JP2013510362A - 指示物体の位置認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動及び保管が簡便であり、物体感知手段をほこりや異物から保護することができ、設置時は、一般人も専門知識が不要で簡易な設置が可能であり、スクリーンの大きさに制約されることなく設置可能なスクリーン画面に当接した指示物体の位置認識装置を提供する。
【解決手段】本発明の指示物体の位置認識装置は、第１の反射手段から回帰反射されるレーザービームを受光するようにし、該反射されたレーザービームの時間経過による光量の変化を分析して、スクリーンの平面上に指示物体の位置座標を感知するように２つの対から形成された物体感知手段と、内部に前記物体感知手段を収容するようにしたハウジングと、スクリーンの上部にハウジングを固定するようにした固定部材とからなり、スクリーンの上部に対する物体感知手段の設置が容易になるようにした固定手段と、を含んで構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、指示物体の位置認識装置に係り、より詳しくは、コンピュータのビデオプロジェクターの画面が映っているスクリーン（白色黒板、モニター）上の所定の位置に指や指示棒などを触れた場合、その指や指示棒などの指示物体の位置を認識する指示物体の位置認識装置に関する。

近年、ウィンドウ又はマッキントッシュなどのグラフィカルユーザーインタフェース（ＧＵＩ）時代のＰＣを使う人々にとって、キーボードと共に必須の入力ツールは、まさに指示物体の位置認識装置（ポインティングデバイス）である。
画面上のカーソル（ポインタ）を操作するために作られたデバイスを意味する指示物体の位置認識装置（ポインティングデバイス）を使用すると、画面上を早く動きながら所望の位置を選んで、必要な作業を行うことができる。もちろん、この指示物体の位置認識装置（ポインティングデバイス）の代表的な存在は、やはりマウスである。

１９６８年ゼロックスのダグラスエンゲルバート（Ｄｏｕｇｌａｓ Ｃ． Ｅｎｇｅｌｂａｒｔ）が最初に作ったマウスは、誕生後４０年が過ぎたが、他のどのような指示物体の位置認識装置（ポインティングデバイス）よりも多くの支持を受けてきた。
これと共に、指示物体の位置認識装置（ポインティングデバイス）は、トラックボールもあったし、ペンベースのタブレットもあったが、マウスが得た人気とは到底比較できなかった。マウスは、ボルマウス、光マウス、ワイヤレスマウスなどのマウスの基本的な特徴は維持しながらも、多様に変化してきて粘り強くその人気を維持してきた。

しかしながら、マウスは、カーソル（ポインティング）を動かすために、基本的に置いて動かせる平面がなければ不可能であるので、空間では操作ができないという問題がある。もちろん、タッチスクリーンがあるが、マウスを使うことを前提に作られた数多くのソフトウェア（特にＰＣ）がある限り、タッチスクリーンのみで操作するのは、利用者に多くの不便を引き起こすので、多くの研究が続けられてきた。

韓国登録実用新案公報第２０−０２０７６３９号には、コンピュータモニタの前面に透明な平面板を取り付け、平面板上において、コンピュータ画面の位置を指定する指示物として使用される指や、より精細な位置を指示するための専用の指示ペンを使用して指示された位置を認識するために、平面板の上端の両隅に取り付けられ、指示物の認識のための１次元光学イメージセンサー（ＬＩＮＥＡＲ ＣＣＤ）で水平面上の指示物の位置を認識するようにし、表面板上で指示及び固定されて認識された物体の位置値をマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）を用いて三角測量計算をして、指示物体のＸＹ位置の値をコンピュータで使用されたモニターの解像度と同じ値に還元して連続的にコンピュータに転送することで、コンピュータの画面上で画像をすぐ選択するか、画面上で文字及び画像を入力できる直接的な方法が可能であるように、コンピュータの画面に指示された指示物の位置情報をコンピュータに伝達するコンピュータ画面に当接した指示物のＸＹ位置認識装置が公開されている。

