JP3977018B2 - 情報入力システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の入力や選択をするためにペン等の指示手段によって指示された位置座標を検出する情報入力システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年にあっては、書き込み面に手書きで書き込んだ筆記情報をリアルタイムでパーソナルコンピュータ等のコンピュータに入力することを可能にした筆記情報入力システムが提供されている。このような筆記情報入力システムとしては、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置や特開平１１−８５３７６号公報に記載された光学式位置検出装置付き情報表示装置等がある。
【０００３】
特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置は、筆記具により記入される記入面を撮影し、記入情報の位置座標を検出して、この位置座標に基づいて描画データを展開するものである。実施例では、記入面の一辺にカメラが取り付けられ、記入面全体を撮影している。
【０００４】
また、特開平１１−８５３７６号公報に記載された光学式位置検出装置付き情報表示装置は、光再帰性反射シートを利用して、光が遮断された部分を検出することで入力座標を求めるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置においては、筆記具により記入される記入面を撮影し、筆記具により記入される記入情報（紙に書かれた筆記文字等の軌跡）の位置座標を検出する手段、および筆記具の位置座標（筆記具の先端位置の座標）を検出する手段に加え、記入面における原点座標を検出する手段も必要であった。なお、この原点座標は記入面として用いられる用紙の角や紙面上に記入されたＸ軸（直線）、Ｙ軸（直線）の起点である。すなわち、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置においては、筆記座標検出動作を行う前段階の処理として、筆記用紙の角を検出したり、あるいは筆記用紙に記入された情報から座標の原点を検出しなければならないという問題があった。したがって、このような原点座標の検出処理は、筆記用紙が交換される毎に必要となる。
【０００６】
加えて、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置においては、筆記位置の座標は上記の原点座標に基づいて求められるため、筆記中に筆記用紙がずれた場合のように、撮像している画像中における筆記用紙の角の位置が変わると、原点座標の再設定を行わない限り筆記位置の座標は用紙ずれの前の状態に対してずれた値として検出されてしまうので、筆記者の意図しない筆記入力が行われてしまうという問題もあった。
【０００７】
さらに、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置においては、カメラが筆記用紙の斜め上方から撮像する場合、筆記位置がカメラから遠ざかるほど、撮像素子の１画素あたりの筆記用紙上の検出範囲が大きくなることにより、検出座標と実際の座標との誤差が大きくなってしまい、筆記入力画像が縦方向に縮んだものになってしまうという問題もある。より具体的には、図３５に示すように、筆記用紙１０２上の筆記位置がカメラ１００から遠ざかるほど、撮像素子１０１の縦方向の所定個数の画素が光検出する角度θで検出できる筆記用紙１０２上の筆記検出範囲Ｌが大きくなっている（図３５においては、Ｌ１＜Ｌ２）ことが解かる。
【０００８】
一方、特開平１１−８５３７６号公報に記載された光学式位置検出装置付き情報表示装置においては、座標入力領域の周囲に取り付けられた光再帰性反射シートを利用して、光が遮断された部分を検出することで入力座標を求める方法を示しているが、この場合、座標入力する領域の周囲に光再帰性反射シートを取り付ける必要があり、予め光再帰性反射シートが取り付けられた専用の座標入力装置以外の任意の装置に光再帰性反射シートを取り付けて座標入力を行うには、システムを構成する各構成要素の組み付けと調整作業が非常に煩わしいという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、可搬性に優れた情報入力システムを提供することである。
【００１０】
本発明の目的は、撮像装置を小型軽量化し、また、消費電力を低減させることである。
【００１１】
本発明の目的は、情報入力システムの利便性を向上させることである。
【００１２】
本発明の目的は、表示座標と入力座標とのズレを最小とするためのユーザの作業負担を軽減させることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の情報入力システムは、所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記各撮像装置の内、一の前記撮像装置に設けられ、他の前記撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、一の前記撮像装置に設けられ、前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報と前記位置情報受信手段により取得した他の前記撮像装置の前記指示位置に係る位置情報とに基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、を備える。
【００１４】
したがって、無線通信手段を備えた一対の撮像装置の撮像素子における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域に挿入された指示手段によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システムを提供することが可能になる。
【００１５】
請求項２記載の発明の情報入力システムは、制御装置と、所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、前記各撮像装置及び前記制御装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記制御装置に設けられ、前記各撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、前記制御装置に設けられ、前記位置情報受信手段により取得した前記指示位置に係る位置情報に基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、を備える。
【００１６】
したがって、無線通信手段を備えた一対の撮像装置の撮像素子における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域に挿入された指示手段によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システムを提供することが可能になる。また、各種処理手段を撮像装置とは別の制御装置に持たせることで、撮像装置を小型軽量化し、また、消費電力を低減させることが可能になる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の情報入力システムにおいて、前記各撮像装置の何れか一方に、前記各撮像装置間の距離を測定する距離測定手段を備える。
【００１８】
したがって、各撮像装置を任意の位置に設置した場合であっても、撮像装置間の距離が自動的に測定されることにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることが可能になる。これにより、情報入力システムの利便性を向上させることが可能になる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、前記撮像素子を回転自在に支持する素子回転手段と、前記各撮像装置の方向をそれぞれ検出する方向検出手段と、前記方向検出手段により検出された方向に基づいて前記素子回転手段を制御して前記撮像素子の向きを調節する撮像方向調節手段と、を前記各撮像装置にそれぞれ備える。
【００２０】
したがって、各撮像装置を任意の位置に設置した場合であっても、各撮像装置の光学系の向きを撮像装置同士の位置関係に基づいて所定の方向になるように自動的に調整することが可能になることにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることが可能になる。これにより、情報入力システムの利便性を一層向上させることが可能になる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、そのズレを最小とすべく前記各撮像装置の内、何れか一方の前記撮像装置の配置位置の移動を指示する配置位置移動指示手段と、を備える。
【００２２】
したがって、情報入力領域が表示装置の表示面である場合は、表示座標と入力座標とのズレが最小となるように撮像装置の配置位置の移動が指示されることにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とするためのユーザの作業負担を軽減させることが可能になる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、入力座標を補正して表示座標に変換するとともに補正された入力座標を記憶するズレ補正手段と、を備える。
【００２４】
したがって、情報入力領域が表示装置の表示面であり、撮像装置間を結ぶ直線が表示座標に対して斜めとなるように取り付けられた場合、表示座標と入力座標とのズレが補正されることにより、情報入力システムの利便性を一層向上させることが可能になる。
【００２５】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における入力座標を算出して表示座標に変換するとともに、その表示座標位置に位置合わせマークを表示する位置合わせマーク表示手段と、前記基準位置マークと前記位置合わせマークとの距離を最小とすべく、前記距離測定手段により測定された前記各撮像装置間の距離のデータを修正する距離データ修正手段と、を備える。
【００２６】
したがって、入力座標を求めるときに必要とされる撮像装置間の距離の測定誤差が補正されることにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とし、情報入力システムの利便性を一層向上させることが可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図１９に基づいて説明する。本実施の形態の情報入力システムは、ホワイトボードに取り付けられて使用される筆記情報入力システムに適用されている。
【００２８】
ここで、図１は筆記情報入力システム１をホワイトボード４に取り付けた状態を概略的に示す外観正面図である。図１に示すように、本実施の形態の筆記情報入力システム１は、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３を主体に構成されている。マスター撮像装置２はホワイトボード４の筆記面４ａの右側上部に取り付けられおり、スレーブ撮像装置３はホワイトボード４の筆記面４ａの左側上部に取り付けられている。なお、図１中の点線で囲まれた領域１ａは、二つの撮像装置２，３による筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域である。なお、筆記情報入力領域１ａに挿入される指示手段である筆記部材（図示せず）には、ペン、棒、指等が適用される。また、後述する画像認識手段により筆記用の物体であると認識されれば良く、筆記部材は特定しない。
【００２９】
まず、マスター撮像装置２について説明する。ここで、図２はマスター撮像装置２をスレーブ撮像装置３の方向（図中のＡの方向）から見た外観を示す正面図である。図２に示すように、マスター撮像装置２には、透明板で形成された撮像窓５が設けられている。この撮像窓５は、後述する撮像光学系の一部を構成する撮像素子であるＣＭＯＳイメージセンサ６（図４参照）へ照射する光を取り込むためのものである。また、マスター撮像装置２には、赤外線通信窓７も設けられている。この赤外線通信窓７は、マスター撮像装置２の内部に設けられた赤外線発光ダイオード２７及びフォトダイオード２８を備える赤外線受発光モジュール１８（いずれも図６参照）を用いてスレーブ撮像装置３との間で赤外線通信する際に用いられ、赤外線を透過する板により形成されている。さらに、マスター撮像装置２には、超音波送受信部８も設けられている。この超音波送受信部８は、送信用の超音波振動子である送波用超音波マイクロフォン８ａと受信用の超音波振動子である受波用超音波マイクロフォン８ｂとを備えている。加えて、マスター撮像装置２には、マスター撮像装置２をホワイトボード４の筆記面４ａに付着させるための吸盤９が設けられている。なお、この吸盤９は、ホワイトボード４の筆記面４ａに対して平行に回転する回転機構１０を介して設けられている。
【００３０】
続いて、スレーブ撮像装置３について説明する。ここで、図３はスレーブ撮像装置３をマスター撮像装置２の方向（図中のＢの方向）から見た外観を示す正面図である。図３に示すように、スレーブ撮像装置３の外観は、図２に示したマスター撮像装置２の外観と比較すると左右対称としたものであるが、マスター撮像装置２に設けられていた超音波送受信部８が設けられていない点で異なるものである。つまり、スレーブ撮像装置３には、マスター撮像装置２と同様の撮像窓５、赤外線通信窓７、吸盤９、素子回転手段として機能する回転機構１０が設けられている。
【００３１】
次に、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の内部に設けられる撮像光学系について説明する。ここで、図４は撮像装置２，３内の撮像光学系を概略的に示す構成図であって、マスター撮像装置２を図１中のＣの方向から、また、スレーブ撮像装置３を図１中のＤの方向から見た図である。撮像装置２，３内の撮像光学系は、概略的には、光軸の向きのみを変えるミラー１１、広角レンズ１２、画像処理回路１３が接続されたＣＭＯＳイメージセンサ６により構成されている。このような構成により、ホワイトボード４の筆記面４ａに対して平行であって撮像窓５を通過した光は、ミラー１１で上方に反射され、広角レンズ１２を通ってＣＭＯＳイメージセンサ６に達する。光を受光したＣＭＯＳイメージセンサ６は、画素単位で配置されたフォトダイオードで光電変換した信号を所定の周期毎に画素毎のアンプ（セルアンプ）で増幅して画像処理回路１３へ出力する。
【００３２】
ここで、筆記情報入力システム１が備える二つの撮像装置２，３によって筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域１ａについて図５を参照して説明する。図５中、筆記情報入力領域１ａは斜線で示された部分である。詳細は後述するが、筆記情報入力位置（ホワイトボード４の筆記面４ａに接触した筆記部材の位置）は、二つの撮像装置２，３によって撮像された画像から三角測量の原理を用いて求められるため、筆記情報入力領域１ａは各撮像装置２，３の撮像領域の重複した部分となる。図５では、各撮像装置２，３の撮像領域は点線の内側である。また、図５では、撮像装置２，３に内蔵されたミラー１１も図示している。ミラー１１は、撮像窓５から入射される９０°近い角度範囲の光を反射して、その反射光を広角レンズ１２を通してＣＭＯＳイメージセンサ６に照射するように取り付けられている。
【００３３】
次に、マスター撮像装置２に内蔵される各部の電気的接続について図６を参照して説明する。図６に示すように、マスター撮像装置２には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４が備えられており、このＣＰＵ１４がマスター撮像装置２に内蔵される各部を集中的に制御する。このＣＰＵ１４には、マスター撮像装置２を制御するための制御プログラムが予め書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）１５、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）により構成されておりＣＰＵ１４のワークエリアとして使用されるメインメモリ１６がバス接続されている。ここに、マイクロコンピュータが構成されている。
【００３４】
また、ＣＰＵ１４には、フラッシュメモリ１７、画像処理回路１３、赤外線受発光モジュール１８が接続された直−並列変換回路１９、送波用超音波マイクロフォン８ａ及び受波用超音波マイクロフォン８ｂが接続された超音波送受信制御部２０、ＵＳＢ（Universal Serial Bus） Ｉ／Ｆ２１が接続されたＵＳＢドライバ２２、回転機構１０がバス接続されている。
【００３５】
フラッシュメモリ１７は、ＣＰＵ１４の制御によって筆記入力された座標データを記憶する。
【００３６】
画像処理回路１３は、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路を含んでおり、ＣＰＵ１４の制御によってＣＭＯＳイメージセンサ６から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、その画像データから被写体画像の輪郭線を抽出する処理、その抽出された形状よりその被写体が筆記部材であるか否かを判断する画像認識処理、筆記部材と認識された物体がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したときの接触位置の情報を出力する処理等を実行する。
【００３７】
直−並列変換回路１９は、赤外線データ通信において使用され、ＣＰＵ１４の制御によって送信データはパラレルからシリアルへと変換され、受信データはシリアルからパラレルへと変換される。この直−並列変換回路１９に接続された赤外線受発光モジュール１８は、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）方式の赤外線通信を実行するために必要な回路で、その内部の構成を図７に示す。赤外線受発光モジュール１８は、非同期送受信回路２３、変復調回路２４、アンプ２５，２６、赤外線発光ダイオード２７、フォトダイオード２８から構成されている。非同期送受信回路２３は、直−並列変換回路１９と変復調回路２４との間に位置し、変復調回路２４に対してデータを非同期に送受信する。変復調回路２４は、送信データをＲＺ(Return to Zero)符号を用いて変調し、変調されたアナログ信号をアンプ２５へ出力するとともに、アンプ２６から受信したアナログ信号を復調して、シリアルデータを非同期送受信回路２３へ出力する。なお、ＲＺ符号は、伝送するデータが“０”のときに赤外光を放射し、“１”のときには放射しない方式である。赤外線発光ダイオード２７は、電流のオン・オフに従い、ピーク波長が８５０ｎｍ〜９００ｎｍ、放射角度±１５度〜±３０度の赤外線を発光または消光する。フォトダイオード２８は、赤外光を受光すると電流を出力する。なお、このような赤外線受発光モジュール１８は、赤外線通信窓７の内側において、赤外線発光ダイオード２７とフォトダイオード２８とを赤外線通信窓７の外側に向けて取り付けられている。
【００３８】
超音波送受信制御部２０は、ＣＰＵ１４の制御によって送波用超音波マイクロフォン８ａに所定の周期毎にトリガパルス信号を供給し、またトリガパルス信号を出力してから受波用超音波マイクロフォン８ｂから超音波の受信信号が入力されるまでの時間Ｔを測定する。この時間Ｔは、発信した超音波が物体に当たり、反射して戻って来るまでの時間に相当する。送波用超音波マイクロフォン８ａと受波用超音波マイクロフォン８ｂは、赤外線通信窓７と同じ面に隣接して取り付けられている。ここで、室温（２０℃）での超音波の音速Ｃは３４３（ｍ／ｓ）であるため、超音波マイクロフォン８ａ，８ｂと反射物体（スレーブ撮像装置３）までの距離Ｌ'は、
Ｌ'＝Ｃ×Ｔ／２ ・・・・（１）
により求まる。
【００３９】
ＵＳＢドライバ２２は、ＣＰＵ１４の制御によってＵＳＢ規格に準拠した動作処理を実行して、ＵＳＢケーブルに接続されたパソコン等とデータ転送を行う。なお、ＵＳＢドライバ２２は、フラッシュメモリ１７に記憶された座標データをパソコン等の外部機器に転送する場合のみに使用されるため、通常の筆記入力動作中は、ＵＳＢケーブルを接続する必要はない。
【００４０】
回転機構１０は、ＣＰＵ１４の制御によって回転し、超音波及び赤外線通信を使用することにより、スレーブ撮像装置３との間の位置（向き）を調整する。
【００４１】
また、マスター撮像装置２に設けられるバッテリ２９は例えばニッケル水素電池やリチウム電池等であり、電流はＡＣ−ＤＣコンバータ３０を介してマスター撮像装置２に供給される。
【００４２】
次に、スレーブ撮像装置３に内蔵される各部の電気的接続について図８を参照して説明する。図８に示すように、スレーブ撮像装置３のシステム構成は、マスター撮像装置２からフラッシュメモリ１７、超音波送受信制御部２０、送波用超音波マイクロフォン８ａ、受波用超音波マイクロフォン８ｂ、ＵＳＢドライバ２２、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ２１を省いた構成であり、個々の構成要素はマスター撮像装置２の構成要素と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００４３】
次に、筆記情報入力領域１ａにおいて筆記部材がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したとき（筆記部材による筆記入力時）の接触位置を求める方法を説明する。なお、筆記入力の検出判断は、ＣＭＯＳイメージセンサ６から１フレーム分の画素信号が画像処理回路１３へ入力される毎に行われる。
【００４４】
マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＭＯＳイメージセンサ６は、図４に示したように下向きに取り付けられているが、説明の便宜上、ミラー１１が無く、各撮像装置２，３の広角レンズ１２とＣＭＯＳイメージセンサ６とが、図９に示すように、ホワイトボード４の筆記面４ａに対して入射光の光軸が平行となるように配置された場合を想定する。なお、マスター撮像装置２の広角レンズ１２とスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２との距離をＬ、ホワイトボード４の筆記面４ａにおける筆記部材の接触点をＰ、点Ｐの位置座標を（ｘ，ｙ）、マスター撮像装置２の広角レンズ１２とスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２とを結ぶ直線をＸ−Ｌｉｎｅ、スレーブ撮像装置３の広角レンズ１２における接触点Ｐの方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度をβ１、マスター撮像装置２の広角レンズ１２における接触点Ｐの方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度をβ２とする。また、スレーブ撮像装置３の広角レンズ１２及びＣＭＯＳイメージセンサ６付近の拡大図を図１０に示す。図１０において、ｆは広角レンズ１２とＣＭＯＳイメージセンサ６との間の距離、ｈはＣＭＯＳイメージセンサ６における広角レンズ１２の光軸の結像位置と接触点Ｐの結像位置との間の距離、αは広角レンズ１２の光軸とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度、θは接触点Ｐとその結像点とを結ぶ線と広角レンズ１２の光軸とのなす角度である。
【００４５】
上記の各成分を用いることにより、以下の２式が成り立つ。
θ＝arctan(ｈ／ｆ) ・・・・（２）
β１＝α−θ ・・・・（３）
ここで、マスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３との位置関係が定まる（マスター撮像装置２の広角レンズ１２とスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２とを結ぶ直線をＸ−Ｌｉｎｅが確定する）と、角度αはスレーブ撮像装置３における広角レンズ１２の組み付け仕様として予め判っている値であるため、これら２式より角度β１を求めることができる。また、マスター撮像装置２についても同様にして角度β２を求めることができる。
【００４６】
このようにして角度β１と角度β２が求まると、接触点Ｐの位置座標（ｘ，ｙ）は、三角測量の原理により、
ｘ＝Ｌ・tanβ２／（tanβ１＋tanβ２） ・・・・（４）
ｙ＝ｘ・tanβ１ ・・・・（５）
として算出される。
【００４７】
なお、スレーブ撮像装置３で求めた角度β１はＩｒＤＡ方式の赤外線通信によりマスター撮像装置２へ送信され、マスター撮像装置２が受信したスレーブ撮像装置３で求めた角度β１とマスター撮像装置２で求めた角度β２を使用して、式（４）と式（５）とにより接触点Ｐの位置座標を算出する。
【００４８】
ここで、ＩｒＤＡ方式の赤外線通信プロトコルについて説明する。ＩｒＤＡ方式のプロトコル構成を図１１に示す。図１１中、アプリケーション５０は、本実施の形態においては、スレーブ撮像装置３からマスター撮像装置２へ角度β１を伝送するアプリケーションである。TP Entities５１は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルのトランスポートプロトコル（レイヤ４）を実行するエンティティであり、このエンティティはオプションである。なお、ＴＰは“transport”の略である。ＬＭ−ＩＡＳ５２は、Link Management Information Access Service であり、通信している機器が何であるかを示す情報をやり取りする。ＬＭ−ＩＡＳ５２とTP Entities５１は同じレイヤに位置しており、１つのアプリケーション間コネクションでは、いずれか１つが選択されて使用される。本実施の形態では、ＬＭ−ＩＡＳ５２を使用し、TP Entities５１は使用しない。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、Link Management Multiplexer であり、複数のサービスアクセスポイントを持つことができ、複数のアプリケーションのデータ伝送を同時に処理する。ＩｒＬＡＰ５４は、Infrared Link Access Protocol であり、ＨＤＬＣ（High level Data Link Control procedures）の不平衡型手順クラスを基にして規定されている。不平衡型手順クラスとは、一方の局が制御に関して全責任を持つものであり、一次局と二次局の接続により構成される。この場合、一次局は単一であるが、二次局は複数存在することができる。本実施の形態においては、マスター撮像装置２が一次局であり、スレーブ撮像装置３が二次局である。ＩｒＤＡ−ＳＩＲ５５は、IrDA Serial Infrared Physical Layer であり、変調方式など赤外線通信の物理的な仕様を規定しており、ＩｒＤＡ−ＳＩＲ５５を除いた全てのプロトコルはソフトウェアにより実行される。ここに、無線通信手段が実現されている。
【００４９】
続いて、赤外線通信の手順を図１２に示したシーケンス例に基づいて説明する。ＩｒＤＡ方式の赤外線通信では、コネクション確立フェーズの前に、一次局が二次局のアドレスを認知するディスカバリのフェーズがある。まず、コネクションの確立までのマスター撮像装置２の動作について説明する。電源がオンにされると、赤外線通信アプリケーション５０は、まずＬＭ−ＩＡＳ５２へディスカバリ要求を出し、このメッセージはＬＭ−ＭＵＸ５３を介してＩｒＬＡＰ５４に通知される。ＩｒＬＡＰ５４はディスカバリ要求(IrLAP_DISCOVERY.req)を受けると、タイムスロットの総数１とタイムスロット番号０を含めたディスカバリ用のXID(exchange station identification)コマンドを送出し、スレーブ撮像装置３より装置のアドレスと能力情報を含んだXIDレスポンスを受信する。そして、次のタイムスロットでディスカバリの終了を意味する、タイムスロット番号ＦＦＨを含めたディスカバリ用のXIDコマンドを送出するとともに、スレーブ撮像装置３から受信したアドレスと能力情報を含めたディスカバリ確認(IrLAP_DISCOVERY.cnf)をＬＭ−ＭＵＸ５３へ渡す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、ディスカバリ確認をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。赤外線通信アプリケーション５０は、このメッセージを受けると、ＬＭ−ＩＡＳ５２へスレーブ撮像装置３とのコネクション確立要求（スレーブ撮像装置３のアドレスを含んでいる）を出し、このメッセージはＬＭ−ＭＵＸ５３を介してＩｒＬＡＰ５４に通知される。ＩｒＬＡＰ５４はコネクション確立要求(IrLAP_CON.req)を受けると、スレーブ撮像装置３のアドレスを含めたSNRM(Set Normal Response Mode)コマンドを送信する。そして、相手からUA(Unnumbered Acknowledgment)レスポンスを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータリンクコネクション確立確認(IrLAP_CON.cnf)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３はこのメッセージを受けると、CR LM-PDU(Connect Request Link Management-Protocol Data Unit)をデータ要求(IrLAP_DT.req)メッセージに含めて、ＩｒＬＡＰ５４へ渡す。ＩｒＬＡＰ５４は、この情報をＩ(Information)フレームに含めてスレーブ撮像装置３に送信する。その後、スレーブ撮像装置３よりCC LM-PDU(Connect Confirm Link Management-Protocol Data Unit)を含んだＩフレームを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータ指示(IrLAP_DT.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、コネクション確立確認をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。
【００５０】
