JPH11149348A - 指入力ポインタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッドに指を触れないで指を移動するのみで
ポインタ制御を行うことができる赤外線式指入力ポイン
タ装置を得る。 【解決手段】 本発明の赤外線式指入力ポインタ装置で
は、キーボード等の表面に発光素子と受光素子を設けた
パッドを設け、そのパッドに発光素子の上下左右方向に
配置された受光素子の組をｘ軸およびｙ軸方向に並べ
る。本発明は、さらに前記受光素子が受光した信号から
のパルス間隔を計算する時間差検出器と、それらの時間
差から指の位置座標に変換する座標軸変換器と、前記座
標軸変換器の出力からＣＲＴ画面内にあるポインタをコ
ントロールする画像制御回路とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板上を指の移動が
可能な平面パッドを設け、パッドの一端に赤外線等の発
光素子と受光素子とを配置し、発光素子より送信された
赤外線（搬送波）を近傍の反射物、例えば指の移動方向
に応じた受光信号を得て、受光素子に発生するパルス間
の時間差を読み取り、例えば、コンピュータのＣＲＴ表
示画面上のポインタを移動できるようにした指入力ポイ
ンタ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２７は特開昭６４−２４９６号公開に
示されたリモートコントロールシステム（入力ポインタ
装置）を示す図であり、リモートコントロール本体９１
とこの本体には指の位置を検知する平面９２が形成され
ており、リモートコントロール本体９１の周辺には、平
面９２で検知した情報を光に変える光素子９３を有す
る。

【０００３】図２７においては、入力ポインタ装置に板
状で指の移動が可能な平面を設け、平面状の指の動きに
応じてコンピュータに対し遠隔入力を可能にすることに
より、コンピュータ本体側の表示装置のカーソルを移動
できる。

【０００４】指の移動が可能な平面を用意し、その平面
を指で押すことにより、ＣＲＴ表示画面に指の位置が表
示され、押したまま指を移動すると画面の指の位置も移
動して、指の通過箇所、立ち止まる時間あるいは指が離
れた箇所に対応する命令を実行するようにして、操作の
簡略化が図れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のリモートコント
ロールシステムは以上の説明のようにＣＲＴ表示画面か
ら離れた場所に置かれているので、特にＣＲＴ等の表示
画面（液晶図面等も含まれる、以下単にＣＲＴ図面とも
いう）の遠隔操作を行う場合、リモートコントロール本
体９１を必要とし、リモートコントロール本体９１が必
要になったときにどこにそれがあるのかを探さなければ
ならない欠点があった。また、たとえ見つかったとして
も、パッドを指で押し続ける必要があり、長いこと使用
すると疲れるという欠点があった。

【０００６】また従来のマウス方式ではリード線が付い
ており、操作するのに使い勝手が悪く、線が切れると全
く使用できないといった課題があった。本発明は上記の
ような課題を解決するためになされたもので、キーボー
ド等に付加された平面のパッドに発光素子と受光素子を
設け、指をパッドに触れることなく、移動するだけで光
の発光素子から発光された、例えば赤外線を近傍の反射
物（例えば指）の移動方向に応じて受光信号を検知し
て、最初の受光パルスから次の受光パルス迄の間隔を数
値化して、ＣＲＴ画面内のポインタ制御に用いることの
できる赤外線式指入力ポインタ装置を得ることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の指
入力ポインタ装置は、キーボード等の操作パッドの表面
に複数の発光素子と複数の受光素子を設けたパッドと、
前記受光素子が受光した信号からのパルス間隔を計算す
る時間差検出器と、それらの時間差から指５の位置座標
に変換する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の出力か
らＣＲＴ画面の画面内にあるポインタをコントロールす
る画像制御回路とから構成され、前記パッド上の複数の
発光素子と複数の受光素子は、発光素子の上下左右方向
に配置された受光素子の組をｘ軸およびｙ軸方向に並べ
て形成されるようにしたものである。

【０００８】請求項２記載の発明の指入力ポインタ装置
は、キーボード等の操作パッドの表面に複数の発光素子
と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受
光した信号からのパルス間隔を計算する時間差検出器
と、それらの時間差から指５の位置の座標変換する座標
軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画
面内にあるポインタをコントロールする画像制御回路と
から構成され、前記パッド上の複数の発光素子と複数の
受光素子は、発光素子の斜め方向に配置された受光素子
の組をｘ軸およびｙ軸方向に並べて形成されるようにし
たものである。

【０００９】請求項３記載の発明の指入力ポインタ装置
は、キーボード等の操作パッドの表面に複数の発光素子
と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受
光した信号からのパルス間隔を計算する時間差検出器
と、それらの時間差から指５の位置座標に変換する座標
軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画
面内にあるポインタをコントロールする画像制御回路と
から構成され、前記パッド上の複数の発光素子および複
数の受光素子は、発光素子の上下左右および斜め方向に
配置された受光素子の組をｘ軸およびｙ軸方向に並べて
形成されるようにしたものである。

【００１０】請求項４記載の発明の指入力ポインタ装置
は、キーボード等の操作パッドの表面に複数の発光素子
と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受
光した信号からのパルス間隔を計算する時間差検出器
と、それらの時間差から指５の位置座標に変換する座標
軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画
面内にあるポインタをコントロールする画像制御回路と
から構成され、前記パッド上の複数の発光素子および複
数の受光素子は、前記受光素子がｘ軸およびｙ軸方向の
発光素子間にそれぞれ１個配置されるようにしたもので
ある。

【００１１】請求項５記載の発明の指入力ポインタ装置
は、キーボード等の操作パッドの表面に複数の発光素子
と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受
光した信号からのパルス間隔を計算する時間差検出器
と、それらの時間差から指５の位置座標に変換する座標
軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画
面内にあるポインタをコントロールする画像制御回路と
から構成され、前記パッド上の複数の発光素子および複
数の受光素子は、前記受光素子がｕ軸（ｘ軸を反時計方
向に４５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を反時計方向
に４５゜回転した軸）方向の発光素子間にそれぞれ１個
配置されるようにしたものである。

【００１２】請求項６記載の発明の指入力ポインタ装置
は、キーボード等の操作パッドの表面に複数の発光素子
と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受
光した信号からのパルス間隔を計算する時間差検出器
と、それらの時間差から指５の位置座標に変換する座標
軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画
面内にあるポインタをコントロールする画像制御回路と
から構成され、前記パッド上の複数の発光素子および複
数の受光素子は、前記受光素子がｘ軸、ｙ軸、ｕ軸（ｘ
軸を反時計方向に４５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸
を反時計方向に４５゜回転した軸）方向の発光素子間に
それぞれ１個配置されるようにしたものである。

【００１３】請求項７記載の発明の指入力ポインタ装置
は、キーボード等の操作パッドの表面に複数の発光素子
と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受
光した信号からのパルス間隔を計算する時間差検出器
と、それらの時間差から指５の位置座標に変換する座標
軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画
面内にあるポインタをコントロールする画像制御回路と
から構成され、前記パッド上の複数の発光素子および複
数の受光素子は、前記受光素子がｘ軸、ｙ軸方向の発光
素子間にそれぞれ１個配置され、ｕ軸（ｘ軸を反時計方
向に４５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を反時計方向
に４５゜回転した軸）方向の発光素子間には配置されな
いようにしたものである。

【００１４】請求項８記載の発明の指入力ポインタ装置
は、キーボード等の操作パッドの表面に複数の発光素子
と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受
光した信号からのパルス間隔を計算する時間差検出器
と、それらの時間差から指５の位置座標に変換する座標
軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画
面内にあるポインタをコントロールする画像制御回路と
から構成される、前記パッド上の複数の発光素子および
複数の受光素子は、前記受光素子がｘ軸方向の発光素子
間にそれぞれ１個配置され、ｙ軸、ｕ軸（ｘ軸を反時計
方向に４５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を反時計方
向に４５゜回転した軸）方向の発光素子間にはそれぞれ
３個配置されるようにしたものである。

【００１５】請求項９記載の発明の指入力ポインタ装置
は、請求項１から８に示した発光素子、および受光素子
を四角形とし、発光素子から発光された光線を指の移動
方向に合わせて、各受光素子がパルス間の時間差を読み
取って数値化し、それらの数値から簡単にＣＲＴ等の画
面内にあるポインタの位置をコントロールできるように
したものである。

