JP2001506776A - Computer pointing device - Google Patents

Computer pointing device

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JP2001506776A JP51886498A JP51886498A JP2001506776A JP 2001506776 A JP2001506776 A JP 2001506776A JP 51886498 A JP51886498 A JP 51886498A JP 51886498 A JP51886498 A JP 51886498A JP 2001506776 A JP2001506776 A JP 2001506776A
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ピサーニ，マルコ
ツァンジロラミ，マルコ
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ヨーロピアン・リスク・キャピタル・カンパニー・ソシエテ・アノニム・ホールディング
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Abstract

(57)【要約】 パソコン（ＥＬ）用のポインティング装置は、パソコン（ＥＬ）の画面（ＭＯＮ）に取り付けられた光送信部（ＴＸ）と、眼鏡（ＯＣ）に取り付けるなどしてパソコン（ＥＬ）ユーザの頭と一体化した光受信部（ＲＸ）とを有し、これにより、手を用いることなくパソコン画面（ＭＯＮ）上のカーソルを動かすことができる。 (57) [Summary] A pointing device for a personal computer (EL) is a light transmitting unit (TX) attached to a screen (MON) of the personal computer (EL) and a personal computer (EL) by attaching it to eyeglasses (OC). It has a light receiving unit (RX) integrated with the user's head, so that the cursor on the personal computer screen (MON) can be moved without using hands.

Description

【発明の詳細な説明】 コンピュータ用ポインティング装置 本発明は、モニタ及びディスプレイ画面を備えたコンピュータ用のポインティ ング装置、特にパソコン用のポインティング装置に関する。具体的には、ユーザ の手を用いずに作動可能なポインティング装置及び該ポインティング装置の構成 部に関する。 近年、コンピュータ、特にグラフィックインターフェイスを備えたパソコン型 用のプログラム及びオペレーティングシステムが普及してきた。こうしたグラフ ィックインターフェイスは、特別な訓練経験がなくまた知識を持たないユーザに より簡単且つ直感的に使用可能であることから広まってきた。さらに、こうした インターフェイスは、ユーザが非常に早くコンピュータ用のプログラム又はプロ グラム群を使用できるようになり、また少ない努力で比較的効率よく実行スピー ドを上げることができる。 実際、ユーザは、こうしたグラフィックインターフェイスにより、コンピュー タ、より正確にはコンピュータにより実行されるプログラムに対し、非常に多く の複雑なコマンドを、キーボードを打たずに入力することが可能である。したが って、上述のコマンドを修正するために必要な言語・シンタックスを学ぶ必要が ないので、上記の利点を得ることができる。これらのコマンドは、コンピュータ 画面又はモニタ上に示されたカーソル又はポインタを移動させることにより行わ れる。このカーソルを用いて、画面上に示されたアイコン、フィールドなどのグ ラフィックシンボルをセレクトしたり、これらのグラフィックシンボルをある画 面上の点から別の点にドラッグしたりする。 もともとは、キーボードのアローキーを用いてカーソルを画面上で動かしてい た。しかしながら、このシステムは、遅くて使いにくいために、ポインティング 装置が開発・採用され、速度と効率を上げる結果となった。 最も広くよく知られたポインティング装置はいわゆる「マウス」である。この 装置は、平面をスライドできるプラスチックの小さなハウジングを有する。ハウ ジング内には、マウスが位置する平面上を自由に移動でき、平面上でマウスを移 動させるとともに回転できるボールが設けられている。このボールは、ボールの 回転を検出する変換器に連結されている。 このように、マウス内に設けたボールの移動を検出することにより、マウスの 移動を利用して、パソコン画面上でマウス移動に対応するカーソルの運動を制御 することができる。マウス上には２つ又はそれ以上のプッシュボタンがさらに設 けられているのが一般的で、これらは、例えばグラフィックシンボルのセレクト ・ドラッグを行う際に、ユーザがパソコンに対しコマンドを送信するために使用 される。この装置は、簡単且つ直感的に使用でき、また素早く正確にパソコン画 面上でカーソルの移動制御を行うことを可能にする。こうした理由からポインテ ィング装置が普及してきた。 マウスと同じ機能を有する同様のタイプのポインティング装置が別に開発され てきた。これらの装置は、マウスでは不適当で扱いにくいポータブルタイプのパ ソコンに使用されるのを目的に開発されてきた。最も普及したものの一つは、「 トラックボール」として知られており、その機能はマウスと非常によく似ている が静止した装置である。実際、トラックボールにはボールが設けてあり、このボ ールはボールの回転を検出する変換器と連結されている。しかしながら、このボ ールは、手で回転できるようにユーザが直接アクセスできるようになっている。 このように、上述した従来のポインティング装置は全て、ユーザにより手動で 操作を行う共通点がある。このためそうしたポインティング装置を使用する際の 他の可能性を制限する不都合が生じる。 実際、こうしたポインティング装置ではユーザの手のどれかが常に使われてお り、これによりポインティング装置を使用するのと同時に、ライティング、パソ コンのキーボード入力、読書、電話のハンドセットを持つことなど、他の作業を 実行する可能性が制限される。ポインティング装置を使用するのと同時に複数の 作業を実行する必要がある場合、ある作業をやめて他の作業を行う必要があり、 その結果、時間のロスと集中力の低下を招く。さらに、ユーザが片手又は両手が 使用できない障害者の場合、マウスなどの従来のポインティング装置を使用する のは困難であるかあるいは不可能である。 従来のポインティング装置に生じる第２の欠点は効率の悪さである。実際、カ ーソルを画面の所定の点に動かす必要があるたびに、ユーザはまず自分の目をそ の点にあわせ、その後、マウスを移動させるために手を動かして画面上のカーソ ルを所望の位置に移動させなければならない。そうした移動の間、ユーザは、画 面を見ながら画面上のカーソルに生じる移動を確認することにより、マウスに伝 える移動を確認することができる。したがって、画面上のカーソルの移動及び配 置は、ユーザにより実行されるループタイプとして定義でき、目と手の動きを整 合させる既知の機構を使用する制御システムにより行う。この操作方法は、人間 の目によりカーソルの運動が簡単且つ直感的に制御されるので、位置精度がよい 。 しかしながら、この操作方法は、ユーザが最大可能ポインティング速度を得る ことができない欠点を有する。実際、画面上のカーソルの動きと手の動きを整合 させるためには、ユーザは前もってカーソルを動かしたい場所を見て、その位置 に到達させるためにマウスを移動させる必要がある。カーソルを画面上のある位 置からそこから離れた別の位置に移動させる必要がある場合、カーソルがある位 置とカーソルを移動させる位置との間を交互に見ることにより時間がかかる。こ れらのことによりカーソルの位置決めが遅くなることが避けられない。 本発明の目的は、上述の問題全てを十分に解決するポインティング装置を提供 することである。 これは、詳細な説明に続く請求項で指摘される特徴を有するポインティング装 置により行われる。 本発明の別の目的は、上記ポインティング装置の構成部の特に有用な実施形態 を提供することである。 本発明の別の利点及び特徴は、添付図面を参照して以下の詳細な説明により明 らかにされる。なお、これらの添付図面は実施例にすぎず、発明を限定するもの ではない。 図面の簡単な説明 図１は、パソコンに連結した本発明に係るポインティング装置の実施形態の概 略図である。 図２は、ユーザによる本発明のポインティング装置の使用を示した、図１と類 似した概略図である。 図３は、本発明に係る装置の簡単なブロック図を示す。 図４、５は、本発明に係るポインティング装置の構成部の概略図であり、これ らの図で該構成部の動作が理解できるようになっている。 図５Ａは、本発明のポインティング装置に使用される隔壁の別の実施形態を示 す。 図６、７は、図４に類似した概略図であり、図５の構成部の動作を示す。 図８は、本発明に係るポインティング装置の実施形態を詳細に示したブロック 図である。 図９〜１１は、本発明に係るポインティング装置の構成部の別の実施形態を示 す概略図である。 図１２は、本発明に係るポインティング装置の別の実施形態を示す概略図であ る。 本発明に係るポインティング装置の目的は、コンピュータ又はパソコン画面上 でのカーソルの移動・配置を、手を使用することなくユーザが行えることである 。代わりに、そうしたカーソルの移動を得るために、ユーザの体の他の部位の移 動が利用される。特殊な場合、それは頭である。 さらによく理解するために、図１を参照して本発明に係るポインティング装置 の構成を以下に詳細に説明する。典型的なパソコンＥＬが図１に示されている。 パソコンＥＬは、ブラウン管と入出力装置であるキーボードＫＢからなるモニタ ＭＯＮを有する。 このパソコンＥＬはさらに、本発明に係るポインティング装置に連結されてい る。このポインティング装置用の２つの重要な構成部は、光送信部ＴＸとそれに 対応する光受信部ＲＸである。これらの出光部ＴＸと受光部ＲＸは、電子プロセ シングユニットＥＣＵに連結され、さらにこのユニットＥＣＵは、パソコンＥＬ の入力ポートに連結されている。通常、入力ポートでマウスなどの従来のポイン ティング装置が連結されている。 本発明に係るポインティング装置の動作を以下に説明する。出光部ＴＸは、例 えば赤外線帯域の電磁放射ビームを発し、これが受光部ＲＸにより受けるように なっている。受光部ＲＸは、実質的に角度センサである。すなわち放射源つまり 出光部ＴＸに対する受光部ＲＸの角度を検出することができる。受光部ＲＸはも ちろん、出光部ＴＸに対する受光部ＲＸの空間上の向きを計測できるようになっ ている。すなわち受光部ＲＸは、角座標測定装置である。 続いて、ポインティング装置は、受光部ＲＸの向きに関する情報を用いて、パ ソコンＥＬのモニタＭＯＮ上のカーソルの運動を制御する。本発明の好適な一実 施形態では、角座標の絶対量でなく、角座標変化に関する情報が用いられ、この 情報により、出光部ＴＸに対する受光部ＲＸの方向を変え、これによりカーソル の運動を制御する。これは、本発明に係るポインティング装置がマウスなどの従 来のポインティング装置と完全に互換性があるようにするために行われる。実際 、従来のマウス型では、平面上でのマウスの移動に関する情報が使用されている 。したがって、画面上のカーソルを制御するために、絶対位置でなく位置変化に 関する情報が用いられている。代わりに、ゲームやシミュレーションプログラム に特に用いられるジョイスティックなどの絶対量に基づくポインティング装置を 真似するために、角座標変化でなく角座標の絶対量を送信することも可能である 。 したがって、本発明に係るポインティング装置の使用方法は明白である。受光 部ＲＸをユーザの頭に取り付ければ十分であり、これによりユーザは頭を動かす だけで画面上のカーソルの運動を制御することができる。視線に応じて頭を少な くとも部分的に動かすこと自体自然なものであるから、頭を動かすこうした運動 は、極めて自然で直感的である。 図２は、図１に類似しているが、本発明に係るポインティング装置の使用方法 を示している。図２及びそれ以降の図面において、図１で既に説明した部分及び 要素は、同一のアルファベット記号が使用されている。 図２に示されるように、パソコンＥＬのユーザは、受光部ＲＸを備えた眼鏡Ｏ Ｃをかけている。したがって、ユーザが自分の頭を動かして、眼鏡ＯＣに取り付 けられた受光部ＲＸの方向を変えることにより、画面ＭＯＮ上のカーソルを移動 させる。これを行うために、ユーザは、カーソルに常に視点を置くことができ、 これにより、速度及び効率がはっきり上がる。さらに、ユーザの手は、完全に自 由であり、他の作業を行うために使用することができる。 知られているように、従来のポインティング装置は、少なくとも１つのキー又 はプッシュボタンを有し、又は実際は一つで十分な場合でも２つか３つのキーを 有する、これらのキーは、グラフィックシンボルのセレクト・ドラッグなどのコ マンドをパソコンＥＬに送るのに適している。これらのコマンドは、プッシュボ タンを押し続けるか離したままにすることで行われ、これにより、パソコンＥＬ に送信される情報すなわちコマンドが２値タイプに設定される。 本発明に係るポインティング装置はまた、上述の機能、すなわち２値コマンド を実行する要素を有し、図１で全体をプッシュボタンＩＮＴとして記されている 。 この要素ＩＮＴは、常に使用される必要はないので、図１に示すように従来の プッシュボタンやキーから構成されてもよい。代わりに、パソコンＥＬのキーボ ードＫＢのキーによりこの機能を行わせてもよい。このようにして、ユーザがパ ソコンＥＬに対し、２値コマンド、すなわち当該分野で一般的に知られた「クリ ック」を送信しようとする場合、ユーザは、作業面上に配置されたそうしたキー ＩＮＴを手で操作することができる。 しかしながら、このような構成では、本発明に係るポインティング装置の利点 の一部が失われる。実際、従来のキーで２値コマンドを用いることにより、ユー ザは時々手を使用せざるを得ない。 本発明に係るポインティング装置の他のいくつかの実施形態では、センサー又 は制御装置を用いて、手を用いることなくユーザが２値コマンドをポインティン グ装置に送信することができるようになっている。 したがって、制御装置ＩＮＴを、例えばユーザが発した一定の言葉や音を認識 するように予め構成された音声認識センサから構成してもよい。 代わりに、圧力センサを、ユーザが歯を押すことにより作動できる、エラスト マプラスチック材でできた小さな閉じたチューブに連結することによって制御装 置ＩＮＴを構成してもよい。 ２値コマンドは、歯によって圧縮されたエラストマチューブ内で発生するとと もに例えば伸び計などの圧力センサによって検出される圧力不均衡から得られる 。 身につける必要のある唯一の要素であるエラストマチューブは、低コストであ り、器具を用いずに２、３秒で交換することができる（身につけることに加えて 、衛生上の理由から交換できることが好ましい。）。 ユーザの皮膚の一部に伸び計センサを取り付け、これにより、例えばあごのな どの筋肉を収縮したり、関節を伸ばすことにより２値コマンドを送信するように してもよい。 別の実施形態では、例えばいくつかのディクタフォンに使用されているタイプ で、足により作動できるプッシュボタンが用いられている。 このように、ユーザは、自分の手をまったく自由な状態にしたままで、本発明 に係るポインティング装置を完全に操作することができる。 更なる理解のために、図３において、本発明に係るポインティング装置用の主 要な要素のブロック図が示されている。図に示されるように、出光部ＴＸと受光 部ＲＸを用いて、パソコンＥＬの画面ＭＯＮ上のカーソル位置の制御を行う信号 を発生させると、センサＩＮＴを介してポインティング装置に２値コマンドを与 えるようになっている。 出光部ＴＸと受光部ＲＸ及びセンサＩＮＴは、ポインティング装置のプロセシ ングユニットＥＣＵに連結されている。特に、これらの要素ＴＸ、ＲＸ、ＩＮＴ は、プロセシングユニットＥＣＵの一部である制御ユニットＵＣに連結されてい る。この制御ユニットＵＣは、出光部ＴＸを駆動し、受光部ＲＸ及びセンサＩＮ Ｔにより発生させた信号を受信・復号・処理する。したがって、制御ユニットＵ Ｃの機能は、受光部ＲＸ及びセンサＩＮＴにより発生させた信号から、ユーザに より与えられたコマンドを示す情報を抽出することである。 制御ユニットＵＣはさらに、そうした情報をコンピュータすなわちパソコンＥ Ｌに送信するように設計されている。これは、制御装置ＵＣにより処理された情 報をコンピュータＥＬに必要とされるプロトコルにしたがってフォーマット化す るインターフェイスＩＦを介して行われる。こうしたインターェイスＩＦの重要 な機能は、本発明に係るポインティング装置を従来のポインティング装置と互換 性があるようにすることである。これにより、ポインティング装置の一つの要素 を修正することだけで、異なるプロトコルや基準によって作動するコンピュータ とともに本発明に係るポインティング装置を使用することが可能になる。 更なる理解のために、受光部ＲＸの動作を図４〜７を参照して次に説明する。 上述したように、受光部ＲＸは実質的に角座標測定装置である。実施例の受光部 ＲＸは、空間上のある点（具体的には出光部ＴＸ）に対する受光部ＲＸの軸方向 を検出する。 受光部ＲＸは、複数の感光部分と、放射光を遮断する一つの遮蔽物すなわち隔 壁であって少なくとも一つの開口部を有するものとから構成される。本発明に係 る好適な一実施形態では、受光部ＲＸは、同一平面上に配置された４つの感光部 分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を有し、これらの部分の形状は、略長方形か正方形で あって、例えば図４に示すように長方形又は正方形の頂点に対称な２つの軸が形 成されるように均一に配置されている。遮蔽物ＬＳと、感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ ３、Ｆ４のなす平面とに垂直な方向は、以下の受光部ＲＸ軸として考える。 こうした感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の前方には、隔壁ＬＳが配置されて いる。この隔壁は、感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４の平面と平行に且つこれ らの感光部分から所定の距離を置いた平面状に形成されている。この隔壁はまた 、感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４のなす形状の略中央に配置された略長方形又 は正方形の開口部を有する。例えば、図４のＬＡで示された領域は、その形状及 び位置が隔壁ＬＳに設けた開口部に対応する。開口部を有する隔壁ＬＳの機能は 、出光部ＴＸにより発した放射光を、出光部ＴＸに対する受光部ＲＸの方向に応 じて感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４にそれぞれ異なるように当てることである 。 例えば図５の場合を考える。図５では、簡単化のため、受光部ＲＸを出光部Ｔ Ｘに向かう方向でなく出光部ＴＸに対して角度αをなす方向に向かせた場合が示 されている。簡単化のため、空間上の一次独立な一対の角度でなく、平面上の一 つの角度が考慮されている。それ故、図５には感光性材料Ｆ１とＦ２のみが示さ れている。図に示されるように、受光部ＲＸは、出光部ＴＸに対し角度αをなし ているので、出光部ＴＸから発せられたビームは、隔壁ＬＳ及び感光部分Ｆ１、 Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に対し垂直に入射しない。 受光部ＲＸの大きさは数ミリメータのオーダと比較的小さく、他方、受光部Ｒ Ｘと出光部ＴＸとの距離は通常５０ｃｍ〜１ｍと比較的大きいので、出光部ＴＸ から出た放射光は、一次近似として互いに平行で、無限遠から放射されたと考え ることができる。こうした理由から、図５では、受光部ＲＸに入射する放射ビー ムは、受光部ＲＸの平面に対して斜めに向いた２つの直線で表わされている。こ れらの２つの直線はもちろん、上記平面に垂直な方向（すなわち受光部ＲＸの軸 ）に関して角度αをなしている。 これにより、出光部ＴＸにより出射した放射光は、受光部ＲＸの感光部分Ｆ１ 、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４に対し異なるように当たる。例えば図５に示した特定の場 合、入射光は、互いに近接するように配置された２つの感光部分Ｆ１、Ｆ２間で かなり異なるように衝突する。具体的には、放射光は、感光部分Ｆ２よりかなり 多量に感光部分Ｆ１に当たる。 隔壁ＬＳの開口部が感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に関して中央に配置され る場合、受光部ＲＸの軸が出光部ＴＸの方向に向いている（すなわちαが０）な らば、出光部ＴＸにより出射された光は感光部分に等しく当たる。図５に示され るように、受光部ＲＸの軸が０でない角度αの方向に向いている場合、感光部分 Ｆ１とＦ２の入射光により当たる部分は、距離Ｘによりそれぞれ増加・減少する 。感光部分Ｆ１とＦ２は、そこに当たる入射光の量に応じた信号を発生するので 、この量Ｘを検出するのは容易である。したがって、距離Ｘは、感光部分Ｆ１及 びＦ２により発生させた信号から直ちに検出できる。距離Ｘは、感光部分Ｆ１、 Ｆ２の平面と隔壁ＬＳの平面との距離をＤとして、一次近似でＤｓｉｎαに等し いので、角度αも検出できる。 上述の場合は一つの角度αの検出に関するものである。しかしながら、４つの 感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を使用することで、空間上の受光部ＲＸの方向 を検出することができることは明らかである。すなわち、２つの角度α、βを測 定することで方向を測定することができる。 上述のシステムは、（例えば４つの感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を有する 上記タイプの）検出構造と、目の虹彩の代わりをする焦点距離の短いレンズ（図 示しない）とを用いることでも容易に実現できる。