·計算組件的說明>
在控制·計算組件2和傳感器組件1L以及1R之間，主要交換受光單元內(nèi)的線CCD104用的CCD控制信號、CCD用時鐘信號和輸出信號，以及投射光單元內(nèi)的紅外LED101A以及101B的驅(qū)動信號。
在此，控制·計算組件2的詳細構(gòu)成用圖4說明。
圖4是表示本發(fā)明實施方式的控制·計算組件詳細構(gòu)成的方框圖。
CCD控制信號從用單片微機等構(gòu)成的運算控制電路(CPU)21輸出，進行線CCD104的快門時間和數(shù)據(jù)的輸出控制等。
而且，該運算控制電路21根據(jù)來自時鐘發(fā)生電路(CLK)22的時鐘信號動作。另外，CCD用時鐘信號在從時鐘發(fā)生電路(CLK)22發(fā)送到傳感器組件1L以及1R的同時，為了取和各傳感器組件內(nèi)部的線CCD104的同步進行各種控制，還被輸入到運算控制電路21。
用于驅(qū)動投光單元的紅外LED101A以及101B的LED驅(qū)動信號從運算控制電路21經(jīng)由LED驅(qū)動電路(未圖示)，提供給對應(yīng)的傳感器組件1L以及1R的投光單元內(nèi)的紅外LED101A以及101B。
來自傳感器組件1L以及1R各自的受光單元內(nèi)的線CCD104的檢測信號，被輸入到A/D變換器23，用來自運算控制電路21的控制被變換為數(shù)字值。該被變換的數(shù)字值被存儲在存儲器132中，在指示用具的角度計算中使用。然后，從該被計算出的角度中計算坐標(biāo)值，經(jīng)由串行接口7(例如，USB，IEEE1394，RS232接口等)輸出到外部終端。
另外，當(dāng)作為指示用具使用筆時，從接收來自筆的筆信號的筆信號接收單元5輸出解調(diào)了筆信號的數(shù)字信號。該數(shù)字信號被輸入到作為筆信號檢測電路的子CPU24，在筆信號解析后，該解析結(jié)果被輸出到運算控制電路21。
<光量分布檢測的說明>
圖5是本發(fā)明實施方式的控制信號的時間圖。
特別是在圖5中表示對傳感器組件1L(1R)中的一個受光單元以及與之對應(yīng)作為照明的紅外LED101A(101B)的控制信號的時間圖。
71、72是CCD的控制用控制信號，以SH信號71的間隔確定線CCD104的快門開放時間。ICG信號72是對傳感器組件1L(1R)的柵極信號，是把內(nèi)部的線CCD104的光電變換單元的電荷轉(zhuǎn)送到讀出單元的信號。
73是紅外LED101A(101B)的驅(qū)動信號，在此，為了以SH信號71的周期點亮紅外LED101A(101B)，把LED信號73提供給紅外LED101A(101B)。
然后，在傳感器組件1L以及1R雙方的投光單元的驅(qū)動結(jié)束后，讀出傳感器組件1L以及1R雙方的受光單元(線CCD101)的檢測信號。
在此，從傳感器組件1L以及1R雙方讀出的檢測信號，在指示用具沒有對坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3輸入時，作為來自各個傳感器的輸出得到圖6那樣的光量分布。當(dāng)然，這樣的光量分布不是在任何系統(tǒng)都是必須的、根據(jù)遞歸反射單元4的遞歸反射特性和投光單元的特性，還有經(jīng)時變化(反射面的污染等)光量分布變化。
在圖6中，水平β是最大光量，水平α是最低光量。
即，在沒有來自遞歸反射單元4的反射光的狀態(tài)下，在傳感器組件1L以及1R中得到的光量水平在水平α附近，反射光量越增加，光量水平越向水平β轉(zhuǎn)移。這樣從傳感器組件1L以及1R輸出的檢測信號逐個用對應(yīng)的A/D變換器23進行A/D變換，在運算控制電路21中作為數(shù)字數(shù)據(jù)取入。
與此相反，當(dāng)有指示用具對坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3的輸入時，作為來自傳感器組件1L以及1R的輸出，得到圖7那樣的光量分布。
在該光量分布的C1以及C2部分中，因為用指示用具遮蔽來自遞歸反射單元4的反射光，所以知道只是該部分(遮光范圍)反射光量降低。特別是在圖7中，有多個指示用具，因為由指示用具遮蔽了來自重復(fù)反射單元4的反射光，所以檢測多個遮光范圍。
然后，在本實施方式中，根據(jù)沒有指示用具的輸入時的圖6的光量分別，和有指示用具輸入時的圖7的光量分布的變化，計算相對傳感器組件1L以及1R的指示用具的角度。
具體地說，作為圖6的光量分布，把沒有投光單元的投射光(照明)的狀態(tài)的光量分布81，和在投光(照明)中沒有指示用具的輸入(沒有遮蔽物的狀態(tài))的狀態(tài)的光量分布82作為初始狀態(tài)預(yù)先存儲在存儲器132上。
然后，在傳感器組件1L以及1R各自的檢測信號的采樣期間，用該采樣期間中的光量分布，和被存儲在存儲器132中的初始狀態(tài)的光量分布的差異檢測圖7所示的光量分布是否有變化。然后，當(dāng)在光量分布中有變化時，把該變化部分作為指示用具的輸入點，進行確定其輸入角度的(驅(qū)動遮光范圍的端部)運算。
如上所述，在本申請發(fā)明中，對于1個線CCD104設(shè)置多個受光單元，與各自相對地設(shè)置投光單元。因此，當(dāng)用獨立的時間驅(qū)動各個受光單元(或者投光單元)時，只要用上述那樣的信號驅(qū)動各自即可。
圖8是該信號時間圖的例子。在該時間圖中，首先，在傳感器組件1L中的線CCD104的讀出前頭一側(cè)進行采用傳感器組件1L中的一方的受光單元的檢測。因此，對于信號SH61，在信號63那樣的時刻，驅(qū)動紅外LED(例如，紅外LED101A)。用信號ICG62讀出線CCD104的信號，但此時讀出線CCD的開頭一側(cè)的受光范圍的象素數(shù)據(jù)(信號65中的A單元)。
以下，同樣對線CCD104給予SH信號61，用傳感器組件1L中的另一受光單元進行檢測。因此，向紅外LED(例如，紅外LED101B)提供驅(qū)動信號64。該輸出如信號65的B部分那樣，向和前面檢測出的開頭部分的信號(虛線部分)不重合的區(qū)域輸出接收到的信號。
在另一時刻，通過同樣驅(qū)動另一方的傳感器組件1R，可以從各個傳感器中讀出CCD信號。在本申請發(fā)明中，求得采用最大4個受光單元的檢測信號。
而且，在本實施方式中，在左右傳感器組件1L以及1R中共同對4個受光單元在各自的時刻驅(qū)動，但并不限于此。例如，如果相互發(fā)光不影響，則同時驅(qū)動也可以，各自任意組合驅(qū)動也可以。
<角度計算出的說明>
在對于傳感器組件1L以及1R的指示用具的角度計算時，首先，需要檢測指示用具的遮光范圍。
