JP2000284220A - 手振れ防止付きレーザーポインタおよび手振れ防止方法 - Google Patents

手振れ防止付きレーザーポインタおよび手振れ防止方法

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JP2000284220A
JP2000284220A JP11087392A JP8739299A JP2000284220A JP 2000284220 A JP2000284220 A JP 2000284220A JP 11087392 A JP11087392 A JP 11087392A JP 8739299 A JP8739299 A JP 8739299A JP 2000284220 A JP2000284220 A JP 2000284220A
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laser
camera shake
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electromagnetic actuator
angular velocity
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Hirohiko Aiba
博彦 相場
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次元表示可能な手振れ防止付きレーザー
ポインタを提供する。 【解決手段】半導体レーザーと、該半導体レーザーから
のレーザー光を平行光とする光学系と、該光学系の一部
に挿入される2軸構造のプレーナ型電磁アクチュエータ
と、該2軸構造のプレーナ型電磁アクチュエータの可動
板の動きを制御する回路と、レーザー光の投射方向に直
交する2軸の角速度を検出する角速度センサーと、該角
速度センサーの出力信号に基づき2軸プレーナ型電磁ア
クチュエータの可動板の動きを補正する補正回路とを有
する手振れ防止付きレーザーポインタとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明に属する技術分野】本発明は、離れた特定の場所
を二次元表示する光点で指し示すレーザーポインタで手
振れ防止付きのレーザーポインタおよび手振れ防止方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】講演会等でスクリーン上の図面等の特定
の場所を講演位置から指し示すためには、図面が拡大投
影されているため、長い指し棒を用いる必要があった。
しかし、棒を用いても講演者が壇上を移動する必要があ
るなど、聴衆からみて講演の妨げになる場合があった。
そこで、講演者が光点をスクリーンに投射して指示する
レーザーポインタが用いられるようになった。手元で光
を投射するから、講演者がスクリーンに近づく必要がな
く、光源として赤色レーザーを用いると、光の輝度が高
いことから聴衆の視認度が高い利点がある。
【0003】図1に従来のレーザーポインタの構成を示
す。図1において、筐体1の中には筐体に固定された半
導体レーザー2とその発光光を平行光とし、投影光路を
決定するコリメートレンズ系3、及び電源回路4、電池
ボックス5、電源スイッチ6が納められている。
【0004】この例の場合、レーザーポインタの空間的
な配置が光路と並進する自由度以外で変わると、光路が
変わるから投影される光点が当然移動する。実際のレー
ザーポインタの使用に当たっては指し示す位置は任意で
あるから光の点が移動できなくては困るが、ポインタを
持つ人の意志に係わらず、手振れ等で筐体の空間的位置
が変動しても同様に光点が移動した。
【0005】レーザーポインタの使用において、慣れな
い人や講演者が緊張している場合など、手元の微少な振
れがスクリーンまでの距離に比例して拡大して投影され
るため、光点がスクリーン上を絶え間なく移動し続け、
非常に見ずらいという問題があった。
【0006】手振れを抑えるにはレーザーポインタ自体
を重くすることによって、振れの周波数を低くすれば良
いが、その場合、講演者が疲労したり、操作性が悪くな
るという問題があった。
【0007】また、投影する光点を拡大すると相対的に
振れが小さく見えるが、光の輝度が低下してしまうた
め、視認度が低くなるという問題があった。
【0008】前記問題を解決するものとして角速度セン
サを用いて光点投射器の手振れを防止する技術が特開平
7−239660号公報に開示されている。半導体レー
ザーと、該半導体レーザーからのレーザー光を平行光と
する光学系と、該光学系の一部に挿入される可動ミラー
と、前記レーザー光の投射方向に直交する2軸の角速度
を検出する角速度センサーと、該角速度センサーの出力
信号に基づき可動ミラーの回転を制御する制御回路とを
1つの筐体の中に備えた光点投射器である。
【0009】ドット表示のレーザーポインタである。ピ
ポットを中心として回転可能な皿回し状静電可動ミラー
でレーザー光を反射する構造であり、角速度センサーの