次に、コネクションの確立までのスレーブ撮像装置３の動作について説明する。電源がオンにされると、ディスカバリ用のXIDコマンドの受信待ちとなる。そして、ＩｒＬＡＰ５４が相手からディスカバリ用のXIDコマンドを受信すると、タイムスロットの総数が１であるため、自装置のアドレスと能力情報を含んだXIDレスポンスを送信する。そして、ディスカバリの終了を意味する、タイムスロット番号ＦＦＨを含んだディスカバリ用のXIDコマンドを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へディスカバリ指示(IrLAP_DISCOVERY.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、ディスカバリ指示メッセージをＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。その後、ＩｒＬＡＰ５４が相手からSNRMコマンドを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータリンクコネクション確立指示(IrLAP_CON.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、このメッセージを受けると、応答(IrLAP_CON.rsp)をＩｒＬＡＰ５４へ返す。ＩｒＬＡＰ５４は、このメッセージを受けると、UAレスポンスを相手に送信する。その後、相手からCR LM-PDUを含んだＩフレームを受信すると、ＩｒＬＡＰ５４は、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータ指示(IrLAP_DT.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、このメッセージを受けると、コネクション確立指示をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。赤外線通信アプリケーション５０は、この応答メッセージをＬＭ−ＩＡＳ５２を介してＬＭ−ＭＵＸ５３へ渡す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、CC LM-PDUをデータ要求(IrLAP_DT.req)メッセージに含めて、ＩｒＬＡＰ５４へ渡す。ＩｒＬＡＰ５４は、この情報をＩ(Information)フレームに含めて相手に送信する。
【００５１】
以上により、マスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３との赤外線通信アプリケーション間のコネクションが確立される。
【００５２】
また、図１２に示すように、マスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３との間の位置（向き）調整の際での赤外線通信では、回転指示コマンドと回転指示応答コマンドが、DT LM-PDU(Data Link Management-Protocol Data Unit)に含めて送受信される。
【００５３】
そして、スレーブ撮像装置３は、ユーザによる筆記入力を検出すると、前述した式（２）と式（３）とを用いて求めた角度β１の値を、DT LM-PDUに含めてマスター撮像装置２に送信する。
【００５４】
次に、マスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３とにそれぞれ備えられたＣＰＵ１４が、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム１が備える特長的な機能を実現する処理動作について図１３ないし図１９を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【００５５】
なお、図５に示したように、マスター撮像装置２は撮像窓５が左下方向を向くようにしてホワイトボード４の右上に吸盤９にて付着され、また、スレーブ撮像装置３は撮像窓５が右下方向を向くようにしてホワイトボード４の左上に吸盤９にて付着される。この付着位置は、ホワイトボード４に予めマークをしておき、その位置に付着するようにしても良いが、ホワイトボード４の筆記面４ａ上であれば任意の場所に付着させることができる。このように筆記情報入力システム１のマスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３とがホワイトボード４に取り付けられた状態で電源が投入されると、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の各ＲＯＭ１５に格納された制御プログラムがメインメモリ１６に書き込まれ、制御プログラムが実行されることになる。
【００５６】
ここで、図１３はマスター撮像装置２における処理動作の流れを概略的に示すフローチャート、図１４はスレーブ撮像装置３における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。なお、以下においては、マスター撮像装置２側の処理を示す図１３のフローチャートを主体に説明する。
【００５７】
図１３に示すように、マスター撮像装置２における処理動作としては、まず、赤外線受発光モジュール１８を使用してＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにてスレーブ撮像装置３を検出すると、図１２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３との赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ１，図１４中のステップＳ３１）。
【００５８】
赤外線通信のコネクションが確立されると、マスター撮像装置２は、送波用超音波マイクロフォン８ａを介して超音波を発信し、その超音波がスレーブ撮像装置３に当たって反射して戻って来たところを受波用超音波マイクロフォン８ｂを介して検出して、その超音波の受信レベル（超音波の受信強度）を測定する（ステップＳ２）。
【００５９】
続いて、回転機構１０を回転させることによりマスター撮像装置２を所定の角度（第１の角度：図１５参照）だけ回転させ（ステップＳ３）、超音波を発信してその反射波の受信レベルを測定する（ステップＳ４）。これらステップＳ３〜Ｓ４の処理は、回転角が第１の角度より大きい所定の角度（第２の角度：図１５参照）に達する迄（ステップＳ５のＹ）、繰り返される。
【００６０】
そして、回転角が所定の角度（第２の角度：図１５参照）に達した場合には（ステップＳ５のＹ）、回転機構１０を回転させることにより、測定された受信レベルが最大であった角度（図１５参照）にマスター撮像装置２を回転させる（ステップＳ６）。
【００６１】
次に、マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、回転角度の情報を含めた回転指示コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置３へ送信する（ステップＳ７）。一方、スレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、この回転指示コマンドを受信すると（図１４中のステップＳ３２）、回転機構１０を回転させることによりスレーブ撮像装置３を指示された角度だけ回転させた後、回転指示レスポンスを赤外線通信によりマスター撮像装置２へ送信する（図１４中のステップＳ３３）。
【００６２】
マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置３からの回転指示レスポンスを受信した場合（ステップＳ８のＹ）、超音波を発信してその反射波の受信レベルを測定する（ステップＳ９）。
【００６３】
これらステップＳ７〜Ｓ９の処理は、スレーブ撮像装置３の回転機構１０の回転角が所定の角度に達する迄（ステップＳ１０のＹ）、繰り返される。
【００６４】
スレーブ撮像装置３の回転機構１０の回転角が所定の角度に達した場合（ステップＳ１０のＹ）、マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置３の回転に伴って測定した受信レベルが最大であった角度を回転指示コマンドに含めてスレーブ撮像装置３へ送信する（ステップＳ１１）。一方、スレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、この回転指示コマンドを受信すると（図１４中のステップＳ３２）、回転機構１０を回転させることによりスレーブ撮像装置３を指示された角度だけ回転させた後、回転指示レスポンスを赤外線通信によりマスター撮像装置２へ送信する（図１４中のステップＳ３３）。これにより、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の回転位置（向き）が定まることになる。
【００６５】
以上のステップＳ２〜Ｓ１１及びステップＳ３２〜Ｓ３３により、方向検出手段及び撮像方向調節手段の機能が実行される。これにより、各撮像装置２，３を任意の位置に設置した場合であっても、各撮像装置２，３の光学系の向きを撮像装置２，３同士の位置関係に基づいて所定の方向になるように自動的に調整することが可能になることにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることが可能になる。
【００６６】
なお、このとき、マスター撮像装置２の赤外線通信窓７のある面とスレーブ撮像装置３の赤外線通信窓７のある面とは平行に近づくが、さらに平行の精度を上げるために、上記のマスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の回転位置（向き）を調整する動作を繰り返し実行するようにしても良い。
【００６７】
続いて、マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、超音波送受信制御部２０を制御してマスター撮像装置２からスレーブ撮像装置３までの距離Ｌ'を測定する（ステップＳ１２）。ここに、距離測定手段の機能が実行される。この距離Ｌ'は、超音波送受信制御部２０が送波用超音波マイクロフォン８ａに所定の周期毎にトリガパルス信号を供給し、また、トリガパルス信号を出力してから受波用超音波マイクロフォン８ｂから超音波の受信信号が入力されるまでの伝搬時間Ｔを測定し、この伝搬時間Ｔと超音波の音速Ｃとを式（１）に代入することにより求めることができる。なお、超音波の音速Ｃは、室温（２０℃）での値である３４３（ｍ／ｓ）を用いるが、マスター撮像装置２に気温測定手段を付加して、測定した気温に対応した音速値を使用するようにしても良い。これにより、各撮像装置２，３を任意の位置に設置した場合であっても、撮像装置２，３間の距離が自動的に測定されることにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることが可能になる。
【００６８】
ここで、図１６はマスター撮像装置２からスレーブ撮像装置３までの距離Ｌ'とマスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２間の距離Ｌとの関係を示す説明図である。図１６中、λ１はマスター撮像装置２の広角レンズ１２の中心と送波用超音波マイクロフォン８ａの振動面までの距離、λ２はスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２の中心と赤外線通信窓７のある面との距離であり、
Ｌ＝Ｌ'＋λ１＋λ２ ・・・・（６）
である。なお、λ１及びλ２は、装置の組み付け仕様として予め知られた値である。
【００６９】
マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置３までの距離Ｌ'の測定が終了すると、座標入力開始コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置３へ送信し（ステップＳ１３）、ＣＭＯＳイメージセンサ６から入力した画像情報から筆記部材とホワイトボード４の筆記面４ａとの接触判断処理を開始する。一方、スレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、この座標入力開始コマンドを受信すると（図１４中のステップＳ３４のＹ）、同様にＣＭＯＳイメージセンサ６から入力した画像情報から筆記部材とホワイトボード４の筆記面４ａとの接触判断処理を開始する。
【００７０】
続いて、ＣＭＯＳイメージセンサ６から入力した画像情報に基づいて筆記部材とホワイトボード４の筆記面４ａとの接触判断を行う接触判断処理について説明する。
【００７１】
マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、画像処理回路１３を制御して、ＣＭＯＳイメージセンサ６から出力される画像信号をＡ／Ｄ変換し、得られた１フレーム分の画像データから物体の輪郭線を抽出する処理を行う（ステップＳ１４，図１４中のステップＳ３５）。物体の輪郭線の抽出は、例えば微分により画素間の濃度勾配を求め、その方向と大きさから輪郭線を判定する方法がある。この方法は、例えば特公平８−１６９３１号公報において開示されているため、詳細な説明は省略する。ここで、ＣＭＯＳイメージセンサ６の垂直方向（ホワイトボード４の筆記面４ａ上の高さ方向に該当）の画素数が大きい場合には、画像処理回路１３は、ホワイトボード４の筆記面４ａから所定の高さまでの領域の像を形成するＣＭＯＳイメージセンサ６の画素についてのみ画像信号を出力するように制御する。
【００７２】
マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、輪郭線を抽出すると、その輪郭線の形状よりその物体が筆記部材であるか否かを判断する。この形状判断は、画像認識技術を用いて行う。より詳細には、物体の重心を求めた後、この重心から輪郭線までの距離を重心の回り（３６０°）について順次求め、この角度と距離の関係から輪郭線の形状を特定する。なお、この形状判断手法は、特開平８−３１５１５２号公報に開示されている。こうして得られた輪郭線の形状に関するデータを筆記部材の形状としてＲＯＭ１５又はフラッシュメモリ１７に予め記憶されたデータと比較することで（ステップＳ１５，図１４中のステップＳ３６）、その形状の物体が筆記部材であるか否かを判断する（ステップＳ１６，図１４中のステップＳ３７）。以上のステップＳ１４〜Ｓ１６及びステップＳ３５〜Ｓ３７により、画像認識手段の機能が実行される。
【００７３】
なお、筆記動作時は、筆記部材のホワイトボード４の筆記面４ａに対する傾きが一定でないため、物体の重心と輪郭線とを結ぶ基準線（０°の位置）をある角度の範囲内で回転させて予め記憶されたデータと比較する。この筆記部材の画像および基準線の回転の例を図１７に示す。また、筆記部材の形状に関するデータをＲＯＭ１５又はフラッシュメモリ１７に複数種類用意しておき、形状の判断処理時にこれらを全て利用しても良い。さらに、筆記部材の形状に関するデータを予め記憶せずに、図１８に示すように、輪郭線が抽出された物体が左右対称であるか否かをチェックして、対称と判断した場合にその物体を筆記部材とする方法もある。この対称性は、上述した重心から輪郭線までの距離を重心の回りについて順次求めることで判断することができる。
【００７４】
マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、上記の判断処理によりホワイトボード４の筆記面４ａ上の物体が筆記部材であると判断した場合には（ステップＳ１６のＹ，図１４中のステップＳ３７のＹ）、その筆記部材がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したか否かを判断する（ステップＳ１７，図１４中のステップＳ３８）。ここで、ホワイトボード４の筆記面４ａは、図１７に示したようにＣＭＯＳイメージセンサ６の撮像領域の１つの辺に相当している。そこで、筆記部材がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したか否かの判断は、筆記部材の像がホワイトボード４の筆記面４ａに相当した辺に接触したか否かを判断すれば良いことになる。
【００７５】
筆記部材がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したと判断した場合（ステップＳ１７のＹ，図１４中のステップＳ３８のＹ）、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、この接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との距離ｈを求める（ステップＳ１８，図１４中のステップＳ３９）。ここで、図１９は接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との関係を示す説明図である。図１９に示すように、広角レンズ１２の光軸の結像位置をｈ０、接触点の結像位置をｈ１とした場合、接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との距離ｈは、
ｈ＝ｈ０−ｈ１
で求められる。なお、ｈ０とｈ１とは、ＣＭＯＳイメージセンサ６の縦方向の基準となる辺からの画素数と画素間の距離（画素ピッチ）より求められる。
【００７６】
スレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との距離ｈが求まると、前述した式（２）と式（３）に距離ｈ及び既知の値であるｆ，αを用い、指示手段による指示位置に係る位置情報である角度β１を求め（図１４中のステップＳ４０）、求めた角度β１の値を赤外線通信を用いてマスター撮像装置２へ送信する（図１４中のステップＳ４１）。以上のステップＳ３８〜Ｓ４０により、位置情報算出手段の機能が実行される。
【００７７】
一方、マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との距離ｈが求まると、前述した式（２）と式（３）に距離ｈ及び既知の値であるｆ，αを用い、指示手段による指示位置に係る位置情報である角度β２を求める（ステップＳ１９）。以上のステップＳ１７〜Ｓ１９により、位置情報算出手段の機能が実行される。
【００７８】
そして、前述した式（２）と式（３）とにより求めた角度β２とスレーブ撮像装置３から受信した角度β１と距離Ｌとを用いて式（４）と式（５）とによりホワイトボード４の筆記面４ａにおける接触点の位置座標（ｘ，ｙ）を求め（ステップＳ２０：位置情報受信手段、座標算出手段）、求めた座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶する（ステップＳ２１）。
【００７９】
なお、本実施の形態においては、式（２）〜式（５）を使用した上述の計算をＣＰＵ１４に実行させるようにしたが、これに限るものではなく、式（２）及び式（３）の計算を画像処理回路１３で実行し、式（４）及び式（５）の計算をＣＰＵ１４に実行させるようにしても良い。
【００８０】
また、筆記入力動作を行う前段階の処理として、筆記領域の原点を設定しなければならない。そこで、ユーザは、筆記領域をシステムに認識させるために、筆記領域設定スイッチ（図示せず）をオンにして図５に示す点Ｏのようにスレーブ撮像装置３の下付近をポイントする。マスター撮像装置２は、このポイントされた座標を求め、求めた座標を筆記領域の原点に設定する。なお、筆記領域は、この原点から右方向をＸ軸の正の方向、下方向をＹ軸の正の方向とする。そして、ユーザが筆記領域設定スイッチをオフにすると、その後は、筆記入力動作を認識すると上記のようにして求めた座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶する。この筆記領域の原点を設定する処理は、図１３及び図１４のフローチャートでは省略してある。
【００８１】
ここに、赤外線受発光モジュール１８を備えた一対の撮像装置２，３の各ＣＭＯＳイメージセンサ６における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域１ａに挿入された筆記部材によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置２，３がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システム１を提供することが可能になる。
【００８２】
なお、本実施の形態においては、筆記情報入力システム１をホワイトボード４に取り付けたが、これに限るものではなく、黒板、大型ディスプレイ、机、壁等の平面をなす二次元の領域を有するものであれば良い。
【００８３】
本発明の第二の実施の形態を図２０ないし図２３に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。第一の実施の形態の筆記情報入力システム１はホワイトボード４に取り付けられて使用されるものであったが、本実施の形態の筆記情報入力システム６０は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等の表示装置を備えているものである。
【００８４】
ここで、図２０は筆記情報入力システム６０を概略的に示す外観正面図である。図２０に示すように、本実施の形態の筆記情報入力システム６０は、前述した第一の実施の形態の筆記情報入力システム１のマスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３と概略同様なマスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３を備えている。また、筆記情報入力システム６０はＰＤＰ６１を有しており、マスター撮像装置６２はＰＤＰ６１の表示面６１ａの右側上部に取り付けられおり、スレーブ撮像装置６３はＰＤＰ６１の表示面６１ａの左側上部に取り付けられている。ＰＤＰ６１の表示面６１ａとその周りの枠６１ｂは同一平面になるように取り付けられており、筆記情報入力システム６０は電子黒板として機能する。なお、図２０中の点線で囲まれた領域６０ａは、二つの撮像装置６２，６３による筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域である。
【００８５】
マスター撮像装置６２は、前述した第一の実施の形態のマスター撮像装置２に対し、表示制御部６４（図２１参照）とビデオケーブル６５を接続するための接続コネクタ（図示せず）とが付加されたものである。また、スレーブ撮像装置６３は、前述した第一の実施の形態のスレーブ撮像装置３と何ら変わるものではない。
【００８６】
次に、マスター撮像装置６２に内蔵される各部の電気的接続について図２１を参照して説明する。図２１に示すように、マスター撮像装置６２のシステム構成は、前述した第一の実施の形態のマスター撮像装置２に表示制御部６４が付加され、ＣＰＵ１４にバス接続された構成となっている。
【００８７】
表示制御部６４は、ＶＲＡＭ（Video RAM）を内蔵しており、ＣＰＵ１４の制御によって、筆記により得られた座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ６１に表示させたり、後述する表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うための基準位置マークＭ（図２３参照）をＰＤＰ６１に表示させるための制御を行う。
【００８８】
なお、後述する表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うキャリブレーション処理の実行を宣言するためのキャリブレーションモードをオン、オフするスイッチ（キャリブレーションモード１スイッチ，キャリブレーションモード２スイッチ）は図示していない。
【００８９】
次に、マスター撮像装置６２に備えられたＣＰＵ１４が、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム６０が備える特長的な機能を実現する処理動作について図２２または図２３を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【００９０】
なお、図２０に示したように、マスター撮像装置６２は撮像窓５が左下方向を向くようにしてＰＤＰ６１の表示面６１ａの右上に吸盤９にて付着され、また、スレーブ撮像装置６３は撮像窓５が右下方向を向くようにしてＰＤＰ６１の表示面６１ａの左上に吸盤９にて付着される。この付着位置は、ＰＤＰ６１の表示面６１ａの周りの枠６１ｂに予めマークをしておき、その位置に付着するようにしても良いが、ＰＤＰ６１（表示面６１ａおよび表示面６１ａの周りの枠６１ｂ）上であれば任意の場所に付着させることができる。このように筆記情報入力システム６０のマスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３とがＰＤＰ６１に取り付けられた状態で電源が投入されると、マスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３の各ＲＯＭ１５に格納された制御プログラムがメインメモリ１６に書き込まれ、制御プログラムが実行されることになる。
【００９１】
ここで、図２２はマスター撮像装置６２における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。図２２に示すように、マスター撮像装置６２における処理動作としては、まず、赤外線受発光モジュール１８を使用してＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにてスレーブ撮像装置６３を検出すると、図１２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３の赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ５１，図１４中のステップＳ３１）。
【００９２】
赤外線通信のコネクションが確立されると、マスター撮像装置６２は、超音波を使用してマスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３の回転位置（向き）を定める（ステップＳ５２）。この処理は、図１３中のステップＳ２〜Ｓ１１及び図１４中のステップＳ３２〜Ｓ３３により実現される。
【００９３】
続いて、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、超音波送受信制御部２０を制御してマスター撮像装置６２からスレーブ撮像装置６３までの距離Ｌ'を測定する（ステップＳ５３）。
【００９４】
マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置６３までの距離Ｌ'の測定が終了すると、座標入力開始コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置６３へ送信する（ステップＳ５４）。
【００９５】
この状態で、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチの操作（ステップＳ５５のＹ）、または、筆記情報入力（ステップＳ６９のＹ）に待機する。
【００９６】
マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ５５のＹ）、表示制御部６４を制御して表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うための基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）をＰＤＰ６１の表示面６１ａの所定位置にそれぞれ表示する（ステップＳ５６）。ここに、基準位置表示手段の機能が実行される。ここで、図２３は表示面６１ａの所定位置に基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）が表示されたＰＤＰ６１を示す正面図である。図２３に示すように、２つの基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）の表示座標におけるＹ座標（縦方向）値は同じである。
【００９７】
このように基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）が表示された状態において、ユーザは基準位置マークＭ１及び基準位置マークＭ２を順に筆記部材でポイント（指示）することになる。
【００９８】
まず、ユーザが基準位置マークＭ１の中心位置を筆記部材でポイントした場合について説明する。ここで、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ６１の表示面６１ａへの筆記部材の接触検知に待機している（ステップＳ５７）。この処理は、図１３中のステップＳ１４〜Ｓ１７と同様の処理により実現される。
【００９９】
筆記部材がＰＤＰ６１の表示面６１ａに接触したと判断した場合（ステップＳ５７のＹ）、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、マスター撮像装置６２の広角レンズ１２における筆記部材の接触位置の方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度β２を求め、この角度β２とスレーブ撮像装置６３から受信した角度β１（図１４中のステップＳ３９〜Ｓ４１参照）とを用いてＰＤＰ６１の表示面６１ａにおける接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）を求める（ステップＳ５８）。なお、筆記入力座標の原点は，筆記情報入力領域６０ａ（図２０参照）の左上の頂点であり、右方向をＸ軸の正の方向、下方向をＹ軸の正の方向としている。
【０１００】
その後、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ６１の表示面６１ａへの筆記部材の接触検知に再び待機し（ステップＳ５９）、ユーザが基準位置マークＭ２の中心位置を筆記部材でポイントした場合には（ステップＳ５９のＹ）、ＰＤＰ６１の表示面６１ａにおける接触点の位置座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）をステップＳ５８で位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）を求めたのと同様の手法で求める（ステップＳ６０）。
【０１０１】