以下，說明傳感器組件1L以及1R一方(例如，傳感器組件1L)的指示用具的角度計算，但即使是另一方(傳感器組件1R)當(dāng)然也可以進行同樣的角度計算。
作為電源投入時的光量分布，把圖6的信號81以及信號82存儲在存儲器132中，從該信號和由實際的指示用具輸入得到的光量分布比較中，檢測指示用具的輸入范圍(遮光范圍)。
如圖7所示，當(dāng)有由具有C1、C2的光量分布組成的輸入時，計算該光量分布，和被存儲在存儲器132中的光量分布82的差。以下，用該計算結(jié)果，和光量分布82和光量分布81的光量差，計算和沒有遮光(輸入)時的光量變化率。通過這樣計算光量變化率，可以除去局部光量分布的不均勻等的影響。
對于被計算出的光量變化率，用閾值特定光量變化的線CCD104上的象素號碼。此時，通過用檢測信號水平的信息等，可以特定比象素號碼更細的象素信息?？梢詮倪@些象素號碼中確定遮光范圍的端部，例如，把該遮光范圍的中央值(線CCD104的象素號碼)作為指示用具的角度信息導(dǎo)出。
從得到象素號碼中為了計算實際的坐標(biāo)值，需要變換為角度信息(θ)。對角度信息的變換例如可以使用多項式實現(xiàn)。例如，如果把CCD象素號碼設(shè)置為e，把次數(shù)設(shè)置為n，把各次數(shù)的系數(shù)設(shè)置為Tn，則角度θ可以用式(1)計算。
θ＝Tn·en+T(n-1)·e(n-1)+T(n-2)·e(n-2)+，...，+T0(1)而且，各次數(shù)的系數(shù)可以有實測值和設(shè)計值確定。另外，次數(shù)只要根據(jù)需要的坐標(biāo)精度等確定即可。
<坐標(biāo)計算出方法的說明>
以下，從由象素號碼變換的角度信息(θ)中，說明計算指示用具的位置坐標(biāo)的坐標(biāo)計算方法。
而且，當(dāng)指示用具的輸入是1點時，通過使用根據(jù)傳感器組件1L以及1R的輸出結(jié)果得到的遮光范圍中央的角度可以計算坐標(biāo)。
在此，用圖9說明定義在坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3上的坐標(biāo)和傳感器組件1L以及1L的位置關(guān)系以及坐標(biāo)系。
圖9是表示定義在本發(fā)明實施方式的坐標(biāo)輸入有效區(qū)域上的坐標(biāo)和傳感器組件1L以及1L的位置關(guān)系的圖。
在圖9中，在坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3的水平方向上定義X軸，在垂直方向上定義Y軸，把坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3的中央定義為原點位置O(0，0)。然后，在坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3的坐標(biāo)輸入范圍的上邊左右，把各個傳感器組件1L以及1R以Y軸對稱安裝，其間的距離是DLR。
另外，傳感器組件1L以及1R各自的受光面被配置成其法線方向和X軸成45度角，把該法線方向定義為0度。
此時，在角度符號被配置在左側(cè)上的傳感器組件1L時，把時針旋轉(zhuǎn)的方向定義為『+』方向。另外，當(dāng)是被配置在左側(cè)上的傳感器組件1R時，把反時針旋轉(zhuǎn)方向定義為『+』方向。
而且，P0是傳感器組件1L以及1R的法線方向的交點位置，即基準(zhǔn)角度的交點。另外，把從傳感器組件1L(1R)的位置到原點的Y坐標(biāo)距離設(shè)置為DY。此時，如果把從基準(zhǔn)角度開始用各個傳感器組件1L以及1R得到的角度設(shè)置為θL、θR，則應(yīng)該檢測的點P的坐標(biāo)P(x，y)用tanθL、tanθR以下式計算。
x＝DLR/2*(tanθL+tanθR)/(1+(tanθL*tanθR))(2)y＝DLR/2*((1+tanθL)(1+tanθR))/(1+(tanθL*tanθR))-DY (2)在此的角度數(shù)據(jù)的取得方法假設(shè)是來自相對基準(zhǔn)角度的角度。這是通過這樣設(shè)定角度，因為tanθ取的值在±π/4的范圍中，所以具有坐標(biāo)計算不穩(wěn)定的效果。在其他的計算中，即使θ的值取π/2的值，如果不穩(wěn)定，則可以用處于同一高度(同一水平)的、相對聯(lián)結(jié)受光單元的線的角度進行計算。例如，對于以下所示的補正計算，可以用這樣的角度定義計算。
在此，各傳感器組件1L(R)的2個受光單元實際上可以相對坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域設(shè)置在同一線上。因此，在坐標(biāo)計算時，當(dāng)使用不同位置的受光單元的數(shù)據(jù)時，需要進行該位置偏離部分的補正。
如圖10所示，把傳感器組件1L的2個受光單元的光瞳位置分別設(shè)置為L1以及L2，把傳感器組件1R的2個受光單元的位置分別設(shè)置為R1、R2。另外，假設(shè)作為L1和L2在x軸方向的差的x軸方向距離Δxs，作為L1和L2的在y軸方向的差的y軸方向距離Δys。
當(dāng)用L2檢測出的數(shù)據(jù)是θL2時，如果在X軸方向上以和R1同樣的高度觀察，則假設(shè)在VL2的位置上有傳感器組件1L，可以用θL2來計算Δvxs。
然后，為了在和R1同一高度上計算，從高度方向的距離Δys和得到角度θL2中得到下式。
Δvxs＝Δys/tanθL2據(jù)此，用計算出的Δvxs把式(2)、(3)的傳感器組件間距離DLR補正為受光單元的光瞳位置L1以及L2之間的X方向距離Δxs。可以計算假想的坐標(biāo)值。計算出的在該假想坐標(biāo)值中的x坐標(biāo)因為把VL2和R1的中間作為原點計算，所以如果從該X坐標(biāo)進一步補正(Δxs+Δvxs)/2，則可以用處于不同位置上的受光單元的數(shù)據(jù)進行坐標(biāo)計算。
當(dāng)輸入是一點時，即使用遮光寬度(遮光范圍)的中央的角度也可以進行坐標(biāo)計算，但如圖11的識別所示，當(dāng)有來自多個指示用具的輸入，受光單元和多個指示用具的位置關(guān)系是傳感器組件1L中的2個受光單元中的檢測信號(光量分布(遮光范圍))都重合時，在這種方法中不能計算。
例如，在圖11的上部的狀態(tài)中，在傳感器組件1L中的圖面左側(cè)的受光單元L1中，指示用具B完全被指示用具A的影子隱藏，另外在另一方的受光單元L2中，指示用具B和指示用具A的遮光范圍連續(xù)。
