CN102750016A - 输入系统以及笔式输入设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供输入系统以及笔式输入设备，该输入系统包括：输入设备，该输入设备具有在长度方向上反射率不同的第一反射部以及在绕沿上述长度方向的轴的旋转方向上反射率不同的第二反射部中的至少一个；检测部，该检测部检测来自第一反射部以及第二反射部中的至少一个的反射光；处理部，该处理部基于在检测部的检测结果，求出第一反射部在长度方向的移动量信息以及第二反射部在旋转方向的旋转量信息中的至少一个。

Description

输入系统以及笔式输入设备

技术领域

本发明涉及输入系统以及笔式输入设备等。

背景技术

公知有通过使用者使用的输入设备(例如笔式输入设备等)在计算机上进行文字、图形等输入的系统。例如在电子黑板系统中，通过使输入设备在对象面(白板)上移动，能够在与移动轨迹对应的位置进行描线等处理。并且，如专利文献1那样，也提案有使用输入系统进行文字输入的书法学习系统，该输入系统使用了力觉。

专利文献1：日本特开2004-205962号公报

但是，电子黑板系统等中通过检测输入设备的一部分(笔式输入设备的话是笔尖等)的二维的位置坐标信息，来进行文字或图形的输入，而对输入设备的三维的移动几乎不考虑。并且，在专利文献1的书法学习系统中，虽然能够取得与毛笔的压入等对应的三维的位置坐标信息，但是有系统变得大型的问题，并且，与实际的毛笔的动作相比有不协调的感觉。而且在使用了力觉的系统中，有不能识别在书法中被广泛使用的该情况下的毛笔的旋转表现的可能性。

发明内容

根据本发明的几个方式，能够提供如下输入系统以及笔式输入设备等，即，通过进行反射光的检测以及处理，能够取得输入设备的位置信息，并能够用于系统的输入。

本发明的一个方式涉及输入系统，该输入系统包括：输入设备，该输入设备具有在长度方向上反射率不同的第一反射部以及在绕沿上述长度方向的轴的旋转方向上反射率不同的第二反射部中的至少一个；检测部，该检测部检测来自上述第一反射部以及上述第二反射部中的至少一个的反射光；处理部，该处理部基于在上述检测部的检测结果，求出上述第一反射部在上述长度方向的移动量信息以及上述第二反射部在上述旋转方向的旋转量信息中的至少一个。

本发明的一个方式中，输入设备至少具有第一反射部以及第二反射部中的一个，输入系统至少求出第一反射部在长度方向的移动量信息以及第二反射部在旋转方向的旋转量信息中的一个。因此，作为系统输入值能够取得输入设备的例如三维的动作信息等。

并且，本发明一个方式中，也可以构成为，上述第一反射部在上述输入设备的上述长度方向上反射率逐渐变化，上述第二反射部在绕沿上述长度方向的轴的上述旋转方向上反射率逐渐变化。

因此，能够将在长度方向或者旋转方向上反射率逐渐变化的输入设备使用于输入系统。

并且，在本发明的一个方式中，也可以构成为，上述处理部基于在上述第一反射部的反射率的检测结果求出上述输入设备的指向位置的位置信息。

因此，基于在第一反射部的反射光的检测结果，由于能够求出输入设备的指向位置的位置信息，所以能够进行在指向位置描画线等处理。

并且，在本发明的一个方式中，也可以构成为，上述检测部包括检测来自上述第一反射部的反射光的第一检测部、以及检测来自上述第二反射部的反射光的第二检测部。

因此，也可以采取分别具有第一反射部用的第一检测部和第二反射部用的第二检测部的构成。并且，通过两个检测部能够求出移动量信息以及旋转量信息。

并且，在本发明的一个方式中，也可以构成为，上述第一检测部包括检测来自上述第一反射部的第一部分的反射光的第一部分用检测部、以及检测来自第二部分的反射光的第二部分用检测部，该第二部分是在上述长度方向上与上述第一部分不同的部分。上述处理部基于在上述第一部分用检测部以及上述第二部分用检测部的检测结果，求出上述输入设备的倾斜信息。

因此，能够分别使用第一部分用检测部和第二部分用检测部来检测来自第一反射部上的不同的两个部分的反射光。并且，通过三个检测部能够求出移动量信息以及旋转量信息。

并且，在本发明的一个方式中，也可以构成为，上述输入设备是笔式输入设备，上述处理部基于上述第一反射部在上述长度方向的移动量信息求出作为笔式输入设备的上述输入设备的笔压信息。

因此，在输入设备是笔式输入设备的情况下，能够取得相当于笔的笔压的信息。

并且，在本发明一个方式中，也可以构成为，上述检测部包括射出出射光的照射部、以及接受由于上述出射光被上述输入设备反射而产生的反射光的受光部，上述处理部基于在上述受光部的受光结果，求出上述第一反射部在上述长度方向的上述移动量信息以及上述第二反射部的上述旋转量信息中的至少一个。

因此，在输入系统中，能够使用具有照射部和受光部的构成、例如具有照射部和受光部的光学式位置检测装置等。

并且，在本发明的一个方式中，也可以构成为，上述受光部设置于上述照射部的中央部，上述受光部接受由于从上述照射部射出的出射光被上述输入设备反射而产生的反射光中的、向上述照射部的方向反射的反射光。

因此，能够将照射部与受光部设置的位置建立对应关系。特别是在输入设备使用再现性反射材料的情况下，受光部能够接受强的反射光。

并且，在本发明一个方式中，也可以构成为，上述照射部具有设置于第一X坐标位置的第一照射单元、以及设置于与上述第一X坐标位置不同的第二X坐标位置的第二照射单元，上述受光部具有第一照射单元用受光单元和第二照射单元用受光单元，上述第一照射单元用受光单元设置于与上述第一照射单元的中央部对应的上述第一X坐标位置，上述第二照射单元用受光单元设置于与上述第二照射单元的中央部对应的上述第二X坐标位置。

因此，照射部以及受光部由多个单元构成，并且能够将各自的单元所设置的位置建立对应关系。与上述的情况相同，特别是在输入设备使用再现性反射材料的情况下，各受光单元能够接受强的反射光。并且，通过设置多个照射单元，即使不求出与照射部(或者受光部)的距离信息，也能仅通过角度信息求出输入设备的位置信息。

并且，在本发明的一个方式中，也可以构成为，在将与沿上述输入设备的检测区域的对象面正交的坐标轴设为Z坐标轴的情况下，上述受光部具有设置于第一Z坐标位置的第一受光单元、以及设置于与上述第一Z坐标位置不同的第二Z坐标位置的第二受光单元，上述第一受光单元接受来自上述第一反射部的反射光，上述第二受光单元接受来自上述第二反射部的反射光。

因此，使用设置于不同Z坐标位置的两个受光单元，能够求出移动量信息以及旋转量信息。

并且，在本发明的一个方式中，也可以构成为，上述受光部具有设置于与上述第一Z坐标位置以及上述第二Z坐标位置不同的第三Z坐标位置的第三受光单元，上述第一受光单元接受来自上述第一反射部的第一部分的反射光，上述第三受光单元接受来自上述第一反射部的第二部分的反射光。

因此，使用设置于不同Z坐标位置的三个受光单元能够求出移动量信息以及旋转量信息。

并且，在本发明一个方式中，也可以构成为，上述第一反射部以及上述第二反射部由再现性反射材料形成，该再现性反射材料在从光源射入光的情况下，向光源的方向返回强的反射光。

因此，在入射光射入的方向与检测部所在的方向相同的情况下，由于能够对检测部返回强的反射光，所以能够使检测的信号值变大等。

并且，本发明的其它方式涉及笔式输入设备，该笔式输入设备包括第一反射部，该第一反射部设置为用于检测上述笔式输入设备或者上述笔式输入设备的零件在长度方向的移动量信息，上述第一反射部在上述长度方向上的反射率不同。

在本发明的其它方式中，具有在长度方向上反射率不同的反射率，从而能够实现可检测在长度方向的移动量信息的笔式输入设备。

并且，在本发明的一个方式中，也可以构成为，包括第二反射部，该第二反射部设置为用于检测上述笔式输入设备的旋转量信息，上述第二反射部在绕沿上述长度方向的轴的旋转方向上反射率不同。