【００１６】請求項１０記載の発明の指入力ポインタ装
置は、請求項１から８に示した発光素子から発光される
パルス位置変調の光線が、他の受光素子に誤って入射し
ないように、発光素子および受光素子の存在しない部分
をガードで囲うように構成され、それによって、他の発
光素子から受光素子される妨害信号を減少させるように
したものである。

【００１７】請求項１１記載の発明の指入力ポインタ装
置は、キーボード等の操作パッドの表面に発光素子と受
光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受光した信号
からのパルス間隔を計算する時間差検出器と、それらの
時間差から指５の位置座標に変換する座標軸変換器と、
前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画面内にあるポ
インタをコントロールする画像制御回路とから構成さ
れ、前記の発光素子と受光素子は、１個の発光素子の上
下左右方向に複数の受光素子が配置されるようにしたも
のである。

【００１８】請求項１２記載の発明の指入力ポインタ装
置は、キーボード等の操作パッドの表面に発光素子と受
光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受光した信号
からのパルス間隔を計算する時間差検出器と、それらの
時間差から指５の位置の座標変換する座標軸変換器と、
前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画面内にあるポ
インタをコントロールする画像制御回路とから構成さ
れ、前記の発光素子と受光素子は、１個の発光素子の斜
め方向に複数の受光素子が配置されるようにしたもので
ある。

【００１９】請求項１３記載の発明の指入力ポインタ装
置は、キーボード等の操作パッドの表面に発光素子と受
光素子を設けたパッドと、発光素子の上下左右および斜
め方向に配置された受光素子の組をｘ軸およびｙ軸方向
に並べて形成される複数の発光素子および複数の受光素
子と、前記受光素子が受光した信号からのパルス間隔を
計算する時間差検出器と、それらの時間差から指５の位
置座標に変換する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の
出力からＣＲＴ等の画面内にあるポインタをコントロー
ルする画像制御回路とから構成され、前記の発光素子と
受光素子は、１個の発光素子の上下左右斜め方向に複数
の受光素子が配置されるようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１に係る赤外線式指入力ポインタ装置の概念を
示す図である。キーボード１に内蔵された板状のパッド
２内に、発光素子３を設ける。発光素子３の周囲、上下
左右には受光素子４を設ける。発光素子３を１個と受光
素子４を４個で１組とし、これらを上下左右に数多く配
置する。横と縦の数は同数でなくてもかまわない。パッ
ド２上面は、指５の移動が可能なようにスペースを空け
ておく。パッド２上面には、パッドに触れることなく
（触れても支障はない）、指５を上下左右斜めに移動す
るだけで光の発光素子３から発光された赤外線を近傍の
反射物（例えば指、以降単に指という）の動きに応じて
受光素子４が受光信号のパルスを検知できるように、発
光素子３と受光素子４とを配置する。なお、本明細書で
は移動する物体は指の場合について説明するが、この物
体は指に限らず、棒、鉛筆、ペン等の赤外線を反射する
物体であれば何でもかまわない。

【００２１】キーボード１の一部にパッド２を設け、そ
のパッド２に赤外線を発光する発光素子３と赤外線を受
光する受光素子４がある。発光素子３から放射された赤
外線はその近くに何も無い場合、受光素子４には入射し
ない。発光素子３の近くに指５があると、発光素子３か
ら放射された赤外線は指５で反射し、受光素子４に入射
する。

【００２２】図１７（ａ）は、指をパッド２の下から上
に移動したとき、ＣＲＴ、ＶＤＴ、液晶等のディスプレ
イ画面７でのポインタ８の移動状況を示す図である。ポ
インタ８は指５が下から上へ動くの従って下から上へ動
く。図１７（ｂ）は、指を移動させず、止めていると
き、あるいは、指５をパッド２面上に置かないとき、デ
ィスプレイ画面７でのポインタ８の移動状況を示す図で
ある。受光素子４に受け取る信号がないため、ポインタ
８は動かない。図１７（ｃ）は、指５を上から下へ移動
したとき、ディスプレイ画面７でのポインタ８の移動状
況を示す図である。ポインタ８は指５が上から下へ動く
のに従って上から下へ動く。

【００２３】また、指５を左右に移動したとき、上記で
説明した内容と同様に、ディスプレイ画面７でのポイン
タ８も左右に動く。その状況を図１８（ａ）に示す。な
お、指５を斜め方向に移動したときは、発光素子３の上
下左右にある受光素子４により、受光したパルス信号の
時間差により、ディスプレイ画面７でのポインタ８の移
動方向を図１８（ｂ）に示すように、計算で求める。ポ
インタ８は、パッド２上面での指５の動きがなければ動
かない。指５の動きがあると、その前にあったポインタ
８の位置を基準として、指５の動きに従い、ポインタ８
は動く。

【００２４】図２３は、指５の動きを検出する回路構成
を示す図である。図２３には赤外線を受光する複数の受
光素子４からなる赤外線受光部９を多数有する。赤外線
受光部９ａ，９ａ１，９ａ２，・・・は発光素子３の横
方向、すなわち、ｘ軸方向に置かれた赤外線受光部９を
示し、赤外線受光部９ｂ，９ｂ１，９ｂ２，・・・は発
光素子３の縦方向、すなわち、ｙ軸方向に置かれた赤外
線受光部９を示す。この赤外線式指入力ポインタ装置は
さらに、受光した赤外線パルス間の時間差を検出する時
間差検出器１０、その時間差を算出し、数値に変換する
算出器１１、横軸方向に並んだ受光素子４と縦軸方向に
並んだ受光素子４から受光位置の座標軸に変換する座標
軸変換器１２、およびポインタ８の画像を形成し、制御
する画像制御回路１３を有する。

【００２５】次に、図２において、赤外線式指入力ポイ
ンタ装置の動作の詳細な説明をする。図２は、説明のた
めに、図１の座標軸の横軸、縦軸にそれぞれｘ１，ｘ
２，ｘ３，・・・、ｙ１，ｙ２，ｙ３・・・等の番号を
入れた。たとえば、ｘ５列ｙ２行の発光素子３からはパ
ルス位置変調された赤外線信号が出力されており、指を
パッド２の下（ｘ５、ｙ２）付近から上方へ移動したと
すると、ｘ５列上の（ｙ３，ｙ４）の受光素子４は、そ
れぞれにパルス信号が生じる。つまり、発光素子３から
放射された赤外線は、移動する指５で反射し、受光素子
４に入射する。

【００２６】次に、入射したパルス信号について図２１
により、さらに詳細に説明する。ｘ５列ｙ２行の発光素
子３からはパルス位置変調された赤外線信号が出力され
ている。パルス位置変調は、図２１（ａ）に示すよう
に、たとえば、一定の間隔でパルス列を変調するＰＰＭ
（Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ：パルス位置変調方式）変調を用いる。発光素子３か
ら放射されたパルス位置変調の赤外線は、移動する指５
で反射し、（ｘ５、ｙ３）の受光素子４には、（ｘ５、
ｙ２）の発光素子３から放射された赤外線のパルス立上
りを基準とすると、図２１（ｂ）に示すＴｙ３の時間だ
け遅れてパルス信号が生じる。（ｘ５、ｙ６）の受光素
子４には、発光素子３から放射された赤外線のパルス立
上りを基準とすると、指５が通過する時間が遅れるた
め、図２１（ｃ）に示すＴｙ６の時間だけ遅れてパルス
信号が生じる。（ｘ５、ｙ９）の受光素子４には、指５
が通過する時間がさらに遅れるため、発光素子３から放
射された赤外線パルスの立上りを基準とすると、図２１
（ｄ）に示すＴｙ９の時間だけ遅れてパルス信号が生じ
る。発光素子３から放射された基準となる赤外線パルス
から上記で説明したｙ３、ｙ６、ｙ９の位置の受光素子
４に生じる各パルスまでの時間、つまり、Ｔｙ３、Ｔｙ
６、Ｔｙ９・・・Ｔｙn等の時間差を数値化することに
よって指５の移動を検出できる。

【００２７】また、指５を移動させず、止めていると
き、あるいは、指をパッド２上に置かないとき、各受光
素子４はノイズを受光するのみで、パルスが発生しない
ため、指５の位置を数値化できない。上記と逆に、指５
をパッド２の上方（ｘ５、ｙ８）付近から下方へ移動す
る場合は、ｘ５列上のｙ７、ｙ４、ｙ１行の各受光素子
４には、それぞれにパルス信号が生じる。つまり、ｘ５
列ｙ８の発光素子３から放射された赤外線は、移動する
指５があると、指５で反射し、上記の受光素子４に入射
する。

