JPS63167534A - 光指示入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばテレビジョン装置の表示画面に表示
されたメニューの中から任意のものを選んで指示できる
ようにしたり、テレビジョン装置の正面側に位置する操
作者の運動動作を確認管理できるようにした光指示入力
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、最近−１般の家庭にも導入されるようになって
きたキャップテンシステムにおけるテレビジョン装置に
おいては、テレビジョン装置の表示画面に表示されるメ
ニューに対して視聴者がそのメニューの中から任意の番
号を選びだし光指示入力装置を用いて指示すると、それ
に対応した更に詳しい別の画面が表示されるようになっ
ている。

そして、このような光指示入力装置の一般的なタイプの
ものとしては、発光素子と電源とを有する光指示入力装
置の操作部側を視聴者が手に持ってテレビジョン装置に
おけるメニュー上の必要な番号に向けて光を投射するよ
うにしたものが知られている。

ところが、このように発光素子や電源を有する構成の操
作部を備えた光指示入力装置では、その重量も重く取り
扱いが不便であり、更には電源として乾電池等を用いる
ため製造する際のコスト及び視聴者がこの光指示入力装
置を維持する際の費用も決して無視できなかった。

そこで、このような不都合を解消するために第５図に示
すような再帰性反射シートを用いる手段のものが提案さ
れている。即ち、これはテレビジョン装置１００の前面
の表示画面の上部に光指示入力装置の本体部１０１が配
設されており、この光指示入力装置本体部１０１に対向
する位置に再帰性反射シート１０２を配置しているもの
である。

なお、ここで再帰性反射シートとは、発光体から発せら
れた指向性のある光を受けた時に、反射部材の向きに関
係なくその光の殆どを発光体側に反射するようにした反
射シートであり、例えば交通標識のように夜間にキラキ
ラ反射するような警告表示のためのもの等が知られてい
る。

ここで、第５図に示した光指示入力装置ｆ１０１と再帰
性反射シート１０２との関係を第６図に基づいて説明す
る。この光指示入力装置１０１は、中央に受光素子１０
３が設けられており、この受光素子１０３の周囲には例
えば発光ダイオード（以下ＬＥＤと呼ぶ）Ｅ、Ｆ、Ｇ、
Ｈがこの受光素子１０３に対して対称的な位置になるよ
うに配設されている。即ち、これらＬＥＤ　（Ｅ、Ｆ、
Ｇ。

Ｈ）は受光素子１０３を原点とするＸＹ座標のＸ軸と４
５°を成す直線上に配設されている。そして、これらの
ＬＥＤ、Ｅ−Ｈが一定の周期で順次発光し、この発光さ
れた光が第５図に示すように再帰性反射シート１０２に
よって反射されて第６図に示す受光素子１０３によって
受は止められる。

なお、このとき再帰性反射シート１０２はテレビジョン
装置１００の表示画面の任意のメニュー（例えばＮｏ、
３）を指し示しているものとする。

そして、例えば上記シート１０２は、Ｎ００３に向けら
れているため全受光量（Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）の内特に例え
ば（Ｅ＋Ｇ）の光を強く受ける。したがって、受光素子
１０３も（Ｅ＋Ｇ）の光を強く受けるので、上記シート
１０２は何処に向けられているか（この場合はＮｏ、３
に向けられている）を算出することが可能となる。そし
て、上述のように受光素子１０３によって受は止められ
た光出力は、サンプリング＆ホールド回路に送られ、更
にパーソナルコンピュータの演算部によって演算が行わ
れ、再帰性反射シート１０２がテレビジョン装置１００
の表示画面上のどの位置に向いているかが算出されて位
置検出が行われる。

ところで、このような構成の光指示入力装置にあっては
、通常発光ダイオードはテレビジョン装置上部に放射状
に広がり、且つ固定した状態で取付けられており、この
ため例えばこの光指示入力装置は第７図に示すように中
央位置ｌから上下左右に一定角度だけ広がった斜線領域
でのみ有効に操作できるようになっている。

〔解決しようとする問題点〕

ところが、このような構成の光指示入力装置にあっては
、測定操作可能領域が発光素子の光パターンの約４分の
１程度しか得られず、実用性に欠けている。

また、このような構成の光指示入力装置は、各発光素子
の出力のバラツキや第８図に示すような各発光素子の出
射指向性の向きのズレ或いは出射パターンのバラツキ等
のため、正しい正確な位置検出を行うことができない場
合がある。

更に、このような構成の光指示入力装置は、発光素子を
構成する例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）の輝度に欠け
、操作可能領域Ｌ′が比較的短く、この点でも実用性に
欠けている。

そこで、この発明は、上記した従来の欠点に鑑み、測定
操作可能領域が広く、且つ比較的遠方距離からの測定操
作が可能であり、しかも正確な測定操作を行うことがで
きる光指示入力装置を提供することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、この発明は、単一箇所の発光手段と、この発光手
段の周囲に複数個設けた受光指向性を有し入射する光強
度に応じて電気信号を出力する受光素子と、前記発光手
段からの光を入射してその発光手段に向けて反射する再
帰性反射シートとを備え、前記発光手段からの出射光を
再帰性反射シートで反射させ、この反射された反射光を
受光素子で受光させる光指示入力装置であって、前記受
光素子近傍の反射光の進行光路上にその反射光を収束さ
せる収束手段を設けたものである。

Ｃ作用〕 この発明の光指示入力装置は、各発光素子等の発光手段
によって出力特性や出射指向性に夫々バラツキのあるこ
とを配慮し、単一の発光手段を用いてその調整作業を容
易に行うと共に、拡散手段によってその発光手段の指向
性を極力低減させるようになっており、これによって広
範囲にわたり安定した測定操作が可能になっているもの
である。