因此，具有在旋转方向上反射率不同的反射部，从而能够实现可检测在旋转方向的旋转量信息的笔式输入设备。

并且，在本发明一个方式中，也可以构成为，包括第一零件和设置于笔尖侧的第二零件，上述第一反射部设置于上述第一零件，上述第二反射部设置于上述第二零件。

因此，能够将第一反射部与第二反射部设置于笔式输入设备上的不同的零件。

并且，本发明的其它方式涉及笔式输入设备，该笔式输入设备包括反射部，该反射部设置为用于检测在绕沿上述笔式输入设备的长度方向的轴的旋转方向上的、上述笔式输入设备的旋转量信息，上述反射部在上述旋转方向上反射率不同。

在本发明的其它的方式中，具有在旋转方向上反射率不同的反射部，从而能够实现可检测在旋转方向的旋转量信息的笔式输入设备。

附图说明

图1是在本实施方式能够利用的光学式位置检测装置的构成例。

图2是受光部的构成例。

图3(A)、图3(B)是受光单元的构成例。

图4是照射部的构成例。

图5(A)、图5(B)是说明坐标信息检测方法的图。

图6(A)、图6(B)是发光控制信号的信号波形例。

图7是照射部的其它构成例。

图8是本实施方式所使用的输入设备的构成例。

图9是通过使用可变形的部件而能够在长度方向移动的例子。

图10是通过使用可伸缩的部件而能够在长度方向移动的例子。

图11是通过设置检测区域而能够在长度方向移动的例子。

图12是本实施方式的输入系统的构成例。

图13是检测部的构成例。

图14(A)、图14(B)是说明设置三个受光单元的例子的图。

图15(A)、图15(B)是基于三维坐标信息的取得的输入设备的位置的预测例。

图16是长度方向与旋转方向的例子。

图17(A)、图17(B)是说明在长度方向的反射率的变化以及相对于误差的响应的图。

图18是在第一零件设置第一反射部，在第二零件设置第二反射部的例子。

图19是受光部设置于照射部的中央部的例子。

图20是在一个照射单元设置两个光导的例子。

具体实施方式

以下，对本实施方式进行说明。其中，以下说明的本实施方式并不对权利要求的范围所记载的本发明的内容进行不恰当地限定。并且在本实施方式中说明的结构的全部，并不一定是本发明的必需构成要素。

1.本实施方式的方法

首先，对本实施方式的方法进行说明。近年来，众所周知有电子黑板系统等的输入系统。在电子黑板系统中，通过在对象面(白板)上移动输入设备，能够描绘文字或图形、或者进行与显示于对象面的数据联系的处理。

但是，电子黑板系统是取得输入设备的二维的位置信息的装置(例如输入设备是笔式输入设备的话是笔尖与对象面的接触点等)，没有考虑输入设备的压入、旋转、输入设备的倾斜等三维的位置信息。

并且，如专利文献1所示，提案有使用了力觉的书法学习系统。在该系统中，不仅能够将笔尖的位置、还能够将毛笔整体的倾斜等信息反映到输入。但是会产生系统变得大型化，并且与通常的毛笔的动作相比的情况下有不协调感的问题。

因此，本申请人提案以下方法。使用位置检测装置，不仅取得输入设备的二维的位置信息还取得三维的位置信息。并且，将取得的三维的位置信息(输入设备在长度方向的移动量、绕沿长度方向的轴的旋转量、倾斜等)作为输入时的信息而使用。具体地能够应用于例如书法学习系统等。通过考虑在长度方向的移动量、旋转方向的旋转量以及倾斜等，能够在计算机上再现书法特有的顿、钩、撇等表现。另外，在此作为位置检测装置使用光学式位置检测装置。

以下，进行详细说明。首先，对本实施方式中使用的光学式位置检测装置的构成例以及坐标检测方法进行说明。之后，对使用光学式位置检测装置来取得输入设备的三维的位置信息的方法进行说明。具体地，对输入设备的构成例、光学式位置检测装置的受光单元的构成例、数据的取得方法进行说明，最后，对于作为应用的具体例的书法学习系统进行说明。

2.光学式位置检测装置的构成例

图1表示在本实施方式涉及的输入系统能够利用的光学式位置检测装置100的基本构成例。图1的光学式位置检测装置100包括检测部200、处理部300，检测部200包括照射部EU以及受光部RU。另外，本实施方式的光学式检测系统不限于图1的构成，能够实施省略其构成要素的一部分、或者置换成其它构成要素、或者追加其它构成要素等各种各样的变形。

另外，输入系统不限于像上述那样使用包括检测部200、处理部300的光学式位置检测装置100来实现的方式。可以通过信息处理装置(例如PC等)来实现检测部200、处理部300的功能，也可以通过使照射部EU及受光部RU和上述信息处理装置联动动作来实现输入系统。

检测部200基于反射光LR的受光结果，检测对象物OB(在本实施方式的输入系统中为输入设备)的对象物信息(例如，坐标信息、反射率信息)，反射光LR的受光结果是由照射光LT被对象物OB反射而引起的。具体地，例如，在作为检测对象物OB的区域的检测区域RDET为沿X-Y平面的区域的情况下，检测部200至少检测存在于检测区域RDET的对象物OB的X坐标信息以及Y坐标信息。另外，对于利用检测部200检测坐标信息的检测方法，将在后面说明。并且，具体地是检测作为关于对象物OB的反射率的信息的反射率信息。

检测区域RDET是检测对象物OB的区域(范围)，具体地，例如反射光LR被受光部RU接受而能够检测对象物OB的区域，该反射光LR由于照射光LT被对象物OB反射而产生。更具体的是能够由受光部RU接受反射光LR并检测对象物OB、并且对于该检测精度能够确保可容许范围的精度的区域。

处理部300基于检测部200检测的对象物信息进行各种处理。该处理部300的功能能够通过例如CPU等处理器以及由处理器执行的程序、专用IC等实现。

照射部EU对检测区域RDET射出照射光LT。如后所述，照射部EU包括由LED(发光二极管)等发光元件构成的光源部，通过使光源部发光，来射出例如红外光(接近可见光范围的近红外线)。

受光部RU接受反射光LR，该反射光LR由于照射光LT被对象物OB反射而产生。受光部RU也可包含多个受光单元PD。受光单元PD能够使用例如光电二极管、光电晶体管等。

图2表示本实施方式的受光部RU的具体的构成例。在图2的构成例中，受光部RU包含受光单元PD。受光单元PD设置有用于限制入射光射入的角度(Y-Z平面上的角度)的狭缝等(入射光限制部)，接受来自存在于检测区域RDET的对象物OB的反射光LR。检测部200基于受光单元PD的受光结果，检测X坐标信息以及Y坐标信息。另外，照射部EU对检测区域RDET射出照射光LT。并且检测区域RDET是沿X-Y平面的区域。另外，虽然图2的构成例是由一个受光单元构成，但也可以是包含两个以上的受光单元的构成。

图3(A)、图3(B)表示具有狭缝SLT(入射光限制部)的受光单元PD的构成例。如图3(A)所示，在受光元件PHD的前面设置狭缝SLT，以此来限制射入的入射光。狭缝SLT沿X-Y平面设置，能够限制入射光射入的Z方向的角度。即，受光单元PD能够接受以被狭缝SLT的狭缝宽所规定的规定角度射入的入射光。

图3(B)从具有狭缝SLT的受光单元的上面观察该受光单元的俯视图。例如在铝等框体(壳体)内设置配线基板PWB，在该配线基板PWB上安装受光元件PHD。

图4表示本实施方式的照射部EU的详细的构成例。图4的构成例的照射部EU包含光源部LS1、LS2和光导(light guide)LG以及照射方向设定部LE。并且包含反射片RS。并且，照射方向设定部LE包含光学片PS以及百叶窗薄膜(louver film)LF。另外，本实施方式的照射部EU不限于图4的构成，能够实施省略其构成要素的一部分、或者置换成其它构成要素或者追加其它构成要素等各种各样的变形。

光源部LS1、LS2是射出光源光的装置，具有LED(发光二极管)等发光元件。该光源部LS1、LS2放出例如红外光(接近可见光范围的近红外线)的光源光。即，光源部LS1、LS2发出的光源光优选为被使用者的手指或触笔等对象物有效地反射的波长范围的光、在成为干扰光的环境光中几乎没有的波长范围的光。具体地，作为在人体表面反射率高的波长范围的光的850nm附近的波长的红外光、作为在环境光中几乎没有的波长范围的光的950nm附近的红外光等。

