JP2000222111A

JP2000222111A - 座標入力装置および電子黒板システム

Info

Publication number: JP2000222111A
Application number: JP2238299A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Takegawa; 賢一竹川; Tsutomu Ogasawara; 務小笠原; Takahiro Ito; 貴弘伊藤
Original assignee: Ricoh Elemex Corp
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】受光部や光源をより高い精度で取付可能で、
しかも取付角度のずれを正確に算出し、このずれをより
簡易に補正することにより書き込まれた内容を正確に読
み込むことができるようにすること。【解決手段】入力領域を規定するパネル１００と、入
力領域の略全域に光束を出射すると共に、反射部材２で
反射された光束を検出する一体的な光学ユニット２０，
３０と、光学ユニット２０，３０での検出結果に基づい
て、ペン先などの有無を検知すると共に、この位置座標
を演算によって検出する制御装置１０とを有するように
座標入力装置を構成する。また、このような座標入力装
置を用いて電子黒板システムを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手動で指定された
位置を座標として入力する座標入力装置および、このよ
うな座標入力装置を用いた電子黒板システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、書き込み面に手書きで書き込んだ
情報をリアルタイムで入力できる、いわゆる電子黒板シ
ステムと呼ばれる構成がある。このような電子黒板シス
テムには、ホワイトボードなどの表示面と接触するペン
などの位置を座標として検出し、この座標を順次入力す
る座標入力装置を備えたものがある。

【０００３】座標入力装置の座標を検出する方法には、
座標入力領域に設けられた面（書き込み面）の全域に光
を照射し、この反射光を検出することによって書き込み
面上のペンの位置を検出するものがある。このような位
置検出の例を記載したものとして、特開平９−９１０９
４公報が挙げられる。この特開平９−９１０９４公報に
は、駆動装置によって光源を駆動して、書き込み面の全
面に照射されるように光を走査する構成が記載されてい
る。

【０００４】また、このような装置から駆動装置を除
き、さらに構成を簡易化したものとして、光源から出射
された光をレンズなどによって扇状に広げ、書き込み面
の全域に行きわたらせるようにしたものもある。図１１
は、このような方法の検出原理を簡単に説明する図であ
る。図示した構成は、書き込み面としてのパネル１００
と、パネル１００の三方に設けられた反射部材２と、パ
ネル１００の図中、右下の角部に設けられた光源Ｒおよ
び図中、左下の角部に設けられた光源Ｌとを有してい
る。なお、パネル１００上の点Ｐ（ｘ_P，ｙ_P）は、パネ
ル１００上にあるペンの先の位置を示すものである。

【０００５】図示した構成では、光源Ｒ、光源Ｌから出
射された光が、いずれも光源Ｒ、光源Ｌの前面に置かれ
たレンズ（図示せず）によって広げられ、それぞれ、中
心角が９０度の扇形状を持った光束（扇形状光束）とな
る。このような扇形状光束は、パネル１００の縁部で反
射部材２によって反射される。この反射部材２は、扇形
状光束が出射時の光軸と同一の光軸を通って反射される
ように設計されている。このため、反射された扇形状光
束は、出射時の光軸と同一の光軸を通って再び光源Ｒ、
光源Ｌの方向に向かい、例えば、この光軸上に設けられ
たミラー（図示せず）などによってそれぞれ受光部（図
示せず）に送られて検出される。

【０００６】以上のような構成において、パネル１００
上の点Ｐの位置にペン先があった場合、扇形状光束のう
ちの点Ｐを通る光は、ペン先によって反射され、反射部
材２に達することができない（本明細書中では、このよ
うな状態を、ペン先によって光が遮蔽されたというもの
とする）。このため、扇形状光束のうちの点Ｐを通る光
の反射光だけが、受光部に検出されないことになる。こ
のとき、例えば、受光部としてＣＣＤラインセンサを用
いれば、反射光全体から受光されなかった光の光軸を識
別することができる。

【０００７】このとき、反射光と出射光の光軸が等し
く、点Ｐは検出されなかった光の光軸上にあることにな
るから、検出されなかった反射光の光軸から点Ｐを通る
出射光の出射角度が分かる。したがって、２つの受光部
の受光結果から、出射角度θ_L、θ_Rを求め、この出射角
度から光軸ａ_L、光軸ａ_Rが求められる。さらに点Ｐの座
標（ｘ_P，ｙ_P）は、この光軸ａ_L、光軸ａ_Rの交点として
算出される。

【０００８】具体的には、点Ｐの座標（ｘ_P，ｙ_P）は、
以下のようにして求められる。すなわち、ｘ_P＝（ｔａｎθ_R・Ｗ）／（ｔａｎθ_R＋ｔａｎθ_L） …（１）ｙ_P＝（ｔａｎθ_R・ｔａｎθ_L・Ｗ）／（ｔａｎθ_R＋ｔａｎθ_L）＝ｘ_P・ｔａｎθ_L …（２）Ｗ：光源Ｒ、光源Ｌの各中心点間の距離以上述べた方法により、このような座標入力装置では、
パネル１００上を移動するペン先の座標を順次読み込ん
でいくことによってペン先の軌跡を読み込み、パネル１
００に書き込まれた内容を自動的に記録することができ
る。

