JP2790965B2 - Optical pointing system - Google Patents

Optical pointing system

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JP2790965B2
JP2790965B2 JP19862093A JP19862093A JP2790965B2 JP 2790965 B2 JP2790965 B2 JP 2790965B2 JP 19862093 A JP19862093 A JP 19862093A JP 19862093 A JP19862093 A JP 19862093A JP 2790965 B2 JP2790965 B2 JP 2790965B2
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light
display screen
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photoelectric conversion
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道雄 三浦
文彦 中沢
一平 佐脇
聡 佐野
泰之 外處
文隆 安部
直 栗村
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富士通株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の視聴者を対象と
した、電子プレゼンテーション・システムや電子会議シ
ステムにおいて、スクリーンや大画面CRTあるいはそ
の他の表示画面の特定位置を指示者が明示するための光
学式ポインティングシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic presentation system and an electronic conference system for a plurality of viewers, in which an instructor specifies a specific position of a screen, a large screen CRT, or another display screen. Optical pointing system.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電子プレゼンテーション・システ
ムや電子会議システムにおけるポインティングシステム
には、以下のようなシステムが用いられていた。
2. Description of the Related Art The following systems have been used as pointing systems in conventional electronic presentation systems and electronic conference systems.
【0003】 指示者がマウスやライトペン等の端末
用ポインティングデバイスを操作し、端末装置画面上の
指示位置の結果を、他の端末装置や多数視聴者用の表示
装置に転送する。
An instructor operates a pointing device for a terminal such as a mouse or a light pen, and transfers a result of an indicated position on a terminal device screen to another terminal device or a display device for a large number of viewers.
【0004】 図48に示すように、先端に発光素子
1を備えた棒状の指示器2で表示画面3の特定位置を指
示し、多数視聴者に直接その指示位置を示すとともに、
その先端位置を固定して設置してあるカメラ4で読み取
り、計算機5にその位置情報を送出する。なお表示画面
3には、計算機5からの情報が電子OHP6等で投射表
示される。
As shown in FIG. 48, a specific position on the display screen 3 is indicated by a rod-shaped indicator 2 having a light emitting element 1 at the tip, and the indicated position is directly shown to a large number of viewers.
The position of the tip is read by the camera 4 fixed and installed, and the position information is sent to the computer 5. Information from the computer 5 is projected and displayed on the display screen 3 by an electronic OHP 6 or the like.
【0005】 ビーム状光束を発するレーザポインタ
等で表示画面上の特定位置を照射するものであり、その
光が可視光ならば、その光スポットによって、多数視聴
者は直接その指示位置を確認できる。また、その反射光
をカメラ等で受光して反射位置を読み取り、計算機にそ
の位置情報を送出する。前記レーザが不可視光ならば、
計算機から表示装置を介して、視聴者が目視できるポイ
ント・マークを表示画面に表示する。
A specific position on the display screen is illuminated by a laser pointer or the like that emits a beam of light. If the light is visible light, the light spot allows many viewers to directly confirm the indicated position. The reflected light is received by a camera or the like to read the reflected position, and the position information is sent to the computer. If the laser is invisible light,
A point mark that can be viewed by a viewer is displayed on a display screen from a computer via a display device.
【0006】 図49のような大面積の電磁誘導デジ
タイザ7をスクリーンとして液晶プロジェクタ8等で画
像を投写し、指示器9の先端から電磁波を発生して指示
したデジタイザ7上の位置を、電磁誘導作用を用いて検
出し、計算機5及びプロジェクタ8を介して明示する。
Using a large-area electromagnetic induction digitizer 7 as shown in FIG. 49 as a screen, an image is projected by a liquid crystal projector 8 or the like, an electromagnetic wave is generated from the tip of the indicator 9, and the position on the digitizer 7 indicated by the electromagnetic induction digitizer is determined. It is detected using the action, and is specified via the computer 5 and the projector 8.
【0007】 図50は、特開平3−176718号
に示されている光学式ポインティングシステムを示す。
FIG. 50 shows an optical pointing system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-176718.
【0008】このシステム20は、固定ユニット21
と、指示者10が手に持って遠隔操作する可動ユニット
22とよりなる。
The system 20 includes a fixed unit 21
And a movable unit 22 that the indicator 10 holds in hand and is remotely operated.
【0009】固定ユニット21は、ブラウン管23が組
込まれているテレビジョン本体24と、テレビジョン本
体24の上面に前方に向けて設定してあるLED25
と、マイクロコンピュータ26と、カーソル制御回路2
7と、LED駆動回路28とA/Dコンバータ29等よ
りなる。
The fixed unit 21 includes a television main body 24 in which a cathode ray tube 23 is incorporated, and an LED 25 set forward on the upper surface of the television main body 24.
, Microcomputer 26 and cursor control circuit 2
7, an LED drive circuit 28, an A / D converter 29 and the like.
【0010】可動ユニット22は、内部に、カメラユニ
ット30とオペアンプ31とが組込まれ、外部に、選択
ボタン32を有する構成であり、A/Dコンバータ29
とケーブル33によって接続されている。
The movable unit 22 has a configuration in which a camera unit 30 and an operational amplifier 31 are incorporated inside, and a selection button 32 is provided outside.
And a cable 33.
【0011】カメラユニット30は、その後端に、検出
器34を有する。
The camera unit 30 has a detector 34 at its rear end.
【0012】LED25は、マイクロコンピュータ26
により制御されて発光する。
The LED 25 is connected to a microcomputer 26
And emits light.
【0013】可動ユニット22のカメラユニット30が
LED25よりの光を受け、検出器34が、LED25
に対する可動ユニット22の回転又は並進の関係に対応
した電流を出力する。
The camera unit 30 of the movable unit 22 receives light from the LED 25, and the detector 34
And outputs a current corresponding to the rotational or translational relationship of the movable unit 22 with respect to.
【0014】この電流はオペアンプ31によって増幅さ
れた後、ケーブル33を通して固定ユニット21のA/
Dコンバータ29に送られる。
After this current is amplified by the operational amplifier 31, the current A /
It is sent to the D converter 29.
【0015】マイクロコンピュータ26が可動ユニット
22から送られてきた情報に基づいて、可動ユニット2
2が指しているブラウン管23の表示面23a上の位置
Pを計算して、これをカーソル制御回路27に出力す
る。カーソル制御回路27によって、表示面23a上、
可動ユニット22が指し示している位置Pに、カーソル
35が移動される。
The microcomputer 26 is controlled by the movable unit 2 based on the information sent from the movable unit 22.
The position P on the display surface 23 a of the cathode ray tube 23 indicated by 2 is calculated, and this is output to the cursor control circuit 27. By the cursor control circuit 27, on the display surface 23a,
The cursor 35 is moved to the position P indicated by the movable unit 22.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、のよ
うにマウスやライトペン等の端末用ポインティングデバ
イスを操作するシステムでは、指示者が画面上の位置を
指示するには、常に端末装置の近くに居なければなら
ず、端末装置から離れることはできない。
However, in a system in which a pointing device for a terminal such as a mouse or a light pen is operated as described above, in order for the instructor to indicate a position on the screen, the user always stays near the terminal device. And cannot leave the terminal.
【0017】やのように、指示者10がスクリーン
3や7上の位置を、指示器2,9で指示するシステムで
は、指示者10が表示画面の近傍から離れることはでき
ない。しかも、指示器2,9を指示位置の極近傍まで近
接させる必要があり、大スクリーンの上部等の場合は、
指示器2,9が指示位置に届かない、といった問題があ
る。
As described above, in a system in which the indicator 10 indicates the position on the screen 3 or 7 using the indicators 2 and 9, the indicator 10 cannot leave the vicinity of the display screen. In addition, it is necessary to bring the indicators 2 and 9 very close to the indicated position, and in the case of the upper part of a large screen, etc.,
There is a problem that the indicators 2 and 9 do not reach the indicated position.
【0018】しかも、スクリーンの全面にわたって指示
する場合は、指示者がスクリーンの前方で行ったり来た
り、頻繁に移動しなければならず、指示者の負担が大き
い。また、前面投射型の表示装置を使用している場合
は、指示器や指示者10がスクリーン上の表示を遮るこ
とになり、視聴者にとって非常に見にくいものとなる欠
点がある。
Furthermore, when giving an instruction over the entire surface of the screen, the instructor must move back and forth in front of the screen or move frequently, which imposes a heavy burden on the instructor. In addition, when a front projection type display device is used, the indicator or the indicator 10 blocks the display on the screen, which has a disadvantage that it is very difficult for a viewer to see.
【0019】一方、のように、先端に発光素子1を備
えた指示器2を用いたり、のようにビーム状光束を発
するレーザポインタ等を用いて、表示画面上の特定位置
を照明し指示するシステムでは、発光素子の消費電力が
大きい。従って、ワイヤレス化のために電池を指示器に
内蔵すると、指示器を小型軽量化できず、取り扱いが不
便である。
On the other hand, a specific position on the display screen is illuminated and instructed by using an indicator 2 having a light emitting element 1 at the tip as described above, or by using a laser pointer or the like which emits a beam of light as shown in FIG. In the system, the power consumption of the light emitting element is large. Therefore, if a battery is incorporated in the indicator for wireless communication, the indicator cannot be reduced in size and weight, and handling is inconvenient.
【0020】また、カメラ4をスクリーン等の表示画面
3の正面に設置した場合に、表示画面3とカメラ4間に
指示者が入ると、位置検出が不可能となったり、カメラ
4を画面脇に設置した場合は、カメラ4に到達する反射
光量が非常に少なくなって位置検出が困難となる。
Further, when the camera 4 is installed in front of the display screen 3 such as a screen and a pointer enters between the display screen 3 and the camera 4, position detection becomes impossible or the camera 4 is moved to the side of the screen. In this case, the amount of reflected light that reaches the camera 4 becomes very small, and position detection becomes difficult.
【0021】のように、大面積の電磁誘導デジタイザ
7を用いるシステムでは、装置が大掛りとなり、しかも
特定の大型デジタイザ7上の位置のみしか読み取れない
ので、システムが限定され、それ以外の任意の表示画面
上の位置を指示することはできない。
As described above, in the system using the electromagnetic induction digitizer 7 having a large area, the size of the apparatus becomes large, and only the position on a specific large digitizer 7 can be read. The position on the display screen cannot be specified.
【0022】のシステムにおいては、LED25をマ
イクロコンピュータ26によって制御して発光させてい
る構成であるため、システムが複雑となっていた。
In the system described above, since the LED 25 is controlled by the microcomputer 26 to emit light, the system is complicated.
【0023】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、電子会議システム等に用いられる表示画面等の
ような任意の指示対象物上の所望の位置を、指示者が任
意の位置から指示でき、しかも小型軽量で取り扱いが簡
単な指示器を用いることのできる光学式ポインティング
システムを実現することにある。
The technical problem of the present invention is to focus on such a problem, and to set a desired position on an arbitrary pointing object such as a display screen used in an electronic conference system or the like by an instructor at an arbitrary position. An object of the present invention is to realize an optical pointing system that can use a small, lightweight, and easy-to-handle indicator.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】図1は本発明による光学
式ポインティングシステム50の全容を示す斜視図であ
る。図示のように、カメラの機能を有する指示器51,
表示画面52,計算機53及び表示装置54を有してお
り、指示者10が指示器51により表示画面52上の位
置55を指示すると、計算機53で対応する位置55を
計算して、計算機53の表示画面52A上の位置55A
にポイント・マーク56Aを表示すると共に表示装置5
4で表示画面52上の位置55にポイント・マーク56
を表示するように構成されている。
FIG. 1 is a perspective view showing the entirety of an optical pointing system 50 according to the present invention. As shown, an indicator 51 having a camera function,
It has a display screen 52, a computer 53, and a display device 54. When the instructor 10 designates a position 55 on the display screen 52 by the indicator 51, the computer 53 calculates a corresponding position 55, and Position 55A on display screen 52A
And the display device 5
In step 4, a point mark 56 is placed at a position 55 on the display screen 52.
Is configured to be displayed.
【0025】このシステムにおいて、請求項1は、前記
の指示器51内に、表示画面52上あるいはその近傍に
設けた単数又は複数の発光素子57からの光を光電変換
素子51f上に集光する集光光学系51gを有してお
り、また光電変換素子51fの出力信号から、指示器5
1の軸51aの方向を算出し、その軸方向に対応する位
置55に、前記表示装置54により少なくともポイント
・マーク56を表示させる計算機53を備えた構成とな
っている。
In this system, the present invention condenses light from one or more light emitting elements 57 provided on or near the display screen 52 in the indicator 51 on the photoelectric conversion element 51f. It has a condensing optical system 51g, and outputs an indicator 5 from the output signal of the photoelectric conversion element 51f.
A computer 53 is provided which calculates the direction of one axis 51a and displays at least a point mark 56 on the display device 54 at a position 55 corresponding to the axis direction.
【0026】請求項2の発明は、図2に例示するよう
に、表示画面52側に設けた複数の発光素子57が順次
発光し、同時に2つ以上発光することのないように制御
する計算機53を有する構成である。
As shown in FIG. 2, a computer 53 for controlling a plurality of light emitting elements 57 provided on the display screen 52 to emit light sequentially and not to emit two or more light at the same time. It is a structure which has.
【0027】請求項3の発明は、図20に例示すよにう
に、指示器120,平面状又は立体状の表示画面52,
計算機53及び表示装置54から構成され、指示者10
が指示器120により表示画面52上の位置55を指示
すると、計算機53で対応する位置55を計算して、表
示装置54で表示画面52上の位置55にポイント・マ
ーク56を表示し、これにより指示者10あるいは他者
がその位置を確認できるシステムにおいて、上記計算機
53により制御されず独立に発光する光源111を有
し、上記指示器120は、上記独立の光源111よりの
光を受光して信号を出力する光電変換素子123,12
4と、該光電変換素子の出力信号の変化を上記指示器1
1の動きに換算して上記計算機53に出力する処理手段
127-1,127-2,128,129,130,134
とを有する構成としたものである。
According to a third aspect of the present invention, as shown in FIG. 20, an indicator 120, a flat or three-dimensional display screen 52,
It is composed of a computer 53 and a display device 54,
Designates the position 55 on the display screen 52 by the indicator 120, the corresponding position 55 is calculated by the calculator 53, and the point mark 56 is displayed at the position 55 on the display screen 52 by the display device 54. In a system in which the indicator 10 or another person can confirm the position, the indicator 53 has a light source 111 that emits light independently without being controlled by the computer 53. The indicator 120 receives light from the independent light source 111. Photoelectric conversion elements 123 and 12 for outputting signals
4 and the change in the output signal of the photoelectric conversion element
Processing means 127-1, 127-2, 128, 129, 130, and 134 which convert the movement into a single motion and output it to the computer 53;
And a configuration having:
【0028】請求項4の発明は、請求項3の光源は、作
業空間内の光量より好ましくは10倍以上の光量を放射
する構成としたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the light source of the third aspect emits a light amount that is preferably 10 times or more the light amount in the working space.
【0029】請求項5の発明は、請求項3の光源は、白
熱灯115と、可視光を吸収し、赤外線を透過させるフ
ィルタ116とよりなる構成としたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, the light source of the third aspect is configured to include an incandescent lamp 115 and a filter 116 that absorbs visible light and transmits infrared light.
【0030】請求項6の発明は、請求項3の光源は、垂
直方向の拡がり角度(α)が小さく、水平方向の拡がり
角度(β)が大きい指向性を有する構成としたものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, the light source of the third aspect has a directivity with a small vertical spread angle (α) and a large horizontal spread angle (β).
【0031】請求項7の発明は、請求項3の光源は、表
示画面を投射する光学系によって又は独立に投射する光
学系によって形成された光スポット171,181であ
る構成としたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, the light source of the third aspect is configured such that the light spots 171 and 181 are formed by an optical system for projecting a display screen or by an optical system for independently projecting.
【0032】請求項8の発明は、請求項3の光源は、表
示画面52自体である構成としたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, the light source of the third aspect is the display screen 52 itself.
【0033】請求項9の発明は、請求項3の指示器の処
理手段は、光電変換素子よりの出力信号のレベルを一定
に保つ手段127-1,127-2,134を有する構成と
したものである。
According to a ninth aspect of the present invention, the processing means of the indicator of the third aspect has means 127-1, 127-2, and 134 for keeping the level of the output signal from the photoelectric conversion element constant. It is.
【0034】請求項10の発明は、前記のシステムにお
いて、図5に例示するように、指示位置に対する処理内
容を指示する単数あるいは複数のスイッチ51cを指示
器51に備えた構成である。
A tenth aspect of the present invention is the above-mentioned system, as shown in FIG. 5, wherein the indicator 51 is provided with one or more switches 51c for instructing the processing contents for the indicated position.
【0035】請求項11の発明は、指示器51のスイッ
チ51cの操作によって、又は計算機53側からの位置
指示要求があったときのみ、表示画面52側の発光素子
57を発光させるように制御する計算機53を備えた構
成である。
According to an eleventh aspect of the present invention, the light emitting element 57 on the display screen 52 is controlled to emit light only by operating the switch 51c of the indicator 51 or only when there is a position indicating request from the computer 53. This is a configuration including a computer 53.
【0036】請求項12の発明は、指示器51が移動し
ても、ポイント・マーク56が移動しないように、又は
指示器51の移動に伴ってポイント・マーク56も移動
するように切り換えるポイントマーク移動/固定切換え
手段を指示器51に備えている構成である。
According to a twelfth aspect of the present invention, a point mark is switched so that the point mark 56 does not move even when the indicator 51 moves, or the point mark 56 moves as the indicator 51 moves. The moving / fixed switching means is provided in the indicator 51.
【0037】請求項13の発明は、図5に例示するよう
に、指示器51の外面に、指示者の指の位置が一義的に
窪み51b又は突起などからなる位置決め手段を備えて
なる構成である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, as shown in FIG. 5, the indicator 51 is provided with a positioning means on the outer surface of the indicator 51. is there.
【0038】請求項14の発明は、前記の指示器51に
おける集光光学系51gと光電変換素子51fとの位置
関係、又は集光光学系51gの焦点距離を変化できるよ
うにした構成である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the positional relationship between the condensing optical system 51g and the photoelectric conversion element 51f in the indicator 51 or the focal length of the condensing optical system 51g can be changed.
【0039】請求項15の発明は、前記のシステムにお
いて、図6に例示するように、表示画面52の近傍に設
けた受光素子62を前記の計算53に接続し、該受光素
子62に指示方向情報もしくは処理情報又は両情報を含
む光を送出する発光素子51dを指示器51に備えてい
る構成である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the above system, as shown in FIG. 6, a light receiving element 62 provided in the vicinity of a display screen 52 is connected to the calculation 53, and the pointing direction is applied to the light receiving element 62. The indicator 51 includes a light emitting element 51d for transmitting light including information, processing information, or both information.
【0040】請求項16の発明は、図9に例示するよう
に、指示器51のタッチスイッチ51tを当接して図等
の軌跡を描くための透明又は不透明な板を、指示器51
とは独立して設けた構成である。
According to a sixteenth aspect of the present invention, as shown in FIG. 9, a transparent or opaque plate for drawing a locus such as a figure by contacting the touch switch 51t of the indicator 51 is provided.
Is provided independently of the above.
【0041】請求項17の発明は、図10に例示するよ
うに、指示器51の軸51aを向けて指示できる領域と
ポイント・マーク56が表示される領域との関係が、拡
大/縮小又は、拡大/縮小かつ平行移動させて対応付け
るように制御する計算機53を備えてなる構成である。
According to a seventeenth aspect of the present invention, as shown in FIG. 10, the relationship between the area where the axis 51a of the indicator 51 can be pointed and the area where the point mark 56 is displayed is enlarged / reduced or This is a configuration including a computer 53 that performs control such that it is enlarged / reduced and translated and associated.
【0042】請求項18の発明は、図11に例示するよ
うに、一つの表示画面に対し複数の指示器51-1,51
-2…を用いるシステムにおいて、各指示器51-1,51
-2…ごとに、表示画面52上のポイント・マークの形状
を変えた構成である。
According to the eighteenth aspect of the present invention, as shown in FIG. 11, a plurality of indicators 51 -1 and 51 -1 are provided for one display screen.
-2 ... in each of the indicators 51 -1 , 51
-2 ... In each case, the shape of the point mark on the display screen 52 is changed.