光源部LS1如图4的F1所示地设置于光导LG的一端侧。并且第二光源部LS2如F2所示地设置于光导LG的另外一端侧。并且光源部LS1通过向光导LG的一端侧(F1)的光入射面射出光源光，来射出照射光LT1，从而在对象物的检测区域形成(设定)第一照射光强度分布LID1。另一方面，光源部LS2通过向光导LG的另一端侧(F2)的光入射面射出第二光源光，来射出第二照射光LT2，从而在检测区域形成与第一照射光强度分布LID1强度分布不同的第二照射光强度分布LID2。这样，照射部EU能够射出根据在检测区域RDET的位置不同而强度分布不同的照射光。

光导LG(导光部件)是将光源部LS1、LS2发出的光源光进行导光的部件。例如光导LG将来自光源部LS1、LS2的光源光沿曲线状的导光路径导光，其形状形成为曲线形状。具体地在图4中光导LG为圆弧形状。另外，虽然在图4中光导LG形成为其中心角为180度的圆弧形状，但也可以是中心角比180度小的圆弧形状。光导LG例如由丙烯树脂、聚碳酸酯等的透明的树脂部件等形成。

在光导LG的外周侧以及内周侧的至少一方，实施了用于调整来自光导LG的光源光的出光效率的加工。作为加工方法，能够采用例如印刷反射点的丝网印刷方式、通过压模或注塑赋予凹凸的成型方式、槽加工方式等各种各样的方法。

由棱镜片PS和百叶窗薄膜LF实现的照射方向设定部LE设置于光导LG的外周侧，接受从光导LG的外周侧(外周面)射出的光源光。并且，射出照射光LT1、LT2，照射光LT1、LT2的照射方向设定为从曲线形状(圆弧形状)的光导LG的内周侧向外周侧的方向。即，将从光导LG的外周侧射出的光源光的方向设定(限制)为沿光导LG的例如法线方向(半径方向)的照射方向。因此，在从光导LG的内周侧朝外周侧的方向上，照射光LT1、LT2放射状射出。

这样的照射光LT1、LT2的照射方向的设定通过照射方向设定部LE的棱镜片PS、百叶窗薄膜LF等实现。例如棱镜片PS将从光导LG的外周侧以低视角射出的光源光的方向设定为向法线方向侧立起，而使出光特性的峰值为法线方向。并且，百叶窗薄膜LF遮挡(截断)法线方向以外的方向的光(低视角光)。

若根据这样的本实施方式的照射部EU，通过在光导LG的两端设置光源部LS1、LS2，使这些光源部LS1、LS2交替点亮，能够形成两个照射光强度分布。即，能够交替地形成如下两个照射光强度分布：光导LG的一端侧强度变高的照射光强度分布LID1和光导LG的另一端侧的强度变高的照射光强度分布LID2。

通过形成这样的照射光强度分布LID1、LID2，接受根据这些强度分布的照射光的对象物的反射光，能够检测将环境光等干扰光的影响抑制在最低限度的、检测精度更高的对象物。即，能够抵消干扰光所包含的红外成分，并能够将该红外成分对对象物的检测的不好影响抑制在最低限度。

3.根据光学式位置检测装置的坐标检测方法

图5(A)、图5(B)是说明通过本实施方式涉及的输入系统能够利用的光学式位置检测装置100来检测坐标信息的方法的图。

图5(A)的E1是表示在图4的照射光强度分布LID1中、照射光LT1的照射方向的角度与在该角度下的照射光LT1的强度之间的关系的图。在图5(A)的E1中，在照射方向是图5(B)的DD1方向(左方向)的情况下强度最高。另一方面，在是DD3方向(右方向)的情况下强度最低，在DD2方向时为其中间强度。具体地，与从方向DD1向方向DD3的角度变化相对应地，照射光的强度单调减少，例如线性(直线地)变化。另外在图5(B)中，光导LG的圆弧形状的中心位置为照射部EU的配置位置PE。

并且，图5(A)的E2是表示在图4的照射光强度分布LID2中、照射光LT2的照射方向的角度与在该角度下的照射光LT2的强度之间的关系的图。在图5(A)的E2中，在照射方向为图5(B)的DD3方向的情况下强度最高。另一方面，在DD1方向的情况下强度最低，在DD2方向时为其中间强度。具体地，与从方向DD3从向方向DD1的角度变化相对应地，照射光的强度单调减少，例如线性变化。另外，虽然在图5(A)中照射方向的角度与强度的关系为线性关系，但是本实施方式不限定于此，例如也可以为双曲线关系等。

并且如图5(B)所示，在角度

的方向DDB存在对象物OB。于是，在通过光源部LS1发光而形成了照射光强度分布LID1的情况(E1的情况)下，如图5(A)所示，存在于DDB(角度

)的方向的对象物OB的位置的强度为INTa。另一方面，在通过光源部LS2发光而形成了照射光强度分布LID2的情况(E2的情况)下，存在于DDB的方向的对象物OB的位置的强度为INTb。

因此，通过求出这些强度INTa、INTb的关系，能够确定对象物OB所处的方向DDB(角度)。并且，若通过例如后述的图6(A)、图6(B)的方法来求出从光学式位置检测装置的配置位置PE到对象物OB的距离的话，则能够基于所求出的距离和方向DDB来确定对象物OB的位置。或者，如后述的图7所示，若作为照射部EU设置两个照射单元EU1、EU2，求出相对于EU1、EU2的各照射单元的对象物OB的方向DDB1DDB2

的话，则能够根据这些方向DDB1、DDB2和照射单元EU1、EU2之间距离DS来确定对象物OB的位置。

为了求出这样的强度INTa、INTb的关系，在本实施方式中，受光部RU接受在形成照射光强度分布LID1时的对象物OB的反射光(第一反射光)。在这时的反射光的检测受光量为Ga的情况下，该Ga与强度INTa对应。并且，受光部RU接受在形成照射光强度分布LID2时的对象物OB的反射光(第二反射光)。在这时的反射光的检测受光量为Gb的情况下，该Gb与强度INTb对应。因此，若求出检测受光量Ga与Gb的关系的话，则能够求出强度INTa、INTb的关系，并能够求出对象物OB所处的方向DDB。

例如将光源部LS1的控制量(例如电流量)、变换系数、放出光量分别设为Ia、k、Ea。并且将光源部LS2的控制量(电流量)、变换系数、放出光量分别设为Ib、k、Eb。于是，下式(1)、(2)成立。

Ea＝k·Ia        (1)

Eb＝k·Ib        (2)

并且将来自光源部LS1的光源光(第一光源光)的衰减系数设为fa，将与该光源光对应的反射光(第一反射光)的检测受光量设为Ga。并且将来自光源部LS2的光源光(第二光源光)的衰减系数设为fb，将与该光源光对应的反射光(第二反射光)的检测受光量设为Gb。于是下式(3)、(4)成立。

Ga＝fa·Ea＝fa·k·Ia            (3)

GB＝fb·EB＝fb·k·Ib            (4)

因此，检测受光量Ga、Gb的比如下式(5)所示。

Ga/Gb＝(fa/fb)·(Ia/Ib)         (5)

在此Ga/Gb能够根据在受光部RU的受光结果来确定，Ia/Ib能够根据照射部EU的控制量来确定。并且图5(A)的强度INTa、INTb与衰减系数fa、fb是单值关系。例如在衰减系数fa、fb为小的值、衰减量大的情况下，意味着强度INTa、INTb小。另一方面，在衰减系数fa、fb为大的值、衰减量小的情况下，意味着强度INTa、INTb大。因此，通过根据上式(5)求出衰减率的比fa/fb，能够求出对象物的方向、位置等。

更具体地，将一个控制量Ia固定为Im，以使检测受光量的比Ga/Gb为1的方式控制另一个控制量Ib。例如进行使光源部LS1、LS2以反相交替点亮的控制，解析检测受光量的波形，以观测不到检测波形的方式(以使Ga/Gb＝1的方式)控制另一个控制量Ib。并且，根据这时的另一个控制量Ib＝Im·(fa/fb)来求出衰减系数的比fa/fb，从而求出对象物的方向、位置等。

并且如下式(6)、(7)所示，也可以以使Ga/Gb＝1并且控制量Ia与Ib的和为一定的方式控制。

Ga/Gb＝1        (6)

Im＝Ia+Ib       (7)