ここで、“ｙ１_ｉ”と“ｙ２_ｉ”とが同じでない場合には、マスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３とを結ぶ直線（Ｘ−Ｌｉｎｅ）と表示座標のＸ軸（横方向）とが平行でないことを意味している。そこで、“ｙ１_ｉ”＞“ｙ２_ｉ”の場合には（ステップＳ６１のＮ，ステップＳ６２のＹ：位置ズレ検出手段）、マスター撮像装置６２よりスレーブ撮像装置６３の方が上方に位置していることになるため、“ｙ１_ｉ”−“ｙ２_ｉ”の距離だけ、スレーブ撮像装置６３の配置位置を下げるようＰＤＰ６１の表示面６１ａにメッセージを表示する（ステップＳ６３：配置位置移動指示手段）。
【０１０２】
また、“ｙ１_ｉ”＜“ｙ２_ｉ”の場合には（ステップＳ６１のＮ，ステップＳ６２のＮ：位置ズレ検出手段）、マスター撮像装置６２よりスレーブ撮像装置６３の方が下方に位置していることになるため、“ｙ２_ｉ”−“ｙ１_ｉ”の距離だけ、スレーブ撮像装置６３の配置位置を上げるようＰＤＰ６１の表示面６１ａにメッセージを表示する（ステップＳ６４：配置位置移動指示手段）。
【０１０３】
ここで、マスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３との距離Ｌの単位をｍｍとすると、式（４）と式（５）より接触点の入力座標の単位もｍｍとなる。そこで、上記メッセージ中のスレーブ撮像装置６３の移動距離は単位をｍｍで表示する。
【０１０４】
その後、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオフになったことを検知すると（ステップＳ６５のＹ）、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオンになるまで待機する（ステップＳ６６）。ユーザは、このようにキャリブレーションモード１スイッチをオフにした状態で、スレーブ撮像装置６３をＰＤＰ６１の表示面６１ａに表示されたメッセージに従って移動する。なお、ユーザは、再びキャリブレーションモード１スイッチをオンにして、上記と同様の動作を繰り返し、検出精度を高めるようにしても良い。
【０１０５】
表示座標は表示画素の個数に基づく座標であるため、この座標値に表示画素間の距離（単位はｍｍ）を乗算することで、表示用実寸座標（単位はｍｍ）とすることができる。上記のキャリブレーション操作により、表示用実寸座標を使用して求めた基準位置マークＭ１と基準位置マークＭ２との間の距離と、上述した処理により求まった接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）と（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）との間の距離はほぼ同じとなる。すなわち、画像処理手段により求まった接触点の座標を表示座標に変換してＰＤＰ６１の表示面６１ａに表示する場合、接触位置とその表示位置が筆記情報入力領域６０ａ全体についてほぼ同じとなる。
【０１０６】
その後、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ６６のＹ）、ユーザによるＰＤＰ６１の表示面６１ａの四隅（頂点）への筆記部材でのポイントに従って、そのポイントされた４ヶ所の位置座標を順次求め、これらを頂点とする矩形領域を筆記情報入力を有効領域とする筆記情報入力領域６０ａの認識を行う（ステップＳ６７）。そして、ＰＤＰ６１の表示面６１ａの左上の頂点を表示座標および筆記情報入力領域６０ａにおける筆記入力座標の原点とする。
【０１０７】
そして、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオフになったことを検知すると（ステップＳ６８のＹ）、キャリブレーションモード１スイッチの操作、または、筆記情報入力の待機状態に戻る。
【０１０８】
ステップＳ６９〜Ｓ７１の筆記情報入力処理は、図１３で説明したステップＳ１４〜Ｓ２１における処理とほぼ同様の処理であるが、ステップＳ７１はステップＳ２１とは異なり、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、求めた座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶するとともに、表示制御部６４を制御して座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ６１に表示させている。
【０１０９】
ここに、赤外線受発光モジュール１８を備えた一対の撮像装置６２，６３の各ＣＭＯＳイメージセンサ６における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域６０ａに挿入された筆記部材によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置６２，６３がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システム６０を提供することが可能になる。
【０１１０】
また、情報入力領域６０ａが表示装置６１の表示面６１ａである場合は、表示座標と入力座標とのズレが最小となるように撮像装置６２，６３の配置位置の移動が指示されることにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とするためのユーザの作業負担を軽減させることが可能になる。
【０１１１】
本発明の第三の実施の形態を図２４ないし図２６に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態または第二の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。第二の実施の形態の筆記情報入力システム６０は、表示座標と筆記入力座標とを一致させるために、スレーブ撮像装置６３の配置位置をユーザに移動させるようにしていたが、本実施の形態の筆記情報入力システム７０は、表示座標と筆記入力座標とにズレが生じている場合（マスター撮像装置７２とスレーブ撮像装置７３とを結ぶ直線（Ｘ−Ｌｉｎｅ）と表示座標のＸ軸（横方向）とが平行でない場合）であっても、スレーブ撮像装置７３の配置位置を移動することなく表示座標と筆記入力座標とを一致させるようにしたものである。
【０１１２】
ここで、図２４は筆記情報入力システム７０を概略的に示す外観正面図である。図２４に示すように、本実施の形態の筆記情報入力システム７０は、前述した第二の実施の形態の筆記情報入力システム６０のマスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３と概略同様なマスター撮像装置７２及びスレーブ撮像装置７３を備えている。筆記情報入力システム７０はＰＤＰ７１を有しており、マスター撮像装置７２はＰＤＰ７１の表示面７１ａの右側上部に取り付けられおり、スレーブ撮像装置７３はＰＤＰ７１の表示面７１ａの左側上部に取り付けられている。ＰＤＰ７１の表示面７１ａとその周りの枠７１ｂは同一平面になるように取り付けられており、筆記情報入力システム７０は電子黒板として機能する。なお、図２４中の点線で囲まれた領域７０ａは、二つの撮像装置７２，７３による筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域である。また、ＰＤＰ７１とマスター撮像装置７２とは、ビデオケーブル７５により接続されている。また、マスター撮像装置７２及びスレーブ撮像装置７３に内蔵される各部の電気的接続については、筆記情報入力システム６０のマスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３と何ら変わるものではないため、その説明は省略する。
【０１１３】
次に、マスター撮像装置７２に備えられたＣＰＵ１４が、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム７０が備える特長的な機能を実現する処理動作について図２５または図２６を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【０１１４】
なお、図２４に示すように、マスター撮像装置７２は撮像窓５が左下方向を向くようにしてＰＤＰ７１の表示面７１ａの右上に吸盤９にて付着され、また、スレーブ撮像装置７３は撮像窓５が右下方向を向くようにしてＰＤＰ７１の表示面７１ａの左上に吸盤９にて付着される。この付着位置は、ＰＤＰ７１の表示面７１ａの周りの枠７１ｂに予めマークをしておき、その位置に付着するようにしても良いが、ＰＤＰ７１（表示面７１ａおよび表示面７１ａの周りの枠７１ｂ）上であれば任意の場所に付着させることができる。このように筆記情報入力システム７０のマスター撮像装置７２とスレーブ撮像装置７３とがＰＤＰ７１に取り付けられた状態で電源が投入されると、マスター撮像装置７２及びスレーブ撮像装置７３の各ＲＯＭ１５に格納された制御プログラムがメインメモリ１６に書き込まれ、制御プログラムが実行されることになる。
【０１１５】
ここで、図２５はマスター撮像装置７２における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。図２５に示すように、マスター撮像装置７２における処理動作としては、まず、赤外線受発光モジュール１８を使用してＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにてスレーブ撮像装置７３を検出すると、図１２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置７２とスレーブ撮像装置７３の赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ８１，図１４中のステップＳ３１）。
【０１１６】
赤外線通信のコネクションが確立されると、マスター撮像装置７２は、超音波を使用してマスター撮像装置７２及びスレーブ撮像装置７３の回転位置（向き）を定める（ステップＳ８２）。この処理は、図１３中のステップＳ２〜Ｓ１１及び図１４中のステップＳ３２〜Ｓ３３により実現される。
【０１１７】
続いて、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、超音波送受信制御部２０を制御してマスター撮像装置７２からスレーブ撮像装置７３までの距離Ｌ'を測定する（ステップＳ８３）。
【０１１８】
マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置７３までの距離Ｌ'の測定が終了すると、座標入力開始コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置７３へ送信する（ステップＳ８４）。
【０１１９】
この状態で、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチの操作（ステップＳ８５のＹ）、または、筆記情報入力（ステップＳ１００のＹ）に待機する。
【０１２０】
マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ８５のＹ）、表示制御部６４を制御して表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うための基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）を図２４に示すようにＰＤＰ７１の表示面７１ａの所定位置にそれぞれ表示する（ステップＳ８６）。ここに、基準位置表示手段の機能が実行される。図２４に示すように、２つの基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）の表示座標におけるＹ座標（縦方向）値は同じである。
【０１２１】
このように基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）が表示された状態において、ユーザは基準位置マークＭ１及び基準位置マークＭ２を順に筆記部材でポイントすることになる。
【０１２２】
まず、ユーザが基準位置マークＭ１の中心位置を筆記部材でポイントした場合について説明する。ここで、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ７１の表示面７１ａへの筆記部材の接触検知に待機している（ステップＳ８７）。この処理は、図１３中のステップＳ１４〜Ｓ１７により実現される。
【０１２３】
筆記部材がＰＤＰ７１の表示面７１ａに接触したと判断した場合（ステップＳ８７のＹ）、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、マスター撮像装置７２の広角レンズ１２における筆記部材の接触位置の方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度β２を求め、この角度β２とスレーブ撮像装置７３から受信した角度β１（図１４中のステップＳ３９〜Ｓ４１参照）とを用いてＰＤＰ７１の表示面７１ａにおける接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）を求める（ステップＳ８８）。なお、筆記入力座標の原点は，筆記情報入力領域７０ａ（図２４参照）の左上の頂点であり、右方向をＸ軸の正の方向、下方向をＹ軸の正の方向としている。
【０１２４】
その後、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ７１の表示面７１ａへの筆記部材の接触検知に再び待機し（ステップＳ８９）、ユーザが基準位置マークＭ２の中心位置を筆記部材でポイントした場合には（ステップＳ８９のＹ）、ＰＤＰ７１の表示面７１ａにおける接触点の位置座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）をステップＳ８８で位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）を求めたのと同様の手法で求める（ステップＳ９０）。
【０１２５】
ここで、“ｙ１_ｉ”と“ｙ２_ｉ”とが同じでない場合には、マスター撮像装置７２とスレーブ撮像装置７３とを結ぶ直線（Ｘ−Ｌｉｎｅ）と表示座標のＸ軸（横方向）とが平行でないことを意味している。そこで、“ｙ１_ｉ”＝“ｙ２_ｉ”ではない場合には（ステップＳ９１のＮ：位置ズレ検出手段）、補正処理が必要となる。
【０１２６】
今、“ｙ１_ｉ”＜“ｙ２_ｉ”、すなわちスレーブ撮像装置７３がマスター撮像装置７２より下方に位置しているものとする。このような場合の基準位置マークＭ１を通るＸ−Ｌｉｎｅと平行な線Ｘ−Ｌｉｎｅ_Ｍ１と基準位置マークＭ１を通る表示座標のＸ軸と平行な線Ｘ_Ｄｉｓｐ_Ｍ１との関係を図２６に示す。図２６中、点Ｍ１は、基準位置マークＭ１の入力座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）、点Ｍ２は基準位置マークＭ２の入力座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）、点Ｍ３はＸ座標値が点Ｍ２の入力座標のＸ座標値でＹ座標値が点Ｍ１の入力座標のＹ座標値である点（ｘ２_ｉ，ｙ１_ｉ）であり、点Ｍ１と点Ｍ３は直線Ｘ−Ｌｉｎｅ_Ｍ１上にあり、点Ｍ１と点Ｍ２は直線Ｘ_Ｄｉｓｐ_Ｍ１上にある。また、θ_ｄｉｆｆは、直線Ｘ−Ｌｉｎｅ_Ｍ１と直線Ｘ_Ｄｉｓｐ_Ｍ１とのなす角度であり、線分Ｍ１Ｍ３と線分Ｍ２Ｍ３は直交している。図２６に示した関係より、θ_ｄｉｆｆは、
θ_ｄｉｆｆ＝arctan（（ｙ２_ｉ−ｙ１_ｉ）／（ｘ２_ｉ−ｘ１_ｉ））・・・・（７）
により求まる（ステップＳ９２）。
【０１２７】
線分Ｍ１Ｍ２は、表示座標では表示座標のＸ軸と平行であるが、この両端点である点Ｍ１と点Ｍ２の入力座標を表示座標に変換してＰＤＰ７１の表示面７１ａに表示する場合、点Ｍ１の位置に変化がないと仮定すると、点Ｍ２は基準位置マークＭ２よりも下に表示される。すなわち、筆記情報入力領域７０ａの左上の角を上記の点Ｍ１に該当する基準点とすると、直線Ｘ−Ｌｉｎｅ_Ｍ１が直線Ｘ_Ｄｉｓｐ_Ｍ１に対して傾いたまま筆記入力が行われる場合、得られた入力座標を単純に表示座標に変換して表示すると、常に角度θ_ｄｉｆｆに依存した距離だけ実際の接触位置よりも下側に表示されることになる。したがって、得られた入力座標を筆記情報入力領域７０ａの左上の角を原点として角度θ_ｄｉｆｆだけ左方向に回転した後に表示座標に変換してＰＤＰ７１の表示面７１ａに表示した場合には、実際の接触位置とほぼ同じ位置にその描画データが表示されることとなる。
【０１２８】
そこで、“ｙ１_ｉ”＜“ｙ２_ｉ”である場合には（ステップＳ９３のＮ）、ステップＳ９４に進み、得られた入力座標を筆記情報入力領域７０ａの左上の角を原点として角度θ_ｄｉｆｆだけ左方向に回転させる。ここに、ズレ補正手段の機能が実行される。
【０１２９】
詳細には、座標（ｘ，ｙ）を原点に対して角度θだけ回転した座標（ｘ'，ｙ'）は、
ｘ'＝ｘ・cosθ−ｙ・sinθ ・・・・（８）
ｙ'＝ｘ・sinθ＋ｙ・cosθ ・・・・（９）
により得られる。なお、θが正の値の場合は右回り、負の値の場合は左回りに回転する。
【０１３０】
その後、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオフになったことを検知すると（ステップＳ９６のＹ）、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオンになるまで待機する（ステップＳ９７）。
【０１３１】
マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ９７のＹ）、ユーザによるＰＤＰ７１の表示面７１ａの四隅（頂点）への筆記部材でのポイントに従って、そのポイントされた４ヶ所の位置座標を順次求め、これらを頂点とする矩形領域を筆記情報入力を有効領域とする筆記情報入力領域７０ａの認識を行う（ステップＳ９８）。そして、ＰＤＰ７１の表示面７１ａの左上の頂点を表示座標および筆記情報入力領域７０ａにおける筆記入力座標の原点とする。
【０１３２】
そして、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオフになったことを検知すると（ステップＳ９９のＹ）、キャリブレーションモード１スイッチの操作、または、筆記情報入力の待機状態に戻る。
【０１３３】
ステップＳ１００〜Ｓ１０４の筆記情報入力処理は、図２２で説明したステップＳ６９〜Ｓ７１における処理とほぼ同様の処理であるが、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、上記のようにスレーブ撮像装置７３がマスター撮像装置７２より下方に位置している場合には、求めた座標を角度θ_ｄｉｆｆだけ左方向に回転した座標に補正した後（ステップＳ１０２〜Ｓ１０３）、回転後の座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶するとともに、表示制御部６４を制御して座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ７１に表示する（ステップＳ１０４）。
【０１３４】
以上においては、“ｙ１_ｉ”＜“ｙ２_ｉ”、すなわちスレーブ撮像装置７３がマスター撮像装置７２より下方に位置している場合について説明したが、マスター撮像装置７２がスレーブ撮像装置７３より下方に位置している場合、即ち“ｙ１_ｉ”＞“ｙ２_ｉ”である場合には（ステップＳ９３のＹ：位置ズレ検出手段）、得られた入力座標を筆記情報入力領域７０ａの左上の角を原点として角度θ_ｄｉｆｆだけ右方向に回転させることになる（ステップＳ９５）。ここに、ズレ補正手段の機能が実行される。
【０１３５】
また、ステップＳ１００〜Ｓ１０４の筆記情報入力処理においては、求めた座標を角度θ_ｄｉｆｆだけ右方向に回転した座標に補正した後（ステップＳ１０２〜Ｓ１０３）、回転後の座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶するとともに、表示制御部６４を制御して座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ７１に表示する（ステップＳ１０４）。
【０１３６】
ここに、赤外線受発光モジュール１８を備えた一対の撮像装置７２，７３の各ＣＭＯＳイメージセンサ６における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域７０ａに挿入された筆記部材によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置７２，７３がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システム７０を提供することが可能になる。
【０１３７】
また、情報入力領域７０ａが表示装置７１の表示面７１ａであり、撮像装置７２，７３間を結ぶ直線が表示座標に対して斜めとなるように取り付けられた場合、表示座標と入力座標とのズレが補正されることにより、情報入力システム７０の利便性を一層向上させることが可能になる。
【０１３８】
本発明の第四の実施の形態を図２７および図２８に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態または第二の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１３９】
マスター撮像装置とスレーブ撮像装置との間の距離を測定するときに、マスター撮像装置の送波用超音波マイクロフォンから発信される超音波の周波数が４０ＫＨｚであるとすると、室温（２０℃）での超音波の音速は３４３（ｍ／ｓ）であるため、超音波の波長は８．６ｍｍとなる。すなわち、距離の測定精度は８．６ｍｍとなり、この距離に基づいて算出される入力座標値は、この距離の誤差に依存した誤差が生じる。すなわち、第二の実施の形態で示した方法により撮像装置６２，６３の配置位置を調整しても基準位置において表示座標と入力座標とが一致しない場合がある。そこで、基準位置において表示座標と入力座標とのズレが最小となるように、本実施の形態においては、測定された撮像装置間の距離を補正する方法について説明する。
【０１４０】
本実施の形態の筆記情報入力システムは、ハード構成としては、前述した第二の実施の形態の筆記情報入力システム６０のハード構成に、測定された撮像装置間の距離の補正処理の実行を宣言するためのキャリブレーションモード３スイッチ（図示せず）を備えるのみであるため、その説明は省略する。
【０１４１】
次に、マスター撮像装置６２に備えられたＣＰＵ１４が、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム６０が備える特長的な機能を実現する距離補正処理について図２７または図２８を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【０１４２】
ここで、図２７はマスター撮像装置６２における距離補正処理の流れを概略的に示すフローチャートである。なお、マスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３がＰＤＰ６１の表示面６１ａ上に付着され、各撮像装置６２，６３の電源がオンにされてからキャリブレーションモード２スイッチがオフにされるまでの動作は、図２２に示したステップＳ５１〜Ｓ６８の処理と同様であるため、説明を省略している。
【０１４３】
図２７に示すように、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチがオフにされた後、キャリブレーションモード３スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ１１１のＹ）、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオンになった場合と同様に、表示制御部６４を制御して表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うための基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）をＰＤＰ６１の表示面６１ａの所定位置にそれぞれ表示する（ステップＳ１１２）。ここに、基準位置表示手段の機能が実行される。
【０１４４】
そして、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、ユーザにより基準位置マークＭ１及び基準位置マークＭ２の中心位置を筆記部材で順次ポイントされると、基準位置マークＭ１における接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）と基準位置マークＭ２における接触点の位置座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）を求める（ステップＳ１１３〜Ｓ１１４）。これらの処理は、図２２に示したステップＳ５７〜Ｓ６０の処理と同様である。
【０１４５】
その後、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、各位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ），（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）に基づき、表示制御部６４を制御して表示用の描画データを生成して、これを位置合わせマークｍとしてＰＤＰ６１に表示させる（ステップＳ１１５〜Ｓ１１６）。ここに、位置合わせマーク表示手段の機能が実行される。
【０１４６】
加えて、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、位置合わせマークｍの表示に併せて、撮像装置６２，６３間の距離Ｌの値を調整するための距離調整表示ｄも表示制御部６４を制御してＰＤＰ６１に表示させる（ステップＳ１１７）。
【０１４７】
ここで、図２８は位置合わせマークｍ及び距離調整表示ｄが表示されたＰＤＰ６１を例示的に示す正面図である。図２８に示すように、距離調整表示ｄは、例えば、距離Ｌの値を小さくする方向（−方向）及び大きくする方向（＋方向）にそれぞれ５段階に区分されている。前述したように距離の測定精度は８．６ｍｍであるため、この５段階の距離は、
（８．６／５）×ｎ（ｎは１〜５の整数）（ｍｍ）
となる。
【０１４８】
ここで、位置合わせマークｍが基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）の中心にない場合は、ユーザは距離Ｌの値を調整するために、±５段階の中の１つを選択することができる（ステップＳ１１８のＹ）。例えば＋１が選択されると、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、先に求めた撮像装置６２，６３間の距離Ｌの値（単位はｍｍ）に８．６／５を加算してＬの値を更新し（ステップＳ１１９）、表示されている位置合わせマークｍを消去する（ステップＳ１２０）。
【０１４９】
そして、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、先に算出した角度β１及び角度β２の値と更新されたＬの値を使用して式（４）と式（５）とから基準位置マークＭ１における接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）と基準位置マークＭ２における接触点の位置座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）を再度求め、各位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ），（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）に基づき、表示制御部６４を制御して表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ６１に表示させる（ステップＳ１２１）。なお、このとき、各撮像装置６２，６３の位置と基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）に変化はないため、角度β１と角度β２は変化しない。
【０１５０】
ユーザがこれ以上の調整を必要としない場合にはキャリブレーションモード３スイッチをオフにすることにより、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は処理を終了する（ステップＳ１２２のＹ）。
【０１５１】
以上のステップＳ１１７〜Ｓ１２２により、距離データ修正手段の機能が実行される。
【０１５２】
ここに、入力座標を求めるときに必要とされる撮像装置６２，６３間の距離の測定誤差が補正されることにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とし、情報入力システム６０の利便性を一層向上させることが可能になる。
【０１５３】
本発明の第五の実施の形態を図２９ないし図３４に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態ないし第四の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。本実施の形態の筆記情報入力システム８０は、第二の実施の形態ないし第四の実施の形態で説明した筆記情報入力システム６０，７０の変形例である。
【０１５４】
ここで、図２９は筆記情報入力システム８０を概略的に示す外観正面図である。図２９に示すように、本実施の形態の筆記情報入力システム８０は、前述した第一の実施の形態の筆記情報入力システム１のマスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３と概略同様なマスター撮像装置８２及びスレーブ撮像装置８３を備えている。また、筆記情報入力システム８０はＰＤＰ８１を有しており、マスター撮像装置８２はＰＤＰ８１の表示面８１ａの右側上部に取り付けられおり、スレーブ撮像装置８３はＰＤＰ８１の表示面８１ａの左側上部に取り付けられている。加えて、筆記情報入力システム８０に備えられたＰＤＰ８１の右下部分には、表示制御装置８４が設けられており、この表示制御装置８４は、マスター撮像装置８２と赤外線通信ができるように取り付けられている。ＰＤＰ８１の表示面８１ａとその周りの枠８１ｂは同一平面になるように取り付けられており、筆記情報入力システム８０は電子黒板として機能する。なお、図２９中の点線で囲まれた領域８０ａは、二つの撮像装置８２，８３による筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域である。
【０１５５】