【０００９】

【発明の属する技術分野】しかしながら、以上述べた方
法によって求められた出射角度θ_R、θ_Lは、光源Ｒ、光
源Ｌを取り付けた際のパネル１００に対する角度（取付
角度）に依存して変化する値である。このため、出射角
度θ_R、θ_Lに基づいて算出された点Ｐの座標（ｘ_P，
ｙ_P）も取付角度に応じて変化することになる。このた
め、取付角度が不適切であると正確なペン先の位置が読
み込めなくなり、ひいては、書き込まれた内容が正確に
記録できないという虞がある。

【００１０】ここで、出射角度を求める際の、具体的な
演算処理を説明する。図１２は、出射角度を求める際
の、出射角度θ_L、光源Ｌ、光源Ｌの取付角度β_Lの関係
を図示したものである。なお、図１２では、光源Ｌの側
についてのみ説明するが、光源Ｒ側についても同様にし
て光源Ｒの取付角度β_Rが求められる。

【００１１】図１２中、二点鎖線で示した軸ａ_sは、光
源Ｌから出射される光の中心を通る光軸である。ここで
は、軸ａ_s光軸とする光が中心点ｏに位置する素子に受
光されるよう、受光部であるＣＣＤラインセンサｃを設
定する。そして、パネル１００下端の縁部と平行な軸
（図中、０軸と記す）と、軸ａ_sとのなす角度を取付角
度β_Lとする。また、光源ＬからＣＣＤラインセンサｃ
の中心点ａまでの距離をｔとし、さらに、ペン先などの
遮蔽物を検出したＣＣＤ素子から中心点ｏまでの距離を
ａとする。

【００１２】出射角度θ_Lを求める際、図１２に示した
例では、先ず、取付角度β_Lと出射角度θ_Lとの差をとっ
た角度をα_Lとおき、この角度α_Lを以下の式から求め
る。ｔａｎα_L＝ａ／ｔ …（４）次に、求められた角度α_Lから、出射角度を以下の式に
よって求める。 θ_L＝β_L−α_L …（５）以上のことから、実際の光源ＬおよびＣＣＤラインセン
サｃの取付角度が式（５）で使用される取付角度β_Lと
ずれていた場合、θ_Lの値が不正確になり、θ_Lに基づい
て算出される座標Ｐ（ｘ_P，ｙ_P）も不正確なものとなる
ことが明らかである。

【００１３】取付角度のずれによって遮蔽物の位置が不
正確になることを防ぐためには、ＣＣＤラインセンサと
いった受光部や光源の取付精度を機械的に高める、ある
いは取付後の調整精度を高めることが必要である。しか
しながら、このような技術の多くは熟練したエンジニア
の感や経験を必要とするものであり、量産される製品に
適用することは一般的に不向きであるとされている。

【００１４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、受光部や光源をより高い精度で取付可能な座標
入力装置、および、この座標入力装置を用いた電子黒板
システムを提供することを第１の目的とする。また、本
発明は、取付角度のずれを正確に算出し、このずれをよ
り簡易に補正して書き込まれた内容を正確に読み込むこ
とができる座標入力装置、および、この座標入力装置を
用いた電子黒板システムを提供することを第２の目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、以下の手
段によって解決される。すなわち、請求項１記載の発明
は、所定の領域である入力領域を規定する領域規定部材
と、前記入力領域の略全域に光束を出射する光出射手段
と前記光出射手段から出射された光束を反射する反射部
材と、前記反射部材によって反射された光束を検出する
光検出手段と、前記光検出手段の検出結果に基づいて、
光束を遮蔽する遮蔽物の有無を検知すると共に、前記所
定の領域における遮蔽物の位置座標を演算によって検出
する位置座標検出手段とを有してなり、前記光出射手段
と前記光検出手段とは、一体的なユニットである光学ユ
ニットとして構成され、前記光学ユニットとして前記領
域規定部材に着脱されることを特徴とするものである。

【００１６】このように構成することにより、光出射手
段、光検出手段を領域規定部材に着脱しても、光出射手
段と光検出手段との位置関係を常に一定に保つことがで
きる。

【００１７】請求項２記載の発明は、前記光学ユニット
が、前記光出射手段から出射された後、出射時の光路と
同一の光路を経て反射されてきた反射光を前記光検出手
段に導くミラー部と、出射光あるいは反射光を必要に応
じて拡散、集束するレンズ部とをさらに有することを特
徴とするものである。

【００１８】このように構成することにより、光出射手
段、光検出手段を領域規定部材に着脱しても、光出射手
段と光検出手段との位置関係を常に一定に保つことがで
きる上、出射および検出の状態をも常に一定に保つこと
ができる。

【００１９】請求項３記載の発明は、前記光学ユニット
に光学ユニット側位置合わせマークを設ける一方、前記
領域規定部材には、前記光学ユニット側位置合わせマー
クに対応する領域規定部材側位置合わせマークを設ける
ことを特徴とするものである。

【００２０】このように構成することにより、光学ユニ
ットと領域規定部材との位置合わせ精度を比較的簡易に
高めることができる。

【００２１】請求項４記載の発明は、前記光学ユニット
を前記領域規定部材に取り付けた際、前記光学ユニット
の前記領域規定部材に対する角度である取付角度を測定
する取付角度測定手段をさらに有することを特徴とする
ものである。