将上式(6)、(7)代入上式(5)，则下式(8)成立。

Ga/Gb＝1＝(fa/fb)·(Ia/Ib)

        ＝(fa/fb)·{(Im-Ib)/Ib}    (8)

根据上式(8)，Ib如下式(9)所示。

Ib＝{fa/(fa+fb)}·Im     (9)

此处，若使α＝fa/(fa+fb)，则上式(9)如下式(10)所示，衰减系数的比fa/fb使用α而如下式(11)所示。

Ib＝α·Im                    (10)

fa/fb＝α/(1-α)              (11)

因此，若以使Ga/Gb＝1并且Ia与Ib的和为一定值Im的方式控制的话，则由此时的Ib、Im并根据上式(10)求出α，通过将所求出的α代入上式(11)，能够求出衰减系数的比fa/fb。因此，能够求出对象物的方向、位置等。并且，通过以使Ga/Gb＝1且Ia与Ib的和为一定的方式控制，能够抵消干扰光的影响等，从而实现检测精度的提高。

接下来，对使用本实施方式的光学式检测系统来检测对象物的坐标信息的方法的一例进行说明。图6(A)是关于光源部LS1、LS2的发光控制的信号波形例。信号SLS1是光源部LS1的发光控制信号，信号SLS2是光源部LS2的发光控制信号，这些信号SLS1、SLS2是反相的信号。并且信号SRC是受光信号。

例如，光源部LS1在信号SLS1为高电平(H lever)的情况下点亮(发光)，在低电平(L lever)的情况下熄灭。并且光源部LS2在信号SLS2为高电平的情况下点亮(发光)，在低电平的情况下熄灭。因此在图6(A)的第一期间T1内，光源部LS1和光源部LS2交替点亮。即，在光源部LS1点亮的期间，光源部LS2熄灭。因此，形成如图4所示的照射光强度分布LID1。另一方面，在光源部LS2点亮的期间，光源部LS1熄灭。因此，形成如图4所示的照射光强度分布LID2。

这样，检测部200在第一期间T1内进行使光源部LS1和光源部LS2交替发光(点亮)的控制。并且，在该第一期间T1内，检测从光学式位置检测装置(照射部)观察的对象物所处的方向。具体地，在第一期间T1内，进行例如如上述的式(6)、(7)那样地使Ga/Gb＝1并且控制量Ia与Ib的和为一定的发光控制。并且，求出如图5(B)所示的对象物OB所处的方向DDB。例如根据上式(10)、(11)求出衰减系数的比fa/fb，根据图5(A)、图5(B)说明的方法来求出对象物OB所处的方向DDB。

并且，在第一期间T1接下来的第二期间T2中，基于在受光部RU的受光结果来检测到对象物OB为止的距离(在沿方向DDB的方向的距离)。并且，基于检测到的距离和对象物OB的方向DDB来检测对象物的位置。即，在图5(B)中，若求出从光学式位置检测装置的配置位置PE到对象物OB的距离、以及对象物OB所处的方向DDB，则能够确定对象物OB的X、Y坐标位置。这样，根据光源的点亮时刻与受光时刻的时间差来求出距离，通过将该结果与角度结果合并，能够确定对象物OB的位置。

具体地在图6(A)中，检测从根据发光控制信号SLS1、SLS2的光源部LS1、LS2的发光时刻到受光信号SRC激活的时刻(接受反射光的时刻)的时间ΔT。即，检测来自光源部LS1、LS2的光被对象物OB反射并被受光部RU接受的时间ΔT。通过检测该时间ΔT，因为光速是已知的，所以能够检测到对象物OB为止的距离。即，测定光到达的时间的偏差大小(时间)，并根据光速求出距离。

另外，因为光速度非常快，所以有仅靠电信号求出单纯的差量来检测时间ΔT困难的问题。为了解决这样的问题，优选如图6(B)所示地进行发光控制信号的调制。在此，图6(B)是根据控制信号SLS1、SLS2的振幅示意地表示光的强度(电流量)的示意的信号波形例。

具体地在图6(B)中，例如公知的连续波调制的TOF(Time Of Flight)方式来检测距离。在该连续波调制的TOF方式中，使用以一定周期的连续波强度调制后的连续光。然后，通过照射强度调制后的光，并且以比调制周期短的时间间隔多次受光，来将反射光的波形解调，求出照射光与反射光的相位差，从而检测距离。另外也可以在图6(B)中仅对与控制信号SLS1、SLS2中的任意一个对应的光进行强度调制。并且也可以不是图6(B)那样的矩形波，以连续的三角波或Sin波调制后的波形。并且，也可以利用作为连续调制的光使用脉冲光的脉冲调制的TOF方式来检测距离。关于距离检测方法的详细说明在例如日本特开2009-8537号等中公开。

图7表示本实施方式的照射部EU的变形例。在图7中，作为照射部EU设置第一、第二照射单元EU1、EU2。这些第一、第二照射单元EU1、EU2在沿对象物OB的检测区域RDET的面的方向上间隔给定的距离DS而配置。即，沿图1的X轴方向间隔距离DS而配置。

第一照射单元EU1放射状地射出根据照射方向不同而强度不同的第一照射光。第二照射单元EU2放射状地射出根据照射方向不同而强度不同的第二照射光。受光部RU接受来自第一照射单元EU1的第一照射光被对象物OB反射的第一反射光和来自第二照射单元EU2的第二照射光被对象物OB反射的第二反射光。并且检测部200基于受光部RU的受光结果检测对象物OB的位置POB。

具体地，检测部200基于第一反射光的受光结果，将相对于第一照射单元EU1的对象物OB的方向作为第一方向DDB1(角度)而检测。并且基于第二反射光的受光结果，将相对于第二照射单元EU2的对象物OB的方向作为第二方向DDB2(角度

)而检测。并且基于检测到的第一方向DDB1以及第二方向DDB2

以及第一、第二照射单元EU1、EU2之间的距离DS，求出对象物OB的位置POB。

根据图7的变形例，即使不如图6(A)、图6(B)所示那样地求出光学式位置检测装置与对象物OB之间的距离，也能够检测对象物OB的位置POB。

在使用图7所示的构成的照射部EU(第一照射部EU1以及第二照射部EU2)的情况下，设置受光部RU的位置未必限定于图7的例子。变形例如图19所示。在图19中，作为受光部RU，设置第一照射单元用受光单元RU1和第二照射单元用受光单元RU2。RU1设置于EU1的中央部，RU2设置于EU2的中央部。

与图7相同，第一照射单元EU1放射状地射出根据照射方向不同而强度不同的第一照射光，第二照射单元EU2放射状地射出根据照射方向不同而强度不同的第二照射光。第一照射单元用受光单元RU1接受由于第一照射光被对象物OB反射而产生的第一反射光，第二照射单元用受光单元RU2接受由于第二照射光被对象物OB反射而产生的第二反射光。并且，检测部200基于在受光部RU的受光结果来检测对象物OB的位置POB。具体的方法与图7相同。

在本实施方式中，如后所述，在对象物OB设置由具有再现性的反射材料形成的反射部，假设受光部RU接受由于照射光被该反射部反射而产生的反射光。在此所谓的具有再现性的反射材料是指在向该反射材料射入光后的情况下、向光射入的方向返回强的反射光的部件。因为受光部RU接受的反射光越强，被检测部200检测的信号值(例如电流值等)越大，鉴于有抗干扰强等优点，则可以说向确定的方向返回强的反射光的再现性反射材料是有用的。但是，为了有效地使用再现性反射材料，有在反射光返回的方向设置受光部RU的必要。即，优选从对象物OB观察，满足设置有照射部EU的方向与设置有受光部RU的方向一致这一条件。图19的例子是满足该条件的一例，通过在图19所示的位置设置受光单元RU1、RU2，能够从对象物OB接受强的反射光，从而能够使对象物OB的位置POB的检测精度比图7的例子高。

并且，图19的变形例如图20所示。图20是一个照射单元具有两个光导的例子。因为第一照射单元EU1与第二照射单元EU2的构成相同，所以在此对第一照射单元EU1进行说明。在图19(以及图7)的例中，在LS11发光时使用的光导与在LS12发光时使用的光导是共同的一个光导LG1。相对于此，在图20中，在Z轴方向上的不同位置设置两个光导LG11和LG22。LG11在LS11发光时使用，LG12在LS12发光时使用。

