JP2001060140A - 偏光ユニット及びその製造方法並びに遠隔指示位置検出方法及び遠隔位置指示装置及び遠隔指示位置検出装置及びポインティング装置 - Google Patents
偏光ユニット及びその製造方法並びに遠隔指示位置検出方法及び遠隔位置指示装置及び遠隔指示位置検出装置及びポインティング装置Info
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- JP2001060140A JP2001060140A JP11234627A JP23462799A JP2001060140A JP 2001060140 A JP2001060140 A JP 2001060140A JP 11234627 A JP11234627 A JP 11234627A JP 23462799 A JP23462799 A JP 23462799A JP 2001060140 A JP2001060140 A JP 2001060140A
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Abstract
移動することができる光を用いた遠隔指示位置検出方法
とポインティング装置及びこれを構成する遠隔位置指示
装置、遠隔指示位置検出装置、並びにこれらの構成要素
である偏光ユニットを提供する。 【解決手段】 互いに異なる偏光面を有する4つの偏光
子からなる偏光ユニット11,21を備えた遠隔位置指
示装置1Aと遠隔指示位置検出装置2Aによってポイン
ティング装置を構成し、遠隔位置指示装置1Aから偏光
ユニット11を介して4つの偏光を射出し、遠隔指示位
置検出装置2Aでは偏光ユニット21の4つの偏光子2
1a〜21dのそれぞれを透過した光を受光素子22a
〜22dによって受光し、それぞれの受光量に基づいて
指示位置を検出する。
Description
組み合わせた偏光ユニット及びその製造方法、並びにこ
の偏光ユニットを用いたポインティング装置に関するも
のである。
伴って、テレビ、オーディオ機器にCPUを搭載し、メ
ニュー画面を表示させて各種の設定を行えるようになっ
てきた。また、これらのテレビ、オーディオ機器にはリ
モートコントロール装置が無くてはならないものにな
り、各種の設定を行う際にもリモートコントロール装置
を用いて機器本体のディスプレイ画面に映し出されるメ
ニュー画面上のカーソルを移動し、設定位置或いは設定
変更位置を指示して必要事項の入力を行えるようになり
つつある。
ロール装置は、赤外線などの光を用いて機器本体に信号
を伝達するものであり、機器本体との間に接続ケーブル
が不要なので、とても便利に使用することができる。
来のリモートコントロール装置では、メニュー画面上の
カーソルを移動する際には、手元にあるリモートコント
ロール装置のキーボード上のカーソル移動キーを操作し
て行わなければならない。このため、人間の感覚や動作
に即してカーソルを移動することが極めて困難であっ
た。
ソフト等を行う際にはジョイスティックを用いて自由に
カーソル移動を行うことができるが、上記のテレビ、オ
ーディオ機器のリモートコントロール装置を用いた場合
にはジョイスティックを用いたようなカーソル移動を行
うことができない。
の感覚や動作に即して自由にカーソルを移動することが
できる光を用いた遠隔指示位置検出方法とポインティン
グ装置及びこれを構成する遠隔位置指示装置、遠隔指示
位置検出装置、並びにこれらの構成要素である偏光ユニ
ットを提供することにある。
成するために請求項1では、同一面内に2つ以上の領域
を有し、各領域には透過可能な光の偏光面が互いに異な
る偏光子が設けられ、これらの偏光子が一体化されてな
る偏光ユニットを提案する。
域毎に偏光面が異なる2つ以上の偏光として射出され
る。これにより、隣り合う領域の境界線或いは該境界線
の交点等を指示位置とし、受光側において各偏光成分の
受光量を検出することにより前記指示位置を容易に検出
することができる。
ユニットにおいて、互いに直交する2つの直線によって
分割された4つの領域を有している偏光ユニットを提案
する。
の境界線の交点を指示位置とすることにより、受光側に
おける指示位置の検出が容易になる。
ユニットにおいて、各偏光子を透過可能な光の偏光面
が、前記2つの直線の交点を基準として互いに対角に位
置する2つの領域のそれぞれを透過可能な光の偏光面の
交叉角度が90度をなし、且つ隣接する2の領域のそれ
ぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角度が45度をなす
ように設定されている偏光ユニットを提案する。
2つの直線によって分割された4つの領域において、前
記互いに対角に位置する2つの領域のそれぞれを透過可
能な光の偏光面の交叉角度が90度をなし、且つ隣接す
る2つの領域のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交叉
角度が45度をなすように構成されているので、受光側
において同じ構成の偏光ユニットを用いることにより、
入射光のズレの検出を容易に行うことができ、偏光の境
界線及び境界線の交点の位置を各偏光成分の受光量から
容易に算出して検出することができる。
ユニットにおいて、板状又はフィルム状をなしている偏
光ユニットを提案する。
ム状をなしているので、容易に加工できると共に小型化
も容易に行える。
ユニットにおいて、1つの板又はフィルムからなる基板
上に各偏光子が一体形成されている偏光ユニットを提案
する。
の板又はフィルムからなる基板上に一体形成されている
ので、複数の偏光子を接着剤等により接続したときに生
じる領域の境界における遮光成分を除去できる。
ユニットにおいて、前記偏光子は、板又はフィルムから
なる基板と該基板上に形成された偏光層からなり、該偏
光層は硬化した媒体と該媒体に分散され且つ一定方向に
配列された棒状偏光粒子とから構成されている偏光ユニ
ットを提案する。
子の長軸方向が光の吸収軸を形成し、該長軸方向に直交
する方向が光の透過軸となる。また、板状またはフィル
ム状の形状とすることができるので、比較的薄く形成す
ることができる。
の領域を有し、各領域には透過可能な光の偏光面が互い
に異なる偏光子が形成されている偏光ユニットの製造方
法であって、磁性体からなる棒状偏光粒子を分散させた
透光性の液状媒体を基板面に塗布した後、該基板面を2
つ以上の領域に分割し、各領域毎に互いに異なる方向に
磁界を印加して前記棒状偏光粒子を前記基板面にほぼ平
行な一定方向に配列させた後に前記媒体を硬化させて偏
光層となす偏光ユニットの製造方法を提案する。
面が2つ以上の領域に分割され、各領域毎に互いに異な
る方向に磁界が印加されると、前記磁性体からなる棒状
偏光粒子は透光性の液状媒体中でその長軸方向を変え、
該長軸が基板面に平行で且つ磁界の方向に一致するよう
に配列される。これにより、各領域には、透過可能な光
の偏光面が互いに異なる偏光子が形成される。また、同
一工程の磁界印加によって2以上の異なる偏光面の棒状
偏光素子を配列させるので、比較的少ない工程で作成す
ることができる。
の領域を有し、各領域には透過可能な光の偏光面が互い
に異なる偏光子が形成されている偏光ユニットの製造方
法であって、棒状偏光粒子を分散させた透光性の液状媒
体を基板面に塗布した後、該基板面を2つ以上の領域に
分割し、各領域毎に互いに異なる方向に電界を印加して
前記棒状偏光粒子を前記基板面にほぼ平行な一定方向に
配列させた後に前記媒体を硬化させて偏光層となす偏光
ユニットの製造方法を提案する。
面が2つ以上の領域に分割され、各領域毎に互いに異な
る方向に電界が印加されると、前記棒状偏光粒子は透光
性の液状媒体中でその長軸方向を変え、該長軸が基板面
に平行で且つ電界の方向に一致するように配列される。
これにより、各領域には、透過可能な光の偏光面が互い
に異なる偏光子が形成される。また、2つ以上の異なる
偏光面の偏光素子が同じ工程の電界印加によって形成さ
れるので、比較的少ない工程で作成することができる。
ら光を射出し、該射出された光を遠隔指示位置検出装置
により受光して前記遠隔位置指示装置の指示する位置を
検出する遠隔指示位置検出方法であって、前記遠隔位置
指示装置から、光射出方向にほぼ直交する面内の互いに
独立した2つ以上の領域毎に偏光面が互いに異なるよう
に偏光された光を射出し、前記遠隔指示位置検出装置で
は、前記領域毎に異なる偏光のそれぞれを透過する2つ
以上の偏光子を前記領域に対応して備え、且つ前記遠隔
