JPH09120340A - Pointing device - Google Patents
Pointing deviceInfo
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- JPH09120340A JPH09120340A JP27516895A JP27516895A JPH09120340A JP H09120340 A JPH09120340 A JP H09120340A JP 27516895 A JP27516895 A JP 27516895A JP 27516895 A JP27516895 A JP 27516895A JP H09120340 A JPH09120340 A JP H09120340A
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- spot
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特定位置の指示
(ポインティング)及びその位置情報を求める装置に関
し、より詳細には、展示及び発表などに用いて好適な特
定位置の光スポットによる指示およびその位置情報の検
出を行うポインティングデバイスに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for pointing a specific position (pointing) and obtaining position information thereof, and more particularly to pointing by a light spot at a specific position suitable for use in exhibitions and presentations. The present invention relates to a pointing device that detects position information.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポインティングデバイスといっても種類
は、雑多であり、広範囲に及ぶ。本発明に於いて主に取
り上げる分野である展示或いは発表においては、単純な
指示棒から、レーザポインタ、あるいはパーソナルコン
ピュータの壁面への投影を利用し広く普及しているマウ
スなどによる指示などがあげられ、それぞれの特質に応
じて広く使用される所となっている。2. Description of the Related Art There are various types of pointing devices, and they are widely used. In the exhibition or presentation, which is the main field of the present invention, there are instructions such as a simple pointing bar, a laser pointer, or a widely used mouse that utilizes projection on the wall surface of a personal computer. , It has been widely used according to its characteristics.
【0003】図9は、指示棒101を用いたプレゼンテ
ーションの典型的な風景である。指示棒101を用いた
場合には、図9の通り、例えば、掲示板102上の図表
のような提示するものと説明者の距離が比較的近接して
いる必要があり、この点が大きな制約条件となってい
る。この点を改善するものとして、OHP(オーバーヘ
ッドプロジェクタ)などが考案され、OHP本体の上に
置かれた原稿上で適当な指示棒或いは通常の筆記用具等
を使用することにより、投影面(スクリーン)から離れ
た場所に置ける指示動作が容易に行える。また、レーザ
ポインタは、指示動作が可能な位置的制約がさらに少な
く、任意の場所からの指示動作をより容易に行う事がで
きる。FIG. 9 is a typical scene of a presentation using the indicator rod 101. When the indicator rod 101 is used, as shown in FIG. 9, it is necessary that the presenter and the presenter, such as a chart on the bulletin board 102, are relatively close to each other, which is a major constraint condition. Has become. In order to improve this point, an OHP (overhead projector) or the like has been devised, and a projection surface (screen) can be obtained by using an appropriate pointing stick or an ordinary writing instrument on a document placed on the OHP body. The instruction operation that can be placed in a place away from is easily performed. In addition, the laser pointer has less positional restrictions on the pointing operation, and can more easily perform the pointing operation from an arbitrary place.
【0004】さらに最近では、いわゆるDTPR(Desk
Top Presentaion)も広く行われている。DTPRと
は、図10に示すごとく、コンピュータ104に搭載さ
れたソフトウエア及びデータを用いてプレゼンテーショ
ンを行うもので、コンピュータ104のディスプレイ上
に表示される画像情報をOHP103上に設置された投
影装置上(通常液晶ユニット105などが使用される)
に表示させ、コンピュータ104の画面の壁面への投影
を可能とする装置である。なお最近は、OHP103を
使用せず、壁面に直接投影可能ないわゆる液晶プロジェ
クタなども実用化されている。これらの装置を使用する
ことにより、コンピュータ上での電子的ポインティング
が可能となり、いわゆるマウスなどを使用したポインテ
ィング動作を壁面上に反映させることができる。このD
TPRは、以上述ベた利点の他にも資料が電子化されて
おり、検索動作が自由かつ迅速に行える。あるいは、資
料を紙やシートとして持ち歩く必要がない等の利点を有
し、広く使用されるところとなっている。なお、DTP
Rにおいては、基本的にコンピュータ上で使用可能なポ
インティングデバイスは使用が可能であり、一般的に広
く使用されているマウスの他に、トラックボール、タブ
レット、スティックタイプの入力装置、グライドポイン
ト(指先入力)などが利用可能である。More recently, the so-called DTPR (Desk
Top Present aion) is also widely practiced. As shown in FIG. 10, the DTPR is a presentation using software and data installed in the computer 104, and image information displayed on the display of the computer 104 is displayed on a projection device installed on the OHP 103. (Usually the liquid crystal unit 105 is used)
Is a device for displaying the screen of the computer 104 on the wall surface. Recently, a so-called liquid crystal projector that can directly project on a wall surface without using the OHP 103 has been put into practical use. By using these devices, electronic pointing on a computer becomes possible, and a pointing operation using a so-called mouse or the like can be reflected on the wall surface. This D
In addition to the advantages described above, the TPR is a computerized material, which allows the search operation to be performed freely and quickly. Alternatively, it has an advantage that it is not necessary to carry the material as a paper or a sheet, and is widely used. In addition, DTP
In R, the pointing device basically usable on the computer can be used. In addition to the mouse which is generally widely used, trackball, tablet, stick type input device, glide point (fingertip) Input) is available.