なお、焦点が短いというのは 、センサと出光部の間の距離よりずっと短く、したがってレンズに入射する光を 平行と考えることができるという意味である。感光部分（例えば図５のＦ１、Ｆ ２）の平面に光を投影するレンズを用いることで、相対的な光の当たり具合は、 光学系の軸と入射光によって形成される角度αに一義的に決定される。 上述の構造を有し極めて低コストである実施形態は、球面レンズ（図示しない ）を４つの感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の中央に直接置くことによって得ら れる。したがって、レンズと光検知器との間のスペーサが不要になる。 図６、７では、４つの感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に対する入射光が、出 光部ＴＸに対する受光部ＲＸの方向にしたがって、それぞれの感光部分Ｆ１、Ｆ ２、Ｆ３、Ｆ４に対し異なるように分割される様子が２つの場合示されている。 実際、図６、７には、受光部ＲＸ軸の方向が異なる２つの場合において、出光部 ＴＸから出た入射光が当たる領域ＬＡが示されている。 これに対し図４では、受光部ＲＸの軸が出光部ＴＸに直接向かう方向である場 合の領域ＬＡが示されている。この場合、隔壁ＬＳの開口部が感光部分Ｆ１、Ｆ ２、Ｆ３、Ｆ４に対し中央且つ対称に設けてあると仮定して、図からわかるよう に、感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の入射光により当たる部分は互いに等しい 。 受光部ＲＸの軸方向が上記方向（出光部ＴＸに向かう方向）から移動するとす ぐに、それが非常に小さくても、感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に入射する光 の分割の量が変化するとともに不均一になる。こうして、各感光部分Ｆ１、Ｆ２ 、Ｆ３、Ｆ４に入射する入射光の量を示す信号から、２つの互いに直交した方向 （以下に示すようにＸ及びＹ方向）に関する、出光部ＴＸに対する受光部ＲＸの 軸方向を示す角度α及びβを検出することができる。 受光部ＲＸの他の好適な実施形態では、上述したものと極めて類似した複数の 感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４が遮蔽物すなわち隔壁ＬＳ’（図５Ａ）ととも に用いられている。隔壁ＬＳ’は、略長方形か正方形であるが、少なくとも中央 部分Ｃは除いて透明な材料で完全に構成されている。この中央部分Ｃは、そこを 放射光が通過できず、したがって感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４からの光を遮 断する材料でできている。この中央部分Ｃは、それが含まれる隔壁ＬＳ’の形状 に対応して略長方形か正方形になっている。受光部ＲＸの本実施形態の動作は、 上記実施形態の動作及び上述した動作の一つと相補的である。その動作原理は、 当該領域の専門家に明らかなように、上述した一つと略同一である。 上述の記載から、出光部ＴＸに必要とされるものは比較的少ない。基本的には 、出光部ＴＸは、パソコンＥＬの画面ＭＯＮの近くに配置されるとともに、ユー ザに対向するように配置する必要がある。これにより、通常の使用の間、受光部 ＲＸは、出光部ＴＸにより出射した光が検出できる領域に常に置かれるようにな っている。さらに、ポインティング装置に必要な精度を保証するために、出光部 ＴＸは、静止位置で略点光源となるような位置に配置される必要がある。 受光部ＲＸの動作は出光部ＴＸと受光部ＲＸとの距離に無関係で、出光部ＴＸ に対する受光部ＲＸの角度で決まることに注意する必要がある。これは、上記角 度が感光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に入射する光の各強度の比に略依存し、そ れらの絶対量には依存しないからである。これは明らかに利点の一つである。そ の理由は、ユーザは自分の意志で画面ＭＯＮとの距離を修正し、自分の頭の方向 を変えるだけでカーソル位置をチェックするからである。 出光部ＴＸを画面ＭＯＮに取り付けるとともに受光部ＲＸをユーザの頭に取り 付けたが、例えばキューブエッジやキャッツアイなどの逆反射体を画面ＭＯＮの 近くに配置し、この逆反射体に光を当てる出光部ＴＸをユーザの頭に取り付けて もよい。これにより、プロセシングユニットＥＣＵとユーザの頭との連結は解除 される。 更なる理解のために、本発明に係るポインティング装置の好適な一実施形態を 図８を参照して詳細に説明する。図８には、上述したように構成された出光部Ｔ Ｘと受光部ＲＸが示されている。受光部ＲＸは、角座標と入射光の全強度から情 報を抽出する機能を有する、実質的にロジックネットワークである回路ＬＯＧに 連結されている。続いて回路ＬＯＧは、角座標を表すとともに続いて処理される ２つの信号Ｘ、Ｙを出力する。 この信号Ｘ、Ｙは、ダイナミックコンプレッサＣＤに送られ、ここで、信号Ｘ 、Ｙの大きさが全強度の関数として標準化され、これにより、受光部ＲＸ動作が 出光部ＴＸからの距離に無関係になる。 ダイナミックコンプレッサＣＤからの信号Ｘ、Ｙは、続いて同期復調器、増幅 器の順で送られる。これらの２つは図で合わせてＡＬＩとして表わされている。 実際には、受光部ＲＸは、出光部ＴＸにより発せられた放射光の他に、雑音と干 渉の主原因となる多量の電磁放射を受信することに注意する必要がある。 受光部ＲＸは、電磁放射源であるパソコンＥＬの画面ＭＯＮに略向けられてい るかを確かめれば十分である。こうした理由から、これらの雑音をできるだけ除 去する必要がある。 この目的のために、出光部ＴＸは、通常は固定周波数と、発振回路ＯＳＣによ り発生させる周期的な信号手段とにより駆動している。出光部ＴＸを駆動するた めの上記周期信号は、同期復調器ＡＬＩにも送信される。こうして、同期復調器 ＡＬＩは、出光部ＴＸが出した信号と同一の周波数及び位相を有する信号のみを 復調する。こうした構成では、実際に上述の雑音全てを除去することが可能であ る。 したがって、同期復調器ＡＬＩの出力部では、受光部ＲＸの実際に角座標を表 わす２つの信号Ｘ、Ｙが利用できる。これらの信号Ｘ、Ｙは、アナログ／デジタ ル変換器Ａ／Ｄに送られ、そこでデジタルにフォーマット化される。アナログ／ デジタル変換器Ａ／Ｄの出力部は、上記信号を変換してパソコンに送信する上述 のインターフェイスＩＦに連結されている。 ２値制御装置ＩＮＴもまた、回路ＴＨを介してインタフェイスＩＦに連結され ている。この回路ＴＨは、２値制御装置ＩＮＴにより発生させた信号をデジタル 信号に変換する機能を有する。 ２値制御装置ＩＮＴは例えば圧力センサであり、回路ＴＨを閾値比較回路から 構成することができる。 ２つ制御装置ＩＮＴが例えばペダル型プッシュボタンの場合は、回路ＴＨをバ ウンス防止回路から構成してもよいし、また余分なものとして回路ＴＨを用いな くてもよい。 こうして、インターフェイスＩＦは、ユーザが与えたコマンドを表わす全ての 信号をデジタルフォーマットで受信し、それらを適切なフォーマットでコンピュ ータＥＬに送信する。 上述した構造及び特定の実施形態は、本発明に係るポインティング装置を実現 する際に、どのような設計にするかに応じて修正することができるのは明らかで ある。 例えば、受光部ＲＸの向く方向を示す空間上の角座標を検出するためには、３ つの感光部分で十分であることは明らかである。上述の実施形態では、４つの感 光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を有する受光部ＲＸが示されていたが、これは、 電子回路を、受光部ＲＸにより発生させた信号を処理するユニットＥＣＵ内で極 めて簡単にするためだけである。 ２値制御装置ＩＮＴは、上述のものに加えて、適用の範囲やユーザの好みに応 じて多種のものが可能である。 受光部ＲＸの形状及び配置に関しても多くの変形が可能である。本発明の好適 な実施形態では、例えば図２に示されるように、受光部ＲＸは、ユーザがかける 眼鏡ＯＣと一体化してもよい。ユーザが眼鏡を必要としない場合は、ユーザは、 レンズのついていない眼鏡ＯＣか矯正なしのレンズのついた眼鏡ＯＣを常にかけ ればよい。 図９に示すように、受光部ＲＸを眼鏡ＯＣ内に組み込んでもよいし、あるいは 、図１０に示すように例えば眼鏡ＯＣのアームに受光部ＲＸを取り付けることに よって、受光部ＲＸを従来の眼鏡ＯＣと一時的に連結させてもよい。この実施形 態は、受光部ＲＸをある眼鏡ＯＣから別の眼鏡に移す場合に有用である。 さらに、感光部分を同一直線上に配置し、感光部分前方の遮蔽物にできるだけ 開口部を設けることによって、受光部ＲＸの大きさをかなり小さくすることが可 能である。各感光部分に対する入射光の変化によって、上述の原理に基づいて受 光部ＲＸの向きを検出することができるように、感光部分を開口部に対し千鳥状 に配置するか、開口部を感光部分に対し千鳥状に配置する必要がある。 そうした配置を利用して、極めて小さくなった細長い受光部ＲＸを実現するこ とができる。こうして、実際に美しさを損なわず、また重量を増加させることな く、受光部ＲＸを眼鏡ＯＣと一体化したり取り付けたりできる。 したがって、図９に示されるように、受光部ＲＸを眼鏡ＯＣの中央位置、すな わちレンズを支持するフレーム同士の間であって鼻掛けの上方の部分に配置する ことができる。受光部ＲＸはまた、眼鏡ＯＣのアームと一体化するように、アー ムと残りの眼鏡ＯＣとを連結するヒンジに近接して設けてもよい（図１０）。さ らに、図１１に示すように、受光部ＲＸを細長い形状にして、眼鏡ＯＣのレンズ 支持フレーム同士を連結する水平上部部材に取り付けてもよい。 図８〜１１を参照して説明した全ての場合において、受光部ＲＸを眼鏡ＯＣに 永久に固定してもよいし、受光部ＲＸを一般の眼鏡ＯＣに着脱可能に取り付けて もよい。 代わりに、受光部ＲＸを眼鏡ＯＣとは別の物体に取り付けることも可能である 。例えば、出光部ＴＸをユーザがかぶるヘルメットに取り付けてもよい。こうし て、本発明に係るポインティング装置を、バーチャルリアリティ用のシミュレー ションシステムに用いられるヘルメットに取り付けることができる。 さらに、ユーザが使用するオーディオヘッドフォーンやマイクロフォンに出光 部ＴＸを取り付けてもよい。この実施形態は、ユーザがヘッドフォンを用いる作 業を行う必要がある場合に有用である。 さらに、本発明に係るポインティング装置を作動させるために、受光部ＲＸを プロセシングユニットＥＣＵに連結させる必要があることは明らかである。この 連結は、これまでの図でワイヤＷとして示されている。状況によっては、ユーザ の頭とパソコンＥＬとの間の連結ワイヤＷが望ましくない場合がある。こうした 場合、例えば受光部ＲＸとプロセシングユニットＥＣＵとの連絡を、デジタル無 線や赤外線による接続などによりワイヤなしで行うことが可能である。 近年、極めて小さな無線装置が実現可能である。しかしながら、これは、電池 を介して電力を該装置に供給することの他に、受光部ＲＸの大型化と重量増加を 伴う。しかしながら、このように、もし必要であれば、連結ワイヤＷを取り除く ことが可能である。 図１２を参照して以下に説明する他の実施形態において、コンピュータすなわ ちパソコンＥＬのキーボードＫＢの代わりに本発明に係るポインティング装置を 使用することができる。これにより、手を使用できない障害者でもこうしたコン ピュータＥＬを使用することができる。 ディスプレイ画面と略同一形状であって、且つパソコンＥＬ用の普通のキーボ ードのキー配列を表わす表示装置ＫＢＳを実現することは容易である。そうした 画面ＫＢＳは、例えば液晶画面を介したり、又は単にランプや発光ダイオードに より逆光で照らしたマスクを介したりするなど多くの方法により実現させること ができる。表示装置ＫＢＳを、パソコンＥＬの通常の画面すなわちモニタＭＯＮ の近くに配置してもよい。そうしたキーボードディスプレイ画面ＫＢＳは、プロ セシングユニットＥＣＵに連結され、このユニットＥＣＵにより制御されるよう になっている。さらに、プロセシングユニットＥＣＵもまた、一般的なキーボー ドＫＢが通常の方法でつながれたパソコンＥＬの入力ポートに連結されている。 具体的には、プロセシングユニットＥＣＵは、受光部ＲＸがモニタＭＯＮでな くキーボード表示装置ＫＢＳに向いている場合に、（カーソルが視野から消える ために）モニタＭＯＮの画面からカーソルが消えるように構成されているだけで なく、受光部ＲＸが向いた方向の点に対応し且つあるキーを示した、キーボード 表示画面のシンボル又は領域を照らしたり指し示すようになっている。そうした キーボード表示画面にも出光部や逆反射体を設けてもよい。このように、頭の方 向を単に変えることにより、プロセシングユニットＥＣＵに連結したキーボード 表示画面ＫＢＳを表わすキーのいずれかを、ユーザが選択することができる。 プロセシングユニットＥＣＵは、任意の時間でユーザが指し示す部分に、絶え ず光を当てたり示したりするので、上記選択は非常に簡単である。このように、 ユーザは、自分の頭の方向を直すことで、所望のキーを素早く効果的に選択する ことができる。所望のキーを選択したら、ユーザは２値制御装置ＩＮＴを介して コマンドすなわちクリックを行う。これに続いて、プロセシングユニットＥＣＵ は、選択されたキーに対応する信号をパソコンＥＬの入力ポートに対し送信する 。こうして、本発明に係るポインティング装置は、パソコンＥＬのキーボードＫ Ｂの代わりをすることができる。 したがって、この実施形態に示されるように、手を用いずにキー操作を行うこ とができる。それ故に、この実施形態は、コンピュータすなわちパソコンＥＬを 障害者が極めて効率よく使用することを可能にしている。 この場合もまた、本発明に係るポインティング装置は、標準的なキーボードと 完全に互換性がある。 本発明の範囲からずれることなく種々の修正例が可能である。例えば、４つの 感光部分すなわちフォトダイオードＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４によって受光部ＲＸ を構成する代わりに、正方形状の１つのＰＳＤ（位置感応性のダイオード）型で 構成してもよい。 さらに、２つの感光部分（図示しない）の組み合わせで受光部ＲＸを構成して もよい。各感光部分は、一対のフォトダイオードと直線型の一つのＰＳＤを有し 、２組のフォトダイオードと２つの直線型ＰＳＤはともに、互いに直交するよう に配置されているか、あるいは、互いに無関係であるように配置されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                     Computer pointing device   The present invention Point for computer with monitor and display screen Device, In particular, it relates to a pointing device for a personal computer. In particular, A user Pointing device operable without using one's hand and configuration of the pointing device About the department.   recent years, Computer, Especially personal computer type with graphic interface Programs and operating systems have become widespread. Such a graph Interface is For users who have no special training experience and no knowledge It has become popular because it is easier and more intuitive to use. further, These The interface is The user is very quickly using a computer program or Gram groups can be used, In addition, the speed of execution is relatively efficient with little effort Can be raised.   In fact, The user With such a graphic interface, Computer Ta, More precisely, for programs executed by computers, Very much Complex command, It is possible to input without hitting the keyboard. But What Need to learn the language and syntax needed to modify the above commands Since there is no, The above advantages can be obtained. These commands are Computer By moving the cursor or pointer shown on the screen or monitor It is. Using this cursor, Icons shown on the screen, Group of fields Select a traffic symbol, These graphic symbols are Or drag from a point on the surface to another point.   Originally, Use the arrow keys on the keyboard to move the cursor on the screen. Was. However, This system is Because it is slow and difficult to use, pointing The device was developed and adopted, The result was increased speed and efficiency.   The most widely known pointing device is the so-called "mouse". this The equipment is It has a small plastic housing that can slide on a flat surface. Howe In the jing, You can move freely on the plane where the mouse is located, Move the mouse on the plane A ball is provided that can be moved and rotated. This ball is Ball It is connected to a transducer that detects rotation.   in this way, By detecting the movement of the ball provided in the mouse, of mouse Using movement, Control the movement of the cursor corresponding to the mouse movement on the PC screen can do. Two or more additional push buttons on the mouse It is common that They are, For example, selecting graphic symbols ・ When dragging, Used by the user to send commands to the personal computer Is done. This device is Easy and intuitive to use, Quick and accurate PC screen It is possible to control the movement of the cursor on the surface. For this reason, pointe Device has become widespread.   A similar type of pointing device with the same function as a mouse was developed separately. Have been. These devices are A portable type pack that is inappropriate and difficult to handle with a mouse It has been developed for use in Sokon. One of the most popular is " Trackball " Its function is very similar to a mouse Is a stationary device. In fact, The trackball has a ball, This button The wheel is connected to a transducer that detects the rotation of the ball. However, This button Is The user has direct access to rotate by hand.   in this way, All the conventional pointing devices mentioned above, Manually by the user There is a common point to perform operations. Therefore, when using such a pointing device A disadvantage arises that limits the other possibilities.   