JPH10228349A

JPH10228349A - 画像表示装置の指示標識操作方式

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Publication number: JPH10228349A
Application number: JP5868497A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yamamoto; 健一山本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】画像表示装置の表示部の画面上の指示標識を
自由自在に操作する。【解決手段】２つの発光部１１、１２を表示部３に対
して固定して設け、発光部１１、１２からの基準光線を
受光する受光部２１をコントローラー２０に固定して設
ける。コントローラー２０の受光部２１にはレンズ、イ
メージセンサー等を備えて、基準光線を入射方向に対応
してイメージセンサー上の任意の点に集光させ、その集
光点を検出する。２方向からの基準光線の集光点の位置
の差に基づいて、コントローラー２０と表示部３との距
離を算出する。コントローラー２０を表示部３の略中央
に向けた際の基準光線の集光点の位置、任意方向に向け
た際の集光点の位置間の差と、算出された距離とに基づ
いて、コントローラー２０が向けられた表示部３の画面
上の座標Ｘ、Ｙを算出する。その座標Ｘ、Ｙに指示標識
Ｐを表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビ、パーソナ
ルコンピューター、プロジェクター等の画像表示装置の
ＣＲＴ（ブラウン管）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、
スクリーン等の表示部に対して、コントローラー（リモ
ートコントローラー）を動かすことにより、表示部上の
指示標識の表示位置を操作する画像表示装置の指示標識
操作方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図２４に示すように、画像表示装
置の表示部１０３の画面上には、処理メニューＭ、Ｍ…
等と共に指示標識Ｐが表示されるようになっており、図
２５に示すように、コントローラー１２０には、少なく
とも４個の矢印キー１２１、１２１…が備えられ、操作
者が押した矢印キー１２１と押した回数とに応じて、表
示部３の画面上の指示標識Ｐの表示位置が上下左右へ所
定距離だけ移動し、指示標識Ｐと同位置に表示された処
理メニューＭが選択されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、コント
ローラー１２０の矢印キー１２１、１２１…を押すこと
により指示標識Ｐを操作する方式では、複数の矢印キー
１２１、１２１…の押し間違いを防ぐため、コントロー
ラー１２０の矢印キー１２１、１２１…と表示部３の画
面上の指示標識Ｐとを交互に見ながら操作する必要があ
り、指示標識Ｐの移動距離が長い場合には何度も矢印キ
ー１２１を押さなければならず、指示標識Ｐを斜め方向
など任意方向へ移動させることができない等、指示標識
Ｐを自由自在に操作することが困難であるという問題が
あった。

【０００４】本発明は、このような従来の問題に鑑み、
画像表示装置の表示部に表示された指示標識を自由自在
に操作することができる画像表示装置の指示標識操作方
式の提供を目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、
所定の画像と共に指示標識を表示する表示部と、前記表
示部に対して移動自在なコントローラーとを備え、前記
コントローラーにより前記表示部の前記指示標識の表示
位置を操作する画像表示装置の指示標識操作方式におい
て、前記表示部に対して固定され、基準光線を照射する
発光部と、前記コントローラーに固定され、前記基準光
線を受光して、前記コントローラーの向きに対応した入
射方向を検出する受光部と、前記基準光線の入射方向に
対応して前記指示標識の表示位置を算出する表示位置演
算部とを備えたことにある。

【０００６】なお、受光部には、集光点の位置を検出す
るイメージセンサーと、基準光線の入射方向に対応して
前記イメージセンサーの任意の位置に集光点を生じさせ
るレンズとが設けられていることが好ましく、この場
合、受光部には、横方向の入射方向に対応した集光点の
位置を検出するイメージセンサーと、縦方向の入射方向
に対応した集光点の位置を検出するイメージセンサーと
が個別に設けられていてもよい。

【０００７】あるいは、受光部には、受光量を検出する
複数の受光素子が、基準光線の入射方向に対応して各々
の受光量を相違させる形で設けられていることが好まし
い。この場合、受光部には、受光素子に対して前方へ突
出し、基準光線の一部を遮蔽して前記各受光素子の受光
量を相違させる光線遮蔽部材が設けられていてもよく、
また、受光部には、受光素子毎に表面の向きを相違させ
て前記受光素子を覆い、基準光線の一部を前記表面で反
射して前記各受光素子の受光量を相違させる光線透過部
材が設けられていてもよい。

【０００８】また、受光部には、基準光線を選択的に透
過または反射するフィルターが設けらていることが好ま
しい。

【０００９】また、表示位置演算部は、コントローラー
が向けられた表示部上の位置を指示標識の表示位置とし
て算出することが好ましい。また、間隔を開けて配置さ
れた複数の発光部を備えていることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図１〜
１２について説明する。図１、２において、１はテレ
ビ、パーソナルコンピューター、プロジェクター等の画
像表示装置の本体であり、３はＣＲＴ、ＬＣＤ、スクリ
ーン等の表示部、２０は操作者が手に持って自由に動か
すことができるコントローラーである。なお、画像表示
装置がプロジェクター等の場合のように、画像表示装置
の本体１とは別個に、スクリーン等の表示部３が配置さ
れていてもよい。

