JPH1185007A - レーザーポインタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 利用者が把持して移動させることによりレー
ザー光線で対象を指示することができるレーザーポイン
タにおいて、利用者の手振れによる指示光点の振れを抑
制する。 【解決手段】 レーザーポインタ１１は、レーザー発振
器１３の向きを変更して光線Ｌの方向を変更する圧電素
子手段１４を備えており、その使用において、角度検出
手段１５がレーザポインタ１１を把持する利用者の手振
れを検出すると、信号処理手段１６が検出された手振れ
に基づいて圧電素子手段１４によりレーザ発振器１３の
向きを変更させ、この手振れによる光線Ｌの振れを相殺
させる。これによって、手振れによる光線光点のチラツ
キを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、利用者が把持して
移動させることによりレーザー光線で対象を指示するこ
とができるレーザーポインタに関し、特に、利用者の手
振れによる指示光点の振れを抑制したレーザーポインタ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、会議やプレゼンテーション等
においてスクリーンに投影されている説明内容を指し示
すために、レーザ光線によって対象を指示することがで
きるレーザポインタ（レーザーポイントペンとも称す
る。）が用いられている。図１６に示すように、従来の
レーザポインタ１は筒状の筺体２の内部にレーザー発振
器３を固定して設けた構造であり、利用者が筺体２を把
持し、図外のスイッチをオンさせることにより、レーザ
ー発振器３からレーザー光線Ｌを発振させて、当該光線
Ｌによりスクリーン上の対象を指し示すことができるよ
うになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなレーザポイ
ンタは、従来から用いられている指し棒と異なって、レ
ーザ光線が届くかなりの遠距離の対象をも指し示すこと
ができるため、発表者（利用者）とスクリーンとが遠く
なってしまう大規模な会議等においては極めて便利であ
る。しかしながら、従来のレーザーポインタ１にあって
は、図１７に示すように、レーザーポインタ１を把持す
る利用者の手が振るえると、この振るえがそのままレー
ザー光線Ｌの振れとなってしまうため、スクリーン上で
のレーザー光線Ｌによる光点が振動し、指示点が定まら
ないばかりか聴視者に不快感を与えてしまっていた。特
に、遠距離の対象を指示する場合には、レーザーポイン
タ１の小さな振れによっても遠隔の光点は大きく振れて
しまうため、上記の問題は顕著であった。

【０００４】本発明は、上記従来の事情に鑑みなされた
もので、利用者の手振れによる指示光点の振れを抑制し
たレーザーポインタを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のレーザーポイン
タは、利用者が把持して移動させることにより、レーザ
ー発振器から発振された光線によって対象を指示するこ
とができるレーザーポインタである。そして、本発明の
レーザーポインタは、レーザー発振器の向きを変更して
光線の方向を変更する角度変化手段を備えており、その
使用において、手振れ検出手段がレーザポインタを把持
する利用者の手振れを検出すると、制御手段が検出され
た手振れに基づいて角度変化手段によりレーザ発振器の
向きを変更させ、この手振れによる光線の振れを相殺さ
せる。これによって、手振れによる光線光点のチラツキ
を防止することができる。

【０００６】また、本発明のレーザーポインタは、レー
ザー発振器から発振された光線を屈折させて当該光線の
方向を変更する光学手段を備えており、その使用におい
て、手振れ検出手段がレーザポインタを把持する利用者
の手振れを検出すると、制御手段が検出された手振れに
基づいて光学手段によりレーザ発振器からの光線の方向
を変更させ、この手振れによる光線の振れを相殺させ
る。これによって、手振れによる光線光点のチラツキを
防止することができる。

【０００７】上記の手振れ検出手段としては、例えば、
或る小さな振れ幅内の或る加速度以上での振動を手振れ
として検出する手段、或る小さな振れ幅内の或る加速度
以上で且つ或る程度連続する振動を手振れとして検出す
る手段等、要は、使用時におけるレーザーポインタの通
常の移動と、利用者の手振れ振動とを区別して検出でき
る手段であれば公知の種々な手段を用いることができ
る。

