JP3137851B2 - 相対角度検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相対角度検出装置に係
わり、特に、コンピュータやゲーム装置等の被制御型画
像表示装置の本体側に配置された光源と、携帯用入力装
置側に配置された分割受光素子との相対角度を検出し、
その検出結果を被制御型画像表示装置の表示部に表示す
る相対角度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータやゲーム装置等の被制御型
画像表示装置の本体側に光源を、携帯用入力装置側に分
割受光素子をそれぞれ配置し、本体側の光源の光を入力
装置側の分割受光素子で受光し、分割受光素子に得られ
る電気信号に基づき、光源と分割受光素子との相対角
度、即ち、被制御型画像表示装置と携帯用入力装置との
相対角度を検出し、その検出結果を被制御型画像表示装
置の表示部に表示する相対角度検出装置は、本件出願の
出願人と同じ出願人により既に提案されている。

【０００３】図６は、前記提案に係わる相対角度検出装
置の構成の一例を示すブロック構成図であり、図７は、
図６に図示の相対角度検出装置に用いられる分割受光素
子の構成を示す正面図である。

【０００４】図６及び図７において、被制御型画像表示
装置（例えば、コンピュータ）５１は、画像を表示する
ＣＲＴ（表示部）５３と、ＣＲＴ５３の周縁部、例え
ば、その上側に配置された光源５２と、光信号受信部５
４とを備えている。携帯用入力装置５５は、全体形状が
細長い直方体型のもので、前面に検出部（図番なし）が
設けられる。検出部は、例えば、フォトダイオードから
なる４分割受光部５６ａ乃至５６ｄを備えた分割受光素
子５６と、分割受光素子５６の前面側にそれぞれ配置さ
れ、矩形状開口を有する絞り部（図示なし）及び可視光
カットフィルタ（同じく図示なし）とで構成されてい
る。４分割受光部５６ａ乃至５６ｄにおいて、受光部５
６ｂと５６ｄはそれらの出力電流が加算されるように電
流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器５７ａに接続され、受光部５
６ａと５６ｃはそれらの出力電流が加算されるように電
流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器５７ｂに接続される。また、
受光部５６ａと５６ｂはそれらの出力電流が加算される
ように電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器５７ｃに接続され、
受光部５６ｃと５６ｄはそれらの出力電流が加算される
ように電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器５７ｄに接続され
る。各Ｉ−Ｖ変換器５７ａ乃至５７ｄの出力は、各別に
１回路４接点の切換スイッチ５８の固定接点端子側に接
続される。切換スイッチ５８は、スイッチ切換制御器５
９の制御によって接点の切換が行われるもので、切換ス
イッチ５８の可動接点端子は、可変利得増幅器６０、バ
ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）回路６１、サンプル・ホー
ルド（Ｓ／Ｈ）回路６２、アナログ・デジタル（Ａ／
Ｄ）変換器６３をそれぞれ介して制御部６４に接続され
る。また、ＢＰＦ回路６１の出力は、移相回路６５、ト
リガパルス形成回路６６をそれぞれ介して同期回路６７
に接続されるとともに、波形整形回路６８を介してスイ
ッチ切換制御器５９に接続される。同期回路６７は、ス
イッチ切換制御器５９、Ｓ／Ｈ回路６２、制御部６４に
それぞれ接続される。制御部６４は、スイッチ切換制御
器５９及び光信号送信部６９にそれぞれ接続される。

【０００５】また、Ｘ、Ｙ、Ｚの直角３次元座標で表さ
れる３方向について、携帯用入力装置５５の長さ方向を
Ｚ軸方向とし、このＺ軸に直交する２つの方向をそれぞ
れＸ軸方向及びＹ軸方向とすれば、図７に示されるよう
に、分割受光素子５６を構成する４分割受光部５６ａ乃
至５６ｄは、受光部５６ａと５６ｂ、受光部５６ｃ及び
５６ｄがそれぞれＸ軸方向に並ぶように配置され、か
つ、受光部５６ａと５６ｃ、受光部５６ｂと５６ｄがＹ
軸方向に並ぶように配置されている。

【０００６】前記構成による相対角度検出装置は、概
要、次のように動作する。

【０００７】いま、操作者が携帯用入力装置５５を手に
持ち、検出部側をＣＲＴ５３の方向（光源５２の方向）
に向けると、光源５２から発せられた周波数ｆの赤外領
域の参照光は、携帯用入力装置５５の検出部に入射され
る。入射された参照光は、まず、可視光カットフィルタ
（図示なし）で可視光成分が除かれ、次に、絞り部（図
示なし）で光入射量が調整された後、分割受光素子５６
を構成する４分割受光部５６ａ乃至５６ｄに照射され
る。このとき、４分割受光部５６ａ乃至５６ｄには、図
７に示されるように、矩形状スポット光αが照射され、
４分割受光部５６ａ乃至５６ｄからスポット光αの照射
面積に対応した電流出力Ｉ_LU、Ｉ_RU、Ｉ_LD、Ｉ_RDが出力
される。なお、これらの電流出力Ｉ_LU、Ｉ_RU、Ｉ_LD、Ｉ
_RDは、いずれも、参照光の主要成分である周波数ｆを含
んでいる。次いで、これらの電流出力Ｉ_LU、Ｉ_RU、
Ｉ_LD、Ｉ_RDは、Ｙ軸方向に配置の１組の受光部５６ａと
５６ｃとで得られた電流出力の和（Ｉ_RU＋Ｉ_RD）がＩ−
Ｖ変換器５７ａに、同じくＹ軸方向に配置の他の１組の
受光部５６ｂと５６ｄとで得られた電流出力の和（Ｉ_LU
＋Ｉ_LD）がＩ−Ｖ変換器５７ｂに、Ｘ軸方向に配置の１
組の受光部５６ａと５６ｂとで得られた電流出力の和
（Ｉ_LU＋Ｉ_RU）がＩ−Ｖ変換器５７ｃに、同じくＸ軸方
向に配置の他の１組の受光部５６ｃと５６ｄとで得られ
た電流出力の和（Ｉ_LD＋Ｉ_RD）がＩ−Ｖ変換器５７ｄに
それぞれ供給される。各Ｉ−Ｖ変換器５７ａ乃至５７ｄ
は、入力電流を出力電圧に変換し、それぞれ、チャネル
１乃至チャネル４に受光出力電圧Ｖ１乃至Ｖ４を発生さ
せる。続いて、受光出力電圧Ｖ１乃至Ｖ４は切換スイッ
チ５８に供給されるが、このとき、切換スイッチ５８
は、制御部６４から供給される切換信号に応答動作する
スイッチ切換制御器５９により、可動接点が所定周期で
チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４、チ
ャネル１、チャネル２、… … …の順に切換えられる
ので、受光出力電圧Ｖ１乃至Ｖ４は切換スイッチ５８に
おいて時分割的に選択され、切換スイッチ５８の出力は
受光出力電圧Ｖ１乃至Ｖ４を時分割的に順に選択した時
分割出力電圧になる。次に、この時分割出力電圧は、可
変利得増幅器６０において、制御部６４から供給される
利得制御電圧に応じた利得で増幅され、次いで、ＢＰＦ
回路６１において、周波数ｆ以外の不要な周波数成分が
除去された後、Ｓ／Ｈ回路６２に供給される。