【００１１】画像表示装置の表示部３には、略長方形の
画面が備えられており、画面上には、処理メニュー等の
画像と共に、ポインターカーソル等の指示標識Ｐが、表
示制御部７を介して表示され、指示標識Ｐは、入力制御
部９への入力信号により任意の位置に移動させることが
でき、指示標識Ｐと同位置に表示された処理メニュー等
が選択されるようになっている。

【００１２】そして、表示部３の上方と下方には、発光
部１１、１２が、前方へ向けて固設されている。なお、
発光部は、表示部の左右に配置してもよく、表示部に対
して固定すれば表示部とは別個に配置してもよい。発光
部１１、１２は、赤外線発光ダイオード等の光線発射器
１３と拡散板１４とからなり、発光制御部１９を介し
て、光線発射器１３から発射された所定の周波数の赤外
線等を、拡散板１４により広範囲に拡散して、基準光線
として表示部３の前方へ照射するようになっている。な
お、発光部１１、１２から照射される基準光線は、表示
部３や蛍光灯から放射される赤外線、日光に含まれる赤
外線等の外乱光に比して、強度が高くなっている。

【００１３】一方、コントローラー２０の前部には、受
光部２１が固設されており、受光部２１は、フィルター
２２、レンズ（凸レンズ）２３、ＣＣＤ（電荷結合素
子）等のイメージセンサー２４からなり、イメージセン
サー２４は、表示部３の画面に対応した略長方形状に形
成されている。そして、発光部１１、１２からの所定の
周波数の基準光線を、フィルター２２を介して外乱光
（可視光線、赤外線）から分離し、レンズ２３を介して
集光して、イメージセンサー２４を介して受光するよう
になっている。そして、表示部３の画面に対してコント
ローラー２０が向けられた位置が、イメージセンサー２
４上の基準光線の集光点に基づいて、表示位置演算部２
８を介して、ＸＹ座標（横縦座標）として算出されるよ
うになっている。

【００１４】また、コントローラー２０の前部には、発
信部２６が固設されており、発信部２６は、発信制御部
２９を介して、表示位置演算部２８からのＸＹ座標信号
を赤外線等により前方へ発信するようになっている。ま
た、コントローラー２０の側部には、スイッチ２７が設
けられており、スイッチ２７が押されると、発信制御部
２９を介して、発信部２６は、ＯＮ／ＯＦＦ信号、選択
信号等を前方へ発信するようになっている。なお、発信
部２６から発射される信号は、発光部１１、１２から照
射される基準光線とは、異なる周波数にピークをもった
赤外線等である。

【００１５】なお、スイッチ２７には、静電センサー、
ピエゾ素子、ロードセル等が設けられて、複数段階の操
作状態（押圧状態）が検出することができ、１つのスイ
ッチ２７で複数の信号を指示することができるようにな
っている。例えば、スイッチ２７が操作者の指で強く押
された場合には、発信部２６からＯＮ／ＯＦＦ信号が発
信され、スイッチ２７に操作者の指が近付けられるか軽
く触れ又はスイッチ２７が軽く押された場合には、発信
部２６から選択信号が発信される。従って、多数のスイ
ッチが設けられている場合に比して操作が容易になる。

【００１６】一方、本体１には、受信部１５が前方へ向
けて固設されており、受信部１５は、受信制御部１７を
介して、コントローラー２０の送信部２６からのＯＮ／
ＯＦＦ信号、ＸＹ座標信号、選択信号等を受信するよう
になっており、ＸＹ座標信号、選択信号等は、信号変換
部１８に伝達され、入力制御部９に適合する形式の信号
に変換された後、入力制御部９に伝達されるようになっ
ている。また、ＯＮ／ＯＦＦ信号は、発光制御部１９に
伝達されるようになっている。

【００１７】このように構成される画像表示装置の指示
標識操作方式において、表示部３の画面上に表示された
指示標識Ｐを操作するには、まず、操作者がコントロー
ラー２０を手に持って、図３〜６に示すように、コント
ローラー２０を表示部３の画面の略中央に向け、その状
態でコントローラー２０のスイッチ２７を押す。この
際、表示部３の座標軸とコントローラー２０のイメージ
センサー２４の座標軸とがずれていても、後述のように
イメージセンサー２４の座標が補正されるので、操作者
は、コントローラー２０を表示部３に対して正確に整合
させる必要はない。