位置指示装置から射出された光を前記偏光子に受けて、
該偏光子の領域毎の透過光量に基づいて前記遠隔位置指
示装置の指定する位置を検出する遠隔指示位置検出方法
を提案する。
隔位置指示装置から各領域毎に偏光面が異なる2つ以上
の偏光が射出される。また、受光側の遠隔指示位置検出
装置においては、前記遠隔位置指示装置から射出された
前記領域毎に異なる偏光のそれぞれを透過する2つ以上
の偏光子が前記領域に対応して設けられ、且つ前記遠隔
位置指示装置から射出された光は前記偏光子を介して受
光される。ここで、偏光子の偏光面とは異なる偏光面の
偏光が該偏光子を通過するときは、これらの偏光面の角
度の違いによって透過光量が異なるので、前記領域の境
界線或いは境界線の交点等の位置を検出できる。これに
より、前記遠隔指示位置検出装置は、前記偏光子の領域
毎の透過光量に基づいて前記遠隔位置指示装置の指定す
る位置を検出することができる。
隔指示位置検出方法において、前記遠隔位置指示装置
波、各領域の偏光子から射出する各偏光を、少なくとの
隣接領域方向に広がる所定の放射角度をもって射出する
遠隔指示位置検出方法を提案する。
が少なくとも隣接領域方向に広がる所定の放射角度をも
って射出されるため、前記遠隔位置指示装置からの距離
が増加するに伴って各偏光の境界付近においては各偏光
成分が重なり合い且つ各偏光成分の光量は前記境界線に
対して直行する方向に向けて関数的な変化を示す。これ
により、前記境界付近において重なり合った各偏光成分
の光量を検出することにより射出当初の境界線位置を検
出することができる。さらに、隣り合う偏光成分が重な
ることにより、前記遠隔位置指示装置から射出される光
を前記遠隔指示位置検出装置において受光するときの受
光面積の縮小を図ることができる。即ち、前記境界付近
において各偏光成分が重なり合わないときは、前記遠隔
位置指示装置における光の射出方向の可変範囲を考慮し
て、受光側の遠隔指示位置検出装置においては前記可変
範囲に相当する面積、即ち前記射出当初の境界線を受光
できる面積を設けなければならない。しかし、前記隣り
合う偏光成分が重なることにより、前記遠隔指示位置検
出装置において前記射出当初の境界線位置を受光できな
くても前記境界線付近において重なり合った各偏光成分
の光量を検出することにより射出当初の境界線位置を検
出することができる。これにより、前記遠隔位置指示装
置から射出される光を前記遠隔指示位置検出装置におい
て受光するときの受光面積の縮小を図ることができる。
記載の遠隔指示位置検出方法において、前記遠隔位置指
示装置から光射出方向にほぼ直交する面内の互いに直交
する2つの直線によって分割された4つの領域毎に偏光
面が互いに異なるように偏光された光を射出し、前記遠
隔指示位置検出装置では、前記遠隔位置指示装置からの
光入射方向にほぼ直交する面内の互いに直交する2つの
直線によって分割された4つの領域内に、前記遠隔位置
指示装置から射出される偏光のそれぞれを透過する4つ
の偏光子を前記4つの領域に対応して備え、且つ前記遠
隔位置指示装置から射出された光を前記偏光子に受け
て、該偏光子の領域毎の透過光量に基づいて前記遠隔位
置指示装置の指定する位置を検出する遠隔指示位置検出
方法を提案する。
隔位置指示装置から射出される4つの偏光の偏光面は互
いに異なり、受光側の遠隔指示位置検出装置において前
記遠隔位置指示装置から射出された偏光を透過する4つ
の偏光子が用いられているので、各偏光子を透過する光
量から、受光した偏光の境界線及び境界線の交点の位置
を容易に算出して検出することができる。これにより、
前記遠隔位置指示装置による指示位置を検出することが
できる。
遠隔指示位置検出方法において、前記遠隔位置指示装置
からは、前記直交する2つの直線の交点を基準として互
いに対角に位置する2つの領域の光の偏光面の交叉角度
が90度をなし、且つ隣接する2の領域の光の偏光面の
交叉角度が45度をなすような4つの偏光を射出し、前
記遠隔指示位置検出装置の各偏光子を透過可能な光の偏
光面を、前記互いに対角に位置する2つの領域内に配置
された偏光子のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交叉
角度が90度をなし且つ前記隣接する2の領域内に配置
された偏光子のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交叉
角度が45度をなすように設定する遠隔指示位置検出方
法を提案する。
直交する2つの直線によって分割された4つの領域にお
いて、互いに対角に位置する2つの領域のそれぞれを透
過可能な光の偏光面の交叉角度が90度をなし、且つ隣
接する2の領域のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交
叉角度が45度をなすように構成されているので、受光
側における入射光のズレによる偏光の透過割合の算出が
容易であり、偏光の境界線及び境界線の交点の位置を受
光量から容易に算出して検出することができる。
装置に対して光を射出し該光の射出方向を変化させて指
示位置を変化させる遠隔位置指示装置であって、透過可
能な光の偏光面が互いに異なる2つ以上の偏光子と、該
偏光子の光入射側に設けられ且つ各偏光子に光を入射す
る1つ以上の発光素子とを備えている遠隔位置指示装置
を提案する。
子から射出された光は、偏光ユニットを通過して前記各
領域毎に偏光面が異なる2つ以上の偏光として射出され
る。これにより、隣り合う領域の境界線或いは該境界線
の交点等を指示位置とし、受光側において各偏光成分の
光量を検出することにより前記指示位置を検出できるの
で、指示位置の伝達を行うことができる。
遠隔位置指示装置において、4つの偏光子を備え、各偏
光子は光射出方向にほぼ直交する平面内に存在し且つ互
いに直交する2つの直線によって分割された4つの領域
に配置されている遠隔位置指示装置を提案する。
領域の境界線の交点等を指示位置とすることにより、各
偏光成分の光量に基づく受光側における指示位置の算出
処理が容易になる。
遠隔位置指示装置において、前記偏光子を透過可能な光
の偏光面が、前記2つの直線の交点を基準として互いに
対角に位置する2つの領域内に配置された偏光子のそれ
ぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角度が90度をな
し、且つ隣接する2の領域内に配置された偏光子のそれ
ぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角度が45度をなす
ように設定されている遠隔位置指示装置を提案する。
する2つの直線によって分割された4つの領域におい
て、前記互いに対角に位置する2つの領域のそれぞれを
透過可能な光の偏光面の交叉角度が90度をなし、且つ
隣接する2の領域のそれぞれを透過可能な光の偏光面の
交叉角度が45度をなすように構成されているので、受
光側において送信側に対応した2つ以上の偏光子を同じ
構成で用いることにより、偏光の境界線及び境界線の交
点の位置を受光量から容易に算出して検出することがで
きる。
又は15記載の遠隔位置指示装置において、前記偏光子
は板状又はフィルム状をなしている遠隔位置指示装置を
提案する。
が板状又はフィルム状をなしているので、容易に加工で
きると共に小型化も容易に行える。
6の何れかに記載の遠隔位置指示装置において、前記2
つ以上の偏光子は1つの板又はフィルムからなる基板上
に一体形成されている遠隔位置指示装置を提案する。
1つの板又はフィルムからなる基板上に一体形成されて
いるので、複数の偏光子を接着剤等により接続したとき
に生じる領域の境界における遮光成分を除去できる。
7の何れかに記載の遠隔位置指示装置において、前記偏
光子は、板又はフィルムからなる基板と該基板上に形成
された偏光層からなり、該偏光層は硬化した媒体と該媒
体に分散され且つ一定方向に配列された棒状偏光粒子と
から構成されている遠隔位置指示装置を提案する。
光粒子の長軸方向が光の吸収軸を形成し、該長軸方向に
直交する方向が光の透過軸となる。また、板状またはフ
ィルム状の形状となるので、比較的薄くすることができ
る。
遠隔位置指示装置において、前記偏光ユニットの光射出
面に対して直交し、且つ隣り合う前記領域の境界線上に
配置された遮光板を設けた遠隔位置指示装置を提案す
る。
ニットにおける各領域の光射出面から射出される光は、
ほとんどの場合、ある程度の広がり角度をもって射出さ
れるが、前記遮光板を設けることにより、この広がり角