【０００８】また、ＢＰＦ回路６１の周波数ｆの出力電
圧は、移相回路６５において、４５度だけ進相され、周
波数ｆの進相出力電圧をトリガパルス形成回路６６に供
給する。トリガパルス形成回路６６は、周波数ｆの進相
出力電圧を波形整形してトリガパルスを形成させ、この
トリガパルスを同期回路６６に供給する。トリガパルス
は、切換スイッチ５８においてチャネル切換えが行われ
た後、周波数ｆの出力電圧の８周期が経過した後の９周
期目に発生するもので、具体的には、周波数ｆの進相出
力電圧が負方向から正方向にゼロ交差する時点に立ち上
り、ＢＰＦ回路６１の周波数ｆの出力電圧のピーク電圧
の到来時に立ち下がるトリガパルスである。さらに、Ｂ
ＰＦ回路６１の周波数ｆの出力電圧は、波形整形回路６
８において、矩形波パルスに変換された基準信号とな
り、この基準信号はスイッチ切換制御器５９に供給され
る。

【０００９】一方、スイッチ切換制御器５９は、内蔵の
カウンタ（図示なし）によって、切換スイッチ５８にお
いてチャネル切換えが行われた後、波形整形回路６８か
ら順次供給される基準信号をカウントする。このとき、
スイッチ切換制御器５９は、カウンタのカウント値が９
になったときに立ち上り、カウント値が１０になったと
きに立ち下がる許可パルスを発生し、同期回路６７に供
給する。

【００１０】同期回路６７は、主に、ＡＮＤゲート等の
論理回路からなるもので、トリガパルス形成回路６６か
ら供給されるトリガパルスとスイッチ切換制御器５９か
ら供給される許可パルスとの演算を行い、その演算によ
ってトリガパルスの供給時に一致したタイミングでサン
プリングパルスを形成し、サンプリングパルスはＳ／Ｈ
回路６２及び制御部６４に供給される。

【００１１】Ｓ／Ｈ回路６２は、ＢＰＦ回路６１から供
給される周波数ｆの出力電圧を、同期回路６７から供給
されるサンプリングパルスによってサンプリングし、こ
のサンプリングにより得られたサンプリング電圧を保持
する。サンプリング電圧は、切換スイッチ２９において
チャネル切換えが行われた後、ＢＰＦ回路６１から供給
される周波数ｆの出力電圧の９周期目の振幅ピークを示
すピーク電圧であり、既に、切換時の過渡現象が終了し
て周波数ｆの出力電圧が安定状態になったときのもので
ある。次いで、Ａ／Ｄ変換器６３は、Ｓ／Ｈ回路６２に
保持されているサンプリング電圧をデジタル信号に変換
して相対角度データを発生させ、この相対角度データを
制御部６４に供給する。

【００１２】制御部６４は、切換スイッチ５８における
チャネル切換えに応じて順次供給される相対角度データ
の演算を行うが、かかる演算は、受光出力電圧Ｖ１、Ｖ
２、Ｖ３、Ｖ４から導出された相対角度データ（デジタ
ルピーク電圧）をそれぞれＶ１ｐ、Ｖ２ｐ、Ｖ３ｐ、Ｖ
４ｐとしたとき、｛（Ｖ１ｐ−Ｖ２ｐ）／（Ｖ１ｐ＋Ｖ
２ｐ）｝、及び、｛（Ｖ３ｐ−Ｖ４ｐ）／（Ｖ３ｐ＋Ｖ
４ｐ）｝を行うもので、前者の演算により携帯用入力装
置５５のＸ軸方向の傾き角度θｘが求められ、後者の演
算により同装置５５のＹ軸方向の傾き角度θｙが求めら
れる。制御部３４は、求めた角度θｘ、θｙに基づい
て、ＣＲＴ５３の表示面のＸ−Ｙ座標上における距離に
換算した座標計算を行い、計算結果を光信号送信部６９
に供給する。光信号送信部６９はこの計算結果を光信号
としてし被制御型画像表示装置５１の光信号受信部５４
に送信し、光信号受信部５４は受信した光信号に基づい
てＣＲＴ５３の表示面の所要個所にカーソルマークのよ
うな形で表示を行う。

【００１３】この場合、操作者は、手に持っている携帯
用入力装置５５の検出部をＣＲＴ５３の表示面に略平行
に適宜移動させたり、または、表示面に対する角度を適
宜変化させたりすると、携帯用入力装置５５のＸ軸方向
の傾き角度θｘ及びＹ軸方向の傾き角度θｙが随時変化
し、その変化に応じてＣＲＴ５３の表示面に表示される
カーソルマークの位置も随時変化するようになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案による相対角度検出装置は、分割受光素子５６を構成
する４分割受光部５６ａ乃至５６ｄにおいて、入射光量
をそのまま光電変換した電流を出力させるもので、ま
た、各Ｉ−Ｖ変換器５７ａ乃至５７ｄにおいても、入力
電流を同じ変換利得で変換した電圧を出力させるもので
あるので、４分割受光部５６ａ乃至５６ｄの１つ以上の
ものに大光量の入射光が照射されると、光電変換された
電流出力は相当に大きくなり、その大きな電流が入力さ
れたＩ−Ｖ変換器５７ａ乃至５７ｄの出力電圧も相当に
大きくなる。そして、各Ｉ−Ｖ変換器５７ａ乃至５７ｄ
の出力電圧が切換スイッチ５８に供給され、そこで時分
割出力電圧が形成された場合、このように大きな電圧が
時分割出力電圧の中に含まれていると、その大きな電圧
が次続の可変利得増幅器６０に入力されたとき、可変利
得増幅器６０が一時的に飽和状態になり、その飽和時点
に入力された電圧に正確に対応した出力電圧を再現させ
ることができなくなるという問題がある。