In fact, These pointing devices always use one of the user's hands. And This allows you to use the pointing device at the same time lighting, bread Keyboard input of the console, reading, Having a phone handset, Other work Possibility to execute is limited. Use a pointing device at the same time If you need to perform work, If you need to stop some work and do other work, as a result, This results in lost time and reduced concentration. further, The user has one or both hands In the case of disabled people who cannot be used, Use a traditional pointing device such as a mouse It is difficult or impossible.   A second disadvantage of conventional pointing devices is inefficiency. In fact, Mosquito Each time you need to move the cursor to a given point on the screen, The user first looks at himself According to the point of afterwards, Move your hand to move the mouse Must be moved to the desired position. During those moves, The user Picture By checking the movement of the cursor on the screen while looking at the surface, Transfer to mouse Can be confirmed. Therefore, Move and arrange the cursor on the screen The installation is Can be defined as a loop type executed by the user, Align eyes and hands This is done by a control system using a known mechanism for matching. This operation method Human The movement of the cursor is easily and intuitively controlled by the eyes, Good position accuracy .   However, This operation method User gets maximum possible pointing speed It has the disadvantage that it cannot. In fact, Alignment of cursor movement on screen with hand movement In order to make The user looks in advance where he wants to move the cursor, Its position You need to move the mouse to reach. Move the cursor to a position on the screen If you need to move it to another location away from it, The position where the cursor is It takes time to look alternately between the position and the position where the cursor is moved. This These inevitably slow down cursor positioning.   The purpose of the present invention is Provides a pointing device that fully solves all of the above problems It is to be.   this is, Pointing device having the features pointed out in the claims following the detailed description This is done by setting.   Another object of the invention is A particularly useful embodiment of the components of the pointing device It is to provide.   Another advantage and feature of the present invention is that BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The following detailed description refers to the accompanying drawings. I will be dismissed. In addition, These accompanying drawings are only examples, What limits the invention is not. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. Outline of an embodiment of a pointing device according to the present invention connected to a personal computer It is a schematic diagram.   FIG. Showing the use of the pointing device of the present invention by a user, Figure 1 and similar FIG.   FIG. FIG. 2 shows a simple block diagram of the device according to the invention.   FIG. 5 is It is a schematic diagram of a component of the pointing device according to the present invention, this The operation of the component can be understood from these figures.   FIG. FIG. 9 shows another embodiment of the partition used in the pointing device of the present invention. You.   FIG. 7 is FIG. 5 is a schematic diagram similar to FIG. 6 illustrates the operation of the configuration unit of FIG.   FIG. A block showing an embodiment of the pointing device according to the present invention in detail FIG.   9 to 11 FIG. 9 shows another embodiment of the components of the pointing device according to the present invention. FIG.   FIG. FIG. 6 is a schematic view showing another embodiment of the pointing device according to the present invention. You.   The purpose of the pointing device according to the present invention is to On computer or personal computer screen Move and position the cursor in What the user can do without using hands . instead of, To get such cursor movement, Moving other parts of the user's body Movement is used. In special cases, It is a head.   To better understand, Referring to FIG. 1, a pointing device according to the present invention Will be described in detail below. A typical personal computer EL is shown in FIG. The personal computer EL Monitor consisting of CRT and keyboard KB as input / output device MON.   This personal computer EL Connected to the pointing device according to the invention. You. Two important components for this pointing device are: Optical transmitter TX and it The corresponding optical receiver RX. These light emitting portion TX and light receiving portion RX Electronic processing Connected to the single unit ECU, Furthermore, this unit ECU PC EL Connected to the input port of Normal, A conventional point such as a mouse at the input port A pointing device is connected.   The operation of the pointing device according to the present invention will be described below. The light emitting unit TX An example For example, it emits an electromagnetic radiation beam in the infrared band, As this is received by the light receiving unit RX Has become. The light receiving unit RX It is substantially an angle sensor. That is, the radiation source, The angle of the light receiving unit RX with respect to the light emitting unit TX can be detected. Light receiver RX Of course, It is possible to measure the spatial orientation of the light receiving unit RX with respect to the light emitting unit TX. ing. That is, the light receiving unit RX It is an angular coordinate measuring device.   continue, The pointing device is Using information on the direction of the light receiving unit RX, Pa The cursor movement on the monitor MON of the Socon EL is controlled. Preferred embodiment of the present invention In the embodiment, Not the absolute amount of angular coordinates, Information about changes in angular coordinates is used, this According to the information, Change the direction of the light receiving part RX with respect to the light emitting part TX, This allows the cursor Control the movement of this is, The pointing device according to the present invention is This is done to be fully compatible with existing pointing devices. Actual , In the conventional mouse type, Information about mouse movement on a plane is used . Therefore, To control the cursor on the screen, For position change instead of absolute position Related information is used. instead of, Games and simulation programs Pointing devices based on absolute quantities, such as joysticks, To imitate, It is also possible to send the absolute amount of angular coordinates instead of angular coordinate changes .   Therefore, The use of the pointing device according to the invention is obvious. Light reception It is sufficient to attach the unit RX to the user's head, This moves the user's head You can only control the movement of the cursor on the screen. Fewer heads depending on gaze Because it is natural to move at least partially, Movement that moves your head Is Extremely natural and intuitive.   FIG. Similar to FIG. 1, but Method of using the pointing device according to the present invention Is shown. In FIG. 2 and subsequent drawings, The parts already described in FIG. 1 and The element is The same alphabet symbols are used.   As shown in FIG. PC EL users Glasses O with light receiving part RX C is on. Therefore, The user moves his head, Attach to glasses OC By changing the direction of the light receiving unit RX Move the cursor on the screen MON Let it. To do this, The user You can always keep your cursor on the cursor, This allows Speed and efficiency are clearly increased. further, The user's hand Completely self Because Can be used to perform other tasks.   As is known, The conventional pointing device is At least one key or Has a push button, Or even two or three keys, even if one is actually sufficient Have, These keys are Select and drag graphic symbols Suitable for sending commands to the personal computer EL. These commands are Pushbo By pressing and holding the button or releasing it. This allows PC EL Is set to the binary type.   The pointing device according to the present invention also includes: The features described above, Ie binary command Has an element that executes In FIG. 1, the whole is described as a push button INT. .   This element INT is It doesn't have to be used all the time, As shown in FIG. It may be composed of push buttons and keys. instead of, PC EL keyboard This function may be performed by a key of the keyboard KB. In this way, If the user For Sokon EL, Binary command, In other words, the “clip” generally known in the field To send a " The user Such keys located on the work surface INT can be operated by hand.   However, In such a configuration, Advantages of the pointing device according to the present invention Part is lost. In fact, By using binary commands with conventional keys, You The has to use his hands from time to time.   In some other embodiments of the pointing device according to the present invention, Sensor Uses the control device, User can point binary command without hand To be transmitted to the device.   Therefore, Control device INT, Recognize certain words and sounds emitted by the user, for example May be configured by a voice recognition sensor that is configured in advance.   instead of, Pressure sensor, Can be activated by the user pressing a tooth, Elast The control device is connected to a small closed tube made of plastic material. The configuration INT may be configured.   The binary command is When it occurs in an elastomer tube compressed by teeth Obtained from pressure imbalance detected by pressure sensors such as extensometers .   