【００１８】コントローラー２０のスイッチ２７を押す
と、ＯＮ信号が、発信制御部２９、発信部２６、受信部
１５、受信制御部１７を介して、発光制御部１９に伝達
され、表示部３の上下の発光部１１、１２が点灯する。
そして、表示部３側の発光部１１、１２からの基準光線
がコントローラー２０側の受光部２１に入射し、２つの
発光部１１、１２からの基準光線はイメージセンサー２
４上の別々の点Ｏ₁、Ｏ₂に集光されて、各集光点
Ｏ₁、Ｏ₂の位置がｘｙ座標（横縦座標）として検出さ
れ、表示位置演算部２８に記憶される。

【００１９】次に、図７〜１０に示すように、表示部３
の画面上の識別標識Ｐを移動させたい任意の位置に、コ
ントローラー２０を向ける。すると、表示部３側の発光
部１１、１２からコントローラー２０側の受光部２１へ
の基準光線の入射方向が変化し、基準光線はイメージセ
ンサー２４上の点Ｄ₁、Ｄ₂に集光されて、集光点
Ｄ₁、Ｄ₂の位置がｘｙ座標として検出され、表示位置
演算部２８に記憶される。

【００２０】そして、表示位置演算部２８を介して、発
光部１１、１２の高さの差Ｈ（予め設定された定数）
と、レンズ２３、イメージセンサー２４間の距離ｄ（予
め設定された定数）と、２つの発光部１１、１２からの
赤外線の集光点Ｄ₁、Ｄ₂のｙ座標の差ｈとから、表示
部３、コントローラー２０（レンズ２３）間の距離Ｌが
算出される（Ｌ＝Ｈ×ｄ÷ｈ）。更に、レンズ２３、イ
メージセンサー２４間の距離ｄと、表示部３、コントロ
ーラー２０間の距離Ｌと、コントローラー２０の移動前
後における１つの発光部１１からの基準光線の集光点Ｄ
₁、Ｏ₁（又は発光部１２からの基準光線の集光点
Ｄ₂、Ｏ₂）のｘｙ座標の差ｘ、ｙとから、コントロー
ラー２０が向けられた表示部３の画面上のＸＹ座標Ｘ、
Ｙが算出される（Ｘ＝ｘ×Ｌ÷ｄ、Ｙ＝ｙ×Ｌ÷ｄ）。

【００２１】なお、コントローラー２０を、イメージセ
ンサー２４が表示部３の画面に平行になるように、上下
左右に平行移動させれば、イメージセンサー２４のｘｙ
座標と表示部３の画面のＸＹ座標とは完全に比例する
が、コントローラー２０の向きを変えると完全には比例
せずに誤差を生じる。従って、このような誤差を考慮し
て、例えば補正係数Ａ、Ｂ（定数またはｘ、ｙの関数）
を予め設定しておいて、ＸＹ座標Ｘ、Ｙを補正するよう
にしてもよい（Ｘ＝Ａ×ｘ×Ｌ÷ｄ、Ｙ＝Ｂ×ｙ×Ｌ÷
ｄ）。

【００２２】また、コントローラー２０の向きを変える
際には、操作者の手首等が支点Ｆとなるので、ｘｙ座標
からのＸＹ座標の算出においては、上述のようにレンズ
２３（距離ｄ、Ｌ）を基準にするのではなく、コントロ
ーラー２０の向きを変える際の支点Ｆを基準にしてもよ
い。なお、コントローラー２０の受光部２１よりも支点
Ｆが後方に配置されているため、コントローラー２０の
向きを変えると、受光部２１の向きが変わると共に受光
部２１が上下左右に移動するので、コントローラー２０
の操作量に比して、発光部１１、１２から受光部２１へ
の基準光線の入射方向の変化を大きくすることができ
る。

【００２３】このように、コントローラー２０のイメー
ジセンサー２４上の基準光線の集光点Ｏ₁、Ｏ₂、
Ｄ₁、Ｄ₂の位置に基づいて、表示部３の画面上のＸＹ
座標Ｘ、Ｙが算出されると、そのＸＹ座標信号が、自動
的に、コントローラー２０から発信部２６、発信制御部
２７を介して発信されて、本体１に受信部１５、受信制
御部１７を介して受信され、信号変換部１８を介して入
力制御部９に適合する形式の信号に変換された後、入力
制御部９に入力される。すると、図１に示すように、表
示部３の画面上のＸＹ座標Ｘ、Ｙの位置に指示標識Ｐが
表示され、この表示位置はコントローラー２０を向けた
位置に略一致する。