【００２８】（ｘ５、ｙ８）の発光素子３からは、図２
２（ａ）に示すとおり、赤外線の搬送波パルス信号が出
力されている。発光素子３から放射されたパルス位置変
調された赤外線信号は、移動する指５で反射し、（ｘ
５、ｙ７）の受光素子４には、（ｘ５、ｙ８）の発光素
子３から放射された赤外線パルスの立上りを基準とする
と、図２２（ｂ）に示すＴｙ７の時間だけ遅れてパルス
信号が生じる。（ｘ５、ｙ４）の受光素子４には、指５
が通過する時間が遅れるため、図２２（ｃ）に示すＴｙ
４の時間だけ遅れてパルス信号が生じる。（ｘ５、ｙ
１）の受光素子４には、図２２（ｄ）に示すようにさら
にＴｙ１の時間だけ遅れてパルス信号が生じる。発光素
子３から放射された基準の赤外線パルスから上記で説明
したｘ５列のｙ７、ｙ４、ｙ１行の受光素子４に生じた
各パルスまでの時間、つまり、Ｔｙ７、Ｔｙ４、Ｔｙ１
等の時間差Ｔｙnを数値化することによって指５の移動
を検出できる。

【００２９】なお、上記では指５をパッド２面上で上下
の方向に移動した時を想定して説明したが、左右でも、
同様なことが言える。指５を左右に移動したとき、画面
でのポインタの移動も左右に動く。その状況を図１８
（ａ）のｘ軸方向で示す。受光素子４の各ｘ方向に生じ
た各パルスまでの時間、つまり、時間差Ｔｘnを数値化
して指５の移動を検出できる。

【００３０】次に、指５をパッド２上において、下から
上方向右斜め４５°の方向に移動した時を想定し、図２
５で説明する。横軸ｘ方向に受光素子４の各位置ｘに生
じた各パルスまでの時間差をＴｘn、縦軸ｙ方向に受光
素子４の各位置ｙに生じた各パルスまでの時間差をＴｙ
nとすると、ポインタの移動する角度θは、（１）式で
求まる。 θ＝ｔａｎ^-1（Ｔｙn／Ｔｘn）・・・・・・・・・・・・・・（１） この場合、ｘ軸上（横軸）にある受光素子４に生じた時
間差Ｔｘnと、ｙ軸上（縦軸）にある受光素子４に生じ
た時間差Ｔｙnとは、等しい時間となるので、ポインタ
の移動する角度θは、４５°となる。

【００３１】よって、時間差ＴｘnとＴｙnが同じ時間で
あれば、ポインタの移動方向は、（１）式により計算さ
れた４５°方向である。つまり、指５の移動した方向に
応じた同じ時間で時間差が生じるので（１）式により座
標軸の変換ができる。

【００３２】図２３は、本発明の実施の形態１における
赤外線式指入力ポインタ装置の回路構成を示す図であ
る。この図２３と、この装置の概念図である図２とを用
いて赤外線式指入力ポインタ装置について詳細に説明す
る。図２において、パルス位置変調された赤外線を発光
する発光素子３と赤外線を受光する受光素子４とがあ
り、発光素子３から放射された赤外線は指５で反射し、
受光素子４に入射する。すなわち、入射した赤外線はｘ
軸方向の赤外線受光部９ａ，９ａ１，９ａ２，・・・
と、ｙ軸方向の赤外線受光部９ｂ，９ｂ１，９ｂ２，・
・・で受光し、受光素子４に接続された回路により直流
分等のノイズ成分が除かれ、正常なパルス信号成分のみ
が抽出され、検波回路や波形整形回路等を通って出力信
号が得られる。時間差検出器１０はあるパルス信号成分
の立上りから次のパルスの立上りまでの時間差を検出す
る。

【００３３】同時に、指５で反射した赤外線は各受光素
子４に入射されるが、指５の置かれた真下にある受光素
子４が時間的に速く検知される。速く検知した最小時間
（ＭＩＮ）の時間を基準として、次の時間を割り出す。
さらに、指５の位置によっては、パルス信号が同レベル
のこともある。この場合、パルス信号のレベルが高い方
が優先して検知され、ｘ−ｙ軸上での指５の連続した移
動が検出される。算出器１１ａおよび１１ｂは、時間差
検出器１０ａおよび１０ｂで検出された各ｘ−ｙ軸にお
けるあるパルスから次のパルス迄の時間差を数値に変換
する。

【００３４】ｘ軸上にある各受光素子４に生じたパルス
の時間差Ｔｘnと、ｙ軸上にある各受光素子４に生じた
パルスの時間差Ｔｙnは、それぞれ、算出器１１ａと１
１ｂで算出され、この時間差が座標軸変換器１２に入力
される。座標軸変換器１２で座標に変換されたポインタ
は画像制御回路１３を通り、ディスプレイ画面７に送ら
れ、ＣＲＴ上等でポインタ８が移動する。

【００３５】つまり、実施の形態１においては、キーボ
ード１の一部に取り付けられた平面の操作パッド内で発
光素子の上下左右に受光素子を設け、指をパッドに触れ
ることなく、移動するだけで発光素子から発光された赤
外線を指の移動方向に合わせて、各受光素子がパルスか
らパルス迄の間隔を読み取って数値化する。それらの数
値から簡単にＣＲＴ画面内にあるポインタの位置をコン
トロールできる。

【００３６】また、パッド内の発光素子と受光素子を小
さくすることにより、ポインタの移動角度の精度を増す
ことができる。従って、できるだけ、発光素子と受光素
子は小さくすると良い。図３は、ｘ軸方向１９列、ｙ軸
方向１１行に発光素子と受光素子とを配置した例を示
す。ｘとｙの数は、同数でもよく、同数でなくてもかま
わないが、ディスプレイ画面７の縦横の比と同じにする
と最適である。

【００３７】なお、以上説明してきたように、パッド２
は赤外線式指入力ポインタ装置だけに限らず他の制御機
器にも利用できる。たとえば、パッド２自体を大きくし
て天井または床に設置することによって部屋内の人の移
動検知を行う機器にも応用できる。

【００３８】実施の形態２．図４は本発明の実施の形態
２の赤外線式指入力ポインタ装置の概念を示す図であ
る。実施の形態２の発明は実施の形態１の発明と同様で
あるが、以下の点において異なる。

【００３９】実施の形態１では受光素子４を発光素子の
上下左右に配置するものとして説明したが、本実施の形
態２においては、受光素子を発光素子の斜め４方向に配
置する構成となっている。実施の形態１と同一または相
当部分は同一符号で表す。

【００４０】実施の形態１では、赤外線式指入力ポイン
タ装置は、発光素子３の上下左右に受光素子４を配置し
た。そのため、図１８（ａ）に示す通り、指５を左右に
移動したとき、ディスプレイ画面７でのポインタ８も左
右に動く。また指５を斜め方向に移動したときは、図１
８（ｂ）に示すように、発光素子３の上下左右にある受
光素子４により、受光したパルス信号の時間差を基に、
ディスプレイ画面７でのポインタ８の移動方向を計算に
よって求めた。

【００４１】一方、実施の形態２では、図４に示すよう
に、発光素子３の斜め４方向に受光素子４を配置したの
で、図１９（ａ）に示す通り、指５を斜め方向に移動し
たとき、ディスプレイ画面７でのポインタ８も指５の移
動する斜め方向に動く。また指５を横・縦方向に移動し
たときは、図１９（ｂ）に示すように、発光素子３の斜
め方向にある受光素子４が受光したパルス信号の時間差
により、ディスプレイ画面７でのポインタ８の移動方向
を計算により求める。

【００４２】実施の形態３．図５は、本発明の実施の形
態３による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を示す図
である。実施の形態３の発明は実施の形態１の発明と同
様であるが、以下の点において異なる。

【００４３】実施の形態１では受光素子４を発光素子の
上下左右に配置するものとして説明したが、本実施の形
態３においては、受光素子を発光素子の上下左右と斜め
方向に配置する。