【０００８】また、上記の角度変化手段としては、電動
モータを用いた機械的なアクチュエータ機構、制御電圧
に応じて形状が変化する素子を用いた機構等、要は、レ
ーザー発振器自体の向きを変更して、その光線の方向を
変更することができる手段であれば公知の種々な手段を
用いることができる。また、上記の光学手段としては、
レンズやプリズムを変位させて光線の方向を変更させる
機構、レンズやプリズム自体の形状を変化させて光線の
方向を変更させる機構等、要は、光学素子により光線を
屈折をさせてその方向を変更することができる手段であ
れば公知の種々な手段を用いることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係るレーザーポインタを
実施形態に基づいて詳しく説明する。図１には本発明の
一実施形態に係るレーザーポインタ１１の内部構成を示
してあり、本例のレーザーポインタ１１はレーザー発振
器１３の向きを変更することにより、そのレーザー光線
Ｌの方向を変更して手振れによる光点の振動を抑制して
いる。

【００１０】このレーザーポインタ１１は利用者が片手
で把持して自由に取り扱うことができる大きさ及び重さ
となっており、レーザポインタ１１の筺体１２は先端が
開口した有底の円筒体となっている。筺体１２の内部の
先端部にはレーザー発振器１３が先端開口へ指向して設
けられており、レーザー発振器１３から発振されたレー
ザ光線Ｌが先端開口から射出されるようになっている。

【００１１】このレーザー発振器１３の背面には角度変
化手段１４が設けられており、レーザー発振器１３はこ
の角度変化手段１４を介して筺体１２に取り付けられて
いる。この角度変化手段１４は本例では後述するように
制御電圧に応じてその形状が変化する圧電素子によって
構成されており、角度変化手段１４が制御電圧によって
動作（すなわち、圧電素子の形状が変化）することによ
り、図２や図３に示すように、レーザー発振器１３は先
端開口への指向方向が変化してその光線Ｌの方向が変更
される。なお、図２及び図３にはレーザー発振器１３の
指向方向が上下方向へ変化する状態を示してあるが、後
述するようにレーザー発振器１３は左右方向へも指向方
向が変化し、上下左右方向の組合せによって３６０度の
変化が可能である。

【００１２】また、筺体１２の内部には、レーザポイン
タ１１を把持する利用者の手振れを検出する手振れ検出
手段としての角度検出手段１５と、検出された手振れに
基づいて角度変化手段１４に手振れによる光線Ｌの振れ
を相殺させるように制御電圧を出力する制御手段として
の信号処理部１６と、が備えられている。なお、図示は
省略しているが、レーザー発振器１３、角度変化手段１
４、角度検出手段１５、及び、信号処理手段１６へ動作
電力を供給する電源が筺体１２の内部に備えられている
が、この動作電力はケーブルを介して外部の電源から供
給するようにしてもよい。

【００１３】したがって、このレーザーポインタ１１に
よれば、これを把持する利用者の手振れが生じた場合に
は、角度検出手段１５がこの手振れを検出し、この検出
に基づいて信号処理手段１６が上記制御電圧を角度変化
手段１４に供給する。これにより、角度変化手段１４が
手振れを相殺させるように形状変形し、レーザー発振器
１３の指向方向を変更させる。この結果、光線Ｌに着目
すれば、図４に示すように、手振れによってレーザーポ
インタ１１の指向方向が変化しても、レーザー発振器１
３の指向方向は変更せず、光線Ｌは手振れが生じても一
定の方向へ安定して射出され、光点の振動が抑制され
る。

【００１４】図５には、このレーザーポインタ１１の更
に具体的な構成例を示してある。この例では、角度変化
手段１４を４個の圧電素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１
４ｄで構成し、角度検出手段１５を圧電ジャイロで構成
し、信号処理手段１６をディジタルシグナルプロセッサ
（ＤＳＰ）で構成してあり、更に、ＤＳＰ１６から出力
されたディジタル制御電圧をアナログ制御電圧に変換し
て制御対象の圧電素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ
へ供給する増幅アンプ１７が設けられている。

