JPH09281436A - 光軸補正装置付きレーザポインタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザポインタの光軸補正装置に小型で高精度
の手振れ検出手段を使うことにより精確に手振れを補正
できかつレーザポインタに収まる程の小型な光軸補正装
置を提供すること。 【解決手段】ユーザの手振れによる本体の振れを検出す
る手振れ検出手段と、手振れ検出手段の出力信号に基づ
いて、前記レーザ光ビームの光軸の向きを補正する光軸
補正手段１９のとによる構成される光軸補正装置におい
て手振れ検出手段である縦振れセンサ４および横振れセ
ンサ５として水晶振動ジャイロを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレゼンテーション
時の前記投影箇所に映し出された図や文章を指し示すた
めのレーザポインタに関し、さらに詳しくはレーザポイ
ンタの手ぶれを防止するための補正回路に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】最近、従来の指示棒に代わって半導体レ
ーザを使ったポインタが使われ始めている。このレーザ
ポインタは、レーザ光ビームを前記投影箇所に照射して
ユーザが説明しているところをポインティングするの
で、ＯＨＰなどを使った暗い場所でのプレゼンテーショ
ンで使用でき、指示棒を使った場合に生じる陰で隠れる
部分ができないという利点がある。しかし、ユーザが前
記投影箇所に向けてレーザ光ビームを照射する際、ユー
ザの手ぶれによってポインティング位置がずれてしまい
定まらないことが多かった。

【０００３】上記の課題を解決する手段として特開平０
７−１３４２７０に公開されているレーザポインタの光
軸補正装置があり、これによって上記のユーザの手ぶれ
による本体の振れに応じてレーザ光ビームの光軸の向き
を補正できる。

【０００４】この装置は、ユーザにより保持され所定の
前記投影箇所に指向される本体と、前記本体に設けられ
レーザ光ビームを前記投影箇所に向けて出力する光源と
を有するレーザポインタの光軸補正装置であって、前記
本体に設けられユーザの手振れによる本体の振れを検出
する手振れ検出手段と、手振れ検出手段の出力信号に基
づいて、前記レーザ光ビームの光軸の向きを前記本体の
振れに応じて補正する光軸補正手段とを備えるものであ
る。

【０００５】また、この発明では、前記光軸補正手段
が、前記レーザ光ビームの光軸方向に間隔を置いて配設
され該レーザ光ビームが通過する２枚の屈折率が等しい
ガラス板と、これら２枚のガラス板の周縁どうしを接続
する筒状の蛇腹に囲まれた空間に封入され両ガラス板と
屈折率が等しい透明な液体と、前記各ガラス板を前記光
軸方向に沿ってそれぞれ揺動させる２つの駆動手段と、
前記手振れ検出手段の出力信号に基づいて前記各駆動手
段を制御する制御手段とで構成され、一方の前記駆動手
段により一方の前記ガラス板は、他方の前記ガラス板の
揺動方向と交わる方向に揺動されるものである。

【０００６】さらに、この発明では、前記光軸補正手段
は、前記レーザ光ビームの光軸方向に間隔を置いて配設
され該レーザ光ビームを反射する２枚の反射ミラーと、
各反射ミラーを前記光軸方向に沿ってそれぞれ揺動させ
る２つの駆動手段と、前記手振れ検出手段の出力信号に
基づいて前記各駆動手段を制御する制御手段とで構成さ
れ、一方の前記駆動手段により一方の前記反射ミラー
は、他方の前記反射ミラーの揺動方向と交わる方向に揺
動されるものである。また、前記投影箇所に表示させる
表示パターンデータ保持手段をさらに備え、前記制御手
段は、前記手振れ検出手段の出力信号と前記パターンデ
ータとに基づいて前記各駆動手段を制御するものであ
る。

【０００７】この発明では、手振れ検出手段によってユ
ーザの手振れによる本体の振れを検出し、その振れ量に
応じて例えばアクティブプリズムで構成される光軸補正
手段により、ユーザの手振れによる本体の振れを相殺す
るようにレーザ光ビームの光軸の向きを補正する。