マスター撮像装置８２は、前述した第一の実施の形態のマスター撮像装置２では一つのみであった赤外線受発光モジュール１８を二つ備えている。一つは、スレーブ撮像装置８３との赤外線通信に用い、残りの一つは、表示制御装置８４との赤外線通信に用いられる。より詳細には、表示制御装置８４との赤外線通信に用いられる赤外線受発光モジュール１８は、図２９において、下から、すなわちＥの方向から見た面にある赤外線通信窓７を通して赤外線通信ができるように取り付けられている。なお、スレーブ撮像装置８３は、前述した第一の実施の形態のスレーブ撮像装置３と何ら変わるものではない。
【０１５６】
次に、マスター撮像装置８２に内蔵される各部の電気的接続について図３０を参照して説明する。図３０に示すように、マスター撮像装置８２のシステム構成は、前述した第一の実施の形態のマスター撮像装置２に対し、赤外線受発光モジュール１８が一つ追加され、直−並列変換回路１９を介してＣＰＵ１４にバス接続された構成となっているとともに、フラッシュメモリ１７、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ２１、ＵＳＢドライバ２２が省かれたものである。
【０１５７】
続いて、表示制御装置８４に内蔵される各部の電気的接続について図３１を参照して説明する。図３１に示すように、表示制御装置８４には、ＣＰＵ８５が備えられており、このＣＰＵ８５が表示制御装置８４に内蔵される各部を集中的に制御する。このＣＰＵ８５には、制御プログラム等の固定データが予め書き込まれたＲＯＭ８６、ＤＲＡＭにより構成されておりＣＰＵ８５のワークエリアとして使用されるメインメモリ８７がバス接続されている。ここに、マイクロコンピュータが構成されている。
【０１５８】
また、ＣＰＵ８５には、赤外線受発光モジュール８８が接続された直−並列変換回路８９、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ９０が接続されたＵＳＢドライバ９１、ＬＡＮ（Local Area Network） Ｉ／Ｆ９２が接続されたＬＡＮ制御部９３、ハードディスク９４が接続されたＨＤ Ｉ／Ｆ９５、表示制御部９６がバス接続されている。
【０１５９】
ＨＤ Ｉ／Ｆ９５はＩＤＥ（Integrated Device Electronics）であり、ハードディスク９４は、ＣＰＵ８５の制御によって筆記入力された座標データやＰＤＰ８１の表示面８１ａに表示する各種メニューアイコンのビットマップデータ等を記憶する。
【０１６０】
直−並列変換回路８９は、赤外線データ通信において使用され、ＣＰＵ８５の制御によって送信データはパラレルからシリアルへと変換され、受信データはシリアルからパラレルへと変換される。この直−並列変換回路８９に接続された赤外線受発光モジュール８８は、ＩｒＤＡ方式の赤外線通信を実行するために必要な回路で、その内部の構成は、図７に示したものと同様である。なお、このような赤外線受発光モジュール８８は、図２９中のＦの方向から見た面にある赤外線通信窓（図示せず）を通してマスター撮像装置８２と赤外線通信ができるように取り付けられている。
【０１６１】
ここで、マスター撮像装置８２と表示制御装置８４との間における赤外線通信の手順を図３２に示したシーケンス例に基づいて説明する。なお、ＩｒＤＡ方式の赤外線通信では、コネクション確立フェーズの前に、一次局が二次局のアドレスを認知するディスカバリのフェーズがある。まず、コネクションの確立までのマスター撮像装置８２の動作について説明する。電源がオンにされると、赤外線通信アプリケーション５０は、まずＬＭ−ＩＡＳ５２へディスカバリ要求を出し、このメッセージはＬＭ−ＭＵＸ５３を介してＩｒＬＡＰ５４に通知される。ＩｒＬＡＰ５４はディスカバリ要求(IrLAP_DISCOVERY.req)を受けると、タイムスロットの総数１とタイムスロット番号０を含めたディスカバリ用のXID(exchange station identification)コマンドを送出し、表示制御装置８４より装置のアドレスと能力情報を含んだXIDレスポンスを受信する。そして、次のタイムスロットでディスカバリの終了を意味する、タイムスロット番号ＦＦＨを含めたディスカバリ用のXIDコマンドを送出するとともに、表示制御装置８４から受信したアドレスと能力情報を含めたディスカバリ確認(IrLAP_DISCOVERY.cnf)をＬＭ−ＭＵＸ５３へ渡す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、ディスカバリ確認をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。赤外線通信アプリケーション５０は、このメッセージを受けると、ＬＭ−ＩＡＳ５２へ表示制御装置８４とのコネクション確立要求（表示制御装置８４のアドレスを含んでいる）を出し、このメッセージはＬＭ−ＭＵＸ５３を介してＩｒＬＡＰ５４に通知される。ＩｒＬＡＰ５４はコネクション確立要求(IrLAP_CON.req)を受けると、表示制御装置８４のアドレスを含めたSNRM(Set Normal Response Mode)コマンドを送信する。そして、相手からUA(Unnumbered Acknowledgment)レスポンスを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータリンクコネクション確立確認(IrLAP_CON.cnf)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３はこのメッセージを受けると、CR LM-PDU(Connect Request Link Management-Protocol Data Unit)をデータ要求(IrLAP_DT.req)メッセージに含めて、ＩｒＬＡＰ５４へ渡す。ＩｒＬＡＰ５４は、この情報をＩ(Information)フレームに含めて表示制御装置８４に送信する。その後、表示制御装置８４よりCC LM-PDU(Connect Confirm Link Management-Protocol Data Unit)を含んだＩフレームを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータ指示(IrLAP_DT.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、コネクション確立確認をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。
【０１６２】
次に、コネクションの確立までの表示制御装置８４の動作について説明する。電源がオンにされると、ディスカバリ用のXIDコマンドの受信待ちとなる。そして、ＩｒＬＡＰ５４が相手からディスカバリ用のXIDコマンドを受信すると、タイムスロットの総数が１であるため、自装置のアドレスと能力情報を含んだXIDレスポンスを送信する。そして、ディスカバリの終了を意味する、タイムスロット番号ＦＦＨを含んだディスカバリ用のXIDコマンドを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へディスカバリ指示(IrLAP_DISCOVERY.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、ディスカバリ指示メッセージをＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。その後、ＩｒＬＡＰ５４が相手からSNRMコマンドを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータリンクコネクション確立指示(IrLAP_CON.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、このメッセージを受けると、応答(IrLAP_CON.rsp)をＩｒＬＡＰ５４へ返す。ＩｒＬＡＰ５４は、このメッセージを受けると、UAレスポンスを相手に送信する。その後、相手からCR LM-PDUを含んだＩフレームを受信すると、ＩｒＬＡＰ５４は、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータ指示(IrLAP_DT.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、このメッセージを受けると、コネクション確立指示をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。赤外線通信アプリケーション５０は、この応答メッセージをＬＭ−ＩＡＳ５２を介してＬＭ−ＭＵＸ５３へ渡す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、CC LM-PDUをデータ要求(IrLAP_DT.req)メッセージに含めて、ＩｒＬＡＰ５４へ渡す。ＩｒＬＡＰ５４は、この情報をＩ(Information)フレームに含めて相手に送信する。
【０１６３】
以上により、マスター撮像装置８２と表示制御装置８４との赤外線通信アプリケーション間のコネクションが確立される。
【０１６４】
そして、マスター撮像装置８２は、ユーザによる筆記入力を検出すると、マスター撮像装置８２で求めた角度β２の値、スレーブ撮像装置８３から送信された角度β１の値、距離Ｌの値を、DT LM-PDUに含めて表示制御装置８４に送信する。
【０１６５】
ＵＳＢドライバ９１は、ＣＰＵ８５の制御によってＵＳＢ規格に準拠した動作処理を実行して、ＵＳＢケーブルに接続されたパソコン等とデータ転送を行う。なお、ＵＳＢドライバ９１は、ハードディスク９４に記憶された座標データをパソコン等の外部機器に転送する場合のみに使用されるため、通常の筆記入力動作中は、ＵＳＢケーブルを接続する必要はない。
【０１６６】
ＬＡＮ制御部９３は、ＣＰＵ８５の制御によってＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）802.3規格に準拠した通信プロトコルを実行、制御する。
【０１６７】
表示制御部９６は、ＶＲＡＭ（Video RAM）を内蔵しており、ＣＰＵ８５の制御によって、筆記により得られた座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ８１に表示させたり、画面操作のための各種メニューアイコンの表示制御等を行う。
【０１６８】
なお、表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うキャリブレーション処理の実行を宣言するためのキャリブレーションモードをオン、オフするスイッチは図示していない。
【０１６９】
次に、マスター撮像装置８２に備えられたＣＰＵ１４と表示制御装置８４に備えられたＣＰＵ８５とが、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム８０が備える特長的な機能を実現する処理動作について図３３または図３４を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【０１７０】
なお、図２９に示したように、マスター撮像装置８２は撮像窓５が左下方向を向くようにしてＰＤＰ８１の表示面８１ａの右上に吸盤９にて付着され、また、スレーブ撮像装置８３は撮像窓５が右下方向を向くようにしてＰＤＰ８１の表示面８１ａの左上に吸盤９にて付着される。この付着位置は、ＰＤＰ８１の表示面８１ａの周りの枠８１ｂに予めマークをしておき、その位置に付着するようにしても良いが、ＰＤＰ８１（表示面８１ａおよび表示面８１ａの周りの枠８１ｂ）上であれば任意の場所に付着させることができる。このように筆記情報入力システム８０のマスター撮像装置８２とスレーブ撮像装置８３とがＰＤＰ８１に取り付けられた状態で撮像装置８２，８３及び表示制御装置８４に電源が投入されると、マスター撮像装置８２及びスレーブ撮像装置８３の各ＲＯＭ１５に格納された制御プログラムがメインメモリ１６に書き込まれるとともに、表示制御装置８４のＲＯＭ８６に格納された制御プログラムがメインメモリ８７に書き込まれ、制御プログラムが実行されることになる。
【０１７１】
ここで、図３３はマスター撮像装置８２における処理動作の流れを概略的に示すフローチャート、図３４は表示制御装置８４における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。なお、スレーブ撮像装置８３における処理は図１４に示した処理と何ら変わるものではないためその説明は省略する。また、以下においては、マスター撮像装置８２側の処理を示す図３３のフローチャートを主体に説明する。図３３に示すように、マスター撮像装置８２における処理動作としては、まず、赤外線受発光モジュール１８を使用して表示制御装置８４との間でＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにて表示制御装置８４を検出すると、図３２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置８２と表示制御装置８４の赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ１３１，図３４中のステップＳ１４１）。なお、マスター撮像装置８２と表示制御装置８４との間の通信では、マスター撮像装置８２が一次局、表示制御装置８４が二次局として動作する。
【０１７２】
次に、赤外線受発光モジュール１８を使用してスレーブ撮像装置８３との間でＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにてスレーブ撮像装置８３を検出すると、図１２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置８２とスレーブ撮像装置８３の赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ１３２，図１４中のステップＳ３１）。なお、マスター撮像装置８２とスレーブ撮像装置８３との間の通信では、マスター撮像装置８２が一次局、スレーブ撮像装置８３が二次局として動作する。
【０１７３】
赤外線通信のコネクションが確立されると、マスター撮像装置８２は、超音波を使用してマスター撮像装置８２及びスレーブ撮像装置８３の回転位置（向き）を定める（ステップＳ１３３：方向検出手段及び撮像方向調節手段）。この処理は、図１３中のステップＳ２〜Ｓ１１及び図１４中のステップＳ３２〜Ｓ３３により実現される。
【０１７４】
続いて、マスター撮像装置８２のＣＰＵ１４は、超音波送受信制御部２０を制御してマスター撮像装置８２からスレーブ撮像装置８３までの距離Ｌ'を測定する（ステップＳ１３４：距離測定手段）。
【０１７５】
マスター撮像装置８２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置８３までの距離Ｌ'の測定が終了すると、座標入力開始コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置８３へ送信するとともに（ステップＳ１３５）、測定した距離Ｌ'から式（６）により距離Ｌを求め、この距離Ｌの値を赤外線通信により表示制御装置８４へ送信する（ステップＳ１３６）。一方、表示制御装置８４のＣＰＵ８５は、距離Ｌの値を受信すると（図３４中のステップＳ１４２のＹ）、この距離Ｌの値をメインメモリ８７に記憶させた後（図３４中のステップＳ１４３）、マスター撮像装置８２からの座標検出に伴う角度β１，β２の受信に待機する（図３４中のステップＳ１４４）。
【０１７６】
このような状態で、マスター撮像装置８２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ８１の表示面８１ａへの筆記部材の接触検知に待機する（ステップＳ１３７）。この処理は、図１３中のステップＳ１４〜Ｓ１７により実現される。
【０１７７】
筆記部材がＰＤＰ８１の表示面８１ａに接触したと判断した場合（ステップＳ１３７のＹ）、マスター撮像装置８２のＣＰＵ１４は、マスター撮像装置８２の広角レンズ１２における筆記部材の接触位置の方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度β２を求めるとともに、スレーブ撮像装置８３から角度β１を受信し（スレーブ撮像装置８３の動作は図１４中のステップＳ３５〜Ｓ４１参照：位置情報算出手段）、これらの角度β１，β２を赤外線通信により表示制御装置８４へ送信する（ステップＳ１３８）。一方、表示制御装置８４のＣＰＵ８５は、角度β１，β２を受信すると（図３４中のステップＳ１４４のＹ：位置情報受信手段）、受信した角度β１、β２及び先に受信した距離Ｌを用いて式（４）と式（５）とによりＰＤＰ８１の表示面８１ａにおける接触点の位置座標（ｘ，ｙ）を求める（ステップＳ１４５：座標算出手段）。
【０１７８】
その後、表示制御装置８４のＣＰＵ８５は、表示制御部９６を制御して求めた座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ８１に表示させるとともに（ステップＳ１４６）、求めた座標値列をハードディスク９４に記憶する（ステップＳ１４７）。
【０１７９】
なお、本実施の形態においては、座標の算出処理を表示制御装置８４で行う場合を示したが、この処理をマスター撮像装置８２で行い、求まった座標値を表示制御装置８４に送信するようにしても良い。
【０１８０】
また、マスター撮像装置８２と表示制御装置８４との間をＵＳＢケーブルで接続して、赤外線通信の代わりに、このＵＳＢを使用してデータ通信を行うとともに、マスター撮像装置８２が表示制御装置８４から電力供給を受けることでマスター撮像装置８２のバッテリを不要とする構成にしても良い。
【０１８１】
さらに、無線通信として、赤外線通信の代わりにBluetooth等の他の通信方式を使用することもできる。
【０１８２】
ここに、赤外線受発光モジュール１８を備えた一対の撮像装置８２，８３の各ＣＭＯＳイメージセンサ６における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域８０ａに挿入された筆記部材によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置８２，８３がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システム８０を提供することが可能になる。また、各種処理手段を撮像装置８２，８３とは別の制御装置８４に持たせることで、撮像装置８２，８３を小型軽量化し、また、消費電力を低減させることが可能になる。
【０１８３】
なお、各実施の形態では、制御プログラムがＲＯＭ１５やＲＯＭ８６に格納されていたが、これに限るものではなく、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、半導体メモリ等の記憶媒体に制御プログラムを格納しても良い。なお、フロッピーディスク、光ディスク、光磁気ディスク等は、筆記情報入力システムに固定的に設けられておらず、単体で取り扱える交換自在な記憶媒体としての形態を備え、各種ドライブを用いることによって制御プログラムを読み出すことでＣＰＵによる各処理が可能になる。
【０１８４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の情報入力システムによれば、所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記各撮像装置の内、一の前記撮像装置に設けられ、他の前記撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、一の前記撮像装置に設けられ、前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報と前記位置情報受信手段により取得した他の前記撮像装置の前記指示位置に係る位置情報とに基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、を備え、無線通信手段を備えた一対の撮像装置の撮像素子における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域に挿入された指示手段によって指示された二次元座標位置を検出することにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システムを提供することができる。
【０１８５】
請求項２記載の発明の情報入力システムによれば、制御装置と、所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、前記各撮像装置及び前記制御装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記制御装置に設けられ、前記各撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、前記制御装置に設けられ、前記位置情報受信手段により取得した前記指示位置に係る位置情報に基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、を備え、無線通信手段を備えた一対の撮像装置の撮像素子における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域に挿入された指示手段によって指示された二次元座標位置を検出することにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システムを提供することができる。また、各種処理手段を撮像装置とは別の制御装置に持たせることで、撮像装置を小型軽量化し、また、消費電力を低減させることができる。
【０１８６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の情報入力システムにおいて、前記各撮像装置の何れか一方に、前記各撮像装置間の距離を測定する距離測定手段を備えることにより、各撮像装置を任意の位置に設置した場合であっても、撮像装置間の距離を自動的に測定することができるので、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることができ、情報入力システムの利便性を向上させることができる。
【０１８７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、前記撮像素子を回転自在に支持する素子回転手段と、前記各撮像装置の方向をそれぞれ検出する方向検出手段と、前記方向検出手段により検出された方向に基づいて前記素子回転手段を制御して前記撮像素子の向きを調節する撮像方向調節手段と、を前記各撮像装置にそれぞれ備え、各撮像装置を任意の位置に設置した場合であっても、各撮像装置の光学系の向きを撮像装置同士の位置関係に基づいて所定の方向になるように自動的に調整することができるようにしたことにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることができるので、情報入力システムの利便性を一層向上させることができる。
【０１８８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、そのズレを最小とすべく前記各撮像装置の内、何れか一方の前記撮像装置の配置位置の移動を指示する配置位置移動指示手段と、を備え、情報入力領域が表示装置の表示面である場合は、表示座標と入力座標とのズレが最小となるように撮像装置の配置位置の移動を指示するようにしたことにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とするためのユーザの作業負担を軽減させることができる。
【０１８９】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、入力座標を補正して表示座標に変換するとともに補正された入力座標を記憶するズレ補正手段と、を備え、情報入力領域が表示装置の表示面であり、撮像装置間を結ぶ直線が表示座標に対して斜めとなるように取り付けられた場合、表示座標と入力座標とのズレを補正するようにしたことにより、情報入力システムの利便性を一層向上させることができる。
【０１９０】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における入力座標を算出して表示座標に変換するとともに、その表示座標位置に位置合わせマークを表示する位置合わせマーク表示手段と、前記基準位置マークと前記位置合わせマークとの距離を最小とすべく、前記距離測定手段により測定された前記各撮像装置間の距離のデータを修正する距離データ修正手段と、を備え、入力座標を求めるときに必要とされる撮像装置間の距離の測定誤差を補正するようにしたことにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とし、情報入力システムの利便性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の筆記情報入力システムをホワイトボードに取り付けた状態を概略的に示す外観正面図である。
【図２】マスター撮像装置をスレーブ撮像装置の方向から見た外観を示す正面図である。
【図３】スレーブ撮像装置をマスター撮像装置の方向から見た外観を示す正面図である。
【図４】撮像装置内の撮像光学系を概略的に示す構成図である。
【図５】筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域を示す説明図である。
【図６】マスター撮像装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図７】赤外線受発光モジュールの内部の構成を示すブロック図である。
【図８】スレーブ撮像装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図９】筆記部材がホワイトボードの筆記面に接触したときの接触位置座標の算出方法を示す説明図である。
【図１０】スレーブ撮像装置の広角レンズ及びＣＭＯＳイメージセンサ付近を拡大して示す説明図である。
【図１１】ＩｒＤＡ方式のプロトコル構成を示す説明図である。
【図１２】赤外線通信のシーケンス例を示す説明図である。
【図１３】マスター撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１４】スレーブ撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１５】マスター撮像装置の回転角度を示す説明図である。
【図１６】マスター撮像装置からスレーブ撮像装置までの距離Ｌ'とマスター撮像装置及びスレーブ撮像装置の広角レンズ間の距離Ｌとの関係を示す説明図である。
【図１７】筆記部材の画像および基準線の回転の例を示す説明図である。
【図１８】筆記部材の画像および対称線の例を示す説明図である。
【図１９】接触点の結像位置と広角レンズの光軸の結像位置との関係を示す説明図である。
【図２０】本発明の第二の実施の形態の筆記情報入力システムを概略的に示す外観正面図である。
【図２１】マスター撮像装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図２２】マスター撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図２３】表示面の所定位置に基準位置マークが表示されたＰＤＰを示す正面図である。
【図２４】本発明の第三の実施の形態の筆記情報入力システムを概略的に示す外観正面図である。
【図２５】マスター撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図２６】基準位置マークを通るＸ−Ｌｉｎｅと平行な線Ｘ−Ｌｉｎｅと基準位置マークを通る表示座標のＸ軸と平行な線Ｘ_Ｄｉｓｐとの関係を示す説明図である。
【図２７】本発明の第四の実施の形態のマスター撮像装置における距離補正処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図２８】位置合わせマーク及び距離調整表示が表示されたＰＤＰを例示的に示す正面図である。
【図２９】本発明の第五の実施の形態の筆記情報入力システムを概略的に示す外観正面図である。
【図３０】マスター撮像装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３１】表示制御装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３２】赤外線通信のシーケンス例を示す説明図である。
【図３３】マスター撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図３４】表示制御装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図３５】筆記位置がカメラから遠ざかるほど、撮像素子の１画素あたりの筆記用紙上の検出範囲が大きくなる状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１，６０，７０，８０ 情報入力システム
１ａ，６０ａ，７０ａ，８０ａ 情報入力領域
２，３，６２，６３，７２，７３，８２，８３ 撮像装置
６ 撮像素子
１０ 素子回転手段
６１，７１，８１ 表示装置
６１ａ，７１ａ，８１ａ 表示面
８４ 制御装置
Ｍ１，Ｍ２ 基準位置マーク
ｍ 位置合わせマーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の入力や選択をするためにペン等の指示手段によって指示された位置座標を検出する情報入力システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年にあっては、書き込み面に手書きで書き込んだ筆記情報をリアルタイムでパーソナルコンピュータ等のコンピュータに入力することを可能にした筆記情報入力システムが提供されている。このような筆記情報入力システムとしては、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置や特開平１１−８５３７６号公報に記載された光学式位置検出装置付き情報表示装置等がある。
【０００３】
特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置は、筆記具により記入される記入面を撮影し、記入情報の位置座標を検出して、この位置座標に基づいて描画データを展開するものである。実施例では、記入面の一辺にカメラが取り付けられ、記入面全体を撮影している。
【０００４】