然后，圖11的下部是此時的輸出信號，在受光單元L1中的輸出信號只用指示用具A的遮光范圍(A)構(gòu)成，在受光單元L2中的輸出信號作為指示用具A和指示用具B的遮光范圍(A+B)連接的狀態(tài)輸出。這種情況下，用使用遮光范圍中央的計算中不能計算正確的輸入坐標(biāo)。
因此，使用在傳感器組件1L以及1R各自的傳感器組件中檢測出的遮光范圍端部的角度信息進行坐標(biāo)計算。
首先，把指示用具的輸入形狀設(shè)置為大致圓形，如圖12所示，對于傳感器組件1L中的1個受光單元1L，假設(shè)處于指示用具A和指示用具B一部分重合的狀態(tài)。即，在該受光單元L1中，假設(shè)處于觀測用θL1、θL2規(guī)定的遮光范圍的狀態(tài)。
另一方面，在傳感器組件1R中的、例如在受光單元R1中觀測的角度是用各個指示用具的遮光范圍形成的遮光范圍的端部，觀測從θR11到θR22的4個角度。
圖13是用于說明使用了這樣的遮光范圍端部時的坐標(biāo)計算的圖。
現(xiàn)在，例如假設(shè)向P點進行了輸入，如果把θL1和θR1、θR2的角度分別設(shè)置為P1(x1，x1)，P2(x2，x2)，則輸入位置的坐標(biāo)P可以作為在各個交點中的角度2θ1、2θ2的2等分線的交點計算。
P1以及P2的坐標(biāo)值因為可以用和計算上述各個角度的交點坐標(biāo)一樣的式(2)以及(3)計算，所以通過使用該坐標(biāo)值和角度信息可以計算輸入坐標(biāo)P(x，y)。
通過這樣使用用左右傳感器組件1L以及1R檢測出的遮光范圍端部信息，不使用遮光范圍的中央值也可以計算對于輸入的輸入坐標(biāo)。
圖14是用于說明其計算順序一例的圖。
如圖所示，如果把P1(x1，y1)和P2(x2，y2)之間的距離設(shè)置為L，把在各個點中的角度的2等分線的角度設(shè)置為θ1、θ2，則L＝((x2-x1)2+(y2-y1)2)0.5(4)θ1＝(π-(θL+θR1))/2 (5)θ2＝(θL+θR2)/2 (6)
在此，L1·tanθ1＝L2·tanθ2 (7)據(jù)此，根據(jù)，L2＝L·tanθ1/(tanθ1+tanθ2)(其中，tanθ1+tanθ2≠0)(8)La＝L2/cosθ2(其中，cosθ2≠0) (9)從中作為Δx，Δy可以計算出Δx＝La·cos(θL-θ2) (10)Δy＝La·sin(θL-θ2) (11)作為輸入坐標(biāo)，P(x，y)可以計算為x＝x2-Δx (12)y＝y(tǒng)2-Δy (13)在此，如圖12所示，例如當(dāng)從傳感器組件1L看后測的輸入點是完全被影子隱藏的、所謂的不是全食的狀態(tài)，即偏食狀態(tài)時，該輸入點成為Pa以及Pb，或者Pa’以及Pb’的某一組合。
因此，對于θL1、θL2、θR11、θR12、θR21、θR22的組合，進行相當(dāng)于上述那樣的2等分線交點的計算，分別計算Pa以及Pb，或者Pa’以及Pb’的坐標(biāo)，進行哪組是正確的輸入坐標(biāo)的判定。
該組合的判定可以使用另一方的受光單元的數(shù)據(jù)進行。
例如，如圖15所示，比較另一方受光單元的數(shù)據(jù)θL21以及θL22、采用θR11以及θR12的坐標(biāo)計算結(jié)果、在前面的受光單元中的坐標(biāo)計算結(jié)果。然后，根據(jù)其比較結(jié)果，從雙方的距離等中判定是和Pa重合，或者是和Pa’重合，可以進行Pa或者Pa’哪一方正確的判定。在此，如果采用Pa，則作為其組合，可以自動地采用Pb。
為了更正確的判定，可以使用在θR21、θR22中的坐標(biāo)計算結(jié)果，對Pb進行計算。
如果用傳感器組件1L(1R)檢測的2個遮光部分是局部被遮蔽“偏食”狀態(tài)，則檢測各自遮光范圍端部的角度，通過得到與在該交點中的2等分線相當(dāng)?shù)男畔?，可以特定多個輸入指示位置。
在此，即使假設(shè)使用了遮光范圍的端部信息，在所謂的“全食”狀態(tài)中，也不能特定被該影子遮蔽一側(cè)的指示用具的輸入位置。為了避免該“全食”狀態(tài)，對于輸入指示用具的大小，通過把各傳感器組件1L(1R)中的多個受光單元間的距離確定為最佳值，在任何光學(xué)系統(tǒng)中都可以設(shè)置成區(qū)域部分重合的“偏食”狀態(tài)。
因此，在本申請發(fā)明中，無論多個指示用具處于哪個區(qū)域，都可以設(shè)定傳感器組件1L(1R)中的受光單元的光學(xué)性配置，使得在被設(shè)置在傳感器組件1L(1R)中的2組受光單元內(nèi)至少一方的受光單元中，必須可以在“偏食”的狀態(tài)下，或者在2個遮光范圍分離的狀態(tài)下檢測。
實際的計算如下。
首先，如上所述，進行來自各個受光單元的光量分布數(shù)據(jù)的取得。
從得到的各光量分布數(shù)據(jù)中，使用閾值等計算遮光范圍的數(shù)。根據(jù)遮光范圍的數(shù)，在可以判定沒有輸入的情況，和對于1個位置進行了輸入(單一點輸入)的情況，至少對于2個位置進行輸入(多點輸入)的情況的同時，可以選擇在運算中使用的數(shù)據(jù)。
圖16是表示當(dāng)把傳感器組件1L內(nèi)2個受光單元設(shè)置為L1以及L2，把傳感器組件1R內(nèi)的2個受光單元設(shè)置為R1以及R2時，用各受光單元檢測的遮光范圍數(shù)的組合。遮光范圍數(shù)的組合在把最大輸入數(shù)設(shè)置為2，包含沒有輸入的情況有17種。
在受光單元L1、L2、R1、R2的全部中，當(dāng)輸入是“1”時，考慮了單一點輸入的情況，和2個點輸入接觸的情況，當(dāng)在本實施方式中，假設(shè)接觸也作為單一點輸入處理。但是，當(dāng)指示用具的輸入寬度等指示用具的形狀信息是已知時，可以根據(jù)該形狀信息，檢測2個輸入接觸的情況。
通過這樣計數(shù)遮光范圍的數(shù)，可以判定“無輸入”、“單一點輸入”、“多點輸入”的輸入狀態(tài)。在各傳感器組件中檢測的遮光范圍當(dāng)是只有一個的單一輸入點時，可以用使用了遮光范圍的端部信息的坐標(biāo)計算方法進行坐標(biāo)計算，或者，也可以計算以往那樣的遮光范圍的中央進行坐標(biāo)計算。
當(dāng)是多點輸入時，輸入可以各自獨立檢測的遮光范圍是2個的情況，和對于傳感器組件輸入位置的關(guān)系是“食”狀態(tài)那樣的1個的情況混合存在。
這種情況下，對于由哪個遮光范圍的組合進行坐標(biāo)計算由各個遮光范圍的數(shù)確定。
首先，在各遮光范圍數(shù)內(nèi)，選擇檢測2個位置的遮光范圍的受光單元，把來自選擇出的受光單元的檢測信號作為坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)。此時，當(dāng)用多個受光單元檢測2個位置的遮光范圍時，預(yù)先確定優(yōu)先位置，只要根據(jù)該優(yōu)先位置選擇受光單元即可。