【００２２】このように構成することにより、光学ユニ
ットの取付角度にずれが生じたことを即座に、しかも定
量的に認識することができる。

【００２３】請求項５記載の発明は、前記取付角度測定
手段が、前記領域規定部材に設けられる光学ユニット取
付角度検出用マークと、前記光学ユニット取付角度検出
用マークを読み取る読取素子とを有すると共に、前記位
置座標検出手段は、前記読取素子によって読み取られた
光学ユニット取付角度と、前記光学ユニットが本来取り
付けられるべき取付角度との差分に基づいて、遮蔽物の
位置座標を検出する演算に用いる式を補正することを特
徴とするものである。

【００２４】このように構成することにより、光学ユニ
ットの取付角度にずれが生じたことを即座に、しかも定
量的に認識し、このずれ量に対応して遮蔽物の位置座標
を検出することができる。

【００２５】請求項６記載の発明は、前記取付角度測定
手段が、前記領域規定部材に備えられ、前記光学ユニッ
トの取付角度を目視によって読み取り可能な光学ユニッ
ト取付角度目視検出部と、目視によって読み取られた前
記光学ユニットの取付角度を前記位置座標検出手段に入
力する取付角度入力手段とを有すると共に、前記位置座
標検出手段は、前記取付角度入力手段から入力された光
学ユニット取付角度と、前記光学ユニットが本来取り付
けられるべき取付角度との差分に基づいて、遮蔽物の位
置座標を検出する演算に用いる式を補正することを特徴
とするものである。

【００２６】このように構成することにより、光学ユニ
ットの取付角度にずれが生じたことを目視によって認識
し、このずれに対応して遮蔽物の位置座標を検出するこ
とができる。

【００２７】請求項７記載の発明は、前記読取素子は、
前記光検出手段と共用される構成であることを特徴とす
るものである。

【００２８】このように構成することにより、部品点数
の増加を抑え、構成を簡易なものにすることができる。

【００２９】請求項８記載の発明は、文字および画像を
表示するための表示装置と、前記表示装置の前面に設け
られる座標入力装置とを少なくとも備える電子黒板シス
テムであって、前記座標入力装置は、前記請求項１〜７
に記載のいずれか一つに記載の座標入力装置であること
を特徴とするものである。

【００３０】このように構成することにより、前記請求
項１〜７に記載のいずれか一つに記載の座標入力装置
を、電子黒板システムに適用することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態１ない
し３について説明する。（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態の座標入
力装置を説明するためのブロック図であり、実施の形態
１および２で共通のものである。図示した構成は、手書
きによって文字あるいは画像が入力される入力部５０
と、入力部５０に入力された文字などの検出に関する処
理などを制御する制御装置１０とを有している。なお、
本発明の実施の形態では、制御装置１０にパーソナルコ
ンピュータ（以下、パソコンと略記する）５を接続し、
このパソコン５から制御装置１０を操作するようになっ
ている。このため、実施の形態中では、制御装置１０と
パソコン５とをあわせて制御部５５とするものとする。

【００３２】入力部５０は、入力領域を規定するパネル
などのパネル１００と、パネル１００に向けて光を出射
する光学ユニット２０および光学ユニット３０とを有し
ている。パネル１００の三方には枠体１が設けられてい
て、枠体１の内周面（パネル側の面）には、光学ユニッ
ト２０、光学ユニット３０から出射された光を反射す
る、例えば、反射テープなどの反射部材２が取り付けら
れており、光学ユニット２０、光学ユニット３０から出
射された光を、出射時の光軸と同一の光軸を通して反射
するようになっている。

【００３３】なお、光学ユニット２０、光学ユニット３
０とは、パネル１００の略全域に光束を出射する光源２
１（図２）と、光源から出射された光の反射光を検出す
る光検出手段であるＣＣＤラインセンサ２９（図２）と
を一体化したものである。このような光学ユニット２
０、光学ユニット３０の構成については、後述するもの
とする。

【００３４】一方、制御部５５は、制御装置１０と、制
御装置１０と接続されて制御装置１０に指示を入力する
操作部としても機能する、パソコン５と、制御装置１０
からパソコン５へ信号を出力するインターフェイス部３
とを有している。さらに制御装置１０は、ＣＰＵ１２
と、記憶部１４とを有している。

【００３５】このうち、ＣＰＵ１２は、光学ユニット２
０、光学ユニット３０に備えられたＣＣＤラインセンサ
２９が出力する信号を入力し、この信号に基づいてペン
先などの遮蔽物の位置を演算によって求めるものであ
る。また、記憶部１４は、ＣＰＵ１２で行われる演算に
必要なデータを記憶するＲＯＭ１４ａと、ＣＰＵ１２で
求められた遮蔽物の位置を順次記憶するＲＡＭ１４ｂと
を備える構成である。

【００３６】図２（ａ）、（ｂ）は、光学ユニット２
０、光学ユニット３０の構成を説明する図で、（ａ）
は、光学ユニット２０、光学ユニット３０の側面を、
（ｂ）は正面（光が出射される面）を表す図である。な
お、光学ユニット２０と光学ユニット３０とは、同様の
構成を有する一対のユニットである。このため、図２で
は、図１中、パネル１００の左側に取り付けられた光学
ユニット２０についてのみ説明し、光学ユニット３０に
ついては、図示および説明を省くものとする。

【００３７】光学ユニット２０は、ビーム状の光を出力
する光源２１と、光源２１から出射された光を拡散する
レンズ部２３と、レンズ部２３で拡散された光の反射光
を集束するレンズ部２７と、レンズ部２７で集束された
光を検出するＣＣＤラインセンサ２９と、出射される光
をパネル１００に向けて反射する一方、反射されてきた
光をレンズ部２７に向けて透過するハーフミラー２５と
を有している。また、以上述べた部材はすべてケース体
２２内に固定されており、一体のユニットとして構成さ
れている。