【００１５】本発明は、前記問題点を解決するもので、
その目的は、分割受光部のいずれかに大光量の入射光が
照射されても、可変利得増幅器を飽和させずに、入力電
圧に正確に対応した出力電圧の再現可能な相対角度検出
装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、光源と、前記光源の光を受ける分割受光
素子と、前記分割受光素子の各出力電流を個別に電圧に
変換する複数の電流・電圧変換部と、前記複数の電流・
電圧変換部の出力電圧を所定周期で時分割選択し、前記
時分割出力電圧に変換する切換回路と、前記時分割出力
電圧を可変利得増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出
力電圧から不要成分を除去するフィルタ回路と、前記不
要成分を除去した出力電圧のピーク値を保持するピーク
値保持回路及び前記不要成分を除去した出力電圧を整形
する波形整形回路と、前記ピーク値保持回路の保持電圧
をデジタル信号に変換し、前記光源と分割受光素子との
相対角度データを発生するアナログ・デジタル変換回路
と、制御部とからなり、前記制御部は、前記相対角度デ
ータを演算し、前記相対角度データが表す座標計算を行
うとともに、利得設定信号を供給して前記複数の電流・
電圧変換部の出力電圧振幅を制御し、前記増幅回路の飽
和を防止する手段を備える。

【００１７】

【作用】前記手段によれば、制御部は、入力される相対
角度データに基づいて利得設定信号を発生し、この利得
設定信号を、分割受光素子の入力（光量）制御部、分割
受光部の出力（電流）制御部、電流・電圧変換部の入力
回路、電流・電圧変換部の帰還回路のいずれか１つの部
分に供給し、それにより、分割受光素子の出力電流の大
きさ、または、電流・電圧変換部の変換利得を制御する
ようにしている。この場合、制御部は、相対角度データ
に基づき、電流・電圧変換部の出力電圧のいずれかに相
当大きな電圧が含まれていると判断したとき、分割受光
素子の出力電流の大きさを減少させるか、または、電流
・電圧変換部の変換利得を低下させるような利得設定信
号を発生し、一方、電流・電圧変換部の出力電圧のいず
れにも大きな電圧が含まれていないと判断したとき、分
割受光素子の出力電流の大きさを通常値に戻すととも
に、電流・電圧変換部の変換利得を通常値に戻すような
利得設定信号を発生する。

【００１８】このように、前記手段によれば、電流・電
圧変換部の出力電圧は、分割受光素子への入射光量に係
わりなく、その大きさが所定値を超えることがなくな
り、大きな電圧が可変利得増幅器に入力され、可変利得
増幅器が飽和状態に駆動されることがなくなり、可変利
得増幅器においては、常時、入力電圧に正確に対応した
出力電圧を得ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２０】図１は、本発明に係わる相対角度検出装置
の第１の実施例の構成を示すブロック構成図であって、
１がコンピュータである例を示すものである。

【００２１】図１において、コンピュータ（被制御型画
像表示装置）１は、画像表示用のＣＲＴ（表示部）３
と、ＣＲＴ３の周縁部、例えば、その上側に配置された
赤外光光源２と、光信号受信部４とを備えている。携帯
用入力装置５は、既に提案されている前述の携帯用入力
装置５５とほぼ同形状のもので、全体が細長い直方体型
のものからなり、前述の携帯用入力装置５５と同様に、
前面に検出部（図番なし）が設けられている。検出部
は、例えば、フォトダイオードからなる４分割受光部６
ａ乃至６ｄを備えた分割受光素子６と、分割受光素子６
の前面側にそれぞれ配置され、矩形状開口を有する絞り
部（図示なし）及び可視光カットフィルタ（図示なし）
とで構成されている。この４分割受光部５ａ乃至５ｄ
は、前述の４分割受光部５６ａ乃至５６ｄ（図７参照）
と同様に、携帯用入力装置５の長さ方向をＺ軸方向と
し、このＺ軸に直交する２つの方向をそれぞれＸ軸方向
及びＹ軸方向としたとき、分割受光素子６を構成する４
分割受光部６ａ乃至６ｄの中で、受光部６ａと６ｂそれ
に受光部６ｃと６ｄがそれぞれＸ軸方向に並ぶように配
置され、受光部６ａと６ｃそれに受光部６ｂと６ｄがそ
れぞれＹ軸方向に並ぶように配置されている。

【００２２】受光部６ｂと６ｄの出力は加算回路７ａの
入力に接続され、受光部６ａと６ｃの出力は加算回路７
ｂの入力に接続される。受光部６ａと６ｂの出力は加算
回路７ｃの入力に接続され、受光部６ｃと６ｄの出力は
加算回路７ｄの入力に接続される。加算回路７ａの出力
は電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ａに、加算回路７ｂの
出力は電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ｂにそれぞれ接続
され、加算回路７ｃの出力は電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換
器８ｃに、加算回路７ｄの出力は電流・電圧（Ｉ−Ｖ）
変換器８ｄにそれぞれ接続される。各Ｉ−Ｖ変換器８ａ
乃至８ｄの出力は各別に１回路４接点の切換スイッチ
（切換回路）９の固定接点端子に接続され、切換スイッ
チ９の可動接点端子は可変利得増幅器１０の入力に接続
される。可変利得増幅器１０の出力はバンドパスフィル
タ（ＢＰＦ）回路１１の入力に接続され、ＢＰＦ回路１
１の出力はサンプル・ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１２及び
波形整形回路１５の各入力に接続される。Ｓ／Ｈ回路１
０の出力はアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３の
入力に接続され、Ａ／Ｄ変換器１３及び波形整形回路１
５の各出力は制御部１２に接続される。この場合、切換
スイッチ９、可変利得増幅器１０、ＢＰＦ回路１１、Ｓ
／Ｈ回路１２、Ａ／Ｄ変換器１３、波形整形回路１５の
それぞれは、信号処理部１７を構成している。

【００２３】また、ＣＰＵ（制御部）１４は、光信号送
信部１６に接続されるとともに、内部に、相対角度デー
タの演算及び計算を行うために本来保有している演算及
び計算プログラムに加え、信号処理部１７の動作を制御
するとともに、各Ｉ−Ｖ変換器８ａ乃至８ｄの変換利得
を制御する付加プログラムを内蔵している。