【0043】なお、表示画面52は、必ずしも平坦なス
クリーン状である必要はなく、表示装置54でポイント
・マーク56を投影可能ならば、凹凸のある構造物など
も、表示画面52の定義に含まれるものとする。
Note that the display screen 52 does not necessarily have to be a flat screen, and if the display device 54 can project the point mark 56, a structure having irregularities is also included in the definition of the display screen 52. Shall be
【0044】請求項19の発明は、請求項1又は3の指
示器70は、ケーシング68内に装着された光が入射し
た位置のXY座標を検出可能な平面状の光電変換素子7
3と該光電変換素子73の前方に配設され周縁部が該ケ
ーシング58によって支承されてなるアパーチャマスク
71を有し、表示画面52又は該表示画面52の近傍か
ら出射された光が該アパーチャマスク71に設けられた
孔72を通過し、空間を経由して該光電変換素子73に
入射するよう構成したものである。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the first or third aspect, the indicator 70 is a planar photoelectric conversion element 7 capable of detecting the XY coordinates of the position where the light mounted on the casing 68 is incident.
3 and an aperture mask 71 disposed in front of the photoelectric conversion element 73 and having a peripheral portion supported by the casing 58. The light emitted from the display screen 52 or the vicinity of the display screen 52 is transmitted through the aperture mask. The structure is such that the light passes through a hole 72 provided in the substrate 71 and enters the photoelectric conversion element 73 via a space.
【0045】請求項20の発明は、光電変換素子73の
前方に配設されてなるアパーチャマスク71が回転自在
にケーシング58に装着され、該アパーチャマスク71
の回転中心から外れた位置に孔72を設けた構成とした
ものである。
According to a twentieth aspect of the present invention, an aperture mask 71 disposed in front of a photoelectric conversion element 73 is rotatably mounted on a casing 58, and the aperture mask 71
The hole 72 is provided at a position deviated from the center of rotation.
【0046】請求項21の発明は、孔72に代えてアパ
ーチャマスク92に中心線又は該中心線の延長が交差す
る二つのスリット94a,94b,104a,104b
を設け、且つ、入射位置のXY座標を検出可能な平面状
の光電変換素子73に代えて2個の直線状光電変換素子
95a,95bを、それぞれ該スリット94a,94
b,104a,104bと交差するようケーシング9
1,101に装着してなる構成としたものである。
According to a twenty-first aspect of the present invention, two slits 94a, 94b, 104a, and 104b are provided in which the center line or the extension of the center line intersects the aperture mask 92 instead of the hole 72.
And two linear photoelectric conversion elements 95a and 95b are used instead of the planar photoelectric conversion element 73 capable of detecting the XY coordinates of the incident position.
b, 104a, 104b
1, 101.
【0047】請求項22の発明は、請求項1又は3の指
示器は、表示画面の方向を向けている状態において、表
示画面の方向とは異なる方向に配されている光源よりの
光を光電変換素子に導く手段を有する構成としたもので
ある。
According to a twenty-second aspect of the present invention, the indicator according to the first or third aspect photoelectrically emits light from a light source disposed in a direction different from the direction of the display screen when the direction of the display screen is oriented. This is a configuration having means for leading to the conversion element.
【0048】請求項23の発明は、請求項1又は3の指
示器70は、指示器を移動させても、ポイント・マーク
56が移動しないように、又は指示器の移動に伴ってポ
イント・マークも移動するように切り換えるポイント・
マーク移動/固定切換え手段245と、表示画面上のポ
イント・マーク位置に固有の処理命令を計算機に指示す
る単数あるいは複数の命令指示手段258,259とを
有する構成としたものである。
According to a twenty-third aspect of the present invention, the indicator 70 of the first or third aspect is configured such that the point mark 56 does not move even if the indicator is moved, or the point mark 56 is moved with the movement of the indicator. Point to switch to move
It is configured to have a mark moving / fixed switching means 245 and one or more instruction instructing means 258, 259 for instructing a computer with a processing instruction unique to a point / mark position on a display screen.
【0049】請求項24の発明は、請求項1又は3の指
示器70は、指示器を移動させても、ポイント・マーク
56が移動しないように、又は指示器の移動に伴ってポ
イント・マークも移動するように切り換えるポイント・
マーク移動/固定切換え手段245と、表示画面上のポ
イント・マーク位置に固有の処理命令を計算機に指示す
る単数あるいは複数の命令指示手段258,259と、
表示画面上のポイント・マーク位置に関係なく特定の処
理命令を計算機に指示する単数あるいは複数の命令指示
手段254〜257を有する構成としたものである。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, the indicator 70 of the first or the third aspect is arranged such that the point mark 56 does not move even if the indicator is moved, or the point mark 56 moves with the movement of the indicator. Point to switch to move
Mark moving / fixed switching means 245; one or more instruction instructing means 258, 259 for instructing the computer with a processing instruction unique to the point / mark position on the display screen;
The apparatus has one or more instruction instructing means 254 to 257 for instructing a computer to execute a specific processing instruction irrespective of the position of a point or a mark on a display screen.
【0050】請求項25の発明は、請求項23又は24
において、該ポイント・マーク移動/固定切換え手段2
45を、指示器の一の面252に有し、該計算機に特定
処理を命令指示する複数の命令指示手段254〜259
を、指示器の上記一の面252とは異なる面253に有
する構成としたものである。
The invention of claim 25 is the invention of claim 23 or 24.
The point / mark moving / fixed switching means 2
45 on one surface 252 of the indicator, and a plurality of instruction instructing means 254 to 259 for instructing the computer to perform a specific process.
Is provided on a surface 253 different from the one surface 252 of the indicator.
【0051】請求項26の発明は、請求項1又は3の指
示器は、外乱光の強さの変化を検知する手段271,2
34と、該外乱光の強さの変化が所定値を越えている期
間は、上記処理手段が動作を行わないようにする禁止手
段とを有する構成としたものである。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, the indicator according to the first or third aspect includes means 271 and 271 for detecting a change in the intensity of disturbance light.
34, and a prohibiting means for preventing the processing means from performing an operation during a period in which the change in the intensity of the disturbance light exceeds a predetermined value.
【0052】[0052]
【作用】請求項1によれば、表示画面52の指示したい
位置に指示器51を向けると、設置位置が既知である発
光素子57からの光を指示器51の光電変換素子51f
で受光して、指示器51の軸54に対する発光素子57
の方向に対応した方向情報の信号を計算機53に送出す
る。計算機53では、その方向情報から指示器51の軸
方向を算出して、指示者がどこを指示しているかを求
め、表示装置54により、その位置にポイント・マーク
56を表示する。
According to the first aspect, when the indicator 51 is pointed to a position on the display screen 52 where the user wants to indicate, the light from the light emitting element 57 whose installation position is known is converted to the photoelectric conversion element 51f of the indicator 51.
And the light-emitting element 57 with respect to the axis 54 of the indicator 51
A signal of direction information corresponding to the direction is sent to the computer 53. The calculator 53 calculates the axial direction of the indicator 51 from the direction information, finds where the indicator is pointing, and displays a point mark 56 at that position on the display device 54.
【0053】従って、スクリーンの脇等の任意の位置か
ら、スクリーン上の任意の位置を指示できる。しかも、
指示器51には、光電変換素子51fが内蔵されている
のみであって、消費電力は極めて少ないので、指示器5
1を小型軽量化でき、取り扱いが簡便となる。
Accordingly, an arbitrary position on the screen can be designated from an arbitrary position such as the side of the screen. Moreover,
Since the indicator 51 has only the photoelectric conversion element 51f built therein and consumes very little power, the indicator 5
1 can be reduced in size and weight, and handling is simplified.
【0054】請求項2によると、表示画面52側に設け
た複数の発光素子57…が同時に2つ以上発光すること
のないように、タイミングをずらして順次発光するた
め、発光素子57が複数個所に有っても、それぞれの発
光素子57の方向をPSD(二次元光学式位置検出素
子)によって精確に検出できる。
According to the second aspect, the plurality of light emitting elements 57 provided on the display screen 52 emit light sequentially at a shifted timing so that two or more light emitting elements 57 do not emit light at the same time. , The direction of each light emitting element 57 can be accurately detected by a PSD (two-dimensional optical position detecting element).
【0055】請求項3の光源として、計算機により制御
されずに独立に発光する光源を用いた構成は、光源を計
算機と切り離すことを可能とするように作用する。
In the third aspect, the light source which emits light independently without being controlled by the computer operates so that the light source can be separated from the computer.
【0056】請求項4の光源の光量を作業空間の光量の
10倍以上とした構成は、外乱光によるノイズを相対的
に十分に低く抑制するように作用する。
The configuration in which the light amount of the light source is set to be at least 10 times the light amount of the working space according to claim 4 acts to suppress noise due to disturbance light to a relatively sufficiently low level.
【0057】請求項5の可視光吸収フィルタを備えた白
熱灯を光源とした構成は、光源を目立たなくするように
作用する。
The structure using the incandescent lamp having the visible light absorption filter as the light source according to the fifth aspect acts to make the light source inconspicuous.
【0058】請求項6の光源を垂直方向の拡がり角度を
狭めた指向性を有するものとした構成は、指示器に向か
う光量を増やすように作用する。
The structure in which the light source of claim 6 has directivity in which the angle of spread in the vertical direction is narrowed acts to increase the amount of light directed to the indicator.
【0059】請求項7の光スポットを光源とする構成
は、光源装置を表示画面側に設けることを不要とするよ
うに作用する。
The configuration in which the light spot is used as a light source according to claim 7 acts so that it is not necessary to provide a light source device on the display screen side.
【0060】請求項8の表示画面自体を光源として利用
する構成は、専用の光源装置を不要とするように作用す
る。
The structure in which the display screen itself is used as a light source according to claim 8 operates so that a dedicated light source device is not required.
【0061】請求項9の出力信号のレベルを一定に保つ
手段を設けた構成は、例えば指示器の光源に対する距離
を変化させても指示器の出力信号の品質が変わらないよ
うにするように作用する。
According to the ninth aspect of the present invention, the means for maintaining the level of the output signal constant is provided so that the quality of the output signal of the indicator does not change even if the distance of the indicator to the light source is changed. I do.
【0062】請求項10によると、指示位置55に対す
る処理内容を指示する単数あるいは複数のスイッチ51
cを指示器51に備えているため、指示器51で表示画
面52上の位置を指定するとともに、その指示位置に関
する処理も指示でき、指示者は指示器51を携帯するだ
けで多種の処理を行なえる。
According to the tenth aspect, one or a plurality of switches 51 for instructing the processing content for the designated position 55
Since the indicator 51 is provided with the indicator 51, the indicator 51 can specify a position on the display screen 52, and can also instruct processing related to the indicated position. I can do it.
【0063】請求項11によると、指示器51のスイッ
チ操作や計算機53側からの位置指示要求によって、表
示画面52側の発光素子57を発光させるため、消費電
力を節減できる。
According to the eleventh aspect, since the light emitting element 57 on the display screen 52 is caused to emit light by a switch operation of the indicator 51 or a position instruction request from the computer 53, power consumption can be reduced.
【0064】請求項12によると、指示器51が移動し
てもポイント・マーク56が移動しないように、又は指
示器51の移動にともなってポイント・マーク56も移
動するように選択できるため、指示器51をマウスのよ
うな使い方もできる。
According to the twelfth aspect, since the point mark 56 can be selected so as not to move even when the indicator 51 moves, or the point mark 56 can also be moved as the indicator 51 moves, The container 51 can be used like a mouse.
【0065】請求項13によれば、指示器51の外面
に、指示者の指の位置が一義的に決まる位置決め手段を
有しているため、指示器51を手に持っただけで、指示
器51の方向が一義的に決まる。その結果、指示器51
の軸51a及び内部の光電変換素子51fと指示器者の
掌の位置関係が一義的に決まるので、表示画面52側の
発光素子を単一にして、コスト低減を実現できる。
According to the thirteenth aspect, since the positioning means for uniquely determining the position of the finger of the indicator is provided on the outer surface of the indicator 51, the indicator 51 is held only by holding the indicator. The direction of 51 is uniquely determined. As a result, the indicator 51
Since the positional relationship between the axis 51a, the internal photoelectric conversion element 51f, and the palm of the indicator person is uniquely determined, the cost can be reduced by using a single light emitting element on the display screen 52 side.
【0066】請求項14によると、指示器51中の集光
光学系51gと光電変換素子51fとの位置関係や集光
光学系51gの焦点距離を変化できるため、指示器51
と表示画面52との距離に応じて最適な焦点距離を選択
することで、常に最適な分解能を維持できる。
According to the fourteenth aspect, the positional relationship between the condensing optical system 51g and the photoelectric conversion element 51f in the indicator 51 and the focal length of the condensing optical system 51g can be changed.
By selecting the optimum focal length according to the distance between the image and the display screen 52, the optimum resolution can always be maintained.
【0067】請求項15によれば、指示器51に備えた
発光素子51dで、スクリーン52の近傍に設けた受光
素子62に、指示器51による指示方向情報や処理情報
などを光信号によって送信し、計算機53に伝送するの
で、コードレス化され、かつ発光素子51dは光信号を
発するだけで足りるので、小型な電源で足り、指示器5
1が小型軽量化される。
According to the fifteenth aspect, the light emitting element 51d provided in the indicator 51 transmits, by an optical signal, information on the direction indicated by the indicator 51 and processing information to the light receiving element 62 provided near the screen 52. Since it is transmitted to the computer 53, it is cordless and the light emitting element 51d only needs to emit an optical signal.
1 is reduced in size and weight.
【0068】請求項16によれば、指示者は、指示器5
1のタッチスイッチ51tを透明又は不透明なタッチ板
に当てた状態で指示器51を移動するので、空間に文字
や図を描くのと違って、紙面等に筆記具で文字や図を描
くのと同じ感覚で、違和感無しに意のままに、しかも精
確に表示画面52上に文字や図を描くことができる。
According to the sixteenth aspect, the indicator is the indicator 5
Since the indicator 51 is moved with the touch switch 51t of 1 being in contact with a transparent or opaque touch plate, it is the same as drawing a character or a figure with a writing implement on paper or the like, unlike drawing a character or a figure in a space. Characters and figures can be drawn on the display screen 52 as desired, without feeling uncomfortable, and precisely.
【0069】請求項17によると、指示器51の軸51
aを向けて指示操作する領域とポイント・マーク56が
表示される表示画面52とを、拡大/縮小、又は拡大/
縮小かつ平行移動の関係で対応付けているため、指示器
51の移動量と表示画面52におけるポイント・マーク
56の移動量が、指示器51の操作に適した条件、を選
択できる。
According to the seventeenth aspect, the shaft 51 of the indicator 51
The display screen 52 on which the area instructed by pointing a and the point mark 56 is displayed is enlarged / reduced or enlarged / reduced.
Since they are associated in a reduced and parallel movement relationship, the amount of movement of the indicator 51 and the amount of movement of the point mark 56 on the display screen 52 can select a condition suitable for operating the indicator 51.
【0070】また、請求項18によれば、一つの表示画
面52上で、各指示器51-1,51-2…ごとのポイント
・マークの形状が異なるため、複数人が同時に指示操作
を行なっても、各指示者ごとにポイント・マーク56の
形状が異なり、混乱を引き起こすようなことはない。
According to the eighteenth aspect, on one display screen 52, the shape of the point mark for each of the indicators 51-1, 51-2,... Differs, so that a plurality of persons simultaneously perform an instruction operation. However, the shape of the point mark 56 differs for each instructor, and confusion does not occur.
【0071】請求項19のレンズに代えてアパーチャマ
スクを使用した構成は、フォーカス操作を不要とするよ
うに作用する。
The structure using an aperture mask instead of the lens according to claim 19 acts so as to make the focus operation unnecessary.
【0072】請求項20の孔を中心から外れた位置に設
けると共にアパーチャマスクを回動可能とした構成は、
光源が単一である場合に、表示画面の周囲のうちどの位
置に配されている場合であっても、アパーチャマスクを
適宜回動させる調整を行うことによって、光源よりの光
を光電変換素子の中心に照射させるように作用する。
According to a twentieth aspect of the present invention, the hole is provided at an off-center position and the aperture mask is rotatable.
When a single light source is used, no matter where the light source is located around the display screen, the light from the light source is adjusted by rotating the aperture mask appropriately to make the photoelectric conversion element emit light. It acts to irradiate the center.
【0073】請求項21の直線状光電変換素子を交差さ
せて設けた構成は、クロストークを含まない信号を出力
するように作用する。
The structure in which the linear photoelectric conversion elements are provided so as to cross each other acts to output a signal that does not include crosstalk.
【0074】請求項22の手段を設けた構成は、光源の
配置の自由度を上げるように作用する。
The structure provided with the means according to claim 22 acts to increase the degree of freedom in the arrangement of the light sources.
【0075】請求項23の命令指令手段を設けた構成
は、計算機操作に命令を発する機能を有するように作用
する。
The structure provided with the command instructing means of claim 23 acts to have a function of issuing a command to the computer operation.
【0076】請求項24の二種の命令手段を設けた構成
は、計算機に、マークに関連する命令に加えてマークと
無関係の命令を発しうるように作用する。
The configuration provided with the two kinds of instruction means of claim 24 operates so that the computer can issue an instruction unrelated to the mark in addition to an instruction relating to the mark.
【0077】請求項25の切換え手段と命令指示手段と
を指示器の別の面に設けた構成は、誤操作がされにくい
ように作用する。
The structure in which the switching means and the command instructing means according to claim 25 are provided on another surface of the indicator acts so as to prevent erroneous operation.
【0078】請求項26の禁止手段を設けた構成は、外
乱光による影響を無くするように作用する。
The structure provided with the prohibiting means according to claim 26 operates to eliminate the influence of disturbance light.
【0079】[0079]
【実施例】次に本発明による光学式ポインティングシス
テムが実際上どのように具体化されるかを実施例で説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, practical embodiments of the optical pointing system according to the present invention will be described with reference to embodiments.
【0080】〔光学式ポインティングシステムの第1実
施例〕(図2) 図2は本発明による光学式ポインティングシステムの第
1実施例を示す斜視図である。52はOHP用スクリー
ンなどのような表示画面であり、計算機53に接続され
た液晶式電子OHP等の投写型の表示装置54によっ
て、計算機53から出力される画像情報が投写表示され
る。なお、表示画面52は、大型テレビジョンの画面で
あってもよい。
[First Embodiment of Optical Pointing System] (FIG. 2) FIG. 2 is a perspective view showing a first embodiment of the optical pointing system according to the present invention. Reference numeral 52 denotes a display screen such as an OHP screen. Image information output from the computer 53 is projected and displayed by a projection type display device 54 such as a liquid crystal electronic OHP connected to the computer 53. The display screen 52 may be a screen of a large television.
【0081】OHP用スクリーン52の4隅P1〜P4
には、発光素子57として、約1MHzのパルス変調が
かかっている近赤外LEDを配置してある。そして、指
示器51中の光電変換素子としてPSDを用いる場合
は、各発光素子57が常に1つだけ順次点灯するよう
に、計算機53でその制御をするか、あるいはどの発光
素子が発光しているか認識できるようになっている。
Four corners P1 to P4 of OHP screen 52
, A near-infrared LED on which about 1 MHz pulse modulation is applied is disposed as the light emitting element 57. When the PSD is used as the photoelectric conversion element in the indicator 51, the computer 53 controls the light emitting element 57 so that only one light emitting element is always turned on one by one, or which light emitting element emits light. It has become recognizable.
【0082】指示器51には、レンズ51g等の集光光
学系と光電変換素子51fを有しており、指示者が表示
画面52に向けると、表示画面52側の発光素子57か
らの光がレンズ51gによって光電変換素子51f上に
結像する。光電変換素子51fからの信号を基に、計算
機53によって、指示器51の軸51aの表示画面52
における位置が算出される。そして、算出された表示画
面52上の位置55にポイント・マーク56が表示され
るため、これにより指示者あるいは他者がその位置を確
認できる。
The indicator 51 has a condensing optical system such as a lens 51g and a photoelectric conversion element 51f. When the indicator turns to the display screen 52, light from the light emitting element 57 on the display screen 52 side is emitted. An image is formed on the photoelectric conversion element 51f by the lens 51g. Based on the signal from the photoelectric conversion element 51f, the display screen 52 of the axis 51a of the indicator 51 is calculated by the computer 53.
Is calculated. Then, the point mark 56 is displayed at the calculated position 55 on the display screen 52, so that the instructor or another person can confirm the position.
【0083】指示器51中の光電変換素子51fとして
は、二次元CCD等を用いることもできるが、図2は二
次元PSD51fpを用いた例である。二次元CCDの場
合は、同時に2以上の発光が有っても、それぞれの発光
位置を検出できる。これに対し、PSDを用いる場合
は、受光面における光の重心位置によって発光位置を検
出するため、表示画面52側の発光素子57による発光
は単一である必要があり、同時に2以上の発光が有る
と、発光位置を特定できない。
As the photoelectric conversion element 51f in the indicator 51, a two-dimensional CCD or the like can be used, but FIG. 2 shows an example using a two-dimensional PSD 51fp. In the case of a two-dimensional CCD, even if there are two or more light emission at the same time, each light emission position can be detected. On the other hand, in the case of using the PSD, since the light emission position is detected by the position of the center of gravity of the light on the light receiving surface, the light emission by the light emitting element 57 on the display screen 52 side needs to be a single light emission. If there is, the light emission position cannot be specified.