また、特開平１１−８５３７６号公報に記載された光学式位置検出装置付き情報表示装置は、光再帰性反射シートを利用して、光が遮断された部分を検出することで入力座標を求めるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置においては、筆記具により記入される記入面を撮影し、筆記具により記入される記入情報（紙に書かれた筆記文字等の軌跡）の位置座標を検出する手段、および筆記具の位置座標（筆記具の先端位置の座標）を検出する手段に加え、記入面における原点座標を検出する手段も必要であった。なお、この原点座標は記入面として用いられる用紙の角や紙面上に記入されたＸ軸（直線）、Ｙ軸（直線）の起点である。すなわち、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置においては、筆記座標検出動作を行う前段階の処理として、筆記用紙の角を検出したり、あるいは筆記用紙に記入された情報から座標の原点を検出しなければならないという問題があった。したがって、このような原点座標の検出処理は、筆記用紙が交換される毎に必要となる。
【０００６】
加えて、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置においては、筆記位置の座標は上記の原点座標に基づいて求められるため、筆記中に筆記用紙がずれた場合のように、撮像している画像中における筆記用紙の角の位置が変わると、原点座標の再設定を行わない限り筆記位置の座標は用紙ずれの前の状態に対してずれた値として検出されてしまうので、筆記者の意図しない筆記入力が行われてしまうという問題もあった。
【０００７】
さらに、特開平６−２８９９８９号公報に記載された情報認識装置においては、カメラが筆記用紙の斜め上方から撮像する場合、筆記位置がカメラから遠ざかるほど、撮像素子の１画素あたりの筆記用紙上の検出範囲が大きくなることにより、検出座標と実際の座標との誤差が大きくなってしまい、筆記入力画像が縦方向に縮んだものになってしまうという問題もある。より具体的には、図３５に示すように、筆記用紙１０２上の筆記位置がカメラ１００から遠ざかるほど、撮像素子１０１の縦方向の所定個数の画素が光検出する角度θで検出できる筆記用紙１０２上の筆記検出範囲Ｌが大きくなっている（図３５においては、Ｌ１＜Ｌ２）ことが解かる。
【０００８】
一方、特開平１１−８５３７６号公報に記載された光学式位置検出装置付き情報表示装置においては、座標入力領域の周囲に取り付けられた光再帰性反射シートを利用して、光が遮断された部分を検出することで入力座標を求める方法を示しているが、この場合、座標入力する領域の周囲に光再帰性反射シートを取り付ける必要があり、予め光再帰性反射シートが取り付けられた専用の座標入力装置以外の任意の装置に光再帰性反射シートを取り付けて座標入力を行うには、システムを構成する各構成要素の組み付けと調整作業が非常に煩わしいという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、可搬性に優れた情報入力システムを提供することである。
【００１０】
本発明の目的は、撮像装置を小型軽量化し、また、消費電力を低減させることである。
【００１１】
本発明の目的は、情報入力システムの利便性を向上させることである。
【００１２】
本発明の目的は、表示座標と入力座標とのズレを最小とするためのユーザの作業負担を軽減させることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の情報入力システムは、所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記各撮像装置の内、一の前記撮像装置に設けられ、他の前記撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、一の前記撮像装置に設けられ、前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報と前記位置情報受信手段により取得した他の前記撮像装置の前記指示位置に係る位置情報とに基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、を備える。
【００１４】
したがって、無線通信手段を備えた一対の撮像装置の撮像素子における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域に挿入された指示手段によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システムを提供することが可能になる。
【００１５】
請求項２記載の発明の情報入力システムは、制御装置と、所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、前記各撮像装置及び前記制御装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記制御装置に設けられ、前記各撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、前記制御装置に設けられ、前記位置情報受信手段により取得した前記指示位置に係る位置情報に基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、を備える。
【００１６】
したがって、無線通信手段を備えた一対の撮像装置の撮像素子における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域に挿入された指示手段によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システムを提供することが可能になる。また、各種処理手段を撮像装置とは別の制御装置に持たせることで、撮像装置を小型軽量化し、また、消費電力を低減させることが可能になる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の情報入力システムにおいて、前記各撮像装置の何れか一方に、前記各撮像装置間の距離を測定する距離測定手段を備える。
【００１８】
したがって、各撮像装置を任意の位置に設置した場合であっても、撮像装置間の距離が自動的に測定されることにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることが可能になる。これにより、情報入力システムの利便性を向上させることが可能になる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、前記撮像素子を回転自在に支持する素子回転手段と、前記各撮像装置の方向をそれぞれ検出する方向検出手段と、前記方向検出手段により検出された方向に基づいて前記素子回転手段を制御して前記撮像素子の向きを調節する撮像方向調節手段と、を前記各撮像装置にそれぞれ備える。
【００２０】
したがって、各撮像装置を任意の位置に設置した場合であっても、各撮像装置の光学系の向きを撮像装置同士の位置関係に基づいて所定の方向になるように自動的に調整することが可能になることにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることが可能になる。これにより、情報入力システムの利便性を一層向上させることが可能になる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、そのズレを最小とすべく前記各撮像装置の内、何れか一方の前記撮像装置の配置位置の移動を指示する配置位置移動指示手段と、を備える。
【００２２】
したがって、情報入力領域が表示装置の表示面である場合は、表示座標と入力座標とのズレが最小となるように撮像装置の配置位置の移動が指示されることにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とするためのユーザの作業負担を軽減させることが可能になる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、入力座標を補正して表示座標に変換するとともに補正された入力座標を記憶するズレ補正手段と、を備える。
【００２４】
したがって、情報入力領域が表示装置の表示面であり、撮像装置間を結ぶ直線が表示座標に対して斜めとなるように取り付けられた場合、表示座標と入力座標とのズレが補正されることにより、情報入力システムの利便性を一層向上させることが可能になる。
【００２５】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における入力座標を算出して表示座標に変換するとともに、その表示座標位置に位置合わせマークを表示する位置合わせマーク表示手段と、前記基準位置マークと前記位置合わせマークとの距離を最小とすべく、前記距離測定手段により測定された前記各撮像装置間の距離のデータを修正する距離データ修正手段と、を備える。
【００２６】
したがって、入力座標を求めるときに必要とされる撮像装置間の距離の測定誤差が補正されることにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とし、情報入力システムの利便性を一層向上させることが可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図１９に基づいて説明する。本実施の形態の情報入力システムは、ホワイトボードに取り付けられて使用される筆記情報入力システムに適用されている。
【００２８】
ここで、図１は筆記情報入力システム１をホワイトボード４に取り付けた状態を概略的に示す外観正面図である。図１に示すように、本実施の形態の筆記情報入力システム１は、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３を主体に構成されている。マスター撮像装置２はホワイトボード４の筆記面４ａの右側上部に取り付けられおり、スレーブ撮像装置３はホワイトボード４の筆記面４ａの左側上部に取り付けられている。なお、図１中の点線で囲まれた領域１ａは、二つの撮像装置２，３による筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域である。なお、筆記情報入力領域１ａに挿入される指示手段である筆記部材（図示せず）には、ペン、棒、指等が適用される。また、後述する画像認識手段により筆記用の物体であると認識されれば良く、筆記部材は特定しない。
【００２９】
まず、マスター撮像装置２について説明する。ここで、図２はマスター撮像装置２をスレーブ撮像装置３の方向（図中のＡの方向）から見た外観を示す正面図である。図２に示すように、マスター撮像装置２には、透明板で形成された撮像窓５が設けられている。この撮像窓５は、後述する撮像光学系の一部を構成する撮像素子であるＣＭＯＳイメージセンサ６（図４参照）へ照射する光を取り込むためのものである。また、マスター撮像装置２には、赤外線通信窓７も設けられている。この赤外線通信窓７は、マスター撮像装置２の内部に設けられた赤外線発光ダイオード２７及びフォトダイオード２８を備える赤外線受発光モジュール１８（いずれも図６参照）を用いてスレーブ撮像装置３との間で赤外線通信する際に用いられ、赤外線を透過する板により形成されている。さらに、マスター撮像装置２には、超音波送受信部８も設けられている。この超音波送受信部８は、送信用の超音波振動子である送波用超音波マイクロフォン８ａと受信用の超音波振動子である受波用超音波マイクロフォン８ｂとを備えている。加えて、マスター撮像装置２には、マスター撮像装置２をホワイトボード４の筆記面４ａに付着させるための吸盤９が設けられている。なお、この吸盤９は、ホワイトボード４の筆記面４ａに対して平行に回転する回転機構１０を介して設けられている。
【００３０】
続いて、スレーブ撮像装置３について説明する。ここで、図３はスレーブ撮像装置３をマスター撮像装置２の方向（図中のＢの方向）から見た外観を示す正面図である。図３に示すように、スレーブ撮像装置３の外観は、図２に示したマスター撮像装置２の外観と比較すると左右対称としたものであるが、マスター撮像装置２に設けられていた超音波送受信部８が設けられていない点で異なるものである。つまり、スレーブ撮像装置３には、マスター撮像装置２と同様の撮像窓５、赤外線通信窓７、吸盤９、素子回転手段として機能する回転機構１０が設けられている。
【００３１】
次に、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の内部に設けられる撮像光学系について説明する。ここで、図４は撮像装置２，３内の撮像光学系を概略的に示す構成図であって、マスター撮像装置２を図１中のＣの方向から、また、スレーブ撮像装置３を図１中のＤの方向から見た図である。撮像装置２，３内の撮像光学系は、概略的には、光軸の向きのみを変えるミラー１１、広角レンズ１２、画像処理回路１３が接続されたＣＭＯＳイメージセンサ６により構成されている。このような構成により、ホワイトボード４の筆記面４ａに対して平行であって撮像窓５を通過した光は、ミラー１１で上方に反射され、広角レンズ１２を通ってＣＭＯＳイメージセンサ６に達する。光を受光したＣＭＯＳイメージセンサ６は、画素単位で配置されたフォトダイオードで光電変換した信号を所定の周期毎に画素毎のアンプ（セルアンプ）で増幅して画像処理回路１３へ出力する。
【００３２】
ここで、筆記情報入力システム１が備える二つの撮像装置２，３によって筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域１ａについて図５を参照して説明する。図５中、筆記情報入力領域１ａは斜線で示された部分である。詳細は後述するが、筆記情報入力位置（ホワイトボード４の筆記面４ａに接触した筆記部材の位置）は、二つの撮像装置２，３によって撮像された画像から三角測量の原理を用いて求められるため、筆記情報入力領域１ａは各撮像装置２，３の撮像領域の重複した部分となる。図５では、各撮像装置２，３の撮像領域は点線の内側である。また、図５では、撮像装置２，３に内蔵されたミラー１１も図示している。ミラー１１は、撮像窓５から入射される９０°近い角度範囲の光を反射して、その反射光を広角レンズ１２を通してＣＭＯＳイメージセンサ６に照射するように取り付けられている。
【００３３】
次に、マスター撮像装置２に内蔵される各部の電気的接続について図６を参照して説明する。図６に示すように、マスター撮像装置２には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４が備えられており、このＣＰＵ１４がマスター撮像装置２に内蔵される各部を集中的に制御する。このＣＰＵ１４には、マスター撮像装置２を制御するための制御プログラムが予め書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）１５、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）により構成されておりＣＰＵ１４のワークエリアとして使用されるメインメモリ１６がバス接続されている。ここに、マイクロコンピュータが構成されている。
【００３４】
また、ＣＰＵ１４には、フラッシュメモリ１７、画像処理回路１３、赤外線受発光モジュール１８が接続された直−並列変換回路１９、送波用超音波マイクロフォン８ａ及び受波用超音波マイクロフォン８ｂが接続された超音波送受信制御部２０、ＵＳＢ（Universal Serial Bus） Ｉ／Ｆ２１が接続されたＵＳＢドライバ２２、回転機構１０がバス接続されている。
【００３５】
フラッシュメモリ１７は、ＣＰＵ１４の制御によって筆記入力された座標データを記憶する。
【００３６】
画像処理回路１３は、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路を含んでおり、ＣＰＵ１４の制御によってＣＭＯＳイメージセンサ６から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、その画像データから被写体画像の輪郭線を抽出する処理、その抽出された形状よりその被写体が筆記部材であるか否かを判断する画像認識処理、筆記部材と認識された物体がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したときの接触位置の情報を出力する処理等を実行する。
【００３７】
直−並列変換回路１９は、赤外線データ通信において使用され、ＣＰＵ１４の制御によって送信データはパラレルからシリアルへと変換され、受信データはシリアルからパラレルへと変換される。この直−並列変換回路１９に接続された赤外線受発光モジュール１８は、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）方式の赤外線通信を実行するために必要な回路で、その内部の構成を図７に示す。赤外線受発光モジュール１８は、非同期送受信回路２３、変復調回路２４、アンプ２５，２６、赤外線発光ダイオード２７、フォトダイオード２８から構成されている。非同期送受信回路２３は、直−並列変換回路１９と変復調回路２４との間に位置し、変復調回路２４に対してデータを非同期に送受信する。変復調回路２４は、送信データをＲＺ(Return to Zero)符号を用いて変調し、変調されたアナログ信号をアンプ２５へ出力するとともに、アンプ２６から受信したアナログ信号を復調して、シリアルデータを非同期送受信回路２３へ出力する。なお、ＲＺ符号は、伝送するデータが“０”のときに赤外光を放射し、“１”のときには放射しない方式である。赤外線発光ダイオード２７は、電流のオン・オフに従い、ピーク波長が８５０ｎｍ〜９００ｎｍ、放射角度±１５度〜±３０度の赤外線を発光または消光する。フォトダイオード２８は、赤外光を受光すると電流を出力する。なお、このような赤外線受発光モジュール１８は、赤外線通信窓７の内側において、赤外線発光ダイオード２７とフォトダイオード２８とを赤外線通信窓７の外側に向けて取り付けられている。
【００３８】
超音波送受信制御部２０は、ＣＰＵ１４の制御によって送波用超音波マイクロフォン８ａに所定の周期毎にトリガパルス信号を供給し、またトリガパルス信号を出力してから受波用超音波マイクロフォン８ｂから超音波の受信信号が入力されるまでの時間Ｔを測定する。この時間Ｔは、発信した超音波が物体に当たり、反射して戻って来るまでの時間に相当する。送波用超音波マイクロフォン８ａと受波用超音波マイクロフォン８ｂは、赤外線通信窓７と同じ面に隣接して取り付けられている。ここで、室温（２０℃）での超音波の音速Ｃは３４３（ｍ／ｓ）であるため、超音波マイクロフォン８ａ，８ｂと反射物体（スレーブ撮像装置３）までの距離Ｌ'は、
Ｌ'＝Ｃ×Ｔ／２ ・・・・（１）
により求まる。
【００３９】
ＵＳＢドライバ２２は、ＣＰＵ１４の制御によってＵＳＢ規格に準拠した動作処理を実行して、ＵＳＢケーブルに接続されたパソコン等とデータ転送を行う。なお、ＵＳＢドライバ２２は、フラッシュメモリ１７に記憶された座標データをパソコン等の外部機器に転送する場合のみに使用されるため、通常の筆記入力動作中は、ＵＳＢケーブルを接続する必要はない。
【００４０】
回転機構１０は、ＣＰＵ１４の制御によって回転し、超音波及び赤外線通信を使用することにより、スレーブ撮像装置３との間の位置（向き）を調整する。
【００４１】
また、マスター撮像装置２に設けられるバッテリ２９は例えばニッケル水素電池やリチウム電池等であり、電流はＡＣ−ＤＣコンバータ３０を介してマスター撮像装置２に供給される。
【００４２】
次に、スレーブ撮像装置３に内蔵される各部の電気的接続について図８を参照して説明する。図８に示すように、スレーブ撮像装置３のシステム構成は、マスター撮像装置２からフラッシュメモリ１７、超音波送受信制御部２０、送波用超音波マイクロフォン８ａ、受波用超音波マイクロフォン８ｂ、ＵＳＢドライバ２２、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ２１を省いた構成であり、個々の構成要素はマスター撮像装置２の構成要素と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００４３】
次に、筆記情報入力領域１ａにおいて筆記部材がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したとき（筆記部材による筆記入力時）の接触位置を求める方法を説明する。なお、筆記入力の検出判断は、ＣＭＯＳイメージセンサ６から１フレーム分の画素信号が画像処理回路１３へ入力される毎に行われる。
【００４４】
マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＭＯＳイメージセンサ６は、図４に示したように下向きに取り付けられているが、説明の便宜上、ミラー１１が無く、各撮像装置２，３の広角レンズ１２とＣＭＯＳイメージセンサ６とが、図９に示すように、ホワイトボード４の筆記面４ａに対して入射光の光軸が平行となるように配置された場合を想定する。なお、マスター撮像装置２の広角レンズ１２とスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２との距離をＬ、ホワイトボード４の筆記面４ａにおける筆記部材の接触点をＰ、点Ｐの位置座標を（ｘ，ｙ）、マスター撮像装置２の広角レンズ１２とスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２とを結ぶ直線をＸ−Ｌｉｎｅ、スレーブ撮像装置３の広角レンズ１２における接触点Ｐの方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度をβ１、マスター撮像装置２の広角レンズ１２における接触点Ｐの方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度をβ２とする。また、スレーブ撮像装置３の広角レンズ１２及びＣＭＯＳイメージセンサ６付近の拡大図を図１０に示す。図１０において、ｆは広角レンズ１２とＣＭＯＳイメージセンサ６との間の距離、ｈはＣＭＯＳイメージセンサ６における広角レンズ１２の光軸の結像位置と接触点Ｐの結像位置との間の距離、αは広角レンズ１２の光軸とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度、θは接触点Ｐとその結像点とを結ぶ線と広角レンズ１２の光軸とのなす角度である。
【００４５】
上記の各成分を用いることにより、以下の２式が成り立つ。
θ＝arctan(ｈ／ｆ) ・・・・（２）
β１＝α−θ ・・・・（３）
ここで、マスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３との位置関係が定まる（マスター撮像装置２の広角レンズ１２とスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２とを結ぶ直線をＸ−Ｌｉｎｅが確定する）と、角度αはスレーブ撮像装置３における広角レンズ１２の組み付け仕様として予め判っている値であるため、これら２式より角度β１を求めることができる。また、マスター撮像装置２についても同様にして角度β２を求めることができる。
【００４６】
このようにして角度β１と角度β２が求まると、接触点Ｐの位置座標（ｘ，ｙ）は、三角測量の原理により、
ｘ＝Ｌ・tanβ２／（tanβ１＋tanβ２） ・・・・（４）
ｙ＝ｘ・tanβ１ ・・・・（５）
として算出される。
【００４７】
なお、スレーブ撮像装置３で求めた角度β１はＩｒＤＡ方式の赤外線通信によりマスター撮像装置２へ送信され、マスター撮像装置２が受信したスレーブ撮像装置３で求めた角度β１とマスター撮像装置２で求めた角度β２を使用して、式（４）と式（５）とにより接触点Ｐの位置座標を算出する。
【００４８】
ここで、ＩｒＤＡ方式の赤外線通信プロトコルについて説明する。ＩｒＤＡ方式のプロトコル構成を図１１に示す。図１１中、アプリケーション５０は、本実施の形態においては、スレーブ撮像装置３からマスター撮像装置２へ角度β１を伝送するアプリケーションである。TP Entities５１は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルのトランスポートプロトコル（レイヤ４）を実行するエンティティであり、このエンティティはオプションである。なお、ＴＰは“transport”の略である。ＬＭ−ＩＡＳ５２は、Link Management Information Access Service であり、通信している機器が何であるかを示す情報をやり取りする。ＬＭ−ＩＡＳ５２とTP Entities５１は同じレイヤに位置しており、１つのアプリケーション間コネクションでは、いずれか１つが選択されて使用される。本実施の形態では、ＬＭ−ＩＡＳ５２を使用し、TP Entities５１は使用しない。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、Link Management Multiplexer であり、複数のサービスアクセスポイントを持つことができ、複数のアプリケーションのデータ伝送を同時に処理する。ＩｒＬＡＰ５４は、Infrared Link Access Protocol であり、ＨＤＬＣ（High level Data Link Control procedures）の不平衡型手順クラスを基にして規定されている。不平衡型手順クラスとは、一方の局が制御に関して全責任を持つものであり、一次局と二次局の接続により構成される。この場合、一次局は単一であるが、二次局は複数存在することができる。本実施の形態においては、マスター撮像装置２が一次局であり、スレーブ撮像装置３が二次局である。ＩｒＤＡ−ＳＩＲ５５は、IrDA Serial Infrared Physical Layer であり、変調方式など赤外線通信の物理的な仕様を規定しており、ＩｒＤＡ−ＳＩＲ５５を除いた全てのプロトコルはソフトウェアにより実行される。ここに、無線通信手段が実現されている。
【００４９】
続いて、赤外線通信の手順を図１２に示したシーケンス例に基づいて説明する。ＩｒＤＡ方式の赤外線通信では、コネクション確立フェーズの前に、一次局が二次局のアドレスを認知するディスカバリのフェーズがある。まず、コネクションの確立までのマスター撮像装置２の動作について説明する。電源がオンにされると、赤外線通信アプリケーション５０は、まずＬＭ−ＩＡＳ５２へディスカバリ要求を出し、このメッセージはＬＭ−ＭＵＸ５３を介してＩｒＬＡＰ５４に通知される。ＩｒＬＡＰ５４はディスカバリ要求(IrLAP_DISCOVERY.req)を受けると、タイムスロットの総数１とタイムスロット番号０を含めたディスカバリ用のXID(exchange station identification)コマンドを送出し、スレーブ撮像装置３より装置のアドレスと能力情報を含んだXIDレスポンスを受信する。そして、次のタイムスロットでディスカバリの終了を意味する、タイムスロット番号ＦＦＨを含めたディスカバリ用のXIDコマンドを送出するとともに、スレーブ撮像装置３から受信したアドレスと能力情報を含めたディスカバリ確認(IrLAP_DISCOVERY.cnf)をＬＭ−ＭＵＸ５３へ渡す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、ディスカバリ確認をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。赤外線通信アプリケーション５０は、このメッセージを受けると、ＬＭ−ＩＡＳ５２へスレーブ撮像装置３とのコネクション確立要求（スレーブ撮像装置３のアドレスを含んでいる）を出し、このメッセージはＬＭ−ＭＵＸ５３を介してＩｒＬＡＰ５４に通知される。ＩｒＬＡＰ５４はコネクション確立要求(IrLAP_CON.req)を受けると、スレーブ撮像装置３のアドレスを含めたSNRM(Set Normal Response Mode)コマンドを送信する。そして、相手からUA(Unnumbered Acknowledgment)レスポンスを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータリンクコネクション確立確認(IrLAP_CON.cnf)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３はこのメッセージを受けると、CR LM-PDU(Connect Request Link Management-Protocol Data Unit)をデータ要求(IrLAP_DT.req)メッセージに含めて、ＩｒＬＡＰ５４へ渡す。ＩｒＬＡＰ５４は、この情報をＩ(Information)フレームに含めてスレーブ撮像装置３に送信する。その後、スレーブ撮像装置３よりCC LM-PDU(Connect Confirm Link Management-Protocol Data Unit)を含んだＩフレームを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータ指示(IrLAP_DT.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、コネクション確立確認をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。
【００５０】
次に、コネクションの確立までのスレーブ撮像装置３の動作について説明する。電源がオンにされると、ディスカバリ用のXIDコマンドの受信待ちとなる。そして、ＩｒＬＡＰ５４が相手からディスカバリ用のXIDコマンドを受信すると、タイムスロットの総数が１であるため、自装置のアドレスと能力情報を含んだXIDレスポンスを送信する。そして、ディスカバリの終了を意味する、タイムスロット番号ＦＦＨを含んだディスカバリ用のXIDコマンドを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へディスカバリ指示(IrLAP_DISCOVERY.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、ディスカバリ指示メッセージをＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。その後、ＩｒＬＡＰ５４が相手からSNRMコマンドを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータリンクコネクション確立指示(IrLAP_CON.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、このメッセージを受けると、応答(IrLAP_CON.rsp)をＩｒＬＡＰ５４へ返す。ＩｒＬＡＰ５４は、このメッセージを受けると、UAレスポンスを相手に送信する。その後、相手からCR LM-PDUを含んだＩフレームを受信すると、ＩｒＬＡＰ５４は、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータ指示(IrLAP_DT.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、このメッセージを受けると、コネクション確立指示をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。赤外線通信アプリケーション５０は、この応答メッセージをＬＭ−ＩＡＳ５２を介してＬＭ−ＭＵＸ５３へ渡す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、CC LM-PDUをデータ要求(IrLAP_DT.req)メッセージに含めて、ＩｒＬＡＰ５４へ渡す。ＩｒＬＡＰ５４は、この情報をＩ(Information)フレームに含めて相手に送信する。