【0005】上述したように、多様な指示装置が存在す
るが、指示とは、単に指し示すだけであり、指示棒やレ
ーザポインタに於ける指示は、指し示す場所が情報とし
て獲得されることはない。しかし、指示装置という観点
で挙げた上述のDTPRに於いては、ポインティングす
る(指し示す)事自体が電子的な座標の管理により行わ
れるため、コンピュータは指示されている座標情報を獲
得可能であり、この情報をもとに、指示に付随する行為
として、例えば、いくつかの項目の中からの選択行為を
容易に実現できる。具体的には、特定の座標あるいは領
域のポインティング行為に別の状態への遷移をソフト的
に割り当てておけば、ポインティングの行為により、状
態の遷移等を伴う付加的機能を実現できる。このような
機能は単なる指示棒や、レーザポインタでは実現不可能
であることはいうまでもない。As described above, there are various pointing devices, but the pointing is merely pointing, and the pointing position of the pointing rod or the laser pointer is not acquired as information. However, in the above-mentioned DTPR given from the point of view of the pointing device, pointing (pointing) itself is performed by electronic coordinate management, so that the computer can acquire the designated coordinate information. Based on this information, as an action accompanying the instruction, for example, an action of selecting from some items can be easily realized. Specifically, if a transition to another state is softly assigned to a pointing action at a specific coordinate or area, an additional function accompanied by a state transition can be realized by the pointing action. Needless to say, such a function cannot be realized by a simple pointer or a laser pointer.
【0006】ただし、上述のDTPRを使用したマウス
によるポインティングにおけるような電子的指示が万能
かといえば、決して制約が無い訳ではない。このDTP
Rにおいて、指示可能な範囲は、コンピュータにより作
成された画面の範囲内である。換言すれば、DTPRに
おいては、電子的な投影によらない物体の指示は、不可
能である。このことは、紙面上に手で書かれた掲示物
や、実体のあるもの、物理的に存在する物体などを直接
指し示すことは、極めて困難であることから容易に理解
し得る。一方指示棒或いはレーザポインタは、原始的な
道具ではあるが、実体の有る物、すなわち物体を直接指
示する機能を有し、なおかつ手の延長として作用するた
め、操作性は極めて良好であり、今なお広く用いられて
いる。[0006] However, the electronic instruction as in pointing with a mouse using the above-mentioned DTPR is universal, but it is not without limitation. This DTP
In R, the instructable range is within the range of the screen created by the computer. In other words, in DTPR, it is impossible to indicate an object without using electronic projection. This can be easily understood because it is extremely difficult to directly point to a bulletin board, a substance, a physically existing object, or the like, which is manually written on the paper. On the other hand, the pointer or the laser pointer is a primitive tool, but it has a function of directly pointing to an actual object, that is, an object, and since it acts as an extension of the hand, its operability is extremely good. It is widely used.
【0007】上述を要するに、指示棒やレーザポインタ
は、ポインティング可能な物の範囲が広く且つ手の延長
として機能する為操作性も良好であるが、座標情報の獲
得が可能であるため、単なる指示に機能が限定される。
また、DTPRなどの電子的ポインティングは、座標情
報の獲得が容易であるため、指示に付随させた各種機能
との結合が容易である反面、その指示範囲、指示対象
は、電子的な表示範囲に限定される。そして、これらの
内、使用する場所(プレゼンテーションを行う者の立ち
位置)が最も広範囲なものは、レーザポインタであり、
DTPRは比較的限定された範囲に限られる。このよう
に従来からある此の種のポインティングデバイスのいず
れも、間題点を有するものである。In summary, the pointing rod and the laser pointer have a wide range of objects that can be pointed and have good operability because they function as an extension of the hand. However, since they can obtain coordinate information, they can be simply pointed. The function is limited to.