【００１５】なお、圧電素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、
１４ｄは公知のように電圧を加えると歪みや応力を発生
してその形状が変化する素子であり、水晶やセラミック
素子等によって構成されている。例えば、図６に示すよ
うに、幅：奥行き：高さ＝ｘ：ｙ：ｚの圧電素子１８に
電圧を印加すると、この圧電素子１８の形状は、高さｚ
はそのままで、幅がｘ’に減少し、奥行きがｙ’に増加
する。すなわち、本例では、このような圧電素子の形状
変化を利用してレーザー発振器１３の指向方向を変化さ
せている。また、圧電ジャイロ１５はハンディービデオ
カメラの手振れ防止装置やＧＰＳの車の曲がった方向を
検出する装置等として広く用いられており、小刻みな手
振れ振動を検出する。

【００１６】図７に示すように、上記の圧電素子１４
ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄはレーザー発振器１３の裏
面に９０度ずつの角度をもって放射状に配設されてお
り、それぞれの圧電素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４
ｄに印加する制御電圧値をＤＳＰ１６が制御することに
より、レーザー発振器１３はその指向方向が上下左右方
向の組合せによって３６０度変化する。例えば、図８に
示すように、上側の圧電素子１４ａを伸ばし、下側の圧
電素子１４ｂを縮めるように制御することにより、レー
ザー発振器１３はその指向方向が下方向へ変化し、光線
Ｌの照射方向は筺体１２に対して下方向へ変化する。

【００１７】このような圧電素子の形状変化によって
も、レーザー光線の振れに対する十分な補正効果が得ら
れる。例えば、レーザー光線で２００ｃｍ先の対象と指
示しているときに、０．８５９度という微少な振れがレ
ーザーポインタに生ずると、ｔａｎ（０．８５９）＝３
／２００から、光点（対象）では３ｃｍの振れが生じ
る。これに対して、圧電素子からレーザー発振器の発光
点までの長さを１０ｍｍとすると、１０×３／２００＝
０．１５から、圧電素子が上記の振れとは逆方向へ０．
１５ｍｍという微小量の変化をすることにより、光点で
の振れを相殺することができる。

【００１８】上記のような手振れ補正動作は、ＤＳＰ１
６に予め設定された図９に示すような制御手順によって
実行される。まず、レーザーポインタ１１の電源がオン
されると、手振れ補正を行う状態となり、圧電ジャイロ
１５がレーザーポインタ１１に傾きが生じたかを常時監
視する（ステップＳ１）。そして、傾きが生じて角度変
化があると、圧電素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ
を設けた平面内の縦軸（Ｘ軸）と横軸（Ｙ軸）につい
て、ＤＳＰ１６が当該平面に垂直な方向（Ｚ軸方向）へ
の角度変化を検出し（ステップＳ２）、これら角度変化
が予め設定されているしきい値（限界値）を超えたか否
かを判断する（ステップＳ３）。

【００１９】この判断の結果、限界値を超えた角度変化
である場合には、通常の指示点移動によるレーザーポイ
ンタ１１の角度変化であるとして、ＤＳＰ１６は圧電素
子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄへ制御電圧を出力せ
ずにステップＳ１の監視動作を続行する。この結果、利
用者が向けた方向へレーザーポインタ１１は指向し、利
用者が意図した対象を指し示すことができる。

【００２０】一方、限界値以内の角度変化である場合に
は、通常の指示点移動とは異なって、手振れによる比較
的微少な角度変化がレーザーポインタ１１に生じたとし
て、ＤＳＰ１６は当該角度変化を相殺させるために必要
な圧電素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに対して必
要な制御電圧を出力する（ステップＳ５）。この結果、
必要な圧電素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが必要
な形状変化をして、上記の手振れによる角度変化を相殺
する方向及び量にレーザー発振器１３の指向方向を変化
させる。このような動作（ステップＳ１〜Ｓ５）はデジ
タル信号処理によって極めて短時間の内に繰り返し行わ
れるため、手振れ振動を相殺して光線Ｌによって対象を
安定して指し示すことができる。

【００２１】図１０には本発明の他の一実施形態に係る
レーザーポインタ２１の内部構成を示してあり、本例の
レーザーポインタ２１はレーザー発振器１３からのレー
ザー光線Ｌを屈折させることにより、そのレーザー光線
Ｌの方向を変更して手振れによる光点の振動を抑制して
いる。