【０００８】さて、このようなレーザポインタに用いら
れる手振れ検出手段としては小型で高精度であることが
要求されるため角速度センサとしての圧電振動ジャイロ
があげられる。この圧電振動ジャイロには音叉型振動子
を使ったワトソン型、正四角柱振動子を使ったＧＥ型等
があるが、特に正四角柱型は構造が簡単であるため、小
型で軽量であるという利点があり手振れ検出手段として
よく使われる。図２が正四角柱型圧電振動ジャイロの構
造図である。これは、従来の回転ごまを用いたジャイロ
スコープのような機械的摩擦がないため寿命が長く、起
動時間も短く小型であり、消費電力も小さく、中精度の
性能が得られる。このため、ロボットや無人搬送車の方
位測定、カメラ一体型ＶＴＲの手ぶれ補正のための角速
度計測用などに使用されている。

【０００９】この圧電振動ジャイロの構造と動作原理を
図２を用いて説明する。この圧電振動ジャイロは振動子
に恒弾性金属２を使用し、Ｘ軸に駆動用圧電素子３、Ｙ
軸に検出用圧電素子１を貼り付けている。

【００１０】角速度を検出するにはまず駆動用圧電素子
３に電圧をかけ振動子全体を振動させる。この時、Ｚ軸
回りに角速度が加わると振動方向（Ｘ軸）と垂直な向き
（Ｙ軸）にコリオリの力が生じ検出用圧電素子１にそれ
と比例した励起電圧が発生する。そして、この励起電圧
を検出することによって角速度が測定できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のごとくレーザポ
インタはユーザが片手で持てる程小型なため、光軸補正
装置に搭載する手振れ検出手段はレーザポインタの細か
い動きに追随するほど高精度で小型である必要がある。
この点によって圧電振動ジャイロを手振れ検出手段とし
て用いられる。圧電振動ジャイロとしては前述のように
ワトソン型、正四角柱型等が用いられるが、ワトソン型
は構造が複雑のため小型化が難しく、正四角柱型は小型
であるが検出電極の多層構造によって発生する雑音によ
り静止時でのゼロ出力に揺らぎが生じるので高精度とい
う点からはレーザポインタに適さなかった。

【００１２】本発明は上記の課題を解決してレーザポイ
ンタの光軸補正装置に小型で高精度の手振れ検出手段を
使うことにより精確に手振れを補正できかつレーザポイ
ンタに収まる程の小型な光軸補正装置を提供することで
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザポインタは、下記記載の手段を採用
する。

【００１４】ユーザにより保持され所定の投影箇所に指
向される本体と、前記本体に設けられレーザ光ビームを
前記投影箇所に向けて出力するレーザ光源と、前記レー
ザ光ビームの光軸補正装置とを有し、該光軸補正装置
は、前記本体に設けられ前記ユーザの手振れによる本体
の振れを検出する手振れ検出手段と、前記手振れ検出手
段の出力信号に基づいて、前記レーザ光ビームの光軸の
向きを前記本体の振れに応じて補正する光軸補正手段と
により構成される光軸補正装置付きレーザポインタにお
いて、前記手ぶれ検出手段は、水晶振動ジャイロである
ことを特徴とする光軸補正装置付きレーザポインタ。

【００１５】

【発明の実施の形態】

［水晶振動ジャイロを持つ光軸補正装置の説明］本発明
の水晶振動ジャイロを持つ光軸補正装置を、以下、図１
および図３を用いて光軸補正回路の構成、動作およびレ
ーザポインタの形状について説明する。図１は光軸補正
回路を持つレーザポインタの構成を示すブロック図、図
３は水晶振動ジャイロの構造、電極配置などを示す外見
図と水晶振動ジャイロの断面図である。

【００１６】図１において、４は縦振れセンサとしての
水晶振動ジャイロ及び５は横振れセンサとしての水晶振
動ジャイロ、７は差動増幅器としてのアンプ、８はフィ
ルタ、１１はＡ／Ｄコンバータ、１３はマイクロプロセ
ッサ、１５は制御回路、２０はレーザポインタ本体、１
９は光軸補正手段、１７は出射光レンズ、１８はレーザ
光源である。

【００１７】次に図１の動作について説明する。レーザ
ポインタ本体２０が本来指し示す方向に対して手振れに
よって瞬間的に上向きに傾いたとする。すると、この手
振れは縦振れセンサ４によって検出され、縦振れセンサ
４の水晶振動ジャイロの２つの出力端子から出力信号が
出る。この２つの出力信号は、アンプ７で差動増幅さ
れ、フィルタ８で不要成分がフィルタリングされ、Ａ／
Ｄコンバータ１１でＡ／Ｄ変換された後、マイクロプロ
セッサ１３に取り込まれる。