【００５１】
以上により、マスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３との赤外線通信アプリケーション間のコネクションが確立される。
【００５２】
また、図１２に示すように、マスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３との間の位置（向き）調整の際での赤外線通信では、回転指示コマンドと回転指示応答コマンドが、DT LM-PDU(Data Link Management-Protocol Data Unit)に含めて送受信される。
【００５３】
そして、スレーブ撮像装置３は、ユーザによる筆記入力を検出すると、前述した式（２）と式（３）とを用いて求めた角度β１の値を、DT LM-PDUに含めてマスター撮像装置２に送信する。
【００５４】
次に、マスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３とにそれぞれ備えられたＣＰＵ１４が、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム１が備える特長的な機能を実現する処理動作について図１３ないし図１９を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【００５５】
なお、図５に示したように、マスター撮像装置２は撮像窓５が左下方向を向くようにしてホワイトボード４の右上に吸盤９にて付着され、また、スレーブ撮像装置３は撮像窓５が右下方向を向くようにしてホワイトボード４の左上に吸盤９にて付着される。この付着位置は、ホワイトボード４に予めマークをしておき、その位置に付着するようにしても良いが、ホワイトボード４の筆記面４ａ上であれば任意の場所に付着させることができる。このように筆記情報入力システム１のマスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３とがホワイトボード４に取り付けられた状態で電源が投入されると、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の各ＲＯＭ１５に格納された制御プログラムがメインメモリ１６に書き込まれ、制御プログラムが実行されることになる。
【００５６】
ここで、図１３はマスター撮像装置２における処理動作の流れを概略的に示すフローチャート、図１４はスレーブ撮像装置３における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。なお、以下においては、マスター撮像装置２側の処理を示す図１３のフローチャートを主体に説明する。
【００５７】
図１３に示すように、マスター撮像装置２における処理動作としては、まず、赤外線受発光モジュール１８を使用してＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにてスレーブ撮像装置３を検出すると、図１２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置２とスレーブ撮像装置３との赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ１，図１４中のステップＳ３１）。
【００５８】
赤外線通信のコネクションが確立されると、マスター撮像装置２は、送波用超音波マイクロフォン８ａを介して超音波を発信し、その超音波がスレーブ撮像装置３に当たって反射して戻って来たところを受波用超音波マイクロフォン８ｂを介して検出して、その超音波の受信レベル（超音波の受信強度）を測定する（ステップＳ２）。
【００５９】
続いて、回転機構１０を回転させることによりマスター撮像装置２を所定の角度（第１の角度：図１５参照）だけ回転させ（ステップＳ３）、超音波を発信してその反射波の受信レベルを測定する（ステップＳ４）。これらステップＳ３〜Ｓ４の処理は、回転角が第１の角度より大きい所定の角度（第２の角度：図１５参照）に達する迄（ステップＳ５のＹ）、繰り返される。
【００６０】
そして、回転角が所定の角度（第２の角度：図１５参照）に達した場合には（ステップＳ５のＹ）、回転機構１０を回転させることにより、測定された受信レベルが最大であった角度（図１５参照）にマスター撮像装置２を回転させる（ステップＳ６）。
【００６１】
次に、マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、回転角度の情報を含めた回転指示コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置３へ送信する（ステップＳ７）。一方、スレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、この回転指示コマンドを受信すると（図１４中のステップＳ３２）、回転機構１０を回転させることによりスレーブ撮像装置３を指示された角度だけ回転させた後、回転指示レスポンスを赤外線通信によりマスター撮像装置２へ送信する（図１４中のステップＳ３３）。
【００６２】
マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置３からの回転指示レスポンスを受信した場合（ステップＳ８のＹ）、超音波を発信してその反射波の受信レベルを測定する（ステップＳ９）。
【００６３】
これらステップＳ７〜Ｓ９の処理は、スレーブ撮像装置３の回転機構１０の回転角が所定の角度に達する迄（ステップＳ１０のＹ）、繰り返される。
【００６４】
スレーブ撮像装置３の回転機構１０の回転角が所定の角度に達した場合（ステップＳ１０のＹ）、マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置３の回転に伴って測定した受信レベルが最大であった角度を回転指示コマンドに含めてスレーブ撮像装置３へ送信する（ステップＳ１１）。一方、スレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、この回転指示コマンドを受信すると（図１４中のステップＳ３２）、回転機構１０を回転させることによりスレーブ撮像装置３を指示された角度だけ回転させた後、回転指示レスポンスを赤外線通信によりマスター撮像装置２へ送信する（図１４中のステップＳ３３）。これにより、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の回転位置（向き）が定まることになる。
【００６５】
以上のステップＳ２〜Ｓ１１及びステップＳ３２〜Ｓ３３により、方向検出手段及び撮像方向調節手段の機能が実行される。これにより、各撮像装置２，３を任意の位置に設置した場合であっても、各撮像装置２，３の光学系の向きを撮像装置２，３同士の位置関係に基づいて所定の方向になるように自動的に調整することが可能になることにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることが可能になる。
【００６６】
なお、このとき、マスター撮像装置２の赤外線通信窓７のある面とスレーブ撮像装置３の赤外線通信窓７のある面とは平行に近づくが、さらに平行の精度を上げるために、上記のマスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の回転位置（向き）を調整する動作を繰り返し実行するようにしても良い。
【００６７】
続いて、マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、超音波送受信制御部２０を制御してマスター撮像装置２からスレーブ撮像装置３までの距離Ｌ'を測定する（ステップＳ１２）。ここに、距離測定手段の機能が実行される。この距離Ｌ'は、超音波送受信制御部２０が送波用超音波マイクロフォン８ａに所定の周期毎にトリガパルス信号を供給し、また、トリガパルス信号を出力してから受波用超音波マイクロフォン８ｂから超音波の受信信号が入力されるまでの伝搬時間Ｔを測定し、この伝搬時間Ｔと超音波の音速Ｃとを式（１）に代入することにより求めることができる。なお、超音波の音速Ｃは、室温（２０℃）での値である３４３（ｍ／ｓ）を用いるが、マスター撮像装置２に気温測定手段を付加して、測定した気温に対応した音速値を使用するようにしても良い。これにより、各撮像装置２，３を任意の位置に設置した場合であっても、撮像装置２，３間の距離が自動的に測定されることにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることが可能になる。
【００６８】
ここで、図１６はマスター撮像装置２からスレーブ撮像装置３までの距離Ｌ'とマスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２間の距離Ｌとの関係を示す説明図である。図１６中、λ１はマスター撮像装置２の広角レンズ１２の中心と送波用超音波マイクロフォン８ａの振動面までの距離、λ２はスレーブ撮像装置３の広角レンズ１２の中心と赤外線通信窓７のある面との距離であり、
Ｌ＝Ｌ'＋λ１＋λ２ ・・・・（６）
である。なお、λ１及びλ２は、装置の組み付け仕様として予め知られた値である。
【００６９】
マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置３までの距離Ｌ'の測定が終了すると、座標入力開始コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置３へ送信し（ステップＳ１３）、ＣＭＯＳイメージセンサ６から入力した画像情報から筆記部材とホワイトボード４の筆記面４ａとの接触判断処理を開始する。一方、スレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、この座標入力開始コマンドを受信すると（図１４中のステップＳ３４のＹ）、同様にＣＭＯＳイメージセンサ６から入力した画像情報から筆記部材とホワイトボード４の筆記面４ａとの接触判断処理を開始する。
【００７０】
続いて、ＣＭＯＳイメージセンサ６から入力した画像情報に基づいて筆記部材とホワイトボード４の筆記面４ａとの接触判断を行う接触判断処理について説明する。
【００７１】
マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、画像処理回路１３を制御して、ＣＭＯＳイメージセンサ６から出力される画像信号をＡ／Ｄ変換し、得られた１フレーム分の画像データから物体の輪郭線を抽出する処理を行う（ステップＳ１４，図１４中のステップＳ３５）。物体の輪郭線の抽出は、例えば微分により画素間の濃度勾配を求め、その方向と大きさから輪郭線を判定する方法がある。この方法は、例えば特公平８−１６９３１号公報において開示されているため、詳細な説明は省略する。ここで、ＣＭＯＳイメージセンサ６の垂直方向（ホワイトボード４の筆記面４ａ上の高さ方向に該当）の画素数が大きい場合には、画像処理回路１３は、ホワイトボード４の筆記面４ａから所定の高さまでの領域の像を形成するＣＭＯＳイメージセンサ６の画素についてのみ画像信号を出力するように制御する。
【００７２】
マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、輪郭線を抽出すると、その輪郭線の形状よりその物体が筆記部材であるか否かを判断する。この形状判断は、画像認識技術を用いて行う。より詳細には、物体の重心を求めた後、この重心から輪郭線までの距離を重心の回り（３６０°）について順次求め、この角度と距離の関係から輪郭線の形状を特定する。なお、この形状判断手法は、特開平８−３１５１５２号公報に開示されている。こうして得られた輪郭線の形状に関するデータを筆記部材の形状としてＲＯＭ１５又はフラッシュメモリ１７に予め記憶されたデータと比較することで（ステップＳ１５，図１４中のステップＳ３６）、その形状の物体が筆記部材であるか否かを判断する（ステップＳ１６，図１４中のステップＳ３７）。以上のステップＳ１４〜Ｓ１６及びステップＳ３５〜Ｓ３７により、画像認識手段の機能が実行される。
【００７３】
なお、筆記動作時は、筆記部材のホワイトボード４の筆記面４ａに対する傾きが一定でないため、物体の重心と輪郭線とを結ぶ基準線（０°の位置）をある角度の範囲内で回転させて予め記憶されたデータと比較する。この筆記部材の画像および基準線の回転の例を図１７に示す。また、筆記部材の形状に関するデータをＲＯＭ１５又はフラッシュメモリ１７に複数種類用意しておき、形状の判断処理時にこれらを全て利用しても良い。さらに、筆記部材の形状に関するデータを予め記憶せずに、図１８に示すように、輪郭線が抽出された物体が左右対称であるか否かをチェックして、対称と判断した場合にその物体を筆記部材とする方法もある。この対称性は、上述した重心から輪郭線までの距離を重心の回りについて順次求めることで判断することができる。
【００７４】
マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、上記の判断処理によりホワイトボード４の筆記面４ａ上の物体が筆記部材であると判断した場合には（ステップＳ１６のＹ，図１４中のステップＳ３７のＹ）、その筆記部材がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したか否かを判断する（ステップＳ１７，図１４中のステップＳ３８）。ここで、ホワイトボード４の筆記面４ａは、図１７に示したようにＣＭＯＳイメージセンサ６の撮像領域の１つの辺に相当している。そこで、筆記部材がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したか否かの判断は、筆記部材の像がホワイトボード４の筆記面４ａに相当した辺に接触したか否かを判断すれば良いことになる。
【００７５】
筆記部材がホワイトボード４の筆記面４ａに接触したと判断した場合（ステップＳ１７のＹ，図１４中のステップＳ３８のＹ）、マスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、この接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との距離ｈを求める（ステップＳ１８，図１４中のステップＳ３９）。ここで、図１９は接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との関係を示す説明図である。図１９に示すように、広角レンズ１２の光軸の結像位置をｈ０、接触点の結像位置をｈ１とした場合、接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との距離ｈは、
ｈ＝ｈ０−ｈ１
で求められる。なお、ｈ０とｈ１とは、ＣＭＯＳイメージセンサ６の縦方向の基準となる辺からの画素数と画素間の距離（画素ピッチ）より求められる。
【００７６】
スレーブ撮像装置３のＣＰＵ１４は、接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との距離ｈが求まると、前述した式（２）と式（３）に距離ｈ及び既知の値であるｆ，αを用い、指示手段による指示位置に係る位置情報である角度β１を求め（図１４中のステップＳ４０）、求めた角度β１の値を赤外線通信を用いてマスター撮像装置２へ送信する（図１４中のステップＳ４１）。以上のステップＳ３８〜Ｓ４０により、位置情報算出手段の機能が実行される。
【００７７】
一方、マスター撮像装置２のＣＰＵ１４は、接触点の結像位置と広角レンズ１２の光軸の結像位置との距離ｈが求まると、前述した式（２）と式（３）に距離ｈ及び既知の値であるｆ，αを用い、指示手段による指示位置に係る位置情報である角度β２を求める（ステップＳ１９）。以上のステップＳ１７〜Ｓ１９により、位置情報算出手段の機能が実行される。
【００７８】
そして、前述した式（２）と式（３）とにより求めた角度β２とスレーブ撮像装置３から受信した角度β１と距離Ｌとを用いて式（４）と式（５）とによりホワイトボード４の筆記面４ａにおける接触点の位置座標（ｘ，ｙ）を求め（ステップＳ２０：位置情報受信手段、座標算出手段）、求めた座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶する（ステップＳ２１）。
【００７９】
なお、本実施の形態においては、式（２）〜式（５）を使用した上述の計算をＣＰＵ１４に実行させるようにしたが、これに限るものではなく、式（２）及び式（３）の計算を画像処理回路１３で実行し、式（４）及び式（５）の計算をＣＰＵ１４に実行させるようにしても良い。
【００８０】
また、筆記入力動作を行う前段階の処理として、筆記領域の原点を設定しなければならない。そこで、ユーザは、筆記領域をシステムに認識させるために、筆記領域設定スイッチ（図示せず）をオンにして図５に示す点Ｏのようにスレーブ撮像装置３の下付近をポイントする。マスター撮像装置２は、このポイントされた座標を求め、求めた座標を筆記領域の原点に設定する。なお、筆記領域は、この原点から右方向をＸ軸の正の方向、下方向をＹ軸の正の方向とする。そして、ユーザが筆記領域設定スイッチをオフにすると、その後は、筆記入力動作を認識すると上記のようにして求めた座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶する。この筆記領域の原点を設定する処理は、図１３及び図１４のフローチャートでは省略してある。
【００８１】
ここに、赤外線受発光モジュール１８を備えた一対の撮像装置２，３の各ＣＭＯＳイメージセンサ６における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域１ａに挿入された筆記部材によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置２，３がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システム１を提供することが可能になる。
【００８２】
なお、本実施の形態においては、筆記情報入力システム１をホワイトボード４に取り付けたが、これに限るものではなく、黒板、大型ディスプレイ、机、壁等の平面をなす二次元の領域を有するものであれば良い。
【００８３】
本発明の第二の実施の形態を図２０ないし図２３に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。第一の実施の形態の筆記情報入力システム１はホワイトボード４に取り付けられて使用されるものであったが、本実施の形態の筆記情報入力システム６０は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等の表示装置を備えているものである。
【００８４】
ここで、図２０は筆記情報入力システム６０を概略的に示す外観正面図である。図２０に示すように、本実施の形態の筆記情報入力システム６０は、前述した第一の実施の形態の筆記情報入力システム１のマスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３と概略同様なマスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３を備えている。また、筆記情報入力システム６０はＰＤＰ６１を有しており、マスター撮像装置６２はＰＤＰ６１の表示面６１ａの右側上部に取り付けられおり、スレーブ撮像装置６３はＰＤＰ６１の表示面６１ａの左側上部に取り付けられている。ＰＤＰ６１の表示面６１ａとその周りの枠６１ｂは同一平面になるように取り付けられており、筆記情報入力システム６０は電子黒板として機能する。なお、図２０中の点線で囲まれた領域６０ａは、二つの撮像装置６２，６３による筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域である。
【００８５】
マスター撮像装置６２は、前述した第一の実施の形態のマスター撮像装置２に対し、表示制御部６４（図２１参照）とビデオケーブル６５を接続するための接続コネクタ（図示せず）とが付加されたものである。また、スレーブ撮像装置６３は、前述した第一の実施の形態のスレーブ撮像装置３と何ら変わるものではない。
【００８６】
次に、マスター撮像装置６２に内蔵される各部の電気的接続について図２１を参照して説明する。図２１に示すように、マスター撮像装置６２のシステム構成は、前述した第一の実施の形態のマスター撮像装置２に表示制御部６４が付加され、ＣＰＵ１４にバス接続された構成となっている。
【００８７】
表示制御部６４は、ＶＲＡＭ（Video RAM）を内蔵しており、ＣＰＵ１４の制御によって、筆記により得られた座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ６１に表示させたり、後述する表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うための基準位置マークＭ（図２３参照）をＰＤＰ６１に表示させるための制御を行う。
【００８８】
なお、後述する表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うキャリブレーション処理の実行を宣言するためのキャリブレーションモードをオン、オフするスイッチ（キャリブレーションモード１スイッチ，キャリブレーションモード２スイッチ）は図示していない。
【００８９】
次に、マスター撮像装置６２に備えられたＣＰＵ１４が、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム６０が備える特長的な機能を実現する処理動作について図２２または図２３を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【００９０】
なお、図２０に示したように、マスター撮像装置６２は撮像窓５が左下方向を向くようにしてＰＤＰ６１の表示面６１ａの右上に吸盤９にて付着され、また、スレーブ撮像装置６３は撮像窓５が右下方向を向くようにしてＰＤＰ６１の表示面６１ａの左上に吸盤９にて付着される。この付着位置は、ＰＤＰ６１の表示面６１ａの周りの枠６１ｂに予めマークをしておき、その位置に付着するようにしても良いが、ＰＤＰ６１（表示面６１ａおよび表示面６１ａの周りの枠６１ｂ）上であれば任意の場所に付着させることができる。このように筆記情報入力システム６０のマスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３とがＰＤＰ６１に取り付けられた状態で電源が投入されると、マスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３の各ＲＯＭ１５に格納された制御プログラムがメインメモリ１６に書き込まれ、制御プログラムが実行されることになる。
【００９１】
ここで、図２２はマスター撮像装置６２における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。図２２に示すように、マスター撮像装置６２における処理動作としては、まず、赤外線受発光モジュール１８を使用してＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにてスレーブ撮像装置６３を検出すると、図１２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３の赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ５１，図１４中のステップＳ３１）。
【００９２】
赤外線通信のコネクションが確立されると、マスター撮像装置６２は、超音波を使用してマスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３の回転位置（向き）を定める（ステップＳ５２）。この処理は、図１３中のステップＳ２〜Ｓ１１及び図１４中のステップＳ３２〜Ｓ３３により実現される。
【００９３】
続いて、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、超音波送受信制御部２０を制御してマスター撮像装置６２からスレーブ撮像装置６３までの距離Ｌ'を測定する（ステップＳ５３）。
【００９４】
マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置６３までの距離Ｌ'の測定が終了すると、座標入力開始コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置６３へ送信する（ステップＳ５４）。
【００９５】
この状態で、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチの操作（ステップＳ５５のＹ）、または、筆記情報入力（ステップＳ６９のＹ）に待機する。
【００９６】
マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ５５のＹ）、表示制御部６４を制御して表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うための基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）をＰＤＰ６１の表示面６１ａの所定位置にそれぞれ表示する（ステップＳ５６）。ここに、基準位置表示手段の機能が実行される。ここで、図２３は表示面６１ａの所定位置に基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）が表示されたＰＤＰ６１を示す正面図である。図２３に示すように、２つの基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）の表示座標におけるＹ座標（縦方向）値は同じである。
【００９７】
このように基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）が表示された状態において、ユーザは基準位置マークＭ１及び基準位置マークＭ２を順に筆記部材でポイント（指示）することになる。
【００９８】
まず、ユーザが基準位置マークＭ１の中心位置を筆記部材でポイントした場合について説明する。ここで、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ６１の表示面６１ａへの筆記部材の接触検知に待機している（ステップＳ５７）。この処理は、図１３中のステップＳ１４〜Ｓ１７と同様の処理により実現される。
【００９９】
筆記部材がＰＤＰ６１の表示面６１ａに接触したと判断した場合（ステップＳ５７のＹ）、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、マスター撮像装置６２の広角レンズ１２における筆記部材の接触位置の方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度β２を求め、この角度β２とスレーブ撮像装置６３から受信した角度β１（図１４中のステップＳ３９〜Ｓ４１参照）とを用いてＰＤＰ６１の表示面６１ａにおける接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）を求める（ステップＳ５８）。なお、筆記入力座標の原点は，筆記情報入力領域６０ａ（図２０参照）の左上の頂点であり、右方向をＸ軸の正の方向、下方向をＹ軸の正の方向としている。
【０１００】
その後、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ６１の表示面６１ａへの筆記部材の接触検知に再び待機し（ステップＳ５９）、ユーザが基準位置マークＭ２の中心位置を筆記部材でポイントした場合には（ステップＳ５９のＹ）、ＰＤＰ６１の表示面６１ａにおける接触点の位置座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）をステップＳ５８で位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）を求めたのと同様の手法で求める（ステップＳ６０）。
【０１０１】
ここで、“ｙ１_ｉ”と“ｙ２_ｉ”とが同じでない場合には、マスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３とを結ぶ直線（Ｘ−Ｌｉｎｅ）と表示座標のＸ軸（横方向）とが平行でないことを意味している。そこで、“ｙ１_ｉ”＞“ｙ２_ｉ”の場合には（ステップＳ６１のＮ，ステップＳ６２のＹ：位置ズレ検出手段）、マスター撮像装置６２よりスレーブ撮像装置６３の方が上方に位置していることになるため、“ｙ１_ｉ”−“ｙ２_ｉ”の距離だけ、スレーブ撮像装置６３の配置位置を下げるようＰＤＰ６１の表示面６１ａにメッセージを表示する（ステップＳ６３：配置位置移動指示手段）。
【０１０２】
また、“ｙ１_ｉ”＜“ｙ２_ｉ”の場合には（ステップＳ６１のＮ，ステップＳ６２のＮ：位置ズレ検出手段）、マスター撮像装置６２よりスレーブ撮像装置６３の方が下方に位置していることになるため、“ｙ２_ｉ”−“ｙ１_ｉ”の距離だけ、スレーブ撮像装置６３の配置位置を上げるようＰＤＰ６１の表示面６１ａにメッセージを表示する（ステップＳ６４：配置位置移動指示手段）。
【０１０３】
ここで、マスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３との距離Ｌの単位をｍｍとすると、式（４）と式（５）より接触点の入力座標の単位もｍｍとなる。そこで、上記メッセージ中のスレーブ撮像装置６３の移動距離は単位をｍｍで表示する。
【０１０４】
その後、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオフになったことを検知すると（ステップＳ６５のＹ）、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオンになるまで待機する（ステップＳ６６）。ユーザは、このようにキャリブレーションモード１スイッチをオフにした状態で、スレーブ撮像装置６３をＰＤＰ６１の表示面６１ａに表示されたメッセージに従って移動する。なお、ユーザは、再びキャリブレーションモード１スイッチをオンにして、上記と同様の動作を繰り返し、検出精度を高めるようにしても良い。