以下，著眼于作為坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)被選擇出的受光單元的傳感器組件和相反一側(cè)的傳感器組件內(nèi)的受光單元的檢測信號，在其內(nèi)部，如果是檢測多個遮光范圍的受光單元，則把該受光單元的檢測信號作為坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)。當(dāng)未檢測多個遮光范圍時，首先根據(jù)優(yōu)先順序位，把檢測單數(shù)的遮光范圍的受光單元的檢測信號作為坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)。
此時，作為優(yōu)先度，例如如果選擇和作為坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)被選擇出的受光單元(例如，傳感器組件1L的L1)在同樣高度上的受光單元(例如，傳感器組件1R的R1)的數(shù)據(jù)，則因為不進行前面敘述的因高度不同的坐標(biāo)值補正的補正計算即可，所以可以那樣確定優(yōu)先度。
以下，把和作為坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)選擇出的受光單元的傳感器組件同樣的傳感器組件中的另一受光單元的檢測信號作為虛實判定數(shù)據(jù)。
這是因為如前面所述，當(dāng)有多個輸入時，除了真正輸入的坐標(biāo)(實際坐標(biāo))外，因為計算有檢測信號的組合產(chǎn)生的虛坐標(biāo)，所以可以在判定真坐標(biāo)是哪個中使用。
從圖16可知，用作為坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)選擇的受光單元檢測的遮光范圍的數(shù)必須是多個。但是，用作為坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)選擇的受光單元檢測出的遮光范圍的數(shù)有多個和單個的情況，同樣，用作為虛實判定數(shù)據(jù)選擇的受光單元檢測的遮光范圍的數(shù)也有是多個的情況和單個的情況。
然后，如果按照坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)、坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)、虛實判定數(shù)據(jù)的順序排列，則該檢測的遮光范圍數(shù)的組合可以分為組合1復(fù)，單，單，組合2復(fù)，復(fù)，單，組合3復(fù)，復(fù)，復(fù)3類。
在此，把與該3類對應(yīng)的輸入狀態(tài)的一例表示在圖17A～圖17C中。
在各個圖中用A表示的接線是坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)，B是坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)，C是虛實判定數(shù)據(jù)。
坐標(biāo)計算首先在坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)的一方的遮光范圍中進行，例如在圖17A中，對于坐標(biāo)計算數(shù)據(jù)A11以及A12，在坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)B11以及B12，以及虛實判定數(shù)據(jù)C11以及C12的組合中，用前面說明那樣的遮光范圍的端部信息進行坐標(biāo)計算。
此時，把用坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)B11以及B12計算出的坐標(biāo)值設(shè)置為P11以及P12，把用虛實判定數(shù)據(jù)C11以及C12計算出的坐標(biāo)值作為虛實判斷坐標(biāo)值設(shè)置P21以及P22。在此時，在計算出的4個坐標(biāo)值內(nèi)，至少2個坐標(biāo)值是大致相等的值，是表示指示用具的位置坐標(biāo)的值。
當(dāng)組合1是復(fù)，單，單時，單個信息的某個有可能包含“全食”狀態(tài)。全食狀態(tài)的坐標(biāo)值作為虛實判定數(shù)據(jù)，在接近傳感器組件一側(cè)的坐標(biāo)計算中使用，但在遠的一側(cè)的計算中不使用。這種情況下，通過置換作為坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值，和作為虛實判定數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值，可以計算兩方的坐標(biāo)。因此，首先進行該判定。
如圖17A所示，在全食狀態(tài)(或者，接近它時)中，B11以及B12的線表示大致相同輸入的遮光范圍的兩端。因此，作為在各自計算中的坐標(biāo)值大致相同或者接近的值，計算坐標(biāo)值P11以及P12。
另一方面，在不是全食狀態(tài)一側(cè)的坐標(biāo)值中，是各自不同的輸入的遮光范圍端部信息。因此，作為與全食狀態(tài)大不相同的值，計算坐標(biāo)值P21以及P22。
因此，計算從坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)和虛實判定數(shù)據(jù)中計算出的、各個坐標(biāo)值P11以及P12、P21以及P22各自的差，把差值大的一方判定為偏食狀態(tài)。用該判定結(jié)果進行坐標(biāo)值數(shù)據(jù)和判定坐標(biāo)值數(shù)據(jù)的置換。此時，也可以進行坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)和敘述判斷數(shù)據(jù)的置換。
對于組合2復(fù)，復(fù)，單，組合3復(fù)，復(fù)，復(fù)，如果是2點輸入，因為不能有全食狀態(tài)，所以上述處理不需要。但是，當(dāng)增加輸入點數(shù)時，需要進行同樣的判定。
以下，進行坐標(biāo)的虛實判定。該處理在計算全部組合坐標(biāo)后進行也可以，但通過在前面對一方的坐標(biāo)值進行虛實判定，不進行不需要的坐標(biāo)計算就可以謀求處理時間的縮短。