韓国公開特許公報第１０−２００８−００２７３２１号には、空間上で十字型（┼）に発光するレーザーモジュールが付加された送信部と、複数個の受光素子が一列で構成された受信部とが、モニターの表面上の上下左右に配置され、レーザ光を感知して、レーザーの十字型の中心部がモニターを指す時に、モニターでのポインティング位置を演算する制御部から構成される十字型のレーザー光と受光素子を用いた遠隔無線ポインティングデバイスが公開されている。
しかしながら、前記のような従来の技術は、画面の上端の左、右側にカメラを設置して構造が複雑であるか、スクリーンの周りに発光素子及び受光素子を蜜に設置するため、専門的な知識を有する専門家のみが設置することができ、スクリーンの大きさに制約を受けて、移動及び保管が容易でなく、周辺の雑光によって光の効率が落ちるという問題がある。

韓国登録実用新案公報第２０−０２０７６３９号 韓国公開特許公報第１０−２００８−００２７３２１号

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、移動及び保管が簡便であり、物体感知手段をほこりや異物から保護することができ、設置時は、専門知識が不要な一般人も簡易な設置が可能であり、スクリーンの大きさに制約されないスクリーン画面に当接した指や指示棒などの指示物体の位置を認識する指示物体の位置認識装置を提供する。

前記目的を達成するための本発明の指示物体の位置認識装置は、スクリーンの左、右及び下部の縁に沿って設けられ、物体感知手段から照射されるレーザービームをさらに物体感知手段に回帰反射するようにした第１の反射手段と、前記スクリーンの上部の左右両側に互いに所定の距離を置いて位置して、前記第１の反射手段に向かってレーザービームを照射し、第１の反射手段から回帰反射されるレーザービームを受光するようにし、その反射されたレーザービームの時間経過による光量の変化を分析して、スクリーンの平面上に指示物体の位置座標を感知するように２つの対から形成された物体感知手段と、内部が空いている棒状を成し、内部に前記物体感知手段を収容するようにしたハウジングと、スクリーンの上部に固設され、ハウジングと結合することによって、スクリーンの上部にハウジングを固定するようにした固定部材とからなり、スクリーンの上部に対する体感知手段の設置が容易になるようにした固定手段と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記第１の反射手段は、スクリーンの縁に設けられ、スクリーンの大きさに合わせてカットして使えるようにした四角の棒状のスポンジと、前記スポンジの上面に形成され、物体感知手段から入射されたレーザービームをさらに物体感知手段に回帰反射するようにした回帰反射フィルムと、前記回帰反射フィルムが形成される面と交差する面に、該回帰反射フィルムよりも高く設けられ、外部から流入される光が回帰反射フィルムに進入することを防止し、レーザービームの散乱光が前面に向って人の目に入射することを防止するようにした回帰保護フィルムと、からなることを特徴とする。

また、前記回帰反射フィルムは、鋸歯状のベースフィルム層と、該ベースフィルム層の上部に形成される反射層と、該反射層の上部に形成される保護層とからなることを特徴とする。

前記回帰反射フィルムは、ベースフィルム層と、該ベースフィルム層の上部に形成される反射層と、該反射層の上部に形成される高屈折ガラス玉層とからなることを特徴とする。

前記物体感知手段は、スクリーン面と対向して設けられ、スクリーンにレーザービームを照射するようにしたレーザービーム照射手段と、前記レーザービーム照射手段の光軸方向に設けられ、レーザービーム照射手段から照射されたレーザービームを入射され、該レーザービームの進行方向をスクリーンと平行になるようにした４５度方形プリズム型のミラーを形成し、該４５度方形プリズム型のミラーの上部に光軸方向に設けられ、該４５度方形プリズム型のミラーが回転して、レーザービームがスクリーンの上部を照射すると入射されるようにした同期信号検出器からなり、スクリーンを照射して、指示物体の位置角をスキャンするようにしたスキャン手段と、前記レーザービーム照射手段とスキャン手段との間に設けられ、レーザービーム照射手段から照射されたレーザービームを貫通させてスキャン手段に照射するようにし、該スキャン手段から第１の反射手段を経て、再びスキャン手段に戻るレーザービームを９０°角度に屈折させるようにした屈折手段と、前記屈折手段の側面に設けられ、第１の反射手段を経て、スキャン手段と屈折手段とを順次通って戻るレーザービームを集束して、スクリーンに指示物体が当接するか否かを検出するようにした検出手段と、からなることを特徴とする。