【００４４】つぎに、実施の形態１と異なる点について
以下に説明する。図２４は、実施の形態３に用いられる
回路構成を示す図である。受光素子を発光素子の上下左
右と斜め方向に配置したため、軸数は上下（ｙ軸）、左
右（ｘ軸）、右斜め（ｕ軸）、左斜め（ｖ軸）の４つあ
る。図２４において、ｘ軸方向は赤外線受光部９ａ，９
ａ１，９ａ２，・・・を有し、ｙ軸方向は赤外線受光部
９ｂ，９ｂ１，９ｂ２，・・・を有し、ｕ軸方向は赤外
線受光部９ｃ，９ｃ１，９ｃ２，・・・を有し、ｖ軸方
向は赤外線受光部９ｄ，９ｄ１，９ｄ２，・・・を有す
る。この赤外線式指入力ポインタ装置はさらに、受光し
た赤外線パルス間の時間差を検出する時間差検出器１０
ａ〜１０ｄ、時間差を算出し、数値に変換する算出器１
１ａ〜１１ｄ、４つの軸に並んだ受光素子４から座標軸
に変換する座標軸変換器１２、およびポインタ８の画像
を形成し、制御する画像制御回路１３を有する。

【００４５】実施の形態３においては、ディスプレイ画
面７内のポインタ８入力の１つの手段として、ｘ−ｙ座
標とそれを反時計方向に４５°回転させたｕ−ｖ座標の
相対的位置を光学的（赤外線）受光手段によって検出
し、指５の位置検出・制御が可能である。実施の形態１
と同一または相当部分は同一符号で表す。

【００４６】実施の形態１では、発光素子３の上下左右
に受光素子４を配置した。そのため、図１８（ａ）に示
す通り、指５を左右に移動したときは、ディスプレイ画
面７でのポインタ８も左右に動く。また指５を斜め方向
に移動したときは、図１８（ｂ）に示すように、発光素
子３の上下左右にある受光素子４により、受光したパル
ス信号の時間差により、ディスプレイ画面７でのポイン
タ８の移動方向を計算により求めるものである。

【００４７】一方、実施の形態３では、図５に示すよう
に、発光素子３の上下左右と斜め方向に受光素子４を配
置した。このために、軸の方向が上下（ｙ軸）、左右
（ｘ軸）、右斜め（ｕ軸）、左斜め（ｖ軸）の４つでき
る。このために、指５を上下左右の方向に移動したと
き、画面６でのポインタ７も指５の移動方向に従い、同
様に上下左右の方向に動く。また指５を斜め方向に移動
したとき、ディスプレイ画面７でのポインタ８も指５の
移動する斜め方向にに動く。従って、斜め方向も上下左
右と同じく速く動くことができる。一方、図２０（ｂ）
に示すように、指５をｕ軸とｘ軸の中間方向およびｙ軸
とｖ軸の中間方向（上記ｘ軸およびｙ軸からそれぞれ２
２．５°の角度）に移動したときは、発光素子３の斜め
方向にある発光素子およびｘ軸，ｙ軸にある受光素子に
より受光したパルス信号の時間差により、ディスプレイ
画面７でのポインタ８の移動方向を計算により求める。
従って、この方向に指５が移動するときにはディスプレ
イ画面７でのポインタ８の応答は多少遅くなる。

【００４８】発光素子３から放射されたパルス位置変調
の赤外線は、移動する指５で反射し、上記の受光素子４
に入射する。図２１、図２２に示すと同様に、受光素子
４に生じた各パルスまでの時間、つまり、ｘ軸方向の時
間差Ｔｘn、ｙ軸方向の時間差Ｔｙn、ｕ軸方向の時間差
Ｔｕn、ｖ軸方向の時間差Ｔｖnを数値化して用いる。こ
の動作は上述の説明と同様であるのでその説明を省略す
る。

【００４９】次に、本発明の実施の形態３の赤外線式指
入力ポインタ装置の動作を説明する。図２４とこの装置
の概念図である図５において、発光素子３からパルス位
置変調の赤外線が放射され、その赤外線は指５で反射
し、受光素子４に入射する。入射した赤外線は各赤外線
受光部９ａ，９ａ１，９ａ２，・・・、９ｂ，９ｂ１，
９ｂ２，・・・、９ｃ，９ｃ１，９ｃ２，・・・、９
ｄ，９ｄ１，９ｄ２，・・・で受光され、各受光素子４
に付随する回路により直流分等のノイズ成分が除かれ、
正常なパルス信号成分のみが抽出され、検波回路や波形
整形回路等を通った後、検出信号として出力される。各
時間差検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄはあるパ
ルス信号成分の立上りから次のパルスの立上りまでの各
時間差Ｔｘn，Ｔｙn，Ｔｕn，Ｔｖnを検出する。

【００５０】指５で反射した赤外線は各受光素子４に入
射されるが、指５の置かれた真下、指に近い距離にある
受光素子４は時間的に速く赤外線を検知し、指５の置か
れた位置より遠くに位置する受光素子４は時間的に遅く
赤外線を検知する。一番速く検知された時間（ＭＩＮと
する）を基準として、次の検出時間に基準とする。指５
の置き方によっては、パルス信号の検出時間が同じ場合
もある。この場合、パルス信号のレベルが高いほうが優
先されて検知される。本実施の形態３においてはｘ軸、
ｙ軸とそれぞれの軸を反時計方向に４５°回転させたｕ
軸、ｖ軸上の連続した時間が検出される。そのため、ｘ
軸、ｙ軸、ｕ軸、ｖ軸方向の応答が早くなる特徴があ
る。

【００５１】図２６に示すように、ｘ軸にある受光素子
４の各ｘに生じた各パルスまでの時間差Ｔｘnと、ｘ軸
を反時計方向に４５°回転させたｕ軸上にある受光素子
４に生じた各パルスまでの時間差Ｔｕnは、それぞれ、
算出器１１ａと１１ｃにて算出され、この時間差は座標
軸変換器１２へ入力される。座標に変換された信号は画
像制御回路１３を通り、ディスプレイ画面７に送られＣ
ＲＴ上等でポインタ８の移動を制御する。

【００５２】つまり、キーボードに付加された平面の操
作パッド内に発光素子の上下左右と斜め方向に受光素子
を設け、指をパッドに触れることなく、移動するだけで
発光素子から発光された赤外線を指の移動方向に合わせ
て、各受光素子がパルス間隔を読み取って数値化する。
それらの数値から簡単にＣＲＴ画面内にあるポインタの
位置をコントロールできるようにできる。

【００５３】実施の形態４．図６は本発明の実施の形態
４の赤外線式指入力ポインタ装置の概念を示す図であ
る。実施の形態４の発明は実施の形態１の発明と同様で
あるが、以下の点において異なっている。

【００５４】実施の形態１では受光素子４を発光素子の
上下左右に配置するように構成されていたが、本実施の
形態４においては、発光素子の上下左右に受光素子を配
置し、発光素子が縦横方向に１つおきとなるよう組合せ
て配置する。つまり、受光素子４同士が隣り合うことが
ないように均一な配列とした。実施の形態１と同一また
は相当部分は同一符号で表す。

【００５５】実施の形態４においては、受光素子４は、
ｘ軸およびｙ軸上で発光素子３と発光素子３間に１個づ
つ存在する。従って、実施の形態４では、図６に示すよ
うに、受光素子４同士が隣接せず、均一な配列となるた
め、精度的に高精度な赤外線式指入力ポインタ装置が得
られる。また、指５の移動する方向と検出方向がより忠
実になり、より角度が精密に制御できるようになる。

【００５６】実施の形態５．図７は、本発明の実施の形
態５による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を示す図
である。実施の形態５の発明は実施の形態２の発明と同
様であるが、以下の点において異なる。

【００５７】実施の形態２では受光素子４を発光素子の
斜め方向に配置する構成であったが、本実施の形態５に
おいては、発光素子の斜めに配置された受光素子がそれ
ぞれの１つおきとなるように組合せて配置される。つま
り、発光素子３および受光素子４同士がそれぞれ隣接せ
ず、均一な配列となるよにした。実施の形態２と同一ま
たは相当部分は同一符号で表す。

【００５８】実施の形態２では、発光素子間の受光素子
は斜め方向上に２個ずつあるが、本実施の形態５では発
光素子間の受光素子は斜め方向上に１個ずつであり、均
一な配列となるため、精度的には高精度の検出が可能と
なる。従って指５の移動する方向と検出の方向が、より
忠実になり、移動角度がより精密に制御できるようにな
る。

【００５９】実施の形態６．図８は、本発明の実施の形
態３による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を示す図
である。実施の形態６の発明は実施の形態３の発明と同
様であるが、以下の点において異なる。