對于前面的P11、P12、P21、P22，以各個距離的遠近判斷哪個坐標(biāo)值是正確的值。
分別計算P11和P21以及P22、P12和P21以及P22的距離，從最近的組合中把P11或者P12之一作為真的坐標(biāo)值選擇。
根據(jù)虛實判定結(jié)果，如果真的坐標(biāo)值選擇為P11，則剩余的未計算的坐標(biāo)值因為是P14，所以計算該坐標(biāo)值。另一方面，如果根據(jù)虛實判定結(jié)果選擇P12為真的坐標(biāo)值，則進行P13的坐標(biāo)計算。
這樣一來，就可以對實際的輸入進行坐標(biāo)的判定(虛實判定)。
即使在圖17B、圖17C那樣時，也可以通過進行同樣處理進行坐標(biāo)計算。在坐標(biāo)計算時，當(dāng)1個傳感器組件的2個受光單元檢測的遮光范圍數(shù)分別是“復(fù)”，“復(fù)”時，從該遮光范圍的端部信息的兩端也可以計算坐標(biāo)，但只根據(jù)當(dāng)側(cè)的端部信息也可以計算。或者，計算以往那樣遮光范圍的中央，也可以用在坐標(biāo)計算中。
在此，作為傳感器組件內(nèi)的各受光單元檢測的遮光范圍數(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分配的例子，如果集中為在坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)、坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)、虛實判定數(shù)據(jù)中是分配給各個傳感器組件的哪個受光單元，另外，是否需要全食狀態(tài)的判定(全食判定(虛實判定))，則如圖18所示。
從圖18可知，在單一點輸入時使用L1、R1或者L2、R2的哪個組合計算都可以。
另外，當(dāng)各傳感器組件的2個受光單元的兩檢測信號都檢測多個遮光范圍時，把哪邊的檢測信號作為坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)都可以。
<坐標(biāo)值的連續(xù)性的判定>
如上所述，使用具有多個受光單元的傳感器組件，使用遮光范圍的端部信息，通過進行坐標(biāo)計算以及坐標(biāo)的虛實判定，可以確定多個輸入的坐標(biāo)值。
然后，對于得到的多個坐標(biāo)值，只在直接輸出坐標(biāo)值時，在接收一方的外部終端中，不區(qū)別2個坐標(biāo)值不會有兩者連接的現(xiàn)象。
因此，為了區(qū)別2個坐標(biāo)值，在坐標(biāo)值的輸出時附加表示坐標(biāo)連續(xù)性的識別符。
多個坐標(biāo)值其連續(xù)性通過在每次采樣時計算和前次坐標(biāo)值的差，可以應(yīng)用各自接近的值。
在最初檢測遮光范圍時，例如，在檢測出的順序上附加ID號碼(特征)。
如圖19所示，在得到2個坐標(biāo)值P1(X1n，Y1n)，P2(X2n，Y2n)時，如果前次采樣時的坐標(biāo)值是ID0X1n-1、Y1n-1、ID1X2n-1、Y2n-1，則P1、P2彼此計算對于各自的差，采用接近的一方，把P1設(shè)置為ID0，把P2設(shè)置為ID1。這樣進行坐標(biāo)值的連續(xù)性的判定，對于各個坐標(biāo)值，分配該ID輸出坐標(biāo)值。
然后，在外部端部一側(cè)，只要通過參照該ID，判定坐標(biāo)值的連續(xù)性，進行以線聯(lián)結(jié)等的描繪處理即可。
<筆信號的檢測>
作為指示用具，例如通過使用在前端設(shè)置有開關(guān)等的信號發(fā)生單元的筆，不會發(fā)生在文字輸入等中的“拖尾”的問題，可以平滑地輸入。
在此，所謂“拖尾”是指例如雖然輸入了『あ』這一文字，但在點擊坐標(biāo)輸入畫面的前/后，顯示多余的軌跡，得到和操作者想要的軌跡不同的顯示的現(xiàn)象。
從坐標(biāo)輸入裝置輸出到外部終端的信息如上所述，不僅是坐標(biāo)值，還有從指示用具得到的開關(guān)信息(例如，相當(dāng)于鼠標(biāo)的左鍵信息那樣的升降信息S0，和相當(dāng)于鼠標(biāo)右鍵的側(cè)面開關(guān)信息S1)，和表示上述那樣的坐標(biāo)的連續(xù)性的識別符ID等。此外還有指示用具固有的筆ID信息等。
作為開關(guān)信息的輸出方法，可以使用聲波和電波，或者使用光。
圖1的筆信息接收單元接收來自指示用具的信號，判定該信號是哪個坐標(biāo)值的信號，作為發(fā)送坐標(biāo)值時的筆升降信號和鼠標(biāo)的鍵信號使用。
來自指示用具的信息對坐標(biāo)值的分配例如在使用光時，對于坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3，設(shè)置多個筆信號接收單元，得到來自各自不同區(qū)域的信號。
通過這樣構(gòu)成，當(dāng)?shù)玫蕉鄠€指示用具的坐標(biāo)值時，判定在不同的區(qū)域的哪里相當(dāng)于該坐標(biāo)值，把在該區(qū)域得到的信號的信息(開關(guān)信號，指示用具的筆ID信息)和該坐標(biāo)值關(guān)聯(lián)起來。然后，把這些開關(guān)信息和指示用具固有的筆ID信息，表示坐標(biāo)值的連續(xù)性的ID信息等作為附帶信息，附加在坐標(biāo)值上輸出到外部終端。
在此，圖20是輸出這樣的附帶信息和坐標(biāo)值時的格式的例子。
在圖20中，在byte0上作為附帶信息，附加開關(guān)信息以及筆ID信息，以后，從byte1到byte4分別存儲作為指示用具的指示位置的坐標(biāo)(x，y)的坐標(biāo)值，輸出到外部終端。在外部終端一側(cè)通過解析接收到的該數(shù)據(jù)，控制軌跡的描繪和菜單操作的執(zhí)行。
<坐標(biāo)計算處理流程的說明>
圖21是表示本發(fā)明實施方式的坐標(biāo)輸入裝置執(zhí)行的坐標(biāo)計算處理的流程圖。
在圖21中，表示從傳感器組件的數(shù)據(jù)取得到坐標(biāo)計算的順序。
如果投入電源，則在步驟S101中，進行控制·計算組件2的端口設(shè)定、與定時器設(shè)定等的坐標(biāo)輸入裝置有關(guān)的各種初始化設(shè)定。此后，從非易失性存儲器等分別讀出基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和補正用的常數(shù)等的初始數(shù)據(jù)，存儲在控制·計算組件2的存儲132中。