度をなくす或いは低減することができ、各偏光子から射
出される偏光の重なり具合を調整することができる。
9の何れかに記載の遠隔位置指示装置において、所定の
電気信号を発生する信号発生手段と、該電気信号に同期
して前記発光素子の発光を強度変調する変調手段とを設
けた遠隔位置指示装置を提案する。
子による発光は前記信号発生手段から発生された電気信
号に基づいて前記変調手段によって強度変調される。こ
れにより、前記信号発生手段から発生される電気信号を
命令信号や伝達情報信号等にすれば、受光側では指示位
置を検出することができると共に受光した光を復調する
ことによりこれらの情報を再生することができる。
から射出された偏光面が互いに異なる2つ以上の偏光を
受け該光の射出方向に基づいて指示位置を検出する遠隔
指示位置検出装置であって、透過可能な光の偏光面が互
いに異なる2つ以上の偏光子と、各偏光子の光射出側に
設けられ且つ偏光子を透過して入射する光量に対応して
レベル変化する電気信号を出力する2つ以上の受光素子
と、各受光素子から出力される電気信号に基づいて前記
遠隔位置指示装置によって指示された位置を検出する指
示位置検出手段とを備えている遠隔指示位置検出装置を
提案する。
前記遠隔位置指示装置から射出された2つ以上の偏光の
隣り合う領域の境界線或いは該境界線の交点等を指示位
置とすれば、受光側においてこの指示位置を検出するこ
とができる。即ち、受光側において前記遠隔位置指示装
置から射出された2つ以上の偏光のそれぞれに対応した
偏光子を備えることにより、これらの各偏光子に入射さ
れる偏光の偏光面が該偏光子の偏光面と一致すれば入射
したすべての偏光が透過され、入射光の偏光面が偏光子
の偏光面と異なるとこれらの偏光面の交叉角度に対応し
て透過光量が低下する。これにより、各偏光子の透過光
を前記受光素子によって受光してその光量に対応した電
気信号を得ることにより、前記位置検出手段によって前
記2つ以上の偏光の隣り合う領域の境界線或いは該境界
線の交点等の指示位置を検出することができる。
遠隔指示位置検出装置において、前記偏光子は互いに所
定の距離をあけて配置されている遠隔指示位置検出装置
を提案する。
子が互いに距離をあけて配置されているので、各偏光子
の間に自由空間を形成でき、該自由空間に比較的広範囲
の任意の装置、例えば表示装置等を配置可能となる。
遠隔指示位置検出装置において、前記2つ以上の偏光子
として、同一面内に2つ以上の領域を有し且つ各領域に
は透過可能な光の偏光面が互いに異なる偏光子が設けら
れている偏光ユニットを用いた遠隔指示位置検出装置を
提案する。
子が同一面内に配置されたユニットに形成されているの
で、製造作業の簡略化を図ることができる。
遠隔指示位置検出装置において、前記偏光ユニットは互
いに直交する2つの直線によって分割された4つの領域
を有している遠隔指示位置検出装置を提案する。
隔位置指示装置によって互いに直交する2つの直線によ
って分割された4つの領域毎に互いに異なる偏光面を有
する偏光が射出されると、前記4つの領域の境界線の交
点等を指示位置とすることができるので、前記指示位置
の検出を容易に行うことができる。
遠隔指示位置検出装置において、前記偏光ユニットの各
偏光子を透過可能な光の偏光面が、前記2つの直線の交
点を基準として互いに対角に位置する2つの領域のそれ
ぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角度が90度をな
し、且つ隣接する2の領域のそれぞれを透過可能な光の
偏光面の交叉角度が45度をなすように設定されている
遠隔指示位置検出装置を提案する。
直交する2つの直線によって分割された4つの領域にお
いて、互いに隣接しない2つの領域のそれぞれを透過可
能な光の偏光面の交叉角度が90度をなし、且つ隣接す
る2の領域のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角
度が45度をなすように構成されているので、偏光の境
界線及び境界線の交点の位置を受光量から算出する際の
演算処理を簡略化することができる。
遠隔指示位置検出装置において、前記偏光ユニットは板
状又はフィルム状をなしている遠隔指示位置検出装置を
提案する。
容易であると共に装置の小型化も容易に行える。
遠隔指示位置検出装置において、前記偏光ユニットは1
つの板又はフィルムからなる基板上に各偏光子が一体形
成されてなる遠隔指示位置検出装置を提案する。
子が1つの板又はフィルムからなる基板上に一体形成さ
れているので、複数の偏光子を接着剤等により接続した
ときに生じる領域の境界における遮光成分が除去され
る。
遠隔指示位置検出装置において、前記偏光ユニットの各
偏光子は、板又はフィルムからなる基板と該基板上に形
成された偏光層からなり、該偏光層は硬化した媒体と該
媒体に分散され且つ一定方向に配列された棒状偏光粒子
とから構成されている遠隔指示位置検出装置を提案す
る。
状偏光粒子の長軸方向が光の吸収軸を形成し、該長軸方
向に直交する方向が光の透過軸となる。また、板状また
はフィルム状であるので、比較的薄くすることができ
る。
8の何れかに記載の遠隔指示位置検出装置において、全
ての受光素子から出力される電気信号に基づいて、前記
全ての偏光子に入射される光量の和を求める全入射光量
検出手段と、該全入射光量検出手段によって求められた
光量値が常にほぼ一定レベルになるように前記各受光素
子から出力される電気信号のレベルを互いに同期して制
御するレベル制御手段とを設けた遠隔指示位置検出装置
を提案する。
受光素子から出力される電気信号に基づいて、前記全入
射光量検出手段によって前記全ての偏光子に入射される
光量の和が求められ、該全入射光量検出手段によって求
められた光量が常にほぼ一定レベルになるように、レベ
ル制御手段によって前記各受光素子から出力される電気
信号のレベルが互いに同期して制御される。これによ
り、遠隔位置指示装置から射出された光量がガウス分布
を示すような場合にも、前記偏光の境界位置の変化によ
る受光量の変化を比較的正確に検出することができる。
9の何れかに記載の遠隔指示位置検出装置において、前
記偏光子に入射される光が所定の通信信号に同期して強
度変調されているときに、前記受光素子から出力される
電気信号を復調して前記通信信号を再生する通信信号再
生手段を設けた遠隔指示位置検出装置を提案する。
光子に入射される光が所定の通信信号に同期して強度変
調されているときは、前記通信信号再生手段によって前
記受光素子から出力される電気信号が復調されて前記通
信信号が再生される。
至20の何れかに記載の遠隔位置指示装置と、該遠隔位
置指示装置に対応した前記請求項21乃至30の何れか
に記載の遠隔指示位置検出装置とからなるポインティン
グ装置を提案する。
位置指示装置から前記各領域毎に偏光面が異なる2つ以
上の偏光を射出し、隣り合う領域の境界線或いは該境界
線の交点等を指示位置とすれば、前記遠隔指示位置検出
装置において受光量を検出することにより前記指示位置
を容易に検出することができる。
実施形態を説明する。
ポインティング装置を示す構成図である。図において、
1Aは遠隔位置指示装置(以下、位置指示装置と称す
る)、2Aは遠隔指示位置検出装置(以下、位置検出装
置と称する)であり、これらによってワイアレスで指示
位置を伝達するポインティング装置が構成されている。
駆動回路12、及び発光素子13を備え、これらは図示
せぬケース内に収納され片手で保持することができる。
a〜11dによって構成され、図2に示すように1辺が
約2cmの正方形の基板状に形成されている。各偏光子
11a〜11dは1辺が約1cmの正方形をなし、各偏
光子11a〜11dの偏光面は、互いに対角に位置する
2つの偏光子のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交叉
角度が90度をなし且つ隣接する2の偏光子のそれぞれ
を透過可能な光の偏光面の交叉角度が45度をなすよう
に設定されている。即ち、図2に向かって左上の偏光子
11aの偏光面は垂直に設定され、右上の偏光子11b
の偏光面は左下がり45度に、右下の偏光子11cの偏
光面は水平に、また左下の偏光子11dの偏光面は右下
がり45度にそれぞれ設定されている。
た偏光子11a〜11dを接着剤等を用いて接着して一
体化しても良いし、後述する方法によって同一基板面に
4種類の偏光子を形成したものであっても良い。
に通電して、発光素子13を発光させる。
光射出側に設けられ、発光素子13の光射出方向にほぼ