【0084】そのため、図2のように例えばP1〜P4
の4か所に発光素子57を配設した場合は、P1〜P4
の発光タイミングをずらし、例えばt1のタイミングで
は、(b)図のようにP1点に対応してPSD上のQ1
点に点像を結像させ、t2,t3…のタイミングでは、
P2点、P3点…に対応してPSD上のQ2,Q3…点
に結像させる。
Therefore, for example, as shown in FIG.
When the light emitting element 57 is disposed at the four positions, P1 to P4
Are shifted, for example, at the timing of t1, Q1 on the PSD corresponding to the point P1 as shown in FIG.
A point image is formed on a point, and at timings t2, t3,.
An image is formed at points Q2, Q3,... On the PSD corresponding to points P2, P3,.
【0085】PSD出力として受光面上の光強度重心位
置のx,y座標に対応する4つの電流出力(各座標2つ
ずつ)が得られるたる、指示者が表示画面52の斜め前
方より指示すると、PSD受光面51fp上に順次投影さ
れる4つの発光素子57…の像Q1〜Q4の位置を検出
できる。従って、4つの電流出力を電圧に変換し、A/
Dコンバータ及びインターフェース回路を通して計算機
53に送られる。
When an instructor gives an instruction from diagonally forward of the display screen 52, four current outputs (two at each coordinate) corresponding to the x and y coordinates of the light intensity barycentric position on the light receiving surface are obtained as PSD outputs. , And the positions of the images Q1 to Q4 of the four light emitting elements 57... Sequentially projected on the PSD light receiving surface 51fp can be detected. Therefore, the four current outputs are converted to voltages and A /
The data is sent to the computer 53 through the D converter and the interface circuit.
【0086】このようにして、あるタイミングにおける
PSD上における位置情報を計算機53に送信すると、
計算機53では位置情報を基に、PSD受光面上の点像
の位置を計算する。これをP1〜P4の4つの発光素子
57に対して順次行うことにより、4つの像位置Q1〜
Q4が求まり、この像位置からPSD中心座標すなわち
指示器51の軸51aが表示画面52上でどの位置に対
応するか求めることにより、指示器51の向き、即ち指
示者が指示している位置55を算出できる。
As described above, when the position information on the PSD at a certain timing is transmitted to the computer 53,
The computer 53 calculates the position of the point image on the PSD light receiving surface based on the position information. This is sequentially performed on the four light-emitting elements 57 of P1 to P4, so that the four image positions Q1 to Q4 are obtained.
Q4 is determined, and from this image position, the PSD center coordinates, that is, the position of the axis 51a of the indicator 51 corresponding to the position on the display screen 52, is determined. Can be calculated.
【0087】このような計算処理を常時行なうことで、
計算機53は表示装置54により、算出位置に対応する
位置55に、ポイント・マーク56を表示することによ
り、指示者や視聴者は、ポイント・マーク56によって
指示位置を認識でき、また指示位置55が移動すると、
それにともなってポイント・マーク56も移動する。
By constantly performing such calculation processing,
The computer 53 displays the point mark 56 at the position 55 corresponding to the calculated position on the display device 54, so that the instructor or the viewer can recognize the pointed position by the point mark 56. When you move,
Accordingly, the point mark 56 also moves.
【0088】レーザ光式の指示器等と違って、指示器5
1からは光も発生していないが、ちょうどマウス等を動
かしてディスプレイ画面上のカーソルを移動する場合と
同じ感覚で、表示画面52上のポイント・マーク56を
見ながら指示器51を操作することにより、指示器51
で自由に目標位置を指示することができる。
Unlike a laser beam type indicator or the like, the indicator 5
No light is generated from 1, but the indicator 51 is operated while looking at the point mark 56 on the display screen 52 in the same sense as when moving the mouse or the like to move the cursor on the display screen. The indicator 51
Can be used to freely designate the target position.
【0089】〔光電変換素子の実施例〕(図3,図4) 図3は二次元PSDを内蔵した指示器51の内部を示す
図であり、円筒状のケーシング58の先端に直径30m
m,焦点距離30mmの凸レンズ51gを備え、該レンズ
51gの内側に10×10mmの二次元PSD51fpが内
蔵されている。この二次元PSD51fpは、凸レンズ5
1gの焦点位置において、レンズ光軸に受光面が垂直で
かつ光軸がPSD中心を通るように配置する。
[Embodiment of Photoelectric Conversion Element] (FIGS. 3 and 4) FIG. 3 is a view showing the inside of an indicator 51 incorporating a two-dimensional PSD, in which a tip of a cylindrical casing 58 has a diameter of 30 m.
m, a convex lens 51g having a focal length of 30 mm, and a 10 × 10 mm two-dimensional PSD 51fp is incorporated inside the lens 51g. This two-dimensional PSD 51fp has a convex lens 5
At the focus position of 1 g, the light receiving surface is perpendicular to the lens optical axis and the optical axis passes through the center of the PSD.
【0090】二次元PSD51fpは、公知のように、半
導体基板上において、正方形の各辺に電極を有する。各
電極からのPSD出力電流が演算増幅器59に加えら
れ、ここで演算され、PSD51fp上の光の重心位置が
求められる。求められた光の重心位置のデータは、A/
Dコンバータ60でデジタル化され、インタフェース回
路61を介して計算器に供給される。
As is well known, the two-dimensional PSD 51fp has electrodes on each side of a square on a semiconductor substrate. The PSD output current from each electrode is applied to the operational amplifier 59, where it is calculated, and the barycentric position of the light on the PSD 51fp is obtained. The obtained data on the position of the center of gravity of the light is A /
The data is digitized by the D converter 60 and supplied to the calculator via the interface circuit 61.
【0091】図4は光電変換素子の実施例であり、一次
元のPSDを2組用いることで発光位置を検出可能にな
っている。すなわち、一次元のPSD51f1と51f2を
互いに垂直に配置し、それぞれのPSD51f1,51f2
の前に、凹レンズと円柱レンズからなる光学系51g1,
51g2を配設した構成になっている。そして、それぞれ
のPSD51f1と51f2の検出信号を、図3に例示した
ように演算増幅器、A/Dコンバータ60及びインター
フェース回路61を介して計算機に送出し、点像位置か
ら表示画面上の指示位置55を算出する。
FIG. 4 shows an embodiment of the photoelectric conversion element. The light emission position can be detected by using two sets of one-dimensional PSDs. That is, the one-dimensional PSDs 51f1 and 51f2 are arranged perpendicular to each other, and the respective PSDs 51f1 and 51f2 are arranged.
Before the optical system 51g1, consisting of a concave lens and a cylindrical lens,
51g2 is provided. Then, the detection signals of the PSDs 51f1 and 51f2 are sent to the computer via the operational amplifier, the A / D converter 60 and the interface circuit 61 as illustrated in FIG. Is calculated.
【0092】図2において、このような一次元のPSD
を用い、指示器51から見た表示画面52側の発光素子
57の方向ベクトルの成分のうち、指示器51の軸51
aに垂直な2つの成分を、それぞれ2つのPSD51f1
と51f2で検知する構成にすると、回路構成が簡素化さ
れ、図3のように単一のPSDで光の重心位置を検出す
る二次元PSDに比べて安価に実現できる。
In FIG. 2, such a one-dimensional PSD
Of the components of the direction vector of the light emitting element 57 on the display screen 52 side viewed from the indicator 51,
The two components perpendicular to a are divided into two PSDs 51f1 respectively.
And 51f2, the circuit configuration is simplified, and can be realized at lower cost than a two-dimensional PSD that detects the position of the center of gravity of light with a single PSD as shown in FIG.
【0093】また、4分割フォトディテクタを用いても
実現できる。
Further, the present invention can be realized by using a four-divided photodetector.
【0094】表示画面52側の発光位置を検出するに
は、PSDのほかに、CCDを用いることもできる。指
示器51にCCDを内蔵して、光強度のピーク位置を検
出する構成にすると、PSDと異なって、表示画面52
側の複数の発光素子57が同時に発光していても、それ
ぞれの発光素子57の方向を検知し、指示器51の軸5
1aの方向を検出できる。
In order to detect the light emission position on the display screen 52 side, a CCD can be used in addition to the PSD. When a CCD is built in the indicator 51 to detect the peak position of the light intensity, the display screen 52 is different from the PSD.
Even if the plurality of light emitting elements 57 on the side emit light at the same time, the direction of each light emitting element 57 is detected, and the axis 5 of the indicator 51 is detected.
1a can be detected.
【0095】〔指示器の実施例〕(図5) 図5は指示器51の第2実施例であり、請求項10の思
想により、指示器51のケーシング58に1個又は複数
のスイッチ51cを有している。そして、このスイッチ
51cを操作することにより、指示方向情報に加えて処
理情報を、あるいは処理情報のみを前記計算機53に送
出できるような処理回路が指示器51に内蔵されてい
る。従って、指示器51で表示画面上の位置を指定する
とともに、その指示位置に対する処理も指示でき、指示
者は指示器51を携帯するだけで多種の動作を実現でき
る。
[Embodiment of Indicator] (FIG. 5) FIG. 5 shows a second embodiment of the indicator 51. According to the concept of claim 10, one or a plurality of switches 51c are provided on the casing 58 of the indicator 51. Have. By operating the switch 51c, a processing circuit that can send processing information in addition to the pointing direction information or only the processing information to the computer 53 is built in the indicator 51. Therefore, the position on the display screen can be designated by the indicator 51, and the processing for the designated position can also be instructed, so that the indicator can carry out various operations simply by carrying the indicator 51.
【0096】例えば、指示位置に点を描く、軌跡を描
く、指示した位置を囲む○を表示したり、矢印やアンダ
ーラインを表示するなど、あるいは次のページを表示す
るように指示する等、システムのソフトウェアによっ
て、種々の機能を付加できる。
For example, the system may draw a point at the designated position, draw a trajectory, display a circle surrounding the designated position, display an arrow or underline, or instruct the next page to be displayed. Various functions can be added by the software.
【0097】また、請求項11の思想により、指示器5
1のスイッチ51cによって、図2における表示画面5
2側の発光素子57の点灯を制御することもできる。例
えば、指示者がスイッチ51cの操作によって、位置指
示を行なうと意思表示すると、計算機53からの制御で
発光素子57が点灯するように構成することにより、消
費電力を低減できる。
Further, according to the concept of claim 11, the indicator 5
The display screen 5 in FIG.
Lighting of the light emitting element 57 on the second side can also be controlled. For example, when the instructor indicates that the position is to be indicated by operating the switch 51c, the light emitting element 57 is turned on under the control of the computer 53, so that the power consumption can be reduced.
【0098】なお、表示画面52に動画が表示されてい
るときは、位置指示の必要もないので、これを計算機5
3で判断し、計算機53から位置指示要求があったとき
のみ、発光素子57が発光する構成によっても消費電力
を節減できる。
When a moving image is displayed on the display screen 52, there is no need to specify a position.
The power consumption can also be reduced by a configuration in which the light emitting element 57 emits light only when the position determination request is made from the computer 53, as determined in 3.
【0099】さらに、請求項12の思想により、指示器
51による指示位置とポイント・マーク56による表示
位置が一対一で対応するのではなく、指示者の意思で、
指示器51の移動に伴ってポイント・マーク56も移動
させたり、あるいは移動しないように選択できる。
Further, according to the concept of claim 12, the position indicated by the indicator 51 and the display position by the point mark 56 do not correspond one-to-one, but are determined by the instructor.
With the movement of the indicator 51, the point mark 56 can be moved or not.
【0100】例えば、指示者がスイッチ51cを押した
状態で指示器51を移動すると表示画面52上のポイン
ト・マーク56が移動するが、スイッチ51cを放す
と、指示器51が移動してもポイント・マーク56は移
動しないようなプログラムにする。従って、ちょうどマ
ウスのように、希望する方向についてのみ、ポイント・
マーク56を移動させることで、相対座標指示器を実現
できる。
For example, when the indicator 51 is moved while the indicator 51 is pressed by the indicator 51, the point mark 56 on the display screen 52 is moved. When the switch 51c is released, the point mark 56 is moved even if the indicator 51 is moved. -Make the mark 56 a program that does not move. Therefore, just like a mouse, point
By moving the mark 56, a relative coordinate indicator can be realized.
【0101】次に、請求項13の思想により、指示器5
1のケーシング58に、指示者の指の位置が一義的に決
まるように窪み51bあるいは突起を設けてあり、指示
者が指示器51を持ったとき、指示器51の軸51a及
び内部の光電変換素子と指示者の掌の位置関係が一義的
に決まる。
Next, according to the concept of claim 13, the indicator 5
The first casing 58 is provided with a depression 51b or a projection so that the position of the finger of the indicator is uniquely determined. When the indicator has the indicator 51, the shaft 51a of the indicator 51 and the internal photoelectric conversion are provided. The positional relationship between the element and the palm of the pointer is uniquely determined.
【0102】その結果、表示画面52側の発光素子57
が単一の場合であっても、内部の光電変換素子の上下左
右方向と発光素子57との位置関係が一定となり、光電
変換素子から得られた指示方向情報から、指示器51の
動きを一義的に求めることができる。このように、表示
画面52側の発光素子を単一にできると、前記のように
複数の発光素子を順次発光させるなどの制御は不必要と
なる。
As a result, the light emitting element 57 on the display screen 52 side
Is single, the positional relationship between the vertical and horizontal directions of the internal photoelectric conversion element and the light emitting element 57 becomes constant, and the movement of the indicator 51 is unambiguously determined from the pointing direction information obtained from the photoelectric conversion element. Can be sought. As described above, if a single light emitting element can be provided on the display screen 52 side, control such as sequentially emitting light from a plurality of light emitting elements as described above becomes unnecessary.
【0103】次の実施例は、請求項14の思想により、
図3に示すような集光光学系51gと光電変換素子51
fとの間隔又は集光光学系51gの焦点距離が可変な構
造としたものである。前記のように、表示画面52の指
示位置に指示器51を向けることで指示を行なうため、
指示者と表示画面52との距離が近い場合は指示位置の
分解能は良いが、遠いと分解能が悪くなる。その結果、
指示器51をわずかに移動しても、光電変換素子51f
上における発光素子57の像が過剰移動したり、光電変
換素子51fから外れてしまう。
The following embodiment is based on the concept of claim 14.
A condensing optical system 51g and a photoelectric conversion element 51 as shown in FIG.
The structure is such that the distance from f or the focal length of the condensing optical system 51g is variable. As described above, in order to give an instruction by pointing the indicator 51 to the indicated position on the display screen 52,
When the distance between the pointer and the display screen 52 is short, the resolution of the pointing position is good, but when the distance is long, the resolution deteriorates. as a result,
Even if the indicator 51 is slightly moved, the photoelectric conversion element 51f
The upper image of the light emitting element 57 moves excessively or deviates from the photoelectric conversion element 51f.
【0104】これに対し、例えば、集光光学系51gを
複数枚のレンズで構成し、各レンズの間隔を調節して光
電変換素子51fへの焦点距離を変化可能とし、指示者
と表示画面52との距離が遠い場合は、焦点距離を短く
すると、光電変換素子51f上における発光素子57の
像の移動量が小さくなり、かつ像が光電変換素子51f
から逸脱するような問題が解消される。このように、指
示器の開口角を変化可能とすることで、指示者と表示画
面52との距離によって変わる分解能を修正して、指示
者と表示画面52の距離によらず分解能を一定にでき
る。
On the other hand, for example, the condensing optical system 51g is composed of a plurality of lenses, and the distance between the lenses is adjusted so that the focal length to the photoelectric conversion element 51f can be changed. If the focal distance is short when the distance from the light-emitting element 57 is small, the amount of movement of the image of the light-emitting element 57 on the photoelectric conversion element 51f is small, and the image is
The problem that deviates from the above is solved. As described above, by changing the opening angle of the indicator, the resolution that changes depending on the distance between the indicator and the display screen 52 can be corrected, and the resolution can be kept constant regardless of the distance between the indicator and the display screen 52. .
【0105】〔ノイズ除去のための実施例〕指示器51
には、表示画面52側の発光素子57からの光以外に、
表示装置54や蛍光灯などからノイズ光が入射すること
が考えられる。そのため、発光素子57の発光波長を、
図2の表示装置54が主に発する波長以外の波長とし、
指示器51の先端に、発光素子57からの光のみを通過
させる波長フィルターを設けると、表示装置54等から
発生するノイズ光を遮断して、指示器51が誤動作する
のを防止でき、発光位置検出の精度が向上する。
[Embodiment for Noise Removal] Indicator 51
In addition to the light from the light emitting element 57 on the display screen 52 side,
It is conceivable that noise light is incident from the display device 54, a fluorescent lamp, or the like. Therefore, the emission wavelength of the light emitting element 57 is
A wavelength other than the wavelength mainly emitted by the display device 54 of FIG.
If a wavelength filter that allows only light from the light emitting element 57 to pass is provided at the tip of the indicator 51, noise light generated from the display device 54 or the like can be blocked, and malfunction of the indicator 51 can be prevented. The accuracy of detection is improved.
【0106】また、発光素子57の発光を被変調発光と
するか、発光素子57から発生した光に変調を加え、指
示器51の検出回路にその復調回路を備えることもでき
る。例えば数MHzのパルス変調を行なうなど、通常の
蛍光灯や照明の周波数成分に無い周波数で変調をかけて
発光素子57を発光させ、指示器51の検出回路にその
復調回路を設ければ、ノイズ光となる表示装置54から
の光やその他の迷光の影響を除去することができる。
The light emitted from the light emitting element 57 may be modulated light, or the light generated from the light emitting element 57 may be modulated, and the detection circuit of the indicator 51 may be provided with a demodulation circuit. If, for example, a pulse modulation of several MHz is performed, modulation is performed at a frequency that is not included in the frequency components of a normal fluorescent lamp or illumination, the light emitting element 57 emits light, and the demodulation circuit is provided in the detection circuit of the indicator 51. The influence of light from the display device 54 that becomes light and other stray light can be removed.
【0107】〔コードレス化のための実施例〕(図6) ところで、指示器51から出力する指示方向情報や前記
のようにスイッチ操作で得られた処理情報等を指示器5
1から計算機53に送信するには、コードレス化を考慮
すると、図1のように無線送信可能とする必要がある。
そのために、指示器51に情報を電波により送信するた
めの送信機を備え、計算機側には受信機を備えた構成が
有効である。
[Embodiment for cordless operation] (FIG. 6) By the way, the pointing direction information output from the pointing device 51, the processing information obtained by the switch operation as described above, and the like are stored in the pointing device 5.
In order to transmit from No. 1 to the computer 53, it is necessary to enable wireless transmission as shown in FIG.
Therefore, it is effective to provide the indicator 51 with a transmitter for transmitting information by radio waves and the computer with a receiver.
【0108】しかしながら、指示器51で表示画面52
上の位置を指示する際は、指示器51は常に表示画面5
2側を向いているので、請求項8の思想により、図6に
示すように、表示画面52側に受光素子62を設けて、
前記の計算機53に接続し、指示器51には、該受光素
子62に指示方向情報もしくは処理情報または両情報を
含む光を送出する発光素子51dを備えることもでき
る。
However, the indicator 51 displays the display screen 52
When indicating the upper position, the indicator 51 is always displayed on the display screen 5.
As shown in FIG. 6, the light receiving element 62 is provided on the display screen 52 side,
The indicator 51 may be provided with a light emitting element 51d that is connected to the computer 53 and sends out light including pointing direction information, processing information, or both information to the light receiving element 62.
【0109】従って、指示器51側の発光素子51d
で、表示画面52側の受光素子62に、指示器51によ
る指示方向情報や処理情報等を光信号によって送信する
と、受光素子62から計算機53に伝送されるので、電
波で送信する場合と同様にコードレス化される。発光素
子51dから出射する光は、赤外線を用いてテレビジョ
ンの遠隔操作等を行なう場合のように、光を情報信号で
変調した光信号であって、弱い光で足りるので、小型な
電源で足り、指示器51が小型軽量化される。
Therefore, the light emitting element 51d on the indicator 51 side
Then, when the pointing direction information, the processing information, and the like by the indicator 51 are transmitted to the light receiving element 62 on the display screen 52 side by an optical signal, the information is transmitted from the light receiving element 62 to the computer 53. Be cordless. The light emitted from the light emitting element 51d is an optical signal obtained by modulating the light with an information signal as in the case of performing a remote control of a television using infrared rays, and a weak light is sufficient. The indicator 51 is reduced in size and weight.