前記固定部材は、スクリーンに対向して前、後、左、右に移動ができるように、Ｌ字状の固定ブラケットと、固定ボルトと、バネとからなることを特徴とする。

前記レーザービーム照射手段には、レーザービームを照射するようにした半導体レーザと、該半導体レーザの前面に設けられ、半導体レーザから照射されるレーザービームを平行光となるようにした集光レンズと、からなることを特徴とする。

前記スキャン手段は、正多角形ミラーを設けることもできることを特徴とする。

前記スキャン手段の４５度方形プリズム型のミラーには、モータを設けて、３６０°に回転することを特徴とする。

前記屈折手段には、ハーフミラー、又は偏光ビームスプリッタ、又は全反射ミラーのうち選択されたいずれか一つからなることを特徴とする。

前記屈折手段が偏光ビームスプリッタ、又は全反射ミラーである場合は、狭帯域フィルタがさらに設けられることを特徴とする。

前記屈折手段がピ偏光ビームスプリッタである場合は、四分波長板がさらに設けられることを特徴とする。

前記検出手段には、レーザービームを受光するようにした受光レンズと、前記受光レンズの側面に設けられ、該受光レンズを介してレーザービームを集束して、レーザービームの強さを電気信号に変換する光検出器と、光検出器から受信したレーザービームの電気信号を分析するようにしたマイコンと、からなることを特徴とする。

また、本発明の第２の実施例の指示物体の位置認識装置は、指示物体に設けられ、物体感知手段から照射されるレーザービームをさらに物体感知手段に回帰反射するようにした第２の反射手段と、前記スクリーンの上部の左右両側に互いに所定の距離を置いて位置して、前記第２の反射手段に向かってレーザービームを照射し、第２の反射手段から回帰反射されるレーザービームを受光するようにし、該反射されたレーザービームの時間経過による光量変化を分析して、スクリーンの平面上に指示物体の位置座標を感知するように２つの対から形成される物体感知手段と、内部が空いている棒状を成し、内部に前記物体感知手段を収容するようにしたハウジングと、スクリーンの上部に固設され、ハウジングと結合することによって、スクリーンの上部にハウジングを固定するようにした固定部材とからなり、スクリーンの上部に対する物体感知手段の設置が容易になるようにした固定手段と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記第２の反射手段は、回帰反射フィルムが、指示物体の先端部に３６０°取り囲んで設置されることを特徴とする。

本発明によれば、一体化することができ、移動及び保管が簡便であり、物体感知手段をほこりや異物から保護することができ、専門知識が不要な一般人も簡易な設置が可能であり、スクリーンの大きさに制約されないという効果がある。
また、不必要な周辺の雑光を遮断して、レーザービームの効率を極大化する効果がある。

本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の斜視図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の分解図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の詳細図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の詳細図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置のスキャン手段の他の例を示す図である 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の屈折手段（偏光ビームスプリッタ）の詳細図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の屈折手段（全反射ミラー）の詳細図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の反射手段の詳細図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の回帰反射フィルムの詳細図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の他の例の回帰反射フィルムの詳細図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の信号検出の例を示す図である。 本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の位置座標の例を示す図である。 本発明の第２の実施例の指示物体の位置認識装置の斜視図である。 本発明の第２の実施例の指示物体の位置認識装置の信号検出の例を示す図である。

以下、本発明の望ましい実施例を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の斜視図、図２は、本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の分解図、図３ないし図４は、本発明の第１の実施例指示物体の位置認識装置の詳細図、図５は、本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置のスキャン手段の他の例を示す図、図６は、本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の屈折手段（偏光ビームスプリッタ）の詳細図、図７は、本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の屈折手段（全反射ミラー）の詳細図、図８は、本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の第１の反射手段の詳細図、図９は、本発明の第１の実施例指示物体の位置認識装置の回帰反射フィルムの詳細図、図１０は、本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の他の例の回帰反射フィルムの詳細図、図１１は、本発明の第１の実施例指示物体の位置認識装置の信号検出の例を示す図、図１２は、本発明の第１の実施例の指示物体の位置認識装置の位置座標の例を示す図、図１３は、本発明の第２の実施例指示物体の位置認識装置の斜視図、図１４は、本発明の第２の実施例の指示物体の位置認識装置の信号検出の例を示す図である。