直交するように且つ光射出方向の中心軸上に中心が位置
するように配置されている。さらに、発光素子13から
射出された光は偏光ユニット11を透過してのみ外部に
射出されるように図示せぬ遮光部材が設けられている。
4つの受光素子22a〜22d、演算回路23を備えて
いる。
1と同一の構成である。即ち、偏光ユニット21は、4
つの偏光素子21a〜21dによって構成され、図2に
示すように1辺が約2cmの正方形の基板状に形成され
ている。各偏光子21a〜21dは1辺が約1cmの正
方形をなし、各偏光子21a〜21dの偏光面は、互い
に対角に位置する2つの偏光子のそれぞれを透過可能な
光の偏光面の交叉角度が90度をなし且つ隣接する2の
偏光子のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角度が
45度をなすように設定されている。即ち、図2に向か
って左上の偏光子21aの偏光面は垂直に設定され、右
上の偏光子21bの偏光面は左下がり45度に、右下の
偏光子21cの偏光面は水平に、また左下の偏光子21
dの偏光面は右下がり45度にそれぞれ設定されてい
る。
ダイオードからなり、入射光量に対応してレベルが変化
する電流或いは電圧を出力するものであり、それぞれ各
偏光子21a〜21dの光射出側に1対1に対応して配
置されている。
光のみが、これらに対応する受光素子22a〜22dの
みに入射されるように、各受光素子22a〜22dの周
囲には図示せぬ遮光部材が設けられている。即ち、位置
指示装置1Aから射出された光を偏光ユニット21の光
入射面に受けたときに、各受光素子22a〜22dは対
応する偏光子21a〜21dを透過した光のみを受光で
きるようになっている。
21は、位置指示装置1Aの偏光ユニット11に対して
各偏光子21a〜21dが面対称な位置関係になるよう
に配置されている。
dから出力される電流或いは電圧を入力して、これらの
電流或いは電圧のレベルに基づいて、位置指示装置1A
が指示する位置を検出して、偏光ユニット21の面内の
座標情報を表す2つの信号Sx,Syを出力端子24
a,24bから出力する。
作を説明する。
おける発光素子13の発光中心点と偏光ユニット11に
おける中心、即ち4つの偏光子11a〜11dの一角が
交わる点とを結ぶ直線が、位置検出装置2Aにおける偏
光ユニット21の光入射面を含む平面と交わる点を指示
位置として検出している。
された光は偏光ユニット11を透過してのみ位置検出装
置2Aに向けて射出される。これにより、位置検出装置
2Aの偏光ユニット21の光入射面には、例えば図3に
示すように位置指示装置1Aからの射出光が入射され
る。このとき、位置指示装置1Aからの光射出方向の変
化に伴って前記指示位置Apが変化する。また、指示位
置Apの変化に伴って、偏光ユニット21の各偏光子2
1a〜21dに入射される偏光成分も変化する。
偏光子21b内に指示位置Apが存在するときは、左下
に位置する偏光子21dを除いて他の3つの偏光子21
a〜21cのそれぞれを透過する偏光の光量は入射する
偏光の光量よりも低下する。
ての偏光面が透過可能な偏光面であるが、他の3つの偏
光子21a〜21cに入射される偏光には偏光子21a
〜21cの偏光面とは異なる偏光面を有する偏光成分が
含まれている。これにより、各偏光子21a〜21dに
入射される偏光成分の割合を算出することにより、指示
位置Apを例えばX−Y座標を用いて特定することがで
きる。例えば、偏光子21a〜21dが入射光の全てを
透過するときの透過率を“2”とすると、図3及び図4
に示すように境界線31a,31bの交点を指示位置A
pとするときは、図4に示すように、偏光子21a〜2
1dのもつ偏光面と入射光の偏光面が一致している領域
32a,33a,34a,35aでは透過率が“2”、
一致しないときは“1”又は“0”となる。偏光子21
a〜21dの偏光面と入射光の偏光面の交叉角度が45
度になる領域32b,33b,33c,34bでは透過
率が“1”であり、交叉角度が90度になる領域33d
では透過率は“0”となる。
光子21a〜21dの一角が交わる点をX−Y座標の原
点とし、さらに図5に示すように各偏光子21a〜21
dを透過する光量、即ち各受光素子22a〜22dによ
って受光された光量をそれぞれ“A”、“B”、
“C”、“D”とすると、指示位置ApのX−Y座標
(x1,y1)は、次の(1)式及び(2)式で表され
る。 x1=B+C−A−D …(1) y1=A+B−C−D …(2) また、偏光ユニット21の各偏光子21a〜21dの1
辺の長さをdとすると、上記(1)式及び(2)式の右
辺は、次の(3)式及び(4)式で表される。 B+C−A−D=[(d−y1)*x1+(d−x1)(d−y1)+y1*(d−x1)] +[d*x1+2*(d−x1)*d] −[2*d*(d−y1)−y1*d] −[2*d*d] =−2*x1*d …(3) A+B−C−D=[2*d*(d−y1)−y1*d] +[(d−y1)*x1+(d−x1)(d−y1)+y1*(d−x1)] −[d*x1+2*(d−x1)*d] −[2*d*d] =−2*y1*d …(4) ここで、*は乗算を表す。
pのX−Y座標(x1,y1)について解くと、次の
(5)式及び(6)式が得られる。 x1=−(B+C−A−D)/2d …(5) y1=−(A+B−C−D)/2d …(6) 従って、演算回路23において上記(5)式及び(6)
式の計算を行うことにより位置指示装置1Aによる指示
位置Apを位置検出装置2Aにおいて検出することがで
きる。
に、互いに直交する2つの直線によって分割された4つ
の領域において、互いに対角に位置する2つの領域のそ
れぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角度が90度をな
し、且つ隣接する2の領域のそれぞれを透過可能な光の
偏光面の交叉角度が45度をなすように構成したので、
受光側における入射光のズレによる偏光の透過割合の算
出を非常に簡単に行うことができる。
ニット11との間にレンズを設けても良い。また、位置
指示装置1Aにおいて、各偏光子11a〜11d毎に発
光素子を備えても良い。さらにまた、偏光ユニット21
の各偏光子21a〜21dのそれぞれと受光素子22a
〜22dとの間にレンズを設けて受光素子に集光するよ
うにしても良い。
る。
装置を示す構成図である。図において、前述した第1の
実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説
明を省略する。また、第1の実施形態と第2の実施形態
との相違点は、第2の実施形態においては第1の実施形
態の位置指示装置1Aに遮光板14を設けたことであ
る。
ット11の光射出側には、偏光子11a〜11dの境界
線上に光射出方向に突出した十字型の遮光板14が設け
られている。偏光ユニット11における各領域の光射出
面から射出される光は、ほとんどの場合、ある程度の広
がり角度をもって射出されるが、このように遮光板14
を設けることにより、この広がり角度をなくす或いは低
減することができ、各偏光子11a〜11dから射出さ
れる偏光の重なり具合を調整することができ、位置検出
装置2A側での検出精度の向上を図ることができる。
偏光の射出の光分布を遮光することもできるし、偏光の
方向を制御して、強度分布を作ることもできる。
ニットの表面または内部に形成しても良い。遮光部は、
例えば棒状粒子を垂直配向して、十字型の窓にすること
により形成することができる。さらに、棒状粒子の垂直
配向の状態を変えることによって、偏光の異なる入射光
の強度分布が制御される。
る。
置における位置検出装置を示す構成図である。図におい
て、前述した第2の実施形態と同一構成部分は同一符号
をもって表しその説明を省略する。また、第2の実施形
態と第3の実施形態との相違点は、第3の実施形態にお
いては第2の実施形態の位置検出装置2Aに増幅回路2
6、フィルタ回路27、オートゲインコントロール回路
(以下、AGC回路と称する)28を設けたこと、及び
演算回路23に代えて演算回路23’を備えたことであ
る。
素子22a〜22dから出力される信号はそれぞれ増幅
回路26の増幅器26a〜26dによって増幅された後
に演算回路23’に入力される。これらの増幅器26a
〜26dの増幅率はAGC回路28の制御信号に基づい
て互いに同期して制御される。即ち、AGC回路28
は、信号Szのレベルが常に一定になるように各増幅器
26a〜26dの増幅率を制御する。尚、AGC回路2
8の動作に関しては後述する。