【００２４】従って、コントローラー２０を表示部３の
画面上の任意の位置に向けるだけで、表示部３の画面上
に表示された指示標識Ｐをその位置に移動させることが
できるので、コントローラー２０を空中で自由に動かし
て、表示部３の画面上に表示された指示標識Ｐを自由自
在に操作することができ、従来のパーソナルコンピュー
ターのマウスのように机上で操作領域が制限されること
もなく、また、機械的接触による磨耗、損傷等もない。
また、コントローラー２０を柄にした仮想的な棒の先端
に指示標識Ｐが固着されているような感覚で操作するこ
とができるので、表示部３の画面上の指示標識Ｐを直観
的に容易に操作することができる。

【００２５】そして、コントローラー２０の向きを変え
て、表示部３の画面上の指示標識Ｐの表示位置を移動さ
せ、指示標識Ｐの表示位置が所定の操作メニュー等の表
示位置に一致したところで、コントローラー２０のスイ
ッチ２７を押すと、選択信号が、コントローラー２０か
ら発信部２６、発信制御部２９を介して発信される。そ
して、選択信号は、本体１に受信部１５、受信制御部１
７を介して受信され、信号変換部１８を介して入力制御
部９に適合する形式の信号に変換された後、入力制御部
９に入力され、その操作メニュー等に対応した処理が行
われる。

【００２６】なお、本体１側においては、コントローラ
ー２０が表示部３の画面に向けられていないなど、一定
時間以上、コントローラー２０から本体１に信号が伝達
されない場合には、信号変換部１８、入力制御部９、表
示制御部７を介して、表示部３の画面上の指示標識Ｐの
表示を自動的に消去し、発光制御部１９を介して、発光
部１１、１２を自動的に消灯する。また、コントローラ
ー２０側においては、コントローラー２０が机上に置か
れているなど、一定時間以上、発光部１１、１２からの
基準光線の検出位置が変化しない場合や、発光部１１、
１２からの基準光線が検出されない場合には、ＸＹ座標
信号の発信を自動的に停止する。従って、本体１、コン
トローラー２０の消費電力を低減することができる。

【００２７】なお、コントローラー２０のイメージセン
サー２４上の基準光線の集光点Ｏ₁、Ｏ₂、Ｄ₁、Ｄ₂
の位置の検出に際しては、図１２に示すように、イメー
ジセンサー２４の画素２５、２５…に比して基準光線の
集光範囲Ｒが大きくなるので、各画素２５で検出された
基準光線の強度に基づいて、基準光線の集光範囲Ｒの中
心位置を算出するようにして、集光点Ｏ₁、Ｏ₂、
Ｄ₁、Ｄ₂の位置が判定される。

【００２８】また、手ブレ等によりコントローラー２０
が振動すると、イメージセンサー２４上の集光点Ｏ₁、
Ｏ₂、Ｄ₁、Ｄ₂の位置も振動し、そのまま表示部３の
画面上のＸＹ座標を算出して指示標識Ｐを表示すると、
画面上の指示標識Ｐがコントローラー２０の振動を増幅
する形で振動し、指示標識Ｐの操作に支障をきたすた
め、イメージセンサー２４上の集光点Ｏ₁、Ｏ₂、
Ｄ₁、Ｄ₂のｘｙ座標は一定時間における平均値により
判定され、表示部３の画面上のＸＹ座標は一定時間毎に
間欠的に算出されて送信される。

【００２９】また、図１１に示すように、コントローラ
ー２０のイメージセンサー２４の座標軸と表示部３の座
標軸とにズレを生じるが、集光点Ｏ₁、Ｏ₂を通る直線
がｙ座標軸となり、集光点Ｏ₁又は集光点Ｏ₂が原点と
なるように、イメージセンサー２４上の集光点Ｏ₁、Ｏ
₂、Ｄ₁、Ｄ₂のｘｙ座標が補正される。また、表示部
３の画面上の指示標識ＰのＸＹ座標の算出は、２つの発
光部１１、１２からの基準光線の集光点Ｄ₁、Ｏ₁、Ｄ
₂、Ｏ₂の内、図１１に示すように、イメージセンサー
２４の中心Ｏに近い方の集光点Ｄ₁、Ｏ₁のｘｙ座標に
基づいて行われ、誤差を最小化するようになっている。

【００３０】また、障害物により発光部１１、１２から
の基準光線が遮られた場合など、コントローラー２０の
受光部２１に対して２つの発光部１１、１２の一方のみ
から基準光線が入射した場合には、イメージセンサー２
４上の２つの集光点Ｄ₁、Ｄ₂のｙ座標の差ｈによるコ
ントローラー２０、表示部３間の距離Ｌの算出ができな
いため、直前に算出された距離Ｌに基づいて、表示部３
の画面上の指示標識ＰのＸＹ座標を算出する。なお、コ
ントローラー２０が表示部３の画面の略中央に向けられ
た際のイメージセンサー２４上の２つの集光点Ｏ₁、Ｏ
₂のｙ座標の差に基づいて、コントローラー２０、表示
部３間の距離Ｌを算出してもよい。