另外，在每個傳感器組件中，把如圖6所示的沒有照明時的光量分布數(shù)據(jù)81，和沒有初始輸入時的光量分布數(shù)據(jù)82作為初始數(shù)據(jù)取得，存儲在存儲器132中。
至此的處理是電源接通時的初始設(shè)定動作。該初始設(shè)定動作的構(gòu)成當(dāng)然可以是根據(jù)操作者的意圖由被構(gòu)成在坐標(biāo)輸入裝置中的復(fù)位開關(guān)等動作，經(jīng)由該初始設(shè)定動作，轉(zhuǎn)移到通常的指示用具的坐標(biāo)輸入動作狀態(tài)。
在步驟S102中，初始化(清機)表示坐標(biāo)輸入是否連續(xù)進行的特征。在步驟S103中，點亮各傳感器組件的投光單元，用受光單元取得光量分布數(shù)據(jù)。
取得的光量分布數(shù)據(jù)對前面的初始數(shù)據(jù)計算差以及比，在步驟S104中，例如用是否超過閾值的判定等，指示遮光范圍的檢測。
在步驟S105中，根據(jù)遮光范圍的檢測結(jié)果，判定有無指示用具的輸入。當(dāng)沒有輸入的情況下(步驟S105中NO)，返回步驟S102。另一方面，當(dāng)有輸入的情況下(步驟S105中YES)，進入步驟S106。
在步驟S106中，根據(jù)遮光范圍的檢測結(jié)果，檢測傳感器組件的每個受光單元的遮光范圍的數(shù)。在步驟S107中，根據(jù)遮光范圍數(shù)的檢測結(jié)果，判定指示用具的輸入是否是多點輸入。當(dāng)不是多點輸入的情況下(步驟S107中NO)，即，當(dāng)是當(dāng)點輸入時，進入步驟S108，執(zhí)行在單點輸入中的坐標(biāo)計算。此時的坐標(biāo)計算可以使用遮光范圍的端部信息計算，也可以使用遮光范圍的中央。
另一方面，當(dāng)是多點輸入的情況下(步驟S107中YES)，進入步驟S109，根據(jù)該遮光范圍的數(shù)，如圖18所示，分別確定坐標(biāo)計算第1數(shù)據(jù)、坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)，以及虛實判定數(shù)據(jù)。然后，把這些數(shù)據(jù)存儲在存儲器132中。
如果確定了各數(shù)據(jù)，則在步驟S110中，計算各個遮光范圍的端部數(shù)據(jù)，從其端部數(shù)據(jù)中計算一方的坐標(biāo)值以及判定坐標(biāo)值。此時，當(dāng)坐標(biāo)計算第2數(shù)據(jù)和判定數(shù)據(jù)是單一數(shù)據(jù)時，因為某一邊的數(shù)據(jù)有可能是“全食”狀態(tài)，所以從各坐標(biāo)值間的距離進行該判斷。
在步驟S111中，根據(jù)判定結(jié)果，判定數(shù)據(jù)(坐標(biāo)值)的是否需要替換。當(dāng)需要數(shù)據(jù)替換的情況下(步驟S111中YES)，進入步驟S112，執(zhí)行坐標(biāo)值的替換。另一方面，當(dāng)不需要數(shù)據(jù)替換的情況下(步驟S111中NO)，進入步驟S113。
當(dāng)遮光范圍(輸入點)是多個時，在此計算的坐標(biāo)值是計算實際輸入的實點和虛點。因此，在步驟S113中，根據(jù)坐標(biāo)值和判定坐標(biāo)值執(zhí)行坐標(biāo)值的虛實判定。
根據(jù)虛實判定如果判定為實坐標(biāo)，則在步驟S114中，計算與之對應(yīng)一側(cè)的剩余的坐標(biāo)值。如果坐標(biāo)值確定，則在步驟S115中，判定連續(xù)輸入的有無。而且，該判定根據(jù)表示連續(xù)輸入有無的特征執(zhí)行。
當(dāng)沒有連續(xù)輸入的情況下(步驟S115中是NO)，進入步驟S117。另一方面，當(dāng)有連續(xù)輸入的情況下(步驟S115中YES)，進入步驟S116。
在步驟S116中，根據(jù)和此前被存儲的坐標(biāo)值(前次的坐標(biāo)值等)的差等執(zhí)行連續(xù)性判定。
如果進行了連續(xù)性判定，則在步驟S117中，設(shè)置連續(xù)輸入特征，另外，為了下一連續(xù)星判定把此次的坐標(biāo)值存儲在存儲器132中。
以下，在步驟S118中，把ID等的附帶信息附加在坐標(biāo)值上。特別是在判定為連續(xù)的坐標(biāo)值中附加和前次系統(tǒng)的ID，對于新檢測出的坐標(biāo)值，附加未使用的ID。另外，當(dāng)有開關(guān)信息等時，還附加該信息。
這樣，在步驟S119中把具有附帶信息的坐標(biāo)值輸出到外部終端。其后，直至電源關(guān)閉前重復(fù)數(shù)據(jù)取得的循環(huán)。
如上所述，判定用指示用具進行的坐標(biāo)輸入動作的有無容易進行。而且，在進行采用1個指示用具的坐標(biāo)輸入動作的狀態(tài)中，例如使用把坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3的全部區(qū)域作為有效視野的受光單元，還可以容易導(dǎo)出其位置坐標(biāo)。
而且，在上述實施方式中的、在使用遮光范圍的端部信息的坐標(biāo)計算中，可以計算在多個指示用具局部重疊的狀態(tài)下的坐標(biāo)值。因此，雖然遵循系統(tǒng)的規(guī)范，但如果是可以實現(xiàn)在受光單元中使用遮光范圍的端部信息的坐標(biāo)計算的構(gòu)成，則不必須在1個傳感器組件中設(shè)置多個受光單元。
另外，在上述實施方式中的構(gòu)成是，投光到遞歸反射單元4，檢測遮蔽該反射光的遮光范圍，但遞歸反射單元不是必須的、即使是在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域周圍連續(xù)的發(fā)光單元，也可以同樣適用本申請發(fā)明。
或者，即使是指示用具自身發(fā)光的指示用具，只要是在指示用具的粗的方向上均勻發(fā)光的構(gòu)成，則可以同樣使用本申請發(fā)明。
另外，在上述實施方式中，以遮光方式的坐標(biāo)輸入裝置為例子說明，但即使在遮光方式以外的坐標(biāo)輸入方式中，也可以同樣適用本申請發(fā)明。
例如，在從傳感器組件位置用聲波發(fā)生單元向坐標(biāo)輸入有效區(qū)域的輸入面方向發(fā)生超聲波，當(dāng)指示用具存在時，特定該指示用具遮蔽或者反射超聲波的遮蔽范圍的坐標(biāo)輸入方式中，通過把在上述實施方式中說明的與遮光范圍有關(guān)的處理適用在該遮光范圍中，和本申請發(fā)明一樣，可以計算多個指示用具的位置坐標(biāo)。