dから出力される電気信号を入力し、これらの信号に前
述した(5)式及び(6)式の演算を施して指示位置A
pのX座標及びY座標を表す電気信号をフィルタ回路2
7を介して信号Sx、Syとして出力すると共に、各増
幅器26a〜26dから入力した電気信号のレベルを全
て加算したレベルを有する信号をフィルタ回路27を介
して信号Szとして出力する。ここで、AGC回路28
の非動作時には、信号Szのレベルは受光素子22a〜
22dによって受光される全光量に対応してレベルが変
化する。
y,Szに対応して3つの帯域通過型フィルタ(以下、
BPFと称する)27a〜27cを備えている。各BP
F27a〜27cは、偏光ユニット21を透過して受光
素子22a〜22dに入射した外乱光等のパルス成分を
除去するためのものである。
位置検出装置2Bとの間の距離が変化し、これに伴って
位置検出装置2Bの各受光素子22a〜22dに入射さ
れる光量が変わっても指示位置Apの検出を正確に行う
ことができる。
13の駆動電流或いは射出光に対して特定の信号に基づ
いて変調をかけることにより、信号Sz等を用いて前記
信号を受信することができる。このように、指示位置検
出と同時に信号の伝達も行うことができる。
る。
置の構成は前述した第3の実施形態とほぼ同様であり、
異なる点は位置指示装置1Bから所定の放射角度をもた
せて光を射出するようにしたこと、及び位置検出装置2
Bの演算回路23’における演算処理が異なる点であ
る。
は、図8に示すように、位置指示装置1A,1Bから偏
光ユニット11を介して射出された光が射出方向とほぼ
平行に直進することを前提にしている。また、各偏光子
11a〜11dを介して射出された偏光がある程度の放
射角度をもっていても位置検出装置2A,2Bの偏光ユ
ニット21に入射されたときに異なる偏光の重なり領域
が少量であれば指示位置を検出可能である。
ニット11を介して射出された光が射出方向とほぼ平行
に直進する場合、偏光ユニット11の面積内で光が直進
することになる。このため、位置指示装置1A,1Bと
位置検出装置2A,2Bとの間の距離が長くなると、図
9に示すように射出方向の角度を少し変えただけで、受
光側の偏光ユニット21の外側に指示位置Apが外れて
しまい、指示位置を検出することができなくなってしま
う。これを回避するためには、図10に示すように、受
光側において広い面積の偏光ユニット21Aを用い、さ
らに各偏光子を透過した光を受光素子22a〜22dに
集光する必要がある。しかし、このような構成では、位
置検出装置2A,2Bの形状が大型化してしまう。
射出方向の角度をある程度変えても、前述のような位置
検出装置2Bを大型化することなく、指示位置Apを確
実に検出できる工夫を施したものである。
1Aの各偏光子11a〜11dを透過して射出される光
に、放射角度(広がり角度)θをもたせる。即ち、発光
を点光源にしないで、空間的な広がりを持たせることに
より、偏光ユニットを通過する光に偏光の境界で放射角
度の広がりを持たせることができる。このように射出光
に放射角度をもたせることは、例えば点光源の後ろに反
射鏡などを用いる、或いは反射鏡が内蔵されている発光
素子を用いるなどすることにより容易に可能である。
dを透過して射出される光に、放射角度θをもたせる
と、位置検出装置2Bの受光側偏光ユニット21を含む
平面では入射光がガウス分を示すと共に、隣り合う偏光
の境界付近において隣あう偏光成分が重なる領域が発生
する。さらに、隣の領域にはみ出した偏光成分の光量
は、境界線からの距離が増加するにつれて関数的に減少
する。図11においては、隣の領域にはみ出した偏光成
分の光量を1次関数で表している。
置1Aの光射出方向の角度をある程度変えても、位置検
出装置2Bの偏光ユニット21には位置指示装置1Aか
ら射出された4種類の偏光成分が照射されるので、各偏
光子21a〜21dに入射される各偏光成分を考慮した
演算を行い、各偏光成分の割合を算出することにより、
指示位置Apを検出することができる。
光ユニット21の面積を広げることなく、指示位置Ap
の検出を正確に行うことができる。尚、放射角度θの調
整は、偏光ユニット11と発光素子13との間の距離を
変えたり、反射鏡の曲率を変える、或いは前述した遮光
板14を用いてこの突出長さを変えても調節することが
できる。
の射出光に放射角度θをもたせることにより、位置検出
装置2Bにおける各偏光子21a〜21dを分離して配
置することも可能になる。これについての具体例は後述
することにする。
射出光に放射角度(広がり角度)θをもたせた場合、位
置指示装置1A,1Bにおける偏光ユニット11の各偏
光子11a〜11d間に間隔をあけても良い。
る。
ィング装置の位置指示装置1Cを示す構成図、図14は
位置検出装置2Cを示す構成図である。図において、前
述した第3及び第4の実施形態と同一構成部分は同一符
号をもって表しその説明を省略する。また、第5の実施
形態と第3及び第4の実施形態との相違点は、第5の実
施形態では、位置指示装置1Cに信号発生回路15と、
信号DS1に同期して発光素子13の射出光を強度変調
する駆動回路12Aとを設けたこと、さらに、位置検出
装置2Cに同期検波回路41及び信号処理回路42を設
けたことである。
示装置1Cから位置検出装置2Cに対して、位置の指示
に関係しない全く別の信号(信号発生回路15から発生
された信号DS1)を伝達できるようにした。
表すディジタル信号DS1を駆動回路12Aに出力す
る。
号DS1がハイレベルのときに発光素子13を発光させ
る。
ように、サンプルホールド回路41a,41b,41c
とコンパレータ41dとから構成されている。
1のBPF27aから出力されるX座標に対応した信号
を入力し、コンパレータ41dから出力されるディジタ
ル信号の立ち下がりエッジで、入力信号の電流レベル或
いは電圧レベルをホールドして指示位置ApのX座標を
表す信号Sxとして出力端子29aから出力する。
2のBPF27bから出力されるY座標に対応した信号
を入力し、コンパレータ41dから出力されるディジタ
ル信号の立ち下がりエッジで、入力信号の電流レベル或
いは電圧レベルをホールドして指示位置ApのY座標を
表す信号Syとして出力端子29bから出力する。
内容とを対応づけることも可能となる。例えば、信号D
S1の内容が画像表示の制御命令である場合に、指示位
置Apに指示した画像を表示することも可能になる。
3のBPF27cから出力される信号のレベルをコンパ
レータ41dの出力信号に基づいてサンプルホールド
し、これをAGC回路28に出力する。
cから出力される信号を入力し、所定のしきい値を基準
として、入力信号レベルがしきい値以上のときにハイレ
ベルの信号を出力し、入力信号レベルがしきい値よりも
低いときにローレベルの信号を出力する。これにより、
コンパレータ41dの出力信号はディジタル信号とな
る。
回路42に入力され、信号処理回路42において所定の
クロック信号に同期したディジタル信号DS2として出
力端子29cから出力される。
理回路42の出力信号DS2を入力してこの信号がハイ
レベルのときだけ動作し、サンプルホールド回路41c
の出力信号レベルが一定となるようにAGC制御を行
う。
作を説明する。
法、検出動作は、前述した第4の実施形態と同様であ
る。
の信号発生回路15として、一般にオーディオ機器等に
用いられているリモートコントロール装置の信号発生回
路を用いた。即ち、信号発生回路15では、図16に示
すように、送信対象となるディジタル信号がハイレベル
のときに40kHzの周波数でレベル変化するサイン波
信号を信号DS1として出力する。これにより、位置指
示装置1Cの駆動回路12Aは、信号DS1としてサイ
ン波信号を入力しているときに、このサイン波のレベル
に対応した強度の光を発生する。
F27c及びコンパレータ41dの出力信号として信号
DS1が再生され、この信号は信号処理回路42によっ
て前記送信対象の信号と同じディジタル信号DS2が再
生される。
xのレベルと、Y座標を表す信号Syのレベルは、図1
6に示すように、信号Sxのレベルは信号DS1が信号
DS2として再生されるたびに信号DS2の立ち下がり
で更新され、信号SyのレベルはDS2の立ち上がりで
更新されて、それぞれ出力される。
からは断続的な光が射出されるので、受光素子22a〜
22dに位置指示装置1Cから射出された光入射してい
るときのみにAGC回路28を動作させることにより、
位置検出装置2Cの誤動作を防止している。
ャリア成分(例えば40kHz)を含んでおり、コンパ