【００３１】なお、上述の実施の形態では、表示部３側
の発光部１１、１２の光線発射器１３から発射された赤
外線等を拡散板１４を透して拡散して基準光線として照
射させる場合について述べたが、発光部に板状の光線反
射器を設けて、赤外線等を光線反射器により反射、拡散
させて、その反射、拡散した赤外線等を基準光線として
照射するようにしてしてもよい。また、発光部とは別個
に、例えばコントローラー側に、赤外線発光ダイオード
等からなる光線供給部を設けて、その光線供給部から発
光部の光線反射器に赤外線等を発射するようにしてもよ
い。

【００３２】また、上述の実施の形態では、コントロー
ラー２０の発信部２６と本体１の受信部１５との間で、
赤外線等によりＯＮ／ＯＦＦ信号、ＸＹ座標信号、選択
信号等を伝達する場合について述べたが、コントローラ
ーの送信部と本体の受信部とをケーブル等を介して接続
し、有線で信号を伝達するようにしてもよい。また、コ
ントローラー２０側に表示位置演算部２８を設けて、コ
ントローラー２０側で表示部３の画面上の指示標識Ｐの
ＸＹ座標を算出する場合について述べたが、本体側に表
示位置演算部を設けて、本体側で指示標識の表示位置を
算出するようにしてもよい。

【００３３】また、上述の実施の形態では、表示部３、
コントローラー２０間の距離Ｌを検出し、表示部３、コ
ントローラー２０間の距離Ｌとレンズ２３、イメージセ
ンサー２４間の距離ｄとに基づいて、コントローラー２
０のイメージセンサー２４上のｘｙ座標と表示部３の画
面上のＸＹ座標との倍率（Ｌ／ｄ倍）を自動的に設定す
る場合について述べたが、コントローラーの使用場所が
略一定の場合など、表示部、コントローラー間の距離を
検出せずに、この倍率を、一定値に設定しておくか、ま
たは操作者が任意に設定、変更するようにしてもよく、
その場合、表示部側の発光部は１つでもよい。

【００３４】なお、発光部が１つの場合には、コントロ
ーラーの中心軸に対して受光部の中心軸を傾けて配置し
て、コントローラーを表示部の略中央に向けた際に、受
光部のレンズ、イメージセンサーが発光部の方へ向き、
発光部からの基準光線がイメージセンサーの略中央で受
光されるように配置することにより、基準光線の入射方
向の検出精度を向上することができ、イメージセンサー
の受光可能領域を効率的に利用することができる。

【００３５】また、上述の実施の形態では、コントロー
ラー２０のイメージセンサー２４上のｘｙ座標と表示部
３の画面上のＸＹ座標とが１対１に対応する場合につい
て述べたが、表示部の画面上の指示標識の表示位置をメ
ニュー表示等のいずれかの表示位置に一致するように限
定する場合など、イメージセンサー上のｘｙ座標の一定
領域と表示部の画面上のＸＹ座標の１点とを対応させる
ようにしてもよい。

【００３６】また、上述の実施の形態では、コントロー
ラー２０の受光部２１への基準光線の入射方向の縦方向
の変化と横方向の変化とを検出するために、表示部３の
画面に対応した長方形状のイメージセンサー２４を用い
て、基準光線の集光点Ｄ₁、Ｄ₂のｘ座標とｙ座標とを
一括して検出する場合について述べたが、図１３、１４
に示すように、コントローラー３０の受光部３１に、横
向直線状のレンズ（凹レンズ）３２_X、レンズ（凸レン
ズ）３３_X、イメージセンサー３４_Xと、縦向直線状の
レンズ（凹レンズ）３２_Y、レンズ（凸レンズ）３
３_Y、イメージセンサー３４_Yとを設けて、ｘ座標、ｙ
座標を別々に検出するようにしてもよい。なお、上述の
コントローラー２０と同一部分については、同一符号を
付して、説明を省略する。

【００３７】また、上述の実施の形態では、コントロー
ラー２０、表示部３間の距離Ｌを算出するため、表示部
３側の２つの発光部１１、１２から基準光線を照射し
て、基準光線をイメージセンサー２４上の２点Ｄ₁、Ｄ
₂に集光させる場合について述べたが、図１５に示すよ
うに、コントローラー４０の受光部４１に、２つの小孔
を有するピンホール板４３を設けて、表示部側の１つの
発光部から照射された基準光線が、ピンホール板４３の
２つの小孔を通って、イメージセンサー２４上の２点に
受光されるようにしてもよい。また、図１６、１７に示
すように、コントローラー５０の受光部５１に、複数の
レンズ（凸レンズ）５３、５３、５３を設けて、表示部
側の１つの発光部から照射された基準光線が、各レンズ
５３に集光されて、イメージセンサー２４上の複数の点
に受光されるようにしてもよい。なお、上述のコントロ
ーラー２０と同一部分については、同一符号を付して、
説明を省略する。