図に示すように、本発明の指示物体の位置認識装置は、コンピュータのビデオプロジェクターの画面が映っているスクリーン（白色黒板）、モニター５０上の所定の位置に指や指示棒などを触れた場合、その位置を認識する指示物体の位置認識装置である。
本発明の指示物体の位置認識装置は、第１の反射手段２００と、物体感知手段１００と、固定手段３００とから構成される。
また、コンピュータと連結してポインティングカーソルを移動するか、マウスのクリックを行う。

第１の反射手段２００は、スクリーン５０の左、右及び下部の縁に沿って設けられることを特徴とし、物体感知手段１００から照射されるレーザービームをさらに物体感知手段１００に回帰反射するように形成される。
このように、第１の反射手段２００は、スクリーン５０の縁に設けられ、スクリーン５０の大きさに合わせてカットして使えるように両面テープを貼り付けた四角の棒状のスポンジ２１０と、前記スポンジ ２１０の上面に形成され、物体感知手段１００から入射されたレーザービームをさらに物体感知手段１００に回帰反射するようにした回帰反射フィルム２３０、２３０’と、相期回帰反射フィルム２３０、２３０’が形成される面と交差する面に該回帰反射フィルム２３０、２３０’よりも高く設けられ、外部から流入される光が、回帰反射フィルム２３０、２３０’に進入することを防止し、レーザービームの散乱光が前面に向かって人の目に入射することを防止するようにした保護フィルム２５０と、からなる。

この場合、回帰反射フィルム２３０は、鋸歯状のベースフィルム層２３１と、該ベースフィルム層２３１の上部に形成される反射層２３３と、該反射層２３３の上部に形成される保護層２３５と、からなる。
また、回帰反射フィルム２３０’は、ベースフィルム層２３１’と、該ベースフィルム層２３１’の上部に形成される反射層２３３’と、該反射層２３３’の上部に形成される高屈折ガラス玉層２３５’と、からなる。
即ち、第１の反射手段２００は、スクリーン５０の大きさによって、第１の反射手段２００を切断して設けることができるので、様々なスクリーン（白色黒板、モニター）の設置が容易である。

物体感知手段１００は、スクリーン５０の上部の左右両側に互いに所定の距離を置いて位置して、第１の反射手段２００に向かってレーザービームを照射し、第１の反射手段２００ から回帰反射されるレーザービームを受光するようにし、該反射されたレーザービームの時間経過による光量の変化を分析して、スクリーン５０の平面上に指示物体の位置座標を感知するように２対から形成される。
このように、物体感知手段１００は、レーザービーム照射手段１１０と、スキャン手段１３０と、屈折手段１５０と、検出手段１７０と、からなる。

レーザービーム照射手段１１０は、スクリーン５０面と対向して設けられ、スクリーン５０にレーザービームを照射するように形成され、レーザービームを照射するようにした半導体レーザ１１１と、該半導体レーザー１１１ の前面に設けられ、半導体レーザ１１１から照射されるレーザービームを平行光となるようにした集光レンズ１１３と、からなる。
スキャン手段１３０は、レーザービーム照射手段１１０の光軸方向に設けられ、レーザービーム照射手段１１０から照射されたレーザービームを入射され、該レーザービームの進行方向をスクリーン５０と平行になるようにした４５度方形プリズム型のミラー１３１を形成し、該４５度方形プリズム型のミラー１３１の上部に光軸方向に設けられ、該４５度方形プリズム型のミラー１３１が回転して、レーザービームがスクリーン５０の上部を照射すると入射されるようにした同期信号検出器１３５からなり、スクリーン５０を照射して、指示物体の位置角をスキャンするようになっている。

この場合、スキャン手段１３１には、４５度方形プリズム型のミラー１３１の代わりに、正多角形ミラー１３１ａを設けることもできる。
正多角形ミラー１３１ａの設置時は、レーザービーム照射手段１１０から照射したレーザービームがスクリーンの面に平行に進行するように設けられなければならない。
このような、正多角形ミラー１３１ａは、モータ１３３をスクリーン５０の後方に設けることができ、設置製品の突出高さを減らすことができるものである。
また、スキャン手段１３０は、４５度方形プリズム型のミラー１３１にモーター１３３を設けて、３６０°に回転するようになっている。