また、この発明の光指示入力装置は、受光素子を複数個
所に配設し、且つこれらの受光素子に入射する反射光を
夫々収束するための収束手段を設け、比較的遠方からの
測定操作を可能にしているものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について添付図面を参照しな
がら説明する。

第１図及び第２図はこの発明にかかる光指示人力装置を
示すものであり、この光指示入力装置は、単一の発光手
段１と、この発光手段１の周囲に４個配設した受光素子
２と、再帰性反射シート３と。

発光手段１から出射する出射光の進行光路上の発光手段
１近傍に設けた拡散手段４と、再帰性反射シート３から
の反射光の進行光路上の受光素子２近傍に設けた収束手
段５と、制御部（回路）とを備えた構成となっている。

なお、図中符号６は前面側に発光手段ｌ並びに受光素子
２等を取付けた本体部である。

発光手段１は、可視光領域を避けた特定波長域の光を発
射する単一の発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成されてお
り、各発光ダイオードによって異なる戊れのある出射パ
ターンや出力特性のバラツキ等の調整作業を容易に行う
ことができるよう１個のもので構成されている。

受光素子２は、発光手段Ｉの周囲に上下左右対称的に配
列した光センサＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄで構成されて４分割光セ
ンサを形成しており、発光手段ｌを構成する発光ダイオ
ードから出射する特定波長の光を入射し、その光強度に
応じて特定の大きさの電気信号を制御部側に出力するよ
うになっている。

拡散板４は、発光手段ｌ固有の出射パターン等のバラツ
キを吸収させると共にその指向特性を低下させるための
ものであり、従来から公知のスリガラス等で構成されて
いる。

収束手段５ば、発光手段Ｉ側から遠方に再ＩｆＲ性反射
シート３を設置した場合であっても確実に受光素子２側
にその反射光を取り込むことができるようにするための
ものであり、収束レンズが用いられている。

制御部は、受光素子２を構成する各光センサＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄから夫々出力される電気信号Ａ’、　Ｂ１　
、　　ＣＩ　、　　Ｄ　Ｉを入力して再帰性反射シート
３の２次元座標上での位置（ＸＩ、Ｙｌ）を次式、即ち
座標演算式から演算することができるようになっている
。

（Ａ’　＋Ｄ’）−（Ｂ’　＋Ｃ’） 又は したがって、この実施例にかかる光指示入力装置によれ
ば、発光手段１から出射される出射光を再帰性反射シー
トがその位置に応じて所定方向に反射し、その反射光を
各光センサＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄが入射して第３図に示すよう
な電気信号を出力する。

そして、この電気信号を各クロックパルス（ＣＬＫ）毎
に制御部側が取込み、先程の座標演算式等に基づいて所
定の演算処理を行い、再帰性反射シート３の指示する位
置が演算される。

なお、この実施例の発光手段１である発光ダイオード（
Ｌ　Ｅ　Ｄ）は、第３図に示すように、連続点灯するよ
うに構成されているが、第４図に示すように変調パルス
点灯させると共に、これをバンドパスフィルタにより所
定帯域の電気信号のみを取り込むことによって外乱光の
影客を受けないより正確な位置検出を行うことが可能で
ある。

〔効果〕

以上説明してきたように、この発明にががる光指示入力
装置によれば、出力特性や出射指向性に夫々個々の大き
なバラツキを有する虞れのある発光素子等の発光手段を
多数個使用せずに１個だけ用い、その調整作業を容易に
するとともにその発光手段の近傍に拡散手段を設けて指
向性を極力抑制し、広範囲に亙って安定した測定操作等
を可能にしているため、すこぶる実用的である。

また、この発明に係る光指示入力装置によれば、受光素
子を複数個所に配設し、がっこれらの受光素子の近傍に
集束手段を設けて比較的遠方からも正確に測定操作する
ことを可能にしているため、実用的性が大幅に向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る光指示入力装置を示す構成図、
第２図はこの発明に係る発光手段の発光パターンと受光
手段の受光パターンを示す説明図、第３図はこの発明に
係るＬＥＤ連続発光の場合の各受光素子から出力される
電気信号等を示すタイムチャート図、第４図はこの発明
に係るＬＥＤ変調パルス発光の場合の各受光素子から出
力される電□気信号等を示すタイムチャート図、第５図
は従来型の光指示入力装置を示す構成図、第６図は従来
型の光指示入力装置の受光素子の取付位置を示す説明図
、第７図は従来型の光指示入力装置の発光パターンを示
す説明図、第８図は受光素子の出射指向性のバラツキを
示す説明図である。 工・・・発光手段、 ２・・・受光素子、 ３・・・再帰性反射シート、 ４・・・拡散手段、 ５・・・集束手段。 出願人　日本電気ホームエレクトロ ニクス株式会社 代理人　弁理士　増　１）竹　夫 第３図 第４グ 第　５　図 １ふ 第　６　図 ンｔ　７　図 篤　８　巳

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単一箇所の発光手段と、この発光手段の周囲に複数
   個設けた受光指向性を有し入射する光強度に応じて電気
   信号を出力する受光素子と、前記発光手段からの光を入
   射してその発光手段に向けて反射する再帰性反射シート
   とを備え、前記発光手段からの出射光を再帰性反射シー
   トで反射させ、この反射された反射光を受光素子で受光
   させる光指示入力装置であって、 前記受光素子近傍の反射光の進行光路上にその反射光を
   収束させる収束手段を設けた ことを特徴とする光指示入力装置。