若根据图20的变形例，因为在Z轴方向的不同位置设置多个光导，从而除了检测X坐标信息以及Y坐标信息之外，也能够检测Z坐标信息。

4.输入设备的三维的位置信息的取得

接下来，对取得输入设备的三维的位置信息的方法进行说明。具体地，对输入设备的构成例、受光单元的构成例、数据的取得方法以及应用的具体例进行说明。

4.1输入设备的构成例

本实施方式中使用的输入设备的例子如图8所示。图8表示输入设备的例子、设置于输入设备的柄部分的反射部的放大图。在此，考虑文字或图形等的输入，输入设备以笔式输入设备为例进行了说明，但输入设备并不限定于此。

如图8所示，在输入设备设置在输入设备的长度方向上反射率不同的反射部件(第一反射部RE1)、以及在绕沿长度方向的轴的旋转方向上反射率不同的反射部件(第二反射部RE2)。基于在设置于长度方向的第一反射部RE1上的反射光，求出长度方向的移动量(压入量)，基于在设置于旋转方向的第二反射部RE2上的反射光，求出旋转方向的旋转量。

并且，对用于检测长度方向的移动量的构造考虑多个方法。例如，如图9所示，与通常的毛笔相同，相当于笔尖的部分由可变形的材料形成。这样的话，因为笔尖能够从与对象面接触的状态、进一步向对象面方向(即长度方向)按入输入设备，所以能够求出长度方向的移动量。或者，考虑如下方法，即，将输入设备如图10所示地分成第一部分和第二部分、通过弹簧之类的能够伸缩的材料连接第一部分与第二部分的方法。这样，由于弹簧收缩，而笔尖能够从与对象面接触的状态、进一步向对象面方向(即长度方向)按入输入设备，所以能够求在长度方向的移动量。并且，也可以是没有使用上述那样的能够变形的材料或弹簧机构的输入设备。在该情况下，例如，即使在笔尖从对象面浮起的状态也能够输入文字等。例如如图11所示，将从对象面开始的某个程度的Z坐标范围规定为输入范围，在输入范围存在有输入设备的情况下进行输入。并且，求出这时的输入设备的Z坐标信息(例如笔尖部分的Z坐标信息)，根据该坐标信息的大小求出长度方向的移动量即可。

4.2受光单元的构成例

接下来，对光学式位置检测装置100的受光单元的构成例进行说明。另外，在此虽然对如图12所示的作为检测部200内的受光部RU所包括的受光单元进行说明，但在广义上，是图13所示的检测部200所包括的第一检测部210以及第二检测部220等。第一检测部210检测来自第一反射部RE1的反射光，第二检测部220检测来自第二反射部RE2的反射光。并且，第一检测部210也可以如图13所示地包括第一部分用检测部211以及第二部分用检测部212等。

在上述的光学式位置检测装置100的说明中，受光单元是一个，但是在本实施方式中，受光单元使用多个。另外，如上所述，在本实施方式使用的受光单元为了提高位置检测精度，以将受光的范围(在此是Z坐标范围)限定得狭窄作为前提。

受光单元的构成例如图14(A)所示。在本实施方式中，在Z坐标轴上不同位置设置多个受光单元。在此，特别对设置三个受光单元的例子进行说明。在Z坐标轴上不同的位置设置的受光单元中，为了求出长度方向上的移动量必要的是一个接受来自设置于长度方向的第一反射部RE1的反射光的受光单元。并且，为了求出旋转方向的旋转量必要的是一个接受来自设置于旋转方向的第二反射部RE2的反射光的受光单元。并且，在求出输入设备的倾斜(以及指向位置)时，需要两个受光单元，它们接受来自第一反射部RE1、第二反射部RE2中任意一个的反射光，也可以接受来自不同的两点的反射光。因此，在求出倾斜时的两个受光单元中，若一个受光单元与求出长度方向的移动量信息的受光单元兼用，另一个受光单元与求出旋转方向的旋转量信息的受光单元兼用的话，则在求出长度方向的移动量信息、旋转方向的旋转量信息以及倾斜时，合计有两个受光单元就可以。

但是，如图8所示，旋转量检测用的第二反射部RE2为了与第一反射部RE1区别，在长度方向配置于狭窄的区域。即，鉴于假定输入设备相对于对象面20立着使用的例子，因为长度方向成为与Z轴方向对应的方向，所以旋转量检测用的第二反射部RE1在Z坐标上配置于狭窄的区域。如在输入设备的构成例中已说明的那样，因为假定输入设备在长度方向有某种程度移动，所以伴随着输入设备向长度方向的移动(包括弹簧机构的伸缩)，有不能由受光单元来接受来自第二反射部RE2的反射光的可能性。

因此在本实施方式中，在Z坐标轴上不同位置设置三个受光单元。并且，第一受光单元是接受来自第一反射部RE1的反射光的单元。并且，第二受光单元以及第三受光单元设置于考虑了输入设备在长度方向的移动量的位置，由第二受光单元和第三受光单元中任一个接受来自第二反射部RE2的反射光。这时，没有接受来自第二反射部RE的反射光的受光单元，接受来自第一反射部RE1的反射光。图14(A)、图14(B)表示一个例子。如图14(A)所示，在压入量小的状态下，在接受来自第二反射部RE2的反射光的位置(B2)设置第二受光单元，如图14(B)所示，在压入量大的状态下，在接受来自第二反射部RE2的反射光的位置(D1)设置第三受光单元。并且，在图14(A)的状态下，由第一受光单元(B3)以及第三受光单元(B1)接受来自第一反射部RE1的反射光，求出在长度方向上的移动量，由第二受光单元(B2)接受来自第二反射部RE2的反射光，求出旋转量。同样，在图14(B)的状态下，由第一受光单元(D1)以及第二受光单元(D2)接受来自第一反射部RE1的反射光，求出在长度方向上的移动量，由第三受光单元(D1)接受来自第二反射部RE2的反射光，求出旋转量。

但是，受光单元的构成例并不限定于上述的装置。若能够将第二反射部RE2在Z长度方向上大范围地设定的话，用两个受光单元就足够了。并且，若是求长度方向的移动量以及旋转量中的任一个的话，设置两个受光单元就足够了。在此，因为设置两个受光单元是以取得倾斜信息为前提的，若不需要输入设备的倾斜的话，只设置一个受光单元也可以。

4.3输入数据的取得方法

接下来，对输入用数据的取得方法进行说明。

4.3.1校准

首先，有进行用于设定输入位置的基准位置的校准的必要。在此作为具体例子，将输入设备在对象面方向完全压入时作为基准位置。

具体地，基于将输入设备完全压入对象面时的各受光单元的受光量，将三个反射率信息作为校准信息而取得。

4.3.2X坐标信息以及Y坐标信息的取得

接下来，在各受光部取得X坐标信息以及Y坐标信息。对于坐标信息的取得方法，如在光学式位置检测装置的说明中所述。在使用三个受光单元的例子中，在第一受光单元取得坐标信息(X1，Y1)，在第二受光单元取得坐标信息(X2，Y2)，在第三受光单元取得坐标信息(X3，Y3)。并且，设置有第一受光单元的Z坐标位置是Z1，而且受光单元在Z坐标上接受狭窄范围的光，所以作为来自第一受光单元的坐标信息，取得(X1，Y1，Z1)的三维信息。同样，从第二受光单元取得(X2，Y2，Z2)，从第三受光单元取得(X3，Y3，Z3)。因此，因为知道输入设备的倾斜(但是，输入设备为直的棒状)，能够求出输入设备与对象面(描画面)的接触位置，接触位置能够原封不动地作为描画位置使用。

4.3.3反射率信息的取得

即使取得三个三维坐标信息，也不能求出输入设备的长度方向上的移动量或旋转方向上的旋转量。原因是根据上述的三维坐标信息仅能了解输入设备存在于通过三点的位置，辨别不出是图15(A)的状态、还是图15(B)的状态。

因此，在本实施方式中，一并取得输入设备(严密来说是设置于输入设备的第一、第二反射部)的反射率信息。第一反射部RE1如上述那样，在输入设备的长度方向上，反射率以描述浓淡的方式变化。因此通过使用反射率信息(具体地是受光单元的电流值等)，能够对由受光单元检测的信息是与输入设备的哪个部分对应进行判定。例如，了解到从输入设备的端部离开s1[cm]的点为(X1，Y1，Z1)，并且，离开s2[cm]的点为(X2，Y2，Z2)的话，则能够详细地求出输入设备的三维位置。同样，对于第二反射部RE2而言，在绕沿长度方向的轴的旋转方向上，反射率以描述浓淡的方式变化。因此，能够求出输入设备的哪个部分朝向受光单元的方向。