【００２４】前記構成による第１の実施例の相対角度検
出装置は、次のように動作する。

【００２５】いま、操作者が携帯用入力装置５を手に持
ち、検出部側をＣＲＴ３の方向（光源２の方向）に向け
ると、光源２から発せられた周波数ｆの赤外領域の参照
光が携帯用入力装置５の検出部に入射される。入射され
た参照光は、まず、可視光カットフィルタ（図示なし）
で可視光成分が除かれ、次に、絞り部（図示なし）で光
入射量が適宜調整された後、分割受光素子６を構成する
４分割受光部６ａ乃至６ｄに照射される。このとき、４
分割受光部６ａ乃至６ｄには、図７に示されるように、
矩形状スポット光αが照射され、４分割受光部６ａ乃至
６ｄからスポット光αの照射面積に対応した電流出力Ｉ
_LU、Ｉ_RU、Ｉ_LD、Ｉ_RDがそれぞれ出力される。この場合
に、これらの電流出力Ｉ_LU、Ｉ_RU、Ｉ_LD、Ｉ_RDは、いず
れも、参照光の主要成分である周波数ｆを含んでいる。
次いで、これらの電流出力Ｉ_LU、Ｉ_RU、Ｉ_LD、Ｉ_RDは、
Ｙ軸方向に配置の１組の受光部６ｂと６ｄとで得られた
電流出力Ｉ_LU、Ｉ_LDが加算回路７ａで加算されてそれら
の和の電流（Ｉ_LU＋Ｉ_LD）がＩ−Ｖ変換器８ａに供給さ
れ、Ｙ軸方向に配置の他の１組の受光部６ａと６ｃとで
得られた電流出力Ｉ_RU、Ｉ_RDが加算回路７ｂで加算され
てそれらの和の電流（Ｉ_RU＋Ｉ_RD）がＩ−Ｖ変換器８ｂ
に供給される。同じように、Ｘ軸方向に配置の１組の受
光部６ａと６ｂとで得られた電流出力Ｉ_LU、Ｉ_RUが加算
回路７ｃで加算されてそれらの和の電流（Ｉ_LU＋Ｉ_RU）
がＩ−Ｖ変換器８ｃに供給され、Ｘ軸方向に配置の他の
１組の受光部６ｃと６ｄとで得られた電流出力Ｉ_LD、Ｉ
_RDが加算回路７ｄで加算されてそれらの和の電流（Ｉ_LD
＋Ｉ_RD）がＩ−Ｖ変換器８ｄに供給される。各Ｉ−Ｖ変
換器８ａ乃至８ｄは、入力された和の電流を電圧に変換
し、それぞれ、チャネル１乃至チャネル４に受光出力電
圧Ｖ１乃至Ｖ４を発生させる。

【００２６】受光出力電圧Ｖ１乃至Ｖ４は切換スイッチ
９に供給されるが、このとき、切換スイッチ９は制御部
１４から供給される切換制御信号により可動接点が所定
周期でチャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル
４、チャネル１、チャネル２、… … …の順に切換え
られるので、受光出力電圧Ｖ１乃至Ｖ４は切換スイッチ
９において時分割的に選択され、切換スイッチ９の出力
は受光出力電圧Ｖ１乃至Ｖ４を時分割的に順次選択した
時分割出力電圧になる。次に、この時分割出力電圧は、
可変利得増幅器１０において、制御部１４から供給され
る利得制御電圧に応じた利得で増幅され、次いで、増幅
された時分割出力電圧は、ＢＰＦ回路１１において、周
波数ｆ以外の不要な周波数成分の除去が行われる。さら
に、ＢＰＦ回路１１の出力に得られた時分割出力電圧
は、Ｓ／Ｈ回路１２及び波形整形回路１５にそれぞれ供
給される。

【００２７】ＢＰＦ回路１１から出力された周波数ｆの
時分割出力電圧は、Ｓ／Ｈ回路１２において、制御部１
４から供給されるサンプリングパルスによってサンプリ
ングされ、このサンプリングによって得られたサンプリ
ング電圧が保持される。この場合、後述するように、制
御部１４から供給されるサンプリングパルスの印加タイ
ミングが選択され、Ｓ／Ｈ回路１２に保持されるサンプ
リング電圧は、切換スイッチ９におけるチャネル切換が
行われた後の、時分割出力電圧に生じる過渡現象が終了
した後の安定状態のものである。次いで、Ｓ／Ｈ回路１
２に保持されているサンプリング電圧は、Ａ／Ｄ変換器
１３において、後述するように、制御部１４から供給さ
れる変換開始及び変換終了指令に基づいてデジタル信号
に変換され、このデジタル信号が相対角度データとして
制御部１４に供給される。

【００２８】一方、ＢＰＦ回路１１から出力された周波
数ｆの時分割出力電圧は、波形整形回路１５に供給され
るが、波形整形回路１５は、図３に示されるように、周
波数ｆの信号成分の各周期ごとに、所要のタイミング
で、即ち、周波数ｆの信号が負極性から正極性に転換し
た直後に幅狭パルスを発生し、この幅狭パルスは制御部
１４に供給される。

【００２９】ここで、制御部１４は、内蔵のプログラム
に基づいて次のような制御動作を実行する。

【００３０】始めに、制御部１４は、切換スイッチ９の
可動接点がチャネル１に切換えられるように、切換スイ
ッチ９に供給するスイッチ切換信号を初期設定し、同時
に、利得制御増幅器１０の利得が所定利得になるよう
に、利得制御増幅器１０に供給する利得制御電圧を初期
設定する。

【００３１】次に、制御部１４は、波形整形回路１５か
ら供給される幅狭パルスを所定値に達するまでカウント
する。この場合、幅狭パルスのカウント値が前記所定値
に達するまでカウントを行うのは、切換スイッチ９によ
るチャネル切換え後に、ＢＰＦ回路１１から出力される
周波数ｆの信号の振幅が安定化するまで待つためであ
る。