即ち、スキャン手段１３０に入射されたレーザービームは、４５度方形プリズム型のミラー１３１を介してスクリーン５０の平面に平行に進行し、４５度方形プリズム型のミラー１３１に設けられたモータ１３３が３６０°に回転することによって、スクリーン５０全体を照射することになる。
この場合、レーザービームは、回転されたスキャン手段１３０によってスクリーン５０全体を照射して、第１の反射手段２００が存在しないスクリーン５０の上部を照射すると、同期信号検出器１３５にレーザービームを照射して位置角の電気信号をスキャンし、第１の反射手段２００が形成された範囲を照射すると、第１の反射手段２００を介して再びスキャン手段１３０に回帰反射され、スキャン手段１３０の４５度方形プリズム型のミラー１３１によってレーザービームの進行方向が屈折され、屈折手段１５０に進行する。

屈折手段１５０は、レーザービーム照射手段１１０とスキャン手段１３０との間に設けられ、レーザービーム照射手段１１０から照射されたレーザービームを貫通させてスキャン手段１３０に照射するようにし、該スキャン手段１３０から第１の反射手段２００を経て、再びスキャン手段１３０に戻るレーザービームを９０°角度に屈折させるように形成され、ハーフミラー１５１、又は偏光ビームスプリッタ１５３、又は全反射ミラー１５５のうち選択されたいずれか一つからなるようにする。
また、屈折手段１５０が偏光ビームスプリッタ１５３、又は全反射ミラー１５５の場合は、狭帯域フィルタ１５７がさらに設けられるようにする。

狭帯域フィルタ１５７は、レーザービームのみを通過させるフィルタで、外部光が検出手段１７０に入射することを防止して、電気信号のノイズが発生することを防止する。
この場合、屈折手段１５０が偏光ビームスプリッタ１５３の場合は、レーザービームの進行方向を９０°に屈曲させるために、偏光ビームスプリッタ１５３と共に四分波長板１５３ａがさらに設けられるようにする。

検出手段１７０は、屈折手段１５０の側面に設けられ、第１の反射手段２００を経て、スキャン手段１３０と屈折手段１５０を順次通って戻るレーザービームを集束して、スクリーン５０に指示物体が当接するか否かを検出するように形成される。
このような検出手段１７０は、レーザービームを受光するようにした受光レンズ１７１と、受光レンズ１７１の側面に設けられ、該受光レンズ１７１を介してレーザービームを集束してレーザービームの強さを電気信号に変換する光検出器１７３と、光検出器１７３から受信したレーザービームの電気信号を分析するようにしたマイコン１７５と、からなる。

以下、本発明の指示物体の位置認識装置の信号検出の例を図１１を参照して説明する。
レーザービーム照射手段１１０から照射されたレーザービームが屈折手段１５０を介してスキャン手段１３０に照射されると、スキャン手段１３０が、スクリーン５０を３６０°スキャンする過程で、第１の反射手段２００が設けられていないスクリーン５０の上部を照射すると、スキャン手段１３０の上部に設けられた同期信号検出器１３５に到達して同期信号（ｔ０）が発生する。

以降、スキャン手段１３０は、回転し続けて第１の反射手段２００に達すると、レーザービームは、回転反射され、再びスキャン手段１３０と屈折手段１５０を順次経て検出手段１７０に効率よく達して、電気信号増加（ｔｓ）が始まる。
その後、スクリーン５０に指示物体（Ｐ）が当接すると、レーザービームは、指示物体（Ｐ）によって散乱され、検出手段１７０に回帰されるレーザービームの割合が極めて低くなるので、逆方向電気信号（ｔ１）が発生する。
スキャン手段１３０は、スクリーン５０を回転し続けて、第１の反射手段２００が設けられた範囲を外れ始めると、電気信号減少（ｔｅ）に繋がって消えてしまう。