另外，不限于将根据反射率信息表示的值(受光单元的电流值等)的绝对值原封不动地使用的方法。在存在照射部EU的照射光的强度变化等主要因素的情况下，因为电流值整体变化，使用一个绝对值会产生问题。因此，可以取得两个时刻的反射率信息，通过比较求出位置信息(长度方向的移动量、旋转量等)。具体地考虑有例如使用上述的校准时的值的方法。将校准信息作为基准，检测与校准信息的值的变化。在上述的例子中，因为将完全压入的状态作为基准位置，基于与校准信息的变化，能够求出从完全压入状态移动了多少或旋转了多少。

并且，在进行校准之后到进行实际的检测处理期间内也有发生照射光强度变化等主要因素的问题。在该情况下，也可以分别检测在某个时刻T1、另外的时刻T2的反射率信息，求出T1时的反射率信息与T2时的反射率信息之差。在该情况下，因为不是与基准位置的比较，所以不能求出输入设备的绝对位置，但能够求出T1到T2之间的移动量(例如长度方向的移动量、或者旋转方向的旋转量等)。这时，若将T1与T2的间隔设置成非常短的间隔，则能够抑制由于照射光强度等的变化等带来的影响。

另外，虽然在上述例子中输入设备为一个，但是并不限定于此。通过在多个输入设备设置具有能够区别的程度的不同的反射率的反射部，能够同时使用多个输入设备。

4.3.4其它的信息的取得

通过以上的处理，能够求出长度方向的移动量或旋转方向的旋转量。但是，在本实施方式中能够取得的信息并不限定于此。例如，也可以求出某个时刻T3与另外的时刻T4之间的输入设备的移动量(在此不是长度方向的移动量，而是在与对象面平行的方向、即在水平方向的移动量)来作为输入值。因此，能够检测移动输入设备的速度。在通常的笔(或者毛笔等)中，在使笔快速移动时、使笔缓慢移动时，描画的线不同。因此，通过取得水平方向的移动量信息，能够表现出由于移动输入设备的速度不同而引起的线的不同等。

4.4应用的具体例子

作为使用了以上的输入系统的应用的具体例子，对书法学习系统进行说明。在书法中使用毛笔的文字的描写与使用铅笔或圆珠笔的描写不同，基于笔压等的表现丰富。通过频繁地进行以顿、钩、撇为代表地将毛笔压入的动作、抬起的动作等、通过快速移动毛笔来使线的粗细发生变化，能够进行有张弛的文字的描写。

在本实施方式的输入系统中，基于在长度方向的移动量能够求出笔压(压入量)，并且，也能够取得在倾斜或水平方向的移动的速度等。并且，也能够根据旋转方向的旋转量求出在顿、钩等中使用的毛笔旋转。

因此，通过在事先取得在使用了实际的毛笔的情况下的毛笔的三维动作与描画的线的对应关系后决定毛笔蘸的墨的量等参数，能够以与使用了现实的毛笔的书法相同的间隔来描画文字。在此，毛笔的三维的动作与描画的线的关联例如作为数据库等事先保存就可以。具体地，将毛笔的笔压(压入量)、倾斜、旋转量、速度作为参数，将参数的值与描画的线(或者点)关联。或者，也可以将文字分割成横笔画、竖笔画，将竖笔画进一步分为顿笔结束的、变细的、向左的钩、向右的钩、左撇、右捺等，来进行与描画的线的关联。

并且，虽然在此以书法学习系统为例表示，但是应用于绘画学习系统也可以。并且，通过使输入设备与化妆用的道具对应，也能够实现美容学校中的化妆学习系统。

在以上的本实施方式中，输入系统包括：输入设备；进行反射光的检测的检测部200；以及基于检测部200的检测结果进行处理的处理部300。用于输入系统的输入设备如图8所示，具有在输入设备的长度方向上反射率不同的第一反射部RE1以及在绕沿长度方向的轴的旋转方向上反射率不同的第二反射部RE2中至少一个。并且，检测部200检测来自第一反射部RE1以及第二反射部RE2中的至少一个的反射光。并且，在处理部300中，基于在检测部200的检测结果，能够求出第一反射部RE1的长度方向的移动量信息以及第二反射部RE2的旋转方向的旋转量信息中的至少一个。另外，本实施方式的输入系统包括输入设备，但并不限定于此。也可以是使用了来自输入设备的信息的输入系统，其包括：检测部200，其检测来自第一反射部RE1以及第二反射部RE2中的至少一个的反射光；以及处理部300，其基于检测部200的检测结果，求出第一反射部RE1的长度方向的移动量信息以及第二反射部RE2的旋转方向的旋转量信息中的至少一个。

在此，长度方向是指向输入设备OB的长度值大的方向。例如铅笔的长度方向是铅笔的芯贯通木框的方向。并且，若输入设备是笔式输入设备的话，则与铅笔的情况相同的方向为长度方向。图16举例表示笔式输入设备的长度方向E1以及旋转方向E2。另外，输入设备的形状不限于笔式，笔式以外的情况的长度方向如上所述，表示长度值大的方向。

因此，取得第一反射部RE1的长度方向的移动量信息以及第二反射部RE2的旋转方向的旋转量信息中的至少一个，能够作为系统的输入而利用。能够求出移动量信息以及旋转量信息是因为第一反射部RE1在长度方向上反射率不同、以及第二反射部RE2在旋转方向上反射率不同。即，通过也取得反射率的信息，能够从单纯的位置信息(坐标信息)得到难以取得的信息。例如，在输入系统应用于书法学习系统的情况下，长度方向的移动量信息与毛笔的压入(笔压)对应，旋转方向的旋转量信息相当于毛笔的旋转量。在顿、钩等表现中，因为压入、旋转为决定描画的线的重要的主要因素，所以通过得到这些信息，能够实现可以以与使用了实际的毛笔的书法相近的间隔来进行学习的系统。另外，第一反射部RE1的长度方向的移动如上述那样，有如图9那样地伴随着前端部的变形的情况，亦有如图10那样地伴随着输入设备的一部分的伸缩的情况。或者也考虑到如图11那样地保持输入设备的形状不变地移动的例子。

并且，第一反射部RE1在输入设备的长度方向上使反射率逐渐变化也可以。并且，第二反射部RE2在旋转方向上使反射率逐渐变化也可以。

反射率逐渐变化是指例如图8所示地，在反射部的一端反射率高、随着趋向另一端而反射率变低的构成。该变化例如可以是直线变化，也可以是曲线变化。

因此，与不是上述的构成的情况(例如，在从一端向另一端观察的情况下，从高反射率向低反射率变化，或者变为高反射率的情况等)相比，能够抑制检测的误差的影响。以极端的例子进行说明。在长度方向的反射率的变化为图17(A)、图17(B)。如本实施方式这样，逐渐(在此为线性)变化的情况下，即使反射率的检测值产生F1程度的误差，对应的长度方向的检测位置像F2那样地将真值作为中心，对于系统的影响小。相对于此，图17(B)的反射率中，在反射率的检测值产生G2程度的误差的情况下，对应的长度方向的检测位置如G2以及G3那样分布。虽然为G2的情况下影响小，但是在G3的情况下成为与真值相比差值极大的值。根据以上的理由，可以说反射率在长度方向或者旋转方向上逐渐变化的构成有优点。

并且，处理部300基于第一反射部RE1的反射率的检测结果，也可以求出输入设备的指向位置的位置信息。

在此，输入设备的指向位置是指例如由输入设备指示的对象面20上的位置。若输入设备是笔式输入设备的话，则指向位置是笔尖或者由笔尖在长度方向上延长的点而指示的对象面上的点。