レータ41dを通った信号はDS1の波形となる。この
信号DS1によってBPF27cの出力信号をサンプル
ホールドし、キャリアの振幅を検出する。このキャリア
振幅の検出結果と信号DS2をAGC回路に入力し、信
号DS1のパルスが再生されている間のみ、AGC動作
が行われる。
記構成のポインティング装置を一般家庭に普及している
テレビジョン受像機に適用することも容易に可能であ
る。図17及び図18に示す応用例では、位置検出装置
2Cにおける偏光子21a〜21dを分離してテレビジ
ョン受像機50の正面四隅に配置してる。勿論、各受光
素子22a〜22dも偏光子21a〜21dに対応した
位置に配置されることは言うまでもない。また、位置指
示装置1Cはリモコン装置51に内蔵される。
のリモコン装置51に内蔵することにより、テレビジョ
ン受像機50のディスプレイ画面に映し出されるメニュ
ー画面上のカーソルをポインティング装置を用いて人間
の感覚や動作に即して移動し、設定位置或いは設定変更
位置を指示して必要事項の入力を行うことができる。
る。
ト11,21の各偏光子11a〜11d,21a〜21
dを1枚の板又はフィルム上に一体形成する方法、及び
その装置に関して説明する。
の偏光子を一体形成した偏光ユニット11,21の製造
方法を説明する図、図20は製造装置の主体となる配向
ユニットの構成を説明する図である。
用意し(第1工程)、この透明基板61上に塗布膜62
を形成する(第2工程)。
ット11,21に等しい大きさを有している。また、塗
布膜62は、紫外線硬化性或いは熱硬化性等の硬化性を
有する液状の分散媒体中に、表面に導電性膜が形成され
た磁性体からなる棒状偏光粒子を多数分散させた液体か
らなる。この棒状偏光粒子の長軸の長さと短軸の長さの
比(アスペクト比)は、上記位置指示装置と位置検出装
置で使用される光の波長に応じて高い消光比が得られる
ように設定することが好ましい。
ビニルアルコールを用いた。また、棒状偏光粒子として
は、酸化クロム、酸化鉄などを用いることができる。
基板61を配向ユニット63の上に載置する(第3工
程)。
うに4つの配向器63a〜63dから構成されている。
各配向器63a〜63dは、正方形を有する基板状の軟
鉄心64の周囲に絶縁被覆された導線65が多数巻回さ
れて構成されている。各配向器63a〜63dにおける
導線65の巻回軸の方向は、形成対象となる偏光子の偏
光面に直交する方向に設定されている。これらの配向器
63a〜63dが形成対象となる偏光子に対応して同一
面上に互いに隣接するように配置されている。
1を載置した状態で、各配向器63a〜63dの導線に
通電しながら塗布膜62を硬化する(第4工程)。
と、図21に示すように、各配向器63a〜63dに磁
界が生じて分散媒体62a中の棒状偏光粒子62bが磁
化され、棒状偏光粒子62bはその長軸が磁束の方向に
一致するように整列される。この状態で分散媒体62a
を硬化すると、各配向器63a〜63dに対応した4つ
の領域毎にそれぞれ異なる方向に長軸方向が整列された
状態で棒状偏光粒子62bが固定される。これにより、
偏光ユニット11,21が完成する。
た光の成分で、棒状偏光粒子62bの長軸と平行方向に
振動する電界を有する光成分は電子の振動により棒状偏
光粒子62bに吸収される。また、棒状偏光粒子の長軸
と垂直方向に振動する電界を有する光線分は電子の振動
が生じ難いので吸収されない。これにより、棒状偏光粒
子62bの長軸に対して垂直方向に振動する電界を有す
る光成分のみが透過する。
1,21の一部としたが、上記塗布膜62を硬化したも
のを透明基板61から分離して、硬化した塗布膜62の
みを偏光ユニット11,21としても良い。
状偏光粒子62bを整列させたが、電場を用いて棒状偏
光粒子62bを帯電させることにより所定方向に整列さ
せても良い。
されることはなく、例えば塗布膜62の分散媒体62a
としてゾル状のガラスマトリックスを含む塗布組成物を
用い、塗布膜62をゲル化させるゾルゲル法を用いて偏
光子を形成しても良い。
交する2つの直線によって分割される4つの領域に配置
された4つの偏光素子11a〜11d,21a〜21d
からなる偏光ユニット11,21を用いて2次元の指示
位置を検出するようにしたが、本発明がこれに限定され
ることはない。例えば、1次元座標を指示位置とすると
きは2つの偏光子を用いれば指示位置の検出は可能であ
る。
割領域の数が3つ或いは5つ以上であり、各領域に偏光
子を形成し偏光子毎の透過光量を検出することによって
上記と同様に指示位置を検出することができることはい
うまでもない。
2つの直線によって分割された4つの領域に設けたが、
各領域の分け方はこれに限定されることはない。
における各偏光子の偏光面の角度の組み合わせが上記実
施形態に限定されることはない。
つ以上であるとき、また偏光子の配置がランダムに近い
場合、及び各偏光子の偏光面の角度の組み合わせが上記
実施形態の組み合わせ以外のときは、ポインティング装
置における指示位置の検出処理が複雑になる。
至6記載の偏光ユニットによれば、互いに異なる偏光面
を有する2つ以上の偏光を簡単に射出することができ
る。また、これらの偏光を利用して、隣り合う領域の境
界線或いは該境界線の交点等を指示位置とし、受光側に
おいて各偏光成分の受光量を検出することにより前記指
示位置を容易に検出することができ、これにより指示位
置の伝達を行うことができる。
ば、上記の効果に加えて、隣り合う領域の境界線の交点
等を指示位置とすることができると共に、受光側におい
てこの指示位置を検出することにより指示位置の伝達を
行うことができる。
ば、上記の効果に加えて、互いに対角に位置する2つの
領域のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角度が9
0度をなし且つ隣接する2つの領域のそれぞれを透過可
能な光の偏光面の交叉角度が45度をなすように構成さ
れているので、受光側において同じ構成の偏光をユニッ
トを用いることにより、入射光のズレの検出を容易に行
うことができ、偏光の境界線及び境界線の交点の位置を
各偏光成分の受光量から容易に算出して検出することが
できる。
ば、上記の効果に加えて、板状又はフィルム状をなして
いるので、容易に加工できると共に小型化も容易に行う
ことができる。
ば、上記の効果に加えて、各偏光子が1つの板又はフィ
ルムからなる基板上に一体形成されているので、複数の
偏光子を接着剤等により接続したときに生じる領域の境
界における遮光成分を除去することができる。また、境
界部分の状態、例えば境界部分の棒状偏光粒子の状態を
制御することにより、偏光の重なりを制御することがで
きる。
ば、上記の効果に加えて、棒状偏光粒子の長軸方向が光
の吸収軸を形成し該長軸方向に直交する方向が光の透過
軸となる。
の製造方法によれば、同一基板面に異なる偏光面を有す
る2つ以上の偏光子を一体に形成することができる。
位置検出方法によれば、互いに異なる偏光面を有する2
つ以上の偏光を用いて、ワイヤレスで指示位置を伝達す
ることができる。
方法によれば、上記の効果に加えて、遠隔指示位置検出
装置において射出当初の境界線位置を受光できなくても
該境界線付近において重なり合った各偏光成分の光量を
検出することにより射出当初の境界線位置を検出するこ
とができるので、遠隔位置指示装置から射出される光を
前記遠隔指示位置検出装置において受光するときの受光
面積の縮小を図ることができると共に、各偏光を受光す
るための偏光子を隣接させる必要がなくなり、偏光子間
の空間を任意に使用することができる。
方法によれば、上記の効果に加えて、前記遠隔指示位置
検出装置において前記遠隔位置指示装置から射出された
偏光を透過する4つの偏光子が用いられているので、各
偏光子を透過する光量から、受光した偏光の境界線及び
境界線の交点の位置を容易に算出して検出することがで
きる。これにより、前記指示位置の算出処理を容易に行
うことができる。
方法によれば、上記の効果に加えて、互いに対角に位置
する2つの領域のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交
叉角度が90度をなし且つ隣接する2の領域のそれぞれ
を透過可能な光の偏光面の交叉角度が45度をなすよう
にしたので、受光側における入射光のズレによる偏光の
透過割合の算出が容易であり、偏光の境界線及び境界線
の交点の位置を受光量から容易に算出して検出すること
ができる。
によれば、発光素子から射出された光は、偏光ユニット