続いてスキャン手段１３０が回転すると、レーザービームは、再び同期信号検出器１３５に達して、同期信号（ｔ０）が発生する過程を繰り返すことになる。
この場合、同期信号間の時間間隔、つまり、スキャン手段の回転周期（Ｔ）を介して位置角が分かる。
このように、本発明の指示物体の位置認識装置は、指示物体（Ｐ）の信号の発生時間を用いて指示物体（Ｐ）の位置座標を認識することができる。

例えば、図１２に示すように、指示物体（Ｐ）の位置座標を計算すると、以下の通りとなる。

即ち、

により、角度が分かり、これと同様に、θ_Rも分かる。
前記で得られた角度を用いて、指示物体の位置座標は、以下のような式で求めることができる。

固定手段３００は、内部が空いている棒状を成し、内部に前記物体感知手段１００を収容するようにしたハウジング３１０と、スクリーン５０の上部に固設され、ハウジング３１０と結合することによって、スクリーン５０の上部にハウジング３１０を固定するようにした固定部材３３０と、からなり、スクリーン５０の上部に対する物体感知手段１００の設置が容易になるように形成される。
この場合、固定部材３３０は、スクリーン５０に対向して前、後、左、右に移動可能なように、Ｌ字状の固定ブラケット３３１と、固定ボルト３３３と、バネ３３５と、から構成される。
即ち、設置しようとするスクリーン５０の上部に物体感知手段１００を収容したハウジング３１０を、固定ブラケット３３１とバネ３３５とを挟んで載置した後、前、後、左、右の移動可能な固定ボルト３３３によりスクリーン５０の平面との距離を調節して固定する。

前記のように、本発明は、２つの対から構成されている物体感知手段を互いに通常的に分離して設けることもできるが、空いている棒形のハウジング内部の両端部に設置して一体化することができ、移動及び保管が簡便であり、外部から流入されるほこりや異物の侵入から物体感知手段を保護することができ、設置時に、一般人も専門知識が不要で簡易な設置が可能であり、スクリーンの大きさによって、第１の反射手段をカットして設けることができるので、スクリーンの大きさに抑制を受けないという効果がある。

図１３に示すように、本発明の第２の実施例の指示物体の位置認識装置は、指示物体に設けられ、物体感知手段１００から照射されるレーザービームをさらに物体感知手段１００に回帰反射するようにした第２の反射手段２００’と、スクリーン５０の上部の左右両側に互いに所定の距離を置いて位置して、前記第２の反射手段２００’に向かってレーザービームを照射し、第２の反射手段２００’から回帰反射されるレーザービームを受光するようにし、該反射されたレーザービームの時間経過による光量の変化を分析して、スクリーン５０の平面上に指示物体の位置座標を感知するように２つの対から形成された物体感知手段１００と、内部が空いている棒状を成し、内部に物体感知手段１００を収容するようにしたハウジング３１０と、スクリーン５０の上部に固設され、ハウジング３１０と結合することによって、スクリーン５０の上部にハウジング３１０を固定するようにした固定部材３３０と、からなり、スクリーン５０の上部に対する物体感知手段１００の設置が容易になるようにした固定手段３００と、を含んで構成される。

また、第２の反射手段２００’は、回帰反射フィルム２３０、２３０’が指示物体の先端部に３６０°取り囲んで設置される。
即ち、第２の反射手段２００’は、鉛筆形状の指示物体の先端部に回帰反射フィルム２３０、２３０’を３６０°取り囲んで設置して、スクリーン５０の縁に第１の反射手段２００を設置しないので、一般的な棒状のすべての物体を指示物体として使用することはできないが、スクリーン５０の縁に第１の反射手段２００を設置しなければならない面倒さがないという利点がある。
このような、第２の実施例に係る指示物体の位置認識装置の信号検出は、図１４に示すように、レーザービームが第２の反射手段に達した場合、電気信号が発生することにより行われる。
以降の信号処理は、第１の実施例に係る指示物体の位置認識装置の信号検出と同様に処理することができる。

本発明は、２対から構成されている物体感知手段を互いに通常的に分離して設けることもできるが、空いている棒形のハウジング内部の両端部に設置して一体化することができ、移動及び保管が簡便であり、物体感知手段をほこりや異物から保護することができ、設置時は、専門知識が不要な一般人も簡易な設置が可能であり、スクリーンの大きさに制約されない指示物体の位置認識装置を提供することができる。