出力信号に基づき可動ミラーを動かして手振れを補正し
ている。
【0010】ドット表示のレーザーポインタでは前記技
術で手ぶれを防止することが可能であるが、最近、レー
ザーポインタで二次元表示のできるものが望まれ、ライ
ン表示、サークル表示、矢印表示、その他二次元表示で
きるものが開発されている。図2はライン表示、サーク
ル表示ができるレーザーポインタの内観図である。レー
ザーポインタ11のケース12にはレンズとレーザー光
源13、レーザー光源駆動回路・発振回路14、スイッ
チ(不図示)、電池6とレーザー光を反射する2枚のミ
ラー15A、15Bとそれぞれのミラーを振動させる振
動板兼ミラー保持板16A、16B、が収納され、振動
板16A、16Bには圧電振動子17A、17Bが貼付
されている。
【0011】レーザー光源13から出射されたレーザー
光は、2枚のミラーで反射されて開口部12Bから出射
される。ミラーを振動させないとドット表示となり、1
枚のミラーを振動させるとライン表示ができ、2枚のミ
ラーを同時に振動させるとサークル表示が可能なレーザ
ーポインタの構造である。2枚のミラーの振動幅を変え
ることにより楕円表示も可能である。
【0012】図3は従来技術による1軸ガルバノミラー
を2個使用した2軸型レーザーポインタの模式図であ
る。特開平10−253924号で開示された、ガルバ
ノミラーを2個使用し、二次元表示が可能なレーザーポ
インタである。ガルバノミラー22とガルバノミラー2
3とは、互いにそのミラーの面を対向させるように配置
され、レーザー光源21、ガルバノミラー22、および
ガルバノミラー23は、前記レーザー光源から発せられ
たレーザー光ビーム26がガルバノミラー22のミラー
面の略中心で反射され、その反射光がガルバノミラー2
3のミラー面に達するように配置され、それぞれケース
20に固定されている。基板24には、前記2つのガル
バノミラー22および23に供給するための2つの交番
パルス電流発生器を含む電子回路が構成されている。2
5は電源用の電池である。
【0013】2つのガルバノミラー22、23の振動位
相を、位相検出器と制御回路を付加することにより一致
させれば、斜め線やのこぎり波等の図形を描くことがで
き、さらに、二次元平面を一定の細かい間隔で走査しつ
つ、位相に同期させてレーザー光ビームのオンオフを行
なえば、CRTと同様に任意の図形を表示することがで
きるものである図3は従来技術による1軸ガルバノミラ
ーを2個使用した2軸型レーザーポインタの模式図であ
る。特開平10−253924号で開示された、ガルバ
ノミラーを2個使用し、二次元表示が可能なレーザーポ
インタである。ガルバノミラー22とガルバノミラー2
3とは、互いにそのミラーの面を対向させるように配置
され、レーザー光源21、ガルバノミラー22、および
ガルバノミラー23は、前記レーザー光源から発せられ
たレーザー光ビーム26がガルバノミラー22のミラー
面の略中心で反射され、その反射光がガルバノミラー2
3のミラー面に達するように配置され、それぞれケース
20に固定されている。基板24には、前記2つのガル
バノミラー22および23に供給するための2つの交番
パルス電流発生器を含む電子回路が構成されている。2
5は電源用の電池である。
【0014】2つのガルバノミラー22、23の振動位
相を、位相検出器と制御回路を付加することにより一致
させれば、斜め線やのこぎり波等の図形を描くことがで
き、さらに、二次元平面を一定の細かい間隔で走査しつ
つ、位相に同期させてレーザー光ビームのオンオフを行
なえば、CRTと同様に任意の図形を表示することがで
きるものである。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】図2に示した従来技術
によるレーザポインタはミラーの振動によりライン表
示、サークル表示をしているので、表示の調整は振幅の
調整だけであり、ラインの長さの調整、サークルの大き
さの調整しかできず、手振れの補正はできない。
【0016】図3に示した従来技術によるレーザーポイ
ンタは、2つのガルバノミラーで二次元表示をしている
ので、理論的に手振れを防止することが可能であるが、
いまだ手振れ防止付きレーザーポインタおよび手振れ防
止方法の具体案は提案されていない。また、2つのガル
バノミラーを使用したレーザーポインタは全体が大きく
なることと、ガルバノミラー間の位置調整、ガルバノミ
ラー駆動回路の調整が煩雑である欠点を有している。本
発明はこれらの課題を解決した二次元表示可能な手ぶれ
防止付きレーザーポインタを提供するためのものであ
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】半導体レーザーと、該半
導体レーザーからのレーザー光を平行光とする光学系
と、該光学系の一部に挿入される2軸構造のプレーナ型
電磁アクチュエータと、該2軸構造のプレーナ型電磁ア
クチュエータの可動板の動きを制御する回路と、レーザ
ー光の投射方向に直交する2軸の角速度を検出する角速
度センサーと、該角速度センサーの出力信号に基づき2