【００１８】マイクロプロセッサ１３では、角速度から
角度への積分処理や、手振れと意図的な動きとの判別を
行い、手振れに相当する信号のみを取り出してアナログ
信号に変換する。この指令信号は制御回路１５に入力さ
れ、この回路によって手振れが相殺するように光軸補正
手段１９が制御されレーザ光ビームが補正される。この
ため、レーザ光源１８から照射されたレーザ光ビーム
は、出射光レンズ１７によってしぼられ、さらにレーザ
光ビームは、光軸補正手段１９を通ることにより光軸が
補正され、投影箇所に投影される。

【００１９】前述のごとく、本発明の光軸補正装置付き
レーザポインタでは縦振れセンサ４及び横振れセンサ５
として水晶振動ジャイロを用いるが、水晶振動ジャイロ
は、手ぶれによる１つの軸の回転角速度を検出する。そ
こで、本発明の光軸補正装置付きレーザポインタでは上
下方向（垂直方向）と左右方向（水平方向）の２つの角
速度を検出するため、縦振れセンサ４と横振れセンサ５
とをそれぞれレーザ光ビームの光軸に垂直な面の２方向
に１つずつ互いが垂直になるよう設置する。

【００２０】水晶振動ジャイロは、他の圧電振動ジャイ
ロに比べて有利な点が３点ある。１つは、振動子が、腕
時計用に使われている水晶振動子なので小型機器に組み
込める。レーザポインタも小型で回路などの収容能力に
限りがあるため、この点が有効になる。

【００２１】圧電振動ジャイロの高性能条件として静止
時の出力電圧がゼロであることが必要であるが、実際に
ゼロにすることはいろいろな諸条件により至難の技であ
る。水晶振動ジャイロでは図３のように検出電極２３、
２９を回転方向に対して互いに反対につけ、２つの電極
の検出電圧レベル、位相を差動増幅器で波形処理するこ
とにより、見かけ上ヌル電圧をゼロにできる。さらにこ
の点を詳しく述べると回転時のコリオリの力による検出
電極２３、２９の検出電圧の増減方向は反対になる。そ
のため検出電極２３、２９の検出電圧を差動増幅させる
と、差動増幅器からの出力はそれらの和となり、１つの
検出電圧をただ増幅するより大きな出力信号が得られ
る。

【００２２】３つめは、検出電極が直接水晶振動子に蒸
着しているため、接着層が無い分検出信号の雑音揺らぎ
を軽減でき、圧電素子を振動子に接着している圧電ジャ
イロより高精度に手振れを検出できる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の角速度検出センサに水晶振動ジャイロを用いた光軸補
正装置は、レーザポインタのユーザの手ぶれによる角速
度を静止時にはゼロの検出信号を出力し、動作時には２
つの検出信号を差動増幅することによって微少信号を増
大させ、検出電極を振動子に蒸着する事によって揺らぎ
雑音を軽減できるため、高精度な角速度検出を実現で
き、レーザ点のぶれを少なくさせる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザポインタの構成を示すブロック
図である。

【図２】本発明の従来例の圧電形音片振動ジャイロの振
動子の構造図である。

【図３】本発明の水晶振動ジャイロの水晶振動子の図で
ある。

【符号の説明】

４ 縦振れセンサ ５ 横振れセンサ ７ アンプ ８ フィルタ １１ Ａ／Ｄコンバータ １５ 制御回路 １９ 光軸補正手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザにより保持され所定の投影箇所に
   指向される本体と、前記本体に設けられレーザ光ビーム
   を前記投影箇所に向けて出力するレーザ光源と、前記レ
   ーザ光ビームの光軸補正装置とを有し、該光軸補正装置
   は、前記本体に設けられ前記ユーザの手振れによる本体
   の振れを検出する手振れ検出手段と、前記手振れ検出手
   段の出力信号に基づいて、前記レーザ光ビームの光軸の
   向きを前記本体の振れに応じて補正する光軸補正手段と
   により構成される光軸補正装置付きレーザポインタにお
   いて、前記手ぶれ検出手段は、水晶振動ジャイロである
   ことを特徴とする光軸補正装置付きレーザポインタ。