【００３２】続いて、制御部１４は、幅狭パルスのカウ
ント値が前記所定値に達すると、図４に示すように、幅
狭パルスの立ち上り（もしくは立ち下がり）を検出し、
タイマー（図示なし）をリセットし、タイマーを動作さ
せる。そして、制御部１４は、タイマーが規定の時間ｔ
に達すると、図４に示すように、Ｓ／Ｈ回路１２にサン
プリング開始指令及びＡ／Ｄ変換器１３に変換開始指令
がそれぞれ発せられ、その直後、Ｓ／Ｈ回路１２におい
て、ＢＰＦ回路１１から出力される周波数ｆの信号のサ
ンプリング及びそのサンプリング電圧の保持が行われ、
同時に、Ａ／Ｄ変換器１３において、保持されたサンプ
リング電圧がデジタル変換され、相対角度データを発生
させる。このとき、ＢＰＦ回路１１から出力される周波
数ｆの信号のサンプリングのタイミングは、周波数ｆの
信号のピーク値に一致している。なお、その後引き続い
て、ＢＰＦ回路１１から出力される周波数ｆの信号のピ
ーク値を検出する場合には、タイマーにより、規定の時
間ｔに周波数ｆの周期に対応する時間ｔ’を加えた時間
（ｔ＋ｔ’）に、再度、Ｓ／Ｈ回路１２に対してサンプ
リング開始指令、及び、Ａ／Ｄ変換器１３に対して変換
開始指令を出力すればよい。一方、サンプリング電圧と
して、ＢＰＦ回路１１から出力される周波数ｆの信号の
ピーク値を検出する代わりに、ＢＰＦ回路１１から出力
される周波数ｆの信号のボトム値を検出する場合は、図
４に示すように、同じくタイマーにより、規定の時間ｔ
に周波数ｆの周期に対応する時間ｔ’の半分の時間
（ｔ’／２）を加えた時間｛ｔ＋（ｔ’／２）｝に、Ｓ
／Ｈ回路１２に対してサンプリング開始指令、及び、Ａ
／Ｄ変換器１３に対して変換開始指令を出力すればよ
い。

【００３３】次いで、制御部１４は、切換スイッチ９を
チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４に順
に切換え、それぞれのチャネルに切換えた際に、Ａ／Ｄ
変換器１３で発生される相対角度データを読み取り、読
み取った相対角度データに基づいて演算及び計算を行
う。この場合、制御部１４で行われる演算は、既に提案
されている前述の相対角度検出装置の制御部３４で行わ
れる演算とほぼ同じで、受光出力電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ
３、Ｖ４から導出された相対角度データ（デジタルピー
ク電圧）をそれぞれＶ１ｐ、Ｖ２ｐ、Ｖ３ｐ、Ｖ４ｐと
したとき、｛（Ｖ１ｐ−Ｖ２ｐ）／（Ｖ１ｐ＋Ｖ２
ｐ）｝、及び、｛（Ｖ３ｐ−Ｖ４ｐ）／（Ｖ３ｐ＋Ｖ４
ｐ）｝の各演算を行うものであって、前者の演算によ
り、携帯用入力装置５のＸ軸方向の傾き角度θｘが求め
られ、後者の演算により、同装置５のＹ軸方向の傾き角
度θｙが求められる。このとき、求めた傾き角度θｘ、
θｙは内部メモリに格納される。

【００３４】続いて、制御部１４は、メモリに収納され
ている傾き角度θｘ、θｙに基づいて、ＣＲＴ３の表示
面のＸ−Ｙ座標上における距離に換算した座標計算を行
う。座標計算の結果は、光信号送信部１６に供給され、
光信号送信部１６からこの計算結果が光信号としてし被
制御型画像表示装置１の光信号受信部４に送信される。
光信号受信部４は、光信号を受信すると、その光信号の
内容に基づいてＣＲＴ３の表示面の所要個所にカーソル
マークのような形で表示を行う。

【００３５】また、制御部１４は、切換スイッチ９がチ
ャネル１から順にチャネル２、チャネル３、チャネル４
まで切換えられ、その切換えに対応した相対角度データ
が得られた際に、この相対角度データに基づいて利得設
定信号を発生し、この利得設定信号を各電流・電圧（Ｉ
−Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄに供給する。

【００３６】ここで、図２は、第１の実施例に用いられ
る各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄの中の１
つ、例えば、電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ａの構成の
一例を示す回路構成図であって、図２（ａ）は複数の並
列抵抗がオペアンプの入力回路に設けられた例であり、
図２（ｂ）は複数の並列抵抗がオペアンプの帰還回路に
設けられた例である。なお、他の電流・電圧（Ｉ−Ｖ）
変換器８ｂ乃至８ｄの構成は、いずれも、電流・電圧
（Ｉ−Ｖ）変換器８ａの構成と同一である。

【００３７】図２（ａ）において、オペアンプ１８の非
反転入力（＋）は、加算回路７ａの出力に接続されると
ともに、切替接点２１及び複数の並列抵抗列１９を介し
て接地点に接続され、オペアンプ１８の反転入力（−）
は帰還抵抗２２ａを介してオペアンプ１８の出力に接続
されるとともに、帰還抵抗２２ｂを介して接地点に接続
される。

【００３８】また、図２（ｂ）において、オペアンプ１
８の反転入力（−）は、加算回路７ａの出力に接続され
るとともに、切替接点２１及び複数の並列抵抗列１９を
介してオペアンプ１８の出力に接続され、オペアンプ１
８の非反転入力（＋）は直接接地される。

【００３９】さらに、図２（ａ）、（ｂ）の回路におい
ては、切替回路２０は、制御部１４に接続されて利得設
定信号が供給され、その利得設定信号に対応して切替接
点２１を選択駆動するように構成されている。

【００４０】かかる構成の電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器
８ａ（乃至８ｄ）は、次のように動作する。

【００４１】いま、４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞ
れの入射光量が多くなく、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換
器８ａ乃至８ｄの出力電圧の最大値が所定範囲内に留ま
っているときには、制御部１４が発生する利得設定信号
に応答して、切替回路２０は切替接点２１の選択接続に
よって複数の並列抵抗列１９の中の最大の抵抗値を持つ
抵抗、例えば、抵抗１９ａをオペアンプ１８に接続し、
各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄの変換利得
を標準的な値に設定する。

【００４２】４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入
射光量がやや多くなり、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器
８ａ乃至８ｄの出力電圧の最大値が所定範囲内を僅かに
超すようになったときには、制御部１４が発生する利得
設定信号に応答して、切替回路２０は切替接点２１の選
択接続によって複数の並列抵抗列１９の中の２番目に大
きい抵抗値を持つ抵抗、例えば、抵抗１９ｂをオペアン
プ１８に接続し、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ａ乃
至８ｄの変換利得を標準的な値よりもやや低下させた値
に設定する。

【００４３】４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入
射光量がもっと多くなり、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換
器８ａ乃至８ｄの出力電圧の最大値が所定範囲内を中程
度に超すようになったときには、制御部１４が発生する
利得設定信号に応答して、切替回路２０は切替接点２１
の選択接続によって複数の並列抵抗列１９の中の３番目
に大きい抵抗値を持つ抵抗、例えば、抵抗１９ｃをオペ
アンプ１８に接続し、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８
ａ乃至８ｄの変換利得を標準的な値よりもかなり低下さ
せた値に設定する。