【０１０５】
表示座標は表示画素の個数に基づく座標であるため、この座標値に表示画素間の距離（単位はｍｍ）を乗算することで、表示用実寸座標（単位はｍｍ）とすることができる。上記のキャリブレーション操作により、表示用実寸座標を使用して求めた基準位置マークＭ１と基準位置マークＭ２との間の距離と、上述した処理により求まった接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）と（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）との間の距離はほぼ同じとなる。すなわち、画像処理手段により求まった接触点の座標を表示座標に変換してＰＤＰ６１の表示面６１ａに表示する場合、接触位置とその表示位置が筆記情報入力領域６０ａ全体についてほぼ同じとなる。
【０１０６】
その後、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ６６のＹ）、ユーザによるＰＤＰ６１の表示面６１ａの四隅（頂点）への筆記部材でのポイントに従って、そのポイントされた４ヶ所の位置座標を順次求め、これらを頂点とする矩形領域を筆記情報入力を有効領域とする筆記情報入力領域６０ａの認識を行う（ステップＳ６７）。そして、ＰＤＰ６１の表示面６１ａの左上の頂点を表示座標および筆記情報入力領域６０ａにおける筆記入力座標の原点とする。
【０１０７】
そして、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオフになったことを検知すると（ステップＳ６８のＹ）、キャリブレーションモード１スイッチの操作、または、筆記情報入力の待機状態に戻る。
【０１０８】
ステップＳ６９〜Ｓ７１の筆記情報入力処理は、図１３で説明したステップＳ１４〜Ｓ２１における処理とほぼ同様の処理であるが、ステップＳ７１はステップＳ２１とは異なり、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、求めた座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶するとともに、表示制御部６４を制御して座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ６１に表示させている。
【０１０９】
ここに、赤外線受発光モジュール１８を備えた一対の撮像装置６２，６３の各ＣＭＯＳイメージセンサ６における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域６０ａに挿入された筆記部材によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置６２，６３がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システム６０を提供することが可能になる。
【０１１０】
また、情報入力領域６０ａが表示装置６１の表示面６１ａである場合は、表示座標と入力座標とのズレが最小となるように撮像装置６２，６３の配置位置の移動が指示されることにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とするためのユーザの作業負担を軽減させることが可能になる。
【０１１１】
本発明の第三の実施の形態を図２４ないし図２６に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態または第二の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。第二の実施の形態の筆記情報入力システム６０は、表示座標と筆記入力座標とを一致させるために、スレーブ撮像装置６３の配置位置をユーザに移動させるようにしていたが、本実施の形態の筆記情報入力システム７０は、表示座標と筆記入力座標とにズレが生じている場合（マスター撮像装置７２とスレーブ撮像装置７３とを結ぶ直線（Ｘ−Ｌｉｎｅ）と表示座標のＸ軸（横方向）とが平行でない場合）であっても、スレーブ撮像装置７３の配置位置を移動することなく表示座標と筆記入力座標とを一致させるようにしたものである。
【０１１２】
ここで、図２４は筆記情報入力システム７０を概略的に示す外観正面図である。図２４に示すように、本実施の形態の筆記情報入力システム７０は、前述した第二の実施の形態の筆記情報入力システム６０のマスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３と概略同様なマスター撮像装置７２及びスレーブ撮像装置７３を備えている。筆記情報入力システム７０はＰＤＰ７１を有しており、マスター撮像装置７２はＰＤＰ７１の表示面７１ａの右側上部に取り付けられおり、スレーブ撮像装置７３はＰＤＰ７１の表示面７１ａの左側上部に取り付けられている。ＰＤＰ７１の表示面７１ａとその周りの枠７１ｂは同一平面になるように取り付けられており、筆記情報入力システム７０は電子黒板として機能する。なお、図２４中の点線で囲まれた領域７０ａは、二つの撮像装置７２，７３による筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域である。また、ＰＤＰ７１とマスター撮像装置７２とは、ビデオケーブル７５により接続されている。また、マスター撮像装置７２及びスレーブ撮像装置７３に内蔵される各部の電気的接続については、筆記情報入力システム６０のマスター撮像装置６２及びスレーブ撮像装置６３と何ら変わるものではないため、その説明は省略する。
【０１１３】
次に、マスター撮像装置７２に備えられたＣＰＵ１４が、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム７０が備える特長的な機能を実現する処理動作について図２５または図２６を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【０１１４】
なお、図２４に示すように、マスター撮像装置７２は撮像窓５が左下方向を向くようにしてＰＤＰ７１の表示面７１ａの右上に吸盤９にて付着され、また、スレーブ撮像装置７３は撮像窓５が右下方向を向くようにしてＰＤＰ７１の表示面７１ａの左上に吸盤９にて付着される。この付着位置は、ＰＤＰ７１の表示面７１ａの周りの枠７１ｂに予めマークをしておき、その位置に付着するようにしても良いが、ＰＤＰ７１（表示面７１ａおよび表示面７１ａの周りの枠７１ｂ）上であれば任意の場所に付着させることができる。このように筆記情報入力システム７０のマスター撮像装置７２とスレーブ撮像装置７３とがＰＤＰ７１に取り付けられた状態で電源が投入されると、マスター撮像装置７２及びスレーブ撮像装置７３の各ＲＯＭ１５に格納された制御プログラムがメインメモリ１６に書き込まれ、制御プログラムが実行されることになる。
【０１１５】
ここで、図２５はマスター撮像装置７２における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。図２５に示すように、マスター撮像装置７２における処理動作としては、まず、赤外線受発光モジュール１８を使用してＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにてスレーブ撮像装置７３を検出すると、図１２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置７２とスレーブ撮像装置７３の赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ８１，図１４中のステップＳ３１）。
【０１１６】
赤外線通信のコネクションが確立されると、マスター撮像装置７２は、超音波を使用してマスター撮像装置７２及びスレーブ撮像装置７３の回転位置（向き）を定める（ステップＳ８２）。この処理は、図１３中のステップＳ２〜Ｓ１１及び図１４中のステップＳ３２〜Ｓ３３により実現される。
【０１１７】
続いて、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、超音波送受信制御部２０を制御してマスター撮像装置７２からスレーブ撮像装置７３までの距離Ｌ'を測定する（ステップＳ８３）。
【０１１８】
マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置７３までの距離Ｌ'の測定が終了すると、座標入力開始コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置７３へ送信する（ステップＳ８４）。
【０１１９】
この状態で、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチの操作（ステップＳ８５のＹ）、または、筆記情報入力（ステップＳ１００のＹ）に待機する。
【０１２０】
マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ８５のＹ）、表示制御部６４を制御して表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うための基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）を図２４に示すようにＰＤＰ７１の表示面７１ａの所定位置にそれぞれ表示する（ステップＳ８６）。ここに、基準位置表示手段の機能が実行される。図２４に示すように、２つの基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）の表示座標におけるＹ座標（縦方向）値は同じである。
【０１２１】
このように基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）が表示された状態において、ユーザは基準位置マークＭ１及び基準位置マークＭ２を順に筆記部材でポイントすることになる。
【０１２２】
まず、ユーザが基準位置マークＭ１の中心位置を筆記部材でポイントした場合について説明する。ここで、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ７１の表示面７１ａへの筆記部材の接触検知に待機している（ステップＳ８７）。この処理は、図１３中のステップＳ１４〜Ｓ１７により実現される。
【０１２３】
筆記部材がＰＤＰ７１の表示面７１ａに接触したと判断した場合（ステップＳ８７のＹ）、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、マスター撮像装置７２の広角レンズ１２における筆記部材の接触位置の方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度β２を求め、この角度β２とスレーブ撮像装置７３から受信した角度β１（図１４中のステップＳ３９〜Ｓ４１参照）とを用いてＰＤＰ７１の表示面７１ａにおける接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）を求める（ステップＳ８８）。なお、筆記入力座標の原点は，筆記情報入力領域７０ａ（図２４参照）の左上の頂点であり、右方向をＸ軸の正の方向、下方向をＹ軸の正の方向としている。
【０１２４】
その後、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ７１の表示面７１ａへの筆記部材の接触検知に再び待機し（ステップＳ８９）、ユーザが基準位置マークＭ２の中心位置を筆記部材でポイントした場合には（ステップＳ８９のＹ）、ＰＤＰ７１の表示面７１ａにおける接触点の位置座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）をステップＳ８８で位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）を求めたのと同様の手法で求める（ステップＳ９０）。
【０１２５】
ここで、“ｙ１_ｉ”と“ｙ２_ｉ”とが同じでない場合には、マスター撮像装置７２とスレーブ撮像装置７３とを結ぶ直線（Ｘ−Ｌｉｎｅ）と表示座標のＸ軸（横方向）とが平行でないことを意味している。そこで、“ｙ１_ｉ”＝“ｙ２_ｉ”ではない場合には（ステップＳ９１のＮ：位置ズレ検出手段）、補正処理が必要となる。
【０１２６】
今、“ｙ１_ｉ”＜“ｙ２_ｉ”、すなわちスレーブ撮像装置７３がマスター撮像装置７２より下方に位置しているものとする。このような場合の基準位置マークＭ１を通るＸ−Ｌｉｎｅと平行な線Ｘ−Ｌｉｎｅ_Ｍ１と基準位置マークＭ１を通る表示座標のＸ軸と平行な線Ｘ_Ｄｉｓｐ_Ｍ１との関係を図２６に示す。図２６中、点Ｍ１は、基準位置マークＭ１の入力座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）、点Ｍ２は基準位置マークＭ２の入力座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）、点Ｍ３はＸ座標値が点Ｍ２の入力座標のＸ座標値でＹ座標値が点Ｍ１の入力座標のＹ座標値である点（ｘ２_ｉ，ｙ１_ｉ）であり、点Ｍ１と点Ｍ３は直線Ｘ−Ｌｉｎｅ_Ｍ１上にあり、点Ｍ１と点Ｍ２は直線Ｘ_Ｄｉｓｐ_Ｍ１上にある。また、θ_ｄｉｆｆは、直線Ｘ−Ｌｉｎｅ_Ｍ１と直線Ｘ_Ｄｉｓｐ_Ｍ１とのなす角度であり、線分Ｍ１Ｍ３と線分Ｍ２Ｍ３は直交している。図２６に示した関係より、θ_ｄｉｆｆは、
θ_ｄｉｆｆ＝arctan（（ｙ２_ｉ−ｙ１_ｉ）／（ｘ２_ｉ−ｘ１_ｉ））・・・・（７）
により求まる（ステップＳ９２）。
【０１２７】
線分Ｍ１Ｍ２は、表示座標では表示座標のＸ軸と平行であるが、この両端点である点Ｍ１と点Ｍ２の入力座標を表示座標に変換してＰＤＰ７１の表示面７１ａに表示する場合、点Ｍ１の位置に変化がないと仮定すると、点Ｍ２は基準位置マークＭ２よりも下に表示される。すなわち、筆記情報入力領域７０ａの左上の角を上記の点Ｍ１に該当する基準点とすると、直線Ｘ−Ｌｉｎｅ_Ｍ１が直線Ｘ_Ｄｉｓｐ_Ｍ１に対して傾いたまま筆記入力が行われる場合、得られた入力座標を単純に表示座標に変換して表示すると、常に角度θ_ｄｉｆｆに依存した距離だけ実際の接触位置よりも下側に表示されることになる。したがって、得られた入力座標を筆記情報入力領域７０ａの左上の角を原点として角度θ_ｄｉｆｆだけ左方向に回転した後に表示座標に変換してＰＤＰ７１の表示面７１ａに表示した場合には、実際の接触位置とほぼ同じ位置にその描画データが表示されることとなる。
【０１２８】
そこで、“ｙ１_ｉ”＜“ｙ２_ｉ”である場合には（ステップＳ９３のＮ）、ステップＳ９４に進み、得られた入力座標を筆記情報入力領域７０ａの左上の角を原点として角度θ_ｄｉｆｆだけ左方向に回転させる。ここに、ズレ補正手段の機能が実行される。
【０１２９】
詳細には、座標（ｘ，ｙ）を原点に対して角度θだけ回転した座標（ｘ'，ｙ'）は、
ｘ'＝ｘ・cosθ−ｙ・sinθ ・・・・（８）
ｙ'＝ｘ・sinθ＋ｙ・cosθ ・・・・（９）
により得られる。なお、θが正の値の場合は右回り、負の値の場合は左回りに回転する。
【０１３０】
その後、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオフになったことを検知すると（ステップＳ９６のＹ）、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオンになるまで待機する（ステップＳ９７）。
【０１３１】
マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ９７のＹ）、ユーザによるＰＤＰ７１の表示面７１ａの四隅（頂点）への筆記部材でのポイントに従って、そのポイントされた４ヶ所の位置座標を順次求め、これらを頂点とする矩形領域を筆記情報入力を有効領域とする筆記情報入力領域７０ａの認識を行う（ステップＳ９８）。そして、ＰＤＰ７１の表示面７１ａの左上の頂点を表示座標および筆記情報入力領域７０ａにおける筆記入力座標の原点とする。
【０１３２】
そして、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチが操作されてオフになったことを検知すると（ステップＳ９９のＹ）、キャリブレーションモード１スイッチの操作、または、筆記情報入力の待機状態に戻る。
【０１３３】
ステップＳ１００〜Ｓ１０４の筆記情報入力処理は、図２２で説明したステップＳ６９〜Ｓ７１における処理とほぼ同様の処理であるが、マスター撮像装置７２のＣＰＵ１４は、上記のようにスレーブ撮像装置７３がマスター撮像装置７２より下方に位置している場合には、求めた座標を角度θ_ｄｉｆｆだけ左方向に回転した座標に補正した後（ステップＳ１０２〜Ｓ１０３）、回転後の座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶するとともに、表示制御部６４を制御して座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ７１に表示する（ステップＳ１０４）。
【０１３４】
以上においては、“ｙ１_ｉ”＜“ｙ２_ｉ”、すなわちスレーブ撮像装置７３がマスター撮像装置７２より下方に位置している場合について説明したが、マスター撮像装置７２がスレーブ撮像装置７３より下方に位置している場合、即ち“ｙ１_ｉ”＞“ｙ２_ｉ”である場合には（ステップＳ９３のＹ：位置ズレ検出手段）、得られた入力座標を筆記情報入力領域７０ａの左上の角を原点として角度θ_ｄｉｆｆだけ右方向に回転させることになる（ステップＳ９５）。ここに、ズレ補正手段の機能が実行される。
【０１３５】
また、ステップＳ１００〜Ｓ１０４の筆記情報入力処理においては、求めた座標を角度θ_ｄｉｆｆだけ右方向に回転した座標に補正した後（ステップＳ１０２〜Ｓ１０３）、回転後の座標値列をフラッシュメモリ１７に記憶するとともに、表示制御部６４を制御して座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ７１に表示する（ステップＳ１０４）。
【０１３６】
ここに、赤外線受発光モジュール１８を備えた一対の撮像装置７２，７３の各ＣＭＯＳイメージセンサ６における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域７０ａに挿入された筆記部材によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置７２，７３がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システム７０を提供することが可能になる。
【０１３７】
また、情報入力領域７０ａが表示装置７１の表示面７１ａであり、撮像装置７２，７３間を結ぶ直線が表示座標に対して斜めとなるように取り付けられた場合、表示座標と入力座標とのズレが補正されることにより、情報入力システム７０の利便性を一層向上させることが可能になる。
【０１３８】
本発明の第四の実施の形態を図２７および図２８に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態または第二の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１３９】
マスター撮像装置とスレーブ撮像装置との間の距離を測定するときに、マスター撮像装置の送波用超音波マイクロフォンから発信される超音波の周波数が４０ＫＨｚであるとすると、室温（２０℃）での超音波の音速は３４３（ｍ／ｓ）であるため、超音波の波長は８．６ｍｍとなる。すなわち、距離の測定精度は８．６ｍｍとなり、この距離に基づいて算出される入力座標値は、この距離の誤差に依存した誤差が生じる。すなわち、第二の実施の形態で示した方法により撮像装置６２，６３の配置位置を調整しても基準位置において表示座標と入力座標とが一致しない場合がある。そこで、基準位置において表示座標と入力座標とのズレが最小となるように、本実施の形態においては、測定された撮像装置間の距離を補正する方法について説明する。
【０１４０】
本実施の形態の筆記情報入力システムは、ハード構成としては、前述した第二の実施の形態の筆記情報入力システム６０のハード構成に、測定された撮像装置間の距離の補正処理の実行を宣言するためのキャリブレーションモード３スイッチ（図示せず）を備えるのみであるため、その説明は省略する。
【０１４１】
次に、マスター撮像装置６２に備えられたＣＰＵ１４が、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム６０が備える特長的な機能を実現する距離補正処理について図２７または図２８を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【０１４２】
ここで、図２７はマスター撮像装置６２における距離補正処理の流れを概略的に示すフローチャートである。なお、マスター撮像装置６２とスレーブ撮像装置６３がＰＤＰ６１の表示面６１ａ上に付着され、各撮像装置６２，６３の電源がオンにされてからキャリブレーションモード２スイッチがオフにされるまでの動作は、図２２に示したステップＳ５１〜Ｓ６８の処理と同様であるため、説明を省略している。
【０１４３】
図２７に示すように、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、キャリブレーションモード２スイッチがオフにされた後、キャリブレーションモード３スイッチが操作されてオンになったことを検知すると（ステップＳ１１１のＹ）、キャリブレーションモード１スイッチが操作されてオンになった場合と同様に、表示制御部６４を制御して表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うための基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）をＰＤＰ６１の表示面６１ａの所定位置にそれぞれ表示する（ステップＳ１１２）。ここに、基準位置表示手段の機能が実行される。
【０１４４】
そして、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、ユーザにより基準位置マークＭ１及び基準位置マークＭ２の中心位置を筆記部材で順次ポイントされると、基準位置マークＭ１における接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）と基準位置マークＭ２における接触点の位置座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）を求める（ステップＳ１１３〜Ｓ１１４）。これらの処理は、図２２に示したステップＳ５７〜Ｓ６０の処理と同様である。
【０１４５】
その後、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、各位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ），（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）に基づき、表示制御部６４を制御して表示用の描画データを生成して、これを位置合わせマークｍとしてＰＤＰ６１に表示させる（ステップＳ１１５〜Ｓ１１６）。ここに、位置合わせマーク表示手段の機能が実行される。
【０１４６】
加えて、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、位置合わせマークｍの表示に併せて、撮像装置６２，６３間の距離Ｌの値を調整するための距離調整表示ｄも表示制御部６４を制御してＰＤＰ６１に表示させる（ステップＳ１１７）。
【０１４７】
ここで、図２８は位置合わせマークｍ及び距離調整表示ｄが表示されたＰＤＰ６１を例示的に示す正面図である。図２８に示すように、距離調整表示ｄは、例えば、距離Ｌの値を小さくする方向（−方向）及び大きくする方向（＋方向）にそれぞれ５段階に区分されている。前述したように距離の測定精度は８．６ｍｍであるため、この５段階の距離は、
（８．６／５）×ｎ（ｎは１〜５の整数）（ｍｍ）
となる。
【０１４８】
ここで、位置合わせマークｍが基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）の中心にない場合は、ユーザは距離Ｌの値を調整するために、±５段階の中の１つを選択することができる（ステップＳ１１８のＹ）。例えば＋１が選択されると、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、先に求めた撮像装置６２，６３間の距離Ｌの値（単位はｍｍ）に８．６／５を加算してＬの値を更新し（ステップＳ１１９）、表示されている位置合わせマークｍを消去する（ステップＳ１２０）。
【０１４９】
そして、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は、先に算出した角度β１及び角度β２の値と更新されたＬの値を使用して式（４）と式（５）とから基準位置マークＭ１における接触点の位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ）と基準位置マークＭ２における接触点の位置座標（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）を再度求め、各位置座標（ｘ１_ｉ，ｙ１_ｉ），（ｘ２_ｉ，ｙ２_ｉ）に基づき、表示制御部６４を制御して表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ６１に表示させる（ステップＳ１２１）。なお、このとき、各撮像装置６２，６３の位置と基準位置マークＭ（Ｍ１，Ｍ２）に変化はないため、角度β１と角度β２は変化しない。
【０１５０】
ユーザがこれ以上の調整を必要としない場合にはキャリブレーションモード３スイッチをオフにすることにより、マスター撮像装置６２のＣＰＵ１４は処理を終了する（ステップＳ１２２のＹ）。
【０１５１】
以上のステップＳ１１７〜Ｓ１２２により、距離データ修正手段の機能が実行される。
【０１５２】
ここに、入力座標を求めるときに必要とされる撮像装置６２，６３間の距離の測定誤差が補正されることにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とし、情報入力システム６０の利便性を一層向上させることが可能になる。
【０１５３】
本発明の第五の実施の形態を図２９ないし図３４に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態ないし第四の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。本実施の形態の筆記情報入力システム８０は、第二の実施の形態ないし第四の実施の形態で説明した筆記情報入力システム６０，７０の変形例である。
【０１５４】
ここで、図２９は筆記情報入力システム８０を概略的に示す外観正面図である。図２９に示すように、本実施の形態の筆記情報入力システム８０は、前述した第一の実施の形態の筆記情報入力システム１のマスター撮像装置２及びスレーブ撮像装置３と概略同様なマスター撮像装置８２及びスレーブ撮像装置８３を備えている。また、筆記情報入力システム８０はＰＤＰ８１を有しており、マスター撮像装置８２はＰＤＰ８１の表示面８１ａの右側上部に取り付けられおり、スレーブ撮像装置８３はＰＤＰ８１の表示面８１ａの左側上部に取り付けられている。加えて、筆記情報入力システム８０に備えられたＰＤＰ８１の右下部分には、表示制御装置８４が設けられており、この表示制御装置８４は、マスター撮像装置８２と赤外線通信ができるように取り付けられている。ＰＤＰ８１の表示面８１ａとその周りの枠８１ｂは同一平面になるように取り付けられており、筆記情報入力システム８０は電子黒板として機能する。なお、図２９中の点線で囲まれた領域８０ａは、二つの撮像装置８２，８３による筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域である。
【０１５５】
マスター撮像装置８２は、前述した第一の実施の形態のマスター撮像装置２では一つのみであった赤外線受発光モジュール１８を二つ備えている。一つは、スレーブ撮像装置８３との赤外線通信に用い、残りの一つは、表示制御装置８４との赤外線通信に用いられる。より詳細には、表示制御装置８４との赤外線通信に用いられる赤外線受発光モジュール１８は、図２９において、下から、すなわちＥの方向から見た面にある赤外線通信窓７を通して赤外線通信ができるように取り付けられている。なお、スレーブ撮像装置８３は、前述した第一の実施の形態のスレーブ撮像装置３と何ら変わるものではない。
【０１５６】
次に、マスター撮像装置８２に内蔵される各部の電気的接続について図３０を参照して説明する。図３０に示すように、マスター撮像装置８２のシステム構成は、前述した第一の実施の形態のマスター撮像装置２に対し、赤外線受発光モジュール１８が一つ追加され、直−並列変換回路１９を介してＣＰＵ１４にバス接続された構成となっているとともに、フラッシュメモリ１７、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ２１、ＵＳＢドライバ２２が省かれたものである。
【０１５７】
続いて、表示制御装置８４に内蔵される各部の電気的接続について図３１を参照して説明する。図３１に示すように、表示制御装置８４には、ＣＰＵ８５が備えられており、このＣＰＵ８５が表示制御装置８４に内蔵される各部を集中的に制御する。このＣＰＵ８５には、制御プログラム等の固定データが予め書き込まれたＲＯＭ８６、ＤＲＡＭにより構成されておりＣＰＵ８５のワークエリアとして使用されるメインメモリ８７がバス接続されている。ここに、マイクロコンピュータが構成されている。
【０１５８】
また、ＣＰＵ８５には、赤外線受発光モジュール８８が接続された直−並列変換回路８９、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ９０が接続されたＵＳＢドライバ９１、ＬＡＮ（Local Area Network） Ｉ／Ｆ９２が接続されたＬＡＮ制御部９３、ハードディスク９４が接続されたＨＤ Ｉ／Ｆ９５、表示制御部９６がバス接続されている。
【０１５９】
ＨＤ Ｉ／Ｆ９５はＩＤＥ（Integrated Device Electronics）であり、ハードディスク９４は、ＣＰＵ８５の制御によって筆記入力された座標データやＰＤＰ８１の表示面８１ａに表示する各種メニューアイコンのビットマップデータ等を記憶する。
【０１６０】