【００３８】光源２１から出力されたビーム状の光は、
レンズ部２３でビームの光軸と直交する方向に拡散さ
れ、ハーフミラー２５でパネル１００に向けて反射され
てケース体２２の外部に出射される。この結果、パネル
１００には、ケース体２２に設けられた出射口（図示せ
ず）を中心とする扇状の光束が照射されることになる。
そして、パネル１００に照射された光は、パネル１００
の縁部で反射部材２によって反射される。このとき、反
射部材２は、扇状の光束をなす各光がすべて出射時の光
軸を通って反射されるようにする。このため、各光は、
すべてケース体２２に戻り、ハーフミラー２５を透過し
て集束された後にＣＣＤラインセンサ２９に検出され
る。

【００３９】このように構成された光学ユニット２０で
は、パネル１００上に遮蔽物があれば、出射された光が
この遮蔽物によって遮蔽され、ＣＣＤラインセンサ２９
に検出されないことになる。このため、ＣＣＤラインセ
ンサ２９のうちから光を受光していない素子を検出し、
この素子の位置から遮蔽された光の出射角度θ_Lを知る
ことができる。また、遮蔽された光の出射角度θ_Lは、
そのまま遮蔽物が存在する軸の角度を表すことになる。
したがって、他方の光学ユニット３０の検出結果からも
遮蔽物が存在する点を通る他の軸を求めれば、遮蔽物の
存在する座標が、二つの軸の交点として演算によって求
められることになる。

【００４０】実施の形態１の光学ユニット２０、光学ユ
ニット３０は、以上述べた遮蔽物の座標検出に用いられ
るデータを取得するための部材（光源２１，レンズ部２
３，ハーフミラー２５，レンズ部２７，ＣＣＤラインセ
ンサ２９）が、すべて一体のユニットとして構成されて
いる。このため、光源２１、レンズ部２３、ハーフミラ
ー２５、レンズ部２７、ＣＣＤラインセンサ２９といっ
た各部材の互いの位置関係を常に一定の状態に保つこと
ができる。

【００４１】このため、光源２１やＣＣＤラインセンサ
２９のパネル１００に対する着脱を、光学ユニット２
０、光学ユニット３０ごと行うようにすれば、各部材の
中心軸や距離といった位置合わせが不要になる。また、
着脱の前後で検出の精度が変化することを防ぎ、検出結
果の信頼性を高めることができる。

【００４２】さらに、実施の形態１では、光学ユニット
２０、光学ユニット３０を構成するとき一度だけ、内部
に配置された各部材を高い精度で位置合わせすれば良
い。このため、遮蔽物の検出にかかる各部材の位置合わ
せする回数が最小限度で良く、比較的手間のかかる位置
合わせ方法でも適用しやすくなる。

【００４３】次に、以上述べた光学ユニットと、パネル
との位置合わせについて説明する。図３（ａ）、（ｂ）
は、光学ユニットに光学ユニット側位置合わせマークを
設ける一方、パネルの光学ユニット取付位置には、光学
ユニット側位置合わせマークに対応するパネル側位置合
わせマークを設けた構成を例示する図である。なお、実
施の形態１では、パネルに扇状の光を照射する必要性か
ら、光を拡散する角度が小さくてパネルの全域に光が行
きわたるよう、パネルの角の部分に光学ユニットを取り
付けるものとする。

【００４４】図３（ａ）は、光学ユニット側位置合わせ
マークとして凹部２２１ａが設けられた光学ユニット２
２１の断面と、パネル側位置合わせマークとしての凸部
１０１ａが設けられたパネル１０１の取付位置の断面と
を示している。凹部２２１ａと凸部１０１ａとは、互い
の凹凸が一致するように形成されていて、光学ユニット
２２１の取付時には、凸部１０１ａが凹部２２１ａには
め込まれるものである。また、図３（ｂ）は、光学ユニ
ット側位置合わせマークとして凸部２２２ａおよび凸部
２２２ｂが設けられた光学ユニット２２２の断面と、パ
ネル側位置合わせマークとして長穴である凹部１０２ａ
および通常の穴である凹部１０２ｂが設けられたパネル
１０２の上面とを示している。凸部２２２ａは凹部１０
２ａに、凸部２２２ｂは凹部１０２ｂにそれぞれ凹凸が
一致するように形成されている。図３（ａ）、（ｂ）に
示した光学ユニット側位置合わせマーク、パネル側位置
合わせマークは、いずれも光学ユニットの取り付けの際
に対応するマークと係合し、光学ユニットがパネルに対
して正確に取付られるようにすることができる。

【００４５】以上述べた実施の形態１は、光源やＣＣＤ
ラインセンサなどをユニット化することによって部材間
の位置合わせ精度を高めると共に、位置合わせマークを
設けたことによって光学ユニットのパネルに対する位置
合わせ精度をも高めることができる。また、このような
実施の形態１の構成は、光学ユニットの着脱によっても
遮蔽物検出の精度や再現性が変化することを防ぐことが
できる。ところで、近年では、座標入力装置を携帯に簡
便な構成とするため、パネルから光学ユニットを取り外
し可能に構成した座標入力装置が検討されている。この
ような実施の形態１は、こうした座標入力装置に適用す
ることに特に好適なものであるといえる。