【0110】〔表示画面側の発光素子の実施例〕図7は
表示画面52側に設ける発光素子57の発光部の形状を
例示したものであり、(a)図は三角形状、(b)は二
つの細長い発光素子をT字状に組み合わせた例、(c)
は細長い発光部と点状の発光部を組み合わせた例であ
る。
[Embodiment of Light Emitting Element on Display Screen Side] FIGS. 7A and 7B show examples of the shape of the light emitting portion of the light emitting element 57 provided on the display screen 52 side. FIG. 7A shows a triangular shape, and FIG. Example in which two elongated light emitting elements are combined in a T shape, (c)
Is an example in which an elongated light emitting portion and a dot light emitting portion are combined.
【0111】このように、発光素子57の発光部を回転
対称でない形状とすることにより、指示器51内のCC
Dで発光部の形状を検出し計算機53が判断できるの
で、指示器51が軸回りで回転しても、指示方向情報か
ら指示者の手の動きを一義的に求めることができる。
As described above, by making the light emitting portion of the light emitting element 57 non-rotationally symmetric, the CC in the indicator 51
Since the computer 53 can detect the shape of the light emitting portion by D and determine the movement thereof, even if the indicator 51 rotates around the axis, the movement of the hand of the indicator can be uniquely obtained from the indication direction information.
【0112】従って、表示画面52側の発光素子57
は、1か所のみに設ければ足りる。なお、発光部の形状
が円形の場合は、2個の発光素子57を、表示画面52
の中心位置に対し回転対称でない位置に設けることで
も、同様な効果が得られる。3個以上の場合は、同一直
線上でなければ、同様な原理から、指示器の軸方向を一
義的に検出できる。
Therefore, the light emitting element 57 on the display screen 52 side
Need only be provided in one place. When the shape of the light emitting unit is circular, two light emitting elements 57 are displayed on the display screen 52.
The same effect can be obtained by providing a position that is not rotationally symmetric with respect to the center position. In the case of three or more, if not on the same straight line, the axial direction of the indicator can be uniquely detected from the same principle.
【0113】 〔三次元ポインティングシステムの実施例〕(図8) 図2の実施例では、同一平面内において4か所に発光素
子57を配置しているに対し、図8の実施例では、発光
素子を4か所以上に配置しているが、すべて同一面内に
配置するのではなく、奥行き方向の位置の異なる位置に
配設してある。その結果、指示器51と発光素子57-
1,57-2…との距離を求めることができるので、ちょ
うど三次元マウスと同じ要領で、指示器51を前後方向
に移動することで、奥行き方向の位置を指示することが
可能となる。従って、本発明の思想は、スクリーン状の
平坦な画面だけでなく、ポイント・マークを投影可能な
ものであれば立体をも含むため、「表示画面」には立体
状の指示対象物も含まれるものとする。
[Embodiment of Three-Dimensional Pointing System] (FIG. 8) In the embodiment of FIG. 2, the light-emitting elements 57 are arranged at four places in the same plane, whereas in the embodiment of FIG. Although the elements are arranged in four or more places, they are not arranged in the same plane but are arranged at different positions in the depth direction. As a result, the indicator 51 and the light emitting element 57-
Since it is possible to determine the distance from 1, 57-2,..., It is possible to indicate the position in the depth direction by moving the indicator 51 in the front-rear direction just in the same manner as a three-dimensional mouse. Therefore, the concept of the present invention includes not only a flat screen-shaped screen but also a three-dimensional object capable of projecting a point mark. Therefore, the “display screen” includes a three-dimensional pointing object. Shall be.
【0114】〔操作性を向上させるための実施例〕請求
項16の思想により、図9(a)に示すように、表示画
面52とは別に、表示画面52に対応した透明板63を
併用し、(b)のように指示器51の先端には、透明板
63に押し当てるタッチスイッチ51tを設けた構成と
する。
[Embodiment for Improving Operability] According to the concept of claim 16, as shown in FIG. 9A, a transparent plate 63 corresponding to the display screen 52 is used in addition to the display screen 52. (B), a touch switch 51t for pressing against the transparent plate 63 is provided at the tip of the indicator 51.
【0115】そして、タッチスイッチ51tが透明板6
3に当たったことをタッチスイッチ51tで検出する
と、計算機側では、ポイント・マークの移動ではなく、
指示器51の移動軌跡の残る描画であると判断し、表示
画面52上に指示器51の移動軌跡を残すように制御が
行なわれる。
Then, the touch switch 51t is connected to the transparent plate 6
When the touch switch 51t detects that the touch has hit 3, the computer does not move the point mark,
Judgment is made that the movement trajectory of the indicator 51 remains, and control is performed so that the movement trajectory of the indicator 51 is left on the display screen 52.
【0116】しかも、指示者は、指示器51のタッチス
イッチ51tを透明板63に当てた状態で指示器51を
移動するので、空間に文字や図を描くのと違って、紙面
等に筆記具で文字や図を描くのと全く同じ感覚で、違和
感無く意のままに、しかも精確に表示画面52上に文字
や図を描くことができる。
In addition, since the indicator 51 is moved while the touch switch 51t of the indicator 51 is in contact with the transparent plate 63, unlike a case where a character or a figure is drawn in a space, the indicator is written with a writing tool on paper. With the same feeling as drawing characters and figures, characters and figures can be drawn on the display screen 52 exactly as desired without any discomfort.
【0117】なお、図9(c)図のように、指示器51
の本体部から延びたアーム64の先端にタッチスイッチ
51tを設ければ、発光素子57からの光を通さない通
常の板65上であっても、アーム先端のタッチスイッチ
51tを押し当てることで、違和感なく文字等を書くこ
とができる。しかも、板65によって、発光素子57か
らの光が遮られることもない。
As shown in FIG. 9C, the indicator 51
If the touch switch 51t is provided at the tip of the arm 64 extending from the main body of the above, the touch switch 51t at the tip of the arm can be pressed even on a normal plate 65 that does not allow light from the light emitting element 57 to pass. You can write letters without any discomfort. Moreover, the light from the light emitting element 57 is not blocked by the plate 65.
【0118】図2の各実施例では、表示画面52の指示
位置に指示器51を向けることで指示を行なうため、表
示画面52が非常に大きい場合や、表示画面52の間近
で指示を行なう場合には、指示器51を大きく移動させ
なければならず、指示操作の負担が大きい。逆に、表示
画面52から遠い場所で指示操作する場合は、指示器を
少し動かしただけでも、表示画面52上ではポイント・
マークの移動量が大きすぎて、指示したい位置を行き過
ぎてしまう等、微妙な指示ができないといった欠点があ
る。
In each embodiment shown in FIG. 2, since the instruction is performed by pointing the indicator 51 at the indicated position on the display screen 52, the display screen 52 is very large, or the instruction is performed in the vicinity of the display screen 52. In this case, the indicator 51 must be largely moved, and the burden of the instruction operation is large. On the other hand, when the pointing operation is performed far from the display screen 52, even if the indicator is slightly moved, the point
There is a drawback in that a delicate instruction cannot be made, such as the mark moving amount is too large to go over a position to be instructed.
【0119】そこで、請求項17の思想により、図10
に示すように、ポイント・マーク56が表示される表示
画面52の領域に対し充分小さな領域66を想定し、こ
の領域66内で指示器51を移動すると、表示画面52
上にポイント・マーク56が表示されるようなプログラ
ムにしておく。
Therefore, according to the concept of claim 17, FIG.
As shown in the figure, assuming a sufficiently small area 66 with respect to the area of the display screen 52 where the point mark 56 is displayed, and moving the indicator 51 in this area 66, the display screen 52
A program in which a point mark 56 is displayed above is prepared.
【0120】そのためには、表示画面52に対し、実際
に指示器51を移動する領域66を縮小した関係に設定
しておく。すると、縮小領域66内において指示器51
がわずかに移動しても、その移動量が拡大されて表示画
面52におけるポイント・マーク56の動きとなり、指
示器を大きく移動したりする必要はない。
For this purpose, the area 66 where the pointer 51 is actually moved is set to a reduced relationship with respect to the display screen 52. Then, the indicator 51 in the reduced area 66
Is slightly moved, the movement amount is enlarged and the point mark 56 moves on the display screen 52, and it is not necessary to largely move the indicator.
【0121】縮小領域は、66aのように、表示画面5
2の一部に設定することもできる。すなわち、表示画面
52の指示者に最も近い位置に縮小領域66aを設定す
れば、指示者は、表示画面52上の一部の狭い領域66
aに向かって指示器51を移動するだけでよいので、指
示器51を大きく移動する必要はない。このように、表
示画面52の一部に縮小領域を設定する場合は、表示画
面52を縮小し、かつ平行移動した関係になる。
The reduced area is displayed on the display screen 5 as indicated by 66a.
2 can be set. That is, if the reduced area 66a is set at a position closest to the instructor on the display screen 52, the instructor can set a part of the narrow area 66a on the display screen 52.
Since it is only necessary to move the indicator 51 toward “a”, there is no need to largely move the indicator 51. As described above, when a reduction area is set in a part of the display screen 52, the display screen 52 is reduced and translated.
【0122】図示の例とは逆に、表示画面52から遠い
場所で指示操作を行なう場合は、指示者の位置から表示
画面52が遠いために、表示画面52が小さくなり、縮
小された関係となる。しかも、表示画面52から遠い
と、指示器51のわずかの移動量が表示画面52上では
拡大されるので、指示器51をわずかに移動しただけ
で、表示画面52上では大きな移動量となり、指示位置
を通過してしまう。
Contrary to the example shown in the figure, when the pointing operation is performed at a place far from the display screen 52, the display screen 52 becomes small because the display screen 52 is far from the position of the instructor. Become. Moreover, when the indicator 51 is far from the display screen 52, the slight movement amount of the indicator 51 is enlarged on the display screen 52. Therefore, the slight movement of the indicator 51 results in a large movement amount on the display screen 52. Pass through the position.
【0123】そのため、指示者から遠くて小さく見える
表示画面52に対し拡大した領域を指示者の近くに設定
し、拡大領域における指示器の移動量を縮小した移動量
を計算機で算出して、表示画面52に表示するようなプ
ログラムとする。その結果、遠くから小さな表示画面5
2上を直接指示する必要はないので、ポイント・マーク
56が行き過ぎるといった問題が解消される。
For this reason, an enlarged area of the display screen 52 that looks far and small from the instructor is set near the instructor, and the amount of movement of the indicator in the enlarged area is reduced by a computer to be displayed. The program is displayed on the screen 52. As a result, a small display screen 5 from a distance
Since it is not necessary to point directly on the second point, the problem that the point mark 56 goes too far is solved.
【0124】図11は一つの表示画面52に関して複数
の指示器51-1,51-2…を使用して、複数人で指示を
行なえるようにした例であり、電子会議システム等に適
している。このとき、請求項11の思想により、指示者
10-1が持っている指示器51-1では井桁状のポイント
・マーク56-1が表示されるのに対し、別の指示者10
-2が持っていることで、それぞれの指示器51-1,51
-2…ごとに、ポイント・マークの形状を変えておけば、
混乱する恐れはない。
FIG. 11 shows an example in which a plurality of indicators 51-1, 51-2,... Can be used by a plurality of persons for one display screen 52, and is suitable for an electronic conference system or the like. I have. At this time, according to the idea of claim 11, the indicator 51-1 held by the indicator 10-1 displays a point-shaped point mark 56-1 in the shape of a cross, while another indicator 10-1 is displayed.
-2 has each indicator 51-1 and 51
If you change the shape of the point mark for each -2 ...
There is no fear of confusion.
【0125】このように複数の指示器51-1,51-2…
を同時に使用可能とするために、それぞれの指示器51
-1,51-2…ごとに、計算機側から高速かつ周期的に時
間を割り当てると、各指示者は計算機側からの割り当て
時間を意識することなしに、複数人が同時に指示操作を
行なうことができる。
As described above, the plurality of indicators 51-1, 51-2 ...
In order to be able to use simultaneously, each indicator 51
If the computer allocates time at high speed and periodically for each of -1, 51-2..., Multiple instructors can simultaneously perform the instruction operation without being aware of the allocated time from the computer. it can.
【0126】割当て方式としては、各指示器51-1,5
1-2…が有線で計算機側と接続されている場合は、スイ
ッチ回路により各指示器51-1,51-2…を順次切り換
えて、計算機から動作有効指示器を指定することができ
る。無線で接続されている場合は、各指示器51-1,5
1-2…毎に変調方式やキャリア周波数を変えることで実
現できる。さらに、計算機から送出許可を受けた指示器
のみが出力情報を送出可能とすることによっても、各指
示器51-1,51-2…の指示位置を弁別することができ
る。
As an assignment method, each of the indicators 51-1 and 5-1, 5
.. Are connected to the computer side by wire, the indicators 51-1, 51-2,... Are sequentially switched by a switch circuit, and an operation validity indicator can be designated from the computer. When wirelessly connected, each indicator 51-1, 5
It can be realized by changing the modulation method and carrier frequency for each 1-2. Furthermore, the designated positions of the indicators 51-1, 51-2,... Can also be discriminated by enabling only the indicator that has received the sending permission from the computer to send the output information.
【0127】 〔指示器の第4実施例〕(図12,13,14) 図12及び図13に示すように、指示器70は、図2及
び図3の指示器51の一部を構成する凸レンズ51gに
代えて、円板状のアパーチャマスク71を有する構成で
ある。
[Fourth Embodiment of Indicator] (FIGS. 12, 13, and 14) As shown in FIGS. 12 and 13, the indicator 70 constitutes a part of the indicator 51 of FIGS. 2 and 3. This is a configuration having a disk-shaped aperture mask 71 instead of the convex lens 51g.
【0128】アパーチャマスク71は、その中央に、孔
72を有する。
The aperture mask 71 has a hole 72 at the center.
【0129】座標系の4つの象限に対応した光電変換素
子73は入射する光の位置のXY座標を検出することが
可能で、アパーチャマスク71の孔72を通過して光が
入射すると各素子に分割された光電流が出力される。
The photoelectric conversion elements 73 corresponding to the four quadrants of the coordinate system can detect the XY coordinates of the position of the incident light. When the light passes through the hole 72 of the aperture mask 71, the light enters each element. The divided photocurrent is output.
【0130】出力信号は演算・増幅回路59,A/Dコ
ンバータ60,及びインターフェース回路61を経由し
て図1中の計算機53に入力されており、複数箇所から
順次入射された光の座標から計算機は指示器70が指し
ている方向を検知し表示画面上の位置を算出する。
The output signal is input to the computer 53 in FIG. 1 via the operation / amplification circuit 59, the A / D converter 60, and the interface circuit 61, and is calculated based on the coordinates of light sequentially incident from a plurality of places. Detects the direction pointed by the indicator 70 and calculates the position on the display screen.
【0131】図14に示す如く4隅から出る光が孔72
を通過して4象限に対応する光電変換素子73a,73
b,73c,73dに入射すると、それぞれの光電変換
素子の出力関係から光が入射した位置の座標情報に関す
る信号がデジタル信号化されて順次上記の計算機53に
入力される。
As shown in FIG. 14, light emitted from the four corners
And photoelectric conversion elements 73a and 73 corresponding to four quadrants
When the light enters b, 73c, and 73d, a signal relating to coordinate information of the position where light is incident is converted into a digital signal from the output relationship of the respective photoelectric conversion elements, and is sequentially input to the computer 53.
【0132】計算機53は光電変換素子73a,73
b,73c,73dから出力される信号により光が入射
した位置の重心74を算出して、重心74と孔72を通
る線の方向、即ち、指示器70が指す方向を検知して表
示画面上に十字や矢印等のマークを投影する。
The computer 53 comprises photoelectric conversion elements 73a, 73
b, 73c, 73d, the center of gravity 74 at the position where the light is incident is calculated, and the direction of the line passing through the center of gravity 74 and the hole 72, that is, the direction indicated by the indicator 70 is detected and displayed on the display screen. A mark such as a cross or an arrow.
【0133】例えば、孔72を通過し光電変換素子に順
次入射する光の入射位置の重心74が光電変換素子の原
点と重なる場合、指示器70が指している方向は4隅の
光源57a,57b,57c及び57dから等距離にあ
る表示画面52上の中心、即ち、原点に当たる。
For example, when the center of gravity 74 of the incident position of the light passing through the hole 72 and sequentially entering the photoelectric conversion element overlaps the origin of the photoelectric conversion element, the direction pointed by the indicator 70 is the light sources 57a, 57b at the four corners , 57c and 57d, the center of the display screen 52 equidistant from the center, that is, the origin.
【0134】また、重心74が光電変換素子の原点に位
置する場合におけるそれぞれの光の入射位置から表示画
面52上の位置と、光電変換素子73a,73b,73
c,73dの出力を対応させることができ指示器70の
方向から指示位置の算出が可能になる。
When the center of gravity 74 is located at the origin of the photoelectric conversion element, the position on the display screen 52 from the incident position of each light and the photoelectric conversion elements 73a, 73b, 73
The outputs of c and 73d can be made to correspond to each other, and the pointing position can be calculated from the direction of the indicator 70.
【0135】即ち、指示者が指示器70により表示画面
52上の位置を指したとき重心74が光電変換素子の原
点から外れている場合、重心74の座標に対応する表示
画面52上の位置を算出することによって指示者が指示
した位置を特定することができる。
That is, when the indicator 70 points to a position on the display screen 52 by the indicator 70, if the center of gravity 74 is out of the origin of the photoelectric conversion element, the position on the display screen 52 corresponding to the coordinates of the center of gravity 74 is determined. By calculating, the position designated by the instructor can be specified.
【0136】なお、光電変換素子73a,73b,73
c,73dとその前に配設されたアパーチャマスク71
の間隔が固定されていると、指示器70から表示画面5
2までの距離が変わる都度、孔72を原点とする光源5
7a,57b,57c及び57dの開き角度が変動す
る。
Note that the photoelectric conversion elements 73a, 73b, 73
c, 73d and an aperture mask 71 disposed in front thereof
Is fixed, the indicator 70 displays the display screen 5
Light source 5 having hole 72 as the origin every time the distance to 2 changes
The opening angles of 7a, 57b, 57c and 57d vary.
【0137】その結果、指示器70が表示画面52上に
近づくと光源から出る光が光電変換素子73a,73
b,73c,73dに入射しても、指示器70の指す方
向が変わると一部の光が光電変換素子73a,73b,
73c,73dから外れ重心74の算出が不可能にな
る。
As a result, when the indicator 70 approaches the display screen 52, the light emitted from the light source is converted to the photoelectric conversion elements 73a and 73a.
b, 73c, 73d, when the direction pointed by the indicator 70 changes, a part of the light is converted into the photoelectric conversion elements 73a, 73b, 73d.
Deviated from 73c and 73d, the calculation of the center of gravity 74 becomes impossible.
【0138】また、表示画面52から離れるに伴い表示
画面52に対応する光電変換素子73a,73b,73
c,73dの出力の比が小さくなり、重心74の座標に
対応する表示画面52上の位置を算出し指示した位置を
特定する際の精度が低下するという問題がある。
As the display screen 52 is moved away, the photoelectric conversion elements 73a, 73b, 73 corresponding to the display screen 52 are displayed.
There is a problem that the ratio of the outputs of c and 73d becomes small, and the accuracy of calculating the position on the display screen 52 corresponding to the coordinates of the center of gravity 74 and specifying the pointed position decreases.
【0139】かかる問題に対処する手段として光電変換
素子73の前方に配設されケーシング58に支承された
アパーチャマスク71を、例えば、レバー等を回動させ
ケーシング58の軸方向に移動させることによって適度
な角度を得ることが可能になる。
As a means for dealing with such a problem, the aperture mask 71 provided in front of the photoelectric conversion element 73 and supported by the casing 58 is appropriately moved by, for example, rotating a lever or the like in the axial direction of the casing 58. Angle can be obtained.
【0140】このようにケーシング内に装着された光が
入射した位置のXY座標を検出可能な光電変換素子と、
光電変換素子の前方に配設された周縁部がケーシングに
よって支承されてなるアパーチャマスクを有し、表示画
面又は表示画面の近傍から出射された光がアパーチャマ
スクに設けられた孔を通過し、空間を経由してXY座標
を検出可能な光電変換素子に入射するように指示器を構
成することによって、計算機及び表示装置に近い位置か
ら表示画面上の特定位置を明確に指示することが可能に
なり、軽量で視聴者の視界を遮ることなく特定位置を的
確に明示できるポインティングシステムを実現すること
ができる。
The photoelectric conversion element mounted in the casing and capable of detecting the XY coordinates of the position where the light enters as described above,
A peripheral portion disposed in front of the photoelectric conversion element has an aperture mask supported by a casing, and light emitted from the display screen or the vicinity of the display screen passes through a hole provided in the aperture mask, and a space. It is possible to clearly indicate a specific position on the display screen from a position close to the computer and the display device by configuring the indicator so as to be incident on the photoelectric conversion element capable of detecting the XY coordinates via the. In addition, it is possible to realize a pointing system that is lightweight and can clearly specify a specific position without obstructing the field of view of a viewer.