當(dāng)然，此外也是如果可以檢測與遮光范圍和遮蔽范圍相當(dāng)?shù)姆秶畔⒌淖鴺?biāo)輸入方式，則可以適用本申請發(fā)明。
換句話說，在從發(fā)生光和超聲波那樣的振動波的振動發(fā)生源向坐標(biāo)輸入有效區(qū)域的輸入面方向發(fā)射振動波的狀態(tài)中，當(dāng)在該振動發(fā)生源和振動檢測單元之間遮蔽振動傳播的遮蔽物(指示用具)時，如果是可以特定該遮蔽物遮蔽振動波的遮蔽范圍的構(gòu)成的坐標(biāo)輸入裝置，則可以適用本申請發(fā)明。
另外，如果例如用大畫面的顯示裝置構(gòu)成坐標(biāo)輸入裝置的坐標(biāo)輸入有效區(qū)域3，設(shè)置成把指示用具的坐標(biāo)值顯示在顯示畫面上的構(gòu)成，則是可以構(gòu)成應(yīng)用到多人可以同時輸入的電子白板。
如上所述，如果采用本實施方式，則即使用多個指示用具同時輸入多個坐標(biāo)時，也可以各自以高精度檢測多個指示用具的位置。
具體地說，不僅如以往那樣在2個遮光范圍分離的情況，而且即使在偏食這種檢測從指示用具得到的遮光范圍的遮光重疊時，也可以不使精度劣化地計算坐標(biāo)。
在本實施方式中，因為即使在發(fā)生該遮光重疊的情況下也可以計算坐標(biāo)，所以不需要如以往那樣，考慮產(chǎn)生遮光重疊的現(xiàn)象，除了通常的第1以及第2受光單元外，構(gòu)成第3受光單元。據(jù)此，可以縮短配置在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的第1以及第2受光單元之間的距離，可以實現(xiàn)裝置的小型化。
另外，因為不需要第3受光單元，所以不會引起因以往那樣的坐標(biāo)的不連續(xù)性，和具有受光單元的傳感器組件的組合引起的坐標(biāo)計算上的誤差擴大的發(fā)生，從而可以實現(xiàn)高精度的坐標(biāo)計算。
另外，如以往的遮光方式的坐標(biāo)輸入裝置那樣，在即使不使用從指示用具得到的遮光范圍兩端的信息，特別是在指示用具的形狀信息是已知時，也可以只用遮光范圍的至少一方的端部信息進行坐標(biāo)計算。據(jù)此，在用多個指示單元同時輸入時可以高精度輸入的范圍寬，可以提高操作性。
另外，在聯(lián)結(jié)用端部信息表示的指示用具的位置和傳感器組件的各受光單元的基準(zhǔn)位置的線段(接線)的組合中，把用該線段彼此的交點規(guī)定的角度的2等分線的交點，作為指示用具的指示位置坐標(biāo)計算。特別是該2等分線的交點因為相當(dāng)于與指示用具的坐標(biāo)輸入有效區(qū)域的坐標(biāo)輸入面相對的面中心(重心)的位置，所以可以計算更高精度的坐標(biāo)。
另外，根據(jù)傳感器組件檢測的遮光范圍的數(shù)，確定坐標(biāo)計算中使用的遮光范圍的端部信息的組合。該端部信息的組合的確定通過考慮同時輸入多個坐標(biāo)時的輸入狀況和輸入位置，可以實現(xiàn)操作性好的坐標(biāo)輸入。
另外，當(dāng)計算多個輸入坐標(biāo)候補時，因為根據(jù)該輸入坐標(biāo)候補的坐標(biāo)值，進行坐標(biāo)值的虛實判定，所以即使在同時輸入了多個坐標(biāo)的情況下也可以計算正確的坐標(biāo)。
另外，當(dāng)用多個指示用具進行輸入時，判定在多個指示用具的檢測信息中是否發(fā)生重疊(食狀態(tài))，因為根據(jù)該判定結(jié)果，控制坐標(biāo)計算，所以可以計算更高精度的坐標(biāo)。
另外，在坐標(biāo)輸入有效區(qū)域上構(gòu)成多個光量分布檢測單元，特定用該各光量分布檢測單元檢測的光量分布的光量變化范圍(遮光范圍)，在該特定的變化范圍的端部信息內(nèi)，用在不同光量分布檢測單元中的一方的端部信息和另一方的端部信息的組，計算對坐標(biāo)輸入有效區(qū)域的輸入坐標(biāo)。據(jù)此，特別是在同時由多個指示用具進行輸入動作時，也可以消除因多個指示用具的輸入動作引起的問題，可以實現(xiàn)更高精度的坐標(biāo)輸入裝置。
另外，通過把坐標(biāo)輸入有效區(qū)域和顯示裝置組合一體化，可以實現(xiàn)方便性高的信息輸入輸出裝置。
本發(fā)明可以應(yīng)用于多個裝置組成的一個系統(tǒng)或由單個裝置組成的儀器。
而且，本發(fā)明可以通過提供一個軟件程序來執(zhí)行，直接或間接地在一個系統(tǒng)或儀器上實施上述具體功能，用系統(tǒng)或儀器的計算機讀寫所提供程序的代碼，然后執(zhí)行程序的代碼。在此情況下，只要系統(tǒng)或儀器具有程序的功能，實施的方式不必依賴程序。
因此，由于本發(fā)明的功能是由計算機實施的，計算機中裝入的程序代碼也執(zhí)行本發(fā)明。也就是說，本發(fā)明要求的權(quán)利還包括用于執(zhí)行本發(fā)明功能的計算機程序。
在這種情況下，只要系統(tǒng)或儀器具有程序的功能，軟件可以以任何方式執(zhí)行，例如結(jié)果代碼、由解釋程序執(zhí)行的程序，或向一個操作系統(tǒng)提供的臨時數(shù)據(jù)。
可以用于提供程序的存儲媒體包括軟盤、硬盤、光盤、磁力光纖盤、光盤驅(qū)動器、光盤刻錄機、磁帶、非易失性的存儲卡、只讀存儲器、和DVD(DVD-ROM和DVD-R)。
對于提供程序的方法，客戶的計算機可以通過瀏覽器連接到因特網(wǎng)上的一個網(wǎng)站，本發(fā)明的程序或一個可自動安裝的壓力文件可以下載到諸如硬盤的存儲媒體中。而且，本發(fā)明的程序可以通過把組成軟件的代碼分割為多個文件并從不同網(wǎng)站上下載的方法提供。也就是說，通過萬維網(wǎng)服務(wù)器將執(zhí)行本發(fā)明功能的程序文件下載給多個用戶也屬于本發(fā)明要求的權(quán)利的一部分。
也可以將本發(fā)明的程序加密并儲存在諸如光盤的存儲媒體中，將存儲媒體散發(fā)給使用者，允許滿足條件的使用者通過因特網(wǎng)的一個網(wǎng)站下載加密鑰匙的信息，并允許這些使用者用密匙對軟件進行解密，然后程序可以安裝在使用者的計算機上。
除了依據(jù)具體裝置的上述功能可以通過計算機讀取程序來執(zhí)行的情況以外，計算機上運行的一個操作系統(tǒng)或相似系統(tǒng)可以執(zhí)行所有或一部分實時處理，所以上述具體裝置的功能可以通過這種處理來執(zhí)行。
而且，在從存儲媒體中讀取的程序?qū)懭氩迦胗嬎銠C的功能擴展卡中或與計算機連接的功能擴展單位提供的內(nèi)存中后，一個中央處理器或裝在功能擴展卡或功能擴展單位上的類似處理器執(zhí)行所有或一部分實施處理，因此上述具體裝置的功能可以通過這種處理來執(zhí)行。