【００４６】次に、光学ユニットの取り付け後、さらに
この取付角度を調整する構成について述べる。図４およ
び図５は、光学ユニットの取付角度のずれを検出する方
法を説明する図である。図４は、光学ユニットの取付角
度を検出するための検出マーク４０を備えたパネル１０
３と、取付角度β' でパネル１０３に取り付けられた光
学ユニット２０とを示した図である。なお、図４中の光
学ユニット２０が取り付けられるパネル１０３の部位
は、内側の部位に比べてやや厚くなっており、パネルの
強度を確保できるようになっている。また、図中に示し
た光学ユニット２０では、説明の簡単のために内蔵され
た各部材の図示を一部略し、ＣＣＤラインセンサ２９と
光源２１だけを示している。

【００４７】ＣＣＤラインセンサ２９は、光学ユニット
２０が適正な取付角度β_Lで取り付けられている場合、
図５のように、所定の位置Ａに配置された素子が検出マ
ーク４０を検出する、つまり、光を検出しないように予
め設定されている。光学ユニット２０の取付角度がこの
適正な取付角度β_Lからずれた場合、検出マーク４０
は、ＣＣＤラインセンサ２９の例えば、Ａの位置の素子
から距離ａずれた位置にあるＢの位置の素子に検出され
るようになる。

【００４８】図６は、検出マーク４０を検出する素子の
ずれと光学ユニット２０の取付角度のずれとをより具体
的に説明する図である。光学ユニット２０が、適切な取
付角度β_Lで取り付けられている場合、ＣＣＤラインセ
ンサ２９は、ｐ１の位置にあり、Ａの位置にある素子で
検出マーク４０を検出するものとする。このようなＣＣ
Ｄラインセンサ２９は、光学ユニット２０の取付角度が
β_Lからβ' にずれた場合、このずれに伴ってｐ２の位
置に移動する。このため、検出マーク４０を検出する素
子は、Ａの位置にあるものからＢの位置にあるものへと
移る。

【００４９】図６によれば、光学ユニット２０の取付角
度は、ＣＣＤラインセンサ２９上の検出マーク４０を検
出する位置（検出位置）に１対１で対応し、しかも取付
角度のずれの度合い（角度β_Lを基準にする）と検出位
置のずれの度合い（角度β_Lに対応する検出位置Ａを基
準とする）とが比例することになる。したがって、以下
の関係が成立する。 β' ／β_L＝（Ａ＋ａ）／Ａ …（６）ただし、ａの値は、検出マーク４０を検出する素子が、
図中０の位置に対して遠ざかる方向に移動する場合を
正、０の位置に対して近づく方向に移動する場合を負と
する。

【００５０】実施の形態１では、例えば、前述した制御
部５５のＲＯＭ１４ａに角度β_L、位置Ａ、さらに式
（６）を予め記憶させておく。そして、ＣＰＵ１２にＣ
ＣＤラインセンサ２９の検出結果を入力し、検出マーク
４０を検出した素子の位置を（Ａ＋ａ）として実際の取
付角度β' を算出する。そして、算出されたβ' を、式
（５）の角度β_Lとして用いるように式（５）を補正す
る。なお、このとき、素子の位置Ａおよびずれ量ａは、
０の位置にある素子を基準とした素子数であっても良い
し、また、この素子数を距離に換算した値であっても良
い。

【００５１】このような実施の形態１によれば、光学ユ
ニットのパネルに対する取付角度のずれを演算上で補正
することができる。したがって、光学ユニットの取付精
度を機械的に高めることなく正確な出射角度を算出する
ことができ、機械的な位置合わせ精度を高めずとも正確
に遮蔽物の位置を検出することができる。

【００５２】次に、以上述べた実施の形態１の座標入力
装置で行われる一連の処理を、フローチャートを用いて
説明する。図７は、実施の形態１の座標入力装置の処理
を説明するフローチャートである。図７に示した処理
は、例えば、パソコン５から処理の開始の指示が入力さ
れた後、パネル１００の例えば右角に配置された光学ユ
ニットＲからＣＣＤラインセンサ２９の検出結果を入力
し、光学ユニットＲの取付角度にずれがあるか否か判断
する（Ｓ１）。この結果、取付角度にずれがあった場合
（Ｓ１：Ｙｅｓ）、式（６）によって実際の取付角度を
算出する。そして、ＲＯＭ１４ａに記憶されている式
（５）をＣＰＵ１２上に読み出して算出された実際の取
付角度を代入し、出射角度θ_Rを算出する式を補正して
おく（Ｓ２）。なお、このとき、補正された式を、必要
に応じてＲＡＭ１４ｂに記憶しておくようにしても良
い。

【００５３】次に、パネルの左角に配置された光学ユニ
ットＬからＣＣＤラインセンサ２９の検出結果を入力
し、ステップＳ１と同様にして光学ユニットＬの取付角
度にずれがあるか否か判断する（Ｓ３）。この結果、取
付角度にずれがあった場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、式（５）
をＣＰＵ１２上に読み出して算出された実際の取付角度
を代入し、出射角度θ_Lを算出する式を補正しておく
（Ｓ４）。また、ステップＳ１、ステップＳ３で、光学
ユニットの取付角度にずれがないと判断された場合に
は、いずれもＲＯＭ１４ａに記憶されている出射角度θ
_R、θ_Lの算出式をＣＰＵ１２上に読み出し、補正するこ
となくそのまま適用して出射角度を求めるものとする。