【0141】〔指示器の第5実施例〕(図15) 図15の指示器80は、表示画面52の中心から偏倚し
た位置に位置する単一の光源、例えば表示画面52の一
のコーナ部の一の光源57aを利用する場合に適した構
成としたものである。
[Fifth Embodiment of Indicator] (FIG. 15) An indicator 80 shown in FIG. 15 is a single light source located at a position deviated from the center of the display screen 52, for example, one corner of the display screen 52. This is a configuration suitable for using one light source 57a.
【0142】光源57aは、計算機53(図1参照)と
は独立した光源である(図20参照)。
The light source 57a is a light source independent of the computer 53 (see FIG. 1) (see FIG. 20).
【0143】アパーチャマスク81がケーシング82
に、回動可能に、且つ所望の回動位置に固定可能に設け
てある。
The aperture mask 81 is a casing 82
In addition, it is provided so as to be rotatable and fixable at a desired rotation position.
【0144】孔83は、アパーチャマスク81の中心8
1aから外れた位置、例えばアパーチャマスク81の周
辺近傍の位置に形成してある。
The hole 83 is located at the center 8 of the aperture mask 81.
1a, for example, at a position near the periphery of the aperture mask 81.
【0145】このため、指示器80を、一定の方向に向
けて固定し、アパーチャマスク81を回動させると、光
源57aより出射した光のうち孔83を通った光線が、
光電変換素子73を照射する位置を、変えることが可能
となる。
For this reason, when the indicator 80 is fixed in a fixed direction and the aperture mask 81 is rotated, the light emitted from the light source 57a and passing through the hole 83 becomes
The irradiation position of the photoelectric conversion element 73 can be changed.
【0146】指示者は、説明のために立つ位置におい
て、指示器80を予め次のように調整し、使用する。
The indicator is adjusted and used as follows in advance in the position where the indicator stands for explanation.
【0147】図15に示すように、指示器80を軸80
aが表示画面52の中央を指すように向け(この位置を
基準の位置という)、この状態でアパーチャマスク81
を適宜回動させ、光源57aより出て孔83を通った光
線が、光電変換素子73の原点84にスポット85とし
て照射するように調整する。
[0147] As shown in FIG.
a is pointed to the center of the display screen 52 (this position is referred to as a reference position).
Is adjusted appropriately so that the light beam emitted from the light source 57a and passing through the hole 83 is irradiated as a spot 85 on the origin 84 of the photoelectric conversion element 73.
【0148】これにより、指示器80を、表示画面52
の中心を向けた状態を基準として、表示画面52の中心
から外れた位置を指し示したときに、スポット85は、
原点84を中心として変位する。
As a result, the indicator 80 is displayed on the display screen 52.
When pointing to a position deviated from the center of the display screen 52 with reference to the state where the center is oriented, the spot 85
Displaced about the origin 84.
【0149】従って、指示器80を上記基準の位置を中
心に振った場合に、スポット85を光電変換素子73の
周縁にまで到らしめる振り角度は、上下左右のいずれの
方向についても略同じ角度となる。
Therefore, when the indicator 80 is swung about the reference position, the swing angle at which the spot 85 reaches the periphery of the photoelectric conversion element 73 is substantially the same in all directions, up, down, left, and right. Becomes
【0150】この結果、光電変換素子73が限られた大
きさであるという条件の下において、指示器80を振る
ことが出来る領域を、表示画面52の中心を中心として
全方向に等しくとることが出来、指示器80を表示画面
52のどの位置を指し示した場合にも、指示器80から
は、これに応じた情報を得ることが出来る。
As a result, under the condition that the size of the photoelectric conversion element 73 is limited, the area in which the indicator 80 can be swung can be made equal in all directions with the center of the display screen 52 as the center. Thus, no matter where the indicator 80 is pointed on the display screen 52, information corresponding to this can be obtained from the indicator 80.
【0151】なお、アパーチャマスクの孔がアパーチャ
マスクの中心にある場合には、指示器を画面中心を向け
たときのスポットの位置が光電変換素子の中心から外れ
た位置となる。この結果、指示器を光源より離れる方向
に振った場合に、スポットが光電変換素子からすぐに外
れてしまい、情報を出力出来なくなり、表示画面の大き
さによっては、マークを表示できなくなる領域が出てく
る虞れがある。本実施例は、この不都合を無くしたもの
である。
When the aperture mask hole is located at the center of the aperture mask, the position of the spot when the indicator is directed toward the center of the screen is a position deviated from the center of the photoelectric conversion element. As a result, when the indicator is shaken in a direction away from the light source, the spot immediately comes off the photoelectric conversion element, and information cannot be output, and depending on the size of the display screen, an area where a mark cannot be displayed appears. May come. This embodiment eliminates this inconvenience.
【0152】また、本実施例の指示器80は、図20及
び図26のシステムに適用して有効である。
The indicator 80 of this embodiment is effective when applied to the systems shown in FIGS.
【0153】〔指示器の第6実施例〕(図16,17) 図16の指示器90は、ケーシング91の先端にアパー
チャマスク92を有し、ケーシング91の内部に光電変
換素子93を有する構成である。
[Sixth Embodiment of Indicator] (FIGS. 16 and 17) The indicator 90 shown in FIG. 16 has an aperture mask 92 at the tip of a casing 91 and a photoelectric conversion element 93 inside the casing 91. It is.
【0154】図17に併せて示すように、アパーチャマ
スク92には、その中心線がほぼ直交するように二つの
スリット94a,94bが十字形状に形成してある。
As shown in FIG. 17, two slits 94a and 94b are formed in the aperture mask 92 in a cross shape so that the center lines thereof are substantially perpendicular to each other.
【0155】光電変換素子93は、中央の直交する二つ
の直線状光電変換素子95a,95bよりなる。一の直
線状光電変換素子95aは、スリット94bと直交して
おり、別の直線状光電変換素子95bは、スリット94
aと直交している。
The photoelectric conversion element 93 is composed of two linear photoelectric conversion elements 95a and 95b orthogonal to each other at the center. One linear photoelectric conversion element 95a is orthogonal to the slit 94b, and another linear photoelectric conversion element 95b is
It is orthogonal to a.
【0156】一の直線状光電変換素子95aが、光の入
射位置のx座標を検出し、別の直線状光電変換素子95
bが、光の入射位置のy座標を検出する。
One linear photoelectric conversion element 95a detects the x-coordinate of the incident position of light, and the other linear photoelectric conversion element 95a
b detects the y coordinate of the light incident position.
【0157】〔指示器の第7実施例〕(図18,19) 図18の指示器100は、ケーシング101の先端にア
パーチャマスク102を有し、ケーシング101の内部
に光電変換素子103を有する構成である。
[Seventh Embodiment of Indicator] (FIGS. 18 and 19) The indicator 100 shown in FIG. 18 has an aperture mask 102 at the tip of a casing 101 and a photoelectric conversion element 103 inside the casing 101. It is.
【0158】図19に併せて示すように、アパーチャマ
スク102には、二つのスリット104a,104b
が、夫々の中心線の延長線がほぼ直交するように、即ち
略L字形状に形成してある。
As shown in FIG. 19, the aperture mask 102 has two slits 104a and 104b.
However, they are formed such that the extension lines of the respective center lines are substantially orthogonal, that is, substantially L-shaped.
【0159】光電変換素子103は、スリット104b
と直交している一の直線状光電変換素子105aと、ス
リット104aと直交している別の直線状光電変換素子
105bとよりなる。
The photoelectric conversion element 103 has a slit 104b.
And a linear photoelectric conversion element 105b orthogonal to the slit 104a.
【0160】直線状光電変換素子105a,105b
は、略逆L字状をなしている。
Linear photoelectric conversion elements 105a, 105b
Has a substantially inverted L-shape.
【0161】一の直線状光電変換素子105bが、光の
入射位置のx座標を検出、別の直線状光電変換素子10
5aがy座標を検出する。
One linear photoelectric conversion element 105b detects the x-coordinate of the incident position of light, and the other linear photoelectric conversion element 105b
5a detects the y coordinate.
【0162】〔光学式ポインティングシステムの第6実
施例〕(図20,21,22) 図20は本発明の第6実施例の光学式ポインティングシ
ステム110を示す。
[Sixth Embodiment of Optical Pointing System] (FIGS. 20, 21 and 22) FIG. 20 shows an optical pointing system 110 according to a sixth embodiment of the present invention.
【0163】同図中、図1に示す構成部分と対応する部
分には同一符号を付す。
In the figure, parts corresponding to those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0164】111は参照光源としての光源装置であ
り、表示画面52の左下のコーナ部112に設けてあ
る。
[0164] Reference numeral 111 denotes a light source device as a reference light source, which is provided at a lower left corner 112 of the display screen 52.
【0165】光源装置111は、図21に示すように、
電源113が組込まれている本体114,本体114内
の光源としての白熱灯115,白熱灯115の前面を覆
うフィルタ116よりなる。
As shown in FIG. 21, the light source device 111 includes:
It comprises a main body 114 in which a power supply 113 is incorporated, an incandescent lamp 115 as a light source in the main body 114, and a filter 116 for covering the front surface of the incandescent lamp 115.
【0166】フィルタ116は、可視光を吸収し、赤外
線を透過させる特性を有する。これにより、光源装置1
11は目立たないものとなっている。
The filter 116 has a characteristic of absorbing visible light and transmitting infrared light. Thereby, the light source device 1
11 is inconspicuous.
【0167】光源111は、計算機53によって制御さ
れていない光源、即ち計算機53とは独立の光源であ
る。
The light source 111 is a light source not controlled by the computer 53, that is, a light source independent of the computer 53.
【0168】このため、図1に示すように、光源57を
計算機53によって制御するシステム50に比べて、計
算機53と光源111とをコード等で接続する必要はな
く、また、指示器120も受光のタイミングを定める手
段等を不要とし得、システム110は、図1のシステム
50に比べて簡単である。
Therefore, as shown in FIG. 1, unlike the system 50 in which the light source 57 is controlled by the computer 53, it is not necessary to connect the computer 53 and the light source 111 with a cord or the like. The system 110 is simpler than the system 50 of FIG.
【0169】白熱灯115は、常時点灯しており、光源
111からは、赤外光117が放射されている。
The incandescent lamp 115 is always on, and the light source 111 emits infrared light 117.
【0170】光源装置111は、所定のワットを有し、
指示者10が作業を行う作業空間118内の光量の約1
0倍以上の光量を放射する。外乱光によるノイズの影響
を本来の信号に対して相対的に十分に低く抑えるためで
ある。
The light source device 111 has a predetermined watt,
Approximately 1 of the light amount in the work space 118 where the pointer 10 works.
Emit 0 times or more light quantity. This is because the influence of noise due to disturbance light is sufficiently reduced relatively to the original signal.
【0171】図22は、図20中、指示者10が使用す
る指示器120を示す。
FIG. 22 shows an indicator 120 used by the indicator 10 in FIG.
【0172】指示器120は、図16の指示器90と同
じく、十字状のスリット121を有するアパーチャマス
ク122と、十字状に配された直線状光電変換素子12
3,124とを有する。
The indicator 120 is, like the indicator 90 in FIG. 16, an aperture mask 122 having a cross-shaped slit 121 and a linear photoelectric conversion element 12 arranged in a cross.
3,124.
【0173】指示者10が指示器120を表示画面52
に向けると、光源装置111よりの光がスリット121
を通って指示器120内に入り、光電変換素子123,
124の個所に、十字状のパターン125が形成され、
各光電変換素子123,124が電流を出力する。
The indicator 10 displays the indicator 120 on the display screen 52.
, Light from the light source device 111 passes through the slit 121.
And enters the indicator 120 through the photoelectric conversion element 123,
A cross-shaped pattern 125 is formed at 124 places,
Each of the photoelectric conversion elements 123 and 124 outputs a current.
【0174】素子123よりの出力電流は、I/V変換
回路126-1により電圧に変換され、増幅回路127-1
で増幅され、アナログスイッチ128に加えられる。
The output current from the element 123 is converted into a voltage by the I / V conversion circuit 126-1.
And is applied to the analog switch 128.
【0175】素子124よりの出力電圧は、I/V変換
回路126-2により電圧に変換され、増幅回路127-2
で増幅され、アナログスイッチ128に加えられる。
The output voltage from the element 124 is converted into a voltage by the I / V conversion circuit 126-2,
And is applied to the analog switch 128.
【0176】上記の二つのチャンネルの電圧信号は、M
PU(マイクロプロセッサユニット)130からのチャ
ンネル切換え信号によって切り換えられて、順次A/D
コンバータ129に加えられ、ディジタル信号に変換さ
れ、MPU130に供給される。
The voltage signals of the two channels are M
A / D are sequentially switched by a channel switching signal from a PU (microprocessor unit) 130,
The signal is applied to the converter 129, converted into a digital signal, and supplied to the MPU 130.
【0177】MPU130は、第1には、指示器120
の軸131が、指示器120と光源装置111とを結ぶ
線132に対して張る角度θの変化の程度を算出する。
First, the MPU 130 includes the indicator 120
Calculates the degree of change of the angle θ that the axis 131 extends with respect to the line 132 connecting the indicator 120 and the light source device 111.
【0178】MPU130の出力は、インタフェース回
路132を介して計算機53へ送られ、計算機53が計
算して、表示画面52A上のマーク56Aが移動され
る。これにより、表示装置54によって表示されている
表示画面52上のマーク56も対応して移動される。マ
ーク56は丁度指示器120の軸131が指す方向の位
置に表示される。
The output of the MPU 130 is sent to the computer 53 via the interface circuit 132, and the computer 53 calculates and moves the mark 56A on the display screen 52A. Accordingly, the mark 56 on the display screen 52 displayed by the display device 54 is also moved correspondingly. The mark 56 is displayed at a position just in the direction indicated by the axis 131 of the indicator 120.
【0179】MPU130は、第2には、D/Aコンバ
ータ134に制御信号を出力する。
Second, the MPU 130 outputs a control signal to the D / A converter 134.
【0180】D/Aコンバータ134は、増幅率制御信
号を増幅回路127-1,127-2に加える。
The D / A converter 134 applies an amplification factor control signal to the amplifier circuits 127-1, 127-2.
【0181】これにより、指示器120の光源装置11
1からの距離の変化による指示器120へ入射する光量
の変化(指示器120が光源装置111から離すと、指
示器120の受光量は、指示器と光源装置との距離の二
乗に反比例して減る)、及び作業空間118の光量の変
化に対応して、増幅器127-1,127-2の増幅率が制
御され、受光量が変化した場合であっても、増幅器12
7-1,127-2は所定レベルの電圧を出力する。
Thus, the light source device 11 of the indicator 120
A change in the amount of light incident on the indicator 120 due to a change in the distance from 1 (when the indicator 120 is separated from the light source device 111, the amount of light received by the indicator 120 is inversely proportional to the square of the distance between the indicator and the light source device). The gains of the amplifiers 127-1 and 127-2 are controlled in accordance with the change in the amount of light in the work space 118, and even when the amount of received light changes, the amplifier 12
7-1 and 127-2 output a voltage of a predetermined level.
【0182】従って、指示器120の受光量が低下して
も、マーク56は正常に表示される。
Therefore, even if the amount of light received by the indicator 120 decreases, the mark 56 is displayed normally.
【0183】〔光源装置の第1の変形例〕(図23) 図20において、指示器120は指示者10が手に持っ
て操作するものであり、動かされる範囲は、高さ方向上
は限定されている。
[First Modification of Light Source Device] (FIG. 23) In FIG. 20, the indicator 120 is operated by the indicator 10 while holding it in the hand, and the range of movement is limited in the height direction. Have been.
【0184】本変形例及び以下の変形例は、上記のこと
に基づいている。
This modification and the following modifications are based on the above.
【0185】図23に示すように、光源装置140は、
無指向性のLED141と、この直前に水平の向きに配
設された円柱状凸レンズ142とよりなる構成である。
As shown in FIG. 23, the light source device 140
This is a configuration including an omnidirectional LED 141 and a cylindrical convex lens 142 disposed immediately before this in a horizontal direction.
【0186】LED141は、円柱状凸レンズ142の
焦点143よりレンズ142側に若干偏倚して配してあ
る。
The LED 141 is arranged slightly deviated from the focal point 143 of the cylindrical convex lens 142 toward the lens 142.
【0187】これにより、光源装置140からは、光が
垂直方向についてみると、拡がり角度αを5〜10°に
抑えられて、水平方向についてみると、拡がり角度βが
約90°と大きく拡がって放射される。
Thus, from the light source device 140, when the light is viewed in the vertical direction, the spread angle α is suppressed to 5 to 10 °, and when viewed in the horizontal direction, the spread angle β is greatly expanded to about 90 °. Radiated.
【0188】従って、光源装置140は、指示器120
が動かされる領域に限定して、光を放射する構成である
ため、光を全方位に放射する場合に比べて、光が有効に
利用され、指示器120に入射する光のパワー密度が1
0倍程度高くなる。
Therefore, the light source device 140 is
Is limited to an area where the light is moved, the light is effectively used and the power density of the light incident on the indicator 120 is 1 as compared with the case where the light is emitted in all directions.
It is about 0 times higher.
【0189】この結果、指示器120は、S/N比の高
い信号を出力し、表示画面上のマークは安定に移動され
る。
As a result, the indicator 120 outputs a signal having a high S / N ratio, and the mark on the display screen is moved stably.
【0190】〔光源装置の第2の変形例〕(図24
(A),(B)) 図24(A),(B)は、光源として高指向性を有する
ものを使用した光源装置150を示す。
[Second Modification of Light Source Device] (FIG. 24)
(A), (B)) FIGS. 24A and 24B show a light source device 150 using a light source having high directivity.
【0191】レンズ付きLED151は、レンズ152
を備えており、高指向性を有する。
The LED with lens 151 is
And has high directivity.
【0192】光源装置150は、レンズ付きLED15
1の前側に円柱状凹レンズ153を垂直に設けた構成で
ある。
The light source device 150 is an LED 15 with a lens.
This is a configuration in which a cylindrical concave lens 153 is provided vertically on the front side of the lens 1.
【0193】円柱状凹レンズ153によって、光線は図
24(A)中符号154で示すように、水平方向に拡げ
られる。
The light beam is spread in the horizontal direction by the cylindrical concave lens 153 as shown by reference numeral 154 in FIG.
【0194】〔光源装置の第3の変形例〕(図25
(A),(B)) 図25(A),(B)の光源装置160は、図20中表
示画面52を向けて配された無指向性のLED161
と、LED161よりの光を、垂直方向については拡が
りを制限して、水平方向については広く拡がるように反
射させる円筒状の凹面反射鏡162よりなる構成であ
る。
[Third Modification of Light Source Device] (FIG. 25)
(A), (B)) The light source device 160 of FIGS. 25 (A), (B) is a non-directional LED 161 arranged with the display screen 52 facing in FIG.
And a cylindrical concave reflecting mirror 162 that reflects the light from the LED 161 so as to limit the spread in the vertical direction and to spread widely in the horizontal direction.
【0195】〔光学式ポインティングシステムの第7実
施例〕(図26) 図26の光学式ポインティングシステム170は、表示
画面52のコーナ部112に赤外光スポット171を形
成し、この赤外光スポット171を光源として利用する
構成である。
[Seventh Embodiment of Optical Pointing System] (FIG. 26) The optical pointing system 170 of FIG. 26 forms an infrared light spot 171 in the corner portion 112 of the display screen 52, and 171 is used as a light source.
【0196】赤外光スポット171は、OHP172の
一部に設けた赤外光源173よりの赤外光を、OHP1
72により投射することにより形成されている。
The infrared light spot 171 emits infrared light from an infrared light source 173 provided in a part of the OHP 172,
It is formed by projecting with the reference numeral 72.
【0197】〔光学式ポインティングシステムの第8実
施例〕(図27) 図27の光学式ポインティングシステム180は、表示
画面52の中央に赤外光スポット181を形成し、この
赤外光スポット181を光源として利用する構成であ
る。
[Eighth Embodiment of Optical Pointing System] (FIG. 27) The optical pointing system 180 of FIG. 27 forms an infrared light spot 181 at the center of the display screen 52, and This is a configuration used as a light source.