因此，作为系统的输入，也能够使用指向位置的信息。通过了解指向位置，能够进行对象面上的文字等的描画、与对象面表示的其它的数据的协动(数据的选择等)等。具体地，例如检测第一反射部RE1上的两点的三维坐标信息，根据检测到的三维坐标信息求出指向位置。例如，第一反射部RE1上的点A的坐标为(XA，YA，ZA)，第一反射部RE1上不是A的点B的坐标为(XB，YB，ZB)。在该情况下，考虑有将矢量(XB-XA，YB-YA，ZB-ZA)与对象面(Z＝0的面)的交点作为指向位置的方法。并且，若是上述的方法的话，则只要解出输入设备上的两点的三维坐标信息就可以，没有这两点都是第一反射部RE1上的点的必要。例如，也可以使用第一反射部RE1上的点与第二反射部RE2上的点这两点来进行同样的处理。

并且，也可以如图13所示，检测部200包括第一检测部210和第二检测部220。第一检测部210检测来自第一反射部RE1的反射光，第二检测部220检测来自第二反射部RE2的反射光。

因此，由于来自第一反射部RE1的反射光的检测、与来自第二反射部RE2的反射光的检测能够同时进行，所以能够实现处理的高速化等。并且，如后述那样，在第二检测部220等作为受光单元实现的情况下，假定受光单元的受光范围被限定为狭窄的范围。在该情况下，因为有由不同的检测部检测不同位置的反射光的必要，所以如上述，产生将检测部分成多个的理由。并且，检测部200包括第一检测部210和第二检测部220也是表示在以单元单位来分开检测部200的情况下、必要单元数基本为两个。在求移动量信息以及旋转量信息双方的情况下，当检测部200由受光单元实现的情况下，如上述那样，一个受光单元为长度方向的移动量信息用，一个受光单元为旋转方向的旋转量信息用，共需要两个受光单元。并且，若为了求出倾斜(指向位置)而将必要的两个受光单元兼作移动量信息用和旋转量信息用的话，则整体必要的受光单元数为两个。

并且，第一检测部210也可以包括第一部分用检测部211和第二部分用检测部212。第一部分用检测部211检测来自第一反射部RE1的第一部分的反射光，第二部分用检测部212检测来自与第一部分在长度方向上不同的第二部分的反射光。并且，处理部300基于第一部分用检测部211以及第二部分用检测部212的检测结果求出输入设备的倾斜信息也可以。

因此，作为在第一反射部RE1上的长度方向不同的两点的第一部分和第二部分的反射光能够在第一部分用检测部211以及第二部分用检测部212中被检测。因此，由于知道输入设备的两点的位置信息(例如三维坐标信息)，所以能够求出输入设备的倾斜信息。根据倾斜信息能够求出例如上述那样的指向位置的位置信息等。并且，所说的第一检测部210包括第一部分用检测部211和第二部分用检测部212是指在将检测部200按单位单元分开的情况下，单元数为三个实现也可以。在此的三个检测部是第一部分用检测部211、第二部分用检测部212以及第二检测部220。如用图14说明的那样，以受光单元为例来说明，接受来自第二反射部RE2的反射光的受光单元优选准备两个长度方向的移动量小的情况和大的情况。并且，由两个中适当的一个来检测来自第二反射部RE2的反射光，由另一个来检测来自第一反射部RE1的反射光(后者不一定是必须)。即，以图14(A)来说明，B3、B1相当于211、212，B2相当于220。并且，以图14(B)来说明，D3、D2相当于211、212，D1相当于220。

并且，输入设备可以是笔式输入设备。并且，处理部300也可以基于第一反射部RE1在长度方向的移动量信息，来求出笔式输入设备亦即输入设备的笔压信息。

由此，根据长度方向的移动量信息能够求出笔的笔压。因为与笔压对应地描画的线的粗细、浓度变化，通过求出笔压信息，能够增加描画的线的种类，并能够有更丰富的表现。

并且，检测部200也可以包括射出出射光的照射部EU、和接受由于出射光被输入设备反射而产生的反射光的受光部RU。并且，处理部300基于受光部RU的受光结果来求出第一反射部RE1的长度方向的移动量信息以及第二反射部RE2的旋转方向的旋转量信息中的至少一个。

因此，在本实施方式的输入系统中，能够使用光学式位置检测装置100。光学式位置检测装置100的具体例如上所述。

并且，受光部RU也可以设置于照射部EU的中央部。并且，受光部RU接受如下反射光，该反射光为由于从照射部EU射出的出射光被输入设备反射而产生的反射光中、向照射部EU的方向反射的反射光。特别如图19所示，照射部EU具有第一照射单元EU1和第二照射单元EU2也可以。EU1设置于第一X坐标位置，EU2设置于第二X坐标位置。在该情况下，受光部RU具有第一照射单元用受光单元RU1和第二照射单元用受光单元RU2。并且，RU1设置于EU1的中央部，RU2设置于EU2的中央部。

在此，作为X坐标位置的基准的X轴的方向如上述，是例如如图1所示的方向。沿对象面20的平面为XY平面，在此，对象面20的边中的水平方向的边与X轴的方向一致。

因此，能够在照射部EU的中央部设置受光部RU。该构成在后述的的第一反射部RE1与第二反射部RE2由再现性反射材料形成时特别有效。再现性反射材料具有向光射入的方向返回强的反射光的特性。因此，从输入设备(设置于输入设备的RE1、RE2)观察，通过将射出入射光的照射部EU和接受反射光的受光部RU设置于相同方向，能够使受光部RU接受强的反射光。因为接受的反射光的强度越强，检测的信号值(例如电流值等)越大，所以能够提高输入设备的位置检测精度。尤其，通过如图19那样地分别设置两个照射单元和受光单元的构成，即使不用图6(A)、图6(B)的方法(求出光学式位置检测装置与输入设备的距离的方法)，也能够检测输入设备的位置信息。

并且，在将与沿输入设备的检测区域的对象面正交的坐标轴作为Z坐标轴的情况下，受光部RU具有设置于第一Z坐标位置的第一受光单元PD1、和设置于第二Z坐标位置的第二受光单元PD2。并且，PD1接受来自第一反射部RE1的反射光，PD2接受来自第二反射部RE2的反射光。

因此，对于接受来自第一反射部RE1的反射光以及来自第二反射部RE2的反射光，能够分别设置不同的受光单元。如上述那样，各受光单元因为检测精度等问题，可受光的Z坐标范围被狭缝等限定得狭窄。因此，鉴于假定第一反射部RE1与第二反射部RE2配置于Z坐标位置不同的位置，优选受光单元也设置多个，在本实施方式中受光单元至少构成为两个。另外，在此，假定为求出长度方向的移动量信息以及旋转方向的旋转量信息双方的例子。

并且，受光部RU也可以具有设置于与第一Z坐标位置以及第二Z坐标位置不同的第三Z坐标位置的第三受光单元PD3。并且，PD1接受来自第一反射部RE1的第一部分的反射光，PD3接受来自第一反射部RE1的第二部分的反射光。

因此，作为第一反射部RE1上的长度方向不同的两点的第一部分与第二部分的反射光能够在第一受光单元PD1以及第二受光单元PD2中被检测。因为，由于知道输入设备的两点的位置信息(例如三维坐标信息)，所以能够求出输入设备的倾斜信息。根据倾斜信息能够求出例如上述那样的指向位置的位置信息等。在此，PD1～PD3相当于图14(A)的B1～B3(或者图14(B)的D1～D3)中的任意一个。如上述那样，根据长度方向的移动量设置两个接受来自第二反射部RE2的反射光的单元，利用恰当的一个。虽然作为受光单元的数量来说有些多，但是能够恰当地接受来自第二反射部RE2的反射光。另外作为与图的关联，在图14(A)中例如，PD1相当于B3，PD2相当于B2，PD3相当于B1。并且，图14(B)中例如，PD1相当于D3，PD2相当于D1，PD3相当于D2。

并且，第一反射部RE1以及第二反射部RE2由在从光源射入光的情况下，向光源方向返回强反射光的再现性反射材料形成也可以。

因此，能够对入射光射入的方向返回强的反射光。在本实施方式中，有照射入射光的部分(例如射出出射光的照射部EU)、与检测反射光的检测部(例如接受反射光的受光部RU)设置于相近的位置的情况。在该情况下，出射光被输入设备反射后的反射光变得散乱，能够被检测部200检测的反射光的强度变弱，产生干扰光的影响增大等问题。这一点，若是使用再现性反射材料形成RE1以及RE2的话，则向照射入射光的部分、即向检测部200所处的方向返回强的反射光，从而能够使检测的信号水平(例如受光部的电流值等)变大。