Further, in electronic pointing such as DTPR, since it is easy to obtain coordinate information, it is easy to combine with various functions attached to the instruction, but the pointing range and pointing target are within the electronic display range. Limited. And, of these, the one with the widest range of usage (the standing position of the person giving the presentation) is the laser pointer,
DTPR is limited to a relatively limited range. As described above, any of the conventional pointing devices of this kind has some problems.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の様な
間題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、ポイ
ンティングの操作者の立ち位置等の許容範囲が広く、且
つ手の延長として機能するため操作性が良好なポインタ
を使用し、かつポインタの指示位置の座標情報の獲得を
可能とするポインティングデバイスを提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its problem is that the pointing operator has a wide allowable range such as the standing position and the hand is It is to provide a pointing device that uses a pointer having an excellent operability because it functions as an extension and that can acquire coordinate information of a position pointed by the pointer.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、レー
ザ光源、フォーカシング光学系及び該フォーカシング光
学系の駆動系よりなり、前記フォーカシング光学系によ
り前記レーザ光源からのビーム光を被指示位置にスポッ
ト光として投射することにより特定位置の指示を行う装
置(いわゆるレーザポインタ)と、フォーカシングを調
整するように前記駆動系を動作させる手段と、該ビーム
光の投射範囲に位置し、その位置座標が既知の複数の受
光装置と、前記フォーカシングを調整する手段の動作と
の関係で求められる前記複数の受光装置からの受光情報
と前記既知の位置座標に基づき前記指示位置(ポインテ
ィングされている場所)を求める演算手段とを有するも
のである。請求項2の発明は、レーザ光源、フォーカシ
ング光学系及び該フォーカシング光学系の駆動系よりな
り、前記フォーカシング光学系により前記レーザ光源か
らのビーム光を被指示位置にスポット光として投射する
ことにより特定位置の指示を行う装置(いわゆるレーザ
ポインタ)と、投射されるビームをスパイラル状に走査
させるように前記駆動系を動作させる手段と、該ビーム
光の投射範囲に位置し、その位置座標が既知の複数の受
光装置と、前記走査手段の動作との関係で求められる前
記複数の受光装置からの受光情報と前記既知の位置情報
とに基づき前記指示位置(ポインティングされている場
所)を求める演算手段とを有するものである。請求項3
の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、前記
レーザ光源の駆動に変調を加えるとともに、受光装置に
おいて前記変調に基づく検出を行うことにより、雑音の
混入を防ぐようにしたものである。請求項4の発明は、
請求項3の発明において、前記変調の方式として、変調
周波数が漸増もしくは漸滅する方式を用いて、被指示位
置である光スポットの起点からの動作時間の情報を前記
変調数から読みとるようにしたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser light source, a focusing optical system, and a driving system for the focusing optical system. The focusing optical system directs the light beam from the laser light source to a designated position. A device for pointing a specific position by projecting as spot light (a so-called laser pointer), a means for operating the drive system so as to adjust focusing, and a position coordinate located in the projection range of the light beam. Based on the known position coordinates and the light reception information from the plurality of known light receiving devices and the operation of the means for adjusting the focusing, the designated position (pointed location) is determined. It has a calculating means to obtain. The invention according to claim 2 comprises a laser light source, a focusing optical system, and a drive system for the focusing optical system, and the focusing optical system projects the beam light from the laser light source as a spot light at a designated position to provide a specific position. A device (a so-called laser pointer) that gives instructions, a means for operating the drive system so as to scan the projected beam in a spiral shape, and a plurality of devices which are located within the projection range of the light beam and whose position coordinates are known. And a calculation means for obtaining the indicated position (pointing place) based on the light receiving information from the plurality of light receiving devices obtained in relation to the operation of the scanning means and the known position information. I have. Claim 3
According to the invention of claim 1 or 2, the driving of the laser light source is modulated, and the light receiving device performs detection based on the modulation to prevent noise from entering. . The invention of claim 4 is
In the invention of claim 3, a method in which the modulation frequency is gradually increased or decreased as the modulation method, and the information on the operation time from the starting point of the light spot at the designated position is read from the modulation number. Is.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】図1は、各請求項の発明に共通す
る基本的構成についてその実施の形態を概要として示す
図である。図1において、1は、使用者、2は、レーザ
ビームポインタ、3は、プレゼンテーションなどに使用
されるスクリーンなどを示す。ここでは、スクリーン3
として示したが、ポインタの適用対象は、特にスクリー
ンである必要はなく、具体的な物体で構成される物品の
有る範囲を任意に区切って使用しても差し支えない。
4,5,6は、受光部(センサ)を示し、これらのセン
サは、演算装置7の入力となる。なお、図1の8に示す
点は、レーザビームのスポットを示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing an outline of an embodiment of a basic structure common to the inventions of the claims. In FIG. 1, 1 is a user, 2 is a laser beam pointer, and 3 is a screen used for a presentation or the like. Here, screen 3
However, the target to which the pointer is applied does not have to be a screen in particular, and may be used by arbitrarily delimiting a range in which an article constituted by a specific object is present.
Reference numerals 4, 5 and 6 denote light receiving portions (sensors), and these sensors are inputs to the arithmetic unit 7. The point 8 in FIG. 1 indicates the spot of the laser beam.
【0011】以下に、指示動作と座標位置の検出動作を
順次説明する。 (指示動作)指示動作においては、通常のレーザビーム
ポインタの一般的な使用法と何ら変わる所はなく、使用
者1は、任意のスタイル(通常手で持って)でレーザビ
ームポインタ2を保持し、合焦状態、即ちレーザビーム
ポインタにおいて、最もシャープなビームが発せられ、
一般的には、極めて細い平行光線が発せられた状態で指
示動作が行われる。この動作により指示される様子は、
通常の場合と変わらず、プレゼンテーションを行ってい
る者1を始め、図示してはいないが、周囲に位置する聴
衆などに対しても、極めて明確な指示位置の表示を行
い、指示位置或いは領域の明確な表示を行うことが出来
る。なお、上述の通り、本説明においては、便宜的にス
クリーンという用語を使用しているが、スクリーンに限
らず、任意の物品に対して同様の操作(指示動作)を行
うことが可能である。The pointing operation and the coordinate position detecting operation will be sequentially described below. (Instruction operation) In the instruction operation, there is no difference from the general usage of the ordinary laser beam pointer, and the user 1 holds the laser beam pointer 2 in any style (usually held by hand). , In the focused state, that is, in the laser beam pointer, the sharpest beam is emitted,
Generally, the pointing operation is performed in the state where extremely thin parallel rays are emitted. The state instructed by this operation is
As is the case with the normal case, a very clear indication position is displayed to the audience 1 and the like (not shown) including the person giving the presentation, and the indication position or area is displayed. Clear display is possible. Note that, as described above, in the present description, the term screen is used for convenience, but the same operation (instruction operation) can be performed on any article, not limited to the screen.