The only element you need to wear is the elastomer tube, Low cost And Without using any equipment, Can be exchanged in 3 seconds (in addition to wearing , Preferably, it can be replaced for hygienic reasons. ).   Attach an extensometer sensor to a part of the user's skin, This allows For example, chin Which muscles to contract, Send a binary command by extending a joint May be.   In another embodiment, For example, the type used in some dictaphones so, Push buttons that can be actuated by foot are used.   in this way, The user With your hands completely free, The present invention Can be completely operated.   For a better understanding, In FIG. A main device for a pointing device according to the present invention. A block diagram of the essential elements is shown. As shown in the figure, Light emitting part TX and light receiving Using the part RX, Signal for controlling the cursor position on the screen MON of the personal computer EL Causes Gives a binary command to the pointing device via the sensor INT It can be obtained.   The light emitting unit TX, the light receiving unit RX, and the sensor INT are Pointing device processing Connected to the switching unit ECU. In particular, These elements TX, RX, INT Is Connected to a control unit UC which is part of the processing unit ECU You. This control unit UC is Driving the light emitting part TX, Receiver RX and sensor IN The signal generated by T is received, decoded, and processed. Therefore, Control unit U The function of C is From the signal generated by the light receiving unit RX and the sensor INT, To the user This is to extract information indicating a given command.   The control unit UC further comprises: Such information is transferred to a computer, L. this is, Information processed by the control unit UC Report according to the protocol required by the computer EL Via the interface IF. The importance of interface IF Functions are The pointing device according to the present invention is compatible with the conventional pointing device. It is to have sexuality. This allows One element of the pointing device Just by correcting Computers operating according to different protocols and standards In addition, the pointing device according to the present invention can be used.   For a better understanding, The operation of the light receiving unit RX will be described next with reference to FIGS. As mentioned above, The light receiving unit RX is substantially an angular coordinate measuring device. Light receiving section of the embodiment RX is The axial direction of the light receiving unit RX with respect to a certain point in space (specifically, the light emitting unit TX) Is detected.   The light receiving unit RX A plurality of photosensitive portions, A shield or barrier to block emitted light A wall having at least one opening. According to the present invention In a preferred embodiment, The light receiving unit RX Four photosensitive units arranged on the same plane Minute F1, F2, F3, F4, The shape of these parts is Almost rectangular or square So, For example, as shown in FIG. 4, two axes symmetrical with respect to a rectangular or square vertex are formed. Are arranged uniformly so as to be formed. A shield LS; Photosensitive portion F1, F2, F 3, The direction perpendicular to the plane made by F4 is Consider the following light receiving unit RX axis.   Such a photosensitive portion F1, F2, F3, In front of F4, Partition LS is arranged I have. This partition, Photosensitive portion F1, F2, Parallel to and parallel to the plane of F3 and F4 It is formed in a planar shape at a predetermined distance from these photosensitive portions. This partition also , Photosensitive portion F1, F2, F3, A substantially rectangular shape or a substantially rectangular shape arranged at the approximate center of the shape of F4 Has a square opening. For example, The area indicated by LA in FIG. Its shape and And positions correspond to the openings provided in the partition LS. The function of the partition LS having an opening is , The emitted light emitted by the light emitting unit TX is The direction of the light receiving section RX with respect to the light emitting section TX The photosensitive portion F1, F2, F3, To apply F4 differently. .   For example, consider the case of FIG. In FIG. For simplicity, Light receiving part RX to light emitting part T The figure shows a case where the light emitting unit TX is directed not at the direction X but at the angle α with respect to the light emitting unit TX. Have been. For simplicity, Instead of a pair of linearly independent angles in space, One on a plane Two angles are considered. Therefore, FIG. 5 shows only photosensitive materials F1 and F2. Have been. As shown in the figure, The light receiving unit RX No angle α to the light emitting part TX So The beam emitted from the light emitting part TX is Partition LS and photosensitive portion F1, F2, F3, It does not enter perpendicularly to F4.   The size of the light receiving section RX is relatively small, on the order of several millimeters, On the other hand, Receiver R Since the distance between X and the light emitting part TX is relatively large, usually 50 cm to 1 m, Idemitsu TX Radiation emitted from Parallel to each other as a first approximation, Thought to have been emitted from infinity Can be For these reasons, In FIG. Radiation beam incident on the receiver RX Is It is represented by two straight lines obliquely directed to the plane of the light receiving unit RX. This Of course, these two straight lines, Direction perpendicular to the plane (ie, the axis of ) Form an angle α.   This allows The emitted light emitted by the light emitting unit TX is Photosensitive portion F1 of light receiving portion RX , F2, It hits F3 and F4 differently. For example, the specific place shown in FIG. If The incident light is Two photosensitive portions F1, arranged close to each other, Between F2 Collide quite differently. In particular, Synchrotron radiation Much more than the photosensitive part F2 A large amount hits the photosensitive portion F1.   The opening of the partition LS is the photosensitive portion F1, F2, F3, Centered with respect to F4 If The axis of the light receiving portion RX is oriented in the direction of the light emitting portion TX (that is, α is 0). If you The light emitted by the light emitting portion TX hits the photosensitive portion equally. As shown in FIG. Like When the axis of the light receiving unit RX is oriented in the direction of the angle α other than 0, Photosensitive part The part that is hit by the incident light of F1 and F2 is Increase / decrease depending on distance X . The photosensitive portions F1 and F2 are Because it generates a signal according to the amount of incident light that hits it , It is easy to detect this quantity X. Therefore, The distance X is Exposure F1 and And can be immediately detected from the signal generated by F2. The distance X is Photosensitive portion F1, Assuming that the distance between the plane of F2 and the plane of the partition LS is D, Equal to Dsinα by first order approximation So The angle α can also be detected.   The above case relates to the detection of one angle α. However, Four Photosensitive portion F1, F2, F3, By using F4, Direction of light receiving unit RX in space It is clear that can be detected. That is, Two angles α, Measure β The direction can be measured.   The system described above (For example, four photosensitive portions F1, F2, F3, Have F4 A detection structure (of the type described above); A short focal length lens that replaces the eye iris (Figure (Not shown) can also be easily realized. In addition, Short focus , Much shorter than the distance between the sensor and the light emitting part, Therefore, the light incident on the lens It means that they can be considered parallel. The photosensitive portion (for example, F1 in FIG. 5, F By using a lens that projects light onto the plane of 2), The relative light hit is It is uniquely determined by the angle α formed by the axis of the optical system and the incident light.   A very low cost embodiment having the structure described above, Spherical lens (not shown) ) To four photosensitive portions F1, F2, F3, Obtained by placing directly in the center of F4 It is. Therefore, The spacer between the lens and the photodetector is not required.   FIG. In 7, Four photosensitive portions F1, F2, F3, The incident light on F4 is Out According to the direction of the light receiving unit RX with respect to the light unit TX, Each photosensitive portion F1, F 2, F3, Two cases are shown in which F4 is divided differently. In fact, FIG. 7, In two cases where the direction of the light receiving unit RX axis is different, Idemitsu The area LA to which the incident light from the TX falls is shown.   In contrast, in FIG. When the axis of the light receiving section RX is in a direction directly toward the light emitting section TX, The combined area LA is shown. in this case, The opening of the partition LS is the photosensitive portion F1, F 2, F3, Assuming that it is provided centrally and symmetrically with respect to F4, As you can see from the figure To Photosensitive portion F1, F2, F3, The portions hit by the incident light of F4 are equal to each other. .   It is assumed that the axial direction of the light receiving unit RX moves from the above direction (the direction toward the light emitting unit TX). Immediately Even if it is very small, Photosensitive portion F1, F2, F3, Light incident on F4 Becomes uneven as the amount of division changes. Thus, Each photosensitive portion F1, F2 , F3, From the signal indicating the amount of incident light incident on F4, Two orthogonal directions (X and Y directions as shown below) Of the light receiving unit RX with respect to the light emitting unit TX Angles α and β indicating the axial direction can be detected.   