【００４４】４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入
射光量が最大になり、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８
ａ乃至８ｄの出力電圧の最大値が所定範囲内を大きく超
すようになったときには、制御部１４が発生する利得設
定信号に応答して、切替回路２０は切替接点２１の選択
接続によって複数の並列抵抗列１９の中の最小の抵抗値
を持つ抵抗、例えば、抵抗１９ｄをオペアンプ１８に接
続し、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄの変
換利得を最低の値に設定する。

【００４５】このように、第１の実施例においては、４
分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入射光量の大きさ
に応じて、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄ
の変換利得を変更させているもので、４分割受光部６ａ
乃至６ｄのいずれかに入射される光量が相当に増大して
も、その入射光量の増大に対応して電流・電圧（Ｉ−
Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄの変換利得が低下するので、各
電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄの出力電圧
は、常時、所定範囲内に留まり、次続の可変利得増幅器
１０が飽和状態に駆動されることはない。

【００４６】また、第１の実施例においては、制御部１
４内部で実行される相対角度データに対する所要の演算
や計算の本来のプログラムに加え、信号処理部１７の各
部を動作制御させる付加プログラムを内蔵し、この付加
プログラムに基づき、信号処理部１７においては、切換
回路（切換スイッチ）９における切換制御、可変利得増
幅回路１０における利得の設定、ピーク値保持回路（Ｓ
／Ｈ回路）１２におけるピーク値のサンプリング及びホ
ールド（保持）、それにＡ／Ｄ変換器１３におけるホー
ルド（保持）値のデジタル変換が互いに関連した状態で
行われるので、このような動作を実行させるための回路
構成（図６参照）を設ける必要がなくなり、その分、相
対角度検出装置の全体の回路構成が簡略になり、小型化
を達成することができるという利点もある。ただし、第
１の実施例においても、制御部１４内に信号処理部１７
の各部を動作制御させる付加プログラムを内蔵させる代
わりに、図６に図示のように、各部を動作制御させる回
路構成を別途設けるようにしてもよい。

【００４７】次に、図４は、本発明に係わる相対角度検
出装置の第２の実施例を示すブロック構成図である。

【００４８】図４に図示の第２の実施例と前記第１の実
施例との違いは、第１の実施例が各電流・電圧（Ｉ−
Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄに制御部１４から利得設定信号
を供給するようにしているのに対し、第２の実施例が４
分割受光部６ａ乃至６ｄに関連配置された光量制御部２
３ａ乃至２３ｄまたは電流制御部２４ａ乃至２４ｄに制
御部１４から利得設定信号を供給するようにしている点
だけであって、その他、第２の実施例と第１の実施例と
の間に構成上の違いはない。

【００４９】また、第２実施例の動作は、制御部１４か
ら導出される利得設定信号が光量制御部２３ａ乃至２３
ｄまたは電流制御部２４ａ乃至２４ｄに供給される点を
除けば、第１の実施例の動作と殆んど同じであるので、
この第２の実施例についての動作説明は、省略する。た
だし、利得設定信号によって光量制御部２３ａ乃至２３
ｄまたは電流制御部２４ａ乃至２４ｄを駆動動作させる
点は、第２の実施例に特有のものであるので、以下、こ
の駆動動作についてのみ説明する。

【００５０】ここで、図５（ａ）は電流制御部２４ａ乃
至２４ｄの中の１つ、例えば、電流制御部２４ａの構成
の一例を示す回路構成図であり、図５（ｂ）乃至（ｄ）
は、光量制御部２３ａ乃至２３ｄの中の１つ、例えば、
光量制御部２３ａを構成する場合の３つの例を示す構成
図である。この場合、他の電流制御部２４ｂ乃至２４ｄ
の構成は電流制御部２４ａの構成と同じであり、他の光
量制御部２３ｂ乃至２３ｄの構成は光量制御部２３ａの
構成と同じである。

【００５１】図５（ａ）において、複数の並列抵抗列２
５と切替接点２７とによって電流制御部２４ａが構成さ
れ、この電流制御部２４ａは分割受光部６ａと接地点間
に接続される。切替回路２６は、制御部１４に接続され
て利得設定信号が供給され、利得設定信号に対応して切
替接点２７を選択駆動するように構成されている。

【００５２】図５（ｂ）において、液晶板２９により光
量制御部２３ａが構成され、この液晶板２９は絞り部２
８とともに分割受光素子６の前面（光入射面）に配置さ
れる。液晶板２９は、制御部１４に接続されて利得設定
信号が供給され、その利得設定信号に対応して液晶板２
９の光透過率が変更されるように構成されている。

【００５３】図５（ｃ）において、２つの偏光板３０
ａ、３０ｂにより光量制御部２３ａが構成され、これら
偏光板３０ａ、３０ｂは絞り部２８とともに分割受光素
子６の前面（光入射面）に配置される。モーター３１に
は制御部１４に接続されて利得設定信号が供給され、そ
の利得設定信号に対応して、一方の偏光板３０ａが回転
駆動されて２つの偏光板３０ａ、３０ｂの間の偏光面に
変化を生じ、それにより２つの偏光板３０ａ、３０ｂの
光透過率が変更されるように構成されている。

【００５４】図５（ｄ）において、ＮＤフィルタアレイ
板３２により光量制御部２３ａが構成され、ＮＤフィル
タアレイ板３２は絞り部２８とともに分割受光素子６の
前面（光入射面）に配置される。モーター３１には制御
部１４に接続されて利得設定信号が供給され、その利得
設定信号に対応して、ＮＤフィルタアレイ板３２が回転
していずれかのフィルタ素子が選択され、それによりＮ
Ｄフィルタアレイ板３２の光透過率が変更されるように
構成されている。

【００５５】かかる構成の電流制御部２４ａ及び光量制
御部２３ａは、それぞれ次のように動作する。

【００５６】始めに、図５（ａ）に図示された電流制御
部２４ａの動作について述べると、４分割受光部６ａ乃
至６ｄのそれぞれの入射光量が多くなく、各電流・電圧
（Ｉ−Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄの出力電圧の最大値が所
定範囲内に留まるときには、制御部１４が発生する利得
設定信号に応答して、切替回路２６は接点２７の選択接
続によって複数の並列抵抗列２５の中の最大の抵抗値を
持つ抵抗、例えば、抵抗２５ａを分割受光部６ａに接続
し、電流制御部２４ａにおける電流損失を最低にする。