を通過して前記各領域毎に偏光面が異なる2つ以上の偏
光として射出されるため、隣り合う領域の境界線或いは
該境界線の交点等を指示位置とし、受光側において各偏
光成分の光量を検出することにより前記指示位置を検出
できるので、指示位置の伝達を行うことができる。ま
た、前記指示位置は光の射出方向の変化に伴って変わる
ので、周知のジョイスティックやマウスを扱う感覚で位
置を指示することができる。
によれば、上記の効果に加えて、4つの偏光子を備え、
各偏光子は光射出方向にほぼ直交する平面内に存在し且
つ互いに直交する2つの直線によって分割された4つの
領域に配置されているため、各領域に対応して互いに異
なる偏光面を有する4つの偏光が射出されるので、4つ
の領域の境界線の交点等を指示位置とすることにより、
各偏光成分の光量に基づく受光側における指示位置の算
出処理を容易に行うことができる。
によれば、上記の効果に加えて、受光側において同じ構
成の偏光をユニットを用いることにより、入射光のズレ
の検出を容易に行うことができ、偏光の境界線及び境界
線の交点の位置を各偏光成分の受光量から容易に算出し
て検出することができる。
によれば、上記の効果に加えて、偏光子が板状又はフィ
ルム状をなしているので、容易に加工できると共に装置
の小型化も容易に行うことができる。
によれば、上記の効果に加えて、各偏光子が1つの板又
はフィルムからなる基板上に一体形成されているので、
複数の偏光子を接着剤等により接続したときに生じる領
域の境界における遮光成分を除去することができる。
によれば、上記の効果に加えて、各偏光子の光射出面か
ら射出される偏光は、ある程度の広がり角度をもって射
出されるがことがほとんどであるが、遮光板を設けるこ
とにより、この広がり角度をなくす或いは低減すること
ができ、各偏光子から射出される偏光の重なり具合を調
整することができる。
によれば、上記の効果に加えて、信号発生手段から発生
される電気信号を命令信号や伝達情報信号等にすれば、
受光側において受光した光を復調することにより前記信
号発生手段から発生された情報を再生することができ
る。これにより、指示位置の伝達と情報の伝達をほぼ同
時に行うことができる。
示位置検出装置によれば、各偏光子の透過光を受光素子
によって受光してその光量に対応した電気信号を得るこ
とにより、位置検出手段によって遠隔位置指示装置から
射出された2つ以上の偏光の隣り合う領域の境界線或い
は該境界線の交点等の指示位置を検出することができ
る。
装置によれば、上記の効果に加えて、各偏光子が互いに
距離をあけて配置されているので、各偏光子の間に自由
空間を形成でき、該自由空間に任意の装置、例えば表示
装置等を配置可能となる。
装置によれば、上記の効果に加えて、各偏光子が同一面
内に配置されたユニットに形成されているので、製造作
業の簡略化を図ることができる。
装置によれば、上記の効果に加えて、前記遠隔位置指示
装置によって互いに直交する2つの直線によって分割さ
れた4つの領域毎に互いに異なる偏光面を有する偏光が
射出されると、前記4つの領域の境界線の交点等を指示
位置とすることができるので、前記位置検出手段による
指示位置の検出処理を容易に行うことができる。
装置によれば、上記の効果に加えて、前記4つの領域に
おいて、前記2つの直線の交点を基準として互いに対角
に位置する2つの領域のそれぞれを透過可能な光の偏光
面の交叉角度が90度をなし且つ隣接する2の領域のそ
れぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角度が45度をな
すように構成されているので、前記位置検出手段によっ
て受光量から偏光の境界線及び境界線の交点の位置を算
出する際の演算処理を簡略化することができる。
装置によれば、上記の効果に加えて、前記偏光ユニット
は板状又はフィルム状をなしているので、加工が容易で
あると共に装置の小型化も容易に行うことができる。
装置によれば、上記の効果に加えて、各偏光子が1つの
板又はフィルムからなる基板上に一体形成されているの
で、複数の偏光子を接着剤等により接続したときに生じ
る領域の境界における遮光成分を除去することができ
る。
装置によれば、上記の効果に加えて、全入射光量検出手
段によって求められた光量が常にほぼ一定レベルになる
ように、レベル制御手段によって各受光素子から出力さ
れる電気信号のレベルが互いに同期して制御されるの
で、前記遠隔位置指示装置から射出された光量がガウス
分布を示すような場合にも、前記偏光の境界位置の変化
による受光量の変化を正確に検出することができる。
装置によれば、上記の効果に加えて、前記偏光子に入射
される光が所定の通信信号に同期して強度変調されてい
るときに、前記通信信号再生手段によって前記受光素子
から出力される電気信号が復調されて前記通信信号が再
生されるので、指示位置の検出と通信信号の再生を同時
に行うことができる。
置によれば、遠隔位置指示装置から各領域毎に偏光面が
異なる2つ以上の偏光が射出され、隣り合う領域の境界
線或いは該境界線の交点等を指示位置とし、遠隔指示位
置検出装置において受光量を検出することにより前記指
示位置を容易に検出することができる。
グ装置を示す構成図
を示す構成図
動作を説明する図
動作を説明する図
動作を説明する図
グ装置を示す構成図
における遠隔指示位置検出装置を示す構成図
動作を説明する図
動作を説明する図
出動作を説明する図
出動作を説明する図
出動作を説明する図
置における遠隔位置指示装置を示す構成図
置における遠隔指示位置検出装置を示す構成図
路を示す構成図
出動作を説明する図
置の応用例を説明する図
置の応用例を説明する図
る偏光面を有する4つの偏光子を一体形成した偏光ユニ
ットの製造方法を説明する図
主体となる配向ユニットの構成を説明する図
成状態を説明する断面図
C…遠隔指示位置検出装置、11…偏光ユニット、11
a〜11d…偏光子、12…駆動回路、13…発光素
子、14…遮光板、15…信号発生回路、21…偏光ユ
ニット、21a〜21d…偏光子、22a〜22d…受
光素子、23,23’…演算回路、24a,24b…出
力端子、26…増幅回路、26a〜26d…増幅器、2
7…フィルタ回路、27a,27b,27c…BPF、
28…AGC回路、29a〜29c…出力端子、31
a,31b…境界線、41…同期検波回路、41a,4
1b,41c…サンプルホールド回路、41d…コンパ
レータ、42…信号処理回路、50…テレビジョン受像
機、51…リモコン装置、61…透明基板、62…塗布
膜、62a…分散媒体、62b…棒状偏光粒子、63…
配向ユニット、63a〜63d…配向器、64…軟鉄
心、65…絶縁被覆導線。
Claims (31)
- 【請求項1】 同一面内に2つ以上の領域を有し、各領
域には透過可能な光の偏光面が互いに異なる偏光子が設
けられ、これらの偏光子が一体化されてなることを特徴
とする偏光ユニット。 - 【請求項2】 互いに直交する2つの直線によって分割
された4つの領域を有していることを特徴とする請求項
1記載の偏光ユニット。 - 【請求項3】 各偏光子を透過可能な光の偏光面が、前
記2つの直線の交点を基準として互いに対角に位置する
2つの領域のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角
度が90度をなし、且つ隣接する2の領域のそれぞれを
透過可能な光の偏光面の交叉角度が45度をなすように
設定されていることを特徴とする請求項2記載の偏光ユ
ニット。 - 【請求項4】 板状又はフィルム状をなしていることを
特徴とする請求項1記載の偏光ユニット。 - 【請求項5】 1つの板又はフィルムからなる基板上に
各偏光子が一体形成されていることを特徴とする請求項
1記載の偏光ユニット。 - 【請求項6】 前記偏光子は、板又はフィルムからなる
基板と該基板上に形成された偏光層からなり、該偏光層
は硬化した媒体と該媒体に分散され且つ一定方向に配列
された棒状偏光粒子とから構成されていることを特徴と
する請求項1記載の偏光ユニット。 - 【請求項7】 同一面内に2つ以上の領域を有し、各領
域には透過可能な光の偏光面が互いに異なる偏光子が形
成されている偏光ユニットの製造方法であって、 磁性体からなる棒状偏光粒子を分散させた透光性の液状
媒体を基板面に塗布した後、 該基板面を2つ以上の領域に分割し、 各領域毎に互いに異なる方向に磁界を印加して前記棒状
偏光粒子を前記基板面にほぼ平行な一定方向に配列させ
た後に前記媒体を硬化させて偏光層となすことを特徴と