直−並列変換回路８９は、赤外線データ通信において使用され、ＣＰＵ８５の制御によって送信データはパラレルからシリアルへと変換され、受信データはシリアルからパラレルへと変換される。この直−並列変換回路８９に接続された赤外線受発光モジュール８８は、ＩｒＤＡ方式の赤外線通信を実行するために必要な回路で、その内部の構成は、図７に示したものと同様である。なお、このような赤外線受発光モジュール８８は、図２９中のＦの方向から見た面にある赤外線通信窓（図示せず）を通してマスター撮像装置８２と赤外線通信ができるように取り付けられている。
【０１６１】
ここで、マスター撮像装置８２と表示制御装置８４との間における赤外線通信の手順を図３２に示したシーケンス例に基づいて説明する。なお、ＩｒＤＡ方式の赤外線通信では、コネクション確立フェーズの前に、一次局が二次局のアドレスを認知するディスカバリのフェーズがある。まず、コネクションの確立までのマスター撮像装置８２の動作について説明する。電源がオンにされると、赤外線通信アプリケーション５０は、まずＬＭ−ＩＡＳ５２へディスカバリ要求を出し、このメッセージはＬＭ−ＭＵＸ５３を介してＩｒＬＡＰ５４に通知される。ＩｒＬＡＰ５４はディスカバリ要求(IrLAP_DISCOVERY.req)を受けると、タイムスロットの総数１とタイムスロット番号０を含めたディスカバリ用のXID(exchange station identification)コマンドを送出し、表示制御装置８４より装置のアドレスと能力情報を含んだXIDレスポンスを受信する。そして、次のタイムスロットでディスカバリの終了を意味する、タイムスロット番号ＦＦＨを含めたディスカバリ用のXIDコマンドを送出するとともに、表示制御装置８４から受信したアドレスと能力情報を含めたディスカバリ確認(IrLAP_DISCOVERY.cnf)をＬＭ−ＭＵＸ５３へ渡す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、ディスカバリ確認をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。赤外線通信アプリケーション５０は、このメッセージを受けると、ＬＭ−ＩＡＳ５２へ表示制御装置８４とのコネクション確立要求（表示制御装置８４のアドレスを含んでいる）を出し、このメッセージはＬＭ−ＭＵＸ５３を介してＩｒＬＡＰ５４に通知される。ＩｒＬＡＰ５４はコネクション確立要求(IrLAP_CON.req)を受けると、表示制御装置８４のアドレスを含めたSNRM(Set Normal Response Mode)コマンドを送信する。そして、相手からUA(Unnumbered Acknowledgment)レスポンスを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータリンクコネクション確立確認(IrLAP_CON.cnf)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３はこのメッセージを受けると、CR LM-PDU(Connect Request Link Management-Protocol Data Unit)をデータ要求(IrLAP_DT.req)メッセージに含めて、ＩｒＬＡＰ５４へ渡す。ＩｒＬＡＰ５４は、この情報をＩ(Information)フレームに含めて表示制御装置８４に送信する。その後、表示制御装置８４よりCC LM-PDU(Connect Confirm Link Management-Protocol Data Unit)を含んだＩフレームを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータ指示(IrLAP_DT.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、コネクション確立確認をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。
【０１６２】
次に、コネクションの確立までの表示制御装置８４の動作について説明する。電源がオンにされると、ディスカバリ用のXIDコマンドの受信待ちとなる。そして、ＩｒＬＡＰ５４が相手からディスカバリ用のXIDコマンドを受信すると、タイムスロットの総数が１であるため、自装置のアドレスと能力情報を含んだXIDレスポンスを送信する。そして、ディスカバリの終了を意味する、タイムスロット番号ＦＦＨを含んだディスカバリ用のXIDコマンドを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へディスカバリ指示(IrLAP_DISCOVERY.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、ディスカバリ指示メッセージをＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。その後、ＩｒＬＡＰ５４が相手からSNRMコマンドを受信すると、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータリンクコネクション確立指示(IrLAP_CON.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、このメッセージを受けると、応答(IrLAP_CON.rsp)をＩｒＬＡＰ５４へ返す。ＩｒＬＡＰ５４は、このメッセージを受けると、UAレスポンスを相手に送信する。その後、相手からCR LM-PDUを含んだＩフレームを受信すると、ＩｒＬＡＰ５４は、ＬＭ−ＭＵＸ５３へデータ指示(IrLAP_DT.ind)を出す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、このメッセージを受けると、コネクション確立指示をＬＭ−ＩＡＳ５２を介して赤外線通信アプリケーション５０へ渡す。赤外線通信アプリケーション５０は、この応答メッセージをＬＭ−ＩＡＳ５２を介してＬＭ−ＭＵＸ５３へ渡す。ＬＭ−ＭＵＸ５３は、これを受けると、CC LM-PDUをデータ要求(IrLAP_DT.req)メッセージに含めて、ＩｒＬＡＰ５４へ渡す。ＩｒＬＡＰ５４は、この情報をＩ(Information)フレームに含めて相手に送信する。
【０１６３】
以上により、マスター撮像装置８２と表示制御装置８４との赤外線通信アプリケーション間のコネクションが確立される。
【０１６４】
そして、マスター撮像装置８２は、ユーザによる筆記入力を検出すると、マスター撮像装置８２で求めた角度β２の値、スレーブ撮像装置８３から送信された角度β１の値、距離Ｌの値を、DT LM-PDUに含めて表示制御装置８４に送信する。
【０１６５】
ＵＳＢドライバ９１は、ＣＰＵ８５の制御によってＵＳＢ規格に準拠した動作処理を実行して、ＵＳＢケーブルに接続されたパソコン等とデータ転送を行う。なお、ＵＳＢドライバ９１は、ハードディスク９４に記憶された座標データをパソコン等の外部機器に転送する場合のみに使用されるため、通常の筆記入力動作中は、ＵＳＢケーブルを接続する必要はない。
【０１６６】
ＬＡＮ制御部９３は、ＣＰＵ８５の制御によってＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）802.3規格に準拠した通信プロトコルを実行、制御する。
【０１６７】
表示制御部９６は、ＶＲＡＭ（Video RAM）を内蔵しており、ＣＰＵ８５の制御によって、筆記により得られた座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ８１に表示させたり、画面操作のための各種メニューアイコンの表示制御等を行う。
【０１６８】
なお、表示座標と筆記入力座標との対応付けを行うキャリブレーション処理の実行を宣言するためのキャリブレーションモードをオン、オフするスイッチは図示していない。
【０１６９】
次に、マスター撮像装置８２に備えられたＣＰＵ１４と表示制御装置８４に備えられたＣＰＵ８５とが、制御プログラムに基づいて実行する機能について説明する。ここでは、本実施の形態の筆記情報入力システム８０が備える特長的な機能を実現する処理動作について図３３または図３４を参照しつつ以下において具体的に説明する。
【０１７０】
なお、図２９に示したように、マスター撮像装置８２は撮像窓５が左下方向を向くようにしてＰＤＰ８１の表示面８１ａの右上に吸盤９にて付着され、また、スレーブ撮像装置８３は撮像窓５が右下方向を向くようにしてＰＤＰ８１の表示面８１ａの左上に吸盤９にて付着される。この付着位置は、ＰＤＰ８１の表示面８１ａの周りの枠８１ｂに予めマークをしておき、その位置に付着するようにしても良いが、ＰＤＰ８１（表示面８１ａおよび表示面８１ａの周りの枠８１ｂ）上であれば任意の場所に付着させることができる。このように筆記情報入力システム８０のマスター撮像装置８２とスレーブ撮像装置８３とがＰＤＰ８１に取り付けられた状態で撮像装置８２，８３及び表示制御装置８４に電源が投入されると、マスター撮像装置８２及びスレーブ撮像装置８３の各ＲＯＭ１５に格納された制御プログラムがメインメモリ１６に書き込まれるとともに、表示制御装置８４のＲＯＭ８６に格納された制御プログラムがメインメモリ８７に書き込まれ、制御プログラムが実行されることになる。
【０１７１】
ここで、図３３はマスター撮像装置８２における処理動作の流れを概略的に示すフローチャート、図３４は表示制御装置８４における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。なお、スレーブ撮像装置８３における処理は図１４に示した処理と何ら変わるものではないためその説明は省略する。また、以下においては、マスター撮像装置８２側の処理を示す図３３のフローチャートを主体に説明する。図３３に示すように、マスター撮像装置８２における処理動作としては、まず、赤外線受発光モジュール１８を使用して表示制御装置８４との間でＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにて表示制御装置８４を検出すると、図３２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置８２と表示制御装置８４の赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ１３１，図３４中のステップＳ１４１）。なお、マスター撮像装置８２と表示制御装置８４との間の通信では、マスター撮像装置８２が一次局、表示制御装置８４が二次局として動作する。
【０１７２】
次に、赤外線受発光モジュール１８を使用してスレーブ撮像装置８３との間でＩｒＤＡ方式の赤外線通信を開始する。そして、ディスカバリフェーズにてスレーブ撮像装置８３を検出すると、図１２に示した通信シーケンスを実行してマスター撮像装置８２とスレーブ撮像装置８３の赤外線通信アプリケーション間のコネクションを確立する（ステップＳ１３２，図１４中のステップＳ３１）。なお、マスター撮像装置８２とスレーブ撮像装置８３との間の通信では、マスター撮像装置８２が一次局、スレーブ撮像装置８３が二次局として動作する。
【０１７３】
赤外線通信のコネクションが確立されると、マスター撮像装置８２は、超音波を使用してマスター撮像装置８２及びスレーブ撮像装置８３の回転位置（向き）を定める（ステップＳ１３３：方向検出手段及び撮像方向調節手段）。この処理は、図１３中のステップＳ２〜Ｓ１１及び図１４中のステップＳ３２〜Ｓ３３により実現される。
【０１７４】
続いて、マスター撮像装置８２のＣＰＵ１４は、超音波送受信制御部２０を制御してマスター撮像装置８２からスレーブ撮像装置８３までの距離Ｌ'を測定する（ステップＳ１３４：距離測定手段）。
【０１７５】
マスター撮像装置８２のＣＰＵ１４は、スレーブ撮像装置８３までの距離Ｌ'の測定が終了すると、座標入力開始コマンドを赤外線通信によりスレーブ撮像装置８３へ送信するとともに（ステップＳ１３５）、測定した距離Ｌ'から式（６）により距離Ｌを求め、この距離Ｌの値を赤外線通信により表示制御装置８４へ送信する（ステップＳ１３６）。一方、表示制御装置８４のＣＰＵ８５は、距離Ｌの値を受信すると（図３４中のステップＳ１４２のＹ）、この距離Ｌの値をメインメモリ８７に記憶させた後（図３４中のステップＳ１４３）、マスター撮像装置８２からの座標検出に伴う角度β１，β２の受信に待機する（図３４中のステップＳ１４４）。
【０１７６】
このような状態で、マスター撮像装置８２のＣＰＵ１４は、ＰＤＰ８１の表示面８１ａへの筆記部材の接触検知に待機する（ステップＳ１３７）。この処理は、図１３中のステップＳ１４〜Ｓ１７により実現される。
【０１７７】
筆記部材がＰＤＰ８１の表示面８１ａに接触したと判断した場合（ステップＳ１３７のＹ）、マスター撮像装置８２のＣＰＵ１４は、マスター撮像装置８２の広角レンズ１２における筆記部材の接触位置の方向とＸ−Ｌｉｎｅとのなす角度β２を求めるとともに、スレーブ撮像装置８３から角度β１を受信し（スレーブ撮像装置８３の動作は図１４中のステップＳ３５〜Ｓ４１参照：位置情報算出手段）、これらの角度β１，β２を赤外線通信により表示制御装置８４へ送信する（ステップＳ１３８）。一方、表示制御装置８４のＣＰＵ８５は、角度β１，β２を受信すると（図３４中のステップＳ１４４のＹ：位置情報受信手段）、受信した角度β１、β２及び先に受信した距離Ｌを用いて式（４）と式（５）とによりＰＤＰ８１の表示面８１ａにおける接触点の位置座標（ｘ，ｙ）を求める（ステップＳ１４５：座標算出手段）。
【０１７８】
その後、表示制御装置８４のＣＰＵ８５は、表示制御部９６を制御して求めた座標値列から表示用の描画データを生成して、これをＰＤＰ８１に表示させるとともに（ステップＳ１４６）、求めた座標値列をハードディスク９４に記憶する（ステップＳ１４７）。
【０１７９】
なお、本実施の形態においては、座標の算出処理を表示制御装置８４で行う場合を示したが、この処理をマスター撮像装置８２で行い、求まった座標値を表示制御装置８４に送信するようにしても良い。
【０１８０】
また、マスター撮像装置８２と表示制御装置８４との間をＵＳＢケーブルで接続して、赤外線通信の代わりに、このＵＳＢを使用してデータ通信を行うとともに、マスター撮像装置８２が表示制御装置８４から電力供給を受けることでマスター撮像装置８２のバッテリを不要とする構成にしても良い。
【０１８１】
さらに、無線通信として、赤外線通信の代わりにBluetooth等の他の通信方式を使用することもできる。
【０１８２】
ここに、赤外線受発光モジュール１８を備えた一対の撮像装置８２，８３の各ＣＭＯＳイメージセンサ６における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域８０ａに挿入された筆記部材によって指示された二次元座標位置が検出される。これにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置８２，８３がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システム８０を提供することが可能になる。また、各種処理手段を撮像装置８２，８３とは別の制御装置８４に持たせることで、撮像装置８２，８３を小型軽量化し、また、消費電力を低減させることが可能になる。
【０１８３】
なお、各実施の形態では、制御プログラムがＲＯＭ１５やＲＯＭ８６に格納されていたが、これに限るものではなく、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、半導体メモリ等の記憶媒体に制御プログラムを格納しても良い。なお、フロッピーディスク、光ディスク、光磁気ディスク等は、筆記情報入力システムに固定的に設けられておらず、単体で取り扱える交換自在な記憶媒体としての形態を備え、各種ドライブを用いることによって制御プログラムを読み出すことでＣＰＵによる各処理が可能になる。
【０１８４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の情報入力システムによれば、所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記各撮像装置の内、一の前記撮像装置に設けられ、他の前記撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、一の前記撮像装置に設けられ、前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報と前記位置情報受信手段により取得した他の前記撮像装置の前記指示位置に係る位置情報とに基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、を備え、無線通信手段を備えた一対の撮像装置の撮像素子における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域に挿入された指示手段によって指示された二次元座標位置を検出することにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システムを提供することができる。
【０１８５】
請求項２記載の発明の情報入力システムによれば、制御装置と、所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、前記各撮像装置及び前記制御装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記制御装置に設けられ、前記各撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、前記制御装置に設けられ、前記位置情報受信手段により取得した前記指示位置に係る位置情報に基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、を備え、無線通信手段を備えた一対の撮像装置の撮像素子における結像位置に基づいて、平面をなす二次元の情報入力領域に挿入された指示手段によって指示された二次元座標位置を検出することにより、入力座標を求めるための複数の撮像装置がそれぞれ別体で設けられるとともに相互に無線により通信可能とされているので、可搬性に優れた情報入力システムを提供することができる。また、各種処理手段を撮像装置とは別の制御装置に持たせることで、撮像装置を小型軽量化し、また、消費電力を低減させることができる。
【０１８６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の情報入力システムにおいて、前記各撮像装置の何れか一方に、前記各撮像装置間の距離を測定する距離測定手段を備えることにより、各撮像装置を任意の位置に設置した場合であっても、撮像装置間の距離を自動的に測定することができるので、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることができ、情報入力システムの利便性を向上させることができる。
【０１８７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、前記撮像素子を回転自在に支持する素子回転手段と、前記各撮像装置の方向をそれぞれ検出する方向検出手段と、前記方向検出手段により検出された方向に基づいて前記素子回転手段を制御して前記撮像素子の向きを調節する撮像方向調節手段と、を前記各撮像装置にそれぞれ備え、各撮像装置を任意の位置に設置した場合であっても、各撮像装置の光学系の向きを撮像装置同士の位置関係に基づいて所定の方向になるように自動的に調整することができるようにしたことにより、入力座標を三角測量の原理を用いて求めることができるので、情報入力システムの利便性を一層向上させることができる。
【０１８８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、そのズレを最小とすべく前記各撮像装置の内、何れか一方の前記撮像装置の配置位置の移動を指示する配置位置移動指示手段と、を備え、情報入力領域が表示装置の表示面である場合は、表示座標と入力座標とのズレが最小となるように撮像装置の配置位置の移動を指示するようにしたことにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とするためのユーザの作業負担を軽減させることができる。
【０１８９】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、入力座標を補正して表示座標に変換するとともに補正された入力座標を記憶するズレ補正手段と、を備え、情報入力領域が表示装置の表示面であり、撮像装置間を結ぶ直線が表示座標に対して斜めとなるように取り付けられた場合、表示座標と入力座標とのズレを補正するようにしたことにより、情報入力システムの利便性を一層向上させることができる。
【０１９０】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６のいずれか一記載の情報入力システムにおいて、表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における入力座標を算出して表示座標に変換するとともに、その表示座標位置に位置合わせマークを表示する位置合わせマーク表示手段と、前記基準位置マークと前記位置合わせマークとの距離を最小とすべく、前記距離測定手段により測定された前記各撮像装置間の距離のデータを修正する距離データ修正手段と、を備え、入力座標を求めるときに必要とされる撮像装置間の距離の測定誤差を補正するようにしたことにより、表示座標と入力座標とのズレを最小とし、情報入力システムの利便性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の筆記情報入力システムをホワイトボードに取り付けた状態を概略的に示す外観正面図である。
【図２】マスター撮像装置をスレーブ撮像装置の方向から見た外観を示す正面図である。
【図３】スレーブ撮像装置をマスター撮像装置の方向から見た外観を示す正面図である。
【図４】撮像装置内の撮像光学系を概略的に示す構成図である。
【図５】筆記情報入力の可能な筆記情報入力領域を示す説明図である。
【図６】マスター撮像装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図７】赤外線受発光モジュールの内部の構成を示すブロック図である。
【図８】スレーブ撮像装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図９】筆記部材がホワイトボードの筆記面に接触したときの接触位置座標の算出方法を示す説明図である。
【図１０】スレーブ撮像装置の広角レンズ及びＣＭＯＳイメージセンサ付近を拡大して示す説明図である。
【図１１】ＩｒＤＡ方式のプロトコル構成を示す説明図である。
【図１２】赤外線通信のシーケンス例を示す説明図である。
【図１３】マスター撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１４】スレーブ撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１５】マスター撮像装置の回転角度を示す説明図である。
【図１６】マスター撮像装置からスレーブ撮像装置までの距離Ｌ'とマスター撮像装置及びスレーブ撮像装置の広角レンズ間の距離Ｌとの関係を示す説明図である。
【図１７】筆記部材の画像および基準線の回転の例を示す説明図である。
【図１８】筆記部材の画像および対称線の例を示す説明図である。
【図１９】接触点の結像位置と広角レンズの光軸の結像位置との関係を示す説明図である。
【図２０】本発明の第二の実施の形態の筆記情報入力システムを概略的に示す外観正面図である。
【図２１】マスター撮像装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図２２】マスター撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図２３】表示面の所定位置に基準位置マークが表示されたＰＤＰを示す正面図である。
【図２４】本発明の第三の実施の形態の筆記情報入力システムを概略的に示す外観正面図である。
【図２５】マスター撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図２６】基準位置マークを通るＸ−Ｌｉｎｅと平行な線Ｘ−Ｌｉｎｅと基準位置マークを通る表示座標のＸ軸と平行な線Ｘ_Ｄｉｓｐとの関係を示す説明図である。
【図２７】本発明の第四の実施の形態のマスター撮像装置における距離補正処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図２８】位置合わせマーク及び距離調整表示が表示されたＰＤＰを例示的に示す正面図である。
【図２９】本発明の第五の実施の形態の筆記情報入力システムを概略的に示す外観正面図である。
【図３０】マスター撮像装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３１】表示制御装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３２】赤外線通信のシーケンス例を示す説明図である。
【図３３】マスター撮像装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図３４】表示制御装置における処理動作の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図３５】筆記位置がカメラから遠ざかるほど、撮像素子の１画素あたりの筆記用紙上の検出範囲が大きくなる状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１，６０，７０，８０ 情報入力システム
１ａ，６０ａ，７０ａ，８０ａ 情報入力領域
２，３，６２，６３，７２，７３，８２，８３ 撮像装置
６ 撮像素子
１０ 素子回転手段
６１，７１，８１ 表示装置
６１ａ，７１ａ，８１ａ 表示面
８４ 制御装置
Ｍ１，Ｍ２ 基準位置マーク
ｍ 位置合わせマーク
Claims (7)
- 所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、
前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、
前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、
前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、
前記各撮像装置の内、一の前記撮像装置に設けられ、他の前記撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、
一の前記撮像装置に設けられ、前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報と前記位置情報受信手段により取得した他の前記撮像装置の前記指示位置に係る位置情報とに基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、
を備える情報入力システム。 - 制御装置と、
所定の距離を隔てて設けられ、平面をなす二次元の情報入力領域を指示した指示手段を撮像する撮像素子をそれぞれ有する一対の撮像装置と、
前記各撮像装置及び前記制御装置にそれぞれ設けられ、装置間でのデータの授受を無線で行う無線通信手段と、
前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記情報入力領域内を指示した前記指示手段の画像を認識する画像認識手段と、
前記各撮像装置にそれぞれ設けられ、前記画像認識手段により認識された前記指示手段の前記各撮像素子上における結像位置に基づいて前記指示手段による指示位置に係る位置情報を算出する位置情報算出手段と、
前記制御装置に設けられ、前記各撮像装置の前記位置情報算出手段により算出した前記指示位置に係る位置情報を前記無線通信手段を介して受信する位置情報受信手段と、
前記制御装置に設けられ、前記位置情報受信手段により取得した前記指示位置に係る位置情報に基づいて前記指示手段により指示された二次元位置座標を算出する座標算出手段と、
を備える情報入力システム。 - 前記各撮像装置の何れか一方に、前記各撮像装置間の距離を測定する距離測定手段を備える請求項１または２記載の情報入力システム。
- 前記撮像素子を回転自在に支持する素子回転手段と、
前記各撮像装置の方向をそれぞれ検出する方向検出手段と、
前記方向検出手段により検出された方向に基づいて前記素子回転手段を制御して前記撮像素子の向きを調節する撮像方向調節手段と、
を前記各撮像装置にそれぞれ備える請求項１ないし３のいずれか一記載の情報入力システム。 - 表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、
この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、
前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、
表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、そのズレを最小とすべく前記各撮像装置の内、何れか一方の前記撮像装置の配置位置の移動を指示する配置位置移動指示手段と、
を備える請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システム。 - 表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、
この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、
前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における表示座標と入力座標とのズレを検出する位置ズレ検出手段と、
表示座標と入力座標とにズレが検出された場合、入力座標を補正して表示座標に変換するとともに補正された入力座標を記憶するズレ補正手段と、
を備える請求項１ないし４のいずれか一記載の情報入力システム。 - 表示面上に前記情報入力領域が位置するように前記各撮像装置を配置した表示装置を設け、
この表示装置の表示面の所定位置に表示座標と入力座標との対応付けを行うための複数の基準位置マークを表示する基準位置表示手段と、
前記情報入力領域を介して前記基準位置マークが指示された場合、その指示位置における入力座標を算出して表示座標に変換するとともに、その表示座標位置に位置合わせマークを表示する位置合わせマーク表示手段と、
前記基準位置マークと前記位置合わせマークとの距離を最小とすべく、前記距離測定手段により測定された前記各撮像装置間の距離のデータを修正する距離データ修正手段と、
を備える請求項１ないし６のいずれか一記載の情報入力システム。
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