【0012】(指示位置座標の検出動作)指示位置の座
標の検出動作として最初に示すものは、請求項1の発明
の実施の形態をなす。図2は、その動作状態を説明する
ための図で、スポット光8と受光部4,5,6の関係を示
すものである。合焦状態から、フォーカシングをずら
し、ポインティングされているスポット光8の径を拡大
する操作により開始され、図2(A)は、スポット光8
の径の拡大が開始された直後のスクリーン3上における
スポット光8の形状例を示している。図2(A)に示し
た例では、ポインティングの位置は、上下方向にはほぼ
中心に位置し、左右方向にはやや左に位置している。図
2(A)においては、スポット光8の径の拡大は開始さ
れたばかりであり、図2(A)の4,5,6に示す受光部
(センサ)の何れも受光状態にはない。図2(B)は、
図2(A)よりも時間的な経過を経た状態を示してい
る。この状態においては、スポット光8の径が受光部4
に到達し、受光部4から検出信号の出力が得られる。図
2(C)は、図2(B)よりもさらに時間的な経過を経
た状態を示し、スポット光8は受光部5,6にまで到達
し、受光部5,6においても検出信号の出力が得られ
る。以上に説明の通り、受光部は、ビームスポットの拡
大に伴い順次検出がなされ、これら検出出力は、7に示
す演算装置に入力される。なお、以上の説明において
は、説明を簡単化するため、受光部5,6の検出出力
は、同時に出力されるように説明したが、一般的には、
受光部4,5,6の検出タイミングは、それぞれ個別にな
る。以上の様に、受光部4〜6の受光タイミングを位置
信号に換え、受光部の既知の位置座標とともに演算する
ことにより、座標を求めることができる。(Detection Operation of Pointed Position Coordinates) The first operation for detecting the coordinates of the pointed position constitutes the embodiment of the invention of claim 1. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation state thereof and shows the relationship between the spot light 8 and the light receiving portions 4, 5, and 6. From the in-focus state, the focusing is shifted to start the operation of enlarging the diameter of the spot light 8 being pointed, and FIG.
The example of the shape of the spot light 8 on the screen 3 immediately after the start of the expansion of the diameter is shown. In the example shown in FIG. 2A, the pointing position is located substantially at the center in the vertical direction and slightly left in the horizontal direction. In FIG. 2A, the enlargement of the diameter of the spot light 8 has just started, and none of the light receiving portions (sensors) 4, 5 and 6 in FIG. 2A is in the light receiving state. FIG. 2B shows
It shows a state after a lapse of time as compared with FIG. In this state, the diameter of the spot light 8 is
And the output of the detection signal is obtained from the light receiving unit 4. FIG. 2C shows a state after a lapse of time as compared with FIG. 2B, in which the spot light 8 reaches the light receiving units 5 and 6, and the detection signals are output also in the light receiving units 5 and 6. Is obtained. As described above, the light receiving unit sequentially performs detection as the beam spot expands, and these detection outputs are input to the arithmetic unit shown in 7. In addition, in the above description, for simplification of the description, the detection outputs of the light receiving units 5 and 6 are described to be output at the same time, but in general,
The detection timings of the light receiving units 4, 5 and 6 are individual. As described above, the coordinates can be obtained by changing the light receiving timings of the light receiving units 4 to 6 into position signals and performing calculation with the known position coordinates of the light receiving units.
【0013】図3は、請求項1の発明におけるスポット
光の径を変えるための動作手段を備えたレーザビームポ
インタ(発光側)の実施の形態を示す。図3において、
10は、レーザダイオードのドライバ、11はレーザダ
イオードを示す。12,13,14は光学系を示し、駒
収差が問題にならない程度の光学設計が行われている。
この部分は、広く市販されているレーザビームポインタ
と本質的に変わる部分は無い。しかしながら、この実施
の形態では、光学系の一部の光学要素13が同図におい
ては左右方向、ビームの発射に関してはビームの発射方
向に移動可能であり、この機能によりスポット径の調節
が行い得る構成を取っている。そして、光学要素13
は、機械的な接続部分としてのメカニカルリンク15を
持ち、この部分は、更にコイル16と共にボイスコイル
を構成し、電気的入力により、その位置を可変にするこ
とが出来、このような構成とその動作に従ってスポット
径が電気的に制御可能となる。ボイスコイルの駆動は、
直接的にはボイスコイルドライバ17により行われる
が、ボイスコイルドライバ17の出力を調整して、スポ
ット径の拡大スピード等を制御すると、より好都合であ
る。FIG. 3 shows an embodiment of a laser beam pointer (light emitting side) provided with an operating means for changing the diameter of the spot light in the invention of claim 1. In FIG.