【0198】赤外光スポット181は、OHP172と
並べて配設してある赤外光源182による投射によって
形成されている。
The infrared light spot 181 is formed by projection by an infrared light source 182 arranged side by side with the OHP 172.
【0199】光源の位置が表示画面52の中央に位置し
ているため、指示器の向きとマークの位置をより近づけ
ることができる。
Since the position of the light source is located at the center of the display screen 52, the direction of the indicator and the position of the mark can be made closer.
【0200】〔光学式ポインティングシステムの第9実
施例〕(図28) 図28の光学式ポインティングシステム190は、表示
画面52自体を光源として利用する構成である。
[Ninth Embodiment of Optical Pointing System] (FIG. 28) The optical pointing system 190 shown in FIG. 28 is configured to use the display screen 52 itself as a light source.
【0201】OHP172を使用した投射は、薄暗い部
屋で行われる。
The projection using the OHP 172 is performed in a dark room.
【0202】このため、表示画面52からの反射光は、
作業空間の光に比べて十分に強い。従って、表示画面5
2自体が参照光源として利用可能である。
For this reason, the reflected light from the display screen 52 is
It is strong enough compared to the light in the work space. Therefore, the display screen 5
2 itself can be used as a reference light source.
【0203】〔光学式ポインティングシステムの第10
実施例〕(図29,30) 先に説明した図1,図2,図20,図26,図27,図
28の光学式ポインティングシステムは、光源を表示画
面の方向に設けた構成である。
[Tenth Optical Optical System]
Embodiment] (FIGS. 29 and 30) The optical pointing systems of FIGS. 1, 2, 20, 26, 27, and 28 described above have a configuration in which a light source is provided in the direction of the display screen.
【0204】以下に説明する第10,第11,第12実
施例は、光源を、スクリーン方向とは異なる方向に設け
た構成である。
In the tenth, eleventh, and twelfth embodiments described below, the light sources are provided in a direction different from the screen direction.
【0205】図29の光学式ポインティングシステム1
90は、天井192に配された光源191を参照光源と
して利用し、且つ特別の指示器193を使用する構成で
ある。
The optical pointing system 1 shown in FIG.
Reference numeral 90 denotes a configuration in which the light source 191 provided on the ceiling 192 is used as a reference light source and a special indicator 193 is used.
【0206】指示器193は、ピストル型であり、グリ
ップ194を有するケーシング195と、ケーシング1
95の頂部に回動可能に設けてあり、孔196を中央に
有するアパーチャマスク197と、アパーチャマスク1
97の下側に、アパーチャマスク197と一体的に設け
てある光電変換素子198と、アパーチャマスク197
の上面に、軸199を中心に傾斜角を変更可能に設けて
ある反射鏡200とよりなる構成である。
The indicator 193 is a pistol type and has a casing 195 having a grip 194 and a casing 1.
95, an aperture mask 197 rotatably provided at the top of the aperture mask 195 and having a hole 196 at the center thereof;
97, a photoelectric conversion element 198 provided integrally with the aperture mask 197, and an aperture mask 197.
And a reflecting mirror 200 provided on the upper surface of the lens so as to be able to change the inclination angle about the axis 199.
【0207】指示者10は、説明を行なう位置におい
て、指示器193を持ち、印201を表示画面52の中
央に向け、この状態でアパーチャマスク197を矢印2
02方向に適宜回動させ、また反射鏡200を矢印20
3の方向に適宜動かし、天井192の光源191からの
光線204が反射鏡200で反射されて曲げられ、孔1
96を通って光電変換素子198の中心を照射するよう
に調整し、アパーチャマスク197及び反射鏡200を
その状態に固定する。
The indicator 10 holds the indicator 193 at the position to be explained, and turns the mark 201 toward the center of the display screen 52, and in this state, points the aperture mask 197 at the arrow 2
02, and the reflecting mirror 200 is moved
3, the light beam 204 from the light source 191 on the ceiling 192 is reflected by the reflecting mirror 200 and bent, and the hole 1
Adjustment is performed so that the center of the photoelectric conversion element 198 passes through the aperture 96, and the aperture mask 197 and the reflecting mirror 200 are fixed in that state.
【0208】指示器193は、上記のように調整された
状態で使用され、前記の場合と同じく、表示画面52上
指示器193のマーク201を向けた部位に、マーク5
6が表示される。
The indicator 193 is used in the state adjusted as described above, and the mark 5 is placed on the portion of the display screen 52 where the mark 201 is directed, as in the above case.
6 is displayed.
【0209】〔光学式ポインティングシステムの第11
実施例〕(図31) 図32の光学式ポインティングシステム210は、床2
11上に置いた光源212を参照光源として利用し、且
つ上記の指示器193を使用した構成である。
[Eleventh Point of Optical Pointing System]
Embodiment] (FIG. 31) The optical pointing system 210 of FIG.
In this configuration, the light source 212 placed on the light source 11 is used as a reference light source, and the indicator 193 is used.
【0210】指示器193は、前記と同じく、アパーチ
ャマスク197及び反射鏡200を、光源212よりの
光線213を、光電変換素子に導くように適宜調整した
上で使用する。
As described above, the indicator 193 is used after appropriately adjusting the aperture mask 197 and the reflecting mirror 200 so as to guide the light beam 213 from the light source 212 to the photoelectric conversion element.
【0211】〔光学式ポインティングシステムの第12
実施例〕(図32) 図31の光学式ポインティングシステム220は、指示
者10が例えば腰の部分に付けた光源221を参照光源
として利用し、且つ特殊の指示器222を使用する構成
である。
[Twelfth of the optical pointing system]
Embodiment] (FIG. 32) The optical pointing system 220 of FIG. 31 has a configuration in which the light source 221 attached to, for example, the waist of the indicator 10 is used as a reference light source and a special indicator 222 is used.
【0212】指示器222は、表示画面52側の反対側
に、アパーチャマスク223及び光電変換素子224を
有し、光源221よりの光を受光し、指示器222自体
の光源221を基準とする向きの情報を出力する。
The indicator 222 has an aperture mask 223 and a photoelectric conversion element 224 on the side opposite to the display screen 52 side, receives light from the light source 221, and has an orientation with respect to the light source 221 of the indicator 222 itself. Output information.
【0213】 〔指示器の第9実施例〕(図33,34,35) 図33の指示器230は、図20,図26,図27,図
28の光学式ポインティングシステムにおいて使用され
ている指示器120に代えて使用しうるものである。
[Ninth Embodiment of Indicator] (FIGS. 33, 34 and 35) The indicator 230 shown in FIG. 33 is an indicator used in the optical pointing system shown in FIGS. 20, 26, 27 and 28. It can be used in place of the vessel 120.
【0214】指示器230は、ケーシング231の前面
側に、赤外透過(可視光カット)フィルタ232,アパ
ーチャ233,及び光電変換素子234を有する。
The indicator 230 has an infrared transmission (visible light cut) filter 232, an aperture 233, and a photoelectric conversion element 234 on the front side of the casing 231.
【0215】ケーシング231内には、図34に示すよ
うに、電流/電圧変換回路235,回路235からの出
力に基づいて指示器230の方向を時々刻々に計算処理
する演算回路236,A/D変換回路237,MPU2
38,インタフェース回路239が組込まれている。
As shown in FIG. 34, an arithmetic circuit 236 for calculating the direction of the indicator 230 every moment based on the output from the current / voltage conversion circuit 235 and the circuit 235 is provided in the casing 231 as shown in FIG. Conversion circuit 237, MPU2
38, and an interface circuit 239 are incorporated.
【0216】また、ケーシング231の上面側に、ポイ
ント・マーク移動/固定切換え釦245が設けられてい
る。
A point / mark moving / fixing switching button 245 is provided on the upper surface side of the casing 231.
【0217】MPU238は、図35に示すように動作
する。
The MPU 238 operates as shown in FIG.
【0218】まず、切換え釦状態検出を行う(ST
1)。
First, the state of the switching button is detected (ST
1).
【0219】切換え釦245が押されているときには、
MPU238がA/D変換回路237のデータを取り込
み、位置変化検出処理、データ加工を行い、インタフェ
ース回路239を介してデータを計算機53に転送させ
る(ST2,ST3,ST4,ST5)。
When switch button 245 is pressed,
The MPU 238 takes in the data of the A / D conversion circuit 237, performs position change detection processing and data processing, and transfers the data to the computer 53 via the interface circuit 239 (ST2, ST3, ST4, ST5).
【0220】これにより、図20中、計算機53がマー
ク56Aを表示し、表示画面52上、指示器230が指
す位置に、マーク56が表示される。
As a result, in FIG. 20, the computer 53 displays the mark 56A, and the mark 56 is displayed on the display screen 52 at the position indicated by the indicator 230.
【0221】切換え釦245を離すと、ST3以下の動
作が行われなくなり、表示画面52上マーク56が固定
される。
When the switching button 245 is released, the operation after ST3 is not performed, and the mark 56 on the display screen 52 is fixed.
【0222】これにより、指示者は指示器230を一定
位置を向けた状態に保持する労力から解放され、またマ
ーク56の位置がふらついてしまう不都合を無くするこ
とが出来る。
As a result, the indicator is released from the labor of holding the indicator 230 in a state where the indicator 230 is oriented at a fixed position, and the inconvenience that the position of the mark 56 fluctuates can be eliminated.
【0223】また、指示者はマークの位置に対応した処
理を行う命令を出すときにも、マーク56の位置が移動
する心配をすることなく、安定に処理命令を出すことが
出来る。
Also, when issuing a command for performing a process corresponding to the position of the mark, the instructor can issue a processing command stably without having to worry about the position of the mark 56 moving.
【0224】 〔指示器の第10実施例〕(図36,37,38) 図36,図37,図38中、図33,34,35に示す
構成部分と実質上対応する部分には同一符号を付す。
[Tenth Embodiment of Indicator] (FIGS. 36, 37 and 38) In FIGS. 36, 37 and 38, parts substantially corresponding to those shown in FIGS. 33, 34 and 35 have the same reference numerals. Is attached.
【0225】図36の指示器250は、断面が長方形の
柱状体形状のケーシング251を有する。
The indicator 250 shown in FIG. 36 has a column-shaped casing 251 having a rectangular cross section.
【0226】ケーシング251の下面252に、ポイン
ト・マーク移動/固定切換え釦245が設けてある。
A point / mark moving / fixing switch button 245 is provided on the lower surface 252 of the casing 251.
【0227】ケーシング251の上面253に、4つの
カーソル位置指定釦254〜257及び右クリック釦2
58、左クリック釦259が設けてある。
On the upper surface 253 of the casing 251, four cursor position designation buttons 254 to 257 and a right click button 2
58, a left click button 259 is provided.
【0228】マーク位置指定釦254,255,25
6,257は、カーソルを表示画面52のうち、上方寄
りの特定の位置、右方寄りの特定の位置、下方寄りの特
定の位置、左方寄りの特定の位置に移動させる命令を発
する釦である。この命令はこの命令を発する直前におけ
るマークの位置とは無関係である命令である。
Mark position designation buttons 254, 255, 25
6, 257 are buttons for issuing an instruction to move the cursor to a specific position closer to the upper side, a specific position closer to the right, a specific position closer to the lower side, or a specific position closer to the left of the display screen 52. is there. This command is independent of the position of the mark immediately before issuing this command.
【0229】クリック釦258,259は、釦を押すと
きのマークの位置に対応する処理命令を計算機53に発
する釦である。この命令は、マークの位置に固有の命令
である。
The click buttons 258 and 259 are buttons for issuing a processing command corresponding to the position of the mark when the button is pressed to the computer 53. This command is a command unique to the position of the mark.
【0230】MPU238は、図38に示すように動作
する。
MPU 238 operates as shown in FIG.
【0231】 まず、マウス位置指定釦状態検出を行う(ST10) カーソル位置指定釦254(255〜257)が押され
ているときには、MPU238が、カーソル位置をリセ
ットするデータを転送し、続いて、押されている釦に対
応したデータを転送する(ST10,ST11,ST1
3)。
First, the state of the mouse position designation button is detected (ST10). When the cursor position designation button 254 (255 to 257) is pressed, the MPU 238 transfers data for resetting the cursor position, and then presses the button. The data corresponding to the pressed button is transferred (ST10, ST11, ST1).
3).
【0232】これにより、表示画面52(52A)上、
指定した位置にカーソルが移動されて表示される。
As a result, on the display screen 52 (52A),
The cursor is moved to the specified position and displayed.
【0233】 次いで、クリック釦状態検出を行う(ST14) クリック釦258,259が押されているときには、M
PU238が釦押下げデータを作成する(ST16)。
Next, click button state detection is performed (ST14). When click buttons 258 and 259 are pressed,
The PU 238 creates button press data (ST16).
【0234】次いで、切換え釦状態検出を、図35に示
すと同様に行う(ST1〜ST5)。
Next, the state of the switching button is detected in the same manner as shown in FIG. 35 (ST1 to ST5).
【0235】釦254〜257が押されていない場合に
は、クリック釦状態検出を行う(ST14) 釦254〜257及び釦258,259が共に押されて
いない場合には、切換え釦状態検出を行う(ST1)。
When the buttons 254 to 257 are not pressed, the click button state is detected (ST14). When the buttons 254 to 257 and the buttons 258, 259 are not pressed, the switching button state is detected. (ST1).
【0236】上記構成の指示器250によれば、切換え
釦245を適宜離すことにより、手振れによって指示器
250が振れた場合にも、マーク56を固定することが
出来る他に以下に述べる操作によって種々の動作が出来
る。
According to the indicator 250 having the above structure, by appropriately releasing the switch button 245, the mark 56 can be fixed even when the indicator 250 shakes due to hand shake, and various operations can be performed by the operations described below. Operation is possible.
【0237】指示者10は、釦254〜257の所望の
釦を押し、次いで釦258又は259を押すことによ
り、マーク56が表示画面52上どの位置にあってもマ
ーク56の位置に関係のない特定の処理命令、例えば、
指示位置に図形を描く、軌跡を描く、指示した位置を囲
むパターン、矢印やアンダーラインを表示したり、特定
の音を出す、あるいは次ページ(前ページ)を表示す
る。初期画面に戻る。処理を終了する等の命令を計算機
53に送ることが出来る。
The indicator 10 presses a desired one of the buttons 254 to 257 and then presses the button 258 or 259, so that the position of the mark 56 has no relation to the position of the mark 56 on the display screen 52. Specific processing instructions, for example,
Draw a figure at the designated position, draw a locus, display a pattern surrounding the designated position, display an arrow or underline, emit a specific sound, or display the next page (previous page). Return to the initial screen. An instruction to end the processing can be sent to the computer 53.
【0238】従って、本実施例の指示器250は、表示
画面52上所望の位置にマーク56を表示する機能に加
えて、計算機53に種々の命令を発して、計算機への情
報を入力する機能を有するものとなる。
Accordingly, the indicator 250 of this embodiment has a function of issuing various commands to the computer 53 and inputting information to the computer in addition to the function of displaying the mark 56 at a desired position on the display screen 52. It becomes what has.
【0239】また、釦254〜259を押すと特定のコ
ード信号を発生する。計算機53は、そのコード信号を
解読して認識する。
When one of buttons 254 to 259 is pressed, a specific code signal is generated. The computer 53 decodes and recognizes the code signal.
【0240】また、釦245は、指示者が指示器250
を持ったときに、人指し指がかかる部位に位置してお
り、専ら人指し指で操作されるため、釦245の誤操作
は起きにくい。
The button 245 is operated by the indicator
Is held at the position where the forefinger touches and is operated exclusively with the forefinger, so that erroneous operation of the button 245 is unlikely to occur.
【0241】また、釦254〜259は、指示者10が
目で見て確認できる上面に配してあり、目で見て位置を
確認しながら押されるため、誤操作は起きにくい。
The buttons 254 to 259 are arranged on the upper surface which can be visually confirmed by the instructor 10, and are pressed while visually confirming the position.
【0242】なお、指示器は、図36中、カーソル位置
指定釦254〜257を省略した構成、即ち、切換え釦
245及びクリック釦258,259を設けた構成とす
ることもできる。
The indicator may have a configuration in which the cursor position designation buttons 254 to 257 are omitted in FIG. 36, that is, a configuration in which the switch button 245 and the click buttons 258 and 259 are provided.
【0243】〔指示器の第11実施例〕(図39,4
0,41,42) 図39,図40,図41,図42中、図36,図37,
図38に示す構成部分と対応する部分には同一符号を付
す。
[Eleventh Embodiment of Indicator] (FIGS. 39 and 4)
0, 41, 42) Of FIG. 39, FIG. 40, FIG. 41, and FIG.
Parts corresponding to those shown in FIG. 38 are denoted by the same reference numerals.
【0244】指示器270は、図36に示す指示器27
0の上面253のうち、把持したときに指がかからない
前側寄りの個所に光電変換素子271を有し、且つ光電
変換素子271と関連して、図40に示すように、電流
/電圧変換回路272及びA/D変換回路273を有す
る構成である。
The indicator 270 is the indicator 27 shown in FIG.
In the upper surface 253 of FIG. 0, a photoelectric conversion element 271 is provided at a position near the front side where a finger does not touch when grasped, and in association with the photoelectric conversion element 271, as shown in FIG. And an A / D conversion circuit 273.
【0245】MPU238は、図41及び図42に示す
ように動作する。
The MPU 238 operates as shown in FIGS.
【0246】MPU238の動作は、図42中、ステッ
プST2とST3との間にステップST20〜ST23
を有する他は、図38に示す動作と同じである。
The operation of MPU 238 is performed between steps ST20 and ST23 between steps ST2 and ST3 in FIG.
Are the same as those shown in FIG.
【0247】指示器270は、図36の指示器250と
同様に操作される。
The indicator 270 is operated in the same manner as the indicator 250 in FIG.
【0248】例えば図20中、光源111は、図43
(A)に線Iで示すように、一定の強さで発光する。
For example, in FIG.
Light is emitted with a constant intensity as shown by a line I in FIG.
【0249】光電変換素子271は、画面表示を行って
いる室の天井の蛍光灯274とから光(外乱光)を受光
する。
The photoelectric conversion element 271 receives light (disturbance light) from the fluorescent lamp 274 on the ceiling of the room displaying the screen.
【0250】光電変換素子234は、光源111からの
光の他に、蛍光灯274からの光も一部受光する。
The photoelectric conversion element 234 partially receives the light from the fluorescent lamp 274 in addition to the light from the light source 111.
【0251】図42中、ステップST2の判断結果がY
ESである場合(指示器270の向きに応じてマーク5
6を動かそうとする場合)には、A/D変換回路273
の出力を取り込み(ST20)、外乱光のレベルを検出
し、演算処理し(ST21)、外乱光のレベルが所定レ
ベルaを越えたか否かを判断する(ST22)。
In FIG. 42, the determination result of step ST2 is Y
If it is ES (mark 5 according to the direction of the indicator 270)
6), the A / D conversion circuit 273
(ST20), the level of disturbance light is detected and arithmetic processing is performed (ST21), and it is determined whether or not the level of disturbance light exceeds a predetermined level a (ST22).
【0252】ステップST22の判断結果がYESのと
きには、所定時間Δt待つ(ST23)。
If the decision result in the step ST22 is YES, the process waits for a predetermined time Δt (ST23).
【0253】この後、ステップST3を行う。Thereafter, step ST3 is performed.
【0254】ここで、蛍光灯274が発する光(外乱
光)の強さは、図43(B)に示すように、パルス的に
変化するものであり、この光(外乱光)の強さが、上記
のレベルaを越えた時点から、ピークを越えてレベルa
に戻るまでに要する時間Δtは、計測して求めることが
できる。上記ステップST23の所定時間Δtは、上記
の計測して求めた時間Δtに定めてある。
Here, the intensity of the light (disturbance light) emitted from the fluorescent lamp 274 varies in a pulsed manner as shown in FIG. 43B, and the intensity of this light (disturbance light) is From the point when the level a is exceeded, the level a
Can be obtained by measurement. The predetermined time Δt in step ST23 is set to the time Δt obtained by the above measurement.
【0255】なお、上記のレベルaは、許容できるノイ
ズレベルとしてある。
Note that the above level a is an allowable noise level.
【0256】このため、ステップST3の動作は、図4
3(C)乃至(F)に示すように行われる。
For this reason, the operation in step ST3 is the same as that in FIG.
3 (C) to 3 (F).
【0257】即ち、A/D変換回路237からは、図4
3(C)に示すディジタル信号276が継続的に出力さ
れる。ディジタル信号276のうち、蛍光灯が発光して
いる時間 図40中、電流/電圧変換回路236は、図43(C)
に示す波形の電圧信号を出力しており、A/D変換回路
237は、図43(D)に示すディジタル信号D1 ,D
2 を出力している。
That is, from the A / D conversion circuit 237, FIG.