【００３８】また、上述の実施の形態では、基準光線を
比較的強い赤外線等とし、受光部２１のフィルター２２
で基準光線以外の蛍光灯の光、日光等の外乱光（可視光
線、赤外線等）を遮断することによって、外乱光の影響
を除去する場合について述べたが、発光部からの基準光
線を、Ｔ字形等のスリットや複数の小孔を備えた光線透
過部材を透して照射し、または、Ｔ字形等の光線反射散
乱部材に反射させて照射し、または、複数の発光ダイオ
ード等の光線発射器を介して照射して、コントローラー
のイメージセンサー上に、Ｔ字形等の形状や複数の点の
配列として受光させることによって、基準光線と外乱光
とを区別できるようにしてもよい。例えば、図１８に示
すように、発光部６１は、光線発光器１３、拡散板１４
と、Ｔ字形のスリットを備えたスリット板６４とからな
っており、発光部６１からの基準光線は、コントローラ
ーのイメージセンサー上でＴ字形に受光される。

【００３９】また、イメージセンサーの画素に比して基
準光線の集光範囲は大きくなるが、表示部とコントロー
ラーとの距離が略一定であれば、この基準光線の集光範
囲の大きさ（直径）も略一定であるので、基準光線の集
光範囲の大きさを受光した画素数等により判定し、その
大きさが所定の範囲内か否かで、基準光線と外乱光とを
区別することもできる。また、複数の発光部が所定の配
置で設けられている場合には、各発光部からの基準光線
のイメージセンサー上の集光点も対応した配置となるの
で、このような対応した配置か否かで、基準光線と外乱
光とを区別することもできる。

【００４０】また、大型の発光部を設けることによっ
て、基準光線が外乱光と区別し易くなり検出が容易にな
ると共に、検出された大きさに基づいて表示部とコント
ローラーとの距離を算出することもできる。また、この
ような大型の発光部は、Ｌ字形や直線形に形成して、表
示部の画面の縁に沿って好適に配置することができる。
例えば、図１９に示すように、発光部６６は、Ｌ字形に
配列された多数の赤外線発光ダイオード等の光線発射器
１３、１３…と、その前方に固設されたＬ字形の拡散板
６６とからなり、表示部３の角部に沿って配置されてお
り、発光部６６からの基準光線はコントローラーのイメ
ージセンサー上で大型のＬ字形に受光される。

【００４１】また、上述の実施の形態では、コントロー
ラー２０の受光部２１への発光部１１、１２からの基準
光線の入射方向の変化を、レンズ２３、イメージセンサ
ー２４を用いて、イメージセンサー２４上の集光点の位
置の変化として検出する場合について述べたが、コント
ローラー側に、受光量を検出する複数の受光素子を設
け、各受光素子で受光された基準光線の強度の差の変化
により検出することもできる。例えば、図２０、２１に
示すように、コントローラー７０の前部の受光部７１に
は、複数の拡散板７３、７３、７３と、複数のフォトダ
イオード等の受光素子７４、７４、７４が、放射状に配
置されており、各受光素子７４、７４間には、板状の光
線遮蔽部材７２、７２、７２が前方に突出して固設され
ている。

【００４２】このようなコントローラー７０の受光部７
１に一定方向から基準光線が入射すると、基準光線の入
射方向と反対側に配置された受光素子７４には光線遮蔽
部材７２の影となる部分が生じるため、基準光線の入射
方向により、各受光素子７４で受光される基準光線の強
度が異なってくる。従って、コントローラー７０を任意
の向きに向けて、表示部側の発光部から照射された基準
光線をコントローラー７０の受光部７１に入射させ、各
受光素子７４、７４、７４で受光した強度の差を検出す
ることによって、コントローラー７０の向きに対応させ
る形で、表示部の画面上の指示標識の表示位置を算出す
ることができる。

【００４３】また、図２２、２３に示すように、コント
ローラー８０の前部の受光部８１には、複数の拡散板７
３、７３、７３と、複数のフォトダイオード等の受光素
子７４、７４、７４が、放射状に配置されており、各受
光素子７４、７４、７４の前方には、ガラス板、アクリ
ル板、ポリカーボネイド板等からなる光線透過部材８２
が前方を覆うように固設されている。そして、光線透過
部材８２、８２、８２は、それぞれ表面の向きが異なる
ように角錐状に配置されており、受光部８１に一定方向
から基準光線が入射しても、各光線透過部材８２の表面
への入射角はそれぞれ相違するようになっている。