【００６０】実施の形態３では受光素子４を発光素子の
上下左右と斜め方向に配置する構成であったが、本実施
の形態６においては、受光素子４は発光素子３の上下左
右と斜め方向に配置され、さらにこの発光素子が１つお
きとなるように配置される。つまり、受光素子４同士が
隣接せず、均一な配列となる。実施の形態３と同一また
は相当部分は同一符号で表す。

【００６１】実施の形態６においては、受光素子４は、
ｘ軸、ｙ軸上、ｕ軸およびｖ軸上で発光素子３と発光素
子３間に１個づつ存在する。実施の形態６では、図８に
示すように、受光素子４同士が隣接せず、均一な配列と
なるため、精度的には高精度の検出が可能となる。従っ
て、指５の移動する方向と検出の方向が、より忠実にな
り、移動角度がより精密に制御できるようになる。

【００６２】実施の形態７．図９は、本発明の実施の形
態７による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を示す図
である。実施の形態７の発明は実施の形態１の発明と同
様であるが、以下の点において異なる。

【００６３】実施の形態１では受光素子４を発光素子の
上下左右に配置する構成であったが、本実施の形態７に
おいては、発光素子の上下左右に受光素子が１個づつ配
置される。このために発光素子３および受光素子４はそ
れぞれ斜め方向には隣接して配置されることになる。縦
横方向には発光素子３および受光素子４同士が隣接しな
い均一な配列となる。実施の形態１と同一または相当部
分は同一符号で表す。

【００６４】実施の形態７では、受光素子４は発光素子
３の上下左右方向に１個ずつある。実施の形態７では、
図９に示すように、単位面積当たりの発光素子と受光素
子の数は同一であるが、発光素子数が増えているので、
精度的には高精度となる。よって、指５の移動する方向
と検出方向がより忠実になり、指５の移動角度がより精
密に制御できるようになる。

【００６５】実施の形態８．図１０は、本発明の実施の
形態８による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を示す
図である。実施の形態８の発明は実施の形態３の発明と
同様であるが、以下の点において異なる。

【００６６】実施の形態３では受光素子を発光素子の上
下左右と斜め方向に配置する構成であったが、本実施の
形態８においては、受光素子は発光素子の上下左右と斜
め方向に配置するが、発光素子は隣接する列で縦方向に
２行ずれるように配置される。このように構成すること
によって、ｘ軸方向には、受光素子４は発光素子３の間
に１個づつ配置され、ｙ軸、ｕ軸、ｖ軸方向にはそれぞ
れ受光素子４は発光素子３の間に３個づつ配置される。
実施の形態３と同一または相当部分は同一符号で表す。

【００６７】一方、図１１は図１０を９０度反時計方向
に回転した配置を示す図である。この場合は、受光素子
は発光素子の上下左右と斜め方向に配置され、発光素子
は隣接する行で横方向に２列ずれるように配置される。
このように構成することによって、ｙ軸方向には、受光
素子４は発光素子３の間に１個づつ配置され、ｘ軸、ｕ
軸、ｖ軸方向にはそれぞれ受光素子４は発光素子３の間
に３個づつ配置される。

【００６８】実施の形態８では、図１０に示すように、
ｙ軸方向の発光素子３と発光素子３間にある受光素子４
の数は３個とし、ｘ軸方向の発光素子３と発光素子３間
にある受光素子４の数は１個とし、発光素子３のないｘ
軸方向列内は、全て受光素子４で埋めつくされる。従っ
て、実施の形態３と比べると、単位面積当たりの受光素
子４数は少なくなるものの発光素子３数を増加させ、均
一化することができるので、精度的には高精度となる。
よって、指５の移動する方向と検出方向がより忠実にな
り、より角度が精密に制御できるようになる。

【００６９】実施の形態９．図１２は、本発明の実施の
形態９による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を示す
図である。実施の形態９の発明は実施の形態１の発明と
同様であるが、以下の点において異なる。

【００７０】実施の形態１では受光素子を発光素子の上
下左右に配置する構成であった。発光素子３も受光素子
４も、その形状は円（楕円でもかまわない）であった。
本実施の形態９においては、配置方法は実施の形態１と
変らないが、発光素子３および受光素子４はそれぞれ信
号の発光および受光を効率的に行うことができる四角形
とした。なお四角形は正方形でも長方形でもよく、また
平行四辺形でもかまわない。実施の形態１と同一または
相当部分は同一符号で表す。

【００７１】実施の形態１では、発光素子３も受光素子
４も、その形状は円（楕円でもかまわない）であった
が、発光素子３も受光素子４の形状を４角形とすること
によって、単位面積当たりの発光素子３と受光素子４の
面積を増やすことにより、発光と受光の効率を向上させ
た。動作上は実施の形態１と同じであるので説明を省略
する。

【００７２】実施の形態１０．図１３は、本発明の実施
の形態１０による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を
示す図である。実施の形態１０の発明は実施の形態１の
発明と同様であるが、以下の点において異なる。

【００７３】実施の形態１では受光素子４を発光素子の
上下左右に配置する構成であり、発光素子３および受光
素子４が無い部分は何も置かれていなかった。本実施の
形態１０においては、発光素子３および受光素子４が無
い部分にガード６を設けるように構成される。ガード６
は発光・受光素子の高さより、高くすることが必要であ
る。実施の形態１と同一または相当部分は同一符号で表
す。

【００７４】本実施の形態１０においては、発光素子３
および受光素子４が無い部分にガード６を設けるように
構成されるので、発光素子から発光されるパルス位置変
調の赤外線が、他の部分の受光素子に誤って入射しない
利点がある。そのため、他の発光素子から受光する妨害
信号が減り、妨害を受けずに指の移動方向に合わせて、
各受光素子がパルス間隔を読み取って数値化できる。

【００７５】実施の形態１１．図１４は、本発明の実施
の形態１１による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を
示す図である。実施の形態１１の発明は実施の形態１の
発明と同様であるが、以下の点において異なる。

【００７６】実施の形態１においては発光素子の上下左
右に配置された受光素子を縦横方向に多数組合わせて配
置していたが、実施の形態１１においては、発光素子の
上下左右に配置された受光素子のみで赤外線式指入力ポ
インタ装置が構成される。

【００７７】図１４は、１つの発光素子とその上下左右
に配置された４つの受光素子とからなる点が図２と異な
る。発光素子から発光された赤外線を、指の移動方向に
合わせて、各受光素子がパルス間隔を読み取って数値化
するが、この点は実施の形態１と同じである。

【００７８】発光素子３から放射された赤外線は指５が
無い場合、受光素子４には入射されない。発光素子３の
近くに指５があると、発光素子３から放射された赤外線
は指５で反射し、受光素子４に入射する。

【００７９】図１７（ａ）は、指をパッド２の下から上
に移動したとき、ＣＲＴ、ＶＤＴ、液晶等のディスプレ
イ画面７でのポインタ８の移動状況を示す図である。ポ
インタ８は指５の動きに従い、下から上へ動く。指を移
動させず、止めているとき、あるいは、指５をパッド２
面上に置かないとき、ディスプレイ画面７でのポインタ
８の移動状況を示したのが図１７（ｂ）である。受光素
子４からの信号が何もなく、ポインタ８は動かない。図
１７（ｃ）は、指５を上から下へ移動したとき、ディス
プレイ画面７でのポインタ８の移動状況を示す図であ
る。ポインタ８は指５の動きに従い、上から下へ動く。

【００８０】また、指５を左右に移動したときは、前述
したように、ディスプレイ画面７でのポインタ８も左右
に動く。その状況を図１８（ａ）に示す。指５を斜め方
向に移動したときは、発光素子３の上下左右にある受光
素子４が受光したパルス信号の時間差により、画面での
ポインタ８の移動方向を図１８（ｂ）に示すように、計
算で求める。

【００８１】ポインタ８は、パッド２上面での指５の動
きがなければ動かない。指５の動きがあると、その前に
あったポインタ８の位置を基準として、指５の動きに従
い、ポインタ８は動く。

【００８２】次に、図１４を用いて赤外線式指入力ポイ
ンタ装置の動作の詳細な説明をする。図１４の発光素子
３からはパルス位置変調された赤外線信号が出力されて
いる。指をパッド２の中心付近から上方へ移動すると、
赤外線信号は指５で反射し、上部の受光素子４にパルス
信号が生じる。