する偏光ユニットの製造方法。 - 【請求項8】 同一面内に2つ以上の領域を有し、各領
域には透過可能な光の偏光面が互いに異なる偏光子が形
成されている偏光ユニットの製造方法であって、 棒状偏光粒子を分散させた透光性の液状媒体を基板面に
塗布した後、 該基板面を2つ以上の領域に分割し、 各領域毎に互いに異なる方向に電界を印加して前記棒状
偏光粒子を前記基板面にほぼ平行な一定方向に配列させ
た後に前記媒体を硬化させて偏光層となすことを特徴と
する偏光ユニットの製造方法。 - 【請求項9】 遠隔位置指示装置から光を射出し、該射
出された光を遠隔指示位置検出装置により受光して前記
遠隔位置指示装置の指示する位置を検出する遠隔指示位
置検出方法であって、 前記遠隔位置指示装置から、光射出方向にほぼ直交する
面内の互いに独立した2つ以上の領域毎に偏光面が互い
に異なるように偏光された光を射出し、 前記遠隔指示位置検出装置では、前記領域毎に異なる偏
光のそれぞれを透過する2つ以上の偏光子を前記領域に
対応して備え、且つ前記遠隔位置指示装置から射出され
た光を前記偏光子に受けて、該偏光子の領域毎の透過光
量に基づいて前記遠隔位置指示装置の指定する位置を検
出することを特徴とする遠隔指示位置検出方法。 - 【請求項10】 前記遠隔位置指示装置は、各領域の偏
光子から射出する各偏光を、少なくとも隣接領域方向に
広がる所定の放射角度をもって射出することを特徴とす
る請求項9記載の遠隔指示位置検出方法。 - 【請求項11】 前記遠隔位置指示装置から光射出方向
にほぼ直交する面内の互いに直交する2つの直線によっ
て分割された4つの領域毎に偏光面が互いに異なるよう
に偏光された光を射出し、 前記遠隔指示位置検出装置では、前記遠隔位置指示装置
からの光入射方向にほぼ直交する面内の互いに直交する
2つの直線によって分割された4つの領域内に、前記遠
隔位置指示装置から射出される偏光のそれぞれを透過す
る4つの偏光子を前記4つの領域に対応して備え、且つ
前記遠隔位置指示装置から射出された光を前記偏光子に
受けて、該偏光子の領域毎の透過光量に基づいて前記遠
隔位置指示装置の指定する位置を検出することを特徴と
する請求項9又は10記載の遠隔指示位置検出方法。 - 【請求項12】 前記遠隔位置指示装置からは、前記直
交する2つの直線の交点を基準として互いに対角に位置
する2つの領域の光の偏光面の交叉角度が90度をな
し、且つ隣接する2の領域の光の偏光面の交叉角度が4
5度をなすような4つの偏光を射出し、 前記遠隔指示位置検出装置の各偏光子を透過可能な光の
偏光面を、前記互いに対角に位置する2つの領域内に配
置された偏光子のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交
叉角度が90度をなし且つ前記隣接する2の領域内に配
置された偏光子のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交
叉角度が45度をなすように設定することを特徴とする
請求項11記載の遠隔指示位置検出方法。 - 【請求項13】 遠隔指示位置検出装置に対して光を射
出し該光の射出方向を変化させて指示位置を変化させる
遠隔位置指示装置であって、 透過可能な光の偏光面が互いに異なる2つ以上の偏光子
と、 該偏光子の光入射側に設けられ且つ各偏光子に光を入射
する1つ以上の発光素子とを備えていることを特徴とす
る遠隔位置指示装置。 - 【請求項14】 4つの偏光子を備え、各偏光子は光射
出方向にほぼ直交する平面内に存在し且つ互いに直交す
る2つの直線によって分割された4つの領域に配置され
ていることを特徴とする請求項13記載の遠隔位置指示
装置。 - 【請求項15】 前記偏光子を透過可能な光の偏光面
が、前記2つの直線の交点を基準として互いに対角に位
置する2つの領域内に配置された偏光子のそれぞれを透
過可能な光の偏光面の交叉角度が90度をなし、且つ隣
接する2の領域内に配置された偏光子のそれぞれを透過
可能な光の偏光面の交叉角度が45度をなすように設定
されていることを特徴とする請求項14記載の遠隔位置
指示装置。 - 【請求項16】 前記偏光子は板状又はフィルム状をな
していることを特徴とする請求項13、14又は15記
載の遠隔位置指示装置。 - 【請求項17】 前記2つ以上の偏光子は1つの板又は
フィルムからなる基板上に一体形成されていることを特
徴とする請求項13乃至16の何れかに記載の遠隔位置
指示装置。 - 【請求項18】 前記偏光子は、板又はフィルムからな
る基板と該基板上に形成された偏光層からなり、該偏光
層は硬化した媒体と該媒体に分散され且つ一定方向に配
列された棒状偏光粒子とから構成されていることを特徴
とする請求項13乃至17の何れかに記載の遠隔位置指
示装置。 - 【請求項19】 前記偏光ユニットの光射出面に対して
直交し、且つ隣り合う前記領域の境界線上に配置された
遮光板を設けたことを特徴とする請求項13記載の遠隔
位置指示装置。 - 【請求項20】 所定の電気信号を発生する信号発生手
段と、該電気信号に同期して前記発光素子の発光を強度
変調する変調手段とを設けたことを特徴とする請求項1
3乃至19の何れかに記載の遠隔位置指示装置。 - 【請求項21】 遠隔位置指示装置から射出された偏光
面が互いに異なる2つ以上の偏光を受け該光の射出方向
に基づいて指示位置を検出する遠隔指示位置検出装置で
あって、 透過可能な光の偏光面が互いに異なる2つ以上の偏光子
と、 各偏光子の光射出側に設けられ且つ偏光子を透過して入
射する光量に対応してレベル変化する電気信号を出力す
る2つ以上の受光素子と、 各受光素子から出力される電気信号に基づいて前記遠隔
位置指示装置によって指示された位置を検出する指示位
置検出手段とを備えていることを特徴とする遠隔指示位
置検出装置。 - 【請求項22】 前記偏光子は互いに所定の距離をあけ
て配置されていることを特徴とする請求項21記載の遠
隔指示位置検出装置。 - 【請求項23】 前記2つ以上の偏光子として、同一面
内に2つ以上の領域を有し且つ各領域には透過可能な光
の偏光面が互いに異なる偏光子が設けられている偏光ユ
ニットを用いたことを特徴とする請求項21記載の遠隔
指示位置検出装置。 - 【請求項24】 前記偏光ユニットは互いに直交する2
つの直線によって分割された4つの領域を有しているこ
とを特徴とする請求項23記載の遠隔指示位置検出装
置。 - 【請求項25】 前記偏光ユニットの各偏光子を透過可
能な光の偏光面が、前記2つの直線の交点を基準として
互いに対角に位置する2つの領域のそれぞれを透過可能
な光の偏光面の交叉角度が90度をなし、且つ隣接する
2の領域のそれぞれを透過可能な光の偏光面の交叉角度
が45度をなすように設定されていることを特徴とする
請求項24記載の遠隔指示位置検出装置。 - 【請求項26】 前記偏光ユニットは板状又はフィルム
状をなしていることを特徴とする請求項24記載の遠隔
指示位置検出装置。 - 【請求項27】 前記偏光ユニットは1つの板又はフィ
ルムからなる基板上に各偏光子が一体形成されてなるこ
とを特徴とする請求項24記載の遠隔指示位置検出装
置。 - 【請求項28】 前記偏光ユニットの各偏光子は、板又
はフィルムからなる基板と該基板上に形成された偏光層
からなり、該偏光層は硬化した媒体と該媒体に分散され
且つ一定方向に配列された棒状偏光粒子とから構成され
ていることを特徴とする請求項24記載の遠隔指示位置
検出装置。 - 【請求項29】 全ての受光素子から出力される電気信
号に基づいて、前記全ての偏光子に入射される光量の和
を求める全入射光量検出手段と、 該全入射光量検出手段によって求められた光量値が常に
ほぼ一定レベルになるように前記各受光素子から出力さ
れる電気信号のレベルを互いに同期して制御するレベル
制御手段とを設けたことを特徴とする請求項21乃至2
8の何れかに記載の遠隔指示位置検出装置。 - 【請求項30】 前記偏光子に入射される光が所定の通
信信号に同期して強度変調されているときに、前記受光
素子から出力される電気信号を復調して前記通信信号を
再生する通信信号再生手段を設けたことを特徴とする請
求項21乃至29の何れかに記載の遠隔指示位置検出装
置。 - 【請求項31】 前記請求項13乃至20の何れかに記
載の遠隔位置指示装置と、該遠隔位置指示装置に対応し
た前記請求項21乃至30の何れかに記載の遠隔指示位
置検出装置とからなることを特徴とするポインティング
装置。
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