【００５４】次に、遮蔽物が検出されたか否か判断し
（Ｓ５）、遮蔽物が検出された場合には（Ｓ５：Ｙｅ
ｓ）、ＣＰＵ１２上の算出式を用いて遮蔽物の座標Ｐ
（ｘ_P，ｙ_P）を算出し（Ｓ６）、この座標を例えばＲＡ
Ｍ１４ｂに記憶する（Ｓ７）。そして、座標入力装置へ
の入力終了の指示がパソコン５などからなされたか否か
判断し（Ｓ８）、入力が終了していない場合には（Ｓ
８：Ｎｏ）、再び遮蔽物の検出を判断する処理に戻る
（Ｓ５）。一方、入力終了の指示がなされた場合には
（Ｓ８：Ｙｅｓ）、本フローチャートの処理を終了す
る。

【００５５】なお、本発明は、以上述べた実施の形態１
に限定されるものではない。例えば、実施の形態１で
は、光学ユニットをパネルに直接取り付けたが、枠体を
介して取り付けるようにしても良い。また、実施の形態
１では、光検出手段としてＣＣＤラインセンサを用いて
いるが、本発明はこのような構成に限定されるものでな
く、受光された反射光から遮蔽物を通る出射光の出射角
度が判別できるセンサであれば良い。

【００５６】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について説明する。実施の形態２は、取付角度測定
手段として、光学ユニットの取付角度を目視によって読
み取り可能な目盛りをパネル側に設け、読み取られた光
学ユニットの取付角度を例えばパソコン５からユーザが
ＣＰＵ１２に入力するようにしたものである。このよう
な実施の形態２でも、ＣＰＵ１２は、入力された光学ユ
ニット取付角度と、前記光学ユニットが本来取り付けら
れるべき取付角度との差分に基づいて、遮蔽物の位置座
標を検出する演算に用いる式を補正する。

【００５７】図８は、光学ユニットの取付角度を目視で
読み取るための目盛り４２を備えたパネル１１１と、取
付角度β' でパネル１１１に取り付けられた光学ユニッ
ト２０とを示した図である。なお、図８中の光学ユニッ
ト２０も、図４と同様にＣＣＤラインセンサ２９と光源
２１だけを示している。

【００５８】メモり部４２は、図中、縦方向に目盛りが
付されたスケールｙ_Lと、横方向に目盛りが付されたス
ケールｘ_Lとを備えている。このようなメモり部４２
は、光学ユニット２０のケース体２２と交わるスケール
ｙ_Lおよびスケールｘ_Lの目盛りから、光学ユニット２０
のパネル１１１に対する取付角度のずれを知ることがで
きる。

【００５９】すなわち、実施の形態２では、光学ユニッ
ト２０がパネル１１１に適切な取付角度β_Lで取り付け
られているときのスケールｙ_L、スケールｘ_Lの目盛りの
読みを、例えば、ＲＯＭ１４ａに予め記憶させておく。
そして、ユーザは、スケールｙ_L、スケールｘ_Lの実際の
目盛りを読み取ってこの読取値を入力する。ＣＰＵ１２
は、ＲＯＭ１４ａに記憶されているスケールｙ_L、スケ
ールｘ_Lの目盛りと入力された読取値を比較し、この値
が異なっていた場合には光学ユニット２０の取付角度に
ずれがあると判断する。そして、記憶されている目盛り
と読取値とに基づいて、実際の取付角度β' を算出し、
この値を式（５）中のβ_Lに代えて採用し、出射角度を
算出するようにする。

【００６０】このように構成された実施の形態２は、Ｃ
ＣＤラインセンサ２９で検出マーク４０を検出するより
も簡易な構成によって光学ユニット２０の取付角度のず
れを判定できる。このため、実施の形態２は、実施の形
態１で得られる効果に加え、さらに簡易に光学ユニット
２０の取付角度のずれを補正することができるものと言
える。

【００６１】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３について説明する。実施の形態３は、前に説明した
実施の形態１、実施の形態２の座標入力装置のいずれか
を、電子黒板システムの座標入力装置として採用したも
のである。

【００６２】図９は、実施の形態３の電子黒板システム
の構成を説明するためのブロック図である。なお、図９
に示した構成は、図１の構成とほぼ同様のものであるか
ら、同様の構成については同一の符号を付して説明を略
すものとする。図９の構成は、手書きによって文字ある
いは画像が入力される入力部５１と、入力部５１に入力
された文字などの検出や記録を制御する制御部５５とに
大別される。なお、入力部５１は、図１に示したパネル
１００の後方にホワイトボード７を備えている。また、
制御部５５には、さらにプリンタ９が接続されていて、
ホワイトボード７に表示された内容を用紙にプリントア
ウトすることができる。

【００６３】図１０は、実施の形態３の電子黒板システ
ム５００と、電子黒板システム５００を収納した筐体ユ
ニット６００とを示す斜視図である。筐体ユニット６０
０は、入力部５１を組み込んだパネル部５００と、制御
装置１０を収納したコントローラ収納部６０と、パソコ
ン５やプリンタ９を収納する機器収納部６１と、さらに
筐体ユニット６００全体を乗せて搬送可能にするキャス
ター部７０よりなっている。