The digital signal 276 shown in FIG. 3 (C) is continuously output. In the digital signal 276, the time during which the fluorescent lamp is emitting light. In FIG. 40, the current / voltage conversion circuit 236 corresponds to FIG.
A / D conversion circuit 237 outputs digital signals D 1 and D shown in FIG. 43 (D).
2 is output.
【0258】ディジタル信号D2 はノイズを含んでいる
けれども、ディジタル信号D1 はノイズを含んでないも
のとなっている。
Although the digital signal D 2 contains noise, the digital signal D 1 does not contain noise.
【0259】そこで、上記ステップST3の動作が必要
となる。
Therefore, the operation of step ST3 is required.
【0260】ステップST3の動作により、MPU23
8内で、図43(E)に示す取り込み禁止信号eが形成
される。取り込みは、この信号eにより制御され、取り
込みが禁止される以外の期間でのみ行われる。
By the operation of step ST3, MPU 23
In 8, a capture inhibition signal e shown in FIG. 43 (E) is formed. The capture is controlled by this signal e, and is performed only in a period other than the period in which the capture is prohibited.
【0261】これにより、MPU238には、図43
(F)に示すように、ディジタル信号D2 を除いて、デ
ィジタル信号D1 だけが取り込まれる。
As a result, the MPU 238 has the configuration shown in FIG.
As shown in (F), with the exception of the digital signal D 2, only digital signal D 1 is taken.
【0262】この結果、指示器270からは、ノイズを
低く抑えられたマーク位置情報が出力され、表示画面に
はマークが正常に表示される。
As a result, the indicator 270 outputs mark position information with reduced noise, and the mark is displayed normally on the display screen.
【0263】 〔指示器の第12実施例〕(図44乃至図47) 指示器280は、光電変換素子234よりの出力を利用
して図46中、ステップST21,ST22,ST2
3,ST3の動作によって外乱光を検出して、外乱光に
よる影響を除去する構成としたものである。
[Twelfth Embodiment of Indicator] (FIGS. 44 to 47) The indicator 280 uses the output from the photoelectric conversion element 234 to perform steps ST21, ST22, and ST2 in FIG.
3, the disturbance light is detected by the operation of ST3, and the influence of the disturbance light is removed.
【0264】図46,47のフローチャートはステップ
ST20が無い他は前記と同じである。
The flowcharts of FIGS. 46 and 47 are the same as those described above except that step ST20 is not provided.
【0265】本実施例によれば、外乱光を検出する専用
の光電変換素子が不要であるため、指示器280は、そ
の分簡単となる。
According to this embodiment, a dedicated photoelectric conversion element for detecting disturbance light is not required, so that the indicator 280 is simplified accordingly.
【0266】なお、第4乃至第12実施例の指示器5
1,20,90,100,120,222,230,2
50は、光源が計算機53により制御されて発光するシ
ステムにも適用できる。
The indicator 5 of the fourth to twelfth embodiments
1,20,90,100,120,222,230,2
50 can also be applied to a system in which the light source is controlled by the computer 53 to emit light.
【0267】[0267]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、表示画面52
側の発光素子57の光を受光した光電変換素子51fの
出力信号から、指示器51の軸51aの方向を算出し、
その軸方向に対応する位置55にポイント・マーク56
を表示させる計算機53を備えているため、表示画面5
2から離れた位置からでも指示操作を行なうことが出
来、また指示器51は消費電力が小さく、かつ小型軽量
で携帯性に優れたコードレス化が可能で、既存の表示装
置やスクリーンの付近に発光素子を設けるだけで光学式
ポインティングシステムを構築できる。
According to the first aspect of the present invention, the display screen 52 is provided.
The direction of the axis 51a of the indicator 51 is calculated from the output signal of the photoelectric conversion element 51f that has received the light of the light emitting element 57 on the side,
A point mark 56 is provided at a position 55 corresponding to the axial direction.
Is displayed on the display screen 5
The indicator 51 can be operated even from a position distant from the display device 2, and the indicator 51 has low power consumption, and is compact, lightweight, portable and cordless, and emits light near an existing display device or screen. An optical pointing system can be constructed simply by providing elements.
【0268】請求項2によれば、表示画面52側に配設
された複数の発光素子57…の発光が順次切り換わるよ
うに制御されるので、PSDを用いて指示器51の軸5
1aの方向を精確に算出できる。
According to the second aspect, the plurality of light emitting elements 57 arranged on the display screen 52 are controlled so as to sequentially switch the light emission. Therefore, the axis 5 of the indicator 51 is controlled using the PSD.
The direction of 1a can be calculated accurately.
【0269】請求項3の発明によれば、光源を計算機と
切り離して設ければ足り、光源の発光を計算機で制御す
る場合に比べて、全体の構成を簡単とし得る。
According to the third aspect of the present invention, it is sufficient that the light source is provided separately from the computer, and the entire configuration can be simplified as compared with the case where the light emission of the light source is controlled by the computer.
【0270】請求項4の発明によれば、光源の光量が外
乱光の光量に比べて十分に大であるため、本来の信号に
含まれるノイズ成分を十分に小さく抑えることが出来、
指示器は十分に高品質の信号を出力することが出来、マ
ークを安定に移動させることが出来る。
According to the fourth aspect of the present invention, since the light amount of the light source is sufficiently large as compared with the light amount of the disturbance light, the noise component included in the original signal can be suppressed sufficiently small.
The indicator can output a sufficiently high-quality signal and can move the mark stably.
【0271】請求項5の発明によれば、光源を目立たな
い簡易なものとし得る。
According to the fifth aspect of the invention, the light source can be made simple and inconspicuous.
【0272】請求項6の発明によれば、無指向性である
場合に比べて、指示器の受光量が増え、その分、マーク
を移動させる信号を高品質のものとすることが出来、マ
ークを安定に移動させることが出来る。
According to the sixth aspect of the present invention, the amount of light received by the indicator increases as compared with the case of non-directionality, and the signal for moving the mark can be made high quality by that much. Can be moved stably.
【0273】請求項7の発明によれば、表示画面の周囲
を簡素に構成出来る。
According to the invention of claim 7, the periphery of the display screen can be simply constructed.
【0274】請求項8の発明によれば、専用の光源装置
を不要として構成出来る。
According to the eighth aspect of the present invention, a special light source device can be omitted.
【0275】請求項9の発明によれば、指示者が立った
ときの表示画面よりの距離が異なっても、指示器は一定
の品質の信号を出力することが出来る。
According to the ninth aspect of the present invention, the indicator can output a signal of a constant quality even if the distance from the display screen when the indicator stands is different.
【0276】請求項10によれば、指示器51のスイッ
チ51cの操作によって、指示位置55に対し各種の処
理内容を指示することができ、又請求項11によると、
指示器51のスイッチ操作等で、表示画面52側の発光
素子57を必要なときのみ発光させて、消費電力を節減
できる。
According to the tenth aspect, by operating the switch 51c of the indicator 51, various processing contents can be instructed to the instructed position 55. According to the eleventh aspect,
By operating the switch of the indicator 51 or the like, the light emitting element 57 on the display screen 52 side is caused to emit light only when necessary, thereby saving power consumption.
【0277】請求項12のように、指示器51の移動に
伴ってポイント・マーク56が移動したり、あるいは移
動しないように選択して、指示器51をマウスのような
使い方もでき、特に指令を入力するときには、ポイント
・マークが動かないことで、手振れの影響を無くするこ
とが出来、更に請求項13のように、指示器51を手に
持っただけで、指示器51の方向が一義的に決まる構成
とすることで、表示画面52側の発光素子を単一にし
て、コスト低減を実現できる。
In the twelfth aspect, the pointer 51 can be selected to move or not to move with the movement of the indicator 51, and the indicator 51 can be used like a mouse. When inputting, the point mark does not move, so that the influence of camera shake can be eliminated. Further, only by holding the indicator 51 in the hand, the direction of the indicator 51 is unambiguous. With such a configuration, the cost can be reduced by using a single light emitting element on the display screen 52 side.
【0278】請求項14のように、指示器51中の集光
光学系51gと光電変換素子51fpとの位置関係や集光
光学系51gの焦点距離を変化させて、指示器51と表
示画面52との距離に応じた最適な焦点距離を選択する
と、常に最適な分解能を維持できる。
As described in claim 14, by changing the positional relationship between the condensing optical system 51g and the photoelectric conversion element 51fp in the indicator 51 and the focal length of the condensing optical system 51g, the indicator 51 and the display screen 52 are changed. If an optimal focal length is selected according to the distance from the camera, the optimal resolution can always be maintained.
【0279】請求項15によれば、指示器51の軸51
aの方向等の情報を、微弱な光で表示画面52側の受光
素子に送信し、計算機53に伝送できるので、容易にコ
ードレス化でき、指示器51も小型軽量化できる。
According to claim 15, the shaft 51 of the indicator 51
Since information such as the direction of a can be transmitted to the light receiving element on the display screen 52 side with weak light and transmitted to the computer 53, cordless operation can be easily achieved, and the indicator 51 can be reduced in size and weight.
【0280】請求項16によれば、指示器51の近く
に、仮想の表示画面として、透明又は不透明のタッチ板
を配置し、該タッチ板に指示器51のタッチスイッチ5
1tで図等の軌跡を描くことで、違和感なしに、表示画
面52上に図や文字等を描くことができる。
According to the sixteenth aspect, a transparent or opaque touch plate is arranged as a virtual display screen near the indicator 51, and the touch switch 5 of the indicator 51 is placed on the touch plate.
By drawing a locus such as a figure at 1t, a figure, a character, or the like can be drawn on the display screen 52 without feeling uncomfortable.
【0281】請求項17のように、指示器51を移動操
作する領域とポイント・マーク56が表示される表示画
面52とを、拡大/縮小、又は拡大/縮小かつ平行移動
の関係で対応付けることで、指示器51の移動量に対す
る表示画面52におけるポイント・マーク56の移動量
が最適となり、指示器51による操作性が向上する。
As described in claim 17, the area where the indicator 51 is moved and the display screen 52 on which the point mark 56 is displayed are associated with each other in a relation of enlargement / reduction or enlargement / reduction and parallel movement. The amount of movement of the point mark 56 on the display screen 52 with respect to the amount of movement of the indicator 51 is optimized, and the operability of the indicator 51 is improved.
【0282】請求項18によれば、一つの表示画面52
に対し複数の指示器51a,51b…を用いる場合に、
各指示器51a,51b…ごとに、表示画面52上のポ
イント・マークの形状が異なるため、複数のポイント・
マークを表示しても、混乱するようなことはない。
According to claim 18, one display screen 52
When a plurality of indicators 51a, 51b ... are used,
Since the shape of the point mark on the display screen 52 differs for each of the indicators 51a, 51b,.
Displaying the mark will not cause confusion.
【0283】請求項19によれば、アパーチャマスクを
使用しているため、レンズを用いた場合のようにフォー
カスさせる操作を不要とし得、その分ポインティングの
操作性を向上させることが出来る。
According to the nineteenth aspect, since the aperture mask is used, the operation of focusing as in the case of using a lens can be omitted, and the operability of pointing can be improved accordingly.
【0284】請求項20の発明によれば、単一の表示画
面の周囲の個所に配されている場合においても、指示器
が指示することが可能となる領域を、表示画面の中心に
関して全方向に均一にとることが出来る。
According to the twentieth aspect of the present invention, even when the display area is located around a single display screen, the area in which the indicator can be pointed is omnidirectional with respect to the center of the display screen. Can be taken uniformly.
【0285】請求項21の発明によれば、面状の光電変
換素子に比べて、クロストーク成分の無い良質の信号を
出力することが出来る。
According to the twenty-first aspect, a high-quality signal having no crosstalk component can be output as compared with a planar photoelectric conversion element.
【0286】請求項22の発明によれば、光源を表示画
面の方向から外れた部位に配した構成で、光学式ポイン
ティングシステムを完成させることが出来る。
According to the twenty-second aspect, the optical pointing system can be completed with a configuration in which the light source is disposed at a position deviated from the direction of the display screen.
【0287】請求項23の発明によれば、指示器をポイ
ンタの他に、指令入力装置として使用することが出来
る。
According to the twenty-third aspect, the indicator can be used as a command input device in addition to the pointer.
【0288】請求項24の発明によれば、指示器をポイ
ンタの他に、指令入力装置として使用することが出来
る。
According to the invention of claim 24, the indicator can be used as a command input device in addition to the pointer.
【0289】請求項25の発明によれば、誤操作を効果
的に防止し得る。
According to the twenty-fifth aspect, erroneous operation can be effectively prevented.
【0290】請求項26の発明によれば、外乱光による
影響を受けない信号を出力することが出来、これによっ
てマークを安定に移動させることが出来る。
According to the twenty-sixth aspect of the present invention, it is possible to output a signal which is not affected by disturbance light, and thereby to move a mark stably.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明による光学式ポインティングシステムの
全容を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the entirety of an optical pointing system according to the present invention.
【図2】本発明による光学式ポインティングシステムの
第1実施例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a first embodiment of the optical pointing system according to the present invention.
【図3】二次元PSDを内蔵した指示器の内部を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing the inside of an indicator incorporating a two-dimensional PSD.
【図4】一次元PSDを2組用いた光電変換素子の実施
例を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment of a photoelectric conversion element using two sets of one-dimensional PSDs.
【図5】指示器の第2実施例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the indicator.
【図6】光によって指示器からの指示方向情報等を送信
するシステム(光学式ポインティングシステムの第2実
施例)を例示する斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view illustrating a system for transmitting pointing direction information and the like from a pointing device by light (a second embodiment of an optical pointing system).
【図7】表示画面側に設ける発光素子の発光部の形状を
例示した図である。
FIG. 7 is a diagram exemplifying a shape of a light emitting portion of a light emitting element provided on a display screen side.
【図8】三次元ポインティングシステム(光学式ポイン
ティングシステムの第3実施例)の実施例を示す斜視図
である。
FIG. 8 is a perspective view showing an embodiment of a three-dimensional pointing system (a third embodiment of the optical pointing system).
【図9】タッチ板とタッチスイッチで表示画面上に文字
等を書くシステム(指示器の第3実施例)を例示する斜
視図である。
FIG. 9 is a perspective view illustrating a system (third embodiment of an indicator) for writing characters and the like on a display screen with a touch plate and a touch switch.
【図10】表示画面の拡大/縮小、平行移動の領域を用
いて指示操作するシステム(光学式ポインティングシス
テムの第4実施例)を例示する斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view illustrating a system (fourth embodiment of an optical pointing system) for performing an instruction operation using an area for enlargement / reduction and parallel movement of a display screen.
【図11】複数人で指示操作するシステム(光学式ポイ
ンティングシステムの第5実施例)を例示する斜視図で
ある。
FIG. 11 is a perspective view illustrating a system (fifth embodiment of an optical pointing system) in which a plurality of persons perform an instruction operation.
【図12】指示器の第4実施例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a fourth embodiment of the indicator.
【図13】図12の指示器の構成例を詳細に示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a detailed configuration example of the indicator of FIG. 12;
【図14】図12の指示器を使用したときのポインティ
ングの動作原理図である。
14 is a diagram illustrating the principle of operation of pointing when the indicator in FIG. 12 is used.
【図15】指示器の第5実施例を示す図である。FIG. 15 is a view showing a fifth embodiment of the indicator.
【図16】指示器の第6実施例を示す図である。FIG. 16 is a view showing a sixth embodiment of the indicator.
【図17】図16の指示器の要部を概略的に示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram schematically showing a main part of the indicator of FIG. 16;
【図18】指示器の第7実施例を示す図である。FIG. 18 is a view showing a seventh embodiment of the indicator.
【図19】図18の指示器100の要部を概略的に示す
図である。
FIG. 19 is a view schematically showing a main part of the indicator 100 of FIG. 18;
【図20】本発明の光学式ポインティングシステムの第
6実施例を示す図である。
FIG. 20 is a view showing a sixth embodiment of the optical pointing system of the present invention.
【図21】図20中の光源を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a light source in FIG.
【図22】図20中の指示器の構造を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing the structure of the indicator in FIG.
【図23】光源装置の第1の変形例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a first modification of the light source device.
【図24】光源装置の第2の変形例を示す図である。FIG. 24 is a view showing a second modification of the light source device.
【図25】光源装置の第3の変形例を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a third modification of the light source device.
【図26】本発明の光学式ポインティングシステムの第
7実施例を示す図である。
FIG. 26 is a view showing a seventh embodiment of the optical pointing system of the present invention.
【図27】本発明の光学式ポインティングシステムの第
8実施例を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing an eighth embodiment of the optical pointing system of the present invention.
【図28】本発明の光学式ポインティングシステムの第
9実施例を示す図である。
FIG. 28 is a view showing a ninth embodiment of the optical pointing system of the present invention.
【図29】本発明の光学式ポインティングシステムの第
10実施例を示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing a tenth embodiment of the optical pointing system of the present invention.
【図30】図29中の指示器(指示器の第8実施例)を
示す図である。
FIG. 30 is a diagram showing an indicator (eighth embodiment of the indicator) in FIG. 29;
【図31】光学式ポインティングシステムの第11実施
例を示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing an eleventh embodiment of the optical pointing system.
【図32】光学式ポインティングシステムの第12実施
例を示す図である。
FIG. 32 is a diagram showing a twelfth embodiment of the optical pointing system.
【図33】指示器の第9実施例を示す図である。FIG. 33 is a view showing a ninth embodiment of the indicator.
【図34】図33の指示器内部の回路構成を示す図であ
る。
FIG. 34 is a diagram showing a circuit configuration inside the indicator of FIG. 33;
【図35】図34中、MPU238の動作のフローチャ
ートである。
FIG. 35 is a flowchart of the operation of the MPU 238 in FIG.
【図36】指示器の第10実施例を示す図である。FIG. 36 is a view showing a tenth embodiment of the indicator.
【図37】図36の指示器内部の回路構成を示す図であ
る。
FIG. 37 is a diagram showing a circuit configuration inside the indicator of FIG. 36;
【図38】図37中のMPU238の動作のフローチャ
ートである。
FIG. 38 is a flowchart of the operation of the MPU 238 in FIG.
【図39】指示器の第11実施例を示す図である。FIG. 39 is a diagram showing an eleventh embodiment of the indicator.
【図40】図39の指示器内部の回路構成を示す図であ
る。
40 is a diagram showing a circuit configuration inside the indicator of FIG. 39.
【図41】図39中のMPU238の動作のフローチャ
ートである。
FIG. 41 is a flowchart of the operation of the MPU 238 in FIG. 39.
【図42】図41に続くフローチャートである。FIG. 42 is a flowchart following FIG. 41.
【図43】図39の指示器の動作を説明するための図で
ある。
FIG. 43 is a view for explaining the operation of the indicator in FIG. 39;
【図44】指示器の第12実施例を示す図である。FIG. 44 is a diagram showing a twelfth embodiment of the indicator.
【図45】図44の指示器内部の回路構成を示す図であ
る。
FIG. 45 is a diagram showing a circuit configuration inside the indicator of FIG. 44;
【図46】図45中のMPU238の動作のフローチャ
ートである。
FIG. 46 is a flowchart of the operation of the MPU 238 in FIG.
【図47】図46に続くフローチャートである。FIG. 47 is a flowchart continued from FIG. 46.
【図48】従来の光学式ポインティングシステムの1の
例を示す図である。
FIG. 48 is a diagram showing an example of a conventional optical pointing system.
【図49】従来の光学式ポインティングシステムの別の
例を示す図である。
FIG. 49 is a diagram showing another example of the conventional optical pointing system.