軸プレーナ型電磁アクチュエータの可動板の動きを補正
する補正回路とを1つの筐体の中に備えた手振れ防止付
きレーザーポインタとする。
【0018】2軸構造のプレーナ型電磁アクチュエータ
は、2つの可動板を内側と外側に配置し、其の可動板の
上面には平面コイルを設けるとともに、それぞれ直交す
る2軸の梁を有した構造であり、内側可動板にはミラー
が形成されたものとする。平面コイルに電流を流すこと
によって、梁を中心に可動板が傾く。
【0019】半導体レーザーからのレーザー光線を2軸
構造のプレーナ型電磁アクチュエータで反射して二次元
表示する手振れ防止付きレーザーポインタの手振れ防止
方法において、2軸角速度センサの出力信号で2軸プレ
ーナー型電磁アクチュエータの可動板制御を補正して手
振れを補正するか、2軸角速度センサの出力信号で半導
体レーザー駆動制御タイミングを補正して手振れを補正
する手ぶれ防止方法とする。
【0020】
【発明の実施の形態】図4は本発明に使用する2軸構造
のプレーナー型電磁アクチュエータであり、(A)は上
面図、(B)は側面断面図である。図5は2軸構造のプ
レーナー型電磁アクチュエータを説明するための斜視図
である。
【0021】2軸構造のプレーナー型電磁アクチュエー
タ30は全反射ミラー45が形成された半導体素子4
0、基板50、台座60、永久磁石70、ヨーク80、
ステム90等で形成されている。複数のステム90は半
導体素子40に駆動信号を供給するためのものであり、
半導体素子に形成された電極パターン46A,46B,
47A,47Bとステム90の上端はワイヤーにより接
続されている。
【0022】2軸構造のプレーナー型電磁アクチュエー
タ30は、シリコン基板からなる半導体素子40対角外
側に2つの永久磁石80が配置されている。半導体素子
40には内側可動板41に、全反射ミラー45を囲むよ
うにして、枠状に、内側可動板41を駆動するための薄
膜のコイル44を形成してある。内側可動板41と外側
可動板42はシリコン基板40で一体形成された梁41
A,41Bで接続している。外側可動板42はシリコン
基板40の枠状部と梁42A,42Bで接続している。
一方、外側可動板42の上面には、外側可動板42を駆
動するための薄膜コイル43が形成されている。
【0023】外側可動板42に形成された駆動用薄膜コ
イル43に電流を流すと第1の梁42A,42Bを支点
として外側可動板42が電流方向に応じて回転する。こ
の際に内側可動板41も外側可動板42と一体に回転す
る。一方、内側可動板41上面に形成された駆動用薄膜
コイル44に電流を流すと第2の梁41A,41Bを支
点として内側可動板41が回転する。外側可動板42駆
動用薄膜コイル43に電流を流すと共に、内側可動板4
1駆動用薄膜コイル44にも電流を流せば外側可動板4
2の回転方向と直角方向に、内側可動板41が回転す
る。この場合には、全反射ミラー45でレーザー光を偏
向走査すると二次元的な走査が行なえる。可動板の周囲
はエッチングにより窓48A,48B,49A,49B
が形成されており、可動板は梁41A,41B,42
A,42Bによってのみ保持されている。
【0024】図6は本発明に係わるレーザーポインタの
構成図であり、1は筐体、2は半導体レーザー、3はコ
リメートレンズ系、7は2軸構造のプレーナ型電磁アク
チュエータ、8は角速度センサー、9は制御回路、4は
電源回路、5は電池ボックス、6は電源スイッチ、10
は電池である。
【0025】半導体レーザー2は筐体1に固定されてお
り、半導体レーザー2からの発光光をコリメートレンズ
系3で平行光101とし、其の平行光101を2軸構造
のプレーナ型電磁アクチュエータ7に形成されたミラー
によって反射される。角速度センサー8は反射レーザー
光102の投射方向に配置し、反射レーザー光102に
直交する2軸の角速度を検出する。
【0026】図7は本発明に係わる手振れ防止の回路ブ
ロック図である。制御回路9は、内側可動板41駆動薄
膜コイル44制御回路9A、外側可動板42駆動薄膜コ
イル43制御回路9B、半導体レーザー2電源4制御回
路9Cよりなり、それぞれ薄膜コイル44、薄膜コイル
43、電源4に接続されている。また、制御回路9は図
形メモリー103に接続されている。2軸角速度センサ
からの出力信号も制御回路9に接続されている。
【0027】レーザーポイントを表示し、手振れ防止す
る場合、検出された2軸の角速度に基づいて可動板の制
御回路9A、9Bで手振れ量分の補正をし、プレーナ型
電磁アクチュエータ7の可動板の上面に設けられた平面
コイル44、43に電流を流すことによって可動板の傾
きを制御し、反射レーザー光の投射方向を補正すること
によって、手振れによるレーザーポイントの移動をなく
すことを可能とする。
【0028】レーザーにより図形を表示する場合、図形
メモリ103に予め記憶されている数種類の図形につい
ての電流信号に従い、制御回路9A、9Bにより、プレ
ーナ型電磁アクチュエータ7の可動板の上面に設けられ
た平面コイルに電流を流すことによって可動板の傾きを
制御し、2次元的な反射レーザー光102の走査により