【００４４】このようなコントローラー８０の受光部８
１に一定方向から基準光線が入射すると、光線透過部材
８２、８２、８２の表面で一部が反射され、一部が透過
して受光素子７４、７４、７４に受光されるが、各光線
透過部材８２の表面への基準光線の入射角により透過率
が変化するので、基準光線の入射方向により、各受光素
子８４で受光される基準光線の強度が異なってくる。従
って、コントローラー８０を任意の向きに向けて、表示
部側の発光部から照射された基準光線をコントローラー
８０の受光部８１に入射させ、各受光素子８４、８４、
８４で受光した強度の差を検出することによって、コン
トローラー８０の向きに対応させる形で、表示部の画面
上の指示標識の表示位置を算出することができる。

【００４５】また、光線透過部材８２の表面の向きを、
基準光線の入射角が透過率の変化が大きい範囲になるよ
うに配置することによって、基準光線の入射方向の変化
に対して受光部材８４の受光量の変化を大きくすること
ができ、コントローラー８０の微妙な向きの変化も好適
に判定することができる。

【００４６】また、コントローラー７０、８０への基準
光線の入射方向を複数の受光素子７４、８４の受光量の
差により検出する場合には、表示部側の発光部から発射
する基準光線を、光源である赤外線発光ダイオードのＯ
Ｎ、ＯＦＦ等により、所定の周波数に変調させる。そし
て、各受光素子７４、８４での受光量を、変換された電
圧信号から低周波数成分を除去し、更に、増幅した後に
バンドパスフィルターを介して所定の変調周波数成分を
取り出して、これを整流、積分する形で検出する。これ
によって、蛍光灯の光、日光等の外乱光の影響を好適に
除去することができる。

【００４７】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る画像表示装
置の指示標識操作方式は、表示部に対して固定された発
光部から基準光線を照射し、その基準光線をコントロー
ラーに固定された受光部で受光してコントローラーの向
きに対応した入射方向を検出し、表示位置演算部を介し
て基準光線の入射方向に対応して指示標識の表示位置を
算出することによって、コントローラーの向きを変える
と、基準光線の入射方向が変化し、これに対応して表示
部に表示された指示標識が移動するので、コントローラ
ーを空中で自由に動かすことにより指示標識を自由自在
に操作することができる。

【００４８】また、受光部に、集光点の位置を検出する
イメージセンサーと、基準光線の入射方向に対応してイ
メージセンサーの任意の位置に集光点を生じさせるレン
ズとを設けることによって、基準光線の入射方向を集光
点の位置として好適に検出することができる。なお、受
光部に、横方向の入射方向に対応した集光点の位置を検
出するイメージセンサーと、縦方向の入射方向に対応し
た集光点の位置を検出するイメージセンサーとを個別に
設けてもよい。

【００４９】また、受光部に、受光量を検出する複数の
受光素子を、基準光線の入射方向に対応して各々の受光
量を相違させる形で設けることによって、基準光線の入
射方向を各受光素子の受光量の相違として好適に検出す
ることができる。なお、受光部に、受光素子に対して前
方へ突出し、基準光線の一部を遮蔽して各受光素子の受
光量を相違させる光線遮蔽部材を設けることにによっ
て、または、受光素子毎に表面の向きを相違させて受光
素子を覆い、基準光線の一部を表面で反射して各受光素
子の受光量を相違させる光線透過部材を設けることによ
って、基準光線の入射方向と各受光素子の受光量の相違
を好適に対応させることができる。

【００５０】また、受光部に、基準光線を選択的に透過
または反射するフィルターを設けることによって、蛍光
灯の光、日光等の外乱光による影響を好適に防止するこ
とができる。

【００５１】また、表示位置演算部を介してコントロー
ラーが向けられた表示部上の位置を指示標識の表示位置
として算出することによって、指示標識がコントローラ
ーを向けた位置に移動するので、指示標識を直観的に容
易に操作することができる。

【００５２】また、間隔を開けて配置された複数の発光
部を備えることによって、各発光部からの基準光線の入
射方向に応じて指示標識の表示位置算出の基準となる基
準光線を選択して、表示位置の計算誤差を小さくするこ
とができ、更に、複数の発光部からの基準光線の入射方
向の相違に基づいて表示部とコントローラー間の距離を
算出し、コントローラーが向けられた表示部上の位置を
好適に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図である。

【図２】図１のブロック図である。

【図３】図１中のコントローラーを表示部の略中央に
向けた状態を示す立面図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】図３中のコントローラーの立面配置図であ
る。