In another preferred embodiment of the light receiving unit RX, Several very similar to those described above Photosensitive portion F1, F2, F3, F4 together with the shield, that is, the partition LS '(FIG. 5A) It is used for The partition LS ' It is almost rectangular or square, At least central Except for part C, it is completely composed of a transparent material. This central part C There Synchrotron radiation cannot pass, Therefore, the photosensitive portion F1, F2, F3, Block the light from F4 Made of cutting material. This central part C The shape of the partition LS 'in which it is included It is almost rectangular or square corresponding to. The operation of the light receiving unit RX of the present embodiment is as follows. It is complementary to the operation of the above embodiment and one of the operations described above. The principle of operation is As is clear to experts in the field, It is substantially the same as the one described above.   From the above description, There are relatively few things required for the light output part TX. Basically , The light emitting unit TX It is placed near the screen MON of the personal computer EL, You It is necessary to dispose it so as to face the user. This allows During normal use, Light receiving section RX is The light emitted by the light emitting part TX is always placed in an area where the light can be detected. ing. further, In order to guarantee the accuracy required for the pointing device, Idemitsu TX is It is necessary to dispose it at a position where it becomes a substantially point light source at a stationary position.   The operation of the light receiving unit RX is independent of the distance between the light emitting unit TX and the light receiving unit RX, Idemitsu TX It should be noted that the angle is determined by the angle of the light receiving unit RX with respect to. this is, Above corner The degree is photosensitive part F1, F2, F3, Depends substantially on the ratio of each intensity of light incident on F4, So It does not depend on their absolute values. This is clearly one of the advantages. So The reason for The user corrects the distance to the screen MON by his own will, Direction of my head This is because the cursor position can be checked by simply changing.   Attach the light emitting unit TX to the screen MON and hold the light receiving unit RX on the user's head. I attached it, For example, a retroreflector such as a cube edge or cat's eye Place it close, A light emitting part TX that shines light on this retroreflector is attached to the user's head. Is also good. This allows The connection between the processing unit ECU and the user's head is released Is done.   For a better understanding, A preferred embodiment of the pointing device according to the present invention This will be described in detail with reference to FIG. In FIG. The light emitting unit T configured as described above X and the light receiving unit RX are shown. The light receiving unit RX From the angular coordinates and the total intensity of the incident light, Having the function of extracting information The circuit LOG, which is essentially a logic network Are linked. Then the circuit LOG is Represents angular coordinates and is subsequently processed Two signals X, Outputs Y.   This signal X, Y is Sent to the dynamic compressor CD, here, Signal X , The magnitude of Y is normalized as a function of total intensity, This allows The RX operation of the receiver This is independent of the distance from the light emitting unit TX.   Signal X from the dynamic compressor CD, Y is Then, a synchronous demodulator, amplification Sent in order of vessel. These two are collectively represented as ALI in the figure. actually, The light receiving unit RX In addition to the emitted light emitted by the light emitting part TX, Noise and dryness It is important to note that it receives a large amount of electromagnetic radiation, which is a major source of interference.   The light receiving unit RX It is almost pointed at the screen MON of the personal computer EL which is an electromagnetic radiation source. It is enough to make sure that For these reasons, Eliminate these noises as much as possible. Need to leave.   For this purpose, The light emitting unit TX Usually with a fixed frequency, By the oscillation circuit OSC And periodic signal means for generating the signals. For driving the light emitting unit TX The above periodic signal is It is also transmitted to the synchronous demodulator ALI. Thus, Synchronous demodulator ALI is Only signals having the same frequency and phase as the signal emitted by the light emitting unit TX Demodulate. In such a configuration, It is actually possible to remove all of the above noise. You.   Therefore, At the output of the synchronous demodulator ALI, Actually display the angular coordinates of the light receiving unit RX. Two signals X, Y is available. These signals X, Y is Analog / Digital To the converter A / D, There it is digitally formatted. analog/ The output of the digital converter A / D is: Convert the above signal and send to PC Is connected to the interface IF.   The binary control device INT is also Connected to the interface IF via the circuit TH ing. This circuit TH The signal generated by the binary control device INT is converted to digital It has the function of converting it to a signal.   The binary control device INT is, for example, a pressure sensor, Circuit TH from threshold comparison circuit Can be configured.   When the two control devices INT are, for example, pedal-type push buttons, Circuit TH It may be composed of a noise prevention circuit, Also, do not use the circuit TH as an extra You may not.   Thus, The interface IF All commands representing user-supplied commands Receive the signal in digital format, Compute them in the appropriate format To the data EL.   The structure and specific embodiments described above, Realizes the pointing device according to the present invention When doing Obviously, it can be modified depending on the design. is there.   For example, In order to detect angular coordinates in space indicating the direction in which the light receiving unit RX faces, 3 Obviously, one photosensitive area is sufficient. In the above embodiment, Four feelings Light part F1, F2, F3, Although the light receiving unit RX having F4 is shown, this is, Electronic circuits, In the unit ECU that processes the signal generated by the light receiving unit RX, Just to make it easier.   The binary control device INT is In addition to the above, Depending on the scope of application and user preferences Many different types are possible.   Many variations are possible for the shape and arrangement of the light receiving unit RX. Preferred for the present invention In an embodiment, For example, as shown in FIG. The light receiving unit RX User calls It may be integrated with the eyeglasses OC. If the user does not need glasses, The user Always wear OC without glasses or OC with lenses without correction Just do it.   As shown in FIG. The light receiving unit RX may be incorporated in the eyeglasses OC, Or , For example, as shown in FIG. Therefore, The light receiving unit RX may be temporarily connected to the conventional glasses OC. This implementation The condition is This is useful when moving the light receiving unit RX from one eyeglass OC to another eyeglass.   further, Arrange the photosensitive parts on the same straight line, As much as possible for the shield in front of the photosensitive area By providing an opening, The size of the light receiving part RX can be considerably reduced. Noh. By the change of incident light for each photosensitive part, Based on the above principle, In order to be able to detect the direction of the optical part RX, The photosensitive part is staggered with respect to the opening Or place The openings need to be arranged in a staggered manner with respect to the photosensitive portion.   Using such an arrangement, Realize an extremely small elongated light receiving part RX Can be. Thus, Without actually impairing the beauty, Don't add weight And The light receiving unit RX can be integrated with or attached to the eyeglasses OC.   Therefore, As shown in FIG. The light receiving unit RX is positioned at the center of the glasses OC, sand It is located between the frames supporting the lenses and above the nose pad be able to. The light receiving unit RX also So that it is integrated with the arm of the glasses OC, A It may be provided near a hinge connecting the camera and the remaining glasses OC (FIG. 10). Sa In addition, As shown in FIG. Make the light receiving part RX long and thin, Glasses OC lens It may be attached to a horizontal upper member connecting the support frames.   In all cases described with reference to FIGS. Light receiver RX on glasses OC May be permanently fixed, Light receiving part RX is detachably attached to general eyeglasses OC Is also good.   instead of, It is also possible to attach the light receiving unit RX to an object other than the glasses OC . For example, The light emitting unit TX may be attached to a helmet worn by a user. Like this hand, Pointing device according to the present invention, Simulation for virtual reality It can be attached to the helmet used for the traction system.   further, Illuminates audio headphones and microphones used by the user The unit TX may be attached. This embodiment is When the user uses headphones This is useful when you need to do business.   