【００８３】次に、入射したパルス信号を図２１を用い
て説明する。発光素子３からはパルス位置変調された赤
外線信号が出力されている。パルス位置変調は、図２１
（ａ）に示すように、一定の間隔によりパルス列をＰＰ
Ｍ（Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ：パルス位置変調方式）変調する。発光素子３から
放射されたパルス位置変調の赤外線は、下から上に移動
する指５で反射し、上にある受光素子４には、発光素子
３から放射された赤外線のパルス立上りを基準として、
図２１（ｂ）に示すＴｙ３の時間だけ遅れてパルス信号
が生じることになる。

【００８４】この時、指５で反射した赤外線は左右にあ
る受光素子４にも入射されるが、指５の置かれた左右で
は、指５が遠ざかるので赤外線が発光素子３から離れる
ことになり、左右にある受光素子４には、発光素子３か
ら放射された赤外線のパルス立上り時間を基準とする
と、図２１（ｃ）に示すＴｙ６のように遅れてパルス信
号が生じることになる。

【００８５】つまり、指５が上方に動いている時は、ｙ
軸上の上方にある受光素子４が指５の近くになり、時間
的に速く赤外線を検知できる。速く検知した時間が検出
され、それより長い時間は除外され、無効とされる。な
お、さらに左右にある受光素子４には、遠ざかる指５の
ために、パルスのレベルも低くなる。パルス検出の優先
順位は時間差が第１であり、パルスのレベルが第２であ
る。

【００８６】発光素子３から放射された赤外線パルス
と、ｙ軸上方にある受光素子４に生じたパルスまでの時
間、つまり、Ｔｙ３の時間差Ｔｙnが数値化する。指５
を移動させず、止めているとき、あるいは、指をパッド
２上に置かないとき、発光素子３から放射されて赤外線
は各受光素子４にはノイズとして受光されるのみで、パ
ルスが発生せず受光レベルとして検出されない。

【００８７】上記と逆に、指５をパッド２の中心付近か
ら下方へ移動するとすると、ｙ軸下方にある受光素子
に、パルス信号が生じる。つまり、発光素子３から放射
された赤外線は、指５で反射し、ｙ軸下方にある受光素
子４に入射する。発光素子３からは図２２（ａ）に示す
ように、赤外線の搬送波パルス信号が出力されている。
発光素子３から放射されたパルス位置変調された赤外線
信号は、指５で反射し、ｙ軸下方にある受光素子４に
は、発光素子３から放射された赤外線パルスの立上り時
間を基準とすると、図２２（ｂ）に示すＴｙ７の時間だ
け遅れてパルス信号が生じる。

【００８８】発光素子３から放射された赤外線パルス
を、ｙ軸下方にある受光素子４に生じたパルスまでの時
間、つまり、Ｔｙ７の時間差Ｔｙnを数値化する。時間
差Ｔｙnは、ディスプレイ画面７上での動く量を、ある
一定の距離に設定しておく必要がある。実施の形態１１
において注意する点としては、上から下へ移動した後
は、指５の位置を一旦、パッド２の中心にもっていった
後、さらに、上から下へなぞることが必要になる。

【００８９】上記では指５をパッド２上面の上下の方向
で移動する時を想定し、説明したが、左右でも、同様な
ことが言える。指５を左右に移動したとき、画面でのポ
インタの移動も左右に動く。その状況を図１８（ａ）に
示す。この場合は、ｘ軸方向の受光素子４に生じた各パ
ルスまでの時間、つまり、時間差Ｔｘnが数値化され
る。

【００９０】次に、指５をパッド２上において、中心か
ら上方向右の斜め４５°方向で移動する時を想定し、図
２５にて説明する。ｘ軸上の受光素子４に生じた各パル
スまでの時間差Ｔｘnと、ｙ軸上の受光素子４に生じた
各パルスまでの時間差Ｔｙnを用いて、ポインタの移動
する角度θは、（１）式にて求まる。 θ＝ｔａｎ^-1（Ｔｙn／Ｔｘn）・・・・・・・・・・・・・（１） 指５が斜め４５°方向に移動する時、ｘ軸上（左右）に
ある受光素子４に生じた時間差Ｔｘnと、ｙ軸上（上
下）にある受光素子４に生じた時間差Ｔｙnとは、等し
い時間となる。

【００９１】よって、時間差ＴｘnとＴｙnが同時間であ
れば、ポインタの移動方向は、（１）式により計算され
た４５°方向に動くことが検出される。４５゜以外の角
度においても、指５の移動した方向に応じたｘ軸上の時
間差Ｔｘnと、ｙ軸上（上下）の時間差Ｔｙnによって
（１）式により、指５の移動する方向が検出できる。

【００９２】本発明の実施の形態１１の赤外線式指入力
ポインタ装置の回路構成は図２３で示されるが、実施の
形態１と同様であるので説明を省略する。

【００９３】実施の形態１２．図１５は、本発明の実施
の形態１２による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を
示す図である。実施の形態１２の発明は実施の形態１１
の発明と同様であるが、以下の点において異なる。

【００９４】実施の形態１１では受光素子４を発光素子
の上下左右に配置する構成としたが、本実施の形態１２
においては、発光素子の斜め方向に受光素子４を配置す
る構成とした。実施の形態１１と同一または相当部分は
同一符号で表す。

【００９５】実施の形態１１の赤外線式指入力ポインタ
装置では、発光素子３の上下左右に受光素子４を配置し
たため、図１８（ａ）に示す通り、指５を左右に移動し
たとき、ディスプレイ画面７でのポインタ８も左右に動
く。しかし、指５を斜め方向に移動したときは、図１８
（ｂ）に示すように、発光素子３の上下左右にある受光
素子４により受光したパルス信号の時間差から、ディス
プレイ画面７でのポインタ８の移動方向を計算により求
めるものであった。

【００９６】一方、実施の形態１２では、図１５に示す
ように、発光素子３の斜め方向に受光素子４を配置した
ので、指５を斜め方向に移動したとき、ディスプレイ画
面７でのポインタ８も指５の移動する斜め４５°に従
い、同様に斜め方向に動く。また指５を縦横方向に移動
したときは、図１９（ｂ）に示すように、発光素子３の
斜め方向にある受光素子４により、受光したパルス信号
の時間差により、ポインタ８の移動方向を計算により求
めるものである。このために、実施の形態１２では、縦
横方向の指５の移動に対する応答よりも斜め方向の指５
の移動に対する応答が速くなる特徴がある。

【００９７】実施の形態１３．図１６は、本発明の実施
の形態１３による赤外線式指入力ポインタ装置の概念を
示す図である。実施の形態１３の発明は実施の形態１１
の発明と同様であるが、以下の点において異なる。

【００９８】実施の形態１１では受光素子４を発光素子
の上下左右に配置する構成としたが、本実施の形態１３
においては、発光素子の上下左右のみならず斜め方向に
も受光素子４を配置する構成とした。実施の形態１１と
同一または相当部分は同一符号で表す。

【００９９】実施の形態１１の赤外線式指入力ポインタ
装置では、発光素子３の上下左右に受光素子４を配置し
たため、図１８（ａ）に示す通り、指５を左右に移動し
たとき、ディスプレイ画面７でのポインタ８も左右に動
く。しかし、指５を斜め方向に移動したときは、図１８
（ｂ）に示すように、発光素子３の上下左右にある受光
素子４により受光したパルス信号の時間差から、ディス
プレイ画面７でのポインタ８の移動方向を計算により求
めるものであった。

【０１００】一方、実施の形態１３では、図２０に示す
ように、発光素子３の上下左右と斜め方向に受光素子４
を配置したので、図２０（ａ）に示す通り、上下左右と
斜め方向に４軸（ｙ軸、ｘ軸、ｕ軸、ｖ軸）が形成され
る。従って、指５を上下左右の方向に移動したとき、デ
ィスプレイ画面７でのポインタ８も指５の移動する上下
左右の方向に動く。また指５を斜め方向に移動したと
き、ディスプレイ画面７でのポインタ８も指５の移動す
る斜め方向に動く。一方、図２０（ｂ）に示すように、
指５をｕ軸とｘ軸の中間方向およびｙ軸とｖ軸の中間方
向（上記ｘ軸およびｙ軸からそれぞれ２２．５°の角
度）に移動したときは、発光素子３の斜め方向にある発
光素子およびｘ軸，ｙ軸にある受光素子により受光した
パルス信号の時間差により、ディスプレイ画面７でのポ
インタ８の移動方向を計算により求める。従って、実施
の形態１３では、上記の４軸（ｙ軸、ｘ軸、ｕ軸、ｖ
軸）方向の指５の移動に対する応答が速くなる特徴があ
る。実施の形態１３の構成および動作は実施の形態３と
同様であるので、詳細な説明は省略する。