【００５７】４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入
射光量がやや多くなり、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器
８ａ乃至８ｄの出力電圧の最大値が所定範囲内を僅かに
超すようになったときには、制御部１４が発生する利得
設定信号に応答して、切替回路２６は接点２７の選択接
続によって複数の並列抵抗列２５の中の２番目に大きい
抵抗値を持つ抵抗、例えば、抵抗２５ｂを分割受光部６
ａに接続し、電流制御部２４ａにおける電流損失をやや
大きな値に設定する。

【００５８】４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入
射光量がもっと多くなり、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換
器８ａ乃至８ｄの出力電圧の最大値が所定範囲内を中程
度に超すようになったときには、制御部１４が発生する
利得設定信号に応答して、切替回路２６は接点２７の選
択接続によって複数の並列抵抗列２５の中の３番目に大
きい抵抗値を持つ抵抗、例えば、抵抗２５ｃを分割受光
部６ａに接続し、電流制御部２４ａにおける電流損失を
かなり大きな値に設定する。

【００５９】４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入
射光量が最大になり、各電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８
ａ乃至８ｄの出力電圧の最大値が所定範囲内を大きく超
すようになったときには、制御部１４が発生する利得設
定信号に応答して、切替回路２６は接点２７の選択接続
によって複数の並列抵抗列２５の中の最小の抵抗値を持
つ抵抗、例えば、抵抗２５ｄを分割受光部６ａに接続
し、電流制御部２４ａにおける電流損失を最大の値に設
定する。

【００６０】続いて、図５（ｂ）乃至（ｄ）に図示され
た光量制御部２３ａの動作について述べると、４分割受
光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入射光量が多くないとき
には、制御部１４が発生する利得設定信号に応答し、図
５（ｂ）に図示の例の場合は液晶板２９の透過率が最大
になるように、図５（ｃ）に図示の例の場合は２つの偏
光板３０ａ、３０ｂの間の偏光面が一致するように、図
５（ｄ）に図示の例の場合はＮＤフィルタアレイ板３２
の中の最も透過率の高いフィルタ素子が選択されるよう
に制御され、光量制御部２３ａにおける光透過率を最大
の値に設定する。

【００６１】４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入
射光量がやや多くなったときには、制御部１４が発生す
る利得設定信号に応答して、図５（ｂ）に図示の例の場
合は液晶板２９の透過率が最大よりもやや小さくなるよ
うに、図５（ｃ）に図示の例の場合は２つの偏光板３０
ａ、３０ｂの間の偏光面が多少ずれるように、図５
（ｄ）に図示の例の場合はＮＤフィルタアレイ板３２の
中の２番目に透過率の高いフィルタ素子が選択されるよ
うに制御され、光量制御部２３ａにおける光透過率を最
大の値よりもやや小さな値に設定する。

【００６２】４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入
射光量がもっと多くなったときには、制御部１４が発生
する利得設定信号に応答して、図５（ｂ）に図示の例の
場合は液晶板２９の透過率が最大よりもかなり小さくな
るように、図５（ｃ）に図示の例の場合は２つの偏光板
３０ａ、３０ｂの間の偏光面がかなりずれるように、図
５（ｄ）に図示の例の場合はＮＤフィルタアレイ板３２
の中の３番目に透過率の高いフィルタ素子が選択される
ように制御され、光量制御部２３ａにおける光透過率を
最大の値よりもかなり小さな値に設定する。

【００６３】４分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入
射光量が最大になったときには、制御部１４が発生する
利得設定信号に応答して、図５（ｂ）に図示の例の場合
は液晶板２９の透過率が最小になるように、図５（ｃ）
に図示の例の場合は２つの偏光板３０ａ、３０ｂの間の
偏光面が相当にずれるように、図５（ｄ）に図示の例の
場合はＮＤフィルタアレイ板３２の中の最も透過率の低
いフィルタ素子が選択されるように制御され、光量制御
部２３ａにおける光透過率を最小の値に設定する。

【００６４】このように、第２の実施例においては、４
分割受光部６ａ乃至６ｄのそれぞれの入射光量の大きさ
に応じて、４分割受光部６ａ乃至６ｄの出力電流または
入射光量を変更させているもので、４分割受光部６ａ乃
至６ｄのいずれかに入射される光量が相当に増大して
も、その入射光量の増大に対応して４分割受光部６ａ乃
至６ｄの出力電流または入射光量が低下するので、各電
流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器８ａ乃至８ｄの出力電圧は、
常時、所定範囲内に留まり、次続の可変利得増幅器１０
が飽和状態に駆動されることはない。

【００６５】また、第２の実施例においても、第１の実
施例と同様に、制御部１４内部で実行される相対角度デ
ータに対する所要の演算や計算の本来のプログラムに加
え、信号処理部１７の各部を動作制御させる付加プログ
ラムを内蔵し、この付加プログラムに基づき、信号処理
部１７において互いに関連した状態の動作制御を行って
いるので、このような動作制御を実行させるための回路
構成（図６参照）を設ける必要がなく、その分、相対角
度検出装置の全体の回路構成が簡略になり、小型化の達
成が可能になるという利点がある。ただし、この第２の
実施例においても、制御部１４内に信号処理部１７の各
部を動作制御させる付加プログラムを設ける代わりに、
図６に図示のように、各部を動作制御させる回路構成を
別途設けてもよい。

【００６６】なお、第１の実施例及び第２の実施例にお
いては、被制御型画像表示装置１がコンピュータである
場合を例に挙げて説明したが、本発明による被制御型画
像表示装置１はコンピュータである場合に限られるもの
ではなく、ゲーム装置やＡＶ機器である場合も同様に適
用可能である。

【００６７】また、第１の実施例及び第２の実施例にお
いては、分割受光素子６として４分割受光部６ａ乃至６
ｄを用いた例を挙げて説明したが、本発明による分割受
光素子６は４分割受光部６ａ乃至６ｄである場合に限ら
れず、６分割受光部や他の数の分割受光部である場合も
同様に適用可能である。ただし、分割受光素子６の分割
受光部を４以外の数に設定した場合は、その設定数に応
じて、加算回路７ａ乃至７ｄ、電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変
換器８ａ乃至８ｄの数が変更されることは勿論である。