【００２２】このために、本例では、レーザー発振器１
３からの光線Ｌを屈折させる光学手段として可変頂角プ
リズム２２を備えるとともに、この可変頂角プリズム２
２を駆動するための手段として電動アクチュエータ２３
を備えている。なお、図１から図９を参照して説明した
実施形態と、角度変化手段１４が設けられていない点を
除いて、他の構成はほぼ同様であるので、同一の符号を
付して示すことにより重複する説明は省略する。

【００２３】本例では、レーザー光線Ｌを透過させる可
変頂角プリズム２２の頂角を変更することにより、例え
ば図１１に示すように光線Ｌを上方向へ屈折させてその
方向を変更したり、或いは、例えば図１２に示すように
光線Ｌを下方向へ屈折させてその方向を変更して、手振
れによる光点の振動を抑制している。

【００２４】可変頂角プリズム２２は図１３に示すよう
に、透光性の液体を封入したプリズム本体３０を、回転
軸をＸ軸とＹ軸として互いに９０度異ならせた前後の保
持枠３１、３２で挟持した構成であり、保持枠３１、３
２を電動アクチュエータ２３で駆動させることにより、
プリズム本体３０の頂角（すなわち、周縁の角度）を任
意に変更できるようになっている。プリズム本体３０
は、蛇腹状に形成されていることにより伸縮自在な円筒
体３０ａを、その前端開口と後端開口とをそれぞれ透明
なガラス板３０ｂ、３０ｃで液密に閉塞し、内部に透光
性の液体を封入した構造である。

【００２５】保持枠３１と保持枠３２とはそれぞれ透明
なガラス板３１ａ、３２ａをはめ込んだ円環状を成して
おり、保持枠３１にはＸ軸方向（図１３中では水平方
向）に延在する一対の回転軸３１ｂが設けられ、保持枠
３２にはＹ軸方向（図１３中では鉛直方向）に延在する
一対の回転軸３２ｂが設けられている。また、保持枠３
１と保持枠３２とにはそれぞれ電動アクチュエータ２３
によって操作される操作摘み３１ｃと３２ｃとが設けら
れており、操作摘み３１ｃを操作することにより保持枠
３１は回転軸３１ｂを中心として回転変位し、操作摘み
３２ｃを操作することにより保持枠３２は回転軸３２ｂ
を中心として回転変位する。

【００２６】保持枠３１はプリズム本体３０の先端面側
に接着剤等を用いて取り付けられ、保持枠３２プリズム
本体３０の後端面側に接着剤等を用いて取り付けられて
おり、回転軸３１ｂ及び３２ｂを筺体１２の内壁に回転
自在に支持することにより、プリズム本体３０は筺体１
２の内部のレーザー発振器１３より先端部に設けられ
て、レーザー発振器１３から発振されたレーザ光線Ｌが
透過するようになっている。また、図１４（ａ）に示す
ように、電動アクチュエータ２３によって操作摘み３１
ｃ、３２ｃを操作することなくプリズム本体３０の両端
面を平行にした状態では、プリズム本体３０に入射した
レーザー光線Ｌは屈折することなくそのまま直進する
が、図１４（ｂ）に示すように、電動アクチュエータ２
３によって操作摘み３１ｃ、３２ｃを操作してプリズム
本体３０の両端面を非平行にした状態では、プリズム本
体３０に入射したレーザー光線Ｌは屈折してその方向が
変更される。

【００２７】電動アクチュエータ２３としては、例えば
電動モータの駆動力によってリンクやベルト等を駆動す
る公知の機構が用いられ、これらリンクやベルト等が操
作摘み３１ｃ、３２ｃに連結されており、角度検出手段
１５による検出結果に基づいて、信号処理部１６の制御
によって電動アクチュエータ２３が駆動制御されること
により、プリズム本体３０が３６０度任意の方向へ任意
の量変形されて、レーザー光線Ｌの屈折方向及び屈折角
度が任意に変更される。したがって、レーザーポインタ
２１を把持する利用者の手振れが生じても、この手振れ
は、プリズム本体３０は変形して光線Ｌの方向を逆方向
に変更することにより相殺される。