【０１０１】

【発明の効果】請求項１記載の発明の指入力ポインタ装
置によれば、発光素子の上下左右方向に配置された受光
素子の組をｘ軸およびｙ軸方向に並べて形成される複数
の発光素子および複数の受光素子を有するので、発光素
子から発光された光線を指の移動方向に合わせて、各受
光素子がパルス間の時間差を読み取って数値化し、それ
らの数値から簡単にＣＲＴ画面内にあるポインタの位置
をコントロールできる。

【０１０２】本装置を用いれば、パッドの上部付近を指
５で移動するだけで画面内のポインタの制御ができる。
本発明の赤外線式指入力ポインタ装置は、本体の一部に
あるので、必要になったときすぐに使用できる。本発明
においては、パッドを押さなくても、動作可能であり、
単にパッドの上方に指等の反射物体を持ってくるだけで
よいので操作が簡単である。また、一般に使用されてい
るマウスと比べ、コードも不要であるという効果があ
る。この効果は全ての請求項に共通である。

【０１０３】請求項２記載の発明の指入力ポインタ装置
によれば、発光素子の斜め方向に配置された受光素子の
組をｘ軸およびｙ軸方向に並べて形成される複数の発光
素子および複数の受光素子を有するので、発光素子から
発光された光線を指の移動方向に合わせて、各受光素子
がパルス間の時間差を読み取って数値化し、それらの数
値から簡単にＣＲＴ画面内にあるポインタの位置をコン
トロールできる。

【０１０４】請求項３記載の発明の指入力ポインタ装置
によれば、発光素子の上下左右および斜め方向に配置さ
れた受光素子の組をｘ軸およびｙ軸方向に並べて形成さ
れる複数の発光素子および複数の受光素子を有するの
で、発光素子から発光された光線を指の移動方向に合わ
せて、各受光素子がパルス間の時間差を読み取って数値
化し、それらの数値から簡単にＣＲＴ画面内にあるポイ
ンタの位置をコントロールできる。

【０１０５】請求項４記載の発明の指入力ポインタ装置
によれば、前記受光素子がｘ軸およびｙ軸方向の発光素
子間にそれぞれ１個配置される複数の発光素子および複
数の受光素子を有するので、発光素子から発光された光
線を指の移動方向に合わせて、各受光素子がパルス間の
時間差を読み取って数値化し、それらの数値から簡単に
ＣＲＴ画面内にあるポインタの位置をコントロールでき
る。また、受光素子数が増えるので、高精度なポインタ
移動ができるという効果がある。

【０１０６】請求項５記載の発明の指入力ポインタ装置
によれば、前記受光素子がｕ軸（ｘ軸を反時計方向に４
５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を反時計方向に４５
゜回転した軸）方向の発光素子間にそれぞれ１個配置さ
れる複数の発光素子および複数の受光素子を有するの
で、発光素子から発光された光線を指の移動方向に合わ
せて、各受光素子がパルス間の時間差を読み取って数値
化し、それらの数値から簡単にＣＲＴ画面内にあるポイ
ンタの位置をコントロールできる。また、受光素子数が
増えるので、高精度なポインタ移動ができるという効果
がある。

【０１０７】請求項６記載の発明の指入力ポインタ装置
によれば、前記受光素子がｘ軸、ｙ軸、ｕ軸（ｘ軸を反
時計方向に４５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を反時
計方向に４５゜回転した軸）方向の発光素子間にそれぞ
れ１個配置される複数の発光素子および複数の受光素子
を有するので、発光素子から発光された光線を指の移動
方向に合わせて、各受光素子がパルス間の時間差を読み
取って数値化し、それらの数値から簡単にＣＲＴ画面内
にあるポインタの位置をコントロールできる。また、受
光素子数が増えるので、高精度なポインタ移動ができる
という効果がある。

【０１０８】請求項７記載の発明の指入力ポインタ装置
によれば、前記受光素子がｘ軸、ｙ軸方向の発光素子間
にそれぞれ１個配置され、ｕ軸（ｘ軸を反時計方向に４
５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を反時計方向に４５
゜回転した軸）方向の発光素子間には配置されない複数
の発光素子および複数の受光素子を有するので、発光素
子から発光された光線を指の移動方向に合わせて、各受
光素子がパルス間の時間差を読み取って数値化し、それ
らの数値から簡単にＣＲＴ画面内にあるポインタの位置
をコントロールできる。また、受光素子数が増えるの
で、高精度なポインタ移動ができるという効果がある。

【０１０９】請求項８記載の発明の指入力ポインタ装置
によれば、前記受光素子がｘ軸方向の発光素子間にそれ
ぞれ１個配置され、ｙ軸、ｕ軸（ｘ軸を反時計方向に４
５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を反時計方向に４５
゜回転した軸）方向の発光素子間にはそれぞれ３個配置
される複数の発光素子および複数の受光素子を有するの
で、各受光素子がパルス間の時間差を読み取って数値化
し、それらの数値から簡単にＣＲＴ画面内にあるポイン
タの位置をコントロールできる。また、受光素子数が増
えるので、高精度なポインタ移動ができるという効果が
ある。

【０１１０】請求項９記載の発明の指入力ポインタ装置
によれば、発光素子および受光素子を四角形としたの
で、各受光素子がパルス間の時間差を読み取って数値化
し、それらの数値から簡単にＣＲＴ画面内にあるポイン
タの位置をコントロールできる。さらに発光素子および
受光素子を四角形にすることで単位面積当たりの発光素
子３と受光素子４の面積が増加することにより、発光と
受光の効率を向上させ、回路の電流が少なくしてもポイ
ンタを移動できるという効果がある。

【０１１１】請求項１０記載の発明の指入力ポインタ装
置によれば、発光素子および受光素子の存在しない部分
をガードで囲ったことによって、他の発光素子から受光
される妨害信号が減るので、正確なポインタの位置をコ
ントロールできるという効果がある。

【０１１２】請求項１１記載の発明の指入力ポインタ装
置によれば、１個の発光素子の上下左右方向に配置され
た複数の受光素子を有するので、簡単な赤外線式指入力
ポインタ装置が構成できるという効果がある。

【０１１３】請求項１２記載の発明の指入力ポインタ装
置によれば、１個の発光素子の斜め方向に配置された複
数の受光素子を有するので、簡単な赤外線式指入力ポイ
ンタ装置が構成できるという効果がある。

【０１１４】請求項１３記載の発明の指入力ポインタ装
置によれば、１個の発光素子の上下左右斜め方向に配置
された複数の受光素子を有するので、簡単な赤外線式指
入力ポインタ装置が構成できるという効果がある。ま
た、高精度なポインタ移動ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における赤外線式指入
力ポインタ装置の概念図である。