Reference numeral 10 denotes a laser diode driver, and 11 denotes a laser diode. Reference numerals 12, 13, and 14 denote optical systems, which are designed so that frame aberration does not pose a problem.
This part is essentially the same as the widely marketed laser beam pointer. However, in this embodiment, some of the optical elements 13 of the optical system can be moved in the horizontal direction in the figure and in the beam emission direction with respect to the beam emission, and this function can adjust the spot diameter. Taking the composition. And the optical element 13
Has a mechanical link 15 as a mechanical connection part, and this part further constitutes a voice coil together with the coil 16, and its position can be made variable by an electric input. The spot diameter can be electrically controlled according to the operation. The drive of the voice coil is
Although it is directly performed by the voice coil driver 17, it is more convenient to adjust the output of the voice coil driver 17 to control the expansion speed of the spot diameter and the like.
【0014】このために、タイムベース20,コントロ
ーラ19,及び関数発生回路18からなる回路が必要で
あり、スタートの為のスイッチ21により起動され、極
めて細いスポット径から、漸増的にスポット径の拡大を
行う。一般的には、ある一定周期で駆動されるタイムベ
ースの入力をもとに、コントローラ19は、単調増加的
な数値出力を発生する。発生された数値出力は、関数発
生回路18の入力となり、関数発生回路18では、例え
ば、テーブルを参照する形で駆動の為の数値を出力す
る。ボイスコイルドライバ17は、この出力により駆動
され、関数発生回路18のテーブルの書き換えにより、
任意の態様のスポット径の拡大が行える。For this reason, a circuit including a time base 20, a controller 19 and a function generating circuit 18 is required, and it is activated by a switch 21 for starting, and the spot diameter is gradually increased from an extremely thin spot diameter. I do. Generally, the controller 19 generates a monotonically increasing numerical output based on the input of a time base driven in a certain fixed period. The generated numerical value output becomes an input of the function generating circuit 18, and the function generating circuit 18 outputs a numerical value for driving, for example, by referring to a table. The voice coil driver 17 is driven by this output, and by rewriting the table of the function generating circuit 18,
The spot diameter can be enlarged in any manner.
【0015】図4は、スポット半径の拡大に代え、シャ
ープなスポットのままでスパイラル状の走査を行い、上
記図3に示したものと同様のレーザポインタをなす請求
項2の発明の実施の形態である。図3,図4の何れを用
いても、ポインタとしての機能は実現できるが、この実
施の形態のスパイラル状態の走査によれば、スポット径
そのものは拡大せず、したがって、エネルギー的にはよ
り強力な光ビームが受光部に入力でき、遠隔からの操作
により好適である。以下に、動作の概要を説明する。In FIG. 4, instead of enlarging the spot radius, spiral scanning is performed with a sharp spot, and a laser pointer similar to that shown in FIG. 3 is formed. Is. Although the function as the pointer can be realized by using any of FIGS. 3 and 4, the spot diameter itself is not enlarged according to the scanning in the spiral state of this embodiment, and therefore the energy is stronger. Such a light beam can be input to the light receiving unit, which is more suitable for remote operation. The outline of the operation will be described below.
【0016】図4(A)に示す10,11,12,1
3,14,18,19,20,21によって示される各
要素は、図3と全く共通である。ただし、レンズ13
は、図3の場合と異なり、固定されている。図4におい
て、新たに付け加えられた部分は、レンズ(走査用)2
5,アクチュエータ26,27,駆動回路28である。
なお、図4(B)に示した部分は、レンズ25およびア
クチュエータ26,27をレーザビームに対して直角を
なす平面図として示したものである。図4(B)におい
て、レンズ25の一端を固定されたレンズ25は、互い
に直交、即ち互いに直角方向の力を作用させるアクチュ
エータ26,27で駆動されることにより、歳差運動が
行われる。アクチュエータドライバ28は、関数発生回
路18からの入力により、歳差運動を行う。なお、歳差
運動は、スタートスイッチ21の押し下げ動作によりス
タートし、タイムベース20,コントローラ19によ
り、単調的に増加する関数発生回路18への出力信号が
生成される。この部分の動作については、図3と同様で
ある。10, 11, 12, 1 shown in FIG.
The elements indicated by 3, 14, 18, 19, 20, and 21 are exactly the same as in FIG. However, the lens 13
Is fixed, unlike the case of FIG. In FIG. 4, a newly added portion is a lens (for scanning) 2
5, actuators 26 and 27, and drive circuit 28.