【００６８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にお
いては、制御部１４は、入力される相対角度データに基
づいて利得設定信号を発生し、この利得設定信号を、分
割受光素子６の入力（光量）制御部、分割受光部６ａ乃
至６ｄの出力（電流）制御部、各電流・電圧変換部８ａ
乃至８ｄの入力回路、各電流・電圧変換部８ａ乃至８ｄ
の帰還回路のいずれか１つの部分に供給し、それによ
り、分割受光部６ａ乃至６ｄの出力電流の大きさ、また
は、電流・電圧変換部８ａ乃至８ｄの変換利得を制御す
るようにしている。この場合、制御部１４は、相対角度
データに基づき、電流・電圧変換部８ａ乃至８ｄの出力
電圧のいずれかに相当大きな電圧が含まれていると判断
したとき、分割受光素子６の出力電流の大きさを減少さ
せるか、または、各電流・電圧変換部の８ａ乃至８ｄ変
換利得を低下させるような利得設定信号を発生し、一
方、各電流・電圧変換部８ａ乃至８ｄの出力電圧のいず
れにも大きな電圧が含まれていないと判断したとき、分
割受光素子６の出力電流の大きさを通常値に戻すととも
に、各電流・電圧変換部８ａ乃至８ｄの変換利得を通常
値に戻すような利得設定信号を発生する。

【００６９】このように、本発明によれば、各電流・電
圧変換部８ａ乃至８ｄの出力電圧は、分割受光素子６へ
の入射光量に係わりなく、その大きさが所定値を超える
ことがなくなり、大きな電圧が可変利得増幅器１０に入
力され、可変利得増幅器１０が飽和状態に駆動されるこ
とがなくなり、可変利得増幅器１０においては、常時、
入力電圧に正確に対応した出力電圧を得ることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる相対角度検出装置の第１の実施
例の構成を示すブロック構成図である。

【図２】図１に図示の第１の実施例に用いられる電流・
電圧（Ｉ−Ｖ）変換器の構成の一例を示す回路構成図で
ある。

【図３】ＢＰＦ回路から出力される周波数ｆの信号と、
幅狭パルスの発生タイミング及びＳ／Ｈ回路やＡ／Ｄ変
換器の動作タイミングとの関係を示す説明図である。

【図４】本発明に係わる相対角度検出装置の第２の実施
例の構成を示すブロック構成図である。

【図５】図４に図示の第２の実施例に用いられる電流制
御部及び光量制御部の各構成例を示す構成図である。

【図６】既に提案されている相対角度検出装置の構成の
一例を示すブロック構成図である。

【図７】図６に図示の相対角度検出装置に用いられる分
割受光素子の構成を示す正面図である。

【符号の説明】

１ コンピュータ（被制御型画像表示装置） ２ 赤外光光源 ３ 表示用ＣＲＴ（表示部） ４ 光信号受信部 ５ 携帯用入力装置 ６ 分割受光素子 ６ａ乃至６ｄ ４分割受光部 ７ａ乃至７ｄ 加算回路 ８ａ乃至８ｄ 電流・電圧（Ｉ−Ｖ）変換器 ９ 切換スイッチ（切換回路） １０ 可変利得増幅器 １１ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）回路 １２ サンプル・ホールド（Ｓ／Ｈ）回路 １３ アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器 １４ ＣＰＵ（制御部） １５ 波形整形回路 １６ 光信号送信部 １７ 信号処理部 １８ オペアンプ １９、２５ 複数の並列抵抗列 １９ａ乃至１９ｄ、２５ａ乃至２５ｄ 抵抗 ２０、２６ 切替回路 ２１、２７ 切替接点 ２２ａ、２２ｂ 帰還抵抗 ２３ａ乃至２３ｄ 光量制御部 ２４ａ乃至２４ｄ 電流制御部 ２８ 矩形状の開口を有する絞り部 ２９ 液晶板 ３０ａ、３０ｂ 偏光板 ３１ モーター ３２ ＮＤフィルタアレイ板

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源の光を受ける複数の受
   光素子と、前記受光素子の各出力電流を個別に電圧に変
   換する複数の電流・電圧変換部と、前記複数の電流・電
   圧変換部の出力電圧を所定周期で時分割選択し、前記時
   分割出力電圧に変換する切換回路と、前記時分割出力電
   圧を可変利得増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力
   電圧から不要成分を除去するフィルタ回路と、前記不要
   成分を除去した出力電圧のピーク値を保持するピーク値
   保持回路及び前記不要成分を除去した出力電圧を整形す
   る波形整形回路と、前記ピーク値保持回路の保持電圧を
   デジタル信号に変換し、前記光源と受光素子との相対角
   度データを発生するアナログ・デジタル変換回路と、制
   御部とからなり、前記制御部は、前記相対角度データを
   演算し、前記相対角度データが表す座標計算を行うとと
   もに、利得設定信号の供給して前記複数の電流・電圧変
   換部の出力電圧振幅を制御し、前記増幅回路の飽和を防
   止することを特徴とする相対角度検出装置。
2. 【請求項２】 前記利得設定信号は、前記複数の電流・
   電圧変換部に供給され、それにより前記複数の電流・電
   圧変換部の変換利得が制御されることを特徴とする請求
   項１記載の相対角度検出装置。
3. 【請求項３】 前記複数の電流・電圧変換部は、選択可
   能な複数の並列入力抵抗もしくは並列帰還抵抗を備え、
   前記変換利得制御信号の供給により、前記複数の並列入
   力抵抗もしくは並列帰還抵抗の１つが選択されることを
   ことを特徴とする請求項２記載の相対角度検出装置。
4. 【請求項４】 前記利得設定信号は、前記受光素子の入
   力制御部に供給され、それにより前記受光素子への受光
   量が制御されることを特徴とする請求項１記載の相対角
   度検出装置。
5. 【請求項５】 前記受光素子の入力制御部は、前記受光
   素子の前面に、矩形状開口を有する絞り部とともに配置
   され、前記利得設定信号により伝送光量が制御される液
   晶、偏光板またはＮＤフィルタアレイ盤のいずれかであ
   ることを特徴とする請求項４記載の相対角度検出装置。
6. 【請求項６】 前記利得設定信号は、前記受光素子の出
   力制御部に供給され、それにより前記受光素子の出力電
   流が制御されることを特徴とする請求項１記載の相対角
   度検出装置。
7. 【請求項７】 前記受光素子の出力制御部は、選択可能
   な複数の並列負荷抵抗を備え、前記変換利得制御信号の
   供給により、前記複数の並列負荷抵抗の１つが選択され
   ることをことを特徴とする請求項６記載の相対角度検出
   装置。