【図２】 本発明の実施の形態１における赤外線式指入
力ポインタ装置の概念図である。

【図３】 本発明の実施の形態１における赤外線式指入
力ポインタ装置の概念図である。

【図４】 本発明の実施の形態２における赤外線式指入
力ポインタ装置の概念図である。

【図５】 本発明の実施の形態３における赤外線式指入
力ポインタ装置の概念図である。

【図６】 本発明の実施の形態４における赤外線式指入
力ポインタ装置の概念図である。

【図７】 本発明の実施の形態５における赤外線式指入
力ポインタ装置の概念図である。

【図８】 本発明の実施の形態６における赤外線式指入
力ポインタ装置の概念図である。

【図９】 本発明の実施の形態７における赤外線式指入
力ポインタ装置の概念図である。

【図１０】 本発明の実施の形態８における赤外線式指
入力ポインタ装置の概念図である。

【図１１】 本発明の実施の形態８における他の赤外線
式指入力ポインタ装置の概念図である。

【図１２】 本発明の実施の形態９における赤外線式指
入力ポインタ装置の概念図である。

【図１３】 本発明の実施の形態１０における赤外線式
指入力ポインタ装置の概念図である。

【図１４】 本発明の実施の形態１１における赤外線式
指入力ポインタ装置の概念図である。

【図１５】 本発明の実施の形態１２における赤外線式
指入力ポインタ装置の概念図である。

【図１６】 本発明の実施の形態１３における赤外線式
指入力ポインタ装置の概念図である。

【図１７】 本発明の実施の形態１で用いられる画面内
のポインタ移動を説明する図である。

【図１８】 本発明の実施の形態１で用いられる画面内
のポインタ移動を説明する図である。

【図１９】 本発明の実施の形態２で用いられる画面内
のポインタ移動を説明する図である。

【図２０】 本発明の実施の形態３で用いられる画面内
のポインタ移動を説明する図である。

【図２１】 本発明の実施の形態１で用いる赤外線式指
入力ポインタ装置上を指で移動する場合の送受信レベル
の動作を説明する図である。

【図２２】 本発明の実施の形態１で用いる赤外線式指
入力ポインタ装置上を指で移動する場合の送受信レベル
の動作を説明する図である。

【図２３】 本発明の実施の形態１で用いる赤外線式指
入力ポインタ装置の回路構成を示す図である。

【図２４】 本発明の実施の形態３で用いる赤外線式指
入力ポインタ装置の回路構成を示す図である。

【図２５】 本発明の実施の形態１で用いるポインタの
移動方向を説明する図である。

【図２６】 本発明の実施の形態３で用いるポインタの
移動方向を説明する図である。

【図２７】 従来例のリモートコントロールシステムを
説明する図である。

【符号の説明】

１ キーボード、２ パッド、３ 発光素子、４ 受光
素子、５ 指、６ ガード、７ ＣＲＴ画面、８ ポイ
ンタ、９ 赤外線受光部、１０ 時間差検出器、１１
算出器、１２ 座標軸変換器、１３ 画像制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 尚人 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 宮崎 千春 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 内田 雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キーボード等の操作パッドの表面に複数
   の発光素子と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受
   光素子が受光した信号からのパルス間隔を計算する時間
   差検出器と、それらの時間差から指５の位置座標に変換
   する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲ
   Ｔ等の画面内にあるポインタをコントロールする画像制
   御回路とから構成され、前記パッド上の複数の発光素子
   と複数の受光素子は、発光素子の上下左右方向に配置さ
   れた受光素子の組をｘ軸およびｙ軸方向に並べて形成さ
   れることを特徴とする指入力ポインタ装置。
2. 【請求項２】 キーボード等の操作パッドの表面に複数
   の発光素子と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受
   光素子が受光した信号からのパルス間隔を計算する時間
   差検出器と、それらの時間差から指５の位置の座標変換
   する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲ
   Ｔ等の画面内にあるポインタをコントロールする画像制
   御回路とから構成され、前記パッド上の複数の発光素子
   と複数の受光素子は、発光素子の斜め方向に配置された
   受光素子の組をｘ軸およびｙ軸方向に並べて形成される
   ことを特徴とする指入力ポインタ装置。
3. 【請求項３】 キーボード等の操作パッドの表面に複数
   の発光素子と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受
   光素子が受光した信号からのパルス間隔を計算する時間
   差検出器と、それらの時間差から指５の位置座標に変換
   する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲ
   Ｔ等の画面内にあるポインタをコントロールする画像制
   御回路とから構成され、前記パッド上の複数の発光素子
   および複数の受光素子は、発光素子の上下左右および斜
   め方向に配置された受光素子の組をｘ軸およびｙ軸方向
   に並べて形成されることを特徴とする指入力ポインタ装
   置。
4. 【請求項４】 キーボード等の操作パッドの表面に複数
   の発光素子と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受
   光素子が受光した信号からのパルス間隔を計算する時間
   差検出器と、それらの時間差から指５の位置座標に変換
   する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲ
   Ｔ等の画面内にあるポインタをコントロールする画像制
   御回路とから構成され、前記パッド上の複数の発光素子
   および複数の受光素子は、前記受光素子がｘ軸およびｙ
   軸方向の発光素子間にそれぞれ１個配置されることを特
   徴とする指入力ポインタ装置。
5. 【請求項５】 キーボード等の操作パッドの表面に複数
   の発光素子と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受
   光素子が受光した信号からのパルス間隔を計算する時間
   差検出器と、それらの時間差から指５の位置座標に変換
   する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲ
   Ｔ等の画面内にあるポインタをコントロールする画像制
   御回路とから構成され、前記パッド上の複数の発光素子
   および複数の受光素子は、前記受光素子がｕ軸（ｘ軸を
   反時計方向に４５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を反
   時計方向に４５゜回転した軸）方向の発光素子間にそれ
   ぞれ１個配置されることを特徴とする指入力ポインタ装
   置。
6. 【請求項６】 キーボード等の操作パッドの表面に複数
   の発光素子と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受
   光素子が受光した信号からのパルス間隔を計算する時間
   差検出器と、それらの時間差から指５の位置座標に変換
   する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲ
   Ｔ等の画面内にあるポインタをコントロールする画像制
   御回路とから構成され、前記パッド上の複数の発光素子
   および複数の受光素子は、前記受光素子がｘ軸、ｙ軸、
   ｕ軸（ｘ軸を反時計方向に４５゜回転した軸）およびｖ
   軸（ｙ軸を反時計方向に４５゜回転した軸）方向の発光
   素子間にそれぞれ１個配置されることを特徴とする指入
   力ポインタ装置。
7. 【請求項７】 キーボード等の操作パッドの表面に複数
   の発光素子と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受
   光素子が受光した信号からのパルス間隔を計算する時間
   差検出器と、それらの時間差から指５の位置座標に変換
   する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲ
   Ｔ等の画面内にあるポインタをコントロールする画像制
   御回路とから構成され、前記パッド上の複数の発光素子
   および複数の受光素子は、前記受光素子がｘ軸、ｙ軸方
   向の発光素子間にそれぞれ１個配置され、ｕ軸（ｘ軸を
   反時計方向に４５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を反
   時計方向に４５゜回転した軸）方向の発光素子間には配
   置されないことを特徴とする指入力ポインタ装置。
8. 【請求項８】 キーボード等の操作パッドの表面に複数
   の発光素子と複数の受光素子を設けたパッドと、前記受
   光素子が受光した信号からのパルス間隔を計算する時間
   差検出器と、それらの時間差から指５の位置座標に変換
   する座標軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲ
   Ｔ等の画面内にあるポインタをコントロールする画像制
   御回路とから構成される、前記パッド上の複数の発光素
   子および複数の受光素子は、前記受光素子がｘ軸方向の
   発光素子間にそれぞれ１個配置され、ｙ軸、ｕ軸（ｘ軸
   を反時計方向に４５゜回転した軸）およびｖ軸（ｙ軸を
   反時計方向に４５゜回転した軸）方向の発光素子間には
   それぞれ３個配置されることを特徴とする指入力ポイン
   タ装置。
9. 【請求項９】 発光素子、および受光素子を四角形とし
   たことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載
   の指入力ポインタ装置。
10. 【請求項１０】 発光素子および受光素子の存在しない
    部分をガードで囲ったことを特徴とする請求項１ないし
    ８のいずれかに記載の指入力ポインタ装置。
11. 【請求項１１】 キーボード等の操作パッドの表面に発
    光素子と受光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受
    光した信号からのパルス間隔を計算する時間差検出器
    と、それらの時間差から指５の位置座標に変換する座標
    軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画
    面内にあるポインタをコントロールする画像制御回路と
    から構成され、前記の発光素子と受光素子は、１個の発
    光素子の上下左右方向に複数の受光素子が配置されたこ
    とを特徴とする指入力ポインタ装置。
12. 【請求項１２】 キーボード等の操作パッドの表面に発
    光素子と受光素子を設けたパッドと、前記受光素子が受
    光した信号からのパルス間隔を計算する時間差検出器
    と、それらの時間差から指５の位置の座標変換する座標
    軸変換器と、前記座標軸変換器の出力からＣＲＴ等の画
    面内にあるポインタをコントロールする画像制御回路と
    から構成され、前記の発光素子と受光素子は、１個の発
    光素子の斜め方向に複数の受光素子が配置されたことを
    特徴とする指入力ポインタ装置。
13. 【請求項１３】 キーボード等の操作パッドの表面に発
    光素子と受光素子を設けたパッドと、発光素子の上下左
    右および斜め方向に配置された受光素子の組をｘ軸およ
    びｙ軸方向に並べて形成される複数の発光素子および複
    数の受光素子と、前記受光素子が受光した信号からのパ
    ルス間隔を計算する時間差検出器と、それらの時間差か
    ら指５の位置座標に変換する座標軸変換器と、前記座標
    軸変換器の出力からＣＲＴ等の画面内にあるポインタを
    コントロールする画像制御回路とから構成され、前記の
    発光素子と受光素子は、１個の発光素子の上下左右斜め
    方向に複数の受光素子が配置されたことを特徴とする指
    入力ポインタ装置。