The portion shown in FIG. 4 (B) is a plan view of the lens 25 and the actuators 26 and 27 at right angles to the laser beam. In FIG. 4B, the lens 25 having one end fixed thereto is driven by actuators 26 and 27 that exert forces in directions orthogonal to each other, that is, a direction perpendicular to each other, so that precession is performed. The actuator driver 28 performs precession movement according to the input from the function generating circuit 18. The precession movement is started by the pushing operation of the start switch 21, and the time base 20 and the controller 19 generate an output signal to the function generating circuit 18 which monotonically increases. The operation of this part is the same as in FIG.
【0017】さて、上述の実施の形態により、指示動作
がなされ、受光部における受光タイミングの関係と受光
部を設置した既知の座標関係から、演算装置により、ポ
インティングされている指示位置の座標を計算すること
が可能であるが、実際の使用においては、誤差を発生す
る要因が存在する。誤差の発生要因としては、本来検出
すべきレーザビームポインタ以外の光の検出やスクリー
ン(実際の使用状態においては、受光部の頂点を結ぶこ
とで構成される平面がスクリーンに等価な面となる)
が、使用者に対して直角になっていない場合などが上げ
られる。使用者がスクリーン面に対して垂直になってい
ない場合には、ビームスポットの形状は円形とならず、
検出精度が低下する。Now, according to the above-mentioned embodiment, the pointing operation is performed, and the coordinate of the pointing position pointed to is calculated by the arithmetic unit from the relationship of the light receiving timing in the light receiving section and the known coordinate relationship in which the light receiving section is installed. However, in actual use, there is a factor that causes an error. The cause of the error is the detection of light other than the laser beam pointer that should be originally detected, or the screen (in the actual state of use, the plane formed by connecting the vertices of the light receiving part is the surface equivalent to the screen).
However, it can be raised when it is not at a right angle to the user. If the user is not perpendicular to the screen surface, the shape of the beam spot will not be circular,
Detection accuracy decreases.
【0018】これらの点のうち、前者の改善策として、
レーザビームポインタの特定を確実に行うために、ビー
ムに対して特有の変調を加えることが考えられる。図5
及び図6は、請求項3の発明の実施の形態で上記した点
を改善するための手段として、発振器および変調器を付
加したものであり、図5は、ビームスポットの拡大によ
るもの(請求項1)、図6は、スパイラル状の走査によ
るもの(請求項2)への実施の形態である。図5,図6
において示されるように、変調器31,発振器30が付
加されている。この場合の変調動作は、アナログ的な方
法による場合には、発振器30として電圧制御発振器を
使用し、適当な変調をかけることが出来る。また、ディ
ジタル的に行う場合には、発振器30を動作クロックと
して、適当な変調をかければよい。Among these points, as the former improvement measure,
In order to ensure the identification of the laser beam pointer, it is possible to add a specific modulation to the beam. FIG.
6 and FIG. 6 show the addition of an oscillator and a modulator as means for improving the above points in the embodiment of the invention of claim 3, and FIG. 1) and FIG. 6 show an embodiment for spiral scanning (claim 2). 5 and 6
As shown in (3), a modulator 31 and an oscillator 30 are added. In the case of an analog method for the modulation operation in this case, a voltage-controlled oscillator is used as the oscillator 30, and an appropriate modulation can be applied. In the case of digital processing, the oscillator 30 may be used as an operating clock and appropriate modulation may be performed.
【0019】また、誤差について上述したところの後者
の課題、即ち、発表者の立ち位置の柔軟性を増すという
課題の解決手段を備えた請求項4の発明の実施の形態と
して、図5,図6に示されるスタートスイッチ21の押
し下げ時からの実時間を変調情報に乗せるということが
考えられる。この手法には、さまざまなものがあるが、
スイープ波形乃至はチャープ波形により実現することが
出来る。図7および図8は、この実施の形態を説明する
ための図である。図7において、横軸は、スタートスイ
ッチ押し下げからの時間を示し、縦軸は、コントローラ
19から発振器30への出力電圧を示している。このよ
うな、いわゆるランプ波形は、アナログ的には、積分要
素を持つ、例えば、ミラー積分回路などで極めて精度良
く発生可能であるし、ディジタル的に行う場合にも、D
/A変換器により極めて容易に行うことが出来る。一
方、図8に示す図は、横軸は同じくスタートスイッチ押
し下げからの時間の経過を示し、縦軸は、発振器の発振
周波数である。図8において、直線で示されるのは理想
的な場合の対応であるが、発振回路の構成や素子のばら
つきによっては、直線性が良好とは言えない場合もあ
る。このような場合は、発振周波数ないしは変調器から
の出力をもとにフィードバックをかけるのが効果的で、
図5,図6のおける変調器31からの発振器30への入
力は、このことを示すものである。5 and FIG. 5 as an embodiment of the invention of claim 4, which is provided with a means for solving the latter problem described above regarding the error, that is, the problem of increasing the flexibility of the standing position of the presenter. It is conceivable to add the real time from the time when the start switch 21 is depressed as shown in 6 to the modulation information. There are various methods for this,
It can be realized by a sweep waveform or a chirp waveform. 7 and 8 are diagrams for explaining this embodiment. In FIG. 7, the horizontal axis represents the time from the start switch depression, and the vertical axis represents the output voltage from the controller 19 to the oscillator 30. Such a so-called ramp waveform can be generated in an analog manner with an integration element, for example, with extremely high precision by a Miller integration circuit, and even when digitally performed, D
This can be done very easily by the / A converter. On the other hand, in the diagram shown in FIG. 8, the horizontal axis shows the passage of time since the start switch was pressed down, and the vertical axis shows the oscillation frequency of the oscillator. In FIG. 8, the straight line represents the ideal case, but the linearity may not be good in some cases depending on the configuration of the oscillation circuit and variations in the elements. In such cases, it is effective to apply feedback based on the oscillation frequency or the output from the modulator.