further, In order to operate the pointing device according to the present invention, Light receiving part RX Obviously, it needs to be connected to the processing unit ECU. this Consolidation is It is shown as wire W in the previous figures. In some situations, A user The connecting wire W between the head of the personal computer and the personal computer EL may not be desirable. These If For example, communication between the light receiving unit RX and the processing unit ECU Without digital It is possible to perform without a wire by connecting with a wire or infrared rays.   recent years, Very small wireless devices are feasible. However, this is, battery In addition to supplying power to the device via Increasing the size and weight of the receiver RX Accompany. However, in this way, If necessary, Remove connecting wire W It is possible.   In another embodiment described below with reference to FIG. Computer sand In place of the keyboard KB of the personal computer EL, a pointing device according to the present invention is used. Can be used. This allows People with disabilities who cannot use their hands Pewter EL can be used.   It is almost the same shape as the display screen, Ordinary keyboard for personal computer EL It is easy to realize a display device KBS representing the key arrangement of the keys. Such Screen KBS For example, through the LCD screen, Or just for lamps and light emitting diodes To be realized in many ways, such as through a mask illuminated by backlight Can be. Display device KBS, Normal screen of personal computer EL, that is, monitor MON May be placed near the Such a keyboard display screen KBS, Professional Connected to the SECUING UNIT ECU, As controlled by this unit ECU It has become. further, The processing unit ECU also Common keyboard The KB is connected to an input port of a personal computer EL connected in a usual manner.   In particular, The processing unit ECU The receiver RX is not monitor MON. If it is suitable for the keyboard display device KBS, (Cursor disappears from view Just because it is configured so that the cursor disappears from the screen of the monitor MON Not A key corresponding to the point in the direction in which the light receiving unit RX was directed was shown, keyboard A symbol or an area on the display screen is illuminated or pointed. Such A light output unit and a retroreflector may also be provided on the keyboard display screen. in this way, Head By simply changing direction, Keyboard connected to the processing unit ECU Press any of the keys representing the display screen KBS User can select.   The processing unit ECU At the point where the user points at any time, Extinct Because it shines and shows light, The above choice is very simple. in this way, The user By reorienting your head, Select the desired key quickly and effectively be able to. After selecting the desired key, The user can use the binary control device INT Perform a command, ie, a click. Following this, Processing unit ECU Is Sends the signal corresponding to the selected key to the input port of the personal computer EL . Thus, The pointing device according to the present invention, Computer EL keyboard K B can be substituted.   Therefore, As shown in this embodiment, Perform key operations without using hands. Can be. Therefore, This embodiment is Computer or personal computer EL It enables disabled people to use it very efficiently.   Again, in this case, The pointing device according to the present invention, With a standard keyboard Fully compatible.   Various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, Four A photosensitive portion, ie, a photodiode F1, F2, F3, F4 to receive light RX Instead of constructing One square shaped PSD (Position Sensitive Diode) type You may comprise.   further, The light receiving portion RX is configured by a combination of two photosensitive portions (not shown). Is also good. Each photosensitive part is It has a pair of photodiodes and one linear PSD , The two sets of photodiodes and the two linear PSDs are both Orthogonal to each other Are located in Or, They are arranged so that they are independent of each other.

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１１月１６日（１９９８．１１．１６） 【補正内容】 明細書 コンピュータ用ポインティング装置 本発明は、モニタ及びディスプレイ画面を備えたコンピュータ用のポインティ ング装置、特にパソコン用のポインティング装置に関する。具体的には、請求項 １の前提文で定義されるタイプのポインティング装置であってユーザの手を用い ずに作動可能なものに関する。 近年、コンピュータ、特にグラフィックインターフェイスを備えたパソコン型 用のプログラム及びオペレーティングシステムが普及してきた。こうしたグラフ ィックインターフェイスは、特別な訓練経験がなくまた知識を持たないユーザに より簡単且つ直感的に使用可能であることから広まってきた。さらに、こうした インターフェイスは、ユーザが非常に早くコンピュータ用のプログラム又はプロ グラム群を使用できるようになり、また少ない努力で比較的効率よく実行スピー ドを上げることができる。 実際、ユーザは、こうしたグラフィックインターフェイスにより、コンピュー タ、より正確にはコンピュータにより実行されるプログラムに対し、非常に多く の複雑なコマンドを、キーボードを打たずに入力することが可能である。 初期のポインティング装置が英国特許Ａ２ ２９１４９７号に開示されている 。この特許において、光源からの光を複数の検出器によって検出し、検出器の出 力電流を電圧に変換するポインティング装置が記載されている。この電圧は、マ ルチプレクサの一種において時間分割される。受信した光の検出電圧は位相シフ タによって移動され、サンプリングパルスが形成される。ピーク検出手段（サン プリングしてそれを保持する回路）は、サンプリングパルスに基づいて各受光出 力のピーク値を保持する。各電圧のピーク値はメモリ上に記録され、続いて、光 源と検出器のなす角を表わす信号を出力するために、記録された値をＣＰＵ内で 演算処理・圧縮して作動させる。光源は、一定の周波数に増幅変調させた参照光 を発する。周囲の電磁放射によって起こる雑音や他の擾乱を検出電圧信号から除 去 するために、装置はバンドパスフイルタを有する。 フランス特許Ａ２ ５８３１９７号には類似のポインティング装置が開示され 、このポインティング装置は、動作ブロックで実行される増幅圧縮操作の前に行 われる、ピーク検出器ブロックで実行される検出信号のピーク値変調に基づいて いる。しかしながら、雑音除去の問題は、ここでは扱われていない。 ドイツ特許Ａ４ ２０７２８４号及びインフォマティークスペクトルム(INFOR MATIK SPEKTRUM)１７巻５号２８１〜２９０ページ（１９９４年１０月１日）に は、マンマシンインターフェイスシステムに使用するための、眼鏡に取り付ける か又は一体化されるセンサの種々の構成が開示されている。 本発明の目的は、上述のタイプのポインティング装置を改良したものを提供す ることである。 これは、詳細な説明に続く請求項１で定義される特徴を有するポインティング 装置により行われる。 本発明の別の利点及び特徴は、添付図面を参照して以下の詳細な説明により明 らかにされる。なお、これらの添付図面は実施例にすぎず、発明を限定するもの ではない。 請求の範囲 １． コンピュータ（ＥＬ）のディスプレイ画面（ＭＯＮ）上に表わされるグラ フィックポインティングシンボル又はカーソルの移動を制御するためのポインテ ィング装置において、 電磁放射光を発し、上記画面（ＭＯＮ）と一体化される出光部（ＴＸ）と、 ユーザの体の一部に取り付ける受光部（ＲＸ）であって、出光部（ＴＸ）から の放射光を受けて、出光部（ＴＸ）に対する受光部（ＲＸ）の方位角を示す信号 を発生させるものとを有し、 さらに、受光部（ＲＸ）は、複数の感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）を 備えており、 これらの感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）は、これらが受ける放射光の 量を示す各検出信号を出力するとともに、出光部（ＴＸ）に対するそれらの方位 角の変化によって、感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）に入射する光の量が変 化するように配置されており、 ポインティング装置はまた、 受光部（ＲＸ）と上記コンピュータ（ＥＬ）に連結され、上記検出信号の関数 として上記グラフィックポインティングシンボルの位置を制御するように設計さ れたプロセシング手段（ＥＣＵ）を有し、 このプロセシング手段（ＥＣＵ）は、出光部（ＴＸ）と受光部（ＲＸ）との 距離に無関係な方位角信号を出力するための、上記検出信号を圧縮するダイナミ ックコンプレッション回路（ＣＤ）を備えるとともに、発振回路（ＯＳＣ）が出 力した周期信号を介して出光部（ＴＸ）を駆動するように出光部（ＴＸ）に連結 されており、 上記プロセシング手段（ＥＣＵ）は、上記コンプレッション回路（ＣＤ）の出 力部に連結されるとともに上記発振回路（ＯＳＣ）により駆動される同期復調器 （ＡＬＩ）を有し、この同期復調器（ＡＬＩ）は、コンプレッション回路が出力 した方位角信号を、上記周期信号と同期させながら復調させるように設計される ことを特徴とするポインティング装置。 ２． 上記受光部（ＲＸ）がユーザの頭に取り付けることができることを特徴と する請求項１の装置。 ３． 上記受光部（ＲＸ）は、少なくとも１つの開口部を有するとともに上記感 光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）と所定の間隔を置いて対向するように配置さ れた隔壁（ＬＳ）を有することを特徴とする請求項１又は２の装置。 ４． 上記受光部（ＲＸ）は、透明な材料からなり少なくとも１つの中央部（Ｃ ）を有する隔壁（ＬＳ’）を有し、 上記隔壁（ＬＳ’）は、感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）と所定の距離を 置いて対向するように配置され、 上記中央部（Ｃ）は、感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）から入射する光を 遮断する材料からなることを特徴とする請求項１又は２の装置。 ５． 上記受光部（ＲＸ）が少なくとも３つの感光部分を有することを特徴とす る請求項３又は４の装置。 ６． 上記受光部（ＲＸ）が４つの感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）を有す ることを特徴とする請求項３の装置。 ７． 上記４つの感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）の中央部に直接置いた球 形レンズをさらに有することを特徴とする請求項６の装置。 ８． 上記受光部（ＲＸ）が眼鏡（ＯＣ）に取り付けるか又は一体化されるかを 特徴とする請求項１の装置。 ９． 上記受光部（ＲＸ）がヘルメットに取り付けられることを特徴とする請求 項１の装置。 １０． 上記受光部（ＲＸ）は、ユーザがつけるためのヘッドフォン又はマイク ロフォンセットに取り付けられることを特徴とする請求項１の装置。 １１． ユーザによって与えられる２値コマンドを検出するセンサ（ＩＮＴ）を 有することを特徴とする請求項１の装置。 １２． 上記センサがプッシュボタン（ＩＮＴ）を有することを特徴とする請求 項１１の装置。 １３． 上記プッシュボタン（ＩＮＴ）が足によって作動することを特徴とする 請求項１２の装置。 １４． 上記プッシュボタン（ＩＮＴ）が上記コンピュータ（ＥＬ）のキーボー ド（ＫＢ）のキーであることを特徴とする請求項１２の装置。 １５． 上記センサ（ＩＮＴ）が歯圧によって作動する圧力センサであることを 特徴とする請求項１１の装置。 １６． 上記センサがユーザの筋肉や関節に取り付けられた伸び計センサ（ＩＮ Ｔ）であることを特徴とする請求項１１の装置。 １７． 上記センサは、ユーザが発する予め設定した音・言葉を認識するように 設計された音声認識装置（ＩＮＴ）であることを特徴とする請求項１１の装置。 １８． 上記受光部（ＲＸ）が無線又は赤外線接続を介して上記プロセシング手 段（ＥＣＵ）に連結されることを特徴とする請求項１の装置。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Submission date] November 16, 1998 (November 16, 1998) [Correction contents]                                  Specification                     Computer pointing device   The present invention relates to a point for a computer with a monitor and a display screen. The present invention relates to a pointing device, particularly a pointing device for a personal computer. Specifically, the claims A pointing device of the type defined by the prerequisite sentence 1. Operable without.   In recent years, computers, especially personal computers with graphic interfaces Programs and operating systems have become widespread. Such a graph Interface is designed for users with no special training experience or knowledge. It has become popular because it is easier and more intuitive to use. In addition, The interface allows the user to program the computer Gram group can be used, and relatively efficient execution speed can be achieved with little effort. Can be raised.   In fact, users can use these graphical interfaces to Data, more precisely for programs executed by computers, Can be input without hitting the keyboard.   An early pointing device was disclosed in British Patent A2 291497. . In this patent, light from a light source is detected by a plurality of detectors, and the output of the detectors is detected. A pointing device for converting a force current to a voltage is described. This voltage is It is time-divided in a kind of multiplexer. The detection voltage of the received light is phase shifted. And a sampling pulse is formed. Peak detection means (Sun The circuit that pulls and holds it) outputs each received light based on the sampling pulse. Hold the force peak value. The peak value of each voltage is recorded on the memory, The recorded value is output in the CPU to output a signal representing the angle between the source and the detector. Operate with arithmetic processing and compression. The light source is a reference light that has been amplified and modulated to a certain frequency. Emits. Noise and other disturbances caused by ambient electromagnetic radiation are removed from the detected voltage signal. Left To do this, the device has a bandpass filter.   