并且，本实施方式是笔式输入设备，其涉及包括第一反射部RE1的笔式输入设备，该第一反射部RE1设为用于检测笔式输入设备或者笔式输入设备的零件的长度方向的移动量信息。并且，第一反射部RE1在长度方向上反射率不同。

因此，具有在长度方向上反射率不同的第一反射部RE1，使用第一反射部RE1，能够实现检测笔式输入设备(或者笔式输入设备的零件)的长度方向的移动量信息的笔式输入设备。如上所述，根据长度方向的移动量信息，能够取得相当于笔的笔压的信息，能够应用于书法学习系统等的笔压信息为重要的应用中。

并且，笔式输入设备也可以包括设置为用于检测笔式输入设备的旋转量信息的第二反射部RE2。并且，第二反射部RE2在绕沿长度方向的轴的旋转方向上反射率不同。

因此，能够实现可以求出在绕沿长度方向的轴的旋转方向上的旋转量的笔式输入设备。在描述线时，与笔的笔压、倾斜等相同，笔的旋转也是重要的主要因素，所以通过使用能够检测旋转量信息的本实施方式的笔式输入设备，能够有更丰富的线的表现。

并且，笔式输入设备也可以包括第一零件、设置于笔尖侧的第二零件，第一反射部RE1设置于第一零件，第二反射部RE2设置于第二零件。

因此，可以实现例如图18所示的构成的笔式输入设备。在图18的例子中，第一零件与第二零件通过弹簧机构连接，但是并不限定于此。通过这样的构成，即使在将笔式输入设备向对象面方向压入的情况下，第二零件的位置即第二反射部RE2的位置也不会变化。有上述那样地第二反射部RE2在Z轴方向限定为狭窄的范围的例子。因此，假定第二反射部RE2在长度方向(主要对应Z轴方向)移动，从而产生设置多个检测部的必要。但是，如果像图18那样在笔尖侧的零件设置第二反射部RE2的话，因为RE2的位置不会变化，所以RE2的检测用的检测部设置一个就足够了，从而能够简化系统的构成。

并且，本实施方式是笔式输入设备，其涉及包括反射部的笔式输入设备，该反射部设置为用于检测绕沿笔式输入设备的长度方向的轴的旋转方向的旋转量信息。并且，反射部在旋转方向上反射率不同。

因此能够实现可以取得旋转方向的旋转量信息的笔式输入设备。在此特别假设不求长度方向的移动量信息、仅求旋转量信息的笔式输入设备。

另外，虽然如上述对本实施方式进行了详细说明，但在不实质性地脱离本发明的新的项目和效果下能够有很多变形，这对于本领域技术人员来说很容易理解。因此，这样的变形例全部包含于本发明的范围。例如，在说明书或者附图中，至少一次与更广义的或者同义而不同的用语一起记载的用语在说明书或者附图的无论什么地方，都能置换其不同的用语。并且输入系统、笔式输入设备等的构成、动作也不限定于本实施方式的说明，可以有各种各样的变形。

符号说明：

20...对象面；100...光学式位置检测装置；200...检测部；210...第一检测部；211...第一部分用检测部；212...第二部分用检测部；220...第二检测部；300...处理部；EU...照射部；LE...照射方向设定部；LF...百叶窗薄膜；LG...光导；OB...对象物；PD...受光单元；PD1...第一受光单元；PD2...第二受光单元；PD3...第三受光单元；PHD...受光元件；PS...棱镜片；PS...光学片；PWB...配线基板；RE1...第一反射部；RE2...第二反射部；RS...反射片；RU...受光部；SLT...狭缝。

Claims (16)

1.一种输入系统，其特征在于，

该输入系统包括：

输入设备，该输入设备具有在长度方向上反射率不同的第一反射部、以及在绕沿所述长度方向的轴的旋转方向上反射率不同的第二反射部中的至少一个；

检测部，该检测部检测来自所述第一反射部以及所述第二反射部中的至少一个的反射光；以及

处理部，该处理部根据在所述检测部的检测结果，求出所述第一反射部在所述长度方向的移动量信息以及所述第二反射部在所述旋转方向的旋转量信息中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的输入系统，其特征在于，

所述第一反射部在所述输入设备的所述长度方向上反射率逐渐变化，

所述第二反射部在绕沿所述长度方向的轴的所述旋转方向上反射率逐渐变化。

3.根据权利要求1或2所述的输入系统，其特征在于，

所述处理部基于在所述第一反射部的反射率的检测结果，求出所述输入设备的指向位置的位置信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的输入系统，其特征在于，

所述检测部包括：

第一检测部，该第一检测部检测来自所述第一反射部的反射光；以及

第二检测部，该第二检测部检测来自所述第二反射部的反射光。

5.根据权利要求4所述的输入系统，其特征在于，

所述第一检测部包括：

第一部分用检测部，该第一部分用检测部检测来自所述第一反射部的第一部分的反射光；以及

第二部分用检测部，该第二部分用检测部检测来自第二部分的反射光，该第二部分是在所述长度方向上与所述第一部分不同的部分，

所述处理部基于在所述第一部分用检测部以及所述第二部分用检测部的检测结果，求出所述输入设备的倾斜信息。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的输入系统，其特征在于，

所述输入设备是笔式输入设备，

所述处理部基于所述第一反射部在所述长度方向的移动量信息，求出作为笔式输入设备的所述输入设备的笔压信息。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的输入系统，其特征在于，

所述检测部包括：

照射部，该照射部射出出射光；以及

受光部，该受光部接受由于所述出射光被所述输入设备反射而产生的反射光，

所述处理部基于在所述受光部的受光结果，求出所述第一反射部在所述长度方向的所述移动量信息以及所述第二反射部的所述旋转量信息中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的输入系统，其特征在于，

所述受光部设置于所述照射部的中央部，

所述受光部接受由于从所述照射部射出的出射光被所述输入设备反射而产生的反射光中的、向所述照射部的方向反射的反射光。

9.根据权利要求8所述的输入系统，其特征在于，

所述照射部具有：

设置于第一X坐标位置的第一照射单元、以及设置于与所述第一X坐标位置不同的第二X坐标位置的第二照射单元，

所述受光部具有第一照射单元用受光单元和第二照射单元用受光单元，

所述第一照射单元用受光单元设置于与所述第一照射单元的中央部对应的所述第一X坐标位置，

所述第二照射单元用受光单元设置于与所述第二照射单元的中央部对应的所述第二X坐标位置。

10.根据权利要求7所述的输入系统，其特征在于，

在将与沿所述输入设备的检测区域的对象面正交的坐标轴设为Z坐标轴的情况下，

所述受光部具有设置于第一Z坐标位置的第一受光单元、以及设置于与所述第一Z坐标位置不同的第二Z坐标位置的第二受光单元，

所述第一受光单元接受来自所述第一反射部的反射光，

所述第二受光单元接受来自所述第二反射部的反射光。

11.根据权利要求10所述的输入系统，其特征在于，

所述受光部具有设置于第三Z坐标位置的第三受光单元，该第三Z坐标位置与所述第一Z坐标位置以及所述第二Z坐标位置不同，

所述第一受光单元接受来自所述第一反射部的第一部分的反射光，

所述第三受光单元接受来自所述第一反射部的第二部分的反射光。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的输入系统，其特征在于，

所述第一反射部以及所述第二反射部由再现性反射材料形成，该再现性反射材料在当从光源射入光的情况下，朝向光源的方向返回强的反射光。

13.一种笔式输入设备，其特征在于，

该笔式输入设备包括第一反射部，该第一反射部设置为用于检测所述笔式输入设备或者所述笔式输入设备的零件在长度方向的移动量信息，

所述第一反射部在所述长度方向上反射率不同。

14.根据权利要求13所述的笔式输入设备，其特征在于，

该笔式输入设备包括第二反射部，该第二反射部设置为用于检测所述笔式输入设备的旋转量信息，

所述第二反射部在绕沿所述长度方向的轴的旋转方向上反射率不同。

15.根据权利要求14所述的笔式输入设备，其特征在于，

该笔式输入设备包括第一零件和设置于笔尖侧的第二零件，

所述第一反射部设置于所述第一零件，

所述第二反射部设置于所述第二零件。

16.一种笔式输入设备，其特征在于，

该笔式输入设备包括反射部，该反射部设置为用于检测在绕沿所述笔式输入设备的长度方向的轴的旋转方向上的、所述笔式输入设备的旋转量信息，

所述反射部在所述旋转方向上反射率不同。

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