The input to the oscillator 30 from the modulator 31 in FIGS. 5 and 6 indicates this.
【0020】[0020]
【発明の効果】請求項1の発明において、発光側に、フ
ォーカシングを調整する手段、すなわちビームスポット
の大きさを可変にする手段を有する位置の指示及び位置
の特定を行う装置を用いることで、ポインティング可能
な者(操作者)の立ち位置等の許容範囲が広く、操作性
が良好なレーザポインタを提供し、かつ指示位置の座標
情報を獲得することが可能となり、従来単なる指示に止
まっていたレーザビームポインタを用いて座標情報の獲
得が可能となり、広範囲な応用が可能となる。また、請
求項2の発明において、請求項1のように、スポット半
径の拡大によらずに、スパイラル状の走査によること
で、請求項1の方法によるより遠隔での使用が可能とな
る。また、請求項3の発明において、レーザビームに変
調を加え、変調にもとづいて検波することにより、誤検
出を減らすことが出来る。さらに、請求項4の発明にお
いて、特別な変調動作、即ちスイープ乃至はチャープを
用いることで、変調情報にスタートスイッチ押し下げか
らの実時間の情報を内挿することが出来、演算回路の簡
単化または検出精度の向上、あるいは使用範囲(立ち位
置)の拡大が可能となる。According to the first aspect of the present invention, by using a device for indicating the position and specifying the position, which has means for adjusting the focusing, that is, means for changing the size of the beam spot on the light emitting side, It is possible to provide a laser pointer that has a wide allowable range such as the standing position of a person (operator) who can point, and has good operability, and to obtain the coordinate information of the pointed position. Coordinate information can be acquired by using a laser beam pointer, which enables a wide range of applications. Further, in the invention of claim 2, as in claim 1, by using the spiral scanning instead of enlarging the spot radius, it is possible to use the device more remotely by the method of claim 1. In addition, in the invention of claim 3, erroneous detection can be reduced by applying modulation to the laser beam and performing detection based on the modulation. Further, in the invention of claim 4, by using a special modulation operation, that is, a sweep or a chirp, real-time information after the start switch is pressed can be interpolated into the modulation information, which simplifies the arithmetic circuit. It is possible to improve the detection accuracy or expand the range of use (standing position).
【図1】本発明の基本構成の実施の形態を示す概要図で
ある。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a basic configuration of the present invention.
【図2】請求項1の発明の実施の形態における動作状態
を示す図で、(A)〜(C)はスポット形状の遷移例を
示す。FIG. 2 is a diagram showing an operation state in the embodiment of the invention of claim 1, (A) to (C) showing an example of transition of spot shapes.
【図3】請求項1の発明の実施の形態で、発光側の構成
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration on a light emitting side according to the embodiment of the invention of claim 1;
【図4】請求項2の発明の実施の形態で、発光側の構成
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration on a light emitting side according to the embodiment of the invention of claim 2;
【図5】請求項3の発明の実施の形態で、発光側の構成
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration on a light emitting side in the embodiment of the invention of claim 3;
【図6】請求項3の発明の他の実施の形態で、発光側の
構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a structure of a light emitting side in another embodiment of the invention of claim 3;
【図7】請求項4の発明の実施の形態における変調にか
かわる制御電圧の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a control voltage related to modulation in the embodiment of the invention of claim 4;
【図8】請求項4の発明の実施の形態における変調にか
かわる発振(変調)周波数の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of an oscillation (modulation) frequency related to modulation in the embodiment of the invention of claim 4;
【図9】従来の指示棒を用いたプレゼンテーションの状
況を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a situation of a presentation using a conventional pointing stick.
【図10】従来のDTPRを用いたプレゼンテーション
の状況を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a situation of a presentation using a conventional DTPR.
1…使用者、2…レーザビームポインタ、3…スクリー
ン、4〜6…受光器、7…演算手段、8…レーザビーム
によるスポット、10…レーザダイオードの駆動回路、
11…レーザダイオード、12,13,14…光学系、
15…メカニカルリンク、16…コイル、17…ボイス
コイルドライバ、18…関数発生回路、19…コントロ
ーラ、20…タイムベース、21…スタートスイッチ、
25…レンズ、26,27…アクチュエータ、28…ア
クチュエータドライバ、30…発振器、31…変調器。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... User, 2 ... Laser beam pointer, 3 ... Screen, 4-6 ... Light receiver, 7 ... Arithmetic means, 8 ... Laser beam spot, 10 ... Laser diode drive circuit,
11 ... Laser diode, 12, 13, 14 ... Optical system,
15 ... Mechanical link, 16 ... Coil, 17 ... Voice coil driver, 18 ... Function generating circuit, 19 ... Controller, 20 ... Time base, 21 ... Start switch,
25 ... Lens, 26, 27 ... Actuator, 28 ... Actuator driver, 30 ... Oscillator, 31 ... Modulator.