【図50】従来の光学式ポインティングシステムの更に
別の例を示す図である。
FIG. 50 is a view showing still another example of the conventional optical pointing system.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
10 指示者 50,110,170,180,190,210,22
0 光学式ポインティングシステム 51,70,80,90,100,120,193,2
22,230,250指示器 51a,131,199 軸 51b 窪み 51c スイッチ 52 表示画面 53 計算機 54 表示装置 55,55A,133 位置 56,56A ポイント・マーク 57 発光素子 58,82,91,101,195,231,251
ケーシング 59 演算増幅器 60 A/Dコンバータ 61,132,239 インターフェース回路 62 受光素子 63 透明板 64 アーム 65 不透明板 66 縮小領域 71,81,92,102,197,223,237
アパーチャマスク 72,83,196 孔 73,73a〜73d,93,103,198,22
4,234,271 光電変換素子 74 重心 94a,94b 104a,104b スリット 95a,95b,105a,105b,123,124
直線状光電変換素子 111,140,150,160 光源装置 112 コーナ部 113 電源 114 本体 115 白熱灯 116 フィルタ 117 赤外光 118 作業空間 121 十字状のスリット 125 十字状のパターン 126-1,126-2 I/V変換回路 127-1,127-2 増幅回路 128 アナログスイッチ 129 A/Dコンバータ 130 MPU 134 D/Aコンバータ 141,161 無指向性のLED 142 円柱状凸レンズ 143 焦点 151 レンズ付きLED 152 レンズ 153 円柱状凹レンズ 154,204,213 光線 162 円筒状の凹面反射鏡 171,181 赤外光スポット 191,212,221 光源 192 天井 194 グリップ 200 反射鏡 201 マーク 202,203 矢印 211 床 225 光 232 赤外透過(可視光カット)フィルタ 235,272 電流/電圧変換回路 236 演算回路 237,273 A/D変換回路 238 MPU 245 ポイントマーク移動/固定切換え釦 252 下面 253 上面 254〜257 カーソル位置指定釦 258,259 クリック釦 274 天井の蛍光灯
10 Instructor 50, 110, 170, 180, 190, 210, 22
0 Optical pointing system 51, 70, 80, 90, 100, 120, 193, 2
22, 230, 250 Indicators 51a, 131, 199 Axis 51b Depression 51c Switch 52 Display screen 53 Calculator 54 Display 55, 55A, 133 Position 56, 56A Point mark 57 Light emitting element 58, 82, 91, 101, 195, 231,251
Casing 59 Operational amplifier 60 A / D converter 61, 132, 239 Interface circuit 62 Light receiving element 63 Transparent plate 64 Arm 65 Opaque plate 66 Reduction area 71, 81, 92, 102, 197, 223, 237
Aperture mask 72, 83, 196 holes 73, 73a to 73d, 93, 103, 198, 22
4,234,271 Photoelectric conversion element 74 Center of gravity 94a, 94b 104a, 104b Slit 95a, 95b, 105a, 105b, 123, 124
Linear photoelectric conversion element 111, 140, 150, 160 Light source device 112 Corner part 113 Power supply 114 Main body 115 Incandescent lamp 116 Filter 117 Infrared light 118 Work space 121 Cross slit 125 Cross pattern 126-1, 126-2 I / V conversion circuit 127-1, 127-2 Amplification circuit 128 Analog switch 129 A / D converter 130 MPU 134 D / A converter 141,161 Non-directional LED 142 Cylindrical convex lens 143 Focus 151 LED with lens 152 Lens 153 Cylindrical concave lens 154, 204, 213 Light beam 162 Cylindrical concave reflecting mirror 171, 181 Infrared light spot 191, 212, 221 Light source 192 Ceiling 194 Grip 200 Reflecting mirror 201 Mark 202, 203 Arrow 211 Floor 225 Light 2 2 Infrared transmission (visible light cut) filter 235, 272 Current / voltage conversion circuit 236 Operation circuit 237, 273 A / D conversion circuit 238 MPU 245 Point mark move / fix switching button 252 Lower surface 253 Upper surface 254 to 257 Cursor position designation button 258,259 click button 274 ceiling fluorescent light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 文彦 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 三浦 道雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 外處 泰之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 栗村 直 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G09B 19/00 G02B 27/20 G03B 21/26──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Fumihiko Nakazawa, Inventor Fujitsu Co., Ltd. 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Michio Miura 1015 Ueodanaka, Nakahara-ku, Nakazaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited ( 72) Inventor Yasuyuki Tojo Yasuyuki 1015 Ueodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Co., Ltd. (72) Inventor Nao Kurimura 1015 Ueodanaka, Nakahara-ku, Nakazaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int .Cl. 6 , DB name) G09B 19/00 G02B 27/20 G03B 21/26

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】 指示器(51)、平面状又は立体状の表
    示画面(52),計算機(53)及び表示装置(54)
    から構成され、指示者(10)が指示器(51)により
    表示画面(52)上の位置(55)を指示すると、計算
    機(53)で対応する位置(55)を計算して、表示装
    置(54)で表示画面(52)上の位置(55)にポイ
    ント・マーク(56)を表示し、これにより指示者(1
    0)あるいは他者がその位置を確認できるシステムにお
    いて、 前記の指示器(51)には、表示画面(52)上あるい
    はその近傍に設けた単数又は複数の発光素子(57)か
    らの光を光電変換素子(51f)上に集光する集光光学
    系(51g)を有し、光電変換素子(51f)の出力信
    号から、指示器(51)の軸(51a)の方向を算出し
    て出力する処理手段を有し、その軸方向に対応する位置
    (55)に、前記表示装置(54)により少なくともポ
    イント・マーク(56)を表示させる計算機(53)を
    備えていることを特徴とする光学式ポインティングシス
    テム。
    An indicator (51), a flat or three-dimensional display screen (52), a calculator (53) and a display device (54).
    When the indicator (10) designates a position (55) on the display screen (52) by the indicator (51), a corresponding position (55) is calculated by the calculator (53) and the display device ( At 54), a point mark (56) is displayed at a position (55) on the display screen (52).
    0) or in a system in which others can confirm the position, the indicator (51) receives light from one or more light emitting elements (57) provided on or near the display screen (52). It has a condensing optical system (51g) for condensing light on the conversion element (51f), and calculates and outputs the direction of the axis (51a) of the indicator (51) from the output signal of the photoelectric conversion element (51f). An optical system comprising a processing means, and a calculator (53) for displaying at least a point mark (56) on the display device (54) at a position (55) corresponding to the axial direction thereof. Pointing system.
  2. 【請求項2】 表示画面(52)側に設けた複数の発光
    素子(57)が順次発光し、同時に2つ以上発光するこ
    とのないように制御する計算機(53)を有することを
    特徴とする請求項1記載の光学式ポインティングシステ
    ム。
    2. A computer (53) for controlling a plurality of light emitting elements (57) provided on the display screen (52) side to emit light sequentially and not to emit two or more lights at the same time. The optical pointing system according to claim 1.
  3. 【請求項3】 指示器(120)、平面状又は立体状の
    表示画面(52)、計算機(53)及び表示装置(5
    4)から構成され、指示者(10)が指示器(120)
    により表示画面(52)上の位置(55)を指示する
    と、計算機(53)で対応する位置(55)を計算し
    て、表示装置(54)で表示画面(52)上の位置(5
    5)にポイント・マーク(56)を表示し、これにより
    指示者(10)あるいは他者がその位置を確認できるシ
    ステムにおいて、 上記計算機(53)により制御されず独立に発光する光
    源(111)を有し、 上記指示器(120)は、上記独立の光源(111)よ
    りの光を受光して信号を出力する光電変換素子(12
    3,124)と、該光電変換素子の出力信号の変化を上
    記指示器(120)の動きに換算して上記計算機(5
    3)に出力する処理手段(127-1,127-2,12
    8,129,130,134)とを有する構成としたこ
    とを特徴とする光学式ポインティングシステム。
    3. An indicator (120), a flat or three-dimensional display screen (52), a calculator (53), and a display device (5).
    4), and the indicator (10) is operated by the indicator (120).
    When the position (55) on the display screen (52) is designated by the following, the corresponding position (55) is calculated by the calculator (53), and the position (5) on the display screen (52) is calculated by the display device (54).
    In a system in which a point mark (56) is displayed at 5) so that the indicator (10) or another person can confirm the position, a light source (111) that emits light independently without being controlled by the computer (53) is used. The indicator (120) has a photoelectric conversion element (12) that receives light from the independent light source (111) and outputs a signal.
    , 124) and the change in the output signal of the photoelectric conversion element is converted into the movement of the indicator (120), and the computer (5)
    3) output processing means (127-1, 127-2, 12)
    8, 129, 130, 134).
  4. 【請求項4】 請求項3の光源は、作業空間内の光量よ
    り好ましくは10倍以上の光量を放射する構成としたこ
    とを特徴とする光学式ポインティングシステム。
    4. The optical pointing system according to claim 3, wherein the light source emits a light amount that is preferably 10 times or more the light amount in the working space.
  5. 【請求項5】 請求項3の光源は、白熱灯(115)
    と、可視光を吸収し、赤外線を透過させるフィルタ(1
    16)とよりなる構成としたことを特徴とする光学式ポ
    インティングシステム。
    5. The light source according to claim 3, wherein the light source is an incandescent lamp.
    And a filter that absorbs visible light and transmits infrared light (1
    16) An optical pointing system comprising:
  6. 【請求項6】 請求項3の光源は、垂直方向の拡がり角
    度(α)が小さく、水平方向の拡がり角度(β)が大き
    い指向性を有する構成としたことを特徴とする光学式ポ
    インティングシステム。
    6. The optical pointing system according to claim 3, wherein the light source has a directivity with a small vertical spread angle (α) and a large horizontal spread angle (β).
  7. 【請求項7】 請求項3の光源は、表示画面を投射する
    光学系によって又は独立に投射する光学系によって形成
    された光スポット(171,181)である構成とした
    ことを特徴とする光学式ポインティングシステム。
    7. An optical system according to claim 3, wherein the light source is a light spot (171, 181) formed by an optical system for projecting a display screen or by an optical system for independently projecting. Pointing system.
  8. 【請求項8】 請求項3の光源は、表示画面(52)自
    体である構成としたことを特徴とする光学式ポインティ
    ングシステム。
    8. The optical pointing system according to claim 3, wherein the light source is a display screen (52) itself.
  9. 【請求項9】 請求項3の指示器の処理手段は、光電変
    換素子よりの出力信号のレベルを一定に保つ手段(12
    7-1,127-2,134)を有する構成としたことを特
    徴とする光学式ポインティングシステム。
    9. The processing means of the indicator according to claim 3, wherein the level of the output signal from the photoelectric conversion element is kept constant.
    7-1, 127-2, 134).
  10. 【請求項10】 指示位置(55)に対する処理内容を
    指示する単数あるいは複数のスイッチ(51c)を指示
    器(51)に備えたことを特徴とする請求項1又は3記
    載の光学式ポインティングシステム。
    10. The optical pointing system according to claim 1, wherein the indicator (51) is provided with one or more switches (51c) for instructing processing contents for the indicated position (55).
  11. 【請求項11】 指示器(51)のスイッチ(51c)
    の操作によって、又は計算機(53)側からの位置指示
    要求があったときのみ、表示画面(52)側の発光素子
    (57)を発光させるように制御する計算機(53)を
    備えていることを特徴とする請求項1記載の光学式ポイ
    ンティングシステム。
    11. Switch (51c) of indicator (51)
    Or a computer (53) that controls the light-emitting element (57) on the display screen (52) to emit light only by the above operation or when there is a position indication request from the computer (53). The optical pointing system according to claim 1, wherein:
  12. 【請求項12】 指示器(51)を移動させても、ポイ
    ント・マーク(56)が移動しないように、または指示
    器(51)の移動に伴ってポイント・マーク(56)も
    移動するように切り換えるポイント・マーク移動/固定
    切換え手段(51c,245)を指示器(51)に備え
    ていることを特徴とする請求項1又は3記載の光学式ポ
    インティングシステム。
    12. The point mark (56) does not move even if the indicator (51) is moved, or the point mark (56) also moves with the movement of the indicator (51). 4. The optical pointing system according to claim 1, further comprising a point / mark moving / fixing switching means (51c, 245) for switching.
  13. 【請求項13】 指示器(51)の外面に、指示者の指
    の位置が一義的に決まる窪み(51b)又は突起などか
    らなる位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項1
    又は3記載の光学式ポインティングシステム。
    13. An indicator (51) provided on an outer surface of the indicator (51), the positioning means comprising a depression (51b) or a projection for uniquely determining the position of a finger of the indicator.
    Or the optical pointing system according to 3.
  14. 【請求項14】 前記の指示器(51)における集光光
    学系(51g)と光電変換素子(51fp)との位置関
    係、又は集光光学系(51g)の焦点距離を変化できる
    構成となっていることを特徴とする請求項1又は3記載
    の光学式ポインティングシステム。
    14. A configuration in which the positional relationship between the condensing optical system (51g) and the photoelectric conversion element (51fp) in the indicator (51) or the focal length of the condensing optical system (51g) can be changed. The optical pointing system according to claim 1, wherein:
  15. 【請求項15】 表示画面(52)の近傍に設けた受光
    素子(62)を前記の計算機(53)に接続し、該受光
    素子(62)に指示方向情報もしくは処理情報又は両情
    報を含む光を送出する発光素子(51d)を指示器(5
    1)に備えていることを特徴とする請求項1記載の光学
    式ポインティングシステム。
    15. A light receiving element (62) provided in the vicinity of a display screen (52) is connected to the computer (53), and the light receiving element (62) includes light including pointing direction information, processing information, or both information. The light emitting element (51d) for sending
    The optical pointing system according to claim 1, wherein the optical pointing system is provided in (1).
  16. 【請求項16】 指示器(51)のタッチスイッチ(5
    1t)を当接して図等の軌跡を描くための透明又は不透
    明な板を、指示器(51)とは独立して設けたことを特
    徴とする請求項1記載の光学式ポインティングシステ
    ム。
    16. The touch switch (5) of the indicator (51).
    2. The optical pointing system according to claim 1, wherein a transparent or opaque plate for drawing a trajectory such as a diagram by abutting 1t) is provided independently of the indicator (51).
  17. 【請求項17】 指示器(51)の軸(51a)を向け
    て指示操作する領域とポイント・マーク(56)が表示
    される領域とを、拡大/縮小、又は拡大/縮小かつ平行
    移動の関係で対応付けるように制御する計算機(53)
    を備えていることを特徴とする請求項1又は3記載の光
    学式ポインティングシステム。
    17. The relationship between enlargement / reduction or enlargement / reduction and translation of an area where a pointing operation is performed with the axis (51a) of the indicator (51) directed and an area where a point mark (56) is displayed. Computer (53) controlling to associate with
    The optical pointing system according to claim 1, further comprising:
  18. 【請求項18】 一つの表示画面(52)に対し複数の
    指示器(51a),(51b)…を用いるシステムにお
    いて、各指示器(51a),(51b)…ごとに、表示
    画面(52)上のポイント・マークの形状を変えたこと
    を特徴とする請求項1又は3記載の光学式ポインティン
    グシステム。
    18. In a system using a plurality of indicators (51a), (51b)... For one display screen (52), a display screen (52) is provided for each indicator (51a), (51b). 4. The optical pointing system according to claim 1, wherein the shape of the upper point mark is changed.
  19. 【請求項19】 請求項1又は3の指示器(70)は、
    ケーシング(68)内に装着された光が入射した位置の
    XY座標を検出可能な平面状の光電変換素子(73)と
    該光電変換素子(73)の前方に配設され周縁部が該ケ
    ーシング(58)によって支承されてなるアパーチャマ
    スク(71)を有し、表示画面(52)又は該表示画面
    (52)の近傍から出射された光が該アパーチャマスク
    (71)に設けられた孔(72)を通過し、空間を経由
    して該光電変換素子(73)に入射するよう構成されて
    なることを特徴とする光学式ポインティングシステム。
    19. The indicator (70) according to claim 1 or 3,
    A planar photoelectric conversion element (73) that can detect the XY coordinates of the position where the light is incident, which is mounted in the casing (68), and is disposed in front of the photoelectric conversion element (73), and has a peripheral portion formed by the casing ( A hole (72) provided in the aperture mask (71) having an aperture mask (71) supported by the aperture mask (71), the light being emitted from the display screen (52) or near the display screen (52); An optical pointing system, characterized in that the optical pointing system is configured to pass through a space and enter the photoelectric conversion element (73) via a space.
  20. 【請求項20】 光電変換素子(73)の前方に配設さ
    れてなるアパーチャマスク(71)が回転自在にケーシ
    ング(58)に装着され、該アパーチャマスク(71)
    の回転中心から外れた位置に孔(72)を設けた請求項
    19の光学式ポインティングシステム。
    20. An aperture mask (71) disposed in front of a photoelectric conversion element (73) is rotatably mounted on a casing (58), and said aperture mask (71).
    20. The optical pointing system according to claim 19, wherein a hole (72) is provided at a position off the center of rotation of the optical pointing device.
  21. 【請求項21】 孔(72)に代えてアパーチャマスク
    (92)に中心線又は該中心線の延長が交差する二つの
    スリット(94a,94b,104a,104b)を設
    け、且つ、入射位置のXY座標を検出可能な平面状の光
    電変換素子(73)に代えて2個の直線状光電変換素子
    (95a,95b)を、それぞれ該スリット(94a,
    94b,104a,104b)と交差するようケーシン
    グ(91,101)に装着してなる請求項19の光学式
    ポインティングシステム。
    21. A center line or two slits (94a, 94b, 104a, 104b) intersecting the center line or an extension of the center line are provided in the aperture mask (92) instead of the hole (72), and the XY of the incident position is provided. Two linear photoelectric conversion elements (95a, 95b) are replaced with the slits (94a, 95b) instead of the planar photoelectric conversion elements (73) capable of detecting coordinates.
    20. The optical pointing system according to claim 19, wherein the optical pointing system is mounted on the casing (91, 101) so as to intersect with the casings (94b, 104a, 104b).
  22. 【請求項22】 請求項1又は3の指示器は、表示画面
    の方向を向けている状態において、表示画面の方向とは
    異なる方向に配されている光源よりの光を光電変換素子
    に導く手段を有する構成としたことを特徴とする光学式
    ポインティングシステム。
    22. The indicator according to claim 1 or 3, wherein the indicator directs light from a light source arranged in a direction different from the direction of the display screen to the photoelectric conversion element when the direction of the display screen is oriented. An optical pointing system, comprising:
  23. 【請求項23】 請求項1又は3の指示器(70)は、
    指示器を移動させても、ポイント・マーク(56)が移
    動しないように、又は指示器の移動に伴ってポイント・
    マークも移動するように切り換えるポイント・マーク移
    動/固定切換え手段(245)と、 表示画面上のポイント・マーク位置に固有の処理命令を
    計算機に指示する単数あるいは複数の命令指示手段(2
    58,259)とを有することを特徴とする光学式ポイ
    ンティングシステム。
    23. The indicator (70) according to claim 1 or 3,
    The point mark (56) is not moved even when the indicator is moved, or the point mark (56) is moved with the movement of the indicator.
    Point / mark moving / fixed switching means (245) for switching the mark so as to also move; and one or more instruction instructing means (2) for instructing the computer with a processing instruction specific to the point / mark position on the display screen.
    58, 259).
  24. 【請求項24】 請求項1又は3の指示器(70)は、
    指示器を移動させても、ポイント・マーク(56)が移
    動しないように、又は指示器の移動に伴ってポイント・
    マークも移動するように切り換えるポイント・マーク移
    動/固定切換え手段(245)と、 表示画面上のポイント・マーク位置に固有の処理命令を
    計算機に指示する単数あるいは複数の命令指示手段(2
    58,259)と、 表示画面上のポイント・マーク位置に関係なく特定の処
    理命令を計算機に指示する単数あるいは複数の命令指示
    手段(254〜257)を有する構成としたことを特徴
    とする光学式ポインティングシステム。
    24. The indicator (70) according to claim 1 or 3,
    The point mark (56) is not moved even when the indicator is moved, or the point mark (56) is moved with the movement of the indicator.
    Point / mark moving / fixed switching means (245) for switching the mark so as to also move; and one or more instruction instructing means (2) for instructing the computer with a processing instruction specific to the point / mark position on the display screen.
    58, 259) and one or more instruction instructing means (254 to 257) for instructing a computer to execute a specific processing instruction irrespective of the position of a point or a mark on a display screen. Pointing system.
  25. 【請求項25】 請求項23又は24において、 該ポイント・マーク移動/固定切換え手段(245)
    を、指示器の一の面(252)に有し、 該計算機に特定処理を命令指示する複数の命令指示手段
    (254〜259)を、指示器の上記一の面(252)
    とは異なる面(253)に有する構成としたことを特徴
    とする光学式ポインティングシステム。
    25. The point / mark moving / fixing switching means (245) according to claim 23 or 24.
    Are provided on one surface (252) of the indicator, and a plurality of instruction instructing means (254 to 259) for instructing the computer to perform a specific process are provided on the one surface (252) of the indicator.
    An optical pointing system, wherein the optical pointing system has a configuration provided on a surface (253) different from that of the optical pointing device.
  26. 【請求項26】 請求項1又は3の指示器は、 外乱光の強さの変化を検知する手段(271,234)
    と、該外乱光の強さの変化が所定値を越えている期間
    は、上記処理手段が動作を行わないようにする禁止手段
    とを有する構成としたことを特徴とする光学式ポインテ
    ィングシステム。
    26. The indicator according to claim 1, wherein said indicator detects a change in the intensity of disturbance light.
    An optical pointing system, comprising: a prohibition unit that prevents the processing unit from performing an operation during a period in which a change in the intensity of the disturbance light exceeds a predetermined value.
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