A similar pointing device is disclosed in French patent A2 58197. This pointing device is run before the amplification and compression operation performed in the operation block. Based on the peak value modulation of the detection signal performed in the peak detector block I have. However, the problem of denoising is not addressed here.   German Patent A4 207284 and Informatik Spectrum (INFOR) (MATIK SPEKTRUM) Vol. 17, No. 5, pp. 281-290 (October 1, 1994) Attaches to glasses for use in man-machine interface systems Various configurations of the sensor that are or are integrated are disclosed.   It is an object of the present invention to provide an improved pointing device of the type described above. Is Rukoto.   This is a pointing device having the features defined in claim 1 following the detailed description. It is performed by the device.   Other advantages and features of the present invention will be apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings. I will be dismissed. These accompanying drawings are only examples and limit the invention. is not.                                The scope of the claims 1. The graph shown on the display screen (MON) of the computer (EL) A pointing device for controlling the movement of the pointing symbol or cursor. In the printing device,   A light emitting unit (TX) that emits electromagnetic radiation and is integrated with the screen (MON);   A light receiving unit (RX) attached to a part of a user's body, and a light emitting unit (TX) Signal indicating the azimuth of the light receiving unit (RX) with respect to the light emitting unit (TX) Which generates     Further, the light receiving unit (RX) is configured to transmit a plurality of photosensitive portions (F1, F2, F3, F4). Equipped,     These light sensitive portions (F1, F2, F3, F4) are responsible for the radiation they receive. Output each detection signal indicating the quantity and their orientation with respect to the light emitting part (TX) The amount of light incident on the photosensitive portions (F1, F2, F3, F4) changes due to the change in the angle. Are arranged so that   The pointing device also   A function of the detection signal is connected to the light receiving unit (RX) and the computer (EL). Designed to control the position of the above graphic pointing symbols as Processing means (ECU)     This processing means (ECU) is provided between the light emitting unit (TX) and the light receiving unit (RX). Dynamix for compressing the detection signal to output an azimuth signal independent of distance With a compression circuit (CD) and an oscillation circuit (OSC). Connected to the light emitting unit (TX) to drive the light emitting unit (TX) via the input periodic signal Has been   The processing means (ECU) is connected to the output of the compression circuit (CD). A synchronous demodulator coupled to a power section and driven by the oscillator circuit (OSC) (ALI), and this synchronous demodulator (ALI) The azimuth signal is designed to be demodulated while synchronizing with the periodic signal. A pointing device, characterized in that: 2. The light receiving unit (RX) can be attached to the user's head. 2. The apparatus of claim 1, wherein 3. The light receiving section (RX) has at least one opening and has the above sensitivity. It is arranged so as to face the light part (F1, F2, F3, F4) at a predetermined interval. Device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a separated partition (LS). 4. The light receiving portion (RX) is made of a transparent material and has at least one central portion (C). ) Having a partition wall (LS ′),   The partition (LS ') is at a predetermined distance from the photosensitive portions (F1, F2, F3, F4). Placed so as to face each other,   The central portion (C) receives light incident from the photosensitive portions (F1, F2, F3, F4). 3. The device according to claim 1, wherein the device comprises a blocking material. 5. The light receiving section (RX) has at least three photosensitive portions. 5. The device of claim 3 or claim 4. 6. The light receiving section (RX) has four photosensitive portions (F1, F2, F3, F4). 4. The device of claim 3, wherein 7. A ball placed directly in the center of the above four photosensitive parts (F1, F2, F3, F4) 7. The apparatus of claim 6, further comprising a shaped lens. 8. Whether the light receiving unit (RX) is attached to or integrated with the glasses (OC) The apparatus of claim 1, wherein 9. The said light receiving part (RX) is attached to a helmet. Item 5. The apparatus according to Item 1. 10. The light receiving unit (RX) is a headphone or a microphone to be worn by a user. The device of claim 1 attached to a lophone set. 11. A sensor (INT) that detects a binary command given by the user The device of claim 1 comprising: 12. Claim: The sensor has a push button (INT). Item 11. The apparatus according to Item 11. 13. The push button (INT) is operated by a foot. 13. The device of claim 12. 14． The push button (INT) is the keyboard of the computer (EL) 13. The device according to claim 12, wherein the key is a key of a key (KB). 15. That the sensor (INT) is a pressure sensor operated by tooth pressure The apparatus of claim 11, wherein 16. The above sensor is an extensometer sensor (IN The device of claim 11, wherein T). 17． The sensor is designed to recognize preset sounds and words emitted by the user. The device of claim 11, wherein the device is a designed speech recognition device (INT). 18. The light receiving unit (RX) is connected to the processing unit via a wireless or infrared connection. 2. The device according to claim 1, wherein the device is connected to a stage (ECU).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ， ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 ツァンジロラミ，マルコ イタリア、イ―10040ヴァル・デッラ・ト ッレ、ヴィア・シス61番────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, S D, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG) , KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AU, BA , BB, BG, BR, CA, CN, CU, CZ, EE, GE, HU, IL, IS, JP, KP, KR, LC, L K, LR, LT, LV, MG, MK, MN, MX, NO , NZ, PL, RO, SG, SI, SK, SL, TR, TT, UA, US, UZ, VN, YU (72) Inventor Tsangilorami, Marko             Italy, I-10040 Val della To             Alle, Via Sys 61

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １． ディスプレイ画面（ＭＯＮ）を備えたコンピュータ（ＥＬ）に使用され、 上記画面（ＭＯＮ）上のグラフィックポインティングシンボル又はカーソルの移 動を制御するためのポインティング装置において、 電磁放射光を送信し、上記画面（ＭＯＮ）と一体化できる出光部ＴＸと、 受光部（ＲＸ）であって、出光部（ＴＸ）に対する受光部（ＲＸ）の方位角を 示す信号を発生させ、ユーザの体の一部に取り付けることのできるものと、 受光部（ＲＸ）と上記コンピュータ（ＥＬ）に連結され、上記方位角を表わす 上記信号の関数としてグラフィックポインティングシンボルの位置を制御するた めのプロセシング手段（ＥＣＵ）とを有することを特徴とするポインティング装 置。 ２． 上記受光部（ＲＸ）がユーザの頭に取り付けることができることを特徴と する請求項１の装置。 ３． 上記受光部（ＲＸ）は、出光部（ＴＸ）の位置に対する受光部（ＲＸ）の 軸方向を検出するための角度センサを有することを特徴とする請求項２又は３の 装置。 ４． 上記受光部（ＲＸ）は、 複数の感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）と、 少なくとも１つの開口部を有し、上記感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）と 所定の間隔を置いて対向するように配置された隔壁（ＬＳ）とを有することを特 徴とする請求項３の装置。 ５． 上記感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）と、開口部を有する上記隔壁（ ＬＳ）とは、 出光部（ＴＸ）に対する上記軸方向の変化によって、感光部分（Ｆ１、Ｆ２、 Ｆ３、Ｆ４）に入射する光の量が変化するように、形成され且つ配置されている ことを特徴とする請求項４の装置。 ６． 上記受光部（ＲＸ）が少なくとも３つの感光部分を有することを特徴とす る請求項４の装置。 ７． 上記受光部（ＲＸ）が４つの感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）を有す ることを特徴とする請求項４又は５の装置。 ８． 上記４つの感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）の中央部に直接置いた球 形レンズをさらに有することを特徴とする請求項４〜７のいずれかの装置。 ９． 上記受光部（ＲＸ）は、複数の感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）と、 透明な材料からなり少なくとも１つの中央部（Ｃ）を有する隔壁（ＬＳ’）とを 有し、 上記隔壁（ＬＳ’）は、感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）と所定の距離を 置いて対向するように配置され、 上記中央部（Ｃ）は、感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）から入射する光を 遮断する材料からなることを特徴とする請求項３の装置。 １０． 上記感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）と上記隔壁（ＬＳ’）は、 出光部（ＴＸ）に対する上記軸方向の変化によって、感光部分（Ｆ１、Ｆ２、 Ｆ３、Ｆ４）に入射する光の量が変化するように、形成され且つ配置されている ことを特徴とする請求項９の装置。 １１． 上記受光部（ＲＸ）が少なくとも３つの感光部分を有することを特徴と する請求項１０の装置。 １２． 上記受光部（ＲＸ）が４つの感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）を有 することを特徴とする請求項９又は１０の装置。 １３． 上記プロセシング手段（ＥＣＵ）は、出光部（ＴＸ）に連結され、周期 信号を介して出光部（ＴＸ）を駆動するように設計されることを特徴とする請求 項１〜１２のいずれかの装置。 １４． 上記プロセシング手段（ＥＣＵ）は、 出光部（ＴＸ）から出て感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）に入射する光の みを表わす信号をフィルター処理して出力するように、感光部分（Ｆ１、Ｆ２、 Ｆ３、Ｆ４）に入射する光を表わす信号を復調する同期復調器（ＡＬＩ）を有す ることを特徴とする請求項１３の装置。 １５． 上記プロセシング手段（ＥＣＵ）は、 出光部（ＴＸ）と受光部（ＲＸ）との距離に無関係な上記方位角を示す上記信 号を形成するように、感光部分（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）によって発生させた 入射光を表わす信号を標準化するダイナミックコンプレッション回路（ＣＤ）を 有することを特徴とする請求項１４の装置。 １６． 上記プロセシング手段（ＥＣＵ）は、上記方位角の変化の関数としてグ ラフィックポインティングシンボルの位置を制御するように設計されることを特 徴とする請求項１〜１５のいずれかの装置。 １７． 上記受光部（ＲＸ）が眼鏡（ＯＣ）に取り付けることができるように設 計されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかの装置。 １８． 上記受光部（ＲＸ）が眼鏡（ＯＣ）と一体化していることを特徴とする 請求項１〜１６のいずれかの装置。 １９． 上記受光部（ＲＸ）は、ユーザが利用するためのヘルメットに取り付け られることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかの装置。 ２０． 上記受光部（ＲＸ）は、ユーザがつけるためのヘッドフォン又はマイク ロフォンに取り付けられることを特徴とする請求項１〜１６のいすれかの装置。 ２１． ユーザが与える２値コマンドを検出するためのセンサ（ＩＮＴ）を有す ることを特徴とする請求項１〜２０のいずれかの装置。 ２２． 上記センサがプッシュボタン（ＩＮＴ）を有することを特徴とする請求 項２１の装置。 ２３． 上記プッシュボタン（ＩＮＴ）が足によって作動可能なタイプであるこ とを特徴とする請求項２２の装置。 ２４． 上記プッシュボタン（ＩＮＴ）が上記コンピュータ（ＥＬ）のキーボー ド（ＫＢ）のキーであることを特徴とする請求項２２の装置。 ２５． 上記センサ（ＩＮＴ）が歯圧によって作動可能な圧力センサであること を特徴とする請求項２１の装置。 ２６． 上記センサがユーザの筋肉や関節に取り付けられた伸び計センサ（ＩＮ Ｔ）であることを特徴とする請求項２１の装置。 ２７． 上記センサが、ユーザが発する前もって決めた音・言葉を認識するよう に設定された音声認識装置（ＩＮＴ）であることを特徴とする請求項２１の装置 。 ２８． 上記受光部（ＲＸ）がワイヤ（Ｗ）を介して上記プロセシング手段（Ｅ ＣＵ）に連結されることを特徴とする請求項１〜２７のいずれかの装置。 ２９． 上記受光部（ＲＸ）が無線又は赤外線接続を介して上記プロセシング手 段（ＥＣＵ）に連結されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかの装置。 ３０． 上記プロセシング手段（ＥＣＵ）に連結されるとともに、ユーザに対向 する上記コンピュータ（ＥＬ）の近くに配置されるキーボード表示画面（ＫＢＳ ）を有する請求項１〜２９のいずれかの装置において、 上記キーボード表示画面（ＫＢＳ）は、コンピュータ用の従来のキーボードの グラフィックシンボルキーを表わし、 上記プロセシング手段（ＥＣＵ）は、上記グラフィックキーシンボルのいずれ か一つに対応する方向に受光部（ＲＸ）の軸の方向を変えることによりユーザが そのシンボルを選択する際に、該シンボルに光を当てたり指し示すようになって いるとともに、ユーザが同時に上記センサ（ＩＮＴ）を作動させる際に上記キー を示す信号を上記コンピュータ（ＥＬ）に送信することを特徴とする装置。 ３１． 上記受光部（ＲＸ）は、正方形状に配置されたＰＳＤ（位置感応型ダイ オード）タイプの一つのフォトダイオードからなることを特徴とする請求項１〜 ３０のいずれかの装置。 ３２． 上記受光部（ＲＸ）は２つの感光部分からなり、 各感光部分は、一対のフォトダイオードを有し、これらの二組のフォトダイオ ードはともに、互いに直交するように配置されるか、あるいは、互いに無関係で あるように配置されることを特徴とする請求項１〜３０のいずれかの装置。 ３３． 上記受光部（ＲＸ）は２つの感光部分からなり、 各感光部分は、直線型の一つのＰＳＤ（位置感応型ダイオード）を有し、これ らの直線型ＰＳＤダイオードはともに、互いに直交するように配置されるか、あ るいは、互いに無関係であるように配置されることを特徴とする請求項１〜３０ のいずれかの装置。 ３４． 眼鏡（ＯＣ）に着脱可能に取り付けられることを特徴とする、請求項１ 〜３３のいずれかのポインティング装置に使用される受光部（ＲＸ）。 ３５． 上記眼鏡（ＯＣ）のアームに取り付けられることを特徴とする請求項３ ４の受光部（ＲＸ）。 ３６． 上記眼鏡（ＯＣ）のレンズ支持部同士を連結する水平上部部分に取り付 けることができることを特徴とする請求項３４の受光部（ＲＸ）。 ３７． レンズ支持部同士の間であって鼻掛けの上方の眼鏡（ＯＣ）中央位置に 取り付けることができることを特徴とする請求項３４の受光部（ＲＸ）。 ３８． 受光部（ＲＸ）と一体化するとともに、請求項１〜３３のいずれかのポ インティング装置に使用できる眼鏡（ＯＣ）。 ３９． 上記受光部（ＲＸ）が眼鏡（ＯＣ）のアームに一体化していることを特 徴とする請求項３８の眼鏡（ＯＣ）。 ４０． 上記受光部（ＲＸ）は、眼鏡（ＯＣ）のガラス支持部同士を連結する水 平上部部分に一体化していることを特徴とする請求項３８の眼鏡（ＯＣ）。 ４１． 上記受光部（ＲＸ）は、レンズ支持部同士の間であって鼻掛けの上方の 眼鏡（ＯＣ）中央位置に一体化していることを特徴とする請求項３８の眼鏡（Ｏ Ｃ）。[Claims] 1. Used for computer (EL) with display screen (MON), Moving the graphic pointing symbol or cursor on the screen (MON) In a pointing device for controlling movement,   A light emitting unit TX that transmits electromagnetic radiation and can be integrated with the screen (MON);   The light receiving unit (RX) is provided with an azimuth angle of the light receiving unit (RX) with respect to the light emitting unit (TX). One that can generate a signal to indicate and be attached to a part of the user's body;   The light receiving part (RX) is connected to the computer (EL) and represents the azimuth. For controlling the position of the graphic pointing symbol as a function of the above signal And a processing means (ECU) for Place. 2. The light receiving unit (RX) can be attached to the user's head. 2. The apparatus of claim 1, wherein 3. The light receiving unit (RX) is configured to move the light receiving unit (RX) with respect to the position of the light emitting unit (TX). 4. An apparatus according to claim 2, further comprising an angle sensor for detecting an axial direction. apparatus. 4. The light receiving unit (RX) is   A plurality of photosensitive portions (F1, F2, F3, F4);   Having at least one opening, the photosensitive portion (F1, F2, F3, F4) Having a partition wall (LS) arranged to face each other at a predetermined interval. 4. The device of claim 3, wherein the device comprises: 5. The photosensitive portion (F1, F2, F3, F4) and the partition wall having an opening ( LS)   Due to the change in the axial direction with respect to the light emitting portion (TX), the photosensitive portions (F1, F2, F3, F4) are formed and arranged such that the amount of light incident on them varies. 5. The apparatus of claim 4, wherein: 6. The light receiving section (RX) has at least three photosensitive portions. 5. The apparatus of claim 4, wherein 7. The light receiving section (RX) has four photosensitive portions (F1, F2, F3, F4). The device according to claim 4 or 5, wherein 8. A ball placed directly in the center of the above four photosensitive parts (F1, F2, F3, F4) The apparatus according to any one of claims 4 to 7, further comprising a shaped lens. 9. The light receiving section (RX) includes a plurality of photosensitive portions (F1, F2, F3, F4), A partition wall (LS ') made of a transparent material and having at least one central portion (C). Have   The partition (LS ') is at a predetermined distance from the photosensitive portions (F1, F2, F3, F4). Placed so as to face each other,   The central portion (C) receives light incident from the photosensitive portions (F1, F2, F3, F4). 4. The device of claim 3, wherein the device comprises a blocking material. 10. The photosensitive portion (F1, F2, F3, F4) and the partition (LS ')   Due to the change in the axial direction with respect to the light emitting portion (TX), the photosensitive portions (F1, F2, F3, F4) are formed and arranged such that the amount of light incident on them varies. 10. The device of claim 9, wherein: 11. The light receiving section (RX) has at least three photosensitive portions. 11. The device of claim 10, wherein 12. The light receiving section (RX) has four photosensitive portions (F1, F2, F3, F4). 11. The device according to claim 9 or 10, wherein: 13. The processing means (ECU) is connected to the light emitting unit (TX), Claims: Designed to drive a light emitting part (TX) via a signal Item 13. The apparatus according to any one of Items 1 to 12. 14． The processing means (ECU) includes:   Of the light exiting from the light exit portion (TX) and entering the photosensitive portions (F1, F2, F3, F4) The photosensitive portions (F1, F2, A synchronous demodulator (ALI) for demodulating a signal representing light incident on F3, F4) 14. The device of claim 13, wherein the device comprises: 15. The processing means (ECU) includes:   The signal indicating the azimuth angle independent of the distance between the light emitting unit (TX) and the light receiving unit (RX). Generated by the photosensitive portions (F1, F2, F3, F4) to form a signal A dynamic compression circuit (CD) that standardizes the signal representing the incident light The apparatus of claim 14, comprising: 16. The processing means (ECU) controls the azimuth angle as a function of the change. It is specially designed to control the position of the Apparatus according to any of claims 1 to 15, characterized in that: 17． The light receiving unit (RX) is set so that it can be attached to the glasses (OC). Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that it is measured. 18. The light receiving unit (RX) is integrated with eyeglasses (OC). Apparatus according to any of the preceding claims. 19. The light receiving unit (RX) is attached to a helmet for user use Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that: 20. The light receiving unit (RX) is a headphone or a microphone to be worn by a user. Apparatus according to any of the preceding claims, attached to a lophone. 21. Has a sensor (INT) for detecting binary commands given by the user The device according to any one of claims 1 to 20, characterized in that: 22. Claim: The sensor has a push button (INT). Item 22. The apparatus according to Item 21. 23. The push button (INT) is a type that can be operated by foot 23. The device of claim 22, wherein: 24. The push button (INT) is the keyboard of the computer (EL) 23. The device according to claim 22, wherein the key is a key of a key (KB). 25. The sensor (INT) is a pressure sensor that can be operated by tooth pressure. 22. The device of claim 21, wherein: 26. The above sensor is an extensometer sensor (IN 22. The apparatus of claim 21, wherein T). 27. The sensor recognizes a predetermined sound or word from the user. 22. The device of claim 21, wherein the device is a speech recognition device (INT) set to . 28. The light receiving section (RX) is connected to the processing means (E) via a wire (W). Apparatus according to any of the preceding claims, coupled to a CU). 29. The light receiving unit (RX) is connected to the processing unit via a wireless or infrared connection. Apparatus according to any of the preceding claims, wherein the apparatus is connected to a stage (ECU). 30. Connected to the processing means (ECU) and facing the user Keyboard display screen (KBS) placed near the computer (EL) 30. The apparatus of any of claims 1-29 having   The keyboard display screen (KBS) is a conventional keyboard for a computer. Represents a graphic symbol key,   The processing means (ECU) is configured to execute any of the graphic key symbols. By changing the direction of the axis of the light receiving unit (RX) to the direction corresponding to When you select that symbol, you start shining or pointing at it The key is pressed when the user activates the sensor (INT) at the same time. A signal indicating the following is transmitted to the computer (EL). 31. The light receiving unit (RX) is a PSD (position sensitive die) arranged in a square shape. 4. An photodiode according to claim 1, wherein said photodiode comprises one photodiode. 30. Any of the devices of 30. 32. The light receiving portion (RX) is composed of two photosensitive portions,   Each photosensitive portion has a pair of photodiodes and these two sets of photodiodes The cards may be arranged orthogonally to each other, or 31. Apparatus according to any of the preceding claims, arranged in a certain way. 33. The light receiving portion (RX) is composed of two photosensitive portions,   Each photosensitive part has one linear PSD (Position Sensitive Diode), Both of these linear PSD diodes are arranged orthogonally to each other. 31. Arranged independently of each other. Any of the devices. 34. 2. An eyeglass (OC) which is detachably attached to eyeglasses (OC). 33. A light receiving section (RX) used in the pointing device according to any one of to 33. 35. 4. An eyeglass (OC) mounted on an arm of the eyeglass. 4 light receiving section (RX). 36. Attach to the horizontal upper part connecting the lens support parts of the glasses (OC) 35. The light receiving unit (RX) according to claim 34, wherein the light receiving unit (RX) can receive light. 37. At the center of the glasses (OC) between the lens supports and above the nose pad 35. The light receiving section (RX) according to claim 34, which can be attached. 38. 34. A light receiving unit (RX), and a posi- tion according to any one of claims 1 to 33. Glasses (OC) that can be used for the inting device. 39. It is characterized in that the light receiving section (RX) is integrated with the arm of the glasses (OC). 39. The eyeglasses (OC) of claim 38, wherein the eyeglasses are OC. 40. The light receiving portion (RX) is a water connecting glass supporting portions of the glasses (OC). 39. The eyeglasses (OC) of claim 38, wherein the eyeglasses (OC) are integral with the flat upper portion. 41. The light receiving portion (RX) is located between the lens support portions and above the nose pad. The glasses (O) according to claim 38, wherein the glasses (OC) are integrated at a central position. C).
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