Claims (4)
該フォーカシング光学系の駆動系よりなり、前記フォー
カシング光学系により前記レーザ光源からのビーム光を
被指示位置にスポット光として投射することにより特定
位置の指示を行う装置(いわゆるレーザポインタ)と、
フォーカシングを調整するように前記駆動系を動作させ
る手段と、該ビーム光の投射範囲に位置し、その位置座
標が既知の複数の受光装置と、前記フォーカシングを調
整する手段の動作との関係で求められる前記複数の受光
装置からの受光情報と前記既知の位置座標に基づき前記
指示位置(ポインティングされている場所)を求める演
算手段とを有することを特徴とする位置の指示及び指示
された特定位置の位置情報を求めるポインティングデバ
イス。1. A laser light source, a focusing optical system, and a drive system for the focusing optical system, wherein the focusing optical system projects a light beam from the laser light source as a spot light at a designated position to indicate a specific position. A device (so-called laser pointer) for performing
Obtained in relation to the means for operating the drive system to adjust the focusing, a plurality of light receiving devices located in the projection range of the light beam, whose position coordinates are known, and the operation of the means for adjusting the focusing. The position indication and the specified specific position, which comprises: calculating means for obtaining the indicated position (pointed place) based on the received light information from the plurality of light receiving devices and the known position coordinates. A pointing device that seeks location information.
該フォーカシング光学系の駆動系よりなり、前記フォー
カシング光学系により前記レーザ光源からのビーム光を
被指示位置にスポット光として投射することにより特定
位置の指示を行う装置(いわゆるレーザポインタ)と、
投射されるビームをスパイラル状に走査させるように前
記駆動系を動作させる手段と、該ビーム光の投射範囲に
位置し、その位置座標が既知の複数の受光装置と、前記
走査手段の動作との関係で求められる前記複数の受光装
置からの受光情報と前記既知の位置情報とに基づき前記
指示位置(ポインティングされている場所)を求める演
算手段とを有することを特徴とする位置の指示及び指示
された特定位置の位置情報を求めるポインティングデバ
イス。2. A laser light source, a focusing optical system, and a drive system for the focusing optical system, wherein the focusing optical system projects a beam of light from the laser light source as a spot light at a designated position to indicate a specific position. A device (so-called laser pointer) for performing
A means for operating the drive system so as to scan the projected beam in a spiral manner, a plurality of light-receiving devices located in the projection range of the light beam, the position coordinates of which are known, and the operation of the scanning means. Position indication and indication, characterized by having a calculation means for obtaining the indicated position (pointed place) based on the light reception information from the plurality of light receiving devices and the known position information obtained by the relationship. A pointing device that seeks position information of a specific position.
もに、受光装置において前記変調に基づく検出を行うこ
とにより、雑音の混入を防ぐようにしたことを特徴とす
る、請求項1又は請求項2記載のポインティングデバイ
ス。3. The method according to claim 1, wherein noise is prevented from being mixed by applying modulation to the driving of the laser light source and performing detection based on the modulation in the light receiving device. The pointing device described.
もしくは漸減する方式を用いて、被指示位置である光ス
ポットの起点からの動作時間の情報を前記変調数から読
みとるようにした請求項3記載のポインティングデバイ
ス。4. The modulation method is such that a modulation frequency is gradually increased or gradually decreased, and the information on the operation time from the starting point of the light spot which is the designated position is read from the modulation number. The pointing device described.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27516895A JP3369374B2 (en) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | pointing device |
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JPH09120340A true JPH09120340A (en) | 1997-05-06 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000242257A (en) * | 1999-02-22 | 2000-09-08 | Canon Inc | Display device, picture displaying method, and storage medium |
KR100449710B1 (en) * | 2001-12-10 | 2004-09-22 | 삼성전자주식회사 | Remote pointing method and apparatus therefor |
US7119788B2 (en) | 1998-12-17 | 2006-10-10 | Sony Corporation | Image processing apparatus, image processing method, providing medium and presentation system |
US20110134035A1 (en) * | 2008-08-06 | 2011-06-09 | Lg Innotek Co., Ltd. | Transmitting Apparatus, Display Apparatus, and Remote Signal Input System |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP27516895A patent/JP3369374B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7142198B2 (en) | 2001-12-10 | 2006-11-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for remote pointing |
US20110134035A1 (en) * | 2008-08-06 | 2011-06-09 | Lg Innotek Co., Ltd. | Transmitting Apparatus, Display Apparatus, and Remote Signal Input System |
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