５０：スクリーン
１００：物体感知手段
１１０：レーザービーム照射手段
１１１：半導体レーザ
１１３：集光レンズ
１３０：スキャン手段
１３１：４５度方形のプリズム型ミラー
１３１ａ：正多角形ミラー
１３３：モーター
１３５：同期信号検出器
１５０：屈折手段
１５１：ハーフミラー
１５３：偏光ビームスプリッタ
１５３ａ：四分波長板
１５５：全反射ミラー
１５７：狭帯域フィルタ
１７０：検出手段
１７１：受光レンズ
１７３：光検出器
１７５：マイコン
２００：第１の反射手段
２００’：第２の反射手段
２１０：スポンジ
２３０、２３０’：回帰反射フィルム
２３１、２３１’：ベースフィルム層
２３３、２３３’：反射層
２３５：保護層
２３５’：高屈折ガラス玉層
２５０：保護フィルム
３００：固定手段
３１０：ハウジング
３３０：固定部材
３３１：固定ブラケット
３３３：固定ボルト
３３５：バネ

Claims (15)

1. 指示物体の位置認識装置において、
   スクリーン５０の左、右及び下部の縁に沿って設けられ、物体感知手段１００から照射されるレーザービームをさらに物体感知手段１００に回帰反射するようにした第１の反射手段２００と、
   前記スクリーン５０の上部の左右両側に互いに所定の距離を置いて位置して、前記第１の反射手段２００に向かってレーザービームを照射し、第１の反射手段２００から回帰反射されるレーザービームを受光するようにし、該反射されたレーザービームの時間経過による光量の変化を分析して、スクリーン５０の平面上に指示物体の位置座標を感知するように２つの対から形成された物体感知手段１００と、
   内部が空いている棒状を成し、内部に前記物体感知手段１００を収容するようにしたハウジング３１０と、スクリーン５０の上部に固設され、ハウジング３１０と結合することによって、スクリーン５０の上部にハウジング３１０を固定するようにした固定部材３３０とからなり、スクリーン５０の上部に対する物体感知手段１００の設置が容易になるようにした固定手段３００と、
   を含んで構成された指示物体の位置認識装置。
2. 前記第１の反射手段２００には、スクリーン５０の縁に設けられ、スクリーン５０の大きさに合わせてカットして使えるようにした四角の棒状のスポンジ２１０と、前記スポンジ２１０の上面に形成され、物体感知手段１００から入射されたレーザービームをさらに物体感知手段１００に回帰反射するようにした回帰反射フィルム２３０、２３０’と、前記回帰反射フィルム２３０、２３０’が形成さされる面と交差する面に、回帰反射フィルム２３０、２３０’よりも高く設けられ、外部から流入される光が回帰反射フィルム２３０、２３０’に進入することを防止し、レーザービームの散乱光が前面に向かって人の目に入射することを防止するようにした保護フィルム２５０とからなることを特徴とする請求項１に記載の指示物体の位置認識装置。
3. 前記回帰反射フィルム２３０は、鋸歯状のベースフィルム層２３１と、該ベースフィルム層２３１の上部に形成される反射層２３３と、該反射層２３３の上部に形成される保護層２３５とからなることを特徴とする請求項２に記載の指示物体の位置認識装置。
4. 前記回帰反射フィルム２３０’は、ベースフィルム層２３１’と、該ベースフィルム層２３１’の上部に形成される反射層２３３’と、該反射層２３３’の上部に形成される高屈折ガラス玉層２３５’とからなることを特徴とする請求項２に記載の指示物体の位置認識装置。
5. 前記物体感知手段１００は、スクリーン５０面と対向して設けられ、スクリーン５０にレーザービームを照射するようにしたレーザービーム照射手段１１０と、
   前記レーザービーム照射手段１１０の光軸方向に設けられ、レーザービーム照射手段１１０から照射されたレーザービームを入射され、該レーザービームの進行方向をスクリーン５０と平行になるようにした４５度方形プリズム型のミラー１３１を形成し、該４５度方形プリズム型のミラー１３１の上部に光軸方向に設けられ、該４５度方形プリズム型のミラー１３１が回転して、レーザービームがスクリーン５０の上部を照射すると入射されるようにした同期信号検出器１３５からなり、スクリーン５０を照射して、指示物体の位置角をスキャンするようにしたスキャン手段１３０と、