由于本發(fā)明在不偏離基實質(zhì)和范圍的情況下可以有許多明顯不同的具體實施例，所以應(yīng)當(dāng)理解為本發(fā)明不僅限于具體的設(shè)備或?qū)嵤├诓幻撾x本發(fā)明精神的前提下，各種修改和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種坐標(biāo)輸入裝置，檢測坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的指示位置，其特征在于，包括檢測有無對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的指示用具的檢測裝置；相對在上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上沒有指示時的初始狀態(tài)下的上述檢測裝置的初始檢測信號分布，特定通過對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的指示用具的指示動作而發(fā)生的信號變化范圍的特定裝置；檢測用上述特定裝置特定的信號變化范圍的端部信息的端部信息檢測裝置；和使用以上述端部信息檢測裝置檢測的多個端部信息中的至少1個，來計算上述指示用具的指示位置的坐標(biāo)的計算裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)輸入裝置，其特征在于多個上述檢測裝置被配置在上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的不同位置上，上述計算裝置把用線段彼此的交點規(guī)定的角度的2等分線的交點作為上述指示用具的指示位置的坐標(biāo)來進行計算，其中，上述線段連結(jié)由分別相對上述多個檢測裝置的端部信息所特定的坐標(biāo)和對應(yīng)的檢測裝置的基準(zhǔn)位置。
3.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)輸入裝置，其特征在于上述計算裝置根據(jù)用上述特定裝置特定的信號變化范圍的數(shù)值，在用上述端部信息檢測裝置檢測出的上述多個端部信息內(nèi)，確定坐標(biāo)計算中使用的端部信息的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)輸入裝置，其特征在于，還包括當(dāng)在上述計算裝置中作為坐標(biāo)候補計算多個坐標(biāo)時，從上述坐標(biāo)候補中判定與上述指示用具的指示位置對應(yīng)的坐標(biāo)的判定裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)輸入裝置，其特征在于多個上述檢測裝置被配置在上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的不同位置上，上述計算裝置根據(jù)按上述各檢測裝置得到的、由上述特定裝置所特定的信號變化范圍的數(shù)值，來判定有多個指示用具的指示動作，并且對上述多個指示用具的信號變化范圍重疊的程度。
6.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)輸入裝置，其特征在于上述檢測裝置根據(jù)在該檢測裝置和發(fā)光源之間遮蔽或反射光的遮蔽物存在時的遮蔽范圍的有無，來檢測有無對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的指示。
7.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)輸入裝置，其特征在于上述檢測裝置根據(jù)在該檢測裝置和振動發(fā)生源之間遮蔽振動傳播的遮蔽物存在時的遮蔽范圍的有無，來檢測有無對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的指示。
8.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)輸入裝置，其特征在于上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域被配置在顯示裝置的顯示面上，或者被重疊配置在上述顯示裝置的顯示面上。
9.一種顯示裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1-8中任意1項所述的坐標(biāo)輸入裝置，其構(gòu)成為在該顯示裝置的顯示面上重疊配置有上述坐標(biāo)輸入裝置。
10.一種坐標(biāo)輸入裝置的控制方法，是具備檢測有無對坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的指示用具的檢測單元，并檢測坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上的指示位置的坐標(biāo)輸入裝置的控制方法，其特征在于，包括相對在上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上沒有指示時的初始狀態(tài)下的上述檢測單元的初始檢測信號分布，特定通過對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的指示用具的指示動作而產(chǎn)生的信號變動范圍的特定步驟；檢測用上述特定步驟特定的信號變化范圍的端部信息的端部信息檢測步驟；和使用在上述端部信息檢測步驟中檢測的多個端部信息中的至少1個來計算上述指示用具的指示位置的坐標(biāo)的計算步驟。
全文摘要
一種坐標(biāo)輸入裝置，相對在上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域上沒有指示時的初始狀態(tài)下的檢測單元的初始檢測信號分布，特定通過對上述坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域的指示用具的指示動作而產(chǎn)生的信號變動范圍。用檢測的多個端部信息中的至少1個來計算指示用具的指示位置的坐標(biāo)。
文檔編號G06F3/033GK1667566SQ20051005443
公開日2005年9月14日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者田中淳, 吉村雄一郎, 小林克行, 小林究, 佐藤肇, 長谷川勝英 申請人:佳能株式會社