【図６】図５の平面配置図である。

【図７】図１中のコントローラーを表示部の端方に向
けた状態を示す立面図である。

【図８】図７の平面図である。

【図９】図７中のコントローラーの立面配置図であ
る。

【図１０】図９の平面配置図である。

【図１１】図５、６、９、１０中のイメージセンサー
の拡大正面図である。

【図１２】図１１中の赤外線の集光範囲の拡大図であ
る。

【図１３】コントローラーの他の例を示す平面配置図
である。

【図１４】図１３の立面配置図である。

【図１５】コントローラーの他の例を示す立面配置図
である。

【図１６】コントローラーの他の例を示す平面配置図
である。

【図１７】図１６の正面図である。

【図１８】発光部の他の例を示す斜視図である。

【図１９】発光部の他の例を示す斜視図である。

【図２０】コントローラーの他の例を示す平面配置図
である。

【図２１】図２０の正面図である。

【図２２】コントローラーの他の例を示す平面配置図
である。

【図２３】図２２の正面図である。

【図２４】従来の画像表示装置の表示部の表示画面の
一例を示す正面図である。

【図２５】従来の画像表示装置のコントローラーの一
例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１画像表示装置本体３表示部７表示制御部９入力制御部１１、１２発光部１３光線発射器１４拡散板１５受信部１７受信制御部１８信号変換部１９発光制御部２０コントローラー２１受光部２２フィルター２３レンズ２４イメージセンサー２５画素２６発信部２７スイッチ２８表示位置演算部２９発信制御部３０コントローラー３１受光部３２_X、３２_Y レンズ３３_X、３３_Y レンズ３４_X、３４_Y イメージセンサー４０コントローラー４１受光部４３ピンホール板５０コントローラー５１受光部５３レンズ６１発光部６３スリット板６６発光部６９拡散板７０コントローラー７１受光部７２光線遮蔽部材７３拡散板７４受光素子８０コントローラー８１受光部８２光線透過部材ｄレンズ、イメージセンサー間の距離Ｄ₁、Ｄ₂ コントローラーの移動後の基準光線の集光
点Ｆコントローラーの向きを変える際の支点（操作者の
手首等）ｈ２つの発光部からの基準光線の集光点のｙ座標の差Ｈ２つの発光部の高さの差Ｌ表示部、コントローラー間の距離Ｏイメージセンサーの中心Ｏ₁、Ｏ₂ コントローラーの移動前の基準光線の集光
点Ｐ指示標識Ｒ基準光線の集光範囲ｘ、ｙコントローラーの移動前後の基準光線の集光点
の座標差Ｘ、Ｙ指示標識が表示される座標

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の画像と共に指示標識を表示する表
示部と、前記表示部に対して移動自在なコントローラー
とを備え、前記コントローラーにより前記表示部の前記
指示標識の表示位置を操作する画像表示装置の指示標識
操作方式において、前記表示部に対して固定され、基準光線を照射する発光
部と、前記コントローラーに固定され、前記基準光線を
受光して、前記コントローラーの向きに対応した入射方
向を検出する受光部と、前記基準光線の入射方向に対応
して前記指示標識の表示位置を算出する表示位置演算部
とを備えてなる画像表示装置の指示標識操作方式。
【請求項２】受光部には、集光点の位置を検出するイ
メージセンサーと、基準光線の入射方向に対応して前記
イメージセンサーの任意の位置に集光点を生じさせるレ
ンズとが設けらた請求項１に記載の画像表示装置の指示
標識操作方式。
【請求項３】受光部には、横方向の入射方向に対応し
た集光点の位置を検出するイメージセンサーと、縦方向
の入射方向に対応した集光点の位置を検出するイメージ
センサーとが個別に設けられた請求項２に記載の画像表
示装置の指示標識操作方式。
【請求項４】受光部には、受光量を検出する複数の受
光素子が、基準光線の入射方向に対応して各々の受光量
を相違させる形で設けられた請求項１に記載の画像表示
装置の指示標識操作方式。
【請求項５】受光部には、受光素子に対して前方へ突
出し、基準光線の一部を遮蔽して前記各受光素子の受光
量を相違させる光線遮蔽部材が設けられた請求項４に記
載の画像表示装置の指示標識操作方式。
【請求項６】受光部には、受光素子毎に表面の向きを
相違させて前記受光素子を覆い、基準光線の一部を前記
表面で反射して前記各受光素子の受光量を相違させる光
線透過部材が設けられた請求項４に記載の画像表示装置
の指示標識操作方式。
【請求項７】受光部には、基準光線を選択的に透過ま
たは反射するフィルターが設けられた請求項１〜５もし
くは６に記載の画像表示装置の指示標識操作方式。
【請求項８】表示位置演算部は、コントローラーが向
けられた表示部上の位置を指示標識の表示位置として算
出する請求項１〜６もしくは７に記載の画像表示装置の
指示標識操作方式。
【請求項９】間隔を開けて配置された複数の発光部を
備えてなる請求項１〜７もしくは８に記載の画像表示装
置の指示標識操作方式。