図形表示を行う。更に、手振れ防止機能を付加する場
合、角速度センサー8より検出された2軸の角速度に基
づいて、制御回路9A、9B内において手振れ制御する
電流信号を図形についての電流信号に対して補正処理を
行い、プレーナ型電磁アクチュエータ7の可動板の上面
に設けられた平面コイルに補正電流を流すことによって
可動板の動作を制御し、2次元的な反射レーザー光の走
査により図形表示を行うと同時に、投射方向を補正する
ことを可能とする。
【0029】本発明のもう一つの手振れ防止方法は、2
軸構造のプレーナ型電磁アクチュエータの可動板の動き
は補正せずに、半導体レーザー光の出射タイミングを補
正する方法である。2軸角速度センサの出力信号により
電源制御回路9Cを制御し、レーザー光の発射タイミン
グを補正することにより手振れを防止する。
【0030】いずれの方法の場合も2次元表示の場合
は、1画面ごとに図形をメモリ(不図示)に取り込み、
手振れの補正をして表示する必要があるが、補正の方法
としては常套手段であるので説明は省略する。
【0031】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような構成を採
用しているため、手振れによる光点移動がない明瞭なレ
ーザーポイント指示とレーザー図形表示を1つのレーザ
ーポインタで実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のレーザーポインタの構成図
【図2】ライン表示、サークル表示ができるレーザーポ
インタの内観図
【図3】従来技術による1軸ガルバノミラーを2個使用
した2軸型レーザーポインタの模式図
【図4】本発明に使用する2軸構造のプレーナー型電磁
アクチュエータで(A)は上面図、(B)は側面断面図
【図5】2軸構造のプレーナー型電磁アクチュエータを
説明するための斜視図
【図6】本発明のレーザーポインタの構成図
【図7】本発明に係わる手振れ防止の回路ブロック図
【符号の説明】
1 筐体 2 半導体レーザー 3 コリメートレンズ系 4 電源回路 5 電池ボックス 6 電源スイッチ 7 2軸構造のプレーナ型電磁アクチュエータ 8 角速度センサー 9 制御回路 9A 薄膜コイル制御回路 9B 薄膜コイル制御回路 9C 電源制御回路 10 電池 11 レーザーポインタ 12 ケース 12B 開口部 13 レンズとレーザー光源 14 レーザー光源駆動回路・発振回路 15A ミラー 15B ミラー 16A 振動板 16B 振動板 17A 圧電振動子 17B 圧電振動子 20 ケース 21 レーザー光源 22 ガルバノミラー 23 ガルバノミラー 24 基板 25 電池 26 レーザー光ビーム 30 2軸構造のプレーナー型電磁アクチュエータ 40 半導体素子 41 内側可動板 41A 梁 41B 梁 42 外側可動板 42A 梁 42B 梁 43 薄膜コイル 44 薄膜コイル 45 全反射ミラー 46A 電極パターン 46B 電極パターン 47A 電極パターン 47B 電極パターン 48A 窓 48B 窓 49A 窓 49B 窓 50 基板 60 台座 70 永久磁石 80 ヨーク 90 ステム 101 平行光 102 反射レーザー光 103 図形メモリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザーと、該半導体レーザーか
    らのレーザー光を平行光とする光学系と、該光学系の一
    部に挿入される2軸構造のプレーナ型電磁アクチュエー
    タと、該2軸構造のプレーナ型電磁アクチュエータの可
    動板の動きを制御する回路と、レーザー光の投射方向に
    直交する2軸の角速度を検出する角速度センサーと、該
    角速度センサーの出力信号に基づき2軸プレーナ型電磁
    アクチュエータの可動板の動きを補正する補正回路とを
    1つの筐体の中に備えたことを特徴とする手振れ防止付
    きレーザーポインタ。
  2. 【請求項2】 半導体レーザーからのレーザー光線を2
    軸構造のプレーナ型電磁アクチュエータで反射して二次
    元表示する手振れ防止付きレーザーポインタの手振れ防
    止方法において、2軸角速度センサの出力信号で2軸プ
    レーナー型電磁アクチュエータの可動板制御を補正して
    手振れを補正することを特徴とする手振れ防止付きレー
    ザーポインタの手振れ防止方法。
  3. 【請求項3】 半導体レーザーからのレーザー光線を2
    軸構造のプレーナ型電磁アクチュエータで反射して二次
    元表示する手振れ防止付きレーザーポインタの手振れ防
    止方法において、2軸角速度センサの出力信号で半導体
    レーザー駆動制御タイミングを補正して手振れを補正す
    ることを特徴とする手振れ防止付きレーザーポインタの
    手振れ防止方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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