【００６４】反射部材２を備える枠体１と光学ユニット
２０、光学ユニット３０とは、ホワイトボード７の前面
に位置するように一体化され、パネル部５００に収納さ
れている。そして、ユーザがペンによってホワイトボー
ドに書き込む文字などを書き込むと、このペン先の座標
をペン先の移動に応じて順次読み込んでいく。読み込ま
れたペン先の座標は、制御装置１０でＲＡＭ１４ｂに蓄
積され、ペン先の軌跡すなわち、書き込まれた文字など
の形状さらには書き込まれた内容として記録される。

【００６５】このようにして記録された内容は、パソコ
ン５を介してプリンタ９に送られて用紙にプリントアウ
トすることができる。このため、この電子黒板システム
を利用したプレゼンテーションを受ける各人がホワイト
ボードに書き込まれた内容をノートなどに書き写す必要
が無く、話の内容に集中することができる。また、パソ
コン５に送られた内容は、ここで例えばフロッピィデス
クのような外部メモリに記憶することもできる。このた
め、後でこの内容を任意に編集することもできるように
なる。

【００６６】このような実施の形態３は、前述した実施
の形態１または実施の形態２で述べた座標入力装置を用
いて電子黒板システムを構成していることにより、ペン
先の軌跡を高精度に検出し、この内容を正確に読み取る
ことができる。このため、プレゼンテーションの内容を
後で正確に再現できる電子黒板システムを提供すること
ができる。

【００６７】また、このような実施の形態３は、前述し
た実施の形態１または実施の形態２で述べた座標入力装
置を用いて電子黒板システムを構成していることによ
り、光学ユニット２０、光学ユニット３０の位置ずれが
即座に、また定量的に検出でき、さらにこのずれ量に応
じてペン先の位置を算出する式を補正できる。このた
め、ネジの緩みなどの経時的な変化や衝撃によって光学
ユニット２０、光学ユニット３０の位置ずれしたとして
も、このずれがペン先の位置を誤検出する原因とならな
い。したがって、実施の形態３は、信頼性の高い電子黒
板システムを提供することができる。

【００６８】なお、本発明は、以上述べた実施の形態３
に限定されるものではない。例えば、表示部としては、
ホワイトボードの他、黒板、あるいはプラズマディスプ
レィといったものを使用することが考えられる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明した本発明は、以下の効果を有
する。すなわち、請求項１記載の発明は、光出射手段、
光検出手段の着脱の前後で、光出射手段と光検出手段と
の位置関係を常に一定に保つことができる。このため、
着脱によって遮蔽物の位置検出の信頼性が損なわれるこ
とがない。また、光出射手段や光検出手段をユニットだ
けで位置合わせできるから、比較的容易に、しかも高精
度に光出射手段、光検出手段間の位置合わせができる。

【００７０】請求項２記載の発明は、光出射手段、光検
出手段の着脱の前後で、出射および検出の状態を常に一
定に保つことができる。このため、着脱による遮蔽物の
位置検出の信頼性低下を防ぐ効果をいっそう高めること
ができる。また、光出射手段や光検出手段を含む検出状
態をユニットだけで位置合わせできるから、比較的容易
に、しかもより高精度に光出射手段や光検出手段を含む
部材間の位置合わせができる。

【００７１】請求項３記載の発明は、光学ユニット側、
領域規定部材側の両方に位置合わせマークを設け、光学
ユニットと領域規定部材との位置合わせ精度を比較的簡
易に高めている。このため、比較的簡易に遮蔽物検出の
精度を高め、ひいては、入力された文字などの座標を正
確に入力できる座標入力装置を提供することができる。

【００７２】請求項４記載の発明は、取付角度測定手段
をさらに備え、光学ユニットの取付角度にずれが生じた
ことを即座に認識するようにしている。このため、この
ようなずれを以降の処理に即座に反映させて正確に遮蔽
物の位置を検出し、入力された文字などの座標を正確に
入力できる座標入力装置を提供することができる。

【００７３】請求項５記載の発明は、光学ユニットの取
付角度にずれが生じたことを即座に認識し、このずれに
対応して演算式を補正して遮蔽物の位置座標を検出する
ようにしている。このため、このずれをより簡易に補正
して遮蔽物の位置座標を正確に検出し、書き込まれた内
容を正確に読み込むことができる座標入力装置を提供す
ることができる。

【００７４】請求項６記載の発明は、光学ユニットの取
付角度にずれが生じたことを目視によって認識し、この
ずれに対応して遮蔽物の位置座標を検出するようにして
いる。このため、より簡易な構成によってこのずれを補
正して遮蔽物の位置座標を正確に検出し、書き込まれた
内容を正確に読み込むことができる座標入力装置を提供
することができる。

【００７５】請求項７記載の発明は、読取素子と光検出
手段とを共用し、部品点数の増加を抑え、構成を簡易な
ものにしている。このため、装置のメンテナンスにかか
る負荷や故障率を低減し、さらに装置のコストを抑える
ことができる。

【００７６】請求項８記載の発明は、前記請求項１〜７
に記載のいずれか一つに記載の座標入力装置を、電子黒
板システムに適用している。このため、受光部や光源を
より高い精度で取付可能な座標入力装置を用いた電子黒
板システムを構成でき、高い精度で書き込まれた内容を
検出できる電子黒板システムを提供することができる。
また、取付角度のずれを正確に算出し、このずれをより
簡易に補正して書き込まれた内容を正確に読み込むこと
ができる座標入力装置を用いて電子黒板システムを構成
でき、信頼性の高い電子黒板システムを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１および２で共通の座標入
力装置を説明するためのブロック図である。