【００２８】本例においても、上記のような補正動作
は、ＤＳＰ１６に予め設定された図１５に示すような制
御手順によって実行される。なお、図９に示した制御手
順と同様な処理については、同一の参照番号を付して重
複する説明は省略する。レーザーポインタ２１の電源が
オンされると、手振れ補正を行う状態となり、圧電ジャ
イロ１５が限界値以内の角度変化を検出すると（ステッ
プＳ１〜Ｓ３）、手振れによる比較的微少な角度変化が
レーザーポインタ１１に生じたとして、ＤＳＰ１６は当
該角度変化を相殺させるために必要な制御信号を電動ア
クチュエータ２３へ出力する（ステップＳ１５）。この
結果、可変頂角プリズム２２のプリズム本体３０が手振
れを相殺するに必要な方向へ必要な量変形し、レーザー
光線Ｌを屈折させてその方向を変更させる。

【００２９】このような動作（ステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ
１５）はデジタル信号処理によって極めて短時間の内に
繰り返し行われるため、手振れ振動を相殺して光線Ｌに
よって対象を安定して指し示すことができる。なお、こ
のような補正をもたらす可変頂角プリズム２２は、ハン
ディービデオカメラの手振れ防止装置等として広く用い
られており、迅速なレスポンスで光線の屈折方向を変更
することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザーポインタを把持する利用者の手振れによる指示
光点の振れを抑制することができ、レーザーポインタに
よって一定した対象指示を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るレーザーポインタ
の構成を示す図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係るレーザーポインタ
の構成を示す図である。

【図３】 本発明の一実施形態に係るレーザーポインタ
の構成を示す図である。

【図４】 本発明に係るレーザーポインタの動作を説明
する図である。

【図５】 本発明の一実施形態に係るレーザーポインタ
の更に具体的な一構成例を示す図である。

【図６】 圧電素子の動作を説明する図である。

【図７】 圧電素子の配置を示す図である。

【図８】 本発明の一実施形態に係るレーザーポインタ
の更に具体的な一構成例を示す図である。

【図９】 本発明の一実施形態に係る制御手順を示すフ
ローチャートである。

【図１０】 本発明の他の一実施形態に係るレーザーポ
インタの構成を示す図である。

【図１１】 本発明の他の一実施形態に係るレーザーポ
インタの構成を示す図である。

【図１２】 本発明の他の一実施形態に係るレーザーポ
インタの構成を示す図である。

【図１３】 可変頂角プリズムの一構成例を示す分解斜
視図である。

【図１４】 可変頂角プリズムの動作を説明する図であ
る。

【図１５】 本発明の他の一実施形態に係る制御手順を
示すフローチャートである。

【図１６】 従来のレーザーポインタの構成を示す図で
ある。

【図１７】 従来のレーザーポインタの動作を説明する
図である。

【符号の説明】

１１、２１・・・レーザーポインタ、 １２・・・筺
体、１３・・・レーザー発振器、 １４・・・角度変化
手段、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ・・・圧電素
子、１５・・・角度検出手段（圧電ジャイロ）、１６・
・・信号処理手段（ＤＳＰ）、 ２２・・・可変頂角プ
リズム、２３・・・可変頂角プリズム駆動手段（電動ア
クチュエータ）、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 利用者が把持して移動させることによ
   り、レーザー発振器から発振された光線によって対象を
   指示することができるレーザーポインタにおいて、 レーザー発振器の向きを変更して光線の方向を変更する
   角度変化手段と、 レーザポインタを把持する利用者の手振れを検出する手
   振れ検出手段と、 手振れ検出手段により検出された手振れに基づいて、角
   度変化手段によりレーザ発振器の向きを変更させて当該
   手振れによる光線の振れを相殺させる制御手段と、 を備えたことを特徴とするレーザーポインタ。
2. 【請求項２】 利用者が把持して移動させることによ
   り、レーザー発振器から発振された光線によって対象を
   指示することができるレーザーポインタにおいて、 レーザー発振器から発振された光線を屈折させて当該光
   線の方向を変更する光学手段と、 レーザポインタを把持する利用者の手振れを検出する手
   振れ検出手段と、 手振れ検出手段により検出された手振れに基づいて、光
   学手段によりレーザ発振器からの光線の方向を変更させ
   て当該手振れによる光線の振れを相殺させる制御手段
   と、 を備えたことを特徴とするレーザーポインタ。