   前記レーザービーム照射手段１１０とスキャン手段１３０との間に設けられ、レーザービーム照射手段１１０から照射されたレーザービームを貫通させてスキャン手段１３０に照射するようにし、該スキャン手段１３０から第１の反射手段２００を経て、再びスキャン手段１３０に戻るレーザービームを９０°角度に屈折させるようにした屈折手段１５０と、
   前記屈折手段１５０の側面に設けられ、第１の反射手段２００を経て、スキャン手段１３０と屈折手段１５０とを順次通って戻るレーザービームを集束して、スクリーン５０に指示物体が当接するか否かを検出するようにした検出手段１７０と、
   からなることを特徴とする請求項１に記載の指示物体の位置認識装置。
6. 前記固定部材３３０は、スクリーン５０に対向して前、後、左、右に移動できるように、Ｌ字状の固定ブラケット３３１と、固定ボルト３３３と、バネ３３５と、からなることを特徴とする請求項１に記載の指示物体の位置認識装置。
7. 前記レーザービーム照射手段１１０には、レーザービームを照射するようにした半導体レーザ１１１と、該半導体レーザ１１１の前面に設けられ、半導体レーザ１１１から照射されるレーザービームを平行光となるようにした集光レンズ１１３と、からなることを特徴とする請求項５に記載の指示物体の位置認識装置。
8. 前記スキャン手段１３０には、正多角形ミラー１３１ａを設けることを特徴とする請求項５に記載の指示物体の位置認識装置。
9. 前記スキャン手段１３０の４５度方形プリズム型のミラー１３１には、モータ１３３を設けて、３６０°に回転することを特徴とする請求項５に記載の指示物体の位置認識装置。
10. 前記屈折手段１５０には、ハーフミラー１５１、又は偏光ビームスプリッタ１５３、又は全反射ミラー１５５のうち選択されたいずれか一つからなることを特徴とする請求項５に記載の指示物体の位置認識装置。
11. 前記屈折手段１５０が偏光ビームスプリッタ１５３、又は全反射ミラー１５５の場合は、狭帯域フィルタ１５７がさらに設けられることを特徴とする請求項１０に記載の指示物体の位置認識装置。
12. 前記屈折手段１５０が偏光ビームスプリッタである場合は、四分波長板１５３ａがさらに設けられることを特徴とする請求項１１に記載の指示物体の位置認識装置。
13. 前記検出手段１７０には、レーザービームを受光するようにした受光レンズ１７１と、前記受光レンズ１７１の側面に設けられ、該受光レンズ１７１を介してレーザービームを集束して、レーザービームの強さを電気信号に変換する光検出器１７３と、光検出器１７３から受信したレーザービームの電気信号を分析するようにしたマイコン１７５と、からなることを特徴とする請求項５に記載の指示物体の位置認識装置。
14. 指示物体の位置認識装置において、
    指示物体に設けられ、物体感知手段１００から照射されるレーザービームをさらに物体感知手段１００に回帰反射するようにした第２の反射手段２００’と、
    前記スクリーン５０の上部の左右両側に互いに所定の距離を置いて位置して、前記第２の反射手段２００’に向かってレーザービームを照射し、第２の反射手段２００’から回帰反射されるレーザービームを受光するようにし、該反射されたレーザービームの時間経過による光量の変化を分析して、スクリーン５０の平面上に指示物体の位置座標を感知するように２つの対から形成される物体感知手段１００と、
    内部が空いている棒状を成し、内部に前記物体検出手段１００を収容するようにしたハウジング３１０と、スクリーン５０の上部に固設され、ハウジング３１０と結合することによって、スクリーン５０の上部にハウジング３１０を固定するようにした固定部材３３０と、からなり、スクリーン５０の上部に対する物体感知手段１００の設置が容易になるようにした固定手段３００と、
    を含んで構成された、指示物体の位置認識装置。
15. 前記第２の反射手段２００’は、回帰反射フィルム２３０、２３０’が、指示物体の先端部に３６０°取り囲んで設置されることを特徴とする請求項１４に記載の指示物体の位置認識装置。
    

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