【図２】図１中の光学ユニットの構成を説明する図で、
（ａ）は、光学ユニットの側面を、（ｂ）は正面（光が
出射される面）を表す図である。

【図３】本発明の実施の形態１の光学ユニット側位置合
わせマーク、パネル側位置合わせマークを設けた構成を
例示する図である。

【図４】本発明の実施の形態１の光学ユニット取付角度
のずれを検出する方法を説明する図である。

【図５】本発明の実施の形態１の光学ユニット取付角度
のずれを検出する方法を説明する他の図である。

【図６】本発明の実施の形態１の検出マークを検出する
素子のずれと光学ユニットの取付角度のずれとをより具
体的に説明する図である。

【図７】本発明の実施の形態１の処理を説明するための
フローチャートである。

【図８】本発明の実施の形態２の光学ユニットの取付角
度を読み取るための目盛りを説明するための図である。

【図９】本発明の実施の形態３の電子黒板システムの構
成を説明するためのブロック図である。

【図１０】本発明の実施の形態３の電子黒板システム
と、電子黒板システムを収納した筐体ユニットとを示す
斜視図である。

【図１１】光源から出射された光を扇状に広げる座標入
力装置の遮蔽物検出原理を説明するための図である。

【図１２】図１１中の出射角度、光源、光源の取付角度
の関係を示したものである。

【符号の説明】

１枠体２反射部材３インターフェイス部５パソコン７ホワイトボード９プリンタ１０制御装置１２ＣＰＵ１４記憶部１４ａＲＯＭ１４ｂＲＡＭ２０，３０，２２１，２２２光学ユニット２１光源２２ケース体２３，２７レンズ部２５ハーフミラー２９ＣＣＤラインセンサ５０，５１入力部５５制御部１００，１０１，１０２，１０３，１１１パネル５００電子黒板システム６０コントローラ収納部６１機器収納部７０キャスター部６００筐体ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤貴弘名古屋市中区錦二丁目２番13号リコーエレメックス株式会社内Ｆターム(参考） 2C071 CA02 DA03 DB01 DC04 5B068 AA04 AA15 AA32 BB18 BC04 BD02 DD11 5C062 AA07 AB18 AB23 AB41 AC58 AD05 BA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の領域である入力領域を規定する領
域規定部材と、前記入力領域の略全域に光束を出射する光出射手段と、前記光出射手段から出射された光束を反射する反射部材
と、前記反射部材によって反射された光束を検出する光検出
手段と、前記光検出手段の検出結果に基づいて、光束を遮蔽する
遮蔽物の有無を検知すると共に、前記所定の領域におけ
る遮蔽物の位置座標を演算によって検出する位置座標検
出手段とを有してなり、前記光出射手段と前記光検出手段とは、一体的なユニッ
トである光学ユニットとして構成され、前記光学ユニッ
トとして前記領域規定部材に着脱されることを特徴とす
る座標入力装置。
【請求項２】前記光学ユニットは、前記光出射手段か
ら出射された後、出射時の光路と同一の光路を経て反射
されてきた反射光を前記光検出手段に導くミラー部と、
出射光あるいは反射光を必要に応じて拡散、集束するレ
ンズ部とをさらに有することを特徴とする請求項１記載
の座標入力装置。
【請求項３】前記光学ユニットに光学ユニット側位置
合わせマークを設ける一方、前記領域規定部材には、前
記光学ユニット側位置合わせマークに対応する領域規定
部材側位置合わせマークを設けることを特徴とする請求
項１または２に記載の座標入力装置。
【請求項４】前記光学ユニットを前記領域規定部材に
取り付けた際、前記光学ユニットの前記領域規定部材に
対する角度である取付角度を測定する取付角度測定手段
をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か一つに記載の座標入力装置。
【請求項５】前記取付角度測定手段は、前記領域規定
部材に設けられる光学ユニット取付角度検出用マーク
と、前記光学ユニット取付角度検出用マークを読み取る
読取素子とを有すると共に、前記位置座標検出手段は、前記読取素子によって読み取
られた光学ユニット取付角度と、前記光学ユニットが本
来取り付けられるべき取付角度との差分に基づいて、遮
蔽物の位置座標を検出する演算に用いる式を補正するこ
とを特徴とする請求項４記載の座標入力装置。
【請求項６】前記取付角度測定手段は、前記領域規定
部材に備えられ、前記光学ユニットの取付角度を目視に
よって読み取り可能な光学ユニット取付角度目視検出部
と、目視によって読み取られた前記光学ユニットの取付
角度を前記位置座標検出手段に入力する取付角度入力手
段とを有すると共に、前記位置座標検出手段は、前記取付角度入力手段から入
力された光学ユニット取付角度と、前記光学ユニットが
本来取り付けられるべき取付角度との差分に基づいて、
遮蔽物の位置座標を検出する演算に用いる式を補正する
ことを特徴とする請求項４記載の座標入力装置。
【請求項７】前記読取素子は、前記光検出手段と共用
される構成であることを特徴とする請求項５記載の座標
入力装置。
【請求項８】文字および画像を表示するための表示装
置と、前記表示装置の前面に設けられる座標入力装置と
を少なくとも備える電子黒板システムであって、前記座標入力装置は、前記請求項１〜７のいずれか一つ
に記載の座標入力装置であることを特徴とする電子黒板
システム。